(57)【要約】【課題】電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成、２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度、を両立させて、像担持体としてＯＣＬドラムを用いた場合、ジャンピング現像に球形トナーを用いた場合、例えば注入帯電・クリーナレスシステムの画像形成装置などにおいて、細線などの出力を安定して行ないつつ、画像がつぶれることを防ぎ、高画質出力を可能にする。【解決手段】印字する画像内の任意の画素について、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2004181868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置であり、印字する画像内の任意の画素について、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真プロセスを用いた画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、以下のような電子写真プロセスを用いた画像形成が行われる。
【０００３】
まず、帯電部材により電子写真感光体の表面を均一に帯電させる（帯電）。つぎに、露光部に画像に対応した光を当て、光の当たった部分の帯電電荷を除去する。これにより、画像に対応した静電潜像を形成する（潜像形成）。そして、現像部において静電潜像を現像して可視画像とする（トナー現像）。この像を転写部において転写材に転写し（転写）、定着する（定着）。
【０００４】
一般的に、電子写真プロセスにおける「潜像形成・トナー現像」は次のような工程により実現される。
【０００５】
１．画像露光により、像担持体内（表面もしくは、内部）における任意の箇所の電荷量を制御する（潜像の形成）。
【０００６】
２．画像露光により形成した電荷潜像により、現像領域において「トナー粒子を現像するための現像電界」が形成される。現像電界は領域全体の全電荷により形成される電界を重ね合わせたものである。つまり、像担持体の各領域での電荷量のみでは現像電界が決定されず、それは周囲の電荷分布に依存したものとなる。すなわち、像担持体表面の各領域にトナー粒子を現像するための現像電界は該当領域の電荷潜像の量のみならず、周囲の電荷潜像の量に依存する。ここで、周囲の電荷分布には像担持体内の電荷のみならず、対向電極等に誘起される電荷も含まれる（現像電界の形成）。
【０００７】
３．形成された現像電界によりトナー粒子を現像する（トナー粒子の現像）。
【０００８】
上の工程中で明らかなように、像担持体表面の各領域へのトナー現像量は、該当領域の電荷潜像のみならず該当画素周囲の潜像の影響を受ける。その結果、例え本来同じ画像濃度を持つべき画素であっても、周囲の画像パターンによりトナー現像量が異なってしまい、出力される印字画像濃度・パターンが意図したものと異なってしまうことがある。
【０００９】
特に、周囲にドットが少ない孤立ドットあるいは細線と、周囲にドットがあるようなパターンなどでは、それぞれの画素の近傍にある他ドットの影響が異なるため、それら両方の安定した出力ができない場合があった。特に、そのような現象は隣接画素との距離が近く、隣接画素からの影響を受けざるをえない高解像度の場合に顕著であった。
【００１０】
一例として、「１２００ｄｐｉのＮｘＮドット」を出力した場合を例にとる。以降、トナー像をつくるべき画素、もしくは形成後のトナー像とする。その際に、出力されたドット画像のドット径を図２に示す。
【００１１】
ところで、
１２００ｄｐｉ＝１２００ドット／２５４００μｍ
であるから、１ドットの大きさは
１ｉｎｃｈ／１２００ドット＝２５４００μｍ／１２００ドット＝２１μｍ
程になるはずであり、１０ドットの大きさは２１０μｍ程になるはずである。
【００１２】
直線Ｌは、そのような「出力しようとするドットの大きさ＝Ｎ」に対して、「出力されるドット径」が線形に対応する場合を示したものである。
【００１３】
ところが、この直線Ｌのような理想的な出力は電子写真プロセスにおいては安定して得ることが困難である。例えば、１ｘ１ドット径（２１μｍｘ２１μｍ）の孤立電荷潜像が作る現像電界はあまりに微小なものであって、トナー粒子を現像装置から感光体表面に対して現像・画像形成を安定して行うことが困難となり、結果として１ｘ１ドット画像に対してはトナー粒子の現像がされえない。
【００１４】
電子写真プロセスにおいては、ドットサイズＮが大きくして、ＮｘＮの領域の総電荷がつくる現像電界が、トナー粒子を現像するに十分な大きさとなったときに始めて、トナー粒子によるドット像が形成される。そのため、ドットサイズＮが小さな領域ではドットは出力されず、その後ドットサイズＮが大きくなったところからドットが形成され始め、直線Ｌに従うのはＮが十分に大きくなってからとなってしまっていた。
【００１５】
そのような例が図２の例．Ａである。ドット露光量Ａであるような例．Ａでは１ｘ１、２ｘ２の大きさのドットは現像することができず、３ｘ３ドットすなわち９ドット集まってはじめてドット像が形成されはじめる。
【００１６】
そして、４ｘ４ドット以降は直線Ｌに沿うようなドット画像形成がされる。すなわち、Ｎが２以下では「ドット画像の消失」が生じ、Ｎが４以降の領域で理想的な画像を形成することができている。
