特許 6819889 画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6819889

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20210114BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20210114BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/00 303

   G03G21/14

   G03G15/08 235

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-8784(P2018-8784)

(22)【出願日】2018年1月23日

(65)【公開番号】特開2019-128409(P2019-128409A)

(43)【公開日】2019年8月1日

【審査請求日】2019年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115831

【弁理士】

【氏名又は名称】藤岡 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】都能 礼子

【審査官】 山下 清隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０５１００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０６４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１８６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７２２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０５３９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６８０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１８７２１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００８−０００８８８０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ １５／０１

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／１６

Ｂ４１Ｊ ２９／００−２９／７０

Ｈ０４Ｎ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択部と、
前記スクリーン選択部によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部と、
回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部と、
前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理部と、
を備える画像形成装置。

【請求項2】

請求項１記載の画像形成装置であって、
前記スクリーン選択部は、前記ラインスクリーンを使用する第１の校正処理において前記現像バイアス電位が前記調整範囲内で設定された場合には、前記ラインスクリーンを選択し、前記ラインスクリーンを使用する第１の校正処理において前記現像バイアス電位が前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを選択する画像形成装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記校正処理部は、前記ラインスクリーンを使用する第１の校正処理において前記現像バイアス電位が前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、さらに、前記ラインスクリーンを使用する第２の校正処理を実行し、
前記スクリーン選択部は、カラー画像の領域の画像全体に占める割合が予め設定された閾値を超える場合に、前記第２の校正処理が実行されたラインスクリーンを選択する画像形成装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記スクリーン選択部は、前記画像データを解析して後端溜りの発生の程度を推測し、前記推測に基づいて前記ラインスクリーンと前記ドットスクリーンのいずれかを選択する画像形成装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記感光体は、アモルファスシリコン感光体であり、
前記アモルファスシリコン感光体は、非飽和状態で前記ベタ画像を形成する画像形成装置。

【請求項6】

ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択工程と、
前記スクリーン選択工程によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理工程と、
回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを用い、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像工程と、
前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像工程の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理工程と、
を備える画像形成方法。

【請求項7】

画像データに応じて画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムであって、
前記画像形成装置は、回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部を備え、
前記画像形成プログラムは、
ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択部、
前記スクリーン選択部によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部、及び
前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理部として前記画像形成装置を機能させる画像形成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成の技術分野において、エッジ効果を抑制する様々な技術が提案されている。エッジ効果とは、画像領域のエッジ部（端部）に現像剤としてのトナーが集中し、画像の濃度が不均一になる現象である。具体的には、たとえば特許文献１は、エッジ検出手段により検出されたエッジ領域の境界からの距離と、所定のタイミングで形成された画像パターンから得られるトナー付着量とに応じて、エッジ領域の書込露光量又は画像データに対する補正値の幅を制御する技術を提案している。この技術は、エッジ部分の露光量を調整する際に、エッジ境界から近い画素では露光量の変化に対して文字や線の太さの変化に対する影響が大きい一方、エッジ境界から遠い画素では露光量の変化に対して文字や線の太さの変化に対する影響が小さいことに着目して創作された技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−２１９４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来は、ハーフトーン処理の方法とエッジ効果の有機的な関係については十分に検討されていなかった。

【0005】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ハーフトーン処理の方法とエッジ効果の有機的な関係を利用して画質を向上させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の画像形成装置は、ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択部と、前記スクリーン選択部によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部と、回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部と、前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理部とを備える。

【0007】

本発明の画像形成方法は、ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択工程と、前記スクリーン選択工程によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理工程と、回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを用い、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像工程と、前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像工程の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理工程とを備える。

【0008】

本発明は、画像データに応じて画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムを提供する。前記画像形成装置は、回転可能な感光体と、画像データに基づいて前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、磁気ローラと、現像ローラとを有し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの間のトナー層形成電位差に応じた厚さのトナー層を前記現像ローラに形成し、前記現像ローラの電位である現像バイアス電位と前記静電潜像とに基づいて前記トナー層から前記感光体にトナーを付着させる現像部を備え、前記画像形成プログラムは、ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するスクリーン選択部、前記スクリーン選択部によって選択されたハーフトーン処理方法を使用してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部、及び前記ラインスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記現像部の現像バイアス電位を予め設定された調整範囲内で調整して第１の校正処理を実行し、前記第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、前記ドットスクリーンを使用してハーフパッチを形成して前記第１の校正処理を実行し、前記ドットスクリーンを使用する第１の校正処理において前記調整範囲内の電位制限値となった場合には、ベタ画像を形成するためのドット面積率を設定して第２の校正処理を実行する校正処理部として前記画像形成装置を機能させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ハーフトーン処理の方法とエッジ効果の有機的な関係を利用して画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。

