JP2010015018A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１ページ分の画像データ全体の濃度データを算出する画像形成装置において、濃度データを算出する回路の規模を抑制する。
【解決手段】各画素の濃度を表す画素データの集合からなる画像データに基づいて、主走査方向、及び主走査方向に直交する副走査方向に二次元的に静電潜像が形成された感光体に、トナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、前記画像データを主走査方向に複数に分割した主走査ブロックＡ〜Ｄに設けられ、それぞれ前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロックＡ１〜Ｄ６それぞれについて、前記画素データを積算する複数の計数回路と、前記各計数回路によって前記単位ブロック毎の画素データの積算値が算出される都度、当該積算値を取得する積算値取得手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。

従来、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段を備えた電子写真方式の画像形成装置において、トナー消費量を正確に算出する技術として、特許文献１及び特許文献２が開示されている。特許文献１に開示された画像形成装置は、トナー像が形成される画素数をカウントする印字画素カウント手段に加え、本来トナー像が形成されない空白画素にはみ出して付着するトナーの消費量をも算出するべく、印字画素と空白画素の境界部であるエッジをカウントするエッジカウント手段を備えている。また、特許文献２に開示された画像形成装置は、露光される画素数を計数する露光画素計数手段（前記印字画素カウント手段に相当する）による計数に加え、印刷条件に応じた補正を行ってトナー消費量を算出している。

また、例えば画像中にベタ塗り部が局在する場合に、局所的にトナーの消費量が増大して、その部分のトナーの供給が不足するために濃度むらが発生することがある。このような濃度むらを防止するために、特許文献３及び４に開示された画像形成装置は、主走査方向について分割された複数のブロック毎にカウンタ回路を設け、前記ブロック毎に濃度データを算出している。そして、特許文献３の画像形成装置においては、前記ブロック毎にトナーを供給し、特許文献４の画像形成装置においては、印刷方法やトナー供給方法を変更して、濃度むらを防止している。特許文献３及び４の画像形成装置においては、濃度データの算出は主走査方向についてのみ行われているのみで、副走査方向については行われていない。
特開２００４−１６３８８５号公報（段落（００１１）〜段落（００１３）） 特開２００６−２２７６０１号公報（段落（０００８）） 特開平９−２０４０９４号公報（段落（００１７）） 特開２００７−１８７８３０号公報（段落（０００７）〜段落（００１２））

より高精度に濃度むらを防止するために、１ページ分の画像データを複数のブロックに分割し、全ブロックに対応するカウンタ回路を用意すると、回路規模が膨大になる。

本発明は前記の問題を解決するためになされたものであり、濃度むらを高精度に抑制するために、１ページ分の画像データを複数のブロックに分割し、１ページ分の全ブロックについて濃度データを算出する場合にも、濃度データを算出する回路の規模が小さく、前記各ブロックのトナー像の形成に必要な量のトナーを、前記現像手段に供給することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、各画素の濃度を表す画素データの集合からなる画像データに基づいて、主走査方向、及び主走査方向に直交する副走査方向に二次元的に静電潜像が形成された感光体に、トナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、前記画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応して設けられ、それぞれ前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロック毎に、それぞれ前記画素データを積算する複数の計数回路と、前記各計数回路によって前記単位ブロック毎の画素データの積算値が算出される都度、当該積算値を取得する積算値取得手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、前記現像手段は、各画素の濃度を表す画素データの集合からなる画像データに基づいて主走査方向及び主走査方向に直交する副走査方向に二次元的に静電潜像が形成された感光体にトナーを供給してトナー像を形成し、前記補給手段は、前記現像手段にトナーを補給し、前記画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応して設けられた複数の計数回路は、前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロック毎にそれぞれ前記画素データの積算値を積算し、積算値取得手段は、前記各計数回路によって前記単位ブロック毎の画素データの積算値が算出される都度、当該積算値を取得する。そのため、単位ブロック毎に前記画素データの積算値を積算する計数回路の数は、前記単位ブロック全てに対応する数ではなく、前記画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応する数しか必要にならない。したがって、計数回路の規模を抑えることができる。

