JP5119643B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a program.
電子写真方式を用いた画像形成装置では、静電潜像を現像して、転写紙上に転写する工程を有しているが、現像性や転写性が低下すると画質欠陥を生じさせ、画質の安定性を阻害してしまう。すなわち、形成すべき画像においては、印字幅方向(主走査方向)にページあたりの印字量がバラツキ、偏りを有しているのが常であり、同様の画像データの出力要求が連続した場合には、現像器の像担持体に対向した現像ロール上のトナー消費量が主走査方向の画像データのバラツキ、偏りに対応してしまう。すると現像ロール上のトナーが消費された領域とされない領域のトナーの静電吸着力に差が生じてしまい、画像濃度に差が生じるという問題があった。特に磁性トナーをブレード等の帯電手段で摺擦する磁性一成分現像剤を有する現像方式においては、その構造上、現像ロール上のトナー消費履歴を解消する作用が二成分現像剤を有する現像方式に比べて少なく、画像データのバラツキ、偏りの影響が顕著である。 An image forming apparatus using an electrophotographic system has a process of developing an electrostatic latent image and transferring it onto a transfer sheet. It interferes with sex. That is, in an image to be formed, the amount of printing per page in the printing width direction (main scanning direction) usually varies and is uneven, and when output requests for similar image data continue. In other words, the amount of toner consumed on the developing roll facing the image carrier of the developing unit corresponds to the variation and deviation of the image data in the main scanning direction. As a result, there is a problem that a difference occurs in the electrostatic attraction force of the toner in the area where the toner is consumed on the developing roll and the area where the toner is not consumed, resulting in a difference in image density. In particular, in a developing system having a magnetic one-component developer that rubs magnetic toner with a charging means such as a blade, the structure that eliminates the toner consumption history on the developing roll is a development system having a two-component developer. Compared to this, there are few effects of image data variation and bias.
特許文献1では、静電潜像形成手段によって静電潜像を形成する前に、像担持体に形成する画像の画像密度を検出する画像密度検出手段を設けて、この画像密度検出手段による検出値が所望の値より低いと判断されたときに、所定の静電潜像を形成して現像装置の現像剤を強制的に消費させる技術が提案されている。
In
本発明は、濃度むらやカブリといった画質欠陥の発生を低減させることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing the occurrence of image quality defects such as uneven density and fog.
かかる目的を達成するために本発明の画像形成装置は、像担持体の主走査方向に並ぶ複数の発光素子の点灯回数をそれぞれ計数する計数手段と、前記計数手段の計数した前記複数の発光素子の点灯回数の計数値を用いて、点灯回数の計数値が発光素子の点灯回数の下限しきい値以上で、前記発光素子の点灯回数の上限しきい値以下である第1の発光素子と、前記点灯回数の計数値が前記点灯回数の下限しきい値よりも小さい第2の発光素子とを検出し、検出した第1の発光素子に対しては、該第1の発光素子の点灯回数の計数値から前記下限しきい値を減算した値を、前記上限しきい値から前記下限しきい値を減算した差分で除算して発光素子点灯割合を算出し、算出した発光素子点灯割合を1から減算することで前記第1の発光素子の非点灯割合を算出し、前記第2の発光素子に対しては、非点灯割合を100%とする算出手段と、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子との非点灯割合に対応するトナー像を、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子とのそれぞれに対応する前記像担持体の副走査方向のラインに形成して、トナーを消費する強制排出手段とを備える。 In order to achieve such an object, an image forming apparatus according to the present invention includes a counting unit that counts the number of lighting times of a plurality of light emitting elements arranged in the main scanning direction of the image carrier, and the plurality of light emitting elements counted by the counting unit. A first light-emitting element having a lighting count value equal to or higher than a lower threshold value of the lighting frequency of the light-emitting element and lower than an upper limit threshold value of the lighting frequency of the light-emitting element , A second light emitting element having a count value of the number of lighting times smaller than the lower limit threshold value of the number of lighting times is detected, and for the detected first light emitting element, the number of lighting times of the first light emitting element is set. A value obtained by subtracting the lower threshold from the count value is divided by a difference obtained by subtracting the lower threshold from the upper threshold to calculate a light emitting element lighting ratio. astigmatism of the by subtracting the first light emitting element Calculating a ratio, with respect to the second light emitting element, corresponding to the non-lighting percentage of the calculating means for the non-lighting percentage of 100%, and the first light emitting element and the second light emitting element Toner Forcibly discharging means for consuming toner by forming an image on a line in the sub-scanning direction of the image carrier corresponding to each of the first light emitting element and the second light emitting element ;
請求項1記載の発明は、本構成を有しない場合に比較して、不必要な現像剤の消費を抑制することができると共に、画像の濃度差や濃度むらといった画質欠損の発生を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, unnecessary consumption of developer can be suppressed and occurrence of image quality defects such as image density difference and density unevenness can be suppressed as compared with the case where the present configuration is not provided. Can do.
