JP6977530B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
所定の閾値を上回る平滑度をもつ記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段とを備えることが望ましい。
前記装置内部の湿度が所定の閾値を上回る場合、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、
前記装置内部の湿度が所定の閾値を下回る場合、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段とを備えてもよい。
前記印刷モードが両面印刷モードに設定された印刷ジョブの実行時に記録シートの第2面に転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段とを備えていてもよい。
光沢シートでない記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、光沢シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段とを備えていてもよい。
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100の主要な構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置100は、主たる構成要素として、感光体ドラム102Y、M、C、K、露光装置103、現像装置104Y、M、C、K、一次転写ローラー105Y、M、C、K、中間転写ベルト106、給紙ローラー107s、搬送ローラー107c、タイミングローラー107t、2次転写ローラー108、定着装置109により構成される。以下、これらの構成要素について説明する。
次に、定着装置109の構成について説明する。図2は、定着装置109の要部斜視図である。図1、図2に示すように、定着装置109は、定着ローラー11と、圧接ローラー12と、加圧フレーム13と、コイルバネ14a、bと、ロッド15a、bと、楕円カム16a、bと、シャフト17と、定着ベルト18と、加熱ローラー19と、ハロゲンヒーター20a、bと、温度センサー21とを、保温性が高い筐体22(図1参照)に収容することで構成される。
図3は、図1に示す画像形成装置100の機能的な構成を示すブロック図である。本図に示すように、画像形成装置100は、印刷ジョブデータ処理部22、画像メモリ22m、画像展開部23、露光パターンメモリ24、濃度算出回路25、層数算出回路26、モード設定部27、定着条件設定部28、ヒーター制御部29、ニップ圧制御部30を含む。
印刷ジョブデータ処理部22は、外部端末から送信された印刷ジョブデータから、ページ単位の画像データ(図中のページ画像データpa1)を取り出し、各ページ番号に対応付けて画像メモリ22mに書き込み、ページ画像データpa1を、画像形成の対象にする。
画像メモリ22mは、ページ画像データpa1を、複数の矩形状の小領域r1、r2、r3・・・・に細分化して格納する。個々の小領域(以下、矩形領域という)は後述するモード設定部27によるモード設定の対象になる。
画像展開部23は、画像メモリ22mに書き込まれたページ画像データpa1に、色分解やディザ法による誤差拡散を施し、Y、M、C、K色の露光パターンYP1、MP1、CP1、KP1に変換して、露光パターンメモリ24に書き込む。
露光パターンメモリ24は、Y、M、C、K色の露光パターンYP1、MP1、CP1、KP1を複数の矩形状のビットパターンa1、a2、a3・・・・、a11、a12、a13・・・・、a21、a22、a23・・・、a31、a32、a33・・・に細分化して記憶する。これらのビットパターンa1、a2、a3は、横w個×縦h個のビット値からなり、後述する濃度算出回路25によるトナー粒子の濃度算出や、層数算出回路26によるトナー粒子の層数算出の対象になる。尚、w×hとしては、16×16、32×32、48×48、128×128等に設定される。
濃度算出回路25は、Y、M、C、K色の露光パターンのビットパターンa1、a2、a3、・・・、a11、a12、a13・・・、a21、a22、a23・・・に含まれる予め定められた数のビット位置の中に、ビット値が「1」に設定されたビット位置が、何個存在するかを計数する。そして、濃度算出回路25の計数によるカウント値を、画像メモリ22mに記憶されているページ画像データの矩形領域r1、r2、r3・・・・・の濃度として、モード設定部27に出力する。
層数算出回路26は、画像メモリ22mに記憶されているページ画像データを構成する矩形領域r1、r2、r3・・・のそれぞれにおいて、各ビットパターンに対応して形成されるトナー粒子のドットが、同じ位置で何個、記録シートの上下方向に重なり合うか(同じ場所で重なり合うトナー粒子の数を、“層数”という)を露光パターンメモリ24に記憶されているY、M、C、K色の露光パターンにおけるビットパターンa1、a2、a3・・・、a11、a12、a13・・・、a21、a22、a23・・・に基づいて算出する。層数算出回路26の内部構成については、後述する。