前記構成において、前記各計数回路は、前記積算値を格納する第１のビット数のデータレジスタと、前記データレジスタの末尾のビット位置から起算して前記積算値の最大値のビット数に相当するビット位置を先頭ビットとして、前記積算値のうち該先頭ビットから前記第１のビット数よりも小さい第２のビット数分のみを読み取りデータとして取得する読み取りデータ取得手段と、を備え、前記積算値取得手段は、前記データレジスタから前記読み取りデータ取得手段によって取得された前記読み取りデータを取得することが望ましい（請求項２）。

この構成によれば、前記読み取りデータ取得手段は、前記第１のビット数の前記データレジスタに格納された前記積算値のうち、前記データレジスタの末尾のビット位置から起算して前記積算値の最大値のビット数に相当するビット位置を先頭ビットとして、前記第１のビット数よりも小さい前記第２のビット数分のみを読み取りデータとして取得する。そして、前記積算値取得手段は、前記データレジスタから前記読み取りデータ取得手段によって取得された前記読み取りデータを取得するため、前記積算値取得手段が一度に取得可能なビット幅が、第２のビット数である場合において、前記積算値取得手段の処理能力を有効に活用して効率よく前記積算値データを取得して処理できる。

さらに、前記構成において、前記単位ブロックのサイズが、副走査方向について可変であることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、前記単位ブロックのサイズが副走査方向について可変であるので、走査速度に応じて変化する副走査方向の走査数に対応して、単位ブロックのサイズを設定することができる。

さらに、前記構成において、前記補給手段は、前記単位ブロック毎の前記画素データの積算値に基づいて、前記各単位ブロックのトナー像の形成に必要な量のトナーを、前記現像手段に補給することが望ましい（請求項４）。

この構成によれば、前記補給手段は、前記単位ブロック毎の前記画素データの積算値に基づいて、前記各単位ブロックのトナー像の形成に必要な量のトナーを、前記現像手段に補給する。そのため、局所的にトナーを多く消費する画像データであっても、必要な量のトナーが前記現像手段の対応する部位に供給される。したがって、濃度むらのない出力結果を得ることができる。

本発明によれば、画素データの積算値を積算する計数回路の規模を抑えることができる。したがって、計数回路が簡素化され、画像形成装置の製造コストが削減できる。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例を示す側面断面図である。本実施形態においては、画像形成装置としてプリンタ１０を例示している。図１においてＸ−Ｘ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を前方、＋Ｘ方向を後方という。

プリンタ１０は、装置本体１１下部に、積載された用紙Ｐ１の束（以下、用紙束Ｐという）から１枚ずつ用紙Ｐ１を繰り出させる給紙装置３０と、装置本体１１における仕切板１１５より上方位置に、給紙装置３０から供給された用紙Ｐ１上にトナー像を転写する画像形成部２０と、画像形成部２０で転写された用紙Ｐ１上のトナー像を用紙Ｐ１に定着させる定着装置２７と、を備えている。定着装置２７でトナー像を定着された用紙Ｐ１は、装置本体１１の頂部に形成された排紙トレイ１１７へ排紙される。

給紙装置３０は、用紙束Ｐを積載するとともに装置本体１１に対して挿脱可能に装着された用紙カセット３１と、用紙カセット３１の前方側に用紙束Ｐから１枚ずつ用紙Ｐ１を繰り出させる大径の給紙ローラ３１１と、を備えて構成されている。装置本体１１には、給紙ローラ３１１の直上位置に小径の搬送コロ３１２が設けられている。

給紙ローラ３１１の駆動によって用紙カセット３１から繰り出された用紙Ｐ１は、搬送コロ３１２を介し、給紙搬送路３１３、給紙搬送路３１３の用紙搬送方向下流端に設けられたレジストローラ対３１４を順次通って画像形成部２０に給紙される。なお、用紙カセット３１の前壁３８は、給紙ローラ３１１から画像形成部２０へ用紙Ｐ１をガイドするガイド面とされている。

