JP2009134270A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写材の種類等の各種条件の差異を加味し、尾引き等の対策を行える画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像情報が１００％濃度である画像パターンを抽出し（ステップＳ１００２）、抽出された画像パターンの中の所定の領域を所定の割合で間引く間引き処理（ステップＳ１００３、ステップＳ１００４）を行う画像処理部６０を備え、画像処理部６０は、転写材の種類に応じて、間引き処理を変更する（ステップＳ１００５〜Ｓ１００８）。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真技術を使用した画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、画像形成プロセスにおけるトナー像を定着する定着工程で発生する不良に対応する仕組みに関する。

図７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。

このレーザビームプリンタの動作を以下に説明する。

感光ドラム１２０２（像担持体）は、帯電ローラ１２１３（帯電手段）により一様に帯電される。その後、図示しないホストコンピュータより送られた印刷ジョブのデータに含まれる画像信号（画像情報とも呼ぶ）に基づきスキャナ１２０１（露光手段）はレーザ光の強度を変調し、感光ドラム１２０２上（像担持体上）に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム１２０２上の静電潜像は、現像ローラ１２１４（現像手段）により静電潜像へトナーを付着させトナー（現像剤）像（可視画像）が形成される。

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。なお、図中では、収納カセット（給紙カセット、給紙トレイなどとも呼ぶ）が１つしか示されていないが、実際には各種類の転写材を装填した複数の収納カセットを予めレーザビームプリンタ本体に装着させておくようにしてもよい。

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上に転写される。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。

通常のプリンタにおいては、場合によっては、図８、図９に示すように、主走査方向の直線１３０２を画像出力した場合、次のような問題が発生していた。すなわち、定着工程では、転写材１３０１上のトナー像として顕像化されたライン画像が副走査方向の後端（副走査方向下流ともいえる）でトナーが飛び散って、画像を乱す（以下、この現象を尾引きという、図中１３０３に示す）という問題が発生していた。

これは、転写材中の水分が定着工程における急激な温度上昇及び定着装置（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、水蒸気が力の弱い後端から抜け出し、この際に同時にトナーも飛び散ることにより発生する（図９）。一般に、尾引きレベルはトナー量とも相関があり、トナー量が多い方が尾引きが発生しやすくなる。

また、このようなプリンタにおいて発生するその他の画像不良としてオフセット現象がある。オフセット現象とは、未定着のトナー像を定着装置で定着させる際に、定着ローラ１２０９ａにトナー像が静電的に転移し、そのトナー像が転写材１３０１の他の部位に定着されて、オフセット画像となる現象である。オフセット現象（以下、単にオフセットともいう）についても、尾引きと同様、トナー量が多いほどオフセットが発生しやすくなる。

このような問題を解決する一つの手法として、例えば特許文献１に記載されているような、画像領域部分を所定の割合で間引き、トナー量を減らす手法がある。
特開２０００−１７５０２９号公報

しかしながら、上記従来例においては、転写材の種類や環境等の条件差異を間引きに考慮しておらず、転写材が変わったり、使用環境が異なったりすると、尾引きやオフセットの発生様子が異なることがある。

特に、定着部材として、ＳＵＳ等の金属フィルムを用いた定着装置の場合に、上述した転写材の種類の差異が、尾引きやオフセットの差異として顕著に現れてしまう。

これについて、図１０、図１１を用いて詳しく説明する。

図１０は、ＰＩ等の樹脂フィルムを用いたフィルム加熱定着装置である。ここで、１４０１ａは、エンドレス形状の樹脂フィルム、１４０３はセラミック等のヒーター、１４０２ａはヒーターを支持するヒーターホルダ、１２０９ｂは加圧ローラ、１３０１は転写材である。このような定着装置の場合、次のような方法で尾引きを軽減させている。すなわち、図中破線丸で囲まれたＡ部のヒーターホルダ１４０２ａの上流側一部を突出させることでニップ部の手前で樹脂フィルム１４０１ａと転写材１３０１を接触させ、ニップ部の前でトナーをある程度溶かすこと（プレヒート）で、尾引きを軽減させている。このようなヒーターホルダ形状をとると、ニップ部の上流にフィルムの曲率が非常に小さくなる部分が存在してしまうものの、樹脂フィルム１４０１ａではその剛性の低さにより、問題なく使用できていた。

しかしながら、ＳＵＳ等の金属フィルムを用いた場合には、フィルムの曲率が小さくなると、その部分での屈曲による金属疲労でクラックを起こしてしまう。従って、金属フィルムを用いた場合には、樹脂フィルム１４０１ａを用いた場合のヒーターホルダ形状は使用することができず、図１１の破線丸Ｂ部に示すようにニップ部上流での曲率を抑えた形のヒーターホルダ形状を用いる必要があった。よって、金属フィルム１４０１ｂを用いた場合、ニップ部の手前のプレヒートによる尾引き軽減ができない。このように、金属フィルム１４０１ｂを用いた場合、定着装置としての尾引き対策効果が低いため、転写材が変わったり、環境が変わったりしたときに尾引きのレベルが大きく変わってしまっていた。

