(57)【要約】【課題】  ２値プロセスを採用して安定な画像品質を得る画像形成装置において、ザラツキを抑制した滑らかな画像を得る。【解決手段】  感光体１ａ上の１画素のトナー像の径が２０μｍ以上、５０μｍ以下となるように装置内の各条件を設定し、かつ、転写紙１００上に転写された画像においてトナー飛び散りが生じやすくなるように、１次転写材としての中間転写ベルト５１と、上記感光体１ａ上のトナー像を該中間転写ベルト５１上に転写する１次転写手段としての中間転写装置５と、該中間転写ベルト５１上のトナー像を上記転写紙１００に転写する２次転写手段としての転写ローラ８１とを有する転写手段を備えた構成を採用する。【選択図】  図１
2004171018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段と、
該画像処理手段によって処理された画像データに基づいて、該像担持体上に上記画素からなる画像の静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該画像の静電潜像を顕像化してトナー画像とする現像手段と、
該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
上記像担持体上の１画素のトナー像である転写前画素像の径が２０μｍ以上、５０μｍ以下となるようにし、かつ、
上記転写手段として、
上記転写前画素像の上記転写材上における転写像である転写後画素像が、該転写前画素像と同程度の径で形成される核部分と、この周りにトナーが飛び散ったように付着した飛び散り部分とで構成されるように、転写によって該飛び散り部分を生じさせるものを用い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、
上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせ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、
上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、
像担持体として、上記静電潜像が形成される表面とは逆側の面近傍で光による電荷発生がなされ、かつ、１５μｍ以下の膜厚の感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、
像担持体として、上記静電潜像が形成される表面近傍で光による電荷発生がなされる感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
像担持体として、アモルファスシリコン感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、
画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段と、
該画像処理手段によって処理された画像データに基づいて、該像担持体上に上記画素からなる画像の静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該画像の静電潜像を顕像化してトナー画像とする現像手段と、
該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
上記転写材上に転写された後の１画素のトナー像である転写後画素像が、集合したトナーで形成される核部分と、この周りにトナーが飛び散ったように付着した飛び散り部分とで構成され、且つ、該転写後画素像の径が該核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記転写手段として、
上記トナー画像を中間転写体に転写してから上記転写材に転写するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は、９の画像形成装置であって、
上記画像処理手段が、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置であって、
各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整する方法として、誤差拡散法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又は、１１の画像形成装置において、
上記トナー画像を複数重ねた重ねトナー画像を上記転写材上に形成す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、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＤ、ＬＥＤ等で作られた光ビームを一様に帯電した像担持体としての感光体表面に照射して静電潜像を形成し、これを現像、転写、定着することにより転写紙等の記録部材上にトナー画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において、高濃度の画像部分に対しては、感光体の電位を十分に減衰させうる強度の光ビームのＯＮ／ＯＦＦ（以下飽和書き込みと呼ぶ）で静電潜像を形成し、中間調部分やハイライト部分では、光ビームの強度、照射時間等を変調して中間的な静電潜像を形成することで全体の階調を表現する方式が知られている。このような階調表現方式を採用した画像形成装置においては、一般に、十分な階調表現やハイライト部分の再現のために、画像を構成する基本単位となる画素である１ドットに対する光ビームの強度、照射時間等の刻みを十分に小さくして中間的な電位の静電潜像を形成する方法（以下、１ドット多値プロセスという）を採用することが多い。
【０００３】
しかし、電子写真記録法においては静電気がその中心的役割を担っているため、環境条件や経時での感光体、現像剤の大きな特性変化が避けられず、これらの影響を受けやすい中間調部分を中心とした画像品質の変化が問題となる。このため、ハイライト領域では画素密度を粗くして、大き目のドットで再現することにより画質の安定化を図った方式も提案されているが、中間的な電位の静電潜像を用いる以上、不安定性は避けられない。
【０００４】
これに対し、高濃度部、中間調部分、ハイライト部分ともに前述の飽和書き込みで静電潜像を形成し、画像の基本単位となる画素のうち、トナーを付着させるべきトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現する階調表現方式が知られている（以下、２値プロセスという）。その書き込みエネルギーと感光体表面電位との関係の一例を図４に示す。なお、特性線ａ１は光ビームの書き込みエネルギーの分布を示し、特性線ａ２は該光ビームを照射された感光体におけるドット部分の表面電位の分布を示す。図４において、感光体表面は予め帯電されることでその電位が帯電電位Ｖｄとなっており、図示のように、中央でそのエネルギーが最大となる光ビームすなわち感光体表面電位をほぼ０Ｖにまで減衰させうる強度の光ビームが照射されることで、ドット中央部の感光体表面電位はほぼ０Ｖにまで減衰する。なお、現像後のドット径は、表面電位の絶対値が現像開始電位の絶対値よりも低い電位まで減衰した感光体表面部分の径Ｄとほぼ等しくなる。
【０００５】
２値プロセスでは、高濃度部、中間調部分、ハイライト部分にかかわらず、例えば図４の特性線ａ１で示したような書き込みエネルギーを用いる飽和書き込みによってトナー付着画素を形成しながら、トナー付着画素の面積当たりにおける密度を調整して階調を表現する。具体的には、この密度を高くする部分ほど現像後に濃く視認させて階調を表現するのである。
【０００６】
