(57)【要約】【課題】感光体等の耐用状態が進んでも、画像の線幅や濃度を再現性高く維持できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム２の寿命の初期から中期までは、専ら発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２を用いて感光ドラム２に静電潜像を書き込む。感光ドラム２の寿命中期以降は、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の併用を開始し、同一点に合成した露光スポットを走査して感光ドラム２に静電潜像を書き込む。露光制御部５１は、半導体レーザー４２、４３の合計出力を高めるごとに、次第に半導体レーザー４３の出力比率を高める。【選択図】図２
2008281964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
該帯電手段にて帯電された前記像担持体の表面を露光する第１露光手段と、
前記第１露光手段よりも前記像担持体の表面における露光スポットサイズが大きく、前記像担持体の表面を露光する第２露光手段と、
前記第１露光手段及び前記第２露光手段により露光されることで形成される静電潜像をトナー像として現像し、現像されたトナー像を記録材に形成する画像形成手段と、
前記第１露光手段及び前記第２露光手段にて前記像担持体の表面に重ねて露光することで所定濃度のトナー像を形成する場合、画像形成枚数もしくは累積露光時間に応じて前記第１露光手段及び第２露光手段の露光比率を変更するように制御する露光制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光制御手段は、前記重ねて露光される露光部に現像されるトナー像の大きさの変動を抑制するように前記露光比率を変更す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】
前記所定濃度のトナー像を形成すべく、画像形成枚数もしくは露光時間に応じて前記重ねて露光される露光部への被露光量レベルを増加させる場合、前記露光制御手段は、前記第１露光手段の露光比率が高くなるように制御することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定濃度のトナー像を形成すべく、画像形成枚数もしくは露光時間に応じて前記帯電装置による前記像担持体表面の帯電電位を増加させる場合、前記露光制御手段は、前記重ねて露光される露光部における前記第１露光手段の露光比率が低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１露光手段が露光する第１レーザ波長の方が前記第２露光手段が露光する第２レーザ波長よりも短いことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、分光感度が前記第１レーザ波長よりも前記第２レーザ波長の方が低く、前記露光制御手段は、前記像担持体の累積露光量の増加に伴い、前記重ねて露光される露光部における前記第１露光手段の露光比率が低くなるように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記露光制御手段は、前記現像装置の累積現像量の増加に伴い、前記重ねて露光される露光部における前記第１露光手段の露光比率が低くなるように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記露光制御手段は、前記現像装置の累積動作時間が所定値に達した場合、前記重ねて露光される露光部における前記第１露光手段の露光比率が低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記露光制御手段は、前記像担持体の環境湿度が所定湿度より高い場合、前記重ねて露光される露光部における前記第１露光手段の露光比率が低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至８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、像担持体表面を多重露光して静電潜像を形成する画像形成装置、詳しくは同一露光点に重ね合わせる各露光の露光強度の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電させた像担持体の表面に複数本のレーザービームを走査露光して静電潜像を形成し、帯電したトナーを静電潜像に付着させてトナー像に現像する画像形成装置が実用化されている。その目的は、像担持体の表面に複数本の走査線を並列に書き込むことで、専ら画像形成速度（プロセススピード）を高めようとするものである。
【０００３】
一方、露光スポット径が大小異なる２本のレーザービームを、ハーフミラーにより同一光路に合成して用いる露光装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここでは、画像の低濃度領域（ハイライト側）では、露光スポット径の小さなレーザービームに切り替え、画像の高濃度領域では、露光スポット径の大きなレーザービームに切り替えている。
【０００５】
また、露光スポット径の小さなレーザービームを用いて文字画像を走査露光し、露光スポット径の大きなレーザービームを用いて多階調画像を走査露光するものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
特許文献６には、ガウス分布の露光スポット内光量分布を有する楕円形の露光スポットで像担持体表面を走査露光する画像形成装置が示される。ここでは、露光スポット径を画素ピッチの８０％以上３００％以下としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８５４６６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６４３９１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１７３０７４号公報
【特許文献４】特開平０８−１６４６３４号公報
【特許文献５】特開平１０−３５００８号公報
【特許文献６】特開２００２−２３４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
像担持体表面に形成される露光スポットの露光量分布は、通常、特許文献６に示されるように、中心にピークを持って周辺へ向かって自然に低下するガウス分布となる。このため、露光量に応じた電流で帯電電位が放電して形成される露光スポットの静電潜像は、露光量分布を反映して、中心にピークを形成して周辺へ向かって帯電電位に近付く電位分布（帯電量分布）を有する。
【０００９】
そして、露光スポットの静電潜像の電位分布と現像装置で用いる現像電圧との相対関係によってトナー像が現像されるため、静電潜像の電位分布は現像されたトナー像の大きさや濃度に影響を及ぼす（図９参照）。また、同じ静電潜像であっても、現像電圧や現像剤の帯電量が変化すると、トナー像の大きさや濃度が変化する。
【００１０】
つまり、露光スポットの静電潜像が現像されたトナー像のサイズは、静電潜像の電位分布、現像電圧、現像剤の帯電量等に応じて変化する。露光スポットのトナー像のサイズが変化すると、露光スポットを走査して得られるトナー像の線幅も、現像線を配列して形成される画像濃度も変化する。
【００１１】
そして、後述するように、像担持体の使用度合いが進むと、同じ露光では同じ電位分布の静電潜像を再現できなくなって、同じトナー像の線幅や画像濃度を再現できなくなる。現像装置の使用度合いや環境が変化すると、同じ静電潜像に対して同じトナー像の線幅や画像濃度を再現できなくなる。
【００１２】
本発明は、画像形成装置の環境変化や使用度合いが進んでも、画像の線幅や濃度を再現性高く維持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】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段にて帯電された前記像担持体の表面を露光する第１露光手段と、前記第１露光手段よりも前記像担持体の表面における露光スポットサイズが大きく、前記像担持体の表面を露光する第２露光手段と、前記第１露光手段及び前記第２露光手段により露光されることで形成される静電潜像をトナー像として現像し、現像されたトナー像を記録材に形成する画像形成手段と、前記第１露光手段及び前記第２露光手段にて前記像担持体の表面に重ねて露光することで所定濃度のトナー像を形成する場合、画像形成枚数もしくは累積露光時間に応じて前記第１露光手段及び第２露光手段の露光比率を変更するように制御する露光制御手段とを有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像形成装置の環境変化や使用度合いが進んでも、画像の線幅や濃度を再現性高く維持した高品質の画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、露光点での露光領域の大きさが異なる露光を重ねて像担持体に静電潜像を書き込む限りにおいて、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できる。複数の露光は、各露光を空間的に重ねて同時に行ってもよく、時差を持たせて順番に行ってもよい。
【００１６】
本発明は、１つの像担持体に各色現像器を配置した画像形成装置のみならず、中間転写体や記録材搬送体に沿って各色トナー像形成部を配置した画像形成装置でも実施できる。１つの像担持体から単色画像を記録材に直接転写する画像形成装置でも実施できる。
【００１７】
本実施形態では、トナー像の形成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、筐体構造を付加して、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。
【００１８】
なお、特許文献１乃至６に示される画像形成装置の構成、部材、各電源、装置機器の詳細な制御内容等の一般的事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１９】
