JP2018041042A - 画像形成装置および濃度補正制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを抑えつつ、再現性低下領域の補正を行うことが可能な画像形成装置および濃度補正制御方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、入力画像データに基づき、画像形成条件に従って、現像剤担持体から像担持体にトナーを供給して当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルを一時的に記憶する記憶部と、副走査方向において画像濃度の再現性低下領域が所定領域内に入るように、画像形成条件を変更する画像形成条件変更部と、画像形成条件の変更後における再現性低下領域がなくなるように、濃度プロファイルに対して濃度補正を行う画像処理部と、を備える。【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置および濃度補正制御方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した像担持体（例えば、感光体ドラム）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより、静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された像担持体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

像担持体にトナー像を形成する現像方式には、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナーとキャリアー（鉄粉）を用いる二成分現像方式がある。二成分現像方式の現像装置においては、現像剤担持体（例えば、現像ローラー）の表面に、現像剤を付着させて担持、搬送し、現像剤担持体に対向して配置された像担持体の表面に、現像剤中のトナーを移行、付着させてトナー像を形成する（現像）。

現像剤担持体から像担持体にトナーを供給する方式には、像担持体と現像剤担持体とをこれらが対向する現像位置において同一方向に移動させて現像を行う正転現像と、反対方向に移動させて現像を行う逆転現像とがある。

正転現像では、現像位置でキャリアーからトナーが離脱する際、トナーと共にマイナス電荷がキャリアーから離脱するため、キャリアー表面にはプラス電荷が残る。これをカウンターチャージと呼ぶ。カウンターチャージはキャリアーを通じて現像剤担持体側へ移動するが、現像位置でカウンターチャージがキャリアー上に残留している場合は、像担持体の回転方向の下流側で、既に像担持体に現像されたトナーがキャリアーに引きつけられて現像効率が低く抑えられる。

図１、図２および図３Ａに、像担持体の移動方向Ｄ１と現像剤担持体の移動方向Ｄ２とが同一である正転現像を示す。また、図３Ｂに移動方向Ｄ１，Ｄ２が互いに反対である逆転現像を示す。また、図１および図３Ａ，３Ｂに、高濃度ソリッド部を高濃度部６０１として示し、ハーフトーン画像を低濃度部６０２として示す。

カウンターチャージによる現像効率の低下は、濃度不足や濃度不安定化を招き、低濃度部６０２内で高濃度部６０１に隣接するエッジ部のうち、像担持体の回転方向の下流側が白く抜ける、リードオフ（白抜け）という問題がある。

リードオフは、高濃度部６０１と低濃度部６０２との境界で、現像されたトナーの電荷とカウンターチャージとのバランスが崩れ、トナーがカウンターチャージに引き寄せられることで発生しやすくなる。図１に、トナーとそのトナーを引き寄せるカウンターチャージとを破線で囲んで示す。また、正転現像では、図２に示すように、カウンターチャージの影響で現像効率が低下する分、リードオフを解消することが難しい。リードオフの顕著性は、正転現像において高く（図３Ａ参照）、逆転現像において低い（図３Ｂ参照）。

逆転現像においては、一般的に現像剤担持体と像担持体との相対速度が大きくなるので、現像剤担持体の表面に形成された磁気ブラシによる擦過の影響により、ハーフトーンやベタ黒の画像を現像するとき、画像における像担持体の回転方向の下流側の部分（画像後端部）のエッジ部へトナーが掃き寄せられ、画像後端部が画像における像担持体の回転方向の上流側および中央側の他の部分と比べて濃くなって、濃度ムラを生じさせる、掃き寄せという問題がある。

また、逆転現像では、画像における像担持体の回転方向の上流側の部分（画像先端部）のエッジ部にトナーが付着せず先端が薄くかすれる、先端かすれが発生しやすくなるという問題がある。なお、逆転現像において生ずる掃き寄せ、および、先端かすれを「濃度段差」と総称する場合がある。

上記のリードオフ及び濃度段差を、像担持体の回転方向である副走査方向の画像濃度の再現性低下領域、また、単に、再現性低下領域という場合がある。再現性低下領域における濃度補正は、再現性低下領域における副走査方向の濃度変動を示す濃度プロファイルに対して行われる。

