JP6248907B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

デジタル複合機等に代表される画像形成装置においては、画像読み取り部で原稿の画像を読み取った後、画像形成部に備えられる感光体に対して読み取った画像を基に光を照射し、感光体上に静電潜像を形成する。その後、形成した静電潜像の上に帯電したトナー等の現像剤を供給して可視画像とした後、用紙に転写して定着させ、装置外に排出する。

ここで、画像形成に際しては、消耗品であるトナーが随時消費される。このようなトナーの消費量については、できるだけ削減することが望まれている。

画像形成装置におけるトナーの消費量の削減に関する技術が、特開平１１−１５１８３３号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、画像形成装置は、ページバッファから順次送られてくる画像データに対して、画像補正部が画像補正処理を施すこととしている。補正されたデータは、第一のトナーセーブ処理部および第二のトナーセーブ処理部に入力される。画像データが４ｂｉｔの場合、第一のトナーセーブ処理部は、入力画像に対して２進表示０１１１とのＡＮＤ演算を行って最高濃度を１６進表示で７に下げる処理を行っている。また、第二のトナーセーブ処理部は、１ドット置きにドットを間引く処理を行っている。それぞれのトナーセーブ処理が施されたデータは、セレクタに入力され、ホスト装置、または、パネル装置によるユーザーからの指示に応じてどちらか一方のデータが出力されることとしている。

特開平１１−１５１８３３号公報

特許文献１によると、画像形成の際に、ユーザーの指示に応じて、第一のトナーセーブ処理部か第二のトナーセーブ処理部かを選択させて出力することとしている。しかし、このような構成では、ユーザーの指示が誤っていた場合、適切にトナー量の削減ができないこととなる。また、画像形成装置の設置されている環境の変動や画像形成装置を構成する部材の経時的な変化等によって、感光体に照射する光の露光量が同じであっても、感光体の表面に付着するトナーの付着量に差が出る場合がある。このような場合においても、一律に第一のトナーセーブ処理部と第二のトナーセーブ処理部とに基づいてトナーの消費量の削減を図ろうとすれば、例えば、文字の端部における境界部分が擦れてしまうといった現象が生じるおそれがある。すなわち、このような場合に、画質を高く維持することができないおそれがある。

この発明の目的は、高画質を維持しながら、効率的にトナー消費量を削減することができる画像形成装置を提供することである。

この発明に係る画像形成装置は、感光体と、感光体に光を照射して感光体上に静電潜像を形成する露光ユニットと、露光ユニットによって形成された静電潜像にトナーを供給してトナーによる可視画像を感光体上に形成する現像ユニットと、現像ユニットによって形成されたトナーによる可視画像を転写させる転写体と、所定のタイミングで、転写体上に形成されたトナーによる可視画像のトナー濃度を調整するトナー濃度調整部とを含む。トナー濃度調整部は、露光ユニットにより照射する光の露光パルス幅を複数変更して感光体上に照射して、文字、若しくは線画、または文字および線画から構成される文字線画画像のトナー濃度を調整するための複数の文字線画パターン画像の静電潜像を感光体上に形成し、現像ユニットにより複数の文字線画パターン画像の静電潜像にトナーを供給して複数の文字線画パターン画像のトナーによる可視画像を形成し、複数の文字線画パターン画像のトナーによる可視画像を転写体上に転写して転写体上に複数の文字線画パターン画像のトナーによる可視画像を形成する文字線画パターン画像形成部と、文字線画パターン画像形成部により形成された各文字線画パターン画像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーと、トナー濃度検知センサーにより検知された各文字線画パターン画像のトナー濃度に基づいて、文字線画画像の内部および端部毎に露光パルス幅を決定する露光パルス幅決定部とを備える。露光パルス幅決定部は、露光パルス幅が所定の値以上であれば、所定の傾きを有する正比例関係で、文字線画から構成される画像の内部における露光パルス幅と文字線画から構成される画像の端部における露光パルス幅とを同じとして決定し、所定の値よりも小さければ、所定の傾きよりも小さい傾きを有する正比例関係で、文字線画から構成される画像の端部における露光パルス幅を文字線画から構成される画像の内部における露光パルス幅よりも多くするよう決定する。

