(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を帯電手段によって帯電し、当該像担持体の表面を、電気信号による画像データに基づいて露光手段によって露光することにより静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像バイアスが印加された現像手段によって顕像化することによりトナーによるトナー像を形成する画像形成動作を行う画像形成ユニットと、像担持体のトナー像が記録材に転写される転写領域を通過した像担持体上のトナーを除去する、ブレードクリーニング機構を有するクリーニング装置とを備えたデジタル方式の画像形成装置において、
画像を形成すべき画像形成モードを、前記画像形成動作が標準電位状態で行われる標準濃度画像形成モード、および当該標準濃度画像形成モードより最高画像濃度が低い画像が形成される電位状態で画像形成動作が行われる低濃度画像形成モードより選定する画像形成モード選定機能と、転写領域を通過してブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達するブレード効果維持用トナー像を形成する特定トナー像形成機能とを有する制御手段を備えてなり、
低濃度画像形成モードにおいては、像担持体の表面の帯電電位および現像手段に印加される現像バイアスが、当該帯電電位と現像バイアスとの電位差が標準濃度画像形成モードにおける当該電位差と同一に維持された状態で、当該標準濃度画像形成モードにおける帯電電位および現像バイアスの値より低く設定されていると共に、
ブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達するトナー量が、標準濃度画像形成モードと実質的に同一となる状態でブレード効果維持用トナー像が形成されるよう設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
低濃度画像形成モードにおいては、ブレード効果維持用トナー像の像担持体の移動方向における寸法が、当該低濃度画像形成モードにおける現像バイアスの、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する電位の下げ幅が大きくなるに従って大きくなるよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
低濃度画像形成モードにおいては、ブレード効果維持用トナー像の形成頻度が、当該低濃度画像形成モードにおける現像バイアスの、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する電位の下げ幅が大きくなるに従って高くなるよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
低濃度画像形成モードにおいては、像担持体の表面において画像が形成されるべき画像形成領域における現像バイアスの下げ幅と、画像形成領域以外の画像間領域における現像バイアスの下げ幅とが、異なる大きさに設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
制御手段は、画像形成動作を行う画像形成ユニットの動作条件を、設定された画像特性を有する画像が形成されるよう設定された制御目標値に基づいて補正する画像形成条件補正動作を行う機能を有し、
制御目標値は、各々の画像形成モードに対応して設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体の表面を帯電手段によって帯電し、当該像担持体の表面を、電気信号による画像データに基づいて露光手段によって露光することにより静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像バイアスが印加された現像手段によって顕像化することによりトナーによるトナー像を形成する画像形成動作が行われるデジタル方式の画像形成装置において、
画像を形成すべき画像形成モードを、前記画像形成動作が標準電位状態で行われる標準濃度画像形成モード、および当該標準濃度画像形成モードより最高画像濃度が低い画像が形成される電位状態で画像形成動作が行われる低濃度画像形成モードより選定する画像形成モード選定機能と、画像形成動作を行う画像形成ユニットの動作条件を画像間領域に形成されたパッチ画像に基づいて補正する画像形成条件補正動作を行う機能とを有する制御手段を備えてなり、
前記低濃度画像形成モードにおいては、帯電手段により帯電される像担持体の表面において画像が形成されるべき画像形成領域の帯電電位および現像手段に印加される現像バイアスが、当該帯電電位と現像バイアスとの電位差が標準濃度画像形成モードにおける当該電位差と同一に維持された状態で、標準濃度画像形成モードにおける帯電電位および現像バイアスより低く設定されていると共に、
低濃度画像形成モードにおける帯電電位の、標準電位状態における帯電電位に対する電位の下げ幅が大きくなるに従って、画像間領域が大きくなるよう設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
低濃度画像形成モードにおいては、像担持体の表面における画像間領域が大きくなるに従って、像担持体上のトナー像が転写される記録材の搬送間隔が大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の低濃度画像形成モードが設定されており、各々の低濃度画像形成モードにおいては、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する現像バイアスの下げ幅が異なる電位状態とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
露光手段によって露光されることにより形成される静電潜像がドットパターンによるものであり、当該静電潜像を現像手段により顕像化することにより形成されたトナーによるトナー像における個々のドットの濃度により中間調濃度の画像が表現されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、例えば、原稿の画像情報を光電変換デバイスにより電気信号に変え、各種の画像処理デバイスで適宜の画像処理を行った後、例えば半導体レーザやＬＥＤ素子アレイを用いて電気信号を光信号に変換し、書き込み用の結像デバイスで像担持体上に光の濃淡信号として記録する、いわゆるデジタル式の画像形成装置が広く利用されている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、高濃度から低濃度に至るまであらゆる濃度の原稿画像に対しても、常に読みやすい濃度を有する画像が安定的に得られるよう、画像形成装置の動作条件を像担持体の特性などに応じて最適な条件に設定することが必要とされる。
