JP2011007973A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データを画像メモリに記憶するよりも前の処理段階で印字率を算出し得る画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像データを入力するスキャナ部２０又はプリンタコントローラ６０と、画像データの印字画素数をカウントする印字カウンタ５と、画像データを印刷処理する前に一時的に記憶する画像メモリ２と、用紙に転写電流を印加することにより、画像データに基づいて感光体３１に現像されたトナー像を当該用紙に転写する転写装置３５と、用紙に分離電流を印加することにより、トナー像が転写された用紙を感光体３１から分離する分離装置３６と、制御部１と、を備える画像形成装置１００であって、制御部１は、画像データが画像メモリ２に一時的に記憶される前に、印字カウンタ５によりカウントされた印字画素数に基づいて画像データの印字率を算出し、印字率の情報に基づいて転写電界又は分離電界を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置における転写分離処理によれば、像担持体に形成されたトナー像が用紙に転写され、像担持体に密着している用紙が像担持体から分離される。分離容易性は、印字率が大きく影響する。

印字率が大きい場合、像担持体と用紙との間に多量のトナーが介在しているということであるから、像担持体と用紙との間の静電吸着力は弱く分離し易い。
一方、印字率が小さい場合、像担持体と用紙との間に少量のトナーしか介在していないということであるから、像担持体と用紙との間の静電吸着力は強く分離し難い。

特許文献１によれば、印字率に基づいて転写分離に関する制御を行う技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０００−８９６１４号公報

しかし、特許文献１の技術によれば、印字率が算出された画像データの印刷時に、算出された印字率に基づく転写分離の制御が行われるわけではない。算出された印字率は、印字率が算出された画像データ以降の印刷時の制御において用いられることになる。
つまり、特許文献１の技術では、転写分離の制御をリアルタイムで行うことができない。

本発明の課題は、入力された画像データを画像メモリに一時的に記憶するよりも前の処理段階で印字率を算出し得る画像形成装置を提供することである。

本発明によれば、
画像データを入力する入力部と、
前記入力された画像データの印字画素数をカウントする印字カウンタと、
前記入力された画像データを印刷処理する前に一時的に記憶する画像メモリと、
用紙に転写電界を印加することにより、前記入力された画像データに基づいて像担持体上に現像されたトナー像を当該用紙に転写する転写装置と、
前記用紙に分離電界を印加することにより、前記トナー像が転写された用紙を前記像担持体から分離する分離装置と、
制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、前記入力された画像データが前記画像メモリに一時的に記憶される前に、前記印字カウンタによりカウントされた印字画素数に基づいて前記入力された画像データの印字率を算出し、当該算出された印字率の情報に基づいて前記転写装置又は前記分離装置により前記用紙に印加される転写電界又は分離電界を制御する画像形成装置が提供される。

本発明によれば、入力された画像データが画像メモリに一時的に記憶されるまでに印字率を算出することができ、転写分離電流の制御をリアルタイムで行うことができる。

画像形成装置の全体構成図である。 画像形成部の全体構成図である。 画像形成装置の機能的構成図である。 印字カウンタの内部構成図である。 ＶＶ信号及びＨＶ信号のタイミングチャートを示す図である。 印字カウントブロックの内部構成図である。 全体処理のフロー図である。 転写電流値算出処理のフロー図である。 印字率算出処理のフロー図である。 第１のプロセス演算のフロー図である。 第２のプロセス演算のフロー図である。 全体処理の概念図である。

本実施形態における画像形成装置の構成及び動作について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に、画像形成装置１００の全体構成を示す。
画像形成装置１００は、自動原稿搬送部１０、スキャナ部２０、画像形成部３０、給紙部４０を備えて構成される。

自動原稿搬送部１０は、原稿載置トレイに置かれた原稿Ｄを一枚ずつ所定の搬送路に搬送する。
スキャナ部２０は、搬送される原稿Ｄに光源を照射し、原稿Ｄから反射される反射光を受光する。スキャナ部２０は、受光した光信号を電気信号（画像データ）に変換する。

