(57)【要約】【課題】ハーフトーン画像に基づいてトナー消費量を予測する技術において、ドットパターンの違いだけでなく画像形成装置の出力濃度階調特性の違いを考慮することによりさらなる高精度化を実現する。【解決手段】色材をプリント媒体上に付着させることで画像を形成する画像形成装置または方法において、画像形成装置の出力濃度階調特性を測定する手段と、ハーフトーン画像のドットパターンと出力濃度階調特性に基づいて、色材の消費量を算出する色材消費量算出手段と、を有する。【選択図】図４
2010101960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材をプリント媒体上に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、
前記画像形成装置の出力濃度階調特性を測定する測定手段と、
ハーフトーン画像のドットパターンと前記出力濃度階調特性に基づいて、色材の消費量を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記算出手段は、さらに多値の濃度画像にも基づいて色材の消費量を算出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３】
前記算出手段は、ドットの色材消費量を、隣接ドットパターンを判定して算出す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。
【請求項４】
前記算出手段は、隣接ドットパターンに応じた注目画素の色材消費量を出力濃度階調特性に応じて算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記出力濃度階調特性としてドットパターンを繰り返したパッチ画像を画像形成装置から出力して濃度を測定した値を取得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】
前記算出手段は、前記出力濃度階調特性として低濃度から高濃度までのグラデーション画像を画像形成装置から出力して濃度階調を測定した値を取得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７】
色材をプリント媒体上に付着させることで画像を形成する画像形成方法において、
前記画像形成方法の出力濃度階調特性を測定する測定ステップと、
ハーフトーン画像のドットパターンと前記出力濃度階調特性に基づいて、色材の消費量を算出する算出ステップと、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
前記算出ステップは、さらに多値の濃度画像にも基づいて色材の消費量を算出することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記算出ステップは、ドットの色材消費量を、隣接ドットパターンを判定して算出することを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】
前記算出ステップは、隣接ドットパターンに応じた注目画素の色材消費量を出力濃度階調特性に応じて算出することを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
【請求項１１】
前記算出ステップは、前記出力濃度階調特性としてドットパターンを繰り返したパッチ画像を画像形成方法から出力して濃度を測定した値を取得することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記算出ステップは、前記出力濃度階調特性として低濃度から高濃度までのグラデーション画像を画像形成方法から出力して濃度階調を測定した値を取得することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
コンピュータに、請求項７乃至１２のいずれかに記載の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
コンピュータに、請求項７乃至１２のいずれかに記載の方法を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給された画像信号に基づいて色材をプリント媒体に付着させる画像形成装置において、消費される色材の量を画像信号から予測するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式をとる画像形成装置では、与えられた画像信号に基づいてトナーを紙媒体上に現像・定着させることで画像を形成する。この電子写真方式の現像材としては一般にトナー粒子とキャリア粒子（磁性体粒子）を主成分とした二成分現像材がよく用いられている。画像を形成することにより現像器内のトナー粒子だけが消費され、キャリア粒子に対するトナー粒子の濃度が低下していく。画質を維持するためには、上記トナー濃度が一定である必要があり、そのためトナー粒子の減少量に応じて随時トナー粒子を現像器に補給する必要がある。