ここで、１４０１ｂは、エンドレス形状の金属フィルム（金属ベルト）、１４０３はセラミック等のヒーター（摺動部材）、１４０２ｂはヒーターを支持するヒーターホルダ（支持部材）、１２０９ｂは加圧ローラ（加圧体）、１３０１は転写材である。金属フィルム１４０１ｂは約３０μｍの厚さの金属ベルトで、加圧ローラ１２０９ｂの回動に伴い、ヒーターホルダ１４０２ｂの外縁に沿って回転する。このとき、ヒーター１４０３は、金属フィルム１４０１ｂを介して加圧ローラ１２０９ｂとの間でニップ部を形成する。このニップ部において、搬送された転写材１３０１は、金属フィルム１４０１ｂを介してヒーター１４０３により熱が与えられ、またニップ部における圧力で定着される。

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、転写材の種類の差異を加味し、定着工程で発生する尾引き等の画像に係る不良に対応できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置及び画像形成方法は以下の構成を備える。

（１）帯電手段により帯電された像担持体を画像情報に基づき発光して前記像担持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、前記露光手段により形成された前記静電潜像を現像剤で現像し可視画像を形成する現像手段と、を備え、前記現像手段により形成された前記可視画像が転写された転写紙を定着手段へ搬送し、前記定着手段で前記可視画像を熱及び圧力によって転写紙上に定着する画像形成装置において、画像情報から、前記転写紙の搬送方向と垂直な主走査方向に伸びる横ライン画像を抽出する抽出手段と、前記横ライン画像が前記定着手段により定着される際の前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出手段により抽出された横ライン画像に対応して現像される現像剤量を制御するよう、前記露光手段の発光量を制御する制御手段と、前記定着手段による前記可視画像の定着が行われる転写紙の種類を示す情報を取得する取得手段と、を備え、前記制御手段は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止するよう、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得手段により取得された転写紙の種類に応じて異ならせることを特徴とする画像形成装置。

（２）帯電手段により帯電された像担持体を画像情報に基づき露光手段により露光して前記像担持体に静電潜像を形成させる露光工程と、前記露光工程により形成された前記静電潜像を現像剤で現像し可視画像を形成する現像工程と、を備え、前記現像工程により形成された前記可視画像が転写された転写紙を定着手段へ搬送し、前記定着手段で前記可視画像を熱及び圧力によって転写紙上に定着する画像形成装置の画像形成方法において、画像情報から、前記転写紙の搬送方向と垂直な主走査方向に伸びる横ライン画像を抽出する抽出工程と、前記横ライン画像が前記定着手段により定着される際の前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出工程により抽出された横ライン画像に対して現像される現像剤量を制御するよう、前記露光手段の発光量を制御する制御工程と、前記定着手段による前記可視画像の定着が行われる転写紙の種類を示す情報を取得する取得工程と、を備え、前記制御工程は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止するよう、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得工程により取得された転写紙の種類に応じて異ならせることを特徴とする画像形成方法。

本発明によれば、転写材の種類の差異を加味し、定着工程で発生する尾引き等の画像に係る不良に対応できる。

以下、本発明の各実施の形態を図１〜図７に基づき説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、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。

まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図４、図７に基づき説明する。

本実施例では、画像形成装置は図７に示す画像形成装置に具現化するものとする。従って、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分ついてのみ説明する。

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からの印刷ジョブ（画像信号を含む）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。尚、以下の説明においては、画像信号或いは画像情報と記載する場合に、各種画像処理が施される前後の何れかを指すものとして画像信号或いは画像情報と記載する。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。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、入力画像情報に対して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、画像を転写材上（転写紙上）に印字するものである。尚、プリンタエンジン７０には、先に図７で説明したように、スキャナ１２０１、感光ドラム１２２、現像ローラ１２１４、定着ローラ、加圧ローラ等の各種部材が含まれている。また、プリンタエンジン７０には各種部材を制御するためのプリンタエンジン７０用のＣＰＵも備えられているものとする。

また、以下の処理は、何れかの画像処理部６０や、ＣＰＵ４０などの何れかの部材により処理されるよう説明を行なうが、例えばＣＰＵ４０の処理の一部を画像処理部６０に行なわせても良い。また、画像処理部６０の処理の一部或いは全てをＣＰＵ４０或いは専用に設けられたＡＳＩＣに行なわせるようにしても良い。尚、ＡＳＩＣとはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。

図２は、本実施例における転写材の種類毎、画像パターン種類毎の間引き処理の一覧を表した図である。この図２に示された情報は先に説明した図１の画像処理部６０に組み込まれており（記憶されており）、後述の図４のフローチャートを実行する際に画像処理部６０により参照される。或いは、図２に示される情報を図１中に不図示の不揮発性メモリに記憶させておき、画像処理部６０に参照させるようにしても良い。

