JP7030498B2 - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式による複写機及びプリンタなどの画像形成装置、画像形成方法およびプログラムに関する。

電子写真方式による複写機およびプリンタなどの画像形成装置は、印刷用紙（記録媒体）上に画像（トナー画像）を形成する画像形成部と、印刷用紙に形成された画像を定着する定着部（定着装置）とを有している。

このような画像形成装置では、トナー画像を記録媒体に確実に定着させる定着温度を維持し、かつ消費電力を下げることが要求されている。この要求に対応した手法として、トナー載り量に応じて定着温度を調整する技術が知られている。

特許文献１には、画像データの画素ごとにトナー載り量を算出し、算出したトナー載り量から所定数ごとにトナー載り量の最小値又は平均値を代表値として求め、印刷ページごとに代表値のうちの最大値に基づいて定着温度を決定する技術が開示されている。

特開２０１５－８４０５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、定着温度の決定に要する処理が煩雑であることから、入力される画像データによっては、定着動作に至るまでに、トナー載り量に応じた定着温度を印刷ページごとに決定できない場合があった。定着温度を決定してから定着動作を行うと、定着温度の決定に要する時間だけ印刷速度が遅くなってしまい、他方、定着温度を決定する前に定着動作を行うと、トナー画像の定着不良が生じてしまうという課題があった。また、代表値の数量を少なくすることが考えられるが、代表値の数量が少なくなるとこの数量に応じて定着温度制御の精度が低下してしまう可能性があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画像データを効率よく解析して印刷ページごとに定着温度を適切に制御することを目的とする。

上述した課題を解決する本発明に係る画像形成装置は、画像データから形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写されたトナー画像を、定着動作にて前記記録媒体に定着させる定着手段と、前記画像データの複数のメッシュ領域のそれぞれについて、前記画像データの各メッシュ領域に含まれる全ての画素の濃度を参照することで、前記トナー画像の形成で使用されるトナー量を示す値を導出する導出手段と、縦方向および横方向のそれぞれに複数のメッシュ領域分の長さを持つウィンドウを、移動の前後でウィンドウが互いに重なるように移動させる移動手段と、移動前のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動前のウィンドウ内の第１トナー量の解析結果と、移動後のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動後のウィンドウ内の第２トナー量の解析結果とに基づき、前記定着動作のための定着温度を決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記第１トナー量の解析結果と前記第２トナー量の解析結果を用いて、前記ウィンドウよりも大きく、かつ、所定濃度以上の画像領域が前記画像データ内にあるかどうかを判定し、あると判定された場合はないと判定された場合よりも高い温度に、前記定着動作のための定着温度を決定することを特徴とする。

本発明によれば、画像データを効率よく解析して印刷ページごとに定着温度を適切に制御することができる。

画像形成装置を含むシステム構成例を示す図である。 電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図である。 画像形成装置のブロック図である。 定着温度制御情報の取得方法を説明する図である。 定着温度の遷移例を示す図である。 画像データをメッシュに分割した状態を示す図である。 メッシュカウント処理方法を説明する図である。 メッシュデータの解析方法を説明する図である。 定着温度の解析処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。また、実施形態で説明されている構成要素の組み合わせのすべてが、課題を解決するための手段に必須のものとは限らない。

＜実施形態＞
［システム構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を含む画像形成システム構成例を示す図である。画像形成システム１は、図１に示すように、画像形成装置１０１、プリントサーバ１０２、クライアントＰＣ１０３を有する。また、それらは、ネットワーク１０４により通信可能に接続される。

画像形成装置１０１は、各種入力データを処理し、画像形成（作像）を行って印刷物を出力する。具体的には、画像形成装置１０１は、コピー機能や、プリントサーバ１０２やクライアントＰＣ１０３から受信した印刷データのプリント機能を用いて、印刷を実行する。印刷を実行する場合、画像形成装置１０１は、印刷データまたは印刷条件に適した定着温度になるように後述の定着装置３１のヒータ３４、３５を制御する。

［画像形成装置の動作説明］
次に、図２を参照して、電子写真方式の画像形成装置１０１における画像形成動作を説明する。図２は、電子写真方式の画像形成装置の一例である、中間転写体を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置の構成を示す図である。

図２に示す画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを用いてトナー画像をそれぞれ形成するための、４つの画像形成部を備える。以下では、各トナーに対応した画像形成部をそれぞれ第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、第４ステーションと呼ぶこととする。

各ステーションは、中間転写体の周面に沿って、当該周面の移動方向に対して上流側から下流側に向かって、第１～第４ステーションの順に配置されている。画像形成動作は、帯電、露光、現像、転写及び定着の流れでなされる。以下、各動作について説明する。

（帯電）
まず、注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋによって、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを帯電させる。各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが設けられている。各感光体ドラムは、駆動モータ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの駆動力が伝達されて回転可能な構成となっている。駆動モータは、各感光体ドラムを画像形成動作に応じて反時計回りの方向に回転させる。なお、注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋおよびスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳなどが帯電手段を構成する。

（露光）
次に、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに対し、スキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより感光光を照射して、各感光体ドラムの表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成する。なお、スキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋなどが露光手段を構成する。

