JP2006301070A - 画像形成装置及びホストコンピュータ - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の主走査方向に対して不均一に配置された特定パターンを連続して大量に作像した場合、構成部材の耐久寿命を著しく低下させるなどの不具合があり大きな課題であった。
【解決手段】 主走査方向に複数分割された画像信号カウンタの出力から、出力画像データの主走査方向の画像不均一を検知し画像データを回転させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は画像形成装置及びホストコンピュータに関し、電子写真方式あるいは静電記録方式にて、各色成分トナー像を記録材上に転写して画像を得るフルカラー画像形成装置と、ネットワークを介してホストコンピュータと接続された複数の画像形成装置に関するものである。

従来、カラー画像形成装置として、図１のような装置がある。現像手段は、マゼンタトナー現像器３Ｍ、シアントナー現像器３Ｃ、イエロートナー現像器３Ｙ、ブラックトナー現像器３Ｋから構成される回転式現像器３は、図示しない回転支持装置によって回転可能に支持されており、前述したカラートナー現像器が順次感光体ドラム４に対向して、各色トナーによる現像が行われる。

上記現像手段の構成において、感光体ドラム４が所定の角速度をもって回転駆動され、その感光体ドラム表面を帯電器８によって一様に帯電する。次に第１色目（例えばマゼンタ）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置によってレーザビームを露光走査させることで感光体上に第１色目の静電潜像を形成され、第１色目のマゼンタトナー現像器３Ｍによって現像、可視化される。この可視化された第１のトナー像は、感光体ドラム４に所定の押圧力を持って圧接されながら回転駆動される中間転写体５上に転写される。

前記転写工程を他のトナー（シアン、イエロー、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各現像器に内包された各色トナーによるトナー像を中間転写体５上に順次転写、積層することによりカラー画像が形成され、フルカラーの場合には４色のトナーが中間転写体５上に転写された後、給紙ユニットから給紙された、記録材６に一括で転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出されフルカラープリントとなる。

また、カラー電子写真装置本体の構成として、４色それぞれ感光ドラム現像器をもち、１パスで順次中間転写体上に４色重ねた後に給紙ユニットから給紙された記録材に一括で転写し、定着器によって定着させるというタンデム方式も開発されている。この方式は高速でカラー記録が行えるというメリットがある。

近年、ユーザのニーズが多様化することに伴い、ユーザの所望するデータを必要な時に必要な部数だけ印刷を行いたいという要求が増加している。そして、その要求に対応することのできるＰｒｉｎｔ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ（以下、ＰＯＤ）と呼ばれるプリントサービスシステムの市場が拡大している。このＰＯＤプリントサービスシステムでは、前述のような画像形成装置を利用して多種類の文書の大量部数印刷を行うことを可能にしている。

しかし、ＰＯＤプリントなどのように画像形成装置で大量に連続して作像を行う場合、画像形成装置の特に主走査方向に対してある特定のパターン画像を連続して作像し続けるケースが頻繁に発生する。代表的な例として、特定の縁取りパターンや特定箇所に配置されたロゴマークなどが挙げられる。こうした、特に画像形成装置の主走査方向に対して不均一に配置された特定パターンを連続して大量に作像した場合、感光ドラムの偏摩耗や現像剤の偏り、あるいは中間転写体上の特定箇所の発生するメモリや特定箇所のクリーナ部材の劣化といった様々不具合が発生してしまう。こうしたケースでは構成部材の耐久寿命を著しく低下させてしまうため大きな問題となっていた。

このような問題を少しでも緩和させるために、たとえば定期的に主走査方向に均一な帯状画像を作像する特殊シーケンスを導入することにより主走査方向の画像比率の偏りを均一化したり、こうした使用環境の機械に対しては消耗品や交換パーツを早期にメンテナンスすることで対応していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００―２２１７６９号公報

しかしながら、上記の構成では現像剤の偏りやクリーナ部材の特定箇所の劣化といった不具合に関してはある一定の効果を得られるが、感光ドラムの主走査方向の特定箇所が偏って摩耗することで、感光ドラム寿命が規定の長さよりも短くなってしまう問題に関しては効果的な対策とはなっていなかった。