このような画像形成装置によると、所定のタイミングで文字線画パターン画像形成部により形成された文字線画パターン画像を用いてトナー濃度の調整を行っているため、環境の変動等が生じた場合でも、適切にトナー量の削減を図ることができる。また、露光パルス幅決定部は、文字線画の端部と内部のそれぞれにおいて露光パルス幅を決定するため、文字線画の内部と端部とで露光パルス幅を変更して、トナーの削減量を変えることができる。そうすると、それぞれの箇所に応じたトナーの削減量とすることができる。したがって、このような画像形成装置は、高画質を維持しながら、効率的にトナー消費量を削減することができる。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略図である。 この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。 画像形成部の概略的な構成を示す外観図である。 トナー濃度検知センサーの概略的な構成を示す外観図である。 この発明の一実施形態に係るデジタル複合機を用いてトナー濃度を調整する場合の処理の内容を示すフローチャートである。 トナー濃度調整用の文字線画パターン画像の一例を示す図である。 文字線画パターン画像を拡大して示す図である。 各環境におけるトナー濃度検知センサーの出力値と、露光パルス幅の値との関係を示すグラフである。 アルファベットの「ａ」の文字を拡大した文字線画画像を示した図である。 図９中の領域Ｘで示す部分の拡大図である。 文字線画画像の端部における露光パルスの間引きの割合と、文字線画画像の内部における露光パルスの間引きの割合との関係を示すグラフである。

以下、この発明の実施の形態を説明する。まず、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成について説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略図である。図２は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。

図１および図２を参照して、デジタル複合機１１は、デジタル複合機１１全体の制御を行う制御部１２と、デジタル複合機１１側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面２１を含み、印刷部数や階調性等の画像形成の条件や電源のオンまたはオフを入力させる操作部１３と、セットされた原稿を自動的に読み取り部へ搬送するＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）２２を含み、原稿の画像を読み取る画像読み取り部１４と、手差しで用紙をセットする手差しトレイ２８やサイズの異なる複数枚の用紙を収納可能な給紙カセット群２９を含み、画像形成部１５に供給する用紙をセットする用紙セット部１９と、読み取った画像やネットワーク２５を介して送信された画像データを基に画像を形成する画像形成部１５と、画像形成部１５により用紙に画像を形成した後に用紙を排出する排出トレイ３０と、送信された画像データや入力された画像形成条件等の格納を行うハードディスク１６と、公衆回線２４に接続されており、ファクシミリ送信やファクシミリ受信を行うファクシミリ通信部１７と、ネットワーク２５と接続するためのネットワークインターフェース部１８とを備える。なお、デジタル複合機１１は、画像データの書き出しや読み出しを行うＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるが、これらについては、図示および説明を省略する。また、図２中の矢印は、制御信号や制御、画像に関するデータの流れを示している。なお、図１に示すように、この実施形態においては、給紙カセット群２９は、３つの給紙カセット２３ａ、２３ｂ、２３ｃから構成されている。

デジタル複合機１１は、画像読み取り部１４により読み取られた原稿を用いて画像形成部１５において画像を形成することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１１は、ネットワークインターフェース部１８を通じて、ネットワーク２５に接続されたコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃから送信された画像データを用いて、画像形成部１５において画像を形成して用紙に印刷することにより、プリンターとして作動する。すなわち、画像形成部１５は、要求された画像を印刷する印刷部として作動する。また、デジタル複合機１１は、ファクシミリ通信部１７を通じて、公衆回線２４から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭを介して画像形成部１５において画像を形成することにより、また、画像読み取り部１４により読み取られた原稿の画像データを、ファクシミリ通信部１７を通じて公衆回線２４に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。デジタル複合機１１は、画像処理に関し、複写機能、プリンター機能、ファクシミリ機能等、複数の機能を有する。さらに、各機能に対しても、詳細に設定可能な機能を有する。

この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１を含む画像形成システム２７は、上記した構成のデジタル複合機１１と、ネットワーク２５を介してデジタル複合機１１に接続される複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。この実施形態においては、複数のコンピューター２６ａ〜２６ｃについては、３台示している。各コンピューター２６ａ〜２６ｃはそれぞれ、デジタル複合機１１に対して、ネットワーク２５を介して印刷要求を行って印刷をすることができる。デジタル複合機１１とコンピューター２６ａ〜２６ｃとは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等を用いて有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよく、ネットワーク２５内には、他のデジタル複合機やサーバーが接続されている構成でもよい。

次に、デジタル複合機１１に備えられる画像形成部１５の構成について、さらに詳細に説明する。図３は、この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１の概略的な構成を示す断面図である。なお、理解の容易の観点から、図３において、部材のハッチングを省略する。また、図３は、上下方向に延びる平面でデジタル複合機１１を切断した場合の断面図である。

図３を参照して、画像形成部１５は、それぞれ感光体３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを含み、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各４色に対応する４つの作像ユニット３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを含む作像器３３と、画像読み取り部１４によって読み取った画像を基に、４つの作像ユニット３２ａ〜３２ｄにそれぞれ露光する露光ユニットとしてのＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｅｒ Ｕｎｉｔ）３４と、作像ユニット３２ａ〜３２ｄによって形成されたトナーによる可視画像を用紙に転写する前に一時的に転写される中間転写体としての転写ベルト３５と、転写ベルト３５上に残存したトナーをブレード等によって除去する転写ベルトクリーニングユニット３７とを備える。ＬＳＵ３４については、一点鎖線で概略的に示している。転写ベルトクリーニングユニット３７についても、概略的に示している。画像形成部１５は、いわゆる４連タンデム形式の現像方式である。