（現像）
続いて、現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって、静電潜像を可視化、すなわち各感光体ドラム上に単色トナー画像を形成する。各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。なお、各現像器は脱着が可能である。現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋおよびスリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳなどが現像手段を構成する。

（転写）
そして、中間転写体２８を時計周りの方向に回転させ、各感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの回転により、中間転写体２８へ単色トナー画像を転写する。各一次転写ローラに適当なバイアス電圧を印加すると共に、各感光体ドラムの回転速度と中間転写体２８の回転速度との間に差をつけることにより、効率良く単色トナー画像を中間転写体２８上に転写することができる（一次転写）。

第１ステーションの感光体ドラム２２Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像は、感光体ドラム２２Ｙの回転に伴って中間転写体２８上に転写される。中間転写体２８に転写されたイエローのトナー画像は、中間転写体２８の周面の移動に伴って搬送される。そして、中間転写体２８上のイエローのトナー画像の移動に同期して、第２～第４ステーションにおいて形成されたマゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像が、感光体ドラム２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋからそれぞれイエローのトナー画像の上に重ねて転写される。これにより、中間転写体２８の表面に４色から成る多色トナー画像が形成される。この多色トナー画像は、中間転写体２８の回転によって二次転写ローラ２９まで搬送される。そして、記録媒体１１を給紙トレイ２１ａ／２１ｂから二次転写ローラ２９へ挟持搬送し、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー画像を転写する。この際、二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧が印加され、静電的にトナー画像が転写される（二次転写）。二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー画像を転写している間、符号２９の位置で記録媒体１１に当接し、処理後は符号２９’の位置に離間する。なお、感光体ドラム、一次転写ローラ、中間転写体２８などが転写手段を構成する。

（定着）
そして、記録媒体１１に転写された多色トナー画像を記録媒体１１上に溶融定着させる。そのために、記録媒体１１を加熱する定着ローラ３２、及び記録媒体１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着装置３１は、多色トナー画像を保持した記録媒体１１を定着ローラ３２と加圧ローラ３３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体１１に定着させる。定着ローラ３２及び加圧ローラ３３の温度制御は次のようにして行われる。各ローラに取り付けられた温度センサ（不図示）によって各ローラ上の温度を検知し、検知した温度と後述の定着温度制御情報とに基づき、後述の定着温度制御部により定着装置のヒータを制御して各ローラの表面温度を調整し、この状態で定着動作が行われる。トナー定着後の記録媒体１１は、排出ローラ（不図示）によって排紙トレイ（不図示）に排出される。

こうして、一連の画像形成動作が終了する。

画像形成動作の終了後は、クリーニング手段３０によって中間転写体２８上に残ったトナーが除去される。中間転写体２８上に形成された多色トナー画像を記録媒体１１に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

［画像形成装置の構成］
次に、図３を参照して、画像形成装置１０１における定着温度調整制御に関する機能について説明する。図３は、本実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。

画像形成装置１０１は、図３に示すように、システムコントローラ部３００とプリントコントローラ部３２０とプリントエンジン３３０とを備える。それぞれのコントローラはＣＰＵ３０１、ＣＰＵ３２１、ＲＯＭ３０２、ＲＯＭ３２２、ＲＡＭ３０３、ＲＡＭ３２３、記憶手段３０４、記憶手段３２４をそれぞれ有する。また、それらは、対応するバス３０８、バス３２７により通信可能に接続される。それぞれのＣＰＵ３０１、ＣＰＵ３２１は対応するＲＯＭ３０２、ＲＯＭ３２２内の初期プログラムに従って、メインプログラムをＲＯＭ３０２、ＲＯＭ３２２より読み出し、対応するＲＡＭ３０３、ＲＡＭ３２３に記憶する。ＲＡＭ３０３、ＲＡＭ３２３はプログラム格納用や、ワーク用のメインメモリとして使用される。

システムコントローラ部３００は、さらに、プリンタ通信ＩＦ部３０５、操作部３０６、ネットワーク通信制御部３０７、画像処理部３１０を有する。また、それらはバス３０８により通信可能に接続される。システムコントローラ部（システム制御部）３００は、システム全体を制御する。

画像処理部３１０は、画像生成部３１１、色変換処理部３１２、トナー載り量検知部３１３、ハーフトーン処理部３１４を有する。画像生成部３１１は、クライアントＰＣ１０３等から受信する印刷データ（印刷情報）から、ＲＧＢデータ色成分からなるラスターイメージデータを生成し、ＲＧＢデータを画素毎に出力する。

なお、画像生成部３１１は、クライアントＰＣ１０３等から受信した画像データではなく、画像形成装置１０１自体に読取手段を設け、該読取手段で読み取った画像データを扱う構成としても良い。ここでいう読取手段とは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）を含むものである。また、読み取った画像データに対して、所定の画像処理を行う処理部を併せて設けるように構成しても良い。さらに、画像形成装置１０１に読取手段を設ける構成とせずに、図示しないインターフェースを介して、外部の読取手段から画像データを受け取るように構成しても良い。

