JP2013076952A - 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置の定着温度を切り替えると画像形成装置の印刷条件の変化に伴い、最大濃度や画像階調性、トナー融解性変化に伴い印刷表面性が変化し、グロス特性が変化してしまう。画像調整機能などにより、出力結果を見ながら調整値を探索している最中にこのような変化が起ってしまう事で最適調整値の取得を困難にしている。
【解決手段】印刷モードを判定するモード判定手段と、前記モード判定手段にて判定された印刷モードに対応した定着温度を取得する定着温度取得手段と、前記定着温度取得手段によって定着温度を取得した後、画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段と、前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度取得手段によって取得した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真方式により形成されたトナー画像を記録紙上に熱定着する際の定着装置の温度調整を行う画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。

電子写真方式により形成されたトナー画像を記録紙上に熱定着する画像形成装置において、記録紙上に載せる単位面積当たりの色材量に応じて、定着装置での定着温度が決定される。通常、単位面積当たりの色材量の最大値を予め決めておき、その最大値を持つ画像を確実に定着することが可能な定着温度となるように温度調整を行う。

フルカラー複写機では、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）等の複数の色材を重ね合わせて画像形成を行うため、記録紙上に載せる色材量（以下、トナー量と呼ぶ）が多くなる傾向にある。このため、必要とされる定着ローラーの熱容量は大きくなり、電源投入後やスリープ明けの際など、定着装置が予め定められた設定温度より低い状態の場合、定められた設定温度に上昇するまでの定着ウォームアップは長くなる。その結果、印刷開始までの待ち時間が発生する問題があった。また出力する画像によっては、想定するトナー量の最大値を大きく下回る画像出力となりうる。例えば、Ｋの色材のみを使うモノクロモードの出力時には過剰な加熱を行うことになり、電力の無駄が生じてしまう。

上述した電力消費を抑制するために、特許文献１では、ドラフト印刷が選択された場合、画像データに間引き処理が施され、画像データの間引き率に応じて、ドラフト印刷が選択されない場合の温度よりも低い温度を定着温度として決定する。

また画像形成装置が備える機能として、濃度の調整機能に代表される画像調整機能がある。この画像調整機能は例えば印刷物が薄いと感じれば濃い設定値に変更して再印刷を行う。

特開２００４−２４５８９５号公報

上述の構成の場合、濃い設定へ変更することでトナー消費量が増える。トナー消費量が増えると定着温度が高温へ変化し、定着温度が変化した結果、画像調整前後で階調性やグロス特性など画像の様子が変わってしまう。グロス特性は、トナー融解性の変換に伴う印刷表面性変化が原因で変化する。印刷物を見ながらのフィードバックで調整値を探索している最中にこのような階調性やグロス特性の変化が起ってしまうと最適な調整値の取得が困難になってしまう。

本発明は、画像調整前後で定着装置の定着特性の変化が生じないように、定着器の温度調整を行う。

上記課題を解決するために、本願発明は以下の構成を有する。すなわち、印刷モードを判定するモード判定手段と、前記モード判定手段にて判定された印刷モードに対応した定着温度を取得する定着温度取得手段と、前記定着温度取得手段によって定着温度を取得した後、画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段と、前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度取得手段によって取得した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段とを有する。

本発明により、画像調整前後で定着装置の定着特性の変化が生じないようにすることが可能になる。

画像形成装置の概略構成例を示すブロック図。 画像形成装置の概観図。 実施形態１に係るモードとトナー量と温度との対応関係を示す図。 実施形態１に係る処理の流れを示すブロック図。 トナー総量制御処理のフロー図。 実施形態２に係るトナー量と温度との関係を示す図。 実施形態２に係る処理の流れを示すブロック図。 実施形態３に係る処理の流れを示すブロック図。 画像調整操作部の構成例を示す図。

以下、本発明の発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

＜実施形態１＞
［画像形成装置の構成］
図１は本実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、画像形成装置は、画像読取部１０１、画像処理部１０２、記憶部１０３、ＣＰＵ１０４および画像出力部１０５を備える。なお、本実施形態に係る画像形成装置は、画像データを管理するサーバ、プリントの実行を指示するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの外部装置にネットワークなどを介して接続可能である。また、画像処理部１０２、記憶部１０３、ＣＰＵ１０４を備える装置を画像処理装置とする。

