以下、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に詳しく説明する。
実施例1
1.画像形成装置の全体構成
先ず、本発明に係る画像形成装置の第1の実施例の全体構成について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置100の全体構成を示す概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は電子写真式カラー複合機である。又、本実施例では、本発明が特に有効に適用されると考えられる、複数の画像形成部を並列に配したタンデム方式且つ中間転写方式を採用した。本実施例の画像形成装置100では、A4横送りでのフルカラー、単色の片面連続出力速度は、ともに毎分51枚である。
画像形成装置100は、記録画像信号出力部(画像処理装置)1Rと、画像出力部(プリンタ部)1Pとを有する。
画像出力部1Pは、複数(本実施例では4つ)の並設された画像形成部10(10a、10b、10c、10d)と、給紙装置20と、中間転写装置30と、定着装置40と、制御ユニット200とを有する。
次に、個々のユニットについて詳しく説明する。
各画像形成部10では、潜像担持部材(像担持体)としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム11(11a、11b、11c、11d)が回転自在に軸支されている。感光ドラム11は、駆動手段としてのモータ(不図示)によって、図示矢印方向(反時計回り)に回転駆動される。感光ドラム11の外周面に対向して、その回転方向に沿って、次の各手段が配置されている。先ず、一次帯電手段としてのローラ型の一次帯電装置12(12a、12b、12c、12d)である。次に、露光手段としての、光学系13(13a、13b、13c、13d)、折り返しミラー16(16a、16b、16c、16d)である。次に、現像手段としての現像装置14(14a、14b、14c、14d)である。次に、清掃手段としての清掃装置15(15a、15b、15c、15d)である。
一次帯電装置12において感光ドラム11の表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、光学系13により、記録画像信号出力部1Rからの記録画像信号に応じて変調したレーザ光等によって折り返しミラー16を介して感光ドラム11上に露光する。これによって、感光ドラム11上に静電潜像(静電像)を形成する。
現像剤として非磁性トナー及びキャリアからなる二成分現像材をそれぞれ収納した現像装置14によって、上記静電潜像を顕像化(現像)する。現像装置14a、14b、14c、14dは、非磁性トナーとして、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のものを収納している。図2に示すように、現像装置14は、現像剤を収納する現像容器14―3を有する。現像容器14―3の感光ドラム11に対向する開口部に位置して、現像剤担持体としての現像スリーブ14−2が配置されている。又、現像容器14―3の内部に、現像剤を攪拌するための攪拌部材14−1が設けられている。本実施例では、攪拌部材14−1は、回転することで、羽根部により現像容器14−3内の現像剤を攪拌する。現像時には、現像スリーブ14−2には、現像バイアスが印加され、現像スリーブ14−2と感光ドラム11との間に形成される電界の作用により、トナーが感光ドラム11上の静電潜像に転移する。本実施例では、現像時に現像バイアスとしてAC電圧とDC電圧とが重畳された交番電圧が現像スリーブ14−2に印加される。
顕像化された可視画像(トナー画像)を、一次転写領域T1(T1a、T1b、T1c、T1d)にて、中間転写装置30を構成する中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト31に転写(一次転写)する。中間転写装置30については、後で詳述する。
感光ドラム11の回転方向(表面移動方向)において一次転写領域T1の下流側では、清掃装置15により中間転写ベルト31に転写されずに感光ドラム11上に残されたトナーを掻き落として、感光ドラム11の表面の清掃を行う。
以上に示したプロセスにより、各色のトナーによる画像出力が行われる。
給紙装置20は、次の各手段を有する。先ず、画像を形成すべき転写材mを収納するためのカセット21(21a、21b)及び手差しトレイ27である。次に、カセット21若しくは手差しトレイ27より転写材mを一枚ずつ送り出すための給紙ローラ22(22a、22b)、26である。次に、各給紙ローラ22、26から送り出された転写材mを更に搬送するための給紙ローラ対23である。次に、給紙ガイド24である。次に、各画像形成部10の画像出力タイミングに合わせて転写材mを二次転写領域T2へ送り出すためのレジストローラ25(25a、25b)である。
次に、中間転写装置30について詳細に説明する。
中間転写ベルト31は、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32と、中間転写ベルト31の回動に従動する従動ローラ33と、二次転写対向ローラ34との間に張架されている。又、駆動ローラ32と従動ローラ33との間に、一次転写平面Aが形成される。駆動ローラ32は、金属製のローラの表面に、弾性層として数ミリメートル厚のゴム(ウレタン又はクロロプレン)をコーティングして構成され、ベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32は、駆動手段としてのモータ(不図示)によって、図示矢印方向(時計回り)に回転駆動される。中間転写ベルト31は、駆動ローラ32から駆動が伝達されて、図示矢印B方向(時計回り)に周回移動(回転)する。
