JP2002067381A

JP2002067381A - 画像形成装置

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Publication number: JP2002067381A
Application number: JP2000261656A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Kitajima; 健一郎北島; Yuichiro Toyohara; 裕一郎豊原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-03-05
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: JP3912967B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴーストや縦スジなどの画像不良を抑制し高
品質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の発光素子が集積された発光素子ア
レイチップを配列してなる露光手段３を有する画像形成
装置において、露光量を通常条件の７０％に切り替えて
ゴーストを低減させる露光量切替手段と、いずれの露光
量においても、露光手段３の全体に渡り光量が均一とな
るように各発光素子の発光量を補正する発光量補正手段
とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って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するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式を利用した
画像形成装置では、一般に、静電潜像上にトナー保持す
る像担持体として、電荷発生層および電荷輸送層で構成
された感光層を有した金属ドラムあるいは金属ベルト等
で構成される感光体を用いている。

【０００３】そして、プリント開始の信号により、像担
持体は一定方向に駆動されるようになっている。

【０００４】その後、帯電装置（コロナ帯電器、帯電ロ
ーラ、磁性粒子などを担持した剤担持体）などにバイア
スを印加することにより、像担持体表面を一定の電位ま
で帯電あるいは電荷注入を行う。このときの感光体の表
面電位（帯電電位）をＶＤ電位（又はＶｄ電位）と呼
ぶ。

【０００５】さらに、コントローラからの信号に基づい
て、ＯＮ／ＯＦＦ制御されたＬＥＤ光を像担持体に照射
する（露光）。光が照射された位置は電位が低下するた
め、像担持体表面に静電潜像が形成される。この露光さ
れた部分の電位をＶＬ電位（又はＶｌ電位）と呼ぶ。

【０００６】そして、像担持体に対向配列し、トナーが
充填された現像装置に一定の現像バイアス（以下、現像
電位とも称す）を印加して、所定の電荷を付与されたト
ナーを像担持体上の静電潜像に移すことにより、静電潜
像を可視化する（現像）。現像時の像担持体上のトナー
乗り量は、ＶＬ電位と現像バイアスの関係で決まる。

【０００７】そして、像担持体に隣接して配置され、像
担持体と略同速度で順方向に移動する転写ローラや転写
ベルトなどの転写体上に像担持体上のトナーと逆極性の
バイアスを印加し、その状態で像担持体と転写体との間
に転写材を通過させることにより、像担持体上に担持さ
れたトナー像を転写材上に転写させる。

【０００８】上述した画像形成装置において像担持体の
感光層は少なからず照射光による露光メモリの影響を受
ける。たとえば、トナー像を転写し終えた像担持体は再
び上述した画像形成プロセスを繰り返すが、その際に前
のプロセスの露光メモリが影響してゴースト（残像）が
発生する場合がある。すなわち、像担持体の使用状態
（露光履歴）により露光後のＶＬ電位が変動してしま
い、これが像担持体上のトナー乗り量の変化につなが
り、プリント画像濃度が定まらなくなってしまう。

【０００９】このため従来では、露光メモリを抑制する
ために、像担持体を帯電する前に適当な光源（前露光光
源）によって像担持体を均一露光する、いわゆる前露光
を行うことが一般的であった。

【００１０】ところで、最近では装置を小型化するため
に、前露光光源を設けないタイプの画像形成装置も登場
している。

【００１１】このような小型の画像形成装置において
は、上記課題を解決するために、最大潜像コントラスト
電位差の６０％〜９０％となる露光量領域で露光を行う
とともに、その露光量にあわせて現像電位等の画像形成
条件を変更する方法が提案されている。この条件の露光
領域は前述の露光履歴の影響が少ないため、前露光を行
うことなくゴーストを低減することができる。

【００１２】ここで最大潜像コントラスト電位差とは、
任意の表面電位に帯電した像担持体を露光量を変化させ
て露光したときに、露光量０．１μＪ／ｃｍ²の変化量
に対する露光部電位減衰が５０Ｖ以下となる電位変化の
収束領域で得られる潜像コントラスト電位差（露光部と
非露光部との電位差）をいう。なお、最大潜像コントラ
スト電位差は、感光体（感光層）の種類や表面電位（帯
電電位）等によって異なる。

【００１３】ところで、像担持体に露光を行う露光手段
としては、複数個の発光素子が集積された発光素子アレ
イチップを複数個直線状に配列すると共に、複数のロッ
ドレンズを光軸を平行に配列し固着したロッドレンズア
レイを複数個直線状に配列し、両者を同一基板に一体化
して実装した光プリントヘッドを用いて、像担持体の長
手方向（主走査方向）に露光を行い、像担持体の回転に
より２次元画像を形成する方法が提案されている。

【００１４】かかる露光手段を用いた場合、前記複数の
発光素子アレイチップを配列した時に発生する僅かな隙
間の影響及び発光素子アレイチップの両端に流れた発光
熱による影響などで前記発光素子アレイチップ両端部の
露光量が低下し、画像不具合が発生することが報告され
ている。