例えば、特許文献１には、リードオフなどの画像結果を、画像信号中の特徴的なパターンとして捕らえて画像信号を補正し、静電潜像を、現像特性を補う形で形成させることにより、欠陥のない画像を得ることを可能とする技術が開示されている。

特開平１１−１９６２７７号公報

ところで、再現性低下領域における濃度プロファイルの情報量は、例えば、濃度プロファイルにおける副走査方向の所定領域のライン数で表される。濃度プロファイルは例えばバッファーに一時記憶される。濃度プロファイルの情報量を小さく、すなわち、濃度プロファイルにおける副走査方向のライン数を少なく設定して、メモリー容量を小さくすることが好ましい。

しかしながら、画像形成装置の設置環境の変化や画像形成装置の耐久使用の進行などにより、再現性低下領域の副走査方向の幅が、濃度プロファイルの副走査方向の所定領域の外まで拡大して、濃度プロファイルに対する補正では、再現性低下領域の濃度補正を十分に行うことができない場合がある。

これに対し、上記設置環境の変化などにより拡大する再現性低下領域の副走査方向の最大幅を想定し、最大幅に応じて濃度プロファイルにおける副走査方向の所定領域を広げた場合に、所定領域のライン数を一時記憶するためのメモリー容量が増え、コストアップになるという問題点があった。

本発明の目的は、コストアップを抑えつつ、再現性低下領域の濃度補正を行うことが可能な画像形成装置および濃度補正制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
入力画像データに基づき、画像形成条件に従って、現像剤担持体から像担持体にトナーを供給して当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルを一時的に記憶する記憶部と、
前記副走査方向において画像濃度の再現性低下領域が前記所定領域内に入るように、前記画像形成条件を変更する画像形成条件変更部と、
前記画像形成条件の変更後における前記再現性低下領域がなくなるように、前記濃度プロファイルに対して濃度補正を行う画像処理部と、を備える。

また、本発明における濃度補正制御方法は、
入力画像データに基づき、画像形成条件に従って、現像剤担持体から像担持体にトナーを供給して当該像担持体上にトナー像を形成し、
副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルを一時的に記憶し、
前記副走査方向において画像濃度の再現性低下領域が前記所定領域内に入るように、前記画像形成条件を変更し、
前記画像形成条件の変更後における画像濃度の再現性低下領域がなくなるように、前記濃度プロファイルに対して濃度補正を行う。

本発明によれば、コストアップを抑えつつ、再現性低下領域の濃度補正を行うことができる。

リードオフの発生原因を示す図である。 正転現像におけるカウンターチャージとトナーとの関係を示す図である。 正転現像におけるリードオフを示す図である。 逆転現像におけるリードオフを示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 再現性低下領域の一例としての掃き寄せを概略的に示す図である。 濃度補正後における掃き寄せを概略的に示す図である。 所定領域内に入れられた掃き寄せを概略的に示す図である。 濃度補正後における再現性低下領域を概略的に示す図である。 濃度プロファイルに対する濃度補正処理のフローチャートである。 変形例１における再現性低下領域の評価チャートである。 変形例２における現像バイアス電圧における交流成分を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図５は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図４、５に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー画像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図５に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

ＲＡＭ１０３には、副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルが一時記憶される。例えば、一時記憶される副走査方向の所定領域の幅は、１２０ｄｏｔ分の約５．１ｍｍである。

制御部１００は、濃度プロファイルに対して濃度補正を行うように、画像処理部３０を制御する。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。また、画像処理部３０は、再現性低下領域５０１（後述する）がなくなるように、濃度プロファイルに対して濃度補正を行う。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図４では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３（本発明の「像担持体」に対応）、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

露光装置４１１は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ligth Emitting Diode）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ、個々のＬＥＤを駆動するためのＬＰＨ駆動（ドライバＩ）、及びＬＥＤアレイからの放射光を感光体ドラム４１３上に結像させるレンズアレイ等を有するＬＥＤプリントヘッドで構成される。ＬＥＤアレイの１つのＬＥＤが、画像の１ドットに対応する。

露光装置４１１は、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光体ドラム４１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤）を収容する。現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像ローラー１１０（本発明の「現像剤担持体」に対応）に現像バイアス電圧が引加され、感光体ドラム４１３と現像ローラー１１０との間に電界が形成される。感光体ドラム４１３と現像ローラー１１０との電位差によって、現像ローラー１１０上の帯電トナーが感光体ドラム４１３の表面の露光部に移動し、付着する。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）があらかじめ設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

