JP2013200484A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】線状に形成されるトナーの飛び散りを抑制することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトの表面に形成されたトナー像を用紙の表面に転写する画像形成装置であって、画像データにより表される画像内の、用紙の下地に有色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持部９２と、保持部９２に保持された線画領域の位置情報に対応するトナー像内の部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、有色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少部９５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、一次転写部の下流でトナー像の帯電極性と同じ極性の電圧を印加することでトナーの飛び散りを抑制する技術が開示されている。

特開２００３−５７９６３号公報

本発明は、線状に形成されるトナーの飛び散りを抑制することが可能な画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体の表面に転写する画像形成装置であって、画像データにより表される画像内の、前記被転写体の下地に有色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する前記トナー像内の部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記有色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

また、請求項２に記載の発明は、前記減少手段は、前記有色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記有色の線に対応する部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を減少させる、請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項３に記載の発明は、記有色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記トナー像を前記像保持体に転写する際の転写電圧を通常値よりも増加させる増加手段をさらに備える、請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項４に記載の発明は、前記画像形成装置は、前記像保持体の表面に積層された各色のトナー像の積層体を前記被転写体の表面に転写し、前記有色の線は、前記積層体の最上に積層されるトナー像の色の線である、請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項５に記載の発明は、前記有色の線は、黒色の線である、請求項４に記載の画像形成装置である。

また、請求項６に記載の発明は、像保持体の表面に積層された各色のトナー像の積層体を被転写体の表面に転写する、前記積層体の最上に黒色のトナー像が積層される、画像形成装置であって、画像データにより表される画像内の、前記被転写体の下地に黒色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段と、前記黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する前記積層体内の部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記黒色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段と、前記黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記黒色のトナー像を積層する際の転写電圧を通常値よりも増加させる増加手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項７に記載の発明は、画像データにより表される画像内の、無色の下地に有色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段、及び、像保持体の表面に形成され、被転写体の表面に転写されるトナー像内の、前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記有色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段、としてコンピュータを機能させるプログラムである。

請求項１，７によると、有色の線に対応する線状のトナーの飛び散りを抑制することが可能である。

請求項２によると、階調が閾値よりも高い有色の線に対応する線状のトナーの飛び散りを抑制することが可能である。

請求項３によると、トナーの凝集力を向上させて線状のトナーの飛び散りを抑制することが可能である。

請求項４によると、比較的凝集力が弱い最上に積層される線状のトナーであっても、トナーの飛び散りを抑制することが可能である。

請求項５によると、比較的凝集力が弱い黒色の線状のトナーであっても、トナーの飛び散りを抑制することが可能である。

請求項６によると、比較的凝集力が弱い最上に積層される黒色の線状のトナーであっても、トナーの飛び散りを抑制することが可能である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 制御部の機能構成例を示すブロック図である。 制御部の動作例を示すフローチャートである。 濃度低減二値化処理の一例を説明するための図である。 濃度低減二値化処理の一例を説明するための図である。 画像データが表す画像の例を示す図である。 上記画像形成装置が出力する試験チャートの例を示す図である。 本発明の課題を説明するための図である。

本発明の画像形成装置及びプログラムの実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成例を示す図である。画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、一次転写部１０と、二次転写部２０と、定着部５７と、を備えている。一次転写部１０は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成される各色のトナー像を、像保持体の一例としての中間転写ベルト１５の表面に順次積層する（すなわち、一次転写する）。二次転写部２０は、中間転写ベルト１５の表面に一次転写された各色のトナー像の積層体である重畳トナー像を、被転写体の一例としての用紙Ｐの表面に一括転写する（すなわち、二次転写する）。定着部５７は、用紙Ｐの表面に二次転写された重畳トナー像を、用紙Ｐに定着させる。また、画像形成装置１００は、各部の動作を制御するための制御部９を備えている。

