JP7172233B2 - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

現像剤が格納された現像容器の開口部に現像ローラーを設け、画像露光された感光体に対して現像ローラーからトナーを飛翔させてトナー画像を形成する画像形成装置が知られている。
画像形成装置では、印字面積が広くなる程、感光体側に向かわずに飛散するトナーが生じ易くなるが、現像ローラーと感光体の間に回収ローラーを設けることで、このように飛散するトナーを付着させてスクレーパーで掻き取ることで現像容器内に回収して、現像ローラーと感光体の間から画像形成装置内に飛散することを防止していた。

上記回収ローラーは、飛散するトナーを回収する過程でその表面に過剰に付着が生じると、スクレーパーで掻き取り切れずに凝集し、現像容器外にトナー凝集体が落下するおそれがあった。
このため、従来の画像形成装置では、機内の湿度を検出する湿度検出手段を設け、検出湿度に応じて回収ローラーバイアスを印加して、その表面電位の制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－１４２７４０号公報

ところで、回収ローラーに付着したトナーＴが凝集すると、回収ローラーと感光体露光部との間の電界により、トナーの凝集体Ｔｇが感光体側に引き寄せられて露光部に付着する場合がある。
図１０は、感光体にいわゆるべた塗りのトナー像が形成される場合の電位を示し、図１１は感光体にハーフトーンのトナー像が形成される場合の電位を示す。図１０及び図１１において、符号Ｇは現像ローラーの電位、符号Ｓは回収ローラーの電位、符号Ｋは感光体の網点である露光部の電位、符号Ｗは網点の間の非露光部の電位を示す。トナーＴはマイナスに帯電しており、図１０及び図１１では上に行く程、負極の電位が高くなっている。

べた塗りの画像形成時にトナーＴの凝集体Ｔｇが感光体の露光部に付着しても、図１２（Ａ）に示すように、背景と同色のトナーＴが付着するだけなので、目立つことはなく、画質に影響は殆ど生じない。なお、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）では、説明のために、適正に付着したトナーＴと回収ローラーから付着した凝集体から分散したトナーＴｋとを異なる模様で示しているが、実際には同色である。

これに対して、ハーフトーンの画像形成時にトナーＴの凝集体Ｔｇが感光体の露光部に付着すると、図１２（Ｂ）に示すように、本来はトナーＴが付着しない網点の周囲である素地の部分にも凝集体から分散したトナーＴｋが付着するため、画質に劣化を生じるおそれがあった。
上記従来の画像形成装置は、このようなハーフトーンの画像形成の画質低下に対して対処することはできなかった。

本発明は、画質の向上を図ることを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
露光により静電潜像が形成される像担持体と、
トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、
前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、
を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置において、
画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力部と、
前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部と、
前記選択されたスクリーン種類に応じて、前記電界の強弱を変更するように前記調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記スクリーン種類は、前記ハーフトーンの画像を構成するドットからなるラインの単位距離内の本数を示したスクリーン線数であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記スクリーン種類は、前記ハーフトーンの画像を構成するドットの間隔又は密度であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、
前記調整部は、前記回収部材に印加する電圧の高低を変えることにより、前記電界の強弱を可変とすることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、
前記調整部は、前記回収部材の表面から前記像担持体の表面までの距離を変えることにより、前記電界の強弱を可変とすることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１～５のいずれか一項に記載の発明において、
前記制御部は、前記選択されたスクリーン種類が示す画像の精細度が高ければ前記電界を強く変更し、前記選択されたスクリーン種類が示す画像の精細度が低ければ前記電界を弱く変更するように前記調整部を制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、
前記回収部材は、回転により前記現像剤を回収する回収ローラーであり、
前記回収ローラーに回転動作を付与する回収モーターを備え、
前記制御部は、前記電界の弱さに応じて前記回収ローラーの回転速度を高めるように前記回収モーターを制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、
露光により静電潜像が形成される像担持体と、トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置の画像形成方法において、
画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力工程と、
前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部を、前記選択されたスクリーン種類に応じて、前記電界の強弱を変更するように制御する制御工程とを備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、プログラムにおいて、
露光により静電潜像が形成される像担持体と、トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置のコンピュータを、
画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力部から選択されたスクリーン種類に応じて、
前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部を、前記電界の強弱を変更するように制御する制御部、
として機能させる、
ことを特徴とする。

