(57)【要約】【課題】  光ビームの走査により像担持体に潜像を形成して、現像手段によりトナー画像を形成するデジタル式の複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナー画像として作られる主走査方向の線幅と、副走査方向の線幅との比を、プロセス条件、もしくは光学的条件を変化させることにより、一定に維持する。【解決手段】  像担持体、帯電手段、走査露光手段、現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記帯電手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
2005106922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記帯電手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段、トナー濃度制御手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記トナー濃度制御手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体、帯電手段、走査露光手段、現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
走査露光手段の光ビームの像担持体への入射角を変更する入射角変更手段を設け、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記入射角変更手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記現像手段の現像スリーブ内部に配置された磁性部材の取り付け角度を変更するための磁角変更手段を設け、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記磁角変更手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
制御手段が、前記線幅比が０．８〜１．２になるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
クリーニング手段により回収されたトナーを現像手段に搬送し、再度現像用トナーとして利用するためのトナーリサイクル機構を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に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、電子写真技術により画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いたデジタル式の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、コロナ放電等を利用した帯電手段により像担持体の表面を一様に帯電して、次に、レーザビームやＬＥＤアレイ等による光ビームによる走査露光手段である画像書き込み手段によって、原稿画像に対応する潜像を像担持体上に形成する。前記潜像は、現像手段により現像されて、像担持体上にはトナー画像が形成される。
【０００３】
このような、光ビームによる走査を用いた画像書き込み手段を有する画像形成装置においては、光ビームの走査方向（主走査方向）にトナー画像として形成された細線の幅と、走査方向と直角をなす方向（副走査方向）にトナー画像として形成された細線の幅とが等しくなるように、像担持体の表面に光ビームにより形成されるスポットの形状が最適化されている。
【０００４】
ところが、画像形成装置で使用されている部品や資材の経時変化や、環境変動に伴う各手段の特性変化により、当初に最適化された条件では主走査方向の細線の幅と、副走査方向の細線の幅とが大きく異なってしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題を回避するために、画像形成装置に一般的な画像を出力するモードと、プロッターのように主に細線を出力するモードとを設けて、プロッタモードの時には帯電電位を、もしくはトナー濃度を一般的な画像を出力するモードよりも下げることにより、主走査方向に形成された線の現像手段による掻き取り量を減らして、二つの方向の線幅比を１に近づけようとするという提案がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この提案による手段は、主走査方向と副走査方向の線幅比を、ある環境下においては１に近づけることはできるが、部品や資材の経時変化や、環境変動に伴う各手段の特性変化による線幅比の変化を補正するものではない。
