JPWO2004080058A1 - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
カラーMFPは、スキャン、コピー、プリント等をカラーで行うことのできる機能を有している。
従来のカラーMFPにおいては、モノクロ原稿(無彩色)をコピーする際、カラースキャナで原稿を読取り、この画像情報をプリンタ部に転送して画像を形成するのが一般的である。また、カラーMFPにモノクロコピーモードや、単色コピーモードが設けられている場合には、カラースキャナで読み取ったカラー画像情報から、モノクロ画像情報(輝度情報)を抽出し、プリンタをモノクロプリントモードや単色カラープリントモードで動作させてモノクロ画像や単色カラー画像を得るのが一般的である。
カラーMFPの構成としては、カラーセンサを内蔵したスキャナ部と、4回転型カラープリンタ部(後述)を搭載したものが一般的である。
カラースキャン機能を有するモノクロMFPは、コピー、プリント等はモノクロで行うが、スキャンはカラーで行うことのできる機能を有している。
カラースキャン機能を有するモノクロMFPにおいては、モノクロ原稿をコピーする際には、上記カラーMFPの場合と同様、カラースキャナで原稿を読み取り、読み取ったカラー画像情報からモノクロ画像情報(輝度情報)を抽出し、プリンタをモノクロプリントモードで動作させてモノクロ画像を得るのが一般的である。
カラースキャン機能を有するモノクロMFPの構成としては、カラーセンサを内蔵したスキャナ部と、モノクロプリンタを搭載したものが一般的である。
そして、これらのMFPに用いられているCCDセンサ、即ち、カラー画像を読み取るためのスキャナに内蔵されているカラーセンサとしてのCCDセンサは、特定の光波長にのみ感度を有する例えばR,G,B(R:赤、G:緑、B:青、以下R、G、Bと略す)の3ラインから構成されているのが一般的である。
しかしながら、カラースキャンで読み取った原稿を、従来の方法によってモノクロ原稿としてコピーする場合には、画像品質の低下、画像出力速度不足という不具合が指摘されていた。
上記に記載のセンサでモノクロ画像情報を得る場合、モノクロ画像情報は、別々に読み込まれるR,G,Bのカラー情報から合成されている。このため、レンズ特性に色収差があったり読み込み時の駆動系に速度ムラ(ジッタ)などが生じると、R,G,Bセンサで取り込まれる画像にずれが生じてしまうため、本来モノクロ(無彩色)である画像の特にエッジ部を色のある画像として取り込んだり、色ずれ(色収差)の生じた実際の画像よりも大きな画像として取り込んでしまう。従ってこのような情報を基にして得られるモノクロ画像は、本来の画像と異なったものになってしまい、画像品質が低下する。
図34,35,36,37はこの現象を説明したものである。例えば、長方形の濃度勾配の無い原画像(無彩色)をRGBの3ラインセンサで読み取った際に、色収差や駆動ジッタがあると、RGBそれぞれのセンサで読み取った画像は、主走査、副走査方向にずれた画像となる。このような画像情報をプリンタ部で出力すると、出力される画像の形状は、図に示すように歪んでしまうため、エッジ部に濃度勾配が生じてしまう。従って、プリンタから出力される画像品質は低下する(画像品質問題)。
さらに、スキャナ部に内蔵されているRGBの3ラインセンサには、特定の波長帯域の光のみを通過させるためのカラーフィルタが設けられているのが普通であり、フィルタの無いセンサに比べると感度は低い。このため、モノクロ専用の装置に比べてモノクロコピー速度が低いという問題があった。また、速度を向上させようとすれば、センサを大型にして感度を向上させたり、大きな光源を搭載する必要があり、装置が大型化するという問題があった(読取速度問題、スキャナ部大型化問題)。
さらに、カラープリンタ部のプリント出力速度がカラーとモノクロで異なる場合には、スキャナ部とプリンタ部の速度関係にアンマッチが生じ、プリンタ部の能力を生かしきれないばかりか、その寿命を短くしたり、感光体ドラムなどのプリンタ部の消耗品寿命を本来の寿命より短くしてしまうという問題があった(装置寿命、消耗品寿命問題)。
上記目的を達成するために本発明の第1の局面に係る画像形成装置は、画像を第1の走査速度で読み取ってイメージ情報に変換する第1の画像読取手段と、第1の走査速度よりも速い第2の走査速度で画像を読み取ってイメージ情報に変換する第2の画像読取手段と、第1の画像読取手段によって読み取られたイメージ情報に基づいて出力画像を形成する第1の出力画像形成手段と、第2の画像読取手段によって読み取られたイメージ情報に基づいて出力画像を第1の出力画像形成手段より速い速度で形成する第2の出力画像形成手段とを備える。
図2は画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図。
図3は4ラインCCDセンサを示す図。
図4は4ラインCCDセンサを示す図。
図5は4ラインCCDセンサを構成するラインセンサKの分光感度特性を示す図。
図6はラインセンサR、G、Bの分光感度特性を示す図。
図7は光源のキセノンランプの分光分布を示す図。
図8は4ラインCCDセンサの概略構成を示す図。
図9はラインセンサの信号出力を説明する図。
図10はラインセンサKの信号出力を説明する図。
図11はラインセンサKの信号出力を説明する図。
図12はラインセンサKの信号出力を説明する図。
図13はラインセンサKの信号出力を説明する図。
図14は本発明に係る第2の実施形態の画像形成装置の内部構造を示す図。
図15は画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図。
図16は本発明に係る第2の実施形態の画像形成装置の内部構造を示す図。
図17は第3の実施形態の画像形成装置の内部構造を示す図。
図18はカラーMFPのコントロールパネルを示す図。
図19はモノクロMFPのコントロールパネルを示す図。
図20は従来のカラーMFPのシステム構成を表すブロック図。
図21は本発明のカラーMFPのシステム構成を表すブロック図。
図22はカラーMFPのシステムの動作を示すフローチャート。
図23は本発明のカラーMFPのシステム構成を表すブロック図。
図24はカラースキャン可能なモノクロMFPの従来システムを示すブロック図。
図25はカラースキャン可能なモノクロMFPの本発明システムを示すブロック図。
図26はモノクロMFPのシステムの動作を示すフローチャート。
図27はカラースキャン可能なモノクロMFPの本発明システムを示すブロック図。
図28はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図29はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図30はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図31はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図32はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図33はスキャナ部とプリンタ部の動作を示すタイミングチャート。
図34は画質低下の現象を説明する図。
図35は画質低下の現象を説明する図。
図36は画質低下の現象を説明する図。
図37は画質低下の現象を説明する図。
図1は、本発明に係る第1の実施形態の画像形成装置の内部構造を示す図である。
なお、図1に示す画像形成装置は、詳しくは後述するが第1の実施の形態の画像形成装置1として説明する。
本画像形成装置は、原稿自動送り装置(以下ADFと略す)199、画像読取り部としてのスキャナ部2、出力画像を形成するプロセスユニット4、および給紙ユニット6、図1には図示しないコントロールパネル(コンパネ)などから構成されている。
スキャナ部2は、ADFで供給される原稿や原稿台にセットされた原稿を光源からの光で照射し、原稿からの反射光をミラー、レンズなどの光学部材を介してセンサ(受光素子)に導き、光電変換して画像データをプロセスユニット4や、図示しない外部装置や、ネットワーク上に出力する。
スキャナ部2の構成は、原稿台110、光源112とミラー113を有する第1キャリッジ1A、ミラー114とミラー115を有する第二キャリッジ1B、レンズ116、詳細は後述する4CCDラインセンサ117等を含む。
プリンタ部3は、上述したようにプロセスユニット4、給紙ユニット6、両面ユニット8、および手差しユニット9とから構成されている。
次に、プロセスユニット4の構造を説明する。
プロセスユニット4は、本装置のフロント−リア方向(紙面方向)に延びた感光体ドラム11(像担持体)を有し、感光体ドラム11の周囲には、帯電装置12、露光装置13、ブラック現像器14(第2現像器)、リボルバー(revolver)15(現像ユニット)、中間転写ベルト16(中間転写体)、およびドラムクリーナ17(清掃装置)が、感光体ドラム11の回転方向(図中矢印方向)等に沿って設けられている。
帯電装置12は、感光体ドラム11の外周面11a(以下、ドラム表面11aと称する)を所定の電位に帯電させる。露光装置13は、プロセスユニット4の下端近くに配設され、所定の電位に帯電されたドラム表面11aを走査するレーザ光によって露光し、ドラム表面11aに各色の静電潜像を形成する。
ブラック現像器14は、感光体ドラム11と露光装置13の間、すなわち感光体ドラム11に対して下方から対向配置されている。ブラック現像器14は、露光装置13によってドラム表面11aに形成されたブラック用の静電潜像を現像し、ドラム表面11aにブラック現像剤像を形成する。ブラック現像器14は、現像ローラをドラム表面11aに対して離接させるように移動可能に設けられており、ブラック画像を形成する際には現像ローラがドラム表面11aに接するように移動し、他色の画像を形成する際にはドラム表面11aから遠ざけられる。また、ブラック現像器14には、トナーカートリッジ14aから現像剤が供給される。
リボルバー15は、感光体ドラム11の図中左側に隣接して回転可能に設けられている。リボルバー15は、イエロー現像器15Y(第1現像器)、マゼンタ現像器15M(第2現像器)、シアン現像器15C(第3現像器)を有する。各現像器は、リボルバー15の回転方向に並んで、リボルバー15内に脱着自在に収納されている。また、各現像器は、それぞれの色の現像剤を収納したトナーカートリッジ15y、15m、15cを有する。
画像を形成する際には、リボルバー15を時計回り方向に回転させ、所望の現像器を感光体ドラム表面11aに選択的に対向配置させる。
以上、説明したように、プロセスユニット4に内蔵されている現像器は、ブラック現像器14のみが独立して配置され、他のイエロー現像器15Y、マゼンタ現像器15M、シアン現像器15Cの3つの現像器はリボルバー15内に配置されグループ化されている。
このような構造から明らかなように、イエロー、マゼンタ、シアンの画像を形成する際には、リボルバー15を回転させるなどの動作が必要であるのに対し、ブラックの画像を形成する際には、ドラム表面11aにブラック現像器14を近づけるだけでよい。したがって、画像形成が可能になるまでの時間は、他色に比べブラックが短い構造になっている。
中間転写ベルト16は、感光体ドラム11に対して上方から接する位置に配置されている。中間転写ベルト16は、それぞれフロント−リア方向(紙面方向)に延びた回転軸を有する駆動ローラ16a、転写前ローラ16b、転写対向ローラ16c、およびテンションローラ16dに架けられている。
中間転写ベルト16の内側には、中間転写ベルト16を所定圧力でドラム表面11aに押圧し、ドラム表面11aに形成された現像剤像を中間転写ベルトに転写させるための1次転写ローラ21が設けられている。
中間転写ベルト16の周囲には、ベルトを清掃するためのベルトクリーナ22、ベルト上の現像剤像を用紙Pに転写するための2次転写ローラ24がそれぞれベルト表面に対して離接可能に設けられている。
給紙ユニット6は、2つの給紙カセット26、28を有する。各カセット26、28の図中右上端にはカセット内に収容された最上端の用紙Pを取り出すピックアップローラ31がそれぞれ設けられている。ピックアップローラ31による用紙取り出し方向下流側に隣接した位置には、それぞれ送りローラ32と分離ローラ33が互いに接して配置されている。