本発明は、制御部が、選択されたスクリーン種類に応じて、電界の強弱を変更するように調整部を制御するので、ハーフトーンの画像形成の網点周囲に生じるトナーの付着を低減して画質向上を図ることが可能となる。

本実施形態における画像形成装置の概略構成を示す全体図である。 装置本体の機能的構成を示すブロック図である。 現像装置の側面図である。 図３の部分拡大図である。 スクリーン線数の逆数とトナーのこぼれ落ちの発生率の関係を示した線図である。 回収ローラーと感光体ドラムの間の電界とトナーのこぼれ落ちの発生率の関係を示した線図である。 スクリーン線数と回収ローラーと感光体ドラムの間の電界との関係を示した線図である。 画像形成時に実行するトナー回収制御のフローチャートである。 調整部の他の例を示す側面図である。 感光体にべた塗りのトナー像が形成される場合の電位を示す説明図である。 感光体にハーフトーンのトナー像が形成される場合の電位を示す説明図である。 図１２（Ａ）はべた塗りの画像形成時に凝集体から分散したトナーが感光体の露光部に付着した状態を示し、図１２（Ｂ）はハーフトーンの画像形成時にトナーの凝集体が感光体の露光部に付着した状態を示す説明図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。

［画像形成装置の概略構成］
図１は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成を示す全体図である。
図１に示すように、画像形成装置１００は、用紙搬送方向に沿って、給紙ユニット１０、装置本体２０、ＦＮＳ（後処理ユニット）１１が直列に接続された構成となっている。

なお、画像形成装置１００は、給紙ユニット１０、ＦＮＳ１１を有さないで、装置本体２０内に給紙部を備える構成であってもよい。また、本実施形態では、装置本体２０を、モノクロ画像を形成する画像形成装置として説明するが、これに限定されるものではなく、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｋ（ブラック）の４色によるカラー画像を形成する画像形成装置としてもよい。

給紙ユニット１０は、ＰＦＵ（Paper Feed Unit）と称されるものであり、複数の給紙トレイや、給紙ローラー、分離ローラー、給紙／分離ゴム、送り出しローラー等からなる給紙手段等を備える。各給紙トレイには、用紙の種類（紙種、坪量、用紙サイズ等）毎に用紙が格納されており、用紙の最上部から一枚ずつ給紙手段により装置本体２０へ用紙が搬送される。

装置本体２０は、外部装置等から受信したＰＤＬ（Page Description Language）形式やＴｉｆｆ形式等のページ記述言語形式のプリントデータ及びプリント設定データ（プリントジョブ）に基づいて用紙に画像を形成し、画像形成済みの用紙をＦＮＳ１１に搬送する。なお、装置本体２０は、スキャナーを備える構成とし、スキャナーにより原稿から読み取った画像データに基づいて用紙に画像を形成することとしてもよい。

ＦＮＳ１１は、ソート部、ステイプル部、パンチ部、折り部等の各種後処理部と、排紙トレイ等を備え、装置本体２０から搬送された用紙に対して各種後処理を施し、後処理が施された用紙を排紙トレイに排出する。

［装置本体］
図２は、装置本体２０の機能的構成を示すブロック図である。
装置本体２０は、制御部２１、画像処理部２２、用紙搬送部２３、画像形成部２４、定着部２５、記憶部２６、Ｉ／Ｆ２７、操作表示部２８、通信部２９等を備えて構成され、各部はバス２０１により接続されている。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成されている。制御部２１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、装置本体２０の各部や画像形成装置１００全体の動作を統括制御するコンピュータとして機能する。

例えば、制御部２１は、外部装置からプリントジョブを受信すると、ジョブを開始し、画像処理部２２により画像データに画像処理を行わせ、画像処理済みの画像データに基づいて用紙搬送部２３、画像形成部２４、定着部２５を制御して用紙に画像を形成させ、画像形成及び定着済みの用紙をＦＮＳ１１に送出する。
また、制御部２１は、画像形成部２４の現像装置４におけるトナーの回収について特徴的な制御を行う。このトナー回収制御については後述する。