各感光ドラム11と中間転写ベルト31とが対向する一次転写領域T1には、中間転写ベルト31の裏に一次転写手段としての一次転写ローラ35(35a〜35d)が配置されている。一次転写ローラ35は、中間転写ベルト31を感光ドラム11に当接させてニップによって一次転写領域T1を形成する。一方、二次転写対向ローラ34に対向して二次転写手段としての二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域T2を形成する。二次転写ローラ36は、中間転写ベルト31に対して加圧されている。
又、中間転写ベルト31の回転方向(表面移動方向)において二次転写領域T2の下流には、中間転写ベルト31の画像出力面を清掃するための清掃手段としての中間転写体清掃装置50が配置される。中間転写体清掃装置50は、中間転写ベルト31上のトナーを除去するための清掃ブレード51と、清掃された転写残トナーを収納する回収トナー容器52とを備えている。
定着装置40は、磁束より生じた渦電流によって加熱する熱源コイルなどの熱源を備えた定着ローラ41aと、その定着ローラ41aに加圧される加圧ローラ41b(このローラにも熱源を備える場合もある)とを有する。更に、上記ローラ対のニップ部へ転写材mを導くための搬送ガイド43、又、上記ローラ対から排出されてきた転写材mを更に装置外部に導き出すための内排紙ローラ44及び外排紙ローラ45などが設けられている。
次に、上記構成の画像形成装置100の動作について更に説明する。ここでは、フルカラー画像形成時を例として説明する。
画像出力動作開始信号が発せられると、先ず、給紙ローラ22aにより、カセット21aから転写材mが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対23によって転写材mが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25a、25bまで搬送される。その時レジストローラ25a、25bは停止されており、転写材mの先端はレジストローラ25a、25b間のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部10が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ25は回転を始める。この回転時期は、転写材mと画像形成部10より中間転写ベルト31上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域T2において一致するように、そのタイミングが設定されている。
一方、画像形成部10では、画像形成開始信号を受信すると、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において最上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、一次転写領域T1dにおいて中間転写ベルト31に転写(一次転写)される。この時、一次転写ローラ35dには、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の高電圧(一次転写バイアス)が印加され、この一次転写ローラ35dの作用によって一次転写が行われる。このようにして一次転写されたトナー画像は、次の一次転写領域T1cまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像出力が行われており、前に中間転写ベルト31に転写されているトナー画像の上にレジストを合わせて、その次のトナー画像が転写される。その後、一次転写領域T1b、T1aにおける一次転写についても同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー画像が順次に中間転写ベルト31上に重ね合わせて一次転写される。
その後、転写材mが二次転写領域T2に進入し、中間転写ベルト31に接触すると、転写材mの通過タイミングに合わせて、二次転写ローラ36にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の高電圧(二次転写バイアス)を印加する。これにより、前述したプロセスにより中間転写ベルト31上に形成された4色のトナー画像が転写材mの表面に転写(二次転写)される。その後、転写材mは搬送ガイド43によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そして、ローラ対41a、41bの熱及びニップの圧力によって、トナー画像が転写材mの表面に定着される。その後、内排紙ローラ44、外排紙ローラ45により搬送され、転写材mは機外に排出される。
尚、単色又はマルチカラーの画像を出力するべく、全ての画像形成部のうちいくつか又は一つの画像形成部のみを用いて、中間転写ベルト31に所望の色のトナー像を一次転写することができる。
2.画像調整動作
次に、画像出力がされていない期間の後に出力可能状態になるまでの時間に影響を与えている制御、即ち、画像調整について図9に基づいて説明する。
画像出力がされていない期間が所定の長さを超えると、自動的に待機モードに移行する。待機モードにおいては、感光ドラム11を保温して画像不良を防止するためのヒータ(不図示)以外の部分に電源は供給されない。
本実施例では、画像調整において、次に説明するような、現像空回転、画像濃度制御、階調補正制御の各動作が設定されている。
