JP2017024374A - Image formation apparatus, image formation method and production method of printed matter - Google Patents

Image formation apparatus, image formation method and production method of printed matter Download PDF

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Yuichi Ueno
祐一 上野
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浩之 須原
弘人 橘
Hiroto Tachibana
弘人 橘
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image formation apparatus which improves the adhesion state of a developer to an image part.SOLUTION: An image formation apparatus includes an exposure device exposing the surface of an image carrier on the basis of an image pattern having an image part and a non-image part. The exposure device executes: a first exposure method of exposing a plurality of pixels constituting the image part with a first light output value; and a second exposure method for exposing at least the pixels in the boundary with the non-image part out of the pixels constituting the image part as the high output exposure pixels to be exposed with a second light output value 110P1 higher than the first light output value 110P2, and exposing partial pixels other than the high output exposure pixels out of the pixels constituting the image part as the low output exposure pixels to be exposed at the lower duty ratio with respect to the first exposure method.SELECTED DRAWING: Figure 31

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法、及び印刷物の生産方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus, an image forming method, and a printed matter production method.

中抜けや虫食いなどと称される、紙に転写された画像パターンの画像部の一部にトナーが付着しない現象がある。このような現象を防止するために、トナー消費量から中抜け防止剤の必要量を求め、現像装置内に中抜け防止剤を供給する画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   There is a phenomenon in which toner does not adhere to a part of an image portion of an image pattern transferred to paper, which is called hollowing out or insect eating. In order to prevent such a phenomenon, an image forming apparatus that obtains a necessary amount of an anti-missing agent from a toner consumption amount and supplies the anti-missing agent into the developing device is known (for example, see Patent Document 1). ).

しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、トナー量の制御が困難であるため、虫食いを防止することが難しい。また、特許文献1に開示されている技術では、トナーの消費量に基づいて中抜け防止剤を供給するため、画像パターンの形状などの特性に基づいて虫食いを防止することが困難である。   However, with the technology disclosed in Patent Document 1, it is difficult to control the amount of toner, and thus it is difficult to prevent worms. Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the anti-missing agent is supplied based on the consumption amount of toner, it is difficult to prevent worm-eating based on characteristics such as the shape of the image pattern.

本発明は、画像部への現像剤の付着状態を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of improving the state of adhesion of a developer to an image portion.

本発明は、画像部と非画像部とを含む画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する露光装置を有する画像形成装置であって、露光装置は、画像部を構成する複数の画素を第1の光出力値で露光する第1露光方法と、画像部を構成する複数の画素のうち少なくとも非画像部との境界の画素を第1の光出力値よりも高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とし、かつ画像部を構成する複数の画素のうち高出力露光画素以外の一部の画素を第1露光方法に対して低いデューティ比で露光する低出力露光画素として露光する第2露光方法と、を実行することを特徴とする。   The present invention is an image forming apparatus having an exposure device that exposes the surface of an image carrier based on an image pattern including an image portion and a non-image portion, and the exposure device includes a plurality of pixels constituting the image portion. A first exposure method in which exposure is performed with a first light output value; and a second light output value that is higher than the first light output value for a pixel at least at a boundary with a non-image portion among a plurality of pixels constituting the image portion And exposure as a low-power exposure pixel that exposes some pixels other than the high-power exposure pixel at a low duty ratio with respect to the first exposure method. And performing a second exposure method.

本発明によれば、画像部への現像剤の付着状態を向上させることができる。   According to the present invention, the adhesion state of the developer to the image portion can be improved.

本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。1 is a central sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 上記画像形成装置のコロトロン型帯電装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the corotron type charging device of the said image forming apparatus. 上記画像形成装置のスコロトロン型帯電装置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a scorotron charging device of the image forming apparatus. 上記画像形成装置を構成する光走査装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the optical scanning device which comprises the said image forming apparatus. 上記光走査装置の光源の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the light source of the said optical scanning device. 上記光走査装置の光源の別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the light source of the said optical scanning device. 図1の画像形成装置を構成するプリンタ制御装置及び走査制御装置の例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a printer control device and a scan control device that constitute the image forming apparatus of FIG. 1. 上記画像形成装置の画像処理部を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating an image processing unit of the image forming apparatus. FIG. 上記画像処理部の画像処理ユニットを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the image processing unit of the said image processing part. 静電潜像計測装置の例を示す中央断面図である。It is a center sectional view showing an example of an electrostatic latent image measuring device. 上記静電潜像計測装置の真空チャンバの例を示す中央断面図である。It is a center sectional view showing an example of a vacuum chamber of the above-mentioned electrostatic latent image measuring device. 加速電圧と帯電との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between an acceleration voltage and electrification. 加速電圧と帯電電位との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an acceleration voltage and a charging potential. 試料面上の2次電子による電位分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electric potential distribution by the secondary electron on a sample surface. 試料面上の2次電子による電荷分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the charge distribution by the secondary electron on a sample surface. 図4の光走査装置による潜像画像パターンの例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a latent image pattern by the optical scanning device in FIG. 4. 図4の光走査装置による潜像画像パターンの別の例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another example of a latent image pattern by the optical scanning device in FIG. 4. 図4の光走査装置による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the latent image image pattern by the optical scanning device of FIG. 図4の光走査装置による潜像画像パターンのさらに別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the latent image image pattern by the optical scanning device of FIG. グリッドメッシュ配置による測定例を示す中央断面図である。It is a center sectional view showing an example of measurement by grid mesh arrangement. |Vacc|≧|Vp|のときの入射電子の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the behavior of incident electrons when | Vacc | ≧ | Vp |. |Vacc|<|Vp|のときの入射電子の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the behavior of incident electrons when | Vacc | <| Vp |. 潜像深さの計測結果の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the measurement result of a latent image depth. 参考例における静電潜像形成方法の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the electrostatic latent image formation method in a reference example. 本実施の形態に係る静電潜像形成方法の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the electrostatic latent image formation method which concerns on this Embodiment. 上記静電潜像形成方法の別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the said electrostatic latent image formation method. 上記静電潜像形成方法のさらに別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the said electrostatic latent image formation method. 本実施の形態における画像パターンの例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the image pattern in this Embodiment. 参考例の画像パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image pattern of a reference example. 参考例における(a)露光パターンと(b)感光体電位と(c)トナー付着量の例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of (a) exposure pattern, (b) photoreceptor potential, and (c) toner adhesion amount in a reference example. 本実施の形態における(a)露光パターンと(b)感光体電位と(c)トナー付着量の例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of (a) exposure pattern, (b) photoreceptor potential, and (c) toner adhesion amount in the present embodiment. 上記画像形成装置の感光体ドラムとトナー検出センサを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a photosensitive drum and a toner detection sensor of the image forming apparatus. 書き込みパターンの例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a writing pattern. 上記書き込みパターンの転写後の感光体ドラムの表面の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the surface of the photosensitive drum after the transfer of the said writing pattern. 上記書き込みパターンの転写後の感光体ドラムの表面に虫食いが生じている例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example in which worm-eating occurs on the surface of the photosensitive drum after transfer of the writing pattern. 黒色トナー用のトナー検出センサの例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the toner detection sensor for black toner. カラートナー用のトナー検出センサの例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a toner detection sensor for color toner. 現像トナー量と一次転写率との関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a developing toner amount and a primary transfer rate. 現像トナー量と転写残トナー量と虫食いレベルとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship among a developing toner amount, a transfer residual toner amount, and an insect bite level. 本実施の形態に係る画像形成方法のフローチャートである。3 is a flowchart of an image forming method according to the present embodiment. 本実施の形態における画像パターンの別の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the image pattern in this Embodiment. 図41の画像パターンの露光パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the exposure pattern of the image pattern of FIG. 露光パターンのデューティ比を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the duty ratio of an exposure pattern. 本発明の別の実施の形態に係る画像形成方法のフローチャートである。6 is a flowchart of an image forming method according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明に係る画像形成装置、画像形成方法、及び印刷物の生産方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of an image forming apparatus, an image forming method, and a printed material production method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

●画像形成装置●
本発明に係る画像形成装置の実施の形態である画像形成装置2000について説明する。図1に示すように、画像形成装置2000は、複写機、プリンタ、ファクシミリの各機能を有する複合機であり、本体装置1001、読取装置1002、自動原稿給紙装置1003などを備えている。
● Image forming device ●
An image forming apparatus 2000 that is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 2000 is a multifunction machine having functions of a copying machine, a printer, and a facsimile machine, and includes a main body device 1001, a reading device 1002, an automatic document feeder 1003, and the like.

本体装置1001は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成して印刷物の生産方法を実行するタンデム方式の多色カラープリンタである。本体装置1001には、感光体ドラム2030の周りに、帯電、露光、現像、転写、クリーニングという電子写真プロセスを実行するための装置が、感光体ドラム2030の回転方向に沿って上記の順に配置されている。また、本体装置1001は、以上の電子写真プロセスを実行するための装置を制御する装置として、通信制御装置2080と、プリンタ制御装置1060とを有する。   The main body device 1001 is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow) and executes a printed matter production method. In the main body device 1001, devices for performing an electrophotographic process such as charging, exposure, development, transfer, and cleaning are arranged around the photosensitive drum 2030 in the above order along the rotation direction of the photosensitive drum 2030. ing. Further, the main body apparatus 1001 includes a communication control apparatus 2080 and a printer control apparatus 1060 as apparatuses that control apparatuses for executing the above-described electrophotographic process.

本体装置1001は、帯電プロセスを実行する帯電装置2032、露光プロセスを実行する光走査装置2010、転写プロセスを実行する転写体としての転写ベルト2040及び転写ローラ2042を有する。また、本体装置1001は、現像プロセスを実行する感光体ドラム2030と現像ローラ2033とトナーカートリッジ2034、クリーニングプロセスを実行するクリーニングユニット2031を有する。また、本体装置1001は、定着ローラ2050と、給紙コロ2054と、レジストローラ対2056と、排紙ローラ2058と、給紙トレイ2060と、排紙トレイ2070とを有する。   The main body device 1001 includes a charging device 2032 that executes a charging process, an optical scanning device 2010 that executes an exposure process, a transfer belt 2040 as a transfer body that executes a transfer process, and a transfer roller 2042. Further, the main body apparatus 1001 includes a photosensitive drum 2030 that executes a developing process, a developing roller 2033, a toner cartridge 2034, and a cleaning unit 2031 that executes a cleaning process. The main body device 1001 includes a fixing roller 2050, a paper feed roller 2054, a registration roller pair 2056, a paper discharge roller 2058, a paper feed tray 2060, and a paper discharge tray 2070.

通信制御装置2080は、通信ネットワークなどを介してパーソナルコンピュータなどの上位装置との双方向通信を制御する。プリンタ制御装置1060は、画像形成装置2000が備える各手段を統括的に制御する。   The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device such as a personal computer via a communication network. The printer control device 1060 controls each unit provided in the image forming apparatus 2000 in an integrated manner.

プリンタ制御装置1060は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)とを有する。また、プリンタ制御装置1060は、RAM(Random Access Memory)と、A/D(Analog/Digital)変換器とを有する。プリンタ制御装置1060は、上位装置からの要求に応じて各部を統括的に制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置2010に送る。   The printer control device 1060 includes a CPU (Central Processing Unit) and a ROM (Read Only Memory). The printer control device 1060 includes a RAM (Random Access Memory) and an A / D (Analog / Digital) converter. The printer control device 1060 comprehensively controls each unit in response to a request from the host device, and sends image information from the host device to the optical scanning device 2010.

ROMには、CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及びこのプログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されている。RAMは、CPUの作業用の一時書き込み可能なメモリである。A/D変換器は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。   The ROM stores a program written in a code readable by the CPU and various data used when executing this program. The RAM is a temporarily writable memory for work of the CPU. The A / D converter converts an analog signal into a digital signal.

転写ベルト2040の紙面下方には、光走査装置2010によって露光され静電潜像が形成される像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体ドラム2030が設けられている。感光体ドラム2030は、転写ベルト2040の移動方向、つまり図1の紙面反時計回りの上流側からイエロー用2032d、マゼンタ用2030c、シアン用2030b、ブラック用2030aの順に配設されている。   A photoconductive photosensitive drum 2030 formed in a cylindrical shape as an image carrier that is exposed by the optical scanning device 2010 and forms an electrostatic latent image is provided below the paper surface of the transfer belt 2040. The photosensitive drum 2030 is arranged in the order of yellow 2032d, magenta 2030c, cyan 2030b, and black 2030a from the moving direction of the transfer belt 2040, that is, upstream in the counterclockwise direction in FIG.

帯電装置2032は、感光体ドラム2030の表面を均一に帯電させる。帯電装置2032には、例えばオゾン発生の少ない接触式の帯電ローラや、コロナ放電を利用するコロナチャージャを用いることができる。   The charging device 2032 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 2030. For the charging device 2032, for example, a contact-type charging roller that generates less ozone, or a corona charger that uses corona discharge can be used.

帯電装置2032は、図2に示すコロトロン型帯電装置であってもよいし、図3に示すスコロトロン型帯電装置であってもよいし、あるいはローラ型帯電装置であってもよい。   The charging device 2032 may be a corotron charging device shown in FIG. 2, a scorotron charging device shown in FIG. 3, or a roller charging device.

図1に示すように、感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、クリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラック(K)の画像を形成する画像形成ステーションを構成する。   As shown in FIG. 1, the photosensitive drum 2030a, the charging device 2032a, the developing roller 2033a, the toner cartridge 2034a, and the cleaning unit 2031a are used as a set, and constitute an image forming station that forms a black (K) image.

感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、クリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアン(C)の画像を形成する画像形成ステーションを構成する。   The photosensitive drum 2030b, the charging device 2032b, the developing roller 2033b, the toner cartridge 2034b, and the cleaning unit 2031b are used as a set and constitute an image forming station that forms a cyan (C) image.

感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、クリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタ(M)の画像を形成する画像形成ステーションを構成する。   The photosensitive drum 2030c, the charging device 2032c, the developing roller 2033c, the toner cartridge 2034c, and the cleaning unit 2031c are used as a set and constitute an image forming station that forms a magenta (M) image.

感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、クリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエロー(Y)の画像を形成する画像形成ステーションを構成する。   The photosensitive drum 2030d, the charging device 2032d, the developing roller 2033d, the toner cartridge 2034d, and the cleaning unit 2031d are used as a set and constitute an image forming station that forms a yellow (Y) image.

光走査装置2010は、感光体ドラム2030に光書込みを行う光書込装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する。光走査装置2010は、通信制御装置2080に接続されている上位装置からの多色、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像情報に基づいて、各色に変調された光ビームを、対応する帯電された感光体ドラム2030の表面に照射する。感光体ドラム2030の表面では、光ビームが照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって、感光体ドラム2030の回転に伴って、対応する現像ローラ2033の方向に移動する。光走査装置2010の詳細については後述する。   The optical scanning device 2010 is an optical writing device that performs optical writing on the photosensitive drum 2030, and executes an exposure process of an electrophotographic process. The optical scanning device 2010 is charged with a light beam modulated to each color based on image information of multiple colors such as black, cyan, magenta, and yellow from a host device connected to the communication control device 2080. The surface of the photosensitive drum 2030 is irradiated. On the surface of the photoconductor drum 2030, the charge disappears only in the portion irradiated with the light beam, and an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed. The formed electrostatic latent image is a so-called negative latent image, and moves in the direction of the corresponding developing roller 2033 as the photosensitive drum 2030 rotates. Details of the optical scanning device 2010 will be described later.