図２においては、転写材種類及び画像パターンに応じて間引き処理を可変にしており、間引き処理の対象となる横ライン画像を含む各種画像処理パターンが示されている。尚、間引き処理の「間引き」とは、感光ドラム１２０２上の静電潜像を現像ローラ１２１４により現像してトナー像を形成するときに、結果として、所定の領域のトナー量を所定の割合で減らす為の処理を意味する。具体的には例えば後述するように、抽出された画像に対して画像濃度を低くするための画像処理を行ったり、レーザパルス幅を可変にしてビーム発光量を落としたり、ビーム強度を弱め発光量を下げたりすることが間引きである。

図２中、Ａは間引き処理をしていないオリジナルの画像パターンであり、Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、普通紙、再生紙、ＯＨＴの場合の間引き処理を表している。ここで、ＯＨＴ（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）は、オーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用の透明のフィルムシートである。ＯＨＴは基材として樹脂フィルムが用いられている。

また、普通紙、再生紙について以下定義すると、代表的な指標として普通紙は坪量が７０ｇ／ｍ^２程度、白色度が所定値（例えば８３％程度（ＩＳＯ白色度））或いはそれ以上の白色度の用紙を指す。また、再生紙では、古紙が混入されており、坪量が７０ｇ／ｍ^２程度、白色度が所定値（７０％（ＩＳＯ白色度））或いはそれ以下のものをいう。尚、光沢紙などは、坪量が２００７０ｇ／ｍ^２を超えるものが一般的である。なお、普通紙と再生紙について、別の定義として、その代表的な指標に、古紙パルプ配合率をあげることができる。例えば、古紙パルプ配合率がある所定値以上（例えば７０％以上）の場合を再生紙と定義することができる。また、場合によっては、古紙パルプ配合率が２０％以上の場合や、１００％の場合を再生紙と定義する場合もある。他方、古紙パルプを配合しない紙を普通紙と定義したり、或いは、古紙パルプの配合率が所定値以下（例えば１０％）の場合を普通紙と定義することもできる。また、紙の白色度と古紙パルプ配合率の両方を普通紙か再生紙かの分類における条件にしても良い。

次に、図２の見方について詳しく説明する。

枝番の−１は副走査方向の画像領域（線幅）が５ドット以上の場合、−２，−３は線幅それぞれ３ドット〜４ドット、２ドットの場合の間引き処理を表している。図２においては、−１〜−３は、それぞれ７ドットライン、４ドットライン、２ドットラインを代表で記載してある。尚、ドットラインとは、ドットが主走査方向に連なり形成されるラインのことを意味し、例えば７ドットラインであれば７つのラインからなる画像パターンのことを指す。

また、画素中の「１」あるいは「０．５」という数字は、各画素の間引きの割合（所定の割合）を表している。「０．５」という数字が記載された部分が間引き処理を施された画像領域となる。本実施例においては、間引きの画像処理を行うことで１ドットのレーザパルス幅を可変にし、現像される現像剤量の制御を実現している。

具体的には、「１」はパルス幅１００％、「０．５」はパルス幅５０％で印字することを表している。例えば、図２のＢ−２の間引き処理は、図３に示すようなレーザ発光により実現される。図３の４ａは、主走査方向におけるレーザ発光パターンを示しており、凸部が印字部、凹部が非印字部に相当する。ここで、幅Ａが１ドットにおけるパルス幅１００％、幅Ｂがパルス幅５０％を表している。すなわち４ａは、１ライン目と４ライン目がパルス幅１００％で印字し、２ライン目と３ライン目がパルス幅５０％で印字されることを示している。また、４ｂは４ａを印字化した画像パターンを表している。

次に、図２中のＢ−１〜Ｄ−３について、順次説明していく。

まず、７ドットラインの画像パターンの場合、尾引きに対する影響が大きい下から２ライン目と上から２ライン目を、４ドットラインの場合は２ライン目と３ライン目を５０％間引く設定としている（Ｂ−１、Ｂ−２）。ここで、例えば１００ドットラインからなる画像パターンの場合は、上から２ライン目と、下から２ライン目の９９ライン目を間引く処理を行なう。一方、２ドットラインの画像パターンの場合は、尾引きに影響のある２ライン目を間引く設定としている（Ｂ−３）。

一方、再生紙では、７ドットラインの画像パターンの場合、２ライン目から最終ラインである７ラインまでを間引くように設定されている（Ｃ−１）。同様に、４ドットラインの場合は２ライン目から４ライン目までを間引く設定としている（Ｃ−２）。ここで、１００ドットラインの画像パターンの場合は、２ライン目から１００ライン目までを間引いても良いし、若しくは、２ライン目と下から２乃至６ライン目までを間引くようにしても良い。一方、２ドットラインといった極細ラインは、転写材種類によらず尾引きのレベルは変わらないため、普通紙と同様の間引き処理としている（Ｃ−３）。

