JP6066212B2

JP6066212B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6066212B2
Application number: JP2014050218A
Authority: JP
Inventors: 小原　満; 満小原; 酒井　哲也; 哲也酒井; 統成中野; 裕紀赤司; 朋之斉藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: US9253367B2; JP2015175884A; US20150264221A1

Description

本発明は、複写機やプリンターやファクシミリなどの電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、より詳細には複数の解像度で出力可能な画像形成装置に関するものである。

電子写真プロセスを用いる出力機器に対して、高画質と高速化の要望が強くなると同時に、使用者が目的に応じて解像度を任意に選択できることも求められ、このような用途に対しては複数の解像度を備えた画像形成装置が用いられている。

電子写真プロセスは、帯電装置で帯電させた像担持体の表面に、原稿や電子データなどの画像情報に対応した光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像へトナーを付着させて顕在化したトナー画像を作り、このトナー画像を紙や印画紙などの用紙に転写し、用紙に定着させて所定の画像を得る構成で行われる。ここで、解像度を切り替える方法としては、静電潜像を書き込む光変更手段の速度を切り替える方法と、光を受ける像担持体の速度を切り替える方法とが知られている。

ポリゴンミラーのような光変更手段の速度を切り替える方法は、解像度が切り替わっても画像形成の速度は変らず、低解像度を選択した場合でも高解像度を選択した場合と印刷速度は同じである。一方、像担持体の速度を切り替える方法では、低解像度を選択した場合、高解像度を選択した場合よりも印刷速度が速くすることが出来るので、高速印刷の用途に応えることができる。

しかし、画質の観点からは、像担持体の速度を切り替える方法では、高解像度を選択した場合には、低解像度を選択した場合に比べて、像担持体の速度が遅くなるので現像時間が長くなる。その結果、画像の濃度が濃くなり線幅が太くなる傾向が見られる。このため、解像度を切り替えると、同一画像でも異なるイメージの画像が出力されるという課題があった。

この課題に対して、画像データをデジタル処理して線幅を細くする方法は知られている。また、電子写真プロセスの作像条件を適正化して対応する方法も知られている。トナーの付着量には、像担持体の特性、露光装置の光の強さ、現像装置のバイアス電圧と像担持体表面との電位差などが関係する。そこで、前述のような課題に対して、特許文献１では、作像条件を検討し、切り替えるときの設計条件を示している。具体的には、像担持体の感度定数に応じて、好ましい露光装置の出力と現像装置のバイアス電圧の関係を示している。

また、画像の濃度と線幅を制御する方法として、濃度センサーや電位センサーを用いる方法があり、これらの検出値で露光装置や現像装置を制御する方法が知られている。例えば、特許文献２には、線画を形成してその幅や濃度を測定して現像バイアスを調整するとともに、パッチ画像を形成してその濃度を測定して露光量を制御する構成が示されている。さらに、特許文献３では、センサーは画像の一部分は検出するが、画像形成領域全体を検出することは困難であるとして別の手段を提案している。すなわち、像担持体の表面電位のデータ、画像のデータ、露光レベルのデータを用いて静電潜像のプロファイルをシミュレーションし、そのシミュレーションされた静電潜像に応じて生成される画像の品質を評価し、その結果によって露光装置や現像装置を制御するものである。具体的には、帯電装置による像担持体の表面電位や、露光装置による露光量や、現像装置のバイアス電圧などを変更しながらシミュレーションを繰返し、所望の画質が得られる条件を見いだして、その条件で画像形成を行うものである。

特開2001-265071号公報特開2010- 50639号公報特開2006-276164号公報

電子写真プロセスでは、通常、文字再現性、具体的には文字の線幅を向上することを目的にエッジ処理を行っている。像担持体の表面の静電潜像にトナーが付着するときには、表面電位と現像装置のバイアス電圧との電位差（以下、現像ギャップと呼称する場合がある）で付着するトナー量が制御される。このとき、像のエッジ部分では周囲からの回り込み電界が生じてトナーが付着しやすい状態になり、エッジ部分に静電潜像の範囲の周辺外部にもトナーが付着する。この結果、トナー画像の文字の線幅は静電潜像の文字幅よりも太くなる。

