(57)【要約】【課題】定着時の尾引きを有効に抑制できると共に、現像手段に帯電量が小さいトナーが残って画像不良が生じる現象を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】露光装置３と、現像装置４と、外部から入力された入力画像に基づいて露光装置３の駆動を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、入力画像が、エッジ部Ｋを含んだ副走査方向Ｌの所定領域に露光量を低減した低減領域Ｙ、及び、低減領域Ｙにおける副走査方向Ｌの下流及び上流に低減領域Ｙを残しつつ露光量が１００％の１００％露光領域Ｚ、を有するように、露光装置３の露光を制御する画像形成装置１００を構成した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段によって一様に帯電された像担持体に対して、主走査方向及び副走査方向で光量を変化させつつ露光して静電像を形成する露光手段と、
前記像担持体の表面に現像剤で現像して現像剤像を形成する現像手段と、
外部から入力された入力画像に基づいて、前記露光手段の駆動を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、入力画像における副走査方向の上流側で前記後端エッジ部を含む所定領域に露光量が低減される低減領域、及び、前記低減領域の領域内で副走査方向の下流及び上流に低減領域を残しつつ露光量が１００％の１００％露光領域、を有するように、前記露光手段の露光を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記コントローラは、耐久が進むにつれて１００％露光領域を副走査方向で増加させるように、前記露光手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記コントローラは、１００％露光領域を主走査方向に線状に形成するように、前記露光手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記コントローラは、１００％露光領域を主走査方向に間欠的に形成するように、前記露光手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に対するトナーの載り量を制御する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置がトナーによって感光体ドラムの表面の静電像を現像するときに、感光体ドラムに付着するトナーの載り量が多くなる現象が生じる場合がある。この場合に、トナーをシートに定着するときに、トナーが飛び散る問題がある。例えば、主走査方向に直線を印字した場合に、トナーがシートに定着されてできた線の後方にトナーが飛び散ってできた画像ができ、この現象は、一般に尾引き現象といわれる。こうしたエッジ効果によるトナーの載り量を緩和して尾引き現象を抑制する発明として、特許文献１及び特許文献２に記載の発明が開示される。
【０００３】
特許文献１に記載の発明では、感光体ドラム上の副走査方向でエッジ部を含む所定領域に対する露光量を低減させる技術が開示される。
【０００４】
特許文献２に記載の発明では、間引き処理された画像領域の端部から所定距離離れた位置に微小レベルのドットを付加することでドット密度を高くする技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０３８８２号公報
【特許文献２】特開２００９−２３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、現像スリーブに担持されるトナーの帯電量は少なからず分布を有することが知られる。現像スリーブの表面のトナーは規制ブレードで層厚が規制されるが、そのときに、現像スリーブと十分に接触摩擦できたトナーと、現像スリーブと十分に接触摩擦できなかったトナーと、が生じる。これにより、帯電量が多いトナーと帯電量が少ないトナーとが存在してしまう。
【０００７】
また、トナーの粒径は、製造上ある程度の粒径分布を有することが知られる。小粒径のトナーは帯電し易く、大粒径のトナーは帯電し難い。これによっても、帯電量が多いトナーと帯電量が少ないトナーとが存在してしまう。
【０００８】
このことから、前述の特許文献１に記載の発明では、露光量を下げた領域では、現像コントラストが弱くなる。したがって、露光量を下げた領域に現像されるトナーは、現像コントラストが弱くても現像できる帯電量が高いトナーが現像される。その結果、耐久経過と共に現像スリーブには帯電し難い大粒径のトナーが多く残ることになり、帯電量の不足による画像劣化が発生してしまう。