【０００７】
また、他の提案として、像担持体に、主走査方向に走る数本の線画像からなるパッチ画像と、副走査方向に走る数本の線画像からなるパッチ画像とを形成して、二つの方向の線幅を検知して、その線幅が等しくなるようにレーザ光の発光時間を調節するという提案もある（例えば、特許文献２）。
【０００８】
しかしながら、この提案も、光ビーム１ラインから作られる最も狭い線幅の細線を出力する場合に、潜像形成が不安定となり、これによる細線の主走査方向の画像形成が不安定となる新たな問題を引き起こす場合がある。
【特許文献１】特開平９−１４６３５１号公報（第１−２頁）
【特許文献２】特開平１１−７８１２３号公報（第２−３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な状況に鑑みてなされたもので、光ビームの走査により像担持体に潜像を形成して、現像手段によりトナー画像を形成するデジタル式の複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナー画像として作られる主走査方向の線幅と、副走査方向の線幅との比を、プロセス条件、もしくは光学的条件を変化させることにより、一定に維持するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の手段により達成される。
（１）像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記帯電手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段、トナー濃度制御手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記トナー濃度制御手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（３）像担持体、帯電手段、走査露光手段、現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
走査露光手段の光ビームの像担持体への入射角を変更する入射角変更手段を設け、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記入射角変更手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（４）像担持体、帯電手段、走査露光手段、像坦持体に現像剤を接触させる現像手段を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記現像手段の現像スリーブ内部に配置された磁性部材の取り付け角度を変更するための磁角変更手段を設け、
前記像担持体上に、主走査方向及び副走査方向に線状のトナー画像を形成し、
前記トナー画像の線幅を検知する線幅検知手段によって主走査方向、及び副走査方向の線幅検知情報を取得して、
前記線幅検知情報から主走査方向と副走査方向の線幅比を算出し、算出結果に基づいて前記磁角変更手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（５）制御手段が、前記線幅比が０．８〜１．２になるように制御することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（６）クリーニング手段により回収されたトナーを現像手段に搬送し、再度現像用トナーとして利用するためのトナーリサイクル機構を有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明により、像坦持体の環境変化や経時変化による電荷保持能力の変化、浮遊トナー等の付着による帯電手段の電荷放出能力の変化等のような帯電電位変化を引き起こす要因が発生しても、像担持体へのトナーの付着力が制御されることにより現像手段によるトナー画像の掻き取り量が制御され、常に、像担持体上にトナー画像として形成される主走査方向の細線の線幅再現と副走査方向の細線の線幅再現とを等しくする制御をすることができる。
【００１２】
請求項２の発明により、環境変化や経時変化によるトナー濃度の変化を制御をすることにより現像手段によるトナー画像の掻き取り量が制御されるので、像担持体上にトナー画像として形成される主走査方向の細線の線幅再現と副走査方向の細線の線幅再現とを等しくすることができる。
【００１３】
