(57)【要約】【課題】  画像品質を向上できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  レーザプリンタ１００は、感光体ドラム９と、該感光体ドラム９の表面を帯電させる帯電装置１と、帯電した前記表面を少なくとも１つの露光画素をそれぞれが有する複数の画像領域を含む画像データに基づいて露光して潜像を形成する光走査装置２と、前記表面に形成された潜像にトナーを付着させて現像する現像装置３と、前記表面に顕在化したトナー像と記録紙Ｐとの間に静電力を発生させるための転写電流が供給される転写ローラ５ａを含み、トナー像を記録紙Ｐに転写する転写装置５と、画像データに基づいて前記複数の露光領域の露光量が互いに異なるように前記複数の露光領域の露光量を設定し、設定された複数の露光領域の露光量の平均値に基づいて転写電流を制御するプリンタ制御装置１２と、を備えている。【選択図】図１
2015230380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面を複数の露光画素を含む画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、
前記静電潜像に付着した前記トナーと転写材との間に静電力を発生させるための転写電流が供給され、トナー像を前記転写材に転写する転写手段と、
前記画像データに基づいて前記複数の露光画素のうち少なくとも２つの露光画素の露光量が互いに異なるように前記複数の露光画素の露光量を設定し、前記複数の露光画素の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御可能な制御手段と、を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の露光画素それぞれに設定された露光量で露光された前記表面の部位の電位を検出する電位検出手段を更に備え、
前記制御手段は、検出された前記電位に基づいて該露光画素の露光量の設定値を補正し、前記複数の露光画素の補正後の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御可能な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】
前記制御手段は、前記転写電流の制御を定期的に行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の周辺の環境情報を検出する環境情報検出手段を更に備え、
前記制御手段は、検出された前記環境情報に基づいて前記転写電流を制御するか否かを決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記像担持体における前記転写材に対向する領域及び対向しない領域のいずれにも前記転写電流の一部が流れることを考慮して、前記転写電流を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記転写電流の切り換えを、前記トナー像における画像部が前記転写材に転写されるタイミング以外のタイミングで行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記転写電流の切り換えを、前記トナー像における非画像部が前記転写材に転写されるタイミング、又は一の前記転写材に対する転写が終了してから次の前記転写材に対する転写が開始されるまでの所定タイミングで行うことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体の表面を帯電させ、帯電した前記表面を複数の露光画素を含む画像データに基づいて露光して静電潜像を形成し、前記表面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、前記表面に付着したトナーと転写材との間に静電力を発生させるための転写電流を転写手段に供給して前記転写材にトナー像を転写する画像形成方法であって、
前記画像データに基づいて前記複数の露光画素のうち少なくとも２つの露光画素の露光量が互いに異なるように前記複数の露光画素の露光量を設定する工程と、
前記複数の露光画素の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御する工程と、含む画像形成方法。
【請求項９】
設定された露光量で露光された前記複数の露光画素それぞれに対応する前記表面の部位の電位を検出し、検出された前記電位に基づいて、該露光画素の露光量の設定値を補正する工程を更に含み、
前記転写電流を制御する工程では、前記複数の露光画素の補正後の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】
像担持体の表面を帯電させ、帯電した前記表面を複数の露光画素を含む画像データに基づいて露光して静電潜像を形成し、前記表面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、前記静電潜像に付着した前記トナーと転写材との間に静電力を発生させるための転写電流を転写手段に供給して前記転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
前記画像データに基づいて前記複数の露光画素のうち少なくとも２つの露光画素の露光量が互いに異なるように前記複数の露光画素の露光量を設定し、前記複数の露光画素の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御可能な制御手段を備える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、画像形成装置及び画像形成方法に係り、更に詳しくは、帯電した像担持体の表面を露光後、現像し、該表面に顕在化した画像を転写材に転写する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像データに基づいて、帯電した像担持体の表面を露光し、該表面にトナーを付着させ、該表面に顕在化したトナー像を転写材に転写する画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている画像形成装置では、画像品質に向上の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電した前記表面を複数の露光画素を含む画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、前記静電潜像に付着した前記トナーと転写材との間に静電力を発生させるための転写電流が供給され、トナー像を前記転写材に転写する転写手段と、前記画像データに基づいて前記複数の露光画素のうち少なくとも２つの露光画素の露光量が互いに異なるように前記複数の露光画素の露光量を設定し、前記複数の露光画素の露光量の平均値に基づいて前記転写電流を制御可能な制御手段と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００５】
