JP2019049592A - 画像形成装置およびトナー量算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確にトナー消費量を計算できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】基本トナー量特定部３１は、階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定する。レーザープロファイル適用部３２は、基本トナー量に対して、露光装置のレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行する。エッジ強調量特定部３３は、第１空間フィルター処理前の基本トナー量または第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定する。トナーカウンター３９は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量とエッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントする。さらに、ゲイン制御部３５は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数をエッジ強調量に乗算してエッジ強調量のゲインを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置およびトナー量算出方法に関するものである。

プリンター、複合機などといった電子写真方式の画像形成装置は、トナーカートリッジからトナーを取り出して画像を形成する。このような電子写真方式の画像形成装置には、トナー消費量を測定するものがある。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムなどに静電潜像が形成される。静電潜像のドットありの箇所とドットなしの箇所との境界部分では縁端電界が生じ、必要以上にトナーが消費されてしまう。この現象は、エッジ効果と呼ばれる。このため、エッジ効果を考慮してトナー消費量を計算する方法が種々提案されている。

ある画像形成装置では、レーザー光の露光信号に基づいてトナー消費量が計算される（例えば特許文献１参照）。

また、ある画像形成装置では、レーザー光のプロファイル（空間的な強度分布）を考慮して各サブピクセルの露光エネルギーが計算され、その露光エネルギーに基づいてトナー消費量が計算される（例えば特許文献２参照）。

特開２０１２−１５０１８２号公報 特開２００７−１３３１８６号公報

上述のような露光信号は、階調補正を行った後の画像データに基づいて生成される。階調補正は、非線形特性（ガンマカーブ）に基づいて、画像データとトナー濃度の階調との関係を線形に近づけるように、画像データの値を補正する処理である。階調補正は、キャリブレーションで得られた非線形特性に基づいて実行されるが、線形特性に比べて濃度が低い階調については画像データの値を高く、濃度が高い階調については画像データの値を低くする。したがって、そのような階調補正後の値に比例した露光強度が得られるように露光信号が生成されるため、露光強度とトナー濃度の階調との関係は線形ではなく、露光信号に基づいてトナー消費量を計算する場合、エッジ効果を考慮しても、誤差が生じる可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、正確にトナー消費量を計算する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、露光装置と、階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定する基本トナー量特定部と、前記基本トナー量に対して、前記露光装置のレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行するレーザープロファイル適用部と、前記第１空間フィルター処理前の基本トナー量または前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定するエッジ強調量特定部と、前記エッジ強調量のゲインを制御するゲイン制御部と、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量と前記エッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントするトナーカウンターとを備える。そして、前記ゲイン制御部は、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数を前記エッジ強調量に乗算して、前記エッジ強調量のゲインを制御する。

本発明に係るトナー量算出方法は、階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定するステップと、前記基本トナー量に対して、露光装置のレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行するステップと、前記第１空間フィルター処理前の基本トナー量または前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定するステップと、前記エッジ強調量のゲインを制御するゲイン制御ステップと、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量と前記エッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントするステップとを備える。そして、前記ゲイン制御ステップでは、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数を前記エッジ強調量に乗算して、前記エッジ強調量のゲインを制御する。

本発明によれば、正確にトナー消費量を計算する画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１におけるトナー量計算部２３の構成を示すブロック図である。 図４は、画素種別を説明する図である。 図５は、実施の形態２におけるトナー量計算部２３の構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態２におけるリミッター処理部３４の動作について説明する図である。 図７は、実施の形態２におけるエッジ強調量特定部５１の一例を示すブロック図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー階調調整（階調補正の非線形特性の調整）の際に、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。この画像形成装置は、プリントエンジン１１、およびコントローラー１２を有する。

図２において、プリントエンジン１１は、図１に示す電子写真プロセスや用紙搬送の駆動系および露光装置２ａ〜２ｄを制御する回路である。プリントエンジン１１は、コントローラー１２からの画像データに従って印刷を実行する。例えば、用紙搬送の駆動系は、印刷用紙の給紙、上述の現像装置および定着器９への印刷用紙の搬送、印刷用紙の印刷完了後の排紙などを行うローラー等を駆動するモーターなどである。例えば、電子写真プロセスの駆動系は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、中間転写ベルト４などを駆動するモーターや、露光装置２ａ〜２ｄのレーザースキャニング用モーターなどである。

