JP6631308B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、画像信号に追跡パターンを合成する画像形成装置に関する。

画像形成装置の中には、印字する画像信号に、画像形成装置ごとに固有の追跡パターンを合成（重畳）するものがある。追跡パターンを画像信号に重畳することによって、たとえば、紙幣や有価証券など複写が禁止されている画像が形成された場合に、これらの画像を印字した画像形成装置を特定（追跡）することができる。

追跡パターンを画像信号に合成する技術に関し、特開２００４−２８９８７３号公報（特許文献１）は、形成すべき記録画像の濃度が変動しても、追跡用パターンが識別性および潜在性を失わないようにする構成を開示している。より具体的には、特許文献１は、トナーパッチを測定した濃度と目標値との偏差にしたがって、ガンマ補正回路によるガンマ補正で用いるルックアップテーブルを選択する一方、これとは別に、入力した画像データに付加する追跡用パターンを選択する構成を開示している。

特開２００４−２８９８７３号公報

しかしながら、追跡パターンの視認性は、画像形成装置の使用状況によって変動してしまうという問題がある。この点について、特許文献１に開示される技術は何ら考慮していない。そのため、同技術は、たとえば、追跡パターンの視認性が低下する状況下において追跡パターンを解読できない可能性がある。

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、画像形成装置の使用状況に関わらず一定の視認性を有する追跡パターンを印字することができる画像形成装置を提供することである。

ある局面に従う画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、媒体へ転写されるトナー像を外周面にある感光体膜上で現像する像担持体と、感光体膜の表面に接触するように配置される接触部材と、画像形成装置に固有の情報を示す追跡パターンを発生する追跡パターン発生部と、画像信号に追跡パターンを付加する合成部と、像担持体の感光体膜の膜厚に関する情報を取得する取得部とを備える。追跡パターンは、当該追跡パターンに対応する画像が媒体上に形成されたときに、トナーが付着される領域である複数の画像領域を固有の情報に応じたそれぞれの位置に配置するためのものである。追跡パターン発生部は、感光体膜の膜厚が薄くなるにつれて、画像領域の面積を低減した追跡パターンを発生するように構成される。

好ましくは、追跡パターン発生部は、感光体膜の膜厚が薄くなるにつれて、画像領域を構成する画素の数を低減する。

好ましくは、追跡パターン発生部は、感光体膜の膜厚が薄くなるにつれて、画像領域を構成する画素の大きさを小さくする。

好ましくは、像担持体は回転可能に構成される。感光体膜の膜厚に関する情報は、像担持体の累積回転数、累積回転時間、累積移動距離、および像担持体を用いて媒体に画像を形成した累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つの情報を含む。

さらに好ましくは、感光体膜の膜厚に関する情報は、印字率をさらに含む。
好ましくは、湿度を測定するための湿度センサをさらに備える。追跡パターン発生部は、湿度センサが検出した湿度が高いほど、画像領域の面積が小さくなるように制御する。

好ましくは、回転可能に構成される現像剤担持体を含み、感光体膜にトナーを付着させるための現像装置をさらに備える。追跡パターン発生部は、現像剤担持体の累積回転数、累積回転時間、累積移動距離、および現像剤担持体を用いて媒体に画像を形成した累積印字枚数のうち少なくとも１つの情報を取得するとともに、当該情報の値が大きくなるにつれて、画像領域の面積を低減した追跡パターンを発生するように構成される。

好ましくは、画像信号に所定の処理を行なう画像処理部をさらに備える。合成部は、所定の処理を施された後の画像信号に追跡パターンを付加する。

好ましくは、画像領域の面積が異なる複数の追跡パターンを格納するための記憶部をさらに備える。追跡パターン発生部は、感光体膜の膜厚に関する情報に応じて、記憶部に格納される複数の追跡パターンから一の追跡パターンを選択する。

好ましくは、感光体膜の膜厚に関する情報について、少なくとも１つ以上のしきい値を格納するための記憶部をさらに備える。追跡パターン発生部は、取得部が取得した膜厚に関する情報がしきい値を下回る、または上回ると、画像領域の面積を切り替えるように構成される。

好ましくは、カラー画像を形成するための複数の色にそれぞれ対応した複数の作像ユニットをさらに備える。合成部は、画像信号を複数の色に色分解された画像信号のうち、特定の色の画像信号に追跡パターンを付加する。

