画像処理方法、画像処理装置及び画像形成装置
【課題】複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の、静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に用いられ、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを、チリによる画質低下への対策を行いながら生成する画像処理方法及び画像処理装置並びにこれらを用いて画像形成を行う、かかる画像形成装置の提供。
【解決手段】入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで中間調トナーパターンを生成する。
【解決手段】入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで中間調トナーパターンを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置であって、静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に用いられ、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを生成する画像処理方法及び画像処理装置並びにこれらを用いて画像形成を行う、かかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置であって、静電潜像をトナーで現像する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕参照）。
【０００３】
かかる画像形成装置においては、トナーが、本来現像されるべき位置と異なる部分に散って、色の安定性を低下させることによって画像品質を低下させるチリという現象が生じることが知られている。このチリへの対策として、チリの発生度に応じて画像形成条件を変更する技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。
【０００４】
なお、従来から、かかる画像形成装置において、高画質化などの目的で、トナーパターンに関する画像処理技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）、濃度の異なる同色のトナーを画像の濃淡に応じて使い分けて現像する技術（たとえば、〔特許文献３〕参照）が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、チリの発生度に応じて画像形成条件を変更する技術では、画像形成条件の変更により、色の安定性が低下する可能性がある。そのため、チリへの対策においても、画像処理を用いることが好ましい。なお、単に、濃度の異なる同色のトナーを画像の濃淡に応じて使い分けて現像するのみでは、チリへの対策として不十分なことは明らかである。
【０００６】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の、静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に用いられ、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを、チリによる画質低下への対策を行いながら生成する画像処理方法及び画像処理装置並びにこれらを用いて画像形成を行う、かかる画像形成装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法にあるので、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを、チリによる画質低下への対策を行いながら生成することが可能であり、色の安定性を向上した良好な画像形成に寄与可能な画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた、濃淡の異なる同色トナーを用いる複数の現像手段及びこの周りの構成を示す概略正面図である。
【図３】平均輝度値と地肌部の平均輝度値との相関を示した相関図である。
【図４】トナーのチリの発生態様及びトナーのチリによる影響を示した概略正面図である。
【図５】濃淡の異なる複数種の同色トナーで現像することによりトナーのチリの影響が低減されることを説明するための模式図である。
【図６】図１に示した画像形成装置において行われる画像処理方法を説明するための入力画像面積率とトナーの付着面積率との相関を示した相関図である。
【図７】図６に示した画像処理方法によって濃淡の異なる複数種の同色トナーによる現像パターンが生成される様子を示した概念図である。
【図８】図６に示した画像処理方法に関するフローチャートである。
【図９】トナーのチリによる影響が低減されることを確認する実験に用いた画像のサンプルの概念図である。
【図１０】トナーのチリによる影響が低減されることを確認する実験の結果を示したグラフである。
【図１１】本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例の一部を示す概略正面図である。
【図１２】従来のドット成長方法及び同ドット成長方法においてチリが生じることを示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているカラーデジタル複合機であるが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
【００１１】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体としての記録体である記録紙たる転写紙の両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
【００１２】
画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占めプリンタ部として機能する本体１０１と、本体１０１の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１および原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる原稿自動搬送装置である自動原稿給紙装置２２と、本体１０１の下側に位置し感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫと像搬送体としての被転写体である転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載した給紙テーブルとしての給紙装置であるシート給送装置２３とを有している。
【００１３】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体である感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫおよびを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫは、互いに同一径であり、画像形成装置１００の本体１０１の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
【００１４】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに対峙しながら図中時計方向である矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙に一括転写されるようになっている。このように画像形成装置１００は中間転写方式である間接転写方式を採用している。よって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
【００１５】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設され転写ベルト１１の内周面に接触配置された転写チャージャとしての転写用帯電手段たる１次転写装置である１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｇ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの真下の位置すなわち１次転写位置である転写位置にて行われる。
【００１６】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、薄いブラック、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫに備えられている。
【００１７】
画像形成装置１００においては、感光体ドラム２０Ｇに担持される薄いブラック色のトナー像と、感光体ドラム２０ＢＫに担持されるブラック色のトナー像との重ね合せにより、ブラック色の画像が形成されるようになっている。以下、薄いブラックをグレーという。
【００１８】
画像形成装置１００は、５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによって構成される画像形成部としての画像形成手段である作像部６０と、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの下方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写ユニットであるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１を挟んで作像部６０と反対の側において、転写ベルト１１に対向して配設され、転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転し無端移動する転写部材としての紙搬送ベルトである２次転写ベルト５を備え転写ベルト１１上のトナー像を転写紙に転写するとともに搬送する転写部たる２次転写装置としての２次転写ユニット７６とを有している。
【００１９】
画像形成装置１００はまた、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０Ｋそれぞれの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての露光装置である書込装置たる光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８Ｋと、シート給送装置２３から搬送されてきた転写紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ベルト５との間に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００２０】
画像形成装置１００はまた、２次転写ユニット７６によって転写ベルト１１上のトナー像を転写され搬送されてきた転写紙が進入し、転写紙にトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着手段である定着装置６と、定着済みの転写紙を本体１０１外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対１３に向けて搬送する反転経路とを備え転写紙を何れかの経路に搬送する排紙ユニット７９と、２次転写ユニット７６および定着装置６の下方に、作像部６０と平行に配設され、転写紙の両面に画像を記録すべく、排紙ユニット７９が一方の面に画像を形成された転写紙を反転経路に搬送した場合に、その転写紙をスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対１３に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である両面ユニット９６とを有している。
【００２１】
画像形成装置１００はまた、本体１０１外部に配設され画像形成済みの転写紙を積載するスタック部としての排紙トレイ７５と、図１における本体１０１の右側面に配設された手差し給紙装置３３と、画像形成装置１００の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部としての制御手段９９と、図示しない廃トナータンクとを有している。
【００２２】
図２に示すように、転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｇ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられ掛け回した第１ないし第３の支持ローラである、テンションローラ７４、転写入口ローラ７３および転写ベルト１１を回転駆動する回転駆動ローラとしての張架ローラである駆動ローラ７２と、テンションローラ７４との間に転写ベルト１１を挟み込み転写ベルト１１表面をクリーニングするクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニング装置１４とを有している。
【００２３】
転写ベルトユニット１０はまた、Ａ１方向において作像部６０よりも下流側且つ２次転写ユニット７６よりも上流側で転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上のトナー像を光学的に検知する検知手段としての反射型光学センサである光学センサ５０と、駆動ローラ７２を回転駆動することで転写ベルト１１をＡ１方向に無端移動させる図示しないベルト駆動モータと、画像形成が２色以上の多色画像で行われるか黒色のみの単色画像すなわちモノクロ画像で行われるかに応じて転写ベルト１１等を変位させる図示しない転写ベルトユニット駆動手段とを有している。なお回転駆動ローラはテンションローラ７４または転写入口ローラ７３によって構成してもよく、この場合はその他のローラが従動回転する従動ローラとなる。
【００２４】
転写ベルト１１のような中間転写ベルトとしては、従来からフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等が使用されていたが、近年では、ベルトの全層や、ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。
【００２５】
転写ベルトユニット駆動手段は、画像形成が２色以上の多色画像で行われるときには、転写ベルト１１が図１に示すように張架される態位としてこの上側の略水平な展張面に転写ベルト１１を各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに接触させ、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、同図左方を下側に変位させるようにして転写ベルト１１を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃから離間させ転写ベルト１１が感光体ドラム２０Ｇ、２０ＢＫのみに接触する態位とする。なお、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの回転をはじめとして画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃの各構成の動作が停止される。このような構成においては、５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫは、Ａ１方向上流から、画像ステーション６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙ、６０Ｇ、６０ＢＫの順で横に並べ、後述のような現像を行うことが好ましいが、何れにしても、作像部６０は、テンションローラ７２と駆動ローラ７４との間に張り渡した転写ベルト１１上に配置される。また、このように、画像を形成する色の順番は、画像形成装置１００の持つ狙いや特性によって異なってくるものであり、限定されるものではない。
【００２６】
中間転写ベルトクリーニング装置１４は、図示しないクリーニング部材としての転写ベルト１１に当接したファーブラシと、このファーブラシに当接したブレードと、ファーブラシを随時転写ベルト１１に接離させる当接・離間手段とを有している。ファーブラシは、転写ベルト１１に対して接触してカウンタ方向に回転するように設けられている。中間転写ベルトクリーニング装置１４は、転写ベルト１１のＡ１方向への回転とともに、ファーブラシを用いて転写ベルト１１表面のクリーニングを行い、このクリーニングにより転写ベルト１１からファーブラシ側に転移したトナーをさらにブレードにより掻き落とす。
【００２７】
光学センサ５０は、画像形成装置１００においてユーザーの指定により行われる通常の画像形成とは別に実行されるいわゆるプロセスコントロール時に、転写ベルト１１上に形成されるトナー像であるトナー濃度調整用の画像調整用パターンとしてのＰパターンである標準被検知物たる画像パッチの反射特性を読み取るものである。
【００２８】
図１に示すように、２次転写ユニット７６は、２次転写ベルト５の他に、２次転写ベルト５を巻き掛けた張架ローラである、駆動ローラ１５及び従動ローラ１６と、２次転写ベルト５に対向して配設され転写ベルト１１を介して押圧された対向ローラとしてのバックアップローラである転写入口ローラ７３と、トナーと逆極性の２次転写バイアスを駆動ローラ１５に印加する図示しない電源とを有している。
【００２９】
駆動ローラ１５と転写入口ローラ７３とは、これらの間に転写ベルト１１と２次転写ベルト５とを挟み込んでおり、この挟み込みにより、転写ベルト１１と２次転写ベルト５とが接触する２次転写部としての２次転写ニップが形成されている。２次転写ニップには、２次転写バイアスの印加により、後述するようにして転写ベルト１１上に担持された最大５色のトナー像を、転写ベルト１１側から駆動ローラ１５側に向けて静電移動させる、２次転写電界が形成される。かかるトナー像は、後述するようにしてレジストローラ１３により転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙に、２次転写電界、ニップ圧によって転写される。
【００３０】
２次転写ユニット７６は、転写ベルト１１からトナー像を転写された転写紙を定着装置６へと搬送するシート搬送機能も備えているが、２次転写ユニット７６としては、転写ローラや非接触のチャージャを採用した構成を用いても良く、この場合には他に転写紙を定着装置６に向けて搬送する部材を要する。
【００３１】
定着装置６は、熱源を内部に有する加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２に巻き掛けられた定着ベルト６４と、加熱ローラ６２とともに定着ベルト６４を巻き掛けた定着ローラ６５と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４に圧接し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ６３とを有している。加熱ローラ６２と、定着ベルト６４と、定着ローラ６５とは、定着ベルト６４が無端移動するベルトユニットを構成している。定着装置６は、トナー像を担持した転写紙を定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００３２】
