(57)【要約】【課題】画素濃度を正確に検出することにより正確なトナー消費量を予測する。【解決手段】画素濃度積算部５２は、画質評価用データ付加部５３により画質評価用データが付加された後の画像信号に対して、各画素の画素濃度をアナログ信号に変換した後に積算して画素濃度積算値として画像制御装置１０の画像制御部４０に出力する。画像制御部４０は、画質評価用データが付加された後の画像信号に基づいて画素濃度を積算してトナー消費量を予測しているので、画質評価用データによるトナー消費量を考慮した予測を行うことができる。また、画像制御装置１０から画像出力装置２０に対して画像信号が伝送される間にデューティ比が変化してしまうような場合でも、画像出力装置２０内部で画素濃度の積算を行って画像制御装置１０に対してフィードバックを行うようにしているのでより精度の高いトナー消費量の予測をすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号生成手段により生成された画像信号の各画素の画素濃度を積算する画素濃度積算手段と、
前記画像信号生成手段により生成された画像信号に基づいて画像を出力する画像出力手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記画素濃度積算手段は、画像信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換手段を有し、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換されたアナログ信号を積算する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画素濃度積算手段における積算値が前記画像信号生成手段により生成された画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定する判定手段をさらに有する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
デューティ比が一定の画像信号を生成するテスト信号生成手段と、
前記テスト信号生成手段により生成された画像信号の各画素の画素濃度を前記画素濃度積算手段により積算した値を用いて前記画像信号生成手段により生成される画像信号のデューティ比を補正する補正手段と、をさらに有する請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成する画像制御装置と、
前記画像制御装置により生成された画像信号の各画素の画素濃度を積算する画素濃度積算手段を有し、前記画像制御装置により生成された画像信号に基づいて画像形成を行う画像出力装置と、
を備えた画像形成装置。
【請求項６】
前記画素濃度積算手段は、画像信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換手段を有し、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換されたアナログ信号を積算する請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像制御装置は、前記画素濃度積算手段における積算値が前記画像制御装置により生成された画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定する判定手段を有する請求項５または６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像制御装置は、
デューティ比が一定の画像信号を生成するテスト信号生成手段と、
前記テスト信号生成手段により生成された画像信号の各画素の画素濃度を前記画素濃度積算手段により積算した値を用いて前記画像制御装置により生成される画像信号のデューティ比を補正する補正手段と、をさらに有する請求項５から７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成し、
生成された前記画像信号の各画素の画素濃度を積算し、
生成された前記画像信号に基づいて画像を出力する画像形成方法。
【請求項１０】
各画素の画素濃度を積算した値が生成された画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定する請求項９記載の画像形成方法。
【請求項１１】
デューティ比が一定の画像信号を生成し、