先ず、トナーが格納されている現像装置14を空回転する処理について説明する。図2は、現像装置14と感光ドラム11の横断面模式図である。画像出力を行わない期間が長い場合、現像装置14内に格納された現像剤が固形化するため、所定時間現像装置14内の攪拌部材14−1で攪拌することで固形化した現像剤の粉砕を行う必要がある。又、現像スリーブ14−2を回転し現像剤を攪拌してトナーを帯電させることで、現像を最適に行うことができる。これらの動作を画像調整における現像空回転で行う。
次に、画像濃度制御について説明する。ここで、画像濃度制御とは、狭義の濃度制御である、最大濃度(以下、「Dmax」という。)部の濃度の制御(以下、「Dmax制御」という。)のことである。
先ず、各感光ドラム11上にDmaxに対応する検知用画像(以下、「パッチ」ともいう。)の静電潜像を作成する。パッチの静電潜像は、例えば光学系13の最大露光により作成する。そして、この潜像を現像装置14によって現像して、各感光ドラム11上にDmax制御用のパッチを形成する。
この時、パッチの潜像を各感光ドラム11上に複数個形成し、それぞれ現像バイアスを変更しつつ現像する。このようにして作成したパッチを中間転写ベルト31に一次転写し、中間転写ベルト31上のパッチの濃度を中間転写ベルト31上に隣接する濃度センサ70によって検知する。濃度センサ70は、光学式のものであり、中間転写ベルト31上に検知光を照射して受光した反射光の強度に基づいて、パッチの濃度を検知する。
本実施例では、このパッチの濃度を検知した値から、出力される画像の濃度を一定とする最適な現像バイアスを決定して、この現像バイアスを使用して濃度制御を行う。
以上の現像バイアスの最適化が4色の全てに対して行われ、Dmax制御は終了する。
尚、前記パッチは、中間転写体清掃装置50により回収されるため、転写材mに転写されない。
次に、階調補正制御(以下、「階調制御」ともいう。)について説明する。階調補正制御でもDmax制御と同じく、各色用の感光ドラム11上に濃度検知用のパッチが形成される。ただし、Dmax制御の時とは異なり、階調補正制御に用いられる複数個の中間調パッチは、各パッチの潜像電位がそれぞれ変えられている。
例えば、各感光ドラム11上に5つのパッチを形成する場合、次のようにして5つの中間調パッチの静電潜像を作成する。即ち、画像信号(入力信号)に対して露光信号(例えばレーザードライバへの信号など露光量を変える信号)をリニアに変化させた8bit信号からなる00hからFFh(Dmax)までの256階調を考える。この場合、該256階調のうち、代表値として10h、40h、80h、A0h、F0h等の露光信号に対応した5つの中間調パッチの静電潜像を作成する。
この各感光ドラム11上に作成されたパッチの潜像は、上記のDmax制御によって最適化した現像バイアスにより現像し、中間転写ベルト31に一次転写して、得られたパッチの濃度を中間転写ベルト31に隣接する濃度センサ70によって検知する。
この検知結果から、現像されたパッチの濃度と入力されたパッチの画像信号との差異が判断され、画像信号と露光信号が直線関係となるように、その対応関係をガンマ補正する。以上で、階調補正制御は終了する。
3.画像調整実行の制御
前述のように、従来、それぞれの使用者に即して、ファーストプリントタイムを重視して画像調整を省略したり、画質を重視して画像調整を入念に行ったりすることは困難である、といった課題があった。
従って、本実施例の目的は、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることである。本実施例のより詳細な目的の一つは、起動時より前の所定期間における画像形成装置の使用状況に基づいて、不必要・過剰な画像調整を省略する(図4)ことにより、使用者が満足する画質を提供することである。
そこで、本実施例では、本発明に従って、転写材に出力すべき画像の品質を改善する目的で画像調整を行う画像形成装置は次のような構成とする。即ち、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力の直前に行う画像調整動作の内容又は該画像調整動作の実行の有無が、前記画像出力を行わない期間より前の所定の期間における画像出力状況に基づいて変更可能である構成とする。好ましくは、画像調整の内容に考慮する画像出力状況を判断する対象とする期間が変更可能である。又、好ましくは、画像出力を行わない期間の長さを画像調整の内容に考慮する。更に好ましくは、画像出力状況は、画像出力頁数である。更に好ましくは、画像調整を行わない状態が所定の期間以上継続しないように、所定の間隔で画像調整を行う。
本実施例では、上述のように、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力より前の期間における画像出力状況に基づいて前記画像出力の直前に行う画像調整の内容が変更可能である。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が図られる。
又、上述のように、画像出力直前における、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力より前の期間における画像出力状況を判断する対象となる期間を変更可能とすることができる。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
又、上述のように、画像出力直前における、画像出力を行わない期間の長さをも判断の基礎として、画像出力直前の画像調整の内容又はその実行の有無を変更可能である。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
