(57)【要約】【課題】ユーザーの出力画像データによらず色毎のキャリブレーションによる色材使用比率を低減し、出力に見合った総トナー消費量にすることが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】入力された画像データより検出された各色材の使用量に応じて、画像形成条件調整手段において形成する各色材毎の画像パターンを変更する。【選択図】図６
2017161672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて複数色の色材により画像を形成し、記録紙に出力する画像形成装置であって、画像データに応じた各色材の使用量を検出する色材使用量検出手段と、形成された画像パターンを検出し画像形成条件を変更する画像形成条件調整手段を有し、検出された各色材の使用量に応じて、画像形成条件調整手段において形成する画像パターンを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記色材使用量検出手段は、画像データの所定の範囲に含まれる各画素が有する各色成分の信号値をそれぞれ積算し、当該積算した値を各色成分の色材消費量に相関のあるカウント値に変換するカウント手段であ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】
前記カウント値を各色成分の信号値ごとに積算することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成条件調整手段において形成する画像パターンを変更は、各色材の階調パターンにおける階調数の変更であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成条件調整手段において形成する画像パターンを変更は、前記各色成分の信号値毎のカウント値に基づいて変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において出力画像の安定性を向上させるために、以下のような手法が知られている。所望の画像形成パターンを生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成された画像形成パターンに対応する静電潜像を像担持体上に形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段で形成した静電潜像をトナーにより現像化する現像手段と、前記現像手段によって現像された現像像の濃度を検知する現像濃度検知手段と、前記現像濃度検知手段によって検知された現像濃度信号に応じて潜像形成条件を制御する階調制御手段を備える。
【０００３】
例えば、前記階調制御手段は、入力された前記画像信号を補正するためのルックアップテーブルを含み、前記制御手段は、前記現像濃度検知手段によって検知された現像濃度信号に応じて前記ルックアップテーブルを変更することにより潜像形成条件を制御する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３１８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来のキャリブレーションでは、一律に色材を使用するめ、色毎の使用量が大きく異なるユーザーにおいては、色毎に出力に用いるトナー量と総使用トナー量との関係が大きく変わってしまう課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ユーザーの出力画像データによらず色毎のキャリブレーションによる色材使用比率を低減し、出力に見合った総トナー消費量にすることが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
画像データに応じて複数色の色材により画像を形成し、記録紙に出力する画像形成装置（画像形成装置１００）であって、画像データに応じた各色材の使用量を検出する色材使用量検出手段（ビデオカウント生成部３０２）と、形成された画像パターンを検出し画像形成条件を変更する画像形成条件調整手段（階調制御部３１０）を有し、検出された各色材の使用量に応じて、画像形成条件調整手段において形成する画像パターンを変更する（フローチャート図７）ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザーの画像データに合わせた色材使用量で最適に調整を行う階調制御により、ユーザーの出力画像データによらず色毎のキャリブレーションによる色材使用比率を低減し、出力に見合った総トナー消費量にすることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像処理システムの全体構成を示すブロック図
