JP2012114510A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずに、トナー消費量を低減する。
【解決手段】 画素属性判定部３１は、画像データにおける文字領域を特定し、スクリーン処理部３２は、その文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、その文字領域に対して第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

プリンター、複合機などの画像形成装置において印刷される画像では、文字領域が占める割合が多い。文字領域にはエッジ部分が多いため、いわゆるエッジ効果によって、同一印字率でも、写真などの階調領域のトナー消費量に比べ文字領域のトナー消費量が多くなる。

ある複写機では、文字領域に対して、画素を間引いたり、文字を構成する線を細くしたり、中抜き文字にしたりして、トナー消費量を低減させている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−３３４７００号公報

しかしながら、上述のようにしてトナー消費量を低減させると、印刷画像の品質が劣化してしまう。

なお、文字のエッジ部分を検出してそのエッジ部分の画素値を補正してトナー消費量を低減させることも考えられるが、そのようにするには、エッジ部分を正確に検出し適切に画素値を補正しなければならないため、そのための処理が複雑になってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずに、トナー消費量を低減することができる画像形成装置および画像形成方法を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。

本発明に係る画像形成装置は、画像データにおける文字領域を特定する文字領域特定部と、画像データにおける文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、画像データにおける文字領域に対して第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うスクリーン処理部とを備える。

これにより、文字領域の特性に適した第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うため、文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずにトナー消費量を低減することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、スクリーン処理部は、第２のドット成長方式において、画像データの画素値に応じてドットの数および濃度を変化させてドットを成長させる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、スクリーン処理部は、文字領域についてのドットの濃度を、同一画素値の場合の文字領域以外の領域についてのドットの濃度より低くする。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、画像形成装置は、感光体と、感光体に光を走査しつつ照射して静電潜像を生成しトナー現像させる露光装置と、露光装置から感光体への光の照射を制御するコントローラーとをさらに備える。そして、スクリーン処理部は、コントローラーによる文字領域における各画素についての光の照射期間を、画像データの画素値に応じて変化させてドットの濃度を変化させる。

これにより、照射期間を短くすると静電潜像の電荷が少なくなるため、ドットのトナー濃度が低くなり、トナー消費量を低減することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、文字領域における各画素についての光の照射期間の長さは、１画素分の走査期間の長さ未満とされ、かつ、光の照射期間は、走査期間の中央とされる。

これにより、エッジに位置するドットの端部における静電潜像の電荷が少なくなるため、エッジ効果を抑制でき、トナー消費量を低減することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、スクリーン処理部は、文字領域および文字領域以外の領域のいずれでも、同一スクリーン線数でスクリーン処理を行う。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、スクリーン処理部は、文字領域のスクリーン線数を文字領域以外の領域のスクリーン線数より多くしてスクリーン処理を行う。

これにより、文字領域のジャギーを抑えつつ、トナー消費量を低減することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、スクリーン処理部は、第１のドット成長方式および第２のドット成長方式において、同一のスクリーン角度でスクリーン処理を行う。

本発明に係る画像形成方法は、画像データにおける文字領域を特定するステップと、画像データにおける文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、画像データにおける文字領域に対して第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うステップとを備える。

これにより、文字領域の特性に適した第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うため、文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずにトナー消費量を低減することができる。

本発明によれば、文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずに、トナー消費量を低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１における、第１のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。 図４は、実施の形態１における、第２のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。 図５は、実施の形態１における露光装置から感光体ドラムへ照射される光のオン・オフを説明する図である。 図６は、実施の形態２における、第２のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、例えばアモルファスシリコン製である。

露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーコンテナを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。

感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー濃度調整の際に、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、通信装置１１と、演算処理装置１２と、印刷装置１３とを備える。

通信装置１１は、ネットワークや周辺機器インターフェースを介してホスト装置に接続可能であって、所定の通信プロトコルでデータ通信を行う装置である。

また、演算処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するコンピューターであり、図示せぬ記憶装置、ＲＯＭなどからＲＡＭへプログラムをロードし、そのプログラムをＣＰＵで実行することにより、各種処理部を実現する。

また、印刷装置１３は、図１に示すような機械的構成で原稿画像を印刷する内部デバイスである。

画像形成装置の起動後に、各種プログラムが演算処理装置１２により適宜実行される。この実施の形態では、演算処理装置１２により、図示せぬオペレーティングシステム、通信処理部２１、印刷要求処理部２２、画像処理部２３、コントローラー２４などの処理部が実現される。

通信処理部２１は、通信装置１１を制御してホスト装置などとデータ通信を実行する処理部である。例えば、通信処理部２１は、ホスト装置から印刷要求としての原稿データを受信する。