プリントエンジン１１は、コントローラー１２からの画像データに基づいて露光信号を生成する。露光信号は、コントローラー１２からの画像データに基づき、各画素について、光を照射するか否かおよび照射時間を示す。プリントエンジン１１は、この露光信号で露光装置２ａ〜２ｄを動作させる。

コントローラー１２は、階調補正部２１、スクリーン処理部２２、トナー量計算部２３、および制御部２４を備える。階調補正部２１は、画像データに対して階調補正を行う。スクリーン処理部２２は、階調補正後の画像データに対してスクリーン処理を行う。コントローラー１２は、階調補正、スクリーン処理などの画像処理後の各色についての画像データをプリントエンジン１１に供給する。トナー量計算部２３は、階調補正前の画像データに基づいてトナー消費量を計算する。

図３は、実施の形態１におけるトナー量計算部２３の構成を示すブロック図である。

トナー量計算部２３は、基本トナー量特定部３１、レーザープロファイル適用部３２、エッジ強調量特定部３３、リミッター処理部３４、ゲイン制御部３５、加算部３６、クランプ処理部３７、セレクター部３８、トナーカウンター３９，４０、およびカウンター補正部４１を備える。

基本トナー量特定部３１は、階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定する。

例えば、実験で、エッジ効果の影響を受けない比較的大きいパッチの内部領域を使用して、画素値と実際のトナー濃度（つまり、トナー消費量）との対応関係を測定し、基本トナー量特定部３１は、その対応関係を示す変換データ（ルックアップテーブル、変換式データなど）を有し、その変換データに基づいて、印刷対象の画像における画素値に対応する基本トナー量を特定する。

なお、スクリーン処理部２２が複数種別のスクリーン（線数などが異なる複数のスクリーン）を使用可能である場合、基本トナー量特定部３１は、その複数のスクリーン種別に対応する複数セットの変換データ（ルックアップテーブル、変換式データなど）を有し、スクリーン処理部２２により選択されているスクリーン種別に対応する変換データで基本トナー量を特定する。

レーザープロファイル適用部３２は、上述の基本トナー量に対して、露光装置２ａ〜２ｄのレーザープロファイル（つまり、露光に使用するレーザー光の空間的強度分布）に対応する第１空間フィルター処理を実行する。

ここでは、レーザープロファイル適用部３２は、主走査方向と副走査方向とで互いに独立したガウシアンフィルターを使用して、第１空間フィルター処理を実行する。主走査方向および副走査方向の各ガウシアンフィルターは、レーザープロファイルに対応した分散値を有する。つまり、第１空間フィルター処理では、主走査方向および副走査方向のうちの一方のフィルター処理が実行された後、そのフィルター処理結果に対して主走査方向および副走査方向のうちの他方のフィルター処理が実行される。具体的には、各フィルター処理において、注目画素およびフィルターサイズに対応する周辺画素の画素値とフィルター係数との積和が、注目画素についての第１空間フィルター処理結果として計算される。

エッジ強調量特定部３３は、空間フィルター処理で、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定する。具体的には、エッジ強調量特定部３３は、第１空間フィルター処理前の基本トナー量または第１空間フィルター処理後の基本トナー量（実施の形態１では第１空間フィルター処理後の基本トナー量）に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定する。

エッジ強調量特定部３３は、画像処理単位となるブロック内の画素から順番に注目画素を選択し、注目画素のエッジ強調量を特定する。その際に、例えば、エッジ強調量特定部３３は、（ａ）注目画素からの距離の２乗に反比例するフィルター係数を有するフィルターを使用して、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行し、（ｂ）第２空間フィルター処理により得られた値と注目画素の基本トナー量の値との差をエッジ強調量とする。

