JP2022037782A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色味の変化を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】互いに異なる色の色材を用いて画像を形成し得る画像形成装置において、第一色（Ｂｋ）の色材を用いた画像形成にあたって色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段（ＳＴＥＰ３０）と、判別手段が可能性ありと判別した場合に、第一色の色材で形成すべき画像の形成を、第一色の色材による第一色画像形成に、第一色とは異なる第二色の色材（Ｃ又はＭ）による第二色画像形成のみを付加する二色形成（ＳＴＥＰ３６）で行わせる制御手段とを設けた。画像を形成する媒体上で、第二色の色材の上に、第一色の色材が位置するように第一色画像形成及び第二色画像形成を行うことが好ましい。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、互いに異なる色の色材を用いて画像を形成し得る画像形成装置が知られている。
例えば特許文献１には、この種の画像形成装置であって、Ｂｋトナーの残量が一定量以下になった場合であっても、高画質の状態で印刷を継続させるため、次の画像処理装置を備えたものが記載されている。黒単色もしくは黒プレーンを含むカラー画像の印刷イメージを保持する記憶手段と、記憶手段に保持されている黒プレーンの印刷イメージデータを、複数の色プレーン毎に異なるマスクパターンを基に複数の色プレーンの印刷イメージデータに変換する変換手段と、を有する画像処理装置である。変換に異なるマスクパターンを用いることから、同一マスクパターンを用いるのと異なり、一定面積内に３倍のトナーが乗る（付着する）ことによるトナーの定着不良やトナー散りによる画質の低下を抑制できる旨記載されている。

ところが、色味が異なるものになってしまうという課題が残されていた。

上述した課題を解決するために、本発明は、互いに異なる色の色材を用いて画像を形成し得る画像形成装置において、第一色の色材を用いた画像形成にあたって色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段と、前記判別手段が可能性ありと判別した場合に、前記第一色の色材で形成すべき画像の形成を、前記第一色の色材による第一色画像形成に、第一色とは異なる第二色の色材による第二色画像形成のみを付加する二色形成で行わせる制御手段とを設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、色味の変化を抑制できる。

本実施形態の画像形成装置の要部を示す概略構成図。 画像形成装置の電装系統のシステム構成を示すブロック図。 黒色トナーが少なくなったときの画像形成制御のフローチャート。 重ね合わせ制御時のトナー状態の説明図。 制御条件の説明図。 カラートナーが少なくなったときの画像形成制御のフローチャート。 カラートナーが少なくなったときの他の画像形成制御のフローチャート。 カラートナー残量が少ないとき用の代替制御を決めるプリンタドライバ設定画面イメージの説明図。

本発明を画像形成装置である複合機に適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、画像形成装置の機械構成と電装系統の概略について説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の要部を示す概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は、タンデム型の中間転写方式である。ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナー像をそれぞれ個別の画像形成ユニットＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙによって形成する。各画像形成ユニットＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの構成は、使用するトナーの色が異なる点を除いてほぼ同様の構成である。

各画像形成ユニットにおいて、潜像担持体である感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を所定電位に一様な帯電処理を施す帯電装置２、帯電処理された感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成するための書込光３を照射する露光装置と、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に帯電トナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置５と、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト１３に転写させる転写装置７と、転写後の感光体ドラム１上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置１２とが配置されている。

また、現像装置５の上部には、内部にトナーを収容した交換可能なトナー補給容器４が配置されている。トナー補給容器４は、トナー補給容器４から排出されるトナーを現像装置５内へ直接搬送する構成であるが、画像形成装置本体内に補給経路を設け、トナー補給容器４から排出されるトナーを当該補給経路を介して現像装置５へ搬送する構成としてもよい。

本実施形態の画像形成は、いわゆるネガポジ方式（感光体ドラムに対して露光した露光部分の電位を低くして当該露光部にトナーを付着させる方式）で行われる例である。本実施形態では、各画像形成ユニットにおいて、感光体ドラム１の表面を帯電装置２によって一様にマイナス極性に帯電し、その帯電処理後の感光体ドラム表面に各色の画像情報に応じた書込光３を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置５の現像ローラに印加される現像バイアスの作用により感光体ドラム１上の静電潜像へ現像ローラ上の各色トナーを静電的に付着させ、各色トナー像を形成する。

このようにして形成した各色トナー像は、中間転写ベルト１３上に互いに重なり合うように転写装置７によって転写される。一方、感光体ドラム１から中間転写ベルト１３へ転写されなかった転写残トナーはクリーニング装置１２により感光体ドラム表面から除去される。

