JP5808314B2

JP5808314B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5808314B2
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Inventors: 修一鉄野; 秀明長谷川; 北村　拓也; 拓也北村
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Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、帯電、露光の技術に関する。

一般的な電子写真方式の画像形成装置は、帯電した感光ドラムを露光して形成した静電潜像に対してトナー現像を行い、感光ドラム上にトナー像を形成する画像形成ステーションと、感光ドラム上のトナー像を静電的に受像部材へと転写する転写部とを有する。フルカラー画像を形成する画像形成装置は、複数の画像形成ステーションを有し、各々の画像形成ステーションで形成した単色のトナー像を受像部材としての中間転写体あるいは記録材などに重畳するように順次転写することでフルカラー画像を形成する。
転写部では、転写部材に印加した電圧により静電的にトナー像を感光ドラム上から受像部材上へと転写する。このとき、転写部材から感光ドラムへ電荷が移動することで感光ドラムの表面電位が変動することがある。電荷の移動の程度は、受像部材としての記録材が転写部にあるか否か、すなわち、記録材が感光ドラムと転写部材との間に存在するか否かによって変わる。特に、記録材が転写部に導入されていないときは、転写部材から感光ドラムへ電荷が移動し易く感光ドラムの表面電位変動が起こり易い。したがって、記録材が転写部を通過した後に感光ドラムに表面電位差が生じることがある。
また、記録材や中間転写体などの受像部材にトナー像が形成されている場合、電荷の移動はトナーによって妨げられる。フルカラーの画像形成装置の場合、上流の画像形成ステーションで受像部材にトナー像が形成された状態で、下流の画像形成ステーションでトナー像の転写を行うと、受像部材上のトナー像が形成されている箇所では感光ドラムの表面電位が変動しづらい。したがって、転写時に受像部材上にトナー像が形成されている箇所と形成されていない箇所で転写部通過後の感光ドラムに表面電位差が生じることがある。
このような受像部材が転写部を通過した後の感光ドラムの表面電位差（転写メモリ）は、その後の帯電手段による感光ドラム上の再帯電を経ても残留することがありハーフトーン画像の濃度ムラの原因となる。
転写メモリは、帯電手段による再帯電時の帯電量を大きくすることで消去することができる。特許文献１では画像形成に必要な電位よりも高い電位に感光ドラムを帯電することで転写メモリを消去した後、感光ドラム表面を弱露光することで画像形成に必要な電位を形成する手段が開示されている。

特開２００８−８９９１号公報

しかしながら、特許文献１で開示された手段では感光ドラムを画像形成に必要な電位よりも高い電位に帯電するため、感光ドラムと帯電手段間の放電が大きくなる可能性があり、感光ドラムの劣化が促進される可能性がある。また、感光ドラムを弱露光することで画像形成に必要な電位を形成するため、露光によっても感光ドラムの劣化が促進される可能性がある。

本発明の目的は、転写メモリによるハーフトーン濃度ムラを抑制しつつ感光ドラムの劣化をも抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成は、
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像情報に基づき設定するものであり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像に所定の濃度以上の画素が含まれている場合には前記所定の濃度以上の画素が含まれない場合よりも、後に転写を行う前記画像形成ステーションにおいて前記帯電装置に印加する印加電圧の絶対値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、転写メモリによるハーフトーン濃度ムラを抑制しつつ感光ドラムの劣化をも抑制することができる。

画像形成装置の概要説明図画像形成装置のブロック図実施例１における画像形成シーケンスの説明図実施例１における画像形成シーケンスの効果検証結果の説明図実施例２における画像形成シーケンスの説明図実施例２における画像形成シーケンスの効果検証結果の説明図実施例１における検証用画像の説明図実施例３における画像形成シーケンスの説明図実施例３における検証用画像の説明図実施例３における画像形成シーケンスの説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
本発明の実施例１に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色フルカラー、解像度６００ｄｐｉの画像形成装置である。この画像形成装置は、イメージリーダ（原稿画像読装置）・パソコン・ファクシミリ等のホスト装置から制御部に入力する電気的
画像信号に基づいて記録媒体としてのシート状の記録材Ｐに画像形成を行う。制御部は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施例に係る画像形成装置は、４つの画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、一次転写部２、中間転写ユニット３、二次転写部４、定着部５、記録材搬送路を有する。画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで形成した単色のトナー像（現像剤像）を、一次転写部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにて中間転写ユニット３の中間転写ベルト（中間転写体）３１上に重畳するように順次転写する。これにより、受像部材（被転写部材）としての中間転写ベルト３１上にフルカラーのトナー像を形成する。中間転写ベルト３１上に形成したフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト３１を回転駆動することで２次転写部４に搬送され、２次転写部４において記録材Ｐ上に転写される。フルカラーのトナー像を保持した記録材Ｐは定着部５へと搬送され、加熱・加圧されることでフルカラーのトナー像を定着される。

