JP4967345B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置にかかり、特に、画像データに応じて露光した感光体をトナーを用いて潜像を形成して画像形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、画像品質要求は当然として、さらに、画像形成速度の向上や装置の小型化が要求されている。

このような要求を満たそうとした結果、画像密度が高い画像が連続した場合には、現像器へのトナーの供給が主走査方向の一端から他端に向けて供給される構成が一般的であるため、現像器の主走査方向のトナー供給の均一性を保つことができなくなり、主走査方向の画像濃度差が発生する等の弊害が発生することがある。

そこで、特許文献１に記載の技術では、主走査方向の画像密度（エリアカバレッジ）をカウントして、現像器の主走査ラインの分割された部分に対応する部分に対して、主走査ラインの方向に沿って移動してトナー補給を行うトナー補給部を有するものが提案されている。
特許第２８８５６８０号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主走査方向に移動可能なトナー補給部を現像器に備えるため現像器の小型化が難しく、さらにはトナー補給部を移動させる駆動部分が必要となり、駆動部分の信頼性確保も容易ではない、という問題がある。

また、従来の現像器は、主走査方向の一端側（例えば、画像形成装置の前側）からトナー供給を行う構成であり、画像密度が高い画像を連続して形成した場合には、供給されたトナーが他端に攪拌されながら搬送され、他端から実際に現像に寄与する現像器の現像ロールに搬送されて、一端に到達する頃にはトナー濃度が低下してしまっているのが実情である。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、現像器の小型化を確保しつつ、主走査方向の濃度差を安定させて画像形成することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、画像を表す画像データに応じて変調した光を主走査方向及び副走査方向の２次元的に走査露光して、静電潜像をトナー像として可視像化して画像形成する際の画像の主走査方向を複数に分割して、分割した各領域毎に前記画像を表す画像データ中の画像形成すべき画像データ量を算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果と、前記主走査方向に沿って存在する現像ロールへのトナー供給位置から前記各領域までの距離が遠くなるに従って大きい値になるように予め定めた補正係数とに基づいて、前記各領域毎のトナー消費量に相当する補正画像データ量を算出し、算出した前記補正画像データ量に基づく前記トナー像の濃度低下を抑制するように露光量を補正することにより、前記距離に起因する前記トナー像の主走査方向濃度むらを補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、算出手段では、主走査方向を複数に分割して、分割した各領域毎に画像データ中の画像形成すべき画像データ量が算出される。例えば、算出手段は、画像データ中の画像形成する有効信号数を画像データ量として算出する。

補正手段では、算出手段の算出結果と、主走査方向に沿って存在する現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離が遠くなるに従って大きい値になるように予め定めた補正係数とに基づいて、各領域毎のトナー消費量に相当する補正画像データ量を算出し、算出した補正画像データ量に基づくトナー像の濃度低下を抑制するように露光量を補正することにより、現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因するトナー像の主走査方向濃度むらが補正される。すなわち、従来技術のように移動可能なトナー補給部等を備えることなく主走査方向の濃度むらを補正することができるので、現像器の小型化を確保しつつ、主走査方向の濃度差を安定させて画像形成することができる。

補正手段は、例えば、請求項２に記載の発明のように、補正画像データ量に対応する各領域毎のトナー像の濃度低下量を算出する濃度低下算出手段と、濃度低下算出手段の算出結果に基づいて、前記各領域毎のトナー像の濃度低下を打ち消すための露光量増加分布を算出する露光量算出手段と、露光量算出手段の算出結果に基づいて、主走査方向の露光量を補正するように前記走査露光を制御する露光制御手段と、を含むようにしてもよい。すなわち、算出手段の算出結果から現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因するトナー像の主走査方向の濃度低下分布を算出し、該濃度低下分布に対応する露光量増加分布を算出して、露光量を制御することで、現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因するトナー像の主走査方向濃度むらを防止することができる。

また、濃度低下算出手段は、請求項３に記載の発明のように、１ジョブ内の連続画像形成数に応じて予め定めたジョブ補正係数を用いて前記補正画像データ量を更に補正してから前記濃度低下量を算出するようにしてもよい。

また、算出手段は、請求項４に記載の発明のように、画像データの最小単位で画像形成すべき画像データ量を計数、または１ジョブ内の画像形成すべき画像データ量を累積することにより、画像データ量を算出するようにしてもよい。

