JP2015219342A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a developing device.
特許文献1には、現像スリーブの回転方向の下流側でトナーの飛散を防止するために、トナーの飛散防止バイアスを印可する技術が開示される。 Patent Document 1 discloses a technique for applying a toner scattering prevention bias in order to prevent toner scattering on the downstream side in the rotation direction of the developing sleeve.
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、飛散防止電極を配置するために、現像器のコストアップや大型化が招来されてしまう。また、こうした特許文献1に記載お画像形成装置にて印字率が低い画像形成を続けると、現像剤の中にトナー凝集塊が発生し、遠心力の影響が大きくなり、トナー飛散が増加する。 However, in the image forming apparatus described in Patent Document 1, since the scattering prevention electrode is disposed, the cost of the developing device is increased and the size thereof is increased. Further, when image formation with a low printing rate is continued in such an image forming apparatus described in Patent Document 1, toner agglomerates are generated in the developer, the influence of centrifugal force increases, and toner scattering increases.
本発明は、コストアップや大型化を抑制しつつ、凝集トナーが選択的に消費されて、ナーの飛散の防止が実現される現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a developing device in which aggregation toner is selectively consumed and prevention of toner scattering is realized while suppressing an increase in cost and an increase in size.
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を露光して静電像を形成する露光手段と、現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像装置と、各画素毎に付与される画像の属性のうち、所定の属性を付与された画素量に対応する量を積算する積算手段と、前記積算手段が積算した積算値が所定積算量に到達すると、記録材に画像形成されないトナーを前記現像装置から前記像担持体へ転移させる吐出制御モードを実行させるように制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, an exposure unit that exposes the surface of the image carrier to form an electrostatic image, and a developer carrier that carries a developer. A developing device for developing an electrostatic image on the surface of the image carrier with a developer, and an amount corresponding to a pixel amount to which a predetermined attribute is given among attributes of an image given to each pixel. Control is performed to execute an ejection control mode for transferring the toner that is not image-formed on the recording material from the developing device to the image carrier when the integrated value integrated by the integrating device reaches a predetermined integrated amount. And a controller.
本発明によれば、ストアップや大型化を抑制しつつ、凝集トナーが選択的に消費されて、ナーの飛散の防止が実現される。 According to the present invention, the aggregated toner is selectively consumed while suppressing the increase in the size and the increase in size, thereby preventing the toner from being scattered.
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, since the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions, there is no specific description. As long as the scope of the invention is not limited to these, it is not intended.
図1(a)は、実施例1に係る画像形成装置900の断面図であり、図1(b)は、画像形成部Yの拡大図である。画像形成装置900は装置本体900Aを有する。装置本体900Aの内部には、画像形成部Y、M、C、Kが配置される。画像形成部Y、M、C、Kは、『像担持体』としての感光体ドラム101(101Y、101M、101C、101K)、を有する。画像形成部Y、M、C、Kの上方には、中間転写装置1200が配置されている。中間転写装置1200は中間転写体としての中間転写ベルト121を有し、この中間転写ベルト121はローラ122、123、124に張架されて矢印方向に走行する。
FIG. 1A is a cross-sectional view of the
感光体ドラム101の表面は、接触式帯電である帯電ローラ方式の一次帯電装置102(102Y、102M、102C、102K)によって帯電される。感光体ドラム101の表面には、『露光手段』としての露光装置103Xによっておのおの駆動されるレーザ103(103Y、103M、103C、103K)によって露光され、静電像が形成される。感光体ドラム101の表面の静電像は、現像装置104(104Y、104M、104C、104K)によってトナーによって現像され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。現像装置104が有する現像スリーブ24には、現像スリーブ24に電圧を印加する印加部150が接続される。
The surface of the
各々の画像形成部Y、M、C、Kで形成されたトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ105(105Y、105M、105C、105K)による転写バイアスによって、ポリイミド系樹脂からなる中間転写ベルト121上に転写され重ね合わせられる。中間転写ベルト121上に形成された4色のトナー像は、ローラ124と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ125によって記録材Pに転写される。記録材Pに転写されずに中間転写ベルト121に残ったトナーは、クリーナ114bによって除去される。
The toner image formed by each of the image forming portions Y, M, C, and K is transferred to a transfer roller 105 (105Y, 105M, 105C, and 105K) serving as a primary transfer unit. The image is transferred onto 121 and superimposed. The four-color toner images formed on the
トナー像が転写された記録材Pは、定着ローラ131、132を備えた定着装置130によって加圧及び加熱され、永久画像を得る。また、一次転写後に感光体ドラム101上に残った一次転写残トナーは、クリーナ109(109Y、109M、109C、109K)により除去される。そして、前露光ランプにて感光体ドラム101上の電位が消去され、感光体ドラム101は再び画像形成に供される。
The recording material P to which the toner image has been transferred is pressed and heated by a
図2(a)は、装置本体900Aの内部の画像処理のブロック図である。セレクタ100は、イメージスキャナ部110やページ記述言語レタリング部120から画像情報を受信する。イメージスキャナ部110は、画像情報をスキャンする部位であり、ページ記述言語レタリング部120は、ページ記述言語(PDL)を読取る部位である。セレクタ100が受信した画像情報は、入力画像処理部200、中間画像処理部300、出力画像処理部400にて画像処理された後に、プリンタ部500にて出力される。
FIG. 2A is a block diagram of image processing inside the apparatus
図2(b)は、図2(a)中の入力画像処理部200のブロック図である。副走査色ズレ補正部201は、入力画像の副走査方向の色ズレを補正する、例えば画像データの色ごとに1×5のマトリクス演算を行う部位である。主走査色ズレ補正部202は、入力画像の主走査方向の色ズレを補正する、例えば画像データの色ごとに5×1のマトリクス演算を行う部位である。
FIG. 2B is a block diagram of the input
『生成手段』としての像域判定部203は、各画素毎に画像の属性を示す属性フラグを生成する部位である。像域判定部203は、例えば入力画像中の、写真部分/文字部分、有彩色部分/無彩色部分など、それぞれの画像種類を構成する画素を識別し、その種別を示す属性フラグデータを画素単位で生成できる部位である。詳細に関しては、図7乃至図9を用いて後述する。フィルタ処理部204は、入力画像の空間周波数を任意に補正する、例えば9×9のマトリクス演算を行う部位である。
The image
ヒストグラム部205は、入力画像中の画像データのヒストグラムをサンプリングする処理部であり、入力画像がカラー画像であるのかモノクロ画像であるのか判別したり、入力画像の下地レベルを判定したりする。入力色補正部206は、入力画像の色味の補正を行う入力色補正部であり、入力画像の色空間を任意の色空間に変換したり、入力系の色味を補正したりする。
The
入力画像処理部200で処理された画像データと、像域判定部203で生成された属性フラグデータは、中間画像処理部300へ転送される。ページ記述言語(PDL)120のレンダリング部で属性フラグデータの生成や、入力画像処理部200の画像処理などがすでに施されている場合には、以下のようにする。すなわち、入力画像処理部200の処理をスルーさせても良いし、ここを通さずに、中間画像処理部300に画像データと属性フラグデータが入る構成にしても良い。
The image data processed by the input
また、入力画像処理部200内は、上述した画像処理部201、202、203、204、205、206だけに限るものではなく、他の画像処理モジュールが追加されても良いし、削除されても良いし、画像処理部の順番に関しても、これに限るものではない。
The input
図3は、中間画像処理部300のブロック図である。入力画像処理部200からの画像データ及び像域判定部で判定して得られた属性フラグデータは、中間画像処理部300に転送され、以下の処理が施される。
FIG. 3 is a block diagram of the intermediate
属性フラグ付替部301は、属性フラグデータの付け替えや付加を行う。詳細は図6を用いて説明するが、303以降の圧縮処理を行う前又は後に、必要に応じて、入力画像処理部200内の像域判定部203で生成した属性フラグデータの付け替え処理を行ったり、属性フラグデータの付加の処理を行なったりする。画像バス302には、画像データ、属性フラグデータが通る。
The attribute
圧縮ブロックラインバッファ303は、画像データと属性フラグデータをタイル分割する。そして、(タイルの大きさをM×Nとすると)このタイルM×N画素毎に、カラー情報の符号化である、離散コサイン変換符号化(JPEG)と属性フラグデータ情報の符号化であるランレングス符号化に分けて符号化を行う。
The compressed
ただしM、Nは離散コサイン変換符号化のためのウィンドウサイズの倍数でなければならない。本実施形態ではJPEG圧縮方式の場合を説明する。JPEG圧縮方式では圧縮のためのウィンドウサイズは8×8画素である。そのため、例えばM=N=32とすると32×32画素タイルの中をさらに16個の8×8画素に分割して8×8画素単位でJPEG圧縮を行う(以後、M=N=32として説明するが、もちろんその値に限定されるわけではない)。 However, M and N must be multiples of the window size for discrete cosine transform coding. In this embodiment, the case of the JPEG compression method will be described. In the JPEG compression method, the window size for compression is 8 × 8 pixels. Therefore, for example, if M = N = 32, the 32 × 32 pixel tile is further divided into 16 8 × 8 pixels, and JPEG compression is performed in units of 8 × 8 pixels (hereinafter described as M = N = 32). But of course not limited to that value).
