(57)【要約】【課題】複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、定着不良を起こすことなく、色の再現範囲を最大にする。【解決手段】各画素の、複数色の濃度をそれぞれ表す複数の濃度データに基づき、濃度に対応する複数色のトナー重量を求め（１０２）、それに基づきトナー総量を求め（１０３）、そのトナー総量が所定の期制値を超えているときに、濃度データの値を減衰させて、総重量が規制値以下となるようにする濃度調整を行う（１０１、１０４、１０５、１０６）。上記の複数の色が黒色および黒色以外の複数の色を含む場合、黒色の濃度データの値を減衰させず、黒色以外の色の濃度データの値に対し同じ係数を掛けて減衰させるのが望ましい。【選択図】　　　　図１
2004077807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、
各画素の、複数色の濃度をそれぞれ表す複数の濃度データに基づき、前記濃度に対応する複数色のトナー重量を求める濃度重量変換手段と、
前記濃度重量変換手段により求められた複数色のトナー重量を互いに加算して総重量を求める総量計算手段と、
前記総量計算手段により求められた総重量が所定の規制値を超えているときに、前記濃度データの値を減衰させて、前記総重量が前記規制値以下となるようにする濃度調整手段とを有する
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度調整手段が、前記総重量が前記規制値以下であってかつ最も大きな値となるように、前記濃度データの値を減衰させることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の色が黒色および黒色以外の複数の色を含み、前記濃度調整整手段は、前記黒色の濃度データの値を減衰させず、前記黒色以外の色の濃度データの値を減衰させることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記濃度調整手段が、前記黒色以外の色の複数色の濃度データに対し同じ係数を掛けて減衰させることを特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
記録媒体の種類を認識する記録媒体認識手段をさらに備え、前記トナー重量調整手段は、前記トナー総重量の規制値を、前記記録媒体認識手段により認識された記録媒体の種類により変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
転写媒体に転写されたトナー像を定着させるトナー像定着手段をさらに備え、
前記トナー重量調整手段は、前記トナー総重量の前記規制値を、前記トナー定着手段の温度に応じて変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は記録媒体に複数色のトナー画像を重ね合わせることによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像形成装置の一例としてタンデム型電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー画像を順次記録媒体、例えば記録用紙の上に転写し、または順次中間転写媒体に転写した後一括して記録媒体の上に転写し、その後加熱して定着する。このような画像形成においては、定着工程における定着能力の制限により４色のトナーの総量を規制しなければならない。単色における最大濃度の転写を同時に４色に対して適用した場合には定着処理時にオフセットといわれる定着不良を起こしてしまう。そのため従来の装置においては潜像形成のために用いられる発光手段へ駆動信号を送る回路において、３色以上混色する領域の濃度が規定値を超えないように例えばそれぞれの色の濃度の合計が２４０％以下（個々の色についての最大値を１００％とする）になるようにデータ処理を行って駆動信号の大きさを調整することにより、上記の定着不良を防止してきた。即ち、仮にシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各濃度の百分率をａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１とした場合、ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＞２４０であるときは、各色のトナーの濃度を次のように変換する。
【０００３】
変換後のＢｋ濃度　ｄ２＝ｄ１　（黒の濃度は変更しない）
変換後のＣ濃度　ａ２＝ａ１×（２４０−ｄ１）／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）
変換後のＭ濃度　ｂ２＝ｂ１×（２４０−ｄ１）／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）
変換後のＹ濃度　ｃ２＝ｃ１×（２４０−ｄ１）／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）
【０００４】
濃度の変換の方法には、上記以外の方法もあるが、大抵の場合画像の濃度を表す濃度データに対し、一定の上限値を設けるのが普通である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した画像形成装置には、環境変動や経時変化によって各種ローラの抵抗値が変ったり、露光エネルギーが変動することにより、感光体上のトナー量が変動してこれによって記録媒体上の画像の濃度が変動した場合や、画像形成装置のガンマ特性が変化した場合に総量規制のための濃度制限値に対応する濃度データの値が変動してしまうという問題がある。また濃度とトナー重量が正比例していないのに、濃度によって一律に制限を行っているため、本来はもっと濃度の高い色が再現できるにも拘らず、それよりも濃度の低い色としてしまうこともあり、プロセスブラック（混色黒）の色再現範囲が狭まるという問題があった。
【０００６】
さらに転写媒体である記録用紙の種類や厚さによる定着不良を回避するために紙種により各色に対する最大濃度ＤＭＡＸを低下させる機能を持たせた場合、
定着不良が発生しない単色のＹ，Ｍ，Ｃの濃度も低下させることになり色再現範囲が狭まってしまうという問題があった。
【０００７】
以上の問題点を鑑み、本発明は、重量規制の範囲内において、常に最大の濃度を表現できるようにし、色再現範囲を広くすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー画像形成装置は、
各画素の、複数色の濃度をそれぞれ表す複数の濃度データに基づき、前記濃度に対応する複数色のトナー重量を求める濃度重量変換手段と、
前記濃度重量変換手段により求められた複数色のトナー重量を互いに加算して総重量を求める総量計算手段と、
前記総量計算手段により求められた総重量が所定の規制値を超えているときに、前記濃度データの値を減衰させて、前記総重量が前記規制値以下となるようにする濃度調整手段とを有する
ことを特徴とする。
【０００９】
前記複数の色が黒色および黒色以外の複数の色を含み、前記濃度調整整手段が、前記黒色の濃度データの値を減衰させず、前記黒色以外の色の濃度データの値を減衰させるものであっても良い。
【００１０】
この場合、前記濃度調整手段が、前記黒色以外の色の複数色の濃度データに対し同じ係数を掛けて減衰させるものであっても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
第１の実施の形態
図１は本発明の第１の実施の形態のカラー画像形成装置の概略的構成を示す図である。この実施の形態の画像形成装置は、タンデム型電子写真方式の画像形成装置である。
【００１２】
同図において、１は給紙トレイ、２はホッピングローラ、３はレジストローラ、４は吸着ローラ、５は転写ベルト従動ローラ、６は導電性樹脂フィルム製の転写ベルト、７は転写ベルト駆動ローラであり、転写ベルト従動ローラ５と対で転写ベルト６を張架している。８は転写ベルト６上のトナー像の濃度を計測する濃度検知手段であり、光を照射してその反射光を測定し電気信号に変換する。９は定着器ユニットである。
【００１３】
Ｔｋはブラックトナー像形成手段であり、トナータンク１０、現像ブレード１１、弾性体から成る現像ローラ１２、スポンジから成るトナー供給ローラ１３、金属ローラ表面に感光体層をコーティングした感光体ドラム１４、ＬＥＤアレイから成るＬＥＤ露光ヘッド１５、弾性体から成る帯電ローラ１６、スポンジまたは弾性体から成る転写ローラ１７、金属板に弾性体を接合したクリーニングブレード１８、クリーニングブレード１８により掻き落とされたトナーを収容する排トナー回収容器１９を備えている。