これによれば、画像品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】図１における光走査装置を説明するための図である。
【図３】プリンタ制御装置及び走査制御装置を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、画像処理部を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、画像処理ユニットを説明するための図である。
【図５】転写ローラを説明するための図である。
【図６】画像データの各画像部に対応する感光体ドラム表面の画像領域の目標表面電位を示すグラフである。
【図７】プリンタ制御装置による制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】転写電流を設定する方法を説明するための図である。
【図９】比較例における転写電流を設定する方法を説明するための図である。
【図１０】目標表面電位と表面電位の計測値に基づいて露光量設定値を補正する例（変形例１）を説明するための図である。
【図１１】転写電流を制御するか否かの指標となる環境ゾーンの設定を行う例（変形例２）について説明するための図である。
【図１２】転写材の幅に基づいて転写電流を制御する例（変形例３）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図９に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザプリンタ１００の概略構成が示されている。
【０００８】
このレーザプリンタ１００は、光走査装置２、感光体ドラム９、帯電装置１、現像装置３、転写装置５、クリーニング装置６、除電装置７、レジストローラ８、給紙トレイ及び給紙ローラを含む給紙装置（不図示）、定着装置（不図示）、排紙ローラ及び排紙トレイを含む排紙装置（不図示）、原稿読取装置としてのスキャナ１０（図３参照）、プリンタ制御装置１２などを備えている。
【０００９】
感光体ドラム９は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム９の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム９は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
【００１０】
帯電装置１、現像装置３、転写装置５、クリーニング装置６及び除電装置７は、それぞれ感光体ドラム９の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９の回転方向に沿って、帯電装置１→現像装置３→転写装置５→クリーニング装置６→除電装置７の順に配置されている。
【００１１】
帯電装置１は、感光体ドラム９の表面を均一に帯電させる。
【００１２】
光走査装置２は、帯電装置１で帯電された感光体ドラム９の表面を、例えばパソコン等の上位装置からの画像データ（画像情報）に基づいて変調されたレーザ光により走査し、感光体ドラム９の表面に画像データに対応した静電潜像を形成する。ここで形成された静電潜像は、感光体ドラム９の回転に伴って現像装置３の方向に移動する。なお、この光走査装置２の構成については後述する。
【００１３】
現像装置３は、感光体ドラム９の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した静電潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム９の回転に伴って転写装置５の方向に移動する。
【００１４】
給紙トレイには、転写材としての記録紙Ｐが格納されている。この給紙トレイの近傍には給紙ローラが配置されており、該給紙ローラは、記録紙Ｐを給紙トレイから１枚ずつ取り出し、レジストローラ８に搬送する。該レジストローラ８は、給紙ローラによって取り出された記録紙Ｐを一旦保持するとともに、該記録紙Ｐを感光体ドラム９の回転に合わせて感光体ドラム９と転写装置５の転写ローラ５ａとの間隙に向けて送り出す。
【００１５】
転写ローラ５ａには、感光体ドラム９の表面のトナーを電気的に記録紙Ｐに引きつけるために、トナーとは逆極性の電位が付与されている。そこで、上記静電潜像に付着したトナーと記録紙Ｐとの間に静電力が発生し、トナー像が記録紙Ｐに転写される。ここで転写された記録紙Ｐは、定着装置に送られる。なお、転写ローラ５ａを含む転写装置５については、後に詳述する。
【００１６】
定着装置では、熱と圧力とが記録紙Ｐに加えられ、これによってトナーが記録紙Ｐ上に定着される。ここで定着された記録紙Ｐは、排紙ローラを介して排紙トレイに送られ、排紙トレイ上に順次スタックされる。
【００１７】
クリーニング装置６は、感光体ドラム９の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。
【００１８】
除電装置７は、感光体ドラム９の表面を除電する。表面が除電された感光体ドラム９の表面は、再度、帯電装置１に対向する位置に戻る。
【００１９】
次に、前記光走査装置２の構成について説明する。この光走査装置２は、一例として図２に示されるように、光源１９、ポリゴンミラー１８、走査レンズ１７、受光素子としてのＰＤ１６（フォトディテクタ）、走査制御装置１５などを備えている。