図２に示すように、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫは、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫを発するものである。
【００３３】
ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫは、読取装置２１で読み取られた原稿、ファクシミリにおける受信データ、又は、後述のようにＰＣ等の外部入力装置から入力される画像情報である画像データに基づいて、後述のように制御手段９９の一機能として実現される画像処理装置によって生成される、かかる画像データに対応する当該色の画像を表現するための中間調トナーパターンに対応した潜像を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成するように発せられる。
【００３４】
言い換えると、ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫは、各色の画像を形成するための中間調トナーパターンに対応した画像信号が光情報に変換されたものであり、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫは、かかる光情報を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に潜像として固定するものである。なお、露光装置は、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫのようなレーザ方式に限定されず、ＬＥＤ方式など他の方式であっても良い。
【００３５】
図１に示すように、排紙ユニット７９は、定着装置６から搬送されてきた定着済みの転写紙を、両面ユニット９６に向けて搬送する搬送ローラ９７と、本体１０１外に排出する排紙ローラ９８と、定着済みの転写紙を搬送ローラ９７のある排紙経路に導いて本体１０１外に排出するか、排紙ローラ９８のある反転経路に導いて両面ユニット９６に進入させるかを切り換える切換爪９４とを備えている。
【００３６】
両面ユニット９６は、排紙ユニット７９から搬送されてきた、一方の面に画像形成された転写紙を一旦積載する給紙ボックスとしてのトレイ９２と、トレイ９２上の転写紙をスイッチバックさせる反転ローラ９３と、反転ローラ９３によってスイッチバックされた転写紙をレジストローラ１３に向けて送り出す給紙ローラ９５等を有している。
【００３７】
シート給送装置２３は、複数枚の転写紙を紙束の状態で収容可能な給紙トレイとしての給紙カセット２５を鉛直方向に複数重なるように配置した給紙ボックスとしてのペーパーバンク２６と、給紙カセット２５に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給送ローラ２４により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ２７と、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙が通過する給紙路２９とを有している。
【００３８】
給紙路２９は、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙をレジストローラ対１３に向けて搬送する搬送手段としての搬送ローラ２８と、転写紙の搬送方向下流端に位置するレジストローラ１３とを備え、搬送ローラ２８によって搬送される転写紙シート給送装置２３から本体１０１内に連続するように設けられており、本体１０１内の給紙路２９にも搬送ローラ２８が配設されている。
【００３９】
シート給送装置２３は、給送ローラ２４が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ２７が作用することにより、最上位の転写紙を給紙路２９内に導き、搬送ローラ２８の回転によりレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められスキューが修正されるようになっている。
【００４０】
手差し給紙装置３３は、転写紙を積載する給紙ボックスとしての手差しトレイ３４と、手差しトレイ３４に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３５と、給送ローラ３５により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ３６と、手差しトレイ３４上に転写紙が載置されたことを検知する用紙センサとを有している。
【００４１】
手差し給紙装置３３は、給送ローラ３５が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ３６が作用することにより、最上位の転写紙を本体１０１側の給紙路２９内に導くとともにレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。
【００４２】
読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射する図示しない第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。
【００４３】
自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａを有している。自動原稿給紙装置２２は読取装置２１に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス２１ａを露出させるようになっている。
【００４４】
操作パネルは、液晶ディスプレイ、複写を開始するためのコピースタートスイッチ等として機能するスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー等の各種キーボタン等を有する操作表示部となっている。操作パネルにおいては、画像形成を多色画像で行うかモノクロ画像で行うかを指定可能となっているとともに、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードを設定可能となっている。片面プリントモードには、ダイレクト排出モード、反転排出モード、反転デカール排出モードが含まれ、このうちの１つが選択される。
制御手段９９は、ＣＰＵ、記憶手段としてのメモリであるＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。
【００４５】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫの構成を代表して構成を説明する。
【００４６】
なお、他の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとする。
【００４７】
また、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成を行うための構成であることを示すこととし、符号の末尾にＧ、ＢＫが付されたものはそれぞれ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４８】
図２に示すように、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫの周囲に、図中反時計方向であるその移動方向である回転方向Ｂ１に沿って、転写部たる１次転写ローラ１２ＢＫと、クリーナ部たるクリーニング手段としての感光体クリーニング装置である１次転写クリーニング装置たるクリーニング装置７０ＢＫと、除電部たる除電手段としての除電装置９０ＢＫと、帯電部たる帯電手段である帯電ユニットとしての帯電器たる帯電装置３０ＢＫと、現像部たる現像手段としての現像ユニットである現像装置８０ＢＫと、感光体ドラム２０ＢＫの周囲のこれらの構成を一体化したカートリッジケース５９ＢＫと、トナーの正規の帯電極性である負極性と逆極性である正極性の１次転写バイアスを１次転写ローラ１２ＢＫに印加する図示しない電源を有している。
【００４９】
感光体ドラム２０ＢＫと、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとはカートリッジケース５９ＢＫによって一体化されており、プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫを構成している。プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、カートリッジケース５９ＢＫを、本体１０１に固定された図示しないガイドレールに沿って本体１０１に対して引き出し自在であるとともに、本体１０１に押し込むことが可能であり、本体１０１に対して着脱自在に設置され、適時、交換可能となっている。
【００５０】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、本体１０１に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
【００５１】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫと、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとのうち、少なくとも感光体ドラム２０ＢＫが、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとのうちの少なくとも１つと一体化されることによって構成され、本体１０１に着脱自在に設置されるユニットである。なお５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによって構成される作像部６０全体をプロセスカートリッジとして、これらが一体で本体１０１に対して着脱自在となっていても良い。
【００５２】
１次転写ローラ１２ＢＫが転写ベルト１１を感光体ドラム２０ＢＫに向けて押圧して形成された、転写ベルト１１と感光体ドラム２０ＢＫとの当接位置である１次転写ニップは、感光体ドラム２０ＢＫ上のトナー像が転写ベルト１１に転写される転写位置を構成している。１次転写ローラ１２ＢＫの電源は、定電圧制御により１次転写ローラ１２ＢＫに所定の転写バイアスを印加する。なお１次転写装置は本形態のようなローラ状に限らず、導電性のブラシ形状、非接触のコロナチャージャなどによって構成してもよい。
【００５３】
除電装置９０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫの表面に近接して配設された図示しない除電ランプを備えており、感光体ドラム２０ＢＫの表面を除電して電気的に清浄な状態とすることでかかる表面の電位を初期化するものである。
【００５４】
帯電装置３０ＢＫは、図示を省略するが、感光体ドラム２０ＢＫの表面に当接して従動回転する帯電部材としての帯電ローラと、帯電ローラに当接し従動回転する帯電クリーニング部材としてのクリーニングローラとを有している。
【００５５】
帯電ローラには、直流に交流成分の帯電バイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０ＢＫと対向する帯電領域において、除電装置９０ＢＫによって除電された感光体ドラム２０ＢＫの表面を所定の極性に一様に帯電するようになっている。
【００５６】
クリーニングローラは帯電ローラに従動回転することで帯電ローラをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、非接触のスコロトロンチャージャを採用したものであっても良い。
【００５７】
現像装置８０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫに近接対向して配設されたトナーとキャリアとを含む二成分現像剤である現像剤を担持する現像部材としての現像ローラ８１ＢＫと、現像ローラ８１ＢＫに直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、トナーを収容した図示しないトナーカートリッジと、現像装置８０ＢＫ本体内の現像剤中のトナーのキャリアに対する重量パーセントであるトナー濃度を検知する図示しないトナー濃度検知手段と、トナー濃度検知手段によって検知されたトナー濃度が所定濃度となるようにすなわちトナー濃度検知手段による検知信号によって示される値が所定の制御目標値となるようにトナーカートリッジから現像装置８０ＢＫ本体内にトナーを補給する図示しないトナー補給手段とを有している。現像剤は、磁性キャリアと、正規の帯電極性がマイナスのカラートナーであるブラックトナーとを含む二成分現像剤である。バイアス印加手段によって印加される現像バイアスは直流成分でなく交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【００５８】
現像装置８０ＢＫと現像装置８０Ｇとでは、用いるトナーの色に濃淡の差言い換えると濃度差があるが、その余については同様である。現像装置８０ＢＫと現像装置８０Ｇとで用いるトナーについてさらに説明すると、これらは互いに濃淡の異なる複数種の同色トナーとなっており、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、前者の方が濃い濃度となるように、それぞれのトナーに含まれる顔料量が調整されている。
【００５９】
これにより、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、トナー像を形成した場合の明るさが互いに異なっている。かかる顔料量の調整は、かかる明るさが、後述する所定の関係を満たすように行われている。なお、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーの色濃度は一般的に用いられる濃度であり、現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーの色濃度がかかる関係を満たすように調整されている。
【００６０】
感光体ドラム２０ＢＫの表面の、帯電装置３０ＢＫと現像装置８０ＢＫとの間には光走査装置８ＢＫから出射されたビームＬＢＫが照射され、帯電装置３０ＢＫにより帯電された後の感光体ドラム２０ＢＫの表面の被走査面が露光され、現像装置８０ＢＫによってブラックトナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込まれるようになっており、このビームＬＢＫが照射される部分は露光部となっている。
【００６１】
クリーニング装置７０ＢＫは、その先端が感光体ドラム２０ＢＫに当接し感光体ドラム２０ＢＫ上の転写残留物である転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニング部材としての図示しないクリーニングブレードと、回収した転写残トナーを廃トナータンクに搬送して回収する図示しない廃トナー搬送手段とを有している。クリーニング装置７０ＢＫは、クリーニングブレードとともにあるいはクリーニングブレードに代えてファーブラシローラを用いてもよいし、磁気ブラシクリーニング方式を採用しても良い。
【００６２】
以上のような構成の画像ステーション６０ＢＫにおいては、画像形成時において、感光体ドラム２０ＢＫは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０ＢＫにより表面を一様に帯電され、光走査装置８ＢＫからの光の露光走査により、露光部言い換えると照射部における感光体ドラム２０ＢＫの電位が減衰してブラック色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０ＢＫによりブラック色のトナーにより現像され、現像により得られたブラック色のトナー像を１次転写ローラ１２ＢＫによって形成される一次転写電界、ニップ圧によりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置７０ＢＫにより除去されて除電装置９０ＢＫ、帯電装置３０ＢＫによる次の除電、帯電に供される。
【００６３】
このような構成の画像形成装置１００において、複写を行うときには、自動原稿給紙装置２２の原稿台２２ａに原稿をセットするか、自動原稿給紙装置２２を上方に回動してコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置したうえで自動原稿給紙装置２２を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態としたうえで、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、自動原稿給紙装置２２にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス２１ａ上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置１００をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置１００に接続したＰＣ等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
【００６４】
複写を行う場合であって、原稿を原稿台２２ａにセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス２１ａ上に送り出されてから読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス２１ａ上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、画像処理装置として機能する制御手段９９によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像に対応した画像データが生成される。
【００６５】
生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、画像処理装置として機能する制御手段９９によって、後述する画像処理方法により、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画像を表現するための中間調トナーパターンが生成されるとともに、ブラック色の画像を表現するための中間調トナーパターンが、現像装置８０Ｇで用いられる薄い色濃度のトナーによって現像するためのパターンと、現像装置８０ＢＫで用いられる濃い色濃度のトナーによって現像するためのパターンとの合成パターンとして生成される。
【００６６】
そして、これらのパターンを用いて、上述の構成の各画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫのそれぞれにおいてイエロー、マゼンタ、シアン、グレー、ブラックの画像形成が行われ、転写ベルト１１上及び転写紙上においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像が形成されるように、上述の構成の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫが作動する。
