JP3999054B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データをデジタル信号として処理する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真法を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の一つであるカラー画像形成装置では、カラー画像の作成に際しては減色混色の三原色（シアン、マゼンタ、イエロー）の各トナー像を転写紙上に重ねて形成する。
【０００３】
近年急速に普及してきたデジタル方式の画像形成装置では、原稿を色分解されたデジタル信号として処理できるため、文字などの黒部を現像剤としての黒トナーのみにより再現することが可能となった。よって、一般的なカラー原稿の再現には、黒、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤による作像が行われる。
【０００４】
また、原稿の色を判定するためのスキャンに先立ち、原稿を一度スキャンする方式、さらに、複写スピードを速めるため、スキャンと同時に判定を行い、作像を実行する方式も近年、実用化されている。
【０００５】
テジタル画像形成装置においては、画像データの出力媒体として、複写機としてのスキャナーのほかに、コンピューター、ファクシミリなどの媒体もコントローラなどを用いることで実用化されはじめている。
【０００６】
黒を含む複数色の現像剤で顕像化が可能な現像装置を有し、像担持体上に前記現像装置の現像剤で可視化した各色の顕像を最終的に、転写紙、オーバーヘッドプロジェクター用の用紙などの転写材に転写する画像形成装置であって、代表的なフルカラー画像形成装置の多重転写方式としては、
▲１▼ 誘電体シート・ベルトに転写紙を機械的・静電的に固定し、感光体上に形成された各色のトナー像を順次転写する直接転写方式
▲２▼ 中抵抗の樹脂・ゴムにて形成された中間転写媒体としてのベルト・ローラーに感光体上に形成された各色のトナー像を順次転写し、最終的に転写剤に全ての像を一括転写する中間転写方式
がある。 これらの転写方式に共通した問題として、トナーによる顕像を感光体などの像担持体から最終的な転写材へ直接転写する、あるいは、顕像を像担持体から一旦、中間転写材に転写し、さらに、中間転写材から最終的な転写材へ転写する工程をたどる場合に、像担持体からの転写の過程で、色ごとに異なる場所に像ができているときには、最初の顕像を像担持体から転写材に転写し、つぎに、別の顕像を像担持体から転写材に転写する際に、転写材上にすでに転写されている前記最初の顕像が像担持体上に逆転写されてしまうとの問題がある。この逆転写は以降の転写工程において、同一場所に他色が転写されないところで発生しやすい。
【０００７】
フルカラー画像では、同一場所に色を重ねて色を再現するので、最初の転写の次以降に行われる２次色、３次色の転写では順次、同一場所に転写が行われる。このため、転写材から像担持体への逆転写は起りにくい。
【０００８】
同一画像内にカラー画像と黒文字画像とが異なる場所に存在するような場合、この場合もフルカラー画像の一種であるが、このようなフルカラー画像では、黒トナーのみにて再現される黒文字部では、２次色、３次色がないため最も逆転写の影響を受けやすく、逆転写された分、最終転写材上に転写されるトナーの付着量は減少し、濃度が薄くなるため文字情報では特に読みにくいなど画像品質が劣化するとの問題を招く。
【０００９】
先に示したスキャンと同時に黒部判定を行い、作像を実行する方式を用いる装置では、黒部の作像を最初に行い、カラー原稿と判定した場合にそれ以後にカラー画像の作像転写を行うこととしているため特に逆転写が問題となる。
【００１０】
一方、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に作像する技術がある（特開平４−６９６７７号公報）。この技術によれば黒部の作像が最後になるから、結果的に逆転写の問題は生じない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知技術では、この技術の前提として、スキャンを一回終了しないとカラー画像か白黒画像がの判断できない。このためプレスキャンを行う。プレスキャンでは、原稿を色分解したときの各色データの比率から原稿がカラーか白黒かを判断する。
【００１２】
自動カラー選択の場合にプレスキャンを行って、カラー原稿か、黒原稿かの判定を行う。そして、カラー原稿のときに黒画像の作像を最後とし、黒原稿の場合には最初から黒画像の作成を行う。
【００１３】
しかし、このようなモードしか実行できないとすれば、カラーか白黒かを問わず、いかなる原稿でもプレスキャンがなされることとなり、プレスキャンを必要としないような原稿、例えば黒画像のみの原稿からの画像形成する場合には最初から黒画像を作成しても逆転写は生じないのであるから、自動選択しないときはプレスキャンは必要なく、このプレスキャンのための時間はロスとなる。
【００１４】