さらに好ましくは、追跡パターン発生部は、画像信号の、追跡パターンが付加される領域の色情報に応じて、画像領域の面積を制御する。

好ましくは、接触部材は、像担持体を帯電させる帯電ローラーである。

一実施形態に従う画像形成装置によれば、使用状況に関わらず一定の視認性を有する追跡パターンを印字することができる。

実施形態に従う追跡パターンの制御の概要について説明する図である。 実施形態に従う画像形成装置の構成例を説明する図である。 実施形態に従う制御部について説明する図である。 実施形態に従う画像形成装置の画像形成動作を説明するフローチャートである。 感光体の累積回転数と膜厚との関係を説明する図である。 実施形態に従う感光体の膜厚と追跡パターンの画像領域を構成する画素数との関係を表す図である。 実施形態に従う感光体の膜厚と追跡パターンとの関係を表すテーブルを説明する図である。 実施形態に従うＣＰＵの機能構成を説明する機能ブロック図である。 変形例に従う画像領域のパターン例を説明する図である。 感光体の累積回転数と感光体の膜厚との関係を、平均印字率の別に表現した図である。 変形例２に従う平均印字率と係数との関係を表すテーブルである。 変形例３に従う現像装置を用いた累積印字枚数、感光体の累積回転数、および画像領域のパターンとの関係を表すテーブルを説明する図である。 変形例４に従う画像形成装置の絶対湿度、感光体の累積回転数、および画像領域のパターンとの関係を表すテーブルを説明する図である。 変形例５に従う追跡パターンが形成される背景部の色情報、感光体の累積回転数、および画像領域のパターンとの関係を表すテーブルを説明する図である。 変形例５に従う追跡パターンが形成される背景部の色情報が異なる画像を説明する図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

［Ａ．概要］
図１は、実施形態に従う追跡パターンの制御の概要について説明する図である。まず、図１（ａ）を用いて追跡パターンについて説明する。図１（ａ）を参照して、用紙には、印字すべき画像情報とは別に、追跡パターンがほぼ全面に形成される。これは、コピーの部分的悪用を防止するためであり、切手などのように、複写すべきないものであって、かつ非常に面積が小さいものを複写した場合でも、当該複写物に追跡用パターンが形成されるようにするためである。

次に、１つの追跡パターンが記録されるパターン領域ＰＬについて着目すると、追跡パターンは、複数の画像領域ＩＬから構成される。パターン領域ＰＬにおける複数の画像領域ＩＬの配置は、画像形成装置ごとに固有の配置パターンである。換言すれば、追跡パターンは、当該追跡パターンに対応する画像が用紙などの媒体上に形成されたときに、トナーが付着される領域である複数の画像領域ＩＬを、画像形成装置に固有の配置パターンに位置配置するためのものである。パターン領域ＰＬにおける画像領域ＩＬの配置をスキャナーで読み込む等して確認することによって、追跡パターンを重畳された用紙がどの画像形成装置で印字されたのかを特定（追跡）することができる。

次に、追跡パターンの視認性についての特性について説明する。図１（ｂ）および（ｃ）に示されるように、追跡パターンは、画像領域ＩＬの面積が大きくなるほど、追跡のための画像形成装置の情報を得やすくなる（以下、「解読性が高い」とも称する。）。また、図１（ｄ）および（ｅ）に示されるように、追跡パターンは、画像領域ＩＬの濃度が濃いほど解読性が高い。一方で、追跡パターンは、画像領域ＩＬの面積が大きくなるほど、また、画像領域ＩＬの濃度が濃いほど人間の眼にも認識されやすくなる（以下、「視認性が高い」とも称する。）。追跡パターンは一定以上の解読性がないと追跡の機能が確保できない。そのため追跡の機能を上げるためだけに画像領域ＩＬの面積を大きく、または濃度を濃くした場合、同時に高くなる視認性によって追跡パターンを画像ノイズとして認識されてしまうことになる。したがって、追跡パターンの視認性（および解読性）は、高すぎても低すぎても問題となってしまう。そのため、用紙などの媒体に印字される追跡パターンは、追跡機能と印字品質を両立することができる、ある一定の視認性を常に有していることが好ましい。

ところで、本願出願人は、追跡パターンを構成する画像領域ＩＬの面積に加え、感光体の膜厚に依存して、追跡パターンの視認性（および解読性）が変動することを見出した。これは、たとえば、初期の厚い膜厚の感光体で露光した潜像は、感光体膜内で光が拡散されることに起因してドットが薄く広がるため、入力ドットに対する出力ドットの再現性（以下、「ドットの再現性」とも称する。）が悪くなるのに対し、使用に伴い感光体の膜厚が薄くなると、感光体膜内での光の拡散が抑制されドットの再現性が良くなることが原因となる。追跡パターンの画像領域ＩＬは、少ない画素（ドット）数で構成されるため、特に感光体の膜厚変化によるドット再現性変動の影響を受けやすい。そのため、図１（ｆ）に示されるように、追跡パターンの視認性は、感光体の膜厚が厚いほど低くなり、感光体の膜厚が薄くなるほど高くなる。近年の電子写真方式に従う画像形成装置の多くは、接触帯電ローラー方式を採用しており、感光体膜を削ることによって感光体表面をリフレッシュし、帯電ローラーによって発生するムラを抑止し、長寿命化を達成している。したがって、当該方式に従う画像形成装置は、特にこの感光体の膜厚変化による視認性および解読性の変化の影響を受けやすい。

そこで、実施形態に従う画像形成装置は、図１（ｇ）に示されるように、使用に伴い感光体の膜厚が薄くなるにつれて、追跡パターンを構成する画像領域ＩＬの面積を低減する。当該構成によれば、実施形態に従う画像形成装置は、使用状況に依存する感光体の膜厚に関わらず、一定の視認性を有する追跡パターンを印字することができる。以下、この画像形成装置の構成および制御について説明を行なう。

