(57)【要約】      （修正有）【課題】特定方向の端部のトナー消費量が変動する画像形成プロセスにおけるトナー消費量の計測精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、文字と線画の少なくとも一方を含む線画像領域を検出する線画像検出部１１と、端部割合を算出する端部検出部１２と、線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルＴＤ１を使用してトナー消費量を算出し、線画像領域については端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には端部割合と第２参照テーブルＴＤ２とを使用して算出するトナー消費量算出部１３とを備える。端部検出部１２は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する後端部画素数を算出する。トナー消費量算出部１３は、線画像領域については端部割合が所定の閾値未満の場合には、第２参照テーブルＴＤ２と後端部画素数と第３参照テーブルＴＤ３とを使用してトナー消費量を算出する。【選択図】図１
2018101068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出部と、
前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出部と、
前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出部と、
を備え、
前記端部検出部は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出し、
前記トナー消費量算出部は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出し、
前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記後端部画素は、前記後端方向と垂直方向に隣接する隣接画素であって、前記隣接画素の前記後端方向に前記線画像領域内の画素が存在する第１の後端部画素と、前記隣接画素の前記後端方向に前記線画像領域内の画素が存在しない第２の後端部画素とを含み、
前記第３参照テーブルは、前記第１の後端部画素の数とトナー消費量との対応関係と、前記第２の後端部画素の数とトナー消費量との対応関係とを含み、
前記トナー消費量算出部は、前記端部割合が前記所定の閾値未満の場合には、前記第１の後端部画素の数と前記第２の後端部画素の数と前記第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出する画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置であって、
前記第３参照テーブルは、前記第１の後端部画素におけるトナー消費量が前記第２の後端部画素におけるトナー消費量よりも少なく設定されている画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、さらに、
非飽和状態で前記画像の形成に使用される感光体ドラムを備える画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置であって、さらに、
前記感光体ドラムは、アモルファスシリコン感光体を含む画像形成装置。
【請求項６】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成方法であって、
前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出工程と、
前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出工程と、
前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出工程と、
を備え、
前記端部検出工程は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出する工程を含み、
前記トナー消費量算出工程は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出する工程を含み、
前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す画像形成方法。
【請求項７】
画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムであって、
前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出部、
前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出部、及び
前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出部として前記画像形成装置を機能させ、
前記端部検出部は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出し、
前記トナー消費量算出部は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出し、
前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、
