JP6836725B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置（第１の画像形成装置）は、スクリーン処理の対象画像上でディザパターンの位置が直線状に遷移しないようにディザパターンの位置をシフトさせつつスクリーン処理を実行して、階調ムラを分散し平均化している（例えば特許文献１参照）。

別の画像形成装置（第２の画像形成装置）は、センサーで検出されるかユーザーにより設定される用紙の地合いに応じて、電子写真プロセスのパラメーターを調整している（例えば特許文献２参照）。

特開２０１０−０４５６０２号公報 特開２００１−３３７４９６号公報

電子写真プロセスにおいては、定着の温度や圧力のムラに起因してハーフトーンパターンで表現される画像の粒状度が悪化することがある。

上述の第１の画像形成装置では、すべての画像に対して一律に上述のスクリーン処理を行っているため、階調ムラは軽減されるものの、そのような階調ムラの軽減が不要な画像にも同一のスクリーン処理が行われるため、不必要に階調の解像度が低下してしまう。また、上述の第２の画像形成装置では、センサーやユーザー操作が要求されるため、装置のコストが高くなったり、ユーザーの作業負担が大きくなったりしてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、粒状度が悪化しやすい画像についてスクリーン処理のパラメーターを自動的に調整し、印刷画質を良好にす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、原画像に対してスクリーン処理を実行して印刷画像を生成するスクリーン処理部と、前記印刷画像に対応するトナー画像を前記印刷用紙に定着する定着器と、前記定着器の定着温度を検出する定着温度検出部と、前記定着温度検出部により検出された前記定着温度に基づいて前記定着器の定着温度を制御するコントローラーと、前記原画像における特定の中間調領域の割合が所定の第１閾値以上であるか否かを判定する対象パターン検出部とを備える。そして、前記スクリーン処理部は、前記特定の中間調領域の割合が前記第１閾値以上であり、かつ前記定着温度検出部により検出された前記定着温度が所定の第２閾値以上である場合、前記スクリーン処理のスクリーンパターンを通常パターンから調整パターンへ切り替える。

本発明によれば、粒状度が悪化しやすい画像についてスクリーン処理のパラメーターを自動的に調整し、印刷画質を良好にする画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

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、図１および図２に示す画像形成装置の動作について説明するフローチャートである。 図４は、図３における温度条件判定処理（ステップＳ２）の詳細を説明するフローチャートである。 図５は、図３における画像属性条件判定処理（ステップＳ３）の詳細を説明するフローチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

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。この画像形成装置は、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、電子写真方式の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２ａ〜２ｄ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。

露光装置２ａ〜２ｄ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。

現像装置３ａ〜３ｄは、トナーコンテナーから供給されるトナーを使用して現像を行う。具体的には、現像装置３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーコンテナーと、トナーコンテナー内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄへ付着させる現像器とを有し、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、図示せぬモーターなどの駆動装置によって動作するトナー搬送部によって、トナーホッパーから現像器へ搬送される。

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（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８へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。定着器８は、加熱加圧方式で、印刷用紙上に転写されているトナー画像（後述の画像処理部２２により生成された印刷画像に対応するトナー画像）を印刷用紙に定着する。

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。

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、画像読取装置１２と、印刷装置１３と、操作パネル１４と、演算処理装置１５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内部デバイスであって、印刷要求を受信する。

画像読取装置１２は、原稿から原稿画像を光学的に読み取り、原稿画像の画像データを出力する内部デバイスである。

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。印刷装置１３は、定着器８の定着温度（例えば定着ローラーの表面温度）を検出する定着温度検出部１３ａを備える。定着温度検出部１３ａは、例えば温度センサーである。

操作パネル１４は、ユーザーに対して各種情報を表示する液晶ディスプレイ、インジケーターなどの表示装置と、ユーザー操作を検出するタッチパネル、ハードキーなどの入力装置とを備える。

また、演算処理装置１５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、各種処理部として動作する。必要に応じて、各種プログラムが演算処理装置１５により実行され、この実施の形態では、演算処理装置１５は、図示せぬオペレーティングシステム、画像入力部２１、画像処理部２２、コントローラー２３などの処理部として動作する。

画像入力部２１は、通信装置１１により受信された印刷要求から印刷用の原画像の画像データを生成して画像処理部２２へ供給したり、画像読取装置１２から原画像の画像データを取得して画像処理部２２へ供給したりする。

画像処理部２２は、その画像データに対して所定の画像処理を実行し、スクリーン処理で量子化された印刷データ（例えば色ごとに２値化された印刷画像の画像データ）を生成する。

