JP5089183B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電された感光体表面にレーザ光を照射し静電潜像を形成して画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体（たとえば感光ドラム）の感光面を一様に帯電させる帯電装置、その帯電された感光面に画像情報に応じた静電潜像を形成する潜像形成装置、その静電潜像を現像する現像装置を備える。更に、現像剤で現像された静電潜像を記録紙に転写する転写装置を備えており、感光ドラムの感光面を回転させながら逐次的に画像形成処理を行っている。

このような画像形成装置においては、装置の置かれる環境の変動や装置内の環境の変動に起因する短期的な変動、及び、感光ドラムや現像剤の経時変化（経時劣化）に起因する長期的な変動などが影響し、画像濃度の変動や階調再現性の変動が発生していた。つまり、出力される画像の濃度や階調再現性を統一するためには、それら様々な変動を考慮して補正する必要がある。

このような問題点に対して、特許文献１によれば、最大画像濃度の劣化を考慮して、表現可能な最大濃度を有効に用いた提案がされている。具体的には、画像形成条件を目標最大濃度よりも高く調整したのちに、入力された画像データに濃度変換を行う変換手段による変換特性を調整していた。そのために、
高濃度部での濃度安定性の制御として、以下のものがある。イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の最大濃度パッチの濃度とコントラスト電位との関係から、感光ドラムの表面電位の目標値を求め帯電バイアスと現像バイアスを決定することで所望の最大濃度を得ていた。

また、特許文献２によれば、帯電バイアスと現像バイアスを少なくとも２組以上の組合せで、両方同時に変えながら、同一設定の露光条件で形成された基準パッチ画像を像担持体或は他の像媒体上に形成する。そしてこの基準パッチ画像を読み取り、読み取り情報に応じて、帯電バイアスの設定と現像バイアスの設定を決定する技術が提案されている。
特開平０７−２６４４２７号公報 特開平１０−２３９９２４号公報

上記特許文献１によれば、高濃度部の濃度安定性を考慮しているが、１パッチの濃度から帯電バイアスと現像バイアスを決めるために、精度よく補正することが難しい。

また、特許文献２によると、帯電バイアスや現像バイアスを変えながら、基準パッチの濃度との関係を求めると、精度良い制御を行なえるが、調整に時間がかかってしまう。

そこで、本発明は、このような課題及び他の課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、を備え、前記トナー像を記録媒体上に転写することで前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像の濃度に基づいて１ドットあたりの露光時間を変更することによって前記入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像に対応する静電潜像が前記感光体上に形成されるように前記画像形成手段の光源を制御し、異なる濃度の複数のトナーパターンに対応する静電潜像を形成する際に前記感光体上に孤立ドットが形成されないように前記画像形成手段の光源を制御する光源制御手段と、前記複数のトナーパターンに対応する静電潜像の電位を測定する測定手段と、前記濃度の異なる複数のトナーパターンの濃度を検出する検出手段と、前記測定手段によって測定される前記複数のトナーパターンに対応する静電潜像の電位と当該静電潜像に対応し前記検出手段によって検出される前記複数のトナーパターンの濃度との対応関係に基づいて、前記入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像が前記入力画像データに基づく濃度で形成されるように前記画像形成手段を制御する濃度制御手段と、を備えることを特徴とする。

以上説明してきたように、本発明によれば、レーザのスポット径を考慮して、光量や発光時間を制御する。これにより帯電バイアスや現像バイアスを変化させずに、短時間で、画像形成装置の現像特性を忠実に示した複数の濃度パッチと現像コントラストの関係を得られる。その関係から、適切な帯電バイアスと現像バイアスの設定値が得られ、精度よく高濃度部制御が可能となる。

以下、図面に基づき本実施形態の画像形成装置について説明する。尚、この実施の形態では、１つの感光ドラムを有する複写機の場合で説明するが、本発明はこのような１ドラム形態の複写機に限定されるものでなく、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の各画像形成装置を記録シートの搬送方向に沿って配置した構成でもよい。