前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムに関し、特にトナー消費量の算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、トナー消費量を予測して、予測されたトナー消費量に基づいてトナーの残量等をユーザーに通知することができる。トナー消費量を予測するための技術として、たとえば特許文献１は、文字や線画とそれら以外の画像のトナー消費量とが相違することに着目し、文字や線画用のテーブルと、文字や線画以外の画像用のテーブルとを使用してトナー消費量を予測する技術を提案している。特許文献２は、画像のエッジを構成する画素の数であるエッジ数と所定濃度以上の画素の数である画素数とに基づいてトナー消費量を算出する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０４８３０１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１４５９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、たとえばアモルファスシリコン感光体のような比誘電率が高い感光体ドラムの特性を考慮して正確にトナー消費量を予測する方法については十分な検討がなされていなかった。本願発明者は、比誘電率が高い感光体ドラムの使用に起因して特定方向の端部のトナー消費量が増加することを見いだした。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特定方向の端部のトナー消費量が変動する画像形成プロセスにおけるトナー消費量の計測精度を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置を提供する。前記画像形成装置は、前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出部と、前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出部と、前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出部とを備え、前記端部検出部は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出し、前記トナー消費量算出部は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出し、前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す。
【０００７】
本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成方法を提供する。前記画像形成方法は、前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出工程と、前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出工程と、前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出工程とを備え、前記端部検出工程は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出する工程を含み、前記トナー消費量算出工程は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出する工程を含み、前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す。
【０００８】
本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムを提供する。前記画像形成プログラムは、前記画像データによって表される少なくとも１つの画像領域を含む画像領域群の中から文字および線画の少なくとも一方を含む領域である線画像領域を検出する線画像検出部、前記線画像領域毎に前記線画像領域の端部を構成する画素の数である端部画素数を算出し、前記算出された端部画素数と、前記線画像領域を構成する画素の数である線画像領域画素数とを使用して前記線画像領域画素数に対する前記端部画素数の割合である端部割合を算出する端部検出部、及び前記画像領域群のうち前記線画像領域以外の非線画像領域については第１参照テーブルを使用してトナー消費量を算出し、前記線画像領域については前記端部割合が予め設定されている所定の閾値以上の場合には前記端部割合と第２参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出するトナー消費量算出部として前記画像形成装置を機能させ、前記端部検出部は、予め設定されている後端方向の端部である後端部を構成する画素である後端部画素の数である後端部画素数を算出し、前記トナー消費量算出部は、前記線画像領域については前記端部割合が所定の閾値未満の場合には、前記第２参照テーブルと前記後端部画素数と第３参照テーブルとを使用してトナー消費量を算出し、前記第１参照テーブルは、前記非線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し、前記第２参照テーブルは、前記端部割合と前記線画像領域の画素数とトナー消費量との対応関係を示し前記第３参照テーブルは、前記後端部画素数とトナー消費量との対応関係を示す。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特定方向の端部のトナー消費量が変動する画像形成プロセスにおけるトナー消費量の計測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。
【図２】一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る現像部１００の構造を示した側面断面図である。
【図４】一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。
【図５】一実施形態に係る画像形成装置１のトナー消費量算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態に係る第２計算処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】一実施形態に係る第２参照テーブルＴＤ２の内容を示す説明図である。