また、ＯＨＴでは、ラインエッジの画素については間引きを行わず、ラインエッジより内部の画素について間引き処理を行う設定としている（Ｄ−１、Ｄ−２）。また、２ドットラインについては、普通紙、再生紙と同様の間引き処理によって十分にトナー量を減らすことができ、オフセットを十分に低減することができるため、普通紙、再生紙と同様の間引き処理設定としている（Ｄ−３）。

以下に、本実施例の図２に示される間引き処理の技術的意味について詳しく説明する。

（ｉ） 転写材種類の差異による尾引き・オフセット発生について
一般に再生紙は普通紙に比べて紙の表面状態がよくない他、吸湿しやすく抵抗値が低い。このため、再生紙では普通紙と比べて、定着時に発生する水蒸気量が多い上に、紙の凹凸も大きいため尾引きが発生する率（尾引きレベル）が高い。このことが、図２中のＢ−１とＣ−１の関係、及び、Ｂ−２とＣ−２の間引き量の違いに表れている。

また、上にも述べたように、ＯＨＴは基材として樹脂フィルムが用いられているため吸湿することはない。仮に吸湿したとしても普通紙や再生紙に比べてその値は十分に小さい。このためＯＨＴについては、尾引きレベルは低い。ところが、表面にコーディングされた界面活性剤の影響で表面抵抗が低く、これにより裏面に保持されるべき電荷が抜けやすくオフセットが発生しやすい。このため、再生紙やＯＨＴにおいては通常よりも間引き量を増やし、すなわち通常よりも間引き処理を施す画像領域を増やしトナー量を減らす必要がある。

このように、第１の転写材としての普通紙、再生紙については、尾引きを主に考慮した尾引き現象用の画像処理（オフセットも回避できる）（所定の処理方法）が施されるようになっている。この第１の転写材の場合には、ライン画像が定着時における転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う現像剤の飛散を防止する必要がある。また、このように、現像剤の飛散を防止する必要のある転写材を更に分類し、普通紙を第１の転写紙、再生紙を第２の転写紙などと定義することもできる。

また、第２の転写材としてのＯＨＴについては、オフセット現象を主に意識したオフセット現象用の画像処理（所定の処理方法）が施されるようになっている。この第２の転写材は、現像剤の飛散を防止する必要のない、或いは殆ど必要のない転写材と定義することもできる。

（ｉｉ） 転写材種類の差異による濃度低下・中抜け発生について
また、間引き処理により、トナー量を減らすことで、尾引きやオフセットを改善することができる。ところが、間引き量が多すぎると、濃度低下やラインの中抜けが発生する。例えば、最も尾引きが発生しやすい再生紙で尾引きを十分に低減するように間引き量を決定すると、普通紙では濃度低下やライン中抜けが顕著になってしまう。一方、再生紙は、紙の白色度が低いため、同様のトナー量においても紙上の濃度低下は低く抑えられる。このため、再生紙では普通紙よりも間引き量を多くしても問題とならない。同様に、ＯＨＴは、投影画像においてトナー部が黒くなっていればよいため多少の濃度低下は問題とならない。ところが、投影した際の画像エッジがシャープであることが画質品質として重要である。このため、ＯＨＴにおいてはラインエッジの画素については間引きを行わない必要がある。

このように、転写材種類によって特性や要求される品質も異なるため、各転写材種類に応じた間引き処理が重要なのである。そこで、本実施例においては、転写材種類として「普通紙」、「再生紙」、「ＯＨＴ」の３種類を設定し、異なる処理方法により間引き処理を行っている。

（ｉｉｉ） 画像パターンの差異について
一方、尾引きやオフセットは、比較的細いライン、例えば４ドットから数十ドット程度の画像パターンで顕著に発生することがわかっており、この範囲のラインでは転写材種類による差が顕著に表れる。しかし、例えば２ドットラインといった極細いラインについては、転写材種類によらず尾引きやオフセットのレベルは変わらない。このため、尾引きやオフセットが発生しやすいパターンで決めた間引き処理を全ての画像に適用すると、２ドットラインで品質が低下してしまう場合がある。そこで、本実施例においては、画像パターンとして、５ドット以上の場合、３〜４ドットの場合、２ドットの場合の３種類に大別し間引き処理を設定し、特に２ドットにおいては転写材によらず、同一の間引き処理を設定した。

上述した理由により、本実施例においては、図２に示すように転写材種類として、「普通紙」、「再生紙」、「ＯＨＴ」の３種類を設定した。また、画像パターンとしては、副走査方向に５ドット以上の場合、３〜４ドットの場合、２ドットの場合の３種類に分けて間引き処理を設定した。そして、２ドットにおいては、転写材によらず同一の間引き処理を設定し、それ以外の画像パターンにおいては、普通紙に対し、再生紙、ＯＨＴの間引きの領域（面積）を広く設定した。尚、ＯＨＴ（Ｄ−１、Ｄ−２）において、再生紙（Ｃ−１、Ｃ−２）と比較して７ライン目（−１の場合）や４ライン目（−２の場合）の間引き処理を行っていないのは、先に述べたようにＯＨＴでは画像エッジがシャープであることが必要だからである。