請求項３の発明により、像坦持体表面に形成される光ビームのスポット形状の縦横比が光学的に容易に変更されので、多種の要因により変化する像担持体上にトナー画像として形成される主走査方向の細線の線幅再現と副走査方向の細線の線幅再現とを等しくする制御のロバストが拡大する。
【００１４】
請求項４の発明により、現像手段の磁気ブラシの穂立ちの硬さを制御することにより現像手段によるトナー画像の掻き取り量が制御されるので、環境変化や経時変化により変化する像担持体上にトナー画像として形成される主走査方向の細線の線幅が制御され、副走査方向の細線の線幅再現と等しい再現をすることができる。
【００１５】
請求項５の発明により、像担持体上にトナー画像として形成される画像の品質を維持できる主走査方向の細線の線幅と副走査方向の細線の線幅との比を示す値の範囲が明確化され、有効な制御が可能となる。
【００１６】
請求項６の発明により、トナーリサイクル機構を有するデジタル式の画像形成装置における環境変化や経時変化によるの画像品質の低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明による画像形成装置の一般的な動作を説明するための模式図である。
【００１９】
本画像形成装置は、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、画像書き込み手段２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着手段７、制御手段Ｃ１等から構成されている。
【００２０】
自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。
【００２１】
原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。
【００２２】
画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３と、第２ミラーユニット２４と、結像レンズ２５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃ１の画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭ１に画像データとしてストアされる。
【００２３】
画像書き込み手段２は、メモリＭ１から呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段３２によって一様帯電されて回転している像担持体３１の表面を走査して、像担持体３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。本発明においては、像担持体３１上のレーザビームの照射位置を決める最終ミラーＭＲを水平方向（図中矢印ｘの方向）に移動可能とし、さらに、最終ミラーＭＲの像担持体３１を睨む角度が変えられるようにしてある。
【００２４】
画像形成手段３において、前記静電潜像は現像手段３４により反転現像されて、トナー画像が像担持体３１上に形成される。
【００２５】
現像手段３４の下部には、現像手段３内の現像剤の透磁率の変化を検知するトナー濃度検知センサＬ１が設けられており、トナー濃度制御手段ＴＣは、前記トナー濃度検知センサＬ１の出力電圧が制御手段Ｃ１から送られた所定の値になるように、トナー補給手段ＴＳを制御する。また、現像手段３４の下方の、像担持体３１の表面を睨む位置には、線状に形成されたトナー画像の線幅を光学的に検知するための線幅検知手段ＬＳが設けられている。
【００２６】
トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、転写材である用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、用紙Ｐが給送され、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ３９によって像担持体上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。
【００２７】
転写領域において、像担持体３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段３５により反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。
【００２８】
トナー画像を担持した用紙Ｐは、分離除電手段３６の作用により、像担持体３１の表面から分離し、定着手段７に送られる。
【００２９】
定着手段７において、トナー画像を担持した前記用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。