【００６７】
また、かかる原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジである画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、７０Ｇ、６０ＢＫ内の各機器や、転写ベルトユニット１０、２次転写ユニット７６、定着装置６等がそれぞれ駆動を開始する。
【００６８】
画像ステーション６０ＢＫにおいては、上述したように、感光体ドラム２０ＢＫは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０ＢＫにより表面を一様に帯電され、光走査装置８ＢＫにより静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０ＢＫによりブラック色のトナーにより現像され、ブラック色のトナー像を１次転写ローラ１２ＢＫによって転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置７０ＢＫにより除去されて除電装置９０ＢＫ、帯電装置３０ＢＫによる次の除電、帯電に供される。
【００６９】
他の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｇにおいても同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｇにより、感光体ドラム２０ＢＫからの１次転写に先立って、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。このとき１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｇ、１２ＢＫには、トナーの正規の帯電極性である負極性とは逆の正極性の電圧が印加されるようになっている。
【００７０】
転写ベルト１１上に重ね合わされた、イエロー、マゼンタ、シアン、グレー、ブラックの５色のトナー像によって構成された、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色トナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写ニップまで移動し、転写紙に２次転写され、転写紙上にフルカラー画像が担持される。
【００７１】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、スタートボタンの押下により、シート給送装置２３の１つの給送ローラ２４が選択されこの回転によって対応する給紙カセット２５から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置３３の給送ローラ３５の回転によって手差しトレイ３４から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット９６から給紙ローラ９５によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ベルト５に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
【００７２】
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ベルト６４と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙上に良好なカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、切換爪９４の態位に応じて、排紙ローラ９８を経て排紙トレイ７５上にスタックされるか、または搬送ローラ９７を経て両面ユニット９６に進入して両面画像形成に備える。
【００７３】
一方、１次転写を終えた感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｇ、２０ＢＫは、クリーニング装置７０Ｙ、７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｇ、７０ＢＫによってこれに残留する転写残トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。また、２次転写を終えた転写ベルト１１は、中間転写ベルトクリーニング装置１４によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００７４】
このような画像形成動作を良好に行うにあたって、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて形成されるトナー像の濃度言い換えると画像濃度が一定に保たれることは重要である。
【００７５】
そのため、画像形成装置１００では、電源投入時、所定枚数の画像形成後等の所定のタイミングで、ユーザーの指定により行われる通常の画像形成とは別に、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて形成される画像すなわちトナー像の濃度言い換えるとトナーの付着量が適正になるように制御するための画像濃度調整モードとしてのプロセスコントロールを実行する。
【００７６】
画像形成装置１００におけるプロセスコントロール動作を概略的に説明すると、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、６０Ｇ、２０ＢＫ上に画像パッチを形成し、各色の画像パッチをそれぞれ転写ベルト１１上の別領域に転写し、光学センサ５０により各色の画像パッチを光学的に読み取り、この読み取った画像パッチの濃度が適正濃度となるように、制御手段９９により、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｇ、３０ＢＫの電圧印加手段の出力の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫのバイアス印加手段の調整やトナー補給手段の駆動等を行う。
【００７７】
このとき、光学センサ５０により読み取った画像パッチの濃度に対応する出力電圧が制御手段９９に入力され、制御手段９９はかかる出力電圧を粉体付着量変換方法を用いた付着量変換アルゴリズムにより付着量変換して、その時点での現像能力を表す現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出を行い、この算出値に基づき、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｇ、３０ＢＫの電圧印加手段の出力の制御による帯電バイアス値の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫのバイアス印加手段の制御による現像バイアス値の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫにおけるトナー濃度検知手段によって検知されるべき制御目標値の変更等を行う。
【００７８】
以上述べたように、画像形成装置１００では、静電潜像をトナーで現像することで画像を得るようになっているが、このようないわゆる電子写真方式の画像形成装置では、一般に、トナーが、本来現像されるべき位置と異なる部分に散る、チリという現象が生じる。チリは、次に述べるように、色の安定性を低下させることによって画像品質を低下させる原因となる。
【００７９】
トナーのチリは、静電潜像の現像時にトナーが静電潜像と異なる位置に付着することによって生ずるほか、トナー像を記録媒体に転写するときにも生じ、また、画像形成装置１００のように中間転写を行う装置においては、中間転写体へのトナー像の転写時にも生ずる。
【００８０】
トナーのチリによって色安定性が低下することを以下説明する。
まず、画像の明るさを示す平均輝度値と、地肌部の平均輝度値との関係について説明する。
【００８１】
ここで、輝度値とは、１ピクセルの明るさを示す指標で、０〜２５５で表される。輝度値が0に近いほど明るさを持たず、黒に近づき、また、輝度値が２５５に近いほど明るさを持ち、白に近づく。平均輝度値とは、通常、画像の明るさを示す平均輝度値を意味し、画像に含まれる全ピクセルの輝度値の平均値を指している。地肌部の平均輝度値は地肌部の全ピクセルの輝度値の平均値を指す。
【００８２】
図３にこれら平均輝度値の関係を示す。同図から、画像の明るさは地肌部の明るさと非常に高い相関を持っていることが確認される。このことから地肌部の明るさの安定性が損なわれることが画像の明るさの安定性が損なわれることに繋がるといえる。したがって、チリが地肌部の明るさを変化させるならば、チリは画像の明るさの安定性を損なうこととなる。
【００８３】
次に、チリの発生と色安定性の関係について説明する。高面積率である画像を表現しようとすると、高面積率であるためにトナー付着量が増え、これに伴ってチリが数多く発生することとなる。
【００８４】
図４において、同図（ａ）に示されている画像の一部を拡大した同図（ｂ）では、斜め方向にほぼ等間隔で、トナーの付着部と地肌部とが交互に並んでいる。同図（ａ）及び同図（ｂ）から明らかなように、同図に示されている画像は、トナーの付着部の面積が比較的大きく、高面積率の画像となっている。そのため、同図（ｂ）に示されているように、地肌部にチリが多く発生している。同図（ｂ）の一部をさらに拡大した同図（ｃ）に示されているように、チリが地肌部に発生すると、光学的ドットゲインにより、チリ周辺の明るさが損なわれ、チリ周辺の地肌部が暗くなる。この光学的ドットゲインによる地肌部の明るさの低下の発生態様については、後に図５を参照して説明する。
【００８５】
チリは静電潜像に積極的に付着させたトナーでないため付着分布が不安定であることから、地肌部の輝度が不安定となり、結果として色安定性が損なわれる。すなわち、チリは地肌部の明るさを変化させ不安定にするため、画像の明るさの安定性を損ない、画像の色安定性を低下させる原因となる。
【００８６】
とくに、図４に示したのと同様に、高画像面積率の画像では、画像を表現するためにたとえば万線を用いる場合には、万線間の距離が狭くなり、地肌部の面積当たりのチリトナー数が増えるため、チリによる地肌部の明るさへの影響が大きくなり、これに起因して画像の色安定性への影響が大きくなる。
【００８７】
このような理由により、電子写真方式の画像形成装置は、オフセット印刷等に比べ、一般的に色安定性が劣っており、色安定性を高めることが要求されている。かといって、チリ対策としてチリの発生度に応じて画像形成条件を変更するようにすると、画像形成条件の変更によって、却って色の安定性が低下し得る。
【００８８】
そこで、画像形成装置１００では、ブラックの画像を形成する場合に、濃淡の異なる複数種のブラック色のトナーを用いて現像を行う現像装置８０Ｇ、８０ＢＫを用い、制御手段９９を、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを次のようにして生成する画像処理方法を実行する画像処理装置として機能させることで、チリによる画質低下への対策を行うようになっている。
【００８９】
ここで、すでに述べたように、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、前者の方が濃い濃度となるように、それぞれのトナーに含まれる顔料量が調整されているため、以下、現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーをライトカラートナーといい、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーを単にカラートナーというものとする。
【００９０】
画像処理装置として機能する制御手段９９は、概略的に、図５（ａ）に示すように、ライトカラートナーによるトナー像とカラートナーによるトナー像との重ね合わせが行われたときに、これらのトナー像がずれた位置に配されるように、ライトカラートナーによるパターンである現像パターンと、カラートナーによるパターンである現像パターンとを生成することによって、かかる中間調トナーパターンを生成する画像処理方法を実行するようになっている。このように、かかる画像処理方法は、濃淡の異なる複数種の同色トナーによるトナーパタン生成方法となっている。
【００９１】
同図（ａ）に示されているように、画像処理装置として機能する制御手段９９は、かかる中間調トナーパターンを、万線スクリーンによって形成するようになっている。万線スクリーンによる中間調トナーパターンの形成は、電子写真方式の画像形成装置において、画像安定性に優れるパターンの形成手法として良く用いられるものであって、滑らかな階調表現を実現する。画像形成装置１００においては、ブラック色以外の色の中間調パターンについても、万線スクリーンによるパターンで形成し、画像安定性を得ている。
【００９２】
同図（ａ）において、黒い斜線部分がカラートナーの付着部を示し、その間のグレーの斜線部分がライトカラートナーの付着部を示している。また、ライトカラートナーの付着部において、黒い丸は、トナーがチリとして付着した部分を示しており、この黒い丸の周辺部のグレーのリングは、チリによって発生した光学的ドットゲインによる地肌部の明るさ低下部分を示している。
【００９３】
同図（ｂ）は、ライトカラートナーによる現像を行わず、カラートナーの付着部の間は地肌部とした場合を示している。同図（ａ）と同図（ｂ）との対比から明らかなように、明るさが低下したリング状部分は、同図（ａ）に示した、ライトカラートナーによる現像を行った方が目立ちにくくなっている。
【００９４】
すなわち、従来の地肌部を、同図（ａ）に示すように、ライトカラートナーによっていわばマスキングすることで、明るさが低下したリング状部分と同じレベルの明るさとしている。これにより、チリによって発生した光学的ドットゲインによる地肌部の明るさ低下に起因する色安定性の悪化が大きく抑制されている。
【００９５】
そのため、同図（ａ）ではかかる明るさ低下の理解の容易のために、ライトカラートナーの明るさと、カラートナーのチリの周辺の明るさとを、若干異なって示しているが、これらが同じ明るさとなる関係を満たすように、ライトカラートナーとカラートナーとで、顔料量が調整されている。
【００９６】
同図（ａ）と同図（ｂ）とを対比すると、同図（ａ）のほうが、黒い斜線部分の幅が小さく、カラートナーの付着部分の面積が小さくなっており、同図（ａ）に示されている矢印の幅と同図（ｂ）に示されている矢印の幅とを対比すると明らかなように、ライトカラートナーの付着部分の幅が広くなっている。
【００９７】
これは、従来の地肌部にライトカラートナーを付着させることにより、カラートナーの付着面積を減らしても、全体としては、従来の、カラートナーのみで得ていた色と同じ色が得られるためである。その結果、カラートナーの消費量が少なくてすむとともに、カラートナーによる現像部分の面積率が減少することで、ライトカラートナーによる現像部分の面積あたりのカラートナーのチリも減少し、チリの影響が相乗的に低減される。
【００９８】
このように、同色で、かつ濃淡の異なる複数種のトナーの組み合わせで画像を形成することで、チリの色安定性への影響が抑制され、色安定性が向上するという利点が得られる。とくに、高画像面積率で低明度の場合にはチリが発生し易く、色安定性への影響が大きくなる傾向があるが、このような場合であっても、かかる影響は抑制され、色安定性が向上するため、かかる場合において得られる利点が大きい。このような利点は、濃淡の異なる複数種のトナーの組み合わせによって得られるものであるため、種類の数は２種類に限らず、３種類以上であっても良い。
【００９９】
図１２に、万線スクリーンを用いた、従来の中間調パターンの生成方法を示す。同図から分かるように、ドットを成長させることで面積率を増加させるドット成長方法を採用している。ドット部分は、本形態におけるカラートナーを用いて、現像を行う部分となっている。また、同図から、高面積率となり低明度となると、チリが発生し易くなり色安定性が損なわれることも分かる。
【０１００】
画像処理装置として機能する制御手段９９によって実行される画像処理方法においても、形成すべき画像の濃度に対応するように面積率を増加させるドット成長方法を採用している。
【０１０１】
ただし、このドット成長方法においては、図６に示すように、各濃度のトナーのためのパターンを、カラートナーのみならずライトカラートナーについても、形成すべき画像の濃度に対応するように、独立して、面積率を増加させながら生成させる。かかるパターンの生成にあたっては、濃度の薄いライトカラートナーのためのパターンから、濃度の濃いカラートナーのためのパターンの順に生成する。これにより、上述のように、カラートナーによるパターンの面積率が減少することによる利点が得られる。なお、濃淡の種類が３種類以上ある場合は、最も薄い濃度から最も濃い濃度へ順にパターンを生成すれば良い。
【０１０２】
また、かかるドット成長方法においては、図７に示すように、各濃度のトナーのためのパターンを、互いにずれるように生成する。具体的には、各パターンはそれぞれ、その傾斜方向が一定であるとともに、各傾斜方向が互いに異なる、所定のパターンによって形成されており、これによって、各パターンが互いにずれるようになっているとともに、重ね合わせが行われるようになっている。傾斜方向が互いに異なることで、各濃度のトナーのためのパターンが完全に重なってしまうことがなく、これにより、明るさが低下したリング状部分のマスキングがライトカラートナーによって行われるようになっている。
【０１０３】
以下、かかるドット成長方法及びこれを含む画像処理方法について、図６、図７、図８に沿って説明する。なお、一般の画像形成において形成される画像は、部分によって濃度言い換えると画像面積率が異なるため、ドット成長方法を用いて行われる各色のトナー像のためのパターンの成長も、当該部分における画像面積率が得られるまでに達したときに停止される。したがって、図６、図７、図８においても、正確には、当該部分における画像面積率が得られるまでに当該部分のパターンが成長したときには、その成長が停止されることが図示されるべきである。しかしながら、これらの図においてはその図示を省略している。これは、その成長が停止されるタイミングは、画像面積率が０％から１００％となるまでのいずれにおいても発生しうるため、便宜的に、かかる停止に関する図示を省略したものである。そのため、これらの図によれば、パターンの成長が、画像の全体で、画像面積率が０％から１００％となるまで連続して行われるかのような印象を受けるが、画像の全体がベタ画像でない限り、実際にはこのようなことはない。
【０１０４】
これらの図に沿って説明するドット成長方法及びこれを含む画像処理方法では、ドット成長の段階を、３段階に分けている。具体的に、１段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（１）、（２）及び図８におけるステップＳ１からステップＳ４までの、高明度のトナー像が形成される段階であり、２段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（３）、（４）及び図８におけるステップＳ５からステップＳ８までの、低明度のトナー像が形成される段階であり、３段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（５）及び図８におけるステップＳ９、ステップＳ１０の、ベタ画像のトナー像が形成される段階である。
