画像形成装置
【課題】トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させること。
【解決手段】印刷情報に基づき画像を形成する画像形成部１０，２４と、画像形成部１０，２４による画像形成を制御するＣＰＵ１００と、形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出するトナー吐き出し量算出部１０４と、を有する画像形成装置であって、ＣＰＵ１００は、トナー吐き出し量算出部１０４により算出された黒色以外の色のトナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、画像形成部１０，２４により黒色の画像の少なくとも一部に、トナー吐き出しを行うための値が第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする。
【解決手段】印刷情報に基づき画像を形成する画像形成部１０，２４と、画像形成部１０，２４による画像形成を制御するＣＰＵ１００と、形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出するトナー吐き出し量算出部１０４と、を有する画像形成装置であって、ＣＰＵ１００は、トナー吐き出し量算出部１０４により算出された黒色以外の色のトナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、画像形成部１０，２４により黒色の画像の少なくとも一部に、トナー吐き出しを行うための値が第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いるレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置においては、現像器内のトナーの消費と補給がほとんど行われていない状態で現像剤搬送スクリューや現像ローラが長時間回転し続けると、トナーが過剰に摩擦帯電されていた。その結果、感光ドラムへの単位面積当りのトナーの載り量が減少してしまう、あるいは長時間のキャリアと現像ブレードとの摺擦によりトナーに付着していた外添剤が剥がれてしまい画像品質低下の一因となっていた。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１の画像形成装置では、トナーの消費がほとんど行われていないことを判断するための印字比率の閾値を設け、画像出力毎に実際の出力画像の印字比率がその閾値よりも小さい場合に、その際のトナーの消費量をデータとして蓄積する。つまり、この画像形成装置では閾値と比べてトナー消費量が少ないと判断した場合に、不足分のトナー量を積算し、その積算したトナー量がある値に到達した時点で強制的にトナーを排出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置では消費の不足分として蓄積したトナー量が一定以上となると強制的にトナーを排出する動作が行うが、画像形成動作を一時停止させてトナーの排出を行うため、印刷出力の生産性が低下する。更に、高印字率の画像を形成し現像器内のトナーが十分消費された場合でも上述した蓄積したトナーの消費量は変化せず、不足したトナー量が適切に把握されているとは言えなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
印刷情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出する算出手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記算出手段により算出された黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１、２のシステム構成を示すブロック図
【図３】実施例１のトナー吐き出し制御のフローチャート
【図４】実施例１、２の印刷制御部の制御構成を示すブロック図
【図５】実施例１のＫ画像へ他色を重ねて出力する状態を模式的に示した図
【図６】実施例２のトナー吐き出し制御のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものであるとする。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成］
図１は、実施例に係る画像形成装置であるレーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。本実施例のレーザビームプリンタは、画像形成ステーションにおいて画像信号に基づいて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を中間転写体上に重畳転写してカラー画像とする。更に、レーザビームプリンタはこのカラー画像を記録材である用紙に二次転写し、その後カラー画像を定着させるものである。
【００１３】
本画像形成装置は、用紙トレイ１、３、レジストローラ１３、レジセンサ１４、搬送路上に配置された各センサ１５，１６，１７，１８，１９，２１などからなる用紙２を搬送する用紙搬送装置を有する。また、感光ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、現像器８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、クリーニングユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋなどからなるプロセスカートリッジ２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋを有する。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応することを意味し、以下省略する場合がある。また、露光装置としてのスキャナユニット１０、トナーカートリッジ１１、一次転写ローラ６、中間転写ベルト２０、二次転写ローラ７、中間転写ベルト２０上のトナー像を回収するクリーニングブレード２２、現像器内のトナー残量検知装置２３を有する。更に、定着装置９を有する。
【００１４】
画像形成装置は、用紙トレイ１及び３より用紙２を給紙搬送し、中間転写ベルト２０上に形成されたカラー画像にタイミングをあわせて二次転写ローラ７に用紙２を搬送し、用紙２上にカラー画像を転写する。カラー画像が転写された用紙２は更に定着装置９によってカラー画像が定着され、機外に排出されるか、裏面に更にカラー画像を形成する場合には用紙２は両面搬送路２５に搬送され、表面と同様にカラー画像を転写・定着し、機外に排出される。