【００３０】
なお、用紙Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。
【００３１】
また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。
【００３２】
一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた像担持体３１の表面は、クリーニング手段３７により残留トナーが除去されて次なる画像形成に向けての準備がなされる。
【００３３】
図２は、本実施の形態における画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。制御手段Ｃ１はＣＰＵ（ＣＰＵ１）、メモリＭ１を始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス等を有するコンピュータシステムであり、各手段を駆動するための制御部も有している。自動原稿送り装置１の制御手段Ｃ２も、制御手段Ｃ１に比較して規模は小さいが、ＣＰＵを中心とした同様なシステム構成である。制御手段Ｃ１と制御手段Ｃ２とは、本例においては通信手段Ｃ３にて接続されている。
【００３４】
なお、本実施の形態の説明に直接関係しないブロックについては、図中の記載を省略してある。
【００３５】
次に、上述した画像形成装置における本発明に関わる基本要素の列挙と説明を行う。
（１）露光光源はレーザ。（光学系は変わるがＬＥＤアレイでもよい）
（２）現像方法は、磁性トナーを用いた１成分現像剤磁気ブラシ接触現像法、または非磁性トナーを用いた２成分現像剤磁気ブラシ接触現像法。
（３）現像バイアスは帯電電位に対して、絶対値で２５Ｖ〜５００Ｖ低い値とする。２５Ｖ以下の場合には、画像かぶりの抑制が困難となり、５００Ｖ以上の場合には、現像電界を確保するために帯電電位を大幅に高く（例えば、２０００Ｖ以上）設定する必要があり、リーク防止等への対応コストが発生する。
（４）トナーの体積平均粒径は９μｍ以下。高精細の線画像の再現に有効な要件である。
（５）トナーの球状係数：ＳＦ−１は１００〜１４０、ＳＦ−２は１００〜１２０。
上記ＳＦ−１は、球形の度合いを示し、ＳＦ−２は凸凹の度合いを示しており、以下の式で表される。
ＳＦ−１＝（Ｌｍａｘ2／Ａ）×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝（Ｌａｒｏｕｎｄ2／Ａ）×（１／４π）×１００
但し、
Ｌｍａｘ：最大直径
Ｌａｒｏｕｎｄ：周長
Ａ：トナー投影面積
このような条件を満たすトナーは、重合法により作られる。
（６）像担持体上に形成する線画像は、指定された範囲に描かれた主走査方向に走る複数のラインペアで作られるパターンと、副走査方向に走る同様のラインペアからなるパターンの二つである。ライン（線）の幅は１０μｍ〜１２０μｍである。１０μｍ以下の線は、スポット径や現像性の点から正確な画像形成が困難となり、また、１２０μｍ以上の幅では、本発明の対象とする細線の再現性という要件から外れてしまう。
（７）上記の二つのラインパターンは、ＬＥＤ等の発光素子と、フォトトランジスタ等の受光素子とからなる線幅検知手段により、濃度として検知される。この濃度情報は制御手段Ｃ１に送られ、メモリＭ１にストアされている近似式を用いて線幅に換算される。
（８）得られた主走査方向の線幅（ＭＷ）と、副走査方向の線幅（ＳＷ）とから、線幅比（Ｒ）は、Ｒ＝ＭＷ／ＳＷ、もしくはＲ＝ＳＷ／ＭＷのように計算される。
（９）制御手段は上記のＲが０．８〜１．２になるように、帯電手段３２、トナー濃度制御手段ＴＣ、入射角制御手段Ｎ１、磁角変更手段Ｇ１のいずれかを制御する。
【００３６】
以下、実施例に基づき本発明とその実施結果を述べる。
【００３７】
先ず、実施例における画像形成装置の仕様を以下に記す。
（１）画像形成方式：電子写真方式、乾式２成分磁気ブラシ反転現像方式
（２）像担持体：ＯＰＣドラム
膜圧  ３０μｍ
外径  φ８０ｍｍ
帯電電位  −７５０Ｖ
回転線速  ２８０ｍｍ／ｓｅｃ
（３）帯電極：  スコロトロン
帯電電流  −８００μＡ
グリッド電圧  ー７３０Ｖ
（４）露光：    光源  半導体レーザ（パワー１５０〜５００μＷ）
波長  ７８０ｎｍ
ビーム径  ６０μｍ（主走査方向）、８０μｍ（副走査方向）
ドット密度  ６００ｄｐｉ
（５）ラインパターン：主、副走査方向共に幅１００μｍのライン（線）によるラインペアで構                成される。
【００３８】
パターンのサイズ  ３０ｍｍ（主走査方向）×２５ｍｍ（副走査方向）
図１５参照、但しラインの幅は実際の幅よりも広く示されている。
