(57)【要約】【課題】定着温度を上げずに定着性を良好にする。【解決手段】電子写真式の画像形成装置は、標準モードおよび省電力モードにおいて、潜像担持体に対する露光の要否を画素ごとに示す露光制御用のラスター画像を生成するラスター画像生成部と、省電力モードにおいて、ラスター画像生成部によって生成されたラスター画像に対して、潜像の現像に際してトナーが付着すべきドットに該当する画素である有色画素からなりかつ予め定められた方向の画素数が予め定められた閾値以下である有色領域について、当該有色領域の上記方向の有色画素数を増やす補正処理を加える画像補正部と、標準モードにおいてラスター画像生成部によって生成されたラスター画像に従って露光光源を制御し、省電力モードにおいて画像補正部による処理を受けたラスター画像に従って露光光源を制御する露光制御部と、を備える。【選択図】図２
2012234123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式の画像形成装置であって、
標準モードと定着温度が前記標準モードにおける温度よりも低い省電力モードとの切替えが可能であり、
前記標準モードおよび前記省電力モードにおいて、潜像担持体に対する露光の要否を画素ごとに示す露光制御用のラスター画像を生成するラスター画像生成部と、
前記省電力モードにおいて、前記ラスター画像生成部によって生成された前記ラスター画像に対して、潜像の現像に際してトナーが付着すべきドットに該当する画素である有色画素からなりかつ予め定められた方向の画素数が予め定められた閾値以下である有色領域について、当該有色領域の前記方向の有色画素数を増やす補正処理を加える画像補正部と、
前記標準モードにおいて前記ラスター画像生成部によって生成された前記ラスター画像に従って露光光源を制御し、前記省電力モードにおいて前記画像補正部による処理を受けたラスター画像に従って前記露光光源を制御する露光制御部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記閾値が１に定められており、
前記画像補正部は、前記補正処理として、前記方向における両隣が有色画素ではない有色画素である孤立有色画素について、当該孤立有色画素の前記方向の片側の画素を有色画素に変更する処理を行なう
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像補正部は、前記孤立有色画素の前記方向の片側の画像を有色画素に変更する処理とともに、当該孤立有色画素との間の画素の数が一定数以下である他の孤立有色画素を有色画素ではない画素に変更する間引き処理を行なう
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像補正部は、トナー像の定着性によって分類される用紙の種類に応じて、前記有色領域について増やす有色画素の数を切替える
請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法によって用紙上に画像を形成する電子写真式の画像形成装置は、トナー像が転写された用紙を加熱する定着器を備える。加熱によって色材であるトナーが溶融して用紙に定着する。典型的な定着器は、表面を昇温させる熱源を有した定着ローラー（加熱ローラーともいう）と、定着ローラーに当接してニップ部を形成する加圧ローラーとを備える。用紙はニップ部に搬送され、ニップ部を通過する間に加熱されかつ加圧される。定着ローラーの熱源の制御により、用紙が通過する期間中のニップ部の温度（定着温度）は適正範囲内に保たれる。
【０００３】
定着温度を画像の内容に応じて切替える先行技術がある。特許文献１および特許文献２には、低濃度部や高濃度部と比較して定着性の悪化する中間調濃度部での定着性を良くするため、写真画像のように中間調濃度の割合の高い画像を形成する場合に、定着温度を通常よりも上げることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９７８９３号公報
【特許文献２】特開平９−１９７９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成装置において、標準モードと省電力モードの一種であるエコノミーモードとの切替えを可能にすることが一般化しつつある。標準モードは所定品質の画像を所定速度で形成するモードであり、エコノミーモードは標準モードよりも例えば１０〜２０％程度少ない電力によって画像を形成するモードである。エコノミーモードでは、消費電力を低減するため、定着温度が標準モードの定着温度（一般に１８０〜２００℃）よりも１０℃程度低い温度に設定される。
【０００６】
