JP2014148123A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表や罫線を含む画像あるいは画像の色に従い、LEDヘッドが潜像を形成するタイミングを最適化することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】第一の露光手段は、直線状に配置した所定数の発光素子を含み、直線状態の変化が認識されにくい第一の色に対応する画像信号に応じて個々の発光素子の発光量を変化する。第二の露光手段は、直線状に配置した所定数の発光素子を含み、直線状態の変化の認識が容易な第二の色に対応する画像信号に応じて個々の発光素子の発光量を変化する。露光信号生成手段は、第二の露光手段からの発光時に個々の発光素子の直線状態の変化の影響を低減する露光時補正を除外する。
【選択図】図3

Description

この発明は、画像形成装置に関する。
シートに画像を形成する画像形成装置においては、画像光を感光体に照射して形成した潜像を顕像化材(現像剤)により可視化する方法が一般的である。
画像光を感光体に照射する装置としてLED(Liquid Emitting Diode)ヘッドを用いる画像形成装置がある。
LEDヘッドを用いる画像形成装置においては、解像度に対応する所定数のLED素子を直線状に配置し、主走査方向に延びる直線状の画像を形成する。主走査方向と直交する副走査方向に、解像度に対応して決まる間隔で、主走査方向に延びる直線状の画像を順に形成する。すなわち、主走査方向の画素数(LED素子の素子数)と副走査方向の画像の数で決まる出力画像を形成する。
特開2005−342933号公報
しかしながら、LED素子の位置は、副走査方向において、個々に異なる。
このため、LEDヘッドを用いて形成する直線状の画像は、任意の画素(LED素子)の位置で、他の画素(LED素子)に対して段階的にずれる(非直線状となる)。
また、カラー画像を形成する画像形成装置は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロ)及びK(ブラック)の4色分のLEDヘッドを含む。従って、色毎のずれが生じる。
このような、非直線状の段階的なずれや、色毎のずれを補正するためには、高価な駆動回路を用意する必要が生じ、コストが増大する。
本発明の目的は、表や罫線を含む画像あるいは画像の色に従い、LEDヘッドが潜像を形成するタイミングを最適化する画像形成装置を提供することである。
実施形態の画像形成装置は、加熱手段と、第1の搬送手段と、第2の搬送手段と、ガイド手段と、を具備する。加熱手段は、シート及びシートが保持する色材を加熱する。第1の搬送手段は、前記加熱手段に、シート及び色材を搬送する。第2の搬送手段は、前記加熱手段に、前記第1の搬送手段に比較して短い搬送距離でシート及び色材を搬送する。ガイド手段は、前記加熱手段にシート及び色材を搬送可能にシート及び色材を前記第1及び第2の搬送手段のいずれか一方に案内する。
実施形態の画像形成装置の一例を示す。 実施形態の画像形成装置の画像形成部の一例を示す。 実施形態の画像形成装置の一例(制御ブロック)を示す。 実施形態の画像形成装置の第一の補正(歪み量)の一例を示す。 実施形態の画像形成装置の第二の補正(傾き量)の一例を示す。 実施形態の画像形成装置の傾き量検出の一例を示す。 実施形態の画像形成装置の制御方法の一例を示す。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図1に示す画像形成装置(マルチファンクショナルプリフェラル、MFP(multi-function peripherals)、以下、単にMFPと称する)1は、画像形成部3、画像読取部5及び信号処理/動作制御部(回路基板部)7を、少なくとも有する。なお、MFP1の所定の位置に、操作部(表示パネル)9が位置する。
画像形成部3は、紙や樹脂シートであるシートに、画像データに対応する可視像を形成する。画像データは、例えば画像読取部5が生成するデータであってもよいし外部からのデータであってもよい。外部からのデータは、半導体メモリ等の記憶(可搬)媒体が供給するデータであってもよいしネットワーク上の供給元がインタフェース71(図3参照)経由で供給するデータであってもよい。
画像読取部5は、読取対象物の文字や画像を、光の明暗として取得し、明暗に対応する画像データを生成する。
画像読取部5は,原稿テーブル(原稿ガラス)5aと、照明装置と、画像センサとを、少なくとも含む。画像センサは、照明装置が出力する照明光を、原稿テーブル5aが支持する原稿(読取対象)が反射する反射光(画像情報)を画像信号に変換する。画像センサは、例えばCCDセンサあるいはCMOS(Complementary metal-oxide Semiconductor)センサである。