【０１０５】
１段階目の高明度のトナー像は、本形態では画像面積率が５０％以下の範囲とし、２段階目の低明度のトナー像は、画像面積率が５０％を超え９５％以下の範囲とし、３段階目のベタ画像のトナー像は、画像面積率が９５％を超え１００％以下の範囲としている。なおドット成長をこれらの画像面積率の範囲で３段階に分けたのは一例であり、画像形成装置１００の特性、転写紙の紙種、トナーの特性等に応じて、他の画像面積率の範囲で３段階に分けても良いし、３段階と異なる段階に分けても良い。このことは以下述べるα、βの値についても同様である。
【０１０６】
まず、図６、図７のそれぞれにおける（１）及び図８におけるステップＳ１、ステップＳ２に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率がα％となるまで継続する。なお、ここではα＝６０とされている。次いで、図６、図７のそれぞれにおける（２）及び図８におけるステップＳ３、ステップＳ４に示すように、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が５０％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が５０％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０７】
次に、図６、図７のそれぞれにおける（３）及び図８におけるステップＳ５、ステップＳ６に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率がβ％となるまで継続する。なお、ここではβ＝９８とされている。次いで、図６、図７のそれぞれにおける（４）及び図８におけるステップＳ７、ステップＳ８に示すように、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が９５％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が９５％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０８】
さらに、図６、図７のそれぞれにおける（５）及び図８におけるステップＳ９、ステップＳ１０に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットを、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率が０％となるまで減少させるとともに、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が１００％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が１００％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０９】
このようにライトカラートナーの付着面積率を減少させるのは、付着面積率が９５％を超えるベタ付近になると、既にチリの光学ドットゲインの影響を受けないほど、地肌部言い換えるとライトカラートナーによるマスク対象部分の明るさが損なわれており、かかる光学ドットゲインによる影響の減少に貢献するというライトカラートナーの役割が既に失われていることから、ライトカラートナーの節約を行うためである。
【０１１０】
以上のようにして、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンが生成されるように、ライトカラートナー、カラートナーのそれぞれのための重ね合せパターンを生成する重ね合せパターン生成ステップが行われる。ライトカラーのための重ね合せパターンを構成している万線スクリーンによる所定のパターンと、カラートナーのための重ね合わせパターンを構成している万線スクリーンによる所定のパターンとでは、傾斜が異なることで互いにずれているとともに、互いに重ね合わせが行われるようになっている。
【０１１１】
ライトカラートナーの節約を行うため、重ね合せパターン生成ステップに次いで、ライトカラーのための重ね合せパターンと、カラートナーのための重ね合わせパターンとのうち、重ね合せが生じている領域においては、高濃度のトナーであるカラートナーを付着させる後者のパターンを選択し、同領域における前者のパターンを削除する重ね合せ領域選択ステップを行い、各重ね合せパターンを非重ね合せパターンとして再構成するようにしても良い。重ね合せパターン生成ステップを第１のステップとし、第１のステップで生成される重ね合せパターンを第１のパターンとすれば、重ね合せ領域選択ステップは第２のステップといえ、また第２のステップで生成される非重ね合せパターンは第２のパターンといえる。
【０１１２】
以上のような画像処理方法により、光学的ドットゲインで暗くなってしまう地肌部と同程度の明るさを持つライトカラートナーを地肌部に付着させ、カラートナーが付着する部分以外の部分が、ライトカラートナーによって埋められ、ライトカラートナーで覆われるように現像されることとなって、何れのトナーも付着していない地肌部の面積が低減されるように中間調トナーパターンが生成される。これによって、すでに述べたように、チリの光学ドットゲインの影響が低減され、チリによる色変動が低減されることで、中間調画像の色安定性が向上する。
【０１１３】
かかる中間調トナーパターンの生成が、チリによる地肌部の明るさへの影響が大きい高面積率言い換えると低明度の画像を出力する際にも行われることで、かかる色安定性の向上は、とくに低明度部においてよく得られる。これは地肌部の濃度が濃くなる分だけカラートナーの付着面積が低減され、カラートナーによるチリ自体が低減されるためである。またカラートナーの付着面積の低減によってカラートナーの消費量も低減される。
【０１１４】
実機を用い、図６、図７、図８に示した画像処理方法に沿って行った次のような実験により、色安定性が向上することを確かめた。
なお、フルカラー画像形成を行う際に通常用いられるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像にてかかる利点が得られることを１つの装置で確かめるには、各色についてライトカラートナー、カラートナーでトナー像を形成するために、８ステーションを備えることを要する。しかしながら、実験では、次に示すように４ステーションの実機を用いることとしており、そのため、各色について実験を行うごとに各ステーションにおいて用いるトナーの組み合わせを変更することで、ステーション数の不足を補うこととした。すなわち、実験を行う色についてライトカラートナーを用いるステーションを設ける代わりに、他の色についてのステーションを省略し、常時４ステーションの構成とした。
【０１１５】
・実験条件
使用機種：ｉｍａｇｉｏ−ｍｐ−Ｃ３３００
使用トナー：ＳＰＲ−ＣＥトナー
紙種：７０Ｗ
計測チャート、計測箇所：図９に示すチャートの9箇所
Ｎ数：各色２０枚
出力面積率：７０％
ライトカラートナー：顔料量がカラートナーの顔料量の４０％になるように作成
ライトカラーの入力面積率α、β［％］は、それぞれ５０［％］、９０［％］である。
図９に示すように、実験に用いる出力画像は、全体が同一の面積率７０％となるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像とし、同図において小さな四角で示す９箇所について色安定性を計測した。
【０１１６】
・評価方法
算出項目：ページ内平均基準色差ΔＥ
ΔＥは、９箇所の測定箇所における平均を基準とした色差を示すために算出したものである。
【０１１７】
・評価結果
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について、出力画像のページ内平均基準色差：ΔＥの平均値＋３σを、上述のようにカラートナーとともにライトカラートナーを用いた場合と、カラートナーのみを用いた場合とで並べて示したところ、図１０のようになった。ΔＥの平均値＋３σは、値が大きいほど色安定性が悪いことを示す。
【０１１８】
同図から、イエローについてはその程度が低いものの、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色において、右側に示されているカラートナーとともにライトカラートナーを用いた場合の値が、左側に示されているカラートナーのみを用いた場合の値よりも小さくなっており、カラートナーとともにライトカラートナーを用いることによる色安定性の向上が確認された。イエローの改善効果が小さかった理由として、イエローは地肌部とのコントラストが他色に比べ小さいことから、チリの色安定性への影響が他色よりも小さいことが挙げられる。
【０１１９】
このことから、コントラストが大きい色ほど、濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いることで、色安定性改善の効果が現れることが分かった。よって、フルカラー画像形成を行う画像形成装置においては、すべての色について濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いることが、色安定性のために最も好ましいが、ステーション数を抑制するには、コントラストが大きい色について優先的に濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いるステーションを用いることが好ましい。この点、画像形成装置１００は、同図にも示されているように、一般にコントラストが大きいブラックについて、カラートナーとともにライトカラートナーを用いて画像形成を行うため、ステーション数を抑制したものとなっている。
【０１２０】
また、ステーション数を抑制するには、チリによる色安定性の低い色について優先的に濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いるステーションを用いることが好ましい。なお、どの色がチリによる安定性が低いかは、トナーの性質等によって変わる。
【０１２１】
これらの理由により、本画像処理方法を適用した画像形成装置のステーション数は、本来の色数に、少なくとも１を加えた数となる。たとえば、モノカラーの画像形成装置においては、ステーション数は２以上となる。
【０１２２】
制御手段９９は、ＲＯＭに、以上述べた、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法を実行するための画像処理プログラムを記憶している。この点、制御手段９９ないしＲＯＭは、画像処理プログラム記憶手段として機能している。かかる画像処理プログラムは、制御手段９９に備えられたＲＯＭのみならず、半導体媒体（たとえば、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）その他の記憶媒体に記憶可能であり、かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかる画像処理プログラムを記憶した場合に、かかる画像処理プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
【０１２３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
たとえば、画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、図１１に示すように、直接転写方式を採用可能である。図１１はタンデム型直接転写方式の画像形成装置の一部を示しており、上述の形態と同様の構成には同じ符号を付している。この画像形成装置では、上述の転写ベルト１１に代えて被転写体たる対向部材として、像担持体としての記録媒体搬送体である記録媒体搬送ベルトたるシート搬送ベルト１１’を有しており、通常の画像形成時には、シート搬送ベルト１１’で搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
【０１２５】
直接転写方式と間接転写方式とを比較すると、前者は、転写紙の搬送方向において、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫの上流側に図示しない給紙装置を、下流側に定着装置６を配置しなければならず、かかる搬送方向に大型化する傾向にあるのに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置可能であるため、給紙装置、定着装置６を画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫと重ねて配置可能であり、小型化が可能となる利点がある。また、前者は、転写紙の搬送方向における大型化を抑制するためには、定着装置６をシート搬送ベルト１１’に接近して配置することとなる。そのため、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置６を配置することが難しく、転写紙の先端が定着装置６に進入するときの衝撃（特に厚い転写紙で顕著となる）や、定着装置６を通過するときの転写紙の搬送速度と、シート搬送ベルト１１’による転写紙の搬送速度との速度差により、定着装置６が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすいのに対し、後者は、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置６を配置可能であり、定着装置６がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにし得る。これらの点では、近年では、タンデム型において、間接転写方式が注目されてきている。
【０１２６】
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの像担持体としての感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆるリボルバー現像、ロータリ現像を行う１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。この場合、被転写体は、かかる感光体ドラムから順次各色のトナー像を転写される場合には転写ベルト１１と同様の構成となり、かかる感光体ドラム上において重ね合わされた各色のトナー像を一括で転写される場合にはシート搬送ベルト１１’と同様の構成となる。
【０１２７】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、感光体ドラムが１つであるから、比較的小型化可能であり、コストも低減可能な利点はあるものの、１つの感光体ドラムを用いて複数回、本発明を適用する場合は５回の画像形成を繰り返してフルカラー画像、プロセスコントロール用の画像を形成するから、画像形成の高速化が難しく、これに対し、後者には、逆に大型化し、コスト高となり得るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。近年では、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
【０１２８】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
このような画像形成装置に用いる現像剤は、上述の画像処理方法が適用可能であれば、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。
【０１２９】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１３０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１３１】
８０Ｇ、８０ＢＫ 複数の現像手段
９９ 画像処理装置
１００ 画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特許第４３３２３７６号公報
【特許文献２】特開平０９−３２６９２７号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５３３９号公報
【特許文献４】特開２００５−２８４１３２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置であって、静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に用いられ、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを生成する画像処理方法及び画像処理装置並びにこれらを用いて画像形成を行う、かかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置であって、静電潜像をトナーで現像する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕参照）。
【０００３】
かかる画像形成装置においては、トナーが、本来現像されるべき位置と異なる部分に散って、色の安定性を低下させることによって画像品質を低下させるチリという現象が生じることが知られている。このチリへの対策として、チリの発生度に応じて画像形成条件を変更する技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。
【０００４】
なお、従来から、かかる画像形成装置において、高画質化などの目的で、トナーパターンに関する画像処理技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）、濃度の異なる同色のトナーを画像の濃淡に応じて使い分けて現像する技術（たとえば、〔特許文献３〕参照）が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、チリの発生度に応じて画像形成条件を変更する技術では、画像形成条件の変更により、色の安定性が低下する可能性がある。そのため、チリへの対策においても、画像処理を用いることが好ましい。なお、単に、濃度の異なる同色のトナーを画像の濃淡に応じて使い分けて現像するのみでは、チリへの対策として不十分なことは明らかである。
【０００６】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の、静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に用いられ、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを、チリによる画質低下への対策を行いながら生成する画像処理方法及び画像処理装置並びにこれらを用いて画像形成を行う、かかる画像形成装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法にあるので、入力された画像データに対応する画像を表現するためのパターンを、チリによる画質低下への対策を行いながら生成することが可能であり、色の安定性を向上した良好な画像形成に寄与可能な画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた、濃淡の異なる同色トナーを用いる複数の現像手段及びこの周りの構成を示す概略正面図である。
