JP2009258220A - 画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム、及びこのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの電荷輸送層の厚みより小さい露光径のＬＳＵを用いて画像形成を行なう場合であっても、トナー消費量を正確に算出すること。
【解決手段】注目画素とその画素に隣接する周辺画素の信号が入力されると、注目画素が条件（１）に適合する場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ１を掛ける（Ｓ１１２）。条件（２）に適合する場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ２を掛ける（Ｓ１１４）。条件（３）に適合する場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ３を掛ける（Ｓ１１６）。条件（４）に適合する場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ４を掛ける（Ｓ１１８）。条件（５）に適合する場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ５を掛ける（Ｓ１２０）。条件（５）に適合しない場合、注目画像濃度カウント値に重み付け係数ｎ６を掛ける（Ｓ１１０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式を採用した、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム、及びこのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。

一般に、デジタル複合機のような電子写真方式を採用した画像形成装置では、コンピュータ等から入力されたデジタルの画像信号に対し、画像データの処理を行なった後、出力画像データをレーザ露光装置（ＬＳＵ）に送り、画像形成を行なっている。この際、トナーカートリッジ内のトナー残量をユーザに知らせるために、出力画像データから印字画素をカウントし、その積算値に基づいて出力画像のトナー消費量を算出する方法が知られている。

ところが、印字画素の周りに空白画素が隣接する場合、印字画素同士が隣接する場合と比べて、１つの印字画素当たりのトナーの消費量が多くなる。そのため、算出されるトナー消費量と実際のトナー消費量とが合わなくなる。

このような事態に対処するべく、特許文献１では、印字画素数のカウントと共に、印字画素と空白画素との境界部となるエッジ数をカウントし、このカウントしたエッジ数を用いてトナー消費量の補正を行なうようにした、画像形成装置が提案されている。
特開２００４−１６３８８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、エッジ効果による線太りを補正できるものの、感光体ドラムの電荷輸送層の厚み（例えば、３０μｍ）より小さい露光径（例えば、２１μｍ径：１２００ｄｐｉ（ｄｏｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ））の光を照射する高解像度のレーザ露光装置を用いて画像形成を行なった場合には、線幅が１画素からなる細線と２画素からなる細線又はそれ以上の画素からなる細線では、エッジ部の１画素当たりに現像されるトナー量が異なり、算出されるトナー消費量に誤差が生じる問題がある。

図８は感光体ドラム上に現像されるトナー量が線幅によって異なることを模式的に説明するための図である。同図において、（ａ）は線幅が１画素からなる細線（１画素ライン）上に現像されるトナー量を示す断面図、（ｂ）は２画素からなる細線（２画素ライン）上に現像されるトナー量を示す断面図、（ｃ）は３画素からなる細線（３画素ライン）上に現像されるトナー量を示す断面図である。

この場合は、図８に示されるように、線幅が細くなるほど現像されるトナー量（トナー付着量）が少なくなる。この原因については明確ではないが、感光体ドラムへのレーザ露光により電荷発生層で発生した１画素（１２００ｄｐｉでは、直径約２１μｍ）に相当する正電荷が、帯電装置により付与された感光体ドラム表面の負電荷に向かって、電荷輸送層（通常２０〜３０μｍ）の中を移動する際に、正電荷同士の静電的な反発により横方向に拡散し、感光体ドラム表面の静電潜像がぼやけるためにトナーが現像されにくくなると推測される。

細線におけるトナーの消費量は、図８に示すように、細線の太さ（換言すると、ラインの画素数）によって変化する。そのため、エッジ数をカウントしトナー消費量を補正するだけでは、正確なトナー消費量を求めることが困難であるといえる。

本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、感光体ドラムの電荷輸送層の厚みより小さい露光径のレーザ露光装置を用いて画像形成を行なう場合であっても、トナー消費量を正確に算出できる、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム、及びこのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体の提供を目的とする。

本発明を第１の局面から観た画像形成装置は、画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出する画像形成装置であって、印字画素をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段を含むものである。

上記画像形成装置において、重み付け演算手段は、印字画素ごとに角部に対応する角部重み付けを行なうための角部重み付け演算手段をさらに含む。

また、上記画像形成装置において、重み付け演算手段は、印字画素ごとに線端部に対応する線端部重み付けを行なうための線端部重み付け演算手段をさらに含む。

本発明を第２の局面から観た画像形成装置は、入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理部と、画像データ処理部によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理部と、トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理部とを備える画像形成装置であって、印字画像濃度カウント処理部は、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段を含むものである。

