画像形成装置およびその制御方法
【課題】 網点により画像を形成する際に、トナー消費量を低減しつつ、高画質な画像を形成する。
【解決手段】 電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段とを有する。
【解決手段】 電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により画像を形成するための画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置は、一般に、像担持体としての感光体ドラムと、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、および定着手段、を有する。電子写真方式は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に広く利用されている。
近年、画像形成装置はその普及に伴い、さらなる高付加価値化が要求されている。その１つとして、記録材（トナー）の消費量の低減が挙げられる。
そこで特許文献１には、形成する網点内部の一部の画素を非点灯画素にすることで、網点の輪郭形状を崩さずに網点内部のトナー膜厚を薄くする技術が記載されている。これにより、画像の濃度低下を抑制しつつ、トナー消費量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７０９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、記録媒体に記録材を定着させる際の定着条件については考慮されていない。そのため、トナー消費量を低減しつつ、高画質な画像を形成することができない場合が起こり得るという問題がある。
そこで本発明は、網点により画像を形成する際に、トナー消費量を低減しつつ、高画質な画像を形成することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画像の濃度低下を抑制しつつ、トナー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像処理装置及び画像形成装置の構成例を示すブロック図
【図２】タンデム型の画像形成部２０００の構成を示す例
【図３】タンデム型の画像形成部２０００の構成を示す例
【図４】プリンタドライバＵＩの一例
【図５】プリンタドライバの動作を示すフローチャート
【図６】ハーフトーン処理部の処理を示すフローチャート
【図７】ハーフトーン処理部における多値画像データの分割例
【図８】ハーフトーン処理部に保持する閾値マトリクスの例
【図９】ハーフトーン処理部における多値画像データのハーフトーン処理例
【図１０】各濃度域のハーフトーン画像の点灯画素削減例
【図１１】ハーフトーン画像の点灯画素１ドット削減例
【図１２】記録媒体上に転写された網点トナー像の断面模式図
【図１３】記録媒体上に定着された網点トナー像の断面模式図
【図１４】画像処理装置及び画像形成装置の構成例を示すブロック図
【図１５】ＰＷＭ処理の説明図
【図１６】ハーフトーン処理部の処理を示すフローチャート
【図１７】各濃度域のハーフトーン画像の点灯画素レベル低減例
【図１８】定着部２１１の構成を表す断面模式図
【図１９】実施例３による処理結果の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明を好適な実施例に従って詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【０００９】
［実施例１］
図１は本実施例１に適用可能な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
本実施例に係る画像形成装置は、プリンタドライバ１０とプリンタエンジン２０を有する。プリンタドライバ１０は、画像信号に対して画像処理条件に応じて画像処理を行う。プリンタエンジン２０は、画像信号に基づき制御されたプロセス条件に応じて電子写真方式により出力画像を形成する。より詳しくは、感光体、誘電体等の像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器によって現像する。現像された記録材を記録媒体上に転写し、転写された記録材を定着器により記録媒体に定着して画像を形成する。本発明は、このような構成と同じ若しくは同等の構成を有している画像形成装置であれば、適用することができる。また、プリンタエンジン２０が画像を形成する記録媒体は、コート紙、普通紙等の印刷用紙が考えられるが、これに限定されるものではない。
【００１１】
ここでは、アプリケーション１で作成した画像データを、プリンタドライバＵＩ（ユーザーインターフェース）１０を介してプリンタドライバ１１に入力し、プリンタドライバ１１を経由してプリンタエンジン２０で出力するものとする。
【００１２】
アプリケーション１は、図示しないハードディスクドライブ、コンピュータ、サーバ、ネットワークなどとのインターフェースを有し、プリンタドライバ１１に画像データを入力する。なお、本実施例では画像データとして、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）画像が入力された場合の例を説明する。
【００１３】
プリンタドライバＵＩ１０は、ユーザがトナー節約モードのオンオフを選択するためのトナー節約モード選択部１０１を有している。トナー節約モード選択部１０１において取得されたトナー節約モードは、プリンタドライバ１１に画像データとともに通知される。
【００１４】
プリンタドライバ１１は、内部にトナー節約モード判別部１１１と、色変換処理部１１２と、ハーフトーン処理部１１３と、ハーフトーン画像データ記憶部１１４とを備えている。
【００１５】
ここで、プリンタドライバ１１は機能を実現するソフトウェア（プログラム）に相当する。このソフトウェア（プログラム）は、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プロセッサ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する。
【００１６】
プリンタドライバ１１の処理の詳細について説明する。トナー節約モード判別部１１１は、画像データとともに外部から受け取ったトナー節約モードに従い、トナー節約モードを実行するか否かを判別する。
【００１７】
色変換処理部１１２は、ＲＧＢ画像データを、プリンタエンジン２０が利用可能であるトナー色に対応した、例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）などの複数色の色分解後画像データ（以下、多値画像データと呼ぶ）に変換する。このような色変換処理に当たっては、ＲＧＢのデータをデバイスに非依存である空間（例えばＬ＊ａ＊ｂ＊色空間やＸＹＺ色空間）に変換した後に、ＣＭＹＫ各色の多値画像データに変換するといった色空間の変換処理方法が採られる。変換されたＣＭＹＫ各色の多値画像データは例えば２５６階調の階調値を有している。なお、入力画像データはＲＧＢデータに限られない。例えば直接ＣＭＹＫ各色に対応する画像データを入力することも可能であり、その場合には色変換処理を行わなくてもよい。
【００１８】
ハーフトーン処理部１１３は、ドットのオン／オフのみで画像を形成する画像形成装置において、多階調データの階調値を擬似的に表現する為のハーフトーン処理を、各色の画像データに対して実行する。生成された２値の信号から成るハーフトーン画像データは、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に格納される。
【００１９】
なお、ハーフトーン処理の前段階においては、入力画像データの解像度を出力解像度に変換する解像度変換処理、ＣＭＹ３色の重なりからなるグレー成分を減らしてＫで置き換える下色除去処理、彩度や明るさを修正するガンマ補正処理などの所定の画像処理が施される。これら各処理自体の詳細については、従来のものと同様であるため説明を割愛する。
【００２０】
プリンタエンジン２０は、画像形成部２０００、画像形成制御部２００１を有し、画像形成部２０００の各種構成要素は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の画像形成制御部２００１によって制御される。また、画像形成制御部２００１内のＲＯＭには、本発明の各種処理を実行するためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵは、そのプログラムに基づいて各種処理を実行する。
【００２１】
次に、画像形成部２０００の構成の一例について説明する。図２は１ドラム型、図３はタンデム型の画像形成部２０の一例を示している。図中、２０１はレーザダイオード、２０２はポリゴンミラー、２０３は感光ドラム、２０４は露光器、２０５は帯電器、２０６は現像器、２０８は一次転写機、２１２は感光ドラムクリーナである。１ドラム型の場合は、複数色の現像器で、レーザダイオード、ポリゴンミラー、感光ドラム、露光器、帯電器、一次転写機、感光ドラムクリーナを共有している。一方、タンデム型の場合には、複数色の現像器ごとにそれぞれの機構を有している。また、２０７は中間転写ベルト、２０９は二次転写機、２１０は記録媒体、２１１は定着器、２１３は中間転写ベルトクリーナである。