一方、画像形成装置の消費電力の低減および定着器のウォームアップ時間の短縮を図るため、定着の低温度化が進められている。標準モードの定着温度を画像の濃度分布にかかわらず良好な定着性が得られる範囲内で可能な限り低い温度に設定すると、標準モードの定着温度よりも低い温度で定着をするエコノミーモードにおいて、定着不良の生じるおそれがある。すなわち、点状や微小な島状に用紙に付着したトナーが用紙に固着せずに飛散してしまうことが起こり得る。特に高解像度の画像を形成する場合に、面積階調法によって階調再現される中間調領域内の微小ドットの定着不良が生じ易い。上述の先行技術は、定着性を確保する技術ではあるが、定着温度を上げる技術であるので、定着の低温度化には適さない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、定着温度を上げずに定着性を良好にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する画像形成装置は、電子写真式の画像形成装置であって、標準モードと定着温度が前記標準モードにおける温度よりも低い省電力モードとの切替えが可能であり、前記標準モードおよび前記省電力モードにおいて、潜像担持体に対する露光の要否を画素ごとに示す露光制御用のラスター画像を生成するラスター画像生成部と、前記省電力モードにおいて、前記ラスター画像生成部によって生成された前記ラスター画像に対して、潜像の現像に際してトナーが付着すべきドットに該当する画素である有色画素からなりかつ予め定められた方向の画素数が予め定められた閾値以下である有色領域について、当該有色領域の前記方向の有色画素数を増やす補正処理を加える画像補正部と、前記標準モードにおいて前記ラスター画像生成部によって生成された前記ラスター画像に従って露光光源を制御し、前記省電力モードにおいて前記画像補正部による処理を受けたラスター画像に従って前記露光光源を制御する露光制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、標準モードと比べて低い温度でトナー像を定着させる省電力モードの定着性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】微小ドットの定着性を高める補正処理の模式図である。
【図３】補正処理における補正量を可変とする場合に用いられる定着性と補正量とを対応づけるテーブルの一例を示す図である。
【図４】補正処理の対象になる有色領域と対象外になる有色領域とを示す図である。
【図５】補正処理の例を示す図である。
【図６】画像形成装置における実施例１に係る画像データ処理の流れを示す図である。
【図７】補正処理の他の例を示す図である。
【図８】画像形成装置における実施例２に係る画像データ処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に例示される電子写真式の画像形成装置１は、コピーおよびネットワークプリンティングを含む多様な用途をもつＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）である。画像形成装置１のプリンタエンジン１０は、イメージングユニット１１、プリントヘッド１２、および定着ユニット１３を備え、電子写真法によってモノクロの画像を形成する。イメージングユニット１１には、帯電チャージャー１５、潜像担持体としての感光体ドラム１６、現像ローラー１７、および転写ローラー１８といったトナー像の形成および転写に必要なデバイスが配置されている。定着ユニット１３は、定着ローラー（加熱ローラー）３１および加圧ローラー３２を備える。定着ローラー３１にはその表面を昇温させる発熱源として誘導加熱型ヒータまたはハロゲンランプが組み付けられている。
【００１２】
画像形成装置１には、操作パネル２５による直接の操作またはネットワーク９を介して接続される外部装置（典型的にはパーソナルコンピューター）からのアクセスによって、印刷ジョブが与えられる。印刷ジョブにはイメージスキャナー２０によって原稿画像を読み取って複製するコピージョブが含まれる。印刷ジョブを受けて、次の手順で画像が形成される。
【００１３】
感光体ドラム１６が回転する状態で、帯電チャージャー１５との対向によって一様に帯電した感光体表面に向けてプリントヘッド１２がレーザー光ＬＢを照射する。このとき、形成すべき画像に応じて露光制御回路４３が照射を断続させる。プリントヘッド１２はレーザー光ＬＢを感光体ドラム１６の回転軸に沿う方向に偏向し、それによって感光体に対する主走査を行なう。主走査と感光体ドラム１６の回転による副走査とによって感光体上に静電潜像が形成される。静電潜像は現像ローラー１７との対向によって感光体ドラム１６上でトナー像に現像される。トナー像の形成と並行して、給紙ユニット３５から用紙Ｐが取り出されて転写位置へ向けて搬送される。転写位置は、感光体ドラム１６と転写ローラー１８とが対向する位置である。転写位置を通過する用紙Ｐに感光体ドラム１６からトナー像が転写される。その後、用紙Ｐは定着ユニット１８の内部を通って排紙トレイ３８上に排紙される。用紙Ｐが定着ユニット１８を通過する際に、加熱・加圧を受けたトナーが溶融し、トナー像が印刷画像として用紙Ｐに定着する。