【００１４】
Ｔｙはイエロートナー像形成手段、Ｔｍはマゼンタトナー像形成手段、Ｔｃはシアントナー像形成手段であり、トナー像形成手段Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃの各構成要素は、トナー像形成手段Ｔｋの対応する構成要素と同様に構成されている。
【００１５】
即ち、イエロートナー像形成手段Ｔｙは、トナータンク２０、現像ブレード２１、現像ローラ２２、トナー供給ローラ２３、感光体ドラム２４、ＬＥＤ露光ヘッド２５、帯電ローラ２６、転写ローラ２７、クリーニングブレード２８、排トナー回収容器２９を備えている。同様に、マゼンタトナー像形成手段Ｔｍは、トナータンク３０、現像ブレード３１、現像ローラ３２、トナー供給ローラ３３、感光体ドラム３４、ＬＥＤ露光ヘッド３５、帯電ローラ３６、転写ローラ３７、クリーニングブレード３８、排トナー回収容器３９を備えている。同様に、シアントナー像形成手段Ｔｃは、トナータンク４０、現像ブレード４１、現像ローラ４２、トナー供給ローラ４３、感光体ドラム４４、ＬＥＤ露光ヘッド４５、帯電ローラ４６、転写ローラ４７、クリーニングブレード４８、排トナー回収容器４９を備えている。
【００１６】
５０は金属板に弾性体を接合することにより形成され、転写ベルト６上のトナーを掻き落とす転写ベルトクリーニングブレード、５１は転写ベルトクリーニングブレード５０の掻き落としたトナーを回収する排トナー容器である。
【００１７】
図２は図１の装置のデータ処理部および制御部を示すブロック図である。濃度検知手段８からの信号がプリンタ制御部５２に入力され、プリンタ制御部５２はプリンタコントローラ５３からの信号により露光ヘッド１５、２５、３５、４５を発光させるようになっている。プリンタ制御部５２はまた、濃度検知手段８からの信号により高圧回路５４を制御し、ブラック用現像バイアス電圧５５、イエロー用現像バイアス電圧５６、マゼンタ用現像バイアス電圧５７、シアン用現像バイアス電圧５８を変更できるようになっている。
【００１８】
図３は図１の濃度検知手段８を示す図である。転写ベルト６は樹脂フィルムで出来ており、表面は平滑で光沢を持っている。また色は黒色である。５９は転写ベルト上に形成されたトナー像、６０は濃度センサユニット、６１、６２は赤外線発光素子、６３は受光素子で、光に応じた出力電圧を発生する。６４はレンズである。赤外線発光素子６１と受光素子６３は被測定物である転写ベルト６上に対して同じ傾きを持っている。６５は受光素子６３の出力をＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに合わせた出力に増幅するＤＣ−ＤＣ変換を行う増幅器、６６は８ｂｉｔ精度のＡ／Ｄ変換器であり、変換結果を濃度検知制御部６７に送出できるようになっている。濃度検知制御部６７はプリンタ制御部５２からの信号に応じて発光素子６１又は６２を選択的に発光させることができ、発光素子６１、６２が発光した時の受光素子６３の受光レベルを８ｂｉｔのデジタルデータに変換してプリンタ制御部５２に出力可能となっている。
【００１９】
次に本実施の形態の画像形成装置の印字動作の概略を説明する。プリンタコントローラ５３は図示しないホストインターフェースから受信した画像データに対し、後述の処理を施してＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃのそれぞれの２値データの画像信号を生成し、プリンタ制御部５２に送る。これらの２値データはそれぞれＬＥＤ露光ヘッド１５、２５、３５、４５に供給されて発光素子の駆動に用いられる。
【００２０】
プリンタ制御部５２は図示しない紙検知手段により紙の有無を確認したのち給紙トレイ１上の記録用紙Ｐをホッピングローラ２により送り出す。記録用紙はレジストローラ３によりタイミングを調整され、吸着ローラ４に印加されたバイアス電圧により転写ベルト６に吸着され、転写ローラ６により搬送されて、順に、ブラックトナー像形成手段Ｔｋ、イエロートナー像形成手段Ｔｙ、マゼンタトナー像形成手段Ｔｍ、シアントナー像形成手段Ｔｃを通過する。
【００２１】
ブラックトナー像形成手段Ｔｋにおけるトナー像形成動作は以下のとおりである。感光体ドラム１４は帯電ローラ１６により表面を一様に帯電される。これと平行して、プリンタコントローラ５３より送出された画像信号に応じてプリンタ制御部５２はＬＥＤ露光ヘッド１５を駆動する。感光体ドラム１４上には露光ヘッド１５により露光された部分に潜像が形成される。一方、トナータンク１０内のブラックトナーはトナー供給ローラ１３により現像ローラ１２に供給される。現像ローラ１２に印加されたバイアス電圧と現像ブレード１１により現像ローラ１２上には帯電トナーの薄層が形成される。この帯電トナー層が現像ローラ１２と感光体ドラム１４の接触する部分で感光体ドラム１４上の潜像を現像して感光体ドラム１４上にブラックトナー像が形成される。プリンタ制御部５２は前記ブラックトナー像が記録用紙の所定位置に転写されるようレジストローラ３により記録用紙を転写ベルト６に搬送する。そして転写ローラ１７に印加されたバイアス電圧により感光体ドラム１４上のブラックトナー像が記録用紙に転写される。
【００２２】
以降Ｙ、Ｍ、Ｃも同様にしてそれぞれのトナー像形成手段Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃにおいてトナー像が形成され記録用紙に転写される。各色のトナー像は記録用紙の所定位置に正確に転写されるよう潜像の形成タイミングをプリンタ制御部５２により制御される。記録用紙は転写ベルト駆動ローラ７の部分で、転写ベルト６から分離されて定着器ユニット９に供給され、そこで、トナーが記録用紙に加熱、加圧されてトナー画像が定着され、しかる後排出される。
【００２３】
次に本実施の形態の装置の濃度制御のためのバイアス電圧決定方法について説明する。濃度検知手段８は先にも述べたように、転写ベルト６上に形成されたトナー像の濃度を検知可能となっている。装置は電源投入後の印字動作前、または所定のタイミング、例えば前回濃度制御後に規定枚数印字した場合や図示しない温度湿度センサによる値が所定の変化をした場合などにこの処理を行う。
【００２４】
プリンタ制御部５２は記録用紙に転写する場合と同様にして直接転写ベルト上にべた画像を形成する。このべた画像は所定の大きさのトナー像であり、濃度検知手段８が検知可能な位置に形成される。
【００２５】
図４は現像ローラ１２、２２、３２、４２に印加されるバイアス電圧ＤＢと転写ベルト上のトナー像の濃度の関係を示すグラフである。４色のトナー（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）の各々について、各トナー像形成手段において、最大濃度１．５を生じさせると予想される現像バイアス電圧よりも十分に低い現像バイアス電圧（それによって生じる濃度が最大濃度制御値１．５よりも確実に低くなるような現像バイアス電圧）をａＬ（Ｖ）（＝　ａＬ＿Ｂｋ，　ａＬ＿Ｙ，　ａＬ＿Ｍ，　又は　ａＬ＿Ｃ）、十分に高い現像バイアス電圧（それによって生じる濃度が最大濃度制御値１．５よりも確実に高くなるような現像バイアス電圧）をａＨ（Ｖ）（＝ａＨ＿Ｂｋ，　ａＨ＿Ｙ，　ａＨ＿Ｍ，　ａＨ＿Ｃ）とする。以下、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に低い現像バイアス電圧を掛けてそれぞれの場合の濃度を検出し、次いで同じ順で高い現像バイアス電圧を掛けてそれぞれの場合の濃度を検出するものとして説明するが、この順序は任意である。
【００２６】
最初にプリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御しブラック用現像バイアス電圧５５をａＬ＿Ｂｋに制御し、転写ベルト６上にＢｋのトナー像を形成する。形成されたトナー像は濃度検知手段８により８ｂｉｔのデータとして出力され、プリンタ制御部５２はその値を保持する。プリンタ制御部５２はＢｋのトナー像の濃度を測定する時、所定の信号を濃度検知制御部６７に送出し、濃度検知制御部６７は発光素子６１を発光させ受光素子６３により受光した結果を増幅器６５、Ａ／Ｄ変換器６６を通して８ｂｉｔ化し、プリンタ制御部５２に出力する。転写ベルト６は表面が平滑で光沢があるのでトナー像５９がＢｋである場合低濃度部で発光素子６１からの光の反射が多く、高濃度部で発光素子６１からの反射が少なくなり、図６に示すようなデータを得ることができる。
【００２７】
次に、プリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御しイエロー用現像バイアス電圧５６をａＬ＿Ｙにし、転写ベルト６上にＹのトナー像を形成する。形成されたトナー像は濃度検知手段８により８ｂｉｔのデータとして出力され、プリンタ制御部５２はその値を保持する。