例えば、解像度１２００ｄｐｉで出力すると、出力画像の文字面積はエッジ処理した解像度６００ｄｐｉの画像と比較すると、約１．３倍になる。これは目視で判別出来るレベルで、解像度によって出力結果が異なるという課題を招くことになる。このため、エッジ部分を細くするエッジ処理が行われる。例えば、黒ベタのなかに白抜き文字を描く画像の場合、エッジ処理により白抜き文字が潰れるのを防ぐことが出来る。

このようなエッジ処理は、文字／ライン画像のエッジ部分を細くすることを目的とするもので、実施する対象は文字／ライン画像に限られる。画像には、２値で決まる文字／ライン画像の他に、中間値を複数持つ多値で構成される図／写真画像がある。図／写真画像にエッジ処理を行うと、中間的な階調濃度に影響を与えて画像品質を落とすため図／写真画像にはエッジ処理は行われない。このため、入力された画像データが、どちらの画像に属するのかを判別するために、画像形成装置は領域判別機能を搭載している。

領域判別機能は、適正に領域を判別するためにラインメモリーを複数搭載している。ラインメモリーの数が多くなるほど、判別を行う領域が広くなり、判別精度と判別処理スピードの向上を図ることができる。一方、処理すべき画像の解像度が高くなると、画像の単位面積あたりの情報量も多くなる。例えば、６００ｄｐｉの画像に比べると、１２００ｄｐｉの画像は単純計算で４倍の情報量となる。そのため、高解像度にすると処理すべきデータ量が増加して、低解像度のときよりも領域判別の処理に時間を要することになる。これを解消するにはより多くのラインメモリを搭載することが必要である。

ところが、コスト面から制約により、必要数のラインメモリーを搭載することが困難な場合もある。そのような場合には、エッジ処理に代わる細線化処理の方法が求められる。前述の特許文献１および２に提案の技術は、設定条件を適用できる汎用性や精度の上で細線化処理には課題が残るものであった。また、特許文献３に提案の技術もコスト上の課題や待機時間の点で十分ではなかった。

本発明は、ラインメモリーを増設することなく、高解像度における文字再現性を、低解像度における文字再現性と同等にできる画像形成装置を提供することをその目的とするものである。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、この像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、帯電された前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、少なくともトナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記現像剤担持体から前記静電潜像にトナーを移動させて可視像化する現像装置と、前記露光装置の露光量及び現像バイアス電圧を制御する制御部と、露光条件及び現像条件を記憶する記憶部とを備え、画像データの解像度を標準解像度と標準解像度よりも高い高解像度の少なくとも２種類に切り替え可能で、前記記憶部は、所定の細線太さを得るために、解像度が高解像度とされたときに、標準解像度のときの露光量から低下させる必要のある調整露光量と、前記像担持体の表面電位を最低値まで下げることのできる最低露光量とを予め記憶し、前記制御部は、所定の作像条件で所定の画像を形成する検査パターン形成手段と、検査パターン形成手段によって形成された画像を光学的に検出する画像検出手段と、検出手段の検出結果を解析する画像解析手段とを備え、前記調整露光量が、標準解像度のときの露光量と最低露光量との差よりも小さい場合、前記制御部は、画像データの解像度が高解像度とされると、検査パターン形成手段で露光量を変更した複数画像を作像し、前記複数画像の線幅を画像解析手段により解析して所定の細線太さが得られる露光量を算出し、解像度が高解像度のときの露光量を前記算出露光量として画像の細線化処理を行い、前記調整露光量が、標準解像度のときの露光量と最低露光量との差よりも大きい場合、前記制御部は、画像データの解像度が高解像度とされると、検査パターン形成手段で現像バイアス電圧を変更した複数画像を作像し、前記複数画像の濃度を画像解析手段により解析して所定の画像濃度が得られる現像バイアス電圧を算出し、前記算出バイアス電圧の条件で検査パターン形成手段で露光量を変更した複数画像を作像し、前記複数画像から画像解析手段で所定の細線太さが得られる露光量を算出し、解像度が高解像度のときの現像バイアス電圧を前記算出バイアス電圧とし、露光量を前記算出露光量として画像の細線化処理を行うことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置では、前記記憶部は、使用環境と最低露光量との関係及び使用環境と調整露光量の関係の少なくとも一方の関係を予め記憶し、前記制御部には使用されている環境条件を検出する環境検出手段を備え、画像データの解像度が高解像度とされると、前記制御部は、最低露光量及び調整露光量の少なくとも一方を環境検出手段の検出結果に対応した露光量に設定して前記の各細線化処理を行うようにしてもよい。