なお、本発明の画像形成装置は、請求項５に記載の発明のように、トナー像の濃度を検出するトナー像濃度検出手段と、トナー像濃度検出手段の検出結果に基づいて露光量を制御するトナー濃度制御手段と、を更に備えるようにしてもよいし、請求項６に記載の発明のように、静電潜像をトナー像として可視像化する現像器内のトナー濃度を検出する濃度検出手段と、現像器内のトナーを攪拌する攪拌手段及び現像器内にトナーを供給する供給手段の少なくとも一方のトナー濃度安定手段と、濃度検出手段によって検出されたトナー濃度が予め定めた目標値よりも薄い場合に、トナー濃度安定手段が動作するようにトナー濃度安定手段を制御する制御手段と、を更に備えるようにしてもよい。この時、請求項７に記載の発明のように、制御手段による制御後に、濃度検出手段によって検出されたトナー濃度が予め定めた目標値よりも薄い場合に、トナーを収納したトナーカートリッジの交換を報知する報知手段を更に備えるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、主走査方向を複数に分割して各領域毎に画像データ中の画像形成すべき画像データ量を算出し、該算出結果に基づいて現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因するトナー像の主走査方向濃度むらを補正することにより、移動可能なトナー補給部等を備えることなく主走査方向の濃度むらを補正することができるので、現像器の小型化を確保しつつ、主走査方向の濃度差を安定させて画像形成することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に適用可能なタンデムカラープリンタの概略構成を示す図である。

図１に示すように、タンデムカラープリンタ１０は、無端ベルトからなる中間転写ベルト４０が、複数のロール４２により、所定の張力を持って支持されている。また、中間転写ベルト４０上には、そのベルト走行方向Ｘに沿って、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像記録ユニット４４Ｃ、４４Ｍ、４４Ｙ、４４Ｋが順に配設されている。なお、以下の説明では、特に区別しない限り、各画像記録ユニットは同一構成であるので、各色に対応する符号を省略して説明する。

各々の画像記録ユニット４４は、それぞれ図示しない装置本体フレームに回転可能に軸支された感光体ドラム４６を有し、各感光体ドラム４６の周囲には、そのドラム回転方向（図１の時計回り方向）に沿って、クリーナ４８、イレーズランプ（図示省略）、帯電器５０、レーザ走査装置１２、現像器５２、及び１次転写ロール５４が順に配置されている。

すなわち、感光体ドラム４６に残留するトナーがクリーナ４８によって除去された後に、除電用のイレーズランプで感光体上の電荷が除電され、帯電器５０によって帯電され、レーザ走査装置１２によって感光体ドラム４６の表面に光が照射されて潜像が形成される。そして、レーザ走査装置１２によって形成された潜像は、現像器５２によってトナー像が形成され、１次転写ロール５４によって中間転写ベルト４０に転写されるようになっている。なお、各感光体ドラム４６によって副走査が行われ、レーザ走査装置１２によって主走査が行われる。

更に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色の中間転写ベルト４０上に形成されたトナー像の濃度を検出して、レーザ走査装置１２の光量フィードバックを行うためのＡＤＣ（Auto Density Control）センサ３４がベルト走行方向Ｘにおいてブラック（Ｋ）の画像形成ユニット３２の下流側に配置されている。なお、ＡＤＣセンサ３４は、反射型フォトセンサからなる。

また、現像器５２には、現像剤のトナー濃度（＝（トナー／トナー＋キャリア）×１００）を測定して、トナー供給フィードバックを行うための透磁率センサ（ＡＴＣセンサ）１４が設けられている。

一方、画像記録対象となる用紙は図示しない給紙カセットに収容され、その給紙カセットの用紙繰出側に設けられたピックアップロール５６により一枚ずつ繰り出される。繰出された用紙は、所定数のロール対５８により図中破線で示す経路を辿って搬送され、２次転写ロール６０の圧接位置へと送られ、２次転写ロール６０で中間転写ベルト４０上のカラー画像が用紙に一括転写（２次転写）される。カラー画像が転写された用紙は、用紙搬送系６２によって定着器６４に搬送され、そこで画像の定着処理（加熱、加圧等）がなされた後、図示しないトレイに排出されようになっている。