【０００９】
また、前述の特許文献２に記載の発明では、間引き処理された画像領域の端部から所定距離離れた位置に微小レベルのドットが付加されて、エッジ部の電界強度が弱まるが、微小レベルのドットにもトナーが現像されてしまい、尾引きが完全に防止されるわけではない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑み、定着時の尾引きを有効に抑制できると共に、現像手段に帯電量が小さいトナーが残って画像不良が生じる現象を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電された像担持体に対して、主走査方向及び副走査方向で光量を変化させつつ露光して静電像を形成する露光手段と、前記像担持体の表面に現像剤で現像して現像剤像を形成する現像手段と、外部から入力された入力画像に基づいて、前記露光手段の駆動を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、入力画像における副走査方向の上流側で前記後端エッジ部を含む所定領域に露光量が低減される低減領域、及び、前記低減領域の領域内で副走査方向の下流及び上流に低減領域を残しつつ露光量が１００％の１００％露光領域、を有するように、前記露光手段の露光を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、像担持体に低減領域が形成されることで、現像手段からは帯電量が大きいトナーが像担持体に飛ぶことができ、定着時の尾引きが有効に抑制される。同時に、低減領域の中に１００％露光領域が形成されることで、現像手段からは帯電量が大きいトナーだけでなく帯電量が小さいトナーも像担持体に飛ぶことができ、現像手段に帯電量が小さいトナーが残って画像不良が生じる現象が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】露光量が変化された境界部を表示した感光体ドラムの表面の画像領域の平面図である。
【図３】本実施例及び従来例に係る静電像パターンと、感光体ドラム及び現像スリーブの電位と、感光体ドラムと現像スリーブの表面のトナーの様子と、を対照的に示した図である。
【図４】１００％露光領域が主操作方向に間欠的に形成される場合を示す感光体ドラム１の平面図である。
【図５】シート上のトナーの様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置１００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有し、この装置本体１００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部５１が設けられる。画像形成部５１は、『像担持体』である感光体ドラム１、『転写装置』である転写ローラ５等を含む。
【００１６】
装置本体１００Ａの内部には、感光体ドラム１が配置される。感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、クリーナ６が配置されている。『露光手段』である露光装置３は、『帯電手段』である帯電ローラ２によって一様に帯電された『像担持体』である感光体ドラム１に露光して静電像を形成する。露光装置３は、露光時に主走査方向Ｍ（図２参照）及び副走査方向Ｌ（図２参照）で光量を変化させることが可能である。『現像手段』である現像装置４は、感光体ドラム１の表面にトナー（現像剤）で現像してトナー像（現像剤像）を形成する。感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ２により一様に帯電され、露光装置３により静電像が形成され、現像装置４によりトナーでトナー像が形成され、転写ローラ５によりトナー像がシートに対して転写される。ここで使用されるトナーは、磁性一成分ネガトナーである。
【００１７】
画像形成装置１００はコントローラ５０を有する。コントローラ５０は、外部から入力された入力画像に基づいて露光装置３の駆動を制御する。このときに、コントローラ５０は、ベタ画像やライン画像の後端エッジ部Ｋを検出し、後端エッジ部Ｋを含むエッジ近傍領域に対して画像を補正する。
【００１８】
具体的には、コントローラ５０は、副走査方向Ｌで入力画像の後端のエッジ部Ｋ（図２参照）を検出し、露光装置３の露光を制御する。このときに、コントローラ５０は、入力画像における副走査方向Ｌの上流側でエッジ部Ｋを含む所定領域に露光量が低減される低減領域Ｙ、及び、低減領域Ｙの領域内で副走査方向Ｌの下流及び上流に低減領域Ｙを残しつつ露光量が１００％の１００％露光領域Ｚ、を有するように、制御する。実施例の制御は、特にエッジ効果等によるエッジ部Ｋのトナー載り量が多くなる場合に有効である。この内容は、図２を参照しつつ後述する。
