(57)【要約】【課題】  モアレ画像を低減できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  高圧交流電圧を含む高圧電圧により像形成担持体を帯電させた後、該像形成担持体に画像情報に応じてレーザーを照射し、該像形成担持体上に静電潜像を描き、該静電潜像を現像剤より可視化する画像形成装置であって、画像形成する画像情報を解析し、モアレ画像発生の有無を判別し（７０６）、モアレ画像発生の有を判別した場合に、前記画像形成する画像情報に補正を加え（７０８）、補正後の画像情報に応じてレーザーを照射するように制御する。【選択図】        図７
2006163141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧交流電圧を含む高圧電圧により像形成担持体を帯電させた後、該像形成担持体に画像情報に応じてレーザーを照射し、該像形成担持体上に静電潜像を描き、該静電潜像を現像剤により可視化する画像形成装置であって、
画像形成する画像情報を解析し、モアレ画像発生の有無を判別する判別手段と、
前記判別手段により有と判別した場合に、前記画像形成する画像情報に補正を加え、補正後の画像情報に応じてレーザーを照射するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記判別手段は、
高圧交流電圧の周波数をｆ［Ｈｚ］、前記像形成担持体の移動速度をＶｐ［ｍｍ／ｓｅｃ］、前記レーザーの走査密度をＤ［ｄｐｉ］、前記像形成担持体の回転方向に連続して前記現像剤により可視化される画素数をＮ［ｄｏｔ］、前記回転方向に連続して前記現像剤により可視化される画素間の空白部画素数をｎ［ｄｏｔ］、
前記回転方向の画像周期の周波数をＦ（Ｄ／Ｖｐ／２５．４×（Ｎ＋ｎ））［Ｈｚ］、
とした場合に、干渉のピッチＰが、
１＜Ｐ＝Ｖｐ／｜Ｆ−ｆ｜＜１００［ｍｍ］のときに、
有と判別することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記画像情報の補正は、該画像情報の白部においてレーザーを照射することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記白部は、現像剤により現像する画素に隣接する前記像形成担持体回転方向における、下流側および／または上流側の白部であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
該白部におけるレーザーの照射強度は、前記現像剤により可視化される画素に対するレーザーの照射強度に比べ、弱いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記白部におけるレーザーの照射強度は、前記像形成担持体の感度に応じて変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記白部におけるレーザーの照射強度は、前記像形成担持体の使用履歴に応じて変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
高圧交流電圧を含む高圧電圧により像形成担持体を帯電させた後、該像形成担持体に画像情報に応じてレーザーを照射し、該像形成担持体上に静電潜像を描き、該静電潜像を現像剤より可視化する画像形成装置における画像形成方法であって、
画像形成する画像情報を解析し、モアレ画像発生の有無を判別するステップＡと、
前記ステップＡにより有と判別した場合に、前記画像形成する画像情報に補正を加え、補正後の画像情報に応じてレーザーを照射するように制御するステップＢとを備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成方法を実現するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関し、特にそのモアレ画像の低減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧交流電圧を高圧直流電圧に重畳させた高圧出力にて、像形成担持体を帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置では、像形成担持体上を均一に帯電するために、交流電圧の周波数や電圧値、直流電圧の電圧値が決められている。さらに、像形成担持体表面の耐久性や高圧交流電圧を印加して帯電するときに生じる帯電音、像形成担持体上に形成される画像が周期的なパターンとなったときに、高圧交流電圧の周波数と周期的なパターンとが干渉して生じる、モアレ画像を回避するために、高圧交流電圧および高圧直流電圧が最適化されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高圧交流電圧の周波数および、プロセススピードをモアレ画像が生じない範囲に決定する手法が、特許文献２には、高圧交流電圧の周波数発生装置を複数設け、適宜切り換えることでモアレ画像を生じさせない手法等が開示されている。
【特許文献１】特開平３−１０１７６５号公報
【特許文献２】特開平５−１６５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電子写真装置にあっては、前述のように、モアレ画像を生じさせない範囲に、高圧交流電圧の周波数成分やプロセススピードの設計を行っていた。しかしながら、印刷画像の解像度（単位面積あたりの分解能）が向上し、高精細化が進む中、周期的なパターンによる画像周波数が高周波帯域を使用するようになり、想定される画像周波数に対し、モアレ画像を生じさせない範囲は非常に狭く、回避することが難しくなりつつある。