画像データ符号化部304では32×32画素のタイル画像に含まれる16個の8×8画素ウィンドウに対し周知のDCT変換を施して量子化する。このときに用いる量子化係数(量子化マトリクスと呼ぶ)は、タイルごとに切り替えて設定できるようになっている。
The image
切り替えは、ある所定の画像データ32×32画素1タイルに対応した32×32画素の属性フラグデータを判定部305で参照する。例えば、32×32画素の属性フラグデータの中に1画素でも文字を示す属性が入っていた場合には、その32×32画素から構成される画像データ1タイルは、文字タイルとみなし、その画像データ1タイルは文字用の符号化係数により、圧縮を行う。
For switching, the
1画素でも文字を示す属性が入っていなかった場合には、その画像データ1タイルは写真タイルとみなし、その画像データ1タイルは、写真用の符号化係数により圧縮を行うよう量子化マトリクス選択部306に指令を出す。量子化マトリクス選択部306では、所定の符号化係数を選択し、画像データ符号化部304へ設定し、タイルごとに異なる圧縮係数により、画像データの圧縮を行う。
If even one pixel does not contain an attribute indicating a character, the image data 1 tile is regarded as a photo tile, and the image data 1 tile is quantized so that the image data 1 tile is compressed with a photo coding coefficient. A command is issued to 306. The quantization
属性フラグデータは、属性フラグ符号化部307において圧縮が行われる。符号化された画像データ及び属性フラグデータは、圧縮メモリ308を経由してハードディスク309に圧縮画像データ、圧縮属性フラグデータとして記憶される。
The attribute flag data is compressed by the attribute
記憶された画像をプリンタ部から出力する際、もしくは、属性フラグデータの付け替え処理を属性フラグ付替部301で施す場合には、ハードディスク309に記憶されている画像データおよび属性フラグデータを読み出し、以下の手順で復号化して出力する。まず圧縮して記憶された画像データと属性フラグを圧縮メモリ310に取り出し、属性フラグデータのMxN画素分のデータを属性フラグ復号化部314で復号する。この圧縮メモリ310は、先の圧縮メモリ308と同じであっても構わない。
When the stored image is output from the printer unit, or when the attribute flag data replacement process is performed by the attribute
属性フラグデータの復号結果から判定部312で属性判定処理して、各画像データの1タイルが文字タイルなのか写真タイルなのかを、属性フラグデータから判定し、量子化マトリクス選択部313に対してタイル毎の圧縮複号化係数を選択するよう指令を送る。量子化マトリクス選択部313においては、タイル毎に使用する圧縮複号化係数を選択し、画像データ復号化部311へと送り、画像データ復号化部311では、タイル毎に係数を切り替えて画像データを復号化処理し、その後ラインバッファ315に出力する。
The
判定部305と判定部312では全く同じ判定が行われ、また属性フラグデータはデータの劣化しないランレングス符号化のような可逆圧縮方式で圧縮されているので、符号化時と復号化時で同一タイルに対応する判定結果は全く等しいものとなる。従ってタイルごとに異なる量子化係数で量子化されていても復号時にはそれぞれに適した逆量子化係数が設定されるので、正しい復号画像データが得られることになる。
The
画像データ符号化部304および画像データ復号化部311に関しては図3を用いて、属性フラグデータのランレングス符号化器である属性フラグ符号化部307に関しては図4(a)を用いてさらに説明する。また、中間画像処理部300内の構成は、上述した構成だけに限るものではなく、他の画像処理モジュールが追加されても良いし、削除されても良いし、これに限るものではない。
The image
図4(a)は、出力画像処理部400の構成を示すブロック図である。下地とばし部401は、画像データの地色を飛ばし、不要な下地のカブリを除去する部位であり、例えば、3×8のマトリクス演算や、1次元LUTにより下地飛ばしを行う。
FIG. 4A is a block diagram illustrating a configuration of the output
モノクロ生成部402は、カラー画像データをモノクロデータに変換し、単色としてプリントする際に、カラー画像データ、例えばRGBデータを、Gray単色に変換する部位である。例えば、RGBに任意の定数を掛け合わせ、Gray信号とする1×3のマトリクス演算から構成される。出力色補正部403は、画像データを出力するプリンタ部の特性に合わせて色補正を行う部位である。例えば、4×8のマトリクス演算や、ダイレクトマッピングによる処理から構成される。
The
フィルタ処理部404は、画像データの空間周波数を任意に補正する部位であり、例えば9×9のマトリクス演算を行う処理から構成される。ガンマ補正部405は、出力するプリンタ部の特性に合わせて、ガンマ補正を行う部位であり、CMYKの各色の濃度バランスを調整するカラーバランス調整や、全体の濃度の増減を調整させることができる濃度調整などを、通常1次元のLUTにより実現させる。中間調処理部406は、出力するプリンタ部の階調数に合わせて任意の中間調処理を行う部位であり、2値化や32値化など、任意のスクリーン処理や、誤差拡散処理を行う部位である。
The
ここまで、図2(a)乃至図4(a)を参照しつつ、入力画像処理部、中間画像処理部、出力画像処理部と説明を行ってきた。各々の画像処理部には、画像データと共に、図2(b)で説明を行った入力画像中の画像種類を識別する像域判定部203で生成された属性フラグデータも、像域判定部203以降では一緒に各処理部を流れる。その属性フラグデータに従って、各々の画像領域に最適な処理係数による画像処理が施される。さらに属性フラグを積算する積算手段をHDD309に持つ。
Up to this point, the input image processing unit, the intermediate image processing unit, and the output image processing unit have been described with reference to FIGS. 2 (a) to 4 (a). In each image processing unit, together with the image data, attribute flag data generated by the image
図4(a)の出力画像処理部のフィルタ処理部404では、文字領域に対して画像の高周波成分を強調して文字の鮮鋭度を強調し、網点領域に対してはいわゆるローパスフィルター処理を行い、デジタル画像に特有のモアレ成分を除去する、という処理ができる。こうして各処理モジュールで、属性フラグデータに従って、画像領域に対して最適な処理を行うことで、高画質化を行うことができる。
In the
図4(b)は、図3で説明した画像データ符号化部304および画像データ復号化部311のブロック図である。属性フラグデータに関しては、この図4(b)を参照しつつ詳細に説明する。
FIG. 4B is a block diagram of the image
画像データ信号500は、入力された信号で、カラー信号の場合は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の画像データ信号である。色変換器501は、RGB信号を輝度色差信号(YCbCr)に変換する。離散コサイン変換(DCT)502は、輝度色差信号のそれぞれを8×8画素単位で空間周波数変換(DCT変換)を行う。
The image data signal 500 is an input signal. In the case of a color signal, the image data signal 500 is an image data signal of three colors of red (R), green (G), and blue (B). The
量子化器503は、設定された量子化マトリクスを用いてDCT係数を量子化することにより、データ量を削減する。可変長符号化器(VLC)504は、量子化値をハフマン符号化処理でデータをさらに削減する。以上がカラー画像符号化器部であり圧縮された画像データは、圧縮メモリ505に記憶される。圧縮メモリ505は図3で説明した圧縮メモリ308に相当する。
The
圧縮メモリ308に記憶された画像データは、大容量記憶装置HDD309に記憶され、復号化の際には圧縮メモリ310内に格納された後、復号化の処理を行う。図3の圧縮メモリ308、HDD309、圧縮メモリ310の部位が、図4(b)の圧縮メモリ505に相当する。圧縮メモリ505に記憶されたデータは以下の手順で復号される。
The image data stored in the
可変長復号器(VLD)506は、ハフマンデコードをする。逆量子化器507は、設定された逆量子化マトリクスによりDCT係数値に戻す。IDCT508は、逆DCT逆変換を行い輝度色差信号に戻す。色変換器509は、輝度色差信号をRGB信号に戻す。カラー画像信号510は、以上の圧縮、復号処理の結果外部に出力される。
A variable length decoder (VLD) 506 performs Huffman decoding. The
図4(c)は、図3で説明した属性フラグデータのランレングス符号化器である属性フラグ符号化部307のブロック図である。同図において、判定部600では入力される属性フラグデータの前画素の値と現画素の値とが同じかを判定し、同じ場合はRLコード生成部601に、違う場合はLTコード生成部602に、データを送るように切り替える。
FIG. 4C is a block diagram of the attribute
RLコード生成部601は、前画素データと同じ場合の回数を違うデータが出てくるまでカウントし、最後に、繰返したデータを出力する。LTコード生成部602は、データが前画素と異なる場合の数をカウントして、カウント数に対応する符号語と実際データの最小構成ビット数をカウント数分だけ出力する。合成部603は、RLコード生成部601の出力データとLTコード生成部602の出力データを合成してコード604として出力する。