中間転写ベルト１３の表面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１３の回転により２次転写ローラ８と対向する２次転写部へと搬送される。２次転写部には、中間転写ベルト１３上のトナー像が到達するタイミングに合わせて給紙トレイから記録紙が給送される。そして、２次転写部に転写バイアスを印加することで、２次転写部において中間転写ベルト１３上のトナー像が記録紙上に転写される。転写後に中間転写ベルト１３上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１６によって除去される。記録紙に転写されたトナー像は、定着装置９によって記録紙上に溶着され、排紙口より画像形成装置外部へ排出される。

また、図中符号１５は、中間転写ベルト１３上に転移させた後述する画像濃度調整用のトナーパッチのトナー付着量を検出するトナー付着量検知手段としてのセンサである。このセンサは、発光部から照射した光がトナーパッチで反射した反射光を受光したときの受光量に基づいてトナー付着量を検出するための光学式センサであり、本実施形態では、正反射方式と拡散反射方式とを組み合わせたものを用いている。

図２は、画像形成装置の電装系統のシステム構成を示すブロック図である。この電装システムは、画像形成装置の全体制御を行うコントローラ５０１を備える。コントローラ５０１には、画像形成装置の操作ボード５００、画像データを記憶するＨＤＤ５０３、外部との通信を行う通信コントロール装置インターフェイスボード５０４、及び、ＬＡＮインターフェイスボード５０５が接続されている。また、この電装システムは、汎用ＰＣＩバスに接続された、ＦＡＸのコントロールユニット５０６、ＩＥＥＥ１３９４ボード、無線ＬＡＮボード、ＵＳＢボード等５０７と、汎用ＰＣＩバスでコントローラに接続されたエンジン制御部５１０等も備えている。エンジン制御部５１０には、画像形成装置のＩ／Ｏを制御するＩ／Ｏ制御ボード５１３、コピー原稿（画像）を読込むスキャナーボード（ＳＢＵ：Sensor Board Unit）５１１、及び画像データが表わす画像光を感光体ドラム上に投射する（光書込みする）ＬＤＢ（レーザダイオードボード）５１２等が接続されている。

原稿を光学的に読み取るスキャナ３００は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、ＣＣＤ３６に原稿像を結像する。原稿像すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ３６で光電変換してＲ、Ｇ、Ｂ画像信号を生成する。ＣＣＤ３６は、３ラインカラーＣＣＤであり、ＥＶＥＮｃｈ（偶数画素チャンネル）／ＯＤＤｃｈ（奇数画素チャンネル）のＲ、Ｇ、Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵ（センサボードユニット）のアナログＡＳＩＣ(Application Specific IC)に入力する。ＳＢＵ５１１にはアナログＡＳＩＣ及び、ＣＣＤ、アナログＡＳＩＣの駆動タイミングを発生する回路を備えている。ＣＣＤ３６の出力は、アナログＡＳＩＣ内部のサンプルホールド回路により、サンプルホールドされその後、Ａ／Ｄ変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データに変換し、且つシェーディング補正し、そして出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５２０で画像データバスを介してＩＰＰ（画像データ処理器）に送出する。

ＩＰＰは画像処理を行うプログラマブルな演算処理手段であり、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離）、地肌除去、スキャナガンマ変換、フィルタ、色補正（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号に変換）、変倍、画像加工、ガンマ変換および階調処理を行う。ＳＢＵ５１１からＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）を補正され、フレームメモリ５２１に書き込まれる。

コントローラ５０１には、ＣＰＵ及びシステムコントローラボードの制御を行うＲＯＭ、ＣＰＵが使用する作業用メモリであるＲＡＭ、リチウム電池を内蔵し、ＲＡＭのバックアップと時計を内蔵したＮＶ－ＲＡＭ及び、システムコントローラボードのシステバス制御、フレームメモリ制御、ＦＩＦＯ等のＣＰＵ周辺を制御するＡＳＩＣ及びそのインターフェイス回路等が搭載されている。

コントローラ５０１は、スキャナアプリケーション、ファクシミリアプリケーション、プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数のアプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。操作ボード５００の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作ボード５００の表示部に表示する。ＰＣＩバスには多くのユニットが接続されており、画像データバス／制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送される。

通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、通信コントロール装置と、コントローラ５０１との通信インターフェイスボードである。コントローラ５０１との通信は、全二重非同期シリアル通信で接続されている。通信コントロール装置５２２とは、ＲＳ－４８５インターフェイス規格により、マルチドロップ接続されている。遠隔の管理装置６３０との通信は、この通信コントロール装置インターフェイスボード５０４を経由して実施される。

ＬＡＮインターフェイスボード５０５は、例えば社内ＬＡＮに接続された、ＬＡＮとコントローラ５０１との通信インターフェイスボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮインターフェイスボード５０５とコントローラ５０１とは、ＰＨＹチップＩ／Ｆ及びＩ２ＣバスＩ／Ｆの標準的な通信インターフェイスで接続されている。外部機器との通信はこのＬＡＮインターフェイスボード５０５を経由して実施される。