【０００５】
また、高圧交流電圧の周波数発生装置を複数設け、適宜切り替えを行う構成では、１枚の印刷画像情報の中に複数の画像周波数を持つような場合、印字中に高圧交流電圧の周波数成分を切り換えることは難しい。さらに、複数の周波数発生装置を設ける場合、周波数に応じて印刷に使用される種々のプロセス条件値を最適化するために、より多くの高圧回路や、電源電圧を必要とし、装置の大型化や消費電力の上昇と言った問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、高圧交流電圧およびプロセススピードによらず、かつ、周波数を切り換えて回避する手段では難しい、一つの画像情報に、異なる複数の繰り返しパターンを持つ場合であっても、高圧交流電圧の周波数成分と周期的なパターンによって構成される画像周波数とによるモアレ画像を低減できる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。
【０００８】
（１）高圧交流電圧を含む高圧電圧により像形成担持体を帯電させた後、該像形成担持体に画像情報に応じてレーザーを照射し、該像形成担持体上に静電潜像を描き、該静電潜像を現像剤により可視化する画像形成装置であって、
画像形成する画像情報を解析し、モアレ画像発生の有無を判別する判別手段と、
前記判別手段により有と判別した場合に、前記画像形成する画像情報に補正を加え、補正後の画像情報に応じてレーザーを照射するように制御する制御手段とを備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高圧交流電圧およびプロセススピードによらず、かつ、周波数を切り換えて回避する手段では難しい、一つの画像情報に、異なる複数の繰り返しパターンを持つ場合であっても、高圧交流電圧の周波数成分と周期的なパターンによって構成される画像周波数とによるモアレ画像を低減できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で、またプログラムの形で実施することもできる。
【実施例１】
【００１１】
図２は、実施例１である“画像形成装置”の構成を示す断面図である。
図２において、１は像担持体たる感光像形成担持体であり、ＯＰＣ、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されており、駆動装置Ａにより矢示の時計方向ａに所定の周速度で回転駆動される。
【００１２】
２は回転する感光像形成担持体１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置であり、本実施例では帯電ローラを使用した接触帯電装置を用いている。
【００１３】
３は画像情報露光手段であり、本実施例ではレーザービームスキャナーを用いている。
【００１４】
このスキャナー３は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有してなり、不図示のホスト装置から送られてきた画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬを出射して感光像形成担持体１の一様に帯電された表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００１５】
４はプロセスカートリッジを構成する現像装置であり、感光像形成担持体１上の静電潜像をトナー像として現像する。
【００１６】
現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【００１７】
５は弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材としての転写ローラであり、感光像形成担持体１に対して加圧接触させて転写ニップ部Ｎを形成しており、駆動装置Ｂにより矢示の時計方向ｂに所定の周速度で回転駆動される。
【００１８】
感光像形成担持体１上に形成されたトナー像は、該転写ニップ部Ｎに対して給紙部から給紙された記録材Ｐ（転写材）に対して順次静電転写される。
【００１９】
手差し給紙部７やカセット給紙部１４等の給紙部から給紙された記録材Ｐは、プレフィードセンサ１０で待機した後に、レジストローラ１１、レジストセンサ１２、転写前ガイド１３を通過して転写ニップ部Ｎに給紙される。
【００２０】
記録材Ｐは、レジストセンサ１２によって感光像形成担持体１の表面に形成されたトナー像と同期取りされて、感光像形成担持体１と転写ローラ５とで形成される転写ニップ部Ｎに供給される。
【００２１】
また、給紙部において記録材Ｐの給紙時に複数の記録材を誤って給紙してしまう重送と言った問題を解消するために、分離ローラ８、１５等が設けられている。転写ニップ部Ｎにおいてトナー像の転写を受け、転写ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、感光像形成担持体１の面から分離され、シートパス９を通って定着装置１８へ搬送される。本実施例の定着装置１８は加熱フィルムユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接ローラ対からなるフィルム加熱方式の定着装置であり、トナー像を保持した記録材Ｐは加熱フィルムユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接部である定着ニップ部Ｔで狭持搬送されて加熱・加圧を受けることでトナー像が記録材Ｐ上に定着され永久画像となる。
