(57)【要約】【課題】非磁性１成分現像剤による接触型現像方式における面積階調性を向上させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】孤立１ドット画像の濃度を所定の濃度になるように、現像バイアスまたは露光エネルギーを調整する。また、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、孤立１ドット画像を露光するときの露光時間よりも露光時間を短くして露光エネルギーを低減させる。これにより、面積階調の中間濃度から高濃度部の濃度が高くなるのを抑制するとともに、高濃度部の階調つぶれも抑制できる。その結果、良好な面積階調性を得ることができる。【選択図】図４
2008049694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、画像データに基づいて該像担持体表面を露光することにより潜像を形成する露光手段と、非磁性１成分現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加し、該現像剤担持体上の非磁性１成分現像剤を該像担持体に接触させて、該像担持体上の潜像を現像する現像剤接触現像方式の現像手段とを備え、像担持体上の現像されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写の表面へ転写した後に記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
孤立１ドット画像の画像濃度が所定の画像濃度となるように、現像バイアスまたは露光エネルギーを調整したものであって、主走査線方向に連続するドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅よりも短くなるよう前記露光手段を制御する制御手段を備え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、
前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間を、孤立１ドット画像を露光するときの露光時間よりも短くなるように前記露光手段を制御する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、
前記制御手段は、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像において、ドット画像に挟まれたドット画像を露光するときの露光時間が、両端のドット画像を露光するときの露光時間よりも短くなるように前記露光手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または３の画像形成装置において、
前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像の中央部を境にして対称となるように、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光のタイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２乃至４いずれかの画像形成装置において、
主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光時間とが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２乃至５いずれかの画像形成装置において、
前記像担持体上または前記中間転写体上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、検知トナー像を形成し、検知トナー像のトナー濃度をトナー濃度検知手段で検知し、その検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２乃至７いずれかの画像形成装置において、
孤立１ドット画像の露光を、全露光にしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項２乃至８いずれかの画像形成装置において、
主走査線方向に連続するドット画像数や、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときのタイミングおよび／または露光時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１の画像形成装置において、
前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを、孤立１ドット画像を露光するときの露光エネルギーよりも弱くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット数に応じて、露光エネルギーを異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１の画像形成装置において、
主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光エネルギーを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２いずれかの画像形成装置において、
前記像担持体上または前記中間転写体上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、検知トナー像を形成し、検知トナー像のトナー濃度をトナー濃度検知手段で検知し、その検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４いずれかの画像形成装置において、
主走査線方向に連続するドット画像数や、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
入力された画像データに基づいて像担持体表面を露光することにより像担持体表面に潜像を形成する工程と、像担持体上の潜像を非磁性１成分現像剤による接触型現像方式で現像する工程とを有する画像形成方法において、
主走査線方向に連続するドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅よりも短くしたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１７】
請求項１６の画像形成方法において、
主走査線方向に連続するドット画像を露光するときにおける露光時間を、孤立１ドット画像を露光するときの露光時間よりも短くすることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１８】
請求項１６の画像形成方法において、
主走査線方向に連続するドット画像を露光するときにおける露光エネルギーを、孤立１ドット画像を露光するときの露光エネルギーよりも弱くすることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低コストなレーザビームプリンタなどの画像形成装置においては、構造がシンプルで電源コストがかからない非磁性１成分現像剤による接触型現像方式が採用されている。非磁性１成分現像剤による接触型現像方式は、現像ニップにおいて、潜像担持体たる感光体とトナーとの隙間がないので２成分現像や、１成分の非接触型現像方式にように回り込み電界が発生しない。よって、１成分現像剤による接触型現像方式は、２成分現像や１成分非接触現像と比較して、エッジ効果が発生しないので潜像を忠実に現像することができる。
【０００３】
感光体に孤立１ドット画像の光書き込みをおこなった場合の潜像電位分布は、略ガウシアン分布（正規分布）をしている。２成分現像や１成分非接触現像は、エッジ効果によって、弱いレーザ光量で孤立１ドット画像が再現されるが、非磁性接触１成分現像は、回り込み電界が発生しないため、２成分現像や１成分非接触現像と同等のレーザ光量では１ドットが再現されない。
このため、図１１の◆でプロットされたグラフに示すように、孤立１ドット画像で構成される面積階調の低濃度部が理想の濃度よりも低くなってしまう。
【０００４】
孤立１ドット画像の再現性を高めるために、レーザ光量を強くしたり、現像バイアスを調整したりするなど、種々対策がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９２９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザ光量を強くして、孤立１ドット画像の再現性を高めた場合、図１１の●でプロットされたグラフに示すように、面積階調の高濃度部において、階調つぶれが生じてしまう。