色変換処理部３１２は、画像生成部３１１において生成されたＲＧＢデータをトナー色であるＣＭＹＫデータに変換する。具体的には、色変換処理部３１２によって変換されたＣＭＹＫデータは、ＣＭＹＫ各色それぞれのトナー載り量を特定するデータを含み、該トナー載り量は画素単位で０～２５５の８ｂｉｔで表現される。各色のトナー載り量が０であればトナー未使用を示し、各色のトナー載り量が大きくなるにつれて濃度は濃くなる。そして、各色のトナー載り量が２５５になると各色それぞれの最大の濃さを意味することになる。トナー載り量は２５５で１００％を意味し、ＣＭＹＫの各色のトナー載り量を合算した値がその画素のトナー載り量を表す。例えば、ＣＭＹＫのうち２色がトナー載り量が２５５を示す場合、これらのトナー載り量を合算した値が当該画素のトナー載り量となり、２００％という値で示される。このように、画像形成装置１０１が、フルカラー印刷モードでＣＭＹＫの４色トナーを最大限利用した画像データを印刷する場合、トナー載り量は多くなり、Ｋ単色のモノクロ画像データを印刷する場合、トナー載り量は少なくなる。

トナー載り量検知部３１３は、色変換処理部３１２で生成されたＣＭＹＫデータに対して、トナー載り量の検知を行う。トナー載り量検知の具体的な方法に関しては後述する。また、トナー載り量検知が終了したＣＭＹＫデータをハーフトーン処理部３１４へ送る。

ハーフトーン処理部３１４は、トナー載り量検知部３１３から出力される各色のデータにハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理部３１４の具体的な構成としては、スクリーン処理によるもの、あるいは誤差拡散処理によるものがある。スクリーン処理は、所定の複数のディザマトリクスおよび入力される画像データ用いて、Ｎ値化するものである。また、誤差拡散処理は、入力画像データの注目画素と所定の閾値と比較することにより、注目画素をＮ値化する処理を行い、Ｎ値化処理によって生じる注目画素と閾値との差分を、以降にＮ値化処理する周囲画素に対して拡散させる処理である。

プリンタ通信ＩＦ部３０５とコントローラ通信ＩＦ部３２５はシステムコントローラ部３００とプリントコントローラ部３２０との間で通信を行うためのＩＦ（インターフェース）部である。通信ケーブル３０９を介して通信が行われる。ここで通信される情報としては、印刷する画像データのほか、システムコントローラ部からの制御信号や、トナー載り量検知部により検知したトナー載り量情報、コピー禁止原稿の検知結果や画像合成設定情報等の情報が含まれる。

プリントコントローラ部３２０は、さらに、エンジンＩＦ部３２６を有する。エンジンＩＦ部３２６は、プリントコントローラ部３２０とプリントエンジン３３０との間で通信を行うためのＩＦ（インターフェース）部である。ここで通信される情報としては、印刷する画像データの他、システムコントローラなどからの制御信号や、トナー載り量情報等の情報が含まれる。

プリントエンジン３３０は、定着装置３１の温度を制御する定着温度制御部３３１を有する。定着温度制御部３３１はシステムコントローラ部３００のトナー載り量検知部３１３により決定した目標定着温度制御情報を基に、定着装置３１の温度制御を行う。このような目標定着温度情報は、印刷動作（画像形成）対象となるページの数ページ分前に決定される。これにより、トナー載り量に応じて定着装置の各ローラの表面温度を目標定着温度に調整した状態で、多色トナー画像を記録媒体に定着させる動作を１ページ毎に連続して行うことができる。すなわち、温度調整制御した印刷動作（画像形成）を円滑に行うことができる。例えば、ＲＡＭ３０３内に印刷される画像データが格納されている状態で、プリントエンジンの印刷動作対象のページの３ページ分前に目標定着温度情報を決定し、この情報がトナー載り量検知部（探索ウィンドウ）を介してプリントコントローラ部に送られる。その後、プリントエンジン３３０の印刷タイミングに合わせて印刷される画像データをプリントコントローラ部３２０に送信して、印刷が行われる。

プリントエンジン３３０は、コントローラ通信ＩＦ部３２５からエンジンＩＦ部３２６を介して受信した画像データを受け取り、静電写真プロセスによって記録媒体（用紙）上に画像データを形成する。その後、搬送される記録媒体は、定着装置３１で加熱処理され、記録媒体上に転写されたトナー画像が定着される。その際、定着装置３１は、記録媒体に転写されたトナー画像を加圧定着する。

操作部３０６はユーザが画像形成装置１０１の動作モードを設定したり、状態を表示するためのものである。

ネットワーク通信制御部３０７は、画像形成装置１０１内の各機能部がネットワーク１０４と通信可能に、バス３０８およびネットワーク１０４に接続される。

［定着温度制御方法］
次に、定着温度制御方法について、図４を用いて説明する。図４は、印刷ページに対応する画像データに対して行う、定着温度制御情報の取得方法を示す図である。