ここで、上述のＡＤＣセンサ３４とＡＴＣセンサ１４の主走査方向の位置関係、及び現像器５２について説明する。図２（Ａ）、（Ｂ）は、ＡＤＣセンサ３４とＡＴＣ１４の主走査方向の位置関係、及び現像器５２の概略構成を示す図である。

現像器５２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、現像ロール５２Ａ、供給オーガー５２Ｂ、攪拌オーガー５２Ｃ、トナー供給部５２Ｄ、及びＡＴＣセンサ１４を備えている。

トナー供給部５２Ｄは攪拌オーガー５２Ｃの主走査方向端部に設けられいる。トナー供給部５２Ｄが設けられた主走査方向端部（以下、トナー供給部５２Ｄが設けられた主走査方向端部をＯＵＴ側、他端部をＩＮ側という。）は、タンデムカラープリンタ１０の全面側に位置し、図示しない扉を開閉することによってトナー供給部５２Ｄからトナーを供給する。なお、詳細には、トナー供給部５２Ｄに図示しないカートリッジを備え、該カートリッジを交換することによってトナー交換が可能とされている。

トナー供給部５２Ｄから供給されたトナーは、攪拌オーガー５２Ｃによって攪拌されながら、ＯＵＴ側からＩＮ側へ搬送され、ＩＮ側で供給オーガー５２Ｂへ移動される。そして、供給オーガー５２Ｂから供給されたトナーが現像ロール５２Ａに供給される。

本実施の形態では、ＩＮ側からＯＵＴ側に向かってトナーが現像ロール５２Ａに供給されるので、ＯＵＴ側にトナーが到達するころにはトナー供給量が減少してしまうため、トナー供給量を適正に制御するために、ＡＴＣセンサ１４を攪拌オーガー５２ＣのＩＮ側に設けている。これに対してＡＤＣセンサ３４は、中間転写ベルト４０上に形成されるパッチ画像を検出するために、主走査方向の略中央部に設けられている。

続いて、本発明の実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０の制御系の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０の制御系の構成を示すブロック図である。

本実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０は、プリントコントローラ１６によって全体の制御が行われ、画像形成すべき画像データがプリントコントローラ１６に入力される。

また、タンデムカラープリンタ１０は、画像処理部１８、パルス幅変調回路２０、レーザドライバ２２、及びレーザ光源２４を備えており、これらによって感光体ドラム４６上への画像形成を行う。

プリントコントローラ１６に画像データが入力されると、画像処理部１８に出力されて所定の画像処理が施された後、パルス幅変調回路２０に出力される。

パルス幅変調回路２０では、画像データに応じた変調光を発光するための変調データを生成してレーザドライバ２２に出力する。

レーザドライバ２２は、変調データに基づいて、レーザ光源２４を駆動して感光体ドラム４６上を走査露光する。これによって、感光体ドラム４６上に主走査方向へ走査露光が行われ、感光体ドラム４６の回転によって副走査が行われて、感光体ドラム４６上に画像が形成される。

一方、上述したように、本実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０は、現像ロールへのトナー供給がＩＮ側からＯＵＴ側に向かって行われるため、ＯＵＴ側のトナー供給量が少なくなる傾向にあり、主走査方向の濃度差が発生してしまうため、濃度制御を行うことによって主走査方向の濃度差を防止するようになっており、該濃度制御は、画像濃度制御部２６によって行われる。

画像濃度制御部２６は、イメージカウント部２８、イメージカウント領域別算出部３０、主走査濃度差算出部３５、露光補正量制御部３６、トナー供給量制御部６６、及び画像濃度目標値記憶部３８を備えている。

イメージカウント部２８は、プリントコントローラ１６から画像データを入力し、画像データ量をカウントする。例えば、イメージカウント部２８は、画像データ中の画像形成する有効信号数を画像データ量として算出する。なお、画像データ量のカウントは、画像データの最小単位で画像形成すべき画像データ量をカウントしたり、１ジョブ内の画像形成すべき画像データ量の累積をカウントしたりすることによって行われる。例えば、画像データのカウントは、図５（Ａ）に示すように、画像データがＡ３サイズの０％の画像密度である場合にはカウント０、１０％の場合はカウント１０００、５０％の場合はカウント５０００、１００％の場合はカウント１００００のようにカウントすることができる。

