JP2022075224A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、画像品位を低下させずにトナー消費量を低減することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、第１画像データを入力するように設けられた入力部と、第１画像データを第２画像データに変換するように設けられた画像データ処理部と、第２画像データを印刷出力するように設けられた画像形成部とを備え、第１画像データは、各画素の濃度に対応する入力値を含み、第２画像データは、各画素について現像部におけるトナー付着量に対応する出力値を含み、前記画像データ処理部は、前記入力値に基づき画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられ、かつ、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられたことを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置を稼働させるとランニングコストが発生する。このランニングコストを低減する方法として、画像形成装置をトナーセーブモードで稼働させることが考えられる。しかし、画像形成装置をトナーセーブモードで稼働させると、印刷画像全体の画像濃度が下がり印刷品位が低下する。
トナー消費量を低減する方法として、黒文字部分のドットを間引く方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－２６８２８６号公報

しかし、文字部分のドットを間引くと、細線部分の画像濃度が低下し印字品位が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、画像品位を低下させずにトナー消費量を低減することが可能な画像形成装置を提供する。

本発明は、第１画像データを入力するように設けられた入力部と、第１画像データを第２画像データに変換するように設けられた画像データ処理部と、第２画像データを印刷出力するように設けられた画像形成部とを備え、前記画像形成部は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させるように設けられた帯電器と、前記感光体の帯電した表面に光を照射して静電潜像を形成するように設けられた露光部と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成するように設けられた現像部と、前記トナー像を記録媒体上に転写するように設けられた転写部とを有し、第１画像データは、各画素の濃度に対応する入力値を含み、第２画像データは、各画素について前記現像部におけるトナー付着量に対応する出力値を含み、前記画像データ処理部は、前記入力値に基づき画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられ、かつ、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域を、第１出力値の画素と第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような画像領域とするため、画像品位を低下させずにトナー消費量を低減することが可能になる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の概略断面図である。 通常処理の説明図である。 千鳥処理の説明図である。 ベタ塗り領域における出力値（トナー付着量）と画像濃度との関係を示すグラフである。 細線における出力値（トナー付着量）と画像濃度との関係を示すグラフである。 画像データ処理部がベタ塗り領域に千鳥処理を施す際の、入力値と出力値との関係を示すグラフである。 画像データ処理部がベタ塗り領域に施す千鳥処理の説明図である。 画像データ処理部がベタ塗り領域に千鳥処理を施す際の、入力値と出力値との関係を示すグラフである。 画像データ処理部がベタ塗り領域に施す千鳥処理の説明図である。

本発明の画像形成装置は、第１画像データを入力するように設けられた入力部と、第１画像データを第２画像データに変換するように設けられた画像データ処理部と、第２画像データを印刷出力するように設けられた画像形成部とを備える。前記画像形成部は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させるように設けられた帯電器と、前記感光体の帯電した表面に光を照射して静電潜像を形成するように設けられた露光部と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成するように設けられた現像部と、前記トナー像を記録媒体上に転写するように設けられた転写部とを有する。第１画像データは、各画素の濃度に対応する入力値を含み、第２画像データは、各画素について前記現像部におけるトナー付着量に対応する出力値を含む。前記画像データ処理部は、前記入力値に基づき画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられ、かつ、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられる。

前記画像データ処理部は、第１及び第２出力値と記録媒体上に印刷された画像の濃度との関係に関するデータに基づき第１及び第２出力値を調整するように設けられることが好ましい。このことにより、印刷品質を低下させずにトナー消費量を低減することが可能になる。
前記関係に関するデータは、画像形成部により第１及び第２出力値に対応するトナー付着量で記録媒体に印刷した画像の濃度を測定することにより得られるデータであることが好ましい。
前記画像データ処理部は、ベタ塗り領域と判別された画像領域の画像の濃度が飽和するか否か前記関係に関するデータに基づき判別するように設けられることが好ましく、かつ、前記画像の濃度が飽和すると判別された画像領域における第１及び第２出力値が、前記関係に関するデータにおいて前記印刷された画像の濃度の変化が飽和に達するときの第１及び第２出力値となるように設けられたことが好ましい。このことにより、ベタ塗り領域におけるトナー付着量を低減することができ、トナー消費量を低減することができる。

前記画像データ処理部は、前記画像の濃度が飽和しないと判別された画像領域における第１出力値と第２出力値との平均値が、それらの画素の入力値と同じとなるように設けられることが好ましい。このことにより、印刷品質が低下することを抑制することができる。
前記画像データ処理部は、前記関係に関するデータにおいて前記印刷された画像の濃度の変化が飽和に達するときの入力値が最大濃度となるように入力値を変換するように設けられることが好ましく、かつ、入力値を変換した値が第１出力値と第２出力値との平均値と同じになるように設けられることが好ましい。このことにより、ベタ塗り領域におけるトナー付着量を低減することができ、トナー消費量を低減することができる。また、印刷画像の階調性を向上させることができ、黒つぶれが生じることを抑制することができる。

