JP5834443B2 - 処理装置、及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、処理装置、及び制御プログラムに関する。

特許文献１には、画像密度に対応してトナー供給を行う技術が開示されている。具体的には、この技術では、２枚目の画像形成中に、３枚目の画像密度から求めたトナー供給分を３枚目の画像形成に先立って供給している。
また、特許文献２には、現像剤の透磁率を検出することによりトナー濃度を検出するＡＴＣ（Automatic Toner Control）によるトナー供給を行う装置において、高画像密度の場合、画像濃度が低くなる分を予想してＡＴＣ目標値を高く設定し画像濃度を一定に保つようにすることが開示されている。

特開２００７−３５６６号公報 特開２００８−１０２４１１号公報

本発明の目的は、トナー濃度の変動を抑えながらトナーを画像形成前に現像装置に供給することである。

請求項１に係る発明は、トナー収容部から現像装置にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成部により印刷可能な枚数の印刷媒体に画像形成するための画像データにおける各印刷媒体のトナーにより画像が形成される領域の画素数を積算した積算値を基に、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像形成に必要なトナーの総量を算出する第１算出手段と、前記第１算出手段が算出したトナーの総量を前記印刷可能な枚数で分割して得られる各量を算出する第２算出手段と、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像の現像を前記現像装置で開始する以前に、前記第２算出手段が算出した各量で前記トナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するようにトナー供給部を制御する制御手段と、を有する処理装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、前記制御手段は、印刷要求に係る画像の画像形成開始の準備処理中であって画像濃度制御のためのパッチ画像が形成された後に前記第２算出手段が算出した各量でトナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するようにトナー供給部を制御する。

請求項３に係る発明は、トナー収容部から現像装置にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成部により印刷可能な枚数の印刷媒体に画像形成するための画像データにおける各印刷媒体のトナーにより画像が形成される領域の画素数を積算した積算値を基に、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像形成に必要なトナーの総量を算出する第１算出ステップと、前記第１算出ステップで算出したトナーの総量を前記印刷可能な枚数で分割して得られる各量を算出する第２算出ステップと、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像の現像を前記現像装置で開始する以前に、前記第２算出ステップで算出した各量で前記トナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するようにトナー供給部を制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラムである。

請求項１、３に係る発明によれば、トナー収容部から現像装置にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成部により印刷可能な枚数との関係を考慮した分割数でトナーの総量を分割でき、トナー濃度の変動を抑えながらトナーを画像形成前に現像装置に供給できる。

請求項２に係る発明によれば、画像濃度制御のためのパッチ画像の形成中に現像装置のトナー濃度が変化してしまうのを防止しつつ画像形成開始の準備処理中に現像装置にトナーを供給できる。

第１の実施形態の画像形成システムの構成の一例を示すブロック図である。 画像形成システムの画像形成装置の構成の一例を示す図である。 制御装置の画像処理部及び画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。 目標濃度変更用階調補正処理の一例を説明する図である。 第１の実施形態における画像処理部及び画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。 画像密度カウント部及びトナー供給量算出部等による画素数のカウント値の積算からトナー供給に至る一連の処理の例を示すフローチャートである。 画像形成システムの動作の説明に使用した図である。 比較例の説明に使用した図である。 第２の実施形態における画像密度カウント部及びトナー供給量算出部等による画素数のカウント値の積算からトナー供給に至る一連の処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における、（ａ）印刷要求の実行状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）、（ｂ）セットアップサイクルのＯＮ／ＯＦＦ状態、（ｃ）画像形成のＯＮ／ＯＦＦ状態、及び（ｄ）トナー供給（分割によるトナー供給）のＯＮ／ＯＦＦ状態の関係を示す。 第３の実施形態における画像密度カウント部及びトナー供給量算出部等による画素数のカウント値の積算からトナー供給に至る一連の処理の例を示すフローチャートである。 制御装置の画像処理部と同等の機能を有する画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、画像形成システムである。
図１は、画像形成システム１の構成の一例を示す。
図１に示すように、画像形成システム１は、制御装置１０及び画像形成装置３０を有している。

制御装置１０は、画像形成装置３０を制御する。例えば、制御装置１０はサーバである。
制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、プログラム等記憶部１２、一時記憶部１３、及び画像処理部２０を有している。
プログラム等記憶部１２は、電源ＯＦＦ時にもデータを保持可能な記憶部である。プログラム等記憶部１２には、ＣＰＵ１１が各種の処理に使用するプログラム１２ａや固定データ等が記憶されている。プログラム等記憶部１２の好適な例としては、ＲＯＭ（Read-Only Memory）が挙げられる。また、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性記憶部も挙げられるが、これらに限定されないことは言うまでもない。