ＨＤＤ５０３は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ部、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。物理インターフェイス、電気的インターフェイス共に、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ－４に準拠したインターフェイスでコントローラに接続されている。

操作ボード５００には、ＣＰＵ及びＲＯＭ、ＲＡＭ、ＬＣＤ及びキー入力を制御するＡＳＩＣ（ＬＣＤＣ）が搭載されている。ＲＯＭには操作ボード５００の入力読込み、及び表示出力を制御する、操作ボード５００の制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。コントローラ５０１との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容、状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。

コントローラ５０１のワークメモリから出力されたＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の書き込み信号は、ＬＤＢ（Laser Diode control Board）のＢｋ、Ｙ、Ｍ、ＣのＬＤ（Laser Diode）書き込み回路に入力される。ＬＤ書き込み回路でＬＤ電流制御（変調制御）が行われ、各ＬＤに出力される。

エンジン制御部５１０は、プロセスコントローラであって、画像形成の作像作成制御を主として行い、ＣＰＵ及び、画像処理を行うＩＰＰ、複写およびプリントアウトを制御するため必要なプログラムを内蔵したＲＯＭ、その制御に必要なＲＡＭ、及びＮＶ－ＲＡＭを搭載している。ＮＶ－ＲＡＭにはＳＲＡＭと、電源ＯＦＦを検知して、ＥＥＰＲＯＭにストアするメモリを搭載している。また、他の制御を行うＣＰＵとの信号の送受信を行う、シリアルインターフェイスも備えているＩ／ＯＡＳＩＣは、エンジン制御ボードが実装された、近くのＩ／Ｏ（カウンタ、ファン、ソレノイド、モータ等）を制御するＡＳＩＣである。Ｉ／Ｏ制御ボード５１３とエンジン制御部５１０とは同期シリアルインターフェイス接続されている。

Ｉ／Ｏ制御ボード５１３には、サブＣＰＵ５１７を搭載しており、温度センサ、電位センサ、トナー量センサである感光体上濃度センサ（Ｐセンサ）およびトナー補給容器４のトナー残量検知センサである光センサならびにその他の各種センサの検出信号の読込み、アナログ制御、用紙センサの検出信号を参照するジャム検出、用紙搬送制御も含む画像形成装置のＩ／Ｏ制御を行っている。インターフェイス回路５１５は、各種センサ、アクチュエータ（モータ、クラッチ、ソレノイド）とのインターフェイス回路である。前述のトナー残量検知センサである光センサは、各種センサ５１６に含まれている。

電源装置ＰＳＵ５１４は、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインＳＷのオン（閉）により、商用電源が供給される。その商用電源からＡＣ制御回路５４０に商用ＡＣが供給され、ＡＣ制御回路５４０により整流、平滑化のように制御されたＡＣ制御出力を用いて、電源装置ＰＳＵ５１４は各制御基板に必要なＤＣ電圧を供給する。電源装置ＰＳＵにより生成される定電圧を用いて各制御部のＣＰＵが動作している。

次に、本実施形態の画像形成装置の特徴部について説明する。実施形態に係る画像形成装置の基本構成は、互いに異なる色の色材としてトナーを用いて画像を形成し得るものである。フルカラーの画像形成、二色の画像形成が可能である。この他にも、モノクロ（モノ黒）の画像形成やモノカラーの画像形成もできる。複合機やプリンタといった画像印刷装置の使用にあたり、サプライ（インク、トナーなど）の残量が少なくなると、印刷を停止してサプライを交換する表示をさせるのが一般的である。画像印刷装置が多色印刷可能な場合、残量が少なくなった色以外のトナーを用いて印刷することで、印刷動作を停止させない技術が知られている。特許文献１や特許文献２に記載の技術である。

前述の特許文献１の技術では、Ｂｋトナーからなる黒色と、ＹＭＣの三色からなる黒色では色味が異なってしまう。特許文献２の技術は、Ｂｋトナーの残量がすくなくなったとき、Ｂｋトナーで形成すべき画素を、黒色材とコンポジットブラック（Ｙ、Ｍ、Ｃを混ぜたもの）とを重ねて形成するコンポジットブラック使用モードを用いるものである。コンポジットブラックを構成するための３色のトナーの比率が固定である。このため、３色のカラートナーのうち最も残量が少ないものの残量により、他の２色のカラートナーの残量が十分であったとしても、コンポジットブラックを重ねることができなくなる。よって、３色を固定の比率で用いることが印刷を継続する期間を延ばす上での制約になっていた。