イメージカウント領域別算出部３０は、図４に示すように、主走査方向を複数の領域に分割して各領域毎の画像データ量を算出する。本実施の形態では、主走査方向を領域Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に６分割して、各領域毎の画像データ量を算出する。

主走査濃度差算出部３５は、各領域（領域Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）毎に予め定めた補正係数を用いて各領域毎の補正画像データ量カウント（トナー供給時に消費される各領域毎のトナー消費量に相当する画像データ量）を算出して、算出した補正画像データ量カウントに対応する各領域毎の濃度低下量を算出することによって主走査方向の濃度差を算出する。なお、補正係数は、本実施の形態では、現像ロールへトナーがＩＮ側からＯＵＴ側に向かって供給されるので、供給時のトナー消費を考慮して領域Ｎｏ．１〜領域Ｎｏ．６に向かって順に補正係数が大きくなるように設定され、補正係数の一例は、図５（（Ｂ）に示す。

露光補正量制御部３６は、主走査濃度差算出部３５によって算出された各領域毎の濃度低下量から各領域毎の露光量増加分を算出することで露光量増加分布を算出し、算出結果に応じてレーザドライバ２２を制御する。すなわち、露光補正量制御部３６は、露光量を制御することによって、現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因する主走査方向の濃度むらを抑制する。具体的には、現像ロールへのトナー供給がＩＮ側からＯＵＴ側に向かって行われるため、主走査方向の濃度低下分布が図６（Ａ）に示すようになるため、これを打ち消すために、図６（Ｂ）に示すように主走査方向露光量補正（増加）分布を生成してレーザドライバ２２を制御することによって、現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因する主走査方向の濃度むらを抑制する。

トナー供給量制御部６６は、現像器５２に設けられたＡＴＣセンサ１４によってトナー濃度を検出してトナー供給量を制御する。

ＡＴＣセンサ１４の検出結果は、トナー濃度検出信号処理部６８によって所定の信号処理が行われてトナー供給量制御部６６に入力される。

また、画像濃度目標値記憶部３８には、ＡＴＣセンサ１４によって検出されるトナー供給を制御するためのトナー濃度の目標値が記憶されていると共に、ＡＤＣセンサ３４によって検出されるパッチ画像の濃度の目標値が記憶されている。

更に、本実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０は、制御・濃度検出パターンデータ生成部７２を備えており、各色毎のトナー像の濃度を検出するためのパターンデータが生成され、当該制御・濃度検出パターンデータ生成部７２で生成されたパターンデータに基づいてパッチ画像が中間転写ベルト４０上に形成され、ＡＤＣセンサ３４によってパッチ画像の濃度が検出される。

ＡＤＣセンサ３４によってパッチ画像の濃度が検出されると、ＡＤＣセンサ３４の検出結果が画像濃度検出信号処理部７０によって所定の信号処理が施されて露光補正量制御部３６に出力される。そして、露光補正量制御部３６では、画像濃度目標値記憶部３８に記憶されたパッチ画像の濃度の目標値と、ＡＤＣセンサ３４の検出結果の濃度を比較して、濃度制御を行う。

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０で行われる動作の一例について説明する。

まず始めに画像形成時に行われる主走査方向の画像濃度補正について説明する。図７は、画像形成時に画像濃度制御部２６で行われる画像濃度補正の流れの一例を示すフローチャートである。

プリントコントローラ１６に画像データが入力されると、始めにステップ１００では、入力された画像データの画像データ量がイメージカウント部２８でカウントされてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、主走査方向の領域毎の画像データ量がイメージカウント領域別算出部３０によって算出されてステップ１０４へ移行する。例えば、図８に示すように、各領域の画像データ量がカウントされる。図８の場合の各領域のカウント結果は、領域Ｎｏ．１の画像データ量カウントは５０００、領域Ｎｏ．２の画像データ量カウントは２０００、領域Ｎｏ．３の画像データ量カウントは１０００、領域Ｎｏ．４の画像データ量カウントは５００、領域Ｎｏ．５の画像データ量カウントは０、領域Ｎｏ．６の画像データ量カウントは０となる。

