(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤のトナーの帯電量にかかわらず、静電潜像のハーフトーン部におけるベタ部との境界付近を適切な画像濃度で現像する画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーの単位体積あたりの帯電量を検知するトナー帯電量測定装置又は前記帯電量の代替特性を検知する代替特性検知手段を設け、帯電量の検知結果が大きくなるほど、静電潜像のハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に対する光書込強度を強くする処理を実施するように、書込制御部を構成した。【選択図】図７
2015038570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、前記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、前記潜像担持体の潜像を現像する現像手段と、低画像濃度領域、及びこれに隣接した状態で前記低画像濃度領域に続いて前記現像手段との対向位置に進入する高画像濃度領域を具備する潜像を書き込む際に、前記低画像濃度領域における前記高画像濃度領域との境界付近に対し、前記高画像濃度領域に対する書込強度よりも弱く、且つ、前記低画像濃度領域における前記境界付近とは異なる箇所である非境界箇所に対する書込強度よりも強い書込強度で書き込みを行うように前記潜像書込手段の駆動を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、
トナーの単位体積あたりの帯電量を検知する帯電量検知手段、又は前記帯電量の代替特性を検知する代替特性検知手段を設け、
前記帯電量の検知結果が大きくなるほど、あるいは、前記代替特性の検知結果が高帯電量側の値になるほど、前記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記潜像担持体に対し、前記非境界箇所と、前記高画像濃度領域と、前記非境界箇所と前記高画像濃度領域との間の電位の前記境界付近とを具備する静電潜像を書き込む処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記高画像濃度領域と前記低画像濃度領域との境界に近づくにつれて前記高画像濃度領域の電位に近づく電位勾配を前記境界付近の電位に設ける処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
前記代替特性検知手段として、前記代替特性たる前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記トナー濃度の検知結果が低くなるほど、前記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、潜像担持体の潜像を現像する現像手段と、潜像書込手段による潜像書込強度を制御する制御手段とを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナー及びキャリアを含有する現像剤を現像ロール等の現像剤担持体に担持しながら、現像剤担持体の表面移動により、潜像担持体たる感光体に対向する現像領域に搬送して、感光体上の静電潜像を現像する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、現像領域に十分量の現像剤を搬送するために、現像剤担持体の線速を感光体の線速よりも速く設定して、現像領域内で現像剤が自らよりも先行していた静電潜像を追い越しながら現像を行うようにするのが一般的である。ところが、かかる構成では、ハーフトーン部とこれに隣接するベタ部とを具備する静電潜像を現像する際に、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に白抜けを発生させ易いという不具合があった。具体的には、静電潜像におけるベタ部よりも先行して現像領域に進入したハーフトーン部は、そのときに現像領域に進入している現像剤によって現像される。その後、ハーフトーン部に隣接しているベタ部が現像領域に進入すると、ベタ部は自らとほぼ同時に現像領域に進入した現像剤によって現像される。そして、その現像剤は、現像領域内において、ベタ部の現像によって殆どのトナーを失ってキャリア中にカウンターチャージを残した状態でベタ部を追い越した後、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に追いつく。そして、そのカウンターチャージによって前記境界付近から一部のトナーを奪い取りながら現像領域を通過する。これにより、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に白抜けを発生させてしまうのである。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置においては、このような白抜けの発生を抑えるために、次のような処理を実施するようになっている。即ち、感光体に対する静電潜像の書込強度を調整することで、静電潜像のハーフトーン部におけるベタ部との境界付近の電位を、境界付近以外の箇所（以下、非境界箇所という）の電位よりも、ベタ部電位に近づける処理である。かかる処理により、現像領域に進入した直後のハーフトーン部における境界付近に対して非境界箇所よりも多くのトナーを付着させることで、境界付近における白抜けの発生を抑えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この画像形成装置においても、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に顕著な白抜けを引き起こしてしまうことがあった。そこで、本発明者らは、その原因について鋭意研究を行ったところ、現像剤中のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）の変動が関与していることを見出した。