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、画像形成装置1の構成を示す。なお、本実施形態においては、発光素子として発光ダイオード(以下、LED(Light Emitting Diode)と表記する)を使用した例を説明するが、本発明は、これに限定されない。
FIG. 1 shows the configuration of the
画像形成装置1は、動作制御部10、点灯制御部11、画像形成部20、LEDヘッド22、カウント部13、カウント数比較部14、パッチ画像生成部15、第1メモリ部16、第2メモリ部12及び操作部17を含んで構成されている。なお、動作制御部10とパッチ画像生成部15とが強制排出手段に該当する。
The
動作制御部10は、画像形成部20の画像形成の動作を制御する。また、スキャナまたは他のコンピュータ等から画像データを取得し、取得した画像データに基づく画像を感光体ドラム21上に形成するように点灯制御部11の動作を制御する。さらに、パッチ画像生成部15で生成されたパッチデータを取得して、パッチデータに基づくパッチ画像を感光体ドラム21上に形成するように制御する。
The
第1メモリ部16は、画像データを展開処理するページメモリ、CPUの作業用のRAM、不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ、磁気記憶媒体等で構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であり、動作制御部10の処理に使用される各種データ及びプログラム等を記憶する。
The
点灯制御部11は、LEDヘッド22に形成されたLED列の各LEDの点灯、消灯を制御する。
The lighting control unit 11 controls lighting and extinguishing of each LED in the LED array formed on the
第2メモリ部12は、ランダムアクセスメモリにより構成され、点灯制御部11がLEDヘッド22を点灯制御する際に使用する各LEDの制御パラメータ等を記憶する。この制御パラメータは、例えば各LEDに流す電流値等のデータであり、各LEDヘッド22が有するROM(読み出し専用メモリ)に記憶されている光量補正データを読み出したものである。
The
画像形成部20は、LEDヘッド22の他に、感光体ドラム21、現像ユニット23、転写ロール25等を含み、画像データを所定の用紙24に画像として形成する装置である。
In addition to the
LEDヘッド22は、上記画像形成部20の構成要素であり、LEDを直線状に並べたLED列から感光体ドラム21を感光するための光を照射する。この光は、集光レンズで集光され、感光体ドラム21の表面に集光スポットが形成される。
The
現像ユニット23は、LEDヘッド22によって形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する。図2に、現像ユニット23の構成を示す。現像ユニット23は、感光体ドラム21と対向する部位がそのドラムの回転軸方向にそって開口された開口部35と、所定量の磁性一成分現像剤40を収容する空間からなる現像剤収容部31とが形成されたハウジング30を有している。この開口部35側には、開口部35から一部を露出させた状態で回転する円筒状の現像スリーブ34と、この現像スリーブ34の内部に固定した状態で設置されるマグネットロール33とが設けられている。
また、ハウジング30の現像剤収容部31側には、現像剤収容部31内にある磁性一成分現像剤40を攪拌しながら現像スリーブ34側に供給するように回転する現像剤攪拌部材32と、この現像剤攪拌部材32寄りとなる現像スリーブ34の外周面側に圧接される圧接ブレード36とが設けられている。
The developing
Further, on the
図1に戻って、転写ロール25は、現像ユニット23により感光体ドラム21上に形成されたトナー像を用紙に転写するためのロールである。転写ロール25が感光体ドラム21に接触し、感光体ドラム21の帯電電位と逆極性の電圧が転写ロール25に印加されると、感光体ドラム21上に形成されたトナー像が、転写ロール25と感光体ドラム21の間を通過する用紙24に転写される。
Returning to FIG. 1, the
カウント部13は、LEDヘッド22に形成されたLED列の各LEDの点灯回数をカウントする。点灯回数をカウントするには、例えば第1メモリ部16に含まれるページメモリに記憶された1ページ分の画像データを解析し、各LEDの点灯回数をカウントする方法が好適である。LEDヘッド22は、感光体ドラム21の主走査方向に平行に配列されているので、各LEDで露光することになる画素数を画像の副走査方向にカウントする。