次に制御手段や画像処理手段として機能する画像処理部６０（間引き処理手段）における間引き処理の方法について説明する。

図４は、露光手段としてのスキャナ１２０１の発光光量を制御する動作手順を示すフローチャートであり、ＣＰＵ４０及び画像処理部６０の処理により実行される。以下、図１及び図４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で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。

すなわち、図４において、まずステップＳ１００１（第１画像処理）で外部から入力された画像情報に従来から知られている所定の画像処理が施される。この画像処理は転写材に転写される可視画像全体が対象となる。画像処理には例えばハーフトーンの階調再現性を向上させるための処理としてディザ処理、スムージング処理等がある。また、例えば、従来からＯＨＴの光透過性を良好にすべく間引きをする技術が知られている。また、例えば、特開２００７−０６２０３７号公報によって、メディア種類毎（普通紙や再生紙や厚紙等）に応じたハーフトーニング処理を行う技術が知られている。また、その他、例えば、特開２００４−２３０８４６号公報や、特開２００２−１６６６０２号公報によって、画像（オブジェクト）の種類に応じたトナーリダクションを行う技術が知られている。この文献には、定着不良や、転写不良により、特に細線や文字においてトナーの飛び散りが目だってしまうことを防止する画像処理が記載されている。このように、本実施形態においては、定着装置における尾引きやオフセットを考慮しない画質向上の為の画像情報に対する従来から知られている画像処理はこのステップＳ１００１で行なわれる。

なお、図４のフローチャートでは、尾引きやオフセットを意識しない画像処理を先に行い、その後に、尾引きやオフセットを考慮した画像処理（Ｓ１００４、Ｓ１００６〜Ｓ１００８等）を行うよう説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、尾引きやオフセットを意識した画像処理を行った後に、尾引きやオフセットを意識しない画像処理（Ｓ１００１）を実行するようにしても良い。或いは、トナー載り量（現像剤量）を減らすための画像処理を並行して行うようにしても良い。

図４のフローチャートの説明に戻ると、次のステップＳ１００２（第２画像処理）において１００％の濃度部で且つ主走査方向長さ（用紙搬送方向に対して垂直／略垂直な方向）が所定長さ（所定ドット）以上の画像が抽出される。上記所定長さとしては例えば４ドットを適用することができる。これは、主走査方向に短い画像はラインというよりもドットであり、尾引きが非常に発生しにくいからである。一般的に尾引き現象は、６００ｄｐｉの画像で、４ドット〜８ドット、ラインの副走査方向幅では１９０μｍ〜３８０μｍのときに特に発生しやすい。また長さとしては、主走査方向幅が５ｍｍ以上のライン長のときに顕著に発生し得る。このように、画像情報の抽出は、実際には、図２において説明したように転写材の搬送方向である副走査方向の長さが第１の長さ以上で、且つ、転写材の搬送方向と垂直な主走査方向の長さが第２の長さ以上（例えば２ドット以上）の画像パターンが対象とされる。

またここで、一般に１００％濃度部として抽出される画像にはライン画像、文字画像、ある一定の横幅及び縦幅を持つベタ画像等がある。但し、ここでの１００％濃度部とは、画像が白黒の２値データである場合には黒の画像を指すが、画像が多値データである場合には、必ずしも１００％濃度である必要は無い。例えば尾引き等が発生し得る高濃度であれば（例えば７０％以上）、ステップＳ１００２でＹＥＳと判定する対象にしても良い。

ここで、１００％濃度（或いは高濃度）でない画像或いは主走査方向長さが所定ドット未満の画像データについては、間引き処理を行うことなく、画像合成部へ送られる。そして、１００％濃度（或いは高濃度）且つ主走査方向が所定ドット以上として抽出された画像データは、ステップＳ１００３でその画像パターン（副走査方向の画像幅）の更なる詳細種別が判別される。

ここで、画像データが１ドットである場合には、間引き処理を行うことなく、画像合成部へ送られる。そして、画像データが２ドットである場合には、Ｓ１００４の２ドット用間引き処理部に送られ、間引き処理が行われた後、画像合成部へ送られる。

一方、画像データが３ドット以上の場合には、次ステップＳ１００５へ進む。

ステップＳ１００５では、転写材種類が判別される。該判別は、ＣＰＵ４０により、実際に可視画像が転写される転写材（転写紙）の種類を示す情報を取得（参照）し、ＣＰＵ４０が取得した情報を認識することで行われる。転写材の種類を示す情報は、例えば、転写材が給紙される収納トレイに予め関連付けられた記録材の種類情報を、図１中に不図示の不揮発性メモリに予め記憶しておき、それをＣＰＵ４０が取得すればよい。この収納トレイに記録材の種類を示す情報を関連付け設定するには、例えば、操作パネル４１を介してのユーザーの操作指示に応じて設定したり、外部ホストコンピュータからの指示コマンドに応じて設定したりする。また、転写材の種類を示す情報の他の取得方法として、例えば、プリンタ内に設けられた不図示の転写材センサによる検出結果に基づきＣＰＵ４０がそれを取得するようにしても良い。