具体的には、現像剤中のトナーの帯電量は、環境変動や直近のプリント状況などに応じて変化する。例えば、低温低湿環境下では、高温高湿環境下に比べてトナーの帯電量が大きくなるのが一般的である。また、画像面積率の比較的低い画像を連続してプリントすると、現像装置内で現像剤が過剰に循環撹拌されてトナーの帯電量が大きくなる。そして、帯電量が通常よりも大きくなったトナーは、キャリア粒子に対してより強い力で吸着することから、現像領域内でキャリアから静電潜像に転移し難くなる。すると、画像濃度が通常よりも低くなって、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に十分量のトナーが付着せずに、白抜けが発生してしまうのである。このような白抜けの発生を抑えるために、トナーの帯電量が比較的大きくなっても十分量のトナーを付着させ得る値にハーフトーン部におけるベタ部との境界付近の電位を調整したとする。すると、トナーの帯電量が中程度や比較的小さい値である場合に、ハーフトーン部における境界付近に対して非境界箇所よりも多くのトナーを付着させて境界付近の濃度過多を引き起こしてしまう。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、現像剤のトナーの帯電量にかかわらず、静電潜像の低画像濃度領域（例えばハーフトーン部）における高画像濃度領域（例えばベタ部）との境界付近を適切な画像濃度で現像することができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、潜像担持体と、前記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、前記潜像担持体の潜像を現像する現像手段と、低画像濃度領域、及びこれに隣接した状態で前記低画像濃度領域に続いて前記現像手段との対向位置に進入する高画像濃度領域を具備する潜像を書き込む際に、前記低画像濃度領域における前記高画像濃度領域との境界付近に対し、前記高画像濃度領域に対する書込強度よりも弱く、且つ、前記低画像濃度領域における前記境界付近とは異なる箇所である非境界箇所に対する書込強度よりも強い書込強度で書き込みを行うように前記潜像書込手段の駆動を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、
トナーの単位体積あたりの帯電量を検知する帯電量検知手段、又は前記帯電量の代替特性を検知する代替特性検知手段を設け、前記帯電量の検知結果が大きくなるほど、あるいは、前記代替特性の検知結果が高帯電量側の値になるほど、前記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、現像剤のトナーの帯電量にかかわらず、静電潜像の低画像濃度領域（例えばハーフトーン部）における高画像濃度領域（例えばベタ部）との境界付近を適切な画像濃度で現像することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る複写機を示す斜視図。
【図２】同複写機を示す概略構成図。
【図３】同複写機における画像形成部の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図。
【図４】同画像形成部における４つの作像ユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。
【図５】第１従来例に係る複写機における感光体の静電潜像の電位状態を示すグラフ。
【図６】同プリンタにおける静電潜像のトナー付着量の状態を示すグラフ。
【図７】第２従来例に係る複写機における感光体の静電潜像の電位状態を示すグラフ。
【図８】同プリンタにおける静電潜像のトナー付着量の状態を示すグラフ。
【図９】第１従来例のハーフトーン部の境界付近における白抜けの評価値と、トナー帯電量との関係を示すグラフ。
【図１０】第１従来例の静電潜像の各領域と、トナー付着量と、トナー帯電量との関係を示すグラフ。
【図１１】第２従来例のハーフトーン部の境界付近における白抜けの評価値と、トナー帯電量との関係を示すグラフ。
【図１２】実施形態に係る複写機における４つの作像ユニットのうちの１つを示す拡大構成図。
【図１３】同複写機における電気回路の一部を示すブロック図。
【図１４】同複写機を用いた実験におけるトナーの帯電量と白抜け評価値との関係を示すグラフ。
【図１５】変形例に係る複写機を用いた実験におけるトナーの帯電量と白抜け評価値との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す斜視図である。この複写機は、画像形成装置としての画像形成部１と、図示しないシート供給装置と、画像読取ユニット５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定された原稿読取装置としてのスキャナ１５０と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）５１とを有している。
【００１０】
図２は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。同図において、シート供給装置４０は、画像形成部１の下に配設されている。そして、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから記録シートを送り出す送出ローラ４３、送り出された記録シートを１枚ずつに分離する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１の搬送路としての給紙路３７に対して、シート部材としての記録シートを搬送する複数の搬送ローラ対４６等も有している。
【００１１】