画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、使用するトナー（現像剤）の色が異なるのみで構成は互いに同じである。ここでは、代表として画像形成ステーションＫの構成についてのみ説明する。画像形成ステーション１Ｋは、感光ドラム１１、帯電手段１２、露光手段１３、現像手段１４、クリーニング手段１５を有する。感光ドラム（像担持体）１１は、感光ドラム１１の軸線を中心に矢印Ｒ１方向に所定の速度で回転駆動される。帯電手段１２は、感光ドラム１１の表面を所定の極性（本実施例では負極性）・電位に一様に帯電する手段であり、本実施例では接触帯電ローラを用いている（以下、帯電ローラ１２）。露光手段１３は、感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成する手段であり、本実施例ではレーザースキャナユニットを用いている（以下、スキャナ１３）。このスキャナ１３は、制御手段及び画像濃度情報を取得する取得手段としての制御部８（図２参照）から入力される画像形成情報に従って感光ドラム１１の帯電処理面を走査露光し、感光ドラム１１の表面電位を変化させ、感光ドラム１１上に静電潜像を形成する。画像形成情報とは、ホスト装置入力された画像情報を画像形成装置が画像形成可能な形式に変換したデータであり、制御部にて作成される。画像形成情報は、解像度６００ｄｐｉで各画素においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの濃度情報を有しており、各色の濃度情報は最小で０％、最大で１００％である。濃度は、露光強度によって調整することが可能であり、露光強度を強めると濃度は高くなり、露光強度を弱めると濃度は低くなる。

現像手段１４は、トナーとして正規極性が負帯電性の非磁性のブラックトナーを用いた接触現像型の反転現像方式の現像器である。正規極性とは、現像に供される際のトナーの帯電極性を指し、負帯電の感光ドラム１１において、反転現像を行う場合は、正規極性は負極性となる。現像手段１４はトナーを担持する現像ローラ１４１を備え、現像ローラ１４１を感光ドラム１１に接触させて感光ドラム１１の静電潜像の現像を行う。

一次転写部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、対応する画像形成ステーション１が異なるのみで構成は互いに同じである。ここでは、代表として一次転写部２Ｋについてのみ説明する。一次転写部２Ｋは、転写部材（転写手段）としての一次転写ローラ２１を有し、一次転写ローラ２１には電力供給部２２より電圧が印加される。中間転写ユニット３は、中間転写ベルト３１を張架する駆動ローラ３２、２次転写対向ローラ３３、テンションローラ３４の３本のローラを有し、駆動ローラ３２を回転駆動することで中間転写ベルト３１はＲ３方向に回転される。一次転写ローラ２１は、導電性樹脂の多孔質ローラであり、中間転写ベルト３１は、導電性樹脂の誘電体性の薄膜ベルトである。一次転写ローラ２１は、感光ドラム１１に対して中間転写ベルト３１を挟んで（介して）圧接しており、一次転写ローラ２１にトナーの正規極性とは逆極性（正極性）の電圧を印加することで静電的に感光
ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト３１上に転写する。転写は、一次転写部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの順で開始され、中間転写ベルト３１上に下層からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が重畳されたフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト３１上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト３１を回転駆動することで二次転写部４へと搬送される。

二次転写部４は、二次転写手段としての二次転写ローラ４１を有し、電力供給部４２より電圧が印加される。二次転写ローラ４１は、導電性樹脂の多孔質ローラであり、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写対向ローラ３３に圧接するように配置されている。シート状の記録材Ｐは、中間転写ベルト３１上に形成されたフルカラーのトナー像が二次転写部４へ搬送されてくるタイミングに合わせて、給紙カセット６から一枚分離されて給送される。記録材Ｐは、二次転写ローラ４１と中間転写ベルト３１の圧接部へ導入されるとともに、二次転写ローラ４１にトナーの正規極性とは逆極性の電圧（正極性）が印加されることで、中間転写ベルト３１上のフルカラーのトナー像が静電的に転写される。

定着部５は、定着手段としての定着ローラ５１と加圧ローラ５２を有する。定着ローラ５１と加圧ローラ５２は互いに圧接するように配置されており、定着ローラ５１は、不図示の加熱手段により所定の温度まで加熱される。フルカラーのトナー像を保持した記録材Ｐは、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の圧接部を搬送されることで加熱・加圧され、フルカラーのトナー像は記録材Ｐ上に定着される。

＜画像形成ステーション１の画像形成動作＞
本実施例における画像形成ステーション１は、画像形成動作Ａと画像形成動作Ｂの２種類の画像形成動作を実行可能に構成されている。これらの画像形成動作は、帯電ローラ１２に印加される印加電圧（帯電電圧）の大きさやスキャナ１１による露光強度の強さがそれぞれ異なっている。