画像読取部１０１は、原稿の画像を読み取り、画像データを出力する。画像処理部１０２は、画像読取部１０１や外部から入力される画像データを含む印刷情報を中間情報（以下「オブジェクト」と呼ぶ）に変換し、記憶部１０３のオブジェクトのバッファに格納する。さらに、画像処理部１０２は、バッファしたオブジェクトに基づきビットマップデータを生成し、記憶部１０３のバッファに格納する。その際、画像処理部１０２は、色変換処理や、画像調整処理、トナー総量制御処理等を行う。詳細に関しては後述する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク（ＨＤ）などから構成される。ＲＯＭは、ＣＰＵ１０４が実行する各種の制御プログラムや画像処理プログラムを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０４がデータや各種情報を格納する参照領域や作業領域として用いられる。また、ＲＡＭやＨＤは、上記のオブジェクトのバッファや後述の定着温度の設定値の記憶などに用いられる。ＲＡＭやＨＤ上で画像データを蓄積し、ページのソートや、ソートされた複数ページにわたる原稿を蓄積し、複数部プリント出力を行う。画像出力部１０５は、記録紙などの記録媒体にカラー画像を形成して出力する。ＵＩ部１０６は、ユーザが画像処理部１０２での画像処理の種類やレベル調整等を装置へ指示するための操作を受け付ける。例えば、ユーザは、前述の画像調整処理の調整量等の設定を行う。

［装置概観］
図２は、画像形成装置の概観図を示している。画像読取部１０１において、原稿台ガラス２０３および原稿圧板２０２の間に画像を読み取る原稿２０４が置かれ、原稿２０４はランプ２０５の光に照射される。原稿２０４からの反射光は、ミラー２０６、２０７に導かれ、レンズ２０８によって３ラインセンサ２１０上に像が結ばれる。なお、レンズ２０８には赤外カットフィルタ２３１が設けられている。モータ（不図示）により、ミラー２０６とランプ２０５を含むミラーユニットを速度Ｖで、ミラー２０７を含むミラーユニットを速度Ｖ／２で矢印の方向に移動する。つまり、３ラインセンサ２１０の電気的走査方向（主走査方向）に対して垂直方向（副走査方向）にミラーユニットが移動し、原稿２０４の全面を走査する。

３ラインのＣＣＤからなる３ラインセンサ２１０は、入力される光情報を色分解して、フルカラー情報ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の各色成分を読み取り、その色成分信号を画像処理部１０２へ送る。なお、本実施形態では、３ラインセンサ２１０を構成するＣＣＤはそれぞれ５０００画素分の受光素子を有する。そして、３ラインセンサ２１０は、原稿台ガラス２０３に載置可能な原稿の最大サイズであるＡ３サイズの原稿の短手方向（２９７ｍｍ）を６００ｄｐｉの解像度で読み取ることができるものとする。

標準白色板２１１は、３ラインセンサ２１０を構成するＣＣＤ２１０−１〜２１０−３によって読み取ったデータを補正するためのものである。標準白色板２１１は、可視光でほぼ均一の反射特性を示す白色である。

画像処理部１０２は、３ラインセンサ２１０から入力される画像信号を電気的に処理して、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の各色成分信号を生成する。そして、画像処理部１０２は、生成したＣＭＹＫの色成分信号を画像出力部１０５に送る。このとき出力される画像は、ディザなどのハーフトーン処理が行われたＣＭＹＫの画像となっている。

画像出力部１０５において、画像読取部１０１から送られてくるＣ、Ｍ、ＹまたはＫの画像信号はレーザドライバ２１２へ送られる。レーザドライバ２１２は、入力される画像信号に応じて半導体レーザ素子２１３を変調駆動する。半導体レーザ素子２１３から出力されるレーザビームは、ポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、およびミラー２１６を介して感光ドラム２１７を走査し、感光ドラム２１７上に静電潜像を形成する。

現像器は、マゼンタ現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２２１およびブラック現像器２２２から構成される。四つの現像器が交互に感光ドラム２１７に接することで、感光ドラム２１７上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像してトナー像を形成する。記録紙カセット２２５から供給される記録紙は、転写ドラム２２３に巻き付けられ、感光ドラム２１７上のトナー像が記録紙に転写される。

このようにしてＣＭＹＫの４色のトナー像が順次転写された記録紙は、定着装置である定着ユニット２２６を通過することで、トナー像が熱定着される。その後、記録紙は、画像形成装置外へ排出される。定着ユニット２２６は、内部の加圧ローラーからの圧力と熱を転写された記録紙に与えることによりＣＭＹＫの４色のトナー像を記録紙に定着させる。この時の熱量がトナー量に対して不十分である場合には、定着不良を起こし正常な画像が得られない。そのため、定着ユニット２２６には温度センサ（不図示）が取り付けられており、定着に十分な所定の温度が確認された時に初めて定着動作が行われるよう制御する。この温度制御は、ＣＰＵ１０４にて温度センサ情報とトナー量との関係から行われる。