【０００４】
例えば欠礼ハガキの文字画像（通常、薄墨書きとされる）あるいは書籍用の文字画像などを形成する場合には、通常の画像形成動作により画像を形成するとかえって読みにくくなることから、通常より低い濃度の画像（中間調濃度の画像）が得られるよう動作条件が制御された状態において画像を形成することが行われており、例えば下記（１）〜（４）に示すような手段などが利用されている。
【０００５】
（１）ＰＷＭ変調方式（パルス幅変調方式）により、露光手段としてのレーザ照射装置を作動させる時間をパルス幅によって調節することにより、像担持体の表面に対するレーザ光の露光時間（露光量）を調節し、これにより中間調濃度の画像を形成する手段。
（２）入力された画像データに対してスクリーン処理を行い、スクリーンをかけた個所について画像データにおける画素数を低減させることにより、中間調濃度の画像を形成する手段。
（３）原稿画像を読み取るに際して、実際の原稿画像より低い濃度の画像として読み込み、この画像データに基づいて画像形成動作が行われることにより、中間調濃度の画像を形成する手段。
（４）像担持体上に形成されたトナー像の、記録材に対する転写効率を調節することにより、中間調濃度の画像を形成する手段。
【０００６】
しかしながら、上記の（１）〜（４）のいずれの手段においても、文字線の幅が細くなったり、文字の解像度が低下したりするなど、画像（文字画像）の品質が低下し、結局、濃度の低い画像を高い画質で安定的に得ることができない、という問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、比較的低い濃度の画像を高い画質で安定的に形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、像担持体の表面を帯電手段によって帯電し、当該像担持体の表面を、電気信号による画像データに基づいて露光手段によって露光することにより静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像バイアスが印加された現像手段によって顕像化することによりトナーによるトナー像を形成する画像形成動作を行う画像形成ユニットと、像担持体のトナー像が記録材に転写される転写領域を通過した像担持体上のトナーを除去する、ブレードクリーニング機構を有するクリーニング装置とを備えたデジタル方式の画像形成装置において、
画像を形成すべき画像形成モードを、前記画像形成動作が標準電位状態で行われる標準濃度画像形成モード、および当該標準濃度画像形成モードより最高画像濃度が低い画像が形成される電位状態で画像形成動作が行われる低濃度画像形成モードより選定する画像形成モード選定機能と、転写領域を通過してブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達するブレード効果維持用トナー像を形成する特定トナー像形成機能とを有する制御手段を備えてなり、
低濃度画像形成モードにおいては、像担持体の表面の帯電電位および現像手段に印加される現像バイアスが、当該帯電電位と現像バイアスとの電位差が標準濃度画像形成モードにおける当該電位差と同一に維持された状態で、当該標準濃度画像形成モードにおける帯電電位および現像バイアスの値より低く設定されていると共に、
ブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達するトナー量が、標準濃度画像形成モードと実質的に同一となる状態でブレード効果維持用トナー像が形成されるよう設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像形成装置においては、低濃度画像形成モードにおいては、ブレード効果維持用トナー像の像担持体の移動方向における寸法が、当該低濃度画像形成モードにおける現像バイアスの、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する電位の下げ幅が大きくなるに従って大きくなるよう形成されること、あるいはブレード効果維持用トナー像の形成頻度が、当該低濃度画像形成モードにおける現像バイアスの、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する電位の下げ幅が大きくなるに従って高くなるよう形成されることが好ましい。また、低濃度画像形成モードにおいては、像担持体の表面において画像が形成されるべき画像形成領域における現像バイアスの下げ幅と、画像形成領域以外の画像間領域における現像バイアスの下げ幅とが、異なる大きさに設定されていてもよい。
さらに、制御手段は、画像形成動作を行う画像形成ユニットの動作条件を、設定された画像特性を有する画像が形成されるよう設定された制御目標値に基づいて補正する画像形成条件補正動作を行う機能を有し、
制御目標値は、各々の画像形成モードに対応して設定された構成とすることができる。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、像担持体の表面を帯電手段によって帯電し、当該像担持体の表面を、電気信号による画像データに基づいて露光手段によって露光することにより静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像バイアスが印加された現像手段によって顕像化することによりトナーによるトナー像を形成する画像形成動作が行われるデジタル方式の画像形成装置において、
画像を形成すべき画像形成モードを、前記画像形成動作が標準電位状態で行われる標準濃度画像形成モード、および当該標準濃度画像形成モードより最高画像濃度が低い画像が形成される電位状態で画像形成動作が行われる低濃度画像形成モードより選定する画像形成モード選定機能と、画像形成動作を行う画像形成ユニットの動作条件を画像間領域に形成されたパッチ画像に基づいて補正する画像形成条件補正動作を行う機能とを有する制御手段を備えてなり、