あるいは、例えば、エッジ強調量特定部３３は、（ａ）アンシャープマスクフィルターを使用して、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行し、（ｂ）第２空間フィルター処理により得られた値と注目画素の基本トナー量の値との差をエッジ強調量とする。なお、アンシャープマスクフィルターは、例えば、ガウシアンフィルターで実現される。また、ここでは、エッジ強調量特定部３３は、主走査方向と副走査方向とで互いに独立したアンシャープマスクフィルターを使用して、第２空間フィルター処理を実行する。主走査方向および副走査方向の各アンシャープマスクフィルターは、主走査方向および副走査方向のエッジ効果の強度特性に応じた分散値を有する。つまり、第２空間フィルター処理では、主走査方向および副走査方向のうちの一方のフィルター処理が実行された後、そのフィルター処理結果に対して主走査方向および副走査方向のうちの他方のフィルター処理が実行される。

なお、具体的には、各フィルター処理において、注目画素およびフィルターサイズに対応する周辺画素の画素値とフィルター係数との積和が、注目画素についての第２空間フィルター処理結果として計算される。

リミッター処理部３４は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対応する上限値以下にエッジ強調量を制限する。具体的には、リミッター処理部３４は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に応じた閾値を特定し、特定されたエッジ強調量がその閾値を超える場合には、エッジ強調量をその閾値とする。

リミッター処理部３４は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量が大きいほど、上述の上限値（つまり、上述の閾値）を高く設定する。リミッター処理部３４は、１次式などの変換式やルックアップテーブルなどで第１空間フィルター処理後の基本トナー量から上述の閾値を特定する。

エッジ強調量特定部３３の第２空間フィルター処理に使用されるフィルターの種別によっては、細線のエッジ部分のエッジ強調量が、本来のエッジ効果によるトナー量の増加分に比べて大きくなってしまうので、リミッター処理部３４は、そのような場合には、エッジ強調量の上限値を設けることで、エッジ強調量の誤差を小さくしている。

なお、リミッター処理部３４は、必要に応じて設けられ、エッジ強調量特定部３３により特定されるエッジ強調量の特性によってはリミッター処理部３４は不要である。例えば、注目画素からの距離の２乗に反比例するフィルター係数を有するフィルターを使用する第１空間フィルター処理の場合、リミッター処理部３４は不要である。

ゲイン制御部３５は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に応じた係数をエッジ強調量に乗算し、乗算結果をエッジ強調量として、エッジ強調量のゲインを制御する。これにより、第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じたエッジ強調量が非線形特性となる場合でも、ゲイン制御部３５で、そのような非線形特性に対応するゲインに調整される。

例えば、実験でエッジ強調量を測定し、そのエッジ強調量に基づいて、第１空間フィルター処理後の基本トナー量と、エッジ効果に応じたゲインとの間の対応関係を特定し、ゲイン制御部３５は、その対応関係を示す変換データ（ルックアップテーブル、変換式データなど）を有し、その変換データに基づいて、上述の係数を特定する。

なお、スクリーン処理部２２が複数種別のスクリーン（線数などが異なる複数のスクリーン）を使用可能である場合、ゲイン制御部３５は、その複数のスクリーン種別に対応して、第１空間フィルター処理後の基本トナー量と係数との対応関係を示す複数セットの変換データ（ルックアップテーブル、変換式データなど）を有し、その複数のスクリーン種別のうち、スクリーン処理部２２により選択されているスクリーン種別に対応する変換データで、上述の係数を特定する。

加算部３６は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量とエッジ強調量との和をトナー消費量として計算する。

クランプ処理部３７は、加算部３６の出力であるトナー消費量が所定の上限値を超える場合には、そのトナー消費量の値を、その上限値とし、加算部３６の出力であるトナー消費量が所定の下限値未満である場合には、そのトナー消費量の値を、その下限値とする。なお、クランプ処理部３７は、必要に応じて設けられ、加算部３６の出力値の範囲によっては、クランプ処理部３７は不要である。

セレクター部３８は、画素種別に応じて、クランプ処理部３７を介して供給されるトナー消費量と基本トナー量とのいずれかを選択し、選択したものをトナーカウンター３９へ出力する。

