JP2019203918A - Image forming apparatus, method for controlling the same, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置におけるトナー像の定着温度制御とオフセットトナーのクリーニング制御の技術に関する。 The present invention relates to a technology for fixing temperature control of toner images and cleaning control of offset toners in an electrophotographic image forming apparatus.
電子写真方式による画像形成では、熱を加えることによりトナーを溶かし、圧力を加えることによって記録紙上にトナー像を定着させている。この定着時の温度が適切でない場合、トナー像を記録紙上に適切に定着することができず画像不良が発生する。例えば、定着温度が適切な温度よりも低い場合、トナーに伝わる熱量が不足してトナーが溶けきれず、記録紙へのトナー定着不良が発生する。一方で、定着温度が適切な温度よりも高い場合は、トナーを溶かし過ぎてしまう。これにより、本来は記録紙上に定着されるべきトナーが定着ローラや加熱フィルムに付着し、その結果、想定された画像濃度が記録紙上で表現されないことになる。そして、トナーは表面温度が低い側へ移動する性質があるところ、印刷を重ねるほど定着ローラが蓄熱してその表面温度が加熱フィルムよりも高くなることで、加熱フィルム側へトナーが移動し、加熱フィルム表面にトナーが徐々に蓄積してしまう。これを放置しておくと、次の定着プロセスの際に汚れとして記録紙上の画像に出てしまうので、適宜クリーニングを行い、定着ローラや加熱フィルムに付着してしまったトナー（オフセットトナー）を除去する必要がある。 In electrophotographic image formation, heat is applied to melt the toner, and pressure is applied to fix the toner image on the recording paper. If the fixing temperature is not appropriate, the toner image cannot be properly fixed on the recording paper, resulting in an image defect. For example, when the fixing temperature is lower than an appropriate temperature, the amount of heat transmitted to the toner is insufficient and the toner cannot be melted, resulting in poor toner fixing to the recording paper. On the other hand, when the fixing temperature is higher than an appropriate temperature, the toner is melted too much. As a result, the toner that should normally be fixed on the recording paper adheres to the fixing roller and the heating film, and as a result, the assumed image density is not expressed on the recording paper. The toner has the property of moving to the side where the surface temperature is low. As the printing is repeated, the fixing roller accumulates heat and the surface temperature becomes higher than that of the heating film, so that the toner moves to the heating film side and is heated. Toner gradually accumulates on the film surface. If this is left unattended, it will appear on the image on the recording paper as dirt during the next fixing process, so the toner (offset toner) that has adhered to the fixing roller and heating film will be removed appropriately. There is a need to.
このように定着プロセス時の温度制御やオフセットトナーのクリーニングは電子写真方式による画像形成において重要であるところ、その対応策として、例えば特許文献１には、印刷対象の画像を解析し、トナー載り量が所定値を超える画像部分の面積に応じて定着温度を制御する方法が開示されている。
As described above, temperature control during the fixing process and cleaning of offset toner are important in image formation by an electrophotographic method. As a countermeasure, for example,
上記画像解析は通常、プリンタエンジンに出力される前の網点（疑似中間調）で表現されたハーフトーン画像に対し実施される。しかしながら、印刷時の設定条件等によっては、画像解析の対象とされたハーフトーン画像の内容にさらなる調整が加えられることがあり、実際にプリンタエンジンで記録紙上に画像形成を行う段階では、画像解析の時点で予測されたトナー載り量から変化している場合がある。そうなると、画像解析の結果に基づいて定着温度やクリーニング頻度を適切に制御することが困難になる。 The image analysis is usually performed on a halftone image expressed by a halftone dot (pseudo halftone) before being output to the printer engine. However, depending on the setting conditions at the time of printing, etc., further adjustments may be made to the contents of the halftone image that is the subject of image analysis. At the stage of actually forming an image on recording paper with the printer engine, image analysis is performed. In some cases, the amount of applied toner predicted at the point of time varies. Then, it becomes difficult to appropriately control the fixing temperature and the cleaning frequency based on the result of image analysis.
そこで本発明は、画像解析の対象となるハーフトーン画像に対しトナー載り量を変化させるような調整等がその後に行われても、画像解析結果と、実際にプリンタエンジンで出力される時点でのトナー載り量との間で大きな齟齬が生じないようにすることを目的としている。 Therefore, the present invention provides an image analysis result and an actual output result of the printer engine even if an adjustment for changing the amount of applied toner is performed on the halftone image to be analyzed. The object is to prevent a large wrinkle from occurring between the amount of applied toner.
本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であって、印刷対象のコントーン画像からハーフトーン画像を生成する量子化手段と、前記ハーフトーン画像をＰＷＭ変換した画像信号に基づき、記録紙にトナー像を形成して定着させる画像形成手段と、前記ハーフトーン画像を解析し、所定範囲のトナー載り量を有する所定サイズの画像領域の有無を判定する解析手段と、前記解析の結果に基づき、前記定着に関するパラメータを設定する設定手段と、前記量子化手段で前記ハーフトーン画像が生成された後、トナー載り量の変化を伴う処理を行う処理手段と、を備え、前記所定範囲は、前記処理手段による処理の内容に基づき決定されることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention is an electrophotographic image forming apparatus based on quantization means for generating a halftone image from a contone image to be printed, and an image signal obtained by PWM conversion of the halftone image. An image forming means for forming and fixing a toner image on a recording paper; an analysis means for analyzing the halftone image to determine the presence or absence of an image area of a predetermined size having a toner application amount in a predetermined range; and a result of the analysis And a processing unit that performs a process that involves a change in the amount of applied toner after the halftone image is generated by the quantization unit. , Determined based on the content of the processing by the processing means.
本発明によれば、画像解析の対象となるハーフトーン画像に対しトナー載り量を変化させる調整等がその後に行われても、画像解析結果と、実際にプリンタエンジンで出力される時点でのトナー載り量との間で大きな齟齬が生じないようにすることができる。その結果、定着温度の制御やオフセットトナーのクリーニング制御を適切に実施することが可能となる。 According to the present invention, the image analysis result and the toner at the time when it is actually output by the printer engine, even if the adjustment for changing the applied toner amount is performed on the halftone image to be analyzed. It is possible to prevent a large wrinkle from occurring between the loading amount. As a result, fixing temperature control and offset toner cleaning control can be appropriately performed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
図１は、本実施形態に係る、電子写真方式のカラープリンタを含む印刷システムを示す図である。図１の印刷システムは、カラープリンタ１０とホストＰＣ２０とが、ＬＡＮ３０を介して接続されている。カラープリンタ１０は、コントローラ１００、操作部１１、プリンタエンジン２００を備える。プリンタエンジン２００は、図１において破線で囲まれた、電子写真方式にて画像形成を行う部分を指す。プリンタエンジン２００には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した４つのステーションが存在している。水平方向に配列されたこれら４つのステーションによって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にトナー像が順次形成される。
FIG. 1 is a diagram showing a printing system including an electrophotographic color printer according to the present embodiment. In the printing system of FIG. 1, a
