| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山地 博之
【氏名】向井 崇
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| 【要約】 |
【課題】静電潜像担持体の速度を切り換えて解像度を切り換える画像形成装置では、解像度切り換えにて画像を得るまでに要する時間上でのメリットを有するものの、高解像度の画質が低下するといった問題がある。
【解決手段】静電潜像担持体１の速度を制御することで、露光解像度を１２００ｄｐｉと６００ｄｐｉとに変更する画像形成装置において、画像形成プロセス部は、１２００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの各解像度モードにおけるベタ画像濃度が１．３以上であり、かつ、１２００ｄｐｉモードの２ドットラインの顕像のライン幅Ｌ１（μｍ）と、６００ｄｐｉモードの１ドットラインの顕像のライン幅Ｌ２（μｍ）が、３０（μｍ）＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０（μｍ）の関係を満たすように、現像器３の現像バイアスや、光書込み部６のレーザーパワーや、静電潜像担持体１の感度定数等が規定がされている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】帯電された静電潜像担持体表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段より現像剤を供給して顕像化する画像形成プロセス部と、上記静電潜像担持体の速度を制御して、露光解像度を第１解像度と、該第１解像度の１／２倍にあたる第２解像度とに変更する解像度切換手段とを備える画像形成装置において、上記画像形成プロセス部は、第１解像度及び第２解像度における各ベタ画像の濃度が１．３以上を呈し、かつ、第１解像度における２ドットライン顕像のライン幅をＬ１（μｍ）、第２解像度における１ドットライン顕像のライン幅をＬ２（μｍ）、第１解像度における１ドットライン顕像の理論的線幅をＬ０（μｍ）とすると、上記Ｌ１，Ｌ２，Ｌ０が、Ｌ０×√２＜Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ０×√２×３の関係を満たすように設計されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】第１解像度が１２００ｄｐｉ、第２解像度が６００ｄｐｉである場合、上記Ｌ１，Ｌ２が、３０（μｍ）＜Ｌｌ≦Ｌ２＜９０（μｍ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】上記静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．００１６（Ｊ／ｍ2 ）＜ｗｔ≦０．００２４（Ｊ／ｍ2 ）である場合、第１解像度での上記露光手段の露光出力をＰ１（ｍＷ）、第１解像度での現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ１（Ｖ）、第２解像度での上記露光手段の露光出力をＰ２（ｍＷ）、第２解像度での現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ２（Ｖ）とすると、ΔＶ１≧２２０（Ｖ），ΔＶ２≧２８０（Ｖ）であって、かつ、３０（μｍ）＜０．２０２×ΔＶ１＋２１３×Ｐ１＋５≦０．１２０×ΔＶ２＋１６３×Ｐ２＜９０（μｍ）
の関係が成り立つことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】上記静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．０００８（Ｊ／ｍ2 ）≦ｗｔ≦０．００１６（Ｊ／ｍ2 ）である場合、第１解像度での上記露光手段の露光出力をＰ１（ｍＷ）、第１解像度での現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ１（Ｖ）、第２解像度での上記露光手段の露光出力をＰ２（ｍＷ）、第２解像度での現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ２（Ｖ）とすると、ΔＶ１≧２２０（Ｖ），ΔＶ２≧２８０（Ｖ）であって、かつ、３０（μｍ）＜０．１５４×ΔＶ１＋３６８×Ｐ１−３４≦０．０８４×ΔＶ２＋７０×Ｐ２＜９０（μｍ）