【０００７】
面積階調は、図１２に示すように、４ドット×４ドット＝１６ドットのマトリックスにおいて、１階調は、この１６ドットマトリックの一箇所（１ドット）に画像を形成する。階調が増えるに従って、１６ドットマトリックのドット画像となる部分が増え、１６階調のときは、１６ドットマトリックの全てがドット画像となる。なお、図１２に示すものは、ドット画像（図中黒い部分）の領域と非ドット画像（図中白い部分）の領域とに分かれているが、実際は、誤差拡散法などを用いて、ドット画像と非ドット画像とを分散させている。
【０００８】
図１３（ａ）は、面積階調の低濃度部の感光体表面電位とドット画像の様子とを示す一例であり、図１３（ｂ）は、面積階調の高濃度部の感光体表面電位とドット画像の様子とを示す一例である。
図１３（ａ）に示すように、面積階調の低濃度部においては非画像ドットが連続し、画像ドットが孤立している。このような場合は、レーザ光量を強くすることで、１ドット画像の再現性を高めることができ、良好な面積階調性を得ることができる。
【０００９】
一方、図１３（ｂ）に示すように、面積階調の高濃度部においては、画像ドットが連続して、非画像ドットが孤立する。孤立１ドット画像の再現性を高めるためにレーザ光量を強くしているので、孤立非画像ドット両隣の画像ドットを露光すると、孤立非画像ドットの電位も減衰してしまう。その結果、この孤立非画像ドットが現像バイアスよりも低い電位（露光部電位）となってしまい、孤立非画像ドットが現像されてしまう。これにより、面積階調の高濃度で階調つぶれが生じてしまう。
【００１０】
また、孤立１ドット画像の再現性を高める別の方法として、現像バイアスを調整する方法もある。
図１４は、現像バイアスを調整して、孤立１ドット画像の再現性を高めた例を示す図である。
図１４（ａ）に示すように、現像バイアスで孤立１ドット画像の再現性を高める場合は、従来の現像バイアス（現像バイアス１）よりも感光体未露光部電位に近付けた現像バイアス２で現像することにより、現像される潜像領域を１ドット幅にすることができ、孤立１ドット画像の再現性を高めることができる。
また、現像バイアスを調整して、孤立１ドット画像の再現性を高める場合、感光体表面の潜像電位分布の幅が、レーザ光量を強くするものに比べて小さい。その結果、図１４（ｂ）に示すように、孤立した非画像ドットにおいて、主走査線方向両隣の潜像電位が重なり合うことがなく、非画像ドットの電位が露光部電位にまで下がってしまうことがない。その結果、面積階調の高濃度部の階調がつぶれることがない。
【００１１】
しかし、このように現像バイアスを調整したものにおいても、ドット画像が連続するところでは、上述のレーザ光量を強くしたものほどではないが、感光体表面電位が大きく減衰する。現像バイアスを調整して孤立１ドット画像の再現性を高めたものは、現像バイアスを、感光体未露光部電位に近付けている。このため、感光体表面の露光部電位と現像バイアスとの差（現像ポテンシャル）が大きくなる。その結果、ドット画像が連続するとトナー濃度が濃くなってしまう。このため、ドット画像が連続する面積階調の中間濃度部から高濃度部にかけて画像濃度が、濃くなってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、非磁性１成分現像剤による接触型現像方式における面積階調性を向上させることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、画像データに基づいて該像担持体表面を露光することにより潜像を形成する露光手段と、非磁性１成分現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加し、該現像剤担持体上の非磁性１成分現像剤を該像担持体に接触させて、該像担持体上の潜像を現像する現像剤接触現像方式の現像手段とを備え、像担持体上の現像されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写の表面へ転写した後に記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、孤立１ドット画像の画像濃度が所定の画像濃度となるように、現像バイアスまたは露光エネルギーを調整したものであって、主走査線方向に連続するドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅よりも短くなるよう前記露光手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間を、孤立１ドット画像を露光するときの露光時間よりも短くなるように前記露光手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、前記制御手段は、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像において、ドット画像に挟まれたドット画像を露光するときの露光時間が、両端のドット画像を露光するときの露光時間よりも短くなるように前記露光手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２または３の画像形成装置において、前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像の中央部を境にして対称となるように、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光のタイミングを決定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２乃至４いずれかの画像形成装置において、主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光時間とが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光時間を決定することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項２乃至５いずれかの画像形成装置において、前記像担持体上または前記中間転写体上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、検知トナー像を形成し、検知トナー像のトナー濃度をトナー濃度検知手段で検知し、その検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングを決定することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングを決定することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２乃至７いずれかの画像形成装置において、孤立１ドット画像の露光を、全露光にしたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項２乃至８いずれかの画像形成装置において、主走査線方向に連続するドット画像数や、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときのタイミングおよび／または露光時間を決定することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを、孤立１ドット画像を露光するときの露光エネルギーよりも弱くなるように制御することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記制御手段は、主走査線方向に連続するドット数に応じて、露光エネルギーを異ならせることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０または１１の画像形成装置において、主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光エネルギーを決定することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１０乃至１２いずれかの画像形成装置において、前記像担持体上または前記中間転写体上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