［トナー量と定着温度との関係］
次に前述のトナー量に関係する印刷モードと定着ユニットとの必要温度の関係に関して、図３を用いて説明する。

ここでのトナー量とは、画像上の単位面積当たりのトナー量を意味し、単位を％として説明する。具体的にはＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色の最大値を１００％とした時に、例えばその最大値を２色重ねた場合にそのエリアでは２００％のトナー量と定義する。各色は、階調性を持っているため０〜１００％までの間の値を取りうる。このトナー量は、印刷モードによって最大値が異なる。印刷モードの例を４つあげそれぞれの特徴とその最大トナー量に関して説明する。なお、モードの種類はここで挙げたものに限定するわけではなく、画像形成装置の機能等に応じて、定義するモードは増減させて構わない。

フルカラー印刷モードは、ＣＭＹＫの４色のトナーをフルに利用したモードであり、任意の色をそのトナーで再現できる範囲で再現し、高品質なカラー印刷を行う。本実施形態においては、フルカラー印刷モード時の最大トナー量は、２４０％ほどが確保されれば必要十分であるとして扱う。

ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）印刷モードは、前述のフルカラーでＣ、Ｍ、Ｙの３色で作られる黒またはグレーをＫ単色に置き換え、文字や細線のトナー飛び散り等を押さえ文字の可読性を高めたモードである。ＵＣＲ印刷モードでは、ＣＭＹをＫに置き換えることで最大トナー量が削減される。本実施形態において、ＵＣＲ印刷モード時の最大トナー量は１８０％とする。

省トナー印刷モードは、前述のフルカラー印刷モードに対して画像を薄くすることで使用するトナー量を減らして印刷するモードである。本実施形態において、省トナー印刷モード時では、使用トナーをフルカラー印刷の半分にするため、最大値も半分の１２０％となる。

単色印刷モードは、モノクロ印刷に代表される１色のトナーのみを使った印字モードである。本実施形態において、単色印刷モード時の最大値は、１色分のトナー量の最大値である１００％とする。

このように４つのモードで最大トナー量が異なるため、その時に必要とされる定着ユニットの温度は異なり、最大トナー量が高い順に必要温度も高くなる。フルカラー印刷モードでの定着温度をＴ１、ＵＣＲ印刷モードでの定着温度をＴ２、省トナー印刷モードでの定着温度をＴ３、単色印刷モードでの定着温度をＴ４とすると、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４の順になる。図３では、モードごとの最大トナー量と定着温度との対応関係を定義した対応表３０１を示している。この対応表３０１は制御で用いるため、本実施形態において、記憶部１０３のＲＡＭ領域に記憶しておく。

［処理フロー］
図４は、本実施形態での処理フローを示している。以降のフローに示される処理はＣＰＵ１０４およびＣＰＵ１０４からの命令を元に画像処理部１０２にて処理される。

画像読取部１０１や外部装置から画像データが入力され、プリントスタートがされた後、Ｓ４０１において、ＣＰＵ１０４は、設定された印刷モードに対してモード判定を行う。ＣＰＵ１０４は、コピー処理であればＵＩ部１０６からの設定に応じて、またプリント処理であればドライバからの設定に応じて、前述した４つのモードのいずれかを判断する。

続いてＳ４０２において、ＣＰＵ１０４は、Ｓ４０１で判断されたモードにより該当モードでの最大トナー量を判断する。ここでは、ＣＰＵ１０４は、記憶部１０３に記憶されている前述の図３で示した対応表３０１を参照し、該当モードによってどれだけのトナー量が最大で出力され得るのかを示す上限値を判断する。これにより上限値取得を行う。

続いてＳ４０３において、ＣＰＵ１０４は、Ｓ４０１で判断されたモードにより該当モードでの定着に必要な温度設定を判断する。ここでは、ＣＰＵ１０４は、Ｓ４０２と同様に記憶部１０３に記憶されている対応表３０１を用いて温度を決定する。これにより定着温度取得を行う。定着ユニット２２６に対しては、この処理にて確定した温度になるよう、ＣＰＵ１０４は制御する。

続いてＳ４０４において、画像処理部１０２にて色変換処理を行う。これはＲＧＢで表現されている画像をＣＭＹＫのデータへ変換する処理で、公知の３次元ＬＵＴを用いたテーブル変換で行われる。ここでは、画像処理部１０２は、Ｓ４０１で判断されたモードに応じて色変換のテーブルを切り替える。具体的には以下のようにする。

フルカラー印刷モードであれば、各画素のＲＧＢ値を、対応するＣＭＹＫのデータへ変換する。

単色印刷モードであれば、各画素のＲＧＢ値をＫのみのデータへ変換する。

ＵＣＲ印刷モードであれば、Ｒ＝Ｇ＝Ｂのグレー画素であればＣ＝Ｍ＝Ｙ＝０のＫのみの値へ、そうでなければＲＧＢ値に対応したＣＭＹＫへ変換される。

省トナー印刷モードであれば、フルカラー印刷モードで変換したＣＭＹＫに対して全ての値を半分にした値を出力する。

この段階での画像データは、ＣＭＹＫのトナー量を示したデータになっており、画素単位に値として０〜２５５の８ｂｉｔで表現されているものとする。また各モードによって定められた最大トナー量を超える値の組み合わせは出力しないようルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ）は調整されている。具体的には、値が各色０であればトナー未使用（白）を示し、値が大きくなるにつれて濃度は濃くなり、２５５で最大の濃さを意味する。前述のトナー量は２５５で１００％を意味している。Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋの値がその画素のトナー量を表し、最大で４００％の１０２０を取りうるが、各モードでの最大値を超えない値でＬＵＴは調整されている。つまり例えばフルカラー印刷モードの最大値２４０％であれば、Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋのトナー量が６１２を超えないよう調整している。

