(57)【要約】【課題】補正された画像信号に基づき現像剤の消費量を精度良く判定するための技術を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体の主走査方向の位置に応じた階調値の補正情報に基づき第１画像データの各画素の階調値を感光体における画素位置に応じて補正して第２画像データを出力する手段と、第２画像データに基づきクロック周波数に従う画像信号を生成する手段と、光源が射出し、かつ、主走査方向の位置に応じて走査速度が変化する光で感光体を走査して潜像を形成する手段と、走査している感光体の位置に応じてクロック周波数を制御する手段と、カウント周波数に従うカウントタイミングにおいて、画像信号が光源を点灯させる値である場合、カウント値を増加させるカウント手段と、を備え、カウント手段は、走査している感光体の位置に応じてカウント値の増加量を制御する。【選択図】図１５
2020204702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体の主走査方向の位置に応じた階調値の補正情報に基づき、第１画像データの各画素の階調値を前記感光体における前記主走査方向の画素位置に応じて補正して第２画像データを出力する濃度補正手段と、
前記第２画像データに基づきクロック周波数に従う画像信号を生成する生成手段と、
前記画像信号により点滅が制御される光源を有し、前記光源が射出し、かつ、前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて走査速度が変化する光で前記感光体を前記主走査方向に走査して前記感光体に潜像を形成する走査手段と、
前記走査手段が走査している前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて前記クロック周波数を制御するクロック周波数制御手段と、
カウント周波数に従うカウントタイミングにおいて、前記画像信号が前記光源を点灯させる値である場合、カウント値を増加させるカウント手段と、
を備え、
前記カウント手段は、前記走査手段が走査している前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて前記カウント値の増加量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記走査手段が走査している前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて前記カウント周波数を制御するカウント周波数制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カウント手段は、前記主走査方向の位置に応じた前記補正情報に基づき前記増加量を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記カウント手段は、前記第１画像データの階調値に対する前記第２画像データの階調値の比が小さくなる程、前記増加量を大きくすることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１画像データの階調値に対する前記第２画像データの階調値がＮ倍である前記主走査方向の位置において、前記カウント手段は、前記増加量を基準値の１／Ｎ倍にすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記カウント周波数制御手段は、前記走査手段による前記感光体の走査速度に応じて前記カウント周波数を制御することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記カウント周波数制御手段は、前記走査手段による前記感光体の走査速度が速くなると、前記カウント周波数を増加させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記カウント周波数制御手段は、前記クロック周波数制御手段が前記クロック周波数を増加させると、前記カウント周波数を増加させることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記カウント手段は、前記主走査方向の位置に応じた前記補正情報及び前記クロック周波数に基づき前記増加量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記カウント手段は、前記第１画像データの階調値に対する前記第２画像データの階調値の比が小さくなる程、前記増加量を大きくすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記カウント手段は、前記クロック周波数が速くなる程、前記増加量を大きくすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第１画像データの階調値に対する前記第２画像データの階調値がＮ倍であり、前記クロック周波数を基準周波数のＭ倍にする前記主走査方向の位置において、前記カウント手段は、前記増加量を基準値のＭ／Ｎ倍にすることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記感光体に形成された前記潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記カウント値に基づき前記現像手段による前記現像剤の消費量、或いは、前記現像手段における前記現像剤の残量を判定する判定手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記生成手段は、前記第２画像データをハーフトーン処理することで前記画像信号を生成することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記クロック周波数制御手段は、前記走査手段による前記感光体の走査速度の変動による画素幅の変動を抑える様に、前記クロック周波数を制御することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項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、画像形成装置における現像剤の消費量の予測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光するための光走査装置を有する。