図４は、画素種別を説明する図である。各画素は、画像処理単位となるブロックのエッジ付近の画素（図４においてハッチされている画素、以下、ブロックエッジ画素という）とそれ以外の画素（図４においてハッチされていない画素、以下、非ブロックエッジ画素という）とのいずれかの画素属性を有する。この画素属性は、例えば、画素の座標値から特定される。

ブロックエッジ画素の範囲は、ブロックの最外殻から所定距離までの範囲であり、第１空間フィルター処理および第２空間フィルター処理に使用されるフィルターのサイズに応じて設定される。つまり、フィルターサイズが（２ｎ＋１）画素である場合、ブロックエッジからｎ画素の範囲が、ブロックエッジ画素とされる。例えばフィルターサイズが５画素（主走査方向および副走査方向における画素数）である場合、図４に示すように、ブロックエッジから２画素の範囲が、ブロックエッジ画素とされる。なお、非ブロックエッジ画素は、ブロック内のブロックエッジ画素以外の画素である。

トナーカウンター３９は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量とエッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントする。トナーカウンター４０は、基本トナー量をカウントする。つまり、トナーカウンター３９は、画像処理単位となるブロックの非ブロックエッジ画素については、エッジ強調量を含むトナー消費量をカウントし、そのブロックのブロックエッジ画素については、エッジ強調量を含まないトナー消費量をカウントし、トナーカウンター４０は、ブロックエッジ画素および非ブロックエッジ画素について、エッジ強調量を含まないトナー消費量をカウントする。

この実施の形態では、クランプ処理部３７を介して供給されるトナー消費量と基本トナー量とのいずれかがセレクター部３８によって選択されるため、具体的には、トナーカウンター３９は、画像処理単位となるブロックのブロックエッジ画素については第１空間フィルター処理後の基本トナー量とエッジ強調量との和をカウントし、ブロックの非ブロックエッジ画素については第１空間フィルター処理前の基本トナー量をカウントする。一方、トナーカウンター４０は、ブロックのブロックエッジ画素および非ブロックエッジ画素の第１空間フィルター処理前の基本トナー量をカウントする。

カウンター補正部４１は、トナーカウンター３９のトナーカウント値とトナーカウンター４０のトナーカウント値との差分に基づいて当該ブロックのトナー消費量を算出する。この実施の形態では、カウンター補正部４１は、さらに、算出したトナー消費量で、トナーカウンター３９のトナー消費量を補正する。

その際、カウンター補正部４１は、非ブロックエッジ画素におけるトナーカウンター３９のトナーカウント値とトナーカウンター４０のトナーカウント値との差分に基づいて、ブロックエッジ画素についてのエッジ強調量を推定して、ブロックのトナー消費量を算出する。なお、この実施の形態では、ブロックエッジ画素については、トナーカウンター３９のカウント値とトナーカウンター４０のカウント値は同一になるので、ブロック全体についてのトナーカウンター３９のカウント値とトナーカウンター４０のカウント値との差分が、非ブロックエッジ画素におけるトナーカウンター３９のトナーカウント値とトナーカウンター４０のトナーカウント値との差分となる。

具体的には、カウンター補正部４１は、ブロックエッジ画素数Ｎ１と非ブロックエッジ画素数Ｎ２との比、およびトナーカウンター４０のカウント値（つまり、エッジ効果を考慮していない基本トナー量のカウント値）に基づいて、ブロックのトナー消費量を算出し、その算出したトナー消費量に、トナーカウンター３９のトナー消費量を補正する。つまり、トナーカウンター４０のカウント値をＴＣ１とトナーカウンター３９のカウント値をＴＣ２とすると、カウンター補正部４１は、トナーカウンター３９のカウント値ＴＣ２を、ＴＣ２＋（ＴＣ２−ＴＣ１）×（Ｎ１／Ｎ２）に補正する。

なお、例えば、処理対象となっているブロックに隣接するブロック内の画素の画素値を取得して、ブロックエッジ画素についても非ブロックエッジ画素と同様にトナー消費量を計算する場合には、セレクター部３８、トナーカウンター４０、およびカウンター補正部４１は、省略してもよい。

