JP3709913B2

JP3709913B2 - 印刷システム

Info

Publication number: JP3709913B2
Application number: JP20607898A
Authority: JP
Inventors: 信也小林; 実大島
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JP2000037902A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録装置を含む印刷システムに関する。特に解像度を置換する置換回路並びにトナー補給量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の装置は、特開平8−310057 号公報に記載のように、プリンタコントローラとプリンタエンジンとの間に、画素置換回路を挿入し、プリンタコントローラからの、白黒２値の低解像度のビデオ信号から、高解像度のビデオ信号を生成し、そのビデオ信号でレーザを駆動し、電子写真記録手段で記録するようになっていた。これにより、印刷プログラムを変更することなく、簡易な付加的回路要素により、印刷品質の良質な画像記録を実現することができた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、プリンタコントローラからの、白黒２値の低解像度のビデオ信号を、数ライン分一時ラインメモリに格納し、レーザで記録するドットに対応する画素データおよびその周囲のドットに対応する画素データから、記録するドットの属性情報を場合分けし、それに対応する高解像度のビデオ信号を生成し、低解像度のビデオ信号を置換してプリンタエンジンに出力する。属性情報とは、記録するドットがどのような図形の一部であるかを示すもので、通常十数通り程度の場合が定義され、それぞれに対応した高解像度のビデオ信号も事前に定義しておく。
【０００４】
記録するドットの属性情報の判定には、通常周囲を含め縦横７×７ドット程度の広さの領域に対応する画素データが用いられる。画素データは２値であるから、数学的には２の４９乗の場合の数が考えられるが、その一つ一つに適当な高解像度のビデオ信号を対応させることは、不可能であるため、通常は前記したように十数通り程度の場合にまとめて、属性情報としていた。しかし、例えば、入力される低解像度のビデオ信号が文字等のように比較的わかりやすい形状の場合にはそれで適切に判定できるが、複雑な図形や網点写真のようなイメージの場合には、意図したものとは異なった属性情報として誤判定する場合が生じる。これにより、誤った高解像度のビデオ信号が置換され、その結果印刷品質が悪化することもある。
【０００５】
判定に必要なビデオ信号情報を増やしたり、属性情報の数を増やしたりすると、ラインメモリ等の回路が複雑になるし、また属性情報に対応する高解像度のビデオ信号の数が増えて、処理自体も複雑になってしまう。
【０００６】
また、上記従来技術は、前記電子写真記録手段の印刷濃度の変動について配慮がなされていない。印刷濃度が濃い時は、印刷画像の細部が潰れたり、線幅が太くなったりする。また、印刷濃度が薄い時は、印刷画像の細部が擦れたり、線幅が細くなったりする。
【０００７】
本発明の第１の目的は、ドットの属性を誤りなく判定し、適切な高解像度のビデオ信号を置換することにある。さらに第２の目的は、プリンタエンジンの印刷濃度の変動を押えることにより潰れや擦れがなく、かつ正確な線幅の印刷画像を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的の少なくとも１つを達成するために、本発明は、ページ記述言語によって記述された印刷データを画素データに展開する画素データ展開部と、前記印刷データから記録する画素の属性情報を検出する検出部と、前記検出された属性情報に基づいて低解像度のビデオ信号を高解像度のビデオ信号に置換する画素置換部と、前記ビデオ信号でレーザを駆動し、印刷する電子写真記録装置と、前記画素データを前記ビデオ信号として前記電子写真記録装置に送信する送信部とを有する。
【０００９】