【００２２】
まず、図２に示した１ドラム型の場合の動作の一例を説明する。画像記録部２０は、プリンタドライバ１１で生成されるハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４から読み出し画像記録処理を行う。レーザダイオード２０１は、ハーフトーン画像データを受けてレーザ光を放射する。放射されたレーザ光は、ポリゴンミラー２０２、ｆθレンズ（不図示）を経て、矢印方向に回転している像担持体である感光ドラム２０３上に露光走査される。これにより感光ドラム２０３上には静電潜像が形成される。
【００２３】
感光ドラム２０３は、露光器２０４で均一に除電された後、帯電器２０５により均一に帯電される。その後、先のレーザ光の露光走査を受けて、感光ドラム２０３上には、印刷画像に応じた静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、現像部２０６から供給されるトナーによって可視画像（トナー像）として現像される。
【００２４】
現像されたトナー像は、複数のローラ間に加張されて無端駆動される中間転写ベルト２０７上に、一次転写器２０８の作用によって転写される。
【００２５】
この動作を、現像部２０６において使用する各色の現像器（シアントナー現像器２０６Ｃ、マゼンタトナー現像器２０６Ｍ、イエロートナー現像器２０７Ｙ、ブラックトナー現像器２０６Ｋ）を切り換えながら複数回繰り返す。そして、中間転写ベルト２０７上に順次転写された複数色からなるトナー像は、二次転写器２０９により記録媒体２１０に転写される。記録媒体２１０は搬送され、定着器２１１を通り、トナー像を記録媒体２１０上に定着させる。そして記録媒体２１０は排出される。
【００２６】
また、感光ドラム２０３上に残った残留トナーは、クリーナ２１２で掻き落とされ、回収される。また、転写材２１０が分離された後、残留している中間転写ベルト２０７上の残留トナーは、ブレード等のクリーナ２１３によって掻き落とされる
次に、図３に示したタンデム型の場合の動作の一例を説明する。各色の感光ドラム２０３（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）上にトナーなどの記録材によって現像された画像が形成されるまでの動作は１ドラム型と同様である。各色感光ドラム上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト２０７上に、各色の一次転写器２０８（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の作用によって順次転写され、重ね合わされてゆく。
【００２７】
各色のトナー画像が転写されて重ね合わされた後、二次転写器２０９により記録媒体２１０に転写される。記録媒体２１０は搬送され、定着器２１１を通り、トナー像を記録媒体２１０上に定着させる。そして記録媒体２１０は排出される。
【００２８】
なお、本実施例では感光ドラム上に現像したトナー像を中間転写ベルト２０７上に一次転写し、複数色を重ね合わせた後、記録媒体に二次転写する方式の例を示した。しかしこれに限るものではなく、中間転写体を用いないで記録媒体を静電ベルトに吸着させて、記録媒体に感光ドラムから直接トナー像を転写する方式の画像形成装置に対しても有効である。
【００２９】
また、本実施例ではＣＭＹＫ４色の記録材を有した画像形成部の例を示したが、本発明は、ＣＭＹＫ４色に限られるものではなく、特色の記録材や、５種類以上の記録材を有する画像形成装置に対しても有効である。
【００３０】
次に、プリンタドライバＵＩ１０の一例を、図４を用いて説明する。
【００３１】
図４は、プリンタドライバＵＩの一例を示す図である。
【００３２】
画面１００はプリンタドライバＵＩ１０における印刷設定画面を示している。
【００３３】
領域１０１はトナー節約モード選択部であり、従来と比較してトナー消費量を低減する「トナー節約モード」を実行するか否かを選択するためのラジオボタン１０１１及び１０１２を有している。ラジオボタン１０１１はトナー節約モードを実行するモードを選択するためのコントロールボタンである。ラジオボタン１０１２はトナー節約モードを実行しないモードを選択するためのコントロールボタンである。
【００３４】
領域１０２は印刷ボタンであり、印刷設定画面１００で選択された印刷条件に基づいて印刷の実行を指示するためのコントロールボタンである。印刷ボタンが押下されると、プリンタドライバ１１に画像データとともにトナー節約モードを実行するか否かを通知する。
【００３５】
領域１０３はキャンセルボタンであり、印刷設定画面１００で選択された印刷条件を取り消すためのコントロールボタンである。
【００３６】
なお、本実施例で示すプリンタドライバＵＩ１０における印刷設定画面１００はあくまでも一例であり、同様の機能を有していれば、その他の構成であっても問題はない。
【００３７】
また、トナー節約モードは画像形成部が具備する不図示の操作パネルにおいて、直接選択することも可能である。
【００３８】
次に、プリンタドライバ１１の動作の具体例について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
プリンタドライバ１１に画像データとともにトナー節約モードが通知されると、Ｓ１０００において、トナー節約モードの設定内容が判別される。この判別結果に従って各部の処理が変更される。
【００４０】
Ｓ１０００においてトナー節約モードの判別結果がオフの場合には、通常モードの画像形成処理を行う。この場合には、Ｓ１０１１において画像形成制御部２００１に対して定着器２１１における定着工程の温度は定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ１に設定される。温度Ｆ＿ＴＥＭＰ１は通常の画像形成処理に設定される温度である。また、Ｓ１０１２において、画像データに対して色変換処理を行う。さらに、Ｓ１０１３において通常のハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。通常のハーフトーン処理は、網点内部に中空を作らない。Ｓ１００４にて生成されたハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に記録する。この条件で画像形成を行うことで、通常モード時の画像が形成される。
【００４１】
一方、Ｓ１０００においてトナー節約モードオンが判別された場合には、トナー節約モードの画像形成処理を行う。この場合には、Ｓ１０２１において画像形成制御部２００１に対して定着器２１１の温度が定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ２として設定される。定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ２は、通常時よりも高温である。すなわち、トナー節約モードオフの場合の定着温度はＦ＿ＴＥＭＰ１、トナー節約モードオフの場合の定着温度はＦ＿ＴＥＭＰ２であり、これらの関係はＦ＿ＴＥＭＰ１＜Ｆ＿ＴＥＭＰ２となる。また、Ｓ１０２２において、画像データに対して色変換処理を行う。さらに、Ｓ１０２３において網点内部に中空のあるハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。なお、Ｓ１０２３におけるハーフトーン処理の詳細は後述する。Ｓ１００４にて生成されたハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に記録する。この条件で画像形成を行うことで、トナー節約モード時の画像が形成される。
【００４２】
なお、トナー節約モード時に変更する定着条件として、本実施例では定着器２１１における定着温度を制御する例を示したが、その他の定着制御を変更する方法でもよい。例えば、プロセススピードの変更や、定着処理を複数回行う等によって定着時間を長くしたり、定着器２１１が記録媒体２１０に与える定着圧力を高くしたりしても、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
次に、トナー節約モードの判別結果がオンの場合の、ハーフトーン処理部１１３の処理の一例を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４４】
色変換処理部１１２で生成された多値画像データが、ハーフトーン処理部１１３に入力されると、Ｓ２００１において、多値画像データは閾値マトリクスサイズ毎に分割される。図７は、ハーフトーン処理部に用いられる閾値マトリクスのサイズが４×４である場合の、多値画像データの分割例を示している。Ｓ２００２において分割された領域内の各画素の階調値と各画素に対応する閾値マトリクスにおける閾値とを画素毎に比較する。閾値より画素値が大きければ点灯画素を出力し、閾値以下であれば非点灯画素を出力する。図８に、閾値マトリクスの一例を示す。また、図７で示した多値画像データに対して、図８で示した閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理をしたハーフトーン画像データを図９に示す。なお、ここでは８ビット階調画像の２値化の例を示したが、これに入力画像は８ビットに限定されるものではない。