（６）現像剤：  キャリア粒径  ６０μｍ
トナー粒径  ６．５μｍ
トナー濃度  ５％
形状係数  ＳＦ−１  １２０、ＳＦ−２  １１０
（７）現像手段：スリーブ径  φ４０ｍｍ、回転線速  ５６０ｍｍ／秒
バイアス  −６００Ｖ
現像磁角  ＋６°
現像磁石の垂直磁界のピーク磁束密度  １００ｍＴ
ＯＰＣドラム表面と現像スリーブ表面との距離  ０．５０ｍｍ
現像剤搬送量  ９０ｍｇ／ｃｍ
クリーニング手段にて除去された転写残トナーを現像手段に戻すトナー                リサイクル機構を備える。
（８）トナー濃度制御手段：透磁率センサーを用いた通称Ｌ検知方式と称される方式
（９）線幅検知：ＬＥＤとフォトトランジスタからなる反射濃度検知センサからの情報を                、制御手段にて線幅情報に変換
（１０）転写分離極：静電転写、静電分離方式
（１１）クリーニング：ゴムブレードカウンター方式
（１２）定着器：ヒートローラ定着方式
第１の本発明は、帯電手段を制御することにより像担持体の帯電電位を変化させて、線幅比（Ｒ）が所定の範囲に入るようにするものであり、以下、図面を基に説明する。
【００３９】
図３は、帯電電位と線幅比（Ｒ）の関係を表す近似式を求めるためのフローチャートである。
【００４０】
先ず、帯電電位の目標値を１番目の設定値である−６５０Ｖに設定する（Ｓ１、Ｓ２）。次に、帯電電位が前記目標値になるように、帯電手段３２のグリッド電圧を変化させる（Ｓ３、Ｓ４）。帯電電位が目標値に達したならば、線幅検知のためのラインパターンを像坦持体３１上に形成して（Ｓ５）、反射濃度センサである線幅検知手段ＬＳからの濃度情報により線幅情報を得て、主走査方向の線幅（ＭＷ）と、副走査方向の線幅（ＳＷ）との線幅比（Ｒ）を求める（Ｓ６、Ｓ７）。引き続き、帯電電位を２番目の目標値（−７００Ｖ）に設定して（Ｓ８、Ｓ９、Ｓ２）、同様に線幅比（Ｒ）を求める。このように、−６５０Ｖ〜−８５０Ｖの範囲で、５０Ｖずつ変化させ、それぞれの条件下で線幅検知のためのラインパターンを像担持体上に形成して、線幅検知手段ＬＳからの濃度情報から線幅情報を得て、主走査方向の線幅（ＭＷ）と、副走査方向の線幅（ＳＷ）との線幅比（Ｒ）を算出する（Ｓ１〜Ｓ９）。
【００４１】
上記の測定結果から、帯電電位と線幅比との関係を示す一次近似式を求める（Ｓ１０）。
【００４２】
以降の画像形成は、この得られた近似式を基にして、線幅比（Ｒ）がほぼ１になるように帯電手段３２のグリッド電圧を制御する。
【００４３】
なお、上述の近似式を求めるための画像形成装置の動作時機は、装置の電源投入直後、スタンバイ時、ユーザが操作手段により指示した時等、適宜な時機を選択できるように、予め、制御手段Ｃ１に設定されている。
【００４４】
図４は、上記の一次近似式をグラフとして表したものである。このグラフより、帯電電位が−７４０Ｖ近傍の値になるようにグリッド電圧を制御すれば、線幅比（Ｒ）は、ほぼ１となることがわかる。
【００４５】
これは、帯電電位と現像バイアスの差（かぶりマージン電位）を制御することにより、像担持体へのトナーの付着力が制御されて、主走査方向のトナー画像が現像手段により掻き取られる量が制御されることによる。
【００４６】
図５（１）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下において、グリッド電圧を変化させることにより、線幅比（Ｒ）をほぼ１にするように制御しながら、２０万枚のコピーを作成した実験の結果を示すものであり、明らかに、各環境下で、線幅比（Ｒ）は、ほぼ１を維持するように制御されていることがわかる。
【００４７】
図５（２）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下で、図５（１）のように制御された時の帯電電位とグリッド電圧の変化を示している。明らかに帯電電位は−７４０Ｖ近傍に維持されており、グリッド電圧を変化させることにより所定の帯電電位を維持する制御ができていることが判る。
【００４８】
なお常温常湿（ＮＮ）とは２０°Ｃ、５０％ＲＨ、低温低湿（ＬＬ）とは、１０°Ｃ、２０％ＲＨ、高温高湿（ＨＨ）とは、３０°Ｃ、８０％ＲＨの環境をいう。
【００４９】
次に、第２の本発明の説明を行う。本発明は、現像手段器内のトナー濃度と、線幅比（Ｒ）を、ほぼ１にするトナー濃度検知センサＬ１の出力電圧との関係を予め実験で求めておき、各環境下で、線幅比（Ｒ）がほぼ１になるような濃度を維持するように、トナー濃度制御手段ＴＣを制御するものである。
【００５０】