また、画素データから記録する画像の印字率データを算出する算出部と、前記印字率データに基づいて現像機へのトナーの補給量を制御するトナー補給量制御部を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図２により説明する。
【００１１】
図２に、電子写真記録装置の構成図を示す。汎用コンピュータシステム２０１は、印刷プログラムを実行して文字や図形，イメージ等の印刷データ２１１を作成し、それをプリンタコントローラ２０２に送る。コントローラ２０２は、インタフェース２０３，CPU204，フォントメモリ２０５，印刷データメモリ２０６，画素データメモリ２０７，ビデオ信号生成回路２０８等を備えている。まず前記印刷データ２１１は、インタフェース２０３を通して印刷データメモリ２０６に格納される。次に前記印刷データ２１１は、CPU204により、フォントデータ205 等を使って展開され、白黒２値の画素データ２１２となって画素データメモリ２０７に格納される。最後に前記画素データ２１２は、ビデオ信号生成回路208 によって、低解像度のビデオ信号２１３になり、画素置換回路２０９に出力される。画素置換回路２０９は低解像度のビデオ信号２１３を高解像度のビデオ信号２１４に置換し、プリンタエンジン２１０に出力する。プリンタエンジン２１０は、高解像度のビデオ信号２１４で内部のレーザを駆動し、静電ドラム上に静電潜像を形成し、電子写真記録手段により印刷する。
【００１２】
ここで、印刷データ２１１は、一般にページ記述言語と呼ばれる、コマンドとデータの集合体になっている。本実施例では、代表的なページ記述言語である PostScript (AdobeSystems社製）を例に取って説明する。画素データ２１２及び低解像度のビデオ信号２１３は、ここでは、解像度が600dpi(dot/inch)の白(0）黒(1）２値データであるとする。高解像度のビデオ信号２１４は、ここでは主走査方向に４倍高解像度化された、2400dpi(主走査)×600dpi(副走査）の信号であるとする。
【００１３】
図１に、本発明の動作説明図を示す。まず本発明のコマンドスキャンプログラム１０１は、印刷データメモリ２０６に格納された１ページ分の印刷
（PostScript）データ２１１を、検査し、文字や図形，イメージに関するコマンドの情報をピックアップする。例えばPostScriptのコマンドには、文字を描画する“show",図形を描画する“stroke”,“fill”，イメージを描画する“image”等がある。これらは、印刷データ２１１のなかで、簡単なテキストデータになっているため、印刷データ２１１をコマンドスキャンプログラム１０１は、スキャン(検索)することにより容易に見つけ出すことができる。
【００１４】
図３に、その中の“image”コマンドの例を示す。コマンド等の詳細は、
“PostScript Langage Reference Manual Second Edition”,Adobe SystemsIncorporatedに記述されているので、ここでは概略を説明する。
【００１５】
行(1）は描画する方形イメージ領域の左下角のページ中の位置をｘ，ｙ座標で示すものである。
【００１６】
行(2）は描画する方形イメージ領域の大きさをｘ，ｙ座標で示すものである。行(3）は描画する方形イメージ領域の大きさをｘ，ｙ方向のドット数及びその情報（バイナリデータ）のbit 数を示すものである。
【００１７】
行(4）は描画する方形イメージ領域を変換するための変換行列の係数等を示すものである。
【００１８】
行(5）はイメージデータを印刷データ２１１から読み込むことを示すものである。
【００１９】
行(6）はイメージコマンドを示すものである。
【００２０】
行(7）はイメージデータを１６進データで示すものである。
【００２１】
行(8）は描画した画素データ２１２を印字するコマンドである。
【００２２】
コマンドスキャンプログラムは、行(6)のコマンド“image”を見つけると、コマンドの情報をピックアップして、属性情報テーブル１０２を作成する。
【００２３】