【００１９】
コントローラ５０は、１００％露光領域Ｚを主走査方向Ｍに線状に形成するように、露光装置３の露光を制御する。このように、１００％露光領域Ｚが主走査方向Ｍに線状に形成されると、現像装置４の主走査方向Ｍでバランス良く帯電量が小さいトナーが消費される。この内容は、図２を参照しつつ後述する。
【００２０】
ここでは、入力画像情報中の副走査方向の画像の後端エッジ部Ｋを検出する。具体的には、線幅が340μmで露光時のレーザースポット径が42.5μmの時、露光光量の信号レベルを低減する後端エッジ部Ｋ側の領域は、後端エッジ部Ｋ側から副走査方向Ｌに数えて、４ドット目の位置から後端エッジ部Ｋまでである。そして、画像の後端エッジ部Ｋのドットから副走査方向Ｌに数えて、3ドット目の位置に、主走査方向Ｍに露光光量１００％の静電像部を形成する。この低減領域Ｙの開始位置と低減領域Ｙ内の１００％露光領域Ｚの位置の決め方は、線幅をｘμｍ、露光時のレーザースポット径をαμｍとしたときに、画像の後端エッジ部Ｋのドットから副走査方向Ｌに数えて、ｘ／（５α）＋１≦Ｙ≦ｘ／（２α）＋１（１７０≦ｘ≦３０００、端数は四捨五入）によって算出される位置である。そして、露光光量１００％の静電像部の領域Ｚは、画像の後端エッジ部Ｋのドットから副走査方向Ｌに数えて、Ｙ／４＋１≦Ｚ≦３Ｙ／４＋１で算出される位置に形成する。低減領域Ｙの位置が、Ｙ≦ｘ／（５α）＋１の場合、本発明の効果は得られるが、低減領域Ｙが狭くなり過ぎてしまうため、トナーの載り量を十分に抑える事ができず、本発明の効果を十分に得る事ができない場合がある。また、低減領域Ｙの位置が、Ｙ≧ｘ／（２α）＋１の場合、本発明の効果は得られるが、低減領域Ｙが広くなり過ぎてしまうため、トナーの載り量が少なくなり、べた画像やライン画像の濃度が所望の濃度より薄くなってしまう場合がある。そして、露光光量１００％の静電像部の領域Ｚが、Ｚ≦Ｙ／４＋１の場合、本発明の効果は得られるが、後端エッジ部Ｋに近過ぎるため、後端エッジ部Ｋ側の載り量が多くなってしまい、本発明の効果を十分に得る事ができない場合がある。また、露光光量１００％の静電像部の領域Ｚが、Ｚ≧３Ｙ／４＋１の場合、本発明の効果は得られるが、画像先端の露光光量１００%の領域と近くなり過ぎるため、本発明の効果を十分に得る事ができない場合がある。したがって、本発明の効果を得る為には、低減領域Y及び低減領域Ｙ内の１００％露光領域Ｚは、ｘ／（５α）＋１≦Ｙ≦ｘ／（２α）＋１ （１７０≦ｘ≦３０００、端数は四捨五入）、Ｙ／４＋１≦Ｚ≦３Ｙ／４＋１の範囲内に設定する事が望ましい。
【００２１】
図２は、露光量が変化された境界部を表示した感光体ドラム１の表面の画像領域の平面図である。図２（ａ）は、副走査方向Ｌで、低減領域Ｙの中に１００％露光領域Ｚが１ドットラインで形成された平面図である。図２（ｂ）は、副走査方向Ｌで、低減領域Ｙの中に１００％露光領域Ｚが２ドットラインで形成された平面図である。
【００２２】
まず、図２（ａ）を参照しつつ、コントローラ５０が制御する内容に関して説明する。図２（ａ）中で、感光体ドラム１の副走査方向Ｌの下流側（図中上側）が１００％露光領域Ｘとなっていて、副走査方向Ｌの上流側（図中下側）が低減領域Ｙ（８０％露光領域）となっている。低減領域Ｙの画像後端がエッジ部Ｋに相当する。
【００２３】
この低減領域Ｙのように、露光装置３が画像後端のエッジ部Ｋを含むエッジ部Ｋ近傍の露光光量を下げることで、以下の効果が得られる。感光体ドラム１の静電像部には帯電量が高いトナーが現像される。帯電量が高いトナーのクーロン力によりトナー同士の付着力が強く働くために、定着時の尾引きが抑制される。
【００２４】
また、低減領域Ｙの中の１００％露光領域Ｚのように、画像の後端のエッジ部Ｋの近傍の露光量の信号レベルが低減される領域内に露光量１００％の静電像部が形成されることで、以下の効果が得られる。すなわち、１００％露光領域Ｚには、帯電量が高いトナーが引っ張られて飛んでいき、帯電量が低いトナーも引っ張られて飛んでいくので、帯電量が低いトナーが現像装置４に残る現象が抑制される。
【００２５】