光走査装置は、画像データに基づく光ビームを射出し、射出した光ビームを回転多面鏡で反射させ、ｆθ特性を有する走査レンズを透過させることで感光体を走査・露光する。なお、ｆθ特性とは、回転多面鏡を等角速度で回転させると、光ビームによる感光体の走査速度が一定速度になる光学的特性である。しかしながら、ｆθ特性を有する走査レンズはコストが高く、サイズも大きい。そのため、走査レンズ自体を使用しない、或いは、ｆθ特性を有さない走査レンズを使用することが考えられている。
【０００３】
特許文献１は、光ビームによる感光体の走査速度が一定でない場合でも、感光体に形成される画素幅が一定となる様にクロック周波数を変更する構成を開示している。特許文献２は、画像データが示す各画素の階調値（画素値）を像高に応じて補正し、補正後の階調値に基づきハーフトーン処理を行うことで、走査速度の変動による感光体の単位面積当たりの露光量が像高に応じて変化することを抑える構成を開示している。特許文献３は、光走査装置の光源のオン・オフを制御する画像信号のオンの数をカウント（ピクセルカウント）することで現像剤の消費量を推定する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１２５０６４号公報
【特許文献２】特開２０１７−２０９９６５号公報
【特許文献３】特許第４８２２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、走査速度が一定ではない光走査装置を使用するに当たり、感光体の単位面積当たりの露光量の像高による変化を抑えるため、特許文献２に開示されている様に、階調値を像高に応じて補正するものとする。この場合、露光量が同じであっても、像高が異なる画素の補正後の階調値は異なることになる。よって、補正後の階調値をハーフトーン処理して生成される画像信号（光源をオン・オフするための信号）も像高に応じて異なることになる。これは、画素の露光量が同じであっても、ピクセルカウント値が像高に応じて異なることを意味する。一方、消費される現像剤量は感光体の単位面積当たりの露光量に相関する。したがって、この場合、消費される現像剤量をピクセルカウント値に基づいて判定できなくなる。
【０００６】
本発明は、補正された画像信号に基づき現像剤の消費量を精度良く判定するための技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、画像形成装置は、感光体と、前記感光体の主走査方向の位置に応じた階調値の補正情報に基づき、第１画像データの各画素の階調値を前記感光体における前記主走査方向の画素位置に応じて補正して第２画像データを出力する濃度補正手段と、前記第２画像データに基づきクロック周波数に従う画像信号を生成する生成手段と、前記画像信号により点滅が制御される光源を有し、前記光源が射出し、かつ、前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて走査速度が変化する光で前記感光体を前記主走査方向に走査して前記感光体に潜像を形成する走査手段と、前記走査手段が走査している前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて前記クロック周波数を制御するクロック周波数制御手段と、カウント周波数に従うカウントタイミングにおいて、前記画像信号が前記光源を点灯させる値である場合、カウント値を増加させるカウント手段と、を備え、前記カウント手段は、前記走査手段が走査している前記感光体の前記主走査方向の位置に応じて前記カウント値の増加量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、補正された画像信号に基づき現像剤の消費量を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による光走査装置の構成図。
【図３】一実施形態による像高と部分倍率との関係を示す図。
【図４】一実施形態による画像信号生成部の構成図。
【図５】一実施形態によるディザマトリクス及び位置制御マトリクスを示す図。
【図６】一実施形態によるハーフトーン処理の説明図。
【図７】一実施形態によるＰＷＭ信号生成の説明図。
【図８】一実施形態による階調値と露光領域との関係を示す図。
【図９】一実施形態による部分倍率補正及び濃度補正処理の説明図。
【図１０】一実施形態によるベタ画像の露光パターンを示す図。
【図１１】一実施形態による孤立画素を含む画像の露光パターンを示す図。
【図１２】一実施形態による濃度補正情報を示す図。
【図１３】一実施形態による露光制御構成を示す図。
【図１４】一実施形態による異なる領域での画像データ及びＶＤＯ信号を示す図。
【図１５】一実施形態によるカウント処理のフローチャート。
【図１６】一実施形態によるカウント値の第１補正係数を示す図。
【図１７】一実施形態によるカウント処理のフローチャート。