プログラム１２ａは、制御装置１０の出荷時当初からプログラム等記憶部１２に記憶されているものとすることもできるが、出荷後に使用者等の作業によりＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込まれてプログラム等記憶部１２に記憶されたものとすることもできる。
一時記憶部１３は、データが書き込み可能となっておりデータを一時的に保持する記憶部である。一時記憶部１３の好適な例としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）があるが、これに限定されないことは言うまでもない。

ＣＰＵ１１は、プログラム等記憶部１２からプログラム１２ａ等を必要に応じて一時記憶部１３に読み出して各種の処理を行う。
画像処理部２０は、制御装置１０に入力される画像データに対して予め設定されている画像処理を施す。例えば、画像処理部２０は、ＣＰＵ１１の演算処理によりＣＰＵ１１の機能として実現される。画像処理部２０の処理内容については後で詳述する。

画像形成装置３０は、印刷媒体である印刷用紙に画像を形成する。
図２は、画像形成装置３０の構成の一例を示す。
図２に示すように、画像形成装置３０は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置３０は、駆動制御部３１、画像制御部３２、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ、一次転写部６０、二次転写部７０、及び定着装置８０を有している。

画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する。
各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、感光体（像保持体）４１を有しており、感光体４１の周囲であって矢印Ａとして示す回転方向に、帯電器４２、レーザ露光器４３、現像器４４、及び感光体クリーナ４９をその順番で有している。

帯電器４２は、感光体４１を帯電させ、レーザ露光器４３は、例えば半導体レーザから出射された露光ビームを感光体４１に照射して感光体４１上に静電潜像を書込む。
現像器４４は、トナー供給のための駆動部（トナー供給ロール等のトナー供給部等）４６が駆動されてトナーボトル（トナーカートリッジ）４５内の収容されているトナーが供給される。現像器４４では、現像ロール４７によりトナーが感光体４１上に搬送されトナーにより静電潜像が可視像化される。また、現像器４４は、現像剤の透磁率を検出することによりトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（ＡＴＣ（Automatic Toner Control）センサ）４８を備えている。

感光体クリーナ４９は、感光体４１上の残留トナーを除去する。
一次転写部６０は、中間転写ベルト６１を挟んで感光体４１に対向して配置される複数の一次転写ロール６２を含んで構成されている。中間転写ベルト６１は、張架ロール６３や定速性に優れたモータ（図示せず）などにより駆動される駆動ロール６４などの各種ロールによって矢印Ｂとして示す回転方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。

この一次転写部６０は、各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋにより形成された各色成分トナー像を各一次転写ロール６２により中間転写ベルト６１に順次転写（一次転写）する。この結果、中間転写ベルト６１上には、重畳されたトナー像が形成される。
また、一次転写部６０は、画像濃度センサ（ＡＤＣ（Auto Density Control）センサ）６５を備えており、画像濃度センサ６５により中間転写ベルト６１に形成した階調補正用（画像濃度制御用）の各階調のパッチ画像の濃度（階調レベル）が検出される。

二次転写部７０は、中間転写ベルト６１上に転写された重畳トナー画像を印刷用紙に一括転写（二次転写）する。この二次転写部７０は、中間転写ベルト６１のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール７１と、バックアップロール７２とを含んで構成されている。二次転写ロール７１は、中間転写ベルト６１を挟んでバックアップロール７２に圧接配置されている。さらに二次転写ロール７１は接地されてバックアップロール７２との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部７０は、用紙搬送ロール７３により用紙搬送路７４上に搬送される印刷用紙上にトナー像を二次転写する。そして、二次転写後の中間転写ベルト６１の外周面上に残存しているトナーは、中間転写クリーナ（ベルトクリーナ部）７５により除去・回収される。

定着装置８０は、二次転写された画像を印刷用紙上に定着させる。
駆動制御部３１は、各装置又は各部の駆動を制御する。また、画像制御部３２は、画像形成に係る制御を行う。
以上のような構成により、画像形成装置３０では、制御装置１０からの画像データ（各種の処理が施された画像データ）を基に、駆動制御部３１及び画像制御部３２により画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ等の各部を制御する。

これにより、各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋでは、感光体４１は、帯電器４２によって表面が帯電された後、レーザ露光器４３からの露光ビームの照射により表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器４４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。感光体４１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト６１上に一次転写される。