The RL
図5は、先に説明した入力画像データ中に含まれる各々の画像データの属性を検出し、それを識別するための属性フラグデータを生成する具体的な画像の例を示す。入力された一例を示す原稿画像データ701内には、銀塩写真領域702、黒文字領域703、網点領域704、カラーのグラフィック領域705が混在している。ここでスキャナー部はこの原稿画像をカラーのCCDセンサーによって走査し画素ごとのカラーデジタル信号(R、G、B)として読み取る。読み取られたRGB信号は画像の領域ごとの属性によって決まる特徴を持っている。
FIG. 5 shows an example of a specific image for detecting the attribute of each image data included in the input image data described above and generating attribute flag data for identifying the attribute. In the original
図6は、各領域においてCCDセンサーが読み取る信号値(R、G、B)のうちのG信号をCCDの並び方向にプロットした例を示すグラフである。この図は、各画像属性をCCDセンサーが読み取った際の読み取り信号値の特徴を示している。 FIG. 6 is a graph showing an example in which G signals among signal values (R, G, B) read by the CCD sensor in each region are plotted in the CCD arrangement direction. This figure shows the characteristic of the read signal value when each image attribute is read by the CCD sensor.
同図のグラフのエリア820、830、840、850は、それぞれ図5の702から705までの領域を読み取った場合に特徴的に現れる特性の一例である。横軸は、CCDならび方向の画素位置、縦軸は読みとり信号値で、上に行くほど白に近い(明るい)画素であることを表している。各領域の特徴を以下に説明する。
エリア820は写真領域であるので、読み取られる画像信号の位置による変化は比較的ゆるやかであり、近距離にある画素値の差分821は小さな値となる。エリア830は、黒文字領域703の特性であり、白地に黒い文字が書かれているので、その信号値のプロットは白地部831から文字部832にかけて急激に読み取り信号値が変化するような特性となる。
Since the
エリア840は、網点領域704の特性であり、網点領域というのは白地841とその上に印刷された網点842との繰り返しとなるので信号値のプロットしたものは図のように白と黒が高い頻度(周波数)で繰り返す特性となる。エリア850は、グラフ領域のプロット図である。グラフィックのエッジ部851では信号値は急激に小さくなり、内部の色塗り部分852は一定の中間レベルがつづくような特性となる。
The
これらの属性を判定するためには、上で説明したような領域ごとの特徴を読みとり信号値から検出して判定するようにすればよい。そのためには注目画素近傍での画像データの変化量あるいは変化量の一定区間内の積算値、周辺画素の輝度値(白地か色のついた背景か)、一定区間内の画像データの白から黒への変化の回数、など周知の手法を用いた特徴抽出手法を用いる。また、それに基づいた周知の属性判別手法を用いることができる。 In order to determine these attributes, the characteristics for each region as described above may be read and detected from the signal value. For this purpose, the amount of change in the image data in the vicinity of the pixel of interest or the integrated value of the amount of change within a certain interval, the luminance value of the surrounding pixels (whether white or colored background), white to black of the image data within the certain interval A feature extraction method using a well-known method such as the number of times of change is used. Also, a well-known attribute discrimination method based on it can be used.
図7は、図4(b)の原稿画像に対して生成された属性フラグの一例を示す。同図は、図5で説明した入力画像201の属性フラグデータの一例を示す図である。同図においては属性フラグデータとして文字フラグ、図形フラグ、網点フラグの3種類のフラグを生成しているが、もちろんそれに限定されるわけではない。
FIG. 7 shows an example of an attribute flag generated for the document image of FIG. This figure shows an example of attribute flag data of the
文字フラグ901は、図中の黒で表す画素が文字属性を持つ画素であり文字フラグ=1が生成され、それ以外は文字フラグ=0(図では白い部分)となっている。グラフィックフラグ902は、グラフィック領域で1となりそれ以外で0となる領域である。網点フラグ903は、網点領域で1となりそれ以外で0となるような領域である。図形領域904(写真領域)は、上述の901、902、903のいずれにもあてはまらないので、つまり文字以外、グラフィック以外、網点以外の領域として扱えば良いので、すべてのフラグが0となり、図5の例では、すべて白ということになる。
In the
これらを3ビット(bit2、bit1、bit0)の信号としてまとめると、以下のような関係になる。 When these are collected as 3-bit (bit2, bit1, bit0) signals, the following relationship is obtained.
値 bit2 bit1 bit0
1 文字 グラフィック 網点
0 文字以外 グラフィック以外 網点以外
Value bit2 bit1 bit0
One character graphic halftone dot
Other than 0 characters Other than graphics Other than halftone dots
この例のように2進法により区別しても良く、例えば文字100、文字以外000、グラフィック010、グラフィック以外000、網点001、網点以外000として、文字以外000、グラフィック以外000、網点以外000が写真とすることもできる。
As in this example, it may be distinguished by binary system, for example,
以上の像域分離処理により画像の属性が画素ごとに検出されると、先に説明したように、各画像処理部によって、画像属性に応じた画像処理が施される。先にも述べた通り、文字領域に対して画像の高周波成分を強調して文字の鮮鋭度を強調し、また網点領域に対してはいわゆるローパスフィルター処理を行い、デジタル画像に特有のモアレ成分を除去する、といった処理を行うことができる。これらの処理の切り替えを像域判定部203で生成した属性フラグデータに応じて画素単位で行うことが可能である。
When the attribute of the image is detected for each pixel by the above image area separation process, as described above, the image processing according to the image attribute is performed by each image processing unit. As mentioned earlier, the high-frequency component of the image is emphasized for the character area to enhance the sharpness of the character, and the so-called low-pass filter processing is applied to the dot area, so that the moire component peculiar to digital images Can be performed. These processes can be switched in units of pixels according to the attribute flag data generated by the image
またドライバーを経由したアプリケーションからの出力では、アプリケーション側で像域情報が生成され、ページ記述言語のレンダリングで処理される。なお像域分離手段はこれに限らず、結果として、属性フラグデータを生成することが可能ならば、公知の種々の手段を用いても、当然良い。 Also, in the output from the application via the driver, image area information is generated on the application side and processed by rendering in the page description language. The image area separation means is not limited to this. As a result, various known means may be used as long as the attribute flag data can be generated.
