JP4261873B2

JP4261873B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4261873B2
Application number: JP2002318873A
Authority: JP
Inventors: 智広玉置
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Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2009-04-30
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置に関し、特に像担持体上の現像剤像を中間転写体もしくは転写材等の転写媒体に転写する際の画像不良を防止するために、ドットパターン等の通常画像以外の画像を像担持体上に形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、表面を所定電位に帯電された感光ドラム等の像担持体上に、外部情報に応じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ等の発光素子による光を照射して照射部分の電位を変更することで静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像して、転写材搬送体が搬送する転写材又は中間転写体等の転写媒体に現像剤像（トナー像）を転写する記録装置である画像形成部を複数個有する画像形成装置が使用されている。こうした画像形成装置において、この複数の画像形成部が色の違った画像を形成し、転写材搬送体によって転写材を各記録装置に順次搬送しながら各画像を転写材上において多重転写したり、中間転写体上において各画像を多重転写した後、転写材に一括転写する等の方法によってカラー画像を形成しうる画像形成装置が提案されている。
【０００３】
感光ドラムからベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）への一次転写系を例として説明すると、この種の画像形成装置において、特に一次転写ラチチュードアップのため、一次転写電流を最適に設定することが考えられるが、一次転写電流が低い際には転写不良、一次転写電流が高い際には再転写を引き起こすこととなった。
【０００４】
そのため、一次転写ラチチュードアップをはかるためには、ドラムと中間転写ベルトに周速差をつける方法が好適に実施されている。この周速差により、特に二次色の細線の中央部が抜けることが無く、転写ラチチュード向上が図れるが、周速差により、ドラムと中間転写ベルト間で常に摩擦力が生じている。
【０００５】
このドラムと中間転写ベルトとの間の摩擦力のため、ドラムと中間転写ベルト間に現像剤（トナー）がある場合と無い場合で摩擦係数が変化し、ドラムの回転速度が変動する。そのためドラムへの画像露光がぶれてしまい画像スジが発生することとなる。
【０００６】
この現象は、感光ドラムから転写材搬送体に搬送された転写材へのトナー像の転写系においても発生する。ここでは、転写材搬送体や中間転写体をまとめて、転写移動手段と称す。
【０００７】
そのため、前記複数の画像形成部の回転速度とトナー像が転写される中間転写体や転写材搬送体等の転写移動手段との回転速度とに周速差が設けられた画像形成装置において、通常の外部情報によるトナー像つまり通常画像と重ねて、予め決めた所定の微小ドットによるドット現像剤像（ドットトナー像）を分散して転写移動手段上にドット分散画像（ドットパターン）を形成する画像形成装置が提案されている。こうして、感光ドラムと転写移動手段との回転速度に周速差を設けた画像形成装置においても、より安定した画像形成を行い、高品質な画像をプリント可能な画像形成装置を提供できる。
【０００８】
又、特許文献１に記載されているように、像担持体と転写移動手段に周速差を設けない構成でも、駆動ローラの偏芯等により意図しない速度差が発生し、その結果色ずれが発生してしまう。そこで、通常画像と重ねて、予め決めた所定の微小ドットによるドットトナー像を分散して転写移動手段上にドットパターンを形成することで、より安定した画像形成を行い、高品質な画像をプリント可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−５２７５８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドットパターンは、使用者が意図して形成する外部情報からの通常画像であるトナー像の上に重ねて形成されることが多く、第一の課題として、上記の画像形成装置で、予め決めた所定のドットパターンを形成する際に、各ドットトナー像をレーザフル点灯状態で形成すると、目立たないようにイエローで形成したとしても、外部情報によるトナー像におけるトナーが乗らない部分（白地部分）部分では、イエローによるドットトナー像が目立ってしまう欠点があった。
【００１１】
又、第二の課題として、逆に、ハーフトーンでドットパターンを形成した場合には、外部情報によるトナー像におけるベタ部分で、ドットパターンが、色が抜けて見えるため、通常画像のガサツキとなってしまい、画像の品質を低下させてしまっていた。
【００１２】
更に、摩擦力の変化による画像スジは、通常画像としてのカラー画像形成時のみに限らず、例えばカラー機で通常画像としてブラック（Ｋ）単色の画像形成を行なう場合やモノクロ機においても、摩擦力変化により濃淡の画像スジが現れる。そのため、ブラック単色画像形成時やモノクロ機による画像形成においては、ブラックのドットパターンを形成する必要が出てくるが、ブラックでドットパターンを形成した場合には、上記第一の課題、第二の課題共にイエローでドットパターンを形成した場合よりも、ドットパターンの目立ちやガサツキ等の欠点が強調され、画像品質の低下が大きな問題となっている。
【００１３】