【図８】一実施形態に係る第３計算処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】一実施形態に係る線画像領域ＬＡの後端部の画素の分類方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、記憶部４０と、画像読取部５０と、定着部８０とを備えている。画像読取部５０は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである画像データＩＤを生成する。
【００１３】
画像形成部２０は、色変換処理部２１と、ハーフトーン処理部２２と、校正用濃度センサ２８と、露光部２９と、アモルファスシリコン感光体である感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋと、現像部１００ｃ〜１００ｋ、帯電部２５ｃ〜２５ｋとを有している。色変換処理部２１は、ＲＧＢデータである画像データＩＤをＣＭＹＫデータに色変換する。ハーフトーン処理部２２は、ＣＭＹＫデータにハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫのハーフトーンデータとして印刷データＰＤを生成する。
【００１４】
制御部１０は、線画像検出部１１と端部検出部１２とトナー消費量算出部１３とを備えている。制御部１０は、線画像検出部１１と端部検出部１２とトナー消費量算出部１３とを使用し、印刷データＰＤに基づいて、各画像領域のトナー消費量の集計としてトナー消費量を算出する。印刷データＰＤは、複数の画像領域を含む画像領域群を表している。画像領域群の各画像領域は、線画と文字との少なくとも一方を含む線画像を表す線画像領域と、線画像以外を表す非線画像領域（線画像領域以外の画像領域ともいえる。）とに分類される。
【００１５】
線画像検出部１１は、印刷データＰＤによって表される画像領域が線画像領域であるか否かを判定する。線画像検出部１１は、画像領域の太さが予め設定されている画素数である基準画素数以下である場合に線画像領域であると判定し、画像領域の太さが予め設定されている基準画素数を超える場合に線画像領域ではないと判定する。基準画素数は、解像度等に基づいて設定される。
【００１６】
端部検出部１２は、線画像領域の端部（エッジの画素）と、端部のうちの後端部とを検出する。端部検出部１２は、着目画素と隣接画素の画素値の関係に基づいて端部を検出してもよいし、微分フィルタやソーベルフィルタ等のフィルタを使用して端部を検出してもよい。後端部は、感光体ドラム（後述）の周速方向を基準にして、進行方向から順に前端部、中央部及び後端部として定義されている後端側の端部である。後端部は、画素値の関係の設定やフィルタの方向性の設定によって検出することができる。前端部側から後端部側に向かう方向は、後端方向と呼ばれる。
【００１７】
制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。
【００１８】
記憶部４０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。記憶部４０は、本実施形態では、さらに第１参照テーブルＴＤ１，第２参照テーブルＴＤ２及び第３参照テーブルＴＤ３を格納している。第１参照テーブルＴＤ１，第２参照テーブルＴＤ２及び第３参照テーブルＴＤ３は、たとえばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ））として構成することができる。
【００１９】
第１参照テーブルＴＤ１は、線画像以外を表す非線画像領域におけるドット数（画素数）とトナー消費量との対応関係を示している。第２参照テーブルＴＤ２は、線画像を表す線画像領域におけるドット数（画素数）とトナー消費量との対応関係を端部比率（後述）毎に示している。第３参照テーブルＴＤ３は、線画像領域の後端部におけるドット数（画素数）とトナー消費量との対応関係を補正量（後述）として示している。後端部は、感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋの周速方向を基準として線画像領域の後部の端部（エッジ）を意味する。後端部の詳細については後述する。
【００２０】
図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１は、その筐体７０内に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて感光体ドラム（像担持体）３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋが一列に配置されている。感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋのそれぞれに隣接して、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋが配置されている。
【００２１】
感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋには、露光部２９から各色用のレーザー光Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙ及びＬｋが照射（露光）される。この照射によって、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋに静電潜像が形成される。現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋは、トナーを攪拌しながら、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。これにより、現像工程が完了し、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋの表面に各色のトナー像が形成される。