上記画像形成装置において、重み付け演算手段は、出力画像データの印字画素の角部を検出し、この検出された角部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための角部重み付け演算手段とをさらに含む。

また、上記画像形成装置において、重み付け演算手段は、出力画像データの印字画素の線端部を検出し、この検出された線端部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための線端部重み付け演算手段をさらに含む。

本発明を第３の局面から観た画像形成方法は、画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出する画像形成方法であって、印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なう重み付け演算ステップを含むものである。

本発明を第４の局面から観た画像形成方法は、入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを備える画像形成方法であって、印字画像濃度カウント処理は、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なう重み付け演算ステップを含むものである。

本発明を第５の局面から観た画像形成プログラムは、画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出するコンピュータを、印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段として機能させるものである。

本発明を第６の局面から観た画像形成プログラムは、入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを実行するコンピュータを、印字画像濃度カウント処理実行時に、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段として機能させるものである。

本発明を第７の局面から観たコンピュータ読取可能な記録媒体は、画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出するコンピュータを、印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段として機能させる、画像形成プログラムを記録したものである。

本発明を第８の局面から観たコンピュータ読取可能な記録媒体は、入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを実行するコンピュータを、印字画像濃度カウント処理実行時に、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段として機能させるものである。

なお、上記記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサで処理が行なわれるためのメモリそのものが記録媒体であってもよく、又は、コンピュータの外部記憶装置としてプログラム読取装置が設けられ、この装置に挿入することで読取可能な記録媒体であってもよい。何れの場合においても、記録されている画像形成プログラムは、プロセッサが記録媒体にアクセスすることで実行される。また、プロセッサが記録媒体から画像形成プログラムを読出し、この読出された画像形成プログラムをプログラム記憶エリアにダウンロードして実行するようにしてもよい。この場合、ダウンロード用のプログラムは、予め所定の記憶装置に格納される。プロセッサは、インストールされた画像形成プログラムに従って所定の給紙処理を行なうようにコンピュータの各部を統括的に制御する。

さらに、プログラム読取装置で読取可能な記録媒体としては、（１）磁気テープ、（２）カセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ハードディスク等の磁気ディスク、又はＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光ディスクといったディスク系、（３）メモリカードを含むＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード、光カード等のカード系、及び（４）マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリを含めた固定的にプログラムを記録する媒体等を例示することができる。

さらにまた、コンピュータを、インターネットを含む通信ネットワークに接続可能な構成とし、通信ネットワークから画像形成プログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。このように通信ネットワークから画像形成プログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムは予めコンピュータに格納しておけばよい。また、他の記録媒体からインストールされてもよい。

本発明によると、出力画像データの印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けが行なわれることから、感光体ドラムの電荷輸送層の厚みより小さい露光径のレーザ露光装置を用いて画像形成を行なう場合であっても、トナー消費量を正確に算出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置２０の全体構成を示す図である。

図１を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置２０は、４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙを備える、タンデム方式のカラー画像形成装置である。

第１の画像形成ユニット２２Ｋは、黒トナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第２の画像形成ユニット２２Ｃは、シアントナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第３の画像形成ユニット２２Ｍは、マゼンタトナー像を形成するための画像形成ユニットであり、第４の画像形成ユニット２２Ｙは、イエロートナー像を形成するための画像形成ユニットである。なお、これら画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの詳細な構成については後述する。

４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの下方には、ＬＳＵ２４が配設されている。このＬＳＵ２４は、レーザ発振部２６、及びこのレーザ発振部２６を制御するＬＳＵ制御装置２８を備え、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに対して、レーザ発光信号に応じたレーザ走査による露光を行なう。

上記４つの画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの上方には、無端ベルト状の中間転写ベルト３０が配設されている。この中間転写ベルト３０は、左右に間隔を隔てて設けられた２つの支持ローラ３２に巻き掛けられ、図１において矢印Ｒにて示すように反時計方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト３０の材料としては、ポリイミド又はポリアミド等の樹脂に電子伝導性導電材を適当量含有させたものが使用可能である。以下の説明において、中間転写ベルト３０の回転方向に対し、一方の支持ローラ３２（図１において右側）を挟んで対をなす２次転写ローラ３４が配置されている、２次転写位置を基準として、上流及び下流を表現する。

