JP2018087848A - 画像形成装置及び画像形成制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】実際のトナー使用量を正確に予測し、トナーの長期滞留を抑制する。【解決手段】ラスタライズ処理された画像データを供給され、画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する画像処理部140と、発光強度データに応じた発光によって像担持体に形成された潜像を色材によって可視像として用紙に転写する画像形成部150と、画像処理部の画像処理と画像形成部の画像形成とを制御する制御部101とを備え、画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、第１予測値と第２予測値によって色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて像担持体上に所定のパターンを形成して色材を排出する。【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置と画像形成制御プログラムに関し、特に、滞留トナーを適切に管理できる画像形成装置と画像形成制御プログラムに関する。

画像形成装置として、感光体ドラム等の像担持体を副走査方向に駆動しつつ、画像データに応じた主走査方向の１ライン又は複数ライン毎の走査（主走査）による露光を繰り返し行うことで、２次元（１頁分毎）の画像形成を行うものが知られている。また、カラー画像形成装置においては、複数色の色材（たとえばインクやトナー、本願明細書では電子写真方式の画像形成装置において「トナー」を色材の具体例にする）を使用し、それぞれの色の像担持体にて形成されたトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体上で重ね合わせている。

以上のような電子写真方式の画像形成装置における現像プロセスにおいては、常に質の安定したトナーを供給することによって、安定した画像を得ることができる。
従って、現像器内で長期間にわたって滞留し、形状や性質に変化が生じてしまう前に、トナーを消費していく必要がある。

そのため、通常のプリントやコピーによって、一定のトナー消費が見込めないほどに画像濃度が薄く、トナー消費量が少ない場合には、そのページの出力後や、ジョブと呼ばれる一連の印刷出力の後に、印刷とは関連のないパターンを感光体ドラム上に描画することにより、強制的なトナー消費を行う強制描画制御が存在している。

この強制描画制御は、トナー使用量予測部によって、各ページのトナー消費量を画像データから見積ることにより起動される。すなわち、トナー使用量予測部の予測値が所定のしきい値よりも小さければ、この強制描画制御が起動され、一方、トナー使用量予測部の予測値が所定のしきい値よりも大きければ起動不要と判断される。

なお、以下の特許文献などに、トナー消費量の算出についての各種技術が開示されている。

特開２０１５−１４５９６９号公報

以上の特許文献では、画像領域中のエッジ画素をカウントし、画素数とエッジ数に基づいてトナー消費量を求めるようにしている。また、一般的な周知技術においては、トナー使用量は画像処理部に入力されたデジタル画像データの画素値に基づいて求められる。
ここで、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となる場合には、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しないことがある。これにより、画像データの画素値から算出される予測値よりも実際のトナー使用量が少ない場合がある。従って、このような場合にも、実際のトナー使用量は予測値よりも低いため、現像器内で長期間にわたってトナーが滞留し、形状や性質に変化が生じる可能性が高くなる。

また、ラスタライザによりハーフトーンスクリーン処理された画像データを画像処理部が受ける場合、画素値は画像形成部のもつ現像特性を反映させた画素値となっており、実際のトナー消費量とは乖離している場合がある。すなわち、今回の制御に関連する低濃度領域においては、現像部における現像特性が低いため、画素値を高めに補正し、入力画素値に対して印刷出力濃度が直線的に変化するような画素値補正を予め行なっている。ここで、印刷出力濃度と実際のトナー消費量が直線的な関係にあるので、画像処理部で受け入れた画素値補正後の画素値に基づいてトナー使用量を予測すると、実際のトナー使用量よりも高めの結果となることがわかる。従って、実際のトナー使用量は予測値よりも低いため、現像器内で長期間にわたってトナーが滞留し、形状や性質に変化が生じる可能性が高くなる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、実際のトナー使用量を正確に予測し、トナーの長期滞留を抑制することが可能な画像形成装置および画像形成制御プログラムを実現することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一側面が反映された画像形成装置及び画像形成制御プログラムは、以下のように構成されている。
（１）本発明の一側面が反映された画像処理装置は、ラスタライズ処理された画像データを供給され、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する画像処理部と、発光強度データに応じた発光によって像担持体に形成された潜像を色材によって可視像として用紙に転写する画像形成部と、前記画像処理部の画像処理と前記画像形成部の画像形成とを制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記画像処理部は、前記画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と前記画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、前記制御部は、前記第１予測値と前記第２予測値によって前記色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて前記像担持体上に所定のパターンを形成して前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一側面が反映された画像形成制御プログラムは、ラスタライズ処理された画像データを供給され、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する画像処理部と、発光強度データに応じた発光によって像担持体に形成された潜像を色材によって可視像として用紙に転写する画像形成部と、前記画像処理部の画像処理と前記画像形成部の画像形成とを制御する制御部と、を備える画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムであって、前記画像処理部は、前記画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と前記画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、前記制御部は、前記第１予測値と前記第２予測値によって前記色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて前記像担持体上に所定のパターンを形成して前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、ように画像形成装置のコンピュータを機能させる、ことを特徴とする。