転写ベルト３５は、無端状であって、一対の駆動ローラー３６ａ、３６ｂによって一方方向に回転しながら、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の作像ユニット３２ａ〜３２ｄにより形成された可視画像を転写される。転写ベルト３５の回転方向は、図３中の矢印Ｄ_１で示される。なお、転写ベルト３５の回転方向において、作像ユニット３２ａ〜３２ｄのうち、イエローの作像ユニット３２ａが最も上流側に配置されており、ブラックの作像ユニット３２ｄが最も下流側に配置されている。また、転写ベルトクリーニングユニット３７は、イエローの作像ユニット３２ａの上流側に配置されている。

転写ベルト３５上に転写されたトナーによる可視画像は、搬送されてきた用紙に転写され、図示しない定着ユニットにより用紙に定着される。定着後、用紙はデジタル複合機１１外、具体的には、排出トレイ３０に排出される。トナーによる可視画像が用紙に転写された後、転写ベルト３５上に残存したトナーは、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去される。そして、次の画像形成が行われる。

デジタル複合機１１は、ブラックの作像ユニット３２ｄのみを用いたモノクロ印刷が可能である。また、デジタル複合機１１は、イエローの作像ユニット３２ａ、マゼンタの作像ユニット３２ｂ、およびシアンの作像ユニット３２ｃの少なくともいずれか一つを用いたカラー印刷が可能である。

デジタル複合機１１は、所定のタイミングでトナーによる可視画像の濃度を調整するトナー濃度調整部４１を備える。所定のタイミングとは、例えば、環境の変動があったタイミング、具体的には、デジタル複合機１１の設置されている環境における温度の値や湿度の値がある所定の値以上となったと検知したタイミングである。また、所定のタイミングは、例えば、デジタル複合機１１を構成する部材の経時的な変化が起こるタイミング、具体的には、画像形成の枚数が１０００枚毎のタイミング、デジタル複合機１１のエンジンの駆動時間が所定の時間に達したタイミング等である。このようなタイミングで、転写ベルト３５上に形成されるトナーによる可視画像の濃度を調整する。こうすることにより、転写ベルト３５等の経時的な変化に基づく画像濃度の微小な変化や、環境の変動に起因するトナーの付着量の影響を緩和することができる。

トナー濃度調整部４１は、文字線画画像のトナー濃度と、写真画像のトナー濃度とをそれぞれ別個に調整する。トナー濃度調整部４１は、写真画像のトナー濃度を調整する際、濃度の異なるハーフトーンのパターン画像を用いてトナー濃度を調整する。文字線画画像のトナー濃度の調整については、後述する。

トナー濃度調整部４１は、画像形成部１５によって形成される画像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサー４２を備える。トナー濃度調整部４１は、画像形成部１５によって形成されたトナー濃度を調整するためのパターン画像に対して、トナー濃度検知センサー４２によりトナー濃度を検知する。

ここで、トナー濃度検知センサー４２の構成について、簡単に説明する。図４は、トナー濃度検知センサー４２の構成を示す概略図である。なお、図３においては、トナー濃度検知センサー４２は、二点鎖線で概略的に示している。

図１〜図４を参照して、トナー濃度検知センサー４２は、転写ベルト３５の回転方向において、ブラックの作像ユニット３２ｄの下流側に配置されている。トナー濃度検知センサー４２は、転写ベルト３５の表面３８側に光を照射する発光素子４３ａと、転写ベルト３５の表面３８側から反射された反射光を受光する受光素子４３ｂと、受光素子４３ｂによって受光した反射光の光量からトナー濃度を算出するトナー濃度算出部４４とを備える。発光素子４３ａと受光素子４３ｂとは、転写ベルト３５の表面に垂直な方向に延びる平面４５に対して、対称の位置となるように設置されている。すなわち、受光素子４３ｂは、発光素子４３ａによって発光された光に対して正反射光を受光する位置に設けられている。発光素子４３ａの一例として、具体的には、赤外光を照射する赤外発光ダイオードが採用される。また、受光素子４３ｂの一例として、具体的には、赤外受光素子が採用される。

発光素子４３ａは、転写ベルト３５の表面３８またはトナーによる可視画像３９に向かって、図４中の矢印Ｅ_１で示す左斜め上方向に赤外光といった光４６ａを照射する。トナーによる可視画像３９が形成されていない場合には、発光素子４３ａは、転写ベルト３５の表面３８に向かって光４６ａを照射することになる。