【００２２】
画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２７を有している。中間転写ベルト２７は、テンションローラ２４、駆動ローラ２６ａ及び従動ローラ２６ｂに張架されている。中間転写ベルト２７は、駆動ローラ２６ａの回転によって循環駆動させられる。
【００２３】
たとえば感光体ドラム３０ｋ上のブラックのトナー像は、感光体ドラム３０ｋと一次転写ローラ２３ｋとで中間転写ベルト２７を挟み、中間転写ベルト２７が循環駆動させられることによって中間転写ベルト２７に一次転写される。この点は、シアン、イエロー、マゼンタの３色についても同様である。中間転写ベルト２７の表面には、所定のタイミングで相互に重ね合わせられるように一次転写が行われることによってフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像は、その後、給紙カセット６０から供給された印刷用紙Ｐに二次転写され、定着部８０の定着ローラ対８１によって印刷媒体としての印刷用紙Ｐに定着される。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態に係る現像部１００ｋの構造を示した側面断面図である。現像部１００ｍ、１００ｃ及び１００ｙは、現像部１００ｋと同一の構成を有し、これらは単に現像部１００とも呼ばれる。現像部１００は、２本の攪拌搬送部材１４１，１４２と、磁気ローラ１４３と、現像ローラ（現像剤担持体）１４４と、現像容器１４５と、規制ブレード１４６とを備えている。
【００２５】
現像容器１４５は、現像部１００の外郭を構成している。現像容器１４５の下部には、仕切り部１４５ｂが設けられている。仕切り部１４５ｂは、現像容器１４５の内部を第１搬送室１４５ａと第２搬送室１４５ｃとに仕切っている。第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃは、図３に垂直な方向に柱状に延びており、磁性キャリアとブラックトナーからなる２成分現像剤（単に現像剤とも呼ばれる。）を収容する。
【００２６】
現像容器１４５は、さらに磁気ローラ１４３及び現像ローラ１４４を保持している。現像容器１４５には、現像ローラ１４４を感光体ドラム３０（３０ｋ）に向けて露出させる開口１４７が形成されている。
【００２７】
２本の攪拌搬送部材１４１，１４２は、それぞれ第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃの内部で現像剤を攪拌しつつ循環的に移動させている。攪拌搬送部材１４２は、磁気ブラシとして、正に帯電した現像剤を磁気ローラ１４３に供給する。磁気ローラ１４３は、非磁性の回転スリーブ１４３ａと、回転スリーブ１４３ａの内部に固定されている固定マグネット体１４３ｂとを有している。磁気ローラ１４３と現像ローラ１４４とは、所定のクリアランスで対向している。規制ブレード１４６は、磁気ブラシを予め設定されている所定の高さに調整する。
【００２８】
現像ローラ１４４は、回転可能な非磁性の現像スリーブ１４４ａと、現像スリーブ１４４ａの内部で固定されている現像ローラ側磁極１４４ｂとを有している。磁気ローラ１４３には、磁気ローラ電位Ｖｍａｇが印加されている。現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが印加されている。
【００２９】
本実施形態において、感光体ドラム３０では、表面電位が２０Ｖに設定され、現像ローラ１４４との間に現像電界を形成している。一方、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖとしての直流電位２０〜８０Ｖと、周波数２ｋＨｚのピークツーピーク値２０００Ｖの正弦波電位とが重畳された交番バイアスが印加されている。磁気ローラ１４３には、現像時において、磁気ローラ電位Ｖｍａｇとして直流電位２００Ｖが印加され、非現像時において、直流電位−２００Ｖが印加される。
【００３０】
これにより、現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＜磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４に供給される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４に供給される時間が長くなり、非現像時においては、現像バイアス電位Ｖｓｌｖ＞磁気ローラ電位Ｖｍａｇ（トナーが現像ローラ１４４から回収される電位状態）の時間が長くなってトナーが現像ローラ１４４から回収される時間が長くなる。
【００３１】
さらに、磁気ローラ１４３に現像時と非現像時に印加される磁気ローラ電位Ｖｍａｇを調整することによって、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間の現像時のトナー層形成電位差ΔＶを変化させることができる。これにより、現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間のトナー層形成電位差ΔＶに応じた厚さＤ（図４（ａ）参照）のトナー薄層（単にトナー層とも呼ばれる。）が形成される。
【００３２】
現像ローラ１４４は、感光体ドラム３０との間に所定のクリアランスを有する対向部分（現像ニップ）を介して感光体ドラム３０にトナーを付着させて、トナー像を感光体ドラム３０の表面に形成する。トナー像は、感光体ドラム３０の表面における静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成される。
【００３３】
