JP4591539B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写装置やプリンタ等の画像形成装置に係り、詳細には、感光体ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像を用紙等の転写材に転写するタイプの画像形成装置の画像安定化技術に関するものである。

電子写真タイプの画像形成装置を軽印刷分野等で使用される用途が近年ますます増えており、これら画像形成装置に対する高画質、高安定性の要求はますます厳しいものになっている。また、長期に渡って高品質な画像を安定して提供するための技術も多く提案されている。

上記のような用途において縦筋状の濃度ムラという新しい画質問題が指摘されている。

その症状を以下説明する。

像担持体（感光体）の移動方向と直交する幅方向における画像濃度の異なった画像を連続プリントした後に、均一なハーフトーンが全幅に渡って広がっているような画像を印刷すると、先の画像の濃度分布に対応して発生する筋状の濃度ムラが確認された。また、先の画像の連続プリント数が多くなるに伴い、上記濃度ムラが顕著に発生する傾向がある。

上記濃度ムラの発生原因を検討したところ、次のような発生メカニズムが推定される。

推定発生メカニズムを以下に説明する。

（１）クリーニングブレードによって感光体上の未転写トナーが感光体から除去される際に感光体表面はクリーニングブレードのエッジ部で摩耗する。

（２）エッジ部による感光体表面の摩耗は、クリーニング部へ供給される未転写トナー量が多くなると摩耗速度が増加する。

（３）未転写トナーの量は感光体上に形成されたトナー像の濃度（付着量）が多くなると増加する。

（１）、（２）及び（３）の関係から、感光体の移動方向に直交する幅方向を多数に分割して考えると、各領域の摩耗量は各領域の平均印字率に依存する。つまり、先のプリントが幅方向に画像濃度分布（平均印字率の分布）があると各領域の平均印字率に対応して感光体の各領域における摩耗量に微量ながら差が生じる。

このようなプリントが多数枚繰り返された履歴によって、この摩耗量の差が累積し、感光体の厚さムラが増大し、濃度ムラが顕在化するようになる。通常は、感光体厚みが薄い領域は相対的厚い領域に対してハートーン画像が濃くなる。

上記の筋状の濃度ムラとは発生メカニズムが異なるが、感光体ドラムの移動方向と直交する幅方向において白紙、あるいは低濃度の画像が繰り返し形成された場合に発生する画質問題を防止することに関する技術が提案されている。

特許文献１に記載の内容は、像担持体表面の幅方向の白紙領域、又は低濃度領域に蓄積した潜像形成妨害物質によって画像のにじみやぼけが発生する画質問題に関するものである。

転写紙に対向する像担持体上の画像領域の画像密度を算出し、白紙領域、又は低濃度領域に対応する低画像密度の幅領域に対してトナーを供給するためにトナーバンド（トナーパッチ）を像担持体表面の進行方向に並ぶ画像領域と画像領域との間のインターイメージ領域に形成している。トナーバンドでクリーニングブレードの当接部に供給されたトナーの研磨作用により、像担持体表面に潜像形成妨害物質の蓄積をなくし、画像のにじみやぼけの発生を防止している。

つまり、進行方向と直交する幅方向の各幅領域における画像密度が所定閾値を超えているか否かを判定し、閾値以下の幅領域に対して所定量のトナーを供給するものである。

従って、特許文献１に記載の技術では、白紙、あるいは低濃度領域に限らず、平均画像密度の幅方向分布における幅領域毎の差に対応して発生する前述の縦筋状の濃度ムラは解決できない。また、転写紙が通紙されない幅領域にはトナーが全く供給されないための、幅の狭い画像を連続して作成した後に広幅のハーフトーン画像を出力した場合に、非通紙の幅領域の画像が通紙領域に対して縦帯状に低濃度になるという画像問題がより強調される新たな課題を生じた。