【０００３】
減少したトナー粒子の量を測定する手段としては、透磁率センサなどがよく用いられている。この透磁率センサは、トナー粒子が減少すると透磁率が大きくなる性質を利用して、この透磁率の変化を検知することでトナー粒子の減少を検知する。しかしながら、この透磁率センサは高価であるために、透磁率センサを用いずに減少したトナー量を算出する手段が開発されてきた。
【０００４】
その一例として、電子写真装置に供給された画像の多値信号からその画像のトナー消費量を予測するという技術がある。予め多値の画素信号とトナー消費量との関係を調べておき、その関係を用いて各画素のトナー消費量の総和をとることによって、画像信号全体のトナー消費量を算出することができる。ただし、この技術では多値の画像信号を必要とするため、紙媒体上でのトナー粒子のドット分布を表すハーフトーン画像信号が電子写真装置に直接供給された場合には対応できないという問題があった。ハーフトーン画像信号が直接供給されるケースとしては、ホストコンピュータで作成したハーフトーン画像信号を受信した場合や、ＦＡＸなどの１ｂｉｔデータを受信した場合、地紋データを生成した場合などが挙げられる。
【０００５】
上記課題に対処するため、ハーフトーン画像信号からトナー消費量を予測するという技術が提案されている。例えば隣接ドットの数に応じて注目ドットのトナー量を算出する技術が特許文献１で開示されている。周囲のドットを考慮しているのは、連続ドットと孤立ドットとでは１ドットあたりの露光量が異なること（図１９参照）、周囲の静電潜像によって注目ドットの静電電荷量が変化すること（図２０参照）、が理由である。特許文献１で開示されている技術のように周囲のドットパターンによるトナー消費量への影響を考慮することで、精度の高いトナー消費量予測を可能としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８９７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記手法のようにドットパターンを加味するだけではエンジンの出力濃度階調特性の変化に対応できないという課題があった。
【０００８】
例えば、経時変化によって電子写真装置の出力濃度階調特性が低下すると、同じパターンのハーフトーン画像信号を入力した場合に得られる印刷物はトナー濃度が経時変化前より低下している。これは即ちトナー消費量が低下したことを意味している（図４参照）。それにも拘らず経時変化前と同じ量のトナーを現像器に補給すると、いずれは現像器よりトナーが溢れるという事態を招いてしまう。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ハーフトーン画像に基づいてトナー消費量を予測する技術において、ドットパターンの違いだけでなく画像形成装置の出力濃度階調特性の違いを考慮することによりさらなる高精度化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、色材をプリント媒体上に付着させることで画像を形成する画像形成装置または方法において、画像形成装置の出力濃度階調特性を測定する手段と、ハーフトーン画像のドットパターンと出力濃度階調特性に基づいて、色材の消費量を算出する色材消費量算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、色材消費算出手段として、さらに多値の濃度画像にも基づいて色材の消費量を算出すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、ハーフトーン画像に対してドットパターンの違いだけでなく出力濃度階調特性の変動を加味することができる。よって画像形成装置の固体差や環境変化、経時変化に影響されることなく常に高精度にトナー消費量を算出することが可能となる。
【００１３】
また、本発明によって、デバイスの最新の出力濃度階調特性を表す階調補正テーブルさえあればドットパターンの種類に応じてトナー消費量を更新することができる。ユーザにとって新たな手続きは発生せずユーザビリティの悪化を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明によって、ドットパターンの種類に応じてトナー消費量を更新するために、専用のチャートを出力する必要がないため、紙媒体消費量の増加を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。  