画像形成動作Ａでは、感光ドラム１１と現像ローラ１４１の回転駆動開始後、帯電ローラ１２へ−１０００Ｖ（第１の設定値）、現像ローラ１４１へ−３００Ｖの電圧を印加する。このとき、感光ドラム１１は、帯電ローラ１２により非画像部電位として−４５０Ｖに帯電される。非画像部電位とは感光ドラム１１上においてトナー現像を行わない部分の電位であり、非画像部電位と現像ローラ１４１の電位差（Ｖｂａｃｋ）は１５０Ｖである。次に、非画像部電位に帯電した感光ドラム１１上における画像部のみを、画像形成情報に従ってスキャナ１３により露光強度０．３μＪ／ｃｍ^２（第１の設定値）で走査露光し、感光ドラム１１上に静電潜像を形成する。このとき、静電潜像部は、画像部電位として−１００Ｖに帯電されており、画像部電位と現像ローラ１４１の電位差（Ｖｃｏｎｔ）は、２００Ｖである。最後に、現像ローラ１４１より感光ドラム１１上に形成した静電潜像にトナーを付着させて現像することで感光ドラム１１上にトナー像が形成される。

画像形成動作Ｂでは、感光ドラム１１と現像ローラ１４１の回転駆動開始後、帯電ローラ１２へ−１１００Ｖ（第２の設定値）、現像ローラ１４１へ−３００Ｖの電圧を印加する。このとき、感光ドラム１１は、帯電ローラ１２により画像形成動作Ａの非画像部電位よりも大きい−５５０Ｖに帯電される。次に、帯電された感光ドラム１１上を、画像形成情報に従ってスキャナ１３により露光強度０．３５μＪ／ｃｍ^２（第２の設定値）で露光し静電潜像を形成する。このとき、静電潜像部は、画像部電位として−１００Ｖに帯電されており、Ｖｃｏｎｔは２００Ｖである。同時に、感光ドラム１１上の静電潜像部以外をスキャナ１３により露光強度０．０５μＪ／ｃｍ^２（第２の設定値）で露光する。この露光により、静電潜像部以外の感光ドラム１１表面は−５５０Ｖから非画像部電位の−４５０Ｖへと電位が落とされ、Ｖｂａｃｋは１５０Ｖとなる。最後に、現像ローラ１４１より感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー現像することで感光ドラム１１上にトナ
ー像を形成する。

以上説明したように、画像形成動作Ｂは、画像形成動作Ａよりも大きな電圧を帯電ローラ１２に印加する画像形成動作であり、感光ドラム１１上の転写メモリが消去され易い設定となっている。しかしながら、帯電ローラ１２の印加電圧を大きくしただけではＶｂａｃｋ、Ｖｃｏｎｔといったトナーの現像特性を支配するパラメータの値が画像形成動作Ａと異なることになる。そこで、画像形成動作Ｂでは、スキャナ１３の感光ドラム１１への露光強度を画像形成装置Ａよりも大きくすることで、ＶｂａｃｋとＶｃｏｎｔの値を画像形成動作Ａと同等になるように設定されている。

＜画像形成シーケンス＞
図２及び図３を参照して、実施例１における画像形成シーケンスについて説明する。図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置Ｅのブロック図を示す。図３は、実施例１に係る画像形成装置の画像形成シーケンスのフローチャートを示す。

図２に示すホスト装置７より制御部８へ画像情報が入力されると、入力された画像情報を制御部８にて画像形成情報に変換する（Ｓ１０１）。次に、制御部８にて画像形成情報中におけるイエロー濃度１００％の画素の有無を判別する（Ｓ１０２）。画像形成情報中にイエロー濃度１００％の画素が１つでも有る場合は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１０３）。画像形成情報中にイエロー濃度１００％の画素が無い場合は、制御部８にて画像形成情報中におけるイエローとマゼンタの合計濃度が１００％以上になる画素の有無を判別する（Ｓ１０４）。画像形成情報中にイエローとマゼンタの合計濃度が１００％以上になる画素が有る場合（高濃度条件が満たされる場合）は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍでは画像形成動作Ａ、画像形成ステーション１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１０５）。画像形成情報中にイエローとマゼンタの合計濃度が１００％以上になる画素が無い場合（高濃度条件が満たされない場合）は、制御部８にて画像形成情報中におけるイエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度が１００％以上になる画素の有無を判別する（Ｓ１０６）。画像形成情報にイエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度が１００％以上になる情画素が有る場合は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃでは画像形成動作Ａ、画像形成ステーション１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１０７）。画像形成情報中にイエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度が１００％以上になる画素が無い場合は、制御部８からの指令により全ての画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ａを実行する（Ｓ１０８）。各画像形成ステーションでの画像形成動作終了後は、制御部８から一次転写部２、中間転写ユニット３、二次転写部４、定着部５への指令に従っ
て、一次転写工程、二次転写工程、定着工程が順次実行される（Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１）。そして、画像形成装置の画像形成動作が終了する。

