JPH09281779A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｈｉｇｈ−γ特性感光体を用いたタイプにお
いて、ドットの忠実再現性を制御することで、Ｈｉｇｈ
−γ特性感光体の感度変動に影響されることなく、高画
質を維持する。 【解決手段】 複数の露光部ドットが点在する集合ドッ
トパターンからなる測定用露光パターンを露光手段３へ
与え、感光体１上に測定用ドットパターン像を作成する
測定用画像作成手段５と、この測定用画像作成手段５に
て作成された測定用ドットパターン像の露光部ドットの
面積情報を検知するドット面積検知手段６と、このドッ
ト面積検知手段６にて検知された測定用ドットパターン
像の露光部ドットの面積情報と基準レベルとなる基準面
積情報とを比較し、この比較結果に基づいて露光部ドッ
トの面積を基準レベルに補正するドット面積制御手段７
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
用いて感光体上に画像を形成する複写機、静電記録装
置、ファクシミリ、伝送装置、レーザプリンタ等の画像
形成装置に係り、特に、所謂Ｈｉｇｈ−γ特性の感光体
を用いたタイプの画像形成装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル電子写真複写機、レーザプリン
タ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置で
は、一般的に、露光量に応じてほぼリニアな光感度を示
す感光体（Ｌｏｗ−γ特性感光体）を用い、走査光学系
によって形成された静電潜像を一成分または二成分現像
方式によって現像し、現像されたトナー像を転写紙に転
写／定着する方式が採用されている。また、高階調な高
画質を得る手段としては、多値化つまり１ピクセル内を
例えば８ビット処理（２５６階調処理）のパルス幅変調
制御を行う方式が知られている。

【０００３】しかしながら、リニアな光感度を示すＬｏ
ｗ−γ特性感光体では仮に印刷のような微細ドットでも
濃度を一定に保ったままの面積階調を出すことが困難で
ある。その原因は、一般にデジタル電子写真複写機やレ
ーザプリンタにおいて露光装置として用いているレーザ
光などのスポット光の光エネルギ分布は裾長のガウス分
布であり、この裾長のエネルギ分布を有するスポット光
を従来のＬｏｗ−γ特性感光体上に照射して像形成を行
うと、裾長の光エネルギ分布が再現され、周辺にぼけを
生じた解像力の悪い画像が形成されるため、１ピクセル
内で例えば８ビット（２５６階調）のパルス幅変調制御
を行うと、露光面積は変化させられるがぼけた部分は現
像コントラストが十分でなく、環境等の微妙な変動でも
現像濃度が変化してしまい、階調再現が不安定になるた
めである。

【０００４】最近では、この問題を解決するために、あ
る露光量までは感度を生ぜず、ある露光量以上で急激に
光減衰するデジタル的性質を有するＨｉｇｈ−γ特性感
光体を用い、そのデジタル的性質を活用して１ピクセル
内の強度変調で静電コントラストを保ったままで面積階
調を有利に再現する方式が発表されている。このＨｉｇ
ｈ−γ特性とは、例えば正帯電単層型ＯＰＣが備えてい
るもので、感光体の電位減衰曲線中の直線的電位減衰部
分の傾きが大きいことを表すものである。

【０００５】尚、このような単層型ＯＰＣにＨｉｇｈ−
γ特性が出現する現象は以前よりインダクション効果と
して知られている。このインダクション効果とは、図１
４に示すように、感光体への光照射後、電位減衰までに
時間遅れを生じる現象（感光体を帯電、露光した時の表
面電位の減衰過程が露光量増加に対して始めは緩やかに
減衰するが次第に露光量を増加させていくと急激な電位
減衰を示す現象）であり、樹脂分散型感光体固有の特性
である。この現象は、露光初期において、発生したキャ
リアがトラップに捕獲されるため電位減衰にあまり寄与
しないが、その後発生キャリア数が多くなるに従ってト
ラップが埋めつくされ、キャリアの輸送が急激に起こり
大きな電位減衰が生じるためと推察される。

【０００６】ここで、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体を用いれ
ば面積階調による高画質化が実現できる点を補足する。
すなわち、ドット露光を行うスポット光の強度を変えた
時の光エネルギ分布は、図１５（ａ）に示すように、形
状がガウス分布を保ったまま変化する。この強度を変え
たスポット光により従来のＬｏｗ−γ特性感光体にドッ
ト露光を行うと、裾長のドット露光がそのまま再現され
ドット周辺にぼけを生じ、解像力の悪いドット画像が形
成される。しかし、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体に強度を変
えたスポット光によりドット露光を行うと、表面電位が
急激に減衰する光量を超えた部分がシャープなドット状
の潜像として形成され、その面積は図１５（ｂ）に示す
ように、スポット光の強度により変化する。すなわち、
Ｈｉｇｈ−γ特性感光体を用いた場合、画像の階調に応
じてスポット光の強度を変調すると、ドット状の潜像を
階調に応じた面積で形成することができ、面積階調によ
る高画質化を実現することができる。尚、特開平１−１
６９４５４号公報には、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体を用い
れば、ドット露光が裾長のガウス分布であってもシャー
プなドット状の潜像が形成されることが記載されてい
る。