【００１７】
しかし、周囲にドット部が少ないような孤立ドットに近い１ｘ１、２ｘ２ドット、あるいは１ドット幅の細線などではトナー画像の形成が不安定になる。
【００１８】
このような「ドット・線の消失」が生じると、画像情報が失われてしまう。それを防ぐためには、例えば１ｘ１ドットの孤立電荷潜像が作る現像電界を大きくすることが必要である。ところが、そのために画像露光量を大きくすることで、１ｘ１ドットの孤立電荷潜像が作る現像電界を大きくしようとした場合、図２の例．Ｂに示すように、１ｘ１ドットは安定して出力されるようになるが、注目画素の周囲近傍にドットが集まるような領域、すなわちＮが大きくなる領域では形成される現像電界が過剰になってしまう。そのため、例．Ｂでは直線Ｌに比べて「出力されるドット径」が大きくなってしまっている。
【００１９】
すなわち、
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
の両立が困難となるという課題があった。
【００２０】
高解像度の画像形成を行おうとする際には、画素の大きさがより微小になり、近隣画素間の距離も小さくなるため、このような課題は一層顕著に現れてしまっていた。
【００２１】
また、像担持体として表面エネルギーが小さく像担持体に対するトナーの付着力が小さいような像担持体を用いた場合には、この課題はさらに顕著になり、より微小ドットが再現されにくくなる。同様に像担持体に対する付着力が小さい球形状のトナーを用いた場合もその課題は顕著に発生する。
【００２２】
このような周辺画素の電荷分布の影響を考慮して、出力画像を補正しようとすることを目的としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは電子写真の現像プロセスにおける物理的な関係を方程式化する工程と、その方程式を逐次的に解く工程を画像形成装置に備えるものである。
【特許文献１】
特開平８−６９３９１号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法を用いて高速印字に対応するためには非常に計算能力の高い数値演算回路が必要とされる。また、画像処理装置における物理現象を画像処理装置内に方程式化する工程を実現することにもまた困難が伴う。
【００２４】
本発明は上記に鑑みて提案されたものであり、
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
を両立させて、像担持体として表面エネルギーが小さいドラム（ＯＣＬドラム）を用いた場合、ジャンピング現像に球形トナーを用いた場合、例えば注入帯電・クリーナレスシステムの画像形成装置などにおいて、細線などの出力を安定して行ないつつ、画像がつぶれることを防ぎ、高画質出力を可能にするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置であり、印字する画像内の任意の画素について、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする画像形成装置、である。
【００２６】
（作  用）
すなわち、本発明においては
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
を両立させるために、印字する画像内の任意の画素について注目し、周辺に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする。
【００２７】
印字する画像内の任意の画素について注目し、周辺に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素についてはトナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御することにより、近隣にドットが存在しないような孤立ドットあるいはそれに類似する細線などのパターンにおいては、「１画素当たりのトナーを現像するための現像電界」が大きいため、トナー画像が消失することなく出力が可能である。
【００２８】
また、ドットが密集しているような場合では、「１画素当たりのトナーを現像するための現像電界」が小さいため、それらを合計した場合にも現像電界が過剰に大きくなることを防ぐことができ、理想的なトナー像を出力することが可能となる。
【００２９】
同じく、印字する画像内の任意の画素について注目し、周辺に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することにより、周囲の黒画素部の電荷がつくる過剰な現像電界により、ドットに囲まれた白画素に対してトナーが付着するような画像欠陥も防ぐことが可能となる。
【００３０】
また、「トナーを形成すべき画素に対応する感光体表面の電荷」が周辺画素に対して現像電界を過剰に形成する量は、その該画素からの距離に応じて減少していく。すなわち、該画素に対してごく近くのドットは、該画素に対する現像電界を大きく増加させる。そしてまた、該画素から比較的離れたドットであれば、該画素に対する現像電界をほとんど増加させない。すなわち、出力画像の任意の画素に対して、該画素の近傍にドットが存在するようであればそのドットまでの距離に応じて、該画素に対応する感光体表面の電荷量を「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御し、該画素の近傍にドットが存在しないようであれば該画素の近傍の白画素に対応する感光体表面の電荷がつくる電界、すなわちトナー粒子を現像させない方向の現像電界、に影響されないように「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように該画素に対応する感光体表面の電荷量を制御することで、