このようなトナー付着画素の面積当たりの密度によって階調を表現する２値プロセスを採用すれば、基本的に中間的な電位部分を用いないため現像条件等による画質の変化は小さくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記２値プロセスを採用した場合、転写紙等の転写材上に形成された画像において、中間調部分やハイライト部分のトナー付着画素がトナーを付着させていない画素に囲まれて目立ってしまい、ザラツキを感じる画像となりやすいという問題点があった。実際、実用化されている２値プロセスを用いた電子写真装置においては、前記１ドット多値プロセスに比べてザラツキの目立つ不十分な画質しか得られていなかった。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記ザラツキが目立たない滑らかな画像を形成し、且つ、多値プロセスを用いる場合よりも現像条件等による画質の変化を抑えることが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】
【０００９】
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、画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段と、該画像処理手段によって処理された画像データに基づいて、該像担持体上に上記画素からなる画像の静電潜像を形成する潜像形成手段と、該画像の静電潜像を顕像化してトナー画像とする現像手段と、該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、上記像担持体上の１画素のトナー像である転写前画素像の径が２０μｍ以上、５０μｍ以下となるようにし、かつ、上記転写手段として、上記転写前画素像の上記転写材上における転写像である転写後画素像が、該転写前画素像と同程度の径で形成される核部分と、この周りにトナーが飛び散ったように付着した飛び散り部分とで構成されるように、転写によって該飛び散り部分を生じさせるものを用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、像担持体のトナー付着画素に由来する転写材上の転写後画素像の大きさが５０μｍ程度以下になると、明視距離、具体的には２５乃至３０ｃｍでの人間の視認能力が急激に低下することを見出した。
一方、像担持体のトナー付着画素を安定して現像するためには、その径をトナー粒径の約４倍以上で形成しなければならないことが経験的に知られている。トナー付着画素の径がトナー粒径の４倍よりも小さくなると、飽和書き込みを行っても、環境や現像特性の変化によって現像後の画素像が得られたり得られなかったりする。よって、トナーの小粒径化の限界が５μｍ程度であることを考慮すると、安定的に再現可能なトナー付着画素の径は２０μｍ程度以上となる。
また、発明者らがさらに研究を重ねた結果、像担持体上で現像された転写前画素像の径が同じであっても、次のような場合には、転写材上にザラツキの目立たない滑らかな画像形成されることがわかった。即ち、転写材上において、この転写前画素像の転写によって得られた転写後画素像の核部分の周囲にトナーの飛び散りを生じているような場合には、生じていないよりも滑らかな画像として観察されることが判明した。ここで、トナーの飛び散りとは、画素像において、中心からの距離が大きくなるほどまばらにトナーが飛び散った状態をいう。このような飛び散りが生じた画素像では、その縁部分と、地肌部分との境界がぼけるため、地肌部分に囲まれても目立ちにくくなることがわかった。
この画像形成装置においては、階調を表現する方法として、トナー付着画素の面積当たりの密度によって階調を表現する方法、即ち、２値プロセスを用いる。よって、像担持体に対し、中間調部分やハイライト部分でも飽和書き込みやこれに近い強度での書き込みを行うことができ、多値プロセスを用いる場合よりも現像条件等による画質の変化を抑えて画像品質を安定して維持することができる。
また、像担持体上の転写前画素像を２０μｍ以上、５０μｍ以下の径で形成した後、転写材上に転写して転写後画素像を形成する。この転写後画素像は、像担持体上での転写前画素像とほぼ同径の核部分と、これの周りに形成される飛び散り部分とで構成される。これらのうち、核部分はその径が２０μｍ以上、５０μｍ以下であるので、２５乃至３０ｃｍの明視距離で目立ち難くなっている。また、上記飛び散り部分は、まばらに散った各トナーをほぼ独立に存在させており、個々のトナーを視認することができない人間に対し、全体をほとんど目立たない低濃度の雲のようなものとしてしか認識させない。加えて、転写後画素像の全体の縁部分と、周りの地肌部分との境界をぼかすことで、上記核部分をより目立ち難くする。この結果、転写材に形成された画像において、転写後画素像が上記明視距離ばかりでなく、これより近い距離でも目立ち難くなる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とするものである。
【００１２】
この画像形成装置においては、転写材上の転写後画素像の径がその核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じせしめることで、粒状感の少ない滑らかな画像を形成することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とするものである。
【００１４】
この画像形成装置においては、転写材上の転写後画素像の径がその核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じせしめることで、トナーの飛び散りに起因する線画像や文字画像のシャープ性の劣化を抑えることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、像担持体として、上記静電潜像が形成される表面とは逆側の面近傍で光による電荷発生がなされ、かつ、１５μｍ以下の膜厚の感光体を用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
この画像形成装置においては、上記像担持体として用いられる感光体の上記静電潜像が形成される表面とは逆側の面近傍で光による電荷発生がなされる。そして、発生した電荷のうち、所定の極性とは逆極性の電荷が上記表面に向かって感光体を厚み方向に移動することで、静電潜像が形成されることとなる。
ここで、上記電荷が感光体を厚み方向に移動する際には、電荷同士の反発力（斥力）によって少なからず厚み方向に垂直な方向に拡散してしまう。この拡散の度合いは、感光体の膜厚が増大すると、それに伴って大きくなる。従って、感光体の膜厚を増大して同じ大きさのトナー付着画素を形成しようとすると、より小径の光ビームを用いるか、ビーム光量を低減して中間的な電位のトナー付着画素を用いるかする必要があり、前者はコストアップ、後者は現像の不安定さが問題となる。
本発明者らは、５０μｍの書き込みビーム径でほぼ５０μｍのドット状のトナー付着画素を形成し、感光体の膜厚と、形成される転写前画素像の径のバラツキとを測定した結果、感光体の膜厚が１５μｍを超えると急激に転写前画素像の径のバラツキが増大することを確認した。また、感光体の膜厚が１５μｍを超えるとビーム径を３０μｍまで絞っても、転写前画素像の径のバラツキは低減できるものの、その径は５０μｍ程度のままであり、径を小さくするには感光体の膜厚を１５μｍ以下まで薄くすることが有効であることが判った。このことから、上記電荷拡散の大きさは感光体の膜厚と同等のレベルであることが予想される。
そこで、この画像形成装置においては、１５μｍ以下の膜厚の感光体を用いている。かかる構成では、上記電荷が移動中に互いの反発力によって膜厚方向と直交する方向に拡散してもその広がりは大きくなりにくい。よって、トナーによって現像されても人間が視認できない小さな転写前画素像となるような、小さなトナー付着画素を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、像担持体として、上記静電潜像が形成される表面近傍で光による電荷発生がなされる感光体を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