図４（ａ）は定着温度制御情報の取得手順を説明する図である。図４（ａ）に示すように、画像データ４０１は、画像形成装置により印刷される、例えば、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の記録媒体１ページに対応したデータであるものとする。探索ウィンドウ（探索領域）４０２は、定着温度制御方法で用いられるウィンドウであって、画像データ４０１上で、定着温度制御情報の取得対象を探索して取得対象であるか否かを選別（判定）するための領域である。探索ウィンドウ４０２は、例えば主走査方向（図４（ａ）にて右方向）に５ｍｍ、副走査方向（図４（ａ）にて下方向）に５６ｍｍの領域から成るものとする。すなわち、探索ウィンドウ４０２は、詳細につき後述する複数のメッシュのうち所定数のメッシュからなる。探索ウィンドウ４０２による探索は、画像データ４０１にて左上端部の探索開始位置４０３から開始され、画像データ４０１の全面を主走査方向及び副走査方向に行われ、画像データ４０１にて右下端部の探索終了位置４０４で終了される。例えば、主走査方向に沿って画像データの左端部から右端部へ所定の移動量だけ移動させながら探索ウィンドウによる探索と、探索ウィンドウの副操作方向の大きさ分だけ副走査方向への探索ウィンドウの移動とが繰り返し行われる。これにより、画像データ４０１の全面に対して探索ウィンドウ４０２による探索が行われて、定着温度制御情報が得られる。

図４（ｂ）は、定着温度制御情報を探索している状態であって、探索ウィンドウと画像領域との関係を説明する図である。なお、ここでは、画像データ４０１について白黒画像である場合を例に説明するが、カラー画像である場合も白黒画像である場合と同様、探索処理を行うことが可能である。カラー印刷時は、例えば、画像処理部３１０において減色処理を行い最大載り量が２００％程度に抑えられる。これにより、トナーの載り量に起因する定着不良の発生を抑制することができる。ただし、各色それぞれに対して探索処理を行った後に、各色の探索処理結果を合算することが可能である。

図４（ｂ）に示すように、画像データ４０１上に存在する画像領域４０５は、トナー載り量が所定値以上である濃い画像領域であって、探索ウィンドウ４０２の大きさ以上の領域を示している。探索ウィンドウ４０２が、画像領域４０５に位置づけられたとき、取得対象となる定着温度制御情報であるか否かが判定される。この画像領域４０５は、探索ウィンドウ４０２の大きさ以上の領域を持ち且つ濃い画像領域が存在すると判定される。なお、濃さについては、色の濃さを示す画素値が所定のしきい値より大きいか否かで判定される。

次に、画像データ４０１上に存在する画像領域４０６は、トナー載り量が所定値以上である濃い画像領域であって、探索ウィンドウ４０２の大きさ未満の領域を示している。探索ウィンドウ４０２が、画像領域４０６に位置づけられたとき、取得対象となる定着温度制御情報であるか否かが判定される。この画像領域４０６は、探索ウィンドウ４０２の大きさ未満の領域しか存在しないと判定される。

このように、探索ウィンドウを使用して探索開始位置から探索終了位置まで１ページ分の画像データ全面を走査することで、画像領域４０５のような、トナー載り量が所定値以上であり且つ所定サイズ以上の大きさであるか否かが判定される。そして、濃さと大きさの両方の条件を満たすと判定された場合には、該当する印刷ページは予め決められた高い温度で定着されるものとする。なお、上記で説明したトナー載り量の判定に加えて、濃い領域の位置、例えば主走査方向の端部に近いか否か等によっても定着温度を変更することも可能である。

次に、取得した定着温度制御情報を基に設定された定着温度と印刷ページとの関係について、図５を用いて説明する。図５は印刷ページごとの定着温度制御を行った際の各ページにおける定着温度を示した図である。図５に示すように、１ページ目は、探索ウィンドウ４０２の大きさ以上の領域で且つ濃い画像領域が、記録媒体（用紙）の端部に近い場所、例えば図４（ｂ）の画像領域４０５の位置のような場所に存在すると判定されたため、定着温度は２００℃に設定される。２ページ目は、探索ウィンドウ４０２の大きさ以上の領域で且つ濃い画像領域が存在しないと判定されたため、定着温度は１８５℃に設定される。３ページ目は、探索ウィンドウ４０２の大きさ以上の領域で且つ濃い画像領域が、記録媒体（用紙）の端部以外に存在すると判定されたため、定着温度は１９５℃に設定される。

以上のようにして、定着温度制御は行われる。なお、ページごとに定着温度が異なる場合、定着温度の変更は紙間で行われるものとする。

しかしながら、ＣＰＵの処理能力によっては、上述した探索ウィンドウ４０２を用いた解析処理をソフトウェア（Ｓ／Ｗ）のみで行おうとすると、解析処理量が大きく、解析処理結果を期待する時間内に得られない場合が考えられる。具体的には、ＣＰＵの処理能力を超えてしまい、ページ１枚当たりの所要時間に間に合わない場合が考えられる。また、解析処理を減らすため参照する画素を間引きする等を行うことが考えられるが、解析精度が低下してしまう。

他方、上述の探索ウィンドウを用いた解析処理をハードウェア（Ｈ／Ｗ）のみで行おうとすると、探索ウィンドウサイズによっては、画像データを一時的に格納するバッファメモリの回路規模が増大し、所望サイズの装置内に収容しづらくなることが考えられる。