本発明は、ユーザーの必要に応じ逆転写の防止を優先することも、コピー時間の短縮を優先することもできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、以下のように構成した。
（１） 黒を含む複数色の現像剤で顕像化が可能な現像装置を有し、像担持体上に前記現像装置の現像剤で可視化された各色の顕像を、被転写体に重ねて転写し、最終的に転写材に転写する画像形成装置であって、画像データ出力媒体が、装置本体のスキャナーである場合と、コンピュータまたはファクシミリである場合とで、黒の現像剤による作像順序が異なるものである画像形成装置において、作像を行うための画像データを本体に入力する画像データ出力媒体が装置本体のスキャナーである場合であって、プレスキャンを行い、プレスキャンの結果、黒と他色の現像装置を使用する場合には、黒の現像剤による作像順序を最初の次以降とし、作像のためのスキャンと同時に原稿色の判断を実行する場合には、黒の現像剤による作像順序を最初とし、作像を行うための画像データを本体に入力する画像データ出力媒体がコンピュータまたはファクシミリである場合には黒の現像剤による作像順序を最後とすることとした（請求項１）。
【００２５】
作用
プレスキャンを前提とし、プレスキャンの結果にもとづき、黒画像の作像を最初にしないモードと、プレスキャンをせず、処理速度を優先するモードとの選択の自由がひろがる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（一）．本発明にかかる複写機
以下、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明に係るカラー複写機の構成図、図２は、図１に示した像担持体としての感光体および、転写材としての中間転写ベルト回りの拡大図である。以下に、本装置の構成・動作を説明する。
【００２７】
カラー複写機は、カラー画像読み取り装置（以下、カラースキャナーという）１とプリンタ部をなすカラー画像記録装置（以下、カラープリンターと称す）２とを有している。
【００２８】
以下、適宜、図１、図２を参照しつつ、説明する。カラースキャナー１は、原稿３の画像を照明ランプ４、ミラー５ー１、５ー２、５ー３など、およびレンズ６を介してカラーセンサ７に結像させるようになっており、原稿のカラー画像情報を、例えば、ブルー（Ｂｌｕｅ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）、レッド（Ｒｅｄ）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。なお、これら分解光は、以下の説明において便宜上、Ｂ、Ｇ、Ｒと表現する。
【００２９】
そして、このカラースキャナ１で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号強度レベルを基にして、画像処理部（図示されず）で色変換処理を行ない、ブラック（以下、Ｂｋと記す）、シアン（同、Ｃ）、マゼンタ（同、Ｍ）、イエロー（同、Ｙ）のカラー画像データを得る。
【００３０】
これを、次に述べるカラープリンタ２によって、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを用いて顕像化し、これらトナー像を重ね合わせて４色フルカラー画像を形成する。
【００３１】
なお、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの画像データを得るためのカラースキャナー１の動作方式は、カラープリンター２の動作とタイミングをとったスキャナースタート信号を受けて、図１において、照明・ミラー光学系が左矢印方向へ原稿走査し、１回走査ごとに１色の画像データを得る。
【００３２】
この動作を４回繰り返すことにより、順次の４色画像データを得る。そして、そのつど、カラープリンター２で順次顕像化しつつ、これを重ね合わせて４色フルカラー画像を得る。
【００３３】
次にカラープリンタ２の概要を説明する。
書き込み光学ユニット８は、カラースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換して原稿画像に対応した光書き込みを行ない、像担持体としてのドラム状の感光体９上に静電潜像を形成する。この潜像形成は、レーザ光源８ー１からのレーザビームを駆動モータ８ー３により回転されるポリゴンミラー８ー２を介して走査し、ｆθレンズ８ー４、反射鏡８ー５によって感光体９に走査光を導くことにより形成される。
【００３４】
感光体９は、矢印の如く反時計方向に回転するが、そのまわりには感光体クリーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１１、帯電器１２、電位センサー１３、ＢＫ現像器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パターン検知器１８０、中間転写ベルト１９などの電子写真複写工程を実行するための機器が配置されている。
【００３５】