ステップ１０４では、各領域毎の濃度低下量を算出することにより主走査方向の濃度差が主走査濃度差算出部３５によって算出される。詳細には、主走査濃度差算出部３５は、各領域の累積画像データ量カウントを算出して、予め定めた各領域毎の補正係数を用いて、トナー供給時に消費される各領域毎のトナー消費量に相当する補正画像データ量カウントを算出し、補正画像データ量カウントに対応する濃度低下量を算出することによって、主走査方向の濃度差を算出する。例えば、図８の場合には、領域Ｎｏ．１の累積画像データ量カウントは５００、領域Ｎｏ．２の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１と領域Ｎｏ．２の画像データ量を累積して７０００、領域Ｎｏ．３の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜３の画像データ量を累積して８０００、領域Ｎｏ．４の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜４の画像データ量を累積して８５００、領域Ｎｏ．５の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜５の画像データ量を累積して８５００、領域Ｎｏ．６の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜６の画像データ量を累積して８５００となる。また、予め定めた補正係数（図５（Ｂ））は、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は０．２、領域Ｎｏ０３は０．４、領域Ｎｏ．４は０．６、領域Ｎｏ．５は０．８、領域Ｎｏ．６は１とすると、補正画像データ量カウントは、各領域毎に、累積画像データ量カウントと補正係数を乗算して、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は１４００、領域Ｎｏ．３は３２００、領域Ｎｏ．４は５１００、領域Ｎｏ．５は６８００、領域Ｎｏ．６は８５００となる。そして、濃度低下量は、画像データ量１００００で０．３（予め定めた値）の濃度低下量となることを基準とすると、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は０．０３５７、領域Ｎｏ．３は０．０８１６、領域Ｎｏ．４は０．１３００５、領域Ｎｏ．５は０．１７３４、領域Ｎｏ．６は０．２１６７７５となる。

次にステップ１０６では、濃度算出結果に基づいて各領域の露光補正量（露光量増加分布）が露光補正量制御部３６によって算出されてステップ１０８へ移行して、算出した露光補正量に応じてレーザドライバ２２が露光補正量制御部３６によって駆動されてステップ１１０へ移行する。例えば、図８の場合の各領域の露光補正量（露光量増加分）は、濃度低下Δ０．０１当たり露光量２％に相当するとすると、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は７．１４、領域Ｎｏ．３は１６．３２、領域Ｎｏ．４は２６．０１、領域Ｎｏ．５は３４．６８、領域Ｎｏ．６は４３．３５となるので、各補正量となるようにレーザドライバ２２が駆動される。なお、１ジョブの連続枚数（例えば同一画像の連続枚数等）に応じて更に補正するようにしてもよい。この場合の補正係数の一例は図５（Ｃ）に示すように、連続枚数が１〜５の場合には０、連続枚数が６〜１０の場合には０．２、連続枚数が１１〜２０の場合には０．５、連続枚数が２１〜４０の場合には０．８、連続枚数が４１〜１００の場合には１となり、それぞれ算出した各領域毎の露光量増加分に乗算することによって１ジョブの連続枚数を考慮した補正を行うことが可能となる。

ステップ１１０では、画像形成終了か否かが画像濃度制御部２６によって判定される。該判定は、プリントコントローラ１６から入力される画像データがあるか否か等を判定することによってなされ、該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１１０の判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。

なお、ここで、上述の画像濃度補正について図８の他の一例（図９）を用いて説明する。

イメージカウント部２８によって画像データの画像データ量が算出され、イメージカウント領域別算出部３０によって各領域毎の画像データ量が算出される。図９の場合には、領域Ｎｏ．１の各領域画像データ量カウントが０、領域Ｎｏ．２の各領域画像データ量カウントが５０、領域Ｎｏ．３の各領域画像データ量カウントが２００、領域Ｎｏ．４の各領域画像データ量カウントが１０００、領域Ｎｏ．５の各領域画像データ量カウントが３０００、領域Ｎｏ．６の各領域画像データ量カウントが４０００となる。

次に、各領域の累積画像データ量カウントが算出され、図９の場合には、領域Ｎｏ．１の累積画像データ量カウントは０、領域Ｎｏ．２の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１と領域Ｎｏ．２の画像データ量を累積して５０、領域Ｎｏ．３の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜３の画像データ量を累積して２５０、領域Ｎｏ．４の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜４の画像データ量を累積して１２５０、領域Ｎｏ．５の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜５の画像データ量を累積して４２５０、領域Ｎｏ．６の累積画像データ量カウントは領域Ｎｏ．１〜６の画像データ量を累積して８２５０となる。