画像形成部３０は、画像データに基づいて用紙Ｐ上に画像を形成（印刷処理）する。
給紙部４０は、トレイに複数種類の用紙Ｐを収容しており、所定の搬送路を介して画像形成部３０に用紙Ｐを給紙する。

図２に、画像形成部３０の全体構成を示す。
画像形成部３０は、像担持体として機能するドラム形状の感光体３１を備え、感光体３１の周辺には帯電装置３２、露光装置３３、現像装置３４、転写装置３５、分離装置３６、分離爪３７、クリーニング装置３８等を備えて構成される。なお、画像形成部３０は、用紙Ｐに転写された画像を加圧加熱して定着する定着装置３９を備えるがここでの図示は省略する。

帯電装置３２は感光体３１の表面を一様に帯電し、露光装置３３は画像データに基づいて感光体３１を露光して静電潜像を形成する。現像装置３４は感光体３１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。

転写装置３５は、トナーに帯電する極性とは逆極性の電荷を用紙Ｐに付加して転写電界を発生させ、感光体３１から用紙Ｐにトナー像を静電吸着させて転写する。
転写電界発生時に転写装置３５に供給される電流を転写電流という。

分離装置３６は、転写時とは逆極性の電荷を用紙Ｐに付加して分離電界を発生させ、静電吸着力を弱めて感光体３１から用紙Ｐを分離する。
分離電界発生時に分離装置３６に供給される電流を分離電流という。

分離爪３７は、分離装置３６による分離処理の後もなお感光体３１から用紙Ｐが分離されない場合に、感光体３１の表面に物理的に当接して感光体３１から用紙Ｐを分離する。

クリーニング装置３８は、感光体３１に残余のトナーをブラシやブレード等で除去する。

制御部１は、転写装置３５、分離装置３６、分離爪３７の動作を制御する。
具体的には、制御部１は転写電流の値、又は分離電流の値を制御して、必要な場合には分離爪３７を駆動させる。

図３に、画像形成装置１００の機能的構成を示す。
制御部１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えて構成される。
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている各種プログラム又はＲＡＭに展開された各種データ等との協働により各種演算を行い、図３に示す各部の動作を統括的に制御する。

印字カウンタ５は、画像データの全画素数及び予め定められた範囲の画素数のうち印字される画素数（以下、「印字画素数」）をサンプルとしてカウントする。ここでは、予め定められた範囲を画像先端部分として説明する。
印字カウンタ５は、カウントされた画素数の情報を制御部１に出力する。なお画像先端部分の印字率は、（画像先端部分の印字率）＝（印字画素数）／（全画素数）、により算出される。

図４Ａに、印字カウンタ５の内部構成を示す。
印字カウンタ５は、５つの印字カウントブロック５１〜５５を備えて構成される。
４つの印字カウントブロック５１〜５４は、回転処理が行われた場合に画像先端が入れ替わることを考慮して、４辺の印字画素数をカウントする。
また、残りの印字カウントブロック５５は、印字率測定のために画像データの全画素数をカウントする。

印字カウントブロック５１〜５５は、副走査方向同期信号（ＶＶ信号）、主走査方向同期信号（ＨＶ信号）、クロック信号（ＣＬＫ信号）、ＣＰＵＩ／Ｆ信号、画像データを入力する。

図４Ｂに、ＶＶ信号及びＨＶ信号のタイミングチャートを示す。
Ｖｓｅｔ１、Ｖｓｅｔ２は、副走査方向の任意の期間の信号を示し、用紙Ｐの進行方向（副走査方向）の画像有効期間を示す。
Ｈｓｅｔ１、Ｈｓｅｔ２は、主走査方向の任意の期間の信号を示し、用紙Ｐの進行方向とは垂直に交差する方向（主走査方向）の画像有効期間を示す。
斜め破線Ｌは、ＶＶ信号とＨＶ信号とではスケールが異なることを示す。