画像形成部２０は、コンピュータ等から伝送された画像情報に基づき用紙Ｐ１にトナー像を転写する。画像形成部２０は、左右方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム２１（感光体）の周面に沿うように、当該感光体ドラム２１の直上位置から時計方向に向けて帯電器２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５およびクリーニング装置２６が配設されることによって構成されている。

感光体ドラム２１は、その周面に、コンピュータ等の外部の機器から伝送される画像データに応じた静電潜像、及びこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものである。帯電器２２は、ドラム心回りに時計方向に回転している感光体ドラム２１の周面に一様な電荷を形成させるものであり、本実施形態においては、ワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム２１の周面に電荷を付与するコロナ放電方式のものが採用されている。これに代えて、その周面が感光体ドラム２１の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２１の周面へ電荷を付与する、帯電ローラ方式を採用してもよい。

露光装置２３は、コンピュータ等の外部の機器から伝送されてきた画像データに基づき、強弱の付与されたレーザー光を、回転している感光体ドラム２１の周面に照射する。レーザー光が照射された部分の電荷が消去されることによって、静電潜像が当該感光体ドラム２１の周面に形成される。

現像装置２４は、感光体ドラム２１の周面に現像剤の内のトナー粒子を供給して、該周面の静電潜像が形成された部分にトナー粒子を付着させ、これによって感光体ドラム２１の周面にトナー像を形成させるものである。なお、プリンタ１０においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。キャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。トナーは、トナーカートリッジ２４０から現像装置２４に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置２４内に装填されており、消耗することなく循環使用される。

現像装置２４の内部は、前方の第１攪拌室２４１と後方の第２攪拌室２４２とに前後に分割されている。第１攪拌室２４１と第２攪拌室２４２は左右両端で連通され、それぞれ内部に第１攪拌機２４３（補給手段）、第２攪拌機２４４（補給手段）が左右方向に回転可能に設けられている。第２攪拌室２４２後方には左右方向に沿って長尺の現像ローラ２４５（現像手段）が回転可能に並設されている。現像ローラ２４５の内部には、永久磁石が回転不可能に設けられている。第１攪拌機２４３、第２攪拌機２４４は、現像ローラ２４５とともに、図示しないメインモータにより回転駆動されるようになっている。

図２は、トナーが、現像装置２４内部をキャリアと攪拌されながら搬送されることで帯電され、現像ローラ２４５上に吸着された後、感光体ドラム２１の周面にトナー像を形成するまでの状態を説明するための模式図である。図２においてＹ−Ｙ方向を左右方向といい、特に−Ｙ方向を左方、＋Ｙ方向を右方という。

トナーカートリッジ２４０に貯留されたトナーは、第１攪拌室２４１の左端上部に設けられたトナー補給口ＴＳＯから、第１攪拌室２４１へと供給される。第１攪拌機２４３及び第２攪拌機２４４の回転軸２４３ａ及び２４４ａには、それぞれ左端から右端までつながるスパイラル羽根２４３ｂ及び２４４ｂが設けられている。第１攪拌室２４１左端に供給されたトナーは、第１攪拌機２４３の回転に伴いスパイラル羽根２４３ｂの作用によって、矢印Ｃ１に示すように第１攪拌室２４１内部を右方向へと搬送される。第１攪拌室２４１右端に到達したトナーは、第１攪拌室２４１右端で連通する第２攪拌室２４２右端へと搬送される。第２攪拌室２４２内部のトナーは、第２攪拌機２４４の回転に伴いスパイラル羽根２４４ｂの作用によって、攪拌されつつ矢印Ｃ２に示すように第２攪拌室２４２内部を左方向へと搬送される。このとき、第１攪拌室２４１及び第２攪拌室２４２内をキャリアと攪拌されながら搬送されることで帯電されたトナーの一部は、現像ローラ２４５内に設けられた前記永久磁石により、第２攪拌室２４２後方に並設された現像ローラ２４５上に吸着される。現像ローラ２４５上に吸着したトナーは、現像ローラ２４５と対向する感光体ドラム１０３上の静電潜像に適宜付着させられて消費される。これによって感光体ドラム２１の周面にトナー像が形成される。消費されずに第２攪拌室２４２の左端まで搬送されたトナーは、第２攪拌室２４２の左端で連通する第１攪拌室２４１の左端へと搬送され、再び上記の搬送経路をたどることになる。