【００２２】
トナー像が定着された記録材Ｐは排紙ローラ１９に従って、フェイスアップ１６もしくはフェイスダウン１７へ排出される。
【００２３】
一方、記録材Ｐに対するトナー像転写後の感光像形成担持体１の表面は、プロセスカートリッジのクリーニング装置６により転写残留トナーの除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。本実施例のクリーニング装置６はブレードクリーニング装置であり、６ａはそのクリーニングブレードである。
【００２４】
次に、本実施例の画像形成装置における制御部およびプロセスカートリッジについての詳細な説明を図１を用いて行う。なお説明の都合で図１と異なる符合を用いている。
【００２５】
本実施例で用いられる電子写真方式の画像形成装置（以下、「装置本体」という）は、ホストコンピュータからの画像信号を受け取り、可視化された画像として出力するレーザービームプリンタであり、電子写真像形成担持体、現像装置、現像剤（トナー）等の消耗品をプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱し交換可能にした電子写真画像形成装置である。
【００２６】
図１に示すように、画像形成装置制御部１０１は、装置本体の画像形成動作を行う中央処理演算装置である本体ＣＰＵ１０３と、カートリッジに搭載されている記憶装置１１１と通信を行うＩＯ制御部１０４、得られた画像情報１０７を画像処理する画像処理制御部１０５、帯電バイアスや現像バイアスなどの高圧出力の制御を行う高圧出力制御部１２３，出力画像情報に応じてレーザースキャナーの発光制御を行うレーザー駆動制御部１０６、プロセス条件などの設定値や、画像処理方法、ホストコンピュータから送信された画像情報などを記憶する記憶装置部１２４によって構成される。
【００２７】
プロセスカートリッジ１０２が装置本体に挿入された場合、および、装置本体に電源が投入された場合、ＩＯ制御部１０４はカートリッジに付随する記憶装置１１１と通信を行い、プロセス条件や使用履歴といった種々の記憶値を取得する。ＩＯ制御部１０４によって得られた記憶値は、記憶装置制御部１２４の記憶値とともに本体ＣＰＵ１０３に送信され、画像形成を行う際の、データとして使われる。
【００２８】
コンピュータ本体より送信された画像情報１０７は、画像処理制御部１０５において、エッジ処理や濃度調整などといった画像処理を行い最適な画像形成を行えるような画像情報として処理される。
【００２９】
本体ＣＰＵ１０４は、カートリッジの記憶装置１１１から得られた記憶値と、画像処理を終えた画像情報とから、最適なプロセス条件値を算出し、最適なプロセス条件値で画像を形成する。
【００３０】
また、プロセスカートリッジ１０２（以下、「カートリッジ」という）は、電子写真像形成担持体である像形成担持体１１２と、像形成担持体１１２を均一に帯電するための帯電部材としての帯電ローラ１１３，現像装置１１４と、像形成担持体１１２の表面を清掃するクリーニング部材であるクリーニングブレード１１５と、クリーニングブレード１１５により像形成担持体１１２から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器１１６とが一体的に構成され、装置本体に取り外し可能に装着される。
【００３１】
現像装置１１４は、現像剤であるトナーＴを収容する現像剤収納部であるトナー容器１１７、トナー容器１１７と連結された現像容器１１８、像形成担持体１１２に対向配置された現像部材としての現像ローラ１１９、現像ローラ１１９に当接し、トナー層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレード１２０、及びトナー容器１１７内のトナーＴを攪拌し現像容器内へトナーＴを送り込むトナー容器内攪拌部材１２１、トナー容器から送り込まれたトナーＴを現像ローラ１１９へ搬送する攪拌部材１２２を備えている。
【００３２】
又、カートリッジの使用前には、トナー容器１１７と現像容器１１８の間にトナー封止部材１２３が貼着されている。このトナー封止部材１２３は、カートリッジの輸送中等に激しい衝撃が発生した場合等でもトナーが洩れることのないように設けられ、装置本体にカートリッジを装着する直前にユーザーによって開封される。
【００３３】
なお、本実施例においては、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。
また、本実施例に使用される記憶装置１１１には、画像形成に必要な帯電バイアス設定値や、現像バイアス設定値、露光手段であるレーザーの光量設定値等といった画像形成プロセス設定値や、像形成担持体使用量やトナー残量などの使用量等を記憶している。また、使用履歴に応じてバイアス設定値などを切り換えて使用する場合、切り替えタイミングである閾値情報や閾値情報に応じて切り換えられる設定値などが記憶されている。
【００３４】
以上説明した構成において、像形成担持体が帯電ローラによって均一に帯電され、その表面をレーザースキャナーから照射される画像情報に応じたレーザー光によって走査露光なされ、所要の画像情報の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ等の作用によって、トナーが付着されてトナー像として可視化される。
【００３５】
図４にて画像処理の概略を説明する。
図４において画像形成装置（プリンタ）本体には文章や図といった画像情報４０１を送信するパーソナルコンピュータやホストコンピュータなどのコンピュータ機器４０２が接続されている。