【図2】一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る現像部１００の構造を示した側面断面図である。

【図4】一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。

【図5】一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順の内容を示すフローチャートである。

【図6】一実施形態に係る現像バイアス調整処理及びドット面積率調整処理の内容を示すフローチャートである。

【図7】一実施形態に係る画像形成装置１が利用可能なラインスクリーン及びドットスクリーンの概要を示す説明図である。

【図8】一実施形態に係る画像形成装置１の画像形成処理手順の内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、記憶部４０と、画像読取部５０と、定着部８０とを備えている。画像読取部５０は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである画像データＩＤを生成する。

【0013】

画像形成部２０は、色変換処理部２１と、ハーフトーン処理部２２と、校正用濃度センサ２８と、露光部２９と、アモルファスシリコン感光体である感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋと、現像部１００ｃ〜１００ｋ、帯電部２５ｃ〜２５ｋとを有している。色変換処理部２１は、ＲＧＢデータである画像データＩＤの色空間を現像部１００ｃ〜１００ｋで再現可能な色空間のＣＭＹＫデータに色変換する。ハーフトーン処理部２２は、ＣＭＹＫデータにハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫのハーフトーンデータとして印刷データＰＤを生成する。ハーフトーンデータは、ＣＭＹＫの各トナーによって形成されるドットの形成状態を表し、ドットデータとも呼ばれる。

【0014】

制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。制御部１０は、校正処理部１１とスクリーン選択部１２とを備えている。

【0015】

記憶部４０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。記憶部４０は、本実施形態では、さらに校正用データＣＤ１及びスクリーンデータＣＤ２を格納している。校正用データＣＤ１は、たとえばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ））として構成することができる。スクリーンデータＣＤ２は、ハーフトーン処理部２２で利用可能なスクリーンを使用するためのデータである。校正用データＣＤ１及びスクリーンデータＣＤ２の詳細については後述する。

【0016】

図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１は、その筐体７０内に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて感光体ドラム（像担持体）３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋが一列に配置されている。感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋのそれぞれに隣接して、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋが配置されている。

【0017】

感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋには、露光部２９から各色用のレーザー光Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙ及びＬｋが照射（露光）される。この照射によって、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋに静電潜像が形成される。現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋは、トナーを攪拌しながら、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。これにより、現像工程が完了し、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋの表面に各色のトナー像が形成される。

【0018】

画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２７を有している。中間転写ベルト２７は、テンションローラ２４、駆動ローラ２６ａ及び従動ローラ２６ｂに張架されている。中間転写ベルト２７は、駆動ローラ２６ａの回転によって循環駆動させられる。

【0019】

たとえば感光体ドラム３０ｋ上のブラックのトナー像は、感光体ドラム３０ｋと一次転写ローラ２３ｋとで中間転写ベルト２７を挟み、中間転写ベルト２７が循環駆動させられることによって中間転写ベルト２７に一次転写される。この点は、シアン、イエロー、マゼンタの３色についても同様である。

【0020】

中間転写ベルト２７の表面には、所定のタイミングで相互に重ね合わせられるように一次転写が行われることによってフルカラートナー像が形成される。校正用濃度センサ２８は、一次転写が完了し、二次転写の前のトナー像の濃度が計測できる位置に配置されている。フルカラートナー像は、その後、給紙カセット６０から供給された印刷用紙Ｐに二次転写され、定着部８０の定着ローラ対８１によって印刷媒体としての印刷用紙Ｐに定着される。

【0021】

図３は、本発明の一実施形態に係る現像部１００の構造を示した側面断面図である。現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋは、同一の構成を有し、これらは単に現像部１００とも呼ばれる。現像部１００は、２本の攪拌搬送部材１４１，１４２と、磁気ローラ１４３と、現像ローラ（現像剤担持体）１４４と、現像容器１４５と、規制ブレード１４６とを備えている。

