JP6091408B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置には、静電潜像における文字や線画のエッジ部分の低濃度側において微小露光を行い、ホワイトギャップを抑制しているものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−１３７７４３号公報

しかしながら、上述の技術を、エッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過の軽減に使用する場合、すべてのエッジ部分の低濃度側において微小露光を行うため、露光装置における光源（レーザーダイオードなど）の発光時間が長くなり、光源が早く劣化してしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、エッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過を軽減しつつ、露光装置の光源の劣化を抑制する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に光を照射して印刷画像の静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像装置と、前記露光装置を制御する制御部とを備える。そして、前記制御部は、ソリッド画像の主走査方向における幅が所定の閾値以上である場合、前記ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させ、前記幅が前記閾値未満である場合、前記エッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させない。前記微小露光は、前記微小露光による潜像電位によってトナーが前記感光体に付着しない露光量とされる。そして、前記閾値は、（ａ）前記閾値未満ではエッジ効果に起因する前記エッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れず、前記閾値以上でエッジ効果に起因する前記エッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れるソリッド画像の幅とされ、（ｂ）前記感光体、前記露光装置、および前記現像装置による現像プロセスの特性に応じて、３画素から７画素までのいずれかに設定される。

本発明によれば、エッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過を軽減しつつ、露光装置の光源の劣化を抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、図１における露光装置および周辺回路の構成例を示す図である。 図３は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図４は、図２および図３における制御部が露光装置を制御することで形成される、ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域について説明する図である。 図５は、図１に示す画像形成装置の動作を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像処理装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する画像形成装置である。

この実施の形態の画像処理装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有するレーザースキャニングユニットである。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像装置３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、トナー濃度調整に使用されるセンサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の箇所に光線を照射し光線の反射光（測定光）を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１における露光装置２ａおよび周辺回路の構成例を示す図である。図３は、実施の形態１における画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。なお、図２に示す露光装置２ａは、感光体ドラム１ａに光を入射して静電潜像を形成する。感光体ドラム１ｂ〜１ｄ用の露光装置２ｂ〜２ｄも、露光装置２ａと同様の構成を有する。

図２において、露光装置２ａは、レーザーダイオード１１と、光学系１２と、ポリゴンミラー１３と、光センサー１４と、ドライバー回路１５と、制御部１６と、画像処理部１７とを有する。

レーザーダイオード１１は、レーザー光線を出射する光源である。光学系１２は、レーザーダイオード１１からポリゴンミラー１３までの間、および／またはポリゴンミラー１３から感光体ドラム１ａおよび光センサー１４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系１２には、ｆθレンズなどが使用される。

また、ポリゴンミラー１３は、感光体ドラム１ａの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー１３は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード１１から出射した光線を感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。

また、光センサー１４は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー１３により走査された光を受光するセンサーである。光センサー１４は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。光センサー１４は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出するために使用される。

また、ドライバー回路１５は、光センサー１４の主走査同期信号に基づいて主走査方向の同期を取りつつ、駆動信号に従ってレーザーダイオード１１を発光させる。

また、制御部１６は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、１次転写バイアスを印加するバイアス回路、現像装置３ａ〜３ｄ、露光装置２ａ〜２ｄなどを制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる。さらに、制御部１６は、画像処理部１７からの画像データの各画素の値に対応する駆動信号を出力して露光装置２ａの光量を制御する。つまり、制御部１６は、感光体ドラム１ａに入射する光の光量（各画素の光量）を制御する。

図４は、図２および図３における制御部１６が露光装置２ａ〜２ｄを制御することで形成される、ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域について説明する図である。

制御部１６は、各トナー色について、画素値が均一なソリッド画像の主走査方向における幅ｑ（画素数）が所定の閾値ｑ＿ｈ以上である場合、ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の所定領域（以下、微小露光領域という）に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させ、その幅がその閾値未満である場合、エッジ部分の低濃度側の所定領域に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させない。なお、閾値ｑ＿ｈは、閾値ｑ＿ｈ未満ではエッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れず、閾値ｑ＿ｈ以上でエッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れるソリッド画像の幅とされる。閾値ｑ＿ｈは、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄ、現像装置３ａ〜３ｄなどによる現像プロセスの特性に応じて、例えば３〜７程度に設定される。