画像形成装置１においては、感光体ドラム４１３に対する現像ローラー１１０の副走査方向の移動に起因して、また、トナーを現像した後のキャリアーに残るカウンターチャージに起因して、画像におけるエッジ部において、掃き寄せ、先端かすれ、及び、リードオフなどの画像濃度の再現性低下領域が生ずる。

図６は、再現性低下領域５０１の一例としての掃き寄せを概略的に示す図である。図７は、濃度補正後における掃き寄せを概略的に示す図である。図６に、感光体ドラム４１３の移動方向Ｄ１と現像ローラー１１０の移動方向Ｄ２とが反対である逆転現像を示し、また、初期時における掃き寄せを破線で示し、環境の変化や耐久が進んだ時における掃き寄せを実線で示す。

初期時における画像形成条件は、再現性低下領域５０１の副走査方向の幅が濃度プロファイルの副走査方向の所定領域（例えば、約５．１ｍｍ）５００内に入るように設定される。したがって、制御部１００が、再濃度プロファイルに対して濃度補正を行うように画像処理部３０を制御した場合には、再現性低下領域５０１の全部が濃度補正される。

しかしながら、環境の変化や耐久が進むことによって、図６に実線で示すように、再現性低下領域５０１の副走査方向の幅が所定領域５００の外まで拡大する。したがって、制御部１００が、濃度プロファイルに対して濃度補正を行うように画像処理部３０を制御しても、濃度補正がされない領域５０２（図７参照）が残って、画像の品質が低下する場合がある。

次に、画像形成条件変更部について説明する。
制御部１００は、画像形成条件変更部として機能する。
画像形成条件変更部は、環境情報に基づいて、再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を所定領域５００内に入れるように、画像形成条件を変更する。ここで、環境情報は温度および湿度の少なくとも一方を含み、環境センサー７４（図５参照）により測定される。環境センサー７４は、環境情報としての温度および湿度を検出する。画像形成条件変更部は、環境センサー７４の検出結果に基づいて画像形成条件を変更する。

また、画像形成条件変更部は、耐久情報に基づいて、再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を所定領域５００内に入れるように、画像形成条件を変更する。耐久情報は累積印字枚数を含む。画像形成条件変更部は、印刷ジョブに含まれる画像情報から取得した印字枚数を積算し、積算した累積印字枚数に基づいて、画像形成条件を変更する。なお、耐久情報を、画像形成した画像のカバレッジ情報、感光体ドラム４１３の走行時間、現像剤の耐久情報（現像剤走行時間）とし、これらの走行時間を、制御部１００が備えるタイマー（図示略）が計時するようにしてもよい。

図８は、所定領域５００に入れられた再現性低下領域５０１の一例としての掃き寄せを概略的に示す図である。図８に、入れられる前における掃き寄せを破線で示し、入れられた後における掃き寄せを実線で示す。

画像形成条件変更部は、画像形成条件変更テーブルに基づいて、再現性低下領域５０１を所定領域５００内に入るように（図８参照）、画像形成条件を変更する。ここで、「所定領域内に入る」とは、所定領域５００の副走査方向の両端の少なくとも一方との間に隙間を設けるように所定領域内に収めること、および、上記両端との間に隙間を設けないように所定領域５００内に収めることの両方をいうものとする。

画像形成条件変更テーブルは、環境情報と画像形成条件とを対応づけた表である。また、画像形成条件変更テーブルは、耐久情報と画像形成条件とを対応づけた表である。画像形成条件変更テーブルは、記憶部７２に記憶されている。

制御部１００は、実際の画像形成前に、画像形成条件を変更し、また、濃度プロファイルを補正する。

また、制御部１００は、濃度プロファイルに対して濃度補正を行うように画像処理部３０を制御する。

画像形成条件変更部により変更される画像形成条件には、例えば、感光体ドラム４１３の周速度に対する現像ローラー１１０の周速度である周速比（以下、「現像θ」と呼ぶ）と、現像バイアス電圧における交流成分の周波数とがある。

先ず、画像形成条件としての現像θを変更する画像形成条件変更部について説明する。なお、現像θは、感光体ドラム４１３および現像ローラー１１０の各周速度の絶対値を比較した値を意味する。