各ステーションには像担持体として感光ドラム２０１を備えている。感光ドラム２０１の周面には帯電器２０２、露光装置２０３、現像装置２０４、クリーニング装置２０７、前露光器２０８が配置されている。現像装置２０４には感光ドラム２０１へ現像材（トナー）を供給する現像ローラ２０５が配置されている。中間転写ユニット２０６では中間転写ベルト２０９と、中間転写ベルト２０９を介して各ステーションに１次転写ローラ２１０が感光ドラム２０１と対向で接触する。さらに、２次転写内側ローラ２１１と２次転写ローラ２１２も中間転写ベルト２０９を介して接触し、搬送方向に中間転写ベルトが回転するような構成で配置されている。定着装置２１３は、加熱フィルム（加熱回転体）２１４、定着ローラ２１５及び加圧ローラ２１６で構成され、記録紙２２２に転写されているトナーを加熱、加圧して定着させる。定着装置２１３の詳細は後述する。排紙ローラ２１７は定着装置２１３を通紙した記録紙２２２を排紙トレイ２１８に排出する。環境温湿度センサ２１９はプリンタエンジン２００の設置環境の温度および湿度のセンシングを行い、コントローラ１００に通知する。濃度検知センサ２２０は中間転写ベルト２０９上に転写されたトナー像を測定し、測定した濃度データをコントローラ１００に通知する。クリーニングブレード２２１は２次転写時に記録紙２２２に転写されずに中間転写ベルト２０９上に残存したトナーのクリーニングを行う。給紙ローラ２２４は給紙カセット２２３に格納されている記録紙２２２を給紙する。
Each station is provided with a
＜コントローラ＞
続いて、コントローラ１００の詳細について説明する。図２は、コントローラ１００の内部構成を示すブロック図である。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０３、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０５、ＨＤＤ１０６、操作部Ｉ／Ｆ１０７、ネットワークＩ／Ｆ１０８を有し、これら各部はシステムバス１０１を介して接続されている。さらに、システムバス１０１にはイメージバスＩ／Ｆ１１０が接続され、イメージバス１０２を介してデバイスＩ／Ｆ１１１、コントーン画像処理部１１２、ハーフトーン画像処理部１１３、画像解析部１１４が接続されている。イメージバス１０２は、ＰＣＩバスやＩＥＥＥ１３９４などの高速バスであり、システムバス１０１との間で画像データを高速で転送する。
<Controller>
Next, details of the
ＣＰＵ１０３は、プログラムに従って各種の演算処理を行い、カラープリンタ１０全体の制御を担う。ＲＡＭ１０４は、各種データの一時記憶を行うメモリであり、ＣＰＵ１０３のワークメモリとしても用いられる。ＲＯＭ１０５はＣＰＵ１０３が実行する各種プログラムを記憶する。ＨＤＤ１０６は、システムソフトウェアや入力画像データ等を格納する大容量記憶装置である。操作部Ｉ／Ｆ１０７は、操作部１１に表示する画像のデータを操作部１１に提供したり、操作部１１上でユーザが入力した情報をＣＰＵ１０３に伝えたりするインタフェースである。ネットワークＩ／Ｆ１０８は、ＬＡＮ３０を介してホストＰＣ２０との間で印刷ジョブ等のやり取りを行うインタフェースである。イメージバスＩ／Ｆ１１０は、イメージバス１０２を接続し、データ構造を変換するバスブリッジである。デバイスＩ／Ｆ１１１は、プリンタエンジン２００に対して画像データや各種指示を出力するインタフェースであり、同期系／非同期系の変換なども行う。コントーン画像処理部１１２は、印刷対象となる入力画像（多値のビットマップ画像）に対し、色変換処理や量子化処理といった画像処理を行う。ハーフトーン画像処理部１１３は、コントーン画像処理部１１２で生成されたハーフトーン画像に対し、プリンタエンジン２００が処理可能な画像フォーマットに変換する処理を行う。また、ハーフトーン画像処理部１１３は、トナーを節約した印刷が指定されている場合は省トナー処理も行う。なお、コントーン画像処理部１１２及びハーフトーン画像処理部１１３の詳細については後述する。
The
＜プリンタエンジン＞
次に、プリンタエンジン２００において、ハーフトーン画像処理部１１３から受信した画像信号（パルス幅信号）に従って、記録紙に印刷する各工程（帯電、露光、現像、転写、定着）について説明する。
<Printer engine>
Next, each step (charging, exposing, developing, transferring, fixing) of printing on a recording sheet according to the image signal (pulse width signal) received from the halftone
まず、感光ドラム２０１が時計回りの方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。次に、帯電器２０２によって不図示のバイアス電源からバイアス印可制御が行われることにより、感光ドラム２０１の表面がマイナス極性に均一に帯電される。
次に、露光装置２０３はコントローラ１００から送られてくるパルス幅信号に基づき、帯電後の感光ドラム２０１表面にレーザを照射する。レーザが照射された部分は帯電によって感光ドラム２０１の表面に保持されている電荷が除去され、パルス幅信号に基づいた画像パターンの静電潜像が形成される。
First, the
Next, based on the pulse width signal sent from the
次に、現像装置２０４の内部に設けられたトナー担持体である現像ローラ２０５に現像バイアスが印可されることにより、マイナス極性に帯電したトナーが感光ドラム２０１に飛翔、付着してトナー像として現像される。現像されたトナー像は１次転写ローラ２１０において、感光ドラム２０１から中間転写ベルト２０９の表面に１次転写される。
Next, when a developing bias is applied to the developing
次に、中間転写ベルト２０９に１次転写されたトナー像を、２次転写内側ローラ２１１と２次転写外側ローラ２１２の対向位置において給紙ローラ２２４によって給紙された記録紙２２２に転写する。ここまでの処理が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各ステーションにて実施される。
Next, the toner image primarily transferred to the
各ステーションでＣＭＹＫの４種類のトナー像が転写された記録紙２２２は、定着装置２１３に搬送される。そして、定着装置２１３にて加熱・加圧され、転写されたトナー像が記録紙２２２上に定着する。図３は、定着装置２１３の詳細を示す図である。定着装置２１３は、定着ローラ２１５と対向する位置に加圧ローラ２１６が配置されて、定着ニップを形成している。そして、定着ローラ２１５の外周面に対して加熱フィルム２１４が当接して、接触加熱部を形成している。加熱フィルム２１４内部には加熱ヒータ３０５が存在し、接触加熱部を介して定着ローラ２１５表面が外部加熱される構成になっている。また、位置ずれや破損を防止するため、加熱ヒータ３０５はヒータホルダ３０４で保持されている。そして、加熱ヒータ３０５による熱エネルギーが未定着トナー３０１を担持した記録紙２２２に伝えられ、未定着トナー３０１を加熱する。すなわち、トナー像が転写された記録紙２２２が定着ニップにまでくると、定着ローラ２１５表面の熱が未定着トナー３０１と記録紙２２２に伝わり、記録紙２２２表面に定着トナー３０２が形成される。
The
こうして、トナー像が定着された記録紙２２２は、排紙ローラ２１７を通して排紙トレイ２１８に排出される。
In this way, the
以上で１枚の記録紙２２２の片面に対する４色カラーの画像形成が終了する。
The four color image formation on one side of one
＜コントーン画像処理部＞
続いて、コントーン画像処理部１１２の詳細について説明する。図４（ａ）は、コントーン画像処理部１１２の内部構成を表わすブロック図である。コントーン画像処理部１１２は、色変換部４０１、載り量制限部４０２、ガンマ補正部４０３、疑似中間調処理部４０４で構成される。コントーン画像処理部１１２の処理対象である多値のビットマップ画像であるコントーン画像は、ホストＰＣ２０から送られた印刷ジョブに含まれる描画コマンド（ＰＤＬコマンド）をＣＰＵ１０３が解釈してビットマップ化することで得られる。ここでは、ＲＧＢ各８ビットのコントーン画像がＣＰＵ１０３から入力されるものとする。
<Contone image processing unit>
Next, details of the contone
入力されたＲＧＢ色空間のコントーン画像は、まず、色変換部４０１において、プリンタエンジン２００で用いる４種類のトナーに対応する、ＣＭＹＫ色空間のコントーン画像に色変換される。次に、載り量制限部４０２において、色変換処理されたＣＭＹＫのコントーン画像に対し、プリンタエンジン２００で印刷可能な最大トナー載り量に制限する処理がなされる。ここで載り量とはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの信号値の比率である。ＣＭＹＫ各色の信号値が８ｂｉｔの本実施形態の場合、その最大値は２５５となり、この場合を１００％とする。ＣＭＹＫ４色の総和は４００％が最大となる。ここでは例えばＣＭＹ信号値をＫ信号値に置き換えることにより、最大トナー載り量を２００％に制限する。次に、ガンマ補正部４０３において、ＣＭＹＫのコントーン画像に対し、プリンタエンジン２００の特性に応じて濃度を補正するガンマ補正がなされる。具体的には、ＣＭＹＫ各色に対して入力濃度レベルと出力濃度レベルを対応付けるＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いたり、或いは関数を用いた演算により、補正後の濃度値が求められる。そして、量子化部４０４において、ガンマ補正後のＣＭＹＫのコントーン画像に対し、例えば組織的ディザ法を用いて量子化処理がなされ、網点で表現された画像（ハーフトーン画像）が生成される。本実施形態ではオン（１）とオフ（０）の２値への量子化を例に説明するが、量子化値は４値や１６値でもよい。量子化処理で用いる閾値マトリクスは、写真画像には安定した階調性を優先する低線数のスクリーン、文字画像には解像度を優先する高線数のスクリーンといった具合に、対象となる画像の特徴に合わせて変更するようにしてもよい。
The input RGB color space contone image is first color-converted by the
＜ハーフトーン画像処理部＞
続いて、ハーフトーン画像処理部１１３の詳細について説明する。図４（ｂ）は、コントーン画像処理部１１３の内部構成を表わすブロック図である。
<Halftone image processing unit>
Next, details of the halftone
ハーフトーン画像処理部１１３は、コントーン画像処理部１１２から出力されたハーフトーン画像の各画素の濃度値をパルス幅で表現した信号に変換し、画素単位又はライン単位で順次プリンタエンジン１０２に渡す。その際、使用するトナー量を節約する省トナー印刷が指定されていれば、省トナー処理も行う。ハーフトーン画像処理部１１３は、ＰＷＭ変換部４１１と省トナー処理部４１２とで構成される。そして、省トナー処理部４１２は、中間調判定部４２１、エッジ判定部４２２及び間引き部４１４で構成される。
The halftone
まず、必ず行われるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御、すなわち、パルス幅変調処理について説明する。パルス幅変調処理は、ハーフトーン画像における各画素を、主走査方向に対し複数の１画素未満のサブピクセル（本実施形態では１６個のサブピクセル）に分割し、その画素値（階調値）に応じた露光量を表すパルス幅信号に変換する処理である。例えば、注目画素が、階調値＝１のオン画素であったとする。この場合、通常印刷時は１６個のサブピクセルをすべて（１００％）露光するようなパルス幅信号に変換される。しかしながら、バーコード印刷時などは例えば１２／１６個（７５％）のサブピクセルを露光するようなパルス幅信号に変換される。これは、バーコードを構成する個々の線が少し細く印刷されるようにパルス幅を制御することで、バーコードの読み取り性能を向上させる目的でなされる一種の濃度調整処理である。 First, PWM (Pulse Width Modulation) control that is always performed, that is, pulse width modulation processing will be described. In the pulse width modulation process, each pixel in the halftone image is divided into a plurality of sub-pixels (16 sub-pixels in the present embodiment) that are less than one pixel in the main scanning direction, and the pixel value (gradation value). This is a process of converting into a pulse width signal representing the exposure amount according to the above. For example, it is assumed that the target pixel is an ON pixel with a gradation value = 1. In this case, during normal printing, the pulse width signal is converted so that all the 16 sub-pixels are exposed (100%). However, at the time of barcode printing, it is converted into a pulse width signal that exposes 12/16 (75%) subpixels, for example. This is a kind of density adjustment process for the purpose of improving the barcode reading performance by controlling the pulse width so that the individual lines constituting the barcode are printed slightly thin.
