JP3912967B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を利用した画像形成装置では、一般に、静電潜像上にトナー保持する像担持体として、電荷発生層および電荷輸送層で構成された感光層を有した金属ドラムあるいは金属ベルト等で構成される感光体を用いている。
【０００３】
そして、プリント開始の信号により、像担持体は一定方向に駆動されるようになっている。
【０００４】
その後、帯電装置（コロナ帯電器、帯電ローラ、磁性粒子などを担持した剤担持体）などにバイアスを印加することにより、像担持体表面を一定の電位まで帯電あるいは電荷注入を行う。このときの感光体の表面電位（帯電電位）をＶＤ電位（又はＶｄ電位）と呼ぶ。
【０００５】
さらに、コントローラからの信号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御されたＬＥＤ光を像担持体に照射する（露光）。光が照射された位置は電位が低下するため、像担持体表面に静電潜像が形成される。この露光された部分の電位をＶＬ電位（又はＶｌ電位）と呼ぶ。
【０００６】
そして、像担持体に対向配列し、トナーが充填された現像装置に一定の現像バイアス（以下、現像電位とも称す）を印加して、所定の電荷を付与されたトナーを像担持体上の静電潜像に移すことにより、静電潜像を可視化する（現像）。現像時の像担持体上のトナー乗り量は、ＶＬ電位と現像バイアスの関係で決まる。
【０００７】
そして、像担持体に隣接して配置され、像担持体と略同速度で順方向に移動する転写ローラや転写ベルトなどの転写体上に像担持体上のトナーと逆極性のバイアスを印加し、その状態で像担持体と転写体との間に転写材を通過させることにより、像担持体上に担持されたトナー像を転写材上に転写させる。
【０００８】
上述した画像形成装置において像担持体の感光層は少なからず照射光による露光メモリの影響を受ける。たとえば、トナー像を転写し終えた像担持体は再び上述した画像形成プロセスを繰り返すが、その際に前のプロセスの露光メモリが影響してゴースト（残像）が発生する場合がある。すなわち、像担持体の使用状態（露光履歴）により露光後のＶＬ電位が変動してしまい、これが像担持体上のトナー乗り量の変化につながり、プリント画像濃度が定まらなくなってしまう。
【０００９】
このため従来では、露光メモリを抑制するために、像担持体を帯電する前に適当な光源（前露光光源）によって像担持体を均一露光する、いわゆる前露光を行うことが一般的であった。
【００１０】
ところで、最近では装置を小型化するために、前露光光源を設けないタイプの画像形成装置も登場している。
【００１１】
このような小型の画像形成装置においては、上記課題を解決するために、最大潜像コントラスト電位差の６０％〜９０％となる露光量領域で露光を行うとともに、その露光量にあわせて現像電位等の画像形成条件を変更する方法が提案されている。この条件の露光領域は前述の露光履歴の影響が少ないため、前露光を行うことなくゴーストを低減することができる。
【００１２】
ここで最大潜像コントラスト電位差とは、任意の表面電位に帯電した像担持体を露光量を変化させて露光したときに、露光量０．１μＪ／ｃｍ²の変化量に対する露光部電位減衰が５０Ｖ以下となる電位変化の収束領域で得られる潜像コントラスト電位差（露光部と非露光部との電位差）をいう。なお、最大潜像コントラスト電位差は、感光体（感光層）の種類や表面電位（帯電電位）等によって異なる。
【００１３】
ところで、像担持体に露光を行う露光手段としては、複数個の発光素子が集積された発光素子アレイチップを複数個直線状に配列すると共に、複数のロッドレンズを光軸を平行に配列し固着したロッドレンズアレイを複数個直線状に配列し、両者を同一基板に一体化して実装した光プリントヘッドを用いて、像担持体の長手方向（主走査方向）に露光を行い、像担持体の回転により２次元画像を形成する方法が提案されている。
【００１４】
かかる露光手段を用いた場合、前記複数の発光素子アレイチップを配列した時に発生する僅かな隙間の影響及び発光素子アレイチップの両端に流れた発光熱による影響などで前記発光素子アレイチップ両端部の露光量が低下し、画像不具合が発生することが報告されている。
【００１５】
この問題を解決するための対策としては、発光素子アレイチップ両端の所定数の発光素子の発光量を端部以外の発光素子の発光量と異なる関係に設定する方法が提案されており、前記発光素子アレイチップ間の露光量変化による、縦スジ状の画像濃度の低下や、ひどくなると画像縦白スジになる画像不具合を抑制している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１７】