【００４５】
次に、Ｓ２００３において、ハーフトーン処理したハーフトーン画像データから、点灯画素数Ｘをブロック毎にカウントする。その後、点灯画素数Ｘはハーフトーン処理部１１３に保持している遷移閾値（Ｔ１、Ｔ２）と比較される。
【００４６】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１よりも小さい、つまりＸ＜Ｔ１の場合、ハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００４７】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ２以上、つまりＴ２＜＝Ｘの場合、同様にハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００４８】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１以上であり、かつ遷移閾値Ｔ２よりも小さい、つまりＴ１＜＝Ｘ＜Ｔ２の場合、Ｓ２００４においてハーフトーン処理後の網点に対して網点中心の点灯画素を１ドット削減する。つまり、網点内部の点灯画素を非点灯画素に変更する。
【００４９】
図１０に、Ｔ１を６、Ｔ２を１２とした場合の、図９に示すハーフトーン画像データに対する点灯画素削減処理の結果を示す。
【００５０】
図７（Ａ）の入力画像データのように、点灯画素数が少ない（Ｘ＜Ｔ１）低濃度域の微小な網点に関しては、図１０（Ａ）のように点灯画素の削減を行わない。つまり低濃度領域において形成される微小な網点には、中空が形成されない。これは低濃度領域における微小な網点が、点灯画素が少なくなりすぎてドットの再現が不安定になることを防ぐためである。
【００５１】
また、図７（Ｂ）の入力画像データのように、Ｔ１＜＝Ｘ＜Ｔ２となる中間濃度域の網点に関して、図１０（Ｂ）のように点灯画素を削減する。つまり中濃度領域においては、網点の中心部に非点灯画素ができ、中空のある網点となる。これにより、網点の輪郭形状を崩さずに中空が形成されるが、光学的ドットゲインの影響により濃度低下は抑制される。したがって、濃度低下を招くことなく、網点部分のトナー消費量を低減することができる。
【００５２】
また、点灯画素数が多い高濃度域（Ｔ２＜＝Ｘ）における網点に関しては、図１０（Ｃ）のように点灯画素の削減を行わない。これにより、最大濃度時にすべての画素を点灯画素とすることができる。
【００５３】
なお、低濃度域側のドット削減開始点を与える遷移閾値Ｔ１は、網点の外郭を点灯画素に維持しながら、その内部に非点灯画素を配置できるよう設定される。一方、高濃度域側のドット削減開始点を与える遷移閾値Ｔ２は、中間濃度域でのみ網点内部に非点灯画素を配置するために設定される。ただし、これらの閾値設定に限らない。例えば、遷移閾値Ｔ２を与えずに遷移閾値Ｔ１以上の範囲を網点内部に非点灯画素を配置する処理としてもよいし、遷移閾値Ｔ１およびＴ２を与えずにすべての範囲で網点内部に非点灯画素を配置する処理としてもよい。
【００５４】
また、網点に中空を形成する際の点灯画素削減ドット数に関しては、１ドットに限られるものではなく削減ドット数を２ドット以上にしてもよい。このとき削減するドット数の設定には、印刷後の画像濃度が、所望の濃度となるように画像濃度域ごとに適宜設定することが望ましい。
【００５５】
また、複数の画像濃度域の境界を示す３つ以上の遷移閾値を保持しておき、ハーフトーン点灯画素数と遷移閾値とを比較した結果に応じて、複数の画像濃度域ごとに点灯画素削減ドット数を変更する処理としてもよい。
【００５６】
また、点灯画素削減ドットは、網点に中空を形成するために、ハーフトーン処理部１１３に保持している閾値マトリクスの閾値の小さい順、つまり網点の点灯順に削減することが望ましい。
【００５７】
また、点灯画素の削減ドット数は１つの網点範囲内で達成されていれば良い。たとえば網点内部のドット削減数をｎ＋１ドットとし、網点の外郭部をｎドット点灯画素に変更する処理としてもよい。図１１に、図９（Ｂ）の中間濃度のハーフトーン画像データを、網点の外郭部を１ドット点灯し、網点内部ドットを２ドット削減した例を示している。これにより、閾値マトリクス領域内では、点灯画素が１つだけ減ったことになるので、濃度低下を抑制しながら効率よく濃度を保つことができる。
【００５８】
Ｓ２００５においてディザ閾値マトリクスのサイズ毎に画像全体に対して処理を終了したか判断し、終了を判断すると生成した２値データを出力する。
【００５９】
この処理は各色の多値画像データそれぞれに対して、別々に実行されるものである。つまり、本実施例の場合ＣＭＹＫの各色多値画像データについてハーフトーン処理が行われることになる。なお、使用する閾値マトリクスについては各色同一のものを使用してもよいし、各色で異なるものを使用してもよい。
【００６０】
以上のとおり本実施例では、トナー節約モードがオフの場合、通常の画像形成が行われる。一方、トナー節約モードがオンの場合、ハーフトーン処理部１１３において網点に中空のあるハーフトーン画像データが生成される。このハーフトーン画像データを用いて感光ドラム２０３上に静電潜像を生成し、現像部２０６から供給されるトナーによって現像し、トナー像が記録媒体２１０に転写されると、網点内部のトナー付着量が低減されたトナー像が形成される。図１２に記録媒体上に転写された網点トナー像の断面模式図を示す。トナー節約モードの場合さらに、定着器２１１において従来よりも高温で定着することにより、網点外郭部のトナーの溶融度が高まり、網点内部の中空を埋める効果が高まる。図１３（Ａ）は従来温度で定着した場合の網点トナー像の断面模式図、図１３（Ｂ）は従来よりも高温で定着した場合の網点トナー像の断面模式図を示す。高温で定着することで、網点中空部が周囲のトナーにより十分埋められているのがわかる。これにより、定着条件を考慮しない場合と比べて、点灯画素数削減ドット数を多く設定することができ、色材（トナー）を効率よく使うことができる。従って本実施例によれば、濃度の低下を抑制しつつトナー消費量を低減することができる。
【００６１】
［実施例２］
上記実施例１では、網点の内部に中空ができるように、網点内部の点灯画素を非点灯画素に変更することで、トナー量を削減した。本実施例では、トナー消費量を低減する方法として、網点内部のトナー付着量が低下するように変調することを特徴とする。図１４は、実施例２に適用可能な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。実施例１に示した画像処理装置および画像形成装置と同様の構成については、同一の符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
プリンタドライバ１１は、トナー節約モード判別部１１１と、色変換処理部１１２と、ハーフトーン処理部１１５とハーフトーン画像データ記憶部１１６と、ＰＷＭ処理部１１７とを有する。
【００６３】
ＰＷＭ処理部１１７は、ハーフトーン画像データ記憶部１１６に格納されている多値のハーフトーン画像データに基づく多値画像信号と、所定周期の三角波信号との比較を行い、パルス幅変調されたレーザダイオード駆動信号を出力する。図１５は多値画像信号のＰＷＭ処理部１１７が施すＰＷＭ処理の例を示す。これにより、多値ハーフトーン画像データのレベルに応じてトナー付着量を制御可能となる。
【００６４】
図１６は、実施例２におけるハーフトーン処理部１１５の処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ２００１からＳ２００３までの処理は、実施例１におけるハーフトーン処理部１１３の処理と同等である。Ｓ２００３においてハーフトーン画像データから、点灯画素数Ｘをカウントし、ハーフトーン処理部１１３に保持している遷移閾値（Ｔ１、Ｔ２）と比較される。
【００６６】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１よりも小さい、つまりＸ＜Ｔ１の場合、ハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００６７】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ２以上、つまりＴ２＜＝Ｘの場合、同様にハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００６８】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１以上であり、かつ遷移閾値Ｔ２よりも小さい、つまりＴ１＜＝Ｘ＜Ｔ２の場合、Ｓ２００６においてハーフトーン処理後の網点に対して網点中心の１ドット点灯画素レベルを、５０％に低減する。
【００６９】
図１７に、遷移閾値Ｔ１を６、遷移閾値Ｔ２を１２とした場合の、図９に示すハーフトーン画像データに対する点灯画素レベル低減処理の結果を示す。
【００７０】
