(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに対してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部と、
前記ハーフトーン処理前の前記画像データの濃度をカウントしてトナー消費量を予測するカウント処理部とを備え、
前記カウント処理部は、ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正し、
前記カウント処理部は、（ａ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｂ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｃ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｄ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値とを、それぞれ値の異なる補正係数で補正すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カウント処理部は、ベタ部の濃度が目標濃度未満である場合には、ベタ部に対するハーフトーン処理が実行されていないと判定し、ベタ部の濃度が目標濃度である場合には、ベタ部に対するハーフトーン処理が実行されていると判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
後端溜まりが発生する現像特性を有する現像装置をさらに備え、
前記ハーフトーン処理部は、後端溜まりの軽減のために、前記画像データのベタ部に対してハーフトーン処理を実行すること、
を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
ハーフトーン処理前の画像データの濃度をカウントし、
ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正し、
補正後の前記カウント値に基づいてトナー消費量を予測し、
ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正する際に、（ａ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｂ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｃ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｄ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値とを、それぞれ値の異なる補正係数で補正すること、
を特徴とするトナー消費量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置およびトナー消費量算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチダウン現像方式などの所定の現像方式を採用している画像形成装置では、例えば図６に示すように、感光体ドラム上の静電潜像の画像後端部分のトナー濃度が高くなってしまう、後端溜まりが発生する（例えば特許文献１参照）。具体的には、感光体ドラムに比べて現像ローラーが高速に回転する場合において、画像のベタ部の後端に、画像ローラーから過剰なトナーが供給されることで、後端溜まりが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような後端溜まりを軽減するために、ベタ部に対してハーフトーン処理を行うことがある。図７に示すように、ハーフトーン処理を行うことで、ハーフトーンドットごとに、小さな後端溜まりが発生することになり、後端溜まりが目立たなくなる。
【０００５】
そのため、濃度キャリブレーションにおいて、ベタ最大濃度を、目標濃度より高い濃度に調整した上でハーフトーン処理を施すことで、ベタ最大濃度を目標濃度へ低下させている。現像プロセス特性の経時変化によって、現像可能な最大濃度が変化するため、現像可能な最大濃度に応じてハーフトーン処理の強度が変更される。つまり、経時変化によって、トナー濃度が低下した場合、ハーフトーン処理の強度を低くし、さらにトナー濃度が低下し、現像可能な最大濃度が目標濃度以下となった場合、ハーフトーン処理を実行しない。
【０００６】
他方、トナー消費量を計測する方法として、ハーフトーン処理前の各色プレーンの多値画像データの値からトナー消費量を予測する方法がある。
【０００７】
このようにハーフトーン処理前の各色プレーンの多値画像データの値からトナー消費量を予測する方法でトナー消費量を計測する場合、上述のように、現像プロセス特性の経時変化に応じて後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理がオン・オフされると、そのハーフトーン処理のオン・オフに起因して、トナー消費量の計測値の誤差が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、現像プロセス特性の経時変化に応じて後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理がオン・オフされても、トナー消費量の計測値の誤差を小さくする画像形成装置およびトナー消費量算出方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、画像データに対してハーフトーン処理を実行するハーフトーン処理部と、前記ハーフトーン処理前の前記画像データの濃度をカウントしてトナー消費量を予測するカウント処理部とを備える。そして、前記カウント処理部は、ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正する。前記カウント処理部は、（ａ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｂ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｃ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｄ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値とを、それぞれ値の異なる補正係数で補正する。
【００１０】
本発明に係るトナー消費量算出方法は、ハーフトーン処理前の画像データの濃度をカウントし、ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正し、補正後の前記カウント値に基づいてトナー消費量を予測する。ベタ部に対する前記ハーフトーン処理の有無に応じて、前記画像データの濃度のカウント値を補正する際に、（ａ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｂ）ベタ部に対するハーフトーン処理ありの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｃ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データのエッジ部の前記画像データの濃度のカウント値と、（ｄ）ベタ部に対するハーフトーン処理なしの場合における前記画像データの非エッジ部の前記画像データの濃度のカウント値とを、それぞれ値の異なる補正係数で補正する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像プロセス特性の経時変化に応じて後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理がオン・オフされても、トナー消費量の計測値の誤差を小さくする画像形成装置が得られる。