特許文献２に記載の内容は、画質上に印字率が低い画像が連続する場合に現像スリーブから感光体ドラムへ飛翔するトナーが少ないために、トナー粒子が飛翔せず現像スリーブ上に残留し、この残留トナーにより画像濃度低下やカブリが発生するという１成分現像装置特有の問題に関するものである。この解決のために印字率が所定数値以下となったエリアに対応する感光体上のエリアに黒ベタパターンを作像し、上記エリアに対応する現像スリーブ上のトナーを選択的に感光体ドラム１に搬送し、現像装置の現像スリーブ上のトナーをリフレッシュしている。

従って、以下に説明する理由により、特許文献２に記載の技術では縦筋状の濃度ムラは解決できない。

特許文献２に記載の技術では、全幅領域に渡る各幅領域の印字率を計算しているが、印字率が所定数値以下である幅領域に対して所定量のトナーを単に供給するものであるために、所定値以上の濃度である限り、その領域間での濃度差による感光体の摩耗の差は解消できない。従って、平均画像密度の幅方向分布における幅領域毎の差に起因する縦筋状の濃度ムラは残存し解決されない。
特許３８３５５０３号公報 特開２００２−３２８４９６号公報

本発明は、上述のような状況を考慮してなされたものであり、その目的は、像担持体（感光体）の移動方向と直交する幅方向における画像濃度の異なる画像を連続的にプリントした履歴によって発生する筋状の濃度ムラを防止し、多種多様な画像パターンに対して高品質な画像を長期に渡って安定的に維持できる技術を提供することにある。

前記目的は、下記記載した発明により達成される。
１．像担持体と、前記像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写体、あるいは用紙に転写する転写手段と、前記像担持体上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、前記像担持体の幅方向の領域を複数に分割する複数の分割領域において所定期間に形成される画像の平均画像密度を算出する画像密度算出手段と、前記画像密度算出手段により算出された各分割領域の平均画像密度と各分割領域の平均画像密度を加重平均して得られた平均値との差を得る取得手段と、前記取得手段で得られた前記差に応じて各分割領域に供給する研磨性粒子の量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
２．前記研磨性粒子がトナーであり、前記画像形成手段が前記調整手段を兼ねることを特徴とする１に記載の画像形成装置。
３．前記所定期間は、前記像担持体の回転数に対応する期間であることを特徴とする１または２に記載の画像形成装置。
４．前記所定期間は、前記画像形成装置によって像形成される用紙の枚数に対応する期間であることを特徴とする１又は２に記載の画像形成装置。
５．前記所定期間は、前記像担持体の走行距離に対応する期間であることを特徴とする１又は２に記載の画像形成装置。
６．前記調整手段は、前記像担持体の周回方向における画像形成領域の間にある非画像形成領域に供給する前記研磨性粒子の量を調整することを特徴とする１から５までの何れか１に記載の画像形成装置。
７．前記調整手段は、前記像担持体に供給する前記研磨性粒子の量を規定するパッチを各分割領域に形成することを特徴とする１から６までの何れか１に記載の画像形成装置。
８．前記パッチの面積、又は濃度により前記研磨性粒子の量を規定することを特徴とする７に記載の画像形成装置。
９．前記クリーニング手段は、前記像担持体に対してブレードの先端を当接するブレードクリーニング手段であること特徴とする１から８までの何れか１に記載の画像形成装置。

本発明に係る画像形成装置によれば、像担持体（感光体）の移動方向と直交する幅方向における画像濃度の異なる画像を連続プリントした履歴に起因する筋状の濃度ムラを防止し、多種多様な画像パターンに対して高品質な画像を長期に渡って安定的に維持することが出来る。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー用の画像形成装置を示す概略構成図である。

この画像形成装置１００のプリンタ部１０１は、タンデム構成のフルカラーの画像形成装置と称せられるものである。複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体のユニットとして無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着器２４とから成る。画像形成装置の本体部１０１の上部には、スキャナ部１０３が配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、像露光手段３Ｙ、現像器４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電装置２Ｍ、像露光手段３Ｍ、現像器４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。

シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電装置２Ｃ、像露光手段３Ｃ、現像器４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。

黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電装置２Ｋ、像露光手段３Ｋ、現像器４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。