【００１５】この問題を解決するための対策としては、
発光素子アレイチップ両端の所定数の発光素子の発光量
を端部以外の発光素子の発光量と異なる関係に設定する
方法が提案されており、前記発光素子アレイチップ間の
露光量変化による、縦スジ状の画像濃度の低下や、ひど
くなると画像縦白スジになる画像不具合を抑制してい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００１７】一般に、露光量と像担持体（感光体）のＶ
Ｌ電位の関係（Ｅ−Ｖ特性）は図５のような特性を示
す。図５は、５００Ｖに帯電した感光体を露光量を変化
させて露光したときのＶＬ電位の変化を示しており、露
光量を上げるにしたがってＶＬ電位は減衰するが、ある
一定の露光量になると減衰幅が小さくなり電位減衰が安
定する。

【００１８】通常の画像形成においては、電位減衰がほ
ぼ安定する露光量を通常の画像形成の露光設定値とし、
二値画像形成を行っている。

【００１９】一方、ゴースト防止対策として、上述した
ように露光履歴の影響の少ない領域に露光量を低減し、
さらにその露光量で潜像コントラスト電位差が通常の画
像形成条件と同等になるように、感光体の帯電電位およ
び現像電位を補正して画質補正を行う場合、露光量条件
は、通常画像形成を行う場合よりも露光量の増加による
電位減衰の傾きがかなり急峻な部分で画像形成を行うこ
とになる。

【００２０】前記露光量低減条件で、通常条件と同様の
発光量補正値に基づいて、発光素子アレイチップ端部の
所定数の発光素子の発光量と、端部外の発光素子の発光
量とを補正すると、発光量差による感光体上の電位減衰
量の差が通常条件よりも大きくなるため、通常条件では
発生していなかった新たな縦スジ画像となって不具合が
発生する。

【００２１】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、ゴー
ストや縦スジなどの画像不良を抑制し高品質な画像形成
を可能とする画像形成装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置にあっては、複数の発光手段
で像担持体を露光し潜像を形成する露光手段と、該露光
手段の露光量を複数のレベルに切り替える露光量切替手
段と、該複数のレベルのいずれの露光量においても、前
記露光手段の全体に渡り光量が均一となるように前記複
数の発光手段の発光量を補正する発光量補正手段と、を
有することを特徴とする。

【００２３】前記発光量補正手段は、前記複数のレベル
の露光量のそれぞれに対応する複数の発光量補正データ
を記憶する記憶手段と、前記露光量切替手段によって露
光量が切り替えられたときに、該露光量に対応する前記
発光量補正データに基づき前記複数の発光手段の発光量
を補正する制御手段と、を有するとよい。

【００２４】前記複数のレベルの露光量は、潜像コント
ラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差と略同一と
なる露光量と、潜像コントラスト電位差が最大潜像コン
トラスト電位差の６０〜９０％となる露光量と、を含む
とよい。

【００２５】また、前記複数のレベルの露光量は、潜像
コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差と略
同一となる露光量と、該露光量の略７０％の露光量と、
を含むとよい。

【００２６】前記露光手段は、複数の発光手段を備えた
発光ユニットを複数配列してなるとよい。

【００２７】前記発光量補正手段は、前記発光ユニット
の端部の発光手段の発光量をその他の発光手段の発光量
より大きくする補正を行うとよい。

【００２８】前記発光量補正手段は、前記露光手段の露
光量が小さいほど前記発光手段の補正量を小さくすると
よい。

【００２９】前記発光量補正手段は、前記発光手段の発
光時間を変更することによって発光量を調整するとよ
い。

【００３０】前記露光手段は、複数のロッドレンズが光
軸を平行に配列されたロッドレンズアレイユニットを有
し、該ロッドレンズアレイユニットと前記複数の発光ユ
ニットとを一体的に設けてなるとよい。

【００３１】前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記
潜像を現像する現像手段と、前記露光手段の露光量に基
づき前記帯電手段の帯電電位および前記現像手段の現像
電位を算出するテーブルと、を有し、前記複数のレベル
の露光量のそれぞれに対応して前記テーブルを複数備え
るとよい。

【００３２】複写機能とプリンタ機能とＦＡＸ機能とを
含む複数の機能モードを有し、該機能モード別に前記複
数のレベルを備えるとよい。

【００３３】前記露光手段の各発光手段が画像形成にお
ける最小画素に対応するとよい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００３５】（第１の実施の形態）図１は本発明の実施
の形態に係る画像形成装置（カラー画像形成装置）の模
式的断面図である。本実施の形態では、画像形成装置の
一例として、ＬＥＤ露光装置を用いたカラー電子写真複
写機を例にして説明する。