［特徴］
本実施形態の画像形成装置の制御方法では、単位画素よりも大きいレーザスポット径で潜像を形成することで、孤立ドットではない静電潜像を形成することを特徴とする。このため、画像形成装置の特性を適切に把握した電位の設定を可能とすることができる。

［実施の形態１］
［画像形成装置：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。図２は、半導体レーザを駆動させるレーザ駆動パルスと像担持体上に形成される静電潜像との関係を示す模式図である。

本画像形成装置は、複写される原稿３１の画像はレンズ３２によってＣＣＤ等の撮像素子３３に光学像として投影される。この撮像素子３３は、原稿３１の画像を６００ｄｐｉの画素（一画素）に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換により電気信号を発生する。撮像素子３３から出力される光電変換信号（アナログ画像信号）は、画像信号処理回路３４に入力される。画像信号処理回路３４は各画素毎にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号（デジタル信号）に変換し、パルス幅変調回路３５に出力する。パルス幅変調回路３５は、入力される画素画像信号毎に、レベルに対応した幅（時間長）のレーザ駆動パルスを形成して出力する。即ち、図２Ａに示すように、レベルが高濃度を示す画素画像信号に対してはより幅の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に対してはより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画像信号に対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形成する。

尚、図２Ｂは、半導体レーザ３６を駆動する基準クロックを、図２Ｃは、図２Ａで示したレーザ駆動パルスを基準クロックに基づいて形成されたクロックパルス数示す図である。さらに図２Ｄは、レーザ駆動パルスで感光ドラム４０上に形成される静電潜像を示した図である。

パルス幅変調回路３５から出力されたレーザ駆動パルスは、半導体レーザ３６に供給され、半導体レーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させる。したがって、半導体レーザ３６は、高濃度の画素に対しては一画素あたり、より長い時間駆動され、低濃度の画素に対しては一画素あたり、より短い時間駆動されることになる。

それ故、像担持体である感光ドラム４０は、次に説明する光学系によって、高濃度の画素に対しては一画素あたり感光ドラム４０の長手方向である主走査方向に、より長い範囲が露光される。同様に低濃度の画素に対しては一画素あたり主走査方向に、より短い範囲が露光される。

つまり、原稿の画像濃度情報に基づいて、記録する画素の濃度に対応したドットサイズ（一画素のなかで現像される大きさ）を有する静電潜像が形成される。したがって当然のことながら、高濃度の画素に対するトナー消費量は、低濃度の画素に対するトナー消費量よりも多くなる。尚、図２Ｄに低、中、高濃度の画素の感光ドラム４０上での静電潜像をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示したものである。

［光学系］
半導体レーザ３６から照射されたレーザビーム１００は、回転多面鏡（ポリゴンミラー）３７に入射される。回転多面鏡３７は等角速度で回転されており、この回転多面鏡３７の回転に伴い、入射したレーザビーム１００は、連続的に角度を変える偏向ビームに変換されて反射される。さらにレーザビーム１００は、レーザビーム１００ｆ／θレンズ群３８により、集光作用を受ける。また、ｆ／θレンズ群３８は、レーザビーム１００に対して、同時に感光ドラム４０上での走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行う。固定ミラー３９は、レーザビーム１００を感光ドラム４０方向に指向させる。これにより、レーザビーム１００は、感光ドラム４０上に等速で結合走査される。レーザビーム１００これにより、レーザビーム１００は感光ドラム４０の回転軸とほぼ平行な方向（感光ドラム４０の長手方向であり、主走査方向とする）に走査し、静電潜像を形成することになる。