前記低濃度画像形成モードにおいては、帯電手段により帯電される像担持体の表面において画像が形成されるべき画像形成領域の帯電電位および現像手段に印加される現像バイアスが、当該帯電電位と現像バイアスとの電位差が標準濃度画像形成モードにおける当該電位差と同一に維持された状態で、標準濃度画像形成モードにおける帯電電位および現像バイアスより低く設定されていると共に、
低濃度画像形成モードにおける帯電電位の、標準電位状態における帯電電位に対する電位の下げ幅が大きくなるに従って、画像間領域が大きくなるよう設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の画像形成装置においては、低濃度画像形成モードにおいては、像担持体上の画像間領域が大きくなるに従って、像担持体上のトナー像が転写される記録材の搬送間隔が大きくなるよう設定されていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置においては、複数の低濃度画像形成モードが設定されており、各々の低濃度画像形成モードにおいては、標準濃度画像形成モードにおける現像バイアスに対する現像バイアスの下げ幅が異なる電位状態とされるよう制御される構成とすることができる。
また、露光手段によって露光されることにより形成される静電潜像がドットパターンによるものであり、当該静電潜像を現像手段により顕像化することにより形成されたトナーによるトナー像における個々のドットの濃度により中間調濃度の画像が表現される構成とすることができる。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、低濃度画像形成モードにおいては、画像を構成する各々の画素においてトナーが付着される付着部の面積を変えることによらず、各々の画素の全体におけるトナーの付着密度を変更することにより画像が形成されるので、低い濃度の画像を高い画質で安定的に形成することができ、例えば文字画像を形成する場合にあっては、文字画像の解像度の低下や線幅の減少などの問題が発生することがなく、低い濃度の文字を高い品質で得ることができる。
【００１７】
本発明によれば、画像形成モードにかかわらず一定量のトナーがブレードクリーニング機構におけるクリーニング領域に供給されるよう制御された状態において形成されたブレード効果維持用トナー像をクリーニングブレードにより除去させることにより、当該ブレード効果維持用トナー像を構成するトナーによってクリーニングブレードと像担持体との間に適正な潤滑作用が確保される結果、クリーニングブレードの先端縁に作用される摩擦力が過大になることが抑制され、これによりクリーニングブレードの本来のクリーニング効果が確実に発揮され、画質の高い画像を確実に得ることができる。
【００１８】
本発明によれば、低濃度画像形成モードが像担持体の表面における画像形成領域の帯電電位および現像バイアスが低い状態に設定されると共に、画像間領域の帯電電位および現像バイアスが標準濃度画像形成モードと同一の値に設定された電位状態で画像形成動作を行うものであることにより、画像形成条件補正動作を行うに際して、各々の画像形成モードについて異なる制御目標値を設定しておくことが不要であり、画像形成ユニットの動作の制御を煩雑化させることなしに、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低い状態に設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００１９】
本発明によれば、帯電電位の制御を行うに際して、像担持体の表面における画像間領域において帯電電位が安定的に維持される電位安定領域が所定の大きさで確実に形成されるので、例えば濃度補正用パッチ画像あるいは階調性補正用のパッチ画像を画像間領域において、当該画像間領域に連続する画像形成領域に大きな影響を与えることなく確実に形成することができ、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低い状態に設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
この画像形成装置においては、回転駆動されるドラム状感光体よりなる像担持体１０と、この像担持体１０の表面を帯電させる帯電手段１１と、帯電された像担持体１０の表面を電気信号による画像データに基づいて露光することにより静電潜像を形成する露光手段１２と、この露光手段１２により形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段１３と、像担持体１０上のトナー像を記録材Ｐに転写する転写手段１４と、記録材Ｐを像担持体１０から分離させる分離手段１５と、転写領域を通過した像担持体１０上のトナーを除去するクリーニング装置１６とが、像担持体１０の外周面に沿って、像担持体１０の回転方向に対してこの順序で並ぶよう設けられて画像形成ユニットが構成されており、この画像形成ユニットによる画像形成動作を制御する制御手段３０（図２参照）を備えている。図１において、１７は、次の画像形成動作に備えて像担持体１０の表面電位を除電するためのプレチャージランプである。
【００２１】
像担持体１０は、ドラム状の金属基体１０Ａと、この金属基体１０Ａの外周面に形成された感光層１０Ｂとにより構成されており、搬送される記録材Ｐの幅方向（紙面に対して垂直な方向）に伸びる状態で配設されている。
感光層１０Ｂの種類は、特に限定されるものではなく、例えばアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ2 ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等よりなる無機感光層、有機光導電性化合物よりなる有機感光層等が挙げられる。
【００２２】
帯電手段１１は、例えば制御グリッドと帯電極（放電電極）とを備えたスコロトロン帯電器よりなり、図示しない電源より電圧がその大きさが制御手段３０により制御された状態で印加され、これにより像担持体１０の表面が所定の極性に帯電される。
【００２３】
露光手段１２は、デジタル化された画像データを光信号に変換して像担持体１０を露光するデジタル光学系、例えばレーザ光学系を構成する、例えばレーザ照射装置により構成されている。