図６（１）は、常温常湿におけるトナー濃度とトナー濃度検知センサＬ１の出力電圧の関係を示すグラフである。また、図６（２）は、トナー濃度を変化させたときの線幅比（Ｒ）の変化を示す。この二つのグラフから、線幅比（Ｒ）をほぼ１に維持するためには、トナー濃度を５％に維持すれば良く、その濃度を維持するためには、トナー濃度検知センサＬ１の出力電圧が、常温常湿においては、７Ｖになるようにトナー補給が制御されれば良いことが判る。
【００５１】
図７（１）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下において、トナー濃度を変化させることにより線幅比（Ｒ）がほぼ１になるように制御した実験結果を示すものであり、明らかに、各環境下で、線幅比（Ｒ）は、ほぼ１を維持するように制御されていることがわかる。
【００５２】
これは、トナー濃度が低下した場合、キャリアによる主走査方向に形成されたトナー画像の掻き取り量が増え、トナー濃度が上がった場合には掻き取り量が減るという特性を捉え、これを制御したものである。
【００５３】
図７（２）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下で、図６（１）のように制御された時のトナー濃度とトナー濃度検知センサＬ１の出力電圧の変化を示している。明らかにトナー濃度は５％近傍に維持されており、トナー濃度検知センサＬ１の出力電圧の制御電圧値を変化させることにより所定のトナー濃度を維持する制御ができていることが判る。
【００５４】
次に、第３の本発明の説明をする。本発明は、レーザビームの像坦持体３１への入射角度を変えることにより、像坦持体の表面に形成されるスポットの縦横比を変えられるようにするものである。
【００５５】
図８は、画像書き込み手段２の最終ミラーＭＲ、および像担持体３１の近傍を模式的に示したものである。図にて示されるように、レーザビームはある入射角（θ）を持って像担持体３１の表面を走査露光している。図の点線で示されるように、入射角変更手段Ｎ１の主構成部材である最終ミラーＭＲは、反射角度を変えながら、レーザビーム軸に沿って（ｘ方向）移動する。この際、移動はレーザビームの光源であるレーザダイオード（不図示）から像担持体表面までの光路長を変えないように反射角度を変えながら行われる。レーザビームの像担持体３１への入射位置は、上記の最終ミラーＭＲの移動により変化するが、予め、最終ミラーＭＲの位置と、入射位置との関係は設計段階にて規定されているので、その関係はテーブルの形で制御手段Ｃ１のメモリＭ１にストアされている。入射位置の変化による画像形成手段３や、給紙手段５の処理実行のタイミングの変更は、前記のテーブルを参照して行われる。また、入射角変更手段Ｎ１は、最終ミラーＭＲ，ステップモータと送りネジからなるミラー移動手段、ステップモータを用いたミラー回転手段等から構成され、制御手段Ｃ１により制御される。
【００５６】
図９は、レーザビームの像担持体３１への入射角度（θ）と、線幅比（Ｒ）との関係を示すものである。
【００５７】
図１０（１）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下で、線幅比（Ｒ）が、ほぼ１になるように最終ミラーの移動と角度変更とを行った結果を示すもので、明らかに、各環境下で、線幅比（Ｒ）は、ほぼ１を維持するように制御されていることがわかる。
【００５８】
図１０（２）は、図１０（１）で示される結果を得たときの、レーザビームの入射角度と、最終ミラーの角度を示している。図より、最終ミラーＭＲの移動と角度変更を行うことにより、レーザビームの入射角度（θ）が制御され、図１０（１）の結果が得られることが判る。なお、本発明は、第１、第２、および次に説明する第４の本発明と異なり、現像手段は非接触方式をはじめ、どのような方式のものであってもかまわない。
【００５９】
次に第４の本発明の説明をする。
【００６０】
図１１は、画像形成手段３の現像手段３４の現像スリーブＤＳの近傍を模式的に示す図である。
【００６１】
キャリアとトナーからなる現像剤は、矢印ａの方向に回転する現像スリーブＤＳと現像スリーブ内に設けられた磁性部材である複数の磁石との作用により、像担持体３１の表面に搬送され、矢印ｂ方向に回転する像担持体３１の表面にトナー画像を形成する。通常、前記複数の磁石は回転する現像スリーブＤＳ内に固定されているが、本発明においては、現像剤の穂立ち硬さを決める主要素部材である現像磁石ＭＧを現像スリーブＤＳの回転軸と同軸で回転できるように構成している。回転の送りは、ステップモータを駆動源とする磁角変更手段Ｇ１により１°単位でなされる。このような構成により、主走査方向に形成された細線に対する現像手段３４による掻き取りの強さを調整することができる。
【００６２】
