(57)【要約】【課題】画像形成装置において、画像処理モードや中間調処理方式に応じた加熱制御を行うことにより、十分な定着性を満足するとともに無駄な電力消費をなくす。【解決手段】加熱制御決定手段111 は中間調処理後のデジタル画像信号（Ｃ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”）と、不図示の操作パネルからの画像処理モード信号ｍとを入力し、加熱領域信号ｈａと発熱量信号ｈｐを出力する。文字モードでは、ハイγ設定及び誤差拡散処理が施されていることから、比較的大きな熱量が必要であるため、発熱量を大きく設定するとともに加熱する領域を広げてトータルとしての加熱量を大きくしている。写真モードではリニアなγ設定であることから、比較的少ない熱量での定着が可能であるため、膨張処理を比較的小さく設定すると同時に加熱量設定を小さく設定している。【選択図】図３
2005321549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め画像の属性に応じて設定された複数の画像処理モードの中から任意の画像処理モードを選択するための画像処理モード選択手段と、
画像入力手段で入力された画像信号に対して、入力濃度対出力濃度特性の異なる複数の濃度変換処理の内、前記選択された画像処理モードに対応する濃度変換処理を施す濃度変換手段と、
前記濃度変換処理を受けた画像信号に基づいて記録材上にトナー画像を形成する手段と、
前記トナー画像に対して、前記濃度変換処理に対応する加熱制御を行う定着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記載の画像形成装置において、前記定着手段は、ハイガンマな入力濃度対出力濃度特性の濃度変換処理に対応する画像処理モードが選択されたときは、他の画像処理モードが選択されたときと比較して加熱量が相対的に大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
予め画像の属性に応じて設定された複数の画像処理モードの中から任意の画像処理モードを選択するための画像処理モード選択手段と、
画像入力手段で入力された画像信号に対して、アルゴリズムの異なる複数の中間調処理の内、前記選択された画像処理モードに対応する中間調処理を施す中間調処理手段と、
前記中間調処理を受けた画像信号に基づいて記録材上にトナー画像を形成する手段と、
前記トナー画像に対して、前記中間調処理に対応する加熱制御を行う定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項記載３の画像形成装置において、前記定着手段は、ドット集中型の中間調処理に対応する画像処理モードが選択されたときは、他の画像処理モードが選択されたときと比較して加熱量が相対的に大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、画素単位又は小領域単位の加熱制御が可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は前記画像信号に応じて選択的な領域の加熱が可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の画像形成装置において、加熱量の制御は前記画素単位又は小領域単位当たりの発熱量の制御であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５又は６記載の画像形成装置において、加熱量の制御は、画素又は小領域周辺に対して加熱領域を拡張する面積の制御であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１記載の画像形成装置において、入力画像の画像属性を判定する像域分離手段を有し、前記定着手段における加熱制御を前記像域分離手段の分離結果に応じて決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、前記像域分離手段で文字領域と判定された画像領域に対しては、他の領域と比較して画素当たりの加熱量が大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の画像形成装置において、トナー画像が形成されない領域に対して、比較的小さな熱量で加熱を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナなどで読み取られた画像信号或いはホストコンピュータから転送されてきた印刷データに対してデジタル画像処理を施し、記録紙に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、画素単位又は小領域単位で選択的な領域に加熱定着可能な定着装置においてデジタル画像データの属性に適した定着加熱制御が行える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような画像形成装置の定着装置としては、主に加熱ローラと加圧ローラとからなる熱ローラ定着方式が用いられていた。