こうした例は、現像スリーブ４ａが感光体ドラム１に対して非接触のジャンピング現像方式だけでなく、接触現像方式等、エッジ部Ｋの濃度ムラが顕在化する現像方式であれば、同様な効果が得られる。図２（ｂ）では、低減領域Ｙの中で１００％露光領域Ｚが２ドットラインで形成されているが、この場合にも同様な効果が得られる。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る静電像パターンと、感光体ドラム１及び現像スリーブ４ａの電位と、感光体ドラム１と現像スリーブ４ａの表面のトナーの様子と、を対照的に示した図である。図３（ｄ）〜（ｆ）は、従来例に係る静電像パターンと、感光体ドラム１及び現像スリーブ４ａの電位と、感光体ドラム１と現像スリーブ４ａの表面のトナーの様子と、を対照的に示した図である。
【００２７】
図３（ａ）に示されるように、副走査方向Ｌの下流側に１００％露光部Ｘ、副走査方向Ｌの上流側に低減領域Ｙ及び１００％露光領域Ｚを有する場合を想定する。この場合に、図３（ｂ）に示されるように、帯電電位Ｖｄ、現像バイアスＶＤＣ、露光部電位ＶＬ８０％、露光部電位ＶＬ１００％、の電位状況がある。このときに、図３（ｃ）に示されるように、感光体ドラム１には、副走査方向Ｌの下流に、帯電量が小さいトナー（黒丸一列で表示）が飛ぶ。
【００２８】
図３（ｄ）に示されるように、副走査方向Ｌの下流側に１００％露光部Ｘ、副走査方向Ｌの上流側に低減領域Ｙを有する場合を想定する。この場合に、図３（ｅ）に示されるように、帯電電位Ｖｄ、現像バイアスＶＤＣ、露光部電位ＶＬ８０％、露光部電位ＶＬ１００％、の電位状況がある。このときに、図３（ｆ）に示されるように、感光体ドラム１には、副走査方向Ｌの下流に、帯電量が大きいトナー（白丸一列で表示）しか飛ばない。
【００２９】
なお、本実施例では、紙面上のすべての画像端部に対して補正を行なったが、エッジ部Ｋの濃度ムラが出る領域が特定の一部の幅に限定される場合は、少なくともその特定の一部だけに補正を行なえばよい。
【００３０】
更に本実施例では、モノクロ（白黒）の画像形成装置を例に用いたが、カラーの画像形成装置に対しても同様な効果を発揮すると共に、エッジ部Ｋの濃度ムラが改善することに追随して、ＯＨＴシート上のカラー画像の透過均一性、および透過性なども改善することは言うまでもない。
【００３１】
また更には画像装置の解像度、プロセススピードも当然上記に限定されるものではない。
【００３２】
図４は、１００％露光領域Ｚが主操作方向Ｍに間欠的に形成される場合を示す感光体ドラム１の平面図である。コントローラ５０は、１００％露光領域Ｚを主走査方向Ｍに間欠的に形成するように、露光装置３の露光を制御するようにしても良い。このように、１００％露光領域Ｚが形成されても、帯電量が小さいトナーが従来よりも消費される。
【００３３】
以上述べてきた実施例の構成によれば、感光体ドラム１に低減領域Ｙが形成されることで、現像装置４からは帯電量が大きいトナーが感光体ドラム１に飛ぶことができ、定着時の尾引きが有効に抑制される。同時に、低減領域Ｙの中に１００％露光領域Ｚが形成されることで、現像装置４からは帯電量が大きいトナーだけでなく帯電量が小さいトナーも感光体ドラム１に飛ぶことができ、現像装置４に帯電量が小さいトナーが残って画像不良が生じる現象が抑制される。
【００３４】
例えば、図５（ａ）の矢印のようにトナーが積まれると、図５（ｂ）の矢印のようにトナーがシート上の画像外に領域に尾引きとして現れる現象が従来ではありえた。しかし、実施例の構成では、図５（ｃ）の矢印のように、画像の下流側にトナーの高さに低い領域があると共に、矢印のトナーの下流と上流にトナーの高さが低い領域を残しつつトナーの高さが高く帯電量が小さいトナーを含む領域を設ける。そうすると、図５（ｄ）のように、矢印のトナーは、尾引きとなることはなく、また、帯電量が小さいトナーも消費されることになる。
【００３５】
なお、コントローラ５０は、耐久が進むにつれて、露光装置３が形成する１００％露光領域Ｚを副走査方向Ｌで増加させるように、露光装置３の露光を制御しても良い。これは、例えば、耐久が進むと現像装置４に帯電量が小さいトナーが残り易くなるが、１００％露光領域Ｚが副走査方向Ｌで増加することで、帯電量が小さいトナーが残り易くなる現象が抑制されるからである。
【符号の説明】
【００３６】
１      感光体ドラム（像担持体）
２      帯電ローラ（帯電手段）
３      露光装置（露光手段）
４      現像装置（現像手段）
５０    コントローラ
１００  画像形成装置
Ｋ      エッジ部
Ｌ      副走査方向
Ｍ      主走査方向
Ｙ      低減領域
Ｚ      １００％露光領域
【図１】
2014109672.tif 000003
【図５】
2014109672.tif 000004
【図２】
2014109672.tif 000005
【図３】
2014109672.tif 000006
【図４】
2014109672.tif 000007