【０００７】上記のようにＨｉｇｈ−γ特性感光体によ
る高画質化が期待されているが、現在一般に発表されて
いるＨｉｇｈ−γ特性感光体は、従来のＬｏｗ−γ特性
感光体に比べ、使用中の感度変動が大きく、繰り返し時
の安定性で見た時に僅か数十〜数百プリントの繰り返し
使用で相対感度が５０〜１００％前後又はそれ以上の変
化をしてしまうという事態が見られた。また、同様に暗
減衰特性もＬｏｗ−γ特性感光体に比べ、繰り返し時の
安定性では暗減衰時間１０秒値で見ても１００Ｖ近くも
変動してしまうという事態が見られた。このように、Ｈ
ｉｇｈ−γ特性感光体は繰り返し特性が安定しないため
に、繰り返し使用を前提とする電子写真複写機等につい
ては実用化されていない。繰り返し使用に耐える感光体
特性の改善がなされるか、または、変動に対する制御系
が必須である。

【０００８】このような要請下において、これらの変動
に対する実使用時の繰り返し特性を改善する手段につい
ていくつかの方法が提案されている。例えば特開平４−
３２８７２号公報では、帯電電位を電位検出手段によっ
て所望の帯電電位になるように制御しながら、その後、
レーザビームにてベタ黒の基準データパターンを照射
し、順次レーザビームの発光強度を変化させて感光体電
位が半減する半減露光量を算出して、半減露光量の１．
２〜２．５倍のレーザビームの発光強度を設定値とする
方式が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方式（特開平４−３２８７２号公報）にあっては、性能
の安定性及び高画質を支える２値の基本的な画質である
１ドットや１ドットラインの再現性が不十分であること
が分かった。この原因は、調査の結果、上述の方式の場
合、電位調整用パターンがベタ黒パターンで形成されて
いるために、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体の光減衰特性から
光減衰開始後の表面電位は急激に減衰し（図１０ベタ黒
パターン時参照）、しかも、Ｈｉｇｈ−γ感光体の感度
変動が激しいことから、安定して半減露光量を求めるこ
とが難しい上、ベタ黒の基準パターンでは、全面を露光
するのでビームにより形成されたドットが感光体上にど
のような面積で再現されるかを検知することはできない
ためであることが判明した。更に、仮に、半減露光量を
ある程度正確に算出できたとしても、レーザビームの発
光強度が設定値として半減露光量の１．２〜２．５倍に
入っていればよい、とする着想は、ビームのエネルギ分
布により、発光量を変えた場合に感光体上の潜像の面積
が変化することを考慮しておらず、光量の設定が曖昧で
あり、必ずしも最良画質の画像とはならない。現に、半
減露光量の１．２、２．５倍の上・下限値の発光光量で
は１ドットラインの線幅再現が約２倍の差になり、２．
５倍では更に高密度な網点がつぶれてしまった。

【００１０】このように、上記技術では、高画質の実現
のために必要なドットの忠実再現の制御に問題があり、
特に、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体に対してビーム光の強度
変調による面積階調の画像形成を行う場合に上記技術を
適用すると、感光体上にドットがどのような面積で再現
されるか検知することができず、原稿に忠実な階調を再
現することが出来ない。このことは特にカラー等の中間
調再現に大きく影響する。

【００１１】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体
を用いた画像形成装置において、ドットの忠実再現性を
制御することで、Ｈｉｇｈ−γ特性感光体の感度変動に
影響されることなく、高画質を維持することの出来る画
像形成装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、一様帯電された表面電位ＶPがある
露光量Ａ0を境として急激に減衰する電位減衰特性の感
光体１を用い、帯電手段２にて帯電された感光体１に対
し露光手段３による露光にてドットパターン画像に応じ
た潜像を書き込み、現像手段４にて前記潜像を可視像化
する画像形成装置において、複数の露光部ドットが点在
する集合ドットパターンからなる測定用露光パターンを
露光手段３へ与え、感光体１上に測定用ドットパターン
像を作成する測定用画像作成手段５と、この測定用画像
作成手段５にて作成された測定用ドットパターン像の露
光部ドットの面積情報を検知するドット面積検知手段６
と、このドット面積検知手段６にて検知された測定用ド
ットパターン像の露光部ドットの面積情報と基準レベル
となる基準面積情報とを比較し、この比較結果に基づい
て露光部ドットの面積を基準レベルに補正するドット面
積制御手段７とを備えたことを特徴とするものである。