トナー像が中間転写ベルト６１の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト６１は移動してトナー像が二次転写部７０に搬送される。二次転写部７０では、二次転写ロール７１が中間転写ベルト６１を介してバックアップロール７２に押圧される。このとき、タイミングを合わせて用紙搬送ロール７３等により搬送されてきた印刷用紙は、中間転写ベルト６１と二次転写ロール７１との間に挟み込まれる。これにより、中間転写ベルト６１上に担持された未定着トナー像は、印刷用紙上に一括して静電転写される。その後、トナー像が静電転写された印刷用紙は、二次転写ロール７１によって中間転写ベルト６１から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール７１の用紙搬送方向下流側に設けられた定着装置８０に搬送される。そして、印刷用紙上に二次転写された画像は、定着装置８０にて定着される。

図３は、制御装置１０の画像処理部２０の構成の一例を示す。
図３に示すように、画像処理部２０は、領域分離処理部２１、色補正及び色変換処理部２２、トナーセーブ、総量規制及び墨入れ処理部（以下、トナーセーブ等処理部という。）２３、及び目標濃度変更用階調補正処理部２４を有している。
領域分離処理部２１は、文字や線図等の異なる属性の画像を分離する。具体的には、領域分離処理部２１は、文字や線画などを主要部とする２値画像領域を抽出したり、画像（絵）や写真などを主要部とする多階調画像領域（中間調画像領域）を抽出したりすることで、２値画像領域や多階調画像領域を分離する画像領域（絵文字）分離処理を施す。

領域分離処理部２１は、領域分離処理を施した画像データを色補正及び色変換処理部２２に出力する。
色補正及び色変換処理部２２は、色補正及び色変換を行う。色補正及び色変換処理部２２は、例えば、色変換処理として、領域分離処理部２１からの画像データから、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色信号で表されるＣＭＹＫ表色系へのマッピング処理をし、印刷用に色分解された画像データ（ラスタデータ）を生成する。さらに、色補正及び色変換処理部２２は、例えば、色補正処理として、画像データに対して印刷出力用の色補正を行う。

色補正及び色変換処理部２２は、このような各種の処理を施した画像データをトナーセーブ等処理部２３に出力する。
トナーセーブ等処理部２３は、色補正及び色変換処理部２２からの画像データに対して次のような各種処理を施す。トナーセーブ等処理部２３は、トナーセーブ処理として、使用者に設定されたトナーセーブの設定値にトナーの消費量を抑えるように画像データに処理を施す。また、トナーセーブ等処理部２３は、総量規制処理として、ＣＭＹＫ各色のトナー量の合計が設定された上限値以下となるように各色のトナー量を制限する処理を画像データに施す。さらに、トナーセーブ等処理部２３は、トナーの選択を変更等する墨入れ処理を行う。

トナーセーブ等処理部２３は、このような各種の処理を施した画像データを目標濃度変更用階調補正処理部２４に出力する。
目標濃度変更用階調補正処理部２４は、目標濃度変更用階調補正処理を行う。具体的には、目標濃度変更用階調補正処理部２４は、目標濃度変更用階調補正処理として、画像濃度を意図的に変更するために画像データのＬＵＴ（ルックアップテーブル）を調整する手法に基づく画像処理を行う。すなわち例えば、目標濃度変更用階調補正処理は、階調毎に望む画像濃度になるように使用者が情報入力手段（ユーザインターフェース等）を操作してＬＵＴを調整したことに応じた画像処理である。

図４は、目標濃度変更用階調補正処理の一例を示す。図４（ａ）入力階調値と出力階調値との関係を示すＬＵＴの一例を示す。また、図４（ｂ）は、入力階調値と画像濃度との関係の一例を示す。
図４（ａ）に示すように使用者がＬＵＴを調整することで、図４（ｂ）に示すように、入力階調値に対する画像濃度が変更される。

画像処理部２０は、以上のような各種の画像処理を画像データに施し、画像形成装置３０に画像データを出力する。
画像形成装置３０は、そのような画像データが入力されることに対応して図３に示すような構成を有している。
図３に示すように、画像形成装置３０は、濃度維持用階調補正処理部９１及びスクリーン処理部９２を有している。

