JP6407033B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式のカラー画像形成装置では、レーザビームなどの光ビームを用いて、帯電されたそれぞれの感光体ドラム上に形成画像を露光して静電潜像を形成した後、現像器により各色の現像剤像（トナー像）をそれぞれ感光体ドラム表面に形成する。各感光体ドラム表面に形成したトナー像は、中間転写体上に順次各色のトナー画像を重ねて転写し、その後、中間転写体上の多色トナー像を記録媒体に一括転写することでカラー画像の形成を行う。

このようなカラー画像形成装置で多色画像をプリントする場合において、上流ステーションで中間転写体上に転写したトナー像が下流ステーションの感光体ドラムのニップに突入する際に、ニップ部において、以下の現象を生ずる。すなわち、上流ステーションのトナー（現像剤）が形成されている部分と形成されていない部分とで、感光体ドラムと中間転写ベルト間の抵抗値に差異が生じる。その結果、転写材および中間転写ベルトから感光体ドラムに流れる転写電流は、トナー形成部とトナー非形成部とで差が生じ、この転写電流量の差は、転写後の感光体ドラムに表面電位ムラを発生させる。

感光体ドラム表面に電位ムラが生じた状態で感光体ドラムを再度帯電させると、この表面電位ムラを十分に埋めることができず、次の現像プロセスにおいて感光体ドラム表面へのトナー付着量に差異が生じ、形成画像に濃度ムラが発生してしまう。

これを解決する方法として、帯電プロセスにおいて帯電バイアスを高く設定し、かつ、帯電後の感光体ドラムの表面電位を高くすることにより、転写時に発生した感光体ドラムの表面電位ムラを平準化することができ、形成画像の濃度ムラを低減させる方法がある。

しかしながら、帯電プロセスで帯電バイアスの設定値を高くして感光体ドラムの表面電位を高くした分、現像プロセスで感光体ドラム表面に安定してトナーを現像するためには、以下のことが必要となる。すなわち、露光プロセスにおいて感光体ドラムへの光ビームの発光強度を強くすると共に、非印字領域（非トナー像形成領域）では、光ビームを余分なトナー付着を起こさない程度に短時間発光させて、感光体ドラムの表面電位上昇分をキャンセルさせる必要がある。この非トナー像形成領域に対して光ビームを短時間発光させる発光制御のことを、バックグランド露光という。

バックグランド露光は、非トナー像形成領域に対して、画像用クロックに同期するようにレーザなどの発光素子を発光させることにより、バックグランド露光用のレーザ発光を行う。具体的には、図１７に示すように、各画素ごとに画像クロックに同期した一画素以下のレーザ発光を行う。バックグランド露光の発光制御には、例えば図１６に示すように主走査方向および副走査方向に連続した複数の画素から構成されるディザマトリックスが用いられる。

このように、画像領域中の非トナー像領域の画像データに対してバックグランド露光発光パターンを埋め込み、ディザマトリックス中の白画像データ部に対してバックグランド露光発光パターンを割り当てる。そして、画像データとして画像処理部から発光素子駆動回路へと出力することで、バックグランド露光を実施する。

バックグランド露光は、上述のような多色画像プリント時の画像濃度ムラの防止に限定して使用されるものではない。感光ドラム上にドラム表面電位が急峻に変化する静電潜像（例えば画像エッジ部）が形成される、以下のような場合にも使用される。すなわち、この画像エッジ部を現像装置で現像した際に、本来感光ドラム上に形成された静電潜像よりも画像が細く形成されて、異なる色で隣接して形成された画像の色と色との間に、本来あるべきでない白い隙間が空いてしまう現象が発生する場合である。以下、この現象をホワイトギャップという。

単色画像形成の場合は隣接色がないために、画像の細りが多少生じても問題はないが、カラー画像形成の場合に、問題を生じる。例えば、シアン色の帯とブラック色の帯を隣接させた画像の場合には、本来ならばシアン色の帯とブラック色の帯が隣接するはずの画像が、シアン色の画像もブラック色の画像もそれぞれ細く形成されてしまう。このため、記録材上の最終画像はシアン色とブラック色との間に隙間ができてしまう。