画像形成装置は、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を現像する現像手段とを備える。

つまり感光ドラム４０は、アモルファスシリコン、セレン、ＯＰＣ等の感光層を表面に有し、矢印方向に回転する感光体であり、前露光器４１で均一に除電を受けた後、一次帯電器４２（帯電手段）により均一に帯電される。その後、上述した画像情報信号に対応して変調されたレーザビーム１００で露光走査（露光手段）され、これによって画像信号に対応した静電画像が感光ドラム４０上に形成される。この静電潜像はトナー粒子とキャリア粒子が混合された２成分現像剤を使用する現像器４３（現像手段）によって反転現像され、可視画像（トナー像）が形成される。

尚、反転現像とは、感光体上のレーザ光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電した現像材（トナー）を付着させてこれを可視化する現像方法である。トナー像は、２個のローラ４５、４６間に架張され、図示矢印方向に無端駆動される転写材担持ベルト４７上に保持された転写材４８に転写帯電器４９の作用により転写される。

トナー像が転写された転写材４８は、転写材担持ベルト４７から分離されて図示しない定着器に搬送されて定着される。また、転写後に感光ドラム４０上に残った残留トナー２８はその後クリーナ５０によって回収される。

［カラー画像形成装置：図３］
図３は、本発明の他の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。

本画像形成装置は、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色に対する画像形成装置が中間転写ベルト５２上にその移動方向に沿って順次に配列される。各画像形成ステーションの感光ドラム４０上に原稿の画像を色分解した各色毎の静電潜像が順次に形成され、対応する色トナーを有する現像器４３で現像され、中間転写ベルト５２上に順次全色転写される。その後、二次転写ローラ５３によって転写材４８上に全色一括転写され、フルカラー画像を得ることになる。尚、各番号は、図１で説明したものと同一のものは同じ番号を使用している。

なお、本発明の画像形成装置では、原稿を複写する機能の他に、ネットワークケーブルを介して画像形成装置と接続されたパーソナルコンピュータから送信された画像を紙等の転写材に形成するプリンタ機能や、ファクシミリ機能も有している。即ち、紙の原稿以外の画像濃度情報に基づいて画像を形成することが可能となっている。

［現像プロセス：図４］
図４は、本実施形態における現像プロセスを説明する図である。図１における一次帯電器４２により感光ドラム４０が図４Ａに示すように−７００Ｖ（Ｖｄ）に均一帯電され、レーザビーム１００によって照射された部分が図４Ｂに示すように−２００Ｖ（Ｖｌ）の静電潜像が形成される。

ここで、Ｖｄは一次帯電器４２によって帯電された感光ドラム４０の電位、Ｖｌはレーザビーム１００の照射によって減衰した感光ドラム４０の電位のことである。そして、現像器４３の現像スリーブに直流電圧−５５０Ｖ（Ｖｓ）を印可することによって、感光ドラム４０上に形成された静電潜像が、負に帯電したトナーにより反転現像されて図４のＣに示すようにトナー像が形成される。そして、転写帯電器４９によって転写材４８の裏面に＋電荷が付与され、トナー像が転写材４８に転写され、所望の画像を転写材４８上に得ることが出来る。（尚、上記説明における転写材４８は、図３の装置においては中間転写ベルト５２に相当する。）
［静電潜像：図５、図６］
図５は、本実施形態における感光ドラム上に形成される静電潜像について説明する図である。各画像濃度（低濃度画像、中濃度画像、高濃度画像）を表現する為に、レーザ駆動パルスの周期（１ｉｎｃｈあたりに何回レーザを発光させるかのことである。以降、ｄｐｉを単位として表記する）やレーザビーム１００のスポット径を変えている。通常、低濃度画像は、図５に記載のように、静電潜像は孤立ドットやラインから形成される。また中濃度画像に近づくにつれて、孤立ドットは大きく形成される為、隣接のドットと接するようになり、ラインも太く表現される。さらに高濃度画像では、孤立ドットやラインとしては認識できなくなる。