画像先端１０ｍｍの印字カウントを行う場合、制御部１によりＶｓｅｔ１＝１０ｍｍと設定される。なお、この場合、Ｖｓｅｔ２＝Ｈｓｅｔ１＝Ｈｓｅｔ２＝０ｍｍと設定される。

図４Ｃに、印字カウントブロック５１の内部構成を示す。
印字カウントブロック５１は、タイミング生成部５１１、カウンタ５１２、レジスタ５１３を備えて構成される。カウンタ５１２は、タイミング生成部５１１から出力されるタイミング信号に基づいて画像データの全画素数及び印字画素数をカウントしてレジスタ５１３に出力する。

図３に戻り、スキャナ部２０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）２１、読み取り系画像処理部２２、色変換処理部２３等を備えて構成される。

ＣＣＤ２１は、原稿Ｄからアナログの画像データを読み取り、読み取られた画像データを読み取り系画像処理部２２に出力する。

読み取り系画像処理部２２は、画像データにＡ／Ｄ変換等を行いＲＧＢの画像データを生成し、生成されたＲＧＢの画像データを色変換処理部２３に出力する。

色変換処理部２３は、ＲＧＢの画像データをＹＭＣＫの画像データに変換し、変換されたＹＭＣＫの画像データを画像メモリ２に出力する。

プリンタコントローラ６０は、画像展開部６１、色変換部６２、階調変換部６３等を備えて構成される。
また、プリンタコントローラ６０は、図示しない外部ＰＣによって生成されたＰＤＬ（Page Description Language；ページ記述言語）データを入力する。

画像展開部６１は、入力されたＰＤＬデータを図示しないＲＡＭに展開してＲＧＢの画像データにラスタライズする。

色変換部６２は、ラスタライズされたＲＧＢの画像データをＹＭＣＫの画像データに変換する。

階調変換部６３は、ＹＭＣＫの画像データに階調変換処理を行い、階調変換処理されたＹＭＣＫの画像データを画像メモリ２に出力する。

画像メモリ２は、揮発メモリ（ＤＲＡＭ；Dynamic Random Access Memory）により構成され、印刷処理前の画像データを一時的に記憶する。

画像処理部３は、画像データに圧縮処理、伸張処理、スクリーン処理等の各種画像処理を行い、画像処理された画像データを書き込み系処理部４に出力する。

書き込み系処理部４は、画像データに縮小処理、拡大処理、回転処理等の書込処理を行い、その後画像形成部３０に出力する。

画像形成部３０は、画像データを入力し、制御部１からの制御信号に基づいて印刷処理する。印刷処理については、図２の説明で既述した通りである。

図５を参照して、全体処理について説明する。
制御部１は、入力された画像データに対し、画像処理パラメータを設定する（ステップＳ１）。
ここで設定される画像処理パラメータには、例えばスクリーン処理や集約等の画像編集に関するパラメータが含まれる。
制御部１は、転写電流値を算出する処理を行う（ステップＳ２）。

図６を参照して、転写電流値を算出する処理について説明する。
制御部１は、ステップＳ１で設定された画像処理パラメータに集約があるか否か判断する（ステップＳ１１）。
集約とは、複数の画像データをまとめて1つの画像データにして印刷する処理をいう。画像データを集約した分だけ１枚の用紙に形成される画像は増え、印字率も大きくなる。

集約がある場合（ステップＳ１１；Ｙ）、制御部１は、集約後の画像データの先端部分の印字率、又は集約後の画像データの全体の印字率を算出する（ステップＳ１３）。

集約以外の画像処理、例えばオーバレイやオーバーライト等の処理によって印字率が変動するような場合も同様に、制御部１は画像処理後の画像データの印字率を算出する。

集約がない場合（ステップＳ１１；Ｎ）、制御部１は、現状の画像データの先端部分の印字率、又は現状の画像データの全体の印字率を算出する（ステップＳ１２）。

画像データの「先端部分」の印字率とは、用紙Ｐの進行方向において、予め定められた先端部分（例えば、先端から画像データ内部方向に向かって１０ｍｍまでの部分）の印字率をいう。