【図３】平均輝度値と地肌部の平均輝度値との相関を示した相関図である。
【図４】トナーのチリの発生態様及びトナーのチリによる影響を示した概略正面図である。
【図５】濃淡の異なる複数種の同色トナーで現像することによりトナーのチリの影響が低減されることを説明するための模式図である。
【図６】図１に示した画像形成装置において行われる画像処理方法を説明するための入力画像面積率とトナーの付着面積率との相関を示した相関図である。
【図７】図６に示した画像処理方法によって濃淡の異なる複数種の同色トナーによる現像パターンが生成される様子を示した概念図である。
【図８】図６に示した画像処理方法に関するフローチャートである。
【図９】トナーのチリによる影響が低減されることを確認する実験に用いた画像のサンプルの概念図である。
【図１０】トナーのチリによる影響が低減されることを確認する実験の結果を示したグラフである。
【図１１】本発明を適用可能な画像形成装置の他の構成例の一部を示す概略正面図である。
【図１２】従来のドット成長方法及び同ドット成長方法においてチリが生じることを示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているカラーデジタル複合機であるが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
【００１１】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体としての記録体である記録紙たる転写紙の両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
【００１２】
画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占めプリンタ部として機能する本体１０１と、本体１０１の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１および原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる原稿自動搬送装置である自動原稿給紙装置２２と、本体１０１の下側に位置し感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫと像搬送体としての被転写体である転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載した給紙テーブルとしての給紙装置であるシート給送装置２３とを有している。
【００１３】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体である感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫおよびを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫは、互いに同一径であり、画像形成装置１００の本体１０１の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
【００１４】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに対峙しながら図中時計方向である矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙に一括転写されるようになっている。このように画像形成装置１００は中間転写方式である間接転写方式を採用している。よって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
【００１５】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設され転写ベルト１１の内周面に接触配置された転写チャージャとしての転写用帯電手段たる１次転写装置である１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｇ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの真下の位置すなわち１次転写位置である転写位置にて行われる。
【００１６】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、薄いブラック、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫに備えられている。
【００１７】
画像形成装置１００においては、感光体ドラム２０Ｇに担持される薄いブラック色のトナー像と、感光体ドラム２０ＢＫに担持されるブラック色のトナー像との重ね合せにより、ブラック色の画像が形成されるようになっている。以下、薄いブラックをグレーという。
【００１８】
画像形成装置１００は、５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによって構成される画像形成部としての画像形成手段である作像部６０と、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの下方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写ユニットであるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１を挟んで作像部６０と反対の側において、転写ベルト１１に対向して配設され、転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転し無端移動する転写部材としての紙搬送ベルトである２次転写ベルト５を備え転写ベルト１１上のトナー像を転写紙に転写するとともに搬送する転写部たる２次転写装置としての２次転写ユニット７６とを有している。
【００１９】
画像形成装置１００はまた、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０Ｋそれぞれの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての露光装置である書込装置たる光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８Ｋと、シート給送装置２３から搬送されてきた転写紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ベルト５との間に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００２０】
画像形成装置１００はまた、２次転写ユニット７６によって転写ベルト１１上のトナー像を転写され搬送されてきた転写紙が進入し、転写紙にトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着手段である定着装置６と、定着済みの転写紙を本体１０１外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対１３に向けて搬送する反転経路とを備え転写紙を何れかの経路に搬送する排紙ユニット７９と、２次転写ユニット７６および定着装置６の下方に、作像部６０と平行に配設され、転写紙の両面に画像を記録すべく、排紙ユニット７９が一方の面に画像を形成された転写紙を反転経路に搬送した場合に、その転写紙をスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対１３に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である両面ユニット９６とを有している。
【００２１】
画像形成装置１００はまた、本体１０１外部に配設され画像形成済みの転写紙を積載するスタック部としての排紙トレイ７５と、図１における本体１０１の右側面に配設された手差し給紙装置３３と、画像形成装置１００の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部としての制御手段９９と、図示しない廃トナータンクとを有している。
【００２２】
図２に示すように、転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写手段としての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｇ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられ掛け回した第１ないし第３の支持ローラである、テンションローラ７４、転写入口ローラ７３および転写ベルト１１を回転駆動する回転駆動ローラとしての張架ローラである駆動ローラ７２と、テンションローラ７４との間に転写ベルト１１を挟み込み転写ベルト１１表面をクリーニングするクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニング装置１４とを有している。
【００２３】
転写ベルトユニット１０はまた、Ａ１方向において作像部６０よりも下流側且つ２次転写ユニット７６よりも上流側で転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上のトナー像を光学的に検知する検知手段としての反射型光学センサである光学センサ５０と、駆動ローラ７２を回転駆動することで転写ベルト１１をＡ１方向に無端移動させる図示しないベルト駆動モータと、画像形成が２色以上の多色画像で行われるか黒色のみの単色画像すなわちモノクロ画像で行われるかに応じて転写ベルト１１等を変位させる図示しない転写ベルトユニット駆動手段とを有している。なお回転駆動ローラはテンションローラ７４または転写入口ローラ７３によって構成してもよく、この場合はその他のローラが従動回転する従動ローラとなる。
【００２４】
転写ベルト１１のような中間転写ベルトとしては、従来からフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等が使用されていたが、近年では、ベルトの全層や、ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。
【００２５】
転写ベルトユニット駆動手段は、画像形成が２色以上の多色画像で行われるときには、転写ベルト１１が図１に示すように張架される態位としてこの上側の略水平な展張面に転写ベルト１１を各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫに接触させ、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、同図左方を下側に変位させるようにして転写ベルト１１を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃから離間させ転写ベルト１１が感光体ドラム２０Ｇ、２０ＢＫのみに接触する態位とする。なお、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの回転をはじめとして画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃの各構成の動作が停止される。このような構成においては、５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫは、Ａ１方向上流から、画像ステーション６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙ、６０Ｇ、６０ＢＫの順で横に並べ、後述のような現像を行うことが好ましいが、何れにしても、作像部６０は、テンションローラ７２と駆動ローラ７４との間に張り渡した転写ベルト１１上に配置される。また、このように、画像を形成する色の順番は、画像形成装置１００の持つ狙いや特性によって異なってくるものであり、限定されるものではない。
【００２６】
中間転写ベルトクリーニング装置１４は、図示しないクリーニング部材としての転写ベルト１１に当接したファーブラシと、このファーブラシに当接したブレードと、ファーブラシを随時転写ベルト１１に接離させる当接・離間手段とを有している。ファーブラシは、転写ベルト１１に対して接触してカウンタ方向に回転するように設けられている。中間転写ベルトクリーニング装置１４は、転写ベルト１１のＡ１方向への回転とともに、ファーブラシを用いて転写ベルト１１表面のクリーニングを行い、このクリーニングにより転写ベルト１１からファーブラシ側に転移したトナーをさらにブレードにより掻き落とす。
【００２７】
光学センサ５０は、画像形成装置１００においてユーザーの指定により行われる通常の画像形成とは別に実行されるいわゆるプロセスコントロール時に、転写ベルト１１上に形成されるトナー像であるトナー濃度調整用の画像調整用パターンとしてのＰパターンである標準被検知物たる画像パッチの反射特性を読み取るものである。
【００２８】
図１に示すように、２次転写ユニット７６は、２次転写ベルト５の他に、２次転写ベルト５を巻き掛けた張架ローラである、駆動ローラ１５及び従動ローラ１６と、２次転写ベルト５に対向して配設され転写ベルト１１を介して押圧された対向ローラとしてのバックアップローラである転写入口ローラ７３と、トナーと逆極性の２次転写バイアスを駆動ローラ１５に印加する図示しない電源とを有している。
【００２９】
駆動ローラ１５と転写入口ローラ７３とは、これらの間に転写ベルト１１と２次転写ベルト５とを挟み込んでおり、この挟み込みにより、転写ベルト１１と２次転写ベルト５とが接触する２次転写部としての２次転写ニップが形成されている。２次転写ニップには、２次転写バイアスの印加により、後述するようにして転写ベルト１１上に担持された最大５色のトナー像を、転写ベルト１１側から駆動ローラ１５側に向けて静電移動させる、２次転写電界が形成される。かかるトナー像は、後述するようにしてレジストローラ１３により転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙に、２次転写電界、ニップ圧によって転写される。
【００３０】
２次転写ユニット７６は、転写ベルト１１からトナー像を転写された転写紙を定着装置６へと搬送するシート搬送機能も備えているが、２次転写ユニット７６としては、転写ローラや非接触のチャージャを採用した構成を用いても良く、この場合には他に転写紙を定着装置６に向けて搬送する部材を要する。
【００３１】
定着装置６は、熱源を内部に有する加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２に巻き掛けられた定着ベルト６４と、加熱ローラ６２とともに定着ベルト６４を巻き掛けた定着ローラ６５と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４に圧接し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ６３とを有している。加熱ローラ６２と、定着ベルト６４と、定着ローラ６５とは、定着ベルト６４が無端移動するベルトユニットを構成している。定着装置６は、トナー像を担持した転写紙を定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００３２】
図２に示すように、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫは、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｇ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫを発するものである。
【００３３】
ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫは、読取装置２１で読み取られた原稿、ファクシミリにおける受信データ、又は、後述のようにＰＣ等の外部入力装置から入力される画像情報である画像データに基づいて、後述のように制御手段９９の一機能として実現される画像処理装置によって生成される、かかる画像データに対応する当該色の画像を表現するための中間調トナーパターンに対応した潜像を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成するように発せられる。
【００３４】
言い換えると、ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＧ、ＬＢＫは、各色の画像を形成するための中間調トナーパターンに対応した画像信号が光情報に変換されたものであり、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫは、かかる光情報を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に潜像として固定するものである。なお、露光装置は、光走査装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｇ、８ＢＫのようなレーザ方式に限定されず、ＬＥＤ方式など他の方式であっても良い。
【００３５】
図１に示すように、排紙ユニット７９は、定着装置６から搬送されてきた定着済みの転写紙を、両面ユニット９６に向けて搬送する搬送ローラ９７と、本体１０１外に排出する排紙ローラ９８と、定着済みの転写紙を搬送ローラ９７のある排紙経路に導いて本体１０１外に排出するか、排紙ローラ９８のある反転経路に導いて両面ユニット９６に進入させるかを切り換える切換爪９４とを備えている。
【００３６】
両面ユニット９６は、排紙ユニット７９から搬送されてきた、一方の面に画像形成された転写紙を一旦積載する給紙ボックスとしてのトレイ９２と、トレイ９２上の転写紙をスイッチバックさせる反転ローラ９３と、反転ローラ９３によってスイッチバックされた転写紙をレジストローラ１３に向けて送り出す給紙ローラ９５等を有している。
【００３７】
シート給送装置２３は、複数枚の転写紙を紙束の状態で収容可能な給紙トレイとしての給紙カセット２５を鉛直方向に複数重なるように配置した給紙ボックスとしてのペーパーバンク２６と、給紙カセット２５に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給送ローラ２４により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ２７と、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙が通過する給紙路２９とを有している。
【００３８】