【００２０】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００２１】
光源１９は、少なくとも１つの発光部を含み、ポリゴンミラー１８の偏向反射面に向けてレーザ光を射出する。
【００２２】
光源１９としては、単一のＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）や、１次元又は２次元に配列された複数のＬＤ含むＬＤＡ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  Ａｒｒａｙ）を用いても良いし、単一のＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）や、１次元又は２次元に配列された複数のＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）を含むＶＣＳＥＬＡ（面発光レーザアレイ）を用いても良い。
【００２３】
ポリゴンミラー１８は、一例として内接円の半径が１８ｍｍの６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１８は、副走査対応方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、光源１９からのレーザ光を偏向する。
【００２４】
なお、光源１９とポリゴンミラー１８との間に、光源１９から射出されたレーザ光をポリゴンミラー１８の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する光学系（偏向器前光学系とも呼ばれる）を設けても良い。偏向器前光学系を構成する光学素子としては、例えばカップリングレンズ、アパーチャ部材、シリンドリカルレンズ、反射ミラーなどが挙げられる。
【００２５】
走査レンズ１７は、ポリゴンミラー１８で偏向されたレーザ光の光路上に配置されている。そして、この走査レンズ１７を介したレーザ光が、感光体ドラム９の表面に照射（集光）され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１８の回転に伴って感光体ドラム９の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム９上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム９の回転方向が「副走査方向」である。
【００２６】
ポリゴンミラー１８と感光体ドラム９との間の光路上に配置された光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、走査レンズ１７で構成されている。なお、走査光学系は、走査レンズを複数有していても良い。また、走査レンズ１７と感光体ドラム９との間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。
【００２７】
ＰＤ１６は、ポリゴンミラー１８で偏向され走査レンズ１７を介したレーザ光の光路上に配置されている。ＰＤ１６は、感光体ドラム９に対して走査方向下流側に配置されても良いし、走査方向上流側に配置されても良い。
【００２８】
そこで、光源１９からのレーザ光は、回転するポリゴンミラー１８により偏向され、走査レンズ１７を介して、被走査媒体である感光体ドラム９上に照射される。照射されたレーザ光は感光体ドラム９上で光スポットとなり、感光体ドラム９上に静電潜像が形成される。
【００２９】
また、ポリゴンミラー１８により偏向されたレーザ光は、１ラインの走査が終了された後に又は１ラインの走査が開始される前にＰＤ１６に入射する。ＰＤ１６は、レーザ光を受光すると、その受光量を電気信号に変換し、該電気信号を同期信号として走査制御装置１５に出力する。
【００３０】
ここで、プリンタ制御装置１２について説明する。
【００３１】
プリンタ制御装置１２は、図３に示されるように、レーザプリンタ１００の上記各構成部を統括的に制御するとともにネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する制御部（不図示）と、画像処理部１２ａと、露光量設定部１２ｂと、転写電流制御部１２ｃとを有している（図３参照）。
【００３２】
画像処理部１２ａは、図４（Ａ）に示されるように、画像処理ユニット（ＩＰＵ：Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、コントローラ部、メモリ部などを含む。
【００３３】
画像処理ユニットは、図４（Ｂ）に示されるように、濃度変換部、フィルタ部、色補正部、セレクタ部、階調補正部、階調処理部、各部を統括的に制御するユニット制御部（不図示）等を有している。
【００３４】
濃度変換部は、スキャナ１０やパソコンからのＲＧＢの画像データを、ルックアップテーブルを用いて濃度データに変換して、フィルタ部に出力する。
【００３５】
フィルタ部は、濃度変換部から入力される濃度データに対して、平滑化処理やエッジ強調処理等の画像補正処理を施して、色補正部に出力する。
【００３６】
色補正部は、フィルタ部から入力される画像補正された濃度データに対して、色補正（マスキング）処理を施して、セレクタ部に出力する。
【００３７】
セレクタ部は、ユニット制御部の制御下で、色補正部から入力される色補正された濃度データに対して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのいずれかを選択して、階調補正部に出力する。
【００３８】
階調補正部は、セレクタ部から入力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの濃度データに対して、リニアな特性が得られるγカーブを設定する。
【００３９】
階調処理部は、階調補正部から入力されるγカーブが設定された濃度データに対してティザ処理等の階調処理を施す。
【００４０】
なお、画像処理ユニットは、画像処理前の画像データ又は画像処理後の画像データ（濃度データ）を必要に応じてコントローラ部に出力する。
【００４１】
コントローラ部は、画像処理ユニットからの画像データに対して、回転・リピート・集約・圧縮伸張などの処理を行った後、画像処理ユニットに出力する。
