(57)【要約】【課題】二次転写部に外から印加する転写圧力を調整することなく、単色の文字画像や線画像の中抜けを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー載り量が０．７ｍｇ／ｃｍ２以上で線幅が０．１２ｍｍ〜０．８ｍｍのブルーの文字画像又は線画像を画像形成する場合には、幅露光装置２Ｙを制御して、マゼンタトナー像の線幅の縁領域を中心領域よりも厚みを割り増す。繰り返しの一次転写加圧と二次転写加圧を経ても中心領域での局所的な圧力集中が発生しなくなって、トナー粒子が凝集して中間転写ベルト５に密着することが回避される。【選択図】図１
2008292579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像を担持する少なくとも１つの像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して前記静電像を形成する露光手段と、
形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、
形成された前記トナー像を転写されて複数層を重ねて担持する中間転写体と、
前記中間転写体に担持された複数層の前記トナー像を記録材に一括転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
線幅が等しい複数層の前記トナー像が前記中間転写体に重ねて担持される場合に、前記露光手段を制御して、前記像担持体に、前記線幅の中心領域が縁領域よりも薄い前記トナー像を形成させ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】
前記制御手段は、前記線幅の縁領域を、画像濃度に応じた厚さの前記中心領域よりも厚く割り増して形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、複数層の前記トナー像のうちで前記中間転写体に対して最初に転写されるトナー像のみで前記線幅の縁領域を厚く形成させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記最初に転写されるトナー像における前記中心領域は、トナー像厚さが０であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記最初に転写されるトナー像は、透明トナーによって形成されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、複数層の前記トナー像の線幅が予め定めた値よりも広い場合、複数層の前記トナー像による合計の面積当たりトナー量が予め定めた値よりも少ない場合、前記像担持体の環境の絶対湿度が予め定めた値よりも小さい場合のいずれかに該当していると、前記線幅の縁領域を厚く形成する制御を適用しないことを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
受信した画像データ又は形成した走査線信号を処理して単色の文字画像又は線画像を識別する画像処理手段を備え、
前記制御手段は、前記画像処理手段によって前記単色の文字画像又は線画像が識別された場合に、前記線幅の縁領域を厚く形成する制御を適用することを特徴とする請求項２乃至６いずれか１項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、中間転写体に複数層のトナー像を重ねて担持させて記録材に一括転写する画像形成装置、詳しくは、記録材に一括転写された細い文字画像等での転写不良を軽減させる制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写して重ね合わせた後に、中間転写体の複数層のトナー像を記録材へ一括して二次転写するフルカラー画像形成装置が実用化されている。このような画像形成装置で、二次転写部に接触転写方式が採用されている場合、記録材へ二次転写された単色の文字画像や線画像で、いわゆる中抜けという転写不良が発生し易くなる。中抜けは、文字画像や線画像の線幅の中央領域で、縁領域に比較して転写効率が低下して、中間転写体にトナーが残る割合が高くなる結果、記録材に転写された文字画像や線画像に濃度ムラや色相ムラが目立つ現象である。
【０００３】
特許文献１には、中間転写体として中間転写ドラム及び中間転写ベルトを採用した画像形成装置が示される。そして、中間転写体に担持されたトナー像の厚さや画像種類に応じて、二次転写時に外から印加される転写圧力を最適化することにより、文字画像や線画像の中抜けを抑制している。
【０００４】
特許文献２には、中間転写体として中間転写ベルトを採用し、中間転写ベルトの循環方向における一次転写部の下流側に二次転写部を配置した画像形成装置が示される。ここでは、中間転写体に担持させた複数層のトナー像を二次転写部の上流側（一次転写部）で加圧して、表面の起伏を平坦化することにより、起伏の段差部分で発生する転写不良を抑制している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７２７４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される中抜け対策は、二次転写部に外から印加する転写圧力をきめ細かく調整できる大掛かりな機構が必要である。また、転写圧力が変化すると、中間転写体の駆動負荷が変化するので、画像形成装置全体の機構の運転状態を常に最適に調整することは難しくなる。例えば、転写圧力を高くすると二次転写部を通過する薄い記録材にしわが発生し易くなる。
【０００７】
また、記録材の滑りや中間転写体の速度変動等に起因して、中抜けとは別の画像不良が発生する可能性もある。複数色の文字画像のトナー像を同時に二次転写する場合、トナー像の積層厚さが異なるため、そのうちの一色に対して中抜けを防止できる転写圧力が、他色の文字画像に対しては中抜けを防止できない場合もある。
【０００８】
特許文献２に示される転写不良対策は、文字画像や線画像における中抜けに対しては効果は期待できない。文字画像や線画像は、一般的には、中間転写体上でトナー像の表面に段差が無い単色画像だからである。
【０００９】
本発明は、二次転写部に外から印加する転写圧力を調整することなく、単色の文字画像や線画像の中抜けを抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、静電像を担持する少なくとも１つの像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電像を形成する露光手段と、形成された前記静電像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、形成された前記トナー像を転写されて複数層を重ねて担持する中間転写体と、前記中間転写体に担持された複数層の前記トナー像を記録材に一括転写する転写手段とを備えたものである。そして、線幅が等しい複数層の前記トナー像が前記中間転写体に重ねて担持される場合に、前記露光手段を制御して、前記像担持体に、前記線幅の中心領域が縁領域よりも薄い前記トナー像を形成させる制御手段を備えた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置では、トナー像の線幅の中心領域を縁領域よりも薄くすることにより、転写圧力を受けた際の中心領域の圧力上昇を緩和して、中心領域のトナー粒子の凝集や中間転写体への密着を抑制する。これにより、記録材へ一括転写する際に、線幅の中心領域に過剰な圧力が作用してトナーが凝結して中間転写体に密着する現象が緩和される。
【００１２】