【図２】ソフトウェアモジュールを示すブロック図
【図３】第一、第二実施形態に係るプリンタ画像処理部の内部構成図
【図４】プリンタエンジンの内部構成の一部を示す図
【図５】プリンタエンジンの作像部分の断面図
【図６】第一実施形態に係るビデオカウントと画像パターンの関係を示す図
【図７】第一実施形態に係る制御動作を示すフロー図
【図８】第二実施形態に係るビデオカウントと画像パターンの関係を示す図
【図９】第二実施形態に係る制御動作を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
なお、以下では、本発明を複数ドラムを有する電子写真方式カラー複写機に適用する実施例を説明するが、これに限らず、各種方式の電子写真複写機、あるいはプリンタ、モノカラー方式、電子写真以外の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
【００１２】
［実施例１］
［システム構成］
図１は本実施形態に係る画像処理システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、画像形成装置１００では、画像入力デバイスであるスキャナ１０１や、画像出力デバイスであるプリンタエンジン１０２が内部で接続されている。スキャナ１０１は、スキャナ画像処理部１１８を介してデバイスＩ／Ｆ１１７に接続している。
【００１４】
また、プリンタエンジン１０２は、プリンタ画像処理部１１９を介して、デバイスＩ／Ｆ１１７に接続している。そして、スキャナ画像処理部１１８およびプリンタ画像処理部１１９が画像データの読み取りやプリント出力のための制御を行う。また、画像形成装置１００は、ＬＡＮ１０や公衆回線１０４と接続し、画像情報やデバイス情報をＬＡＮ１０経由で入出力するための制御を行う。
【００１５】
ＣＰＵ１０５は、画像形成装置１００を制御するための中央処理装置である。ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０５が動作するためのシステムワークメモリであり、入力された画像データを一時記憶するための画像メモリでもある。さらに、ＲＯＭ１０７はブートＲＯＭであり、システムのブートプログラムが格納されている。ＨＤＤ１０８はハードディスクドライブであり、各種処理のためのシステムソフトウェア及び入力された画像データ等を格納する。
【００１６】
操作部Ｉ／Ｆ１０９は、画像データ等を表示可能な表示画面を有する操作部１１０に対するインタフェースであり、操作部１１０に対して操作画面データを出力する。また、操作部Ｉ／Ｆ１０９は、操作部１１０から操作者が入力した情報をＣＰＵ１０５に伝える役割を担う。ネットワークＩ／Ｆ１１１は、例えば、ＬＡＮカード等で実現され、ＬＡＮ１０に接続して外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。また、モデム１１２は公衆回線１０４に接続し、外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。以上のユニットがシステムバス１１３上に配置されている。
【００１７】
イメージバスＩ／Ｆ１１４は、システムバス１１３と画像データを高速で転送する画像バス１１５とを接続するためのインタフェースであり、データ構造を変換するバスブリッジである。画像バス１１５には、ラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）部１１６、デバイスＩ／Ｆ１１７、スキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）１３０が接続される。
【００１８】
ＲＩＰ部１１６は、ページ記述言語（ＰＤＬ：Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）コードをイメージデータに展開する。デバイスＩ／Ｆ１１７は、スキャナ画像処理部１１８とプリンタ画像処理部１１９を介してスキャナ１０１やプリンタエンジン１０２とを接続し、画像データの同期系／非同期系の変換を行う。
【００１９】