以上を踏まえて、本実施形態による定着温度制御用解析方法を説明する。

［Ｈ／Ｗにおける定着温度制御用解析方法］
次に本実施形態による定着温度制御用解析方法について説明する。この定着温度制御用解析方法は、システムコントローラ部３００の画像処理部３１０内に備えられるトナー載り量検知部３１３内で行われる。図６は印刷される１ページ分の画像データ４０１の全領域を所定の大きさの小領域（以下、小領域を「メッシュ」と呼ぶ。）に分割した状態を示す図である。図６（ａ）はその全体を示した図であり、図６（ｂ）はその任意の箇所を拡大した図である。また、図６（ａ）において、図中左上に位置づけられたメッシュ６１０を先頭メッシュと呼び、図中右下に位置づけられたメッシュ６１１を最終メッシュと呼ぶ。ここでは、説明の便宜上、メッシュの順番は先頭メッシュ６１０から始まり主走査方向にて右端に到達すると、先頭メッシュ６１０の真下のメッシュへと続き、以降最終メッシュまで繰り返すものとする。

図６（ｂ）に示すように、各メッシュ６０１のサイズは、例えば、１ｍｍ四方であるものとする。印刷される画像データ４０１はＡ４サイズである場合、画像データは主走査方向に２１０個、副走査方向に２９７個に分割されて、全てのメッシュの個数は６２３７０個となる。よって、画像データ４０１内のメッシュの総数は６２３７０個となる。

こうした画像データ４０１をメッシュ６０１に分割する処理は、各メッシュ内の画素のトナー載り量をカウントするために行われる。以下、画像データをメッシュ６０１に分割する処理を、メッシュ分割と呼ぶ。同様に各メッシュ内の画素のトナー載り量をカウントする処理をメッシュカウントと呼ぶ。これらメッシュ分割およびメッシュカウントはトナー載り量検知部３１３で行われる。トナー載り量検知部３１３に送られたＣＭＹＫデータは、画素ごとにどのメッシュ領域に存在するかが判定され、該当するメッシュにおいてトナー載り量をカウントされる。

ここで、トナー載り量検知部３１３によるメッシュカウントについて図７を用いて説明する。図７（ａ）はメッシュカウント処理を行う構成について説明する図である。なお、ＣＭＹＫデータは色ごとにメッシュカウント処理が行われ、色ごとの結果データが生成される。ここで生成されたメッシュごとのトナー載り量カウントデータをメッシュデータと呼ぶ。図７はＣＭＹＫデータの内の１色分のメッシュカウント処理を行う構成であるが、実際にはこの構成が４つ存在し、それぞれ色ごとに並列にメッシュカウント処理を行っている。ただし、説明を簡単にするために、図７では１色分について説明する。図７（ａ）に示すように、トナー載り量検知部３１３は、メッシュカウント部７０３とメッシュ位置判定部７０４とを有する。メッシュカウント部７０３およびメッシュ位置判定部７０４の入力側には、画像データ転送ＩＦ部７０１の出力側が接続される。メッシュカウント部７０３の出力側には、メッシュデータ転送ＩＦ部７０２の入力側が接続される。メッシュ位置判定部７０４の出力側には、予め設定されたメッシュに対応して設けられるメッシュ位置判定信号７０５の入力側が接続される。メッシュ位置判定信号７０５の出力側は、メッシュカウント部７０３に接続される。すなわち、メッシュ位置判定信号７０５は、メッシュ位置判定部７０４によってメッシュ位置を判定可能な最大数量に対応して予め設置される。なお、最大数量よりも少ない数量でメッシュ分割が行われる場合、全てのメッシュ位置判定信号のうちの一部のみが使用されることになる。

画像データは、画像データ転送ＩＦ部７０１を介してメッシュカウント部７０３およびメッシュ位置判定部７０４に入力される。入力された画像データはラスター順に入力されるが、ここでは画像データの各画素が複数に分割されたメッシュのどこに位置するかを判定する。

メッシュの位置判定方法について、図７（ｂ）を参照して説明する。図７（ｂ）は、メッシュ位置判定方法を説明するための図である。図７（ｂ）に示すように、例えば、画素が位置７１１もしくは位置７１４に存在する場合、画素は、メッシュ７１７、メッシュ７１８、メッシュ７１９、メッシュ７２０のいずれの領域内に存在しないことになる。他方、画素が位置７１２に存在する場合には画素がメッシュ７１７の領域内に存在し、画素が位置７１３に存在する場合には画素がメッシュ７１８に存在することになる。同様に、画素が位置７１５に存在する場合にはメッシュ７１９の領域内に存在し、画素が位置７１６に存在する場合にはメッシュ７２０の領域内に存在することになる。このように画像データ内の画素の位置によっていずれのメッシュに存在するかについての判定結果は、メッシュ位置判定信号７０５としてメッシュ位置判定部７０４から出力される。なお、メッシュ個数は上述のように６２３７０個であるため、メッシュ位置判定信号７０５も６２３７０本となる。なお、画像データは１画素ずつ入力されるため、メッシュ位置判定信号７０５は６２３７０本の内のいずれかのみ有効な値となりその他の信号は無効である。また、メッシュ６０１のサイズが１ｍｍ四方の場合は上記のように、メッシュの数は６２３７０個であるが、１ｍｍより小さいサイズの場合はメッシュの個数は多くなる。このため、必要な分のメッシュ位置判定及びメッシュ位置判定信号７０５が用意される。