金属製の熱ローラをハロゲンランプで加熱し、このローラに記録紙を密着させることによって記録紙上のトナーを定着させるものである。一般に、熱ローラは熱容量が大きいので、熱ローラを定着温度まで加熱する時間（ウォームアップタイム）が長いため、プリンタ、コピー機等の画像形成装置が待機状態のときも熱ローラを予熱しておく必要があり、省電力化の点で問題があった。
【０００３】
上記、熱ローラを用いた定着装置の問題点を解決するため、セラミックヒータなどの線状加熱体を用いた定着手段が提案されている（特許文献１参照）。線状加熱体は熱ローラに比べて十分に熱容量が小さいので、ウォームアップタイムを非常に短くすることができる。よって、待機時の予熱が不要となり、省電力化に貢献できるものである。 しかしながら、上記のような線状発熱体による定着では、待機状態の消費電力はなくすことができるが、画像形成時には熱ローラ定着方式と同程度の電力を消費する。
【０００４】
そこで、サーマルアレイヘッドのような画素単位あるいは小領域単位毎に独立して発熱を制御できる加熱素子を発熱体として用い、記録紙上にトナーが存在する領域のみを選択的に加熱し、トナーが存在しない記録紙のみの領域に対しては加熱を行わないように制御することで、画像形成時の消費電力を低減した画像形成装置が考案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平3-54585号公報
【特許文献２】特開平7-281541号公報
【特許文献３】特開平9-62124号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような小領域単位での定着加熱制御を行う装置は多数開示されているが、文字モード、文字写真モード、写真モードなどの画像処理モードを切り替えても、サーマルアレイヘッドなどの加熱素子に対する加熱制御方法は一様であった。また、誤差拡散処理やディザ処理など、中間調処理方式（中間調アルゴリズム）が異なっても加熱制御方法は一様であった。つまり、文字モード、文字写真モード、写真モードなど画像処理モードに応じて定着制御方式を変更するものや、誤差拡散処理やディザ処理などの中間調処理方式に応じて定着制御方式を切り替えるものは考案されていない。
【０００７】
例えば、文字画像に適した画像処理モードであるところの「文字モード」では、図７（ａ）のようなハイガンマな濃度特性に設定することが望ましい。このような濃度特性にすることで、地肌の汚れを消すことができるとともに、鉛筆書きなどの比較的薄い文字に対してもくっきりと再現させることができる。しかし同時に、比較的高濃度のベタ文字などは最高濃度の黒ベタ文字として再現される。このような領域では、トナーが多量に転写されることとなり、十分に定着させるためには単位面積あたり、比較的多くの熱量を必要とする。逆に写真画像に適した画像モードである「写真モード」では、図７（ｂ）のようなリニアな濃度特性とすることが望ましく、このように設定することによって階調性に優れた画像再現が行える。このような濃度特性では、先の文字モードで説明したようなトナーが多量に転写された黒ベタ領域が少ないため、比較的少ない熱量での定着が可能である。このように画像処理モードに応じて、定着装置の加熱を制御することが望ましいが、これまでこのような提案はなされていなかった。
【０００８】
また、中間調処理方式に関しても熱量を多く必要とする方法とそうでない方法がある。図８（ａ）は誤差拡散方式という中間調処理によって出力されたドットパターンである。誤差拡散方式の特徴は、面積階調により中間濃度を表現する際に、ドットをできるだけ分散して生成するものであり、階調性とともに解像性も両立しようとする処理である。 このような処理を使用するためには、電子写真装置が孤立した１ドットを再現できるものでなければならないが、実際の電子写真装置は孤立した１ドットを十分に安定して再現することは難しいため、誤差拡散処理では階調性や粒状性がやや悪くなってしまう。よって、誤差拡散処理は文字や線画などの解像度、先鋭性を重視する場合に用いられることが多い。
【０００９】
誤差拡散処理と対峙する処理として、組織的ディザ法がある。特にドット集中型の組織的ディザ法（以降、ディザ法）は図８（ｂ）のように複数ドットを集めてドットパターンを形成するものであり、その特徴は階調性や粒状性に優れているという点である。これは、孤立状態では不安定であったドットを、集めて配置することにより安定な状態を作り出しているからである。