【００２８】
次に、プリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御しマゼンタ用現像バイアス電圧５７をａＬ＿Ｍにし、転写ベルト６上にＭのトナー像を形成する。形成されたトナー像は濃度検知手段８により８ｂｉｔのデータとして出力され、プリンタ制御部５２はその値を保持する。
【００２９】
次に、プリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御しシアン用現像バイアス電圧５８をａＬ＿Ｃにする。次に転写ベルト６上にＣのトナー像を形成する。形成されたトナー像は濃度検知手段８により８ｂｉｔのデータとして出力され、プリンタ制御部５２はその値を保持する。
【００３０】
プリンタ制御部５２はＣ、Ｍ、Ｙのトナー像の濃度を測定する時、所定の信号を濃度検知制御部６７に送出し、濃度検知制御部６７は発光素子６２を発光させ受光素子６３により受光した結果を増幅器６５、Ａ／Ｄ変換器６６を通して８ｂｉｔ化し、プリンタ制御部５２に出力する。発光素子６２からの赤外線波長の光が転写ベルト６に当たった直接反射（正反射）成分は受光素子６３には入射しないので、トナー像５９がＣ、Ｍ、Ｙである場合低濃度部で発光素子６１からの光の反射が少なく、高濃度部で発光素子６１からの反射が多くなり、図５に示すようなデータを得ることができる。
【００３１】
このような一連の動作で得た、現像バイアス電圧ａＬ＿Ｂｋ，　ａＬ＿Ｙ，　ａＬ＿Ｍ，　ａＬ＿Ｃ時の濃度をそれぞれｄＬ＿Ｂｋ、ｄＬ＿Ｙ、ｄＬ＿Ｍ、ｄＬ＿Ｃとしてプリンタ制御部５２のメモリに保持する。
【００３２】
次にプリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御しブラック用現像バイアス電圧５５、イエロー用現像バイアス電圧５６、マゼンタ用現像バイアス電圧５７、シアン用現像バイアス電圧５８をそれぞれａＨ＿Ｂｋ，　ａＨ＿Ｙ，　ａＨ＿Ｍ，　ａＨ＿Ｃとし、上記と同様に順にトナー像濃度ｄＨ＿Ｂｋ、ｄＨ＿Ｙ、ｄＨ＿Ｍ、ｄＨ＿Ｃを測定し、プリンタ制御部５２のメモリに保持する。
【００３３】
なお、転写ベルト６上に濃度検出のために生成されたトナー像はクリーニングブレード５０により掻き落とされ、排トナー回収容器５１に回収される。
【００３４】
このようにして、現像バイアス電圧ａＬ＿Ｂｋ、ａＬ＿Ｙ、ａＬ＿Ｍ、ａＬ＿Ｃ、及びａＨ＿Ｂｋ、ａＨ＿Ｙ、ａＨ＿Ｍ、ａＨ＿Ｃを用いたときの、トナー像濃度の実測値ｄＬ＿Ｂｋ、ｄＬ＿Ｙ、ｄＬ＿Ｍ、ｄＬ＿Ｃ、及びｄＨ＿Ｂｋ、ｄＨ＿Ｙ、ｄＨ＿Ｍ、ｄＨ＿Ｃが求められたら、これらに基づき、濃度１．５を生じさせる現像バイアス電圧の値を以下のように内挿により求める。
【００３５】
即ち、プリンタ制御部５２は内部の不揮発性メモリ等に保持されている図５および図６で示される特性を記憶したテーブルを参照して濃度１．５の時に濃度検知手段８から得られる既知の８ｂｉｔデータｄＴ＿Ｂｋ、ｄＴ＿Ｙ、ｄＴ＿Ｍ、ｄＴ＿Ｃを参照して、下記の式で表わされる現像バイアス電圧ａＴを求める。
【００３６】
ブラック用現像バイアス電圧ａＴ＿Ｂｋ
＝ａＬ＿Ｂｋ＋（ａＨ＿Ｂｋ−ａＬ＿Ｂｋ）×（ｄＴ＿Ｂｋ−ｄＬ＿Ｂｋ）÷（ｄＨ＿Ｂｋ−ｄＬ＿Ｂｋ）
イエロー用現像バイアス電圧ａＴ＿Ｙ
＝ａＬ＿Ｙ＋（ａＨ＿Ｙ−ａＬ＿Ｙ）×（ｄＴ＿Ｙ−ｄＬ＿Ｙ）÷（ｄＨ＿Ｙ−ｄＬ＿Ｙ）
マゼンタ用現像バイアス電圧ａＴ＿Ｍ
＝ａＬ＿Ｍ＋（ａＨ＿Ｍ−ａＬ＿Ｍ）×（ｄＴ＿Ｍ−ｄＬ＿Ｍ）÷（ｄＨ＿Ｍ−ｄＬ＿Ｍ）
シアン用現像バイアス電圧ａＴ＿Ｃ
＝ａＬ＿Ｃ＋（ａＨ＿Ｃ−ａＬ＿Ｃ）×（ｄＴ＿Ｃ−ｄＬ＿Ｃ）÷（ｄＨ＿Ｃ−ｄＬ＿Ｃ）
【００３７】
これにより求めた現像バイアス電圧ａＴ＿Ｂｋ、ａＴ＿Ｙ、ａＴ＿Ｍ、ａＴ＿Ｃとなるようにプリンタ制御部５２は高圧回路５４を制御する。これ以降次のバイアス電圧決定動作までこの現像バイアス電圧で印字を行う。これにより印字トナー像の最大濃度ＤＭＡＸは各色１．５に維持される。
【００３８】
次に印字の際のデータ処理の概略を説明する。プリンタコントローラ５３は図示しないホストインターフェースから送られた画像データによりそのメモリ内に画像データを展開するが通常フルカラー画像は多値の８ｂｉｔのＲＧＢまたはＣＭＹＫデータである場合が多い。以下の説明では、ＲＧＢの画像データが供給されるものとする。
【００３９】
プリンタコントローラ５３では、図１２に示すように、図示しないホストインターフェースから供給された画素信号Ｒ、Ｇ、Ｂを色変換ユニット９１で、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの濃度信号ＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋに変換し、次にこれに対して総量規制ユニット９２で、総量規制のための濃度調整を行い、次にこれに対し、ガンマ変換ユニット９３でガンマ変換を行い、次にこれに対し、ディザ処理ユニット９４でディザ処理を行う。ディザ処理を行った結果得られる２値データがプリント制御部５２に供給される。
【００４０】
ガンマ変換ユニット９３におけるガンマ変換は、仮にこれを行わないとすると、プリントエンジンの特性により、入力データに対する印字濃度が図７に示すようになってしまうために、これを補償するために行う変換であり、予め実験により求めた値を、プリンタコントローラ５３内の不揮発性メモリ等で構成されたテーブルに保持させておき、これを用いて変換を行う。変換後の濃度データと印字濃度との関係は例えば図８に示すように直線的である。
【００４１】
ディザ処理ユニット９４におけるディザ処理は、ガンマ変換されたデータに対して組織的ディザ法により処理を行って２値データを生成するものである。
【００４２】
プリンタ制御部５２は、この２値データに応じて露光ヘッド１５、２５、３５、４５を駆動する。
【００４３】
総量規制ユニット９２における総量規制処理は、ガンマ変換ユニット９３におけるガンマ変換に先立って行われるものであり、この総量規制処理が本実施の形態の特徴を成す。
【００４４】
以下、総量規制処理について詳しく説明する。この処理は、供給された濃度データ（ホストインタフェースから供給された画像信号に対し色変換を行なうことにより得られた濃度データ）に基づいて、仮にその濃度データを用いて印字を行った場合に記録媒体上に転写されるであろう４色のトナーのそれぞれの重量を推定し、その合計、即ち総量を算出し、その値が所定の規制値を超えている場合には、以下に説明するように濃度データを減衰させて、トナーの総量が上記規制値を超えないようにするための処理である。
【００４５】
図９（ａ）の表１はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋのそれぞれについての、単色のトナー重量と濃度の関係の一例を表わしている。グラフにすると図９（ｂ）のようになる。表１において、「ＣおよびＭ」、「Ｙ」、「Ｂｋ」の欄の数値は、それぞれの濃度を示す。また図１０（ａ）の表２はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋのそれぞれについての、単色の濃度とそれに対するトナー重量の関係の一例を示している。グラフにすると図１０（ｂ）のようになる。なお、これらの図や、本願中の他の図において、「ｃｍ＾２」は「ｃｍ２」を表わす。また、表２において「ＣおよびＭ」、「Ｙ」、「Ｂｋ」の欄の数値は、単位面積当たりの重量（ｍｇ／ｃｍ２）を示す。Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの各々の濃度の値が１．５のときの濃度を１００％としているので、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋのすべての色が１００％の濃度のときは、表２から、トナー総重量は単位面積当り０．７＋０．７＋０．６５＋０．５４＝２．５９（ｍｇ／ｃｍ２）となる。
【００４６】
一方、従来例について説明したように、単位面積当たりのトナー総量が過大になると定着不良が生じるので、トナー総量は所定の規制値Ｔ、例えば２．００（ｍｇ／ｃｍ２）以下となるように、濃度データを減衰させる必要がある。この濃度データの減衰は、各画素について行われる。
【００４７】
図１１の表３は各色の８ビットの各値（０乃至２５５）に対して、生成されるトナー像の単位面積当りのトナー重量を示している。表３において「ＣおよびＭ」、「Ｙ」、「Ｂｋ」の欄の数値は、単位面積当たりの重量（ｍｇ／ｃｍ２）を示す。この表の値をプリンタコントローラ５３内の不揮発性メモリ等にテーブルとして保持しておき処理を行う。
【００４８】