［Ｂ．実施形態］
（ｂ１．画像形成装置１００）
図２は、実施形態に従う画像形成装置１００の構成例を説明する図である。画像形成装置１００は、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置であって、入力された画像信号に基づいて用紙などの媒体上に画像を形成する。図２に示されるように、画像形成装置１００は、内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト１に沿って並んで配置され、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをそれぞれ有している。各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、外周面に形成される感光体膜上で、用紙などの媒体へ転写されるトナー像を現像する。

像担持体である各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラー４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、中間転写ベルト１を挟んで各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと対向する１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋと、クリーニングブレード８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋとがそれぞれ配置されている。各作像ユニットは、交換可能に構成される。また、各現像装置は、現像ローラーと、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を撹拌および循環させるスクリューと、現像剤を収容する収容部とを有する。これら各現像装置は、対応する作像ユニットとは独立して交換可能に構成される。

中間転写ベルト１の中間転写ベルト駆動ローラー９で支持された部分には、２次転写ローラー１０が圧接されており、当該領域で２次転写が行なわれる。２次転写領域後方の搬送路Ｒ１の下流位置には、定着ローラー１１と加圧ローラー１２とを含む定着加熱部２０が配置されている。

画像形成装置１００の下部には、給紙カセット３０が着脱可能に配置されている。給紙カセット３０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラー３１の回転によって最上部の用紙から１枚ずつ搬送路Ｒ１に送り出されることになる。

なお、本実施形態において、画像形成装置１００は、一例として、タンデム式の中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。具体的には、電子写真方式であって、サイクル方式を採用する画像形成装置であってもよいし、現像装置から印刷媒体に直接トナーを転写する直接転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファックスなどの機能を複合した複合機であってもよい。

（ｂ２．画像形成装置１００の概略動作）
次に、以上の構成からなる画像形成装置１００の概略動作について説明する。外部装置（たとえば、パソコン等）から画像形成装置１００の制御部７０に画像信号が入力されると、制御部７０ではこの画像信号をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成するとともに、当該デジタル画像信号に基づいて、各作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを発光させて露光を行なう。

これにより、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの作用により、図２中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写される。１次転写の後、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に残留するトナーは、各クリーニングブレード８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによって回収される。

このようにして中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラー９の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

用紙Ｐに２次転写されたトナー画像は、定着加熱部２０に達する。トナー画像は、加熱された定着ローラー１１、および加圧ローラー１２の作用により用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラー５０を介して排紙トレイ６０に排出される。

（ｂ３．制御部７０）
図３は、実施形態に従う制御部７０について説明する図である。制御部７０は、その主要な制御要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７４とを含む。

ＣＰＵ７１は、インターフェイス７４を介して記憶装置１２０に記憶された制御プログラム１２２を読み出して実行することで、画像形成装置１００の全体処理を実現する。なお、ＣＰＵ７１は、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）およびその他の演算機能を有する回路のいずれであってもよい。また、制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、実施形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、実施形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。

ＲＡＭ７２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などであり、ＣＰＵ７１がプログラムを動作するために必要なデータや画像データを一時的に記憶する。したがって、ＲＡＭ７２は、いわゆるワーキングメモリとして機能する。

ＲＯＭ７３は、典型的には、フラッシュメモリなどであり、ＣＰＵ７１で実行されるプログラムや、画像形成装置１００の動作に係る各種設定情報を記憶する。

（ｂ４．追跡パターンの制御）
次に、追跡パターンの制御を含む、画像形成装置１００の一連の画像形成動作について説明する。図４は、実施形態に従う画像形成装置１００の画像形成動作を説明するフローチャートである。図４に示される処理は、制御部７０が記憶装置１２０に格納される制御プログラム１２２を実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。

図４を参照して、ステップＳ１０において、制御部７０は、印刷ジョブの入力を受ける。ステップＳ１２において、制御部７０は、入力された画像信号を画像形成装置１００の色再現特性に合わせたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解する。ステップＳ１４において、制御部７０は、色分解した画像信号ごとに、ガンマ補正処理、空間フィルタ処理、階調再現処理、および位置ずれ補正処理といったいわゆるデジタル画像処理を行なう。これにより、制御部７０は、追跡パターンを合成されていない画像信号に対して、画像形成装置１００の特性、および環境変化に応じた調整を行なうことができる。

続いて、ステップＳ１６において、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚を示す情報を取得する。イエローの感光体３Ｙの膜厚を取得する理由を以下に説明する。人間の眼は、イエローの画像を認識しづらい。そのため、イエローのトナーを用いて追跡パターンを印字することによって、追跡パターンの視認性を抑制するとともに、解読性を確保することができるためである。以下、図５を用いて感光体３Ｙの膜厚を示す情報を取得するための構成について説明を行なう。図５は、感光体の累積回転数と膜厚との関係を説明する図である。

感光体３Ｙには、当該感光体の表面に接触するように帯電ローラー４Ｙとクリーニングブレード８Ｙとが接触している。感光体３Ｙの膜厚は、帯電ローラー４Ｙとクリーニングブレード８Ｙとの接触の影響を受けて、使用（回転）に伴い徐々に薄くなる。特に、帯電ローラー４Ｙから交流電圧を印加される場合、１回転あたりの感光体３Ｙの膜厚減耗量は増える。

