JP3256011B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタル複写
機等、画像データに基づき、現像剤によって画像を形成
する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機など現像剤を用いることに
より画像の形成を行う画像形成装置において、現像剤の
適切な補給は、良好な画像出力を維持するために必要な
機能となっている。特にカラーの画像形成装置において
は、色の再現性の問題から、色剤であるトナーとは別に
キャリアと呼ばれる磁性体粉が含まれる２成分からなる
現像剤が用いられている。この２成分の現像剤を用いた
方式の場合、トナーとキャリアの混合比を一定に保つこ
とが良好な画質の維持のためには必須であり、現像剤の
補給制御が重要な技術課題となっている。

【０００３】以下に従来考案された或は実用化されてい
る、２成分系の現像剤を用いた複写機における現像剤の
補給の方法を挙げる。

【０００４】装置内で実際に現像が行われる部位であ
る現像スリーブ上において、現像剤に近赤外光を照射し
たときの反射光をセンサで検知することで、トナーから
の光反射量とキャリアによる吸収量の比を求め、検知値
と規準値との差に応じて現像剤の補給を行う光検知方式
（図２８に示す）。

【０００５】実際に一定の画像を感光体上にトナー現
像し、その部分の濃度を光の反射量から光センサにより
検知することで現像剤中でのトナーとキャリアの混合比
を感知し、規準値との差に応じて現像剤の補給を行うパ
ッチ検知方式（図２９に示す）。

【０００６】特にディジタル画像データを扱う装置、
例えばディジタル複写機においては、画像をディジタル
量として読み込むことから、その画像データの全て或い
はその一部の累積値に比例した量の現像剤を補給する画
像データ積算方式。

【０００７】以上の３方法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、画像形成
装置において、現像剤の適切な補給を行うことは、良好
な画像を維持するために必要不可欠であり、前項に示し
たような方法で従来その制御が行われてきた。

【０００９】しかし、前述に示した光検知方式におい
ては、カーボンを用いた黒色のトナーはその光吸収領域
が近赤外域にまで渡る。そのためトナーとキャリア成分
との判別が出来ず、この方式での測定が不可能であるこ
とから、現像剤補給の制御を行うことが原理的にできな
い。

【００１０】また、に示した感光体上に現像した現像
剤からの光反射を用いた測定によるパッチ検知方法で
は、複写機内に飛散する現像剤による発光素子の発光面
及び受光素子の受光面の汚染が直接的に測定の誤差とな
り得る。更に、実際にトナー現像することにより転写媒
体に汚れが生じ、そのための測定誤差による補給制御の
精度低下が欠点としてあげられる。

【００１１】更に、前記による画像データの累積値に
比例した現像剤の補給方法では、平坦画像においては良
好な特性を示すが、特にエッジ部を含む画像においては
その限りではなく、単なる画像データの累積値のみに依
存したトナー消費量推定のみでは、その誤差が累積され
る問題点が実験により確認されている。

【００１２】図３０に、画像パターン（縦エッジ，横エ
ッジ，縦／横エッジ）の種類とその空間周波数におい
て、画像データの累積値によるトナー消費量推定値に対
するトナー消費量の実験実測値割合αを示す。図３０に
示すように画像の空間周波数、画像のパターン種類（縦
エッジ，横エッジ，縦／横エッジ）等に応じた特性が実
験により確認されている。ここで図３０に示した特性
は、電子写真プロセスにおいて現像される部位の端部が
強調される効果や、極小ドットパターンへの追従劣化な
どの要因によりもたらされていると考えられている。

【００１３】更に、デジタル複写機等、ディジタル画像
データを扱う装置では、オリジナル画像はスキャナから
読みとられた写真などの自然画像だけでなく、コンピュ
ータ上で作成した自然には存在しない画像であっても出
力可能である。この、コンピュータ上で作成した画像
（ＣＧ画像）は、絵画や写真画像などの自然画像には存
在しない画像を形成可能なため、画像信号のエッジを極
端にたっていたり、自然に存在しない色味を作成でき、
例えば図３４の様に前記の割合αと空間周波数との関係
を示す特性曲線が自然画像と異なることが知られてい
る。また、ディジタル画像データを現像する場合、画像
信号を一旦変調し、変調された信号で画像を形成する
が、その変調条件によっても図３０或は図３４に示され
た特性曲線は異なるものとなる。

【００１４】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、常に適切な量の現像剤を補給でき、精度よく現像剤
濃度を制御できる画像形成装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。

【００１６】ディジタル画像データを現像剤によって顕
像化する画像形成装置であって、ディジタル画像データ
の種類に応じた推定条件を設定する設定手段と、ディジ
タル画像データの特性を、複数の画素からなる矩形の画
素ブロックを単位として検出する特性検出手段と、前記
特性検出手段により検出された特性に応じて、現像剤の
使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像剤の
消費量を推定する推定手段と、前記推定手段により推定
された現像剤の使用量に基づき、現像剤を補給する現像
剤補給手段とを備え、前記特性検出手段が検出する画像
データの特性は、画像の濃度、空間周波数、画像エッジ
の方向である。好ましくは、前記特性検出手段は、画像
データを直交変換する手段を有する。あるいは、画像デ
ータを所定信号とを比較することにより該画像データを
パルス幅変調する変調手段と、前記変調手段により変調
された画像データに基づき、現像剤によって画像を顕像
化する画像形成手段と、前記所定信号の周期に応じた推
定条件を設定する設定手段と、ディジタル画像データの
特性を、複数の画素からなる矩形の画素ブロックを単位
として検出する特性検出手段と、前記特性検出手段によ
り検出された特性に応じて、現像剤の使用量を推定する
ための推定条件を異ならせて現像剤の消費量を推定する
推定手段と、前記推定手段により推定された現像剤の使
用量に基づき、現像剤を補給する現像剤補給手段とを備
える。あるいは、ディジタル画像データを現像剤によっ
て顕像化する画像形成装置であって、文字領域とそれ以
外の領域とを識別する識別手段と、前記識別手段の識別
結果に応じた推定条件を設定する設定手段と、ディジタ
ル画像データの特性を、複数の画素からなる矩形の画素
ブロックを単位として検出する特性検出手段と、前記特
性検出手段により検出された特性に応じて、現像剤の使
用量を推定するための推定条件を異ならせて現像剤の消
費量を推定する推定手段と、前記推定手段により推定さ
れた現像剤の使用量に基づき、現像剤を補給する現像剤
補給手段とを備える。

【００１７】

【作用】かかる構成により、画像の濃度、空間周波数、
画像エッジの方向という検出された画像データの特性と
画像データの種類とに応じて現像剤の消費量を推定し、
その推定量に応じて現像剤を補給する。

【００１８】

【実施例】

（第１の実施例）以下、好ましい実施例として、フルカ
ラーの複写機についての詳細な説明をする。なお、本発
明は、この実施例に限るものではないことはいうまでも
ない。

【００１９】［装置概要説明］図３に、本実施例におけ
る複写機の外観図を示す。原稿台ガラス２０１には読み
取られるべき原稿２０２が置かれる。原稿２０２は、照
明２０３により照射され、ミラー２０４，２０５，２０
６を経て、光学系２０７によりＣＣＤ２０８上に像が結
ばれる。更に、モータ２０９により、ミラー２０４，照
明２０３を含むミラーユニット２１０は速度Ｖで機械的
に駆動され、ミラー２０５，２０６を含む第２ミラーユ
ニット２１１は速度１／２Ｖで駆動され、原稿２０２の
全面が４００ｄｐｉ(dot/inch)の解像度で走査される。

