説明

画像形成装置および画像処理方法

【課題】 簡易で且つ効果的に、問題となる干渉縞を目立たなくさせることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置において、所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返され、前記パルスの期間と前記ブランクの期間の少なくとも一方がランダムに変化するAC電圧波形を発生する電圧印加装置を有する現像バイアス電源S2により、画像形成に係る部材である現像スリーブ6aにバイアス電圧を印加することにより問題となる干渉縞を目立たなくさせることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関し、特にその画像における干渉縞発生の抑制に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置における現像ユニットとして、数100[V]のDC成分を重畳した数k[Hz]、数100[V]〜数k[V]のACバイアスを印加する電圧印加装置が知られている。このようなある特定の周波数成分を持つAC電圧を印加する装置は、現像ユニットの他に、帯電ユニットやクリーナユニット、その他各種の電気回路内で使われることが多い。
【0003】
ところで、前述の現像ACバイアスにおいて、図6(a)のような数k[Hz]の基本周波数の矩形波(以下、パルス)に、画質向上のためパルスを周期的にON、OFFとする図6(b)のようなマスクが掛け合わされ、図6(c)のような前記基本周波数とは異なるON,OFF周期の周波数特性を持つACバイアスを印加する装置が従来から知られている(特許文献1)。
【特許文献1】特開平10−10846号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述の従来例では以下のような問題がある。
ACバイアスに含まれる周期、例えばON,OFF周期と、その他別の周波数特性をもつ成分、例えばハーフトーン画像パターンとによる干渉によって画質劣化を引き起こす干渉縞が発生するといった場合がある。これは例えば、感光体のプロセス速度が50[mm/sec]で、基本周波数が4k[Hz]、マスクのONパルス数が6、OFFパルス数が3の現像ACバイアスと、200線のハーフトーン画像とが干渉する構成において、この構成で画像形成された画像を周波数変換した図8を用いて説明する。ACバイアスのON・OFF周期は画像周波数で8.89[cycle/mm]であり図中の100がそのスペクトルを示している。また、ハーフトーン画像は7.87[cycle/mm]であるので図中の101がそのスペクトルを示している。両者の周波数が近いため、両者の干渉によって発生する干渉縞が周波数1.02[cycle/mm]と低周波側に出ている(図中102)。
【0005】
ところで、一般に干渉縞の発生自体が必ずしも重大な画質劣化を引き起こすとは限らない。なぜなら、画質劣化を引き起こす干渉縞は、その画像周波数が人間の目で目立つ周波数より低い周波数成分を持つ場合であり、人間の目で目立つ周波数より高い周波数成分しか持たない干渉縞が発生したのであれば、画質は大きくは劣化しない。ただし、画像周波数が0もしくは限りなく0に近い画像周波数成分(以下、画像周波数0とする)の干渉縞であれば、画像の直流成分であるので目立つことはない。よって、画質劣化を引き起こす干渉縞は、画像周波数0を除く、人間の目で目立つ画像周波数より低い画像周波数成分を持つことである。この、人間の目で目立つ周波数とは、よく文献などに引用されている人間の視覚の解像度に対する応答値を表した図9等の視覚特性の観点から、例えば、5[cycle/mm]とするものである。
【0006】
よって、前述の構成で発生している干渉縞は、人間の目で目立つ周波数に比べ小さくなり、画質は大きく劣化する。
【0007】
このように、干渉縞による画質劣化が発生した場合、通常は干渉している片方の周波数、または両方の周波数を変更するべく、例えばACバイアスの基本周波数を変更したり、ON・OFF周期を変更したり、ハーフトーン画像パターンを変更したりして、画質劣化を回避する。しかし、現像プロセスで最適な基本周波数やON・OFF周期等があって自由には周波数を変更できない場合や、周波数変更によって帯電器などACバイアスを使っている他の電圧装置との新たな周波数干渉を起こす場合や、階調性や先鋭性などの画質の観点から画像パターンの変更が出来ない場合など、各種の制約条件によって、干渉を引き起こしている周波数を変更することが困難となり画質劣化を回避することができないという問題があった。
【0008】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易で且つ効果的に、問題となる干渉縞を目立たなくさせることのできる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の(1)のとおりに構成する。
【0010】
(1)所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返され、前記パルスの期間と前記ブランクの期間の少なくとも一方がランダムに変化するAC電圧波形を発生する電圧印加装置により、画像形成に係る部材にAC電圧を印加する画像形成装置。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、簡易で且つ効果的に、画質を大きく劣化させるような干渉縞の発生をなくすることができる。
【0012】
さらに、請求項3、7に記載の発明によれば、画像形成条件に応じた最適の画質が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例1】
【0014】
図2は、実施例1である“画像形成装置”の概略構成を示す図である。本実施例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のプリンタもしくは複写機である。