また、スキャナ画像処理部１１８は、スキャナ１０１から入力した画像データに対して、補正、編集等の各種処理を行う。画像編集用画像処理部１２０は、画像データの回転や、色処理、２値変換、多値変換等の各種画像処理を行う。画像圧縮部１０３は、ＲＩＰ部１１６やスキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０で処理された画像データをＨＤＤ１０８で一度格納する際に所定の圧縮方式で符号化する。
【００２０】
画像伸張部１２１は、ＨＤＤ１０８で圧縮されている画像データを必要に応じて画像編集用画像処理部１２０での処理やプリンタ画像処理部１１９で画像処理しプリンタエンジン１０２で出力する場合に、圧縮され符号化されているデータを、復号化し伸張する。プリンタ画像処理部１１９は、プリント出力する画像データに対して、プリンタエンジンに応じた画像処理補正や、本発明に係るトナー制御のためにビデオデータのカウント処理等を行う。
【００２１】
ＣＭＭ１３０は、画像データに対して、プロファイルやキャリブレーションデータに基づいた、色変換処理（色空間変換処理ともいう）を施す専用ハードウェアモジュールである。ここでプロファイルとは、機器に依存した色空間で表現したカラー画像データを機器に依存しない色空間（例えばＬａｂ色空間など）に変換するための関数のような情報である。キャリブレーションデータは、スキャナ１０１やプリンタエンジン１０２の色再現特性を修正するためのデータである。
【００２２】
［ソフトウェア構成］
図２で示される各ソフトウェアモジュールは、記憶部であるＨＤＤ１０８等に格納され、主にＣＰＵ１０５上で動作する。図２に示すジョブコントロール処理２０１は、図示／不図示の各ソフトウェアモジュールを統括・制御し、コピー、プリント、スキャン、ＦＡＸ送受信など、画像形成装置１００内で発生するあらゆるジョブの制御を行う。
【００２３】
ネットワーク処理２０２は、主にネットワークＩ／Ｆ１１１を介して行われる外部との通信を制御するモジュールであり、ＬＡＮ１０上の各機器との通信制御を行う。ＵＩ処理２０３は、主に操作部１１０、および操作部Ｉ／Ｆ１０９に係る制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、ＦＡＸ機能の制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、モデム１１２を介してＦＡＸ受信/送信を行う。
【００２４】
プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、画像編集用画像処理部１２０、プリンタ画像処理部１１９、およびプリンタエンジン１０２を制御し、指定画像の印刷処理を行う。プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１から、画像データ、画像情報（画像データのサイズ、カラーモード、解像度など）、レイアウト情報（オフセット、拡大縮小、面つけなど）、および出力用紙情報（サイズ、印字方向など）の情報を受け付ける。
【００２５】
そして、プリント処理２０７は、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、画像編集用画像処理部１２０、およびプリンタ画像処理部１１９を制御して、画像データに対して適切な画像処理を施す。そしてプリント処理２０７は、画像データに対し、プリンタエンジン１０２を制御して指定用紙への印刷を行わせる。
【００２６】
スキャン処理２１０は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、スキャナ１０１、およびスキャナ画像処理部１１８を制御して、スキャナ１０１上にある原稿の読み込みを行わせる。スキャン処理２１０は、スキャナ１０１の原稿台にある原稿のスキャンを実行し、デジタルデータとして画像の入力を行う。入力した画像のカラー情報は、ジョブコントロール処理２０１へ通知される。さらに、スキャン処理２１０は入力画像に対し、スキャナ画像処理部１１８を制御して画像の圧縮等、適切な画像処理を施した後、ジョブコントロール処理２０１へ画像処理済みの入力画像を通知する。
【００２７】
色変換処理２０９は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、指示画像に対して、色変換処理を行い、色変換処理後の画像をジョブコントロール処理２０１へ通知する。ＲＩＰ処理２１１は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ＰＤＬ解釈（インタプリット）を行い、ＲＩＰ部１１６を制御してレンダリングすることで、ビットマップイメージへの展開を行う。