又、上述のように、起動時より前の所定期間における画像出力頁数に基づいて、画像調整の内容を最適化可能である。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
又、上述のように、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力より前の期間における画像出力状況に基づいて画像調整を行わない状態が所定の間隔以上継続しないように、少なくとも該所定の間隔で画像調整を行うことができる。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
以下、更に具体的に説明する。
表1に、画像出力を行わない期間の長さTp(単位:時間)と、該期間の直後の画像出力前に行う画像調整との関係を示した。
尚、画像出力を行わない期間の長さTpが0.1未満の場合は、画像出力を行わない期間として算入しない。
画像形成装置100は、表1に従って、自動的に画像調整内容を最適化する。
尚、m>nならばTpm>Tpnである。
表1は、例えば、TpがTp5以上の場合には、現像空回転(2分)・Dmax制御・階調性制御をすべて行う、という意味である。
即ち、表1に従えば、画像出力を行わない期間の長さTpが大きいほど、トナーの帯電量が低下しているので、画像調整を入念に行うようにする。
次に、Tpの境界値をどのように決定するかを、表2で説明する。
表2に、Tp1〜Tp5と、起動時より前の所定期間の長さTb(単位:時間)における画像出力頁数Nppb(A4換算)との関係を示した。
ここで、起動時より前の所定期間とは、前記画像調整を実施する直前の画像出力終了時を終期とする期間である(図4)。
又、画像出力頁数Nppb(A4換算)は、次のようにして算出されるものである。
Nppb=
(1枚あたりの転写材の面積(cm2))/623.7×(実際の画像出力頁数)
尚、623.7とは、A4サイズの転写材の面積の値(単位cm2)である。
このようにして算出した画像出力枚数を制御に用いることによって、より実際の画像形成装置100の状態に応じた制御が可能となるが、これに限定されるものではなく、単純に出力した頁数をカウントしてもよい。
画像形成装置100は、表2に従って、自動的にTp1〜Tp5を最適化する。
例えば、Nppbが150ならば、Tp1=2、Tp2=4、Tp3=8、Tp4=16、Tp5=32である。又、例えば、Nppbが1500ならば、Tp1=8、Tp2=16、Tp3=32、Tp4=64、Tp5=128である。
即ち、表2に従えば、使用者が大量出力をする傾向にあると、画像調整を入念に行う。
本実施例では、より具体的には、画像形成装置100は、その本体に設けられて画像形成装置100の動作を統括的に制御する制御ユニット200により、画像調整及び画像調整の実行の制御を行う。図10に示すように、制御ユニット200は、制御の中心的な要素たる制御手段を構成するコントローラ201を有する。又、制御ユニット200は、記憶手段として、表1に示すTpと画像調整との関係の如き画像調整を決定するための情報、表2に示すTpとNppbとの関係の如きTpを決定するための情報を記憶するメモリ201を有する。メモリ202には当該情報が予め記憶される。又、制御ユニット200のコントローラ201には、画像形成装置100の本体に設けられた情報入力手段としての操作パネル901が接続されている。更に、制御ユニット200のコントローラ201には、画像形成装置100の外部の情報入力手段を構成するパーソナルコンピュータ等の情報端末装置が接続されていてよい。
Tbは、エンドユーザやサービスパーソンが操作パネル901のキーによる入力又は制御ソフトのダウンロードにより変更することができる。ただし、Tbは変更できなくてもよい。
尚、本実施例においては、Tb=8である。
ただし、以上の設定だと、Tpが短く、且つ、Nppbが少ない出力状況が何日も続いた場合に画像調整を全く行わなくなってしまうことがある。そこで、本実施例においては、画像調整を行わない画像出力頁数に上限Nmaxを設ける。これにより、何日も全く画像調整が行わないことにより想定される不具合を解消している。
Nmaxも、エンドユーザやサービスパーソンが操作パネル901のキーによる入力又は制御ソフトのダウンロードにより変更することができる。ただし、Nmaxは変更できなくてもよい。
具体的には、本実施例では、Nmax=6400である。
本実施例の効果の評価結果は後述する。
尚、本実施例では、画像出力を行わない期間より前の期間における画像出力状況に加えて、画像出力を行わない期間の長さをも、画像調整の内容に考慮する構成としたが、画像出力を行わない期間の長さは考慮しない構成とすることもできる。
以上、本実施例によれば、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。
実施例2
次に、本発明に係る画像形成装置の第2の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の構成及び動作の大部分は実施例1のものと同様である。従って、実施例1のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について説明する。
図5は、本実施例の画像形成装置100の全体構成を示す概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は電子写真式白黒複合機である。本実施例の画像形成装置100では、A4横送りでの片面連続出力速度は、毎分120枚である。