給紙カセット26、28の図中右側に隣接した位置には、上述した中間転写ベルト16と2次転写ローラ24とが接している2次転写ポイントへ向かう用紙搬送路26が設けられている。用紙搬送路26上には、用紙Pを挟持して回転する複数の搬送ローラ対34、用紙Pの到達を検知するアライニングセンサ35および2次転写ポイントへ用紙Pを所定のタイミングで給紙するためのアライニングローラ対36が順に配置されている。
2次転写ポイントを通って上方に延びた用紙搬送路26上には、用紙P上に転写された現像剤を加熱および加圧して定着させる定着装置38が設けられている。定着装置38は、ヒータを内蔵した加熱ローラ38bおよび加熱ローラ38bに押圧配置された加圧ローラ38aを有する。
図2は、画像形成装置1の制御系の概略構成を示すものである。
画像形成装置1の制御系は、全体の制御を司る制御手段としての制御部100、スキャナ部2、プリンタ部3、画像処理部101、メモリ102、ADF199、及びコントロールパネル5とから構成されている。
スキャナ部2の制御系は、光源(ランプ)112、光源用電源(ランプ用電源)52、CCDラインセンサ117、CCD駆動回路54、キャリッジ駆動モータ55、モータ駆動回路56、およびホームポジションセンサ57等とから構成されている。
プリンタ部3の制御系は、紙パスセンサ装置61,62,63、ドラムモータ駆動回路64、ドラム駆動モータ65、中間転写ベルトモータ駆動回路66、中間転写ベルト駆動モータ67、リボルバ回転モータ駆動回路68、リボルバー回転駆動モータ69、カラー現像器モータ70、ブラック現像器移動モータ駆動回路71、ブラック現像器移動モータ72、ブラック現像器モータ73、給紙系モータ駆動回路74、給紙系駆動モータ75、定着器モータ駆動回路76、定着器ローラ駆動モータ77、高圧電源78、帯電装置79、1次転写ローラ80、2次転写ローラ81、定着ヒータ装置82、および露光装置13等とから構成されている。
ADF199は、ADF駆動モータ91、モータ駆動回路92、および紙パスセンサ装置等93とから構成されている。
図3は、4ラインCCDセンサ117の外観図、図4は、受光部117aの拡大図である。
4ラインCCDセンサ117の受光部は、光学フィルタを配置しないラインセンサK、即ち第2の受光素子列と、赤色に感度を持たせるための光学フィルタを配置したラインセンサRと、緑色に感度を持たせるための光学フィルタを配置したラインセンサGと、青色に感度を持たせるための光学フィルタを配置したラインセンサBとの4本が並べて配置されている。ラインセンサR、ラインセンサG、ラインセンサBは第1の受光素子列である。各ラインセンサは、例えば受光素子としてフォトダイオードが4.7μmピッチで7500画素分有効画素領域に配置されている。そして、第1の受光素子列と第2の受光素子列を用いて画像読取手段によって画像が読まれる。
このように4ラインCCDセンサ117は、4本のラインセンサが並べて配置されているため、各ラインで読み取る画像は副走査方向(図4において上下方向)にずれる。カラー画像を読み取る際には、ラインメモリなどによって読み取った画像情報を保持し、このずれを補正するのが一般的であるが、副走査方向のキャリッジ移動速度や、原稿移動速度にむら(ジッタ)がある場合には、必ずしも完全に補正できるとは限らない。
次に4ラインCCDセンサ117の特徴について説明する。
図5は、4ラインCCDセンサ117を構成するラインセンサKの分光感度特性、図6は、ラインセンサR、G、Bの分光感度特性、図7は、光源112のキセノンランプの分光分布を示す図である。
図7に示すように光源112のキセノンランプから照射される光は、約400nmから730nmまでの波長を含んでいる。このような光源112からの光が白色の原稿で反射し、4ラインCCDセンサに照射された場合を考える。
図5、図6に示すように、ラインセンサR、G、Bが特定領域の波長にしか感度を持たないのに対し、ラインセンサKは400nm未満から1000nmを越える部分まで感度があることを考慮すると、ラインセンサKから出力される信号が他のラインセンサに比べ大きいものになることは明らかである。つまり、ラインセンサKは、他のラインセンサに比べて感度が高い。
図8は、4ラインCCDセンサ117の概略構成図である。
上述したように、4ラインCCDセンサ117は、ラインセンサK、B、G、Rの4つのラインセンサで構成されている。ラインセンサKとラインセンサB、G、Rとは、構成の一部に違いがある。
ラインセンサKは、光電変換された電荷を転送するシフトゲート91K,93K、転送された1ライン分の電荷を1画素ずつ順に転送するアナログシフトレジスタ92K,94Kとを有している。
ラインセンサBは、光電変換された電荷を転送するシフトゲート91B、転送された1ライン分の電荷を1画素ずつ順に転送するアナログシフトレジスタ92Bとを有している。
ラインセンサGは、光電変換された電荷を転送するシフトゲート91G、転送された1ライン分の電荷を1画素ずつ順に転送するアナログシフトレジスタ92Gとを有している。
ラインセンサRは、光電変換された電荷を転送するシフトゲート91R、転送された1ライン分の電荷を1画素ずつ順に転送するアナログシフトレジスタ92Rとを有している。
ラインセンサKの構成と、ラインセンサR、G、Bの構成は一部違いがあるので、まず、ラインセンサR、G、Bの構成から説明する。
ラインセンサR、G、Bに光が照射されると、それぞれのラインセンサを構成する受光素子が画素ごとに照射光量および照射時間に応じて電荷を発生する。それぞれのシフトゲートにSH信号が入力されると、シフトゲートを介してそれぞれの画素に対応した電荷がアナログシフトレジスタに供給される。アナログシフトレジスタは転送クロックCLK1、2に同期して各ラインセンサから画素に対応した電荷(画像情報)をシリアルに出力する。
ここで、CLK1、2は、電荷を高速に移動させるために、互いに逆位相のディファレンシャル信号を形成している。
さらに、具体的に説明する。
ラインセンサB、G、Rに光が照射された際、それぞれのラインセンサを構成する受光素子は、画素ごとに照射光量および照射時間に応じて電荷を発生する。
ラインセンサB、G、Rからアナログシフトレジスタ92B,92G,92Rへの電荷転送は、シフトゲート(SH)信号によって行われる。すなわち、シフトゲート91B,91G,91RにSH信号が入力された際、シフトゲート91B,91G,91Rを介してそれぞれの画素に対応した電荷がアナログシフトレジスタ92B,92G,92Rにそれぞれ供給される。
アナログシフトレジスタ92B,92G,92Rは、転送クロック(CLK)1、2に同期して各ラインセンサから画素に対応した電荷(画像情報)をシリアルに出力する(順次転送)。ここで、転送CLK1、2は、電荷を高速に移動させるため、互いに逆位相のディファレンシャル信号を形成している。
また、ラインセンサKは、ラインセンサB、G、Rと基本的な構成は同じであるが、アナログシフトレジスタ92K,94Kの1つ1つの電荷転送速度を変えることなく、1ライン分の画像信号をカラーの2分の1の時間で外部に読み出す。そのため、アナログシフトレジスタ92K,94Kは、ラインセンサKの奇数画素用、偶数画素用の2つに分けている。具体的には、ラインセンサKをアナログシフトレジスタ92K,94Kで同時に転送することで2倍の転送速度を実現している。
ラインセンサKからアナログシフトレジスタ92K,94Kへの電荷転送は、ラインに共通のシフト(SH)信号によって行われる。アナログシフトレジスタ92K,94Kは、転送CLK1、2に同期してラインセンサKから画素に対応したそれぞれの電荷(画像情報)をシリアルに出力する(順次転送)。
図9を用いて、ラインセンサRGBの信号出力についてさらに詳細に説明する。
ラインセンサには、7500個の有効画素の前段に光が入射しないように受光素子をアルミなどで遮光した光シールド画素部分およびダミー画素、空送り部分が設けられている。
従って、ラインセンサの信号出力をすべて外部に転送するには、7500画素分を超える転送クロック数が必要となる。ここで光シールド画素部分、空送り部分、ダミー画素部分の合計を500画素分とすると、8000画素分の転送クロックが必要となり、この時間が1ラインの光蓄積時間(tINT)を決定付ける大きな要素となっている。
即ち、ラインセンサ内の受光素子は、1ライン分の光蓄積時間(tINT)の間、原稿からの反射光に応じて電荷を発生し、SH信号が入力されることで、その電荷がアナログレジスタに転送され、次の光蓄積時間(tINT)の間で、転送クロックに同期して外部に信号を出力するという動作を連続的に繰り返す。
次にラインセンサKについて説明する。基本的な動作はラインセンサR、G、Bと同じであるが、図8から分かるように、シフトゲートとアナログシフトレジスタが2組あるのが特徴となっている。
ラインセンサKに光が照射されると、ラインセンサKを構成する受光素子が画素ごとに照射光量および照射時間に応じて電荷を発生する。シフトゲートK_ODDとシフトゲートK_EVENにSH信号が入力されると、それぞれのシフトゲートを介して奇数画素に対応した電荷はアナログシフトレジスタK_ODDに、偶数画素に対応した電荷はアナログレジスタK_EVENに供給される。それぞれのアナログシフトレジスタは転送クロックCLK1、2に同期してそれぞれ奇数画素と偶数画素に対応した電荷(画像情報)をシリアルに出力する。
図10,11を用いてラインセンサKの場合の信号出力についてさらに説明する。
ラインセンサR、G、Bと同様に、ラインセンサKにも7500個の有効画素の前段に光が入射しないように受光素子をアルミなどで遮光した光シールド画素部分およびダミー画素、空送り部分が設けられている。また、光シールド画素部分、空送り部分、ダミー画素部分の合計も500画素分である。
ラインセンサKの場合には、先に説明したように、電荷の転送が奇数画素と偶数画素の2つに分かれるため、8000画素分の電荷(画像情報)をシリアルに出力するのに必要な転送クロックは、4000画素分でよい。従って、シフトゲートに入力されるSH信号の周期を短くすることが可能となり、1ラインの光蓄積時間(tINT)を短くできる。先に説明したように、ラインセンサKは高感度であるため、1ラインの光蓄積時間(tINT)を短くしても問題は生じない。
図10には、Kラインセンサの場合のSH信号周期(tINT−K)を先に説明したRGBラインセンサのSH信号周期(tINT)の1/2にした場合を示した。また、図11に示すように有効画素領域が3750画素分になり、それぞれのアナログシフトレジスタから奇数画素、偶数画素のそれぞれに対応した信号が別々に出力されることを示した。
以上、4ラインCCDセンサ117について、ラインセンサKを用いた場合には、ラインセンサR、G、Bを用いた場合の2倍の読取速度が実現できることを説明した。
すなわち、ラインセンサKのみを用いる場合は、ラインセンサKの感度が他のラインセンサより高感度であるので、他のラインセンサの1/2の光蓄積時間にしても問題が生じない。従って、読取速度(走査速度)を2倍にしても必要な画像品質を維持することが可能である。
尚、ラインセンサKの感度に余裕がある場合には、さらに高速にすることが可能である。
例えば、ラインセンサKの感度が、ラインセンサR,G,Bの感度より4倍あった場合、読取速度(走査速度)を4倍にすることができる。
この構成を図12,13に示す。図12,13では、ラインセンサKの出力を奇数、偶数に分け、さらに前半からの出力と後半からの出力に分けることで、4倍の読取速度が実現できることを示している。
さらに図12に示すラインセンサKの図8と異なる構成について詳細に説明をする。アナログシフトレジスタの両端に電荷を転送するため出力線が接続され、アナログシフトレジスタの中央部分に転送クロックを入力するための入力端子が接続されている。このような構成によって奇数偶数画素の先頭の画素から出力するばかりではなく、奇数偶数画素の最後の画素からも出力が可能になり、図8の構成に比べ2倍の読取速度が実現できる。図12ではラインセンサK以外の色のラインセンサについては図8と同じであるので示していない。したがって、図12示す構成ではラインセンサKの読取速度はRGBの読取速度の4倍が実現していることになる。