【図１８】一実施形態による部分倍率と第２補正係数との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１１】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置Ａの構成図である。画像形成装置Ａは、例えば、ホストコンピュータ（ＰＣ）５００から受信する画像データに基づきシート１０に画像を形成する。画像形成時、感光体１は、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電部２は、感光体１の表面を一様な電位に帯電させる。光走査装置４００のレーザ駆動部３００は、走査光２０８により感光体１を走査・露光し、感光体１に静電潜像を形成する。なお、レーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００からの画像信号と、制御部２００からの制御信号に基づき、走査光２０８を射出する。なお、画像信号は、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）であり、光走査装置４００の光源４０１（図２）の点滅を制御する信号である。本実施形態において、画像信号は、ＶＤＯ信号としても参照される。ＶＤＯ信号は、画像信号用のクロック信号に同期した信号である。つまり、ＶＤＯ信号（ＰＷＭ信号）の周期はクロック信号の周期に従う。現像部５は、感光体１の静電潜像をトナー（現像剤）で現像することで、感光体１にトナー像（現像剤像）を形成する。転写ローラ９は、給紙ユニット８から給紙され、ローラ７により感光体１の対向位置に搬送されたシート１０に感光体１のトナー像を転写する。クリーニング部４のブレード３は、シート１０に転写されず、感光体１に残留したトナーを感光体１から除去して回収する。
【００１２】
トナー像の転写後、シート１０は、定着部６に搬送される。定着部６は、シート１０を加熱・加圧してトナー像をシート１０に定着させる。トナー像が定着されたシート１０は、排紙ローラ１１により画像形成装置Ａの外部に排出される。感光体１と、帯電部２と、クリーニング部４と、現像部５は、画像形成装置Ａの本体から脱着可能なプロセスカートリッジＢとして一体的に構成されている。なお、プロセスカートリッジＢには、後述するカウント値等が格納される不揮発性メモリ１２が設けられる。
【００１３】
図２は、本実施形態による光走査装置４００の構成図である。なお、図２（Ａ）は、主走査方向の断面図を、図２（Ｂ）は、副走査方向の断面図を示している。光源４０１が射出した走査光２０８は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過した走査光２０８は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含む。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換する。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において偏向器４０５の反射面４０５ａの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成する。
【００１４】
そして、アナモフィックレンズ４０４を通過した走査光２０８は、偏向器（ポリゴンミラー）４０５の反射面４０５ａにて反射される。反射面４０５ａで反射した走査光２０８は、結像レンズ４０６を透過し、感光体１の表面で結像し、所定のスポット状の像（以降、スポットと記述する）を形成する。偏向器４０５を不図示の駆動部により矢印Ａｏ方向に一定の角速度で回転させることにより、感光体１の被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像が形成される。なお、主走査方向とは、感光体１の回転軸に平行な方向である。また、副走査方向とは、主走査方向とは直交する感光体１の周方向に対応する。
【００１５】
ビームディテクト（以降、ＢＤと記述する）センサ４０９とＢＤレンズ４０８は、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。ＢＤレンズ４０８を通過した走査光２０８は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射し、ＢＤセンサ４０９により検知される。ＢＤセンサ４０９により走査光２０８を検知したタイミングに基づいて、感光体１への静電潜像の書き込みタイミングの制御が行われる。本実施形態の光源４０１は１つの発光部を有するものであるが、光源４０１は、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えるものであっても良い。
【００１６】
図２に示すように、結像レンズ４０６は、入射面４０６ａ及び出射面４０６ｂの２つの光学面（レンズ面）を有する。本実施形態において結像レンズ４０６は、所謂、ｆθ特性を有していない。つまり、偏向器４０５が等角速度で回転しているときに、スポットは、被走査面４０７上を等速に移動しない。ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６を用いることにより、結像レンズ４０６を偏向器４０５に近接して（距離Ｄ１が小さい位置に）配置することが可能となる。また、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６はｆθ特性を有する結像レンズよりも、主走査方向の長さ（幅ＬＷ）及び光軸方向の長さ（厚みＬＴ）を小さくできる。よって、光走査装置４００の小型化が実現される。また、ｆθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約がある場合、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６は、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少ないため、良好な結像性能を得ることができる。なお、結像レンズ４０６は、主走査方向の一部の領域にｆθ特性を有し、その他の領域にはｆθ特性を有さないようなレンズでもよい。