受光素子４３ｂは、図４中の矢印Ｅ_２で示す左斜め下方向に向かうトナーによる可視画像３９からの反射光４６ｂおよび転写ベルト３５の表面３８からの反射光４６ｂのいずれか一方か、またはトナーによる可視画像３９と転写ベルト３５の表面３８との双方からの反射光４６ｂを受光する。トナーによる可視画像３９が転写ベルト３５の表面３８を完全に覆っていれば、トナーによる可視画像３９からの反射光４６ｂのみを受光する。トナーによる可視画像３９が転写ベルト３５の表面３８上に形成されていなければ、転写ベルト３５の表面３８からの反射光４６ｂのみを受光する。トナーによる可視画像３９が転写ベルト３５の表面３８を完全に覆っておらず、トナーによる可視画像３９のトナー量が少なければ、トナーによる可視画像３９と転写ベルト３５の表面３８との双方からの反射光４６ｂを受光する。

トナー濃度検知センサー４２は、その表面３８にトナーによる可視画像３９が形成された転写ベルト３５に対して、図４中の矢印Ｅ_１で示す方向に光４６ａを照射する。光４６ａは、トナーによる可視画像３９および転写ベルト３５の表面３８のいずれか一方か、またはトナーによる可視画像３９と転写ベルト３５の表面３８との双方に当たって反射する。反射された反射光４６ｂは、受光素子４３ｂによって受光される。受光素子４３ｂは、受光した光の光量に応じた電流をそれぞれ出力する。トナー濃度算出部４４は、受光素子４３ｂによって出力された電流を電圧値に変換する。そして、この電圧値に基づいてトナー濃度を算出する。このようにして、トナー濃度検知センサー４２は、トナー濃度を検知する。

次に、この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１を用いて、トナー濃度を調整する場合について説明する。図５は、この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１を用いて、文字線画から構成される画像のトナー濃度を調整する場合の処理の内容を示すフローチャートである。ここでは、ブラックのトナーのトナー濃度を調整する場合について説明する。

図５を参照して、デジタル複合機１１は、ブラックの作像ユニット３２ｄを用いて、文字線画から構成される画像のトナー濃度を調整するためのパターン画像を複数形成する（図５において、ステップＳ１１、以下、「ステップ」を省略する）。ここで、制御部１２および画像形成部１５は、文字線画から構成される画像のトナー濃度を調整するための文字線画パターン画像を形成する文字線画パターン画像形成部として作動する。

具体的には、ＬＳＵ３４によって、ブラックの感光体３１ｄに光を照射する。すなわち、ＬＳＵ３４によって、ブラックの感光体３１ｄに露光する。この場合、露光パルス幅を４段階に変更し、感光体３１ｄの回転方向に位置を異ならせて、４つの文字線画から構成される静電潜像による文字線画パターン画像を形成するように露光する。

４つの文字線画パターン画像における露光パルス幅については、露光パルス幅が１００％のもの、８０％のもの、６０％のもの、４０％のものとなる。換言すれば、４つの文字線画パターン画像における露光パルス幅については、露光パルスの全体に対する間引きの割合がそれぞれ０％のもの、２０％のもの、４０％のもの、６０％のものとなる。

ここで、露光パルス幅について説明する。露光パルス幅は、１画素の走査に要する時間に対して、１画素に照射するレーザー光の照射時間の割合を示すものである。また、１画素の走査に要する時間をｔ_１とし、１画素に照射するレーザー光の照射時間をｔ_２とすると、露光パルスの間引きの割合は、１００−（１００×ｔ_２／ｔ_１）として百分率で表されるものである。なお、露光パルスの間引きの割合が０％の場合、１画素の走査に要する時間と、レーザー光の照射時間とが同じとなる。

そして、形成された各文字線画パターン画像の静電潜像に対して、ブラックの作像ユニット３２ｄによってトナーを供給し、各文字線画パターン画像のトナーによる可視画像とする。すなわち、作像ユニット３２ｄにより、トナーによって可視画像となった文字線画パターン画像を形成する。

図６は、形成された４つの文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄの一例を示す図である。図７は、文字線画パターン画像５１ａを拡大して示す図である。図６および図７において、矢印Ｄ_１で示す方向が、転写ベルト３５の回転方向であり、デジタル複合機１１の副走査方向でもある。一方、矢印Ｄ_２で示す方向またはその逆の方向は、デジタル複合機１１の主走査方向である。

図６および図７を参照して、転写ベルト３５の表面３８上には、露光パルス幅が１００％である第一の文字線画パターン画像５１ａ、露光パルス幅が８０％である第二の文字線画パターン画像５１ｂ、露光パルス幅が６０％である第三の文字線画パターン画像５１ｃ、および露光パルス幅が４０％である第四の文字線画パターン画像５１ｄがトナーにより形成されている。すなわち、第一の文字線画パターン画像５１ａは、露光する際の露光パルスの間引きの割合が０％のものである。第二の文字線画パターン画像５１ｂは、露光する際の露光パルスの間引きの割合が２０％のものである。第三の文字線画パターン画像５１ｃは、露光する際の露光パルスの間引きの割合が４０％のものである。第四の文字線画パターン画像５１ｄは、露光する際の露光パルスの間引きの割合が６０％のものである。

