JP2023085826A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、印刷装置又はこれらの複合機等に応用される電子写真方式による画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus applied to copiers, laser printers, facsimiles, printing apparatuses, multifunction machines, and the like.
従来、接触式の帯電ローラに印加する交流電圧の周波数は、感光ドラム上に形成される電位ピッチが視認されにくいように、作像プロセス速度に応じて設定されることが一般的である。この際に、設定される周波数の絶対値は、できる限り小さい値になることが好ましい。この理由は、周波数の絶対値を大きくした場合には電流の追従性が悪化するために電圧を上昇させる必要があり、電圧の上昇に応じて感光ドラムの劣化が促進されるためである。 Conventionally, the frequency of the AC voltage applied to the contact charging roller is generally set according to the image forming process speed so that the potential pitch formed on the photosensitive drum is difficult to see. At this time, it is preferable that the absolute value of the set frequency be as small as possible. The reason for this is that when the absolute value of the frequency is increased, the followability of the current deteriorates, so the voltage needs to be increased, and the deterioration of the photosensitive drum is accelerated according to the voltage increase.
特許文献1は、スクリーンパターンで形成された複数色のハーフトーン画像のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する画像形成装置を開示している。特許文献1の画像形成装置では、感光体に書き込む画像のスクリーンピッチを識別して、スクリーンパターンに干渉しない帯電ムラが形成されるように、交流電圧の周波数を自動的に設定している。特許文献1の画像形成装置は、帯電交流電圧の周波数によって感光体に形成される電位の高低差のピッチと、スクリーンパターンと、の干渉(以下、「モアレ」と記載する)が生じる場合に、スクリーンパターンに応じて交流電圧の周波数を選択する。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100003 discloses an image forming apparatus that forms a full-color image by superimposing toner images of halftone images of multiple colors formed by a screen pattern. In the image forming apparatus of
しかしながら、特許文献1においては、通常はデフォルトとしてできる限り小さい周波数を設定しているため、単にスクリーンパターンの情報のみに応じて周波数を変更することにより周波数が上昇して、感光ドラムの劣化を促進するという課題を有する。 However, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-100000, since the lowest possible frequency is usually set as a default, simply changing the frequency according to only screen pattern information increases the frequency, accelerating the deterioration of the photosensitive drum. There is a problem to do.
本発明の目的は、モアレを回避するために一律に帯電交流電圧の周波数を変更しないようにすることにより、感光ドラムの短寿命化を防止又は軽減することができる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing or reducing the shortening of the life of a photosensitive drum by not uniformly changing the frequency of the charging AC voltage to avoid moire. be.
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に対して直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加する帯電高圧電源と、画像データより画像形成用の出力画像信号を生成する画像処理部と、前記画像処理部により生成された前記出力画像信号の画像の濃度に関する診断を行う画像診断部と、前記画像診断部における診断結果に基づいて、前記帯電高圧電源より前記帯電部材に印加される前記交流電圧の周波数を変更する制御部と、を有することを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention comprises a photoreceptor, a charging member for charging the photoreceptor, a charging high-voltage power supply for applying a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage to the charging member, and image data. an image processing unit for generating an output image signal for image formation; an image diagnosis unit for diagnosing image density of the output image signal generated by the image processing unit; and a control section for changing the frequency of the AC voltage applied from the charging high-voltage power supply to the charging member.
本発明によれば、モアレを回避するために一律に帯電交流電圧の周波数を変更しないようにすることにより、感光ドラムの短寿命化を防止又は軽減することができる。 According to the present invention, shortening of the life of the photosensitive drum can be prevented or reduced by not uniformly changing the frequency of the charging AC voltage in order to avoid moire.
以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
<画像形成装置の構成>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の構成について、図1及び図2を参照しながら、詳細に説明する。
(Embodiment 1)
<Configuration of Image Forming Apparatus>
A configuration of the
画像形成装置10は、画像形成部1a、1b、1c及び1dと、中間転写ベルト8と、画像処理部9と、駆動ローラ11と、二次転写対向ローラ12と、テンションローラ13と、二次転写ローラ15と、を有している。また、画像形成装置10は、ベルトクリーニング装置16と、定着装置17と、帯電高圧電源30と、制御部400と、環境センサ500と、記憶部600と、画像診断部700と、を有している。画像形成装置10は、ここではインライン方式(4ドラム系)のカラー画像形成装置を例示する。
The
画像形成部1a、1b、1c及び1dは、感光ドラム2a、2b、2c及び2dと、帯電ローラ3a、3b、3c及び3dと、現像装置4a、4b、4c及び4dと、一次転写ローラ5a、5b、5c及び5dと、を備えている。また、画像形成部1a、1b、1c及び1dは、ドラムクリーニング装置6a、6b、6c及び6dと、露光装置7a、7b、7c及び7dと、を備えている。画像形成部1a、1b、1c及び1dの各々は、一定の間隔を設けて一列に配置されている画像形成ユニットである。
The
画像形成部1aは、イエロー色の画像を形成する。画像形成部1bは、マゼンタ色の画像を形成する。画像形成部1cは、シアン色の画像を形成する。画像形成部1dは、ブラック色の画像を形成する。
The
なお、符号に添字a、b、c及びdが記載されている場合には、イエロー色、マゼンタ色、シアン色及びブラック色の各々の部材又は装置を示し、添字の記載がなく単に符号のみである場合には、各々の部材又は装置を纏めて示すものである。 In addition, when the subscripts a, b, c and d are described in the reference numerals, they indicate the respective members or devices of yellow, magenta, cyan and black colors, and are simply the reference numerals without description of the subscripts. In some cases, each member or device is shown collectively.
感光ドラム2は、負帯電の有機感光体であり、いずれも図示しないアルミニウム等のドラム基体上に感光層を有している感光体である。感光ドラム2は、図示しない駆動装置によって、所定の搬送方向の表面速度(以下、「プロセススピード」と記載する)で回転駆動される。感光ドラム2の周囲には、帯電ローラ3、現像装置4、一次転写ローラ5及びドラムクリーニング装置6がそれぞれ配置されている。感光ドラム2は、帯電ローラ3によって所定の極性及び電位に接触帯電処理される。
The
帯電部材としての帯電ローラ3は、導電性ゴムによって形成されており、いずれも図示しない芯金の両端部が軸受け部材により一定の軸間距離を保って回転自在に保持されている。帯電ローラ3は、押圧ばねによって感光ドラム2に向かって付勢されており、感光ドラム2の表面に対して所定の押圧力をもって圧接することにより接触帯電を行う。帯電ローラ3は、感光ドラム2の回転に従動して回転する。帯電ローラ3の芯金には、帯電高圧電源30により所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。
The
現像装置4a、4b、4c及び4dには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー及びブラックトナーが収納されている。現像装置4は、感光ドラム2の表面に形成された静電潜像を現像して、感光ドラム2の表面にトナー像を形成する。
The developing
一次転写ローラ5は、一次転写電圧が印加されることにより、感光ドラム2に形成されたトナー像を中間転写ベルト8に転写させる。
The
ドラムクリーニング装置6は、感光ドラム2の表面に残留したトナーを清掃する。
The
露光装置7は、図1及び図2において感光ドラム2の上方に設置されている。露光装置7は、画像処理部9と電気的に接続されており、画像処理部9から送信された出力画像信号に応じて、帯電処理された感光ドラム2の表面に静電潜像を形成する。
The
中間転写ベルト8は、画像形成部1に対向する位置に設けられた回転可能な無端状の中間転写体である。中間転写ベルト8は、駆動ローラ11、二次転写対向ローラ12及びテンションローラ13によって張架されている。
The
画像処理部9は、入力される処理前画像信号に対して所定の処理を施した出力画像信号を露光装置7及び画像診断部700に出力する。なお、画像処理部9の構成の詳細については後述する。