従って、本発明の目的は、外部情報による通常画像以外にドット分散画像を形成する画像形成装置において、通常画像に重ねたドット分散画像の強調やそれによるガサツキを抑え、像担持体の移動速度と転写媒体移動速度との間に速度差を設けても、良好に画像形成を行う画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１５】
（１）外部情報に基づき像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、該画像形成部に近接し、表面に前記像担持体から前記現像剤像が転写され、表面が移動する中間転写体と、を有し、該中間転写体から前記現像剤像が転写材に転写される画像形成装置であって、
前記中間転写体表面において、少なくとも、前記外部情報に基づいた現像剤像が形成される通常画像領域、及び該通常画像領域の前記中間転写体移動方向で上流部分且つ前記転写材領域内に、１つもしくは複数のドット単位の面積のドット現像剤像を分散したドット分散画像を形成する画像形成装置において、
前記ドット分散画像形成領域において前記ドット現像剤像が形成されるドットのうち、前記外部情報による前記現像剤像の濃度が前記ドット分散画像の濃度より薄いドットにおいては、前記ドット分散画像の濃度で前記ドット現像剤像を形成し、前記ドット分散画像の濃度より濃いドットにおいては、前記外部情報に従った濃度で前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（２）前記複数の画像形成部それぞれに含まれる前記像担持体の回転速度と、前記中間転写体の表面移動速度と、に周速差を有することを特徴とする（１）の画像形成装置。
【００１７】
（３）外部情報に基づき像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、該画像形成部に近接し、表面に前記像担持体から前記現像剤像が転写される転写材を搭載して、表面が移動する転写材搬送体と、を有する画像形成装置であって、
前記転写材表面において、少なくとも、前記外部情報に基づいた現像剤像が形成される通常画像領域、及び該通常画像領域の前記転写材搬送体移動方向で上流部分且つ前記転写材領域内に、１つもしくは複数のドット単位の面積のドット現像剤像を分散したドット分散画像を形成する画像形成装置において、
前記ドット分散画像形成領域において前記ドット現像剤像が形成されるドットのうち、前記外部情報による前記現像剤像の濃度が前記ドット分散画像の濃度より薄いドットにおいては、前記ドット分散画像の濃度で前記ドット現像剤像を形成し、前記ドット分散画像の濃度より濃いドットにおいては、前記外部情報に従った濃度で前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（４）前記複数の画像形成部それぞれに含まれる前記像担持体の回転速度と、前記転写材搬送体の表面移動速度と、に周速差を有することを特徴とする（３）の画像形成装置。
【００１９】
（５）前記ドット分散画像は、画像領域を主走査方向ｍドット、副走査方向ｎドットのドット領域に区切って、該ドット領域のうち１つもしくは複数のドットに前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
実施例１
以下、本発明に係る第一の実施例たる画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２２】
図１０は、本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式とし、通常画像形成においては、光学系１Ｒにて外部情報である原稿の画像を読み取り、画像出力部１Ｐにて光学系１Ｒからの外部情報より画像を転写材Ｐに形成し、更に、画像出力部１Ｐに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部１０を並列に配し、且つ、中間転写方式を採用したカラー画像出力装置１として説明していく。
【００２３】
画像出力部１Ｐは大別して、各々の構成が同一である４つのステーション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが並設された画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御部８０（図１１）から構成される。
【００２４】
更に、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。各ステーション１０ａ〜１０ｄにおいて、像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に沿って、一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、露光部である光学系の露光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。
【００２５】
一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光部１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。
【００２６】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これを「トナー」と称する。）をそれぞれ収納した現像装置１４ｄ〜１４ａによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像である現像剤像（トナー像）を、転写媒体としての中間転写体である中間転写ベルト３１に、一次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおいて転写する。
【００２７】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄが回転して、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄを通過した下流で、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム１１ａ〜１１ｄ表面の清掃を行う。