の関係が成り立つことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いて画像形成を行う画像形成装置に関するものであり、より詳細には、静電潜像担持体の速度を変更することで解像度を切り換える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子写真プロセスを用いた出力機器においては、高画質、高速化への要望がより一層高まっている。また同時に、ユーザ側のニーズによって解像度を選択でき、所望の解像度で出力可能なことも重要視されるようになってきている。
【０００３】解像度を切り換える方法としては、静電潜像担持体上に静電潜像を書き込む光偏向手段の速度を切り換える方法と、静電潜像担持体の速度を切り換える方法とが知られている。前者は、光偏向手段（具体的にはポリゴンミラー）の回転速度を切り換えることで対応するものであるため、プロセス速度は変化しない。これに対し後者は、静電潜像担持体の回転速度を切り換えることで対応するものであるため、プロセス速度が変化する。
【０００４】一方、露光手段の露光出力（レーザーパワー）や、静電潜像担持体の表面電位、現像手段の現像バイアス等の作像条件における、良好な画像を得るための各適正値は、解像度毎に異なることも知られている。したがって、上記した解像度の切り換えが可能な画像形成装置において、各解像度で良好な画像を得るには、解像度毎にレーザーパワーや静電潜像担持体の表面電位、現像バイアス等を適正値に変更することが必要となる。
【０００５】例えば、特開平７−９２７４９号公報には、解像度を変更する際に、光偏向手段の回転数を制御し、その制御に伴って、現像バイアス、レーザーパワー、静電潜像担持体の表面電位をそれぞれ適性値に変更する構成が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、解像度を切り換える上記した２つの方法を比較してみると、それぞれに以下のような利点と欠点がある。
【０００７】まず、光偏向手段の速度を切り換える方法であるが、これは、前述したように、解像度を切り換えてもプロセス速度が変化しない。したがって、低解像度モード及び高解像度モードの何れも印字速度は一定であり、低解像度を選択したことによるメリットがない。
【０００８】これに対し、静電潜像担持体の速度を切り換える方法では、プロセス速度が解像度によって異なり、低解像度の印字速度を高解像度と低解像度の比の分だけ速めることができる。その結果、高解像度モードと低解像度モードとを使い分けるメリットがある。
【０００９】したがって、ユーザによる解像度選択を可能にしたことによるメリットの点から言えば、静電潜像担持体の速度切り換えによる解像度変換の方が望ましい。
【００１０】その一方、画質の点から見ると、静電潜像担持体の速度切り換えによる解像度変換の場合、静電潜像担持体の速度変化に伴って解像度間で現像時間に差異が生じるため、光偏向手段の速度切り換えによる解像度変換では発生しない影響が現れる。
【００１１】即ち、低速の高解像度モードと高速の低解像度モードとでは、前者の方が現像時間が長くなるため、画像濃度が上がり、線幅も太くなり、その結果、露光解像度を高めたことによるメリットが静電潜像を顕像化する時に減少してしまう。特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて現像する場合には、解像度６００ｄｐｉや１２００ｄｐｉ相当の非常に繊細なラインやドットが、磁気ブラシによる掻き取り効果によって乱されやすく、高解像度化を阻害する要因となる。尚、本明細書においては、主走査方向×副走査方向にＡ（ｄｐｉ）×Ａ（ｄｐｉ）の解像度を単にＡ（ｄｐｉ）と記載する。主走査方向とは露光手段の走査する方向で、副走査方向は主走査方向と直交する静電潜像担持体の回転方向である。また、ｄｐｉはドット／インチ＝ドット／２５．４ｍｍである。