ここでは、微小露光領域は、エッジから主走査方向におけるｄ＿ｈ画素の範囲内の領域である。

ここでは、微小露光は、微小露光による潜像電位によってトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄに付着しない露光量とされる。

また、ここでは、ソリッド画像は、文字画像または線画であり、ソリッド画像の周辺は、背景である（つまり、ソリッド画像に連続して他のオブジェクトが配置されていない）。

なお、制御部１６は、印刷画像の種別に応じて、露光装置に微小露光を実行させるか否かを決定するようにしてもよい。例えば、制御部１６は、印刷画像が文字原稿の画像である場合には、上述のようにして露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させ、印刷画像が写真の画像である場合には、露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させない。

画像処理部１７は、色変換、スクリーン処理などの画像処理を実行し、画像処理後の画像データを制御部１６に供給する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図５は、図１に示す画像形成装置の動作を説明する図である。

図５に示すように、制御部１６は、画素クロックに同期して、画像処理部１７から供給される画像データの値に基づき、主走査方向に沿って各画素に対応する駆動信号の値を特定し、駆動信号をドライバー回路１５に供給している。

画像データにおいて、背景部分の画素値は０となっており、ソリッド画像部分の画素値は飽和値（ここでは、１５、つまり１６進数ではＦ）となっている。

ここでは、制御部１６は、画像データにおける画素値をパルス幅変調して駆動信号を生成している。したがって、画素値が０である場合、駆動信号は、その画素についての１００％の期間、ローレベルとされ、画素値が１５である場合、駆動信号は、その画素についての１００％の期間、ハイレベルとされる。なお、図５における微小露光領域信号は、制御部１６内で生成される、微小露光領域に対応する期間を指定する信号である。

ただし、制御部１６は、各トナー色について、ソリッド画像の主走査方向における幅ｑ（画素数）が所定の閾値ｑ＿ｈ以上である場合、ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域に対して、微小露光領域の画素値に拘わらず露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させ、その幅がその閾値未満である場合、エッジ部分の低濃度側の所定領域に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させない。

このとき、微小露光領域内の画素について、制御部１６は、所定の時間幅Ｔｐｄで露光させ、その画素の潜像電位を電圧Ｖｄだけ低下させる。時間幅Ｔｐｄは、その画素の潜像電位によって、トナーが付着しないように設定される。

このように、微小露光領域の潜像電位が低下するため、ソリッド画像のエッジ部分の電位差が小さくなり、エッジ効果が軽減される。

以上のように、上記実施の形態によれば、制御部１６は、ソリッド画像の主走査方向における幅が所定の閾値以上である場合、ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させ、その幅がその閾値未満である場合、エッジ部分の低濃度側の所定領域に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させない。

これにより、エッジ効果に起因するエッジ部分の高濃度側のトナー超過を軽減しつつ、露光装置２ａ〜２ｄの光源（レーザーダイオード１１）の劣化を抑制することができる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（感光体の例）
２ａ〜２ｄ 露光装置
１６ 制御部

Claims (3)

1. 感光体と、
   前記感光体に光を照射して印刷画像の静電潜像を形成する露光装置と、
   前記静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像装置と、
   前記露光装置を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、ソリッド画像の主走査方向における幅が所定の閾値以上である場合、前記ソリッド画像のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させ、前記幅が前記閾値未満である場合、前記エッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させず、
   前記微小露光は、前記微小露光による潜像電位によってトナーが前記感光体に付着しない露光量とし、
   前記閾値は、（ａ）前記閾値未満ではエッジ効果に起因する前記エッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れず、前記閾値以上でエッジ効果に起因する前記エッジ部分の高濃度側のトナー超過が表れるソリッド画像の幅とされ、（ｂ）前記感光体、前記露光装置、および前記現像装置による現像プロセスの特性に応じて、３画素から７画素までのいずれかに設定されること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記印刷画像の種別に応じて、前記露光装置に微小露光を実行させるか否かを決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ソリッド画像は、文字画像または線画であり、
   前記ソリッド画像の周辺は、背景であること、
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。

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