中間転写ベルト３０の回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって、黒トナー像形成用の第１の画像形成ユニット２２Ｋ、シアントナー像形成用の第２の画像形成ユニット２２Ｃ、マゼンダトナー像形成用の第３の画像形成ユニット２２Ｍ、及びイエロートナー像形成用の第４の画像形成ユニット２２Ｙがこの順に配置されている。

中間転写ベルト３０の上方には、シーケンス制御装置３６及び画像データ処理装置３８が設けられている。なお、シーケンス制御装置３６及び画像データ処理装置３８の詳細な構成については後述する。

中間転写ベルト３０の内側には、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された単色トナー像を中間転写ベルト３０上に転写する１次転写ローラ４０が、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに対向するように各々設けられている。各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された単色トナー像は、中間転写ベルト３０上に重ね合うように転写され、１つのカラー画像を形成する。

イエロートナー像を形成する第４の画像形成ユニット２２Ｙよりも中間転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト３０上に形成されたカラー画像を用紙に転写する上記の２次転写ローラ３４が配設されている。この２次転写ローラ３４よりも中間転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側には、中間転写ベルト３０の表面をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット４２が設けられている。

ベルトクリーニングユニット４２は、中間転写ベルト３０に接触する、ベルトクリーニングブラシ４４及びベルトクリーニングブレード４６を有している。このベルトクリーニングブレード４６は、ベルトクリーニングブラシ４４より中間転写ベルト３０の回転方向Ｒの下流側に配置される。

ＬＳＵ２４の下方には、用紙を収容するトレー４８が配設されている。このトレー４８内の用紙は、複数組（本実施の形態においては４組）の給紙ローラ対５４にて２次転写ローラ３４が中間転写ベルト３０と対向する２次転写位置まで搬送される。なお、図１においては、用紙の搬送方向を矢印Ｆで示す。

２次転写ローラ３４の用紙搬送方向Ｆの下流側には、用紙に転写されたカラー画像を用紙上に定着するための定着ユニット５０が設けられている。この定着ユニット５０の更に用紙搬送方向Ｆの下流側には、カラー画像が定着された用紙を画像形成装置２０から排出する排紙ローラ５２が設けられている。

上記のような構成の画像形成装置２０において、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙで形成された各単色トナー像は、中間転写ベルト３０上へ順次転写されて、中間転写ベルト３０上にカラー画像が形成される。中間転写ベルト３０上のカラー画像は、２次転写位置において、複数組（本実施の形態においては４組）の給紙ローラ対５４にて搬送される用紙へと２次転写され、その後、定着ユニット５０にて用紙に定着される。カラー画像が定着された用紙は、排紙ローラ５２にて画像形成装置２０から排出される。一方、２次転写後、用紙に転写されないまま中間転写ベルト３０上に残ったトナーは、ベルトクリーニングユニット４２にて取り除かれる。

なお、以下の説明において、画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙを総称するときは「画像形成ユニット２２」と称する。

＜画像形成ユニット２２の構成＞
図２は画像形成ユニット２２の構成を簡略化して示す図である。

図２を参照して、画像形成ユニット２２は、感光体ドラム６０を含む。この感光体ドラム６０の周囲には、感光体ドラム６０を帯電する帯電器６２、感光体ドラム６０上の静電潜像を可視化する現像装置６４、１次転写後に感光体ドラム６０上に残留するトナーを含む残留物を除去する感光体ドラムクリーナ６６が感光体ドラム６０の回転方向Ｒｄに沿ってこの順で配置されている。

帯電器６２は、例えば、スコロトロン帯電器からなり、感光体ドラム６０に対しコロナ放電を行なって感光体ドラム６０を所定の電位に帯電させる。なお、帯電器６２としては、コロトロン帯電器、又は帯電ローラ若しくは帯電ブラシを用いた接触型帯電器を適用することもできる。この帯電器６２にて所定の電位に帯電された感光体ドラム６０の外周面上には、ＬＳＵ２４からのレーザ走査による露光が行なわれ静電潜像が形成される。