前記画像データ処理部は、中間調処理が施された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられることが好ましい。
前記画像データ処理部は、所定の濃度よりも高い濃度を有するベタ塗り領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられることが好ましい。このことにより、高濃度領域のみに千鳥処理を施すことができ、中濃度領域及び低濃度領域における印刷品質の低下を抑制することができる。また、高濃度領域に千鳥処理を施すため、十分な量のトナー消費量を低減することができる。

以下、複数の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。

第１実施形態
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略断面図及びブロック図である。
本実施形態の画像形成装置５０は、第１画像データを入力するように設けられた入力部３と、第１画像データを第２画像データに変換するように設けられた画像データ処理部４と、第２画像データを印刷出力するように設けられた画像形成部５とを備える。画像形成部５は、感光体１５と、感光体１５の表面を帯電させるように設けられた帯電器７と、感光体１５の帯電した表面に光を照射して静電潜像を形成するように設けられた露光部１１と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成するように設けられた現像部１２と、前記トナー像を記録媒体２６上に転写するように設けられた転写部１３とを有する。第１画像データは、各画素の濃度に対応する入力値を含み、第２画像データは、各画素について現像部１２におけるトナー付着量に対応する出力値を含む。画像データ処理部４は、前記入力値に基づき画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられ、かつ、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられる。

（１）画像形成装置
画像形成装置５０は、電子写真技術を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置５０は、図１に示したようなモノクロ画像を形成できるモノクロ画像形成装置であってもよく、カラー画像を形成できる中間転写方式のカラー画像形成装置であってもよい。画像形成装置５０は、例えば、トナー像がそれぞれ形成される複数の感光体を所定方向（例えば、水平方向または鉛直方向）に並設した構成を有する所謂タンデム式のフルカラー画像形成装置である。また、画像形成装置５０は、他のカラー画像形成装置、複写機、複合機またはファクシミリ装置であってもよい。また、画像形成装置５０は、原稿読取部３８を有することができる。
画像形成部５は、第２画像データを印刷出力するように設けられた部分であり、感光体１５、帯電器７、露光部１１、現像部１２、転写部１３、クリーニング部１４などを備える。

（２）感光体
感光体１５はその表面に静電潜像及びトナー像が形成される部材であり、感光体１５が回転することにより連続的に画像が形成される。感光体１５は、例えば感光体ドラムである。
感光体１５は、画像形成装置５０の本体（図示せず）に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体１５の芯体を構成する導電性基体１６に伝達することによって、感光体１５を所定の周速度で回転駆動させる。帯電器７、露光部１１、現像部１２、転写部１３およびクリーニング部１４は、この順序で、感光体１５の外周面に沿って、感光体１５の回転方向の上流側から下流側に向って設けられる。これらの画像形成装置５０を構成する各構成要素は、筐体（ハウジング）２３に収容されている。

感光体１５は、導電性基体１６と、導電性基体１６上に設けられた感光層１７とを備える。また、感光体１５は、導電性基体１６と感光層１７との間に下引き層を備えてもよい。感光層１７は、積層型感光層であってもよく、単層型感光層であってもよい。
感光体１５の表面は、帯電器７により均一に所定の電位に帯電する。また、感光層１７では、露光部１１から出射された光を受光することにより電荷が生じる。この電荷により感光体１５の表面の電位が変化し、感光体１５の表面に静電潜像が形成される。

（３）帯電器
帯電器７は、感光体１５の表面を均一に所定の電位に帯電させる装置である。帯電器７としては、例えば、ローラ形状、ベルト形状、ブレード形状などの接触帯電器を利用できる。帯電器７は、導電性支持体２８を基体としてその外周面上に、被覆層として弾性層２９および抵抗層３０をこの順で有することができる。

（４）露光部
露光部１１は、制御部２から出力された第２画像データ（例えば、ラスターイメージ）に基づいて変調された光を光走査しながら帯電器７と現像部１２との間の感光体１５の表面（外周面）に照射する装置である。光走査には、例えば、ポリゴンモータ、ＭＥＭＳなどを用いることができる。また、光の変調には、例えば、パルス幅変調、光強度変調又はこれらの組み合わせを用いることができる。また、光源には、半導体レーザ、発光ダイオードなどを用いることができる。このような露光部１１により感光体１５に光を照射することにより、第２画像データ（出力値）に対応した電荷を感光層１７に生じさせることができ、感光体１５の表面に、第２画像データに対応した静電潜像を形成することができる。また、出力値に応じて変調された光を感光体１５に照射することにより、１画素ごとに感光層１７に生じる電荷量を調節することができ、感光体１５の表面の電位を調節することができる。この電位に応じて後述する現像部１２で感光体１５の表面に付着するトナーの量が変化するため、第２画像データ（出力値）に基づく光変調により、１画素ごとに感光体１５の表面に付着するトナーの量を調節することができる。つまり、第２画像データ（出力値）により１画素ごとに感光体１５の表面に付着するトナーの量を調節することができる。
制御部２（画像データ処理部４）による画像データ処理（例えば、第１画像データから第２画像データへの変換）については後述する。