生成されたデューティ比が一定の画像信号の各画素の画素濃度を積算した値を用いて、生成する画像信号のデューティ比を補正する請求項９または１０記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素濃度に応じたパルス幅のパルス状の画像信号に基づいてレーザ光源を点灯または消灯させて感光体上を走査することにより感光体上に潜像を形成して画像形成を行うデジタルコピー機、プリンタシステム等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像形成装置では、レーザ光により感光体上に潜像を形成し、形成された潜像をトナーにより現像し、感光体上に現像されたトナー像を被記録媒体に転写することにより画像形成を行う。
【０００３】
上記のような画像形成装置では、感光体に形成された潜像の現像には、トナーおよびキャリアを主成分とした二成分現像剤が用いられている。この二成分現像剤を用いた場合、トナーは消費されるもののキャリアは消費されない。そのため、トナー濃度を一定にするためにはトナー消費量を正確に予測して、この予想結果に応じてトナーを補給することが必要となる。このような理由により、トナー消費量を予測するための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
この特許文献１に開示された方法では、パルス状の画像信号に基づいてビーム走査ユニットのビーム点灯若しくは消灯を繰り返して画像を形成する画像形成装置において、レーザ駆動パルスの幅に対応したクロック数をカウントすることにより画素濃度の検知（ピクセルカウント）を行っている。
【０００５】
また、上記の特許文献２では、画素濃度をアナログ的に加算することにより、簡単かつ安価な構成でトナーの消費量を正確に予測できるようにした画像形成装置が開示されている。
【０００６】
一般的に画像形成装置は、画像を形成して被記録媒体へ画像を出力する画像出力装置と、画像出力装置により印刷される画像信号を生成したり、画像出力装置の各種動作の制御を行っている画像制御装置（コントローラ）とから構成されている。そして、上記で説明したような従来の画像形成装置では、画素濃度の検知（ピクセルカウント）はデータを出力する画像制御装置側で行われている。そのため、画像制御装置側で予測されたトナー消費量と実際のトナー消費量との間には、下記に示すような理由により誤差が生じる可能性がある。
【０００７】
画像出力装置側では、画質の制御を行うための画質評価用データを印刷する画像信号に付加する場合がある。しかし、画像制御装置側では、画質評価用データによるトナー消費量はカウントされないため、画像制御装置において予想されたトナー消費量と実際のトナー消費量との間に誤差が生じることになる。
【０００８】
さらに、パルス状の画像信号のアクティブ期間に応じて印字が行われるような画像形成装置では、画像制御装置と画像出力装置との間の伝送路品質や伝送路長、出力デバイスの影響等により実際に印刷される画像信号のデューティ比が変化してしまう場合がある。しかし、上述したような従来の画像形成装置では、画像制御装置において画素濃度を積算してトナー消費量を予測しているため、実際のトナー消費量との間の誤差がますます大きなものとなる可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２１９７７１号公報
【特許文献２】特開平１０−１９８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の画像形成装置では、予測されたトナー消費量と実際のトナー消費量との間に誤差が生じて予測精度が低くなる可能性があるという問題点があった。
【００１１】
本発明の目的は、画素濃度を正確に検出することにより正確なトナー消費量を予測することが可能な画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号生成手段により生成された画像信号の各画素の画素濃度を積算する画素濃度積算手段と、
前記画像信号生成手段により生成された画像信号に基づいて画像を出力する画像出力手段とを備えている。
【００１３】
好ましくは、前記画素濃度積算手段は、画像信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換手段を有し、前記Ｄ／Ａ変換手段により変換されたアナログ信号を積算する。
【００１４】
好ましくは、前記画素濃度積算手段における積算値が前記画像信号生成手段により生成された画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定する判定手段をさらに有する。
【００１５】
好ましくは、デューティ比が一定の画像信号を生成するテスト信号生成手段と、
前記テスト信号生成手段により生成された画像信号の各画素の画素濃度を前記画素濃度積算手段により積算した値を用いて前記画像信号生成手段により生成される画像信号のデューティ比を補正する補正手段とをさらに有する。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成する画像制御装置と、
