(57)【要約】【課題】感光体の表面の帯電電位に電位ムラが発生した場合にも、出力画像の濃度を一定に保つことができる画像形成装置及びその方法、並びにプログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、制御装置１１０、感光ドラム１、帯電器２、及び帯電電位読取装置８を備える。制御装置１１０は、多値の画像データを取得する。帯電器２は、感光ドラム１表面を一様に帯電させる。制御装置１１０は、帯電電位読取装置８により読み取られた感光ドラム１表面の帯電電位に基づいて、感光ドラム１表面が一様に帯電しているか否かを判別する。この判別の結果、感光ドラム１表面の帯電電位に電位ムラが発生しており、感光ドラム１表面が一様に帯電していないときは、制御装置１１０は、感光ドラム１表面の帯電電位に基づいて、予め設計された閾値マトリクスに与えられている閾値を変換する。【選択図】図４
2007279305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を帯電する帯電手段と、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成手段と、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力手段とを備える画像形成装置において、
多値画像データを取得する取得手段と、
前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換手段と、
前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取り手段と、
前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別手段と、
前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記閾値マトリクスに与えられている閾値を、前記読み取られた帯電電位が最大値の場合における前記出力された画像の濃度に一致するように増減させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体を帯電する帯電ステップと、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成ステップと、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力ステップとを備える画像形成方法において、
多値画像データを取得する取得ステップと、
前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換ステップと、
前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取りステップと、
前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別ステップと、
前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御ステップとを備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
前記制御ステップは、前記閾値マトリクスに与えられている閾値を、前記読み取られた帯電電位が最大値の場合における前記出力された画像の濃度に一致するように増減させることを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。
【請求項５】
感光体を帯電する帯電手段と、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成手段と、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力手段とを備える画像形成装置で実行されるプログラムにおいて、
多値画像データを取得する取得モジュールと、
前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換モジュールと、
前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取りモジュールと、
前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別モジュールと、
前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御モジュールとを備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びその方法、並びにプログラムに関し、特に、多値画像データを二値画像データに変換するハーフトーン技術を有する画像形成装置及びその方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真プリンタ等のディジタル化された画像形成装置は、ドットのオン・オフの二値により画像を出力し、ドットの印字面積を変化させることにより、階調を表現する。
【０００３】
一般的に、ドットのオン・オフを決定する画像処理方法として、ハーフトーンスクリーン又は網点が用いられている。ハーフトーンスクリーンを用いる方法では、多値画像データを二次元平面上に連続的に配置した閾値マトリクスと比較することにより、多値画像データを二値画像データに変換する。このため、出力される二値画像データは閾値マトリクスで定義される周期性を有する。
【０００４】
画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められており、特に濃度の階調と濃度の安定性は、人間が画像の良し悪しを判断するのに大きな影響を与える。しかし、温度や湿度等の環境変化や長時間の使用により、画像形成装置の各部が変化すると、出力画像の濃度が変動する。特に、電子写真方式の画像形成装置の場合、わずかの環境変動においても出力画像の濃度が変動するため、常に一定の濃度を保つ方法が求められている。
【０００５】
また、出力画像の濃度が変動する原因として、画像形成装置の感光体の材料特性が関係する。画像形成装置の感光ドラム等の感光体としては、有機感光体やアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体等がよく用いられている。ａ−Ｓｉ感光体は、表面硬度が高く、半導体レーザ等に高い感度を示し、繰り返し使用による劣化もほんど認められないことから、電子写真感光体として多用されている。
【特許文献１】特開２００４−２２３７１６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ａ−Ｓｉ感光体は、原料ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化し、ドラム基体のアルミニウムシリンダー上に固化、堆積させて成膜することにより製造する。そのため、プラズマが均一でないと、ａ−Ｓｉ感光体の周方向（回転方向）や長手方向（周方向と直角の幅方向）に膜厚ムラが生じ、ａ−Ｓｉ感光体の表面の帯電電位に電位ムラが発生する。