本発明の画像形成装置では、解像度を高解像度としたときに、標準解像度のときと同様の高い文字再現性を実現することができる。また、エッジ処理を必要としないので、ラインメモリーを大量に搭載する必要がなく、ラインメモリーによる領域判別処理のための処理時間の増加を招くこともない。

本発明の細線化処理の一例を示す説明図本発明が適用される画像形成装置の作像機能部の一例を示す構成図。エッジ処理の有無と解像度による文字再現性の違いの一例を示す文字列図。像担持体の露光エネルギーと表面電位の関係の一例を示す光減衰曲線の図。本発明の細線化処理を行う他の例を示す説明図。本発明の細線化処理を行う前処理の一例を示す制御フローチャート。本発明の画像検出手段の一例を示す構成図。本発明の画像検出手段の一部を構成する光学部分の一例を示す構成図。本発明の細線化処理を行う制御部の一例を示す構成図。画像形成装置で画像安定化制御を実施するタイミングの例を示すフローチャート。本発明で検査パターンを形成するときの露光条件の一例を示す説明図。現像バイアス電圧とトナー付着量の関係の一例を示す特性図。環境条件による像担持体の光減衰曲線への影響の一例を説明する特性図。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。

図２に、本発明に係る画像形成装置Ｄの作蔵機能部の一例を示す。感光体ドラム（像担持体）１１は図中で時計回りに回転し、感光体ドラム１１の外周には、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４が備えられている。帯電装置１２は、感光体ドラム１１の外周表面を一様に帯電させる。露光装置１３は、露光レーザー１３１がパルス幅変調された入力に応じてレーザー光を発光し、ポリゴンミラー１３２によって主走査方向に走査され感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。そして、現像装置１４では、現像装置１４に印加されバイアス電圧と感光体ドラム１１表面との電位差によってトナーが感光体ドラム１１に移動しトナー画像に形成される。

その後、中間転写ベルト１５にトナー画像は転写され、更に図示していない用紙へ再度転写されたのち定着装置で加熱加圧されて用紙に定着される。尚、図２ではモノカラー画像の装置構成を示したが、現像装置１４を複数個並べてフルカラー画像の装置構成としてももちろん構わない。

図２において画像検出装置３０は、現像装置１４で現像されたトナー画像を光学的手段で検出し、トナー付着量を測定する。具体的な構成と機能は後述する。この画像検出装置３０は、感光体ドラム１１の表面だけでなく、中間転写ベルト１５の表面または転写された用紙の表面のトナー付着量を検出するようにしてもよい。

感光体ドラム１１の回転速度は、複数の解像度で出力できるように、複数の回転速度に切り替わる構成とされ、高解像度ほど遅く回転する。この結果、低解像度の場合より画素数の多い高精細な画像となるが、文字や線などが太くなったり、濃度が濃くなったりする傾向がある。図３にその例を示す。図３から理解されるように、解像度が６００ｄｐｉでエッジ処理を行った左側に示した文字に対し、解像度が１２００ｄｐｉでエッジ処理を行っていない右側の文字は太く見える。