【００１０】
このように中間調処理方式によってドットパターンは異なるが、それぞれの方式で十分な定着性が得られるための熱量は若干異なる。ドットが分散している誤差拡散処理の方が記録紙面をこすった時などにトナーが剥がれ落ちやすいため比較的大きな熱量で加熱する必要がある。逆にある程度ドットが集中している中間調処理方式の方がトナー同士の結合力が作用するため、記録紙からの剥がれにくさと言う点では有利である。
【００１１】
しかし、これまで開示されている加熱制御方法では中間調処理方式に応じて加熱制御方法を切り替えるようなものはなかった。つまり、共通な制御方法で十分な定着性を満足するために、かなりマージンを見込んだ熱量を与えており、余分な電力消費が行われているものであった。
【００１２】
本発明では以上のことに鑑み、画像形成装置において、各種画像処理モードや中間調処理方式（中間調処理アルゴリズム）に応じた加熱制御を行うことにより、十分な定着性を満足するとともに無駄な電力消費をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、予め画像の属性に応じて設定された複数の画像処理モードの中から任意の画像処理モードを選択するための画像処理モード選択手段と、画像入力手段で入力された画像信号に対して、入力濃度対出力濃度特性の異なる複数の濃度変換処理の内、前記選択された画像処理モードに対応する濃度変換処理を施す濃度変換手段と、前記濃度変換処理を受けた画像信号に基づいて記録材上にトナー画像を形成する手段と、前記トナー画像に対して、前記濃度変換処理に対応する加熱制御を行う定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記定着手段は、ハイガンマな入力濃度対出力濃度特性の濃度変換処理に対応する画像処理モードが選択されたときは、他の画像処理モードが選択されたときと比較して前記加熱量が相対的に大きくな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。
請求項３に係る発明は、予め画像の属性に応じて設定された複数の画像処理モードの中から任意の画像処理モードを選択するための画像処理モード選択手段と、画像入力手段で入力された画像信号に対して、アルゴリズムの異なる複数の中間調処理の内、前記選択された画像処理モードに対応する中間調処理を施す中間調処理手段と、前記中間調処理を受けた画像信号に基づいて記録材上にトナー画像を形成する手段と、前記トナー画像に対して、前記中間調処理に対応する加熱制御を行う定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項４に係る発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記定着手段は、ドット集中型の中間調処理に対応する画像処理モードが選択されたときは、他の画像処理モードが選択されたときと比較して前記加熱量が相対的に大きくな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。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、画素単位又は小領域単位の加熱制御が可能であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置において、前記定着手段は前記画像信号に応じて選択的な領域の加熱が可能であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に係る発明は、請求項５又は６記載の画像形成装置において、加熱量の制御は前記画素単位又は小領域単位当たりの発熱量の制御であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に係る発明は、請求項５又は６記載の画像形成装置において、加熱量の制御は、画素又は小領域周辺に対して加熱領域を拡張する面積の制御であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、入力画像の画像属性を判定する像域分離手段を有し、前記定着手段における加熱制御を前記像域分離手段の分離結果に応じて決定することを特徴とする画像形成装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の画像形成装置において、前記像域分離手段で文字領域と判定された画像領域に対しては、他の領域と比較して画素当たりの加熱量が大きくな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。