【００２０】画像処理回路部２１２は、読み取られた画
像情報を電気信号として処理し、プリント信号として出
力する部分である。

【００２１】半導体レーザ２１３，２１４，２１５，２
１６は、画像処理回路部２１２より出力されたプリント
信号により駆動され、それぞれの半導体レーザによって
発光されたレーザ光は、ポリゴンミラー２１７，２１
８，２１９，２２０によって、感光ドラム２２５，２２
６，２２７，２２８上に潜像を形成する。現像器２２
１，２２２，２２３，２２４は、それぞれブラック（Ｂ
ｋ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）
のトナーによって、潜像を現像するための現像器であ
り、現像された各色のトナーは、用紙に転写され、フル
カラーのプリントアウトがさなれる。

【００２２】用紙カセット２２９，２３０，２３１およ
び、手差しトレイ２３２のいずれかより給紙された用紙
は、レジストローラ２２３を経て、転写ベルト２３４上
に吸着され、搬送される。給紙のタイミングと同期がと
られて、予め感光ドラム２２８，２２７，２２６，２２
５には各色のトナーが現像されており、用紙の搬送とと
もに、トナーが用紙に転写される。

【００２３】各色のトナーが転写された用紙は分離／搬
送され、定着器２３５によって、トナーが用紙に定着さ
れ、排紙トレイ２３６に排紙される。

【００２４】２３７，２３８，２３９，２４０は、各色
トナーを対応する現像器２２１，２２２，２２３，２２
４に補給するためのホッパーであり、それぞれ補給され
るべきブラック（Ｂｋ），イエロー（Ｙ），シアン
（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）のトナーが内部に蓄えられてい
る。

【００２５】２４１，２４２，２４３，２４４はそれぞ
れホッパー中の各色トナーを各現像器に補給するための
補給スクリューであり、それぞれ図示されていないモー
タによって回転を与えられる度に、一定量のトナーが現
像器中に補給される。

【００２６】２４５，２４６，２４７，２４８それぞれ
現像器中のトナーを各感光ドラム上に現像させるための
現像スリーブである。（補足説明すると、従来技術の説
明で前述した光検知方式は、この現像スリーブ上での赤
外線の反射率を計測することによって行われていた。） ［画像信号の流れ］図１及び図２に画像処理手段２１２
における信号の流れを示す。１０１，１０２，１０３は
それぞれレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）
のＣＣＤセンサであり、アナログ増幅器１０４，１０
５，１０６によりそれぞれディジタル信号として出力さ
れる。１１０，１１１はそれぞれディレイメモリであ
り、３つのＣＣＤセンサ１０１，１０２，１０３の間の
空間的ずれを補正するものである。

【００２７】１５１，１５２，１５３，１５４，１５
５，１５６はそれぞれ、トライステートのゲート回路で
あり、それぞれ、図示されないＣＰＵによって変倍処理
の内容に応じて表１の如くセットされる信号ＯＥ１，Ｏ
Ｅ２，ＯＥ３，ＯＥ４，ＯＥ５，ＯＥ６が“０”である
時のみ、入力された信号を出力する。

【００２８】

【表１】 １５７，１５８，１５９，１６０はそれぞれ変倍回路で
あり、画像信号を主走査方向に変倍処理するとともに、
縮小変倍の場合には、後述の文字領域信号Ｋ₂をも変倍
処理する。

【００２９】１１２は色空間変換器であり、Ｒ，Ｇ，Ｂ
信号を、明度信号Ｌ^* と色度信号ａ ^* およびｂ^* に変換
するものである。ここでＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 信号は、ＣＩ
Ｅで国際標準としてＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 空間として規定さ
れる色度成分を表す信号であり、Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ^* 信号
は、次式で計算される。

【００３０】

【数１】 ただしα_ij，Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ は規準白を示す定数であ
る。

【００３１】ここで、Ｘ，Ｙ，ＺもＣＩＥで規定される
色空間を表す値で、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号により演算され発生
される信号であり、次式による。

【００３２】

【数２】 ただしβ_ijは、定数である。

【００３３】１１３は明度信号の符号化器であり、Ｌ^*
信号を４×４の画素ブロック単位で符号化し、その符号
Ｌ−ｃｏｄｅ信号を出力する。符号化器１１３の構成は
図１３に示されている。

【００３４】１１４は、色度信号の符号化器であり、ａ
^* ，ｂ^* 信号を４×４の画素ブロック単位で符号化し、
その符号ａｂ−ｃｏｄｅを出力する。符号化器１１３の
構成は図１４に示されている。

【００３５】一方、１１５は特徴抽出回路であり、当該
画素が黒画素であるか否かの判定信号Ｋ₁ ’信号を発生
する黒画素検出回路１１５−１と、前記Ｋ₁ ’信号を入
力し、４×４の画素ブロック内が黒画素エリアであるか
否かの判定をする４×４エリア処理回路１１５−１１、
および当該画素が文字領域にあるか否かの判定信号Ｋ
₂ ’信号を発生する文字領域検出回路１１５−２と、前
記Ｋ₂ ’信号を入力し、４×４の画素ブロック内が文字
領域であるか否かの判定をする４×４エリア処理回路１
１５−２１とよりなる。

【００３６】１１６は画像メモリであり、明度情報の符
号であるＬ−ｃｏｄｅ信号と、色度情報の符号であるａ
ｂ−ｃｏｄｅ信号と、特徴抽出の結果である判定信号Ｋ
₁ およびＫ₂ 信号とが蓄えられる。

【００３７】１４１，１４２，１４３，１４４は、それ
ぞれマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），
ブラック（Ｂｋ）用の濃度信号生成手段であり、ほぼ同
じ構成をとる。

【００３８】１１７（同様にして、１１７’，１１
７’’，１１７’’’）は明度情報の復号化器であり画
像メモリ１１６より読み出されたＬ−ｃｏｄｅ信号によ
りＬ^* 信号を復号する。１１８（同様にして１１８’，
１１８’’，１１８’’’）は色度情報の復号化器であ
り画像メモリ１１６より読み出されたａｂ−ｃｏｄｅ信
号によりａ^* 信号およびｂ^* 信号を復号する。

【００３９】１１９（同様にして１１９’，１１
９’’，１１９’’’）は色空間変換器であり、複号化
されたＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 信号を、トナー現像色であるマ
ゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラッ
ク（Ｂｋ）の各色成分へ変換する手段である。

【００４０】１２０（同様にして１２０’，１２
０’’，１２０’’’）は濃度変換手段であり、ＲＯＭ
またはＲＡＭのルックアップテーブルで構成される。

【００４１】１２１（同様にして１２１’，１２
１’’，１２１’’’）は空間フィルタであり、出力画
像の空間周波数の補正をおこなう。

【００４２】１２２（同様にして１２２’，１２
２’’，１２２’’’）は画素補正手段であり、複号化
された画像データの補正をおこなう。

【００４３】更に画素補正されたマゼンタ（同様にして
シアン，イエロー，ブラック）の画像信号および文字領
域信号Ｋ₂ は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路１６７（同
様にして１６７’，１６７’’，１６７’’’）に送ら
れ、変調されてレーザドライバに送られて画像形成され
る。それととともに、トナー消費量推定手段１６８（同
様にして１６８’，１６８’’，１６８’’’）に送ら
れて各色のトナー消費量が推定され、推定された各色の
トナー消費量は、図示されないＣＰＵに逐次入力され
る。消費量が一定値をこえた場合には、ＣＰＵは、それ
ぞれのトナー色に対応する補給スクリュウ２４１，２４
２，２４３、または２４４を駆動し、トナーを補給す
る。

