JP6099621B2

JP6099621B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6099621B2
Application number: JP2014259436A
Authority: JP
Inventors: 孝一田中
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016119632A; US20160179045A1; US9709942B2

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の現像システムを有する画像形成装置では、感光体ドラムなどの現像システムの経時変化によって、印字濃度特性（つまり、画像データの画素値に対する印字濃度の特性）が変化する。

図６は、現像システムの経時変化による印字濃度特性の変化を説明する図である。本来、図６における破線で示すように、印刷すべき画像の画素値に対して、印字濃度が線形であることが好ましいが、図６における実線で示すように、現像システムの経時変化によって、低濃度領域と高濃度領域の階調が失われてしまう。

ある画像形成装置では、ガンマ補正によってこのような特性の変化の影響を軽減している（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−８５５６４号公報

ガンマ補正によって上述のような特性の変化の影響を軽減する場合、キャリブレーションでガンマ補正の特性を決定する必要がある。キャリブレーションでは、パッチ画像を現像し、そのパッチ画像のトナー濃度を濃度センサーで測定し、測定結果に基づいてガンマ補正の特性が決定される。

しかしながら、キャリブレーションには時間がかかるとともに、キャリブレーションに必要な濃度センサーを有していない機種ではキャリブレーションが困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、現像システムの経時変化によって再現されにくくなってしまっている低濃度領域と高濃度領域の階調性を簡易的に良好にする画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、印刷画像にノイズパターンを付加するノイズ付加部と、前記ノイズパターンを付加された前記印刷画像の印刷を実行するコントローラーとを備える。そして、前記ノイズパターンは、局所的な平面分布を有する複数のノイズを２次元的に配置して得られるパターンであり、前記複数のノイズは、それぞれ、所定画素数サイズの画素値の局所的な平面分布を有し、前記平面分布では、当該平面分布のピーク画素値の画素に向かって当該平面分布の画素値が単調に変化している。前記ノイズパターンは、前記印刷画像の全域に付加され、前記複数のノイズは、正のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に増加する局所的な平面分布を有する正値のノイズと、負のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に減少する局所的な平面分布を有する負値のノイズとを含む。そして、前記ノイズ付加部は、印字濃度特性に応じて、前記ノイズパターンにおける前記複数のノイズの数およびピーク画素値の少なくとも一方を調整し、前記印字濃度特性における階調上限値と階調下限値との幅が小さくなるほど、前記ノイズの数を大きくするか、前記ピーク画素値の絶対値を大きくする。

本発明によれば、現像システムの経時変化によって再現されにくくなってしまっている低濃度領域と高濃度領域の階調性を簡易的に良好にすることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図３は、図２におけるノイズ付加部２３により付加されるノイズについて説明する図である。図４は、図２におけるノイズ付加部２３により付加されるノイズの形状の一例について示す図である。図５は、図１におけるノイズ付加部２３によって正値のノイズが付加された場合の印字濃度特性の一例を示す図である。図６は、現像システムの経時変化による印字濃度特性の変化を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、例えばアモルファスシリコン製である。

露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、図示せぬモーターなどの駆動装置によって動作するトナー搬送部によって、トナーホッパーから現像器へ搬送される。

感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、通信装置１１と、画像読取装置１２と、印刷装置１３と、操作パネル１４と、演算処理装置１５とを備える。

通信装置１１は、ネットワークや周辺機器インターフェイスを介してホスト装置に接続可能であって、所定の通信プロトコルでデータ通信を行う装置である。

また、画像読取装置１２は、原稿から原稿画像を光学的に読み取り、原稿画像の画像データを生成する。

また、印刷装置１３は、図１に示すような機械的構成で原稿画像を印刷する内部デバイスである。

また、操作パネル１４は、当該画像形成の筐体に設置され、ユーザーに操作画面を表示する液晶ディスプレイなどの表示装置、およびユーザー操作を受け付けるタッチパネルやハードキーなどの入力装置を有する。

また、演算処理装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するコンピューターやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を有し、図示せぬ記憶装置、ＲＯＭなどからＲＡＭへプログラムをロードし、そのプログラムをＣＰＵで実行することにより、各種処理部を実現する。

この実施の形態では、演算処理装置１５により、図示せぬオペレーティングシステム、印刷画像取得部２１、画像処理部２２、ノイズ付加部２３、コントローラー２４などの処理部が実現される。

印刷画像取得部２１は、印刷すべき画像（以下、印刷画像という）の画像データを取得する。例えば、印刷画像取得部２１は、通信装置１１を制御してホスト装置などから印刷要求（ＰＤＬ（Page Description Language）データなど）を受信し、受信した印刷要求から印刷画像の画像データを生成する。また、例えば、印刷画像取得部２１は、画像読取装置１２により生成された画像データを、印刷画像の画像データとして取得する。

また、画像処理部２２は、取得された印刷画像の画像データに対して所定の画像処理（色変換、スクリーン処理など）を実行し、色ごとに所定のビット数の階調を有する印刷画像データを生成する。

また、ノイズ付加部２３は、画像処理部２２による画像処理後の印刷画像にノイズパターンを付加する。このノイズパターンは、局所的な平面分布を有する複数のノイズを所定の規則で（例えば等間隔で）２次元的に配置して得られるパターンである。そして、その複数のノイズは、それぞれ、ピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に変化する局所的な平面分布を有する。

なお、この実施の形態では、このノイズパターンは、印刷画像の全域に付加される。

図３は、図２におけるノイズ付加部２３により付加されるノイズについて説明する図である。図３に示すように、上述の複数のノイズは、正のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に増加する局所的な平面分布を有する正値のノイズと、負のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に減少する局所的な平面分布を有する負値のノイズとを含む。