モード設定部27は、濃度算出回路25によって算出された矩形領域r1、r2、r3・・・についてのドット濃度と、層数算出回路26によって算出された各矩形領域の層数とに基づき、各矩形領域における定着モードを決定する。個々の矩形領域に設定される定着モードには、カラー用、モノクロ用の2種類があり、カラー用の定着モードには、記録シートに印加する熱量を通常熱量、記録シートに印加する荷重を通常荷重とし、通紙速度を通常速度として、生産性及び省エネ性を重視した「カラー通常モード」、通紙速度を維持し、印加荷重を通常荷重としつつも、加熱温度を高くした「光沢ムラ対策モード1(以下、モード1と呼ぶ)」、通紙速度を低下させた上、記録シートに印加する熱量及び記録シートに印加する荷重を大きくした「光沢ムラ対策モード2(以下、モード2と呼ぶ)」がある。一方、モノクロ用の定着モードには、通紙速度を維持しつつ、記録シートに印加する荷重及び記録シートに印加する熱量を通常とした「モノクロ通常モード」、通紙速度を低下させたうえ、記録シートに印加する熱量及び荷重を大きくした「光沢ムラ対策モード3(以下、モード3と呼ぶ)」がある。モード設定部27による処理手順については、後段で図7のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
定着条件設定部28は、処理対象となるページ画像データに含まれる個々の矩形領域r1、r2、r3・・・・・のモード設定に基づき、処理対象となるページ画像データについて定着条件を設定する。具体的にいうと、処理対象となるページ画像データに、モード2、又は、モード3と設定すべき矩形領域が存在すれば、当該ページ画像データの全体を、高い熱量を印加すべきページ、及び、高い荷重を印加すべきページとして設定する。処理対象となるページ画像データに、モード1と設定すべき矩形領域が存在すれば、当該ページ画像データのうち、当該矩形領域が存在する部分をライン単位に指定し、高い熱量を印加すべき範囲とする。このように、高い荷重を印加すべきページ、又は、高い荷重を印加すべきページ又はその一部分を定着条件として設定した後、かかる定着条件に従い、ヒーター制御部29及びニップ圧制御部30に、定着処理を実行させる。
ヒーター制御部29は、温度センサー21によって検出された加熱ローラー19による現在の定着温度と、画像形成装置100の状態毎の目標温度との温度差に応じたデューティ比のパルスをハロゲンヒーター20a、bに出力することで、ハロゲンヒーター20a、bに加熱を行わせる。画像形成装置100の状態には、ウォームアップ状態、印刷状態、待機状態といったものがある。定着装置109の定着ニップ12nを通過する記録シートのうち、現在、定着ニップ12nに存する部分(以下、定着位置という)が、熱量の印加量を高くすべき範囲に存在する場合、印刷状態における目標温度を高めに更新し、上記のハロゲンヒーター20a、bに加熱を行わせるためのデューティ比を高めの値に定め、ハロゲンヒーター20a、bによる加熱量を大きくさせる。一方、現在の定着位置が、熱量の印加量を高くすべき範囲に存在しない場合、印刷状態における目標温度、及び、デューティ比を、元の値に戻す。
ニップ圧制御部30は、加圧フレーム13による現在の圧接状態(軽圧接状態、高圧接状態のどちらか)を記憶しており、定着条件設定部28により設定された定着条件が、当該現在の圧接状態と同じであれば、何等の制御を行わず、圧接状態を維持する。定着条件設定部28により設定された定着条件が、当該現在の圧接状態と異なっていれば、ステッピングモーター20mに所定数のパルスを発し楕円カム16a、bを回転させることで、加圧フレーム13による現在の圧接状態を、軽圧接状態から高圧接状態、又は、高圧接状態から軽圧接状態に変化させ、変化後の圧接状態を記憶する。
上記のように構成された画像形成装置の動作を説明する。
始めに、2つ以上のページ画像データをカラーモードで印刷させる内容の印刷ジョブデータが送られてきたとする。この場合、印刷ジョブデータ処理部22は、その印刷ジョブデータを受け取り、印刷ジョブデータからページ画像データpa1を取り出す。画像展開部23は、取り出されたページ画像データpa1を、図4(a)に示すように、Y、M、C、K色の露光パターンYP1、MP1、CP1、KP1に展開する。この展開にあたって、ページ画像データpa1に含まれる矩形領域r1は、図4(a)に示すようなビットパターンa1に変換される。こうして変換されるビットパターンには、再現すべきページ画像データの画素毎の濃度に応じて異なるパターン、例えば、図4(b)に示すような、ビット値「1」が連続するビットパターンbp1、図4(c)に示すような、ビット値「1」と、ビット値「0」とが交互に並ぶビットパターンbp2、図4(d)に示すような、ビット値「1」が間欠的に存在するビットパターンbp3が含まれる。
図5は、印刷ジョブデータ処理部22による定着制御のメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、変数iは、印刷ジョブデータに含まれる個々のページ画像データを指示する変数である。変数iにより指示されるページ画像データをページ画像データi、又は、ページiという。uは、ページ画像データ上の主走査方向の座標(X座標)を示し、vは、ページ画像データ上の副走査方向の座標(Y座標)を示す変数である。wは、矩形領域の横幅、hは、矩形領域の縦幅である。変数Hsは、高い熱量の印加による定着の実行を開始すべきライン位置を示し、変数Heは、高い熱量の印加による定着の実行を終了すべきライン位置を示す。