給紙路２９は、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出された転写紙をレジストローラ対１３に向けて搬送する搬送手段としての搬送ローラ２８と、転写紙の搬送方向下流端に位置するレジストローラ１３とを備え、搬送ローラ２８によって搬送される転写紙シート給送装置２３から本体１０１内に連続するように設けられており、本体１０１内の給紙路２９にも搬送ローラ２８が配設されている。
【００３９】
シート給送装置２３は、給送ローラ２４が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ２７が作用することにより、最上位の転写紙を給紙路２９内に導き、搬送ローラ２８の回転によりレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められスキューが修正されるようになっている。
【００４０】
手差し給紙装置３３は、転写紙を積載する給紙ボックスとしての手差しトレイ３４と、手差しトレイ３４に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３５と、給送ローラ３５により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する分離ローラ３６と、手差しトレイ３４上に転写紙が載置されたことを検知する用紙センサとを有している。
【００４１】
手差し給紙装置３３は、給送ローラ３５が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ３６が作用することにより、最上位の転写紙を本体１０１側の給紙路２９内に導くとともにレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。
【００４２】
読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射する図示しない第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。
【００４３】
自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａを有している。自動原稿給紙装置２２は読取装置２１に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス２１ａを露出させるようになっている。
【００４４】
操作パネルは、液晶ディスプレイ、複写を開始するためのコピースタートスイッチ等として機能するスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー等の各種キーボタン等を有する操作表示部となっている。操作パネルにおいては、画像形成を多色画像で行うかモノクロ画像で行うかを指定可能となっているとともに、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードを設定可能となっている。片面プリントモードには、ダイレクト排出モード、反転排出モード、反転デカール排出モードが含まれ、このうちの１つが選択される。
制御手段９９は、ＣＰＵ、記憶手段としてのメモリであるＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。
【００４５】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫの構成を代表して構成を説明する。
【００４６】
なお、他の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとする。
【００４７】
また、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成を行うための構成であることを示すこととし、符号の末尾にＧ、ＢＫが付されたものはそれぞれ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４８】
図２に示すように、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫの周囲に、図中反時計方向であるその移動方向である回転方向Ｂ１に沿って、転写部たる１次転写ローラ１２ＢＫと、クリーナ部たるクリーニング手段としての感光体クリーニング装置である１次転写クリーニング装置たるクリーニング装置７０ＢＫと、除電部たる除電手段としての除電装置９０ＢＫと、帯電部たる帯電手段である帯電ユニットとしての帯電器たる帯電装置３０ＢＫと、現像部たる現像手段としての現像ユニットである現像装置８０ＢＫと、感光体ドラム２０ＢＫの周囲のこれらの構成を一体化したカートリッジケース５９ＢＫと、トナーの正規の帯電極性である負極性と逆極性である正極性の１次転写バイアスを１次転写ローラ１２ＢＫに印加する図示しない電源を有している。
【００４９】
感光体ドラム２０ＢＫと、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとはカートリッジケース５９ＢＫによって一体化されており、プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫを構成している。プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、カートリッジケース５９ＢＫを、本体１０１に固定された図示しないガイドレールに沿って本体１０１に対して引き出し自在であるとともに、本体１０１に押し込むことが可能であり、本体１０１に対して着脱自在に設置され、適時、交換可能となっている。
【００５０】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、本体１０１に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
【００５１】
プロセスカートリッジとしての画像ステーション６０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫと、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとのうち、少なくとも感光体ドラム２０ＢＫが、クリーニング装置７０ＢＫと、除電装置９０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置８０ＢＫとのうちの少なくとも１つと一体化されることによって構成され、本体１０１に着脱自在に設置されるユニットである。なお５つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫによって構成される作像部６０全体をプロセスカートリッジとして、これらが一体で本体１０１に対して着脱自在となっていても良い。
【００５２】
１次転写ローラ１２ＢＫが転写ベルト１１を感光体ドラム２０ＢＫに向けて押圧して形成された、転写ベルト１１と感光体ドラム２０ＢＫとの当接位置である１次転写ニップは、感光体ドラム２０ＢＫ上のトナー像が転写ベルト１１に転写される転写位置を構成している。１次転写ローラ１２ＢＫの電源は、定電圧制御により１次転写ローラ１２ＢＫに所定の転写バイアスを印加する。なお１次転写装置は本形態のようなローラ状に限らず、導電性のブラシ形状、非接触のコロナチャージャなどによって構成してもよい。
【００５３】
除電装置９０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫの表面に近接して配設された図示しない除電ランプを備えており、感光体ドラム２０ＢＫの表面を除電して電気的に清浄な状態とすることでかかる表面の電位を初期化するものである。
【００５４】
帯電装置３０ＢＫは、図示を省略するが、感光体ドラム２０ＢＫの表面に当接して従動回転する帯電部材としての帯電ローラと、帯電ローラに当接し従動回転する帯電クリーニング部材としてのクリーニングローラとを有している。
【００５５】
帯電ローラには、直流に交流成分の帯電バイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０ＢＫと対向する帯電領域において、除電装置９０ＢＫによって除電された感光体ドラム２０ＢＫの表面を所定の極性に一様に帯電するようになっている。
【００５６】
クリーニングローラは帯電ローラに従動回転することで帯電ローラをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、非接触のスコロトロンチャージャを採用したものであっても良い。
【００５７】
現像装置８０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫに近接対向して配設されたトナーとキャリアとを含む二成分現像剤である現像剤を担持する現像部材としての現像ローラ８１ＢＫと、現像ローラ８１ＢＫに直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、トナーを収容した図示しないトナーカートリッジと、現像装置８０ＢＫ本体内の現像剤中のトナーのキャリアに対する重量パーセントであるトナー濃度を検知する図示しないトナー濃度検知手段と、トナー濃度検知手段によって検知されたトナー濃度が所定濃度となるようにすなわちトナー濃度検知手段による検知信号によって示される値が所定の制御目標値となるようにトナーカートリッジから現像装置８０ＢＫ本体内にトナーを補給する図示しないトナー補給手段とを有している。現像剤は、磁性キャリアと、正規の帯電極性がマイナスのカラートナーであるブラックトナーとを含む二成分現像剤である。バイアス印加手段によって印加される現像バイアスは直流成分でなく交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【００５８】
現像装置８０ＢＫと現像装置８０Ｇとでは、用いるトナーの色に濃淡の差言い換えると濃度差があるが、その余については同様である。現像装置８０ＢＫと現像装置８０Ｇとで用いるトナーについてさらに説明すると、これらは互いに濃淡の異なる複数種の同色トナーとなっており、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、前者の方が濃い濃度となるように、それぞれのトナーに含まれる顔料量が調整されている。
【００５９】
これにより、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、トナー像を形成した場合の明るさが互いに異なっている。かかる顔料量の調整は、かかる明るさが、後述する所定の関係を満たすように行われている。なお、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーの色濃度は一般的に用いられる濃度であり、現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーの色濃度がかかる関係を満たすように調整されている。
【００６０】
感光体ドラム２０ＢＫの表面の、帯電装置３０ＢＫと現像装置８０ＢＫとの間には光走査装置８ＢＫから出射されたビームＬＢＫが照射され、帯電装置３０ＢＫにより帯電された後の感光体ドラム２０ＢＫの表面の被走査面が露光され、現像装置８０ＢＫによってブラックトナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込まれるようになっており、このビームＬＢＫが照射される部分は露光部となっている。
【００６１】
クリーニング装置７０ＢＫは、その先端が感光体ドラム２０ＢＫに当接し感光体ドラム２０ＢＫ上の転写残留物である転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニング部材としての図示しないクリーニングブレードと、回収した転写残トナーを廃トナータンクに搬送して回収する図示しない廃トナー搬送手段とを有している。クリーニング装置７０ＢＫは、クリーニングブレードとともにあるいはクリーニングブレードに代えてファーブラシローラを用いてもよいし、磁気ブラシクリーニング方式を採用しても良い。
【００６２】
以上のような構成の画像ステーション６０ＢＫにおいては、画像形成時において、感光体ドラム２０ＢＫは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０ＢＫにより表面を一様に帯電され、光走査装置８ＢＫからの光の露光走査により、露光部言い換えると照射部における感光体ドラム２０ＢＫの電位が減衰してブラック色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０ＢＫによりブラック色のトナーにより現像され、現像により得られたブラック色のトナー像を１次転写ローラ１２ＢＫによって形成される一次転写電界、ニップ圧によりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置７０ＢＫにより除去されて除電装置９０ＢＫ、帯電装置３０ＢＫによる次の除電、帯電に供される。
【００６３】
このような構成の画像形成装置１００において、複写を行うときには、自動原稿給紙装置２２の原稿台２２ａに原稿をセットするか、自動原稿給紙装置２２を上方に回動してコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置したうえで自動原稿給紙装置２２を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態としたうえで、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、自動原稿給紙装置２２にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス２１ａ上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置１００をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置１００に接続したＰＣ等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
【００６４】
複写を行う場合であって、原稿を原稿台２２ａにセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス２１ａ上に送り出されてから読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス２１ａ上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、画像処理装置として機能する制御手段９９によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像に対応した画像データが生成される。
【００６５】
生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、画像処理装置として機能する制御手段９９によって、後述する画像処理方法により、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画像を表現するための中間調トナーパターンが生成されるとともに、ブラック色の画像を表現するための中間調トナーパターンが、現像装置８０Ｇで用いられる薄い色濃度のトナーによって現像するためのパターンと、現像装置８０ＢＫで用いられる濃い色濃度のトナーによって現像するためのパターンとの合成パターンとして生成される。
【００６６】
そして、これらのパターンを用いて、上述の構成の各画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫのそれぞれにおいてイエロー、マゼンタ、シアン、グレー、ブラックの画像形成が行われ、転写ベルト１１上及び転写紙上においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像が形成されるように、上述の構成の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫが作動する。
【００６７】
また、かかる原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジである画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、７０Ｇ、６０ＢＫ内の各機器や、転写ベルトユニット１０、２次転写ユニット７６、定着装置６等がそれぞれ駆動を開始する。
【００６８】
画像ステーション６０ＢＫにおいては、上述したように、感光体ドラム２０ＢＫは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０ＢＫにより表面を一様に帯電され、光走査装置８ＢＫにより静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０ＢＫによりブラック色のトナーにより現像され、ブラック色のトナー像を１次転写ローラ１２ＢＫによって転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置７０ＢＫにより除去されて除電装置９０ＢＫ、帯電装置３０ＢＫによる次の除電、帯電に供される。
【００６９】
他の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｇにおいても同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｇにより、感光体ドラム２０ＢＫからの１次転写に先立って、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。このとき１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｇ、１２ＢＫには、トナーの正規の帯電極性である負極性とは逆の正極性の電圧が印加されるようになっている。
【００７０】
転写ベルト１１上に重ね合わされた、イエロー、マゼンタ、シアン、グレー、ブラックの５色のトナー像によって構成された、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色トナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写ニップまで移動し、転写紙に２次転写され、転写紙上にフルカラー画像が担持される。
【００７１】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、スタートボタンの押下により、シート給送装置２３の１つの給送ローラ２４が選択されこの回転によって対応する給紙カセット２５から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置３３の給送ローラ３５の回転によって手差しトレイ３４から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット９６から給紙ローラ９５によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ベルト５に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
