JP2008112090A - 画像形成装置及び画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成速度を最適化する。
【解決手段】制御部６６は、ＵＩ装置６８を介してシート情報及び画像情報を取得する。制御部６６は、シート情報に応じて、プロセススピードを変換する（周期変換）。なお、プロセススピードは、基準周期信号の周期を変換することにより、変換される。ここで、ＣＰＵ８４は、画像形成装置１０を構成する各部の最高画像形成速度をそれぞれ算出し、最も遅い最高画像形成速度を選択して最高画像形成速度に対応する各部の動作速度をそれぞれ設定する（同期化）。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置、及び画像形成プログラムに関するものである。

特許文献１は、レーザ書込みユニットから発するインデックスパルスを基準クロックとし、インデックスパルスをてい倍したパルス信号によってステッピングモータの速度を変更することにより、プロセス速度の変更を行う画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、記録媒体のサイズに応じて媒体搬送手段である回転体の速度を可変させる画像形成装置を開示する。

特開平５−２３２７６６号公報 特開平９−９６９３５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたカラー画像形成装置は、レーザ書込みユニットが発するインデックスパルスを基準にして、プロセス速度を切り替えなければならないという問題があった。また、特許文献２に開示された画像形成装置は、予め設定されている回転速度信号に応じた速度でシートを搬送することしかできないという問題があった。

本発明は、画像形成速度を最適化することができる画像形成装置、及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に潜像を書き込む光書き込み装置と、前記像保持体に書き込まれた潜像を現像剤により可視化する現像装置と、シートを搬送するシート搬送手段と、前記現像装置により可視化された現像剤像を前記シート搬送手段が搬送するシートに転写する転写装置と、この転写装置により転写された現像剤像をシートに定着させる定着装置と、基準周期信号を生成する基準周期信号生成手段と、この基準周期信号生成手段が生成した基準周期信号の周期を変換する周期変換手段と、この周期変換手段が周期を変換した周期信号に対し、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置それぞれの動作を同期させるよう制御する同期制御手段とを有する画像形成装置である。

請求項２に係る本発明は、シートに関する情報を取得するシート情報取得手段と、このシート情報取得手段が取得した情報に応じて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の少なくともいずれかの動作速度を変化させるように、前記周期変換手段が変換する周期を制御するシート依存速度制御手段とをさらに有する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る本発明は、前記光書き込み装置が書き込む潜像に対応する画像情報を取得する画像情報取得手段と、この画像情報取得手段が取得した情報に応じて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の少なくともいずれかの動作速度を変化させるように、前記周期変換手段が変換する周期を制御する画像依存速度制御手段とをさらに有する請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る本発明は、シートに関する情報を取得するシート情報取得手段と、前記光書き込み装置が書き込む潜像に対応する画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記シート情報取得手段及び前記画像情報取得手段の少なくともいずれかが取得した情報に基づいて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置それぞれの最高動作速度を算出する算出手段と、この算出手段が算出した結果から、最も遅い動作速度を選択する選択手段と、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の動作速度を、前記選択手段が選択した動作速度に設定する設定手段とを有する請求項１記載の画像形成装置である。

請求項５に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に潜像を書き込む光書き込み装置と、前記像保持体に書き込まれた潜像を現像剤により可視化する現像装置と、シートを搬送するシート搬送手段と、前記現像装置により可視化された現像剤像を前記シート搬送手段が搬送するシートに転写する転写装置と、この転写装置により転写された現像剤像をシートに定着させる定着装置と、基準周期信号を生成する基準周期信号生成手段とを具備する画像形成装置に対し、前記基準周期信号生成手段が生成した基準周期信号の周期を変換するステップと、周期を変換された周期信号に対し、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の動作を同期させるステップとをコンピュータに実行させる画像形成プログラムである。

本発明によれば、画像形成速度を最適化することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の下部に例えば４段の給紙ユニット１４が配置されている。

給紙ユニット１４は、用紙などのシートが収納される給紙カセット１６を有する。給紙カセット１６の奥端近傍上部には、給紙カセット１６からシートをピックアップするピックアップロール１８が配置されている。ピックアップロール１８の下流には、シートを供給するフィードロール２０、及び、供給されるシートを１枚ずつ捌くリタードロール２２が配置されている。

