JP3641925B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の光学ビームを像担持体上に向けて走査し、画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機などの画像形成装置においては、形成する画像データの画素数（黒になる画素数）をカウントし、現像トナー消費量を予測してトナーディスペンサへのトナー補給量等を制御している。
【０００３】
特開平１−１１５６４９号公報では、ビデオ信号中の黒データのカウンタ回路と、シーケンス回路との簡略化を図る観点から、画像データを所定の時間間隔で間引いてカウントする技術が開示されている。
【０００４】
また、近年のデジタル画像の高解像度化を実現する観点から、感光体への描画を行うにあたり複数の光ビームを用いて１ライン毎に交互に複数のビームで画像形成するマルチビーム方式の画像形成装置も考えられている（例えば、特開平８−２０１７１１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなマルチビーム方式の画像形成装置において、上記のような黒データのカウントを行いトナー補給量等を制御しようとした場合、デジタル画像の高解像度化に伴いカウンタ回路等の構成が非常に大きくなってしまう。
【０００６】
すなわち、デジタル画像の高解像度化によって単位長さあたりの画素数が増加しており、しかもマルチビーム方式によりビーム数に対応してカウンタ回路等を構成する必要があるため、回路構成の大規模化や複雑化を招いている。
【０００７】
図５はマルチビーム方式に対応したカウンタ回路の一例である。このカウンタ回路では、マルチビームの一方に対応したＡ相の画像データの黒データをカウントする第１加算器Ａ１と、この第１加算器Ａ１から出力されるＣａｒｒｙをカウントする第２加算器Ａ２と、マルチビームの他方に対応したＢ相の画像データの黒データをカウントする第１加算器Ｂ１と、この第１加算器Ｂ１から出力されるＣａｒｒｙをカウントする第２加算器Ｂ２と、Ａ相側の第２加算器Ａ２とＢ２相側の第２加算器Ｂ２との出力を加算して制御部へ送る第３加算器ＡＢとから構成されている。
【０００８】
各第１加算器Ａ１、Ｂ１から出力されるＣａｒｒｙは、画像データの黒データを例えば６５５３５カウントした段階で１出力される。このようにマルチビーム方式では、各ビームに対応して画像データのカウントを行う回路を設けなければならないという問題が生じている。
【０００９】
また、マルチビーム方式において画像データの画素数をカウントするにあたり、上記特開平１−１１５６４９号公報に示されるような画像データの間引きを行い、カウント回路等の簡素化を図ることも考えられるが、画像データを間引いてカウントすることにより、画素数のカウント精度が悪化して、緻密な制御を行えず高解像度化に対応した十分な画像形成条件の制御が行えないという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、マルチビーム方式の画像形成装置において、簡単な回路構成でかつカウント精度を低下させずに画素数のカウントを行い、画像形成条件の制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような目的を達成するために成された画像形成装置である。すなわち、本発明の画像形成装置は、読み取った画像信号に応じてｎ本（ｎは２以上の整数）の光学ビームを像担持体上に向けて走査する光学手段と、光学手段から出力されるｎ本の光学ビームのうちいずれか１本により形成される画像の画素数を計数するカウンタと、カウンタによって計数された画素数に応じて像担持体上へ現像を行う現像手段へのトナー供給量を制御する制御手段とを備えている。
【００１２】