【００１３】このような技術的手段において、感光体１
としては、ある露光量Ａ0を境として急激に電位減衰す
る電位減衰特性を備えたものであれば全て適用対象であ
り、例えばＸ型無金属フタロシアニンとバインダ樹脂か
らなる単層型有機正帯電感光体などが挙げられる。ま
た、感光体１の形態についてもドラム状、ベルト状を問
わない。また、本発明の画像形成装置は、帯電手段２、
露光手段３、現像手段４にて感光体１上にトナー像を可
視像化するものであればよく、感光体１上のトナー像を
記録媒体に直接転写するものであってもよいし、あるい
は、感光体１上のトナー像を中間転写体に一次転写した
後に、記録媒体に二次転写するものなど各種タイプを包
含する。

【００１４】また、測定用画像作成手段５の測定用露光
パターンとしては、集合ドットパターン全域が露光部ド
ットであるベタ黒パターンを除くもので、複数の露光部
ドットが１つずつあるいは２以上の所定個数ずつ点在す
るパターンであれば任意のパターンで差し支えないが、
ドット面積検知手段６の検知面位置のズレ誤差を回避す
るという観点からすれば、複数の露光部ドットの点在パ
ターンが規則的であることが好ましい。例えば、測定用
画像作成手段５の測定用露光パターンとしては、一つの
露光部ドットが少なくとも主走査方向及び副走査方向に
対して孤立し且つ規則的に配置されるものであってもよ
いし、あるいは、複数の互いに隣接する露光部ドット群
が少なくとも主走査方向及び副走査方向に対して孤立し
且つ規則的に配置されるものであってもよいし、あるい
は、複数の互いに隣接する非露光部ドット群が少なくと
も主走査方向及び副走査方向に対して孤立し且つ規則的
に配置されるものであってもよい。

【００１５】更に、ドット面積検知手段６については、
露光部ドットの面積を検知し得るものであればよいが、
検知位置のずれ等の誤差の影響を最小限に抑えるという
観点からすれば、少なくとも測定用ドットパターン像の
略全域を検知面とし、測定用ドットパターン像の平均的
電位若しくは平均的濃度情報を検知するものであること
が好ましい。

【００１６】更にまた、ドット面積制御手段７について
は、ドット面積検知手段６からの検出値に基づいて、露
光部ドット面積が一定になるよう各種画像形成パタメー
タを制御するものであればよく、制御対象となる画像形
成パタメータとしては、露光手段３の書き込み露光量、
現像手段４の現像バイアス、帯電手段２の帯電電位、露
光手段３へ供給される階調データ生成用の階調再現曲線
のいずれか一つ若しくは複数の組み合わせを挙げること
が可能であるが、制御のし易さを考慮すれば、露光手段
３の書き込み露光量を制御対象とすることが好ましい。

【００１７】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。Ｈｉｇｈ−γ特性感光体１を用いた画像形成
装置において、測定用画像作成手段５は、複数の露光部
ドットが点在する集合ドットパターンからなる測定用露
光パターンを露光手段３へ与え、感光体１上に測定用ド
ットパターン像を作成する。この後、ドット面積検知手
段６は、測定用ドットパターン像の露光部ドットの面積
情報を検知する。例えば測定用ドットパターン像が潜像
であればその平均的電位情報を検知し、また、測定用ド
ットパターン像が潜像を現像した現像像であればその平
均的濃度情報を検知し、これらの検知情報に基づいて、
露光部ドットと非露光部ドットとの面積比として感光体
１上に再現される露光部ドットの面積情報を求めること
になるのである。

【００１８】この後、ドット面積制御手段７は、ドット
面積検知手段６にて検知された測定用ドットパターン像
の露光部ドットの面積情報と基準レベルとなる基準面積
情報とを比較し、この比較結果に基づいて露光部ドット
の面積を基準レベルに補正する。これにより、Ｈｉｇｈ
−γ特性感光体１が感度変動したとしても、露光部ドッ
トの面積が基準レベルに保たれることになり、安定した
ドットの忠実再現が行なわれる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図２はこの発明が適用された画像形成装置の実施の形態
１を示す。同図において、符号２１はある露光量を境と
して急激に電素減衰する電位減衰特性（Ｈｉｇｈ−γ特
性）を持つ単層型有機感光体、２２は感光体２１を正帯
電するコロトロンなどの帯電装置、２３は帯電された感
光体２１上に光照射して静電潜像（本実施の形態では画
像部露光のネガ潜像）を形成する光学ユニット（露光装
置）であり、例えば半導体レーザ２３１とポリゴンミラ
ー２３２を内蔵するレーザ光発生器が用いられる。ま
た、符号２４は感光体２１上に形成された静電潜像を感
光体２１の帯電極性と同じ極性電荷を持つトナーで可視
像化する現像装置、２５は感光体２１上のトナー像を記
録紙２６に転写させるコロトロンなどの転写装置、２７
は感光体２１に静電吸着した記録紙２６を剥離するコロ
トロンなどの用紙剥離装置、２８は記録紙２６上の未定
着トナー像を定着する定着装置、２９は感光体２１上の
残留トナーなどの残留物を除去するクリーナ、３０は感
光体２１上の残留電荷を除去する除電装置である。