従って、記録材へ一括転写する際に外から印加する転写圧力を調整することなく、露光制御によって中抜けを軽減して、高品質な線画像や文字画像を出力できる。縁領域のトナー像の厚みの割り増し量や縁領域の幅を調整して、記録材の搬送性能等に影響を及ぼすことなく、幅広い記録材、トナー、転写圧力、環境条件、中間転写体等の組み合わせに対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、中間転写体上の文字画像や線画像のトナー像が線幅の縁領域で中心領域よりも厚い限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施可能である。
【００１４】
従って、タンデム型フルカラー画像形成装置のみならず、１つの像担持体に複数の現像装置を付設した画像形成装置、中間転写体に付設した像担持体が３つ以下又は５つ以上の画像形成装置でも実施できる。反転現像方式のみならず正規現像方式でも実施でき、感光ドラム及びトナーの帯電極性も正負を自由に選択して実施できる。
【００１５】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１６】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成や制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２はイエロー画像形成部および二次転写部の構成の説明図である。
【００１８】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５の直線区間にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを配列したタンデム型フルカラー複写機である。画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを中間転写ベルト５に当接して、それぞれ形成したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像ｔを中間転写ベルト５に重ねて一次転写する。中間転写ベルト５は、一次転写されたトナー像ｔを二次転写部Ｔ２へ搬送し、二次転写部Ｔ２では、トナー像ｔが中間転写ベルト５から記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００１９】
記録材Ｐは、サイズ別のカセット１２（１６）から分離ローラ１３（１４）を通じて１枚ずつ取り出されてレジローラ１５で待機する。レジローラ１５は、中間転写ベルト５のトナー像ｔにタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り出し、中間転写ベルト５のトナー像ｔに重ね合わせて二次転写部Ｔ２を通過させる。
【００２０】
トナー像ｔを転写されて二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは、定着器９へ受け渡されて加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、画像形成装置１００の外部に排出される。二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト５に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ａによって摺擦除去される。
【００２１】
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで使用されるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同様に構成される。そこで、図２を参照して画像形成部Ｙを詳細に説明し、画像形成部Ｍ、Ｃ、Ｋについては、符号の末尾の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの区別を表すＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて理解されるものとする。
【００２２】
図２に示すように、矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム１Ｙを囲んで、帯電ローラ３Ｙ、露光装置２Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ６Ｙ、クリーニング装置７Ｙが配置される。感光ドラム１Ｙの回転速度は、中間転写ベルト５の周速度と等しいプロセススピード（２５０ｍｍ／ｓｅｃ）である。
【００２３】
感光ドラム１Ｙは、外径３０ｍｍのアルミニウム製の基材筒の外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成した負極性の帯電極性を有する電子写真感光体ドラムである。基材筒は接地電位に接続されている。
【００２４】
帯電ローラ３Ｙは、電源Ｄ３から負極性の直流電圧（−８００Ｖ）に交流電圧（１５００Ｖ／１８００Ｈｚ）を重畳した帯電電圧を印加されて、感光ドラム１Ｙの表面を負極性に帯電させる。
【００２５】
露光装置２Ｙは、画像データから形成された走査線の画像信号で変調したレーザービームを、多面体ミラーで走査して、回転する感光ドラム１Ｙを走査露光する。これにより、感光ドラム１Ｙの表面の露光を受けた部分の帯電電位が低下して、画像データに対応した静電像が形成される。
【００２６】
露光装置４Ｙは、現像剤を薄層状態で担持させた現像スリーブＳ４を感光ドラム１Ｙと対向方向に回転させて、感光ドラム１Ｙの静電像にトナーを供給する。現像スリーブＳ４に電源Ｄ４から負極性の直流電圧（３５０Ｖ）と交流電圧（１８００Ｖ）とを重畳した現像電圧を印加することにより、現像スリーブＳ４に担持されたトナーが静電像（被露光部）に移動する。トナーは、トナー容器８Ｙから供給されて磁性キャリアに混合攪拌して現像剤に調整される過程で負極性に帯電する。
【００２７】
一次転写ローラ６Ｙは、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１Ｙに圧接して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ６Ｙに電源Ｄ１から定電流制御された正極性の直流電圧を印加することにより、一次転写部Ｔ１に転写電界が形成され、感光ドラム１Ｙの負極性に帯電したトナー像が中間転写ベルト５へ一次転写される。感光ドラム１Ｙと一次転写部Ｔ１との間に流れる転写電流は１０〜２０μＡであり、転写効率と再転写効率とを考慮して最適化を行ってある。
【００２８】
クリーニング装置７Ｙは、ゴム材料のクリーニングブレード７ａを摺擦させて、一次転写部Ｔ１を通過した感光ドラム１Ｙの表面の転写残トナーを除去する。
【００２９】
中間転写ベルト５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材として無端状に形成され、駆動ローラ２１と張架ローラ２２と二次転写内ローラ２３とに掛け渡して支持される。中間転写ベルト５は、不図示の加圧バネに付勢された張架ローラ２２によって必要な張力を付与され、不図示の駆動機構に接続された駆動ローラ２１に駆動されて矢印Ｒ２方向に循環する。中間転写ベルト５は、矢印Ｒ２方向に循環し、一次転写部Ｔ１で一次転写されたトナー像を二次転写部Ｔ２へ搬送する。中間転写ベルト５は、基材にカーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０１２Ω／□、体積抵抗率で１×１０９Ω・ｃｍとなるように抵抗調整してある。
【００３０】
二次転写外ローラ２４は、中間転写ベルト５を介して二次転写内ローラ２３に圧接して、中間転写ベルト５と二次転写外ローラ２４との間に二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写外ローラ２４を接地電位に接続して、二次転写内ローラ２３に電源Ｄ２から負極性の直流電圧を印加することにより、二次転写部Ｔ２に転写電界が形成される。中間転写ベルト５のトナー像は、転写電界に応答して記録材Ｐに二次転写される。二次転写内ローラ２３に印加される直流電圧は、記録材Ｐの厚み等に応じて、−２．０〜−７．０ｋＶに設定される。