このような本発明では、光学手段から像担持体上に向けて走査するｎ本（ｎは２以上の整数）の光学ビームのうちいずれか１本により形成される画像の画素数をカウンタによって計数していることから、光学ビームの走査方向に沿ったラインにおける複数ライン毎に画素数をカウントすることになる。ｎ本の光学ビームは隣接することから各画像データは近似しており、カウントを行ったラインの画素数とカウントを行わなかったラインの画素数も近似することになる。このため、カウントを行ったラインの画素数に基づき現像手段へのトナー供給量の制御を行うことで、全ラインの画素数をカウントして制御を行う場合とほぼ同等な精度で制御を行うことができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施形態であるカラー複写機の全体構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係るカラー複写機１は、大きく分けて、原稿台に載置された原稿の画像を読み取るスキャナー部２と、読み取った画像データを処理する画像処理部３と、処理された画像データに従ってレーザーを駆動して感光体５０に光ビームを照射するＲＯＳ（Raster Output Scanner ）光学部４と、画像を形成する画像形成部５とから構成される。
【００１５】
画像形成部５の感光体５０の周囲には、その回転方向に沿って帯電装置５１、感光体表面の電位を測定する電位計５２、ロータリー現像装置５３、転写装置５４、クリーナー装置５５および除電ランプ５６が順に配置されている。また、ロータリー現像装置５３には、Ｂｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色のトナー像をロータリー現像装置の各対応する現像器へ供給するトナーディスペンス装置５３ａが設けられている。
【００１６】
転写装置５４は、転写ドラム５４ａに沿って転写コロトロン５４ｂ、除電コロトロン５４ｃ、剥離コロトロン５４ｄ等が配置される構成となっており、用紙トレイ８から用紙搬送装置６によって搬送されてくる用紙（図示せず）に感光体５０上に形成されたトナー像を転写する。
【００１７】
また、転写装置５４の位置から用紙の搬送方向下手には定着装置７が配置されており、用紙に転写されたトナー像を定着させるようになっている。
【００１８】
次に、図２のブロック図に沿ってこのカラー複写機の各部の機能を説明する。先ず、スキャナー部２において、原稿を露光ランプＬで照射し、その反射光をＣＣＤ２１で読み取って、増幅器２２により適当なレベルまで増幅する。その後、Ａ／Ｄ変換器２３で８ビットもしくは１０ビットのデジタル画像データに変換する。
【００１９】
また、シェーディング補正部２４、ギャップ補正部２５で画像データに所定の補正を施した後、濃度変換器２６で反射率データから濃度データに変換し、変換後の画像データを画像処理部３へ送る。
【００２０】
画像処理部３では、カラー複写機として基本的な画像処理、すなわち、色信号変換、墨再生（ＵＣＲ）、ＭＴＦ処理等を行い、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（黒）の４色の画像データを生成する。すなわち、色信号変換部３１で色変換を行い、次にガンマ補正部３２でスキャナー部２と画像形成部３との階調性に合わせて各色の階調変換を行う。
【００２１】
また、画像データをＤ／Ａ変換器３３でアナログデータに変換し、比較器３４で三角波発生器３５から送られる所定周期の信号と比較し、パルス幅変調を行って２値化を施す。
【００２２】
また、パッチ信号発生手段３６では画像濃度制御用パッチである濃度の異なる複数の基準パッチ画像信号を発生する。さらに、セレクター３７では、Ｄ／Ａ変換器３３によってアナログデータに変換された画像データとパッチ信号発生手段３６で発生したパッチ画像信号とのうち１つを選択して比較器３４へ送る。
【００２３】
セレクター３７は、通常コピー時においてはアナログ画像データを選択し、画像形成部５の演算装置５７からパッチ作成の指示が出てパッチ信号発生手段３６からパッチ画像信号が出力された場合にパッチ画像信号を選択する。
【００２４】
なお、複数本のレーザ光を生成するマルチスキャン方式では、Ｄ／Ａ変換器２２、比較器３４、三角波発生器３５、パッチ信号発生手段３６、セレクター３７が各々複数組（レーザ光の本数分）設けられている（一部のみ図示）。
【００２５】
ＲＯＳ光学部４は、画像処理部３の一つの比較部３４から出力される画素数を計数する画素数カウンタ回路４１と、画像形成部５の演算装置５７により制御されレーザー光量を可変するレーザー光量可変装置４２とレーザー駆動回路４３とを備えている。レーザー駆動回路４３は画像処理部３の比較器３６より送られる２値化データに基づきレーザー４４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００２６】