【００１４】
本実施形態の画像形成装置１における静電画像の現像形式は反転現像である。反転現像では、感光体上のトナーを付着させるべきドット部分に光を照射して当該ドット部分の帯電荷を除去する。トナーを付着させない空白部分の帯電荷が残るので、静電潜像はネガ潜像である。イメージングユニット１１の現像器がその内部でトナーを感光体上の帯電荷と同じ極性に帯電させる。帯電したトナーが感光体上の露光によって帯電荷の消失したドット部分に付着し、ネガ潜像がポジのトナー像になる。反転現像の場合、露光制御回路４３による制御内容を決めるラスター画像Ｇ２は、ドット部分に対応する後述の有色画素の画素値が光源のオン（露光が必要）を指し示し、空白部分に対応する非有色画素の画素値が光源のオフ（露光が不要）を指し示す画像である。
【００１５】
画像形成装置１は動作モードとして標準モードと省電力モードの一種であるエコノミーモードとを有する。標準モードは所定品質の画像を所定速度で形成するモードであり、エコノミーモードは標準モードに対して消費電力を例えば２０％低減するプロセス条件で画像を形成するモードである。画像形成装置１のユーザーおよびサービスパーソンは、操作パネル２５または外部のパーソナルコンピューターを用いて標準モードおよびエコノミーモードの一方を選択するモード切替え操作を行なうことができる。選択されたモードを示すモード設定情報ＤＭは図示しない不揮発性メモリによって記憶され、その後の画像形成装置１の制御に用いられる。なお、ディップスイッチのような機械式スイッチによってモードを切替えるようにしてもよい。
【００１６】
エコノミーモードでは、定着温度が標準モードの定着温度よりも１０〜２０℃程度低い温度に設定される。例えば、標準モードの定着温度が１９０℃である場合、エコノミーモードの定着温度は１９０℃よりも１０℃低い１８０℃に設定される。定着ローラー３１の発熱源を制御する定着温度制御回路４５は、電源投入前やスリープ時のように定着ユニット１３の駆動が停止されて定着ローラー３１が冷えた状態を定着可能な状態へ移行させるウォームアップに際して、モードに応じて設定された定着温度まで定着ローラー３１を昇温させる。そして、画像形成時には定着温度を保つように定着温度制御回路４５は発熱源への電力供給を制御する。
【００１７】
加えて、エコノミーモードでは、定着温度が低いことによる定着不良の発生を抑えて良好な定着性を確保するため、画像補正回路４２によって後述するように微小ドットを一方向に拡大する補正処理が行われる。そして、補正処理を受けたラスター画像Ｇ２に従って露光制御回路４３によるプリントヘッド１２の制御が行われる。画像補正回路４２には画像処理回路４１によって生成されたラスター画像Ｇ１が入力される。このラスター画像Ｇ１は、印刷ジョブが指定する画像（パーソナルコンピューターからのドキュメントのページやイメージスキャナー２０が読み取ったスキャン画像）に基づいて、ラスターライズやスクリーン処理といった公知の処理によって生成される２値または多値の画像である。ラスター画像Ｇ１の画素値が多値である場合、ラスター画像Ｇ２の画素値も多値となり、露光制御回路４３によって例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）が行なわれ、画素値が感光体上の露光スポットの大きさに反映されることになる。画像補正回路４２は、画像処理回路４１から入力されるラスター画像Ｇ１に補正の対象となる領域が含まれていない場合、およびモード設定情報ＤＭの示すモードが標準モードである場合には、画像処理回路４１からのラスター画像Ｇ１をそのまま露光制御用のラスター画像Ｇ２として露光制御回路４３へ出力する。
【００１８】
以下、画像補正回路４２による補正処理についてさらに詳しく説明する。
【００１９】
図２は微小ドットの定着性を高める補正処理の模式図である。エコノミーモードにおいて画像補正回路４２が行なう補正処理は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるとおり用紙Ｐ上に形成されるトナー像のうちの微小なドット（網点）が一方向に伸びてドット面積が大きくなるように、露光制御に用いるラスター画像の画素値を変更する画像処理である。図２（Ａ）では、定着ローラーの軸方向、すなわち露光の主走査方向に微小ドットが伸びている。図２（Ｂ）では、定着ローラーの回転方向、すなわち露光の副走査方向に微小ドットが伸びている。主走査方向または副走査方向という一方向のみに微小ドットを伸ばすことにより、補正処理に伴う解像度の変化を一方向のみの変化として画像の低下を最小限に抑えることができる。
【００２０】