つまり、露光部１１は、主走査方向である感光体１５の回転軸線の延びる方向に繰返し走査しながら光を感光体１５に照射し、これらの光が結像して感光体１５の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電器７により均一に帯電された感光体１５の帯電量がレーザビームの照射および非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。

（５）現像部
現像部（現像器）１２は、露光によって感光体１５の表面に形成される静電潜像を、現像剤（トナー２５を含む）によって現像し感光体１５の表面にトナー像を形成する装置である。現像部１２における感光体１５へのトナーの付着量は、感光体１５の電位（静電潜像）により変化する。現像部１２は、感光体１５と対向して設けられ、感光体１５の表面にトナーを供給する現像ローラ３１と、現像ローラ３１を感光体１５の回転軸線と平行または略平行な回転軸線まわりに回転可能に支持すると共にその内部空間にトナー２５を含む現像剤を収容するケーシング３２とを備える。

（６）転写部
転写部（転写帯電器）１３は、現像によって感光体１５の表面に形成された可視像であるトナー像を、図示しない搬送手段によって所定の搬送方向から感光体１５と転写部１３との間に供給される記録媒体２６である転写紙上に転写させる装置である。転写部１３は、電源部（高電圧印加装置）により、感光体１５と転写部１３との間に形成される転写ニップ部に所定の高電圧を印加する。転写部１３は、帯電器７と同様に構成することができ、例えば、記録媒体２６にトナー２５と逆極性の電荷を与えることによってトナー像を記録媒体２６上に転写させる接触式の転写手段である。

（７）定着部
定着部（定着器）１９は、転写部１３により記録媒体２６に転写されたトナー像を記録媒体２６に定着させる装置である。定着部１９は、記録媒体２６の搬送方向において感光体１５と転写部１３との間の転写ニップ部よりも下流側に設けられ、例えば、定着部１９は、加熱ローラと、それに対向して設けられる加圧ローラとを備えて、加圧ローラは、加熱ローラに押圧されて定着ニップ部を形成する。

（８）クリーニング部
クリーニング部（クリーナ）１４は、転写部１３による転写動作後に感光体１５の表面に残留するトナーを除去し回収する清掃装置である。クリーニング部１４は、感光体１５の表面に残留するトナー２５を剥離させるクリーニングブレード３４と、それによって剥離されたトナー２５を収容する回収用ケーシング３５とを備える。

（９）除電部、分離爪
画像形成装置５０は、感光体１５に残留する表面電荷を除電する除電部をさらに備えることが好ましく、クリーニング部１４と共に設けることができる。また、画像形成装置５０は、記録媒体２６を感光体１５から分離する分離爪２０をさらに備えることが好ましい。

（１０）画像形成装置の動作
画像形成装置５０の動作を説明する。
まず、感光体１５が駆動手段によって所定の回転方向に回転駆動されると、露光部１１による光の結像点よりも感光体１５の回転方向上流側に設けられる帯電器７から感光体１５の表面に負電荷が供給され、感光体１５の表面が所定電位に均一に帯電する。

次いで、露光部１１から、第２画像データに応じた光が均一に帯電された感光体１５の表面に照射される。感光体１５は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が除去され、表面電位に差異が生じ、静電潜像が形成される。
露光部１１による光の結像点よりも感光体１５の回転方向下流側に設けられる現像部１２から、静電潜像の形成された感光体１５の表面にトナー２５が供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

感光体１５に対する露光と同期して、記録媒体２６の搬送方向から記録媒体２６が、感光体１５と転写部１３との間の転写ニップ部に供給される。転写部１３によって、供給された記録媒体２６にトナー２５と逆極性の電荷が与えられ、感光体１５の表面に形成されたトナー像が、記録媒体２６上に転写される。
トナー像が転写された記録媒体２６は、搬送手段によって定着部１９に搬送され、定着部１９の加熱ローラと加圧ローラとの当接部、定着ニップ部を通過する際にトナー像が加熱および加圧され、記録媒体２６に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された記録媒体２６は、搬送手段によって画像形成装置５０の外部へ排紙される。

一方、転写部１３によるトナー像の転写後も感光体１５の表面上に残留するトナー２５は、クリーニング部１４のクリーニングブレード３４によって感光体１５の表面から剥離され、回収用ケーシング３５に回収される。
このようにしてトナー２５が除去された感光体１５の表面の電荷は除去され、その表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体１５はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰返されて連続的に画像が形成される。
画像形成装置５０がクリーニング部１４の下流側でかつ帯電器７に至るまでに除電部を備える場合には、除電部の除電ランプからの光によって、感光体１５の表面の電荷が効率的にかつより確実に除去されて、感光体１５の表面上の静電潜像が消失する。