続いてＳ４０５において、画像処理部１０２にて画像調整処理を行う。これもコピーであればＵＩ部１０６からの調整値、またプリントであれば外部装置のプリンタドライバからの調整値に応じて調整を行う。ここでは画像調整処理として画像濃度調整を例にとって具体的に説明する。ＵＩ部１０６での表示例を図９に示す。濃度調整値は１〜９までの値を取り、初期設定は５になっている。この値を５より大きくするにつれて画像の濃度は濃くなり、５より小さい値にすることで画像の濃度は薄くなる。図９において、右にカーソル９０１をスライドさせると徐々に濃くなり、調整値も大きくなる。逆に左にカーソル９０１をスライドさせると薄くなり、値も小さくなる。つまり、濃度の変更に伴い、トナー量の増減を指示する。この時の各ＣＭＹＫ値に対する計算式としては、入力の値をＣｉｎ、出力の値をＣｏｕｔとした場合、以下の式（１）のように示される。

Ｃｏｕｔ＝Ｃｉｎ×ｇａｉｎ＋ｏｆｓｔ ・・・（１）
濃度を濃くする場合にはｇａｉｎの値は１より大きな値になり、ｏｆｓｔも０より大きい値にする。逆に濃度を薄くする場合にはｇａｉｎは１より小さな値になり、ｏｆｓｔも０より小さい値にする。何も調整しない場合にはｇａｉｎ＝１、ｏｆｓｔ＝０となる。このｇａｉｎとｏｆｓｔとを濃度調整値０〜９の値に応じて切り替えることで濃度調整を実現する。なお前述のように入力および出力の値は０〜２５５の間で値を取る８ｂｉｔデータなので、出力値が０を下回る値は０へ、２５５を上回る値は２５５へクリップする。

この画像調整処理の最適化は、ユーザが、出力される画像を見ながら値を決定していくため、調整、出力のフィードバックを何回か行いながら最適値を見つけていくのが通常のやり方になる。つまりユーザが画像の濃度が薄いと感じれば濃い設定値へ、濃いと感じれば薄い設定値へ更新しながら値を調整することとなる。

続いてＳ４０６において、ＣＰＵ１０４は、調整後の画像のトナー量をチェックする。Ｓ４０５の濃度調整値が１〜５の間では濃度が濃くなることはあり得ないので（Ｓ４０６にてＮＯ）、想定しているトナー量から増えることは起こり得ず、そのまま処理は終了する。これに対し、濃度調整値が６〜９までの値を取った場合にはＣＭＹＫの組み合わせ次第では想定しているトナー量の最大値を超えてしまう場合があり（Ｓ４０６にてＹＥＳ）、Ｓ４０７にてトナー総量制御を行う。

続いてＳ４０７では、トナー量の最大値が想定を超える場合に対し、画像処理部１０２にてトナー総量制御処理を行う。この処理の詳細フローを、図５を用いて説明する。

図５に示す処理の流れは、画素単位で濃度調整がされた後の画像のＣＭＹＫ全色参照しながら行う。なお、図５に示す各ブロックにおいて、処理を示すブロックについては、参照番号に“Ｓ”を付与し、データ等である場合には、“Ｓ”を付与しないことで、識別している。

入力されたＣＭＹＫ（Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１）５０１に対して、Ｓ５０２にて、画像処理部１０２は、合計値ＳＵＭ１を算出する。ここでＣＭＹＫ（Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１）５０１とは、Ｓ４０５の画像調整処理後のＣＭＹＫ画像の１画素単位のデータである。次に、Ｓ５０３にて、画像処理部１０２は、ＬＩＭＩＴ（制限値）５０４を読み込みＳＵＭ１と比較する。ここで、ＬＩＭＩＴ（制限値）５０４とは定着可能なトナー量の制限値であり、Ｓ４０２で求められた最大トナー量になる。前述したフルカラーモードの場合は「２４０％」といった数値で定義される。

次にＳ５０３にて、ＳＵＭ１がＬＩＭＩＴ（制限値）５０４以下である場合（Ｓ５０３にてＹＥＳ）、Ｓ５１３にて画像処理部１０２は、ＣＭＹＫ（Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１）５０１をＣＭＹＫ（Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３、Ｋ３）５１４として出力する。ここで、ＣＭＹＫ（Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３、Ｋ３）５１４とは、本トナー総量制御処理の出力であるＣＭＹＫ画像の１画素単位のデータである。