図２は、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの拡大図であり、後述にて必要に応じて説明する。

中間転写体ユニットとしての無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。

カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着器２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。

二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。

また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。

筐体８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。

無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１、７２、７３、７４、７６、７７を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。

筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。

このように感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上に各色のトナー像を一次転写して重ね合わせ、それを一括して転写材Ｐに二次転写し、定着器２４で加圧及び加熱により固定して定着する。

トナー像を無端ベルト状中間転写体７０に転移させた後に各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に残された残留トナーは、各クリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより各感光体から清掃される。

各クリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて、エッジが常に当接するようにクリーニングケーシングに支持固定されるクリーニングブレード６Ｙ１、６Ｍ１、６Ｃ１、６Ｋ１により感光体上の残留トナーが除去される。各クリーニングブレードにより感光体から除去されたトナーは、図示していない回収部へ各回収スクリュー６Ｙ２、６Ｍ２、６Ｃ２、６Ｋ２とによって搬送される。

上記の帯電、露光、現像のサイクルを繰り返し、次の像形成が行われる。

本発明の実施の画像形成装置１００は、タンデムフルカラー複写機であり、無端ベルト状の中間転写体を採用している。

本発明の具体的な形態例は、システムスピードは３００ｍｍ／ｓｅｃであり、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが直径６０ｍｍのＯＰＣであり、現像剤が２成分現像剤であり、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１にはＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳したバイアス電圧が印加されている。

一次転写は、半導電性のスポンジ（登録商標）の被覆された一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、ＣＭ、５Ｋにバイアス電圧を印加することにより、感光体上の画像を中間転写体に転写する。一次転写ローラの抵抗値は１×１０^７Ωである。バイアス電源は主に出力電流を制御する定電流方式である。

二次転写では、二次転写ローラ５Ａとバックアップローラ７４の１対により無端ベルト状中間転写体７０及び転写材Ｐを挟持している。二次転写ローラ５Ａとバックアップローラ７４共に芯金の表面に半導電性のソリッドゴムがコーティングされたものである。バックアップローラ７４の芯金にバイアスを印加し二次転写ローラ５Ａの芯金を接地することにより、中間転写体７０上のカラー画像を転写材Ｐに転写している。バイアス電源は主に出力電流を制御する定電流方式である。

なお、図２に示すように、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１に掛けられる現像バイアスは、直流電圧のバイアス（ＤＣバイアス）４２に交番電圧バイアス（ＡＣバイアス）４３が重畳されている。ＤＣバイアス４２は、非画像領域においても画像領域と同じように定常のバイアスが掛けられている。ＡＣバイアス４３は、感光体の画像領域が通過する時に定常電圧が出力されるが、先の画像領域と次の画像領域の間に位置するインターイメージ領域ではＯＦＦされる。但し、本発明に関わる後述のパッチ画像がインターイメージ領域に形成される場合は、画像領域からレジストマークを含むインターイメージ領域までの範囲に定常電圧が出力される。

また、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに印加されるバイアス電圧は、感光体の画像領域が１次転写部を通過する時には定常電圧が印加される。そして、インターイメージ領域が通過する時には、感光体上のトナーを中間転写体に転移させない電圧に切替制御される。従って、本発明に関わる後述の非画像領域にあるパッチ画像は転写されず感光体上に残る。像形成が終了すると、一次転写ローラは感光体から離間する。

図３は、発明に係わる画像形成装置１００の制御関係を示すブロック図である。プリンタ部１０１、制御部１０２、スキャナ部１０３、画像処理部１０４、操作表示部１０５、画像密度算出部１０６、記憶部１０７、送受信部１０８、パッチパターン作成部（取得部＋調整部）１０９等により構成される。各部はバス１１０により接続されている。

制御部１０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。制御部１０１のＣＰＵは、操作表示部１０５の操作により、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って画像形成装置１００各部の動作を集中制御する。