濃度維持用階調補正処理部９１は、濃度維持用階調補正処理を行う。具体的には、濃度維持用階調補正処理部９１は、濃度維持用階調補正処理として、画像濃度を目標の画像濃度に維持するために画像データのＬＵＴを調整する手法に基づく画像処理を行う。すなわち例えば、濃度維持用階調補正処理部９１は、中間転写ベルト６１上の複数のパッチ画像のトナー量を画像濃度センサ（ＡＤＣセンサ）６５で検出して、その検出結果から目標の中間転写体上画像のトナー量、すなわち目標の画像濃度になるようにパッチ階調毎に画像データのＬＵＴを調整することによる画像処理を行う。又は、濃度維持用階調補正処理部９１は、印刷用紙上に複数のパッチ画像を形成し定着させた後、センサやスキャナ、外部の測色機で検出して、その検出結果から目標の用紙上濃度、すなわち目標の画像濃度になるようにパッチ階調毎に画像データのＬＵＴを調整することによる画像処理を行う。

濃度維持用階調補正処理部９１は、濃度維持用階調補正処理を施した画像データをスクリーン処理部９２に出力する。
スクリーン処理部９２は、画像データに対してスクリーン処理を施す。
画像形成装置３０は、スクリーン処理部９２により処理が施された画像データを基に、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ等を制御して印刷用紙に画像形成を行う。

以上のような画像形成装置３０では、駆動部４６の駆動制御によりトナー供給制御を行う構成になっており、画像密度が大きい場合には、トナー供給の遅れやオーバーシュートが発生し、画像濃度変動や色変動を起こしたり、その一方で、画像密度が小さい場合には、現像器内のトナーの入れ替わりが少なくトナーにストレスがかかり、ＢＣＯ（ビーズ・キャリア・オーバー）や画像のがさつき等の画質欠陥を起こしたりしてしまう恐れがある。

これに対して、本実施形態では、以下のような構成及び処理により、トナー供給の遅れやオーバーシュートの発生によるトナー濃度の変動を抑制し、画像濃度変動や色変動を起こすこと等を防止している。
図５は、それを実現する画像形成装置３０の構成の一例を示す。
図５に示すように、画像形成装置３０は、前記図３の比較では、制御装置１０の画像処理部２０には画像密度カウント部２５を有し、画像形成装置３０にはトナー供給量算出部９３を有している。

画像密度カウント部２５は、目標濃度変更用階調補正処理部２４からの画像データが入力される。画像密度カウント部２５は、印刷する各ページの画像密度をなす画素数（画像データ中のトナーにより画像が形成される領域の画素数）をカウントする。
画像密度カウント部２５は、取得した画素数のカウント値（画像密度カウント値）をトナー供給算出部９３に出力する。

トナー供給量算出部９３は、画像密度カウント部２５が取得した画素数のカウント値を基に、印刷に必要なトナー量を算出する。このとき、トナー供給量算出部９３は、トナー供給応答時間を１単位とした画素数のカウント値の積算値を基に、必要トナー量を算出する。
ここで、トナー供給応答時間は、トナーボトル４５から現像器４４へのトナー供給応答時間である。すなわち、トナー供給応答時間は、駆動部４６の駆動（例えば駆動部の駆動モータの駆動）を開始した時から、その駆動部４６の駆動によりトナーボトル４５のトナーが現像ロール４７上に到達するまでの時間である。例えば、トナー供給応答時間は、実験値、経験値、又は理論値として設定される。

そして、トナー供給量算出部９３は、そのように算出した必要トナー量を予め設定した分割情報を基に分割して得られる各量（分割供給する各回のトナー量、以下、各分割量ともいう。）を算出する。ここで、分割情報とは、分割数や分割後の各分割量である。ここで、好適には必要トナー量を等分割することが好ましいが、等分割ではなく各分割量の分布が予め設定された分布等になるように分割しても良い。

又は、現像器４４にトナーを安定して供給するには、ある一定時間以上駆動部４６を駆動させながらトナーを供給する必要がある。すなわち、ある下限値以上のトナー量を駆動部４６から現像器４４に供給する必要がある。これを考慮して、必要トナー量を分割した際の各回のトナー量がそのような下限値以上になるように分割数を決定しても良い。
以上のような画像密度カウント部２５及びトナー供給量算出部９３による処理について、より具体的に説明すると、先ず、画像密度カウント部２５は、印刷要求に係る画像データの全ページの画像の画素数をカウントする。

そして、トナー供給量算出部９３は、トナー供給応答時間を１単位として画素数のカウント値の積算値（以下、画素数カウント積算値ともいう。）を算出する。具体的には、トナー供給応答時間とその時間に印刷可能な枚数（例えば１０枚や１２枚等）とを対応付けており、トナー供給量算出部９３は、その印刷可能な枚数分の画像の画素数カウント積算値を算出する。