Ｔ１＜＝Ｘ＜Ｔ２である中間濃度域の網点に関して、図１７（Ｂ）のように点灯画素レベルを低減することにより、網点の輪郭形状を崩さずに網点内部のトナー付着量を低減することができる。そのため、画質劣化を招くことなく、トナー消費量を低減することができる。
【００７１】
また実施例２では、ＰＷＭ処理を用いることにより、網点内部の濃度をより自由に調整することができる。
【００７２】
［実施例３］
前述の実施例では、定着器２１１において従来よりも高温で定着することにより、トナーの溶融度を高めて網点内部のトナー付着量削減領域を埋めた。これにより、トナー消費量を低減する画像形成装置について説明した。
【００７３】
一般的に用いられるローラ方式の定着部は、定着方向によってトナー溶融後の広がり方が異なる。そこで、本実施例では、定着方向によるトナーの広がり異方性を考慮したハーフトーン画像データの生成について説明する。
【００７４】
図１８は、本実施例における画像形成装置に備えられた定着部２１１の構成を表す断面模式図である。
【００７５】
この定着部はローラ方式である。定着ローラ２１１１に加圧ローラ２１１２が図示しない加圧手段により圧接されている。定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２には、それぞれヒータ２１１３が内蔵されている。定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の温度は、ヒータ２１１３への供給電力をそれぞれ制御することにより調整できる。また、図示しない加圧手段により、定着ローラ２１１１と加圧ローラ２１１２間の圧接力を変更できるように構成されている。
【００７６】
また、定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の表面に接触又は近接して、温度検知手段としてのサーミスタ２１１４が配置されている。サーミスタ２１１４の検知出力に基づいて、定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の温度制御が行われる。未定着のトナー画像Ｔを担持する記録媒体Ｐが入口上ガイド２１１５と入口下ガイド２１１６との間の入口空間を経てニップ部Ｎに導入される。そしてこの記録媒体Ｐがニップ部Ｎで定着ローラ１表面と加圧ローラ２表面とにより挟持搬送され、この搬送過程で定着ローラ２１１１表面の熱とニップ部Ｎのニップ圧を受けることによって、トナー画像Ｔは転写シートＰ上に加熱定着される。さらにこの記録媒体Ｐの記録材搬送方向の先端が定着ローラ２１１１表面と接触している剥離爪２１１７に当たり定着ローラ２１１１表面から剥離される。これにより記録媒体Ｐは出口下ガイド２１１８を経て定着器から排出される。
【００７７】
上記定着器において、未定着のトナー画像Ｔは定着ローラ２１１１と加圧ローラ２１１２通過時に、ニップ部Ｎのニップ圧を受けて押し潰される。このとき、網点外郭のトナー凸部は押し広げられて、周囲のトナーが少ない領域を埋める。網点外郭部のトナーが押し広げられることによる濃度低下よりも、周囲のトナーが少ない領域を埋めることによる濃度上昇の方が大きいため、定着後の画像濃度は上昇する。従って、同じ濃度を出すために必要となるトナー量は減少することになり、画像形成におけるトナー消費量を低減できる。
【００７８】
さらに効果的にトナー消費量を削減するため、網点外郭部のトナーが押し広げられたときに、周囲のトナーが少ない領域を埋めやすい網点形状にすればよい。本実施例におけるローラ方式の定着器では、定着ニップＮにおいて定着方向に大きい圧力が加わるため、網点外郭のトナー凸部は定着方向により押し広げられる。
【００７９】
従って、網点内部の点灯画素を変更してトナー消費量を削減する方法として、定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー消費量削減画素ができるように、点灯画素を変更すればよい。
【００８０】
本実施例では、ハーフトーン処理部に用いられる閾値マトリクスのサイズが８×８の場合の、トナー節約モード時のハーフトーン処理の例を示す。図１９は、階調の異なる３つのハーフトーン画像データにおいて、網点内部ドットを定着方向に対して直交する角度方向により多くの削減した一例である。図１９（ａ）は、網点内部の４ドットを削減し、網点外郭の３ドットを点灯した例である。図１９（ｂ）は、網点内部の８ドットを削減し、網点外郭の７ドットを点灯した例である。図１９（ｃ）は、網点内部の４ドットを削減し、網点外郭の３ドットを点灯した例である。それぞれ、定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー付着量削減画素を形成している。
【００８１】
実施例１では、点灯画素削減ドットは、網点に中空を形成するために、ハーフトーン処理部１１３に保持している閾値マトリクスの閾値の小さい順、つまり網点の点灯順に削減した。しかし、本実施例では点灯画素削減ドットは網点の点灯順とは異なる順序で削減する。そのため、あらかじめ定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー付着量削減画素を形成するように削減順序を記憶しておき、点灯画素削減時には記憶された順序で削減される。
【００８２】
定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー消費量削減画素を形成することにより、定着時に網点外郭のトナー凸部を押し広げて周囲を埋める領域を効率的に大きくすることができる。従って、同じ濃度を出すために必要となるトナー量は減少することになり、画像形成におけるトナー消費量を低減できる。
【００８３】
なお、上記各実施例に限らず、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、上述した実施例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プロセッサ（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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により画像を形成するための画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置は、一般に、像担持体としての感光体ドラムと、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、および定着手段、を有する。電子写真方式は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に広く利用されている。
近年、画像形成装置はその普及に伴い、さらなる高付加価値化が要求されている。その１つとして、記録材（トナー）の消費量の低減が挙げられる。
そこで特許文献１には、形成する網点内部の一部の画素を非点灯画素にすることで、網点の輪郭形状を崩さずに網点内部のトナー膜厚を薄くする技術が記載されている。これにより、画像の濃度低下を抑制しつつ、トナー消費量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７０９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、記録媒体に記録材を定着させる際の定着条件については考慮されていない。そのため、トナー消費量を低減しつつ、高画質な画像を形成することができない場合が起こり得るという問題がある。
そこで本発明は、網点により画像を形成する際に、トナー消費量を低減しつつ、高画質な画像を形成することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画像の濃度低下を抑制しつつ、トナー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像処理装置及び画像形成装置の構成例を示すブロック図
【図２】タンデム型の画像形成部２０００の構成を示す例
【図３】タンデム型の画像形成部２０００の構成を示す例
【図４】プリンタドライバＵＩの一例
【図５】プリンタドライバの動作を示すフローチャート
【図６】ハーフトーン処理部の処理を示すフローチャート
【図７】ハーフトーン処理部における多値画像データの分割例
【図８】ハーフトーン処理部に保持する閾値マトリクスの例
【図９】ハーフトーン処理部における多値画像データのハーフトーン処理例
【図１０】各濃度域のハーフトーン画像の点灯画素削減例
【図１１】ハーフトーン画像の点灯画素１ドット削減例
【図１２】記録媒体上に転写された網点トナー像の断面模式図
【図１３】記録媒体上に定着された網点トナー像の断面模式図
【図１４】画像処理装置及び画像形成装置の構成例を示すブロック図
【図１５】ＰＷＭ処理の説明図
【図１６】ハーフトーン処理部の処理を示すフローチャート
【図１７】各濃度域のハーフトーン画像の点灯画素レベル低減例
【図１８】定着部２１１の構成を表す断面模式図
【図１９】実施例３による処理結果の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明を好適な実施例に従って詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【０００９】