続いて、カラープリンタ部の一般的な動作について図1を参照しつつ説明する。
プロセスユニット4は、スキャナ部2にて原稿から読み取った画像データ、あるいは、図示しない外部装置から入力される画像データに基づく画像を用紙P(転写媒体)上に出力する。給紙ユニット6は、プロセスユニット4に用紙Pを供給する。
プロセスユニット4、給紙ユニット6はプリンタ部3に収納されている。プリンタ部3の右側には、両面ユニット8および手差しユニット9が脱着自在に取り付けられている。両面ユニット8は、プロセスユニット4で片面に画像形成された用紙Pを反転させて、再びプロセスユニット4へ供給する。手差しユニット9は、手差しにより用紙Pをプロセスユニット4へ供給する。
次に、スキャナ部2の一般的な動作について説明する。
スキャナ部2で読み取る原稿は、ADF199によって原稿台ガラス110上を一定速度で搬送されるか、原稿台ガラス110上に下向きに載置される。原稿は、光源112により照射され、原稿からの反射光が、ミラー113、114、115、およびレンズ116を介し光電変換素子としての4ラインCCD117上に結像される。
原稿台ガラス110上に置かれた原稿を読み取る際には、光源112とミラー113で構成される第1キャリッジ1Aと、ミラー114、115で構成される第2キャリッジ1Bが、図示されない駆動用モータで左から右に移動することで原稿は光源112からの照射光により走査される(副走査方向)。ここで、第1キャリッジ1Aの移動速度は、第2キャリッジ1Bの移動速度の2倍となっており、原稿から4ラインCCD117までの光路長が常に一定になるように構成されている。原稿がADF199によって搬送される際には、光源112から照射される光は移動せず、原稿が移動することで走査がおこなわれる。
次に、この画像出力部がモノクロ画像を出力する場合の動作と、カラー画像を出力する場合の動作について説明する。
モノクロ画像を出力する際の動作は次の通りである。
まず、いずれの現像器15Y、15M、15Cもドラム表面11aに対向しないホームポジションにリボルバーが回転される。そして、ブラック現像器14が上方に移動され、ドラム表面11aに対向される。
ベルトクリーナ22は、軸22aを中心に時計方向に回転されて中間転写ベルト16に接触し、2次転写ローラ24が図中左方向に移動されて中間転写ベルト16に転接される。
露光装置13は、ブラック用の画像データに基づいてレーザ光をドラム表面11a上に走査し、ドラム表面11a上にブラック用の静電潜像が形成される。続いてブラック現像器14を介してドラム表面11a上の静電潜像にブラック現像剤が供給され、ドラム表面11a上にブラック現像剤像が形成される。
このようにして形成されたドラム表面11a上のブラック現像剤像は、感光体ドラム11の回転によって移動され、中間転写ベルト16に接する1次転写ポイントに到達する。1次転写ポイントでは、1次転写ローラを介してブラック現像剤像の電位と逆極性のバイアスが与えられ、ドラム表面11a上のブラック現像剤像が中間転写ベルト16上に転写される。
1次転写ポイントを通過したドラム表面11aは、ドラムクリーナ17によって転写されずに残ったブラック現像剤が除去され、同時に残留電荷も除電される。そしてドラム表面11aは、次のブラック用の静電潜像形成のため、帯電装置12によって一様に帯電される。
連続してブラックの画像形成が行われる場合には、先の動作と同じように一連のプロセス、すなわち露光→現像→中間転写ベルト16への転写が実行され、次のブラック現像剤像が中間転写ベル16上に転写される。
中間転写ベルト上に転写されたブラック現像剤像は、中間転写ベルト16の回転によって移動されて、2次転写ローラ24との間の2次転写ポイントを通過される。
このとき、ピックアップローラ31によってカセット26,28から取り出された用紙Pが、搬送ローラ対34によって縦搬送路26を上方に搬送され、アライニングローラ36で一旦整位された後、所定のタイミングで2次転写領域へ送り込まれる。
そして、2次転写ローラ24を介して、ブラック現像剤像の電位と逆のバイアスが印加され、中間転写ベルト16上のブラック現像剤が、用紙P上に転写される。現像剤を用紙Pに転写した後、ベルトクリーナ22によって、中間転写ベルト16上に残留したブラック現像剤が除去される。
ブラック現像剤が転写された用紙Pは、この後、定着装置38を通過されて加熱および加圧され、各色の現像剤像が用紙P上に定着され、ブラック画像が形成される。このように、ブラック画像が形成された用紙Pは、定着装置38の下流側に設けられた排出ローラ42を介して排紙トレイ44に排出される。
以上説明したようにブラック画像形成は、リボルバーやベルトクリーナ、2次転写ローラなどを移動させる必要が無く、連続的に画像を形成することができる。
続いて、カラー画像を出力する際の動作について説明する。
まずブラック現像器14が下方に移動され、ドラム表面11aから離間される。リボルバー15が時計方向に回転されてイエロー現像器15Yがドラム表面11aに対向される。ベルトクリーナ22は軸22aを中心に反時計方向に回転されて中間転写ベルト16から離間され、2次転写ローラ24が用紙搬送路26から離間する方向(図中右方向)に移動されて中間転写ベルト16から離間される。
露光装置13は、イエロー用の画像データに基づいてレーザ光をドラム表面11a上に走査し、ドラム表面11a上にイエロー用の静電潜像が形成される。続いてイエロー現像器15Yを介してドラム表面11a上の静電潜像にイエロー現像剤が供給され、ドラム表面11a上にイエロー現像剤像が形成される。
このようにして形成されたドラム表面11a上のイエロー現像剤像は、感光体ドラム11の回転によって移動され、中間転写ベルト16に接する1次転写ポイントに到達する。1次転写ポイントでは、1次転写ローラ21を介してイエロー現像剤像の電位と逆極性のバイアスが与えられ、ドラム表面11a上のイエロー現像剤像が中間転写ベルト16上に転写される。
1次転写ポイントを通過したドラム表面11aは、ドラムクリーナ17によって転写されずに残ったイエロー現像剤が除去され、同時に残留電荷も除電される。そしてドラム表面11aは、次のマゼンタ用の静電潜像形成のため、帯電装置12によって一様に帯電され、リボルバー15は回転し、マゼンタ現像器15Mがドラム表面11aに対向される。この状態で、先のイエローの場合と同じように一連のプロセス、すなわち露光→現像→中間転写ベルト16への転写が実行され、マゼンタ現像剤像が中間転写ベルト16上でイエロー現像剤像に重ねて転写される。このようにしてマゼンタ現像剤像が転写された後、同様にシアン現像剤像が重ねて転写される。
そして、いずれの現像器15Y、15M、15Cもドラム表面11aに対向しないホームポジションにリボルバーが回転されて、代わりにブラック現像器14が上昇されてドラム表面11aに対向される。この状態で上述したプロセスと同様のプロセスが実行され、ブラック現像剤像がイエロー現像剤像、マゼンタ現像剤像、シアン現像剤像に重ねて中間転写ベルト16上に転写される。
ここでブラック現像器14を使用するのは、YMCの重ね合わせでK(黒)を表現する場合は、正確な色重ねが必要であり、ずれが生ずると画質が劣化することと、黒についてはYMCの3色を使うより、Kだけを使うほうがトナーの節約になる等の理由による。
このようにして、すべての色の現像剤像が中間転写ベルト上で重ねられると、2次転写ローラ24が図中左方向に移動されて中間転写ベルト16に接し、ベルトクリーナ22も中間転写ベルト16に接触される。この状態で、中間転写ベルト上で重ねられたすべての色の現像剤像は、中間転写ベルト16の回転によって移動されて、2次転写ローラ24との間の2次転写ポイントを通過される。
このとき、ピックアップローラ31によってカセット26,28から取り出された用紙Pが、搬送ローラ対34によって縦搬送路26を上方に搬送され、アライニングローラ36で一旦整位された後、所定のタイミングで2次転写領域へ送り込まれる。
そして、2次転写ローラ24を介して、各色の現像剤像の電位と逆のバイアスが印加され、中間転写ベルト16上の各色の現像剤が、用紙P上に転写される。現像剤を用紙Pに転写した後、ベルトクリーナ22によって、中間転写ベルト16上に残留した現像剤が除去される。
各色の現像剤がまとめて転写された用紙Pは、この後、定着装置38を通過されて加熱および加圧され、各色の現像剤像が用紙P上に定着され、カラー画像が形成される。このように、カラー画像が形成された用紙Pは、定着装置38の下流側に設けられた排出ローラ42を介して排紙トレイ44に排出される。
以上説明したように、カラー画像を形成する場合は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤像を重ねる必要があり、露光→現像→中間転写ベルト16への転写工程が4回必要であるのに対し、ブラック単色画像を形成する場合は、露光→現像→中間転写ベルト16への転写工程が1回であるため、1/4の時間に短縮することができ、高速・高画質のモノクロコピーが可能となっている。
尚、モノカラー画像を形成する場合にも、ブラック用の画像データに基づいて、上述のカラー画像形成動作の内、1色又は2色について露光→現像→中間転写ベルト16への転写工程を実行すれば良いため、高速・高画質のモノカラーコピーが可能となる。
次に、プリンタ部3の構成が、上述のプリンタ部と異なるMFPの場合について本発明を説明する。
図14は、本発明に係る第2の実施形態の画像形成装置の内部構造を示す図である。本実施の形態では、プリンタ部の各色画像形成部(プロセスユニットの部分)が4連タンデム型に配置されている点が、第1の実施形態と異なっている。
なお、図14に示す画像形成装置は、詳しくは後述するが第2の実施の形態の画像形成装置201として説明する。スキャナ部については第1の実施の形態と同じであるため図14,16については図示を省略している。この画像形成装置201は複写機能も有するMFPである。
図14において、画像形成装置201は、光学ユニット202と、各色画像を形成するのに必要な画像形成ユニット203と、転写ベルト207と、吸着ローラ208と、転写ベルトローラ209,210と、転写ベルトクリーナ211と、アライニングローラ212,213と、給紙ローラ214と、用紙Pを収容して供給する給紙カセット215と、定着器216と、より構成されている。
画像形成ユニット203は、各色毎に現像器3Y,3M,3C,3Kと、感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kと、帯電チャージャ5Y,5M,5C,5Kと、クリーナ6Y,6M,6C,6Kと、転写ローラ18Y,18M,18C,18Kとを有している。
また、各色毎に現像器,感光体ドラム,帯電チャージャ,クリーナ,転写ローラなどから画像形成ステーションを構成している。すなわち例えば黄色の場合現像器3Yと感光体ドラム5Yとクリーナ6Yと転写ローラ18Y等からなる黄色の画像形成ステーションが形成されている。
図15は、画像形成装置201の制御系の概略構成を示すものである。
画像形成装置201の制御系は、全体の制御を司る制御手段としての制御部100、スキャナ部222、プリンタ部203、画像処理部101、メモリ102、ADF199、及びコントロールパネル5とから構成されている。
スキャナ部222の制御系は、図2に示すスキャナ部2の制御系と同一構成であるので同一符号を付して説明を省略する。
プリンタ部203は、紙パスセンサ装置231,232,233、ブラック用モータ駆動回路234、ブラック用感光体ドラム駆動モータ(Kドラム駆動モータ)235、ブラック用現像器モータ(K現像器モータ)236、シアン用モータ駆動回路237、シアン用感光体ドラム駆動モータ(Cドラム駆動モータ)238、シアン用現像器モータ(C現像器モータ)239、マゼンダ用モータ駆動回路240、マゼンダ用感光体ドラム駆動モータ(Mドラム駆動モータ)241、マゼンダ用現像器モータ(M現像器モータ)242、イエロー用モータ駆動回路(モータ駆動回路)243、イエロー用感光体ドラム駆動回路(Yドラム駆動モータ)244、イエロー用現像器モータ(Y現像器モータ)245、給紙系モータ駆動回路246、給紙系駆動モータ247、アライニングモータ248、定着器モータ駆動回路249、定着器ローラ駆動モータ250、転写ベルトモータ駆動回路251、転写ベルト駆動モータ252、高圧電源253、帯電部254、吸着部255、転写部256、定着ヒータ装置257、および露光装置でもある光学ユニット202とから構成されている。