給紙カセット４２は、複数の記録シートを重ねたシート束の状態で内部に収容している。そして、一番上の記録シートに対して送出ローラ４３を押し当てている。送出ローラ４３が回転すると、シート束の一番上の記録シートが給紙カセット４２から送り出される。
【００１２】
給紙カセット４２の付近では、搬送ローラ対４６の第１搬送ローラと、これの側方（図２中右側方）に配設された第２搬送ローラとが互いに当接して搬送ニップを形成している。また、第１搬送ローラの下方には、分離ローラ４５が配設されており、第１搬送ローラに対して下方から当接して分離搬送ニップを形成している。
【００１３】
給紙カセット４２から送り出された記録シートは、分離搬送ニップで１枚に分離された後、給送路４４に進入する。そして、搬送ローラ対４６の搬送ニップに進入して、鉛直方向下方側から上方側に向かう搬送力を付与される。これにより、給送路４４内では、記録シートが画像形成部１の給紙路３７に向けて搬送される。
【００１４】
画像形成手段としての画像形成部１は、潜像書込装置２、黒，イエロー，マゼンタ，シアン（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を形成する４つの作像ユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ、転写ユニット２４等を備えている。また、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等も備えている。
【００１５】
作像ユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは、有機感光層を具備する有機感光体からなる感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍを有している。これら感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍは、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動する。
【００１６】
潜像書込装置２は、図示しない書込制御部から送られてくる各色毎の制御信号に基づいて、各色毎のレーザーダイオードを駆動して、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の書込光Ｌを発する。そして、ポリゴンミラーによって感光体軸線方向に偏向せしめたＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の書込光Ｌにより、感光体３Ｋ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍを光走査して、感光体３Ｋ，Ｙ，Ｃ，ＭにＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の静電潜像を書き込む。これらＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の静電潜像は、所定の現像プロセスによってＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍトナー像に現像される。なお、潜像書込装置２として、レーザーダイオードやポリゴンミラーなどを具備するものに代えて、各色毎のＬＥＤアレイを具備するものを用いてもよい。
【００１７】
図３は、画像形成部１の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図である。また、図４は、４つの作像ユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つの作像ユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図４においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。
【００１８】
作像ユニット３は、感光体４とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１本体に対して着脱可能になっている。黒用の作像ユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。本複写機では、４つの作像ユニット（３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１９】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状の有機感光体からなるものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００２０】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する現像剤（二成分現像剤）を用いて潜像を現像するものである。そして、内部に収容している現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。
【００２１】
攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサー１０などを有している。
【００２２】
現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。非磁性の材料からなる現像スリーブ１２は、回転可能な筒状の構造になっている。マグネットローラ１３は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる現像剤を現像スリーブ１２表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００２３】