ここで、実験値、経験値、又は理論値により、その対応付けを決定する。例えば、印刷用紙サイズや、画像形成装置３０が設置されている環境（温度や湿度）によるテーブルを参照して、その対応付けを決定する。
また、このような処理に用いるトナー供給応答時間を算出する条件を、駆動部４６を一定時間駆動して現像剤にストレスのかからない像密度（１０％程度）のトナーを供給しながら画像濃度検出用のパッチ画像の濃度が増加したこととしても良い。

そして、トナー供給量算出部９３は、画素数カウント積算値を基に必要トナー量を算出する。これにより、前記印刷可能な枚数分を印刷するのに必要なトナー量が算出される。さらに、トナー供給量算出部９３は、前記印刷可能な枚数で必要トナー量を分割して各分割量を算出する。すなわち、トナー供給量算出部９３は、分割供給する１回当たりのトナー量を算出する。

画像形成装置３０は、トナー供給量算出部９３が算出したトナー量のトナーをその分割数分（印刷可能な枚数分）だけ供給するように駆動部４６を駆動する。このとき、トナーの供給タイミング（駆動部４６の駆動開始タイミング）は、トナー量の算出対象の画像の印刷が開始される前にそのトナーが現像器４４（具体的には現像ロール４７）に到達するようなタイミングである。

なお、以上の構成においてスクリーン処理部９２を最後段に位置させているのは、濃度維持用階調補正処理部９１が濃度維持用階調補正処理を行った画像データの各画素でスクリーン処理を行うためである。この場合、トナー消費量は次のように算出できる。
トナー消費量＝カウント値×α×η＋β
ここで、ηはモードやスクリーン別の係数であり、αは標準係数であり、βはかぶりトナーなど常に消費されるトナー量である。

また、次のように画素数毎にトナー消費量を算出しても良い。
トナー消費量＝η×Σ（カウント値×α）＋β
図６は、画像密度カウント部２５及びトナー供給量算出部９３等による画素数のカウント値の積算からトナー供給に至る一連の処理の例を示すフローチャートである。
印刷要求が実行されると、先ずステップＳ１において、トナー供給量算出部９３は、画像密度カウント部２５が得た画像数のカウント値を積算する。

続くステップＳ２において、トナー供給量算出部９３は、前記ステップＳ１で算出した画像数カウント積算値を基に必要トナー量を算出する。
続くステップＳ３において、トナー供給量算出部９３は分割数を算出する。具体的には、トナー供給量算出部９３は、トナー供給応答時間に対応付けられている印刷可能な枚数を分割数として算出する。

続くステップＳ４において、トナー供給量算出部９３は、前記ステップＳ３で算出した分割数で前記ステップＳ２で算出した必要トナー量を分割して得られる各分割量を算出する。
続くステップＳにおいて、画像形成装置３０は、印刷要求に係る印刷が終了したか否かを判定する。画像形成装置３０は、印刷要求に係る印刷が終了したと判定すると、該図６に示す処理を終了する（次の印刷要求の実行を待つ）。また、画像形成装置３０は、印刷要求に係る印刷が終了していないと判定すると、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、画像形成装置３０（例えば駆動制御部３１）は、現像器４４の駆動状態がＯＦＦか否かを判定する。画像形成装置３０は、現像器４４の駆動状態がＯＦＦ（駆動していない）であると判定すると、ステップＳ９に進む。また、画像形成装置３０は、現像器４４の駆動状態がＯＮ（駆動している）であると判定すると、ステップＳ７に進む。

ステップＳ９では、画像形成装置３０（例えば駆動制御部３１）は、トナー供給がＯＮになっている場合にはそれをＯＦＦにする。すなわち、画像形成装置３０は、駆動部４６の駆動を停止する。そして、画像形成装置３０は、ステップＳ５から再び処理を開始する。
ステップＳ７では、画像形成装置３０（例えば駆動制御部３１）は、必要トナー量のトナーの供給を終了したか否かを判定する。画像形成装置３０は、必要トナー量のトナーの供給を終了したと判定すると、ステップＳ１０に進む。また、画像形成装置３０は、必要トナー量のトナーの供給を終了していないと判定すると、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、画像形成装置３０（例えば駆動制御部３１）は、トナー供給をＯＮにする。すなわち、画像形成装置３０は、前記ステップＳ４で算出した分割量で、前記ステップＳ３で算出した分割数だけトナー供給（トナーの分割供給）を行うように駆動部４６を駆動させる。そして、画像形成装置３０は、前記ステップＳ５から再び処理を開始する。