【００３６】この画像形成装置は、上部にデジタル画像
リーダー部、下部にデジタルカラー画像プリンター部を
有する。

【００３７】リーダー部においては、原稿９を原稿台ガ
ラス１０に載せ、露光ＣＣＤ読み取りセンサーを露光走
査することによって、原稿９からのカラー色分解画像信
号を得る。

【００３８】このカラー色分解画像信号は、不図示の回
路を経由して、同じく不図示のビデオ処理ユニットにて
処理を施され、プリンター部に送出される。

【００３９】一方、プリンター部においては、図示矢印
方向に回転する像担持体としての感光ドラム１Ｙ，１
Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（以下省略して感光ドラム１とする）が
回転自在に支持されており、感光ドラム１の周りには、
帯電手段としての帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下
省略して帯電器２とする）、現像手段としての現像装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下省略して現像装置４とす
る）、転写ベルト５等の画像形成手段が配置されてい
る。

【００４０】感光ドラム１は、帯電器２により均一に帯
電され、感光ドラム１上に、たとえばＬＥＤ露光器から
なる露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（以下、省略して
露光手段３とする）により色分解された光像、またはこ
れに相当する光像が照射され、その外表面に潜像形成が
行われる。

【００４１】ついで、感光ドラム１上の静電潜像は現像
装置４にて現像剤（トナー）によって現像され、トナー
像として顕像化される。

【００４２】原稿９の読み込み命令（通常、コピーキー
が押された状態）、又は、プリンターとして画像形成装
置が動作する場合、例えば、ＰＣから印刷ＪＯＢ命令が
送信されると、画像形成装置内に設置された図示しない
内部ＣＰＵの命令により、環境センサーＣＳ１の温度／
湿度情報を読み込み、この時の絶対水分量を計算する。

【００４３】この水分量の値を基に、ＣＰＵは画像形成
装置から、この環境における必要現像Ｖｃｏｎｔ電位
（必要現像コントラスト電位）を算出する。現像Ｖｃｏ
ｎｔの値が環境で変化するのは、現像装置４で用いるト
ナーの物性、たとえば帯電性能が周囲の雰囲気水分量で
変化するためである。

【００４４】また、この現像Ｖｃｏｎｔの算出にあたっ
ては、あらかじめ、図２（ａ）に示すような水分量と必
要現像Ｖｃｏｎｔ電位の関係を、図２（ｂ）に示すよう
にテーブル化して記憶しておき、前記計算された水分量
の結果に応じて線形補間により算出する。

【００４５】次に、潜像電位、現像装置の現像スリーブ
電位の算出方法について、図３を用いて説明する。

【００４６】例えば、図１に示す環境センサーＣＳ１に
より、２３℃／５％と読み取られた場合、水分量は約
１．０（ｇ／ｋｇ）となる。

【００４７】この時、図２（ｂ）のテーブルによれば、
必要現像Ｖｃｏｎｔ電位は、必要現像Ｖｃｏｎｔ＝２８
０Ｖとして算出される。

【００４８】この必要現像Ｖｃｏｎｔに、地肌カブリ防
止電位であるＶｂａｃｋ電位を加えると、感光ドラム１
の表層に形成する必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位（必要潜像コ
ントラスト電位）が求められる。これを式で表すと下記
の様になる。必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝必要現像Ｖｃｏ
ｎｔ電位＋Ｖｂａｃｋ＝２８０Ｖ＋２００Ｖ＝４８０Ｖ

【００４９】次に、感光ドラム１の帯電電位、露光部電
位を設定する手順を説明する。

【００５０】上述したように、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位
が周囲環境の状態によって変化したのと同様に、感光ド
ラム１の露光部電位も、感光ドラム１の露光感度が周囲
環境の相対湿度や水分量によって変化するため、環境に
適した値を求める必要がある。

【００５１】図３に、本実施の形態に係る感光体におい
て、帯電電位に対する露光部電位の周囲環境の水分量に
よる変化を実験的に求めた結果を示す。

【００５２】図３の結果を、本実施の形態に係る画像形
成装置は、テーブルデータとして記憶している。

【００５３】前述の環境センサーＣＳ１の読みとり値か
ら算出した水分量１．０（ｇ／ｋｇ）で、前記算出した
必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝４８０Ｖを得るためには、図
３の結果より、帯電電位ＶＤ＝７００Ｖと選択すると、
露光部電位ＶＬ＝２２０Ｖが得られ、必要とする潜像Ｖ
ｃｏｎｔ＝４８０Ｖを満足させることができることがわ
かる。

【００５４】この結果、現像電位は、帯電電位ＶＤ＝７
００Ｖから地肌カブリ防止電位Ｖｂａｃｋ＝２００Ｖを
差し引いた５００Ｖに設定されることにより、前記算出
された必要現像Ｖｃｏｎｔ電位＝２８０Ｖが正確に得ら
れることになる。