操作表示部１０５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成され、制御部１０２から入力される表示信号の指示に従って表示画面上に各種操作ボタンや装置の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。ＬＣＤの表示画面上は、透明電極を格子状に配置して構成された感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネルに覆われており、手指やタッチペン等で押下された力点のＸＹ座標を電圧値で検出し、検出された位置信号を操作信号として制御部１０２に出力する。また、操作表示部１０５は、数字ボタン、スタートボタン等の各種操作ボタンを備え、ボタン操作による操作信号を制御部１０２に出力する。

スキャナ部１０３は、原稿を載置するコンタクトガラスの下部にスキャナを備えて構成され、原稿の画像を読み取る。スキャナは、光源、ＣＣＤ（Ｃｈａｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、Ａ／Ｄ変換器等により構成される。光源から原稿へ照明走査した光の反射光を結像して光電変換することにより原稿の画像をＲ、Ｇ、Ｂ信号として読み取る。読み取られた画像をＡ／Ｄ変換して画像処理部１０４に出力する。ここで、画像は、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む。

画像処理部１０４は、スキャナ部１０３により読み取り得られた画像データに拡大／縮小、回転、周波数変換、ＲＧＢデータからＹＭＣＫデータへの色変換、階調補正等の各種画像処理を施す。あるいは送受信部１０８から受信した画像データ（印刷データを含む）にＲＧＢデータからＹＭＣＫデータへの色変換、階調補正等の各種画像処理を施す。上記各種処理により、ＹＭＣＫの各色印刷データを作成する。制御部１０２の指示に基づき各色印刷データを画像密度算出部１０６へ出力し、その後に制御部１０２の指示に基づきＹＭＣＫの各色印刷データをプリンタ部１０１に出力する。

画像密度算出部１０６は、画像処理部１０４から転送された各色印刷データについて各幅領域毎に平均画像密度を算出する。次に算出された各幅領域の平均画像密度からなる各色印刷データの平均画素密度情報をパッチパターン形成部１０９に出力する。上記画像密度算出部１０６が本発明における”画像密度算出手段”に該当する。

図４は上記の幅領域の概念を示す。幅領域は、感光体の周回方向と直交する幅方向の領域を複数に分割する領域（請求範囲の”分割領域”に該当する）である。

本実施の形態では、各幅領域は４０ｍｍ幅である。各色感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に画像を書込できる幅方向の長さは３２０ｍｍであり、８つに均等分割されている。

ここでは、平均画像密度（印字率）の算出処理を容易にするために各幅領域の幅は等しくなっているが、必ずしも等しくする必要はない。

また、幅方向の分割数についても８つになっているが、これに限られるものではない。一般に分割数が多いほど幅方向の平均画像密度の分布が高精細にできるが、分割が増えると平均画素密度算出処理の負荷が増大する。従って、実用的な観点から適宜決定されるべきものである。

平均画素密度の算出には、以下の既知の方法が適用できる。

各色印刷データが二値である場合は、各幅領域毎に印字オンの画素（ドット）をカウントし全オン画素数Ｎを得た後に、各幅領域の全画素数Ｎｏで除して各幅領域毎の平均画像密度Ｎ／Ｎｏを算出する方法が適用される。この場合の平均画像密度は、一般に平均印字率と称される。

また、各色印刷データが多値である場合には以下のような手順で算出する。

（１）幅領域内の画素ｊの書込強度ｉＪとするとき、このｉｊを所定期間の間に移動する幅領域内の全画素（ｊ＝１、２、・・・Ｊ）に渡って加算した積分値Ｉを算出する。

（２）既知である、全画素に対して書込強度ｉｊを最大にしたときの積分値Ｉｏで上記のＩを除して、各幅領域毎に平均画像密度Ｉ／Ｉｏを算出する。

上記手順は演算の負荷が飛躍的に増大するために、簡便な手法として、ｉｊが所定閾値を超える画素数をカウントしてＮを求め、平均印字率Ｎ／Ｎｏを導出する手法が利用できる。