（１１）制御部
制御部２は、画像形成装置５０を制御する部分である。制御部２は、画像データ処理部４と入力部３とを有する。制御部２は、例えば演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）、ＲＡＭ、ストレージデバイス（例えば、ＨＤＤ）、ネットワークコントローラ、ビデオコントローラなどを有することができる。この場合、ビデオコントローラが画像データ処理部４に含まれ、ネットワークコントローラが入力部３に含まれる。
ネットワークコントローラは、外部接続端子３７（例えば、ＬＡＮポート）を介して第１画像データを外部コンピューターから入力するように設けられる。この場合、第１画像データは、画素毎の属性情報を有することができる。また、入力値はこの属性情報に含まれてもよい。
また、画像形成装置５０が原稿読取部３８（例えば、スキャナ）を有する場合、入力部３は、原稿読取部３８が原稿から読み取った第１画像データを入力するように設けられる。

第１画像データは、印刷対象となる画像のデータであり、外部コンピューターや原稿読取部３８から入力するデータである。第１画像データは、印刷対象となる画像の各画素の濃度に対応する入力値を含む。第１画像データのファイル形式は入力部３が入力できる形式であれば特に限定されない。また、第１画像データのファイルは圧縮されたファイルであってもよい。入力値は、２５６階調で画素の濃度を表現する値であってもよい。入力値０が白を表現し、入力値２５５が最大濃度を表現してもよい。また、入力値０が最大濃度を表現し、入力値２５５が白を表現してもよい。
入力値を複数回変換して出力値を算出する場合、入力値を変換した値（出力値（千鳥処理を施した値）でない値）も入力値という。

画像データ処理部４は、入力部３により入力された第１画像データを第２画像データに変換するように設けられる。第２画像データは、制御部２が露光部１１に出力するデータであり、画像形成部５により印刷出力できるように構成されたデータである。第２画像データは、印刷対象となる画像を構成する各画素について現像部１２におけるトナー付着量に対応する出力値を含む。出力値は、２５６階調で画素のトナー付着量を表現する値であってもよい。出力値０がトナー付着量０を表現し、出力値２５５がトナー付着量が最大であることを表現してもよい。また、出力値０がトナー付着量が最大であることを表現し、出力値２５５がトナー付着量０を表現してもよい。

第２画像データは、例えば、画像形成部５により印刷できるように構成されたラスターイメージである。制御部２は、このラスターイメージを露光部１１に出力する。露光部１１は、入力したラスターイメージに従って光を感光体１５の表面に向かって照射する。また、露光部１１は、各画素の出力値に基づいて感光体１５に光を照射する時間又は感光体１５に照射する光の強さを変化させることにより感光体１５の表面の電位（静電潜像）を制御し、現像部１２における各画素のトナー付着量を制御する。

画像データ処理部４は、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素（現像部１２において第１付着量のトナーが付着する画素）と、第２出力値の画素（現像部１２において第２付着量のトナーが付着する画素）とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられる。このような画像データ処理を千鳥処理という。
ベタ塗り領域とは、単一色で塗りつぶされた領域であり、所定の幅よりも広い幅を有する領域である。ベタ塗り領域の色は、黒色であってもよく、グレーであってもよく、有彩色であってもよい。

千鳥処理を図２、３を用いて説明する。図２は通常処理の説明図であり、図３は千鳥処理の説明図である。これらの図は、画像形成装置５０でモノクロ印刷を行うときの説明図である（トナーはブラックのみ）。画像形成装置５０でカラー印刷を行うときは、各トナー（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）について同様の処理を行う。ここでは、モノクロ印刷を行う場合について説明する。

図２、３に示した入力値は、第１画像データにおける各画素の濃度に対応するデータである。対象となる領域はベタ塗り領域であるため、画像領域を構成するすべての画素の入力値は同じである。出力値は、第２画像データにおける各画素のトナー付着量に対応するデータである。ここでは、入力値及び出力値が０のときその画素は白色でありトナー付着量は０である。入力値及び出力値が２５５のときその画素は黒色でありトナー付着量は最大である。入力値・出力値が１～２５４の範囲ではその画素はグレーであり、入力値・出力値はその濃淡を表す。また、トナー付着量は出力値に応じて変化する。つまり、入力値・出力値が大きいほど黒色に近いグレーとなり、入力値・出力値が小さいほど白色に近いグレーとなる。
また、露光部１１がこの出力値に基づいて光変調又はパルス変調を行うことにより、１画素ごとに感光層１７に生じる電荷量が調節され、感光体１５の表面の電位が調節される。その結果、現像部１２においてこの画素に付着するトナーの量が決まり、このトナーは転写部１３において記録媒体２６に転写される。
従って、出力値が第２画像データにおける各画素のトナー付着量（記録媒体２６に印刷した印刷画像における各画素のトナー量）に対応するデータとなる。