この場合に、バックグランド露光として、印字可能領域全面における非トナー像形成領域で、レーザスキャナの発光素子を余分なトナー付着が発生しない程度に短時間発光させて、画像の細りを防ぐことができる。

更に、バックグランド露光は、上述した場合の他、現像バイアス電位と一次帯電バイアスとの電位差（バックコントラスト）が大きい場合に発生する反転カブリ対策としても使用される（特許文献１）。

ここで、バックグラウンド露光を行う画素が連続した場合、一定の周期で繰り返し光源に微小時間間隔の駆動電流が流れることになる。すると、光源の駆動回路やそれに電流を供給する電源ラインのケーブルに電流が流れ、電源ラインのインダクタンス成分によって高周波の雑音電圧が発生する。そして、雑音電圧に含まれる周波数の高周波ノイズが電源ラインのケーブル等で共振を起こし、この電源ラインのケーブル等をアンテナとして高周波ノイズの電磁エネルギーの一部が空間中に電磁波として放射される。このようにして放射された電磁波は、不要輻射ノイズと呼ばれる。

このように、バックグランド露光を行う画素が連続した露光パターン（図１８（ａ））では、レーザの主走査方向の発光周期に起因して不要輻射ノイズが大きく発生してしまう（図１８（ｂ））。

特開２００３−３２３０１２号公報

ここで、バックグランド露光を行う画素が連続しない露光パターンとしてディザマトリックスを画像用ディザマトリックスとは別に設け、露光パターンにより生じる周波数成分を周波数的に分散させて不要輻射ノイズの発生を抑えることが考えられる。

しかしながら、画像用ディザマトリックスとは別に、発光パターンにより生じる周波数成分を周波数的に分散させたバックグランド露光用のディザマトリックスを用いて、バックグランド露光に伴う不要輻射の発生を抑える構成では、以下の課題を生じる。低濃度のハーフトーン画像、例えば０％より大きく５％以下程度の画像データにおいて、感光体ドラム上の電位設定が変わってしまい、本来は連続的な階調が得られるはずのハーフトーン画像に「階調飛び」（濃度ジャンプ）が生ずるという課題である。

低濃度のハーフトーン画像と非トナー像形成領域とが混在することで、バックグランド露光用のディザマトリクスと画像用のディザマトリクスの低レベルが混在し、ドラム表面電位を緩やかに繋ぎ合せることができない。即ち、バックグランド露光後のドラム表面電位（例えば−４５０Ｖ）から画像用のディザマトリクスにおけるドラム表面電位に対して、図１９に示すアイウのような関係となってしまう。これにより、「階調飛び」が生じてしまい、良好な階調性が得られなくなってしまう。