、検知トナー像を形成し、検知トナー像のトナー濃度をトナー濃度検知手段で検知し、その検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備え、前記テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１０乃至１４いずれかの画像形成装置において、主走査線方向に連続するドット画像数や、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、入力された画像データに基づいて像担持体表面を露光することにより像担持体表面に潜像を形成する工程と、像担持体上の潜像を非磁性１成分現像剤による接触型現像方式で現像する工程とを有する画像形成方法において、主走査線方向に連続するドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像を露光したときにおける像担持体上の１ドット画像における潜像電位分布の主走査線方向の幅よりも短くしたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１６の画像形成方法において、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときにおける露光時間を、孤立１ドット画像を露光するときの露光時間よりも短くすることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１６の画像形成方法において、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときにおける露光エネルギーを、孤立１ドット画像を露光するときの露光エネルギーよりも弱くすることを特徴とするものである。
【００１４】
孤立１ドット画像の濃度を所定の濃度になるように、現像バイアスまたは露光エネルギーを調整することで、面積階調の低濃度部の階調性が良好になる。しかし、孤立１ドット画像の濃度を所定の濃度になるように、現像バイアスまたは露光エネルギーを調整した場合、非磁性１成分現像剤による接触型現像方式においては、主走査線方向に連続するドット画像の画像濃度が高くなったり、主走査線方向に連続する画像ドットに挟まれた非画像ドットが露光部電位まで下がって階調がつぶれたりする。その結果、主走査線方向に連続する画像ドットが多くなったり、主走査線方向に連続する画像ドットに挟まれた孤立非画像ドット画像が現れたりする面積階調中間濃度部から高濃度部における階調性が低下する。
そこで、本発明においては、主走査線方向に連続するドット画像を露光したときの像担持体上の１ドット画像の潜像電位分布の幅を、孤立１ドット画像を露光したときの像担持体上の１ドット画像の潜像電位分布の幅よりも短くする。これによって、孤立非画像ドットの主走査線方向両隣の連続するドット画像の潜像電位が重なり合うことがなく、孤立非画像ドットの電位が露光部電位にまで下がってしまうことがない。よって、主走査線方向に連続するドット画像に挟まれた孤立非画像ドットが、両隣の主走査線方向に連続するドット画像部分の電位の影響を受けて露光電位にまで減衰するのを抑制することができる。その結果、主走査線方向に連続するドット画像に挟まれた孤立非画像ドットが存在するようになる面積階調高濃度部における階調つぶれを抑制することができる。
また、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときにおける像担持体上の１ドット画像潜像電位分布の幅が短いので、ドット画像の潜像電位が、主走査線方向隣のドット画像の潜像電位に影響を及ぼすのを低減することができる。これにより、像担持体上の主走査線方向に連続するドット画像部分の電位が大きく減衰されることがなくなり、現像ポテンシャルが大きくなるのを抑制することができる。これにより、像担持体上の主走査線方向に連続するドット画像部分の画像濃度が高くなるのを抑制することができる。
その結果、主走査線方向に連続するドット画像が多くなる面積階調中間濃度部から高濃度部における濃度が、理想の濃度に近づけることができ、面積階調性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至１８の発明によれば、非磁性１成分現像剤による接触型現像方式における面積階調性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を、画像形成装置であるプリンタ１００に適用した実施形態１について説明する。
まず、実施形態１に係るプリンタ１００全体の構成及び動作について説明する。
このプリンタ１００は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を斜めに並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段であるトナー像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋが、図中左上から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々トナー像形成部２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのまわりに、帯電装置１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。
【００１７】
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット９を設ける。この光書込ユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム２１の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
【００１８】
また、斜めに配置されたタンデム画像形成部に沿うように、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ、１ｂ、１ｃに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂ、１ｃが回転する。中間転写ベルト１の内側には、感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを設ける。
【００１９】
また、中間転写ベルト表面に対向する位置には、トナー濃度検知手段としての反射型の光学センサ１５が設置されている。この光学センサ１５で中間転写ベルト上のトナー像における光学的反射率を検出し、この検出結果からトナー付着量を求めて帯電バイアス、現像バイアス、露光量などの画像形成プロセス条件を変更する。
【００２０】
また、１次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に２次転写装置としての２次転写ローラ５を設ける。この２次転写ローラ５と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押部材としての機能を果たしている。また、プリンタ１００は、給紙カセット８、給紙コロ７、レジストローラ６等を備えている。さらに、２次転写ローラ５によりトナー像を転写された記録媒体としての転写紙Ｐの進行方向に関して２次転写ローラ５の下流部には、転写紙Ｐ上の画像を定着する定着装置４、排紙ローラ３を備えている。
【００２１】
つぎに、プリンタ１００の動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを回転し、感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転とともに、まず帯電装置１７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット９からのレーザによる書込み光を照射して感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ド２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１ａを回転駆動して他の従動ローラ１ｂおよび１ｃ、２次転写ローラ５を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで中間転写ベルト１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１上に合成カラー画像が形成される。画像転写後の感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