図７を参照して、印字率を算出する処理について説明する。
制御部１は、印字カウンタ５により、画像データの先端部分の画素数又は全画素数をサンプルとしてカウントする（ステップＳ２１）。

ここで、画像データの先端部分は回転処理により先端と後端とが入れ替わることがあること等を考慮して、制御部１は、画像データの４辺部分の画素数をサンプルとして設定する。

ここでいう「４辺部分」とは、先端部分となり得る４辺部分であって、各辺の端部から画像データ内部方向に向かって１０ｍｍまでの部分とする。

制御部１は、印字カウンタ５により、画像データの先端部分の印字画素数又は全体の印字画素数をカウントする（ステップＳ２２）。
なお、上記したように、先端部分の印字画素数は４辺分カウントされる。

制御部１は、入力される画像データが複数ある場合に、全ての画像データの取得を終了したか否か判断する（ステップＳ２３）。

終了していない場合（ステップＳ２３；Ｎ）、制御部１は待機する。
終了した場合（ステップＳ２３；Ｙ）、制御部１は、印字カウンタ５によりサンプルとしてカウントされた画素数及び印字画素数に基づいて、画像データの先端部分の印字率及び全体の印字率を算出する（ステップＳ２４）。

ここでは、制御部１は（印字率）＝（印字画素数）／（カウントされた画素数）、として印字率を算出するが、これに限られない。例えば、単に（印字率）＝（印字画素数）としてもよいし、（印字率）＝（印字画素数）／（予め定められた係数）、としてもよい。
なお、印字率は、画像処理される前の２値化画像データに基づき全体の画素数に対する印字画素数（ＯＮ画像数）の割合を求めることで算出するが、画像処理後の画像データに基づいて詳細な印字率を算出してもよい。

制御部１は、算出された先端部分の印字率及び全体の印字率を画像データのヘッダに書き込んで（ステップＳ２５）、印字率算出処理を終了する。
図５に戻り、制御部１は、プロセス演算を行う（ステップＳ１４）。

図８を参照して、第1のプロセス演算について説明する。
第1のプロセス演算では、制御部１により転写電流値が設定される。

制御部１は、先端部分の印字率が予め定められた値よりも低いか否か判断する（ステップＳ３１）。
先端部分の印字率が低い場合（ステップＳ３１；Ｙ）、制御部１は、先端部分の転写電流値を下げて分離性優先の設定を行い（ステップＳ３２）、第1のプロセス演算を終了する。

先端部分の印字率が低くない場合（ステップＳ３１；Ｎ）、制御部１は、先端部分の印字率が予め定められた値よりも高いか否か判断する（ステップＳ３３）。

先端部分の印字率が高くない場合（ステップＳ３３；Ｎ）、制御部１は、先端部分の転写電流値を現状維持して（ステップＳ３４）、第1のプロセス演算を終了する。

先端部分の印字率が高い場合（ステップＳ３３；Ｙ）、制御部１は、先端部分の転写電流値を上げて転写性優先の設定を行い（ステップＳ３５）、第1のプロセス演算を終了する。

図９を参照して、第2のプロセス演算について説明する。
制御部１は、先端部分の印字率が予め定められた値よりも低いか否か判断する（ステップＳ４１）。
先端部分の印字率が低い場合（ステップＳ４１；Ｙ）、制御部１は、分離爪３７を感光体３１に当接する設定を行い（ステップＳ４２）、第2のプロセス演算を終了する。

先端部分の印字率が低くない場合（ステップＳ４１；Ｎ）、制御部１は、分離爪３７を感光体３１に当接しない設定を行い（ステップＳ４３）、第2のプロセス演算を終了する。

図５に戻り、制御部１は、設定された転写電流値により印刷処理を行い（ステップＳ３）、全体処理を終了する。

図１０に、全体処理の概念図を示す。
スキャナ部２０又はプリンタコントローラ６０は、１ページ目の画像データ、２ページ目の画像データ、３ページ目の画像データ、…、を入力する。