転写ローラ２５は、感光体ドラム２１の直下位置に送り込まれた用紙Ｐ１に対して、感光体ドラム２１の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐ１に転写させる。転写ローラ２５は、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐ１に付与する。

感光体ドラム２１の直下位置に到達した用紙Ｐ１は、転写ローラ２５と感光体ドラム２１とによって押圧挟持されつつ、転写処理が施される。この転写処理は、プラスに帯電した感光体ドラム２１周面のトナー像を、マイナスに帯電した用紙Ｐ１の表面に向けて引き剥がす処理である。

クリーニング装置２６は、用紙Ｐ１への転写処理後の感光体ドラム２１の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置２６によって清浄化された感光体ドラム２１の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器２２へ向かう。

定着装置２７は画像形成部２０において転写処理の施された用紙Ｐ１のトナー像に加熱による定着処理を施す。定着部２７は、内部に通電発熱体、例えばハロゲンヒータ２７３が装着されたヒートローラ２７１と、このヒートローラ２７１の下部で周面が対向配置された加圧ローラ２７２とを備えている。転写処理後の用紙Ｐ１は、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ２７１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ２７２との間のニップ部を通過することにより、ヒートローラ２７１からの熱を得て定着処理が施される。トナー像が定着された用紙Ｐ１は、排紙搬送路３１５を通って排紙トレイ１１７へ排出される。

図３は、プリンタ１０の現像処理に係る機能的な構成を示すブロック図である。プリンタ１０は、計数部４００、制御部５００、現像装置２４を備えている。

計数部４００は、累積カウンタ４１０（計数回路）を複数、例えば４つ備えている。累積カウンタ４１０は、図略のコンピュータ等から入力される各画素の濃度を表す画素データの集合からなる画像データを主走査方向に複数、例えば４つに分割した各主走査ブロック毎に設けられている。累積カウンタ４１０は、前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロック毎に前記画素データを積算する。この積算値は、制御部５００内部のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３０に記憶される。なお、走査速度に応じて副走査方向の走査数は変化するので、前記単位ブロックのサイズは、副走査方向について可変とされている。

制御部５００は、ＣＰＵ５１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２０、ＲＡＭ５３０を備えている。

ＣＰＵ５１０は、現像処理を含むプリンタ１０の全体的な制御を行う制御プログラムを実行する。ＣＰＵ５１０はさらに、ＲＯＭ５２０に格納された画素データ積算プログラムを実行することにより、各累積カウンタ４１０から単位ブロック毎の画素データの積算値を取得してＲＡＭ５３０に格納する。そして１ページ全体の画素データの積算値を算出する。

このように、ＣＰＵ５１０は、画素データ積算プログラムを実行することによって、積算値取得手段の一例として機能する。ＣＰＵ５１０は、前記制御プログラムを実行し、各単位ブロック毎の前記積算値に対応する量のトナーを、現像ローラ２４５の各単位ブロックに対応する位置に供給するために必要な第１攪拌機２４３及び第２攪拌機２４４の回転数を求める。

ＲＯＭ５２０は、不揮発性のメモリからなり、プリンタ１０の制御プログラムや、前記画素データ積算プログラム等を格納している。

ＲＡＭ５３０は、前記単位ブロック毎の前記画素データの積算値等を記憶し、制御部５１０による画素データ積算プログラム等の実行に際して、作業領域として用いられるメモリである。

現像装置２４は、ＣＰＵ５１０が求めた前記の回転数で第１攪拌機２４３及び第２攪拌機２４４を回転させ、前記各単位ブロックのトナー像の形成に必要な量のトナーを現像ローラ２４５に供給する。