画像処理部２２は、通信部２９を介して外部装置から送信されたプリントデータにラスタライズ処理を施して画像データを生成し、画像データに色変換処理、階調補正処理、ハーフトーン処理等の各種画像処理を施す。

用紙搬送部２３は、レジストローラー２３１をはじめとする複数の搬送ローラーや搬送ベルト等を含んで構成され、給紙ユニット１０から搬送されてきた用紙を画像形成部２４に搬送するとともに、画像形成部２４で画像が形成された用紙を定着部２５に搬送する。用紙の搬送経路上には、例えば、レジストセンサー、ジャム検知センサー、濃度検知センサー等の各種センサー（図示せず）が備えられている。各センサーは、制御部２１に接続されており、検知信号を制御部２１に出力する。

画像形成部２４は、像担持体としての感光体ドラム１、帯電部２、露光部（レーザ光源、ポリゴンミラー）３、現像装置４、転写部５、クリーナー６等を備えて構成されている。画像形成部２４は、帯電部２によって一様帯電されて回転している感光体ドラム１の表面に露光部３により露光して、感光体ドラム１の面上に画像データに対応した静電潜像を形成し、静電潜像を現像装置４により反転現像して、黒色のトナー像を感光体ドラム１上に形成する。そして、画像形成部２４は、レジストローラー２３１によって、給送された用紙と感光体ドラム１上に形成されたトナー像との位置合わせのための同期を取って転写部５に送出し、感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像を、転写部５によりトナーと反対極性に帯電された用紙に転写する。これにより、用紙に画像が形成される。感光体ドラム１に残留したトナーは、クリーナー６により除去される。

ここで、現像装置４について、図３及び図４に基づいて説明する。
現像装置４は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器４１を備え、当該現像容器４１は、感光体ドラム１に対して開口している。そして、現像容器４１の内部には、現像剤を攪拌し、開口部側に搬送する攪拌スクリュー４２が設けられ、現像容器４１の開口部には感光体ドラム１に外周を接近させて配置された現像ローラー４３が設けられている。この現像装置４では、トナーはマイナスに帯電される。このため、現像ローラー４３はマイナスのバイアス電圧が印加され、感光体ドラム１の露光部分が高電位となり、感光体ドラム１の露光部分からより低電位の現像ローラー４３側に電界が生じて、マイナスのトナーを感光体ドラム１の露光部分側に飛翔させることができる。

また、現像装置４の現像ローラー４３は、図３及び図４において、図示しないモーターにより反時計方向に回転駆動が付与される。感光体ドラム１よりも現像ローラー４３の回転方向下流側には、当該現像ローラー４３に近接して回収部材としての回収ローラー４４が設けられている。
この回収ローラー４４には、図４に示すように、現像ローラー４３よりも高電位のマイナスのバイアス電圧を印加する回収電源４４１が接続されている。このため、現像ローラー４３から感光体ドラム１側に飛翔しないで飛散したトナーを回収ローラー４４の外周面に引き寄せて回収することができる。この回収電源４４１の印加電圧は制御部２１により制御される。
なお、感光体ドラム１，現像ローラー４３，回収ローラー４４についてマイナス側に電圧の高い順番を示すと、以下のようになる。
感光体ドラム１の露光部＜回収ローラー４４＜現像ローラー４３＜感光体ドラム１の非露光部

また、回収ローラー４４は、現像ローラー４３とは独立した駆動源である回収モーター４４２（図２参照）により、図３及び図４における時計方向に回転駆動が行われる。この回収モーター４４２による回転速度は制御部２１により制御される。
そして、回収ローラー４４と現像ローラー４３との間には、回収ローラー４４の外周面に摺接するスクレーパー４５が設けられている。このスクレーパー４５により、回収ローラー４４に付着したトナーを掻き取って現像容器４１内に送り込むことができる。

転写部５は、転写ベルト５１、転写ローラー（転写部材）５２を備える。転写ベルト５１には、例えば、導電剤が含有されたクロロプレーンゴム等により構成される基材の表面に、コート層としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を施したものが用いられる。
この電圧印加部５３によって、静電引力により、感光体ドラム１に接触中の用紙に感光体ドラム１上のトナー像が転写される。前述したように、トナーの帯電極性はマイナス（負）であり、用紙にトナー像を転写する転写時には転写ローラー５２に正の転写電圧が印加されるものとする。