図６は、本実施形態における２５６階調（０〜２５５レベル）の階調再現のうち、一例として、８５レベルの潜像を形成する際の詳細を示すものである。

本実施形態の画像形成装置は、主走査方向に６００ｄｐｉ＊副走査方向に６００ｄｐｉの解像度での画像形成が可能であるとする。図中の最小正方形は、単位画素（ここでは６００ｄｐｉの一画素）であり、その大きさは４２μｍ×４２μｍである。この単位画素中においては、半導体レーザ３６は０％〜１００％の時間で発光することが可能であるが、ｏｎ／ｏｆｆを二回以上繰り返せない。つまり、例えば、３０％の時間だけｏｎした後、５０％の時間ｏｆｆし、さらに、その画素中で再度残りの２０％をｏｎすることは出来ない。単位画素とは、１回だけレーザをｏｎ可能な最小面積（ここでは６００ｄｐｉの一画素。その大きさは４２μｍ×４２μｍ）のことである。ここで、使用する半導体レーザ３６のスポット径は、４３μｍ×５０μｍとする。

図６Ｂは、単位画素あたりでの半導体レーザ３６を発光させる時間の割合を示している。なお、半導体レーザ３６の照射するレーザビーム１００は図中で右方向（感光ドラム４０の長手方向）に走査しており、ある画素を走査している時に常に発光（全て発光）していたら１００％と表示する。また、図６Ａでは、それを視覚的に示すために発光させた時間を黒塗りの面積として示した。つまり、８５レベルの潜像は上述のようなデータに基づいて形成されることとなる。

図７は、本実施形態における図６を、使用する半導体レーザ３６のスポット径を４３μｍ×５０μｍとして、感光ドラム４０上に静電潜像を形成した場合の図である。黒く塗られた部分が半導体レーザ３６で露光されて電位が下がった部分を示している（図４ＢのＶＩに相当する）。図７に示すように、単位画素の大きさ、４２μｍ×４２μｍよりもスポット径が４３μｍ×５０μｍで大きいため、発光させた画素同士は発光時間に関わらず静電潜像がくっつく（重なり合う）。よって、形成された静電潜像同士の隙間は存在しない。もちろん、発光させていない画素がある場合には発光させた画素同士は、静電潜像がくっつかないため、静電潜像同士に隙間ができる。

レーザの露光走査により感光ドラム４０の電位は減少するが、レーザ光の露光量に対して比例的に下がるわけではなく、露光量が大きくなってくると、電位は下がり（低くなり）にくくなる。そのような場合、露光量の振れに対して静電潜像の電位は振れにくい。その特性を利用して、アナログ的に同等の濃度を得ようとする場合に比較して、潜像を集中させることで電位が低い部分を使用し、レーザ光量の振れに依存しない安定度の高い静電潜像を形成する。

一方で、このようにアナログ的に静電潜像を形成した場合、例えば、図４中のＶｌを変える、あるいは、Ｖｓを変えるようにコントラスト電位（ｖ）を変更することでも画像濃度を制御できる。そのように静電潜像を形成した場合には、図８のように均一な静電潜像が形成される。通常画像としては、静電潜像や現像性の観点から、ドットが不安定となりやすいアナログ的な静電潜像だと、ベタ部以外は、レーザ光量に対して、静電潜像電位が変化しやすい電位を使用して画像形成するため、濃度ムラや濃度変動が起こりやすく好ましくない。そのため、ドットがユーザーの目に見えにくい範囲で、孤立ドットやラインの静電潜像を用いて画像を形成するのが一般的である。しかしながら、上記のような高濃度部の安定化制御により、コントラスト電位を決定する場合においては、孤立ドットやラインでの静電潜像を用いることは出来ない。次にその説明をする。

［コントラスト電位（ｖ）と画像濃度の関係：図９］
図９は、アナログ的に静電潜像を形成した場合と孤立ドットで静電潜像を形成した場合の、コントラスト電位（ｖ）と画像濃度の関係を示す図である。ここで用いたコントラスト電位（ｖ）は、図１における電位センサ５１による読み値と現像バイアスＶｓとの差分である。孤立ドットで形成された静電潜像の場合、静電潜像電位は、レーザで露光された部分Ｖｌと非露光部（露光されていない部分）Ｖｄ部の混合部を電位センサで読み取った値であり、ＶｌとＶｄの面積比率に応じた値となる。