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
を両立させ、良好な画像出力を得ることが可能となる。
【００３１】
そのような制御を実現するために、本発明では以下の手順
▲１▼．出力画像の各画素に対して、該画素の近傍画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消すために、
▲２▼．該画素の画素値に対して、近傍画素と該画素間の距離・方向に応じた補正量を該画素近傍の距離に応じた画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消す方向に加算することで変化させ、
▲３▼．前段で計算された該画素の補正画素値に対し、必要であればさらに補正カーブを用いて変換し、該画素に対する露光量として用いる
を行う。
【００３２】
すなわち、注目画素の周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす現像電界を打ち消すような方向・量の電荷を該画素に対して重畳してやることで、周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす影響をおよぼさず、忠実な画像再現を行うことが可能になる。
【００３３】
この周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす影響を除去するために、本発明ではオペレータ演算を用いた補正処理を行い、その後補正テーブルを用いて補正処理を行っている。
【００３４】
また、注目画素の周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす現像電界の量は感光体の膜厚、光感度、現像装置と感光体の距離、現像バイアスの設定、トナー種などにより異なるため、それらパラメータの変化に対して、オペレータ演算のオペレータあるいは補正カーブを変化させることで、感光体の膜厚、光感度、現像装置と感光体の距離、現像バイアスの設定、トナー種などが変化しても良好な画像出力を行うことが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施例を用いて本発明の詳細について述べる。
【００３６】
［実施例１］
本実施例は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置であり、印字画像データの画素毎に対して
１．出力画像の各画素に対して、該画素からの距離・方向に応じた補正値を並べたオペレータを用いて局所オペレータ演算を行い、
２．前段で計算された該画素の画素値に対して、さらに補正カーブを用いて該画素に対する露光量を決定する
ことを特徴としている。
【００３７】
（１）実施系の説明
図１に本実施例の画像形成装置の概略図を示す。本実施例の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナレスシステム、プロセスカートリッジ方式、のレーザービームプリンタである。
【００３８】
（像担持体）
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体である。本実施例の画像形成装置は反転現像を用いており、ネガ感光体を用いている。本実施例は直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体であり、矢印方向に９４ｍｍ／ｓｅｃの周速度をもって回転駆動される。
【００３９】
（帯  電）
２は感光体１に当接させた接触帯電部材としての帯電ローラである。感光体１の外周面がほぼ−６００Ｖに一様に帯電処理されるように、帯電ローラ２に帯電バイアス電源Ｓ１から帯電バイアスを印加する。
【００４０】
（露  光）
この感光体１の帯電面に対して、レーザーダイオードおよびポリゴンミラー等を含むイメージ露光装置（レーザービームスキャナ）６からレーザービームによる走査露光Ｌが出力される。
【００４１】
８はイメージリーダ・コンピュータ・ファクシミリ送信部等のホスト装置であり、このホスト装置８から画像形成装置の制御回路部に目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力する。入力した目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号はまず、露光補正回路７で処理・補正された後、イメージ露光装置６に送られ、走査露光Ｌを強度変調しておくことにより、感光体１の外周面に対して目的の画像情報に対応した電荷分布が形成され、静電潜像が形成される。なお、本実施例では１２００ｄｐｉの画像解像度でイメージ露光を行っている。
【００４２】
（現  像）