ADF199の制御系は、図2に示すADF199の制御系と同一構成であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、本装置を用いてカラー画像を形成する動作について説明する。
感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kと転写ベルト207とは、駆動モータにより所定の外周速度で回転駆動されている。各感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kの表面に対向して設けられている帯電チャージャ5Y,5M,5C,5Kは、それぞれの感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kの表面を所定の電位に帯電させる。
光学ユニット202より出力される4本のビーム光は、被露光部材である感光体ドラム4Y,4M,4C,4K上の露光位置に、必要な解像度を有するスポットである走査光として結像され、走査露光される。これによって、各感光体ドラム4Y,4M,4C,4K上には画像信号に応じた静電潜像が形成される。
各感光体ドラム4Y,4M,4C,4K上に形成された静電潜像は、各現像器3Y,3M,3C,3Kから供給される現像材としてのトナーにより現像されてトナー画像が形成される。例えば、感光体ドラム4Y上に形成された静電潜像は現像器3Yによりイエロートナー画像として現像される。同様に、感光体ドラム4M上の静電潜像は、現像器3Mによってマゼンタトナー画像に、感光体ドラム4C上の静電潜像は現像器3Cによりシアントナー画像に、感光体ドラム4K上の静電潜像は現像器3Kによりブラックトナー画像に、それぞれ現像される。
一方、給紙カセット215に収容された用紙Pは、給紙ローラ214の回転によりアライニングローラ212,213まで搬送され、整位(位置調整)された後、アライニングローラ212,213の回転により吸着ローラ208,転写ベルトローラ209まで搬送される。吸着ローラ208と転写ベルトローラ209との間には、所定の電位差が設けられており、用紙Pはこれらのローラ208,209と転写ベルトローラ210との回転により、転写ベルト207上に吸着された状態で下流側に搬送される。
各現像器3Y,3M,3C,3Kにより現像された各感光体ドラム4Y,4M,4C,4K上の各色のトナー画像は、転写ベルト207と転写ローラ18Y,18M,18C,18Kが接する部分で用紙Pに転写される。
次に、用紙Pは定着器216を通過することにより加熱・加圧されて、用紙P上のトナー画像は溶融されて用紙Pに確実に定着されることになる。このとき、用紙Pへの転写が終了した各感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kは、その表面の残留トナーが各クリーナ6Y,6M,6C,6Kにより除去されて初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。また、用紙搬送を終えた転写ベルト207は、転写ベルトクリーナ211を通過する際にベルト上に付着された不要なトナーが除去され、次の用紙の搬送が可能な状態になる。
以上のプロセスを繰り返すことにより、カラー画像形成動作が連続的に行なわれる。
次に、光学ユニット202の詳細な構成とカラー画像形成時のビーム光経路について説明する。
光学ユニット202は、例えば、4つの半導体レーザ(図示せず)を内蔵しており、それぞれの半導体レーザからのビーム光が、ポリゴンモータ220により回転されるポリゴンミラー221の表面で反射して、被露光面としての感光体ドラム4Y,4M,4C,4Kの表面を走査するビーム光となる。
ここで、感光体ドラム4Yに到達する可能性のあるビーム光をBM−Y、感光体ドラム4Mに到達する可能性のあるビーム光をBM−M、感光体ドラム4Cに到達する可能性のあるビーム光をBM−C、感光体ドラム4Kに到達する可能性のあるビーム光をBM−Kとすると、ポリゴンミラー221により走査される各ビーム光は、それぞれレンズLN1,LN2,LN3を通過する。
感光体ドラム4Yに到達する可能性のあるビーム光BM−Yは、レンズLN1,LN2,LN3を通過した後、ハーフミラーHM−Yによって約50%が反射し、ビーム光BM−Y1となる。その後、ミラーMR−Y1、ミラーMR−Y2で反射し、感光体ドラム4Yに到達する。一方、ハーフミラーHM−Yを通過したビーム光BM−Y2は、遮光部材(シヤツタ)SHT−Y1によって遮光され、何れのドラムにも到達しない。
また、感光体ドラム4Mに到達する可能性のあるビーム光BM−Mは、レンズLN1,LN2,LN3を通過した後、ハーフミラーHM−Mによって約50%が反射し、ビーム光BM−M1となる。その後、ミラーMR−M1、ミラーMR−M2で反射し、感光体ドラム4Mに到達する。一方、ハーフミラーHM−Mを通過したビーム光BM−M2は、遮光部材(シャッタ)SHT−M1によって遮光され、何れのドラムにも到達しない。
また、感光体ドラム4Cに到達する可能性のあるビーム光BM−Cは、レンズLN1,LN2,LN3を通過した後、ハーフミラーHM−Cによって約50%が反射し、ビーム光BM−C1となる。その後、ミラーMR−C1,ミラーMR−C2で反射し、感光体ドラム4Cに到達する。一方、ハーフミラーHM−Cを通過したビーム光BM−C2は、遮光部材(シャッタ)SHT−C1によって遮光され、何れのドラムにも到達しない。
感光体ドラム4Kに到達するビーム光BM−Kは、レンズLN1,LN2,LN3を通過した後、ミラーMR−Kで反射して感光体ドラム4Kに到達する。
このようにして、4つの半導体レーザ(図示せず)からのビーム光はポリゴンモータ220により回転駆動されるポリゴンミラー221の表面で反射した後、それぞれの経路を通過してそれぞれの感光体ドラム上を走査するビーム光となり、カラー画像の形成を可能としている。
次に、図16を用いて、同じ構成の複写機を用いてモノクローム(黒色)画像を高速に形成する際の動作と光学系内のビーム経路について説明する。
感光体ドラム4K、転写ベルト207、定着器216は、駆動モータ(235,252,250)により上述したカラー画像の形成時の4倍のスピードで回転駆動されている。一方、使用することのない感光体ドラム4Y、4M、4Cは回転駆動されないし、現像器3Y,3M,3Cにおける各現像ローラも回転しない。
光学ユニット202より出力される4本のビーム光は、カラー画像形成とは異なり、全てのビーム光が感光体ドラム4K上の露光箇所に必要な解像度を有するスポットである走査光として結像され、走査露光される。すなわち、感光体ドラム4Kは、4つのビーム光によって同時に走査露光され、画像信号に応じた静電潜像が形成される。なお、この場合の光学ユニット202内のビーム光経路については後述する。
感光体ドラム4Kに形成された静電潜像は、現像器3Kからのトナー(現像材)により現像されてKトナー画像となる。モノクロームモードにおける転写ベルト207,吸着ローラ208,転写ベルトローラ209,転写ローラ18Y,18M,18Cは、感光体ドラム4Y、4M、4Cと接触しないように、図示されない駆動モータによって下方に移動させられており、転写ベルト207は感光体ドラム4Kとのみ接触する。
現像器3Kにより現像された感光体ドラム4K上のトナー画像は、転写ベルト207と転写ローラ18Kが接する箇所で用紙Pに転写される。
次に、用紙Pが定着器216を通過することにより、用紙Pは加熱・加圧され、用紙P上のトナー画像は溶融して用紙P上に確実に定着される。
以上の各プロセスにおける動作を繰り返すことによって、モノクローム画像形成動作は、カラー画像形成動作の4倍の速度により連続的に行なわれる。
次に、モノクローム(黒色)画像を形成する際の光学ユニット内のビーム光経路について説明する。図16に示すように、カラー画像形成時と異なる点は、遮光部材SHT−Y1,SHT−Y2,SHT−M1,SHT−M2,SHT−C1,SHT−C2の位置である。
例えば、ビーム光BM−Y1の場合、カラー画像形成時に感光体ドラム4Yに到達していたビーム光BM−Y1は、遮光部材SHT−Y2により遮光されて感光体ドラム4Yには到達しない。一方、ハーフミラーHM−Yを通過したビーム光BM−Y2は、ミラーMR−Y3で反射して感光体ドラム4Kに到達する。ビーム光BM−M,BM−Cの場合も同様でそれぞれ感光体ドラム4M,4Cには到達せず、感光体ドラム4Kに到達する。なお、カラー画像形成時には感光体ドラム4Kに到達していたビーム光BM−Kは、特に変化することなく感光体ドラム4Kに到達する。
以上のように、モノクローム画像形成モードにおいては、遮光部材SH−Y2,SHT−M2,SH−C2によって、感光体ドラム4Y,4M,4Cへの光路が遮断され、逆に遮光部材SHT−Y1,SHT−M1,SHT−C1が変位することにより感光体ドラム4Kへの光路が確保される。なお、遮光部材SHT−Y1,SHT−M1,SHT−C1,SHT−Y2,SHT−M2,SHT−C2は、図示されない駆動手段によって開閉動作を行うものである。
このようにして、モノクロモードが指定されたときは4つの半導体レーザ(図示せず)からのビーム光は、ポリゴンモータ220によって回転されるポリゴンミラー221の表面で反射された後、それぞれの光路を通過して、4つのビーム光の全てが感光体ドラム4K上を走査するビーム光となり、カラーの場合に比べ4倍のスピードでモノクロ画像形成を可能としている。
尚、モノクロ画像形成時に感光体ドラム4Kのみを使用し、感光体ドラム4Y,4M,4Cを使用しないのは、これらの感光体ドラムの回転を停止して、転写ベルトから離間させておくことで、その感光体ドラム表面の磨耗による特性劣化を防止するためである。
図17は、4ラインCCDを用いた第3の実施形態の画像形成装置301の内部構造を示す図である。本図は、カラースキャン機能を有するモノクロMFPの構造である。
なお、図17に示す画像形成装置は、詳しくは後述するが第3の実施の形態の画像形成装置301として説明する。
コピー動作を実行する際には、カラースキャナ部302で読み取られたモノクロ画像情報が所定の画像処理を施された後、モノクロプリント部303から出力される。スキャナとして動作する際には、カラースキャナ部302が出力するRGBのカラー画像データが、カラースキャナ情報として図示しないネットワークに出力される。
続いて、本実施の形態に係る画像形成装置(1,201,301)の動作について説明する。
図18は、図1、14,16に示したカラーMFP(画像形成装置)のコントロールパネルを示す図である。
コントロールパネル5は、オートカラーボタン151、フルカラーボタン152、ブラックボタン153、モノカラーボタン154、コピー/スキャナボタン155、表示部156、テンキー157、Cボタン158、リセットボタン159、ストップボタン160、およびスタートボタン161とから構成されている。オートカラーボタン151、フルカラーボタン152、ブラックボタン153、モノカラーボタン154が複写モード選択手段の一部である。
左側に並んでいるボタン151〜155は、カラーMFPの動作を指定するボタンである。
オートカラーボタン151が押されると、カラーMFPは原稿をカラーかモノクロか自動的に判別し、その結果に適したモードでコピー動作を実行するモードになる。即ち、カラー原稿であればカラーコピーを、モノクロ原稿であればモノクロコピーを実行するモードである。
フルカラーボタン152が押されると、カラーMFPは、カラーコピーを実行するモードになる。
ブラックボタン153が押されると、カラーMFPは、モノクロコピーを実行するモードになる。
モノカラーボタン154が押されると、カラーMFPは、モノカラーコピーを実行するモードになる。色の指定は、表示部156のタッチパネルで指定できる。
コピー/スキャナボタン155は、カラーMFPをスキャナとして動作させるか、複写機として動作させるか選択するボタンである。デフォルトは複写機になっている。