そこで、本発明では、まず露光量を調整して高解像の場合の文字再現性を向上させる。図４に、感光体ドラム１１のＰＩＤＣ特性を示す。この図は、一様に帯電した感光体ドラム１１に光エネルギーを照射したときに、光エネルギーの強さによって表面電位がどのように変化するかを示した図である。光エネルギーが強くなるに従って表面電位は低下するが、露光エネルギーがＰ１以上では、感光体ドラム１１の表面電位は下がりきってほぼ変化しない領域となる。尚、図４では、マイナス電位が高い方向を電位が高い方向として表している。

このように、露光エネルギーが特定値Ｐ１以上になると、露光部分の電位はそれ以上大きくは低下しないので、特定値Ｐ１以上の範囲において露光エネルギーを変化させても、感光体ドラム１１の表面電位と現像装置１４のバイアス電圧との電位差（現像ギャップ）はほとんど変化せず、トナー濃度に大きな影響はない。

図１に、図４のＰＩＤＣ特性においてＰ１からＰ２の範囲内で、３つの露光エネルギーを照射した場合の、感光体ドラム１１の露光された局部的な表面電位分布を示す。表面電位分布は、露光点を画像位置としてその左右は露光されていない部位の電位となだらかな曲線でつながり、Ｖ字型の谷のような形状を示す。露光エネルギーの強いＬＤ３から弱いＬＤ１まで３段階に変えた場合の電位分布は、露光の中心となった位置の電位は、図４のＰ１からＰ２の範囲内の飽和した領域であるため変化しないが、谷の幅Ｗ１１〜Ｗ３１は、露光エネルギーの強い程広くなっている。

現像バイアス電圧を適切に設定すると、トナーが引き寄せられる感光体ドラム１１で形成されたトナー画像の幅は、露光された画像位置を中心として、露光強さがＬＤ３の場合は幅Ｗ３１であり、露光強さがＬＤ２の場合は幅Ｗ２１であり、露光強さがＬＤ１の場合は幅Ｗ１１となる。すなわち、付着トナーの幅は、露光を強くすると太くなり、露光を弱くすると細くなる。画像中心位置の電位は同じであるので、トナー濃度に変化はない。

但し、図４のＰＩＤＣ特性において、露光エネルギーＰ１以下の領域まで露光量を低下させると、露光位置での電位も変化することになる。図１でＶ字型の谷底となった露光位置の電位が高くなって、現像ギャップが減少することになる。その結果、画像中心位置でのトナー付着量も少なくなるので濃度が下がり濃度ムラを招く可能性がある。

次に、図５に、現像バイアス電圧を変化させた場合の、感光体ドラム１１の表面電位の局部的な電位分布を示す。露光条件が同じ場合、表面電位分布は図１と類似の曲線となるが、現像バイアス電圧を変化させるとトナーを引き寄せる電位の幅が変化する。現像バイアス電圧がＶａｖｇ３の場合は幅Ｗ３２となり、現像バイアス電圧がＶａｖｇ２の場合は幅Ｗ２２となり、現像バイアス電圧がＶａｖｇ１の場合は幅Ｗ１２となる。すなわち、付着トナーの幅は、現像バイアス電圧を高くすると太くなり、現像バイアス電圧を低くすると細くなる。

但し、このとき、現像ギャップも同時に変化する。すなわち、図５における現像バイアス電圧Ｖａｖｇと画像位置での表面電位Ｖｉとの差も変化する。従って、画像中心位置に付着するトナー量も変化することになる。線幅を細くするために、現像バイアス電圧を低くすると、現像ギャップも小さくなって、トナー付着量が減少して濃度が低下し濃度ムラが生じる可能性がある。

本発明は、このような特性に着目して、露光量の調整だけでは高解像の場合の文字再現性を向上させられない場合には、さらに現像バイアス電圧を調整して文字再現性を向上させる。