また、特にＰＯＤプリントなどの市場においては大量に連続出力することが命題であり、そのためには特殊シーケンスを導入することによるスループットの低下は許容されない場合が多く大きな課題であった。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題の少なくとも１つを解決する画像形成装置及びホストコンピュータを提供することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明の目的は上記問題に鑑みたものであり、上記目的を達成する為に、本発明では、画像データに基づいて像担持体上に像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一情報を算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果に応じて、前記画像データを回転させて像形成を行うように制御する制御手段を有することを特徴とする。

また、画像データを送信して画像形成装置の像担持体上に像形成を行わせるホストコンピュータにおいて、前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一情報を算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果に応じて、前記画像データを回転させた状態で前記画像形成装置が像形成を行うように指示する指示手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、主走査方向に不均一な画像を連続して大量に出力される場合においても、特殊シーケンスなどを実行してスループットを下げることなく長期間にわたり安定した画像を提供することが可能となる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図２は本実施例における画像形成装置１００を示す断面図である。

図２において、帯電手段８はコロナ帯電器であり、バイアスを印加することで、感光体ドラム４の表面を一様に負極性に帯電させる。画像データは、プリンタ画像処理部１０９に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０を介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー１及びミラー２により反射され、一様に帯電された感光体ドラム４上に照射される。レーザ光の走査により潜像が形成された感光ドラム４は、図中に示す矢印Ａの方向に回転する。

３は切り替え式の回転現像手段であり、マゼンタトナー現像器３Ｍ、イエロートナー現像器３Ｙ、シアントナー現像器３Ｃ、ブラックトナー現像器３Ｋから構成されている。尚、本実施例においては、現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を採用している。前記回転現像手段３は、図示しない回転支持装置によって図３の矢印Ａ方向へ回転可能に支持され、前述したカラートナー現像器３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｋが順次感光体ドラム４に対向して各色トナーによる現像が行われるようになっている。

上記現像手段の構成において、感光体ドラム４の表面がコロナ帯電器８によって一様に帯電される（本実施形態では−５００Ｖ）。次に、第１色目（例えばマゼンタ）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施形態にあっては約−１５０Ｖ）が感光体ドラム４に形成される。この第１色目の静電潜像は第１色目のマゼンタトナー（−極性）を内包したマゼンタ現像器３Ｍによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光体ドラム４に所定の押圧力を持って圧接され、感光体ドラム４の周速度と略等速の速度（本実施形態にあっては２７３ｍｍ／ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体５とのニップ部において、中間転写体５上に一次転写される。

一次転写工程の際に中間転写体５に転写されずに感光体ドラム４上に残ったトナーは、感光体ドラム４に圧接されたクリーニング手段９であるクリーニングブレード９ａにより掻き取られ、廃トナー容器９ｂに回収される。

そして、上記一次転写工程を他のトナー（イエロー、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体５上に順次転写、積層された後、給紙ユニットから給紙された記録材６に一括で二次転写し、定着器７による定着工程を経て機外に排出され、フルカラープリントとなる。

図３は本実施例による画像形成装置の構成ブロック図を示す。

プリンタ画像処理部１０９はＣＰＵ２８及び、ＲＯＭ３０とＲＡＭ３２、テストパターン記憶部３１、濃度換算回路４２及びＬＵＴ２５より成り立ち、プリンタエンジン部１００と通信できるようになっている。

プリンタエンジン部１００において、感光体ドラム４の回りに配置されている、ＬＥＤ１０とフォトダイオード１１から成る、光学読み取り装置４０、一次帯電器８、レーザ１１０、表面電位センサ１２、現像器３を制御している。また、機内の空気中の水分量を測定する図示しない環境センサ１３が備えられている。

表面電位センサ１２は、現像器３より上流側に設けられており、一次帯電器８のグリッド電位、現像器３の現像バイアスは後述のようにＣＰＵ２８により制御される。

ここで、本実施例の画像信号処理部について図４を用いて説明する。

画像読取装置１０１あるいはネットワーク接続されたＰＣ端末などから画像データが送信され、それぞれ適切な処理をされた入力信号４０１は、γＬＵＴ４０２に送られ、プリンタ装置が理想とする濃度特性と、γ特性に従って処理された出力画像濃度特性とが一致するように画像信号を変換する。こうして変換された画像信号は中間調処理４０３を施された後、プリンタ部４０４に送信され、画像形成される。