第一〜第四の文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄはそれぞれ、副走査方向に間隔を開けて形成されている。第一〜第四の文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄの形成されている主走査方向の位置は、同じである。

第一の文字線画パターン画像５１ａについては、転写ベルト３５の表面３８に垂直な方向から見た場合に、主走査方向にやや長い矩形状に構成されている。第一の文字線画パターン画像５１ａの副走査方向の長さ、すなわち、矩形状の第一の文字線画パターン画像５１ａの副走査方向の一方側の境界５２ａから他方側の境界５２ｂまでの長さは、図７中の長さＬ_１で示される。第一の文字線画パターン画像５１ａの主走査方向の長さ、すなわち、矩形状の第一の文字線画パターン画像５１ａの主走査方向の一方側の境界５３ａから他方側の境界５３ｂまでの長さは、図７中の長さＬ_２で示される。なお、図６および図７において、第一〜第四の文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄの主走査方向の中央を一点鎖線４７で示している。

第一の文字線画パターン画像５１ａは、副走査方向に間隔を開けて主走査方向に延びる複数の細線５４ａの画像から構成されている。この実施形態においては、細線５４ａの数は、１１本である。第一の文字線画パターン画像５１ａは、１１本の細線５４ａの領域と細線５４ａ同士の間に位置する１１個の余白５４ｂの領域とから構成されている。

なお、第二〜第四の文字線画パターン画像５１ｂ〜５１ｄについても、第一の文字線画パターン画像５１ａと同様の構成であるため、それらの説明を省略する。すなわち、第二〜第四の文字線画パターン画像５１ｂ〜５１ｄについても、それぞれ副走査方向の長さが長さＬ_１であり、主走査方向の長さが長さＬ_２である矩形状で構成されている。また、理解の容易の観点から、第一〜第四の文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄはそれぞれ、図６において異なるハッチングで示している。

このようにして形成された第一〜第四の文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄのそれぞれについて、トナー濃度を検知する（Ｓ１２）。この場合、上記したトナー濃度検知センサー４２を用いて、トナー濃度を検知する。

ここで、トナー濃度検知センサー４２の出力値については、例えば、デジタル複合機１１の設置されている環境によって、異なるものとなる。具体的には、例えば、デジタル複合機１１の設置されている環境が温度１５℃、湿度１０％といった低温低湿環境の場合、デジタル複合機１１の設置されている環境が温度２５℃、湿度６５％といった常温常湿環境の場合、デジタル複合機１１の設置されている環境が温度３５℃、湿度８５％といった高温高湿環境の場合とで、それぞれ出力値が異なることとなる。

図８は、各環境におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値と、露光パルス幅の値との関係を示すグラフである。図８において、縦軸は、トナー濃度検知センサー４２の出力値を示し、横軸は、露光パルス幅の値を示す。縦軸のグラフ上方向に向かって、トナー濃度検知センサー４２の出力値が高くなることを示す。また、横軸のグラフ右方向に向かって、露光パルス幅の値が高くなることを示す。

図８中に示す折れ線５５ａが、上記した常温常湿環境の場合を示す。図８中に示す折れ線５５ｂが、上記した低温低湿環境の場合を示す。図８中に示す折れ線５５ｃが、上記した高温高湿環境の場合を示す。また、露光パルス幅の値Ｃ_１が、露光パルスの間引きの割合が０％の場合、すなわち、露光パルス幅が全体の１００％であった場合を示す。露光パルス幅の値Ｃ_２が、露光パルスの間引きの割合が２０％の場合、すなわち、露光パルス幅が全体の８０％であった場合を示す。露光パルス幅の値Ｃ_３が、露光パルスの間引きの割合が４０％の場合、すなわち、露光パルス幅が全体の６０％であった場合を示す。露光パルス幅の値Ｃ_４が、露光パルスの間引きの割合が６０％の場合、すなわち、露光パルス幅が全体の４０％であった場合を示す。

第一の文字線画パターン画像５１ａにおけるトナー濃度を検知して、露光パルス幅の値Ｃ_１におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値を得る。第二の文字線画パターン画像５１ｂにおけるトナー濃度を検知して、露光パルス幅の値Ｃ_２におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値を得る。第三の文字線画パターン画像５１ｃにおけるトナー濃度を検知して、露光パルス幅の値Ｃ_３におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値を得る。第四の文字線画パターン画像５１ｄにおけるトナー濃度を検知して、露光パルス幅の値Ｃ_４におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値を得る。これらの得られた各環境におけるトナー濃度検知センサー４２の出力値に基づいて、折れ線５５ａ〜５５ｃが形成される。