【００２２】
また、画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット８からは転写紙Ｐ先端が給紙コロ７により繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、一旦停止する。そして、画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ５と中間転写ベルト１の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１と２次転写対向ローラ５とは転写紙Ｐを挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ５にて中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙Ｐ上に２次転写する。
【００２３】
画像転写後の記録媒体Ｓは定着装置４へと送り込まれ、定着装置４で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００２４】
なお、上述の各色のトナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが、本体に脱着可能なプロセスカートリッジとなっている。そして、これらのプロセスカートリッジは、プリンタ１００本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体の手前側に引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジをプリンタ１００本体の奥側に押し込むことによって、トナー像形成部を所定の位置に装填することができる。
【００２５】
図２は、現像装置１０の概略構成を示す図である。現像装置１０は、感光体ドラム２１に接触対向して配置され、トナーを感光体ドラム上に現像する現像ローラ１０７と、現像ローラ１０７に当接して設けられた供給ローラ１０８およびトナー層規制部材１１０と、一成分現像剤（トナー）３００を収容するトナー収容室１０１から成る。
【００２６】
トナー収容室１０１内の１成分現像剤（トナー）３００は、トナー搬送部材１０２によってトナー供給室１０３へと移動せしめられる。トナー供給室１０３に移動したトナー３００は、供給ローラ１０６の表面に付着して、現像ローラ１０７の表面に塗布供給される。現像ローラ１０７に供給されたトナーは、トナー層規制部材１１０によってトナー層を一定量の薄層とされる。現像ローラ１０７の表面上でトナー層規制部材１１０によって薄層化されたトナーは、現像ローラ１０７の回転によって感光体ドラム２１と対向する現像ニップへ搬送され、現像ローラ１０７に印加された現像バイアスと感光体ドラム２１上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム２１表面に移動し現像される。
【００２７】
図３は、各部の電気的接続を示すブロック図である。本実施形態１の画像形成装置は、感光体の駆動、現像装置、露光装置などを制御するとエンジン制御部２００とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のからの入力される画像情報をデジタル信号に変換する等の処理を行う画像処理部２０１とを備えている。
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等からの画像情報は、画像処理部２０１において所定のデジタル信号処理がなされた後、その処理後のデジタル信号に基づく画像データが画像記憶部内に一時的に保存される。画像処理部２０１でシェーディング補正処理、フィルタ処理、γ補正処理、階調処理等のデジタル信号処理が行われ、出力用画像データとしてエンジン制御部２００へと引き渡される。
【００２８】
画像処理部２０１から出力用画像データの送信を受けたエンジン制御部２００は、給紙装置８や感光体２１等の各種の可動部の駆動源となる駆動モータ、クラッチ及びソレノイドに駆動信号を付与してそれらを駆動制御し、帯電装置１３や現像装置１０等のための高圧電源回路に駆動信号を付与してそれらを駆動制御する。
【００２９】
また、エンジン制御部２００は、上述の出力画像用データ（画像処理の結果）を受け取り、データをラインメモリ上に記憶し、ポリゴンミラーの回転に同期した信号（いわゆる同期信号）に合わせて、各ドットに対応するラインメモリ状のデータを所定のタイミング（ドットクロック）で、露光装置９へと引き渡す。露光装置９では、このデータが信号へと変換され、レーザーダイオード（ＬＤ）を駆動する。また、エンジン制御部２００は、ラインメモリ状のデータから、主走査線方向に連続するドット画像データを調べて、この主走査線方向に連続するドット画像データを露光装置９へと引き渡すときのタイミングを遅らせるなどして、露光時間が短くなるように制御したり、レーザーダイオードの制御電流を弱めるなどして、ＬＤパワー（露光エネルギー）が弱くなるように制御したりしている。
【００３０】
レーザーダイオードからの光は、コリーメートレンズにおいて平行光を形成するようになり、アパーチャにより所望のビーム径に対応する光束に切り取られる。アパーチャ通過後の光束はシリンドリカルレンズを通過し、ポリゴンミラーへと入射される。ポリゴンミラーで反射された光束は、走査レンズ（ｆ−θレンズ）によって集光されて、折り返しミラーで折り返した後に、感光体ドラム１の表面上で結像するようになっている。これにより、感光体ドラム１の表面には静電潜像が形成され、その静電潜像にはトナーが付着してトナー像となる。
【００３１】
次に、本実施形態１の特徴点について説明する。
本実施形態１においては、非磁性１成分現像剤接触現像方式における面積階調の最も低濃度の孤立１ドット画像の濃度を適正にするために、従来の２成分現像剤や非接触１成分現像剤に比べて、感光体露光電位と現像バイアスとの差（現像ポテンシャル）を大きくしている。具体的には、図４に示すように、孤立１ドット画像の濃度が、理想値の０．１となるように、現像バイアスが調整されている。この調整の一例としては、出荷前の画像形成装置において、１ドット画像の検知パターンを形成し、その検知結果に基づいて現像バイアスが調整される。これにより、孤立１ドット画像を安定化させることができるが、面積階調の中間濃度部から高濃度部の濃度が実線で示す理想の濃度よりも高くなってしまう。また、高濃度部の濃度が高くなりすぎて濃度検知手段である通常の光学センサでは、高濃度部が検知できなくなる。その結果、中間転写ベルト上に低濃度階調から高濃度階調までのパッチ画像を形成し、これを光学センサで検知して、帯電バイアスや現像バイアスの調整を行う画質調整動作を正常に実施できなくなる。
【００３２】
そこで、本実施形態１においては、このような面積階調中間濃度部から高濃度部の画像濃度を適正化して、良好な面積階調性を得るために、主走査線方向に連続するドット画像数に応じて、ドット画像の露光時間を変更するようにしている。
以下に、実施例１〜５に基づいて、具体的に説明する。
【００３３】
［実施例１］
まず、実施例１について、説明する。
各ドットに対応する上記ラインメモリ状のデータから、レーザーダイオードを発光させて感光体表面を露光するドット（以下、ドット画像）が連続する箇所を探す。ドット画像の主走査線方向両隣がドット画像でない、すなわち、ドット画像が孤立している場合は、図５（ａ）に示すように、全露光で感光体表面を露光する。一方、ドット画像が連続している場合は、孤立ドット画像よりも露光時間を短くして、露光を行う。ドット画像が主走査線方向に２ドット連続する場合は、図５（ｂ）に示すように、各ドット画像の露光時間を孤立ドット画像の露光時間に比べて８％短くする。また、ドット画像が主走査線方向に３ドット以上連続する場合は、各ドット画像の露光時間を孤立ドット画像の露光時間に比べて１６％短くする。
【００３４】
図６（ａ）は、本実施形態１の感光体表面露光電位を示す図であり、図６（ｂ）は、連続するドット画像に応じて、露光時間を変更しなかったときの感光体表面露光電位を示す図である。
図６（ｂ）に示すように、連続するドット画像に応じて、露光時間を変更しなかったものは、ドット画像が３ドット連続する箇所の現像ポテンシャル（現像バイアスと感光体露光部電位との差）が大きく、この箇所に付着するトナー付着量が多くなる。