＜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は露光装置の構成の説明図である。第１実施形態の画像形成装置１は、転写ドラム７に担持させた記録材Ｐに感光ドラム２からマゼンタ、シアン、イエローのトナー像を順番に転写して重ね合わせるフルカラー画像形成装置である。
【００２０】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。
【００２１】
第１実施形態では、帯電手段（３）は、像担持体（２）を帯電する。
【００２２】
第１露光手段（４３）は、帯電手段（３）にて帯電された像担持体（２）の表面を露光する。
【００２３】
第２露光手段（４２）は、第１露光手段（４３）よりも像担持体（２）の表面における露光スポットサイズが大きく、像担持体（２）の表面を露光する。
【００２４】
第１実施形態では、第１露光手段（４３）が露光する第１レーザ波長の方が第２露光手段（４２）が露光する第２レーザ波長よりも短い。
【００２５】
画像形成手段（現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、転写ドラム７、転写帯電装置９）は、第１露光手段及び第２露光手段（４３、４２）により露光されることで形成される静電潜像をトナー像として現像し、現像されたトナー像を記録材に形成する。
【００２６】
露光装置（４）は、像担持体（２）表面での光学的な露光スポットサイズが異なる二種類のレーザービームを走査し、露光点での露光領域が狭い露光（４３Ｌ）のレーザービームは、他の露光のレーザービーム（４２Ｌ）よりも発振波長が短い。
【００２７】
複数の露光（４２Ｌ、４３Ｌ）は、いずれも露光点を中心として周囲へ向かって光束密度が減少する光量分布であって、露光（４３Ｌ）は、露光（４２Ｌ）よりも露光点に対する光束密度の集中度が高い。
【００２８】
露光制御手段（５１）は、像担持体（２）と現像装置（６ａ）との少なくとも一方の耐用状態（画像形成枚数）に応じて、複数の露光による露光点の合計露光量に対して露光領域が狭い露光（４３Ｌ）が占める割合を変化させる。このとき、耐用状態の進行に伴う露光点のトナー像の大きさの変化を抑制する方向に変化させる。
【００２９】
図１に示すように、画像形成装置１は、感光体の一例として、回転自在に支持され、不図示の駆動機構に駆動されて矢印で示す副走査方向に回転する感光ドラム２を有する。感光ドラム２の周囲には、一次帯電装置３、露光装置４、表面電位センサ５、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、転写ドラム７、転写帯電装置９、クリーニング装置１０、除電装置１１が配置される。
【００３０】
一次帯電装置３は、露光装置４によるレーザービーム走査露光に先立たせて感光ドラム２の表面を一様に帯電する。一次帯電装置３のグリッド電極３ａには、高圧制御ユニット３３ａからグリッドバイアス電圧ＶＧが印加されている。コロナワイヤ３ｂは、高圧制御ユニット３３ｂからコロナワイヤ印加電圧が印加されてコロナ放電を発生し、グリッドバイアス電圧ＶＧに応じた量の帯電粒子を感光ドラム２の表面に照射する。
【００３１】
露光装置４は、画像信号に応じて変調されたレーザービームを主走査方向に走査して感光ドラム２の表面に静電潜像を書き込む。
【００３２】
図２に示すように、レーザービーム４２Ｌと、反射ミラー４７を経たレーザービーム４３Ｌとは、ハーフミラー４６によって同一光路に合成されて、光偏向器４８に入射する。レーザービーム４２Ｌは、半導体レーザー４２から出力されて、コリメータレンズ４４により平行光に変換され、レーザービーム４３Ｌは、半導体レーザー４３から出力されて、コリメータレンズ４５により平行光に変換される。
【００３３】
光偏向器４８は、複数の反射面を有する回転多面鏡であって、不図示のモータで駆動されて矢印Ａ方向に所定の速度で回転している。光偏向器４８は、副走査方向Ｃに回転する感光ドラム２の表面で、レーザービーム４２Ｌの露光スポットとレーザービーム４３Ｌの露光スポットとを主走査方向Ｂに走査する。
【００３４】
結像光学系４９は、３つのレンズ４９ａ、４９ｂ、４９ｃで構成されてｆ−θ特性を付与され、平行光のレーザービーム４２Ｌ、４３Ｌを、感光ドラム２の表面に結像させて同一露光点に同時に露光スポットを形成する。
【００３５】
露光制御手段の一例である露光制御部５１は、形成する各色の画像データと後述する各種条件とに基づいて発光信号発生器４０を制御する。発光信号発生器４０は、発振波長が６６０ｎｍの半導体レーザー４２と、発振波長が４４０ｎｍの半導体レーザー４３とを、露光制御部５１から出力された同一の画像信号と強度比率とで駆動する。
【００３６】
これにより、感光ドラム２の表面は、レーザービーム４２Ｌの露光スポットとレーザービーム４３Ｌの露光スポットとを空間的に重ね合わせて同時に走査露光される。
【００３７】
図１に示すように、現像装置の一例である現像装置６ａ、６ｂ、６ｃは、それぞれマゼンタ、シアン、イエローの各色トナーを充填され、現像電圧ＶＤＣを用いて、感光ドラム２の表面に形成された静電潜像を対応する各色トナーで現像してトナー像を形成する。現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、各色トナーを薄層状態で担持して、感光ドラム２の表面に僅かな隙間を介して回転する。現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、現像バイアス電圧制御回路３５ａ、３５ｂ、３５ｃから現像電圧ＶＤＣを印加されることにより、トナー粒子を感光ドラム２の表面の静電潜像に向かって静電気的に移動させる。
【００３８】
転写ドラム７は、シートカセット１３から１枚ずつ取り出された記録材Ｐを担持し、回転して感光ドラム２の表面のトナー像に接触回転させる。転写帯電装置９は、転写電圧制御回路３６から転写電圧を印加されて記録材Ｐをトナー像と逆極性に帯電させて、感光ドラム２から記録材Ｐへトナー像を移動させる。
【００３９】
クリーニング装置１０は、記録材Ｐに転写されることなく感光ドラム２の表面に残留した転写残トナーを除去する。除電装置１１は、感光ドラム２の表面を除電して静電潜像を解消し、次回のトナー像形成に備えさせる。
【００４０】
感光ドラム２の最初の１回転目、露光装置４がマゼンタ画像の静電潜像を書き込み、現像装置６ａがマゼンタトナーで現像し、形成されたマゼンタトナー像が転写ドラム７の記録材Ｐに転写される。感光ドラム２の続く２回転目、露光装置４がシアン画像の静電潜像を書き込み、現像装置６ａがシアントナーで現像し、形成されたシアントナー像が記録材Ｐに転写される。感光ドラム２の続く３回転目、露光装置４がイエロー画像の静電潜像を書き込み、現像装置６ａがイエロートナーで現像し、形成されたイエロートナー像が記録材Ｐに転写される。
【００４１】
マゼンタ、シアン、イエローの各色トナー像を順番に転写された記録材Ｐは、その後、転写ドラム７の表面に当接する剥離爪１５によって転写ドラム７から分離されて定着装置１６へ導かれる。定着装置１６は、各色トナー像を重ねて転写された記録材Ｐを加熱加圧して、記録材Ｐの表面にトナー像を定着させる。フルカラー画像を形成された記録材Ｐは、排出トレイ１７に排出される。
【００４２】
＜実施例１＞
図３は現像コントラストの説明図、図４は感光ドラムの表面電位測定の説明図である。図３中、（ａ）は、静電潜像の主走査方向の表面電位分布、（ｂ）は、静電潜像を現像したトナー像の主走査方向の濃度分布である。
【００４３】
第１実施形態では、感光ドラム２の露光部分にトナーを付着させる反転現像方式を採用している。図１を参照して図３の（ａ）に示すように、感光ドラム２の表面を一次帯電装置３によって一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電した後、露光装置４が露光して明部電位ＶＬの静電潜像を形成する。そして、負極性に帯電させたトナーを担持した現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに、暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬとの間に位置する現像電圧ＶＤＣを印加して静電潜像をトナー像に現像する。
【００４４】
明部電位ＶＬは、接地電位に近い負極性の電位なので、負極性のトナーは、現像電圧ＶＤＣに対して正極性となる明部電位ＶＬの静電潜像に付着する。そして、明部電位ＶＬと現像電圧ＶＤＣとの差電圧である現像コントラストＶＣＯＮＴの帯電量を埋め合わせるだけのトナーが静電気的に付着して、図３の（ｂ）に示すように、トナー像が現像される。
【００４５】
従って、現像コントラストＶＣＯＮＴは、現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃから感光ドラム２の露光部へ帯電したトナー粒子を引き付ける駆動力である。暗部電位ＶＤと現像電圧ＶＤＣとの電位差であるかぶり取り電圧ＶＢＡＣＫは、非露光部における負極性のトナーの付着（かぶり）を抑えるため、所定値以上に確保されている。そして、現像コントラストＶＣＯＮＴとかぶり取り電圧ＶＢＡＣＫとで潜像コントラスト電圧ＶＳＣが構成される。
【００４６】
しかし、感光ドラム２の環境湿度が高まると、静電潜像に付着するトナー量が増えてトナー像の濃度が増加し、環境湿度が低下すると静電潜像に付着するトナー量が減ってトナー像の濃度が低下する。また、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃは、同一の静電潜像を現像した際にトナー像の濃度がそれぞれ違う。
【００４７】
そこで、電圧制御部３１は、温度湿度センサ３７の出力から絶対湿度ｈｕｍ＿ａｂｓを求め、表１に示すテーブルに基づいて、絶対湿度の範囲と現像装置６ａ、６ｂ、６ｃとの組み合わせごとに目標とする現像コントラストＶＣＯＮＴを決定する。温度湿度センサ３７は、感光ドラム２の周囲の温度と湿度とを測定して絶対水分量のアナログ電圧信号を出力する。アナログ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換されて電圧制御部３１に入力される。
【００４８】
【表１】
2008281964.tif 000003
【００４９】