本実施形態では、第一色の色材としてＢｋトナーを用いた画像形成にあたって色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段と、判別手段が可能性ありと判別した場合に、第一色の色材で形成すべき画像の形成を、第一色の色材による第一色画像形成に、第一色とは異なる第二色の色材としてのＣ又はＭによる第二色画像形成のみを付加する二色形成で行わせる制御手段とを設けたものである。色材付着量不足は画像カスレを生じる。文字などの重要な情報の構成部分で画像カスレが生じてしまうと不具合が大きい。

色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段としては、トナー残量検知手段を用いることができる。図２の各種センサ５１６に含まれる各色トナーのトナー補給容器４の残量検知のための光学センサを用いてトナー残量検知手段を構成できる。画素カウントでトナー消費を予測し、それからトナー補給容器４の残量を予測するカウント方法を採用することもできる。

また、色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段としては、形成すべき画像につき、副走査方向での色材を付着させるべき部分の割合を検出する付着部割合検出手段で構成することもできる。例えば、実施形態のトナーを用いて現像装置５では、ある色のトナー補給容器４のトナー残量が十分にある場合でも、その色のトナーで形成すべき画像のトナーを付着させるべき部分の割合が大きいと、現像装置の現像ローラ上への供給ローラによるトナー供給が追いつかず（ベタ追従性が悪い）に、現像領域での現像ローラ上のトナー量が不足して画像カスレが生じる。キャリアを用いない一成分現像でこの現象が起きやすい。副走査方向での付着部割合検出手段は、周知のトナーを付着させるべき付着部割合い検出手段を用いて構成できる。例えば図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰで生成される画像データのカウンタにより構成できる。

図３は、黒色トナーが少なくなったときの画像形成制御のフローチャートである。トナー残量が少なくなったとき、トナーカスレが発生し画像欠損となるリスクがある。そこで図３のように、トナー残量が少なくなったときに他色のトナーを重ねて印刷することでトナーカスレを発生させない画像形成制御を搭載する。具体的には、このフローにはモノクロ印刷やフルカラー印刷などのＢｋトナーを用いる印刷要求があった場合の制御である。Ｂｋトナーの残量が十分にある段階、具体的には閾値１以上（ＳＴＥＰ３０でＮｏ）の場合、ＳＴＥＰ３１で閾値１よりも小さな閾値２よりも残量が多いと判断され（ＳＴＥＰ３１でＹｅｓ）、通常印刷を行う（ＳＴＥＰ３２）。つまり、Ｂｋトナーを通常どおり使用し、Ｂｋトナーで形成すべき画像部分はＢｋトナーで形成する印刷を行う。

Ｂｋトナーが消費によって減少し、閾値１を下回った場合（ＳＴＥＰ３０でＹｅｓ）、Ｃ、Ｍの残量があるかをＣ、Ｍの残量検知センサ出力から判断し（ＳＴＥＰ３３）、何れかでも残量があったとき（ＳＴＥＰ３３でＹｅｓ）は、Ｂｋトナーの残量が閾値２よりも多いか否かを判断する（ＳＴＥＰ３４）。閾値２によりも多いと判断すれば、ＢｋトナーにＣ又はＭを重ねた印刷を行う（ＳＴＥＰ３５）。つまり、Ｂｋトナー形成すべき画像を、ＢｋトナーにＣ又はＭを重ねた印刷を行う。図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでのフレームメモリ５２１へ書き込むＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号の生成にあたり、Ｂｋの画素に対しＣ又はＭも重ねるような処理を行う。選択手段を設け、ＣとＭのどちらを重ねて印刷するかを選べるようにしてもよい。これによれば、ユーザの色味の好みに近い画像出力ができる。

ＳＴＥＰ３４で閾値２以下である（Ｎｏ）と判断すれば、Ｂｋトナーは用いずに、Ｃ又はＭで印刷を行う（ＳＴＥＰ３６）。つまり、Ｂｋトナー形成すべき画像を、Ｃ又はＭのみでの印刷を行う。図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでのフレームメモリ５２１へ書き込むＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号の生成にあたり、Ｂｋの画素に対しＣ又はＭのみ書き込む処理を行う。このＳＴＥＰ３６の印刷は色味よりも印刷継続を優先させたものである。

ＳＴＥＰ３３でＣ、Ｍの何れも残量がない（Ｎｏ）と判断した場合には、Ｂｋトナーの残量が閾値２よりも多いか否かを判断する（ＳＴＥＰ３１）。多いと判断した場合（Ｙｅｓ）は通常印刷を行う（ＳＴＥＰ３２）。そうでないと判断した場合（Ｎｏ）は、Ｂｋトナーも残量が少ないか、すでにないかで、カスレが生じるものとして印刷を行わない（ＳＴＥＰ３７）。Ｂｋトナーが無いことのユーザを向けの表示を操作ボード５００で行う。ネットワークを介しての印刷指示の場合には、これに加え又は代え、ネットワークを介したＢｋトナーが無いことなどの通知を行う。

