JP6798208B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置は、帯電した感光体ドラムに画像データに基づくレーザー光を照射して静電潜像を形成した後、静電潜像が形成された感光体ドラムに現像器よりトナーを供給して静電潜像を可視化することによりトナー像を形成する、という一連のプロセスにより画像形成処理を行っている。

上述した画像形成装置では、トナー像が形成される感光体ドラムの表面上にブレード等を摺接させることにより、感光体ドラムの表面上に付着した残留トナー等の付着物の除去（クリーニング）を行っている。ブレード等により感光体をクリーニングする際には、トナーの感光体ドラムへの付着力を低減させてクリーニング性能を上げるために、潤滑剤が外添されたトナーを塗布して潤滑剤を感光体の表面に付着させる技術が用いられている。

ここで、感光体ドラムの表面上における潤滑剤の付着量は、クリーニング性能に大きな影響を与えることが知られている。例えば、低カバレッジの印刷処理が続き、潤滑剤の付着量が少なくなると、感光体ドラムの表面上に残留トナー等が付着しやすい状態となるため、クリーニングしにくくなってトナーがすり抜けたり、ブレードのエッジ部分が感光体の移動方向（回転方向）に引き込まれ、めくれたりするという事象が起こる。

そのため、従来から、低カバレッジの画像形成処理を行った場合（低生産時）に、現像器に対して潤滑剤が外添されたトナーが新たに補給されるように、感光体ドラムの非画像形成領域に強制的にトナーを排出するためのトナー像（以下ではパッチと称する）を形成することが行われている。多くの場合、パッチは、帯状のトナー像で形成される。このように、パッチを形成することによって、現像器中の潤滑剤が枯渇するおそれ、ひいては感光体上の潤滑剤量が低下するおそれを回避することができる。なお、感光体ドラムの非画像形成領域とは、１枚の用紙に転写するトナー像が形成される画像形成領域の相互の間の領域であり、一般には「紙間」と称される。

例えば、特許文献１には、像担持体上の連続して搬送される前記用紙間に該当する部分にトナーパッチを形成するにあたり、所定の期間に搬送された用紙に転写された前記トナー画像のカバレッジ情報に基づいて、トナーパッチの書き出しを制御する制御部を備えた画像形成装置が記載されている。

特開２０１６−９０５９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の画像形成装置では、以下のような問題がある。すなわち、画像のカバレッジが急激に増える場合、現像器内のトナーの入れ替わりが速まり、現像器内に新しいトナーが多く補給される。そのため、現像器内において帯電量の異なる新旧のトナーが存在することとなり、現像器内から飛散するトナーの飛散量が多くなってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、画像のカバレッジ等が変化した場合でも、トナーの飛散量を確実に抑制することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、を備え、前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を、所定枚数後に印刷する画像のトナーの消費量と等しくするものである。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、を備え、前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を連続的に変化させるものである。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、を備え、前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を階段状に変化させるものである。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記パッチのトナー量を変化させるタイミングを画像のカバレッジの変化幅に応じて可変させるものである。
また、本発明に係る他の画像形成装置は、用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記パッチの印刷中において、所定枚数後の印刷ジョブが消去された場合、前記印刷ジョブの消去前に印刷した画像のカバレッジの平均値に向けて前記パッチのトナー量の変化率を変更するものである。

本発明によれば、画像のカバレッジに基づいてパッチのトナー量を可変させるので、現像器内に補給されるトナー量の変化を抑止することができる。これにより、現像器内のトナーの帯電量をそろえることができ、トナーの飛散を防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 画像形成装置のパッチの構成例を示す図である。 従来における画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係例を示している。 本発明に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係例を示している。 画像形成装置の画像形成処理時における動作例を示すフローチャートである。 パッチの長さの算出する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである（その１）。 パッチの長さの算出する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである（その２）。 パッチの長さの算出する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである（その３）。 パッチの長さの算出する場合における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである（その４）。 パッチのトナー量の増加パターンの変形例を説明するための図である（その１）。 パッチのトナー量の増加パターンの変形例を説明するための図である（その２）。 パッチのトナー量の増加パターンの変形例を説明するための図である（その３。 パッチの形成タイミングの変形例を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を、搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部９０に送り出す。

装置本体１０２は、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、給紙部２０と、レジストローラー３２と、定着部４４と、自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duplex Unit：以下ＡＤＵという）とを有している。