【００４２】
メモリ部には、上記ルックアップテーブル等の種々のデータが予め格納されている。
【００４３】
画像処理部１２ａにおいて、以上のような一連の処理が施された画像データ、オブジェクト情報を識別するタグデータ等が、露光量設定部１２ｂに出力される。
【００４４】
露光量設定部１２ｂは、画像データの各露光画素に対して露光量の設定を行い、露光量設定後の画像データ、タグデータ等を走査制御装置１５に出力するとともに各露光画素の露光量設定値を転写電流制御部１２ｃに出力する（図３参照）。露光量設定部１２ｂ、転写電流制御部１２ｃについては、後に詳述する。
【００４５】
走査制御装置１５を含む光走査装置２は、露光量設定部１２ｂからの露光量設定後の画像データ、タグデータ等に基づいて、感光体ドラム９の表面を走査して、感光体ドラム９の表面に静電潜像を形成する。
【００４６】
走査制御装置１５は、以下に詳述するように、露光量設定部１２ｂからの画像データ及びタグデータ等を必要に応じてインプットし、光源１９の駆動情報を生成し、該駆動情報を用いて光源１９を駆動する。
【００４７】
走査制御装置１５は、図３に示されるように、基準クロック生成回路４０２、画素クロック生成回路４０５、光源変調データ生成回路４０７、光源選択回路４１４、書込みタイミング信号生成回路４１５、及び光源駆動回路４００を備えている。なお矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００４８】
基準クロック生成回路４０２は、走査制御装置１５全体の基準となる高周波クロック信号を生成する。
【００４９】
画素クロック生成回路４０５は、主にＰＬＬ回路からなり、同期信号ｓ１及び基準クロック生成回路４０２からの高周波クロック信号に基づいて、画素クロック信号を生成する。画素クロック信号は、周波数は高周波クロック信号と同一で、位相は同期信号ｓ１と一致している。したがって、画素クロック信号に画像データを同期させることで、走査ごとの書込み位置をそろえることができる。ここで生成された画素クロック信号は、上記駆動情報の１つとして光源駆動回路４００に供給されるとともに光源変調データ生成回路４０７に供給され上記駆動情報の１つとしての書込みデータｓ１６のクロック信号として用いられる。
【００５０】
光源変調データ生成回路４０７は、露光量設定部１２ｂからの画像データやタグデータに基づいて、最適な潜像が形成されるべく、画像データをＰＭ＋ＰＷＭ信号に変換する。
【００５１】
光源選択回路４１４は、光源１９が発光部を複数含む場合に用いられる回路であり、走査光の像面が走査終端に達すると、次の走査の開始を検知するのに用いられる発光部を複数（例えば３２個）の発光部から選択し、選択された発光部を指定する信号を出力する。この光源選択回路４１４の出力信号ｓ１４は、上記駆動情報の１つとして光源駆動回路４００に供給される。なお、光源１９に単一の発光部を用いる場合、光源選択回路４１４を設けなくても良い。
【００５２】
書込みタイミング信号生成回路４１５は、同期信号ｓ１に基づいて書き込み開始タイミングを求め、そのタイミング信号である出力信号ｓ１５を上記駆動情報の１つとして光源駆動回路４００に出力する。
【００５３】
光源駆動回路４００は、上記駆動情報に基づいて光源１９の発光部の駆動電流（例えばパルス電流）を生成し、該発光部に供給する。
【００５４】
ところで、転写装置としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルトや転写ローラを含む接触式転写方式の転写装置などが挙げられる。
【００５５】
コロナ転写器は、環境による電気抵抗変動が小さい転写装置であるため、一定電圧印加方式を採用することにより、転写電界が安定する。このように、コロナ転写器は、一定電圧印加方式を採用すれば、環境及び画像比率にほとんど左右されないという利点がある。
【００５６】
しかしながら、コロナ転写器では、数ｋＶ〜１０ｋＶの高電圧を印加する必要があるため、コロナ放電に伴って多量のオゾンが発生し、人体に影響をおよぼすとともに空気と反応することにより窒素酸化物を生成して画像形成に悪影響を及ぼすという問題がある。すなわち、コロナ転写器を用いる場合は、気流設計、及びオゾン除去設計が大きな問題となる。
【００５７】
一方、転写ローラや転写ベルトを含む接触式転写方式の転写装置は、電圧を印加した導電性ゴムローラあるいは導電性ゴムベルトなどを感光体ドラムに圧接して形成されるニップ部に転写材を通過させ、その際に感光体ドラムと導電性ゴムローラあるいは導電性ゴムベルトとの間の非常に微細な空隙において電界を発生させることによって転写を行う。このような接触式転写方式の場合は、一定電圧印加方式を採用しても、約２ｋＶ以下の転写電圧で転写可能であり、オゾンの発生の問題も生じない。
【００５８】
しかしながら、導電性ゴムの持つ特性として環境によりその体積抵抗率が大きく変化する。すなわち、導電性ゴムの体積抵抗率は、低温低湿環境下（例えば１０℃、１５％）では常温常湿環境（例えば２３℃、６５％）時よりも１〜２桁上昇し、高温高湿環境下（例えば３０℃、９０％）では常温常湿環境時よりも１〜２桁下がる。
【００５９】
このため、適正な転写電圧も環境によって異なり、低温低湿環境ほど高電圧が必要となる。また、導電を繰り返すことによる使用時間の経過に伴う抵抗変動も生じる。環境及び経時の抵抗変動を抑制できる手段を講じれば、一定電圧印加方式は、環境、画像比率に左右されない。しかしながら、この場合、高コスト、大型化を招くおそれがある。
【００６０】
一方、一定電流印加方式は、導電性ゴムの体積抵抗率に関わらず、該導電性ゴムに一定電流を印加することにより、転写材に一定電荷を付与する方式である。
【００６１】
この一定電流印加方式では、感光体ドラム上の高電位部が非画像領域であり、反転現像によりトナーを低電位部（画像領域）に付着させる装置を用いると、感光体ドラムと導電性ゴムとの電位差の大きい高電位部（非画像領域）に多くの電流が流れ、低電位部（画像領域）に流れる電流は少なくなる。したがって、画像比率の高い（低電位部の比率が高い）画像データに比べ、画像比率の低い（高電位部の比率が高い）画像データの方が最適画像を得るために多くの電流を必要とする。
【００６２】