【００１５】
［画像形成装置のシステム構成］
図２は、本実施例に係る画像形成装置のシステム構成を説明するためのブロック図である。プリンタコントローラである印刷制御部１１０はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）などから印刷情報を受けプリント制御し、ビデオインターフェース１１１を介してエンジン制御部であるＣＰＵ１００にプリンタ制御情報を送信して印字指示を行う。一方ＣＰＵ１００は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へエンジン状態情報を送信する。そして、ＣＰＵ１００は光学制御部１０１によってスキャナユニット１０を、画像形成制御部１０２によってプロセスカートリッジ２４を、そして転写制御部１０３によって転写部１１４を、それぞれ制御指示して画像形成動作を行う。ここで、転写部１１４は、一次転写ローラ６と二次転写ローラ７とから構成される。画像信号が各色毎に印刷制御部１１０からスキャナユニット１０にＢＤ信号を起点に送信され、スキャナユニット１０はこの画像信号によってレーザ光を発光させる。トナー消費量算出部１１５は、スキャナユニット１０に入力される各色の画像信号をＢＤ信号を基準にモニタし、１ページ分の画像形成中のレーザ光の発光をカウントする。このカウントの方法を、例えば１走査（ライン）当り１００ドットで、１００走査（ライン）の画像形成をする場合について説明する。この場合、１画像で、１００×１００の１００００ドットとなる。本実施例では、トナー消費量算出部１１５は、一定の周期でこの１００００ドットをサンプリングする。例えば５ドット周期でサンプリングする場合、この１画像でモニタする総モニタ数は１００００／５で２０００となる。このモニタした２０００ドットのうち実際に発光していたドット数が発光のカウント数である。これが１００である場合、印字率は１００／２０００で計算され５％となる。
【００１６】
トナー消費量算出部１１５は、このように総モニタ数に対するレーザ発光の割合を印字率として算出し、トナー吐き出し量算出部１０４に印字率情報として送信する。なお、トナー消費量算出部１１５は、レーザ発光のモニタを行うため高速の処理が求められ、ＣＰＵ１００以外の例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成される。ＣＰＵ１００内で高速処理が可能であるのならば、トナー消費量算出部１１５をＣＰＵ１００内に設置してもよい。あるいはトナー消費量算出部１１５を印刷制御部１１０に設置し、画像信号をモニタするのではなく、直接印刷する画像から色毎の印字率を算出してもよい。トナー吐き出し量算出部１０４は、受信した各色の印字率情報からトナー吐き出し量を算出し、トナー強制吐き出し制御部１０５に送信する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、トナー吐き出し量を監視、積算し、ある一定量が積算されたタイミングでトナー強制吐き出し要求を、光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信する。トナー強制吐き出し要求を受信した光学制御部１０１及び画像形成制御部１０２は、スキャナユニット１０及びプロセスカートリッジ２４にトナー強制吐き出し動作を制御指示する。トナー強制吐き出し動作は、光学制御部１０１によってスキャナユニット１０を全領域点灯させることで画像を形成させ、画像形成制御部１０２によってプロセスカートリッジ２４を動作させ、トナー像を形成させるものである。形成したトナー像は、一次転写ローラ６によって中間転写ベルト２０へ転写され、残留したトナーはプロセスカートリッジ２４に具備されたクリーニングユニット１２及びクリーニングブレード２２によって回収される。形成するトナー像の大きさは、トナー吐き出し量に応じて所定のトナーが消費されるように決定される。
【００１７】
［トナー吐き出し量の積算値］
本実施例における、トナー消費量算出部１１５により算出された印字率は、上述のとおり１ページ分の画像形成について、画像信号あるいはレーザ発光を各色一定間隔でサンプルし、総モニタ数に対するレーザ光の発光割合を算出したものである。
【００１８】
トナー吐き出し量算出部１０４は、トナー吐き出し量として、基準印字率Ｒ％とトナー消費量算出部１１５により算出された印字率との差分に、基準画像面積に対する実際に形成された画像の画像面積の割合を乗じた値を算出する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、トナー吐き出し量の積算値に、トナー消費量算出部１１５により算出された印字率が基準印字率Ｒ（％）を下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量を加算する。一方、上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値から減算する。
【００１９】
即ち、前回印字までのトナー吐き出し量の積算値をＳ０とすると、トナー強制吐き出し制御部１０５により算出されるトナー吐き出し量の積算値Ｓは、
Ｓ＝Ｓ０＋（基準印字率Ｒ−印字率）×画像面積÷基準画像面積
で表すことができる。但しＳは正数とする。
【００２０】
基準画像面積とは、トナー強制吐き出しが実行されたときのトナー吐き出し量の閾値Ｗｓ（％）（第２の範囲内）に対する出力画像の面積である。そして、上述の積算値Ｓが閾値Ｗｓとなるとトナー強制吐き出しが必要と判断され実施される。例えば、基準画像面積がＡ４サイズで、基準印字率が１０％とすると、Ａ４サイズで印字した場合、印字率３％ではＳは７％積算され、印字率６％ではＳは４％積算される。また、Ａ５サイズ（Ａ４の半分）で印字の場合、印字率３％ではＳは３．５％積算される。印字率６％ではＳは２％積算される。すなわち、Ａ５サイズは画像形成の面積が基準画像面積であるＡ４サイズの半分であるので、不足するトナー量（積算量）も半分となる。本実施例では以降基準印字率Ｒは１％、基準画像面積はレターサイズ１枚分に相当する面積とする。
【００２１】
ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について、トナー強制吐き出し制御部１０５はトナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓに到達する前の段階の閾値Ｗ（％）（第１の範囲内）を設定する。トナー吐き出し量の積算値がＷを超えるとトナー強制吐き出し制御部１０５は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へ当該色の印字率増加の要求をエンジン状態情報として送信する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、閾値Ｗｓを超えるとトナー強制吐き出し制御部１０５がトナー強制吐き出し要求を光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信して、トナー強制吐き出し動作を実施させる。本実施例では閾値Ｗｓを１００％、閾値Ｗを５０％とする。
【００２２】
なお、ここでは積算値Ｓにトナー消費量算出部１１５により算出された印字率が基準印字率Ｒ（％）を下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量を加算した。また、上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値から減算する方法を説明した。しかし、加算と減算を逆にすることも可能である。その場合は、閾値は上回るものではなく、下回るものとなる。
【００２３】
［トナー吐き出し制御のフローチャート］
図３に本実施例におけるトナー吐き出し制御のフローチャートを示す。このトナー吐き出し制御は１ページ分の画像形成終了毎に実施する。トナー消費量算出部１１５は、ステップ（以下、Ｓという）２０１において、１ページ分の画像の各色の印字率を算出し、トナー吐き出し量算出部１０４に印字率情報として送信する。トナー吐き出し量算出部１０４は、Ｓ２０２で、受信した印字率情報から当該画像形成動作での各色のトナー吐き出し量を算出しトナー強制吐き出し制御部１０５に送信する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０２で、受信したトナー吐き出し量を積算する。そして、トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０３で、何れかの色でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓ以上になったか否かを判断する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、閾値Ｗｓ以上と判断した場合には、Ｓ２０４でその色についてトナー強制吐き出し要求を光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信する。そして、光学制御部１０１と画像形成制御部１０２は、Ｓ２０４でその色についてトナー強制吐き出しを実施する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０５でトナー強制吐き出し動作で消費した画像分のトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値Ｓから減じる。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０３で何れかの色でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓ以上ではないと判断した場合は、Ｓ２０６でカラーの色で閾値Ｗとトナー吐き出し量の積算値を比較する。ここで、カラーの色とは黒色以外のＹ、Ｍ、Ｃの色をいう。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０６で、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラーの色のうち１色以上で、閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が有ると判断した場合、エンジン状態情報として印刷制御部１１０に送信（報知）する。印刷制御部１１０は、Ｓ２０７で、トナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上のＹ、Ｍ、Ｃのカラーのうちトナー吐き出し量が最大の色（トナー吐き出しを行う可能性が最も高い色）を、次回画像形成時に黒色（以下、Ｋとする）画像に重ねるよう制御する。以下、この動作を重ね動作という。例えば、Ｙ、Ｍの色のトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上であり、Ｙの色のトナー吐き出し量の積算値がＭの色のトナー吐き出し量の積算値よりも大きい場合には、Ｙの色につき重ね動作を行う。なお、次回画像形成時にＫ画像に重ねる出力が行われた場合には、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられる。すなわち、Ｋ画像に重ねる出力が行われると、上述のＳ２０２において再度トナー吐き出し量の算出が行われ、通常より印字率が上がる。その結果、この場合の印字率が基準印字率より大きくなり、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられることになる。トナー強制吐き出し制御部１０５が、Ｓ２０６で閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が無いと判断した場合には、印刷制御部１１０は、Ｓ２０８で次回画像形成時にＫ画像に印刷を重ねる動作は行わないとし終了する。
【００２４】
以上のように動作させることで、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラー各色についてトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓに到達する頻度を抑えることが可能となり、トナー強制吐き出し動作実施による印刷出力の生産性の低下を抑制することができる。
【００２５】
［印刷制御部］
本実施例では、印刷制御部１１０とＣＰＵ１００は、ビデオインターフェース１１１を介して通信を行う。出力画像の処理および画像信号の出力は印刷制御部１１０で行い、プロセスカートリッジ２４を含む各ユニットはＣＰＵ１００が制御している。このため、ＣＰＵ１００においてトナー吐き出し量からＫ画像への重ね動作が必要と判断した場合に、その情報を印刷制御部１１０へ送信する必要がある。ＣＰＵ１００はビデオインターフェース１１１を介して、色毎に用意したＫ画像に重ねる要求フラグ情報を送信するコマンドをエンジン状態情報として印刷制御部１１０に発行する。印刷制御部１１０は、当該コマンドを受信すると、画像信号出力前までに要求がある色画像とＫ画像をドット単位で比較し、Ｋ画像のみを出力するドットに対して要求がある色画像も出力するように変更して画像信号を出力する。