操作表示部７０は、表示部と入力部とが組み合わされたタッチパネルと、タッチパネルの周辺部に設けられたスタートキーや決定キーを含む複数の操作キーとを有している。操作表示部７０は、メニュー画面等を画面上に表示したり、メニュー画面でのタッチ操作や操作キーの操作により入力された画像形成条件や定着条件等の情報を受け付けたりする。

画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿、または自動原稿搬送部８０により搬送された原稿を走査露光装置の光学系により走査露光し、走査した原稿の画像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサにより光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等が行われた後に、画像形成部１０に出力される。

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。この例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電器２Ｙ、露光部（光書込み部）３Ｙ、現像器４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電器２Ｍ、露光部３Ｍ、現像器４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電器２Ｃ、露光部３Ｃ、現像器４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電器２Ｋ、露光部３Ｋ、現像器４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム（像担持体）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）や、ポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像器４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

中間転写ベルト８は、複数のローラーにより張架されると共に回動可能に支持されている。中間転写ベルト８の回動と併せて、一次転写ローラー７と感光体ドラム１とが回転し、一次転写ローラー７と感光体ドラム１との間に所定の電圧が印加されることで、感光体ドラム１に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（一次転写）。

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の用紙Ｐが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂから搬送ローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｐは、レジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

レジストローラー３２は、ループローラー対３０による用紙Ｐの先端部の突き当てによりループを形成することで用紙Ｐの曲がりを補正する。用紙Ｐの曲がりが補正された用紙Ｐは、所定のタイミングで二次転写ローラー３４に搬送される。二次転写ローラー３４では、中間転写ベルト８上に転写されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色トナー像が用紙Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写された用紙Ｐは用紙進行方向Ｄの下流側の定着部４４に搬送される。

定着部４４は、加圧ローラーと加熱ローラーとを有している。定着部４４は、二次転写ローラー３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐ表面のトナー像を用紙Ｐに定着させる。

定着部４４の用紙進行方向Ｄの下流側には、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替えるための搬送路切替部４８が設けられている。搬送路切替部４８は、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード等）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。

片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、排紙ローラー４６により排紙トレイ上に排出される。

また、両面印刷モードで、用紙Ｐの裏面側に画像を形成する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー６２等を介してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０のスイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー６６，６８等により表裏反転された状態で二次転写部に再給紙される。

［画像形成装置１００のブロック構成例］
図２は、画像形成装置１００の機能構成の一例を示している。図２に示すように、画像形成装置１００は、装置全体の動作を制御するための制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５２とＲＯＭ(Read Only Memory)５４とＲＡＭ(Random Access Memory)５６とを有している。制御部５０には、操作表示部７０と、現像器４を有する画像形成部１０と、給紙部２０と、定着部４４とがそれぞれ接続されている。

制御部５０は、実行するジョブの画像の露光時間や露光強度等（画像情報）から画像のカバレッジを取得し、取得した画像のカバレッジが印刷中に急激に変化すると判断した場合、画像のカバレッジが急激に変化する前の印刷時からカバレッジが急激に変化する印刷時までの間、パッチＲＦＰのトナー量が徐々に増加するよう画像形成部１０等の動作を制御する。

［パッチＲＦＰの構成例］
図３は、本実施の形態に係るパッチＲＦＰの構成の一例を示している。図３に示すように、パッチＲＦＰは、用紙Ｐ，Ｐ間に対応した感光体ドラム１の非画像形成領域に形成され、感光体ドラム１の回転方向（以下、副走査方向Ｄ１と称する）と直交する方向（以下、主走査方向Ｄ２と称する）に延びる帯状のトナー像により構成されている。パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷは、用紙Ｐに印刷する画像のカバレッジが低いほど、幅広となるように形成される。これは、上述したように、印刷する画像のカバレッジが低い場合、現像器４内の滑剤が枯渇する可能性が高くなるため、現像器４内に滑剤が外添されたトナーを多く補給する必要があるからである。なお、図３では、パッチＲＦＰを複数個に分割して形成しているが、１個のパターンにより形成することもできる。また、パッチＲＦＰの形状は、帯状のパターンに限定されるものではない。また、パッチＲＦＰの主走査方向Ｄ２の長さは、感光体ドラム１の主走査方向Ｄ２の幅等を考慮して予め設定することができる。