メッシュカウント部７０３では、画像データとメッシュ位置判定信号７０５とから、該当する画素のトナー載り量をカウンタ手段（不図示）にてカウントする。例えば、メッシュ７１７においては、対応するメッシュ位置判定信号７０５が有効となるため、メッシュ７１７内に位置する各画素のトナー載り量値をメッシュ７１７用のカウンタ手段でカウントする。各画素はラスター順に入力されるので、主走査方向に連続して画素ごとのトナー載り量が加算される。

他方、ある画素からは隣のメッシュ７１８に位置することがメッシュ位置判定信号７０５で分かるため、その場合はその画素のトナー載り量がメッシュ７１８用のカウンタ手段にてカウントされる。また、画像データの入力に伴い、メッシュ７１９やメッシュ７２０等のほかのメッシュ内でメッシュカウントが行われていく。

なお、説明を簡単にするために、メッシュのサイズは１ｍｍとしたが、検出される対象などによって任意のサイズにしても良い。また、図８ではメッシュは正方形で示されているが、長方形であっても良い。

こうして作成された各メッシュデータはメッシュカウント部７０３からメッシュデータを転送するためのメッシュデータ転送ＩＦ部７０２で出力される。メッシュデータはこのメッシュデータ転送ＩＦ部７０２を介してＲＡＭ３０３に転送される。

なお、ここでメッシュごとのカウント値について説明する。メッシュ６０１のサイズは１ｍｍ四方であるため、例えば画像データの解像度が６００ｄｐｉであるとすると、１ｍｍは約２４画素分である。よってメッシュ内に含まれる画素数は、５７６画素程度となる。他方、メッシュカウント部７０３に入力される画像データは８ｂｉｔであるため、単純に全てのトナー載り量をカウントするとカウント値は最大１４６８８０となる。カウント値をそのまま扱った場合、全てのメッシュごとのカウント値を考慮すると扱いにくいため、メッシュカウント部７０３では、カウント値を正規化処理によってデータ量を削減している。ここで正規化とは、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）手段によってカウント値のｂｉｔ数を少なくすることである。図７（ｃ）は正規化処理を説明するための図である。図７（ｃ）に示すように、メッシュカウント部７０３は、カウント手段７５０とＬＵＴ手段７５１とを有する。カウント手段７５０は、入力された画像データをメッシュ位置判定信号７０５に応じてカウントする。ＬＵＴ手段７５１は、カウント手段７５０によってカウントされたメッシュデータのｂｉｔ数を低減するためのｂｉｔ変換を行う手段である。こうした正規化処理によって、メッシュデータのデータ量を削減している。

［Ｓ／Ｗにおける定着温度制御用解析方法］
次にＲＡＭ３０３に転送され格納された各メッシュデータをＳ／Ｗで解析する方法について説明する。図８（ａ）はＲＡＭ３０３内に格納された各メッシュデータの状態を示す図である。ＲＡＭ３０３内のメモリ空間８０１は、図８（ａ）に示すように、上記ソフトウェアプログラムを展開したり、画像データを格納したりするための空間とは別の領域に用意されたものであって、各メッシュデータを格納するための空間である。符号８０２は図７で説明した方法で作成されたＣ色用の各メッシュデータが順に格納された６２３７０個分のメッシュデータの集合であり、この状態をメッシュマップデータと呼ぶ。符号８０２はＣ色用メッシュマップデータである。同様に、符号８０３はＭ色用メッシュマップデータ、符号８０４はＹ色用メッシュマップデータ、符号８０５はＫ色用メッシュマップデータである。このようにトナー載り量検知部３１３で作成された各メッシュデータは色ごとに異なるメモリ空間に格納されているものとする。

次に、これら符号８０２から符号８０５の各色用メッシュマップデータの内部構成について説明する。符号８１０で示されるメッシュデータは、図６（ａ）で説明した先頭メッシュ６１０におけるメッシュデータに対応する。同様に、符号８１１で示されるメッシュデータは、図６（ａ）で説明した最終メッシュ６１１におけるメッシュデータに対応する。このように、メッシュマップデータは、先頭メッシュ６１０から最終メッシュ６１１までのメッシュの順番で格納されている。ここで、符号８０６はＣ色用メッシュマップデータ８０２内の任意の位置のメッシュにおけるメッシュデータである。また、Ｍ色用メッシュマップデータ８０３、Ｙ色用メッシュマップデータ８０４及びＫ色用メッシュマップデータにおける同じメッシュ位置のメッシュデータは、それぞれ符号８０７、符号８０８及び符号８０９となる。このようにして、メモリ空間８０１内にメッシュマップデータが格納された後においても、各ＣＭＹＫ色で同じメッシュ位置のメッシュデータをＳ／Ｗから扱うことが可能である。例えば、図８（ｂ）はメッシュ分割が行われた画像データ４０１と探索ウィンドウ４０２の関係を示す図である。図８（ｃ）は図８（ｂ）に示された探索ウィンドウ４０２を図中横方向にて１メッシュ分走査した後の状態を示す図である。