The
駆動ローラ11は、図示しないモータに接続されており、このモータが駆動することにより駆動して、中間転写ベルト8を図1に示す矢印方向(図1において反時計回り方向)に回転させる。
The
二次転写対向ローラ12は、中間転写ベルト8を介して二次転写ローラ15と当接して二次転写部を形成している。
The secondary
テンションローラ13は、駆動ローラ11及び二次転写対向ローラ12と共に中間転写ベルト8を張架している。
The tension roller 13 stretches the
二次転写ローラ15は、二次転写対向ローラ12と共に転写材を圧接及び挟持して、中間転写ベルト8に一次転写されたトナー像を転写材に二次転写させる。
The
ベルトクリーニング装置16は、中間転写ベルト8の外側に設けられて、中間転写ベルト8の表面に残った転写残トナーを除去して回収する。
The
定着装置17は、二次転写対向ローラ12と二次転写ローラ15とが当接する二次転写部の搬送方向の下流側に設けられている。定着装置17は、定着ローラ17aと加圧ローラ17bとを備えており、定着ローラ17aと加圧ローラ17bとによって転写材を加熱及び挟持することにより、転写材に二次転写されたトナー像を転写材に定着させる熱圧処理を行う。
The fixing device 17 is provided on the downstream side in the conveying direction of the secondary transfer portion where the secondary
帯電高圧電源30は、制御部400の制御により、直流電源31によって発生された直流電圧と交流電源32によって発生された交流電圧とを重畳した振動電圧を帯電バイアス電圧として帯電ローラ3に印加する。
The charging high-
制御部400は、帯電ローラ3の芯金に印加する帯電バイアス電圧の直流電圧の周波数及び交流電圧の周波数と交流電圧のピーク間電圧とを決定する。制御部400は、決定した周波数及びピーク間電圧の帯電バイアス電圧を印加するように帯電高圧電源30を制御する。制御部400は、モアレ回避モード処理を実行する。制御部400は、モアレ回避モード処理の実行により、画像診断部700より入力される診断結果よりモアレの視認されやすい画像である場合、画像形成の際に帯電高圧電源30より帯電ローラ3の芯金に印加される交流電圧の周波数を変更してモアレを回避する。なお、モアレ回避モード処理については後述する。
The
環境センサ500は、画像形成装置10の外部の温度及び湿度を検出して、検出した温度及び湿度に応じた電気信号を制御部400に出力する。
The
記憶部600は、各種データを格納する。
The
画像診断部700は、画像処理部9より入力される出力画像信号の出力画像の濃度、輝度及び面積等の画像情報に基づいて画像の濃度に関する診断を行って、診断結果を制御部400に出力する。
The
<画像処理部の構成>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の画像処理部9の構成について、図3を参照しながら、詳細に説明する。
<Configuration of image processing unit>
The configuration of the
画像処理部9は、セレクタ100と、スキャナ部110と、レンダリング部120と、入力画像処理部200と、出力画像処理部300と、を備えている。
The
セレクタ100は、画像形成装置10がコピーする場合にスキャナ部110と接続して、スキャナ部110より入力される処理前画像信号を入力画像処理部200に出力する。セレクタ100は、画像形成装置10がネットワーク上の端末から出力されてくるページ記述言語(PDL)を受信する場合にレンダリング部120に接続し、レンダリング部120より入力される処理前画像信号を入力画像処理部200に出力する。
The
スキャナ部110は、コピーする原稿の画像データを処理前画像信号に変換して、変換した処理前画像信号をセレクタ100に出力する。
The
レンダリング部120は、ネットワーク上の端末より受信するPDLの画像データを処理前画像信号に変換して、変換した処理前画像信号をセレクタ100に出力する。
The
入力画像処理部200は、セレクタ100より入力される処理前画像信号に対して所定の処理を施して、入力画像信号として出力画像処理部300に出力する。なお、入力画像処理部200の構成の詳細については後述する。
The input
出力画像処理部300は、入力画像処理部200より入力される入力画像信号に対して所定の処理を施して、出力画像信号として露光装置7及び画像診断部700に出力する。なお、出力画像処理部300の構成の詳細については後述する。
The output
<入力画像処理部の構成>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の入力画像処理部200の構成について、図4を参照しながら、詳細に説明する。
<Configuration of Input Image Processing Unit>
A configuration of the input
入力画像処理部200は、副走査色ズレ補正部201と、主走査色ズレ補正部202と、像域判定部203と、フィルタ処理部204と、ヒストグラム部205と、入力色補正部206と、を備えている。
The input
副走査色ズレ補正部201は、セレクタ100より入力される処理前画像信号の入力画像の副走査方向の色ズレを補正して主走査色ズレ補正部202に出力する。
The sub-scanning color
主走査色ズレ補正部202は、副走査色ズレ補正部201より入力される信号の入力画像の主走査方向の色ズレを補正して像域判定部203に出力する。
The main scanning color
像域判定部203は、主走査色ズレ補正部202より入力される信号の入力画像中における画像種類を識別する。像域判定部203は、例えば入力画像中の写真部分又は文字部分、及び有彩色部分又は無彩色部分等のそれぞれの画像種類を構成する画素を識別して、識別した画像種類を示す属性フラグデータを画素単位で生成する。像域判定部203は、識別した画像種類に基づいて画素濃度を補正して、画素濃度を補正した信号をフィルタ処理部204に出力する。
The image
フィルタ処理部204は、像域判定部203より入力される信号の入力画像の空間周波数を任意に補正してヒストグラム部205に出力する。
The
ヒストグラム部205は、フィルタ処理部204より入力される信号の入力画像中の画像データのヒストグラムをサンプリングする処理を行って、入力画像がカラーであるかモノクロであるかを判別する。ヒストグラム部205は、判別結果を含む信号を入力色補正部206に出力する。
A
入力色補正部206は、ヒストグラム部205より入力される信号に含まれている判別結果に基づいて、ヒストグラム部205より入力される信号の入力画像の色味に関する補正処理を行う。例えば、入力色補正部206は、補正処理において入力画像の色空間を任意の色空間に変換する。入力色補正部206は、補正処理を施した信号を入力画像信号として出力画像処理部300に出力する。
The input
<出力画像処理部の構成>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の出力画像処理部300の構成について、図5を参照しながら、詳細に説明する。
<Configuration of Output Image Processing Unit>
A configuration of the output
出力画像処理部300は、下地飛ばし部301と、モノクロ生成部302と、出力色補正部303と、フィルタ処理部304と、ガンマ補正部305と、中間調処理部306と、を備えている。
The output
下地飛ばし部301は、入力画像処理部200より入力される入力画像信号の入力画像の地色を飛ばす処理として不要な下地のカブリを除去する。下地飛ばし部301は、例えば入力画像の地色を飛ばす処理として1次元LUT(ルックアップテーブル)等により下地飛ばしを行う。下地飛ばし部301は、下地飛ばし処理を行った信号をモノクロ生成部302に出力する。
The
モノクロ生成部302は、下地飛ばし部301より入力される信号に含まれているカラー画像データをモノクロ画像データに変換する。モノクロ生成部302は、単色としてプリントする際に例えばRGBデータ等のカラー画像データに任意の定数を乗算して単色のGray信号に変換する。モノクロ生成部302は、モノクロ画像データに変換した信号を出力色補正部303に出力する。
A
出力色補正部303は、モノクロ生成部302より入力される信号に対して、画像データを出力するプリンタ部の特性に合わせて例えばダイレクトマッピングによる処理等を行って色補正を行う。出力色補正部303は、色補正した信号をフィルタ処理部304に出力する。
The output
フィルタ処理部304は、出力色補正部303より入力された信号の画像データの空間周波数を任意に補正してガンマ補正部305に出力する。
The
ガンマ補正部305は、フィルタ処理部304より入力される信号に対して、出力するプリンタ部の特性に合わせてガンマ補正を行う。例えば、ガンマ補正部305は、CMYKの各色の濃度バランスを調整するカラーバランス調整、又は全体の濃度の増減を調整する濃度調整等を1次元LUTにより行う。ガンマ補正部305は、ガンマ補正した信号を中間調処理部306に出力する。
A
中間調処理部306は、ガンマ補正部305より入力される信号に対して、出力する図示しないプリンタ部の階調数に合わせて任意の中間調処理を行う。例えば、中間調処理部306は、中間調処理として2値化又は32値化等の任意のスクリーン処理又は誤差拡散処理を行う。中間調処理部306は、中間調処理を行った信号を画像形成用の出力画像信号として露光装置7及び画像診断部700に出力する。
A
<画像形成装置の動作>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の動作について、詳細に説明する。
<Operation of Image Forming Apparatus>
The operation of the
制御部400から画像形成動作を開始するための開始信号が発せられることにより、図示しないカセットに収容されている転写材(記録媒体)は、カセットから一枚ずつ送り出されて図示しないレジストローラまで搬送される。この際に、レジストローラは停止しており、転写材の先端は二次転写部の直前で待機している。
When a start signal for starting an image forming operation is issued from the
また、画像形成部1の感光ドラム2は、所定のプロセススピードで回転し始める。
Further, the
感光ドラム2は、帯電ローラ3によって一様に帯電される。具体的には、感光ドラム2には、23℃及び相対湿度50%の常温環境での画像形成時において、―700Vの直流電圧と、2.6kHzの周波数及び1.6kVのピーク間電圧Vppの正弦波の交流電圧と、を重畳した振動電圧が帯電ローラ3より印加される。これにより、感光ドラム2の表面は、帯電ローラ3に印加された直流電圧と同じ-700V(暗電位Vd)に一様に帯電される。
The
ここで、感光ドラム2の平均電位は、帯電ローラ3より直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧が印加されることにより、印加直流電圧に相当する電位に収束する。また、感光ドラム2上には、交流電圧の周期に応じた周期的な電位の高低差が生じる。
Here, the average potential of the
感光ドラム2のプロセススピードをv(mm/s)及び交流電圧の周波数をf(Hz)とした場合に、感光ドラム2上に形成される電位の高低差の間隔である帯電ピッチT(mm)は、(1)式で表現される。
When the process speed of the
T=v/f (1) T=v/f (1)
(1)式より、帯電ピッチTは、周波数fの値が小さいほど大きくなる。帯電ピッチTが大きくなるほど、電位の高低差に起因する出力物の濃度差が視認され易くなる。この影響は、帯電ピッチTが0.14mmを超えるとより顕著になることが判明している。 (1), the charging pitch T increases as the value of the frequency f decreases. As the electrification pitch T becomes larger, the difference in density of the printed matter due to the difference in potential level becomes more visible. It has been found that this effect becomes more pronounced when the charging pitch T exceeds 0.14 mm.