搬送路２４は、最下端のフィードロール２０から排出口２６までのシート通路であり、この搬送路２４は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の左側面）近傍に配置されている。この搬送路２４の定着装置６０の上流側に後述する二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６とが配置され、二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６の上流側にレジストロール２８が配置されている。また、レジストロール２８の上流側には、搬送ロール３０ａ〜３０ｃが配置されており、搬送路２４の排出口２６の近傍には排出ロール３２が配置されている。

したがって、給紙ユニット１４いずれかの給紙カセット１６からピックアップロール１８によりピックアップされ、フィードロール２０により送り出されたシートは、リタードロール２２により捌かれて最上部のシートのみ搬送路２４に導かれ、レジストロール２８により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置６０により定着され、排出ロール３２により排出口２６から画像形成装置本体１２の上部に設けられた排出部へ排出される。

両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、搬送路２４の排出ロール３２の手前は二股に分かれ、その分かれた部分に切換装置３４が設けられていると共に、分けられた部分からレジストローラ２８まで戻る反転路３６が形成されている。この反転路３６には搬送ロール３８ａ〜３８ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換装置３４が反転路３６を開く側に切り換えられ、排出ロール３２に用紙の後端手前がかかる時点で排出ロール３２が反転し、用紙が反転路３６に導かれ、レジストローラ２８、二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６との間、及び定着装置６０を通って排出部へ排出されるものである。なお、反転路３６は、オプションとして設けられるようにされている。

画像形成装置本体１２内には、例えば４つの画像形成モジュール４０ａ〜４０ｄが水平方向にわずかに傾斜するように配置されている。画像形成モジュール４０ａ〜４０ｄは、画像形成装置本体１２の上部に設けられる図示しない現像剤ボックスに含まれるイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色の現像剤をそれぞれ受入れるようにされている。また、画像形成モジュール４０ａ〜４０ｄは、感光体などの像保持体４２ａ〜４２ｄ、帯電装置４４ａ〜４４ｄ、光書き込み装置（ＲＯＳ）４６ａ〜４６ｄ、現像装置４８ａ〜４８ｄ、及び一次転写装置５０ａ〜５０ｄなどがそれぞれ収納されている。

帯電装置４４ａ〜４４ｄは、像保持体４２ａ〜４２ｄをそれぞれ一様に帯電する。光書き込み装置４６ａ〜４６ｄは、画像形成モジュール４０ａ〜４０ｄの下部にそれぞれ配置され、帯電された像保持体４２ａ〜４２ｄに向けて走査光を発することにより、像保持体４２ａ〜４２ｄにそれぞれ潜像を形成する。現像装置４８ａ〜４８ｄは、像保持体４２ａ〜４２ｄに形成された潜像をイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ：Ｙ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ：Ｍ）、シアン（Ｃｙａｎ：Ｃ）及び黒（Ｂｌａｃｋ：Ｋ）の４色の現像剤によってそれぞれ可視化された現像剤像にする。

像保持体４２ａ〜４２ｄと一次転写装置５０ａ〜５０ｄとの間には、中間転写ベルト５２が走行するようにされている。中間転写ベルト５２は、例えばポリイミド又はポリアミドなどが用いられた無端ベルト状の樹脂フィルムからなり、駆動ロール５４、一次転写装置５０ａ〜５０ｄ及び二次転写バックアップロール５６により、所定のテンションで回転自在に張架（支持）され、駆動ロール５６の駆動力によって回転するようにされている。したがって、一次転写装置５０ａ〜５０ｄが中間転写ベルト５２を介して像保持体４２ａ〜４２ｄに圧接されることにより、像保持体４２ａ〜４２ｄの現像剤像は中間転写ベルト５２に重ねて転写（保持）される。

二次転写バックアップロール５６は、中間転写ベルト５２を介して（挟んで）二次転写装置５８が圧接しており、給紙ユニット１４のいずれかから供給されたシートに中間転写ベルト５２上の現像剤像を転写するようにしてある。つまり、二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６との間が二次転写位置となっており、二次転写装置５８は、二次転写バックアップロール５６の補助により、中間転写ベルト５２に一次転写された現像剤像を二次転写位置でシートに二次転写する。なお、二次転写装置５８と二次転写バックアップロール５６との間には、所定の電位差が生じるようにされており、例えば二次転写装置５８を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール５６はグランド（ＧＮＤ）などに接続される。

