JP2006159624A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、記録部材上にトナー像を記録する電子写真方式の定着プロセスにおいて、所定の幅の横方向ライン画像が搬送方向下流側に飛び散るいわゆる“尾引き”と言った画像不良を画像処理により対策するとともに、この場合の弊害である文字のシャープネスの低下（ライン幅の細り）の発生がないようにする事を目的とする。
【解決手段】 紙上の所定の幅の横ラインパターンの未定着画像を形成するトナーの量を幅中心よりも搬送方向した流側のトナー量を上流側のトナー量よりも少なくする。すなわち画像情報のうち搬送方向上流側の間引き量を、下流側の間引き量よりも少なくする。またエッジ部の画素は間引かないようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置、詳しくは上位装置から送られてくる印字データに基づく画像を所定の記録媒体上に印字出力する画像形成方法及び装置に関するものである。

図９は、従来の画像形成装置である電子写真技術をプリンタに応用したレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断側面図である。このレーザービームプリンタの動作を以下に説明する。

図示しないホストコンピュータより送られた画像信号よりスキャナー１２０１からレーザー光により感光ドラム１２０２上に静電潜像を形成する。一方、収納カセット１２０３中の転写材は、給紙ローラ１２０４によって１枚ずつ取り出され、レジストローラ１２０５，１２０６によって書き込みタイミングを調整される。そして、転写ローラ１２０７によって感光ドラム１２０２上のトナー像が転写材に転写される。その後、搬送ベルト１２０８、定着ローラ１２０９ａ、加圧ローラ１２０９ｂを経て永久固定像となり、排紙ローラ１２１０，１２１１よりトレイ１２１２上に積載される。

また、従来レーザービームプリンタにおいて、トナーの消費量を節約する省エネモードを備えたものが登場してきている。この種のプリンタは、特許文献１に記載されているように、画像情報中の１画素のドット幅を細くしてトナーの消費量を抑制したり、特許文献２に記載されているように、画像領域中を所定の割合で間引いてトナーの消費量を抑制している。また、通常のプリンタにおいては、主走査方向の直線を画像出力した場合、図８に示すように、転写材１３０１上にトナーにより記録された線１３０２の副走査方向の後端のトナーが飛び散って、画像を乱すという問題が発生していた。

この問題は、通常のオフィス環境下で発生し、特に湿度が高いほど発生しやすいことが分かっている。これは、転写材１３０１中の水分が定着過程における急激な温度上昇及び上下ローラ（定着ローラ１２０９ａ及び加圧ローラ１２０９ｂ）による圧迫により爆発的に蒸発し、トナー同士の場合、水蒸気が力の弱い後端から抜け出す。この際に同時にトナーも飛び散る。

また、この現象は、副走査方向の直線幅が約１００μｍ〜５０００μｍの時に発生しやすいことが経験的に知れている。

上述したような問題点を解決する技術として、特許文献３に記載されているような画像処理を行っていくことで、上述画像問題を防止している。
特公昭６１−６０４８０号公報 特公平９−３００４２号公報 特開２０００−１７５０２９号公報

しかしながら、上述した間引き手段において、間引くことにより所定のライン濃度の低下及びライン巾の細り等の問題点が発生してしまっていた。そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ライン濃度の低下及びライン巾の細り等の問題点が発生しないような間引き処理において、主走査方向の直線画像が、副走査方向の後端が飛び散って画像を乱す現象（以下、尾引き現象と記述する）を発生させないようにすることである。

更に、画像領域でのトナー載り量を抑制することで、転写部における転写ニップでのトナーのドラム面へのパッキングを防止出来るため、その結果起こる転写抜け（以後中抜けと称す）を防止することや、紙上でのトナーと紙との静電相互作用を強め、定着部における定着オフセットを防止することである。

さらには、上記画像問題を解消しかつ、トナー消費量を抑制し、高効率な画像形成を行うことである。

上記課題を解決するため、本発明に係る発明は以下の構成を特徴とする。すなわち、
（１）像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成方法において、
入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像を間引くとともに、間引き方としては該所定面積内の搬送方向下流側における間引き量の方が、上流側の間引き量よりも多い事を特徴とする画像形成方法。

（２）入力画像が搬送方向に直角な２値の線画である場合に、間引き処理を実行する前記（１）に記載の画像形成方法。

（３）像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成方法において、
入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像の濃度変更処理を行うとともに、該濃度変更処理としては該所定面積内の搬送方向下流側の濃度変更処理の方が、上流側の濃度変更処理よりも濃度を低下させる処理である事を特徴とする画像形成方法。