信号処理/動作制御部7が、画像読取部5が生成する画像信号を、画像形成部3による画像形成に適した画像データに変換する。信号処理/動作制御部7は、図3に一例を示す通り、画像センサからの画像信号に対し、出力画像(プリントアウト)のために、例えば文字特定、輪郭補正、色調補正(色変換、RGB→CMY、濃度)、中間調(階調)、γ特性(入力濃度値対出力濃度)、等の所定の処理を施す。画像信号及び画像データは、図示しない記憶装置、例えばハードディスクドライブ(HDD、Hard Disk Drive)や、MFP1から取り出し可能な半導体メモリ等が記憶する。
画像形成部3は、第1〜第4の単色画像形成ステーション(可視像形成部)30a,30b,30c及び30d、及び第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dを、有する。個々の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dは、露光装置32a,32b,32c及び32dからの露光光すなわち画像光に対応する潜像を生起して保持する感光体ドラム(像担持体)31a,31b,31c及び31d、現像装置及び転写装置(1次転写部)を有する。
画像形成部3はまた、中間転写ベルト(可視像保持(1次転写)部)33、シート転写装置(2次転写部)34、定着装置35、第1〜第4の廃トナー収集機構36a,36b,36c及び36d、中間転写ベルトクリーナ37及び廃トナー回収装置38、等を有する。
個々の単色画像形成ステーション(可視像形成部)30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、自身が保持する電位が、画像光の強度に応じて変化する感光体ドラム個々の感光体ドラム31a,31b,31c及び31dには、第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dが露光光すなわち画像光を照射する。
画像形成部3はまた、自動両面ユニット(ADU、Automatically Duplex Unit)40、少なくとも1つのシートカセット41及びシートカセット毎に付属する給紙機構43、搬送機構44及びアライニング機構45を含む。なお、アライニング機構45の前段に、手差しトレイ46及び手差しトレイに付属する給紙機構47が位置する。また、シートカセット41は、複数段、重ねて利用可能である。
第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dは、それぞれ、LEDヘッド(LED素子列)を含み、信号処理/動作制御部7の画像処理部73からの画像データを光の強弱に変換した画像光を出力する。
第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dが出力する画像光は、それぞれ、第1〜第4の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dの感光体ドラムに潜像を形成する。すなわち、それぞれの画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dの感光体ドラム31a,31b,31c及び31dの電位がLEDヘッドからの画像光の強度に応じて変化し、その電位差が、潜像(静電像)となる。
個々の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、C(シアン、cyan),M(マゼンタ、magenta),Y(イエロ、yellow),K(黒(ブラック)、black)のそれぞれの色の可視像を形成する。現像装置は、個々の感光体ドラム31a,31b,31c及び31dが保持する上述の潜像にトナーを供給して現像する。転写装置は、個々の感光体ドラム31a,31b,31c及び31dが保持するトナー像(可視像)を、中間転写ベルト33に移動する。
なお、各画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dの配列(位置)すなわち色の順は、画像形成プロセスやトナーの特性に応じて決定する。
中間転写ベルト33は、個々のステーション30a,30b,30c及び30dが形成するトナー像(可視像)を保持し、搬送する。
シート転写装置34は、中間転写ベルト33が搬送するトナー像を、シート(用紙)に移動する。
定着装置35は、シート転写装置34により中間転写ベルト33からシートに移動したトナーすなわちトナー像をシートに固定(定着)する。