＜第一の実施形態＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置と画像供給装置との通信関係を概略的に示す図である。画像形成装置１０１は、ネットワーク伝送路やＵＳＢケーブル等を表すデータ伝送路１０２を介して各種画像供給装置と繋がっている。画像供給装置として、ホストコンピュータ１０３、ＣＣＤラインスキャナで代表される画像読取装置１０４、ファクシミリ１０５、デジカメやフラッシュ等の画像記憶媒体１０６を図１に挙げている。
【００１６】
ホストコンピュータ１０３では、ユーザがアプリケーションを用いて作成した印刷データをプリンタドライバが印刷コマンドに変換し、画像形成装置１０１に送信する。また、画像読取装置１０４やファクシミリ１０５、デジタルカメラ・フラッシュメモリ１０６は、取得した画像データを画像形成装置１０１に送信する。画像読取装置１０４やファクシミリ１０５は、画像形成装置１０１に備え付けの構成でも構わない。
【００１７】
図２は、画像形成装置１０１のシステム構成を示すブロック図である。
【００１８】
画像形成装置１０１は、メインコントローラ２０１とデバイスコントローラ２１１とエンジン部３０１より構成される。
【００１９】
メインコントローラ２０１は、画像供給装置より供給された画像を受信し、画像処理を行いトナーの潜像画像であるハーフトーン画像を出力する。メインコントローラ２０１は、データ伝送バス２０２を介して、表示部２０３、操作部２０４、外部インタフェース２０５、ＣＰＵ２０６、ＲＯＭ２０７、ＲＡＭ２０８、外部記憶装置２０９、デバイスインタフェース２１０が接続された形で構成される。ユーザは、表示部２０３に表示された操作画面を見ながら操作部２０４を使用して画像形成装置に動作の指示を行う。
【００２０】
図１のホストコンピュータ１０３、画像読取装置１０４、ファクシミリ１０５、デジカメやフラッシュ等の画像記憶媒体１０６から送られたデータは、外部インタフェース２０５が受信する。操作部２０４から動作の指示または外部インタフェース２０５がデータを受信すると、ＣＰＵ２０６は、ＲＯＭ２０７に書かれたプログラムに従って上記コマンドまたはデータを解釈する。データのスプールが必要な場合は、ＣＰＵ２０６は、ＲＡＭ２０８や外部記憶装置２０９を使いながら画像処理を行い、ハーフトーン画像信号を生成する。また、ＣＰＵ２０６は、トナー消費量（色材消費量）も算出する。そのハーフトーン画像信号およびトナー消費量情報は、デバイスインタフェース２１０を経由してデバイスコントローラ２１１に伝送される。
【００２１】
デバイスコントローラ２１１は、メインコントローラ２０１からハーフトーン画像信号やトナー消費量情報を受け取り、それに応じてエンジン部３０１の各装置を動作させる。デバイスコントローラ２１１は、データ伝送路バス２１２を介して、デバイスインタフェース２１２、エンジンドライバ２１４、ＣＰＵ２１５、ＲＯＭ２１６、ＲＡＭ２１７、ハードウェア回路（Ｈ／Ｗ回路）２１８より構成される。メインコントローラ２０１より出力された印刷データは、デバイスインタフェース２１３が受信する。ＣＰＵ２１５やハードウェア回路２１８は、受信したデータに対して必要な処理を行い、エンジンドライバ２１４を介してエンジン部３０１の各装置を適切なタイミングで動作させる。
【００２２】
エンジン部３０１は、主に、搬送装置３０２、露光装置３０３、現像装置３０４、定着装置３０５、トナー補給器３０６を有する。
【００２３】
図３は画像形成装置１０１のエンジン部３０１の外観構成を表す模式図である。
【００２４】
エンジン部３０１は、搬送装置３０２、露光装置３０３、現像装置３０４、定着装置３０５より構成される。また、現像装置３０４は、トナー補給器３０６、感光体ドラム３０７、帯電器３０８、現像器３０９、転写器３１０、除電器３１１より構成される。このエンジン部３０１の動作について説明する。
【００２５】
まず、帯電器３０８は、帯電させた磁性体を感光体ドラム３０７に接触させ感光体ドラム３０７を矢印の方向に回転させることで感光体ドラム３０７全面に静電電荷を付与する。次に、露光装置３０３は、レーザを照射して感光体ドラム３０７上に静電潜像を形成する。そして、現像器３０９は、キャリアとトナー粒子の二成分現像材を感光体ドラム３０７上に接触させることで感光体ドラム３０７上にトナー粒子だけを静電潜像の形状に従って付着させる。そして搬送装置３０２は、適切なタイミングでプリント媒体を転写器３１０に搬送する。転写器３１０は、トナー粒子と逆の電荷をかけることで、プリント媒体上にトナー像を付着させる。そして、定着装置３０５は、高温・高圧でトナー粒子を定着させることでプリント媒体上に所望の画像を形成する。
【００２６】
現像器３０９は、画質を安定化させるためにトナー粒子とキャリア粒子の混合比率を一定に保つ必要がある。そのために、画像形成に使用したトナー量を後述する方法で求め、その分量のトナーをトナー補給器３０６から現像器３０９に補給するプロセスが随時実行される。