定着部２５は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる定着処理を行う。

記憶部２６は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成され、通信部２９を介して入力されたプリントジョブや画像処理済みの画像データ等が記憶される。なお、これらの画像データ等は制御部２１のＲＡＭに記憶されても良い。

Ｉ／Ｆ２７は、給紙ユニット１０及びＦＮＳ１１に接続するための通信インターフェースである。

操作表示部２８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って表示画面上に各種操作ボタンや装置の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。
ＬＣＤの表示画面上は、透明電極を格子状に配置して構成された感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネルに覆われており、手指やタッチペン等で押下された力点のＸＹ座標を電圧値で検出し、検出された位置信号を操作信号として制御部２１に出力する。

この操作表示部２８からは、画像処理部２２が実行するハーフトーン処理において、画像の精細度を示すスクリーン種類としてのスクリーン線数をユーザーが選択し設定することができる。即ち、操作表示部２８は、入力部として機能する。

通信部２９は、モデム、ＬＡＮアダプターやルーター等によって構成され、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続されたＰＣ（Personal Computer）等の外部装置との通信制御を行い、プリントジョブの受信等を行う。

［トナー回収制御］
上記画像形成装置１００の制御部２１による、現像装置４のトナー回収制御について説明する。
回収ローラー４４による飛散トナーの回収作業は、回収ローラー４４の外周面に付着したトナーの凝集体が回収ローラー４４と感光体ドラム１の露光部との間の電界によって引き寄せられてこぼれ落ち、感光体ドラム１の露光部周辺に付着するという問題がある。
ハーフトーンでの画像形成時には、本来はトナーが付着しない網点の周囲に付着を生じることから、特に回収ローラー４４からのトナーの付着は特に画質に影響を生じやすい。

前述したように、画像形成装置１００では、操作表示部２８からスクリーン線数を設定することができる。スクリーン線数とは、ハーフトーンの画像を形成するドット（網点）が並んで形成されたラインが単位距離（例えば、1inch）内に何本形成されているかを示す画像の精細度の指標となる値である。単位は、例えば、[lpi](line per inch)で表される。このスクリーン線数の大きければ大きいほど、形成される画像は精細度が高くなる。

画像の精細度を示すスクリーン線数とトナーのこぼれ落ちの発生率との間には相関がある。図５は、スクリーン線数の逆数[lpi^-1]とトナーのこぼれ落ちの発生率[％]の関係を示した線図である。この場合、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界はいずれも150[kV/m]としている。
図示のように、スクリーン線数の逆数が大きくなる（スクリーン線数が小さくなる）につれて、トナーのこぼれ落ちの発生率が比例的に増加することが分かる。

また、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界とトナーのこぼれ落ちの発生率との間にも相関がある。図６は、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界[kV/m]とトナーのこぼれ落ちの発生率[％]の関係を示した線図である。この場合、画像形成時のスクリーン線数はいずれも120[lpi]としている。
図示のように、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界が大きくなるにつれて、トナーのこぼれ落ちの発生率が比例的に増加することが分かる。

図５及び図６の関係から、トナーのこぼれ落ちの発生率の許容値を一定値以下と決めた場合、スクリーン線数と回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界との関係（電界－スクリーン線数特性とする）は図７に示すようになる。この図７では横軸をスクリーン線数[lpi]、縦軸を回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界[kV/m]としており、トナーのこぼれ落ちの発生率が所定の許容値以下となる範囲Ｃｇを模様なしで示し、許容値を満たせない範囲Ｃｂを点描模様を付して示している。

なお、図５～図７に示す数値は、いずれも一例を示しているに過ぎず、この数値例に限定されない。これら各数値の適正値は、現像ローラー４３，回収ローラー４４の配置やこれらに対する印加電圧、これらの表面材料、トナーの特性、その他、種々の条件によって変動するので、各種の画像形成装置ごとに適正値を求めることが望ましい。