以上のように、トナーカスレが発生する可能性がある状態、つまり、Ｂｋトナーの残量が閾値１を下回っている場合において、ＢｋトナーにＣまたはＭトナーを重ねて印刷する。Ｂｋトナーとそれ以外のトナーを重ねる際は、シート上での最表面をＢｋトナーにすることで、色味の変化を抑制できる。つまり、画像を形成する媒体であるシートの上で、第二色の色材の上に、第一色の色材が位置するように第一色画像形成及び第二色画像形成を行うことが好ましい。

図１におけるＢｋの像形成ユニットの装着位置であれば、中間転写ベルト１３上で最表面にＢｋトナーが位置するため、シート上に転写された状態では、シート上で最も下層に位置してしまう。よって、シート上での最表面をＢｋトナーにするためには、Ｂｋの像形成ユニットの装着位置を少なくとも重ね合わせに用いるＣ及びＭよりも中間転写ベルト１３の以上方向で上流側に設定する。例えばＹも含めこれらよりも上流側の装着位置とする。

上記閾値２は、基本的には０設定が推奨（残量が０になるとトナーがない）される。しかし、残量検出方法によっては誤差が生じる。例えば、画素カウントでトナー消費を予測し、それから残量を予測するカウント方法によって残量を検出する場合は実際の残量と計算上の残量に相違が生じる。この相違の誤差も踏まえて閾値２の値を決めるとよい。たとえば、誤差で１０ｇの差異が生じる場合、閾値２を－１０ｇに設定して極力、Ｂｋトナーを最表面に置くようにするなどである。

図４は重ね合わせ制御時のトナー状態の説明図である。（ａ）は通常印刷時、（ｂ）と（ｃ）はＢｋにＣ又はＭを重ねた状態を示す。Ｓがシートを示す。（ｂ）は（ｃ）に較べＢｋトナーの量を多くしている。このように、Ｂｋの残量に応じて、Ｂｋトナーと他色トナーの比率を変える。具体的には、Ｂｋ残量が少なくなるに従い、上図重ね合わせ制御（１）（（ｂ）の状態）から制御（２）（（ｃ）の状態）のように、Ｂｋトナー量を少なくする。つまり、第一色の色材（Ｂｋ）の残量を検出する残量検出手段を有し、制御手段は、第一色画像形成で用いる第一色の色材の量と、第二色画像形成で用いる第二色の色材（Ｃ又はＭ）の量との割合を、残量に応じて調整する。この制御によって、色味の維持とカスレリスク抑制を両立できる。つまり、トナー残量に応じ必要分のみ重ね合わせることで、画像再現性を確保できる

また、画像副走査方向のＢｋ割合が多いと、ベタ追従性が悪くなり、副走査方向下流側でカスレが発生しやすい。画像副走査方向のＢｋ割合が多いとき、画像副走査方向の位置によって重ね合わせ比率を変えることで、位置によらずベタ追従性を確保することができる。例えば、副走査方向印字率が低い場合（印字率＜閾値）は上記図４（ｂ）の制御（１）を採用する。一方、副走査方向印字率が高い場合（印字率≧閾値）は上記図４（ｃ）の制御（２）を作用する。このように比率を変える。つまり、第一色の色材（Ｂｋ）で形成すべき画像につき、副走査方向での色材を付着させるべき部分の割合を検出する付着部割合検出手段を有し、制御手段は、第一色画像形成で用いる第一色の色材の量と、第二色画像形成で用いる第二色の色材（Ｃ又はＭ）の量との割合を、第一色を付着させるべき部分の割合に応じて調整する。

さらに、高温高湿環境や現像ユニット寿命が近い状態だとトナーの荷電性が低下してベタ追従性が悪化する。温湿度情報や現像ユニット印刷枚数、走行距離等の情報を参照して、重ね合わせのトナー比率を変える。これにより、ユーザの使用状態によらずベタ追従性を確保することができる。たとえば図５の表のように、ベタ追従性が悪くなる高温高湿条件、および現像ユニット走行距離が長い条件で、Ｂｋの付着量を下げてトナーカスレリスクを低減する。図５の表の「制御（１）」は図４（ｂ）の状態、「制御（２）」は図４（ｃ）の状態に対応する。絶対湿度は温湿度情報から算出可能である。このための温度湿度を測定する環境センサを用いる。つまり、判別手段は、環境検知手段と画像形成手段の寿命検知手段の少なくもと一方を有し、制御手段は、第一色画像形成で用いる第一色の色材の量と、第二色画像形成で用いる第二色の色材の量との割合を、環境検知手段又は寿命検知手段の検知結果に応じて調整する。これによれば、ベタ追従性が悪くなる高温高湿環境やユニット耐久時に重ね合わせを用いることで、ベタ追従性を改善できる。