図２、３では、８×８の画素マトリクスでベタ塗り領域を表している。
図２に示した通常処理（千鳥処理を施さない通常の画像データ処理）では、ベタ塗り領域における複数の画素は、同じ入力値・出力値となり、入力値・出力値が大きくなるほど現像部１２における各画素のトナー付着量（印刷画像における各画素のトナー量）が増加し黒色に近づく。

図３に示した千鳥処理では、ベタ塗り領域は、入力値に対応して、第１出力値の画素（現像部１２において第１付着量のトナーが付着する画素）と第２出力値の画素（現像部１２において第２付着量のトナーが付着する画素）とが混在する領域となる（第１出力値の画素と第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶ）。第１及び第２出力値は、例えば、第１出力値と第２出力値との平均値が入力値と同じとなるように決定することができる。このことにより、千鳥処理を施したベタ塗り領域におけるトナー付着量は、通常処理のベタ塗り領域におけるトナー付着量と同じになる。

例えば、画像データ処理部４は、ベタ塗り領域における入力値が１７０である場合、図３の左端の図のように、出力値が２５５の画素と、出力値が８５の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶようにベタ塗り領域の画像データを変換する。また、図３に示したように、画像データ処理部４は、入力値が１９０である場合、出力値２５５の画素と出力値１２５の画素とが交互に並ぶように画像データを変換し、入力値が２１０である場合、出力値２５５の画素と出力値１６５の画素とが交互に並ぶように画像データを変換し、入力値が２３０である場合、出力値２５５の画素と出力値２０５の画素とが交互に並ぶように画像データを変換する。第１及び第２出力値の組み合わせは、第１出力値と第２出力値との平均値が入力値と同じであれば、適宜変更することができる。

本願発明者は、千鳥処理を施したベタ塗り領域（２００画素×２００画素）の印刷画像濃度の測定を行った。測定結果を図４に示す。また、図４には、通常処理のベタ塗り領域の印刷画像濃度の測定結果も示している。ベタ塗り領域の印刷には、シャープ株式会社製モノクロ複合機ＭＸ-Ｍ９０４を用いた。また、印刷画像濃度の測定には、濃度センサー（エックスライト社製x-rite eXact）を用いた。また、千鳥処理を施した印刷画像の測定における図４のグラフの横軸である出力値は、第１出力値と第２出力値との平均値である。また、許容濃度下限は、トナー色である黒色の許容下限である。従って、この許容濃度下限よりも画像濃度が高くなると、印刷画像は黒色に見え、画像濃度（黒色）が飽和する。ここでは、印刷画像測定に濃度センサーを用いているが、スキャナ（例えば、原稿読取部３８）、カメラなどを用いてもよい。

図４のグラフに示したように、通常処理のベタ塗り領域では、画像濃度は、出力値に比例して大きくなった。これに対し、千鳥処理を施したベタ塗り領域では、通常処理のベタ塗り領域によりも画像濃度が高くなり、通常処理よりも低い出力値で許容濃度下限に達した。そして、この許容濃度下限に達した出力値よりも大きい出力値において黒色が飽和した領域が現われた。
この理由は明らかではないが、千鳥処理を施したベタ塗り領域では、白画素／低濃度画素がベタで囲まれることで、黒つぶれが顕著に出やすくなり、トナーが積層されるよりも横に広がって付着するためと考えられる。
この測定結果から、ベタ塗り領域では、通常処理よりも少ないトナー付着量で黒色が飽和するため、飽和領域においてトナー付着量を少なくしても印刷品質が低下しないことがわかった。従って、飽和領域におけるトナー付着量を少なくして印刷することにより、画像形成装置５０のトナー消費量を大きく削減することができる。

また、本願発明者は、千鳥処理を施した小さな単一色領域（幅２画素のライン部の集合体）（２００画素×２００画素）の印刷画像濃度の測定を行った。測定結果を図５に示す。また、図５には、通常処理の小さな単一色領域（ライン部）の印刷画像濃度の測定結果も示している。測定方法は上述の説明と同じである。

図５のグラフに示したように、通常処理の小さな単一色領域では、画像濃度は、出力値に比例して大きくなった。これに対し、千鳥処理を施した小さな単一色領域では、通常処理の単一色領域によりも画像濃度が低くなった。
この理由は明らかではないが、小さな単一色領域では白画素／低濃度画素がベタで囲まれないためトナーが広がりにくいこと、ドット再現が不安定なためトナー付着量あたりの濃度が出にくいことなどが考えられる。
この測定結果から、小さな単一色領域（ライン部）では、千鳥処理を施さずに通常処理を行うことにより、印刷品質の低下を抑制できることがわかった。また、ベタ塗り領域以外のその他の領域も通常処理により印刷を行う。