【００２８】
［画像データ処理フロー］
以上のような構成により、本画像処理システムは、ＬＡＮ１０より印刷ジョブを受けて、プリントするまでの動作を行う。続いて、上記構成に基づき、プリンタ画像処理部１１９へ入力された画像データの処理フローについて説明する。
【００２９】
まず、上述したように、外部装置からＬＡＮ１０を介して送信されてきたＰＤＬは、ネットワークＩ／Ｆ１１１にて受信し、イメージバスＩ／Ｆ１１４よりＲＩＰ部１１６へ入力される。ＲＩＰ部１１６は受信したＰＤＬの解釈を行い、ＲＩＰ部１１６にて処理できるコードデータへ変換する。そして、ＲＩＰ部１１６は、変換したコードデータに基づいてレンダリングを実行する。ＲＩＰ部１１６でレンダリングされたページデータは後段の画像圧縮部１０３にて圧縮され、ＨＤＤ１０８に順次格納される。
【００３０】
次にＨＤＤ１０８に格納された圧縮データは、ジョブコントロール処理２０１からの指示によるプリント動作において読み出され、画像伸張部１２１にて圧縮データの伸長処理が行われる。画像伸張部１２１で伸長された画像データは、デバイスＩ／Ｆ１１７を介してプリンタ画像処理部１１９へ入力される。
【００３１】
ここで本実施形態におけるプリンタ画像処理部１１９の内部ブロック図を図３に示す。色空間変換部３０１は、画像データを輝度値（ＲＧＢ、ＹＵＶなど）から濃度値（ＣＭＹＫなど）に変換するものであり、入力した画像データを後段のプリンタエンジン１０２で印字できる色成分に対応した色空間に変換する。
【００３２】
ビデオカウント生成部３０２は、濃度値であるＣＭＹＫデータに変換された画像データの１画素あたりの各色成分データが複数ビットで表現される多値のデータを、各画素の色成分ごとに所定単位で積算する。８ビット（０〜２５５）の階調を有する各色成分において、１画素目のＹデータが“１００”という値で、２画素目のＹデータが“５０”という値の場合に、１画素目と２画素目の積算値は“１５０”となる。本実施形態の場合は前記所定単位をページ単位とし、１ページ分の各色成分データをカウントし、その積算値として用いる。
【００３３】
例えばＡ４サイズ：６００ｄｐｉの画像データの場合、１ページあたり、主走査方向：７０１５画素×副走査方向：４９６２画素の合計３４８０８４３０画素分の色成分を積算する。１ページ分の積算を実行した後、ビデオカウント生成部３０２はその保持している積算値とカウント変換ＬＵＴ３０３内に予め設定されている値とを比較してカウントした積算値から、トナー消費量を示す値（以下、ビデオカウント）に変換する。
【００３４】
このＬＵＴはＣＰＵコマンドバス（不図示）を介して、ＣＰＵ１０５との通信により内部に保持しているビデオカウント値を任意に変更することが可能である。
【００３５】
カウンターキュー３０７は、ビデオカウント生成部３０２よりカウントされ、積算された色成分ごとの値に対して、ビデオカウント生成部３０２がカウント変換ＬＵＴ３０３を用いて変換、生成した色成分ごとのビデオカウントを保持する。
【００３６】
このビデオカウントは後述する階調制御における画像パターン形成に用いられる。ビデオカウント生成部３０２にてカウントされた多値の画像データは、γ補正回路309(以下γLUT)により濃度信号をプリンタエンジンでその濃度を再現するための信号値に変換される。γLUTは後述する階調制御で作成される。
【００３７】
また、階調制御部３１０は後述する階調制御に関わる処理を行う。階調制御部３１０はカウンターキュー307のビデオカウントに基づき階調制御に用いる画像パターンを決定し、その画像データをγLUTを通し中間調処理部へ入力する。この場合はγLUTを入出力レベルが等しいリニアなテーブルとし、プリンタのγ特性を検出できる入力データとする。画像パターンの検出結果(D-sig)をプリンタI/F部1201を介して後述するフォトセンサ1204より受信し、その結果に応じて後述する方法でγLUTを作成し、γ補正回路309に設定する。
【００３８】
γLUT309で補正された画像データは、中間調処理部３０４で中間調処理を行い、１画素の各色成分が２値（１ビット）で表現される画像データへ変換される。中間調処理には、一般にディザ法や誤差拡散法などが挙げられ、本実施形態においてもどちらの方法でも構わない。なお、中間調処理については、上記方法に限定するものではなく、他の方法を用いても構わない。
【００３９】