暗部電位ＶＤは、ドラムメモリの発生しない電位領域に設定される必要がある。暗部電位ＶＤが低すぎると、像露光ゴーストと言われる現象が発生し易くなる。これは、前回露光によって感光ドラム２の露光部と非露光部とに発生したキャリアの残量のレベル差に起因して、帯電装置３を通過した感光ドラム２の表面に電位差が発生する現象と考えられる。像露光ゴーストは、感光ドラム２の感光材料のキャリアの走行性に感度があると思われ、感光ドラム２の環境湿度によっても発生レベルが異なってくる。
【００５０】
像露光ゴーストは、感光ドラム２の露光部と非露光部とで電位のコントラスト｛（ＶＤ−ＶＬ）／（ＶＤ＋ＶＬ）｝が小さい方が発生し難いことが確認されている。しかし、暗部電位ＶＤを高くしてコントラストを高めると、感光ドラム２の耐久性が低下するため、暗部電位ＶＤは、像露光ゴーストが発生しない範囲で、なるべく低い値が望ましい。
【００５１】
そこで、電圧制御部３１は、温度湿度センサ３７の出力から絶対湿度ｈｕｍ＿ａｂｓを求め、表２に示すテーブルに基づいて、像露光ゴーストが発生しない帯電電位の下限値を求め、下限値を割り込まない範囲で帯電電位を設定する。
【００５２】
【表２】
2008281964.tif 000004
【００５３】
図１に示すように、画像形成装置１には、画像形成回数（露光回数、累積現像回数）を記録するカウンタ３８を設けている。電圧制御部３１は、カウンタ３８で検知した画像形成回数に応じて、表２に示すように、帯電電位の下限値を異ならせて設定する。その理由は、感光ドラム２の感光材料のキャリアの走行性の特性が使用により変化していくため、その変化に応じて像露光ゴーストの発生し易さも変化するからである。
【００５４】
一方、帯電電位の上限値は、一次帯電装置３が設定し得るグリッド高圧の上限値−９００Ｖで得られる帯電電位となる。下限値と上限値との間の帯電電位設定範囲は可能な限り広く確保することで、後述する帯電電位の設定フローのルーチンを最小限に抑えて、画像形成装置１の生産性を高められる。
【００５５】
ところで、感光ドラム２は、使用時間の増加とともに次第に露光感度が低下する。その原因は様々であるが、運転環境の温度変化による感度特性の劣化や、露光・帯電の繰り返しによる感光層の光疲労が考えられる。そして、感光ドラム２の露光感度が低下すると、同一帯電条件で帯電された感光ドラム２に同一露光条件の露光を行っても、潜像コントラスト電圧ＶＳＣが十分に得られなくなる。このため、同一の現像電圧ＶＤＣを差し引いた現像コントラストＶＣＯＮＴが不足して、トナーの付着量が減り、トナー像の濃度が低下する。
【００５６】
そこで、電圧制御部３１は、画像形成に先立つ前回転時に、表面電位センサ５の測定結果に基づいて感光ドラム２の露光感度を評価する。そして、露光感度が低下すると、最初に一次帯電装置３の帯電条件を割り増して暗部電位ＶＤを引き上げることにより、現像コントラストＶＣＯＮＴを確保する。このようにして、暗部電位ＶＤが上限値−９００Ｖに達すると、露光装置４の露光条件を割り増して明部電位ＶＬを引き下げることにより、現像コントラストＶＣＯＮＴを確保する。
【００５７】
表面電位センサ５は、感光ドラム２の表面電位に対応するアナログ電圧信号を出力する。アナログ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換されて電圧制御部３１に入力される。
【００５８】
電圧制御部３１は、規定値のグリッドバイアス電圧ＶＧ１、ＶＧ２を一次帯電装置３のグリッド高圧に設定して、表面電位センサ５により、暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）を測定する。そして、図５に示すように、電圧制御部３１は、暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）から、それぞれの傾きα、βを下記第（１）、（２）式より求める。
【００５９】
α＝｛ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＤ（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（１）
β＝｛ＶＬ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ２）｝／（ＶＧ２−ＶＧ１）…（２）
【００６０】
さらに、電圧制御部３１は、前記α、βの値、暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）、及び明部電位ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）から、感光ドラム２の電位変化特性について、直線近似を行う。かかる直線近似をした電位変化特性は、以下の（３）、（４）式で表わされる。
【００６１】
ＶＤ（ＶＧ）＝α（ＶＧ−ＶＧ１）＋ＶＤ（ＶＧ１）…（３）
ＶＬ（ＶＧ）＝β（ＶＧ−ＶＧ１）＋ＶＬ（ＶＧ１）…（４）
【００６２】
次に、電圧制御部３１は、上記（３）、（４）式から目標とするかぶり取り電圧ＶＢＡＣＫと現像コントラストＶＣＯＮＴとの和に相当するグリッドバイアス電圧ＶＧを求める（Ｓ１８）。また、グリッドバイアス電圧ＶＧにおける現像バイアス電圧ＶＤＣを求める。
【００６３】
すなわち、図３の（ａ）に示した関係から、
ＶＤ−ＶＬ＝ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮＴ…（５）
ＶＤＣ    ＝ＶＬ＋ＶＣＯＮＴ      …（６）
が成立するため、上記第（３）、（４）式の関係から、
ＶＧ＝｛ＶＤ（ＶＧ）−ＶＬ（ＶＧ）−（ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１
となり、さらに上記第（５）式から、ＶＧは、
ＶＧ＝｛ＶＢＡＣＫ＋ＶＣＯＮＴ−（ＶＤ（ＶＧ１）−ＶＬ（ＶＧ１））｝／（α−β）＋ＶＧ１…（７）
となる。上記（７）式に示す式中の値は全て既知のため、一義的に決定することができる。
【００６４】
このとき、上記第（３）、（４）、（６）式から求めた、明部電位ＶＬ、暗部電位ＶＤ、現像バイアス電圧ＶＤＣは、目標とする電位差ＶＢＡＣＫ、電位差ＶＣＯＮＴの切り換えに応じて電圧制御部３１の内部メモリに記憶させる。
【００６５】
なお、上記演算が成立することは、最初に測定するＶＤ（ＶＧ１）、ＶＤ（ＶＧ２）、ＶＬ（ＶＧ１）、ＶＬ（ＶＧ２）に基き、ＶＧに対する感光ドラム２の帯電、露光特性が直線に近似できることが前提となっているが、実際には直線にはならない。
【００６６】
従って、規定値のグリッドバイアス電圧ＶＧ１、ＶＧ２が、設定されるべきＶＧ値と大きく離れる場合には、算出されたグリッドバイアス電圧ＶＧに対する暗部電位ＶＤと、実際の暗部電位ＶＤの値に差が生じてしまう場合がある。そこで、第１実施形態では、帯電電位の設定領域を考慮して、ＶＧ１＝４００Ｖ、ＶＧ２＝７００Ｖとした。
【００６７】
＜実施例１の制御＞
図５は実施例１の帯電電位および露光出力の制御のフローチャート、図６は感光ドラムの感度低下に伴う画像濃度制御の説明図である。図７は発振波長の異なるレーザービームで所定濃度のトナー像となるように多重露光した合成露光スポットの光量分布と静電潜像の電位分布との説明図である。
【００６８】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。
【００６９】
実施例１では、露光制御手段（５１）は、第１露光手段（４３）及び第２露光手段（４２）にて像担持体（２）の表面に重ねて露光することで所定濃度のトナー像を形成する場合、画像形成枚数もしくは累積露光時間に応じて第１露光手段（４３）及び第２露光手段（４２）の露光比率を変更するように制御する。
【００７０】
露光制御手段（５１）は、重ねて露光される露光部に現像されるトナー像の大きさの変動を抑制するように第１露光手段（４３）と第２露光手段（４２）の露光比率を変更する。
【００７１】
露光制御手段（５１）は、所定濃度のトナー像を形成すべく、画像形成枚数もしくは露光時間に応じて重ねて露光される露光部への被露光量レベルを増加させる場合、第１露光手段（４３）の露光比率が高くなるように制御する。
【００７２】
露光制御手段（５１）は、像担持体（２）の耐用状態の進行に伴って露光点の合計露光量が増すと、露光（４３Ｌ）が合計露光量に占める割合を高める。
【００７３】
感光ドラム２の有機感光体は、使用とともに露光感度が低下するため、電圧制御部３１は、当初、露光量を一定に保って帯電電位を次第に上昇させることにより、必要な現像コントラストＶＣＯＮＴを確保する。しかし、上限値−９００Ｖに到達した場合には、電圧制御部３１は、露光装置４のレーザー出力を所定量高めさせる。このとき、実施例１では、多重露光を行わせる２本のレーザービームの出力比を変化させて、合成露光スポットに形成される静電潜像の電位分布の変化を抑制する。
【００７４】
図１を参照して図５に示すように、電圧制御部３１は、画像形成に先立たせて画像濃度制御を実行する。まず、感光ドラム２の前回転が開始され、前回転と同時に除電装置１１によって感光ドラム２の表面の残留電位の除去が行われる。
【００７５】
電圧制御部３１は、温度湿度センサ３７の出力から絶対湿度ｈｕｍ＿ａｂｓを求めて目標とする現像コントラストＶＣＯＮＴを４色分決定する（表１参照）。また、各種画像形成条件パラメータに応じて、かぶり取り電圧ＶＢＡＣＫ、レーザー出力も４色分決定する（Ｓ１１）。
【００７６】
次に、一次帯電装置３、露光装置４を制御して表面電位センサ５による電位測定を開始する（Ｓ１２）。まず、一次帯電装置３のグリッド電極３ａに規定値のグリッドバイアス電圧ＶＧ１を印加させて感光ドラム２を帯電させ、露光装置４による露光を行わない暗部電位ＶＤ（ＶＧ１）を表面電位センサ５により測定する（Ｓ１３）。続いて、露光装置４による露光を行った明部電位ＶＬ（ＶＧ１）を測定する（Ｓ１４）。
【００７７】
次に、一次帯電装置３のグリッド電極３ａに別の規定値のグリッドバイアス電圧ＶＧ２を印加させて、同様に、暗部電位ＶＤ（ＶＧ２）を測定し（Ｓ１５）、続いて、露光装置４による露光を行った明部電位ＶＬ（ＶＧ２）を測定する（Ｓ１６）。
【００７８】