【００３６】
このコンピュータ機器４０２より、プリンタ本体４０３へ画像情報４０１が送信４０４され、送信された画像情報４０１はプリンタ本体４０３内の画像処理を行うＣＰＵ４０５や、画像が出力されるまでの間、画像データを一時的に保存する揮発性記憶装置（不図示）などに送られる。
【００３７】
そして、記録用紙１枚に印刷されるすべての画像情報４０７が取得できたことが確認されれば、プリンタ本体は印刷動作を開始する。
【００３８】
印刷動作の開始後、レーザースキャナー駆動回路４０６に画像情報４０７が送信４０８され画像情報４０７に応じてレーザースキャナー４０９のレーザーを発光・非発光制御４１０を行い、像形成担持体４１１（図１の１１２）上に静電潜像４１２を形成する。
【００３９】
ここで、コンピュータ機器４０２より送信される画像データは、プリンタ本体の解像度の最小単位である１［ｄｏｔ］毎に、レーザースキャナーの発光を制御するコードが入力されている。
【００４０】
たとえば、ドットを打つのか打たないのかといった２値データが保存されている場合や、灰色などのハーフトーンを含んだ多値データなどが保存されている。ここで解像度の最小単位である１［ｄｏｔ］を１画素という。
【００４１】
そして、この１画素毎のデータに基づいて、レーザースキャナー４０９の発光時間や光量が制御され、像形成担持体上に静電潜像の電位差となって現れ、トナーの載り量を制御し濃度を調整し、豊かな階調性を得ている。
【００４２】
ここで、像形成担持体を帯電するための高圧交流電圧の周波数と、画像周波数との関係で発生するモアレ画像について説明する。
像形成担持体の帯電に、高圧交流電圧を高圧直流電圧に重畳させた高圧出力（以下帯電バイアス）が多く用いられている。この場合、高圧直流電圧の値が、実際の像形成担持体上の帯電電位と同程度となる。高圧交流電圧を用いるのは、帯電を効率よく行うためであり、適当な交流電圧が必要となる。
【００４３】
この交流電圧が大きすぎると像形成担持体の絶縁破壊と言った問題が生じるため、適切な電圧に制御する必要がある。
【００４４】
高圧交流電圧の周波数ｆ［Ｈｚ］は、像形成担持体の均一な帯電を得つつ、帯電工程で生じる帯電音を抑えるために適切な値に設定されている。
【００４５】
前記像形成担持体上に形成された帯電電位は、帯電バイアスの交流電圧に影響を受け、周波数ｆ［Ｈｚ］と同様の周期を持った微弱な電位差が生成される。
【００４６】
また、電子写真方式のレーザープリンタは、レーザーの走査露光により像形成担持体に静電潜像を形成する。レーザーの走査露光により形成された静電潜像は現像剤で現像され、可視像となる。
【００４７】
レーザーの走査露光工程で、例えば、像形成担持体の回転方向にたいし、１［ｄｏｔ］露光し（ｄｏｔ）、２［ｄｏｔ］露光しない（ｓｐａｃｅ）といったパターンを周期的に形成した場合、３［ｄｏｔ］周期に静電潜像が形成される。
この３［ｄｏｔ］周期の画像は、レーザーの走査露光を行う走査密度Ｄと、像形成担持体の回転速度Ｖｐによって、画像周波数Ｆとして以下の式によって算出される。
Ｆ＝６００［ｄｏｔ／インチ］×Ｖｐ［ｍｍ／ｓｅｃ］／（３［ｄｏｔ］×２５．４［ｍｍ／インチ］）［Ｈｚ］
前記式ではレーザー走査密度を６００［ｄｐｉ］、１［ｄｏｔ］２［ｓｐａｃｅ］の３［ｄｏｔ］周期の画像について説明したが、レーザー走査密度Ｄ［ｄｐｉ］におけるＮ［ｄｏｔ］ｎ［ｓｐｃｅ］の画像については、
2006163141.tif 000003
となる。
【００４８】
前記式から得られる画像周波数Ｆ［Ｈｚ］と帯電工程で像形成担持体上に形成された微弱な電位差の周波数ｆ［Ｈｚ］とが干渉することで、像形成担持体上の静電潜像電位が不均一となりモアレ画像が生じる。
【００４９】
例えば、図１０において説明を行う。
図１０において、像形成担持体は帯電バイアスにより帯電電位が形成される。しかし、帯電バイアスは高圧交流電圧により構成されているため、像形成担持体上の帯電電位にも、帯電バイアスの周波数に応じた帯電電位ムラ１００１が生じる。
【００５０】
画像情報に応じてレーザースキャナーにより露光がなされ、静電潜像１００２が形成される。その際、形成された静電潜像においても、像形成担持体上に形成された帯電バイアスによる微弱な帯電電位のムラが残る形で潜像が形成１００３される。その結果、帯電バイアスによる微弱な電位ムラと、潜像電位とが、重ね合わせられることで、周期的な電位ムラ１００４が生じる。この周期的な電位ムラが大きい程、各の現像時の濃度に差が生じ、視覚的に判断できるレベルの濃度ムラの場合、モアレ画像として生じる。
【００５１】
また、モアレのピッチＰは、以下の式で得られる。
【００５２】
2006163141.tif 000004
となる。
算出されたモアレピッチの値に応じて、モアレの見え方も変化するが、１＜Ｐ＜１００［ｍｍ］の範囲は特に見えやすい。
【００５３】
本実施例では、レーザープリンタの動作条件を、レーザー走査密度Ｄ＝６００［ｄｐｉ］、プロセススピードＶｐ＝１３２［ｍｍ／ｓｅｃ］、帯電周波数ｆ＝９７０［Ｈｚ］として行う。本構成では周期的なパターンが形成された場合、３［ｄｏｔ］周期で１．９［ｍｍ］、４［ｄｏｔ］周期で０．７［ｍｍ］ピッチでモアレ画像が発生すると計算される。
【００５４】
また、連続通紙で１分間にＡ４用紙を２０枚通紙可能な、２０［ｐｐｍ］として通紙間隔を設定する。
【００５５】
加えて、帯電直流バイアスを−６００［Ｖ］、現像ＤＣバイアスを−４００［Ｖ］、矩形波を使用し１５００［Ｖｐｐ］として印加する。また、本構成における１画素あたりのレーザー照射時間は約３２０［ｎｓｅｃ］である。
【００５６】