【００２８】
以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２９】
給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂ、手差しトレイ２７、カセット２１ａ、２１ｂ内もしくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、及び、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂで構成される。
【００３０】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、巻架ローラとして、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３、ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻架される。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間に一次転写平面Ｔが形成される。
【００３１】
駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルト３１とのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって矢印方向へ回転駆動される。
【００３２】
一次転写平面Ｔは、各画像形成部１０ａ〜１０ｄに対向し、その内部では各感光ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト３１の一次転写面Ｔに対向するようにされている。よって一次転写面Ｔに一次転写部Ｔａ〜Ｔｄが位置することになる。
【００３３】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写部Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが配置されている。又、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。
【００３４】
又、中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングブレード５１、及び廃トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。
【００３５】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着ローラ４１ａと、そのローラ４１ａに加圧される４１ｂ（このローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対４１のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、また、上記ローラ対４１から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５等から構成される。
【００３６】
制御部８０は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（不図示）、制御基板（不図示）や、モータドライブ基板（不図示）等から構成される。制御部８０より画像形成動作開始信号が発せられると、選択された用紙サイズ等により選択された給紙段から転写材Ｐの給紙を開始する。
【００３７】
次に装置の動作に即して説明を加える。
【００３８】
制御部８０より画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２ａ又は２２ｂ又は２６により、カセット２１ａ又は２２ｂ又は手差しトレイ２７から転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、転写材Ｐ先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０ａ〜１０ｄが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。レジストローラ２５ａ、２５ｂの回転は、転写材Ｐと、画像形成部１０より中間転写ベルト３１上に一次転写された現像剤像（トナー像）とが、二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３９】
一方、画像形成部１０では、制御部８０からの画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において、一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。
【００４０】
一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストレーション（画像位置）を合わせて次のトナー像が転写されることになる。他の色の一次転写領域Ｔａ、Ｔｂについても同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が重ねて中間転写ベルト３１上に一次転写される。
【００４１】
その後転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧を印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色の重畳トナー像が転写材Ｐの表面に一括転写される。その後転写材Ｐは搬送ガイド４３によって、定着ローラ対４１のニップ部まで正確に案内される。そして定着ローラ対４１の熱及びニップの圧力によってトナー像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ対４４、４５により搬送され、転写材Ｐは機外４８に排出される。