まず同一画素のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの濃度データ（色変換ユニット９１から出力されるデータ）をＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋとし、その濃度データを用いたときに記録媒体に転写されることになる各色のトナーの重量（推定値）をＷＩ＿Ｃ、ＷＩ＿Ｍ、ＷＩ＿Ｙ、ＷＩ＿Ｂｋとすると、トナー総量Ｗは、
Ｗ　＝　（ＷＩ＿Ｃ）＋（ＷＩ＿Ｍ）＋（ＷＩ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）
で与えられる。
【００４９】
この総量が規制値Ｔ（例えばＴ＝２．００ｍｇ／ｃｍ２）以下であるときは、供給された濃度データを減衰させることなく、その濃度データを用いて印字を行う。
【００５０】
一方、この総量が規制値Ｔを超えるときは、以下のように濃度データに１よりも小さい係数を掛けることにより濃度データを減衰させる。このように減衰させるに当たり、本実施の形態のように、トナーが黒色のトナーを含む場合は、黒の濃度は変更せず、他の三色（シアン、マゼンタ、イエロー）の濃度データに対し同じ係数を掛ける。また、印字を行なったときのトナー総量が上記規制値Ｔ以下であって、しかも最も大きな値となるように上記濃度データに掛ける係数を定める。上記のように、黒の濃度を変更しないのは、黒を印字するときの色の純度を高めるとともに、鮮明になるようにするためである。また、黒以外の三色の濃度データに対し同じ係数を掛けるのは、色相の変化を防ぐためである。さらに、印字を行なったときのトナー総量が上記規制値Ｔ以下であって、しかも最も大きな値となるように上記濃度データに掛ける係数を定めるのは、定着不良を回避しながら、色再現範囲を最大にするためである。
【００５１】
上記の条件を満たす係数を見つけるには、例えば二分探索法を用いる。以下、この場合、以下に詳述する例では、求める係数は１／２（減衰後の濃度データが入力された濃度データの５０％）以上であると推定して、３／４を初期値として二分探索を行う。
【００５２】
この二分探索による濃度最適値を求めるための構成（プリンタコントローラ５３の一部を成す）を機能ブロック図で表わすと図１３に示すごとくとなる。
【００５３】
図１３において、９１は図１２にも示されている色変換ユニットであり、図示しないホストインターフェースから供給される画素信号Ｒ、Ｇ、Ｂ（又はこれを一旦メモリに蓄積したもの）を受けてこれを色変換し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの濃度信号ＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋを発生する。
【００５４】
総量規制ユニット９２は、乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙ、濃度重量変換ユニット１０２ｋ、１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙ、総量算出ユニット１０３、比較ユニット１０４、制御ユニット１０５、係数発生ユニット１０６、ゲート１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙ、切換えスイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙを有する。これらのうち、乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙ、比較ユニット１０４、制御ユニット１０５および係数発生ユニット１０６により、濃度調整手段が構成されている。
【００５５】
係数発生ユニット１０６から発生される係数は最適値の探索中、逐次変更される。乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙは係数発生ユニット１０６から出力される係数を、その入力ＤＩ＿Ｃ，ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙに乗算して乗算結果をＤ＿Ｃ、Ｄ＿Ｍ、Ｄ＿Ｙとして出力する。
【００５６】
図示しないホストインターフェースから供給された画素信号（又はこれを一旦メモリに蓄積した後読み出された信号）Ｒ、Ｇ、Ｂは、色変換ユニット１００において各色の濃度データＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋに変換される。
【００５７】
色変換ユニット１００の出力は、直接濃度重量変換ユニット１０２ｋに供給されるとともに、切換えスイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙを介して濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙに供給される。なお、切換えスイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙは通常図示の状態にあり、色変換ユニット９１の出力を濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙに供給している。
【００５８】
濃度重量変換ユニット１０２ｋ、１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙは、入力された濃度データＤＩ＿Ｂｋ、ＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙを、テーブルを参照することにより、対応する重量データＷＩ＿Ｂｋ、ＷＩ＿Ｃ、ＷＩ＿Ｍ、ＷＩ＿Ｙに変換する。総量算出ユニット１０３は、濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙからの重量データで表わされる重量（これらもＷＩ＿Ｂｋ、ＷＩ＿Ｃ、ＷＩ＿Ｍ、ＷＩ＿Ｙで表わされる）を互いに加算して総量Ｗを求める。
【００５９】
比較ユニット１０４は、総量算出ユニット１０３で求められた総量Ｗを所定の規制値Ｔと比較し、比較結果信号を出力する。
【００６０】
制御ユニット１０５は比較の結果に基づいて、切換えスイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙを制御する。即ち、比較の結果Ｗ＞Ｔであれば、切換えスイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙを図示とは逆の状態、即ち、色変換ユニット９１の出力を乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙを介して濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙ及びゲート１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙに供給する状態にする。
【００６１】
制御ユニット１０５はまた、比較ユニット１０４における比較結果、及びそれ以前に係数発生ユニット１０５から出力された係数の値に基づき、係数発生ユニットから発生される係数の値を変更する。
【００６２】
この係数の値は最適係数値を探索している間は、１より小さくかつ１／２（＝０．５）以上の範囲で逐次変更される。即ち、上記のように色変換ユニット９１から供給された濃度データを用いて算出された総量Ｗが規制値Ｔを超えるときは、最初３／４（＝０．７５）に設定され、その後の最適値探索中においては、二分探索法の手順に従って、乗算、総量計算及び比較の処理を一巡する毎に１／２ｎ（ｎは最初は「２」で、１回の乗算、総量計算及び比較の処理を一巡する毎に順次１ずつ大きな整数とされる）ずつ増加又は減少される。
【００６３】
以下、総量規制ユニット９２の動作を、色変換ユニット９１の動作とともに、、図１４乃至図１６を参照して説明する。
【００６４】
まず、印字対象頁の最初の画素の画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを受信し、（又はメモリから読み出す）（２０１）。次に、この入力画素信号Ｒ、Ｇ、ＢをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの濃度データＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋに変換する（２０２）。次に、濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙ、１０２ｋにおいて、上記の濃度データＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋに基づき、テーブルを参照することにより、対応する重量ＷＩ＿Ｃ、ＷＩ＿Ｍ、ＷＩ＿Ｙ、ＷＩ＿Ｂｋを求める（２０３）。