この画像形成装置においては、上記像担持体である感光体の上記静電潜像が形成される表面近傍で光による電荷発生がなされる。そして、発生した電荷のうち、所定の極性の電荷がこの表面近傍から該表面とは逆側の面に向かって感光体中を移動する。一方、上記所定の極性とは逆極性の電荷は該表面近傍に留まって上記静電潜像を形成することとなる。このようにして上記静電潜像が形成される場合にも、上記電荷の反発力による拡散が抑えられる。従って、トナーによって現像されても人間が視認できない小さな転写前画素像となるような、小さな静電潜像を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、像担持体として、アモルファスシリコン感光体を用いたことを特徴とするものである。
【００２０】
この画像形成装置においては、上記像担持体として機械的強度に優れたアモルファスシリコン感光体を用いるので、像担持体の寿命が長くなり、安全性も高まる。
【００２１】
請求項７の発明は、像担持体と、画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段と、該画像処理手段によって処理された画像データに基づいて、該像担持体上に上記画素からなる画像の静電潜像を形成する潜像形成手段と、該画像の静電潜像を顕像化してトナー画像とする現像手段と、該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、上記転写材上に転写された後の１画素のトナー像である転写後画素像が、集合したトナーで形成される核部分と、この周りにトナーが飛び散ったように付着した飛び散り部分とで構成され、且つ、該転写後画素像の径が該核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とするものである。
【００２２】
この画像形成装置においても、２値プロセスによって階調を表現することで、多値プロセスを用いる場合よりも現像条件等による画質の変化を抑えて画像品質を安定して維持することができる。また、この画像形成装置においては、上記転写材上に転写された転写後画素像の径が、上記核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じせしめることで、該転写後画素像の縁部分と地肌部分との境界をぼかす。そして、このように境界をぼかすことで、転写材上に形成された画像においてトナー付着画素を目立ち難くする。本発明者は鋭意研究により、転写後画素像の径を上記核部分の径の１．５倍以上にするように、この核部分の周りにトナーの飛び散りを生じせしめると、５０μｍよりも大きい径の該転写後画素像であっても、上記境界をぼかして転写紙上の画像中で目立ち難くし得ることを見出した。また、転写紙上で粒状感の少ない滑らかな画像を形成し得ることを見出した。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせたことを特徴とするものである。
【００２４】
この画像形成装置においては、上記転写材上の転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じせしめることで、トナーの飛び散りに起因する線画像や文字画像のシャープ性の劣化を抑えることができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記転写手段として、上記トナー画像を中間転写体に転写してから上記転写材に転写するものを用いたことを特徴とするものである。
【００２６】
この画像形成装置においては、中間転写体を介して、像担持体上のトナー画像を上記転写材上に転写する。このような転写では、像担持体上から上記転写材へとトナー画像を直接転写する方式とは異なり、該トナー画像に少なくとも２度の転写工程を施すことになり、各転写工程で十分な転写効率を得るべくトナーの転移が非常に発生し易くなるような状態を作る必要がある。このような状態を作ると、上記像担持体上から上記転写材へとトナー画像を直接転写する方式に比べ、トナーを飛び散らせ易くして上記飛び散り部分を上記核部分の周りに容易に形成することができる。
【００２７】
ところで、トナー付着画素の面積あたりの密度を調整する方法としては、トナー付着画素の集合体からなる付着画素群の大きさを調整する方法や、各トナー付着画素間の距離を調整する方法などがある。このうち、ディザ法のドット集中型などに代表される前者の方法では、画像濃度を増加させるに従い、このトナー付着画素の集合体からなる付着画素群の大きさを大きくするので、せっかく個々のトナー付着画素を５０μｍ以下の径で形成しても、この付着画素群を目立たせて画像にザラツキを生ずるおそれがある。
【００２８】
そこで、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は、９の画像形成装置であって、上記画像処理手段が、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整することを特徴とするものである。
【００２９】
この画像形成装置においては、ディザ法のドット分散型や、誤差拡散法などに代表されるような、各トナー付着画素間の距離によって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する方法を用いる。かかる構成では、上記付着画素群の大きさによって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する場合とは異なり、各トナー付着画素が集合し難くなる。よって、上記付着画素群の大きさによって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する場合よりも、画像濃度の増加に起因する画像のザラツキを抑えることができる。
【００３０】
但し、各トナー付着画素間の距離を調整する方法として、ディザ法を用いると、文字画像のエッジをぼかしたり、線画像を途切れさせたりして、画像のシャープネスネス性を低下させ易いことが知られている。また、像担持体上にそれぞれ個別に形成したイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー画像を、中間転写体上に重ね合わせて転写してカラー画像を形成する場合には、このカラー画像にモアレ縞と呼ばれる干渉縞を生じ易くなることも知られている。このモアレ縞は、各色のトナー画像の濃淡パターンと、トナー付着画素の所定の間隔パターンとの干渉によって生ずるものである。
【００３１】
そこで、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置であって、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整する方法として、誤差拡散法を用いることを特徴とするものである。
【００３２】
この画像形成装置においては、誤差拡散法を用いることで、ディザ法を用いる場合よりも解像度やシャープネス性に優れた文字画像や線画像を形成することができる。また、このように解像度に優れた文字画像や線画像を形成しながら、ピクチャー部分については階調性に優れた画像を形成することができる。更に、誤差拡散法では、トナー付着画素を所定の間隔パターンで形成せず、画像の濃淡パターンに応じてトナー付着画素の間隔パターンを変化させるので、各色トナー画像を重ねてカラー画像を形成する場合でも、モアレ縞の発生を抑えることができる。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又は、１１の画像形成装置において、上記トナー画像を複数重ねた重ねトナー画像を上記転写材上に形成することを特徴とするものである。
【００３４】
この画像形成装置においては、上記トナー画像を複数重ねた重ねトナー画像において上記トナー付着画素が目立ちにくくなる。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の発明によれば、多値プロセスを用いる場合よりも現像条件等による画質の変化を抑えて画像品質を安定して維持することができるという優れた効果がある。また、ザラツキが目立たない滑らかな画像を形成することができるという優れた効果がある。