【００４２】
この種の画像形成装置における、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ間の機械的取り付け誤差および各露光部１３ａ〜１３ｄによって発生するレーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の理由により各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上で形成された各カラー画像のレジストレーションのずれ、つまり色ずれ（レジずれ）を補正するために、転写領域Ｔ面上で、すべての画像形成部１０の下流の位置で、駆動ローラ３２にてベルト３１が折り返される前の位置に、レジずれを検知するレジセンサ６０が設けられている。中間転写ベルト３１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの速度差により、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの回転速度が変わることにより色ずれが生じた場合は、このレジセンサ６０によって、色ずれが検知される。
【００４３】
図１１は、レジストレーション補正用パターン（色ずれ検知用画像）を検知する為の色ずれ検知手段であるレジセンサ（発光体としてのＬＥＤと受光体としてのフォトダイオードを含む）６０付近の概要図である。
【００４４】
制御部８０内のレジストレーション補正用パターン発生部８１からの信号によって感光ドラム１１ａ〜１１ｄから転写ベルト３１上に作成されたレジストレーション補正用パターン画像（色ずれ検知用画像）を、発光素子と受光素子とで構成される色ずれ検知手段であるレジセンサ（検知手段）６０で読み取り、各色に相当する感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上でのレジずれを検知し、制御部８０が有する色ずれ補正手段として、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけたり、又は、レーザービーム光路中に設けられている折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを駆動したりして、光路長変化あるいは光路変化の補正を行っている。
【００４５】
中間転写ベルト３１は、原材料としてゴム・エラストマー等の弾性体にて作成された無端ベルトであり、周方向のヤング率は１０⁷Ｐａ以上である。中間転写ベルト３１の厚さは、厚み精度や強度を確保し、かつ柔軟な回転駆動を実現するという観点から０．３ｍｍ〜３ｍｍが望ましい。更に、中間転写ベルト３１は金属粉末（カーボンなど）等の導電剤を添加することで、所望の抵抗値（体積抵抗値としては１０¹¹Ωｃｍ以下が望ましい）に調節されている。
【００４６】
又、本実施例において、一次転写ラチチュードを上げるため、ドラム１１ｄ〜１１ａの回転速度と中間転写ベルト３１の回転速度は数パーセント程度中間転写ベルト３１が早いように周速差が設けられている。
【００４７】
このように像担持体と中間転写体に周速差を設けた画像形成装置においては、上記の工程を経て、光学系１Ｒにより読みとれられた外部情報より通常画像形成を行う前に、予め決めた所定画像を中間転写ベルト上に形成する。
【００４８】
通常、感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１間に周速差がある場合、従来技術にて説明したように、摩擦力が生じ、ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１間にトナーがある場合と無い場合でそれが変化し、ドラム１１ａ〜１１ｄの回転速度が変動し、そのためドラム１１ａ〜１１ｄへの画像露光がぶれてしまい画像先端部に画像スジが発生する。
【００４９】
画像先端部に画像スジが発生することは、感光ドラム１１ａ〜１１ｄと転写ベルト３１との間において、トナーが無い状態からある状態へと急に変化する、転写部Ｔａ〜Ｔｄを非画像領域から画像領域に侵入する画像書き出し位置にて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの速度が変動してぶれやすいことを意味する。
【００５０】
つまり感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成されたトナー像を転写する前に、転写ベルト３１上に前もって所定画像を形成することによって、転写部Ｔａ〜Ｔｄに用紙エリア（転写材領域）が侵入した時点から、転写ベルト３１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの間にトナーが存在するため、画像領域に侵入して、トナーが無い状態からある状態へと急に変化することを避けることで、ドラム１１ａ〜１１ｄの回転速度の変動を緩和できる。そのことにより安定した画像形成を行える。
【００５１】
本発明においては、この所定画像は、固定の主走査位置にドットが打たれないように、１つもしくは複数のドット単位の面積の微小面積のトナー像（以下、「ドット現像剤像（ドットトナー像）」と称す。）が分散されたドット分散画像（以下、「ドットパターン」と称す。）とする。なぜならば、常に固定の主走査位置にドットが打たれると、二次転写ローラ３６に縦スジ汚れが発生したり、クリーニングブレード５１の特定位置にトナーが溜まったり、あるいは、転写材Ｐに転写されたドットトナー像が目立ってしまうという問題があるからである。
【００５２】
尚、ここでは、レーザービームが走査される方向つまり転写ベルト３１の移動方向と交差する方向を主走査方向、感光ドラム１１や転写ベルト３１が移動する方向を副走査方向と称す。
【００５３】
間にトナーが存在するかしないかで生じる中間転写ベルト３１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの摩擦係数の変化を防ぐために、通常画像形成前にてドットパターンを形成することが必要であるが、本実施例においては、通常画像形成前から画像形成終了時まで連続してドットパターンを形成する。
