JP6234888B2

JP6234888B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6234888B2
Application number: JP2014130910A
Authority: JP
Inventors: 亘掛布
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: JP2016009144A

Description

本発明は、画像形成装置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は、トナーやインクなどの色材を使用して印刷を行っている。ある画像形成装置は、印刷すべき画素に色材で形成されるドットを間引くことで、色材の消費量を低減している（例えば特許文献１参照）。

特開平９−３２１９９０号公報

しかしながら、印刷すべき画像における細線においてドットを間引くと、細線が途切れて印刷されてしまうことがある。

他方、印字階調を低くしてドットを形成することで色材の消費量を低減することが考えられる。しかし、その場合においても、細線が途切れて印刷されてしまう可能性がある。例えば、電子写真方式の場合、細線の印字階調を低くすることで静電潜像の電位が十分に低くならず、トナーが付着しなくなってしまう可能性がある。また、この場合のドット径は、図８に示すように、最大印字階調（つまり最大露光量）でのドット径より小さくなるため、細線のエッジ部分のジャギーが目立ちやすくなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、印字階調を低くしたりドット間引きを行った際の細線の印刷画質の低下を抑える画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に光を照射して印刷画像の静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置を制御する制御部とを備える。そして、前記制御部は、中間印字階調レベルの細線またはドット間引き済みの細線を印字する際に、前記細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させる。そして、前記制御部は、前記細線が縦細線または斜め細線である場合、主走査方向に沿って特定の画素数だけ前記露光装置に微小露光を実行させ、前記細線が横細線である場合、前記細線のエッジ部分に隣接する特定数のラインに対して前記露光装置に微小露光を実行させる。また、前記制御部は、印字領域と前記印字領域に隣接する非印字領域とを含む複数のパッチ画像の前記非印字領域に対して、異なる露光量で前記露光装置に微小露光を実行させ、前記濃度センサーによる前記パッチ画像のトナー画像濃度測定結果に基づいて、前記細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対する微小露光の露光量を決定する。その際、前記制御部は、前記露光量で１つのパッチ画像を現像させた後、前記濃度センサーによる前記パッチ画像のトナー画像濃度を取得し、取得した前記トナー画像濃度が所定濃度を超えたか否かを判定し、取得した前記トナー画像濃度が所定濃度を超えていない場合には、前記非印字領域の前記露光量を所定量だけ増加させて次の前記パッチ画像を現像させるようにして、前記パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えるまで、前記露光量を初期値から所定量ずつ増加させ前記パッチ画像を順番に現像させていき、前記パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えたときに、１つ前の前記露光量を、前記微小露光領域の露光量にセットする。

本発明によれば、印字階調を低くしたりドット間引きを行った際の細線の印刷画質の低下が抑えられる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理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、図１における露光装置２ａおよび周辺回路の構成例を示す図である。図３は、図１に示す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４は、図２および図３における制御部１６が露光装置２ａ〜２ｄを制御することで形成される、細線のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域について説明する図である（１／２）。図５は、図２および図３における制御部１６が露光装置２ａ〜２ｄを制御することで形成される、細線のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域について説明する図である（２／２）。図６は、図１に示す画像形成装置の動作を説明する図である。図７は、実施の形態２における複数のパッチ画像の一例を示す図である。図８は、最大印字階調の１ドット幅の細線と中間印字階調の１ドット幅の細線とを示す図である。

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処理装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像処理装置は、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、電子写真方式の印刷機能を有する画像形成装置である。

この実施の形態の画像処理装置は、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２ａ〜２ｄおよび現像装置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。露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ〜２ｄ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）を有するレーザースキャニングユニットである。

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。

現像装置３ａ〜３ｄには、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カートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ〜３ｄは、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。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置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、各種調整用のパッチ画像などのトナー画像の濃度測定に使用されるセンサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の箇所に光線を照射し光線の反射光（測定光）を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１における露光装置２ａおよび周辺回路の構成例を示す図である。図３は、図１に示す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。なお、図２に示す露光装置２ａは、感光体ドラム１ａに光を入射して静電潜像を形成する。感光体ドラム１ｂ〜１ｄ用の露光装置２ｂ〜２ｄも、露光装置２ａと同様の構成を有する。

図２において、露光装置２ａは、レーザーダイオード１１と、光学系１２と、ポリゴンミラー１３と、光センサー１４と、ドライバー回路１５と、制御部１６と、画像処理部１７とを有する。

レーザーダイオード１１は、レーザー光線を出射する光源である。光学系１２は、レーザーダイオード１１からポリゴンミラー１３までの間、および／またはポリゴンミラー１３から感光体ドラム１ａおよび光センサー１４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系１２には、ｆθレンズなどが使用される。