【００２０】本実施の形態において、感光体２１として
は、Ｘ型無金属フタロシアニンをバインダ樹脂に分散さ
せた単層型有機感光体が用いられている。具体的にはＸ
型無金属フタロシアニン（大日本インキ（株）製）、フ
ァーストゲンブルー（Fastgen Blue）を感材とした正帯
電単層型感光体を試作した。上記感光体の詳細に関して
は既に特開平３−２８７１７１号公報に開示されてい
る。また、本実施の形態において、感光体形状はアルミ
ニウム製のドラム本体を用い、ドラム状に製作した。こ
のように構成された単層型感光体２１では、電荷移動の
主体はホールなので表面を正帯電して使用する。

【００２１】この樹脂分散単層型感光体２１の電位減衰
特性を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）は樹脂分散
単層型感光体２１の明減衰特性を示すもので、帯電した
後、光照射した際、表面電位の露光量による光減衰過程
が初めは徐々に緩やかな減衰を示し、さらに光量を増加
すると緩やかな減衰間に続いて急激に表面電位が減衰す
るというカーブになっている。一方、図３（ｂ）は樹脂
分散単層型感光体２１の暗減衰特性を示すもので、所定
電位に帯電した後の経時的変化が初めは緩やかな減衰を
示し、続いて時間経過に従って急激な減衰を示し表面電
位が降下していくというカーブになっている。

【００２２】図３から分かるように、従来の積層型感光
体の感度特性は照射光に対して感度領域が比較的全領域
反応するのに対し、本実施の形態に係る単層型感光体で
は、ある照射光量までは露光しても表面電位が緩やかに
減衰し、ある照射光量を境にして光量が増加すると表面
電位が急激に減衰する状態になっていることが理解され
る。

【００２３】前記のような明減衰特性及び暗減衰特性が
Ｓ字カーブ状に変曲点を持ってオンオフ的に変化する感
度特性である感光体としては、酸化亜鉛を樹脂分散させ
た単層型感光体やフタロシアニンを樹脂分散させた有機
感光体でも報告されているが、露光時の感光体表面電位
が減衰を始める緩和時間が長いことや、帯電に必要な電
荷が多く必要で有ったり、繰り返し使用時の電位保持性
能や感度の変化が大きく、実用に適さないものであっ
た。そこで、本実施の形態では、これらの諸問題を克服
し、実用レベルでの感度特性を有するものとして、Ｘ型
無金属フタロシアニンを樹脂に分散させた単層型感光体
を使用することにした。

【００２４】更に、図２に示す画像形成装置の制御系を
図４に示す。同図において、符号４０は原稿の画像信号
の処理を行うイメージ処理装置、４１は光学ユニット２
３を制御する光学ユニット駆動回路であり、画像信号に
基づき光学ユニット２３の半導体レーザ２３１からなる
発光素子の発光強度を変調し、強度変調したビームを回
転するポリゴンミラー２３２により感光体２１上に走査
露光して静電潜像を形成するものである。また、４２は
光学ユニット２３と現像装置２４との間で感光体２１か
ら所定距離離れて配置され、感光体２１の表面電位を所
定の検知面に亘って検知する表面電位センサ、４３は帯
電装置２２の放電ワイヤ２２１に帯電電圧を印加する高
圧電源である。

【００２５】更に、符号５０は前記光学ユニット駆動回
路４１及び高圧電源４３を制御する例えばマイクロコン
ピュータからなる演算装置である。この演算装置５０
は、ドット面積検知部５１、ドット面積制御部５２及び
帯電電圧制御部５３からなり、図５に示すような露光部
ドットの面積設定処理を実行するようになっている。

【００２６】次に、本実施の形態に係る画像形成装置の
作動について説明する。この画像形成装置においては、
ａ．露光部ドットの面積設定処理、ｂ．通常の画像形成
処理が行なわれる。 ａ．露光部ドットの面積設定処理（図５参照） この処理は、例えば電源オンのとき、電源オフのとき、
各プリント動作毎、所定枚数のプリント動作毎など適宜
選定して行なわれる。先ず、帯電装置２２で感光体２１
を帯電し、表面電位センサ４２により感光体２１の表面
電位を測定し、帯電電圧制御部５３にて所定値となるよ
う高圧電源４３を制御する（ＳＴ１参照）。そして、感
光体２１を所定値に帯電した後、ドット面積検知部５１
及びドット面積制御部５２により感光体２１上に再現さ
れるドットの面積を所望の水準に設定する（ＳＴ２〜Ｓ
Ｔ６参照）。