本発明の目的は、種々の画像弊害を抑えるためにバックグランド露光用のディザマトリックスを画像用ディザマトリックスとは別に用いる場合において、「階調飛び」が発生することなく、良好な濃度の階調性が得られる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体と、該感光体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記感光体に対し、露光パターンとしてのディザマトリクスによるデータに基づき露光する露光手段と、該露光手段により潜像が形成された前記感光体に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記ディザマトリクスは、前記感光体の現像剤像が形成される第１領域において複数の濃度階調を得る第１の露光パターンとしての第１のディザマトリクスと、前記感光体の前記現像剤像が形成されない第２領域において前記感光体に現像剤が付着しない程度に前記露光手段による露光を行う第２の露光パターンとしての第２のディザマトリクスと、を備え、前記第１のディザマトリクスを介して露光するときの最低の濃度階調に対応した前記感光体の電位降下量をＡ、前記第２のディザマトリクスを介して露光するときの前記感光体の電位降下量をＢとするとき、Ａ≧Ｂなる条件を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、種々の画像弊害を抑えるためにバックグランド露光用のディザマトリックスを画像用ディザマトリックスとは別に用いる場合において、「階調飛び」が発生することなく、良好な濃度の階調性が得られる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御システムを示すブロック図である。 プリント時の画像処理フローの機能ブロック図である。 第１の実施形態の画像形成装置のディザマトリクス内の成長順を示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置のディザマトリクスを示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置の位置制御マトリクスを示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置のＰＷＭテーブルを示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置のＰＷＭテーブルによる出力結果を示す図である。 第１の実施形態に係る非トナー像形成領域の画素を示す図である。 第１の実施形態に係るバックグランド露光パターンを示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置のＰＷＭテーブルを示す図である。 第１の実施形態の画像形成装置の出力結果を示す図である。 第２の実施形態の画像形成装置のディザマトリクスの概略を示す図である。 だ２の実施形態の画像形成装置のディザマトリクスを示す図である。 第２の実施形態の画像形成装置のドラム電位降下量と発光領域の関係を示す図である。 比較例におけるバックグランド露光パターンの概略を示す図である。 従来例におけるレーザの発光制御を説明する図である。 従来例におけるバックグランド露光パターンおよび輻射ノイズを示す図である。 本発明における課題を説明する図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ５０に関する概略構成図である。同図に示すように、カラーレーザプリンタ５０は、複数の第１の像担持体である感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）を有し、順次、第２の像担持体である中間転写ベルト３（被転写体）に連続的に多重転写する。これにより、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン方式）プリンタである。本画像形成装置は、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）紙までの出力に対応した、６００ｄｐｉ、２０ｐｐｍのプリンタである。

中間転写ベルト３は、無端状のエンドレスベルトであり、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、アイドラローラ１７、および二次転写対向ローラ１８に懸架され、図中矢印の方向にプロセススピード１１５ｍｍ／ｓｅｃで回転している。中間転写ベルト３の材質としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が用いられる。駆動ローラ１２、テンションローラ１３、および二次転写対向ローラ１８は、中間転写ベルト３を支持する支持ローラである。

感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）は、中間転写ベルト３の移動方向に、直列に各色に対応し４本配置されている。イエロー現像器（現像手段）を有する感光ドラム５Ｙは、回転過程で一次帯電ローラ（帯電手段）７Ｙにより、所定の極性・電位に一様に帯電処理される。そして、画像露光手段（露光手段）９Ｙによる画像露光４Ｙを受けることにより、目的のカラー画像の第１の色（イエロー）成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像が現像ローラ８Ｙにより第１色であるイエロートナー（現像剤）により現像される。

このように、画像露光によって静電潜像が形成された部分にトナーが現像される方式のことを「反転現像方式」と称する。感光ドラム５Ｙ上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト３との一次転写ニップ部へ進入する。一次転写ニップ部では、中間転写ベルト３の裏側に電圧印加部材（一次転写ローラ）１０Ｙを接触当接させている。電圧印加部材１０Ｙには各ポートで独立にバイアス印加可能とするため、不図示の一次転写バイアス電源を有している。

中間転写ベルト３は、１色目のポートで先ずイエローを転写し、次いで上述した工程を経た各色に対応する感光ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋより、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色を各ポートで多重転写する。中間転写ベルト３上に転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト３に伴って同図矢印（時計回り）方向に回転移動する。

一方、給紙カセット１内に積載収納された記録材Ｐは、給紙ローラ２により給送され、レジストローラ対６のニップ部へ搬送されて、一旦停止される。一旦停止された記録材Ｐは、中間転写ベルト３上に形成された４色のトナー像が二次転写ニップに到達するタイミングに同期して、レジストローラ対６によって二次転写ニップに供給される。そして、二次転写ローラ１１と二次転写対向ローラ１８との間の電圧印加（＋１．５ｋＶ程度）によって、中間転写ベルト３上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト３から分離されて搬送ガイド１９を経由し、定着装置１４に送られ、ここで定着ローラ１５、加圧ローラ１６による加熱、加圧を受けて表面にトナー像が溶融固着される。これにより、４色フルカラーの画像が得られる。その後、記録材Ｐは排紙ローラ対２０から機外へと排出され、プリントの１サイクルが終了する。一方、二次転写部において記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３上に残ったトナーは、二次転写部より下流側に配置されたクリーニングユニット２１によって除去される。