【0022】

現像容器１４５は、現像部１００の外郭を構成している。現像容器１４５の下部には、仕切り部１４５ｂが設けられている。仕切り部１４５ｂは、現像容器１４５の内部を第１搬送室１４５ａと第２搬送室１４５ｃとに仕切っている。第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃは、図３に垂直な方向に柱状に延びており、磁性キャリアとブラックトナーからなる２成分現像剤（単に現像剤とも呼ばれる。）を収容する。

【0023】

現像容器１４５は、さらに磁気ローラ１４３及び現像ローラ１４４を保持している。現像容器１４５には、現像ローラ１４４を感光体ドラム３０（３０ｋ）に向けて露出させる開口１４７が形成されている。

【0024】

２本の攪拌搬送部材１４１，１４２は、それぞれ第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃの内部で現像剤を攪拌しつつ循環的に移動させている。攪拌搬送部材１４２は、磁気ブラシとして、正に帯電した現像剤を磁気ローラ１４３に供給する。磁気ローラ１４３は、非磁性の回転スリーブ１４３ａと、回転スリーブ１４３ａの内部に固定されている固定マグネット体１４３ｂとを有している。磁気ローラ１４３と現像ローラ１４４とは、所定のクリアランスで対向している。規制ブレード１４６は、磁気ブラシを予め設定されている所定の高さに調整する。

【0025】

現像ローラ１４４は、回転可能な非磁性の現像スリーブ１４４ａと、現像スリーブ１４４ａの内部で固定されている現像ローラ側磁極１４４ｂとを有している。磁気ローラ１４３には、磁気ローラ電位Ｖｍａｇが印加されている。現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが印加されている。

【0026】

本実施形態において、感光体ドラム３０では、表面電位が２０Ｖに設定され、現像ローラ１４４との間に現像電界を形成している。一方、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖとしての直流電位２０〜８０Ｖと、周波数２ｋＨｚのピークツーピーク値２０００Ｖの正弦波電位とが重畳された交番バイアスが印加されている。磁気ローラ１４３には、現像時において、磁気ローラ電位Ｖｍａｇとして直流電位２００Ｖが印加され、非現像時において、直流電位−２００Ｖが印加される。

【0027】

これにより、現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＜磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４に供給される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４に供給される時間が長くなり、非現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＞磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４から回収される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４から回収される時間が長くなる。

【0028】

さらに、磁気ローラ１４３に現像時と非現像時に印加される磁気ローラ電位Ｖｍａｇを調整することによって、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間の現像時のトナー層形成電位差ΔＶを変化させることができる。これにより、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間のトナー層形成電位差ΔＶに応じた厚さＤ（後述の図４（ａ）参照）のトナー薄層（単にトナー層とも呼ばれる。）が形成される。

【0029】

現像ローラ１４４は、感光体ドラム３０との間に所定のクリアランスを有する対向部分（現像ニップ）を介して感光体ドラム３０にトナーを付着させて、トナー像を感光体ドラム３０の表面に形成する。トナー像は、感光体ドラム３０の表面における静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成される。

【0030】

アモルファスシリコン感光体は、有機感光体（ＯＰＣ）に比べ比誘電率が３倍程度高く、現像コントラスト電位に対して、感光体が保持できるトナー量が多いという特徴を有している。このため、アモルファスシリコン感光体は、通常使用するベタ濃度よりも多くのトナーを保持することが可能である。したがって、アモルファスシリコン感光体は、飽和状態で使用すると、ベタ濃度に必要な量を超えて保持してしまうことになる。よって、本実施形態では、アモルファスシリコン感光体は、ベタ濃度においても非飽和状態において使用され、現像ローラ１４４上に形成されたトナーがほぼすべて感光体に現像されて現像が終了することでベタ濃度が決定されるように使用される。

【0031】

図４は、一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。図４（ａ）は、画像の先端部と中央部において画像を形成している様子を示している。図４（ｂ）は、画像の後端部において画像を形成している様子を示している。本明細書では、先端部、中央部及び後端部は、感光体ドラム３０の進行方向を基準にして、進行方向から順に先端部、中央部及び後端部と定義されている。