【００２４】
現像手段１３は、像担持体１０と現像領域を介して対向するよう配置された現像スリーブ１３Ａを備えており、図示しない電源より現像バイアス電圧がその大きさが制御手段３０により制御された状態で印加され、これにより、現像スリーブ１３Ａの表面が所定の電位状態とされ、像担持体１０上の静電潜像がトナーにより顕像化されてトナー像が形成される。
【００２５】
クリーニング装置１６は、例えばウレタンゴムなどの弾性体よりなり、先端エッジが像担持体１０の表面に当接して、像担持体１０の軸方向に伸びるよう配置された板状のクリーニングブレード１６１を有するブレードクリーニング機構と、クリーニングブレード１６１より像担持体１０の移動方向に対して上流の位置で像担持体１０の表面に当接して、像担持体１０の軸方向に伸びるよう配置されたクリーニングローラ１６２を有するローラクリーニング機構とを備えており、ローラクリーニング機構には、クリーニングローラ１６２にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段（図示せず）が設けられている。
【００２６】
この画像形成装置においては、像担持体１０の表面における表面電位、具体的には、帯電手段１１により帯電された像担持体１０の表面における帯電電位および像担持体１０の表面における露光手段１２により露光された箇所の表面電位（以下、「潜像電位」という。）を検知する電位センサ２０が、像担持体１０の回転方向に対して帯電手段１１、電位センサ２０および現像手段１３がこの順序で並ぶよう設けられている。
また、後述する画像形成条件補正動作を行うに際して形成される補正動作用トナー像、例えば階調性補正用トナー像や最高画像濃度補正用トナー像などの画像濃度を検知するための濃度検知センサ２１が、像担持体１０の回転方向に対して分離手段１５、濃度検知センサ２１およびクリーニング装置１６がこの順序で並ぶよう設けられている。
【００２７】
図２に示すように、制御手段３０は、例えばコピー枚数、拡大・縮小率、記録材のサイズ、あるいは後述する画像形成モードなどの条件の選択および指定、並びに画像形成動作の開始などの一連の指令操作が行われる操作部２５からの指令信号に基づいて、画像形成装置の各部を制御する中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）３１と、このＣＰＵ３１からの指令信号により原稿を光学的に走査して原稿画像を読み取り、電子情報による画像データを取得する画像読み取り部３２と、この画像読み取り部３２により得られた画像データに対して適宜の画像処理を行う画像処理部３３と、この画像処理部３３より出力された画像データを書換可能に記憶保持する画像記憶部３４と、この画像記憶部３４に記憶された画像データを読み出し、当該画像データに基づいて画像形成ユニットの動作を制御する画像形成ユニット動作制御部３５と、像担持体１０と同期した状態で転写領域に記録材Ｐが搬送されるよう、記録材搬送手段の動作を制御する記録材搬送手段動作制御部３６とを備えている。
【００２８】
この画像形成装置においては、例えば帯電手段１１に印加される帯電電圧、露光手段１２の露光量、および現像手段１３の現像スリーブ１３Ａに印加される現像バイアス電圧などの画像形成条件が異なる状態で設定された複数の画像形成モード、具体的には、図３に示すように、画像形成ユニットによる画像形成動作が標準電位状態で行われる標準濃度画像形成モード（イ）と、この標準濃度画像形成モード（イ）より最高画像濃度が低い画像が形成される低電位状態で画像形成動作が行われる低濃度画像形成モード（ロ）とが設定されており、制御手段３０は、形成すべき画像の画像濃度によって、画像形成モードを選定する画像形成モード選定機能を有している。
【００２９】
ここに、「標準電位状態」は、通常の画像形成動作が行われるよう設定された電位状態をいい、像担持体１０の特性によっても異なるが、例えば像担持体１０の表面における帯電電位ＶＨの絶対値が７００〜７５０Ｖ、潜像電位ＶＬの絶対値が５０〜１００Ｖ、現像バイアスＶＢの絶対値が５５０〜６００Ｖである場合には、標準電位状態に設定された状態であり、最高画像濃度が１．２〜１．４の画像が形成される。
【００３０】
低濃度画像形成モード（ロ）においては、像担持体１０の表面における帯電電位Ｖｈおよび現像バイアス電圧が印加された現像スリーブ１３Ａの表面における現像バイアスＶｂが、帯電電位Ｖｈおよび現像バイアスＶｂの電位差の絶対値｜Ｖｈ−Ｖｂ｜が標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨおよび現像バイアスＶＢの電位差の絶対値｜ＶＨ−ＶＢ｜と同一の大きさに維持された状態、すなわち低濃度画像形成モード（ロ）における帯電電位Ｖｈの、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨに対する電位の下げ幅｜ＶＨ−Ｖｈ｜（＝ΔＶ（Ｈ−ｈ））と、低濃度画像形成モード（ロ）における現像バイアスＶｂの、標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢに対する電位の下げ幅｜ＶＢ−Ｖｂ｜（＝ΔＶ（Ｂ−ｂ））とが同じ大きさとなる状態で、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨおよび現像バイアスＶＢの値より低く設定されている。
また、像担持体１０の表面における潜像電位が、標準濃度画像形成モード（イ）における潜像電位ＶＬと実質的に同一の大きさに設定されており、これにより、低濃度画像形成モード（ロ）における現像バイアスＶｂと潜像電位ＶＬとの電位差である現像電位Ｖｅが、標準濃度画像形成モード（イ）における現像電位ＶＥより所定の大きさだけ低い低電位状態が確実に実現される。
【００３１】
低濃度画像形成モード（ロ）においては、例えば、形成されるべき画像の最高画像濃度が、標準濃度画像形成モード（イ）により形成されるべき画像の最高画像濃度に比して少なくとも０．０５低くなる電位状態となるよう、画像形成ユニットの動作条件が設定されており、具体的には、低濃度画像形成モード（ロ）における現像バイアスＶｂの、標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｂ−ｂ）が、例えば最大で２５０Ｖとなる状態とされている。
【００３２】