【００２６】
図４は、印刷制御部１１０の制御を示すためのブロック図である。印刷制御部１１０は不図示のＰＣなどから送信された印刷情報を受信し、画像処理部３０１によって色毎に画像信号出力の為に印刷情報をドット単位の情報に展開し、画像処理部３０１は各色画像データとして画像比較部３０２と画像出力追加部３０３に送信する。また、画像処理部３０１は印字開始指示をエンジン通信部３０５に送信する。画像出力追加部３０３は、エンジン通信部３０５から追加指定色が指定されていた場合、この指定色を画像比較部３０２に比較色として指定する。ここでいう追加指定色とは、図３のＳ２０６でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上となったと判断された色をいう。画像比較部３０２は展開された画像データを指定された比較色とＫについて比較し、Ｋのみ発光するドットを選択する。画像出力追加部３０３はこの比較データ（差分情報）と展開した画像データによって、Ｋのみが発光するドットの中から、比較色も合わせて発光するように比較色の画像データを加工して画像信号出力部３０４へ送る。画像信号出力部３０４は、エンジン通信部３０５からの画像信号出力許可の信号に応じて、スキャナユニット１０からのＢＤ信号を起点にスキャナユニット１０に各色画像信号を出力する。
【００２７】
印刷制御部１１０へ送信する情報は、このように重ねる色のみを指定する方法でも良いし、更に、上乗せで出力したいトナー量の情報を合わせて送信し、印刷制御部１１０で指定された量の分だけ追加で出力するよう動作させても良い。更には、基準となる印字率Ｒを印刷制御部１１０に送信することで、印刷制御部１１０で画像処理の過程で出力したい画像の各色の印字率を予め算出し、Ｋに重ねて出力する要求がある色についての印字率がＲを上回った場合には追加しないよう処理してもよい。また、Ｋ画像に重ねる場合にその重ね量を、例えば当該色の印字率がＲとなるように調整したりするよう制御しても良い。
【００２８】
［印刷出力の例］
Ｋ画像のドットに他色を重ねる場合の印刷出力を図５に模式的に示す。図５（ａ）の出力例に示すようなＫ画像出力ドットがあり、ここには他の色画像のドットは重なっていないものとする。これに他の色を重ねる場合、図５（ｂ）に示すように色ズレなどの要因で重ねた色がはみ出してしまうことを考慮し、Ｋ画像のドットが連続する部分で、上下左右をＫ画像に囲まれた一部の領域のみ色を重ねるように出力する。この際、他の色をＫ画像のドットのいずれのドットに重ねるかは、上述の図４の画像出力追加部３０３が決定する。また、図５（ｃ）に示すように他色と重なった領域が固まった領域に偏ることを防止するために、Ｋ画像の３ドットおきに他色のドットを重ねるように出力させても良い。この場合の重ね方も画像出力追加部３０３が決定する。重ね方は以上示したものに限定するものではない。重ねる領域についても写真など画像部分は避けて文字領域のみで処理をするようにしても良いし、ユーザからの指定があれば、Ｋ画像全ドットに重ねて出力しても良い。
【００２９】
本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラー各色についてＫの画像に重ねて出力することで印字率を増加させるよう動作させる例を示した。トナーの消費を促すための色の組み合わせはこれに限定するものではなく、可能であるならばカラーの色同士やＫ色を他の色に重ねて出力しても良い。また、重ねる色は同時に１色としたが、これも複数色同時に重ねても良い。つまり、黒色の画像の色味を変えない程度の濃度であれば、複数色を重ねることも可能である。例えば、黒色画像の濃度を１００と仮定したとき、他の色は６の濃度まで重ねたとしても色味に影響がでないと仮定する。その場合は、例えばＹの積算値が閾値Ｗを超えた場合は、Ｙを６とし、ＹとＭの積算値が閾値Ｗを超えた場合は、Ｙを３、Ｍを３とし、ＹとＭとＣの積算値が閾値Ｗを超えた場合はＹを２、Ｍを２、Ｃを２とするような制御も可能である。色を重ねる動作について、トナー吐き出し量に応じて動作させることに加えて、ユーザからの許可があった場合にのみ動作させるようにしても良い。
【００３０】
本実施例によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【実施例２】
【００３１】
実施例１では、Ｋ画像に本来出力しない他の色を重ねて出力し、本来トナー強制吐き出し動作で出力していたトナーを画像形成中に出力するようにしたことで、トナー強制吐き出し動作の実施頻度を低減させることを可能にした。その結果、印刷出力の生産性の低下を抑えることはできる。しかし、トナー強制吐き出し動作時と同様に、重ねて出力した色のトナーは、画像形成に寄与することなく排出されるトナーである。本実施例ではその点に鑑み、トナー消費量を高める目的のみで排出していたトナーを画像形成に寄与するようにすることでトナー強制吐き出しが実施される頻度を低減させる例を示す。
【００３２】
実施例１と同じく、トナー吐き出し量算出部１０４は、トナー吐き出し量として、基準印字率Ｒ％と実際の印字率の差分に、基準画像面積に対する当該画像の画像面積の割合を乗じた値を算出する。そして、トナー強制吐き出し制御部１０５は、印字率が基準印字率Ｒを下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量を積算値に加算し、基準印字率Ｒを上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量を積算値から減算する。
【００３３】
Ｙ、Ｍ、Ｃの３色でトナー消費が不足している場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色を積層させて黒色を表現し（以下、この色をプロセスブラックという）Ｋに代わって出力することで、トナー消費が不足した３色のトナーを画像形成に使用することが可能となる。この動作を行うために、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について、トナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓに到達する前の段階で閾値Ｗを設定する。そして、１色でもトナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗを超え、他の２色についてもトナー吐き出し量の積算値Ｓが０でない条件においては、実施例１とは異なり次の制御を行う。すなわち、トナー強制吐き出し制御部１０５は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へＫ画像の出力に対してプロセスブラックを出力する要求を含むエンジン状態情報を送信する。