パッチパターン形成部１０９は図示していない取得部と調整部とで構成される。取得部は、画像密度算出部１０６から送信された各色印刷データの平均画像密度情報から各幅領域の平均画素密度と基準値との差を取得する。調整部は、該取得部により得られた上記の差に基づきプリンタ部の各色画像形成部によって感光体の周回方向の非画像領域に供給するトナー（研磨性粒子）の量を調整するためのパッチ像情報を作成する。

このパッチパターン形成部の取得部が本発明における”取得手段”に該当し、調整部が本発明における”調整手段”に該当する。

パッチパターン作成部１０９は、第２の部分で作成された当該パッチ画像情報を各色印刷データの識別情報と対応付けてプリンタ部１０１に出力する。
＜第１の実施形態＞
パッチパターン形成部１０９の数例の実施形態について第１の実施形態から順次説明する。
○手順１：各色印刷データについて各幅領域の平均画像密度を参照し最大値を得る。得られた最大値を基準値とする。
○手順２：手順１で得られた基準値から各領域の平均画像密度を減算し基準値と各幅領域の平均画像密度との差を取得する。
○手順３：手順２で取得された上記の差を画像形成装置１００の記憶部１０７に予め登録されている変換テーブル（変換グラフ）と参照して、各幅領域の差に応じた各幅領域のパッチの濃度（階調面積率）を順次得る。パッチの濃度によって本発明における”各分割領域に供給する研磨性粒子の量”が調整される。

パッチ画像の作成方式としては、ドットオンの占有率を切り替える二値階調方式が、簡単で且つ利用しやすく、適している。

図５は基準値と各幅領域の平均画像密度との差とパッチの階調面積率の関係を示すグラフである。このグラフの関係をテーブル化し記憶手段１０７に格納したものが上記変換テーブルである。ここでは実線を適用している。
○手順４：各幅領域と当該領域毎のパッチの濃度（階調面積率）で構成されるパッチ像情報を各色印刷情報と関連付けてプリンタ部１０１に転送する。

プリンタ部１０１は、画像処理部１０４から転送された印刷データ（すなわち、ＹＭＣＫの各色印刷データ）を記憶部１０７の所定領域へ一旦格納する。更にパッチパターン作成部から転送されたパッチ像情報を各色印刷データと対応付けて記憶部１０７の所定領域に一旦格納する。

しかる後に制御部１０２から印刷データに対する印刷指令（開始指令、部数、カラー・モノクロ印刷、両面・片面印刷等の処理指令）に基づき、記憶部１０７から印刷データ（各色印刷データ）と印刷データに対応するパッチ画像の転送を受け、各色画像形成部で感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのそれぞれの画像領域にＹ印刷データ、Ｍ印刷データ、Ｃ印刷データ、Ｋ印刷データを形成し、上記それぞれの画像領域の下流側のインターイメージ領域（周方向における画像領域と画像領域の間に位置する非画像領域）にＹパッチ画像、Ｍパッチ画像、Ｃパッチ画像、Ｋパッチ画像を形成する。感光体の各領域に作像されるパッチ画像の幅方向サイズは４０ｍｍに固定である。周方向サイズは画像領域の周方向サイズにより比例し、転写率にも依存するが、ここではＡ４横画像（周回方向の長さが２１０ｍｍ相当）の場合には１．５ｍｍ、Ａ３縦画像（周回方向の長さが３００ｍｍ相当）の場合には３ｍｍである。

表１は、第１の実施形態によるパッチ画像作成に至る事例である。第１列は、実際に連続に５０００枚繰り返し印刷する各色印刷データから算出された各幅領域の平均画像密度（％）である。表の下に各幅領域の基準値を示す。ここでは各幅領域に渡る最大値が適用される。第２列は上記各色印刷データを第１の実施形態の処理で算出された、基準値と各幅領域の平均画像密度との差（％）である。第３列は上記実施形態の処理によって各色感光体のインターイメージ領域の各幅領域に形成されるパッチ画像の階調面積率（％）である。

第１の実施形態の評価方法：上記実写テスト（連続５０００枚繰り返し印刷）を実施した後に、単色ハーフトーン（階調面積率５０％）が全面にある画像を各色毎に印刷した印刷サンプルを出力し、縦帯状（縦筋状）の濃度ムラの発生状況を評価した。