［従来における画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係例］
図４は、従来における画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の一例を示している。図４において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図４に示すように、ジョブの画像のカバレッジが５％（低カバレッジ）未満である場合には、現像器４内の滑剤が少なくなってしまうので、画像全体のカバレッジが５％となるように、通常のジョブの画像に加えて強制排出用のパッチＲＦＰが形成される。この場合、トナーの飛散量は、約１００(μg/kp)付近で推移している。ところが、印刷枚数が約３５００枚付近において、ジョブの画像のカバレッジが約３％から約２５％まで急激に上昇すると、現像器４内に新しいトナーが急速に補給されることで、トナーの飛散量が約３００(μg/kp)まで上昇してしまうという問題があった。

そこで、本実施の形態では、現在の印刷時から所定枚数後において画像のカバレッジが急激に変化する場合に、画像のカバレッジに応じて強制排出用のパッチＲＦＰを徐々に増加させることにより、画像のカバレッジが急激に増加することを防止している。

［本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係例］
図５は、本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の一例を示している。図５において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図５に示すように、印刷枚数が３０００枚から３５００枚に増えるに当たって画像のカバレッジが約３％から約３０％に急激に変化し、予め設定された画像のカバレッジの変化範囲（閾値）を超える場合、例えば印刷枚数が１５００枚からパッチＲＦＰのカバレッジ（トナー量）を徐々に増加させていく。このとき、パッチＲＦＰのトナー量と画像のトナー消費量との和を連続的に増加するように制御する。また、増加後のパッチＲＦＰのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を、印刷枚数が３５００枚での画像のトナー消費量と等しくなるように制御する。これにより、画像のカバレッジが急激に変化した場合でも、トナーの飛散量の増加を防止することができる。

［画像形成装置１００の動作例］
図６は、画像形成時における画像形成装置１００の動作の一例を示している。制御部５０のＣＰＵ５２は、ＲＯＭから読み出したソフトウェアを実行することにより、図６のフローチャートに示す処理を実現する。

図６に示すように、ステップＳ１００において、制御部５０は、コンピュータ等からジョブが送信されると、ジョブの印刷枚数を予め設定されている所定の印刷枚数毎に区切り、区切った印刷枚数に区間番号（Ｎｏ.ｎ）を割り当てる。例えば、図５において、パッチＲＦＰのトナー量の算出タイミング（現在の印刷時）を印刷枚数が５００枚の地点Ｔとした場合、５００枚〜９９９枚の印刷枚数の区間に区間番号「Ｎｏ．０」を割り当てる。このように、実行するジョブの印刷枚数に対して順番に区間番号を割り当てていく。なお、ジョブは、１つのジョブでも良いし、複数のジョブでも良い。ステップＳ１００が終了したら、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、制御部５０は、割り当てた各区間における画像の平均カバレッジ（Ｃｎ）を算出する。例えば、区間番号「Ｎｏ．０」では平均カバレッジがＣ_ｎ＝３％となる。ステップＳ１１０が終了したら、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０において、制御部５０は、隣接する区間における画像のカバレッジが以下の式（１）を満たすか否かを判断する。つまり、隣接する区間の画像のカバレッジの変化率が１０％を超えており、画像のカバレッジが急激に増加している区間が存在しているか否かを判断する。

Ｃ_ｎ−Ｃ_ｎ−１≧１０・・・（１）
なお、上記式（１）では、隣接する区間のカバレッジの差分値を１０％に設定したが、これに限定されることはなく、トナーの飛散状況等に応じてユーザーがコンピュータや操作表示部７０において任意の値を設定することができる。

制御部５０は、隣接する区間のカバレッジが式（１）を満たすと判断した場合、ステップＳ１３０に進み、隣接する区間のカバレッジが式（１）を満たさないと判断した場合、ステップＳ２００に進む。

ステップＳ１３０において、制御部５０は、「ｎ≦５？」の関係を満たすか否かを判断する。つまり、割り当てた区間Ｎｏ．０〜Ｎｏ.５までの間に、画像のカバレッジが急激に増加する区間が存在するか否かを判断する。制御部５０は、「ｎ≦５？」の関係を満たすと判断した場合、ステップＳ１４０に進み、「ｎ≦５？」の関係を満たさないと判断した場合、ステップＳ２４０に進む。

ステップＳ１４０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすか否かを判断する。つまり、最初に割り当てた区間Ｎｏ．０の画像のカバレッジＣ_０が５％未満であるか否かを判断する。制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすと判断した場合、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０において、制御部５０は、現在の印刷時から画像のカバレッジが急激に変化する地点までの各区間のパッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷを算出する。図７は、ステップＳ１５０のサブルーチンを示している。

