(57)【要約】【課題】複数の現像器を備える画像形成装置で、現像器のうちの一部を用いて画像形成を行う際のエネルギー等の効率を改善する。【解決手段】複合機１００は、スキャナ等を備え、画像情報を受け付ける受付部１０と、１の画像からＹＭＣＫの４種の色成分の画像信号を含む画像データを得ることのできる主制御部１１と、当該色成分に対応する静電潜像を形成し、これをトナーにより現像する画像形成部１４と、画像信号のレベルが閾値未満である色成分については、静電潜像の形成も現像も行わないように、上記画像形成部１４を制御するエンジン制御部１３と、を備える。【選択図】図１
2008065195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１の画像から２以上の色成分の画像信号を含む画像データを得ることのできる画像処理部と、
静電潜像を担持する像担持体と、
上記色成分に対応する静電潜像を上記像担持体上にそれぞれ形成可能な静電潜像形成部と、
各色成分に対応する現像剤により、上記静電潜像を現像する現像装置と、
画像信号のレベルが閾値未満である色成分については、静電潜像の形成及び現像剤の搬送を行わないように、上記静電潜像形成部及び上記現像装置を制御可能な制御部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
上記現像装置は、各色成分に対応する上記現像剤を上記像担持体上に搬送する現像器を、１の上記像担持体に対して複数、同一回転軸上に備えると共に、上記現像器を上記像担持体に順次対向させることにより、各静電潜像を現像可能なロータリー式の現像装置であり、
上記制御部は、画像信号のレベルが閾値未満である上記色成分に対応する現像器と上記像担持体とが対向する時間を、画像信号のレベルが上記閾値以上である色成分に対応する現像器と上記像担持体とが対向する時間よりも短くすることができる請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ装置、コピー機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において処理動作のエネルギー又は時間の効率を向上させるために、これまでに様々な技術が提案されている。その一例として、特許文献１及び２に、カラーコピー機及びカラープリンタ等、カラー画像を用紙上に印刷出力する画像形成装置についての発明が記載されている。
【０００３】
特許文献１には、１つの感光体ドラムと、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナーを有する３つの現像ユニットを同一回転軸の周りに備えたリボルバ型の現像ユニットと、該リボルバ型現像ユニット（ロータリー型）とは別に設けられるブラック（Ｋ）トナーを有する現像ユニットとを備える画像形成装置が記載されている。上記リボルバ型現像ユニットは、イエロー、マゼンダ、シアンの順に、各現像ユニットの現像ローラを感光体に順次対向させてカラー静電潜像を現像する。上記リボルバ型現像ユニットでは、イエロー‐マゼンダ、及びマゼンダ‐シアン間での現像ローラの間隔が同一の第１の距離、シアン‐イエロー間での間隔を第１の距離より長い第２の距離となっている。上記画像形成装置は、シアンからイエローへの切り替えの間に、ブラックの現像ユニットによる現像を行っている。
【０００４】
特許文献２では、１つの感光体ドラムに対して複数の現像器を同一回転軸の周りに回転可能に備えたロータリー型の画像形成装置、及び、複数の感光体ドラムを備え、感光体毎に各色の現像器を設けたタンデム型の画像形成装置において、２色又は３色で画像を形成する２色モード、３色モードを有する画像形成装置が記載されている。例えば４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）を用いる場合における２色モードでは、ＣＭＹＫの中で画像信号レベルの最も多い色から２色を画像形成装置が自動的に選択するか、ユーザの選択した２色を用いるようになっている。
【特許文献１】特開２００３‐２３３２３９号公報（２００３年８月２２日公開）
【特許文献２】特開２００４‐３２５５９７号公報（２００４年１１月１８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像又はユーザの要求によっては、４色中２色又は３色のトナーのみで画像形成が可能な場合がある。しかし特許文献１のような技術では、全ての色のトナーを用いて画像を形成することしか考慮されていない。一方、特許文献２の技術では、トナー画像を構成する色自体を少なくすることは可能である。しかし、一部の色のみを用いて画像を形成する際の画像形成の効率化については、さらなる改良の余地があった。
【０００６】