画像形成装置１００の制御部２１は、図７の電界－スクリーン線数特性、例えば、許容値以下となる範囲Ｃｇと許容値を満たせない範囲Ｃｂの境界を数値又は数式等のデータとして記憶している。
そして、制御部２１は、ユーザーにより、操作表示部２８からスクリーン線数が設定されると、上記許容値以下となる範囲Ｃｇ内となるように、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界の値を制御する。

回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界E[kV/m]の値は、回収ローラー４４と感光体ドラム１との距離（相互の外周面の最短距離）をd[m]、感光体ドラム１の外周面上における長手方向全長に渡って非露光となる領域が回収ローラー４４近傍を通過するときの回収ローラー４４の表面電位をVcr[kV]、感光体ドラム１の露光部の表面電位をVi[kV]とした場合に、次式(1)により算出することができる。
E=-(Vcr-Vi)/d …(1)

従って、画像形成装置１００の制御部２１は、設定されたスクリーン線数の値から回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界Eの値が図７の電界－スクリーン線数特性に示した適正値となるように、調整部としての回収電源４４１を制御して、回収ローラー４４の表面電位Vcr[kV]を調整する。
なお、感光体ドラム１の露光部の表面電位Viは露光を行う露光部３の強度又は照射時間で決まるので、一般的には一定値となる。従って、表面電位Viが事前に測定等により取得される。

なお、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界E[kV/m]の値は、許容値以下となる範囲Ｃｇと許容値を満たせない範囲Ｃｂの境界値から大きく下回るように調整すると、現像ローラー４３と回収ローラー４４との間の電界が大きくなり、現像ローラー４３から回収ローラー４４へのトナーの飛翔が生じ易くなるため、電界Eが境界値より低いある程度の範囲内（例えば、図７の電界－スクリーン線数特性における境界線と破線の間の値）の値となるように、回収ローラー４４の表面電位Vcrは調整される。
これによって、トナーのこぼれ落ちの発生率を許容値未満に低減することができる。

また、画像形成装置１００の制御部２１は、スクリーン線数の設定値に応じて、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界Eの値を図７に示した適正値に制御した場合に、当該電界Eの値が予め定められた判断値Es以下となったときには、回収ローラー４４を駆動する回収モーター４４２の回転速度を通常運転速度よりも早い高速運転速度に加速する制御を行う。
回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界Eの値が小さくなると回収ローラー４４と現像ローラー４３との間の電界の値は大きくなるので、現像ローラー４３から回収ローラー４４へのトナーの飛翔が生じ易くなる。このため、制御部２１は、回収ローラー４４の回転速度を高めて回収ローラー４４に付着したトナーをスクレーパー４５によって迅速且つ効率的に掻き落とすように制御している。

図８は画像形成装置１００の制御部２１のＣＰＵが、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムに従って、画像形成時に実行するトナー回収制御のフローチャートである。
このトナー回収制御では、制御部２１のＣＰＵは、入力工程においてユーザーにより設定された、スクリーン線数の設定値を取得し（ステップＳ１）、図７に示す電界－スクリーン線数特性を参照して（ステップＳ３）、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界Eの適正値を決定する（ステップＳ５）。
そして、制御部２１のＣＰＵは、回収ローラー４４の回収電源４４１を制御し、回収ローラー４４と感光体ドラム１の間の電界Eを適正値に調整する（ステップＳ７：制御工程）。
また、制御部２１のＣＰＵは、決定された電界Eの適正値が判断値Es以下であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
その結果、電界Eの適正値が判断値Es以下の場合には、回収ローラー４４の回収モーター４４２を高速運転速度で駆動し（ステップＳ１１）、電界Eの適正値が判断値Esより大きい場合には、回収ローラー４４の回収モーター４４２を通常運転速度で駆動する（ステップＳ１３）。
そして、トナー回収制御を終了し、画像形成を実行する。

［実施形態の効果］
以上のように、画像形成装置１００では、制御部２１が、選択されたスクリーン種類としてのスクリーン線数に応じて、電界の強弱を変更するように調整部としての回収電源４４１を制御するので、ハーフトーンの画像形成の網点周囲に生じるトナーの付着を低減して画質向上を図ることが可能となる。
また、回収ローラー４４に印加する電圧の高低を変える回収電源４４１を調整部とすることにより、電界の制御を容易且つ正確に行うことが可能となる。