図８を参照して、トナー濃度検知センサー４２の出力値について、各露光パルス幅の値Ｃ_１〜値Ｃ_４において、低温低湿環境の場合が最も低く、高温高湿環境の場合が最も高く出力されている。常温常湿環境の場合は、低温低湿環境の場合よりも高く、高温高湿環境の場合よりも低く出力されている。また、トナー濃度検知センサー４２の出力値について、それぞれの環境において、露光パルス幅の値Ｃ_１の場合が最も高く、露光パルス幅の値Ｃ_２、値Ｃ_３、値Ｃ_４の場合の順に低くなっていく。

ここで、トナー濃度検知センサー４２の出力値としてある目標値Ｐ_１を設定する。この目標値Ｐ_１は、トナー量の削減を目的として設定されたあるトナー濃度に対応するトナーの付着量を検知した場合のトナー濃度検知センサー４２の出力値である。トナー濃度検知センサー４２の出力値をこの目標値Ｐ_１として、低温低湿環境の場合と、常温常湿環境の場合と、高温高湿環境の場合とで、露光パルス幅を決定する。この場合、各環境において、露光パルスの間引きの割合を異ならせて、トナー濃度検知センサー４２の出力値を目標値Ｐ_１とする。

具体的には、デジタル複合機１１の設置されている環境が低温低湿環境であった場合、露光パルス幅の値を値Ｃ_１よりも高く、値Ｃ_２よりも低い値Ｖ_１とすることにより、トナー濃度検知センサー４２の出力値を、目標値Ｐ_１とすることができる。この場合、露光パルスの間引きの割合は、おおよそ１２％となる。また、デジタル複合機１１の設置されている環境が常温常湿環境であった場合、露光パルス幅の値を値Ｃ_２よりも高く、値Ｃ_３よりも低い値Ｖ_２とすることにより、トナー濃度検知センサー４２の出力値を、目標値Ｐ_１とすることができる。この場合、露光パルスの間引きの割合は、おおよそ２１％となる。また、デジタル複合機１１の設置されている環境が高温高湿環境であった場合、露光パルス幅の値を値Ｖ_１よりも高く、値Ｃ_３よりも低い値Ｖ_３とすることにより、トナー濃度検知センサー４２の出力値を、目標値Ｐ_１とすることができる。この場合、露光パルスの間引きの割合は、おおよそ３２％となる。

このようにして、環境に応じて、検知したそれぞれのトナー濃度に基づいて、露光パルス幅の値、ひいては、露光パルスの間引きの割合を一旦決定する（Ｓ１３）。そして、文字線画画像における端部と内部とで、露光パルスの間引きの割合を変更する。すなわち、トナー濃度調整部４１は、トナー濃度検知センサー４２により検知された各文字線画パターン画像５１ａ〜５１ｄのトナー濃度に基づいて、文字線画画像の内部および端部毎に露光パルス幅を決定する露光パルス幅決定部４８を備える。

この場合、一旦決定した露光パルスの間引きの割合が所定の値以下か否かを判断する（Ｓ１４）。そして、一旦決定した露光パルスの間引きの割合が所定の値以下か否かで、文字線画画像の内部と文字線画画像の端部とで、露光パルスの間引きの割合を異ならせるよう制御して、露光パルス幅を決定する。

ここで、文字線画画像の端部と内部について説明する。図９は、アルファベットの「ａ」の文字を拡大した文字線画画像６１を示した図である。図１０は、図９中の領域Ｘで示す部分の拡大図である。

図９および図１０を参照して、文字線画画像６１のうちの文字の端部６２ａとは、地肌の領域６３と文字線画画像６１との境界６４ａで示される部分から文字線画画像６１の内方側に向かった部分で示される領域であり、ある程度の幅を有するものである。境界６４ａは、地肌の領域６３における白画像の出現と文字線画画像６１における黒画像の出現とをラインセンサで読み取ることにより識別される。文字線画画像６１のうちの文字の内部６２ｂとは、図９におけるハッチングで示す端部６２ａと端部６２ａとの間の部分で示される領域である。端部６２ａの幅Ｌ_３については、地肌の領域６３と文字線画画像６１との境界６４ａから端部６２ａと内部６２ｂとの境界６４ｂまでの長さで示されるものである。

図１１は、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合と、文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合との関係を示すグラフである。グラフにおける折れ線６５は、それぞれに対する間引きの割合を示す。図１１において、縦軸は、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合を示し、横軸は、文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合を示す。縦軸のグラフ上方向およびグラフ右方向に向かって、それぞれ露光パルスの間引きの割合が増加する。

図１１を参照して、露光パルスの間引きの割合が所定の値Ｑ_１以下であれば（Ｓ１４において、ＹＥＳ）、露光パルス幅決定部４８は、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルス幅と文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルス幅とが同じとなるよう決定する。この場合、トナー濃度検知センサー４２の出力値の目標値Ｐ_１に対して照射される露光パルス幅のずれが相対的に小さいものとして、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合と文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合とを同じとして決定する（Ｓ１５）。このようにして、間引きの割合を決定してトナー濃度を調整する（Ｓ１７）。