前記画像制御装置により生成された画像信号の各画素の画素濃度を積算する画素濃度積算手段を有し、前記画像制御装置により生成された画像信号に基づいて画像形成を行う画像出力装置とを備えている。
【００１７】
本発明によれば、画素濃度を積算するための画素濃度積算手段が画像出力装置側に設けられていることにより、画質評価用データが付加されるような場合や、デューティ比が変化してしまうような場合でも、画質評価用データが付加された後またはデューティ比が変化して後の画像信号に基づいて画素濃度の積算が行われる。そのため、本発明によれば、実際に印刷される状態に近い画像信号に基づいて画素濃度の積算が行われるため、画像制御装置ではより精度の高いトナー消費量の予測を行うことができる。
【００１８】
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成し、
生成された前記画像信号の各画素の画素濃度を積算し、
生成された前記画像信号に基づいて画像を出力する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、画素濃度を積算するための画素濃度積算手段が画像出力装置側に設けられているので、実際に印刷される状態に近い画像信号に基づいて画素濃度の積算を行って、より精度の高いトナー消費量の予測を行うことが可能になるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置は、図１に示されるように、画像制御装置１０と、画像出力装置２０とから構成されている。
画像制御装置１０は、画素濃度に応じたパルス幅のパルス信号を画像信号として生成して画像出力装置２０に対して出力する画像信号生成手段として機能する。画像出力装置２０は、画像制御装置１０により生成された画像信号に基づいて画像を出力する。
【００２２】
また、画像制御装置１０は、ＰＷＭ制御部３０と、画像制御部４０とを備えている。また、ＰＷＭ制御部３０は、タイミング制御部３１と、ＰＷＭ変調器３２とから構成されている。
【００２３】
また、画像出力装置２０は、機構制御部５０と、レーザ光走査ユニット６０とを備えている。さらに、機構制御部５０は、ビデオコントローラ５１と、画素濃度積算部５２とを有している。また、ビデオコントローラ５１の内部には、画質評価用データ付加部５３が設けられている。
さらに、レーザ光走査ユニット６０は、タイミング制御部６１と、レーザ光源６２と、感光体６３とから構成されている。
【００２４】
ＰＷＭ変調器３２は、各画素毎に画素濃度に対応した出力レベルを有する画素信号を入力し、入力した画素信号毎に、その出力レベルに対応した幅のパルス信号を生成して出力する。
タイミング制御部３１は、入力されたタイミング同期信号に基づいてＰＷＭ変調器３２の動作を制御している。
【００２５】
画像制御部４０は、ＰＷＭ変調器３２から入力されたパルス状の画素信号を画像出力装置２０に対して供給している。また、画像出力装置２０からフィードバックされてきた画素濃度積算値に基づいてトナー使用量の予測を行っている。
【００２６】
画質評価用データ付加部５３は、画像制御装置１０からの画像信号に対して画質評価用データを付加している。
画素濃度積算部５２は、画像制御装置１０から入力され画質評価用データ付加部５３により画質評価用データが付加された後の画像信号に対して、各画素の画素濃度を積算して画素濃度積算値として画像制御装置１０の画像制御部４０に出力する。
【００２７】
タイミング制御部６１は、画像の印刷タイミングをタイミング同期信号として、画像制御装置１０内のタイミング制御部３１、画像制御部４０、画像出力装置２０内のビデオコントローラ５１等に出力している。
【００２８】
レーザ光源６２は、タイミング制御部６１によるタイミング制御に基づいて、ビデオコントローラ５１からの画像信号を用いて感光体６３に対する露光を行っている。
【００２９】
次に、図１中の画質評価用データ付加部５３の構成を図２を参照して説明する。
画質評価用データ付加部５３は、図２に示されるように、バッファ回路５３１、５３５と、アンド回路５３２、５３４と、オア回路５３３と、画質評価用データ生成部５３６とから構成されている。
【００３０】
画質評価用データ生成部５３６は、非画像領域にテストパターンを形成することにより画質の制御を行うための画質評価用データを生成する。
画像制御部４０から入力されたパルス状の画像信号は、一旦バッファ回路５３１に入力された後にアンド回路５３２に入力される。アンド回路５３２は、入力許可信号５３７がアクティブになるとバッファ回路５３１からの信号をオア回路５３３に出力する。
【００３１】
オア回路５３３は、アンド回路５３２からの信号に対して、画質評価用データ生成部５３６により生成された画質評価用データを付加してアンド回路５３４に出力する。
そして、アンド回路５３４は、出力許可信号５３８がアクティブになるとオア回路５３３からの信号をバッファ回路５３５に出力する。バッファ回路５３５は、アンド回路５３４からの信号をレーザ光源６２および画素濃度積算部５２に出力する。