本実施形態の画像形成装置は、負極性の感光ドラムとトナーを用いており、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）は−５００Ｖ、現像電位（Ｖｄｃ）は−３００Ｖ、レーザが全発光した際の露光電位（Ｖｌ）は−１００Ｖとされる。また、後に詳述するバックグラウンド露光のための微小発光を行うと、バックグラウンド電位（Ｖｂｇ）として−４５０Ｖが得られる。なお、レーザのスポット径は感光ドラム上で約６０ｕｍである。また、後述のディザ処理に用いられる一画素のサイズは、約４２μｍ×約４２μｍである。

（画像形成の制御システム）
図２は、第１の実施形態における画像形成の制御システムの構成例を示すブロック図である。カラーレーザプリンタ５０に備えられたコントローラ５０１は、カラーレーザプリンタ５０全体の制御を司る。また、コントローラ５０１は、ネットワーク５０２を介したサーバ５０３やクライアントＰＣ５０４の要求に従い、ネットワーク５０２を介して入力される印刷ジョブに従いカラーレーザプリンタ５０を制御してプリントを実行する。

（画像処理フロー）
図３は、プリント時の画像処理フローを説明する機能ブロック図である。コントローラ５０１のＣＰＵ５０５は、ＲＡＭ５０６をワークメモリとしてＲＯＭ５０７に格納されたプログラムを実行することで、中間調処理５０８や左右制御５０９によるハーフトーン画像の形成を含む各種画像処理を実行する。なお、メモリ５１０は、ＲＡＭ５０６に割り当てても良いし、ハードディスクなど別のメモリに割り当てても良い。

中間調処理５０８は、メモリ５１０から読み出した例えばビット深さ８ビット（２５６階調）の画像データを多値ディザ処理して、後に詳述するビット深さ５ビット（３２階調）の画像データに変換する。左右制御５０９は、中間調処理５０８が多値ディザ処理に用いたディザマトリクスに対応する位置制御マトリクスを用いて、後に詳述するドットの成長方向を表す２ビットの位置制御データを付加する。具体的には、中間調処理５０８が出力する画像データのＭＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）側に付加する。コントローラ５０１は、位置制御データが付加された７ビットの画像データをカラーレーザプリンタ５０に送る。

（ディザマトリクス）
次に、中間調処理５０８が多値（５ビット）ディザ処理に用いるディザマトリクスを説明する。なお、カラーレーザプリンタでは一般的に各色毎に異なる設定のディザマトリクスが採用されるが、以下の説明では任意の一色（例えば、ブラック色）に関する構成を代表として説明する。

図４は、ディザマトリクス内の各位置に対応する成長順を示す図で、９個の各升には１から９の成長順を示す番号が振られている。図中のディザマトリクスの左右方向はレーザの主走査方向、上下方向はレーザの副走査方向を表す。図５は、図４に示す成長順に従う多値（５ビット）ディザ処理用のディザマトリクスを示す図である。

図５の左右方向および上下方向で中央部に図４に示す「１」（１番目）のデータが記載され、右側に図４に示す「２」（２番目）のデータが記載され、下側に図４に示す「３」（３番目）のデータが記載される。このように、図５に示すディザマトリクスも、図４に示すマトリクスと同様に９升で構成され、各升にはレベル１から３１に対応する３１個の閾値が設定される。