The
カウント比較部14は、設定時間Hと、閾値T1とを設定し、設定時間Hの間のカウント部13のカウント数(点灯回数)と閾値T1とを比較する。
The
パッチ画像生成部15は、カウント数比較部14の比較結果に基づいてトナーを強制消費させるためのパッチ画像を生成して、動作制御部10に対して出力する。
The patch
操作部17は、キーボード、タッチパネル等で構成され、画像形成装置1の制御動作に必要な指示情報を入力する。
The
なお、図1に示す動作制御部10と、点灯制御部11と、カウント部13と、カウント数比較部14と、パッチ画像生成部15とは、ソフトウェア制御によって実現することもできる。この場合のコンピュータの構成を図3に示す。図3に示すROM62に格納したプログラムをCPU61が読み込んで、このプログラムに従った演算をCPU61で行うことにより、各装置の機能が実現される。また、CPU61による演算の手順については、後述する。また、RAM63は、第1メモリ16、第2メモリ12として機能し、演算結果のデータが書き込まれる。NVRAM(Non Volatile RAM)64には、電源オフ時に、バックアップの必要なデータが保存される。
なお、ROM62に格納されているプログラムは、CD−ROM等の記録媒体に格納されたものを読み込んでNVRAM64に格納してもよいし、ネットワークを介して送信されたプログラムをI/Oポート65で受信してNVRAM64に格納してもよい。
Note that the
Note that the program stored in the
図4(A)には、LEDヘッド22と、現像スリーブ34の主走査方向の関係を示す。また、図4(B)には実際に描かれる画像の一例を示す。図4(A),(B)から明らかなように、LEDヘッド22の主走査方向の幅は、画像の最大幅よりもやや広く、現像スリーブ34の現像幅はLEDヘッド22の主走査方向幅よりも更に広く構成されている。
FIG. 4A shows the relationship between the
図4(B)に示す画像を形成する時に、各LEDの点灯回数をカウント部13でカウントした結果を図4(C)に示す。
図4(B)に示す1ページ分の画像データを第1メモリ部16のページメモリに一旦記憶し、カウント部13は、このページメモリに記憶した画像データを解析して、それぞれ対応するLEDごとに副走査方向(基準方向)の1ラインごとに画素数をカウントする。カウント値は、各LEDの点灯回数となる。このカウント結果は、カウント部13が第1メモリ部16に記憶させる。
FIG. 4C shows the result of counting the number of times each LED is turned on by the
The image data for one page shown in FIG. 4B is temporarily stored in the page memory of the
図4(B)に示す画像の副走査方向の画素数をカウントすると、図4(C)に示すように、画像枠50のうち、副走査方向に伸びる縦枠を印字するためのLEDヘッド22のLEDの点灯回数が、他のLEDに比べて極端に多くなる。従って、この画像枠50の領域と他の領域とでは現像スリーブ34上のトナー消費量に差が生じてしまう。このため、トナーの静電吸着力に差が生じ、画像濃度に差が生じる。
When the number of pixels in the sub-scanning direction of the image shown in FIG. 4B is counted, as shown in FIG. 4C, the
このようなトナー消費量の差の弊害を解消するために、本実施例では、トナー消費量が少ない領域を検出して、この領域でトナーを強制的に消費させる。
トナーの強制消費動作は、設定時間Hの間にカウント部13でカウントした点灯回数が、しきい値T1を超えなかったときに、パッチ画像生成部15でトナーを強制消費するためのパッチ画像を生成して、動作制御部10に出力することで実現される。
To overcome negative effects of such differences in toner consumption, in the present embodiment, by detecting the area preparative toner consumption is small, forced to consume the toner in this region.