図5のメインルーチンのフローチャートは、iページ目のページ画像データについて、ステップS2〜S17の処理を実行し、変数iが、最終ページ数Pmを下回るかどうかを判定して(ステップS18)、下回る場合(ステップS18でYes)、変数iをインクリメントし(ステップS19)、ステップS2に戻るという処理を繰り返すものである。
図5のフローチャートのうち、ステップS5の定着モード設定手順の詳細を表したのが、図7のフローチャートである。本フローチャートは、処理対象となる矩形領域の座標u、vを引数として受け取って、座標(u、v)を基準にして存在する横w個×縦h個の矩形領域(以下、領域(u、v)という)において適切となる定着モードmode(u、v)を決定し、定着モードmode(u、v)を戻り値としてリターンするというサブルーチンを構成する。D(u、v)は、矩形領域(u、v)を対象として、濃度算出回路25により算出されるドット濃度を示す。L(u、v)は、矩形領域(u、v)を対象として算出される層数を示す。
図8は、濃度算出回路25、層数算出回路26の内部構成を示す。本図に示すように、濃度算出回路25は、シリアル/パラレル変換回路31Y、M、C、Kと、シフトレジスタ32Y、M、C、Kと、OR回路33と、カウンター回路34とで構成される。また、層数算出回路26は、加算回路35と、NOR回路36と、カウンター回路37と、比較回路38、39と、AND回路40と、AND回路41と、カウンター回路42と、比較回路43とで構成され、図5のステップS4で、ビットパターンY(u,v)、M(u,v)、C(u,v)、K(u,v)が露光パターンメモリ24から読み出された際、基準となるクロック信号に同期して、相応の処理期間をかけて、これらの ビットパターンを構成する横w個×縦h個のビット値のそれぞれをシリアルに処理する構成になっている。上記クロック信号によるクロック数を用いて表現した場合、上記処理期間の時間長は「w・h+A」クロックとなる。ここで「w・h」は、ビットパターンY(u,v)、M(u,v)、C(u,v)、K(u,v)を構成する各ビット値を、シリアルに処理するために必要となる期間である。Aは、上記シリアル処理に付随する処理(カウンター回路のクリアやビットパターンの転送等)の実行に必要となる期間である。図中の「RESET」は、上記処理期間の最初のクロック期間の到来を示す信号であり、「SHIFT_END」は、上記処理期間の最後のクロック期間の到来を示す信号である。シフトレジスタ32Y、M、C、Kやカウンター回路34、37、42は、かかる信号「RESET」の立ち上がりに従い、それまで保持していたビット列やカウント値のリセットを行う。また、比較回路38、39、43は、信号「SHIFT_END」の立ち上がりに従い、上記シリアル処理の過程で得られたカウント値が、所定の閾値に達したかどうかの判断のための比較演算を行う。
パラレル/シリアル変換回路31Y、M、C、Kは、露光パターンメモリ24から横w個×縦h個のビットパターンY(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)が読み出され、RESET信号が立ち上った際、これらのビットパターンY(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)を、w・h個のシリアルなビット列に変換し(こうして得られるビット列を、ビット列Y(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)という)、ビット列Y(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)の各ビット値をシフトレジスタ32Y、M、C、Kに向けてパラレルに転送する。
シフトレジスタ32Y、M、C、Kは、RESET信号が立ち上った際、パラレル/シリアル変換回路31Y、M、C、Kからパラレルに転送されたビット列Y(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)の各ビット値(図中のy[0]、y[1]、y[2]、y[3]・・・・y[w・h−1]、m[0]、m[1]、m[2]、m[3]・・・・m[w・h−1]、c[0]、c[1]、c[2]、c[3]・・・・c[w・h−1]、k[0]、k[1]、k[2]、k[3]・・・・k[w・h−1]、)をラッチし、共通のクロック信号に同期して、最下位ビットLSBから最上位ビットMSBに向けてシフトする。シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトがj回(ここで、jは、1からw・h−1までの整数)なされた際、ビット列Y(u、v)、M(u、v)、C(u、v)、K(u、v)のj番目に位置するビット値y[j]、m[j]、c[j]、k[j]が、OR回路33に出力される。
OR回路33は、シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトがj回なされた際、シフトレジスタ32Y、M、C、KのMSBから出力されたj番目のビット値y[j]、m[j]、c[j]、k[j]を対象として、論理和演算を実行する。