また、制御部２１は、選択されたスクリーン線数が示す画像の精細度が高ければ電界を強く変更し、選択されたスクリーン線数が示す画像の精細度が低ければ電界を弱く変更するように回収電源４４１を制御している。
これにより、トナーの付着による影響を生じやすい精細度の低い画像について、特に効果的にトナーの付着を低減して画質向上を図ることが可能となる。

また、制御部２１は、電界の弱さに応じて回収ローラー４４の回転速度を高めるように回収モーター４４２を制御するので、電界を弱くすることに起因して増加する回収ローラー４４へ付着するトナーをより迅速且つ効率的にスクレーパーにより除去することが可能となり、これにより、感光体ドラム１へのトナー付着を低減してさらなる画質向上を図ることが可能となる。

［検証実験］
以下に、本発明の有効性を確認するために行った検証実験について説明する。
検証実験では、コニカミノルタ社製AccurioPRESS6136機（商標）を改造した画像形成装置を用いた。即ち、設定できるスクリーン種類はスクリーン線数とした。また、回収部材は、ローラー型のもの（回収ローラー）を使用した。
また、電界の判断値Es=50[kV/m]に設定し、回収ローラー４４の通常運転速度を4[rpm]、高速運転速度を10[rpm]とした。

検証実験では、電界－スクリーン線数特性において適正となる実施例１～４と不適正となる比較例１～３とについて、それぞれ現像装置４と感光体ドラム１とについて未使用の新品を使用し、印字パターンとして全面20％濃度でＡ３用紙10000面に画像形成を行った。
評価方法としては、各用紙1面につき、φ0.5[mm]以上のトナーこぼれが１つでも発生すれば、「トナーこぼれ発生」としてカウントし、10000面の中の「トナーこぼれ発生」となった面数の比率が0.5％以下である場合を「〇」とし、0.5％を超える場合を「×」と評価した。

＜実施例１＞
スクリーン線数は120[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.300[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.284[kV]、回収ローラー径をφ8[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=32[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は10[rpm]であった。

＜実施例２＞
スクリーン線数は170[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.300[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.211[kV]、回収ローラー径をφ8[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=178[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

＜実施例３＞
スクリーン線数は80[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.300[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.211[kV]、回収ローラー径をφ6[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0015[m]とした。これにより、電界E=59.3[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

＜実施例４＞
実施例１と同じ構成で、選択したスクリーン線数（L[lpi]）に応じて、回収ローラーへの印加電圧を制御できるように改造した。
スクリーン線数Lは150[lpi]を選択した。
回収ローラーの表面電圧Vcr =-0.001×L-0.2=-0.35[kV]に制御され、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.284[kV]とした。また、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=59.3[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

＜比較例１＞
スクリーン線数は120[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.350[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.211[kV]、回収ローラー径をφ8[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=278[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

＜比較例２＞
スクリーン線数は170[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.300[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.164[kV]、回収ローラー径をφ8[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=272[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

＜比較例３＞
スクリーン線数は80[lpi]を選択した。
回収ローラーを表面電圧Vcr=-0.300[kV]に印加し、感光体ドラムの露光部の表面電圧Vi=-0.211[kV]、回収ローラー径をφ8[mm]とし、回収ローラーと感光体ドラムとの距離d=0.0005[m]とした。これにより、電界E=178[kV/m]となり、回収ローラーの回転速度は4[rpm]であった。

検証実験の結果は、電界－スクリーン線数特性において適正となる実施例１～４については、いずれも「〇」となった。これに対して、電界－スクリーン線数特性において不適正となる比較例１～３については全て「×」となった。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
また、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