また、(1)式より、帯電ピッチTは、周波数fの値が大きいほど小さくなる。帯電ピッチTが小さくなるほど、電位の高低差に起因する出力物の濃度差が視認され難くなる。しかしながら、この場合には、周波数fの上昇に伴って帯電ローラ3に流れる電流の追従性が悪化するために、帯電バイアス電圧の電圧値を上昇させる必要があり、感光ドラム2の劣化が促進される傾向にある。
Further, according to the formula (1), the charging pitch T becomes smaller as the value of the frequency f becomes larger. As the charging pitch T becomes smaller, it becomes more difficult to visually recognize the difference in density of the printed matter due to the difference in potential level. However, in this case, since the followability of the current flowing through the charging
従って、周波数fは、感光ドラム2の劣化を抑制するために、帯電ピッチTが0.14mmを超えない範囲において、できる限り小さい値にすることが好ましい。
Therefore, in order to suppress deterioration of the
そこで、本実施の形態では、感光ドラム2の搬送方向のプロセススピードが360mm/secの際に、標準の交流電圧の周波数fを2.6kHzとしている。この際の帯電ピッチTは、(1)式よりT=v/f=0.138(mm)となる。
Therefore, in this embodiment, when the process speed in the conveying direction of the
露光装置7は、画像処理部9からの出力画像信号に応じてレーザー光を感光ドラム2上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。感光ドラム2は、帯電ローラ3によって帯電された後の電位が-650V、及び露光装置7によって露光された後の電位が-200Vとなるよう帯電量及び露光量が調整される。また、現像バイアスは、-500Vとしている。プロセススピードは360mm/sec、搬送方向と垂直な方向の長さである画像形成幅は300mm、トナー帯電量は約-30μC/g、及び画像ベタ部の感光ドラム2上のトナー量は約0.4mg/cm2となるよう設定されている。
The
画像形成の順番としては、先ずイエロー画像を形成するために、感光ドラム2a上に形成された静電潜像に、現像装置4aによってイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。感光ドラム2a上のイエローのトナー像は、回転している中間転写ベルト8上に一次転写される。
As for the order of image formation, first, in order to form a yellow image, a yellow toner is caused to adhere to the electrostatic latent image formed on the
中間転写ベルト8上のイエローのトナー像が転写された領域は、中間転写ベルト8の回転によって画像形成部1b側に移動する。そして、画像形成部1bの感光ドラム2b上に形成されたマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト8上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。以下、同様にして中間転写ベルト8上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、感光ドラム2c、2dで形成されたシアン、ブラックのトナー像が、順次重ね合わせてフルカラーのトナー像を中間転写ベルト8の上に形成される。
As the
そして、図示しないレジストローラは、中間転写ベルト8の上に形成されたフルカラーのトナー像の先端が二次転写部に移動されるタイミングに合わせて、転写材を二次転写部に搬送する。
A registration roller (not shown) conveys the transfer material to the secondary transfer portion at the timing when the leading edge of the full-color toner image formed on the
中間転写ベルト8の上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写電圧(トナーと逆極性(正極性)の電圧)が印加された二次転写ローラ15によって転写材に一括して二次転写される。
The full-color toner image formed on the
フルカラーのトナー像が形成された転写材は、定着装置17に搬送される。 The transfer material on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing device 17 .
定着装置17に搬送された転写材に二次転写されたフルカラーのトナー像は、定着ローラ17aと加圧ローラ17bとによって形成される定着ニップ部において加熱加圧されて、転写材の表面に熱定着される。
The full-color toner image secondarily transferred onto the transfer material conveyed to the fixing device 17 is heated and pressurized at the fixing nip portion formed by the fixing
フルカラーのトナー像が熱定着された転写材は、外部に排出される。 The transfer material on which the full-color toner image is thermally fixed is discharged to the outside.
<モアレについて>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10の動作に関わるモアレについて、図6から図8を参照しながら、詳細に説明する。
<About Moire>
Moire associated with the operation of the
モアレは、スクリーンパターンと、帯電部に印加される交流電圧に起因する電位の高低差である帯電ピッチT(mm)と、の干渉で生じる。モアレは、出力画像上に発生する意図しないピッチ状の濃度ムラであり、画像品質の低下につながるため、できる限り視認されないことが求められる。 Moire occurs due to interference between the screen pattern and the charging pitch T (mm), which is the difference in potential caused by the AC voltage applied to the charging section. Moire is an unintended pitch-like density unevenness that occurs on an output image and leads to deterioration in image quality, so it is desired that it is not visually recognized as much as possible.
図6に、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のスクリーンパターンを示す。スクリーンの線数は、スクリーンのドットの重心が並ぶ平行な直線間の距離を、dpi(dot per inch)単位で表現したものである。スクリーンの角度は、露光の主走査方向と、スクリーンのドットの重心が並ぶ直線と、の角度である。 FIG. 6 shows screen patterns for cyan, magenta, yellow and black. The ruling of the screen is the distance between parallel straight lines on which the centroids of the dots of the screen are aligned, expressed in units of dpi (dots per inch). The angle of the screen is the angle between the main scanning direction of exposure and the straight line on which the centroids of the dots of the screen are aligned.
例えば、マゼンタ色のスクリーンにおいて、線数は185dpi及び角度は67°である。また、図6において実線と破線とで示すように、ドットの重心がならぶ直線が2通りの方法で算出される場合には、小さい方の角度をとる。従って、図6の場合には、実線の角度をスクリーンの角度として取り扱う。 For example, on a magenta screen, the number of lines is 185 dpi and the angle is 67°. Also, as indicated by the solid line and the dashed line in FIG. 6, when the straight lines on which the centers of gravity of the dots are aligned are calculated by two methods, the smaller angle is taken. Therefore, in the case of FIG. 6, the angle of the solid line is treated as the angle of the screen.