第１の実施形態のテスト結果：従来の画像形成装置においてＹ色とＣ色では顕著に発生するような濃度ムラが、全く見られなかった。この結果から、上記第１の実施形態（本発明）は縦筋の濃度に有効であることが確認できた。すなわち、本発明では、各幅領域間で平均画像密度に大きな差のある画像印刷の繰り返しに対して、クリーニングブレードのエッジ部の各幅領域に適量のトナー（研磨粒子）が常に供給されているために、感光体の各幅領域に対して常に均等な摩耗作用が実現できているものと推察できる。
＜第２の実施形態＞
次に、パッチパターン形成部１０９の第２部が異なる第２の実施形態を説明する。
○手順１：各幅領域が取り得る最大値、すなわち１００％を基準値とする。
○手順２：手順１で得られた基準値、つまり１００％から各幅領域の平均画像密度を減算し、基準値と各幅領域の平均画像密度との差を取得する。
○手順３：手順２で取得された上記の差を画像形成装置１００の記憶部１０７に予め登録されている変換テーブルと参照して、各幅領域の差に応じた各幅領域のパッチの濃度を順次得る。

表２は、第２の実施形態によるパッチ画像作成に至る事例であり、第１列、第２列、第３列の構成は第１の実施形態と同一である。

第２の実施形態の評価方法：第１の実施形態の場合と同一である。

第２の実施形態のテスト結果：縦すじ状の濃度ムラなについて、第１の実施形態の場合と同一であり、第２の実施形態も上記濃度ムラに対し有効であることが確認できた。

但し、第１の実施形態に比較するとＭ色トナーとＫ色トナーの消費が多くなるという短所が見られた。すなわち、本発明の第１の実施形態では、各幅領域間で平均画像密度に大きな差のある画像印刷の繰り返しに対して、クリーニングブレードエッジの全幅領域に渡って等量のトナー（研磨粒子）が常に提供され、感光体の全幅領域に対して常に均等な摩耗作用が実現できる。但し、第１の実施形態に比較してトナー供給が多くなる分、感光体の摩耗量が多くなる。以上の推察が確認できた。
＜第３の実施形態＞
次に、パッチパターン形成部１０９の第２部が更に異なる第３の実施形態を説明する。

手順１：各幅領域の平均画像密度を加算して平均した加重平均値を求め、この加重平均値を基準値として採用する。

手順２：手順１で得られた加重平均値から各幅領域の平均画像密度を減算し、基準値と各幅領域の平均画像密度との差を取得する。

手順３：手順２で取得された上記の差を画像形成装置１００の記憶部１０７に予め登録されている変換テーブルと参照して、各幅領域の差に応じた各幅領域のパッチの濃度を順次得る。

表３は、第３の実施形態によるパッチ画像作成に至る事例であり、第１列、第２列、第３列の構成は第１〜２の実施形態と同様である。

第３の実施形態の評価方法：第１〜２の実施形態の場合と同一である。

第３の実施形態のテスト結果：従来の画像形成装置においてＹ色とＣ色では顕著に発生するような濃度ムラが、わずかに薄く見られる程度に大幅に改善した。従来の画像形成装置においてＭ色、Ｃ色において薄く発現するような濃度ムラは、解消された。

この結果から、上記第３の実施形態（本発明）が縦筋状の濃度に有効であることが確認された。また、第１〜２の実施形態に比較しトナー消費量が少なくできた。本発明の第３の実施形態では、各幅領域間で平均画像密度に大きな差のある画像印刷の繰り返しに対して、平均画像密度が加重平均値より低い幅領域に対して平均画像密度の差に応じてトナーを追加しているために、クリーニングブレードエッジの全幅領域に対して適量以上のトナー（研磨粒子）が常に提供できる。感光体の全幅領域に対して適量な摩耗作用が施されているものと推察される。

上記の各実施形態では、各幅領域のパッチの濃度を切り替えて、各幅領域毎に研磨性粒子（トナー）を供給する割合を変更するものであるが、パッチの面積（感光体の移動方向の長さ）を変更するようにしても構わない。