アモルファスシリコン感光体は、有機感光体（ＯＰＣ）に比べ比誘電率が３倍程度高く、現像コントラスト電位に対して、感光体が保持できるトナー量が多いという特徴を有している。このため、アモルファスシリコン感光体は、通常使用するベタ濃度よりも多くのトナーを保持することが可能である。したがって、アモルファスシリコン感光体は、飽和状態で使用すると、ベタ濃度に必要な量を超えて保持してしまうことになる。よって、本実施形態では、アモルファスシリコン感光体は、ベタ濃度においても非飽和状態において使用され、現像ローラ１４４上に形成されたトナーがほぼすべて感光体に現像されて現像が終了することでベタ濃度が決定されるように使用される。
【００３４】
図４は、一実施形態に係る現像工程において後端溜まりが発生する様子を示す概念図である。図４（ａ）は、画像の前端部と中央部において画像を形成している様子を示している。図４（ｂ）は、画像の後端部において画像を形成している様子を示している。本明細書では、前端部、中央部及び後端部は、感光体ドラム３０の進行方向を基準にして、進行方向から順に前端部、中央部及び後端部と定義されている。
【００３５】
本実施形態では、図４（ａ）に示されるように、感光体ドラム３０は、潜像画像の電位を中和しつつ、現像ローラ１４４の現像スリーブ１４４ａからトナーの供給を受けている。この際、現像工程は、電位の飽和ではなく、非飽和状態において現像スリーブ１４４ａ上に形成されたトナー薄層が消費尽くされることによって完了するように構成されている。トナー薄層の厚さＤは、画像形成におけるベタ現像時の最高濃度を達成するための厚さＴ１を有するように設定されている。
【００３６】
図４（ｂ）に示されるように、現像スリーブ１４４ａは、周速Ｖｓを有し、周速Ｖｄの感光体ドラム３０を追い越しながら画像を形成するように構成されている。このため、ベタ現像時にベタの後端部の近傍には、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面が存在することになる。このトナーが未消費の表面は、アモルファスシリコン感光体３０におけるベタの潜像画像の後端部を追い越していくことになる。
【００３７】
この際、アモルファスシリコン感光体としての感光体ドラム３０が非飽和状態なので、トナーが未消費の現像スリーブ１４４ａの表面から、さらにトナーが現像されてしまうことになる。この現像によって、予め想定されている濃度よりも高いベタ濃度としての後端溜まり（厚さＴ２）が顕在化することになる。
【００３８】
図４（ｃ）は、線画像ＴＰの画像形成時におけるトナーの付着状態（積層状態）を示している。線画像ＴＰでは、画像形成時において後端部においてトナー層が盛り上がっている。このトナー層の盛り上がりは、後端溜まりと呼ばれる。
【００３９】
図５は、一実施形態に係る画像形成装置１のトナー消費量算出処理の内容を示すフローチャートである。トナー消費量算出処理は、画像領域毎にトナー消費量を算出して、全画像領域で使用されたトナー消費量を集計する処理である。
【００４０】
ステップＳ１０では、制御部１０の線画像検出部１１は、画像属性判定処理を実行する。画像属性判定処理では、線画像検出部１１は、印刷データＰＤによって表される画像領域群に含まれる各画像領域に順に着目し、線画像領域であるか否か、すなわち線画像領域と非線画像領域のいずれであるかを判定する。着目された画像領域は、着目画像領域と呼ばれる。
【００４１】
ステップＳ２０では、線画像検出部１１は、着目画像領域が線画像領域でない場合には、すなわち非線画像領域である場合には処理をステップＳ６０に進め、着目画像領域が線画像領域である場合には処理をステップＳ３０に進める。
【００４２】
ステップＳ３０では、端部検出部１２は、端部検出処理を実行する。端部検出処理では、端部検出部１２は、着目画像領域としての線画像領域の端部画素を検出し、端部画素の数を集計する。ステップＳ４０では、端部検出部１２は、端部比率算出処理を実行する。端部比率算出処理では、端部検出部１２は、線画像領域毎に端部比率を算出する。端部比率は、端部画素数（線画像領域の端部画素の総数）の線画像領域画素数（線画像領域の総画素数）に対する比率（割合）である。
【００４３】
線画像領域では、いわゆるエッジ効果によって端部比率に応じてトナー消費量が変動する。端部検出部１２は、端部比率を算出することによって、トナー消費量に対するエッジ効果の影響の程度を推定することができる。一方、端部比率が低い場合には、線画像領域としては比較的に太い画像となって後端溜まりの影響が大きくなるという性質が本願発明者によって見いだされた。なお、端部比率は、端部割合とも呼ばれる。
【００４４】
ステップＳ５０では、端部検出部１２は、端部比率と予め設定されている所定の閾値とを比較する。端部検出部１２は、端部比率が所定の閾値未満でない場合、すなわち所定の閾値以上の場合には処理をステップＳ７０に進め、端部比率が所定の閾値未満の場合には、処理をステップＳ８０に進める。この例では、所定の閾値は、本実施形態では、エッジ効果と後端溜まりのいずれの影響が有意（あるいは支配的）であるか判定するために３０％に設定されているものとする。
【００４５】
ステップＳ６０では、トナー消費量算出部１３は、第１計算処理を実行する。第１計算処理では、トナー消費量算出部１３は、着目画像領域の画素数をカウントし、カウントされた画素数と第１参照テーブルＴＤ１とを使用して着目画像領域のトナー消費量を算出する。
【００４６】
ステップＳ７０では、トナー消費量算出部１３は、第２計算処理を実行する。図６は、一実施形態に係る第２計算処理の内容を示すフローチャートである。図７は、一実施形態に係る第２参照テーブルＴＤ２の内容を示す説明図である。
【００４７】
ステップＳ７１では、トナー消費量算出部１３は、着目画像領域の画素数をカウントする。ステップＳ７２では、トナー消費量算出部１３は、第２参照テーブルＴＤ２において、ステップＳ４０で算出した端部比率に基づいてトナー消費量を表す曲線を選択する。
【００４８】
ステップＳ７３では、トナー消費量算出部１３は、たとえば端部比率が５０％の着目画像領域としての線画像領域については曲線Ｃ１（ＬＵＴ）を選択し、端部比率が３０％の線画像領域については曲線Ｃ２（ＬＵＴ）を選択して、カウントされた画素数に基づいてトナー消費量を算出する。
【００４９】