（４）像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成装置において、
入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像を間引くとともに、間引き方としては該所定面積内の搬送方向下流側における間引き量の方が、上流側の間引き量よりも多い事を特徴とする画像形成装置。

（５）入力画像が搬送方向に直角な２値の線画である場合に、間引き処理を実行する前記（４）に記載の画像形成装置。

（６）像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成装置において、
入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像の濃度変更処理を行うとともに、該濃度変更処理としては該所定面積内の搬送方向下流側の濃度変更処理の方が、上流側の濃度変更処理よりも濃度を低下させる処理である事を特徴とする画像形成装置。

次に上記の発明の作用について説明する。

すなわち上記本明細書の第一の発明に係る画像形成方法は、所定の画像パターンの搬送方向下流側を上流側に比して多く間引く事で、該所定のパターンを形成するトナーの高さを搬送方向に平行な断面で見た場合に上流側のトナーの高さに対して、下流側のトナーの高さを低く設定する事が出来るため、いわゆるトナーが下流側に飛び散る尾引きが発生した場合にでももっともトナーが遠くに飛び散る高い位置にあるトナーが印字パターンの上流にあるため、飛び散った先にもになお印字パターンを有するようになるため、飛び散ったトナーを目立たなくする事が出来る。ゆえに間引く画素数にたいして最大限の効果を発揮できるため、シャープネスを損ないにくくすることが出来る。またさらにエッジ部の間引きを行わないために画像のシャープネス差をそこなうことをなお無くする事が出来る。

さらに上記本明細書の第二の発明に係る画像形成方法は、間引き処理を尾引きが最も発生しやすい搬送方向の２値の直線に対してのみ行う事で、文字画像のシャープネスを損なう事を完全になくす事が可能となる。さらにＣＰＵなどの画像処理を行う時の負荷を減らすことが出来る。

さらに上記本明細書の第三の発明に係る画像形成方法は、間引く画像処理の代わりに濃度を低くするため、尾引きを防止するとともに、画像パターンの中抜け防止やシャープネス向上をさらに安定して行うことができる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。

（概略）
まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザービームプリンタの構成を示すブロック図であり、同図において、１０はレーザービームプリンタ（以下、プリンタと記述する）、２０は画像情報発生源であるホストコンピュータである。プリンタ１０は、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３０、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４０、操作パネル４１、メインメモリ４２、ビットマップメモリ５０、画像処理部６０、プリンタエンジン７０を有している。入出力Ｉ／Ｆ３０は、ホストコンピュータ２０からの画像情報を受信すると共に、プリンタ１０からのステータス情報をホストコンピュータ２０に送信するものである。ＣＰＵ（中央演算処理装置）４０は、本プリンタ１０全体の制御を司るものである。操作パネル４１は、各種操作を行うための操作ボタン及び各種の情報を表示する表示部を有し、本プリンタ１０を操作するためのパネルである。メインメモリ４２は、ＣＰＵ４０の動作処理手順や文字パターン等を記憶しているメモリである。ビットマップメモリ５０は、印字する１ページ分のドットイメージを展開可能なメモリである。画像処理部６０は、画像処理を施すもので、本発明の特徴的な構成であって、その詳細は後述する。プリンタエンジン７０は、画像を転写材に印字するものである。

（画像処理領域の選定方法）
図２及び図３は、画像処理部６０の画像処理方法を示す図であり、図２において、１ａは主走査方向の１ドットライン上の画像情報の有無を表しており、その凸部が印字部、凹部が非印字部を表す。１は主走査方向の１ドットライン長を表しており、１ｂ１〜１ｂ５は実際に印字されるパターンを示す。また、ｗは本発明の画像処理を行う主走査方向の１ドットラインの基準長を示す。

図３において、２ａ１〜２ａ４は図２の１ａと同様に主走査方向の１ドットライン上の画像情報の有無を表しており、２ｂは実際に印字されるパターン、ｗは本発明の画像処理を行う主走査方向の１ドットラインの基準長、ｓは間引き処理を行うエリアを示す。