各現像器は、図２において、静電潜像を現像するために現像剤を感光体９に対向させるよう回転する現像スリーブ（１４ー１、１５ー１、１６ー１、１７ー１）と、現像剤を汲み上げ・攪拌するために回転する現像パドル（１４ー２、１５ー２、１６ー２、１７ー２）および現像剤のトナー濃度検知センサー（１４ー３、１５ー３、１６ー３、１７ー３）などで構成されている。
【００３６】
待機状態では、４個の現像器のすべてについて、各現像スリーブ上の現像剤が穂切り（現像不作動）状態になっている。さて、感光体９に形成したトナー像は、感光体と等速駆動されている中間転写ベルト１９の表面に転写される（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像転写をベルト転写と称す）。
【００３７】
ベルト転写は、感光体９と中間転写ベルト１９が接触状態において、転写バイアスローラ２０に所定のバイアス電圧を印加することで行う。なお、中間転写ベルト１９には、感光体９に順次形成する各色のトナー像を、同ー面に順次、位置合せして４色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙に一括転写を行う。
【００３８】
次に、中間転写ベルトユニットについて説明する。中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、ベルト転写バイアスローラ２０、および従動ローラ群に張架されており、駆動ローラ２１に連結された図示されないステッピングモータにより駆動制御される。
【００３９】
ベルトクリーニングユニット２２は、図２に示すように、ブラシローラ２２ー１、ゴムブレード２２ー２、およびベルトからの接離機構２２ー３などで構成されており、１色目のＢＫ画像をベルト転写した後の、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離機構２２ー３によってベルト面から離間させられるようになっている。
【００４０】
紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスローラ２３ー１、ローラークリーニングブレード２３ー２、およびベルトからの接離機構２３ー３などで構成されている。
【００４１】
紙転写バイアスローラ２３ー１は、通常、中間転写ベルト１９面から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成された４色の重ね画像を転写紙に一括転写する時に、タイミングをとって接離機構２３ー３により押圧され、紙転写バイアスローラ２３ー１によって所定のバイアス電が印加されつつ、紙へのトナー像転写が行われる。
【００４２】
なお、図１に示すように、転写紙２４は、給紙ローラ２５、レジストローラ２６によって、中間転写ベルト面の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。
【００４３】
さて、中間転写ベルト１９の動き方は、１色目のＢＫトナー像のベルト転写が後端部まで終了した後の動作方式として次の３通りが考えられるが、これら３通りの中の１方式か、またはコピーサイズに応じて（コピー速度面などで）効率的な方式の組合わせ、によって動作させる。
【００４４】
（１）ー定速往動方式
▲１▼ １色目のトナー像のベルト転写後も、そのままー定速で往動を続ける。
【００４５】
▲２▼ そして、中間転写ベルト１９面上の一色目画像先端位置が、再び感光体９との接触部のベルト転写位置に到達した時、感光体９側は次の２色目のトナー像の先端部が丁度その位置にくるように、タイミングをとって画像形成されている。
【００４６】
その結果、２色目画像は１色目画像に正確に位置合せされて中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写される。
【００４７】
▲３▼ その後も、同様動作によって３色・４色目画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
【００４８】
▲４▼ ４色目のトナー像ベルト転写工程に引き続き、そのまま往動しながら、ベルト面上の４色重ねトナー像を、上記したように転写紙２４にー括転写する。
【００４９】
（２）スキップ往動方式
▲１▼ １色目トナー像のベルト転写が終了したら、感光体９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そのままの往動方向に高速スキップさせて、所定量移動したら当初の往動速度に戻す。また、その後、再び感光体９に中間転写ベルト１９を接触させる。
【００５０】
▲２▼ そして、中間転写ベルト１９面上の１色目画像先端位置が、再びベルト転写位置に到達したとき、感光体９側には、つぎの２色目トナー像の先端部が丁度その位置にくるように、タイミングをとって画像形成されている。その結果、２色目トナー画像は１色目トナー画像に正確に位置合わせして、重ねてベルト転写される。
【００５１】
▲３▼ その後も同様の動作によって、３色・４色目画像工程に進み、４色重ねのベリト転写画像を得る。
【００５２】