一般に、露光量と像担持体（感光体）のＶＬ電位の関係（Ｅ−Ｖ特性）は図５のような特性を示す。図５は、５００Ｖに帯電した感光体を露光量を変化させて露光したときのＶＬ電位の変化を示しており、露光量を上げるにしたがってＶＬ電位は減衰するが、ある一定の露光量になると減衰幅が小さくなり電位減衰が安定する。
【００１８】
通常の画像形成においては、電位減衰がほぼ安定する露光量を通常の画像形成の露光設定値とし、二値画像形成を行っている。
【００１９】
一方、ゴースト防止対策として、上述したように露光履歴の影響の少ない領域に露光量を低減し、さらにその露光量で潜像コントラスト電位差が通常の画像形成条件と同等になるように、感光体の帯電電位および現像電位を補正して画質補正を行う場合、露光量条件は、通常画像形成を行う場合よりも露光量の増加による電位減衰の傾きがかなり急峻な部分で画像形成を行うことになる。
【００２０】
前記露光量低減条件で、通常条件と同様の発光量補正値に基づいて、発光素子アレイチップ端部の所定数の発光素子の発光量と、端部外の発光素子の発光量とを補正すると、発光量差による感光体上の電位減衰量の差が通常条件よりも大きくなるため、通常条件では発生していなかった新たな縦スジ画像となって不具合が発生する。
【００２１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ゴーストや縦スジなどの画像不良を抑制し高品質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置にあっては、
潜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手段と、
複数の発光手段により前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光し潜像を形成する露光手段と、
前記潜像をトナーにて現像する現像手段と、
該露光手段の露光量を切り替える露光量切替手段と、
前記露光手段の光量分布差が低減するように前記複数の発光手段の発光量を補正する発光量補正手段と、を有し、
前記像担持体に形成されたトナー像に基いてシート上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記帯電手段により帯電された前記像担持体を前記露光手段にて露光したときの露光部電位の変化量が、露光量０．１μＪ／ｃｍ^２の変化量に対して５０Ｖ以下となる第１の露光量にて潜像形成を行なう第１モードと、
前記帯電手段により帯電された前記像担持体を前記露光手段にて露光したときの非露光部と露光部との潜像コントラスト電位差が、前記第１モードの６０〜９０％となるような第２の露光量に変更するとともに、この露光量の変更に伴って前記第１モードと画像濃度が略同じとなるように帯電条件もしくは現像条件を変更して画像形成を行なう第２モードと、
を実行可能であって、前記像担持体への露光履歴による感度変化でゴースト画像が発生した場合に第１モードから第２モードに切替可能に構成されていることを特徴とする。
【００２４】
前記複数の発光手段を備えた発光ユニットが複数配列して設けられ、
前記発光量補正手段は、前記発光ユニットの端部の発光手段の発光量を他の発光手段の発光量よりも設定値だけ大きくなるようにする補正を行い、前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が前記設定値が小さくなるように補正するとよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を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。
【００３５】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置（カラー画像形成装置）の模式的断面図である。本実施の形態では、画像形成装置の一例として、ＬＥＤ露光装置を用いたカラー電子写真複写機を例にして説明する。
【００３６】
この画像形成装置は、上部にデジタル画像リーダー部、下部にデジタルカラー画像プリンター部を有する。
【００３７】
リーダー部においては、原稿９を原稿台ガラス１０に載せ、露光ＣＣＤ読み取りセンサーを露光走査することによって、原稿９からのカラー色分解画像信号を得る。
【００３８】
このカラー色分解画像信号は、不図示の回路を経由して、同じく不図示のビデオ処理ユニットにて処理を施され、プリンター部に送出される。
【００３９】