図９に示すように、コントラスト電位（ｖ）と画像濃度の関係が、アナログ潜像の場合と、孤立ドットで出来た潜像とでは異なる。ここでの孤立ドット潜像は、１３３線のドット成長とする。レーザのスポット径に関しては、後述する。

所望の高濃度画像を得られるようにコントラスト電位を決める制御を行なうに際し、静電潜像の作成方法に依存するのであれば、精度よく制御するためにも実際に形成される画像の静電潜像を用いるべきである。通常、高濃度部は、孤立ドットで形成する必要はなく、デジタル的にレーザで潜像を作成したとしてもベタ部となるため、アナログライクな（類似した）静電潜像となる。そのため、所望の高濃度画像が得られるコントラスト電位を求める際は、アナログライクな静電潜像を形成する必要がある。図９からもわかるように、１．７以上の高濃度部では、孤立ドット潜像もドットがくっついて（連続して）いてアナログライクな潜像となっているため、１．７以上の濃度が得られるコントラスト電位を求める場合には問題ない。しかし、所望の高濃度画像が得られるコントラスト電位を求める際の制御時には、確実に所望の高濃度画像を出す必要があるため、コントラスト電位を大きめにして画像形成を行なう。その場合には、孤立ドットがくっつくような高濃度の画像信号を必ずしも使うとは限らず、図のように間違ったコントラスト電位を設定してしまう場合がある。そのため、所望の高濃度画像が得られるコントラスト電位を求める際の制御時には、孤立ドットにならないような静電潜像を形成する。従来では、一次帯電バイアスを変えてＶｄを変えたり、現像バイアスを変えてＶｓを変えたりしながら、パッチ画像を形成し、その電位と濃度の関係を求めてきたが、それでは時間がかかり、複数のパッチを１枚に収めることが困難である。そこで、レーザ制御により複数の画像濃度のパッチを形成するのが望ましいが、上記のように孤立ドットになってしまう。そこで、本発明では、レーザ駆動パルスの周期（ｄｐｉ）やレーザのスポット径を、適正化してやることでその問題を回避する。

［スポット径：図１０］
次に、本実施形態におけるレーザに関して、特にスポット径に関して詳述する。図１０は、本発明におけるビームスポットのスポット径（Ｄｉ［μｍ］）の測定法について、説明する図である。本発明において、ビームスポットのスポット径は、ピーク強度をＡとすると、強度がＡ×１／ｅ↑２に減少するまでの部分で表される。なお、強度分布については、ガウス分布、ローレンツ分布などがある。

また、ビームスポットのスポット径の測定は、画像形成領域を長手方向に８分割した９点について行い、９点の平均値をビームスポットのスポット径（Ｄｉ［μｍ］）とした。

また、一般的に、ビームスポットの形状は、図１０に示すように楕円形であることが多い。本発明では、静電潜像が孤立ドットにならない観点のため、各測定点におけるビームスポットのスポット径は、主走査方向（長手方向）のスポット径Ｄ１と副走査方向（円周方向）のスポット径Ｄ２の最小値とした。

また、本発明において、ビームスポットの主走査方向のスポット径Ｄ１及び副走査方向のスポット径Ｄ２の測定は、ともにメレスグリオ（株）製のビームアナライザーを用いて行った。