【００３６】
特に、請求項１、２、３、４、５又は６の発明によれば、上記明視距離ばかりでなく、これより近い距離でも転写後画素像を目立ち難くするので、更にザラツキの目立たない滑らかな画像を形成することができるという優れた効果がある。
【００３７】
また特に、請求項２、３、７又は８の発明によれば、粒状感の少ない滑らかな画像を得ることができるという優れた効果がある。
【００３８】
また特に、請求項３又は８の発明によれば、トナーの飛び散りに起因する線画像や文字画像のシャープ性の劣化を抑えて良好な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【００３９】
また特に、請求項４、５又は６の発明によれば、小さな静電潜像を容易に形成することができるので、ザラツキが目立たない滑らかな画像を容易に得ることができるという優れた効果がある。
【００４０】
また特に、請求項６の発明によれば、像担持体の寿命が長くなり、安全性も高まるという優れた効果がある。
【００４１】
また特に、請求項９の発明によれば、像担持体上から転写材へとトナー画像を直接転写する方式に比べ、上記飛び散り部分を上記核部分の周りに容易に形成することができるという優れた効果がある。
【００４２】
また特に、請求項１０の発明によれば、上記付着画素群の大きさによって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する場合よりも、画像濃度の増加に起因する画像のザラツキを抑えることができるという優れた効果がある。
【００４３】
また特に、請求項１１の発明によれば、ディザ法を用いる場合よりも解像度やシャープネス性に優れた文字画像や線画像を形成することができるという優れた効果がある。また、解像度に優れた文字画像や線画像を形成しながら、ピクチャー部分については階調性に優れた画像を形成することができるという優れた効果がある。更に、各色トナー画像を重ねてカラー画像を形成する場合でも、モアレ縞の発生を抑えることができるという優れた効果がある。
【００４４】
また特に、請求項１２の発明によれば、ザラツキが目立たない滑らかな重ねトナー画像を得ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
［実施形態１］
以下、本発明を、デジタル電子写真記録法を採用して画像形成を行う画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
まず、この画像形成装置の基本的な構成及び動作について説明する。潜像担持体としての感光体１ａと、これを支持する感光体支持体１ｂとを有する感光体ドラム１の回りには、帯電装置２、光書き込み装置３、乾式現像剤を用いて現像を行う現像装置４、中間転写体である中間転写ベルト５１を有する中間転写装置５、除電装置６、クリーニングブレードを有するクリーニング装置７が配設されている。
【００４６】
上記中間転写装置５において、上記中間転写ベルト５１は、複数の懸架ローラ５２によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印方向に無端状に走行するように構成されている。この懸架ローラ５２のうちの一つは、中間転写ベルト５１へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加されている。この中間転写ベルト５１との対向位置には、最終転写材としての転写紙１００に現像像を転写するための転写ローラ８１が配設され、この転写ローラ８１は図示しない電源装置により転写バイアスを供給される。この転写ローラ８１よりも転写紙搬送方向下流側には、定着装置９が配設されている。
【００４７】
図１の画像形成装置において、感光体ドラム１を矢印方向に回転駆動しながら帯電装置２により所定の極性、図示の例ではマイナスに一様帯電した後、光書き込み装置３により図示しない光学系で、感光体ドラム１の感光体１ａ表面に形成する画像のための静電潜像を形成する。図示の例では、光書き込みがなされた部分は電位が減衰し、光書き込みがなされない部分は帯電電位が保持される。この静電潜像は、現像装置４により所定の極性、図示の例ではマイナスのトナー１０が供給されることで現像され、顕像としてのトナー画像が形成される。現像装置４により現像されたトナー画像は、感光体ドラム１と等速移動している中間転写ベルト５１との当接部（一次転写領域）にて中間転写ベルト５１の表面に転写される（一次転写）。３色あるいは４色を重ね合わせる転写を行う場合は、この行程を各色ごとに繰り返し、中間転写ベルト５１上に重ねトナー画像であるカラー画像を形成する。そして、中間転写ベルト５１上のトナー画像は転写紙１００の表面に転写される（二次転写）。転写紙１００上のトナー画像は定着装置９によって定着され、これにより画像が形成される。
【００４８】
また、本実施形態に係る画像形成装置は、装置内の各部を制御するための図示しない制御部を有している。この制御部は、画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段としての画像処理部を有している。この画像処理部は、具体的には、面積当たりにおけるトナー付着画素の面積率を調整して階調を表現するためのデータ処理を行う。
【００４９】
上記制御部は、上記画像処理部によって処理された画像データに基づいて、上記光書き込み装置３を駆動制御する。本実施形態に係る画像形成装置においては、高濃度部、中間調部分、ハイライト部分ともに前述の飽和書き込みで静電潜像を形成し、画像の基本単位となる画素のうち、トナーを付着させるべきトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現する方法である２値プロセスを採用している。この２値プロセスを採用することで、１ドット多値プロセスを採用した場合に比して安定した画像品質を保つことができる。
【００５０】
この２値プロセスを採用した場合、前述のように、転写紙１００に形成した画像において、トナー付着画素に由来する転写紙１００上の転写後画素像が目立ち、ザラツキを感じる画像となってしまうという問題点が生じてしまうことがある。
【００５１】
上記問題点を解消するために、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、転写材１００上に形成した、転写後画素像の大きさが５０μｍ程度以下になると、明視距離、具体的には２５乃至３０ｃｍでの人間の視認能力が急激に低下することを見出した。しかも、転写後画素像の大きさ、形状が一定であるほど上記視認能力の低下が顕著であることが分かった。したがって、転写紙１００上で転写後画素像の大きさが５０μｍ以下で均一となるような前記２値プロセスを採用すれば、高画質で安定した電子写真プロセスとなることが期待できる。
【００５２】
一方、本実施形態の画像形成装置で採用している乾式現像による電子写真方式で、ドット状のトナー付着画素を安定して現像するためには、そのドット径はトナー粒径の約４倍以上必要であることが経験的に知られている。トナーの小粒径化の限界が５μｍ程度であることを考慮すると、安定的に再現可能なドット状のトナー付着画素の径は２０μｍ程度以上となる。
【００５３】
以上のことから乾式現像を用いた電子写真方式の２値プロセスにおいて、転写紙１００上で２０μｍ以上、５０μｍ以下の径で且つ安定した形状の転写後画素像が得られるようなトナー付着画素を、感光体１ａ上に形成することができれば、ザラツキもなく安定した画像を得ることが可能となると考えられる。
【００５４】