廃トナー収集機構36は、それぞれのステーション30a,30b,30c及び30dの転写装置(1次転写部)の近傍においてクリーナが除去した感光体ドラムから中間転写ベルト33に移動することなく(個々の感光体ドラムに)残った転写残りトナー(余剰なトナー)を、廃トナー回収装置38が回収(保持)可能に収集する。
中間転写ベルトクリーナ37は、シート転写装置(2次転写部)34の近傍において、中間転写ベルト33からシートに移動することなく中間転写ベルト33に残った転写残り(余剰な)トナーを、廃トナー回収装置38が回収(保持)可能に収集する。
廃トナー回収装置38は、廃トナー収集機構36が収集した転写残りトナー、及び中間転写ベルトクリーナ37が収集した転写残りトナーを回収する。
個々の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dにおける画像形成動作に対応する所定タイミングで、給紙機構42が用紙カセット41からシートを引き出す。用紙カセット41からのシートは、搬送機構44が中間転写ベルト33とシート転写装置34とが接する転写位置に(シートを)移動する。シートが転写位置(中間転写ベルト33とシート転写装置34とが接する位置)に移動するタイミングは、アライニング機構45が個々の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dにおける画像形成動作に対応して設定する。
定着装置35は、シート及びシートに静電的に付着した状態のトナーを加熱し、圧力を与え、トナーをシートに固定する。
定着装置35が定着するトナー(トナー像)を保持したシートは、出力画像(プリントアウト)として、画像読取部5と画像形成部3との間の空間、もしくはADU(自動両面ユニット)40へ移動する。
ADU40は、第1の面にトナー像が密着したシートの第1の面の背面となる第2面にトナーが移動可能にシートの表裏を反転し、表裏が反転したシートを、アライニング機構45に移動(位置)する。
信号処理/動作制御部7は、図3に一例を示すが、画像入力部(入力インタフェース)71、画像処理部73、変調回路(露光信号生成部)75、CPU(Central Processing Unit、主制御装置)77、画像検出回路(露光タイミング検出部)79、等を含む。
入力インタフェース71は、例えばパーソナルコンピュータ(PC、Personal Computer)等の外部装置から、あるいはネットワーク等を経由して供給される画像データを受けつける。
画像処理部73は、画像読取部5が生成した画像信号あるいは入力インタフェース71からの画像データに、上述の、文字特定、輪郭補正、色調補正、γ特性、等について所定の処理を行う。
露光信号生成部75は、画像処理部73が処理した画像データを、第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dによる露光光として用いるための変調信号(露光信号)に変換する。
CPU(主制御装置)77は、画像処理部73内の画像データの処理を制御する。
画像検出回路(露光タイミング検出部)79は、画像センサ39の出力に基づいて、各画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dにおいて形成する各色の画像の傾き(すなわち露光タイミングとして管理できる)を検出する。
信号処理/動作制御部7はまた、画像処理部73(CPU77)、画像形成部3及び画像読取部5からなるMFP1の全体の動作を制御する主制御装置(MPU、Main Processing Unit)101を有し、画像読取動作、画像形成動作、等、を制御する。
MPU101は、MFP1に対する指示(操作)入力を受けつけるコントロールパネル(操作部)9からの制御入力に従い、MFP1の各部(要素)を制御する。
操作部9は、表示部9aを有する。表示部9aは、例えば文字列あるいは記号(ピクトグラム、pictogram/アイコン、icon)等として知られている表示(ユーザインタフェース)により、MFP1の各部の状態等を表示する。表示部9aはまた、タッチパネルとしても機能し、ユーザからの指示(制御)入力の受けつけ及び受けつけた入力の表示及びMPU101の制御に従う、上記表示等を表示する。
信号処理/動作制御部7はまた、ROM(Read Only Memory、読み出し専用(プログラム)メモリ)111、RAM(Random Access Memory、ランダムアクセスメモリ)113、NVM(Non-volatile Memory、不揮発性メモリ)115、画像処理部73における画像処理に用いるページメモリ(ワークメモリ)117、及び各部のセンサからの出力等をMPU101に入力するI/Oポート119、等を含む。