また、印刷要求処理部２２は、操作パネルに対するユーザー操作に基づく印刷要求やホスト装置から供給される印刷要求を受け付け、その要求に応じた印刷ジョブを実行させる。例えば、ホスト装置から、ＰＤＬ（Page Description Language）、ＰＤＦ（Portable Document Format）などの所定のデータ形式の原稿データが印刷要求として受信されると、印刷要求処理部２２は、その原稿データから画像データを生成する。この画像データは、ビットマップデータであり、ホスト装置からビットマップデータの原稿データが受信されると、印刷要求処理部２２は、その原稿データをそのまま画像データとする。

また、画像処理部２３は、その画像データに対して所定の画像処理を実行し、印刷データ（例えば色ごとに２値化された印刷画像データ）を生成する。画像処理部２３は、画素属性判定部３１と、スクリーン処理部３２とを有する。

画素属性判定部３１は、その画像データにおける各画素の属性データなどから、画像データにおける文字領域、階調領域などを特定する。

スクリーン処理部３２は、画素属性判定部３１による領域の特定に基づいて、その画像データにおける文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、画像データにおける文字領域に対して第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行う。

実施の形態１では、スクリーン処理部３２は、第２のドット成長方式において、画像データの画素値に応じてドットの数および濃度を変化させてドットを成長させる。特に、実施の形態１では、スクリーン処理部３２は、文字領域についてのドットの濃度を、同一画素値の場合の文字領域以外の領域についてのドットの濃度より低くする。

また、実施の形態１では、スクリーン処理部３２は、文字領域（第２のドット成長方式）および文字領域以外の領域（第１のドット成長方式）のいずれでも、同一スクリーン線数でスクリーン処理を行い、同一のスクリーン角度でスクリーン処理を行う。スクリーン角度とは、例えば図３および図４に示すようなドットパターンにおけるドット（ドット集合）の配列角度のことである。

図３は、実施の形態１における、第１のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。図４は、実施の形態１における、第２のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。

図３に示すように第１のドット成長方式では、画像データの画素値（図３では、縦横７画素の画素値）が増加するに従って、ドット数を増加させていく。このとき、ドットのトナー濃度は一定である。一方、図４に示すように第２のドット成長方式では、ドットパターンは、図３に示す第１のドット成長方式と同様であるが、ドットのトナー濃度を画素値に応じて変化させている。例えば、スクリーン処理の閾値マトリックスにおいて、ある画素の画素値がその画素の閾値より大きい場合、その画素にはドットが形成され、そのドットの濃度は、その画素値と、その画素値より大きい閾値のうちの最も小さいものとの差に応じたものとされる。

実施の形態１では、スクリーン処理部３２は、コントローラー２４による文字領域における各画素についての露光装置２から感光体ドラム１ａ〜１ｄへの光の照射期間を、画像データの画素値に応じて変化させてドットの濃度を変化させる。このため、スクリーン処理部３２は、ドットのある画素について、その画素の元の画素値に応じて照射時間（つまり照射期間の長さ）を決定し、そのドットのある各画素の照射時間のデータをコントローラー２４に供給する。

図５は、実施の形態１における露光装置２から感光体ドラム１ａ〜１ｄへ照射される光のオン・オフを説明する図である。図５（Ａ）に示すように、実施の形態１では、コントローラー２４は、スクリーン処理部３２からの照射期間の指定に基づいて、文字領域における各画素についての光の照射期間の長さｔを１画素分の走査期間の長さＴ未満（例えば、最大でＴの９０％）とし、かつ、光の照射期間を走査期間の中央とする。つまり、光の照射期間の中央が１画素分の走査期間の中央Ｔｃに一致する。

したがって、エッジ部分では、例えば図５（Ｂ）に示すように、光の照射期間が制御される。これにより、エッジ部分のトナー濃度は、例えば図５（Ｃ）の実線に示すようになり、１画素分の走査期間全域で光を照射した場合（図５（Ｃ）の破線）に比べ、エッジ効果が軽減される。

また、コントローラー２４は、印刷装置１３などの内部デバイスを監視および制御する処理部である。コントローラー２４は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２を制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

印刷要求処理部２２は、印刷要求として原稿データを受信すると、その原稿データに対応する画像データを画像処理部２３に供給する。

画像処理部２３では、まず、画素属性判定部３１が、その画像データにおける各画素の属性データなどから画像データにおける文字領域、階調領域などを特定する。

そして、スクリーン処理部３２は、その画像データの文字領域以外の領域については、上述のように第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、その画像データの文字領域については上述のように第２のドット成長方式でスクリーン処理を行う。