現像装置６４は、２成分現像剤が収容される現像槽６８を備えており、この現像槽６８には、感光体ドラム６０の外周面に臨む位置に開口部７０が設けられている。現像槽６８内部であってその開口部７０に臨む位置には、現像ローラ７２及び規制ブレード７４が設けられている。

現像ローラ７２は、その外周面に現像剤を担持して搬送することで感光体ドラム６０に２成分現像剤を供給し、上記の静電潜像を現像する。この現像ローラ７２は、感光体ドラム６０の外周面に対し所定間隙を隔てて配置されている。

規制ブレード７４は、現像ローラ７２の表面に担持して搬送される２成分現像剤の層厚を規制するための部材であって、現像ローラ７２の表面に対して所定間隙を隔てて配置されている。

なお、現像槽６８内に収容された２成分現像剤はアジテータ７６により攪拌される。このアジテータ７６は、現像槽６８内において回転自在に支持されている。

感光体ドラムクリーナ６６は、クリーニングブレード７８、クリーナハウジング８０及びシール８２を備えている。クリーニングブレード７８は、そのエッジ部８４を感光体ドラム６０の表面（外周面）に感光体ドラムの回転方向Ｒｄに対して逆向きに圧接させて配置することにより、当該エッジ部８４にて感光体ドラム６０表面の残留物を掻き取るための部材である。このクリーニングブレード７８は、そのエッジ部８４が感光体ドラム６０の回転運動の方向が下向きとなる位置において感光体ドラム６０の回転方向Ｒｄに対してカウンタ方向（感光体ドラム６０の回転に逆らう方向）に圧接するように、クリーナハウジング８０内に配置されている。

＜ハードウェア構成＞
図３は画像形成装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。

図３を参照して、画像形成装置２０は、当該画像形成装置２０全体を制御するシーケンス制御装置を含む。

シーケンス制御装置３６は、何れも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を含むコンピュータであって、本画像形成装置２０全体をプログラムによりシーケンス制御する。それゆえ、このシーケンス制御装置３６からは、共通ＢＵＳライン９０が延びている。このＢＵＳライン９０には、上述した各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ、ＬＳＵ制御装置２８及び画像データ処理装置３８の他に、入力画像データ生成装置９２が接続されている。

シーケンス制御装置３６のＣＰＵは、本実施の形態の画像形成処理を実現するためのコンピュータプログラムを実行することにより、画像データ処理装置３８の機能、及び図５に示すＬＳＵ制御装置２８の機能を実現する。このＣＰＵが実行するプログラムは、シーケンス制御装置３６内のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されている。

シーケンス制御装置３６のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されたプログラムは、実行時には当該ＲＯＭ又はＨＤＤから読出されてシーケンス制御装置３６内のＲＡＭに格納され、プログラムカウンタと称される、ＣＰＵ内のレジスタにより示されるＲＡＭ内でのアドレスから読出され、ＣＰＵにより解釈・実行される。実行に必要なデータは、ＣＰＵ内の上記のレジスタ、ＲＡＭ又はＨＤＤの命令によって指定されるアドレスから読出される。実行の結果も、これと同様に、ＣＰＵ内の上記のレジスタ、ＲＡＭ又はＨＤＤの命令により指定されるアドレスに記憶される。

また、共通ＢＵＳライン９０には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワードプロセッサ及び図形描画ツール等のアプリケーションプログラムを使用する他の機器と接続される、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）回線９４とインターフェースをとるＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）９６も接続されている。それゆえ、シーケンス制御装置３６のＣＰＵは、入力画像データ生成装置９２、画像データ処理装置３８、ＬＳＵ制御装置２８及び各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ並びにＮＩＣ９６を制御して、画像入力、画像出力及び他の機器との通信等の所望の動作を実行させ、シーケンス制御装置３６のＲＡＭ又はＨＤＤ、入力画像データ生成装置９２、画像データ処理装置３８及びＬＳＵ制御装置２８等にデータを格納したり、そこから読出したりする。

本実施の形態に係る画像形成プログラムは、ＬＡＮ回線９４及びＮＩＣ９６を介して外部の装置からシーケンス制御装置３６に送信され、その内部のＲＡＭ又はＨＤＤに記憶される。

＜画像処理系の構成＞
図４は画像形成装置２０の画像処理系における画像データの流れをブロックダイアグラム形式で示す図である。

図４を参照して、本画像形成装置２０においては、入力画像データ生成装置９２、画像データ処理装置３８及びＬＳＵ制御装置２８に加えて、印字画像濃度カウント装置１７０を画像データを処理するための画像処理系として機能させるように構成されている。