【００３４】
Ｙ、Ｍ、Ｃのうち１色でもトナー吐き出し量の積算値Ｓが０、即ちトナー消費が十分の色が存在する場合には、トナー強制吐き出し制御部１０５は、プロセスブラックの出力は行わず、対象となる１色をＫに重ねる要求を含むエンジン状態情報を送信する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、トナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓを超えると実施例１と同じくトナー強制吐き出し制御部１０５によってトナー強制吐き出しを実施する。本実施例においても閾値Ｗｓを１００％、閾値Ｗを５０％とする。なお、ここではトナー消費が十分の状態を示す積算値Ｓを０としているが、積算値Ｓは必ずしも０から開始する必要はなく、所定の決められた初期値から算出を開始することも可能である。その場合は、積算値Ｓが初期値であれば、トナー消費が十分である、すなわちトナー吐き出しを行う必要がない状態であると判断できる。
【００３５】
［トナー吐き出し制御のフローチャート］
図６に本実施例におけるトナー吐き出し制御のフローチャートを示す。本制御についても１ページの画像形成終了毎に実施する。なお、図６のフローチャートのＳ４０１〜Ｓ４０６は、図３のフローチャートのＳ２０１〜Ｓ２０６と同一であるので説明を省略する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ４０７でカラーの３色ともトナー吐き出し量の積算値Ｓがゼロでないと判断した場合、印刷制御部１１０はＳ４０８で次回画像形成時にＫ画像をプロセスブラックで出力を開始する制御を行う。印刷制御部１１０は、Ｓ４０７で閾値Ｗ以上となる色は存在するが同時にトナー吐き出し量の積算値が０の色もあると判断した場合、Ｓ４０９で実施例１と同じくトナー吐き出し量の積算値が最大の色を、次回画像形成時にＫ画像に重ねるよう動作させる。なお、次回画像形成時にＫ画像に重ねる出力が行われた場合には、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられる。印刷制御部１１０は、Ｓ４０６で閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が無いと判断した場合には、Ｓ４１０で次回画像形成時にＫ画像に重ねる印刷を行わない、またはプロセスブラック出力を行わないと決定し終了する。このように動作させることで、カラーのトナー消費が少なくトナー吐き出し量の積算値が小さい場合に、プロセスブラックの画像をＹ、Ｍ、Ｃのトナーを用いて出力させるので、カラーのトナーの消費の不足を補うことが可能となる。また、トナー強制吐き出し動作の実施を抑制することができる。
【００３６】
本実施例における印刷制御部１１０の制御を示すためのブロック図は、先の実施例１にて図４に示したものとほぼ同様である。先の実施例１と異なるのは画像出力追加部３０３の動作であり、ＣＰＵ１００から１色をＫに重ねるか、プロセスブラックを出力するかのいずれかの要求を印刷制御部１１０が受信してそれぞれ異なる処理を行うことである。
【００３７】
１色をＫに重ねる指示を印刷制御部１１０が受信した場合には先の実施例１と同様に、画像比較部３０２に追加指定色を比較色として指定する。そして、画像比較部３０２からの比較データと展開した画像データによって、Ｋ色のみが発光するドットの中から、比較色も合わせて発光するように画像データを加工して画像信号出力部３０４へ送る。
【００３８】
プロセスブラック出力要求を印刷制御部１１０が受信した場合、Ｋの画像データが発光させるドットをプロセスブラックで発光させるように変更する。そして、Ｋ色の展開された画像データをクリアして発光させないように変更し、加工した画像データを画像信号出力部３０４へ送る。
【００３９】
本実施例では、カラートナーを必要以上に消費させないようにするため、トナー吐き出し量の積算値が０である色が存在する場合にはプロセスブラック出力を行わないように動作させた。しかし、印刷制御部１１０は、１色でも閾値Ｗを超えた場合にはプロセスブラック出力を行うように動作させ、先の実施例１のようにＫ画像に他色を重ねる制御を行わないように動作させても良い。また、印刷制御部１１０は、プロセスブラックの出力はＫ画像全てをプロセスブラックに置き換えず、例えば基準印字率Ｒ分はＫトナーを消費するようにさせて残り量をプロセスブラックで出力するなど、Ｋトナーとプロセスブラックを混在させて出力しても良い。
【００４０】
本実施例によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０４ トナー吐き出し量算出部
１０５ トナー強制吐き出し制御部
１１０ 印刷制御部
１１５ トナー消費量算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いるレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置においては、現像器内のトナーの消費と補給がほとんど行われていない状態で現像剤搬送スクリューや現像ローラが長時間回転し続けると、トナーが過剰に摩擦帯電されていた。その結果、感光ドラムへの単位面積当りのトナーの載り量が減少してしまう、あるいは長時間のキャリアと現像ブレードとの摺擦によりトナーに付着していた外添剤が剥がれてしまい画像品質低下の一因となっていた。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１の画像形成装置では、トナーの消費がほとんど行われていないことを判断するための印字比率の閾値を設け、画像出力毎に実際の出力画像の印字比率がその閾値よりも小さい場合に、その際のトナーの消費量をデータとして蓄積する。つまり、この画像形成装置では閾値と比べてトナー消費量が少ないと判断した場合に、不足分のトナー量を積算し、その積算したトナー量がある値に到達した時点で強制的にトナーを排出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置では消費の不足分として蓄積したトナー量が一定以上となると強制的にトナーを排出する動作が行うが、画像形成動作を一時停止させてトナーの排出を行うため、印刷出力の生産性が低下する。更に、高印字率の画像を形成し現像器内のトナーが十分消費された場合でも上述した蓄積したトナーの消費量は変化せず、不足したトナー量が適切に把握されているとは言えなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