【００４４】［拡大処理の場合］次に画像の変倍処理に
ついて説明する。図４は変倍処理された画像を示してい
る。（ａ）は変倍前の画像であり、（ｂ）は縮小された
画像、（ｃ）は拡大された画像である。

【００４５】拡大処理を行う第１のモードでは、符号化
（圧縮）処理の前段で変倍処理を行う。その為に、前述
の表１に示す様に、ＯＥ１，ＯＥ３，ＯＥ６の３つの信
号にはそれぞれ“０”がセットされ、ＯＥ２，ＯＥ４，
ＯＥ５の３つの信号にはそれぞれ“１”がセットされ、
トライステートゲートのうち、１５１，１５３，１５６
のみが有効になり、１５２，１５４，１５５は無効とな
る。

【００４６】その結果、遅延素子１１０，１１１で同期
合わせされたＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号は、まずトライ
ステートゲート１５１を経て変倍回路１５７，１５８，
１５９で拡大処理される。ここで、変倍処理回路の詳細
な動作は、公知であるため、詳細な説明は省略する。

【００４７】次に、拡大処理されたＲ／Ｇ／Ｂの画像信
号は、トライステートゲート１５３を経て、色空間変換
器１１２および特徴抽出回路１１５に送られる。符号化
器１１３／１１４を経て符号化された画像符号Ｌ−ｃｏ
ｄｅ信号，ａｂ−ｃｏｄｅ信号および、特徴抽出回路１
１５で抽出された特徴信号Ｋ₁ ，Ｋ₂ 信号はメモリ１１
６に送られ保持される。

【００４８】メモリから読み出された符号は、それぞれ
マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラ
ック（Ｂｋ）用の濃度情報復号化器により、濃度画像信
号として復号化（伸張）され、文字領域信号Ｋ₂ ととも
に、トライステートゲート１５６を経て、それぞれマゼ
ンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック
（Ｂｋ）のＰＷＭ回路を経てレーザドライバへ送られ
る。 ［縮小処理の場合］縮小処理を行う第２のモードでは、
符号化（圧縮）処理の前段で変倍処理を行う。その為
に、前述の表１に示す様に、ＯＥ２，ＯＥ４，ＯＥ５の
３つの信号にはそれぞれ“０”がセットされ、ＯＥ１，
ＯＥ３，ＯＥ６の３つの信号にはそれぞれ“１”がセッ
トされ、トライステートゲートのうち、１５２，１５
４，１５５のみが有効になり、１５１，１５３，１５６
は無効となる。

【００４９】その結果、遅延素子１１０，１１１で同期
合わせされたＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号はまず、トライ
ステートゲート１５２を経て、色空間変換器１１２およ
び特徴抽出回路１１５に送られる。符号化器１１３／１
１４を経て符号化された画像符号Ｌ−ｃｏｄｅ信号，ａ
ｂ−ｃｏｄｅ信号および、特徴抽出回路１１５で抽出さ
れた特徴信号Ｋ₁ ，Ｋ₂ 信号はメモリ１１６に送られ保
持される。

【００５０】メモリから読み出された符号は、それぞれ
マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラ
ック（Ｂｋ）用の濃度情報復号化器により、濃度画像信
号として復号化（伸張）された後に、トライステートゲ
ート１５５を経て、変倍回路１５７，１５８，１５９，
１６０で縮小処理される。ここでも、変倍処理回路の詳
細な動作は、公知であるため、詳細な説明は省略する。

【００５１】縮小処理された信号は、トライステートゲ
ート１５４を経て、文字領域信号Ｋ ₂ とともに、それぞ
れマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブ
ラック（Ｂｋ）のＰＷＭ回路を経てレーザドライバへ送
られる。

【００５２】［画像制御タイミングチャート］図２０
に、本実施例における画像制御タイミングチャートを示
す。ＳＴＡＲＴ信号は、本実施例における原稿読み取り
動作開始を示す信号である。ＷＰＥ信号は、イメージス
キャナが原稿を読み取り符号化処理及びメモリ書き込み
を行う区間である。ＩＴＯＰ信号は、プリント動作の開
始を示す信号であり、ＭＰＥ信号は、図３におけるマゼ
ンタ半導体レーザ２１６を駆動する区間信号であり、Ｃ
ＰＥ信号は、図３におけるシアン半導体レーザ２１５を
駆動する区間信号であり、ＹＰＥ信号は、図３における
イエロー半導体レーザ２１４を駆動する区間信号であ
り、ＢＰＥ信号は、図３におけるブラック半導体レーザ
２１３を駆動する区間信号である。

【００５３】図２０に示す様に、ＣＰＥ信号，ＹＰＥ信
号，ＢＰＥ信号はそれぞれＭＰＥ信号に対してｔ₁ ，ｔ
₂ ，ｔ₃ だけ遅延されており、これは図２の距離ｄ₁ ，
ｄ₂，ｄ₃ に対し、ｔ₁ ＝ｄ₁ ／ｖ，ｔ₂ ＝ｄ₂ ／ｖ，
ｔ₃ ＝ｄ₃ ／ｖ（ｖは用紙の送り速度）なる関係を持つ
ように制御される。

【００５４】図２０（ｂ）において、ＨＳＹＮＣ信号
は、主走査同期信号、ＣＬＫ信号は画素同期信号であ
る。ＹＰＨＳ信号は、２ビットの副走査カウンタのカウ
ント値であり、ＸＰＨＳ信号は、２ビットの主走査カウ
ンタのカウント値であり、図１９に示す様に、インバー
タ１００１、２ビットカウンタ１００２および１００３
による回路で発生される。

【００５５】ＢＬＫ信号は４×４画素ブロック単位の同
期信号であり、ＢＤＡＴＡで示されるタイミングで４×
４のブロック単位に処理がなされる。

【００５６】［エリア処理］図１８に、４×４エリア処
理のブロック図を示す。図中ＣＬＫは画素同期信号、Ｈ
ＳＹＮＣは主走査同期信号である。９０１，９０２，９
０３は１ラインの遅延を与えるラインメモリであり、Ｘ
₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ の各信号は、入力信号Ｘに対してそれぞ
れ副走査方向に１ライン，２ライン，３ライン遅延して
いる。９０４は加算器であり、結果として２値信号Ｘの
副走査方向４画素に対するＸ，Ｘ₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ の中で
“１”であるものの数をカウントする。

【００５７】９１０は“２ｔｏ１”のセレクタ、９１１
はＮＯＲゲート、９１２はフリップフロップであり、Ｘ
ＰＨＳの上位ビットと下位ビット即ちＸＰＨＳ（０）と
ＸＰＨＳ（１）により生成されたＢＬＫ信号に同期し
て、４×４ブロック単位でカウントされたＸ＝“１”で
ある画素数Ｃ₁ が算出され、レジスタ９１３に予めセッ
トされている比較値Ｃ₂ と比較され、Ｃ₁ ＞Ｃ₂ の場合
のみに出力Ｙは“１”となり、そうでない場合には、
“０”となり、図２０のＢＤＡＴＡに示されるタイミン
グで出力される。

【００５８】ここで特徴的なことは、符号化によって得
られた画像符号Ｌ−ｃｏｄｅ，ａｂ−ｃｏｄｅ信号と、
特徴抽出回路によって抽出された特徴信号Ｋ₁ ，Ｋ₂ が
図１５に示す４×４のブロック単位で１対１に対応して
いることである。