一方、プリンター部においては、図示矢印方向に回転する像担持体としての感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（以下省略して感光ドラム１とする）が回転自在に支持されており、感光ドラム１の周りには、帯電手段としての帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下省略して帯電器２とする）、現像手段としての現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下省略して現像装置４とする）、転写ベルト５等の画像形成手段が配置されている。
【００４０】
感光ドラム１は、帯電器２により均一に帯電され、感光ドラム１上に、たとえばＬＥＤ露光器からなる露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（以下、省略して露光手段３とする）により色分解された光像、またはこれに相当する光像が照射され、その外表面に潜像形成が行われる。
【００４１】
ついで、感光ドラム１上の静電潜像は現像装置４にて現像剤（トナー）によって現像され、トナー像として顕像化される。
【００４２】
原稿９の読み込み命令（通常、コピーキーが押された状態）、又は、プリンターとして画像形成装置が動作する場合、例えば、ＰＣから印刷ＪＯＢ命令が送信されると、画像形成装置内に設置された図示しない内部ＣＰＵの命令により、環境センサーＣＳ１の温度／湿度情報を読み込み、この時の絶対水分量を計算する。
【００４３】
この水分量の値を基に、ＣＰＵは画像形成装置から、この環境における必要現像Ｖｃｏｎｔ電位（必要現像コントラスト電位）を算出する。現像Ｖｃｏｎｔの値が環境で変化するのは、現像装置４で用いるトナーの物性、たとえば帯電性能が周囲の雰囲気水分量で変化するためである。
【００４４】
また、この現像Ｖｃｏｎｔの算出にあたっては、あらかじめ、図２（ａ）に示すような水分量と必要現像Ｖｃｏｎｔ電位の関係を、図２（ｂ）に示すようにテーブル化して記憶しておき、前記計算された水分量の結果に応じて線形補間により算出する。
【００４５】
次に、潜像電位、現像装置の現像スリーブ電位の算出方法について、図３を用いて説明する。
【００４６】
例えば、図１に示す環境センサーＣＳ１により、２３℃／５％と読み取られた場合、水分量は約１．０（ｇ／ｋｇ）となる。
【００４７】
この時、図２（ｂ）のテーブルによれば、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位は、必要現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖとして算出される。
【００４８】
この必要現像Ｖｃｏｎｔに、地肌カブリ防止電位であるＶｂａｃｋ電位を加えると、感光ドラム１の表層に形成する必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位（必要潜像コントラスト電位）が求められる。これを式で表すと下記の様になる。
必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝必要現像Ｖｃｏｎｔ電位＋Ｖｂａｃｋ＝２８０Ｖ＋２００Ｖ＝４８０Ｖ
【００４９】
次に、感光ドラム１の帯電電位、露光部電位を設定する手順を説明する。
【００５０】
上述したように、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位が周囲環境の状態によって変化したのと同様に、感光ドラム１の露光部電位も、感光ドラム１の露光感度が周囲環境の相対湿度や水分量によって変化するため、環境に適した値を求める必要がある。
【００５１】
図３に、本実施の形態に係る感光体において、帯電電位に対する露光部電位の周囲環境の水分量による変化を実験的に求めた結果を示す。
【００５２】
図３の結果を、本実施の形態に係る画像形成装置は、テーブルデータとして記憶している。
【００５３】
前述の環境センサーＣＳ１の読みとり値から算出した水分量１．０（ｇ／ｋｇ）で、前記算出した必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝４８０Ｖを得るためには、図３の結果より、帯電電位ＶＤ＝７００Ｖと選択すると、露光部電位ＶＬ＝２２０Ｖが得られ、必要とする潜像Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを満足させることができることがわかる。
【００５４】
この結果、現像電位は、帯電電位ＶＤ＝７００Ｖから地肌カブリ防止電位Ｖｂａｃｋ＝２００Ｖを差し引いた５００Ｖに設定されることにより、前記算出された必要現像Ｖｃｏｎｔ電位＝２８０Ｖが正確に得られることになる。
【００５５】
ここで、感光ドラム１の帯電電位ＶＤ、露光部電位ＶＬ、現像装置の現像電位を求める手順を整理すると、以下のようになる。
【００５６】
（ＳＴＥＰ１）環境センサーＣＳ１より温度／湿度情報を読み込む。
【００５７】