以上の点を考慮に入れた上で、本実施形態では、どのような画像に対しても最適な転写を行うために、接触式転写方式及び一定電流印加方式を採用している。
【００６３】
具体的には、本実施形態では、感光体ドラム９の表面と外周面が圧接し、感光体ドラム９と連れ回りする転写ローラ５ａを含む転写装置５を採用し、以下に詳しく説明するように、転写ローラ５ａに印加する一定の転写電流を適正な値に制御することとしている。
【００６４】
転写装置５は、図１に示されるように、転写ローラ５ａに加えて、画像転写後の記録紙Ｐを定着装置へ搬送するガイド部５ｂと、ジャム紙の除去を容易にするための退避機構とを含み、退避機構の支軸１１を支点として転写ローラ５ａ及びガイド部５ｂが矢印Ａ方向へ退避されるようになっている。
【００６５】
転写ローラ５ａは、図５に示されるように、金属製の芯金１３の全周に導電性のゴム１４が巻きつけられた構成となっており、図１に示されるように、転写ローラ５ａの芯金１３には電源５ｃによって転写電流が印加される。また、転写ローラ５ａは、加圧スプリング５ｄによって感光体ドラム９に圧接されている。
【００６６】
本実施形態では、上述の如く、転写ローラ５ａの導電性ゴムの体積抵抗率の変動による影響を回避するために一定電流印加方式を採用している。一方、転写後に感光体ドラム９上に残された転写残トナーはクリーニング装置６によって掻き落とされ、クリーニング装置６内に収容される。また、クリーニング後の感光体ドラム９は除電装置７によって除電され残留電荷が除去される。
【００６７】
ここで、レーザプリンタ１００では、画像形成を行う場合、まず感光体ドラム９の表面が帯電装置１によって例えば負極性に一様に帯電される。この状態で、光走査装置２により感光体ドラム９の表面に、露光画素及び非露光画素を含む画像データ（画像情報）に応じた静電潜像が形成される。この場合、感光体ドラム９の表面において、レーザ光で露光された領域はより低電位となり、レーザ光で露光されなかった領域は高電位のままとなる。
【００６８】
光走査装置２により感光体ドラム９の表面に形成された静電潜像は、現像装置３からのトナーによって現像され顕像化される。ここで現像装置３はいわゆる反転現像を行なう現像装置であって、感光体ドラム９の表面の低電位部にトナーを付着させ、高電位部にはトナーを付着させないものである。
【００６９】
感光体ドラム９の表面に形成されたトナー像（画像）は、転写装置５によって転写材に転写され、トナー像が転写された転写材は感光体ドラム９から分離されて定着装置（図示を省略する）へと搬送される。
【００７０】
ここで、特に高解像度が要求されている画像形成において、画像の再現性を向上させるために、画像データに基づいて各露光画素の露光量を設定することが望ましい。この場合、帯電後、露光された、感光体ドラムの表面において、露光量の設定値が異なる複数の露光画素に対応する部位の電位は、互いに異なる。この結果、感光体ドラムの表面と転写ローラの表面との間に電位差のばらつきが生じ、ひいては感光体ドラムの表面に顕在化されたトナー像と転写材との間に生じる静電力にばらつきが生じる。
【００７１】
なお、各露光画素の露光量とは、該露光画素に対する露光強度の時間積分値（露光強度が一定の場合は露光強度と露光時間の積）を意味し、該露光画素の積分光量とも呼ばれる。なお、露光強度は、光源への駆動電流の電流値（パルス電流の振幅）を調整することにより制御できる。なお、露光強度は、走査制御装置１５のＰＭ＋ＰＷＭ出力信号から換算して求めることも可能である。露光時間は、光源の点灯時間（パルス電流のパルス幅）を調整することにより制御できる。
【００７２】
ところで、一般に、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム上に現像された画像を転写材に転写する際に、その画像の転写率を最適にする転写電流は、感光体ドラム上の長手方向の高電位部（非画像部）と低電位部（画像部）の比率（画像比率）により異なる。そこで、画像面積率（（画像部の面積／（画像部の面積＋非画像部の面積）））に基づいて転写電流を制御することが考えられる。
【００７３】
しかしながら、画像データに基づいて各露光画素の露光量を設定する場合に、画像面積率のみに基づいて転写電流を制御しても、感光体ドラムの表面と転写ローラの表面との間の電位差のばらつきを低減することはできない。この場合、感光体ドラムから転写材へのトナーの転写率のばらつきが大きくなり、露光量設定後の画像データに基づいて感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を（画像）を転写材に精度良く転写できず、ひいては画像の再現性が低下してしまう。
【００７４】
そこで、本実施形態では、まず、高解像度で再現性良く画像形成を行うために、画像処理後の画像データに基づいて各露光画素の露光量を設定する。この設定は、前述した露光量設定部１２ｂによって行われる。露光量設定部１２ｂは、例えば、画像データにおける少なくとも１つの露光画素から成るエッジ部の露光画素の露光量を他の露光画素の露光量よりも大きく設定する。
【００７５】
この場合、一例として、図６に示されるように、感光体ドラム９の表面において、電位が異なる低電位部（画像部）が複数（図６では３つ）発生することになる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、画像データの全露光画素の露光量の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて転写電流を制御する。転写電流は、前述した転写電流制御部１２ｃによって設定される。
【００７７】
以下に、レーザプリンタ１００を用いた画像形成方法を、図７を参照して説明する。図７のフローチャートは、プリンタ制御装置１２によって実行される一連の処理アルゴリズムに基づいている。
【００７８】
最初のステップＳ１では、例えばユーザにより記録開始が指示されたか否かを判断する。この指示は、例えばレーザプリンタ１００の操作部において原稿の印刷指令を入力することやレーザプリンタ１００に接続されたパソコンのディスプレイに表示される印刷コマンドをクリックすることにより行われる。ステップＳ１での判断が肯定されると、ステップＳ２に移行する。一方、ステップＳ１での判断が否定されると、同じ判断を再び行う。