例えば、マイクロソフト社のWORDには、1枚の用紙分の画像の中の情報の中に、以下のものを有する場合がある。1つ目に、文字領域に付与される文字の属性を付与された画素数(画素量)に関連付けられた文字の画素数(画素量)の情報がある。2つ目に、グラフィック領域に付与されるグラフィック(例、パワーポイントによる描画)の属性を付与された画素数(画素量)に関連付けられたグラフィックの画素数(画素量)の情報がある。3つ目に、網点領域に付与される網点の属性を付与された画素数(画素量)に関連付けられた網点の画素数(画素量)の情報がある。なお、図形領域に付与される図形(例、写真)の属性には画素数の情報がないのでフラグが立たない。 For example, a Microsoft WORD may have the following in information in an image for one sheet. First, there is information on the number of pixels (pixel amount) of the character associated with the number of pixels (pixel amount) to which the character attribute assigned to the character area is assigned. Second, there is information on the number of pixels (pixel amount) of a graphic associated with the number of pixels (pixel amount) to which an attribute of a graphic (for example, drawing by a power point) given to the graphic area is given. Third, there is information on the number of pixels (pixel amount) of halftone dots associated with the number of pixels (pixel amount) to which the halftone dot attribute assigned to the halftone dot region is assigned. Note that a flag is not set because there is no information on the number of pixels in the attribute of the graphic (eg, photo) assigned to the graphic area.
この場合に、画像形成装置900のCPU800は、それらの文字、グラフィック、網点の属性に対応する画素数(画素量)を受信して、文字フラグ、グラフィックフラグ、網点等を作成する。
In this case, the
なお、以下の使用状況によって、CPU800の動作が異なる。ユーザが画像形成装置900をコピー機として使用する場合には、『生成手段』としての像域判定部203が、各画素毎に画像(文字、グラフィック、網点)の属性を示す属性フラグを生成する。そして、『積算手段』としての属性フラグ積算部1006は、像域判定部203によって生成された属性フラグのうち、所定の属性を示す画素量に対応する量を積算する。
Note that the operation of the
これに対して、ユーザが画像形成装置900をプリンタとして使用する場合には、像域判定部203が属性フラグを生成することはない。WORD等の情報データに属性フラグが付与されていて、像域判定部203が属性フラグを生成する必要がないためである。そして、『積算手段』としての属性フラグ積算部1006は、WORD等の情報データの各画素毎に付与される画像の属性のうち、所定の属性を付与された画素量に対応する量を積算する。
On the other hand, when the user uses the
図8は、現像装置104を側方から見た断面図である。図9は、現像装置104を上方から見た断面図である。現像装置104は、現像剤を収納する『収納部』としての現像容器20を備える。現像容器20内には、現像剤としてのトナーとキャリアを含む2成分現像剤が収容されている。また、現像容器20内に、感光体ドラム101の表面の静電像を現像剤で現像するために現像容器20の開口に配置されて現像剤を担持する『現像剤担持体』としての現像スリーブ24が配置される。また、現像容器20内に、現像スリーブ24上に担持された現像剤の穂を規制する規制ブレード25と、が配置される。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the developing
現像容器20の内部は、その略中央部が本稿紙面に垂直方向に延在する隔壁23によって現像室21aと撹拌室21bに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室21a及び撹拌室21bに収容されている。
The interior of the developing
現像室21a及び撹拌室21bには、現像剤の撹拌搬送手段としての搬送部材である第1及び第2スクリュー22a、22bがそれぞれ配置されている。第1スクリュー22aは、現像室21aの底部に現像スリーブ24の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転することで現像室21a内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第2スクリュー22bは、撹拌室21b内の底部に第1スクリュー22aとほぼ平行に配置され、撹拌室21b内の現像剤を第1スクリュー22aとは反対方向に搬送する。
In the developing
このように、第1及び第2スクリュー22a、22bの回転による搬送によって、現像剤が隔壁23の両端部の開口部(即ち、連通部)26、27(図9参照)を通じて現像室21aと撹拌室21bとの間で循環される。本実施例では、現像室21aと撹拌室21bは水平方向の左右に配置されるが、現像室21aと撹拌室21bが上下に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。
As described above, the developer is agitated with the developing
本実施例においては、現像容器20の感光体ドラム101に対向した現像領域Aに相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ24が感光体ドラム方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
In this embodiment, there is an opening at a position corresponding to the developing area A of the developing
本実施例にて、現像スリーブ24の直径は20mm、感光体ドラム101の直径は30mm、又、この現像スリーブ24と感光体ドラム1との最近接領域を約300μmの距離とする。この構成によって、現像領域Aに搬送した現像剤を感光体ドラム101と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ24は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ24mが非回転状態で設置されている。
In this embodiment, the developing
上記構成にて、現像スリーブ24は、現像時に図示矢印方向(反時計方向)に回転し、規制ブレード25による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された2成分現像剤を担持する。現像スリーブ24は、層厚が規制された現像剤を感光体ドラム101と対向した現像領域Aに搬送し、感光体ドラム101上に形成された静電像に現像剤を供給して静電像を現像する。
With the above configuration, the developing
この時、現像効率、つまり、静電像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ24には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、−500Vの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Vppが1800V、周波数fが12kHzの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。
At this time, in order to improve the developing efficiency, that is, the toner application rate to the electrostatic image, a developing bias voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing
一般に、2成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にカブリが発生し易くなる。このため、現像スリーブ24に印加する直流電圧と感光体ドラム1の帯電電位(即ち白地部電位)との間に電位差を設けることにより、カブリを防止することが行なわれる。
In general, in the two-component magnetic brush development method, when an AC voltage is applied, the development efficiency increases and the image becomes high-quality, but conversely, fogging easily occurs. For this reason, fogging is prevented by providing a potential difference between the DC voltage applied to the developing
穂切り部材である規制ブレード25は、現像スリーブ24の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成される。また、規制ブレード25は、感光体ドラム101よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この規制ブレード25の先端部と現像スリーブ24との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域Aへと送られる。
The
尚、規制ブレード25と現像スリーブ24の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ24上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施例においては、規制ブレード25によって、現像スリーブ24上の単位面積当りの現像剤コート量を30mg/cm2に規制している。なお、規制ブレード25と現像スリーブ24は、間隙を200〜1000μm、好ましくは300〜700μmに設定される。本実施例では500μmに設定した。
By adjusting the gap between the regulating
現像領域Aにおいては、現像装置104の現像スリーブ24は、共に感光体ドラム101の移動方向と順方向で移動し、周速比は、感光体ドラム101に対して1.80倍で移動している。この周速比に関しては、0〜3.0倍の間で設定され、好ましくは、0.5〜2.0倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
In the developing area A, the developing
<現像装置の現像剤の補給方法>
次に、本実施例における現像剤の補給方法について説明する。現像装置104の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用2成分現像剤(通常はトナー/補給用現像剤=100%〜80%)を収容するホッパー31が配置される。トナー補給手段を構成するこのホッパー31は、下部にスクリュー状の補給部材、即ち、補給スクリュー32を備え、補給スクリュー32の一端が現像装置104の後端部に設けられた現像剤補給口30の位置まで延びている。
<Developer replenishment method>
Next, a developer replenishing method in this embodiment will be described. Above the developing
画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュー32の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー31から現像剤補給口30を通過して、現像容器20内に補給される。このようにしてホッパー31から現像装置104に補給される補給現像剤の量は、補給スクリュー32の回転数によっておおよそ定められる。この回転数は画像データのビデオカウント値や、現像容器20内に設置された不図示のトナー濃度検知手段の検知結果、等に基づいて、不図示のトナー補給量制御手段によって定められる。
The toner consumed by the image formation passes through the
<現像装置の現像剤の概要>
ここでさらに本実施例の現像装置104の現像容器20に収容されているトナーとキャリアからなる2成分現像剤1について詳しく説明する。
<Overview of developer in developing device>
Here, the two-component developer 1 composed of toner and carrier housed in the developing
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は4μm以上、10μm以下が好ましい。より好ましくは8μm以下であることが好ましい。 The toner includes colored resin particles containing a binder resin, a colorant, and other additives as necessary, and colored particles to which an external additive such as colloidal silica fine powder is externally added. Yes. The toner is a negatively chargeable polyester resin, and the volume average particle size is preferably 4 μm or more and 10 μm or less. More preferably, it is 8 μm or less.