次に、総量算出ユニット１０３において、重量ＷＩ＿Ｃ、ＷＩ＿Ｍ、ＷＩ＿Ｙ、ＷＩ＿Ｂｋを加算して総量Ｗを算出する（２０４）。次に、濃度の総量Ｗを規制値Ｔと比較する（２０５）。
【００６５】
濃度の総量Ｗが規制値Ｔ以下であれば、ステップ２０６に進み、ゲート１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙを開き、そのときの濃度データ（ステップ２０２で求められた）ＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙ、ＤＩ＿Ｂｋを出力用濃度データＤＯ＿Ｃ、ＤＯ＿Ｍ、ＤＯ＿Ｙ、ＤＯ＿Ｂｋとして、
即ち、
ＤＯ＿Ｃ　　＝　ＤＩ＿Ｃ
ＤＯ＿Ｍ　　＝　ＤＩ＿Ｍ
ＤＯ＿Ｙ　　＝　ＤＩ＿Ｙ
ＤＯ＿Ｂｋ　　＝　ＤＩ＿Ｂｋ
により、ＤＯ＿Ｃ、ＤＯ＿Ｍ、ＤＯ＿Ｙ、ＤＯ＿Ｂｋを求めて、ガンマ変換ユニット９３に供給する。
【００６６】
一方、濃度データＤＩ＿Ｂｋは、そのまま出力用濃度データＤＯ＿Ｂｋとしてガンマ変換ユニット９３に供給される（２０７）。
【００６７】
ステップ２０７の後、処理を終わったばかりの画素が印字対象頁の最後の画素かどうかの判断を行い（２０８）、最後の画素でなければ、次に画素の信号を受信し（或いは読み出し）（２０９）、ステップ２０２に戻る。
【００６８】
ステップ２０８で最後の画素であれば、終了して、次の頁の画素（印字データ）の入力を待つ。
【００６９】
ステップ２０５で濃度の総量Ｗが規制値Ｔを超えているときは、係数最適値探索の処理２１０を行う。この係数最適値探索は以下のように行われる。
【００７０】
図１５乃至図１６は、係数最適値探索の処理２１０の詳細を示す。
まず、パラメータｎ（その役割は後の説明で明らかとなる）を２に設定する（３０１）。次に、ステップ３０２において、係数発生ユニット１０６から発生される係数ｈの値を３／４（＝０．７５）として、ステップ３０３において、乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙで、Ｃ、Ｍ、Ｙの入力値（色変換ユニット９１から供給された値）ＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙに係数ｈ（＝３／４）を乗算し乗算結果を、Ｄ＿Ｃ、Ｄ＿Ｍ、Ｄ＿Ｙとして出力させる。
【００７１】
次に、上記のステップ２０３、２０４と同様、濃度に対応する重量を求め（３０４）、それらを加算して総量を求める（３０５）。
次に求められた総量Ｗを規制値Ｔと比較する（３０６）。
比較の結果Ｗ＝Ｔであれば、最適値探索処理を終わり、ステップ３０７に進み、ゲート１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙを開き、そのときの濃度データ（ステップ３０２で求められた）Ｄ＿Ｃ、Ｄ＿Ｍ、Ｄ＿Ｙを出力用濃度データＤＯ＿Ｃ、ＤＯ＿Ｍ、ＤＯ＿Ｙとして、即ち、
ＤＯ＿Ｃ＝Ｄ＿Ｃ
ＤＯ＿Ｍ＝Ｄ＿Ｍ
ＤＯ＿Ｙ＝Ｄ＿Ｙ
によりＤＯ＿Ｃ、ＤＯ＿Ｍ、ＤＯ＿Ｙを求めて、ガンマ変換ユニット９３に供給する。
【００７２】
ステップ３０７の後、ステップ２０７（図１４）に進み、濃度データＤＩ＿Ｂｋを、そのまま出力用濃度データＤＯ＿Ｂｋとしてガンマ変換ユニット９３に供給する。
【００７３】
ステップ３０６でＷ＞Ｔであればステップ３１１（図１６）に進む。一方、Ｗ＜Ｔであればステップ３３１（図１６）に進む。
【００７４】
ステップ３１１では、パラメータｎに１を加算する。次のステップ３１２では、係数ｈから１／２ｎを減算したものを新たな係数ｈとして、係数発生ユニット１０６から出力させる。
【００７５】
次のステップ３１３では、乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙにおいて、入力濃度データＤＩ＿Ｃ、ＤＩ＿Ｍ、ＤＩ＿Ｙにｈを乗算し、乗算結果を濃度Ｄ＿Ｃ、Ｄ＿Ｍ、Ｄ＿Ｙとして出力させる。
【００７６】
次に、上記のステップ２０３、２０４と同様、濃度に対応する重量を求め（３１４）、それらを加算して総量を求める（３１５）。次に求められた総量Ｗを規制値Ｔと比較する（３１６）。
【００７７】
比較の結果Ｗ＝Ｔであれば、最適値探索処理を終わり、ステップ３０７（図１５）に進む。
【００７８】
ステップ３１６において、Ｗ＞Ｔであれば、次にｎが８に達したかどうかの判定を行う（３１７）。達していなければ、ステップ３１１に戻る。
【００７９】
ステップ３１７において、ｎが８に達していれば、ステップ３１８に進み、ｈから１／２８を減算したものを新たな係数ｈとして、係数発生ユニット１０６から出力させ、次にステップ３１９において、乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙで、
Ｄ＿Ｃ＝ＤＩ＿Ｃ×ｈ
Ｄ＿Ｍ＝ＤＩ＿Ｍ×ｈ
Ｄ＿Ｙ＝ＤＩ＿Ｙ×ｈ
を求め、次にステップ３２０において、ゲート１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙを開いてその時のＤ＿Ｃ、Ｄ＿Ｍ、Ｄ＿ＹをＤＯ＿Ｃ、ＤＯ＿Ｍ、ＤＯ＿Ｙとしてガンマ変換ユニット９３に供給する。そして、ステップ２０７（図１４）に進む。
【００８０】
図１６のステップ３１６において、Ｗ＜Ｔであれば、次にｎが８に達したかどうかの判定を行う（３２１）。達していれば、最適値探索処理を終わり、ステップ３０７（図１５）に進む。
【００８１】
ステップ３２１において、ｎが８に達していなければ、ステップ３３１に進む。ステップ３３１では、ステップ３１１と同様、パラメータｎに１を加算する。次のステップ３３２では、係数ｈに１／２ｎを加算したものを新たな係数ｈとして、係数発生ユニット１０６から出力させる。そして、ステップ３１３に進む。
【００８２】
言換えると、以上の最適値を求める二分探索においては、色変換ユニット９１から供給される濃度データ（入力濃度データ）で印字したと仮定したときのトナーの総重量を計算し、その値Ｗが規制値Ｔがよりも大きいときは、Ｃ、Ｍ、Ｙの入力濃度データに対して係数３／４を掛けることにより濃度を減衰させ（濃度データの値を３／４倍にする）、その場合のトナー総重量を算出し、規制値Ｔよりも大きいか小さいかに応じて、係数を１／２３（＝１／８）だけ減らすか、増やすかする（濃度データの値を１／２３倍だけ減らすか、増やすかする）。次にそのようにして変更されたトナー濃度を用いた場合のトナー総重量を算出し、規制値Ｔよりも大きいか小さいかに応じて、係数を１／２４（＝１／１６）だけ減らすか、増やすかする（濃度データの値を１／２４倍だけ減らすか、増やすかする）。このような操作を繰り返し、最後に係数を１／２８（＝１／２５６）、（即ち濃度データの値を８ビットのデータの最小単位）だけ減らすか増やすかした後の算出トナー総重量が規制値よりも大きければ１／２８だけ減らしたものを係数の最適値（トナー総重量が規制値を超えず、かつ最大の値）とし（即ち、濃度データの値を１／２８倍だけ減らしたものを濃度データの最適値とし）、一方、最後に係数を１／２８だけ減らすか増やすかした後の算出トナー総重量が規制値以下であれば、その時の係数値を最適値（トナー総重量が規制値を超えず、かつ最大の値）とする（そのときの濃度データの値を最適値とする）。また、上記の繰り返し処理の途中で、トナー総重量が規制値に等しくなったら、（最後に係数を１／２８だけ減らすか増やすかする処理まで進んでいなくても）その時の係数を最適値とする。このように、係数の最適値を求める処理は、同時に（減衰後の）濃度データの最適値を求める処理でもある。このようにして求められる係数ｈの最適値は、最大値の約１／２以上（厳密には、１２７乃至２５５）であり、仮に真の最適値が１２７未満のときは、１２７が最適値として決定される。
【００８３】
以下に上記の二分探索処理を、具体的な数値を用いてより詳細に、また図１５および図１６の処理のうちのステップと対応付けて説明する。なお、以下の説明では、「係数」の最適値ではなく、濃度の最適値を求める処理として説明する。
【００８４】
まず、下記のように各値を仮定する。また値に小数点が出た場合は切り捨てる。