しかし、従来の一般的な電子写真方式の条件下では、上記２値プロセスを用いて転写紙１００上に２０μｍ以上、５０μｍ以下の径で且つ安定したドット形状の転写後画素像を形成することは困難であった。その達成のためには、従来よりもはるかに小さなビーム径を有する光書き込み装置、小さなビーム径で書き込みを行った場合でも電荷の拡散による静電画素潜像（１画素の静電潜像）の広がりを生じにくい感光体、小さなドット状の静電画素潜像を忠実にトナー像に変換するための現像方式、感光体上で現像された転写前画素像につぶれを生じることなく転写紙上に転写するための転写方式、転写紙上に転写された転写後画素像を最小限の太りで定着させる定着方式の全てがそろっている必要がある。しかも、これらの各ユニットのパラメータは相互に関連している。例えば、感光体特性、現像、転写、定着の各ユニットの性能によって、書き込み光学系のビーム径仕様は異なってくる。そして、いずれかのユニットが限界を超えた場合は他のユニットでのリカバリーは不可能となってしまう。
【００５５】
このように全てのユニットに対し厳しい仕様が求められるため、電子写真方式において転写紙１００上に２０μｍ以上、５０μｍ以下の径の転写後画素像を安定して得ることが実現できたとしても大幅なコスト上昇につながるおそれがある。
【００５６】
しかし、本発明者らは、更に鋭意研究を重ねた結果、転写後画素像が、トナーの集合体からなる核部分と、この周りに飛び散ったトナーを付着させた飛び散り部分とで構成されている場合には、同じ径であっても飛び散り部分のない転写後画素像に比して、目立ち難くなることを見出した。ここで、トナーの飛び散りとは、複数のトナーで構成された画素像において、その中心からの距離が大きくなるほどまばらにトナーが飛び散った状態をいう。図２（ａ）〜（ｆ）は、トナーの飛び散りが生じにくい条件で形成したドット状の画素像と、トナーの飛び散りが生じやすい条件で形成したドット状の画素像とを示す説明図である。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、トナーの飛び散りが生じにくい条件で感光体１ａ上に形成したドット状の転写前画素像、転写紙１００上の転写後画素像、転写紙１００上における定着後の転写後画素像を示す。また、図２（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はそれぞれ、トナーの飛び散りが生じやすい条件で形成したドット状の転写前画素像、転写紙１００上の転写後画素像、転写紙１００上における定着後の転写後画素像を示す。
【００５７】
図２（ａ）、（ｄ）にそれぞれ示す感光体１ａ上の転写前画素像を、それぞれトナーの飛び散りが生じにくい条件、トナーの飛び散りが生じやすい条件で転写すると、それぞれ次のような転写後画素像が転写後の転写紙１００状に形成される。即ち、トナーの飛び散りが生じにくい条件で転写したものでは、縁の部分１０ａが中間転写ベルト５１と感光体ドラム１との間の当接圧などによって押し潰されて広がった形状となる。一方、トナーの飛び散りが生じやすい条件で転写したものでは、感光体１ａ上の転写前画素像の径とほぼ同じ径の核部分１０ｂの周りに、トナーの飛び散りによる飛び散り部分１０ｃが生じた状態となる。これら転写後画素像は、それぞれ、定着装置９による定着を受けて最終的な画素像となる。
【００５８】
このように、トナーの飛び散りが生じにくい条件で形成した画素像は、感光体１ａから転写紙１００に転写前画素像が転写される際にこれの縁の部分が広がり、転写紙１００上で転写前画素像よりも大径の画素像となる。特に、カラー画像を形成する場合のように複数のトナーを重ねて転写紙１００上に重ねトナー画像を形成する場合には、複数層に現像されたトナー層が転写、定着の工程で加えられる圧力などによって容易に押し潰され、広がる傾向にある。
これに対して、上記飛び散りが生じやすい条件で形成した画素像は、感光体１ａ上の転写前画素像の径とほぼ同じ径の核部分１０ｂと、この周りにまばらに飛び散ったトナーからなる飛び散り部分１０ｃとから構成される画素像となる。このトナー飛び散り部分１０ｃは、ほとんど目立たない低濃度の雲のようなものとしてしか認識されない。加えて、核部分１０ｂの縁をぼかして転写前画素像全体を目立たなくする。よって、飛び散り部分１０ｃのない転写後画素像に比して、人間が視認しにくくなる。
【００５９】
そこで、本実施形態にかかる画像形成装置においては、上記感光体１ａ上で２０μｍ以上、５０μｍ以下の径の転写前画素像を形成させ、かつ、飛び散り部分１０ｃが生じやすくなるように画像形成条件、例えば転写条件を設定した構成を採用している。
【００６０】
以下、この構成について詳述する。
まず、上記感光体１ａ上の転写前画素像の径が２０μｍ以上、５０μｍ以下となるような構成について詳しく説明する。
上記感光体１ａ上の転写前画素像の径をこのような範囲内にするためには、このような径の転写前画素像を形成できるように装置内各部の条件、例えば、光書き込み装置のビーム径や、感光体の特性や、現像装置の現像条件などを設定する。
【００６１】
本画像形成装置においては、上記感光体１ａとして、２０μｍ以上、５０μｍ以下という小径の転写前画素像を形成するのに有利な特性、すなわち、小径の書き込みビームに忠実な静電画素潜像を形成できる特性を有するものを用いる。例えば、感光体１ａとして、一般に用いられている感光体である、電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた２層構成の有機感光体（以下ＯＰＣという）を採用する。しかし、ＯＰＣを採用した場合でも、種々の書き込みビーム径や現像条件の下で、感光体１ａ表面に現像された転写前画素像の直径を測定した結果、次のようなことがわかった。即ち、感光体膜厚１５μｍ以上では、書き込みビーム径を５０μｍ以下に絞り込んでも、飽和書き込みの条件下では５０μｍ以下のドット状の転写前画素像が安定して再現できないことがわかった。この主な原因としては、光書き込みによって電荷発生層で発生した電荷が、感光体１ａ表面の帯電電荷を中和するために電荷輸送層中を感光体１ａ表面に向かって移動する際、移動している電荷が、互いの反発力によって感光体膜厚に応じて拡散することが考えられる。このことから、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記感光体１ａとして、静電画素潜像が形成される表面（以下、潜像形成面という）とは逆側の面近傍で光による電荷発生がなされ、かつ、１５μｍ以下の膜厚の感光体を用いると良い。このような感光体１ａを用いた場合には、上記潜像形成面とは逆側の面近傍、すなわち感光体支持体１ｂ側の面近傍で光によって発生した電荷のうち、所定の極性とは逆極性、例えば図示の装置ではプラスの電荷が、この潜像形成面に向かって該感光体膜中を移動する。このような移動により、光が照射された部分の感光体１ａ表面の帯電電荷が中和されて、上記静電画素潜像が形成されることとなる。このとき、感光体１ａの膜厚が１５μｍ以下であるので、上記電荷が移動中に互いの反発力によって拡散してもその広がりは大きくなりにくい。よって、現像後に人間が視認できない小さな転写前画素像となるような、小さな静電画素潜像を容易に形成することができ、上記２値プロセスを実現する上で有効である。
【００６２】
また、上記感光体１ａとして、上記潜像形成面の近傍で光による電荷発生がなされるものを用いてもよい。このような感光体１ａを用いた場合には、上記潜像形成面の近傍で光によって発生した電荷のうち、所定の極性の電荷、例えば図示の装置ではマイナスの電荷が、この潜像形成面とは逆側の面、すなわち感光体支持体１ｂ側の面に向かって感光体中を移動する。この移動の際、上記所定の極性とは逆極性の電荷、例えば図示の装置ではプラスの電荷が上記潜像形成面の近傍に留まって感光体１ａ表面の帯電電荷を中和して静電画素潜像を形成することとなる。このようにして静電画素潜像が形成される場合にも、上記電荷の反発力による拡散が抑えられる。従って、現像後に人間が視認できない小さな転写前画素像となるような、小さな静電画素潜像を容易に形成することができ、２値プロセスを実現する上で有利である。このような感光体１ａの代表的な例としては、セレニウム感光体、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体があげられるが、表層の安定性からアモルファスシリコン感光体が最適である。これらの感光体１ａに、その特性を損なわない範囲で表面層を付加する等の改良を加えることも無論可能である。