［実施例１］
図１は本実施例１に適用可能な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
本実施例に係る画像形成装置は、プリンタドライバ１０とプリンタエンジン２０を有する。プリンタドライバ１０は、画像信号に対して画像処理条件に応じて画像処理を行う。プリンタエンジン２０は、画像信号に基づき制御されたプロセス条件に応じて電子写真方式により出力画像を形成する。より詳しくは、感光体、誘電体等の像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器によって現像する。現像された記録材を記録媒体上に転写し、転写された記録材を定着器により記録媒体に定着して画像を形成する。本発明は、このような構成と同じ若しくは同等の構成を有している画像形成装置であれば、適用することができる。また、プリンタエンジン２０が画像を形成する記録媒体は、コート紙、普通紙等の印刷用紙が考えられるが、これに限定されるものではない。
【００１１】
ここでは、アプリケーション１で作成した画像データを、プリンタドライバＵＩ（ユーザーインターフェース）１０を介してプリンタドライバ１１に入力し、プリンタドライバ１１を経由してプリンタエンジン２０で出力するものとする。
【００１２】
アプリケーション１は、図示しないハードディスクドライブ、コンピュータ、サーバ、ネットワークなどとのインターフェースを有し、プリンタドライバ１１に画像データを入力する。なお、本実施例では画像データとして、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）画像が入力された場合の例を説明する。
【００１３】
プリンタドライバＵＩ１０は、ユーザがトナー節約モードのオンオフを選択するためのトナー節約モード選択部１０１を有している。トナー節約モード選択部１０１において取得されたトナー節約モードは、プリンタドライバ１１に画像データとともに通知される。
【００１４】
プリンタドライバ１１は、内部にトナー節約モード判別部１１１と、色変換処理部１１２と、ハーフトーン処理部１１３と、ハーフトーン画像データ記憶部１１４とを備えている。
【００１５】
ここで、プリンタドライバ１１は機能を実現するソフトウェア（プログラム）に相当する。このソフトウェア（プログラム）は、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プロセッサ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する。
【００１６】
プリンタドライバ１１の処理の詳細について説明する。トナー節約モード判別部１１１は、画像データとともに外部から受け取ったトナー節約モードに従い、トナー節約モードを実行するか否かを判別する。
【００１７】
色変換処理部１１２は、ＲＧＢ画像データを、プリンタエンジン２０が利用可能であるトナー色に対応した、例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）などの複数色の色分解後画像データ（以下、多値画像データと呼ぶ）に変換する。このような色変換処理に当たっては、ＲＧＢのデータをデバイスに非依存である空間（例えばＬ＊ａ＊ｂ＊色空間やＸＹＺ色空間）に変換した後に、ＣＭＹＫ各色の多値画像データに変換するといった色空間の変換処理方法が採られる。変換されたＣＭＹＫ各色の多値画像データは例えば２５６階調の階調値を有している。なお、入力画像データはＲＧＢデータに限られない。例えば直接ＣＭＹＫ各色に対応する画像データを入力することも可能であり、その場合には色変換処理を行わなくてもよい。
【００１８】
ハーフトーン処理部１１３は、ドットのオン／オフのみで画像を形成する画像形成装置において、多階調データの階調値を擬似的に表現する為のハーフトーン処理を、各色の画像データに対して実行する。生成された２値の信号から成るハーフトーン画像データは、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に格納される。
【００１９】
なお、ハーフトーン処理の前段階においては、入力画像データの解像度を出力解像度に変換する解像度変換処理、ＣＭＹ３色の重なりからなるグレー成分を減らしてＫで置き換える下色除去処理、彩度や明るさを修正するガンマ補正処理などの所定の画像処理が施される。これら各処理自体の詳細については、従来のものと同様であるため説明を割愛する。
【００２０】
プリンタエンジン２０は、画像形成部２０００、画像形成制御部２００１を有し、画像形成部２０００の各種構成要素は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の画像形成制御部２００１によって制御される。また、画像形成制御部２００１内のＲＯＭには、本発明の各種処理を実行するためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵは、そのプログラムに基づいて各種処理を実行する。
【００２１】
次に、画像形成部２０００の構成の一例について説明する。図２は１ドラム型、図３はタンデム型の画像形成部２０の一例を示している。図中、２０１はレーザダイオード、２０２はポリゴンミラー、２０３は感光ドラム、２０４は露光器、２０５は帯電器、２０６は現像器、２０８は一次転写機、２１２は感光ドラムクリーナである。１ドラム型の場合は、複数色の現像器で、レーザダイオード、ポリゴンミラー、感光ドラム、露光器、帯電器、一次転写機、感光ドラムクリーナを共有している。一方、タンデム型の場合には、複数色の現像器ごとにそれぞれの機構を有している。また、２０７は中間転写ベルト、２０９は二次転写機、２１０は記録媒体、２１１は定着器、２１３は中間転写ベルトクリーナである。
【００２２】
まず、図２に示した１ドラム型の場合の動作の一例を説明する。画像記録部２０は、プリンタドライバ１１で生成されるハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４から読み出し画像記録処理を行う。レーザダイオード２０１は、ハーフトーン画像データを受けてレーザ光を放射する。放射されたレーザ光は、ポリゴンミラー２０２、ｆθレンズ（不図示）を経て、矢印方向に回転している像担持体である感光ドラム２０３上に露光走査される。これにより感光ドラム２０３上には静電潜像が形成される。
【００２３】
感光ドラム２０３は、露光器２０４で均一に除電された後、帯電器２０５により均一に帯電される。その後、先のレーザ光の露光走査を受けて、感光ドラム２０３上には、印刷画像に応じた静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、現像部２０６から供給されるトナーによって可視画像（トナー像）として現像される。
【００２４】
現像されたトナー像は、複数のローラ間に加張されて無端駆動される中間転写ベルト２０７上に、一次転写器２０８の作用によって転写される。
【００２５】
この動作を、現像部２０６において使用する各色の現像器（シアントナー現像器２０６Ｃ、マゼンタトナー現像器２０６Ｍ、イエロートナー現像器２０７Ｙ、ブラックトナー現像器２０６Ｋ）を切り換えながら複数回繰り返す。そして、中間転写ベルト２０７上に順次転写された複数色からなるトナー像は、二次転写器２０９により記録媒体２１０に転写される。記録媒体２１０は搬送され、定着器２１１を通り、トナー像を記録媒体２１０上に定着させる。そして記録媒体２１０は排出される。
【００２６】
また、感光ドラム２０３上に残った残留トナーは、クリーナ２１２で掻き落とされ、回収される。また、転写材２１０が分離された後、残留している中間転写ベルト２０７上の残留トナーは、ブレード等のクリーナ２１３によって掻き落とされる
次に、図３に示したタンデム型の場合の動作の一例を説明する。各色の感光ドラム２０３（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）上にトナーなどの記録材によって現像された画像が形成されるまでの動作は１ドラム型と同様である。各色感光ドラム上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト２０７上に、各色の一次転写器２０８（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の作用によって順次転写され、重ね合わされてゆく。
【００２７】
各色のトナー画像が転写されて重ね合わされた後、二次転写器２０９により記録媒体２１０に転写される。記録媒体２１０は搬送され、定着器２１１を通り、トナー像を記録媒体２１０上に定着させる。そして記録媒体２１０は排出される。
【００２８】
なお、本実施例では感光ドラム上に現像したトナー像を中間転写ベルト２０７上に一次転写し、複数色を重ね合わせた後、記録媒体に二次転写する方式の例を示した。しかしこれに限るものではなく、中間転写体を用いないで記録媒体を静電ベルトに吸着させて、記録媒体に感光ドラムから直接トナー像を転写する方式の画像形成装置に対しても有効である。
【００２９】