（２）以上の（１）において、前記画像処理部は、ラスタライズ処理とハーフトーンスクリーン処理とが施された画像データを供給されて、当該画像データに基づいて発光強度データを生成し、前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、通知される前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、そのカウントが１以上であって所定の孤立しきい値以下の場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、ことを特徴とする。

（３）以上の（１）において、前記画像処理部は、ラスタライズ処理が処理済みであってハーフトーンスクリーン処理が未処理である画像データを供給され、前記画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、前記画像データに基づいて発光強度データを生成し、前記画素値補正前の前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の前記画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、ことを特徴とする。

（４）以上の（１）において、原稿を読み取って画像データを生成する読み取り部を備えて構成され、画像処理部は、前記読み取り部から前記画像データを供給され、前記画像データをフィルタ処理した後に、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する、ことを特徴とする。

（５）以上の（４）において、前記画像処理部は、前記画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、前記画像データに基づいて発光強度データを生成し、前記画素値補正前の前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の前記画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、ことを特徴とする。

（６）以上の（１）−（５）において、前記色材が低使用であって当該色材の排出が必要とされる画像上での色材の使用率を第１使用率、前記第１使用率より高い使用率を第２使用率、とした場合に、前記制御部は、前記第１予測値が前記第１使用率未満である場合、又は、前記第１予測値が第１使用率以上で第２使用率未満であって、前記第２予測値を前記第１予測値から減算した修正予測値が前記第１使用率未満である場合に、前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、ことを特徴とする。

本発明の一側面が反映された画像形成装置及び画像形成制御プログラムによると、以下のような効果が得られる。
（１）本発明の一側面が反映された画像形成装置と画像形成制御プログラムにおいて、画像処理部は、画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、制御部は、第１予測値と第２予測値によって色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて像担持体上に所定のパターンを形成して色材を排出するよう画像形成部を制御する。

これにより、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となって、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、当該ハーフトーンスクリーン処理の内容（スクリーン周期（線数）や位相や形状など）を考慮した状態の第２予測値によって実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

（２）以上の（１）において、通知されるハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、そのカウントが１以上であって所定の孤立しきい値以下の場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求める。

これにより、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点が生じて、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、孤立点の存在比率を意味するフラグのオン比率から第２予測値を求めているため、実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

（３）以上の（１）において、画像処理部は、ラスタライズ処理が処理済みであってハーフトーンスクリーン処理が未処理である画像データを供給され、画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行して画像データに基づいて発光強度データを生成し、画素値補正前の画像データの全体の画素値に基づいて第１予測値を求め、ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求める。

これにより、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点が生じて、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、孤立点の存在比率を意味するフラグのオン比率から第２予測値を求めているため、実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

また、低濃度領域における現像特性の低下を補うための画素値補正を予め行なっていて実際のトナー使用量が予測値よりも低くなる傾向がある場合であっても、画素値補正前の画像データに基づいて正確に第１予測値と第２予測値とを求めることができ、孤立点の影響をより正確に除去して、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

（４）以上の（１）において、原稿を読み取って画像データを生成する読み取り部を備えて構成され、画像処理部は、読み取り部から供給される画像データをフィルタ処理した後に、画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する。この場合に、画像処理部は、画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、制御部は、第１予測値と第２予測値によって色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて像担持体上に所定のパターンを形成して色材を排出するよう画像形成部を制御する。

これにより、網点処理された印刷物原稿を読み取り部で読み取ってフィルタ処理した場合において、ハーフトーンスクリーン処理により濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となって、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、当該ハーフトーンスクリーン処理の内容（スクリーン周期（線数）や位相や形状など）を考慮した状態の第２予測値によって実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