In the toner forcible consumption operation, a patch image for forcibly consuming toner by the patch
設定時間Hとしきい値T1は、感光体ドラム21の特性、トナーの種類、現像ロールの特性、各種パラメータの設定など、適用されているシステムに応じて変更することができる。また、許容される画像の濃度差によって設定時間Hとしきい値T1を変更することもできる。
The set time H and threshold value T1 can be changed according to the applied system, such as the characteristics of the
また、パッチ画像を作成するタイミングは、カウント比較部14でパッチを形成するか否かを判定したプリント処理の間であって、形成する画像と画像の間のインターイメージの部分で行うことが好ましい。さらに、プリント処理の間の可能な限り早い段階でパッチ画像を形成するとよい。
Also, the timing of creating the patch image is preferably during the printing process in which it is determined whether or not the patch is formed by the
また、パッチ画像を形成してトナーを強制消費する動作の回数が増えれば、その動作時間によりプリント処理の終了時間に影響する。このため、例えば累計プリント枚数が数十枚を越えた後のプリント処理スタート時、またはプリント処理エンド時にパッチ画像を形成して、トナーの強制消費を行うものであってもよい。この場合、この数十枚の画像を形成するプリント処理時間を設定時間Hに設定することが好ましい。 Further, if the number of operations for forming a patch image and forcibly consuming toner increases, the operation time affects the end time of the printing process. For this reason, for example, a toner image may be forcibly consumed by forming a patch image at the start of print processing after the cumulative print count exceeds several tens or at the end of the print processing. In this case, it is preferable to set the print processing time for forming these tens of images to the set time H.
また、トナーの強制消費のためのパッチ形状は、主走査方向(用紙幅方向)においては、画像形成部20と用紙を搬送する用紙搬送部(不図示)の機械的なバラツキを考慮して、最大用紙幅の両端に2mm(すなわち4mm)を加えた程度が望ましい。本実施例ではこの幅に相当するLED露光幅に設定している。
また、副走査方向においては、現像ロールのトナー消費量の差を解消するために現像スリーブ34の周長(L)+2mm程度の幅であることが望ましい。
The patch shape for forcibly consuming the toner takes into account mechanical variations in the main scanning direction (paper width direction) between the
In the sub-scanning direction, in order to eliminate the difference in toner consumption of the developing roll , it is desirable that the width of the developing
図5に示すフローチャートを参照しながら本実施例の処理手順を説明する。
プリント処理を開始すると(ステップS1/YES)、主走査方向に並べた各LEDの点灯回数を、画像の副走査方向にカウント部13でカウントしていく(ステップS2)。プリント処理の実行時間が、設定時間を超えると(ステップS3/YES)、カウント部13のカウント値と、しきい値T1とをカウント数比較部14で比較する(ステップS4)。カウント値がしきい値T1を下回ると(ステップS4/YES)、パッチ画像生成部15は、画像と画像の間のインターイメージ部で、パッチ画像を形成する。形成したパッチ画像は、動作制御部10に送出される。動作制御部10はプリント処理の開始前、又は終了後にパッチ画像に基づく画像を形成するように点灯制御部11を制御することで、トナー消費量が少ない領域のトナーを強制的に消費させる(ステップS5)。
The processing procedure of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the printing process is started (step S1 / YES), the number of lighting of the LEDs arranged in the main scanning direction is counted by the
添付図面を参照しながら第2実施例を説明する。なお、本実施例の構成は、上述した第1実施例の構成と同一であるため、構成の説明は省略する。
トナーの強制消費による無駄なトナーの消費を抑制するためには、トナー消費量の主走査方向バラツキ、偏りを補正(消費が少ない領域は多く、消費が多い領域は少なく)することが望ましい。
A second embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment described above, and thus the description of the configuration is omitted.