図５に示されるように、接触帯電方式を採用する感光体３Ｙの膜厚は、感光体３Ｙの累積回転数が多くなるにつれて、急激に薄くなることが読み取れる。一方、仮に帯電ローラー４Ｙの代わりにコロナ放電器のような非接触帯電方式を採用する感光体３Ｙの膜厚は、クリーニングブレード８Ｙの影響のみを受けるため、徐々に薄くなることが読み取れる。

この感光体３Ｙの膜厚と感光体３Ｙの累積回転数との関係は次の式（１）によって表すことができる。

τは感光体３Ｙの膜厚、τ０は感光体３Ｙの初期の膜厚、αは予め定められた係数、Ｒｏは感光体３Ｙの累積回転数を表す。係数αは、感光体３Ｙの初期の膜厚τ０と、寿命時の膜厚τ１と、寿命までの回転数Ｒｏ１によって定められる。係数αは、たとえば、感光体３Ｙの初期の膜厚τ０から寿命時の膜厚τ１を差し引いた値を、寿命までの回転数Ｒｏ１で除した値としてもよい。この感光体３Ｙの初期の膜厚τ０、寿命時の膜厚τ１、および寿命までの回転数Ｒｏ１は、既知の値である。したがって、制御部７０は、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏから感光体３Ｙの膜厚を算出することができる。なお、感光体３Ｙ、または感光体３Ｙを含む作像ユニット２Ｙが交換された場合、累積回転数Ｒｏは０にリセットされるものとする。

なお、他の局面において、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚を算出するにあたって、感光体３Ｙの累積回転数を用いる構成でなくともよい。たとえば、制御部７０は、感光体３Ｙの累積回転（駆動）時間、累積移動距離、および感光体３Ｙを用いて用紙などの媒体に画像を形成した累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つの情報を用いて感光体３Ｙの膜厚を算出する構成であってもよい。

再び図４を参照して、ステップＳ１８において、制御部７０は、算出した感光体３Ｙの膜厚に応じて、追跡パターンの画像領域ＩＬの面積を決定する。より具体的には、制御部７０は、画像領域ＩＬを構成する画素数を決定する。以下、図６を用いて、ステップＳ１８での制御を説明する。

図６は、実施形態に従う感光体３Ｙの膜厚と追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する画素数との関係を表す図である。制御部７０は、ステップＳ１８において、図６（ａ）に示されるテーブルＴａ１を参照して、算出した感光体３Ｙの膜厚に応じた画像領域ＩＬを構成する画素数を決定する。なお、テーブルＴａ１および後述するテーブルＴａ２〜Ｔａ６は記憶装置１２０に格納されているものとする。

図１（ｂ）および（ｃ）で説明した通り、画像領域ＩＬの面積が小さくなるにつれて、換言すれば画像領域ＩＬを構成する画素数が少なくなるにつれて追跡パターンの視認性は低くなる。一方、図１（ｆ）で説明した通り、感光体の膜厚が薄くなるほど、追跡パターンの視認性は高くなる。

そのため、テーブルＴａ１は、感光体３Ｙの膜厚が薄くなることに起因する追跡パターンの視認性の向上を打ち消すように、感光体３Ｙの膜厚が薄くなるにつれて画像領域ＩＬを構成する画素数が少なくなるように構成される。制御部７０は、算出した感光体３Ｙの膜厚が、テーブルＴａ１に格納される感光体の膜厚についてのしきい値を上回る、または下回ると、画像領域ＩＬを構成する画素数を切り替えるように構成される。

たとえば、算出した感光体３Ｙの膜厚が３２μｍである場合、制御部７０は、画像領域ＩＬを構成する画素数を４に決定する。このとき、画像領域ＩＬは、たとえば、図６（ｂ）のパターンＢに示されるように構成される。他の局面において、算出した感光体３Ｙの膜厚が使用に伴い２３μｍまで減耗した場合、制御部７０は、画像領域ＩＬを構成する画素数を２に決定する。このとき、画像領域ＩＬは、たとえば、図６（ｂ）のパターンＣに示されるように構成される。

再び図４を参照して、ステップＳ１９において、制御部７０は、決定した画像領域ＩＬを構成する画素数、および記憶装置１２０に格納されている画像形成装置１００に固有の配置パターンに基づいて、追跡パターンを生成する。配置パターンとは、パターン領域ＰＬにおける画像領域ＩＬの配置パターンを表す。

ステップＳ２０において、制御部７０は、ステップＳ１４で所定の画像処理を施された後のイエローの画像信号に、追跡パターンを合成（重畳）する。このように、画像形成装置１００は、ガンマ補正処理などの所定の画像処理とは独立して追跡パターンを画像信号に合成することによって、所定の画像処理の影響を受けて追跡パターンの視認性が変動してしまうことを避けることができる。ステップＳ２２において、制御部７０は、追跡パターンを合成したイエローの画像信号、およびマゼンタ、シアン、ブラックの画像信号に基づいて印字処理を行なう。