【００３１】
二次転写内ローラ２３は、外径１８ｍｍの芯金の外側に、厚さ２ｍｍの導電性でソリッドのシリコンゴム層を配置し、二次転写外ローラ２４は、外径２０ｍｍの芯金の外側に、厚さ４ｍｍの導電性のＥＰＤＭゴムのスポンジ層を配置している。二次転写内ローラ２３の電気抵抗値は約１０４Ω、二次転写外ローラ２４の電気抵抗値は約１０８Ωであった。電気抵抗値は、接地された金属ローラに５Ｎ（５００ｇｆ）の荷重でローラを当接させて５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に２０００Ｖの電圧を印加して電流値を測定して求めた。
【００３２】
＜エッジ露光量の割り増し制御＞
図３は画像形成装置の制御系のブロック図、図４は露光装置の制御のフローチャートである。
【００３３】
図３に示すように、画像形成装置１００では、単色の文字画像又は線画像の画像形成に際して、中間転写ベルト５に最初に転写されるトナー像の線幅の縁領域の厚みを中心領域よりも大きくする。そして、トナー像の厚みの割り増しは、露光装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのレーザー光源の発光強度を縁領域で割り増すことによって実現する。このような露光制御によって、縁領域のトナー像の厚み（トナー密度）が増すことが観察され、露光量を割り増さない場合に比較して、後述するように、中抜けを効果的に防止できることが実験的に確認されたからである。
【００３４】
画像形成装置１００では、制御部１１０が単色の文字画像又は線画像を自動認識し、単色の画像又は線画像の部分についてのみ、線幅の縁領域で露光量を割り増す制御を適用する。グラデーション画像や写真画像では、問題となるような中抜けが発生しないからである。
【００３５】
画像形成装置１００では、単色の文字画像又は線画像におけるトナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２以上で線幅が０．１２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の部分について、線幅の縁領域で露光量を割り増しする。画像形成装置１００では、解像度（４２μｍ）の限界から、線幅が０．１２ｍｍでは、縁領域が中心領域よりも厚いトナー像を形成できないからである。また、画像形成装置１００では、トナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２未満の場合や線幅が０．８ｍｍを越える部分では、中抜けが発生しない（目立たない）ことが実験的に確認されたからである。
【００３６】
画像形成装置１００では、絶対湿度が７０％未満の場合には、文字画像又は線画像の縁領域の露光量を割り増ししない。画像形成装置１００では、後述する表１０に示すように、絶対湿度が７０％以上のときに中抜けが発生し易くなるからである。
【００３７】
図３を参照して図４に示すように、外部のコンピュータ等のホスト装置１０９は、画像形成装置１００の外部から、制御部１１０の送受信回路１１１に画像データを含む画像形成ジョブを送信する。
【００３８】
制御部１１０は、画像処理回路１１２によって、受信したＲＧＢ画像データを、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色画像データに分解する（Ｓ１１）。そして、各色画像データは、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転方向を副走査方向、軸方向を主走査方向とする各色画像の走査線信号に展開される。
【００３９】
制御部１１０は、画像処理回路１１２によって、各色画像データに文字画像又は線画像が存在するか否かを後述する図１８の手順に従って自動判別する（Ｓ１２）。そして、文字画像又は線画像が存在しない場合（Ｓ１３のＮＯ）は、通常の画像形成の制御が適用される。
【００４０】
文字画像又は線画像が存在する場合（Ｓ１３のＹＥＳ）でも、中間転写ベルト５上で各色トナー像の合計のトナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２未満（Ｓ１４のＮＯ）ならば、通常の画像形成の制御が適用される。各色トナー像の合計のトナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２以上（Ｓ１４のＹＥＳ）でも、絶対湿度が７０％未満の場合（Ｓ１５のＮＯ）には、通常の画像形成の制御が適用される。
【００４１】
すなわち、光源制御回路１１３は、各色画像の走査線信号に基づいて、露光装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのレーザー光源を作動させて、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに各色画像の静電像を書き込む（Ｓ１８）。湿度検知部１１６は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの近傍に配置した温湿度センサ１０８の出力から絶対湿度を演算する。
【００４２】
しかし、文字画像又は線画像が存在し（Ｓ１３のＹＥＳ）、合計のトナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２以上で（Ｓ１４のＹＥＳ）、絶対湿度が７０％以上（Ｓ１５のＹＥＳ）の場合、Ｓ１６、Ｓ１７の制御が追加される。制御部１１０は、中間転写ベルト５へ最初に一次転写されるトナー像の線幅の縁領域の露光量を割り増す（Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００４３】
制御部１１０は、画像処理回路１１２によって、単色の文字画像又は線画像における０．８ｍｍ以下の線幅の部分を抽出する（Ｓ１６）。また、抽出された線幅の部分について、メモリ１１８のルックアップテーブルを参照して、線幅とトナー載り量と絶対湿度との組み合わせに応じて、露光量の割り増し領域である縁領域の幅と露光量の割り増し量とを設定する。
【００４４】
画像処理回路１１２は、各分解色の画像データを展開して、走査線に沿った画素列の各分解色の濃度を露光量に反映させた各色走査線信号を形成する。また、該当する文字画像又は線画像部分のトナー像が最初に中間転写ベルト５に転写される各色走査線信号の部分に割り増し露光量の信号を重畳する（Ｓ１７）。
【００４５】
光源制御回路１１３は、割り増し露光量が重畳された各色走査線信号を用いて露光装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのレーザー光源を制御する（Ｓ１８）。
【００４６】
光源制御回路１１３は、露光装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを制御して、中間転写ベルト５に最初に一次転写されるトナー像の０．８ｍｍ以下の線幅の縁領域の露光量を割り増した露光制御を実行する。これにより、それぞれの文字又は線画像について、縁領域の厚みが中心領域よりも高くなるトナー像が現像されるような静電像が、中間転写ベルト５へ最初にトナー像を一次転写する感光ドラムに書き込まれる。
【００４７】
ジョブが終了するまで（Ｓ１９のＮＯ）、Ｓ１１〜Ｓ１９の制御を繰り返して、ジョブが終了すると（Ｓ１９のＹＥＳ）、次のジョブを待機する。
【００４８】
＜ブルー単色の線画像による画像形成例＞
図５はマゼンタトナー像の説明図、図６はシアントナー像の説明図、図７はマゼンタトナー像とシアントナー像との二次転写の説明図である。
【００４９】