また、近年のトナーにおいては、定着性を良くするために低融点のトナー或いは低ガラス転移点Tg(例えばTg≦70℃)のトナーが用いられることが多い。さらに定着後の分離性を良くするためにトナーにワックスを含有させている場合もある。 Further, in recent toners, a toner having a low melting point or a toner having a low glass transition point Tg (for example, Tg ≦ 70 ° C.) is often used in order to improve the fixability. Further, in some cases, the toner contains a wax in order to improve the separability after fixing.
また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が20〜60μm、好ましくは30〜50μmであり、抵抗率が107Ωcm以上、好ましくは108Ωcm以上である。本実施例では108Ωcmのものを用いた。 As the carrier, for example, surface-oxidized or non-oxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth and other metals and their alloys, or oxide ferrite can be preferably used. The method for producing the particles is not particularly limited. The carrier has a weight average particle diameter of 20 to 60 μm, preferably 30 to 50 μm, and a resistivity of 10 7 Ωcm or more, preferably 10 8 Ωcm or more. In this example, a 10 8 Ωcm one was used.
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、SD−2000シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置(シスメックス社製)を使用した。測定方法は以下に示す通りである。 Incidentally, the volume average particle diameter of the toner used in this example was measured by the following apparatus and method. As a measuring device, an SD-2000 sheath flow electric resistance type particle size distribution measuring device (manufactured by Sysmex Corporation) was used. The measuring method is as follows.
即ち、一級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液の電解水溶液100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml加え、測定試料を0.5〜50mg加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、SD−2000シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。 That is, 0.1 ml of surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of 1% NaCl aqueous electrolytic solution prepared using primary sodium chloride, and 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added. Add. The electrolytic aqueous solution in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and particles having a size of 2 to 40 μm using an SD-2000 sheath flow electric resistance type particle size distribution measuring apparatus as a 100 μm aperture. The particle size distribution is measured to determine the volume average distribution. The volume average particle diameter is obtained from the volume average distribution thus obtained.
キャリアの抵抗率は、測定電極面積4cm、電極間間隔0.4cmのサンドイッチタイプのセルを用いた。片方の電極に1kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧E(V/cm)を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。 For the carrier resistivity, a sandwich type cell having a measurement electrode area of 4 cm and an interelectrode spacing of 0.4 cm was used. Measurement was performed by applying an applied voltage E (V / cm) between the two electrodes to one electrode under a pressure of 1 kg and obtaining the carrier resistivity from the current flowing in the circuit.
<飛散トナー吐き出し制御モード、の制御方法>
ここから本発明の特徴的な部分である、飛散トナー吐き出し制御モードの動作の制御方法について詳しく説明する。
<Control method of scattering toner discharge control mode>
Hereafter, a method for controlling the operation of the scattered toner discharge control mode, which is a characteristic part of the present invention, will be described in detail.
従来、印字率の低い画像形成が連続した場合、現像容器20内から感光体ドラム101へ移行するトナーの割合が少ないため、現像容器20内のトナーは第1及び第2スクリュー22a、22bの撹拌や、規制ブレード25を通過するときの摺擦を長時間受ける。
Conventionally, when image formation with a low printing rate is continued, since the ratio of the toner transferred from the developing
その結果、トナーの外添剤が剥れたり、外添剤がトナー表面に埋め込まれたりして、トナーの樹脂表面の露出が顕著になって来る。このようにして外添剤がトナー表面から失われることで、トナー同士の結着が強まり、トナー凝集塊が発生してしまうことがわかっていた。 As a result, the external additive of the toner is peeled off or the external additive is embedded in the toner surface, so that the exposure of the toner resin surface becomes remarkable. It has been found that the loss of the external additive from the toner surface in this way increases the binding between the toners and generates toner agglomerates.
本件では、印字率ではなく、前述した画像の属性が変わることで、トナー凝集塊の発生により顕著に差がでることがわかった。 In this case, it has been found that not the printing rate but the attribute of the image described above changes, so that a significant difference is caused by the generation of toner aggregates.
上記のようにして発生した現像容器20内の凝集塊は、第1スクリュー22aによる跳ね上げを受け、現像スリーブ24に担持され、現像領域Aに到達すると、通常のトナーと比較して、高い確率で飛散トナーとして、画像形成装置の機内に飛び出してしまう。
The agglomerates in the developing
これは、上記のようにして発生したトナー凝集塊は体積が大きく(通常トナーの直径が6μm程度であるのに対して、約20〜35μmある)。従って、質量も大きい為、現像領域Aに到達した際に、現像スリーブの回転による遠心力を強く受けて、通常のトナーと比較して飛散し易くなるからである。 This is because the toner agglomerates generated as described above have a large volume (normally, the diameter of the toner is about 20 μm compared to about 6 μm). Therefore, since the mass is large, when it reaches the developing area A, it receives a strong centrifugal force due to the rotation of the developing sleeve, and is more likely to be scattered as compared with normal toner.
そこで本実施例では、文字の属性のフラグデータを積算し、連続した場合に現像容器20内に蓄積されたトナー凝集塊が装置本体900Aの内部に飛散してしまう前に、選択的にトナー凝集塊を感光体ドラム101上に吐き出す。そして、感光体ドラム101のクリーナ109へ回収する、飛散トナー吐き出し制御モードを備える。
Therefore, in this embodiment, the flag data of the character attribute is integrated, and the toner aggregates accumulated in the developing
具体的には本実施例では、所定の直流電圧の現像バイアスを現像スリーブ24に印加することで、上記のトナー凝集塊を選択的に感光体ドラム101上に吐き出す制御を行う。
Specifically, in this embodiment, a control bias for selectively discharging the above-mentioned toner aggregate to the
以下では、本実施例において、まず特定の画像の像域によってトナー凝集塊の発生率が異なり、トナー飛散レベルが異なることを示し、さらにそこから、印字率に応じて飛散トナー吐き出し制御モードをどのように実行すれば良いか説明する。 In the following, in this embodiment, first, it is shown that the generation rate of toner aggregates varies depending on the image area of a specific image, and the toner scattering level varies, and from there, the scattering toner discharge control mode is set according to the printing rate. Explain how to do this.