【００１７】
図３は、本実施形態による像高と部分倍率との関係を示している。なお、像高が０とは、スポットが結像レンズ４０６の光軸上にある場合であり、以下では軸上像高と呼ぶものとする。また、軸上像高以外の像高を、以下では軸外像高と呼ぶものとする。さらに、像高の絶対値の最大値を最軸外像高と呼ぶものとする。なお、像高は、感光体１の主走査方向位置と読み替えることもできる。図２（Ａ）に示す様に、被走査面４０７における最軸外像高の位置はＷ／２である。図３において、例えば、像高の部分倍率が３０％とは、当該像高における走査速度が、部分倍率が０％の像高における走査速度の１．３倍であることを意味している。図３の例では、軸上像高における走査速度が最も低く、像高の絶対値が大きくなる程、走査速度が速くなっている。従って、ＶＤＯ信号（ＰＷＭ信号）のクロック周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めてしまうと、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。したがって、本実施形態では、部分倍率補正を行う。具体的には、像高に拘らず画素幅が略一定となる様に像高に応じてクロック周波数を調整する。
【００１８】
また、感光体１の単位長さを走査するのにかかる時間は、部分倍率が高くなる程、短くなる。よって、光源４０１の発光輝度を一定とすると、単位長さ当たりの総露光量は、部分倍率が高くなる程、小さくなる。したがって、良好な画質を得るためには、上述した部分倍率補正に加えて濃度補正を行う必要がある。
【００１９】
図４は、画像信号生成部１００の構成図である。ホストコンピュータ５００からの画像データは、メモリ１１０に保存される。なお、本例において、画像データは、各画素の階調を８ビットで示すものとする。画像処理部１０１の濃度補正処理部１０１ｚは、メモリ１１０の画像データに対して濃度補正処理を行って、濃度補正後の画像データ（８ビット）を中間調処理部１０１ａに出力する。なお、濃度補正処理の詳細については後述する。中間調処理部１０１ａは、濃度補正後の画像データに対してハーフトーン処理を行い、各画素の階調を５ビットで示す画像データを出力する。
【００２０】
以下、中間調処理部１０１ａにおける処理の一列について説明する。図５（Ａ）に示す様に、本実施形態では、主走査方向（図の左右方向）に３画素、副走査方向（図の上下方向）に３画素の計９個の画素ａ〜ｉで構成されるディザマトリクスを使用する。図６は、図５（Ａ）の各画素ａ〜ｉそれぞれについて、５ビットで表現されるレベルと、レベルを決定するために入力される画像データに適用する閾値とを示している。中間調処理部１０１ａは、入力される画像データの画素が、図５（Ａ）の画素ａ〜ｉの何れに対応するかを判定し、入力される画像データの階調値と、図６の表の対応する画素の閾値とを比較して対応するレベルを出力する。なお、図６の表の閾値は、当該閾値以上であり、かつ、１つレベルが大きい閾値未満の範囲を意味するものとする。したがって、例えば、画素ａについて、入力される階調値が１５１であると、中間調処理部１０１ａは、レベルとして３を出力する。なお、閾値の範囲が同じレベルが複数ある場合、中間調処理部１０１ａは、最も大きいレベルを出力する。したがって、画素ａについて、入力される階調値が１８１以上であると、中間調処理部１０１ａはレベルとして３１を出力する。
【００２１】
図４に戻り、位置制御部１０１ｂは、中間調処理部１０１ａが出力する５ビットのレベルを示す画像データに対して、成長方向を示す２ビットの位置制御データを付加した画像データをＰＷＭ制御部１０１ｃに出力する。以下、位置制御部１０１ｂでの処理の詳細について説明する。図５（Ｂ）は、本例における位置制御マトリクスを示している。図５（Ｂ）の位置制御マトリクスの各四角は１つの画素であり、図５（Ａ）のディザマトリクスの画素に対応している。図５（Ｂ）によると、画素ａ、ｄ及びｇには"Ｒ"が設定され、画素ｂ、ｅ及びｈには"Ｃ"が設定され、画素ｃ、ｆ及びｉには"Ｌ"が設定されている。なお、"Ｒ"、"Ｃ"及び"Ｌ"は、２ビットで符号化される。例えば、"Ｒ"＝"０１"、"Ｃ"＝"００"、"Ｌ"＝"１０"である。位置制御データは、画素内でのドットの成長方向を示している。具体的には、"Ｒ"は画素の右端から左側にドットが成長することを示している。また、"Ｃ"は画素の中央から左右両方向にドットが成長することを示している。さらに、"Ｌ"は画素の左端から右側にドットが成長することを示している。
【００２２】
ＰＷＭ制御部１０１ｃは、位置制御データが付加された７ビットの画像データに基づきＰＷＭ信号であるＶＤＯ信号を生成してレーザ駆動部３００に出力する。図７は、ＰＷＭ制御部１０１ｃによるＰＷＭ信号の生成の説明図である。ＰＷＭ制御部１０１ｃは、１つの画素について、そのレベルを示す５ビットと、位置制御データの２ビットを取り出す。そして、位置制御データとレベルに基づき、図７に示すＰＷＭ信号を生成する。本実施形態においては、図７に示す様に、レベルが０〜１７の間は、レベルの増加に従いＰＷＭ信号のハイレベルの期間（以下、パルス幅）が増加する。なお、本実施形態では、ＰＷＭ信号がハイレベルの間、光走査装置４００の光源４０１は、走査光２０８を射出する。つまり、ＰＷＭ信号のハイレベルの期間は、画素内の露光領域を示している。図７に示す様に、位置制御データが"Ｃ"であると、画素の中央から順に露光領域を増加させる。同様に、位置制御データが"Ｌ"であると、画素の左端から順に露光領域を増加させ、位置制御データが"Ｒ"であると、画素の右端から順に露光領域を増加させる。なお、ＰＷＭ値は、ＰＷＭ信号のパルス幅を示し、値２５５とは、画素全体を露光することを意味している。なお、図７に示す様に、レベル１７を超えると、レベル１８からレベル２４まではレベルの増加に応じてパルス幅が減少する。さらに、レベル２４を超えると、再度、パルス幅が増加する。この様に、本実施形態において、中間調処理部１０１ａ、位置制御部１０１ｂ及びＰＷＭ制御部１０１ｃは、濃度補正処理後の画像データに対してハーフトーン処理を行い、各画素の露光領域を決定して画像信号を生成する生成部として機能する。