カウンター回路34は、RESET信号が立ち上がった後、シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトが、w・h回なされている間、OR回路33による出力が、何回、ビット値「1」になるかをカウントする。シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトが、w・h回なされ、SHIFT_END信号が立ち上がると、濃度算出回路25は、その時点のカウンター回路34によるカウント値を、濃度D(u,v)として出力する。
加算回路35は、シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトがj回なされた際、シフトレジスタ32Y、M、C、KのMSBから出力されたj番目のビット値y[j]、m[j]、c[j]、k[j]を対象とした加算演算を実行して、3ビット長の加算結果S2、S1、S0を出力する。
否定的論理和演算(NOR)回路36は、加算回路35による3ビットの加算結果のうち、上位2ビットであるS1ビット、S2ビットの否定的論理和演算を行う。加算回路35による3ビットの演算結果が「000」又は「001」であり、S1ビット、S2ビットのビット値が何れも「0」である場合、NOR回路36は、ビット値「1」の演算結果を出力する。一方、加算回路35による3ビットの演算結果が「010」又は「100」であり、S1ビット、S2ビットの何れかがビット値「1」になった場合、NOR回路36は、ビット値「0」の演算結果を出力する。NOR回路36による演算結果がビット値「1」になることは、Y、M、C、K色のトナー粒子が、2層以上にならない(1層になるか、層をなさない)ことを示す。一方、NOR回路36による演算結果がビット値「0」になることは、Y、M、C、K色のトナー粒子が、2層以上になることを示す。
カウンター回路37は、RESET信号が立ち上がった後、シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトが、w・h回なされている間、NOR回路36による出力が、何回、ビット値「1」になるかをカウントする。シフトレジスタ32Y、M、C、Kによるシフトがw・h回なされている間、上記計数を繰り返すことで、加算回路35による加算結果のS1、S2ビットが「0」「0」になった回数が、カウンター回路37により計数される。SHIFT_END信号が立ち上がった際のカウンター回路37によるカウント値は、トナー粒子の層が2層以上にならないビット位置が、処理対象となる矩形領域において、何個存在するかを示す。
比較回路38は、SHIFT_END信号が立ち上がった際、カウンター回路37によるカウント値と、トナー粒子の層数が「1」となるための閾値(本実施形態では、矩形領域に存在するビット位置の個数w・hであるとする)とを比較する。カウンター回路37によるカウント値が、この閾値と等しいとき、比較回路38は、ビット値「1」を出力する。カウンター回路37によるカウント値が、この閾値を下回れば、比較回路38は、ビット値「0」を出力する。一個の矩形領域を対象とした比較回路38によるビット値「1」の出力は、当該対象となる矩形領域が、1層以下のトナー粒子の層であることを保証する。
比較回路39は、SHIFT_END信号が立ち上がった際、カウンター回路34によるカウント値と、トナー粒子の層数が「1」となるための閾値w・hとを比較する。カウンター回路34によるカウント値が、この閾値と等しいとき、比較回路39は、ビット値「1」を出力する。一個の矩形領域を対象とした比較回路39によるビット値「1」の出力は、対象となる矩形領域の全ての位置に、トナー粒子が存在することを示す。一方、カウンター回路37によるカウント値が、この閾値を下回れば、比較回路39は、ビット値「0」を出力する。
AND回路40は、SHIFT_END信号が立ち上がった際、比較回路38、39による比較結果のAND演算を行う。比較回路38、39による出力が何れもビット値「1」であり、AND回路40の演算結果が「1」になることは、矩形領域に対応する全てのビット位置がビット値「1」になっていて、かつ、矩形領域におけるトナー粒子の層が2層以上にならないことを意味する。よって、SHIFT_END信号が立ち上がった時点で、AND回路40による出力がビット値「1」であれば、層数算出回路26は、層数L(u、v)として、「1」の層数を出力する。一方、SHIFT_END信号が立ち上がった時点で、AND回路40による出力がビット値「0」であれば、層数算出回路26は、層数L(u、v)として、1以外の層数を出力する。
論理積演算(AND)回路41は、ビットパターンY(u、v)のj番目のビットy[j]の反転値と、ビットパターンM(u、v)のj番目のビットm[j]の反転値と、ビットパターンC(u、v)のj番目のビットc[j]の反転値と、ビットパターンK(u、v)のj番目のビットk[j]との論理積演算を行う。
カウンター回路42は、RESET信号が立ち上がった後、シフトレジスタ32Kによるシフトが、w・h回なされている間、AND回路41の出力が、何回、ビット値「1」になるかをカウントする。SHIFT_END信号が立ち上がった際のカウンター回路42によるカウント値は、K色のトナー粒子によるビットを形成すべきビット位置が、処理対象となる矩形領域において、何個存在するかを示す。