入力画像データ生成装置９２では、ＰＣ、ワードプロセッサ及び図形描画ツール等のアプリケーションプログラムを使用する他の機器のキーボード等の操作信号に基づいて、文字データ及び図形データ等を含む入力画像データが生成される。この入力画像データ生成装置９２は、図示しないプリンタドライバ等を含むコンピュータで構成され、プリンタドライバは、入力画像データをプリンタ記述言語に変換する。このプリンタ記述言語に変換された入力画像データには、テキスト、ベクター及びラスターの３種のオブジェクトデータが混在している。入力画像データ生成装置９２で生成された入力画像データは、画像データ処理装置３８に出力される。

画像データ処理装置３８は、何れも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を含むコンピュータで構成され、入力画像データ生成装置９２から入力された入力画像データをスクリーン処理によって所定の階調の画像データに変換して出力するための装置である。この画像データ処理装置３８には、通信ポート１００、ラスタライズ部１０２、入力階調補正部１０４、色変換部１０６、出力階調補正部１０８、中間調生成部１１０、制御部１１２及び記憶部１１４が含まれる。

通信ポート１００は、入力画像データ生成装置９２と画像データ処理装置３８とのインターフェースの役割を果たす。

ラスタライズ部１０２は、入力画像データを階調データに変換する。このように、入力画像データをラスタライズ部１０２で階調データに変換するのは、上記入力画像データ生成装置９２によりプリンタ記述言語に変換された入力画像データにおいて、テキストデータは文字コードを含んだデータであり、ベクターデータは線分を座標表示してコード化したデータであり、ラスターデータはドットで表されたデータであるからである。このラスタライズ部１０２では、入力画像データを画素ごとに各色８ビットの階調データに変換する。したがって、変換された階調データは、各画素の各色について「０」から「２５５」までの階調値を有することになる。ラスタライズ部１０２で変換される階調データは、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のカラーデータであるので、ラスタライズ部１０２は、２４ビットの階調データに変換する。

入力階調補正部１０４及び色変換部１０６は、ラスタライズ部１０２で変換されたＲＧＢの階調データをＹＭＣＫ（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：黒）の階調データに変換する。

出力階調補正部１０８及び中間調生成部１１０は、入力画像データを所定階調の出力画像データに変換処理し、この変換処理された出力画像データを後段のＬＳＵ制御装置２８及び印字画像濃度カウント装置１７０に出力する。

制御部１１２は、共通ＢＵＳライン９０を介してシーケンス制御装置３６に接続されている。それゆえ、制御部１１２は、シーケンス制御装置３６内のＲＯＭ又はＨＤＤに記憶されているプログラムを、ＢＵＳライン９０を通じて読出し、この読出したプログラムに基づいて、上記のラスタライズ部１０２、入力階調補正部１０４、色変換部１０６、出力階調補正部１０８及び中間調生成部１１０を統括的に制御して各種の処理を実行させる。

記憶部１１４は、制御部１１２が実行させる各種の処理のワーキングメモリとして機能する。この記憶部１１４には、処理中及び処理後の各種のデータが保存される。

ＬＳＵ制御装置２８に出力された出力画像データは、レーザ発光信号に変換されてレーザ発振部２６に送られる。

レーザ発振部２６は、各画像形成ユニット２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙに対して、レーザ発光信号に応じたレーザ走査による露光を行ない、静電潜像を感光体ドラム６０上に形成する。

静電潜像は、トナーを含む２成分現像剤の貯溜された現像装置６４で可視化され、現像されたトナーは、中間転写ベルト３０を介して用紙に転写・定着される。

ＬＳＵ２４が感光体ドラム６０にレーザ光を書込む解像度は、例えば、１２００ｄｐｉである。露光光源には、半導体レーザを用いているので、半導体レーザのレーザパワーをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による制御で３２段階に変化させることができる。ここで、レーザパワーの変更可能範囲は０．２０ｍＷ〜０．６０ｍＷとしており、標準レーザパワーは、感光体ドラム６０上で０．３０ｍＷになるように調整されている。このように、標準レーザパワーは、線画像を印字することを前提にして定められている。