（５）以上の（４）において、画像処理部は、画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、画像データに基づいて発光強度データを生成し、画素値補正前の画像データの全体の画素値に基づいて第１予測値を求め、ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求める。

これにより、網点処理された印刷物原稿を読み取り部で読み取ってフィルタ処理した場合において、ハーフトーンスクリーン処理により濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となって、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、当該ハーフトーンスクリーン処理の内容（スクリーン周期（線数）や位相や形状など）を考慮した状態の第２予測値によって実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

また、低濃度領域における現像特性の低下を補うための画素値補正を予め行なっていて実際のトナー使用量が予測値よりも低くなる傾向がある場合であっても、画素値補正前の画像データに基づいて正確に第１予測値と第２予測値とを求めることができ、孤立点の影響をより正確に除去して、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

（６）以上の（１）−（５）において、色材が低使用であって当該色材の排出が必要とされる画像上での色材の使用率を第１使用率とした場合に、第１予測値が第１使用率未満である場合、又は、第２予測値を第１予測値から減算した修正予測値が第１使用率未満である場合のいずれかに、色材を排出するよう画像形成部を制御する。このように、第１予測値のほかに、第１予測値から第２予測値を減じた修正予測値を用いることで、実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

本発明の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。 本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態の調整で使用されるスクリーンパターンの説明図である。 本発明の実施形態の調整で使用されるスクリーンパターンの説明図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、実施形態）として、画像形成装置及び画像形成制御プログラムについて詳細に説明する。なお、以下の説明では画像形成装置を中心にして説明するが、画像形成装置の制御部は画像形成制御プログラムに従って処理を進行する。

〔構成〕
図１のブロック図及び図２の構成図を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
画像形成装置１００は、制御部１０１、通信部１０２、プリントコントローラ１０３、記憶部１０４、操作表示部１０５、給紙部１０８、搬送部１１０、画像データ記憶部１３０、画像処理部１４０、画像形成部１５０、排紙部１９０を備えて構成されている。

制御部１０１は、画像形成装置１００内の各部を制御する。通信部１０２は、他の装置と通信する。プリントコントローラ１０３は、外部機器からページ記述言語で記述されたジョブデータを受信して必要に応じて記憶し、ページ記述言語で記述されたＲＩＰ処理前のジョブデータに対してラスタライズ処理を実行し、画像形成可能なビットマップ形式の画像データに変換する。なお、このプリントコントローラ１０３は、画像形成装置１００の内部に限らず、画像形成装置１００の外部に存在していても良い。また、このプリントコントローラ１０３は、ラスタライズ処理のみを実行することも可能であるし、ラスタライズ処理とハーフトーンスクリーン処理とを併せて実行することも可能である。

記憶部１０４は、制御プログラム及び各種設定データを記憶すると共に制御プログラムのワークエリアとして使用される。なお、本実施形態の記憶部１０４は、トナー排出に必要な各種パラメータを記憶している。操作表示部１０５は、利用者による操作入力に応じた操作入力信号を制御部１０１に通知すると共に画像形成装置１００の状態表示とを行う。給紙部１０８は、給紙トレイ等に収容されている用紙を給紙する。なお、この給紙部１０８は、定型サイズの用紙、ロール形式の長尺紙のいずれか一方又は両方の給紙が可能である。搬送部１１０は、給紙されプリントされる用紙を所定速度で搬送する。

読み取り部１２０は、撮像素子により原稿の画像を読み取って原稿画像データを生成する。画像データ記憶部１３０は、プリントする際の画像データや各種データを記憶する。画像処理部１４０は、プリントに必要な各種画像処理を実行する。この実施形態において、画像処理部１４０は、ラスタライズ処理された画像データを供給され、画像データの各画素の画素値に応じて発光強度データを生成する。

画像形成部１５０は、プリント命令と画像処理後の画像データ（発光強度データ）とに基づいて、画像形成（作像，転写，定着などの用紙にトナー像を形成する一連の動作を意味しており、総称してプリントと呼ぶ）を実行する。また、画像形成部１５０は、画像領域と画像領域との間（像間）において、トナー排出のために所定のパターンを形成する。排紙部１９０は、定型サイズの用紙については所定の排紙トレイに排紙し、長尺紙についてはロール形式で排紙し、定型サイズの用紙とロール形式の長尺紙とのいずれか一方又は両方の排紙が可能である。