【００５９】即ち、４×４の各画素ブロック単位に、画
像符号と特徴信号を抽出し、メモリの同一アドレスまた
は、同一アドレスより算出されるアドレスに格納し、読
み出す場合においてもそれぞれ対応して読み出すことが
できる。

【００６０】即ち、画像情報と特徴（属性）情報とを対
応させて、メモリの同一アドレスまたは同一アドレスよ
り算出されるアドレスに格納することで、たとえば、メ
モリの書き込み及び読み出し制御回路の共通化・簡略化
が可能であり、また、メモリ上で変倍・回転等の編集処
理を行う場合にも簡単な処理で行うことができ、システ
ムの最適化をおこなうことができる（尚、後述するが、
トナー量の推定も同一の４×４ブロック単位で行われ
る）。

【００６１】図２１に、文字画素検出に関して具体的な
エリア処理の例を示す。例えば１２０１に示す様な原稿
に対し、１２０１−１に示す部分について、各画素につ
いて文字画素か否かの判定結果が、１２０２の如く
“○”で示される画素でＫ₂ ’＝１、それ以外の画素で
Ｋ₂ ’＝０と判定されたとする。エリア処理回路１１５
−１１では、図１８に示す様な処理を、例えば、Ｃ₂ ＝
４をセットして行う。それにより、４×４ブロックを単
位として１２０３に示す様なノイズ（雑音）の軽減され
た信号Ｋ₂ を得ることができる。図２１においては、主
走査方向と副走査方向とに対して、０〜３の数が振られ
た４×４ブロックを単位とする。

【００６２】同様にして、黒画素検出回路の判定結果Ｋ
₁ ’についても同様の回路（図２の１１５−２１）で処
理することにより、４×４ブロックに対応した信号Ｋ₁
を得ることができる。 ［色空間変換器１１９（１１９’，１１９’’，１１
９’’’）の説明］図１１に色空間変換器１１９（同様
にして１１９’，１１９’’，１１９’’’）のブロッ
ク図を示す。５０１はＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 信号をＲ，Ｇ，
Ｂ信号に変換する手段であり、次式により変換が行われ
る。

【００６３】

【数３】 ただし、

【００６４】

【数４】

【００６５】

【数５】 ［α_ij’］_ij=1,2,3は、数１式中の［α_ij］_ij=1,2,3の
逆行列 ［β_ij’］_ij=1,2,3は、数２式中の［β_ij］_ij=1,2,3の
逆行列 ５０２，５０３，５０４はそれぞれ輝度／濃度変換器で
あり、数６式の様な変換が行われる。

【００６６】

【数６】 ５２３は黒抽出回路であり、

【００６７】

【数７】Ｂｋ₁ ＝min （Ｍ₁ ，Ｃ₁ ，Ｙ₁ ） …（７） の様に黒信号Ｂｋ₁ が生成される。５２４，５２５，５
２６，５２７はそれぞれ乗算器であり、Ｃ₁ ，Ｍ₁ ，Ｙ
₁ ，Ｂｋ₁ の各信号に所定の係数ａ₁ ，ａ₂ ，ａ ₃ ，ａ
₄ が乗ぜられた後に、加算器５０８において加算され、
数８式に示す和積演算が行われる。

【００６８】

【数８】 （出力Ｃ，Ｍ，Ｙ，orＢｋ）＝ａ₁ Ｍ₁ ＋ａ₂ Ｃ₁ ＋ａ₃ Ｙ₁ ＋ａ₄ Ｂｋ₁ …（８） ５０９，５１０，５１１，５１２，５１３はレジスタで
あり、それぞれ、１１９には、ａ₁₁，ａ₂₁，ａ₃₁，
ａ₄₁、および０がセットされており、１１９’には、ａ
₁₂，ａ₂₂，ａ₃₂，ａ₄₂、および０がセットされており、
１１９’’には、ａ₁₃，ａ₂₃，ａ₃₃，ａ₄₃、および０が
セットされており、１１９’’’には、ａ₁₄，ａ₂₄，ａ
₃₄，ａ₄₄およびａ₁₄’がセットされている。

【００６９】５３１，５３２，５３３はゲート回路、５
３０は“２ｔｏ１”のセレクタ回路、５２０はＮＡＮＤ
ゲート回路であり、結果的に、黒画素判定信号Ｋ₁ と文
字領域判定信号Ｋ₂ の論理積により、当該画素が黒文字
領域であるか否かの判定により、図１２に示すが如くに
ａ₁ ，ａ₂ ，ａ₃ ，ａ₄ の値が選ばれ、黒文字領域でな
い場合は数９式の処理が行われ、黒文字領域である場合
には、数１０式の処理が行われる。

【００７０】

【数９】

【００７１】

【数１０】 即ち、黒文字領域では数式１０に示す様に黒（Ｂｋ）単
色で出力することで色ずれのない出力を得ることができ
る。一方、黒文字領域以外では、数式９に示す様にＭ，
Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４色で出力することになるが、数式９の
演算によってＣＣＤセンサで読み込まれたＲ，Ｇ，Ｂ信
号に基づいたＭ₁ ，Ｃ₁ ，Ｙ₁ ，Ｂｋ₁信号をトナーの
分光分布特性に基づいたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号に補正し
て出力する。

【００７２】［空間フィルタ］図１６に、空間フィルタ
１２１（同様に１２１’，１２１’’，１２１’’’）
のブロック図を示す。図中、８０１，８０２はラインメ
モリであり、１ラインの遅延を与え、８０３，８０４，
８０５，８０６，８０７，８０８，８０９はフリップフ
ロップであり１画素の遅延を与える。８１０，８１１は
加算器、８１２，８１３，８１４はそれぞれ乗算器であ
り、係数ｂ₁ ，ｂ₀ ，ｂ₂ が乗ぜられ、加算器８１５に
よって和積演算がなされる。

【００７３】一方、８１６，８１７，８１８，８１９，
８２０，８２１は、それぞれレジスタであり、予め
ｂ₁₁，ｂ₁₂，ｂ₀₁，ｂ₀₂，ｂ₂₁，ｂ₂₂なる値が保持され
ており、セレクタ８２２，８２３，８２４により、文字
判定信号Ｋ₂ に従いｂ₁ ，ｂ₀ ，ｂ₂ に値がセットされ
る。

【００７４】図１７に、Ｋ₂ とｂ₀ ，ｂ₁ ，ｂ₂ の値と
の関係を示す。例えば、ｂ₀₁＝４／８，ｂ₁₁＝１／８，
ｂ₂₁＝１／８，ｂ₀₂＝１２／８，ｂ₁₂＝−１／８，ｂ₂₂
＝−１／８なる値を、予めレジスタ８１６，８１７，８
１８，８１９，８２０，８２１にセットしておいた場
合、図１７の様に、Ｋ₂ ＝０すなわち非文字部分におい
ては、スムージングフィルタを形成して画像中の高周波
成分の雑音を除去することができ、一方、Ｋ₂ ＝１即ち
文字部分においては、エッジ強調を形成して文字部分の
先鋭さを補正することができる。

【００７５】［画素補正手段］図５・図６に画素補正手
段のブロック図を示す。後述するが、図中、ＣＬＫは画
素同期信号であり、ＨＳＹＮＣは水平同期信号である。
４０１，４０２はラインメモリであり、１ラインの遅延
を与える。４０３，４０４，４０５，４０６，４０７，
４０８，４０９，４１０，４１１はフリップフロップで
あり、それぞれ１画素の遅延を与える。結果的に、図１
０に示される様に、当該注目画素Ｘ₂₂を中心として８近
傍の周辺画素Ｘ₁₁，Ｘ₁₂，Ｘ₁₃，Ｘ₂₁，Ｘ₂₃，Ｘ₃₁，Ｘ
₃₂，Ｘ₃₃を出力する。