【００１２】また、上記した従来公報は、光偏向手段の速度切り換えによる解像度変換において、各解像度によりレーザーパワー、表面電位、現像バイアスを適正値に切り換える構成であって、ユーザによる解像度選択を可能にしたことによるメリットが大きい、静電潜像担持体の速度切り換えによる解像度変換において、良好な画像を得るための構成を提案するものではない。しかも、上記従来公報には、具体的な設定値等は一切記載されていない。
【００１３】本願発明は、上記課題に鑑み成されたものであって、解像度の切り換えにて画質上のみならず、画像を得るまでに要する時間上でのメリットを有し、かつ、各解像度で良好な画像を得ることが可能な画像形成装置の提供を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、帯電された静電潜像担持体表面を露光手段にて露光して静電潜像を形成し、該静電潜像に現像手段より現像剤を供給して顕像化する画像形成プロセス部と、上記静電潜像担持体の速度を制御して、露光解像度を第１解像度と、該第１解像度の１／２倍にあたる第２解像度とに変更する解像度切換手段とを備える画像形成装置において、上記画像形成プロセス部は、第１解像度及び第２解像度における各ベタ画像の濃度が１．３以上を呈し、かつ、第１解像度における２ドットライン顕像のライン幅をＬ１（μｍ）、第２解像度における１ドットライン顕像のライン幅をＬ２（μｍ）、第１解像度における１ドットライン顕像の理論的線幅をＬ０とすると、上記Ｌ１，Ｌ２，Ｌ０が、Ｌ０×√２＜Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ０×√２×３の関係を満たすように設計されていることを特徴としている。
【００１５】本願発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、ベタ画像の濃度と共に、切り換え可能な各解像度で得られる顕像の線幅を規定することで、静電潜像担持体の速度を換えて解像度を変更する画像形成装置においても、高解像度モードの画質を落とすことなく、解像度の切り換えが可能となることを見い出した。
【００１６】即ち、第１解像度及び第２解像度における各ベタ画像の濃度が１．３以上得られ、かつ、第１解像度における２ドットライン顕像のライン幅Ｌ１と、その半分の解像度である第２解像度における１ドットライン顕像のライン幅Ｌ２とが、上記関係式を満足するように画像形成プロセス部を設計することで、低解像選択時、高解像度と低解像度の比の分だけ印字速度を速めながらも、各解像度に合った高い画質を得ることができる。
【００１７】したがって、高解像度の第１解像度モードでは、印字速度は遅いものの第２解像度モードよりも高画質の画像を出力でき、他方、低解像度の第２解像度モードでは、第１解像度モードに比べて解像度の低い分画質は劣るものの、高速で画像を出力することができる。
【００１８】例えば、第１解像度が１２００ｄｐｉ、第２解像度が６００ｄｐｉである場合は、両解像度の各ベタ画像の濃度が１．３以上得られ、かつ、上記Ｌ１，Ｌ２が、３０μｍ＜Ｌｌ≦Ｌ２＜９０μｍの関係を満たすように画像形成プロセス部を設計すればよい。
【００１９】そして、ここで言う画像形成プロセス部の設計とは、具体的に言うと、静電潜像担持体の感度や静電潜像を形成する時の露光条件、静電潜像を現像する時の現像条件といった作像条件を上記した関係式を満足するように設定することである。
【００２０】作像条件を詳細に規定すると、静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．００１６Ｊ／ｍ2 ＜ｗｔ≦０．００２４Ｊ／ｍ2 である場合は、１２００ｄｐｉでの露光手段の露光出力をＰ１（ｍＷ）、１２００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ１（Ｖ）、６００ｄｐｉでの露光手段の露光出力をＰ２（ｍＷ）、６００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ２（Ｖ）とすると、ΔＶ１≧２２０（Ｖ），ΔＶ２≧２８０（Ｖ）であって、かつ、３０μｍ＜０．２０２×ΔＶ１＋２１３×Ｐ１＋５≦０．１２０×ΔＶ２＋１６３×Ｐ２＜９０μｍの関係が成り立つように、例えば現像バイアスや露光出力等を設定することで、上記した本発明の画像形成装置を実現できる。