【００５５】ここで、感光ドラム１の帯電電位ＶＤ、露
光部電位ＶＬ、現像装置の現像電位を求める手順を整理
すると、以下のようになる。

【００５６】（ＳＴＥＰ１）環境センサーＣＳ１より温
度／湿度情報を読み込む。

【００５７】（ＳＴＥＰ２）上記の情報から絶対水分量
を算出する。

【００５８】（ＳＴＥＰ３）上記水分量の値から、必要
現像Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。

【００５９】（ＳＴＥＰ４）必要現像Ｖｃｏｎｔ電位と
地肌カブリ防止電位Ｖｂａｃｋから必要潜像Ｖｃｏｎｔ
電位を算出する。必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝必要現像Ｖｃｏｎｔ電位＋Ｖ
ｂａｃｋ

【００６０】（ＳＴＥＰ５）上記水分量とＶＤ−ＶＬの
関係テーブルから感光ドラム１の帯電電位ＶＤと露光部
電位ＶＬを算出する。

【００６１】（ＳＴＥＰ６）帯電電位ＶＤと地肌カブリ
防止電位Ｖｂａｃｋから現像電位を算出する。現像電位＝帯電電位ＶＤ−Ｖｂａｃｋ

【００６２】上述した処理によれば、環境センサーの検
知結果とテーブルデータから帯電電位，現像電位等の画
像形成条件を決定することができるので、感光ドラムの
電位検知手段やトナー像濃度検知手段等を設ける必要な
いという利点がある。

【００６３】本実施の形態で適用する帯電方式として
は、磁気ブラシによる注入帯電方式を採用している。感
光ドラム１の表面と一定距離（たとえば５００〜６００
μｍ）の間隔を開けて、着磁されたマグローラスリーブ
を設ける。このマグローラスリーブに、粉砕又は重合法
により作成した粉体磁性キャリア（抵抗値１０⁴〜１０⁷
Ωｃｍ（１０²〜１０⁵Ωｍ））を担持させて、この粉体
磁性キャリアで磁気ブラシを形成し、感光ドラム１の表
面と接触させた状態で、ＡＣ成分を重畳したＤＣバイア
スを印可して注入帯電を行う。

【００６４】このような注入帯電方式を用いた場合に
は、感光ドラム１の帯電電位ＶＤの値と、マグローラの
ＤＣ成分バイアスＶｄｃがほぼ等しくなるため、Ｖｄｃ
＝ＶＤとして求めることが可能となる。

【００６５】また、本実施の形態で使用される感光ドラ
ム１は、図４に示されるようにアルミシリンダ１ａ上に
感光層（電荷発生層１ｂ，電荷輸送層１ｃおよび電荷注
入層１ｄ）を塗布して構成されている。感光層は通常絶
縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導
電となるという特徴を有している。それは、光照射によ
り電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対を生成しそれらが電
荷の流れの担い手となるからである。

【００６６】現像装置４は、イエロー現像剤，マゼンタ
現像剤，シアン現像剤，ブラック現像剤の４色現像剤を
各別に収納する４個の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ
を、感光ドラム１の外周面に対向して、ある一定距離、
例えば３００〜６００μｍの距離だけ離れた位置に設け
られており、２成分現像剤を用いて感光ドラム１上の潜
像の現像を行う。

【００６７】ここで、本発明の実施にあたっては、前記
に記載した２成分現像剤を用いる現像装置ではなく、磁
性一成分現像、接触一成分現像方式等の現像方式を用い
ても差し支えない。

【００６８】一方、給紙カセット１３ａ（１３ｂ）内に
収容されたシートＰはレジストローラ１４により適当な
タイミングで給紙され、転写ベルト５に担持されて図示
矢印方向に搬送される。シートＰには、転写ベルト５の
下方に配置されている転写印加部材６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，
６Ｋ（以下、省略して転写印加部材６とする）によって
転写電圧が印加され、感光ドラム１上のトナー像がイエ
ローからブラックまで順次転写される。

【００６９】転写ベルト５は誘電体シート等を張設して
構成されており、この転写ベルト５には、吸着用の半導
体帯電ローラ１５と導体ローラによってシートＰが吸着
される。

【００７０】そして、トナー像が転写されたシートＰ
は、転写ベルト５に担持されて、定着器７に搬送され、
所定の熱量および圧力を加えられて、トナー像が定着さ
れた後に、搬送トレイ８へ搬送される。

【００７１】上述した本実施の形態の画像形成装置にお
いて、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのそれぞれ
に、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋから露光すること
により、感光ドラム１の電荷発生層１ｂで正孔−電子対
が生成される。正孔は電荷輸送層１ｃを通り、電荷注入
層１ｄに移動し負電荷と再結合する。これにより感光体
表層（電荷注入層１ｄ）の負電荷量が減少し、感光ドラ
ム１の表面電位の絶対値が低下する。この状態での感光
ドラム１上の表面電位が略ＶＬ電位となる。