<画像の印字率に応じた、トナー凝集塊の発生と、トナー飛散量の関係>
前述したように、感光体ドラム101へのトナー移行の割合が少なく、現像容器20へのトナー補給が少ない場合トナー劣化が進行し、トナー凝集塊が発生してしまう。そこで本発明者らは以下のような実験を行った。
<Relationship between generation of toner agglomerates and toner scattering amount according to image printing rate>
As described above, when the ratio of toner transfer to the
即ち、ある一定環境(温度23℃/相対湿度50%)下に現像装置104を設置し、トナーのビデオカウント値は同じ5%にし、YMCK各色の判定される属性フラグを意図的に振る。そのために、像域の積算量の異なる画像を2種類(文字フラグのみ、グラフィックフラグのみ)連続画像形成をA4サイズ用紙片面で10000枚行い、連続して画像形成を実施した後の状態の現像装置でトナー飛散量の変化を調べた。
That is, the developing
ここで、トナー飛散量の測定としては、現像装置104において、現像領域Aを覆うように測定用の普通紙を巻き、現像スリーブ24と第1スクリュー22a及び第2スクリュー22bとを、一定時間(1分間)空回転させる。そして、その時間内に飛散して測定用の普通紙に付着したトナー量を、光学顕微鏡で観察し、画像解析するという方法で行った。
Here, as a measurement of the amount of scattered toner, in the developing
図10(a)は、文字フラグのみの場合のトナー飛散量の分布を示すグラフ、及び、グラフィックフラグのみの場合のトナー飛散量の分布を示すグラフである。横軸は、画像解析によって測定されたトナー粒径、縦軸は、その粒径のトナーの個数を示す。図10(a)のグラフによると、文字フラグのみの画像のトナー飛散量は、グラフィックフラグのみの画像のトナー飛散量よりも、多いことが読み取れる。また、文字フラグのみの画像のトナー粒度分布は、グラフィックフラグのみの画像のトナー粒度分布よりも、大粒径側にシフトしていることが読み取れる。 FIG. 10A is a graph showing the distribution of the toner scattering amount when only the character flag is used, and the graph showing the distribution of the toner scattering amount when only the graphic flag is used. The horizontal axis represents the toner particle diameter measured by image analysis, and the vertical axis represents the number of toners having the particle diameter. According to the graph of FIG. 10A, it can be read that the toner scattering amount of the image with only the character flag is larger than the toner scattering amount of the image with only the graphic flag. It can also be seen that the toner particle size distribution of the image with only the character flag is shifted to the larger particle size side than the toner particle size distribution of the image with only the graphic flag.
つまり、文字フラグは、トナー粒径が大きくなり易く、凝集塊が大きくなり易い。特に、トナー粒径が20〜35μm程度のトナーの凝集塊が感光体ドラム101に飛び難く、こうしたトナー粒径のトナーの凝集塊の飛散を抑制することが、トナー飛散の抑制に効果的と言える。
That is, in the character flag, the toner particle size tends to be large and the aggregate is likely to be large. In particular, agglomerates of toner having a toner particle size of about 20 to 35 μm are unlikely to fly to the
実際に実験者が飛散量測定用の普通紙に付着したトナーを光学顕微鏡で観察すると、凝集したトナーが多数見られた。この実験結果から、文字フラグがグラフィックフラグよりも多いほどにトナー凝集塊が発生し易く、更にこのトナー凝集塊が空回転によって飛散し易いことが分かった。 When the experimenter actually observed the toner adhering to the plain paper for measuring the amount of scattering with an optical microscope, many agglomerated toners were observed. From this experimental result, it was found that as the number of character flags is larger than the graphic flag, toner aggregates are more likely to be generated, and further, the toner aggregates are more likely to be scattered by idling.
メカニズムとして、以下と考えられる。600dpiでの1〜2ラインや大半のオフィス文書文字では1〜3ラインから構成されている。 露光スポット径はおよそ1画素より大きい80μm程度であると、600dpiの1ラインに比べて大きい。そのため、スポット径の分布を考慮すると、積分光量は、ベタ露光となっておらず、ハーフトーン電位となっている。 The mechanism is considered as follows. It consists of 1 to 2 lines at 600 dpi and 1 to 3 lines in most office document characters. When the exposure spot diameter is about 80 μm larger than about one pixel, it is larger than one line of 600 dpi. Therefore, considering the distribution of spot diameters, the integrated light quantity is not a solid exposure but a halftone potential.
粒径分布で、ピークより小さい微粉化した微粉トナーの現像量が多くなる。なぜなら、微粉トナーは、粗粉トナーに比べて摩擦帯電量が大きく、微粉トナーが強い鏡映力により、粗粉トナーや凝集トナーよりも現像し易いと考えられる。その結果、微粉トナーは残存し難いが、粗粉トナーや凝集トナーは蓄積し易いと考えられる。 In the particle size distribution, the development amount of finely pulverized toner smaller than the peak increases. This is because the fine powder toner has a larger triboelectric charge amount than the coarse powder toner, and the fine powder toner is considered to be easier to develop than the coarse powder toner and the agglomerated toner due to the strong mirror power. As a result, it is considered that fine powder toner hardly remains, but coarse powder toner and agglomerated toner are likely to accumulate.
そこで本実施例において、トナー凝集塊による飛散の悪化を発生させない為に、最低限必要な像域判定に属性フラグデータが生成された量に相当するフラグ積算量を「トナー飛散閾値フラグ積算量Vt」と定義する。これは実験等により算出できる値である。 Therefore, in this embodiment, in order not to cause the deterioration of the scattering due to the toner agglomerates, the flag integrated amount corresponding to the amount of attribute flag data generated for the minimum image area determination is set as “toner scattering threshold flag integrated amount Vt”. Is defined. This is a value that can be calculated by experiments or the like.
図10(b)は、画像形成装置における各色のトナー飛散閾値フラグ積算量Aを示す表である。なお、A3画像の全画素数は、600dpi、両端5mmを余白とする本実施例の場合、65659724画素となる。つまり、画素ごとに判定した場合、A3全面のすべての属性フラグを合わせると、65659724フラグとなる。演算処理の簡易化のため、この画素の値を1023に規格化し、この値をA3、1枚の最大値とした。 FIG. 10B is a table showing the toner scattering threshold flag integrated amount A for each color in the image forming apparatus. Note that the total number of pixels of the A3 image is 65659724 pixels in the case of the present embodiment in which the margin is 600 dpi and both ends are 5 mm. That is, when the determination is made for each pixel, the sum of all the attribute flags on the entire surface of A3 is 65659724. In order to simplify the arithmetic processing, the value of this pixel was normalized to 1023, and this value was set to A3, the maximum value for one sheet.
文字フラグの量を1枚ごとに積算していく。具体的には、文字フラグ224が5枚連続生成されれば、1120というフラグ積算量となる。これらの積算値はすでに種々の演算値の圧縮手段を用いてももちろん構わない。なお、こうしたことから、文字フラグ224が5枚連続で生成されてフラグ積算量が1120になると、前述の画素の値1023を超えると言える。 The amount of character flags is accumulated for each sheet. Specifically, if five character flags 224 are continuously generated, the flag integrated amount becomes 1120. Of course, these integrated values may already use compression means for various calculation values. For this reason, it can be said that when five character flags 224 are continuously generated and the flag integrated amount becomes 1120, the pixel value 1023 is exceeded.
<飛散トナー吐き出し制御モード、の制御方法>
次に、飛散トナー吐き出し制御モードの制御方法、及び、動作条件について説明する。まず前提として、各色に対して飛散トナー吐き出し制御モードの制御思想は同様である。従って以降のフローチャート図等で色についての記述を省略している場合があるが、その場合は各色で共通の制御を行なっていることに注意されたい。本実施例においては分かり易い例として1枚当たりの印字率がYMCKそれぞれの色に対してY=5%、M=5%、C=5%、K=1%の画像(以下では、「ブラック低Duty画像チャート1」と称する)をA4サイズ用紙で連続して画像形成した場合を考える。
<Control method of scattering toner discharge control mode>
Next, a control method and operating conditions of the scattered toner discharge control mode will be described. First, as a premise, the control concept of the scattered toner discharge control mode is the same for each color. Accordingly, in some cases, descriptions of colors are omitted in the following flowcharts and the like, but it should be noted that in this case, common control is performed for each color. In this embodiment, as an easy-to-understand example, an image in which the printing rate per sheet is Y = 5%, M = 5%, C = 5%, K = 1% with respect to each color of YMCK (hereinafter “black”). Let us consider a case where images are continuously formed on A4 size paper (referred to as “Low Duty Image Chart 1”).