各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５に対して接離可能な、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を備えている。感光体ドラム１１の周囲には、上流から順に、感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電器１２と、露光ビームＢｍにより感光体ドラム１１の表面に静電潜像を書込むレーザー露光器１３と、トナーが収容され、感光体ドラム１１の表面の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４と、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１５に一次転写する一次転写ローラー１６と、感光体ドラム１１の表面の残留トナーを除去するドラムクリーナー１７と、が配置されている。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に配置されている。すなわち、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成される各色のトナー像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に積層されて、重畳トナー像を構成する。このため、黒色のトナー像は、重畳トナー像の最上に位置する。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５の表面に一次転写された重畳トナー像を、用紙収容部から搬送される用紙Ｐの表面に二次転写する二次転写ローラー２１を備えている。重畳トナー像が二次転写された用紙Ｐは、搬送ベルト５５によって搬送され、定着入口ガイド５６を介して定着部５７へ導かれる。定着部５７は、用紙Ｐに二次転写された未定着の重畳トナー像を熱と圧力によって定着させる。定着部５７から排紙される用紙Ｐは、排紙ガイド５８を介して、排紙ローラー５９により外部へ排出される。

中間転写方式の画像形成装置においてプリント速度を比較的速くした場合、以下のような課題がある。すなわち、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、中間転写ベルトＢと用紙Ｐの進行方向に配列し、それと直交する方向に延伸する複数の線状トナーＴＬが存在する場合、二次転写の際に中間転写ベルトＢや用紙Ｐの撓みによって２本の線状トナーＴＬの間の空隙Ｖが圧縮されると、それにより生じるエアフローが線状トナーＴＬの凝集力を上回って、トナーが飛び散るおそれがある。

ここで、中間転写ベルトＢと用紙Ｐの進行方向とは、二次転写に用いられる二次転写ローラーの回転方向であり、それと直交する方向とは、二次転写に用いられる二次転写ローラーの軸線方向である。以下、二次転写ローラーの回転方向に対応する用紙の方向を「垂直方向」と呼び、二次転写ローラーの軸線方向に対応する用紙の方向を「水平方向」と呼ぶ。

トナーの飛び散りは、線状トナーＴＬが比較的高濃度の黒色トナーの線である場合に起こりやすい。その理由としては、（１）トナー像が積層される順番が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）であり、黒色のトナー像は最後に一次転写されるため、他色のトナー像と比較して帯電し難いこと、（２）黒色トナーには、一般に、他の色材と比べて帯電が不安定なカーボンブラックが用いられること、（３）積層された全てのトナー像を二次転写するため、黒色トナーにとっては高めの二次転写電位が印加されること、が挙げられる。

また、トナーの飛び散りは、比較的高濃度の黒色トナーの線が２〜１５ｍｍピッチで配列しているときに起こりやすいこと、平滑表面を有する用紙で起こりやすいこと、高湿環境下で起こりやすいこと、が分かっている。

こうしたトナーの飛び散りを抑制するには、ＴＲＣ（Tone Reproduction Curve）の目標濃度を下げる方向に補正するか、現像電位（Ｖdeve）を下げることで、トナー濃度（パイルハイト）を下げてエアフローの強さを弱めるという方策が考えられるが、この場合、画像全体が劣化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、画像全体の劣化を抑制しつつも、トナーの飛び散りを抑制するために、以下に説明する構成を備えている。

図２は、制御部９の機能構成例を示すブロック図である。図３は、制御部９の動作例を示すフローチャートである。制御部９は、画像データ取得部９１と、保持手段の一例である付加データ保持部９２と、飛び散り判定部９３と、領域分離部９４と、二値化処理部９５と、減少手段の一例であるＴＲＣ補正部９６と、領域合成部９８と、増加手段の一例である一次転写電圧調整部９９と、を備えている。また、二値化処理部９５は、線画領域処理部９５ａと、他領域処理部９５ｂと、を含んでいる。

上記各部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算部がＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体から提供されてもよいし、インターネット等の通信線を介して提供されてもよい。

画像データ取得部９１及び付加データ保持部９２は、パーソナルコンピュータ等の上位装置から出力され、画像形成に供される画像データ及びそれに付加される付加データをそれぞれ取得する。画像データは、例えば、多値のビットマップデータである。図５に示されるように、画像データが表す画像は、イメージやテキストのオブジェクトを含んでおり、付加データには、これらのオブジェクトの属性情報や位置情報などが含まれている。画像データが表す画像のうち、テキストのオブジェクトが配置される領域は、被転写体（無色）の下地に有色の線が描画された線画領域Ｌである。ここで、無色の下地とは、画像形成の際にトナー像が形成されない部分を指す。また、有色の線とは、画像形成の際に線状のトナー像が形成される部分を指し、本実施形態では例えば黒色の線である。