本発明の目的は、複数の現像器を備える画像形成装置で、現像器のうちの一部を用いて画像形成を行う際のエネルギー等の効率を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の画像形成装置は、１の画像から２以上の色成分の画像信号を含む画像データを得ることのできる画像処理部と、静電潜像を担持する像担持体と、上記色成分に対応する静電潜像を上記像担持体上にそれぞれ形成可能な静電潜像形成部と、各色成分に対応する現像剤を上記像担持体上に搬送する現像器を、１の上記像担持体に対して複数、同一回転軸上に備えると共に、上記現像器を上記像担持体に順次対向させることにより、各静電潜像を現像可能なロータリー式の現像装置と、画像信号のレベルが閾値未満である色成分については、静電潜像の形成及び現像剤の搬送を行わないように、上記静電潜像形成部及び上記現像装置を制御可能な制御部と、を備える。
【０００８】
上記画像形成装置は、２以上の色成分の画像信号を得ても、画像信号レベルが閾値未満である色成分については、静電潜像の形成も現像剤の搬送も行わない。そのため、画像形成にかかるエネルギー効率を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、上記現像装置が、各色成分に対応する上記現像剤を上記像担持体上に搬送する現像器を、１の上記像担持体に対して複数、同一回転軸上に備えると共に、上記現像器を上記像担持体に順次対向させることにより、各静電潜像を現像可能なロータリー式の現像装置であり、上記制御部は、画像信号のレベルが閾値未満である上記色成分に対応する現像器と上記像担持体とが対向する時間を、画像信号のレベルが上記閾値以上である色成分に対応する現像器と上記像担持体とが対向する時間よりも短くすることができる。
【００１０】
上記画像形成装置は、画像信号レベルが閾値未満である色成分についての現像にかかる時間を短縮することができる。それゆえ、画像形成にかかる時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、２以上の色成分の画像信号を得ても、画像信号レベルが閾値未満である色成分については、静電潜像の形成も現像剤の搬送も行わない。そのため、画像形成にかかるエネルギー効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔実施形態〕
以下、図面に基づいて本発明の画像読取装置の実施の一形態として、複合機１００を例に説明する。複合機１００は、コピー機、ファクシミリ装置、及びプリンタとしての機能を備える。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、公知の画像形成装置として実施可能である。
【００１３】
＜１．複合機１００の概略構成＞
まず、複合機１００全体の構成について、図１を参照して説明する。図１は、複合機１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
複合機１００は、外部からの種々の画像の入力等を受け付ける受付部１０、受付部１０からの画像情報に基づく画像データの生成等を行う主制御部１０、この画像データを記憶する画像記憶部１２、画像形成を実行する画像形成部１４、画像データに基づいて画像形成部１４を制御するエンジン制御部１３を備える。
【００１５】
受付部１０は、画像形成ジョブを始めとするジョブを受付可能であり、具体的には回線に接続するモデム、コンピュータに接続するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）、ハードキー及び表示画面上のソフトキー等を介してユーザからの入力を受け付ける操作盤、載置台上の原稿を読み取るスキャナ等を備える。
【００１６】
主制御部１１は、複合機１００の各部との間でデータ信号及び制御信号の送受信を行って、複写動作やプリント動作などを統括的に制御したり、回覧転送機能を含むファクシミリ伝送制御を行なったりするものである。
【００１７】
具体的には、主制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成可能である。ＣＰＵはスキャナからの画像情報を電子化して画像データを生成したり、種々の演算を行ったりすることができる。ＲＯＭにはＣＰＵによって行われる制御に関するプログラムや、複合機１００内の各部の動作に関するプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として機能する他、操作盤を介して受け付けたユーザの入力内容等、受付部１０の受け付け内容を保持する領域、コンピュータ等から受け取った画像データを保持する領域等を有している。
【００１８】
受付部１０から画像情報は、主制御部１１での画像処理によりＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色成分ごとに分解され、画像記憶部１２に蓄積される。つまり、主制御部１１は、画像処理部として機能する。主制御部１１は、画像記憶部１２内に蓄積された画像データに基づいて、各ページデータの送信開始前に、画像形成に必要な色の情報をエンジン制御部１３へ送信する。エンジン制御部１３は、この情報に基づいて、画像形成部１４における画像形成の準備（後述の定着装置８の温度を所定範囲に調整、現像器４１のトナー量確認等）が整ったところで主制御部１１に画像データを要求し、この画像データに基づいて画像を形成するように画像形成部１４を制御する。