中間調処理５０８は、入力画像データの画素の座標に応じて、図５に示すディザマトリクスの参照すべき升を選択し、選択した升の閾値に基づき、当該画素の５ビットの出力画像データを決定する。つまり、入力画像データ（入力画素値）と選択した升の閾値を比べて、入力画素値が対応する閾値以上、かつ、１レベル上の閾値未満のレベルを出力画像データに決定する。なお、複数のレベルにまたがり同一の閾値が記載されている場合は、１レベル上の閾値未満であり、且つ同一閾値の中では最も高いレベルを出力画像データに決定する。

（位置制御マトリクス）
図６は、左右制御５０９が位置制御データの付加に用いる位置制御マトリクスの一例を示す図である。位置制御マトリクスの升の数は、ディザマトリクスと同じで、各升はディザマトリクスの各升に対応する。左右制御５０９は、ディザ処理後の画像データの画素の座標に応じて、位置制御マトリクスの参照すべき升を選択し、選択した升に格納された２ビットの位置制御データをディザ処理後の画像データのＭＳＢ側に付加して、７ビットの画像データを出力する。なお、図６に示す位置制御マトリクスはＲＯＭ５０７に保持される。

図６の各升に示す「Ｒ」「Ｃ」「Ｌ」はドットの成長方向を表し、「Ｒ」は画素の右端から左端に向う成長を、「Ｃ」は画素の中央から両端に向かう成長を、「Ｌ」は画素の左端から右端に向かう成長を意味する。また、２ビットの位置制御データは例えばＲ＝‘０１’、Ｃ＝‘００’、Ｌ＝‘１０’とされる。

（ＰＷＭテーブル）
図７は、各画素の出力画像データに基づき、カラーレーザプリンタ５０がＰＷＭ制御によって生成するパルス信号の一例を示す図（ＰＷＭテーブル）である。カラーレーザプリンタ５０は、入力される７ビットの画像データを一画素ごとに下位５ビットの画像信号（ＰＷＭ値）、上位２ビットの成長制御信号（Ｃ、Ｌ、Ｒ）に分けてＰＷＭ制御を行いパルス信号を生成する。ＰＷＭ値には、各レベル０〜３１に対し、０（非発光）〜２５５（全発光）の間の整数値が割り当てられる。これにより、カラーレーザプリンタ５０はレーザを発光させ、画素毎にトナードット像の成長を制御する。

図８は、前述した画像形成装置で画像形成を行った際の出力結果を説明する図である。階調値０（レベル０）、２５（レベル３）、９９（レベル１２）、１４８（レベル１８）、２０６（レベル２５）、２５５（レベル３１）における発光パターンを示している。図中の一升は一画素を示し、各升はディザマトリクスの各升に対応する。各升内に表示された灰色部分が、レーザの発光領域である。同図に示すように、本実施形態の画像形成装置では、階調値が大きくなるにつれ、図４の画素順で各画素のＰＷＭ値を大きくすることで、良好なハーフトーン画像が得られる。

なお、図５に示すディザマトリクス、図６に示す位置制御マトリクス、図７に示すＰＷＭテーブルはＲＯＭ５０７に保持される。

（バックグランド露光用のディザマトリクス）
本実施形態では、図１２に示すように画像用ディザマトリックスＭ１（第１のディザマトリックス）とは別に、画像弊害を抑えるためバックグランド露光用のディザマトリックスＭ０（第２のディザマトリックス）を用いる。即ち、バックグランド露光用のディザマトリクスが、発光パターンにより生じる周波数成分を周波数的に分散させて、バックグランド露光に伴う不要輻射の発生を抑える為に、前述の画像用のディザマトリクスとは別に設けられる。

画像用ディザマトリックスＭ１は印字率が０％より大きい入力データに対し形成され、
バックグランド露光用のディザマトリックスＭ０は印字率が０％である入力データに対し形成される。