図11は、CPU800による飛散トナーの吐出制御を示すフローチャートである。CPU800の像域判定部(図2(b)参照)は、画像形成がスタートすると、各色の文字の属性フラグを生成する(S1)。生成するフラグは前述の方法で判定する。
FIG. 11 is a flowchart showing the scattered toner discharge control by the
CPU800は、文字の属性フラグがあるとトナーの凝集塊が発生して凝集塊によるトナーの飛散が進行するので、トナー飛散フラグを積算した積算値Xに属性フラグVを加算する(S2)。ここで積算値Xとは、現在のトナー凝集塊によるトナー飛散状態を表す指標であり、加算フラグの積算値である。
The
CPU800は、飛散トナーの吐出を実行するフラグの閾値である閾値Aと、画像形成毎に算出及び更新される積算値Xと、の差分(A−X)を算出する(S3)。閾値Aは、任意に設定可能な所定値であり、この閾値Aが小さい程に、同じフラグ積算量の連続した画像形成に対しても、飛散トナーの吐出制御動作を実行する頻度が多くなる。閾値Aは、ここでは112000に設定されている。例えば、現像容器20の内部に保持される現像剤の容量が多い程に、閾値Aを大きめに設定できる傾向がある。CPU800は、積算値Xと閾値Aとの差分(A−X)の正負を判断する(S4)。
The
CPU800は、差分(A−X)が正の場合(即ち、積算値Xが閾値A未満の場合)には、今直ぐに飛散トナーの吐出を実行しなければならない程にはトナーの凝集塊の発生が進行していないと判断して、続けて画像形成を実行する(S6)。CPU800は、差分(A−X)が負の場合(即ち、積算値Xが閾値Aよりも大きい場合)に、今直ぐに飛散トナーの吐出を実行しなければならない程にトナーの凝集塊の発生が進行していると判断して、画像形成を中断して飛散トナーの吐出を実行する(S5)。CPU800は、S5の飛散トナーの吐出動作終了後に、積算値Xを0にリセットする(S7)。
When the difference (A−X) is positive (that is, when the integrated value X is less than the threshold value A), the
図12は、CPU800による飛散トナーの吐出制御を示すフローチャートである。図12のフローチャートは、前述のS5の画像形成動作をストップした後の工程を示す。
FIG. 12 is a flowchart showing the scattered toner discharge control by the
『コントローラ』としてのCPU800は、属性フラグ積算部1006が積算した積算値が所定積算量に到達すると、感光体ドラム101の非画像部が現像スリーブ24に対向するときに、以下のことをする。即ち、CPU800は、印加部150が現像スリーブ24に直流電圧のみを印加して、記録材Pに画像形成されないトナーを現像スリーブ24から感光体ドラム101へと転移させるために吐出する吐出制御モードを実行させるように制御する。以下詳述する。CPU800は、差分(A−X)が負の値の場合には、画像形成を中断して飛散トナー吐出動作を実行する。
When the integrated value integrated by the attribute
CPU800は、一次転写バイアスに通常の画像形成時とは逆極性の転写バイアス(即ち、感光体ドラム101上のトナー像と同極性の転写バイアス)を印加する(S101)。
The
CPU800は、飛散トナーの吐出のための感光体ドラム101の表面の静電像は、ベタ画像の静電像ではなく、ハーフトーン画像の静電像にする。そして、CPU800は、飛散トナーの吐出を実行する閾値Aと同等のビデオカウントに相当するトナー量を感光体ドラム101に対して吐出する(S102)。また、CPU800は、飛散トナーの吐出動作中に現像スリーブ24に印加する現像バイアスを直流電圧に設定する必要がある。
The
これは、実験によると、画像形成によって発生したトナー凝集塊は、現像スリーブに印加する現像バイアスの種類によって、感光体ドラム101上への現像のされ方が異なることがわかったからである。すなわち、直流電圧だけの場合の方が、交流電圧が混在される電圧の場合よりも、飛散トナーが効率良く感光体ドラム101に飛び易いのである。
This is because, according to experiments, it has been found that toner agglomerates generated by image formation differ in how they are developed on the
図13は、文字の属性フラグのみで印字率1%で10000枚耐久した現像剤を、通常時のAC+DCバイアスの場合と、飛散トナーの吐出制御のDCバイアスの場合とで現像したときの感光体ドラム101上に現像されたトナー粒度分布のグラフである。
FIG. 13 shows a photoconductor obtained by developing a developer that has a durability of 10,000 sheets at a printing rate of 1% with only a character attribute flag, in the case of normal AC + DC bias and in the case of DC bias for controlling the ejection of scattered toner. 3 is a graph of toner particle size distribution developed on a
図13に示されるように、DCバイアスだけで通常の画像形成よりも浅い静電像を現像した(ハーフトーン画像を形成した)場合と、AC+DCバイアスで通常の画像形成よりも浅い静電像を現像した(ハーフトーン画像を形成した)場合とを比較した。この場合に、DCバイアスだけで画像形成した場合の方が、AC+DCバイアスで画像形成した場合よりも、20μm〜35μmのトナー凝集塊が飛散し易かった。 As shown in FIG. 13, when an electrostatic image shallower than normal image formation is developed only by DC bias (a halftone image is formed), an electrostatic image shallower than normal image formation by AC + DC bias is formed. Comparison was made with the case of developing (forming a halftone image). In this case, when the image was formed only with the DC bias, the toner aggregates of 20 μm to 35 μm were more easily scattered than when the image was formed with the AC + DC bias.
このことから、20μm〜35μmのトナー凝集塊を選択的に現像できるのは、DCバイアス(直流電圧)で通常画像形成よりも浅い静電像を現像した場合であることが分かった。従って、飛散トナーの吐出動作中の現像バイアスは、通常画像形成時とは異なり、直流電圧であることが好適である。 From this, it was found that toner aggregates of 20 μm to 35 μm can be selectively developed when an electrostatic image shallower than normal image formation is developed with a DC bias (DC voltage). Accordingly, it is preferable that the developing bias during the operation of ejecting the scattered toner is a DC voltage, unlike normal image formation.
ここで、図12の説明に戻る。感光体ドラム101上に吐出されたトナーは、一次転写バイアスがトナーと同極性であるために、中間転写ベルト121には転写されずに感光体ドラム101のクリーナ109で回収される(S103)。CPU800は、積算値Xを0にリセットする(S104)。CPU800は、一次転写バイアスを通常の画像形成時の正極性のバイアスに戻す(S105)。CPU800は、飛散トナーの吐出動作を完了して通常の画像形成動作に復帰する。
Here, the description returns to FIG. The toner discharged onto the
図14は、CPU800の前後の制御ブロック図である。図14に示される『積算手段』としての属性フラグ積算部1006は、属性フラグを積算する。属性フラグ積算部1006のビデオカウントの結果の情報がCPU800に送信される。CPU800は、前述の図11や図12を参照しつつ説明したように飛散トナーの吐出制御1008にて飛散トナーを吐出制御する。それから画像形成部1009が画像形成を実行する。以上より、本実施例では、飛散トナー吐き出し制御モード時は、飛散の原因となるトナー凝集塊を選択的に吐き出す為に、通常画像形成時とは異なる直流電圧を現像スリーブに印加する。上記の動作により、飛散量を抑制することが可能である。
FIG. 14 is a control block diagram before and after the
図15は、実施例2に係る積算量に属性毎に重み付けするときに乗算する係数の表である。実施例2では、文字フラグの積算だけでなく、グラフィックフラグ、網点の積算も行い、飛散トナーを吐出し制御する点で、実施例1では、文字属性フラグの積算だけで、飛散トナーを吐出し制御していたのと異なる。また、実施例2では、属性によるトナー凝集塊の発生率が異なることを考慮して、積算する際に積算量に属性毎に重み付けするときに乗算する係数を設けた。この場合に、『積算手段』である属性フラグ積算部1006は、文字、グラフィック、網点の属性毎に重み付けして、所定の属性を付与された画素量に対応する量を積算する。
FIG. 15 is a table of coefficients to be multiplied when the integrated amount according to the second embodiment is weighted for each attribute. In the second embodiment, not only character flags but also graphic flags and halftone dots are accumulated, and scattered toner is discharged and controlled. In the first embodiment, scattered toner is discharged only by integrating character attribute flags. And it was different from the control. In the second embodiment, in consideration of the difference in the occurrence rate of the toner aggregate due to the attribute, a coefficient to be multiplied when weighting the integrated amount for each attribute is provided. In this case, the attribute
このことにより、文字の属性フラグだけでなく、グラフィックの属性フラグ、網点の属性フラグの積算量も考慮された適切な飛散トナー吐き出しを実行できる。実施例1と共通するブロック図や記載は説明を省略する。 As a result, it is possible to execute appropriate scattering toner discharge considering not only the character attribute flag but also the integrated amount of the graphic attribute flag and the halftone dot attribute flag. Descriptions of block diagrams and descriptions common to the first embodiment are omitted.