図６は、カラートナーが少なくなったときの画像形成制御のフローチャートである。カラートナーの残量が少なくなった場合でも、カスレが発生する。これを防止するための方策はいくつかある。例として、Ｃトナー残量が少なくなった場合の画像形成制御フローが図６である。カラートナー残量が少なくなった場合に、白黒モードに変換して印刷する方法である。カラー画像パターンをモノクロパターンに変換して印刷するのである。つまり、第一色の色材であるＣトナーを用いた画像形成にあたって、Ｃトナーの残量不足によって色材付着量不足が生じる可能性ありと判別した場合に、第一色の色材と、第一色とは異なる第二色の色材の少なくとも二色の色材を用いて形成すべき画像であるフルカラーの形成を、第一色とは異なる色材であるＢｋトナーの一色のみの画像形成で行わせるものである。また、Ｂｋトナーの残量がない場合には、残量が不足したカラートナーについて、文字部についてのみそのカラートナーと他のトナーとを重ね合わせる制御などを行う。

図６において、Ｃトナーの残量が十分にある段階、具体的には閾値１以上（ＳＴＥＰ６０でＮｏ）の場合、通常印刷を行う（ＳＴＥＰ６１）。つまり、Ｃトナーを通常どおり使用し、Ｃトナーで形成すべき画像部分はＣトナーで形成する印刷を行う。

Ｃトナーが消費によって減少し、閾値１を下回った場合（ＳＴＥＰ６０でＹｅｓ）、Ｂｋの残量があるかをＢｋの残量検知センサ出力から判断し（ＳＴＥＰ６２）、残量があったとき（ＳＴＥＰ６２でＹｅｓ）は、モノクロパターンに変換してＢｋトナーで印刷する（ＳＴＥＰ６３）。フルカラーモードを白黒モードに切り替え、黒色トナーの階調パターンで代用することでカスレを発生させないようするのである。図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでのフレームメモリ５２１へ書き込むＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号の生成にあたり、ＣＭＹデータをＬａｂ表色系に変換し、輝度Ｌに基づいてＢｋデータのみを生成する。

Ｂｋの残量がないと判断した場合（ＳＴＥＰ６２でＮｏ）は、残量が少なくなっているＣトナーで形成すべき画像が文字部を含んでいるか否かを判断する（ＳＴＥＰ６４）。この文字部を含んでいるか否かの判断や文字部の特定は、図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでの文字領域の判定機能で実現する文字部抽出手段を用いて行うことができる。文字部を含んでいると判断した場合（ＳＴＥＰ６４でＹｅｓ）、Ｃトナーを第一色としてときの第二色にあたるＭトナーの残量があるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ６５）。Ｍトナーの残量がありと判断した場合（ＳＴＥＰ６５でＹｅｓ）は、Ｃトナーの残量が閾値２よりも多いか否かを判断する（ＳＴＥＰ６６）。閾値２によりも多いと判断すれば、Ｃトナーの文字部にＭを重ねた印刷を行う（ＳＴＥＰ６７）。つまり、Ｃトナーで形成すべき画像の文字部を、ＣトナーにＭトナーを重ねて印刷を行う。つまり、文字部抽出手段で抽出した文字部のみに二色形成を行なわせる。図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでのフレームメモリ５２１へ書き込むＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号の生成にあたり、Ｃの文字部の画素に対しＭも重ねるような処理を行う。

ＳＴＥＰ６６で閾値２以下である（Ｎｏ）と判断すれば、Ｃトナーは用いずに、Ｍトナーで印刷を行う（ＳＴＥＰ６８）。つまり、Ｃトナーで形成すべき画像を、Ｍトナーのみでの印刷を行う。図２のエンジン制御部５１０のＩＰＰでのフレームメモリ５２１へ書き込むＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号の生成にあたり、Ｃの文字部の画素に対しＭのみ書き込む処理を行う。このＳＴＥＰ６８の印刷は色味よりも印刷継続を優先させたものである。ＳＴＥＰ６７やＳＴＥＰ６８の印刷は、文字部のカスレによる不具合を回避するものである。文字部は画像欠損が許されない（小数点が消えてしまうなど）、色味に対して再現性を要求されにくいという理由で、文字部に限定して重ね合わせ制御などを実施することで、最低限のカスレ対策ができる。