【００７２】しかしながら、露光により減衰する感光ド
ラム１上のＶＬ電位は、露光量によって変化し、かつ帯
電電位ＶＤの大きさによっても変化する。

【００７３】ここで、感光体Ａの露光量Ｅ（μＪ／ｃｍ
²）と感光体上のＶＬ電位（Ｖ）の関係（Ｅ−Ｖ特性）
を図５に示す。図５に示されるように露光量が増加する
と感光体上の電位は非線形に減衰する様子がわかる。

【００７４】さらに、このＥ−Ｖ特性の測定を、ドラム
２周分の全面露光を与えた場合に測定した結果を図６に
示す。図６から、感光体の表層に与える露光量を大きく
していくと、露光量の値が小さい場合は、一度露光を受
けた部分のＶＬ電位（ドラム２周目のＶＬ電位）は１周
目よりも小さくなるが、ある一定の露光量を越えると、
逆にドラム２周目の電位が１周目よりも大きくなってい
ることが分かる。このようなＶＬ電位の変動が発生した
場合は、濃度低下の画像不具合が発生する。

【００７５】さらに、感光層の特性（電荷発生層，電荷
輸送層，電荷注入層）が異なる別の感光体Ｂについても
同様の実験を行った結果を図６に示す。Ｅ−Ｖ特性は大
きく異なるものの、１周目と２周目の電位比較に関して
は感光体Ａと同様の結果が得られていることがわかる。

【００７６】また、感光体上の表面電位ＶＤを変化させ
た場合のＥ−Ｖ特性を図７に示す。

【００７７】この図より、いずれのＶＤ電位において
も、露光量が小さい場合には１周目のＶＬ電位より２周
目のＶＬ電位が小さく、露光量が大きくなると２周目の
ＶＬ電位のほうが大きくなるという特性を示すことがわ
かる。

【００７８】また、１周目のＶＬ電位と２周目のＶＬ電
位の大小関係が入れ替わる露光量の値はＶＤ電位の値に
より変化し、ＶＤ電位が大きくなるにしたがって、その
入れ替わりの露光量の値も大きくなっていることがわか
る。

【００７９】さらに、図７より、１周目のＶＬ電位と２
周目のＶＬ電位とが略同一となる露光量領域（以下ＶＬ
安定領域という）も存在していることがわかる。この領
域においては、露光履歴、すなわち露光メモリによって
ＶＬ電位は影響を受けない。図７より、ＶＤ電位が大き
くなるにしたがって、この領域も大きくなっていること
がわかる。

【００８０】以上の結果から、露光によるＶＬ電位の変
動は露光量と感光体の表面電位ＶＤによって変わり、さ
らに、露光履歴によるＶＬ変動が増加方向と減少方向の
２種類存在することが明らかになった。また、感光体の
種類によらず、露光履歴の影響によるＶＬ変動が生じな
い露光量領域が必ず存在することも明らかになった。

【００８１】図８にＥ−Ｖ特性を模式的に示す。

【００８２】ここで、感光体の表面電位ＶＤと露光部電
位ＶＬの差、すなわち非露光部と露光部との電位差を潜
像コントラスト電位差といい、表面電位ＶＤに帯電した
感光体を露光量を変化させて露光したときに、露光量
０．１μＪ／ｃｍ²の変化量に対する露光部電位変化が
５０Ｖ以下となる電位変化の収束領域で得られる潜像コ
ントラスト電位差を、ＶＤにおける最大潜像コントラス
ト電位差という。

【００８３】上述した実験結果より、ＶＬ電位が露光履
歴により変化しないＶＬ安定領域の潜像コントラスト電
位差は、最大潜像コントラスト電位差の約６０〜９０％
程度の範囲に存在していることがわかった。また、ＶＬ
安定領域を示す露光量は、最大潜像コントラスト電位差
を得る露光量の約７０％の露光量であることもわかっ
た。

【００８４】以上の実験結果に基づき、通常条件では最
大潜像コントラスト電位差と略同一の潜像コントラスト
電位差を得る露光量で画像形成を行い、感光体に露光履
歴によるゴースト画像が発生した場合は、潜像コントラ
スト電位差が最大潜像コントラスト電位差の約６０〜９
０％になるように、通常モードの約７０％に露光量の大
きさを切り替えるとよいことがわかる。

【００８５】本実施の形態の画像形成装置では、装置の
操作パネル上に配置された切り替えスイッチを操作し
て、露光量を通常モードとゴースト低減モードの２つの
レベルに切り替えられるように設けた。

【００８６】ゴースト低減モードが選択されると、ＣＰ
Ｕとメモリ等からなる露光量切替手段（不図示）によっ
て、露光量が通常モードの約７０％に低減される。結
果、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電
位差の約６０〜９０％となり、露光履歴の影響を受けな
いＶＬ安定領域で画像形成を行うことが可能となる。