上記によれば、実施形態に従う画像形成装置１００は、感光体の膜厚に関わらず、換言すれば、感光体の使用状況に関わらず、追跡パターンの視認性を一定に保つことができる。これにより、実施形態に従う画像形成装置１００は、追跡機能と印字品質を両立する追跡パターンの視認性を保つことができる。

なお、上記の例において、制御部７０は、算出した感光体３Ｙの膜厚に応じて、追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する画素数を決定する構成であったが（ステップＳ１８）、これに限られない。他の局面において、制御部７０は、算出した感光体３Ｙの膜厚に応じて、記憶装置１２０に格納される画像領域ＩＬの面積（画素数）が異なる複数の追跡パターンの中から１の追跡パターンを選択するように構成されてもよい。

図７は、実施形態に従う感光体３Ｙの膜厚と追跡パターンとの関係を表すテーブルＴａ２である。なお、テーブルＴａ２におけるＡ、Ｂ、Ｃとの表記はそれぞれ、図６（ｂ）に示される画像領域ＩＬのパターンＡ、パターンＢ、パターンＣを表すものである。たとえば、感光体３Ｙの膜厚τが３２μｍである場合、制御部７０は、テーブルＴａ２を参照して、追跡パターンを構成する画像領域ＩＬのパターンをパターンＢに設定してもよい。

次に、図８を用いて上記の一連の制御をＣＰＵ７１の機能構成の観点から説明を行なう。図８は、実施形態に従うＣＰＵ７１の機能構成を説明する機能ブロック図である。ＣＰＵ７１は、その主な機能構成として、受付部２００、色分解部２１０、画像処理部２２０、取得部２３０、膜厚算出部２４０、画素数決定部２５０、追跡パターン発生部２６０、および合成部２７０を有する。

図８を参照して、ユーザーから画像形成装置１００に印刷ジョブが入力されるとともに、画像信号が受付部２００に入力される。受付部２００は、画像信号の入力を受け、色分解部２１０に当該画像信号を出力するとともに、画像信号が入力された旨を知らせる制御信号を取得部２３０に出力する。

色分解部２１０は、受付部２００から入力された画像信号を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色にそれぞれ色分解するとともに、当該色分解した各色の画像信号を画像処理部２２０に出力する。

画像処理部２２０は、色分解された各色の画像信号についてそれぞれ、ガンマ補正処理、空間フィルタ処理、階調再現処理、および位置ずれ補正処理などの所定の画像処理を行なう。また、画像処理部２２０は、所定の画像処理を行ったイエローの画像信号を合成部２７０に出力し、他のマゼンタ、シアン、ブラックの画像信号をプリントヘッド部５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに出力する。

取得部２３０は、受付部２００からの制御信号の入力を受け、記憶装置１２０に格納される感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏ，感光体３Ｙの初期の膜厚τ０、および係数αの情報を取得するとともに、これらの情報を膜厚算出部２４０に出力する。膜厚算出部２４０は、取得部２３０から入力された情報および上記の式（１）に従い、感光体３Ｙの膜厚を算出し、算出結果を画素数決定部２５０に出力する。

画素数決定部２５０は、膜厚算出部２４０から入力された感光体３Ｙの膜厚の情報と、記憶装置１２０に格納されるテーブルＴａ１とを照らし合わせて、画像領域ＩＬを構成する画素数を決定し、決定した画素数を追跡パターン発生部２６０に出力する。

追跡パターン発生部２６０は、記憶装置１２０に格納される画像形成装置１００に固有の配置パターンと、画素数決定部２５０から入力された画像領域ＩＬを構成する画素数とに基づいて、追跡パターンを生成し、合成部２７０に出力する。

合成部２７０は、画像処理部２２０から入力されたイエローの画像信号に、追跡パターンを合成（重畳）し、合成した画像信号をプリントヘッド部５Ｙに出力する。

上記によれば、実施形態に従う画像形成装置１００は、感光体の膜厚に関わらず、換言すれば、感光体の使用状況に関わらず、追跡パターンの視認性を一定に保つことができる。

（ｂ５．変形例１−画素の大きさを変更）
上記の例において、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚に応じて追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する画素数を変更する構成であったが、これに限られない。他の局面において、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚が薄くなるにつれて、追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する画素１つあたりの大きさを小さくするように構成されてもよい。図９は、変形例に従う画像領域ＩＬのパターン例を説明する図である。たとえば、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚が薄くなるにつれて、画像領域ＩＬを構成する画素が最も大きいパターンＡ１から順次、パターンＢ１、パターンＣ１の順に切り替えるように構成されてもよい。

（ｂ６．変形例２−印字率を考慮して膜厚を算出）
上記の例において、制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚を算出するにあたって、感光体３Ｙの累積回転数の情報を用いる構成であったが、他の局面において、この情報に加えて、平均印字率も考慮して膜厚を算出する構成であってもよい。電子写真方式に従う画像形成装置に用いられるトナーの多くは、感光体を削る機能性粒子が混合されている。印字率が高いと、感光体とトナーとが接触する面積が多くなる。そのため、印字率が高いと、感光体の膜厚減耗量が多くなる。