比較回路43は、SHIFT_END信号が立ち上がった際、カウンター回路42によるカウント値と、トナー粒子の層数が「1」となるための閾値w・hとを比較する。カウンター回路42によるカウント値が、この閾値であれば、層数算出回路26は、ビットパターンK(u,v)は、K色のみで層数が「1」のトナー粒子の層を形成するとの出力を行う。一個の矩形領域を対象とした比較回路43によるビット値「1」の出力は、当該対象となる矩形領域が、K色のみのトナー粒子によって、1層の層が形成されることを保証する。
かかるループにおいてモード設定部27は、図9の画像im1を構成する矩形領域のビットパターンY1、M1、C1、K1を露光パターンメモリ24から読み出す。ビットパターンY1及びビットパターンM1は、全てのビット位置で、ビット値が「1」になっているので全てのビット位置において、OR回路33の出力はビット値「1」になる。これにより、カウンター回路34のカウント値は、w・hになるので、濃度算出回路25は、w・hの値を濃度D(u、v)として出力する。
続いて、モード設定部27は、図9に示す画像im2を構成する矩形領域から、ビットパターンY2、M2、C2、K2を読み出す。Y2、M2、C2、K2は、図9のmx2に示すような転写を行わせ、層数が「1」の濃度が低いトナー粒子の層を形成するものである。
最後に、モード設定部27は、図9の画像im3を構成する矩形領域からビットパターンY3、M3、C3を読み出す。
(矩形領域の統合)
ステップS10において、モード設定が同一となる矩形領域が、Y軸方向(副走査方向)において2つ以上連続しているかどうかを判定する。連続している場合(ステップS10でYes)、同一モードが設定された2以上の矩形領域を1つに統合する(図5のステップS11)。
以下、図5のステップS15において、設定された定着条件に従い、ページiの定着を実行するよう、定着装置109を制御する。図10は、定着条件設定部28により設定された、定着条件に基づく定着制御の詳細を示すフローチャートである。この図10のフローチャートは、高圧接対象ページ、高加熱開始ラインHs、高加熱終了ラインHeを引数として受け取り、定着が終了したことを示す状態値を戻り値として返すサブルーチンになっている。本フローチャートにおける「Sc」は、加圧フレーム13による圧接状態を示す変数であり、「Dc」は、ハロゲンヒーター20a、bによる定着温度を、目標値まで上昇させるためのデューティ比を特定する変数である。「Vc」は、定着ローラー11を、圧接ローラー12との間の定着ニップ12nを記録シートが通過する際の通紙速度を示す。「T」は、定着ニップ12nに、記録シートの開始ラインが到達してからの経過時間のカウント値を示す変数である。
図11の未定着トナー像が転写された記録シートについて、定着を実行する場合の定着処理の内容について説明する。画像im1に対応するトナー層La1は、Y色のトナー粒子、M色のトナー粒子Pa21、Pa22、Pa23・・・・、Pa31、Pa32、Pa33が重なり合ったものになる。図10のステップS56において、Sc、Dc、Vcが上記の値に設定されているので、トナー層La1に対し、通常の定着温度及び通常の加圧加重による定着が、定着ニップ12nによってなされ、延伸後のトナー層La1eが得られる。トナー粒子は充分な厚みを有しているから、かかるトナー粒子に隙間gap1が存在したとしても、記録シートの下地が目立つことはなくなる。
図11の画像im2は、図9に示すようにビットパターンC(u、v)が、1つ置きの配置位置に、トナー粒子によるドットを配置する内容なので、図11に示すように挿入画像im2に対応するトナー層La2は、C色のトナー粒子Pa41、Pa42、Pa43・・・が間隔を空けて配されたものになる。ステップS56において、Sc、Dc、Vcが上記の値に設定されているので、トナー層La2に対し、通常の定着温度及び通常の加圧加重による定着が、定着ニップ12nによってなされ、延伸後のトナー層La2eが得られる。画像im2においてもともとトナー粒子の間隔は広く設定されているから、かかるトナー粒子に隙間gap2が存在したとしても、記録シートの下地が目立つことはない。
図11の画像im3の開始ラインは、高加熱開始ラインHsに設定されている。Vc・Tが高加熱開始ラインHsから、Vc・dhを差し引いた値に到達した際、デューティ比Dcを、ハロゲンヒーター20a、bによる定着温度を、高い定着温度まで上昇させるため高デューティ比に設定して(ステップS49)、ステップS46〜S48のループに戻る。
ページ画像データpa1に対応する、未定着トナー像の定着と並行して、ページ画像データpa2を対象とした画像解析がなされる。ページ画像データpa2の上部、下部には、図12に示すように画像im11、im12が挿入されている。このように、2箇所に画像が挿入されたページ画像データを対象として、図5のステップS2〜S7の処理が実行される。
かかるループにおいてモード設定部27は、K色ベタ画像であるベタ画像im11を構成する矩形領域のビットパターンY11、M11、C11、K11を読み出し、濃度算出回路25に、濃度D(u、v)に算出させる(図7のステップS22)。また層数算出回路26に層数L(u、v)を算出させる(図7のステップS24)。