図7(a)に示すように、帯電ローラ3に交流電圧が印加されることにより、副走査方向に沿って帯電ピッチT(mm)の周期で波状に帯電電位の高低が生じ、主走査方向における帯電電位は同電位となっている。帯電電位が低い帯域をL1、L2、L3及びL4とする。ここで、スクリーンパターンを描画すると、スクリーンパターンにおける周期性と、交流電圧を印加することで発生した帯電電位の高低の周期性と、の間で干渉が生じ、モアレとなって転写材上に現れてしまう。
As shown in FIG. 7(a), when an AC voltage is applied to the charging
このように発生するモアレの方向は、近傍周囲よりも濃度が高い部分の配列のうち最も近いもの同士を結んだ方向となる。従って、図7(b)に示すように、モアレの方向は、隣り合う帯電電位が低い帯域L1、L2、L3及びL4と、隣り合うスクリーンパターンと、が交差した点(図7(b)において円で示す部分)を結んだ方向となる。なお、隣り合うモアレの方向の間隔をモアレピッチPという。 The direction of the moire generated in this way is the direction connecting the closest ones of the arrays of the portion having a density higher than that of the neighborhood. Therefore, as shown in FIG. 7(b), the direction of moire is the point where adjacent bands L1, L2, L3, and L4 with low charging potentials intersect with the adjacent screen patterns (in FIG. 7(b) The part indicated by the circle) is connected. In addition, the space|interval of the direction of an adjacent moiré is called moiré pitch P. FIG.
ここで、スクリーンパターンの方向(以下、「スクリーン方向」と記載する)と主走査方向とがなす角度をスクリーン角度θ[rad]とする。また、モアレの方向と主走査方向とがなす角度をモアレ角度θ2[rad](-π/2<θ<π/2)とする。帯電ピッチTとスクリーンピッチLとスクリーン角度θとの関係、及びこれらから算出されるモアレ角度θ2とモアレピッチPとを、図8を参照しながら説明する。但し、スクリーン角度θとモアレ角度θ2とは、πの周期性を持つと共に0を軸として左右対象であるため、それぞれの範囲を-π/2<θ<π/2及び-π/2<θ2<π/2として考察することができる。 Here, the screen angle θ [rad] is the angle formed by the direction of the screen pattern (hereinafter referred to as “screen direction”) and the main scanning direction. The angle formed by the moire direction and the main scanning direction is assumed to be a moire angle θ2 [rad] (−π/2<θ<π/2). The relationship between the charging pitch T, the screen pitch L, and the screen angle θ, and the moiré angle θ2 and moiré pitch P calculated therefrom will be described with reference to FIG. However, since the screen angle θ and the moiré angle θ2 have a periodicity of π and are bilaterally symmetrical about 0 as an axis, the respective ranges are −π/2<θ<π/2 and −π/2<θ2 <π/2 can be considered.
なお、スクリーン角度|θ|がπ/2の場合には、モアレ角度|θ2|はπ/2であると共に、モアレピッチPはスクリーンピッチL又は帯電ピッチTである。従って、この場合の考察は省略する。 is .pi./2, the moiré angle |.theta.2| is .pi./2, and the moire pitch P is the screen pitch L or the charging pitch T. Therefore, consideration of this case is omitted.
まず、図8では、帯電ピッチTの周期で副走査方向に沿って帯電電位の低い帯域が繰り返されており、帯電電位の低い帯域のうちの隣接する2つをそれぞれL11及びL12とする。また、干渉縞を形成するモアレの方向のラインのうちの隣接する2本をM1及びM2とする。 First, in FIG. 8, low charging potential bands are repeated along the sub-scanning direction at a period of charging pitch T, and two adjacent low charging potential bands are denoted by L11 and L12, respectively. Two adjacent lines in the moire direction forming interference fringes are M1 and M2.
ここで、L11がM1及びM2とそれぞれ交差する点をA及びBとし、L12がM1及びM2とそれぞれ交差する点をD及びEとする。また、点BからL12へ下ろした垂線とL12との交点をGとする。 Here, let A and B be the points where L11 intersects M1 and M2, respectively, and let D and E be the points where L12 intersects M1 and M2, respectively. Also, let G be the intersection of the perpendicular drawn from point B to L12 and L12.
スクリーン角度θ=0とした場合において、モアレ角度θ2及びモアレピッチPは、以下に示す(2)式及び(3)式のようになる。 When the screen angle .theta.=0, the moire angle .theta.2 and the moire pitch P are given by the following formulas (2) and (3).
θ2=0 (2) θ 2 =0 (2)
P=|(1/T)-(1/L)|-1 (3) P=|(1/T)-(1/L)| -1 (3)
また、上記においてスクリーン角度θを0<|θ|<π/2とした場合において、モアレ角度θ2及びモアレピッチPは、以下の計算方法に基づいて算出できる。 Further, when the screen angle θ is 0<|θ|<π/2 in the above, the moire angle θ2 and the moire pitch P can be calculated based on the following calculation method.
この計算方法では、まず線分EGの長さを求める。線分DE及びDGの長さは、スキャンピッチZ、スクリーンピッチL及びスクリーン角度θより、図8に示すように、以下の(4)式及び(5)式として求めることができる。 In this calculation method, first, the length of the line segment EG is obtained. The lengths of the line segments DE and DG can be obtained from the scan pitch Z, the screen pitch L, and the screen angle θ as shown in FIG. 8 using the following equations (4) and (5).
DE=L/sinθ (4) DE=L/sin θ (4)
DG=T/tanθ (5) DG=T/tan θ (5)
線分EGは、線分DEと線分DGとの差分であるので、(4)式及び(5)式より以下の(6)式となる。 Since the line segment EG is the difference between the line segment DE and the line segment DG, the following formula (6) is obtained from the formulas (4) and (5).
EG=DE―DG=(L/sinθ)-(T/tanθ) (6) EG=DE−DG=(L/sin θ)−(T/tan θ) (6)
これにより、直角三角形BEGにおける直角を挟む2辺(線分BG及びEG)の長さが特定できたため、モアレ角度θ2は以下の(7)式で求めることができる。 As a result, the lengths of the two sides (line segments BG and EG) sandwiching the right angle in the right-angled triangle BEG can be specified, so the moire angle θ2 can be obtained by the following equation (7).
θ2=tan-1(T/((L/sinθ)-(T/tanθ)))
=tan-1(Tcosθ/(L-Tcosθ)) (7)
θ 2 = tan −1 (T/((L/sin θ)−(T/tan θ)))
= tan -1 (T cos θ/(L-T cos θ)) (7)
また、モアレ角度θ2が特定できたため、モアレピッチPは以下の(8)式のように求めることができる。 Also, since the moire angle θ2 has been specified, the moire pitch P can be obtained as in the following equation (8).
P=|DEsinθ2|=|(L/sinθ)×sinθ2| (8) P=|DE sin θ 2 |=|(L/sin θ)×sin θ 2 | (8)
<モアレ回避モード処理>
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置10が実行するモアレ回避モード処理について、図9から図13を参照しながら、詳細に説明する。
<Moire avoidance mode processing>
Moire avoidance mode processing executed by the
以下に、モアレ回避モードの際に変更する交流電圧の周波数及びモアレ回避モードを適用する画像の条件について、それぞれ詳述する。 The frequency of the AC voltage to be changed in the moiré avoidance mode and the image conditions to which the moiré avoidance mode is applied will be described in detail below.
まず、モアレ回避モードの際に変更する交流電圧の周波数について言及する。 First, mention is made of the frequency of the AC voltage that is changed during the moire avoidance mode.
制御部400は、感光ドラム2のプロセススピードが360mm/secの場合に、モアレ回避のための交流電圧の周波数f1を2.9kHzとする。この際の帯電ピッチTの値は、(1)式より下記のようになる。
When the process speed of the
T=v/f1=0.124(mm) T=v/f1=0.124 (mm)
このように、制御部400は、モアレ回避モードの際に、標準モードの際の帯電ピッチTの0.138mmを狭めてモアレの視認性を低減する制御を行う。
In this way, in the moire avoidance mode, the
次に、モアレ回避モードを適用する画像の条件について詳述する。 Next, image conditions for applying the moire avoidance mode will be described in detail.
本実施の形態では、モアレの視認されやすさについて数値化した。具体的には、まず、印刷した画像からスキャナによって明度成分を読み取ってフーリエ変換を行うことにより明度成分の変動の振幅を得る。そして、得られた明度成分の変動の振幅と、視覚の空間周波数特性と、を乗算したものをモアレ強度と定義した。このモアレ強度によってモアレの視認されやすさを数値化することができる。 In the present embodiment, the visibility of moire is quantified. Specifically, first, the brightness component is read from the printed image by a scanner, and Fourier transform is performed to obtain the amplitude of fluctuation of the brightness component. Then, the product of the obtained amplitude of the fluctuation of the brightness component and the visual spatial frequency characteristic was defined as the moiré intensity. The visibility of moire can be quantified by this moire intensity.