【0032】

本実施形態では、図４（ａ）に示されるように、感光体ドラム３０は、潜像画像の電位を中和しつつ、現像ローラ１４４の現像スリーブ１４４ａからトナーの供給を受けている。この際、現像工程は、電位の飽和ではなく、非飽和状態において現像スリーブ１４４ａ上に形成されたトナー薄層が消費尽くされることによって完了するように構成されている。トナー薄層の厚さＤは、画像形成におけるベタ現像時の最高濃度を達成するための厚さＴ１を有するように設定されている。

【0033】

図４（ｂ）に示されるように、現像スリーブ１４４ａは、周速Ｖｓを有し、周速Ｖｄの感光体ドラム３０を追い越しながら画像を形成するように構成されている。このため、ベタ現像時にベタの後端部の近傍には、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面が存在することになる。このトナーが未消費の表面は、アモルファスシリコン感光体３０におけるベタの潜像画像の後端部を追い越していくことになる。

【0034】

この際、アモルファスシリコン感光体としての感光体ドラム３０が非飽和状態なので、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面から、さらにトナーが現像されてしまうことになる。この現像によって、予め想定されている濃度よりも高いベタ濃度としての後端溜まり（厚さＴ２）が顕在化することになる。

【0035】

図４（ｃ）は、一例として線画像ＴＰの画像形成時におけるトナーの付着状態（積層状態）を示している。線画像ＴＰでは、画像形成時において後端部においてトナー層が盛り上がっている。このトナー層の盛り上がりは、後端溜まりと呼ばれる。

【0036】

図５は、一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順（ステップＳ１００）の内容を示すフローチャートである。図６は、一実施形態に係る現像バイアス調整処理及びドット面積率調整処理の内容を示すフローチャートである。図７は、一実施形態に係る画像形成装置１が利用可能なラインスクリーン及びドットスクリーンの概要を示す説明図である。本実施形態では、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋにアモルファスシリコン感光体が採用されているので、後端溜まりの問題を抑制するためにハーフパッチでベタを表現するように画像形成装置１が構成されている。

【0037】

このような後端溜まりの問題は、ハーフパッチでベタを表現することによって抑制することができる。この例では、画像形成装置１は、６５％乃至９０％のドット面積率のハーフパッチでベタを表現するものとする。本実施形態では、ハーフパッチによるベタ濃度は、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋの印加電位である現像バイアス電位Ｖｓｌｖやドット面積率の調整によって校正される。

【0038】

ステップＳ１１０では、制御部１０のスクリーン選択部１２は、ラインスクリーン選択処理を実行する。ラインスクリーン選択処理では、スクリーン選択部１２は、記憶部４０からスクリーンデータＣＤ２を読み出してラインスクリーンＬＳ（図７（ａ）参照）を選択する。ラインスクリーンは、一般に線の集まりで画像を再現し、色ずれが発生した場合でも、ドットスクリーンと比較して色むらが目立ちにくいという特徴を有している。ラインスクリーンは、さらに、ドット面積率を十分に低減することによって、すなわち間引き率を高くすることによってドットスクリーンと比較して後端溜まりも見えにくくすることができるという特徴をも有している。

【0039】

ステップＳ１２０では、制御部１０の校正処理部１１は、現像バイアス調整処理を実行する。ステップＳ１２１では、校正処理部１１は、複数のハーフパッチを有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。ハーフトーン処理部２２は、ラインスクリーンＬＳを使用して複数のハーフパッチを再現するためのハーフトーンデータを生成する。ハーフトーンデータは、ＣＭＹＫの各トナーによって形成されるドットの形成状態を表している。

【0040】

複数のハーフパッチは、現像バイアス電位Ｖｓｌｖを段階的に変更して形成される。具体的には、校正処理部１１は、校正前の初期値としてのドット面積率（この例では６５％）で現像バイアス電位Ｖｓｌｖが相違する複数のハーフパッチの有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。複数のハーフパッチには、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが最大値となっているものも含まれる。

【0041】

現像バイアス電位Ｖｓｌｖを段階的に変更した複数のハーフパッチを使用するのは、トナー像は、感光体ドラム３０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成されるからである。複数のハーフパッチは、ＣＭＹＫのそれぞれについて形成される。以下では、シアン（Ｃ）のハーフパッチを例として説明する。