また、画像形成部１５０は、図２に示すように構成されている。ここでは、複数色の色材として、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色のトナーを使用する場合を具体例にする。ここで、画像形成部１５０は、色材としてのトナーの各色（ＹＭＣＫ）毎に、像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋと、帯電部１５２Ｙ〜１５２Ｋと、露光部１５３Ｙ〜１５３Ｋと、現像部１５４Ｙ〜１５４Ｋと、中間転写部１５５Ｙ〜１５５Ｋと、を備えて構成されている。また、画像形成部１５０は、中間転写体１５７と、転写部１５８と、定着部１５９と、を有して構成される。

また、各色の帯電部１５２Ｙ〜１５２Ｋは、各色の像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋを所定の電位で帯電させる。そして、各色の像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋには、各色の画像データに基づく発光強度データに応じた露光部１５３Ｙ〜１５３Ｋからの露光により、各色毎に静電潜像が形成される。各色の現像部１５４Ｙ〜１５４Ｋは、各色の像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋに形成された各色の静電潜像を現像して、各色のトナー像にする。各色の中間転写部１５５Ｙ〜１５５Ｋは、各色像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋ上の各色トナー像を、中間転写体１５７に転写する。中間転写体１５７では、各色像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋ上の各色トナー像が位置合わせされた状態で重ね合わされて、カラー画像が形成される。転写部１５８は、中間転写体１５７上のカラー画像を用紙に転写する。なお、中間転写体１５７にはクリーニング部１５７ＣＬが設けられており、不要なトナーは除去回収される。定着部１５９は、用紙上のトナー像を熱と圧力とで定着させる。

なお、図２の構成において、円筒状の像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋ及びベルト状の中間転写体１５７の図２紙面垂直方向を第１の方向（主走査方向）と定め、像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋ及び中間転写体１５７の中心軸を中心とした回転方向を第２の方向（副走査方向）と定める。

〔画像処理部のハーフトーンスクリーン処理とスクリーンパターン〕
電子写真方式の画像形成装置１００では、ディザマトリクスのスクリーンパターンを用いたハーフトーンスクリーン処理により、画像の階調を表現している。
ここで、図３は、ある色に適用されるスクリーンパターンの基本単位（スクリーンセル）を示している。また、このスクリーンセルを図４のように並べた状態のスクリーンパターンを配置して、画像データに適用する。なお、図４では、一部を拡大して示しており、実際には、画像データの画素数と同等になるようにスクリーンパターンが構成される。

ここに示す例では、スクリーンセルは１０画素で構成されており、この１０画素それぞれに任意の発光しきい値が設定されている。そして、画像データをスクリーンセルに当て嵌め、発光しきい値を超えた画素では像担持体への発光（露光）あり、発光しきい値を下回った画素では像担持体への発光（露光）なし、のようにハーフトーンスクリーン処理をしてハーフトーンを表現する。

なお、図３のスクリーンセルによるスクリーンパターンが、この図４に示すように配置されて、全体として斜めの角度を有するライン状に周期性を有していることが分かる。なお図４中で、各スクリーンパターンには斜線を付したものとそうでないものがあるが、これは隣接するスクリーンパターンを個々に区別しやすいように示したものであり、処理上違いがあるわけではない。また、他の色については、他の形状のスクリーンセルが多数配置されて、全体として異なる斜めの角度になるように配置される。

そして、以上のようなスクリーンセルの形状、スクリーンパターンの線数（所定間隔に存在する斜めの線の本数）と位相とにより、ハーフトーンスクリーン処理が規定される。なお、このハーフトーンスクリーン処理については、ラスタライズと同時にプリントコントローラ１０３（又は、外部のプリントコントローラ）で実行される場合と、ラスタライズとは別に画像処理部１４０で同時に実行される場合と、が存在する。

〔実施形態の動作（１）〕
以下、第１実施形態としての画像形成装置の動作、及び画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムの処理手順について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
画像形成装置１００の電源オンにより、制御部１０１は画像形成装置１００内の各部を初期化する（図５中のステップＳ１０１）。初期化作業が完了した後、制御部１０１は、プリント実行指示を待つ（図５中のステップＳ１０２）。