例えば、スクリーン線数185dpi、スクリーン角度67°及びプロセススピード360mm/secの条件において、マゼンタ単色で1つの濃度水準を数値化する方法を一例として説明する。 For example, a method of quantifying one density level in a single magenta color under conditions of screen ruling of 185 dpi, screen angle of 67°, and process speed of 360 mm/sec will be described as an example.
画像評価で使用した電子写真式複写機は、キヤノン(株)製フルカラー複写機imagePRESS800を用いた。A3横出力用のマシンで、画像解像度は1200dpiである。このマシンを用いて、普通紙に50mm四方の領域に一定濃度の画像を印刷した。スキャナにはEPSON社製のES-2200を用い、800dpiの解像度で画像を読み込んだ。 The electrophotographic copier used in the image evaluation was a full-color copier imagePRESS800 manufactured by Canon Inc. It is a machine for A3 landscape output, and the image resolution is 1200 dpi. Using this machine, an image of constant density was printed on plain paper in a 50 mm square area. An EPSON ES-2200 was used as a scanner, and images were read at a resolution of 800 dpi.
スキャンされた画像データをL*a*b*空間に変換して数値化した明度を周波数毎に解析するために、L*成分の画像に対して二次元FFT(高速フーリエ変換)を行い、空間周波数分解能が約0.06cycle/mmのフーリエ変換像を得た。 In order to convert the scanned image data into the L*a*b* space and analyze the quantified brightness for each frequency, a two-dimensional FFT (Fast Fourier Transform) is performed on the L* component image, and the spatial A Fourier transform image with a frequency resolution of about 0.06 cycle/mm was obtained.
得られたフーリエ変換像を1次元化して評価するためにradial frequency法を用いた。この手法は、特定の方向のパワースペクトルを求めるのではなく、2次元パワースペクトルの原点を中心にしたradial frequencyを定義して全周囲を平均する方法であり、全方向の平均的パワースペクトルを求めることができる。このようにして得られたパワースペクトルは、radially averaged power spectrum(以下、「RAPS」と記載する)と呼ばれる。RAPSにより明度の振幅を数値化することができる。 A radial frequency method was used to make the obtained Fourier transform image one-dimensional and evaluate it. This method does not obtain the power spectrum in a specific direction, but is a method of defining a radial frequency centered on the origin of the two-dimensional power spectrum and averaging the entire circumference, obtaining an average power spectrum in all directions. be able to. A power spectrum obtained in this way is called a radially averaged power spectrum (hereinafter referred to as "RAPS"). RAPS can quantify the brightness amplitude.
しかしながら、人間の視覚特性上、感知しやすい空間周波数帯及び感知しにくい空間周波数帯があるため、人間の視覚特性を考慮して明度成分の変動を重みづけする必要がある。本実施の形態では、人間の視覚特性を考慮して明度成分の変動を重みづけするために、VisualTransfer Function(以下、「VTF」と記載する)を用いた。VTFとしては、いくつかの報告があるが、Dooleyらの用いた明度変動のVTFを用いた。用いたVTF関数は、(9)式である。 However, due to the characteristics of human vision, there are spatial frequency bands that are easy to perceive and spatial frequency bands that are difficult to perceive, so it is necessary to weight variations in the brightness component in consideration of the characteristics of human vision. In the present embodiment, a VisualTransfer Function (hereinafter referred to as "VTF") is used in order to weight variations in lightness components in consideration of human visual characteristics. As the VTF, although there are several reports, the VTF of brightness variation used by Dooley et al. was used. The VTF function used is Equation (9).
VTF(u)=5.05e-(0.138πlu/180)(1-e-(0.1πlu/180)) (9)
ただし、uは、空間周波数
lは、観察距離
VTF(u)=5.05e- (0.138πlu/180) (1-e- (0.1πlu/180) ) (9)
where u is the spatial frequency
l is the observation distance
本実施の形態においては、観察距離lを300mmに設定した。 In this embodiment, the observation distance l is set to 300 mm.
図10は、1次元化したパワースペクトルにVTF(u)関数を乗算したものを示している。モアレピッチPは、前述したように、スクリーンピッチL、スクリーン角度θ及び帯電ピッチTより求めることができる。図10に示すように、モアレの空間周波数には、ピークが見られる。このピークの値が今回得られた画像のモアレ強度となる。 FIG. 10 shows the one-dimensional power spectrum multiplied by the VTF(u) function. The moiré pitch P can be obtained from the screen pitch L, the screen angle θ, and the charging pitch T, as described above. As shown in FIG. 10, a peak can be seen in the spatial frequency of the moire. The value of this peak is the moire intensity of the image obtained this time.
これらの作業を、画像信号値を変えて複数回行った。明度L*は、画像信号値を変えることに伴って変化する。 These operations were performed multiple times while changing the image signal value. The lightness L * changes with changing the image signal value.
図11は、上記のマシンを用いて得られた明度L*とモアレ強度との関係を示したものである。帯電周波数は、標準モードで用いられる2.6kHzと、モアレ回避モードで用いられる2.9kHzと、の2種類を用いて計測した。 FIG. 11 shows the relationship between lightness L * and moire intensity obtained using the above machine. Two charging frequencies, 2.6 kHz used in the standard mode and 2.9 kHz used in the moire avoidance mode, were used for measurement.
モアレ強度とモアレの視認されやすさとは良く一致する。従って、図11に示すように、モアレ強度が2e-8以下の場合にはほとんど視認されず、モアレ強度が2e-8より大きい場合にはモアレ強度が増加するほどよく視認された。 The intensity of moire and the visibility of moire are in good agreement. Therefore, as shown in FIG. 11, when the moire intensity was 2e-8 or less, the moire pattern was barely visible, and when the moire intensity was greater than 2e-8, the moire pattern was more visible as the moire intensity increased.
標準モードで用いられる帯電周波数2.6kHzにおいて、モアレ強度は、明度L*がおよそ80以上である場合に2e-8を超える場合がある。一方、モアレ回避モードで用いられる帯電周波数2.9kHzにおいて、モアレ強度は、明度L*に関わらず2e-8を超えることはなかった。 At the charging frequency of 2.6 kHz used in standard mode, moire intensity can exceed 2e-8 when the lightness L * is approximately 80 or higher. On the other hand, at the charging frequency of 2.9 kHz used in the moire avoidance mode, the moire intensity never exceeded 2e-8 regardless of the lightness L * .
これより、本実施の形態では、モアレ回避モードを実施するか否かの判断基準として、明度L*=80を閾値とした。 Therefore, in the present embodiment, the brightness L * =80 is used as the threshold for determining whether or not to implement the moire avoidance mode.
図12は、画像形成装置10が出力する画像に関して、上記のマシンを用いて得られた画像信号値と明度L*との関係を示したものである。
FIG. 12 shows the relationship between the image signal value obtained using the above machine and the lightness L* with respect to the image output by the
画像信号値は、0から255までの256段階の信号値であり、信号値が大きいほどスクリーンが形成するドットの面積が大きくなるように設計されている。即ち、形成される出力画像の濃度は画像信号値が大きいほど高くなり、図12に示すように明度L*は画像信号値が大きいほど逆に低下する。これより、画像信号値は、出力画像の濃度に対応する値である。 The image signal value is a signal value in 256 stages from 0 to 255, and is designed so that the larger the signal value, the larger the dot area formed by the screen. That is, the higher the image signal value, the higher the density of the output image to be formed. As shown in FIG. 12, the higher the image signal value, the lower the lightness L * . Accordingly, the image signal value is a value corresponding to the density of the output image.
図12に示すように、本実施の形態では、明度L*が80以上となる際の画像信号値は大凡112以下であることが判明している。そこで、明度L*=80という閾値は、画像信号値の閾値Sthとして112以下と言い換えることができる。従って、第1の閾値としての画像信号値の閾値Sthは112とした。 As shown in FIG. 12, in this embodiment, it has been found that the image signal value is approximately 112 or less when the lightness L * is 80 or more. Therefore, the threshold value of lightness L * =80 can be rephrased as 112 or less as the threshold value Sth of the image signal value. Therefore, the threshold Sth of the image signal value as the first threshold is set to 112. FIG.