そして、判別された転写材の種類及び画像パターンの種類に該当する図２の情報を参照し、ステップＳ１００６、Ｓ１００７、Ｓ１００８での適確な尾引き、オフセットなどの不良に対応する処理を実行する。これらステップＳ１００６、Ｓ１００７、Ｓ１００８の処理が第２画像処理に相当する。特にステップＳ１００６及びステップＳ１００７では、転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、抽出された画像パターン（横ライン画像を含む）の画像濃度を低くする画像処理を行う。

転写材が普通紙の場合には、ステップＳ１００６の普通紙用間引き処理部へ送られ、間引き処理が行われた後、画像合成部へ送られる。転写材が再生紙、ＯＨＴの場合にも、同様にそれぞれ、Ｓ１００７の再生紙用間引き処理部、Ｓ１００８のＯＨＴ用間引き処理部へ送られ、それぞれの間引き処理が行われた後、画像合成部へ送られる。すなわち、ステップＳ１００５（変更手段）で、転写材の種類に応じた間引き処理（Ｓ１００６〜Ｓ１００８）に変更される。

尚、ステップＳ１００５では、例えば、ホストコンピュータ２０から送られた印刷ジョブデータ中で指定された転写材の種類を示す情報を識別したり、操作パネル４１でユーザーにより指定された転写材種類情報を識別することにより行うようにしても良い。

ステップＳ１００９では、前ステップにて間引き処理が行われた画像、間引き処理が行われなかった画像、全ての画像データが画像合成部へ送られて、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Ｓ１０１０で前記ステップＳ１００９において合成された画像が画像出力部へ送られ、プリンタエンジン７０に出力された後、本処理動作を終了する。画像が送られてきたプリンタエンジン７０では、スキャナ１２０１により送られてきた画像に基づくレーザビーム発光（露光）を行い、それ以降は、周知の画像形成を行うものとする。

尚、本実施例においては、１画素における間引きの割合は５０％というように全ての条件で同一にし、転写材及び画像パターンによって、間引きを行う領域を可変にしたが、これに限ったものではない。例えば、間引きを行う領域を固定し、間引きの割合（濃度）を可変にしても良い。

本実施例によれば、転写材の種類が変わっても、様々な画像パターンに対応して、安定した画像品質を実現することができる。

また、特に定着装置の摺動部材（ヒーター）に沿って回転するベルトが、ニップ部の上流側において、即ち転写材がニップ部に到達する手前において、ニップ部よりも下部に突起しない曲率であり、プレヒートが行なえない場合に、非常に有用である。

次に、本発明の第２の実施の形態を図５〜図６に基づき説明する。

本実施例では、画像形成装置は図７に示す画像形成装置に具現化するものとする。従って、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分ついてのみ説明する。

尾引き、オフセットといった画像不良は、転写材の種類の他に幾つかの要因が重なってレベルが変化する。その要因の一つは、前述したトナー量である。トナー量に係わるパラメータについては複数あるが、代表的なパラメータとして帯電バイアスや現像バイアスがある。帯電バイアスや現像バイアスは、高圧電源装置（不図示）によって、帯電ローラ１２１３や現像ローラ１２１４に所定の印加値（図５参照）で印加される。そして印加されたバイアスが帯電ローラ１２１３、現像ローラ１２１４のバイアスとなる。この帯電バイアスや現像バイアスは、画像濃度やライン幅等の画像品質を適切な状態に保つために、例えば通紙枚数等の各種条件に応じてプリンタエンジンの制御によって自動で切り替えている場合がある。また、ユーザーが所望の濃度やライン幅を得るために、ユーザーが切り替えられるようになっている場合も多い。

また、その他の要因としては、使用環境がある。尾引きについては、前述したように紙からの水蒸気が原因であるため、紙の水分量が多い高温高湿環境において発生しやすい。水蒸気以外でも、紙の抵抗値やトナーの帯電量等、トナーに働くクーロン力に寄与するパラメータが雰囲気の温湿度により変化してしまう。一般に、高温高湿下の方が紙の抵抗が低く、トナーの帯電量も小さいため、尾引きやオフセットには不利である。

このような各種条件が変化した場合でも適切な画像品質を保つために、本実施例では、転写材種類や画像パターンに加えて、環境条件及び帯電バイアス条件、現像バイアス条件に応じて間引き処理を可変にする。