【００２７】すなわち、本実施の形態に係るドット面積
検知部５１及びドット面積制御部５２は以下のように動
作する。 感光体２１は帯電装置２２により所定電位に帯電さ
れている。ドット面積検知部５１は、メモリに内蔵され
た所定の集合ドットパターン（図６〜図８参照）に基づ
く画像信号を光学ユニット駆動回路４１に送る。図６〜
図８において白丸○は露光部ドット、空欄は非露光部ド
ットを示す。そして、光学ユニット駆動回路４１により
強度変調された書き込みビームが感光体２１に露光され
ると、感光体２１上に集合ドットパターン（基準パター
ン）の潜像が形成される（ＳＴ２参照）。尚、ドット面
積検知部５１が光学ユニット駆動回路４１に送る画像信
号は、表面電位センサ４２で測定するのに十分な潜像の
面積が得られるように図６〜図８に示す集合ドットパタ
ーンを繰り返している。

【００２８】ここで、集合ドットパターンの具体的な態
様について説明する。例えば図６（ａ）に示すように、
主走査方向、副走査方向ともに１ピクセル毎に点灯、非
点灯を繰り返し、および、副走査方向での前走査ライン
の点灯と点灯または非点灯と非点灯が重ならないように
したチェッカーフラッグ的な露光パターンである。ま
た、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、主走査方向、副走
査方向ともに２乃至３ピクセル毎に点灯、非点灯を繰り
返し、および、副走査方向では前走査ラインの点灯と点
灯または非点灯と非点灯が２乃至３ピクセル分重なるよ
うにし、２×２乃至３×３ピクセル毎の繰り返しとなる
ようなチェッカーフラッグ的な露光パターンである。

【００２９】更に、図７（ａ）に示すように、主走査方
向１ピクセル点灯１ピクセル非点灯を繰り返し、副走査
方向は前走査ラインの点灯、非点灯に対応する部分とも
非点灯にし、２×２ピクセルで構成される面積内で１／
４が点灯されることを繰り返されるような複数の規則的
な露光パターンである。更にまた、図７（ｂ）（ｃ）に
示すように、主走査方向１ピクセル点灯、２乃至３ピク
セル非点灯を繰り返し、および副走査方向では前走査ラ
インの点灯と点灯または非点灯と非点灯が２乃至３ピク
セル分は重なるようにし、かつ複数回繰り返しの中で構
成される面積内では面積比で１／３ないし１／４が点灯
されることを繰り返されるような複数の規則的な露光パ
ターンである。

【００３０】また、図８（ａ）に示すように、図７
（ａ）とは点灯、非点灯の関係が逆になるように構成さ
れ、２×２ピクセルで構成される面積内で３／４が点灯
されることを繰り返されるような複数の規則的な露光パ
ターンである。また、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、
図７（ｂ）（ｃ）とは点灯、非点灯の関係が逆になるよ
うに構成され、かつ、複数回繰り返しの中で構成される
面積内で２／３ないし３／４が点灯されることを繰り返
されるような複数の規則的な露光パターンである。

【００３１】 ドット面積検知部５１は、で形成し
た集合ドットパターンの潜像の電位（平均電位）を表面
電位センサ４２により測定し、その測定値をドット面積
制御部５２に出力する（ＳＴ３参照）。本実施の形態で
は、表面電位センサ４２の検知面は、図９に示すよう
に、例えば８ピクセル分を直径とする円形領域に設定さ
れている。このような表面電位センサ４２で集合ドット
パターン（例えば図７（ａ））の平均電位が測定される
が、本実施の形態にあっては、図１０に示すように、集
合ドットパターンに露光部ドットと非露光部ドットとが
存在するために、露光量に対する平均電位の変動がベタ
黒パターン時に比べて緩やかになり、その分、測定され
る平均電位の誤差は少なくなる。

【００３２】 ドット面積検知部５１は、集合ドット
パターンの露光部分の画像濃度を変えた画像信号を作成
して光学ユニット駆動回路４１に送り、書き込みビーム
強度を変えて、の動作を所定回繰り返す。

【００３３】 ドット面積制御部５２には、予め図１
１に示すようなドット面積検知部５１の検出値と感光体
２１上に再現されるドット面積との関係、及び、図１２
に示すようなドット面積と再現画像濃度との関係が記憶
されており、図１１に示した関係を参照し、によるド
ット面積検知部５１の検出値から感光体２１上に再現さ
れるドット面積を求めて記憶し、書き込みビーム強度と
感光体２１上に再現されるドット面積との関係を求める
（ＳＴ４参照）。この関係と図１２に示した関係から画
像濃度の各レベルに対応するドッ卜面積が所望の水準と
なる書き込みビーム強度を決定して、光学ユニット駆動
回路４１の設定を行う（ＳＴ５，６参照）。尚、図１
１，１２において、ドット面積は画像濃度が１００％と
なるドット面積を１とした比率で表している。