そして、これらの測定結果に基いて、上記（７）式により、各色のトナー像形成におけるグリッドバイアス電圧ＶＧを算出する（Ｓ１７）。温度湿度センサ３７の出力に基づいて定めたグリッドバイアス電圧ＶＧのデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ信号に変換して、高圧制御ユニット３３ｂに設定される（Ｓ１８）。コロナワイヤ印加電圧のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ信号に変換して、高圧制御ユニット３３ａに設定される。
【００７９】
続いて、各色のグリッドバイアス電圧ＶＧによる帯電状態で、暗部電位ＶＤ（ＶＧ）を表面電位センサ５により測定する（Ｓ１９）。そして、暗部電位ＶＤ（ＶＧ）が上限値ＶＤｍａｘ以上であれば（Ｓ２０のＮｏ）、図２に示す露光制御部５１にレーザー出力を増加させる（Ｓ２４）。
【００８０】
その際、後述するように、発振波長が６６０ｎｍの半導体レーザー４２の出力を低下させ、発振波長が４４０ｎｍの半導体レーザー４３の出力を増加させる（Ｓ２５）。このようにして、暗部電位ＶＤ（ＶＧ）が上限値ＶＤｍａｘを超えていた色では、その色の露光におけるレーザー光量を大きくして再度同様のフローを行い、グリッドバイアス電圧ＶＧを設定し直す。
【００８１】
また、暗部電位ＶＤ（ＶＧ）が下限値ＶＤｍｉｎ以下であれば（Ｓ２１のＮｏ）、露光制御部５１にレーザー出力を削減させる（Ｓ２６）。その際、Ｓ２５の動作と逆の動作を行い、発振波長が６６０ｎｍの半導体レーザー４２の出力を増加させ、発振波長が４４０ｎｍの半導体レーザー４３の出力を低下させる（Ｓ２７）。下限値ＶＤｍｉｎを下回っている色では、その色の露光におけるレーザー光量を下げて再度同様のフローを行って、グリッドバイアス電圧ＶＧを設定し直す。レーザー出力の設定値のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ信号に変換して、露光装置４に入力される。
【００８２】
そして、全色の暗部電位ＶＤが上限値ＶＤｍａｘと下限値ＶＤｍｉｎとの範囲に入っていれば（Ｓ２０のＹｅｓ、Ｓ２１のＹｅｓ）、各色の暗部電位ＶＤの制御は終了となる。全色の帯電電位が所望の範囲に収まった段階で、電圧制御部３１の内部メモリに最終的な各色のグリッドバイアス設定値ＶＧが記憶される。
【００８３】
このようにして、各色のグリッドバイアス電圧ＶＧとレーザー出力とが設定された後、電圧制御部３１は、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃの現像スリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに印加される各色の現像電圧ＶＤＣを演算する（Ｓ２２）。現像電圧ＶＤＣの設定値のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ信号に変換して現像バイアス電圧制御回路３５ａ、３５ｂ、３５ｃに設定される。
【００８４】
電圧制御部３１は、グリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤＣの演算を各色毎に行い、全色のデータを内部メモリに格納した時点で画像形成準備終了となる。電圧制御部３１は、前回転を終了させて画像形成を開始させる。画像形成が開始されると、電圧制御部３１は、１色毎にグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤＣを内部メモリから読み出して、高圧制御ユニット３３ａ、３３ｂ、及び現像バイアス電圧制御回路３５ａ、３５ｂ、３５ｃに設定する。これにより、グッリドバイアス電圧ＶＧ及び現像バイアス電圧ＶＤＣを印加した状態で、前述した画像形成を１色についてのみ行い、形成されたトナー像を記録材Ｐ上に転写する。そして、他の色についても同様にトナー像の形成を行うが、グリッドバイアス電圧ＶＧ及び現像バイアス電圧ＶＤＣは、各色毎に変えていく。そして、３色の画像形成が終了すると、画像形成作動が終了して感光ドラム２は後回転を実行し、停止する。
【００８５】
上述したように、画像形成装置１では、帯電電位の上限値は、感光ドラム２の耐圧性能や高圧制御ユニット３３ａの出力性能に限界付けられる。このため、感光ドラム２の露光感度の低下や多湿環境等に起因して、必要な潜像コントラストＶＳＣが大きく増えると、グリッドバイアス電圧ＶＧの調整だけでは必要な現像コントラストＶＣＯＮＴを確保できなくなる。
【００８６】
図６に示すように、電圧制御部３１は、当初、レーザー出力ａを保って暗部電位ＶＤを高めることにより、必要な潜像コントラスト電圧ＶＳＣを確保する。しかし、帯電電位の上限値−９００Ｖに達して必要な潜像コントラストＶＳＣを確保できなくなると、電圧制御部３１は、露光制御部５１を通じて露光装置４のレーザー出力を高めることにより、必要な潜像コントラストＶＳＣを確保する。
【００８７】
しかし、露光装置４のレーザー出力を単純に割り増すと、レーザー出力が低い場合とで露光スポットの静電潜像の電位分布が変化してしまい、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃによる同等な現像結果が得られなくなる。
【００８８】
そこで、電圧制御部３１からレーザー出力増加を指令されてレーザー出力を割り増す際（Ｓ２４：図５）に、露光制御部５１は、レーザービーム４２Ｌとレーザービーム４３Ｌの強度比率を変更する。露光スポットの光量ピークが狭い４４０ｎｍのレーザービーム４３Ｌの出力割合を増加させる一方で、光量ピークが広い６６０ｎｍのレーザービーム４２Ｌの出力割合を低下させる（Ｓ２５：図５）。これにより、図６に示すレーザー出力ｂでも、レーザー出力ａの場合と同様な現像幅となるような静電潜像が形成される。
【００８９】
図６は、暗部電位ＶＤ１、ＶＤ２におけるレーザー出力と明部電位ＶＬとの関係を、感光ドラム２の寿命の初期、中期、後期で比較している。感光ドラム２の寿命の初期、中期、後期で同一の潜像コントラストＶＳＣを確保できるレーザー出力と暗部電位ＶＤとの組み合わせを示している。
【００９０】
帯電と露光とを繰り返すことにより感光ドラム２の露光感度が劣化するので、図６に示すように、感光ドラム２の寿命の初期から中期までは、暗部電位ＶＤを上昇させて同一の潜像コントラストＶＳＣを確保する。しかし、高圧制御ユニット３３ａの性能限界により暗部電位ＶＤが上限値に到達する中期以降は、感光ドラム２の露光感度の劣化に対して、レーザー出力を次第に増加して、同一の潜像コントラストＶＳＣを確保する。
【００９１】
これに対して、図２に示す露光装置４で、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２から出力されるレーザービーム４２Ｌだけで、画像濃度制御を行った場合を考える。初期から中期までは、図６のレーザー出力ａに対応する暗部電位ＶＬの曲線の傾きがそれほど大きくは異ならない。このため、図７の（ａ）に示すように、感光ドラム２の表面に形成される露光スポットの静電潜像の面内電位分布はあまり変化しない。これにより、現像電圧ＶＤＣを用いて現像した場合、ハッチング部分にトナーが付着して現像されるので、露光スポットのトナー像の大きさも変化しない。従って、露光スポットを走査して形成される走査線のトナー像の太さも、走査線を副走査方向に配列して形成される画像の濃度もあまり変化しない。
【００９２】
しかし、中期から後期に至る過程では、図６に示すように、レーザー出力を強めて（多重露光する露光部の被露光量レベルを増加させて）必要な潜像コントラストＶＳＣを得るので、レーザー出力ｂに対応する暗部電位ＶＬの曲線の傾きが小さい領域が使用される。このため、図７の（ｂ）に示すように、露光スポットの静電潜像の電位分布は大きく変化し、現像電圧ＶＤＣで現像される露光スポットのトナー像が著しく拡大する。従って、露光スポットを走査して形成される走査線のトナー像が太くなり、走査線を副走査方向に配列して形成される画像の濃度が高まる。
【００９３】
そこで、実施例１では、図２に示すように、露光制御部５１が、同一の画像信号で駆動される発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３との駆動比率を調整する。これにより、図７の（ｃ）に示すように、露光スポットの露光量面内分布のピーク幅を細くして、中期〜後期でも、図７の（ａ）に示す初期〜中期と同様な静電潜像の電位分布を獲得させる。
【００９４】
図７の（ｃ）は、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３とで二重露光した場合で、図中破線がそれぞれの出力を示している。発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３は、露光スポット径が発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の約１／２に絞れるために、全体として、図７の（ａ）に近い静電潜像の電位分布が再現される。なお、図７の（ｂ）は、（ａ）の２倍の光量で６６０ｎｍの半導体レーザー４２のみを使用し続けた場合である。
【００９５】
実施例１では、感光ドラム２の寿命の初期から中期までは、図７の（ａ）に示すように、専ら発振波長６６０ｎｍのレーザービーム４２Ｌを使用する。その後、グリッドバイアス電圧ＶＧの計算値が上限値を超えて、電圧制御部３１がレーザー出力を高める判断を行うと、露光制御部５１が、レーザービーム４３Ｌの併用を開始する。露光制御部５１は、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３についても、半導体レーザー４２と同一のＰＷＭ変調された画像信号で駆動して、走査線に沿った各画素の階調を書き込む。これにより、感光ドラム２の表面は、レーザービーム４２Ｌの露光スポットとレーザービーム４３Ｌの露光スポットとを一体に重ね合わせた合成露光スポットで走査露光される。
【００９６】
そして、露光制御部５１は、多重露光の合計のレーザー出力を高めるに従って、合計のレーザー出力に占める発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の発光強度の比率を高める（Ｓ２５：図５）。この比率は、感光ドラム２の露光量−電位特性（ＥＶ特性）、レーザー出力の上昇幅、出力画像の線幅等に対応して設定される。比率の変更量は、レーザー出力の補正量に対応して露光制御部５１の内部メモリに記憶されている。実施例１では、初期〜中期に適用される標準のレーザー出力に対し、光量で２倍までを合計のレーザー出力として出力できるが、２倍のとき、合計のレーザー出力の１／２を発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３に割り当てる。これにより、後期でも初期〜中期と同等の細線画像を再現できた。