例えば、回収ローラー４４と感光体ドラム１の露光部との間の電界を調整する調整部としては、図９に示すように、回収ローラー４４の表面から感光体ドラム１の表面までの距離を変える直動式のアクチュエーター４４１Ａを利用しても良い。
この場合、直動式のアクチュエーター４４１Ａは、回収ローラー４４を回転可能に支持すると共に、回収ローラー４４が感光体ドラム１に対して接離移動可能に支持する。また、回収ローラー４４の直動により、回収ローラー４４と感光体ドラム１との距離dを変更調節する構成とすることが望ましい。
直動式のアクチュエーター４４１Ａは、具体的には、動作量の制御が可能なソレノイド、回転動作量の制御が可能なステッピングモーター等の回転式のモーターと回転駆動を直動動作に変更可能なボールネジ機構やベルト機構とからなるユニット、直動式のボイスコイルモーター、ピエゾ等の圧電素子などが挙げられる。
これらの構成により、距離ｄを変更調節することで、回収ローラー４４と感光体ドラム１の露光部との間の電界を任意に調整することが可能である。

また、スクリーン種類として、スクリーン線数を例示したが、ハーフトーンの画像を構成するドット（網点）の間隔又は密度を操作表示部２８から設定可能とし、制御部２１は、ドット（網点）の間隔又は密度に応じて電界の強弱を変更するように構成してもよい。

また、現像装置４の現像剤としては、トナーとキャリアを含む２成分式の現像剤を例示したが、現像剤は、キャリアを含まない１成分式のものであっても良い。

また、回収ローラー４４の回収モーター４４２の制御については、電界Eの適正値が判断値Es以下となる場合に高速運転速度に切り替える制御を例示したが、これに限定されない。例えば、大小異なる複数の判断値を用意し、回収モーター４４２の回転速度をより多くの段階に切り替えるように制御しても良い。また、電界Eの数値に応じて、回収モーター４４２の回転速度をリニアに又は無段階で変更調節するように制御しても良い。

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電部
３ 露光部
４ 現像装置
２０ 装置本体
２１ 制御部
２４ 画像形成部
２８ 操作表示部（入力部）
４１ 現像容器
４３ 現像ローラー
４４ 回収ローラー（回収部材）
４５ スクレーパー
１００ 画像形成装置
４４１ 回収電源（調整部）
４４１Ａ アクチュエーター（調整部）
４４２ 回収モーター
d 回収ローラーと感光体ドラムとの距離
E 電界
Es 判断値
L スクリーン線数
Ｔ トナー
Ｔｇ 凝集体

Claims (9)

1. 露光により静電潜像が形成される像担持体と、
   トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、
   前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、
   を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置において、
   画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力部と、
   前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部と、
   前記選択されたスクリーン種類に応じて、前記電界の強弱を変更するように前記調整部を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スクリーン種類は、前記ハーフトーンの画像を構成するドットからなるラインの単位距離内の本数を示したスクリーン線数であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記スクリーン種類は、前記ハーフトーンの画像を構成するドットの間隔又は密度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記調整部は、前記回収部材に印加する電圧の高低を変えることにより、前記電界の強弱を可変とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記調整部は、前記回収部材の表面から前記像担持体の表面までの距離を変えることにより、前記電界の強弱を可変とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記選択されたスクリーン種類が示す画像の精細度が高ければ前記電界を強く変更し、前記選択されたスクリーン種類が示す画像の精細度が低ければ前記電界を弱く変更するように前記調整部を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記回収部材は、回転により前記現像剤を回収する回収ローラーであり、
   前記回収ローラーに回転動作を付与する回収モーターを備え、
   前記制御部は、前記電界の弱さに応じて前記回収ローラーの回転速度を高めるように前記回収モーターを制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 露光により静電潜像が形成される像担持体と、トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置の画像形成方法において、
   画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力工程と、
   前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部を、前記選択されたスクリーン種類に応じて、前記電界の強弱を変更するように制御する制御工程とを備えることを特徴とする画像形成方法。
9. 露光により静電潜像が形成される像担持体と、トナーを含む現像剤を収容し、前記像担持体を現像する現像装置と、前記現像装置から飛散する現像剤を当該現像装置内に回収する回収部材と、を備え、ハーフトーンの画像を形成することができる画像形成装置のコンピュータを、
   画像の精細度に関係するスクリーン種類をユーザーが選択する入力部から選択されたスクリーン種類に応じて、
   前記回収部材と前記像担持体の間の電界の強弱を可変とする調整部を、前記電界の強弱を変更するように制御する制御部、
   として機能させる、
   ことを特徴とするプログラム。

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