低濃度画像形成モード（ロ）においては、露光手段１２による露光量が、低濃度画像形成モード（ロ）における現像バイアスＶｂの、標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｂ−ｂ）が大きくなるに従って小さくなるよう設定することができる。
【００３３】
低濃度画像形成モード（ロ）は、その現像バイアスＶｂの、標準濃度画像形成モード（イ）の現像バイアスＶＢに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｂ−ｂ）が異なる状態で複数設定することができる。この場合においては、各々の低濃度画像形成モードについて設定された電位の下げ幅が、一定の間隔で低くなるよう設定されている必要はなく、所定範囲内、例えば２５０Ｖ以下の範囲内において自由に設定することができる。
【００３４】
上記の画像形成装置における画像形成動作は、以下のようにして行われる。すなわち、操作部２５において行われるコピー枚数、拡大・縮小率、記録材サイズなどの条件の選択および指定、並びにコピー開始などの一連の指令操作による指令信号により、画像読み取り部３２により原稿が光学的に走査されて原稿画像の読み取りが行われ、読み取られた原稿画像データに対して画像処理部３３により適宜の画像処理が行われた後、この画像データに基づいて、画像形成ユニット動作制御部３５により画像形成ユニットの動作が制御された状態において作動されて、像担持体１０上にトナー像が形成される。
【００３５】
具体的には、像担持体１０上に画像を形成するに際して、回転駆動される像担持体１０の表面が、帯電手段１１により所定の極性（例えば負極性）に順次帯電され、電位検知センサ２０により検知される像担持体１０の帯電電位が目標値に達した後、像担持体１０の表面が電気信号による画像データに基づいて露光手段１２により露光されることにより、露光された個所の表面電位が低下してドットパターンによる静電潜像が形成される。また、現像手段１３における現像スリーブ１３Ａに現像バイアス電圧が印加されて、現像スリーブ１３Ａの表面が例えば感光体１０の表面電位と同じ極性に帯電され、現像スリーブ１３Ａの表面電位と同じ極性（例えば負極性）に帯電されたトナーを含む現像剤が現像領域に搬送され、これにより、現像領域において、現像スリーブ１３Ａ上のトナーが像担持体１０の露光領域に付着して静電潜像の反転現像が行われる。
【００３６】
像担持体１０上に形成されたトナー像は、転写手段１４により記録材に転写され、トナー像が転写された記録材Ｐは分離手段１５により像担持体１０の表面から分離された後、定着装置（図示せず）において定着処理が行われる。
また、記録材Ｐが分離された後の像担持体１０は、転写領域を通過した像担持体１０上に残留するトナーがクリーニング装置１６により除去される。
以上のような画像形成動作においては、温度検知センサ２２によって機内温度が適宜検知されることにより、画像形成ユニットにおける動作条件を適正化することが行われる。
【００３７】
而して、上記の画像形成装置においては、各々、形成されるべき画像の最高画像濃度が異なる値に設定された標準濃度画像形成モード（イ）および低濃度画像形成モード（ロ）が設定されており、操作部２５における一連の指令操作においていずれかの画像形成モードが選択されることにより、制御手段３０の画像形成モード選択機能により、選択された画像形成モードにおける画像形成ユニットの動作条件が画像形成モード記憶部３７より読み出され、画像形成ユニットが選択された画像形成モードに対応した動作条件に設定された状態において画像形成動作が行われる。
【００３８】
通常、電源が投入された後の初期状態においては、制御手段３０によって標準濃度画像形成モード（イ）が自動的に選択された状態とされており、例えば欠礼ハガキ（薄墨書き）や書籍用の文字画像などの、比較的画像濃度の低い画像を形成することが必要とされる場合には、低濃度画像形成モード（ロ）が選択され、像担持体１０の表面における帯電電位が、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨより設定された大きさだけ低い電位状態Ｖｈとなるよう、帯電手段１１のグリッド電極に印加される帯電電圧の大きさが制御されると共に、現像スリーブ１３Ａの表面における現像バイアスが、標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢより設定された大きさだけ低い電位状態Ｖｂとなるよう、現像スリーブ１３Ａに印加される現像バイアス電圧の大きさが制御される。これにより、現像バイアスＶｂと潜像電位ＶＬとの電位差である現像電位Ｖｅが、標準濃度画像形成モード（イ）における現像電位ＶＥより設定された大きさだけ低い低電位状態が実現され、画像濃度が比較的低い画像が形成される。
【００３９】
このような画像形成装置においては、例えば、電源が投入された後、または操作部２５において指定された一連の画像形成動作（ジョブ）の終了後、または省エネルギー動作モードが解除された後、または累積コピー数が所定の数量に到達した時、あるいは画像形成動作中において、画像形成条件補正動作回路３８が実行されて、予め設定された画像形成ユニットの設定動作条件を補正する画像形成条件補正動作が行われる。
この画像形成条件補正動作は、基本的には、画像形成動作中に行う場合を除いて、標準濃度画像形成モード（イ）における画像形成条件に設定された状態で、標準濃度画像形成モード（イ）に対応して設定された制御目標値（閾値）に基づいて行われる。ここに、標準濃度画像形成モード（イ）における制御目標値は、画像形成ユニットによる画像形成動作が標準電位状態となるよう制御された状態において行われた場合に形成される画像が、想定される理論上の画像特性値を有するものとなるよう設定される。
【００４０】
画像形成条件補正動作には、（１）像担持体１０上に濃度補正用のパッチ画像を形成し、このパッチ画像の画像濃度を濃度検知センサによって検知し、得られた画像濃度データに基づいて、トナーの補給量や現像スリーブ１３Ａの回転速度と像担持体１０の回転速度との速度比などを補正することにより行われる最高画像濃度の補正動作や、（２）像担持体１０上に階調性補正用のパッチ画像を形成し、このパッチ画像の画像濃度を濃度検知センサによって検知し、得られた画像濃度データに基づいて、いわゆるγカーブ補正を実施することにより行われる階調性の補正動作などが含まれる。