【００２７】
図４は、メインコントローラ２０１における信号処理の構成を示すブロック図である。
【００２８】
データ取得部４０１は、印刷コマンドや画像信号を受信すると、そのデータをジョブ管理部４０３に出力する。ジョブ管理部４０３は、設定値取得部４０２より操作画面上のユーザ設定を取得し、受信データの内容とユーザ設定とに応じて処理すべき画像処理を選択する。
【００２９】
まずは入力データがＰＤＬ（印刷記述言語）コマンドである場合についての動作を記述する。ジョブ管理部４０３は、ＰＤＬコマンドをＰＤＬ解析部４０４に送る。ＰＤＬ解析部４０４は、ＰＤＬコマンドを解釈し、描画コマンドをレンダリング部４０５に送る。そしてレンダリング部４０５は、描画コマンドに基づきビットマップ画像を書き出し、色処理部４０６にＲＧＢ画像を送る。色処理部４０６は、ＲＧＢ画像をトナーの濃度画像に変換する。ここで生成される濃度画像は各画素に０〜２５５の８ｂｉｔ値を取るＣＭＹＫ画像とする。もちろんそのほかの形式でも良いし、色材の種類もＣＭＹＫではなくＫのみでも構わない。
【００３０】
次に階調補正部４０７は、濃度画像の濃度階調をエンジンの出力濃度階調特性に応じて補正し、補正された濃度画像をハーフトーン処理部４０８に送る。ハーフトーン処理部４０８は、受け取った濃度画像をＰＤＬハーフトーン画像に変換し、画像合成部４０９に送る。ジョブ管理部４０３が受信したユーザ設定において地紋印刷が指示されていると、地紋生成部４１１は、地紋様のハーフトーン画像を生成し画像合成部４０９に送る。
【００３１】
画像合成部４０９は、上記のＰＤＬハーフトーン画像と上記の地紋ハーフトーン画像を合成して１枚のハーフトーン画像を作成する。また、ジョブ管理部４０３で受信したデータが画像読取装置で読み取られた画像データなどの画像データの場合、ＰＤＬ解析とレンダリングは不要であるため、色処理部４０６の処理から開始される。また、ジョブ管理部４０３で受信したデータがＦＡＸデータや１ｂｉｔＴｉｆｆ画像の場合、データは既にハーフトーン化されているため画像合成部４０９に直接出力される。画像合成部４０９で生成された最終的なハーフトーン画像はエンジン出力部４１０に渡され、エンジン出力部４１０は、トナーが定着されたプリント物を出力する。また、同時にハーフトーン画像がトナー量予測部４２５にも出力され、トナー量予測部４２５は、消費されるトナー量を算出する。トナー量予測部４２５がそのトナー量をトナー補給制御部４２６に送信すると、消費される量のトナーは、トナー補給器３０６より現像器３０９に供給される。
【００３２】
ここで、トナー量予測部４２５において用いられているトナー消費量予測方法の仕組みについて説明する。トナー量予測部４２５では、ハーフトーン画像の各画素について、隣接ドットのパターンを判定してトナー消費量を算出し、全画素の合計値を求めている。
【００３３】
図５はその隣接ドットパターンの種類と各パターンにおける中央画素のトナー消費量を示している。この図では注目画素に対して上下左右の隣接ドットパターン１６種類を記載しているが、実際には斜め方向の隣接画素も含めた計２５６種類を用意した方が、精度が高く好ましい。しかし、説明の都合のため本実施形態では上下左右の隣接ドットパターン１６種類を用いた例を説明する。図５にはパターンｐｉ（ｉ＝［１〜１６］）ごとにトナー消費量ｔｉ（ｉ＝１〜１６）が記載されている。これらトナー消費量ｔｉは予め印刷実行前に算出されたものである。このトナー消費量ｔｉを求める手法については後述する。パターンＩＤとそのトナー消費量の関係はルックアップテーブルの形でパターントナー量記憶部４２４に記憶されている。
【００３４】
次に、トナー量予測部４２５においてハーフトーン画像からトナー消費量を予測する手順について説明する。
【００３５】
図６はトナー量予測部４２５における処理手順のフローチャートを示している。処理Ｓ６０１にてトナー量予測部４２５は、トナー量カウンタＴｏｎｅｒを０に初期化する。また、処理Ｓ６０２ではトナー量予測部４２５は、ハーフトーン画像の全画素をループするためのイテレータｉを０に初期化する。まず、判定処理Ｓ６０３にてトナー量予測部４２５は、全画素を走査したかどうかを判定し、未完了の場合は処理Ｓ６０４に進む。処理Ｓ６０４では、トナー量予測部４２５は、ハーフトーン画像の画素ｉについて、隣接ドットパターンのＩＤを判定する。ここでいうハーフトーン画像の例として、図７に示すようにトナーを塗布する画素には１が、トナーを塗布しない画素には０が格納されたものとする。ある注目画素に対して隣接ドットパターンのＩＤを取得するためには、トナー量予測部４２５は、図８に示す３×３フィルタを用いて式１の畳み込み計算を行う。
【００３６】
【数１】
2010101960.tif 000003
【００３７】