【００２１】また、静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．０００８Ｊ／ｍ2 ≦ｗｔ≦０．００１６Ｊ／ｍ2 である場合は、１２００ｄｐｉでの露光手段の露光出力をＰ１（ｍＷ）、１２００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ１（Ｖ）、６００ｄｐｉでの上記露光手段の露光出力をＰ２（ｍＷ）、６００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ２（Ｖ）とすると、ΔＶ１≧２２０（Ｖ），ΔＶ２≧２８０（Ｖ）であって、かつ、３０μｍ＜０．１５４×ΔＶ１＋３６８×Ｐ１−３４≦０．０８４×ΔＶ２＋７０×Ｐ２＜９０μｍの関係が成り立つように、例えば現像バイアスや露光出力等を設定することで、上記した本発明の画像形成装置を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を、図１ないし図４を用いて以下に説明する。
【００２３】まず、図１の模式図を用いて、本実施の形態の画像形成装置における電子写真プロセス部（画像形成プロセス部）の構成を説明する。図１に示すように、本画像形成装置には、静電潜像担持体上１が備えられ、その周りに、帯電器４、光書込み部（露光手段）６、現像器３、転写器２、クリーニング部５が順に配設されている。
【００２４】静電潜像担持体１は、例えば円筒状のアルミニウム素管に感光体を塗布したものからなる。帯電器４は、静電潜像担持体１表面を帯電するものであり、チャージャー方式や接触型のものがある。光書込み部６は、帯電器４にて帯電された静電潜像担持体１表面を露光して静電潜像を書き込むものであり、発光体としては半導体レーザー等が用いられる。
【００２５】現像器３は、内部にトナーＴを収納しており、静電潜像担持体１との対向部にて、図示しない現像剤担持体上に保持したトナーＴを、静電潜像担持体１と現像剤担持体との間に印加される現像バイアスにて静電潜像担持体１上の静電潜像に供給して顕像化するものである。画像形成装置がカラー対応の場合、現像器３は用いられるトナーの色の数、例えばイエロー，マゼンタ、シアン，ブラックの４つ配設されることとなる。転写器２は、静電潜像担持体１上のトナー像（顕像）を記録材Ｓに転写するものであり、チャージャー方式や接触型のものがある。クリーニング部５は、トナー像が転写された後の静電潜像担持体１表面に残留するトナーを掻き取るものである。
【００２６】このような構成を有する本画像形成装置では、静電潜像担持体１の回転に伴い、帯電器４による静電潜像担持体１の帯電、光書き込み部６による静電潜像の形成、現像器３による静電潜像の現像、転写器２による記録材Ｓへのトナー像の転写、クリーニング部５による静電潜像担持体１のクリーニングの各工程を繰り返すことによって画像を形成する。なお、画像形成装置がカラー対応の場合は、トナーの色数分のトナー像が静電潜像担持体１上に各々形成され、記録材Ｓ上に順次重ねられることとなる。その後、記録材Ｓ上に形成されたトナー像は、定着器７を通過することによってトナーが溶融されると共に加圧され、記録材Ｓ上に固定される。
【００２７】また、本画像形成装置においては、出力画像の解像度を高解像度の１２００ｄｐｉと、低解像度の６００ｄｐｉとの２つの解像度モードで切り換え可能となっている。本画像形成装置における解像度の切り換えは、図示しない制御手段（解像度変換手段）が静電潜像担持体１の回転速度を切り換えることで行われる。
【００２８】本画像形成装置の場合、６００ｄｐｉモードでは、１２００ｄｐｉモードの２倍の速度で静電潜像担持体１が回転され、プロセス速度（印字速度）が速まり、画像を出力するまでの所要時間が１２００ｄｐｉモード時の半分となる。したがって、高画質を必要としない原稿の複写においては、６００ｄｐｉモードを選択することで、所望の画像を短時間で得ることができるといったメリットがある。