中間調処理部３０４での変換処理により生成された２値の画像データは、ドラム間遅延メモリ制御部３０５を介し、画像データ内の各画素の色成分ごとに分離されページバッファメモリ３０６に一時的に格納される。プリンタエンジン１０２より送信される各色成分に対応するビデオデータ要求信号が入力されたタイミングで対応する色成分のデータを読み出す。
【００４０】
なお、ビデオデータ要求信号は、各色成分に対し、ＶＲＥＱ＿Ｙ、ＶＲＥＱ＿Ｍ、ＶＲＥＱ＿Ｃ、ＶＲＥＱ＿Ｋとする。これはプリンタエンジン１０２内の各色成分に対応する感光ドラム１４０１〜１４０４が配置された上流から下流までの距離に応じて、感光ドラム１４０１〜１４０４それぞれに露光するタイミングが異なるため、各色成分のデータの読み出すタイミングも異なる。
【００４１】
［プリンタエンジン動作］
次にプリンタ画像処理部１１９より出力された色成分データがプリンタエンジン１０２に入力されたときの動作について説明する。
【００４２】
図４はプリンタエンジン１０２の内部構成の一部を示す。
【００４３】
プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、プリンタ画像処理部１１９から順次送信されてくる色成分データを受信する。また、プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、プリンタエンジン１０２において印字動作の準備が可能となった場合に各色成分のデータを要求するビデオデータ要求信号であるＶＲＥＱ＿＊（＊はＹ／Ｍ／Ｃ／Ｋのいずれか）を発行する。
【００４４】
色成分データはパルス幅変調回路１２０３に入力される。そして、パルス幅変調回路１２０３は、実際の色成分データに基づいて、後段の各色の＊レーザー駆動部１２１２〜１２１５を駆動させるためのパルス信号（駆動信号）を生成する。そして、パルス幅変調回路１２０３は、各レーザー駆動部１２１２〜１２１５へ送信する。
【００４５】
各色成分に対応した各レーザー駆動部１２１２〜１２１５はパルス幅変調回路１２０３より受信したパルス信号に基づいて各色成分に対応するレーザー露光装置を駆動する。また、センサ制御部1220は階調制御部310により出力された画像パターンをセンサ駆動部1221により検出し、検出値をA/D変換回路1222及び濃度換算回路1223により濃度値(D-sig)とし、検出結果としてプリンタI/F部1201を介して階調制御部310へ送信する。
【００４６】
図５はプリンタエンジン１０２の作像部分の断面図である。
【００４７】
以下、主にイエローの作像部分について説明するが、他の色成分のマゼンタ、シアン、ブラックの作像部分についても同様の構成である。なお、本実施形態においては、プリンタエンジン１０２として、ＹＭＣＫの４色からなるタンデム式エンジンを用いた画像形成装置を対象としているが、本発明は２以上の色数を用いる画像形成装置であれば、適用可能である。例えば、ＣＭＹの３色からなるタンデム式エンジンを用いても構わないし、もしくはライトマゼンタ、ライトシアンの２色を加えた６色からなるタンデム式エンジンを用いても構わない。
【００４８】
プリンタエンジン１０２は、像担持体である感光ドラム１４０１、帯電ローラ１４０５、Ｙレーザー露光装置１４０６、１次転写装置１４０８、２次転写装置１４１３、定着装置１４１４、およびクリーニング装置１４１５を備える。Ｙレーザー露光装置１４０６は、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動される。１次転写装置１４０８は、可視化されたトナー像を転写材１４１２上に１次転写する。２次転写装置１４１３は、転写材１４１２上に形成されたトナー像を記録用紙に２次転写する。定着装置１４１４は、記録用紙上に転写されたトナー像を定着する。クリーニング装置１４１５は、２次転写後に転写材１４１２に残った転写残トナーを除去する。
【００４９】
現像装置１４１６は現像剤容器を備え、二成分現像剤としてトナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された現像剤が収容されている。Ａスクリュー１４２０とＢスクリュー１４２１はそれぞれトナー粒子の搬送と磁性キャリア粒子との混合を行う。また現像スリーブ１４２２は、感光ドラム１４０１に近接に配置され、感光ドラム１４０１と従動するように回転して、トナーとキャリアとが混合された現像剤を担持する。現像スリーブ１４２２に担持された現像剤は感光ドラム１４０１に接触し、感光ドラム１４０１上の静電潜像が現像される。なお、プリンタエンジン１０２には図１４の構成以外にも印字用紙を搬送する搬送部（不図示）等があるが、本実施形態において、説明を省略する。