（ＳＴＥＰ２）上記の情報から絶対水分量を算出する。
【００５８】
（ＳＴＥＰ３）上記水分量の値から、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。
【００５９】
（ＳＴＥＰ４）必要現像Ｖｃｏｎｔ電位と地肌カブリ防止電位Ｖｂａｃｋから必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。
必要潜像Ｖｃｏｎｔ電位＝必要現像Ｖｃｏｎｔ電位＋Ｖｂａｃｋ
【００６０】
（ＳＴＥＰ５）上記水分量とＶＤ−ＶＬの関係テーブルから感光ドラム１の帯電電位ＶＤと露光部電位ＶＬを算出する。
【００６１】
（ＳＴＥＰ６）帯電電位ＶＤと地肌カブリ防止電位Ｖｂａｃｋから現像電位を算出する。
現像電位＝帯電電位ＶＤ−Ｖｂａｃｋ
【００６２】
上述した処理によれば、環境センサーの検知結果とテーブルデータから帯電電位，現像電位等の画像形成条件を決定することができるので、感光ドラムの電位検知手段やトナー像濃度検知手段等を設ける必要ないという利点がある。
【００６３】
本実施の形態で適用する帯電方式としては、磁気ブラシによる注入帯電方式を採用している。感光ドラム１の表面と一定距離（たとえば５００〜６００μｍ）の間隔を開けて、着磁されたマグローラスリーブを設ける。このマグローラスリーブに、粉砕又は重合法により作成した粉体磁性キャリア（抵抗値１０⁴〜１０⁷Ωｃｍ（１０²〜１０⁵Ωｍ））を担持させて、この粉体磁性キャリアで磁気ブラシを形成し、感光ドラム１の表面と接触させた状態で、ＡＣ成分を重畳したＤＣバイアスを印可して注入帯電を行う。
【００６４】
このような注入帯電方式を用いた場合には、感光ドラム１の帯電電位ＶＤの値と、マグローラのＤＣ成分バイアスＶｄｃがほぼ等しくなるため、Ｖｄｃ＝ＶＤとして求めることが可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態で使用される感光ドラム１は、図４に示されるようにアルミシリンダ１ａ上に感光層（電荷発生層１ｂ，電荷輸送層１ｃおよび電荷注入層１ｄ）を塗布して構成されている。感光層は通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導電となるという特徴を有している。それは、光照射により電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対を生成しそれらが電荷の流れの担い手となるからである。
【００６６】
現像装置４は、イエロー現像剤，マゼンタ現像剤，シアン現像剤，ブラック現像剤の４色現像剤を各別に収納する４個の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを、感光ドラム１の外周面に対向して、ある一定距離、例えば３００〜６００μｍの距離だけ離れた位置に設けられており、２成分現像剤を用いて感光ドラム１上の潜像の現像を行う。
【００６７】
ここで、本発明の実施にあたっては、前記に記載した２成分現像剤を用いる現像装置ではなく、磁性一成分現像、接触一成分現像方式等の現像方式を用いても差し支えない。
【００６８】
一方、給紙カセット１３ａ（１３ｂ）内に収容されたシートＰはレジストローラ１４により適当なタイミングで給紙され、転写ベルト５に担持されて図示矢印方向に搬送される。シートＰには、転写ベルト５の下方に配置されている転写印加部材６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（以下、省略して転写印加部材６とする）によって転写電圧が印加され、感光ドラム１上のトナー像がイエローからブラックまで順次転写される。
【００６９】
転写ベルト５は誘電体シート等を張設して構成されており、この転写ベルト５には、吸着用の半導体帯電ローラ１５と導体ローラによってシートＰが吸着される。
【００７０】
そして、トナー像が転写されたシートＰは、転写ベルト５に担持されて、定着器７に搬送され、所定の熱量および圧力を加えられて、トナー像が定着された後に、搬送トレイ８へ搬送される。
【００７１】
上述した本実施の形態の画像形成装置において、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのそれぞれに、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋから露光することにより、感光ドラム１の電荷発生層１ｂで正孔−電子対が生成される。正孔は電荷輸送層１ｃを通り、電荷注入層１ｄに移動し負電荷と再結合する。これにより感光体表層（電荷注入層１ｄ）の負電荷量が減少し、感光ドラム１の表面電位の絶対値が低下する。この状態での感光ドラム１上の表面電位が略ＶＬ電位となる。
【００７２】