表示部156は、タッチパネルになっており、カラーMFPの状態を表示すると同時に、動作の詳細指定が行える。例えば、複写倍率や濃度の指定、用紙の選択、モノカラーコピーの色選択などが行える。
0〜9のボタン(テンキー)157は、複写枚数の入力に使用される。Cボタンは、クリアボタンであり、枚数入力のクリアに使用される。
リセットボタン159は、コントロールパネルで設定された条件をすべてイニシャル(デフォルト)条件に戻すために使用される。
ストップボタン160は、複写動作などを途中でストップさせるときに使用される。
スタートボタン161は、複写動作や、スキャン動作を開始するときに使用される。
図19は、図17に示したモノクロMFP(画像形成装置301)のコントロールパネルを示す図である。図18に示したコントロールパネル5と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
左側に並んだボタンは、モノクロMFPの動作を指定するボタンである。すなわち、コピーボタン351、FAXボタン352、スキャナボタン353である。
コピーボタン351が押されると、モノクロMFPは、モノクロコピーを動作するモードになる。
FAXボタン352が押されると、モノクロMFPは、FAX動作を行うモードになる。
スキャナボタン353が押されると、モノクロMFPは、スキャナ動作を行うモードになる。本発明のモノクロMFPの場合は、スキャナがカラー画像読取モード(RGBセンサが有効)になる。
他の表示部やボタンは、先に説明したカラーMFPの場合と基本的に同じであるので説明は省略する。
図20は、従来のカラーMFPのシステム構成の一部を表すブロック図である。
コントロールパネルでオートカラーコピー動作が指定された(オートカラーボタンが押された)場合には、制御部はスキャナに対して所定の動作設定を行い、画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるRGB画像情報から原稿がカラーかモノクロか判別するよう指示を出す。
画像処理部の原稿判別結果から、原稿がカラーであった場合には、画像処理部に対して、スキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでカラー出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号に変換するよう指示を出し、カラープリンタに対しては、4色でプリントするカラープリントモードを設定する。
反対に画像処理部の原稿判別結果がモノクロであった場合には、画像処理部に対して、スキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでモノクロのみで画像出力が可能なK(ブラック)信号(輝度情報)に変換するよう指示を出し、カラープリンタに対しては、ブラック1色でプリントするモノクロプリントモードを設定する。
コントロールパネルでカラーコピー動作が指定される(フルカラーボタンが押される)と制御部はスキャナに対して所定の動作設定を行い、画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでカラー出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号に変換するよう指示を出す。カラープリンタに対しては、4色でプリントするカラープリントモードを設定する。
コントロールパネルでモノクロコピー動作が指定された(ブラックボタンが押された)場合には、制御部はスキャナに対して所定の動作設定を行い、画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでモノクロのみで画像出力が可能なK(ブラック)信号(輝度情報)に変換するよう指示を出す。カラープリンタに対しては、ブラック1色でプリントするモノクロプリントモードを設定する。
図21は、本発明のカラーMFPのシステム構成の一部を表すブロック図である。
このシステムの動作は、図22のフローチャートを参照しながら説明する。
スタートボタンが押されるとコピー動作を開始する(step1)。
このとき、コントロールパネルでオートカラーコピー動作が指定された(オートカラーボタンが押された)場合、あるいは、いずれのモード設定ボタンも押されていなかった場合は、オートカラーカラーコピーが指定されたものと判断する。他のモード指定ボタンが押されていた場合にはオートカラーコピーが指定されなかったと判断する(step2)。
オートカラーコピーモードが指定された場合、制御部はスキャナに対してRGBラインセンサでの画像が読み取れるよう、すなわち第1の画像読取手段によって読み取れるよう、スキャナ読取モードをセットし(step3)、カラースキャン動作を実行する(step4)。そして、カラースキャンを実行した結果、原稿がカラー原稿であるか否かを判定する(step5)。
Step2の判定の結果、カラー原稿であった場合には、画像処理部に対してスキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでカラー出力、すなわち第1の出力画像形成手段での出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号に変換できる画像処理を選択するよう指示を出す(step17)。カラープリンタに対しては、4色でプリントするカラープリントモードを設定する(step18)。そしてカラーコピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。
Step2の判定の結果、モノクロ原稿であった場合には、制御部はスキャナに対してKラインセンサのみで高速に画像を読み取れるよう、すなわち第2の画像読取手段によって読み取れるよう、スキャナの読み取りモードをセットする(step10)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるモノクロ画像情報(Kデータ:輝度情報)をプリンタ部のブラック1色でプリント可能な処理を選択するよう指示を出す(step11)。プリンタ部に対しては、ブラック画像を高速にプリントできる、すなわち第2の出力画像形成手段でプリントできるモノクロプリントモードを設定する(step12)。そしてモノクロコピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。
オートカラーコピーモードが指定されなかった場合、制御部は、モノクロコピーモードが指定されているかを判断する(step6)。
ここ(step6)で、モノクロコピーモードが指定された場合には、制御部はスキャナに対してKラインセンサのみで高速に画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step10)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるモノクロ画像情報(Kデータ:輝度情報)をプリンタ部のブラック1色でプリント可能な処理を選択するよう指示を出す(step11)。プリンタ部に対しては、ブラック画像を高速にプリントできるモノクロプリントモードを設定する(step12)。そしてモノクロコピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。
Step6でモノクロコピーモードが指定されなかった場合には、制御部はモノカラーコピーモードが指定されているかを判断する(step7)。
ここ(step7)で、モノカラーコピーモードが指定された場合には、制御部はスキャナに対してKラインセンサのみで高速に画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step13)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるモノクロ画像情報(Kデータ:輝度情報)をプリンタ部のYMCのいずれか1色または2色重ねでプリントするため、ブラック用の処理と同じ処理を選択するよう指示を出す(step14)。プリンタ部に対しては、画像処理部から送られてくる画像データを単色カラーで高速にプリントできるモノカラープリントモードを設定する(step15)。そしてモノカラーコピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。
Step7でモノカラーコピーモードが指定されなかった場合には、制御部はカラーコピーモードが指定されているかを判断する(step8)。
ここ(step8)で、カラーコピーモードが指定された場合には、制御部はスキャナに対してRGBラインセンサでの画像が読み取れるよう、すなわち第1の画像読取手段によって読み取れるよう、スキャナ読取モードをセットする(step16)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるRGB画像情報をカラープリンタでカラー出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号に変換できる画像処理を選択するよう指示を出す(step17)。カラープリンタに対しては、4色でプリントするカラープリントモードを設定する(step18)。そしてカラーコピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。
Step8でカラーコピーモードが指定されなかった場合には、コピー動作を開始したにもかかわらず、コピーモードが確定していない状況であるので、エラーとして処理する(step9)。
以上説明したような構成と制御フローにより、本発明の実施の形態に係るカラーMFPはそれぞれの動作モードに対して最適な条件で動作を行うことができる。
さらに、図22,23を用いて詳細に説明する。
図23は、第1実施の形態の画像形成装置1、第2実施の形態の画像形成装置201における本発明に係る部分のカラーMFPシステム構成を示すものである。すなわち、制御部100には、スキャナ部2または222、画像処理部101、メモリ102、画像形成ステーションとしてのプリンタ部3または203、およびコントロールパネル5が接続されている。
次に、このカラーMFPシステム構成の動作を図22のフローチャートを参照しながら説明する。以下、第1の実施の形態および第2の実施の形態の画像形成装置1におけるスキャナ部2とプリンタ部3の動作の詳細は後述する。
スタートボタン161が押されたことを検知した場合、制御部100は、コピー動作を開始する(step1)。
このときにコントロールパネル5でオートカラーボタン151が押されていたことを検知した場合、制御部100は、オートカラーコピー動作が指定されたと判断する(step2)。
オートカラーコピーモードが指定された場合、制御部100は、スキャナ部2に対して第1の画像読取手段であるラインセンサR,G,Bで画像を読み取るスキャナ読取モードをセットする(step3)。そして、制御部100は、カラースキャン動作を実行する(step4)。
制御部100は、step4でカラースキャンを実行した結果から原稿がカラー原稿であるか否かを判断する(step5)。このStep5が原稿種別選択手段に相当する。
Step5の判断結果がカラー原稿であったと判断した場合、制御部100は、画像処理部101に対してスキャナ部2から送られてくるRGBの画像情報(読取画像)をプリンタ部3でカラー出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号(カラーイメージ情報)に変換できる画像処理を設定する(step17)。さらに、制御部100は、プリンタ部3に対して、4色でプリントするカラープリントモードを設定する(step18)。カラープリントモードは第1の複写モードでもある。
第1の複写モードに設定して制御部100は、コピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。このときのコピー動作は第1の出力画像形成手段によるフルカラーコピー動作である。