【００１９】
＜２．画像形成部の構成＞
複合機１００は、図２に示す筐体１０１及び筐体１０１内に設けられた画像形成部１４をさらに備える。図２は、画像形成部１０２の要部構成を示す正面図である。
【００２０】
筐体１０１はその内部に、上記＜１．＞欄で説明した各部材、及び画像形成部１４を少なくとも保持することができる。
【００２１】
画像形成部１４は、図１に示すように、矢印で示す方向に回転可能な感光体ドラム（像担持体）１を備えると共に、感光体ドラム１の周囲にその回転方向に沿って、感光体ドラム１を帯電させる帯電部２、感光体ドラム１上に光を照射することで静電潜像を形成する露光部３、静電潜像をトナー像として現像する現像装置４、感光体ドラム１上のトナー像を一次転写する中間転写装置５、一次転写後の感光体ドラム１上の残留トナーを除去するクリーニング装置６を備える。また、複合機１００は、一次転写後のトナー像を用紙上に二次転写する二次転写装置７、二次転写後の用紙上にトナー像を定着させる定着装置８、用紙収容部９１から、二次転写装置７、定着装置８を通って複合機１００外に排出する搬送ベルト９等を備える。
【００２２】
画像形成部１４は、感光体ドラムモータを備え、感光体ドラム１は、この感光体ドラムモータによって、図中に示す矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１は静電潜像を担持可能であればよく、従来の電子写真方式の画像形成装置に利用されてきた感光体を好適に利用することができる。
【００２３】
帯電部２は、帯電バイアス印加部及び帯電ローラをそなえる。帯電ローラは帯電バイアス印加部から電圧を印加されることで、感光体ドラム１表面を一様に帯電させる。なお、帯電ローラに代えて、感光体ドラム１表面を帯電させることができる従来公知の帯電部材を適宜用いることができる。
【００２４】
露光部３は、レーザ光源及び可動のミラーからなるレーザユニット、並びにレーザユニットを駆動する露光駆動部等を備える。露光部３は、帯電部２によって帯電された感光体ドラム１の表面を、レーザ光源からの光によって除電することで、上記色成分毎の静電潜像を形成する。露光部３は帯電部２と共に静電潜像形成部として機能する。複合機１００は後述するように４色のトナーによるフルカラー画像を形成可能なので、帯電部２及び露光部３は、画像１つについて、これら４つの色成分に応じた４つの静電潜像を形成することができる。
【００２５】
現像装置４は所謂ロータリー式の現像装置であって、感光体ドラム１の回転軸に平行な回転軸４３を備え、この回転軸の周囲に、９０度毎に４個の現像器４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）がこの順に設けられている。現像装置４は、図示しない現像バイアス印加部、現像モータ、及びロータリーモータをさらに備える。
【００２６】
現像器４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）は、４色のトナー（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））をそれぞれ有する。本実施形態では現像剤は二成分現像剤とするが、もちろん、現像器４１を、一成分現像剤を用いる現像器に替えることもできる。現像器４１はそれぞれ、各色のトナーを収容するトナー槽４２、トナーを感光体ドラム１に搬送するための現像ローラ４４を備える。現像ローラ４４は、現像バイアス印加部により現像バイアスを印加されることで、静電気的引力によりトナーを引き付けることができ、現像モータにより回転駆動されることで、引き付けたトナーを感光体ドラム１上に搬送する。このようにトナーを搬送することで、感光体ドラム１上の各色成分の静電潜像をトナーによって現像することができる。
【００２７】
また、現像時には、ロータリーモータにより、現像装置４は回転軸４３を中心として図中に矢印で示す回転方向に回転し、４つの現像器４１が順次現像位置に配される。現像位置とは、現像器４１の現像ローラ４４が、感光体ドラム１に対向するように保持される位置であり、現像ローラ４４が感光体ドラム１上の静電潜像に対応する色成分のトナーを搬送可能な位置である。
【００２８】
中間転写装置５は、矢印方向に移動可能な中間転写ベルト（中間転写体）５１、感光体ドラム１との間に中間転写ベルト５１を挟むように設けられた中間転写ローラ５２、中間転写ベルト５１の移動方向において二次転写部７より下流に設けられたクリーニング部材５３を備える。
【００２９】