このレーザー光はポリゴンミラー４５により偏向され、ｆｉレンズ４６、反射ミラー４７を介して画像形成部の感光体５０へ導かれる。
【００２７】
また、画素数カウンタ回路４１による画素数の計数結果は演算部５７に送られ、トナーディスペンス装置５３ａの各色トナーの供給量制御に使用される。
【００２８】
画像形成部５の感光体５０の周囲には、帯電装置５１、電位計５２、ロータリー現像装置５３、転写装置５４、クリーナー装置５５および除電ランプ５６が順に配置されている。電位計５２では、感光体電位制御を行うため感光体５０上の電位を測定する。また、光センサーＳは中間転写装置５６のベルトＢ上に転写されたパッチの濃度を検出し、演算装置５７は電位計５２や光センサーＳの出力に従って画像形成条件を制御する。また、帯電量可変装置５８は演算装置５７の制御によって帯電装置５１の帯電量を変化させる。さらに、現像バイアス可変装置５３ｂは現像バイアスを変化させる。
【００２９】
また、図３は比較器３４（図２参照）におけるパルス幅変調による画像データの２値化を説明する図である。すなわち、入力されたアナログ画像データを三角波と比較し、アナログ画像データが三角波より大きい部分を「０」としてレーザーをＯＦＦ、アナログ画像データが小さい部分を「１」としてレーザーをＯＮとする２値画像データとして比較器３４からＲＯＳ光学部４へ送ることになる。
【００３０】
このような構成から成るカラー複写機１においては、周知のゼログラフィープロセスに従って画像形成が行われる。すなわち、先ず回転する感光体５０が帯電装置５１により一様にマイナス帯電され、その表面にレーザー光により第１色目の潜像が形成される。
【００３１】
潜像においてレーザー光で書き込まれた部分には、ロータリー現像装置５３の第１色目（Ｂｋ：黒）の現像装置でマイナス帯電された黒トナーが現像される。次いで、現像像は用紙トレイ８から用紙搬送装置６によって搬送され転写ドラム５４ａに巻き付けられた用紙（図示せず）に転写コロトロン５４ｂにより転写される。
【００３２】
この際、感光体５０上に転写されずに残った像はクリーナー装置５５により除去され、感光体５０は除電ランプ５６により除電される。次に、再び帯電装置５１により感光体５０が一様にマイナス帯電され、第２色目（Ｙ：黄）の像形成が第１色目と同様に行われる。
【００３３】
そして、第３色目（Ｍ：マゼンタ）、第４色目（Ｃ：シアン）まで４色の現像像が転写ドラム５４ａ上の用紙に順次転写される。転写後、用紙は剥離コロトロン５３ｄにより転写ドラム５４ａから剥離され、定着装置７で定着されてカラーコピーが完成する。また、転写ドラム５４ａの周囲には除電コロトロン５４ｃが配置され、各色の転写後、または用紙剥離後に用紙上および転写ドラム５４ａ上の余分な電荷を除去している。
【００３４】
本実施形態におけるカラー複写機１では、特にＲＯＳ光学部４の画素数カウンタ回路４１に特徴があり、簡単な回路構成で画素数を計数し、緻密な画像形成条件の制御を行うことができるようになっている。
【００３５】
図４は本実施形態のカラー複写機１で適用される画素数カウンタ回路を説明するブロック図である。すなわち、この画素数カウンタ回路では、２相のレーザ光を出力するマルチビーム方式において、その一方（例えば、Ａ相）の画像データをカウントする第１加算器Ａ１と、第１加算器Ａ１から出力されるＣｒｒｒｙをカウントする第２加算器Ａ２とから構成されている。
【００３６】
すなわち、従来のカウンタ回路（図５参照）において計数しているＢ相の画像データをカウントする加算器はなく、Ａ相の画像データのみをカウントする構成となっている。
【００３７】
第１加算器Ａ１は１６ビット加算器から構成され、Ａ相の画像データの階調データ（例えば、０〜２５５）をすべて加算する。加算する対象は、読み取る原稿の縁消し部分を除く範囲である。
【００３８】
そして、１６ビットの第１加算器Ａ１がＦＵＬＬ（ＦＦＦＦ＝６５５３５）になった段階でＣａｒｒｙを１出力し、同じく１６ビットの第２加算器Ａ２でこのＣａｒｒｙを加算していく。なお、第１加算器Ａ１および第２加算器Ａ２は、１ページに画像入力が終了した時点を示すＰａｇｅＳｙｎｃ信号がインアクティブになった段階でクリアされる。
【００３９】
また、第２加算器Ａ２から出力される信号を演算装置５７（図２参照）へ送り、ここでレーザ光の本数に応じた倍数にしている。例えば、Ａ、Ｂ相の２本のレーザ光を出力するマルチビーム方式では、第２加算器Ａ２から出力される信号を２倍する。