【００５０】
以上のようなプリンタエンジンの構成において、イエローを印字する場合には、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動されるＹレーザー露光装置１４０６により感光ドラム１４０１に露光され、感光ドラム１４０１上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置１４１６内の現像スリーブ１４２２上に担持されているイエローの現像剤によりトナー像として可視化され、可視化されたトナー像は転写材１４１２上に１次転写装置１４０８によって転写される。
【００５１】
このようにしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色成分も同様に各現像装置１４１７、１４１８、１４１９により現像され、感光ドラム１４０２、１４０３、１４０４にそれぞれトナー像として可視化される。そして、可視化されたトナー像は直前に転写された色成分のトナー像と同期して、それぞれ１次転写装置１４０９、１４１０、１４１１により順次転写され、転写材１４１２上には４色のトナー像により形成された最終的なトナー画像が形成される。
【００５２】
転写材１４１２に形成されたトナー画像は、２次転写装置１４１３にて同期して搬送されてくる記録用紙に２次転写され、定着装置１４１４にてトナー像を定着される。そして、プリンタエンジン１０２により記録用紙が排出され、プリント動作を終了する。
【００５３】
また、１次転写位置から２次転写位置の間に、転写材１４１２上に形成されトナーパッチパターンの反射光量を検出するための、転写材１４１２に相対するＬＥＤとフォトダイオードから成るフォトセンサ１２０４を設けている。フォトセンサに入射された転写材１４１２からの近赤外光は、フォトセンサ１２０４により電気信号に変換され、電気信号はＡ／Ｄ変換回路１２２２により０〜５Ｖの出力電圧を０〜１０２３レベルのデジタル信号に変換され、濃度換算回路１２２３により濃度に変換される。
【００５４】
［階調制御］
次に本実施例における画像形成装置の持つ階調制御について説明する。階調制御は画像形成装置の出力濃度および階調性の再現を安定して達成するための手段であり、プリンタエンジンのγ特性を検出し、検出されたγ特性に合わせて画像データを変換する前述のγLUTを作成する。
【００５５】
階調制御が起動されると画像形成装置は転写材１４１２上にトナー画像パターンを形成し、前述のフォトセンサ１２０４により検出する。画像パターンは、後述する条件により、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色、５〜１５階調分のグラデーションのパッチ群により成り立ち、解像度160〜180ｌｐｉ程度（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチである。
【００５６】
フォトセンサ１２０４で検出された濃度値は、画像パターンの入力信号レベルと、トナーパッチパタ−ンの作成位置とを対応させて、画像パターンの入力信号と濃度の関係をメモリ−に取り込む。この検出値より、この時点での、フォトセンサが検出したプリンタγ特性を求めることができる。
【００５７】
プリンタγ特性を計算で求める際に、パッチパタ−ンの階調パタ−ン数しかデ−タがないので、途中の不足しているデ−タは、補間を行うことにより生成している。検出したプリンタγ特性をターゲットテーブルに対し、逆変換した補正LUTを作成し、これをγLUTとして階調制御部３１０に設定する。本実施例ではターゲットテーブルをリニアとしたので、プリンタγ特性の入出力を入れ替えるだけでγLUTが作成される。
【００５８】
次に本発明の特徴である階調制御における画像パターンの作成について説明する。
【００５９】
本発明は、画像データより各色材の使用量を検出し、それに対応して制御に用いる画像パターンを作成することで、出力による色材使用量と制御による色材使用量の比率を調整することを特徴とする。本実施例においては前述のビデオカウントによりトナー使用量を検出し、その結果に応じて前述の階調制御に用いるトナー画像パターンの階調数を変更し、画像パターン量を調整することで制御によるトナー使用量を調整する。
【００６０】