本実施形態の画像形成装置５０では、画像データ処理部４は、第１画像データを第２画像データに変換する際に、入力値に基づき、画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられる。このことにより、所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域を特定することができる。判別の対象となる画像データは、第１画像データであってもよく、第１画像データを変換した画像データであってもよい。
この領域判定は、画像電子データの画素毎の属性情報に基づいて行うことができる。一般に、プリントデータ（外部コンピューターなどから入力する画像データ）の場合、プリンタードライバーを介して付与された属性情報に基づき領域判定を行うことができ、コピアデータ（原稿読取部３８から入力するデータ）の場合、スキャンした画像の領域判定結果に基づいて領域判定を行うことができる。

例えば、画像データ中の単一色領域を検出し、その領域の長さと幅を算出する（長さ方向と幅方向は直交し、長さは幅よりも大きい）。また、長さと幅の算出は、必要に応じて単一色領域を分割して行う。そして、検出された単一色領域のうち幅が所定の幅よりも大きい領域をベタ塗り領域として判別し特定する。
前記所定の幅は、例えば、様々な幅を有する単一色領域（ベタ塗り領域）について、図４、図５に測定結果を示したような印刷濃度測定を画像形成装置５０を用いて行い、その測定結果に基づき決めることができる。例えば、測定結果に基づき、図４のように印刷画像濃度が通常処理よりも千鳥処理のほうが高くなる幅を見つけ、この幅を前記所定の幅に設定することができる。
このような前記所定の幅を設定する一連の作業は、機種ごとに行うことができる。また、この作業は、画像形成装置５０のキャリブレーションにおいて行うことができる。また、画像形成装置５０が原稿読取部３８を有する場合、画像形成装置５０の印刷画像を原稿読取部３８で読み取ることによりこの作業を行ってもよい。

また、千鳥処理を施したベタ塗り領域について、図４、図５に測定結果を示したような印刷濃度測定を画像形成装置５０を用いて行うことにより、第１及び第２付着量と記録媒体２６上に印刷された画像の濃度との関係に関するデータ（以後、印刷画像濃度に関するデータという）を得ることができる。制御部２はこのデータをストレージデバイスなどに記憶することができる。また、印刷画像濃度に関するデータは、印刷画像濃度に関するデータの作成に必要な画像領域を含む第２画像データを画像形成部５を用いて記録媒体２６に印刷し、記録媒体２６の印刷画像を濃度センサー、スキャナ（例えば、原稿読取部３８）、カメラなどで読取ることにより得ることができる。また、印刷画像濃度に関するデータは、機種ごとに共通のデータであってもよく、個々の画像形成装置５０について測定したデータであってもよい。

画像データ処理部４は、第１画像データを第２画像データに変換する際に、ベタ塗り領域と判別された画像領域に千鳥処理を施す。また、ベタ塗り領域と判別されなかった画像領域には通常処理を施す。このことにより、印刷品質の低下を抑制することができる。

画像データ処理部４は、ベタ塗り領域と判別された画像領域に千鳥処理を施したときに印刷画像濃度が飽和するか否か印刷画像濃度に関するデータに基づき判別するように設けられる。例えば、印刷画像濃度に関するデータが図４に示したグラフのようなデータである場合、千鳥処理の曲線と許容濃度下限との交点における出力値（第１出力値と第２出力値の平均値）・入力値（印刷画像濃度の変化が飽和に達するときの出力値（第１出力値と第２出力値の平均値）・入力値）よりも入力値が大きいか否かを判断し、印刷画像濃度が飽和する画像領域を特定する。

画像データ処理部４は、印刷画像濃度が飽和すると判別された画像領域における第１及び第２出力値が、印刷画像濃度に関するデータにおいて印刷画像濃度の変化が飽和に達するときの第１及び第２出力値となるようにこの画像領域に千鳥処理を施す。
図６は、画像データ処理部４がベタ塗り領域に千鳥処理を施す際の、入力値と出力値との関係を示すグラフである。図６のＡ、Ａ’が図４に示したグラフにおける、千鳥処理の曲線と許容濃度下限との交点における出力値（第１出力値と第２出力値の平均値）・入力値（印刷画像濃度の変化が飽和に達するときの出力値（第１出力値と第２出力値の平均値）・入力値）に相当する。