図１０に、属性情報テーブル１０２を示す。コマンド項には、“show”,“stroke”，“fill”，“image” 等に対応するデータが、領域位置項にはそれら各画像の領域位置を示すデータが、その他の情報には、必要があれば網点線数，網点角度といった網点情報が記憶される。図３の場合は、コマンド項に“image” 、位置に方形領域の左下座標と右上座標が記憶され、その他の情報はブランクである。
【００２４】
図１に戻り、次に印刷（PostScript）データ２１１は、PostScriptデータ展開用プログラム１０３によって展開され、１ページ分の画像データ２１２となって画像データメモリ２０７に格納される。本実施例装置では、画像データメモリ２０７は数ページ分備えており最低でも３ページ遅らせて画像データ２１２を出力できるようになっている。
【００２５】
次に、本発明の画素データスキャンプログラム１０４は、画素データメモリ２０７に格納された１ページ分の画素データ２１２を検査し、ページ当たりの印字率データ１０５をピックアップする。本実施例では画素あたり１bit のモノクロ情報であるから、単純にページ当たりの黒のドット数を数え、全画素数で割ることによってページ当たりの印字率データ１０５が求められる。また画素あたり複数bit のモノクロ中間調情報の場合は、それらの情報を加算して、全画素がべた黒（最大濃度）として加算した値で割ることによってページ当たりの印字率データ１０５が求められる。求められたページ当たりの印字率データ１０５は、印字率データ１０５に一時格納される。
【００２６】
次に、ビデオ信号生成回路２０８は、プリンタエンジン２１０からの同期信号ＰＡＧＥ，ＬＩＮＥに従って画素データ２１２からビデオ信号２１３を生成して出力する。
【００２７】
図４に、ビデオ信号２１３のタイミングチャートを示す。プリンタエンジンからのページ同期信号ＰＡＧＥは、各ページの印刷領域を示す信号である。従って同期信号ＰＡＧＥがオンすなわち印字領域内でビデオ信号２１３が出力される。
本発明では、同期信号ＰＡＧＥがオフすなわち印字領域外で前記コマンドテーブル１０２及び印字率データ１０５の内容が、シリアルデータに直されて、画素置換回路２０９及びプリンタエンジン２１０にそれぞれ送られる。従来のビデオ信号２１３に複合されるため、新たな信号線を新設する必要はない。
【００２８】
本実施例では、印字率データ１０５については、図示するように、印刷するページより３ページ後で印刷するページに対応する印字率データ１０５を送るようになっている。例えばｎページ目のビデオ信号２１３の直前にｎ＋３ページ目の印字率データ１０５を送るようにしている。これは前記したように本実施例装置が、画像データメモリ２０７を、最低でも３ページ分持っているので、印字率データ２０５に対し、ビデオ信号２１３を３ページ分遅らせることができる。
【００２９】
図５に、プリンタエンジン２１０が、連続紙プリンタのように印字領域外が存在しない場合の、属性情報テーブル１０２、及び印字率データ１０５の送り方を示す。プリンタエンジンからのライン同期信号ＬＩＮＥは、各ラインの印刷位置を合わせるための同期信号である。ＬＩＮＥが発生してもすぐには印字領域にならないので、それまでの非印字領域内で前記属性情報テーブル１０２及び印字率データ１０５の内容を、シリアルデータに直して、画素置換回路２０９及びプリンタエンジン２１０にそれぞれ送る。１ラインで送りきれない場合は複数ラインで送ることも可能である。この場合も従来のビデオ信号２１３に複合されるため、新たな信号線を新設する必要はない。
【００３０】
複合されたビデオ信号２１３は画素置換回路２０９において、高解像度のビデオ信号２０９に置き換えられる。しかし、前記したように、画素置換回路２０９は、文字のスムージングに対しては効果が発揮するものの、複雑な図形やイメージの中ではかえって画質を低下させるような結果になることがある。そこで、前記送られてきた属性情報テーブル１０２の情報にしたがって、置換する高解像度データを文字の場合と変更するか、あるいは低解像度データをそのまま出力するようにする。
【００３１】