図４は、画素データの積算方法を説明するための模式図である。図４（Ａ）は画像データの主走査ブロックと単位ブロックを示す図であり、図４（Ｂ）は、リードウィンドウの設定方法を説明するための図である。図４（Ａ）に示すように、この例において各画素の濃度を表す画像データは、主走査方向にＡ〜Ｄの４つの主走査ブロックに分割され、各主走査ブロックは、副走査方向に６つに分割されたＡ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ６の単位ブロックにさらに分割されている。このとき、累積カウンタ４１０の数は、Ａ〜Ｄの主走査ブロックに対応する４個である。ここでは、画像データは１画素当たり６ｂｉｔ（６ｂｐｐ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｐｉｘｅｌ））で、各画素の濃度を表している。また、各単位ブロック当たりの主走査画素数を２２４画素とする。

図４（Ｂ）に示すように、各累積カウンタ４１０は、２６ｂｉｔのデータレジスタ４１１と、ＣＰＵ５１０から読み出し可能なデータレジスタ４１１のビット範囲であるリードウィンドウの設定を受け付ける設定レジスタ４１２と、設定レジスタ４１２に設定されたリードウィンドウのビット範囲を選択する図略の選択回路と、単位ブロック内の画像データを順次データレジスタ４１１に加算する図略の加算回路を用いて構成されている。設定レジスタ４１２がリードウィンドウの設定を受け付け、前記選択回路が設定レジスタ４１２に設定されたリードウィンドウのビット範囲を選択することによって、設定レジスタ４１２と前記選択回路とは読み取りデータ取得手段の一例として機能する。

ＣＰＵ５１０は８ビットのレジスタを備えるものとする。そして、ＣＰＵ５１０が、ＣＰＵ５１０が読み出そうとするデータのＭＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）に対応するビット位置を先頭にして、先頭から８ｂｉｔをリードウィンドウとして設定レジスタ４１２に設定すると、ＣＰＵ５１０は、当該リードウィンドウのビット位置から８ｂｉｔ分を、データレジスタ４１１から読み出せるようになっている。

図略のコンピュータ等からプリンタ１０に、副走査方向の単位ブロック１行分までの画像データ（図４（Ａ）において楕円１で囲まれた部分）が入力されると、ＣＰＵ５１０は、画素データ積算プログラムをＲＯＭ５２０から読み込んで開始し、累積カウンタ４１０内の設定レジスタ４１２に設定されたリードウィンドウのデータを読み込む。４つの累積カウンタ４１０は、図４（Ａ）に示すそれぞれ対応する単位ブロックＡ１〜Ｄ１の画素データを積算する。

画像データの濃度データは６ｂｐｐなので、１つの画素データの最大値は１０進数で６３ｄとなる。以下、１０進数には「ｄ」を、１６進数には「ｈ」を、２進数には「ｂ」を付して表す。例えば、副走査本数が５００ラインの場合には、各単位ブロック当たりの主走査画素数が２２４画素であるから、画素データの積算値の最大値は、１０進数で、６３ｄ×２２４ｄ×５００ｄ＝７，０５６，０００ｄ、１６進数で６ＢＡＡ８０ｈとなる。これは、２進数で「１１０１０１１１０１０１０１０１０００００００ｂ」であるから、２３ｂｉｔとなる。また、副走査本数が４０９６ラインの場合は、各単位ブロックの画素データの積算値は、１０進数で最大、６３ｄ×２２４ｄ×４０９６ｄ＝５７，８０２，７５２ｄ、１６進数で３７２００００ｈとなる。これは、２進数で「１１０１１１００１０００００００００００００００００ｂ」であるから、２６ｂｉｔとなる。

各累積カウンタ４１０が、主走査方向の１行目の単位ブロックＡ１〜Ｄ１の画素データを積算し終えると、ＣＰＵ５１０は、画素データ積算プログラムを実行することにより、データレジスタ４１１から画素データの積算値をＣＰＵ５１０内部のレジスタへと読み込み、前記積算値を該レジスタからＲＡＭ５３０に書き込む。前記積算値のＣＰＵ５１０内部のレジスタへの読み込みに際しては、ＣＰＵ５１０の処理単位である８ｂｉｔに対応して前記積算値の先頭８ｂｉｔのみが読み込まれる。これについて副走査本数が５００ラインの場合を例に、以下に説明する。