【００８７】しかしながら、このゴースト低減モードが
操作パネル上で選択された場合、露光量を単純に低減さ
せるのみでは、現像コントラストが小さくなり、画像濃
度が小さくなってしまう。

【００８８】その問題を解決するため、図３に示すよう
な各環境における表面電位とＶＬ電位の関係テーブル
を、ゴースト低減モードの露光量に対しても用意し、メ
モリに記憶している。

【００８９】ゴースト低減モードが選択されると、その
露光量に応じたテーブルを用いて前述の処理を行い、通
常モードの露光量と同じ画像濃度が得られるように、感
光体の帯電電位ＶＤ、現像装置の現像電位等の画像形成
条件を瞬時に決定する。これにより、ゴースト低減モー
ド切り替え時でも、最大画像濃度を変化させず通常モー
ドと同等の画像出力が可能となっている。

【００９０】次に、本実施の形態の画像形成装置におけ
る、露光手段と発光量補正手段について詳細に説明す
る。

【００９１】本実施の形態における露光手段３として
は、図９に示すように、複数個の発光素子３１（発光手
段）を集積した発光素子アレイチップ３０（発光ユニッ
ト）を複数個直線状に配列すると共に、複数個のロッド
レンズを光軸を平行にして配列、固着したロッドレンズ
ユニット（不図示）を複数個直線状に配列し、両者を同
じ基板上に実装してなる光プリントヘッドを用いている
（図１０）。

【００９２】本実施の形態では、波長７８０ｎｍの発光
素子３１を１２８個備えた発光素子アレイチップ３０を
５６個直線状に配列した構成をとっている。なお、発光
素子３１は、本画像形成装置の最小画素単位に対応して
いる。

【００９３】しかしながら、上述した露光手段３の場
合、基板上に実装する発光素子アレイチップ３０を複数
個、均等間隔で配列することは大変難しく、図９中に示
すように少なからず隙間が発生する問題が存在する。こ
のバラツキによる発光素子アレイチップ間の間隔が大き
くなると、発光素子アレイチップ間における光量低下の
原因となる。

【００９４】本実施の形態の画像形成装置の最高解像度
は６００ｄｐｉであり、そのときの画素の間隔は４２．
３μｍである。

【００９５】発光素子アレイチップ３０を配列したとき
に、端部間の距離が１画素よりも大きく離れてしまった
場合などは、露光量の低下による部分的な濃度低下によ
る縦スジ画像が発生する。発光素子アレイチップ３０間
がさらに離れた状況になると、画像上に現像が行われな
い部分が発生し、白スジ画像が発生する。

【００９６】また、発光素子アレイチップ３０間の発光
量の変動原因としては、発光素子３１の発光による発生
熱が原因と考えられる弊害も存在する。これは発生熱が
発光素子アレイチップ３０の両端部分に移動することが
原因となって、発光素子アレイチップ３０の端部光量が
低下する現象である。

【００９７】上述した２つの発光素子アレイチップ３０
間の光量低下が発生すると、発光素子アレイチップ３０
端部において、図１１のモデル図に示すような光量の変
動が発生する。

【００９８】そこで、本実施の形態の画像形成装置は、
装置本体内に、制御手段としてのＣＰＵと記憶手段とし
てのメモリ等からなる発光量補正手段を有している。

【００９９】発光量補正手段は、所定個数の発光素子３
１の発光量の関係を画素単位の発光量補正データとして
メモリに記憶しており、その発光量補正データに基づい
て、各発光素子３１の発光時間を変調させて発光素子ア
レイチップ３０間の光量を制御している。

【０１００】このとき、露光手段３の全体に渡って光量
が均一となるように補正することで、上述した発光素子
アレイチップ３０を複数個配列した場合の端部光量低現
象を抑制することができる。

【０１０１】この方法で示されている発光素子アレイチ
ップ３０の端部と端部以外の発光素子３１の発光量補正
データは、図１２中の通常条件のグラフで示されるよう
な関係に設定されている。すなわち、発光素子アレイチ
ップ３０の両端部の発光素子の発光量が、端部以外の発
光素子の発光量より大きくなるような関係に設定されて
いる。

【０１０２】このような発光量補正テーブルに従って発
光量の補正を行うことにより、発光素子アレイチップ３
０間の光量変動を抑制し、スジ画像のない高品質な画像
を得ることができる。

【０１０３】ところで、前述したゴースト低減モードと
して、通常条件よりも小さな露光量で画像形成を行う場
合を考える。

【０１０４】ゴースト低減モードでは、図８に示すよう
にＥ−Ｖ特性上露光量の変化に対して電位減衰の大きな
領域で画像形成が行われる。

【０１０５】したがって、発光素子アレイチップ３０の
端部と端部以外の発光素子の発光量を図１２の通常条件
と同様の設定で補正し、画像形成すると、発光素子アレ
イチップ３０端部の光量補正量が大きくなりすぎ、露光
量低減による濃度低下の対策として用いていた端部の光
量補正が、今度は逆に濃度が濃くなる縦スジ画像不具合
の発生原因となってしまう。