本実施例では、画像形成装置100の画像出力部1Pは、一の画像形成部10を有する。
画像形成部10では、潜像担持部材(像担持体)としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム11が回転自在に軸支されている。感光ドラム11は、駆動手段としてのモータ(不図示)によって、図示矢印方向(反時計回り)に回転駆動される。感光ドラム11の外周面に対向して、その回転方向に沿って、次の各手段が配置されている。先ず、一次帯電手段としてコロナ式の一次帯電装置12である。次に、露光手段としての、光学系13、折り返しミラー16である。次に、現像手段としての現像装置14である。次に、清掃手段としての清掃装置15である。
本実施例では、現像剤として実質的に黒色の磁性トナー(一成分現像剤)のみを収納した現像装置14によって、感光ドラム11上の静電潜像を顕像化する。
又、本実施例では、画像形成装置100は、中間転写体として円筒型の中間転写ドラム31を有する。
次に、本実施例の画像形成装置100の動作について説明する。
画像形成部10では、画像出力動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより感光ドラム11上にトナー画像が形成される。形成されたトナー画像は、高電圧が印加された一次転写ローラ35によって、一次転写領域T1において中間転写ドラム31に一次転写される。一次転写されたトナー画像は、二次転写領域T2まで搬送される。そして、中間転写ドラム31上のトナー像は、高圧電圧が印加された二次転写ローラ36によって、二次転写領域T2において転写材mに二次転写される。その後、転写材mに転写されたトナー画像は、定着装置40によって転写材mに定着された後、機外に排出される。
ここで、中間転写ドラム31は、中空の剛体円筒であり、中間転写ドラム31の両端に接合されたフランジ及び該フランジと一体化された軸により、画像形成装置100の前奥の板に支持されている。
又、本実施例では、定着ローラ41aは、熱源としてハロゲンヒータを備える。
次に、本実施例における画像調整及び画像調整の実行の制御について説明する。
本実施例では、Dmax制御において、感光ドラム11上にDmaxに対応するパッチの静電潜像を作成し、この潜像を現像装置14によって現像して、感光ドラム11上にDmax制御用のパッチを形成する。パッチの静電潜像は、例えば光学系13の最大露光により作成する。
この時、パッチの潜像を感光ドラム11上に複数個形成し、それぞれ現像バイアスを変更しつつ現像する。このようにして作成したパッチを中間転写ドラム31に一次転写し、中間転写ドラム31上のパッチの濃度を中間転写ドラム31上に隣接する濃度センサ70によって検知する。
本実施例では、このパッチの濃度を検知した値から、出力される画像の濃度を一定とする最適な現像バイアスを決定して、この現像バイアスを使用して濃度制御を行い、Dmax制御は終了する。
本実施例では、階調補正制御でもDmax制御と同じく、感光ドラム11上に濃度検知用のパッチが形成される。ただし、Dmax制御の時とは異なり、階調補正制御に用いられる複数個の中間調パッチは、各パッチの潜像電位がそれぞれ変えられている。
例えば、感光ドラム11上に14個のパッチを形成する場合、次のようにして14個の中間調パッチの静電潜像を作成する。即ち、画像信号(入力信号)に対して露光信号をリニアに変化させた8bit信号からなる00hからFFh(Dmax)までの256階調を考える。この場合、該256階調のうち、代表値として10h、20h、30h、40h、50h、60h、70h、80h、90h、A0h、B0h、C0h、E0h、F0h等の露光信号に対応した14個の中間調パッチの静電潜像を作成する。
又、本実施例においても、画像調整において、現像空回転が設定されている。更に、本実施例では、画像調整において、後述の劣化トナー排出が設定されている。
表3に、画像出力の停止期間の長さTp(単位:時間)と、画像出力前に行う画像調整との関係を示した。
表3における「劣化トナー排出」とは、現像スリーブ14―2の近傍に滞留したために繰り返し機械的・熱的ストレスを受けて変質したトナーや、大粒径化して現像に寄与しないトナーを強制的に排出しようとする動作である。劣化トナー排出時には、現像スリーブ14−2の回転中に現像バイアスのAC成分を印加せずにDC成分のみを印加する。
画像形成装置100は、表3に従って、自動的に画像調整内容を最適化する。
表1は、例えば、TpがTp2以上Tp3未満の場合には、現像空回転と劣化トナー排出を同時に10秒間行うが、Dmax制御・階調性制御をともに行わない、という意味である。
次に、表3においてTpの境界値をどのように決定するかを、表4で説明する。
表4に、p1〜Tp7と、起動時より前の所定期間の長さTb(単位:時間)における画像出力頁数Nppb(A4横換算)との関係を示した。
画像形成装置100は、表4に従って、自動的にTp1〜Tp7を切り替える。
例えば、Nppbが500ならば、Tp1=0.5、Tp2=1、Tp3=2、Tp4=4、Tp5=8、Tp6=16、Tp7=32である。又、例えば、Nppbが10000ならば、Tp1=4、Tp2=8、Tp3=16、Tp4=32、Tp5=64、Tp6=128、Tp7=256である。
尚、本実施例においては、Tb=24である。
本実施例の効果の評価は後述する。
以上、本実施例の構成によっても、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。
実施例3