Ｓ５０３にてＳＵＭ１がＬＩＭＩＴ（制限値）５０４より大きい場合（Ｓ５０３にてＮＯ）、Ｓ５０５にて、画像処理部１０２は、ＵＣＲ値を算出する。ＵＣＲ値とは、ＣＭＹのトナーの削減値及びＫの増加値に影響し、本実施形態では、以下の式（２）にて算出される。

ＵＣＲ＝ｍｉｎ（（ＳＵＭ１−Ｌｉｍｉｔ）／２，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１） ・・・（２）
式（２）は、トナー量の削減値を最小にするため、制限値を超えた量の半分、またはＣ１、Ｍ１、Ｙ１の中で最も小さい値をＵＣＲ値とすることを示している。

次にＳ５０６にて画像処理部１０２は、第１のトナー総量制限後の値であるＣ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２の中のＫ２を算出する。Ｋ１にＵＣＲ値を足した値を基本的には用いるが、Ｋ２単体で１００％を超えた値は設定できないため、１００％を超えた場合は１００％の値をＫ２に設定する。

次にＳ５０７にて画像処理部１０２はＣ１、Ｍ１、Ｙ１の値を削減し、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２の値を算出する。ここではＳ５０６で算出したＫ２の値とＫ１の値との差分を削減値とする。以上の処理の流れで、トナー総量を削減したＣＭＹＫ（Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２）５０８を算出する。

次にＳ５０９にて画像処理部１０２は、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２の総和であるＳＵＭ２を算出する。次にＳ５１０にて画像処理部１０２は、ＬＩＭＩＴ（制限値）５０４を読み込みＳＵＭ２と比較する。ＳＵＭ２がＬＩＭＩＴ（制限値）５０４以下である場合（Ｓ５１０にてＹＥＳ）、画像処理部１０２は、Ｓ５１２にてＣＭＹＫ（Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２）５０８をＣＭＹＫ（Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３、Ｋ３）５１４として出力する。ＳＵＭ２がＬＩＭＩＴ（制限値）５０４よりも大きい場合（Ｓ５１０にてＮＯ）、Ｓ５１１にて画像処理部１０２はＫ２の値はそのままＫ３として設定する。更に、画像処理部１０２は、ＬＩＭＩＴ（制限値）５０４からＫ２を引いた値とＣ２、Ｍ２、Ｙ２の合計値とから係数を算出する。そして、画像処理部１０２は、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２に算出した係数をかけることでトナー量が削減されたＣ３、Ｍ３、Ｙ３を算出し、ＣＭＹＫ（Ｃ３、Ｍ３、Ｙ３、Ｋ３）５１４を出力する。

この処理によりＣＭＹＫの合計値、つまりトナー総量が印刷モードに対応した最大トナー量以下になる事が保証され、Ｓ４０３にて確定させた定着温度での定着を保証させる事が可能になる。

このようなフローでモードに応じた最大トナー量制御を行うことで、どのような画像調整値を取った場合においても一定の定着温度設定にて画像出力を行う事が可能になる。すなわち、Ｓ４０５の画像調整の調整結果に関わらず、Ｓ４０５の前後のステップにおいて一定の定着温度になるように定着器を制御する。そのため出力を見ながらのフィードバックで調整値を探索している最中に定着ユニットの温度変化が起こる事はなく、調整中に画像の階調性やグロス性の変化が起ってしまう事なく最適調整値の取得が可能になる。

なお本実施形態では画像調整手段として濃度調整を例に挙げて説明したが、色毎濃度調整や色相調整、彩度調整等の他の画像調整に関しても同様の構成が実現できる。

＜実施形態２＞
実施形態１においては印刷モードとその時の最大トナー量から定着ユニットの温度制御を行っていたが、画像によってはその印刷モードであっても最大トナー量がほとんど使われない場合も考えられる。例えば、もともとモノクロのデータをフルカラー印刷モードで印刷した場合には、データのほとんどはＫ単色であるため、１００％を超えるトナー量は発生しない。その場合、フルカラー印刷モード用の定着ユニットの温度設定だと過加熱になり、無駄なウォームアップ待ち時間や無駄な電力消費が生じてしまう。

そこで本実施形態では、画像単位に最適な定着ユニットの温度設定を解析し、それに合わせた温度設定を行いながら画像調整中の温度変化が起らない方法に関して説明する。

なお、実施形態１と同様である画像形成装置の構成および装置概観に関しての記載およびブロック図の説明、および画像調整処理、トナー総量制御処理の説明は割愛し、本実施形態のポイントとなる画像解析を含めたフローを用いて説明する。