【００９７】
図２に示すように、このようにして強度比率が設定された半導体レーザー４２、４３から発したレーザービーム４２Ｌ、４３Ｌを対応するコリメータレンズ４４、４５により平行光とする。そして、反射ミラー７を介してハーフミラー６で同一光路に合成し、光偏向器８の偏向面８ａで偏向反射させた後、結像光学系４９を通して感光ドラム２に導光する。さらに、光偏向器８を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム２の表面を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査し、同時に、感光ドラム２を矢印Ｃ方向（副走査方向）に所定量ずつ回転させる。これにより、画像情報によって光変調したレーザービーム４２Ｌ、４３Ｌで感光ドラム２面上を二次元的に光走査し、画像情報を静電潜像として書き込む。
【００９８】
実施例１では、発振波長が異なる２個のレーザー光源を用い、図６に示す感光体感度特性（ＥＶ特性）の傾きが変化しない領域においては、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザ４２を用いて画像形成を行なう。そして、潜像コントラストＶＳＣを確保するためにレーザー出力を高める場合には、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３のレーザービーム４３Ｌを重ねて画像形成を行なう。これにより、長期に渡り、露光スポットの静電潜像の一定の電位分布に基いた画像形成を行うことができる。
【００９９】
以上まとめると、従来一定の画像、特に一定の細線幅を維持するため及び感光体メモリ等の不具合を防止するためには、一定範囲内でのみレーザー出力、帯電電位を設定しなくてはならず、環境、色、長期使用による濃度変化への対応との両立が困難であった。実施例１は、この状況に鑑み、より安定した高精彩画像を得るための電位制御、露光制御の方法を提供する。
【０１００】
実施例１によれば、重ねて照射することが可能な発振波長が異なる複数個のレーザー光源を有する画像形成装置１において、２本のレーザービームの出力の組み合わせ条件を変更して、合成の露光スポット径、露光強度分布を調整する。このとき、画像形成装置１の使用履歴、画像形成装置１の感光ドラム２の感度変化、表面電位センサ５による検知結果、帯電電位に応じて、合成の露光スポット径、露光強度分布を調整する。
【０１０１】
これにより、使用に伴い変化する感光ドラム２の露光感度、帯電電位、合計のレーザー出力がいかなる状況であっても、長期にわたり同様の静電潜像の電位分布を維持して、安定した高精彩画像が得られる。
【０１０２】
また、複数のレーザービームを重ねて照射する強度の組み合わせ条件を変更して、帯電させた感光体表面を露光し、そのときの明部電位及び暗部電位を表面電位センサにて検知し、その検知結果に基いて複数のレーザービームの照射条件を決定する。より具体的には、画像形成装置１の使用経過に伴い、短波長側のレーザー光源による露光比率を大きくする。これにより、感光体寿命を延ばすことができる。
【０１０３】
＜実施例２＞
図８は暗部電位一定でレーザー出力を異ならせた場合の感光体感度特性の説明図、図９はレーザー出力を異ならせた場合の潜像プロファイルの説明図である。
【０１０４】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。実施例２では、露光制御手段（５１）は、像担持体（２）の累積露光量（画像形成回数）が増すと、露光（４３Ｌ）が合計露光量に占める割合を高める。
【０１０５】
画像形成装置１における画像濃度制御は、前回転時に帯電電位を変化させて表面電位センサ５の出力を検知する実施例１の方法には限らない。感光ドラム２上のトナー像の濃度を検知する手段を設け、一次帯電装置３による感光ドラム２の帯電電位を一定に保って、露光装置４のレーザー照射条件によって画像濃度を調整する方法でも可能である。
【０１０６】
そこで、実施例２では、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃごと、あるいは温度湿度センサ３７の出力から求めた絶対湿度ｈｕｍ＿ａｂｓごとに大きく変化する潜像コントラストＶＳＣに対して、露光装置４のレーザー出力を変化させる。
【０１０７】
図８に示すように、レーザー出力ａで得られる潜像コントラストＶＳＣａでは、検知される画像濃度が不十分な場合、電圧制御部（３１：図１）は、暗部電位ＶＤを一定のまま、レーザー出力ｂに変更して、必要な潜像コントラストＶＳＣｂを確保する。
【０１０８】
このとき、図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザー出力ａとレーザー出力ｂとでは、現像電圧ＶＤＣで現像した潜像スポットの大きさが大きく変化してしまう。図８に示すレーザー出力ｂの付近では、露光量に対する明部電位ＶＬの変化がレーザー出力ａの付近に比較して緩やかであるため、図９の（ｂ）に示すように、露光スポットの光量ピークの裾野がより広く現像される結果となる。そして、潜像スポットの現像幅が大きくなると、走査線のトナー像が太くなる。走査線のトナー像が太くなって走査線の隙間が無くなると、見かけの画像濃度が変化してしまう。
【０１０９】
言い換えれば、図８に示すように、レーザー出力の使用領域ごとに感光体特性の傾きが異なると、細線の画像においてはその線幅が異なってしまうという不都合が生じる。図９は、レーザービーム露光のスポット光量分布に対応する潜像プロファイルの差を示している。
【０１１０】
レーザー出力ａの場合は、傾きが大きい領域のため、明部電位ＶＬが露光量に対して感度があり、静電潜像の電位分布は、スポット内の光量分布を比較的忠実に再現する。一方、レーザー出力ｂの場合は、明部電位ＶＬが露光量に対して感度が低い領域なので、スポット内光量の強弱があっても、静電潜像の電位分布が太くなる。
【０１１１】
また、感光ドラム２の露光感度は、使用時間の累積とともに光疲労等により低下するが、その場合も、暗部電位ＶＬが固定であると、レーザー出力を増して必要な潜像コントラストを確保することになる。この場合も、明部電位ＶＬが露光量に対して感度が低い領域を使用するため、静電潜像の電位分布が太くなる。
【０１１２】
そこで、実施例２では、図２に示すように、露光制御部５１が、同一の画像信号で駆動される発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３との駆動比率を合計のレーザー出力に応じて調整する。より具体的には、画像形成装置１の使用経過に伴い、短波長側のレーザー光源による露光比率を大きくする。これにより、図７の（ｃ）に示すように、レーザー出力の増大に伴って、次第に露光スポット内の露光量分布のピーク幅を狭くして、図９の（ａ）に示すレーザー出力ａの場合と同様な静電潜像の電位分布を獲得させる。
【０１１３】
＜実施例３＞
図１０はレーザー出力一定で暗部電位を異ならせた場合の感光体感度特性の説明図である。
【０１１４】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。
【０１１５】
実施例３では、露光制御手段（５１）は、所定濃度のトナー像を形成すべく、画像形成枚数もしくは露光時間に応じて帯電装置による像担持体表面の帯電電位を増加させる場合、重ねて露光される露光部における第１露光手段（４３）の露光比率が低くなるように制御する。露光制御手段（５１）は、帯電装置（３）による像担持体（２）の表面の帯電電位が増すと、露光（４３Ｌ）が合計露光量に占める割合を低下させる。
【０１１６】
画像形成装置１における画像濃度制御は、感光ドラム２上のトナー像の濃度を検知する手段を設け、露光装置４のレーザー照射条件を一定に保って、一次帯電装置３による感光ドラム２の帯電電位によって調整する方法でも可能である。
【０１１７】
そこで、実施例３では、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃごと、あるいは温度湿度センサ３７の出力から求めた絶対湿度ｈｕｍ＿ａｂｓごとに大きく変化する潜像コントラストＶＳＣに対して、一次帯電装置３による感光ドラム２の帯電電位を変化させる。この場合、実施例１で説明したように、感光体感度特性（ＥＶ特性）の傾きが比較的近い領域で所望の潜像コントラストＶＳＣを設定できる。
【０１１８】
しかし、レーザー出力が同じであっても、帯電電位が高い場合と低い場合とでは感光体感度特性（ＥＶ特性）の傾きが多少は異なるため、静電潜像の電位分布は多少異なるものとなる。つまり、より高精細、高安定な画像が要求される昨今においては、帯電電位が高い場合と低い場合とでは、形成された画像が同一とは言えなくなる。
【０１１９】
図１０に示すように、検知される画像濃度が不十分なため、電圧制御部（３１：図２）が、レーザー出力ａにて、暗部電位ＶＤ１を暗部電位ＶＤ２まで引き上げて必要な潜像コントラストＶＳＣ２を設定したとする。この場合、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２のみを用いると、明部電位ＶＬ２の傾きが明部電位ＶＬ１の傾きよりも大きくなるために、露光スポットの静電潜像の電位分布のピーク幅が狭くなり、現像された細線のライン幅が細くなる。
【０１２０】
そこで、実施例３では、図２に示すように、露光制御部５１が、同一の画像信号で駆動される発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３との駆動比率を表３に示すように調整する。これにより、露光スポットの露光量面内分布のピーク幅を調整して、暗部電位ＶＤの違いによる潜像プロファイルの差を少なくする。
【０１２１】
【表３】
2008281964.tif 000005
【０１２２】