また、ＰＷＭ制御でレーザの点灯時間（以下、「ＤＵＴＹ」という。）を１６段階に変化させて、明るさを変化させるようにしている。例えば、ＤＵＴＹ＝０では１画素に対する点灯時間が「０」で印字しない状態を意味し、ＤＵＴＹ＝１５は１画素相当分の時間全てを点灯することを意味する。なお、感光体ドラム６０は、帯電器６２により一様に帯電されるが、基準となる表面電位は−６５０Ｖに設定されている。

現像方式は、平均粒径６．５μｍのトナーと平均粒径４５μｍのフェライトキャリアとからなる２成分現像剤を用いる２成分現像方式である。

感光体ドラム６０との最近接点においては、感光体ドラム６０と現像剤を保持する現像装置６４内の現像スリーブとは、同じ方向に回転する。

２成分現像剤中のトナー濃度は、６％を基準として調整している。現像バイアス電圧は、−５００Ｖに設定している。この電位の設定は、周辺環境及びプロセス条件の変化、並びに感光体ドラム６０及び現像剤等の経時変化が発生しても、常に初期時の画像濃度を維持安定させるために、プロセスコントロール処理が実行され、これにより、表面電位と現像バイアスとの差を１５０Ｖに保ちながら変動する。

画像データ処理装置３８から出力された出力画像データは、印字画像濃度カウント装置１７０にも送られ、画像データ処理装置３８から出力される出力画像データ（以下、「入力信号値」という。）に対して、後述するような印字画像濃度カウントを行なう。

印字画像濃度カウント装置１７０は、何れも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含むコンピュータから構成され、カウント部１７２、重み付け演算部１７４、重み付け係数テーブル１７６及び積算部１７８を備えている。

カウント部１７２は、入力信号値（例えば、１６階調及び２５６階調等の多階調の画像）を印字画素ごとにカウントする。つまり、多値画像を構成する印字画素ごとの入力信号値（階調数）、例えば、０〜１５（入力信号値が０〜１５の値をとる１６階調の場合）のような入力信号値をカウントする。

重み付け演算部１７４は、カウント部１７２により印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに重み付けを行なう。具体的には、重み付け演算部１７４は、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、線幅に対応する重み付け係数を重み付け係数テーブル１７６から取得して、入力信号値に取得した重み付け係数を掛け合わせる。本実施形態においては、線幅を検出すると同時に、角部及び線端部の検出も行なわれる。

重み付け係数テーブル１７６は、印字画像濃度カウント装置１７０においてワーキングメモリとして機能するＲＡＭの所定の記憶領域に格納されている。この重み付け係数テーブル１７６には、重み付け演算部１７４により重み付けを行なう際に、線幅、角部及び線端部に対応する重み付け係数が格納されている。入力信号値が０〜１５の値をとる１６階調の入力信号値である場合の重み付け係数テーブル１７６の一例を下記表１に示す。

表１において、第１種から第６種に分類される注目画素については、第１種として、注目画素が２画素以上の線幅を有する細線のエッジ部を構成する印字画素、第２種として、注目画素が２画素以上の線幅を有する細線の角部を構成する印字画素、第３種として、注目画素が１画素の線幅を有する細線を構成する印字画素、第４種として、注目画素が１画素の線幅を有する線端を構成する印字画素、第５種として、注目画素が１画素の点を構成する印字画素、第６種として、上記に該当しない印字画素とした。

ここで、第１種から第６種の具体的な検出方法の一例について説明する。

図５は注目画素Ｐとその画素に隣接する周辺の画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を説明するための図である。同図において、第１種から第６種までの印字画素の検出方法（種別方法）の一例は、以下の通りである。

第１種の注目画素の条件として、（１）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＜ｙ、（２）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＞ｘ、（３）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＞ｘ、及び（４）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＞ｘのうち何れかの条件満足するものとした。以下において、これらの条件を「条件（１）」という。

第２種の注目画素の条件として、（１）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＜ｙ、（２）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＞ｘ、（３）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＞ｘ、及び（４）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＜ｙのうち何れかの条件を満足するものとした。以下において、これらの条件を「条件（３）」という。

第３種の注目画素の条件として、（１）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＜ｙ、及び（２）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＞ｘのうち何れかの条件を満足するものとした。以下において、これらの条件を「条件（３）」という。