【０１０６】さらに、ゴースト低減モードのような露光
量低減条件では、発光素子の発光量が少なくなる為、発
生熱による影響も通常条件の場合より多少すくなくなる
ことも影響していると考えられる。

【０１０７】以上より、Ｅ−Ｖ特性上の電位減衰量の変
化が大きな領域では、通常条件ほどの露光量差を持たせ
て光量補正を行うと、適正な画像を得ることができない
ことが分かる。

【０１０８】そこで、本実施の形態の画像形成装置の発
光量補正手段では、通常モードとゴースト低減モードの
それぞれの露光量に対応した別々の発光量補正テーブル
をメモリに記憶させておき、モードに応じて補正量を変
化させている。

【０１０９】図１２に通常条件として示したグラフは通
常モードの発光量補正テーブルに基づく発光素子光量を
模式的に表し、露光量低減レベル１として示したグラフ
は本実施の形態のゴースト低減モード用の発光量補正テ
ーブルに基づく発光素子光量を模式的に表している。

【０１１０】すなわち、ゴースト低減モードのときに
は、発光素子アレイチップ３０端部の発光素子３１の補
正量を小さく設定している。

【０１１１】以上の構成により、本実施の形態の画像形
成装置にあっては、露光量に応じて発光量補正テーブル
を備えたので、ゴーストを低減させるために露光量を小
さくして露光した場合でも、発光素子アレイチップを複
数個配列したときに発生する光量差を確実に補正するこ
とができ、縦スジや白スジのない高品質な画像形成が可
能となる。

【０１１２】（第２の実施の形態）上記第１の実施の形
態では、通常モードとゴースト低減モードの２段階の露
光レベルに切り替え可能な画像形成装置を示したが、本
実施の形態では、複数の露光量低減モードを有し多段階
に露光量レベルを切り替え可能な構成を示す。

【０１１３】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については、
その説明は省略する。

【０１１４】第１の実施の形態では、ゴースト画像が発
生した場合に、露光量切替手段によって露光量を小さく
し、さらに、発光量補正手段によって適切な発光量補正
データに切り替え、該発光量補正データに基づき発光素
子アレイチップ３０の発光量補正を行うことで良好な画
質補正を行った。

【０１１５】本実施の形態に係る画像形成装置は複数の
露光量低減モードを有し、露光量切替手段によって多段
階にレベルを切り替えることができるため、ゴースト画
像の低減効果が十分でない場合には、容易にレベル設定
を変更できるような構成になっている。

【０１１６】その場合、第１の実施の形態で示したゴー
スト低減モードの露光量よりも、さらにＥ−Ｖ特性上の
電位減衰傾きが大きい領域で画像形成が行われる場合が
発生する。

【０１１７】したがって、本実施の形態の画像形成装置
では、図１２のモデル図に示すように、露光量設定値
（低減レベル）のそれぞれに対応して複数の発光量補正
データを備え、その露光量設定値に応じて自動的に発光
量補正テーブルが切り替えられる構成にしている。

【０１１８】このとき、露光量が小さくなるほど、発光
素子光量の補正量も小さくなるように設定されている。

【０１１９】以上の構成により、本実施の形態の画像形
成装置にあっては、いずれの露光量レベルにおいても、
設定された露光量に応じて最適な発光素子アレイチップ
の発光量補正が行われ、露光量低減レベルに関係なくス
ジ画像の発生しない画像出力が可能となった。

【０１２０】（第３の実施の形態）本実施の形態では、
プリンタ，ＦＡＸ，複写機などの複数の機能モードを有
する画像形成装置について説明する。

【０１２１】構成および作用については第１の実施の形
態と略同一なので、同一の構成部分については、その説
明は省略する。

【０１２２】前述の第１および第２の実施の形態におい
ては、ゴースト低減モード（露光量低減モード）が選択
されると、画像形成装置は常に低減モードで画像形成を
行う。

【０１２３】しかしながら、画像形成装置で画像比率の
少ない文字原稿等が出力される場合には、ゴースト画像
が比較的目立たないため、特にゴースト低減モードに切
り替える必要のない場合もある。たとえば、プリンタモ
ードのときにＰＣから文字原稿を出力する場合やＦＡＸ
として使用される場合等は画像比率が少ない。

【０１２４】したがって、ユーザーの画像形成装置の使
用状況に応じて、プリンタ，ＦＡＸ，複写機などの機能
モード別に、露光レベルを選択できるような構成にして
おくとよい。さらに、各々の機能モード毎に、文字や線
画などの出力に好適な文字出力モード、階調画像の出力
に好適な画像出力モード等、出力する画像の種類に応じ
た複数の画像出力モードを備え、各画像出力モード別に
も露光レベルを選択できるような構成にするとよい。