ＤＩ＿Ｃ÷２＝Ｄ２＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷４＝Ｄ４＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷８＝Ｄ８＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷１６＝Ｄ１６＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷３２＝Ｄ３２＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷６４＝Ｄ６４＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷１２８＝Ｄ１２８＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｃ÷２５６＝Ｄ２５６＿Ｃ，
ＤＩ＿Ｍ÷２＝Ｄ２＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷４＝Ｄ４＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷８＝Ｄ８＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷１６＝Ｄ１６＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷３２＝Ｄ３２＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷６４＝Ｄ６４＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷１２８＝Ｄ１２８＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｍ÷２５６＝Ｄ２５６＿Ｍ，
ＤＩ＿Ｙ÷２＝Ｄ２＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷４＝Ｄ４＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷８＝Ｄ８＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷１６＝Ｄ１６＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷３２＝Ｄ３２＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷６４＝Ｄ６４＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷１２８＝Ｄ１２８＿Ｙ，
ＤＩ＿Ｙ÷２５６＝Ｄ２５６＿Ｙ，
【００８５】
ここでまず
（Ｄ２＿Ｃ）＋（Ｄ４＿Ｃ）、
（Ｄ２＿Ｍ）＋（Ｄ４＿Ｍ）、
（Ｄ２＿Ｙ）＋（Ｄ４＿Ｙ）
の各濃度値のトナー重量をテーブル（表３）から求める（これは図１５のステップ３０２、３０３、３０４に相当する）。ここでのトナー重量をＷａ＿Ｃ、Ｗａ＿Ｍ、Ｗａ＿Ｙとする。次にトナー総重量Ｗを、
Ｗ　＝　（Ｗａ＿Ｃ）＋（Ｗａ＿Ｍ）＋（Ｗａ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）
により求める（これは図１５のステップ３０５に相当する）。
【００８６】
そして、Ｗ＝　（Ｗａ＿Ｃ）＋（Ｗａ＿Ｍ）＋（Ｗａ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）＞Ｔ　（＝２．００ｍｇ／ｃｍ２）の場合は（この比較は、図１５のステップ３０６に相当する）、
濃度を
（Ｄ２＿Ｃ）＋（Ｄ４＿Ｃ）−（Ｄ８＿Ｃ）、
（Ｄ２＿Ｍ）＋（Ｄ４＿Ｍ）−（Ｄ８＿Ｍ）、
（Ｄ２＿Ｙ）＋（Ｄ４＿Ｙ）−（Ｄ８＿Ｙ）
としたときのトナー重量を表３から求める（これらの処理は、図１６のステップ３１１、３１２、３１３、３１４に相当する）。ここでのトナー重量をＷｂ＿Ｃ、Ｗｂ＿Ｍ、Ｗｂ＿Ｙとする。そして、トナー総重量Ｗを、
Ｗ＝　（Ｗｂ＿Ｃ）＋（Ｗｂ＿Ｍ）＋（Ｗｂ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）
により求める（図１６のステップ３１５）。
【００８７】
Ｗ　＝　（Ｗａ＿Ｃ）＋（Ｗａ＿Ｍ）＋（Ｗａ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）＜Ｔ　（＝２．００ｍｇ／ｃｍ２）の場合は
濃度を
（Ｄ２＿Ｃ）＋（Ｄ４＿Ｃ）＋（Ｄ８＿Ｃ）、
（Ｄ２＿Ｍ）＋（Ｄ４＿Ｍ）＋（Ｄ８＿Ｍ）、
（Ｄ２＿Ｙ）＋（Ｄ４＿Ｙ）＋（Ｄ８＿Ｙ）
としたときのトナー重量を表３から求める（ステップ３３１、３３２、３１３、３１４）。
【００８８】
ここでのトナー重量をＷｃ＿Ｃ、Ｗｃ＿Ｍ、Ｗｃ＿Ｙとする。そしてトナー総重量Ｗを、
Ｗ　＝　（Ｗｃ＿Ｃ）＋（Ｗｃ＿Ｍ）＋（Ｗｃ＿Ｙ）＋（ＷＩ＿Ｂｋ）
により求める（ステップ３１５）となる。
【００８９】
このようにして順次規制値Ｔ（＝２．００ｍｇ／ｃｍ２）以下かどうかによって
Ｄ２＿Ｃ〜Ｄ２５６＿Ｃ、
Ｄ２＿Ｍ〜Ｄ２５６＿Ｍ、
Ｄ２＿Ｙ〜Ｄ２５６＿Ｙ、
の各項を加算または減算して最後に求まった値、例えば
（Ｄ２＿Ｃ）＋（Ｄ４＿Ｃ）＋（Ｄ８＿Ｃ）＋（Ｄ１６＿Ｃ）＋（Ｄ３２＿Ｃ）＋（Ｄ６４＿Ｃ）＋（Ｄ１２８＿Ｃ）＋（Ｄ２５６＿Ｃ）
（Ｄ２＿Ｍ）＋（Ｄ４＿Ｍ）＋（Ｄ８＿Ｍ）＋（Ｄ１６＿Ｍ）＋（Ｄ３２＿Ｍ）＋（Ｄ６４＿Ｍ）＋（Ｄ１２８＿Ｍ）＋（Ｄ２５６＿Ｍ）
（Ｄ２＿Ｙ）＋（Ｄ４＿Ｙ）＋（Ｄ８＿Ｙ）＋（Ｄ１６＿Ｙ）＋（Ｄ３２＿Ｙ）＋（Ｄ６４＿Ｙ）＋（Ｄ１２８＿Ｙ）＋（Ｄ２５６＿Ｙ）
や
（Ｄ２＿Ｃ）＋（Ｄ４＿Ｃ）−（Ｄ８＿Ｃ）−（Ｄ１６＿Ｃ）−（Ｄ３２＿Ｃ）−（Ｄ６４＿Ｃ）−（Ｄ１２８＿Ｃ）−（Ｄ２５６＿Ｃ）
（Ｄ２＿Ｍ）＋（Ｄ４＿Ｍ）−（Ｄ８＿Ｍ）−（Ｄ１６＿Ｍ）−（Ｄ３２＿Ｍ）−（Ｄ６４＿Ｍ）−（Ｄ１２８＿Ｍ）−（Ｄ２５６＿Ｍ）
（Ｄ２＿Ｙ）＋（Ｄ４＿Ｙ）−（Ｄ８＿Ｙ）−（Ｄ１６＿Ｙ）−（Ｄ３２＿Ｙ）−（Ｄ６４＿Ｙ）−（Ｄ１２８＿Ｙ）−（Ｄ２５６＿Ｙ）
などが求まる濃度最適値である。
【００９０】
以上のような変換（濃度調整による総量規制）を全領域（全画素）に対して行う（ステップ２０１、２０８、２０９）。なおＢｋに関しては変換は行わない。実際の値を例に取ると
Ｃ＝２２０、Ｍ＝１９０、Ｙ＝２５０、Ｂｋ＝２５５
の場合０．５５＋０．４６＋０．６２＋０．５４＝２．１７ｍｇ／ｃｍ２となるので
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＝１６５、Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＝１４２、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＝１８７、Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．３９＋０．３５＋０．３０＋０．５４＝１．５８ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＝１９２、Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＝１６６、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＝２１８、Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．４６＋０．４０＋０．４３＋０．５４＝１．８３ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＋２２０／１６＝２０６、
Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＋１９０／１６＝１７８、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＋２５０／１６＝２３４、
Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．５１＋０．４３＋０．５３＋０．５４＝２．０１ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＋２２０／１６−２２０／３２＝１９９、
Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＋１９０／１６−１９０／３２＝１７２、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＋２５０／１６−２５０／３２＝２２６、
Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．４９＋０．４１＋０．４８＋０．５４＝１．９２ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＋２２０／１６−２２０／３２＋２２０／６４＝２０２、
Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＋１９０／１６−１９０／３２＋１９０／６４＝１７５、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＋２５０／１６−２５０／３２＋２５０／６４＝２３０、
Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．４９＋０．４２＋０．５＋０．５４＝１．９５ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＋２２０／１６−２２０／３２＋２２０／６４＋２２０／１２８＝２０４、
Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＋１９０／１６−１９０／３２＋１９０／６４＋１９０／１２８＝１７６、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＋２５０／１６−２５０／３２＋２５０／６４＋２５０／１２８＝２３３、
Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．５＋０．４２＋０．５２＋０．５４＝１．９８ｍｇ／ｃｍ２となるのでさらに
Ｃ＝２２０／２＋２２０／４＋２２０／８＋２２０／１６−２２０／３２＋２２０／６４＋２２０／１２８＋２２０／２５６＝２０５、
Ｍ＝１９０／２＋１９０／４＋１９０／８＋１９０／１６−１９０／３２＋１９０／６４＋１９０／１２８＋１９０／２５６＝１７７、
Ｙ＝２５０／２＋２５０／４＋２５０／８＋２５０／１６−２５０／３２＋２５０／６４＋２５０／１２８＋２５０／２５６＝２３３、
Ｂｋ＝２５５
この時の重量は０．５０＋０．４２＋０．５２＋０．５４＝１．９８ｍｇ／ｃｍ２となる。
【００９１】
最後の式で求まった値を最適の濃度を用いたときの総重量とするが、計算途中で２．００ｍｇ／ｃｍ２となる値があった場合はそのときの濃度データを最適値として採用する。
【００９２】
以上説明した変換（係数乃至は濃度調整による総量規制）を全画像領域に対して（各画素について）行った後、ガンマ補正、２値化を行う。以下プリンタコントローラ５３はプリンタ制御部５２に２値化データを送出し印字を行う。
【００９３】
上記の実施の形態によれば、トナー総重量を規制値以下に抑制するので、定着不良の発生を防止することができる。また、各画素について、トナー総重量が規制値を超えない範囲で、トナー濃度を最も大きくすることができるので、色再現範囲をトナー不良を生じない範囲で最大にすることができる。さらに、トナー濃度の調整に祭し、各色の濃度の比を変えることなく、濃度を小さくするので、表現される色の色相が変わることがない。さらに、ブラックの濃度は調整しないので、ブラックの純度を高く保ち、かつ鮮明さを損なうことがない。
【００９４】
上記の実施の形態では、切換スイッチ１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙ、１０９ｃ、１０９ｍ、１０９ｙを用いて色変換ユニット９１からの出力を乗算ユニット１０１ｃ、１０１ｍ、１０１ｙを介して濃度重量変換ユニット１０２ｃ、１０２ｍ、１０２ｙに伝えたり、乗算ユニットを介さずに濃度重量変換ユニットに伝えたりしているが、これらの切換スイッチを用いず、常に乗算ユニットを介して濃度重量変換ユニットに伝えることし、濃度データを減衰させる必要のないときは、係数を１に設定することとしても良い。
【００９５】
上記の実施の形態は、非磁性１成分現像、露光ヘッドによる露光でタンデム方式の画像形成装置に関するものであるが、上記した総量規制のための濃度調整は、２成分現像方式の画像形成装置、レーザー露光式の画像形成装置、中間転写体方式の画像形成装置にも適用できる。
【００９６】
また、濃度制御のための現像バイアス電圧設定のために、転写ベルト上で濃度を測定しているが、本発明はこれに限定されない。さらに、最大濃度を生じさせると推定される現像バイアス電圧よりも十分に小さい現像バイアス電圧で濃度を測定し、次に最大濃度を生じさせると推定される現像バイアス電圧よりも十分に大きい現像バイアス電圧で濃度を測定し、これらより測定された濃度に基づいて、最大濃度を生じさせる現像バイアス電圧を内挿により求めているが、上記の２つの現像バイアス電圧の一方のみを用いて濃度を測定し、既知の現像バイアス電圧−濃度特性を参照して、濃度の差分に対応する現像バイアス電圧の差分を求め、これを測定に用いた現像バイアス電圧に加算又は減算することにより最大濃度に対応する現像バイアス電圧を求めることとしても良い。
【００９７】
また、濃度から重量を求めるためにテーブルを用いているが、濃度と重量の計算式により、重量を求めることとしても良い。
【００９８】
また、ガンマ補正後のガンマカーブはガンマ＝１としているが他の値であってもよい。
【００９９】
さらに、単位面積当りのトナー総重量の規制値Ｔを２．００ｍｇ／ｃｍ２以下としているがこの値は、用いられる記録媒体、トナー、画像形成装置の特性などの種々の条件によって変わるものである。
【０１００】
第２の実施の形態
図１７は本発明の第２の実施の形態のカラー画像形成装置を示し、図１８は第２の実施の形態の画像形成装置のデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。この実施の形態の画像形成装置は、第１の実施の形態と概して同じであるが、以下の点で異なる。即ち、この実施の形態の画像形成装置は、厚さ検知手段６８を備えている。この厚さ検知手段６８は、例えば、圧電素子を備えたものであり、１対のレジストローラ３のうち、下側のローラ３ａは回転軸が固定されており、一方上側のローラ３ｂは上下方向に揺動可能となっていて、その変位を、圧電素子により電圧に変換する。
【０１０１】
厚さ検知手段６８で検知された信号はプリンタ制御部５２に入力される。プリンタ制御部５２は内部に予め保持されたデータによりレジストローラ３を通過する転写媒体の厚さをそのデータと比較して厚紙かそうでないかを判断する。例えば厚さ０．１２ｍｍの１０５ｇ／ｍ２より厚い紙を厚紙と規定した場合、予めプリンタ制御部５２はレジストローラ３の変位が０．１２ｍｍの時の厚さ検知手段６８による出力電圧値を閾値Ｖｔとして予め保持しておき、この閾値Ｖｔと、印字中に記録用紙が搬送されたときの厚さ検知手段６８の出力電圧値Ｖｐとを比較してＶｐがＶｔ以上と判断されるときは、搬送されている記録用紙が厚紙であると判定し、この情報（判定結果）をプリンタコントローラ５３に伝える。
【０１０２】
プリンタコントローラ５３はプリンタ制御部５２からの上記判定結果に応じて、トナー総重量の規制値を切換える。即ち、厚紙のときは通常よりも小さい値にする。例えば、厚紙のときは、上記規制値を１．８０ｍｇ／ｃｍ２とし、そうでない場合には２．１０ｍｇ／ｃｍ２とする。
【０１０３】
第２の実施の形態によれば、記録用紙の厚さに応じてトナー総重量の規制値を切換えるので、紙厚に応じた最適の制御を行うことができる。紙厚に関わらずトナー総重量の規制値を一定にする場合には、厚い記録用紙の場合に若干の定着不良が起きるのを容認するか、逆に普通紙などの比較的薄い記録用紙の場合にトナー総重量の規制値にマージンを持たせる（このため濃度の色再現範囲（プロセスブラックの最大濃度）が定着不良を起こさない最大範囲よりも狭く抑えられる）必要があるが、第２の実施の形態では、この点についての改善を図ることができる。即ち、普通紙の場合に、厚紙に対するマージンを持たせる必要がなくなるので普通紙のプロセスブラック最大濃度を大きくとることが可能となり、一方厚紙の場合には定着不良の発生をより少なくすることができる。
【０１０４】
上記の実施の形態では、厚さ検知手段６８を用いて紙の厚さを検知したが、オぺレータ操作やホストインターフェースやネットワーク経由により紙の厚さ示す情報をプリンタ制御部５２伝え、その情報に基づいてトナー総重量の規制値の切換えを行っても良い。
【０１０５】
また、トナー総重量の規制値を厚紙の場合に１．８０ｍｇ／ｃｍ２とし、普通紙の場合に２．１０ｍｇ／ｃｍ２としているが、これらの値は、用いられる記録媒体、トナー、画像形成装置の特性などの種々の条件によって異なる値に設定することができる。
【０１０６】
また本実施の形態ではトナー総重量の規制値を２段階に切換えているが、３段階以上の切換えを行っても良い。
【０１０７】
上記の実施の形態では、記録用紙の厚さに基づいてトナー総重量の規制値を変更している。これは言いかえると、厚さによって分類される記録用紙の種類を認識し、その認識結果に応じてトナー総重量の規制値を変更することでもある。しかし、本発明はこれに限定されず、記録媒体の厚さ以外の属性により分類された種類を認識する転写媒体認識手段を設け、この認識手段による認識結果に応じてトナー総重量の規制値を変更することとしても良い。