式１の計算結果はパターンのＩＤを表している。そして処理Ｓ６０５にてトナー量予測部４２５は、パターントナー量記憶部４２４内のルックアップテーブルからそのパターンＩＤのトナー消費量を求め、処理Ｓ６０６にてトナー量カウンタＴｏｎｅｒに加算する。Ｓ６０７でイテレータｉがインクリメントされ、判定処理Ｓ６０３にループする。処理Ｓ６０４〜Ｓ６０６がハーフトーン画像の全画素について実施されると、処理Ｓ６０３にてトナー量予測部４２５は、Ｎｏと判定して処理Ｓ６０８に移り、トナー量カウンタＴｏｎｅｒの値を出力して処理を終了する。トナー量予測部４２５が上記の処理により算出したトナー消費量をトナー補給制御部４２６に送信すると、消費される量のトナーがトナー補給器３０６より現像器３０９に供給される。
【００３８】
次に、隣接ドットパターンとトナー消費量との関係を算出する手順について説明する。隣接ドットパターンごとのトナー消費量はエンジンの出力濃度階調特性の変動に影響されるため、階調補正部４０７の階調補正テーブルの更新と同時にトナー消費量の更新を行うのが望ましい。
【００３９】
図８は、ユーザが階調補正テーブルを更新する命令を操作部２０４にて実施したときに、その更新処理に付随してドットパターンごとのトナー消費量を測定する手順を示している。
【００４０】
まず、処理Ｓ８０１では、設定値取得部４０２は、ユーザが操作部２０４で「階調補正テーブルの更新」が選択したことを検知し、ジョブ管理部４０３に通知する。通知を受けたジョブ管理部４０３は、パッチ画像生成部４２１に対してパッチ画像を生成する指令を出す。次に処理Ｓ８０２でパッチ画像生成部４２１は、図５に示す各ドットパターンを用いてパッチ画像を生成する。このパッチ画像は、濃度測定が可能な大きさの正方形となるように各ドットパターンを二次元状に繰り返し、各正方形を図９のようにレイアウトしたものである。次に、処理Ｓ８０３でパッチ画像生成部４２１は、パッチ画像をエンジン出力部４１０に送信すると、パッチ画像がエンジン部より出力される。このとき、同時に階調補正テーブルを更新するためのパッチ画像も別に出力されている。エンジンの出力濃度階調特性とトナー消費量特性を画像形成装置にフィードバックするために、ユーザは各パッチ画像出力物を、画像読取装置１０４を用いて読み込んで画像形成装置１０１に送信する。処理Ｓ８０４でデータ取得部４０１は、画像読取装置１０４から画像データを取得する。ジョブ管理部４０３は、階調補正部４０７内の階調補正テーブルを更新し、次いでパッチ画像を色処理部４０６と階調補正部４０７を通して濃度画像に変換し、パターントナー量算出部４２２にパッチ画像を送信する。パターントナー量算出部４２２は処理Ｓ８０６から処理８１１までの処理を実行する。まず処理Ｓ８０６にてパターントナー量算出部４２２は、繰り返し回数を記憶するための変数ｉを１で初期化する。次に判定処理Ｓ８０７にてパターントナー量算出部４２２は、隣接ドットパターンの数だけ繰り返したかどうかを判定し、まだ完了していない場合は処理Ｓ８０８に移る。処理Ｓ８０８でパターントナー量算出部４２２は、パッチ画像からパターンｉのトナー濃度平均値ｄを算出する。パターントナー量算出部４２２は、トナー濃度平均値ｄを算出するために、１ｃｍ2に相当する画素数Ｓを画像読取装置１０４における読取解像度から計算し、パッチ画像内のドットパターンｉの領域からＳ個の画素数を参照してその濃度平均を取る。次に処理Ｓ８０９においてパターントナー量算出部４２２は、トナー濃度平均値ｄに相当するトナー消費量Ｔ［ｇ／ｃｍ2］を、濃度値トナー量変換テーブル４２３を参照して取得する。この濃度値トナー量変換テーブル４２３は、図１０で例示するグラフデータを登録しており、目標濃度値（階調補正前の濃度値）０〜２５５（０〜１００％に相当）に対して消費されるトナー量［ｇ／ｐｉｘｅｌ］がわかるようになっている。このグラフデータはトナーの種類が決まれば一意に決まるグラフであり、予め実験的に求めておき濃度値トナー量変換テーブル４２３に記憶されている。次に、処理Ｓ８１０でパターントナー量算出部４２２は、パッチ画像内のドットパターンｉの領域からＳ個の画素数を参照して１ｃｍ2あたりのパターン数Ｎを算出する。図９に示すようにパターンは４×４画素ごとに繰り返しているため、Ｓを１６で割った数がＮとなる。そして処理Ｓ８１１にてパターントナー量算出部４２２は、ＴをＮで割ることでパターンｉの１つ辺りのトナー消費量ｔｉを求める。処理Ｓ８１２でパターン���ナー量算出部４２２は、パターンＩＤ＝ｉとトナー消費量ｔｉの関係をパターントナー消費量記憶部４２４に渡すことで図６のトナー消費量を更新する。処理Ｓ８１３でパターントナー量算出部４２２は、ｉをインクリメントした後に判定処理Ｓ８０７に戻り、全てのパターンに対する処理が完了した場合は処理を終了する。
【００４１】
以上で説明した第一の実施形態によれば、ハーフトーン画像に対してドットパターンの違いだけでなく出力濃度階調特性の変動を加味している。よって画像形成装置の固体差や環境変化、経時変化に影響されることなく常に高精度にトナー消費量を算出することが可能となる。