ステップＳ１０では、画像形成装置３０（例えば駆動制御部３１）は、トナー供給をＯＦＦにする。そして、画像形成装置３０は、前記ステップＳ１から再び処理を開始する。すなわち、画像形成装置３０は、同一印刷要求内における次の印刷に係るトナー供給のための処理を開始する。
以上のような構成及び処理により、画像形成システム１では、画像密度カウント部２５が、画像データ（印刷要求に係る全ページの画像）の画素数をカウントする。ここで、画像密度カウント部２５に入力される画像データは、領域分離処理部２１、色補正及び色変換処理部２２、トナーセーブ等処理部２３、及び目標濃度変更用階調補正処理部２４により各種の画像処理が施されたものである。そのため、画像密度カウント部２５が取得した画素数のカウント値は、そのような画像処理が施された結果を反映された値になる。

そして、画像形成システム１では、トナー供給量算出部９３が、トナー供給応答時間を１単位として、画像密度カウント部２５により取得した画素数のカウント値を算出する（ステップＳ１）。具体的には、トナー供給量算出部９３は、トナー供給応答時間に対応付けられている印刷可能な枚数分の画像の画素数カウント積算値を算出する。
図７（ａ）は、棒グラフの各棒が１２枚の各印刷用紙に画像形成される各画像の画素数のカウント値（画像密度）を示しており、画像密度カウント部２５は、トナー供給応答時間に対応付けられている印刷可能な１２枚分の画像の画素数カウント積算値を算出する。

さらに、画像形成システム１では、図７（ｂ）に示すように、トナー供給量算出部９３が、画素数カウント積算値を基に、必要トナー量を算出し（ステップＳ２）、算出した必要トナー量を印刷可能な枚数（ここでは１２枚）で分割（例えば等分割）して各分割量を算出する（ステップＳ３、ステップＳ４）。

そして、画像形成システム１では、図７（ｃ）に示すように、画像形成装置３０が、トナー供給量算出部９３が算出した各分割量によるトナーの分割供給を行うように駆動部４６を駆動させる（ステップＳ８）。
画像形成システム１では、このようなトナーの分割供給を印刷要求に係る全ての印刷が終了するまで行う。すなわち、この例では、画像形成システム１は、同一印刷要求内において、最初の１２枚を印刷するためのトナーの分割供給を終了すると、次の１２枚を印刷するためのトナーの分割供給を開始する。

画像形成システム１では、このようにトナーが分割供給される一方で、前述したような画像形成装置３０の画像データに基づく印刷動作により各印刷用紙に画像が形成される。
図７（ｄ）は、前述のように必要トナー量を分割してトナー供給したときのトナー濃度の変化を示す。また、図７（ｅ）は、前述のように必要トナー量を分割してトナー供給したときの印刷画像の画像濃度の変化を示す。

図７（ｄ）に示すように、トナー濃度は上昇するものの、緩やかな上昇になる。また、図７（ｅ）に示すように、画像濃度についても、上昇するものの、緩やかな上昇になる。
図８は、本実施形態の比較例を示す。
比較例では、図８（ａ）乃至（ｃ）に示すように、１２枚の各印刷用紙に画像形成される各画像の画素数のカウント値を積算し、その積算値を基に必要トナー量を算出している。そして、比較例では、その必要トナー量を１度に供給している。

これにより、比較例では、図８（ｄ）に示すように、トナー濃度は、急激に上昇し、図８（ｅ）に示すように、画像濃度についても、急激に上昇する。
なお、第１の実施形態では、トナー供給量算出部９３は、例えば、第１算出手段及び第２算出手段を実現している。また、駆動制御部３１は、例えば、制御手段を実現している。また、駆動部４６は、例えば、トナー供給部を実現している。また、トナー供給量算出部９３及び駆動制御部３１は、例えば、処理装置を実現している。

以上のように、画像形成システム１は、画像データを基に印刷媒体に画像形成される複数の画像の画像密度の積算値（画素数カウント積算値）を基に、該複数の画像の画像形成に必要なトナー量を算出し、算出した必要トナー量を予め設定した分割情報を基に分割した各分割量を算出し、算出した各分割量のトナーを前記複数の画像の現像を現像器４４で開始する以前にトナーボトル４５から現像器４４に供給するように駆動部４６を制御している。