なお、パルス幅変調処理によって各画素が複数のサブピクセルに分割された場合、分割される前に比べ画像のデータ量が増える。この点、量子化処理後のハーフトーン画像のデータをページ単位でスプールしておき、そこから処理対象の画像データをライン単位で取得してパルス幅変換処理を行って、得られたパルス幅信号を順次プリンタエンジン２００に出力するようにする。これにより、リカバリ印刷用や溜め置き印刷用にＨＤＤ１０６やＲＡＭ１０４に一時保存する際の画像データ量を削減することができる。
When each pixel is divided into a plurality of sub-pixels by the pulse width modulation process, the data amount of the image is increased as compared with that before the division. In this regard, the halftone image data after quantization processing is spooled in units of pages, the image data to be processed is acquired in units of lines from there and subjected to pulse width conversion processing, and the obtained pulse width signal Are sequentially output to the
次に、省トナー印刷が設定されている場合に行われる省トナー処理について説明する。省トナー処理部４１２に入力されたハーフトーン画像に対しては、各画素が中間調領域の画素であるかどうか及びエッジ部の画素であるかどうかの判定が、中間調判定部４２１とエッジ判定部４２２とでそれぞれなされる。これらの判定は、非中間調領域の画素であって、かつ、エッジ部の画素を、後段の間引き処理の対象から除外するために行う。
Next, a toner saving process performed when toner saving printing is set will be described. For the halftone image input to the toner saving
中間調判定部４２１では、注目画素に対し、当該注目画素を中心とした所定ウィンドウサイズ（例えば１１×１１画素）の画素群を参照して、注目画素が中間調領域の画素であるか否かを判定する。中間調判定部４２１に注目画素を含む１１×１１画素の画素群が入力されると、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すような、それぞれが５×５画素の４つのＡｒｅａ１〜４に分割される。図５の（ａ）〜（ｄ）において、網掛け部分は注目画素を示している。そして、各エリアについて、エリア内に含まれる全ての画素がオフ画素であるか否か（階調値が０であるか）が判定される。４つのＡｒｅａ１〜４のうちいずれか１つのエリアで、エリア内の全画素がオフ画素である場合は、注目画素は中間調領域に属さない（非中間調領域の画素である）と判定する。一方、それ以外の場合は、注目画素は中間調領域に属する画素であると判定する。なお、この判定では、４つすべてのＡｒｅａにおいてエリア内の全画素がオン画素である（階調値が１である）場合も、注目画素は中間調領域の画素であると判定されることになる。つまり、中間調判定部４２１で判定する“中間調”は、必ずしも面積階調における“中間調”とは一致しない。中間調判定の結果は、後段の間引き部４２３に出力される。
The
エッジ判定部４２２では、注目画素に対し、当該注目画素を中心とした所定ウィンドウサイズ（例えば３×３画素）の画素群を参照して、注目画素がオブジェクトのエッジ部の画素であるか否かを判定する。図６（ａ）は、エッジ判定部４２２に入力される、注目画素を含む３×３画素の画素群を示しており、斜線部分は注目画素を示している。図６（ｂ）は、注目画素とその上の隣接画素を示している。注目画素がオン画素で、かつ、隣接画素がオフ画素であった場合、注目画素は上エッジ画素と判定される。同様に、図６（ｃ）では注目画素とその下の隣接画素を、図６（ｄ）では注目画素とその左の隣接画素を、図６（ｅ）では注目画素とその右の隣接画素をそれぞれ参照して、エッジ判定がなされる。そして、判定結果が後段の間引き部４２３へ出力される。
The
間引き部４１４は、ハーフトーン画像内のオン画素を間引いて、トナー消費量を一定割合低減させる処理を行う。具体的には、予め用意した間引きパターンを用いて、所定の画素位置にあるオン画素をオフ画素に置き換える（ここでは、階調値を１から０に変更する）処理を行う。この際に置き換えの対象となるオン画素は、中間調領域の画素であって、かつ、非エッジ部の画素である。省トナー印刷の場合、こうして一定数のオン画素が間引かれた画像のデータが、ＰＷＭ変換部４１１でパルス幅信号に変換されることになる。
The thinning unit 414 thins out ON pixels in the halftone image and performs a process of reducing the toner consumption by a certain percentage. Specifically, using a thinning pattern prepared in advance, processing is performed to replace an on pixel at a predetermined pixel position with an off pixel (in this case, the gradation value is changed from 1 to 0). At this time, the on pixel to be replaced is a pixel in the halftone area and a pixel in the non-edge portion. In the case of toner-saving printing, image data in which a certain number of ON pixels are thinned out in this way is converted into a pulse width signal by the
＜解決すべき課題の確認＞
電子写真方式のプリンタでは、感光ドラム上にレーザを照射し潜像パターンを作成している。このためプリンタエンジン２００に対してはライン単位で画像データが順次送信され、ライン単位で画像形成が行われる。一方、定着温度の制御のための単位面積当たりのトナー載り量の解析処理では、画像の副走査方向の情報も必要であるため、ページ単位もしくは一定以上のライン数の画像を対象として実施される。ところで、上述したように、省トナー印刷時やバーコード印刷時には、ハーフトーン画像処理部１１３において所定の濃度調整処理が施される。そうなると、画像解析によって得られたトナー載り量と、プリンタエンジン２００で画像形成される時点での実際のトナー載り量との間に齟齬が生じる。そして、画像解析の結果に基づき決定された定着温度は結果的に不適切な温度となって、画像不良に繋がる恐れがある。このような問題に対処するべく、本実施形態では、画像形成時の実際のトナー載り量を見越した画像解析を行えるようにする。
<Confirmation of issues to be solved>
In an electrophotographic printer, a latent image pattern is created by irradiating a laser onto a photosensitive drum. Therefore, image data is sequentially transmitted to the
＜印刷処理全体フロー＞
図７は、本実施形態に係る印刷処理の全体の流れを示すフローチャートである。本フローは、ＣＰＵ１０３がＲＯＭ１０５或いはＨＤＤ１０６に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０４に展開してこれを実行することによって実現されるものとする。なお、以下の説明において記号「Ｓ」はステップを表す。
<Overall print processing flow>
FIG. 7 is a flowchart showing the overall flow of the printing process according to the present embodiment. This flow is realized by the
Ｓ７０１では、ホストＰＣ２０から印刷ジョブが入力される。ＣＰＵ１０３は、入力された印刷ジョブに含まれる描画コマンドに従って、ＲＧＢ多値（ここでは各８ビット）のビットマップ画像を生成する。ＲＧＢ多値のビットマップ画像のデータは、コントーン画像処理部１１２に送られる。
In step S <b> 701, a print job is input from the
Ｓ７０２では、コントーン画像処理部１１２において、ＲＧＢ各８ビットのビットマップ画像に対し、前述の色変換処理、載り量制限処理、ガンマ補正処理、量子化処理が施され、ＣＭＹＫの各トナーに対応する２値のハーフトーン画像が生成される。続くＳ７０３では、ＣＰＵ１０３によってスプール処理が実行される。すなわち、Ｓ７０２で生成されたハーフトーン画像のデータがＨＤＤ１０６等に一時保存される。なお、印刷ジョブ内で複数ページの印刷が指定されている場合、Ｓ７０２及びＳ７０３の各処理はページ単位で順次実行される。
In step S <b> 702, the contone
Ｓ７０４では、スプールされたハーフトーン画像のデータがページ単位で読み出され、画像解析部１１４において、所定トナー載り量を有する所定サイズの画像領域の有無をページ単位で判定する画像解析処理が実行される。この画像解析処理の詳細は後述する。
In step S704, spooled halftone image data is read in units of pages, and the
また、Ｓ７０４の処理と並行してＳ７０５では、スプールされたハーフトーン画像のデータがライン単位で読み出され、ハーフトーン画像処理部１１３において、パルス幅変調処理を含む所定の画像処理が実行される。例えば、省トナー印刷が指定されている場合にはオン画素を一定数間引く処理（省トナー処理）が、パルス幅変調処理に先立って実行される。また、バーコード印刷が指定されている場合には、パルス幅変調処理の際に、通常時よりも狭いパルス幅に変換される。省トナー印刷やバーコード印刷が指定された際に実行される、これら濃度変化（トナー載り量変化）を伴う調整処理の詳細については後述する。
In parallel with the processing of S704, the spooled halftone image data is read in line units, and the halftone
次に、Ｓ７０６では、ＣＰＵ１０３が、環境温湿度センサ２１９に対して、プリンタエンジン２００周辺の温度及び湿度の測定を指示し、その測定結果を動作環境情報として取得する。続くＳ７０７では、ＣＰＵ１０３が、Ｓ７０４での画像解析処理の結果及びＳ７０６で取得した動作環境情報に基づき、印刷処理時の定着プロセスに関するパラメータ（以下、「定着パラメータ」と呼ぶ。）を決定する。本実施形態では、この定着パラメータとして、定着プロセス実行時の温度及び定着プロセス実行後の加熱フィルムに付着したオフセットトナーのクリーニング頻度が決定される。なお、画像解析処理はページ単位で行われるので、上記定着温度とクリーニング頻度もページ単位で決定・制御されることになる。
In step S <b> 706, the
まず、定着温度の決定における基本的な考え方について説明する。例えば、ページ内の低載り量部分は網点密度が低く、定着装置２１３と記録紙２２２との接地面が多くなる。よって、定着時には、記録紙２２２に含まれる水分によって、トナーを融解させるための熱量が奪われやすくなる。ここで、カラープリンタの動作環境として、通常時の環境が温度２５度、湿度５０％であるとする。この場合において、例えば温度・湿度が相対的に高い環境（例えば温度３０度、湿度８０％）では、記録紙２２２に含まれる水分量が通常時よりも多くなる。この場合、記録紙２２２によって奪われる熱量が増加するため、トナーが十分に融解されないことになる。トナーを十分に融解できないと、ページ面内において濃度不足や濃度ムラが生じる原因となる。そこで、例えば画像解析によって低載り量の画像領域が検知され、かつ、通常時よりも高温・高湿度の環境であると判定された場合には、デフォルトの定着温度よりも高めの温度（例えばプラス５度）を、適用する定着温度として決定する。このように、画像解析結果と動作環境情報とに基づいて、定着プロセス実行時の温度がページ単位で決定される。
First, the basic concept for determining the fixing temperature will be described. For example, the low density portion in the page has a low dot density, and the ground contact surface between the fixing