一方、図６（ａ）に示すように、ドット画像が連続するときの露光時間を孤立ドット画像の露光時間よりも短くしたものは、露光量が減少し、感光体表面のビームスポット径の幅や深さが短くなる。その結果、ドット画像が３ドット連続する箇所の現像ポテンシャルが小さくなり、トナー付着量を適正に保つことができる。
【００３５】
その結果、先の図４の◆でプロットされた実施例１においては、孤立１ドットの画像を良好に再現することができるとともに、１６階調のベタ画像濃度まで、ほぼ理想値に近くなり、面積階調性が従来に比べて大幅に改善されたことがわかる。
【００３６】
上記実施例１においては、ドット画像が３ドット以上連続する場合は、一律に各ドット画像の露光時間を孤立ドット画像の露光時間に比べて１６％短くするように設定しているが、これに限らず、連続するドット数の数に応じて、露光時間を短くするように設定してもよい。
【００３７】
［実施例２］
次に、実施例２について、説明する。
実施例１においては、ドット画像の連続数に応じて一律に露光時間を減らしていたが、この場合、先の図４に示すように、９〜１２階調目あたりで若干濃度が低下することがわかった。
そこで、実施例２においては、この９〜１２階調目の濃度不足を解消するため、連続するドット画像の露光時間について、鋭意研究を重ねた結果、次のことを見出した。すなわち、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像において、ドット画像に挟まれたドット画像を露光するときの露光時間を、両端のドット画像を露光するときの露光時間よりも短くするのである。
具体的に説明すると、図７（ｂ）に示すように、ドット画像が２ドット連続する場合は、各ドットの印字時間を孤立ドット画像に比べて１０％短くする。そして、ドット画像が３ドット以上連続する場合は、ドット画像に挟まれたドット画像の露光時間を孤立ドット画像に比べて２０％短くし、両端のドット画像の露光時間を孤立ドット画像に比べて１０％短くするのである。
【００３８】
図８に示すように、実施例２は、９〜１２階調の濃度低下が改善されていることがわかる。
【００３９】
表１は、各条件で中間転写ベルト上に低濃度階調から高濃度階調までのパッチ画像を形成し、これを光学センサで検知したときの面積階調の直線性を調べたものである。なお、直線性は、ピアソンの積率相関係数γの２乗を用いて算出した。
【表１】
2008049694.tif 000003
【００４０】
表１に示すように、ＬＤ光量を上げて孤立１ドット画像の再現性のみを高めたもの（表１のＬＤ光量ＵＰ）は、高濃度部で階調つぶれがおきるため、直線性が悪かった。また、現像バイアスを調整して孤立１ドット画像の再現性のみを高めたもの（表１のバイアスＵＰ）においても、高濃度部の濃度が高くなりすぎて、光学センサで高濃度部の濃度を検知することができなくなり、高濃度部での濃度が一定の値となる。このため、直線性が悪かった。一方、実施例１においては、大幅な直線性の改善がされた。また、実施例２のようにすることで、更に、直線性が改善されたことがわかる。
【００４１】
［実施例３］
次に、実施例３について、説明する。
実施例１や実施例２で示した例では、各ドット毎の露光開始のタイミング（ＬＤの発光タイミング）を遅らせることで、露光時間を短くしていたが、この場合、露光後の主走査線方向に連続するドット画像が、中央部を境にして左右対称でなくなる。この場合、位置ずれや色ずれなどが生じて画像ノイズになってしまう虞があった。
【００４２】
そこで、実施例３においては、主走査線方向に連続するドット画像が、中央部を境にして、左右対称となるように、各ドットの露光のタイミングを制御するものである。
すなわち、図９（ｂ）に示すように、ドット画像が主走査線方向に２ドット連続する場合は、図中左側の最初に露光されるドット画像については、露光開始のタイミング（ＬＤ発光タイミング）を遅らせる。すなわち、実施例１の場合は、８％露光の開始タイミングを遅らせ、実施例２については、１０％露光の開始タイミングを遅らせる。また、図中右側の最後に露光されるドット画像については、逆に露光終了のタイミングを早めるのである。なお、露光のタイミングは、これに限られず、例えば、最初に露光されるドット画像の露光が終了するタイミングを速めて、最後に露光されるドット画像の露光を開始するタイミングを遅くしてもよい。また、感光体上のビームスポット径（露光電位分布）がドットの真ん中にくるように、露光の開始および終了のタイミングを調整してもよい。なお、この場合、実施例１においては、４％露光開始のタイミングを遅くして、４％露光終了のタイミングを早めることで、ドットの中心とビームスポット径の中心とをあわせることができる。
【００４３】
また、主走査線方向にドット画像が３ドット連続する場合は、図９（ｃ）に示すように、図中左側の最初に露光されるドット画像については、露光開始のタイミング（ＬＤ発光タイミング）を遅らせ、図中右側の最後に露光されるドット画像については、露光終了のタイミングを早める。そして、ドット画像に挟まれたドット画像については、感光体上のビームスポット径（露光電位分布）がドットの真ん中にくるように、露光の開始および終了のタイミングを調整する。
主走査線方向にドット画像が３ドット連続する場合においても、各ドットの露光開始・終了のタイミングは、これに限らない。例えば、図中左側の最初に露光されるドット画像の露光終了のタイミング（ＬＤ発光タイミング）を早め、図中右側の最後に露光されるドット画像の露光開始のタイミングを遅くしてもよい。
【００４４】
また、主走査線方向にドット画像が３ドット以上連続する場合は、主走査線方向に３ドット連続する場合と同様に、最初に露光されるドット画像の露光開始のタイミングを遅らせ、最後に露光されるドット画像の露光終了のタイミングを早め、ドット画像に挟まれたドット画像については、感光体上のビームスポット径がドットの真ん中にくるように、露光の開始および終了のタイミングを調整する。もちろん、これに限らず、各ドット毎に露光の開始および終了のタイミングを調整してもよい。
【００４５】
また、主走査線方向に連続するドット画像数と各ドットの露光開始および終了のタイミングとを関連づけたテーブルをメモリに格納しておき、主走査線に連続するドット画像を露光するときは、このテーブルを参照し、各ドットの露光の開始・終了タイミングを見つけ出して露光するようにしてもよい。
【００４６】
この実施例３のように、主走査線方向に連続するドット画像の中央部を境にして、左右対称となるように、各ドットの露光の開始・終了のタイミングを制御することで、色ずれや位置ずれが生じるのを抑制できる。
【００４７】
［実施例４］
次に、実施例４について、説明する。
１成分現像剤の場合、経時の使用で現像剤（トナー）が劣化し、トナー帯電量が低下してしまう。トナー帯電量が低下すると、付着するトナー量が多くなり、階調数に対して濃度が高くなり（図４のグラフの傾きが立ってくる）理想線から離れてしまう虞がある。
そこで、実施例４においては、表２に示すような耐久枚数と主走査線方向に連続するドット画像数と、露光時間とが関連付けられたテーブルを装置内のメモリに格納しておく。
【表２】
2008049694.tif 000004
【００４８】
実施例４の場合は、エンジン制御部で画像形成枚数をカウントし、その積算値をメモリに格納している。そして、感光体にドット画像を露光するときに、上記メモリから、画像形成枚数を読み出し、テーブルを参照して、画像形成枚数に対応する露光時間を見つけ出す。そして、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、テーブルから見つけ出した露光時間で各ドット画像を露光する。
これにより、経時使用においても、良好な面積階調性を維持することができる。
【００４９】
［実施例５］
次に、実施例５について、説明する。
実施例５は、先の図１に示すように、中間転写ベルト上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段たる光学センサ１５を設け、この光学センサ１５のトナー濃度検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間を決定するものである。
【００５０】
この実施例５においては、画像形成枚数が所定枚数に達したときや、環境が所定量変更したときに、露光時間変更モードを実行し、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間を変更する。