上記の測定において、本発明で用いたスポット径は、スポット径Ｄ１＝４３μｍ、スポット径Ｄ２＝５０μｍである。（本発明で用いた画像形成装置が、６００ｄｐｉ＊６００ｄｐｉの解像度での画像形成が可能であり、単位画素が４２μｍ×４２μｍであるため。）
図１１は、高濃度画像が得られるコントラスト電位を求める際の制御時の画像を示す図である。左がイメージ図で、右が画像信号レベルを示したものである。画像信号は一画素あたりのレーザ信号レベルであり、レーザ発光幅（発光時間）である。Ｆが最大で、光量がリニアとなるように他のレベルは均等に割り振っている。この時、一画素は６００ｄｐｉである。なお、本実施形態では、Ｆレベルであっても、一画素すべての時間においてレーザを点灯させてはおらず、７０％の時間を点灯させた。これは消灯遅延を考慮した結果であるが、これに限るものではない。

上述のレーザのスポット径で、上記のように画像を形成した場合の画像信号と静電潜像を模式的に図１２に示す。

図１２からも分かるように、画像信号としては図１２Ａのように孤立ドットであっても、感光ドラム４０上に形成される静電潜像としては、図１２Ｂのように孤立ドットにならずアナログライクとなる。これは、一画素の大きさよりもレーザのスポット径が大きい場合に達成できる。厳密には、感光ドラム４０の表面層による拡散等の影響はあるものの概してこの関係を満たせばアナログライクな静電潜像が達成できる。

このような静電潜像の電位を電位センサ５１により測定することでコントラスト電位を得て、濃度については上記画像をスキャナ等で読み込んで濃度値に変換すれば得られる。その関係から所望の濃度が得られるコントラスト電位を求めることができる。そのコントラスト電位が得られるような一次帯電バイアスや現像バイアスの設定方法は従来の方法で達成できる。

図１４は、コントラスト電位を求めるのに実行される動作の詳細を示すフローチャートである。この制御の起動は、ユーザーが画像濃度を合わせたい時に、ユーザーによる指示に基づいて開始される。具体的には、画像形成装置に付属されているタッチパネル（不図示）等から濃度調整の指示を行なう（ステップＳ１）。ステップＳ１で本制御が起動されてスタートすると、調整用に、通常の画像形成よりも高い一次帯電バイアス、現像バイアス、レーザパワーを設定する（ステップＳ２）。

次に、６００ｄｐｉで、画像信号を０レベルに設定し（ステップＳ３）、静電潜像を形成し、（ステップＳ４：形成工程）、電位センサ５１で感光ドラム４０の電位を測定する（ステップＳ５：測定工程）。次に画像信号を１レベルに設定し（ステップＳ６）、静電潜像を形成し、（ステップＳ７：形成工程）、電位センサ５１で感光ドラム４０の電位を測定する（ステップＳ８：測定工程）。以降、順次行い、Ｆレベルまでの静電潜像を順次形成し、電位センサ５１で各々の電位を読み取る（ステップＳ９〜Ｓ１１）。

ここで、通常の画像形成よりも高い一次帯電バイアス、現像バイアス、レーザパワーを高く設定するのは、確実に目標濃度（ここでは１．６）を本制御中の画像で得るためである。具体的には、本実施形態では、コントラスト電位が通常よりも１００Ｖ高く、レーザパワーとしてはＭａｘ（最大値）を用いた。

その後、図１１に示した画像を転写材４８上に形成し出力後（ステップＳ１２）、原稿３１として、スキャナ部でレンズ３２によりＣＣＤ等の撮像素子３３で、その画像を読み込む（ステップＳ１３）。さらに読取った結果から画像濃度を検知する（ステップＳ１４：濃度検知工程）。

その時のコントラスト電位（Ｖ）と画像濃度の関係を図１３に示す。感光ドラム４０の電位と濃度の関係を算出し（ステップＳ１５）、目標濃度となるコントラスト電位を算出する（ステップＳ１６：制御工程）。また、比較のために、一次帯電バイアスと現像バイアスを振って求めたアナログ潜像での関係も示す。