続いて、オフセットトナーのクリーニング頻度の決定における基本的な考え方について説明する。まず、低温・低湿度の環境では、記録紙２２２に含まれる水分量が相対的に少ないため、定着時に記録紙２２２のよって奪われる熱量が少なくなる。そうなると、低載り量部分では熱量過多となってトナーが分離し、最終的に加熱フィルム２１４にそれが付着し、次回の定着プロセス時に記録紙２２２上に汚れとなって現れてしまう場合がある。そこで、例えば画像解析によって低トナー載り量の画像領域が検知され、かつ、通常時よりも低温・低湿度の環境である場合には、デフォルトのプラス１０％（例えば、２０ページ印刷する毎に１回実施を１８ページ印刷する毎に１回実施に変更）に、オフセットトナーのクリーニング頻度が設定される。このように、画像解析結果と動作環境情報とに基づいて、オフセットトナーのクリーニング頻度が決定される。
Next, a basic concept in determining the offset toner cleaning frequency will be described. First, in a low-temperature and low-humidity environment, the amount of water contained in the
Ｓ７０８では、プリンタエンジン２００において印刷処理が実行される。具体的には、ハーフトーン画像処理部１１３から出力されるライン単位のパルス幅信号データに従って記録紙２２２上に画像が形成される。この画像形成時には、Ｓ７０７で決定された定着パラメータに含まれる情報に従い、ページ単位で定着温度が制御される。１ページ分の印刷処理が完了すると、Ｓ７０９でＣＰＵ１０３が、オフセットトナーのクリーニングの要否を判定する。この判定では、Ｓ７０７で決定された定着パラメータに含まれるクリーニング頻度が参照され、クリーニングの実行タイミングが到来していれば、クリーニングの必要ありと判定されることになる。クリーニングが必要であると判定された場合はＳ７１０に進み、必要ないと判定された場合はＳ７１１に進む。
In step S <b> 708, the printing process is executed in the
そして、Ｓ７１０では、プリンタエンジン２００において、オフセットトナーを取り除くクリーニング処理が実行される。具体的には、まず、表面温度の関係が、加熱フィルム２１４＞定着ローラ２１５＞加圧ローラ２１６の状態になるようにする。そして、加熱フィルム２１４に付着していたトナーを、定着ローラ２１５を介して加圧ローラ２１６側に移動させる。そのタイミングで接触加熱部に記録紙２２２を到達させ、定着ローラ２１５と加圧ローラ２１６の表面に付着したオフセットトナーを、記録紙２２２に付着させて排紙する。こうして、オフセットトナーが、加熱フィルム２１４、定着ローラ２１５及び加圧ローラ２１６の表面から除去される。
In step S710, the
Ｓ７１１では、未処理のページがあるかどうかの判定がなされる。印刷指示のあった全ページの印刷処理が完了していれば、本フローは終了となる。一方、未処理のページがあれば、Ｓ７０８に戻って次のページの印刷処理が実行される。 In S711, it is determined whether there is an unprocessed page. If the print processing for all pages for which a print instruction has been issued has been completed, this flow ends. On the other hand, if there is an unprocessed page, the process returns to S708 to execute the printing process for the next page.
以上が、本実施形態に係る印刷処理の全体フローである。 The above is the overall flow of the printing process according to the present embodiment.
＜画像解析処理＞
続いて、上述のＳ７０４における画像解析処理の詳細を説明する。図８は、本実施形態に係る、所定トナー載り量を有する所定サイズの画像領域の有無をページ単位で判定する画像解析処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、トナー載り量が少ない所定サイズの画像領域（低載り量領域）がページ内にあるかどうかを判定する場合を例に説明するものとする。なお、所定トナー載り量の範囲を変更することで高載り量領域の有無をページ単位で判定するも可能である。以下、図８のフローに沿って説明する。
<Image analysis processing>
Next, details of the image analysis processing in S704 described above will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of image analysis processing for determining the presence / absence of an image area of a predetermined size having a predetermined toner application amount in units of pages according to this embodiment. In the present embodiment, an example will be described in which it is determined whether or not an image area (low applied amount area) of a predetermined size with a small amount of applied toner is in the page. Note that it is possible to determine the presence / absence of the high applied amount area in units of pages by changing the range of the predetermined applied toner amount. Hereinafter, it demonstrates along the flow of FIG.
Ｓ８０１では、処理対象ページのハーフトーン画像のうち注目する局所領域（ここでは１６×１６画素）におけるトナー載り量TnrSumが算出される。具体的には、注目局所領域内の全画素（１６×１６画素の場合は２５６個）のうちオン画素の数が占める割合（オン画素比率）が求められる。例えば、注目局所領域内のオン画素数が１２８個であった場合のトナー載り量TnrSumは、（１２８／２５６）×１００＝５０％となる。図９（ａ）はページ内の局所領域の配置を示した図であり、符号９０１は注目局所領域を示している。図９（ａ）では、主走査方向にＭ個、副走査方向にＮ個の局所領域が配置されており、例えば、（Ｍ，Ｎ）＝（０，０）の位置から主走査方向へ移動しながら各局所領域におけるトナー載り量TnrSumが順次算出されることになる。
In S801, the applied toner amount TnrSum in the local region of interest (here, 16 × 16 pixels) in the halftone image of the processing target page is calculated. Specifically, the ratio (on pixel ratio) occupied by the number of ON pixels among all the pixels in the local area of interest (256 in the case of 16 × 16 pixels) is obtained. For example, the applied toner amount TnrSum when the number of ON pixels in the local area of interest is 128 is (128/256) × 100 = 50%. FIG. 9A is a diagram showing the arrangement of local regions in a page, and
Ｓ８０２では、Ｓ８０１で算出された注目局所領域のトナー載り量が、予め指定された所定トナー載り量に該当するかどうかが判定される。前述のとおり低載り量領域の検出を目的とする本実施形態では、通常印刷時においてトナー載り量が１０％〜４０％の範囲が、所定トナー載り量として設定されているものとする。そして、省トナー印刷やバーコード印刷といったトナー載り量の変化を伴う特定印刷が指定されている場合は、同じ低載り量領域の検出を目的として、通常印刷時よりも少し高めの範囲が所定トナー載り量として設定されることになる。その理由を含めた詳細については後述する。判定の結果、注目局所領域のトナー載り量が所定トナー載り量である１０％〜４０％の範囲内であれば、Ｓ８０３に進む。一方、範囲外であればＳ８０４に進む。なお、低載り量領域の検出を目的として通常印刷時の載り量範囲を１０％〜４０％としているが、下限及び上限を規定する閾値はこれに限定されるものではない。定着装置２１３と記録紙２２２の接触面が一定以上に大きくなる載り量範囲の中から、定着性が低下して濃度ムラが目立ちやすくなる載り量範囲や、オフセットトナーによる汚れが懸念される載り量範囲を、テスト印刷を行うなどして見極め、適宜設定すればよい。そして、濃度調整によってトナー載り量が変化する特定の印刷条件が指定された場合に、通常時よりも高めの閾値が適用されるように制御されればよい。
In S802, it is determined whether or not the applied toner amount of the local region of interest calculated in S801 corresponds to a predetermined applied toner amount. As described above, in the present embodiment for the purpose of detecting the low applied amount region, it is assumed that the toner applied amount in the range of 10% to 40% is set as the predetermined applied toner amount during normal printing. When specific printing with a change in toner application amount such as toner-saving printing or barcode printing is designated, a range slightly higher than that during normal printing is used to detect the same low application amount region. It will be set as the loading amount. Details including the reason will be described later. As a result of the determination, if the applied toner amount in the local region of interest is within the range of 10% to 40%, which is the predetermined applied toner amount, the process proceeds to S803. On the other hand, if it is out of range, the process proceeds to S804. In addition, although the applied amount range during normal printing is set to 10% to 40% for the purpose of detecting the low applied amount region, the threshold values that define the lower limit and the upper limit are not limited to this. Out of the loading range where the contact surface between the fixing
Ｓ８０３では、副走査連結数カウンタがカウントアップされる。副走査連結数カウンタは、所定トナー載り量を有する局所領域が副走査方向に何個連続しているかを係数するカウンタである。この副走査連結数のカウントは、主走査位置毎に行う。なお、副走査連結数カウンタの初期値は０に設定されている。 In S803, the sub-scan coupled number counter is counted up. The sub-scanning coupled number counter is a counter that calculates how many local areas having a predetermined toner application amount are continuous in the sub-scanning direction. The number of sub-scan connections is counted for each main scan position. Note that the initial value of the sub-scan coupled number counter is set to zero.