【００２９】一方、発明が解決しようとする課題の項で述べたように、静電潜像担持体１の速度を切り換えて解像度の切り換えを行う構成では、高解像度の１２００ｄｐｉモードにおいて現像時間が長くなるため、線幅が太くなるなどして、露光時に解像度を上げたことによる利点が損なわれる恐れがある。
【００３０】そこで、本願発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ベタ画像の濃度を確保しつつ、１２００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉの各解像度モードでのライン画像（トナー像：顕像）の線幅をある範囲に設定することで、１２００ｄｐｉモードでも６００ｄｐｉモードでも良好な画像が得られることを見い出した。
【００３１】以下、本画像形成装置において採用されている、静電潜像担持体１の速度を切り換えて解像度変換を行う構成でありながら各解像度で良好な画像の提供を可能にする構成について説明する。
【００３２】本願発明者らは、上記した本実施の形態の画像形成装置と同じ構成を有する画像形成装置を用いて、以下に記載する実験条件でライン画像を形成し、１２００ｄｐｉモード及び６００ｄｐｉモードの画質評価を行った。
【００３３】実験においては、上記静電潜像担持体１として、感光体が膜厚２１μｍのＯＰＣ（Organic Photo-conductor ：有機光導電体）から成る静電潜像担持体を使用し、帯電器４による初期帯電電位は−６００Ｖとした。また、現像剤には、２成分現像剤を使用し、キャリアは平均粒径６０μｍ、トナーは非磁性トナーであり、その体積平均粒径は７μｍのものを使用した。
【００３４】解像度切換型の画像形成装置において、低解像度モードと高解像度モードとの各出力画像とを比較した場合、高解像度モードの方が解像性能が良いことは必須の条件である。そこで、１２００ｄｐｉモードと６００ｄｐｉモードとでそれぞれ全く同じパターン（ライン画像）を用い、光書込み部６におけるレーザーパワーと現像バイアスとを種々変更して画像を形成し、その時に得られる線幅を測定し、また、解像性能を評価した。
【００３５】線幅の測定に際しては、１２００ｄｐｉモードでは２ドットラインの画像を形成し、６００ｄｐｉモードでは１ドットラインの画像を形成し、得た画像の線幅をＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＨ−７０００画像解析装置を用いて計測した。１２００ｄｐｉモードの２ドットラインと、６００ｄｐｉモードの１ドットラインとは、理論上線幅が等しくなる。ここでライン画像は、副走査方向に伸びる方向に形成した。
【００３６】解像性能評価は、ベタ画像の中に、１２００ｄｐｉモードでは２ドットの白抜きラインを印字した画像を形成し、６００ｄｐｉモードでは１ドットの白抜きラインを印字した画像を形成し、各画像を目視にて評価した。
【００３７】さらに、１２００ｄｐｉモードにおける２ドットライン、及び６００ｄｐｉモードにおける１ドットラインの理想的な線幅は、６０μｍである。同様に、１２００ｄｐｉモードにおける１ドットライン、３ドットラインの線幅は３０μｍ、９０μｍである。ここで言う理想的な線幅とは、解像度の理論上の１ドットラインの顕像の線幅Ｌ０（μｍ）に√２を掛けた値である。例えば６００ｄｐｉの場合、理論上の１ドットラインの顕像線幅Ｌ０は２５．４ｍｍ／６００で２１μｍとなるが、この理論上の潜像線幅Ｌ０に規定したのでは、ベタ画像の濃度を十分出すことができない。そこで、通常は、この理論上の線幅Ｌ０に√２を掛けた理想的な線幅（Ｌ０×Ｌ０からなる１画素の外接円の径）を理想的な線幅としている。
【００３８】したがって、１２００ｄｐｉモードにおける２ドットラインの線幅をＬ１（μｍ）とすると、Ｌ１は少なくとも３０（＝Ｌ０）μｍ＜Ｌ１＜９０（＝Ｌ０×３）μｍの範囲に入ることが望ましいと考えられる。