次に、本発明に係る画像形成装置の第3の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の構成及び動作の大部分は実施例2のものと同様である。従って、実施例2のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例では、実施例2における表3に示した画像出力の停止期間の長さTp(単位:時間)と、画像出力前に行う画像調整との関係に従って、自動的に画像調整内容を最適化する。
そして、本実施例においては、画像調整の内容を変更するTpを決定する方法が実施例2とは異なる。
具体的には、本実施例では、起動時より前の所定期間Tbにおける画像の平均画像比率ηiabを考慮する。
表5に、Tp1〜Tp7と、起動時より前の所定期間の長さTb(単位:時間)における平均画像比率ηiab(A4換算)との関係を示した。
ここで、平均画像比率ηiab(A4換算)は、次のようにして算出されるものである。
ηiab=
(Σ(各頁の画像部の面積(cm2)))/623.7/(実際の画像出力頁数の合計)
尚、623.7とは、A4サイズの転写材の面積の値(単位cm2)である。
画像形成装置100は、表5に従って、自動的にTp1〜Tp7を切り替える。
例えば、ηiabが1ならば、Tp1=0.5、Tp2=1、Tp3=2、Tp4=4、Tp5=8、Tp6=16、Tp7=32である。又、例えば、ηiabが8ならば、Tp1=2、Tp2=4、Tp3=8、Tp4=16、Tp5=32、Tp6=64、Tp7=128である。
本実施例の効果の評価は後述する。
以上、本実施例の構成によっても、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。又、画像比率に基づいて画像調整の内容を変更するTpを決定することによって、画像形成装置100の実際の使用状況により即した制御が可能となる。
実施例4
次に、本発明に係る画像形成装置の第4の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の構成及び動作の大部分は実施例1のものと同様である。従って、実施例1のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例では、起動時より前の所定期間Tbにおけるコピー(複写)すべき画像の種類を考慮する。
即ち、本実施例では、画像出力を行わない期間より前の期間における画像出力状況として画像の種類に基づいて画像調整の内容を変更する。このように、起動時より前の所定期間における画像の種類に基づいて、画像調整の内容を最適化可能である。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
ここで、画像の種類とは、原稿が文字なのか写真なのか、をいう。
図6は、画像処理装置の回路の概略図である。この回路は、フルカラーの原稿をハロゲンランプや蛍光灯等の照明源で露光し、反射像をCCD(蓄積電荷素子)500等のカラーイメージセンサで光電変換により撮像し、得られたアナログ画像信号をA/D変換器等でデジタル化する。そして、この回路は、デジタル化された画像信号を処理し、画像出力を得る。
原稿は、先ず、光量可変露光ランプ520により後述する設定光量により照射され、反射光はCCD500により画像ごとに色分解されて読み取られ、アナログ処理回路501で所定レベルに増幅される。
図7にカラー読み取りセンサを示す。主走査方向を5分割して読み取るべく62.5μmを1画素として、1024画素、即ち、図のごとく1画素を主走査方向にG、B、Rで3分割しているので、トータル1024×3=3072の有効画素数を有する。一方、各チップ58、59、60、61、62は同一セラミック基板上に形成される。センサの1、3、5番目(58、60、62)は同一ラインLA上に、2、4番目はLAとは4ライン分(62.5μm×4=250μm)だけ離れたラインLB上に配置され、原稿読み取り時は、矢印AL方向に走査する。
各センサ58、59、60、61、62からは駆動パルスに同期してビデオ信号が独立に出力され、アナログ処理回路501で所定の電圧値に増幅され、サンプルホールド(S/H)回路502に入力される。
S/H回路502に入力された原稿を5分割に分けて読み取って得られたカラー画像信号は、G(グリーン)、B(ブルー)、R(レツド)の3色に分離される。
S/H回路502により、各色R、G、B毎にサンプルホールドされたアナログカラー画像信号は、次段A/D変換回路502でデジタル化され、次段に出力される。
さて、本実施例では前述したように4ライン分(62.5μm×4=250μm)の間隔を副走査方向に持ち、かつ主走査方向に5領域に分割した5つの千鳥状センサで原稿読み取りを行っている。そのため、先行走査しているチヤンネル2、4と残る1、3、5では読み取る位置がズレている。そこでこれを正しくつなぐために、複数ライン分のメモリを備えたズレ補正回路505によってそのズレ補正を行っている。
チヤンネル1〜5の黒レベル出力はセンサに入力する光量が微少の時、チップ間、画素間のバラツキが大きい。これをそのまま出力し画像を出力すると、画像のデータ部にスジやムラが生じる。そこでこの黒部の出力バラツキを補正する必要が有り、黒補正/白補正回路506で補正を行う。原稿読取り動作に先立ち、CCD500を有する原稿走査ユニットを原稿台先端部の非画像領域に配置された均一濃度を有する黒色板の位置へ移動し、露光ランプ(ハロゲン)520を点灯し黒レベル画像信号を本回路に入力する。ブルー信号Binに関しては、黒色板読み取り時にはこの画像データの1ライン分を黒レベルRAM624に格納する。一方、画像読み込み時には、RAM624はデータ読み出しモードとなり、1画素ごとに読み出され入力される。同様にグリーンGin、レツドRinも同様の制御が行われる。