図４は、画像処理部６０の働き並びに図２及び図３の動作手順を示すフローチャートである。図４及び図１〜図３を用いて、一連の動作を説明する。

図１のホストコンピュータ２０から送られた画像情報をプリンタ１０内のビットマップメモリ５０にて１ドット単位の画像データに変換し、その変換した画像を画像処理部６０へ送る。画像処理部６０では、送られた画像情報を図４のフローチャートに従って論理計算を行う。即ち、図４において、まず、ステップＳ４００で１ドットライン長を設定し、次のステップＳ４０１で主走査方向の１ドット分の画像データ長ａが、主走査方向の１ドットラインの基準長ｗよりも長いか否かを判別する。そして、画像データ長ａが基準長ｗよりも長い場合は、次のステップＳ４０２で前記ステップＳ４０１における判別操作を副走査方向にｎ回繰り返したか否かを判別する。そして、前記ステップＳ４０１における判別操作を副走査方向にｎ回繰り返さない場合は前記ステップＳ４０１へ戻り、また、前記ステップＳ４０１における判別操作を副走査方向にｎ回繰り返した場合は次のステップＳ４０３へ進む。つまり、図２において、１ｂ２と１ｂ５との画像データは次の判別過程に進むが、１ｂ１，１ｂ３，１ｂ４は画像処理を行うことなく、画像合成部へ送られる。判別基準をｎ回クリアしたもの、つまり図３の画像エリアｓの画像データ（走査方向長Ｗ）だけがステップＳ４０３で、画像データが途切れるまで、更にカウントされ、その後（最終カウントＮ回）間引き処理部へ送られる。この間引き処理部で画像変換が行われた後、ステップＳ４０４へ進む。

一方、前記ステップＳ４０１において画像データ長ａが基準長ｗよりも短い場合は、前記ステップＳ４０２及びステップＳ４０３をスキップしてステップＳ４０４へ進む。ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３において画像変換された画像と、画像変換されなかった画像とが画像合成部へ送られて、両画像がこの画像合成部で合成されて１枚の画像となる。そして、次のステップＳ４０５で前記ステップＳ４０４において合成された画像が画像出力部へ送られ、この画像出力部で画像が転写材にプリントされて出力された後、本処理動作を終了する。なお、６００ｄｐｉの解像度を持つレーザービームプリンタで本実施の形態に係る手法を適用した場合、基準長ｗは４ドット及び判別基準ｎは４回（４ドット）がもっとも良好な結果が得られている。

また、副走査方向最終カウントＮ＜走査方向長Ｗの場合は走査方向と平行な線とし、副走査方向最終カウント＞走査方向長Ｗの場合は走査方向と垂直な線として判断し、それぞれ間引く手法を変化させる。

（画像処理）
次に、画像処理方法を図５〜図７に基づき説明する。図５は、第１の実施の形態において抽出した画像情報を示す図であり、同図において、５ａは主走査方向の１ドットライン上の画像情報の有無を表しており、その凸部が印字部を、凹部が非印字部をそれぞれ表し、電子写真方式のプリンタにおける露光装置の発光パターン（ビデオ信号）に相当する。また、５ｂは５ａの情報を印字化した画像パターンを示す。図６は、５ａの画像情報を間引きした後の画像情報を示す図であり、図５ａと同様に図６ａは主走査方向の１ドットライン上の画像情報の有無をあらわしており、その凸部が印字部を、凹部が非印字部をそれぞれあらわす。また６ｂは６ａの情報を印字化した画像パターンを表す。図５ａの画像情報は通常５ｂのように４ドットの幅を持った直線になる。本実施例では、図６に示すようにラインのエッジ部をそのままにし、内側を間引く処理を行う。すなわちラインを構成する４つのラインに対して内側の２本を間引く、間引き率としては２列目が２０％の間引き、３列目が６０％の間引き率にした。

また１＆４列目は間引くと画像のエッジ部がぼやけてしまうため間引かない。また２＆３列目でも搬送方向直角方向両端部１ドット分は全く間引かない。図６ｃは電子写真技術を用いて出力した場合（未定着画像）の２列目（図６ｂ中の線分ｃ−ｃ’）、および３列目（図６ｂ中の線分ｄ−ｄ’）のトナーの高さを示した図である。間引き部ではレーザーの発光時間が短くなる分、ドラム上に潜像が彫りきらない事で、ドラム上潜像３列目のほうが２列目よりも低くなっている。また発光しない部分（図６ｂ中の凹部）でも周辺からのトナーの飛び散りにより、トナーが載ってしまっていること、また定着ニップでトナーがつぶされるので、レーザービームプリンタの出力画画像としては、４ドットの横線中の間引いた箇所は目立たない。

