JP3215894B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源を用いて像
担持体上に静電潜像を作成し、トナーで現像する画像形
成装置で、レーザ露光により潜像書き込みを行う際、ベ
タ部の画像濃度を犠牲にする事なくライン部の鮮鋭度を
向上させ、好ましい画像濃度と鮮鋭度を併せ持つように
した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来技術】新しい現像剤使用時に発生する、初期的な
過度の現像性(供給される現像剤に対する感光体面へ付
着するトナーの割合)を抑える対策として、 (1)レーザのパワーをおさえる (2)初期的な現像剤のトナー濃度をさげる・・・2成分
現像 (3)帯電々位を下げる 等の手段が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】出力画像のMTF(鮮
鋭度を評価する解析量)を向上させる。MTFの定義は
図1で示すように、例えば複数本のラインが一定間隔に
配列した解像力テストチャートラインに対して、直角方
向(例えば図の矢印方向)に沿って画像濃度を測定した
場合の、最大濃度(ライン部)と最小濃度(紙部分)と
の和と差の比で決められている。
【0004】新しい現像剤使用等で、線幅の肥厚によっ
て低下するMTFを向上させるためにはライン部の現像
性を低下させねばならない。その方法として、従来は前
記の3つの方法を採用した。しかしながら、(1)〜
(3)の方式はライン部のMTF向上を目指したもので
あるが、結果的にはライン部を超えて、全体(ライン
部、ベタ部)の現像性を下げるような過度の対応を行っ
ている。そのため、ベタ部の最大画像濃度を犠牲にする
ことになる。更に、(1)〜(3)の方式はすべて現像
電界を小さくする方向にあるが、現像電界を小さくすれ
ばするほど、出力イメージの最大濃度と最小濃度のスパ
ン(測定範囲上下の限界値の差)も小さくなる為、MT
Fの向上につながらない。
【0005】
【実施例】本方式は帯電々位、現像剤のトナー濃度、レ
ーザパワーなどは初期設定時から変更させないで、1画
素当たりのレーザの発光時間を変化させることでMTF
を向上させる事を目的とする。ライン部とベタ部を含む
あるテストパターンを使用し、該テストパターンの潜像
に対して、現像性が同様であるとして、新しい現像剤で
該潜像を現像した、出力イメージのMTFの比較を試み
る。図2の(A)は現像性の対策を実施していないノー
マルな状態、(B)はレーザパワーダウンの対策を実施
した状態、(C)は本方式のレーザ発光時間変化の場合
である。例えば(A),(B)ではレーザは1画素当た
りフルに発光させるのに対し、(C)では1画素当たり
のレーザの発光時間は(A)、(B)に比べて短い。レ
ーザパワーダウンの(B)では、テストパターンのライ
ン部を露光するレーザパワーをダウンさせているから、
感光体上の潜像露光部分の表面電位の低下は少ない。こ
のとき、露光部分へのトナーの付着量は(A)に対し
(B),(C)では少ない。次に該潜像を記録紙上に転
写して出来る出力イメージは、(A)ではテストパター
ンのライン部の潜像に対応して、肥厚したライン部いわ
ゆる文字つぶれが出現し、(B)ではテストパターンの
出力イメージの最大濃度が減少して出現する。しかるに
本方式ではライン部の肥厚も最大濃度の減少もない出力
イメージが得られる。この結果MTFは(C)で高く
(B)で中(A)で低くなっている。
【0006】図3では新しい現像剤を用いたとき、テス
トパターンのベタ部に対応する潜像へのトナー付着量の
推移を示す従来方式のパターンである。プリント開始か
らある枚数をプリントするまでは現像性の過多領域が出
現し、その後はトナー付着量の安定領域が続く。この初
期の現像性過多領域では、レーザの発光のデューティを
低下させてMTFの向上を計り、その後の安定域はトナ
ー付着量は多少減少ぎみで安定するから、デューティも
これに対応させてアップしていく。このデューティ変更
のフィードバックは (a)プリント数に応じて決める。
【0007】(b)感光体上に形成された数種類のパッ
チのうちの、ハーフトーン部分の濃度推移を確認しなが
らフィードバックする。
【0008】実施例(a)について。
【0009】図4は感光体1に対向した現像器の断面図
である。現像器2の内部には現像スリーブ3、撹拌スク
リュー4、5、マグネットローラ6、薄層形成部材7、
スクレーパ8等が設けられている。現像スリーブ3と感
光体1との間隙は、現像スリーブ3と同軸上に設けられ
た不図示の突き当てコロにより、常に一定の間隙距離D
sd=0.5 mmに保たれている。撹拌スクリュー4、5は、
互いに相反する方向に回転する撹拌部材であって、不図
示のトナー補給手段によって補給口9より補給されるト
ナーと、磁性キャリアとを十分に撹拌混合させる部材で
ある。すなわち、トナーとキャリアとから成る2成分現
像剤は、撹拌スクリュー4、5により十分撹拌混合され
る事により、摩擦帯電がなされ均質な現像剤とされた
後、現像スリーブ3に供給される。ここでトナー粒径d
50=15μm、キャリア粒径D50=50μm、トナー濃度TC
=7%の2成分現像剤を使用した。
【0010】現像スリーブ3は固定されたマグネットロ
ーラ6を内包し、周囲には薄層形成部7およびスクレー
パ8が配設されている。マグネットローラ6は、N極お
よびS極を交互に等間隔に配設した等磁力の8極〜16極
の固定磁石から構成されたものが一般的であるが、図示
では簡明のため8極配磁の構成で、スクレーパ8に接す
る部分において反発磁界を形成し、現像剤の剥離を容易
にするために1極欠落させて7極としている。図示では
7極配磁の構成としたが、実施例では9極配磁の構成と
した。
【0011】撹拌スクリュー4、5より供給された現像
剤は、現像スリーブ3の周面上に付着して、薄層形成部
材7により薄層に形成される。この現像剤は、回転数S