本構成で画像を出力させた場合、３［ｄｏｔ］周期の画像に対し、１．８［ｍｍ］から１．９［ｍｍ］ピッチのモアレ画像が発生し、４［ｄｏｔ］周期の画像に対し、０．７［ｍｍ］ピッチ前後のモアレ画像が発生した。
【００５７】
はじめに、本実施例で用いる画像情報の画像周波数を判別する画像処理について図５を用いて説明する。
【００５８】
図５において、レーザープリンタ本体のＣＰＵ５０１もしくはレーザープリンタ内部に設置されている記憶装置（不図示）に保持された画像情報（元画像）５０２を、画像周波数を判別する画像処理ＣＰＵ５０３へ送信する。
【００５９】
画像処理ＣＰＵ５０３にて元画像が画素毎に解析され、像形成担持体の帯電に供給される帯電バイアスの周波数に対し、モアレ画像を発生する画像パターンの有無が判断される。
【００６０】
モアレ画像を発生する画像パターンと判断される箇所（領域）について、モアレ画像が生じないように、画像情報に対し補正５０４が行われる。
【００６１】
画像処理ＣＰＵ５０３へ送られた画像情報５０６に対し画像処理が行われた後、再び本体ＣＰＵ５０１へ送信され、画像処理後の処理画像５０７として駆動回路５０８に送信されレーザーの発光制御に使われる。
【００６２】
図３において、モアレ画像回避のための画像処理を示す。
画像情報（元画像）３０１が画像処理ＣＰＵ５０３へ送信され、画像処理ＣＰＵ内では、画素毎に解析が行われる。
【００６３】
解析の手法は、帯電バイアスの周波数とのモアレ画像であるため、例えば画像情報の像形成担持体回転方向３０２に一つ一つの画素を解析し、画像周波数を検出する手法や、画像フィルターを用いた手法などがある。本実施例では、画像フィルターを用いる解析手法を用いて行う。
【００６４】
例えば、仮にモアレ画像を生じる画像周波数が３［ｄｏｔ］周期と仮定すると、図９に示すように３［ｄｏｔ］周期の画像パターンは１［ｄｏｔ］２［ｓｐａｃｅ］９０１および２［ｄｏｔ］１［ｓｐａｃｅ］９０２の二通りである。
【００６５】
そこで、画像処理ＣＰＵ内に送信された画像に対し、１［ｄｏｔ］２［ｓｐａｃｅ］および２［ｄｏｔ］１［ｓｐａｃｅ］が含まれていないかを画像情報の各画素毎にフィルター（９０１、９０２）を当てはめ、該当する画素の有無を解析・判別する。
【００６６】
判別の結果、３［ｄｏｔ］周期の画像パターンと該当する画素集合を検知した場合３０３（図３）、ドットを形成する箇所３０４の隣接する白部画素に静電潜像を形成するための画像情報を追加し補正を行う。本実施例では、画像形成部の像形成担持体回転方向下流側の隣接する白部に対し補正を行うとする。オリジナルの画素情報Ｂおよび白部に対し、補正画素ｃを形成した補正画像情報となる。
全ての画素情報に対し、解析を繰り返し画像処理後３０６の画像情報に補正される。
【００６７】
そこで、本実施例における画像解析結果より３［ｄｏｔ］周期と判断される、繰り返しの画像パターンを検出した場合、通紙方向に下流側に隣接する白部画素にレーザーの照射を行うよう補正を加える。４［ｄｏｔ］周期においても同様に行う。
【００６８】
補正を行うレーザーの照射強度は、照射強度が強すぎると本来の画像を潰してしまう。また、補正を行うレーザーの照射強度が通常の照射強度に近くなると、１［ｄｏｔ］２［ｓｐａｃｅ］でのモアレ画像を低減させるために補正を行うのであるが、逆に２［ｄｏｔ］１［ｓｐａｃｅ］に近づき、モアレ画像が再度発生してしまうことが確認された。
【００６９】
３［ｄｏｔ］周期の繰り返し画像での、補正を行うレーザーの照射強度とモアレ画像低減効果の関係を図１１を用いて確認する。
【００７０】
ここで、本実施例ではレーザー照射強度を１画素あたりのレーザー照射時間を変調させることで変化させる手法を用いる。
【００７１】
図１１から、３［ｄｏｔ］周期の繰り返し画像での、モアレ画像低減に効果のあるレーザー照射時間は、通常のレーザー照射時間に対し約１０％（３２［ｎｓｅｃ］）程度の微弱な照射が効果的であることがわかった。
そこで、本実施例では、通常のレーザー照射時間の１０％程度で照射を行う。
【００７２】
その結果、図６に示すように、画像処理を行わない場合、モアレ画像が発生しているが、画像処理を行い、モアレ画像が生じる３［ｄｏｔ］周期および４［ｄｏｔ］周期の画像に対し補正を加えることで、モアレ画像の発生を抑制することが可能となった。この、モアレ画像が生じる繰り返し周期の画像パターンにおいて、補正ドットを打つことで、モアレ画像が低減する理由は、静電潜像が変化することによる。
【００７３】
模式図を図８に示す。
図８において、像形成担持体回転方向８０１に連続して４［ｄｏｔ］の画像８０２を形成する。この時の像形成担持体上の静電潜像はレーザースポット径や、像形成担持体感度などの諸特性により、若干の広がりを持って静電潜像８０３が形成される。そして、像形成担持体上に繰り返して形成された周期的な静電潜像と、帯電周波数が干渉することでモアレ画像が形成される。
【００７４】
また、図１２に像形成担持体の感光特性の異なる場合の静電潜像を示す。
図１２に示す二つの静電潜像は、感光特性が異なる二つの像形成担持体において、十分な静電潜像電位を得るためにレーザー照射強度を調節した場合である。
【００７５】
例えば、感光特性がレーザー照射強度に対し鈍感な場合、十分な静電潜像電位を得るためにレーザーを強めに照射し、像形成担持体上の潜像電位は範囲が広くなだらかに形成１２０１される。感光特性がレーザー照射強度に対し敏感な場合、十分な静電潜像電位を得るためにレーザーを弱めに照射し、像形成担持体上の潜像電位は範囲が狭く鋭敏に形成１２０２される。
【００７６】