上記の通りこの場合の画素データの積算値の最大値は２３ｂｉｔの「１１０１０１１１０１０１０１０１０００００００ｂ」である。図４（Ｂ）に示すように、このとき前記最大値の累積カウンタ４１０のデータレジスタ４１１におけるＭＳＢは、ｂｉｔ［２２］である。ＣＰＵ５１０が、ＭＳＢ［２２］を先頭に以下８ビットをリードウィンドウとして設定レジスタ４１２に設定すると、データレジスタ４１１［２５：０］の内、太枠で囲んで示している［２２：１５］、すなわち２３ｂｉｔの先頭８ｂｉｔである１１０１０１１１が、ＣＰＵ５１０から読み出される。副走査本数が４０９６ラインであるときには、画素データの積算値の最大値は２６ｂｉｔであるから、累積カウンタ４１０のデータレジスタ４１１におけるＭＳＢはｂｉｔ［２５］となり、ＭＳＢ［２５］から先頭８ｂｉｔがリードウィンドウとして設定レジスタ４１２に設定されて、ドットカウンタ［２５：０］の内、先頭８ｂｉｔの［２５：１８］のデータがＣＰＵ５１０から読み出される。このようにして、副走査本数によって変化する単位ブロック当りの画素データの積算値の最大値に応じたリードウィンドウが設定される。

副走査方向の２行目の単位ブロックＡ２〜Ｄ２の画像データ（図４（Ａ）において楕円２で囲まれた部分）が入力される間に、ＣＰＵ５１０が画素データ積算プログラムを実行することにより、リードウィンドウに設定された積算値の先頭８ｂｉｔがＣＰＵ５１０によって読み込まれ、ＲＡＭ５３０に転送される。先に例示した副走査本数が５００ラインの場合、単位ブロック当りの画素データの積算値が最大値を取るとき、先頭８ｂｉｔである１１０１０１１１は１０進数で２１５ｄであるから、単位ブロック当りの画素データの積算値は、２１５段階のデータに置き換えられることになる。ＲＡＭ５３０に転送された前記８ｂｉｔデータに基づいて、ＣＰＵ５１０は制御プログラムを実行し、現像ローラ２４５へ必要量のトナーを供給するのに必要な第１攪拌機２４３及び第２攪拌機２４４の回転数を算出し、現像装置２４を制御する。

上記のようにリードウィンドウを設定することにより、ＣＰＵ５１０は、その処理単位である８ｂｉｔごとに、データを取得することができる。したがって、ＣＰＵ５１０は効率よく画素データ積算プログラムを実行することができる。しかも、ＣＰＵ５１０が制御プログラムを実行して現像装置２４に現像ローラ２４５へ必要量のトナーを供給させる制御を行うのに十分な精度も確保されている。

ＣＰＵ５１０はさらに、画素データ積算プログラムを実行して、ＲＡＭ５３０に格納された単位ブロック毎の画素データの積算値を読み込んで積算する。画像データの処理は、図４（Ａ）の副走査方向１行目の単位ブロックＡ１〜Ｄ１（楕円１で囲まれた部分）から画像データの最終部分である副走査方向６行目の単位ブロックＡ６〜Ｄ６（楕円６で囲まれた部分）まで順次行われる。単位ブロック毎の画素データの積算値がさらに積算されることにより、１ページ分の全ブロックについて積算された濃度データが算出されることになる。この濃度データはトナーカートリッジ２４０の使用開始時から積算されており、トナーカートリッジ２４０内のトナー残量の計算に使用される。