ステップＳ１５２において、制御部５０は、変動ＦＲＰ係数αを以下の式（２）に基づいて算出する。

変動ＲＦＰ係数α＝（Ｃ_ｎ−５）／（ｎ＋１）・・・（２）
なお、式（２）において、Ｃ_ｎはカバレッジの目標値である。

ステップＳ１５４において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向の長さＷを以下の式（３）に基づいて算出する。

パッチＲＦＰの長さ＝用紙長さ×（５−Ｃ_０）／１００＋α×（５＋１−ｎ）・・・（３）

ステップＳ１５６において、制御部５０は、パッチＲＦＰの長さの算出が終了したら、サブルーチンを終了し、図６のステップＳ１６０に進む。

一方、ステップＳ１４０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たさないと判断した場合、ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において、制御部５０は、現在の印刷時から画像のカバレッジが急激に変化する地点までの各区間のパッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷを算出する。図８は、ステップＳ１９０のサブルーチンを示している。

ステップＳ１９２において、制御部５０は、変動ＲＦＰ係数βを以下の式（４）に基づいて算出する。

変動ＲＦＰ係数β＝（Ｃ_ｎ−Ｃ_０）／（ｎ＋１）・・・（４）
なお、式（４）において、Ｃ_ｎはカバレッジの目標値である。

ステップＳ１９４において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷを以下の式（５）に基づいて算出する。

パッチＲＦＰの長さ＝β×（５＋１−ｎ）・・・（５）

ステップＳ１９６において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷの算出が終了したら、サブルーチンを終了し、図６のステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０において、制御部５０は、ジョブに基づく画像を用紙Ｐ上に形成すると共に、感光体ドラム１の非画像形成領域に算出した長さのパッチＲＦＰを形成する。ステップＳ１６０が終了したら、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０において、制御部５０は、割り当てた現在の区間の印刷が終了したか否かを判断する。制御部５０は、現在の区間の印刷が終了していないと判断した場合、ステップＳ１６０に戻り、区間の印刷を継続して行う。

一方、制御部５０は、現在の区間の印刷が終了したと判断した場合、ステップＳ１８０に進む。ステップＳ１８０において、制御部５０は、受け付けたジョブの最終ページの印刷が完了したか否かを判断する。制御部５０は、ジョブの最終ページの印刷が完了したと判断した場合、一連の画像形成処理を終了する。ジョブの最終ページの印刷が完了していないと判断した場合、ステップＳ１００に戻り、新たに受け付けたジョブにおける印刷枚数の区間割り当てを行う。

これに対し、ステップＳ１２０において、制御部５０は、隣接する区間の画像のカバレッジが上記式（１）を満たさないと判断した場合、つまり、隣接する区間の画像のカバレッジの変化率が例えば１０％未満であり、画像のカバレッジが急激に増加している区間が存在しないと判断した場合、ステップＳ２００に進む。

ステップＳ２００において、制御部５０は、「ｎ＜５？」の関係を満たすか否かを判断する。つまり、割り当てた区間において、現在の印刷時を基準として残りの区間が区間Ｎｏ．０〜Ｎｏ.５未満であるか否かを判断する。

制御部５０は、「ｎ＜５？」の関係を満たすと判断した場合、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすか否かを判断する。つまり、最初に割り当てた区間Ｎｏ．０の画像のカバレッジＣ_０が５％未満であるか否かを判断する。制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすと判断した場合、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０において、制御部５０は、設定した所定枚数後のジョブの画像のカバレッジ情報がない場合、前の区間の画像のカバレッジを用いてパッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷ（パッチトナー量）を算出する。図９は、ステップＳ２２０のサブルーチンを示している。

ステップＳ２２２において、制御部５０は、変動ＦＲＰ係数γを以下の式（６）に基づいて算出する。

変動ＦＲＰ係数γ＝（Ｃ_Ｈ−Ｃ_０）／（ｎ＋１）・・・（６）
なお、式（６）において、Ｃ_Hは印刷履歴情報より算出したカバレッジの目標値である。印刷履歴情報は、先に印刷した画像のカバレッジの平均値である。この画像のカバレッジの平均値は、制御部５０によって算出され、ＲＡＭ５６や図示しないメモリに格納される。