In order to suppress wasteful toner consumption due to forced toner consumption, it is desirable to correct variations and deviations in the toner consumption amount in the main scanning direction (many areas with low consumption and few areas with high consumption).
図4(C)に示されるようにカウント部13で、主走査方向に配列した各LEDの副走査方向の点灯回数をカウントしているので、パッチ画像生成部15でこのカウントデータに反比例する副走査幅であるようにパッチ形状を生成すれば実現される。
As shown in FIG. 4C, the
具体的には、図4(D)に示すように下限閾値T1と上限閾値T2の差分の全点灯回数から下限閾値T1と上限閾値T2間の実点灯回数の割合A(%)を求め、これと反比例する割合(100−A)%を副走査方向のパッチ基準幅であるL+2mmに乗じた幅をLEDドット毎に適用してパッチを生成すれば実現される。 Specifically, as shown in FIG. 4D, the ratio A (%) of the actual lighting frequency between the lower threshold value T1 and the upper threshold value T2 is obtained from the total lighting frequency of the difference between the lower threshold value T1 and the upper threshold value T2. This is realized by generating a patch by applying, for each LED dot, a width obtained by multiplying a ratio (100-A)% inversely proportional to L + 2 mm which is a patch reference width in the sub-scanning direction.
上述した実施例は本発明の好適な実施の一例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 動作制御部
11 点灯制御部
12 第2メモリ
13 カウント部
14 カウント数比較部
15 パッチ画像生成部
16 第1メモリ部
20 画像形成部
21 感光体ドラム
22 LEDヘッド
23 現像ユニット
24 用紙
25 転写ロール
30 ハウジング
31 現像剤収容部
32 現像剤攪拌部材
33 マグネットロール
34 現像スリーブ
35 開口部
36 圧接ブレード
40 磁性一成分現像剤
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記計数手段の計数した前記複数の発光素子の点灯回数の計数値を用いて、点灯回数の計数値が発光素子の点灯回数の下限しきい値以上で、前記発光素子の点灯回数の上限しきい値以下である第1の発光素子と、前記点灯回数の計数値が前記点灯回数の下限しきい値よりも小さい第2の発光素子とを検出し、検出した第1の発光素子に対しては、該第1の発光素子の点灯回数の計数値から前記下限しきい値を減算した値を、前記上限しきい値から前記下限しきい値を減算した差分で除算して発光素子点灯割合を算出し、算出した発光素子点灯割合を1から減算することで前記第1の発光素子の非点灯割合を算出し、前記第2の発光素子に対しては、非点灯割合を100%とする算出手段と、
前記第1の発光素子と前記第2の発光素子との非点灯割合に対応するトナー像を、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子とのそれぞれに対応する前記像担持体の副走査方向のラインに形成して、トナーを消費する強制排出手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 Counting means for counting the number of times of lighting of the plurality of light emitting elements arranged in the main scanning direction of the image carrier,
Using the count value of the number of times of lighting of the plurality of light emitting elements counted by the counting means, the count value of the number of lighting times is equal to or greater than a lower limit threshold value of the number of lighting times of the light emitting element, a first light emitting element is the value or less, the count value of the number of lighting times detects a smaller second light emitting element than the lower threshold of the number of lighting times, with respect to the first light emitting element detected in The light emitting element lighting ratio is calculated by dividing the value obtained by subtracting the lower threshold from the count value of the number of lighting times of the first light emitting element by the difference obtained by subtracting the lower threshold from the upper threshold. Then, the non-lighting ratio of the first light emitting element is calculated by subtracting the calculated light emitting element lighting ratio from 1 , and the non-lighting ratio is set to 100% for the second light emitting element. When,
A toner image corresponding to a non-lighting ratio between the first light emitting element and the second light emitting element is used as a sub image of the image carrier corresponding to each of the first light emitting element and the second light emitting element. Forcibly discharging means for consuming toner formed on a line in the scanning direction;
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