［トナー量と定着温度との関係］
まずトナー量と印刷モードと定着ユニットの必要温度の関係に関して説明する。実施形態１でも述べたように、トナー量とは画像上の単位面積当たりのトナー量を意味している。また画像を確実に定着できるようにするための定着ユニットの温度は画像中のトナー量の最大値が定着できるように設定する必要がある。実施形態１では印刷モードで最大トナー量が異なるため、その時に必要とされる定着ユニットの温度は異なる。そのため、最大トナー量が高い順に必要温度も高くなることを利用した例を説明した。

しかしながら最大トナー量が０すなわち白紙であれば定着のために温度は必要なく、またフルカラー印刷モードであっても１８０％を超える画素が無ければＴ２を超える温度は必要ない。本来、最大トナー量と定着温度との関係は図３で示した様な離散的なデータではなく、図６に示すような連続的に変化する関係になる。

そこで図６で示したような関係から、画像データを元に最適な定着温度を算出することで定着に必要な最小温度を求める事が可能になる。画像に含まれる画素のうち、最大トナー量を有する画素に対して定着可能な温度まで上がっていれば、画像全体で定着不良等の問題が起る事はない。図６のグラフで示される関係は制御で用いるため、例えばＬＵＴの形で記憶部１０３のＲＡＭ領域に予め記憶しておく。

［処理フロー］
図７は、本実施形態での処理フローを示している。以降のフローに示される処理はＣＰＵ１０４からの命令を元に画像処理部１０２により処理される。なお実施形態１で説明した図４と重複する説明は割愛する。

画像読取部１０１や外部から画像データが入力され、プリントスタートがされた後、Ｓ７０１にて、ＣＰＵ１０４は、設定された印刷モードに対し、モード判定を行う。コピー処理であればＵＩ部１０６からの設定に応じて、またプリント処理であればドライバからの設定に応じて、実施形態１で説明した４つのモードのいずれかを判断する。

続いてＳ７０２において、画像処理部１０２にて色変換処理を行う。これはＲＧＢで表現されている画像をＣＭＹＫのデータへ変換する処理で、公知の３次元ＬＵＴを用いたテーブル変換で行われる。Ｓ７０１で判断されたモードに応じて、画像処理部１０２は色変換のテーブルを切り替える。詳細はＳ４０４と同様なので割愛する。

続いてＳ７０３において、画像処理部１０２は、画像中における画素が有する最大トナー量を算出する。これは画像を構成する全画素のＣＭＹＫの合計値ＳＵＭ（＝Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋ）の値の最大値ＳＵＭ−ＭＡＸを探索する処理である。この値は画像の種類によって変化するが、実施形態１の図３で説明した各モードによる最大値を超える事はない。

続いてＳ７０４において、ＣＰＵ１０４は、Ｓ７０３にて求まったＳＵＭ−ＭＡＸからその値に応じた定着温度を求める。これは記憶部１０３に記憶されている図６で示したグラフの値を参照し、ＣＰＵ１０４は、ＳＵＭ−ＭＡＸを定着させるために必要な定着温度を求める。これにより定着温度算出を行う。この温度は実施形態１の図３で説明したモードによる定着温度を超える事はなく、必ず実施形態１のＳ４０３で求まる温度より低い温度になる。定着ユニット２２６に対してはこの処理にて確定した温度になるよう制御する。

続くＳ７０５の画像調整、Ｓ７０６のトナー量が超えるか否かの判断に関しては実施形態１で説明したＳ４０５、Ｓ４０６と同様の処理なので説明は割愛する。

続くＳ７０７において、画像処理部１０２は、トナー総量制御処理を行う。処理の詳細はＳ４０７（図５）と同様である。なおここで用いるＬＩＭＩＴ（制限値）は、Ｓ７０３にて求めた最大トナー量ＳＵＭ−ＭＡＸの値を％に換算したものを用いる。

以上により、どのような画像調整値を取った場合においても一定の定着温度設定にて画像出力を行う事が可能になる。すなわち、Ｓ７０５の画像調整の調整結果に関わらず、Ｓ７０５の前後のステップにおいて一定の定着温度になるように定着器を制御する。そのため実施形態１と同様、画像調整中に画像の階調性やグロス性の変化が起ってしまう事なく最適調整値の取得が可能になる。

加えて画像を適宜解析しその画像によって最大トナー量を算出することで、実施形態１に対して、トナーの定着が可能な範囲で、より低い定着温度での動作が可能になる。

＜実施形態３＞
実施形態１および２においては最大トナー量の関係から定着ユニットの温度制御を行い、どのような画像調整がされていても必ずその温度で定着させることで調整中の温度変化が起きない事を保証していた。しかしながら、調整によって低温でも定着可能なトナー量に減った場合でも調整前に決定させた温度で定着させていたため、そこに電力のロスやウォームアップタイムが発生している。ユーザによっては画像調整中に温度が変わることによる画像の変化を許容できる場合もあり、その時は純粋に電力や時間のロスになってしまう。