しかしながら、露光により減衰する感光ドラム１上のＶＬ電位は、露光量によって変化し、かつ帯電電位ＶＤの大きさによっても変化する。
【００７３】
ここで、感光体Ａの露光量Ｅ（μＪ／ｃｍ²）と感光体上のＶＬ電位（Ｖ）の関係（Ｅ−Ｖ特性）を図５に示す。図５に示されるように露光量が増加すると感光体上の電位は非線形に減衰する様子がわかる。
【００７４】
さらに、このＥ−Ｖ特性の測定を、ドラム２周分の全面露光を与えた場合に測定した結果を図６に示す。図６から、感光体の表層に与える露光量を大きくしていくと、露光量の値が小さい場合は、一度露光を受けた部分のＶＬ電位（ドラム２周目のＶＬ電位）は１周目よりも小さくなるが、ある一定の露光量を越えると、逆にドラム２周目の電位が１周目よりも大きくなっていることが分かる。このようなＶＬ電位の変動が発生した場合は、濃度低下の画像不具合が発生する。
【００７５】
さらに、感光層の特性（電荷発生層，電荷輸送層，電荷注入層）が異なる別の感光体Ｂについても同様の実験を行った結果を図６に示す。Ｅ−Ｖ特性は大きく異なるものの、１周目と２周目の電位比較に関しては感光体Ａと同様の結果が得られていることがわかる。
【００７６】
また、感光体上の表面電位ＶＤを変化させた場合のＥ−Ｖ特性を図７に示す。
【００７７】
この図より、いずれのＶＤ電位においても、露光量が小さい場合には１周目のＶＬ電位より２周目のＶＬ電位が小さく、露光量が大きくなると２周目のＶＬ電位のほうが大きくなるという特性を示すことがわかる。
【００７８】
また、１周目のＶＬ電位と２周目のＶＬ電位の大小関係が入れ替わる露光量の値はＶＤ電位の値により変化し、ＶＤ電位が大きくなるにしたがって、その入れ替わりの露光量の値も大きくなっていることがわかる。
【００７９】
さらに、図７より、１周目のＶＬ電位と２周目のＶＬ電位とが略同一となる露光量領域（以下ＶＬ安定領域という）も存在していることがわかる。この領域においては、露光履歴、すなわち露光メモリによってＶＬ電位は影響を受けない。図７より、ＶＤ電位が大きくなるにしたがって、この領域も大きくなっていることがわかる。
【００８０】
以上の結果から、露光によるＶＬ電位の変動は露光量と感光体の表面電位ＶＤによって変わり、さらに、露光履歴によるＶＬ変動が増加方向と減少方向の２種類存在することが明らかになった。また、感光体の種類によらず、露光履歴の影響によるＶＬ変動が生じない露光量領域が必ず存在することも明らかになった。
【００８１】
図８にＥ−Ｖ特性を模式的に示す。
【００８２】
ここで、感光体の表面電位ＶＤと露光部電位ＶＬの差、すなわち非露光部と露光部との電位差を潜像コントラスト電位差といい、表面電位ＶＤに帯電した感光体を露光量を変化させて露光したときに、露光量０．１μＪ／ｃｍ²の変化量に対する露光部電位変化が５０Ｖ以下となる電位変化の収束領域で得られる潜像コントラスト電位差を、ＶＤにおける最大潜像コントラスト電位差という。
【００８３】
上述した実験結果より、ＶＬ電位が露光履歴により変化しないＶＬ安定領域の潜像コントラスト電位差は、最大潜像コントラスト電位差の約６０〜９０％程度の範囲に存在していることがわかった。また、ＶＬ安定領域を示す露光量は、最大潜像コントラスト電位差を得る露光量の約７０％の露光量であることもわかった。
【００８４】
以上の実験結果に基づき、通常条件では最大潜像コントラスト電位差と略同一の潜像コントラスト電位差を得る露光量で画像形成を行い、感光体に露光履歴によるゴースト画像が発生した場合は、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差の約６０〜９０％になるように、通常モードの約７０％に露光量の大きさを切り替えるとよいことがわかる。
【００８５】
本実施の形態の画像形成装置では、装置の操作パネル上に配置された切り替えスイッチを操作して、露光量を通常モードとゴースト低減モードの２つのレベルに切り替えられるように設けた。
【００８６】
ゴースト低減モードが選択されると、ＣＰＵとメモリ等からなる露光量切替手段（不図示）によって、露光量が通常モードの約７０％に低減される。結果、潜像コントラスト電位差が最大潜像コントラスト電位差の約６０〜９０％となり、露光履歴の影響を受けないＶＬ安定領域で画像形成を行うことが可能となる。
【００８７】
しかしながら、このゴースト低減モードが操作パネル上で選択された場合、露光量を単純に低減させるのみでは、現像コントラストが小さくなり、画像濃度が小さくなってしまう。
【００８８】
その問題を解決するため、図３に示すような各環境における表面電位とＶＬ電位の関係テーブルを、ゴースト低減モードの露光量に対しても用意し、メモリに記憶している。
【００８９】