＜転写メモリ抑制と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果＞
本実施例の効果検証の比較対象として以下の比較例１を用いた。
（比較例１）
比較例１では画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作として画像形成情報に関係なく常に実施例１で説明した画像形成動作Ａを実行する。その他構成は実
施例１と同様のため説明を省略する。

転写メモリ検証画像としては、図７（ａ）に示すように、濃度４０％の全面ブラックハーフトーンの中央部にイエロー、マゼンタ、シアンを均等に混合した画素数１００００の正方形を配した画像を用いた。イエロー、マゼンタ、シアンを混合した正方形のトナー像が感光ドラム１１に転写メモリが生じた場合、図７（ｂ）に示すように、正方形より感光ドラム１周分だけ中間転写ベルト搬送方向下流側のブラックハーフトーン上に転写メモリ
による濃度ムラが発生する。また、転写メモリ検証画像のブラックハーフトーン濃度ムラは、正方形部の濃度が大きくなるに従って悪化する。そのため、正方形部のＹＭＣ合計濃度を５０％〜２００％まで１０％ずつ振った転写メモリ検証画像を、それぞれ本実施例と比較例１の画像形成装置でプリントし、ブラックハーフトーンの濃度ムラのレベルを確認した。

感光ドラム劣化抑制の効果検証としては、文字、図形等の様々な１００種類の画像を用いた。本実施例と比較例１の画像形成装置を用いて上記１００種類の画像を１枚ずつプリントし、それらのプリント過程において画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ｂが実行された回数の合計を記録した。画像形成動作Ｂは、画像形成動作Ａと比較して帯電ローラ１２への印加電圧が大きく、非画像部への露光も実施されるため、画像形成動作Ａよりも感光ドラム１１の劣化が促進される。したがって、記録される画像形成動作Ｂの実行回数の合計が小さいほど感光ドラム１１の劣化は小さくと言える。画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでそれぞれ画像形成動作Ａと画像形成動作Ｂのどちらが実行されたかは次のように判断した。すなわち、帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに印加される電圧を上記１００種類の画像のプリント中に常時測定し、１０００Ｖが印加された場合は画像形成動作Ａ、１１００Ｖが印加された場合は画像形成動作Ｂが実行されたと判断した。

図４は、本実施例における転写メモリ抑制効果と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果である。比較例１では、正方形部の濃度が１００％以上になるとブラックハーフトーン濃度ムラが生じるのに対し、本実施例では、正方形部の濃度が１００％以上の領域でもブラックハーフトーン濃度ムラが生じていない。したがって、本実施例の画像形成シーケンスを用いることで転写メモリによるハーフトーン濃度ムラが抑制できることが分かる。

以上説明したように、本実施例では、一連の画像形成動作において、中間転写ベルト３１に順次重畳されるトナー像の画像濃度情報が所定の高濃度条件を満たすか否かによって、画像形成時における帯電電圧と露光強度の設定値を画像形成ステーション毎に変更する。帯電電圧の各設定値は、各設定値の帯電電圧で形成される帯電電位の絶対値が高濃度条件を満たす場合の方が満たさない場合よりも大きくなるように設定される。また、露光強度の各設定値は、各設定値の露光強度によって形成される画像部電位と非画像部電位が互いに同じ値となるように設定される。これにより、帯電電圧を必要以上に印加したり、露光強度を必要以上に高めることをなくすことができ、転写メモリによるハーフトーン濃度ムラを抑制しつつ感光ドラムの劣化をも抑制することができる。特に、高濃度条件を満たさない場合においては、上記実施例１とは異なり非画像部に弱露光を行う構成でもよいが、実施例１のように非画像部の露光を行わないように帯電電圧等を調整することで、感光ドラムの劣化をより効果的に抑制することができる。

本実施例の画像形成装置では、画像形成動作Ｂを実行する画像濃度の閾値を１００％に設定したが、転写メモリの発生し易さは画像形成ステーションと一次転写部の構成によって異なるため、閾値は画像形成装置の種類に応じて設定することが望ましい。また、本実施例ではインライン方式の画像形成装置を用いたが、４サイクル方式の画像形成装置でも同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例では一次転写部で中間転写ユニットにトナー像を転写する中間転写方式の画像形成装置を用いたが、一次転写部で受像部材（被転写部材）としての記録材Ｐにトナー像を転写する直接転写方式の画像形成装置でも同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例では、高濃度条件に応じて２種類の画像形成動作を実行可能としているが、閾値を段階的に複数設けて設定値が異なる３種類以上の画像形成動作を実行可能に構成してもよい。