画像処理部２２は、対象パターン検出部３１およびスクリーン処理部３２を備える。

対象パターン検出部３１は、原画像における特定の中間調領域の割合が所定の第１閾値以上であるか否かを判定する。この特定の中間調領域は、スクリーン処理により原画像から生成される印刷画像において粒状度が高くなりやすいスクリーン密度（網点ドットパターンまたは万線の成長度合い）に対応する特定の階調値範囲内の階調値を有する。

対象パターン検出部３１は、属性カウント部４１、階調値分布特定部４２、および条件判定部４３を備える。

属性カウント部４１は、原画像における画素属性（文字属性、ラスター画像属性およびベクター画像属性）ごとに画素数をカウントし、全画素数に対するイメージ属性（ラスター画像属性およびベクター画像属性）の画素数の比率（以下、イメージ属性比率という）を特定する。

階調値分布特定部４２は、イメージ属性の画素の階調値の分布を特定する。具体的には、階調値分布特定部４２は、イメージ属性の画素の階調値（画素値）のヒストグラムを生成し、全階調範囲（０〜Ｎ）のうちの特定の中間調範囲（Ｎ１〜Ｎ２，Ｎ１＞０，Ｎ２＜Ｎ）における画素数の比率（つまり、イメージ属性の全画素数に対する特定の中間調範囲の画素数の比率、以下、中間調比率という）を特定する。

例えば、階調値分布特定部４２は、８ビット階調の原画像を縮小して（低解像度化して）縮小画像を生成し、ビン幅を１５として（ビン数を１７として）ヒストグラムを生成し、上述の特定の中間調範囲を６０〜１９５として、中間調比率を特定する（つまり、この場合、Ｎ＝２５５，Ｎ１＝６０，Ｎ２＝１９５）。

条件判定部４３は、イメージ属性比率と中間調比率との積を上述の特定の中間調領域の割合として計算し、その積が上述の第１閾値以上であるか否かを判定する。

スクリーン処理部３２は、原画像（つまり、画像入力部２１により取得され画像処理部２２により所定の画像処理が施された画像）に対してスクリーン処理を実行して印刷画像を生成する。特に、スクリーン処理部３２は、定着温度検出部１３ａにより検出された定着温度に応じて、スクリーン処理のスクリーンパターン（ディザパターン、万線パターンなど）を通常パターンから調整パターンへ切り替える。

具体的には、この実施の形態では、スクリーン処理部３２は、上述の特定の中間調領域の割合が所定の第１閾値以上であり、かつ定着温度検出部１３ａにより検出された定着温度が所定の第２閾値以上である場合、スクリーン処理のスクリーンパターンを通常パターンから調整パターンへ切り替える。なお、第１閾値および第２閾値は、実験などにより予め求められる。

なお、対象パターン検出部３１を設けずに、原画像に拘わらず、検出された定着温度が第２閾値以上である場合、スクリーン処理のスクリーンパターンを通常パターンから調整パターンへ切り替えるようにしてもよい。

ここで、上述のスクリーン処理で網点スクリーンが使用される場合、調整パターンのスクリーン線数は、通常パターンのスクリーン線数より少なく設定されている。また、上述のスクリーン処理で万線スクリーンが使用される場合、調整パターンのスクリーン成長度合は、前記通常パターンのスクリーン成長度合より小さく設定されている。つまり、調整パターンでは網点ドット間の間隔および万線間の間隔が、通常パターンより大きくなり、互いに隣接する網点ドットや万線が定着時に不適切に繋がってしまうことが抑制される。

また、上述の通常パターンを網点スクリーンとし、調整パターンを万線スクリーンとしてもよい。

また、コントローラー２３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２３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２ａ〜２ｄ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。特に、コントローラー２３は、上述の定着温度検出部１３ａにより検出された定着温度（つまり、測定値）に基づいて、定着器８内のヒーターを制御して、定着器８の定着温度を制御する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図３は、図１および図２に示す画像形成装置の動作について説明するフローチャートである。図４は、図３における温度条件判定処理（ステップＳ２）の詳細を説明するフローチャートである。図５は、図３における画像属性条件判定処理（ステップＳ３）の詳細を説明するフローチャートである。

例えば印刷ジョブにおいて画像入力部２１により原画像の画像データが取得されると（ステップＳ１）、スクリーン処理部３２は、温度条件判定処理を実行し（ステップＳ２）、対象パターン検出部３１は、原画像に対して画像属性条件判定処理を実行する（ステップＳ３）。なお、温度条件判定処理および画像属性条件判定処理は、任意の順番で実行してよく、また、並行に実行してもよい。

図４に示すように、温度条件判定処理では、スクリーン処理部３２は、定着温度検出部１３ａから定着温度の測定値を取得し（ステップＳ１１）、その定着温度の測定値が所定値（第２閾値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。その定着温度の測定値が第２閾値以上である場合、スクリーン処理部３２は、温度条件が成立していると判定し（ステップＳ１３）、その定着温度の測定値が第２閾値以上ではない場合、スクリーン処理部３２は、温度条件が成立していないと判定する（ステップＳ１４）。