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０の何れかに記載の画像形成装置において、トナー画像が形成されない領域に対して、比較的小さな熱量で加熱を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、選択された画像処理モードに対応する入力濃度対出力濃度特性に応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項２に係る発明によれば、ハイガンマな入力濃度対出力濃度特性の濃度変換処理に対応する画像処理モードが選択されたときに、文字の黒ベタ部など比較的大きな加熱量が必要な部分対しても十分な定着性が得られるとともに、画像処理モードに応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項３に係る発明によれば、設定された画像処理モードに対応する中間調処理アルゴリズムに応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項４に係る発明によれば、ドット集中型の中間調処理に対応する画像処理モードが選択されたときに、ドットが分散して形成されている画像領域など比較的大きな加熱量が必要な領域に対しても十分な定着性が得られるとともに、中間調処理アルゴリズムに応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項５に係る発明によれば、画素単位又は小領域単位の加熱制御、及び設定された画像処理モードに応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項６に係る発明によれば、トナー画像が存在する領域のみの選択的加熱、及び設定された画像処理モードに応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項７、８に係る発明によれば、入力濃度対出力濃度変換特性及び中間調処理アルゴリズムに応じた加熱量の制御が可能となり、定着に必要十分な加熱量を供給することによって、無駄な電力を排除でき省電力化に貢献することができる。
請求項９に係る発明によれば、画像領域の属性に応じた最適な加熱制御を行うことが可能となり、無駄な電力を排除でき省電力化に貢献することができる。
請求項１０に係る発明によれば、文字領域での黒ベタ部など比較的大きな加熱量が必要なモードに対しても十分な定着性が得られるとともに、画像領域の属性に応じた最適な加熱制御が行え、省電力化に貢献することができる。
請求項１１に係る発明によれば、記録紙の加熱部と非加熱部での伸び縮み較差を比較的小さくすることができ、記録紙のカールを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態における画像形成装置の概略図である。給紙トレイ１上に記録紙を載置しておく。ピックアップローラ２は給紙トレイ１上の記録紙を１枚ずつ給紙ローラ３まで搬送する。給紙ローラ３は１枚ずつ搬送された記録紙を装置内に給紙する。矢印Ｐ方向に回転する感光体ドラム７は、帯電ローラ６により一様に帯電される。ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）アレイヘッド８は記録すべき画像信号に基づいて感光体ドラム７を露光し、感光体ドラム７上に静電潜像を形成する。ＬＥＤアレイヘッド８のＬＥＤ素子のピッチは１／６００インチ（６００ｄｐｉ）である。現像器９は、トナーにより感光体ドラム７上の静電潜像を現像する。感光体ドラム７上のトナー像は、転写ローラ１０により記録紙上に転写される。クリーナ１１は、感光体ドラム７上に残留したトナーを回収する。上記作像プロセスは、周知の電子写真プロセスである。
【００１６】
記録紙上のトナー像は、定着器１２により記録紙に熱定着される。定着器１２は、加圧ローラ１５、サーマルアレイヘッド１６、ベルト状の定着フィルム１７、駆動ローラ１８及び従動ローラ１９よりなる。トナー像が定着された記録紙は、排紙ローラ１３により装置外に排出され、排紙トレイ１４上に順次積載される。なお、上記実施例では感光体上への静電潜像の形成にＬＥＤアレイヘッドを用いているが、周知のレーザスキャナを用いてもよい。
【００１７】