その静電潜像は、現像剤として負帯電性の平均粒径６μｍの磁性１成分絶縁現像剤（トナー）３１を用いた、反転非接触現像装置３により現像剤像（トナー画像）として現像される。
【００４３】
３２はマグネット３３を内包する直径１６ｍｍの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブ３２に上記の現像剤３１をコートし、感光体１表面との距離を３００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ３２に現像バイアス電源Ｓ２より現像バイアス電圧を印加する。現像剤３１は弾性ブレード３４との摺擦により、摩擦帯電し、電荷を持つ。
【００４４】
現像スリーブ３２に所定の現像バイアスを印加し、先の画像電荷分布により生じた現像電界合わさることにより、現像スリーブ３２と感光体１の間で１成分ジャンピング現像が行なわれる。本実施例では、現像バイアスとして１．６ｋＶｐｐ，２ｋＨｚ，Ｖｄｃ＝５００Ｖの矩形波を用いた。
【００４５】
（転  写）
一方、不図示の給紙部から記録材としての転写材Ｐが供給されて、感光体１と、これに所定の押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の転写ローラ４との圧接接触部（転写部）Ｔに所定のタイミングにて導入される。
【００４６】
転写ローラ４には転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電源が印加される。転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写部Ｔを狭持搬送されて、その表面側に感光体１の表面に形成担持されている現像剤画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【００４７】
（定  着）
現像剤画像の転写を受けた転写材Ｐは感光体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導入されて現像剤画像の定着を受け、画像形成物（プリント、コピー）として装置外へ排出される。
【００４８】
（クリーナレスシステム）
本実施例の画像形成装置は転写材分離後の感光体１の面に残留した転写残トナーを感光体１の面から除去する専用のクリーニング装置を具備させていないクリーナレスの装置であり、感光体１の面に残留した転写残トナーは引き続く感光体１の回転に伴い感光体１と帯電ローラ２との当接部である帯電部に持ち運ばれ、さらには現像部へと持ち運ばれて、現像装置３により現像同時クリーニング（現像同時回収）されて再用される。
【００４９】
（カートリッジ）
本実施例の画像形成装置は、感光体１、接触帯電部材２、現像装置３の３つのプロセス機器をカートリッジＣに包含させて画像形成装置本体に対して一括して着脱交換自在のカートリッジ方式の装置であるが、これに限るものではない。
【００５０】
（２）電子写真プロセスにおける画像形成
上記過程において、実質的に潜像・トナー画像形成を行うのは露光・現像プロセスである。
【００５１】
まず、画像露光により、感光体（感光ドラム）表面における任意の箇所の電荷量を制御する（潜像の形成）。
【００５２】
この後、現像領域において「トナー粒子を現像するための現像電界」が形成される。このとき、現像電界は領域全体の全電荷により形成される電界を重ね合わせたものである。
【００５３】
つまり、感光体表面の各領域での電荷量のみでは現像電界が決定されず、それは周囲の電荷分布に依存したものとなる。すなわち、感光体表面の各領域にトナー粒子を現像するための現像電界は該当領域の電荷潜像の量のみならず、周囲の電荷潜像の量に依存する。
【００５４】
また、この周囲の電荷分布には現像装置に対して印加される現像バイアスにより誘起される電荷も含まれる（現像電界の形成）。
【００５５】
そして、最終的に形成された現像電界によりトナー粒子が現像され、トナー画像が形成される（トナー粒子の現像）。
【００５６】
このように「感光体表面の各領域にトナー粒子を現像するための現像電界は該当領域の電荷潜像の量のみならず、周囲の電荷潜像の量に依存する」。そのため、周囲の画像パターンにより感光体表面へのトナー現像量が異なってしまい、出力される印字画像が意図したものと異なってしまうことがあった。
【００５７】
特に、高解像度の場合には、隣接画素との距離が近くなるために隣接画素の作る現像電界の影響を顕著に受けやすい。そのため、先に示した高解像度時の孤立ドット、あるいは、細線の消失などが生じてしまう。
【００５８】
そのような従来の課題を示すために、本実施例の露光補正回路７内の近接画素値を用いた演算を行わず、露光量補正のみを作用させた従来例の場合の「出力しようとするＮｘＮドットの大きさＮと出力されるドット径」を示したのが、図２の例．Ａ、例．Ｂである。
【００５９】
例．Ａのレーザー露光量では１ｘ１、２ｘ２の大きさのドットは現像することができず、３ｘ３ドットすなわち９ドット集まってはじめてドット像が形成されはじめる。そして、４ｘ４ドット以降では直線Ｌに沿うようなドット画像形成がされる。しかし、Ｎが２以下では「ドット画像の消失」が生じ画像情報の消失が生じている。
【００６０】