Ｓ８０４では、副走査連結数カウンタの現カウント値SV_crが、ここまでの最大カウント値SV_maxよりも大きいか否かが判定される。現カウント値SV_crがここまでの最大カウント値SV_maxよりも大きい場合はＳ８０５に進む。一方、現カウント値SV_crがこれまでの最大カウント値SV_max以下である場合はＳ８０６に進む。なお、副走査連結数カウンタの最大カウント値SV_maxの初期値は０に設定されている。 In S804, it is determined whether or not the current count value SV_cr of the sub-scan coupled number counter is larger than the maximum count value SV_max so far. When the current count value SV_cr is larger than the maximum count value SV_max so far, the process proceeds to S805. On the other hand, if the current count value SV_cr is less than or equal to the maximum count value SV_max so far, the process proceeds to S806. Note that the initial value of the maximum count value SV_max of the sub-scan coupled number counter is set to zero.
Ｓ８０５では、副走査連結数カウンタの最大カウント値SV_maxが、現カウント値SV_crの値で更新される。そして、Ｓ８０６では、副走査連結数カウンタの現カウント値SV_crが初期化される。 In S805, the maximum count value SV_max of the sub-scan coupled number counter is updated with the current count value SV_cr. In step S806, the current count value SV_cr of the sub-scan coupled number counter is initialized.
Ｓ８０７では、現在の主走査位置における局所領域の副走査連結数の計数が完了したか否か（副走査方向Ｎ番目の局所領域まで処理したか）が判定される。完了している場合はＳ８０８に進む。一方、完了していない場合はＳ８０１に戻り、同じ主走査位置における次の局所領域を対象として処理が続行される。ここまでの処理により、注目主走査位置における、所定トナー載り量を有する局所領域が繋がって構成される最も大きな画像領域の副走査方向の長さを特定することができる。 In S807, it is determined whether counting of the number of sub-scans in the local area at the current main scanning position is completed (whether processing has been performed up to the Nth local area in the sub-scanning direction). If completed, the process proceeds to S808. On the other hand, if it is not completed, the process returns to S801, and the process is continued for the next local area at the same main scanning position. By the processing so far, it is possible to specify the length in the sub-scanning direction of the largest image area formed by connecting the local areas having the predetermined toner application amount at the target main scanning position.
Ｓ８０８では、全ての主走査位置について副走査連結数の計数が完了したか否か（主走査方向Ｍ番目の局所領域まで処理したか）が判定される。完了している場合はＳ８０９に進む。一方、完了していない場合は隣の主走査位置に移動し、Ｓ８０１に戻って次の局所領域を対象として処理が続行される。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すページの一部（主走査位置Ｍ＝１〜３、副走査位置Ｎ＝１〜１２）についての、所定トナー載り量を有すると判定された局所領域を示している。図９（ｂ）に示す一部においては、主走査位置Ｍ＝０における副走査連結数の最大カウント値SV_maxは２、主走査位置Ｍ＝１〜３における副走査連結数の最大カウント値SV_maxは４となる。このような処理をすべての主走査位置０〜Ｍを対象として副走査位置Ｎ番目まで行うと、処理対象ページ内の各主走査位置における副走査最大連結数が得られる。
In S808, it is determined whether counting of the number of sub-scanning connections has been completed for all main scanning positions (whether processing has been performed up to the Mth local region in the main scanning direction). If completed, the process proceeds to S809. On the other hand, if it has not been completed, it moves to the next main scanning position, returns to S801, and continues the process for the next local region. In FIG. 9B, it is determined that a part of the page shown in FIG. 9A (main scanning position M = 1 to 3, sub-scanning position N = 1 to 12) has a predetermined toner application amount. The local area is shown. In a part shown in FIG. 9B, the maximum count value SV_max of the sub-scanning connection number at the main scanning position M = 0 is 2, and the maximum count value SV_max of the sub-scanning connection number at the main scanning position M = 1 to 3 is 4. When such processing is performed up to the Nth sub-scanning position for all
Ｓ８０９では、全ての主走査位置（０〜Ｍ）のうち注目する主走査位置での副走査最大連結数（最終的なSV_maxの値）が、所定の閾値（例えば１５）より大きいか否かが判定される。ここで、所定の閾値としての“１５”は解像度が６００ｄｐｉの場合の約１０ｍｍに相当する。判定の結果、注目主走査位置における副走査最大連結数が閾値より大きい場合はＳ８１０に進み、閾値以下の場合はＳ８１１に進む。なお、ここでの判定処理を終えた主走査位置の副走査連結数カウンタの最大カウント値SV_maxは順次初期化される。 In S809, whether or not the maximum number of sub-scans connected (final SV_max value) at the main scanning position of interest among all the main scanning positions (0 to M) is greater than a predetermined threshold (for example, 15). Determined. Here, “15” as the predetermined threshold corresponds to about 10 mm when the resolution is 600 dpi. As a result of the determination, if the maximum number of sub-scan connections at the main scanning position of interest is larger than the threshold, the process proceeds to S810, and if it is equal to or smaller than the threshold, the process proceeds to S811. Note that the maximum count value SV_max of the sub-scanning coupled number counter at the main scanning position for which the determination process is completed is sequentially initialized.
Ｓ８１０では、主走査連結数カウンタがカウントアップされる。主走査連結数カウンタは、副走査最大連結数が閾値よりも大きい箇所が、現時点で主走査方向に何個連続しているかを係数するカウンタである。主走査連結数を計数することにより、所定トナー載り量を有する局所領域が繋がって構成される最も大きな画像領域の主走査方向の長さを特定することができる。なお、主走査連結数カウンタの初期値は０に設定されている。 In S810, the main scanning connection number counter is counted up. The main scanning connection number counter is a counter that counts how many points where the maximum number of sub-scanning connections is greater than a threshold value are presently continuous in the main scanning direction. By counting the number of main scanning connections, it is possible to specify the length in the main scanning direction of the largest image area formed by connecting local areas having a predetermined toner application amount. The initial value of the main scanning connection number counter is set to zero.
Ｓ８１１では、主走査連結数カウンタの現カウント値MV_crが、ここまでの最大カウント値MV_maxよりも大きいか否かが判定される。現カウント値MV_crがここまでの最大カウント値MV_maxよりも大きい場合はＳ８１２に進む。一方、現カウント値MV_crがここまでの最大カウント値MV_max以下である場合はＳ８１３に進む。なお、主走査連結数カウンタの最大カウント値MV_maxの初期値は０に設定されている。 In S811, it is determined whether or not the current count value MV_cr of the main scanning connection number counter is larger than the maximum count value MV_max so far. When the current count value MV_cr is larger than the maximum count value MV_max so far, the process proceeds to S812. On the other hand, if the current count value MV_cr is less than or equal to the maximum count value MV_max so far, the process proceeds to S813. The initial value of the maximum count value MV_max of the main scanning connection number counter is set to 0.
Ｓ８１２では、主走査連結数カウンタの最大カウント値MV_maxが、現カウント値MV_crの値で更新される。そして、Ｓ８１３では、主走査連結数カウンタの現カウント値MV_crの値が初期化される。 In S812, the maximum count value MV_max of the main scanning connection number counter is updated with the value of the current count value MV_cr. In step S813, the current count value MV_cr of the main scanning connection number counter is initialized.