制御部１のＲＡＭは、各画像データの入力完了時又は各画像データを画像メモリ２に一時的に記憶するよりも前に、算出された印字率の情報を記憶する。

画像メモリ２は、印字率が算出された後に圧縮処理等された画像データを一時的に記憶する。

画像形成部３０は、伸張処理等された画像データに基づいて印刷処理する。
転写装置３５は、印刷処理に同期して、画像データの先端部分が印刷される際の転写電流値を切り替える。

以上のように、本実施形態によれば、画像データが画像メモリ２に一時的に記憶されるまでに印字率を算出することができるため、転写分離電流の制御をリアルタイムで行うことができる。

また、算出された印字率の情報を画像データのヘッダに格納し、印刷時にはヘッダに格納された印字率の情報に基づいて転写分離電流の制御を行うことができる。画像データの入力順序と印刷順序とが異なる場合でも転写分離電流の制御を適切に行うことができる。

また、画像データを画像処理すると印字率が大きく変わるような場合には、画像処理後の画像データの印字率を算出し、算出された印字率の情報に基づいて転写分離電流の制御を行うことができる。

また、分離容易性は用紙Ｐの先端部分の静電吸着力に左右されるところが大きいため、画像データの先端部分の印字率だけを算出するとしてもよい。画像データの全画素数をサンプルとする必要がないから、印字率算出の処理を迅速に行うことができる。

また、画像データを回転処理する場合には先端と後端（又は先端と他の３辺）とが入れ替わることになるからこれを考慮して、画像データの４辺部分の印字率を予め算出するとしてもよい。回転処理後も常に、画像データの先端部分の印字率に基づいて転写分離電流の制御を行うことができる。

また、算出される印字率に基づいて、分離爪３７を感光体３１に当接する／しないを制御することができる。不要に分離爪３７を当接せずに済むため、感光体３１に与えるダメージを最小限とすることができる。

１００ 画像形成装置
１０ 自動原稿搬送部
２０ スキャナ部
３０ 画像形成部
３１ 感光体
３２ 帯電装置
３３ 露光装置
３４ 現像装置
３５ 転写装置
３６ 分離装置
３７ 分離爪
３８ クリーニング装置
３９ 定着装置
４０ 給紙部
１ 制御部
２ 画像メモリ
３ 画像処理部
４ 書き込み系処理部
５ 印字カウンタ

Claims (6)

1. 画像データを入力する入力部と、
   前記入力された画像データの印字画素数をカウントする印字カウンタと、
   前記入力された画像データを印刷処理する前に一時的に記憶する画像メモリと、
   用紙に転写電界を印加することにより、前記入力された画像データに基づいて像担持体上に現像されたトナー像を当該用紙に転写する転写装置と、
   前記用紙に分離電界を印加することにより、前記トナー像が転写された用紙を前記像担持体から分離する分離装置と、
   制御部と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記入力された画像データが前記画像メモリに一時的に記憶される前に、前記印字カウンタによりカウントされた印字画素数に基づいて前記入力された画像データの印字率を算出し、当該算出された印字率の情報に基づいて前記転写装置又は前記分離装置により前記用紙に印加される転写電界又は分離電界を制御する画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記印字率の情報を前記画像データのヘッダに格納し、当該格納された印字率の情報に基づいて、前記転写装置又は前記分離装置により前記用紙に印加される転写電界又は分離電界を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、画像処理の前後で前記画像データの印字率が変動する場合、画像処理後の画像データの印字率の情報に基づいて、前記転写装置又は前記分離装置により前記用紙に印加される転写電界又は分離電界を制御する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記用紙の進行方向において、予め定められた先端部分について前記画像データの印字率を算出し、当該算出された印字率の情報に基づいて前記転写装置又は前記分離装置により前記用紙に印加される転写電界又は分離電界を制御する請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記画像データが回転処理される場合、回転処理された後の前記先端部分について前記画像データの印字率を算出する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記分離装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に分離爪を備え、
   前記制御部は、前記印字率の情報に基づいて、前記分離爪の駆動を制御する請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。

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