こうした線画領域Ｌは、垂直方向に配列し、水平方向に延伸する複数の黒色の線を含む場合があり、画像形成の際にトナーの飛び散りが起こる可能性がある。そこで、本実施形態では、トナーの飛び散りを抑制するために、こうした線画領域Ｌに対して後述する濃度低減二値化処理が施される。

飛び散り判定部９３は、付加データ保持部９２が保持する付加データに基づいて、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高いか否かを判定する（図３のフローチャートのＳ１）。線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調は、例えば、付加データに予め含まれていてもよいし、線画領域Ｌの位置情報に基づいて画像データから求めてもよい。トナーの飛び散りは、トナー濃度（パイルハイト）が高いほど起こりやすいことから、本実施形態では、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、後述する濃度低減二値化処理が実行される。閾値は、例えば、実験結果に基づいて定められる。

領域分離部９４は、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に（上記Ｓ１：ＹＥＳ）、付加データ保持部９２が保持する付加データに含まれる線画領域Ｌの位置情報に基づいて、画像データ取得部９１から入力される画像データを、線画領域Ｌに係るデータと、線画領域Ｌ以外の他領域に係るデータとに分離し、二値化処理部９５に出力する（図３のフローチャートのＳ２）。なお、領域分離部９４は、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも低い場合に（上記Ｓ１：ＮＯ）、画像データ取得部９１から入力される画像データを分離せずに、二値化処理部９５に出力する。

二値化処理部９５は、領域分離部９４から入力される画像データに対し、ＴＲＣ（階調変換曲線：Tone Reproduction Curve）に基づいて二値化処理を施す。二値化処理部９５は、ＴＲＣを表す関数データ又はテーブルを保持している。二値化処理後の画像データでは、階調が網点の面積比によって表現される。具体的には、二値化処理部９５は、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも低い場合に（上記Ｓ１：ＮＯ）、領域分離部９４から入力される分離されていない画像データに対して二値化処理を施す（図３のフローチャートのＳ３１）。この二値化処理は、補正されていない通常のＴＲＣを用いる通常二値化処理である。

他方、二値化処理部９５は、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に（上記Ｓ１：ＹＥＳ）、領域分離部９４から入力される線画領域Ｌに係るデータと他領域に係るデータとに対して個別に二値化処理を施す（図３のフローチャートのＳ３２，Ｓ３３）。すなわち、二値化処理部９５は、線画領域Ｌに係るデータに対して二値化処理を施す線画領域処理部９５ａと、他領域に係るデータに対して二値化処理を施す他領域処理部９５ｂと、を含んでいる。このうち、線画領域処理部９５ａによる二値化処理は、ＴＲＣ補正部９６により補正されたＴＲＣを用いる濃度低減二値化処理であり、他領域処理部９５ｂによる二値化処理は、補正されていない通常のＴＲＣを用いる通常二値化処理である。

ＴＲＣ補正部９６は、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に（上記Ｓ１：ＹＥＳ）、線画領域処理部９５ａの濃度低減二値化処理に用いられるＴＲＣを補正する（図３のフローチャートのＳ３２）。これにより、線画領域処理部９５ａの濃度低減二値化処理において算出される、線画領域Ｌに含まれる黒色の線の網点の面積比が、通常二値化処理の場合よりも減少する。

図４Ａ及び図４Ｂは、濃度低減二値化処理の一例を説明するための図である。図４ＡはＴＲＣを表すグラフであり、横軸は入力画像の階調を表し、縦軸は出力画像の網点の面積比を表す。本実施形態において、濃度低減二値化処理に用いられる補正後のＴＲＣ（グラフ中の破線）の傾きは、通常二値化処理に用いられる補正前のＴＲＣ（グラフ中の実線）の傾きよりも低く設定される。すなわち、各々の階調において、補正後のＴＲＣにより得られる網点の面積比（補正値）は、補正前のＴＲＣにより得られる網点の面積比（通常値）よりも小さい。

このような濃度低減二値化処理を実行すると、図４Ｂに示されるように、中間転写ベルト１５（図１を参照）の表面に一次転写される黒色のトナー像のうち、線画領域Ｌに対応する対応領域に存在する線状トナーＴＬにおける網点の面積比が減少する。その結果、トナーの網点の間に空隙ができ、エアフローの逃げ道が形成されるので、トナーの飛び散りが抑制される。また、トナーの網点の面積比を減少させた場合、各々の網点におけるトナー濃度（パイルハイト）も減少するので、これによっても、トナーの飛び散りが抑制される。