プリント実行指示が操作表示部１０５等から入力されると（図５中のステップＳ１０２でＹＥＳ）、制御部１０１は、プリント実行指示が出されたジョブについてのラスタライズ処理された画像データをプリントコントローラ１０３や画像データ記憶部１３０から読み出し、画像処理部１４０に必要な画像処理を実行させる（図５中のステップＳ１０３）。

なお、画像処理部１４０では、画像データ記憶部１３０から読み出された画像データについて、画像データの各画素の画素値についてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する。
そして、制御部１０１は、図３や図４に示したスクリーンパターンを用いてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを画像形成部１５０に供給し、画像形成部１５０にプリントを実行させる（図５中のステップＳ１０４）。

ここで、画像処理部１４０は、画像データに基づいた色材使用量を、従来と同様の既知の手法により第１予測値として求める（図５中のステップＳ１０５）。この場合、画像データ全体の各画素値、すなわち、像担持体１５１への発光点を積算した値に相当する。
また、画像処理部１４０は、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容（使用されるスクリーンパターンの周期や位相やスクリーンセルの形状等に関する情報）を取得し（図５中のステップＳ１０６）、このハーフトーンスクリーン処理の処理内容に関する情報と画像データとに基づいて、当該ハーフトーンスクリーン処理を行うスクリーンセルの領域毎に第２予測値を求める（図５中のステップＳ１０７）。

ここで、画像処理部１４０以前の段階でハーフトーンスクリーン処理が実行されている場合、すなわち、プリントコントローラ１０３や外部機器でラスタライズ処理される際にハーフトーンスクリーン処理も実行されている場合において、画像処理部１４０では、ハーフトーンスクリーン処理を実行した部位から通知されるハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域（スクリーンセル）毎に当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、そのカウントが１以上であって所定の孤立しきい値以下の場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率を求める。

なお、「カウントが１以上」としたのは、発光することでトナーが消費されるはずの画像データになっているものの、現像特性が悪いことによって実際にはトナーが消費されないことになって、トナー消費量の計算による推測値と実際のトナー消費量に乖離が発生する可能性を考慮している。

ここで、「発光しきい値」とは、スクリーンセルに設定されており、ハーフトーンスクリーン処理において画像データとの比較により、発光点を抽出する際に使用される値である。
また、「孤立しきい値」とは、スクリーンセル内の画素数において、以上の発光点が孤立するか否かを識別するしきい値である。すなわち、図３に示す１０画素のスクリーンセルの場合、画素数の１／２に相当する５画素以上の発光点が存在すれば、縦，横，斜めのいずれかの方向で画素が連続した状態になるため、孤立点が発生しにくい。一方、スクリーンセルの画素数の１／３または１／４以下の画素数の発光点であれば、発光点の画素が連続した状態になりにくく、孤立点が発生しやすくなる。そして、発光点が孤立点となると、既に説明したように、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない状態になって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない状態に陥りやすくなる。

そこで、画像処理部１４０は、スクリーンセルの領域毎に、当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、発光点のカウント（発光点の数）が１以上であって、孤立しきい値以下の場合には、孤立点が発生しているスクリーンセルであると推定して、フラグを立てる。そして、画像処理部１４０は、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から、第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求める（図５中のステップＳ１０７）。

なお、フラグのオン比率が０であれば、孤立点は存在しないため、第２予測値は０であり、第１予測値の補正は必要ない。一方、フラグのオン比率が０より大きければ、第１予測値から孤立点の影響を除去するように、第１予測値を第２予測値で補正を行う必要がある。

そこで、画像形成装置１００の設計時や工場出荷前試験時において、画像データから直接算出される第１予測値について、孤立点によって補正すべき量を勘案し、フラグのオン比率に応じて定まる第２予測値についての算出テーブル等を作成しておくことが望ましい。そして、画像処理部１４０では、以上の算出テーブルにフラグオン比率を当て嵌めて、第２予測値を算出することができる。