【００６３】
さらに、上記感光体１ａとして、上記潜像形成面の近傍で光による電荷発生がなされるものを用いる場合でも、その膜厚は２０μｍ以下のものを用いるのが望ましい。これは次のような理由による。即ち、上記所定の極性の電荷が上記感光体１ａ表面に残っていると、この電荷と逆極性で大きさが同じ電荷（以下、カウンターチャージという）が上記感光体支持体１ｂに誘起されることとなる。このカウンターチャージの広がりは上記感光体１ａ表面における所定の極性の電荷の広がりよりも広くなる。現像の際に、感光体１ａと現像装置４の図示しない現像剤担持体（例えば現像ローラ）との間の現像領域では、現像電極と感光体表面の上記電荷との間に現像電界を生じる。この現像電界の影響によってドット状のトナー付着画素を現像する際、このトナー付着画素の縁部では、電気力線が空間的に広がってしまう。そしてこの結果、ドット状のトナー付着画素をトナーによって現像すると、現像によって得られる転写前画素像の径が広がってしまうこととなる。このため、上記カウンターチャージの広がりはできるだけ小さくすることが望ましい。この広がりは、感光体１ａの厚みや誘電率、現像剤の厚みや現像剤の誘電率など種々の条件によって決まる。但し、通常の現像条件、例えば現像ギャップ２００μｍ以上、トナーの誘電率３〜１０、感光体１ａ厚み４０μｍ程度、感光体１ａの誘電率３〜５という条件下では、殆ど感光体１ａの厚みで決まり、感光体１ａの厚み程度の広がりとなる。従って、前述の小径のトナー付着画素を形成するには、感光体膜厚を小さく、具体的には２０μｍ以下に設定することが望ましい。
【００６４】
図１の画像形成装置においては、上記感光体１ａとして膜厚１５μｍのＯＰＣを用いている。また、光書き込み装置３としては、６００ｄｐｉの密度で書き込みを行うビーム径５０μｍのレーザー光学系を用いている。これにより、感光体１ａ上の転写前画素像が、２０μｍ以上、５０μｍ以下という小径のドット状になるような構成となっている。
【００６５】
次に、上記トナーの飛び散り部分１０ｃを生じやすくするための構成について説明する。本実施形態に係る画像形成装置においては、中間転写体としての中間転写ベルト５１と、上記感光体１ａ上のトナー画像をこの中間転写ベルト５１上に転写する中間転写装置５と、この中間転写ベルト５１上のトナー画像を上記転写紙１００に転写する転写ローラ８１とを有する転写手段を用いて転写紙１００へのトナー画像の転写を行っている。この転写手段においては、二度の転写工程で十分な転写効率を得るためトナーの転移が非常に発生しやすい状態を作る必要があり、ドット状の転写前画素像その周囲にトナーの飛び散りを易くなる。このため、感光体１ａ上から上記転写紙１００に直接トナー画像を転写する転写手段を採用した場合に比して、転写前画素像とほぼ同径の上記核部分１０ｂと、これの周囲に形成された上記飛び散り部分１０ｃとで構成される転写後画素像を、転写紙１００上に形成し易くなる。
【００６６】
本実施形態にかかる画像形成装置において、上記感光体１ａ上に形成された２０μｍ以上、５０μｍ以下の径の転写前画素像が、上記転写手段によって一次転写、二次転写の工程を経て転写紙１００に転写されると、転写紙１００上で転写後画素像の縁の部分と地肌部分との境界がぼけることとなり、転写紙１００上で目立ちにくくなる。さらに、転写紙１００に形成された転写後画素像は、転写前画素像とほぼ同径の核部分１０ｂと、これの周りに形成される上記飛び散り部分１０ｃとで構成される。上述のように、上記感光体１ａ上の転写前画素像の径は２０μｍ以上、５０μｍ以下となるので、上記核部分１０ｂの大きさを人間が視認できない範囲に留めることができるとともに、その大きさを安定して維持することができる。このことに加え、上記核部分１０ｂの周りの上記飛び散り部分１０ｃは、個々のトナーをほぼ独立に存在させて人間に視認させるようなことはなく、その全体を雲のようなもやもやとしたものとして僅かに視認させる程度である。従って、上記転写紙１００に形成された転写後画素像における上記核部分１０ｂ及び飛び散り部分１０ｃのいずれも、人間が視認しにくい。以上のように、核部分１０ｂを人間の視認し難い大きさである径に形成するとともに、人間に僅かに視認される飛び散り部分１０ｃによって転写後画素像の全体をぼやかすことで、転写紙１００に形成された画像において、個々の転写後画素像を極めて目立ち難くすることができる。従って、ザラツキが目立たない画像を安定して得ることができる。特に、電子写真方式で問題となる中間調、ハイライトの再現の安定性に優れた画像を得ることが可能である。
【００６７】
本発明者らは、この効果について次のようにして確認した。即ち、図１の装置において、転写前画素像をほぼ５０μｍの径で感光体１ａ上に形成し、トナーの飛び散りの生じ易い転写条件で転写した。すると、上記飛び散り部分１０ｃを含めると転写紙１００上では５０μｍ以上の径の転写後画素像になるが、画像全体としては全く問題の無い滑らかなものとして観察されることが分かった。しかも、現像までの工程では２値プロセスを用いているため、環境や現像特性の変化による影響をまったく与えない。
【００６８】
一方、通常の転写条件では、同じ５０μｍの径の転写前画素像を感光体１ａ上に形成しても、転写時や定着時のつぶれによって転写紙１００上では５０μｍ以上のくっきりした転写後画素像となり、その全体の径は前者より若干小さいものの、画像全体としてはザラツキを感じさせるものとなった。
【００６９】
図３（ａ）及び（ｂ）は、転写紙１００上における未定着の転写後画素像を示す説明図である。なお、図３（ａ）及び（ｂ）は互いに同じ転写後画素像を示すものである。前述のように、この転写後画素像は、これの核部分１０ｂと、その周りの飛び散り部分１０ｃとから構成されている。なお、本発明においては、この核部分１０ｂに点接触しているトナーは、上記飛び散り部分１０ｃに属するものと考える。ここで、トナーの飛び散りのレベルを次のように定義する。即ち、図３（ａ）に示すように、上記飛び散り部分１０ｃに属するトナーを含まない核部分１０ｂの最小幅Ａminと最大幅Ａmaxとを測定する。そして、これらの和を１／２にして平均径Ａとする。また、図３（ｂ）に示すように、上記飛び散り部分１０ｃに属するトナーを含む転写後画素像全体の最小幅Ｂminと最大幅Ｂmaxとを測定する。次いで、同様にこれらの和を１／２にして平均径Ｂとし、両平均径の比Ｂ／Ａを飛び散りのレベルとする。具体的には、様々な転写条件で転写紙１００上に孤立した転写後画素像を形成し、未定着のまま写真撮影する。そして、撮影像を２００倍に拡大プリントしてそれぞれ上記飛び散りのレベルを算出する。更に、同様の各転写条件で複数の転写後画素像からなるトナー画像を転写紙１００上に形成し、定着後の画質を比較したところ、上記飛び散りのレベルが１．５以上になると粒状感が少なくなり、滑らかな画像として観察されることがわかった。このことから、上記飛び散りのレベルが１．５以上になるように画像形成の条件を設定するのが望ましい。具体的には、転写条件、例えば、転写バイアス電圧・電流、中間転写ベルト５１の抵抗値、転写ローラ８１の径などや、トナーの流動性を設定するのが望ましい。なお、トナーの流動性を調整するには、トナーの形状具体的には球形度や、外添剤の量、種類、混合条件等を調整すればよい。
またライン、文字画像のシャープ性の劣化を考慮すると、上記飛び散りのレベルは３．０以下であることが望ましい。
【００７０】