図４において、現像スリーブ１２の表面上に形成された磁気ブラシは、現像スリーブ１２の図中時計回り方向の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。実施形態に係る複写機では、現像スリーブ１２と、感光体４とを互いに同じ逆方向に回転させ、且つ現像スリーブ１２の線速を感光体４の線速よりも速くしている。かかる構成では、現像領域において、現像スリーブ１２の表面と、感光体４の表面とを互いに同じ方向に移動させながら、現像スリーブ１２の表面を感光体４の表面よりも速い速度で移動させることになる。これにより、現像領域に対して十分量の現像剤を搬送することができる。
【００２４】
現像領域に搬送された現像剤は、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを感光体４上の静電潜像に転移させて、静電潜像を現像する。その後、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。
【００２５】
攪拌部７は、感光体の軸線方向に延在する第１搬送スクリュウ及び第２搬送スクリュウを具備している。これら搬送スクリュウは、互いに逆方向に回転駆動することで、現像剤を軸線方向に沿って互いに逆方向に搬送する。現像スリーブ１２から離脱した現像剤は、第１搬送スクリュウの上に落下して、第１搬送スクリュウの軸線方向に沿って搬送される過程で、透磁率センサーからなるトナー濃度センサー１０によってトナー濃度が検知される。そして、第１搬送スクリュウの軸線方向の一端付近で第２搬送スクリュウに受け渡される。第２搬送スクリュウは、受け渡された現像剤を自らの軸線方向に沿って第１搬送スクリュウとは反対方向に搬送する。第２搬送スクリュウによって搬送される現像剤は、トナー濃度の検知結果に応じた量のトナーが補給されて、トナー濃度を所定の値まで復活させた後、第２搬送スクリュウの軸線方向の他端付近で第１搬送スクリュウに受け渡される。
【００２６】
ドラムクリーニング装置１５としては、ポリウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンター方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置６に送ってリサイクルする。
【００２７】
除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、潜像書込装置２によって光走査がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
【００２８】
図３において、４つの作像ユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。４つの作像ユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。転写ユニット２４は、複数のローラによって張架している中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２９】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。
【００３０】
この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。また、レジストローラ対３３のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサーが配設されている。上述したシート供給装置からレジストローラ対３３に向けて搬送されてくる記録部材としての記録シートは、その先端がレジストローラセンサーに検知された所定時間後に搬送を一時停止されて、レジストローラ対３３のレジストニップに突き当てられる。
【００３１】
記録シートの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対３３は、記録シートを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録シートを２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録シートに一括２次転写され、記録シートの白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した記録シートは、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。
【００３２】
２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで記録シートに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置３２によって掻き取り除去される。
【００３３】
定着装置３４は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに向けて押圧される加圧ローラとの当接によって定着ニップを形成している。定着装置３４内に送られた記録シートは、定着ニップ内に進入して加圧されたり加熱されたりして、フルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られる。そして、機外へと排出される。
【００３４】
図２において、紙搬送ユニット２８および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録シートが、切換爪で記録シートの進路を記録シート反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【００３５】
画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０は、移動照射部１５２を有している。移動照射部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されている。光源としてのＬＥＤアレイや、反射ミラーなどからなる光学系を具備する移動照射部１５２は、図１中左右方向である副走査方向に移動することができる。そして、図２中左側から右側に移動していく過程で、ＬＥＤアレイから発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像センサーとしてのＣＣＤ１５３に受光させる。