また、予め定めた補正係数（図５（Ｂ））は、上記と同様に、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は０．２、領域Ｎｏ０３は０．４、領域Ｎｏ．４は０．６、領域Ｎｏ．５は０．８、領域Ｎｏ．６は１として、累積画像データ量カウントと補正係数を乗算して補正画像データ量カウントを算出する。図９の場合では、各領域毎に、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は１０、領域Ｎｏ．３は１００、領域Ｎｏ．４は７５０、領域Ｎｏ．５は３４００、領域Ｎｏ．６は８２５０となる。

そして、補正画像データ量カウントから濃度低下量を算出すると、図９の場合には、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は０．０００２５５、領域Ｎｏ．３は０．００２５５、領域Ｎｏ．４は０．０１９１２５、領域Ｎｏ．５は０．０８６７、領域Ｎｏ．６は０．２１０３７５となる。なお、濃度低下量の算出の基準としては、上記と同様に、画像データ量１００００で０．３（予め定めた値）の濃度低下量となることを基準とする。

最後に、濃度低下量から露光量増加分を算出すると、図９の場合には、領域Ｎｏ．１は０、領域Ｎｏ．２は０．０５１、領域Ｎｏ．３は０．５１、領域Ｎｏ．４は３．８２５、領域Ｎｏ．５は１７．３４、領域Ｎｏ．６は４２．０７５となる。なお、露光量増加分の算出は、上記と同様に、濃度低下Δ０．０１当たり露光量２％として算出する。

このように、本実施の形態では、主走査方向を複数に分割して、各領域の画像データ量を算出して、各領域毎に予め定めた補正係数を用いて、トナー供給時に消費される各領域毎のトナー消費量に相当する補正画像データ量カウントを算出し、算出した補正画像データ量カウントから各領域の濃度低下量を算出して、算出した濃度低下量に対応する濃度を補正するための露光量を算出して、露光量を補正するようにしているので、現像ロールへのトナー供給位置から各領域までの距離に起因する（ＩＮ側からＯＵＴ側にトナーが供給されながら消費されることによって発生する）主走査方向の画像の濃度差を抑制することができる。

次に、所定のタイミング行われるパッチ画像を形成して画像濃度を制御する画像濃度制御について説明する。

画像濃度制御は、所定のタイミングでパッチ画像を中間転写ベルト４０上に形成して、パッチ画像の濃度を検出し、該検出結果が目標濃度となるように制御するものである。図１０は、露光補正量制御部３６で行われる画像濃度制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１０の画像濃度制御は、所定のタイミング（例えば、装置起動時や画像の非画像形成タイミング時等）に開始する。

ステップ２００では、制御・濃度検出パターンデータ生成部７２によって生成されたパッチ画像を表すパターンデータに基づいて中間転写ベルト４０上に形成されたパッチ画像がＡＤＣセンサ３４によって検出されてステップ２０２へ移行する。すなわち、ＡＤＣセンサ３４の検出結果が画像濃度検出信号処理部７０によって所定の信号処理が行われて露光補正量制御部３６に入力される。

ステップ２０２では、信号処理されたＡＤＣセンサ３４の検出結果と画像濃度目標値記憶部３８に記憶された目標値とが露光補正量制御部３６によって比較される。

次にステップ２０４では、ステップ２０２の比較結果、目標値よりパッチ画像の濃度が薄いか否か露光補正量制御部３６によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２０６へ移行し、否定された場合にはステップ２０８へ移行する。なお、ステップ２０４の判定は、例えば、目標値から濃度でΔ０．０５相当薄いか否かを判定することによって行う。

ステップ２０６では、露光量を増加するようにレーザドライバ２２が露光補正量制御部３６によって制御されてステップ２０８へ移行する。

ステップ２０８では、ステップ２０２の比較結果、目標値よりパッチ画像の濃度が濃いか否か露光補正量制御部３６によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２１０へ移行し、否定された場合にはそのまま画像濃度制御を終了する。なお、ステップ２０８の判定は、例えば、目標値から濃度でΔ０．０５相当濃いか否かを判定することによって行う。