また、ポリゴンミラー１３は、感光体ドラム１ａの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー１３は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード１１から出射した光線を感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。

また、光センサー１４は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー１３により走査された光を受光するセンサーである。光センサー１４は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。光センサー１４は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出するために使用される。

また、ドライバー回路１５は、光センサー１４の主走査同期信号に基づいて主走査方向の同期を取りつつ、駆動信号に従ってレーザーダイオード１１を発光させる。

また、制御部１６は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、１次転写バイアスを印加するバイアス回路、現像装置３ａ〜３ｄ、露光装置２ａ〜２ｄなどを制御して、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。さらに、制御部１６は、画像処理部１７からの画像データの各画素の値に対応する駆動信号を出力して露光装置２ａの光量を制御する。つまり、制御部１６は、感光体ドラム１ａに入射する光の光量（各画素の光量）を制御する。

図４および図５は、図２および図３における制御部１６が露光装置２ａ〜２ｄを制御することで形成される、細線のエッジ部分の低濃度側の微小露光領域について説明する図である。図４は、細線が縦細線である場合の微小露光領域について説明する図であり、図５は、細線が横細線である場合の微小露光領域について説明する図である。

制御部１６は、各トナー色について、画素値が均一な中間印字階調レベルの細線またはドット間引き済みの細線を印字する際に、その細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域（以下、微小露光領域という）に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させる。なお、この実施の形態では、細線は、１ドット以上でありかつ３ドット以下の幅の線である。

例えばトナー消費量を削減するために、制御部１６は、各トナー色について、必要に応じて、画素値が均一な中間印字階調レベルの細線またはドット間引き済みの細線を印字する。そのようなトナー消費量削減を行うか否かは、ユーザーによる設定に基づいて決定されてもよいし、画像内容などに基づいて自動的に決定されるようにしてもよい。

ここでは、微小露光は、微小露光による潜像電位によってトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄに付着しない露光量とされる。この実施の形態では、微小露光は、各画素に対して、微小露光による潜像電位によってトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄに付着しない露光パルス幅での露光である。

制御部１６は、図４に示すように細線が縦細線（または斜め細線）である場合、主走査方向に沿って特定の画素数（図４では３画素）だけ露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させ、図５に示すように細線が横細線である場合、細線のエッジ部分に隣接する特定数（図５では２ライン）のラインに対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させる。

なお、図４に示す細線は、中間印字階調レベルの細線であり、図５に示す細線は、毎５ドットのうちの１ドットを間引きした、ドット間引き済みの細線である。

画像処理部１７は、色変換、スクリーン処理などの画像処理を実行し、画像処理後の画像データを制御部１６に供給する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図６は、図１に示す画像形成装置の動作を説明する図である。ここでは、細線が中間印字階調レベル（飽和値が１５である場合の９）の１ドット幅の縦細線である場合の動作について説明する。

図６に示すように、制御部１６は、画素クロックに同期して、画像処理部１７から供給される画像データの値に基づき、主走査方向に沿って各画素に対応する駆動信号の値を特定し、駆動信号をドライバー回路１５に供給している。

画像データにおいて、背景部分の画素値は０となっており、細線の画素値は中間印字階調レベルである９となっている。

ここでは、制御部１６は、画像データにおける画素値をパルス幅変調して駆動信号を生成している。したがって、画素値が０である場合、駆動信号は、その画素についての１００％の期間、ローレベルとされ、画素値が１５である場合、駆動信号は、その画素についての１００％の期間、ハイレベルとされる。したがって、画素値が中間調を示している場合、駆動信号は、１００％未満の期間、ハイレベルとされる。なお、図６における微小露光領域信号は、制御部１６内で生成される、微小露光領域に対応する期間を指定する信号である。

制御部１６は、微小露光領域の画素値に拘わらず露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させる。

このとき、微小露光領域内の各画素について、制御部１６は、所定の時間幅Ｔｐｄで露光させ、その画素の潜像電位を低下させる。時間幅Ｔｐｄは、その画素の潜像電位によって、トナーが付着しないように設定される。

このように、細線のエッジ部分周辺の潜像電位が低下するため、エッジ付近で細線の露光だけではトナーが付着しにくい箇所（細線内のドット中心とドット中心の中間のエッジ付近）にもトナーが付着するため、細線のジャギーが軽減される。

以上のように、上記実施の形態１によれば、制御部１６は、中間印字階調レベルの細線またはドット間引き済みの細線を印字する際に、その細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域（微小露光領域）に対して露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させる。