【００７６】４００，４１２，４１３，４１４は、画素
エッジ検出回路であり、図９に示される様に、Ａ，Ｂ，
Ｃの３入力に対して、｜Ａ−２Ｂ＋Ｃ｜／２なる値を出
力する。４つの画素エッジ検出回路のＢ入力には、全て
当該注目画素Ｘ₂₂が入力されている。

【００７７】エッジ検出回路４００のＡ入力とＣ入力に
はそれぞれＸ₁₂とＸ₃₂が入力され、結果としては、｜Ｘ
₁₂−２Ｘ₂₂＋Ｘ₃₂｜／２が出力されるが、これは、図１
０のに示す副走査方向のエッジの強さを出力する。

【００７８】エッジ検出回路４１２のＡ入力とＣ入力に
はそれぞれＸ₁₁とＸ₃₃が入力され、結果としては、｜Ｘ
₁₁−２Ｘ₂₂＋Ｘ₃₃｜／２が出力されるが、これは、図１
０のに示す右斜め下方向の２次微分量の絶対値とな
り、図１０のに示す右斜め下方向のエッジの強さを出
力する。

【００７９】エッジ検出回路４１３のＡ入力とＣ入力に
はそれぞれＸ₂₁とＸ₂₃が入力され、結果としては、｜Ｘ
₂₁−２Ｘ₂₂＋Ｘ₂₃｜／２が出力されるが、これは、図１
０のに示す主走査方向の２次微分量の絶対値となり、
図１０のに示す主走査方向のエッジの強さを出力す
る。

【００８０】エッジ検出回路４１４のＡ入力とＣ入力に
はそれぞれＸ₃₁とＸ₂₃が入力され、結果としては、｜Ｘ
₃₁−２Ｘ₂₂＋Ｘ₁₃｜／２が出力されるが、これは、図１
０のに示す右斜め下方向の２次微分量の絶対値とな
り、図１０のに示す右斜め下方向のエッジの強さを出
力する。

【００８１】図６の４１５は、最大値検出回路であり、
ａ，ｂ，ｃ，ｄの４入力信号に対して、どの入力信号が
最大値をとるかの判定をし、２ビットの判定結果ｙを出
力する。

【００８２】図７に最大値検出回路４１５の詳細を示
す。４２１はコンパレータであり、ａとｂの比較結果と
してａ＞ｂの場合のみに“１”を出力する。４２２は、
２ｔｏ１のセレクタであり、２入力信号Ａ，Ｂにａ，ｂ
を入力し、セレクト信号Ｓにコンパレータ４２１の比較
結果を入力することで、結果的に、ａ，ｂの最大値ｍａ
ｘ（ａ，ｂ）を出力する。

【００８３】同様にしてコンパレータ４２３、セレクタ
４２４からは、ｃとｄの比較結果とｃとｄの最大値ｍａ
ｘ（ｃ，ｄ）が出力される。

【００８４】更に、ａ，ｂの最大値ｍａｘ（ａ，ｂ）と
ｃ，ｄの最大値ｍａｘ（ｃ，ｄ）は、それぞれコンパレ
ータ４２５によって比較され、ｙ₁ 信号を出力する。結
果として、ｙ₁ 信号は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値ｍａｘ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の値がａまたはｂのときに“１”と
なり、ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，
ｄ）の値がｃまたはｄのときに“０”となる。

【００８５】４２８はインバータ、４２６，４２７，４
２９はそれぞれ２入力のナンドゲートであり、結果とし
てｙ₀ 信号は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値ｍａｘ（ａ，
ｂ，ｃ，ｄ）の値がａまたはｃのときに“１”となり、
ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の値
がｂまたはｄのときに“０”となる。

【００８６】即ち、ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大値ｍａｘ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の値によって、最大値検出回路の２
ビット出力ｙ₀ ，ｙ₁ は、次の様になる。

【００８７】ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝ａ のとき
ｙ₀ ＝１ ｙ₁ ＝１ ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝ｂ のとき ｙ₀ ＝０ ｙ
₁ ＝１ ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝ｃ のとき ｙ₀ ＝１ ｙ
₁ ＝０ ｍａｘ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝ｄ のとき ｙ₀ ＝０ ｙ
₁ ＝０ 図６の４１６，４１７，４１８，４１９はそれぞれ平滑
化回路であり、図８に示される様に、Ａ，Ｂ，Ｃの３入
力に対して、（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ）／４なる値を出力する。
４つの平滑化回路のＢ入力には、全て当該注目画素Ｘ₂₂
が入力されている。

【００８８】平滑化回路４１６のＡ入力とＣ入力にはそ
れぞれＸ₁₂とＸ₃₂が入力され、結果としては、（Ｘ₁₂＋
２Ｘ₂₂＋Ｘ₃₂）／４が出力されるが、これは、図１０の
に示す副走査方向の平滑化処理が施され、出力され
る。

【００８９】平滑化回路４１７のＡ入力とＣ入力にはそ
れぞれＸ₁₁とＸ₃₃が入力され、結果としては、（Ｘ₁₁＋
２Ｘ₂₂＋Ｘ₃₃）／４が出力されるが、これは、図１０の
に示す右斜め下方向の平滑化処理が施され、出力され
る。

【００９０】平滑化回路４１８のＡ入力とＣ入力にはそ
れぞれＸ₂₁とＸ₂₃が入力され、結果としては、（Ｘ₂₁＋
２Ｘ₂₂＋Ｘ₂₃）／４が出力されるが、これは、図１０の
に示す主走査方向の平滑化処理が施され、出力され
る。

【００９１】平滑化回路４１９のＡ入力とＣ入力にはそ
れぞれＸ₃₁とＸ₁₃が入力され、結果としては、（Ｘ₃₁＋
２Ｘ₂₂＋Ｘ₁₃）／４が出力されるが、これは、図１０の
に示す右斜め上方向の平滑化処理が施され、出力され
る。

【００９２】４２０は、４ｔｏ１のセレクタであり、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４入力信号と２ビットのセレクト信号
Ｓに対し、次の論理で動作する。

【００９３】Ｓ＝００ のとき Ｂ入力を出力（Ｙ←
Ｂ） Ｓ＝０１ のとき Ａ入力を出力（Ｙ←Ａ） Ｓ＝１０ のとき Ｄ入力を出力（Ｙ←Ｄ） Ｓ＝１１ のとき Ｃ入力を出力（Ｙ←Ｃ） 従って、画素補正回路の最終出力としては、次の様にな
る。即ち、図１０において方向のエッジ量が最大のと
き、方向に平滑化される。

【００９４】方向のエッジ量が最大のとき、方向に
平滑化される。

【００９５】方向のエッジ量が最大のとき、方向に
平滑化される。

【００９６】方向のエッジ量が最大のとき、方向に
平滑化される。

【００９７】［画素補正の結果］図２２に画素補正の結
果についての結果を示す。図２２（ａ）に示される様な
濃度パターンをもった画像に対し、ブロック符号化によ
って符号化／復号化処理をされた場合、（ｂ）に示され
るように、符号化誤差によって４×４単位でのガサツキ
が現れることがある。そこで（ｂ）に対して、前述の平
滑化処理をすることによって、（ｃ）に示す様に、ガサ
ツキが軽減される。例えば、（ｂ）図のＡに示される画
素は、（ａ）図のＡ相当画素に比較して、高い濃度に復
号化されているために、画像のガサツキの要因となって
いる。（ｂ）図のＡ画素においては、図１０に示される
の方向のエッジ（濃度勾配）量が他の方向のエッジ量
より大きいため、に直交するの方向に平滑化され、
濃度が低めに補正される。他の画素に対しても同様の補
正がなされ、（ｃ）図に示される様に全体としてガサツ
キが軽減される。また、濃度勾配と直交する方向に平滑
化処理をしているために、文字部の先鋭さを損なうこと
はない。