図２は、図１の定着器１２の拡大図である。駆動ローラ１８は、記録紙の搬送速度と同じ周速で矢印Ｐの方向に駆動される。これによって、定着フィルム１７は矢印Ｑの方向に記録紙の搬送速度で移動する。記録紙は、サーマルアレイヘッド１６，定着フィルム１７と加圧ローラ１５の間を通過する。加圧ローラ表面はシリコーンゴムで覆われている。紙搬送方向と直角方向にライン状に並んだ発熱素子２０のピッチは、書き込み素子であるＬＥＤアレイヘッド８のＬＥＤ素子と同じ１／６００インチ（６００ｄｐｉ）である。サーマルアレイヘッド１６は、サーマルプリンタ（感熱プリンタや熱転写プリンタ）に用いられる熱記録ヘッドを用いることが可能である。なお、定着フィルム１７がトナーにより汚れるのを防ぐため、定着フィルム１７上のトナーをクリーニングする手段を設けてもよい。さらに、記録紙に定着されなかった記録紙上のトナーを吸引するための手段を、定着器１２と排紙ローラ１３との間に設けてもよい。
【００１８】
図３は、図１の画像形成装置における画像読取から画像形成までの画像処理を行うブロックを示す図である。
スキャナ等の画像入力手段101 によって光学的に読み取られた原稿は、ｒｇｂ各８ビットのデジタル画像信号に変換され出力される。出力されデジタル画像信号はスキャナγ補正手段102 に入力され、反射率リニアなｒｇｂ信号はＬＵＴ（ルックアップテーブル）により濃度リニアなＲＧＢ信号へと変換される。また、このときグレーバランスがとられ、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値が等しいときはグレーとなるように調整される。
【００１９】
画像入力手段101 からのデジタル画像信号（ｒｇｂ）は同時に像域分離手段103 に入力され、像域分離手段103 では入力されたデジタル画像信号を黒文字画像領域、色文字画像領域、及びそれ以外の絵柄領域の３領域に識別し、像域分離信号ｓ１を出力する。絵柄領域とは、網点画像領域（網点上の文字に関しては絵柄領域と識別される）や連続調画像領域や地肌領域のことをさす。
【００２０】
ここで像域分離手段103 は、例えば特許第3153221 号公報や特開平5-48892 号公報に開示されている像域分離処理を行うものとする。上記像域分離方式では、エッジ領域検出と網点領域検出と白地背景領域検出と有彩／無彩領域検出に基づいて総合的に画像領域を判定しており、組合せに応じて表１のような結果を出力している。白地上の文字は文字領域と判定し、網点上の文字を含む網点画像や連続調画像は絵柄領域（文字以外の領域）と判定する。また、文字領域については有彩／無彩領域検出によって、さらに黒文字領域と色文字領域の判別が行われるものである。
【００２１】
【表１】
2005321549.tif 000003
【００２２】
フィルタ処理手段104 では、第１の像域分離手段103 による判定結果s1に基づいて、デジタル画像信号（ＲＧＢ）に対して、エッジ強調処理あるいは平滑化処理、あるいはその中間的な特性を有するフィルタ処理を施し出力する。具体的には文字領域（黒文字及び色文字の両領域）に対しては均一なエッジ強調フィルタを施し、絵柄領域に対しては不図示のエッジ量検出手段の検出結果により適応的なフィルタ処理を施すものである。絵柄領域で適応エッジフィルタを施すことによって、網点画像中の文字など大きなエッジ量が検出される領域では比較的強いエッジ強調処理が行え、網点地の領域や地肌部、連続階調領域など小さなエッジ量しか検出されない領域には弱いエッジ強調或いは平滑化処理を施すことができ、文字の鮮鋭性と背景網点部のなめらかさを両立するようなフィルタ処理を実現することができる。
【００２３】
フィルタ処理後の画像信号は地肌除去手段105 に入力され、原稿の地肌部分が完全な白色で再生されるように、ごく低濃度領域の信号値をゼロにする。地肌除去された画像信号（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）は、さらに色補正手段106 に出力される。色補正手段106 ではマスキング演算等によりＲＧＢ系信号をプリンタ系の色材に適したＣＭＹ系の信号に変換する。色補正処理は、さまざまな手法が考えられるが、ここでは以下の［式１］ようなマスキング演算が行われるものとする。
［式１］
Ｃ＝α11×Ｒ  ＋  α12×Ｇ  ＋  α13×Ｂ  ＋  β1
Ｍ＝α21×Ｒ  ＋  α22×Ｇ  ＋  α23×Ｂ  ＋  β2
Ｙ＝α31×Ｒ  ＋  α32×Ｇ  ＋  α33×Ｂ  ＋  β3
但し、α11〜α33及びβ1 〜β3 は予め定められた色補正係数で、出力されるＣＭＹも各８ビット（０〜２５５）の信号とする。
【００２４】
次に、色補正手段106 からのデジタル画像信号（ＣＭＹ）は下色除去・墨生成手段107 に入力され、ＣＭＹＫ信号に変換され出力される。下色除去・墨生成手段107 では、墨成分であるＫ信号が生成されると共にＣＭＹ信号から下色除去（ＵＣＲ）が行われる。ここで、下色除去・墨生成手段107 は、像域分離手段103 からの分離信号s1を入力し、黒文字画素とその他の画素に対して異なる下色除去・墨生成を行う。
【００２５】
非黒文字画素に対してのＫ信号の生成及びＣＭＹ信号からの下色除去は、以下の［式２］のように行われる。