画像形成条件変更部は、例えば、現像ローラー１１０の回転速度を設定するための駆動モーター制御信号を生成し、駆動モーターに出力することで、感光体ドラム４１３の周速度に対する現像ローラー１１０の周速度である周速比を変更する。

逆転現像において、画像形成条件変更部が現像θを上げると、感光体ドラム４１３に対する現像ローラー１１０の相対的な速度が上がって、感光体ドラム４１３における現像ローラー１１０の移動する側（画像後端側）により多くのトナーが引き寄せられる。これにより、画像後端部において濃度ムラを生じさせる掃き寄せとしての再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を狭めて、濃度プロファイルの所定領域５００に入れることが可能となる（図８参照）。

逆転現像において、画像形成条件変更部が現像θを下げると、画像先端部においてかすれを生じさせる先端かすれとしての再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を狭めて、濃度プロファイルの所定領域５００に入れることが可能となる。

正転現像において生ずるリードオフは、感光体ドラム４１３に対する現像ローラー１１０の相対的な移動量が多くなるに応じてその副走査方向の幅が拡大する。正転現像において、画像形成条件変更部が現像θを下げると、リードオフとしての再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を狭めて、濃度プロファイルの所定領域５００に入れることが可能となる。

次に、画像形成条件としての現像バイアスの交流成分の周波数（以下、「交流成分の周波数」、また、単に「周波数」ともいう）を変更する画像形成条件変更部について説明する。

交流成分を含む現像バイアス電圧を現像ローラー１１０に出力するとともに、交流成分の周波数を変更可能な電源部（図示略）が設けられている。現像バイアス電圧の交流成分により、現像ローラー１１０に担持されているトナー粒子が、現像位置において現像ローラー１１０と感光体ドラム４１３との間を往復運動しながら感光体ドラム４１３上の静電潜像の形成部分に付着していく（現像）。

逆転現像において、画像形成条件変更部が交流成分の周波数を高くすると、トナー粒子の往復運動が多くなり、感光体ドラム４１３に付着するトナー粒子が多くなる。これにより、画像後端部において濃度ムラを生じさせる掃き寄せとしての再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を狭め、濃度プロファイルの所定領域５００に入れることが可能となる。

逆転現像において、画像形成条件変更部が交流成分の周波数を低くすると、画像先端部においてかすれを生じさせる先端かすれとしての再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を狭め、濃度プロファイルの所定領域５００に入れることが可能となる。

次に、濃度プロファイルに対する濃度補正処理について説明する。図１０は、濃度プロファイルに対する濃度補正処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、画像形成装置１が印刷ジョブを受信することに伴い、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ１００において、制御部１００は、濃度プロファイルを、例えば記憶部７２から取得して、ＲＡＭ１０３に一時記憶させる。

ステップＳ１１０において、制御部１００が、例えば、環境情報に基づき、画像形成条件の変更が必要であるか否かを判断する。

画像形成条件の変更が必要であると判断した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、画像形成条件変更部は、画像形成条件を変更する（ステップＳ１２０）。例えば、逆転現像において掃き寄せの発生可能性を有する入力画像データである場合において、画像形成条件変更部は、環境センサー７４の検出結果に基づいて高温高湿環境であると判断した場合に、現像θおよび交流成分の周波数を上げる方向に変更する。

ステップＳ１３０において、画像処理部３０は、画像形成条件の変更後における再現性低下領域５０１がなくなるように、濃度プロファイルに対して濃度補正を行う。

一方、画像形成条件の変更が必要であると判断しない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、画像形成条件の変更、および、濃度プロファイルに対する濃度補正は、行われず、処理は終了する。

上記実施の形態においては、画像形成条件変更部が現像θおよび交流成分の周波数の両方の変更を行うようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、現像θおよび交流成分の周波数のいずれか一方の変更を行うようにしてもよい。

このように構成した本実施の形態によれば、画像形成条件変更部が環境情報または耐久情報に基づいて、再現性低下領域５０１の副走査方向の幅を濃度プロファイルの所定領域５００に入れるように、画像形成条件としての現像θや現像バイアスの交流成分の周波数を変更する。図８の所定領域５００に入った再現性低下領域５０１Ｒを示す。制御部１００は、濃度プロファイルに対して濃度補正を行うように画像処理部３０を制御する。制御部１００は、変更された画像形成条件に基づいて、画像形成部４０を制御する。これにより、図９に再現性低下領域５０１の濃度補正後を実線で示すように、再現性低下領域５０１の全部が濃度補正されるため、濃度プロファイルを一時記憶するためのメモリー容量を増やさないことで、コストアップを抑えることができる。