一方、露光パルスの間引きの割合が所定の値Ｑ_１よりも大きければ（Ｓ１４において、ＮＯ）、露光パルス幅決定部４８は、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルス幅を文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルス幅よりも多くするよう決定する。すなわち、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合を文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合よりも少なくなるよう決定する（Ｓ１６）。この場合、一旦決定した露光パルスの間引きの割合に対して、文字線画画像６１の端部６２ａについては、露光パルス幅を増加させるようにして露光パルスの間引きの割合を決定する。このようにして、間引きの割合を決定してトナー濃度を調整する（Ｓ１７）。

具体的には、文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルス幅の値を値Ｑ_２とすると、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルス幅の値Ｑ_３は、値Ｑ_２よりも小さくする。また、文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルス幅の値を値Ｑ_２とよりも大きい値Ｑ_４とすると、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルス幅の値Ｑ_５は、値Ｑ_４よりも小さくする。

この実施形態においては、一旦決定した露光パルスの間引きの割合の値Ｑ_１以下であれば、所定の傾きを有する正比例関係で、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合と文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合とを同じとしている。一方、一旦決定した露光パルスの間引きの割合が値Ｑ_１よりも大きくなれば、上記した所定の傾きよりも小さい傾きを有する正比例関係で、文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルスの間引きの割合を文字線画画像６１の内部６２ｂにおける露光パルスの間引きの割合よりも少なくしている。

こうすることにより、トナー濃度検知センサー４２の出力値の目標値Ｐ_１に対して照射される露光パルス幅のずれが相対的に大きくなり、露光パルスの間引きの割合が所定の値Ｑ_１よりも大きくなった場合に、露光パルスの間引きの割合について、端部６２ａの方を内部６２ｂの方よりも少なく間引くことにより、文字線画画像６１の端部６２ａにおける境界６４ａを明確にして、文字線画画像６１の輪郭を鮮明にすることができる。この場合、露光パルスの間引きの割合について、内部６２ｂの方が端部６２ａの方よりも大きいため、効率的なトナー消費量の削減を図ることができる。

したがって、このようなデジタル複合機１１によれば、高画質を維持しながら、効率的にトナー消費量を削減することができる。

ここで、露光パルス幅決定部４８により決定される文字線画画像６１の端部６２ａにおける露光パルス幅に応じて、端部６２ａの幅を決定する端部幅決定部４９を備える構成としてもよい。具体的には、文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合を所定の値Ｑ_２以下であった場合、端部６２ａの幅を１ｄｏｔ（ドット）とし、文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合を所定の値Ｑ_２よりも大きく値Ｑ_４以下であった場合、端部６２ａの幅を２ｄｏｔとし、文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合を所定の値Ｑ_４よりも大きかった場合、端部６２ａの幅を３ｄｏｔとする。

こうすることにより、間引きの割合が大きかった場合に、端部６２ａの幅を長くして、文字線画画像６１の輪郭をより鮮明にすることができる。この端部６２ａの幅については、図１０中の長さＬ_３で示されるものである。

また、端部幅決定部４９は、端部６２ａから内部６２ｂ側に向かって端部６２ａの幅が増加するよう決定するよう構成してもよい。具体的には、図１１において、境界６４ａで示す部分から矢印Ｄ_３で示す文字線画画像６１の内部６２ｂの方向に向かって露光パルス幅を増加するよう調整し、露光パルス幅を決定する。

こうすることにより、文字線画画像６１の端部６２ａにおける境界６４ａをより鮮明にして、文字線画画像６１の輪郭を際立たせることができる。すなわち、いわゆる文字線画画像６１の文字太りといわれる現象を回避することができる。

なお、上記の実施の形態においては、図１１に示すグラフにおいて、所定の値から傾きを変えて正比例関係を有するよう、文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合と、文字線画画像６１の内部６２ｂの間引きの割合を変更することとしたが、これに限らず、例えば、最初から、すなわち、間引きの割合が０の部分から、文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合に対して文字線画画像６１の内部６２ｂの間引きの割合が多くなる程度の傾きを持った正比例のグラフの関係となるよう制御するようにしてもよい。また、正比例関係を有しない関係でもよく、例えば、段階的に文字線画画像６１の端部６２ａの間引きの割合と、文字線画画像６１の内部６２ｂの間引きの割合とを変更するようにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、所定のタイミングとして、デジタル複合機１１が設置される環境において、温度および湿度が変化した際のタイミングとしたが、これに限らず、デジタル複合機１１の設置される環境の温度の値および湿度の値のうちの少なくともいずれか一つが所定の値以上となったタイミングを含むこととしてもよい。さらには、例えば、環境の変化として、絶対水分量が所定の値以下となった場合に、トナー濃度調整を行うようにしてもよい。また、所定のタイミングとして、環境が変化した場合にトナー濃度調整を行うこととしたが、これに限らず、画像形成の枚数が１０００枚に達したタイミングや、駆動時間が１００時間を経過したタイミング等でトナー濃度調整を行ってもよい。