【００５４】
図２は、本実施例におけるドットパターン形成のタイミングチャートである。図中「用紙エリア信号」とは、転写材Ｐの用紙サイズに応じた副走査方向の用紙エリア（転写材領域）信号を示し、「画像書き出しタイミング信号」とは、実際に通常画像形成を開始するタイミング信号を示している。「ドットパターンエリア信号」とは、本発明とするところのドットパターンを中間転写ベルト３１上に形成する画像エリア信号を示し、図示したように予め決めたドットパターン形成は通常画像形成前に画像形成を開始することとする。
【００５５】
更に、本実施例においては、Ｎ枚の連続プリント時において、１枚目の画像エリア開始タイミングからＮ枚目の画像エリア終了タイミングの間、連続してドットパターンを形成し、通常プリント画像エリア内は、ドットパターンと通常プリント画像を合成した画像を形成することになる。
【００５６】
中間転写ベルト３１において、こうしたタイミングで形成された通常画像領域とドットパターンエリアを図３に示す。
【００５７】
通常画像領域外に斜線で示されたエリアを含めた用紙エリア（転写材領域）内全域が本発明とするところのドットパターンエリア（領域）を示し、その画像は図中斜め線でかかれた画像である。
【００５８】
その内側点々で囲まれたエリアは通常画像エリアを示し、副走査方向画像書き出し信号によって画像形成されたる領域を示す。ここでは、通常画像エリアにおける通常画像の上にドットパターンを重ねて形成されている。
【００５９】
このことによって、通常画像とその中間転写ベルト３１移動方向上流側のドットパターン領域に隙間が無くなるので、転写ニップＴａ〜Ｔｄでのトナーが存在しない部分から存在する部分に変化することによる摩擦係数の変動が避けられる。
【００６０】
中間転写ベルト３１移動方向で通常画像領域直上流部分のドットパターンについては、上記のように通常画像領域との間に隙間がないことが好ましいが、図２に示すタイミング以外のタイミングでドットトナー像を形成した場合でも、転写材領域内に存在していれば、通常プリント画像を転写する前に、トナーが転写ベルト３１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの間に存在しているので、中間転写ベルト３１と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの間の摩擦係数の変化を軽減できる。又、このようなドットパターンで通常画像形成領域以外の転写材領域内に形成された部分は、二次転写ローラ３６の動作タイミングを調整し、転写材Ｐには転写されないようになっている。
【００６１】
又、本実施例では、一次転写平面Ｔの最上流のステーション１０ｄにおいて、現像装置４ｄにイエロートナーが収納されており、イエロートナー像を形成するＹステーションとし、イエロー（Ｙ）の画像に微小なドットトナー像を重ね合わせて形成する。他のステーション１０ａ〜１０ｃをＫ、Ｃ、Ｍステーションとし、それぞれブラック（Ｋ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナーが現像装置４ａ〜４ｃに収納され、それぞれの色のトナー像を形成する。これは、最上流のステーションの画像にドットトナー像を付加することで、下流の全てのステーションの一時転写時にそのドットトナー像が摩擦力変動を緩和するように働くとともに、イエローのドットであれば、他のＭ、Ｃ、Ｋのドットに比べて、転写材Ｐに転写された後に目立ちにくいからである。
【００６２】
ここで、ドットパターンの形成方法を説明する。
【００６３】
露光部１３ｄに入力される画像データは、図４のブロック図のように生成される。
【００６４】
制御部８０内のホストＰＣ１０１あるいはリーダー（画像読み取り部）１０２から入力された通常画像を形成するための外部情報は画像処理部１０３で処理され、露光部１３ａ〜１３ｄに作用するレーザーユニット１０５を駆動するための通常画像信号（ａ’）として出力される。又、ドットパターン形成部１０６では、微小なドットトナー像の分布されたドットパターンを形成するためのドットパターン信号（ｂ）が生成される。
【００６５】
濃度判定回路１０４の処理については後に詳しく説明するが、ドットパターン信号（ｂ）が１か０かにより、通常画像信号（ａ’）に含まれる画像濃度情報（ａ）による通常画像濃度値Ａがそのまま、もしくはドットパターン用に定義された所定濃度値ＢがＰＷＭ回路１０７に送られ、ＰＷＭ回路１０７では、図９（ａ）で示されるような画像濃度信号に応じたパルス幅を生成するＰＷＭテーブルによりパルス幅信号に変換されて、レーザーユニット１０５に送られ、感光ドラム１１ｄ上に形成されるトナー像は、図３に示すような、通常画像とドットパターンを重ね合わせたものになる。
【００６６】
本実施例におけるドットパターン形成部１０６の処理を図５と図６で説明する。尚、本実施例の処理においては、ドットパターンは図７に示したようなドットパターンが形成されるが、本例は、あくまでも一例であり、他の方法によって、他のドットパターンを作成してもよい。
【００６７】
図５に示すように、ドットパターン形成部１０６は、カウンタ８Ａ回路２０１、カウンタ６回路２０２、カウンタ８ｂ回路２０３、及びＬＵＴ２０４の４つの回路より構成されている。
【００６８】
例として、ドットパターンを形成する微小ドット領域の主走査方向Ｘのドット数ｍを８ドット、副走査方向Ｙのドット数ｎを６ドット、シフトドット数ｋを１とする。又、本実施例では、ドット領域内に形成するドットトナー像が有するドットの数は１つのみとし、その位置はドット領域内の（主走査方向Ｘ，副走査方向Ｙ）＝（３，０）とする。
【００６９】
ここで図６に示すドットパターン１０６の動作を説明する。
【００７０】
カウンタ８Ａ回路２０１は、主走査方向Ｘの位置をカウント数ｍ＝８でカウントするものであり、画像クロックをクロック入力にして、ドット領域の一区画である０から７のカウントを繰り返して、付加画像形成エリアの主走査方向Ｘをドット領域に分割していく。