メッシュ６０１のサイズが１ｍｍ四方であり、且つ探索ウィンドウ４０２は５ｍｍ×５６ｍｍの大きさであることから、メッシュ６０１が主走査方向に５個、副走査方向に５６個を組み合わせた領域が探索ウィンドウ４０２に相当する。探索ウィンドウ４０２を走査する場合はメッシュ単位で行う。このように、Ｓ／ＷでＲＡＭ３０３内に格納されたメッシュマップデータの内の任意のメッシュデータを扱うことが可能であるため、こうしたメッシュデータの読み出し動作を連続的に行うことで、探索ウィンドウ４０２の走査処理を実現している。このように、探索ウィンドウを画像データ４０１内で走査させることで、本実施形態で説明するメッシュ分割による定着温度制御用解析を実施することが可能となる。

［フローチャート］
本実施形態による定着温度制御用解析方法について図９のフローチャートを用いて説明する。なお、特に断りがない限りフローチャートはＲＯＭ３０２内に格納された制御プログラムをＲＡＭ３０３内に展開し、ＣＰＵ３０１によって実行されるものとする。定着温度制御処理に要する時間に応じて、最初の所定のページ数の記録媒体の印刷処理に関し、予め設定された、例えば、２００℃などの高温である所定温度に定着装置を制御しておくことも可能である。

ステップＳ９０１において、指定されたメッシュサイズを受け取り、定着温度制御用解析に用いるメッシュ分割の大きさを決定する。なお、メッシュサイズの指定方法は、ユーザにより操作部３０６から入力されても良いし、クライアントＰＣ１０３からの印刷要求時に行われても良い。決定したメッシュ分割サイズ情報はメッシュ位置判定部７０４の設定手段（不図示）に設定され、メッシュ位置判定信号７０５の生成に反映される。すなわち、各メッシュがメッシュ位置判定信号７０５に対応付けられる。これにより、ある位置のメッシュに画素が存在すると判定されると、このメッシュに対応するメッシュ位置判定信号７０５を通じてメッシュカウント部７０３へ通知されることになる。

次にステップＳ９０２において、クライアントＰＣ１０３などからのプリントジョブの開始指示を受け付けたか否かを判定する。プリントジョブの開始指示が受け付けられると、ステップＳ９０３に遷移する。なお、プリントジョブの開始指示を受け付けたと判定するまで、プリントジョブの開始指示待ちの状態となる。

ステップＳ９０３において、プリントジョブが開始され、プリントジョブと共に受け付けた画像データに対し画像処理部３１０で各種画像処理が行われてＲＡＭ３０３内に一時格納される。画像データをＲＡＭ３０３内に一時格納した後に、トナー載り量検知部３１３による処理が行われることから、このステップではトナー載り量検知部３１３による処理が行われない。また、所定ページ以上の画像データを一時格納する場合には、ＲＡＭ３０３の代わりに記憶手段３０４が使用される。

次にステップＳ９０４において、定着温度制御解析を行うタイミングであるか否かを判定する。上述したとおり、定着温度制御解析対象となるページと印刷処理中のページとのページ差が所定のページ数にいたるか否かで判定される。この処理により、定着温度制御解析に要する時間が確実に確保される。解析開始タイミングであると判定されると、ステップＳ９０５へ遷移する。なお、解析開始タイミングであると判定されるまで、解析開始タイミング待ちの状態となる。

次にステップＳ９０５において、定着温度制御用の解析対象となるページの画像データを、画像データ転送ＩＦ部７０１を介してトナー載り量検知部３１３内のメッシュカウント部７０３およびメッシュ位置判定部７０４に転送する。ここでは、ステップＳ９０３にて一時格納された画像データの内、該当するページの画像データが転送される。

次にステップＳ９０６において、メッシュカウント部７０３は、メッシュデータとメッシュ位置判定信号７０５とからメッシュごとにトナー載り量のカウント処理を行い、メッシュデータを作成する。

次にステップＳ９０７において、メッシュカウント部７０３は、メッシュデータ転送ＩＦ部７０２およびバス３０８を介して、作成されたメッシュデータをＲＡＭ３０３に転送する。

次にステップＳ９０８において、該当のページのメッシュマップデータの作成が完了したか否かを判定する。メッシュマップデータの作成が完了したと判定された場合、ステップＳ９０９に遷移する。他方、メッシュマップデータの作成が完了していないと判定された場合、ステップＳ９０６に戻り、ステップＳ９０６からステップＳ９０８の処理が再び行われることになる。

次にステップＳ９０９において、ＲＡＭ３０３に転送されたメッシュマップデータを解析する。ここでの解析は、図８（ｂ）および図８（ｃ）で説明したように、探索ウィンドウ４０２を画像データ４０１の全面で走査することで行われる。これにより、解析結果が得られる。

次にステップＳ９１０において、図５で説明したように決定された印刷ページごとの定着温度制御情報をプリントコントローラ部３２０に通知する。

次にステップＳ９１１において、プリントジョブ内の全ページの解析が完了したか否かを判定する。全ページの解析が完了していないと判定されると、ステップＳ９０４へ戻り、ステップＳ９０４からステップＳ９１１の処理が再び行われることになる。全ページの解析が完了したと判定された場合、本フローは終了する。