図５は、現像装置２４におけるトナー補給の態様を説明するための模式図である。画像データ中にはａ、ｂ、ｃの３箇所にベタ塗り部が存在する。下方に図示する現像装置２４の左右方向の位置は、画像データの主走査方向の位置に対応している。画像データは、主走査方向にＡ〜Ｔの２０の主走査ブロックに分割され、各主走査ブロックは、副走査方向に６つに分割された単位ブロックＡ１〜Ｔ６にさらに分割されている。ベタ塗り部ａは単位ブロックＮ１〜Ｓ２の領域に、ベタ塗り部ｂは単位ブロックＢ４〜Ｃ６の領域に、ベタ塗り部ｃは単位ブロックＬ５〜Ｐ６の領域に、それぞれ存在する。また、現像装置２４のスパイラル羽根２４４ｂの１ピッチに相当する分を１ブロックとして示しＢ１〜Ｂ２６としている。

図略のコンピュータ等からプリンタ１０に画像データが入力されると、最初に副走査方向１行目の単位ブロックＡ１〜Ｔ１の画素データが積算され印刷が開始される。このとき、ベタ塗り部ａが存在する主走査ブロックＮ〜Ｓの印刷に対応する現像装置のブロックＢ１９〜Ｂ２４において、局所的にトナーの消費量が増大してトナーの供給が不足する。濃度むらを防止するためには、Ｂ１９〜Ｂ２４の６つのブロックにトナーを速やかに供給する必要がある。トナーを６ブロック分供給するためには、スパイラル羽根２４４ｂが６ピッチ進む必要がある。すなわち、第２攪拌装置２４４は６回転すればよい。この制御は、ＣＰＵ５１０が、制御プログラムを実行することによって行われる。ベタ塗り部ａの印刷によってトナーが不足したブロックの位置は、第２攪拌装置２４４が１回転するとＢ１８〜Ｂ２３になり、さらに１回転するとＢ１７〜Ｂ２２となって、左へ１ブロックずつ移動することになる。

印刷が副走査方向３行目の単位ブロックＡ３〜Ｔ３まで進むと、ベタ塗り部ｂが存在する主走査ブロックＢ〜Ｃの印刷に対応するＢ７〜Ｂ９の３ブロックにおいて、局所的にトナーの消費量が増大してトナーの供給が不足する。印刷が副走査方向５行目の単位ブロックＡ５〜Ｔ５まで進むと、ベタ塗り部ｃが存在する主走査ブロックＬ〜Ｐの印刷に対応するＢ１７〜Ｂ２２の６ブロックにおいても、トナーの供給が不足することになる。制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵ５１０は、第１攪拌装置２４３及び第２攪拌装置２４４の回転数を制御してＢ１７〜Ｂ２２の６ブロックに速やかにトナーを供給させるとともに、ベタ塗り部ｃの印刷によってトナーが消費され不足しているブロックの位置が、第２攪拌装置２４４の回転とともに左に移動してきて、Ｂ７〜Ｂ９の３ブロックに重ならないよう第１攪拌装置２４１及び第２攪拌装置２４２の回転数を制御する。

現像装置２４において、このようにしてトナー補給が制御されるため、画像データにベタ塗り部が存在しても現像ローラ２４５には必要量のトナーが吸着される。そのため、感光体ドラム１０３上の静電潜像にも必要量のトナーが付着するから、濃度むらのない印刷結果が得られる。

上記に説明した実施形態によれば、画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応して設けられた複数の累積カウンタ４１０は、前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロック毎に前記画素データの積算値を積算し、ＣＰＵ５１０は、画素データ積算プログラムを実行して、前記各累積カウンタ４１０によって前記単位ブロック毎の画素データの積算値が算出される都度、当該積算値を取得する。そのため、単位ブロック毎に前記画素データの積算値を積算する累積カウンタ４１０の数は、前記単位ブロック全てに対応する数ではなく、前記画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応する数しか必要にならない。したがって、１ページ分の画像データを複数のブロックに分割し、１ページ分の全ブロックについて濃度データを算出しても、計数回路の規模を抑えることができる。

また、本実施形態においては、ＣＰＵ５１０は、２６ｂｉｔのデータレジスタ４１１に格納された前記積算値のうち、８ｂｉｔのみをリードウィンドウに設定して読み出す。したがって、ＣＰＵ５１０が画素データ積算プログラムを実行するに際して、ＣＰＵ５１０の処理単位である８ｂｉｔに等しいビット数のリードウィンドウのデータを取得するため、ＣＰＵ５１０は効率よく前記積算値データを取得して処理できる。