まず、エンジン制御部は、中間転写ベルト上に低濃度階調から高濃度階調までのパッチ画像を印字する。そして、光学センサ１５でパッチ画像を検知して、１ドットの画像濃度が所定の画像濃度となるように、現像バイアスを調整する。これにより、最も低階調の孤立１ドット画像を理想の濃度にすることができる。
【００５１】
このように、孤立１ドット画像が所定の濃度となる現像バイアスが決定したら、図１０に示すような、感光体表面に主走査線方向に連続するドット数が異なるベタ画像を形成する。本実施形態１においては、４×４＝１６ドットマトリックで面積階調性を出しているので、ベタパッチ画像としては、図に示すように主走査線方向に２ドット連続するベタパッチ画像Ａ、３ドット連続するベタパッチ画像Ｂ、４ドット連続するベタパッチ画像Ｃが、所定の間隔を開けて形成される。
【００５２】
次に、これらベタパッチ画像Ａ〜Ｃを中間転写ベルト１に転写して、光学センサ１５で検知する。そして、ベタパッチ画像Ａが所定の画像濃度となるように、ドット画像が２ドット連続するときの露光時間を変更する。これと同様にして、ベタパッチ画像Ｂが所定の画像濃度となるように、ドット画像が３ドット連続するときの露光時間を変更する。実施例１のように、３ドット一律に同じ露光時間となるように、露光時間を調整してもよいし、実施例２のように両端と中央とで露光時間を変えて調整するようにしてもよい。また、同様にベタパッチ画像Ｃが所定の画像濃度となるように、ドット画像が４ドット連続するときの露光時間を変更する。
【００５３】
また、孤立１ドット画像が所定の濃度となる現像バイアスが決定したら、９〜１２階調のパッチ画像を形成して、この９〜１２階調の画像濃度が所定の画像濃度となるように、主走査方向に２ドット連続するときの露光時間と、主走査方向に３ドット連続するときの露光時間とをそれぞれ調整するようにしてもよい。
【００５４】
また、色ずれ検知用の検知パッチをつくり、この色ずれ検知用パッチを光学センサ１５で検知する。そして、この検知結果に基づいて、実施例３に示すように、連続するドット画像を露光するときの開始および終了タイミングを調整して、色ずれを抑制するようにすることもできる。
【００５５】
また、適正な濃度となるまで、露光時間調整→パッチ画像作成→画像濃度検知の動作を繰り返し行うようにしてもよいし、トナー消費量の低減や調整時間を短縮するために、若干精度は落ちるが、テーブルを参照して、露光時間を調整するようにしてもよい。
この場合、パッチ画像濃度と適正濃度との差と露光時間補正量とが関連づけられたテーブルがメモリに格納されている。そして、光学センサの検知結果と適正濃度との差分値を算出し、テーブルを参照して、露光時間補正量を見つけ出す。そして、この見つけ出した露光時間補正量に基づいて、露光時間を補正し、補正後の露光時間を、メモリに格納する。
【００５６】
また、連続するドット画像を露光するときの露光時間を、副走査線方向のドット画像情報を考慮にいれて、露光時間を決定してもよい。例えば、主走査線方向に連続するドット画像の副走査方向に隣合うドットが連続するドット画像のときの露光時間を、副走査方向に隣合うドットが連続するドット画像でない場合の露光時間よりも短くしてもよい。露光時間を短くすることで、周囲の露光電位との重ね合わせで、露光部電位が低くなりすぎて、濃度が高くなることが抑制される。また、例えば、連続するドット画像の隣のドットが、ドット画像に囲まれた非ドット画像（孤立非ドット画像）の場合、孤立する非ドット画像と主走査線方向に隣あうドット画像の露光開始または終了タイミングを調整するようにしてもよい。例えば、対象の連続するドット画像よりも露光走査方向上流に孤立非ドット画像がある場合は、露光開始タイミングを遅らせる。また、対象の連続するドット画像よりも露光走査方向下流に孤立非ドット画像がある場合は、ドット画像の終了タイミングを早める。これにより、非ドット画像の領域が露光されることを抑制することができ、階調つぶれを抑制することができる。
【００５７】
また、上述では、現像バイアスを調整して、孤立１ドット画像濃度を安定化させているものについて説明したが、ＬＤのパワー（露光エネルギー）を強くして、孤立１ドット画像濃度を安定化させるものにも本発明を適用することができる。
【００５８】
次に、本発明を適用した実施形態２について説明する。
実施形態２における画像形成装置、現像装置、画像形成装置を制御する制御部などの構成は、図１〜図３に示した、実施形態１と同様であるので、説明を省略し、実施形態２における特徴点のみを説明する。
実施形態２は、主走査線方向に連続するドット画像数に応じて、露光エネルギーを変更することで、非磁性１成分接触現像方式の画像形成装置の面積階調性を良好にするものである。
以下に、実施例Ａ〜Ｄに基づいて、具体的に説明する。
【００５９】
［実施例Ａ］
まず、実施例Ａについて、説明する。
図１５（ａ）は、本実施形態２の感光体表面露光電位を示す図であり、図１５（ｂ）は、連続するドット画像に応じて、露光時間を変更しなかったときの感光体表面露光電位を示す図である。
エンジン制御部２００は、各ドットに対応する上記ラインメモリ状のデータから、レーザーダイオードを発光させて感光体表面を露光するドット（以下、ドット画像）が連続する箇所を探す。ドット画像の主走査線方向両隣がドット画像でない、すなわち、ドット画像が孤立している場合は、図１５（ａ）に示すように、最高露光エネルギー（１００％）で感光体表面を露光する。一方、ドット画像が主走査線方向に連続している場合は、孤立ドット画像よりも露光エネルギーを小さくして、露光を行う。ドット画像が主走査線方向に２ドット以上連続する場合は、図１５（ａ）に示すように、各ドット画像の露光エネルギーを孤立ドット画像の露光エネルギーに比べて２０％弱くする。
【００６０】
図１５（ｂ）に示すように、連続するドット画像に応じて、露光エネルギーを変更しなかったものは、ドット画像が３ドット連続する箇所の現像ポテンシャル（現像バイアスと感光体露光部電位との差）が大きく、この箇所に付着するトナー付着量が多くなる。
一方、図１５（ａ）に示すように、ドット画像が連続するときの露光エネルギーを孤立ドット画像の露光エネルギーよりも弱くしたものは、露光量が減少し、感光体表面のビームスポット径の幅や深さが短くなる。その結果、ドット画像が３ドット連続する箇所の現像ポテンシャルが小さくなり、トナー付着量を適正に保つことができる。
【００６１】
その結果、図１６の■でプロットされた、現像バイアスを上げて孤立１ドット画像を理想の濃度しただけの従来のものでは、ドット画像が連続する箇所が少ない面積階調の低濃度部においては、良好な再現性が得られているが、ドット画像が連続する箇所が多くなる面積階調の中間濃度部から高濃度部になるに従って、理想値の濃度から大幅に濃度が高くなることがわかる。
一方、図の◆でプロットされた本実施形態２においては、孤立１ドットの画像を良好に再現することができるとともに、１６階調のベタ画像濃度が、理想値に近くなり、面積階調性が従来に比べて大幅に改善されたことがわかる。
【００６２】
上記実施例Ａにおいては、ドット画像が連続する２画素以上連続する場合は、一律に各ドット画像の露光エネルギーを孤立ドット画像の露光エネルギーに比べて２０％短くするように設定しているが、これに限らず、画素数の数に応じて、露光エネルギーを小さくするように設定してもよい。このように設定した実施例を実施例Ｂとして以下に説明する。
【００６３】
［実施例Ｂ］
実施例Ａにおいては、ドット画像の連続か否かに応じて一律に露光エネルギーを減らしていたが、この場合、先の図１６に示すように、５階調目あたりで若干濃度が上昇することがわかった。これは、実施形態２の画像形成装置においては、５階調目において、主走査線方向に連続するドット画像が３ドット以上連続する箇所ができる。ドット画像に挟まれたドット画像（主走査線方向両隣がドット画像となっているドット画像）は、主走査線方向両隣のドット画像の潜像電位の影響を受ける。このため、ドット画像に挟まれたドット画像の現像ポテンシャルが大きくなって、ドット画像に挟まれたドット画像の濃度が濃くなるため、５階調目あたりで若干濃度が上昇すると考えられる。
【００６４】
そこで、実施例Ｂにおいては、この５階調目以降の濃度過多を解消するため、連続するドット画像の露光エネルギーについて、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像においては、２ドット連続する画像に比べて更に露光エネルギーを小さくする。