【００２３】
図８は、ディザマトリクス内の９つの画素が総て同じ階調値である場合の、階調値と露光領域との関係を示す図である。なお、図の黒塗り部分が露光領域に対応する。ディザマトリクスの階調値０から階調値２９までは、階調値の増加に応じて画素ｅのみの露光面積が増加する。その後、階調値５７までは画素ｂの露光面積が増加する。その後、階調値８６までは画素ｈの露光面積が増加する。さらに、階調値１４３までは、画素ｄ及びｆの露光面積が増加する。なお、階調値１４３において、画素ｂ、ｄ、ｅ、ｆ及びｈは、その全領域が露光される。一方、階調値１４３までは、画素ａ、ｃ、ｇ及びｉは未露光のままである。
【００２４】
階調値が１４３を超えると、階調値１７１までは、画素ａ、ｃ、ｇ及びiの露光面積を増加させるが、画素ｂ、ｄ、ｅ、ｆ及びｈについては、その露光面積を減少させる。なお、全体としての露光面積は増加するため濃度は高くなる。階調値１７１では、総ての画素がＰＷＭ値１５０に対応する面積だけ露光される。その後、階調値２５５に向けて階調が増加するに従い、各画素の露光面積が増加し、階調値２５５では、総ての画素の全領域が露光される。
【００２５】
続いて、濃度補正処理部１０１ｚにおける濃度補正処理について説明する。上述した様に、本実施形態の光走査装置４００は、軸上像高に比べて軸外像高の走査速度が速くなる。このため、本実施形態ではクロック速度を調整し、像高による１画素の主走査方向の幅の変動を抑える部分倍率補正を行う。具体的には、図９に示す様に、軸上像高でのクロック信号の周波数（クロック周波数）を１００％とし、最軸外像高に向けてクロック周波数を増加させる。本実施形態による光走査装置４００では、最軸外像高の部分倍率が３５％であるため、最軸外像高でのクロック周波数を１３５％としている。
【００２６】
部分倍率補正としてクロック周波数を調整することで画素幅の像高（主走査位置）による変動を抑えることができる。しかしながら、走査速度の変化により、像高により単位長さ当たりの総露光量が変動し、よって、像高により濃度が変動する。本実施形態では、この濃度変動を抑えるため、画像データが示す各画素の階調値を、画素の感光体１における主走査方向の画素位置に応じて補正する。図９は、主走査方向の総ての画素の階調値が２５５である場合の濃度補正処理後の階調値を示している。本実施形態では、主走査方向を７つの領域Ａ〜Ｇに分割し領域毎に補正を行う。最軸外像高を含む領域Ａ及びＧでは、補正後の階調値は２５５のままである。領域Ａ及びＧより軸上像高側の領域Ｂ及びＦの補正後の階調値は２２８である。また、領域Ｂ及びＦより軸上像高側の領域Ｃ及びＥの補正後の階調値は２００である。そして、軸上像高を含む領域Ｄの補正後の階調値は１７１である。この様に、本実施形態では、最軸外像高を基準とし、走査速度が遅くなる程、階調値を下げる補正を行う。これにより、像高による濃度変動を抑える。なお、濃度補正処理部１０１ｚが濃度補正に使用する領域毎の濃度補正情報は、感光体１の露光感度特性やトナーの現像特性に基づき予め求めて、濃度補正処理部１０１ｚに格納しておく。
【００２７】
図１０は、全画素の階調値が２５５の画像の露光状態の説明図である。なお、図１０は、ディザマトリクス９個分の範囲を示している。図９で示す様に、濃度補正処理後の階調値は、領域Ａでは２５５であり、領域Ｂでは２２８であり、領域Ｃでは２００であり、領域Ｄでは１７１である。なお、領域Ｅ、Ｆ及びＧは、領域Ｃ、Ｂ及びＡと同様である。領域Ａでは、各画素ともにＰＷＭ値２５５で露光される。領域Ｂでは、一部の画素がＰＷＭ値１５０での露光となる。領域Ｃも一部の画素がＰＷＭ値１５０での露光となるが、領域Ｂより多くの画素がＰＷＭ値１５０での露光となる。一方、領域Ｄでは、全画素がＰＷＭ値１５０での露光となる。
【００２８】
図１１は、他の画像の露光状態の説明図である。図１１の例においては、３つの画素の階調値が２５５であり、その他の画素の階調値が０である画像データを示している。なお、階調値が２５５の位置は、図１１に示す通りとする。図１０と同様に、濃度補正処理により階調値２５５は、領域Ａでは２５５に、領域Ｂでは２２８に、領域Ｃでは２００に、領域Ｄでは１７１に補正される。図１０と同様に、領域Ａでは、３画素ともにＰＷＭ値２５５で露光される。領域Ｂでは２画素がＰＷＭ２２５で露光され、１つの画素がＰＷＭ１５０で露光される。領域Ｃでは、１つの画素がＰＷＭ値２５５で露光され、２つの画素がＰＷＭ値１５０で露光される。一方、領域Ｄでは、３画素共にＰＷＭ値１５０での露光となる。
【００２９】
続いて、濃度補正処理部１０１ｚが保持する濃度補正情報について説明する。図１２は、濃度補正情報の一例を示している。図１２によると、補正前の階調値の最小値（０）〜最大値（２５５）に対して、補正後の階調値が、その最小値（０）から領域毎の最大値に線形に増加する様にしている。図１２の濃度補正情報では、補正後の階調値が補正前の階調値に対して線形に上昇し、よって、連続的な階調特性を示す画像が形成される。なお、本実施形態においては主走査方向における走査領域を領域Ａ〜Ｇの７つの領域に分割して濃度補正処理を行ったが、補正の精度を上げるためにさらに細かく領域を分割して濃度補正処理を行う構成とすることもできる。また、濃度補正情報についても補正後の階調値を補正前の階調値に対して線形に変化させる形態に限定されず、非線形に変化させる形態とすることもできる。