第１予測値と第２予測値とを算出した画像処理部１４０は、第１予測値から第２予測値を減算することで修正予測値を算出し、孤立点でのトナー付着量低下の影響が除去された状態のプリント時のトナー使用量を予測する（図５中のステップＳ１０８）。
ここで、制御部１０１は、画像領域での発光点によるトナー使用の割合をトナーの使用率とした場合に、トナー排出を実行する目安となる使用率を第１使用率、この第１使用率より高い使用率であって第２予測値によって第１予測値を修正する使用率の上限を第２使用率、と定める。例えば、第１使用率については５％、第２使用率については１０％、などと定める。なお、この第１使用率と第２使用率とについては、現像剤の特性や使用環境などにおいて任意の値を定めることができる。

このようにトナーの使用率を定めた場合において、制御部１０１は、第１予測値が第１使用率未満である場合に、トナーの排出が必要であると判断する（図５中のステップＳ１０９でＹＥＳ）。
また、制御部１０１は、第１予測値が第１使用率以上で第２使用率未満であって、第２予測値を第１予測値から減算した修正予測値が第１使用率未満である場合に、トナーの排出が必要であると判断する（図５中のステップＳ１０９でＹＥＳ）。

すなわち、この実施形態においては、
条件１：ページ全体でトナー使用量が既定値より少ない、
条件２：トナー使用量の算出に補正必要な領域が存在しておりページ全体で補正後のトナー使用量が既定値より少ない、
の２条件によってトナー排出の必要性を判断するようにしている。

制御部１０１は、トナーの排出が必要であると判断した場合（図５中のステップＳ１０９でＹＥＳ）、第１予測値又は修正予測値が第１使用率をどの程度下回ったかに応じて、トナーの排出量を決定し、この排出量に応じてトナーを排出する際に像担持体１５１上に形成するパターンを決定する（図５中のステップＳ１１０）。

そして、制御部１０１は、以上のように決定したパターンに応じたトナー像を、画像形成と画像形成との間の像間のタイミングで像担持体１５１上に形成してトナーを現像部１５４から排出させる（図５中のステップＳ１１１）。すなわち、制御部１０１は、トナー使用量に応じて、排出必要なトナーを排出色材として選択して、当該排出色材を用いて像間タイミングで像担持体１５１上に特定パターンを形成して、排出必要なトナーを排出する。なお、像担持体１５１Ｙ〜１５１Ｋのいずれかに形成された特定パターンは、中間転写体１５７上に転写され、用紙等に転写されることなく、クリーニング部１５７ＣＬによって回収される。

なお、以上のトナーの排出は、トナー使用量が小さい状態のプリントがあった場合にプリント毎にトナー排出を行っても良いし、トナー使用量が小さい状態のプリントが連続した場合にトナー排出を行っても良い。
制御部１０１は、必要に応じてトナー排出をした後（図５中のステップＳ１０９でＹＥＳ、Ｓ１１０，Ｓ１１１）、又は、トナー排出の必要がない場合（図５中のステップＳ１０９でＮＯ）、実行中のジョブの残りのプリントを続行する（図５中のステップＳ１１２でＮＯ）。また、制御部１０１は、実行中のジョブの全てのプリントが完了していれば、実行中の処理を終了して画像形成装置１００を待機状態にする（図５中のステップＳ１１２でＹＥＳ、エンド）。

以上説明したように、画像処理部１４０は、画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、制御部１０１は、第１予測値と第２予測値によって色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて像担持体上に所定のパターンを形成して色材を排出するよう画像形成部を制御することにより、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となって、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、当該ハーフトーンスクリーン処理の内容（スクリーン周期（線数）や位相や形状など）を考慮した状態の第２予測値によって実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

また、ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、そのカウントが１以上であって所定の孤立しきい値以下の場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求めることにより、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点が生じて、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、孤立点の存在比率を意味するフラグのオン比率から第２予測値を求めているため、実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

〔実施形態の動作（２）〕
以下、第２実施形態としての画像形成装置の動作、及び画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムの処理手順について説明する。但し、上述した動作（１）と重複する説明については省略する。

画像処理部１４０は、ラスタライズ処理が処理済みであってハーフトーンスクリーン処理が未処理である画像データを供給される場合に、画像形成部１５０の現像特性に応じた画素値補正を行って、ハーフトーンスクリーン処理を実行して画像データに基づいて発光強度データを生成することがある。