また、上記実施の形態によれば、画像形成条件変更部が環境情報または耐久情報に基づいて、画像形成条件を変更する。環境情報や耐久情報により、再現性低下領域が濃度プロファイルの所定領域外に拡大することを予測することにより、再現性低下領域の発生を防止することができる。

［変形例１］
次に、変形例１について図１１を参照して説明する。図１１は、再現性低下領域の評価チャートである。図１１に通紙方向Ｄ３を示し、リードオフとしての再現性低下領域５０１Ａ、先端かすれとしての再現性低下領域５０１Ｂ、掃き寄せとしての再現性低下領域５０１Ｃを示す。また、図１１に、ハーフトーン画像として濃度を異ならせた各低濃度部６０２内に、ベタ画像としての高濃度部６０１をそれぞれ設けたパッチ画像を示す。なお、各低濃度部６０２における異なる濃度を、網掛けの種類を異ならせることで表す。

上記の実施の形態では、環境情報または耐久情報（累積印字枚数）に基づいて画像形成条件を変更した。

これに対して、変形例１において、制御部１００は、パッチ画像データに基づき、感光体ドラム４１３における非画像形成領域（画像形成領域間の領域）にパッチ画像を形成するように画像形成部４０を制御する。画像濃度検出部７６（図５参照）は、パッチ画像の濃度を検出する。再現性低下領域判断部（図示略）は、形成されたパッチ画像の検出濃度、および、パッチ画像データに基づいて再現性低下領域５０１Ａ，５０１Ｂ，５０１Ｃ（図１１参照）の副走査方向の幅を検出する。例えば、制御部１００は、再現性低下領域判断部として機能する。

画像形成条件変更部は、検出した再現性低下領域の副走査方向の幅と濃度プロファイルの所定領域の副走査方向の幅とが所定の割合に達した場合に、再現性低下領域の副走査方向の幅を濃度プロファイルの所定領域内に入れるように、画像形成条件を変更する。なお、ここで、濃度プロファイルの所定領域の副走査方向の幅は、濃度プロファイルの副走査方向のライン数に相当する。

なお、画像形成条件変更部は、再現性低下領域が濃度プロファイルの所定領域の両端のいずれかに達した場合に、画像形成条件を変更してもよい。

変形例１によれば、画像形成条件変更部が、パッチ画像の検出濃度に基づいて、再現性低下領域の副走査方向の幅を実際に検出し、検出した再現性低下領域に基づいて画像形成条件を変更するため、再現性低下領域の発生をより確実に防止することが可能となる。

［変形例２］
次に、変形例２について図１２を参照して説明する。

上記の実施の形態では、環境情報または耐久情報（累積印字枚数）に基づいて画像形成条件としての現像θや現像バイアス電圧の交流成分の周波数を変更した。

これに対して、変形例２では、画像形成条件としての現像バイアス電位の交流成分における感光体ドラム４１３側の時間Ｔ１と現像ローラー１１０側の時間Ｔ２との比（以下、「Ｄｕｔｙ」と呼ぶ）を変更する。

図１２は、現像バイアス電圧における交流成分を示す図である。図１２の上側および下側に矩形波で表された交流成分をそれぞれ示し、各交流成分における感光体ドラム４１３側の時間Ｔ１を示し、現像ローラー１１０側の時間Ｔ２を示す。ここで、Ｔ２／Ｔ１をＤｕｔｙ比と呼ぶこととする。

画像形成条件変更部がＤｕｔｙ比を「１」より下げると、図１２の下側に示す交流成分のように、交流成分における現像ローラー１１０側の振幅が大きくなり、これにより、現像ローラー１１０側が高電圧になる。

カウンターチャージによって感光体ドラム４１３と現像ローラー１１０との間に生じたプラス電荷は、現像ローラー１１０側が高電圧になると、現像ローラー１１０へ移動しやすくなる。その結果、リードオフ（再現性低下領域）の副走査方向の幅が狭くなる。