【００３０】
図１３は、露光制御構成を示している。レーザ駆動部３００のメモリ３０４には、部分倍率情報が保存されている。部分倍率情報は、各像高における部分倍率を示す情報である。なお、各像高における走査速度を示す情報を、部分倍率情報とすることもできる。メモリ３０４に格納される部分倍率情報は、メモリ３０４を有する光走査装置４００について測定した情報であっても、複数の光走査装置４００の代表的な部分倍率を示す情報であっても良い。
【００３１】
制御部２００のＣＰＵ２０１は、シリアル通信３１１を介してメモリ３０４から部分倍率情報を取得する。そして、ＣＰＵ１０２は、部分倍率情報を、画像信号生成部１００のＣＰＵ１０２に通知する。ＣＰＵ１０２は、部分倍率情報を、バス１０３を介して画像処理部１０１に通知する。画像処理部１０１は、この部分倍率情報に基づき、像高に応じたクロック周波数でＶＤＯ信号１１４を生成する。また、ＣＰＵ１０２は、バス１０３を介して、画像処理部１０１から濃度補正情報を取得し、ＣＰＵ２０１に通知する。ＣＰＵ２０１は、バス２１１を介してピクセルカウント部２０２に濃度補正情報及び部分倍率情報を通知する。
【００３２】
画像信号生成部１００は、ＶＤＯ信号１１４の出力の準備が整ったら、シリアル通信１１３を介して、制御部２００に画像形成の開始を指示する。制御部２００は、光源４０１の発光や、偏向器４０５の回転駆動を開始して、画像形成の準備が整うと、副走査同期信号であるＴＯＰ信号１１２及び主走査同期信号であるＢＤ信号１１１を画像信号生成部１００に出力する。なお、ＴＯＰ信号１１２は、各シート１０への画像形成前に出力される信号である。また、ＢＤ信号１１１は、各走査線の走査前に出力される信号である。ＴＯＰ信号１１２及びＢＤ信号１１１は、画像処理部１０１と、ピクセルカウント部２０２に出力される。画像信号生成部１００は、これら同期信号を受信すると、所定タイミングでＶＤＯ信号１１４を出力する。なお、上述した様に、ＶＤＯ信号１１４のクロック周波数は部分倍率情報に従い像高に応じて変化する。つまり、画像処理部１０１は、クロック周波数制御部として機能し、ＰＷＭ制御部１０１ｃは、クロック周波数に従うＶＤＯ信号１１４を出力する。また、ＶＤＯ信号１１４の元となった階調値は、上述した様に、濃度補正処理部１０１ｚにより補正されている。レーザドライバＩＣ３０１は、ＶＤＯ信号１１４に基づき光源４０１のオン・オフを制御する。なお、光源４０１の発光強度は、制御部２００が出力する制御信号３１０により制御される。これにより、感光体１には静電潜像が形成される。
【００３３】
ピクセルカウント部２０２は、ＶＤＯ信号１１４を受信し、所定のサンプリング周波数（以下、カウント周波数）で、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルのときをカウントする。つまり、ピクセルカウント部２０２は、カウント周波数に従うカウントタイミングにおいて、ＶＤＯ信号１１４が光源４０１を点灯させる値を示していると、カウント値を増加させる。なお、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルの間、光源４０１は、発光して走査光２０８を射出する。カウント周波数は、ＶＤＯ信号１１４のクロック周波数より高く、例えば、軸上像高におけるクロック周波数の１１倍程度とすることができる。
【００３４】
ここで、例えば、図１４に示す様に、領域Ａ、Ｄ及びＧそれぞれにおいて、階調値が２５５の画像を形成するものとする。図９で説明した様に、部分倍率補正及び濃度補正により領域Ａ、Ｄ及びＧには同じ濃度の画像が形成され、よって、トナーの消費量は同じである。一方、濃度補正処理部１０１ｚでの補正処理により、補正後の画像データが示す領域Ａ、Ｄ及びＧの階調値は、それぞれ、階調値２５５、１７１及び２５５になる。また、上述した様に、部分倍率補正により領域Ａ及びＧでのＶＤＯ信号１１４の周波数は、領域ＤでのＶＤＯ信号１１４の周波数より高くなる。つまり、領域Ａ及びＧでのＶＤＯ信号１１４の周期は、領域ＤでのＶＤＯ信号１１４の周期より短くなる。このため、領域Ａ、Ｄ及びＧそれぞれにおいて、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルである期間は、図１４の黒塗りの部分となる。したがって、領域Ａ及びＧにおけるピクセルカウント部２０２のカウント値は同じであるが、領域Ｄにおけるピクセルカウント部２０２のカウント値は、領域Ａ及びＧにおけるカウント値とは異なる値になる。具体的には、濃度が同じであっても、像高により露光領域は異なり、ＶＤＯ信号１１４のハイレベル期間は変化する。したがって、ピクセルカウント部２０２がカウントするカウント値からトナーの消費量を精度良く判定するには、像高に応じてカウント値を補正する必要がある。
【００３５】
図１５は、ピクセルカウント部２０２が行うＶＤＯ信号１１４のカウント処理のフローチャートである。なお、図１５の処理は、ＴＯＰ信号１１２の入力により開始される。また、図１５のフローチャートのＳ１０１からＳ１１３までのループ処理は、カウント周波数の周期毎に繰り返し行われる。さらに、図１５の処理の開始時、カウント値Ｗは０に初期化される。
【００３６】
ＴＯＰ信号１１２の入力後、Ｓ１００で、ピクセルカウント部２０２へのＶＤＯ信号１１４の入力が開始される。
【００３７】