図１０は、感光体の累積回転数と感光体の膜厚との関係を、平均印字率の別に表現した図である。図１０に示されるように、画像形成装置１００の媒体に対する平均印字率が高い場合は感光体１回転あたりの膜厚減耗量が多く、印字率が低い場合は感光体１回転あたりの膜厚減耗量が少ない。

そのため、変形例２に従う画像形成装置１００の制御部７０は、上記の式（１）に代えて次の式（２）に基づいて感光体３Ｙの膜厚を算出する。

係数βは、イエローのトナーの平均印字率Ｐｐに関連する係数である。制御部７０は、図１１に示されるテーブルＴａ３に基づいて係数βの値を決定する。図１１は、変形例２に従う平均印字率Ｐｐと係数βとの関係を表すテーブルである。図１０に示される特性に鑑み、テーブルＴａ３は、平均印字率Ｐｐが高いと係数βは大きく設定され、平均印字率Ｐｐが低いと係数βは小さく設定されるように構成される。

なお、画像形成装置１００の制御部７０は、画像を印字するごとに、色分解したイエローの画像信号からイエローのトナーの印字率を算出し、記憶装置１２０に格納する。これにより、制御部７０は、イエローのトナーの平均印字率Ｐｐを算出することができる。

上記によれば、変形例２に従う画像形成装置１００は、感光体の累積回転数に加えて、平均印字率も考慮して感光体の膜厚を算出する。そのため、変形例２に従う画像形成装置１００は、より精度よく感光体の膜厚を算出することができる。その結果、変形例２に従う画像形成装置１００は、感光体の使用状況に関わらず、追跡パターンの視認性をより一定に保つことができる。なお、上記では、トナーに感光体を削る機能性粒子が混合している場合について説明したものであるが、他の局面においてトナーに機能性粒子が含まれない場合も考えられる。この場合、平均印字率に対する係数βの大小関係が本変形例と逆になってもよい。当該他の局面において、感光体はクリーニングブレード，帯電ローラーなどの接触部材によってのみ減耗する。そのため、印字率が低い程、感光体と接触部材とが接触する面積が大きくなるためである。

（ｂ７．変形例３−現像装置の耐久を考慮して追跡パターンを生成）
上記の例では、制御部７０は、追跡パターンの視認性に影響があるパラメーターとして、感光体３Ｙの膜厚情報のみを用いていたが、これに限られない。変形例３に従う画像形成装置１００の制御部７０は、追跡パターンの視認性に影響があるパラメーターとして、感光体３Ｙの膜厚情報に加え、現像装置６Ｙの耐久情報も考慮する。現像装置６Ｙの耐久情報とは、現像装置６Ｙを用いて印字を行った累積印字枚数のことをいう。

現像装置６Ｙを用いた累積印字枚数が多くなると、現像装置６Ｙ内で、意図しない帯電状態になる不良トナーの割合が増える。この不良トナーは、感光体３Ｙの露光されていない部分にも付着してしまうカブリトナーとなる。

追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する１画素の形状は、追跡パターンをカブリトナーがある部分に形成された方が、カブリトナーがない部分に形成されるよりも、その形状を保ちやすい。すなわち、追跡パターンは、カブリトナーがある部分に形成された方が、カブリトナーがない部分に形成されるよりも、視認性が高い。

したがって、変形例３に従う制御部７０は、現像装置６Ｙを用いた累積印字枚数が多くなるにつれて、追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する面積（画素数）を低減するように制御する。

その一例として、制御部７０は、図７に示されるテーブルＴａ２に代えて、図１２に示されるテーブルＴａ４を用いて画像領域ＩＬを構成する画素数を決定してもよい。図１２は、変形例３に従う現像装置６Ｙを用いた累積印字枚数Ｎｓ、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏ、および画像領域ＩＬのパターンとの関係を表すテーブルＴａ４を説明する図である。なお、Ａ、Ｂ、Ｃとの表記はそれぞれ、図６（ｂ）に示される画像領域ＩＬのパターンＡ、パターンＢ、パターンＣを表すものである。

図１２に示されるように、テーブルＴａ４は、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏが増えるにつれて、画像領域ＩＬを構成する画素数を低減するように構成されるとともに、現像装置６Ｙを用いた累積印字枚数Ｎｓが増えるにつれて、画像領域ＩＬを構成する画素数が低減されるように構成される。たとえば、感光体３Ｙの累積回転数が１２万回転であって、現像装置６Ｙを用いた累計印字枚数が５万枚である場合、制御部７０は、画像領域ＩＬをパターンＢ（画像領域ＩＬを構成する画素数を４）に設定する。なお、現像装置６Ｙまたは現像装置６Ｙを含む作像ユニット２Ｙが交換された場合、累積印字枚数Ｎｓは０にリセットされるものとする。

上記によれば、変形例３に従う画像形成装置１００は、感光体の膜厚情報に加えて、現像装置の耐久情報も考慮して追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する面積を決定する。そのため、変形例３に従う画像形成装置１００は、感光体のみならず現像装置の使用状況にも関わらず、追跡パターンの視認性をより一定に保つことができる。