ここで、図４の画像不均一判断回路４０８のフローチャートを図５に示す。

図４で入力信号４０１は分岐され、分割画素カウンタ４０５で主走査方向に少なくとも２個以上（ｎとする）に分割された分割画素カウンタ４０５に送られ、主走査方向ｎ個に分割されたそれぞれの画素カウントを得る。図５のステップ５０１でプリントＪｏｂが送られてくると、ステップ５０２で主走査方向ｎ個に分割された分割画素カウンタ４０５で分割された主走査方向ｎ箇所の画素数ｄｖｃ［ｉ］（ｉ＝１〜ｎ）をカウントする。次にステップ５０３、５０４で画像形成が行われ、枚数カウンタが増えていく。

ステップ５０５であらかじめ設けられた枚数しきい値Ｎと枚数カウンタｃｎｔを比較する。ここでもし枚数カウンタｃｎｔがあらかじめ設定された枚数しきい値Ｎ枚に達していたならば、ステップ５０６で判別動作に入る。ステップ５０６ではｎ分割された分割画素カウンタｄｖｃ［ｉ］のうち最大値をｍａｘ＿ｄｖｃと設定し、ステップ５０７で画素カウントの平均値ａｖｅ＿ｄｖを算出する。次にステップ５０８で画素カウントの平均値ａｖｅ＿ｄｖのＡ倍の回転しきい値ｔｈ＿ｖｃを算出する。ここでＡは任意の倍率である。ステップ５０９で、もし分割画素カウンタｄｖｃ［ｉ］の最大値ｍａｘ＿ｄｖｃが算出された回転しきい値ｔｈ＿ｖｃよりも大きかった場合には、ステップ５１０で画像データを１８０度回転させる制御を行う。ここで最大値ｍａｘ＿ｄｖｃが回転しきい値ｔｈ＿ｖｃ以下であった場合にはステップ５１１で枚数カウンタｃｎｔをリセットし、そのまま画像形成動作を実行する。

ここで、枚数しきい値Ｎは任意の値を設定することが可能であり、たとえばプリントＪｏｂの置数に応じて可変とする構成や、プリントＪｏｂの画像濃度に応じて可変とする構成としても良い。また、回転しきい値ｔｈ＿ｖｃを算出する際に用いる倍率Ａも任意の値を設定することが可能であり、たとえばプリントＪｏｂの画像濃度に応じて可変とする構成や、分割画素カウントの標準偏差に応じて可変とする構成でも良い。

図１３に上記の複数分割された（図１３では７分割）分割画素カウントと画素カウントの平均値ａｖｅ＿ｄｖ、回転しきい値ｔｈ＿ｖｃの関係を示す概念図を示す。

プリントＪｏｂがたとえば図１３に示すような特定パターンを持った画像であった場合、分割画素カウンタによって図に示すような画像不均一情報を得ることができる。

上記のような構成の画像不均一判断回路４０８によって主走査方向の画像濃度が不均一であると判断され画像データの回転が実行された場合、画像は１８０度回転されて画像形成装置から排出される。これにより、図に示すような画像不均一が対称になり、主走査方向の特定箇所が偏って摩耗することを防止することが出来る。また黒帯形成などの特殊シーケンスを導入することによるスループットの低下も防ぐことが出来る。

画像形成装置が図８のような第２の給紙段１０２を保持している形態の場合、図６に示すような構成とすることで使い勝手を向上させることが可能である。すなわち、図５のステップ５１０において画像回転制御が実行された場合はステップ６０２で図８の第２の給紙段１０２からあい紙の挿入を指示し、回転制御が実行されなかった場合はそのままの状態で画像出力を続ける。これにより画像データを１８０度回転した箇所が容易にわかり、操作性が向上する。

さらに、ＰＯＤプリントなどのように大量に出力物を扱う構成の場合、図９に示すスタッカ１０３を用いることによって図７に示すような構成にすることも可能である。

すなわち、図７のステップ７０２で画像の回転制御が実行されたかどうかの識別が行われ、画像回転制御が実行されていたならば、ステップ７０３においてその画像回転制御が反転か正転かが判別される。もし反転制御ならばステップ７０４で反転用排紙トレイ１０４へ排紙口を切り替えて出力を継続する。もし反転出力から正転出力へ回転制御がされたと判別された場合には、ステップ７０６で反転用排紙トレイ１０４を回転させ、ステップ７０７で反転用排紙トレイ１０４に排紙された出力物を通常排紙トレイに排紙した後にステップ７０８で排紙口を通常トレイへ切り替えて出力を継続する。上記のような構成により、連続出力中に画像の回転が実行された場合にも出力物には影響を与えずに継続して画像形成動作を行うことができる。