二次転写位置の上方には、定着装置６０が配置されている。定着装置６０は、加熱ロール６２と加圧ロール６４とを有し、二次転写装置５８及び二次転写バックアップロール５６によりシートに二次転写された現像剤像を熱と圧力とによってシートに定着させ、排出ロール３２に向けて搬送する。

また、画像形成装置本体１２内には、図示しないＣＰＵ及びメモリなどを含む制御部６６が設けられている。制御部６６は、画像形成装置本体１２の外面に設けられた例えばタッチパネルからなるユーザインターフェイス装置（ＵＩ装置）６８を介し、作業者が入力する情報を受け入れて画像形成装置１０を構成する各部を制御し、作業者に対する情報をＵＩ装置６８を介して出力する。

図２において、制御部６６、ＵＩ装置６８及びその周辺が示されている。
制御部６６には、例えば光書き込み装置４６ａ〜４６ｄ、光書き込み装置駆動モータ７０、中間転写ベルト駆動モータ７２、シート搬送用モータ７４、定着装置駆動モータ７６、反転用モータ７８、反転排出用モータ８０及びＵＩ装置６８などが接続されている。

光書き込み装置駆動モータ７０は、後述する周期変換部９０から入力される周期信号１に同期し、制御部６６から入力される制御信号に応じて、光書き込み装置４６ａ〜４６ｄが光を走査するためにそれぞれ回転させる図示しない回転多面鏡などを駆動する。中間転写ベルト駆動モータ７２は、周期変換部９０から入力される周期信号２に同期し、制御部６６から入力される制御信号に応じて駆動ロール５４を駆動することにより、中間転写ベルト５２を駆動する。シート搬送用モータ７４は、周期変換部９０から入力される周期信号３に同期し、制御部６６から入力される制御信号に応じて搬送ロール３０ａ〜３０ｃ及びレジストロール２８などを駆動することにより、シートを搬送路２４に沿って搬送させる。定着装置駆動モータ７６は、周期変換部９０から入力される周期信号４に同期し、制御部６６から入力される制御信号に応じて加熱ロール６２を駆動する。なお、加圧ロール６４は、加熱ロール６２の回転に従動するようにされている。

反転用モータ７８は、例えばステッピングモータであり、反転路３６が設けられていない場合に、制御部６６の制御に応じて排出ロール３２などを駆動する。反転排出用モータ８０は、例えばステッピングモータであり、反転路３６が設けられている場合に、制御部６６の制御に応じて排出ロール３２及び搬送ロール３８ａ〜３８ｃなどを駆動する。

ＵＩ装置６８は、作業者の入力に応じて、例えばシートの厚さなどのシートに関する情報、及び画像の解像度（dot per inch:dpi）などの画像に関する情報を制御部６６に対して出力するようにされている。

制御部６６は、例えば基準周期信号生成部８２、ＣＰＵ８４、メモリ８６及び画像処理部８８などを有する。基準周期信号生成部８２は、ＣＰＵ８４及び画像処理部８８の動作の基準となる基準周期信号（システムクロック）を生成し、ＣＰＵ８４に対して出力する。

ＣＰＵ８４は、例えば周期変換部９０を含み、メモリ８６に対してアクセスするとともに画像処理部８８などを制御する。周期変換部９０は、基準周期信号生成部８２が生成した基準周期信号を受け入れ、例えば分周によって基準周期信号の周期を所定の周期に変換する。例えば、周期変換部９０は、基準周期信号生成部８２が生成した基準周期信号の周期を周期信号１〜４にそれぞれ変換し、周期信号１を光書き込み装置駆動モータ７０に対して出力し、周期信号２を中間転写ベルト駆動モータ７２に対して出力し、周期信号３をシート搬送用モータ７４に対して出力し、周期信号４を定着装置駆動モータ７６に対して出力するようにされている。

メモリ８６は、画像形成装置１０を構成する各部を制御するために必要なプログラムなどを記憶する。画像処理部８８は、例えばＡＳＩＣとして構成されており、ＣＰＵ８４の制御に応じて画像処理を行い処理結果をＣＰＵ８４に対して出力する。