次に本実施形態に係る画像形成装置における階調表現のための画像処理について説明する。通常電子写真方式で用いられている階調表現のための一般的画像処理法としては、ディザ法があげられる。この方法では、複数の基本画素からなるマトリックスを設定し、基本画素ごとに設定した濃度の閾値と、多値で表現された各画素の濃度情報とを比較して上記閾値以上であれば画像とみなし、それ以下であれば地肌とみなすというような方法によってマトリックス単位で階調を表現するものである。濃度の閾値の設定方法としては電子写真方式特有の現像特性にマッチングしたドット集中型が用いられることが多い。この方法ではマトリックスが規則正しく並んでいるため、人間の目には比較的ザラツキを感じさせにくい特性を持っている。しかし、この方式では、濃度を増加させるに従い、上記マトリックスにおけるトナー付着画素からなるトナー付着部の大きさが大きくなっていくため、マトリックスサイズが大きくなりすぎるとザラツキが目立つようになる。このため、マトリックスサイズを１２０×１２０μｍ程度に抑える必要があり、その中で必要な階調数を得ようとすると基本画素の大きさを非常に小さくしていく必要がある。この結果、この方法では前述の１ドット多値プロセスを用いる必要が生じ、中間調領域やハイライト領域での不安定性が生じてしまう。
【００７１】
なお、このような不具合は、上記階調表現方式として、ドット集中型の閾値マトリックスを用いるディザ法を採用した場合のみならず、複数のトナー付着画素からなる付着画素群、あるいはトナー付着画素そのものの大きさによって階調を表現する方式を採用した場合であれば発生し得るものである。
【００７２】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置における階調表現方式としては、各トナー付着画素間の距離によって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する方式を用いることが望ましい。より望ましくは、かかる方式として、誤差拡散法を用いるとよい。この誤差拡散法とは、多値で表現されたある画素の濃度情報を２値化する場合に、２値化された値と多値での濃度値との差を周辺画素に振り分けて、階調表現する方法のことである。このような方式を採用すれば、低濃度部ではトナー付着画素間の間隔は大きく、高濃度部では小さくなる。したがって、上記付着画素群やトナー付着画素そのものの大きさによって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する方式よりも、トナー付着画素が集合し難くなる。このことにより、人間に視認させるような大きな点画像を形成し難くなる。また、解像度やシャープネス性に優れた文字画像や線画像を形成することができる。更に、解像度に優れた文字画像や線画像を形成しながら、ピクチャー部分については階調性に優れた画像を形成することができる。これらの結果、ディザ法のドット集中型を用いる場合よりも、ザラツキを感じさせない良好な画像が得られる。特に本実施形態にかかる画像形成装置においては、飛び散りを生じさせて更に各転写後画素像を目立ち難くしているため、銀塩写真のようななめらかな画像を得ることができる。
【００７３】
なお、近年、トナー付着画素そのものの径を調整しながら、誤差拡散法によって各トナー付着画素間の距離を調整して階調を表現する方法が提案されているが、この方法を用いてもよい。但し、この方法を用いる場合には、感光体１ａ上で転写前画素像の径を２０μｍ〜５０μｍの範囲で調整する必要がある。
【００７４】
なお、本実施形態にかかる画像形成装置において、図１の画像形成装置とは異なり、カラー画像を形成する場合のように複数のトナーを重ねて転写紙１００上に重ねトナー画像を形成する構成を採用した場合には、上記重ねトナー画像において各転写後画素像が目立ちにくくなり、滑らかな高品質の重ねトナー画像を得ることができる。また、誤差拡散法を用いる場合には、トナー付着画素を所定の間隔パターンで形成せず、画像の濃淡パターンに応じてトナー付着画素の間隔パターンを変化させるので、カラー画像等の重ねトナー画像を形成する場合でも、モアレ縞の発生を抑えることができる。
【００７５】
［実施形態２］
次に、他の実施形態にかかる画像形成装置について説明する。本画像形成装置の基本的な構成は実施形態１の画像形成装置と同様であるので説明を省略する。
本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、前述のトナー飛び散りのレベルが１．５倍以上となるようにトナーの飛び散りを生じさせた場合には、上記感光体１ａ上に５０μｍを超える径の転写前画素像を形成しても、転写紙１００上の画像全体において各転写後画素像が目立ちにくくなることが判った。
そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記飛び散りのレベルが１．５以上となるような各転写後画素像を形成し得る構成を採用している。具体的には、上記飛び散りのレベルが１．５以上となるように画像形成条件を設定している。より具体的には、感光体１ａ上の転写前画素像を転写紙１００に転写する際の転写条件、例えば、転写バイアス電圧・電流、ベルト転写方式を採用した場合の転写ベルトの抵抗値、転写部入り口・出口の形状などや、トナーの流動性を設定している。なお、前述のように、トナーの流動性を調整するには、トナーの形状具体的には球形度や、外添剤の量、種類、混合条件等を調整すればよい。
【００７６】
上記飛び散りを発生させやすくするためには、上記感光体１ａ上の転写前画素像を転写紙１００に直接転写する転写手段を採用するよりも、中間転写体を介して転写する転写手段を採用する方が有利である。しかし、上記飛び散りのレベルを１．５以上にすることができれば、上記感光体１ａ上の転写前画素像を転写紙１００に直接転写する転写手段を採用してもよい。例えば転写バイアス電圧・電流、転写ニップ部における転写バイアス印加位置、ベルト転写方式を採用した場合の転写ベルトの抵抗値などを調整することで上記飛び散りのレベルを１．５以上にするようにすればよい。
【００７７】
このような構成により、転写紙１００上に形成された画像全体において、各転写後画素像が目立ちにくくなり、ザラツキを低減した滑らかな画像を安定して得ることができる。
【００７８】
また、本実施形態に係る画像形成装置においても、ライン、文字画像のシャープ性の劣化を考慮すると、上記飛び散りのレベルは３．０以下であることが望ましい。
【００７９】
また、本実施形態に係る画像形成装置においても、階調表現方式として、各トナー付着画素間の距離によって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する誤差拡散法などを用いるのが望ましい。このような方式を採用すれば、低濃度部ではトナー付着画素間の間隔は大きく、高濃度部では小さくなる。したがって、上記付着画素群やトナー付着画素そのものの大きさによって上記密度を調整する方式よりも、トナー付着画素が集合し難くなる。このことにより、人間に視認させるような大きな点画像を形成し難くなる。また、解像度やシャープネス性に優れた文字画像や線画像を形成することができる。更に、解像度に優れた文字画像や線画像を形成しながら、ピクチャー部分については階調性に優れた画像を形成することができる。これらの結果、ディザ法のドット集中型を用いる場合よりも、ザラツキを感じさせない良好な画像が得られる。特に本実施形態にかかる画像形成装置においても、飛び散りを生じさせて各転写後画素像を目立ちにくくしているため、銀塩写真のようななめらかな画像を得ることができる。
【００８０】
なお、本実施形態にかかる画像形成装置において、カラー画像を形成する場合のように複数のトナーを重ねて転写紙１００上に重ねトナー画像を形成する構成を採用した場合には、上記重ねトナー画像において上記トナー画素が目立ちにくくなり、滑らかな高品質の重ねトナー画像を得ることができる。また、誤差拡散法を用いる場合には、トナー付着画素を所定の間隔パターンで形成せず、画像の濃淡パターンに応じてトナー付着画素の間隔パターンを変化させるので、カラー画像等の重ねトナー画像を形成する場合でも、モアレ縞の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面図。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、トナーの飛び散りが生じにくい条件で形成したドット状の画素像と、トナーの飛び散りが生じやすい条件で形成したドット状の画素像とを示す説明図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、転写紙１００上における未定着の転写後画素像を示す説明図。