実際に本実施の形態を６００ｄｐｉのプリンタで確認した所、以下のようにその効果が認められた。なお比較例として、以下の２つも載せておく。

（比較例１）
画像上下流で均一の間引き処理を行う場合（従来型の間引き方法）、すなわち２＆３列目をともに４０％の割合で間引いた場合。

（比較例２）
間引き処理をなにも行わない場合。

ちなみに表中の◎は最も良い結果を表し、ついで○、△が順に良く、×はもっとも悪いけっかを表す。

このように本実施例により比較例１と同様にライン幅の細り中ぬけを良化させつつ、さらに選択的に画像の間引きを行うことで、搬送方向後方部のトナーの高さを相対的に前方に対して低くし、トナーが後方へ飛び散る“尾引き”現象のレベルをさらに良化できることがわかる。

本実施例２の構成は基本的には実施例１とほとんど同じである、ただ異なるのはドットを完全に間引くのではなく、レーザー光量を段階的に変化させ、濃度の違うドット（多値のドット）によりラインを構成することである。実際に４ドットの横線を描いたときのレーザー光量を図７に示す。すなわち１列目および４列目は実施例１の場合と同じように、画像のシャープネスをそこなわないために光量の調整は行わず、２列目と３列目に対して、レーザー光量の調整を行う、本実施例では図７ａの様に光量調整なしの全点灯を１００％出力とした場合、２列目を８０％、３列目を４０％出力にする（ただし左右両端に対しては行わない）。このようにする事で図７ｂに示すように、２列目はグレーのラインに、３列目は２列目よりもさらに薄いグレーのラインになる、その結果、図７ｃのようにトナーの山の高さが主走査方向に一定にすることができるため（実施例１では２値によりレーザーを駆動するため、同一ライン上でトナーの高さに起伏が生じている。そのためトナーの高さがばらつきにより高くなってしまうときがあり、その場所で尾引きが発生してしまう場合があった）実施例１の場合よりも尾引きに対する抑止効果をさらに高める事が可能になる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における１ドットラインの基準長を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における画像処理エリアを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における画像処理動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における画像処理前の画像情報を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における画像処理前を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における画像処理前の画像情報を示す図である。 尾引き現象を示す図である。 レーザービームプリンタの概略構成を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置（レーザービームプリンタ）
２０ ホストコンピュータ
３０ 入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）
４０ ＣＰＵ（中央演算装置）
４１ 操作パネル
４２ メインメモリ
５０ ビットマップメモリ
６０ 画像処理部
７０ プリンタエンジン

Claims (6)

1. 像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成方法において、
   入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像を間引くとともに、間引き方としては該所定面積内の搬送方向下流側における間引き量の方が、上流側の間引き量よりも多い事を特徴とする画像形成方法。
2. 入力画像が搬送方向に直角な２値の線画である場合に、間引き処理を実行する請求項１に記載の画像形成方法。
3. 像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成方法において、
   入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像の濃度変更処理を行うとともに、該濃度変更処理としては該所定面積内の搬送方向下流側の濃度変更処理の方が、上流側の濃度変更処理よりも濃度を低下させる処理である事を特徴とする画像形成方法。
4. 像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成装置において、
   入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像を間引くとともに、間引き方としては該所定面積内の搬送方向下流側における間引き量の方が、上流側の間引き量よりも多い事を特徴とする画像形成装置。
5. 入力画像が搬送方向に直角な２値の線画である場合に、間引き処理を実行する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 像を担持する像担持体とその担持体を帯電し、帯電された像担持体を入力画像情報に基づき露光してその画像の静電潜像の形成を行い、現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤を像担持体と対向した現像部へ搬送し、像担持体上の静電潜像を現像して入力画像の可視像を形成し、該可視像を転写部にて転写部に搬送された転写材に転写ののち、該転写材を定着装置へ搬送し、該定着装置は該可視像を熱及び圧力にて転写材上に定着させる画像形成装置において、
   入力画像が所定の面積を有する画像にたいして、該入力画像エッジ部を除く領域で画像の濃度変更処理を行うとともに、該濃度変更処理としては該所定面積内の搬送方向下流側の濃度変更処理の方が、上流側の濃度変更処理よりも濃度を低下させる処理である事を特徴とする画像形成装置。