Ｓ８１４では、すべての主走査位置について主走査連結数の計数が完了したか否か（主走査方向Ｍ番目の局所領域まで処理したか）が判定される。完了している場合はＳ８１５に進む。一方、完了していない場合はＳ８０９に戻り、次の主走査位置を対象として処理が続行される。 In S814, it is determined whether or not counting of the number of main scanning connections has been completed for all main scanning positions (whether processing has been performed up to the Mth local region in the main scanning direction). If completed, the process proceeds to S815. On the other hand, if it is not completed, the process returns to S809, and the process is continued for the next main scanning position.
Ｓ８１５では、主走査最大連結数（最終的なMV_maxの値）が、所定の閾値（例えば１５）より大きいか否かが判定される。判定の結果、主走査最大連結数が閾値より大きい場合はＳ８１６に進み、閾値以下の場合はＳ８１７に進む。ここでの所定の閾値の意味は、Ｓ８０９における閾値と同じである。また、ここでの判定処理後、主走査連結数カウンタの最大カウント値SV_maxは初期化される。 In S815, it is determined whether or not the maximum number of main scanning connections (final MV_max value) is larger than a predetermined threshold (for example, 15). As a result of the determination, if the maximum number of main scanning connections is larger than the threshold, the process proceeds to S816, and if the number is less than the threshold, the process proceeds to S817. The meaning of the predetermined threshold here is the same as the threshold in S809. Further, after the determination process here, the maximum count value SV_max of the main scanning connection number counter is initialized.
Ｓ８１６では、処理対象ページ内に所定のトナー載り量を有する所定サイズ（ここでは１０×１０ｍｍ）以上の画像領域が存在することを示すフラグ情報（フラグ値＝１）が、画像解析結果として出力される。また、Ｓ８１７では、処理対象ページ内に所定トナー載り量を有する所定サイズの画像領域が存在しないことを示すフラグ情報（フラグ値＝０）が、画像解析結果として出力される。 In S816, flag information (flag value = 1) indicating that there is an image area having a predetermined size (10 × 10 mm in this case) having a predetermined toner application amount in the processing target page is output as an image analysis result. The In S817, flag information (flag value = 0) indicating that there is no image area of a predetermined size having a predetermined toner application amount in the processing target page is output as an image analysis result.
以上が、Ｓ７０４における画像解析処理の内容である。これにより、プリンタエンジン２００で画像形成を行う際に、画像解析結果に応じてページ単位で定着温度やクリーニング頻度を適切に調整することが可能となる。
The above is the content of the image analysis processing in S704. As a result, when the
＜特定印刷時に画像解析パラメータを異ならせる理由＞
図１０（ａ）は、通常印刷時における、１つのオン画素を構成する１６個のサブピクセルをすべて（１００％）露光するパルス幅信号を示している。一方、図１０（ｂ）は、バーコード印刷時における、１つのオン画素を構成する１６個のサブピクセルのうち１２個（７５％）のサブピクセルを露光するパルス幅信号を示している。バーコード印刷の場合はオン画素のトナー載り量が１００％から７５％へと変更され、濃度が２５％低減されることになる。
<Reasons for different image analysis parameters for specific printing>
FIG. 10A shows a pulse width signal for exposing all 16 sub-pixels constituting one on pixel (100%) during normal printing. On the other hand, FIG. 10B shows a pulse width signal for exposing 12 sub-pixels (75%) out of 16 sub-pixels constituting one on-pixel during bar code printing. In the case of barcode printing, the toner application amount of the on-pixel is changed from 100% to 75%, and the density is reduced by 25%.
図１０（ｃ）及び（ｄ）は、画像解析部１１４に入力されるハーフトーン画像における１６×１６画素の局所領域の一例を示している。図１０（ｃ）は、通常印刷時のトナー載り量が５０％の局所領域であり、同（ｄ）はバーコード印刷時の濃度調整によってトナー載り量が５０％から３７．５％に変更された局所領域を示している。通常印刷時には、前述のＳ８０２での判定基準は、トナー載り量が１０％〜４０％の範囲に収まっているか否かである。したがって、図１０（ｃ）に示すトナー載り量５０％の局所領域は、上記範囲から外れているので、所定のトナー載り量を有していないと判定される。一方、図１０（ｄ）に示すトナー載り量３７．５％の局所領域は、上記範囲に入っているので、所定のトナー載り量を有していると判定される。そして、バーコード印刷が指定されている場合、プリンタエンジン２００に対しては、画像解析時のトナー載り量５０％の画像ではなく、トナー載り量が３７．５％に変更された画像のデータが出力されることになる。仮に、図１０（ｄ）に示すトナー載り量３７．５％の局所領域が主走査及び副走査方向に所定数以上連続するようであれば、本来は定着温度を上げる温調制御が必要となる。つまり、Ｓ７０４の画像解析処理の結果としてはページ内に低載り量領域が存在しないことを示すフラグ情報が出力されているものの、実際には低載り量領域が存在する画像のデータが出力されていることになる。こうなると、熱量不足による濃度ムラやあるいは熱量過多による加熱フィルムの汚れといった問題が発生する可能性が高くなる。そして、同様の問題は、省トナー印刷が指定されて、ハーフトーン画像処理部１１３で省トナー処理が実行される場合にも起こり得るものである。
FIGS. 10C and 10D show an example of a local region of 16 × 16 pixels in the halftone image input to the
そこで、本実施形態では、特定印刷時の濃度調整によって、プリンタエンジン２００での画像出力時には画像解析時からトナー載り量が変化してしまっている可能性を考慮し、画像解析パラメータ（Ｓ８０２で適用する所定トナー載り量）を切り換える。これにより、省トナー印刷やバーコード印刷が指定された場合でも、精度の高い画像解析を可能にして、定着温度やクリーニング頻度を適切に制御できるようにする。
Therefore, in the present embodiment, considering the possibility that the amount of applied toner has changed from the time of image analysis when the image is output by the
＜画像解析パラメータ設定処理＞
図１１は、本実施形態に係る、画像解析パラメータとしての所定トナー載り量を印刷条件に応じて変更する制御の流れを示すフローチャートである。このフローは、印刷ジョブを受信後（Ｓ７０１）にＳ７０２やＳ７０３の処理と並行にページ単位で実行され、Ｓ７０４の前に完了していればよい。なお、本フローは図７のフローと同様、ＣＰＵ１０３がＲＯＭ１０５或いはＨＤＤ１０６に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０４に展開してこれを実行することによって実現されるものとする。
<Image analysis parameter setting process>
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of control according to the present embodiment for changing a predetermined toner application amount as an image analysis parameter according to printing conditions. This flow may be executed in units of pages in parallel with the processing in S702 and S703 after receiving the print job (S701), and may be completed before S704. Note that this flow is realized by the
Ｓ１１０１では、印刷ジョブに対し、ハーフトーン画像に対する濃度調整を伴うような特定の印刷条件（上述の省トナー印刷やバーコード印刷）が指定されているかどうかが判定される。この判定は、例えば印刷ジョブのヘッダ情報に含まれる印刷設定の内容を参照して行う。或いは、操作部１１を介してユーザが設定した印刷条件を設定して判定する。判定の結果、濃度調整を伴う特定の印刷条件が指定されている場合はＳ１１０２に進む。一方、濃度調整を伴う特定の印刷条件が指定されていない場合はＳ１１０３に進む。
In step S <b> 1101, it is determined whether or not a specific print condition (toner-saving printing or barcode printing described above) that includes density adjustment for a halftone image is specified for the print job. This determination is made with reference to the contents of the print settings included in the header information of the print job, for example. Alternatively, the printing condition set by the user via the
Ｓ１１０２では、Ｓ８０２での判定基準（所定トナー載り量）として、通常印刷用の閾値ではなく、特定印刷用の閾値を設定する。具体的には、例えばバーコード印刷が指定されていた場合であれば、通常印刷用の下限１０％、上限４０％の閾値に代えて、例えば下限１３％、上限５３％の閾値を設定する。この値は、バーコード印刷時の露光調整量が２５％低減（１２／１６）のときの逆数（１６／１２）を、通常時の上下限値である１０％と４０％にそれぞれ乗算して得られる値である。このように、特定印刷時には、通常印刷時よりも高いトナー載り量範囲を検出するように閾値を設定することで、プリンタエンジン２００に実際に出力されるトナー載り量に合致した画像解析が可能となる。
In step S1102, a threshold for specific printing is set instead of the threshold for normal printing as the determination criterion (predetermined toner amount) in step S802. Specifically, for example, when barcode printing is designated, instead of the threshold values for the lower limit of 10% and the upper limit of 40% for normal printing, for example, threshold values of a lower limit of 13% and an upper limit of 53% are set. This value is obtained by multiplying the reciprocal (16/12) when the exposure adjustment amount at the time of barcode printing is reduced by 25% (12/16) by the upper and lower limits of 10% and 40%, respectively. This is the value obtained. As described above, at the time of specific printing, by setting a threshold value so as to detect a toner applied amount range higher than that during normal printing, it is possible to perform image analysis that matches the amount of applied toner actually output to the
Ｓ１１０３では、Ｓ８０２での判定基準として、通常印刷用の閾値を設定する。本実施形態の場合、前述のとおり、１０％〜４０％が設定されることになる。
以上が、本実施形態における画像解析パラメータ設定処理の内容である。
In S1103, a threshold value for normal printing is set as the determination criterion in S802. In this embodiment, 10% to 40% is set as described above.