なお、画像信号値の閾値Sthは、112に限らず、モアレの視認性と感光ドラム2の寿命との何れを優先させるかによって増加させてもよいし、減少させてもよい。また、画像信号値の閾値Sthは、紙のサイズ又は種類毎に異なる値を設定してもよく、ステーションの色ごとに異なる値を設定してもよい。
Note that the threshold value Sth of the image signal value is not limited to 112, and may be increased or decreased depending on which of the moire visibility and the life of the
続いて、モアレ回避モード処理について、図9を用いて更に詳細に説明する。 Next, moire avoidance mode processing will be described in more detail with reference to FIG.
図9に示すモアレ回避モード処理は、制御部400がジョブデータを受け取ることにより開始される。
The moire avoidance mode process shown in FIG. 9 is started when
まず、制御部400は、作像開始信号を受け取る(S1)。
First, the
次に、制御部400は、モアレ回避モードが選択されているか否かを判定する(S2)。例えば、制御部400は、図示しない操作部のユーザによる操作によって、この操作部よりモアレ回避モードが選択された信号が入力されたか否かを判定することにより、モアレ回避モードが選択されているか否かを判定する。
Next, the
画像診断部700は、制御部400によりモアレ回避モードが選択されていると判定された場合に(S2:Yes)、制御部400の制御により画像処理部9によって処理された各色の出力画像信号を受け取る。そして、画像診断部700は、受け取った出力画像信号に基づいて画像診断を実施し(S3)、診断結果を制御部400に出力する。
When the
例えば、画像診断部700は、図13に示す画像がマゼンタとシアンとで構成されている場合に、マゼンタの出力画像信号とシアンの出力画像信号とを受け取る。そして、画像診断部700は、色画像ごとに濃度分布を検出して画像領域を抽出する。ここで、画像領域とは、濃度が0である背景領域と明確に区別できる領域であり、例えば濃度が0より大きい画像が連続している領域である。
For example, when the image shown in FIG. 13 is composed of magenta and cyan, the
画像診断部700は、図13(b)に示すシアンの画像においては、画像領域Ic1~Ic3を抽出して、それぞれの画像領域Ic1~Ic3に対して領域面積Ac1~Ac3及び平均画像信号値Sc1~Sc3を算出する。ここで、平均画像信号値は、算出した領域面積Ac1~Ac3における画像信号値を平均した値である。画像診断部700は、算出した領域面積Ac1~Ac3及び平均画像信号値Sc1~Sc3を診断結果として制御部400に出力する。
The
次に、制御部400は、画像診断部700より診断結果として入力された領域面積Ac1~Ac3及び平均画像信号値Sc1~Sc3に基づいて、モアレ回避モードが必要な画像であるか否かを判定する(S4)。具体的には、制御部400は、領域面積Ac1~Ac3と第2の閾値としての閾値Athとの比較結果、及び平均画像信号値Sc1~Sc3と閾値Sthとの比較結果に基づいて、モアレ回避モードが必要な画像であるか否かを判定する。これにより、平均画像信号値Sc1~Sc3を用いてモアレ回避モードが必要な画像であるか否かを判定することができる。
Next, the
制御部400は、モアレ回避モードが必要な画像と判定した場合に(S4:Yes)、帯電高圧電源30がモアレ回避用の帯電周波数を設定するように制御する(S5)。モアレ回避用の周波数は、ここでは2.9kHzを例示する。
When the
例えば、画像診断部700は、Scn<Sth(図13の場合には1≦n≦3の整数)を満たすIcn(閾値未満のIcn)が存在するか否かを判定する。画像診断部700は、Scn<Sthを満たすIcnが存在する場合に、Scn<Sthを満たすIcnの中で最も大きい領域面積を選択し、選択した領域面積をAcmaxとする。そして、画像診断部700は、Acmax[cm2]>Ath[cm2]の場合に(S4:Yes)、モアレ回避モードが必要な画像と判定して、帯電高圧電源30がモアレ回避用の帯電周波数を設定するように制御する。
For example, the
例えば、制御部400は、モアレの視認されやすさを閾値Ath=20と設定し、Scn<30を満たすIcnの中で最も領域面積が大きいものとしてIc1を選択する。制御部400は、選択したIc1の領域面積Ac1=25がAth=20より大きいため、帯電高圧電源30がモアレ回避用の帯電周波数を設定するように制御する。
For example, the
次に、制御部400は、モアレ回避用の周波数の交流電圧を用いて作像動作を開始し(S6)、処理を終了する。例えば、制御部400は、選択したIc1の領域面積Ac1=25がAth=20を上回っているため、シアンの交流電圧をモアレ回避用の周波数に設定して作像動作を開始する。
Next, the
上記より、モアレ回避モードが選択された際に交流電圧の周波数をモアレ回避用の周波数に変更することにより、必要に応じてモアレを回避することができる。 As described above, by changing the frequency of the AC voltage to the frequency for avoiding moiré when the moiré avoiding mode is selected, moiré can be avoided as necessary.
一方、制御部400は、ステップS2において、モアレ回避モードを選択していない場合に(S2:No)、帯電高圧電源30がデフォルトの帯電周波数を設定するように制御し(S7)、続いてステップS6の処理を行う。デフォルトの帯電周波数は、ここでは2.6kHzを例示する。
On the other hand, if the moire avoidance mode is not selected in step S2 (S2: No), the
また、制御部400は、ステップS4において、モアレ回避モードが不必要な画像と判定した場合に(S4:No)、続いてステップS7の処理を行う。
Further, when the
具体的には、制御部400は、Scn<Sthを満たすIcnが存在しない場合、又はScn<Sthを満たすIcnの中で最も大きい領域面積Acmaxが閾値Ath以下(Acmaxが閾値以下)の場合に、モアレ回避モードが不必要な画像と判定する。 Specifically, if there is no Icn that satisfies Scn<Sth, or if the largest region area Acmax among Icn that satisfies Scn<Sth is equal to or less than the threshold Ath (Acmax is equal to or less than the threshold), It is determined that the image does not require the moire avoidance mode.
例えば、制御部400は、モアレの視認されやすさをAth=20と設定し、Smn<Sth=112を満たすImnの中で最も領域面積が大きいものとしてIm1を選択する。制御部400は、選択したIm1の領域面積Am1=8がAth=20以下であるため、モアレ回避モードが不必要な画像と判定する。これにより、制御部400は、マゼンタの交流電圧をデフォルトの周波数に設定して作像動作を開始する。このように、領域面積が閾値Ath以下であるためにモアレ回避モードが不必要な画像については交流電圧の周波数を変更しないため、感光ドラム2の短寿命化を防止又は軽減することができる。
For example, the
本実施の形態では、画像診断部700が画像処理部9により生成された出力画像信号の画像の濃度に関する診断を行う。また、制御部400が画像診断部700における診断結果に基づいて帯電高圧電源30より帯電ローラ3に印加される交流電圧の周波数を変更する。これにより、モアレを回避するために一律に帯電交流電圧の周波数を変更しないようにすることにより、感光ドラム2の短寿命化を防止又は軽減することができる。
In this embodiment, the
なお、本実施の形態において、領域面積の閾値をモアレの視認されやすさから20cm2以上に設定したが、これに限らず、領域面積の閾値を20cm2以外に設定することができる。また、紙のサイズ又は種類毎に異なる領域面積の閾値を設定してもよいし、ステーションの色毎に異なる領域面積の閾値を設定してもよい。
Note that in the present embodiment, the threshold for the area area is set to 20 cm 2 or more because moire is easily visible, but the threshold for the area area is not limited to 20
(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の構成は図1から図5と同一構成であるので、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
The configuration of the image forming apparatus according to
<モアレ回避モード処理>
本発明の実施の形態2に係る画像形成装置が実行するモアレ回避モード処理について、図14から図16を参照しながら、詳細に説明する。
<Moire avoidance mode processing>
Moire avoidance mode processing executed by the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 14 to 16. FIG.