そこで本実施形態では、ユーザの設定に応じて画像調整中の画像変化を許容しつつ、電力や時間のロスを最小限にするモードと画像調整中の変化を起こさない事を保証するモードを切り替え、定着ユニットの温度制御を行う方法に関して説明する。なお、電力や時間のロスを最小限にするモードを、本実施形態では、「低温定着モード」と記載し、この設定をユーザから受け付けることが可能であるものとする。ユーザによる本モードの設定を受け付けることにより、設定取得手段を実現する。

なお、実施形態１と同様である画像形成装置の構成および装置概観に関しての記載およびブロック図の説明、および画像調整処理、トナー総量制御処理、画像解析処理の説明は割愛し、本実施形態のポイントとなる切り替えを含めたフローを用いて説明する。

図８は、本実施形態での処理フローを示している。以降のフローに示される処理はＣＰＵ１０４からの命令を元に画像処理部１０２により処理される。なお実施形態１で説明した図４および実施形態２で説明した図７と重複する説明は割愛する。

画像読取部１０１や外部から画像データが入力され、プリントスタートがされた後、Ｓ８０１にて、ＣＰＵ１０４は、設定されている印刷モードに対し、モード判定を行う。コピー処理であればＵＩ部１０６からの設定に応じて、またプリント処理であればドライバからの設定に応じて、実施形態１で説明した４つのモードのいずれかを判断する。

続いてＳ８０２にて、画像処理部１０２は、色変換処理を行う。これはＲＧＢで表現されている画像をＣＭＹＫのデータへ変換する処理で、公知の３次元ＬＵＴを用いたテーブル変換で行われる。Ｓ８０１で判断されたモードに応じて、画像処理部１０２は、色変換のテーブルを切り替える。詳細はＳ４０４と同様なので割愛する。

続いてＳ８０３において、画像処理部１０２は、画像中における画素が有する最大トナー量を算出する。これは画像を構成する全画素のＣＭＹＫの合計値の最大値を探索する処理である。この値を最大トナー量Ａとして保持しておく。処理の詳細はＳ７０３と同様なので割愛する。

続いてＳ８０４において、画像処理部１０２は、画像調整処理を行う。詳細はＳ４０５と同様なので割愛する。

続いてＳ８０５にて、ＣＰＵ１０４は、ユーザの設定が低温定着モードか否かを判断する。ユーザが画像調整中の画像の変化を許容しながらも消費電力を最小にしたい場合には、この低温定着モードの設定を行う。この設定がされている場合には（Ｓ８０５にてＹＥＳ）、定着ユニット２２６の温度が画像を定着させるための最小値になるよう制御が行われる。低温定着モードでない場合には（Ｓ８０５にてＮＯ）、実施形態１または２で説明したように画像調整中に定着ユニットの温度変化が起らない様に制御を行う。

低温定着モードであると判断された場合（Ｓ８０５にてＹＥＳ）、Ｓ８０９にて、画像処理部１０２は、画像調整がされた後の画像中の最大トナー量を算出する。これはＳ８０３と処理自体は同様であり、使用する画像として、画像調整が済んでいるものを対象にしている点のみ異なる。画像処理部１０２は、ここでの処理で算出した最大トナー量を最大トナー量Ｂとして保持しておく。これは、Ｓ８０３におけるトナー量取得に対し、本処理を第二のトナー量取得とも記載する。

続いてＳ８１０において、ＣＰＵ１０４は、Ｓ８０３で算出した最大トナー量ＡとＳ８０５にて算出した最大トナー量Ｂとの大小関係を比較する。これはＳ８０４の調整処理にて、例えば濃度を濃くするような調整を行いトナー量が増える調整がされていた場合にはＢの方が大きくなる。逆に濃度を薄くするような調整を行いトナー量が減る調整がされている場合にはＡの方が大きくなる。

最大トナー量Ｂの方が小さい場合（Ｓ８１０にてＮＯ）、ＣＰＵ１０４は、Ｓ８１３にて定着温度を求める。この場合、画像調整によってトナー量が削減方向となる調整がされた後の出力画像の最大トナー量はＢであり、ＣＰＵ１０４は、Ｂにより求まる定着温度を求める。ここでは、ＣＰＵ１０４は、記憶部１０３に記憶されている図６で示したグラフを参照し、最大トナー量Ｂを定着させるために必要な定着温度を求める。ＣＰＵ１０４は、定着ユニット２２６に対して、この処理にて確定した温度になるよう制御する。

最大トナー量Ａの方が小さい場合（Ｓ８１０にてＹＥＳ）、Ｓ８１１にて、ＣＰＵ１０４は、定着温度を求める。この場合、画像調整によってトナー量が増加方向となる調整がされた後なので、ＣＰＵ１０４は、調整前のトナー最大量Ａより求まる定着温度を求める。これもＳ８１３と同様に図６で示したグラフの参照により求める。