ＳＴＥＰ６４でＣトナーで形成すべき画像には文字部を含んでいないと判断した場合（Ｎｏ）や、ＳＴＥＰ６５でＭトナーの残量がないと判断した場合（Ｎｏ）は、カスレが生じるものとして印刷を行わない（ＳＴＥＰ６９）。Ｃトナーが無いことのユーザ向けの表示を操作ボード５００で行う。ネットワークを介しての印刷指示の場合には、これに加え又は代え、ネットワークを介したＣトナーが無いことなどの通知を行う。

以上のように文字部に限定して他色トナー印刷を行って他色代用でカスレを防止すことは、文字の画像欠損（たとえば請求書の小数点の欠損）が大きな損害賠償責任になる可能性がある一方、文字部は写真部に比べて色味の再現性要求が低いことを考慮し、画像欠損リスクと再現性要求とを天秤にかけた妥当な折衷案といえる。

図６は、Ｃトナー残量が少なくなった場合の画像形成制御フローの例であるが、Ｍトナー残量が少なくなった場合（ＳＴＥＰ６０でＭトナー残量を閾値１する場合）であって、Ｂｋトナーの残量がないとき、残量が不足したカラートナーについて、文字部についてのみそのカラートナーと他のトナーとを重ね合わせる制御など（ＳＴＥＰ６７、ＳＴＥＰ６８）では、他のトナーとしてＣトナーを用いる。Ｙトナー残量が少なくなった場合（ＳＴＥＰ６０でＹトナー残量を閾値１する場合）であって、Ｂｋトナーの残量がないとき、残量が不足したカラートナーについて、文字部についてのみそのカラートナーと他のトナーとを重ね合わせる制御など（ＳＴＥＰ６７、ＳＴＥＰ６８）では、他のトナーとしてＣトナーとＭトナーの残量が多い方で代替する。

図７はカラートナーが少なくなったときの他の画像形成制御のフローチャートである。この制御では残量不足のカラートナーで形成する画像に写真部が含まれる場合（ＳＴＥＰ７０でＹｅｓ、かつ、ＳＴＥＰ７２でＹｅｓ）には、次の条件を満足するとき、残量不足のカラートナーでの写真部の画像形成につき、他のカラー色のみでの画像形成を行う。条件は、後に詳述する色味代替テーブル設定がオンになっていること（ＳＴＥＰ７３でＹｅｓ）と、代替のトナーの残量があること（ＳＴＥＰ７４でＹｅｓ）の２つである。この２つの条件の何れかが満たさない場合（ＳＴＥＰ７３かＳＴＥＰ７４でＮｏ）は、印刷を中止し（ＳＴＥＰ７８）、所定の表示や通知を行う。

残量不足のカラートナーで形成する画像に写真部を含まない場合（ＳＴＥＰ７２でＮｏ）、Ｂｋトナーの残量があるとき（ＳＴＥＰ７６でＹｅｓ）は、カラー画像パターンをモノクロパターンに変換して印刷し（ＳＴＥＰ７７）、Ｂｋトナーの残量がないとき（ＳＴＥＰ７６でＮｏ）は、印刷を中止し（ＳＴＥＰ７８）、所定の表示や通知を行う。

色味代替テーブルは次のようなものである。一般的には、写真画像を他色トナーで印刷すると色味が変わってしまう。しかし、たとえば人肌のＭをＹに、夜空のＣをＢｋに代替するといったように、モノによっては、色が変わっても違和感なく認識できる。写真に映っているものが何かを判別する判別機構を備えることで、判別した結果に応じて代替可能なパターンで印刷することもできる。判別結果に対する代替パターンを記憶しておくものが、色味代替テーブルである。この色味代替テーブルに基づいて判別結果に対する代替パターンを決定する。ユーザがテーブルをカスタマイズできるよう、たとえばプリンタドライバ設定で設定可能であると、ユーザの好みに合わせた印刷が可能になる。プリンタドライバ設定で、印刷にあたって設定内容の使用を要請しているかどうかにより、この色味代替テーブルの設定がＯＮになっているか否か（ＳＴＥＰ７３）を判断できる。

図８はカラートナー残量が少ないとき用の代替制御を決めるプリンタドライバ設定画面イメージの説明図である。図８のように、プリンタドライバ設定で、明るい（Ｍ，Ｙ代替）／暗い（Ｃ，Ｂｋ代替）をユーザが選択できる。認識した画像の種類と、設定されたテーブルに基づいて、トナー小残量時の代替制御を決める。例えば、風景屋内について明るい（Ｍ，Ｙ代替）が選択されている場合、Ｍの残量小のときはＭを用いる屋内部分についてＹで代替する。なお、この場合（風景屋内について明るい（Ｍ，Ｙ代替）が選択されている場合）は、Ｃが残量小のときでもＣを用いる屋内部分にＢｋで代替する（屋内を暗くする選択に対応）ことはない。