印刷情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出する算出手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記算出手段により算出された黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１、２のシステム構成を示すブロック図
【図３】実施例１のトナー吐き出し制御のフローチャート
【図４】実施例１、２の印刷制御部の制御構成を示すブロック図
【図５】実施例１のＫ画像へ他色を重ねて出力する状態を模式的に示した図
【図６】実施例２のトナー吐き出し制御のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものであるとする。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成］
図１は、実施例に係る画像形成装置であるレーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。本実施例のレーザビームプリンタは、画像形成ステーションにおいて画像信号に基づいて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を中間転写体上に重畳転写してカラー画像とする。更に、レーザビームプリンタはこのカラー画像を記録材である用紙に二次転写し、その後カラー画像を定着させるものである。
【００１３】
本画像形成装置は、用紙トレイ１、３、レジストローラ１３、レジセンサ１４、搬送路上に配置された各センサ１５，１６，１７，１８，１９，２１などからなる用紙２を搬送する用紙搬送装置を有する。また、感光ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、現像器８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、クリーニングユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋなどからなるプロセスカートリッジ２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋを有する。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応することを意味し、以下省略する場合がある。また、露光装置としてのスキャナユニット１０、トナーカートリッジ１１、一次転写ローラ６、中間転写ベルト２０、二次転写ローラ７、中間転写ベルト２０上のトナー像を回収するクリーニングブレード２２、現像器内のトナー残量検知装置２３を有する。更に、定着装置９を有する。
【００１４】
画像形成装置は、用紙トレイ１及び３より用紙２を給紙搬送し、中間転写ベルト２０上に形成されたカラー画像にタイミングをあわせて二次転写ローラ７に用紙２を搬送し、用紙２上にカラー画像を転写する。カラー画像が転写された用紙２は更に定着装置９によってカラー画像が定着され、機外に排出されるか、裏面に更にカラー画像を形成する場合には用紙２は両面搬送路２５に搬送され、表面と同様にカラー画像を転写・定着し、機外に排出される。
【００１５】
［画像形成装置のシステム構成］
図２は、本実施例に係る画像形成装置のシステム構成を説明するためのブロック図である。プリンタコントローラである印刷制御部１１０はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）などから印刷情報を受けプリント制御し、ビデオインターフェース１１１を介してエンジン制御部であるＣＰＵ１００にプリンタ制御情報を送信して印字指示を行う。一方ＣＰＵ１００は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へエンジン状態情報を送信する。そして、ＣＰＵ１００は光学制御部１０１によってスキャナユニット１０を、画像形成制御部１０２によってプロセスカートリッジ２４を、そして転写制御部１０３によって転写部１１４を、それぞれ制御指示して画像形成動作を行う。ここで、転写部１１４は、一次転写ローラ６と二次転写ローラ７とから構成される。画像信号が各色毎に印刷制御部１１０からスキャナユニット１０にＢＤ信号を起点に送信され、スキャナユニット１０はこの画像信号によってレーザ光を発光させる。トナー消費量算出部１１５は、スキャナユニット１０に入力される各色の画像信号をＢＤ信号を基準にモニタし、１ページ分の画像形成中のレーザ光の発光をカウントする。このカウントの方法を、例えば１走査（ライン）当り１００ドットで、１００走査（ライン）の画像形成をする場合について説明する。この場合、１画像で、１００×１００の１００００ドットとなる。本実施例では、トナー消費量算出部１１５は、一定の周期でこの１００００ドットをサンプリングする。例えば５ドット周期でサンプリングする場合、この１画像でモニタする総モニタ数は１００００／５で２０００となる。このモニタした２０００ドットのうち実際に発光していたドット数が発光のカウント数である。これが１００である場合、印字率は１００／２０００で計算され５％となる。
【００１６】
トナー消費量算出部１１５は、このように総モニタ数に対するレーザ発光の割合を印字率として算出し、トナー吐き出し量算出部１０４に印字率情報として送信する。なお、トナー消費量算出部１１５は、レーザ発光のモニタを行うため高速の処理が求められ、ＣＰＵ１００以外の例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成される。ＣＰＵ１００内で高速処理が可能であるのならば、トナー消費量算出部１１５をＣＰＵ１００内に設置してもよい。あるいはトナー消費量算出部１１５を印刷制御部１１０に設置し、画像信号をモニタするのではなく、直接印刷する画像から色毎の印字率を算出してもよい。トナー吐き出し量算出部１０４は、受信した各色の印字率情報からトナー吐き出し量を算出し、トナー強制吐き出し制御部１０５に送信する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、トナー吐き出し量を監視、積算し、ある一定量が積算されたタイミングでトナー強制吐き出し要求を、光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信する。トナー強制吐き出し要求を受信した光学制御部１０１及び画像形成制御部１０２は、スキャナユニット１０及びプロセスカートリッジ２４にトナー強制吐き出し動作を制御指示する。トナー強制吐き出し動作は、光学制御部１０１によってスキャナユニット１０を全領域点灯させることで画像を形成させ、画像形成制御部１０２によってプロセスカートリッジ２４を動作させ、トナー像を形成させるものである。形成したトナー像は、一次転写ローラ６によって中間転写ベルト２０へ転写され、残留したトナーはプロセスカートリッジ２４に具備されたクリーニングユニット１２及びクリーニングブレード２２によって回収される。形成するトナー像の大きさは、トナー吐き出し量に応じて所定のトナーが消費されるように決定される。