【0042】

ステップＳ１２２では、校正処理部１１は、校正用濃度センサ２８を使用して各色（たとえばシアン（Ｃ））のパッチの濃度を計測する。パッチの濃度は、たとえばシアン（Ｃ）の補色の関係にある赤色の反射光の光量を計測することができる。ＭＹＫについても同様に処理が行われる。

【0043】

本実施形態では、校正用濃度センサ２８は、たとえばＬＥＤ（図示せず）から赤外光を出射し、Ｐ波のみを透過させる偏光フィルタを透過させて赤外光のＰ波をパッチに照射し、受光素子で検出した反射光のＰ波とＳ波の比率に基づいて濃度を検出する。なお、校正用濃度センサ２８には、パッチからの正反射光を検出する正反射方式やパッチからの拡散反射光を検出する拡散反射方式もある。

【0044】

ステップＳ１２３では、校正処理部１１は、現像バイアス設定処理を実行する。現像バイアス設定処理では、校正処理部１１は、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが段階的に変更されている複数のシアン（Ｃ）のハーフパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在する場合には、そのパッチに対応する現像バイアス電位Ｖｓｌｖを選択することによって実行される。具体的には、校正処理部１１は、Ｐ波とＳ波の比率が予め設定されている閾値以下のハーフパッチが存在する場合には、そのハーフパッチの中で最も低い現像バイアス電位Ｖｓｌｖを校正後の現像バイアスの電位に調整する。

【0045】

ステップＳ１３０では、校正処理部１１は、ラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能である場合には、処理をステップＳ１８０に進め、ハーフパッチの校正が現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整範囲内で可能でない場合には、処理をステップＳ１４０に進める。ステップＳ１８０では、校正処理部１１は、校正後の現像バイアス電位Ｖｓｌｖを記憶部４０に校正用データＣＤ１の一部として記憶する。現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整による校正は、第１の校正処理とも呼ばれる。

【0046】

ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合とは、複数のシアン（Ｃ）のパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在しないことを意味している。通例では、複数のハーフパッチのいずれかがベタ画像目標濃度に達するが、たとえば環境変動などによってトナー帯電量が増加している状態においてベタ画像目標濃度に到達しないこともある。ただし、ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合には、後述するようにドット面積率を上げることによって後端溜りの改善効果が低減されることになる。

【0047】

ステップＳ１４０では、スクリーン選択部１２は、ドットスクリーン選択処理を実行する。ドットスクリーン選択処理では、スクリーン選択部１２は、ドットスクリーンＤＳ（図７（ｂ）参照）を選択する。ドットスクリーンＤＳは、一般に点の集まりで画像を再現し、ラインスクリーンＬＳと比較して現像性が良く、ラインスクリーンＬＳと同一の現像条件でラインスクリーンＬＳよりも濃度を高くすることができるという特徴を有している。

【0048】

すなわち、ドットスクリーンＤＳは、ラインスクリーンＬＳと比較して低い現像バイアスでベタ画像目標濃度に達することができるという特徴を有していることになる。このように、ドットスクリーンＤＳは、ラインスクリーンＬＳでは環境変動などによってトナー帯電量が増加している状態においてベタ画像目標濃度に到達しない状況でも現像バイアスの調整範囲内でベタ画像目標濃度に到達できる可能性を有している。ハーフトーン処理部２２は、ドットスクリーンＤＳを使用してハーフパッチを再現するためのハーフトーンデータを生成する。

【0049】

ステップＳ１５０では、校正処理部１１は、現像バイアス調整処理を実行する。ステップＳ１５０の現像バイアス調整処理は、ハーフパッチがラインスクリーンＬＳではなく、ドットスクリーンＤＳを使用して形成されている点を除いて、ステップＳ１２０の現像バイアス調整処理と同一の処理である。

【0050】

ステップＳ１６０では、校正処理部１１は、ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能である場合には、処理をステップＳ１８０に進め、ハーフパッチの校正が現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整範囲内で可能でない場合には、処理をステップＳ１７０に進める。ステップＳ１８０では、校正処理部１１は、校正後の現像バイアス電位Ｖｓｌｖを記憶部４０に校正用データＣＤ１の一部として記憶する。現像バイアス電位Ｖｓｌｖの調整による校正は、ドットスクリーンＤＳを使用する場合にも第１の校正処理と呼ばれる。