【００７９】
ステップＳ２では、スキャナ１０やパソコンからの画像データを取得する。
【００８０】
次のステップＳ３では、取得された画像データに対して画像処理部１２ａにより画像処理を行う。
【００８１】
次のステップＳ４では、画像処理後の画像データに基づいて各露光画素の露光量を設定する。図６に示される場合を例に説明すると、画像データの画像部１に対する露光強度ＬＰ１と露光時間ｔ１との積を画像部１に対する露光量ＥＰ１として設定し、画像データの画像部２に対する露光強度ＬＰ２と露光時間ｔ２との積を画像部２に対する露光量ＥＰ２として設定し、画像データの画像部３に対する露光強度ＬＰ３と露光時間ｔ３との積を画像部３に対する露光量ＥＰ３として設定し、非画像部（白部）に対する露光量を０に設定する。なお、各画像部は、少なくとも１つの露光画素を含むものとする。
【００８２】
次のステップＳ５では、各露光画素の露光量設定値（露光量設定部１２ｂによる露光量の設定値）を取得する。図６に示される場合には、画像部１に対する露光量設定値はＥＰ１、画像部２に対する露光量設定値はＥＰ２、画像部３に対する露光量設定値はＥＰ３、非画像部（白部）に対する露光量設定値は０である。
【００８３】
次のステップＳ６では、全露光画素の露光量設定値の平均値を算出する。露光量設定値の平均値は、全露光画素の露光量／全露光面積（全露光画素の総面積）である。図６に示される場合を例に説明すると、露光量の平均値ＥＰａｖｅは、（ＥＰ１＋ＥＰ２＋ＥＰ３）／（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３）となる。なお、Ｑ１は画像部１の面積であり、Ｑ２は画像部２の面積であり、Ｑ３は画像部３の面積である。
【００８４】
次のステップＳ７では、露光量設定値の平均値に基づいて転写電流を設定する。図６に示される場合を例に説明すると、露光量ＥＰ１に対応する画像部１の露光電位（露光後の表面電位：目標表面電位）をＶＬ１、露光量ＥＰ２に対応する画像部２の露光電位をＶＬ２、露光量ＥＰ３に対応する画像部３の露光電位をＶＬ３としたときに、転写ローラ５ａの表面電位がＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３の平均値ＶＬａｖｅ＝（ＶＬ１＋ＶＬ２＋ＶＬ３）／３となるような電流を求め、該電流を転写電流Ｉｔに設定する（図８参照）。なお、図６において、Ｖｃは、白部（非画像部）の電位である。ここで、各画像部の露光電位は、該画像部の露光量に依存し、露光電位の平均値ＶＬａｖｅは、露光量の平均値ＥＰａｖｅと線形の関係になっていると考えてよい。この場合ＶＬａｖｅはＥＰａｖｅに基づく値といえる。
【００８５】
次のステップＳ８では、給紙装置による給紙工程、帯電装置１による帯電工程、光走査装置２による露光工程、現像装置３による現像工程、転写装置５による転写工程、クリーニング装置６によるクリーニング工程、除電装置７による除電工程、定着装置による定着工程、排紙装置による排紙工程等を含む記録制御処理を行う。
【００８６】
この際、上記露光工程では、画像データの各露光画素に設定された露光量で該露光画素に対応する、帯電した感光体ドラム９表面の部位が露光され、静電潜像が形成される。そして、上記現像工程にて、感光体ドラム９上に形成された静電潜像にトナーが付着され、トナー像が顕在化する。さらに、上記転写処理にて、感光体ドラム９と転写ローラ５ａとで形成される転写ニップ部を記録紙Ｐが通過するときに、転写電流Ｉｔが転写ローラ５ａに印加され、感光体ドラム９上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。この場合、図６において、各画像部と転写ローラ５ａの表面電位（ＶＬａｖｅ）との電位差を所定値（図８では｜ＶＬａｖｅ−ＶＬ１｜＝｜ＶＬａｖｅ−ＶＬ３｜）以下にすることができ、各画像部のトナー像を露光量設定値（露光電位）に応じた最適な転写率に近似した転写率で転写することができる。すなわち、各画像部と転写ローラ５ａ表面との電位差の、最適な転写率に対応する好適値からのずれ量を低減でき、トナー像を適正に転写することができる。
【００８７】
また、上記転写処理では、転写電流制御部１２ｃから転写電流Ｉｔに対応する制御信号Ｓが転写装置５の電源５ｃに出力され、該電源５ｃから転写ローラ５ａに転写電流Ｉｔが印加される。
【００８８】
ステップＳ８が実行されると、フローは、終了する。
【００８９】
一方、図９に示される比較例では、画像データに基づいて各露光画素の露光量が設定され、画像面積率のみに基づいて転写電流を設定している。
【００９０】
詳述すると、比較例では、転写ローラ５ａの表面電位が、各画像部の露光量のうち最大の露光量であるＥＰ１に対応する露光電位ＶＬ１に最も近似する電位ＶＬ１’になるように、転写電流Ｉｔ’が設定される。すなわち、画像部１に対する露光量ＥＰ１に基づいて転写電流Ｉｔ’が設定される。この場合、｜ＶＬ１−ＶＬ１’｜に対して、｜ＶＬ２−ＶＬ１’｜及び｜ＶＬ３−ＶＬ１’｜が非常に大きくなる。つまり、各画像部と転写ローラ５ａの表面電位との電圧差のばらつきが大きくなり、特に、画像部２、画像部３のトナー像の転写性が劣化する。なお、画像部１の露光量に代えて、画像部２又は画像部３の露光量に基づいて転写電流を設定したとしても、画像部１の露光量に基づいて転写電流を設定する場合と同様に、当該画像部以外の画像部の転写性が劣化することに変わりはない。
【００９１】
以上説明した本実施形態のレーザプリンタ１００は、感光体ドラム９と、該感光体ドラム９の表面を帯電させる帯電装置１と、帯電した前記表面を少なくとも１つの露光画素をそれぞれが有する複数の画像領域を含む画像データに基づいて露光して潜像を形成する光走査装置２と、前記表面に形成された潜像にトナーを付着させて現像する現像装置３と、前記表面に顕在化したトナー像と記録紙Ｐとの間に静電力を発生させるための転写電流が供給される転写ローラ５ａを含み、トナー像を記録紙Ｐに転写する転写装置５と、画像データに基づいて前記複数の露光領域の露光量が互いに異なるように前記複数の露光領域の露光量を設定し、設定された複数の露光領域の露光量の平均値に基づいて転写電流を制御するプリンタ制御装置１２と、を備えている。
【００９２】