これにより、印字階調を低くしたりドット間引きを行った際の細線の印刷画質の低下が抑えられる。

実施の形態２．

実施の形態２に係る画像形成装置は、実施の形態１に係る画像形成装置と同様の構成を有する。ただし、実施の形態２では、制御部１６が、微小露光領域の露光量の調整を行う。

実施の形態２では、制御部１６は、複数のパッチ画像を現像させ、その際、複数のパッチ画像内の非印字領域に対して、異なる露光量で露光装置２ａ〜２ｄに微小露光を実行させる。そして、制御部１６は、センサー８によるパッチ画像のトナー画像濃度測定結果に基づいて、細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対する微小露光の露光量（ここでは、露光パルス幅）を決定する。

図７は、実施の形態２における複数のパッチ画像の一例を示す図である。

パッチ画像５１〜５３は、それぞれ、ｐドットの印字領域と印字領域に隣接するｑドットの非印字領域とを交互にｎ個含む高さｍラインの画像である。

そして、制御部１６は、パッチ画像５１を現像させる際に、印字領域の印字階調を（例えば最大印字濃度で）一定とし、非印字領域の露光量を第１露光量に設定し、パッチ画像５２を現像させる際に、非印字領域の露光量を第１露光量より多い第２露光量に設定し、パッチ画像５３を現像させる際に、非印字領域の露光量を第２露光量より多い第３露光量に設定していく。ここでは、パッチ画像５１，５２，５３の順に、非印字領域における１画素あたりの露光パルス幅を大きくしていく。

例えば、制御部１６は、１つのパッチ画像を現像させた後、センサー８によるそのパッチ画像のトナー画像濃度（パッチ画像の平均濃度）を取得し、そのトナー画像濃度が所定濃度を超えたか否かを判定し、そのトナー画像濃度が所定濃度を超えていない場合には、露光量を所定量（ここでは所定パルス幅）だけ増加させて次の（１つの）パッチ画像を現像させる。そして、制御部１６は、パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えるまで、露光量を初期値（例えばゼロ）から所定量ずつ増加させパッチ画像を順番に現像させていき、パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えたときに、１つ前の露光量を、上述の微小露光領域の露光量にセットする。

また、例えば、露光パルス幅が０レベル〜１５レベルの１６段階で離散的に設定される場合、センサー８によって濃度変化が検出されるレベルより１つ下のレベルが、微小露光領域の１画素あたりの露光パルス幅Ｔｐｄに設定される。

これにより、微小露光領域の露光量が、装置の状態などに応じて適切な量に調整される。なお、この調整は、微小露光を行う直前、装置内の温度や湿度が変化したとき、所定印字枚数ごとなどといった所定のタイミングで実行される。

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

以上のように、上記実施の形態２によれば、微小露光領域の露光量が適切に調整される。

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。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ感光体ドラム（感光体の例）
２ａ〜２ｄ露光装置
８センサー（濃度センサーの一例）
１６制御部
５１〜５３パッチ画像

Claims

感光体と、
前記感光体に光を照射して印刷画像の静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置を制御する制御部と、
トナー画像の濃度を測定する濃度センサーとを備え、
前記制御部は、中間印字階調レベルの細線またはドット間引き済みの細線を印字する際に、前記細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対して前記露光装置に微小露光を実行させ、
前記制御部は、前記細線が縦細線または斜め細線である場合、主走査方向に沿って特定の画素数だけ前記露光装置に微小露光を実行させ、前記細線が横細線である場合、前記細線のエッジ部分に隣接する特定数のラインに対して前記露光装置に微小露光を実行させ、
前記制御部は、印字領域と前記印字領域に隣接する非印字領域とを含む複数のパッチ画像の前記非印字領域に対して、異なる露光量で前記露光装置に微小露光を実行させ、前記濃度センサーによる前記パッチ画像のトナー画像濃度測定結果に基づいて、前記細線のエッジ部分の低濃度側の所定領域に対する微小露光の露光量を決定し、
前記制御部は、１つの前記パッチ画像を現像させた後、前記濃度センサーによる前記パッチ画像のトナー画像濃度を取得し、取得した前記トナー画像濃度が所定濃度を超えたか否かを判定し、取得した前記トナー画像濃度が所定濃度を超えていない場合には、前記非印字領域の前記露光量を所定量だけ増加させて次の前記パッチ画像を現像させるようにして、前記パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えるまで、前記露光量を初期値から所定量ずつ増加させ前記パッチ画像を順番に現像させていき、前記パッチ画像のトナー画像濃度が所定濃度を超えたときに、１つ前の前記露光量を、前記微小露光領域の露光量にセットすること、
を特徴とする画像形成装置。
前記微小露光は、前記微小露光による潜像電位によってトナーが前記感光体に付着しない露光量で実行されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記細線は、１ドット以上３ドット以下のドット幅であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。