【００３６】
なお、移動照射部１５２は、図示の位置よりも少し左側の位置に移動して、スキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に位置することも可能である。
【００３７】
スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３を保持している。加えて、シート部材としての原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５なども保持している。そして、スキャナ１５０に固定された蝶番によって上下方向に揺動可能に支持されている。その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。
【００３８】
原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス１５５上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、スキャナ１５０の移動照射部（１５２）は、第１コンタクトガラス１５４の直下の位置をホームポジションにしており、読取待機中にはそのホームポジションで停止している。
【００３９】
コピースタートボタンが押されると、移動照射部（１５２）がホームポジションから第２コンタクトガラス１５５の直下に向けて移動し始める。このとき、移動照射部（１５２）は、ＬＥＤアレイから発した光を原稿面で反射させて、反射光をＣＣＤ（１５３）に向けて導く。これにより、原稿の画像がＣＣＤによって原稿の先端側（副走査方向の上流側）から後端側に向けて順次読み取られていく。
【００４０】
原稿が互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束である場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、その画像をスキャナ１５０に順次読み取らせていくことができる。この場合、操作者は原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させながらスキャナ１５０の第１コンタクトガラス１５４の真上に通す。これにより、原稿ＭＳの第１面の画像が上述したホームポジションで停止したままの状態の移動照射部（１５２）によって走査されてＣＣＤ（１５３）に読み取られる。
【００４１】
なお、実施形態に係る複写機においては、帯電装置２３によって感光体４の表面を負極性に一様帯電させた後、感光体４の表面を光書込装置２によって部分的に露光することで、感光体４の露光部における負極性の電位を減衰させる。これにより、周囲の地肌部に比べて電位の低い静電潜像を形成する。そして、現像スリーブ１２には、負極性であって、感光体４の地肌部よりも低く、且つ静電潜像よりも高い値の現像バイアスを印加する反転現像方式を採用している。つまり、感光体４の地肌部、静電潜像、現像スリーブ１２の表面は何れも負極性であり、地肌部＞現像スリーブ１２＞静電潜像という順で電位が高くなっている。
【００４２】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
図５は、第１従来例に係る複写機における感光体の静電潜像の電位状態を示すグラフである。この静電潜像は、互いに隣接するハーフトーン部（面積階調部）とベタ部とを具備しており、ハーフトーン部がベタ部よりも先行して現像領域に進入する。図示のように、ハーフトーン部の電位（平均電位）は、ベタ部の電位（平均電位）に比べて高くなっている。これは、ベタ部の全ての画素が露光によって電位を減衰させているのに対し、ハーフトーン部が露光されていない地肌部と同じ電位の画素を含んでいるからである。ハーフトーン部において、露光によって電位を減衰させた画素である複数の露光画素は、互いにほぼ同じ電位になっている。
【００４３】
このような静電潜像を現像すると、図６に示されるように、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に対して十分量のトナーが付着せずに、境界付近に白抜けが発生してしまう。この白抜けは、次のようにして発生したものである。即ち、静電潜像におけるベタ部よりも先行して現像領域に進入したハーフトーン部は、そのときに現像領域に進入している現像剤によって現像される。その後、ハーフトーン部に隣接しているベタ部が現像領域に進入すると、ベタ部は自らとほぼ同時に現像領域に進入した現像剤によって現像される。そして、その現像剤は、現像領域内において、ベタ部の現像によって殆どのトナーを失ってキャリア中にカウンターチャージを残した状態でベタ部を追い越した後、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に追いつく。そして、そのカウンターチャージによって前記境界付近から一部のトナーを奪い取りながら現像領域を通過する。これにより、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に白抜けを発生させてしまうのである。
【００４４】
なお、画像濃度については、微小な点の数によって表現するのが一般的であり、その場合、電位分布やトナー付着量が不均一な状態として示されるが、図５や図６においては、便宜上、平均化した値を示している。
【００４５】
図７は、第２従来例に係る複写機における感光体の静電潜像の電位状態を示すグラフである。この静電潜像も、互いに隣接するハーフトーン部（面積階調部）とベタ部とを具備しており、ハーフトーン部がベタ部よりも先行して現像領域に進入する。図示のように、ハーフトーン部の電位（平均電位）は、ベタ部の電位（平均電位）であるベタ電位ＶＬに比べて高くなっている。ハーフトーン部において、ベタ部との境界付近の電位（平均電位）は、境界付近以外の非境界箇所の電位である非境界電位ＶＨよりも低くなっている。境界付近では、境界側から非境界箇所側に向かうにつれて徐々に電位（平均電位）が高くなっている。図中のＶＭは、境界付近における最も境界に近い領域の電位である近境界電位を示している。