表３は、必要な潜像コントラストＶＳＣに対応させて発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の駆動比率を定めた換算テーブルであって、露光制御部５１の内部メモリに記憶させている。発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の駆動比率は、全体を１００として表３中の値を差し引いた残余である。
【０１２３】
図１に示すように、電圧制御部３１は、温度湿度センサ３７の出力に基づいて必要な潜像コントラストＶＳＣを演算して、図２に示す露光制御部５１に送信する。露光制御部５１は、受信した潜像コントラストＶＳＣとに応じて、表３から発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３との出力設定をする。
【０１２４】
図１０に示すように、暗部電位ＶＤを高くして潜像コントラストＶＳＣを大きく設定した場合、感光ドラム２の見かけ上の露光感度が高くなって、同一の露光スポットでも静電潜像の電位分布は、より急峻になってピーク幅が狭くなる。従って、現像された露光スポットが小さくなり、トナー像の線幅が細くなる。このため、表３では、潜像コントラストＶＳＣが高まると、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の出力比率を高めて、露光スポットを大きくし、トナー像の線幅を太くする設定となっている。
【０１２５】
より具体的には、出力画像の濃度維持に必要な潜像コントラストに応じて帯電電位を可変とする画像形成装置１において、帯電電位が高い場合には長波長側のレーザー露光強度を相対的に大きくし、全体としては露光強度を調整する。
【０１２６】
＜実施例４＞
本実施例は、実施例２のレーザー出力による制御と実施例３の必要な潜像コントラストに応じた半導体レーザー４２、４３の出力比率の制御とを組み合わせた制御である。
【０１２７】
図１に示すように、電圧制御部３１は、温度湿度センサ３７の出力に基づいて必要な潜像コントラストＶＳＣを演算して、図２に示す露光制御部５１に送信する。露光制御部５１は、半導体レーザー４２、４３の合計のレーザー出力設定（０００〜２５５）と、受信した潜像コントラストＶＳＣとに応じて、表４から発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３との出力設定をする。
【０１２８】
【表４】
2008281964.tif 000006
【０１２９】
表４は、必要な潜像コントラストＶＳＣと半導体レーザー４２、４３の合計のレーザー出力設定との組み合わせごとに、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の駆動比率を定めた換算テーブルである。実施例３と同様に、露光制御部５１の内部メモリに記憶させており、発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の駆動比率は、全体を１００として表４中の値を差し引いた残余である。
【０１３０】
＜実施例５＞
図１１は実施例５の帯電電位および露光出力の制御のフローチャートである。
【０１３１】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。
【０１３２】
実施例５では、像担持体（２）は、分光感度が第１レーザ波長よりも第２レーザ波長の方が低い。露光制御手段（５１）は、像担持体（２）の累積露光量の増加に伴い、重ねて露光される露光部における第１露光手段（４３）の露光比率が低くなるように制御する。
【０１３３】
複数の露光（４２Ｌ、４３Ｌ）は、光の波長帯域が少なくとも２種類に異なり、露光（４３Ｌ）の波長帯域は、露光（４２Ｌ）の波長帯域よりも短波長側にある。露光制御手段（５１）は、像担持体（２）の耐用状態に応じて、複数の露光（４２Ｌ、４３Ｌ）による合計露光量に対して波長帯域が短波長側の露光（４３Ｌ）が占める割合を変化させる。
【０１３４】
このとき、前記割合を耐用状態の進行に伴う露光点のトナー像の大きさの変化を抑制する方向に変化させる。
【０１３５】
実施例５では、波長域によって異なる感光体分光感度の経時劣化に対応し、より長期にわたり安定な画質を維持して感光体を使用し続ける。すなわち、感光体の耐久使用による感度劣化は、例えば低波長の４００ｎｍ付近の領域から進行し、７００ｎｍ近辺の領域は劣化しにくいようなケースがある。その原因は、感光体の光疲労や表層の付着物により特定波長のみ透過率や吸収率が異なってくることが考えられる。
【０１３６】
実施例５では、図２に示すように、露光装置４は、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３を標準で使用する。しかし、感光ドラム２の露光感度の劣化は短波長側が早く、初期と１００ｋ枚、２００ｋ枚使用後の感光ドラム２の露光感度の変化は、短波長側の感度から低下してゆく傾向にある。このため、露光制御部５１は、累積露光時間の増加に伴い、長波長側の発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の照射比率を高めてゆく。
【０１３７】
具体的には、実施例１で説明した電位制御を行う際に、発振波長４４０ｎｍのレーザーの露光強度の比率を１００％、５０％、０％の３段階で、帯電電位を一定にして得られる明部電位ＶＬを測定する。そして、初期に得られる明部電位ＶＬの値と略等しくなるような比率を使用することとしている。
【０１３８】
図１を参照して図１１に示すように、電位測定が開始されると（Ｓ３１）、まず、各色の基準のグリッド電位７００Ｖが読み込まれる（Ｓ３２）。
【０１３９】
そして、標準の−６５０Ｖの帯電電位を調整するため、一次帯電装置３のグリッド電位を−７００Ｖに設定して表面電位センサ５により暗部電位ＶＤを測定する（Ｓ３３）。
【０１４０】
そして、測定値が、−６５０Ｖ±５Ｖの範囲外であれば（Ｓ３４のＮｏ）、測定値と標準の−６５０Ｖとの差分ΔＶをグリッド電位に反映させて設定し（Ｓ３５）、再度表面電位センサ５により暗部電位ＶＤを測定する（Ｓ３３）。この操作を−６５０Ｖ±５Ｖの範囲に入るまで繰り返し（Ｓ３３〜Ｓ３５）、この範囲に入った場合（Ｓ３４のＹｅｓ）は、次に明部電位ＶＬを測定する工程（Ｓ３６〜Ｓ３７）へ移行する。
【０１４１】
明部電位ＶＬの測定は、発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の露光強度の比率を１００％、５０％、０％の３段階で行う（Ｓ３６）。そして、初期の発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー４３の露光強度の比率を１００％の時の電位（ここでは−２００Ｖ）が得られる比率を線形補間により求める（Ｓ３７）ことができる。
【０１４２】
以降は、そこで設定された露光比率により、同様の電位制御が行われる（Ｓ３８）。
【０１４３】
この構成によれば、画像形成装置１の累積使用時間に応じて徐々に発振波長６６０ｎｍの半導体レーザー４２の出力比率が高まってゆく。より具体的には、画像形成装置１の使用経過に伴い、長波長側のレーザー光源による露光比率を大きくしてゆく。
【０１４４】
これにより、感光ドラム２の露光感度劣化に対して帯電電位一定の状態において画像形成を維持でき、感光ドラム２の寿命を延ばすことが可能となる。従って、感光体メモリや高圧、耐圧等の制約により一定の帯電電位を維持する必要がある場合に有効な手段となる。  
＜その他の実施例＞
本発明においては、上記説明した実施例以外にも様々な構成をとることにより同様の効果を得ることができる。以下にその例を記載する。
【０１４５】
発振波長の異なる半導体レーザーを、３つ以上有する構成とし、露光スポットの静電潜像の電位分布をより最適に調整することが可能である。
【０１４６】
また、画像形成装置の使用履歴、すなわちドラム回転数、作像した画素数の積算値、作像枚数等のカウンタを有する系において、それらの値に応じて発振波長の異なる複数の半導体レーザーの出力比率を調整することが可能である。
【０１４７】
また、電位制御については、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５で説明した各方法以外の方法でも、発振波長の異なる複数の半導体レーザーの出力比率を同様に調整することが有効である。
【０１４８】
また、二種類のレーザービームの強度比率を選択して手動設定可能な手動設定手段を備え、複数のレーザービームの照射条件の設定は手動で行わせてもよい。出力画像に応じて自由に複数のレーザービームを重ねて照射する強度の組み合わせ条件を変更操作することが可能な入力手段を設けることで、より直接的に画像調整を行うことが可能となる。
【０１４９】
図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示すれば、二種類のレーザービーム（４２Ｌ、４３Ｌ）の強度比率を選択して手動設定可能な手動設定手段を備える。
【０１５０】
例えば、操作パネル上に段階的に細線の太さが設定できるボタンがあり、テストチャートを出力して、出力結果に基いてボタンを操作する。例えば、画像形成装置１の本体操作パネルにスイッチを設け、テストチャート出力画像に応じて細線の太さを調整するため、発振波長の異なる複数の半導体レーザーの出力比率を自由に変更するモードを設ける。
【０１５１】
また、第１実施形態では、スポット径の大きさの異なるレーザー光源として発振波長の異なる半導体レーザーを採用しているが、他の方法において、相互にスポット径を異ならせた複数の同一発振波長のレーザー光源に代替可能であることはいうまでもない。
【０１５２】
上述したように、露光スポットの静電潜像の電位分布の違いを無視して、露光量、現像電圧等の画像形成条件で画像濃度だけを表面的に調整すると、画像の線幅が違ってくる可能性がある。逆に露光スポットの静電潜像の電位分布の違いを無視して、画像の線幅を表面的に調整すると、画像濃度の階調性やフルカラー画像の部分的な色調表現が損なわれる可能性がある。画像濃度は走査線トナー像の濃度と線幅（隙間割合）との両方で変化するからである。これに対して、第１実施形態の画像形成装置１は、根本的なビームスポットの静電潜像の電位分布に遡って、ビームスポットを現像したトナー像のサイズ、線幅、および画像濃度の再現性を確保させている。
【０１５３】
＜第２実施形態＞