次に、黒補正/白補正回路506における白レベル補正(シェーディング補正)を説明する。白レベル補正は原稿走査ユニットを均一な白色板の位置に移動して照射した時の白色データに基づき、照明系、光学系やセンサの感度バラツキの補正を行う。
色補正時に、原稿を読み取るためのCCD500が均一白色板の読み取り位置にある時、即ち、複写動作又は読み取り動作に先立ち、露光ランプ520を点灯させ、均一白レベルの画像データを1ライン分の補正RAM624に格納する。
次に、色補正回路(1)507の説明前に原稿下地消去について説明する。コピースタート操作によって原稿検知のため、画像読取り部がプリスキャンを始める。プリスキャンの最初の進行方向への移動時に画像読取り部からの信号から原稿端検知回路621が原稿の反射輝度と走査位置によって原稿の端部座標を検出することにより原稿の位置、形状の識別を行う。そして、プリスキャンのホームポジシヨン側への復帰移動時では、前述の白補正用RAM624からのデータより原稿反射輝度DをCPU622等が演算し、RAM624中にヒストグラムとして格納していく。ここでは検出した原稿の端部座標に基づいて原稿範囲内から主走査方向に50ポイント、副走査方向に50ライン、計2500画素のデータから、演算部に取り込むn画素目のB、G、RのデータをBn、Gn、Rnとして原稿反射輝度Dnを次式にて求めている。
Dn=a・Bni+b・Gnj+c・Rnk
式中a、b、c、i、j、kは予め設定してある定数で、例えば、a=b=c=1/3、i=j=k=1といった値を用いる。
そして、原稿下地反射輝度は、2500画素のデータ中の最大原稿反射輝度から予め設定してある反射輝度バラツキ幅の範囲までに存在する原稿反射輝度のデータ数が例えば全体の30%(任意値)以上あれば、最大原稿反射輝度を原稿下地反射輝度とする。一方、30%なければ、白色板の反射輝度を原稿下地反射輝度と判定している。そのため、写真、全面画像(30%以下)は下地の除去処理を行わず、一方、文字、画像混在の原稿(30%以上)に対して下地除去処理を行うことができる。
このように、上記実施例では、CPU622が原稿反射輝度DをRAM624に格納し、全面画像では最大原稿反射輝度を原稿下地反射輝度としている。
又、2500画素のB、G、Rのそれぞれの最小値を前記したDnを求める式に代入して求めた原稿反射輝度を原稿下地反射輝度とすることにより、色成分のバラツキによる下地色除去ミスを防ぐことができる。このために、CPU622が原稿反射輝度D及び白補正用データをRAM624に格納する。そして、全面画像であれば、最大原稿反射輝度から反射輝度バラツキ幅の範囲に入っていた原稿反射輝度に対応するBn、Gn、RnのデータをRAM624からCPU622等が取り出す。そして、各Bn、Gn、Rnの最小値を前記原稿反射輝度Dnを求める式に基づいて得られた原稿反射輝度を原稿下地反射輝度とする。
以上のごとく、画像入力系の黒レベル感度、CCDの暗電流バラツキ、各センサ間感度バラツキ、光学系光量バラツキや白レベル感度等種々の要因に基づく、黒レベル、白レベルの補正を行う。そして、主走査方向にわたって均一になった、入力された光量に比例したカラー画像データは、人間の目に比視感度特性に合わせるための処理を行う対数変換回路508に入力される。
対数変換用のLUT(ルックアップテーブル)を複数有し、用途に応じて使い分ける。CPU622は、LUTを切り換える。ここで各B、G、Rに対して出力されるデータは、出力画像の濃度値に対応している。従って、B(ブルー)、G(グリーン)、R(レツド)の各信号に対して、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー量が対応するので、ここ以後のカラー画像データはY、M、Cに対応づける。
CPU622は下地除去のための露光光量の増加に応じて記録画像が薄くなるように、LUTを選択する。これにより、露光光量の増加に応じて画像が薄くなる現象に対応し得るものとなる。
尚、色補正回路(1)507は、入力されるカラー画像データR、B、Gより特定の色を検出して他の色に置きかえる回路である。例えば、原稿の中の赤色の部分を青色や他の任意の色に変換する機能を実現するものである。
次に、対数変換により得られた原稿画像からの各色成分画像データ、即ちイエロー成分、マゼンタ成分、シアン成分に対して、色補正回路(2)509にて色補正を行い、最終的にプリンタ部に送られる。
CPU622はカラー原稿をプリスキャンしてCCD500により読み取り、RAM624に輝度のヒストグラムをとる。そして、CPU622はそのヒストグラムの最大値付近のバラツキに基づいて、原稿が全面写真か文字・写真混在かを判断する。即ち、輝度の最大値付近のデータが少なければ全面写真と判断し、多ければ文字・写真混在であると判断する。
本実施例では、画像形成装置100は、期間Tbにおける複数の原稿の頁数において、全面写真が多い場合は起動直後の画像調整を入念に行い、文字・写真混在が多い場合は簡略化する。
具体的には、表6に従う。
本実施例の効果の評価は後述する。
尚、画像形成装置100がパーソナルコンピュータ等の情報端末装置(不図示)から受信した画像情報を出力するプリンタ機能を有している場合に、その情報端末装置からの画像情報に基づいて、全面写真が多いか、文字・写真混在が多いか等を判断してもよい。
以上、本実施例の構成によっても、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。
実施例5