図からも分かるように、本実施形態では、アナログ潜像と同様で、非常に良好な結果が得られた。

その後、既知の方法で、一次帯電バイアスや現像バイアスを決めた後、階調パッチを形成し、階調性をルックアップテーブル等を補正することで合わせても良い。

以上、説明したように、単位画素よりも大きいレーザスポット径で形成することで、孤立ドットではない静電潜像が形成できる。そのような静電潜像の電位と濃度の関係を複数のパッチ結果から求めることで画像形成装置の特性を適切に把握した電位の設定が可能となる。また、帯電バイアスや現像バイアスを振って、複数のレベルのパッチを形成しないため、パッチ画像を必要最低限の枚数（ここでは１枚）の画像に収めることができるため、複数の紙の出力が不要であり、短時間での制御を可能とすることができる。

また帯電バイアスや現像バイアスを変化させずに、レーザのスポット径を考慮して、発光時間を制御することで、短時間で、画像形成装置の現像特性を忠実に示した複数の濃度パッチと現像コントラストの関係を得られる。その関係から、適切な帯電バイアスと現像バイアスの設定値が得られ、良好な高濃度部の制御も可能である。

本発明にかかる画像形成装置の単一ステーションで示した図 本発明にかかるレーザの駆動を示す図 本発明にかかる画像形成装置の概要図 本発明にかかる感光ドラム４０上の静電潜像を図 濃度が異なる場合の、静電潜像を示した図 図５の静電潜像を形成した画像信号を示す図 静電潜像の拡大図 アナログ的に形成した静電潜像を示す図 アナログと通常画像形成時の電位と濃度の関係を示す図 レーザのスポット径を示す図 本発明にかかる制御の際に使用した画像を示す図 本発明にかかる制御の際の画像信号と静電潜像を示す図 本発明にかかる制御を用いた場合の電位と濃度の関係を示す図 本発明にかかる制御のフローを示す図

符号の説明

３３ 撮像素子
３６ 半導体レーザ
４０ 感光ドラム
４８ 転写材
５１ 電位センサ

Claims (6)

1. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、を備え、前記トナー像を記録媒体上に転写することで前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像の濃度に基づいて１ドットあたりの露光時間を変更することによって前記入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像に対応する静電潜像が前記感光体上に形成されるように前記画像形成手段の光源を制御し、異なる濃度の複数のトナーパターンに対応する静電潜像を形成する際に前記感光体上に孤立ドットが形成されないように前記画像形成手段の光源を制御する光源制御手段と、
   前記複数のトナーパターンに対応する静電潜像の電位を測定する測定手段と、
   前記濃度の異なる複数のトナーパターンの濃度を検出する検出手段と、
   前記測定手段によって測定される前記複数のトナーパターンに対応する静電潜像の電位と当該静電潜像に対応し前記検出手段によって検出される前記複数のトナーパターンの濃度との対応関係に基づいて、前記入力画像データに基づいて前記記録媒体に形成する画像が前記入力画像データに基づく濃度で形成されるように前記画像形成手段を制御する濃度制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体を露光する前記光ビームのスポット径は解像度に基づくドットの大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光源は、前記光源に供給されるパルス信号に応じて前記光ビームを出射し、前記パルス信号のパルス幅に応じた時間前記光ビームを出射することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記検出手段は読取装置であって、
   前記トナーパターンは、前記記録媒体上に転写され、当該記録媒体に転写されたトナーパターンは前記読取装置によって読み取られることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度制御手段は、前記入力画像データに基づいて形成する画像に対応する前記静電潜像の電位と前記現像手段が前記トナーに印加する電位との電位差が所定の電位差になるように前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は前記光源から出射される光ビームによって露光される前に前記感光体を帯電する帯電手段を備え、前記濃度制御手段は、前記測定手段によって測定される前記複数のトナーパターンに対応する静電潜像の電位と前記検出手段によって検出される前記複数のトナーパターンの濃度とに基づいて、前記帯電手段が前記感光体を帯電する帯電バイアス、前記現像手段が前記トナーに印加する現像バイアス、及び前記光ビームの光量のいずれか１つを制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。

Images