（実施例２）
本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置の概要は、実施例１と同様である。本実施例に係る画像形成装置の特徴は、画像形成ステーション１での画像形成動作として画像形成装置Ａと画像形成動作Ｂのどちらを選択するかを、画像形成情報中における予め設定した濃度以上の画素の個数が所定の数以上か否かにより決定することである。ここでは、主として実施例１と異なる点を説明し、実施例１と同様の構成については実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。ここで説明しない事項については実施例１と同様である。

＜画像形成シーケンス＞
図２及び図５を参照して、実施例２における画像形成シーケンスについて説明する。図５は、実施例２に係る画像形成装置の画像形成シーケンスのフローチャートを示す。

図２に示すホスト装置７より制御部８へ画像情報が入力されると、入力された画像情報を制御部８にて画像形成情報に変換する（Ｓ１１２）。次に、制御部８にて画像形成情報中におけるイエロー濃度１００％の画素の個数Ｎ１、イエローとマゼンタの合計濃度が１００％以上である画素の個数Ｎ２、イエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度が１００％以上である画素の個数Ｎ３をカウントする（Ｓ１１３）。その後、制御部８にてＮ１が１００００以上であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。Ｎ１が１００００以上の場合は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１１５）。Ｎ１が１００００より小さい場合は、制御部８にてＮ２が１００００以上であるか否かを判定する（Ｓ１１６）。Ｎ２が１００００以上の場合は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１１７）。Ｎ２が１００００より小さい場合は、制御部８にてＮ３が１００００以上であるか否かを判定する（Ｓ１１８）。Ｎ３が１００００以上の場合は、制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｋでは画像形成動作Ｂを実行する（Ｓ１１９）。Ｎ３が１００００より小さい場合は、制御部８からの指令により全ての画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ａを実行する（Ｓ１２０）。画像形成ステーション１Ｙ〜１Ｋでの画像形成動作終了後は、制御部８から一次転写部２、中間転写ユニット３、二次転写部４、定着部５への指令に従って、一次転写工程、二次転写工程、定着工程が順次実行される（Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３）。そして、画像形成装置の画像形成動作を終了する。

＜転写メモリ抑制と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果＞
転写メモリ検証画像として、濃度４０％の全面ブラックハーフトーンの中央部にイエロー、マゼンタ、シアンを均等に混合した濃度２００％の正方形を配した画像を用いた（図７（ａ）参照）。転写メモリ検証画像のブラックハーフトーン濃度ムラは、正方形部の面積が大きくなるに従って悪化する。そのため、正方形部を形成する画素数を５０００から１０００ずつ２００００まで振った転写メモリ検証画像を、本実施例に係る画像形成装置にてプリントし、ブラックハーフトーンの濃度ムラの発生レベルを確認した。また、比較例２として実施例１の比較例１に係る画像形成装置にて上記転写メモリ検証画像のプリントし、ブラックハーフトーンの濃度ムラの発生レベルを確認した。

感光ドラム劣化抑制の効果検証としては、文字、図形等の様々な１００種類の画像を用いた。本実施例と実施例１の画像形成装置を用いて上記１００種類の画像を１枚ずつプリントし、そのプリント過程において画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ｂが実行された回数の合計を記録した。

図６は、本実施例における転写メモリ抑制効果と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果を示したものである。比較例１では、正方形部の画素数が１００００以上になるとブラックのハーフトーン濃度ムラが生じるのに対し、本実施例では、正方形部の画素数が１００００以上の領域でもブラックのハーフトーン濃度ムラが生じていない。したがって、本実施例の画像形成シーケンスを用いることで転写メモリによるハーフトーン濃度ムラが抑制できていることが分かる。

また、本実施例では、感光ドラム劣化検証画像をプリントした際の画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで行われた画像形成動作Ｂの実行回数の合計は１１３回であった。これに対し、実施例１で感光ドラム劣化検証画像をプリントした際の画像形成動作Ｂの実行回数の合計は２５４回であった。したがって、本実施例の画像形成シーケンスを用いることで、実施例１よりもさらに感光ドラム１１の劣化が抑制できることが分かる。

本実施例に係る画像形成装置では、画像形成動作Ｂを実行する画像濃度の閾値を１００％に設定し、画像濃度１００％以上の画素の合計数の閾値を１００００に設定した。しかしながら、転写メモリの発生し易さは、画像形成ステーションと一次転写部の構成によって異なるため、上記閾値は画像形成装置の種類に応じて設定することが望ましい。また、上記のような閾値を段階的に複数設けて設定値が異なる３種類以上の画像形成動作を実行可能に構成してもよい。