また、本実施例ではＣＭＹＫ４色の記録材を有した画像形成部の例を示したが、本発明は、ＣＭＹＫ４色に限られるものではなく、特色の記録材や、５種類以上の記録材を有する画像形成装置に対しても有効である。
【００３０】
次に、プリンタドライバＵＩ１０の一例を、図４を用いて説明する。
【００３１】
図４は、プリンタドライバＵＩの一例を示す図である。
【００３２】
画面１００はプリンタドライバＵＩ１０における印刷設定画面を示している。
【００３３】
領域１０１はトナー節約モード選択部であり、従来と比較してトナー消費量を低減する「トナー節約モード」を実行するか否かを選択するためのラジオボタン１０１１及び１０１２を有している。ラジオボタン１０１１はトナー節約モードを実行するモードを選択するためのコントロールボタンである。ラジオボタン１０１２はトナー節約モードを実行しないモードを選択するためのコントロールボタンである。
【００３４】
領域１０２は印刷ボタンであり、印刷設定画面１００で選択された印刷条件に基づいて印刷の実行を指示するためのコントロールボタンである。印刷ボタンが押下されると、プリンタドライバ１１に画像データとともにトナー節約モードを実行するか否かを通知する。
【００３５】
領域１０３はキャンセルボタンであり、印刷設定画面１００で選択された印刷条件を取り消すためのコントロールボタンである。
【００３６】
なお、本実施例で示すプリンタドライバＵＩ１０における印刷設定画面１００はあくまでも一例であり、同様の機能を有していれば、その他の構成であっても問題はない。
【００３７】
また、トナー節約モードは画像形成部が具備する不図示の操作パネルにおいて、直接選択することも可能である。
【００３８】
次に、プリンタドライバ１１の動作の具体例について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
プリンタドライバ１１に画像データとともにトナー節約モードが通知されると、Ｓ１０００において、トナー節約モードの設定内容が判別される。この判別結果に従って各部の処理が変更される。
【００４０】
Ｓ１０００においてトナー節約モードの判別結果がオフの場合には、通常モードの画像形成処理を行う。この場合には、Ｓ１０１１において画像形成制御部２００１に対して定着器２１１における定着工程の温度は定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ１に設定される。温度Ｆ＿ＴＥＭＰ１は通常の画像形成処理に設定される温度である。また、Ｓ１０１２において、画像データに対して色変換処理を行う。さらに、Ｓ１０１３において通常のハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。通常のハーフトーン処理は、網点内部に中空を作らない。Ｓ１００４にて生成されたハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に記録する。この条件で画像形成を行うことで、通常モード時の画像が形成される。
【００４１】
一方、Ｓ１０００においてトナー節約モードオンが判別された場合には、トナー節約モードの画像形成処理を行う。この場合には、Ｓ１０２１において画像形成制御部２００１に対して定着器２１１の温度が定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ２として設定される。定着温度Ｆ＿ＴＥＭＰ２は、通常時よりも高温である。すなわち、トナー節約モードオフの場合の定着温度はＦ＿ＴＥＭＰ１、トナー節約モードオフの場合の定着温度はＦ＿ＴＥＭＰ２であり、これらの関係はＦ＿ＴＥＭＰ１＜Ｆ＿ＴＥＭＰ２となる。また、Ｓ１０２２において、画像データに対して色変換処理を行う。さらに、Ｓ１０２３において網点内部に中空のあるハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。なお、Ｓ１０２３におけるハーフトーン処理の詳細は後述する。Ｓ１００４にて生成されたハーフトーン画像データを、ハーフトーン画像データ記憶部１１４に記録する。この条件で画像形成を行うことで、トナー節約モード時の画像が形成される。
【００４２】
なお、トナー節約モード時に変更する定着条件として、本実施例では定着器２１１における定着温度を制御する例を示したが、その他の定着制御を変更する方法でもよい。例えば、プロセススピードの変更や、定着処理を複数回行う等によって定着時間を長くしたり、定着器２１１が記録媒体２１０に与える定着圧力を高くしたりしても、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
次に、トナー節約モードの判別結果がオンの場合の、ハーフトーン処理部１１３の処理の一例を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４４】
色変換処理部１１２で生成された多値画像データが、ハーフトーン処理部１１３に入力されると、Ｓ２００１において、多値画像データは閾値マトリクスサイズ毎に分割される。図７は、ハーフトーン処理部に用いられる閾値マトリクスのサイズが４×４である場合の、多値画像データの分割例を示している。Ｓ２００２において分割された領域内の各画素の階調値と各画素に対応する閾値マトリクスにおける閾値とを画素毎に比較する。閾値より画素値が大きければ点灯画素を出力し、閾値以下であれば非点灯画素を出力する。図８に、閾値マトリクスの一例を示す。また、図７で示した多値画像データに対して、図８で示した閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理をしたハーフトーン画像データを図９に示す。なお、ここでは８ビット階調画像の２値化の例を示したが、これに入力画像は８ビットに限定されるものではない。
【００４５】
次に、Ｓ２００３において、ハーフトーン処理したハーフトーン画像データから、点灯画素数Ｘをブロック毎にカウントする。その後、点灯画素数Ｘはハーフトーン処理部１１３に保持している遷移閾値（Ｔ１、Ｔ２）と比較される。
【００４６】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１よりも小さい、つまりＸ＜Ｔ１の場合、ハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００４７】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ２以上、つまりＴ２＜＝Ｘの場合、同様にハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００４８】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１以上であり、かつ遷移閾値Ｔ２よりも小さい、つまりＴ１＜＝Ｘ＜Ｔ２の場合、Ｓ２００４においてハーフトーン処理後の網点に対して網点中心の点灯画素を１ドット削減する。つまり、網点内部の点灯画素を非点灯画素に変更する。
【００４９】
図１０に、Ｔ１を６、Ｔ２を１２とした場合の、図９に示すハーフトーン画像データに対する点灯画素削減処理の結果を示す。
【００５０】
図７（Ａ）の入力画像データのように、点灯画素数が少ない（Ｘ＜Ｔ１）低濃度域の微小な網点に関しては、図１０（Ａ）のように点灯画素の削減を行わない。つまり低濃度領域において形成される微小な網点には、中空が形成されない。これは低濃度領域における微小な網点が、点灯画素が少なくなりすぎてドットの再現が不安定になることを防ぐためである。
【００５１】
また、図７（Ｂ）の入力画像データのように、Ｔ１＜＝Ｘ＜Ｔ２となる中間濃度域の網点に関して、図１０（Ｂ）のように点灯画素を削減する。つまり中濃度領域においては、網点の中心部に非点灯画素ができ、中空のある網点となる。これにより、網点の輪郭形状を崩さずに中空が形成されるが、光学的ドットゲインの影響により濃度低下は抑制される。したがって、濃度低下を招くことなく、網点部分のトナー消費量を低減することができる。
【００５２】
また、点灯画素数が多い高濃度域（Ｔ２＜＝Ｘ）における網点に関しては、図１０（Ｃ）のように点灯画素の削減を行わない。これにより、最大濃度時にすべての画素を点灯画素とすることができる。
【００５３】
なお、低濃度域側のドット削減開始点を与える遷移閾値Ｔ１は、網点の外郭を点灯画素に維持しながら、その内部に非点灯画素を配置できるよう設定される。一方、高濃度域側のドット削減開始点を与える遷移閾値Ｔ２は、中間濃度域でのみ網点内部に非点灯画素を配置するために設定される。ただし、これらの閾値設定に限らない。例えば、遷移閾値Ｔ２を与えずに遷移閾値Ｔ１以上の範囲を網点内部に非点灯画素を配置する処理としてもよいし、遷移閾値Ｔ１およびＴ２を与えずにすべての範囲で網点内部に非点灯画素を配置する処理としてもよい。
【００５４】
また、網点に中空を形成する際の点灯画素削減ドット数に関しては、１ドットに限られるものではなく削減ドット数を２ドット以上にしてもよい。このとき削減するドット数の設定には、印刷後の画像濃度が、所望の濃度となるように画像濃度域ごとに適宜設定することが望ましい。
【００５５】
また、複数の画像濃度域の境界を示す３つ以上の遷移閾値を保持しておき、ハーフトーン点灯画素数と遷移閾値とを比較した結果に応じて、複数の画像濃度域ごとに点灯画素削減ドット数を変更する処理としてもよい。