【００４２】
＜第二の実施形態＞
次に、第二の実施形態について説明する。  
第一の実施形態ではドットパターンごとのトナー消費量を更新するのにパッチ画像をエンジンより出力して濃度を測定するという手順が必要であった。本実施形態では、階調補正テーブルを更新すれば新たにパッチ画像を出力して測定しなくてもトナー消費量を更新することができる仕組みについて説明する。
【００４３】
基本的なシステム構成は第一の実施形態と同じであるが、メインコントローラの信号処理構成が異なる。
【００４４】
図１１は、メインコントローラ２０１における第二の実施形態の信号処理の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図４に示した第一の実施形態の構成と異なる点は２つある。第１の異なる点は、階調補正ＬＵＴ算出部１１３１、階調補正ＬＵＴ記憶部１１３２、ディザマトリックス記憶部１１３３が追加されたことである。第２の異なる点は、ジョブ管理部１１０３、パターントナー量算出部１１２２、パッチ画像生成部１１２１の処理内容である。これは、第二の実施形態はドットパターンの種類に応じたトナー消費量を算出して更新する仕組みが第一の実施形態と異なるところから来ている。
【００４６】
本実施形態では、まず濃度階調パッチ画像をエンジンより出力・測定して濃度階調補正テーブルを更新する。そして、濃度階調補正テーブルとディザマトリックスと濃度トナー量変換テーブルの情報を基に、ドットパターンの種類に応じたトナー消費量を算出して更新する。
【００４７】
図１２は濃度階調補正テーブルを算出する手順を示す。
【００４８】
まず、処理Ｓ１２０１では、設定値取得部１１０２は、ユーザが操作部２０４で「階調補正テーブルの更新」を選択したことを検知し、ジョブ管理部１１０３に通知する。通知を受けたジョブ管理部１１０３は、パッチ画像生成部１１２１に対してパッチ画像を生成する指令を出す。次に処理Ｓ１２０２でパッチ画像生成部１１２１は、図１３に示すように濃度値０〜１００％を所定の段階数にした入力濃度のパッチ画像を生成する。次に、処理Ｓ１２０３でパッチ画像生成部１１２１は、パッチ画像をハーフトーン処理部１１０８に送る。ハーフトーン処理部１１０８、受け取ったパッチ画像をハーフトーン画像に変換した後、エンジン出力部１１１０に送信する。これによって、パッチ画像はエンジン部より出力される。エンジンの出力濃度階調特性を画像形成装置にフィードバックするために、ユーザは、パッチ画像出力物を、画像読取装置１０４を用いて読み込んで画像形成装置１０１に送信する。処理Ｓ１２０４でデータ取得部１１０１は、画像読取装置１０４から画像データを取得する。ジョブ管理部１１０３は、処理Ｓ１２０５にてパッチ画像を色処理部４０６と階調補正部４０７を通して濃度画像に変換し、さらに濃度画像の各濃度領域から実際の濃度値を取得する。処理Ｓ１２０６ではパッチ画像を作成したときの入力濃度と実際の濃度値の関係をテーブルとして作成する。このグラフの具体例を図１４に示す。このグラフによると、入力濃度が１００％のときは測定値が１．４であるのに対し、例えば入力濃度が５０％のときの測定値は半分の０．７より小さい０．４となっている。そのため入力濃度が５０％のときに測定値が０．７になるように補正する必要がある。それには、測定値が１．４の半分の０．７となる入力濃度を探索する。グラフより、入力濃度７２％がその求める濃度であることがわかる。よって階調補正ＬＵＴ算出部１１３１は、入力濃度が５０％のときに７２％になるよう補正するテーブルを作成する。このようにして作成した濃度階調補正テーブルの例を図１５に示す。このグラフより、入力濃度５０％の場合に７２％に補正されることがわかる。階調補正ＬＵＴ算出部１１３１は、以上の手順によって作成した濃度階調補正テーブルを階調補正ＬＵＴ記憶部１１３２に格納する。
【００４９】
次に、隣接ドットパターンごとのトナー消費量を算出する手順について説明する。
【００５０】
図１６は、隣接ドットパターンごとのトナー消費量を算出する手順を示す図である。まず、処理Ｓ１６０１にてパターントナー量算出部１１２２は、パターンの回数だけ繰り返すための変数ｉを１で初期化する。次に判定処理Ｓ１６０２にてパターントナー量算出部１１２２は、全パターンの個数と同じ回数だけ繰り返したかどうかを判定する。未完了の場合、パターントナー量算出部１１２２は、処理Ｓ１６０３〜Ｓ１６０８の処理を実行する。このＳ１６０３〜Ｓ１６０８の一連の処理では、未知変数で各ドットパターントナー消費量ｔ１〜ｔ１６の関係式を１つ出力する処理である。パターントナー量算出部１１２２は、これを判定処理Ｓ１６０２のループでドットパターンの数と同じ回数だけ繰り返すことによって、未知変数ｔ１〜ｔ１６の関係式を１６個生成する。図１７はこのループの繰り返し処理を概略的に説明した図である。パターントナー量算出部１１２２は、濃度６％の低濃度から濃度１００％の高濃度までの１６段階（０％は含まない）のグラデーション画像を用意し、それぞれに階調補正とディザマトリックスをかけてハーフトーン画像に変換する。各ハーフトーン画像において各パターンの個数を数えることにより式２で表す１６元一次方程式が作成される。