図12の画像im12を構成する矩形領域は、ビットパターンY12、M12、C12により構成される。モード設定部27は、領域im12のビットパターンを対象として濃度算出回路25に濃度D(u、v)を算出させる(図7のステップS22)。また、層数算出回路26に層数L(u、v)を算出させる(図7のステップS24)、
ビットパターンY12は、ビットパターンM12、C12のビット値が「0」になっている位置P1で、ビット値が「1」になっていて、ビットパターンM12は、ビットパターンY12、C12のビット値が「0」になっている位置P3で、ビット値が「1」になっている。ビットパターンC12は、ビットパターンY12、M12のビット値が「0」になっている位置P2で、ビット値が「1」になっている。Y12、M12、C12におけるビット配置は、相補的な関係になっているから、何れのビット位置においても、図8のOR回路33の出力はビット値「1」になる。これにより、カウンター回路34のカウント値は、w・hになるので、濃度算出回路25は、w・hの値を濃度D(u、v)として出力する。
ベタ画像im11を構成する全ての矩形領域はモード2、画像im12を構成する全ての矩形領域はモード1に設定されることになる。これらの矩形領域が統合された後(図5のステップS10、S11)、ステップS12〜S16における定着条件の設定を行う。ページ画像データpa2には、モード2の領域が存在するため、高い熱量及び高い荷重を付加する内容の定着条件が、ページ画像データpa2に対し設定される(ステップS14)。このようにして、ページ全体に対する定着条件が設定された後、定着が実行される。
ページiのモード設定が、モード2又はモード3であれば(図10のステップS42でYes)、圧接状態Scを高圧接、デューティ比Dcを、高い定着温度までハロゲンヒーター20a、bの温度を上昇させるための高デューティ比、通紙速度Vcを低速に設定して(図10のステップS52)、通紙期間のカウント値Tをリセットして、通紙期間の計時を開始し(ステップS53)。ステップS54に移行する。ステップS54は、現在の定着位置Vc・Tが、記録シートの最終ラインに到達したかどうかの判定である。かかる最終ラインに到達するまで、ステップS54のループを繰り返す。到達すれば、定着が終了したとして、図5のメインルーチンにリターンする。
図9、図11において、画像im1、im3、im12は、中間色画像であり、Y、M、C、K色のうち、2色のドットで構成される。これらのうち、画像im1は、Y色ドット、M色ドットが全領域にわたり存在し、互いに重なり合って2層になっている。一方、画像im3、画像im12は、誤差拡散のため、Y色ドット、M色ドット、C色ドットが離散配置されていて、Y、M、C、K色のドットが重なり合わない。本実施形態では、これらの画像im1、im2、im12のY色ドット、M色ドット、Cドットの配置位置を規定するビットパターンY(u、v)、ビットパターンM(u、v)、ビットパターンM(u、v)を対象として、層数算出回路26が層数L(u、v)を算出し、これらY色ドット、M色ドット、Cドットが同じ配置位置で重なり合うか(多重転写されるか)を判定するので、モード設定部27は、中間色を構成するY色のトナー粒子、M色のトナー粒子、C色のトナー粒子が、単層のトナー粒子層を構成するかどうかを、確実に判断して、各矩形領域にモードを設定することができる。矩形領域を対象として、こうした判断を行い、定着条件設定部28は定着条件を設定するので、高い熱量を付加する部分を高精度に特定することができる。
続いて、印刷モードがモノクロに設定された印刷ジョブが発せられた場合の画像形成装置の動作について説明する。
以降、図13に示す、K色のページ画像データpa3を対象として説明を行う。ページ画像データpa3の上部、中部、下部には、画像im21、im22、im23が挿入されている。これらの画像のうち、ベタ画像im23は、特濃の階調値をもつ画素データにより構成される。特濃の階調値をもつ画素データは、ページ画像データに添付された書式データ、見出しデータ等によりその所在が特定されるものとする。露光装置103は、かかる書式データ等によって特定された領域について、荷電量が大きくなるような光書き込みを行う。これは、特濃画素領域が、2層以上のトナー層によって顕像化されるようにするためである。
モード設定部27は、K色のみのページ画像データを構成する矩形領域を対象にして、モード設定を実行する。印刷ジョブはモノクロモードに設定されているので、図7のステップS21の判定がNoと判定され、ステップS32に移行する。
図13のビットパターンK22は、ビットパターンC2と同様、各ビット位置において約40%の頻度でビット値が「1」になっているものとする。濃度算出回路25は、約0.4・w・hの値を濃度D(u、v)として出力する。かかる値は、高濃度領域としての閾値を下回るものなので、画像im22に含まれる矩形領域については、ステップS34がNoになり、定着モードをモノクロ通常モードと設定してリターンする(図7のステップS33)。
図13のビットパターンK23も、ビットパターンK11、K21と同様、全てのビット位置でビット値が「1」になっているので、濃度算出回路25は、w・hの値を濃度D(u、v)として出力し、層数算出回路26は、層数L(u、v)として、値「1」を出力する。ビットパターンK23は、層数が「1」であると算出されるものの、特濃画素として指定されることで、互いに重なり合うトナー粒子の層La23を形成するものである。よって画像im23については、ステップS34がYes、ステップS35がYesになり、定着モードとして、モノクロ通常モードを設定して(ステップS33)、図5のメインルーチンにリターンする。