［式２］
Ｋ  ＝  Ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）×  β4
Ｃ’＝  Ｃ  −  Ｋ  ×  β5
Ｍ’＝  Ｍ  −  Ｋ  ×  β5
Ｙ’＝  Ｙ  −  Ｋ  ×  β5
但し、  Ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、ＣＭＹ信号のうち最小のものであり、β4,β５は予め定められた係数で８ビットの信号とする。
【００２６】
また、黒文字画素に対しては以下の式［式３］にて行われる。
［式３］
Ｋ  ＝  Ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）
Ｃ’＝  ０
Ｍ’＝  ０
Ｙ’＝  ０
このように黒文字画素に対してはＫトナー単色での再生が行われるため、版ズレ時の色ズレによる色付きや解像度低下を招くことがなく良好な黒文字品質が得られる。
【００２７】
下色除去・墨生成手段107で処理された信号は、プリンタγ補正手段108によってプリンタエンジン特性に合わせたγ補正が行われ、さらに中間調処理手段109を施され、画像出力手段110（ＬＥＤアレイヘッド）に出力される。図３の実施形態では、不図示の操作パネルによってユーザが設定した画像処理モード（文字モード、文字写真モード、写真モードなど）に応じて、プリンタγと中間調処理方式を切り替えるよう構成している。つまり、文字の鮮鋭性を重視する文字モードでは、プリンタγを比較的ハイγ設定にし、中間調処理は誤差拡散処理を用いるように設定されている。また、絵柄部の階調性やなめらかさを重視する写真モードでは、プリンタγをリニアな設定にし、中間調処理はディザ処理を用いるように設定されている。また、文字写真モードは前記両者の比較的中間的な処理モードであり、中間的なγ設定と、誤差拡散処理を組み合わせるように構成されている。
【００２８】
中間調処理後のデジタル画像信号（Ｃ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”）は、加熱制御決定手段111へと入力され、定着装置におけるサーマルアレイヘッド113を駆動するための制御信号を決定する。加熱制御決定手段111は、画素単位で加熱領域と発熱量を制御するための信号、つまり、加熱領域信号ｈａと発熱量信号ｈｐとを出力するよう構成されている。
【００２９】
加熱制御決定手段111のブロック図を図４に示す。図４において、加熱制御決定手段111 は中間調処理後のデジタル画像信号（Ｃ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”）と、不図示の操作パネルからの画像処理モード信号ｍとを入力し、加熱領域信号ｈａと発熱量信号ｈｐを出力する。まず、中間調処理後のデジタル画像信号（Ｃ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”）は、それぞれオア回路1111にて論理和処理が行われ、対応した画素位置にトナー像が形成されるか否かを示す信号が得られる。オア回路1111から得られた信号に対して、膨張処理手段1112にて膨張処理が行われ、加熱領域信号ｈａが求められる。膨張処理を行うのは、記録紙上に形成されたトナー像はドットゲインなどの影響で実際には１画素以上の面積を有していたり、また定着装置における位置合わせ誤差などの影響があるためであり、ＬＥＤアレイヘッドで露光される画素に対して膨張処理を行い，周辺の画素位置に対しても加熱を行う必要があるためである。また、膨張処理を行う際の膨張量は各画像処理モードで異なっており、入力された画像処理モード信号ｍに基づいて、膨張量設定手段1111で決定される。画像処理モード信号ｍは、同時に発熱量設定手段1113にも入力され、画像処理モードに応じて１画素あたりに供給する熱量を可変している。本実施例では、給電０〜７までの８段階の発熱量設定ができるようになっている。
【００３０】
各画像処理モードにおける、膨張処理設定と発熱量設定は、例えば、表２に示すとおりである。表２のように、文字モードでは、γ設定はハイγ（図７の（ａ）のようなγ設定）であり、中間調処理方式は文字の鮮鋭性を確保するため誤差拡散処理が適用されるような画像処理モードである。このようなモードでは、膨張処理量は比較的大きく設定し、７×７サイズの膨張マスクによる膨張処理を行うよう設定する。７×７膨張とは、形成されるドットに対して周囲３画素づつ膨張したような領域に拡張される処理である。発熱量については、７段階中のもっとも高い熱量設定７とし、後述する写真モード、文字写真モードに対して、加熱領域及び発熱量ともにもっとも大きな熱量を供給するものである。
【００３１】
【表２】
2005321549.tif 000004