ゴースト低減モードが選択されると、その露光量に応じたテーブルを用いて前述の処理を行い、通常モードの露光量と同じ画像濃度が得られるように、感光体の帯電電位ＶＤ、現像装置の現像電位等の画像形成条件を瞬時に決定する。これにより、ゴースト低減モード切り替え時でも、最大画像濃度を変化させず通常モードと同等の画像出力が可能となっている。
【００９０】
次に、本実施の形態の画像形成装置における、露光手段と発光量補正手段について詳細に説明する。
【００９１】
本実施の形態における露光手段３としては、図９に示すように、複数個の発光素子３１（発光手段）を集積した発光素子アレイチップ３０（発光ユニット）を複数個直線状に配列すると共に、複数個のロッドレンズを光軸を平行にして配列、固着したロッドレンズユニット（不図示）を複数個直線状に配列し、両者を同じ基板上に実装してなる光プリントヘッドを用いている（図１０）。
【００９２】
本実施の形態では、波長７８０ｎｍの発光素子３１を１２８個備えた発光素子アレイチップ３０を５６個直線状に配列した構成をとっている。なお、発光素子３１は、本画像形成装置の最小画素単位に対応している。
【００９３】
しかしながら、上述した露光手段３の場合、基板上に実装する発光素子アレイチップ３０を複数個、均等間隔で配列することは大変難しく、図９中に示すように少なからず隙間が発生する問題が存在する。このバラツキによる発光素子アレイチップ間の間隔が大きくなると、発光素子アレイチップ間における光量低下の原因となる。
【００９４】
本実施の形態の画像形成装置の最高解像度は６００ｄｐｉであり、そのときの画素の間隔は４２．３μｍである。
【００９５】
発光素子アレイチップ３０を配列したときに、端部間の距離が１画素よりも大きく離れてしまった場合などは、露光量の低下による部分的な濃度低下による縦スジ画像が発生する。発光素子アレイチップ３０間がさらに離れた状況になると、画像上に現像が行われない部分が発生し、白スジ画像が発生する。
【００９６】
また、発光素子アレイチップ３０間の発光量の変動原因としては、発光素子３１の発光による発生熱が原因と考えられる弊害も存在する。これは発生熱が発光素子アレイチップ３０の両端部分に移動することが原因となって、発光素子アレイチップ３０の端部光量が低下する現象である。
【００９７】
上述した２つの発光素子アレイチップ３０間の光量低下が発生すると、発光素子アレイチップ３０端部において、図１１のモデル図に示すような光量の変動が発生する。
【００９８】
そこで、本実施の形態の画像形成装置は、装置本体内に、制御手段としてのＣＰＵと記憶手段としてのメモリ等からなる発光量補正手段を有している。
【００９９】
発光量補正手段は、所定個数の発光素子３１の発光量の関係を画素単位の発光量補正データとしてメモリに記憶しており、その発光量補正データに基づいて、各発光素子３１の発光時間を変調させて発光素子アレイチップ３０間の光量を制御している。
【０１００】
このとき、露光手段３の全体に渡って光量が均一となるように補正することで、上述した発光素子アレイチップ３０を複数個配列した場合の端部光量低現象を抑制することができる。
【０１０１】
この方法で示されている発光素子アレイチップ３０の端部と端部以外の発光素子３１の発光量補正データは、図１２中の通常条件のグラフで示されるような関係に設定されている。すなわち、発光素子アレイチップ３０の両端部の発光素子の発光量が、端部以外の発光素子の発光量より大きくなるような関係に設定されている。
【０１０２】
このような発光量補正テーブルに従って発光量の補正を行うことにより、発光素子アレイチップ３０間の光量変動を抑制し、スジ画像のない高品質な画像を得ることができる。
【０１０３】
ところで、前述したゴースト低減モードとして、通常条件よりも小さな露光量で画像形成を行う場合を考える。
【０１０４】
ゴースト低減モードでは、図８に示すようにＥ−Ｖ特性上露光量の変化に対して電位減衰の大きな領域で画像形成が行われる。
【０１０５】
したがって、発光素子アレイチップ３０の端部と端部以外の発光素子の発光量を図１２の通常条件と同様の設定で補正し、画像形成すると、発光素子アレイチップ３０端部の光量補正量が大きくなりすぎ、露光量低減による濃度低下の対策として用いていた端部の光量補正が、今度は逆に濃度が濃くなる縦スジ画像不具合の発生原因となってしまう。
【０１０６】
さらに、ゴースト低減モードのような露光量低減条件では、発光素子の発光量が少なくなる為、発生熱による影響も通常条件の場合より多少すくなくなることも影響していると考えられる。
【０１０７】
以上より、Ｅ−Ｖ特性上の電位減衰量の変化が大きな領域では、通常条件ほどの露光量差を持たせて光量補正を行うと、適正な画像を得ることができないことが分かる。
【０１０８】
そこで、本実施の形態の画像形成装置の発光量補正手段では、通常モードとゴースト低減モードのそれぞれの露光量に対応した別々の発光量補正テーブルをメモリに記憶させておき、モードに応じて補正量を変化させている。