このようにして画像制御部４０から入力された画像信号に対して、画質評価用データ生成部５３６により生成された画質評価用データの付加が行われる。
【００３２】
次に、図１中の画素濃度積算部５２の構成を図３を参照して説明する。
画素濃度積算部５２は、図３に示されるように、Ｄ／Ａ変換回路５２１と、積分回路５２２と、カウンタ５２３とから構成されている。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換回路５２１は、画質評価用データ付加部５３から入力された信号に対してＤ／Ａ変換を行うことにより、画質評価用データ付加部５３からのデジタル信号をアナログ信号に変換している。
【００３４】
積分回路５２２は、Ｄ／Ａ変換回路５２１によりＤ／Ａ変換された後のアナログ信号を積分することにより、アナログ信号のレベルが積算された信号を生成して出力する。
【００３５】
カウンタ５２３は、積分回路５２２からの信号により一定時間内の画素濃度を積算して、画素濃度積算値として画像制御装置１０の画像制御部４０に出力する。
具体的には、カウンタ５２３は、積分回路５２２からの値がある一定の値になると積分回路５２２の出力をリセットして、リセットする前の値を記録しておく。そして、カウンタ５２３は、この記録された値と積分回路５２２からの信号の値に基づいて、一定期間内の画素濃度を積算した値を画素濃度積算値として画像制御装置１０の画像制御部４０に出力する。
【００３６】
次に、図１中の画像制御部４０の構成を図４を参照して説明する
画像制御部４０は、図４に示されるように、テスト信号生成部４１と、補正部４２と、判定部４３とを有している。なお、画像制御部４０には、印刷データ等を制御する機能が備えられているが、本発明とは直接関係しないため、その説明はここでは省略する。
【００３７】
テスト信号生成部４１は、デューティ比が一定の画像信号を生成して、画像出力装置２０に出力する。
補正部４２は、テスト信号生成部４３により生成された画像信号の各画素の画素濃度を画素濃度積算部５２により積算した値を用いて、画像信制御装置１０から画像出力装置２０に対して出力される画像信号のデューティ比を補正する。
【００３８】
判定部４３は、画素濃度積算部５２における積算値が、画像制御装置１０から画像出力装置２０に対して出力された画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定する。
【００３９】
次に、積分回路５２２からカウンタ５２３に出力される信号の時間変化の一例を図５に示す。ここでは、説明を簡単にするためにデューティ比が５０パーセントの画素信号が入力された場合を用いて説明する。
【００４０】
図５に示されるように、パルス状の画像信号のアクティブとなる期間が印字が行われる期間である。そのため、画像信号がアクティブである期間は画素濃度積算値は増加し、それ以外の期間では同じ値が維持される。その結果、画素濃度積算値は、画像信号のアクティブとなる期間を累積した値となる。
【００４１】
本実施形態の画像形成装置によれば、画像出力装置２０内において画質評価用データが付加された後の画像信号に基づいて画素濃度を積算してトナー消費量を予測するようにしているので、画質評価用データによるトナー消費量を考慮した予測を行うことができる。また、画像制御装置１０から画像出力装置２０に対して画像信号が伝送される間にデューティ比が変化してしまうような場合でも、画像出力装置２０内部で画素濃度の積算を行って画像制御装置１０に対してフィードバックを行うようにしているのでより精度の高いトナー消費量の予測をすることが可能となる。
【００４２】
そして、画像制御部４０では、画像出力装置２０からフィードバックされる画素濃度積算値に基づいて、形成される画像の濃度変動を予測し、供給するトナー量を制御することにより、濃度変動が少ない画像を形成することが可能となる。
【００４３】
さらに、上述したように従来の画像形成装置では、画像制御装置１０内で画素濃度の積算を行っていたため、画像制御装置１０と画像出力装置２０との間で画像信号を伝送するための伝送路に断線が発生した場合でも、この断線を検出することができない。しかし、本実施形態のように、画像出力装置２０内で画素濃度を積算して、画素濃度積算値を画像制御装置１０にフィードバックすることにより、画像制御装置１０では、断線やコネクタ接触不良などが原因の画像不良（白紙検知）を検出することが可能となる。
【００４４】
つまり、画像制御装置１０では、画像信号を画像出力装置２０側に供給しているにもかかわらず、フィードバックされる画素濃度積算値が変化しない場合には、画像信号が正常に画像出力装置２０に対して伝送されていない異常状態であると判定して、印刷や複写の処理を停止することができる。
【００４５】