【0051】

ステップＳ１７０では、校正処理部１１は、ドット面積率調整処理を実行する。ステップＳ１７１では、校正処理部１１は、現像バイアス電位Ｖｓｌｖを最大値に設定し、ドット面積率を調整して校正する作動モードを開始する。現像バイアス電位Ｖｓｌｖの最大値は、電位制限値とも呼ばれ、たとえば現像バイアスの出力限界や画像への悪影響（かぶりなど）の観点から設定される。

【0052】

ステップＳ１７２では、校正処理部１１は、ドット面積率を段階的に変更した複数のハーフパッチを有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。この例では、ドット面積率は、ドット面積率が６６％〜９０％の範囲で段階的に変更されている。

【0053】

ステップＳ１７３では、校正処理部１１は、校正用濃度センサ２８を使用してシアン（Ｃ）のパッチの濃度を計測する。校正用濃度センサ２８は、Ｐ波とＳ波の比率を計測する。ＭＹＫについても同様に処理が行われる。

【0054】

ステップＳ１７４では、校正処理部１１は、ドット面積率を設定する。具体的には、校正処理部１１は、Ｐ波とＳ波の比率が予め設定されている閾値以下のハーフパッチが存在する場合には、そのハーフパッチの中で最も低いドット面積率のハーフパッチのドット面積率を校正データとして取得する。ドット面積率の設定による校正は、第２の校正処理とも呼ばれる。校正処理部１１は、校正後のドット面積率を記憶部４０に校正用データＣＤ１の一部として記憶する。

【0055】

ステップＳ１９０では、スクリーン選択部１２は、スクリーンフラグ設定処理を実行する。スクリーンフラグ設定処理では、スクリーン選択部１２は、ラインスクリーンＬＳとドットスクリーンＤＳのいずれについて校正が完了したかを示すフラグを設定する。具体的には、スクリーン選択部１２は、ラインスクリーンＬＳを使用して第１の校正処理で校正が完了した場合には、ラインスクリーンＬＳを示すフラグを設定し、ドットスクリーンＤＳを使用して第１の校正処理又は第２の校正処理で校正が完了した場合には、ドットスクリーンＤＳを示すフラグを設定する。

【0056】

図８は、一実施形態に係る画像形成装置１の画像形成処理手順（ステップＳ２００）の内容を示すフローチャートである。ステップＳ２１０では、スクリーン選択部１２は、スクリーンフラグを判別する。スクリーン選択部１２は、スクリーンフラグがラインスクリーンＬＳを示している場合には、処理をステップＳ２２０に進め、スクリーンフラグがドットスクリーンＤＳを示している場合には、処理をステップＳ２３０に進める。

【0057】

ステップＳ２２０では、スクリーン選択部１２は、ラインスクリーンＬＳを選択する。これにより、ハーフトーン処理部２２は、色むらが目立ちにくい画像を再現することができるラインスクリーンＬＳを使用することができる。ステップＳ２３０では、スクリーン選択部１２は、ドットスクリーンＤＳを選択する。これにより、ハーフトーン処理部２２は、低いドット面積率（初期値を含む。）でベタ画像目標濃度を達成して後端溜まりの抑制効果が高いドットスクリーンＤＳを使用することができる。

【0058】

ステップＳ２４０では、ハーフトーン処理部２２は、ドットデータ生成処理を実行する。ドットデータ生成処理では、ハーフトーン処理部２２は、スクリーンフラグに基づいて選択されたラインスクリーンＬＳとドットスクリーンＤＳのいずれかを使用してハーフトーン処理を実行し、ＣＭＹＫの各トナーのドットの形成状態を表すドットデータを生成する。

【0059】

ステップＳ２５０では、画像形成部２０は、ドットデータに基づいて印刷媒体（画像形成媒体）上にドットを形成して印刷物を出力する。

【0060】

このように、一実施形態に係る画像形成装置１は、ラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能である場合には、ラインスクリーンＬＳを使用して色むらが目立ちにくい画像を再現することができる。一方、画像形成装置１は、ラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合であってもドットスクリーンＤＳを使用するハーフパッチの校正を現像バイアスの調整範囲内で実現することができる可能性を有している。