【０００７】
ａ−Ｓｉ感光体の表面の帯電電位に電位ムラが生じると、トナー付着量の多いベタ部と付着量の少ないハーフトーン部とで電位差が異なり、濃度ムラが生じる。濃度ムラが発生した場合、特にカラー印刷において好ましくない画質となる。ａ−Ｓｉ感光体は、静電容量が大きいので、有機感光体に比べてコントラストが小さく、特に電位ムラによる影響を受け易い。
【０００８】
本発明の目的は、感光体の表面の帯電電位に電位ムラが発生した場合にも、出力画像の濃度を一定に保つことができる画像形成装置及びその方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、感光体を帯電する帯電手段と、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成手段と、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力手段とを備える画像形成装置において、多値画像データを取得する取得手段と、前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換手段と、前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取り手段と、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別手段と、前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の画像形成方法は、感光体を帯電する帯電ステップと、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成ステップと、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力ステップとを備える画像形成方法において、多値画像データを取得する取得ステップと、前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換ステップと、前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取りステップと、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別ステップと、前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御ステップとを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のプログラムは、感光体を帯電する帯電手段と、二値画像データに基づいて前記帯電された感光体を照射して潜像を形成する形成手段と、前記形成された潜像に基づいて画像を出力する出力手段とを備える画像形成装置で実行されるプログラムにおいて、多値画像データを取得する取得モジュールと、前記取得された多値画像データを閾値マトリクスを用いて二値画像データに変換する変換モジュールと、前記帯電された感光体の帯電電位を読み取る読み取りモジュールと、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているか否かを判別する判別モジュールと、前記感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、前記読み取られた帯電電位に基づいて前記閾値マトリクスを変更する制御モジュールとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、感光体の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、感光体の帯電電位に基づいて閾値マトリクスを変更するので、感光体の表面の帯電電位に電位ムラが発生した場合にも、出力画像の濃度を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【００１５】
図１において、画像形成装置１００は、リーダ部２００、プリンタ部３００、制御装置１１０、及び操作部１８０を備える。リーダ部２００、プリンタ部３００、及び操作部１８０は、制御装置１１０にそれぞれ接続されている。制御装置１１０は、ネットワーク４００を介して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）４０１，４０２等の外部装置に接続されている。
【００１６】
操作部１８０は、液晶タッチパネルで構成され、画像形成装置１００を操作するためのユーザインタフェースを提供する。リーダ部２００は、スキャナユニット２１０、及び原稿給紙ユニット２５０を備える。原稿給紙ユニット２５０は、原稿をスキャナユニット２１０へ搬送する。スキャナユニット２１０は、搬送された原稿から画像を光学的に読み取り、画像データに変換する。
【００１７】
プリンタ部３００は、給紙ユニット３６０、マーキングユニット３１０、及び排紙ユニット３７０を備える。給紙ユニット３６０は、複数種類の転写材を保持するカセットを有し、転写材をマーキングユニット３１０へ搬送する。マーキングユニット３１０は、画像データを可視画像として転写材に印刷する。排紙ユニット３７０は、印刷された転写材にソート、ステイプル等の後処理を施すためのシート処理装置により構成され、画像形成装置１００の外部へ排紙する。
【００１８】
制御装置１１０は、リーダ部２００を制御して、原稿から画像を光学的に読み取り、画像データに変換する。制御装置１１０は、プリンタ部３００を制御して、リーダ部２００により読み取られた画像データを転写材に印刷することにより、コピー機能を実現する。
【００１９】
また、制御装置１１０は、リーダ部２００により読み取られた画像データをコードデータに変換し、このコードデータをネットワーク４００を介して外部装置に送信することにより、スキャナ機能を実現する。更に、制御装置１１０は、外部装置からネットワーク４００を介して受信したコードデータを画像データに変換し、プリンタ部３００に出力することにより、プリンタ機能を実現する。
【００２０】
制御装置１１０は、プリンタ部３００を制御して画像データを印刷するときは、画像データを予め設計された閾値マトリクスを用いて比較演算処理し、二値化された網点画像データを生成する。生成した網点画像データをマーキングユニット３１０に出力することにより、ハーフトーンの画像を転写材に印刷する。
【００２１】
図２は、図１におけるマーキングユニット３１０の内部構成を示す断面図である。
【００２２】
図２において、マーキングユニット３１０は、感光ドラム１、帯電器２、露光装置３、現像装置４、中間転写ドラム５１、二次転写ベルト５２、クリーナ６、定着装置７、及び帯電電位読取装置８を備える。
【００２３】