【００３９】そこで、１２００ｄｐｉモードにおける２ドットラインの線幅Ｌ１と６００ｄｐｉモードにおける１ドットラインの線幅Ｌ２（μｍ）を測定し、解像性能を調べると共に、レーザーパワーと現像バイアスとを種々変更して、１２００ｄｐｉモードにおける２ドットラインの線幅Ｌ１の値を、３０μｍ＜Ｌ１＜９０μｍ、Ｌ１≦３０μｍ、９０μｍ≦Ｌ１の３つの条件で作成し、１２００ｄｐｉモードの２ドットラインの線幅Ｌ１と６００ｄｐｉモードでは１ドットラインを線幅Ｌ２と解像性能との関係を調べた。表１に、その結果を示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】実験では、例えば、１２００ｄｐｉモードでＬ１＝４５μｍとなる条件下の白抜きライン再現性と、６００ｄｐｉモードでＬ２＝７０μｍとなる条件下でそれぞれの解像性能を評価すると同時に、１２００ｄｐｉモードの方が解像性能が向上しているかどうかを判断した。
【００４２】実際に１２００ｄｐｉモードにて印字した場合において、Ｌ１が３０μｍ以下になったり、逆に９０μｍ以上となった場合は、１２００ｄｐｉの画像として満足のいく画質が得られなかった。Ｌ１が３０μｍ以下の場合、十分な画像濃度が得られず、また１本のラインにならずに途切れる等の問題も発生した。逆に、９０μｍ以上になると、解像性能を評価するパターンにおける白抜き部が潰れてしまい、１２００ｄｐｉモードの画像として十分な解像性能が得られなかった。このＬ１の条件は、解像度６００ｄｐｉにおける１ドットラインの線幅であるＬ２についても同様であった。
【００４３】即ち、以上のことより、１２００ｄｐｉモード及び６００ｄｐｉモードの何れにおいても良好な画質とするための線幅の条件は、１２００ｄｐｉモードの２ドットラインの線幅Ｌ１と、６００ｄｐｉモードの１ドットラインの線幅Ｌ２とが、上記表１で『○』が付されている条件下にあることが必要であることがわかった。表１で『○』となる条件とはつまり、３０μｍ＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０μｍの範囲内に入るよう制御することである。
【００４４】また、良好な画質とするためのもう一つの条件であるベタ画像の濃度は、従来より１２００ｄｐｉモード及び６００ｄｐｉモード共に１．３以上とすることが知られている。
【００４５】したがって、以上のことを整理すると、１２００ｄｐｉモードの２ドットラインの線幅Ｌ１と、６００ｄｐｉモードの１ドットラインの線幅Ｌ２とが、３０μｍ＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０μｍを満足し、かつ、ベタ画像の濃度が１２００ｄｐｉモード及び６００ｄｐｉモード共に１．３以上得られるようにすることで、常に１２００ｄｐｉモードの方が良好な解像性能を有しながら、１２００ｄｐｉモードも６００ｄｐｉモード共に各解像度に合った満足のいく良好な画質が得られることがわかった。
【００４６】次に、１２００ｄｐｉモード及び６００ｄｐｉモード共にベタ画像の濃度を１．３以上とするための条件を探るべく、現像電位差ΔＶと画像濃度との関係を調べた。現像電位差ΔＶとは、現像バイアスＤＶB （Ｖ）と、静電潜像担持体１にベタ画像書き込みを行った時の露光電位ＶL （Ｖ）との電位差の絶対値である。また、このとき、静電潜像担持体１の感度定数の違いによる影響の有無を確かめるために、静電潜像担持体１の感度定数も割り振った。
【００４７】図２に、得られたΔＶと画像濃度との関係を示す。図２より、１２００ｄｐｉモードと６００ｄｐｉとでは、画像濃度１．３を満足する△Ｖに差があることがわかる。この差は、１２００ｄｐｉモードと６００ｄｐｉモードとでは、後者の方が静電潜像担持体１の速度が２倍となり現像時間が低下したことによる影響が大きいためと想定される。
【００４８】また、このようなΔＶと画像濃度との関係は、静電潜像担持体１の感度定数が０．０００８Ｊ／ｍ2 〜０．００２４Ｊ／ｍ2 内であれば、感度定数によらないことも併せて確認した。
【００４９】つまり、感度定数が０．０００８Ｊ／ｍ2 〜０．００２４Ｊ／ｍ2 内であれば、画像濃度は、静電潜像担持体１の速度とΔＶによって決定され、図２より、ベタ画像の濃度１．３以上を得ようとすると、１２００ｄｐｉモードでは、ΔＶとして２２０（Ｖ）以上、より好ましくは２３０（Ｖ）以上必要であり、６００ｄｐｉモードでは、ΔＶとして２８０（Ｖ）以上、より好ましくは３００（Ｖ）以上必要であることがわかる。
【００５０】ここで、静電潜像担持体１の感度について説明しておく。静電潜像担持体１の感度とは即ち、静電潜像担持体１の有する感光体の感度であって、下記の式（１）における感度定数ｗｔによって決定され、この感度定数によって静電潜像担持体１に光が照射された時の表面電位の減衰状態が変化する。