【００４１】
上述したように、画像形成条件補正動作は、基本的には、標準濃度画像形成モード（イ）における画像形成条件に設定された状態で、標準濃度画像形成モード（イ）に対応して設定された制御目標値に基づいて行われるが、標準濃度画像形成モード（イ）における制御目標値とは互いに異なる低濃度画像形成モード（ロ）に対応した制御目標値が設定されて制御目標値記憶部３９に記憶されており、低濃度画像形成モード（ロ）により画像形成動作が行われている場合に、画像形成条件補正動作が行われるに際しては、低濃度画像形成モード（ロ）に対応した制御目標値が制御目標値記憶部３９より読み出され、当該制御目標値に基づいて画像形成条件補正動作実行回路３８が実行される。
ここに、低濃度画像形成モード（ロ）における制御目標値は、標準濃度画像形成モード（イ）における制御目標値と同様に、形成される画像が想定される理論上の画像特性値を有するものとなるよう設定される。
【００４２】
この画像形成装置においては、像担持体１０上に形成されたトナー像のドットパターンにおける個々のドットの濃度により中間調濃度の画像が表現される。
【００４３】
以上の画像形成装置においては、画像形成条件補正動作において形成されたパッチ画像を含む、転写領域を通過した像担持体１０上に残留するトナー（以下、「残留トナー」という。）は、クリーニング装置１６におけるクリーニングローラ１６２により静電的に除去されると共に、クリーニングブレード１６１により機械的に除去されることとなり、クリーニングローラ１６２によって、像担持体１０上の残留トナーの大半が除去され、クリーニングブレード１６１によるクリーニング領域に到達する残留トナーが極めて少ない状態となる場合も少なくないことから、制御手段３０は、クリーニングローラ１６２によるクリーニング効果を低減させることにより、像担持体１０上の残留トナーをクリーニングブレード１６１によるクリーニング領域に到達させるローラ効果低減機能を有するものであることが好ましい。
【００４４】
ローラ効果低減機能は、例えば残留トナーがクリーニングローラ１６２によるクリーニング領域を通過するに際して、バイアス電圧印加手段によりクリーニングローラ２１に印加されるバイアス電圧を低下または遮断することにより行われるものとすることができる。
【００４５】
このように、制御手段３０がローラ効果低減機能を有するものであることにより、一定量のトナーをクリーニングブレード１６１に対して供給することができるが、クリーニングブレード１６１による所期のクリーニング効果を一層確実に得るために、制御手段３０は、原稿画像に対応する通常のトナー像とは別個に、転写領域を通過してブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達する、クリーニングブレード１６１のクリーニング効果を維持するためのブレード効果維持用のトナー像（以下、「特定トナー像」ともいう。）を形成する特定トナー像形成機能を有する構成とすることができる。
【００４６】
特定トナー像を構成する画像は、その種類および形態は特に制限されるものではなく、例えば帯状のベタ画像など種々のものとすることができる。
また、通常のトナー像および特定トナー像の形成に用いられるトナーは、同じ構成のものであって、少なくとも潤滑性外添剤を含むものであることが好ましく、潤滑性外添剤としては、特に限定されるものではなく、種々の無機微粒子、有機微粒子および滑剤などを用いることができる。
【００４７】
制御手段３０における特定トナー像形成機能は、特定トナー像形成条件設定部４０によって画像形成ユニットの作動を制御することにより、特定トナー像を所定の画像形成動作回数毎に形成するものとされ、具体的には、例えば所定の画像形成動作回数に係るトナー像が形成されるべき像担持体１０の表面における画像形成領域と、次のトナー像が形成されるべき像担持体１０の表面における画像形成領域との間に位置される画像間領域に、特定トナー像が形成される。
また、画像形成動作を開始する時点および所定の画像形成動作が終了した時点で、特定トナー像を形成するよう画像形成ユニットの作動が制御されてもよい。
【００４８】
標準濃度画像形成モード（イ）および低濃度画像形成モード（ロ）には、例えば特定トナー像の形成頻度、大きさなどの特定トナー像形成条件が、それぞれの画像形成モードに対応して設定されており、低濃度画像形成モード（ロ）においては、ブレードクリーニング機構によるクリーニング領域に到達するトナー量が、標準濃度画像形成モード（イ）におけるトナー量と実質的に同一のトナー量となる状態で特定トナー像が形成されるよう設定されている。
【００４９】
標準濃度画像形成モード（イ）において設定されたトナー量は、クリーニング不良を生じさせることなしに、像担持体１０とクリーニングブレード１６１との間に十分な潤滑作用を及ぼすことができる量であって、例えば、像担持体１０の移動方向に対する寸法が０．０５〜３．０ｍｍの特定トナー像（ベタ画像）を、１０コピーに１回から５０コピーに１回の形成頻度で形成するような特定トナー像形成条件に設定することにより得られる量に設定することができる。
【００５０】
低濃度画像形成モード（ロ）においては、低濃度画像形成モード（ロ）における帯電電位Ｖｈの、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｈ−ｈ）が大きくなるに従って、例えば（１）特定トナー像における像担持体１０の移動方向に対する寸法が大きくなる状態、（２）特定トナー像の形成頻度が高くなる状態、（３）（１）および（２）の条件が組み合わせられた状態で、特定トナー像が形成されるよう特定トナー像形成条件を設定することができる。
【００５１】
以上のような画像形成装置によれば、低濃度画像形成モード（ロ）においては、画像を構成する各々の画素においてトナーが付着される付着部の面積を変えることによらず、各々の画素の全体におけるトナーの付着密度を変更することにより画像が形成されるので、低い濃度の画像を高い画質で安定的に形成することができ、例えば文字画像を形成する場合にあっては、文字画像の解像度の低下や線幅の減少などが生ずることがなく、低い濃度の文字を高い品質で確実に形成することができる。
【００５２】