【００３２】
写真モードでは、γ設定はリニア設定（図７の（ｂ）のようなγ設定）であり、中間調処理方式は絵柄部の階調性、粒状性を高い品質にするためディザ処理が適用されるような画像処理モードである。このようなモードでは、膨張処理量は比較的小さく設定し、５×５サイズの膨張マスクによる膨張処理を行うよう設定する。発熱量については熱量設定を７段階中の５とし、前述の文字モードに対して、加熱領域及び発熱量ともに小さな熱量を供給するものである。さらに、文字写真モードにおいてはこれら２つのモードの中間的な設定としている。
【００３３】
文字モードではハイγ設定により、比較的高濃度の画像領域では最高濃度の黒ベタとして画像形成されるので、大きな熱量が必要であるから、発熱量は最大設定の７としている。また、中間調処理は文字の鮮鋭性のために誤差拡散処理が施されており、比較的低濃度の絵柄部分などではドットが孤立して生成されているので、十分な定着性を得るために比較的大きな熱量が必要である。ドットが分散している誤差拡散処理の方が記録紙面をこすった時などにトナーが剥がれ落ちやすい傾向にあるため、比較的大きな熱量で加熱する必要がある。よって、発熱量を大きく設定するとともに加熱する領域を広げてトータルとしての加熱量を大きくしている。
【００３４】
逆に写真モードではリニアなγ設定なので、上記のような最高濃度による黒ベタ画像領域が多く存在することはなく、比較的少ない熱量での定着が可能である。よって、膨張処理を５×５と比較的小さく設定すると同時に発熱量設定を５としている。
【００３５】
図３において、加熱制御決定手段111によって出力された制御信号（ｈａ、ｈｐ）に基づき、サーマルアレイヘッド駆動回路112はサーマルアレイヘッド113に対して通電を行い、記録紙上のトナー像の定着を行うよう構成している。
【００３６】
以上のように構成することによって、これまで必要以上に供給されていた電力（加熱量）を、画像処理モード、または中間調処理方式に応じて最適なものとすることができ、省電力化に貢献することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、膨張量と発熱量の両方を制御する例を示したが、膨張量は同じ設定にしておいて、発熱量のみを変化させるように構成してもよい。逆に、発熱量を同じ設定にしておいて、膨張量のみを変化させるように構成しても概ね同じ効果が得られる。
【００３８】
〔第２の実施形態〕
図４においては、加熱制御決定手段111における加熱量の設定は、画像処理モードによってのみ決定していた。実際は、画像領域によってはＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のトナーが同じ画素位置に形成される場合もあるし、Ｃのみなど１版のみのトナーが形成される場合もあり、堆積したトナーの量は画素によって異なる。よって、本来は堆積したトナーの量に応じて加熱量を制御することが望ましい。
【００３９】
そこで、第２の実施形態では、加熱制御決定手段を図５のように構成し、表３のように動作させて、堆積したトナーの量に応じて加熱量を制御する。本実施形態の画像形成装置において、加熱制御決定手段121以外は第１の実施形態と同様に構成されている。
【００４０】
【表３】
2005321549.tif 000005
【００４１】
図５において、加熱制御決定手段121では、画素毎にＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”のオンドットの数を計数手段1214でカウントし、２ビットのピクセルカウント信号を出力する。全ての版がオンである場合にはピクセルカウント値“４”を出力し、１つの版のみオンの場合にはピクセルカウント値“１”を出力する。このようにしてカウントされた信号は最大値膨張処理手段1215に入力し最大値の膨張を行う。この時、図４と同様に膨張量設定手段1211によって設定された膨張量に基づき最大値の膨張を行う。例えば、７×７膨張が設定された場合、最大値膨張処理手段1215では、注目画素周囲の７×７マトリクス内の値のうち最も大きい値を新しい注目画素の値として更新するように動作する。このように膨張されたピクセルカウント値ｐｃは発熱量設定手段1213に入力され、画像処理モード信号ｍ及びピクセルカウントｐｃに応じた発熱量の設定が行われる。
【００４２】
これは、表３に示すとおりであり、ピクセルカウント値ｐｃが大きいほど発熱量を大きくするように設定している。また、文字モードの方が写真モードよりも最大時に与える発熱量は大きく設定しており、これについては前述した表２と同様である。最大値膨張処理手段1215からの出力ｐｃは、２値化手段1216に入力され１ビットの加熱領域信号ｈａとして出力される。ここでの２値化処理閾値はｐｃが”０”以外ではｈａが”１”を出力するものであり、１版でもドットがオンの場合は加熱領域信号をアクティブとして出力するものである。以上のように構成することにより、さらに安定した定着が行えるとともに、必要十分な加熱量を供給することができるので、省電力に貢献することができる。