それを防ぐためには１ｘ１ドットの孤立電荷潜像が作る現像電界を大きくすることが必要であり、そのために画像露光量を大きくすることで１ｘ１ドットの孤立電荷潜像が作る現像電界を大きくした例．Ｂの場合、１ｘ１ドットは安定して出力されるようになるが、ドットが集まるような領域、すなわちＮが大きくなる領域では形成される現像電界が過剰になってしまう。そのため、例．Ｂでは全体的に「出力されるドット径」が大きく、本来出力すべき画像と全体的にトナーの付着量が多い「線が太くつぶれた画像」になってしまう。
【００６１】
具体的に例．Ａの場合の出力画像を示したものが図３のＡである。この画像では、１，２，３，４ドット幅の矩形および一般線画像を示している。この画像を見ると１ドット幅の細線で描かれた矩形部分は消失し、また一般線画像においても細線部分は消失し、画像情報が失われてしまっていることがわかる。
【００６２】
（３）本実施例の画像露光強度の補正方法
このような課題を解決するために、本実施例では露光補正回路７内において、各画素の画像露光強度に対して、近隣画素の影響を打ち消すように強度補正を行い、その後さらに感光体の感度特性に合わせて強度補正を行っている。
【００６３】
以下、具体的に本実施例の補正方法について述べる。図７は画像露光強度の補正方法において、露光補正回路７、補正オペレータ、が行う補正動作フロー図である。
【００６４】
先に示したように、電子写真プロセスにおいては、「感光体表面上のドット部分の露光・電荷分布が等しくても、隣接画素の影響によりトナー現像量・ドット形状が異なる」という現象が生じる。
【００６５】
そのため、周辺部の画像分布の影響を無視して画像形成を行ってしまうと、孤立ドットなどを基準とした画像露光を行った場合、周辺部にドットが存在する際などにトナー現像量が過剰になってしまう場合がある。また、逆にドットが集中した状態を基準として画像露光を行うと孤立ドットなどにおいてトナー現像量が少なくなってしまうような状況が発生することがある。
【００６６】
そのような課題を解決するためには、
▲１▼．出力画像の各画素に対して、該画素の近傍画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消すために、
▲２▼．該画素の画素値に対して、近傍画素と該画素間の距離・方向に応じた補正量を該画素近傍の距離に応じた画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消す方向に加算することで変化させ、
▲３▼．前段で計算された該画素の補正画素値に対し、必要であればさらに補正カーブを用いて変換し、該画素に対する露光量として用いる
ことが有効である。
【００６７】
すなわち、注目画素の周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす現像電界を打ち消すような方向・量の電荷を該画素に対して重畳してやることで、周囲近傍の画素が該画素に対して及ぼす影響をおよぼさず、忠実な画像再現を行うことが可能になる。
【００６８】
このような制御を実現するために、本実施例では次に示すような３ｘ３のオペレータを用いて、出力画像データに対してオペレータ演算を行うことで、注目画素に対してその周辺近傍の画素の影響を考慮したレーザー露光制御を行うことにより、より良好な画像制御を可能にしている。
【００６９】
【表１】
2004181868.tif 000003
【００７０】
この３ｘ３の補正行列は、出力画像をレーザー露光強度に変換するためのものであり、中央部が注目画素位置に対応している。ある画素に注目した時に、注目画素に対してその周辺画素が及ぼす影響を考慮し、注目画素のレーザー露光を制御する補正行列である。
【００７１】
ここで、オペレータの中央箇所以外の箇所、すなわち注目画素の周囲近傍画素に対応する値にはマイナス記号をつけている。すなわち、近隣画素の画素値に対してその大きさに応じた、しかし方向はあくまで反対の量を注目画素の画像露光量に加算することになる。すなわち、周辺近傍画素が注目画素に対して及ぼす現像電界を打ち消すような量・方向の電荷量を注目画素に対して加算する。
【００７２】
この画像露光量補正により、近隣画素のつくる現像電界の注目画素に対する影響を打ち消し、画像再現性の高いトナー画像出力を行うことが可能となる。
【００７３】
なお、ここでの値は一例にすぎず、ここに挙げる値、オペレータサイズに限るものではなく、中央あるいは注目画素位置に対応するオペレータ値のみ現像電界を大きくする方向の値であり、それ以外の各点は逆方向あるいはゼロであれば良い。
【００７４】
本実施例での露光量補正は、この補正オペレータを用いて、
▲１▼．注目画素を中心とした３ｘ３の画像データと補正オペレータの同じ位置の数値を乗算し、その後それら全てを加算する
▲２▼．その計算結果の値に対してさらに、補正を行う。本実施例では、「計算結果が負になった場合は、画像露光量＝０とする
▲３▼．上段で決定された注目画素に対するレーザー露光量強度に対し、さらに感光体の光感度・現像装置の現像特性などを含めてさらに補正を行う
という処理を行っている。
【００７５】
以下、この補正オペレータの作用について例を挙げながら示す。
【００７６】
まず孤立ドットの場合を示す。次に示すのは画像データ内の孤立ドットを中心とした３ｘ３の領域（ドット）である。それぞれのドット部に記入してある数字は出力画像の画像強度を示している。ここで数字の大小はレーザー露光の強度を基準としている。また、通常出力画像は各ドットに対して１〜８ｂｉｔデータとして取り扱われることが多いため、この例では８ｂｉｔデータの出力画像の場合を示している。