さらに、トナー量計算部２３は、そのトナー消費量からトナーカートリッジ内のトナー残量を計算するようにしてもよい。また、トナー量計算部２３は、トナー消費量の積算値やトナー残量を、図示せぬ操作パネルに表示させたり、トナー残量が少なくなったときに警告メッセージを図示せぬ操作パネルに表示させたりする。

また、制御部２４は、コントローラー１２における各種処理を制御する。例えば、制御部２４は、スクリーン処理部２２に対して、使用すべきスクリーンのスクリーン種別を指定したり、スクリーン処理部２２により選択されているスクリーン種別を、基本トナー量特定部３１およびゲイン制御部３５に通知したりする。また、制御部２４は、注目画素の画素属性がブロックエッジ画素および非ブロックエッジ画素のどちらであるかを示す画素属性データをセレクター部３８に供給する。

次に、実施の形態１に係る画像形成装置の動作について説明する。

プリントエンジン１１は、コントローラー１２から画像データを供給されると、その画像データに基づいて露光信号を生成する。その露光信号は露光装置２ａ〜２ｄに供給され、露光装置２ａ〜２ｄは、その露光信号に基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄに光を照射して静電潜像を形成する。

一方、コントローラー１２は、階調補正前の画像データ（例えばＣＭＹＫデータ）に基づいて、各トナー色についてのトナー消費量を計算する。

まず、コントローラー１２では、基本トナー量特定部３１は、階調補正前の画像データから、各画素についての基本トナー量を特定する。次に、レーザープロファイル適用部３２は、レーザープロファイルに応じた第１空間フィルター処理を実行する。

そして、実施の形態１では、エッジ強調量特定部３３は、各画素について、第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行してエッジ強調量を特定する。エッジ強調量は、リミッター処理部３４およびゲイン制御部３５を介して加算部３６に供給される。そして、第１空間フィルター処理後の基本トナー量およびエッジ強調量の和が加算部３６により計算され、クランプ処理部３７を介してセレクター部３８に供給される。

セレクター部３８において、非ブロックエッジ画素については、第１空間フィルター処理後の基本トナー量およびエッジ強調量の和が選択され、ブロックエッジ画素については、基本トナー量が選択されて、トナーカウンター３９に供給される。

そして、処理対象となるブロック内のすべての画素についてのトナー消費量が計算され、トナーカウンター３９が、それらの画素のトナー消費量の総和（上述のＴＣ２）を計算する。他方、トナーカウンター４０は、すべての画素についての基本トナー量の総和（上述のＴＣ１）を計算する。その後、カウンター補正部４１は、上述のようにして、このブロックのトナー消費量ＴＣ２を上述のように補正する。

以上のように、上記実施の形態１によれば、基本トナー量特定部３１は、階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定する。レーザープロファイル適用部３２は、基本トナー量に対して、露光装置２ａ〜２ｄのレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行する。エッジ強調量特定部３３は、第１空間フィルター処理前の基本トナー量または第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定する。トナーカウンター３９は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量とエッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントする。

これにより、階調補正の影響を受けずに、レーザープロファイルとそのレーザープロファイルでのエッジ効果を考慮して正確にトナー消費量が計算される。

また、画素値（つまり、階調値）とエッジ効果の強度との対応関係は非線形であるが、上述のように、ゲイン制御部３５は、第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数をエッジ強調量に乗算してエッジ強調量のゲインを制御するため、上述の非線形性を考慮して正確にトナー消費量が計算される。

実施の形態２．

図５は、実施の形態２におけるトナー量計算部２３の構成を示すブロック図である。実施の形態２では、エッジ強調量特定部３３の代わりに、エッジ強調量特定部５１が使用される。エッジ強調量特定部５１は、（ａ）ガウシアン差分フィルター（ＤｏＧ（Difference of Gaussian）フィルター）を使用して、第１空間フィルター処理前の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行し、（ｂ）第２空間フィルター処理により得られた値をエッジ強調量とする。なお、具体的には、第２空間フィルター処理において、注目画素およびフィルターサイズに対応する周辺画素の画素値とフィルター係数との積和が、注目画素についての第２空間フィルター処理結果として計算される。