トナーカートリッジ2034aにはブラックトナー、トナーカートリッジ2034bにはシアントナー、トナーカートリッジ2034cにはマゼンタトナー、トナーカートリッジ2034dにはイエロートナーが格納されている。トナーカートリッジ2034に格納されている、現像剤としての各色のトナーは、対応する現像ローラ2033に供給される。   The toner cartridge 2034a stores black toner, the toner cartridge 2034b stores cyan toner, the toner cartridge 2034c stores magenta toner, and the toner cartridge 2034d stores yellow toner. The toner of each color as the developer stored in the toner cartridge 2034 is supplied to the corresponding developing roller 2033.

現像ローラ2033の表面には、現像ローラ2033の回転に伴い、対応するトナーカートリッジ2034からのトナーが薄く均一に塗布される。現像ローラ2033の表面に塗布されたトナーは、各色に対応する感光体ドラム2030の表面に接すると、感光体ドラム2030の表面に形成されている静電潜像に付着して、静電潜像が顕像化されてトナー画像(以下「トナー像」ともいう。)が形成される。形成されたトナー画像は、感光体ドラム2030の回転に伴い、転写ベルト2040の方向に移動する。   The toner from the corresponding toner cartridge 2034 is thinly and uniformly applied to the surface of the developing roller 2033 as the developing roller 2033 rotates. When the toner applied to the surface of the developing roller 2033 comes into contact with the surface of the photosensitive drum 2030 corresponding to each color, the toner adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 2030 and becomes electrostatic latent image. Is visualized to form a toner image (hereinafter also referred to as “toner image”). The formed toner image moves in the direction of the transfer belt 2040 as the photosensitive drum 2030 rotates.

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写されて重ね合わされ、カラー画像が形成される。   The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred and superimposed on the transfer belt 2040 at a predetermined timing to form a color image.

給紙トレイ2060には、記録媒体である転写紙が収納されている。給紙トレイ2060の近傍には、給紙コロ2054が配置されている。給紙トレイ2060に収納されている転写紙の最上位の1枚が給紙コロ2054で引き出され、引き出された転写紙は、その先端部がレジストローラ対2056に捕らえられる。レジストローラ対2056は、感光体ドラム2030上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、転写紙を転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出す。送り出された転写紙には、転写ベルト2040上のカラー画像が転写される。カラー画像が転写された転写紙は、定着ローラ2050に送り出される。   The paper feed tray 2060 stores transfer paper that is a recording medium. A paper feed roller 2054 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 2060. The uppermost sheet of transfer paper stored in the paper supply tray 2060 is pulled out by the paper supply roller 2054, and the leading end of the transferred transfer paper is captured by the registration roller pair 2056. The registration roller pair 2056 sends the transfer paper toward the gap between the transfer belt 2040 and the transfer roller 2042 in accordance with the timing at which the toner image on the photosensitive drum 2030 moves to the transfer position. The color image on the transfer belt 2040 is transferred to the transferred transfer paper. The transfer paper on which the color image is transferred is sent to the fixing roller 2050.

定着ローラ2050に送り出された転写紙には、熱と圧力とが加えられて、トナーが転写紙上に定着される。トナーが定着された転写紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送り出されて、排紙トレイ2070上に順次スタックされる。   Heat and pressure are applied to the transfer paper sent to the fixing roller 2050, and the toner is fixed on the transfer paper. The transfer paper on which the toner is fixed is sent to the paper discharge tray 2070 via the paper discharge roller 2058 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 2070.

クリーニングユニット2031は、トナー画像が転写された後の感光体ドラム2030の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム2030の表面は、再度、対応する帯電装置2032に対向する位置に戻る。   The cleaning unit 2031 removes toner (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 2030 after the toner image is transferred. The surface of the photosensitive drum 2030 from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device 2032 again.

本発明に係る画像形成装置において、帯電装置と、光走査装置と、感光体と、画像パターンを光出力に変換するための画像処理部とにより、静電潜像が形成される。つまり、帯電装置と、光走査装置と、感光体と、画像処理部とは、本実施の形態に係る露光装置を構成する。   In the image forming apparatus according to the present invention, an electrostatic latent image is formed by the charging device, the optical scanning device, the photosensitive member, and the image processing unit for converting the image pattern into the light output. That is, the charging device, the optical scanning device, the photoconductor, and the image processing unit constitute the exposure device according to the present embodiment.

複写機やレーザプリンタといった電子写真方式における出力画像を得るためのプロセスは、以下のとおりである。電子写真方式では、帯電工程において潜像担持体の一つである感光体を均一に帯電させ、露光工程において感光体に光を照射して部分的に電荷を逃がす。このようにすることで、電子写真方式では、感光体に静電潜像を形成することができる。   The process for obtaining an output image in an electrophotographic system such as a copying machine or a laser printer is as follows. In the electrophotographic system, a photosensitive member, which is one of latent image carriers, is uniformly charged in a charging step, and light is partially emitted by irradiating the photosensitive member with light in an exposure step. By doing so, in the electrophotographic system, an electrostatic latent image can be formed on the photoreceptor.

●光走査装置の構成
次に、画像形成装置を構成する光走査装置2010の構成について説明する。
Configuration of Optical Scanning Device Next, the configuration of the optical scanning device 2010 that constitutes the image forming apparatus will be described.

図4に示すように、光走査装置2010は、光源11と、コリメートレンズ12と、シリンドリカルレンズ13と、ミラー14と、ポリゴンミラー15と、第1走査レンズ21とを備える。また、光走査装置2010は、第2走査レンズ22と、ミラー24と、同期検知センサ26と、走査制御装置とを備える。光走査装置2010は、光学ハウジングの所定位置に組み付けられている。   As shown in FIG. 4, the optical scanning device 2010 includes a light source 11, a collimating lens 12, a cylindrical lens 13, a mirror 14, a polygon mirror 15, and a first scanning lens 21. The optical scanning device 2010 includes a second scanning lens 22, a mirror 24, a synchronization detection sensor 26, and a scanning control device. The optical scanning device 2010 is assembled at a predetermined position of the optical housing.

なお、以下の説明において、感光体ドラム2030の長手方向(回転軸方向)に沿った方向をXYZ3次元直交座標系のY軸方向とし、ポリゴンミラー15の回転軸に沿った方向をZ軸方向とし、Y軸とZ軸の双方に垂直な方向をX軸方向とする。   In the following description, the direction along the longitudinal direction (rotation axis direction) of the photosensitive drum 2030 is defined as the Y-axis direction of the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, and the direction along the rotation axis of the polygon mirror 15 is defined as the Z-axis direction. The direction perpendicular to both the Y axis and the Z axis is taken as the X axis direction.

以下の説明において、各光学部材の主走査方向に対応する方向を主走査対応方向とし、副走査方向に対応する方向を副走査対応方向とする。   In the following description, a direction corresponding to the main scanning direction of each optical member is a main scanning corresponding direction, and a direction corresponding to the sub scanning direction is a sub scanning corresponding direction.

光源11は、例えば2次元配列された複数の発光部を有している。各発光部は、全ての発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しくなるように配置されている。光源11には、半導体レーザ(LD:Laser Diode)や、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などを用いることができる。   The light source 11 has, for example, a plurality of light emitting units arranged two-dimensionally. The light emitting units are arranged so that the intervals between the light emitting units are equal when all the light emitting units are orthogonally projected onto a virtual line extending in the sub-scanning corresponding direction. As the light source 11, a semiconductor laser (LD: Laser Diode), a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode), or the like can be used.

図5において、光走査装置2010の光源11Aは、マルチビーム光源として、4個の半導体レーザが配列されて構成される半導体レーザアレイである。また、光源11Aは、コリメートレンズ12の光軸方向に対して垂直に配置されている。   In FIG. 5, the light source 11A of the optical scanning device 2010 is a semiconductor laser array configured by arranging four semiconductor lasers as a multi-beam light source. Further, the light source 11 </ b> A is disposed perpendicular to the optical axis direction of the collimating lens 12.

図6において、光走査装置2010の光源の別の例である光源11Bは、発光点がY軸方向とZ軸方向とを含む平面上に配置された、例えば波長780nmの垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)である。   In FIG. 6, a light source 11B, which is another example of the light source of the optical scanning device 2010, is a vertical cavity surface emitting device having a light emitting point disposed on a plane including the Y-axis direction and the Z-axis direction, for example, having a wavelength of 780 nm. Laser (Vertical Cavity Surface Emitting LASER).

光源11Bは、例えば、主走査方向、つまりY軸方向に3個、副走査方向、つまりZ軸方向に4個、計12個の発光点を有する。光源11Bは、光走査装置2010に適用する場合に、一つの走査線上を水平方向に配置した3つの発光点により走査することで、垂直方向の4本の走査線を同時に走査することもできる。以下の説明において、「発光部間隔」とは、2つの発光部の中心間距離をいう。   The light source 11B has a total of 12 light emitting points, for example, three in the main scanning direction, that is, the Y-axis direction, and four in the sub-scanning direction, that is, the Z-axis direction. When applied to the optical scanning device 2010, the light source 11B can simultaneously scan four scanning lines in the vertical direction by scanning three scanning points arranged in the horizontal direction on one scanning line. In the following description, the “light emitting section interval” refers to the distance between the centers of two light emitting sections.

図4に戻り、コリメートレンズ12は、光源11から射出された光の光路上に配置され、光を平行光または略平行光に屈折させる。   Returning to FIG. 4, the collimating lens 12 is disposed on the optical path of the light emitted from the light source 11 and refracts the light into parallel light or substantially parallel light.

シリンドリカルレンズ13は、ポリゴンミラー15の偏向反射面の近傍において、コリメートレンズ12を通過した光を副走査方向にのみ集束させる。シリンドリカルレンズ13は、ポリゴンミラー15の反射面近傍に、主走査方向(Y軸方向)に長い線像として光源11から出射された光を結像させる。   The cylindrical lens 13 focuses the light that has passed through the collimating lens 12 only in the sub-scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 15. The cylindrical lens 13 forms light emitted from the light source 11 in the vicinity of the reflection surface of the polygon mirror 15 as a line image that is long in the main scanning direction (Y-axis direction).

ミラー14は、シリンドリカルレンズ13を通過して結像した光をポリゴンミラー15に向けて反射する。   The mirror 14 reflects the light imaged through the cylindrical lens 13 toward the polygon mirror 15.

光源11とポリゴンミラー15との間の光路上に配置されている光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 11 and the polygon mirror 15 is also called a pre-deflector optical system.

ポリゴンミラー15は、感光体ドラム2030の長手方向に直交する方向の回転軸まわりに回転する多面鏡である。ポリゴンミラー15の各鏡面は、偏向反射面である。ポリゴンミラー15は、駆動用IC(Integrated Circuit)がモータ部に適切なクロックを与えることで、所望の速度で等速回転する。ポリゴンミラー15は、モータ部により矢印方向に等速回転されると、偏向反射面で反射された複数の光ビームが、それぞれ偏向ビームとなって等角速度的に偏向される。   The polygon mirror 15 is a polygon mirror that rotates around a rotation axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030. Each mirror surface of the polygon mirror 15 is a deflection reflection surface. The polygon mirror 15 rotates at a desired speed at a constant speed by a driving IC (Integrated Circuit) giving an appropriate clock to the motor unit. When the polygon mirror 15 is rotated at a constant speed in the direction of the arrow by the motor unit, a plurality of light beams reflected by the deflecting reflection surface are respectively deflected and deflected at a constant angular velocity.

第1走査レンズ21と、第2走査レンズ22と、ミラー24と、同期検知センサ26は、走査光学系を構成する。走査光学系は、ポリゴンミラー15で偏向された光の光路上に配置される。   The first scanning lens 21, the second scanning lens 22, the mirror 24, and the synchronization detection sensor 26 constitute a scanning optical system. The scanning optical system is disposed on the optical path of the light deflected by the polygon mirror 15.

第1走査レンズ21は、ポリゴンミラー15で偏向された光の光路上に配置されている。   The first scanning lens 21 is disposed on the optical path of the light deflected by the polygon mirror 15.

第2走査レンズ22は、第1走査レンズ21を介した光の光路上に配置されている。   The second scanning lens 22 is disposed on the optical path of the light that passes through the first scanning lens 21.

ミラー24は、長尺平面鏡であり、第2走査レンズ22を介した光の光路を、感光体ドラム2030に向かう方向に折り曲げる。   The mirror 24 is a long plane mirror and bends the optical path of the light passing through the second scanning lens 22 in a direction toward the photosensitive drum 2030.

ポリゴンミラー15で偏向された光は、第1走査レンズ21と、第2走査レンズ22とを介して感光体ドラム2030に照射され、感光体ドラム2030表面に光スポットを形成する。   The light deflected by the polygon mirror 15 is applied to the photosensitive drum 2030 through the first scanning lens 21 and the second scanning lens 22 to form a light spot on the surface of the photosensitive drum 2030.

感光体ドラム2030表面の光スポットは、ポリゴンミラー15の回転に伴って感光体ドラム2030の長手方向に沿って移動する。感光体ドラム2030表面上の光スポットの移動方向が主走査方向であり、感光体ドラム2030の回転方向が副走査方向である。   The light spot on the surface of the photosensitive drum 2030 moves along the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030 as the polygon mirror 15 rotates. The moving direction of the light spot on the surface of the photosensitive drum 2030 is the main scanning direction, and the rotation direction of the photosensitive drum 2030 is the sub-scanning direction.

同期検知センサ26は、ポリゴンミラー15からの光を受光し、受光光量に応じた信号光電変換信号を走査制御装置に出力する。同期検知センサ26の出力信号は、同期検知信号ともいう。   The synchronization detection sensor 26 receives light from the polygon mirror 15 and outputs a signal photoelectric conversion signal corresponding to the amount of received light to the scanning control device. The output signal of the synchronization detection sensor 26 is also referred to as a synchronization detection signal.

図4に示すように、光走査装置2010では、ポリゴンミラー15の1つの偏向反射面による走査で感光体ドラム2030の被走査面上の複数のラインを同時に走査する。各発光点の発光信号を制御する画像処理部内のバッファメモリには、各発光点に対応する1ライン分の印字データが蓄えられている。   As shown in FIG. 4, the optical scanning device 2010 simultaneously scans a plurality of lines on the surface to be scanned of the photosensitive drum 2030 by scanning with one deflection reflection surface of the polygon mirror 15. Print data for one line corresponding to each light emission point is stored in the buffer memory in the image processing unit that controls the light emission signal at each light emission point.

印字データは、ポリゴンミラー15のそれぞれの偏向反射面ごとに読み出され、潜像担持体としての感光体ドラム2030上の走査線上で印字データに対応して光ビームが点滅し、走査線にしたがって静電潜像が形成される。   The print data is read for each deflecting reflection surface of the polygon mirror 15, and the light beam blinks corresponding to the print data on the scanning line on the photosensitive drum 2030 as the latent image carrier, and according to the scanning line. An electrostatic latent image is formed.