図６に、本発明の細線化処理を行う前処理例の制御フローを示す。ここでは６００ｄｐｉを標準解像度とし、１２００ｄｐｉを高解像度として説明する。この制御は、使用者が高解像度に設定した場合に実施されるもので、先ず、ステップＳ１１で標準解像度の場合の露光量ＰＨ６００のデータを読み込む。これは、画像品質を維持するために露光量や現像バイアス電圧の最適化を自動的に画像安定化制御として実施しているので、一定ではない。従って直前の露光量データを読み込む。

次に、ステップＳ１２において、１２００ｄｐｉでのＰＩＤＣ特性におけるＰ１点の露光エネルギー（以下、最低露光量と呼称する）と、ステップＳ１１で読み込んだＰＨ６００との差ＰＨｄｉｆを算出する。最低露光量は、感光体ドラム１１の特性として予め記憶されたものである。続いて、ステップＳ１３において、エッジ処理をしない高解像度の線の太さをエッジ処理を行ったときの線の太さと同等にするために、標準解像度のときよりも低下させる必要がある露光量ＰＨｄｉｆｎｅｄ（以下、調整露光量と呼称する）のデータを読み込む。この値も解像度と露光量と線幅の関係から予め求めて記憶されたものである。

そして、ステップＳ１４において、露光量差ＰＨｄｉｆと露光量ＰＨｄｉｆｎｅｄとの大小関係を判断する。露光量差ＰＨｄｉｆが露光量ＰＨｄｉｆｎｅｄよりも大きい場合は、ステップＳ１５へ進んで図示していない細線化処理のフロー１を実行する。一方、露光量差ＰＨｄｉｆが露光量ＰＨｄｉｆｎｅｄよりも小さい場合は、ステップＳ１６へ進み図示していない細線処理のフロー２を実行する。つまり、ステップＳ１４で判断しているのは、高解像度が設定された場合に、標準解像度の露光量から調整露光量だけ露光量を低下させたときに、最低露光量を下回るかどうかを判断している。

ステップＳ１５におけるフロー１では、高解像度が設定された場合に、標準解像度の露光量から調整露光量だけ露光量を低下させても最低露光量よりも大きいときに、露光量のみを変化させて細線化処理を実行するものである。

一方、ステップ１６におけるフロー２では、高解像度が設定されたときに、標準解像度の露光量から調整露光量だけ露光量を低下させると、最低露光量よりも小さくなるときに、露光量と現像バイアス電圧の両方を調整して細線化処理を実行するものである。但し、標準解像度のときの露光量から調整露光量だけ露光量を低下させたときに、最低露光量をわずかに下回る程度であれば、現像ギャップの変化もまだ少ないので、現像バイアス電圧を変更することなく、露光量を記憶していた最低露光量の値に設定して画像形成する容易な制御手段も考えられる。

次に、トナー画像の濃度や線幅を光学的に検出しながら露光量や現像バイアス電圧を制御して細線化処理を行う構成について説明する。

図７に示す画像検出手段３０では、光源３１から放射された測定光が集光レンズ３２で集光されて対象画像に照射する。対象画像で反射した光は受光レンズ３３によって受光センサ３４に結像する。画像検出手段３０は画像の濃度を調整するためのもので、一般にＩＤＣセンサーと呼称される。光源としてはＬＥＤを、受光センサーとしてはフォトダイオードが通常使用されるが、同様の機能を持つものであればこれに限定されるものではない。ここで、対象画像は、感光体ドラム１１または中間転写ベルト１５または図示していない用紙のような支持体１１１に形成されたものである。

トナー付着量の測定には、一定パターンのトナーパッチ１１２が対象画像として形成される。まず、トナーパッチ１１２が形成されていない支持体１１１の表面に測定光が照射され、その反射光が設定した値になるように測定光量が調整される。この操作は、支持体１１１の表面状態や測定部の個体差の影響が測定値に関係しないようにするために行うものである。次に、トナーパッチ１１２に測定光が照射されその反射光量が測定される。