図５、図６中、（ａ）は感光ドラムの走査露光の説明図、（ｂ）は感光ドラムに形成される静電像の説明図、（ｃ）はトナー像の説明図である。図７中、（ａ）は中間転写ベルトに一次転写された状態、（ｂ）は二次転写時の状態、（ｃ）は二次転写後の状態を示す。
【００５０】
なお、図５、図６は、制御の理解を容易にすることを優先して、走査線、静電像、トナー像の断面形状を誇張表現してある。実際には、レーザービームスポットのぼけ等に起因してトナー像の縁の立ち上がりは傾斜している。
【００５１】
ここでは、解像度を６００ｄｐｉ（１ドット４２μｍ）として１２ドット０．５ｍｍのブルー単色の線画像を画像形成する場合を考える。このとき、中間転写ベルト５には、感光ドラム１Ｍからマゼンタトナー像が一次転写された後に、マゼンタトナー像に重ねて感光ドラム１Ｃからシアントナー像が一次転写される。
【００５２】
図５の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｍに対するマゼンタ画像の走査露光では、線幅０．１ｍｍの線画像Ｇ１と、線幅１ｍｍの線画像Ｇ３とについては縁領域の割り増しが無い。線幅０．５ｍｍの線画像Ｇ２については、両方の縁領域の８４μｍ（２ドット分）で中心領域の３３６μｍ（８ドット分）よりも露光量が４０％割り増しされる。
【００５３】
なお、図５の（ａ）には、走査線を横断する方向の線画像Ｇ２が示されるが、走査線に沿った方向の同一幅領域の線画像についても、同様に、縁領域の露光量が４０％割り増しされる。
【００５４】
図５の（ｂ）に示すように、暗部電位ＶＤに帯電された感光ドラム１Ｍの表面電荷は、露光量に応じて放電される。露光量の割り増しに応じて、線画像Ｇ２の縁領域の明部電位ＶＬｅは、中心領域の明部電位ＶＬｃよりも負極性側に高くなり、いわゆる深い静電像が形成される。線画像Ｇ２の縁領域では、現像電圧の直流成分ＶＢから見た正極性側の帯電量、言い換えれば現像コントラスト電圧が中心領域よりも大きくなる。
【００５５】
図５の（ｃ）に示すように、線画像Ｇ２の縁領域では、静電像の帯電量を打ち消して付着する負極性のトナーの量が中心領域よりも増える。このため、幅Ｗ１の中央領域のトナー像の厚みＨ０よりも幅（Ｗ０−Ｗ１）／２の縁領域のトナー像の厚みＨ１は大きくなる。なお、Ｈ０の値はトナー粒子２〜３層分で１２〜２０μｍ、Ｈ１−Ｈ０の値は、表１を参照して後述するように５μｍとした。
【００５６】
図６の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｃに対するシアン画像の走査露光では、線画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のいずれについても縁領域の割り増しが無い。
【００５７】
図６の（ｂ）に示すように、暗部電位ＶＤに帯電された感光ドラム１Ｃの表面電位は、一様な露光に対応して一様な明部電位ＶＬに低下する。
【００５８】
図６の（ｃ）に示すように、線画像Ｈ２のシアントナー像は、一様な明部電位ＶＬに対応して一様な厚さＨ０となる。
【００５９】
図７の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｃに形成されたシアントナー像ＴＣは、一次転写部（Ｔ１：図１）において、中間転写ベルト５のマゼンタトナー像ＴＭに重ねて一次転写される。このとき、感光ドラム１Ｃと中間転写ベルト５との間のニップ圧力によってマゼンタトナー像ＴＭとシアントナー像ＴＣとの重なりは破線位置から圧縮されて平坦化される。
【００６０】
図７の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト５に形成されたマゼンタトナー像ＴＭとシアントナー像ＴＣとの重なりは、二次転写部（Ｔ２：図１）に搬送されて記録材Ｐに二次転写される。マゼンタトナー像の縁領域は、トナー像の厚みが割り増しされているため、二次転写時に縁領域が支持する圧力が大きくなり、その分、中心領域の圧力の高まりが緩和される。このため、線幅の中心領域で過剰にトナーが凝集して中間転写ベルト５に密着することに起因する中抜けが抑制される。
【００６１】
図７の（ｃ）に示すように、中間転写ベルト５に転写残トナーＴＺを残して、記録材Ｐには、幅Ｗ０の全体でほぼ一様なトナー載り量のトナー像が二次転写される。縁領域で転写残トナーが増えることが観察されたが、縁抜けとして目立つような大きな塊でのトナー欠落は発生しなかった。
【００６２】
＜比較例１＞
図８は比較例１におけるマゼンタトナー像とシアントナー像との二次転写の説明図、図９は線画像の中抜けの説明図、図１０は中抜けの転写残トナーの写真画像である。
【００６３】
比較例１では、実施形態１の画像形成装置１００を用いて、ブルー単色の線画像Ｇ２を、マゼンタトナー像の縁領域で露光量を割り増ししないで画像形成した。すなわち、マゼンタトナー像もシアントナー像も図６の（ｃ）に示すように、線幅全体を同条件で等しい厚さに形成した。
【００６４】
図８の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｃに形成されたシアントナー像ＴＣは、中間転写ベルト５のマゼンタトナー像ＴＭに重ねて、破線位置から圧縮された状態で一次転写される。このとき、縁領域のトナー粒子が外側へ逃げて圧力を緩めるため、縁領域は一次転写の加圧力の負担を逃れてしまう。このため、トナー粒子が逃げる余地の無い中心領域で局所的な圧力集中が発生してしまい、トナー粒子の凝集や中間転写ベルト５への密着が発生する。このようなトナー粒子の押し固めが、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで繰り返されて、トナー層の中心領域と縁領域とで大きな密度差を生じてしまう。
【００６５】
図８の（ｂ）に示すように、マゼンタトナー像ＴＭとシアントナー像ＴＣとの重なりを中間転写ベルト５から記録材Ｐへ二次転写する過程でも同様な圧力集中が繰り返される。トナー像の線幅の中央領域で再び圧力が集中してトナー粒子を一段と突き固め、中間転写ベルト５への密着が増強される。この密着層の上にトナーが凝集して塊状態となると考えられる。
【００６６】
図８の（ｃ）に示すように、線幅の中心領域のトナーの塊が転写電界に耐えて中間転写ベルト５側へ残って中抜けが発生する。中心領域のトナー凝集塊の中間転写ベルト５に対する付着力が二次転写のクーロン力に打ち勝って、中間転写ベルト５の表面にトナー凝集塊を残してしまう。その結果、記録材上のトナー像には、トナー凝集塊が抜け落ちた窪みが形成されてしまう。
【００６７】
このとき、図１に示す二次転写部Ｔ２の直後で中間転写ベルト５を観察したところ、線画像の転写残トナーの中心領域には、点々と大きなトナーの塊が形成されていた。
【００６８】
図９の（ａ）に示すように、記録材に二次転写後、定着された線画像Ｇ２には、マゼンタ層とシアン層が転写した部分Ａ１の中心領域に、マゼンタ層が転写していない部分Ａ２が観察された。部分Ａ２が線画像の中抜けである。
【００６９】
図９の（ｂ）に示すように、記録材に二次転写後、定着された線画像Ｇ２には、マゼンタ層とシアン層が転写した部分Ａ１の中心領域に、マゼンタ層もシアン層も転写していない部分Ａ３が観察される場合もあった。部分Ａ３も線画像の中抜けである。
【００７０】
これらの中抜けは、画像形成装置（１００：図１）を絶対湿度７０％以上で運転して、圧縮率の小さな（剛性の高い）記録材に、線幅０．１２ｍｍ〜０．８ｍｍの線画像又は文字画像を形成した場合に発生し易くなる。言い換えれば、画像形成装置１００の６００ｄｐｉの露光解像度における１ドット４２μｍで換算して、３ドット〜２０ドットの線幅である。
【００７１】
中抜けの発生する条件下で、二次転写部（Ｔ２：図１）に印加する電圧を前後２．０ｋＶの範囲で異ならせて実験を繰り返してみたが、中抜けが完全に解消されることは無かった。中抜けは、中間転写ベルト５の搬送方向に平行な線画像のみならず、細線で組み合わされた文字画像等でも確認された。