【０１０９】
図１２に通常条件として示したグラフは通常モードの発光量補正テーブルに基づく発光素子光量を模式的に表し、露光量低減レベル１として示したグラフは本実施の形態のゴースト低減モード用の発光量補正テーブルに基づく発光素子光量を模式的に表している。
【０１１０】
すなわち、ゴースト低減モードのときには、発光素子アレイチップ３０端部の発光素子３１の補正量を小さく設定している。
【０１１１】
以上の構成により、本実施の形態の画像形成装置にあっては、露光量に応じて発光量補正テーブルを備えたので、ゴーストを低減させるために露光量を小さくして露光した場合でも、発光素子アレイチップを複数個配列したときに発生する光量差を確実に補正することができ、縦スジや白スジのない高品質な画像形成が可能となる。
【０１１２】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、通常モードとゴースト低減モードの２段階の露光レベルに切り替え可能な画像形成装置を示したが、本実施の形態では、複数の露光量低減モードを有し多段階に露光量レベルを切り替え可能な構成を示す。
【０１１３】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。
【０１１４】
第１の実施の形態では、ゴースト画像が発生した場合に、露光量切替手段によって露光量を小さくし、さらに、発光量補正手段によって適切な発光量補正データに切り替え、該発光量補正データに基づき発光素子アレイチップ３０の発光量補正を行うことで良好な画質補正を行った。
【０１１５】
本実施の形態に係る画像形成装置は複数の露光量低減モードを有し、露光量切替手段によって多段階にレベルを切り替えることができるため、ゴースト画像の低減効果が十分でない場合には、容易にレベル設定を変更できるような構成になっている。
【０１１６】
その場合、第１の実施の形態で示したゴースト低減モードの露光量よりも、さらにＥ−Ｖ特性上の電位減衰傾きが大きい領域で画像形成が行われる場合が発生する。
【０１１７】
したがって、本実施の形態の画像形成装置では、図１２のモデル図に示すように、露光量設定値（低減レベル）のそれぞれに対応して複数の発光量補正データを備え、その露光量設定値に応じて自動的に発光量補正テーブルが切り替えられる構成にしている。
【０１１８】
このとき、露光量が小さくなるほど、発光素子光量の補正量も小さくなるように設定されている。
【０１１９】
以上の構成により、本実施の形態の画像形成装置にあっては、いずれの露光量レベルにおいても、設定された露光量に応じて最適な発光素子アレイチップの発光量補正が行われ、露光量低減レベルに関係なくスジ画像の発生しない画像出力が可能となった。
【０１２０】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、プリンタ，ＦＡＸ，複写機などの複数の機能モードを有する画像形成装置について説明する。
【０１２１】
構成および作用については第１の実施の形態と略同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。
【０１２２】
前述の第１および第２の実施の形態においては、ゴースト低減モード（露光量低減モード）が選択されると、画像形成装置は常に低減モードで画像形成を行う。
【０１２３】
しかしながら、画像形成装置で画像比率の少ない文字原稿等が出力される場合には、ゴースト画像が比較的目立たないため、特にゴースト低減モードに切り替える必要のない場合もある。たとえば、プリンタモードのときにＰＣから文字原稿を出力する場合やＦＡＸとして使用される場合等は画像比率が少ない。
【０１２４】
したがって、ユーザーの画像形成装置の使用状況に応じて、プリンタ，ＦＡＸ，複写機などの機能モード別に、露光レベルを選択できるような構成にしておくとよい。さらに、各々の機能モード毎に、文字や線画などの出力に好適な文字出力モード、階調画像の出力に好適な画像出力モード等、出力する画像の種類に応じた複数の画像出力モードを備え、各画像出力モード別にも露光レベルを選択できるような構成にするとよい。
【０１２５】
本実施の形態の画像形成装置では、各機能モードまたは各画像出力モードに応じて独立した露光レベルを備えており、本体の操作パネルや、プリンタモードの場合はＰＣのダイアログ画面などからユーザーが自由に選択可能な構成となっている。
【０１２６】
本実施の形態では、上述した機能モードまたは画像出力モード別に露光レベルを切り替えることができ、さらに選択された露光量低減レベルに応じて、発光素子アレイチップの個々の発光量補正データが切り替えられるので、いずれの機能モード、画像出力モードに対しても、スジ画像発生のない画像形成を行うことができる。