【００４３】
〔第３の実施形態〕
図６は、第３の実施形態の画像形成装置における画像読取から画像形成までの画像処理を行うブロックを示す図である。この図において、図３と同一のブロックには図１で使用した符号を付した。本実施形態では、不図示の操作パネルによってユーザが画像処理モードを文字写真モードに設定したときに、像域分離手段123の出力信号ｓ１を用いて、プリンタγ補正手段128及び中間調処理手段129を制御するとともに、加熱決定制御手段131 を制御する。それ以外は第１の実施形態と同じである。
【００４４】
図６において、下色除去・墨生成手段107で処理された信号は、プリンタγ補正手段128によってプリンタエンジン特性に合わせたγ補正が行われ、さらに中間調処理手段129で中間調処理が施され、画像出力手段110に出力される。プリンタγ補正手段128及び中間調処理手段129では、像域分離手段123の出力信号ｓ１を用いて、プリンタγと中間調処理方式を切り替えるよう構成している。即ち、例えば黒文字または色文字と判定された画素に対してはハイγな濃度特性設定を行うとともに文字鮮鋭性の再現に有利な誤差拡散処理を施し、絵柄部などの非文字と判定された画素に対してはリニアな濃度特性設定を行うとともに粒状性や階調再現性に有利なディザ処理を施す。
【００４５】
このように、像域分離信号ｓ１を用いて、判定された画像領域毎に異なる処理を行うことによって、高画質な画像再生が可能となるが、上記像域分離信号ｓ１を用いて定着制御を行うことは省電力の観点でも有効である。図６では、像域分離信号s1は加熱制御決定手段111にも入力され、画像属性に応じて加熱量の制御を行うように構成している。例えば画像領域に応じて加熱制御を切り替える例としては、文字領域に対しては表３の文字モードの欄に示した膨張処理及び発熱量の設定を選択し、絵柄領域（文字領域以外の画像領域）に対しては表３の写真モードの欄に示した膨張処理及び発熱量の設定を選択するように構成する。以上のように制御することによって、像域分離信号を用いた最適な定着加熱制御が実現でき、省電力化に貢献することができる。
【００４６】
なお、本実施形態ではトナー像がない画像領域に対しては加熱を行わないような例を示したが、紙種によっては加熱部と非加熱部の記録紙の伸び縮みの差異から、記録紙がカールすることがあった。このような場合には、トナー像がない画像領域に対しても、比較的小さな熱量で加熱することが効果的である。
【００４７】
また、本実施形態ではサーマルアレイヘッドは書き込み素子（ＬＥＤ素子）の密度と同じ６００ｄｐｉとしたが、書き込み素子に比べて低密度であっても良い。例えば、サーマルアレイヘッドを２００ｄｐｉとするなどしてもよく、この場合、加熱領域信号及び発熱量信号の密度も２００ｄｐｉとする必要があり、最終的な信号を求めた後、あるいは求める途中で低解像度データへの解像度変換を行えばよい。
【００４８】
さらに、本実施形態では定着素子としてサーマルアレイヘッドを用いる例を示したが、レーザビーム走査装置や、セラミックヒータなどの別の加熱方法を用いたものにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の概略図である。
【図２】図１における定着器の拡大図である。
【図３】図１の画像形成装置における画像読取から画像形成までの画像処理を行うブロックを示す図である。
【図４】図３における加熱制御決定手段のブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における加熱制御決定手段のブロック図である。
【図６】第３の実施形態における画像読取から画像形成までの画像処理を行うブロックを示す図である。
【図７】文字モード及び写真モードの濃度特性を示す図である。
【図８】誤差拡散方式及び組織的ディザ法のドットパターンを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
８・・・ＬＥＤアレイヘッド、９・・・現像器、10・・・転写ローラ、12・・・定着器、103 ，123 ・・・像域分離手段、108 ，128 ・・・プリンタγ補正手段、109 ，129 ・・・中間調処理手段、111 ，131 ・・・加熱制御決定手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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