【００７２】
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ベルト６４と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙上に良好なカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、切換爪９４の態位に応じて、排紙ローラ９８を経て排紙トレイ７５上にスタックされるか、または搬送ローラ９７を経て両面ユニット９６に進入して両面画像形成に備える。
【００７３】
一方、１次転写を終えた感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｇ、２０ＢＫは、クリーニング装置７０Ｙ、７０Ｃ、７０Ｍ、７０Ｇ、７０ＢＫによってこれに残留する転写残トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。また、２次転写を終えた転写ベルト１１は、中間転写ベルトクリーニング装置１４によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００７４】
このような画像形成動作を良好に行うにあたって、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて形成されるトナー像の濃度言い換えると画像濃度が一定に保たれることは重要である。
【００７５】
そのため、画像形成装置１００では、電源投入時、所定枚数の画像形成後等の所定のタイミングで、ユーザーの指定により行われる通常の画像形成とは別に、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて形成される画像すなわちトナー像の濃度言い換えるとトナーの付着量が適正になるように制御するための画像濃度調整モードとしてのプロセスコントロールを実行する。
【００７６】
画像形成装置１００におけるプロセスコントロール動作を概略的に説明すると、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｇ、６０ＢＫにおいて感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、６０Ｇ、２０ＢＫ上に画像パッチを形成し、各色の画像パッチをそれぞれ転写ベルト１１上の別領域に転写し、光学センサ５０により各色の画像パッチを光学的に読み取り、この読み取った画像パッチの濃度が適正濃度となるように、制御手段９９により、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｇ、３０ＢＫの電圧印加手段の出力の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫのバイアス印加手段の調整やトナー補給手段の駆動等を行う。
【００７７】
このとき、光学センサ５０により読み取った画像パッチの濃度に対応する出力電圧が制御手段９９に入力され、制御手段９９はかかる出力電圧を粉体付着量変換方法を用いた付着量変換アルゴリズムにより付着量変換して、その時点での現像能力を表す現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出を行い、この算出値に基づき、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｇ、３０ＢＫの電圧印加手段の出力の制御による帯電バイアス値の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫのバイアス印加手段の制御による現像バイアス値の調整、現像装置８０Ｙ、８０Ｃ、８０Ｍ、８０Ｇ、８０ＢＫにおけるトナー濃度検知手段によって検知されるべき制御目標値の変更等を行う。
【００７８】
以上述べたように、画像形成装置１００では、静電潜像をトナーで現像することで画像を得るようになっているが、このようないわゆる電子写真方式の画像形成装置では、一般に、トナーが、本来現像されるべき位置と異なる部分に散る、チリという現象が生じる。チリは、次に述べるように、色の安定性を低下させることによって画像品質を低下させる原因となる。
【００７９】
トナーのチリは、静電潜像の現像時にトナーが静電潜像と異なる位置に付着することによって生ずるほか、トナー像を記録媒体に転写するときにも生じ、また、画像形成装置１００のように中間転写を行う装置においては、中間転写体へのトナー像の転写時にも生ずる。
【００８０】
トナーのチリによって色安定性が低下することを以下説明する。
まず、画像の明るさを示す平均輝度値と、地肌部の平均輝度値との関係について説明する。
【００８１】
ここで、輝度値とは、１ピクセルの明るさを示す指標で、０〜２５５で表される。輝度値が0に近いほど明るさを持たず、黒に近づき、また、輝度値が２５５に近いほど明るさを持ち、白に近づく。平均輝度値とは、通常、画像の明るさを示す平均輝度値を意味し、画像に含まれる全ピクセルの輝度値の平均値を指している。地肌部の平均輝度値は地肌部の全ピクセルの輝度値の平均値を指す。
【００８２】
図３にこれら平均輝度値の関係を示す。同図から、画像の明るさは地肌部の明るさと非常に高い相関を持っていることが確認される。このことから地肌部の明るさの安定性が損なわれることが画像の明るさの安定性が損なわれることに繋がるといえる。したがって、チリが地肌部の明るさを変化させるならば、チリは画像の明るさの安定性を損なうこととなる。
【００８３】
次に、チリの発生と色安定性の関係について説明する。高面積率である画像を表現しようとすると、高面積率であるためにトナー付着量が増え、これに伴ってチリが数多く発生することとなる。
【００８４】
図４において、同図（ａ）に示されている画像の一部を拡大した同図（ｂ）では、斜め方向にほぼ等間隔で、トナーの付着部と地肌部とが交互に並んでいる。同図（ａ）及び同図（ｂ）から明らかなように、同図に示されている画像は、トナーの付着部の面積が比較的大きく、高面積率の画像となっている。そのため、同図（ｂ）に示されているように、地肌部にチリが多く発生している。同図（ｂ）の一部をさらに拡大した同図（ｃ）に示されているように、チリが地肌部に発生すると、光学的ドットゲインにより、チリ周辺の明るさが損なわれ、チリ周辺の地肌部が暗くなる。この光学的ドットゲインによる地肌部の明るさの低下の発生態様については、後に図５を参照して説明する。
【００８５】
チリは静電潜像に積極的に付着させたトナーでないため付着分布が不安定であることから、地肌部の輝度が不安定となり、結果として色安定性が損なわれる。すなわち、チリは地肌部の明るさを変化させ不安定にするため、画像の明るさの安定性を損ない、画像の色安定性を低下させる原因となる。
【００８６】
とくに、図４に示したのと同様に、高画像面積率の画像では、画像を表現するためにたとえば万線を用いる場合には、万線間の距離が狭くなり、地肌部の面積当たりのチリトナー数が増えるため、チリによる地肌部の明るさへの影響が大きくなり、これに起因して画像の色安定性への影響が大きくなる。
【００８７】
このような理由により、電子写真方式の画像形成装置は、オフセット印刷等に比べ、一般的に色安定性が劣っており、色安定性を高めることが要求されている。かといって、チリ対策としてチリの発生度に応じて画像形成条件を変更するようにすると、画像形成条件の変更によって、却って色の安定性が低下し得る。
【００８８】
そこで、画像形成装置１００では、ブラックの画像を形成する場合に、濃淡の異なる複数種のブラック色のトナーを用いて現像を行う現像装置８０Ｇ、８０ＢＫを用い、制御手段９９を、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを次のようにして生成する画像処理方法を実行する画像処理装置として機能させることで、チリによる画質低下への対策を行うようになっている。
【００８９】
ここで、すでに述べたように、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーと現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーとでは、前者の方が濃い濃度となるように、それぞれのトナーに含まれる顔料量が調整されているため、以下、現像装置８０Ｇで用いるブラック色のトナーをライトカラートナーといい、現像装置８０ＢＫで用いるブラック色のトナーを単にカラートナーというものとする。
【００９０】
画像処理装置として機能する制御手段９９は、概略的に、図５（ａ）に示すように、ライトカラートナーによるトナー像とカラートナーによるトナー像との重ね合わせが行われたときに、これらのトナー像がずれた位置に配されるように、ライトカラートナーによるパターンである現像パターンと、カラートナーによるパターンである現像パターンとを生成することによって、かかる中間調トナーパターンを生成する画像処理方法を実行するようになっている。このように、かかる画像処理方法は、濃淡の異なる複数種の同色トナーによるトナーパタン生成方法となっている。
【００９１】
同図（ａ）に示されているように、画像処理装置として機能する制御手段９９は、かかる中間調トナーパターンを、万線スクリーンによって形成するようになっている。万線スクリーンによる中間調トナーパターンの形成は、電子写真方式の画像形成装置において、画像安定性に優れるパターンの形成手法として良く用いられるものであって、滑らかな階調表現を実現する。画像形成装置１００においては、ブラック色以外の色の中間調パターンについても、万線スクリーンによるパターンで形成し、画像安定性を得ている。
【００９２】
同図（ａ）において、黒い斜線部分がカラートナーの付着部を示し、その間のグレーの斜線部分がライトカラートナーの付着部を示している。また、ライトカラートナーの付着部において、黒い丸は、トナーがチリとして付着した部分を示しており、この黒い丸の周辺部のグレーのリングは、チリによって発生した光学的ドットゲインによる地肌部の明るさ低下部分を示している。
【００９３】
同図（ｂ）は、ライトカラートナーによる現像を行わず、カラートナーの付着部の間は地肌部とした場合を示している。同図（ａ）と同図（ｂ）との対比から明らかなように、明るさが低下したリング状部分は、同図（ａ）に示した、ライトカラートナーによる現像を行った方が目立ちにくくなっている。
【００９４】
すなわち、従来の地肌部を、同図（ａ）に示すように、ライトカラートナーによっていわばマスキングすることで、明るさが低下したリング状部分と同じレベルの明るさとしている。これにより、チリによって発生した光学的ドットゲインによる地肌部の明るさ低下に起因する色安定性の悪化が大きく抑制されている。
【００９５】
そのため、同図（ａ）ではかかる明るさ低下の理解の容易のために、ライトカラートナーの明るさと、カラートナーのチリの周辺の明るさとを、若干異なって示しているが、これらが同じ明るさとなる関係を満たすように、ライトカラートナーとカラートナーとで、顔料量が調整されている。
【００９６】
同図（ａ）と同図（ｂ）とを対比すると、同図（ａ）のほうが、黒い斜線部分の幅が小さく、カラートナーの付着部分の面積が小さくなっており、同図（ａ）に示されている矢印の幅と同図（ｂ）に示されている矢印の幅とを対比すると明らかなように、ライトカラートナーの付着部分の幅が広くなっている。
【００９７】
これは、従来の地肌部にライトカラートナーを付着させることにより、カラートナーの付着面積を減らしても、全体としては、従来の、カラートナーのみで得ていた色と同じ色が得られるためである。その結果、カラートナーの消費量が少なくてすむとともに、カラートナーによる現像部分の面積率が減少することで、ライトカラートナーによる現像部分の面積あたりのカラートナーのチリも減少し、チリの影響が相乗的に低減される。
【００９８】
このように、同色で、かつ濃淡の異なる複数種のトナーの組み合わせで画像を形成することで、チリの色安定性への影響が抑制され、色安定性が向上するという利点が得られる。とくに、高画像面積率で低明度の場合にはチリが発生し易く、色安定性への影響が大きくなる傾向があるが、このような場合であっても、かかる影響は抑制され、色安定性が向上するため、かかる場合において得られる利点が大きい。このような利点は、濃淡の異なる複数種のトナーの組み合わせによって得られるものであるため、種類の数は２種類に限らず、３種類以上であっても良い。
【００９９】
図１２に、万線スクリーンを用いた、従来の中間調パターンの生成方法を示す。同図から分かるように、ドットを成長させることで面積率を増加させるドット成長方法を採用している。ドット部分は、本形態におけるカラートナーを用いて、現像を行う部分となっている。また、同図から、高面積率となり低明度となると、チリが発生し易くなり色安定性が損なわれることも分かる。
【０１００】
画像処理装置として機能する制御手段９９によって実行される画像処理方法においても、形成すべき画像の濃度に対応するように面積率を増加させるドット成長方法を採用している。
【０１０１】
ただし、このドット成長方法においては、図６に示すように、各濃度のトナーのためのパターンを、カラートナーのみならずライトカラートナーについても、形成すべき画像の濃度に対応するように、独立して、面積率を増加させながら生成させる。かかるパターンの生成にあたっては、濃度の薄いライトカラートナーのためのパターンから、濃度の濃いカラートナーのためのパターンの順に生成する。これにより、上述のように、カラートナーによるパターンの面積率が減少することによる利点が得られる。なお、濃淡の種類が３種類以上ある場合は、最も薄い濃度から最も濃い濃度へ順にパターンを生成すれば良い。
【０１０２】
また、かかるドット成長方法においては、図７に示すように、各濃度のトナーのためのパターンを、互いにずれるように生成する。具体的には、各パターンはそれぞれ、その傾斜方向が一定であるとともに、各傾斜方向が互いに異なる、所定のパターンによって形成されており、これによって、各パターンが互いにずれるようになっているとともに、重ね合わせが行われるようになっている。傾斜方向が互いに異なることで、各濃度のトナーのためのパターンが完全に重なってしまうことがなく、これにより、明るさが低下したリング状部分のマスキングがライトカラートナーによって行われるようになっている。
【０１０３】
以下、かかるドット成長方法及びこれを含む画像処理方法について、図６、図７、図８に沿って説明する。なお、一般の画像形成において形成される画像は、部分によって濃度言い換えると画像面積率が異なるため、ドット成長方法を用いて行われる各色のトナー像のためのパターンの成長も、当該部分における画像面積率が得られるまでに達したときに停止される。したがって、図６、図７、図８においても、正確には、当該部分における画像面積率が得られるまでに当該部分のパターンが成長したときには、その成長が停止されることが図示されるべきである。しかしながら、これらの図においてはその図示を省略している。これは、その成長が停止されるタイミングは、画像面積率が０％から１００％となるまでのいずれにおいても発生しうるため、便宜的に、かかる停止に関する図示を省略したものである。そのため、これらの図によれば、パターンの成長が、画像の全体で、画像面積率が０％から１００％となるまで連続して行われるかのような印象を受けるが、画像の全体がベタ画像でない限り、実際にはこのようなことはない。
【０１０４】
これらの図に沿って説明するドット成長方法及びこれを含む画像処理方法では、ドット成長の段階を、３段階に分けている。具体的に、１段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（１）、（２）及び図８におけるステップＳ１からステップＳ４までの、高明度のトナー像が形成される段階であり、２段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（３）、（４）及び図８におけるステップＳ５からステップＳ８までの、低明度のトナー像が形成される段階であり、３段階目は、図６、図７のそれぞれにおける（５）及び図８におけるステップＳ９、ステップＳ１０の、ベタ画像のトナー像が形成される段階である。
【０１０５】
１段階目の高明度のトナー像は、本形態では画像面積率が５０％以下の範囲とし、２段階目の低明度のトナー像は、画像面積率が５０％を超え９５％以下の範囲とし、３段階目のベタ画像のトナー像は、画像面積率が９５％を超え１００％以下の範囲としている。なおドット成長をこれらの画像面積率の範囲で３段階に分けたのは一例であり、画像形成装置１００の特性、転写紙の紙種、トナーの特性等に応じて、他の画像面積率の範囲で３段階に分けても良いし、３段階と異なる段階に分けても良い。このことは以下述べるα、βの値についても同様である。
【０１０６】
まず、図６、図７のそれぞれにおける（１）及び図８におけるステップＳ１、ステップＳ２に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率がα％となるまで継続する。なお、ここではα＝６０とされている。次いで、図６、図７のそれぞれにおける（２）及び図８におけるステップＳ３、ステップＳ４に示すように、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が５０％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が５０％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０７】
次に、図６、図７のそれぞれにおける（３）及び図８におけるステップＳ５、ステップＳ６に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率がβ％となるまで継続する。なお、ここではβ＝９８とされている。次いで、図６、図７のそれぞれにおける（４）及び図８におけるステップＳ７、ステップＳ８に示すように、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が９５％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が９５％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０８】
さらに、図６、図７のそれぞれにおける（５）及び図８におけるステップＳ９、ステップＳ１０に示すように、ライトカラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットを、画像面積率言い換えるとライトカラートナーの付着面積率が０％となるまで減少させるとともに、カラートナーで現像を行うべきパターンを構成するドットの成長を、画像面積率言い換えるとカラートナーの付着面積率が１００％となるまで継続する。ただし、すでに述べたように、形成すべき画像のうち画像面積率が１００％未満である部分については、当該画像面積に達したときにドットの成長が停止される。
【０１０９】