次に、本発明に係る画像形成装置の第5の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の構成及び動作の大部分は実施例1のものと同様である。従って、実施例1のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例では、画像形成装置100は、コピー機能とパーソナルコンピュータ等の情報端末装置から受信した画像情報を出力するプリンタ機能とを兼備し、且つ、起動時より前の所定期間Tbにおける画像の種類を考慮する。
ここで、画像の種類とは、コピーなのかプリントなのか、をいう。
本実施例では、画像形成装置100は、期間Tbにおいてコピー画像が多い場合は、起動直後の画像調整を入念に行い、プリント画像が多い場合は、簡略化する。なぜなら、コピー画像は写真の割合が高く、プリント画像は文字の割合が高い傾向があるからである。
具体的には、表7に従う。
本実施例の効果の評価は後述する。
以上、本実施例の構成によっても、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。
実施例6
次に、本発明に係る画像形成装置の第6の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の構成及び動作の大部分は実施例1のものと同様である。従って、実施例1のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例では、画像形成装置100は、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力の直前に行う画像調整の内容を、使用者が知覚可能な態様で表示し、使用者の承認を得て前記画像調整を実行する。
即ち、本実施例では、画像調整を実行する際に、該画像調整の内容について使用者の承認を得る。このように、画像出力を行わない期間が所定の長さを超えた後の最初の画像出力の直前に行う画像調整を実行する際に、該画像調整の内容について使用者の承認を得ることができる。これにより、使用者の必要とする画質とファーストプリントタイムの両立が更に高いレベルで図られる。
具体的には、朝の始業時に画像形成装置100の電源を投入した直後に、画像形成装置100は、画像調整の所要時間を操作パネル901に表示すると同時に、使用者の承認を求める。例えば、画像形成装置100は、図3に示すように、操作パネル901に画像調整の所要時間の表示901cを表示するよう指示する。それと同時に、画像形成装置100は、操作パネル901に、使用者が画像形成装置100に当該画像調整の実行の承認を指示するための表示901aと、画像調整の延長を指示するための表示901bとを表示する。
使用者が所定時間(例えば10秒)以内に承認をして操作パネル901の承認指示表示部901aに触れた場合、画像形成装置100が決定した内容の画像調整を開始する。使用者が所定時間(例えば10秒)以内に更に入念な画像調整を希望して操作パネル901の延長指示表示部901bに触れた場合は、画像形成装置100は、操作パネル901に、例えば、図8に示す画面を表示する。即ち、この場合、画像形成装置100は、操作パネル901に、使用者に画像調整時間を操作パネル901のキーで入力することを促す表示901eを表示すると共に、使用者が入力した画像調整時間901dを表示する。使用者が所定時間以内に入力すれば、画像形成装置100は、即座に入力された時間内で完了する内容の画像調整を実行する。使用者が所定時間以内に操作を行わなければ、画像形成装置100が決定した内容の画像調整を実行する。
本実施例の効果の評価は、後述する。
以上、本実施例の構成によっても、使用者に適した起動時間と画質の両立を図ることができる。
試験例
表8に、本発明に従う実施例と従来例との性能の比較を示した。
いずれの場合も、累積約25万ページ出力後、起動時より前の所定期間における画像出力頁数が1000頁、8時間停止直後の文字画像出力1頁目に関するデータである。
画像反射濃度は、直径5mmで画像反射濃度1.2の円形原稿を複写したA4サイズのコピー上の合計5点の平均値である。測定器としては、米国Macbeth社の反射濃度計RD914型(商標)を用いて測定した。
カブリによる反射率低下(%)は、同じロットの転写材の反射率(%)からベタ白画像(全面非画像部)の反射率度(%)を差し引くことで求められる。測定器としては、東京電色社製の反射濃度計TC−6DS型(商標)で測定した。
画像反射濃度の値が大きいほど良く、かぶりによる反射率低下の値が小さいほど良い。
又、ファーストプリントタイムについての使用者の満足度は、次のようにして評価した。発明者の同僚の従業員100人のうち、複写機やプリンタを業務の一環として日常的に使用する者に、各1時間、本発明に従う画像形成装置を使用してもらい、1(不満)〜5(満足)の5段階で評価してもらった。画質についての使用者の満足度もファーストプリントタイムと同様である。
従来例1a、1bは、ともに実施例1において過去の画像出力状況を考慮しないものであ。従来例2a、2bは、ともに実施例2において過去の画像出力状況を考慮しないものである。
表8に示すように、本発明に従う実施例が、とりわけ実施例6が、ファーストプリントタイムと画質のバランスがとれているという理由で使用者の満足度が高いことが理解されよう。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は前記実施例の構成・条件に限定されるものではなく、当業者が容易に変更・追加・省略することができる程度の改良は、本発明の範疇内であるというべきである。