【００１２】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２におけるカウント処理部３２により使用される濃度カウント値の補正係数の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１および図２に示す画像形成装置における、現像装置の現像濃度特性の経時変化およびベタ部に対するハーフトーンの有無について説明する図である。
【図５】図５は、図１および図２に示す画像形成装置において、中間調の画像データの濃度カウント値の計算に使用される算出係数について説明する図である。
【図６】図６は、後端溜まりを説明する図である。
【図７】図７は、ハーフトーン処理による後端溜まりの軽減について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。
【００１６】
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄは、アモルファスシリコン製であり、この現像装置は、タッチダウン現像方式で現像を行う。そのため、後端溜まりが発生する現像特性を有する。
【００１７】
露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。
【００１８】
さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。
【００１９】
現像ユニット３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーコンテナを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。
【００２０】
感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００２１】
中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。
【００２２】
転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。
【００２３】
ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
【００２４】
センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー濃度調整の際に、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、通信装置１１と、演算処理装置１２と、印刷装置１３とを備える。
【００２６】
通信装置１１は、ネットワークや周辺機器インターフェイスを介してホスト装置に接続可能であって、所定の通信プロトコルでデータ通信を行う装置である。
【００２７】
また、演算処理装置１２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）および／またはコンピューターを有し、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで各種処理部を実現する。コンピューターは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有し、図示せぬ記憶装置、ＲＯＭなどからＲＡＭへプログラムをロードし、そのプログラムをＣＰＵで実行することにより、ソフトウェアで各種処理部を実現する。
【００２８】
また、印刷装置１３は、図１に示すような機械的構成で原稿画像を印刷する内部デバイスである。
【００２９】
この実施の形態では、演算処理装置１２により、図示せぬオペレーティングシステム、通信処理部２１、レンダリング部２２、コントローラー２３、画像処理部２４などの処理部が実現される。
【００３０】
通信処理部２１は、通信装置１１を制御してホスト装置などとデータ通信を実行する処理部である。例えば、通信処理部２１は、ホスト装置から印刷要求としての原稿データを受信する。
【００３１】
また、レンダリング部２２は、操作パネルに対するユーザー操作に基づく印刷要求やホスト装置から供給される印刷要求を受け付け、その要求に応じた印刷ジョブを実行させる。例えば、ホスト装置から、ＰＤＬ（Page Description Language）、ＰＤＦ（Portable Document Format）などの所定のデータ形式の原稿データが印刷要求として受信されると、レンダリング部２２は、その原稿データからビットマップ画像データを生成する。このビットマップ画像データは、例えば８ビットのＲＧＢデータである。ホスト装置からビットマップデータの原稿データが受信されると、レンダリング部２２は、その原稿データをそのまま画像データとする。
【００３２】
また、コントローラー２３は、印刷装置１３などの内部デバイスを監視および制御する処理部である。コントローラー２３は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２ａ〜２ｄを制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。
【００３３】
また、画像処理部２４は、その画像データに対して、色変換（例えばＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの色変換）、ガンマ補正、ハーフトーン処理などの所定の画像処理を実行し、印刷データ（例えば色プレーンごとに２値化された印刷画像データ）を生成する。画像処理部２４は、色変換部３１、カウント処理部３２、およびハーフトーン処理部３３を備える。
【００３４】
色変換部３１は、レンダリング部２２により生成された画像データに対して色変換（ここではＲＧＢデータからトナー色に対応するＣＭＹＫデータへの色変換）を実行する。
【００３５】
カウント処理部３２は、色プレーン（ここではＣＭＹＫの各プレーン）ごとに、ハーフトーン処理前の画像データの濃度をカウントしてトナー消費量を予測する。つまり、カウント処理部３２は、画素ごとに濃度（つまり画素値）を積算していき、その積算値に基づいて、トナー消費量を予測する。そして、カウント処理部３２は、画像データにおけるベタ部に対するハーフトーン処理の有無に応じて、画像データの濃度のカウント値を補正する。なお、画像データ内のオブジェクトの濃度が一定である場合、その濃度とオブジェクトのドット数（画素数）との積を濃度カウント値としてもよい。
【００３６】