すなわち、画像の低濃度領域においては現像部１５４における現像特性が低いため、画像処理部１４０において画素値を高めに補正し、入力画素値に対して印刷出力濃度が直線的に変化するような画素値補正を行なう場合がある。ここで、印刷出力濃度と実際のトナー消費量が直線的な関係にあるので、画素値補正後の画素値に基づいてトナー使用量を予測すると、実際のトナー使用量よりも高めの結果となることがわかる。

この場合、画像処理部１４０では、画素値補正前の画像データの全体の画素値に基づいて第１予測値を求め、ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求めるようにする。

これにより、低濃度領域における現像特性の低下を補うための画素値補正を予め行なっていて実際のトナー使用量が予測値よりも低くなる傾向がある場合であっても、画素値補正前の画像データに基づいて第１予測値と第２予測値とを求めているため、実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。また、ハーフトーンスクリーン処理により、濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点が生じて、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、画素値補正前の画素値を参照して孤立点の存在比率を意味するフラグのオン比率から第２予測値を求めているため、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

〔実施形態の動作（３）〕
以下、第３実施形態としての画像形成装置の動作、及び画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムの処理手順について説明する。但し、上述した動作（１）と重複する説明については省略する。

画像形成装置１００では、コピー動作として、読み取り部１２０で読み取って生成された読み取り画像データをプリントすることがある。
この場合、画像処理部１４０は、読み取り部１２０から供給される画像データをフィルタ処理した後に、画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する。この場合に、画像処理部１４０は、画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、制御部１０１は、第１予測値と第２予測値によって色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて像担持体上に所定のパターンを形成して色材を排出するよう画像形成部１５０を制御する。

このように動作させることにより、網点処理された印刷物原稿を読み取り部１２０で読み取ってフィルタ処理した場合において、ハーフトーンスクリーン処理により濃度の高い画像領域が小さい面積で構成されていて孤立点となって、トナーが十分に感光体ドラム上に付着しない場合であって、実際のトナー使用量が第１予測値よりも少ない場合であっても、当該ハーフトーンスクリーン処理の内容（スクリーン周期（線数）や位相や形状など）を考慮した状態の第２予測値によって実際のトナー使用量を正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

〔実施形態の動作（４）〕
以下、第４実施形態としての画像形成装置の動作、及び画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムの処理手順について説明する。ここでは、上述した動作（３）の改良であり、動作（３）と重複する説明については省略する。

動作（３）として説明したコピー動作においても、上述した動作（２）と同様に、画像処理部１４０は、ラスタライズ処理が処理済みであってハーフトーンスクリーン処理が未処理である画像データを供給される場合に、画像形成部１５０の現像特性に応じた画素値補正を行って、ハーフトーンスクリーン処理を実行して画像データに基づいて発光強度データを生成することがある。

この場合、画像処理部１４０は、画像形成部１５０の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、画像データに基づいて発光強度データを生成し、画素値補正前の画像データの全体の画素値に基づいて第１予測値を求め、ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対するフラグのオン比率から第２予測値を求める。これにより、低濃度領域における現像特性の低下を補うための画素値補正を予め行なっていて実際のトナー使用量が予測値よりも低くなる傾向がある場合であっても、画素値補正前の画像データに基づいて正確に第１予測値と第２予測値とを求めることができ、孤立点の影響をより正確に除去して、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

〔実施形態の動作の補足〕
スクリーンパターンの周期と位相は、スクリーン線数とスクリーン角度で規定される。画像処理部１４０は、画像処理部１４０以外で行なうハーフトーンスクリーン処理の設定情報をプリントごとに通信により取得し、第２予測値の算出をする手段に設定する。

スクリーンセル位置の特定のためには、公知文献としての特許4189598号に記載されたスクリーンセル平均手段を使用することが可能である。このスクリーンセル平均化手段は、入力画像に対してスクリーンセルを規定し、セル内の画素値を平均する機能だが、ここでは平均とは別に上記のような画素値カウントを行う。

また、外部でハーフトーンスクリーン処理を実行せず、画像処理部１４０で現像特性に対する画素値補正とハーフトーンスクリーン処理とを行なうケース（動作（２））と、コピー動作のケース（動作（２）、動作（３））においては、第２予測値を求めるために、スクリーンセル平均の結果を利用する。すなわち、スクリーンセルごとの平均値が小さい場合には孤立点もしくはそれに準じた画素数の少ないスクリーンドットが形成され、補正対象セルとして見なすことができる。この場合、画像処理部１４０自体でスクリーン処理を行うため、スクリーンの周期と位相を知るための通信は不要となる。