●プリンタ制御装置・走査制御装置
次に、本発明に係る画像形成装置のプリンタ制御装置及び走査制御装置について説明する。
Printer Control Device / Scanning Control Device Next, a printer control device and a scanning control device of the image forming apparatus according to the present invention will be described.

図7のプリンタ制御装置1060及び走査制御装置16を示すブロック図に示すように、プリンタ制御装置1060は、画像形成装置2000の各構成部を統括的に制御する制御部、画像処理部1060a、露光量設定部1060b等を有している。   As shown in the block diagram of the printer control device 1060 and the scan control device 16 in FIG. 7, the printer control device 1060 has a control unit that comprehensively controls each component of the image forming apparatus 2000, an image processing unit 1060a, an exposure unit. An amount setting unit 1060b and the like are included.

画像処理部1060aは、後述する画像処理が施された画像データ、オブジェクト情報を識別するタグデータ等を露光量設定部1060bに出力する。   The image processing unit 1060a outputs image data on which image processing to be described later is performed, tag data for identifying object information, and the like to the exposure setting unit 1060b.

露光量設定部1060bは、画像処理部1060aからの画像処理後の画像データの各露光画素の露光量の設定を行い、露光量設定後の画像データ、タグデータ等を走査制御装置16に出力する。   The exposure amount setting unit 1060b sets the exposure amount of each exposure pixel of the image data after the image processing from the image processing unit 1060a, and outputs the image data, the tag data, etc. after the exposure amount setting to the scanning control device 16. .

画像処理部1060aから露光量設定部1060bに送られる画像データは、白部(非露光部)と黒部(露光部)とが画素ごとに指定されている。   In the image data sent from the image processing unit 1060a to the exposure amount setting unit 1060b, a white part (non-exposure part) and a black part (exposure part) are designated for each pixel.

露光量設定部1060bについては、後に詳述する。 The exposure amount setting unit 1060b will be described in detail later.

走査制御装置16は、露光量設定部1060bからの露光量設定後の画像データ、タグデータ等に基づいて、感光体ドラム2030の表面を走査して、感光体ドラム2030の表面に静電潜像を形成する。   The scanning control device 16 scans the surface of the photosensitive drum 2030 based on the image data after the exposure amount setting from the exposure amount setting unit 1060b, tag data, and the like, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 2030. Form.

走査制御装置16は、露光量設定部1060bからの画像データ及びタグデータ等を必要に応じて光源の駆動情報を生成し、駆動情報を用いて光源の各発光部を駆動する。   The scanning control device 16 generates light source drive information based on image data, tag data, and the like from the exposure amount setting unit 1060b as necessary, and drives each light emitting unit of the light source using the drive information.

走査制御装置16は、基準クロック生成回路422、画素クロック生成回路425、光源変調データ生成回路407、光源選択回路414、書込みタイミング信号生成回路415、及び光源駆動回路420を有している。   The scanning control device 16 includes a reference clock generation circuit 422, a pixel clock generation circuit 425, a light source modulation data generation circuit 407, a light source selection circuit 414, a write timing signal generation circuit 415, and a light source drive circuit 420.

図7における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。   The arrows in FIG. 7 indicate the flow of typical signals and information, and do not represent the entire connection relationship of each block.

基準クロック生成回路422は、光源駆動回路420の基準となる高周波クロック信号を生成する。   The reference clock generation circuit 422 generates a high frequency clock signal that serves as a reference for the light source driving circuit 420.

画素クロック生成回路425は、主にPLL(Phase Locked Loop)回路からなる。画素クロック生成回路425は、同期信号s1と基準クロック生成回路422からの高周波クロック信号とに基づいて、画素クロック信号を生成する。   The pixel clock generation circuit 425 mainly includes a PLL (Phase Locked Loop) circuit. The pixel clock generation circuit 425 generates a pixel clock signal based on the synchronization signal s1 and the high frequency clock signal from the reference clock generation circuit 422.

画素クロック信号は、周波数が高周波クロック信号と同一であり、位相が同期信号s1と一致している。   The pixel clock signal has the same frequency as the high-frequency clock signal and the phase matches the synchronization signal s1.

したがって、画素クロック生成回路425は、画素クロック信号に画像データを同期させることで、走査ごとの書込み位置を制御することができる。   Therefore, the pixel clock generation circuit 425 can control the writing position for each scan by synchronizing the image data with the pixel clock signal.

生成された画素クロック信号は、駆動情報の1つとして光源駆動回路420に供給されるとともに、光源変調データ生成回路407にも供給される。光源変調データ生成回路407に供給された画素クロック信号は、書込みデータs16のクロック信号として使われる。   The generated pixel clock signal is supplied to the light source drive circuit 420 as one piece of drive information, and is also supplied to the light source modulation data generation circuit 407. The pixel clock signal supplied to the light source modulation data generation circuit 407 is used as a clock signal for the write data s16.

光源変調データ生成回路407は、本発明に係る画像形成装置の光源駆動部に相当する。光源変調データ生成回路407は、画像処理ユニット(IPU:Image Processing Unit)などからの画像情報に基づいて、発光部毎の書込みデータs16を作成する。書込みデータs16は、駆動情報の1つとして、画素クロック信号のタイミングにより光源駆動回路420に供給される。   The light source modulation data generation circuit 407 corresponds to a light source driving unit of the image forming apparatus according to the present invention. The light source modulation data generation circuit 407 creates write data s16 for each light emitting unit based on image information from an image processing unit (IPU). The write data s16 is supplied to the light source drive circuit 420 as one piece of drive information at the timing of the pixel clock signal.

光源変調データ生成回路407は、本実施の形態に係る静電潜像形成方法による潜像を形成するために、画像処理ユニットからの画像パターン情報やタグ情報に基づいて画像データをPM+PWM信号による露光パターンに変換する。   The light source modulation data generation circuit 407 exposes image data using PM + PWM signals based on image pattern information and tag information from the image processing unit in order to form a latent image by the electrostatic latent image forming method according to the present embodiment. Convert to pattern.

光源選択回路414は、光源が発光部を複数含む場合に用いられる回路であり、走査光の像面が走査終端に達すると、次の走査の開始を検知するのに用いられる発光部を複数、例えば32個の発光部から選択し、選択された発光部を指定する信号を出力する。この光源選択回路414の出力信号s14は、駆動情報の1つとして光源駆動回路420に供給される。なお、光源に単一の発光部を用いる場合には、光源選択回路414を設けなくても良い。   The light source selection circuit 414 is a circuit used when the light source includes a plurality of light emitting units. When the image surface of the scanning light reaches the scanning end, a plurality of light emitting units used to detect the start of the next scanning, For example, 32 light emitting units are selected and a signal designating the selected light emitting unit is output. The output signal s14 from the light source selection circuit 414 is supplied to the light source drive circuit 420 as one piece of drive information. Note that the light source selection circuit 414 is not necessarily provided when a single light emitting unit is used as the light source.

書込みタイミング信号生成回路415は、同期信号s1に基づいて書き込み開始のタイミングを求め、そのタイミング信号である出力信号s15を上記駆動情報の1つとして光源駆動回路420に出力する。   The write timing signal generation circuit 415 obtains the write start timing based on the synchronization signal s1, and outputs the output signal s15, which is the timing signal, to the light source drive circuit 420 as one of the drive information.

光源駆動回路420は、駆動情報に基づいて光源の各発光部の駆動電流、例えばパルス電流を生成し、発光部に駆動電流を供給する。   The light source driving circuit 420 generates a driving current of each light emitting unit of the light source, for example, a pulse current based on the driving information, and supplies the driving current to the light emitting unit.

画像形成装置2000では、画像部における主走査方向の位置に対応して、つまり画像部の露光開始からの時間に対応して、光出力値を変化させながら露光を行う。図7に示す構成により、光源駆動回路420は、パルス幅変調(PWM変調)と光量変調(PW変調)とを同時に実行することによって光源駆動電流を生成することができる。   In the image forming apparatus 2000, exposure is performed while changing the light output value corresponding to the position of the image portion in the main scanning direction, that is, corresponding to the time from the start of exposure of the image portion. With the configuration shown in FIG. 7, the light source driving circuit 420 can generate a light source driving current by simultaneously performing pulse width modulation (PWM modulation) and light amount modulation (PW modulation).

光源駆動回路420は、光源変調データから得られた光源変調信号を電流に変換することができるため、画像形成装置2000では、光出力と点灯時間を同時に制御可能なPM+PWM変調信号を生成することができる。   Since the light source driving circuit 420 can convert the light source modulation signal obtained from the light source modulation data into a current, the image forming apparatus 2000 can generate a PM + PWM modulation signal capable of controlling the light output and the lighting time simultaneously. it can.

図8のブロック図に示すように、画像処理部は、画像処理ユニット101と、コントローラ部102と、メモリ部103と、光書込出力部104と、スキャナ部105と、を備える。   As shown in the block diagram of FIG. 8, the image processing unit includes an image processing unit 101, a controller unit 102, a memory unit 103, an optical writing output unit 104, and a scanner unit 105.

図9のブロック図に示すように、画像処理ユニット101は、濃度変換部101aと、フィルタ部101bと、色補正部101cと、セレクタ部101dと、階調補正部101eと、階調処理部101fと、を備えている。   As shown in the block diagram of FIG. 9, the image processing unit 101 includes a density conversion unit 101a, a filter unit 101b, a color correction unit 101c, a selector unit 101d, a gradation correction unit 101e, and a gradation processing unit 101f. And.

濃度変換部101aは、ルックアップテーブルを用いてスキャナ部105からのRGBの画像データを濃度データに変換して、フィルタ部101bに出力する。   The density conversion unit 101a converts RGB image data from the scanner unit 105 into density data using a look-up table, and outputs the density data to the filter unit 101b.

フィルタ部101bは、濃度変換部101aから入力される濃度データに対して、平滑化処理やエッジ強調処理等の画像補正処理を施して、色補正部101cに出力する。   The filter unit 101b performs image correction processing such as smoothing processing and edge enhancement processing on the density data input from the density conversion unit 101a, and outputs the result to the color correction unit 101c.

色補正部101cは、色補正、つまりマスキング処理を施す。   The color correction unit 101c performs color correction, that is, masking processing.

セレクタ部101dは、画像処理ユニット101の制御下で、色補正部101cから入力される画像データに対して、C(Cyan)、M(Magenta)、Y(Yellow)、K(Key Plate)のいずれかを選択する。セレクタ部101dは、選択したC、Y、M、Kのデータを階調補正部101eに出力する。   Under the control of the image processing unit 101, the selector unit 101d performs any of C (Cyan), M (Magenta), Y (Yellow), and K (Key Plate) on the image data input from the color correction unit 101c. Select. The selector unit 101d outputs the selected C, Y, M, and K data to the gradation correction unit 101e.

階調補正部101eには、セレクタ部101dから入力されるC、M、Y、Kのデータが予め格納されている。階調補正部101eには、入力データに対してリニアな特性が得られるγカーブを設定する。   The gradation correction unit 101e stores C, M, Y, and K data input from the selector unit 101d in advance. The tone correction unit 101e is set with a γ curve that provides linear characteristics with respect to input data.

階調処理部101fは、階調補正部101eから入力される画像データに対してディザ処理等の階調処理を施して、信号を光書込出力部104に出力する。   The gradation processing unit 101 f performs gradation processing such as dither processing on the image data input from the gradation correction unit 101 e and outputs a signal to the optical writing output unit 104.

図8に戻り、コントローラ部102は、画像データに対して回転・リピート・集約・圧縮伸張などの処理を行ったあと、処理後の画像データを再度IPUに出力する。   Returning to FIG. 8, the controller unit 102 performs processing such as rotation, repeat, aggregation, and compression / decompression on the image data, and then outputs the processed image data to the IPU again.

メモリ部103には、種々のデータを記憶するためのルックアップテーブルを用意しておく。   The memory unit 103 has a lookup table for storing various data.

光書込出力部104は、制御ドライバにより点灯データに応じて、光源11の光変調を行い、感光体ドラム2030に静電潜像を形成する。光書込出力部104は、後述の階調処理部からの入力信号に基づいて静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、上述の現像装置1032、転写装置1033などにより、記録紙に画像を形成する。   The optical writing output unit 104 performs light modulation of the light source 11 according to the lighting data by the control driver, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 2030. The optical writing output unit 104 forms an electrostatic latent image based on an input signal from a gradation processing unit described later. The formed electrostatic latent image forms an image on a recording sheet by the developing device 1032 and the transfer device 1033 described above.

スキャナ部105は、画像を読み込み、この画像に基づいてRGB(Red Green Blue)データなどの画像データを生成する。   The scanner unit 105 reads an image and generates image data such as RGB (Red Green Blue) data based on the image.

なお、画像処理ユニット101は、画像処理前の画像データ又は画像処理後の画像データ、つまり濃度データを必要に応じてコントローラ部102に出力する。   The image processing unit 101 outputs image data before image processing or image data after image processing, that is, density data to the controller unit 102 as necessary.

●静電潜像計測装置の構成
次に、本実施の形態に係る静電潜像形成方法により形成された静電潜像の状態を確認することができる、静電潜像計測装置の構成について説明する。
Next, the configuration of the electrostatic latent image measuring apparatus that can confirm the state of the electrostatic latent image formed by the electrostatic latent image forming method according to the present embodiment. explain.

図10において、静電潜像計測装置300は、荷電粒子照射系400と、光走査装置1010と、試料台401と、検出器402と、LED403と、制御系と排出系と駆動用電源などを備えている。   In FIG. 10, an electrostatic latent image measuring device 300 includes a charged particle irradiation system 400, an optical scanning device 1010, a sample stage 401, a detector 402, an LED 403, a control system, a discharge system, a driving power source, and the like. I have.

荷電粒子照射系400は、真空チャンバ340内に配置されている。荷電粒子照射系400は、電子銃311と、引き出し電極312と、加速電極313と、コンデンサレンズ314と、ビームブランカ315と、仕切り板316とを有している。また、荷電粒子照射系400は、可動絞り317と、スティグメータ318と、走査レンズ319と、対物レンズ320とを有している。   The charged particle irradiation system 400 is disposed in the vacuum chamber 340. The charged particle irradiation system 400 includes an electron gun 311, an extraction electrode 312, an acceleration electrode 313, a condenser lens 314, a beam blanker 315, and a partition plate 316. The charged particle irradiation system 400 includes a movable diaphragm 317, a stigmator 318, a scanning lens 319, and an objective lens 320.

以下の説明において、電子銃311の光線の進行方向をc軸方向とし、c軸方向に直交する面内において互いに直交する2つの方向をa軸方向及びb軸方向として説明する。   In the following description, the traveling direction of the light beam of the electron gun 311 will be referred to as a c-axis direction, and two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the c-axis direction will be described as an a-axis direction and a b-axis direction.

電子銃311は、荷電粒子ビームとしての電子ビームを発生させる。以下の説明において、電子銃311の電子ビームの進行方向を+c軸方向とする。   The electron gun 311 generates an electron beam as a charged particle beam. In the following description, the traveling direction of the electron beam of the electron gun 311 is defined as the + c axis direction.

引き出し電極312は、電子銃311の+c軸側に配置され、電子銃311で発生された電子ビームを制御する。   The extraction electrode 312 is disposed on the + c axis side of the electron gun 311 and controls the electron beam generated by the electron gun 311.