Ｓ１０１で、ピクセルカウント部２０２は、走査光２０８の走査位置（像高）の部分倍率情報を取得する。なお、ピクセルカウント部２０２は、ＢＤ信号１１１が入力されてからの経過時間により走査光２０８の走査位置を判定することができる。
【００３８】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１０２で、走査位置の部分倍率情報に基づきカウント周波数を判定する。具体的には、像高が０のときのカウント周波数を基準周波数Ｆとすると、部分倍率がＬ％の像高におけるカウント周波数Ｆ´は、Ｆ´＝Ｆ×（１＋Ｌ／１００）となる。よって、部分倍率が３５％の像高におけるカウント周波数は、基準周波数の１．３５倍であり、部分倍率が２０％の像高におけるカウント周波数は、基準周波数の１．２倍になる。これにより、ＶＤＯ信号１１４の像高によるクロック周波数の変化が相殺される。この様に、ピクセルカウント部２０２は、カウント周波数制御部として機能する。
【００３９】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１０３で、ＶＤＯ信号１１４のレベルを判定し、Ｘの値を決定する。本実施形態において、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルであるとＸを１とし、ＶＤＯ信号１１４がローレベルであるとＸを０とする。なお、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルであるときのＸの値は０以外の任意の値とすることができる。
【００４０】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１０４で、走査光２０８の走査位置（像高）に対応する領域の情報を取得する。なお、領域の情報は、ＢＤ信号１１１が入力されてからの経過時間により判定することができる。また、走査位置と領域との関係は、濃度補正情報に含まれている。
【００４１】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１０５からＳ１０７において、走査位置に対応する領域が、領域Ａ〜Ｇのいずれであるかを判定する。ピクセルカウント部２０２は、走査位置に対応する領域が、領域Ａ又はＧであると処理をＳ１０８に進め、領域Ｂ又はＦであると処理をＳ１０９に進め、領域Ｃ又はＥであると処理をＳ１１０に進め、領域Ｄであると処理をＳ１１１に進める。
【００４２】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１０８においてＸを１倍した値をＹとし、Ｓ１０９においてＸを１．１２倍した値をＹとし、Ｓ１１０においてＸを１．２８倍した値をＹとし、Ｓ１１１においてＸを１．４０倍した値をＹとする。Ｓ１０８〜Ｓ１１１においてＸに乗ずる値は、光走査装置４００が走査している感光体１の領域に応じた第１補正係数である。図１６は、領域毎の第１補正係数を示している。第１補正係数は、濃度補正後の階調値に対する濃度補正前の階調値の比であり、濃度補正情報に基づき生成される。図１６に示す様に、領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにおける第１補正係数は、それぞれ、１、１．１２．１．２８及び１．４９である。なお、第１補正係数をＸに乗じることは、カウント値の増加量を領域に応じて制御或いは変更することに対応する。つまり、Ｓ１０８〜Ｓ１１１の処理で求めるＹは、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルであるときのカウント値の増加量に対応する。より一般的には、濃度補正情報に基づき、第１画像データの階調値に対する第２画像データの階調値がＮ倍である像高において、ピクセルカウント部２０２は、増加量Ｙを基準値Ｘの１／Ｎ倍にする。
【００４３】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１１２で、それまでのカウント値ＷにＹを加算することで、カウント値Ｗを更新する。ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１１３で、ＴＯＰ信号１１２の入力から所定時間が経過したかを判定する。当該所定時間は、一枚のシート１０へのＶＤＯ信号１１４の出力期間に対応する。つまり、Ｓ１１３において、ピクセルカウント部２０２は、一枚のシート１０への画像の形成のためのＶＤＯ信号１１４の出力が終了したかを判定する。上述した様に、ピクセルカウント部２０２は、一枚のシート１０への画像の形成のためのＶＤＯ信号１１４が出力されている間、カウント周波数の周期毎にＳ１０１から処理を繰り返す。つまり、カウント周波数（サンプリング周波数）が示す各カウントタイミング（サンプリングタイミング）において、Ｓ１０１からＳ１１３までの処理が行われる。
【００４４】
ＴＯＰ信号１１２の入力から所定時間が経過していると、ピクセルカウント部２０２は、Ｓ１１４で、そのときのカウント値Ｗを不揮発性メモリ１２に格納して図１５の処理を終了する。なお、図１５の処理では、１つのシート１０に対するカウント値Ｗを個別に不揮発性メモリ１２に格納している。しかしながら、１つのジョブで複数のシート１０に画像を形成する場合、当該ジョブの各シート１０のカウント値Ｗの合計を連続してカウントして不揮発性メモリ１２に格納する構成とすることもできる。また、不揮発性メモリ１２に記録するデータ量を削減するために、カウント値Ｗを１／１０や１／１００にした値を不揮発性メモリ１２に記録する構成とすることもできる。制御部２００は、不揮発性メモリ１２に記録された個々のカウント値Ｗの合計値に基づきトナーの消費量、或いは、残量を判定する。例えば、制御部２００は、記録された合計値が閾値を超えると、トナー残量が所定値より少なくなった、或いは、トナーが無くなったと判定して、ユーザにプロセスカートリッジＢの交換を促す通知を行う。