ステップＳ８０では、トナー消費量算出部１３は、第３計算処理を実行する。図８は、一実施形態に係る第３計算処理の内容を示すフローチャートである。図９は、一実施形態に係る線画像領域ＬＡの後端部の画素の分類方法を示す説明図である。図９の例では、画素Ａ〜Ｇにおいて後端溜まりが発生する。
【００５０】
ステップＳ８１では、トナー消費量算出部１３は、着目画像領域の画素数をカウントする。ステップＳ８２では、トナー消費量算出部１３は、第２参照テーブルＴＤ２において、曲線Ｃ３（ＬＵＴ）を選択する。曲線Ｃ３（ＬＵＴ）は、エッジ効果の影響が有意（あるいは支配的）でない場合（すなわち、本実施形態では、後端溜まりの影響が有意である場合）に設定されている少なくとも１つの曲線である。
【００５１】
ステップＳ８３では、トナー消費量算出部１３は、第１の後端部画素の数（第１の後端部画素数）をカウントする。第１の後端部画素は、この例では、後端溜まりが発生する画素Ａ〜Ｇのうち画素Ａ及び画素Ｂが該当する。第１の後端部画素は、後端方向と垂直方向（主走査方向）に隣接する隣接画素であって、その隣接画素の後端方向に線画像領域内の画素が存在する画素である。
【００５２】
ステップＳ８４では、トナー消費量算出部１３は、第２の後端部画素の数（第２の後端部画素数）をカウントする。第２の後端部画素は、この例では、後端溜まりが発生する画素Ａ〜Ｇのうち画素Ｃ〜Ｇが該当する。第２の後端部画素は、後端方向と垂直方向（主走査方向）に隣接する隣接画素であって、その隣接画素の後端方向に線画像領域内の画素が存在しない画素である。
【００５３】
本願発明者の解析と実験とによれば、第１の後端部画素と比較して第２の後端部画素へのトナーの形成量（消費量）が多いことが見いだされた。第１の後端部画素（たとえば画素Ａ及び画素Ｂ）は、感光体ドラム３０の周速方向において斜め下流側（後端側）にトナーが飛翔できることができるのに対して（画素Ａ及び画素Ｂからの矢印参照）、第２の後端部画素（たとえば画素Ｃ〜Ｇ）は、下流側（後端側）にトナーの行き場がないからでる。
【００５４】
ステップＳ８５では、トナー消費量算出部１３は、第１及び第２の後端部画素数と第３参照テーブルとを使用して補正処理を実行する。第３参照テーブルは、曲線Ｃ３（ＬＵＴ）に対する補正量を格納している。具体的には、第３参照テーブルは、第１の後端部画素のトナー消費量と曲線Ｃ３に基づく各画素のトナー消費量の差として補正量である第１補正量と、第２の後端部画素のトナー消費量と曲線Ｃ３に基づく各画素のトナー消費量の差として補正量である第２補正量とを格納している。第２補正量は、上述のように第１補正量よりも大きい。
【００５５】
トナー消費量算出部１３は、第１の後端部画素のカウント数と第１補正量の乗数と、第２の後端部画素のカウント数と第２補正量の乗数の和をステップＳ８２で算出したトナー消費量に加算する。これにより、画像形成装置１は、後端溜まりの影響を考慮してトナー消費量を正確に予測することができる。
【００５６】
ステップＳ９０（図５参照）では、トナー消費量算出部１３は、画像領域毎に算出されたトナー消費量を集計し、印刷データＰＤによって表される画像の形成に消費されるトナー消費量を正確に算出することができる。
【００５７】
このように、一実施形態に係る画像形成装置１によれば、比誘電率が高い感光体ドラムを使用する画像形成における後端溜まりの影響を考慮して簡易かつ正確にトナー消費量を推定することができる。これにより、残トナー量の表示やトナー補給の適正化を図ることができる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。
【００５９】
変形例１：上記実施形態では、後端溜まりが発生する後端部画素を、第１の後端部画素と第２の後端部画素とに分類してトナー消費量を設定している第３参照テーブルを使用しているが、必ずしも後端部画素を複数に分類する必要はない。たとえば第１の後端部画素と第２の後端部画素で消費されるトナー消費量の差が小さい画像形成装置では、後端溜まりが発生する後端部画素を分類することなく、後端溜まりが発生しない画素との差としての１種類の補正量と後端部の画素数である後端部画素数とを使用して処理するようにしてもよい。
【００６０】
変形例２：上記実施形態では、画像形成装置にアモルファスシリコン感光体としての感光体ドラムが使用されているが、必ずしもアモルファスシリコン感光体に限られず、比誘電率が高い感光体ドラムを使用する画像形成装置に本発明は適用可能である。さらに、比誘電率が高い感光体ドラムを使用する画像形成装置に限られず、特定方向の端部におけるトナーの消費量が他の領域と相違する画像形成装置に適用することができる。
【００６１】
変形例３：上記実施形態では、第１参照テーブルは画素数とトナー消費量との対応関係を示し、第２参照テーブルは端部割合毎に画素数とトナー消費量との対応関係を示し、第３参照テーブルは後端部画素数とトナー消費量との対応関係として補正量を示している。しかしながら、このような構成に限られず、第２参照テーブルは端部割合と線画像領域の画素数とトナー消費量との関係、すなわち、端部割合と線画像領域の画素数とに応じてトナー消費量が算出できるものであれば補正量でもよく、第３参照テーブルは後端部画素数とトナー消費量との対応関係、すなわち、後端部画素数に応じてトナー消費量が算出できるものであればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  画像形成装置
１０  制御部
１１  線画像検出部
１２  端部検出部
１３  トナー消費量算出部
２０  画像形成部
２１  色変換処理部
２２  ハーフトーン処理部
２５ｃ〜２５ｋ  帯電部
２７  中間転写ベルト
２８  校正用濃度センサ
２９  露光部
１００ｃ〜１００ｋ  現像部
４０  記憶部
５０  画像読取部
６０  給紙カセット
７０  筐体
【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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