【００５１】
【数２】
2010101960.tif 000004
【００５２】
この連立方程式を解くと各ドットパターンのトナー消費量ｔｉを求めることができる。
【００５３】
図１６の説明に戻る。処理Ｓ１６０３ではパターントナー量算出部１１２２は、ディザマトリックスの定数倍サイズＳの濃度ｄ＝  ［ｉ  ×１００％  ／  パターン数］の画像を生成する。次に処理Ｓ１６０４でその画像のトナー消費量Ｔを、濃度値トナー量変換テーブル１１２３を参照して取得する。濃度値トナー量変換テーブル１１２３には、１画素あたりの目標濃度値とトナー量の変換関係が記憶されている。この変換関係はトナーの種類に依存するためトナーの種類が固定であれば予め実験的に求めておくことができる。次に処理Ｓ１６０５でパターントナー量算出部１１２２は、画像に対して濃度階調補正とディザマトリックスをかけてハーフトーン画像を生成する。そして処理Ｓ１６０６にてパターントナー量算出部１１２２は、ハーフトーン画像内における各ドットパターンの個数を数え、処理Ｓ１６０７にて未知変数ｔｉの関係式を出力する。最後に処理Ｓ１６０８にてパターントナー量算出部１１２２は、変数ｉをインクリメントして判定処理Ｓ１６０２に戻る。パターントナー量算出部１１２２は、Ｓ１６０３〜Ｓ１６０８の処理をドットパターンの個数と同じ回数だけ繰り返した後、処理Ｓ１６０９に移る。処理Ｓ１６０９ではパターントナー量算出部１１２２は、式２のように行列の演算式で関係式を表現した後、処理Ｓ１６１０にて逆行列演算を用いて未知変数ｔｉを求める。パターントナー量算出部１１２２は、求めた未知変数ｔｉを処理Ｓ１６１１にてパターントナー量記憶部１１２４に記憶し、処理を終了する。
【００５４】
メインコントローラに入力された印刷用画像データのトナー消費量は、第一の実施形態と全く同様の手順を取れば算出することが可能である。
【００５５】
以上で説明した第二の実施形態によれば、デバイスの最新の出力濃度特性を表す階調補正テーブルさえあればドットパターンの種類に応じてトナー消費量を更新することができる。ユーザにとって新たな手続きは発生せずユーザビリティの悪化を抑制することが可能となる。また、ドットパターンの種類に応じてトナー消費量を更新するために専用のチャートを出力する必要がないため、紙媒体消費量の増加を抑制することが可能となる。
【００５６】
＜第三の実施形態＞
次に、第三の実施形態について説明する。
【００５７】
第一・第二の実施形態ではハーフトーン画像に対してトナー消費量を算出する実施形態を記載したが、第三の実施形態として、従来の多値濃度画像からトナー消費量を求める方式と組み合わせることで消費量算出結果の違いを最小限に抑える実施形態を説明する。
【００５８】
図１８はメインコントローラ２０１における第二の実施形態の信号処理の構成を示すブロック図である。
【００５９】
図１１に示した第一の実施形態の信号処理構成と異なる点は、色処理部１８０６からトナー量予測部１８２５に画像データを出力している点、トナー量予測部１８２５は濃度値トナー量変換テーブル１８２３を参照している点である。通常、データ取得部１８０１に入力される画像データは多値階調画像であることが多い。そのため、多くのケースでは色処理部１８０６を通って従来のように目標濃度値に基づいてトナー量予測が行われる。このとき、目標濃度値からトナー消費量を得るには濃度値トナー量変換テーブル１８２３を直接参照すれば可能である。一方、データ取得部１８０１に入力された画像データが１ｂｉｔのハーフトーン画像である場合はハーフトーン画像を画像合成部１８０９に送信してトナー量予測部１８２５にて第一の実施形態と同様のトナー消費量算出を行う。また、設定値取得部１８０２において地紋などのハーフトーン画像の生成が指示されている場合は、生成された地紋ハーフトーン画像の分だけトナー量予測部１８２５に出力して第一の実施形態と同様のトナー消費量算出を行う。
【００６０】
以上で説明した第三の実施形態によれば、多値濃度画像からトナー消費量を求める従来方式と組み合わせてトナー消費量を算出することができる。これにより、従来のトナー消費量予測との差分を最小限に抑えることが可能となる。
【００６１】
＜他の実施形態＞
前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラムを記録媒体に記憶させ、該記録媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。