上記の実施形態では、画像領域と画像領域の間に位置する各インターイメージ領域にパッチ画像を形成しているが、複数枚の印刷画像を処理する毎にインターイメージ領域にパッチ画像を形成するようにしてもよい。但し、パッチ形成の頻度が少なくと、印刷画像の枚数に比例してパッチ画像の面積（感光体移動方向の長さ）を大きくすることになる。また、印刷画像の長さ（感光体移動方向の長さ）によっても同様の対処が必要になる。

複数枚の印刷画像を処理する毎にパッチ画像を形成するようにすると、パッチ画像形成の頻度が低減されプリンタ部の処理面で有利にできる。一方、各幅領域の画像密度算出部１０６等の負荷が増大することになる。実際には画像形成装置１００の性能、あるいは各部の特性を勘案して様々実施形態が取捨選択される。

以上の実施形態では、基準値と各幅領域の平均画像密度との差とパッチの面積率の関係は図５の実線を使用しているが、厳密には転写条件、現像剤処方、クリーンブレードの当接角度及び当接位置等の諸条件によって定まる。従って、図５は、破線のように補正されることもあり得る。いずれにしても変換テーブルは図５のような実験グラフ等によって適宜作成されるものである。

以上の実施形態では基準値と各幅領域の平均画像密度との差に基づき各幅領域に供給する研磨性粒子の量を調整しているが、これに限らず各幅領域の平均画像密度の間の差に基づき各幅領域に供給する研磨性粒子の量を調整するようなものであってもよい。

本発明を利用すると、像担持体の移動方向と直交する幅方向における画像濃度分布を有するプリントを多数印刷したとしても、クリーニングブレードエッジの全幅領域に渡って適量のトナー（研磨粒子）を常に提供できるために、全幅領域のクリーニングブレードに対してエッジ摩耗の均等化、又はエッジ摩耗速度の低減化を達成でき、クリーニング性能の安定性、クリーニングブレードの長寿命化が図られる。

通常、クリーニングブレードエッジに供給されるトナーが極少になる程、エッジ摩耗の速度が大きくなる。

本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー用の画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成部の拡大図である。 本発明の画像形成装置の制御に関する構成図である。 感光体上の画像領域を幅方向に分割する幅領域を説明する構成図である。 平均画像密度の各幅領域間の差とパッチの階調面積率の関係を示すテーブルである。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像器
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写ローラ
５Ａ 二次転写ローラ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ クリーニング手段
７ 無端ベルト状中間転写体ユニット
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
１０６ 画像密度算出部
１０７ 記憶部
１０９ パッチパターン作成部

Claims (9)

1. 像担持体と、前記像担持体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写体、あるいは用紙に転写する転写手段と、前記像担持体上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、
   前記像担持体の幅方向の領域を複数に分割する複数の分割領域において所定期間に形成される画像の平均画像密度を算出する画像密度算出手段と、
   前記画像密度算出手段により算出された各分割領域の平均画像密度と各分割領域の平均画像密度を加重平均して得られた平均値との差を得る取得手段と、
   前記取得手段で得られた前記差に応じて各分割領域に供給する研磨性粒子の量を調整する調整手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記研磨性粒子がトナーであり、前記画像形成手段が前記調整手段を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定期間は、前記像担持体の回転数に対応する期間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. 前記所定期間は、前記画像形成装置によって像形成される用紙の枚数に対応する期間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。
5. 前記所定期間は、前記像担持体の走行距離に対応する期間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。
6. 前記調整手段は、前記像担持体の周回方向における画像形成領域の間にある非画像形成領域に供給する前記研磨性粒子の量を調整することを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記調整手段は、前記像担持体に供給する前記研磨性粒子の量を規定するパッチを各分割領域に形成することを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記パッチの面積、又は濃度により前記研磨性粒子の量を規定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記クリーニング手段は、前記像担持体に対してブレードの先端を当接するブレードクリーニング手段であること特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載の画像形成装置。

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