【００１７】
［トナー吐き出し量の積算値］
本実施例における、トナー消費量算出部１１５により算出された印字率は、上述のとおり１ページ分の画像形成について、画像信号あるいはレーザ発光を各色一定間隔でサンプルし、総モニタ数に対するレーザ光の発光割合を算出したものである。
【００１８】
トナー吐き出し量算出部１０４は、トナー吐き出し量として、基準印字率Ｒ％とトナー消費量算出部１１５により算出された印字率との差分に、基準画像面積に対する実際に形成された画像の画像面積の割合を乗じた値を算出する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、トナー吐き出し量の積算値に、トナー消費量算出部１１５により算出された印字率が基準印字率Ｒ（％）を下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量を加算する。一方、上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値から減算する。
【００１９】
即ち、前回印字までのトナー吐き出し量の積算値をＳ０とすると、トナー強制吐き出し制御部１０５により算出されるトナー吐き出し量の積算値Ｓは、
Ｓ＝Ｓ０＋（基準印字率Ｒ−印字率）×画像面積÷基準画像面積
で表すことができる。但しＳは正数とする。
【００２０】
基準画像面積とは、トナー強制吐き出しが実行されたときのトナー吐き出し量の閾値Ｗｓ（％）（第２の範囲内）に対する出力画像の面積である。そして、上述の積算値Ｓが閾値Ｗｓとなるとトナー強制吐き出しが必要と判断され実施される。例えば、基準画像面積がＡ４サイズで、基準印字率が１０％とすると、Ａ４サイズで印字した場合、印字率３％ではＳは７％積算され、印字率６％ではＳは４％積算される。また、Ａ５サイズ（Ａ４の半分）で印字の場合、印字率３％ではＳは３．５％積算される。印字率６％ではＳは２％積算される。すなわち、Ａ５サイズは画像形成の面積が基準画像面積であるＡ４サイズの半分であるので、不足するトナー量（積算量）も半分となる。本実施例では以降基準印字率Ｒは１％、基準画像面積はレターサイズ１枚分に相当する面積とする。
【００２１】
ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について、トナー強制吐き出し制御部１０５はトナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓに到達する前の段階の閾値Ｗ（％）（第１の範囲内）を設定する。トナー吐き出し量の積算値がＷを超えるとトナー強制吐き出し制御部１０５は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へ当該色の印字率増加の要求をエンジン状態情報として送信する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、閾値Ｗｓを超えるとトナー強制吐き出し制御部１０５がトナー強制吐き出し要求を光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信して、トナー強制吐き出し動作を実施させる。本実施例では閾値Ｗｓを１００％、閾値Ｗを５０％とする。
【００２２】
なお、ここでは積算値Ｓにトナー消費量算出部１１５により算出された印字率が基準印字率Ｒ（％）を下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量を加算した。また、上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量算出部１０４により算出されたトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値から減算する方法を説明した。しかし、加算と減算を逆にすることも可能である。その場合は、閾値は上回るものではなく、下回るものとなる。
【００２３】
［トナー吐き出し制御のフローチャート］
図３に本実施例におけるトナー吐き出し制御のフローチャートを示す。このトナー吐き出し制御は１ページ分の画像形成終了毎に実施する。トナー消費量算出部１１５は、ステップ（以下、Ｓという）２０１において、１ページ分の画像の各色の印字率を算出し、トナー吐き出し量算出部１０４に印字率情報として送信する。トナー吐き出し量算出部１０４は、Ｓ２０２で、受信した印字率情報から当該画像形成動作での各色のトナー吐き出し量を算出しトナー強制吐き出し制御部１０５に送信する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０２で、受信したトナー吐き出し量を積算する。そして、トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０３で、何れかの色でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓ以上になったか否かを判断する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、閾値Ｗｓ以上と判断した場合には、Ｓ２０４でその色についてトナー強制吐き出し要求を光学制御部１０１と画像形成制御部１０２に送信する。そして、光学制御部１０１と画像形成制御部１０２は、Ｓ２０４でその色についてトナー強制吐き出しを実施する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０５でトナー強制吐き出し動作で消費した画像分のトナー吐き出し量をトナー吐き出し量の積算値Ｓから減じる。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０３で何れかの色でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓ以上ではないと判断した場合は、Ｓ２０６でカラーの色で閾値Ｗとトナー吐き出し量の積算値を比較する。ここで、カラーの色とは黒色以外のＹ、Ｍ、Ｃの色をいう。