続いてＳ８１２において、画像処理部１０２は、トナー総量制御処理を行う。画像調整によってトナー量が増加しているため、Ｓ８１０で求めた定着温度では定着できない。そのため、画像処理部１０２は、その温度で定着可能となるように最大トナー量ＡをＬＩＭＩＴ（制限値）としてトナー総量制御処理を行う。処理の詳細はＳ４０７と同様である。

以上により、ユーザの設定に応じて画像調整中の変化を許容しつつ電力や時間のロスを最小限にするモードと画像調整中の変化を起こさない事を保証するモードを切り替える事が可能になる。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (11)

1. 印刷モードを判定するモード判定手段と、
   前記モード判定手段にて判定された印刷モードに対応した定着温度を取得する定着温度取得手段と、
   前記定着温度取得手段によって定着温度を取得した後、画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段と、
   前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度取得手段によって取得した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記モード判定手段によって判定された印刷モードに対応したトナー量の上限値を取得する上限値取得手段と、
   前記画像調整手段による画像調整によって前記画像データのトナー量が前記上限値を超える場合、前記トナー量を前記上限値に制限する制限手段と
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記印刷モードに応じて、画像における単位面積当たりのトナー量の上限値および、当該トナー量の上限値に対応する定着温度を定義することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 画像データを構成する画素のトナー量の最大値を取得するトナー量取得手段と、
   前記トナー量取得手段にて取得したトナー量の最大値に対応した定着温度を算出する定着温度算出手段と、
   前記定着温度算出手段によって定着温度を算出した後、前記画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段と、
   前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度算出手段にて算出した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
5. 前記画像調整手段による画像調整によって前記画像データのトナー量が前記トナー量の最大値を超える場合、前記画像データのトナー量を前記最大値に制限する制限手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. より低い定着温度にて定着動作させるモードの設定を受け付ける設定取得手段と、
   前記設定取得手段でより低い定着温度にて定着動作をさせるモードの設定がなされた場合、前記画像調整手段による画像調整によって前記画像データのトナー量が変更された画像データを構成する画素のトナー量の最大値を取得する第二のトナー量取得手段と、
   前記トナー量取得手段で取得されたトナー量の最大値と、前記第二のトナー量取得手段で取得されたトナー量の最大値とを比較する比較手段と
   を更に有し、
   前記比較手段による比較の結果、前記第二のトナー量取得手段で取得されたトナー量の最大値のほうが小さいと判定された場合、前記定着温度算出手段は、前記第二のトナー量取得手段で取得されたトナー量の最大値を用いて定着温度を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記画像調整は、画像の濃度調整、色毎濃度調整、色相調整、彩度調整のいずれかであることを特徴とする請求項１または４に記載の画像処理装置。
8. モード判定手段が、印刷モードを判定するモード判定工程と、
   定着温度取得手段が、前記モード判定工程にて判定された印刷モードに対応した定着温度を取得する定着温度取得工程と、
   画像調整手段が、前記定着温度取得工程にて定着温度を取得した後、画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整工程と、
   制御手段が、前記画像調整工程にて画像調整を行う前後で、前記定着温度取得工程にて取得した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御工程と
   を有することを特徴とする画像処理方法。
9. トナー量取得手段が、画像データを構成する画素のトナー量の最大値を取得するトナー量取得工程と、
   定着温度算出手段が、前記トナー量取得工程にて取得したトナー量の最大値に対応した定着温度を算出する定着温度算出工程と、
   画像調整手段が、前記定着温度算出工程にて定着温度を算出した後、前記画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整工程と、
   制御手段が、前記画像調整工程にて画像調整を行う前後で、前記定着温度算出工程にて算出した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御工程と
   を有することを特徴とする画像処理方法。
10. コンピュータを、
    印刷モードを判定するモード判定手段、
    前記モード判定手段にて判定された印刷モードに対応した定着温度を取得する定着温度取得手段、
    前記定着温度取得手段によって定着温度を取得した後、画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段、
    前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度取得手段によって取得した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段
    として機能させるためのプログラム。
11. コンピュータを、
    画像データを構成する画素のトナー量の最大値を取得するトナー量取得手段、
    前記トナー量取得手段にて取得したトナー量の最大値に対応した定着温度を算出する定着温度算出手段、
    前記定着温度算出手段によって定着温度を算出した後、前記画像データに対する調整値の指示を受け付け、前記画像データに対して前記調整値に応じた画像調整を行う画像調整手段、
    前記画像調整手段によって画像調整を行う前後で、前記定着温度算出手段にて算出した定着温度に従って、定着装置の温度を制御する制御手段
    として機能させるためのプログラム。

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