R=350rpmの現像スリーブ3(φ=20mm)と共に搬送さ
れ、現像領域において線速VP=140mm/secの感光体1の
周面上の潜像を、前述した現像間隔を隔てながら非接触
反転現像して、トナー像を形成する。ここでは、白部電
位VH=−850V、デユーテイ100%時に於ける黒部電位
L=−50Vの反転現像方を用いる。この非接触現像時
には、図示しない電源からバイアス電位VDC=−750V
の直流成分に、バイアス電位VP-P=1.8 KV、周波数F
=8 KHZの交流成分を重畳させた現像バイアスが、前記
現像スリーブ3に印加され、その結果、現像当接部にお
ける現像スリーブ3上の現像剤中のトナーが、前記潜像
の面に付着する。
【0012】さて、上述の機能を持つ画像形成装置を利
用して、次の(イ)、(ロ)、(ハ)の各場合で、プリ
ント数に応じたMTFの比較を示す。評価方式は、線幅
60μmのラインペアで構成する解像力テストパターンを
作像し、MTFを測定する。ここでは1画素当たりのレ
ーザ発光時間を変更する。即ち従来方式の1画素フルの
レーザ点灯時間を、デューティ100%で表し、本方式の
表示で利用するデューティ75%、50%等は1画素当たり
の相対発光時間がそれぞれ75%、50%等であることを表
す。変更する方式はあらかじめプリント数とデューティ
との関係マップを、インプットしたCPUの判断によ
る。ただしこの方式に限るものではなく、レーザを発光
させるための参照波の形状、またはオフセット電圧の変
更もある。
【0013】(イ)本方式の場合スタート時デューティ
50%、500プリントでデューティアップ75%、次の500プ
リントで更にデューティアップ100%の場合。
【0014】(ロ)従来方式で無対策の場合 スタート時よりデューティ100%を続ける。
【0015】(ハ)前記(1)の場合 スタート時よりデューティ100%を続けるが、レーザパ
ワーを(イ)、(ロ)の1/2に抑える。
【0016】MTFの測定結果は図5に示す。本方式は
従来の方式(ハ)にもまして良好な結果が得られ、MT
F向上のためにプリント数に応じたデューティ変更のフ
イードバックは、本方式に従えば良いことが分かる。
【0017】実施例(b)について 図6は簡明のために7段階に分けた出力イメージの階調
パターン説明図を示す。,はハイライト、,,
がハーフトーン、,はベタ部である。ハイライト
〜ベタ部(〜)にかけての濃度のパッチを作る。こ
の中の〜の濃度について作成したパッチを、LED
の光(例えば赤外色発光ダイオード)で照射し、その反
射光量をホトセンセサで光学的に読み取り、あらかじめ
この光学的反射量の参照値をCPU内にインプットす
る。この反射光量を基準とし、この〜の反射光量の
傾きおよびの反射光量をテーブル値1に持つ。MTF
向上の為のデューティ変更のフィードバックは、プリン
ト数の増加に応じて推移したパッチ〜の反射光量と
の相関による。
【0018】DC(l)=(推移したパッチ,,反射
光量から得られる濃度の傾き)−(テーブル値1の反射光
量から得られる濃度の傾き) DC′(l)=(推移したパッチ反射光量から得られる
濃度)−(テーブル値1のの反射光量から得られる濃
度) とおくと、DC(l)の値が正、0、負およびDC′(l)が
正、0、負に応じて、図7の様にデューティの値を切り
替える。この状況で再度〜のパッチを作り同じ操作
を続け、デューティの調整を重ねていく。このデューテ
ィの値の選択は、基準の反射光量をCPUの内にインプ
ットした時点でマップが書き変わる。このマップをCP
U内で絶えず参照し、デューティの値は決定する。以
上、MTF向上のためのデューティ変更のフィードバッ
クは、DC値、DC′値の組み合わせで行う事とする。更
にDC値およびDC′値の計算は、モノカラー例えばBK
の場合は、BKの信号で行い、フルカラーではY(イエ
ロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、BK(ブラッ
ク)個々の場合に行う事が好ましい。
【0019】
【発明の効果】新しい現像剤使用等で、発生する初期的
な現像性過多による、線幅の肥厚によって発生する文字
潰れ、及びMTFの低下の改善が、最大濃度の減少等の
副次的デメリットを伴わずに解決できる。更に顕像化さ
れる画像濃度に応じて、デューティ変更のフィードバッ
クを実施するから、初期的にもそれ以後も変わらない安
定した画質の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MTF定義の説明図
【図2】MTF説明図
【図3】トナー付着量の推移説明図
【図4】現像装置断面図
【図5】MTF測定結果説明図
【図6】イメージ階調パターン説明図
【図7】デューティ値の切り替え説明図
【符号の説明】
1 感光体 2 現像器 3 現像スリーブ 4 撹拌スクリュー 5 撹拌スクリュー 6 マグネットローラ 7 薄層形成部材 8 スクレーパ 9 現像剤補給口 10 トナー濃度センサー

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ書き込み系を有する画像形成装置
    において、画像形成したプリント数の増加に応じて1画
    素あたりのレーザの発光時間を変える制御手段を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 レーザ書き込み系を有する画像形成装置
    において、複数段階の出力濃度のパッチ画像を形成し、
    当該パッチ画像の内、ハーフトーンの濃度で作成したパ
    ッチ画像から読み取った画像濃度のみに基づいて、1画
    素あたりのレーザの発光時間を変える制御手段を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
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