本バックグラウンド露光では、レーザは感光ドラム上にトナーが帯電付着を起こさない（顕像化されない）程度に微小発光される。レーザ発光は１画素以下の発光時間とし、具体的には１画素中の約１０％程度の発光幅にすることで、感光体ドラムの表面電位を−５００Ｖ（Ｖｌ）から−４５０Ｖ（Ｖｄ）にバックグランド露光の降下量として−５０Ｖ下げる。このように、現像前の感光体ドラムの表面電位をトナーが現像しない適切な電位にすることができる。

バックグランド露光の発光パターン（露光パターン）は、図９に示すように、走査方向に連続した複数の画素から成る非トナー像形成領域（現像剤像が形成されない領域）のうち、発光パターンが副走査方向に連続されないように配置される。具体的に、図１０にバックグランド露光用のディザマトリクスの一例を示す。主走査方向の隣接画素において、発光開始、又は発光終了タイミングをずらして、発光幅、及び、発光領域を変えている。更に、副走査方向では、主走査方向に形成した発光パターンを１画素ずつずらし、発光パターンが副走査方向で連続しない構成となっている。

このように、本実施形態では、バックグランド露光用の発光パターン（露光パターン）は、毎画素ごとに１画素以下の露光領域であり、副走査方向に連続されない構成である。そして、画像用の露光パターンより不要輻射ノイズの発生が少ない。

（ディザマトリクスの電位設定）
上述したように、低濃度のハーフトーン画像と非トナー像形成領域とが混在することで、バックグランド露光用のディザマトリクスと画像用のディザマトリクスの低レベルが混在し、ドラム表面電位を緩やかに繋ぎ合せることができない。即ち、バックグランド露光後のドラム表面電位（例えば−４５０Ｖ）から画像用のディザマトリクスにおけるドラム表面電位に対して、図１９に示すアイウのような関係となってしまう。これにより、「階調飛び」が生じてしまい、良好な階調性が得られなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、画像用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量を、バックグラウンド露光後用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量以上になるように設定した。即ち、画像用ディザマトリクスを感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量をＡ、バックグランド露光用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとするのである。図１９に示すー５００Ｖからイの位置までの電位降下量がＡに相当し、図１９に示すー５００Ｖからアの位置までの電位降下量がＢに相当する。

Ａ＝Ｂのときは、Ａは画像用ディザマトリクスのレベル０を示し、画像用ディザマトリクスのレベル０を感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量がバックグランド露光用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成した時の感光体の電位降下量と同等を表す。また、Ａ＞Ｂのときは、以下のことを表す。即ち、Ａは画像用ディザマトリクスのレベル０より大きいレベルを示し、そのときの画像用ディザマトリクスを感光ドラム上に形成したときの感光体の電位降下量がバックグランド露光用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成したときの電位降下量より大きい。

これらの場合、非トナー像形成領域と低濃度のハーフトーン画像が混在しても、ハーフトーン画像に「階調飛び」が発生しない。

これに対し、Ａ＜Ｂのときは、図１９に示される。画像用ディザマトリクスのレベル０を感光ドラム上に形成したときの感光体の電位降下量が、バックグランド露光用のディザマトリクスを感光ドラム上に形成したときの感光体の電位降下量より小さくなる。このとき、非トナー像形成領域と低濃度のハーフトーン画像が混在する場合に、連続的な階調が得られるはずのハーフトーン画像に「階調飛び」が発生してしまう。

ここで、本実施形態では、画像用のディザマトリクスのレベル０のドラム表面電位として、バックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ＝−４５０Ｖ）が得られるように、各画素をＰＷＭ値２５で中央、左、又は右発光するようにした。本実施形態では、画像用のディザマトリクスのレベル０をＰＷＭ値２５にしてもバックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ）と同等であるので、トナーは帯電付着を起こさない（顕像化されない）。なお、本実施形態の画像形成装置では、ＰＷＭ値が６０程度までであれば、レーザ発光によって感光ドラム上にトナーが帯電付着しない（顕像化されない）。

ＰＷＭテーブルとしては、図１１に示すように各レベル０〜３１に対して、ＰＷＭ値が２５（バックグランド露光相当の発光）〜２５５（全発光）の間の整数値が割り当てられる。