【００４６】
なお、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近の感光体表面移動方向における大きさは、０．７［ｍｍ］である。近境界電位ＶＭについては、「ＶＭ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＬ）×２２／１００」という条件を具備させる値に設定している。また、境界付近には、「表面電位Ｖ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＭ）（０．７−ｘ）／０．７」という条件を満足する電位勾配を設けている。この条件式におけるｘ［ｍｍ］は、ハーフトーン部（低画像濃度領域）とベタ部（高画像濃度領域）との境界を原点とした感光体上の位置を示している。
【００４７】
このように、ハーフトーン部において、境界付近の電位を非境界電位ＶＨよりも低くすることで、現像領域の入口付近で、境界付近に対して非境界箇所よりも多くのトナーを付着させる。これにより、図８に示されるように、現像領域を通過した後のハーフトーン部における境界付近のトナー付着量を、非境界箇所のトナー付着量と同程度にして、白抜けの発生を抑えることができる。
【００４８】
しかしながら、場合によっては、図８のようにはならず、境界付近に白抜けを発生させることがあった。そこで、本発明者らは、その原因について鋭意研究を行ったところ、現像剤中のトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）の変動が関与していることを見出した。具体的には、現像剤中のトナーの帯電量は、環境変動や直近のプリント状況などに応じて変化する。そして、帯電量が通常よりも大きくなったトナーは、キャリア粒子に対してより強い力で吸着することから、現像領域内でキャリアから静電潜像に転移し難くなる。すると、画像濃度が通常よりも低くなって、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に十分量のトナーが付着せずに、白抜けが発生してしまうのである。このような白抜けの発生を抑えるために、トナーの帯電量が比較的大きくなっても十分量のトナーを付着させ得る値にハーフトーン部におけるベタ部との境界付近の電位を調整したとする。すると、トナーの帯電量が中程度や比較的小さい値である場合に、ハーフトーン部における境界付近に対して非境界箇所よりも多くのトナーを付着させて境界付近の濃度過多を引き起こしてしまう。
【００４９】
図９は、第１従来例のハーフトーン部の境界付近における白抜けの評価値と、トナー帯電量との関係を示すグラフである。白抜け評価値は、その値が大きくなるほど、白抜けの度合いが高い（悪い）ことを示している。図示のように、第１従来例においては、トナー帯電量が比較的小さいとき、中程度であるとき、比較的大きいとき、の何れにおいても、許容値を超えるレベルの白抜けが発生している。
【００５０】
図１０は、第１従来例の静電潜像の各領域と、トナー付着量と、トナー帯電量との関係を示すグラフである。なお、同図に示されるトナー付着量は、絶対値ではなく、ハーフトーン部の非境界箇所におけるトナー付着量との差分を示す相対値である。よって、非境界箇所のトナー付着量は図示のようにゼロになっている。トナーの帯電量が比較的小さいとき、中程度のとき、比較的大きいときの何れにおいても、ハーフトーン部の境界付近のトナー付着量が非境界箇所のトナー付着量よりも少なくなって、境界付近に白抜けを引き起こしていることがわかる。
【００５１】
図１１は、第２従来例のハーフトーン部の境界付近における白抜けの評価値と、トナー帯電量との関係を示すグラフである。図示のように、第２従来例においては、トナー帯電量が比較的低いときには、白抜けのレベルが許容値を下回る。つまり、白抜けの発生が抑えられている。ところが、トナー帯電量が中程度であるときや、比較的大きいときには、許容値を超えるレベルの白抜けが発生してしまう。
【００５２】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図１２は、４つの作像ユニットのうちの１つを示す拡大構成図である。図３や図４においては便宜上、図示を省略していたが、図１２に示されるように、作像ユニット３は、感光体４上に付着したトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を測定するトナー帯電量測定装置９０を有している。かかるトナー帯電量測定装置９０としては、例えば特開平５−１１５１１号公報に記載のものを例示することができる。
【００５３】
ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を具備する図示しないメイン制御部は、例えばプリントジョブ開始直後などの所定のタイミングで、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの４色についてそれぞれ、トナーの帯電量を測定する帯電量測定処理を実施する。この帯電量測定処理では、まず、感光体４の表面に所定の大きさのベタ画像を形成する。そして、このベタ画像を構成するトナーの帯電量を、トナー帯電量測定装置９０によって測定する。
【００５４】
トナー帯電量測定装置９０としては、特開２００９−５８７００号公報に記載のような、吸引ブロー方式のものを用いることも可能である。この場合、現像剤抜き取り用のシャッターを現像装置に設けるとともに、シャッターからこぼれ落ちた現像剤をトナー帯電量測定装置９０に搬送する搬送手段と、測定が終わった現像剤をトナー帯電量現像装置９０から現像装置に戻す返送手段とを設ければよい。
【００５５】