また、step5の判断結果がモノクロ原稿であった場合、制御部100は、スキャナ部2に対してラインセンサKのみで第1の画像読取手段より高速に画像を読み取れるようすなわち第2の画像読取手段で読み取れるようスキャナ部2の読取モードをセットする(step10)。さらに、制御部100は、画像処理部101に対して、スキャナ2から送られてくるモノクロ画像情報(Kデータ:輝度情報)をプリンタ部3のブラック1色でプリント可能な画像処理を設定する(step11)。また、制御部100は、プリンタ部3に対して、ブラック画像をプリントするモノクロプリントモードを設定する(step12)。モノクロプリントは第2の複写モードである。
第2の複写モードに設定して制御部100は、コピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。このときのコピー動作は第1の出力画像形成手段より高速にプリントできる第2の出力画像形成手段によるモノクロコピー動作である。
また、step2でオートカラーコピーモードが指定されなかったと判断した場合、制御部100は、モノクロコピーモードが指定されているか否かを判断する(step6)。
Step6でモノクロコピーモードが指定されていたと判断した場合、制御部100は、スキャナ2に対してラインセンサKのみで第1の画像読取手段より高速に画像が読み取れるようすなわち第2の読取手段で読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step10)。さらに、制御部100は、画像処理部101に対して、スキャナ部2から送られてくるモノクロ画像情報(読取画像)をプリンタ部3のブラック1色でプリント可能な画像処理を設定する(step11)。また、制御部100は、プリンタ部3に対して、画像処理部101から送られてくるブラック画像データ(輝度イメージ情報)をプリントするモノクロプリントモードを設定する(step12)。
モノクロプリントは第2の複写モードである。
第2の複写モードに設定して制御部100は、コピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。このときのコピー動作は第1の出力画像形成手段より高速にプリントできる第2の出力画像形成手段によるモノクロコピー動作である。
また、step6でモノクロコピーモードが指定されなかったと判断した場合、制御部100は、モノカラーコピーモードが指定されているかを判断する(step7)。
Step7でモノカラーコピーモードが指定されていた場合、制御部100は、スキャナ部2に対して、ラインセンサKのみで第1の画像読取手段より高速に画像が読み取れるようすなわち第2の読取手段で読み取れるようにスキャナ読取モードをセットする(step13)。さらに、制御部100は、画像処理部101に対して、スキャナ部2から送られてくるモノクロ画像情報(読取画像)をプリンタ部3のYMCのいずれか1色または2色重ねでプリントするため、ブラック用画像処理と同じ画像処理を設定する(step14)。また、制御部100は、プリンタ部3に対して、画像処理部101から送られてくる画像データ(輝度イメージ情報)を単色カラーでプリントするモノカラープリントモードを設定する(step15)。モノカラープリントモードは第2の複写モードである。
第2の複写モードに設定して制御部100は、コピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。このときのコピー動作は第1の出力画像形成手段より高速にプリントできる第2の出力画像形成手段によるモノカラーコピー動作である。
また、step7でモノカラーコピーモードが指定されていなかったと判断した場合、制御部100は、カラーコピーモードが指定されているか否かを判断する(step8)。
Step8でカラーコピーモードが指定されたと判断した場合、制御部100は、スキャナ部2に対して、ラインセンサR,G,Bで画像が読み取れるようすなわち第1の読取手段で読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step16)。さらに、制御部100は、画像処理部101に対して、スキャナ部2から送られてくるRGBの画像情報(読取画像)をプリンタ部3でカラー出力が可能なYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号(カラーイメージ情報)に変換できる画像処理を設定する(step17)。また、制御部100は、プリンタ部3に対して、4色でプリントするカラープリントモードを設定する(step18)。カラープリントモードは第1の複写モードである。
第1の複写モードに設定して制御部100は、コピー動作を実行し(step19)、一連の動作を終了する(step20)。このときのコピー動作は第2の出力画像形成手段によるフルカラーコピー動作である。
また、step8でカラーコピーモードが指定されなかったと判断した場合、制御部100は、コピー動作を開始したにもかかわらずコピーモードが確定していない状況であるので、エラーとして処理する(step9)。
以上説明したような構成と制御フローにより、本発明の実施の形態に係る画像形成装置(カラーMFP)1,201は、それぞれの動作モードに対して最適な条件で動作を行うことができる。
図24は、カラースキャン可能なモノクロMFPの従来構成を示すブロック図である。図に示すように、スキャナ部のセンサはRGBの3ラインから構成されている。
コントロールパネルでコピーが指示された場合、スキャナ部で読み取られたRGBのカラー情報が画像処理部でK(モノクロ)データ(輝度情報)に変換されてモノクロプリンタ部に送られる。モノクロプリンタ部は、このKデータ(輝度情報)をプリントアウトする。
コントロールパネルでFAXが指定された場合も同様に、画像処理部が出力するKデータ(輝度情報)をFAXモデムが所定のフォーマットに従い公衆回線に出力する。
コントロールパネルでスキャナが指定された場合には、スキャナ部で読み取られたRGBのカラー情報が、画像処理部で所定のRGBデータに変換され、ネットワークインターフェースへと送られる。ネットワークインターフェースは、このRGBデータを所定のフォーマットに従い、ネットワーク(LAN)上に出力する。
複写動作、FAX動作、スキャナ動作(ネットワークへの出力)に要求される速度を比較すると、複写動作に対して最もスピードが要求され、一般にFAXやネットワークスキャンには高速性は要求されていない。例えば、高速FAXでも、1分間に10枚程度の送信能力である。これは、通信回線にボトルネックが存在するからであり、たとえスキャナを高速化しても、システムとしては高速化につながらない。一方、コピー動作の場合、1分間に20枚や30枚はあたりまえであり、80枚以上の機械も珍しくない。
従って、複写機能と、FAXやネットワークスキャン機能を同じスキャナ(読取装置)を用いて実現する場合、どうしても、FAXやネットワークスキャン機能にとっては、オーバースペックのスキャナを搭載することになる。まして、プリントエンジンがモノクロの場合、スピードが必要なのは、モノクロ情報(輝度情報)であるにもかかわらず、従来技術では、カラーセンサからモノクロ情報(輝度情報)を得ていたため、高速カラー読取り装置が要求されるといった不合理があった。
図25は、本発明のモノクロMFPシステム構成を表すブロック図である。
このシステム動作を、図26のフローチャートを参照しながら説明する。
スタートボタンが押されると動作を開始する。このとき、コントロールパネルでコピー動作が指定されていた(コピー指定ボタンが押されていた)場合、あるいは、いずれのモード設定ボタンも押されていなかった場合、制御部はコピー動作が指定されたものと判断する(step30)。他のモード指定ボタンが押されていた場合にはコピー動作が指定されなかったと判断する(step31)。
コピーモードが指定された場合、制御部はスキャナに対してKラインセンサで高速に画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step35)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるK画像情報(輝度情報)を(モノクロ)プリンタで出力が可能なKデータ(輝度情報)に変換できる画像処理を選択するよう指示を出す(step36)。そしてコピー動作を実行し(step37)、一連の動作を終了する(step44)。この動作により、高速に、かつ、高画質でモノクロコピーが実行できる。
Step31でコピー動作が指定されなかった場合には、制御部はFAX動作モードが指定されているかを判断する(step32)。
Step32でFAX動作モードが指定されていた場合、制御部はスキャナに対してKラインセンサで画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step38)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるK画像情報(輝度情報)を公衆回線に出力が可能な信号に変換できる画像処理を選択するよう指示を出す(step39)。そしてFAXモデムに対して所定の設定を施し、FAX動作(モノクロスキャン)を実行し(step40)、一連の動作を終了する(step44)。
Step32でFAX動作が指定されなかった場合には、制御部はスキャナ動作モードが指定されているかを判断する(step33)。
Step33でスキャナ動作が指定されていた場合、制御部はスキャナに対してRGBラインセンサで画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step41)。画像処理部に対しては、スキャナから送られてくるRGBカラー画像情報をネットワークに出力が可能な信号に変換できる画像処理を選択するよう指示を出す(step42)。そしてネットワークインターフェースに対して所定の設定を施し、カラースキャン動作を実行し(step43)、一連の動作を終了する(step44)。
Step33でスキャナ動作が指定されなかった場合には、動作を開始したにもかかわらず、動作モードが確定していない状況であるので、エラーとして処理する(step34)。
以上、説明したような構成と制御フローにより、本発明の実施の形態に係るモノクロMFPは、それぞれの動作モードに対して、最適な条件で動作を行うことができる。
さらに、図26,27を用いて詳細に説明する。
図27は、第3実施例の画像形成装置301における本発明に係る部分のモノクロMFPシステム構成を示すものである。すなわち、制御部300には、カラースキャナ部302、画像処理部321、モノクロプリンタ部303、LAN323に接続するネットワークインターフェース322、および公衆回線に接続されるFAXモデム324が接続されている。
このモノクロMFPシステム構成の動作を図26のフローチャートを参照しながら説明する。
スタートボタン161が押された際、制御部300は、動作を開始する。
このとき制御部300は、モード設定ボタンが押されていたか否かを判断する(step30)。
Step30でコピーボタン351が押されていた場合(step31)、あるいは、いずれのモード設定ボタンも押されていなかった場合、制御部300は、コピー動作が指定されたものと判断する。
制御部300は、コピー動作が指定されたものと判断した場合、カラースキャナ部302に対して、ラインセンサKでRGBラインセンサより高速で画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step35)。さらに、制御部300は、画像処理部321に対して、カラースキャナ部302から送られてくるK画像情報(読取画像)をモノクロプリンタ部303で出力が可能なKデータ(輝度イメージ情報)に変換できる画像処理を設定する(step36)。
そして、制御部300は、コピー動作を実行し(step37)、一連の動作を終了する(step44)。この動作により、ラインセンサKによる読み取りはRGBラインセンサを用いた場合より高速に、かつ、高画質でモノクロコピーが実行できる。
また、step31でコピー動作が指定されなかった場合、制御部300は、FAX動作モードが指定されているか否かを判断する(step32)。