具体的に説明するとドット画像が２画素連続する場合は、各画素の露光エネルギーを孤立ドット画像に比べて２０％短くする。そして、３画素以上連続する場合は、露光エネルギーを孤立ドット画像に比べて３０％小さくするのである。
【００６５】
図１７に示すように、実施例Ｂは、５階調の濃度上昇が改善されていることがわかる。これは、３画素以上連続する場合の露光エネルギーを２画素連続するドット画像に比べて小さくしているので、２画素連続するドット画像に比べて主走査線方向の潜像電位の幅を小さくできる。これにより、ドット画像に挟まれたドット画像の、主走査線方向両隣のドット画像における潜像電位の影響を低減することができる。その結果、ドット画像に挟まれたドット画像の濃度が高くのを抑制することができる。これにより、主走査線方向に３画素連続するドット画像が現れる５階調以降の濃度上昇を改善することができたと考えられる。
【００６６】
次に、従来技術で示した、ＬＤ光量を上げることで孤立１ドット画像の再現性をのみを高めた場合および、現像バイアスを調整して孤立１ドット画像の再現性を高めるとともに、連続するドット画像については孤立１ドット画像の露光エネルギーよりも弱くした実施例Ａ、Ｂの場合における直線性の改善を定量化した結果を表３に示す。なお、定量化は、ピアソンの積率相関係数γの２乗を用いて算出した。
【表３】
2008049694.tif 000005
表３に示すように、従来技術に比べて、実施例Ａにおいて、直線性の改善がなされていることがわかる。また、実施例Ｂのようにすることで、更に、直線性が改善されていることがわかる。
【００６７】
［実施例Ｃ］
次に、実施例Ｃについて、説明する。
１成分現像剤の場合、経時の使用で現像剤（トナー）が劣化し、トナー帯電量が低下してしまう。トナー帯電量が低下すると、付着するトナー量が多くなり、階調数に対して濃度が高くなり（図１６のグラフの傾きが立ってくる）理想線から離れてしまう虞がある。
そこで、実施例Ｃにおいては、表４に示すような耐久枚数と主走査線方向に連続するドット画像数と、露光時間とが関連付けられたテーブルを装置内のメモリに格納しておく。
【表４】
2008049694.tif 000006
実施例Ｃの場合は、エンジン制御部２００で画像形成枚数をカウントし、その積算値をメモリに格納している。そして、感光体にドット画像を露光するときに、上記メモリから、画像形成枚数を読み出し、テーブルを参照して、画像形成枚数に対応する露光エネルギーを見つけ出す。そして、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、テーブルから見つけ出した露光エネルギーで各ドット画像を露光する。
【００６８】
［実施例Ｄ］
次に、実施例Ｄについて、説明する。
実施例Ｄは、先の図１に示すように、中間転写ベルト上のトナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段たる光学センサ１５を設け、この光学センサ１５のトナー濃度検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定するものである。
【００６９】
この実施例Ｄにおいては、画像形成枚数が所定枚数に達したときや、環境が所定量変更したときに、露光エネルギー変更モードを実行し、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを変更する。
まず、エンジン制御部２００は、中間転写ベルト上に低濃度階調から高濃度階調までのパッチ画像を印字する。そして、光学センサ１５でパッチ画像を検知して、１ドット（画素）の画像濃度が所定の画像濃度となるように、現像バイアスを調整する。これにより、最も低階調の孤立１ドット画像を理想の濃度にすることができる。
【００７０】
このように、孤立１ドット画像が所定の濃度となる現像バイアスを決定したら、先の図１０に示した、感光体表面に主走査線方向に連続する画素数が異なるベタ画像を形成する。本実施形態２においては、４×４＝１６ドットマトリックで面積階調性を出しているので、ベタパッチ画像としては、先の図１０に示すように主走査線方向に２画素連続するベタパッチ画像Ａ、３画素連続するベタパッチ画像Ｂ、４画素連続するベタパッチ画像Ｃが、所定の間隔を開けて形成される。
【００７１】
次に、これらベタパッチ画像Ａ〜Ｃを中間転写ベルト１に転写して、光学センサ１５で検知する。そして、ベタパッチ画像Ａが所定の画像濃度となるように、２画素のドット画像が連続するときの露光エネルギーを変更する。これと同様にして、ベタパッチ画像Ｂが所定の画像濃度となるように、３画素および４画素のドット画像が連続するときの露光エネルギーを変更する。実施例Ａのように、連続するドット画像を一律に同じ露光エネルギーとなるように露光エネルギーを調整する場合は、ベタパッチ画像Ａ〜Ｃの検知結果に基づいて、ベタパッチ画像Ａ〜Ｃが良好な画像濃度となる最適な露光エネルギーに調整する。
【００７２】
また、上述に限らず、孤立１ドット画像が所定の濃度となる現像バイアスが決定したら、５階調以上のパッチ画像を形成して、５階調以上の画像濃度が所定の画像濃度となるように、主走査方向に２画素連続するときの露光エネルギー、主走査方向に３画素以上連続するときの露光エネルギーをそれぞれ調整するようにしてもよい。
【００７３】
また、適正な濃度となるまで、露光エネルギー調整→パッチ画像作成→画像濃度検知の動作が繰り返し行うようにしてもよいし、トナー消費量の低減や調整時間を短縮するために、若干精度は落ちるが、テーブルを参照して、露光エネルギーを調整するようにしてもよい。
この場合、パッチ画像濃度と適正濃度との差と露光エネルギー補正量とが関連づけられたテーブルがメモリに格納されている。そして、光学センサの検知結果と適正濃度との差分値を算出し、テーブルを参照して、露光エネルギー補正量を見つけ出す。そして、この見つけ出した露光エネルギー補正量に基づいて露光エネルギーを補正し、補正した露光エネルギーをメモリに格納する。
【００７４】
また、連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを、副走査線方向のドット画像情報を考慮にいれて、露光エネルギーを決定してもよい。例えば、主走査線方向に連続するドット画像の副走査方向に隣合う画素が主走査線に連続するドット画像の場合、露光エネルギーを副走査方向に隣合う画素が主走査線に連続するドット画像でない場合の露光エネルギーよりも弱くしてもよい。露光エネルギーを弱くすることで、周囲の露光電位との重ね合わせで、露光部電位が低くなりすぎて、濃度が高くなることが抑制される。
また、実施形態２についても、現像バイアスを調整して、孤立１ドット画像濃度を安定化させてもよいし、ＬＤのパワー（露光エネルギー）を強くして、孤立１ドット画像濃度を安定化させてもよい。
【００７５】
以上、本実施形態１、２の画像形成装置によれば、孤立１ドット画像の濃度を所定の濃度になるように、現像バイアスまたは露光エネルギーが調整されているので、非磁性１成分現像剤による接触型現像方式における面積階調の低濃度部の階調性を良好にすることができる。また、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、露光時間を短くしたり露光エネルギーを低減させたりして、感光体表面における潜像電位の主走査線方向の幅を短くする。これにより、ドット画像の潜像電位が、主走査線方向隣のドット画像の潜像電位に影響を及ぼすのを低減することができる。その結果、感光体上の主走査線方向に連続するドット画像部分の電位が大きく減衰されることがなくなり、現像ポテンシャルが大きくなるのを抑制することができる。よって、主走査線方向に連続するドット画像が多くなる面積階調の中間濃度から高濃度部の濃度が高くなるのを抑制することができる。また、主走査線方向に連続するドット画像に挟まれた孤立非画像ドットが、両隣の主走査線方向に連続するドット画像部分の潜像電位の影響を受けて露光電位にまで減衰するのを抑制することができる。これにより、高濃度部の階調つぶれも抑制できる。その結果、非磁性１成分現像剤による接触型現像方式における面積階調を良好にすることができる。
【００７６】
また、本実施形態１の画像形成装置によれば、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、露光時間を短くする。これにより、主走査線方向に連続するドット画像の潜像電位の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像の潜像電位の主走査線方向の幅よりも短くすることができる。その結果、面積階調の中間濃度から高濃度部の濃度が高くなるのを抑制するとともに、高濃度部の階調つぶれも抑制できる。その結果、良好な面積階調性を得ることができる。