（実施例３）
本発明の第３の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の概要は実施例１と同様である。本実施例の画像形成装置の特徴は、画像形成ステーション１での画像形成動作として画像形成装置Ａと画像形成動作Ｂのどちらを選択するかを、以下のように決定することにある。すなわち画像形成情報中の画素のうち、自らが予め設定した濃度以上であって、かつ自らの周辺領域の画素も予め設定した濃度以上である画素の合計数が所定の数以上か否かで決定することである。次に本発明の特徴に係る、本実施例の画像形成装置の画像形成シーケンスについて図２および図８を参照して説明する。

図８に本実施例の画像形成装置の画像形成シーケンスのフローチャートを示す。図２に示すホスト装置７より制御部８へ画像情報が入力されると、まず図８のＳ１２４に示すように入力された画像情報を制御部８にて画像形成情報に変換する。次にＳ１２５に示すように、制御部８にて画像形成情報中におけるイエロー濃度が１００％である画素のうち、隣接する画素のイエロー濃度も１００％である画素の個数Ｎ４をカウントする。ここで隣接する画素とは、接する全ての画素のことを言う。

また、同様に制御部８にて画像形成情報中におけるイエローとマゼンタの合計濃度が１００％以上である画素のうち、隣接する画素のイエローとマゼンタの合計濃度も１００％以上である画素の個数Ｎ５をカウントする。また画像形成情報中におけるイエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度が１００％以上である画素のうち、隣接する画素のイエロー、マゼンタ、シアンの合計濃度も１００％以上である前記任意画素の個数Ｎ６をカウントする。

その後、Ｓ１２６に示すように制御部８にてＮ４が９０００以上であるか否かを判定する。Ｎ４が９０００以上の場合は、Ｓ１２７に示すように制御部８からの指令により画像
形成ステーション１Ｙでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実施する。

Ｓ１２６にてＮ４が９０００より小さい場合は、Ｓ１２８に示すように制御部８にてＮ５が９０００以上であるか否かを判定する。Ｎ５が９０００以上の場合は、Ｓ１２９に示すように制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｃ、１Ｋでは画像形成動作Ｂを実施する。Ｓ１２８にてＮ５が９０００より小さい場合は、Ｓ１３０に示すように制御部８にてＮ６が９０００以上であるか否かを判定する。Ｎ６が９０００以上の場合は、Ｓ１３１に示すように制御部８からの指令により画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃでは画像形成動作Ａを実行し、画像形成ステーション１Ｋでは画像形成動作Ｂを実施する。Ｓ１３０にてＮ６が９０００より小さい場合は、Ｓ１３２に示すように制御部８からの指令により全ての画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ａを実行する。

画像形成ステーション１Ｙ〜１Ｋでの画像形成動作終了後は、Ｓ１３３、Ｓ１３４、Ｓ１３５に示すように、制御部８から一次転写部２、中間転写ユニット３、二次転写部４、定着部５への指令に従って、一次転写工程、二次転写工程、定着工程が順次実行される。その後、画像形成装置の画像形成動作を終了する。

次に、本実施例の転写メモリ抑制と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果について説明する。転写メモリ検証画像として、図９（ａ）に示す画像中央部にイエロー、マゼンタ、シアンを均等に混合した濃度２００％の総画素数１００００の正方形を、画像後端部に濃度４０％のブラックハーフトーンを配した画像を用いた。また、図９（ｂ）に示す画像中央部にイエロー、マゼンタ、シアンを均等に混合した濃度２００％の複数の正方形を、画像後端部に濃度４０％のブラックハーフトーンを配した画像を用いた。

前記複数の正方形を配した転写メモリ検証画像としては、配する正方形の総数を１６、１００、４００にした３種類の画像を用意した。各転写メモリ検証画像に配した各正方形の距離は均等とし、各転写メモリ検証画像に配した各正方形の画素数の合計数は１００００とした。従って、配された正方形の総数が１６個である前記転写メモリ検証画像においては正方形１つ当たりの画素数は６２５である。配された正方形の総数が１００個である前記転写メモリ検証画像においては正方形１つ当たりの画素数は１００、配された正方形の総数が４００個である前記転写メモリ検証画像においては正方形１つ当たりの画素数は２５である。以上説明した４種類の前記転写メモリ検証画像を本実施例の画像形成装置にてプリントし、ブラックハーフトーンの濃度ムラの発生レベルを確認した。また、比較例３として、比較例１の画像形成装置で前記転写メモリ検証画像をプリントし、ブラックハーフトーンの濃度ムラのレベルを確認した。

感光ドラム劣化抑制の効果検証としては、文字、図形等の様々な１００種類の画像を用いた。本実施例と実施例２の画像形成装置を用いて前記１００種類の画像を１枚ずつプリントし、そのプリント過程において画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで画像形成動作Ｂが実行された回数の合計を記録した。

図１０は本実施例の転写メモリ抑制効果と感光ドラム劣化抑制効果の検証結果を示したものである。比較例３では一部でブラックハーフトーンの濃度ムラが生じているのに対し、本実施例ではブラックハーフトーンの画像ムラが生じておらず、転写メモリによるハーフトーン濃度ムラを抑制できていることが分かる。