【００７７】
本実施例は、反転現像系であるため、黒部に対してレーザー露光が行われる。そのため、黒ドット部は２５５の値を持ち、白部は０の値を持つことになる。
【００７８】
【表２】
2004181868.tif 000004
【００７９】
このような画像において、中心の黒ドットに対して、どの程度のレーザー露光強度で行えば良いかを先のオペレータを用いてオペレータ演算を行う。この孤立ドット画像では
０ｘ０＋０ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
＋０ｘ（−０．１５）＋２５５ｘ（１）＋０ｘ（−０．１５）
＋０ｘ０＋０ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
＝２５５
となる。すなわち、このような孤立ドットの場合には元の画像データである２５５という値が変化しない。従って、この注目画素に対してはレーザー露光強度の最大設定値そのもので出力を行うことになる。
【００８０】
また、このような孤立ドットに対して隣に位置するドットについて計算を行うと、以下のようになる。
【００８１】
【表３】
2004181868.tif 000005
【００８２】
０ｘ０＋０ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
＋０ｘ（−０．１５）＋０ｘ（１）＋２５５ｘ（−０．１５）
＋０ｘ０＋０ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
＝−３８．２５
となる。
【００８３】
本実施例では、このオペレータ演算の後に、「計算結果が負になった場合は、画像露光量＝０とする」という補正を行うため、結果としてこの画素に対しての画像露光量は０となる。
【００８４】
次に、黒部と白部間の境界画素の場合を示す。
【００８５】
【表４】
2004181868.tif 000006
【００８６】
このような画像例で中央の注目画素に対して計算を行うと
２５５ｘ０＋２５５ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
＋２５５ｘ（−０．１５）＋２５５ｘ（１）＋０ｘ（−０．１５）
＋２５５ｘ０＋２５５ｘ（−０．１５）＋０ｘ０
≒１４０
となり、孤立ドットにおける場合の半分強の値となることがわかる。
【００８７】
電子写真プロセスにおいては、元来隣接画素の影響により、この注目画素部分はトナー現像量が増加してしまう。そのため、その増加する分をあらかじめ見越して、レーザー露光量を減らしてやるという制御を行っているのである。逆に言えば、孤立ドットなど、周辺にドットがないような条件下でトナー粒子が現像されにくいことを考慮の上に、そのような条件ではレーザー露光量を増やすという制御を行うのが本実施例の特徴である。
【００８８】
最後に、黒ベタ部における制御例を示す。次のような画像データに対して、計算を行う。
【００８９】
【表５】
2004181868.tif 000007
【００９０】
２５５ｘ０＋２５５ｘ（−０．１５）＋２５５ｘ０
＋２５５ｘ（−０．１５）＋２５５ｘ（１）＋２５５ｘ（−０．１５）
＋２５５ｘ０＋２５５ｘ（−０．１５）＋２５５ｘ０
≒１０２
となり、黒ベタ部においては、孤立ドットにおける場合の半分以下のレーザー露光量に設定している。
【００９１】
しかし、図４に示すレーザー露光量に対する感光体表面電位と印字画像濃度の対応を示したグラフを見てもわかるように、レーザー露光量が１００以上では本実施例の画像形成装置においては、印字画像濃度は変化しない。そのため、このようにベタ黒部においてレーザー露光量を減少させるような設定で用いても、ベタ黒画像の印字濃度が低下するようなことはない。
【００９２】
また、現像装置の設定、トナー交換などにより、このレーザー露光量に対する印字画像濃度が変化した場合には、オペレータ演算後に変換テーブルを用いて補正処理を行い、その変換テーブルの値もしくは変換曲線のγ等を変化させることで、ベタ黒画像の印字濃度などを防ぐことができる。
【００９３】
本実施例ではこのような処理を行うことで、高解像度の画像出力時の課題であった
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
を両立させ、良好な画像出力を得ることが可能となる。
【００９４】
（４）本実施例と従来例の比較
図５に本実施例における「出力しようとするＮｘＮドットの大きさＮと出力されるドット径」を示す。理想的な直線Ｌに対して、従来例を示す他のプロットは「トナーが比較的孤立しているパターンである小径ドット」と「トナーが比較的密集しているパターンである大径ドット」の出力が両立していないのに対し、本実施例の出力は「小径ドットの消失」も「大径ドットのつぶれ」も発生せず、良好な画像出力を行うことが可能になっている。
【００９５】
また、先に示した従来例の出力画像に対して、同じ画像を本実施例において印字比較を行った結果も図３のＢに示す。なお、本実施例と従来例のレーザー露光量の条件は、レーザー露光の最大強度を調整し「ドット密度が高い部分」での出力が同じになるように設定した。
【００９６】