また、上記の実施の形態において、露光パルス幅を調整するに際し、露光パルスの間引きの割合で露光パルス幅を調整することとしたが、これに限らず、他の方法で露光パルス幅を調整することにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、転写体として転写ベルトを適用することとしたが、これに限らず、他の転写体であってもよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係る画像形成装置は、高画質を維持しながら、効率的なトナー消費量の削減が要求される場合に、特に有効に利用される。

１１ デジタル複合機、１２ 制御部、１３ 操作部、１４ 画像読み取り部、１５ 画像形成部、１６ ハードディスク、１７ ファクシミリ通信部、１８ ネットワークインターフェース部、１９ 用紙セット部、２１ 表示画面、２２ ＡＤＦ、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 給紙カセット、２４ 公衆回線、２５ ネットワーク、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ コンピューター、２７ 画像形成システム、２８ 手差しトレイ、２９ 給紙カセット群、３０ 排出トレイ、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 感光体、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 作像ユニット、３３ 作像器、３４ ＬＳＵ、３５ 転写ベルト、３６ａ，３６ｂ 駆動ローラー、３７ 転写ベルトクリーニングユニット、３８ 表面、３９ 可視画像、４１ トナー濃度調整部、４２ トナー濃度検知センサー、４３ａ 発光素子、４３ｂ 受光素子、４４ トナー濃度算出部、４５ 平面、４６ａ，４６ｂ 光、４７ 一点鎖線、４８ 露光パルス幅決定部、４９ 端部幅決定部、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 文字線画パターン画像、５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，６４ａ，６４ｂ 境界、５４ａ 細線、５４ｂ 余白、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，６５ 折れ線、６１ 文字線画画像、６２ａ 端部、６２ｂ 内部、６３ 領域。

Claims (5)

1. 感光体と、
   前記感光体に光を照射して前記感光体上に静電潜像を形成する露光ユニットと、
   前記露光ユニットによって形成された前記静電潜像にトナーを供給して前記トナーによる可視画像を前記感光体上に形成する現像ユニットと、
   前記現像ユニットによって形成された前記トナーによる可視画像を転写させる転写体と、
   所定のタイミングで、前記転写体上に形成された前記トナーによる可視画像のトナー濃度を調整するトナー濃度調整部とを含み、
   前記トナー濃度調整部は、
   前記露光ユニットにより照射する前記光の露光パルス幅を複数変更して前記感光体上に照射して、文字、若しくは線画、または文字および線画から構成される文字線画画像の前記トナー濃度を調整するための複数の文字線画パターン画像の静電潜像を前記感光体上に形成し、前記現像ユニットにより前記複数の文字線画パターン画像の静電潜像に前記トナーを供給して前記複数の文字線画パターン画像の前記トナーによる可視画像を形成し、前記複数の文字線画パターン画像の前記トナーによる可視画像を前記転写体上に転写して前記転写体上に前記複数の文字線画パターン画像の前記トナーによる可視画像を形成する文字線画パターン画像形成部と、
   前記文字線画パターン画像形成部により形成された各前記文字線画パターン画像の前記トナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーと、
   前記トナー濃度検知センサーにより検知された各前記文字線画パターン画像の前記トナー濃度に基づいて、前記文字線画画像の内部および端部毎に前記露光パルス幅を決定する露光パルス幅決定部とを備え、
   前記露光パルス幅決定部は、前記露光パルス幅が所定の値以上であれば、所定の傾きを有する正比例関係で、前記文字線画から構成される画像の内部における前記露光パルス幅と前記文字線画から構成される画像の端部における前記露光パルス幅とを同じとして決定し、前記所定の値よりも小さければ、前記所定の傾きよりも小さい傾きを有する正比例関係で、前記文字線画から構成される画像の端部における前記露光パルス幅を前記文字線画から構成される画像の内部における前記露光パルス幅よりも多くするよう決定する、画像形成装置。
2. 前記露光パルス決定部により決定される前記文字線画画像の端部における前記露光パルス幅に応じて、前記端部の幅を決定する端部幅決定部を備える、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記端部幅決定部は、前記端部から前記内部側に向かって前記端部の幅が増加するよう決定する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記露光パルス幅決定部は、露光パルスを間引くことにより前記露光パルス幅を決定する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記所定のタイミングは、前記画像形成装置が設置される環境の温度の値および湿度の値のうちの少なくともいずれか一つが所定の値以上となったタイミングを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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