ベタ塗り領域を構成する画素の入力値がＡ’よりも大きい場合、この画像領域の印刷画像濃度は飽和すると判断される。そして、この画像領域では、印刷画像濃度に関するデータにおいて印刷画像濃度の変化が飽和に達するときの出力値Ａが第１出力値と第２出力値の平均値となるように千鳥処理が施される。
図７は、この千鳥処理の説明図であり、ベタ塗り領域を８×８の画素マトリクスで表している。図７の例では、Ａ’及びＡは２１０である。この例では、ベタ塗り領域を構成する画素の入力値が２１０、２３０、２５５のとき、画像データ処理部４はこのベタ塗り領域の印刷画像濃度が飽和すると判断する。そして、これらの画像領域では、入力値Ａ’＝２１０に対応する出力値Ａ＝２１０が第１出力値と第２出力値の平均値となるように千鳥処理が施される。具体的には、第１出力値が２５５となり、第２出力値が１６５となる。
このようにベタ塗り領域に千鳥処理を施すことにより、印刷品質を低下させずに、飽和すると判断されたベタ塗り領域のトナー付着量を低減することができる。この結果、画像形成装置５０のトナー消費量を軽減することができる。

画像データ処理部４は、印刷画像濃度が飽和しないと判別された画像領域における第１出力値と第２出力値との平均値が、それらの画素の入力値と同じとなるようにこの画像領域に千鳥処理を施す。
図６の例では、ベタ塗り領域を構成する画素の入力値がＡ’よりも小さい場合、この画像領域の印刷画像濃度は飽和しないと判断される。そして、この画像領域では、第１出力値と第２出力値との平均値が、それらの画素の入力値と同じとなるようにこの画像領域に千鳥処理が施される。図７の例では、Ａ’及びＡは２１０である。この例では、ベタ塗り領域を構成する画素の入力値が１７０、１９０のとき、画像データ処理部４はこのベタ塗り領域の印刷画像濃度が飽和しないと判断する。入力値が１７０である画像領域では、出力値１７０が第１出力値と第２出力値の平均値となるように千鳥処理が施される。具体的には、第１出力値が２５５となり、第２出力値が８５となる。入力値が１９０である画像領域では、出力値１９０が第１出力値と第２出力値の平均値となるように千鳥処理が施される。具体的には、第１出力値が２５５となり、第２出力値が１２５となる。
このようにベタ塗り領域に千鳥処理を施すことにより、印刷品質が低下することを抑制することができる。

第２実施形態
図８は、第２実施形態の画像形成装置５０において、画像データ処理部４がベタ塗り領域に千鳥処理を施す際の、入力値と出力値との関係を示すグラフである。また、図９はこの千鳥処理の説明図である。
第２実施形態では、画像データ処理部４は、ベタ塗り領域と判別された画像領域に千鳥処理を施すときに、印刷画像濃度に関するデータにおいて印刷画像濃度の変化が飽和に達するときの入力値（図４に示したグラフにおける、千鳥処理の曲線と許容濃度下限との交点における出力値（第１出力値と第２出力値の平均値）・入力値）が最大濃度となるように入力値を変換するように設けられる。

例えば、印刷画像濃度に関するデータにおいて、千鳥処理を施した画像領域の画像印刷濃度が飽和に達する入力値が２１０である場合、この２１０が最大値となるように入力値を変換する。つまり、２５６階調で表されていた入力値が２１１階調で表される値に変換される。具体的には、入力値が２５５のとき（最大入力値）この入力値は２１０に変換され、入力値が２３０のときこの入力値は１８９に変換され、入力値が２１０のときこの入力値は１７３に変換され、入力値が１９０のときこの入力値は１５６に変換され、入力値が１７０のときこの入力値は１４０に変換される。

画像データ処理部４は、入力値を変換した値が第１出力値と第２出力値との平均値と同じになるように、ベタ塗り領域と判別された画像領域に千鳥処理を施す。具体的には、入力値２５５を変換した値が２１０であるとき第１出力値は２５５となり第２出力値は１６５となる。入力値２３０を変換した値が１８９であるとき第１出力値は２５５となり第２出力値は１２３となる。入力値２１０を変換した値が１７３であるとき第１出力値は２５５となり第２出力値は９１となる。入力値１９０を変換した値が１５６であるとき第１出力値は２５５となり第２出力値は５７となる。入力値１７０を変換した値が１４０であるとき第１出力値は２５５となり第２出力値は２５となる。
このようにベタ塗り領域に千鳥処理を施すことにより、印刷品質を低下させずに、ベタ塗り領域のトナー付着量を低減することができる。この結果、画像形成装置５０のトナー消費量を軽減することができる。また、印刷画像の階調性を向上させることができる。また、印刷画像に黒つぶれが生じることを抑制することができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。また、第１実施形態についての記載は矛盾がない限り第２実施形態についても当てはまる。

第３実施形態
第３実施形態の画像形成装置５０において、画像データ処理部４は、ベタ塗り領域と判別された画像領域に千鳥処理を施す際に、中間調処理（擬似中間調処理）が施された画像領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられる。
中間調処理は、グレースケールなどの中間調を表現する手法であり、例えば、単純２値化法、濃度パターン法、ディザ法、誤差拡散法などである。
中間調処理は、第１画像データを第２画像データに変換する際に画像データに施される。また、画像データ処理部４は、中間調処理が施された画像データに含まれる画像領域について、所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けることができる。
その他の構成は第１又は第２実施形態と同様である。また、第１又は第２実施形態についての記載は矛盾がない限り第３実施形態についても当てはまる。