【００７２】
また、シアン単色、マゼンタ単色のように、トナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２未満の場合には、同条件でも中抜けは発生しない。２色を重ね合わせる二次色、３色を重ねる三次色で、合計のトナー載り量が０．７０ｍｇ／ｃｍ２以上の厚いトナー像の場合に発生し易くなる。
【００７３】
すなわち、厚いトナー像を二次転写する際には、トナー像の縁領域でトナーが外側へ弛んで転写圧力を支持しなくなり、その分、中心領域の圧力の高まりが著しく増強されてしまう。中抜けは、線幅の中心領域で過剰にトナーが凝集して中間転写ベルト５に密着し、転写電圧では引き剥がせなくなる現象と考えられる。
【００７４】
また、２０ドットを越える太い線幅の場合は、縁領域が多少弛んでも、中心領域の幅が広いために圧力が分散するので、局所的な強い密着や凝集には至らないと考えられる。
【００７５】
また、絶対湿度が高い場合には、トナーの帯電量が低下して転写方向の力が弱まる一方で、トナーに吸着した水分がトナー粒子間の凝集力、密着力を高めていると考えられる。
【００７６】
二次転写直後に図１に示す二次転写ベルト５を停止させて、ベルトクリーニング装置１０と二次転写外ローラ２４との間の区間で転写残トナーを採取して顕微鏡観察した。中間転写ベルト５の表面に透明粘着テープを貼り付けて引き剥がすことにより、転写残トナーは、透明粘着テープに付着して採取された。
【００７７】
図１０に示すように、粘着テープに採取した転写残トナーを顕微鏡観察したところ、転写残トナーＴＺは、シアン転写残トナーＴＺｃとマゼンタ転写残トナーＴＺｍとを含んでいた。このとき、マゼンタ・シアンの感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ上のトナー載り量がともに０．５５ｍｇ／ｃｍ２であり、１０ドット幅の副走査方向に伸びるブルーの線画像を形成している。
【００７８】
図７を参照して上述したように、第１実施形態の露光制御によれば、線画像の縁領域でトナー層の厚みを割り増して中心領域での圧力集中を緩和している。このとき、トナー載り量の多くなった縁領域のトナー層は、トナー高さ分、一次転写、二次転写の圧力を多く受けて押し固められる。しかし、縁領域は、トナー載り量が少ない中心領域側と、トナー載り量の無い非画像領域とに挟まれているため、局所的な圧力集中がトナー粒子の移動によって相殺される余地がある。つまり、トナー層の全体に圧力が均等に分散するように、トナー粒子が再配列していると考えられる。このことは、二次転写部（Ｔ２：図１）の直前で中間転写ベルト（５：図１）上のトナー層の断面を観察したところ、最上面がほとんど平面になっていたことからも裏付けられている。
【００７９】
＜実験結果＞
図１１は第１実施形態の実験で用いた線画像パターンの説明図である。
【００８０】
画像形成装置１００において、絶対湿度７０％、温度２７度の環境で、図１１に示す線画像パターンの画像形成を行った。図５、図６、図７に示すように、マゼンタトナー像とシアントナー像とを重ねた二次色の単色線画像である。
【００８１】
図１１に示すように、線画像Ｇは、感光ドラム１の副走査方向すなわち中間転写ベルト５の循環方向に沿って配置され、それぞれの線幅は、１、２、４、６、８、１０、１５、１８、２０、２５ドットである。
【００８２】
感光ドラム１Ｍにはトナー載り量が０．４５〜０．５５ｍｇ／ｃｍ２になるようにマゼンタトナー像を形成し、感光ドラム１Ｃには、トナー載り量が０．５５ｍｇ／ｃｍ２になるようにシアントナー像を形成した。そして、中間転写ベルト５の表面で重なり合うように、マゼンタトナー像に続いてシアントナー像を中間転写ベルト５に一次転写した。マゼンタトナー像、シアントナー像のそれぞれの一次転写効率は９７％程度であり、中間転写ベルト５のトナー載り量は、それぞれ０．４４ｍｇ／ｃｍ２、０．５４ｍｇ／ｃｍ２、合計０．９８ｍｇ／ｃｍ２であった。中間転写ベルト５に一次転写されたシアントナー像とマゼンタトナー像との重なりは、記録材としての坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙に二次転写した。二次転写内ローラ２３に印加される電圧は、二次転写部Ｔ２で放電由来の転写不良画像が発生しない３．５ｋＶとした。二次転写電流は２０μＡ前後である。
【００８３】
図５の（ｃ）に示すように、マゼンタトナー像の線幅Ｗ０と、縁領域の幅（Ｗ０−Ｗ１）／２と、縁領域の割り増し高さ（Ｈ１−Ｈ０）とを変化させて、中抜けを評価した実験結果を表２に示す。表１中、中抜け評価の○は、顕微鏡観察にても中抜けを確認できないことを示し、△は目視上は目立たないが顕微鏡観察では中抜けの濃度ムラ色ムラが確認されることを示す。×は目視で中抜けが発見できるレベルである。
【００８４】
【表１】
2008292579.tif 000003
【００８５】
表１に示すように、画像形成装置１００では、縁領域の幅（Ｗ０−Ｗ１）／２が２ドット以上、（Ｈ１‐Ｈ０）が５μｍのとき、３ドット０．１２ｍｍ〜２０ドット０．８ｍｍの線画像の中抜けを防止できる。これにより、中心領域の濃度ムラや色相ムラがほとんど無い良好なブルー色の線画像又は文字画像が得られた。中間転写ベルト５の総トナー載り量が０．７ｍｇ／ｃｍ２以上となるような、二次色、三次色画像においても、中抜けの無い二次転写を実現して、濃度ムラや色相ムラの無い高品質な線画像又は文字画像を出力できた。
【００８６】
このときの中間転写ベルト５上の転写残トナーを透明粘着テープで採取して顕微鏡観察すると、図１０で見られたトナー凝集体は発見されず、紙に二次転写後定着された線画像も良好なブルー色の均一な濃度と色相が得られた。
【００８７】
ここでは、ブルー色の線画像について説明したが、その他の二次色であるグリーン色画像、レッド色画像などについても、同様の画像処理及び露光量の割り増し制御を行うことができる。これにより、ブルー色の場合と同様に、色味変化のない、ぼやけ／太りの良好な線画像又は文字画像が得られる。
【００８８】
グリーン画像においては、イエロートナー像の静電像の書き込みに際して縁領域の露光量の割り増し制御を適用することが望ましい。レッド画像においては、イエロートナー像の静電像の書き込みに際して縁領域の露光量の割り増し制御を適用することが望ましい。露光量の割り増し制御によって増加した分に相当する縁領域のトナーは、大部分が転写残トナーとして中間転写ベルト５に残るからである。このため、紙に転写して定着された画像には、露光量の割り増しに起因する濃度や色相のムラは顕微鏡でも発見できないからである。
【００８９】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態の画像形成装置では、像担持体の一例である感光ドラム１Ｍは、画像形成装置１００に少なくとも１つ配置されて、静電像を担持する。
【００９０】
帯電手段の一例である帯電ローラ３Ｍは、像担持体を帯電させる。
【００９１】
露光手段の一例である露光装置２Ｍは、帯電された像担持体を露光して静電像を形成する。
【００９２】
現像手段の一例である現像装置４Ｍは、形成された静電像にトナーを供給してトナー像を形成する。
【００９３】
中間転写体の一例である中間転写ベルト５は、形成されたトナー像を転写されて複数層を重ねて担持する。
【００９４】
転写手段の一例である二次転写部Ｔ２は、中間転写体に担持された複数層のトナー像を記録材に一括転写する。
【００９５】
制御手段の一例である制御部１１０は、線幅が等しい複数層のトナー像が中間転写体に重ねて担持される場合に、露光手段を制御して、像担持体に、線幅の中心領域が縁領域よりも薄いトナー像を形成させる。
【００９６】
制御部１１０は、線幅の縁領域を、画像濃度に応じた厚さの中心領域よりも厚く割り増して形成させる。
【００９７】
制御部１１０は、複数層のトナー像のうちで中間転写体に対して最初に転写されるトナー像のみで線幅の縁領域を厚く形成させる。