【００５１】
ＶV ＝（ＶD −ＶL ）ｅ-w/wt ＋ＶL …（１）
ＶV ：静電潜像担持体の表面電位（Ｖ）
ＶD ：静電潜像担持体の初期帯電電位（Ｖ）
ＶL ：静電潜像担持体の飽和露光量が与えられて減衰した電位（Ｖ）
ｗ：静電潜像担持体への露光エネルギー（Ｊ／ｍ2 ）
ｗｔ：静電潜像担持体の感度定数（Ｊ／ｍ2 ）
高感度であるほど、感光体の光放電特性（ＰＩＤＣ）は急峻な曲線を描き、小さな露光エネルギーに対して電位減衰が速い。反対に、低感度であるほど、感光体の光放電特性は緩やかな曲線を描き、少ない露光エネルギーでは電位減衰せず、多くの露光エネルギーを必要とする。
【００５２】次に、上記線幅Ｌ１，Ｌ２が、３０μｍ＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０μｍを満足するための条件を探るべく、上記Ｌ１，Ｌ２と、ΔＶ、光書込み部６のレーザーパワーＰ（ｍＷ）、及び静電潜像担持体１の感度定数との関係を調べた。
【００５３】調べるにあたり、上記で得られた静電潜像担持体１の感度定数０．０００８Ｊ／ｍ2 〜０．００２４Ｊ／ｍ2 をさらに割り振り、また、レーザーパワーＰを種々変化させた。
【００５４】図３、図４に、上記Ｌ１，Ｌ２と、ΔＶ、レーザーパワーＰ、及び静電潜像担持体１の感度定数との関係を示す。
【００５５】図３は、静電潜像担持体１の感度定数ｗｔが０．００１６Ｊ／ｍ2 ＜ｗｔ≦０．００２４Ｊ／ｍ2 である場合の、上記Ｌ１及びＬ２と、ΔＶ、レーザーパワーＰとの関係を示す図である。
【００５６】図３より、感度定数がこの範囲に入る場合、Ｌ１，Ｌ２は、それぞれのΔＶと、レーザーパワーＰとの関係から以下の近似式で表すことができることがわかった。
【００５７】
Ｌ１＝０．２０２×ΔＶ１＋２１３×Ｐ１−３Ｌ２＝０．１２０×ΔＶ２＋１６３×Ｐ２−８ΔＶ１：１２００ｄｐｉモードにおけるΔＶ（Ｖ）
ΔＶ２：６００ｄｐｉモードにおけるΔＶ（Ｖ）
Ｐ１：１２００ｄｐｉモードにおけるレーザーパワー（ｍＷ）
Ｐ２：６００ｄｐｉモードにおけるレーザーパワー（ｍＷ）
したがって、先に求めたベタ画像の濃度１．３以上とするための条件と合わせると、静電潜像担持体１の感度定数ｗｔが０．００１６Ｊ／ｍ2 ＜ｗｔ≦０．００２４Ｊ／ｍ2 である場合、上記線幅Ｌ１，Ｌ２が、３０μｍ＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０μｍを満足するための条件は、３０μｍ＜０．２０２×ΔＶ１＋２１３×Ｐ１＋５≦０．１２０×ΔＶ２＋１６３×Ｐ２＜９０μｍかつ、ΔＶ１≧２２０（Ｖ）
ΔＶ２≧２８０（Ｖ）
となる。
【００５８】また、図４は、静電潜像担持体１の感度定数ｗｔが０．０００８Ｊ／ｍ2 ≦ｗｔ≦０．００１６Ｊ／ｍ2 である場合の、上記Ｌ１及びＬ２と、ΔＶ、レーザーパワーとの関係を示す図である。
【００５９】図４より、感度定数がこの範囲に入る場合、Ｌ１，Ｌ２は、それぞれのΔＶと、レーザーパワーＰとの関係から以下の近似式で表すことができることがわかった。
【００６０】
Ｌ１＝０．１５４×ΔＶ１＋３６８×Ｐ１＋１５Ｌ２＝０．０８４×ΔＶ２＋７０×Ｐ２＋４９ΔＶ１，ΔＶ２，Ｐ１，Ｐ２：同上したがって、先に求めたベタ画像の濃度１．３以上とするための条件と合わせると、静電潜像担持体１の感度定数ｗｔが０．０００８Ｊ／ｍ2 ≦ｗｔ≦０．００１６Ｊ／ｍ2 である場合、上記線幅Ｌ１，Ｌ２が、３０μｍ＜Ｌ１≦Ｌ２＜９０μｍを満足するための条件は、３０μｍ＜０．１５４×ΔＶ１＋３６８×Ｐ１−３４≦０．０８４×ΔＶ２＋７０×Ｐ２＜９０μｍかつ、ΔＶ１≧２２０（Ｖ）
ΔＶ２≧２８０（Ｖ）
となる。
【００６１】図１に示した本画像形成装置１においては、上記した条件に合うように、静電潜像担持体１の感度定数、光書込み部６のレーザーパワー、現像器３による現像バイアスを適正値に設定している。これにより、磁気ブラシによる掻き取り効果によって精細画像の出にくい２成分現像剤を用いた画像形成装置であって、また、解像度の切り換えにより、印字速度を上げることのできる画像形成装置でありながら、各解像度で十分な画像濃度を得つつ、１２００ｄｐｉモードといった高解像度でも画質維持が可能となる。