なお、他の局面において、制御部７０は、現像装置６Ｙの耐久情報として、現像装置６Ｙを用いた累積印字枚数Ｎｓを用いる構成でなくともよい。たとえば、制御部７０は、現像装置６Ｙに含まれる現像ローラーの累積回転数、累積回転（駆動）時間、および累積移動距離のうち少なくともいずれか１つの情報を、現像装置６Ｙの耐久情報として用いる構成であってもよい。この場合、制御部７０は、現像装置６Ｙの耐久情報を表す数値が増えるにつれて、画像領域ＩＬを構成する面積（画素数）を低減するように構成される。

（ｂ８．変形例４−湿度を考慮して追跡パターンを生成）
変形例３では、制御部７０は、追跡パターンの視認性に影響があるパラメーターとして、感光体３Ｙの膜厚情報に加え、現像装置６Ｙの耐久情報を考慮する構成であった。これに対し、変形例４に従う制御部７０は、感光体３Ｙの膜厚情報に加え、画像形成装置１００の絶対湿度を考慮して追跡パターンを生成する。

画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａが高くなると、現像装置６Ｙ内のトナーの帯電能が低下するとともに、不良トナー（カブリトナー）が増加する。上記で説明した通り、カブリトナーの量が多くなると、追跡パターンの視認性は高くなる。すなわち、画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａが高くなると、追跡パターンの視認性が高くなる。

したがって、変形例４に従う制御部７０は、画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａが高くなるにつれて、追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する面積（画素数）を低減するように制御する。なお、変形例４に従う画像形成装置１００は、図示しない温湿度センサを有する。変形例４に従う制御部７０は、当該センサの検出結果に基づいて、画像形成装置１００の絶対湿度を算出する。

その一例として、制御部７０は、図１３に示されるテーブルＴａ５を用いて画像領域ＩＬを構成する画素数を決定してもよい。図１３は、変形例４に従う画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａ、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏ、および画像領域ＩＬのパターンとの関係を表すテーブルＴａ５を説明する図である。なお、Ａ、Ｂ、Ｃとの表記はそれぞれ、図６（ｂ）に示される画像領域ＩＬのパターンＡ、パターンＢ、パターンＣを表すものである。

図１３に示されるように、テーブルＴａ５は、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏが増えるにつれて、画像領域ＩＬを構成する画素数を低減するように構成されるとともに、画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａが増えるにつれて、画像領域ＩＬを構成する画素数が低減されるように構成される。たとえば、感光体３Ｙの累積回転数が１２万回転であって、画像形成装置１００の絶対湿度Ｈａが１０ｇ／ｍ^３である場合、制御部７０は、画像領域ＩＬをパターンＢ（画像領域ＩＬを構成する画素数を４）に設定する。

上記によれば、変形例４に従う画像形成装置１００は、感光体の膜厚に加えて、画像形成装置１００の絶対湿度も考慮して追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する面積を決定する。そのため、変形例４に従う画像形成装置１００は、外部環境の変化にも関わらず、追跡パターンの視認性をより一定に保つことができる。

なお、他の局面において、変形例４に従う画像形成装置１００は、絶対湿度ではなく相対湿度が高くなるにつれて、画像領域ＩＬを構成する面積が小さくなるように制御してもよい。

（ｂ９．変形例５−背景部の色情報を考慮して追跡パターンを生成）
上記の通り、画像形成装置１００は、イエローのトナーを用いて追跡パターンを印字する。人間の眼は、白い背景にイエローの画像が印字されると、当該画像を認識しにくいという特性を有する。一方で、人間の眼は、マゼンタの背景にイエローの画像が印字されると、当該画像を認識しやすいという特性を有する。したがって、追跡パターンは、形成される背景部の色情報によって視認性が変動する。そこで、変形例５に従う画像形成装置１００は、感光体３Ｙの膜厚情報に加え、追跡パターンが形成される背景部の色情報を考慮して追跡パターンを生成する。

以下、具体的な制御について説明する。まず、制御部７０は、色分解および所定の画像処理を施した後の画像信号に基づいて、追跡パターンが形成される各パターン領域ＰＬごとの色情報を取得する。この色情報は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）をそれぞれ８ビット（２５６階調）で表現される。たとえば、白は［Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ］＝［０，０，０，０］で、黒は［Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ］＝［０，０，０，２５５］で表現される。

制御部７０は、取得した色情報に基づいて、各パターン領域ＰＬごとに、画像領域ＩＬを構成する面積（画素数）を決定する。その一例として、制御部７０は、図１４に示されるテーブルＴａ６を用いて各パターン領域ＰＬごとの、画像領域ＩＬを構成する画素数を決定してもよい。図１４は、変形例５に従う追跡パターンが形成される背景部の色情報、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏ、および画像領域ＩＬのパターンとの関係を表すテーブルＴａ６を説明する図である。なお、Ｂ、Ｃとの表記はそれぞれ、図６（ｂ）に示される画像領域ＩＬのパターンＢ、パターンＣを表すものである。