また、プラス電荷は、キャリアーの膜が摩耗するとキャリアーの電気抵抗が下がるため、現像剤の耐久が進むほど、キャリアーを介して現像ローラー１１０に移動し易くなる。その結果、カウンターチャージが起こりにくくなる。このため、リードオフの副走査方向の幅は、初期において広く、耐久が進んで累積印字枚数が増えるに応じて狭くなる。

画像形成条件変更部は、正転現像において、Ｄｕｔｙ比を初期に下げておき、累積印字枚数に応じて上げるように変更する。このように、画像形成条件変更部がＤｕｔｙ比を変更することにより、リードオフの副走査方向の幅を、濃度プロファイルの所定領域５００内に入れることができ、リードオフの発生を防止することが可能となる。

また、リードオフの副走査方向の幅は、現像θを上げていくと広くなる。そのため、画像形成条件変更部は、正転現像において、現像θを、初期に下げておき、累積印字枚数に応じて上げるように変更する。これにより、リードオフの副走査方向の幅を、濃度プロファイルの所定領域５００内に入れることでき、リードオフの発生を防止することが可能となる。なお、画像形成条件変更部は、Ｄｕｔｙ比および現像θの両方の変更を行うようにしてもよく、一方の変更を行うようにしてもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

［実施例］
最後に、本発明者が行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。

［実施例１〜３における画像形成装置の構成］
実施例１〜３における画像形成装置としては、図４，５の構成を有する画像形成装置１を用いた。実施例１，２では、濃度プロファイルの副走査方向の読み取り解像度を６００ｄｐｉとし、一時記憶される副走査方向の所定領域における濃度プロファイルの幅を１２０ｄｏｔ分（約５．１ｍｍ）とした。

実施例１，２では、現像ローラー１１０の回転方向を、感光体ドラム４１３の回転方向と反対の逆転方向とした。
実施例１，２における実施例１−１，２−１では、環境情報（温度、湿度）に基づいて画像形成条件としての現像θを変更した。また、耐久情報（累積印字枚数）に基づいて現像θを変更した。
実施例１，２における実施例１−２，２−２では、環境情報（温度、湿度）に基づいて画像形成条件としての現像バイアス電圧における交流成分の周波数を変更した。また、累積印字枚数に基づいて現像バイアス電圧における交流成分の周波数を変更した。

実施例１における画像形成条件変更テーブルを、表１，２に示す。また、実施例２における画像形成条件変更テーブルを、表３，４に示す。
表１，３において、環境情報としての常温常湿環境を“ＮＮ”で示し、高温高湿環境を“ＨＨ”で示し、低温低湿環境を“ＬＬ”で示す。表２，４において、耐久情報としての累積印字枚数Ｐを、０≦Ｐ＜３００ｋ、３００ｋ≦Ｐ＜４００ｋ、Ｐ≧４００ｋで示す。

実施例３では、現像ローラー１１０の回転方向を、感光体ドラム４１３の回転方向と同じ正転方向とした。
実施例３における実施例３−１では、耐久情報（累積印字枚数）に基づいて画像形成条件としての現像θを変更した。また、実施例３−２では、耐久情報（累積印字枚数）に基づいて画像形成条件としての現像バイアス電圧における交流成分のＤｕｔｙを変更した。

画像形成条件変更テーブルを、表５に示す。
表５において、耐久情報としての累積印字枚数Ｐを、０≦Ｐ＜１００ｋ、１００ｋ≦Ｐ＜２００ｋ、Ｐ≧２００ｋとした。また、表５に、Ｄｕｔｙを、現像バイアス電位の交流成分における現像ローラー側の時間と感光体ドラム側の時間との比で示す。

［比較例１〜３にかかる画像形成装置の構成］
比較例１〜３における画像形成装置としては、図４，５の構成を有する画像形成装置１を用いた。比較例では、環境情報（温度、湿度）、または、耐久情報（累積印字枚数）に基づいて画像形成条件を変更しなかった。

［実験方法］
実験では、所定枚の画像形成が行われる毎に、また、異なる環境下で画像形成が行われる毎に、画像品質を確認した。用紙に形成されたエッジ部近傍の濃度段差およびリードオフを下記評価基準により評価した結果を示す。