ここで、モアレの視認レベルは、画像印刷時の相対湿度により変動する。高湿度環境においては、トナー帯電量(トリボ)が小さく、感光ドラム2の電位変動に対する濃度変動が大きい傾向がある。従って、高湿度環境においては、帯電AC電圧による感光ドラム2の電位ピッチが同等であっても、スクリーンの網点がある部分の濃度が大きく振れるため、モアレが視認されやすい傾向にある。一方、低湿度環境においては、逆の特性となり、モアレが視認されにくい傾向にある。
Here, the visibility level of moire fluctuates depending on the relative humidity during image printing. In a high-humidity environment, the toner charge amount (tribo) tends to be small, and the density fluctuation with respect to the potential fluctuation of the
図15は、上記のマシンを用いて得られた相対湿度毎(5%、60%、80%)の明度L*とモアレ強度との関係を示したものである。なお、図15は、帯電周波数をデフォルトの2.6kHzにして計測したものである。図15より、モアレ強度は、湿度が高いほど高くなっている。これより、高湿度の場合にのみモアレ回避モードの動作を行うようにすることにより、感光ドラム2が短寿命化することを防ぐことができる。
FIG. 15 shows the relationship between lightness L * and moire intensity for each relative humidity (5%, 60%, 80%) obtained using the above machine. In addition, FIG. 15 was measured with the default charging frequency of 2.6 kHz. From FIG. 15, the moire intensity increases as the humidity increases. As a result, the life of the
このように、モアレ回避モードの動作は、モアレ強度が視認されるほど大きくなる予め設定された閾値以上の湿度の場合に限って実行することが望ましい。 In this way, it is desirable to operate the moire avoidance mode only when the humidity is equal to or higher than a preset threshold value that increases as the moire intensity becomes visible.
続いて、モアレ回避モード処理について、図14を用いて更に詳細に説明する。 Next, moiré avoidance mode processing will be described in more detail with reference to FIG. 14 .
図9に示すモアレ回避モード処理は、制御部400が第1画像のジョブデータを受け取ることにより開始される。
The moire avoidance mode process shown in FIG. 9 is started when the
まず、制御部400は、作像開始信号を受け取る(S11)。
First, the
次に、制御部400は、環境センサ500より入力された測定結果より相対湿度が予め設定された閾値α以上であるか否かを判定する(S12)。閾値αは、ここでは30%を例示する。
Next, the
制御部400は、相対湿度が閾値α以上である場合に(S12:Yes)、デフォルトの帯電周波数ではモアレが視認されると判断して、モアレ回避モードが選択されているか否かを判定する(S13)。
When the relative humidity is equal to or higher than the threshold value α (S12: Yes), the
画像診断部700は、制御部400によりモアレ回避モードが選択されていると判定された場合に(S13:Yes)、制御部400の制御により画像処理部9によって処理された各色の出力画像信号を受け取る。そして、画像診断部700は、受け取った出力画像信号に基づいて画像診断を実施し(S14)、診断結果を制御部400に出力する。
When the
次に、制御部400は、画像診断部700より入力された診断結果に基づいて、モアレ回避モードが必要な画像であるか否かを判定する(S15)。
Next, the
制御部400は、モアレ回避モードが必要な画像と判定した場合に(S15:Yes)、帯電高圧電源30がモアレ回避用の帯電周波数を設定するように制御する(S16)。
When the
次に、制御部400は、モアレ回避用の周波数のまま作像動作を開始し(S17)、処理を終了する。
Next, the
一方、制御部400は、ステップS12において、相対湿度が閾値α未満である場合に(S12:No)、デフォルトの帯電周波数であってもモアレが視認されないと判断する。そして、制御部400は、帯電高圧電源30がデフォルトの帯電周波数を設定するように制御し(S18)、続いてステップS17の処理を行う。
On the other hand, in step S12, when the relative humidity is less than the threshold α (S12: No), the
また、制御部400は、ステップS13において、モアレ回避モードを選択していない場合に(S13:No)、続いてステップS18の処理を行う。
If the moire avoidance mode is not selected in step S13 (S13: No), the
また、制御部400は、ステップS15において、モアレ回避モードが不必要な画像と判定した場合に(S15:No)、続いてステップS18の処理を行う。
Further, when the
ここで、図15に示したグラフからモアレ強度が比較的高くなる明度L*=80~90までを平均し、相対湿度とモアレ強度との関係をプロットしたものを図16に示す。図16より、相対湿度とモアレ強度とは、概ね線形に上昇していることが見て取れる。また、図16に示す近似直線より、相対湿度が30%以下の場合には、デフォルトの帯電周波数であってもモアレが視認されるモアレ強度の閾値である2e-8を超えないことが明らかである。 Here, FIG. 16 shows a plot of the relationship between the relative humidity and the moire intensity by averaging the brightness L * =80 to 90 where the moire intensity is relatively high from the graph shown in FIG. It can be seen from FIG. 16 that the relative humidity and the moire intensity increase approximately linearly. Further, from the approximate straight line shown in FIG. 16, it is clear that when the relative humidity is 30% or less, even the default charging frequency does not exceed 2e-8, which is the moiré intensity threshold at which moiré is visually recognized. be.
<モアレ回避モード処理を実行することによる効果>
本発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る画像形成装置が実行するモアレ回避モード処理を実行することによる効果について、図17を参照しながら、詳細に説明する。
<Effect of Execution of Moire Avoidance Mode Processing>
The effect of executing the moire avoidance mode process executed by the image forming apparatuses according to the first and second embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図17では、高画質モードのモアレ及び感光ドラム2のドラム寿命に対しての改善効果を確認するために、実施の形態1及び実施の形態2に加えて、2つの比較例1及び比較例2を用いて、モアレの視認可否と耐久試験によるドラムの寿命とを比較した。ここで、ドラム寿命とは、耐久試験によってドラムの表層が削れることで画像不良が発生した時点の印刷枚数のことである。
In FIG. 17, in addition to
ここで、画像評価で使用した電子写真式複写機は、キヤノン(株)製フルカラー複写機ImagePRESS800を用いた(ステーションはマゼンタステーションを使用)。 Here, the electrophotographic copier used in the image evaluation was a full-color copier ImagePRESS800 manufactured by Canon Inc. (the magenta station was used as the station).
A3横出力用のマシンにおいて、記録メディアのスピードは360mm/sec及び画像解像度は1200dpiである。スクリーン線数は190dotのものを選択した。帯電周波数については、比較例1において2.52kHzの固定とし、比較例2において2.9kHzの固定とした。試験環境としては、湿度の異なる3環境(温度23℃相対湿度5%、温度23%相対湿度50%、温度23℃相対湿度80%)で行った。
In a machine for A3 landscape output, the recording media speed is 360 mm/sec and the image resolution is 1200 dpi. A screen ruling of 190 dots was selected. The charging frequency was fixed at 2.52 kHz in Comparative Example 1 and fixed at 2.9 kHz in Comparative Example 2. As the test environment, three environments with different humidity (temperature 23° C.
耐久試験の条件としては、以下の画像1~3を用い、画像1を100枚印刷→画像2を100枚印刷→画像3を100枚印刷→画像1を100枚印刷→…というように、画像1から画像3までを順番に繰り返し100枚ずつ印刷を行った。
As the conditions for the durability test, the following
画像1としては、A4用紙に余白(縦:30mm、横:30mm)を除いた全面が濃度1.5である画像を用意した。これは、画像信号値としては約255に相当し、ES-2200で測定した明度L*としては50程度に相当する。
As
画像2としては、A4用紙に余白(縦:30mm、横:30mm)を除いた全面が濃度0.8である画像を用意した。これは、画像信号値としては約150に相当し、ES-2200で測定した明度L*としては70程度に相当する。
As the
画像3としては、A4用紙に余白(縦:30mm、横:30mm)を除いた全面が濃度0.3である画像を用意した。これは、画像信号値としては約80に相当し、ES-2200で測定した明度L*としては85程度に相当する。
As the
モアレに関しての評価ランクは以下のように判定した。 The evaluation rank for moire was determined as follows.
ランクA:画像1~3のすべてでモアレが視認されない。
Rank A: Moire is not visually recognized in all
ランクB:画像1~3の中でモアレが視認されるものがある。
Rank B: Some of
耐久試験の結果の評価ランクは以下のように判定した。 The evaluation rank of the results of the durability test was determined as follows.