微小ドットの伸ばす量を定着温度や用紙の紙質に依存する定着性の良否に応じて選定することができる。例えば、図３のテーブルＴ１のように定着性によって分類される用紙の種類ごとにドットの伸ばす量を例えば定着のニップ幅の範囲内で定めておき、ユーザーによる用紙の指定に応じて伸ばす量を切り替えればよい。テーブルＴ１では、画像形成装置１の仕様で選択肢とされている複数の紙種が表面粗さを基準に推定される定着性によって三つのグループに分類され、グループごとに追加画素数が伸ばす量として定められている。
【実施例１】
【００２１】
図４は画像補正回路４２による補正処理の対象になる有色領域と対象外になる有色領域とを示している。“有色領域”とは、ラスター画像Ｇ１，Ｇ２（図１参照）における１以上の有色画素からなる部分である。“有色画素”とは、静電潜像の現像に際してトナーが付着すべきドットに対応する画素である。すなわち、有色画素は、その画素値が濃度０以外を示す画素である。ラスター画像Ｇ１，Ｇ２が２値画像である場合の有色画素の画素値は最大濃度を示し、ラスター画像Ｇ１，Ｇ２が多値画像である場合の有色画素の画素値は濃度０を除く最小濃度から最大濃度までのいずれかの濃度を示す。図４では有色画素に斜線が付されている。補正処理の対象になる有色領域は、有色画素からなりかつ予め定められた延長方向Ｍ１の画素数が予め定められた閾値以下である領域である。延長方向Ｍ１は、図２で示された定着ローラーの軸方向（主走査方向）または定着ローラーの回転方向（副走査方向）である。
【００２２】
本実施例１において上記閾値は「１」である。したがって、有色画素のうち、延長方向Ｍ１の両側の画素が非有色画素である画素自体（一つの有色画素）が補正処理の対象になる。図４において、３×３個の画素マトリクスの中心に位置する有色画素に注目する。注目した有色画素（以下、注目画素という）が補正処理の対象になるかどうかは図中に一点鎖線で示される延長方向Ｍ１に並ぶ三つの画素の組み合わせで決まり、これら三つ以外の画素に依存しない。図中の(ａ）の場合は注目画素の周囲の画素が非有色画素であり、注目画素がどの方向においても孤立した完全な孤立有色画素である。この場合、注目画素は補正処理の対象になる。図中の(ｂ）および(ｃ）の場合、注目画素は完全には孤立してはいないが、その両側の画素が非有色画素である。この場合も注目画素は延長方向Ｍ１において孤立していることから孤立有色画素とみなされ、補正処理の対象になる。一方、図中の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の場合は、注目画素の延長方向Ｍ１の片側または両側の画素が有色画素である。この場合は上記閾値が１であるという条件に該当しないので、注目画素は補正処理の対象外になる。
【００２３】
図５は補正処理の例を示している。図では補正前のラスター画像Ｇ１における延長方向Ｍ１に沿う画素列と、それに対応する補正後のラスター画像Ｇ２の画素列とが示されている。画像補正回路４２は、ラスター画像Ｇ１の画素列の各画素に順に注目して補正の対象か否かを判定する。図５（Ａ）において、ラスター画像Ｇ１における画素５５および画素６１が補正の対象になる。画像補正回路４２は、これら画素５５，６１のそれぞれの両側の隣接する画素のうち、配列順（注目順）が注目画素の次である画素５６，６２を非有色画素から有色画素に変更する。変更に際して、ラスター画像Ｇ１が多値画像である場合には、変更で生じる有色画素の画素値を注目画素の画素値と同一にしてもよいし、異ならせてもよい。
【００２４】
図５（Ｂ）において、ラスター画像Ｇ１についてみると、画素５５、画素５７および画素６１が補正の対象になる。しかし、画素５５に対する補正を終えた段階で画素５７は補正処理の対象外になる。それは、先に注目する画素５５に対する補正として隣の画素５６を非有色画素から有色画素に変更することによって、画素５７の片側が有色画素になり、上記閾値が１であるという条件に該当しなくなるからである。画素６１については図５（Ａ）と同様に隣の画素６２を非有色画素から有色画素に変更する処理が行なわれる。
【００２５】
図６は画像形成装置１における実施例１に係る画像データ処理の流れを示している。画像処理回路４１がラスター画像Ｇ１を生成して画像補正回路４２に送る（Ｓ１１）。画像補正回路４２はモード設定情報ＤＭに基づいてモードをチェックする（Ｓ１２）。現在のモードがエコノミーモードでなければ（Ｓ１２でＮＯ）、画像補正回路４２はラスター画像Ｇ１をそのままラスター画像Ｇ２として露光制御回路４３へ出力する（Ｓ１８）。現在のモードがエコノミーモードであれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、画像補正回路４２はラスター画像Ｇ１の各画素に順に注目して逐次補正する一連の処理（Ｓ１３〜Ｓ１６）を開始する。注目した画素が延長方向Ｍ１において孤立するドットに該当する場合、すなわち注目画素が補正の対象である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、画像補正回路４２は注目画素に隣接する画素を有色画素（ドット対応画素）に変更する。全ての画素に注目して補正が終わると（Ｓ１６でＹＥＳ）、画像補正回路４２は補正後のラスター画像Ｇ２を露光制御回路４３へ出力する（Ｓ１７）。