【0015】
図2において、1は被帯電体としての像担持体である。本実施例のものは、直径30[mm]、長さ300[mm]の電荷注入帯電性・負極性・回転ドラム型の電子写真OPC感光体であり、矢印aの時計方向に50[mm/sec]のプロセススピード(周速度)をもって回転駆動されている。
【0016】
2は感光体1に当接させた接触帯電部材としての磁気ブラシローラであり、磁気ブラシ部を感光体1に当接させて配設してあり、矢印の時計方向に50[mm/sec]の周速度をもって回転駆動されている。
【0017】
S1は、磁気ブラシローラ2に対する帯電バイアス印加電源である。本実施例においては、この電源S1から磁気ブラシローラ2に周波数1.5k[Hz]・Vpp(振幅、ピーク間電圧)1.0k[V]のAC成分と、−700[V]のDC成分を重畳した帯電バイアスを印加して回転感光体1の周面に電荷注入帯電処理している。
【0018】
この回転感光体1の帯電処理面に対して露光手段5により目的画像情報の露光(レーザビーム走査露光、原稿画像のスリット露光等)Lがなされることで、回転感光体1面に該露光画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0019】
ついでその静電潜像は現像装置6によりトナーが付着され、トナー像として順次可視像化される。本実施例における現像装置6は、ジャンピング現像方式の装置であり、現像剤担持部材としての回転現像スリーブ6aを感光体1から0.3[mm]離間させて配設し、現像スリーブ6aに電源S2より、周波数4k[Hz]・Vpp(振幅、ピーク間電圧)1.4k[V]のAC成分と、−300[V]のDC成分を重畳した後述する現像バイアスを印加している。又、トナーとしてはネガトナーを用いている。
【0020】
一方、不図示の給搬送装置から転写材Pが、感光体1の回転と同期どりされた適正なタイミングで感光体1と転写装置7との接触ニップ部である転写部tへ搬送され、転写部tに挟持搬送される。転写装置7は回転自在な転写ローラ7aを備え、この転写ローラ7aに対して電源S3から、転写部tを転写材Pが挟持搬送される間トナ一と逆極性の所定の転写バイアスが印加される。これにより転写材Pの裏面側がトナ一と逆極性に帯電されて感光体1上のトナー像が順次に転写材Pの表面に静電転写される。本実施例では、転写ローラ7aとして抵抗が5×10[Ω]の直径16[mm]の導電性ゴムローラを用い、+3500[V]のDC電圧を印加して転写を行っている。
【0021】
転写部tでトナー像の転写を受けた転写材Pは、感光体1面から分離されて不図示の定着装置へ搬送されてトナー像の定着を受け、その後装置本体外部に排出されるか、または、裏面にも像形成するものであれば、不図示の再搬送部により転写部tへ再搬送される。
【0022】
転写材Pに対する像転写後の感光体1は、クリーニング装置(クリーナ)9のクリーニングブレード9aによって残留トナー(転写残トナー)が除去され、繰り返して作像に供される。
【0023】
さてここで、本発明に係る、本実施例の現像ACバイアスとしてのAC電圧印加装置について、従来の現像ACバイアスと比較しつつ詳説する。
【0024】
図6は従来の現像ACバイアス波形で、図7の電圧印加装置によって生成される。図3は本実施例の現像ACバイアス波形で、図1の電圧印加装置によって生成される。
【0025】
図7のクロック50により図6(a)のような基本周波数4k[Hz]なる矩形パルス(以後、パルス)がAC発生器51で生成される。他方でROM54等メモリに保持されたパルス数6の情報とROM55等メモリに保持されたブランク数4の情報が参照されて図6(b)のようなマスク波形がマスク発生器52で生成される。そして、それらが掛け合わせられて図6(c)のような6パルス3ブランクが周期的に繰り返されるAC波形が作られる。そして、DC発生器53によって−500[V]に設定されたDC電圧が重畳されて、最終的には生成された現像ACバイアスが現像器に印加される。以上のような従来のAC電圧印加装置によって画像形成される場合、図4のような200線のハーフトーン画像と干渉し著しい画質劣化を引き起こす干渉縞が発生する。画像形成された画像を周波数変換した図8を用いて説明する。この干渉縞は、現像ACバイアスの6パルス3ブランクの画像周波数8.89[cycle/mm](100)と、ハーフトーン画像の画像周波数7.87[cycle/mm](101)とが干渉して発生したもので、その画像周波数は1.02[cycle/mm](102)と、人間の目にかなり目立つ低周波の干渉縞であるため著しい画質劣化を引き起こしたのである。
【0026】
次に本発明に係るAC電圧印加装置の説明をする。従来のAC電圧印加装置において、ブランク数を参照する回路に図1のようなランダムなブランク数55を加算する回路を設けることによって、従来例で問題となっていた干渉縞を目立たなくさせることが出来る。このランダムなブランク数は、生成されたパルスとブランクとの和である周期毎のタイミングで参照され、ランダムな数値を発生する装置によって計算される例えば0か1かのどちらかの数がランダムに生成されるもので、これを元々の固定ブランク数3(55)に加算し次回の参照タイミングまでの間のブランク数を決める。以上のような電圧印加装置によって生成された現像ACバイアス波形が、図3(c)である。
【0027】
従来例が9パルス(6パルス3ブランク)周期の定常的なACバイアスであったのに対して、本実施例では9パルスか10パルスの非定常な周期を持つACバイアスである。この非定常(ランダム)な周期性を持たせることにより、従来例であったACバイアスの特定の周波数(図8、100)が本実施例における図5の103ようにピークの周波数強度は小さくなりブロード状態(ホワイトノイズ化)になるため、この103によって生じる干渉縞104もピークの周波数強度は小さくなりブロード状態になり、しいては干渉縞を目立たなくさせることができる。