図１３は、実施形態に係る複写機における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を具備するメイン制御部２５０は、外部の図示しないパーソナルコンピュータや、スキャナ（１５０）から送られてくる画像情報を画像処理部に送る。画像処理部２５１は、各画素の色調をＲ，Ｇ，Ｂ方式で表現している画像情報を変換して、各画素について、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ方式で色調を表現する画像情報を得る。そして、その画像情報を書込制御部２００に送信する。書込制御部２００は、画像処理部２５１から送られてくる画像情報に基づいて、潜像書込装置２の駆動を制御して、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍに対して画像情報に応じた光走査を行う。
【００５６】
書込制御部２００は、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍのそれぞれについて、ハーフトーン部と、これに隣接した状態でハーフトーン部よりも遅れて現像領域に進入するベタ部とを具備する静電潜像を書き込む際に、次のような電位調整処理を実施するように構成されている。即ち、トナー帯電量測定装置９０による帯電量の検知結果が大きくなるほど、ハーフトーン部におけるベタ部との境界付近に対する書込強度（レーザーパワー）を強くする電位調整処理である。書込強度を強くするほど、境界付近の電位減衰量を大きくして、境界付近の電位（平均電位）を低くすることになる。よって、トナーの帯電量が大きくなるほど、境界付近の電位を低くして、現像ポテンシャルを増加させて、境界付近のトナー付着量を増加させることになる。
【００５７】
境界付近の感光体表面移動方向における大きさは、第１従来例や第２従来例と同様に、０．７［ｍｍ］である。書込制御部２００は、境界付近の近境界電位ＶＭを、「ＶＭ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＬ）（−Ｑ−１７）／１００」という条件式に基づいて求める。この条件式におけるＱは、トナー帯電量測定装置９０による帯電量の検知結果である。近境界電位ＶＭを求めたら、その結果と、「表面電位Ｖ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＭ）（０．７−ｘ）／０．７」という条件式とに基づいて、境界付近の各位置（ｘ）における電位を求める。そして、各位置（ｘ）に対する書込強度を、求めた電位が得られる値に設定する。
【００５８】
本発明者らは、実施形態に係る複写機と同様の構成の複写試験機を用意した。そして、Ｋ用の現像装置６Ｋに搭載する磁性キャリアの種類を変更しながら、それぞれの磁性キャリアの条件でモノクロ画像をテスト出力した。このモノクロ画像は、ハーフトーン部と、これに隣接した状態でハーフトーン部よりも遅れて現像領域に進入するベタ部とを具備するものである。テスト出力したモノクロ画像のハーフトーン部におけるベタ部との境界付近における白抜けの度合いを目視にて評価して、白抜け評価値を求めた。なお、磁性キャリアの種類を交換した理由は、同じ環境下でトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を変化させるためである。
【００５９】
この実験におけるトナーの帯電量と白抜け評価値との関係を図１４に示す。図示のように、帯電量が比較的小さいとき、中程度であるとき、比較的大きいときの何れにおいても、白抜け評価値を許容レベル未満に留めることができている。帯電量が大きくなるにつれて、境界付近に対する静電潜像の書込強度を強くして境界付近のトナー付着量を増やすことで、帯電量にかかわらず現像領域通過後の境界付近で目標のトナー付着量を得て、境界付近を適切な画像濃度で現像することができたのである。
【００６０】
次に、実施形態に係る複写機の一部の構成を他の構成に置き換えた変形例に係る複写機について説明する。
変形例に係る複写機においては、トナー帯電量測定装置９０を設けていない。そして、帯電量の検知結果に代えて、トナー濃度センサー１０によるトナー濃度の検知結果を代替特性として用いるように、光書込制御部２００を構成している。
【００６１】
書込制御部２００は、トナー濃度センサー１０による検知結果であるトナー濃度ＴＣ［ｗｔ％］と、「帯電量Ｑ［μＣ／ｇ］＝−６５＋４×ＴＣ」という条件式とに基づいて、帯電量Ｑを推定する。例えば、トナー濃度ＴＣが５［ｗｔ％］であれば、帯電量Ｑ＝−６５＋２０＝−４５［μＣ／ｇ］であると推定する。そして、推定結果と、「ＶＭ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＬ）（−Ｑ−１７）／１００」という条件式とに基づいて、近境界電位ＶＭを求める。その後、「表面電位Ｖ＝ＶＨ−（ＶＨ−ＶＭ）（０．７−ｘ）／０．７」という条件式に基づいて、境界付近の各位置（ｘ）における電位を求めた後、各位置（ｘ）に対する書込強度を、求めた電位が得られる値に設定する。つまり、トナー濃度ＴＣが低くなるほど、上記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するようになっている。これにより、ハーフトーン部におけるベタ部境界付近での白抜けの発生を抑えることができる。
【００６２】
本発明者らは、変形例に係る複写機と同様の構成の複写試験機を用意した。そして、この複写試験機を用いて、実施形態と同様の実験を行った。この実験におけるトナーの帯電量と白抜け評価値との関係を図１５に示す。図示のように、帯電量が比較的小さいとき、中程度であるとき、比較的大きいときの何れにおいても、白抜け評価値を許容レベル未満に留めることができている。帯電量が大きくなるにつれて、境界付近に対する静電潜像の書込強度を強くして境界付近のトナー付着量を増やすことで、帯電量にかかわらず現像領域通過後の境界付近で目標のトナー付着量を得て、境界付近を適切な画像濃度で現像することができたのである。