図１２は、常温常湿下における現像磁石ＭＧの現像磁角と、線幅比（Ｒ）との関係を示すものである。なお、現像磁角とは、図１０に示されるように現像磁石ＭＧの垂直磁界の中心が像担持体３１に垂直な状態を０°とし、現像スリーブＤＳの回転上流側への角度を＋としてある。図１２から明らかなように、現像磁角を変化させることにより、線幅比（Ｒ）を制御することができる。本実施の形態においては、現像磁角を０°〜１５°の範囲を３°ずつ変化させ、６点のデータを得ている。この６点のデータより、現像磁角と線幅比（Ｒ）の関係を示す近似式を求め、この式を線幅比（Ｒ）をほぼ１にするための制御に使用する。近似式を求める手順については、図３で示される「帯電電位の設定値決定」のフローチャートとほぼ同じであるので、説明を省略する。
【００６３】
図１２の結果は、現像磁角の制御によって、現像剤の穂立ち硬さが制御され、像担持体表面に形成された主走査方向のトナー画像の現像手段による掻き取り量が制御されることを示している。
【００６４】
１３（１）は、常温常湿（ＮＮ）、高温高湿（ＨＨ）、低温低湿（ＬＬ）という３種の環境下で、線幅比（Ｒ）が、ほぼ１になるように、現像磁角を制御した結果を示すもので、明らかに、現像磁角を制御することにより線幅比（Ｒ）をほぼ１にすることが可能であることを示している。
【００６５】
図１３（２）は、図１３（１）の結果を得たときの、現像磁角を示しており、全環境下において、３°以内の現像磁角の変更により線幅比（Ｒ）をほぼ１に維持できることが判る。
【００６６】
図１４は、線幅比（Ｒ）が、表にて示す０．６８〜１．３２の範囲の各値を維持するように、上述の帯電手段３２、トナー濃度制御手段ＴＣ、入射角変更手段Ｎ１、磁角変更手段Ｇ１のいずれかを制御することにより得られた文字画像（３、５．５、７ポイントの３サイズ）の画像品質の評価結果を示すものである。なお、前記画像品質の評価は主観評価である。
【００６７】
図から明らかなように、良好な画像品質の文字画像を得るには、線幅比（Ｒ）が、０．８〜１．２の範囲になるように制御がなされれば良いことがわかる。また、０．９〜１．１の範囲にあれば、さらに良好な画像品質の文字画像が得られることが判る。
【００６８】
上述してきたように、本発明は環境変化や経時変化に対して、線幅比（Ｒ）をほぼ１に維持する有効な技術であるが、特に、クリーニング手段３７にて回収したトナーを、再度、現像手段３４に戻しトナーの再利用を行う、通称トナーリサイクルを行う画像形成装置において効果が大きい。それは、新しいトナーとリサイクルトナーとの間に存在する、帯電特性をはじめ、諸特性の相違から来る画像変化が本発明により補正されるからである。なお、トナーリサイクルを行うための機構は、公知の適宜なもので良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】画像形成装置を示す模式図である。
【図２】制御関係を示すブロック図である。
【図３】帯電電位と線幅比との関係を表す近似式を求めるフローチャートである。
【図４】帯電電位と線幅比の関係を示すグラフである。
【図５】帯電電位の制御により線幅比維持制御を行った実験結果である。
【図６】トナー濃度、センサの出力電圧、線幅比の関係を示すグラフである。
【図７】トナー濃度の制御により線幅比維持制御を行った実験結果である。
【図８】入射角変更手段を説明する模式図である。
【図９】レーザ入射角度と線幅比の関係を示すグラフである。
【図１０】レーザ入射角度の制御により線幅比維持制御を行った実験結果である。
【図１１】磁角変更手段を説明する模式図である。
【図１２】現像磁角と線幅比の関係を示すグラフである。
【図１３】現像磁角の制御により線幅比維持制御を行った実験結果である。
【図１４】線幅比と画像品質の評価結果を示す表である。
【図１５】ラインパターンを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  画像読み取り手段
２  画像書き込み手段
３  画像形成手段
４  操作表示手段
５  給紙手段
６  排紙再給紙手段
７  定着手段
３１  像担持体
３２  帯電手段
３４  現像手段
Ｒ  線幅比
Ｃ１  制御手段
Ｇ１  磁角変更手段
Ｌ１  トナー濃度検知センサ
Ｎ１  入射角変更手段
ＬＳ  線幅検知手段
ＤＳ  現像スリーブ
ＭＧ  現像磁石
ＭＲ  最終ミラー
ＴＣ  トナー濃度制御手段
ＴＳ  トナー補給手段
ＡＤＦ  自動原稿送り装置
【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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