【０１０８】
第３の実施の形態
図１９は本発明の第３の実施の形態のカラー画像形成装置を示す概略構成図、図２０は、そのデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。この実施の形態の画像形成装置は、第１の実施の形態と概して同じであるが、以下の点で異なる。即ち、この実施の形態の画像形成装置は、温度センサ６９を備えている。この温度センサ６９は例えばサーミスタなどで形成され、定着器９内の温度、例えば定着ローラの表面温度を計測する。
【０１０９】
なお、定着器内の温度センサは、定着器の温度制御のために、画像形成装置において良く用いられているものであるが、第１及び第２の実施の形態では、それらの特徴ではないので図示を省略している。本実施の形態では、プリンタ制御部５２が、温度検知手段６９からの信号に応じて定着器９の温度制御を行うだけでなく、トナー総重量の規制値の変更を行う。
【０１１０】
例えば検出された定着器の温度が制御目標値Ｔｅｍｐ１以上の場合は上記のトナー総重量の規制値を第１の値、例えば２．００ｍｇ／ｃｍ２と設定し、それより低いときは、第１の値よりも低い第２の値、例えば１．９０ｍｇ／ｃｍ２と設定する。
【０１１１】
さらに、検出された定着器の温度が目標値Ｔｅｍｐ１よりも低い閾値Ｔｅｍｐ２よりも低くなったときは、それ以降新たな記録媒体への印字を保留する。即ち、すでに転写開始した記録媒体に対しては転写及び定着を継続し、後続の記録媒体の印字（給紙、転写、定着）を保留して、定着器の温度が上昇するのを待ち、定着器の温度がＴｅｍｐ１になったら、印字を再開する。
【０１１２】
本実施の形態によれば、紙が湿気を含んでいたり、紙が冷えていたなどの理由で、連続印字により定着器のローラ温度が低くなってしまっても、トナー総重量の規制値を下げることにより定着不良を回避することができ、その定着器温度に応じた最適な印字を行うことができる。
【０１１３】
上記の実施の形態では、定着器の温度を示す情報を温度センサによる計測によって得ているが、このようにする代わりに、連続印字枚数と温度（一般に連続印字を行なう時には、２枚目において温度が低下し、その後温度制御により温度が再び上昇し所定値に収束する）との関係を予め求めてテーブルに記憶させておき、連続印字枚数を計数し、計数結果に基づいて温度を推定しても良い。また、記録媒体が厚いほど印字に伴う温度低下が大きいことから、厚さと温度低下との関係を予め求めてテーブルに記憶させておき、検出された紙厚に基づいて温度を推定しても良い。
【０１１４】
第４の実施の形態
第１乃至第３の実施の形態は、ＬＥＤヘッドを用いた画像形成装置に関するものであるが、本発明は、ＬＥＤヘッドの代わりにレーザースキャナーユニットを用いた画像形成装置にも適用でき、その場合にも同様の効果を得ることができる。以下、一例として第３の実施の形態と同様の構成であって、ＬＥＤヘッドの代わりにレーザースキャナーユニットを用いた画像形成装置について説明する。
【０１１５】
図２１は本発明の第４の実施の形態のカラー画像形成装置を示す概略構成図、図２２は、そのデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。この実施の形態の画像形成装置は、上記のように、第３の実施の形態と同様であるが、以下の点で異なる。即ち、第３の実施の形態のＬＥＤヘッドで構成された露光ヘッド１５、２５、３５、４５の代わりにそれぞれＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ用のレーザスキャナーユニット７０、７１、７２、７３が設けられており、プリンタ制御部５２は、ＬＥＤヘッドを駆動する信号の代わりに、それぞれＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ用のレーザ駆動信号７４、７５、７６、７７を発生する。
【０１１６】
また、第１乃至第３の実施の形態ではプロセスブラックのトナー総重量規制（９２）及びガンマ変換（９３）をプリンタコントローラ５３で行っていたが、本実施の形態においてはプリンタ制御部５２で行う。さらに、第１乃至第３の実施の形態では、ディザ処理（９４）を行っているが、本実施の形態では、ディザ処理を行わず、ガンマ変換（９３）後の８ビットのデータに基づいて、レーザ駆動電流をパルス幅変調することにより階調制御を行う。
【０１１７】
またレーザースキャナーユニットを用いた場合の、補正前のガンマ特性は例えば図２３のようになる。補正後は図８と同様直線的なものである。
【０１１８】
第４の実施の形態によれば、レーザ−スキャナーユニットを用いた画像形成装置の場合にも、ＬＥＤヘッドを用いた画像形成装置と同様定着不良を起こすこなく、色再現範囲を最大にすることができる。
【０１１９】
なお、第１乃至第４の実施の形態のいずれにおいても、温度湿度センサ等からの情報に基づいてガンマ変換の内容を定める（変換特性を変更する）こととしても良い。
【０１２０】
また、上記の実施の形態のいずれにおいても、ガンマ変換処理に先だって総量規制を行っているが、逆にガンマ変換処理の後で、総量規制処理を行なうこととしても良い。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明によれば、定着不良を起こすことなく、色の再現範囲を最大にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカラー画像形成装置の概略的構成を示す図である。
【図２】図１の装置のデータ処理部および制御部を示すブロック図である。
【図３】図１の装置の濃度検知手段を示す図である。
【図４】現像ローラに印加されるバイアス電圧と転写ベルト上のトナー像の濃度の関係を示すグラフである。
【図５】シアン、マゼンタ、イエローのトナー像の濃度検出値の濃度依存性を示すグラフである。
【図６】ブラックトナー像の濃度検出値の濃度依存性を示すグラフである。
【図７】ガンマ補正をしない場合の濃度データと出力濃度との関係を示すグラフである。
【図８】ガンマ補正をした場合の濃度データと出力濃度との関係を示すグラフである。
【図９】トナー像の単位面積当たりのトナー重量に対する各トナー像の濃度の値を示す表及びグラフである。
【図１０】トナー像の濃度に対する単位面積当たりの重量の値を示す表及びグラフである。
【図１１】８ビットの濃度データの値の各々に対する単位面積当たりの重量を値を示す表である。
【図１２】プリンタコントローラの構成の一部を示す機能ブロック図である。
【図１３】図１２の総量制御ユニットの詳細を示すブロック図である。
【図１４】図１２の色変換ユニット及び総量制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１２の総量制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１２の総量制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図１８】図１７の装置のデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図２０】図１９の装置のデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図２２】図２１の装置のデータ処理部及び制御部を示すブロック図である。
【図２３】第４の実施の形態の画像形成装置の、ガンマ補正をしない場合の濃度データと出力濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｐ　記録用紙、　Ｔｋ　ブラック用トナー像形成手段、　Ｔｙ　イエロー用トナー像形成手段、Ｔｍ　マゼンタ用トナー像形成手段、Ｔｃ　シアン用トナー像形成手段、　６　転写ベルト、　８　濃度検知手段、　９　定着器ユニット、　５２　プリンタ制御部、５３　プリンタコントローラ、　５４　高圧回路、　　６８　厚さ検出手段、　６９　温度検知手段、　９１　色変換ユニット、　９２総量制御ユニット、　９３　ガンマ変換ユニット、　９４　ディザ゛処理ユニット、　１０１ｃ，１０１ｍ，１０１ｙ　乗算ユニット、　１０２ｋ，１０２ｃ，１０２ｍ，１０２ｙ　濃度重量変換ユニット、１０３　総量算出ユニット、　１０４　比較ユニット、　１０５　制御ユニット、　１０６　係数発生ユニット、　１０７ｃ，１０７ｍ，１０７ｙ　ゲート、　１０８ｃ，１０８ｍ，１０８ｙ，１０９ｃ，１０９ｍ，１０９ｙ　切換えスイッチ。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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