図６に、置換すべき高解像度のビデオ信号２１４を、別の信号に変更する手段の構成図を示す。カウンタ６０１は信号ＰＡＧＥでリセットされ、信号ＬＩＮＥで計数される。従って現在記録中のラインの位置、すなわちｙ方向座標値を属性メモリ６０２に出力する。前記複合信号に含まれる属性情報テーブル１０２の内容は一時属性メモリ６０２に格納され、カウンタ６０１からのｙ方向座標出力に対応する属性値６０３を画素置換回路２０９に出力する。本実施例では画像中にイメージが存在する、ｙ座標５０から３８８までの間は、属性値６０３によって、スイッチされ、高解像度のビデオ信号２１４への置換は行わず、低解像度のビデオ信号２１３をそのまま出力するようになっている。但し、属性値６０３によって、画素置換回路２０９内部の置換方法を変えることも可能である。
【００３２】
高解像度のビデオ信号２１４はプリンタエンジン２１０に入力され、内部のレーザを駆動し、静電ドラム上に静電潜像を形成し、公知の電子写真プロセスにより印刷する。本実施例のプリンタエンジン２１０は、２成分現像機を有している。
【００３３】
図７に、本実施例装置の２成分現像機の構成を示す。現像機７０１内部にはキャリアとトナーが一定の割合（トナー濃度数％）で混合した現像剤７０２がある。印刷されると、現像ロール７０３から、感光体７０４にトナーだけが現像されるため、現像剤７０２のトナー濃度が低下する。現像剤７０２は、帯電のために常に攪拌ローラでかき混ぜられている。その流路にトナー濃度センサ７０６が設置されており、現像剤７０２のトナー濃度が設定値より低下すると、トナー補給用のスポンジローラ７０７が回転し、トナーホッパ７０８に入っているトナーを現像機７０１内部に供給するようになっている。このようなトナー補給制御を施しても、トナー濃度は目標値から変動してしまう。トナー濃度が設定値より高くなると、現像量が増加し、印刷画像の細部が潰れたり、線幅が太くなったりする。また、トナー濃度が設定値より低くなると、印刷画像の細部が擦れたり、線幅が細くなったりする。
【００３４】
図８に、トナー濃度の変動要因の一つである現像量の急激な変動時のトナー濃度の変動の説明図を示す。（１）は横軸が印刷するページ番号、縦軸が印字率データである。本実施例装置は毎分６０ぺージの印刷速度であるから、１ページ１秒の割合となる。ページ１から５までは印字率１０％の印字、ページ５から１０までは印字率５０％の印字、そしてページ１１からページ１６までは再び印字率１０％の印字という設定である。（２）は現像部における現像剤７０２のトナー濃度であり、点線で示す値が設定値である。（３）はトナー濃度センサ７０６の検出値であり、点線で示す値はトナー補給制御の目標設定値である。つまり、トナー濃度センサ７０６の検出値とトナー補給制御の目標設定値との差を基に、トナーホッパ７０８からのトナー補給量を操作する。（４）はトナーホッパ７０８からのトナー補給量である。
【００３５】
ページ１から４までは１０％印字に対する現像されるトナー量と、補給されるトナー量が一致して安定に稼動している。ぺージ５から急に印字率が５０％にあがると、補給されるトナー量補より現像されるトナー量が多くなり、現像剤のトナー濃度は設定値からどんどん低下する。トナー濃度センサ７０６は約０.５秒遅れてこのトナー濃度低下を検知し、補給量の増加を指示する。補給が増加しても、補給された新しいトナーが撹拌器７０５で攪拌帯電されながら移動し現像ロール７０３上に到達し、そのトナー濃度を適正値に戻すまで２から３秒程度の時間を要する。その間現像剤のトナー濃度は設定値より大幅に低下することになり、回復するまでの３ページ程度の画像濃度は低下する。更にぺージ１１から急に印字率が１０％に戻ると、補給されるトナー量補より現像されるトナー量が少なくなり、現像剤のトナー濃度は設定値からどんどん増加する。トナー濃度センサ７０６は約０.５秒遅れてこのトナー濃度増加を検知し、補給量の停止を指示する。補給が停止されても、その前に補給されたトナーが攪拌帯電されながら移動し現像ローラ７０３上に到達するため、２秒程度現像部トナー濃度は増加し続ける。その結果、現像剤のトナー濃度は設定値より大幅に高くなり、今度はトナー消費量が少ないため、回復するまでかなりの間の画像濃度は高くなる。
【００３６】