異なる、それぞれの静電潜像に対し、モアレ画像を生じる繰り返しの画像パターンを形成した場合、潜像電位が鋭敏に形成１２０２された場合、なだらかに形成１２０１された場合に比べ、モアレ画像の発生レベルが悪い（発生しやすい）ことがわかった。
【００７７】
そこで、画像情報８０４（図８）に補正８０６のように微弱なレーザー照射強度にて静電潜像の形成を行った場合、本来の４［ｄｏｔ］画像に比べ補正を行った分だけ範囲の広い静電潜像８０５が形成され、図１２におけるモアレ画像の発生レベルのよいなだらかな静電潜像の形成１２０１と等価な効果を得ることが可能となる。
【００７８】
これは、静電潜像の範囲が広がる８０５ことによって、微弱な帯電バイアスによる電位変動を広い範囲で平均化し、図１０において示す、帯電バイアスと静電潜像との周期的な微弱な電位ムラを低減することによる。
【００７９】
電位ムラを低減することで、濃度ムラも低減され、結果としてモアレ画像が低減する。
【００８０】
また、レーザー照射の走査方向に対し、モアレ画像は像形成担持体回転方向の副走査方向である。レーザー照射時間やレーザー照射強度は主に走査方向における潜像形成に効果的であるが、副走査方向についても、本実施例のような微弱なレーザー照射を行うことで、静電潜像を浅く形成し、走査方向と同等の効果を得ることが可能である。
【００８１】
本実施例における、画像処理から印刷動作までを図７のフローチャートを用いて説明を行う。
【００８２】
図７において、印刷開始信号７０１がホストコンピュータなどから送信される。
印刷開始信号７０１とともに画像情報（元画像）が送られ画像情報がプリンタ本体ＣＰＵで受け取られ、全ての画像情報が得られたかどうか判別７０２する。
【００８３】
全ての画像情報が得られれば７０４、本体ＣＰＵより画像処理ＣＰＵ７０５へ画像情報（元画像）が送信される。
【００８４】
画像処理ＣＰＵは得られた画像情報（元画像）を画素毎に解析７０６し、モアレ画像を生じる画像周波数を持つ画素集合の有無を判別する。
もし、モアレ画像を生じる画素集合だと判別した場合７０７、像形成担持体下流方向の隣接する白部画素にレーザーの微弱な発光を行うよう補正７０８を加える。
モアレ画像を生じる画素集合ではない場合７１２は、特に処理をしない。
画像情報に含まれる全ての画素について解析・判断の終了の有無を確認７０９する。
【００８５】
未処理の画像情報がある場合７１０、引き続き解析・判断を続ける。
画像情報に含まれる全ての画素について解析・処理が終了７１３したら、補正を行った画像情報（処理済み）を再度本体ＣＰＵへ送信する。
【００８６】
本体ＣＰＵにて全ての画像情報（処理済み）が得られた場合、画像形成７１４を行う。
全ての画像形成が終了した場合、終了処理７１５をし、次の印刷信号を得るまでの間、待機して待つ。
【００８７】
以上説明したように、画像情報に周期的な画像パターンが含まれており、かつ、周期的なパターンの画像周波数が帯電周波数とモアレ画像を生じさせる画像である場合、モアレ画像を生じさせる画像の隣接する白部画素を微弱なレーザー照射強度で発光させるよう補正を行うことで、モアレ画像を低減することが可能になり、仮に画像情報の一部分にモアレ画像を生じさせる画像周波数を持つ画像がある場合であっても、非常に簡単にモアレ画像を低減でき、安定した画質を得ることが可能となる。
【００８８】
なお、本実施例では、モアレ画像を解析する解析手法として、画像情報を画素ごとに像形成担持体回転方向に走査することで、画像周波数を検知する手法について説明を行ったが、一例に示した３［ｄｏｔ］周期のような画像情報は、０．１３［ｍｍ］でしかない。そこで、例えば３［ｄｏｔ］周期の画像が複数回繰り返された場合等を区別し、視覚的にモアレ画像と判別可能である範囲の画像に対してのみ、補正を行うといった制御を付け加えると更に有効である。
【００８９】
また、像形成担持体回転方向のみに限らず、像形成担持体回転方向と直行する方向においてもある程度の範囲（長さ）で繰り返しパターンが形成された場合、補正を加えるような制御を付け加えると更に有効である。
【００９０】
本実施例で説明した、プロセススピードや解像度、バイアス設定などのプロセス条件値は、これに限られたものではない。また、補正手法や画像を解析する手法もこれに限られたものではない。
【実施例２】
【００９１】
次に、実施例２である“画像形成装置”について説明する。
本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同様であるので、同一機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００９２】
実施例１では、帯電バイアスの周波数成分と、繰り返し画像が形成された場合の画像周波数によって生じるモアレ画像を、当該画素の隣接する像形成担持体下流側の白部画素に微弱な静電潜像を形成することによって、モアレ画像を生じさせなくする例について説明を行った。
【００９３】
しかし、実施例１に示すようなモアレ画像回避策を行った場合であっても、通紙枚数を多く取ることによって、画像情報を補正することで軽減・消失していたモアレ画像が再度確認可能なレベルとなることを確認した。しかし、画像情報を補正することによる効果は、例えばプロセスカートリッジの印刷可能枚数より更に使い続けた場合においても全く問題ないレベルであるが、想定以上に使い続けた場合にモアレ画像が生じる。
【００９４】
使用履歴で画像情報に補正を加えた場合であってもモアレ画像が生じてしまう原因に、像形成担持体の膜厚変化が影響することが確認された。これは、印刷を行うと、帯電バイアスや転写工程、通紙による影響で、像形成担持体が摩耗し、摩耗することで像形成担持体の膜厚が変化し、像形成担持体の帯電特性や、露光による静電潜像形成時の静電潜像特性が変化することによる。