反射光を受けた受光センサー３４から出力される電圧は、Ａ／Ｄコンバータ３５でデジタル信号に変換されて、収録部３６に格納される。信号処理部３７では収録部３６に格納された反射波形データから対象画像のトナー付着量が算出される。

測定光の波長としては、トナーパッチ１１２の部分では反射せず、支持体１１１の表面では反射するものが、両者の差が明瞭に現れるので望ましい。Ｋ色（黒）は反射しないが、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）では反射がある。そこで、カラーの場合には、図８に示すようなＩＤＣセンサー使用される。図８に示すＩＤＣセンサーは、光源３１と、受光センサー３４ａと、受光センサー３４ｂと、受光センサー３４ａ，３４ｂの前面に配置された偏向板３８とを有する。支持体１１１からの反射光は、正反射して偏向がないので受光センサー３４ａで検出される。トナーパッチ１１２からの反射光は、正反射と拡散反射が混在しているので、偏向しない正反射光は受光センサー３４ａで検出され、偏向した拡散反射光は受光センサー３４ｂで検出される。そして、受光センサー３４ａの光量から受光センサー３４ｂの光量を減ずることでトナーパッチ１１２のトナー付着量が算出される。

図９に、このような画像検出手段３０を備える場合の細線化処理を行う制御部２０の構成例を示す。画像検出手段３０の検出結果は、細線再現性算出部２６１と現像特性算出部２６２とを持つ画像解析手段２６に送られる。この画像解析手段２６の解析結果はコントローラ２１へ送られる。コントローラ２１は、前記の解析結果と、記憶部４０の記憶データと、環境検出手段２７の検出結果とから、予め決められプログラムによりに帯電プロセス２２と露光プロセス２３と現像プロセス２４と転写プロセス２５を制御する。

細線再現性算出部２６１では、画像検出部３０のデータから露光量とトナー線幅の関係が細線再現性特性として求められる。コントローラ２１では、記憶部４０に記憶した標準解像度のときの線幅になる露光量が決定される。詳細は後述する。

現像特性算出部２６２では、画像検出手段３０のデータから現像バイアス電圧とトナー付着量の関係が現像特性として求められる。コントローラ２１では、記憶部４０に記憶した濃度ムラを生じないトナー付着量の限界と、前記の検出した現像特性とを比較して、現像バイアス電圧が決定される。詳細は後述する。

記憶部４０には、これまで説明してきた最低露光量、調整露光量、標準解像度で画像安定化制御を実施した最新の現像バイアス電圧と露光量、その他、細線化処理のために比較基準とされる各種データが記憶される。その中には、温度や湿度などの環境条件や累積稼働時間と最低露光量および調整露光量の適正値の関係も含まれている。

コントローラ２１には、測定用トナーパッチを形成する検査パターン形成手段２１１が内蔵されている。環境検出手段２７は、作像機能部の感光体ドラム１１や露光装置１３や現像装置１４の稼働環境を測定するもので、温度と湿度を常時検出してそのデータをコントローラ２１へ提供している。

ここで、図６のステップＳ１１において読み込む露光量ＰＨ６００について説明する。標準解像度で画像形成するとき、画像品質を維持するために、露光量や現像バイアス電圧は、複数のタイミングで適正値になるよう制御される（画像安定化実行）。図１０に、その実行タイミング例を示す。画像安定化が実行されるのは、画像のエンジン初期化が終了したとき（ステップＳ２１）、印刷ＪＯＢを受け付けたとき（ステップＳ２２）、印刷ＪＯＢを実行中（ステップＳ２３）、印刷ＪＯＢが終了したとき（ステップＳ２４）、サービスマンが特別に指示した場合（ステップＳ２５）である。これらのタイミングで露光量と現像バイアス電圧は調整されて設定される。そしてその設定値は図６のステップＳ１１において読み込まれる。