【実施例２】
【００２６】
図７は補正処理の他の例を示している。実施例２では、上述のように微小ドットに該当する有色領域の画素数を増やす定着性の改善のための補正と合わせて、画像の濃度変化を低減するための間引きが行なわれる。間引きによって、特定の有色画素が非有色画素に変更される。図７において、ラスター画像Ｇ１における画素５２および画素６２が定着性改善のための補正の対象になり、画素５７が間引きの対象になる。画素５７も画素５２，６２と同じく延長方向Ｍ１において孤立する有色画素であるが、先に注目される画素５２に近いことから間引きされる。画素６２は先に注目される画素５２から遠いので、間引きの対象にはならず、定着性改善のための補正の対象になる。間引きの要否に関わる画素どうしの遠近は、孤立有色画素間の画素の数が予め定められた一定数（例えば、８）以下であるか否かで決まる。画像補正回路４２は、実施例１と同様に画素５５，６２に対する処理として、それぞれに隣接する画素５３，６３を非有色画素から有色画素に変更する。そして、画像補正回路４２は、間引き対象の画素５７を有色画素から非有色画素に変更する。
【００２７】
図８は画像形成装置１における実施例２に係る画像データ処理の流れを示している。間引きに関わるステップＳ１４Ｂ，Ｓ１５Ｂを有する点を除いて、実施例２の流れは図６の実施例１の流れと基本的に同様である。画像処理回路４１がラスター画像Ｇ１を生成して画像補正回路４２に送る（Ｓ１１）。画像補正回路４２はモード設定情報ＤＭに基づいてモードをチェックする（Ｓ１２）。現在のモードがエコノミーモードでなければ（Ｓ１２でＮＯ）、画像補正回路４２はラスター画像Ｇ１をそのままラスター画像Ｇ２として露光制御回路４３へ出力する（Ｓ１８）。現在のモードがエコノミーモードであれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、画像補正回路４２はラスター画像Ｇ１の各画素に順に注目する一連の処理（Ｓ１３〜Ｓ１６）を開始する。注目した画素が延長方向Ｍ１において孤立するドットに該当する場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、画像補正回路４２は注目画素が間引きの対象か否かをチェックする（Ｓ１４Ｂ）。注目画素が間引きの対象でなければ(Ｓ１４ＢでＮＯ）、画像補正回路４２は注目画素に隣接する画素を有色画素（ドット対応画素）に変更する。注目画素が間引きの対象であれば(Ｓ１４ＢでＹＥＳ）、画像補正回路４２は注目画素を有色画素から非有色画素に変更する。全ての画素に注目して補正（間引きを含む）が終わると（Ｓ１６でＹＥＳ）、画像補正回路４２は補正後のラスター画像Ｇ２を露光制御回路４３へ出力する（Ｓ１７）。
【００２８】
以上の実施形態において、例示した画像形成装置１の構成および動作は本発明の範囲をそれのみに限定するものではない。定着温度、ドットが微小か否かの判断基準となる閾値、ドットを伸ばす量、間引きに関わる遠近の判断の基準となる画素数などは適宜変更することができる。カラー画像の形成が可能な画像形成装置および現像形式が正規現像である画像形成装置に本発明を適用することができる。画像形成装置には、プリンター、複写機、ＭＦＰ、ファクシミリ装置が含まれる。出力画像の解像度の高低の切替えが可能な場合、定着不良が生じ易い高解像度モードでありかつエコノミーである場合に、定着性改善のための補正処理を行なうようにしてもよい。定着性改善のための補正に伴う画像濃度の変化を目立たなくするように、ドットを大きくする部分の分布や周囲の画像内容に応じて、間引きの位置や量を最適化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１    画像形成装置
１６    感光体ドラム（潜像担持体）
Ｇ１，Ｇ２    ラスター画像
４１    画像処理回路（ラスター画像生成部）
４２    画像補正回路（画像補正部）
５２，５５，６１    有色画素
１２    プリントヘッド（露光光源）
４３    露光制御回路（露光制御部）
【図１】
2012234123.tif 000003
【図２】
2012234123.tif 000004
【図３】
2012234123.tif 000005
【図４】
2012234123.tif 000006
【図５】
2012234123.tif 000007
【図６】
2012234123.tif 000008
【図７】
2012234123.tif 000009
【図８】
2012234123.tif 000010