【００６２】また、静電潜像担持体１の感度定数、光書込み部６のレーザーパワー、現像器３による現像バイアスの組合せ以外に、露光条件と現像条件との組合せを適正値に設定することでも上記した条件に合うように画像形成プロセス部を設計できる。つまり、露光条件であるレーザーパワーを０．０１ｍＷ以上０．１ｍＷ以下、かつ、現像条件である上記ΔＶを｜２００｜Ｖ以上｜８００｜Ｖ以下の範囲で適正値に設定することでも実現できる。
【００６３】
【発明の効果】本発明の画像形成装置は、以上のように、画像形成プロセス部は、第１解像度及び第２解像度における各ベタ画像の濃度が１．３以上を呈し、かつ、第１解像度における２ドットライン顕像のライン幅をＬ１（μｍ）、第２解像度における１ドットライン顕像のライン幅をＬ２（μｍ）、第１解像度における１ドットライン顕像の理論的線幅をＬ０（μｍ）とすると、上記Ｌ１，Ｌ２，Ｌ０が、Ｌ０×√２＜Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ０×√２×３の関係を満たすように設計されている構成である。
【００６４】これにより、高解像度の第１解像度モードでは、印字速度は遅いものの第２解像度モードよりも高画質の画像を出力でき、一方、低解像度の第２解像度モードでは、第１解像度モードに比べて解像度が低い分画質は劣るものの、高速で画像を出力できるといった、解像度の切り換えが可能となる。
【００６５】その結果、解像度の切り換えにて画質上のみならず、画像を得るまでに要する時間上でのメリットを有し、しかも各解像度で解像度に合った良好な画像を得ることのできる優れた画像形成装置を提供できるといった効果を奏する。
【００６６】第１解像度が１２００ｄｐｉ、第２解像度が６００ｄｐｉである場合は、ベタ画像濃度が１．３以上得られ、かつ、上記Ｌ１，Ｌ２が、３０μｍ＜Ｌｌ≦Ｌ２＜９０μｍの関係を満たすように画像形成プロセス部を設計することで、上記した本発明の画像形成装置を実現できる。
【００６７】そして、ここで言う画像形成プロセス部の設計とは、具体的に言うと、静電潜像担持体の感度や静電潜像を形成する時の露光条件、静電潜像を現像する時の現像条件といった作像条件を上記した関係式を満足するように設定することである。
【００６８】詳細には、１２００ｄｐｉでの露光手段の露光出力をＰ１（ｍＷ）、１２００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ１（Ｖ）、６００ｄｐｉでの露光手段の露光出力をＰ２（ｍＷ）、６００ｄｐｉでの現像手段における現像バイアスとベタ画像形成時の静電潜像担持体の電位との差の絶対値をΔＶ２（Ｖ）とすると、ΔＶ１≧２２０（Ｖ），ΔＶ２≧２８０（Ｖ）であって、かつ、静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．００１６Ｊ／ｍ2 ＜ｗｔ≦０．００２４Ｊ／ｍ2 である場合は、３０μｍ＜０．２０２×ΔＶ１＋２１３×Ｐ１＋５≦０．１２０×ΔＶ２＋１６３×Ｐ２＜９０μｍの関係が成り立つように、また、静電潜像担持体の感度定数ｗｔが０．０００８Ｊ／ｍ2 ≦ｗｔ≦０．００１６Ｊ／ｍ2 である場合は、３０μｍ＜０．１５４×ΔＶ１＋３６８×Ｐ１−３４≦０．０８４×ΔＶ２＋７０×Ｐ２＜９０μｍの関係が成り立つように、例えば現像バイアスや露光出力等を設定することで、上記した本発明の画像形成装置を実現できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１５日（２０００．３．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００３４
【弁理士】
【氏名又は名称】原 謙三
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５０７１（Ｐ２００１−２６５０７１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７２６５５（Ｐ２０００−７２６５５） |
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