Step32でFAX動作モードが指定されていた場合、制御部300は、カラースキャナ部302に対して、ラインセンサKで画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step38)。さらに、制御部300は、画像処理部321に対して、カラースキャナ部302から送られてくるK画像情報(読取画像)を公衆回線に出力が可能な信号(イメージ情報)に変換できる画像処理を設定する(step39)。
そして、制御部300は、FAXモデム324に対して所定の設定を施し、FAX動作(モノクロスキャン)を実行し(step40)、一連の動作を終了する(step44)。
また、step32でFAX動作が指定されなかった場合、制御部300は、スキャナ動作モードが指定されているか否かを判断する(step33)。
Step33でスキャナ動作が指定されていた場合、制御部300は、カラースキャナ部302に対して、ラインセンサR,G,Bで画像が読み取れるようスキャナ読取モードをセットする(step41)。さらに、制御部300は、画像処理部321に対して、カラースキャナ部302から送られてくるRGBのカラー画像情報(読取画像)をネットワークに出力が可能な信号(カラーイメージ情報)に変換できる画像処理を設定する(step42)。
そして制御部300は、ネットワークインターフェース322に対して所定の設定を施し、カラースキャン動作を実行し(step43)、一連の動作を終了する(step44)。
また、step33でスキャナ動作が指定されなかった場合、制御部300は、動作を開始したにもかかわらず動作モードが確定していない状態であるので、エラーとして処理する(step34)。
以上説明したような構成と制御フローにより、本発明の実施の形態に係る画像形成装置(モノクロMFP)301は、それぞれの動作モードに対して最適な条件で動作を行うことができる。
次に、図1に示す4回転型カラープリンタを用いた異種原稿連続コピー動作について説明する。
図28,29,30は、スキャナとプリンタの動作を示すタイミングチャートである。尚、ここでは、説明を簡単にするために、スキャナがRGBラインを用いてカラー画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタが1色の画像を形成するのに必要な時間を2:1の比率としている。また、スキャナがKラインを用いてモノクロ画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタが1色の画像を形成するのに必要な時間を1:1の比率としている。
最初にカラーコピー動作について、図28を参照して説明する。
まずスキャナが1枚目の原稿をRGBセンサで読み取る。チャートではこの1枚目の画像読取り情報をRGB1と表している。画像処理部は、このRGB1信号をプリントに用いるYMCK信号に変換する。チャートでは画像処理部で変換された1枚目のYMCK信号をそれぞれY1、M1、C1、K1と表わしている。
プリンタは、途中で動作を止めることができないため、プリンタが最初のY1信号のプリントを開始するのは、スキャナが動作してからしばらく時間が経過してからであり、早くともプリンタがY1信号をプリントし終わる時点でスキャナが画像を読み終わることが可能なタイミングである。
尚、スキャナが読み取った1枚目のRGB1信号または、画像処理部で変換されたM1、C1、K1信号はメモリに記憶され、プリンタがY1信号をプリントした後のM1、C1、K1信号をプリントする時に利用される。このようにメモリに画像情報を記憶させておくことで、1枚の原稿に対してスキャナによる読取動作は1回でよい。
タイミングチャートから明らかなように、プリンタがカラー画像を形成するのは、Y、M、C、Kの4サイクルの動作が必要であり、1色あたりのプリント動作がスキャナのカラー画像読取動作の2倍高速であっても、次の原稿を読み取り始めなければならなくなるまでには、時間的に余裕がある。
本実施の形態の場合、カラー画像を効率よくコピーするためには、スキャナは2枚目のカラー画像読み取りを遅くともプリンタがK1信号をプリントし始めるタイミングで開始するのがよい。そして、2枚目のRGB2信号を基にプリンタはY2信号のプリントを開始する。
この一連の動作を繰り返すことで、異種原稿の連続カラーコピーが行われる。
次に、従来のモノクロコピー動作について図29を参照して説明する。従来は、先に説明したようにスキャナで読み取られるRGB信号を画像処理によってK信号(輝度情報)に変換していた。従って、一連のコピー動作は、次のようになる。
まずスキャナが1枚目の原稿をRGBセンサで読み取る。タイミングチャートではこの1枚目の画像読取り情報をRGB1と表している。画像処理部は、このRGB1信号をモノクロプリントに用いるK信号(輝度情報)に変換する。タイミングチャートでは画像処理部で変換された1枚目のK信号(輝度情報)をK1とあらわしている。カラーコピー動作の場合と同様、プリンタは、途中で動作を止めることができないため、プリンタが最初のK1信号のプリントを開始するのは、スキャナが動作してからしばらく時間が経過してからであり、早くともプリンタがK1信号をプリントし終わる時点でスキャナが画像を読み終わることが可能なタイミングである。
タイミングチャートから明らかなように、プリンタがモノクロ画像を形成するのは、Kの1サイクル動作のみであるため、今度は、プリンタ動作に余裕ができることになる。即ち、プリンタが1枚目のK1信号をプリントし終えて、2枚目のK2信号をプリントアウトできる状態になっても、スキャナ動作がプリンタ動作の1/2のスピードであるため、次のK2情報が得られておらず、連続してプリントすることができない。従って、タイミングチャートから明らかなように、プリント動作が途切れ途切れになってしまう。
このことは、プリンタ部の潜在的なプリント速度を生かしきれないだけでなく、同じ時間プリンタが動作しても、その間にプリントアウトされる枚数が減ってしまうことを意味する。つまり、プリントアウトに寄与しない無駄な動作時間が生じることになり、マシンライフ(寿命)や感光体ドラムなどの消耗品ライフ(寿命)を短くしてしまうという弊害を生む原因となる。
次に本発明におけるモノクロコピー動作を図30を参照して説明する。
先に説明したように、スキャナがKラインを用いてモノクロ画像を読み込むのに必要な時間とプリンタが1色の画像を形成するのに必要な時間は1:1の比率となっている。タイムチャートから明らかなように、スキャナ動作速度とプリンタ動作速度のバランスが良いと無駄な時間が生じない。
即ち、スキャナが1枚目のモノクロ原稿の画像情報K1をKラインで読み始めるのとほぼ同時にプリンタはK1信号のプリント動作を開始し、スキャナ部が1枚目の画像K1を読み終えるのとほぼ同時にプリンタ部もK1のプリントを終える。そしてスキャナ部が2枚目の画像K2をKラインで読み始めるのとほぼ同時にプリンタ部もK2のプリントを開始する。このように無駄時間無くスキャン動作とプリント動作が同期して進行することで効率よくモノクロコピーを実行することができる。
さらに詳細に、図1に示した第1実施の形態の画像形成装置1を用いた異種原稿連続コピー動作について説明する。以下は、制御部100によって制御される。
図28,30は、スキャナ部2とプリンタ部3の動作を示すタイミングチャートである。尚、ここでは、説明を簡単にするために、スキャナ部2がラインセンサR,G,Bを用いてカラー画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタ部3が1色の画像を形成するのに必要な時間を2:1の比率としている。また、スキャナ部2がラインセンサKを用いてモノクロ画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタ部3が1色の画像を形成するのに必要な時間を1:1の比率としている。
最初にカラーコピー動作について、図23と図28のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、スキャナ部2が1枚目の原稿をラインセンサR,G,Bで読み取る。タイミングチャートでは、この1枚目の画像読取情報をRGB1と表している。
画像処理部101は、このRGB1の信号をプリント部3に用いるYMCK信号に変換する。タイミングチャートでは画像処理部101で変換された1枚目のYMCK信号をそれぞれY1、M1、C1、K1と表わしている。
プリンタ部3は途中で動作を止めることができないため、プリンタ部3が最初のY1信号のプリントを開始するのはスキャナ部2が動作してしばらく時間が経過してからである。早くとも、プリンタ部3がY1信号をプリントし終わる時点で、スキャナ部2が原稿の画像を読み終わることが可能なタイミングである。
尚、スキャナ部2が読み取った1枚目のRGB1信号、または画像処理部101で変換されたM1、C1、K1信号は、メモリ102に記憶され、プリンタ部3がY1信号をプリントした後のM1、C1、K1信号をプリントする時に利用される。このようにメモリ102に画像情報を記憶させておくことで、1枚の原稿に対してスキャナ部2による読取動作は1回でよい。
タイミングチャートから明らかなように、プリンタ部3がカラー画像を形成するのは、Y、M、C、Kの4サイクルの動作が必要であり、1色あたりのプリント動作がスキャナ部2のカラー画像読取動作の2倍速であっても、次の原稿を読み取り始めなければならなくなるまでには時間的に余裕がある。
本第1実施の形態の画像形成装置1の場合、カラー画像を効率よくコピーするためには、スキャナ部2は2枚目のカラー画像読み取りを遅くともプリンタ部3がK1信号をプリントし始めるタイミングで開始するのがよい。そして、2枚目のRGB2信号を基にプリンタ部3はY2信号のプリントを開始する。
この一連の動作を繰り返すことで、異種原稿の連続カラーコピーが行われる。
次に、本第1の実施の形態の画像形成装置1における本発明のモノクロコピー動作を、図23と図30のタイミングチャートを参照して説明する。
先に説明したように、スキャナ部2がラインセンサKを用いてモノクロ画像を読み込むのに必要な時間とプリンタ部3が1色の画像を形成するのに必要な時間は1:1の比率となっている。タイミングチャートから明らかなように、スキャナ動作速度とプリンタ部203動作速度のバランスが良いと無駄な時間を生じないようにすることができる(効率化)。
すなわち、スキャナ部2が1枚目のモノクロ原稿の画像情報K1をラインセンサKで読み始めるのとほぼ同時に、プリンタ部3はK1信号のプリント動作を開始し、スキャナ部2が1枚目の画像K1を読み終えるのとほぼ同時に、プリンタ部3もK1のプリントを終える。
そして、スキャナ部2が2枚目の画像K2をラインセンサKで読み始めるのとほぼ同時に、プリンタ部もK2のプリントを開始する。このように、無駄な時間(待機時間)なく、スキャン動作とプリント動作が同期して進行することで効率よくモノクロコピーを実行することができる。
この結果、モノクロコピー時は、カラーコピー時に比べて効率良くコピーを実行することができる。
すなわち、モノクロコピー時の高速化を図ることができる。
次に、図14に示す4連タンデム型カラープリンタを用いた、異種原稿連続コピー動作について説明する。
図31,32,33は、スキャナとプリンタの動作を示すタイミングチャートである。尚、ここでは、説明を簡単にするために、スキャナがRGBラインを用いてカラー画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタが1色の画像を形成するのに必要な時間を1:1の比率としている。
最初にカラーコピー動作について、図31を参照して説明する。
まずスキャナが1枚目の原稿をRGBセンサで読み取る。タイミングチャートではこの1枚目の画像読取り情報をRGB1と表している。画像処理部は、このRGB1信号をプリントに用いるYMCK信号に変換する。タイミングチャートでは画像処理部で変換された1枚目のYMCK信号をそれぞれY1、M1、C1、K1とあらわしている。
スキャナ部が読取動作を開始するのとほぼ同時にプリンタ部は画像処理部から出力されるY1の出力を開始する。M1、C1、K1の出力は、Y,M,C,Kそれぞれの感光体ドラム間の距離分遅延して同時並行で実行される。
スキャナ部が2枚目の原稿を読取始めると、画像処理部はこれをY2、M2、C2、K2に変換し始めるとともに、プリンタ部が、それぞれの信号をプリントし始める。