一次転写時には、トナー像が感光体ドラム１から中間転写ベルト５１に転写される。上記現像装置４による現像および中間転写ローラ５２による一次転写が、４色のトナーについて順次実行されることで、中間転写ベルト５１上に４色のトナー画像が重ね合わされる。こうして形成されたトナー画像は、二次転写装置７によって用紙上に二次転写される。
【００３０】
クリーニング装置６は、一次転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーを除去する。クリーニング装置６については、ブレード状、ロールブラシ状等、適宜その形態を変更することができる。
【００３１】
定着装置８は、搬送ベルト９の移動方向において二次転写装置７より下流に設けられており、熱圧着によって用紙上にトナー像を定着させる。
【００３２】
＜３．現像動作＞
（３‐１）４色現像動作
４色のトナー全てを用いて画像形成を行う場合、複合機１００の各部は図３のタイミングチャートに示すように制御される。
【００３３】
すなわち、まず感光体ドラムモータによる感光体ドラム１の回転が開始される（感光体ドラムモータＯＮ）。それと同時に、帯電バイアス印加部による帯電部２を介した感光体ドラム１の帯電が開始される（図示せず）。そして、露光部３が、感光体ドラム１の帯電された領域に一色目の画像データに応じた静電潜像を描く（図示せず）。
【００３４】
ロータリーモータは現像装置４を回転させ（ロータリーモータＯＮ）、１色目（ここではＹとする）の現像器４１Ｙの現像ローラ４４を、感光体ドラム１上の静電潜像が描かれた領域に対向させる。現像器４１Ｙが現像位置に達したところで、現像装置４の回転は停止する（ロータリーモータＯＦＦ）。
【００３５】
この現像位置にて、現像ローラ４４によるトナー搬送が開始され（現像モータＯＮ）、同時に現像バイアス印加部による現像ローラ４４への電圧印加が開始される（現像バイアスＯＮ）。これによって、一色目のトナーが感光体ドラム１の静電潜像上に搬送され、画像が現像される。一色目の画像データに対応する静電潜像が全て現像されたところで、現像動作を終了し（現像モータ及び現像バイアスＯＦＦ）、一色目の画像の現像は完了となる。
【００３６】
感光体ドラム１の回転、感光体ドラム１の帯電、露光部３による描画は、一色目の画像の現像中も継続され、感光体ドラム１上で適度な間隔を空けて２色目〜４色目の画像データに対応する静電潜像が形成される。全ての色成分について静電潜像の形成が終了したところで、露光部３及び帯電部２による静電潜像形成、並びに感光体ドラム１の回転も終了する。
【００３７】
一色目の画像の現像完了後、現像器４１の切り替えが行われる。すなわち、ロータリーモータにより現像装置４が９０度回転され、次の現像器４１Ｍが現像位置に配される。後は一色目について述べたように２色目の画像が現像される。
【００３８】
同様の動作を繰り返すことで、３色目、４色目の画像についても現像を行い、全ての色成分についての現像が完了したところで、感光体ドラム１の回転も停止し（感光体ドラムモータＯＦＦ）、現像動作を完了する。現像後、画像を用紙上に出力する過程については、上記＜２．＞欄で述べた通りである。
【００３９】
（３‐２）３色現像動作
エンジン制御部１３は、主制御部１１で得られた各色成分の画像信号レベルが閾値未満である場合には、画像形成部１４を静電潜像の形成も現像も行わないように制御することができる。このように一部の色のトナーのみを用いた画像形成について、１、３、４色目（Ｙ、Ｃ、Ｋ）の３色のトナーにて現像を行う場合の動作を例に挙げて説明する。
【００４０】
この場合、１、３、４色目（Ｙ、Ｃ、Ｋ）の３色の画像の現像については、上記（３‐１）で述べたと同様の動作を行い、２色目（Ｍ）については、帯電部２及び露光部３による静電潜像の形成と、現像ローラ４４による現像剤の搬送の両方を行わない。
【００４１】
具体的には、画像形成部１４の各部の動作は図４のタイミングチャートに示す通りである。本例では、１色目の画像の現像が完了した後、現像モータ及び現像バイアスをＯＦＦにしたままで、ロータリーモータによる現像器の切り替えを２回行う。これによって、２色目の現像を行うことなく３色目の現像器４１Ｃを現像位置に配し、３色目の画像の現像を開始することができる。
【００４２】
１色目現像完了から３色目の現像開始までの間も、感光体ドラム１は一定の速度で回転する（感光体ドラムモータＯＮ）。感光体ドラム１の表面上、現像器４１Ｍの現像ローラ４４が通過（対向）する領域は、帯電部２による帯電も露光部３による描画も行われないように、帯電バイアス及び露光駆動がＯＦＦに保たれる。こうすることで、不要な色については静電潜像の形成及び現像にかかる電力を低減することができる。
【００４３】
また、このように、白紙の静電潜像の形成も行わないため、エンジン制御部１３は、２色目の現像器４１Ｍの現像ローラ４４が感光体ドラム１と対向する時間は、通常の現像時における同時間よりも短くすることができる。つまり、１色目から２色目へ現像器４１の切り替え（４１Ｙ→４１Ｍ）完了から次の色である３色目への切り替え（４１Ｍ→４１Ｃ）開始までの時間を、３色目への切り替え完了から次の色である４色目への切り替え（４１Ｃ→４１Ｋ）開始までの時間よりも短くすることができる。