【００９８】
制御部１１０は、複数層のトナー像の線幅が予め定めた値よりも広い場合、複数層のトナー像による合計の面積当たりトナー量が予め定めた値よりも少ない場合、像担持体の環境の絶対湿度が予め定めた値よりも小さい場合のいずれかに該当していると、線幅の縁領域を厚く形成する制御を適用しない。
【００９９】
画像処理手段の一例である画像処理回路１１２は、受信した画像データ又は形成した走査線信号を処理して単色の文字画像又は線画像を識別する。
【０１００】
制御部１１０は、画像処理手段によって単色の文字画像又は線画像が識別された場合に、線幅の縁領域を厚く形成する制御を適用する。
【０１０１】
比較例１で説明したように、均等な厚さのトナー像では、転写圧力を受けた際に、縁領域では外側へトナー粒子がずれて圧力上昇を緩和する余地があるが、中心領域では外側へトナー粒子が移動する余地が無い。このため、強くトナー粒子が押し固められて凝集して中間転写体側へ密着する可能性が生じる。
【０１０２】
これに対して、第１実施形態では、線幅の縁領域で中心領域よりもトナー像の厚みを割り増すので、記録材へ一括転写する際に、線幅の縁領域の圧力負担が増した分、中心領域に作用する圧力が緩和される。逆に言えば、線幅の中心領域に転写圧力を印加されたトナーが逃げる溝空間を中心側に確保しており、溝空間によって中心領域における局所的な圧力上昇を分散させる。
【０１０３】
従って、トナー載り量の多い単色の線画像又は文字画像において、二次転写部Ｔ２にて顕在化する線幅の中心領域のトナー抜けが改善される。具体的には、６００ｄｐｉ３〜２０ドットの線幅で中間転写ベルト５上の合計トナー載り量が０．７ｍｇ／ｃｍ２以上となるような文字画像又は線画像のトナー抜けが改善される。この結果、濃度が均一で色ムラの無い高品位な線画像又は文字画像が得られる。
【０１０４】
＜第２実施形態＞
図１２は第２実施形態におけるイエロートナー像の形成方法の説明図、図１３はイエロートナー像の外観の説明図である。図１４は中間転写ベルト上に形成されたトナー像の重なりの説明図、図１５はトナー像の重なりの二次転写の説明図である。図１２中、（ａ）は感光ドラムの走査露光の説明図、（ｂ）は感光ドラムに形成される静電像の説明図、（ｃ）はトナー像の説明図である。
【０１０５】
第２実施形態では、第１実施形態で説明した線画像Ｇ２のマゼンタトナー像における厚さの割り増し部分をイエロートナー像に置き換えている。言い換えれば、ブルーの線画像Ｇ２を形成するために中間転写ベルト５に最初に一次転写されるイエロートナー像の中心領域の厚さを０としている。
【０１０６】
第２実施形態では、最初に転写されるトナー像における中心領域は、トナー像厚さが０である。
【０１０７】
図１２の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｙに対するイエロー画像の走査露光では、線幅０．１ｍｍ（２ドット）の線画像Ｇ１と、線幅１ｍｍ（２４ドット）の線画像Ｇ３とについては縁領域の露光が無い。線幅０．５ｍｍ（１２ドット）の線画像Ｇ２については、両方の縁領域で露光が行われる。このときの縁領域の露光量は、現像して５μｍのトナー像が形成されるように設定してある。
【０１０８】
図１２の（ｂ）に示すように、線画像の中心領域の明部電位ＶＬｃは、露光量が０なので暗部電位ＶＤに等しい。線画像Ｇ２の縁領域の明部電位ＶＬｅは、露光量に応じて低下し、現像電圧の直流成分ＶＢから見て５μｍ分のトナー量を付着させるだけの現像コントラスト電圧が確保される。
【０１０９】
図１２の（ｃ）に示すように、線画像Ｇ２の両方の縁領域に、高さ５μｍのトナー像が形成される。
【０１１０】
図１３に示すように、中間転写ベルト５上には、感光ドラム１Ｙから、線幅Ｗ０の線画像Ｇ２の両方の縁領域Ａｅに、それぞれ８４μｍ（２ドット分）のイエロートナー像が一次転写される。感光ドラム１Ｙの未露光の０．３４ｍｍ（８ドット分）に対応する幅Ｗ１の中心領域Ａｃは、イエロートナーが付着しないベタ白領域である。
【０１１１】
図１４に示すように、イエロートナー像ＴＹに重ね合わせて、中間転写ベルト５に感光ドラム（１Ｍ：図１）から一様な厚さのマゼンタトナー像ＴＭが一次転写される。続いて、マゼンタトナー像ＴＭに重ね合わせて、中間転写ベルト５に感光ドラム（１Ｃ：図１）から一様な厚さのシアントナー像ＴＣが一次転写される。感光ドラム（１Ｍ：図１）におけるマゼンタトナー像ＴＭの形成は、図６に示すシアントナー像の場合と同様に縁領域での露光量の割り増し制御を伴わない。感光ドラム（１Ｃ：図１）におけるシアントナー像ＴＣの形成は、図６を参照して説明したとおりである。
【０１１２】
図１５の（ａ）に示すように、感光ドラム１Ｃから中間転写ベルト５へシアントナー像ＴＣが一次転写される際に、縁領域のトナー粒子が外側へ逃げても、縁領域が一段高いので、縁領域は加圧力の負担を逃れない。このため、線幅のほぼ全体に渡って圧力が分散して、中心領域での局所的な圧力集中に起因するトナー粒子の凝集や中間転写ベルト５への密着が抑制される。
【０１１３】
図１５の（ｂ）に示すように、二次転写部（Ｔ２：図１）で中間転写ベルト５から記録材Ｐへ二次転写する際に、トナー像の重なり（ＴＣ、ＴＭ、ＴＹ）は再度加圧力に晒される。このとき、既に一次転写時に縁領域のトナー粒子が突き固められているので、縁領域は加圧力の負担を逃れず、線幅のほぼ全体に渡って圧力が分散する。このため、中心領域での局所的な圧力集中に起因するトナー粒子の凝集や中間転写ベルト５への密着が抑制される。
【０１１４】
そして、中間転写ベルト５に接するイエロートナー像ＴＹの大部分は、転写残トナーＴＺとして中間転写ベルト５側へ残るため、線画像Ｇのブルーの色相に大きな影響を及ぼさない。４回の一次転写、１回の二次転写を通じて何回も突き固められた縁領域の二次転写における転写効率は、中心領域よりも低下しているからである。なた、イエロートナーは白色の記録材との明度コントラストが低いため、目立たないからである。
【０１１５】
なお、画像形成部Ｙにて形成されるイエロートナー像ＴＹのベタ白領域は、画像面積率１０％以下のトナー像に置き換えてもよい。
【０１１６】
＜実験結果＞
第２実施形態の露光量制御を用いて各種条件でトナー像の重なりを形成して記録材に二次転写し、定着された線画像における中抜けとイエローの残留状態とを評価した。
【０１１７】
なお、以下の各表における中抜け評価の○は、顕微鏡観察でも中抜けを確認できないレベルである。△は目視では中抜けを確認できないが、顕微鏡観察によれば中抜けを発見できるレベルである。×は目視で中抜けが目立つレベルである。
【０１１８】
また、イエロー評価は、○が目視で線画像のブルーにイエローの混色を認識できないレベル、×は目視でイエローの混色を確認できるレベルである。
【０１１９】
まず、イエロートナー像を用いないで、均一な厚さのマゼンタトナー像と均一な厚さのトナー像とを重ねてブルーの線画像を形成し、線幅Ｗ０と中抜けの発生状態との関係を評価した。線画像の幅Ｗ１を２ドット０．０７ｍｍ〜２０ドット０．８ｍｍとした実験結果を表２に示す。中間転写ベルト５に転写された状態でシアントナー像とマゼンタトナー像との合計トナー載り量は１．００ｍｇ／ｃｍ２、記録材Ｐは坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙である。
【０１２０】
【表２】
2008292579.tif 000004
【０１２１】
表２に示すように、２ドット〜１５ドットの線幅Ｗ０のブルーの線画像に中抜けが発生した。
【０１２２】