【００７７】
また、実施例２に示すように、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像において、ドット画像に挟まれたドット画像を露光するときの露光時間を、両端のドット画像を露光するときの露光時間よりも短くすることで、９〜１２階調における画像濃度の低下を抑制することができ、さらに良好な面積階調性を得ることができる。
【００７８】
また、実施例３に示すように、主走査線方向に連続するドット画像の中央部を境にして対称となるように、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光のタイミングを各ドット画像毎に決定する。これにより、主走査線方向に連続するドット画像が、中央部を境にして対称となり、色ずれや位置ずれなどの画像ノイズを抑制することができる。
【００７９】
また、実施例４に示すように、主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光時間とが対応づけられたテーブルを備え、このテーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光時間を決定する。これにより、テーブルを参照することで、露光時間を決定することができる。
【００８０】
また、実施例５に示すように、検知トナー像の検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光時間および／または露光タイミングを決定するので、主走査線方向に連続するドット画像の数で一律に露光時間および／または露光タイミングを決定するものに比べて、良好な面積階調性を得ることができる。
【００８１】
また、実施例５において、トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光時間および／または露光のタイミングとが対応づけられたテーブルを備える。これにより、テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの最適な露光時間および／または露光のタイミングを決定することができる。よって、検知パターンの検知結果が目標値となるまで、露光時間および／または露光のタイミング調整→検知パターン作成→検知パターン検知の動作が繰り返し行って、最適な露光時間および／または露光のタイミングを決定するものに比べて、露光時間および／または露光のタイミングを最適化する処理を短くすることができる。
【００８２】
また、孤立１ドット画像の露光を、全露光とすることで、１ドットを全露光としないものに比べて、レーザ光量の使用効率のロスを回避できる。
【００８３】
また、主走査線方向に連続するドット画像数や、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するのタイミングおよび／または露光時間を決定する。これにより、さらに良好な面積階調性を得ることができる。
【００８４】
また、実施形態２の画像形成装置によれば、主走査線方向に連続するドット画像を露光する場合は、露光エネルギーを弱くする。これにより、主走査線方向に連続するドット画像の潜像電位の主走査線方向の幅を、孤立１ドット画像の潜像電位の主走査線方向の幅よりも短くすることができる。その結果、面積階調の中間濃度から高濃度部の濃度が高くなるのを抑制するとともに、高濃度部の階調つぶれも抑制できる。その結果、良好な面積階調性を得ることができる。
【００８５】
また、実施例Ｂに示すように、主走査線方向に３ドット以上連続するドット画像の露光エネルギーを、２ドットの時よりも小さくするなど、主走査線方向に連続するドット数に応じて、露光エネルギーを異ならせる。これにより、主走査線方向に連続するドット画像の露光エネルギーを、主走査線方向に連続するドット数に関係なく同じにしたものに比べて、より面積階調性を良好にすることができる。
【００８６】
また、実施例Ｃに示すように、主走査線方向に連続するドット画像数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備え、このテーブルと主走査線方向に連続するドット画像数とに基づいて、露光エネルギーを決定する。これにより、テーブルを参照することで、露光エネルギーを決定することができる。
【００８７】
また、実施例Ｄに示すように、検知トナー像の検知結果に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの露光エネルギーを決定するので、主走査線方向に連続するドット画像の数で一律にエネルギーを決定するものに比べて、良好な面積階調性を得ることができる。
【００８８】
また、実施例Ｄにおいて、トナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とドット画像を露光するときの露光エネルギーとが対応づけられたテーブルを備える。これにより、テーブルとトナー濃度とトナー像の主走査線方向に連続するドット数とに基づいて、主走査線方向に連続するドット画像を露光するときの最適な露光エネルギーを決定することができる。よって、検知パターンの検知結果が目標値となるまで、露光エネルギーの調整→検知パターン作成→検知パターン検知の動作が繰り返し行って、最適な露光エネルギーを決定するものに比べて、露光エネルギーを最適化する処理を短くすることができる。
【００８９】
また、主走査線方向に連続するドット画像の周囲のドット画像数に基づいて、主走査線方向に連続するドット画像の露光エネルギーを決定する。これにより、さらに良好な面積階調性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施形態１、２に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】現像装置の概略構成図。
【図３】画像形成装置を制御する制御部の機能ブロック図。
【図４】実施例１の面積階調性と、現像バイアスを調整して孤立１ドットの再現性を良好にしたときの面積階調性とを示す図。
【図５】実施例１における露光のタイミングを説明する図。
【図６】（ａ）は、実施例１における感光体表面電位の様子を示す図。（ｂ）は、従来の感光体表面電位の様子を示す図。
【図７】実施例２における露光のタイミングを説明する図。
【図８】実施例１の面積階調性と、実施例２の面積階調性と、現像バイアスを調整して孤立１ドットの再現性を良好にしたときの面積階調性とを示す図。
【図９】実施例３おける露光のタイミングを説明する図。
【図１０】中間転写ベルトに形成されるベタパッチ画像の一例を示す図。
【図１１】従来の面積階調性と、ＬＤ光量をＵＰしたときの面積階調性とを示す図。
【図１２】面積階調を説明するための模式図。
【図１３】（ａ）は、ＬＤ光量をＵＰしたときの面積階調低濃度部における感光体表面電位を示す図。（ｂ）は、ＬＤ光量をＵＰしたときの面積階調高濃度部における感光体表面電位を示す図。
【図１４】（ａ）は、現像バイアスを調整して孤立１ドット画像を再現したときの面積階調低濃度部における感光体表面電位を示す図。（ｂ）は、その面積階調高濃度部における感光体表面電位を示す図。
【図１５】（ａ）は、実施例Ａにおける感光体表面電位の様子を示す図。（ｂ）は、従来の感光体表面電位の様子を示す図。
【図１６】実施例Ａの面積階調性と、現像バイアスを調整して孤立１ドットの再現性を良好にしたときの面積階調性とを示す図。
【図１７】実施例Ａの面積階調性と、実施例Ｂの面積階調性と、現像バイアスを調整して孤立１ドットの再現性を良好にしたときの面積階調性とを示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１      中間転写ベルト
３      排紙ローラ
４      定着装置
５      ２次転写ローラ
６      レジストローラ
７      給紙コロ
８      給紙カセット
９      露光装置
１０    現像装置
１１    １次転写装置
１２    中間転写体クリーニング装置
２１    感光体ドラム
２２    感光体ベルト
１００  プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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