この出力画像中で、「トナー画像が比較的密集している部分」は太線による矩形部分や自動車画像の大まかな線などであり、「トナー画像が比較的孤立している部分」は細線部分、すなわち、細線による矩形部分や、自動車画像のエンジン部分などである。
【００９７】
比較例では「トナー画像が比較的密集している部分」は適正に印字されているが、細線などの「トナー画像が比較的孤立している部分」ではトナー画像が消失するなどして、画像情報が失われているのに対して、本実施例では「トナー画像が比較的密集している部分」では従来例と全く同じように良好な印字画像が得られ、同時に「トナー画像が比較的孤立している部分」でも安定したトナー画像が得られ、画像情報を失うことなく、適正な画像出力を実現している。
【００９８】
以上に示したように、本実施例では
▲１▼．注目画素を中心とした３ｘ３の画像データと補正オペレータの同じ位置の数値を乗算し、その後それら全てを加算する
▲２▼．その計算結果の値に対してさらに、補正を行う。本実施例では、「計算結果が負になった場合は、画像露光量＝０とする
▲３▼．上段で決定された注目画素に対するレーザー露光量強度に対し、さらに感光体の光感度・現像装置の現像特性などを含めてさらに補正を行う
という処理を行うことで、
１．トナー画像が比較的孤立している場合の安定したトナー画像形成
２．トナー画像が比較的密集している場合の画像出力精度
を両立させ、良好な画像出力を得ることが可能となった。
【００９９】
［実施例２］
本実施例も実施例１と同じように、
１．出力画像の各画素に対して、該画素の近傍画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消すために、
２．該画素の画素値に対して、近傍画素と該画素間の距離・方向に応じた補正量を該画素近傍の距離に応じた画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消す方向に加算することで変化させ、
３．前段で計算された該画素の補正画素値に対し、必要であればさらに補正カーブを用いて変換し、該画素に対する露光量として用いる
処理を行うが、オペレータ演算に用いるオペレータが若干異なること、および、そのオペレータ演算後の変換テーブルを用いた補正処理が異なる。
【０１００】
それにより、「トナー画像が比較的孤立している場合」の安定した画像出力と、「トナー画像が密集している場合」にトナーが白部の画素に現像され、出力画像がつぶれることを防ぐことが可能となる。
【０１０１】
本実施例は実施例１と露光補正回路７内の補正処理が異なる以外は同じが像形成装置を用いている。以下に、その補正処理について述べる。
【０１０２】
図８は本実施例の補正処理において、露光補正回路７、補正オペレータ、が行う補正動作フロー図である。
【０１０３】
（１）本実施例の出力時の画像変換方法
本実施例の補正処理に用いるオペレータは
【０１０４】
【表６】
2004181868.tif 000008
【０１０５】
である。また、このオペレータ演算後の補正カーブは図６に示す。
【０１０６】
実施例１の場合、オペレータ演算後の注目画素の値が負になった場合は補正後の値は０としていたために、オペレータ演算後の注目画素の値が負になるような画素は全て同じ出力値となっていた。すなわち、白画素は隣接するドットがどのようなものであっても、同じ０という値を用いていた。
【０１０７】
しかし、本実施例では実施例１とは異なり、同じ白画素であっても隣接するドットの条件により、各画素に対する露光量が異なる。例えば、近傍が全て白画素であるような白画素の場合、オペレータ演算後の値は０である。しかし、黒画素に囲まれた白画素の場合、計算値は−８となる。また、白画素の周囲に位置する黒画素の計算値は−２である。
【０１０８】
また、孤立黒画素の場合はオペレータ演算後の値は１０であり、その隣接白画素の値は−１である。周囲が全て黒部の黒画素では２となる。
【０１０９】
これらの各画素に対して補正カーブ処理をした後の値は、
・周囲が全て白画素である白画素  ４８
・孤立黒画素  ２５６
・孤立黒画素に隣接する白画素  ３２
・孤立白画素に隣接する黒画素  ３２
・黒画素に囲まれた孤立白画素  ０
・ベタ黒部  １６０
となる。すなわち、ベタ白部（４８）を基準にとると、黒画素に囲まれた孤立白画素は周囲の黒画素を含めても、よりトナーが付着しにくい電位条件にすることができる。すなわち、実施例１と同じく単に孤立黒ドットを安定して出力できるのみならず、黒画素に囲まれた白画素なども安定して出力することが可能となる。
【０１１０】
このように、本実施例では「トナーが比較的孤立した場合」および「トナーが比較的密集した場合」を共に安定して出力することが可能となり、良好な画像出力を行うことが可能となる。
【０１１１】
本発明は、実施例の「デジタル露光」の画像形成装置に限られず、「アナログ露光」の画像形成装置の場合にも同様に成り立つ。
【０１１２】
また、像担持体として感光性の無い「静電記録誘電体」を用い、この静電記録誘電体の面に電荷を選択的に飛ばして付着させ、或は静電記録誘電体の面を一様に帯電処理した後、除電針アレイや電子銃等の除電装置で選択的に除電して静電潜像を形成する「静電記録プロセス」の場合にも同様の制御を行った際には効果がある。
【０１１３】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１１４】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１１５】