間引き処理に関して図５及び図６を用いて詳しく説明する。

本実施例においては、転写材種類や画像パターンに応じて間引きを行う領域を可変にし、環境、帯電バイアス、現像バイアス条件に応じて１画素における間引きの割合（所定の割合）を可変にした。転写材種類や画像パターンに応じた間引き領域の差異については、図２で示された実施例１と同様である。

そして、図５に、環境、帯電バイアス、現像バイアス条件に応じた１画素における間引きの割合の一覧表を示す。本実施例では、帯電バイアス条件及び現像バイアス条件はそれぞれＡ〜Ｃの３種類の条件を設定した。ここで、帯電バイアスのＡ，Ｂ，Ｃの範囲はそれぞれ、−６５０Ｖ以下、−６５０〜−４５０Ｖ、−４５０Ｖ以上に設定した。また、現像バイアスのＡ，Ｂ，Ｃの範囲はそれぞれ、−１５０Ｖ以上、−３００〜−１５０Ｖ、−３００Ｖ以下に設定した。すなわち、帯電バイアス、現像バイアス共に、Ａ，Ｂ，Ｃの順にトナー量が増える設定になっている。また、環境条件についても、雰囲気の温湿度が水分量５．０ｇ／ｍ^３未満、水分量５．０〜１５．０ｇ／ｍ^３、水分量１５．０ｇ／ｍ^３より上の３種類の条件を設定した。尚、ここでの水分量とは温度及び湿度から一意に演算により求められるものであり、環境条件である温湿度は、画像形成装置に備えられた不図示の環境検知手段により検知され、その検知結果に応じて間引き処理を行なう為の処理方法を可変にする。

また、図６に、帯電条件Ｃ／現像条件Ａ／環境条件（水分量）１５．０ｇ／ｍ^３より上の場合における、転写材毎、画像パターン毎の間引き処理の一覧を示した。上記条件においては、間引きの割合は「０．４」に設定されており、間引きを行う領域においてレーザパルス幅が４０％になる。

本実施例によれば、各種条件が変化しても、常に安定した高品質の画像を提供することができる。

なお、上記説明では、水分量を環境パラメータとしてきたが、例えば温度のみを環境パラメータにしても良い。この場合には図５における環境条件の欄の数値は左から「１５℃未満」、「１５〜２５℃」、「２５℃より上」というようにすれば良い。また、本実施例においては、帯電条件、現像条件、環境条件の全てを組合せて実施したが、それぞれ単独で実施しても良い。

本実施例では、各種条件に応じて間引き処理を変更する際の手法として、レーザパワーを可変にし露光光量を変更することを特徴とする。

実施例１においては、転写材種類に応じて間引きを行う領域を可変にしていた。また、実施例２においては、帯電条件や現像条件、環境条件に応じて、間引き領域のレーザパルス幅（レーザ発光時間）を可変にしていた。このような実施例１、２のような間引き処理の手法では、画像データを抽出／加工／合成する必要があるため、画像処理が複雑になりプリント速度が低下する恐れがある。

そこで、本実施例においては、実施例１、２のような画像処理を行なうことなく、間引き処理の変更手法としてレーザパワーを可変にさせる。より具体的には、図４のＳ１００６、Ｓ１００７、Ｓ１００８で、図２に従う階調を、画像処理ではなく、レーザパワーを変更することで実現できる。図２における画素中の「１」、「０．５」に対応してレーザパワーを１００％、５０％と変更すれば良い。この場合例えばレーザパワーを５０％にしたい場合には、それを指示する制御信号をスキャナ１２０１に入力するものとする。このように、レーザパワーを変えることでも、感光ドラム上の露光部の電位が変わるため、トナー量が変わり尾引きやオフセットレベルを改善することができる。

実際には、１ドット毎にレーザパワーを可変にするのは非常に難しいため、１ページ単位で変更される処理の部分に適用するのが好ましい。

これにより、間引き処理としての画像データの処理を一部削減することができ、あるいは画像データを処理する必要がなくなるため、処理が軽くなりプリント速度に支障をきたすことがなくなった。

［その他の実施例］
実施例１から実施例３では、図４に示すＳ１００２からＳ１００９までの処理は、画像処理部６０により実行することとしている。しかし、図４のＳ１００２からＳ１００９までの処理を、図１におけるプリンタエンジン７０において実行するようにしてもよい。この場合、プリンタエンジン７０においてＳ１００９の画像の合成が行われるため、画像処理部６０がプリンタエンジン７０に対して行っていたＳ１０１０の画像出力の処理は不要となる。

また、図４に示すＳ１００１からＳ１００９までの処理を、図１におけるホストコンピュータ２０が実行する構成としてもよい。この場合、ホストコンピュータ２０がＳ１００９で画像の合成を行ったあと、Ｓ１０１０でホストコンピュータ２０からプリンタ１０に対して画像出力の処理を行うこととなる。