【0028】
よって、本実施例におけるAC電圧の干渉を引き起こす周期にランダムな周期性を持たせることによって、簡単な構成で干渉縞の発生を目立たなくさせることができる。
【0029】
なお、本実施例ではAC電圧と干渉する他方をハーフトーン画像であるとしてAC電圧の特定周波数をホワトノイズ化した。しかし、AC電圧と干渉する他方はハーフトーン画像に限らず、AC電圧と干渉するのであればどのようなものであってもよい。
【0030】
また、本実施例では現像器に電圧印加する装置で特定周波数をホワトノイズ化した。しかし、現像器に限らず、本実施例における帯電器に電圧印加する装置であってもよいし、画像形成装置で使われている電圧印加装置であればどのような電圧印加装置であってもよい。
【0031】
さらに、本実施例ではランダムなブランク数として0か1かのどちらかであった。しかし、特定周波数をなくするためであれば、どのような範囲でのランダムなブランク数であってもよい。また整数に限らなくてもよい。
【0032】
さらに、本実施例ではAC電圧に含まれる特定周波数をホワトノイズ化させるためブランク数をランダムとした。しかし、特定周波数をホワトノイズ化させるためであれば、パルスの数をランダムとしてもよく、基本的な(6パルス3ブランク)波形を毎周期ランダムな位相で振ってやるとしてもよい。
【0033】
以上説明したように、本実施例によれば、簡易で且つ効果的に、問題となる干渉縞を目立たなくさせることができる。
【実施例2】
【0034】
実施例2である“画像形成装置”について説明する。本実施例は、画像形成条件(使用環境等)に応じてACバイアスをランダムにするか、しないかを選択することを特徴とする。これは、画像形成条件が変わることによって問題となっていた干渉縞が発生しなくなる場合、例えばプロセススピードを半分にした場合やハーフトーン画像をユーザが変更した場合など(請求項の所定の画像形成条件に相当)で、例えば、図1の56で生成されるランダムブランク数を加算しないとするものである。ACバイアスの特定周波数をホワイトノイズ化した場合、画像の粒状性が増す傾向にあるため、画質向上の観点からランダム値を加算しない方が良いと判断されるためでもある。
【0035】
よって、本実施例によれば、画像形成条件に応じて最適条件を決定することにより、より好適な画質が得られる。
【0036】
なお、ランダムブランク数を加算するか否かの切替については、所定の画像形成条件に応じて自動的に行うようにしてもよいし、適宜の表示によりユーザに切替を促す構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】実施例1で用いるAC電圧印加装置の構成を示すブロック図
【図2】実施例1である“画像形成装置”の概略構成を示す図
【図3】図1に示すAC電圧印加装置の波形を示す図
【図4】ハーフトーン画像パターンを説明する図
【図5】実施例1におけるAC電圧の特定周波数のホワイトノイズ化を説明する図
【図6】従来例におけるAC電圧印加装置の波形を示す図
【図7】図6に示す波形を生成するAC電圧印加装置の構成を示すブロック図
【図8】従来例において、AC電圧と画像パターンとが干渉して発生する干渉縞を説明する図
【図9】人間の視覚の解像度に対する応答値を示す図
【符号の説明】
【0038】
6a 現像スリーブ
S2 現像バイアス電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返され、前記パルスの期間と前記ブランクの期間の少なくとも一方がランダムに変化するAC電圧波形を発生する電圧印加装置により、画像形成に係る部材にAC電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返されるAC電圧波形であって,該AC電圧波形の毎周期の位相がランダムに変化するAC電圧波形を発生する電圧印加装置により、画像形成に係る部材にAC電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の画像形成装置であって、
当該画像形成装置の所定の画像形成条件を検知する画像形成条件検知手段を備え、
前記画像形成条件検知手段の検知出力に応じて、前記電圧印加装置が発生するAC電圧波形をランダムに変化させるか否かを切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成に係る部材は、現像器および帯電器の少なくとも1つを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返され、前記パルスの期間と前記ブランクの期間の少なくとも一方がランダムに変化するAC電圧波形を、画像形成に係る部材に印加することを特徴とする画像形成装置における画像処理方法。
【請求項6】
所定周波数のパルスとブランクが周期的に繰り返されるAC電圧波形であって,該AC電圧波形の毎周期の位相がランダムに変化するAC電圧波形を、画像形成に係る部材に印加することを特徴とする画像形成装置における画像処理方法。
【請求項7】
請求項5または6に記載の画像形成装置における画像処理方法において、
当該画像形成装置の所定の画像形成条件に応じて、前記電圧印加装置が発生するAC電圧波形をランダムに変化させるか否かを決めることを特徴とする画像形成装置における画像処理方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2006−126579(P2006−126579A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−315869(P2004−315869)
【出願日】平成16年10月29日(2004.10.29)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】