【００９５】
そこで、本実施例では、像形成担持体の使用履歴によらず、モアレ画像を低減し安定した画像を提供することを特徴とする。
【００９６】
はじめに、使用履歴と静電潜像変化について図１３を用いて説明する。
ただし、本実施例で用いる像形成担持体は、通紙枚数の一つの目安として、１枚通紙して休止するという間欠印刷モードにおいて、４０００枚を印刷可能とし、それ以上の枚数を印刷すると、画像に像形成担持体の使用履歴によって生じる傷などの影響が生じ始める像形成担持体膜厚とする。
【００９７】
その結果、図１３において、通紙枚数が増加するに従って、像形成担持体の静電潜像電位が上昇していることがわかる。
【００９８】
また、間欠印刷モードに加え、連続印刷モードにおいても確認すると、図１３の破線となる。連続モードと間欠モードとでは、約２倍程度の像形成担持体の静電潜像変化に開きがあり、連続モードでは変化が鈍い。これは、像形成担持体膜厚が印刷モードにおける、回転時間や帯電バイアス印加時間が異なることで、像形成担持体表層の削れる速度が異なることによる。
【００９９】
さらに、画質が安定している４０００枚までの変化は緩やかであるものの、４０００枚以降の静電潜像電位の上昇が促進されており、像形成担持体の膜厚が薄くなればなるほど、感度が高くなっていることがわかった。
【０１００】
像形成担持体の膜厚変化は連続印刷や間欠印刷といった印刷モードによって変化してしまうため、帯電バイアスの印加時間と像形成担持体回転時間のそれぞれに像形成担持体表層を削らせる寄与率を乗じた値の総和である像形成担持体使用量を用いるのが適当であると知られている。そこで、本実施例では像形成担持体の膜厚と相関のある像形成担持体使用量を用いる。
【０１０１】
また、像形成担持体使用量の計算式は、帯電バイアス印可時間をＰｔ、像形成担持体回転時間をＤｔとすると、像形成担持体使用量Ｗは、以下の計算式となる。
Ｗ＝ａ×Ｐｔ＋ｂ×Ｄｔ
ここで、係数ａおよびｂは、カートリッジ構成や本体構成、印加バイアスに応じて変化する、感光層の膜厚変化における寄与率であり、本実施例の構成では、ａ＝１．０、ｂ＝１．０である。
【０１０２】
また、使用量Ｗはカートリッジの使用履歴を示すため、カートリッジに付随の記憶装置に記憶することが最適である。そこで、本実施例では、カートリッジの使用履歴を示す使用量Ｗをカートリッジに付随の記憶装置１１１に記憶させ、使用履歴に応じて随時更新する。
【０１０３】
さらに、図１３における各膜厚におけるモアレ画像のレベルを比較してみる。
その結果、図１４に示すように、画像情報に補正を加えない場合、使用初期からモアレ画像は軽微に発生しており、２０００枚あたりからレベルが悪化し、４０００枚以降は許容しかねるレベルであることがわかった。
【０１０４】
さらに、実施例１で示した画像情報に補正を加えた場合、２０００枚まで全くモアレ画像の発生は確認されなかったものの、２０００枚以降は軽微なモアレ画像が発生し、５０００枚からはレベルが悪化している。
【０１０５】
画像情報に補正を加える実施例１は非常に効果があるものの、使用履歴によっては軽微なモアレ画像が発生し、想定範囲外ではあるものの、使用履歴を増加させることで、非常に悪いレベルのモアレ画像が発生することを確認した。
【０１０６】
これは、使用履歴を増加させることで、像形成担持体の表層膜厚が薄くなることによる。像形成担持体の表層膜厚が変化し薄くなることで、レーザー照射により形成される静電潜像が鋭敏になることが既に知られている。静電潜像が鋭敏になることで、帯電バイアスの周波数による微弱な帯電電位の電位変動が助長され、帯電周波数と画像周波数とのモアレ画像が目立ちやすくなる。
【０１０７】
そこで、画像情報に補正を行った構成で、モアレ画像の軽微な３０００枚と、レベルの悪い５０００枚について、実施例１のレーザー照射強度の補正条件を変化させることで、レベルの軽減が図れるか確認を行う。
【０１０８】
その結果、図１５に示すように、実施例１で用いた通常のレーザー照射強度の１０％（３２［ｎｓｅｃ］）で点灯したものに対し、５％（１６［ｎｓｅｃ］）と１５％（４８［ｎｓｅｃ］）と２０％（６４［ｎｓｅｃ］）について確認を行った。
図１５より、３０００枚時点では１５％程度のレーザー照射強度が良く、また、５０００枚時点では２０％程度のレーザー照射強度がモアレ画像に効果的であることがわかった。
【０１０９】
加えて、３０００枚時点では１５％程度のレーザー照射強度ではモアレ画像の低減効果は高いが、２０％まで点灯してしまうと逆に悪化してしまうこともわかった。これは、実施例１でも説明したように、例えば１［ｄｏｔ］２［ｓｐａｃｅ］画像において、レーザー照射強度が強すぎるために２［ｄｏｔ］１［ｓｐａｃｅ］に近づき逆のモアレ画像が発生しているためである。
【０１１０】
その結果、３０００枚と５０００枚で、画像情報の補正に用いるレーザー照射強度を１０％から１５％に、また、１５％から２０％に切り換えることで、安定した画像を得ることが可能となる。
【０１１１】
そこで本実施例での、使用履歴に応じた画像情報の補正を切り換えるための実験として、切り替えとなるタイミングは像形成担持体の使用量Ｗを用いる。
そのときの切り替えの閾値とレーザー照射強度の補正値を図１７に示す。
図１７において、１枚間欠印刷モードの３０００枚相当がＷ＝３６０００であり、５０００枚相当がＷ＝６００００である。
そして、図１７に示す切り換えパターンでのモアレ画像の確認結果を図１８に示す。
【０１１２】