【0061】

さらに、画像形成装置１は、ドットスクリーンＤＳを使用するハーフパッチの校正を現像バイアスの調整範囲内で実現することができない場合であってもラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチよりも低いドット面積率（すなわち、多い間引き量）でベタ画像目標濃度を達成することができるので、ラインスクリーンＬＳを使用する場合よりも後端溜りを抑制することができる。

【0062】

本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。

【0063】

変形例１：上記実施形態では、ラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合に、ラインスクリーンＬＳを使用する第２の校正を実行することなく、ドットスクリーンＤＳを使用するハーフパッチの校正を実行している。しかしながら、ラインスクリーンＬＳを使用するハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合においてもラインスクリーンＬＳを使用する第２の校正処理を実行するようにしてもよい。

【0064】

これにより、スクリーン選択部は、ラインスクリーンとドットスクリーンの双方を選択することができる。よって、スクリーン選択部は、たとえばカラー画像の画像形成には、第２の校正処理を実行したラインスクリーンを選択して色むらの目立ち難い画像を再現することができ、カラー画像の領域を含まないモノクロ画像の画像形成には、ドットスクリーンを選択して後端溜まりが抑制された画像を再現することができる。

【0065】

ただし、ラインスクリーンに対して第２の校正処理を実行した場合には、ラインスクリーンの使用に起因する後端溜まりの発生と色むらの目立ち難さのトレードオフの問題が生じることになる。よって、スクリーン選択部は、たとえばベタ画像を形成するためのドット面積率の上限を別途設定し、その上限以下でカラー画像の画像形成に対してラインスクリーンを選択するようにしてもよい。これにより、過度の後端溜まりの発生を抑制しつつ色むらの目立ち難い画像再現を実現することができる。

【0066】

さらに、カラー画像の画像形成においては、カラー画像の領域の画像全体に占める割合が予め設定された閾値を超える場合に、スクリーン選択部は、第２の校正処理が実行されたラインスクリーンを選択するようにしてもよい。なお、閾値には、ゼロを含むようにしてもよい。

【0067】

変形例２：上記実施形態では、スクリーン選択部は、後端溜まりの発生に関する画像の性質を考慮することなく、スクリーンを選択しているが、画像の性質を利用してスクリーンを選択するようにしてもよい。すなわち、スクリーン選択部は、画像データを解析して後端溜りの発生の程度を推測し、その推測に基づいてラインスクリーンとドットスクリーンのいずれかを選択するようにしてもよい。

【0068】

具体的には、スクリーン選択部は、後端溜まりが発生しやすい特定の画素をカウントし、特定の画素の数や密度に応じてスクリーンを選択するようにしてもよい。後端溜まりが発生しやすい特定の画素は、たとえば微分フィルタやソーベルフィルタ等の輪郭検出フィルタを使用してベタ画像の後端画素を検出し、後端画素の副走査方向の上流に予め設定された数以上の画素でベタ画像を形成している画素とすることができる。スクリーン選択部は、カラー画像の領域の画像全体に占める割合と、特定の画素の数や密度とを使用してスクリーンを選択するようにしてもよい。

【0069】

変形例３：上記実施形態では、スクリーン選択部は、ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理のいずれかを選択しているが、たとえばハーフトーン処理方法に誤差拡散を選択するものであってもよい。スクリーン選択部は、ラインスクリーンを使用するハーフトーン処理とドットスクリーンを使用するハーフトーン処理とを含む複数のハーフトーン処理方法のいずれかを選択するものであればよい。

【0070】

変形例４：上記実施形態では、アモルファスシリコン感光体が使用されているが、本発明は、アモルファスシリコン感光体の使用に限定されない。本発明は、一般に非飽和状態の感光体でベタ濃度を再現する画像形成装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ 校正処理部
１２ 画像処理部
２０ 画像形成部
２１ 色変換処理部
２８ 校正用濃度センサ
２９ 露光部
４０ 記憶部
５０ 画像読取部
６０ 給紙カセット
７０ 筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】