また、比較例３の結果に示すように、各転写メモリ検証画像中に配した各正方形の合計画素数が同じ１００００であっても、転写メモリ検証画像に配した正方形の１つ当たりの
画素数が大きい方がブラックハーフトーンの濃度ムラの発生レベルが悪いことが分かる。以下のその理由を説明する。

図９（ｃ）は図９（ａ）の点線部Ａの拡大図であり、転写メモリ検証画像の正方形の最外周付近を示したものである。図９（ｃ）の斜線部は、正方形内の最外周の画素を、縦線部は正方形内の最外周の画素を除く画素を、横線部は正方形内の最外周の画素との境界付近のベタ白部を示している。転写メモリは、一次転写部２にて一次転写部材２１から感光ドラム１１へ移動する電荷の量が、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像の高濃度部と低濃度部で異なることから発生する。

高濃度部では一次転写部材２１から感光ドラム１１への電荷の移動がトナー層によって阻害されるため、感光ドラム１１へ移動する電荷量は小さくなり感光ドラム１１の表面電位を変動させづらい。逆に低濃度部では一次転写部材２１から感光ドラム１１への電荷の移動をトナー層が阻害しないため、感光ドラム１１へ移動する電荷量は大きくなり感光ドラム１１の表面電位を変動させ易い。この高濃度部と低濃度部での感光ドラム１１の表面電位の変動差によって転写メモリが発生する。しかしながら、高濃度部と低濃度部との境界付近では、低濃度部を通過した電荷が高濃度部へと流れ込んでくるため、高濃度部であっても一次転写部材２１から感光ドラム１１上へ電荷が移動し易く感光ドラム１１の電位が変動し易い。そのため、低濃度部との境界付近の高濃度部では転写メモリが発生しづらい。逆に、低濃度部との境界付近を除く高濃度部では、低濃度部からの電荷の流れ込みが無いため転写メモリが発生し易い。

以上を踏まえると、図９（ｃ）のベタ白部（横線部）と接している正方形内の最外周画素（斜線部）では転写メモリが発生しづらく、正方形内の最外周画素を除く画素（縦線部）はベタ白部（横線部）と接していないため転写メモリが発生し易いと言える。従って、転写メモリ検証画像に配された各正方形内の最外周画素を除く画素の合計数が多いほど転写メモリが発生し易いと言える。図１０に示すように転写メモリ検証画像に配された各正方形の画素の合計数が同じであっても、転写メモリ検証画像に配された正方形１つ当たりの画素数が大きい方が、転写メモリ検証画像に配された各正方形の最外周画素を除く画素の合計数は大きくなる。その結果、転写メモリ検証画像に配した正方形１つ当たりの画素数が大きい方がブラックハーフトーンの濃度ムラが発生し易くなる。

以上説明したように、画像中に占める高濃度画素の総数が同じであっても、図９（ｃ）の縦線部のように周囲を高濃度の画素に隣接した高濃度画素の総数が多い場合ほど転写メモリとそれに伴うハーフトーン濃度ムラが発生し易いと言える。これは、言い換えれば画像中に占める高濃度画素の総数が同じであっても、ベタ画像のように画像中の一部分に高濃度画素が密集している方が、ハーフトーン画像のように画像全面に高濃度画素が散らばっている場合よりも転写メモリが発生し易いということである。そのため、本実施例のように、画像中の高濃度画素のうち周囲を高濃度画素に隣接した高濃度画素の総数を用いることで、高濃度画素の密集度合いに伴って変化する転写メモリの発生し易さを考慮することができる。その結果、実施例２のように単に画像中の高濃度画素の総数を用いるよりも、転写メモリの発生レベルをより精度良く予想することができる。

図１０に示すように、本実施例では感光ドラム劣化検証画像をプリントした際の画像形成ステーション１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで行われた画像形成動作Ｂの実行回数の合計は６８回であった。それに対し、実施例１で感光ドラム劣化検証画像をプリントした際の画像形成動作Ｂの実行回数の合計は１１３回であった。従って、本実施例の画像形成シーケンスを用いることで、実施例２よりも転写メモリ発生の有無をより精度良く予想できるため、感光ドラム１１の劣化をより抑制できることが分かる。

１…画像形成ステーション、２…一次転写部（転写手段）、３…中間転写ユニット、３１…中間転写ベルト（受像部材）、４…二次転写部、５…定着部、６…給紙カセット、７…ホスト装置、８…制御部（制御手段）