【図４】書き込みエネルギーと感光体表面電位との関係の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００８２】
１      感光体ドラム
１ａ    感光体
１ｂ    感光体支持体
２      帯電装置
３      光書き込み装置
４      現像装置
５      中間転写装置
５１    中間転写ベルト
６      除電装置
７      クリーニング装置
８１    転写ローラ
９      定着装置
１０    トナー
１００  転写紙
【図１】
2004171018.tif 000003
【図２】
2004171018.tif 000004
【図３】
2004171018.tif 000005
【図４】
2004171018.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月29日(2004.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
画像を構成する画素のうちのトナーを付着させるトナー付着画素の面積当たりの密度により階調を表現するように、形成する画像の画像データを処理する画像処理手段と、
該画像処理手段によって処理された画像データに基づいて、該像担持体上に上記画素からなる画像の静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該画像の静電潜像を顕像化してトナー画像とする現像手段と、
該像担持体上のトナー画像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
上記像担持体上の１画素のトナー像である転写前画素像の径が２０μｍ以上、５０μｍ以下となるようにし、かつ、
上記転写手段として、
上記転写前画素像の上記転写材上における転写像である転写後画素像が、該転写前画素像と同程度の径で形成される核部分と、この周りにトナーが飛び散ったように付着した飛び散り部分とで構成されるように、転写によって該飛び散り部分を生じさせるものを用い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、
上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の１．５倍以上となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせ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、
上記転写後画素像の径が、上記核部分の径の３倍以下となるように、該核部分の周りにトナーの飛び散りを生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、
像担持体として、上記静電潜像が形成される表面とは逆側の面近傍で光による電荷発生がなされ、かつ、１５μｍ以下の膜厚の感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、又は、３の画像形成装置において、
像担持体として、上記静電潜像が形成される表面近傍で光による電荷発生がなされる感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
像担持体として、アモルファスシリコン感光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、
上記転写手段として、
上記トナー画像を中間転写体に転写してから上記転写材に転写するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置であって、
上記画像処理手段が、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置であって、
各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整する方法として、誤差拡散法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、
上記トナー画像を複数重ねた重ねトナー画像を上記転写材上に形成することを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記転写手段として、上記トナー画像を中間転写体に転写してから上記転写材に転写するものを用いたことを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
そこで、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置であって、上記画像処理手段が、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整することを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
そこで、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置であって、各トナー付着画素間の距離によって単位面積あたりにおける該トナー付着画素の密度を調整する方法として、誤差拡散法を用いることを特徴とするものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、
上記トナー画像を複数重ねた重ねトナー画像を上記転写材上に形成することを特徴とするものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の発明によれば、多値プロセスを用いる場合よりも現像条件等による画質の変化を抑えて画像品質を安定して維持することができるという優れた効果がある。また、ザラツキが目立たない滑らかな画像を形成することができるという優れた効果がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また特に、請求項２又は３の発明によれば、粒状感の少ない滑らかな画像を得ることができるという優れた効果がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また特に、請求項３の発明によれば、トナーの飛び散りに起因する線画像や文字画像のシャープ性の劣化を抑えて良好な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また特に、請求項７の発明によれば、像担持体上から転写材へとトナー画像を直接転写する方式に比べ、上記飛び散り部分を上記核部分の周りに容易に形成することができるという優れた効果がある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また特に、請求項８の発明によれば、上記付着画素群の大きさによって面積あたりにおけるトナー付着画素の密度を調整する場合よりも、画像濃度の増加に起因する画像のザラツキを抑えることができるという優れた効果がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また特に、請求項９の発明によれば、ディザ法を用いる場合よりも解像度やシャープネス性に優れた文字画像や線画像を形成することができるという優れた効果がある。また、解像度に優れた文字画像や線画像を形成しながら、ピクチャー部分については階調性に優れた画像を形成することができるという優れた効果がある。更に、各色トナー画像を重ねてカラー画像を形成する場合でも、モアレ縞の発生を抑えることができるという優れた効果がある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
また特に、請求項１０の発明によれば、ザラツキが目立たない滑らかな重ねトナー画像を得ることができるという優れた効果がある。