【００５６】
また、点灯画素削減ドットは、網点に中空を形成するために、ハーフトーン処理部１１３に保持している閾値マトリクスの閾値の小さい順、つまり網点の点灯順に削減することが望ましい。
【００５７】
また、点灯画素の削減ドット数は１つの網点範囲内で達成されていれば良い。たとえば網点内部のドット削減数をｎ＋１ドットとし、網点の外郭部をｎドット点灯画素に変更する処理としてもよい。図１１に、図９（Ｂ）の中間濃度のハーフトーン画像データを、網点の外郭部を１ドット点灯し、網点内部ドットを２ドット削減した例を示している。これにより、閾値マトリクス領域内では、点灯画素が１つだけ減ったことになるので、濃度低下を抑制しながら効率よく濃度を保つことができる。
【００５８】
Ｓ２００５においてディザ閾値マトリクスのサイズ毎に画像全体に対して処理を終了したか判断し、終了を判断すると生成した２値データを出力する。
【００５９】
この処理は各色の多値画像データそれぞれに対して、別々に実行されるものである。つまり、本実施例の場合ＣＭＹＫの各色多値画像データについてハーフトーン処理が行われることになる。なお、使用する閾値マトリクスについては各色同一のものを使用してもよいし、各色で異なるものを使用してもよい。
【００６０】
以上のとおり本実施例では、トナー節約モードがオフの場合、通常の画像形成が行われる。一方、トナー節約モードがオンの場合、ハーフトーン処理部１１３において網点に中空のあるハーフトーン画像データが生成される。このハーフトーン画像データを用いて感光ドラム２０３上に静電潜像を生成し、現像部２０６から供給されるトナーによって現像し、トナー像が記録媒体２１０に転写されると、網点内部のトナー付着量が低減されたトナー像が形成される。図１２に記録媒体上に転写された網点トナー像の断面模式図を示す。トナー節約モードの場合さらに、定着器２１１において従来よりも高温で定着することにより、網点外郭部のトナーの溶融度が高まり、網点内部の中空を埋める効果が高まる。図１３（Ａ）は従来温度で定着した場合の網点トナー像の断面模式図、図１３（Ｂ）は従来よりも高温で定着した場合の網点トナー像の断面模式図を示す。高温で定着することで、網点中空部が周囲のトナーにより十分埋められているのがわかる。これにより、定着条件を考慮しない場合と比べて、点灯画素数削減ドット数を多く設定することができ、色材（トナー）を効率よく使うことができる。従って本実施例によれば、濃度の低下を抑制しつつトナー消費量を低減することができる。
【００６１】
［実施例２］
上記実施例１では、網点の内部に中空ができるように、網点内部の点灯画素を非点灯画素に変更することで、トナー量を削減した。本実施例では、トナー消費量を低減する方法として、網点内部のトナー付着量が低下するように変調することを特徴とする。図１４は、実施例２に適用可能な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。実施例１に示した画像処理装置および画像形成装置と同様の構成については、同一の符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
プリンタドライバ１１は、トナー節約モード判別部１１１と、色変換処理部１１２と、ハーフトーン処理部１１５とハーフトーン画像データ記憶部１１６と、ＰＷＭ処理部１１７とを有する。
【００６３】
ＰＷＭ処理部１１７は、ハーフトーン画像データ記憶部１１６に格納されている多値のハーフトーン画像データに基づく多値画像信号と、所定周期の三角波信号との比較を行い、パルス幅変調されたレーザダイオード駆動信号を出力する。図１５は多値画像信号のＰＷＭ処理部１１７が施すＰＷＭ処理の例を示す。これにより、多値ハーフトーン画像データのレベルに応じてトナー付着量を制御可能となる。
【００６４】
図１６は、実施例２におけるハーフトーン処理部１１５の処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ２００１からＳ２００３までの処理は、実施例１におけるハーフトーン処理部１１３の処理と同等である。Ｓ２００３においてハーフトーン画像データから、点灯画素数Ｘをカウントし、ハーフトーン処理部１１３に保持している遷移閾値（Ｔ１、Ｔ２）と比較される。
【００６６】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１よりも小さい、つまりＸ＜Ｔ１の場合、ハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００６７】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ２以上、つまりＴ２＜＝Ｘの場合、同様にハーフトーン処理後の画像に対して何も処理をしない。
【００６８】
点灯画素数Ｘが遷移閾値Ｔ１以上であり、かつ遷移閾値Ｔ２よりも小さい、つまりＴ１＜＝Ｘ＜Ｔ２の場合、Ｓ２００６においてハーフトーン処理後の網点に対して網点中心の１ドット点灯画素レベルを、５０％に低減する。
【００６９】
図１７に、遷移閾値Ｔ１を６、遷移閾値Ｔ２を１２とした場合の、図９に示すハーフトーン画像データに対する点灯画素レベル低減処理の結果を示す。
【００７０】
Ｔ１＜＝Ｘ＜Ｔ２である中間濃度域の網点に関して、図１７（Ｂ）のように点灯画素レベルを低減することにより、網点の輪郭形状を崩さずに網点内部のトナー付着量を低減することができる。そのため、画質劣化を招くことなく、トナー消費量を低減することができる。
【００７１】
また実施例２では、ＰＷＭ処理を用いることにより、網点内部の濃度をより自由に調整することができる。
【００７２】
［実施例３］
前述の実施例では、定着器２１１において従来よりも高温で定着することにより、トナーの溶融度を高めて網点内部のトナー付着量削減領域を埋めた。これにより、トナー消費量を低減する画像形成装置について説明した。
【００７３】
一般的に用いられるローラ方式の定着部は、定着方向によってトナー溶融後の広がり方が異なる。そこで、本実施例では、定着方向によるトナーの広がり異方性を考慮したハーフトーン画像データの生成について説明する。
【００７４】
図１８は、本実施例における画像形成装置に備えられた定着部２１１の構成を表す断面模式図である。
【００７５】
この定着部はローラ方式である。定着ローラ２１１１に加圧ローラ２１１２が図示しない加圧手段により圧接されている。定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２には、それぞれヒータ２１１３が内蔵されている。定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の温度は、ヒータ２１１３への供給電力をそれぞれ制御することにより調整できる。また、図示しない加圧手段により、定着ローラ２１１１と加圧ローラ２１１２間の圧接力を変更できるように構成されている。
【００７６】
また、定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の表面に接触又は近接して、温度検知手段としてのサーミスタ２１１４が配置されている。サーミスタ２１１４の検知出力に基づいて、定着ローラ２１１１及び加圧ローラ２１１２の温度制御が行われる。未定着のトナー画像Ｔを担持する記録媒体Ｐが入口上ガイド２１１５と入口下ガイド２１１６との間の入口空間を経てニップ部Ｎに導入される。そしてこの記録媒体Ｐがニップ部Ｎで定着ローラ１表面と加圧ローラ２表面とにより挟持搬送され、この搬送過程で定着ローラ２１１１表面の熱とニップ部Ｎのニップ圧を受けることによって、トナー画像Ｔは転写シートＰ上に加熱定着される。さらにこの記録媒体Ｐの記録材搬送方向の先端が定着ローラ２１１１表面と接触している剥離爪２１１７に当たり定着ローラ２１１１表面から剥離される。これにより記録媒体Ｐは出口下ガイド２１１８を経て定着器から排出される。
【００７７】
上記定着器において、未定着のトナー画像Ｔは定着ローラ２１１１と加圧ローラ２１１２通過時に、ニップ部Ｎのニップ圧を受けて押し潰される。このとき、網点外郭のトナー凸部は押し広げられて、周囲のトナーが少ない領域を埋める。網点外郭部のトナーが押し広げられることによる濃度低下よりも、周囲のトナーが少ない領域を埋めることによる濃度上昇の方が大きいため、定着後の画像濃度は上昇する。従って、同じ濃度を出すために必要となるトナー量は減少することになり、画像形成におけるトナー消費量を低減できる。
【００７８】
さらに効果的にトナー消費量を削減するため、網点外郭部のトナーが押し広げられたときに、周囲のトナーが少ない領域を埋めやすい網点形状にすればよい。本実施例におけるローラ方式の定着器では、定着ニップＮにおいて定着方向に大きい圧力が加わるため、網点外郭のトナー凸部は定着方向により押し広げられる。
【００７９】
従って、網点内部の点灯画素を変更してトナー消費量を削減する方法として、定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー消費量削減画素ができるように、点灯画素を変更すればよい。
【００８０】