以上の処理を経て、画像im21を構成する全ての矩形領域はモード1、画像im22、23を構成する全ての矩形領域は通常モードに設定されることになる。これらの矩形領域が統合された後(図5のステップS10、S11)、ステップS12〜S16における定着条件の設定を行う。ページ画像データpa3には、モード3の領域が存在するため、高い熱量及び高い荷重を付加する内容の定着条件が、ページ画像データpa3に対し設定される(ステップS15)。このようにして、ページ全体に対する定着条件が設定された後、定着が実行される。
各モードにおける定着条件については、加圧荷重、定着温度、通紙速度を、図14の表のように設定することが望ましい。具体的にいうと、モード1において、加熱ローラー19による定着温度は、通常モードの定着温度よりも、約2〜3%大きい値に設定する。つまり、通常モードの定着温度を、180℃とした場合、モード1の定着温度は、185℃程度に設定する。
以上のように本実施形態によれば、モード設定部27は、ページ画像データの一部である矩形領域のドット配置を規定するビット列を対象にした演算を層数算出回路26に実行させるから、記録シートの一部におけるベタ画像の挿入箇所のみに、高い熱量を付加する内容の定着条件を設定することができる。
上記実施形態では、記録シートの種別に関係なく、定着条件設定部28が定着条件の設定、及び、設定した条件による記録シートの定着を実行することとした。これに対し本変形例は、未定着トナー像の転写先となる記録シートは、その印刷面の平滑度が高く、光沢シートかどうかを事前に判断し、そのような用紙である場合、定着条件設定部28が上記処理を実行するようにする。光沢シートには、例えば、光沢紙、コート紙、アート紙といったものがある。図15(a)は、変形例1にかかるメインフローの改変更部分を示すフローチャートである。変形例1では、印刷ジョブの開始にあたって、図15(a)に示すように、先ずジョブにおける用紙設定が光沢シートかどうかを判定し(ステップS61)、ジョブにおける用紙設定が光沢シートであれば(ステップS61でYes)、図5のステップS1に移行し、定着条件設定部28は、定着条件の設定、及び、設定した条件による定着処理の実行を許可する。ジョブにおける用紙設定が光沢シートでなければ(ステップS61でNo)、現在のプリントジョブについて、通常の定着処理を実行する(図15(a)のステップS62)。つまり、ステップS1からS19までの一連の処理の実行を許可しない。定着条件設定部28による定着処理は、光沢を放つ記録シートを対象とした定着処理の実行時に限られるから、本変形例では、画像形成装置の処理効率を高めことができる。尚、光沢シートであるか否かの判断は、使用される記録シートの種類を設定する操作を操作部(不図示)によりユーザから受け付けることで決定してもよい。また、光沢度計を画像形成装置の内部に設け、当該光沢度計により、記録シート表面の光沢度を測定して、測定された光沢度が所定の閾値以上かどうかで判断してもよい。
変形例1では、定着処理の対象となる記録シートが光沢シートである場合に限り、定着条件の設定、及び、設定した条件による定着処理を実行するものとしたが、本変形例は、平滑度センサーを画像形成装置に設け、平滑度センサーの検出結果に基づき、定着条件の設定、及び、設定した条件による定着処理を実行するかどうかを切り替える。そこで本変形例は、図1において、記録シートの搬送路のうち、タイミングローラー107tが取り付けられている位置に配置された、平滑度センサー111pを利用する。
本変形例は、トナー粒子が転写される際の装置内の湿度に基づき、定着条件の設定、及び、設定した定着条件による定着処理の実行を、省略するかどうかの切り替えを行う。湿度は、記録シートへの未定着トナー像の転写時において、トナー粒子の並びに、隙間が生じているかどうかの見極めのパラメータとなる。具体的にいうと、装置内の湿度が低いと、記録シートの電気抵抗が高くなる。記録シートの電気抵抗が高くなると、二次転写位置で、記録シートにトナー粒子を転写するための転写電流の電流量が小さくなり、トナー粒子の転写性が低下し、転写時のトナー粒子の隙間が大きくなる。
上記本変形例では、湿度により記録シートに転写されるトナー粒子に隙間が生ずるかどうかを判断したが、本変形例は、定着の対象が両面シートが第2面である場合、各領域のモード設定に基づく定着条件の設定を行う。具体的にいうと、図1に示した排出部110は、片面モードと、両面モードとで排出ローラー110rの回転方向を変化させる。片面モードによる定着、及び、両面モードの第1面への定着時には、排出ローラー110rを時計周りro1に回転させて、定着済みの記録シートの一部を排出口から装置外部に排出させる。その後、排出ローラー110rを半時計周りro2に回転することで、第1面への定着がなされた記録シートをスィッチバックする。こうしたスィッチバックにより記録シートを、両面搬送ローラー110a、b、c、dからなる搬送路を経由し、二次転写位置に送り込む。これにより、両面印刷時において、第2面へのトナー像の転写を行わせる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