図９に、本発明によるトナー補給量の補正手段説明図を示す。ビデオ信号214 に複合された印字率データ１０５は、プリンタエンジン２１０に送信される。（５）は印字率データ１０５である。前記したように実際に印字するビデオ信号２１４は、画素データメモリ２０７に格納されて３ページ分(３秒間)遅れて出力されるため、印字率データ１０５は、図示するように印字するビデオ信号２１４の印字率より３ページ分前に得ることができる。そこで（６）に示すように、３ページ前の印字率信号との差から設定補正データを作り、その値を、トナー補給制御の目標値に重畳させる。（２）はその結果のトナー濃度の変動を示す。本実施例により変動量をかなり小さくすることができる効果がある。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷データから抽出した正確な属性情報を加えて判定するため、誤判定による画質劣化を防ぎ、常に適切な補正ができるので高品質な画像を得ることができる。また、印字率データを事前に知ることによりトナー濃度の変動量を小さくすることができるので潰れや擦れのない高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明からなる印刷システムの動作を説明する図である。
【図２】本発明からなる印刷システムの一実施例を示す図である。
【図３】本発明のコマンドプログラムを説明する図である。
【図４】本発明のトナーの補給量の制御を説明する図である。
【図５】本発明のビデオ信号生成回路のビデオ信号のタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明のビデオ信号生成回路のビデオ信号の他のタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明のビデオ信号変換の一実施例を示す図である。
【図８】本発明からなる２成分現像機の一実施例を示す図である。
【図９】本発明のトナー濃度の変動を説明する図である。
【図１０】本発明の属性テーブルの一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…コマンドスキャンプログラム、１０２…属性情報テーブル、１０３…データ展開用プログラム、１０４…画素データスキャンプログラム、１０５…印字率データ、２０１…汎用コンピュータシステム、２０２…コントローラ、203 …インタフェース、２０４…ＣＰＵ、２０５…フォントメモリ、２０６…印刷データメモリ、２０７…画素データメモリ、２０８…ビデオ信号生成回路、２０９…画素置換回路、２１０…プリンタエンジン、２１１…印刷データ、２１２…画素データ、２１３…低解像度のビデオ信号、２１４…高解像度のビデオ信号、６０１…カウンタ、６０２…属性メモリ、６０３…属性値、７０１…現像機、７０２…現像剤、７０３…現像ロール、７０４…感光体、７０５…撹拌器、706 …トナー濃度センサ、７０７…スポンジローラ、７０８…トナーホッパ。

Claims

ページ記述言語によって記述された印刷データを画素データに展開する画素データ展開部と、前記画素データを記録ビデオ信号に置換するビデオ信号生成部と、前記記録ビデオ信号でレーザを駆動し印刷する電子写真記録部とを有する印刷システムにおいて、
前記印刷データから記録する画素の属性情報及びその位置を検出して属性情報テーブルを作成するコマンドスキャンプログラムと、
前記画素データから記録する画像の印字率データを算出する印字率データを算出する画素データスキャンプログラムとを備え、
前記属性情報テーブル及び印字率データを前記記録ビデオ信号に複合させ出力する手段と、
前記ビデオ信号生成部で置換された低解像度のビデオ信号を、前記属性情報データテーブルに記録された属性情報及びその位置データに基づいて高解像度の記録ビデオ信号に置換する画素置換部とを設け、前記高解像度の記録ビデオ信号と印字率データを電子写真記録部に出力するようにしたことを特徴とする印刷システム。
請求項１に記載の印刷システムにおいて、
前記電子写真記録部において前記印字率データに基づいて現像機へのトナーの補給量を制御するトナー補給量制御部を設けたことを特徴とする印刷システム。