【００７１】
ドットパターンエリアの主走査方向Ｘ先端の位置のカウント数である初期値のロードが可能となっており、カウンタ８Ｂ回路２０３の出力を初期値として、主走査トップ信号をロード信号にしている。カウンタ８Ｂ回路２０３の初期値は、ここでは、０であるので、カウンタ８Ａ回路２０１は、主走査方向先端部分を０とカウントし、０から７までのカウントをドットパターンの主走査方向後端に達するまで繰り返す。
【００７２】
カウンタ６回路２０２は、主走査トップ信号をクロックとしてカウントアップするカウンタであり、０から５のカウントを繰り返す。つまりカウンタ８Ａ２０１による主走査方向のカウントが一回終了したときに１だけカウントアップする。即ち、副走査方向のカウントをｎ＝６で行う。
【００７３】
カウンタ８Ｂ回路２０３は、シフト時の初期値をカウントするカウンタであり、カウンタ６回路２０２が、副走査方向に０から５までカウントして再び０に戻るとき、つまり、オーバーフローする度にカウントアップしていき、主走査トップ信号が入ると、そのカウント値がカウンタ８Ａ２０２にロードされる。つまり、カウンタ８Ａ２０１が主走査方向にドットパターンの端から端までを６回カウントした後に、カウンタ８Ｂ２０３が１だけカウントアップする。そして、カウンタ８Ａ２０１の主走査トップ信号がロードされたときの初期カウント数が１アップし、カウント初期値が０だったら１と変更され、主走査方向に１から２、３、４、というようにカウントされていく。
【００７４】
ＬＵＴ２０４には、カウンタ８Ａのカウント値とカウンタ６のカウント値が入力され、その組み合わせがＬＵＴで設定された値と一致するとＬＵＴの出力が“Ｈ”となり、微小ドットトナー像が形成される。本実施例では、カウンタ８Ａ２０１が３、カウンタ６回路２０２が０、とカウントした位置（Ｘ，Ｙ）＝（３，０）にドットトナー像が形成される。
【００７５】
このようにドットパターン形成部が動作する結果、微小ドットパターンが図７のように形成される。図７の小さな四角一つ一つが画素（ドット）であり、斜線の画素にドットパターンのドットトナー像が形成されている。
【００７６】
副走査方向のカウントが６回なされる毎にカウントアップしていく、カウンタ８Ｂ２０３のカウント値を初期値としてカウンタ８Ａ２０１は主走査方向にカウントされるため、副走査方向のカウントが進むに連れ、３とカウントされてドットトナー像が形成される位置は、シフトドット数ｋ＝１だけ主走査方向にずれていく。
【００７７】
主査方向に主走査６ライン毎にドットトナー像の主走査位置がシフトドット数ｋ＝１ドットづつ主走査方向と反対にシフトしているので、ドットトナー像が形成される主走査位置が均一となり、二次転写ローラに縦スジ汚れが発生したり、クリーニングブレードの特定位置にトナーが溜まったり、あるいは、転写材に転写されたドットトナー像が目立ってしまうという問題が発生しない。
【００７８】
本実施例ではシフトドット数ｋを１にしたが、ドット領域の主走査方向のサイズｍが８ドットの場合には、シフトドット数ｋとして、３、５、７等のｍとｋの最大公約数が１となるような値を採用しても、ドットトナー像が形成される主走査位置を均一にできる。
【００７９】
前記に記載したように、こうして形成されたドットパターンは図３に示される、用紙エリア全域に形成され、通常画像に重ねて形成されるので、通常画像が転写部Ｔａに到来するタイミングで、感光ドラム１１ｄと中間転写ベルト３１とのニップ部に既に現像剤が存在する状態であるので、これにより、ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１間の周速差を有しても、ドラム１１ａ〜１１ｄと転写ベルト３１間のトナーの有無による摩擦係数変動、ドラム１１ａ〜１１ｄの回転速度の変化を防止し、ドラム１１ａ〜１１ｄへの画像露光のぶれによる画像先端部の画像スジの発生を回避し、更に、放射ノイズレベルが上がることとなく、二次転写ローラ３６に縦ラインスジ汚れを引き起こすことのない、より安定した画像形成を行い、高品質な画質をプリント可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【００８０】
尚、本実施例においては、ドットパターンにおいて、副走査方向をたどると、主走査方向にドットトナー像がシフトしていき、画像全体では斜め線状の図７に示したドットパターンが形成される。このようにすれば、主走査方向に固定されてドットが打たれる画像にはなりにくいが、本発明はそれに限定されるものではなく、ドットパターンとして形成される画像は、通常画像の種類やその他の条件によって、適当な画像を選択することができる。その場合は、各カウンタの主走査方向及び副走査方向のカウントの方法や各ドット領域におけるドットトナー像の位置が変更されたり、ドット領域を区画しないこともある。
【００８１】
しかしながら、上記のようにドットパターンと通常画像が重なって形成される場合は、通常画像の白地部分でドットトナー像が目立ってしまったり、通常画像においてドットパターンが現れてガサツキが発生してしまうことがある。ガサツキは、特に高濃度のベタ画像にハーフトーンのドットパターンが重ねて形成された際に、特に強く現れる。
【００８２】
そこで、本発明は、こうしたドットパターンによるガサツキを、ドットパターンと通常画像が重なった領域におけるドット毎に、外部情報からの通常画像濃度を判定し、それによって各ドットにおける出力濃度を調整することにより、その目立ちとガサツキを抑えることを特徴とするものである。
【００８３】
本実施例においては、前記に図４を用いて説明したように、濃度判定回路１０４にて、ドットパターン形成領域における各ドットにおいて、ドットトナー像を形成するか否か、又はその形成されるドットトナー像の濃度を決定する。
【００８４】
図１のフローチャートを用いて、ステップＳ１〜Ｓ５に示す濃度判定回路１０４の処理を説明する。本実施例では、各ドットにおける画像濃度信号の濃度値Ａは００ｈからＦＦｈまでの２５６階調を有するものとし、付加する所定のドットパターンの濃度値ＢはＣ０ｈであるとする。