以上に説明したように、画像データにおける線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、濃度低減二値化処理によって線画領域Ｌに含まれる黒色の線の網点の面積比を減少させることで、トナーの飛び散りが抑制される共に、他領域に含まれる画像の劣化が抑制される。

なお、上記実施形態に限られず、画像データの線画領域Ｌに含まれる黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高いか否かを判定せずに、線画領域Ｌに対して濃度低減二値化処理を常に実行してもよい。

図２及び図３の説明に戻り、領域合成部９８は、線画領域処理部９５ａにより濃度低減二値化処理が施された線画領域Ｌに係るデータと、他領域処理部９５ｂにより通常二値化処理が施された他領域に係るデータと、を合成し、これにより得られる画像データを画像形成に供する（図３のフローチャートのＳ４）。

また、一次転写電圧調整部９９は、画像形成の際に、黒色のトナー像を中間転写ベルト１５に一次転写するための一次転写電圧を通常よりも上昇させる（図３のフローチャートのＳ５）。これにより、黒色トナーの凝集力が高められるため、トナーの飛び散りがさらに抑制される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

例えば、上記実施形態における処理は、黒（Ｋ）の線のみならず、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各線に適用されてもよいし、これらの２種以上が混ざった線に適用されてもよい。

また、上記実施形態における処理は、画像形成装置１００の制御部９がプログラムを実行することによって実現されたが、これに限られず、当該プログラムを実行可能な上位装置などにおいて実現されてもよい。

また、画像形成装置１００は、図６に示されるような試験チャートを出力するように構成されてもよい。この試験チャートには、垂直方向に配列し、水平方向に延伸する複数の黒色の線が、階調や間隔を振って描画されている。この試験チャートを参照することにより、上記飛び散り判定部９３におけるトナーの飛び散りが起こるか否かの判定基準を定めてもよい。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット、１０ 一次転写部、１１ 感光体ドラム、１２ 帯電器、１３ レーザー露光器、１４ 現像器、１５ 中間転写ベルト、１６ 一次転写ローラー、１７ ドラムクリーナー、２０ 二次転写部、２１ 二次転写ローラー、５５ 搬送ベルト、５６ 定着入口ガイド、５７ 定着部、５８ 排紙ガイド、５９ 排紙ローラー、９ 制御部、９１ 画像データ取得部、９２ 付加データ保持部、９３ 飛び散り判定部、９４ 領域分離部、９５ 二値化処理部、９５ａ 線画領域処理部、９５ｂ 他領域処理部、９６ ＴＲＣ補正部、９８ 領域合成部、９９ 一次転写電圧調整部、１００ 画像形成装置。

Claims (7)

1. 像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体の表面に転写する画像形成装置であって、
   画像データにより表される画像内の、前記被転写体の下地に有色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する前記トナー像内の部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記有色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記減少手段は、前記有色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記有色の線に対応する部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を減少させる、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記有色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記トナー像を前記像保持体に転写する際の転写電圧を通常値よりも増加させる増加手段をさらに備える、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、前記像保持体の表面に積層された各色のトナー像の積層体を前記被転写体の表面に転写し、
   前記有色の線は、前記積層体の最上に積層されるトナー像の色の線である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記有色の線は、黒色の線である、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 像保持体の表面に積層された各色のトナー像の積層体を被転写体の表面に転写する、前記積層体の最上に黒色のトナー像が積層される、画像形成装置であって、
   画像データにより表される画像内の、前記被転写体の下地に黒色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段と、
   前記黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する前記積層体内の部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記黒色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段と、
   前記黒色の線の階調が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記黒色のトナー像を積層する際の転写電圧を通常値よりも増加させる増加手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 画像データにより表される画像内の、無色の下地に有色の線が描画された線画領域の位置情報を保持する保持手段、及び、
   像保持体の表面に形成され、被転写体の表面に転写されるトナー像内の、前記保持手段に保持された前記線画領域の位置情報に対応する部分のトナーの濃度及び面積比の少なくとも一方を、前記有色の線に対応する予め定められた値よりも減少させる減少手段、
   としてコンピュータを機能させるプログラム。