以上のような構成により、主走査方向に不均一な画像を連続して大量に出力される場合においても、特殊シーケンスなどを実行してスループットを下げることなく長期間にわたり安定した画像を提供することが可能となる。

本実施例の概略図を図１０に示す。

本実施例では、オフィスなどに設置された複数の画像形成装置からなる画像形成装置群２００とネットワークで接続されそれらの画像形成装置群２００を管理するホストコンピュータ３００で構成されている。画像形成装置群２００を構成する１００に代表される画像形成装置の画像形成部分の構成は実施例１で示した構成と同様であり、さらにデータ通信装置１９０を介して通信回線４００を経由してホストコンピュータ３００と接続されている。

本実施例では、実施例１で示した分割画素カウンタからの主走査方向不均一情報を通信回線４００を介してホストコンピュータ３００に送信し、ホストコンピュータ３００ではこの送信された分割画素カウンタ情報を累積することにより画像形成装置１００の主走査方向の画像不均一を継続監視し設定値を決定して画像形成装置に送信する構成となっている。

図１１に示すのは本実施例の構成を示すフローチャートである。

まず、ステップ１１０１で分割画素カウンタ４０５でカウントされたｄｖｃ［ｉ］データを収集し、続いてステップ１１０２で出力枚数情報を収集する。ステップ１１０３で収集されたデータをホストコンピュータ３００に送信する。ホストコンピュータ３００はステップ１１０４で送られてきたデータを受信し、ステップ１１０５で分割画素カウント４０５のデータｄｖｃ［ｉ］を累積する。ホストコンピュータ３００は画像形成装置１００に比べて大量のメモリを搭載することが可能であり、分割画素カウンタ４０５のデータを累積して記憶しておくには十分である。次にステップ１１０６、１１０７で特定のタイミングで累積された分割画素カウンタデータから枚数しきい値Ｎと回転しきい値ｔｈ＿ｖｃを算出する際に用いる倍率Ａを算出する。算出された枚数しきい値Ｎと倍率Ａはステップ１１０８でホストコンピュータ３００から画像形成装置１００に送信され、画像形成装置内のそれぞれの設定値を更新する。

本実施例によれば、ステップ１１０６、１１０７において画像形成装置１００の総出力画像における主走査方向の画像不均一情報を元に枚数しきい値Ｎ、倍率Ａを算出するため、より画像形成装置の出力状況に従って設定値が決定され、さらには画像形成装置内１００内に累積データ、設定値決定回路を持たないため、メモリを節約することもできる。

さらに、本実施例ではホストコンピュータ３００側で画像形成装置の画像出力状況を一括管理できるため、得られた画像形成装置の主走査方向画像濃度不均一情報を元にドラムや現像剤、クリーナ部材といったサービスパーツの寿命警告や消耗品の発注などのケースにも対応することが可能であり保守時間、費用を大幅に削減することも可能となる。

本実施例のフローチャートを図１２に示す。

本実施例では、実施例１の構成中において、回転しきい値ｔｈ＿ｖｃを算出する際に用いる倍率を複数設ける構成となっている。ここではＡ＜Ｂとなる倍率を設ける。

図１２においてステップ１２０７までは実施例１の図５の５０７までと同様である。本実施例では、回転しきい値ｔｈ＿ｖｃを算出する際にステップ１２０８で倍率Ａ、Ｂによって二種類の回転しきい値ｔｈ＿ｖｃ１とｔｈ＿ｖｃ２を算出する。ここで、もちろんｔｈ＿ｖｃ１＜ｔｈ＿ｖｃ２である。次にステップ１２０９でまず最大値ｍａｘ＿ｄｖｃと回転しきい値ｔｈ＿ｖｃ１が比較され、ｍａｘ＿ｄｖｃの方が大きい場合には次にステップ１２１０でさらに第２の回転しきい値ｔｈ＿ｖｃ２との比較が行われる。ここで、第２の回転しきい値ｔｈ＿ｖｃ２よりも最大値ｍａｘ＿ｄｖｃが小さい場合は実施例１と同様にステップ１２１１で１８０度の画像回転が実行される。