これにより、画像形成システム１は、トナー濃度の変動、さらには印刷画像の濃度の変動を抑えながら画像形成前にトナーを現像器４４に供給できる（図７（ｄ）参照）。
また、画像形成システム１は、トナーボトル４５から現像器４４にトナーが供給されるのに要する時間（トナー供給応答時間）内に画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋにより印刷可能な枚数を分割数として必要トナー量を分割している。

これにより、画像形成システム１は、トナーボトル４５から現像器４４にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋにより印刷可能な枚数との関係を考慮した分割数で必要トナー量を分割することができる。よって、画像形成システム１は、連続して印刷している最中でも画像形成前に各分割量のトナーの供給を完了させることができる。

（第２の実施形態）
次の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態では、印刷要求に係る印刷開示時に実施されるセットアップサイクル中（画像形成開始の準備処理中）にトナー供給を行っている。
図９は、前記図６に対応する処理であり、第２の実施形態における処理を示すフローチャートである。
第２の実施形態では、ステップＳ４の後に新たにステップＳ２１を設けている。そのステップＳ２１では、画像形成装置３０は、セットアップサイクルで画像濃度制御用のパッチ画像を形成中か否かを判定する。画像形成装置３０は、セットアップサイクルでパッチ画像の形成が終了したと判定すると、前記ステップＳ５に進む。

このような処理により、第２の実施形態における画像形成装置３０は、セットアップサイクル中であって、画像濃度制御用のパッチ画像の形成を終了したタイミングで、前述のような分割供給によるトナー供給を開始するようになる。
図１０は、（ａ）印刷要求の実行状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）、（ｂ）セットアップサイクルのＯＮ／ＯＦＦ状態、（ｃ）画像形成のＯＮ／ＯＦＦ状態、及び（ｄ）トナー供給（分割供給によるトナー供給）のＯＮ／ＯＦＦ状態の関係を示す。

図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、画像形成装置３０は、印刷要求が有ると、先ずセットアップサイクルを実施する。そのセットアップサイクルでは、画像濃度制御用のパッチ画像を形成する。
そして、図１０（ｂ）に示すように、画像形成装置３０は、セットアップサイクルにおいてパッチ画像の形成が終了するとパッチ画像の検出を開始する。このとき、図１０（ｃ）に示すように、画像形成装置３０は、パッチ画像の形成を終了したタイミングで分割供給によるトナー供給を開始する。そして、図１０（ｃ）に示すように、画像形成装置３０は、セットアップサイクルの終了後に画像形成処理を開始する。

なお、図１０（ｃ）の２番目の分割供給によるトナー供給については、画像形成の開始タイミングで行うことができるようであれば、該開始タイミングで分割供給によるトナー供給を開始するようなこともできる。
要するに、トナー量の算出対象のページの印刷が開始される前にそのトナーが現像器４４（具体的には現像ロール４７）に到達する限り、分割供給によるトナー供給をどのようなタイミングで開始しても良い。

（第３の実施形態）
次の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態では、分割後の１回当たりのトナー供給量をある一定量以上に保つようにしている。
図１１は、前記図６に対応する処理であり、第３の実施形態における処理を示すフローチャートである。
第３の実施形態では、ステップＳ１の後に新たにステップＳ３１及びステップＳ３２を設け、ステップＳ４の後に新たにステップＳ３３及びステップＳ３４を設けている。

そのステップＳ３１では、画像形成装置３０は、前記ステップＳ１で算出した画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値よりも大きいか否かを判定する。ここで、画像密度判断用しきい値は、分割したときの１回当たりのトナー量がある下限値以上に保てるようにするためのしきい値である。画像形成装置３０は、画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値よりも大きいと判定すると（画像密度判断用しきい値＜画素数カウント積算値）、ステップＳ２に進む。また、画像形成装置３０は、画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値以下と判定すると（画像密度判断用しきい値≧画素数カウント積算値）、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、画像形成装置３０は、前記ステップＳ１で算出した画素数カウント積算値に不足カウント値を加算する。これにより、画像形成装置３０は、画素数カウント積算値を大きくし画像密度判断用しきい値に補正している。そして、画像形成装置３０は、ステップＳ２に進む。
このようなステップＳ３１及びステップＳ３２の処理は、必要トナー量が予め設定した値以下のときには、必要トナー量に不足トナー量を加算し必要トナー量を該予め設定した値に補正する処理と等価である。