〔実施態様１〕  電子写真プロセスを用いた画像形成装置であり、印字する画像内の任意の画素について、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする画像形成装置。
【０１１６】
〔実施態様２〕  実施態様１において、前記制御を行うために、印字画像データの画素に対してオペレータ演算およびそのオペレータ演算結果に対して補正テーブルを用いた補正処理を行うことを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成装置。
【０１１７】
〔実施態様３〕  実施態様２において、像担持体である感光体の膜厚変化に応じて、前記処理のオペレータあるいは補正テーブルを変化させることを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成装置。
【０１１８】
〔実施態様４〕  実施態様２または３において、使用する現像装置、現像モード、現像剤、もしくは感光体などの関与パラメータに応じて前記処理の係数を変化させることを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成装置。
【０１１９】
〔実施態様５〕  印字する画像内の任意の画素について、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が少ない画素については「トナーを現像するための電界強度を増加させる」ように画像露光量を制御し、周辺近傍ＮｘＭの領域に「トナーを形成すべき画素」が多い画素については、「トナーを現像するための電界強度を減少させる」ように制御することを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成方法。
【０１２０】
〔実施態様６〕  実施態様５において、前記制御を行うために、印字画像データの画素に対してオペレータ演算およびそのオペレータ演算結果に対して補正テーブルを用いた補正処理を行う電子写真プロセスを用いた画像形成方法。
【０１２１】
〔実施態様７〕  実施態様６において、像担持体である感光体の膜厚変化に応じて、前記処理のオペレータあるいは補正テーブルを変化させることを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成方法。
【０１２２】
〔実施態様８〕  実施態様６または７において、使用する現像装置、現像モード、現像剤、もしくは感光体などの関与パラメータに応じて前記処理の係数を変化させることを特徴とする電子写真プロセスを用いた画像形成方法。
【０１２３】
【発明の効果】
以上に示したように、本発明では以下の手順
▲１▼．出力画像の各画素に対して、該画素の近傍画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消すために、
▲２▼．該画素の画素値に対して、近傍画素と該画素間の距離・方向に応じた補正量を該画素近傍の距離に応じた画素が該画素に対して形成する現像電界を打ち消す方向に加算することで変化させ、
▲３▼．前段で計算された該画素の補正画素値に対し、必要であればさらに補正カーブを用いて変換し、該画素に対する露光量として用いる
を行うという特徴により、従来発生していた課題
・ドット密度が低い部分を適正に現像されるように調整すると、ドット密度が高い部分でトナー粒子の現像量が過剰になり、出力画像がつぶれてしまう
・ドット密度が高い部分を適正に現像されるように調整すると、ドット密度が低い部分でトナー現像量が不足し、画像情報が失われてしまう
という課題を防ぎ、いずれの場合においても良好な画像性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略図
【図２】従来のＮｘＮのドットを出力しようとした場合に、実際に出力されるドット径
【図３】実施例１の画像出力結果と従来例での画像出力結果（Ａ．従来例、Ｂ．本実施例）
【図４】実施例１におけるレーザー露光強度と感光体表面電位およびその際のベタ黒印字画像濃度
【図５】実施例１におけるＮｘＮのドットを出力しようとした場合に、実際に出力されるドット径
【図６】実施例２における補正テーブルの補正カーブ
【図７】実施例１の画像露光強度の補正方法において、露光補正回路７、補正オペレータ、が行う補正動作フロー図
【図８】実施例２の画像露光強度の補正方法において、露光補正回路７、補正オペレータ、が行う補正動作フロー図
【符号の説明】
１・・感光体、２・・帯電ローラ、３・・現像装置、４・・転写ローラ、５・・定着装置、６・・イメージ露光装置、７・・露光補正装置、８・・ホスト装置、Ｓ１〜Ｓ３・・バイアス印加電源、Ｃ・・プロセスカートリッジ
【図１】
2004181868.tif 000009
【図２】
2004181868.tif 000010
【図３】
2004181868.tif 000011
【図４】
2004181868.tif 000012
【図５】
2004181868.tif 000013
【図６】
2004181868.tif 000014
【図７】
2004181868.tif 000015
【図８】
2004181868.tif 000016