【００４５】
なお、本実施形態では、カウントの増加量を光走査装置４００が走査している感光体１の領域に応じて制御或いは補正していた。しかしながら、各領域においてカウント値の増加量を基準値、例えば、１とし、１つの領域のカウントが終了すると、当該領域でのカウント値に当該領域の第１補正係数を乗じて積算していく構成であっても同じである。
【００４６】
以上、像高に応じてカウント周波数を変化させ、かつ、カウント値の増加量を像高に応じて補正することで、濃度補正及び部分倍率補正を行って生成されたＶＤＯ信号１１４のカウントにより、現像剤の消費量を精度良く判定することができる。
【００４７】
＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１７は、本実施形態によるカウント処理のフローチャートである。第一実施形態では、Ｓ１０２において、ピクセルカウント部２０２は、部分倍率情報に基づき像高に応じたカウント周波数を決定していた。そして、ＶＤＯ信号１１４のハイレベル期間のカウントは、像高に応じて補正したカウント周波数により行っていた。本実施形態において、ピクセルカウント部２０２は、一定の基準周波数Ｆでカウント処理を行う。なお、第一実施形態と同様に、図１７の処理は、ＴＯＰ信号１１２の入力により開始される。また、図１７のフローチャートのＳ２０１からＳ２１３までのループ処理は、カウント周波数の周期毎に繰り返し行われる。なお、上述した様に、本実施形態において、カウント周波数は、基準周波数Ｆで一定である。さらに、図１７の処理の開始時、カウント値Ｗは０に初期化される。
【００４８】
ＴＯＰ信号１１２の入力後、Ｓ２００で、ピクセルカウント部２０２へのＶＤＯ信号１１４の入力が開始される。ピクセルカウント部２０２は、Ｓ２０１で、ＶＤＯ信号１１４のレベルを判定し、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルであるとＸを１とし、ローレベルであるとＸを０とする。なお、ＶＤＯ信号１１４がハイレベルであるときのＸの値は０以外の任意の値とすることができる。
【００４９】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ２０２で、走査光２０８の走査位置（像高）の部分倍率情報を取得する。走査位置は、ＢＤ信号１１１が入力されてからの経過時間により判定することができ、よって、部分倍率情報は、ＢＤ信号１１１が入力されてからの経過時間により判定することができる。
【００５０】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ２０３で、カウント値の増加量の基準値Ｘを像高の部分倍率Ｌ（％）に応じて補正して増加量Ｙを求める。本実施形態では、カウント処理を部分倍率補正に応じたカウント周波数で行わない代わりに、カウント値の増加量を補正することで部分倍率補正によるカウント値の変動を抑える。具体的には、基準値Ｘ（本例では１）に第２補正係数を乗ずることでカウント値の増加量Ｙを求める。像高の第２補正係数は、当該像高の部分倍率に基づき決定される。例えば、図１８に示す様に、部分倍率３５％の像高の第２補正係数は１．３５であり、部分倍率２５％の像高の第２補正係数は１．２５である。より一般的には、部分倍率がＬ％の像高における第２補正係数は（１＋Ｌ／１００）である。したがって、ピクセルカウント部２０２は、部分倍率がＬ％の像高における補正後の増加量Ｙを、Ｙ＝Ｘ×（１＋Ｌ／１００）として求める。
【００５１】
ピクセルカウント部２０２は、Ｓ２０４で、走査光２０８の走査位置（像高）に対応する領域の情報を取得する。なお、領域の情報は、ＢＤ信号１１１が入力されてからの経過時間により判定することができる。また、走査位置と領域との関係は、濃度補正情報に含まれている。
【００５２】
Ｓ２０５〜Ｓ２１３の処理は、図１５のＳ１０５〜Ｓ１１３の処理と同様である。但し、ピクセルカウント部２０２は、Ｓ２０８〜Ｓ２１１において、補正後の増加量Ｚを、Ｓ２０３で求めた増加量Ｙに領域に応じた第１補正係数を乗じることで求める。なお、第１補正係数と第２補正係数を纏めることもできる。この場合、第１画像データの階調値に対する第２画像データの階調値がＮ倍であり、クロック周波数を基準周波数のＭ倍にする像高において、ピクセルカウント部２０２は、増加量Ｚを基準値のＭ／Ｎ倍にする。
【００５３】
なお、部分倍率情報が、主走査方向のある範囲において同じ部分倍率を示す場合、第一実施形態でも述べた様に、カウント値の増加量を１とし、所定区間毎のカウント値を第１補正係数及び第２補正係数に基づき補正しても同様である。なお、所定区間は、第１補正係数と第２補正係数それぞれが一定となる区間である。
【００５４】
以上、一定のカウント周波数でカウントし、像高に応じてカウント値を補正することで、濃度補正及び部分倍率補正を行って生成されたＶＤＯ信号１１４のカウントにより、現像剤の消費量を精度良く判定することができる。
【００５５】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５６】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【００５７】
１：感光体、１０１ｚ：濃度補正処理部、１０１ａ：中間調処理部、１０１ｂ：位置制御部、１０１ｃ：ＰＷＭ制御部、４００：光走査装置、１０１：画像処理部、２０２：ピクセルカウント部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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