本実施例では、ハーフトーン処理部に用いられる閾値マトリクスのサイズが８×８の場合の、トナー節約モード時のハーフトーン処理の例を示す。図１９は、階調の異なる３つのハーフトーン画像データにおいて、網点内部ドットを定着方向に対して直交する角度方向により多くの削減した一例である。図１９（ａ）は、網点内部の４ドットを削減し、網点外郭の３ドットを点灯した例である。図１９（ｂ）は、網点内部の８ドットを削減し、網点外郭の７ドットを点灯した例である。図１９（ｃ）は、網点内部の４ドットを削減し、網点外郭の３ドットを点灯した例である。それぞれ、定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー付着量削減画素を形成している。
【００８１】
実施例１では、点灯画素削減ドットは、網点に中空を形成するために、ハーフトーン処理部１１３に保持している閾値マトリクスの閾値の小さい順、つまり網点の点灯順に削減した。しかし、本実施例では点灯画素削減ドットは網点の点灯順とは異なる順序で削減する。そのため、あらかじめ定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー付着量削減画素を形成するように削減順序を記憶しておき、点灯画素削減時には記憶された順序で削減される。
【００８２】
定着方向に対して直交する角度方向に、より多くのトナー消費量削減画素を形成することにより、定着時に網点外郭のトナー凸部を押し広げて周囲を埋める領域を効率的に大きくすることができる。従って、同じ濃度を出すために必要となるトナー量は減少することになり、画像形成におけるトナー消費量を低減できる。
【００８３】
なお、上記各実施例に限らず、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、上述した実施例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プロセッサ（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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、
画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、
入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、
前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、
前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記領域内の点灯画素数が所定の範囲内である場合に、前記点灯画素の一部を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着制御手段は、前記節約モードが設定されない場合に比べて、高い定着温度、長い定着時間、または大きい定着圧力の少なくとも１つを定着条件として制御することを特徴とする請求項１または請求項２の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記点灯画素の一部を非点灯画素に変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記点灯画素のうちＮドットを非点灯画素に変更し、前記網点の外郭に（Ｎ−１）ドットの非点灯画素を点灯画素に変更することを特徴とする請求項１または請求項２の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
さらに、前記ハーフトーン処理された画像データに対してＰＷＭ処理をするＰＷＭ処理手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記点灯画素の一部の変更は、網点中心部である画素のうち、定着方向と直交する角度方向の画素に優先して変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
コンピュータに読み込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１乃至７の何れか一項に記載された画像形成装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
電子写真方式により画像を形成する画像形成方法であって、
設定手段、ハーフトーン処理手段、変更手段、画像形成手段、定着制御手段とを有し、前記設定手段は、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定し、
前記ハーフトーン処理手段は、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理をし、
前記変更手段は、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更し、
前記画像形成手段は、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成し、前記定着制御手段は、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、
画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定する設定手段と、
入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、
前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更する変更手段と、
前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段と、
前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御する定着制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記領域内の点灯画素数が所定の範囲内である場合に、前記点灯画素の一部を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着制御手段は、前記節約モードが設定されない場合に比べて、高い定着温度、長い定着時間、または大きい定着圧力の少なくとも１つを定着条件として制御することを特徴とする請求項１または請求項２の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記点灯画素の一部を非点灯画素に変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記点灯画素のうちＮドットを非点灯画素に変更し、前記網点の外郭に（Ｎ−１）ドットの非点灯画素を点灯画素に変更することを特徴とする請求項１または請求項２の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
さらに、前記ハーフトーン処理された画像データに対してＰＷＭ処理をするＰＷＭ処理手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記点灯画素の一部の変更は、網点中心部である画素のうち、定着方向と直交する角度方向の画素に優先して変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
コンピュータに読み込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１乃至７の何れか一項に記載された画像形成装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１０】
電子写真方式により画像を形成する画像形成方法であって、
設定手段、ハーフトーン処理手段、変更手段、画像形成手段、定着制御手段とを有し、前記設定手段は、画像形成に使用される記録材の消費量を低減する節約モードを設定し、
前記ハーフトーン処理手段は、入力された画像データに対して、閾値マトリクスを用いてハーフトーン処理をし、
前記変更手段は、前記設定手段により前記節約モードが設定された場合、前記ハーフトーン処理された画像データにおいて、形成する網点の中心部の画素値が小さくなるように閾値マトリクスに対応する領域内の点灯画素の一部を変更し、
前記画像形成手段は、前記変更手段から得られる画像データに基づいて画像を形成し、前記定着制御手段は、前記設定手段により前記節約モードが設定されるか否かに応じて、前記画像形成における定着条件を制御す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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−７８１１９（Ｐ２０１３−７８１１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０２８５８（Ｐ２０１２−２０２８５８）
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]