図１８に示すように、通紙枚数に応じて画像情報にモアレ画像を生じる画像周波数の画素集合を検出した際、通紙枚数履歴情報によって、画像情報に補正を行う隣接空白部画素のレーザー照射強度を切り換えることで、使用履歴によらず安定した画像品質を得ることが可能となった。
【０１１３】
本実施例における、画像処理から印刷動作までを図１６のフローチャートを用いて説明を行う。
図１６において、印刷開始信号１６０１がホストコンピュータなどから送信される。印刷開始信号１６０１と共に画像情報（元画像）が送られ全ての画像情報がプリンタ本体ＣＰＵで受け取られ、全ての画像情報が得られたかどうか判別１６０２する。全ての画像情報が得られれば１６０４、本体ＣＰＵより画像処理ＣＰＵへ画像情報（元画像）が送信される。
【０１１４】
また、像形成担持体の使用量Ｗがカートリッジに付随の記憶装置１１１より取得１６０５され、補正部のレーザー照射強度処理部１６２３によって、Ｗ値が閾値１より小さい場合１６０６補正値１を取得１６０７、Ｗ値が閾値１より大きく閾値２より小さい場合１６０８補正値２を取得１６０９、Ｗ値が閾値２より大きく閾値３より小さい場合１６１０補正値３を取得１６１１。
【０１１５】
画像処理ＣＰＵは得られた画像情報（元画像）を画素毎に解析１６１２し、モアレ画像を生じる画像周波数を持つ画素集合の有無を判別する。もし、モアレ画像を生じる画素集合だと判別した場合１６１３、像形成担持体下流方向の隣接する白部画素にレーザー照射強度処理部１６２３で得られた補正値を持ってレーザーの微弱な発光を行うよう補正１６１４を加える。モアレ画像を生じる画素集合ではない場合１６１５は、特に処理をしない。
【０１１６】
画像情報に含まれる全ての画素について解析・判断の終了の有無を確認１６１６する。
【０１１７】
未処理の画像情報がある場合１６１７、引き続き解析・判断を続ける。
画像情報に含まれる全ての画素について解析・処理が終了１６１９したら、補正を行った画像情報（処理済み）を再度本体ＣＰＵへ送信する。
本体ＣＰＵにて全ての画像情報（処理済み）が得られた場合、画像形成１６２０を行う。
【０１１８】
全ての画像形成が終了した場合、Ｗ値の更新１６２１と伴に終了処理１６２２をし、次の印刷信号を得るまでの間、待機して待つ。
【０１１９】
以上説明したように、本実施例によれば、画像情報に周期的な画像パターンが含まれており、かつ、周期的なパターンの画像周波数が帯電周波数とモアレ画像を生じさせる画像である場合、モアレ画像を生じさせる画像の隣接する白部画素を微弱なレーザー照射強度で発光させるよう補正を行い、使用履歴に応じてレーザー照射強度を変化させることで、像形成担持体膜厚が変化することで、像形成担持体感度が変化したとしても、安定してモアレ画像の発生を抑えた画像を提供することが可能となる。
【０１２０】
なお、本実施例で述べた、使用履歴による切り替えの閾値や、切り換える値については一例でありこれに限られたものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施例１である画像形成装置の概略構成を示すブロック図
【図２】実施例１の概略構成を示す断面図
【図３】実施例１におけるモアレ画像回避のための画像処理についての説明図
【図４】実施例１における画像形成の概略説明図
【図５】実施例１におけるモアレ低減の画像処理を示す図
【図６】実施例１にかかる実験結果を示す図
【図７】実施例１における処理を示すフローチャート
【図８】実施例１におけるモアレ低減の補正を行ったときの静電潜像の概略説明図
【図９】実施例１におけるモアレ画像を生じる画像を判別するための画像フィルターの概略説明図
【図１０】モアレ画像発生の説明図
【図１１】実施例１にかかるモアレ低減の補正を行うレーザーの照射強度とモアレ画像低減効果の関係を示す図
【図１２】像形成担持体の感光特性の異なる場合の静電潜像を示す図
【図１３】実施例２における通紙枚数と露光電位の概略説明図
【図１４】実施例２にかかる実験結果を示す図
【図１５】実施例２にかかる、通紙枚数に対するレーザー照射強度の最適値を示す図
【図１６】実施例２における処理を示すフローチャート
【図１７】実施例２にかかるレーザー照射強度の切り換えタイミングと切り替え値を示す図
【図１８】図１７に示す切り換えタイミングでのモアレ画像の確認結果を示す図
【符号の説明】
【０１２２】
１０１      画像形成装置制御部
１０２      プロセスカートリッジ
７０５（５０３に対応）      画像処理ＣＰＵ
【図１】
2006163141.tif 000005
【図２】
2006163141.tif 000006
【図３】
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【図４】
2006163141.tif 000008
【図５】
2006163141.tif 000009
【図６】
2006163141.tif 000010
【図７】
2006163141.tif 000011
【図８】
2006163141.tif 000012
【図９】
2006163141.tif 000013
【図１０】
2006163141.tif 000014
【図１１】
2006163141.tif 000015
【図１２】
2006163141.tif 000016
【図１３】
2006163141.tif 000017
【図１４】
2006163141.tif 000018
【図１５】
2006163141.tif 000019
【図１６】
2006163141.tif 000020
【図１７】
2006163141.tif 000021
【図１８】
2006163141.tif 000022