本実施例での階調制御の起動タイミングは1000枚出力毎とした。階調制御のタイミングになると前回起動からの1000枚分のビデオカウントを積算し、その値に応じて、各色毎に階調パターンを決める。階調パターンはビデオカウント積算値に応じて５、１０、１５階調から選択する。階調数が少ないほど形成する画像が少ないので、画像パターン作成による使用トナー量は低下する。ビデオカウント積算値と画像パターンの階調数およびそのトナー使用量の関係を図６に示す。これにより出力による使用トナー量が少ない場合には、階調制御に用いられるトナー量を少なくすることができる。
【００６１】
［制御フロー］
次に、本実施形態による階調制御におけるビデオカウントによる画像パターンの決定とそれに基づく制御動作を図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、本処理フローは、画像形成装置１００が有するＣＰＵ１０５が、記憶部であるＨＤＤ１０８等に格納されたプログラムを読みだし、実行することにより実現される。
【００６２】
階調制御は予め設定した任意のタイミングで自動的に起動する。本実施例においては前回階調制御起動時から1000枚を超えて出力された場合に起動される。起動時に後述する前回制御からのビデオカウントをもちいパターンを決定する。
【００６３】
画像データが入力されると（S101）、前述のプリンタ画像処理部１１９での画像処理においてビデオカウントが算出されカウンターキュー３０７に格納される（S102）。画像データに基づく画像形成が終了すると（S103）、階調制御の起動タイミングを判断し、起動タイミングでなければ次の画像データの出力動作に入る。階調制御の起動タイミングであれば、本実施例では前回階調制御時より１０００枚出力されていれば、画像出力を中断し、階調制御動作に入る（S104）。階調制御が起動されると、まず階調制御部３１０においてカウンターキュー307に保持されたビデオカウントより、前回から１０００枚分のビデオカウントを積算する（S105）。
【００６４】
積算値より階調制御部３１０は画像パターンを決定し、その画像データを入力する（S106）。画像データはプリンタ制御部１０９において中間調処理され、レーザーにより感光ドラム上にトナー画像パターンを形成し、転写し、転写材１４１２上でフォトセンサ１２０４を用いて検出する(S107)。フォトセンサ１２０４で検出された濃度値は、画像パターンの階調レベルと、トナー画像パタ−ンの作成位置とを対応させて、画像パターンの階調レベルと濃度の関係をメモリ−に取り込む。この検出値より、階調制御が起動した時点での、フォトセンサが検出したプリンタ特性を求めることがでる（S108）。
【００６５】
パッチパタ−ンの階調パタ−ン数しかデ−タがないので、途中の不足しているデ−タは、補間を行うことにより生成する。検出したプリンタγ特性の入出力を入れ替えたLUTを作成し、これをγLUTとしてγ補正回路３０９に設定する（S109）。γLUTの設定が終わると通常画像出力動作を再開し、次の画像データがあれば出力動作を開始し、なければ終了する（S110）。
【００６６】
［効果］
本構成により、画像データ出力において使用量の少ない色のトナーは、多い色のトナーに比べ制御によるトナー使用量を１/３程度に抑えることができた。結果として、シアン系の色をイエロー系の色の4倍程度使う場合に、従来、シアンは10000枚程度、イエローは36000枚程度でトナー交換していたが、本構成によりシアンは10000枚程度、イエローは39000枚程度出力可能となり、ユーザーは画像出力に使用したトナーと総使用トナー量とのずれを感じず、また、総トナー使用量を抑え、効率の良い画像形成装置を提供することができた。
【００６７】
［実施例２］
本実施例においては、実施例１における階調制御において形成する画像パターンの階調数に加えて、その階調レベルもビデオカウントに基づいて決定する。ユーザー使用頻度の高い濃度域のパターンを優先的に形成することにより階調数が少なくとも出力画像の安定性をより高い精度で達成する。
【００６８】
［ビデオカウント生成方法］
ビデオカウント生成部302は、濃度値であるCMYKデータの濃度レベル毎にビデオカウントを生成する。本実施例では画像データを８bit(０〜２５５レベル)とし、これを１５区分に分けて各区分での画像データを積算する。１５区分は、区分１（0〜15レベル）、区分２（16〜3レベル）と均等に濃度レベルを分割した。区分１５は区分１５（240〜255レベル）となる。各色において、各区分毎の色成分データの１ページ分の積算値を、カウント変換LUT３０３で変換し、１ページの各区分のビデオカウントとして、カウンターキュー３０７に保持する。
【００６９】
［階調数と階調レベルの決定方法］