また、本実施形態においては、前記単位ブロックのサイズが副走査方向について可変であるので、走査速度に応じて変化する副走査方向の走査数に対応して、単位ブロックのサイズを設定することができる。

さらに、本実施形態においては、画像データにベタ塗り部が存在しても、制御プログラムによって現像装置２４でのトナー補給が制御され、感光体ドラム１０３上の静電潜像に必要量のトナーが付着するから、濃度むらのない印刷結果が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記の実施形態において、ＣＰＵ５１０は、データレジスタ４１１（上記実施形態においては２６ｂｉｔ）に格納された前記積算値のうち、リードウィンドウのデータ（上記実施形態においては８ｂｉｔ）のみを取得し、ＣＰＵ５１０内部のレジスタ（上記実施形態においては８ｂｉｔ）へ転送する。ＣＰＵ５１０が、累積カウンタ４１０のデータレジスタ４１１のビット数以上のバス幅及び内部レジスタを備えていれば、この設定は省略することができる。

（２）上記の実施形態において、前記単位ブロックのサイズを副走査方向について可変としたが、副走査方向の走査数が一定である場合は、このサイズを固定としてもよい。

（３）上記の実施形態において、画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明した。本発明は、複写機やファクシミリ装置、あるいはプリンタ部とともにスキャナ部を有する複合機などにも適用できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１０を示す側面断面図である。 現像装置２４内部をトナーが搬送される状態を説明するための模式図である。 プリンタ１０の現像処理に係る機能的な構成を示すブロック図である。 画素データの積算方法を説明するための模式図であり、（Ａ）は画像データの主走査ブロックと単位ブロックを示す図であり、（Ｂ）はリードウィンドウの設定方法を説明するための図である。 現像装置２４におけるトナー補給の態様を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ プリンタ
２１ 感光体ドラム（感光体）
２４ 現像装置
２４１ 第１攪拌室
２４２ 第２攪拌室
２４３ 第１攪拌機（補給手段）
２４４ 第２攪拌機（補給手段）
２４３ａ、２４４ａ 回転軸
２４３ｂ、２４４ｂ スパイラル羽根
２４５ 現像ローラ（現像手段）
４００ 計数部
４１０ 累積カウンタ（計数回路）
４１１ データレジスタ
４１２ 設定レジスタ（読み取りデータ取得手段）
５００ 制御部
５１０ ＣＰＵ（積算値取得手段）
５２０ ＲＯＭ
５３０ ＲＡＭ

Claims (4)

1. 各画素の濃度を表す画素データの集合からなる画像データに基づいて、主走査方向、及び主走査方向に直交する副走査方向に二次元的に静電潜像が形成された感光体に、トナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
   前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
   前記画像データを主走査方向に複数に分割した各主走査ブロックに対応して設けられ、前記各主走査ブロックを副走査方向に複数に分割した単位ブロック毎に、それぞれ前記画素データを積算する複数の計数回路と、
   前記各計数回路によって前記単位ブロック毎の画素データの積算値が算出される都度、該積算値を取得する積算値取得手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各計数回路は、前記積算値を格納する第１のビット数のデータレジスタと、
   前記データレジスタの末尾のビット位置から起算して前記積算値の最大値のビット数に相当するビット位置を先頭ビットとして、前記積算値のうち該先頭ビットから前記第１のビット数よりも小さい第２のビット数分のみを読み取りデータとして取得する読み取りデータ取得手段と、を備え、
   前記積算値取得手段は、前記データレジスタから前記読み取りデータ取得手段によって取得された前記読み取りデータを取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記単位ブロックのサイズが、副走査方向について可変であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記補給手段は、前記積算値取得手段により取得された前記単位ブロック毎の前記画素データの積算値に基づいて、前記各単位ブロックのトナー像の形成に必要な量のトナーを、前記現像手段に補給することを特徴とする請求項１〜３に記載の画像形成装置。

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