図６は、実施の形態２におけるリミッター処理部３４の動作について説明する図である。図６に示すように、１ドット幅の細線の場合、実際の電界強度分布に比べ、ＤｏＧフィルターのピークが高くなる。そのため、上述のように、上述の閾値（つまり、上述の上限値）は、細線のエッジ部分でのエッジ強調量のピークより低く設定されている。したがって、その閾値によって、エッジ強調量が制限されることで誤差が小さくなる。

なお、上述のガウシアン差分フィルターでは、互いに分散値の異なる２つのガウシアンフィルターが使用され、それらのガウシアンフィルターの出力値の差分が、ガウシアン差分フィルターの出力値とされる。

図７は、実施の形態２におけるエッジ強調量特定部５１の一例を示すブロック図である。レーザープロファイル適用部３２が、ガウシアンフィルターを使用して第１空間フィルター処理を実行する場合、図７に示すように、エッジ強調量特定部５１は、レーザープロファイル適用部３２のガウシアンフィルターとは異なる分散値のガウシアンフィルター６１と、減算器６２とを備え、上述のガウシアン差分フィルターが、レーザープロファイル適用部３２のガウシアンフィルター、エッジ強調量特定部５１のガウシアンフィルター６１、および減算器６２で構成されるようにしてもよい。つまり、エッジ強調量特定部５１は、ガウシアン差分フィルターにおける２つのガウシアンフィルターのうちの分散値の大きいガウシアンフィルター６１のみを備え、レーザープロファイル適用部３２のガウシアンフィルターを、ガウシアン差分フィルターにおける２つのガウシアンフィルターのうちの分散値の小さいガウシアンフィルターとして兼用するようにしてもよい。その場合、減算器６２によるガウシアンフィルター６１の出力値とレーザープロファイル適用部３２の出力値との差分が、エッジ強調量特定部５１の出力値とされる。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置であるが、モノクロ画像形成装置でもよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

２ａ〜２ｄ 露光装置
２２ スクリーン処理部
３１ 基本トナー量特定部
３２ レーザープロファイル適用部
３３，５１ エッジ強調量特定部
３５ ゲイン制御部
３９ トナーカウンター

Claims (4)

1. 露光装置と、
   階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定する基本トナー量特定部と、
   前記基本トナー量に対して、前記露光装置のレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行するレーザープロファイル適用部と、
   前記第１空間フィルター処理前の基本トナー量または前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定するエッジ強調量特定部と、
   前記エッジ強調量のゲインを制御するゲイン制御部と、
   前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量と前記エッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントするトナーカウンターとを備え、
   前記ゲイン制御部は、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数を前記エッジ強調量に乗算して、前記エッジ強調量のゲインを制御すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記ゲイン制御部は、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値が小さいほど、前記係数を小さくすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 複数のスクリーン種別のスクリーンを使用可能なスクリーン処理部をさらに備え、
   前記ゲイン制御部は、前記複数のスクリーン種別に対応して、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量と前記係数との対応関係を示す複数セットの変換データを有し、前記複数のスクリーン種別のうち、前記スクリーン処理部により選択されているスクリーン種別に対応する変換データで、前記係数を特定すること、
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 階調補正が実行されていない画像データの画素値に対応する、エッジ効果を考慮していない基本トナー量を特定するステップと、
   前記基本トナー量に対して、露光装置のレーザープロファイルに対応する第１空間フィルター処理を実行するステップと、
   前記第１空間フィルター処理前の基本トナー量または前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量に対して第２空間フィルター処理を実行して、エッジ効果に対応するエッジ強調量を特定するステップと、
   前記エッジ強調量のゲインを制御するゲイン制御ステップと、
   前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量と前記エッジ強調量との和をトナー消費量としてカウントするステップとを備え、
   前記ゲイン制御ステップでは、前記第１空間フィルター処理後の基本トナー量の値に応じた係数を前記エッジ強調量に乗算して、前記エッジ強調量のゲインを制御すること、
   を特徴とするトナー量算出方法。

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