ステップ２１０では、露光量を減少するようにレーザドライバ２２が露光補正量制御部３６によって制御されて一連の処理を終了する。

このようにパッチ画像の濃度を予め定めた目標値となるように露光量を制御することで安定した画像形成が可能となる。

続いて、現像器５２のトナー供給や攪拌を制御して行われる画像濃度に係わる制御について説明する。図１１は、トナー供給量制御部６６で行われるトナー濃度制御の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップ３００では、現像器５２がトナー供給量制御部６６によって駆動されてステップ３０２へ移行する。トナー供給量制御部６６は、例えば、プリントコントローラ１６に画像データが入力されるタイミング等で現像器５２を駆動する。

ステップ３０２では、所定時間経過したか否かがトナー供給量制御部６６によって判定される。該判定は、現像器５２内の現像剤が安定するまでの時間（例えば、１ｓｅｃ）を経過したか否かを判定することによってなされ、該判定が肯定されるまで待機してステップ３０４へ移行する。

ステッ３０４では、ＡＴＣセンサ１４の検出結果がトナー供給量制御部６６によって取得される。すなわち、ＡＴＣセンサ１４の検出結果がトナー濃度検出信号処理部６８によって所定の信号処理が施されてトナー供給量制御部６６に入力される。

ステップ３０６では、信号処理されたＡＴＣセンサ１４の検出結果と画像濃度目標値記憶部３８に記憶された目標値とがトナー供給量制御部６６によって比較されてステップ３０８へ移行する。

ステップ３０８では、ステップ３０６の比較結果、目標値より現像器５２内のトナー濃度が薄いか否かトナー供給量制御部６６によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ３０４に戻って上述の処理が繰り返され、肯定された場合にはステップ３１０へ移行する。なお、ステップ３０８の判定は、例えば、目標値からトナー濃度重量比でΔ０．２％相当薄いか否かを判定することによって行う。

ステップ３１０では、現像器５２のトナーの攪拌動作を既に行った後か否かトナー供給量制御部６６によって判定される。該判定は後述するステップ３１２で攪拌動作を行った後であるか否かを判定することによってなされ、該判定が否定された場合にはステップ３１２へ移行し、肯定された場合にはステップ３１４へ移行する。

ステップ３１２では、トナー供給量制御部６６によってトナー供給しながら現像器５２内の攪拌動作が行われてステップ３１６へ移行する。すなわち、トナーが供給されるようにトナー供給制御部６６によってトナー供給部５２Ｄが制御されると共に、攪拌オーガー５２Ｃが回転してトナーを攪拌するように現像器５２がトナー供給量制御部６６によって制御される。

一方、ステップ３１４では、トナー供給及びトナー攪拌動作を行ってもトナー濃度が目標値より薄いので、トナー供給量制御部６６が図示しない表示部等にトナーカートリッジ交換を促すメッセージ等を表示するように制御することによって、トナーカートリッジ交換が報知されてステップステップ３１６へ移行する。

ステップ３１６では、現像器５２が停止されたか否かトナー供給量制御部６６によって判定される。例えば、プリントコントローラ１６に入力された画像データに対応する画像の形成が全て終了した場合や装置の画像形成停止の指示等がなされた場合に判定が肯定されて一連のトナー濃度制御を終了し、ステップ３１６の判定が否定された場合にはステップ３０４に戻って上述の処理が繰り返される。

すなわち、本実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０では、現像器５２内のトナー濃度が目標値より薄い場合には、攪拌動作を行うことでトナー濃度を安定させると共に、現像器５２内にトナーを供給することでトナー濃度を安定させている。これによって安定した濃度が画像形成を行うことができる。