タイミングチャートから明らかなように、スキャナ部とプリンタ部は、同期して動作し、無駄な時間は生じない。
次に、従来構成のモノクロコピー動作について、図32を参照して説明する。
先に説明したようにプリンタ部がモノクロ画像を出力する際には、4倍のスピードになる。従って、画像形成に必要な時間は、1/4となる。
一方、従来構成では、モノクロ画像であってもスキャナ部はRGBで原稿を読み取るので、画像を取り込むための時間に変化は無い。従って、タイミングチャートに示すように、スキャナ部が、1枚目の原稿読み取り動作を開始して、しばらくしてから、プリンタ部はモノクロ画像K1の出力を開始する。このようなタイミング関係から明らかなように、2枚目のコピーを実行する際にも、スキャナ部が、2枚目の原稿を読み始めて、しばらくしてからプリンタ部が動作し、ブラック画像を出力する。このようにして画像を出力すると、プリンタ部のブラック画像出力能力の約1/4しかその能力を生かせない状態になる。
次に本発明の実施の形態におけるモノクロコピー動作を図33を参照して説明する。
本発明の構成の場合、ブラック画像をコピーする際には、スキャナ部は、図12,13に示したKラインを用いることでカラーの読み取りに比べ4倍の速度で画像を読み取ることができる。タイミングチャートに示すように、モノクロ画像を取り込むのに要する時間K1は、先のカラー画像を取り込むのに要する時間RGB1の1/4である。従って、スキャナが画像を読取り始めるのとほぼ同時に、プリンタ部は動作を開始することができる。2枚目をコピーする際も同様に、スキャナ部が画像を読取り始めるのとほぼ同時にプリンタ部は画像形成可能となる。このようにして画像を出力すると、プリンタ部のブラック画像出力能力をフルに引き出すことができ、パフォーマンスは、4倍に上がる。
さらに詳細に、図14に示した第2実施の形態の画像形成装置201を用いた異種原稿連続コピー動作について説明する。以下は、制御部100によって制御される。
図31,33は、スキャナ部222とプリンタ部203の動作を示すタイミングチャートである。尚、ここでは、説明を簡単にするために、スキャナ部222がラインセンサR,G,Bを用いてカラー画像を読み込むのに必要な時間と、プリンタ部203が1色の画像を形成するのに必要な時間を1:1の比率としている。
最初にカラーコピー動作について、図23と図31のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、スキャナ部222が1枚目の原稿をラインセンサR,G,Bで読み取る。タイミングチャートでは、この1枚目の画像読取情報をRGB1と表している。
画像処理部101は、このRGB1信号をプリントに用いるYMCK信号に変換する。タイミングチャートでは、画像処理部101で変換された1枚目のYMCK信号をそれぞれY1、M1、C1、K1と表している。
スキャナ部222が読取動作を開始するのとほぼ同時に、プリンタ部203は画像処理部101から出力されるY1の出力を開始する。M1、C1、K1の出力は、Y,M,C,Kそれぞれの感光体ドラム(4Y,4M,4C,4K)間の距離分遅延して同時並行で実行される。
スキャナ部222が2枚目の原稿を読み取り始めると、画像処理部101は、これをY2、M2、C2、K2信号に変換し始めるとともに、プリンタ部203がそれぞれの信号をプリントし始める。
タイミングチャートから明らかなように、スキャナ部222とプリンタ部203は、同期して動作し、無駄な時間は生じない。
次に、本第2実施の形態の画像形成装置201における本発明のモノクロコピー動作を、図23と図33のタイミングチャートを参照して説明する。
本第2実施の形態の場合、ブラック画像をコピーする際、スキャナ部222は、図12,13に示したラインセンサBKを用いることでカラーの読み取りに比べ4倍の速度で画像を読み取ることができる。
タイミングチャートに示すように、モノクロ画像を取り込むのに要する時間K1は、先のカラー画像を取り込むのに要する時間RGB1の1/4である。従って、スキャナ部222が画像を読み取り始めるのとほぼ同時に、プリンタ部203は動作を開始することができる。
2枚目の原稿をコピーする際も同様に、スキャナ部222が画像を読み取り始めるのとほぼ同時に、プリンタ部203は画像の形成が可能となる。このようにして画像を出力すると、プリンタ部203のブラック画像出力能力をフルに引き出すことができ、パフォーマンスは4倍となる。
この結果、ブラック画像出力時は、カラー画像出力時に比べて1原稿読取当たりの画像出力を高速化することができる。
すなわち、モノクロコピー時の高速化を図ることができる。
以上説明したように、本発明に係る実施の形態は、カラー画像を読取るためのセンサ(RGBのカラーフィルタを備えた3ラインセンサ)に加え、モノクロ画像を読み取るためのカラーフィルタの無い1ラインセンサをカラー画像読取り装置に内蔵している。
モノクロコピーする際には、カラーフィルタの無い1ラインセンサで画像を読取り、この画像情報を基にモノクロ画像を形成する。カラーフィルタの無い1ラインセンサは、1ラインで画像を読み取るため、色ずれがなくシャープに画像が読み取れ、読取画像品質が向上する。また、フィルタの無い分、カラーフィルタのついたセンサより高感度で、高速に画像が読み取れるので、スキャナ部を大型化したり、大きな光源を搭載する必要が無い。
また、R,G,B信号からモノクロ信号に変換する変換回路が不要になるため、安価な回路構成とすることができる。
カラーMFPでモノクロ画像をコピーする場合には、カラーフィルタの無い1ラインセンサで画像を高速にシャープに読取り、プリンタ部をモノクロ画像形成モードで高速に動作させることによって高速高画質のモノクロコピーが可能となっている。また、異種原稿のモノクロ連続コピー時にもスキャナのモノクロ画像読取動作が速いため、プリント出力に無駄な時間できず、装置寿命や感光体ドラムなどの消耗品寿命を短くすることも無い。
尚、本実施の形態では、4ラインCCDのラインセンサKには光学フィルタを配していないが、この形態に限定されず、透明な光学フィルタ部材を設けるように構成しても良い。
また、本実施の形態では、プリンタ部は電子写真系を用いて構成しているが、この形態に限定されず、インクジェット方式、サーマルプリンタあるいは公知の印刷手段等を用いて構成しても良い。
Claims (15)
- 特定の波長帯域の光を透過させるフィルタを介して画像を第1の走査速度で読み取ってイメージ情報に変換する第1の画像読取手段と、
前記第1の走査速度よりも速い第2の走査速度で画像を読み取ってイメージ情報に変換する第2の画像読取手段と、
前記第1の画像読取手段によって読み取られたイメージ情報に基づいて出力画像を形成する第1の出力画像形成手段と、
前記第2の画像読取手段によって読み取られたイメージ情報に基づいて出力画像を形成する第2の出力画像形成手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の出力画像形成手段は前記第1の出力画像形成手段より速い速度で出力画像を形成することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第1の画像読取手段は読取画像をカラーイメージ情報に変換し、
前記第2の画像読取手段は読取画像を輝度イメージ情報に変換し、
前記第1の出力画像形成手段は前記第1の画像読取手段が変換する前記カラーイメージ情報に基づいてカラー画像を形成し、
前記第2の出力画像形成手段は前記第2の画像読取手段が変換する前記輝度イメージ情報に基づいて単色画像を形成することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記第1の出力画像形成手段で用いる色の数は、前記第2の出力画像形成手段で用いる色の数よりも多いことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
- それぞれ色の異なる複数の画像形成ステーションを有し、
前記第1の出力画像形成手段は、前記複数の画像形成ステーションを同期動作させてカラー画像を形成し、
前記第2の出力画像形成手段は、前記複数の画像形成ステーションのうち所定の画像形成ステーションを前記第1の出力画像形成手段よりも高速に動作させて単色画像を形成することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記第2の出力画像形成手段は少なくとも黒とは異なる色の前記画像形成ステーションを使用して単色画像を形成することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- 前記第1の画像読取手段は、それぞれ異なる波長帯域の光に感度を持つ複数の第1の受光素子列を備え、
前記第2の画像読取手段は前記それぞれ異なる波長帯域よりも広い波長帯域の光に感度を持つ第2の受光素子列を備え、
同一強度の光に対する感度が、第1の受光素子列よりも第2の受光素子列の方が高いことを特徴とする請求項1乃至6の内いずれか1項に記載の画像形成装置。 - カラー原稿の場合には第1の複写モードを選択し、単色原稿の場合には前記第2の複写モードを選択する原稿種別判断選択手段をさらに備え、
前記第1の複写モードが選択された場合は前記第1の出力画像形成手段で画像を形成し、前記第2の複写モードが選択された場合は前記第2の出力画像形成手段で画像を形成することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第2の画像読取手段で読み取られたイメージ情報に基づいて画像を形成する際、予め設定された単一色に対応した他の色とグループ化されていない1つの現像器を用いて前記出力画像形成を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第2の画像読取手段で読み取られたイメージ情報に基づいて画像を形成する際、予め設定された複数の画像形成ステーションのうち1つの画像形成ステーションを用い、前記第2の画像読取手段の走査速度と一致して前記出力画像形成を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第1の画像読取手段によって読取るのに必要な時間と、前記第1の出力画像形成手段によって1つの色の画像を形成するのに必要な時間が同じであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 被複写原稿を被複写原稿の色に対応する複数の色で複写する第1の複写モードと、被複写原稿を単一色で複写する第2の複写モードとを有する画像形成装置であって、
前記第1の複写モードで複写する際には、被複写原稿をそれぞれ異なる波長帯域の光を透過する光学フィルタを介した複数の第1の受光素子列で読み取り、前記第2の複写モードで複写する際には、被複写原稿を光学フィルタを介しない第2の受光素子列で読み取る画像読取手段
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 被複写原稿が複数色で表現されたカラー原稿か、単一色で表わされた単色原稿かを判断して、
カラー原稿の場合には前記第1の複写モードを選択し、単色原稿の場合には前記第2の複写モードを選択する原稿種別判断選択手段
を更に備えたことを特徴とする請求項12記載の画像形成装置。 - 前記複数の第1の受光素子列と前記第2の受光素子列とが同一基板上に配されていることを特徴とする請求項1乃至13の内いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 被複写原稿を被複写原稿の色に対応する複数の色で読み取るスキャンモードと、被複写原稿を単一色で複写する単色コピーモードとを有する画像形成装置であって、
前記スキャンモードで被複写原稿を読み取る際には、被複写原稿をそれぞれ異なる波長帯域の光を透過する光学フィルタを介した複数の第1の受光素子列で読み取り、前記単色コピーモードで複写する際には、被複写原稿を光学フィルタを介しない第2の受光素子列で読み取る画像読取手段
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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