第４実施形態
第４実施形態の画像形成装置５０において、画像データ処理部４は、所定の濃度よりも高い濃度を有するベタ塗り領域を構成する複数の画素の入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられる。

例えば、画像データに含まれる画像領域についてベタ塗り領域として判別し特定する際に、画像データ中の所定の濃度よりも高い濃度を有する単一色領域を検出して判別することができる。このことにより、所定の濃度よりも高い濃度を有するベタ塗り領域だけを特定することができる。そして、このベタ塗り領域に対して千鳥処理を施すことができる。このことにより、高濃度領域のみに千鳥処理を施すことができ、中濃度領域及び低濃度領域における印刷品質の低下を抑制することができる。また、高濃度領域に千鳥処理を施すため、十分な量のトナー消費量を低減することができる。
上記所定の濃度は、印刷画像濃度に関するデータに基づいて決定することができる。
また、上記所定の濃度は、千鳥処理後の第２画像データを画像形成部５を用いて印刷し、印刷画像を濃度センサー、スキャナ、カメラなどで読取り、あらかじめ決められた条件で所定の画像濃度となる出力値を算出し処理切替点（上記所定の濃度）とすることができる。
その他の構成は第１～第３実施形態と同様である。また、第１～第３実施形態についての記載は矛盾がない限り第４実施形態についても当てはまる。

２：制御部 ３：入力部 ４：画像データ処理部 ５：画像形成部 ７：帯電器 ８：画素 １１：露光部 １２：現像部 １３：転写部 １４：クリーニング部 １５：感光体 １６：導電性基体 １７：感光層 １９：定着部 ２０：分離爪 ２３：筐体 ２５：トナー ２６：記録媒体（紙） ２８：導電性支持体 ２９：弾性層 ３０：抵抗層 ３１：現像ローラ ３２：ケーシング ３４：クリーニングブレード ３５：回収用ケーシング ３７：外部接続端子 ３８：画像読取部 ５０：画像形成装置

Claims (8)

1. 第１画像データを入力するように設けられた入力部と、第１画像データを第２画像データに変換するように設けられた画像データ処理部と、第２画像データを印刷出力するように設けられた画像形成部とを備え、
   前記画像形成部は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させるように設けられた帯電器と、前記感光体の帯電した表面に光を照射して静電潜像を形成するように設けられた露光部と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成するように設けられた現像部と、前記トナー像を記録媒体上に転写するように設けられた転写部とを有し、
   第１画像データは、各画素の濃度に対応する入力値を含み、
   第２画像データは、各画素について前記現像部におけるトナー付着量に対応する出力値を含み、
   前記画像データ処理部は、前記入力値に基づき画像データに含まれる画像領域について所定の幅より広い幅を有するベタ塗り領域であるか判別するように設けられ、かつ、ベタ塗り領域と判別された画像領域を構成する複数の画素の前記入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像データ処理部は、第１及び第２出力値と前記記録媒体上に印刷された画像の濃度との関係に関するデータに基づき第１及び第２出力値を調整するように設けられた請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記関係に関するデータは、前記画像形成部により第１及び第２出力値に対応するトナー付着量で前記記録媒体に印刷した画像の濃度を測定することにより得られるデータである請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像データ処理部は、前記ベタ塗り領域と判別された画像領域の前記画像の濃度が飽和するか否か前記関係に関するデータに基づき判別するように設けられ、かつ、前記画像の濃度が飽和すると判別された画像領域における第１及び第２出力値が、前記関係に関するデータにおいて前記印刷された画像の濃度の変化が飽和に達するときの第１及び第２出力値となるように設けられた請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像データ処理部は、前記ベタ塗り領域と判別された画像領域の前記画像の濃度が飽和するか否か前記関係に関するデータに基づき判別するように設けられ、かつ、前記画像の濃度が飽和しないと判別された画像領域における第１出力値と第２出力値との平均値が、それらの画素の前記入力値と同じとなるように設けられた請求項２～４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記画像データ処理部は、前記関係に関するデータにおいて前記印刷された画像の濃度の変化が飽和に達するときの前記入力値が最大濃度となるように前記入力値を変換するように設けられ、かつ、前記入力値を変換した値が第１出力値と第２出力値との平均値と同じになるように設けられた請求項２又は３に記載の画像形成装置。
7. 前記画像データ処理部は、中間調処理が施された画像領域を構成する複数の画素の前記入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられた請求項１～６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記画像データ処理部は、所定の濃度よりも高い濃度を有するベタ塗り領域を構成する複数の画素の前記入力値を、第１出力値の画素と、第２出力値の画素とが縦方向および横方向の両方で交互に並ぶような複数の出力値に変換するように設けられた請求項１～７のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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