図１２は第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図１３は露光装置の構成の説明図である。第２実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１８１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Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを直列に配置した中間転写方式タンデム型の複写機である。
【０１５４】
図１２に示すように、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに形成する。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄに充填されたトナーの色を異ならせて共通に構成されている。従って、画像形成部Ｐａを詳細に説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの区別を表す記号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて理解されるものとする。
【０１５５】
画像形成部Ｐａは、回転する感光ドラム１０１ａの周囲に、一次帯電装置１２２ａ、露光装置１１１ａ、現像装置１２３ａ、転写装置１２４ａ、クリーニング装置１１２ａを配置している。
【０１５６】
帯電装置の一例である一次帯電装置１２２ａは、露光装置１１１ａによるレーザービーム走査露光に先立たせて感光ドラム１０１ａの表面を一様に帯電する。一次帯電装置１２２ａの帯電ローラには、不図示の高圧制御ユニットから帯電電圧が印加されている。
【０１５７】
露光装置の一例である露光装置１１１ａは、画像信号に応じて変調されたレーザービームを走査して感光ドラム１０１ａの表面に静電潜像を書き込む。
【０１５８】
現像装置の一例である現像装置１２３ａは、不図示の現像スリーブに担持された二成分系現像剤で、感光ドラム１０１ａの表面の静電潜像を現像する。現像スリーブは、固定の磁気スリーブの周囲で、感光ドラム１０１ａの表面に僅かな隙間を介して回転する。現像スリーブは、不図示の現像バイアス制御回路から現像電圧ＶＤＣに交流成分を重畳した電圧を印加されることにより、トナー粒子を感光ドラム１０１ａの静電潜像に向かって静電気的に移動させる。
【０１５９】
転写装置１２４ａは、不図示の転写電圧制御回路から転写電圧を印加されて、転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト１８１を帯電させ、感光ドラム１０１ａから中間転写ベルト１８１へトナー像を転写させる。クリーニング装置１１２ａは、感光ドラム１０１ａの表面にブレードを接触させて、中間転写ベルト１８１に転写されることなく残留した転写残トナーを除去して、次回のトナー像形成に備えさせる。
【０１６０】
中間転写ベルト１８１は、駆動ローラ１２５、従動ローラ１２０、および二次転写内ローラ１２９に掛け渡して支持される。二次転写外ローラ１３０は、中間転写ベルト１８１を介して二次転写内ローラ１２９に圧接して、中間転写ベルト１８１との間に二次転写部Ｔ２を形成する。
【０１６１】
感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄには、各色トナー像がタイミングをずらせて形成され、各色トナー像は、中間転写ベルト１８１上の同じ位置に重ねて一次転写される。中間転写ベルト１８１上の４色のトナー像にタイミングを合わせて、シートカセット１６０から記録材Ｐが１枚ずつ取り出され、４色のトナー像に重ねて二次転写部Ｔ２を挟持搬送される。不図示の二次転写電源が二次転写外ローラ１４０にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより、記録材Ｐは、中間転写ベルト１８１から４色のトナー像を一括二次転写される。
【０１６２】
４色のトナー像を一括二次転写された記録材Ｐは、定着装置１５０へ搬送されて加熱加圧され、表面にトナー像を定着される。フルカラー画像を形成された記録材Ｐは、排出トレイに排出される。一方、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト１８１に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１１６によって中間転写ベルト１８１から除去される。
【０１６３】
制御部（ＣＰＵ：中央演算処理装置）１４０は、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルト１８１等を制御して、以上のような画像形成を行う。
【０１６４】
図１３に示すように、制御部１４０は、温度湿度センサ１３７の出力から絶対湿度を求めて、発光信号発生器１５１の動作を制御している。発光信号発生器１５１は、制御部１４０からの指令に基づいて、発振波長が異なる２つの半導体レーザー１４２、１４３のうち、どちらの半導体レーザーに発光信号を送出するか決めている。
【０１６５】
半導体レーザー１４２、１４３から発するレーザービーム１４２Ｌ、１４３Ｌは、コリメータレンズ１５２、光偏向器１５３、結像光学系１５４を経て、感光ドラム１０１ａ表面に露光スポット１４２Ｓ、１４３Ｓを形成する。
【０１６６】
発光信号発生器１５１は、露光スポット１４２Ｓ、１４３Ｓ間の距離に相当する遅延時間を設定して、半導体レーザー１４２、１４３を同一の画像信号で駆動する。これにより、感光ドラム１０１ａに形成される走査線に沿った各画素は、レーザービーム１４２Ｌ、１４３Ｌによって二重露光され、露光スポット１４２Ｓ、１４３Ｓによって同一の画像情報が書き込まれる。
【０１６７】
コリメータレンズ１５２は、半導体レーザー１４２、１４３から発したレーザービーム１４２Ｌ、１４３Ｌを略平行光束としている。
【０１６８】
光偏向器１５３は、例えば複数の偏向面（反射面）を有する回転多面鏡より成っており、不図示のモータにより矢印ｂ方向に所定の速度で回転している。
【０１６９】
結像光学系１５４は、不図示の３つのレンズを重ねて構成されるｆ−θ特性を有する結像手段であり、光偏向器１５４で偏向反射された画像情報に基づくレーザービームを感光ドラム１０面上に結像させる。
【０１７０】
被走査面としての感光ドラム１０１ａは、不図示のモータにより副走査方向ａに所定の速度で回転して、表面の感光体層に画像情報を静電潜像として書き込んでいる。
【０１７１】
露光装置１１１ａでは、２つの半導体レーザー１４２、１４３が主走査方向に距離を隔てて二次元的に配列された構造になっている。半導体レーザー１４２、１４３は、共通の半導体基板上に形成された２つの面発光レーザー素子であるが、素子分離溝等により互いに分離されて、独立に駆動できるようになっている。半導体レーザー１４２は、レーザーの発振波長が７８０ｎｍ、半導体レーザー１４３は、ＧａＮ系材料を用いて発振波長が４４０ｎｍ帯である。主走査方向に並べられた半導体レーザー１４２、１４３は、感光ドラム１０１ａを多重露光し、実効的な露光スポットサイズを変化させ、また、階調を表現するために使用される。
【０１７２】
露光制御手段の一例である制御部１４０は、半導体レーザー１４２、１４３の出力比を変更して、静電潜像の電位プロファイルを変化させ、現像結果としてのトナー像の線幅をほぼ一定に再現させる。
【０１７３】
＜実施例６＞
図１４は大気中水分量と現像ライン幅の関係を示す線図、図１５は現像装置の累積現像回数と現像ライン幅の関係を示す線図である。図１６は発振波長の異なる半導体レーザーの出力比率の制御の説明図、図１７は発振波長の異なる半導体レーザーの出力比率と静電潜像の電位分布との関係の説明図である。
【０１７４】
まず、図面に付した記号を参照して発明の構成との対応関係を例示する。
【０１７５】
実施例６では、露光制御手段（１４０）は、現像装置（１２３ａ）の累積現像量の増加に伴い、重ねて露光される露光部における第１露光手段（１４３）の露光比率が低くなるように制御する。
【０１７６】
露光制御手段（１４０）は、現像装置（１２３ａ）の累積動作時間が所定値に達した場合、重ねて露光される露光部における第１露光手段（１４３）の露光比率が低くなるように制御する。
【０１７７】
露光制御手段（１４０）は、像担持体（１０１ａ）の環境湿度が所定湿度より高い場合、重ねて露光される露光部における第１露光手段（１４３）の露光比率が低くなるように制御する。
【０１７８】
実施例６では、露光制御手段（１４０）は、現像装置（１２３ａ）の累積現像量（現像枚数）が増すと、露光（１４３Ｌ）が露光点の合計露光量に占める割合を低下させる。また、露光制御手段（１４０）は、現像装置（１２３ａ）の累積動作時間（累積動作回数）が予め定めた限界値を越えると、露光（１４３Ｌ）が合計露光量に占める割合を低下させる。
【０１７９】
露光制御手段（１４０）は、感光体（１０１ａ）の環境湿度が高まると、露光（１４３Ｌ）が露光点の合計露光量に占める割合を低下させる。また、露光制御手段（１４０）は、環境湿度が予め定めた限界値を越えると、露光（１４３Ｌ）が合計露光量に占める割合を低下させる。
【０１８０】
電子写真プロセスでは、露光装置のレーザー露光条件を高画質に対して最適化しようとしても、その他の画像形成プロセスの条件変化による影響が大きく、高画質を維持することは困難である。その他の画像形成プロセスの条件変化の中でも使用環境と耐久条件が現像剤に与える影響は特に大きい。
【０１８１】
例えば、高湿度環境で画像形成を重ねた場合、現像剤中のトナーの帯電量が減少し、レーザーによる静電潜像を忠実に再現することが困難になる。細い高濃度なラインを画像形成する場合、ラインの静電潜像の縁まで十分にトナー粒子が積み上がったトナー像が現像される必要がある。しかし、現像剤が劣化した現像状態では、通常の電位分布の静電潜像のラインでは、縁まで十分にトナー粒子が付着せず、細い貧弱なラインが現像され易い。特に、レーザービームの主走査方向のラインでは、現象が顕著に現れ易い。
【０１８２】
そこで、実施例６では、現像剤の劣化状態を判別し、判別結果から求めた画像再現率をレーザー露光条件にフィードバックすることで、現像剤劣化を踏まえて必要なトナーの積み上がりが確保される静電潜像を形成させる。これにより、現像剤劣化が進んだ状態でも、劣化が進む前と同様に高画質な画像が得られる。
【０１８３】