次に、表１で最も顕著に中抜けが発生した１０ドット０．４ｍｍの線画像について、イエロートナー像の形成条件を最適化する実験を行った。図１３に示すように、中心領域幅Ｗ１の外側に縁領域のイエロートナー像を配置して線幅Ｗ０のイエロートナー像を感光ドラム（１Ｙ：図１）に形成して中間転写ベルト（５：図１）に一次転写した。感光ドラム１Ｍ、１Ｃにはそれぞれ線幅Ｗ０で厚み分布の等しいマゼンタトナー像、シアントナー像を形成した。図１４に示すように、中間転写ベルト５上のイエロートナー像に重ね合わせて、マゼンタトナー像とシアントナー像とを一次転写し、坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙に二次転写して定着した線画像を評価した。表１の実験と同様に縁領域の幅を２ドット（中心領域幅６ドット）として、イエロートナー像のトナー載り量を０．１５〜０．４０ｍｇ／ｃｍ２に変化させた実験結果を表３に示す。
【０１２３】
【表３】
2008292579.tif 000005
【０１２４】
表３に示すように、２ドット幅の縁領域を形成することで、第１実施形態と同様に中抜けが防止されたが、トナー載り量が０．３ｍｇ／ｃｍ２を越えるとブルーの線画像にイエローが混色して色ムラを生じることが判明した。
【０１２５】
そこで、以降の実験におけるイエロートナー像のトナー載り量を０．２ｍｇと定めた。このときの感光ドラム１Ｙにおける一次転写前のイエロートナー像の厚さは、トナー粒子の１層に対応してほぼ５〜７μｍと測定された。
【０１２６】
また、図１０を参照して説明したように、中間転写ベルト５上の転写残トナーを透明粘着テープで採取して、顕微鏡観察したところ、イエロートナーと、ごく少量のマゼンタトナーを確認できた。これにより、記録材への二次転写を回避したいイエロートナー像は、転写残トナーとして中間転写ベルト５上に残留するが、二次転写されるべきマゼンタトナー像とシアントナー像とはほとんど二次転写されることが確認された。
【０１２７】
次に、イエロートナー像のトナー載り量を０．２ｍｇとし、縁領域の幅を種々異ならせて、イエロートナー像におけるベタ白部分である中心領域の幅Ｗ１を最適化した。
【０１２８】
これまでと同様、線幅Ｗ０は１０ドット０．４ｍｍ、マゼンタトナー像とシアントナー像との合計トナー載り量は中間転写ベルト５上で１ｍｇ／ｃｍ２、記録材は普通紙である。中心領域幅Ｗ１（ベタ白幅）を１ドット０．０４ｍｍ〜８ドット０．３３ｍｍとしたときの線画像の中抜けを評価した結果を表４に示す。
【０１２９】
【表４】
2008292579.tif 000006
【０１３０】
表４に示すように、１０ドットラインに対しては、ベタ白幅が、２〜６ドットが好ましい。そこで、ベタ白幅を４ドットと定め、イエロートナー像が配置される縁領域を３ドットずつ割り当てた。
【０１３１】
従って、２ドットを越えて２０ドットに満たない範囲の線幅Ｗ０＝ｎドットの線画像について、中抜けが発生しない中心領域幅Ｗ１＝ｍドットは、
２＜ｍ＜（ｎ−２）
である。
【０１３２】
次に、ベタ白幅を４ドットとして、イエロートナー像の画像面積率を９０％〜４０％に変化させてイエロートナー像の画像面積率を最適化した。ベタ黄を１００％として、縁領域に１ドット×１ドットのベタ白領域をランダムに分散させることで画像面積率を調整した。つまり、縁領域に形成されるイエロートナー像に１ドットの開口を配置する個数を異ならせた。その評価結果を表５に示す。
【０１３３】
【表５】
2008292579.tif 000007
【０１３４】
表５に示すように、画像面積率は７０％以上であれば中心領域の圧力緩和の効果を十分に発揮できることが確認されたので、画像面積率は１００％とした。
【０１３５】
次に、中心領域幅４ドット、イエロートナー像のトナー載り量０．２ｍｇ／ｃｍ２として、記録材の種類を異ならせて線画像の中抜けを評価した。評価結果を表６に示す。
【０１３６】
【表６】
2008292579.tif 000008
【０１３７】
表６に示すように、いずれの記録材においても中抜け防止効果が確認された。また、コート紙に転写する場合は、記録材への転写効率が高いため、イエロートナー像のトナー載り量を０．２ｍｇ／ｃｍ２以下にすることが望ましい。
【０１３８】
次に、シアントナー像とマゼンタトナー像との合計トナー載り量を１．２ｍｇ／ｃｍ２〜０．７ｍｇ／ｃｍ２の範囲で異ならせて、線画像の中抜けを評価した。評価結果を図７に示す。
【０１３９】
【表７】
2008292579.tif 000009
【０１４０】
表７に示すように、いずれのトナー載り量においても、中抜け防止効果が確認されるとともにブルーの線画像におけるイエローの混色は問題とならなかった。
【０１４１】
＜第３実施形態＞
図１６は第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【０１４２】
第３実施形態の画像形成装置３００は第１実施形態の画像形成装置１００の画像形成部Ｙの上流側に透明トナーを用いてトナー像を形成する画像形成部Ｔを配置する以外は第１実施形態と同様に構成される。画像形成部Ｔの構成も図２に示す画像形成部Ｙと同様に構成される。従って、図１、図２に示される構成から自明な構成については図示略し、又は図１、図２と共通の符号を付して説明を省略する。
【０１４３】
第３実施形態では、最初に転写されるトナー像は、透明トナーによって形成される。
【０１４４】
図１６に示すように、画像形成装置３００の画像形成部Ｔは、感光ドラム１Ｔの表面に露光装置２Ｔが静電像を書き込み、静電像を現像装置４Ｔが現像して透明トナー像を形成する。感光ドラム１Ｔに形成された透明トナー像は、一次転写ローラ６Ｔを用いて中間転写ベルト５に最初に一次転写される。中間転写ベルト５には、透明トナー像に重ね合わせて、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が順次一次転写される。これらのトナー像の重なりは、二次転写内ローラ２３に支持された中間転写ベルト５と二次転写外ローラ２４との間を挟持搬送される記録材Ｐに一括二次転写される。
【０１４５】
画像形成装置３００では、第２実施形態で説明した中心領域の厚さが０のイエロートナー像と同じ形状のトナー像を画像形成部Ｔにおいて透明トナーで形成する。画像形成部Ｙを画像形成部Ｔに置き換えて第２実施形態の制御を適用する。
【０１４６】
例えば、ブルーの線画像を形成する場合には、図１２に示すイエロートナー像の場合と同様にして透明トナー像を形成し、画像形成部Ｙではトナー像を形成しない。そして、画像形成部Ｍ、Ｃで図６に示すように形成した等しい厚み分布のマゼンタトナー像とシアントナー像とを中間転写ベルト５上で重ね合わせる。これにより、図１４に示すイエロートナー像ＴＹを透明トナー像に置き換えた線画像Ｇ２が形成される。
【０１４７】
画像形成装置３００においても第２実施形態と同様な中抜け抑制効果が得られた。透明トナーの場合はイエロートナーを用いる場合に比較して、記録材に転写されたトナーの混色が目立たないという利点がある。
【０１４８】
なお、淡色マゼンタトナー、淡色シアントナー、又は白色トナーで現像を行う画像形成部を備えた画像形成装置においても、同様にして、最も上流側に位置する画像形成部で第２実施形態の制御を実施可能である。透明トナー、淡色トナー、白色トナーを用いる画像形成装置では、二次転写部で一括二次転写される中間転写ベルト上のトナー載り量が０．７ｍｇ／ｃｍ２以上であるケースが多い。このため、線画像又は文字画像において中抜けが発生する可能性が高く、第２実施形態の制御を適用することによって、中抜けを効果的に防止できる。
【０１４９】
＜第４実施形態＞
第１実施形態では、線画像又は文字画像を自動認識して上述した中抜け防止の露光制御を適用した。また、中抜け防止の露光制御は、画像上の上述した中抜け条件に合致する部分について適用し、中抜け条件に合致しない部分には適用しなかった。
【０１５０】
これに対して、第４実施形態では、最初から文字画像／線画像モードが設定されている場合に、画像全体に対して無条件に中抜け防止の露光制御を適用する。
【０１５１】
図３に示すように、画像形成装置１００は、操作パネル１０７を通じて文字画像／線画像モードと写真画像モードとを切り替え設定可能である。操作パネル１０７の設定内容は、入出力部１１７を通じて演算処理回路１１５に入力される。