【００４０】
この２倍した値に基づきトナーディスペンス装置５３ａ（図２参照）によるトナーの供給量を制御するようにしている。
【００４１】
ここで、解像度６００ＳＰＩ（Sampling per inch ）のカラー複写機では、Ａ相、Ｂ相の間隔が４２μｍであり、実際の画像データの細かさはこれに比べて粗いことから、Ａ相とＢ相の画像データ比率はほぼ５０％となる。したがって、上記画素数カウンタ回路のように、Ａ相の画像データのみをカウントし、これを２倍して全体の画像データにおける画素数としても、実際の全体における画像データの画素数との誤差は非常に小さいものとなる。
【００４２】
つまり、画素数カウンタ回路の構成としては、Ａ相の画像データのみをカウントする構成だけでよく、これによってカウントした画素数を単に２倍したものを用いて画像形成条件の制御を行っても、全体の画像データにおける画素数をカウントして制御を行う場合と同等な精度で制御を行うことができるようになる。
【００４３】
また、図５に示す従来の画素数カウンタ回路に比べ、加算器の数を減らすことができるとともに、加算器によって画素数をカウントする周波数を遅くすることも可能となり、回路構成を簡素化できるようになる。
【００４４】
実際の制御では、演算装置５７（図２参照）においてＡ相の画像データのカウントを２倍し、トナー補給時間換算係数をかけてトナー補給時間を算出し、ロータリー現像装置５３にトナーを供給するトナーディスペンス装置５３ａ（図２参照）を制御している。
【００４５】
なお、図４に示す画素数カウンタ回路は一例では、これに限定されることはない。また、Ａ相とＢ相との画像データの比率が異なるようなスクリーンを使用する場合には、その比率に応じた演算を行うようにすればよい。
【００４６】
また、本実施形態ではＡ相、Ｂ相の２本のレーザ光を出力するマルチビーム方式の場合について説明したが、２本以上のレーザ光を出力するマルチビーム方式の場合であっても同様である。つまり、ｎ本のレーザ光のうちの１本について画像データの画素数をカウントし、その値をｎ倍して制御を行うようにすれば同様である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば次のような効果がある。すなわち、読み取った画像信号に応じて複数本の光学ビームを像担持体上に向けて走査するいわゆるマルチビーム方式の画像形成装置において、簡単な回路構成で、かつ精度を落とすことなく画像の画素数を計数して画像形成条件の制御を行うことが可能となる。これによって、高解像度化の要求に対しても十分に対応できる画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カラー複写機の全体構成図である。
【図２】 カラー複写機のブロック図である。
【図３】 比較器によるパルス幅変調を説明する図である。
【図４】 画素数カウンタ回路を説明するブロック図である。
【図５】 従来の画素数カウンタ回路を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１…カラー複写機、２…スキャナー部、３…画像処理部、４…ＲＯＳ光学部、５…画像形成部、６…用紙搬送装置、７…定着装置、８…用紙トレイ、４１…画素数カウンタ回路、Ａ１…第１加算器、Ａ２…第２加算器

Claims (2)

1. 読み取った画像信号に応じてｎ本（ｎは２以上の整数）の光学ビームを像担持体上に向けて走査する光学手段と、
   前記光学手段から出力される前記ｎ本の光学ビームのうちいずれか１本により形成される画像の画素数を計数するカウンタと、
   前記カウンタによって計数された画素数に応じて前記像担持体上へ現像を行う現像手段へのトナー供給量を制御する制御手段と
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記カウンタによって計数された画素数を前記光学ビームの本数である前記ｎ本に対応してｎ倍した値に基づき前記トナー供給量を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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