ステップＳ２２４において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷを以下の式（７）に基づいて算出する。

パッチＲＦＰの長さ＝用紙長さ×（５−Ｃ_０）／１００＋γ×（５＋１−ｎ）・・・（７）

ステップＳ２２６において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷの算出が終了したら、サブルーチンを終了し、図６のステップＳ１６０に進む。

一方、ステップＳ２１０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たさないと判断した場合、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０において、制御部５０は、設定した所定枚数後のジョブがない場合における区間パッチＲＦＥの副走査方向Ｄ１の長さＷを算出する。図１０は、ステップＳ２３０のサブルーチンを示している。

ステップＳ２３２において、制御部５０は、変動ＲＦＰ係数ωを以下の式（８）に基づいて算出する。

変動ＲＦＰ係数ω＝（Ｃ_H−Ｃ_０）／（ｎ＋１）・・・（８）
なお、式（８）において、Ｃ_Hは印刷履歴情報より算出したカバレッジの目標値である。印刷履歴情報は、先に印刷した画像のカバレッジの平均値である。この画像のカバレッジの平均値は、制御部５０によって算出され、ＲＡＭ５６や図示しないメモリに格納される。

ステップＳ２３４において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷを以下の式（９）に基づいて算出する。

パッチＲＦＰの長さ＝ω×（５＋１−ｎ）・・・（９）

ステップＳ２３６において、制御部５０は、パッチＲＦＰの副走査方向Ｄ１の長さＷの算出が終了したら、サブルーチンを終了し、図６のステップＳ１６０に進む。

これに対し、ステップＳ２００において、制御部５０は、「ｎ＜５」の関係を満たさない場合、画像のカバレッジが急激に増加している区間が存在せず、残りの区間が区間Ｎｏ．５以上であると判断してステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２４０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすか否かを判断する。つまり、区間Ｎｏ．０の画像のカバレッジＣ_０が５％未満であるか否かを判断する。制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たすと判断した場合、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０において、制御部５０は、区間のパッチＲＦＰの長さを以下の式（１０）に基づいて算出する。

パッチＲＦＰの長さ＝用紙長さ×（５−Ｃ_０）÷１００・・・（１０）

ステップＳ２５０が終了したら、ステップＳ１６０に進み、算出したパッチの長さでパッチＲＦＰの形成を行う。なお、Ｓ１７０およびＳ１８０の処理は、上述した処理と同様であるため、説明を省略する。

一方、ステップＳ２４０において、制御部５０は、「Ｃ_０＜５？」の関係を満たさない場合には、各区間の画像のカバレッジＣ_０が５％を超えているので、パッチＲＦＰを形成する必要はない。そのため、ステップＳ１７０に進んで、通常の印刷処理を行う。なお、Ｓ１７０およびＳ１８０の処理は、上述した処理と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態では、このような処理を繰り返し実行する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、急激な画像のカバレッジの変動があった場合でも、事前にパッチＲＦＰのトナー量を徐々に増加させていくので、現像器４内に補給されるトナー量の変化を抑制することができる。これにより、現像器４内でのトナーの帯電量をそろえることができ、トナーの飛散を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、所定枚数後にジョブがない場合でも、先に印刷した画像のカバレッジの印刷履歴情報に基づいて、各区間におけるパッチＰＲＦのトナー量を予測して算出するので、次のジョブによる画像のカバレッジの急激な変動を防止することができる。

［パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの変形例（その１）］
次に、パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの変形例について説明する。図１１は、本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の他の一例を示している。図１１において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１１に示すように、画像のカバレッジが急激に変化する場合、パッチのトナー量と画像のトナー消費量との和を階段状に増加させることもできる。具体的には、印刷枚数が３０００枚から３５００枚に増えるに当たって画像のカバレッジが約３％から約３０％に急激に変化する場合に、例えば２０００枚の印刷時から印刷枚数が５００枚毎に、パッチＲＦＰのカバレッジが５％ずつ増加するように制御する。

［パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの変形例（その２）］
次に、パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの他の変形例について説明する。図１２は、本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の他の一例を示している。図１２において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１２に示すように、所定枚数後の画像のカバレッジの急激な変化に対応するに当たってパッチＲＦＰのトナー量を徐々に増加させている途中で、例えばジョブの変更や他のジョブの割り込みにより所定枚数後の画像のカバレッジが変化した場合には、ジョブの変更後の画像のカバレッジに合わせてパッチＲＦＰのトナー量の増加率を変更する。