【００３４】ｂ．通常の画像形成処理 先ず、帯電装置２２で感光体２１を帯電し、イメージ処
理装置４０からデジタル画像信号を光学ユニット駆動回
路４１に出力し、光学ユニット２３からのレーザ光（デ
ジタル画像信号に基づいてパルス幅変調又は強度変調さ
れたスポット光）で潜像を感光体２１の所定の位置に形
成する。この時、レーザ光は画像部を書き込むようにな
っている。次に、現像装置２４により感光体２１上の潜
像のうちレーザ光照射部の電位の井戸部分に帯電極性と
同じ極性電荷のトナーを反転現像し、転写装置２５及び
剥離装置２７により記録紙２６に得られたトナー像を転
写した後、転写画像を定着装置２８で定着してプリント
画像を得る。この後、感光体２１上に残留したトナーを
クリーナ２９によって除去し、その後、除電装置３０に
より残留電荷を除去し、感光体２１を初期状態に戻す。

【００３５】このような本実施の形態に係る画像形成装
置の性能について調べたところ、１ドットのライン幅の
変動は画質に影響がない低レベルであり、画質が安定し
ていることが後述する実施例にて確認された。

【００３６】◎実施の形態２ 本実施の形態に係る画像形成装置は実施の形態１と略同
様に構成されるが、実施の形態１と異なり、図２及び図
４に二点鎖線で示すように、感光体２１の現像装置２４
の下流側に画像濃度センサ４４を近接配置し、表面電位
センサ４２の代わりに、前記画像濃度センサ４４の出力
をドット面積検知部５１へ入力するようにしたもので、
図１３に示すような露光部ドットの面積設定処理を実行
するようになっている。図１３に示す露光部ドットの面
積設定処理によれば、先ず、帯電装置２２で感光体２１
を帯電し、表面電位センサ４２により感光体２１の表面
電位を測定し、帯電電圧制御部５３にて所定値となるよ
う高圧電源４３を制御する（ＳＴ１参照）。次いで、ド
ット面積検知部５１にて、メモリに内蔵された所定の集
合ドットパターン（図６〜図８参照）に基づく画像信号
を光学ユニット駆動回路４１に送り、光学ユニット２３
にて感光体２１上に集合ドットパターン（基準パター
ン）の潜像を形成すると共に、現像装置２４にて前記潜
像をトナー現像する（ＳＴ２参照）。この後、ドット面
積検知部５１にて前記集合ドットパターンのトナー像の
平均的濃度を測定し、その測定値をドット面積制御部５
２に出力する（ＳＴ３参照）。ここで、ドット面積検知
部５１は、集合ドットパターンの露光部分の画像濃度を
変えた画像信号を作成して光学ユニット駆動回路４１に
送り、書き込みビーム強度を変えてＳＴ２，３の動作を
所定回繰り返す。ドット面積制御部５２では、予めドッ
ト面積検知部５１の検出値と感光体２１上に再現される
ドット面積との関係、及び、ドット面積と再現画像濃度
との関係が記憶されており、ドット面積検知部５１の検
出値から感光体２１上に再現されるドット面積を求めて
記憶し、トナー像濃度と感光体２１上に再現されるドッ
ト面積との関係を求める（ＳＴ４参照）。この関係とド
ット面積と再現画像濃度との関係から、画像濃度の各レ
ベルに対応するドッ卜面積が所望の水準となる書き込み
ビーム強度を決定して、光学ユニット駆動回路４１の設
定を行い（ＳＴ５，６参照）、感光体２１上に再現され
るドットの面積を所望の水準に設定する。

【００３７】

【実施例】以下、実施の形態１に係る画像形成装置の具
体的な実施例を説明する。 ◎実施例１ 実施の形態１に係る画像形成装置の各条件を以下に示
す。プロセス速度１６０ｍｍ／ｓ下にて、ドラム外径８
４ｍｍの上述したＨｉｇｈ−γ特性を持つ単層型有機感
光体２１を使用し、現像剤はフェライトに樹脂コーティ
ングを施した平均粒径５０μｍのキャリア、および、平
均粒径９μｍの正帯電の黒色トナーをトナー濃度７．０
％に調整した。現像装置２４の現像条件として、現像ロ
ール外径２４．５ｍｍで回転速度２６０ｍｍ／ｓ、感光
体と現像ロールとの間隙を０．６ｍｍとした。感光体２
１の表面電位は６５０Ｖになるよう設定し、光学ユニッ
ト２３による露光部の電位は１２０Ｖであり、現像ロー
ルに現像バイアス４００Ｖを印加して反転現像を行い、
トナー像を形成する。