潜像担持体である感光ドラム１は、ドラム基体、及びドラム基体の外周面に形成されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光層で構成される。また、感光ドラム１は、不図示の駆動装置により矢印Ａの方向に回転駆動される。帯電器２は、感光ドラム１表面上に接触配置された不図示の帯電ローラと、帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電線とを有し、感光ドラム１表面の電位を一様に帯電する。
【００２４】
露光装置３は、レーザ発振器３１、及びポリゴンミラー３２等を備える。レーザ発振器３１は、制御装置１１０から入力された画像データに基づいてレーザを出力し、ポリゴンミラー３２を介して感光ドラム１表面にレーザを照射する。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。
【００２５】
現像装置４は、イエロー（Ｙ）４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）４Ｍ、シアン（Ｃ）４Ｃ、ブラック（Ｋ）４Ｋの４色の現像剤（トナー）を収容した現像器を備え、感光ドラム１上の静電潜像にそれぞれのトナーを付着させてトナー像として現像する。
【００２６】
中間転写ドラム５１は、円筒状の像担持体であり、矢印Ｂの方向に回転駆動される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ドラム５１上に一次転写される。中間転写ドラム５１上に一次転写された４色のトナー像は、中間転写ドラム５１の下方に備えられた二次転写ベルト５２により、紙等の転写材Ｓに一括して二次転写される。トナー像が二次転写された転写材Ｓは、定着装置７によって加熱及び加圧され、転写材Ｓ上にトナー像が定着する。
【００２７】
クリーナ６は、感光ドラム１表面に接触配置されたクリーニングブレードを有し、中間転写ドラム５１に一次転写されずに感光ドラム１上に残った一次転写残トナーを除去する。
【００２８】
帯電電位読取装置８は、矢印Ａの方向に回転駆動する感光ドラム１表面の帯電電位を読み取り、読み取った帯電電位に応じた信号を制御装置１１０に出力する。制御装置１１０は、帯電電位読取装置８から出力された信号に基づいて、感光ドラム１表面の帯電電位の電位ムラがどの程度生じているかを検出する。
【００２９】
図３は、図２における感光ドラム１表面の電位ムラを示した電位図の一例である。
【００３０】
図３において、横軸は時間（sec）を示し、縦軸は、帯電電位読取装置８により読み取られた感光ドラム１表面の帯電電位（Ｖ）を示している。図３に示すように、感光ドラム１表面には、帯電電位の高い部分と低い部分があり、電位ムラが生じている。
【００３１】
図４は、図２の画像形成装置１００によって実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【００３２】
図４において、まず、制御装置１１０は、リーダ部２００から又はネットワーク４００を介して外部装置から多値の画像データを取得する（ステップＳ２０１）。次に、帯電器２は、感光ドラム１表面を一様に帯電させる（ステップＳ２０２）。
【００３３】
次に、制御装置１１０は、帯電電位読取装置８により読み取られた感光ドラム１表面の帯電電位に基づいて、感光ドラム１表面が一様に帯電しているか否かを判別する（ステップＳ２０３）。
【００３４】
この判別の結果、感光ドラム１表面の帯電電位に電位ムラが発生しており、感光ドラム１表面が一様に帯電していないときは、ステップＳ２０４に進む。一方、感光ドラム１表面が一様に帯電しているときは、ステップＳ２０５に進む。
【００３５】
ステップＳ２０４では、制御装置１１０は、感光ドラム１表面の帯電電位に基づいて、予め設計された閾値マトリクスに与えられている閾値を変換し、ステップＳ２０５に進む。ここでは、帯電電位読取装置８により読み取られた感光ドラム１表面の帯電電位が最大値の場合の出力画像の濃度に一致するように、閾値マトリクスに与えられている閾値を全体的に増減させる。閾値を下げれば、多値画像データに対するドット数が増えるため出力画像の濃度は上がる。逆に、閾値を上げれば、多値画像データに対するドット数が減るため出力画像の濃度は下がる。
【００３６】
ステップＳ２０５では、制御装置１１０は、ステップＳ２０１で取得した多値の画像データを閾値マトリクスを用いて比較演算処理し、二値化された網点画像データを生成する。
【００３７】
次に、制御装置１１０は、生成した網点画像データをマーキングユニット３１０に出力することにより、ハーフトーンの画像を転写材に印刷する（ステップＳ２０６）。  
【００３８】
例えば、図５に示すように、感光ドラム１表面の帯電電位に電位ムラが発生しているときは、ドット数が不均一な網点画像６０１が生成されるように閾値マトリクスに与えられている閾値を変換する。その結果、濃度が均一な出力画像６０２が得られる。
【００３９】
図４の処理によれば、感光ドラム１表面が一様に帯電していないときは、制御装置１１０は、感光ドラム１表面の帯電電位に基づいて、予め設計された閾値マトリクスに与えられている閾値を変換する。結果として、感光体の表面の帯電電位に電位ムラが発生した場合にも、出力画像の濃度を一定に保つことができる。
【００４０】
また、一定の濃度を保つことで色味の変動も抑えた出力画像を得ることができる。
【００４１】
また、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００４２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００４３】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。又は、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００４４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４５】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１におけるマーキングユニットの内部構成を示す断面図である。
【図３】図２における感光ドラム表面の電位ムラを示した電位図の一例である。
【図４】図２の画像形成装置によって実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の画像形成処理を説明するのに用いられる図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  感光ドラム
２  帯電器
８  帯電電位読取装置
１００  画像形成装置
１１０  制御装置
３１０  マーキングユニット
【図１】
2007279305.tif 000003
【図２】
2007279305.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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