また、本実施形態のレーザプリンタ１００を用いた画像形成方法は、感光体ドラム９の表面を帯電させ、帯電した前記表面を複数の露光画素を含む画像データに基づいて露光して潜像を形成し、前記表面に形成された潜像にトナーを付着させ、前記潜像に付着したトナーと転写材との間に静電力を発生させるための転写電流を転写ローラ５ａに供給して転写材にトナー像を転写する画像形成方法であり、画像データに基づいて複数の露光画素のうち少なくとも２つの露光画素の露光量が互いに異なるように複数の露光画素の露光量を設定する工程と、複数の露光画素の露光量の平均値に基づいて転写電流を制御する工程と、含む。
【００９３】
本実施形態のレーザプリンタ１００及び画像形成方法では、転写ローラ５ａの表面電位を、感光体ドラム９の表面の複数の画像部（画像データの複数の画像領域に対応する部分）の電位の平均値に近似するように転写電流を設定でき、転写ローラ５ａの表面電位と感光体ドラム９の表面の複数の画像部との電位差の好適値からのばらつきを小さくでき、ひいては複数の画像部におけるトナー像の転写材への転写性を向上できる。
【００９４】
この結果、画像品質を向上できる。
【００９５】
ところで、露光後の感光体ドラムの表面電位は、感光体の電位特性（感度）によって変わってくる。
【００９６】
そこで、変形例１では、感光体ドラム９の表面における光走査装置２による走査位置（露光位置）と現像装置３による現像位置との間の領域に対向する位置に表面電位センサ（不図示）を設置している。そして、光走査装置２により静電潜像が形成された感光体ドラム９表面の電位を表面電位センサで計測して、図１０に示されるような露光量（ＥＰ）−表面電位（ＶＬ）特性（以下では、ＥＰ／ＶＬ特性とも称する）を取得する。そこで、ＥＰ／ＶＬ特性に基づいて露光量の設定値に表面電位ずれ量の重み付けを行うことで該設定値を補正し、補正後の露光量に基づいて転写電流を設定する。なお、「表面電位ずれ量」とは、表面電位センサで計測した表面電位（計測値）の目標表面電位からのずれ量を意味する。
【００９７】
例えば、目標表面電位Ｖｔに対応する露光量の設定値ＥＰａ＝α×ＥＰ（ＥＰは基準露光量、例えばデフォルトの露光量）で感光体ドラム９の表面を露光したときに、表面電位センサでの計測値がＶａ（≠Ｖｔ）であった場合、設定値ＥＰａに｜Ｖｔ−Ｖａ｜の重み付けを行い、ＥＰａ’＝β×ＥＰ（β≠α）に補正する。すなわち、表面電位センサでの計測値が目標表面電位Ｖｔになるように露光量をＥＰａからＥＰａ’に補正する。なお、βは、αと｜Ｖｔ−Ｖａ｜に依存する値である。
【００９８】
以上説明した露光量の補正は、レーザプリンタ１００の動作前の準備動作や電源投入時、もしくは所定時間毎（定期的）や所定印刷枚数毎に行い、より適正な転写電流を設定することが好ましい。
【００９９】
例えば、所定の画像データの各露光画素に対して設定された露光量を、所定時間ｔ毎や所定印刷枚数ｎ毎に補正し、補正後の露光量の平均値に基づいて転写電流を設定することが好ましい。この場合、ｔやｎが小さければ小さいほど細かい制御となり、より高品質な画像が得られることは言うまでもない。
【０１００】
以上説明した変形例１における露光量−表面電位特性に基づく露光量設定値の補正を、図７のフローチャートにおけるステップＳ４とステップＳ５との間に行うことが好ましい。この場合、画像の再現性をより一層向上できる。
【０１０１】
ところで、感光体ドラムの感度（電位特性）は、周辺環境（温度や湿度）により変化する。そこで、変形例２では、周辺環境が大きく変化した場合にも変形例１と同様に、露光量−表面電位特性（ＥＰ／ＶＬ特性）から露光量の設定値に環境変動による表面電位ずれ量の重み付けを行い、より適正な転写電流に制御する。
【０１０２】
具体的には、レーザプリンタ１００に温湿度センサを設け、温湿度センサによって計測された温度及び湿度をプリンタ制御装置１２の制御部に転送し、露光量−表面電位特性の測定動作を行う。なお、温湿度センサに代えて、温度センサ及び湿度センサを設けても良い。
【０１０３】
変形例２では、図１１に示されるような３種類の環境ゾーンＬ／Ｌ、Ｎ／Ｎ、Ｈ／Ｈを設定し、温湿度センサでの温度及び湿度の計測値の組み合わせが一の環境ゾーンから他の環境ゾーンに移行した場合に、変形例１で説明した露光量−表面電位測定動作、露光量−表面電位特性に基づく露光量設定値の補正を行う。なお、特に環境ゾーンを設定せずに、通常の測定動作を行う環境との乖離が大きくなった場合に、特別に露光量−表面電位測定動作、露光量−表面電位特性に基づく露光量設定値の補正を行うこととしても良い。
【０１０４】
なお、環境ゾーンの設定は、３種類に限らず、２種類又は４種類以上であっても良い。
【０１０５】
ところで、一定電流印加方式を採用した場合、転写材の幅によって転写性が変化するという問題が発生する。図１２に示されるように、転写ローラ５ａの幅に比べて幅が狭い転写材（例えば記録紙Ｐ）を用いた場合、感光体ドラム９における転写材が存在する領域（転写材存在領域）のみならず、感光体ドラム９における転写材が存在しない領域（転写材不存在領域）にも転写電流の一部が流れる。これは、転写材の抵抗値が高いため、相対的に抵抗値の低い転写材不在領域の方が転写材存在領域よりも電流が流れやすいためである。
【０１０６】
そこで、変形例３では、転写材存在領域にのみ電流が流れると仮定した場合の最適な転写電流Ｉｐに転写材不存在領域に流れる電流２×Ｉｅを加算したもの（Ｉｐ＋２×Ｉｅ）を、転写電流Ｉｑ（以下では、補正値Ｉｑとも呼ぶ）として設定し、該転写電流Ｉｑを転写ローラ５ａに印加する。この結果、転写ローラ５ａの表面電位を最適な転写電流Ｉｐに対応する電位にでき、画像の再現性を向上させることができる。
【０１０７】
具体的には、サイズ（幅）の異なる複数の転写材それぞれに対する、転写材不存在領域の幅と該転写材不存在領域に流れる電流との関係を予め取得し、使用される転写材のサイズに対応する転写材不存在領域の幅を検出し、補正値Ｉｑを求める。例えば、電流Ｉｅは、図６における電位Ｖｃの白部（非画像部）に流れる電流Ｉｃに対して、γ×Ｉｃとなるように重み付けを行って設定する。
【０１０８】
なお、転写材不在領域の幅は、プリンタ制御装置１２の制御部により、予め使用される転写材のサイズから知ることができる。
【０１０９】