【０１５２】
制御部１１０は、文字画像／線画像モードが設定されている場合には、露光装置２Ｙを制御して、イエローの分解色画像に含まれるすべての縁領域２ドット分に対して５μｍのトナー像厚さに相当する露光量の割り増しを実行する。また、イエローの分解色を含まない画像部分については、第２実施形態の制御を適用して、マゼンタ、シアンの分解色画像の縁領域２ドット分に対してトナー粒子１層分のトナー像厚さに相当する露光量を割り当てる。
【０１５３】
＜比較例２＞
図１７は比較例２のトナー像の説明図である。
【０１５４】
図１７に示すように、比較例２では、線幅Ｗ０に対して幅Ｗ１の中心領域にイエロートナー像ＴＹを配置し、その上に線幅Ｗ０のマゼンタトナー像とシアントナー像とを重ねて線画像Ｇ２を形成した。感光ドラム（１Ｙ：図１）には、図１３に示すイエロートナー像ＴＹの部分をベタ白領域に置き換え、幅Ｗ１のベタ白領域を厚さ５μｍのイエロートナー層に置き換えたイエロートナー像ＴＹが形成される。これにより、線幅の中心領域の厚さが縁領域よりも大きい、第２実施形態とは逆のトナー像の重なりが形成される。
【０１５５】
このような比較例２の線画像Ｇ２を画像形成したところ、第２実施形態では線画像の中抜けが発生しない条件下でも中抜けが発生した。
【０１５６】
＜実験結果＞
図１７に示すように、線画像Ｇ２を、線幅Ｗ０を１０ドット０．４ｍｍ、イエロートナー像ＴＹを配置する中心領域幅Ｗ１を１ドット〜８ドットとして形成し、定着された線画像の中抜けを評価した。シアン、マゼンタの合計のトナー載り量は、０．７ｍｇ／ｃｍ２として、第２実施形態の実験よりも中抜けを起こりにくくした。実験結果を表８に示す。イエロートナー像のトナー載り量は第２実施形態の実験で最適と判断した０．２ｍｇ／ｃｍ２とした。
【０１５７】
【表８】
2008292579.tif 000010
【０１５８】
表８に示すように、すべての条件で目視レベルの中抜けが確認された。
【０１５９】
次に、中心領域幅Ｗ１が０ドット、すなわち線幅Ｗ０のイエロートナー像ＴＹを用いた線画像Ｇ２について、イエロートナー像ＴＹの画像面積率を１００％（ベタ黄）〜０％（ベタ白）に異ならせる実験を行った。定着された線画像の中抜け評価結果を表９に示す。なお、第２実施形態の実験と同様に、イエロートナー層に１ドット×１ドットのベタ白部をランダムに配置することで画像面積率を設定した。
【０１６０】
【表９】
2008292579.tif 000011
【０１６１】
表９に示すように、すべての条件で目視レベルの中抜けが確認された。マゼンタとシアンの線画像の下に、線幅全域にわたってイエロートナー層分のトナー載り量が増えているので、線幅の中心領域で局所的な圧力集中が発生していると考えられる。
【０１６２】
＜単色の線画像又は文字画像を識別する画像処理＞
第１実施形態で説明した単色の線画像又は文字画像の自動判別は、単色の文字や線画像の特徴を抽出する限りにおいて、各分解色の画像データの段階で実行してもよく、分解色走査線信号に展開した段階で実行してもよい。画像データの段階で可能な処理の一例は、各分解色の組み合わせごとに両方の画像データを加算した画像データと、片方の画像データを増倍した画像データとを比較する画像処理である。また、分解色走査線信号の段階で可能な処理の一例は、分解色走査線信号における平坦部分を抽出して分解色の組み合わせごとに比較する信号処理である。
【０１６３】
図１８は文字画像及び線画像の自動判別のフローチャートである。ここでは、一例として、図３、図４を参照して説明したエッジ露光量の割り増し制御における文字画像及び線画像の自動判別を説明する。
【０１６４】
図１８に示すように、制御部１１０は、注目画素の周辺５画素×５画素の範囲でエッジを検知して（Ｓ１２−１）、画像情報の有無を検知する。制御部１１０は、エッジ検知の対象範囲でエッジがある場合は、ステップＳ１２−２〜Ｓ１２−４の手順に従って、文字画像、線画像、ベタ画像、点画像の判定を行う。
【０１６５】
＜絶対湿度と転写不良との関係＞
第１実施形態の画像形成装置１００において、絶対湿度の異なる環境で各種線幅の線画像を形成して中抜けの発生状況を調べた結果を表１０に示す。
【０１６６】
【表１０】
2008292579.tif 000012
【０１６７】
表１０に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００では、絶対湿度が７０％以上のときに、中抜けが発生し易くなることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】イエロー画像形成部および二次転写部の構成の説明図である。
【図３】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図４】露光装置の制御のフローチャートである。
【図５】マゼンタトナー像の説明図である。
【図６】シアントナー像の説明図である。
【図７】マゼンタトナー像とシアントナー像との二次転写の説明図である。
【図８】比較例１におけるマゼンタトナー像とシアントナー像との二次転写の説明図である。
【図９】線画像の中抜けの説明図である。
【図１０】中抜けの転写残トナーの写真画像である。
【図１１】第１実施形態の実験で用いた線画像パターンの説明図である。
【図１２】第２実施形態におけるイエロートナー像の形成方法の説明図である。
【図１３】イエロートナー像の外観の説明図である。
【図１４】中間転写ベルト上に形成されたトナー像の重なりの説明図である。
【図１５】トナー像の重なりの二次転写の説明図である。
【図１６】第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図１７】比較例２のトナー像の説明図である。
【図１８】文字画像及び線画像の自動判別のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、１Ｔ  像担持体（感光ドラム）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、２Ｔ  露光手段（露光装置）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、３Ｔ  帯電手段（帯電ローラ）
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、４Ｔ  現像手段（現像装置）
５  中間転写体（中間転写ベルト）
Ｔ１  一次転写部
Ｔ２  転写手段（二次転写部）
１００、３００  画像形成装置
１１０  制御手段（制御部）
１１２  画像処理手段（画像処理回路）
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  電源
【図１】
2008292579.tif 000013
【図２】
2008292579.tif 000014
【図３】
2008292579.tif 000015
【図４】
2008292579.tif 000016
【図５】
2008292579.tif 000017
【図６】
2008292579.tif 000018
【図７】
2008292579.tif 000019
【図８】
2008292579.tif 000020
【図９】
2008292579.tif 000021
【図１０】
2008292579.tif 000022
【図１１】
2008292579.tif 000023
【図１２】
2008292579.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
2008292579.tif 000026
【図１５】
2008292579.tif 000027
【図１６】
2008292579.tif 000028
【図１７】
2008292579.tif 000029
【図１８】
2008292579.tif 000030