【００９８】［ＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）］図２
３にＰＷＭ回路１６７（同様にして１６７’，１６
７’’，１６７’’’）の回路図を、図２４にそのタイ
ミングチャートを示す。

【００９９】本回路は、既に公知であるところの、一定
周期の鋸波をレファレンス信号とするアナログＰＷＭ回
路である。

【０１００】図２３において、ＣＬＫは画素同期信号で
あり、１４０１は４００線（４００ｄｐｉ周期）の鋸波
発生器であり、１４０２は２００線（２００ｄｐｉ周
期）の鋸波発生器であり、それぞれ１インチあたり４０
０周期の鋸波ＳＣ４信号、および１インチあたり２００
周期の鋸波ＳＣ２信号をアナログ信号として、図２４に
示す様に、ＣＬＫ信号の立ち上がりに同期して発生さ
れ、ＳＣ４信号はＣＬＫ信号１周期分を周期とする鋸波
であり、ＳＣ２信号はＣＬＫ信号２周期分を周期とする
鋸波である。

【０１０１】図２３で、１４０３はアナログスイッチで
あり、切り換え制御信号ｓに入力された文字領域信号Ｋ
₂ により、ふたつのアナログ入力信号ＡおよびＢから、
選択的にそのうちのひとつをレファレンス信号ＲＥＦと
してアナログ出力する。ここで、切り換え選択信号ｓ＝
１の場合Ａ入力を出力し、切り換え選択信号ｓ＝０の場
合、Ｂ入力を出力する。即ち、図２４に示す様に、Ｋ₂
＝１すなわち画像データが文字領域であればＲＥＦ信号
としてＳＣ４が出力され、Ｋ₂ ＝０すなわち画像データ
が文字領域でなければＲＥＦ信号としてＳＣ２が出力さ
れる。

【０１０２】一方、図２３の１４０４はＤＡコンバータ
であり、８ビットのディジタル入力信号ＤＡＴＡをアナ
ログ出力信号ＡＤＡＴＡに変換する。１４０５はアナロ
グの比較器（コンパレータ）であり、Ａ，Ｂの２入力ア
ナログ信号の大きさを比較し、Ａ≧Ｂの場合には“１”
を、Ａ＜Ｂの場合には“０”を出力する。その出力はレ
ーザＯＮ信号ＬＯＮとして各色のレーザドライバに送ら
れ、“１”の部分のみでレーザの発光をおこない、画像
が形成される。そのタイミングは、図２４に示されてい
る通りである。

【０１０３】ここで、文字領域信号Ｋ₂ で周期の異なる
２つの鋸波を使い分けているのは、表２に示すように、
４００線鋸波によるＰＷＭでは、解像度は優れている
が、階調性や色再現性の点で難があり、２００線鋸波に
よるＰＷＭでは、階調性や色再現性の点で優れているも
のの、解像度に難があるためであり、階調性や色再現性
よりも解像度を重視する文字部分の再現には４００線鋸
波によるＰＷＭをおこない、解像度よりも階調性や色再
現性を重視する中間調部分（即ち文字分以外）の再現に
は２００線鋸波によるＰＷＭをおこなうためである。

【０１０４】

【表２】 ［トナー消費量推定手段］トナー消費量の推定は、図１
５に示す４×４画素ブロック単位で行われる。トナー消
費量は、 （１）出力画像の平均濃度、即ち画像データの積算値 （２）出力画像の空間周波数、 （３）出力画像の画像パターン種類（平坦，縦エッジ，
横エッジ，縦／横エッジ）に依存することが実験で確認
されている。更に、 （４）画像種類（自然画像，ＣＧ画像，ＰＳ画像） によって、その特性が異なることが分かっている。従っ
て、本実施例においては、トナー消費量の推定は、上述
の（１）〜（４）の４つの項目により推定をおこなう。

【０１０５】即ち、第１のステップとして、（１）に示
す様に、４×４画素ブロックごとに画像データを積算す
ることで推定されるトナー消費量を規準消費量Ｔ０とす
る。これは、平坦画像であった場合のトナー消費量に相
当する。更に、第２のステップとして、（２）および
（３）の条件により、図３０に示す係数αを求める。こ
の時、α・Ｔ０がこの４×４画素ブロック内のトナー消
費量推定値となり、これを出力画像全体につき加算すれ
ば、出力画像のトナー消費量推定値となる。

【０１０６】図２５にトナー消費量推定手段１６８（同
様にして１６８，１６８’，１６８’’，１６
８’’’）のブロック図を示す。１５０１，１５０２，
１５０３はそれぞれ図５の４０１，４０２と同等なライ
ンメモリであり、画素同期信号ＣＬＫ，主走査同期信号
ＨＹＳＮＣによって制御され、入力信号の１ラインの遅
延を与えることにより、副走査方向４ラインの画像デー
タを同時に各ラインメモリより出力し、その後段で、図
１５に示されるＸＰＨおよびＹＰＨＳ信号により同期制
御をおこなうことで、図１５に示される４×４ブロック
単位での画像信号を抽出することができる。

【０１０７】１５０４は平均濃度抽出手段であり、前記
（１）に示す出力画像平均濃度を算出する部分であり、
前記４×４ブロックでの平均濃度を検出する。１５０５
は前記（２）に示す空間周波数および、前記（３）に示
す画像パターン種類を判定する手段である。

【０１０８】１５０６はブロック内２値化手段であり、
図２６の１６０１で示されるような出力画像の中で、例
えば１６０２に示される４×４多値画素ブロックに対
し、１５０４で算出された濃度との大小判定をし、１６
０３に示す様な４×４の２値のパターン計１６ビットを
得る。

【０１０９】図２５の１５０７は、ブロック内の空間周
波数の検出およびブロック内のパターンの種類を判定す
る部分であり、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）で構成さ
れ、次に示される手順で判定された結果が、予めＲＯＭ
１５０７に書き込まれている。

【０１１０】先ず、４×４の２値パターン１６０３内の
主走査方向の全ての変化点（０→１および１→０）の数
をカウントし、これをＥ１とする。同様にして、４×４
の２値パターン１６０３中の副走査方向の全ての変化点
（０→１および１→０）の数をカウントし、これをＥ２
とする。（例えば、図１６に示される例では、Ｅ１＝
８，Ｅ２＝０となる。） 次に、Ｅ１およびＥ２の値によって、４×４ブロック内
のパターンの種類が判定される。即ち、図２７に示す様
に、Ｅ１＋Ｅ２の値が一定値Ａ未満の場合、４×４画素
ブロックは平坦であると判定され、Ｅ１＞２×Ｅ２であ
る場合には、縦エッジと判定され、Ｅ２＞２×Ｅ１であ
る場合には、横エッジと判定され、Ｅ１≦２×Ｅ２かつ
Ｅ２≦２×Ｅ１である場合には、縦／横エッジと判定さ
れる。

【０１１１】ここで、例えばＡ＝４とした場合には、図
２６で示した例では、縦エッジと判定される。

【０１１２】一方、空間周波数の推定は、平坦の場合に
は“０”、縦エッジの場合にはＥ１に比例する量（Ｅ１
／３２［画素^-1］）、横エッジの場合には、Ｅ２に比例
する量（Ｅ２／３２［画素^-1］、縦／横エッジの場合に
は、Ｅ１＋Ｅ２に比例する量（（Ｅ１／２＋Ｅ２／２）
／３２［画素^-1］）として推定される。