コントローラー２４は、スクリーン処理部３２によるスクリーン処理で得られた印刷画像データに基づいて印刷装置１３を制御して印刷画像の印刷を実行する。このとき、コントローラー２４は、文字領域以外の領域については、各画素の走査期間と同一の照射期間で露光装置２から感光体ドラム１ａ〜１ｄへ光を出射させ、文字領域については、各画素についてスクリーン処理部３２により指定された照射期間で露光装置２から感光体ドラム１ａ〜１ｄへ光を出射させる。

以上のように、上記実施の形態１によれば、画素属性判定部３１は、画像データにおける文字領域を特定し、スクリーン処理部３２は、その文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、その文字領域に対して第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行う。

これにより、文字領域の特性に適した第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うため、文字のエッジ部分を検出しなくても、印刷画像の品質を劣化させずに、トナー消費量を低減することができる。

また、上記実施の形態１によれば、スクリーン処理部３２は、コントローラー２４による文字領域における各画素についての光の照射期間を、画像データの画素値に応じて変化させてドットの濃度を変化させる。

これにより、照射期間を短くすると静電潜像の電荷が少なくなるため、ドットのトナー濃度が低くなり、トナー消費量を低減することができる。

さらに、上記実施の形態１によれば、スクリーン処理部３２は、文字領域における各画素についての光の照射期間の長さを１画素分の走査期間の長さ未満とし、かつ、光の照射期間を走査期間の中央とする。

これにより、エッジに位置するドットの端部における静電潜像の電荷が少なくなるため、エッジ効果を抑制でき、トナー消費量を低減することができる。

実施の形態２．

本発明の実施の形態２に係る画像形成装置では、文字領域とそれ以外の領域とで異なるスクリーン線数でスクリーン処理が実行される。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置の構成およびその他の動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態２では、スクリーン処理部は、文字領域のスクリーン線数を文字領域以外の領域のスクリーン線数より多くしてスクリーン処理を行う。

図６は、実施の形態２における、第２のドット成長方式での、画像データの画素値とスクリーン処理後の印刷画像データとの関係を説明する図である。例えば、文字領域以外の領域についての第１のドット成長方式では、実施の形態１と同様の、図３に示すようなドット成長のスクリーン処理が実行される一方、文字領域についての第２のドット成長方式では、図６に示すようにスクリーン線数を多くしてスクリーン処理が実行される。

以上のように、上記実施の形態２によれば、文字領域のジャギーを抑えつつ、トナー消費量を低減することができる。

なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記各実施の形態では、本発明をカラー画像形成装置に適用しているが、モノクロ画像形成装置に適用することも勿論可能である。

本発明は、例えば、プリンター、複合機などに適用可能である。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（感光体の一例）
２ 露光装置
２４ コントローラー
３１ 画素属性判定部（文字領域特定部の一例）
３２ スクリーン処理部

Claims (9)

1. 画像データにおける文字領域を特定する文字領域特定部と、
   前記画像データにおける前記文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、前記画像データにおける前記文字領域に対して前記第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うスクリーン処理部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スクリーン処理部は、前記第２のドット成長方式において、前記画像データの画素値に応じてドットの数および濃度を変化させてドットを成長させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記スクリーン処理部は、前記文字領域についてのドットの濃度を、同一画素値の場合の前記文字領域以外の領域についてのドットの濃度より低くすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 感光体と、前記感光体に光を走査しつつ照射して静電潜像を生成しトナー現像させる露光装置と、前記露光装置から前記感光体への光の照射を制御するコントローラーとをさらに備え、
   前記スクリーン処理部は、前記コントローラーによる前記文字領域における各画素についての前記光の照射期間を、前記画像データの画素値に応じて変化させて前記ドットの濃度を変化させること、
   を特徴とする請求項２または請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記文字領域における各画素についての前記光の照射期間の長さは、１画素分の走査期間の長さ未満とされ、かつ、前記光の照射期間は、前記走査期間の中央とされることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記スクリーン処理部は、前記文字領域および前記文字領域以外の領域のいずれでも、同一スクリーン線数でスクリーン処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記スクリーン処理部は、前記文字領域のスクリーン線数を前記文字領域以外の領域のスクリーン線数より多くしてスクリーン処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 前記スクリーン処理部は、前記第１のドット成長方式および前記第２のドット成長方式において、同一のスクリーン角度でスクリーン処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 画像データにおける文字領域を特定するステップと、
   前記画像データにおける前記文字領域以外の領域に対して第１のドット成長方式でスクリーン処理を行い、前記画像データにおける前記文字領域に対して前記第１のドット成長方式とは異なる第２のドット成長方式でスクリーン処理を行うステップと、
   を備えることを特徴とする画像形成方法。

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