【００３８】上記条件下で、帯電電圧制御部５３および
ドット面積検知５１とドット面積制御部５２の動作は電
源投入時および１００プリント毎のプリン卜間で行い、
ドット面積検知部５１は、集合ドットパターンとして図
７（ａ）を使用した。ビームの強度を半導体レーザ２３
１の定格出力値を１００％としたとき、２０％から２０
％刻みで１００％までの５ステップで変化させた集合ド
ットパターンの潜像を感光体２１上に形成して、潜像電
位の測定を繰り返した。

【００３９】１ビット幅の縦横ラインを含むＪＩＳ規格
Ａ４プリントパターン１０，０００プリントの長期走行
実験を実施したところ、１ドットのライン幅の変動は、
表１に示すように、長期走行においても画質に影響がな
い低いレベルであり、画質が安定していることが判明し
た。尚、表１において、ライン幅の変動は理想的なライ
ン幅に対する変動率で表した。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例１に係る画像形成装置の性能を評価
する上で以下の比較例１を挙げる。 ◎比較例１ Ｈｉｇｈ−γ特性感光体の表面電位Ｖ0を１／２に半減
する半減露光量を検知する半減露光量検知部と、検知結
果に基づいて光学ユニットの発光量を所定値に設定する
発光量設定部とを備え、半減露光量検知部は、ベタ黒の
基準パターンデータを光学ユニット駆動回路に送り、光
学ユニットの発光量を段階的に変化させて感光体を露光
し、電位計で基準パターンの表面電位を測定し、測定値
から表面電位が（１／２）Ｖ0になる光量Ｐ1／２を決
め、光学ユニットの発光量をＰ1／２の１．２〜２．５
倍に設定する従来の方法を適用した画像形成装置により
実験を行った。

【００４２】画像形成装置は、ドット面積検知部５１に
代わり半減露光量検知部、ドット面積制御部５２に代わ
り発光量設定部を設けた他は、実施例と同様に構成され
る。光学ユニット駆動回路は、実施例とは異なり、画像
信号に基づき光学ユニットの半導体レーザからなる発光
素子のパルス幅点灯制御を行い、階調再現を行う。

【００４３】上記画像形成装置において、条件は実施例
と同様にして、帯電電圧制御部および半減露光量検知
部、発光量設定部の動作も、実施例と同様に電源投入時
および１００プリント毎のプリント間で行い、半減露光
量検知部は、ベタ黒の基準パターンデータを光学ユニッ
ト駆動回路に送り、光学ユニットの発光量を半導体レー
ザの定格出力値を１００％としたとき、２０％から２０
％刻みで１００％までの５ステップで変化させて基準パ
ターンの潜像を感光体上に形成して、潜像電位の測定を
繰り返した。

【００４４】１ビット幅の縦横ラインを含むＪＩＳ規格
Ａ４プリントパターン１０，０００プリントの長期走行
実験を実施したところ、１ドットのライン幅の変動は、
表１に示すように、長期走行においても画質に影響する
レベルに達していることが判明した。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｈｉｇｈ−γ特性感光体を用いた画像形成装置におい
て、全面露光パターンでなく、複数の露光部ドットが点
在する集合ドットパターンからなる測定用露光パターン
の潜像を感光体上に形成し、この潜像若しくはその潜像
の現像像の露光部ドットの面積情報を検知し、この検知
情報と基準レベルとなる基準面積情報との比較結果に基
づいて、露光部ドットの面積を基準レベルに補正するよ
うにしたので、露光部ドットと非露光部ドットとの面積
比として感光体上に再現された露光部ドットの面積を正
確に検知することができ、補正された露光部ドットの面
積を常時基準レベルに保つことができる。従って、感光
体の環境変動や繰り返し使用時の特性変動によって起こ
るＨｉｇｈ−γ特性感光体の感度変動に影響されること
なく、常に安定したドットの忠実再現を実現することが
可能になり、その分、面積階調による高画質な画像形成
を行なうことができる。

【００４６】また、本発明において、測定用画像作成手
段の測定用露光パターンとして、一つの露光部ドットが
少なくとも主走査方向及び副走査方向に対して孤立し且
つ規則的に配置されるものを用いるようにすれば、孤立
した露光部ドットの面積情報を正確に検知することがで
き、その分、ドットの忠実再現性を極めて正確に実現す
ることができる。

【００４７】更に、測定用画像作成手段の測定用露光パ
ターンとして、複数の互いに隣接する露光部ドット群あ
るいは非露光部ドット群が少なくとも主走査方向および
副走査方向に対して孤立し且つ規則的に配置されるもの
を用いるようにすれば、隣接しあう複数の露光部ドット
群あるいは非露光部ドット群を単位とした面積情報を正
確に検知することができ、例えばプリンタ等で用いられ
ている複数ドットを組み合せて露光部と非露光部の面積
比を変化させた特定のパターンにより階調を再現するデ
ィザ法で用いているパターンの面積を正確に再現するこ
とができる。