加速電極313は、引き出し電極312の+c軸側に配置され、電子ビームのエネルギーを制御する。   The acceleration electrode 313 is disposed on the + c axis side of the extraction electrode 312 and controls the energy of the electron beam.

コンデンサレンズ314は、加速電極313の+c軸側に配置され、電子ビームを集束させる。   The condenser lens 314 is disposed on the + c axis side of the acceleration electrode 313 and focuses the electron beam.

ビームブランカ315は、コンデンサレンズ314の+c軸側に配置され、電子ビームの照射をオンまたはオフさせる。   The beam blanker 315 is disposed on the + c axis side of the condenser lens 314, and turns on or off the electron beam irradiation.

仕切り板316は、ビームブランカ315の+c軸側に配置され、中央に開口を有している。   The partition plate 316 is disposed on the + c axis side of the beam blanker 315 and has an opening at the center.

可動絞り317は、仕切り板316の+c軸側に配置され、仕切り板316の開口を通過した電子ビームのビーム径を調整する。   The movable diaphragm 317 is disposed on the + c-axis side of the partition plate 316 and adjusts the beam diameter of the electron beam that has passed through the opening of the partition plate 316.

スティグメータ318は、可動絞り317の+c軸側に配置され、非点収差を補正する。   The stigmeter 318 is disposed on the + c axis side of the movable diaphragm 317 and corrects astigmatism.

走査レンズ319は、スティグメータ318の+c軸側に配置され、スティグメータ318を介した電子ビームをab面内で偏向する。   The scanning lens 319 is disposed on the + c axis side of the stigmator 318, and deflects the electron beam via the stigmator 318 in the ab plane.

対物レンズ320は、走査レンズ319の+c軸側に配置され、走査レンズ319を介した電子ビームを収束させる。対物レンズ320を介した電子ビームは、ビーム射出開口部321を通過して試料323の表面に照射される。各レンズ等には、駆動用電源が接続されている。   The objective lens 320 is disposed on the + c axis side of the scanning lens 319 and converges the electron beam that has passed through the scanning lens 319. The electron beam passing through the objective lens 320 passes through the beam emission opening 321 and is irradiated on the surface of the sample 323. A driving power source is connected to each lens and the like.

なお、荷電粒子とは、電界や磁界の影響を受ける粒子をいう。荷電粒子を照射するビームは、電子ビームに代えて、例えばイオンビームを用いてもよい。この場合は、電子銃に代えて、液体金属イオン銃などが用いられる。   Charged particles are particles that are affected by an electric field or magnetic field. For example, an ion beam may be used as the beam for irradiating the charged particles instead of the electron beam. In this case, a liquid metal ion gun or the like is used instead of the electron gun.

試料323は、感光体であり、導電性支持体、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、及び電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を有している。   The sample 323 is a photoconductor, and has a conductive support, a charge generation layer (CGL), and a charge transport layer (CTL).

電荷発生層は、電荷発生材料(CGM:Charge Generation Material)を含み、導電性支持体の−c軸側の面上に形成されている。電荷輸送層は、電荷発生層の−c軸側の面上に形成されている。   The charge generation layer includes a charge generation material (CGM) and is formed on the surface on the −c axis side of the conductive support. The charge transport layer is formed on the −c-axis side surface of the charge generation layer.

試料323は、表面、つまり−c側の面に電荷が帯電している状態で露光されると、電荷発生層の電荷発生材料によって光が吸収され、正負両極性のチャージキャリアがそれぞれ発生する。このキャリアは、電界によって、一方は電荷輸送層に、他方は導電性支持体に注入される。   When the sample 323 is exposed with the surface charged, that is, the surface on the −c side, the light is absorbed by the charge generation material of the charge generation layer, and positive and negative charge carriers are generated. One of these carriers is injected into the charge transport layer and the other into the conductive support by an electric field.

電荷輸送層に注入されたキャリアは、電界によって電荷輸送層の表面にまで移動し、表面の電荷と結合して消滅する。これにより、試料323の表面(−c側の面)には、電荷分布、すなわち、静電潜像が形成される。   The carriers injected into the charge transport layer move to the surface of the charge transport layer by an electric field, and are combined with the charge on the surface and disappear. As a result, a charge distribution, that is, an electrostatic latent image is formed on the surface of the sample 323 (the surface on the −c side).

光走査装置1010は、光源、カップリングレンズ、開口板、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、走査光学系などを有している。また、光走査装置1010は、ポリゴンミラーの回転軸に平行な方向に関して光を走査させるための走査機構も有している。   The optical scanning device 1010 includes a light source, a coupling lens, an aperture plate, a cylindrical lens, a polygon mirror, a scanning optical system, and the like. The optical scanning device 1010 also has a scanning mechanism for scanning light in a direction parallel to the rotation axis of the polygon mirror.

光走査装置1010から出射された光は、反射ミラー372及び窓ガラス368を介して試料323の表面を照射する。   The light emitted from the optical scanning device 1010 irradiates the surface of the sample 323 through the reflection mirror 372 and the window glass 368.

試料323の表面における光走査装置1010から射出される光の照射位置は、ポリゴンミラーでの偏向及び走査機構での偏向によって、c軸方向に直交する平面上の互いに直交する2つの方向に沿って変化する。このとき、ポリゴンミラーでの偏向による照射位置の変化方向は主走査方向であり、走査機構での偏向による照射位置の変化方向は副走査方向である。ここでは、a軸方向が主走査方向、b軸方向が副走査方向となるように設定されている。   The irradiation position of the light emitted from the optical scanning device 1010 on the surface of the sample 323 is along two directions orthogonal to each other on a plane orthogonal to the c-axis direction due to deflection by the polygon mirror and deflection by the scanning mechanism. Change. At this time, the change direction of the irradiation position due to deflection by the polygon mirror is the main scanning direction, and the change direction of the irradiation position due to deflection by the scanning mechanism is the sub-scanning direction. Here, the a-axis direction is set to the main scanning direction, and the b-axis direction is set to the sub-scanning direction.

このように、静電潜像計測装置300は、光走査装置1010から射出される光によって試料323の表面を2次元的に走査することができる。静電潜像計測装置300は、試料323の表面に2次元的な静電潜像を形成することが可能である。   As described above, the electrostatic latent image measuring device 300 can two-dimensionally scan the surface of the sample 323 with the light emitted from the optical scanning device 1010. The electrostatic latent image measuring apparatus 300 can form a two-dimensional electrostatic latent image on the surface of the sample 323.

光走査装置1010は、ポリゴンミラーの駆動モータにより生じる振動や電磁波が電子ビームの軌道に影響を与えないように、真空チャンバ340の外に設けられている。これにより、測定結果に及ぼす外乱の影響を抑制することができる。   The optical scanning device 1010 is provided outside the vacuum chamber 340 so that vibrations and electromagnetic waves generated by the polygon mirror drive motor do not affect the trajectory of the electron beam. Thereby, the influence of the disturbance which acts on a measurement result can be suppressed.

検出器402は、試料323の近傍に配置され、試料323からの2次電子を検出する。   The detector 402 is disposed in the vicinity of the sample 323 and detects secondary electrons from the sample 323.

LED403は、試料323の近傍に配置され、試料323を照明する光を射出する。LED403は、測定後に試料323の表面に残留している電荷を消去するために用いられる。   The LED 403 is disposed in the vicinity of the sample 323 and emits light that illuminates the sample 323. The LED 403 is used to erase charges remaining on the surface of the sample 323 after measurement.

走査光学系を保持する光学ハウジングは、走査光学系全体をカバーで覆い、真空チャンバ内部へ入射する外光を遮光するようにしてもよい。   The optical housing that holds the scanning optical system may be configured to cover the entire scanning optical system with a cover and shield external light incident on the inside of the vacuum chamber.

走査光学系において、走査レンズは、fθ特性を有しており、光偏光器が一定速度で回転しているときに、光ビームが像面に対して略等速に移動する構成となっている。また、走査光学系において、ビームスポット径も略一定に走査することができるように構成されている。   In the scanning optical system, the scanning lens has an fθ characteristic, and the light beam moves at a substantially constant speed with respect to the image plane when the optical polarizer rotates at a constant speed. . Further, the scanning optical system is configured such that the beam spot diameter can be scanned substantially constant.

静電潜像計測装置300では、走査光学系が真空チャンバに対して離れて配置されるので、ポリゴンスキャナ等の光偏向器を駆動する際に発生する振動が直接真空チャンバ340に伝播されることによる影響は少ない。   In the electrostatic latent image measuring apparatus 300, since the scanning optical system is arranged away from the vacuum chamber, vibration generated when driving an optical deflector such as a polygon scanner is directly transmitted to the vacuum chamber 340. There is little influence by.

走査光学系を保持する構造体にダンパなどの防振手段を設けることで、さらに高い防振効果を得ることができる。   By providing an anti-vibration means such as a damper on the structure holding the scanning optical system, a higher anti-vibration effect can be obtained.

走査光学系を設けることにより、静電潜像計測装置300では、感光体の母線方向に対して、ラインパターンを含めた任意の潜像パターンを形成することができる。   By providing the scanning optical system, the electrostatic latent image measuring device 300 can form an arbitrary latent image pattern including a line pattern in the bus line direction of the photoreceptor.

所定の位置に潜像パターンを形成するために、光偏向手段からの走査ビームを検知する同期検知センサ26を有してもよい。試料の形状は、平面であっても曲面であってもよい。   In order to form a latent image pattern at a predetermined position, a synchronization detection sensor 26 that detects a scanning beam from the light deflection unit may be provided. The shape of the sample may be a flat surface or a curved surface.

図11に示すように、真空チャンバ1は、鉛直軸に対して45°の位置に、外部から真空チャンバ1内部に光源からの光を入射させるためのガラス窓が設けられている。真空チャンバ1の外部には、光走査装置1010と同様の構成を有する光走査装置171が配置されている。   As shown in FIG. 11, the vacuum chamber 1 is provided with a glass window for allowing light from the light source to enter the vacuum chamber 1 from the outside at a position of 45 ° with respect to the vertical axis. An optical scanning device 171 having the same configuration as that of the optical scanning device 1010 is disposed outside the vacuum chamber 1.

光走査装置171は、光源、光偏向器としてのポリゴンミラー、走査レンズ、及び同期検知手段等を有している。光走査装置171を保持する光学ハウジングは、光走査装置171全体をカバーで覆い、真空チャンバ内部へ入射する外光(有害光)を遮光してもよい。   The optical scanning device 171 includes a light source, a polygon mirror as an optical deflector, a scanning lens, a synchronization detection unit, and the like. The optical housing that holds the optical scanning device 171 may cover the entire optical scanning device 171 with a cover and shield external light (harmful light) that enters the vacuum chamber.

●静電潜像計測の方法
次に、静電潜像計測の方法について説明する。
● Method of electrostatic latent image measurement Next, a method of electrostatic latent image measurement will be described.

静電潜像計測装置300では、静電潜像計測にあたり、感光体の試料323に電子ビームを照射させる。   In the electrostatic latent image measuring apparatus 300, the electron beam is irradiated to the sample 323 of the photosensitive member in the electrostatic latent image measurement.

図12に示すように、静電潜像計測装置300では、加速電極313に印加される電圧である加速電圧|Vacc|として、試料323での2次電子放出比が1となる電圧よりも高い電圧が設定される。このように加速電圧を設定することにより、試料323では、入射電子の量が放出電子の量よりも上回るため電子が試料323に蓄積され、チャージアップを起こす。この結果、静電潜像計測装置300では、試料323の表面をマイナス電荷で一様に帯電させることができる。   As shown in FIG. 12, in the electrostatic latent image measuring device 300, the acceleration voltage | Vacc |, which is a voltage applied to the acceleration electrode 313, is higher than the voltage at which the secondary electron emission ratio at the sample 323 becomes 1. The voltage is set. By setting the acceleration voltage in this way, in the sample 323, the amount of incident electrons exceeds the amount of emitted electrons, so that electrons are accumulated in the sample 323 and charge up occurs. As a result, in the electrostatic latent image measuring apparatus 300, the surface of the sample 323 can be uniformly charged with a negative charge.

図13に示すように、加速電圧と帯電電位との間には、一定の関係がある。このため、静電潜像計測装置300では、加速電圧と照射時間を適切に設定することにより、試料323の表面に、画像形成装置2000における感光体ドラム2030と同様な帯電電位を形成することができる。   As shown in FIG. 13, there is a certain relationship between the acceleration voltage and the charging potential. For this reason, in the electrostatic latent image measuring device 300, by appropriately setting the acceleration voltage and the irradiation time, a charging potential similar to that of the photosensitive drum 2030 in the image forming device 2000 can be formed on the surface of the sample 323. it can.

なお、照射電流の大きいほうが、短時間で目的の帯電電位に到達することができるため、ここでは照射電流を数nAとしている。   In addition, since the one where an irradiation current is large can reach the target charging potential in a short time, the irradiation current is set to several nA here.

その後、静電潜像計測装置300では、静電潜像が観察できるように、試料323における入射電子量を1/100倍〜1/1000倍にする。   Thereafter, in the electrostatic latent image measuring apparatus 300, the amount of incident electrons in the sample 323 is set to 1/100 to 1/1000 times so that the electrostatic latent image can be observed.

静電潜像計測装置300では、光走査装置1010を制御して、試料323の表面を2次元的に光走査し、試料323に静電潜像を形成する。なお、光走査装置1010は、試料323の表面に所望のビーム径及びビームプロファイルの光スポットが形成されるように調整されている。   In the electrostatic latent image measuring device 300, the optical scanning device 1010 is controlled to optically scan the surface of the sample 323 two-dimensionally, thereby forming an electrostatic latent image on the sample 323. The optical scanning device 1010 is adjusted so that a light spot having a desired beam diameter and beam profile is formed on the surface of the sample 323.

静電潜像の形成に必要な露光エネルギーは、試料の感度特性によって決まるが、通常、2〜10mJ/m2程度である。感度が低い試料では、必要な露光エネルギーは10mJ/m2以上になる場合がある。つまり、帯電電位や必要な露光エネルギーは、試料の感光特性やプロセス条件に合わせて設定される。静電潜像計測装置300の露光条件は、画像形成装置2000に合わせた露光条件と同様に設定されている。   The exposure energy required for forming the electrostatic latent image is determined by the sensitivity characteristic of the sample, but is usually about 2 to 10 mJ / m2. For samples with low sensitivity, the required exposure energy may be 10 mJ / m 2 or more. That is, the charging potential and necessary exposure energy are set in accordance with the photosensitive characteristics and process conditions of the sample. The exposure conditions of the electrostatic latent image measuring device 300 are set in the same manner as the exposure conditions matched to the image forming device 2000.

そこで、このような場合には、静電場の環境や電子軌道をあらかじめ計算しておき、その計算結果に基づいて検出結果を補正することにより、静電潜像のプロファイルを高精度に求めることができる。   Therefore, in such a case, the electrostatic latent image profile and the electron trajectory are calculated in advance, and the detection result is corrected based on the calculation result to obtain the electrostatic latent image profile with high accuracy. it can.