Claims

画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像情報に基づき設定するものであり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像に所定の濃度以上の画素が含まれている場合には前記所定の濃度以上の画素が含まれない場合よりも、後に転写を行う前記画像形成ステーションにおいて前記帯電装置に印加する印加電圧の絶対値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像情報に基づき設定するものであり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像に含まれる所定の濃度以上の画素の合計数が所定の数以上の場合には前記合計数が所定の数を下回る場合よりも、後に転写を行う前記画像形成ステーションにおいて前記帯電装置へ印加する印加電圧の絶対値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は、前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像情報に基づき設定するものであり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画素のうち、その濃度が所定の濃度以上であって、かつ隣接する画素の濃度も前記所定の濃度以上である画素の合計数が、所定の数以上の場合には前記合計数が前記所定の数を下回る場合よりも、後に転写を行う前記画像形成ステーションにおいて前記帯電装置に印加する電圧の絶対値を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成装置は更に、
前記複数の像担持体に対して露光し、前記像担持体に潜像を形成する露光装置を備え、
前記画像形成ステーションは更に、前記潜像を現像することで前記像担持体にトナー像を形成する現像装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記露光装置は、前記帯電装置により帯電した前記像担持体の画像部と非画像部をそれぞれ異なる強度で露光することで、それぞれの表面電位を所定の画像部電位と非画像部電位に設定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記露光装置が前記像担持体を露光する露光強度は、その像担持体を帯電するために帯電装置に印加された印加電圧に応じて制御されることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
前記露光装置が前記像担持体を露光する露光強度は、その像担持体を帯電するために帯電装置に印加された印加電圧の絶対値が大きくなるほど大きくなることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は更に、
前記帯電装置により帯電した前記像担持体の画像部と非画像部をそれぞれ異なる強度で露光することで、それぞれの表面電位を所定の画像部電位と非画像部電位に設定する露光装置を備え、
前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧と前記露光装置による前記画像部及び非画像部への露光強度を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像濃度情報が所定の高濃度条件を満たさない場合は第１の設定値に設定し、前記所定の高濃度条件を満たす場合は第２の設定値に設定するものであり、
前記制御部は、前記第１の設定値による露光において前記非画像部への露光を行わないことを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は更に、
前記帯電装置により帯電した前記像担持体の画像部と非画像部をそれぞれ異なる強度で露光することで、それぞれの表面電位を所定の画像部電位と非画像部電位に設定する露光装置を備え、
前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧と前記露光装置による前記画像部及び非画像部への露光強度を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像濃度情報が所定の高濃度条件を満たさない場合は第１の設定値に設定し、前記所定の高濃度条件を満たす場合は第２の設定値に設定するものでああり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像に所定の濃度以上の画素が含まれている場合に前記所定の高濃度条件を満たすと判断することを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は更に、
前記帯電装置により帯電した前記像担持体の画像部と非画像部をそれぞれ異なる強度で露光することで、それぞれの表面電位を所定の画像部電位と非画像部電位に設定する露光装置を備え、
前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧と前記露光装置による前記画像部及び非画像部への露光強度を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像濃度情報が所定の高濃度条件を満たさない場合は第１の設定値に設定し、前記所定の高濃度条件を満たす場合は第２の設定値に設定するものでああり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像に含まれる所定の濃度以上の画素の合計数が所定の数以上の場合に前記所定の高濃度条件を満たすと判断することを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置において、
複数の画像形成ステーションと、
画像形成動作を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成ステーションはそれぞれ、
その表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を有し、
前記画像形成装置は更に、
前記帯電装置により帯電した前記像担持体の画像部と非画像部をそれぞれ異なる強度で露光することで、それぞれの表面電位を所定の画像部電位と非画像部電位に設定する露光装置を備え、
前記複数の画像形成ステーションの像担持体において形成したそれぞれのトナー像を順次重畳するように被転写部材に転写するものであって、
前記制御部は、一連の画像形成動作において、後に転写を行う前記画像形成ステーションの画像形成時における前記帯電装置への印加電圧と前記露光装置による前記画像部及び非画像部への露光強度を、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画像濃度情報が所定の高濃度条件を満たさない場合は第１の設定値に設定し、前記所定の高濃度条件を満たす場合は第２の設定値に設定するものでああり、
前記制御部は、先に転写を行う前記画像形成ステーションによって前記被転写部材に転写されるトナー像の画素のうち、その濃度が所定の濃度以上であって、かつ隣接する画素の濃度も前記所定の濃度以上である画素の合計数が、所定の数以上の場合に前記所定の高濃度条件を満たすと判断することを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成ステーションは更に、前記像担持体の前記画像部にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置を有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２の設定値における印加電圧の印加によって形成される帯電電位の絶対値は、前記第１の設定値における印加電圧の印加によって形成される帯電電位の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１の設定値における露光強度と前記第２の設定値における露光強度は、それぞれの露光によって形成される画像部電位と非画像部電位が互いに同じ値となるように設定されることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１の設定値による露光において、非画像部への露光を行わないことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。