【０１１３】ＲＯＭ１５０７には、４×４の２値画素パ
ターン１６ビットをアドレスとして入力すると、前述の
判定規準により推定される結果が得られるよう予め書き
込まれており、出力される８ビットデータＤ７〜Ｄ０の
うち、Ｄ１〜Ｄ０にパターン種類（平坦の場合００，縦
エッジの場合０１，横エッジの場合１０，縦／横エッジ
の場合１１…それぞれ２進数）が対応し、Ｄ６〜Ｄ２に
空間周波数の推定値５ビットに対応する。

【０１１４】図２５の１５０８は、ブロック内のトナー
消費量の推定部であり、ルックアップテーブルＲＡＭで
構成され、１５０４によって算出された４×４ブロック
内平均濃度、１５０５によって推定された空間周波数お
よびパターン種類、および文字領域信号Ｋ₂ がアドレス
に入力され、画像データ積算値（平均値）より推定され
るＴ０に、パターン種類および空間周波数によって図２
０の特性によって推定される係数αを乗じた量α・Ｔ０
がデータとして出力される様に、予め計算された値が書
き込まれる。また、図３０に示す特性は、ＰＷＭのレフ
ァレンス信号の周波数による影響の違いがあり、２００
線のＰＷＭと４００線のＰＷＭでは、その特性に違いが
あることが実験により求められている。その違いを考慮
するために、ルックアップテーブルＲＡＭ１５０８のア
ドレスには、ＰＷＭのレファレンス信号の切り換え制御
信号であるところの文字領域信号Ｋ₂ 信号も入力され、
２００線，４００線のいずれのＰＷＭの場合にも適応で
きるようになっている。

【０１１５】更に、図３０に示す特性は、画像処理、例
えば、写真などの一般画像と、コンピュータで作成され
たＣＧ画像、またはＰＳ画像により、その特性に違いが
あり、その違いを考慮するために、予め定められた画像
種類により、異なるデータをルックアップテーブルＲＡ
Ｍ１５０８に書き込む。

【０１１６】この画像種類により異なるデータをルック
アップテーブルＲＡＭ１５０８に書き込むシーケンス
を、図３１のフローチャートに示す。

【０１１７】まず、ユーザが画像種類を判断し、不図示
の操作部の画像種類選択画面から、画像種類を選択する
（Ｓ２１０１）。

【０１１８】もし、画像がＰＳ画像とユーザが判断し、
画像種類選択画面でＰＳ画像が選択されていると（Ｓ２
１０２）、ＰＳ画像用のデータをルックアップテーブル
ＲＡＭ１５０８に書き込む（Ｓ２１０３）。

【０１１９】ユーザが、ＰＳ画像でなく、ＣＧ画像であ
ると判断し、ＣＧ画像が選択されていると（Ｓ２１０
４）、ＣＧ画像用のデータをルックアップテーブルＲＡ
Ｍ１５０８に書き込む（Ｓ２１０５）。

【０１２０】また、特に選択しない場合は、写真など自
然画像と判断して、自然画像用のデータをルックアップ
テーブルＲＡＭ１５０８に書き込む（Ｓ２１０６）。

【０１２１】ＲＡＭ１５０８に書き込むデータはＲＯＭ
等にあらかじめ保持されている値であれば良い。

【０１２２】以上のようにして画像の特性に合わせて、
実際の値により近似したトナー消費量を推定すること
で、トナー消費量に合わせてその補給を行うことができ
る。

【０１２３】

【他の実施例】

（第２の実施例）前述の第１の実施例においては、画像
種類をユーザが選択して、画像種類に基づいて、選ばれ
た画像種類に適した画像データの重みづけデータをルッ
クアップテーブルＲＡＭ１５０８に書き込んだが、本発
明はこれに限るものではない。

【０１２４】図３２に第２の実施例について示す。

【０１２５】図３２は第１の実施例における図１のトナ
ー消費量推定手段１６８（同様にして１６８，１６
８’，１６８’’’）に相当するブロック図であり、図
２５と共通のものについては同一の番号で示す。

【０１２６】画像情報格納メモリ２２０１には、前述の
ブロック毎の平均濃度検出回路１５０４からの平均濃度
情報と、同じくＲＯＭ１５０７からの空間周波数情報
と、パターン種別情報とが、ブロック毎に格納される。

【０１２７】格納された情報は、画像形成終了後に図示
しないＣＰＵにより読み出され、その情報を基にＣＰＵ
が画像種類を推定する。ＣＰＵは、この推定による画像
種類に応じて異なるデータをルックアップテーブルＲＡ
Ｍ１５０８に書き込む。

【０１２８】図３３に上記処理のシーケンスフローチャ
ートを示す。

【０１２９】まず、原稿をプリスキャンする（Ｓ２３０
１）。この時、画像を現像せず、スキャンにより画像デ
ータのみを読み込み、図３２で示したＲＡＭ２２０１に
読みとった画像に関する濃度・空間周波数・パターンに
ついての情報を格納して行く。

【０１３０】プリスキャンが終了したならば、図示しな
いＣＰＵは、ＲＡＭ２２０１より画像情報を読み出す
（Ｓ２３０２）。次にＣＰＵは、読み出した画像情報に
基づいて画像の種別を判定する（Ｓ２３０３）。

【０１３１】ＣＰＵによる画像種類判定で画像種類がＰ
Ｓ画像と判定されたならば（Ｓ２３０４−Ｙ）、ＰＳ用
のデータをルックアップテーブルＲＡＭ１５０８に書き
込む（Ｓ２３０５）。

【０１３２】ＰＳ画像ではなく、ＣＧ画像であると判断
した場合は（Ｓ２３０６−Ｙ）、ＣＧ画像用のデータを
ルックアップテーブルＲＡＭ１５０８に書き込む（Ｓ２
３０７）。また、その他の場合は写真などの自然画像と
判断し、自然画像用のデータをルックアップテーブルＲ
ＡＭ１５０８に書き込む（Ｓ２３０８）。

【０１３３】こうして画像種類に応じた重みづけデータ
をルックアップテーブルＲＡＭ１５０８に格納した後
に、本スキャンを開始して画像出力を開始する（Ｓ２３
０９）。

【０１３４】以上の手順はＣＰＵがＲＯＭ等に格納され
たプログラムを実行することで実現される。

【０１３５】（第３の実施例）第１・第２の実施例で
は、各検出部から入力されて格納された画像情報に基づ
き、ＣＰＵがプログラムを実行して画像種類を判定して
いるが、この判定をハードウエア化された回路により判
定してもかまわない。

【０１３６】図３５に第３の実施例について示す。

【０１３７】図３５は第１の実施例におけるトナー消費
量推定手段１６８（同様にして１６８’，１６８’’，
１６８’’’）に相当するブロック図であり、図２５と
共通のものについては同一の番号で示す。

【０１３８】１５１０は、直交変換（周波数変換）手段
であり、４×４画素ブロックごとにフーリエ変換もしく
はアダマール変換を行う。直交変換手段１５１０の出力
により、入力ブロックの縦方向／横方向の空間周波数分
布が明確になる。１５１１は特徴抽出手段であり、縦方
向／横方向の空間周波数分布により画像の特徴の抽出を
行い、第１の実施例と同様に、入力画像の基本空間周波
数（一番パワーの強い空間周波数）を５ビットで出力
し、２ビットのパターン種類（平坦の場合００，縦エッ
ジの場合０１，縦エッジの場合１０，縦／縦エッジの場
合１１）を出力する。