［耐久、環境に対する画像の品質］
○：濃度段差またはリードオフの発生なし
△：濃度段差またはリードオフが発生したが、許容できるレベル
×：許容できないレベルの濃度段差またはリードオフが発生

［実験結果］

上記実験結果を表６に示す。
上記実験結果において、実施例１〜３では、エッジ部近傍の濃度段差またはリードオフを発生せず、画像の品質は、実用上問題のあるレベルとはならなかった。これは、ＨＨ環境および累積印字枚数に応じて、画像形成条件を変更し、再現性低下領域の副走査方向の幅を、濃度プロファイルの副走査方向の所定領域内に入れたからと考えられる。
これに対し、比較例１では、ＨＨ環境でエッジ後端に濃度段差（掃き寄せ）が、補正領域外（濃度プロファイルの所定領域外）に発生し、累積印字枚数Ｐに応じて悪化し、４００ｋ以降ではＮＮ環境でも濃度段差が発生した。比較例２も同様にＨＨ環境でエッジ先端に濃度段差（先端かすれ）が補正領域外に発生し、累積印字枚数Ｐに応じて悪化した。また、比較例３では初期〜２００ｋにおいて、エッジ前端の低濃度ハーフトーン部にリードオフ（白抜け）が補正領域外で発生した。
以上のように、実施例１〜３では、比較例１〜３に比べて、画像の品質を好ましい範囲に保つことができた。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
７４ 環境センサー
７６ 画像濃度検出部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１１０ 現像ローラー
４１３ 感光体ドラム
５００ 所定領域
５０１ 再現性低下領域

Claims (10)

1. 入力画像データに基づき、画像形成条件に従って、現像剤担持体から像担持体にトナーを供給して当該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
   副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルを一時的に記憶する記憶部と、
   前記副走査方向において画像濃度の再現性低下領域が前記所定領域内に入るように、前記画像形成条件を変更する画像形成条件変更部と、
   前記画像形成条件の変更後における前記再現性低下領域がなくなるように、前記濃度プロファイルに対して濃度補正を行う画像処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記画像形成条件変更部は、環境情報に基づいて前記画像形成条件を変更する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成条件変更部は、耐久情報に基づいて前記画像形成条件を変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. パッチ画像データに基づいて前記画像形成部により前記像担持体上に形成されたパッチ画像の濃度を検出する画像濃度検出部と、
   前記パッチ画像の検出濃度、および、前記パッチ画像データに基づいて、前記再現性低下領域を判断する再現性低下領域判断部と、
   をさらに備える請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成条件変更部は、前記再現性低下領域の副走査方向の幅が前記所定領域の副走査方向の幅に対して所定の割合に達する場合に、前記画像形成条件を変更する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成条件変更部は、前記再現性低下領域が前記所定領域の副走査方向の両端のいずれかに達する場合に、前記画像形成条件を変更する請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向と逆方向に回転し、
   前記画像形成条件変更部は、画像上において高い濃度から低い濃度に変化する部分に前記再現性低下領域が存在する場合に、前記画像形成条件としての前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比を上げる方向に、および／または、前記画像形成条件としての前記現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧における交流成分の周波数を上げる方向に変更する請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向と逆方向に回転し、
   前記画像形成条件変更部は、画像上において低い濃度から高い濃度に変化する部分に前記再現性低下領域が存在する場合に、前記画像形成条件としての前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比を下げる方向に、および／または、前記画像形成条件としての前記現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧における交流成分の周波数を下げる方向に変更する請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向と同じ方向に回転し、
   前記画像形成条件変更部は、画像上において低い濃度から高い濃度に変化する部分に前記再現性低下領域が存在する場合に、前記画像形成条件としての前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比を下げる方向に、および／または、前記画像形成条件としての前記現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧における交流成分の像担持体側に対する現像剤担持体側の時間比率を下げる方向に変更する請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 入力画像データに基づき、画像形成条件に従って、現像剤担持体から像担持体にトナーを供給して当該像担持体上にトナー像を形成し、
    副走査方向の所定領域における濃度変動を示す濃度プロファイルを一時的に記憶し、
    前記副走査方向において画像濃度の再現性低下領域が前記所定領域内に入るように、前記画像形成条件を変更し、
    前記画像形成条件の変更後における画像濃度の再現性低下領域がなくなるように、前記濃度プロファイルに対して濃度補正を行う濃度補正制御方法。
    

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