この画像安定化は、前述のトナーパッチ画像を画像検出手段３０で検出して画像解析手段２６で解析することで標準解像度のときの適正条件を見いだすものである。また、この他、予め環境条件や累積使用時間に対する適切な露光量や現像バイアス電圧のデータを記憶部４０に記憶させておいて、前記の実行タイミングのときに、その時の環境や累積使用時間に対応する露光量や現像バイアス電圧を選択するという手段でも良い。

図６のステップＳ１５におけるフロー１で、光学的にトナー画像を検出して制御する方法について説明する。先ず、コントローラ２１の検査パターン形成手段２１１でトナーパッチを形成する。このとき、図１１に示した３つの露光量でトナーパッチを形成する。すなわち、標準露光量と同じ露光量ＬＤａ、最低露光量ＬＤｃ、ＬＤａとＬＤｃの中間値、トナーパッチを形成する。ここで形成するトナーパターンとしては、例えば、ラダーパターンと呼ばれ線と空白を交互に配置したパターンで、線が１で空白が３の割合としたものを用いる。このとき、現像バイアス電圧は標準解像度のときと同じ電圧である。

前記の３つの露光量でトナーパターンをそれぞれ形成し、その線幅を画像検出手段３０で検出し、細線再現性算出部２６１で算出すると、露光量と線幅の関係を示す特性図が得られる。そこから標準解像度のときの線幅と同じ線幅となる露光量が算出される。コントローラ２１は、算出された露光量と標準解像度のときの現像バイアス電圧を、高解像度のときの露光量と現像バイアス電圧として決定し、露光プロセス２３および現像プロセスへ出力する。

次に、図６のステップＳ１６におけるフロー２で、光学的にトナー画像を検出して制御する方法について説明する。ここでは露光量に加えて現像バイアス電圧が制御の対象になる。最初に現像バイアス電圧を決め、その後に露光量を決める２段階制御を行う。先ず、複数の異なる現像バイアス電圧でベタ画像（黒１００％）のトナーパッチを検査パターン形成手段２１１で形成する。そのトナーパッチの濃度を画像検出手段３０で検出し、現像特性算出部２６２において、図１２に示すような、現像バイアス電圧とトナー濃度の関係を示す現像特性図を得る。

コントローラ２１は、前記の得られた現像特性図と、記憶部４０で記憶していた濃度ムラを許容できる範囲で付着トナー量が最も少なくなる条件から現像バイアス電圧を算出する。その後、前記の算出した現像バイアス電圧の条件で、３つの露光条件でパターンを形成して、線幅と露光量との関係から新たな露光量を算出する、フロー１で説明した工程を実行する。こうして新たに得た算出現像バイアス電圧と算出露光量を、高解像度で画像形成するときの現像バイアスと露光量として決定する。前段の現像バイアス電圧を算出するとき、濃度ムラを許容出来る範囲で最もトナー付着量が少なくなることを算出基準としたのは、後段の露光量を決めるときに線幅を決める制御可能範囲を出来るだけ広く確保するためである。

ところで、感光体ドラム１１の感光特性は、温度や湿度などの環境によって変化することが知られている。更に、感光層の膜厚が変化しても特性が異なることも知られている。これらの特性変化は、図４に示すＰＩＤＣ特性の変化に現れる。従って、本発明で着目したＰ１点すなわち最低露光量も変化することになる。又、標準解像度のときと同じ線幅になるために、高解像度のときに低下させるべき露光量である調整露光量も変化する。

例えば、図１３に示すＰＩＤＣ特性のように、温度・湿度によって露光量と感光体ドラム１１の表面電位の関係は変化する。尚、図１３は、図４とは縦軸の正負が逆であり、曲線の曲がり角近傍のみを示すものである。Ｖｉａは常温・常湿環境の場合を示し、Ｖｉｂは高温高湿環境の場合を示し、Ｖｉｃは低温低湿環境の場合を示している。このような環境変化によって、表面電位が変らない飽和領域になる露光量の値が変化するし、飽和したときの表面電位のレベル自体も変化する。