【００８５】
この所定濃度値Ｂは、通常画像において白地部分に形成されても、それほど目立たない程度の濃度に設定される。目立ちやすさを考えると低濃度程良いが、低濃度では静電潜像が浅いため、同一濃度でドットを形成した場合も機械間差により実際に乗るトナー量がばらついてしまい、期待した効果が得られない場合がある。よって、この濃度としては、ドット再現の良い機械構成であれば中間値（４０ｈ）以上が選ばれ、ドット再現が悪い場合は８０ｈ以上を使用する。
【００８６】
ステップＳ１：画像クロック毎に画像濃度信号（ａ）とドットパターン信号（ｂ）（図４）が濃度判定回路１０４に入力される。
【００８７】
ステップＳ２：ステップＳ１にて濃度判定回路１０４に入力されたドットパターン信号（ｂ）が１かどうか判断され、１であれば、ドットトナー像を付加すべきドットであると認識される。
【００８８】
ステップＳ３：ステップＳ２にてＹＥＳの場合、画像濃度信号（ａ）による通常画像濃度値Ａが所定濃度値Ｂ＝Ｃ０ｈより大きいかどうかが判定される。
【００８９】
ステップＳ５：ステップＳ３にて、通常画像濃度値Ａが所定濃度値Ｂ＝Ｃ０ｈ以下と判定されたとき、ドットパターンにおいて設定された濃度より薄いので、ＰＷＭ回路１０７には、所定濃度値ＢであるＣ０ｈを出力する。
【００９０】
ステップＳ４：ステップＳ２にてＮＯの場合、つまりドットパターン信号（ｂ）が０の場合は、ドットパターンを付加すべきドットではないので、ＰＷＭ回路１０７には画像濃度信号（ａ）からの通常濃度値Ａをそのまま出力する。又、ステップＳ３で通常画像濃度値Ａが所定濃度値Ｂ＝Ｃ０ｈより大きいと判定された場合も、画像再現をよくするため、ＰＷＭ回路１０７には画像濃度信号（ａ）による通常濃度値Ａをそのまま出力する。
【００９１】
例として、（通常画像濃度Ａ，ドットパターン信号（ｂ）による入力値ｂが、（８０ｈ，０）、（８０ｈ，１）、（Ｅ０ｈ，０）、（Ｅ０ｈ，１）の４通りについて出力濃度Ｃを図１のフローチャートに従い判定し、（Ａ，ｂ）→出力濃度値Ｃとして表すと、以下のようになる。
（８０ｈ，０）→８０ｈ
（８０ｈ，１）→Ｃ０ｈ
（Ｅ０ｈ，０）→Ｅ０ｈ
（Ｅ０ｈ，１）→Ｅ０ｈ
【００９２】
こうして、ドットパターンの形成において、ドットパターンにおけるドットトナー像を付加するドット部分の通常画像の濃度が、所定濃度Ｃ０ｈより薄い部分は所定濃度であるＣ０ｈでドットトナー像が付加され、濃い場合は画像信号からの濃度情報そのままの通常画像濃度で作像される。つまり、通常画像が所定濃度より濃い場合は、このひとつのドットにおいて、感光ドラム１１ｄにて、ここではイエローの現像剤を通常画像の濃度分だけ使用して現像を行う。
【００９３】
そのため、通常画像において濃度の低い部分においては、ドットトナー像は所定濃度より濃くは作成されず、例え通常画像の白地部分にドットトナー像が付加されても、目立つことはない。又、更に、通常画像で濃度が濃い部分には通常画像の濃度より薄いドットパターンが形成されることは無いので、通常画像においてドットパターンが強調されることもなく、画像にガサツキ等が生じない。
【００９４】
実施例２
次に、実施例２を説明する。実施例１との違いは、レーザーユニット１０５に入力されるＰＷＭ信号の生成方法である。図８に本実施例のブロック図を示す。
【００９５】
画像処理部で生成された画像濃度信号（ａ）、及びドットパターン信号（ｂ）はそのままＰＷＭ回路１０７に入力される。
【００９６】
ＰＷＭ回路１０７内には、ＰＷＭテーブルが２つ用意され、入力されたドットパターン信号（ｂ）が、ＰＷＭテーブルの選択に使用される。即ち、ドットパターン信号（ｂ）が０の場合は、ＰＷＭテーブルＴ０が使用され、ドットパターン信号（ｂ）が１の場合は、ＰＷＭテーブルＴ１が使用される。
【００９７】
本実施例にて採用するＰＷＭテーブルＴ０を図９（ａ）に、ＰＷＭテーブルＴ１を図９（ｂ）に示す。
【００９８】
図９（ａ）に示すように、ＰＷＭテーブルＴ０は画像濃度信号に対して比例増加するパルス幅を生成するテーブルである。画像濃度信号（ａ）による画像濃度Ａが００ｈの場合はパルス幅が０になり、通常画像濃度ＡがＦＦｈの場合は、パルス幅最大のフル点灯データを生成する。
【００９９】
一方、図９（ｂ）に示すように、ＰＷＭテーブルＴ１によると、通常画像濃度ＡがＣ０ｈ以下であれば、ＰＷＭテーブルＴ０のＣ０ｈに相当する一定パルス幅の信号を生成し、それ以上の画像濃度信号に対しては通常画像濃度値Ａに比例増加するパルス幅を生成する。
【０１００】
よって、結果として実施例１の回路と同様のパルス幅信号が得られ、画像濃度信号が所定値Ｂより薄い部分は所定濃度Ｂ＝Ｃ０ｈでドットトナー像を形成し、所定値より濃い場合は画像濃度信号そのままで作像されるため、画像にドットトナー像の目立ちやガサツキ等が生じない。
【０１０１】
尚、本実施例においては、転写材領域全域にドット分散画像を形成したが、転写材領域全域に形成されなくともよく、ドット分散画像は、転写材領域内で、画像形成領域より中間転写ベルト移動方向上流側部分と、通常画像領域に重なった領域において作成されればよく、通常画像に重なったドットトナー像部分において、本発明は適用される。
【０１０２】
以上、本実施例においては、本発明を複数の感光ドラムを有し、複数色から画像を形成する構成のカラー画像形成装置において説明したが、画像形成装置の構成は、これに限定されるものではなく、単色の画像形成装置でもよいし、感光ドラムが１つの画像形成装置にも適用できる。
【０１０３】
例えば、摩擦力の変化による画像スジは、カラー画像形成時のみに限らず、例えばカラー機でブラック単色の画像形成を行なう場合や、モノクロ機においても、摩擦力変化により濃淡の画像スジが現れるため、ブラックのドットトナー像を形成する必要があり、その場合も本発明を利用することにより、ドットトナー像を目立たせること無く、ガサツキ等により画像品質を低下させることのない画像形成装置を実現できる。
【０１０４】