第４種の注目画素の条件として、（１）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＞ｘ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＜ｙ、（２）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＞ｘ、（３）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＞ｘ、Ｐ４＜ｙ、及び（４）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＞ｘ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＜ｙのうち何れかの条件を満足するものとした。以下において、これらの条件を「条件（４）」という。

第５種の注目画素の条件として、（１）Ｐ＞ｘ、Ｐ１＜ｙ、Ｐ２＜ｙ、Ｐ３＜ｙ、Ｐ４＜ｙを満足するものとした。以下において、この条件を「条件（５）」という。

上記において、ｘ及びｙは、入力信号値が０〜１５の値をとる１６階調の入力信号値を示し、具体的数値として、ｘ＝１２、ｙ＝３を用いた。

図６では、上記で判定される注目画素Ｐとその画素に隣接する周辺の画素Ｐ１〜Ｐ４の印字画素を塗りつぶしして示している。

上記の検出方法においては、注目画素が第１種及び第２種の場合、細線のエッジでなくても該当する場合が考えられる。算出されたトナー消費量に大きな誤差が生じなかったので、本実施の形態は特に細線か否かの区別をしていないが、さらに精度を高めるために、注目画素が細線か否かの判断を他の手法で実施するようにするのが好ましい。

このように、印字画像濃度カウント装置１７０では、カウント部１７２、重み付け演算部１７４、重み付け係数テーブル１７６により印字画素ごとの印字画像濃度カウントが行なわれる。

そして、印字画素ごとに行なわれた印字画像濃度カウントの積算が積算部１７８により行なわれる。つまり、積算部１７８は、重み付け演算部１７４による入力信号値に重み付け係数を掛け合わせた印字画像濃度ごとの演算値を、入力された多値画像の全ての印字画素について積算する。この積算値は、トナー消費量算出部１８０に与えられる。

そうすると、トナー消費量算出部１８０は、印字画像濃度カウント装置１７０で算出された（即ち、積算部１７８により積算された）印字画像濃度カウントの積算値に基づいて、出力画像のトナー消費量を算出する。

＜印字画素の演算処理方法＞
図７のフローチャートを用いて、重み付け演算部１７４で実施される印字画素の演算方法について説明する。

図７を参照して、注目画素Ｐとその画素に隣接する周辺の画素Ｐ１〜Ｐ４の信号が入力されると、重み付け演算部１７４は、注目画素Ｐが第１種の注目画素の条件（条件（１））に適合するか否かの判断を行なう（ステップＳ１００）。

条件（１）に適合する場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ１（＝１．５）を掛け合わせる（ステップＳ１１２）。その後、印字画素の演算を終了する。

他方、条件（１）に適合しない場合には、重み付け演算部１７４は、注目画素Ｐが第２種の注目画素の条件（条件（２））に適合するか否かの判断を行なう（ステップＳ１０２）。

条件（２）に適合する場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ２（＝１．２）を掛け合わせる（ステップＳ１１４）。その後、印字画素の演算を終了する。

他方、条件（２）に適合しない場合には、重み付け演算部１７４は、注目画素Ｐが第３種の注目画素の条件（条件（３））に適合するか否かの判断を行なう（ステップＳ１０４）。

条件（３）に適合する場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ３（＝０．７）を掛け合わせる（ステップＳ１１６）。その後、印字画素の演算を終了する。

他方、条件（３）に適合しない場合には、重み付け演算部１７４は、注目画素Ｐが第４種の注目画素の条件（条件（４））に適合するか否かの判断を行なう（ステップＳ１０６）。

条件（４）に適合する場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ４（＝０．５）を掛け合わせる（ステップＳ１１８）。その後、印字画素の演算を終了する。

他方、条件（４）に適合しない場合には、重み付け演算部１７４は、注目画素Ｐが第５種の注目画素の条件（条件（５））に適合するか否かの判断を行なう（ステップＳ１０８）。

条件（５）に適合する場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ５（＝０．２）を掛け合わせる（ステップＳ１２０）。その後、印字画素の演算を終了する。

他方、条件（５）に適合しない場合には、重み付け演算部１７４は、重み付け係数テーブル１７６を参照し、注目画素の画像濃度値に重み付け係数ｎ６（＝１）を掛け合わせる（ステップＳ１１０）。その後、印字画素の演算を終了する。