また、ステップＳ３３では、ステップＳ３１と同様に、画像形成装置３０は、前記ステップＳ１で算出した画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値よりも大きいか否かを判定する。画像形成装置３０は、画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値よりも大きいと判定すると（画像密度判断用しきい値＜画素数カウント積算値）、ステップＳ５に進む。また、画像形成装置３０は、画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値以下と判定すると（画像密度判断用しきい値≧画素数カウント積算値）、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、画像形成装置３０は、トナー吐き出し用のトナーバンドを作成する。そして、画像形成装置３０は、ステップＳ５に進む。
このような処理により、第３の実施形態では、画素数カウント積算値が画像密度判断用しきい値以下のとき、画素数カウント積算値を画像密度判断用しきい値に補正するとともにトナー吐き出し用のトナーバンドを作成し余分なトナーを吐き出している。

なお、トナー吐き出し用のバンドを作成してトナーを吐き出しているが、濃度パッチ領域やレジストレーション制御用のパッチ領域以外のインターイメージ領域を用いてトナーを吐き出しても良い。
例えば、低画像密度の場合には、１回当たりのトナー供給量（プリント１枚当りのトナー供給量）が、トナー濃度検出センサの検出シフトや画像欠陥（ＢＣＯやがさつき）を発生させない画像密度のしきい値（例えばプリント１枚当り３％）以下となる場合がある。

これに対して、第３の実施形態では、分割供給する１回当たりのトナー量がある一定量以上に保たれるようになるため（例えば画像密度でいうと４％以上に相当するようになるため）、現像剤のかさ密度の影響を受けずに、トナー濃度検出センサの検出シフトを防止等することができるようになる。

（本実施形態の変形例）
なお、前述の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
すなわち、本実施形態では、好適には画像形成システム１が領域分離処理部２１、色補正及び色変換処理部２２、トナーセーブ等処理部２３、目標濃度変更用階調補正処理部２４、濃度維持用階調補正処理部９１及びスクリーン処理部９２の全てを有するが、これらの少なくとも１つを有していても良い。
また、本実施形態では、制御装置１０の画像処理部２０と同等の機能を画像形成装置３０が有することもできる。

図１２は、そのような画像形成装置３０の構成の一例を示す。
図１２に示すように、画像形成装置３０は、画像処理部１００内に、濃度維持用階調補正処理部９１及びスクリーン処理部９２に加えて、領域分離処理部１０１、色補正及び色変換処理部１０２、トナーセーブ等処理部１０３、目標濃度変更用階調補正処理部１０４、及び画像密度カウント部１０５を有している。

１ 画像形成システム、１０ 制御装置、１２ａ プログラム、２０ 画像処理部、３０ 画像形成装置、３１ 駆動制御部、４４ 現像器、４５ トナーボトル、４６ 駆動部、９３ トナー供給量算出部

Claims (3)

1. トナー収容部から現像装置にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成部により印刷可能な枚数の印刷媒体に画像形成するための画像データにおける各印刷媒体のトナーにより画像が形成される領域の画素数を積算した積算値を基に、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像形成に必要なトナーの総量を算出する第１算出手段と、
   前記第１算出手段が算出したトナーの総量を前記印刷可能な枚数で分割して得られる各量を算出する第２算出手段と、
   前記前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像の現像を前記現像装置で開始する以前に、前記第２算出手段が算出した各量で前記トナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するようにトナー供給部を制御する制御手段と、
   を有する処理装置。
2. 前記制御手段は、印刷要求に係る画像の画像形成開始の準備処理中であって画像濃度制御のためのパッチ画像が形成された後に前記第２算出手段が算出した各量で前記トナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するように前記トナー供給部を制御する請求項１に記載の処理装置。
3. トナー収容部から現像装置にトナーが供給されるのに要する時間内に画像形成部により印刷可能な枚数の印刷媒体に画像形成するための画像データにおける各印刷媒体のトナーにより画像が形成される領域の画素数を積算した積算値を基に、前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像形成に必要なトナーの総量を算出する第１算出ステップと、
   前記第１算出ステップで算出したトナーの総量を前記印刷可能な枚数で分割して得られる各量を算出する第２算出ステップと、
   前記印刷可能な枚数の印刷媒体への画像の現像を前記現像装置で開始する以前に、前記第２算出ステップで算出した各量で前記トナー収容部から前記現像装置にトナーを供給するようにトナー供給部を制御する制御ステップと、
   をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラム。

Images