またステップ１２１０でｍａｘ＿ｄｖｃが第２のしきい値ｔｈ＿ｖｃ２よりも大きい場合は主走査方向の画像不均一度が大きいと判断されステップ１２１４で画像の９０度回転を実行するが、その場合主走査方向と副走査方向が逆転するために画像形成装置のスループットがダウンしてしまう。そのためステップ１２１４の前のステップ１２１３において、たとえば図１４に示すように画像形成装置の状態を保つためにスループットが一時的にダウンする旨の確認をユーザに行う。ユーザの確認後、ステップ１２１４で９０度の画像回転が実行される。

以上の構成により、主走査方向の画像不均一度が大きい場合でも回転しきい値を複数設けることで、より画像の不均一に対する対応が可能となる。本実施例の構成はもちろん実施例２に示したようなネットワークを介してホストコンピュータと接続される実施形態においても有効であり、その場合はドラムや現像剤、クリーナ部材といったサービスパーツの寿命警告や消耗品の発注などのケースにもより精度良く対応することが可能であり保守時間、費用を大幅に削減することも可能となる。

従来の技術の構成断面図 実施例１の構成断面図 実施例１の制御ブロック図 実施例１の画像信号処理に関するフローチャート 実施例１の構成を示すフローチャート 実施例１の構成を示すフローチャート 実施例１の構成を示すフローチャート 実施例１の別の構成断面図 実施例１の別の構成断面図 実施例２の構成を示す概略図 実施例２の構成を示すフローチャート 実施例３の構成を示すフローチャート 実施例１の構成を示す概略図 実施例３の操作パネルの一例を示す図

符号の説明

３ 現像器
４ 感光ドラム
５ 中間転写体
６ 記録材
７ 定着器
８ 一次帯電器
９ クリーナ
１２ 表面電位センサ
１３ 環境センサ
１００ 画像形成装置
１０１ 画像読取装置
１０２ 第２の給紙段
１０３ スタッカ
１０４ 反転用排紙トレイ
１９０ データ通信装置
２００ 画像形成装置群
２０５ 分割画素カウンタ
２０８ 不均一判断回路
３００ ホストコンピュータ
３０１ 送受信回路
３０２ 分割画素データ累積回路
３０３ 判別回路
４００ 通信回線

Claims (11)

1. 画像データに基づいて像担持体上に像形成を行う画像形成装置において、
   前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一情報を算出する算出手段と、
   前記算出手段の算出結果に応じて、前記画像データを回転させて像形成を行うように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度不均一情報とは、前記像担持体の主走査方向に複数分割された領域の画素データの累積値から得られる情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記算出手段の算出結果と前記画像形成装置で行った像形成数情報とに基づいて検知された前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一度を緩和する方向に画像データを回転させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度不均一度とは、主走査方向の複数分割された領域の画素データの累積値と平均値の比率を元に判断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記画像データを回転させた状態で行う像形成を所定像形成数分行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 画像データを送信して画像形成装置の像担持体上に像形成を行わせるホストコンピュータにおいて、
   前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一情報を算出する算出手段と、
   前記算出手段の算出結果に応じて、前記画像データを回転させた状態で前記画像形成装置が像形成を行うように指示する指示手段を有することを特徴とするホストコンピュータ。
7. 前記濃度不均一情報とは、前記像担持体の主走査方向に複数分割された領域の画素データの累積値から得られる情報であることを特徴とする請求項６に記載のホストコンピュータ。
8. 前記指示手段は、前記算出手段の算出結果と画像形成装置で行う像形成数の情報とに基づいて検知された前記像担持体上の主走査方向の濃度不均一度を緩和する方向に画像データを回転させることを特徴とする請求項６に記載のホストコンピュータ。
9. 前記濃度不均一度とは、主走査方向の複数分割された領域の画素データの累積値と平均値の比率を元に判断することを特徴とする請求項８に記載のホストコンピュータ。
10. 前記指示手段は、前記画像データを回転させた状態で行う像形成を所定像形成数分行わせることを特徴とする請求項６に記載のホストコンピュータ。
11. 前記ホストコンピュータは、前記濃度不均一情報を累積したデータを保持・記憶することを特徴とする請求項６に記載のホストコンピュータ。