図３において、シートの種類（紙厚）と、画像形成装置１０におけるプロセススピード（画像形成速度）との関係が示されている。制御部６６は、例えばＵＩ装置６８を介してシートが普通紙であることを示すシート情報を取得すると、画像形成装置１０における最高画像形成速度（全速）で画像を形成するように、周期変換部９０によって基準周期信号を周期信号１〜４（図２参照）にそれぞれ変換する。画像形成装置１０は、普通紙及び上質紙に対して全速で画像を形成するように設定されており、厚紙２、ＯＨＰシート、コート紙及びはがきに対して全速の略２分の１の速度（半速）で画像を形成するように設定されている。また、画像形成装置１０は、厚紙１、ラベル紙、封筒及び専用光沢紙などに対しては、制御部６６が紙厚に応じてプロセススピードを算出し、算出したプロセススピードに対応する周期信号１〜４を周期変換部９０が出力するようにされている。

図４は、画像形成装置１０がシートの種類に応じて画像を形成するために、ＣＰＵ８４が実行するプログラム（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、制御部６６は、ＵＩ装置６８を介してシート情報を取得する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部６６は、ＵＩ装置６８を介して画像情報を取得する。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部６６は、シート情報に応じて、給紙ユニット１４に収納されているシートが普通紙又は上質紙であるか否かを判定し、普通紙又は上質紙である場合にはＳ１０６の処理に進み、その他の場合にはＳ１０８の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部６６は、プロセススピードを全速とみなす。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部６６は、シート情報に応じて、給紙ユニット１４に収納されているシートが厚紙２、ＯＨＰシート、コート紙またははがきであるか否かを判定し、厚紙２、ＯＨＰシート、コート紙またははがきである場合にはＳ１１０の処理に進み、その他の場合にはＳ１１２の処理に進む。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、制御部６６は、プロセススピードを半速とみなす（周期変換）。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ＣＰＵ８４は、下式１によりプロセススピード係数ａを算出する。
ａ＝−（１／ｂ）×紙厚×ｃ ・・・（１）
ただし、ｂ、ｃは定数

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ＣＰＵ８４は、下式２によりプロセススピードを算出する（周期変換）。
プロセススピード＝ａ×全速 ・・・（２）

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ＣＰＵ８４は、下式３により１分当たりの印刷枚数（ＰＰＭ）を算出する。
ＰＰＭ＝（ＰＳ×６０）／（ＰＬ＋ＰＧ） ・・・（３）
ＰＰＭ：１分当たりの印刷枚数
ＰＳ：プロセススピード（ｍｍ／ｓ）
ＰＬ：シート長（ｍｍ）
ＰＧ：ページ間隔

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ＣＰＵ８４は、下式４によりビデオレート（ＶＲ）を算出する。
ＶＲ＝（ＤＰＩ^２×ＰＳ×ＦＳＬ）／（２５．４^２×１０^６） ・・・（４）
ＶＲ：ビデオレート（ＭＨｚ）
ＤＰＩ：解像度（Dot Per Inch）
ＰＳ：プロセススピード（ｍｍ／ｓ）
ＦＳＬ：スキャン長（ｍｍ）

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、ＣＰＵ８４は、画像形成装置１０を構成する各部の最高画像形成速度をそれぞれ算出する。

ステップ１２２（Ｓ１２２）において、ＣＰＵ８４は、Ｓ１２０の処理で算出した最高画像形成速度それぞれの中で最も遅い最高画像形成速度を選択する。

ステップ１２４（Ｓ１２４）において、制御部６６は、Ｓ１２２の処理で選択した最高画像形成速度に対応する各部の動作速度をそれぞれ設定する。例えば、制御部６６は、周期信号１〜４をＳ１２２の処理で選択した最高画像形成速度にそれぞれ対応させる（同期化）。