12 圧接ローラー
12n 定着ニップ
13 加圧フレーム
14 コイルバネ
15a ロッド
16a 楕円カム
17 シャフト
18 定着ベルト
19 加熱ローラー
20a,b ハロゲンヒーター
20m ステッピングモーター
21 温度センサー
22 印刷ジョブデータ処理部
23 画像展開部
24 露光パターンメモリ
24Y、M、C、K パラレルシリアル変換回路
25 濃度算出回路
26 層数算出回路
27 モード設定部
28 定着条件設定部
29 ヒーター制御部
30 ニップ圧制御部
32Y、M、C、K シフトレジスタ
33 OR回路
34、37、42 カウンター回路
35 加算回路
36 NOR回路
37、43 比較回路
40、41 AND回路
100 画像形成装置
101Y 帯電ローラー
102Y 感光体ドラム
103 露光装置
104Y 現像装置
105Y 一次転写ローラー
106 中間転写ベルト
107c 搬送ローラー
107s 給紙ローラー
107t タイミングローラー
108 二次転写ローラー
109 定着装置
110 排出部
110r 排出ローラー
110a、b、c 両面搬送ローラー
Claims (6)
- 記録シートに転写されたトナー像の定着を、第1の定着条件に基づき実行する画像形成装置であって、
対象画像を色分解して得る各色のビットパターンに基づき、各色のビットパターンを合成する際の単位面積当たりのドット総数が、所定の閾値を上回る高濃度領域を、対象画像を細分化した部分領域の中から特定する特定手段と、
前記特定された高濃度領域における各色毎のドット配置が、1の色のドットがある位置に、他の全ての色のドットが存在しないという位置関係を有するかどうかを、前記高濃度領域における色毎のビットパターンに基づき判定する判定手段と、
前記特定手段により特定された高濃度領域が、前記位置関係を有する場合、前記第1の定着条件よりも記録シートに印加すべき荷重及び記録シートに印加すべき熱量の何れか一方、又は、双方を高めた第2の定着条件を、前記第1の定着条件に代えて当該高濃度領域を対象として設定する定着条件設定手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着条件設定手段は更に、
前記位置関係を有すると判定された高濃度領域における前記ドットの色が黒色である場合、黒色以外の色が1の色であると判定された場合よりも、前記記録シートに印加すべき荷重及び記録シートに印加すべき熱量の何れか一方を高くする
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は更に、
複数の記録シートを対象とした、印刷ジョブを実行する場合、各記録シートが、所定の閾値を上回る平滑度を有しているかどうかの検知を行う検知手段と、
所定の閾値を下回る平滑度をもつ記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、
所定の閾値を上回る平滑度をもつ記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段とを備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は更に、
画像形成装置内部の湿度が、所定の閾値を上回るかどうかの検知を行う検知手段と、
前記装置内部の湿度が所定の閾値を上回る場合、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、
前記装置内部の湿度が所定の閾値を下回る場合、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は更に、
複数の印刷ジョブのそれぞれを実行する場合、各印刷ジョブの印刷モードは、片面印刷モードであるか、1枚の記録シートについて第1面を印刷した後、第2面へのトナー像の転写、定着を経て第2面の印刷を行う両面印刷モードであるかを検知する検知手段と、
印刷モードが片面印刷モードに設定された印刷ジョブの実行時に記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、
前記印刷モードが両面印刷モードに設定された印刷ジョブの実行時に記録シートの第2面に転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は更に、
複数の記録シートを対象とした、印刷ジョブを実行する場合、各記録シートが、光沢シートかどうかの検知を行う検知手段と、
光沢シートでない記録シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記判定手段による位置関係の判定、前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可せず、
光沢シートに転写されるトナー像については、前記特定手段による高濃度領域の特定から前記定着条件設定手段による第2定着条件の設定までの一連の処理の実行を許可する許否決定手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
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