The above is the content of the image analysis parameter setting process in the present embodiment.
＜変形例＞
上述の例では、省トナー印刷やバーコード印刷が指定された場合のハーフトーン画像処理部１１３における濃度調整を想定して、所定トナー載り量を規定する閾値の設定を変更していた。しかしながら、ハーフトーン画像処理部１１３における画像処理よりもさらに下流で実施される現像バイアスの調整によっても、トナー載り量は変化し得る。
<Modification>
In the above example, the threshold setting that defines the predetermined toner application amount is changed assuming density adjustment in the halftone
まず、現像バイアスの調整によってトナー載り量がどのように変化するのかを説明する。例えばパルス幅変調にて１６／１６（１００％）を露光している場合の濃度（反射濃度＝Ｌｏｇ１０(１／Ｒ)、Ｒ＝反射率）が１．３であったとする。この場合、コントーン画像処理部１１２やハーフトーン画像処理部１１３での画像処理では濃度１．３以上を出力することができない。ここで、露光装置２０３による露光量と現像ローラ２０５に印可された現像バイアスとの差分である電位差が大きいほど、現像されるトナー量は増加する。そのため、例えば濃度１．４を出力したいときには、現像バイアスを調整することでトナー載り量を増やすことが行われる。図１２（ａ）は、現像が行われた感光ドラム２０１の表面状態を示している。この例では−５００Ｖに帯電された感光ドラム２０１に対し、露光した位置が−１００Ｖになり、潜像画像が作像されている。ここで現像バイアスを印可することによって現像装置２０４からトナー１２０１が露光された位置に飛翔、付着する。図１２（ｂ）は、現像バイアスを図１２（ａ）よりもマイナス側に設定した場合を示している。この場合、図１２（ａ）に比べ露光した位置の電位と現像バイアスとの電位差が大きくなるため、より多くのトナーが飛翔、付着してトナー載り量が増加することになる。仮に、画像解析部１１４に入力されるハーフトーン画像におけるトナー載り量が３５％であった場合、現像バイアスの調整によってトナー載り量が２０％増加すると、実際のトナー載り量は４２％となる。ここで、低載り量領域を検出するための所定トナー載り量が１０％〜４０％であれば、４２％のトナー載り量を有する画像領域は、所定トナー載り量を有さなので、定着温度はデフォルトのままでよいはずである。しかしながら、画像解析の対象となるハーフトーン画像ではトナー載り量が３５％であることから、所定トナー載り量を有していると判定されてしまう。その結果、高すぎる定着温度が設定されることになり、画像不良の原因となるのに加え、無駄な電力消費にも繋がってしまう。
First, how the applied toner amount changes by adjusting the developing bias will be described. For example, it is assumed that the density (reflection density = Log 10 (1 / R), R = reflectance) when 1.3 / 16 (100%) is exposed by pulse width modulation is 1.3. In this case, a density of 1.3 or higher cannot be output by image processing in the contone
そこで、サービスマンやユーザによって、現像バイアスの調整がなされた場合にも、その調整内容に応じて、画像解析パラメータとしての所定トナー載り量を変更するようにしてもよい。 Therefore, even when the development bias is adjusted by a service person or user, the predetermined toner application amount as an image analysis parameter may be changed according to the adjustment content.
以上のように、本実施形態によれば、画像解析の対象となるハーフトーン画像におけるトナー載り量が、プリンタエンジンで実際に出力されるときに変化する場合であっても、高精度な画像解析を実現できる。その結果、適切に定着温度やクリーニングの制御を実施することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when the applied toner amount in the halftone image to be subjected to image analysis changes when actually output by the printer engine, high-accuracy image analysis is performed. Can be realized. As a result, it is possible to appropriately control the fixing temperature and cleaning.
実施形態１では、画像解析対象のハーフトーン画像に対するその後の処理によってプリンタエンジンでの画像出力時にはトナー載り量が変化してしまっている可能性を考慮し、画像解析パラメータを切り換える態様について説明した。そして、上記処理の１つには、省トナー処理（オン画素の間引き処理）も含まれていた。この間引き処理では、所定の間引きパターンを用いることで、ハーフトーン画像内のオン画素を間引いて、トナー消費量を一定割合低減させている。この間引きパターンと量子化処理で用いるディザパターンとが干渉し、間引き処理時のトナー載り量の変化量が線形に変化しない場合がある。以下、詳しく説明する。 In the first exemplary embodiment, the mode in which the image analysis parameter is switched in consideration of the possibility that the applied toner amount may have changed when the image is output by the printer engine by the subsequent processing on the halftone image to be analyzed. One of the above processes also includes a toner saving process (on pixel thinning process). In this thinning process, by using a predetermined thinning pattern, the on-pixels in the halftone image are thinned to reduce the toner consumption by a certain percentage. In some cases, the thinning pattern interferes with the dither pattern used in the quantization process, and the amount of change in the applied toner amount during the thinning process does not change linearly. This will be described in detail below.
図１３（ａ）は、５×５画素の間引きパターンの一例を示している。図１３（ａ）において、白四角で示す位置が間引きを実施する画素位置を表し、黒四角で示す位置が間引きを実施しない画素位置を表す。そして、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の間引きパターンを処理対象となる画像１３００に適用する様子を示している。画像１３００における左上隅の座標位置（０、０）を原点として主走査方向及び副走査方向に繰り返し間引きパターンを適用することで、間引き処理が実行される。図１４（ａ）は６００ｄｐｉの画像にスクリーン線数が１０６線のディザパターンを適用して得られたハーフトーン画像の一部（１６×１６画素）を示し、同（ｂ）はそれに対し間引き処理を行った結果を示している。太線で囲まれた５×５画素の領域が間引きパターンに対応している。この場合、間引き処理を行う前の図１４（ａ）の部分画像では、２５６画素のうち８画素にドットが形成される。これに対し、間引き処理を行った後の図１４（ｂ）の部分画像では、２５６画素のうち４画素にしかドットが形成されない。これは、１０６線のディザパターンを用いて量子化されたハーフトーン画像に対し間引き処理を行なうと、１６×１６画素の領域あたり４つのオン画素が間引かれることを意味している。図１４（ｃ）は６００ｄｐｉの画像に１３４線のディザパターンを適用して得られたハーフトーン画像の一部（１６×１６画素）を示し、同（ｄ）はそれに対し間引き処理を行った結果を示している。この場合、間引き処理を行う前後で形成されるドット数は共に２５６画素のうち１３画素で両者に違いはなく、間引き処理後もオン画素が間引かれていない（トナー節約の効果が得られない）ことになる。
FIG. 13A shows an example of a thinning pattern of 5 × 5 pixels. In FIG. 13A, a position indicated by a white square represents a pixel position where thinning is performed, and a position indicated by a black square represents a pixel position where thinning is not performed. FIG. 13B shows a state in which the thinning pattern in FIG. 13A is applied to the
図１５は、通常印刷時のトナー載り量の変化と、省トナー印刷時のトナー載り量の変化とを比較可能に示したグラフである。横軸は量子化処理後のハーフトーン画像における１６×１６画素の局所領域内のオン画素数を示しており、オン画素（＝オンドット）の数が多くなるほど濃度が濃くなり、その最大値は２５６である。縦軸はトナー載り量を示しており、前述したとおり、１６×１６画素の局所領域におけるオン画素が占める割合（オン画素比率）を示している。１０６線のディザパターンで量子化されている場合は間引きパターンとの干渉が少なく、間引き処理を行った場合も線形的にトナー載り量が変化している。これに対し、１３４線のディザパターンで量子化されている場合は間引きパターンとの干渉が多く、低濃度域から高濃度域にかけてトナー載り量が非線形に変化している。なお、ここでは、１０６線と１３４線の場合を例に説明を行ったがスクリーン線数はこれらに限定されるわけではない。また、ここではスクリーン線数にのみ言及したが、間引きパターンとディザパターンとの干渉という観点からはスクリーン角度も影響し得ることはいうまでもない。このように、間引きパターンとディザパターンとの干渉によってトナー載り量が線形的に変化しない場合、所定トナー載り量を規定する閾値を、省トナー印刷を含む特定印刷か否かに応じて切り替える実施形態１の手法では対処が困難で、判定精度が低下する。 FIG. 15 is a graph showing that the change in the amount of applied toner during normal printing and the change in the amount of applied toner during toner-saving printing can be compared. The horizontal axis indicates the number of on pixels in the local region of 16 × 16 pixels in the halftone image after quantization processing, and the density increases as the number of on pixels (= on dots) increases, and the maximum value is 256. The vertical axis represents the amount of applied toner, and as described above, the ratio of the ON pixels in the local area of 16 × 16 pixels (ON pixel ratio). When quantized with a 106-line dither pattern, there is little interference with the thinning pattern, and the amount of applied toner changes linearly even when thinning processing is performed. On the other hand, when quantized with a 134-line dither pattern, there is much interference with the thinning pattern, and the applied toner amount changes nonlinearly from the low density region to the high density region. Here, the case of 106 lines and 134 lines has been described as an example, but the number of screen lines is not limited to these. Although only the number of screen lines is mentioned here, it goes without saying that the screen angle can also be influenced from the viewpoint of interference between the thinning pattern and the dither pattern. As described above, when the applied toner amount does not change linearly due to the interference between the thinning pattern and the dither pattern, the threshold value that defines the predetermined applied toner amount is switched according to whether or not specific printing including toner-saving printing is performed. The first method is difficult to deal with, and the determination accuracy decreases.