このようにライトカラートナーの付着面積率を減少させるのは、付着面積率が９５％を超えるベタ付近になると、既にチリの光学ドットゲインの影響を受けないほど、地肌部言い換えるとライトカラートナーによるマスク対象部分の明るさが損なわれており、かかる光学ドットゲインによる影響の減少に貢献するというライトカラートナーの役割が既に失われていることから、ライトカラートナーの節約を行うためである。
【０１１０】
以上のようにして、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンが生成されるように、ライトカラートナー、カラートナーのそれぞれのための重ね合せパターンを生成する重ね合せパターン生成ステップが行われる。ライトカラーのための重ね合せパターンを構成している万線スクリーンによる所定のパターンと、カラートナーのための重ね合わせパターンを構成している万線スクリーンによる所定のパターンとでは、傾斜が異なることで互いにずれているとともに、互いに重ね合わせが行われるようになっている。
【０１１１】
ライトカラートナーの節約を行うため、重ね合せパターン生成ステップに次いで、ライトカラーのための重ね合せパターンと、カラートナーのための重ね合わせパターンとのうち、重ね合せが生じている領域においては、高濃度のトナーであるカラートナーを付着させる後者のパターンを選択し、同領域における前者のパターンを削除する重ね合せ領域選択ステップを行い、各重ね合せパターンを非重ね合せパターンとして再構成するようにしても良い。重ね合せパターン生成ステップを第１のステップとし、第１のステップで生成される重ね合せパターンを第１のパターンとすれば、重ね合せ領域選択ステップは第２のステップといえ、また第２のステップで生成される非重ね合せパターンは第２のパターンといえる。
【０１１２】
以上のような画像処理方法により、光学的ドットゲインで暗くなってしまう地肌部と同程度の明るさを持つライトカラートナーを地肌部に付着させ、カラートナーが付着する部分以外の部分が、ライトカラートナーによって埋められ、ライトカラートナーで覆われるように現像されることとなって、何れのトナーも付着していない地肌部の面積が低減されるように中間調トナーパターンが生成される。これによって、すでに述べたように、チリの光学ドットゲインの影響が低減され、チリによる色変動が低減されることで、中間調画像の色安定性が向上する。
【０１１３】
かかる中間調トナーパターンの生成が、チリによる地肌部の明るさへの影響が大きい高面積率言い換えると低明度の画像を出力する際にも行われることで、かかる色安定性の向上は、とくに低明度部においてよく得られる。これは地肌部の濃度が濃くなる分だけカラートナーの付着面積が低減され、カラートナーによるチリ自体が低減されるためである。またカラートナーの付着面積の低減によってカラートナーの消費量も低減される。
【０１１４】
実機を用い、図６、図７、図８に示した画像処理方法に沿って行った次のような実験により、色安定性が向上することを確かめた。
なお、フルカラー画像形成を行う際に通常用いられるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像にてかかる利点が得られることを１つの装置で確かめるには、各色についてライトカラートナー、カラートナーでトナー像を形成するために、８ステーションを備えることを要する。しかしながら、実験では、次に示すように４ステーションの実機を用いることとしており、そのため、各色について実験を行うごとに各ステーションにおいて用いるトナーの組み合わせを変更することで、ステーション数の不足を補うこととした。すなわち、実験を行う色についてライトカラートナーを用いるステーションを設ける代わりに、他の色についてのステーションを省略し、常時４ステーションの構成とした。
【０１１５】
・実験条件
使用機種：ｉｍａｇｉｏ−ｍｐ−Ｃ３３００
使用トナー：ＳＰＲ−ＣＥトナー
紙種：７０Ｗ
計測チャート、計測箇所：図９に示すチャートの9箇所
Ｎ数：各色２０枚
出力面積率：７０％
ライトカラートナー：顔料量がカラートナーの顔料量の４０％になるように作成
ライトカラーの入力面積率α、β［％］は、それぞれ５０［％］、９０［％］である。
図９に示すように、実験に用いる出力画像は、全体が同一の面積率７０％となるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像とし、同図において小さな四角で示す９箇所について色安定性を計測した。
【０１１６】
・評価方法
算出項目：ページ内平均基準色差ΔＥ
ΔＥは、９箇所の測定箇所における平均を基準とした色差を示すために算出したものである。
【０１１７】
・評価結果
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について、出力画像のページ内平均基準色差：ΔＥの平均値＋３σを、上述のようにカラートナーとともにライトカラートナーを用いた場合と、カラートナーのみを用いた場合とで並べて示したところ、図１０のようになった。ΔＥの平均値＋３σは、値が大きいほど色安定性が悪いことを示す。
【０１１８】
同図から、イエローについてはその程度が低いものの、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色において、右側に示されているカラートナーとともにライトカラートナーを用いた場合の値が、左側に示されているカラートナーのみを用いた場合の値よりも小さくなっており、カラートナーとともにライトカラートナーを用いることによる色安定性の向上が確認された。イエローの改善効果が小さかった理由として、イエローは地肌部とのコントラストが他色に比べ小さいことから、チリの色安定性への影響が他色よりも小さいことが挙げられる。
【０１１９】
このことから、コントラストが大きい色ほど、濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いることで、色安定性改善の効果が現れることが分かった。よって、フルカラー画像形成を行う画像形成装置においては、すべての色について濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いることが、色安定性のために最も好ましいが、ステーション数を抑制するには、コントラストが大きい色について優先的に濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いるステーションを用いることが好ましい。この点、画像形成装置１００は、同図にも示されているように、一般にコントラストが大きいブラックについて、カラートナーとともにライトカラートナーを用いて画像形成を行うため、ステーション数を抑制したものとなっている。
【０１２０】
また、ステーション数を抑制するには、チリによる色安定性の低い色について優先的に濃淡の異なる複数種の同色トナーを用いるステーションを用いることが好ましい。なお、どの色がチリによる安定性が低いかは、トナーの性質等によって変わる。
【０１２１】
これらの理由により、本画像処理方法を適用した画像形成装置のステーション数は、本来の色数に、少なくとも１を加えた数となる。たとえば、モノカラーの画像形成装置においては、ステーション数は２以上となる。
【０１２２】
制御手段９９は、ＲＯＭに、以上述べた、入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法を実行するための画像処理プログラムを記憶している。この点、制御手段９９ないしＲＯＭは、画像処理プログラム記憶手段として機能している。かかる画像処理プログラムは、制御手段９９に備えられたＲＯＭのみならず、半導体媒体（たとえば、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）その他の記憶媒体に記憶可能であり、かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかる画像処理プログラムを記憶した場合に、かかる画像処理プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
【０１２３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
たとえば、画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、図１１に示すように、直接転写方式を採用可能である。図１１はタンデム型直接転写方式の画像形成装置の一部を示しており、上述の形態と同様の構成には同じ符号を付している。この画像形成装置では、上述の転写ベルト１１に代えて被転写体たる対向部材として、像担持体としての記録媒体搬送体である記録媒体搬送ベルトたるシート搬送ベルト１１’を有しており、通常の画像形成時には、シート搬送ベルト１１’で搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
【０１２５】
直接転写方式と間接転写方式とを比較すると、前者は、転写紙の搬送方向において、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫの上流側に図示しない給紙装置を、下流側に定着装置６を配置しなければならず、かかる搬送方向に大型化する傾向にあるのに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置可能であるため、給紙装置、定着装置６を画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｇ、６０ＢＫと重ねて配置可能であり、小型化が可能となる利点がある。また、前者は、転写紙の搬送方向における大型化を抑制するためには、定着装置６をシート搬送ベルト１１’に接近して配置することとなる。そのため、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置６を配置することが難しく、転写紙の先端が定着装置６に進入するときの衝撃（特に厚い転写紙で顕著となる）や、定着装置６を通過するときの転写紙の搬送速度と、シート搬送ベルト１１’による転写紙の搬送速度との速度差により、定着装置６が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすいのに対し、後者は、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置６を配置可能であり、定着装置６がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにし得る。これらの点では、近年では、タンデム型において、間接転写方式が注目されてきている。
【０１２６】
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの像担持体としての感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆるリボルバー現像、ロータリ現像を行う１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。この場合、被転写体は、かかる感光体ドラムから順次各色のトナー像を転写される場合には転写ベルト１１と同様の構成となり、かかる感光体ドラム上において重ね合わされた各色のトナー像を一括で転写される場合にはシート搬送ベルト１１’と同様の構成となる。
【０１２７】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、感光体ドラムが１つであるから、比較的小型化可能であり、コストも低減可能な利点はあるものの、１つの感光体ドラムを用いて複数回、本発明を適用する場合は５回の画像形成を繰り返してフルカラー画像、プロセスコントロール用の画像を形成するから、画像形成の高速化が難しく、これに対し、後者には、逆に大型化し、コスト高となり得るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。近年では、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
【０１２８】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
このような画像形成装置に用いる現像剤は、上述の画像処理方法が適用可能であれば、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。
【０１２９】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１３０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１３１】
８０Ｇ、８０ＢＫ 複数の現像手段
９９ 画像処理装置
１００ 画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特許第４３３２３７６号公報
【特許文献２】特開平０９−３２６９２７号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５３３９号公報
【特許文献４】特開２００５−２８４１３２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、
濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記中間調トナーパターンが生成されるように、前記濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、互いにずれた所定のパターンによって形成され重ね合せが行われる重ね合わせパターンを生成する重ね合せパターン生成ステップを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の画像処理方法において、
第１のステップにおいて、各濃度のトナーによる第１のパターンを、最も薄い濃度から最も濃い濃度へ順に生成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像処理方法において、
前記中間調トナーパターンを万線スクリーンによって形成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像処理方法において、
所定の濃度よりも薄い濃度のトナーによるパターンを形成するトナーの明るさと、当該所定の濃度のトナーのチリの周辺の明るさとは、同じ明るさとなる関係を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像処理方法において、
前記各濃度のトナーによるパターンを、前記画像の濃度に対応するように、面積率を増加させながら生成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像処理方法によって前記中間調トナーパターンを生成する画像処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像処理方法によって生成された前記中間調トナーパターンを用いて画像形成を行う、または、請求項７記載の画像処理装置を有しこの画像処理装置によって生成された前記中間調トナーパターンを用いて画像形成を行う画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記各濃度のトナーによるパターンに対応したトナー像を形成するために、前記各濃度のトナーのそれぞれを用いて当該パターンに対応した静電潜像を現像するための複数の現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８記載の画像形成装置であって、請求項５に従属した画像形成装置において、
前記複数の現像手段において用いる前記各濃度のトナーは、前記関係を満たすように、顔料量が調整されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
入力された画像データに対応する画像を表現するための中間調トナーパターンを生成する画像処理方法であって、
濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、ずれた位置に配される各濃度のトナーによるパターンを生成することで前記中間調トナーパターンを生成する画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記中間調トナーパターンが生成されるように、前記濃淡の異なる複数種の同色トナーによる、互いにずれた所定のパターンによって形成され重ね合せが行われる重ね合わせパターンを生成する重ね合せパターン生成ステップを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の画像処理方法において、
第１のステップにおいて、各濃度のトナーによる第１のパターンを、最も薄い濃度から最も濃い濃度へ順に生成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像処理方法において、
前記中間調トナーパターンを万線スクリーンによって形成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像処理方法において、
所定の濃度よりも薄い濃度のトナーによるパターンを形成するトナーの明るさと、当該所定の濃度のトナーのチリの周辺の明るさとは、同じ明るさとなる関係を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像処理方法において、
前記各濃度のトナーによるパターンを、前記画像の濃度に対応するように、面積率を増加させながら生成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像処理方法によって前記中間調トナーパターンを生成する画像処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像処理方法によって生成された前記中間調トナーパターンを用いて画像形成を行う、または、請求項７記載の画像処理装置を有しこの画像処理装置によって生成された前記中間調トナーパターンを用いて画像形成を行う画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記各濃度のトナーによるパターンに対応したトナー像を形成するために、前記各濃度のトナーのそれぞれを用いて当該パターンに対応した静電潜像を現像するための複数の現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８記載の画像形成装置であって、請求項５に従属した画像形成装置において、
前記複数の現像手段において用いる前記各濃度のトナーは、前記関係を満たすように、顔料量が調整されていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９２６９６（Ｐ２０１３−９２６９６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５３６３（Ｐ２０１１−２３５３６３）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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