【０１２７】
また、ユーザーが選択したモードに基づいて、選択可能な露光レベルが自動的に切り替わるので、画像形成装置の用途に応じた露光レベルの設定を容易に行うことができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、露光量に応じて発光手段の発光量の補正量を調整するので、いずれの露光量の場合も、縦スジ画像や白スジ画像のない高品質な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の模式的断面図である。
【図２】周囲環境の水分量と必要現像コントラスト電位の関係を示す図であり、（ａ）はグラフ、（ｂ）はテーブルである。
【図３】水分量が変化した場合のＶＤとＶＬの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光ドラムの断面図である。
【図５】感光体Ａの露光量と感光体上のＶＬ電位の関係（Ｅ−Ｖ特性）を示す図である。
【図６】ドラム１周目と２周目のＥ−Ｖ特性を示す図である。
【図７】表面電位（ＶＤ）を変化させた場合の、感光体ＡのＥ−Ｖ特性を示す図である。
【図８】Ｅ−Ｖ特性を模式的に表した図である。
【図９】発光素子アレイチップ端部の発光素子間の距離のバラツキを示す模式図である。
【図１０】光プリントヘッドの概略構成図である。
【図１１】発光素子アレイチップの発光量の分布モデル図である。
【図１２】発光量補正データに基づく発光素子光量を示すモデル図である。
【符号の説明】
１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ） 感光ドラム
２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ） 帯電器
３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ） 露光手段
４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ） 現像装置
５ 転写ベルト
６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ） 転写印加部材
７ 定着器
８ 搬送トレイ
９ 原稿
１０ 原稿台ガラス
１３ａ，１３ｂ 給紙カセット
１４ レジストローラ
１５ 半導体帯電ローラ
３０ 発光素子アレイチップ
３１ 発光素子
３２ ロッドレンズアレイユニット

Claims (2)

1. 潜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手段と、
   複数の発光手段により前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光し潜像を形成する露光手段と、
   前記潜像をトナーにて現像する現像手段と、
   該露光手段の露光量を切り替える露光量切替手段と、
   前記露光手段の光量分布差が低減するように前記複数の発光手段の発光量を補正する発光量補正手段と、を有し、
   前記像担持体に形成されたトナー像に基いてシート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体を前記露光手段にて露光したときの露光部電位の変化量が、露光量０．１μＪ／ｃｍ^２の変化量に対して５０Ｖ以下となる第１の露光量にて潜像形成を行なう第１モードと、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体を前記露光手段にて露光したときの非露光部と露光部との潜像コントラスト電位差が、前記第１モードの６０〜９０％となるような第２の露光量に変更するとともに、この露光量の変更に伴って前記第１モードと画像濃度が略同じとなるように帯電条件もしくは現像条件を変更して画像形成を行なう第２モードと、
   を実行可能であって、前記像担持体への露光履歴による感度変化でゴースト画像が発生した場合に第１モードから第２モードに切替可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の発光手段を備えた発光ユニットが複数配列して設けられ、
   前記発光量補正手段は、前記発光ユニットの端部の発光手段の発光量を他の発光手段の発光量よりも設定値だけ大きくなるようにする補正を行い、前記第１モード時よりも前記第２モード時の方が前記設定値が小さくなるように補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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