又、中間転写体を使用しない画像形成装置において、像担持体から直接転写材搬送体等に搭載された転写材に現像剤像を転写する系においても、本発明は適用でき、その場合転写材搬送体と像担持体の移動速度に周速差が設けられることが多い。
【０１０５】
又、像担持体と転写移動手段に周速差を設けない構成でも、駆動ローラの偏芯等により意図しない速度差が発生する場合があるので、本発明が適用できる。
【０１０６】
又、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、中間転写体や、転写材搬送体に搬送された転写材表面において、少なくとも、外部情報に基づいた通常画像領域、及び該通常画像領域の中間転写体や転写材搬送体移動方向で上流部分且つ転写材領域内に、１つもしくは複数のドット単位の面積のドット現像剤像を分散したドット分散画像を形成し、ドット分散画像形成領域においてドット現像剤像が形成されるドットのうち、外部情報による現像剤像の濃度がドット分散画像の濃度より薄いドットにおいては、ドット分散画像の濃度でドット現像剤像を形成し、ドット分散画像の濃度より濃いドットにおいては、外部情報に従った濃度でドット現像剤像を形成するので、ドラムの回転速度の変化を防止し、画像スジの発生を回避し、更に、ドット現像剤像を目立たせること無く、ガサツキ等により画像品質を低下させることのない画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドット現像剤像の濃度決定方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るドット分散画像を形成するタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係るドット分散画像及び通常画像領域の一例を示す正面図である。
【図４】本発明に係るドット現像剤像の濃度決定を行う制御回路の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るドット分散画像形成を行う制御回路の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るドット分散画像の形成方法の一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係るドット分散画像の形成方法の一例を示す説明図である。
【図８】本発明に係るドット現像剤像の濃度決定を行う制御回路の他の例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係るドット現像剤像の濃度決定を行う制御回路の他の例にて使用されるパルス幅と濃度との関係を示すＰＷＭテーブルである。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１１】色ずれ検知機構の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｄプロセスステーション（画像形成部）
１１ａ〜１１ｄ感光ドラム（像担持体）
３１中間転写ベルト（中間転写体）
１０４濃度判定回路
１０６ドットパターン（ドット分散画像）形成部
１０７ＰＷＭ回路
１０５レーザユニット

Claims

外部情報に基づき像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、該画像形成部に近接し、表面に前記像担持体から前記現像剤像が転写され、表面が移動する中間転写体と、を有し、該中間転写体から前記現像剤像が転写材に転写される画像形成装置であって、
前記中間転写体表面において、少なくとも、前記外部情報に基づいた現像剤像が形成される通常画像領域、及び該通常画像領域の前記中間転写体移動方向で上流部分且つ前記転写材領域内に、１つもしくは複数のドット単位の面積のドット現像剤像を分散したドット分散画像を形成する画像形成装置において、
前記ドット分散画像形成領域において前記ドット現像剤像が形成されるドットのうち、前記外部情報による前記現像剤像の濃度が前記ドット分散画像の濃度より薄いドットにおいては、前記ドット分散画像の濃度で前記ドット現像剤像を形成し、前記ドット分散画像の濃度より濃いドットにおいては、前記外部情報に従った濃度で前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。
前記複数の画像形成部それぞれに含まれる前記像担持体の回転速度と、前記中間転写体の表面移動速度と、に周速差を有することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
外部情報に基づき像担持体上に現像剤像を形成する画像形成部と、該画像形成部に近接し、表面に前記像担持体から前記現像剤像が転写される転写材を搭載して、表面が移動する転写材搬送体と、を有する画像形成装置であって、
前記転写材表面において、少なくとも、前記外部情報に基づいた現像剤像が形成される通常画像領域、及び該通常画像領域の前記転写材搬送体移動方向で上流部分且つ前記転写材領域内に、１つもしくは複数のドット単位の面積のドット現像剤像を分散したドット分散画像を形成する画像形成装置において、
前記ドット分散画像形成領域において前記ドット現像剤像が形成されるドットのうち、前記外部情報による前記現像剤像の濃度が前記ドット分散画像の濃度より薄いドットにおいては、前記ドット分散画像の濃度で前記ドット現像剤像を形成し、前記ドット分散画像の濃度より濃いドットにおいては、前記外部情報に従った濃度で前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする画像形成装置。
前記複数の画像形成部それぞれに含まれる前記像担持体の回転速度と、前記転写材搬送体の表面移動速度と、に周速差を有することを特徴とする請求項３の画像形成装置。
前記ドット分散画像は、画像領域を主走査方向ｍドット、副走査方向ｎドットのドット領域に区切って、該ドット領域のうち１つもしくは複数のドットに前記ドット現像剤像を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。