カウント処理部３２は、（ａ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行う場合における画像データのエッジ部の画像データの濃度のカウント値と、（ｂ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行う場合における画像データの非エッジ部の画像データの濃度のカウント値と、（ｃ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行わない場合における画像データのエッジ部の画像データの濃度のカウント値と、（ｄ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行わない場合における画像データの非エッジ部の画像データの濃度のカウント値とを、それぞれ値の異なる補正係数で補正する。
【００３７】
したがって、カウント処理部３２は、次式に従ってトナー消費量を計算する。
【００３８】
（トナー消費量）＝（換算係数）×｛（非エッジ部の濃度カウント値）×（非エッジ部の補正係数）＋（エッジ部の濃度カウント値）×（エッジ部の補正係数）｝
【００３９】
なお、換算係数は、濃度カウント値をトナー消費量に変換するための係数である。
【００４０】
図３は、図２におけるカウント処理部３２により使用される濃度カウント値の補正係数の一例を示す図である。図３に示す例では、（ａ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行う場合における画像データのエッジ部の画像データの濃度のカウント値の補正係数が、１．５であり、（ｂ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行う場合における画像データの非エッジ部の画像データの濃度のカウント値の補正係数が、１．２であり、（ｃ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行わない場合における画像データのエッジ部の画像データの濃度のカウント値の補正係数が、１．３であり、（ｄ）ハーフトーン処理部３３がベタ部に対するハーフトーン処理を行わない場合における画像データの非エッジ部の画像データの濃度のカウント値の補正係数が、１．０である。
【００４１】
なお、カウント処理部３２は、各色プレーンの画像内のベタ部のエッジを検出し、エッジの高濃度側の所定画素幅（例えば、２，３画素）の領域をエッジ部と判定し、それ以外のベタ部（つまり、エッジ部の内側）を非エッジ部と判定する。
【００４２】
図４は、図１および図２に示す画像形成装置における、現像装置の現像濃度特性の経時変化およびベタ部に対するハーフトーンの有無について説明する図である。図４に示すように、ベタ最大濃度が、目標濃度より高い濃度に調整可能である場合、後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理によって濃度を低下させて、ベタ最大濃度が目標濃度に設定される。経時変化によって、ベタ最大濃度が、目標濃度より高い濃度に調整可能ではない場合、後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理は行わずに、ベタ最大濃度が、目標濃度に近くなるようにする。
【００４３】
したがって、カウント処理部３２は、濃度キャリブレーションなどにおいて、各色プレーンについて、ベタ部の濃度が目標濃度未満である場合には、ベタ部に対するハーフトーン処理が実行されていないと判定し、ベタ部の濃度が目標濃度である場合には、ベタ部に対するハーフトーン処理が実行されていると判定する。
【００４４】
ハーフトーン処理部３３は、色変換後の画像データに対して、所定のハーフトーン方式でハーフトーン処理を実行する。
【００４５】
濃度キャリブレーションにおいて、ベタ最大濃度を、目標濃度より高い濃度に調整した上でハーフトーン処理を施すことで、ベタ最大濃度が目標濃度に設定されている場合、ハーフトーン処理部３３は、後端溜まりの軽減のために、色変換後の画像データの各プレーンにおけるベタ部に対してハーフトーン処理を実行する。一方、濃度キャリブレーションにおいて、現像可能な最大濃度が目標濃度以下となった場合、ハーフトーン処理部３３は、色変換後の画像データの各プレーンにおけるベタ部に対してハーフトーン処理を実行しない。
【００４６】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
【００４７】
レンダリング部２２は、印刷要求から画像データを生成し、色変換部３１は、レンダリング部２２により生成された画像データからトナー色に対応する画像データへ色変換を実行する。
【００４８】
まず、カウント処理部３２は、各色プレーンについて、後端溜まり軽減のためにベタ部に対してハーフトーン処理が実行されるか否かを判定し、その判定結果に応じて、上述の補正係数（エッジ部の補正係数と非エッジ部の補正係数）を特定する。
【００４９】
ここでは、ベタ部は最大濃度を有するものとする。
【００５０】
次に、カウント処理部３２は、各色プレーンについて、ベタ部におけるエッジ部の濃度カウント値（濃度値の合計）とベタ部における非エッジ部の濃度カウント値（濃度値の合計）とを計算する。
【００５１】
そして、カウント処理部３２は、各色プレーンについて、上述の式に従って、トナー消費量を計算する。
【００５２】
なお、中間調のベタ部（つまり、最大濃度未満のベタ部）については、カウント処理部３２は、ベタ部の濃度（データ値）に対応する算出係数を特定し、最大濃度のベタ部として計算した濃度カウント値にその算出係数を乗じて、その中間調のベタ部の濃度での濃度カウント値を計算する。図５は、図１および図２に示す画像形成装置において、中間調の画像データの濃度カウント値の計算に使用される算出係数について説明する図である。カウント処理部３２は、図５に示すような変換特性を示すデータ（テーブルや関数）を有し、ベタ部の濃度（データ値）に対応する算出係数を特定する。
【００５３】
このようにして、１ページずつ各トナー色のトナー消費量が計算される。例えば、このようにして計算されたトナー消費量に基づいて、トナーカートリッジ交換時からの総トナー消費量が計算され、トナーカートリッジ内のトナー量が所定値未満になったと判定された場合には、警告が図示せぬ操作パネルにおいて表示される。
【００５４】
他方、ハーフトーン処理部３３は、色変換された画像データの各色プレーンにおけるベタ部に対して、必要に応じて、ハーフトーン処理を実行する。
【００５５】
その後、コントローラー２３は、画像処理部２４による画像処理後の印刷画像データに基づいて、印刷装置１３を制御して画像の印刷を行う。
【００５６】
以上のように、上記実施の形態によれば、ハーフトーン処理部３３は、画像データに対してハーフトーン処理を実行する。カウント処理部３２は、ハーフトーン処理前の画像データの濃度をカウントしてトナー消費量を予測する。そして、カウント処理部３２は、ベタ部に対するハーフトーン処理の有無に応じて、画像データの濃度のカウント値を補正する。
【００５７】
これにより、現像プロセス特性の経時変化に応じて後端溜まり軽減のためのハーフトーン処理がオン・オフされても、トナー消費量の計測値の誤差が小さくなる。
【００５８】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
３２  カウント処理部
３３  ハーフトーン処理部
【図１】
0006394993.tif 000002
【図２】
0006394993.tif 000003
【図３】
0006394993.tif 000004
【図４】
0006394993.tif 000005
【図５】
0006394993.tif 000006
【図６】
0006394993.tif 000007
【図７】
0006394993.tif 000008