画像の種類の認識はデジタルカメラなどの撮像技術における人や風景の判別技術を用いることができる。特にＡＩ（人工知能）技術を用いた判別技術を用いることが好ましい。これらの技術を用いた認識機能部が画像中の写真部を抽出し、抽出した写真部の被写体を判別する判別部に相当する。

図７の制御では、残量小のカラートナーにつき、他のカラートナーに１００％置き代えたが、残量小のカラートナーが多少残っている場合には、先の例の二色形成と同様に二色で置き換えるようにしてもよい。この場合、画像中の写真部を抽出し、抽出した写真部の被写体毎に第一色と第二色との組み合わせを記憶する記憶手段に色味代替テーブルが相当する。判別で判別した被写体の部分につき、記憶手段に記憶情報に基づいて二色形成を行なわせる。

１ ：感光体ドラム
２ ：帯電装置
３ ：書込光
４ ：トナー補給容器
５ ：現像装置
７ ：転写装置
８ ：２次転写ローラ
９ ：定着装置
１２ ：クリーニング装置
１３ ：中間転写ベルト
１６ ：ベルトクリーニング装置
３６ ：ＣＣＤ
３００ ：スキャナ
５００ ：操作ボード
５０１ ：コントローラ
５０３ ：ＨＤＤ
５０４ ：通信コントロール装置インターフェイスボード
５０５ ：ＬＡＮインターフェイスボード
５０６ ：コントロールユニット
５０７ ：ＵＳＢボード等
５１０ ：エンジン制御部
５１３ ：Ｉ／Ｏ制御ボード
５１５ ：インターフェイス回路
５１６ ：センサ
５１７ ：サブＣＰＵ
５２１ ：フレームメモリ
５２２ ：通信コントロール装置
５４０ ：ＡＣ制御回路
６３０ ：管理装置

特開２００６－１０６４７３号公報 特開２０１６－１４７４６２号公報

Claims (9)

1. 互いに異なる色の色材を用いて画像を形成し得る画像形成装置において、
   第一色の色材を用いた画像形成にあたって色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段と、
   前記判別手段が可能性ありと判別した場合に、前記第一色の色材で形成すべき画像の形成を、前記第一色の色材による第一色画像形成に、第一色とは異なる第二色の色材による第二色画像形成のみを付加する二色形成で行わせる制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   画像を形成する媒体上で、前記第二色の色材の上に、前記第一色の色材が位置するように前記第一色画像形成及び前記第二色画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記第一色の色材がＢｋトナーであり、前記第二色の色材がシアンのトナー又はマゼンタのトナーであり、シアンのトナーとマゼンタのトナーの何れを用いるかの選択手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記判別手段は、第一色の色材の残量を検出する残量検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記第一色画像形成で用いる前記第一色の色材の量と、前記第二色画像形成で用いる前記第二色の色材の量との割合を、前記残量に応じて調整することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至３の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記判別手段は、第一色の色材で形成すべき画像につき、副走査方向での色材を付着させるべき部分の割合を検出する付着部割合検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記第一色画像形成で用いる前記第一色の色材の量と、前記第二色画像形成で用いる前記第二色の色材の量との割合を、前記付着させるべき部分の割合に応じて調整することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至３の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記判別手段は、環境検知手段と画像形成手段の寿命検知手段の少なくもと一方を有し、
   前記制御手段は、前記第一色画像形成で用いる前記第一色の色材の量と、前記第二色画像形成で用いる前記第二色の色材の量との割合を、前記環境検知手段又は前記寿命検知手段の検知結果に応じて調整することを特徴とする画像形成装置。
7. 互いに異なる色の色材を用いて画像を形成し得る画像形成装置において、
   第一色の色材を用いた画像形成にあたって色材付着量不足が生じる可能性の有無を判別する判別手段と、
   前記判別手段が可能性ありと判別した場合に、前記第一色の色材と、前記第一色とは異なる第二色の色材の少なくとも二色の色材を用いて形成すべき画像の形成を、前記第一色とは異なる色材の一色のみの画像形成で行わせる制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至６の何れか一に記載の画像形成装置において、
   画像中の文字部を抽出する文字部抽出手段を設け、
   前記制御手段は、前記文字部抽出手段で抽出した文字部のみに前記二色形成を行なわせることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至６の何れか一に記載の画像形成装置において、
   画像中の写真部を抽出し、抽出した写真部の被写体を判別する判別部と、
   前記被写体毎に前記第一色と第二色との組み合わせを記憶する記憶手段とを有し、
   前記制御手段は、前記判別で判別した被写体の部分につき、前記記憶手段に記憶情報に基づいて前記二色形成を行なわせることを特徴とする画像形成装置。

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