ランクA:ドラムの寿命が50万枚以上
ランクB:ドラムの寿命が50万枚未満
Rank A: Drum life is 500,000 sheets or more Rank B: Drum life is less than 500,000 sheets
図17に示す試験の結果において、比較例1については、湿度50%及び湿度80%の環境においてモアレが見られたためランクB判定となっている。また、比較例2については、湿度5%及び湿度50%の環境においてドラムの寿命が50万枚を下回りランクB判定となっている。 In the test results shown in FIG. 17, Comparative Example 1 was rated as rank B because moiré was observed in environments with humidity of 50% and humidity of 80%. Further, in Comparative Example 2, the life of the drum under the environment of 5% humidity and 50% humidity is less than 500,000 sheets, which is rank B judgment.
実施の形態1については、いずれの環境においてもモアレのランクはA判定となっており、モアレの発生を防ぐことができている。また、実施の形態1については、比較例2と比較して、最も使用頻度が高いと考えられる環境である温度23℃及び湿度50%の環境において、ドラム寿命が改善してランクA判定となっている。一方、実施の形態1については、より表層が削れやすい湿度5%の環境においてのみ、ドラム寿命が50万枚を下回りランクB判定となっている。
In the first embodiment, the rank of moiré is determined as A in any environment, and the occurrence of moiré can be prevented. Further, in the first embodiment, compared with the comparative example 2, the life of the drum was improved in the environment of temperature 23° C. and
実施の形態2については、3つの環境の全てにおいてモアレ及びドラム寿命のランクはA判定となった。これより、実施の形態2については、湿度に関わらずモアレの発生を防ぎつつ感光ドラム2の短寿命化を防ぐことができる。
As for the second embodiment, the moire and drum life ranks were A judgments in all three environments. As a result, in the second embodiment, it is possible to prevent the occurrence of moire regardless of the humidity and prevent the life of the
(その他の実施の形態)
上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、感光ドラム2のプロセススピードを360mm/secのみにしたが、これに限らず、複数のプロセススピードを有するようにしてもよい。この場合において、低速のプロセススピードは、比較的高画質な画像を形成する場合に供される。低速とする理由は、画質品位の高い画像を形成するために、コート紙又は厚紙等を安定的に搬送するため、定着温度を高く保つことによりトナーの溶融ムラを防止するため、及びグロスの均一性を確保するためである。
(Other embodiments)
In
上述に鑑みると、低速のプロセススピードで画像形成する際には、モアレに関しても積極的に回避することが望ましい。従って、画像形成装置10は、モアレ回避モードを実施した際の交流電圧の周波数を、プロセススピードに応じて変更して調整するようにしてもよい。
In view of the above, it is desirable to positively avoid moire when forming images at a low process speed. Therefore, the
具体的には、制御部400は、プロセススピードと帯電周波数とから算出される帯電ピッチTに注目し、より低いプロセススピードで画像形成する場合の帯電ピッチTがより高いプロセススピードで画像形成する場合の帯電ピッチTよりも狭くなるように設定する。
Specifically, the
例えば、画像形成装置10は、プロセススピードvとして360mm/secで画像形成する標準モード(以下、「高速モード」と記載する)と、プロセススピードv’として180mm/secで画像形成する低速モードを有する。
For example, the
また、画像形成装置10は、高速モードにおいて標準モード又はモアレ回避モードで画像形成する際に、交流電圧の周波数f又はf1をそれぞれ2.6kHz又は2.9kHzとし、帯電ピッチT又はT1をそれぞれ0.138mm又は0.124mmとする。また、画像形成装置10は、低速モードにおいて標準モード又はモアレ回避モードで画像形成する際において、交流電圧の周波数f2又はf3をそれぞれ1.45kHz又は1.6kHzとする。
Further, the
この際の帯電ピッチT2又はT3の値は、(1)式よりそれぞれ下記の通りとなる。 The values of the charging pitch T2 or T3 at this time are as follows from the equation (1).
T2=v’/f2=0.138(mm)
T3=v’/f3=0.113(mm)
T2=v'/f2=0.138 (mm)
T3=v'/f3=0.113 (mm)
これより、低速モードの標準モードにおける帯電ピッチT2は、高速モードの標準モードにおける帯電ピッチT=0.138(mm)と同等である。また、低速モードのモアレ回避モードにおける帯電ピッチT3は、高速モードのモアレ回避モードにおける帯電ピッチT1=0.124(mm)よりも狭く設定される。このように設定することにより、高画質及び高品質な画像を形成することが多い低速モードにおいて、モアレの観点でも画質の低下が視認されにくい高画質な画像形成が可能となる。 Accordingly, the charging pitch T2 in the standard mode of the low speed mode is equivalent to the charging pitch T=0.138 (mm) in the standard mode of the high speed mode. Also, the charging pitch T3 in the low-speed moire avoidance mode is set narrower than the charging pitch T1=0.124 (mm) in the high-speed moire avoidance mode. By setting in this way, in the low-speed mode in which high-quality and high-quality images are often formed, it is possible to form high-quality images in which degradation in image quality is difficult to see even from the viewpoint of moire.
本実施の形態によれば、帯電交流電圧によるドラム電位の高低差のピッチと、スクリーンのパターンと、によるモアレが出力画像上で視認されやすい領域が存在すると判断された場合に、帯電周波数を変更してモアレを回避することができる。また、本実施の形態によれば、モアレが出力画像上で視認されにくいと判断された場合に、帯電周波数を変更しないことにより、感光ドラム2への電気的なダメージを低く抑えることができる。これにより、一律に周波数を変更してモアレを回避する場合と比較して、感光ドラム2の短寿命化を防止又は軽減することが可能となった。
According to the present embodiment, the charging frequency is changed when it is determined that there is an area where moiré is likely to be visually recognized on the output image due to the pitch of the height difference of the drum potential due to the charging AC voltage and the pattern of the screen. to avoid moire. Further, according to the present embodiment, when it is determined that the moire is difficult to see on the output image, electrical damage to the
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
1 画像形成部
2 感光ドラム
3 帯電ローラ
4 現像装置
5 一次転写ローラ
7 露光装置
9 画像処理部
10 画像形成装置
17 定着装置
30 帯電高圧電源
31 直流電源
32 交流電源
200 入力画像処理部
300 出力画像処理部
400 制御部
500 環境センサ
600 記憶部
700 画像診断部
1
Claims (6)
前記感光体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に対して直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加する帯電高圧電源と、
画像データより画像形成用の出力画像信号を生成する画像処理部と、
前記画像処理部により生成された前記出力画像信号の画像の濃度に関する診断を行う画像診断部と、
前記画像診断部における診断結果に基づいて、前記帯電高圧電源より前記帯電部材に印加される前記交流電圧の周波数を変更する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 a photoreceptor;
a charging member that charges the photoreceptor;
a charging high-voltage power supply that applies a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage to the charging member;
an image processing unit that generates an output image signal for image formation from image data;
an image diagnosis unit that diagnoses image density of the output image signal generated by the image processing unit;
a control unit that changes the frequency of the AC voltage applied to the charging member from the charging high-voltage power supply based on the diagnosis result of the image diagnosis unit;
An image forming apparatus comprising:
前記診断結果としての前記濃度に対応する前記出力画像信号の画像信号値と、第1の閾値と、の比較結果に基づいて前記周波数を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control unit
changing the frequency based on a comparison result between an image signal value of the output image signal corresponding to the concentration as the diagnostic result and a first threshold;
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記画像信号値が前記第1の閾値未満である画像領域の領域面積が第2の閾値より大きい場合に、前記画像信号値が前記第1の閾値以上又は前記領域面積が前記第2の閾値以下の場合に設定される前記周波数よりも高くする、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The control unit
when the area of the image area where the image signal value is less than the first threshold is greater than the second threshold, the image signal value is greater than or equal to the first threshold or the area is less than or equal to the second threshold; higher than the frequency set for
3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
前記帯電高圧電源から前記帯電部材に印加される前記交流電圧に起因する電位の高低差と、画像形成時のスクリーンパターンと、による干渉を回避するモアレ回避モードが選択された際に前記周波数を変更する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit
The frequency is changed when a moire avoidance mode for avoiding interference between a screen pattern and a screen pattern during image formation is selected. do,
4. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
前記制御部は、
前記環境センサにおける測定結果に基づいて前記周波数を変更する、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 having an environment sensor that measures the temperature and humidity outside the image forming apparatus;
The control unit
changing the frequency based on measurements in the environmental sensor;
5. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized by:
プロセススピードに応じて前記周波数を変更する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit
changing the frequency according to process speed;
6. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized by:
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