図14において、荷電粒子を捕獲する検出器402と、試料323との間の空間における電位分布とを、等高線で説明図的に示す。試料323の表面は、光減衰により電位が減衰した部分を除いては負極性に一様に帯電した状態であり、検出器402には正極性の電位が与えられている。そのため、実線で示される電位等高線群においては、試料323の表面から検出器402に近づくにしたがい電位が高くなる。   In FIG. 14, the potential distribution in the space between the detector 402 that captures charged particles and the sample 323 is illustrated by contour lines. The surface of the sample 323 is uniformly charged to a negative polarity except for a portion where the potential is attenuated due to light attenuation, and a positive potential is applied to the detector 402. Therefore, in the potential contour line group indicated by the solid line, the potential increases as it approaches the detector 402 from the surface of the sample 323.

したがって、負極性に均一帯電している部分であるQ1点やQ2点で発生した2次電子e11、e12は、検出器402の正電位に引かれ、矢印G1や矢印G2で示されるように変位し、検出器402に捕獲される。   Therefore, the secondary electrons e11 and e12 generated at the Q1 and Q2 points that are uniformly charged in the negative polarity are attracted to the positive potential of the detector 402 and displaced as indicated by the arrows G1 and G2. And captured by the detector 402.

一方、Q3点は光照射されて負電位が減衰した部分であり、Q3点近傍では電位等高線の配列は破線で示されるように、Q3点を中心とした半円形の波紋状に広がる。この波紋状の電位分布では、Q3点に近いほど電位が高くなっている。   On the other hand, the point Q3 is a portion where the negative potential is attenuated by light irradiation, and in the vicinity of the point Q3, the arrangement of the potential contour lines spreads in a semicircular ripple shape centering on the point Q3 as shown by a broken line. In the ripple-like potential distribution, the closer to Q3 point, the higher the potential.

換言すると、Q3点の近傍で発生した2次電子e13には、矢印G3で示すように、試料323側に拘束する電気力が作用する。このため、2次電子e13は、破線の電位等高線で示されるポテンシャルの穴に捕獲され、検出器402に向かって移動することができない。   In other words, the electric force restrained on the sample 323 side acts on the secondary electrons e13 generated in the vicinity of the point Q3, as indicated by the arrow G3. For this reason, the secondary electrons e <b> 13 are captured in the potential holes indicated by the broken-line potential contour lines and cannot move toward the detector 402.

図15において、ポテンシャルの穴が模式的に示されている。検出器402により検出される2次電子の強度(2次電子数)の大きい部分は、静電潜像の地の部分、つまり均一に負帯電している部分や図14における点Q1やQ2に代表される部分に対応する。検出器402により検出される2次電子の強度、つまり2次電子数の小さい部分は、静電潜像の画像部、つまり光照射された部分や図14における点Q3に代表される部分に対応する。   In FIG. 15, potential holes are schematically shown. A portion where the intensity of secondary electrons (number of secondary electrons) detected by the detector 402 is large is a portion of the electrostatic latent image, that is, a portion that is uniformly negatively charged, or points Q1 and Q2 in FIG. Corresponds to the representative part. The intensity of the secondary electrons detected by the detector 402, that is, the portion where the number of secondary electrons is small corresponds to the image portion of the electrostatic latent image, that is, the portion irradiated with light or the portion represented by the point Q3 in FIG. To do.

したがって、検出器402の出力から得られる電気信号を適当なサンプリング時間でサンプリングすれば、サンプリング時刻Tをパラメータとして、表面電位分布(電位コントラスト像)V(a,b)は、サンプリングに対応した微小領域ごとに特定できる。   Therefore, if the electrical signal obtained from the output of the detector 402 is sampled at an appropriate sampling time, the surface potential distribution (potential contrast image) V (a, b) is a minute value corresponding to the sampling using the sampling time T as a parameter. Can be specified for each area.

そして、表面電位分布V(a,b)を2次元的な画像データとして構成し、これを表示装置で表示する、あるいはプリンタで印刷すれば、静電潜像は、可視的な画像として得ることができる。   Then, if the surface potential distribution V (a, b) is configured as two-dimensional image data and displayed on a display device or printed by a printer, an electrostatic latent image can be obtained as a visible image. Can do.

静電潜像について、例えば、捕獲される2次電子の強度を「明るさの強弱で表現」すれば、静電潜像の画像部分は暗く、地の部分は明るくコントラストがつき、表面電荷分布に応じた明暗像として表現、つまり出力することができる。また、静電潜像について、表面電位分布を知ることができれば、表面電荷分布も知ることができる。   For example, if the intensity of secondary electrons to be captured is expressed in terms of brightness, the image portion of the electrostatic latent image is dark, the ground portion is bright and contrasted, and the surface charge distribution Can be expressed, that is, output as a bright and dark image according to the above. Further, if the surface potential distribution can be known for the electrostatic latent image, the surface charge distribution can also be known.

なお、静電潜像について、表面電荷分布や表面電位分布のプロファイルを求めることにより、静電潜像をさらに高精度に測定することが可能である。   Note that the electrostatic latent image can be measured with higher accuracy by obtaining a profile of the surface charge distribution and surface potential distribution for the electrostatic latent image.

図16に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる1ドット孤立パターンや1ドット格子パターンと称されるものが挙げられる。   As shown in FIG. 16, as the latent image pattern by the optical scanning device, what is called a so-called one-dot isolated pattern or one-dot lattice pattern can be cited.

図17に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる2ドット孤立パターンと称されるものが挙げられる。   As shown in FIG. 17, as the latent image pattern by the optical scanning device, a so-called two-dot isolated pattern can be cited.

図18に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる2by2パターンと称されるものが挙げられる。   As shown in FIG. 18, as the latent image pattern by the optical scanning device, there is a so-called 2by2 pattern.

図19に示すように、光走査装置による潜像画像パターンとしては、いわゆる2ドットラインパターンと称されるものが挙げられる。   As shown in FIG. 19, as the latent image pattern by the optical scanning device, a so-called two-dot line pattern can be cited.

なお、光走査装置による潜像画像パターンは、上述のものに限定されず、様々なパターンを形成することができる。   Note that the latent image pattern by the optical scanning device is not limited to the above-described one, and various patterns can be formed.

検出器402での検出対象は、試料323からの2次電子に限定されるものではない。例えば、入射電子ビームが試料323の表面に到達する前に、試料323の表面近傍で反発された電子(以下「1次反発電子」ともいう。)を検出器402が検出してもよい。   The detection target of the detector 402 is not limited to the secondary electrons from the sample 323. For example, the detector 402 may detect electrons repelled in the vicinity of the surface of the sample 323 (hereinafter also referred to as “primary repulsive electrons”) before the incident electron beam reaches the surface of the sample 323.

図20に示すように、グリッドメッシュ配置による測定例では、試料台401と試料323との間に絶縁部材404と導電部材405を設け、導電部材405に±Vsubの電圧が印加されるようになっている。   As shown in FIG. 20, in the measurement example using the grid mesh arrangement, an insulating member 404 and a conductive member 405 are provided between the sample stage 401 and the sample 323, and a voltage of ± Vsub is applied to the conductive member 405. ing.

試料323の下側の導電部材405には、電圧±Vsubを印加できる電圧印加部が接続されている。また、試料323の上側には、入射電子ビームが試料電荷の影響を受けることを抑制するために、グリッドメッシュ325が配置されている。以上のように構成することで、検出器402では、1次反発電子が検出される。   A voltage application unit capable of applying a voltage ± Vsub is connected to the lower conductive member 405 of the sample 323. Further, a grid mesh 325 is disposed on the upper side of the sample 323 in order to suppress the incident electron beam from being affected by the sample charge. With the above configuration, the detector 402 detects primary repulsive electrons.

検出器402には、検出器402に対向して導電板324やサイドグリッドが設けられてもよい。   The detector 402 may be provided with a conductive plate 324 and a side grid so as to face the detector 402.

一般的に加速電圧は正で表現することが一般的であるが、Vaccは負であるため、加速電圧を負(Vacc<0)で表現する。また、試料323の電位ポテンシャルをVp(<0)とする。   In general, the acceleration voltage is generally expressed as positive, but since Vacc is negative, the acceleration voltage is expressed as negative (Vacc <0). Further, the potential of the sample 323 is set to Vp (<0).

電位とは単位電荷が持つ電気的な位置エネルギーであるため、入射電子は、電位0(V)では加速電圧Vaccに相当する速度で移動する。すなわち、電子の電荷量をeとし電子の質量をmとすると、電子の初速度v0は、mv02/2=e×|Vacc|で表される。ここで、真空中ではエネルギー保存の法則により、加速電圧の働かない領域では電子は等速で運動する。   Since the potential is the electrical potential energy of the unit charge, the incident electrons move at a speed corresponding to the acceleration voltage Vacc at the potential 0 (V). That is, assuming that the charge amount of electrons is e and the mass of electrons is m, the initial velocity of electrons v0 is represented by mv02 / 2 = e × | Vacc |. Here, in a vacuum, due to the law of energy conservation, electrons move at a constant speed in a region where the acceleration voltage does not work.

試料323に接近するに従い、電位が高くなり、電子は、試料323の電荷によりクーロン反発の影響を受けて速度が遅くなる。したがって、一般的に以下のような現象が起こる。   As the sample 323 approaches, the potential increases, and the speed of the electrons decreases due to the influence of Coulomb repulsion due to the charge of the sample 323. Therefore, the following phenomenon generally occurs.

図21に示すように、|Vacc|≧|Vp|のときは、入射電子の速度は減速されるものの、試料323に到達する。   As shown in FIG. 21, when | Vacc | ≧ | Vp |, the speed of the incident electrons is reduced, but reaches the sample 323.

図22に示すように、|Vacc|<|Vp|のときは、入射電子の速度は試料323の電位ポテンシャルの影響を受けて徐々に減速し、試料323に到達する前に速度が0となって、反対方向に進む。   As shown in FIG. 22, when | Vacc | <| Vp |, the velocity of the incident electrons is gradually decelerated under the influence of the potential potential of the sample 323, and the velocity becomes zero before reaching the sample 323. And go in the opposite direction.

空気抵抗の無い真空中では、エネルギー保存の法則がほぼ成立する。したがって、入射電子のエネルギーを変えたときの試料323表面上でのエネルギー、すなわちランディングエネルギーがほぼ0となる条件を計測することで、試料323表面の電位を計測することができる。   In a vacuum without air resistance, the law of conservation of energy is almost valid. Therefore, the potential on the surface of the sample 323 can be measured by measuring the condition where the energy on the surface of the sample 323 when the energy of the incident electrons is changed, that is, the landing energy is almost zero.

入射電子が試料323に到達したとき発生する2次電子と1次反発電子とでは、検出器402に到達する量が大きく異なるので、明暗のコントラストの境界より識別することができる。   Since the amount of secondary electrons generated when the incident electrons reach the sample 323 and the primary repulsive electrons differ greatly from each other, they can be distinguished from the border of contrast between light and dark.

走査電子顕微鏡などには、反射電子の検出器があるが、この場合の反射電子とは、一般的に試料の物質との相互作用により、入射電子が後方背面に反射(散乱)され、試料表面から飛び出す電子のことを指す。   A scanning electron microscope or the like has a backscattered electron detector. In this case, the backscattered electrons are generally reflected (scattered) from the back surface due to the interaction with the sample material, and the sample surface. It refers to the electrons that jump out of the.

反射電子のエネルギーは入射電子のエネルギーに匹敵する。反射電子の速度ベクトルは試料の原子番号が大きいほど大きいとされる。また、反射電子は、試料の組成の違い、及び表面の凹凸などを検出するのに利用される。   The energy of the reflected electrons is comparable to the energy of the incident electrons. The velocity vector of reflected electrons is assumed to be larger as the atomic number of the sample is larger. In addition, the reflected electrons are used to detect the difference in the composition of the sample and the unevenness of the surface.

これに対して、1次反発電子は、試料表面の電位分布の影響を受けて試料表面に到達する前に反転する電子のことであり、反射電子とは全く異なる。   On the other hand, primary repulsive electrons are electrons that are affected by the potential distribution on the sample surface and reverse before reaching the sample surface, and are completely different from reflected electrons.

図23において、静電潜像を計測した結果の一例が示されている。Vthは、VaccとVsubとの差(=Vacc−Vsub)である。   FIG. 23 shows an example of the result of measuring the electrostatic latent image. Vth is a difference between Vacc and Vsub (= Vacc−Vsub).

また、電位分布V(a,b)は、各走査位置(a,b)でランディングエネルギーがほぼ0となるときのVth(a,b)から求めることができる。Vth(a,b)は、電位分布V(a,b)と一意的な対応関係があり、電荷分布がなだらかであれば、Vth(a,b)は近似的に電位分布V(a,b)と等価となる。   Further, the potential distribution V (a, b) can be obtained from Vth (a, b) when the landing energy is almost zero at each scanning position (a, b). Vth (a, b) has a unique correspondence with the potential distribution V (a, b). If the charge distribution is gentle, Vth (a, b) is approximately the potential distribution V (a, b). ) Is equivalent.

図23(A)におけるVthと静電潜像の中心からの距離との関係を示す曲線は、試料表面の電荷分布によって生じた表面電位分布の一例である。   A curve indicating the relationship between Vth and the distance from the center of the electrostatic latent image in FIG. 23A is an example of the surface potential distribution generated by the charge distribution on the sample surface.

ここで、Vaccは−1800Vとしている。静電潜像の中心では、電位が約−600Vであり、静電潜像の中心から離れるにつれて、電位がマイナス側に大きくなる。静電潜像の中心から75μmを超える周辺領域の電位は、約−850Vになっている。   Here, Vacc is set to −1800V. At the center of the electrostatic latent image, the potential is about −600 V, and the potential increases toward the minus side as the distance from the center of the electrostatic latent image increases. The potential in the peripheral region exceeding 75 μm from the center of the electrostatic latent image is about −850V.

図23(B)は、Vsub=−1150Vに設定したときの検出器402の出力を画像化した図である。このとき、Vth=−650Vである。   FIG. 23B is an image of the output of the detector 402 when Vsub = −1150 V is set. At this time, Vth = −650V.

また、図23(C)は、Vsub=−1100Vに設定したときの検出器402の出力を画像化した図である。このとき、Vth=−700Vである。   FIG. 23C is an image of the output of the detector 402 when Vsub = −1100 V is set. At this time, Vth = −700V.

1次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法では、VaccまたはVsubを変えながら、試料表面を電子ビームで走査させ、Vth(a,b)を計測することにより、試料の表面電位情報を得ることができる。1次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法を用いることにより、従来困難であった、静電潜像のプロファイルをミクロンオーダーで可視化することができる。   In the method for obtaining the profile of the electrostatic latent image by detecting the primary repulsive electrons, the surface of the sample is measured by scanning the sample surface with an electron beam while changing Vacc or Vsub and measuring Vth (a, b). Potential information can be obtained. By using a method for obtaining the profile of the electrostatic latent image by detecting the primary repulsive electrons, the profile of the electrostatic latent image, which has been difficult in the past, can be visualized on the order of microns.

1次反発電子を検出して静電潜像のプロファイルを求める方法では、入射電子のエネルギーが極端に変化するため、入射電子の軌道がずれて、走査倍率が変化する、あるいは歪曲収差を生じる場合がある。   In the method of obtaining the profile of the electrostatic latent image by detecting the primary repulsive electrons, the energy of the incident electrons changes drastically, so that the trajectory of the incident electrons shifts, the scanning magnification changes, or distortion occurs. There is.