MPU101は、任意のモータ131,133,・・・,139の回転を制御するモータドライバ121と接続する。モータ131は、例えば第1〜第4の画像形成ステーション30a,30b,30c及び30d及び中間転写ベルト33等を駆動する。モータ133は、シートの搬送に関わるカセットから定着装置35(ADU40)までの間の要素、例えば給紙機構42、搬送機構44、アライニング機構45及びシート転写装置34、等を駆動する。なお、定着装置35は、独立に、例えばモータ139が駆動する。
MPU101はまた、定着装置35の温度を設定するヒータを駆動するヒータ制御装置123と接続する。
露光信号生成部75は、図4及び図5により以下に示すが、第1〜第4の露光装置32a,32b,32c及び32dが出力する画像光(露光光)に対応する画像のずれ、及び直線性を補正する。
任意の露光装置32a,32b,32c及び32dが含むLEDヘッドのLED素子列は、図4(a)が示す通り、副走査方向の位置ずれを伴う。すなわち、基準線(直線)Sと個々のLED素子との間の間隔が異なり、例えば素子L0〜Ln−m〜Ln(n,mは整数)のそれぞれにおいて、D0〜D5の範囲の位置ずれ(以下、歪み量と称する)を含む。
個々のLED素子L0〜Ln−m〜Lnのそれぞれにおける歪み誤差D0〜D5の影響を補償するための、図4(b)が示すように、基準時間S´に対する補正値であるタイミング補正値(補正量A)T0〜T5を有する。タイミング補正値T0〜T5は、可搬媒体(外部記憶装置)もしくはLEDヘッドと一体化した記憶素子(内蔵メモリ)等により、LEDヘッド毎に管理する。
図5は、LEDヘッドを画像形成装置に組み込んだ時点で(LEDヘッドが)設計上の主走査方向と非平行である場合に生じる直線画像の傾きを補正する例を示す。
LEDヘッド毎の補正値T0〜T5(図4(b)参照)を適用して露光信号生成部75が副走査補正した画像信号を用いて画像形成した場合であっても、直線画像が主走査方向と非平行となる場合がある。すなわち、多くの場合、各画像形成ステーション30a,30b,30c及び30dにおいて感光体ドラム31(a〜d)と露光装置32(a〜d)とは、非平行となる。
このため、一般には、LEDヘッド(露光装置)に供給する画像信号において、副走査方向のずれ(傾き量)を補正する。
すなわち、図5(a)に点線で示すような出力すべき直線の画像情報について、ワークメモリ(画像メモリ/ページメモリ)から複数ラインにまたがって主走査方向の1ラインに対応する画像データを読み出す。より詳細には、図5(a)において、基準線Sからδ1の位置の画像データ,δ2の位置の画像データ,δ3の位置の画像データを、直線の画像情報を、直線補間するように読み出す。
LEDヘッド中のLED素子L0〜Ln−m〜Lnのそれぞれにおける位置のすれ(傾き量)δ1〜δ3の影響を補償するための、図5(b)が示すような、基準時間S´に対する補正値であるタイミング補正値(補正量B)T11〜T13を準備する。
タイミング補正値T11〜T13は図6に一例を示すが、中間転写ベルト33のベルト面(画像保持面)の移動ともに移動するテストパターン画像Y1〜Y3、M1〜M3、C1〜C3及びK1〜K3を画像センサ39で検出し、その出力を画像検出回路79において、基準値および色成分相互で比較し、算出する。
図5(c)は、図4(b)に示したタイミング補正値(補正量A)T1〜T5及び図5(b)に示したタイミング補正値(補正量B)T11〜T13を合成して、図4(a)に示した個々のLED素子の副走査方向の位置ずれと図5(a)に示したLEDヘッド−感光体ドラム相互の傾き量とを合成(加算)したタイミング補正値(合成補正量C)の一例を示す。
図5(d)は、図5(c)が示すタイミング補正値T001〜Tn−mを用いて、直線画像を形成した例を示す。
図5(d)から、タイミング補正値T111とT112との接続部(副走査方向の読み出し画素の変化点)のように、ずれ量補正(直線補間)の大きさが副走査方向の1ライン分以上に達した場合、出力画像において、1ライン分のずれ(段ずれ)として認識可能である。例えば600dpi(ドットパーインチ)の解像度の画像においては、1ラインの間隔が42μmであり、人間の目で、認識できる。なお、色別では、K(黒)色の段ずれは、特に認識され易い。
このため、人間の目が認識し易い色の画像であり、平行な細い直線(罫線や表)の画像については、図7により以下に説明する区分に従い、図4(b)に示したLED素子の副走査方向の位置ずれに対する補正を解除することが好ましい。