▲４▼ ４色目トナー像ベルト転写工程に引きつづき、そのままの往動速度で、中間転写ベルト１９面上の４色重ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。
【００５３】
（３）往復動（クイックリターン）方式
▲１▼ １色目トナー像のベルト転写が終了したら、感光体９面から中間転写ベルト１９を離間させ、そして往動を停止させると同時に逆方向に高速リターンさせる。リターンは、中間転写ベルト１９面上のＢＫ画像先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過し、さらに、予め設定された距離分を移動した後に停止させて待機状態にする。
【００５４】
▲２▼ つぎに、感光体９側の２色目トナー像の先端部が、ベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点で、中間転写ベルト１９を再び往動方向にスタートさせる。また、中間転写ベルト１９を感光体９面に再び接触させる。この場合も、２色目トナー画像が中間転写ベルト１９面上で１色目トナー画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト転写される。
【００５５】
▲３▼ その後も同様動作によって、３色・４色目トナー画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
【００５６】
▲４▼ ４色目のトナー像のベルト転写工程に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動して、中間転写ベルト１９面上の４色重ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。
【００５７】
さて、中間転写ベルト面から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙２４は、図１において、紙搬送ユニット２７で定着器２８に搬送され、所定温度にコントロールされた定着ローラ２８ー１と加圧ローラー２８ー２とでトナー像を溶融定着してコピートレイ２９に搬出され、フルカラーコピーが得られる。
【００５８】
なお、ベルト転写後の感光体９は、感光体クリーニングユニット１０（クリーニング前除電器１０ー１、ブラシローラ１０ー２、ゴムブレード１０ー３）で表面をクリーニングされ、また、除電ランプ１１で均一に除電される。
【００５９】
さらに、転写紙２４にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１９は、クリーニングユニット２２を再び接離機構２２ー３で押圧して表面をクリーニングされる。
【００６０】
中間転写ベルト１９の方は、１枚目の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引きつづき、表面をクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域に、２枚目のトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００６１】
なお、図１において、転写紙カセット３０、３１、３２、３３は、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収納カセットからタイミングをとってレジストローラ２６の方向に向けて給紙、搬送される。なお、符号３４はＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙トレイを示している。
【００６２】
以上までは４色フルカラーを得るコピーモードの説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について上記同様の動作を行うことになる。
【００６３】
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像作動（剤穂立て）状態にして、中間転写ベルト１９は、感光体９面に接触したまま往動方向にー定速駆動し、さらに、ベルトクリーナー２２も中間転写ベルト１９に接触したままの状態で、コピー動作を行う。
【００６４】
また、中間転写ベルト１９は、ポリカーボネートやポリエステルなどの樹脂に導電材を分散して、紙転写ローラ２３−１と同様に、１０^７〜１０^１０Ωｃｍの体積抵抗になっている。
【００６５】
一方、紙転写ローラ２３−１の背面と対向する位置には、設置された金属などの芯金にヒドリンゴムなどの導電材を含まない材料を用いて１０^７〜１０^１２Ωｃｍの体積抵抗に設定されている部材が被覆されたベルト駆動ローラ２１が設けられている。
【００６６】
さらに、この画像形成装置には、コンピューター３６、ファクシミリ３８によい処理された画像データを出力するためのコントローラ３７が接続されており、スキャナー１にて読み取られた画像データ以外の出力も可能となっている。
【００６７】
（二） 実施例