ステップ１２６（Ｓ１２６）において、制御部６６は、画像形成装置１０を構成する各部を制御することにより、画像を形成する処理を行う。

なお、上記実施形態においては、ＵＩ装置６８を介して制御部６６がシート情報及び画像情報を取得する場合を例に説明したが、これに限定されることなく、例えば給紙ユニット１４においてシート情報が検出されてもよいし、制御部６６が画像データから画像情報を判定するものであってもよい。また、制御部６６は、環境条件などのその他の画像形成条件に応じて、プロセススピードを算出するようにされてもよい。

また、制御部６６が行う制御（プログラムによる）は、通信手段により提供されてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供されてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 制御部、ＵＩ装置及びその周辺を示すブロック図である。 シートの種類（紙厚）と、画像形成装置におけるプロセススピード（画像形成速度）との関係を示すグラフである。 画像形成装置がシートの種類に応じて画像を形成するために、ＣＰＵが実行するプログラム（Ｓ１０）を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ 給紙ユニット
２４ 搬送路
２８ レジストロール
３０ａ〜３０ｃ 搬送ロール
３２ 排出ロール
３６ 反転路
３８ａ〜３８ｃ 搬送ロール
４０ａ〜４０ｄ 画像形成モジュール
４２ａ〜４２ｄ 像保持体
４４ａ〜４４ｄ 帯電装置
４６ａ〜４６ｄ 光書き込み装置
４８ａ〜４８ｄ 現像装置
５０ａ〜５０ｄ 一次転写装置
５２ 中間転写ベルト
５４ 駆動ロール
５８ 二次転写装置
６０ 定着装置
６６ 制御部
６８ ＵＩ装置
７０ 光書き込み装置駆動モータ
７２ 中間転写ベルト駆動モータ
７４ シート搬送用モータ
７６ 定着装置駆動モータ
７８ 反転用モータ
８０ 反転排出用モータ
８２ 基準周期信号生成部
８４ ＣＰＵ
８６ メモリ
８８ 画像処理部
９０ 周期変換部

Claims (5)

1. 像保持体と、この像保持体に潜像を書き込む光書き込み装置と、前記像保持体に書き込まれた潜像を現像剤により可視化する現像装置と、シートを搬送するシート搬送手段と、前記現像装置により可視化された現像剤像を前記シート搬送手段が搬送するシートに転写する転写装置と、この転写装置により転写された現像剤像をシートに定着させる定着装置と、基準周期信号を生成する基準周期信号生成手段と、この基準周期信号生成手段が生成した基準周期信号の周期を変換する周期変換手段と、この周期変換手段が周期を変換した周期信号に対し、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置それぞれの動作を同期させるよう制御する同期制御手段とを有する画像形成装置。
2. シートに関する情報を取得するシート情報取得手段と、このシート情報取得手段が取得した情報に応じて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の少なくともいずれかの動作速度を変化させるように、前記周期変換手段が変換する周期を制御するシート依存速度制御手段とをさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記光書き込み装置が書き込む潜像に対応する画像情報を取得する画像情報取得手段と、この画像情報取得手段が取得した情報に応じて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の少なくともいずれかの動作速度を変化させるように、前記周期変換手段が変換する周期を制御する画像依存速度制御手段とをさらに有する請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. シートに関する情報を取得するシート情報取得手段と、前記光書き込み装置が書き込む潜像に対応する画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記シート情報取得手段及び前記画像情報取得手段の少なくともいずれかが取得した情報に基づいて、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置それぞれの最高動作速度を算出する算出手段と、この算出手段が算出した結果から、最も遅い動作速度を選択する選択手段と、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の動作速度を、前記選択手段が選択した動作速度に設定する設定手段とを有する請求項１記載の画像形成装置。
5. 像保持体と、この像保持体に潜像を書き込む光書き込み装置と、前記像保持体に書き込まれた潜像を現像剤により可視化する現像装置と、シートを搬送するシート搬送手段と、前記現像装置により可視化された現像剤像を前記シート搬送手段が搬送するシートに転写する転写装置と、この転写装置により転写された現像剤像をシートに定着させる定着装置と、基準周期信号を生成する基準周期信号生成手段とを具備する画像形成装置に対し、前記基準周期信号生成手段が生成した基準周期信号の周期を変換するステップと、周期を変換された周期信号に対し、前記光書き込み装置、前記シート搬送手段及び前記定着装置の動作を同期させるステップとをコンピュータに実行させる画像形成プログラム。

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