【００４４】
複合機１００は図４で説明したと同様に、４色のうちの任意の３色を用いた現像を実行可能である。また、複合機１００は、３色現像に限らず１色又は２色現像も同様に実行可能である。特に、使用しない色の現像器が、現像時に感光体ドラム上を通過するようになっている画像形成装置の場合に、時間短縮の高い効果が得られる。
【００４５】
＜４．使用する色の決定＞
上記＜３．＞の「閾値」は、適宜設定可能であって特に限定されるものではない。複合機１００は、例えば主制御部１１にて得られた画像データ中、ＹＭＣＫのうちで、全く含まれないか又は現像しなくても画質に影響を与えない程度の色成分については、上記＜３．＞欄で述べたように、現像せずに画像形成を行うことができる。
【００４６】
複合機１００は、モノクロ現像を行うモノクロモードと、カラー現像を行うカラーモードとを、受付部１０の表示画面等を介してユーザに選択させることができるものであってもよい。従来の画像形成装置では、カラーモードが選択されると、画像処理によって得られた画像データに含まれる色成分に係わらず、常に４種の色成分について静電潜像の形成及び現像を行うようになっていた（下記〔比較例〕参照）。これに対して本実施形態の複合機１００は、例えカラーモードが選択され、主制御部１１にて４種の色成分を取得するための動作が行われても、不要な色成分についてはこれらの動作を省略することができるので、画像形成にかかる時間が短縮可能である。
【００４７】
また、複合機１００は、カラーモードとして、画質優先モード又は速度優先モードを実行することもできる。速度優先モードでは、画質優先モードよりも上記「閾値」を高く設定するようになっている。また、速度優先モードでは、ＹＭＣＫのうち、最も多く含まれる１〜３の色成分、すなわち画像信号レベルの最も高い１〜３色を選択することもできる。
【００４８】
以上の実施形態では、トナーの種類及び現像器の数を４とし、隣り合う現像器が回転軸に対してなす角度は全て９０度であるとしたが、本発明はもちろんこれに限定されない。現像器の設置数は３以上であればよく、その他に５、６等、用いるトナーの種類等に応じて適宜設定可能である。また、上記角度は、全て同一であってもよいし、現像器毎に異なっていてもよい。すなわち、現像器間の距離は全て同一である必要はない。
【００４９】
また、本実施形態では、現像の順序はＹＭＣＫとしたが、これに限定されるものではなく、現像器４１は他の順に配されていてもよい。
【００５０】
〔比較例〕
本比較例の複合機は、２色又は３色のトナーを用いて現像する場合、上記実施形態の（３‐２）で述べた実施形態とは異なり、不要な色成分については白紙画像を現像するようになっている。それ以外は上述の実施形態における複合機１００と略同様の構造を有する。そこで、複合機１００と略同様の機能を有する部材については、以下、同符号を付して説明する。
【００５１】
本比較例の複合機の動作を、上記（３‐２）と同様２色目のトナーを用いない３色現像を例に説明する。この動作のタイミングチャートは図３と同様となり、複合機１００は、２色目の画像が白紙である以外は上記（３‐１）と同様の動作を行う。本比較例では、感光体ドラム１上に１色目の静電潜像を形成した後、帯電部２及び露光部３によって、感光体ドラム１上に白紙の静電潜像が形成される。１色目の現像が完了した後、ロータリーモータにより現像装置４は９０度回転され、２色目の現像器４１Ｍが現像位置に配される。そして、現像器４１Ｍは通常の現像動作を行う。すなわち現像ローラ４４は通常の現像バイアスが印加されると共に通常の現像時と同様に回転する。この白紙画像の現像後は、上記（３‐１）と同様に３色目、４色目の画像を現像する。これらの一連の動作により、２色目の白紙画像についても、通常の現像動作と同様の時間及び電力が費やされる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の一形態である複合機の画像形成部の要部構成を示す正面図。
【図２】上記複合機の制御系の要部構成を示すブロック図。
【図３】上記複合機における４色現像動作のタイミングチャート。
【図４】上記複合機における３色現像動作のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１００  複合機（画像形成装置）
２      帯電部（静電潜像形成部）
３      露光部（静電潜像形成部）
４      現像装置
４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）
現像器
４２    トナー槽
４３    回転軸
４４    現像ローラ
１１    主制御部（画像処理部）
１３    エンジン制御部（制御部）
【図１】
2008065195.tif 000003
【図２】
2008065195.tif 000004
【図３】
2008065195.tif 000005
【図４】
2008065195.tif 000006