本実施例では、積算値Xを属性ごとに管理する。文字属性の積算値はX1、グラフィック属性の積算値はX2、網点属性の積算値はX3とした。トナー飛散閾値フラグ積算量Aは実施例1と同じ各色11200としている。 In this embodiment, the integrated value X is managed for each attribute. The integrated value of the character attribute is X1, the integrated value of the graphic attribute is X2, and the integrated value of the halftone dot attribute is X3. The toner scattering threshold flag integrated amount A is set to the same color 11200 as in the first embodiment.
文字属性のフラグの積算値に乗算する係数は、グラフィックや網点の属性フラグの乗算する係数の倍とした。つまり具体的なトナー吐き出し動作の頻度としては、文字の属性フラグのみの場合は、グラフィックや網点の属性フラグが混在した場合に比べて、2倍になることを指す。なお、ここでは、グラフィックと網点の飛散トナー吐き出し係数Fは、同じである。ただし、20ポイント等の所定の大きさ以上で30ポイント等の所定大きさ未満の文字等はグラフィック属性として、それ以上の面積を持ったデータは網点属性として、グラフィック属性の方を網点属性よりもトナー吐き出し係数Fを大きく設定することも可能である。 The coefficient multiplied by the integrated value of the character attribute flag is double the coefficient multiplied by the graphic or halftone attribute flag. In other words, the specific frequency of the toner discharge operation means that when only the character attribute flag is used, the frequency becomes twice as large as when the graphic and halftone attribute flags are mixed. Here, the scattered toner discharge coefficient F of the graphic and the halftone is the same. However, characters with a size larger than a predetermined size, such as 20 points, and less than a predetermined size, such as 30 points, are used as graphic attributes. It is also possible to set the toner discharge coefficient F larger than that.
図16は、トナー吐き出し制御を示すフローチャートである。フローとして、S1000〜S1003までが文字の属性フラグに関して、S1004〜S1007が図形の属性フラグに関して、S1008〜S1011がグラフィックの属性フラグに関して記している。各それぞれのフローは、実施例1のS1〜S3と共通している。 FIG. 16 is a flowchart showing toner discharge control. As a flow, S1000 to S1003 are related to character attribute flags, S1004 to S1007 are related to graphic attribute flags, and S1008 to S1011 are related to graphic attribute flags. Each flow is common to S1 to S3 of the first embodiment.
すなわち、CPU800は、文字の属性フラグV1を算出する(S1000)。CPU800は、飛散トナーの吐出係数F1を属性フラグV1に乗算して新たに属性フラグV1を作成する(S1001)。CPU800は、積算値X1と属性フラグV1とを足し合わせてX1+V1を算出する(S1002)。CPU800は、積算値X1と閾値Aとで(A−X1)を算出する(S1003)。
That is, the
CPU800は、グラフィックの属性フラグV2を算出する(S1004)。CPU800は、飛散トナーの吐出係数F2を属性フラグV2に乗算して新たに属性フラグV2を作成する(S1005)。CPU800は、積算値X2と属性フラグV2とを足し合わせてX2+V2を算出する(S1006)。CPU800は、積算値X2と閾値Aとで(A−X2)を算出する(S1007)。
The
CPU800は、網点の属性フラグV1を算出する(S1008)。CPU800は、飛散トナーの吐出係数F3を属性フラグV3に乗算して新たに属性フラグV3を作成する(S1009)。CPU800は、積算値X3と属性フラグV3とを足し合わせてX3+V3を算出する(S1010)。CPU800は、積算値X3と閾値Aとで(A−X3)を算出する(S1011)。
The
CPU800は、積算値X1、X2、X3を足し合わし、Aとの差分の正負を判断する(S1012)。S1013〜S1015では、実施例1のS5〜S7と共通している。すなわち、CPU800は、(A−(X1+X2+X3))が正の場合には、飛散トナーの吐出動作をせずに、積算値Xの積算を継続する(S1013)。また、CPU800は、(A−(X1+X2+X3))が負の場合には、画像形成をストップして吐出動作を実行する(S1014)。そして、CPU800は、飛散トナーの吐出動作を終了して積算値Xを0にリセットする(S1015).
The
以上より、本発明に従った本実施例では、各属性フラグによって乗算する係数をもつことによって、より適切なトナー吐き出し制御を実現することが可能となる。なお、従来から知られている、画像Dutyに応じたトナー吐き出し制御の思想および方式と合わせて実施できることは言うまでもない。 As described above, in this embodiment according to the present invention, it is possible to realize more appropriate toner ejection control by having a coefficient to be multiplied by each attribute flag. Needless to say, the present invention can be carried out in combination with the conventionally known concept and method of toner discharge control according to the image duty.
以上の実施例の構成によれば、安価な構成で、凝集トナーが選択的に消費されて、トナーの飛散が良好に防止される。なお、前述したように、実施例1では、属性フラグは文字フラグであった。ただし、実施例2のように、属性フラグは、文字フラグ、グラフィックフラグ、網点フラグのいずれか2つ以上であって、CPU800は、文字フラグ、グラフィックフラグ、網点フラグの各々に重み付けする構成でも良い。
According to the configuration of the above embodiment, the agglomerated toner is selectively consumed with an inexpensive configuration, and the scattering of the toner is satisfactorily prevented. As described above, in the first embodiment, the attribute flag is a character flag. However, as in the second embodiment, the attribute flag is any two or more of a character flag, a graphic flag, and a halftone flag, and the
24 現像スリーブ(現像剤担持体)
101 感光体ドラム(像担持体)
103X 露光装置(露光手段)
104 現像装置
300 中間画像処理部(生成手段)
800 CPU(コントローラ)
900 画像形成装置
1006 属性フラグ積算部(積算手段)
24 Development sleeve (developer carrier)
101 Photosensitive drum (image carrier)
103X exposure equipment (exposure means)
104
800 CPU (controller)
900
Claims (5)
前記像担持体の表面を露光して静電像を形成する露光手段と、
現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像装置と、
各画素毎に付与される画像の属性のうち、所定の属性を付与された画素量に対応する量を積算する積算手段と、
前記積算手段が積算した積算値が所定積算量に到達すると、記録材に画像形成されないトナーを前記現像装置から前記像担持体へ転移させる吐出制御モードを実行させるように制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Exposure means for exposing the surface of the image carrier to form an electrostatic image;
A developing device that includes a developer carrying member carrying the developer, and that develops the electrostatic image on the surface of the image carrier with the developer;
An integration unit that integrates an amount corresponding to a pixel amount to which a predetermined attribute is given among attributes of an image given to each pixel;
A controller that controls to execute an ejection control mode in which toner that is not image-formed on a recording material is transferred from the developing device to the image carrier when the integrated value integrated by the integrating unit reaches a predetermined integrated amount;
An image forming apparatus comprising:
前記積算手段は、文字、グラフィック、網点の属性毎に重み付けすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The predetermined attribute is any two or more of a character attribute, a graphic attribute, and a halftone dot attribute,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the accumulating unit weights each attribute of a character, a graphic, and a halftone dot.
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