【０１３９】これらの出力がＲＡＭ１５０８にアドレス
として入力され、画像の特徴を表すアドレスに対応して
ＲＡＭ１５０８に予め格納されたトナー消費量データが
読み出される。

【０１４０】このような構成であれば、単に画素の数を
数えるといった手順では無く、空間周波数を算出し、そ
れに基づいて画像の特性を決定するため、トナー消費量
推定値の基準となる空間周波数を、図３０の横軸の意味
する周波数に近づけることができる。また、ハードウエ
アで構成されているため、処理を迅速に行うことができ
る。

【０１４１】なお、前述の各実施例では、画像種類とし
て、自然画像，ＰＳ画像，ＣＧ画像を取り上げたが、画
像種類は他の画像種類モードでも良い。

【０１４２】また、４×４の画素ブロックに分割された
画像を基にトナー消費量を推定していたが、これに限る
ものでは無く、所望の大きさの画素ブロック（ｍ，ｎを
２以上の整数とするｍ×ｎ画素）ごとの推定でも良い。

【０１４３】なお、本発明はカラー複写機について説明
したが、これに限るものでは無く、モノクロームであっ
ても良いし、デジタル画像データを現像剤を用いて印刷
出力するプリンタ等の出力機器一般について適用でき
る。

【０１４４】更に、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適
用しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る画像形
成装置は、常に適切な量の現像剤を補給し、精度良く現
像剤濃度を制御する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】実施例のカラー複写器の断面図である。

【図４】画像の変倍（拡大／縮小）を説明する図であ
る。

【図５】画素変換手段のブロック図である。

【図６】画素変換手段のブロック図である。

【図７】最大値検出回路のブロック図である。

【図８】平滑化回路のブロック図である。

【図９】エッジ検出回路のブロック図である。

【図１０】画素ブロックとエッジ方向を示す図である。

【図１１】色変換手段のブロック図である。

【図１２】マスキング係数を説明する図である。

【図１３】符号化（Ｌ−ｃｏｄｅ）回路のブロック図で
ある。

【図１４】符号化（ａｂ−ｃｏｄｅ）回路のブロック図
である。

【図１５】４×４画素ブロックを示す図である。

【図１６】空間フィルタのブロック図である。

【図１７】入力に応じたフィルタの性格を表す図であ
る。

【図１８】４×４エリア処理のブロック図である。

【図１９】ＸＰＨＳ，ＹＰＨＳ信号の発生回路のブロッ
ク図である。

【図２０】画像制御タイミングチャートである。

【図２１】エリア処理を説明する図である。

【図２２】画素補正の結果を説明する図である。

【図２３】ＰＷＭを説明する図である。

【図２４】ＰＷＭを説明する図である。

【図２５】トナー消費量推定手段のブロック図である。

【図２６】ブロック内２値化回路の動作を説明する図で
ある。

【図２７】画像パターン種類判定を説明する図である。

【図２８】従来例を説明する図である。

【図２９】従来例を説明する図である。

【図３０】空間周波数に対するトナー濃度消費特性を示
す図である。

【図３１】画像種類による画像データ重みづけテーブル
の切換を示すフローチャートである。

【図３２】第２の実施例の画像種類判定手段のブロック
図である。

【図３３】第２の実施例による画像データ重みづけテー
ブルの切換のシーケンスフローチャートである。

【図３４】画像種類による空間周波数に対するトナー濃
度消費特性の違いを示す図である。

【図３５】第３の実施例の画像種類判定手段のブロック
図である。

【符号の説明】 １１２ 色空間変換器、 １１３ 明度情報符号化器、 １１４ 色度情報符号化器、 １１６ メモリ、 １５７，１５８，１５９，１６０…変倍回路、 １４１，１４２，１４３，１４４…復号化器、 １５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６ ト
ライステートゲート、 １６７，１６７’，１６７’’，１６７’’’ ＰＷＭ
回路、 １６８，１６８’，１６８’’，１６８’’’ トナー
消費量推定回路、 ２０２ 読み取り原稿、 ２１２ 画像処理回路部である。

フロントページの続き (72)発明者 池田 義則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 川瀬 道夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−261566（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−330472（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−27768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−42070（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−342365（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−40482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル画像データを現像剤によって
   顕像化する画像形成装置であって、 ディジタル画像データの種類に応じた推定条件を設定す
   る設定手段と、 ディジタル画像データの特性を、複数の画素からなる矩
   形の画素ブロックを単位として検出する特性検出手段
   と、 前記特性検出手段により検出された特性に応じて、現像
   剤の使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像
   剤の消費量を推定する推定手段と、 前記推定手段により推定された現像剤の使用量に基づ
   き、現像剤を補給する現像剤補給手段とを備え、 前記特性検出手段が検出する画像データの特性は、画像
   の濃度、空間周波数、画像エッジの方向であることを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記特性検出手段は、画像データを直交
   変換する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 画像データを所定信号とを比較すること
   により該画像データをパルス幅変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された画像データに基づき、現
   像剤によって画像を顕像化する画像形成手段と、 前記所定信号の周期に応じた推定条件を設定する設定手
   段と、 ディジタル画像データの特性を、複数の画素からなる矩
   形の画素ブロックを単位として検出する特性検出手段
   と、 前記特性検出手段により検出された特性に応じて、現像
   剤の使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像
   剤の消費量を推定する推定手段と、 前記推定手段により推定された現像剤の使用量に基づ
   き、現像剤を補給する現像剤補給手段とを備えることを
   特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 ディジタル画像データを現像剤によって
   顕像化する画像形成装置であって、 文字領域とそれ以外の領域とを識別する識別手段と、 前記識別手段の識別結果に応じた推定条件を設定する設
   定手段と、 ディジタル画像データの特性を、複数の画素からなる矩
   形の画素ブロックを単位として検出する特性検出手段
   と、 前記特性検出手段により検出された特性に応じて、現像
   剤の使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像
   剤の消費量を推定する推定手段と、 前記推定手段により推定された現像剤の使用量に基づ
   き、現像剤を補給する現像剤補給手段とを備えることを
   特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 ディジタル画像データを現像剤によって
   顕像化する画像形成方法であって、 ディジタル画像データの種類に応じた推定条件を設定す
   る設定工程と、 ディジタル画像データの特性を、複数の画素からなる矩
   形の画素ブロックを単位として検出する特性検出工程
   と、 前記特性検出工程により検出された特性に応じて、現像
   剤の使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像
   剤の消費量を推定する推定工程と、 前記推定工程により推定された現像剤の使用量に基づ
   き、現像剤を補給する現像剤補給工程とを備え、 前記特性検出工程が検出する画像データの特性は、画像
   の濃度、空間周波数、画像エッジの方向であることを特
   徴とする画像形成方法。
6. 【請求項６】 ディジタル画像データを現像剤によって
   顕像化する画像形成方法であって、 文字領域とそれ以外の領域とを識別する識別工程と、 前記識別工程の識別結果に応じた推定条件を設定する設
   定工程と、 ディジタル画像データの特性を、複数の画素からなる矩
   形の画素ブロックを単位として検出する特性検出工程
   と、 前記特性検出工程により検出された特性に応じて、現像
   剤の使用量を推定するための推定条件を異ならせて現像
   剤の消費量を推定する推定工程と、 前記推定工程により推定された現像剤の使用量に基づ
   き、現像剤を補給する現像剤補給工程とを備えることを
   特徴とする画像形成方法。