このような場合には、静電場の環境や電子軌道をあらかじめ計算しておき、その計算結果に基づいて検出結果を補正することにより、静電潜像のプロファイルを高精度に求めることができる。   In such a case, the electrostatic latent image profile can be obtained with high accuracy by calculating the electrostatic field environment and the electron trajectory in advance and correcting the detection result based on the calculation result.

以上説明したように、静電潜像計測装置300を用いることにより、静電潜像における電荷分布、表面電位分布、電界強度分布、及び試料表面に直交する方向に関する電界強度を、それぞれ高精度に求めることができる。   As described above, by using the electrostatic latent image measuring device 300, the electric charge distribution, surface potential distribution, electric field strength distribution, and electric field strength in the direction perpendicular to the sample surface in the electrostatic latent image can be accurately measured. Can be sought.

●画像形成方法●
次に、本発明に係る画像形成方法の実施の形態について説明する。
● Image formation method ●
Next, an embodiment of the image forming method according to the present invention will be described.

本実施の形態に係る画像形成方法において、潜像形成に用いる光出力波形は、ライン画像やベタ画像を含む画像部に対して、目標とする画像濃度を得るのに必要な光出力値で所定時間だけ感光体を露光させる波形である。   In the image forming method according to the present embodiment, the light output waveform used for latent image formation is a predetermined light output value necessary for obtaining a target image density for an image portion including a line image or a solid image. This is a waveform for exposing the photoconductor for time.

なお、画像部とは、複数の画素で構成され、画像パターンにおいてトナーを付着させて画像を形成するための部分である。また、非画像部とは、画像パターンにおいてトナーを付着させず画像を形成しない部分である。   The image portion is a portion that includes a plurality of pixels and forms an image by attaching toner in the image pattern. Further, the non-image portion is a portion in which no toner is attached and an image is not formed in the image pattern.

以下の説明において、目標とする画像濃度を「目標画像濃度」という。また、以下の説明において、目標画像濃度を得るために必要な所定光出力値を「目標露光出力値」あるいは「基準光出力値」という。また、以下の説明において、目標画像濃度を得るために目標露光出力値で画像部の画素全体を露光させる所定時間を、「目標露光時間」という。   In the following description, the target image density is referred to as “target image density”. In the following description, a predetermined light output value necessary for obtaining a target image density is referred to as “target exposure output value” or “reference light output value”. In the following description, a predetermined time for exposing the entire pixels of the image portion with the target exposure output value to obtain the target image density is referred to as “target exposure time”.

また、以下の説明において、目標露光出力値で目標露光時間だけ露光させる露光方法を、「標準露光」という。さらに、以下の説明において、ベタ画像(solid image)とは、線画像に比較して大面積の画像部をいう。   In the following description, an exposure method in which exposure is performed for a target exposure time with a target exposure output value is referred to as “standard exposure”. Furthermore, in the following description, a solid image refers to an image portion having a larger area than a line image.

さらに、以下の説明において、目標露光出力値より強い光出力値で目標露光時間より短い露光時間だけ感光体を露光させることを、「時間集中露光」という。時間集中露光では、例えば、1画素を露光する際に、1画素分の目標露光出力値に3画素分の目標露光出力値を加算した合計4画素分の光出力値を1画素分の露光時間で露光する。   Furthermore, in the following description, exposing a photoconductor for an exposure time shorter than the target exposure time with a light output value stronger than the target exposure output value is referred to as “time-concentrated exposure”. In time-concentrated exposure, for example, when one pixel is exposed, a total of four pixels of light output values obtained by adding a target exposure output value for three pixels to a target exposure output value for one pixel are used as an exposure time for one pixel. To expose.

なお、以下の説明において、時間集中露光のことをTC(Time Concentration)露光ともいう。   In the following description, time-intensive exposure is also referred to as TC (Time Concentration) exposure.

図24に示すように、参考例の画像形成方法における標準露光により静電潜像を形成する方式(以下「露光方式1」という。)は、ライン画像やベタ画像を含む1ドットの画像部に対して、上述の通り目標露光出力値で目標露光時間だけ感光体を露光させる波形である。ここで、目標露光出力値を100%の光出力値とし、目標露光時間をDuty比100%とする。   As shown in FIG. 24, a method of forming an electrostatic latent image by standard exposure in the image forming method of the reference example (hereinafter referred to as “exposure method 1”) is applied to a 1-dot image portion including a line image and a solid image. On the other hand, as described above, the photosensitive member is exposed for the target exposure time with the target exposure output value. Here, the target exposure output value is set to a light output value of 100%, and the target exposure time is set to a duty ratio of 100%.

図25に示すように、本実施の形態に係る画像形成方法の時間集中露光により静電潜像を形成する方式の例(以下「露光方式2」という。)は、目標露光出力値の200%の光出力値で目標露光時間に対してDuty比50%で感光体を露光させる。ここで、画像部の幅を1とすると、露光させる区間の幅は4/8画素である。   As shown in FIG. 25, an example of a method of forming an electrostatic latent image by time-concentrated exposure (hereinafter referred to as “exposure method 2”) of the image forming method according to the present embodiment is 200% of the target exposure output value. The photosensitive member is exposed at a duty ratio of 50% with respect to the target exposure time at the light output value of. Here, if the width of the image portion is 1, the width of the section to be exposed is 4/8 pixels.

図26に示すように、本実施の形態における時間集中露光により静電潜像を形成する方式の別の例(以下「露光方式3」という。)は、目標露光出力値の400%の光出力値で目標露光時間に対してDuty比25%で感光体を露光させる。画像部の幅を1とすると、露光させる区間の幅は2/8画素である。   As shown in FIG. 26, another example (hereinafter referred to as “exposure method 3”) of forming an electrostatic latent image by time-concentrated exposure in the present embodiment is a light output of 400% of the target exposure output value. The photosensitive member is exposed at a duty ratio of 25% with respect to the target exposure time. If the width of the image portion is 1, the width of the section to be exposed is 2/8 pixel.

図27に示すように、本実施の形態における時間集中露光により静電潜像を形成する方式の例(以下「露光方式4」という。)は、目標露光出力値の800%の光出力値で目標露光時間に対してDuty比12.5%で感光体を露光させる。画像部の幅を1とすると、露光させる区間の幅は1/8画素である。   As shown in FIG. 27, an example of a method of forming an electrostatic latent image by time-concentrated exposure in the present embodiment (hereinafter referred to as “exposure method 4”) is a light output value that is 800% of a target exposure output value. The photosensitive member is exposed at a duty ratio of 12.5% with respect to the target exposure time. If the width of the image portion is 1, the width of the section to be exposed is 1/8 pixel.

以上説明した露光方式2〜4では、露光方式1と比較してパルス幅が狭い。つまり、露光方式2〜4では、露光方式1と同じ光量で露光させると形成される潜像が小さくなるため、潜像形成時の積分光量が同等となるようにパルス幅に応じて光量を制御している。また、時間集中露光による露光方式2〜4では、標準露光による露光方式1と比較して、短いパルス幅で強い光量により露光が行われる。   In the exposure methods 2 to 4 described above, the pulse width is narrower than that of the exposure method 1. In other words, in exposure methods 2 to 4, the latent image formed becomes smaller when exposed with the same light amount as exposure method 1, so the light amount is controlled according to the pulse width so that the integrated light amount at the time of latent image formation is equal. doing. Further, in the exposure methods 2 to 4 by time-intensive exposure, exposure is performed with a short pulse width and a strong light amount as compared with the exposure method 1 by standard exposure.

以上の説明では、露光方式2〜4は、いずれも積分光量が一定となるように光出力値を設定しているが、本実施の形態に係る画像形成方法における光出力値は、これに限定されるものではない。   In the above description, in each of the exposure methods 2 to 4, the light output value is set so that the integrated light amount is constant, but the light output value in the image forming method according to the present embodiment is limited to this. Is not to be done.

●露光処理の適用例(1)
次に、本実施の形態に係る画像形成方法における、露光処理の適用例を説明する。
● Application example of exposure processing (1)
Next, an application example of exposure processing in the image forming method according to the present embodiment will be described.

図28は、複数の画素により構成されていて記録紙上にトナーが定着する画像部110と、トナーが定着しない非画像部120とを含む、「a」の文字画像の画像パターン100の一部の拡大図である。画像部110には、非画像部120との境界部分に、画像部110の輪郭部111がある。なお、図28において、ハッチングで示す画像部110と輪郭部111は、一部のみ描画している。   FIG. 28 shows a part of the image pattern 100 of the character image “a”, which includes an image portion 110 composed of a plurality of pixels and to which toner is fixed on recording paper, and a non-image portion 120 to which toner is not fixed. It is an enlarged view. The image unit 110 has a contour 111 of the image unit 110 at the boundary with the non-image unit 120. In FIG. 28, only a part of the image portion 110 and the contour portion 111 shown by hatching is drawn.

図29に示すように、電子写真画像、特に文字画像の画像パターン200では、記録紙に転写された画像パターン200の画像部210の一部にトナーが付着しない虫食い部211が生じる現象(以下「虫食い現象」という。)が発生する。虫食い現象は、例えば文字画像の場合に文字の鮮明性や可読性を低下させるなど、画像パターン200の画像品質を低下させてしまう。   As shown in FIG. 29, in the image pattern 200 of an electrophotographic image, in particular, a character image, a worm-eaten portion 211 in which toner does not adhere to a part of the image portion 210 of the image pattern 200 transferred to the recording paper (hereinafter, “ "Insect-eating phenomenon") occurs. The worm-eating phenomenon degrades the image quality of the image pattern 200, for example, by reducing the sharpness and readability of characters in the case of character images.

図30は、参考例の画像パターン200における(a)露光パターンの光出力値210Pと(b)感光体電位210Eの変化と(c)トナー210Tの付着量の例を示す。参考例では、画像部210に相当する部分の感光体ドラムの全体を、目標露光出力値の100%の光出力値201Pで、目標露光時間をDuty比100%の標準露光で露光する。このため、画像パターン200を形成するときの感光体電位210Eは、画像部210において概ね均一な値である。この結果、感光体ドラムにおける画像部210のトナー210Tの高さは、画像部210の中央付近でアーチ状に高くなり、他の部分で低くなる。文字画像の虫食い現象は、画像部210の境界Bから離れていてトナー210Tの付着量が最も多くなる中央部周辺で発生しやすい。   FIG. 30 shows an example of (a) the light output value 210P of the exposure pattern, (b) the change in the photoreceptor potential 210E, and (c) the amount of toner 210T attached in the image pattern 200 of the reference example. In the reference example, the entire photosensitive drum corresponding to the image unit 210 is exposed with a light output value 201P that is 100% of the target exposure output value and a standard exposure with a target exposure time of 100%. Therefore, the photoreceptor potential 210E when forming the image pattern 200 is a substantially uniform value in the image portion 210. As a result, the height of the toner 210T of the image portion 210 on the photosensitive drum increases in an arch shape near the center of the image portion 210 and decreases in other portions. The worm-eating phenomenon of the character image is likely to occur around the center portion where the adhesion amount of the toner 210T is the largest, away from the boundary B of the image portion 210.

虫食い現象は、例えば、感光体ドラムから転写ベルトへの一次転写時に生じる。一次転写時に、感光体ドラムから転写ベルトに対して強く圧縮されることで、トナーが微小に変形することがある。虫食い現象は、トナーが微小に変形すると、感光体ドラムとトナーとのファンデルワールス力が増加することで、感光体ドラムへの付着力が増加してトナーの一部が感光体上に残ってしまうことで発生する。   The worm-eating phenomenon occurs, for example, during the primary transfer from the photosensitive drum to the transfer belt. During the primary transfer, the toner may be slightly deformed by being strongly compressed from the photosensitive drum to the transfer belt. The worm-eaten phenomenon is that when the toner is minutely deformed, the van der Waals force between the photosensitive drum and the toner increases, so that the adhesion force to the photosensitive drum increases and a part of the toner remains on the photosensitive member. It occurs by ending.

本実施の形態に係る画像形成方法では、虫食い現象を防止または抑制するために、画像パターン100に基づいて感光体ドラムの表面を露光して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する際に、以下に説明する露光処理を適用する。   In the image forming method according to the present embodiment, the surface of the photosensitive drum is exposed based on the image pattern 100 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum in order to prevent or suppress the worm-eating phenomenon. In addition, the exposure processing described below is applied.

本実施の形態に係る画像形成方法では、感光体ドラムにおける画像部の複数の画素に対して、感光体ドラムの露光に必要な第1の光出力値、つまり目標光出力値で露光(標準露光)する第1露光方法と、第1露光方法とは異なる第2露光方法とを実行する。具体的には、第2露光方法では、画像部を構成する複数の画素のうち、感光体ドラムにおける非画像部との境界にある画素に相当する部分が、第1露光方法の第1の光出力値より高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とする。また、第2露光方法では、高出力露光画素以外の一部の画素を、第1露光方法に対して低いデューティ比または第1の光出力値より低い第3の光出力値で露光する低出力露光画素とする。   In the image forming method according to the present embodiment, a plurality of pixels in the image area of the photosensitive drum are exposed with a first light output value necessary for exposure of the photosensitive drum, that is, a target light output value (standard exposure). ) And a second exposure method different from the first exposure method. Specifically, in the second exposure method, among the plurality of pixels constituting the image portion, the portion corresponding to the pixel at the boundary with the non-image portion on the photosensitive drum is the first light of the first exposure method. A high output exposure pixel is exposed with a second light output value higher than the output value. Further, in the second exposure method, a low output in which some pixels other than the high output exposure pixels are exposed with a lower duty ratio or a third light output value lower than the first light output value with respect to the first exposure method. Let it be an exposure pixel.

図31は、本実施の形態に係る画像形成方法により形成される画像パターン200における(a)露光パターン110Pと(b)感光体電位110Eの変化と(c)トナー110T付着量の例を示す。   FIG. 31 shows an example of (a) exposure pattern 110P and (b) change in photoreceptor potential 110E and (c) toner 110T adhesion amount in an image pattern 200 formed by the image forming method according to the present embodiment.

本実施の形態に係る画像形成方法では、画像部110に相当する部分の感光体ドラムのうち、境界Bで示す画像部110の輪郭部111に位置する画素に相当する部分を高出力露光画素として、目標露光出力値を上回る光出力値110P1で露光する。   In the image forming method according to the present embodiment, the portion corresponding to the pixel located in the contour portion 111 of the image portion 110 indicated by the boundary B in the portion of the photosensitive drum corresponding to the image portion 110 is set as the high output exposure pixel. The exposure is performed with the light output value 110P1 exceeding the target exposure output value.

本実施の形態に係る画像形成方法では、高出力露光画素以外の画素に相当する画像部110の端部より中央寄りの部分を、低出力露光画素として、感光体ドラムを露光するのに必要な目標露光出力値より低い光出力値110P3で露光する。低出力露光画素に相当する部分は、目標光出力値110P2で露光される部分または高出力露光画素と互いに隣接している。第2露光方法を実行するか否かは、例えば、感光体ドラムの表面に付着させるトナーの付着量に基づいて決定される。   In the image forming method according to the present embodiment, a portion closer to the center than the end of the image portion 110 corresponding to a pixel other than the high output exposure pixel is used as a low output exposure pixel, which is necessary for exposing the photosensitive drum. Exposure is performed with a light output value 110P3 lower than the target exposure output value. The portion corresponding to the low output exposure pixel is adjacent to the portion exposed at the target light output value 110P2 or the high output exposure pixel. Whether or not to execute the second exposure method is determined based on, for example, the amount of toner adhered to the surface of the photosensitive drum.