例えば朝など環境温度が低いほど、定着温度が高くなるように制御され、定着温度が高くなるほど、印刷用紙に定着されたトナー画像の粒状度が高くなる。そのため、温度条件判定処理では、その定着温度の測定値が第２閾値以上であるか否かが判定される。

また、図５に示すように、画像属性条件判定処理では、属性カウント部４１は、原画像の画像データに基づいて、上述のようにしてイメージ属性比率を特定し（ステップＳ２１）、条件判定部４３は、イメージ属性比率が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。

イメージ属性比率が所定値以上である場合、階調値分布特定部４２は、原画像の画像データに基づいて、イメージ属性の画素の階調値の分布を特定し（ステップＳ２３）、上述のようにして中間調比率を特定する（ステップＳ２４）。

そして、条件判定部４３は、イメージ属性比率と中間調比率との積が上述の第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

イメージ属性比率と中間調比率との積が上述の第１閾値以上である場合、条件判定部４３は、画像属性条件が成立していると判定し（ステップＳ２６）、イメージ属性比率と中間調比率との積が上述の第１閾値以上ではない場合、条件判定部４３は、画像属性条件が成立していないと判定する（ステップＳ２７）。また、ステップＳ２２においてイメージ属性比率が所定値以上ではないと判定された場合、条件判定部４３は、画像属性条件が成立していないと判定する（ステップＳ２７）。

図３に戻り、温度条件判定処理および画像属性条件判定処理が完了すると、スクリーン処理部３２は、温度条件および画像属性条件の両方が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４）。

温度条件および画像属性条件の少なくとも一方が成立していない場合、スクリーン処理部３２は、通常パターンのスクリーンを選択する（ステップＳ５）。一方、温度条件および画像属性条件の両方が成立している場合、スクリーン処理部３２は、調整パターンのスクリーンを選択する（ステップＳ６）。

そして、画像処理部２２は、原画像に対して出力用画像処理を実行する（ステップＳ７）。このとき、画像処理部２２は、色補正処理、色変換処理、黒生成およびＵＣＲ（Under Color Removal）処理などを実行し、スクリーン処理部３２は、選択したスクリーンでスクリーン処理を実行する。

その後、コントローラー２３は、出力用画像処理によって原画像から生成された印刷画像に基づいて、印刷装置１３を制御して、印刷装置１３に、その印刷画像に対応するトナー画像を現像させ、印刷用紙に転写させ、印刷用紙にトナー画像を定着させる（ステップＳ８）。

以上のように、上記実施の形態によれば、スクリーン処理部３２は、原画像に対してスクリーン処理を実行して印刷画像を生成する。定着器８は、印刷画像に対応するトナー画像を印刷用紙に定着する。コントローラー２３は、定着温度検出部１３ａにより検出された定着温度に基づいて定着器８の定着温度を制御する。そして、スクリーン処理部３２は、定着温度検出部１３ａにより検出された定着温度に応じて、スクリーン処理のスクリーンパターンを通常パターンから調整パターンへ切り替える。

これにより、定着温度管理のための定着センサーを使用することでセンサーを別途追加せずに低コストで、粒状度が悪化しやすいときにスクリーン処理のパラメーター（網点、万線などのスクリーン種別、スクリーン線数、万線の成長度合など）が自動的に調整され、印刷画質が良好になる。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

８ 定着器
１３ａ 定着温度検出部
２３ コントローラー
３１ 対象パターン検出部
３２ スクリーン処理部

Claims (3)

1. 原画像に対してスクリーン処理を実行して印刷画像を生成するスクリーン処理部と、
   前記印刷画像に対応するトナー画像を印刷用紙に定着する定着器と、
   前記定着器の定着温度を検出する定着温度検出部と、
   前記定着温度検出部により検出された前記定着温度に基づいて前記定着器の定着温度を制御するコントローラーと、
   前記原画像における特定の中間調領域の割合が所定の第１閾値以上であるか否かを判定する対象パターン検出部とを備え、
   前記スクリーン処理部は、前記特定の中間調領域の割合が前記第１閾値以上であり、かつ前記定着温度検出部により検出された前記定着温度が所定の第２閾値以上である場合、前記スクリーン処理のスクリーンパターンを通常パターンから調整パターンへ切り替えること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記スクリーン処理で網点スクリーンが使用される場合、前記調整パターンのスクリーン線数は、前記通常パターンのスクリーン線数より少なく、
   前記スクリーン処理で万線スクリーンが使用される場合、前記調整パターンのスクリーン成長度合は、前記通常パターンのスクリーン成長度合より小さいこと、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記通常パターンは、網点スクリーンであり、前記調整パターンは、万線スクリーンであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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