【００６２】
該記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。また、前述のプログラムが記憶された記録媒体はもちろんそのプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
【００６３】
かかる記録媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
【００６４】
また前述の記録媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
【００６５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲に限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】画像供給装置と画像形成装置を備えるシステムのブロック図である。
【図２】画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置のエンジン部の構成を示す模式図である。
【図４】第一実施形態のメインコントローラの信号処理に拘わる構成を示すブロック図である。
【図５】隣接ドットパターンと中央画素のトナー消費量を示す図である。
【図６】ハーフトーン画像のトナー消費量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図７】ハーフトーン画像の各画素についてパターンを判定する仕組みを示す図である。
【図８】隣接ドットパターンごとのトナー消費量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図９】ドットパターンのトナー量を測定する為のパッチ画像を示す図である。
【図１０】濃度値トナー量変換テーブルに登録されているグラフデータの例を示す図である。
【図１１】第二実施形態のメインコントローラの信号処理に係る構成を示すブロック図である。
【図１２】濃度階調補正テーブルを算出する手順を示すフローチャートである。
【図１３】濃度階調補正用のパッチ画像図である。
【図１４】入力濃度と濃度測定値のグラフの例を示す図である。
【図１５】図１４のグラフ対する階調補正グラフを示す図である。
【図１６】隣接ドットパターンごとのトナー消費量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１７】各ドットパターンのトナー消費量ｔｉの関係式を求める手順の説明図である。
【図１８】第三実施形態のメインコントローラの信号処理に係る構成を示すブロック図である。
【図１９】孤立ドットと連続ドットの露光量の違いの例を示す図である。
【図２０】ドット間での静電潜像の影響の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１０２  データ取得部、１１０２  設定値取得部、１１０３  ジョブ管理部、１１０４  ＰＤＬ解析部、１１０５  レンダリング部、１１０６  色処理部、１１０７  階調補正部、１１０８  ハーフトーン処理部、１１０９  画像合成部、１１１０  エンジン出力部、１１１１  地紋生成部、１１２１  パッチ画像生成部、１１２２  パターントナー量算出部、１１２３  濃度値トナー量変換テーブル、１１２４  パターントナー量記憶部、１１２５  トナー量予測部、１１２６  トナー補給制御部、１１３１  階調補正ＬＵＴ算出部、１１３２  階調補正ＬＵＴ記憶部、１１３３  ディザマトリックス記憶部
【図１】
2010101960.tif 000005
【図２】
2010101960.tif 000006
【図３】
2010101960.tif 000007
【図４】
2010101960.tif 000008
【図５】
2010101960.tif 000009
【図６】
2010101960.tif 000010
【図７】
2010101960.tif 000011
【図８】
2010101960.tif 000012
【図９】
2010101960.tif 000013
【図１０】
2010101960.tif 000014
【図１１】
2010101960.tif 000015
【図１２】
2010101960.tif 000016
【図１３】
2010101960.tif 000017
【図１４】
2010101960.tif 000018
【図１５】
2010101960.tif 000019
【図１６】
2010101960.tif 000020
【図１７】
2010101960.tif 000021
【図１８】
2010101960.tif 000022
【図１９】
2010101960.tif 000023
【図２０】
2010101960.tif 000024