なお、上記の実施の形態に係わるタンデムカラープリンタ１０のトナー濃度制御では、トナー濃度が目標値よりも薄い場合にトナー供給を行いながらトナーの攪拌動作を行うようにしたが、攪拌動作のみを行うようにしてもよいし、トナー供給のみを行うようにしてもよいし、攪拌動作を行った後に現像器５２内のトナー濃度が薄い時に現像機内にトナーを供給するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に適用可能なタンデムカラープリンタの概略構成を示す図である。 ＡＤＣセンサとＡＴＣの主走査方向の位置関係及び現像器の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係わるタンデムカラープリンタの制御系の構成を示すブロック図である。 主走査方向を複数の領域領域に分割した一例を示す図である。 （Ａ）はイメージカウント部の画像データ量のカウントの一例を示す表であり、（Ｂ）は主走査方向の濃度むらを補正するための補正係数の一例を示す表であり、（Ｃ）は１ジョブの連続枚数に応じて濃度むらの補正を行う際の補正係数の一例を示す表である。 （Ａ）は主走査方向の濃度低下分布の一例を示す図であり、（Ｂ）は主走査方向露光量補正分布の一例を示す図である。 画像形成時に画像濃度制御部で行われる画像濃度補正の流れの一例を示すフローチャートである。 各領域の画像データ量カウント、各領域累積画像データ量カウント、各領域補正係数、補正画像データ量カウント、濃度低下量、及び露光量増加分の一例を示す表である。 各領域の画像データ量カウント、各領域累積画像データ量カウント、各領域補正係数、補正画像データ量カウント、濃度低下量、及び露光量増加分のその他の例を示す表である。 露光補正量制御部で行われる画像濃度制御の流れの一例を示すフローチャートである。 トナー供給量制御部で行われるトナー濃度制御の流れの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ タンデムカラープリンタ
１４ ＡＴＣセンサ
２２ レーザドライバ
２６ 画像濃度制御部
２８ イメージカウント部
３０ イメージカウント領域別算出部
３４ ＡＤＣセンサ
３５ 主走査濃度差算出部
３６ 露光補正量制御部
３８ 画像濃度目標値記憶部
５２ 現像器
６６ トナー供給量制御部
６８ トナー濃度検出信号処理部
７０ 画像濃度検出信号処理部

Claims (7)

1. 画像を表す画像データに応じて変調した光を主走査方向及び副走査方向の２次元的に走査露光して、静電潜像をトナー像として可視像化して画像形成する際の画像の主走査方向を複数に分割して、分割した各領域毎に前記画像を表す画像データ中の画像形成すべき画像データ量を算出する算出手段と、
   前記算出手段の算出結果と、前記主走査方向に沿って存在する現像ロールへのトナー供給位置から前記各領域までの距離が遠くなるに従って大きい値になるように予め定めた補正係数とに基づいて、前記各領域毎のトナー消費量に相当する補正画像データ量を算出し、算出した前記補正画像データ量に基づく前記トナー像の濃度低下を抑制するように露光量を補正することにより、前記距離に起因する前記トナー像の主走査方向濃度むらを補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記補正画像データ量に対応する前記各領域毎のトナー像の濃度低下量を算出する濃度低下算出手段と、前記濃度低下算出手段の算出結果に基づいて、前記各領域毎のトナー像の濃度低下を打ち消すための露光量増加分布を算出する露光量算出手段と、前記露光量算出手段の算出結果に基づいて、主走査方向の露光量を補正するように前記走査露光を制御する露光制御手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度低下算出手段は、１ジョブ内の連続画像形成数に応じて予め定めたジョブ補正係数を用いて前記補正画像データ量を更に補正してから前記濃度低下量を算出する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記算出手段は、前記画像データの最小単位で画像形成すべき画像データ量を計数、または１ジョブ内の画像形成すべき画像データ量を累積することにより、前記画像データを算出する請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー像の濃度を検出するトナー像濃度検出手段と、前記トナー像濃度検出手段の検出結果に基づいて露光量を制御するトナー濃度制御手段と、を更に備えた請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 静電潜像をトナー像として可視像化する現像器内のトナー濃度を検出する濃度検出手段と、前記現像器内のトナーを攪拌する攪拌手段及び前記現像器内にトナーを供給する供給手段の少なくとも一方のトナー濃度安定手段と、前記濃度検出手段によって検出された前記トナー濃度が予め定めた目標値よりも薄い場合に、前記トナー濃度安定手段が動作するように前記トナー濃度安定手段を制御する制御手段と、を更に備えた請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段による制御後に、前記濃度検出手段によって検出された前記トナー濃度が予め定めた目標値よりも薄い場合に、トナーを収納したトナーカートリッジの交換を報知する報知手段を更に備えた請求項６に記載の画像形成装置。

Images