このようにして求められた印字画像濃度カウント値は、積算部１７８により順次積算されて、印字画像濃度カウント積算値として保存される。

印字画像濃度カウント積算値は、入力された全ての印字画素数分の印字画像濃度カウント値であり、この印字画像濃度カウント積算値に基づいて、出力画像のトナー消費量がトナー消費量算出部１８０により算出される。

＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。

入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理が行なわれ、この画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理が行なわれ、トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理が行なわれる。この印字画像濃度カウント処理実行時に、出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための演算なされる。このとき、同時に、角部及び線端部の検出も行なわれる。出力画像データの印字画素の角部が検出されると、この検出された角部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための演算がなされる。また、出力画像データの印字画素の線端部が検出されると、この検出された線端部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための演算がなされる。このように、重み付けが行なわれることによって、感光体ドラムの電荷輸送層の厚みより小さい露光径のＬＳＵを用いて画像形成を行なう場合であっても、トナー消費量を正確に算出することができる。

なお、本明細書で開示した実施の形態は単に例示であって、本明細書が上述した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、本明細書の記載内容を参酌した上で、別紙の特許請求の範囲における請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成ユニットの構成を簡略化して示す図である。 同画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 同画像形成装置の画像処理系における画像データの流れをブロックダイアグラム形式で示す図である。 注目画素とその画素に隣接する周辺の画素を示す説明図である。 注目画素とその画素に隣接する周辺の画素の印字画素を塗りつぶしして示す示す図である。 重み付け演算手段で実施される印字画素の演算方法のフローチャートである。 感光体ドラム上に現像されるトナー量が線幅によって異なることを模式的に示す説明図である。

符号の説明

２０ 画像形成装置
２８ ＬＳＵ制御装置
３８ 画像データ処理装置
９２ 入力画像データ生成装置
１７０ 印字画像濃度カウント装置
１７２ カウント部
１７４ 重み付け演算部
１７６ 重み付け係数テーブル
１７８ 積算部

Claims (12)

1. 画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出する画像形成装置であって、
   印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段を含む、画像形成装置。
2. 前記重み付け演算手段は、
   印字画素ごとに角部に対応する角部重み付けを行なうための角部重み付け演算手段をさらに含む、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記重み付け演算手段は、
   印字画素ごとに線端部に対応する線端部重み付けを行なうための線端部重み付け演算手段をさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理部と、
   前記画像データ処理部によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理部と、
   トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理部とを備える画像形成装置であって、
   前記印字画像濃度カウント処理部は、
   前記出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段を含む、画像形成装置。
5. 前記重み付け演算手段は、
   前記出力画像データの印字画素の角部を検出し、この検出された角部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための角部重み付け演算手段をさらに含む、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記重み付け演算手段は、
   前記出力画像データの印字画素の線端部を検出し、この検出された線端部に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための線端部重み付け演算手段をさらに含む、請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出する画像形成方法であって、
   印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なう重み付け演算ステップを含む、画像形成方法。
8. 入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、
   前記画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、
   トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを備える画像形成方法であって、
   前記印字画像濃度カウント処理は、
   前記出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なう重み付け演算ステップを含む、画像形成方法。
9. 画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出するコンピュータを、
   印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段として機能させる、画像形成プログラム。
10. 入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、
    前記画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、
    トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを実行するコンピュータを、
    前記印字画像濃度カウント処理実行時に、
    前記出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段として機能させる、画像形成プログラム。
11. 画像情報に対する画像処理をデジタル的に行ない、出力画像データの印字画像濃度のカウントを行なってトナー消費量を算出するコンピュータを、
    印字画像濃度をカウントする際に、印字画素ごとに線幅に対応する重み付けを行なうための重み付け演算手段として機能させる、画像形成プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
12. 入力画像データを所定の階調を有する出力画像データに変換する画像データ処理と、
    前記画像データ処理によって変換された出力画像データを露光信号に変換する露光ユニット制御処理と、
    トナー消費量を算出するために、出力画像データの印字画像濃度をカウントする印字画像濃度カウント処理とを実行するコンピュータを、
    前記印字画像濃度カウント処理実行時に、
    前記出力画像データの印字画素の線幅を検出し、この検出された線幅に対応する重み付けを印字画素ごとに行なうための重み付け演算手段として機能させる、画像形成プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
    

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