階調制御部３１０は、階調制御の起動タイミングになると、１０００枚分の各区分のビデオカウントと全区分を合計したビデオカウントを算出する。全区分の合計ビデオカウントより、第一の実施例同様に階調数を５/１０/１５階調から決定し、次に各区分のビデオカウントより、各階調レベルを決定する。階調レベルの決定は、各区分のビデオカウントをその区分の最大階調レベルで割った値の多いほうから、決定した階調数分の区分を選択し、その区分に対応した階調レベルの画像パターンを決定する。各区分に対応する階調レベルは、その区分の最大レベルとした。
【００７０】
すなわち、区分１の場合は１５レベル、区分１５の場合は２５５レベルとなる。各区分のビデオカウントをその区分の最大階調レベルで割るのは、ビデオカウントは濃度が大きいほど多くなるので、各濃度域の使用頻度に換算するためである。図８にある階調制御タイミングでの各区分におけるビデオカウントを示した。各区分の合計ビデオカウントより階調数が５階調であれば、この場合においてはビデオカウントの上位５つとして、区分３/区分６/区分８/区分１４/区分１５となる。
【００７１】
［制御フロー］
次に、本実施形態による階調制御におけるビデオカウントによる画像パターンの決定とそれに基づく制御動作を図９のフローチャートに基づいて説明する。なお、本処理フローは、画像形成装置１００が有するＣＰＵ１０５が、記憶部であるＨＤＤ１０８等に格納されたプログラムを読みだし、実行することにより実現される。
【００７２】
階調制御は予め設定した任意のタイミングで自動的に起動する。本実施例においては前回階調制御起動時から1000枚を超えて出力された場合に起動される。起動時に後述する前回制御からのビデオカウントをもちいパターンを決定する。
【００７３】
画像データが入力されると（S201）、前述のプリンタ画像処理部１１９での画像処理において画像データの各色の濃度域に対応する各画像レベルの区分毎にビデオカウントが算出されカウンターキュー３０７に格納される（S202）。画像データに基づく画像形成が終了すると（S203）、階調制御の起動タイミングを判断し、起動タイミングでなければ次の画像データの出力動作に入る。階調制御の起動タイミングであれば、本実施例では前回階調制御時より１０００枚出力されていれば、画像出力を中断し、階調制御動作に入る（S204）。
【００７４】
階調制御が起動されると、まず階調制御部３１０においてカウンターキュー307に保持されたビデオカウントより、前回から１０００枚分のビデオカウントを全区分合計と各区分毎とで積算する（S205）（S206）。積算値より階調制御部３１０は画像パターンの階調数と階調レベルを決定し、その画像データを入力する（S207）。画像データはプリンタ制御部１０９において中間調処理され、レーザーにより感光ドラム上にトナー画像パターンを形成し、転写し、転写材１４１２上でフォトセンサ１２０４を用いて検出する(S208)。
【００７５】
フォトセンサ１２０４で検出された濃度値は、画像パターンの階調レベルと、トナー画像パタ−ンの作成位置とを対応させて、画像パターンの階調レベルと濃度の関係をメモリ−に取り込む。この検出値より、階調制御が起動した時点での、フォトセンサが検出したプリンタ特性を求めることができる（S209）。
【００７６】
パッチパタ−ンの階調パタ−ン数しかデ−タがないので、途中の不足しているデ−タは、補間を行うことにより生成する。検出したプリンタγ特性の入出力を入れ替えたLUTを作成し、これをγLUTとしてγ補正回路３０９に設定する（S210）。γLUTの設定が終わると通常画像出力動作を再開し、次の画像データがあれば出力動作を開始し、なければ終了する（S211）。
【００７７】
［効果］
本構成により、画像データ出力において使用量の少ない色のトナーは、多い色のトナーに比べ制御によるトナー使用量と１/３程度に抑えるとともに、ユーザー使用頻度の高い濃度域のパターンを優先的に形成することにより階調数が少なくとも出力画像の安定性をより高い精度で達成する。
【符号の説明】
【００７８】
１００    画像形成装置、１０２プリンタエンジン、１１９  プリンタ画像処理部、
３０２  ビデオカウント生成部、３０９  γ補正回路、３１０  階調制御部、
１２２０  センサ制御部、１２０４  フォトセンサ、１４１２  転写材(転写ベルト)
【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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