〔その他の実施形態〕
図２に示した画像形成装置１００におけるカラー画像形成の場合には、各色毎にトナー使用量を算出し、第１予測値と第２予測値とにより孤立点の影響をより正確に除去して、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。また、モノクロの画像形成装置であっても、同様に、第１予測値と第２予測値とにより孤立点や画像補整の影響を正確に除去して、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

また、以上の動作は、プリンタ、複写機、複合機など、各種の画像形成装置において実行し、実際のトナー使用量を更に正確に予測することができ、トナーの長期滞留を抑制することが可能になる。

１００ 画像形成装置
１０１ 制御部
１０２ 通信部
１０５ 操作表示部
１０４ 記憶部
１０８ 給紙部
１１０ 搬送部
１２０ 原稿読み取り部
１３０ 画像データ記憶部
１４０ 画像処理部
１５０ 画像形成部

Claims (7)

1. ラスタライズ処理された画像データを供給され、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する画像処理部と、
   発光強度データに応じた発光によって像担持体に形成された潜像を色材によって可視像として用紙に転写する画像形成部と、
   前記画像処理部の画像処理と前記画像形成部の画像形成とを制御する制御部と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記画像処理部は、前記画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と前記画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、
   前記制御部は、前記第１予測値と前記第２予測値によって前記色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて前記像担持体上に所定のパターンを形成して前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像処理部は、
   ラスタライズ処理とハーフトーンスクリーン処理とが施された画像データを供給されて、当該画像データに基づいて発光強度データを生成し、
   前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、
   通知される前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に当該領域内の画素値が所定の発光しきい値より大きい画素を発光点としてカウントし、そのカウントが１以上であって所定の孤立しきい値以下の場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像処理部は、
   ラスタライズ処理が処理済みであってハーフトーンスクリーン処理が未処理である画像データを供給され、
   前記画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、前記画像データに基づいて発光強度データを生成し、
   前記画素値補正前の前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、
   前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の前記画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 原稿を読み取って画像データを生成する読み取り部を備えて構成され、
   画像処理部は、前記読み取り部から前記画像データを供給され、前記画像データをフィルタ処理した後に、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像処理部は、
   前記画像形成部の現像特性に応じた画素値補正と、ハーフトーンスクリーン処理を実行し、前記画像データに基づいて発光強度データを生成し、
   前記画素値補正前の前記画像データの全体の画素値に基づいて前記第１予測値を求め、
   前記ハーフトーンスクリーン処理の内容に合わせ、当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に、当該領域内の前記画素値補正前の画素値の平均値が第１発光しきい値より大きく第２発光しきい値より小さい場合にフラグを立て、画像全体の領域数に対する前記フラグのオン比率から前記第２予測値を求める、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記色材が低使用であって当該色材の排出が必要とされる画像上での色材の使用率を第１使用率、前記第１使用率より高い使用率を第２使用率、とした場合に、
   前記制御部は、前記第１予測値が前記第１使用率未満である場合、又は、前記第１予測値が第１使用率以上で第２使用率未満であって、前記第２予測値を前記第１予測値から減算した修正予測値が前記第１使用率未満である場合に、前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１−請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. ラスタライズ処理された画像データを供給され、前記画像データの各画素の画素値に応じてハーフトーンスクリーン処理された発光強度データを生成する画像処理部と、
   発光強度データに応じた発光によって像担持体に形成された潜像を色材によって可視像として用紙に転写する画像形成部と、
   前記画像処理部の画像処理と前記画像形成部の画像形成とを制御する制御部と、
   を備える画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムであって、
   前記画像処理部は、前記画像データに基づいた色材使用量を第１予測値として求め、前記ハーフトーンスクリーン処理の処理内容と前記画像データとに基づいて当該ハーフトーンスクリーン処理を行う領域毎に前記第１予測値を補正する補正値としての第２予測値を求め、
   前記制御部は、前記第１予測値と前記第２予測値によって前記色材が低使用であると予測される場合に、当該色材を用いて前記像担持体上に所定のパターンを形成して前記色材を排出するよう前記画像形成部を制御する、
   ように画像形成装置のコンピュータを機能させる画像形成制御プログラム。
   

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