【００６３】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、潜像担持体（例えば感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ）と、前記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段（例えば潜像書込装置２）と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、前記潜像担持体の潜像を現像する現像手段（例えば現像装置６Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ）と、低画像濃度領域、及びこれに隣接した状態で前記低画像濃度領域に続いて前記現像手段との対向位置に進入する高画像濃度領域を具備する潜像を書き込む際に、前記低画像濃度領域における前記高画像濃度領域との境界付近に対し、前記高画像濃度領域に対する書込強度よりも弱く、且つ、前記低画像濃度領域における前記境界付近とは異なる箇所である非境界箇所に対する書込強度よりも強い書込強度で書き込みを行うように前記潜像書込手段の駆動を制御する制御手段（例えば書込制御部２００）とを備える画像形成装置において、トナーの単位体積あたりの帯電量を検知する帯電量検知手段（例えばトナー帯電量測定装置９０）、又は前記帯電量の代替特性を検知する代替特性検知手段（例えばトナー濃度センサー１０）を設け、前記帯電量の検知結果が大きくなるほど、あるいは、前記代替特性の検知結果が高帯電量側の値になるほど、前記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００６４】
かかる構成においては、現像剤のトナーの帯電量が大きくなるほど、静電潜像の低画像濃度領域における高画像濃度領域との境界付近をより強い書込強度で書き込むことで、現像領域に進入した直後の境界付近のトナー付着量を増加させる。これにより、トナーの帯電量にかかわらず、現像領域を通過した後の境界付近で目標のトナー付着量を得て、境界付近を適切な画像濃度で現像することができる。
【００６５】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記潜像担持体に対し、前記非境界箇所と、前記高画像濃度領域と、前記非境界箇所と前記高画像濃度領域との間の電位の前記境界付近とを具備する静電潜像を書き込む処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、低画像濃度領域における境界付近の電位を、高画像濃度領域の電位と、低画像濃度領域の非境界箇所の電位との間の値にすることで、現像領域を通過した後の境界付近の画像濃度を非境界箇所の画像濃度とほぼ同じにすることができる。
【００６６】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記高画像濃度領域と前記低画像濃度領域との境界に近づくにつれて前記高画像濃度領域の電位に近づく電位勾配を前記境界付近の電位に設ける処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、境界付近に電位勾配を設けることで、境界付近における濃度ムラの発生を抑えることができる。
【００６７】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、前記代替特性検知手段として、前記代替特性たる前記現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段（例えばトナー濃度センサー１０）を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、トナー帯電量検知手段を設けることなく、現像剤のトナー濃度の制御のために従来から設けていたトナー濃度検知手段を用いて、トナー帯電量を推定して低コスト化を図ることができる。
【００６８】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記トナー濃度の検知結果が低くなるほど、前記境界付近に対する書込強度を強くする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、トナー濃度の検知結果に基づいて、静電潜像の低画像濃度領域の境界付近を適切な書込強度で書き込むことができる。
【符号の説明】
【００６９】
２：潜像書込装置（潜像書込手段）
４Ｋ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ：感光体（潜像担持体）
６：現像装置（現像手段）
１２：現像スリーブ（現像剤担持体）
１０：トナー濃度センサー（代替特性検知手段、トナー濃度検知手段）
９０：トナー帯電量測定装置（帯電量検知手段）
２００：書込制御部（制御手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１０−１９９３２号公報
【図１】
2015038570.tif 000003
【図２】
2015038570.tif 000004
【図３】
2015038570.tif 000005
【図４】
2015038570.tif 000006
【図５】
2015038570.tif 000007
【図６】
2015038570.tif 000008
【図７】
2015038570.tif 000009
【図８】
2015038570.tif 000010
【図９】
2015038570.tif 000011
【図１０】
2015038570.tif 000012
【図１１】
2015038570.tif 000013
【図１２】
2015038570.tif 000014
【図１３】
2015038570.tif 000015
【図１４】
2015038570.tif 000016
【図１５】
2015038570.tif 000017