テーブルＴａ６は、図１４に示されるように、追跡パターンが形成される背景部の色情報において、マゼンタの階調が２００以上である場合、画像領域ＩＬを構成する画素数が少ないパターンとなるように構成される。これにより、変形例５に従う画像形成装置１００は、マゼンタが強調される背景部に追跡パターンが形成される場合であっても、追跡パターンの視認性が高くなることを抑制できる。一方で、テーブルＴａ６は、追跡パターンが形成される背景部が白ベタである場合、画像領域ＩＬを構成する画素数が多いパターンとなるように構成される。これにより、変形例５に従う画像形成装置１００は、白ベタの背景部に追跡パターンが形成される場合に、追跡パターンの解読性を高くすることができる。

一例として、図１５に示されるような画像に万遍なく追跡パターンが合成される場合であって、感光体３Ｙの累積回転数Ｒｏが１７万回転である場合について説明する。この場合、制御部７０は、テーブルＴａ６を参照して、マゼンタの階調が２００以上である領域に形成される、追跡パターンの画像領域ＩＬをパターンＣ（画像領域ＩＬを構成する画素数を２）に設定する。また、制御部７０は、ブラックの階調が１００である領域、および白ベタである領域に形成される、追跡パターンの画像領域ＩＬをパターンＢに設定する。

上記によれば、変形例５に従う画像形成装置１００は、感光体の膜厚に加えて、追跡パターンが形成される背景部の色情報も考慮して追跡パターンの画像領域ＩＬを構成する面積を決定する。そのため、変形例５に従う画像形成装置１００は、追跡パターンの視認性をより一定に保つことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。また、上記説明を行った実施形態および変形例１〜５は、任意の組み合わせを採用することができるものである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 感光体、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ 現像装置、７０ 制御部、１００ 画像形成装置、２１０ 色分解部、２２０ 画像処理部、２４０ 膜厚算出部、２５０ 画素数決定部、２６０ 追跡パターン発生部、２７０ 合成部、ＩＬ 画像領域、ＰＬ パターン領域。

Claims (13)

1. 入力された画像信号に基づいて媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記媒体へ転写されるトナー像を外周面にある感光体膜上で現像する像担持体と、
   前記画像形成装置に固有の情報を示す追跡パターンを発生する追跡パターン発生部と、
   前記画像に前記追跡パターンを付加する合成部と、
   前記像担持体の前記感光体膜の膜厚に関する情報を取得する取得部とを備え、
   前記追跡パターンは、前記画像に当該追跡パターンが付加されるパターン領域内に前記固有の情報に従って配置が設定された複数の画像領域を含み、
   前記追跡パターン発生部は、前記感光体の膜厚が薄い場合には、前記感光体の膜厚が厚い場合よりも、前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積を低減するように前記追跡パターンを発生する、画像形成装置。
2. 前記追跡パターン発生部は、前記感光体膜の膜厚が薄くなるにつれて、各前記画像領域を構成する画素の数を低減する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記追跡パターン発生部は、前記感光体膜の膜厚が薄くなるにつれて、各前記画像領域を構成する画素の大きさを小さくする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は回転可能に構成され、
   前記感光体膜の膜厚に関する情報は、前記像担持体の累積回転数、累積回転時間、累積移動距離、および前記像担持体を用いて媒体に画像を形成した累積印字枚数のうち少なくともいずれか１つの情報を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体膜の膜厚に関する情報は、印字率をさらに含む、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 湿度を測定するための湿度センサをさらに備え、
   前記追跡パターン発生部は、前記湿度センサが検出した湿度が高いほど、前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積が小さくなるように制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 回転可能に構成される現像剤担持体を含み、前記感光体膜にトナーを付着させるための現像装置をさらに備え、
   前記追跡パターン発生部は、前記現像剤担持体の累積回転数、累積回転時間、累積移動距離、および前記現像剤担持体を用いて媒体に画像を形成した累積印字枚数のうち少なくとも１つの情報を取得するとともに、当該情報の値が大きくなるにつれて、前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積を低減した前記追跡パターンを発生するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像に所定の処理を行なう画像処理部をさらに備え、
   前記合成部は、前記所定の処理を施された後の画像に前記追跡パターンを付加する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積がそれぞれ異なる複数の追跡パターンを格納するための記憶部をさらに備え、
   前記追跡パターン発生部は、前記感光体膜の膜厚に関する情報に応じて、前記記憶部に格納される前記複数の追跡パターンから一の追跡パターンを選択する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記感光体膜の膜厚に関する情報について、少なくとも１つ以上のしきい値を格納するための記憶部をさらに備え、
    前記追跡パターン発生部は、前記取得部が取得した膜厚に関する情報が前記しきい値を下回る、または上回ると、前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積を切り替えるように構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. カラー画像を形成するための複数の色にそれぞれ対応した複数の作像ユニットをさらに備え、
    前記合成部は、前記画像を前記複数の色に色分解した画像のうち、特定の色の画像に前記追跡パターンを付加する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記追跡パターン発生部は、前記画像の、前記追跡パターンが付加される領域の色情報に応じて、前記パターン領域内の前記複数の画像領域の面積を制御する、請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記感光体膜の表面に接触するように配置される接触部材をさらに備え、
    前記接触部材は、前記像担持体を帯電させる帯電ローラーである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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