具体的には、現在の印刷時から３５００枚の印刷後に画像のカバレッジが６０％に急激に変化するジョブに対応するに当たってパッチＲＦＰのトナー量の増加途中に、画像のカバレッジが６０％から２０％に変更した場合、例えば２０００枚の印刷時からパッチＲＦＰのトナー量が減少するように制御する。

［パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの変形例（その３）］
次に、パッチＲＦＰのトナー量の増加パターンの他の変形例について説明する。図１３は、本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の他の一例を示している。図１３において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１３に示すように、画像のカバレッジの急激な変化に対応するに当たってパッチＲＦＰのトナー量を増加しているタイミングにおいて、実行中のジョブが消去された場合には、ジョブの消去前において印刷した画像のカバレッジの平均値に向けてパッチＲＦＰのトナー量を変更するよう制御する。

具体的には、現在の印刷時から３５００枚の印刷後に画像のカバレッジが３％から６０％に急激に変化するジョブが印刷枚数が２０００枚の時点で消去された場合には、ジョブの消去前の区間において印刷した画像のカバレッジの平均値（例えば４％）に向けてパッチＲＦＰのトナー量が減少するように制御する。

［パッチＲＦＰの形成タイミングの変形例］
次に、パッチＲＦＰの形成タイミングの変形例について説明する。図１４は、本実施の形態に係る画像のカバレッジとトナーの飛散量との関係の他の一例を示している。図１４において、左側の縦軸は画像のカバレッジを示し、右側の縦軸はトナーの飛散量を示し、横軸は印刷枚数を示している。

図１４に示すように、画像のカバレッジが急激に変化する場合であって、カバレッジの前後の変化幅がより大きい場合（例えば図５のカバレッジの変化幅の約２５％よりも大きい場合）において、パッチＲＦＰのトナー量を変化させるタイミングが遅いと、パッチＲＦＰのトナー量の増加量の傾きが急峻となってしまう場合がある。この場合、トナー量の変化量が大きくなり、トナーの飛散を引き起こす可能性がある。そこで、パッチＲＦＰのトナー量の増加量の傾きが一定の傾きとなるように、パッチＲＦＰのトナー量の増加タイミングを早く設定することができる。

具体的には、図１４に示すように、印刷枚数が３０００枚から３５００枚に増えるに当たって画像のカバレッジが約３％から約６０％に急激に変化する場合に、７５０枚の印刷時からパッチＲＦＰのカバレッジが連続的に増加するように制御する。もちろん、図１１に示したように、パッチＲＦＰのカバレッジを階段状に増加させるように制御しても良い。

なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に記載の範囲には限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。例えば、図１に示す画像形成装置１００はカラー画像を形成するものであるが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。

１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム（像担持体）
４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像器
１０ 画像形成部
５０ 制御部
１００ 画像形成装置
ＲＦＰ パッチ

Claims (10)

1. 用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を、所定枚数後に印刷する画像のトナーの消費量と等しくする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を連続的に変化させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、増加後の前記パッチのトナー量と印刷する画像のトナーの消費量との和を階段状に変化させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記パッチのトナー量を変化させるタイミングを画像のカバレッジの変化幅に応じて可変させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 用紙に印刷する画像のカバレッジに応じて像担持体上の非画像形成領域にパッチを形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成される前記パッチのトナー量を、所定枚数後に印刷する画像のカバレッジに基づいて変化させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記パッチの印刷中において、所定枚数後の印刷ジョブが消去された場合、前記印刷ジョブの消去前に印刷した画像のカバレッジの平均値に向けて前記パッチのトナー量の変化率を変更する
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記パッチのトナー量を、印刷中の画像のカバレッジと所定枚数後に印刷する画像のカバレッジとの差に基づいて変化させる
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、印刷中の画像のカバレッジと所定枚数後に印刷する画像のカバレッジとの差が所定値以上である場合に前記パッチのトナー量を増加させる
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記所定枚数後において、印刷する画像がない場合、先に印刷した画像のカバレッジに基づいて前記パッチのトナー量を算出する
   ことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、先に印刷した画像のカバレッジ情報の平均値に基づいて、前記パッチのトナー量を算出する
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記パッチの印刷中において、所定枚数後における画像のカバレッジが変化した場合、前記パッチのトナー量を前記変化した画像のカバレッジに応じて変更する
    ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。

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