そこで、細線化処理を行うために露光量や現像バイアス電圧を定めるときに、記憶部４０に環境条件と最低露光量および調整露光量との関係をテーブルとして記憶させておくことが望ましい。そして、高解像度で画像形成するときに、環境検出手段２７で検出した温度湿度から最低露光量および調整露光量を選び出すことでより正確な細線化処理を行うことが出来る。もちろん、最低露光量か調整露光量のどちらか一方だけを感度湿度に対応して選び出すことでも良い。

また、感光体ドラム１１の感光層の膜厚は直接測定することが困難であるので、稼働累積時間で膜厚変化の代替特性として代用してもよい。例えば、記憶部４０に稼働累積時間または積算回転数によって最低露光量および調整露光量がどのように変化するかというデータを予め記憶させておき、細線化処理のときに用いる最低露光量および調整露光量を前記データから導き出すことで一層正確な細線化処理が期待出来る。

以上説明したように、本発明によれば、高解像度に設定したときに文字や線が太くなることが抑制され、標準解像度のときと同等の高い文字再現性が実現される。

Ｄ画像形成装置
１１感光体ドラム（像担持体）
１２帯電装置
１３露光装置
１４現像装置
２０制御部
２６画像解析手段
２７環境検出手段
３０画像検出手段
４０記憶部
２１１検査パターン形成手段

Claims

像担持体と、この像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、帯電された前記像担持体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、少なくともトナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して前記現像剤担持体から前記静電潜像にトナーを移動させて可視像化する現像装置と、前記露光装置の露光量及び現像バイアス電圧を制御する制御部と、露光条件及び現像条件を記憶する記憶部とを備える画像形成装置であって、
画像データの解像度を標準解像度と標準解像度よりも高い高解像度の少なくとも２種類に切り替え可能で、
前記記憶部は、所定の細線太さを得るために、解像度が高解像度とされたときに、標準解像度のときの露光量から低下させる必要のある調整露光量と、前記像担持体の表面電位を最低値まで下げることのできる最低露光量とを予め記憶し、
前記制御部は、所定の作像条件で所定の画像を形成する検査パターン形成手段と、検査パターン形成手段によって形成された画像を光学的に検出する画像検出手段と、検出手段の検出結果を解析する画像解析手段とを備え、
前記調整露光量が、標準解像度のときの露光量と最低露光量との差よりも小さい場合、前記制御部は、画像データの解像度が高解像度とされると、検査パターン形成手段で露光量を変更した複数画像を作像し、前記複数画像の線幅を画像解析手段により解析して所定の細線太さが得られる露光量を算出し、解像度が高解像度のときの露光量を前記算出露光量として画像の細線化処理を行い、
前記調整露光量が、標準解像度のときの露光量と最低露光量との差よりも大きい場合、前記制御部は、画像データの解像度が高解像度とされると、検査パターン形成手段で現像バイアス電圧を変更した複数画像を作像し、前記複数画像の濃度を画像解析手段により解析して所定の画像濃度が得られる現像バイアス電圧を算出し、前記算出バイアス電圧の条件で検査パターン形成手段で露光量を変更した複数画像を作像し、前記複数画像から画像解析手段で所定の細線太さが得られる露光量を算出し、解像度が高解像度のときの現像バイアス電圧を前記算出バイアス電圧とし、露光量を前記算出露光量として画像の細線化処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
前記記憶部は、使用環境と最低露光量との関係及び使用環境と調整露光量の関係の少なくとも一方の関係を予め記憶し、前記制御部には使用されている環境条件を検出する環境検出手段を備え、画像データの解像度が高解像度とされると、前記制御部は、最低露光量及び調整露光量の少なくとも一方を環境検出手段の検出結果に対応した露光量に設定する請求項１記載の画像形成装置。