図１２は、本実施形態の画像形成装置で画像形成を行った際の出力結果を説明する図である。図１２において、バックグランド露光、階調値２５（レベル０）、４７（レベル３）、１１４（レベル１２）、１５９（レベル１８）、２１０（レベル２５）、２５５（レベル３１）における発光パターンを示している。同図に示すように、本実施形態の画像形成装置では、階調値が大きくなるにつれ、図４の画素順で各画素のＰＷＭ値を大きくすることで良好なハーフトーン画像が得られる。特に、低レベル側では「階調飛び」（濃度ジャンプ）が発生することなく、緩やかな階調性を確保できる。

（本実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置は、不要輻射ノイズを抑えたバックグランド露光により、種々の画像弊害（ホワイトギャップ等）の画像課題を解決する構成を有している。

更に、バックグランド露光用のディザマトリクスと画像用のディザマトリクスをそれぞれ有している。そして、画像用のディザマトリクスを介して露光するときの最低の濃度階調に対応した感光体の電位降下量Ａ、バックグランド露光用のディザマトリクスを介して露光するときの感光体の電位降下量Ｂに対し、Ａ≧Ｂなる条件を満たす。即ち、画像用ディザマトリクスが感光ドラム上に形成する発光パターンにおける感光ドラム表面電位を、バックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ）以上にする。これにより、「階調飛び」（濃度ジャンプ）が発生することなく、良好な濃度の階調性を得られることができる。

《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。第１の実施形態と同一の部材には同一符号を付し、説明を省略する。また、画像形成システム、画像処理装置、画像処理フロー等に関しては、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。本実施形態の画像形成装置では、画像用のディザマトリクスのレベル０のドラム表面電位を、バックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ）に、より正確に合わせることで、良好な階調性を更に安定して得ることができる。

（ディザマトリクスの正味の発光領域）
本発明者の検討によれば、発光領域の発光ロスを考慮した正味の発光領域を合わせることで、より正確にドラム表面電位を合わせられることが判明した。発光ロスとは、レーザ発光の立ち上がりと立下りの際に発生し、その部分を差し引いた領域を正味の発光領域とした。

以下、正味の発光領域について詳述する。図１３は、隣接した４画素である１〜４において、同じ発光幅Ａの発光領域を形成しているディザマトリクスを示す。画素１、４は画素の中央部に、画素２は画素の左側（走査方向上流側）、画素３は画素の右側（走査方向の下流側）に発光領域が配置されている。

その画素１〜４に対して、レーザの動きを画素１〜４の下方に示している。レーザは画素の発光領域に合わせてＯＮ／ＯＦＦを行うが、立上げ／立下げ時のロスにより、レーザの動作波形は図１３に示したようになる。従って、画素４においてレーザがロスしている発光領域は斜線部の様になり、正味の発光領域としては発光幅Ｂ部分となる。また、画素２、３のように画素境界部で発光領域が連続する場合には、連続部でのレーザロスは無いものとして考えて良く、画素２、３の正味の発光領域は発光幅Ａ＋Ｂとなる。

（ディザマトリクスのパターン）
本実施形態でのディザマトリクスの発光パターンを、図１４に示す。図１４（ａ）は画像用ディザパターンのレベル０のディザマトリクスであり、図１４（ｂ）はバックグランド露光用のディザマトリクスである。レーザのロス部を斜線で示し、正味の発光領域を灰色で示している。

画像用ディザパターンのレベル０のディザマトリクスは中央の画素にだけ発光領域が存在するので、レーザロスは立上げ／立下げの各１回ずつである。バックグランド露光用のディザマトリクスは破線丸枠部の画素境界部で連続する発光領域はカウントしないので、レーザ立上げが５回、立下げが４回となる。なお、レーザのロスとしては約３％程度と見積もった。