そして、画像形成モードにかかわらず一定量のトナーがブレードクリーニング機構におけるクリーニング領域に供給されるよう制御された状態において形成された特定トナー像をクリーニングブレード１６１により除去させることにより、当該特定トナー像を構成するトナーによってクリーニングブレード１６１と像担持体１０との間に適正な潤滑作用が確保される結果、クリーニングブレード１６１の先端縁に作用される摩擦力が過大になることが抑制され、これによりクリーニングブレード１６１の本来のクリーニング効果が確実に発揮され、画質の高い画像を確実に得ることができる。
【００５３】
以上においては、低濃度画像形成モード（ロ）が、像担持体１０の表面の全域において帯電電位および現像バイアスが、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨおよび現像バイアスＶＢに対して、所定の電位の下げ幅だけ低く設定される場合について説明したが、像担持体１０の表面において画像が形成されるべき画像形成領域における現像バイアスの下げ幅と、画像形成領域以外の画像間領域における現像バイアスの下げ幅とが異なる大きさに設定されていてもよい。
【００５４】
この場合には、画像形成領域における現像バイアスの下げ幅が画像間領域における現像バイアスの下げ幅より大きくなるよう設定することができ、これにより、例えば複数の低濃度画像形成モードが設定されている場合に、各々の低濃度画像形成モードにおける画像間領域を共通の電位状態に設定することができ、画像形成条件補正動作を行うに際して、共通の制御目標値を設定しておけばよいので、画像形成ユニットの動作の制御を煩雑化させることなしに、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低い状態に設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００５５】
また、低濃度画像形成モード（ロ）は、像担持体１０の表面において画像が形成されるべき画像形成領域のみの帯電電位および現像バイアスが、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨおよび現像バイアスＶＢに対して所定の電位の下げ幅だけ低い状態に設定されたものであってもよい。
【００５６】
具体的には、図４に示すように、帯電手段１２におけるグリッド電極に印加される電圧の大きさを調整して帯電極の放電特性（コロナ放電）が制御されて、像担持体１０の表面における画像形成領域Ｚ１が、標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨに対して、所定の電位の下げ幅ΔＶ（Ｈ−ｈ）だけ低い帯電電位Ｖｈに、画像形成領域Ｚ１以外の画像間領域Ｚ２が標準濃度画像形成モード（イ）における帯電電位ＶＨに、それぞれ設定される。
また、現像バイアスについても帯電電位と同様に、現像スリーブ１３Ａに印加される現像バイアス電圧が制御されて、像担持体１０の表面における画像形成領域Ｚ１が、標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢに対して、所定の電位の下げ幅ΔＶ（Ｂ−ｂ）だけ低い帯電電位Ｖｂに、画像形成領域Ｚ１以外の画像間領域Ｚ２が標準濃度画像形成モード（イ）における現像バイアスＶＢに、それぞれ設定される。
【００５７】
以上のように、像担持体１０の表面における画像形成領域Ｚ１においてのみ、帯電電位および現像バイアスが低い電位状態に設定された低濃度画像形成モードにおいては、低濃度画像形成モードにおける帯電電位Ｖｈの、標準濃度画像形成モードにおける帯電電位ＶＨに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｈ−ｈ）が大きくなるに従って、画像間領域Ｚ２が大きくなるよう設定されることが好ましい。
【００５８】
この理由は、図５に示すように、帯電電位の制御は、帯電極によるコロナ放電により行われるため、グリッド電極に印加される電圧の大きさを制御する制御指令信号のＯＮ・ＯＦＦ動作（図５上段）に対して、像担持体１０の表面電位（帯電電位）は緩慢に変化する、すなわち制御指令信号に対する応答性が低いものである（図５下段）。従って、帯電電位の制御を行うに際して、画像間領域Ｚ２の大きさの調整を行わない場合であれば、画像間領域Ｚ２において帯電電位が安定的に維持される電位安定領域Ｚ３が極めて小さい状態となって、画像間領域Ｚ２において所期の画像形成条件補正動作を行うことが困難になる、という問題が生ずることを確実に防止するためである。
【００５９】
また、このような低濃度画像形成モードにおいては、画像間領域Ｚ２が大きくなるよう設定されることに伴って、転写領域に供給される記録材Ｐの搬送間隔が大きくなるよう設定される。これにより、先行する画像形成領域に連続する次の画像形成領域において形成される画像を記録材Ｐに確実に転写することができる。
【００６０】
以上においては、像担持体１０の回転速度や単位時間当たりの排紙枚数（画像形成能力）によっても異なるが、電位安定領域Ｚ３は、例えば１００ｍｓｅｃの間に像担持体１０の表面が回転移動される回転角度に相当する領域の大きさであることが好ましい。
【００６１】
以上のような画像形成装置によれば、低濃度画像形成モードが像担持体１０の表面における画像形成領域Ｚ１の帯電電位Ｖｈおよび現像バイアスＶｂが低く設定されると共に、画像間領域Ｚ２の帯電電位ＶＨおよび現像バイアスＶＢが標準濃度画像形成モードと同一の値に設定された電位状態で画像形成動作を行うものであることにより、画像形成条件補正動作を行うに際して、各々の画像形成モードについて異なる制御目標値を設定しておくことが不要であり、画像形成ユニットの動作の制御を煩雑化させることなしに、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低く設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００６２】