【０１２５】本実施の形態の画像形成装置では、各機能
モードまたは各画像出力モードに応じて独立した露光レ
ベルを備えており、本体の操作パネルや、プリンタモー
ドの場合はＰＣのダイアログ画面などからユーザーが自
由に選択可能な構成となっている。

【０１２６】本実施の形態では、上述した機能モードま
たは画像出力モード別に露光レベルを切り替えることが
でき、さらに選択された露光量低減レベルに応じて、発
光素子アレイチップの個々の発光量補正データが切り替
えられるので、いずれの機能モード、画像出力モードに
対しても、スジ画像発生のない画像形成を行うことがで
きる。

【０１２７】また、ユーザーが選択したモードに基づい
て、選択可能な露光レベルが自動的に切り替わるので、
画像形成装置の用途に応じた露光レベルの設定を容易に
行うことができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、露光量に応じて発光手段の発光量の補正量を調
整するので、いずれの露光量の場合も、縦スジ画像や白
スジ画像のない高品質な画像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の模式
的断面図である。

【図２】周囲環境の水分量と必要現像コントラスト電位
の関係を示す図であり、（ａ）はグラフ、（ｂ）はテー
ブルである。

【図３】水分量が変化した場合のＶＤとＶＬの関係を示
す図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光
ドラムの断面図である。

【図５】感光体Ａの露光量と感光体上のＶＬ電位の関係
（Ｅ−Ｖ特性）を示す図である。

【図６】ドラム１周目と２周目のＥ−Ｖ特性を示す図で
ある。

【図７】表面電位（ＶＤ）を変化させた場合の、感光体
ＡのＥ−Ｖ特性を示す図である。

【図８】Ｅ−Ｖ特性を模式的に表した図である。

【図９】発光素子アレイチップ端部の発光素子間の距離
のバラツキを示す模式図である。

【図１０】光プリントヘッドの概略構成図である。

【図１１】発光素子アレイチップの発光量の分布モデル
図である。

【図１２】発光量補正データに基づく発光素子光量を示
すモデル図である。

【符号の説明】１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）感光ドラム２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）帯電器３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）露光手段４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）現像装置５転写ベルト６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）転写印加部材７定着器８搬送トレイ９原稿１０原稿台ガラス１３ａ，１３ｂ給紙カセット１４レジストローラ１５半導体帯電ローラ３０発光素子アレイチップ３１発光素子３２ロッドレンズアレイユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C162 AE12 AF20 AF21 AF25 FA04 FA17 FA45 2H027 DA02 EA01 EA02 EA05 EB03 EC20 2H076 AB42 AB51 AB55 DA06 DA17 DA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光手段で像担持体を露光し潜像を
形成する露光手段と、該露光手段の露光量を複数のレベルに切り替える露光量
切替手段と、該複数のレベルのいずれの露光量においても、前記露光
手段の全体に渡り光量が均一となるように前記複数の発
光手段の発光量を補正する発光量補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記発光量補正手段は、前記複数のレベルの露光量のそれぞれに対応する複数の
発光量補正データを記憶する記憶手段と、前記露光量切替手段によって露光量が切り替えられたと
きに、該露光量に対応する前記発光量補正データに基づ
き前記複数の発光手段の発光量を補正する制御手段と、
を有す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】前記複数のレベルの露光量は、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差
と略同一となる露光量と、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差
の６０〜９０％となる露光量と、を含むことを特徴とす
る請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記複数のレベルの露光量は、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差
と略同一となる露光量と、該露光量の略７０％の露光量と、を含むことを特徴とす
る請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記露光手段は、複数の発光手段を備えた
発光ユニットを複数配列してな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】前記発光量補正手段は、前記発光ユニット
の端部の発光手段の発光量をその他の発光手段の発光量
より大きくする補正を行うことを特徴とする請求項５に
記載の画像形成装置。
【請求項７】前記発光量補正手段は、前記露光手段の露
光量が小さいほど前記発光手段の補正量を小さくするこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項８】前記発光量補正手段は、前記発光手段の発
光時間を変更することによって発光量を調整する請求項
１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記露光手段は、複数のロッドレンズが光
軸を平行に配列されたロッドレンズアレイユニットを有
し、該ロッドレンズアレイユニットと前記複数の発光ユ
ニットとを一体的に設けてなることを特徴とする請求項
５に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記潜像を現像する現像手段と、前記露光手段の露光量に基づき前記帯電手段の帯電電位
および前記現像手段の現像電位を算出するテーブルと、
を有し、前記複数のレベルの露光量のそれぞれに対応して前記テ
ーブルを複数備えることを特徴とする請求項１〜９のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】複写機能とプリンタ機能とＦＡＸ機能と
を含む複数の機能モードを有し、該機能モード別に前記複数のレベルを備えたことを特徴
とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項１２】前記露光手段の各発光手段が画像形成に
おける最小画素に対応することを特徴とする請求項１〜
１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。