次に、バックグランド露光後のドラム電位降下量と発光領域の関係を図１５に示す。図１５（ａ）はバックグランド露光後のドラム電位降下量と正味の発光領域の関係を示し、図１５（ｂ）はバックグランド露光後のドラム電位降下量と従来の発光領域の関係を示している。バックグランド露光後のドラム電位降下量は、正味の発光領域と相関があることが判る。本実施形態ではバックグランド露光後のドラム電位降下量は５０Ｖとしているので、正味の発光領域としては、約９．５％となる。

このように本実施形態では、第１（画像用）、第２（バックグランド露光用）の露光パターンにおいて、露光手段の立上り、及び立下りの部分を削除した発光領域を正味の発光領域とする。この場合に、第１（画像用）のディザマトリクスの正味の発光領域は、第２（バックグランド露光用）のディザマトリクスの正味の発光領域以上である。

（本実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置は、不要輻射ノイズを抑えたバックグランド露光により、種々の画像弊害（ホワイトギャップ等）の画像課題を解決する構成を有している。

更に、バックグランド露光用のディザマトリクスと画像用のディザマトリクスをそれぞれ有している。そして、画像用のディザマトリクスを介して露光するときの最低の濃度階調に対応した感光体の電位降下量Ａ、バックグランド露光用のディザマトリクスを介して露光するときの感光体の電位降下量Ｂに対し、Ａ≧Ｂなる条件を満たす。即ち、画像用ディザマトリクスが感光ドラム上に形成する発光パターンにおける感光ドラム表面電位を、バックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ）以上にする。これにより、「階調飛び」（濃度ジャンプ）が発生することなく、良好な濃度の階調性を得られることができる。

更に、バックグランド露光用のディザマトリクスと画像用のディザマトリクスのレベル０の発光領域において、レーザロス部などを除いた正味の発光領域を合わせる。これにより、画像用のディザマトリクスのレベル０のドラム表面電位を、バックグラウンド露光後のドラム表面電位（Ｖｂｇ）に、より正確に合わせることができ、良好な階調性を更に安定して得ることができる。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。因みに、本実施形態に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、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。

（変形例１）
例えば、本明細書におけるバックグランド露光は特定の用途におけるものではない。

５・・感光ドラム、７・・一次帯電ローラ、８・・現像ローラ、９・・露光手段、Ｍ１・・画像用ディザマトリックス、Ｍ０・・バックグランド露光用のディザマトリックス

Claims (6)

1. 感光体と、
   該感光体を帯電する帯電手段と、
   該帯電手段により帯電された前記感光体に対し、露光パターンとしてのディザマトリクスによるデータに基づき露光する露光手段と、
   該露光手段により潜像が形成された前記感光体に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記ディザマトリクスは、
   前記感光体の現像剤像が形成される第１領域において複数の濃度階調を得る第１の露光パターンとしての第１のディザマトリクスと、
   前記感光体の前記現像剤像が形成されない第２領域において前記感光体に現像剤が付着しない程度に前記露光手段による露光を行う第２の露光パターンとしての第２のディザマトリクスと、
   を備え、
   前記第１のディザマトリクスを介して露光するときの最低の濃度階調に対応した前記感光体の電位降下量をＡ、
   前記第２のディザマトリクスを介して露光するときの前記感光体の電位降下量をＢとするとき、
   Ａ≧Ｂなる条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１のディザマトリクスは、印字率が０％より大きい入力データに対し形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２のディザマトリクスは、印字率が０％である入力データに対し形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の露光パターンは、前記第１の露光パターンより不要輻射ノイズの発生が少ない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。
5. 前記第２の露光パターンは、毎画素ごとに１画素以下の露光領域であり、副走査方向に連続されない構成であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１、第２の露光パターンにおいて、前記露光手段の立上り、及び立下りの部分を削除した発光領域を正味の発光領域とした場合に、第１のディザマトリクスの正味の発光領域は第２のディザマトリクスの正味の発光領域以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。