そして、低濃度画像形成モードにおける帯電電位Ｖｈの、標準濃度画像形成モードにおける帯電電位ＶＨに対する電位の下げ幅ΔＶ（Ｈ−ｈ）が大きくなるに従って、像担持体１０の表面における画像間領域Ｚ２の大きさが大きくなるよう設定されていることにより、帯電電位の制御を行うに際して、像担持体１０の表面画像間領域Ｚ２において帯電電位が安定的に維持される電位安定領域Ｚ３が所定の大きさで確実に形成されるので、例えば濃度補正用パッチ画像あるいは階調性補正用のパッチ画像を画像間領域Ｚ２において、当該画像間領域Ｚ２に連続する画像形成領域Ｚ１に大きな影響を与えることなく確実に形成することができ、これにより、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低く設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００６３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１の構成に従ってデジタル複写機を製造し、下記表１に示すように、各々、最高画像濃度が異なる５つの画像形成モードを設定して、各々の画像形成モードについて実写テストを行い、最高画像濃度および文字画像における文字輪郭の再現性について評価した。
最高画像濃度は、評価画像として出力したベタ部分の反射濃度を、「Ｘ−Ｒｉｔｅ反射濃度計」にて測定した。
文字画像の文字輪郭の再現性は、６．０ポイントの明朝体の和文文字を使用し、顕微鏡により拡大して目視で観察して評価を行った。評価は、文字の細り、文字抜けなどの発生が確認されない非常に良好な場合を「○」、文字の細り、文字抜けなどの発生が確認が確認されて実用に適さない場合を「×」とした。
【００６４】
【表１】
0004106884.tif 000002
【００６５】
以上のように、本発明に係る低濃度画像形成モード１〜４によれば、標準濃度画像形成モードにより形成される画像に対して、形成されるべき画像の品質を低下させることなしに、最高画像濃度を低くすることができることが確認された。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、低濃度画像形成モードにおいては、画像を構成する各々の画素においてトナーが付着される付着部の面積を変えることによらず、各々の画素の全体におけるトナーの付着密度を変更することにより画像が形成されるので、低い濃度の画像を高い画質で安定的に形成することができ、例えば文字画像を形成する場合にあっては、文字画像の解像度の低下や線幅の減少などの問題が発生することがなく、低い濃度の文字を高い品質で得ることができる。
【００６７】
本発明の画像形成装置によれば、画像形成モードにかかわらず一定量のトナーがブレードクリーニング機構におけるクリーニング領域に供給されるよう制御された状態において形成されたブレード効果維持用トナー像をクリーニングブレードにより除去させることにより、当該ブレード効果維持用トナー像を構成するトナーによってクリーニングブレードと像担持体との間に適正な潤滑作用が確保される結果、クリーニングブレードの先端縁に作用される摩擦力が過大になることが抑制され、これによりクリーニングブレードの本来のクリーニング効果が確実に発揮され、画質の高い画像を確実に得ることができる。
【００６８】
本発明の画像形成装置によれば、低濃度画像形成モードが像担持体の表面における画像形成領域の帯電電位および現像バイアスが低い状態に設定されると共に、画像間領域の帯電電位および現像バイアスが標準濃度画像形成モードと同一の値に設定された電位状態で画像形成動作を行うものであることにより、画像形成条件補正動作を行うに際して、各々の画像形成モードについて異なる制御目標値を設定しておくことが不要であり、画像形成ユニットの動作の制御を煩雑化させることなしに、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、これにより、画質の高い画像を確実に得ることができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低い状態に設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【００６９】
本発明の画像形成装置によれば、帯電電位の制御を行うに際して、像担持体の表面における画像間領域において帯電電位が安定的に維持される電位安定領域が所定の大きさで確実に形成されるので、例えば濃度補正用パッチ画像あるいは階調性補正用のパッチ画像を画像間領域において、当該画像間領域に連続する画像形成領域に大きな影響を与えることなく確実に形成することができ、これにより、所期の画像形成条件補正動作を確実に行うことができ、従って、帯電電位および現像バイアス電位を低い状態に設定したことによる画像濃度等の画像特性を大きく変動させることがなく、画質の高い画像を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の画像形成装置における制御手段の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】画像形成動作が行われる際の、（イ）標準濃度画像形成モードにおける像担持体の表面の電位状態、（ロ）低濃度画像形成モードにおける像担持体の表面の電位状態をそれぞれ示す説明図である。
【図４】像担持体の表面における画像形成領域および画像間領域の帯電電位および現像バイアスが異なる状態で画像形成動作が行われる場合の、低濃度画像形成モードにおける像担持体の表面の電位状態を示す説明図である。
【図５】像担持体の表面における帯電特性を、帯電手段に印加される電圧の制御指令信号との関係において示す説明図である。
【符号の説明】
１０  像担持体
１０Ａ  金属基体
１０Ｂ  感光層
１１  帯電手段
１２  露光手段
１３  現像手段
１３Ａ  現像スリーブ
１４  転写手段
１５  分離手段
１６  クリーニング装置
１６１  クリーニングブレード
１６２  クリーニングローラ
１７  プレチャージランプ
２０  電位センサ
２１  濃度検知センサ
２２  温度検知センサ
２５  操作部
３０  制御手段
３１  中央演算処理装置（ＣＰＵ）
３２  画像読み取り部
３３  画像処理部
３４  画像記憶部
３５  画像形成ユニット動作制御部
３６  記録材搬送手段動作制御部
３７  画像形成モード記憶部
３８  画像形成条件補正動作回路
３９  制御目標値記憶部
４０  特定トナー像形成条件設定部
Ｚ１  画像形成領域
Ｚ２  画像間領域
Ｚ３  電位安定領域
Ｐ  記録材
【図１】
0004106884.tif 000003
【図２】
0004106884.tif 000004
【図３】
0004106884.tif 000005
【図４】
0004106884.tif 000006
【図５】
0004106884.tif 000007