（Ａ） 複写モードによる黒の作像順序の入れ替えについて、本例にかかる画像形成装置では、複写モードとして少なくとも以下に示すモードを有していて、ユーザーは希望により、いずれのモードも選択可能である。
【００６８】
ａ 「自動カラー選択」モード１
作像のためのスキャンと同時に原稿色の判断を実行し、原稿画像の色が黒、カラーのいずれでも、まず、黒の作像を実施する。原稿画像の色が黒のみの場合は、黒の作像で複写の工程は終了する。原稿画像の色がカラー画像でも最初の作像は黒画像部分であり、前記判断にもとづき、この黒画像の作像終了後でも複写の工程を終了させず、カラー画像の作像に入るよう指令がなされ、実行されて複写の工程が終了する。
【００６９】
このモードを選択した場合は、カラー画像の場合には逆転写が生じるが、コピー時間はプレスキャンがない分、短縮される。
【００７０】
ｂ 「自動カラー選択」モード２
このモードでは、作像色の順序をすべて、画像形成装置が判断し実行する。このため、作像のためのスキャンに先立ち、原稿色の判断を行うための専用のプレスキャンを行い、しかるのち、画像を読み取る本スキャンを行う。
【００７１】
プレスキャンにおいて、原稿画像の色がカラーと判断されたならば、黒画像の逆転写防止のため、黒の作像を最後、あるいは、最初の色の作像の次以降の任意の順位にするように作像順序の入れ替えを行なう。
【００７２】
原稿画像の色が単色の黒と判断されたならば、逆転写のおそれはないので、最初から黒の作像を行い、複写の工程を終了する。
【００７３】
ｃ 「フルカラー」モード
原稿画像の色がフルカラーであることを予め、ユーザーが知っているときは、ユーザーはこのモードを実行する。このモードでは、原稿画像の色が予めわかっているのであるから、前記自動カラー選択モードにおけるように、「自動カラー選択」モード１，「自動カラー選択」モード２，のように原稿の色を機械により自動的に予め判断する必要はない。ユーザーは当該モードを選択すれば、黒の作像順序は他の色の作像に対し最後、あるいは最初の色の作像の次以降の任意の色の作像の次以降となり、黒画像の逆転写の問題を解消する。
【００７４】
（Ｂ） 画像データ出力媒体による黒の作像順序の入れ替えについて、本例の画像形成装置は、作像を行うための画像データを本体に入力する出力媒体として、図１に示したように、装置本体のスキャナー本体にコントローラ３７を介して接続されたコンピューター３６、ファクシミリ３８を有している。
【００７５】
ａ 画像データ出力媒体が「装置本体のスキャナー」である場合
【００７６】
本例では、図１に示すコントローラ３７を介さないで画像形成する。装置を複写機として用いる場合は、装置本体のスキャナーにより、リアルタイムにて画像データを処理し、作像を行う。この場合、モードにかかわらず、黒画像の作像順序を他の色の作像順序に対して最初としてもよいし、前述したように複写モードにより、黒の作像順序を入れ替えてもよい。
【００７７】
ｂ 画像データ出力媒体が図１に示した、コンピューター３６や、ファクシミリ３８などの画像出力媒体である場合
【００７８】
この場合は、当該画像形成装置は、画像データを可視像化する画像出力装置としての機能のみを有し、予め前記画像出力媒体にて作像モードが規定されるので、原稿のスキャンは必要なく、黒の作像順序を他の色に対して最後とする。
【００７９】
以上説明したように、本発明によれば、多様なモード選択を可能とし、原稿の種類や出力媒体に応じて、プレスキャンのないモードや、逆転写の防止をはかるモードを任意に選択可能である。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、ユーザーの必要に応じ逆転写の防止を優先することも、コピー時間の短縮を優先することもできる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての画像形成装置の構成を説明した正面図である。
【図２】本発明の実施例としての現像装置要部の正面図である。
【符号の説明】
１４ ＢＫ現像器
１５ Ｃ現像器
１６ Ｍ現像器
１７ Ｙ現像器１７

Claims (1)

1. 黒を含む複数色の現像剤で顕像化が可能な現像装置を有し、像担持体上に前記現像装置の現像剤で可視化された各色の顕像を、被転写体に重ねて転写し、最終的に転写材に転写する画像形成装置であって、画像データ出力媒体が、装置本体のスキャナーである場合と、コンピュータまたはファクシミリである場合とで、黒の現像剤による作像順序が異なるものである画像形成装置において、作像を行うための画像データを本体に入力する画像データ出力媒体が装置本体のスキャナーである場合であって、プレスキャンを行い、プレスキャンの結果、黒と他色の現像装置を使用する場合には、黒の現像剤による作像順序を最初の次以降とし、作像のためのスキャンと同時に原稿色の判断を実行する場合には、黒の現像剤による作像順序を最初とし、作像を行うための画像データを本体に入力する画像データ出力媒体がコンピュータまたはファクシミリである場合には黒の現像剤による作像順序を最後とすることを特徴とする画像形成装置。

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