なお、実際の印刷(画像形成及びシートへの出力)では、PC(Personal Computer、パーソナルコンピュータ)等にインストールされたアプリケーションソフトにより作成する表や図形を含むファイル(画像データ)の場合が顕著である。
また、上述の通り、特にK(黒)色の段ずれが認識され易いため、印刷元(画像データ供給先)が、コピーやスキャンと異なるプリンタ出力である場合に、K色について補正を解除することが好ましい。
すなわち、図7にソフトウエア的に説明するが、画像データがプリンタ出力(例えば、PCから供給される)であるか否かを検出する[11]。画像データがプリンタ出力である場合[11−YES]、補正量Aを、補正量A=0(補正なし)とする[17]。
画像データが、例えば画像読取部5から供給されるコピーやスキャン等、プリンタ出力とは異なる場合[11−NO]、補正量Aを設定する[12]。
次に、図5(a)及び図5(b)の手法を用い、中間転写ベルト33のベルト面(画像保持面)の移動ともに移動するテストパターン画像Y1〜Y3、M1〜M3、C1〜C3及びK1〜K3を画像センサ39で検出し、LEDヘッド−感光体ドラムの傾き量を読み出す[13]。
次に、読み出した傾き量から、補正量Bを算出する[14]。
以下、図5(c)の手法により補正量Aと補正量Bとを合成して[15]、合成補正量Cを設定する[16]。
すなわち、プリンタ出力以外の印刷を行う場合は、
歪み量(補正量Aの対象)については、Y/M/C/K色のそれぞれの色について歪み量を求め、求めた歪み量に対応する補正量Aを設定し、それぞれの色に補正をかける。
傾き量(補正量Bの対象)については、図6の手法により、位置合わせパターンを印字し、画像センサ39によりK色に対する傾き量を検出し、K色の傾き量を基準として、Y/M/C色の補正を行う。
一方、プリンタ出力の印刷を行う場合には、
歪み量については、Y/M/C色のそれぞれの色について、歪み量を求め、求めた歪み量に対応する補正量Aを設定し、K色を除くそれぞれの色に補正をかける。すなわち、K色については補正を行わない。
傾き量については、位置合わせパターンを印字し、画像センサ39によりK色に対する傾き量を検出し、K色の傾き量を基準として、Y/M/C色の補正を行う。
このような対応をとることで、K(黒)色は、LEDヘッド(露光装置)製造時のばらつきにより、直線状の画像に僅かなゆがみが残る場合があるが、可視(認識)し易い、1ライン分の段ずれが生じることを防止できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…MFP(画像形成装置)、3…画像形成部、7…制御(信号処理/動作制御)部、9…操作部、9a…表示部、30a,30b,30c及び30d…単色画像形成ステーション(可視像形成部)、31a,31b,31c及び31d…像担持体(感光体ドラム)、32a,32b,32c及び32d…露光装置(LEDヘッド)、33…中間転写ベルト、34…シート転写装置、35…定着装置、39…画像センサ(傾き検出部)、40…自動両面ユニット、45…アライニング機構、75…変調回路(露光信号生成部)、77…CPU(画像信号系制御装置)、79…画像検出回路(傾き検出部)、101…MPU(主制御装置)。

Claims (3)

  1. 直線状に配置した所定数の発光素子を含み、直線状態の変化が認識されにくい第一の色に対応する画像信号に応じて個々の発光素子の発光量を変化する第一の露光手段と、
    前記第一の露光手段の前記個々の発光素子からの光の前記発光量に対応する像を保持する第一の像担持体と、
    直線状に配置した所定数の発光素子を含み、直線状態の変化の認識が容易な第二の色に対応する画像信号に応じて個々の発光素子の発光量を変化する第二の露光手段と、
    前記第二の露光手段の前記個々の発光素子からの光の前記発光量に対応する像を保持する第二の像担持体と、
    前記第二の露光手段からの前記光の前記発光時に前記個々の発光素子の直線状態の変化の影響を低減する露光時補正を除外する露光信号生成手段と、
    を具備する画像形成装置。
  2. 前記画像信号の供給元が平行線もしくは罫線を伴う画像信号を含む画像信号を出力可能な装置あるいはアプリケーションであるとき、前記第二の露光手段からの前記光の前記発光時に前記個々の発光素子の直線状態の変化の影響を低減する露光時補正を除外する請求項1の画像形成装置。
  3. 前記画像信号に対応する画像データが平行線もしくは罫線を伴う画像信号を含む画像信号を出力するアプリケーションであるとき、前記第二の露光手段からの前記光の前記発光時に前記個々の発光素子の直線状態の変化の影響を低減する露光時補正を除外する請求項1の画像形成装置。
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