以上のような構成によっても、転写材の種類の差異を加味し、定着工程で発生する画像に係る不良に対応できる。

本発明に係わる画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係わる画像形成装置における間引き処理の一覧を示す図である。 本発明に係わる画像形成装置における画像処理後の画像情報を示す図である。 本発明に係わ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。 本発明に係わる画像形成装置における間引き処理の間引きの割合を示す表である。 本発明に係わる画像形成装置における間引き処理の一覧を示す図である。 従来例の画像形成装置であるレーザビームプリンタの概略断面図である。 従来例の画像形成装置における尾引き現象を示す図である。 従来例の画像形成装置における尾引き現象発生メカニズムを示す簡略図である。 従来例の樹脂フィルムを用いたフィルム加熱定着装置の概略断面図である。 従来例の金属フィルムを用いたフィルム加熱定着装置の概略断面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置（レーザビームプリンタ）
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（間引き処理手段）
７０ プリンタエンジン

Claims (11)

1. 帯電手段により帯電された像担持体を画像情報に基づき発光して前記像担持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、前記露光手段により形成された前記静電潜像を現像剤で現像し可視画像を形成する現像手段と、を備え、前記現像手段により形成された前記可視画像が転写された転写紙を定着手段へ搬送し、前記定着手段で前記可視画像を熱及び圧力によって転写紙上に定着する画像形成装置において、
   画像情報から、前記転写紙の搬送方向と垂直な主走査方向に伸びる横ライン画像を抽出する抽出手段と、
   前記横ライン画像が前記定着手段により定着される際の前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出手段により抽出された横ライン画像に対応して現像される現像剤量を制御するよう、前記露光手段の発光量を制御する制御手段と、
   前記定着手段による前記可視画像の定着が行われる転写紙の種類を示す情報を取得する取得手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止するよう、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得手段により取得された転写紙の種類に応じて異ならせることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は画像処理手段として機能し、前記露光手段による発光量を制御する処理は画像処理であり、
   前記画像処理手段は、前記転写紙における可視画像全体を対象とした、前記取得手段により取得された前記転写紙の種類を示す情報に応じた転写されるトナー量を減らすための画像処理を第１画像処理として行うとともに、前記取得手段により取得された転写紙の種類に応じて異ならせて行わせる画像処理を第２画像処理として行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得された転写紙の種類と前記抽出された横ライン画像の線幅とに基づき異ならせることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、転写材の種類が転写紙の場合には、尾引き現象用の画像処理を行い、転写材の種類がＯＨＴの場合には、前記定着手段にトナー像が静電的に転移するオフセット現象用の画像処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記転写紙には、紙の白色度が所定値以上又は古紙パルプの配合率が所定値以下である普通紙、及び紙の白色度が所定値以下又は古紙パルプの配合率が所定値以上である再生紙が含まれることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記抽出手段は、前記転写紙の搬送方向である副走査方向の長さが第１の長さ以上、且つ、前記転写紙の搬送方向と垂直な主走査方向の長さが第２の長さ以上の横ライン画像を抽出することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   雰囲気の環境を検知する環境検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得手段により取得された転写紙の種類と前記環境検知手段の検知結果とに基づいて異ならせることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得手段により取得された転写紙の種類と、前記帯電手段に印加されているバイアス、或いは前記現像手段に印加されているバイアスとに基づいて異ならせることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記定着手段は、摺動部材と、前記摺動部材を支持する支持部材と、前記摺動部材に沿って回転するベルトと、前記ベルトを介して前記摺動部材とニップ部を形成する加圧体と、を有し、
   前記ベルトは、前記転写紙が前記ニップ部に到達する手前において、前記ニップ部よりも下部に突出しない曲率であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１、３乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    前記露光手段による発光量を制御する処理は画像処理であることを特徴とする画像形成装置。
11. 帯電手段により帯電された像担持体を画像情報に基づき露光手段により露光して前記像担持体に静電潜像を形成させる露光工程と、前記露光工程により形成された前記静電潜像を現像剤で現像し可視画像を形成する現像工程と、を備え、前記現像工程により形成された前記可視画像が転写された転写紙を定着手段へ搬送し、前記定着手段で前記可視画像を熱及び圧力によって転写紙上に定着する画像形成装置の画像形成方法において、
    画像情報から、前記転写紙の搬送方向と垂直な主走査方向に伸びる横ライン画像を抽出する抽出工程と、
    前記横ライン画像が前記定着手段により定着される際の前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止すべく、前記抽出工程により抽出された横ライン画像に対して現像される現像剤量を制御するよう、前記露光手段の発光量を制御する制御工程と、
    前記定着手段による前記可視画像の定着が行われる転写紙の種類を示す情報を取得する取得工程と、を備え、
    前記制御工程は、前記転写紙に含まれる水分の蒸発に伴う前記現像剤の飛散を防止するよう、前記抽出された横ライン画像の画像濃度を低下させるための前記発光量の制御を、前記取得工程により取得された転写紙の種類に応じて異ならせることを特徴とする画像形成方法。

Images