具体的には、画像制御部４０内の判定部４３が、画素濃度積算部５２からの画素濃度積算値が画像出力装置２０に出力した画像信号に応じて増加しない場合、異常が発生したものと判定して画像形成を中止するようにすればよい。
【００４６】
さらに、画像制御部４０が、画像出力装置２０からフィードバックされる画素濃度積算値を用いて画像密度を検出して、搬送速度または用紙間ギャップを調整することで画像密度の高い原稿の定着温度が低下することを抑えることが可能となる。また、画像制御部４０は、画像密度が低い原稿の場合、定着温度を低くすることで電力消費量を抑えることも可能となる。
【００４７】
なお、上述したように、クロック信号のデューティ比は、伝送路品質や伝送路長等の影響により変化してしまう場合がある。図６は、あるデバイスにデューティ比が５０％のクロック信号が入力された場合に、入力周波数によってデューティ比が変化する（デューティ比がくずれる）例を示したものである。
この図６に示す場合は、当初５０％であったデューティ比が、入力周波数が高くなることにより変化してしまっていることを示している。
【００４８】
本実施形態の画像形成装置によれば、より実際に印刷が行われる部分に近い画像出力装置２０の機構制御部５０内において画素濃度を積算していることにより、デューティ比がどのように変化しているかを検出してデューティ比の補正を行うことが可能となる。
例えば、画像制御部４０内のテスト信号生成部４１からデューティ比が５０％の信号をテストパターンとして画像出力装置２０に対して供給し、補正部４２が、画像出力装置２０から画像制御装置１０にフィードバックされる画素濃度積算値の大きさを検出することによりデューティ比がどのように変化しているかを検出することが可能となる。
【００４９】
つまり、デューティ比が変化しない場合には、図５に示すようにある期間内の画素濃度を積算した値がＡとなるものとすると、実際には、図７に示すように、ある期間内の画素濃度の積算値がＢであればデューティ比がくずれてしまっていることを検出することが可能となる。
この場合には、補正部４３は、画像出力装置２０に対して供給する画像信号のパルス幅をＡ／Ｂ倍にすることによりデューティ比の補正を行うことができる。なお、デューティ比の補正はプリント中やコピー中には実施できないので、例えば、ウォームアップ時、伝送クロックが変更になった時などに実施することになる。
【００５０】
[変形例]
上記実施形態では、機構制御部５０内に画素濃度積算部５２が設けられた場合について説明しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、レーザ光走査ユニット６０内に画素濃度積算部５２が構成されていても良い。レーザ光走査ユニット６０内に画素濃度積算部５２を構成するようにすれば、デューティ補正や伝送路異常検出を、画像制御装置１０〜機構制御部５０〜レーザ光走査ユニット６０の範囲の全ての影響を考慮して実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の画質評価用データ付加部５３の構成を示す図である。
【図３】図１中の画素濃度積算部５２の構成を示す図である。
【図４】図１中の画像制御部４０の構成を示す図である。
【図５】積分回路５２２からカウンタ５２３に出力される信号の時間変化を示す図である。
【図６】入力周波数とデューティ比との関係を示す図である。
【図７】デューティ比が変化した画像信号を入力した場合に、積分回路５２２からカウンタ５２３に出力される信号の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    画像制御装置
２０    画像出力装置
３０    ＰＷＭ制御部
３１    タイミング制御部
３２    ＰＷＭ変調器
４０    画像制御部
４１    テスト信号生成部
４２    補正部
４３    判定部
５０    機構制御部
５１    ビデオコントローラ
５２    画素濃度積算部
５３    画質評価用データ付加部
６０    レーザ光走査ユニット
６１    タイミング制御部
６２    レーザ光源
６３    感光体
５２１    Ｄ／Ａ変換回路
５２２    積分回路
５２３    カウンタ
５３１    バッファ回路
５３２    アンド回路
５３３    オア回路
５３４    アンド回路
５３５    バッファ回路
５３６    画質評価用データ生成部
５３７    入力許可信号
５３８    出力許可信号
【図１】
2007298612.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007298612.tif 000007
【図６】
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【図７】
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