【００４８】更にまた、ドット面積検知手段として、少
なくとも測定用ドットパターン像の略全域を検知面と
し、測定用ドットパターン像の平均的電位若しくは平均
的濃度情報を検知するようにすれば、露光部ドットの面
積情報を容易に検知することができる。

【００４９】また、本発明において、ドット面積制御手
段として、露光手段の露光量を制御するようにすれば、
露光部ドットを極めて簡単に忠実再現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る画像形成装置の構成を示す説
明図である。

【図２】 実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示
す説明図である。

【図３】 （ａ）は実施の形態１で用いられる感光体ド
ラムの明減衰特性を示す説明図、（ｂ）は実施の形態１
で用いられる感光体ドラムの暗減衰特性を示す説明図で
ある。

【図４】 実施の形態１で用いられる画像形成装置の制
御系を示す説明図である。

【図５】 実施の形態１で用いられる露光部ドットの面
積設定処理を示すフローチャートである。

【図６】 （ａ）〜（ｃ）は実施の形態１で用いられる
集合ドットパターンの態様を示す説明図である。

【図７】 （ａ）〜（ｃ）は実施の形態１で用いられる
集合ドットパターンの他の態様を示す説明図である。

【図８】 （ａ）〜（ｃ）は実施の形態１で用いられる
集合ドットパターンの更に他の態様を示す説明図であ
る。

【図９】 実施の形態１で用いられる表面電位センサの
検知面を示す説明図である。

【図１０】 実施の形態１で用いられる集合ドットパタ
ーンの相対露光量と表面電位との関係を示すグラフ図で
ある。

【図１１】 実施の形態１で用いられるドット面積制御
部に予め記憶されている潜像電位とドット面積との関係
データを示すグラフ図である。

【図１２】 実施の形態１で用いられるドット面積制御
部に予め記憶されているドット面積と画像濃度との関係
データを示すグラフ図である。

【図１３】 実施の形態２で用いられる露光部ドットの
面積設定処理を示すフローチャートである。

【図１４】 単層型感光体のインダクション効果による
電位減衰特性を示すグラフ図である。

【図１５】 （ａ）はＨｉｇｈ−γ特性感光体のスポッ
ト光の強度を変えた時の光エネルギ分布を示す説明図、
（ｂ）はその光エネルギ分布に対して感光体に形成され
る潜像の形状を示す説明図である。

【符号の説明】

１…感光体，２…帯電手段，３…露光手段，４…現像手
段，５…測定用画像作成手段，６…ドット面積検知手
段，７…ドット面積制御手段，２１…感光体，２２…帯
電装置，２３…光学ユニット，２４…現像装置，４１…
光学ユニット駆動回路，５０…演算装置，５１…ドット
面積検知部，５２…ドット面積制御部，５３…帯電電圧
制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一様帯電された表面電位（ＶP）がある
   露光量（Ａ0）を境として急激に減衰する電位減衰特性
   の感光体（１）を用い、帯電手段（２）にて帯電された
   感光体（１）に対し露光手段（３）による露光にてドッ
   トパターン画像に応じた潜像を書き込み、現像手段
   （４）にて前記潜像を可視像化する画像形成装置におい
   て、 複数の露光部ドットが点在する集合ドットパターンから
   なる測定用露光パターンを露光手段（３）へ与え、感光
   体（１）上に測定用ドットパターン像を作成する測定用
   画像作成手段（５）と、 この測定用画像作成手段（５）にて作成された測定用ド
   ットパターン像の露光部ドットの面積情報を検知するド
   ット面積検知手段（６）と、 このドット面積検知手段（６）にて検知された測定用ド
   ットパターン像の露光部ドットの面積情報と基準レベル
   となる基準面積情報とを比較し、この比較結果に基づい
   て露光部ドットの面積を基準レベルに補正するドット面
   積制御手段（７）とを備えたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、測定用画
   像作成手段（５）の測定用露光パターンは、一つの露光
   部ドットが少なくとも主走査方向及び副走査方向に対し
   て孤立し且つ規則的に配置されるものであることを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、測定用画
   像作成手段（５）の測定用露光パターンは、複数の互い
   に隣接する露光部ドット群が少なくとも主走査方向及び
   副走査方向に対して孤立し且つ規則的に配置されるもの
   であることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のものにおいて、測定用画
   像作成手段（５）の測定用露光パターンは、複数の互い
   に隣接する非露光部ドット群が少なくとも主走査方向及
   び副走査方向に対して孤立し且つ規則的に配置されるも
   のであることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のものにおいて、ドット面
   積検知手段（６）は少なくとも測定用ドットパターン像
   の略全域を検知面とし、測定用ドットパターン像の平均
   的電位若しくは平均的濃度情報を検知するものであるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のものにおいて、ドット面
   積制御手段（７）は露光手段（３）の露光量を制御する
   ものであることを特徴とする画像形成装置。