上述のように、本実施の形態に係る画像形成方法では、高出力露光画素以外の画素に相当する部分のうち低出力露光画素以外の画素を、第1露光方法により目標光出力値110P2で露光する。   As described above, in the image forming method according to the present embodiment, pixels other than the low output exposure pixels in the portion corresponding to the pixels other than the high output exposure pixels are exposed with the target light output value 110P2 by the first exposure method. To do.

本実施の形態に係る画像形成方法において、光出力値110P1と目標光出力値110P2と光出力値110P3の積分値は、画像パターン200に相当する部分を露光する場合の光出力値210Pの積分値と同様である。つまり、本実施の形態に係る画像形成方法において、高出力露光画素の光出力値110P1のうち、目標光出力値110P2を上回る分については、低出力露光画素の目標光出力値110P2から間引いた分を加算している。目標光出力値110P2と低出力露光画素の光出力値110P3の光量制御は、例えば光源駆動回路420が、一定のデューティ比のパルス幅変調(PWM変調)、光量変調(PW変調)、あるいはPWM変調とPW変調の両方により行う。   In the image forming method according to the present embodiment, the integrated value of the light output value 110P1, the target light output value 110P2, and the light output value 110P3 is the integrated value of the light output value 210P when a portion corresponding to the image pattern 200 is exposed. It is the same. That is, in the image forming method according to the present embodiment, the portion of the light output value 110P1 of the high output exposure pixel that exceeds the target light output value 110P2 is thinned from the target light output value 110P2 of the low output exposure pixel. Is added. For the light amount control of the target light output value 110P2 and the light output value 110P3 of the low output exposure pixel, for example, the light source driving circuit 420 may perform pulse width modulation (PWM modulation), light amount modulation (PW modulation), or PWM modulation with a constant duty ratio. And PW modulation.

以上のような光出力値で感光体ドラムを露光するため、本実施の形態に係る画像形成方法では、図30に示す感光体電位210Eと比較すると、感光体電位110Eが、境界B付近が中央部より明らかに高くなる。   In order to expose the photosensitive drum with the light output value as described above, in the image forming method according to the present embodiment, the photosensitive member potential 110E is lower than the photosensitive member potential 210E shown in FIG. Obviously higher than the department.

以上のような光出力値で感光体ドラムを露光することにより、本実施の形態に係る画像形成方法では、感光体ドラムにおける画像部110におけるトナー110T付着量が特に中央部において減少する。本実施の形態に係る画像形成方法では、トナー110Tの高さ方向の形状は、図30(b)で示したトナー210Tのアーチ状から台形状に近づく。本実施の形態に係る画像形成方法では、このようなトナー110Tの高さ方向の形状により、転写時のトナー110Tに対する感光体ドラムによる圧が低下し、トナー110Tと感光体ドラムとの間の付着力が増加するのが抑制される。   By exposing the photosensitive drum with the light output value as described above, in the image forming method according to the present embodiment, the toner 110T adhesion amount on the image portion 110 on the photosensitive drum is reduced particularly in the central portion. In the image forming method according to the present embodiment, the shape of the toner 110T in the height direction approaches a trapezoidal shape from the arch shape of the toner 210T shown in FIG. In the image forming method according to the present embodiment, the shape of the toner 110T in the height direction reduces the pressure applied by the photosensitive drum to the toner 110T at the time of transfer, and the adhesion between the toner 110T and the photosensitive drum is reduced. An increase in wearing force is suppressed.

以上のように、本実施の形態に係る画像形成方法によれば、画像パターン100の画像部110において特に中央部周辺のトナー110T付着量を減らすことにより、虫食い現象を抑制することができる。   As described above, according to the image forming method according to the present embodiment, the worm-eaten phenomenon can be suppressed by reducing the adhesion amount of the toner 110T around the central portion in the image portion 110 of the image pattern 100.

●感光体ドラムの残留トナー検出機構
次に、本実施の形態に係る画像形成方法を実行する画像形成装置2000における、感光体ドラムの残留トナー検出機構について説明する。
Next, a residual toner detection mechanism for the photosensitive drum in the image forming apparatus 2000 that executes the image forming method according to the present embodiment will be described.

画像形成装置2000は、使用している間にトナーの特性が経時的に変動するのに伴い、感光体ドラム2030へのトナーの付着量が変化する。   In the image forming apparatus 2000, the amount of toner attached to the photosensitive drum 2030 changes as the toner characteristics change over time during use.

図32に示すように、画像形成装置2000には、トナーを転写ベルト2040に転写した後の感光体ドラム2030が回転する位置に、感光体ドラム2030の表面に残留しているトナーを検出するトナー検出センサ2035が設けられている。トナー検出センサ2035は、上記位置に感光体ドラム2030の表面の状態を検出できるように配置されている。   As shown in FIG. 32, the image forming apparatus 2000 detects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 2030 at a position where the photosensitive drum 2030 rotates after the toner is transferred to the transfer belt 2040. A detection sensor 2035 is provided. The toner detection sensor 2035 is arranged at the above position so as to detect the state of the surface of the photosensitive drum 2030.

図33に示すように、画像形成装置2000は、虫食い現象の状態を特定するためのテストパターンとして、例えば黒一色のベタ画像を形成するための書き込みパターンP1を出力させる。   As shown in FIG. 33, the image forming apparatus 2000 outputs, for example, a writing pattern P1 for forming a solid black image as a test pattern for specifying the state of the worm-eaten phenomenon.

図34に示すように、書き込みパターンP1を転写ベルト2040に転写した後、正常な状態の感光体ドラム2030の表面には、トナーが残留しない。   As shown in FIG. 34, after the writing pattern P1 is transferred to the transfer belt 2040, no toner remains on the surface of the photosensitive drum 2030 in a normal state.

一方、図35に示すように、書き込みパターンP1を転写ベルト2040に転写した後、虫食い現象が生じている感光体ドラム2030の表面には、感光体ドラム2030上に転写残のトナーT1が生じる。   On the other hand, as shown in FIG. 35, after the writing pattern P1 is transferred to the transfer belt 2040, toner T1 remaining on the photosensitive drum 2030 is generated on the surface of the photosensitive drum 2030 on which the worm-eaten phenomenon has occurred.

図36と図37に示すように、トナー検出センサ2035は、黒色トナーT11に検出光L1を照射する正反射光用光源20351と、カラートナーT12に検出光L2を照射する拡散光用光源20352とを備える。また、トナー検出センサ2035は、検出光L1の反射光RL1と検出光L2の反射光RL2を受光する受光センサ20353を備える。   As shown in FIGS. 36 and 37, the toner detection sensor 2035 includes a regular reflection light source 20351 for irradiating the black toner T11 with the detection light L1, and a diffused light source 20352 for irradiating the color toner T12 with the detection light L2. Is provided. In addition, the toner detection sensor 2035 includes a light receiving sensor 20353 that receives the reflected light RL1 of the detection light L1 and the reflected light RL2 of the detection light L2.

トナー検出センサ2035は、検出対象とするトナーの色により検出方法が異なる。つまり、黒色トナーT11を検出する際には、図36に示すように正反射光用光源20351により、黒色トナーT11に正反射光の検出光L1を照射する。また、カラートナーT12を検出する際には、図37に示すように拡散光用光源20352により、カラートナーT12に拡散光の検出光L2を照射する。   The detection method of the toner detection sensor 2035 differs depending on the color of toner to be detected. In other words, when detecting the black toner T11, the regular reflected light source 20351 irradiates the black toner T11 with the regular reflected light detection light L1 as shown in FIG. When the color toner T12 is detected, the diffused light source 20352 irradiates the color toner T12 with diffused light detection light L2 as shown in FIG.

画像形成装置2000は、トナー検出センサ2035により、転写ベルト2040に転写像を転写した後の感光体ドラム2030に残留しているトナーの付着量に基づいて感光体ドラム2030へのトナーの付着量、虫食い現象の有無を特定できる。   The image forming apparatus 2000 uses the toner detection sensor 2035 to transfer the transfer image onto the transfer belt 2040, based on the toner adhesion amount remaining on the photosensitive drum 2030, and the toner adhesion amount to the photosensitive drum 2030. The presence or absence of worm-eaten phenomenon can be identified.

画像形成装置2000は、プリンタ制御装置1060が、書き込みパターンP1で使用したトナーの付着量M1を記憶している。また、プリンタ制御装置1060は、トナー検出センサ2035が検出した反射光量から、表1に示す反射光量と虫食い面積との関係を特定するテーブルに基づいて、感光体ドラム2030上の残留トナー量M2を特定する。   In the image forming apparatus 2000, the printer controller 1060 stores the toner adhesion amount M1 used in the writing pattern P1. Further, the printer control device 1060 calculates the residual toner amount M2 on the photosensitive drum 2030 based on the table that specifies the relationship between the reflected light amount and the worm-eaten area shown in Table 1 from the reflected light amount detected by the toner detection sensor 2035. Identify.

プリンタ制御装置1060は、トナーの付着量M1と残留トナー量M2とに基づいて、下記式により、一次転写率Trを算出する。虫食い現象が生じない場合、一次転写率Trは、概ね98%以上である。 The printer control device 1060 calculates the primary transfer rate Tr by the following equation based on the toner adhesion amount M1 and the residual toner amount M2. When the worm-eaten phenomenon does not occur, the primary transcription rate Tr is approximately 98% or more.

Tr=(M1−M2)/M1   Tr = (M1-M2) / M1

図38に示すように、感光体ドラム2030などの経時の条件変化により、付着量M1が増加すると、感光体ドラム2030からのトナーへの転写圧が上昇し、虫食い現象が生じる。虫食い現象が生じることにより残留トナー量M2が増加し、一次転写率Trは低下する。   As shown in FIG. 38, when the adhesion amount M1 increases due to a change in the conditions of the photoconductor drum 2030 and the like over time, the transfer pressure from the photoconductor drum 2030 to the toner increases, and an insect erosion phenomenon occurs. Due to the occurrence of the worm-eaten phenomenon, the residual toner amount M2 increases, and the primary transfer rate Tr decreases.

図39に示すように、残留トナー量M2が減少すると、虫食いのレベルLVは低下する傾向にある。このため、プリンタ制御装置1060は、一次転写率Trが規定値、例えば80%に達した際に、上述のような露光処理を行うことができる。このようにすることで、本実施の形態に係る画像形成方法では、文字画像内部のトナーT1の付着量を減少させるために画像パターン100の画像部110の中央部を低出力露光画素として光出力値を下げることで虫食い現象を抑制することができる。   As shown in FIG. 39, when the residual toner amount M2 decreases, the worm-eaten level LV tends to decrease. For this reason, the printer control apparatus 1060 can perform the exposure process as described above when the primary transfer rate Tr reaches a specified value, for example, 80%. By doing so, in the image forming method according to the present embodiment, in order to reduce the adhesion amount of the toner T1 inside the character image, the light output is performed using the central portion of the image portion 110 of the image pattern 100 as the low output exposure pixel. Lowering the value can suppress the worm-eaten phenomenon.

●静電潜像形成処理のフローチャート
図40のフローチャートを用いて、以上説明した本実施の形態に係る画像形成方法を説明する。
Flowchart of electrostatic latent image forming process The image forming method according to the present embodiment described above will be described using the flowchart of FIG.

画像形成装置2000では、書き込みパターンP1のテストモードにおいて、トナー検出センサ2035が、書き込みパターンP1を転写ベルト2040に転写後の感光体ドラム2030上の残留トナー量M2を検知する(S101)。   In the image forming apparatus 2000, in the test mode of the writing pattern P1, the toner detection sensor 2035 detects the residual toner amount M2 on the photosensitive drum 2030 after transferring the writing pattern P1 to the transfer belt 2040 (S101).

画像形成装置2000では、プリンタ制御装置1060が、検出された残留トナー量M2とトナーの付着量M1とに基づいて、残留トナー量M2が規定値以上、つまり一次転写率Trが規定値以下であるか否かを判定する(S102)。   In the image forming apparatus 2000, the printer control device 1060 determines that the residual toner amount M2 is equal to or greater than a specified value based on the detected residual toner amount M2 and the toner adhesion amount M1, that is, the primary transfer rate Tr is equal to or less than the specified value. Is determined (S102).

プリンタ制御装置1060は、残留トナー量M2が規定値以上である場合には(S102:YES)、虫食い現象が生じていると判断し、書き込みデータの高出力露光画素と低出力露光画素とに対応する部分の光出力値を変更する(S103)。光出力値の変更により、書き込みデータの露光量は低減される(S104)。   If the residual toner amount M2 is equal to or greater than the predetermined value (S102: YES), the printer control device 1060 determines that the worm-eating phenomenon has occurred, and corresponds to the high output exposure pixel and the low output exposure pixel of the write data. The light output value of the portion to be changed is changed (S103). By changing the light output value, the exposure amount of the write data is reduced (S104).

プリンタ制御装置1060は、残留トナー量M2が規定値以下である場合には(S102:NO)、虫食い現象が生じていないと判断し、通常の書き込みを行う(S105)。   If the residual toner amount M2 is equal to or less than the specified value (S102: NO), the printer control device 1060 determines that no worm-eaten phenomenon has occurred, and performs normal writing (S105).

●実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成方法では、文字画像などの画像パターンを出力する際に画像部110内部のトナー付着量が多くなる部分に、低出力露光画素を設けて感光体ドラム2030に対する露光を断続的に行う。このようにすることで、本実施の形態に係る画像形成方法によれば、感光体ドラム2030へのトナーの付着量を減少させて感光体ドラム2030表面とトナーとの間の付着力が増加しないようにして、虫食い現象を抑制することできる。
Effects of Embodiment As described above, in the image forming method according to the present embodiment, when outputting an image pattern such as a character image, a low output is applied to a portion where the toner adhesion amount in the image portion 110 increases. Exposure pixels are provided to intermittently expose the photosensitive drum 2030. By doing so, according to the image forming method according to the present embodiment, the adhesion amount between the surface of the photosensitive drum 2030 and the toner is not increased by reducing the amount of toner adhered to the photosensitive drum 2030. In this way, the worm-eaten phenomenon can be suppressed.

また、本実施の形態に係る画像形成方法によれば、トナー検出センサ2035により残留トナー量M2を検出するため、画像パターンの形状などの特性に基づいて虫食い現象を抑制するための条件を反映させることができる。   Further, according to the image forming method according to the present embodiment, since the residual toner amount M2 is detected by the toner detection sensor 2035, the conditions for suppressing the worm-feeding phenomenon are reflected based on characteristics such as the shape of the image pattern. be able to.

また、本実施の形態に係る画像形成方法によれば、残留トナー量M2から一次転写率Trを算出してトナー付着量を制御するため、画像を形成するトナー量に適正化することができ、文字の可読性を維持することができる。   Further, according to the image forming method according to the present embodiment, since the primary transfer rate Tr is calculated from the residual toner amount M2 and the toner adhesion amount is controlled, it can be optimized to the toner amount for forming an image, Character readability can be maintained.