図１３に示すように、感光ドラム１０１ａの現像装置（１２３ａ：図１２）に近接した位置に使用環境を検知する温度湿度センサ１３７が配置される。温度湿度センサ１３７は、ＯＭＲＯＮ（登録商標）社製のＥＳ２−ＴＨＢ（登録商標）を用いた。温度湿度センサ１３７は、画像形成装置（１００：図１２）の使用状態での温度と湿度を検知でき、温度湿度センサ１３７による検知結果は、制御部１４０が現像装置（１２３ａ：図１２）の使用環境を見積もるために用いられる。
【０１８４】
制御部１４０は、現像装置（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ：図１２）それぞれの現像画像数をカウントできるカウンタを有している。カウントした現像画像数は現像装置（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ：図１２）それぞれの現像剤状態を見積もるために用いられる。
【０１８５】
制御部１４０は、温度湿度センサ１３７による検知結果と、記録した現像画像数とに基づき、発振波長が異なる半導体レーザー１４２、１４３を制御して、露光スポット１４２Ｓ、１４３Ｓを１つの露光点に重ねて露光照射する。
【０１８６】
制御部１４０は、半導体レーザー１４２、１４３の出力比率を変化させることで、露光スポット１４２Ｓ、１４３の大きさを変化させ、感光ドラム１０１ａに形成される静電潜像の点の大きさ、線の太さを変化させる。
【０１８７】
図１４は、温度湿度センサ１３７の出力値から計算した大気中水分量（ｇ／ｍ３）に対するトナーの帯電量（μＣ／ｇ）の関係を示す。普通紙上に１ｍｍのライン画像を形成したときの、ライン幅も併せて示した。ライン幅の測定は、市販の測定顕微鏡を用いた。
【０１８８】
図１４に示すように、トナーの帯電量は、大気中水分量に対して負の相関関係があり、大気中水分量の増加とともに低下する。そして、水分量が１〜２０ｇ／ｍ３までは、帯電量の低下にも関わらずライン幅の再現率αは、ほぼ１００％である。しかし、２０ｇ／ｍ３を超える高湿度環境下では、ライン幅の再現性が低下してライン幅が細くなり、２７ｇ／ｍ３では、ライン幅は０．５ｍｍに落ち込み、ライン幅の再現率αは、５０％までに低下してしまう。
【０１８９】
図１５は、現像装置１２３ａの累積現像回数とトナーの帯電量（μＣ／ｇ）との関係を示す。普通紙上に１ｍｍのライン画像を形成したときの、ライン幅も併せて示した。ライン幅の測定は、市販の測定顕微鏡を用いた。累積現像回数は、記録材に普通紙を用いて、記録材面積に対して画像占有率が１０％の耐久チャートを画像形成し、試験環境は、大気中水分量が８ｇ／ｍ３に固定した。
【０１９０】
図１５に示すように、トナーの帯電量は、現像装置１２３ａの画像現像枚数に対して負の相関関係があり、画像現像枚数の増加とともに、帯電量が低下する傾向がある。そして、累積現像回数が２００ｋ枚までは、帯電量の低下にも関わらずライン幅の再現率αは、ほぼ１００％である。しかし、２００ｋ枚を超える寿命後期では、ライン幅の再現性が低下してライン幅が細くなり、２７０ｋ枚を超える寿命末期ではライン幅は０．５ｍｍに落ち込み、ライン幅の再現率αは、５０％までに低下する。
【０１９１】
以上から、ライン幅の再現率αは、画像形成装置の使用環境（大気中水分量）と、累積現像回数に依存していることがわかる。これら２つのパラメータに対するラインの再現率αの相関関係を表５に示す。
【０１９２】
【表５】
2008281964.tif 000007
【０１９３】
第２実施形態の画像形成装置１００では、上述の通り、２つのパラメータによって、ライン幅の再現率αが影響を受けることがわかった。即ち、２つのパラメータが現像剤の帯電量へ影響し、現像剤の帯電量がラインの再現率αを変化させる。そして、あらゆる使用環境、累積現像回数下で常に安定したライン幅を確保するために、ライン幅の再現率αの逆数だけ、静電潜像のラインの線幅（潜像幅）を広くして、ライン幅の再現率αを１００％に誘導する。
【０１９４】
この場合、ライン幅の再現率αを使用環境からの変換テーブルによって算出し、画像データの線幅の画素数にフィードバックして、静電潜像の線幅を画像として広くすることも可能である。しかし、画像データを操作することは、画像処理系を複雑にするので、高速・高画質を求める画像形成装置１００には相応しくない。安易な画像データの操作は、画像の細部に損傷を与える場合もある。
【０１９５】
そこで、実施例６では、感光ドラム１０１ａに形成される静電潜像の画像データ構成に変更を加えることなく、静電潜像の実質的な線幅を拡大させる。露光スポットサイズの大きな長波長のレーザー光源と、露光スポットサイズの小さな短波長のレーザー光源との出力比率を調整して、ライン幅の再現率αを加味した最適な線幅の静電潜像を形成している。具体的には、図１３に示すように、制御部１４０が、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザー１４２と発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー１４３との出力比を表６のテーブルに基づいて調整する。
【０１９６】
【表６】
2008281964.tif 000008
【０１９７】
表６では、温湿度、現像装置の画像現像枚数（耐久枚数）の組み合わせに対応する長波長のレーザーパワーの出力値が示される。レーザーパワーは２５６階調で制御でき、２５６がＭＡＸでの発光パワーとなる。
【０１９８】
図１６は、実施例６における現像剤と２つの半導体レーザーの出力比率の相関図である。発振波長４４０ｎｍの半導体レーザー１４３は、常に一定出力であるが、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザー１４２は、トナーの帯電量の低下とともに、出力を高く設定される。これにより、トナーの帯電量が低い状況では、静電潜像それ自体を太くして、トナーの付着が低調でもトナー像の太さとしてのライン再現率αは１００％に達成する。
【０１９９】
図１７は、２つの半導体レーザーの出力比率を変化させて感光ドラム１０１ａ上に形成される静電潜像の概念図である。スポット径の広い長波長のレーザーパワーを強くすることで、本来の静電潜像よりも広幅の静電潜像を形成して、帯電量が低いことによる現像ラインの再現率αの低下を補う。
【０２００】
以上の状態で、３００ｋ枚の耐久試験を行なった。使用環境は、温度３０度Ｃ、湿度８０％の高温、高湿度環境で行い、Ａ３の普通紙を記録材として用いた。画像には、画像占有率が紙の面積に対して１０％の耐久チャート画像を選択した。３００ｋ枚の耐久試験を通して、安定したライン画像を維持することができ、作成した変換テーブルと実際のライン画像の相関性を実証できた。
【０２０１】
実施例６では、使用環境を検知する温度湿度センサ１３７を設け、温度湿度センサ１３７による検知結果に基づき、２本のレーザービーム１４２Ｌ、１４３Ｌの光量を変化させながら、同一露光点に露光スポットを重ねて多重露光する。これにより。画像形成装置１００の使用状態に対して最適な静電潜像の設定を行い、特にライン幅に対して最適な静電潜像を設定できた。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【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】露光装置の構成の説明図である。
【図３】現像コントラストの説明図である。
【図４】感光ドラムの表面電位測定の説明図である。
【図５】実施例１の帯電電位および露光出力の制御のフローチャートである。
【図６】感光ドラムの感度低下に伴う画像濃度制御の説明図である。
【図７】発振波長の異なるレーザービームで多重露光した合成露光スポットの光量分布と静電潜像の電位分布との説明図である。
【図８】暗部電位一定でレーザー出力を異ならせた場合の感光体感度特性の説明図である。
【図９】レーザー出力を異ならせた場合の潜像プロファイルの説明図である。
【図１０】レーザー出力一定で暗部電位を異ならせた場合の感光体感度特性の説明図である。
【図１１】実施例５の帯電電位および露光出力の制御のフローチャートである。
【図１２】第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図１３】露光装置の構成の説明図である。
【図１４】大気中水分量と現像ライン幅の関係を示す線図である。
【図１５】現像装置の累積現像回数と現像ライン幅の関係を示す線図である。
【図１６】発振波長の異なる半導体レーザーの出力比率の制御の説明図である。
【図１７】発振波長の異なる半導体レーザーの出力比率と静電潜像の電位分布との関係の説明図である。
【符号の説明】
【０２０３】
１、１００  画像形成装置
２、１０１ａ  像担持体（感光ドラム）
３、１２２ａ  帯電手段（一次帯電装置）
４、１１１ａ  露光装置
５  表面電位センサ
６ａ、１２３ａ  画像形成手段（現像装置）
７  画像形成手段（転写ドラム）
９  画像形成手段（転写帯電装置）
１０、１１２ａ  クリーニング装置
１１  除電装置
１２ａ  現像スリーブ
３１  電圧制御部
３３ａ  高圧制御ユニット
３５ａ  現像バイアス電圧制御回路
３７、１３７  温度湿度センサ
５１、１４０  露光制御手段（露光制御部、制御部）
４２、１４２  第２露光手段（長波長半導体レーザー）
４３、１４３  第１露光手段（短波長半導体レーザー）
【図１】
2008281964.tif 000009
【図２】
2008281964.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008281964.tif 000014
【図７】
2008281964.tif 000015
【図８】
2008281964.tif 000016
【図９】
2008281964.tif 000017
【図１０】
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【図１１】
2008281964.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
2008281964.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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