そこで、間引きパターンとディザパターンとの干渉によって中間濃度域のトナー載り量が線形的に変化しない場合であっても、画像解析精度が低下しないようにする態様を、実施形態２として説明する。なお、実施形態１と共通する内容は説明を省略することとし、以下では差異点である画像解析パラメータの設定処理について説明を行うこととする。 Thus, an embodiment in which the image analysis accuracy is not lowered even when the toner application amount in the intermediate density region does not change linearly due to the interference between the thinning pattern and the dither pattern will be described as a second embodiment. The description common to the first embodiment will be omitted, and the setting process of the image analysis parameter which is a difference will be described below.
＜画像解析パラメータ設定処理＞
図１６は、本実施形態に係る、画像解析パラメータとしての所定トナー載り量を、印刷条件とディザパターンに応じて変更する制御の流れを示すフローチャートである。このフローはページ単位で実行され、Ｓ７０４の前に完了していればよい。ただし、量子化処理後のハートーン画像とその生成に使用されたディザパターンの情報が必要なので、本フローの実行開始の時点で、受信した印刷ジョブについての量子化処理までが完了している必要がある。なお、本フローは図７のフローと同様、ＣＰＵ１０３がＲＯＭ１０５或いはＨＤＤ１０６に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０４に展開してこれを実行することによって実現されるものとする。
<Image analysis parameter setting process>
FIG. 16 is a flowchart showing a flow of control according to the present embodiment for changing a predetermined toner application amount as an image analysis parameter in accordance with a printing condition and a dither pattern. This flow is executed in units of pages, and may be completed before S704. However, since the quantized Hearton image and the dither pattern information used to generate it are required, it is necessary to complete the quantization processing for the received print job at the start of execution of this flow. is there. Note that this flow is realized by the
Ｓ１６０１では、Ｓ７０２の量子化処理で得られたハーフトーン画像のデータが取得される。続くＳ１６０２では、取得したハーフトーン画像における局所領域内に存在するオン画素数が取得される。この際は、処理対象ページ内の任意の局所領域から取得してもよいし、複数の局所領域からオン画素数を取得してその平均値を求めてもよい。 In S1601, halftone image data obtained by the quantization processing in S702 is acquired. In subsequent S1602, the number of ON pixels present in the local region in the acquired halftone image is acquired. In this case, it may be acquired from an arbitrary local region in the processing target page, or the number of on pixels may be acquired from a plurality of local regions and the average value may be obtained.
Ｓ１６０３では、省トナー印刷が指定されているか否かが判定される。この判定のやり方は、実施形態１の図１１のフローにおけるＳ１１０１と同様である。省トナー印刷が指定されていればＳ１６０４に進み、指定されていなければＳ１６０５に進む。 In step S1603, it is determined whether toner-saving printing is designated. This determination method is the same as S1101 in the flow of FIG. 11 of the first embodiment. If toner-saving printing is designated, the process proceeds to S1604, and if not designated, the process proceeds to S1605.
Ｓ１６０４では、ハーフトーン画像の生成時に使用されたディザパターンの情報が取得される。ここで、ディザパターンの情報には、スクリーン線数とスクリーン角度が含まれる。続くＳ１６０５では、Ｓ１６０２で取得した局所領域内オン画素数とＳ１６０４で取得したディザパターン情報とに基づき、所定トナー載り量が設定される。この際には、例えば予め用意したＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して所定トナー載り量を決定する。参照するＬＵＴは、例えば前述の図１５に示したような、局所領域におけるオン画素数（濃度値）とトナー載り量との対応関係を規定した変換テーブルである。このようなＬＵＴを、複数のスクリーン線数やスクリーン角度の組合せからなるディザパターンの種類毎に作成しておけばよい。このように、局所領域内のオン画素数とトナー載り量とを対応付けた変換テーブルを、使用され得るディザパターン毎に用意しておくことで、濃度値に対して非線形に変化し得る中間濃度域におけるトナー載り量を精度よく判別することができる。 In S1604, information on the dither pattern used when generating the halftone image is acquired. Here, the dither pattern information includes the number of screen lines and the screen angle. In subsequent S1605, a predetermined toner application amount is set based on the number of on-pixels in the local area acquired in S1602 and the dither pattern information acquired in S1604. At this time, for example, a predetermined toner application amount is determined with reference to a previously prepared LUT (lookup table). The LUT to be referred to is a conversion table that defines the correspondence between the number of on-pixels (density value) in the local area and the applied toner amount as shown in FIG. Such an LUT may be created for each type of dither pattern composed of a combination of a plurality of screen lines and screen angles. In this way, by preparing a conversion table that associates the number of on-pixels in the local area with the toner application amount for each dither pattern that can be used, an intermediate density that can change nonlinearly with respect to the density value. It is possible to accurately determine the amount of toner applied in the area.
Ｓ１６０６では、Ｓ１６０２で取得した局所領域内オン画素数に基づき、画像解析パラメータとしての所定トナー載り量が設定される。この際には、予め用意しておいた通常印刷用のＬＵＴ（図１５を参照）を参照して所定トナー載り量を決定すればよい。 In S1606, a predetermined toner application amount as an image analysis parameter is set based on the number of on-pixels in the local area acquired in S1602. At this time, the predetermined toner application amount may be determined with reference to a normal printing LUT (see FIG. 15) prepared in advance.
以上が、本実施形態における画像解析パラメータ設定処理の内容である。 The above is the content of the image analysis parameter setting process in the present embodiment.
本実施形態によれば、省トナー印刷時の間引き処理で用いる間引きパターンと量子化処理で用いるディザパターンとの干渉によって中間濃度域のトナー載り量が非線形に変化する場合であっても、画像解析精度の低下を抑制することが可能となる。 According to the present exemplary embodiment, even when the amount of applied toner in the intermediate density region changes nonlinearly due to interference between the thinning pattern used in the thinning process during toner-saving printing and the dither pattern used in the quantization process, Can be suppressed.
（その他の実施形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して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（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments)
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (14)
印刷対象のコントーン画像からハーフトーン画像を生成する量子化手段と、
前記ハーフトーン画像をＰＷＭ変換した画像信号に基づき、記録紙にトナー像を形成して定着させる画像形成手段と、
前記ハーフトーン画像を解析し、所定範囲のトナー載り量を有する所定サイズの画像領域の有無を判定する解析手段と、
前記解析の結果に基づき、前記定着に関するパラメータを設定する設定手段と、
前記量子化手段で前記ハーフトーン画像が生成された後、トナー載り量の変化を伴う処理を行う処理手段と、
を備え、
前記所定範囲は、前記処理手段による処理の内容に基づき決定される
ことを特徴とする画像形成装置。 An electrophotographic image forming apparatus,
Quantization means for generating a halftone image from a contone image to be printed;
Image forming means for forming and fixing a toner image on recording paper based on an image signal obtained by PWM-converting the halftone image;
Analyzing means for analyzing the halftone image and determining the presence or absence of an image region of a predetermined size having a predetermined amount of applied toner;
Setting means for setting parameters relating to the fixing based on the result of the analysis;
Processing means for performing a process involving a change in the amount of applied toner after the halftone image is generated by the quantization means;
With
The image forming apparatus, wherein the predetermined range is determined based on a content of processing by the processing unit.
前記設定手段は、前記センサの測定結果及び前記解析の結果に基づき、前記定着に関するパラメータをページ単位で設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。 A sensor for measuring the temperature and humidity of the image forming means;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the setting unit sets a parameter related to the fixing in units of pages based on a measurement result of the sensor and a result of the analysis.
前記画像形成装置は、印刷対象のコントーン画像を量子化して得たハーフトーン画像をＰＷＭ変換した画像信号に基づき、記録紙にトナー像を形成して定着させる画像形成手段を有し、
前記ハーフトーン画像を解析し、所定範囲のトナー載り量を有する所定サイズの画像領域の有無を判定するステップと、
前記解析の結果に基づき、前記定着に関するパラメータを設定するステップと、
前記ハーフトーン画像が生成された後、トナー載り量の変化を伴う処理を行うステップと、
を含み、
前記所定範囲は、前記トナー載り量の変化を伴う処理の内容に応じて異なる
ことを特徴とする方法。 A method of forming an image with an electrophotographic image forming apparatus,
The image forming apparatus includes image forming means for forming and fixing a toner image on a recording sheet based on an image signal obtained by PWM-converting a halftone image obtained by quantizing a contone image to be printed,
Analyzing the halftone image and determining the presence or absence of an image area of a predetermined size having a predetermined amount of applied toner;
Setting a parameter relating to the fixing based on the result of the analysis;
After the halftone image is generated, performing a process involving a change in the amount of applied toner;
Including
The predetermined range is different depending on the content of the process involving a change in the toner application amount.
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