以上のようにして、本実施形態による定着温度制御用解析方法を実施することが可能となる。すなわち、印刷ページごとに画像データの全領域を所定の大きさのメッシュに分割し且つメッシュごとにトナー載り量をカウントすることで、定着温度制御用の解析処理に必要な情報量を低減しつつ全ての画素のトナー載り量を参照することができる。また情報量を低減することで、解析処理にかかる時間を短縮することができ、解析処理を所定時間内に完了できる。そのため、解析処理時間に起因する印刷速度の低下とトナー像の定着不良の発生とを抑制することができる。

これにより、精度を落とさずに定着温度制御用の解析が実現可能となる。よって、画像データを効率よく解析して印刷ページごとに定着温度を適切に制御することができる。

また、上記情報は、画像データの各印刷ページにて、前記複数のメッシュのうちの所定数のメッシュからなる探索領域を用いて当該探索領域に対応する画素のトナー載り量を解析することで作成される。これにより、定着温度制御用の解析処理に必要な情報量をより低減することができる。

さらに、Ｈ／Ｗでメッシュ分割およびメッシュカウントを行うことで、メッシュデータを作成する。作成されたメッシュデータを順番にＲＡＭ３０３内に格納することでメッシュマップデータを形成し、Ｓ／Ｗで任意のメッシュデータを読み出して解析することで、定着温度制御情報を得ることができる。このようなＨ／ＷおよびＳ／Ｗで定着温度制御用解析方法を分担することで、解析処理にかかる時間をより短縮することができる。

なお、本実施形態では定着温度制御方法をプリントジョブに適用した場合について説明したが、スキャナから原稿を読み取り印刷するコピージョブに定着温度制御方法を適用することも行うことが可能である。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、ＣＭＹＫの４色に対応した現像ステーションが備えられている画像形成装置１０１を例に挙げて説明した。すなわち、４つの感光体ドラムと、それぞれの感光体ドラムのスキャナ部を備えている画像形成装置を例に挙げて説明した。しかしながら、この例に限られるものではない。４色以外の現像ステーションが備えられていてもよく、単色の現像ステーションが備えられていてもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

３００ システムコントローラ部
３１３ トナー載り量検知部
３３０ プリントエンジン
３３１ 定着温度制御部
６０１ メッシュ
７０３ メッシュカウント部
７０４ メッシュ位置判定部
７０５ メッシュ位置判定信号
７５０ カウント手段
７５１ ＬＵＴ手段

Claims (5)

1. 画像データから形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写されたトナー画像を、定着動作にて前記記録媒体に定着させる定着手段と、
   前記画像データの複数のメッシュ領域のそれぞれについて、前記画像データの各メッシュ領域に含まれる全ての画素の濃度を参照することで、前記トナー画像の形成で使用されるトナー量を示す値を導出する導出手段と、
   縦方向および横方向のそれぞれに複数のメッシュ領域分の長さを持つウィンドウを、移動の前後でウィンドウが互いに重なるように移動させる移動手段と、
   移動前のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動前のウィンドウ内の第１トナー量の解析結果と、移動後のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動後のウィンドウ内の第２トナー量の解析結果とに基づき、前記定着動作のための定着温度を決定する決定手段と、
   を有し、
   前記決定手段は、前記第１トナー量の解析結果と前記第２トナー量の解析結果を用いて、前記ウィンドウよりも大きく、かつ、所定濃度以上の画像領域が前記画像データ内にあるかどうかを判定し、あると判定された場合はないと判定された場合よりも高い温度に、前記定着動作のための定着温度を決定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記導出手段は、前記導出手段で導出されたトナー量を示す値を正規化する変換手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記導出手段は、システム全体を制御するシステム制御部に配置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 画像データから形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写ステップと、
   前記転写されたトナー画像を、定着動作にて前記記録媒体に定着させる定着ステップと、
   前記画像データの複数のメッシュ領域のそれぞれについて、前記画像データの各メッシュ領域に含まれる全ての画素の濃度を参照することで、前記トナー画像の形成で使用されるトナー量を示す値を導出する導出ステップと、
   縦方向および横方向のそれぞれに複数のメッシュ領域分の長さを持つウィンドウを、移動の前後でウィンドウが互いに重なるように移動させる移動ステップと、
   移動前のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動前のウィンドウ内の第１トナー量の解析結果と、移動後のウィンドウに含まれる各メッシュ領域のトナー量を参照することによる、移動後のウィンドウ内の第２トナー量の解析結果とに基づき、前記定着動作のための定着温度を決定する決定ステップと、
   を含み、
   前記決定ステップにて、前記第１トナー量の解析結果と前記第２トナー量の解析結果を用いて、前記ウィンドウよりも大きく、かつ、所定濃度以上の画像領域が前記画像データ内にあるかどうかを判定し、あると判定された場合はないと判定された場合よりも高い温度に、前記定着動作のための定着温度を決定する
   ことを特徴とする画像形成方法。
5. コンピュータに、請求項４に記載の画像形成方法を実行させるための、プログラム。

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