なお、正値のノイズは、低階調領域の階調を改善するためのノイズであって、負値のノイズは、高階調領域の階調を改善するためのノイズである。また、設定などに基づいて、正値のノイズおよび負値のノイズの一方のみを上述の複数のノイズとして使用したり、正値のノイズおよび負値のノイズの両方を上述の複数のノイズとして使用するようにしてもよい。

図４は、図２におけるノイズ付加部２３により付加されるノイズの形状の一例について示す図である。図４に示すように、各ノイズは、所定サイズ（図４では、８画素×８画素）の平面分布を有し、この平面分布では、端部から略中央のピーク値（図４では２５２）の画素に向かって画素値（つまりノイズの画素値）が単調に（つまり、複数のピークおよび平坦部分を有さずに）増加している（負値のノイズの場合は単調減少）。上述のノイズパターンでは、このようなノイズが所定の規則で２次元的に配列されている。

例えば、正値のノイズのピーク値は、階調下限値（印字濃度特性変化後に階調が得られる画素値の下限値）以上であり、かつ画素値の最大値以下のいずれかの値に設定される。また、例えば、負値のノイズのピーク値は、階調上限値（印字濃度特性変化後に階調が得られる画素値の上限値）と画素値の最大値との差（負値）以下であり、かつ画素値の画素値の最小値（ゼロ）と最大値との差（負値）以上のいずれかの値に設定される。

このようなノイズを二次元的に配列させることで、図３に示すように、印刷画像のうち、（ａ）階調下限値未満の領域では、正値のノイズによって、画素値が高いほど階調下限値を超える画素数が多くなるため、階調が得られ、（ｂ）階調上限値を超える領域では、負値のノイズによって、画素値が低いほど階調上限値より低い画素数が多くなるため、階調が得られる。

また、コントローラー２４は、印刷装置１３などの内部デバイスを監視および制御する処理部である。ここでは、コントローラー２４は、ノイズ付加部２３によりノイズパターンを付加された印刷画像の印刷を実行する。

なお、コントローラー２４は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２に対して、電子写真方式におけるプロセス条件を設定し、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

印刷画像取得部２１が、印刷画像の画像データ（例えばＲＧＢデータ）を取得し、画像処理部２２が、その画像データに対して所定の画像処理を行う。

そして、ノイズ付加部２３は、画像処理後の画像データに対して、上述のノイズパターンを付加する。

コントローラー２４は、上述のノイズパターンが付加された印刷画像の印刷を、印刷装置１３を使用して実行する。

以上のように、上記実施の形態によれば、ノイズ付加部２３は、印刷画像にノイズパターンを付加し、コントローラー２４は、ノイズパターンを付加された印刷画像の印刷を実行する。そして、このノイズパターンは、局所的な平面分布を有する複数のノイズを２次元的に配置して得られるパターンであり、その複数のノイズは、それぞれ、ピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に変化する局所的な平面分布を有する。

これにより、図１に示すような現像システムの経時変化によって再現されにくくなってしまっている低濃度領域と高濃度領域の階調性を簡易的に良好にすることができる。

図５は、図１におけるノイズ付加部２３によって正値のノイズが付加された場合の印字濃度特性の一例を示す図である。例えば図６における実線で示すような印字濃度特性であっても、図５に示すように、正値のノイズの付加によって、低階調領域の階調性が改善される。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施の形態において、ノイズ付加部２３は、印字濃度特性に応じて、上述のノイズパターンにおける複数のノイズの数およびピーク画素値の少なくとも一方を調整するようにしてもよい。例えば、印字濃度特性における階調上限値と階調下限値との幅が小さくなるほど、ノイズの数を大きくしたり、ピーク画素値の絶対値を大きくしたりすればよい。例えば、ユーザーが印字濃度特性の変化の度合いを印刷物から判断し、操作パネル１４に対するそのユーザーの操作に基づいて、ノイズの数やピーク画素値をノイズ付加部２３が選択するようにすればよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

２３ノイズ付加部
２４コントローラー

Claims

印刷画像にノイズパターンを付加するノイズ付加部と、
前記ノイズパターンを付加された前記印刷画像の印刷を実行するコントローラーとを備え、
前記ノイズパターンは、局所的な平面分布を有する複数のノイズを２次元的に配置して得られるパターンであり、
前記複数のノイズは、それぞれ、所定画素数サイズの画素値の局所的な平面分布を有し、
前記平面分布では、当該平面分布のピーク画素値の画素に向かって当該平面分布の画素値が単調に変化しており、
前記ノイズパターンは、前記印刷画像の全域に付加され、
前記複数のノイズは、正のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に増加する局所的な平面分布を有する正値のノイズと、負のピーク画素値の画素に向かって画素値が単調に減少する局所的な平面分布を有する負値のノイズとを含み、
前記ノイズ付加部は、印字濃度特性に応じて、前記ノイズパターンにおける前記複数のノイズの数およびピーク画素値の少なくとも一方を調整し、前記印字濃度特性における階調上限値と階調下限値との幅が小さくなるほど、前記ノイズの数を大きくするか、前記ピーク画素値の絶対値を大きくすること、
を特徴とする画像形成装置。
操作パネルをさらに備え、
前記ノイズ付加部は、印字濃度特性の変化の度合いを印刷物から判断したユーザーによる前記操作パネルの操作に基づいて、前記ノイズの数または前記ピーク画素値を選択すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。