●露光処理の適用例(2)
次に、本実施の形態に係る画像形成方法における、露光処理の他の適用例を説明する。本実施の形態では、露光パターンの形成処理のみが先に説明した例と相違する。
● Application example of exposure processing (2)
Next, another application example of the exposure process in the image forming method according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, only the exposure pattern forming process is different from the example described above.

図41に示す画像パターン100の画像部110の一部Xにおける露光パターンを図42に示す。   FIG. 42 shows an exposure pattern in a part X of the image portion 110 of the image pattern 100 shown in FIG.

図42に示すように、本実施の形態に係る画像形成方法では、画像パターン100の内部におけるトナー付着量を低減するため、画像部110内において露光部112と非露光部113とを副走査方向において交互に配置して、縞状に露光する。   As shown in FIG. 42, in the image forming method according to the present embodiment, in order to reduce the toner adhesion amount in the image pattern 100, the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113 are arranged in the sub-scanning direction in the image unit 110. Are alternately arranged and exposed in stripes.

図43に示すように、露光部112と非露光部113との光出力値の制御は、光走査装置2010の光源11の露光部112と非露光部113との露光時間のデューティ比を制御することにより行う。つまり、本実施の形態に係る画像形成方法では、画像部110におけるトナー付着量の制御を露光時間のデューティ比の制御により行う。   As shown in FIG. 43, the control of the light output values of the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113 controls the duty ratio of the exposure time of the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113 of the light source 11 of the optical scanning device 2010. By doing. That is, in the image forming method according to the present embodiment, the toner adhesion amount in the image unit 110 is controlled by controlling the duty ratio of the exposure time.

本実施の形態に係る画像形成方法によれば、露光部112と非露光部113との露光時間のデューティ比を変化させることで、先に説明した適用例のように光出力値を変化させた場合と同様に、トナー付着量を調整することができる。   According to the image forming method according to the present embodiment, the light output value is changed as in the application example described above by changing the duty ratio of the exposure time between the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113. As in the case, the toner adhesion amount can be adjusted.

●静電潜像形成処理のフローチャート
図44のフローチャートを用いて、以上説明した本実施の形態に係る画像形成方法を説明する。
Flowchart of electrostatic latent image forming process The image forming method according to the present embodiment described above will be described using the flowchart of FIG.

画像形成装置2000では、書き込みパターンP1のテストモードにおいて、トナー検出センサ2035が、書き込みパターンP1を転写ベルト2040に転写後の感光体ドラム2030上の残留トナー量M2を検知する(S201)。   In the image forming apparatus 2000, in the test mode of the writing pattern P1, the toner detection sensor 2035 detects the residual toner amount M2 on the photosensitive drum 2030 after the writing pattern P1 is transferred to the transfer belt 2040 (S201).

画像形成装置2000では、プリンタ制御装置1060が、検出された残留トナー量M2とトナーの付着量M1とに基づいて、残留トナー量M2が規定値以上、つまり一次転写率Trが規定値以下であるか否かを判定する(S202)。   In the image forming apparatus 2000, the printer control device 1060 determines that the residual toner amount M2 is equal to or greater than a specified value based on the detected residual toner amount M2 and the toner adhesion amount M1, that is, the primary transfer rate Tr is equal to or less than the specified value. It is determined whether or not (S202).

プリンタ制御装置1060は、残留トナー量M2が規定値以上である場合には(S202:YES)、虫食い現象が生じていると判断し、書き込みデータの画像部110について露光部112と非露光部113とを形成し、データを変更する(S203)。プリンタ制御装置1060は、ルックアップテーブル(LUT)を参照して、露光部112と非露光部113との書き込みデューティ比を低減する(S204)。   If the residual toner amount M2 is equal to or greater than the specified value (S202: YES), the printer control device 1060 determines that a worm-eaten phenomenon has occurred, and the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113 for the image unit 110 of the write data. And change the data (S203). The printer controller 1060 refers to the look-up table (LUT) and reduces the write duty ratio between the exposure unit 112 and the non-exposure unit 113 (S204).

プリンタ制御装置1060は、残留トナー量M2が規定値以下である場合には(S202:NO)、虫食い現象が生じていないと判断し、通常の書き込みを行う(S205)。   If the residual toner amount M2 is equal to or less than the specified value (S202: NO), the printer control device 1060 determines that no worm-feeding phenomenon has occurred, and performs normal writing (S205).

●実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態に係る画像形成方法では、露光部112のデューティ比を下げて、トナー付着量が減少することで、一次転写時に感光体ドラム2030から転写ベルト2040に与えられる圧力が分散される。これにより、本実施の形態に係る画像形成方法では、感光体ドラム2030の表面とトナーとの付着力が上昇しないため、感光体ドラム2030の残留トナー量M2を減少させて虫食い現象を抑制することができる。
As described above, in the image forming method according to the present embodiment, the duty ratio of the exposure unit 112 is decreased to reduce the toner adhesion amount, thereby reducing the amount of toner attached from the photosensitive drum 2030 during primary transfer. The pressure applied to the transfer belt 2040 is dispersed. As a result, in the image forming method according to the present embodiment, the adhesion force between the surface of the photoconductor drum 2030 and the toner does not increase, and thus the residual toner amount M2 on the photoconductor drum 2030 is reduced to suppress the worm-eaten phenomenon. Can do.

また、本実施の形態に係る画像形成方法によれば、露光部112と非露光部113とが副走査方向において縞状に形成されていることから、ジッタの影響を受けにくく、形成される画像にムラも生じにくく、良好な画像を提供することができる。   Further, according to the image forming method according to the present embodiment, the exposed portion 112 and the non-exposed portion 113 are formed in stripes in the sub-scanning direction, so that the image to be formed is hardly affected by jitter. As a result, unevenness is less likely to occur and a good image can be provided.

11 :光源
12 :コリメートレンズ
13 :シリンドリカルレンズ
14 :ミラー
15 :ポリゴンミラー
16 :走査制御装置
21 :第1走査レンズ
22 :第2走査レンズ
24 :ミラー
26 :同期検知センサ
100 :画像パターン
101 :画像処理ユニット
102 :コントローラ部
103 :メモリ部
104 :光書込出力部
105 :スキャナ部
110 :画像部
111 :輪郭部
112 :露光部
113 :非露光部
120 :非画像部
171 :光走査装置
172 :ガラス窓
200 :画像パターン
210 :画像部
211 :非画像部
300 :静電潜像計測装置
407 :光源変調データ生成回路
414 :光源選択回路
415 :書込みタイミング信号生成回路
420 :光源駆動回路
422 :基準クロック生成回路
425 :画素クロック生成回路
1001 :本体装置
1002 :読取装置
1003 :自動原稿給紙装置
1010 :光走査装置
1032 :現像装置
1033 :転写装置
1060 :プリンタ制御装置
2000 :画像形成装置
2010 :光走査装置
2030 :感光体ドラム
2031 :クリーニングユニット
2032 :帯電装置
2033 :現像ローラ
2034 :トナーカートリッジ
2035 :トナー検出センサ
2040 :転写ベルト
2042 :転写ローラ
2050 :定着ローラ
2054 :給紙コロ
2056 :レジストローラ対
2058 :排紙ローラ
2060 :給紙トレイ
2070 :排紙トレイ
2080 :通信制御装置
20351 :正反射光用光源
20352 :拡散光用光源
20353 :受光センサ
11: Light source 12: Collimating lens 13: Cylindrical lens 14: Mirror 15: Polygon mirror 16: Scanning control device 21: First scanning lens 22: Second scanning lens 24: Mirror 26: Sync detection sensor 100: Image pattern 101: Image Processing unit 102: Controller unit 103: Memory unit 104: Optical writing output unit 105: Scanner unit 110: Image unit 111: Contour unit 112: Exposure unit 113: Non-exposure unit 120: Non-image unit 171: Optical scanning device 172: Glass window 200: Image pattern 210: Image part 211: Non-image part 300: Electrostatic latent image measuring device 407: Light source modulation data generation circuit 414: Light source selection circuit 415: Write timing signal generation circuit 420: Light source drive circuit 422: Reference Clock generation circuit 425: Pixel clock generation circuit 001: Main body device 1002: Reading device 1003: Automatic document feeder 1010: Optical scanning device 1032: Developing device 1033: Transfer device 1060: Printer control device 2000: Image forming device 2010: Optical scanning device 2030: Photosensitive drum 2031: Cleaning unit 2032: Charging device 2033: Developing roller 2034: Toner cartridge 2035: Toner detection sensor 2040: Transfer belt 2042: Transfer roller 2050: Fixing roller 2054: Feed roller 2056: Registration roller pair 2058: Paper discharge roller 2060: Paper feed Tray 2070: Paper discharge tray 2080: Communication control device 20351: Light source for regular reflection light 20352: Light source for diffused light 20353: Light receiving sensor

特開2006−308659号公報JP 2006-308659 A

Claims (8)

画像部と非画像部とを含む画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する露光装置を有する画像形成装置であって、
前記露光装置は、
前記画像部を構成する複数の画素を第1の光出力値で露光する第1露光方法と、前記画像部を構成する複数の画素のうち少なくとも前記非画像部との境界の画素を前記第1の光出力値よりも高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とし、かつ前記画像部を構成する複数の画素のうち前記高出力露光画素以外の一部の画素を前記第1露光方法に対して低いデューティ比で露光する低出力露光画素として露光する第2露光方法と、を実行する画像形成装置。
An image forming apparatus having an exposure device that exposes the surface of an image carrier based on an image pattern including an image portion and a non-image portion,
The exposure apparatus includes:
A first exposure method in which a plurality of pixels constituting the image portion are exposed with a first light output value; and at least a pixel at a boundary with the non-image portion among the plurality of pixels constituting the image portion is the first A high-power exposure pixel that is exposed with a second light output value that is higher than the light output value, and a portion of the plurality of pixels that constitute the image portion other than the high-power exposure pixel is the first exposure. And a second exposure method for performing exposure as a low-power exposure pixel that is exposed at a low duty ratio.
画像部と非画像部とを含む画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する露光装置とを有する画像形成装置であって、
前記露光装置は、
前記画像部を構成する複数の画素を第1の光出力値で露光する第1露光方法と、前記画像部を構成する複数の画素のうち少なくとも前記非画像部との境界の画素を前記第1の光出力値よりも高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とし、かつ前記画像部を構成する複数の画素のうち前記高出力露光画素以外の一部の画素を前記第1の光出力値より低い第3の光出力値で露光される低出力露光画素として露光する第2露光方法と、を実行する画像形成装置。
An image forming apparatus having an exposure device that exposes a surface of an image carrier based on an image pattern including an image portion and a non-image portion,
The exposure apparatus includes:
A first exposure method in which a plurality of pixels constituting the image portion are exposed with a first light output value; and at least a pixel at a boundary with the non-image portion among the plurality of pixels constituting the image portion is the first A high output exposure pixel that is exposed with a second light output value that is higher than the light output value, and a part of the plurality of pixels constituting the image portion other than the high output exposure pixel is the first pixel. An image forming apparatus that executes a second exposure method in which exposure is performed as a low-power exposure pixel that is exposed with a third light output value lower than the light output value.
前記低出力露光画素は、前記画像部を構成している他の画素と隣接している、
請求項1または2記載の画像形成装置。
The low output exposure pixel is adjacent to another pixel constituting the image portion,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記露光装置は、前記第2露光方法を行うか否か、前記像担持体の表面に形成される前記画像パターンの静電潜像に付着させる現像剤の付着量に基づいて決定する、
請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
The exposure apparatus determines whether or not to perform the second exposure method based on the amount of developer attached to the electrostatic latent image of the image pattern formed on the surface of the image carrier.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記像担持体への前記現像剤の付着量は、転写体に前記静電潜像の転写像を転写した後の前記像担持体に残留している前記現像剤の付着量に基づいて特定される、
請求項4記載の画像形成装置。
The amount of the developer attached to the image carrier is specified based on the amount of the developer remaining on the image carrier after the transfer image of the electrostatic latent image is transferred to the transfer body. The
The image forming apparatus according to claim 4.
前記露光装置は、前記転写体に前記転写像を転写する際に前記像担持体に付着される前記現像剤の量をM1、前記像担持体に残留している前記現像剤の付着量をM2とすると、
(M1−M2)/M1<0.80
を満たす際に、前記第2露光方法で露光する請求項5記載の画像形成装置。
The exposure apparatus sets M1 as the amount of the developer that adheres to the image carrier when the transfer image is transferred to the transfer body, and M2 as the amount of the developer that remains on the image carrier. Then,
(M1-M2) / M1 <0.80
The image forming apparatus according to claim 5, wherein exposure is performed by the second exposure method when satisfying the condition.
画像部と非画像部とを含む画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光して前記画像パターンに対応する画像を形成する画像形成方法であって、
前記像担持体の表面は、前記画像部を構成する複数の画素を第1の光出力値で露光する第1露光方法と、前記画像部を構成する複数の画素のうち少なくとも前記非画像部との境界の画素を前記第1の光出力値よりも高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とし、かつ前記画像部を構成する複数の画素のうち前記高出力露光画素以外の一部の画素を前記第1露光方法で露光した場合に比べて低いデューティ比で露光する低出力露光画素として露光する第2露光方法と、により露光される画像形成方法。
An image forming method for exposing the surface of an image carrier based on an image pattern including an image portion and a non-image portion to form an image corresponding to the image pattern,
The surface of the image carrier has a first exposure method for exposing a plurality of pixels constituting the image portion with a first light output value, and at least the non-image portion of the plurality of pixels constituting the image portion. The pixel at the boundary is a high output exposure pixel that is exposed with a second light output value that is higher than the first light output value. And a second exposure method in which exposure is performed as a low-power exposure pixel in which exposure is performed with a lower duty ratio than in the case of exposing the pixels in the first exposure method.
画像部と非画像部とを含む画像パターンに基づいて像担持体の表面を露光する工程を有する印刷物の生産方法であって、
前記像担持体の表面を露光する工程では、
前記像担持体の表面が、前記画像部を構成する複数の画素を第1の光出力値で露光する第1露光方法と、前記画像部を構成する複数の画素のうち少なくとも前記非画像部との境界の画素を前記第1の光出力値よりも高い第2の光出力値で露光する高出力露光画素とし、かつ前記画像部を構成する複数の画素のうち前記高出力露光画素以外の一部の画素を前記第1露光方法で露光した場合に比べて低いデューティ比で露光する低出力露光画素として露光する第2露光方法と、により露光される印刷物の生産方法。

A method for producing a printed matter comprising a step of exposing a surface of an image carrier based on an image pattern including an image portion and a non-image portion,
In the step of exposing the surface of the image carrier,
A first exposure method in which a surface of the image carrier exposes a plurality of pixels constituting the image portion with a first light output value; and at least the non-image portion of the plurality of pixels constituting the image portion; The pixel at the boundary is a high output exposure pixel that is exposed with a second light output value that is higher than the first light output value. And a second exposure method in which exposure is performed as a low output exposure pixel that is exposed with a lower duty ratio than in the case of exposing the pixels in the first exposure method.

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