また、転写材は、厚さや材質によっても抵抗値が変わるため、これらの転写材情報を、ＩｐやＩｑを求める際に、反映させても良い。
【０１１０】
また、例えばレーザプリンタに手差しトレイが設けられる場合、不定形の転写材を用いる際にも、手差しトレイの手差しガイド（転写材の幅を規定）の位置を電気的に検知することで転写材の幅を取得することが可能である。
【０１１１】
以上説明した変形例３における転写電流の補正を、図７のフローチャートにおけるステップＳ７とステップＳ８との間に行うことが好ましい。
【０１１２】
なお、転写電流の切り替えは、トナー像（画像）の転写に影響しないように頁間のタイミングで行っても良いし、頁内の非画像領域が転写されるタイミングで行ってもよい。すなわち、転写電流の切り換えは、感光体ドラム９の表面におけるトナーが付着した箇所が転写材に転写されるタイミング以外のタイミングで行うことが好ましい。なお、転写電流の切り換えとしては、デフォルトの転写電流から最初に設定された転写電流への切り換えや、設定された転写電流から再設定された転写電流への切り替えが挙げられる。
【０１１３】
また、上記実施形態及び各変形例では、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例にとり説明したが、これに限らず、例えばベルト状の感光体等であっても良い。また、転写ローラ５ａを含む転写装置５を例にとり説明したが、これに限らず、例えば転写ベルト、転写ブラシ等の他の転写部材を含む転写装置を用いても良い。
【０１１４】
また、上記実施形態及び各変形例では、感光体ドラムを露光する露光装置として、光走査装置が用いられているが、これに限らず、例えば、少なくとも感光体ドラムの長手方向に平行な方向に離間して配列された複数の発光部を含む光プリントヘッドを用いても良い。すなわち、光プリントヘッドからの光に対して感光体ドラム９を回転させることで感光体ドラム９上を露光しても良い。この場合も、上記実施形態及び各変形例と同様にして転写電流を制御することで、画像品質を向上できる。
【０１１５】
また、上記実施形態及び各変形例では、光源１９の発光部として、ＬＤやＶＣＳＥＬ等の半導体レーザが用いられているが、これに代えて、他のレーザ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ素子等が用いられても良い。
【０１１６】
また、上記実施形態及び各変形例では、露光量設定部１２ｂは、画像処理部１２ａとは別個に設けられているが、画像処理部の一部として設けても良い。
【０１１７】
また、上記実施形態及び変形例では、本発明の画像形成装置として、レーザプリンタ１００を採用しているが、これに限られない。例えば、本発明の画像形成装置は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタであっても良い。
【０１１８】
また、本発明の画像形成装置は、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１１９】
また、本発明は、上述したレーザプリンタ、カラープリンタに加えて、デジタル複写機等の画像形成装置にも、適用可能である。
【０１２０】
以下に、本発明に至った思考過程について簡単に説明する。
【０１２１】
近年、電子写真プロセスにおいて、高画質化、高安定化の要求が高まっている。高画質化を実現する方法として、露光ビームのサイズを小さくする方法や画像情報に基づいて画素の光出力の強度を変える方法などで小さな静電潜像を形成して、解像力を高めている。
【０１２２】
しかしながら、従来の画像形成装置では、解像力を高めた静電潜像を形成しても転写工程などの劣化要因が支配的で期待されたほどの効果は得られなかった。
【０１２３】
電子写真プロセスにおける転写方式には種々の方式が存在するが、基本的には、像担持体上のトナー像のトナーとは逆極性の電位を転写部材に付与し、静電的引力によりトナー像を転写材に転写するものである。この静電的引力の大きさは、像担持体の表面電位と転写部材の表面電位との差によって決まる。
【０１２４】
しかしながら、画像データが露光条件（例えば露光量）の異なる複数の露光画素を含む場合、像担持体の表面の各露光画素に対応する部位の電位は、該露光画素の露光量に応じた電位となり、例えば特許文献１に開示されているような画像面積率だけでは、像担持体の表面電位の分布に対応することができない。
【０１２５】
この場合、転写電流を１つの値に固定したり、転写電流を画像面積率に応じて制御しても、像担持体の表面の各露光画素に対応する部位からトナーを転写材に引き付ける静電気的引力の大きさが、好適値から大きくずれることになる。このようにトナーを転写材に引き付ける静電的引力の大きさが好適値から大きくずれると、適切な転写条件が得られなくなり、画質が劣化してしまう不具合があった。
【０１２６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、様々な画像においても適切な転写条件で良好に転写を行うことができ、これにより、安定して高品質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【符号の説明】
【０１２７】
１…帯電装置（帯電手段）、２…光走査装置（露光手段）、３…現像装置（現像手段）、５…転写装置（転写手段）、１２…プリンタ制御装置（制御手段）、１００…レーザプリンタ（画像形成装置）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開平８−８３００６号公報
【図１】
2015230380.tif 000003
【図２】
2015230380.tif 000004
【図３】
2015230380.tif 000005
【図４】
2015230380.tif 000006
【図５】
2015230380.tif 000007
【図６】
2015230380.tif 000008
【図７】
2015230380.tif 000009
【図８】
2015230380.tif 000010
【図９】
2015230380.tif 000011
【図１０】
2015230380.tif 000012
【図１１】
2015230380.tif 000013
【図１２】
2015230380.tif 000014