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ２０６で、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラーの色のうち１色以上で、閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が有ると判断した場合、エンジン状態情報として印刷制御部１１０に送信（報知）する。印刷制御部１１０は、Ｓ２０７で、トナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上のＹ、Ｍ、Ｃのカラーのうちトナー吐き出し量が最大の色（トナー吐き出しを行う可能性が最も高い色）を、次回画像形成時に黒色（以下、Ｋとする）画像に重ねるよう制御する。以下、この動作を重ね動作という。例えば、Ｙ、Ｍの色のトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上であり、Ｙの色のトナー吐き出し量の積算値がＭの色のトナー吐き出し量の積算値よりも大きい場合には、Ｙの色につき重ね動作を行う。なお、次回画像形成時にＫ画像に重ねる出力が行われた場合には、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられる。すなわち、Ｋ画像に重ねる出力が行われると、上述のＳ２０２において再度トナー吐き出し量の算出が行われ、通常より印字率が上がる。その結果、この場合の印字率が基準印字率より大きくなり、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられることになる。トナー強制吐き出し制御部１０５が、Ｓ２０６で閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が無いと判断した場合には、印刷制御部１１０は、Ｓ２０８で次回画像形成時にＫ画像に印刷を重ねる動作は行わないとし終了する。
【００２４】
以上のように動作させることで、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラー各色についてトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗｓに到達する頻度を抑えることが可能となり、トナー強制吐き出し動作実施による印刷出力の生産性の低下を抑制することができる。
【００２５】
［印刷制御部］
本実施例では、印刷制御部１１０とＣＰＵ１００は、ビデオインターフェース１１１を介して通信を行う。出力画像の処理および画像信号の出力は印刷制御部１１０で行い、プロセスカートリッジ２４を含む各ユニットはＣＰＵ１００が制御している。このため、ＣＰＵ１００においてトナー吐き出し量からＫ画像への重ね動作が必要と判断した場合に、その情報を印刷制御部１１０へ送信する必要がある。ＣＰＵ１００はビデオインターフェース１１１を介して、色毎に用意したＫ画像に重ねる要求フラグ情報を送信するコマンドをエンジン状態情報として印刷制御部１１０に発行する。印刷制御部１１０は、当該コマンドを受信すると、画像信号出力前までに要求がある色画像とＫ画像をドット単位で比較し、Ｋ画像のみを出力するドットに対して要求がある色画像も出力するように変更して画像信号を出力する。
【００２６】
図４は、印刷制御部１１０の制御を示すためのブロック図である。印刷制御部１１０は不図示のＰＣなどから送信された印刷情報を受信し、画像処理部３０１によって色毎に画像信号出力の為に印刷情報をドット単位の情報に展開し、画像処理部３０１は各色画像データとして画像比較部３０２と画像出力追加部３０３に送信する。また、画像処理部３０１は印字開始指示をエンジン通信部３０５に送信する。画像出力追加部３０３は、エンジン通信部３０５から追加指定色が指定されていた場合、この指定色を画像比較部３０２に比較色として指定する。ここでいう追加指定色とは、図３のＳ２０６でトナー吐き出し量の積算値が閾値Ｗ以上となったと判断された色をいう。画像比較部３０２は展開された画像データを指定された比較色とＫについて比較し、Ｋのみ発光するドットを選択する。画像出力追加部３０３はこの比較データ（差分情報）と展開した画像データによって、Ｋのみが発光するドットの中から、比較色も合わせて発光するように比較色の画像データを加工して画像信号出力部３０４へ送る。画像信号出力部３０４は、エンジン通信部３０５からの画像信号出力許可の信号に応じて、スキャナユニット１０からのＢＤ信号を起点にスキャナユニット１０に各色画像信号を出力する。
【００２７】
印刷制御部１１０へ送信する情報は、このように重ねる色のみを指定する方法でも良いし、更に、上乗せで出力したいトナー量の情報を合わせて送信し、印刷制御部１１０で指定された量の分だけ追加で出力するよう動作させても良い。更には、基準となる印字率Ｒを印刷制御部１１０に送信することで、印刷制御部１１０で画像処理の過程で出力したい画像の各色の印字率を予め算出し、Ｋに重ねて出力する要求がある色についての印字率がＲを上回った場合には追加しないよう処理してもよい。また、Ｋ画像に重ねる場合にその重ね量を、例えば当該色の印字率がＲとなるように調整したりするよう制御しても良い。
【００２８】
［印刷出力の例］
Ｋ画像のドットに他色を重ねる場合の印刷出力を図５に模式的に示す。図５（ａ）の出力例に示すようなＫ画像出力ドットがあり、ここには他の色画像のドットは重なっていないものとする。これに他の色を重ねる場合、図５（ｂ）に示すように色ズレなどの要因で重ねた色がはみ出してしまうことを考慮し、Ｋ画像のドットが連続する部分で、上下左右をＫ画像に囲まれた一部の領域のみ色を重ねるように出力する。この際、他の色をＫ画像のドットのいずれのドットに重ねるかは、上述の図４の画像出力追加部３０３が決定する。また、図５（ｃ）に示すように他色と重なった領域が固まった領域に偏ることを防止するために、Ｋ画像の３ドットおきに他色のドットを重ねるように出力させても良い。この場合の重ね方も画像出力追加部３０３が決定する。重ね方は以上示したものに限定するものではない。重ねる領域についても写真など画像部分は避けて文字領域のみで処理をするようにしても良いし、ユーザからの指定があれば、Ｋ画像全ドットに重ねて出力しても良い。
【００２９】
本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃのカラー各色についてＫの画像に重ねて出力することで印字率を増加させるよう動作させる例を示した。トナーの消費を促すための色の組み合わせはこれに限定するものではなく、可能であるならばカラーの色同士やＫ色を他の色に重ねて出力しても良い。また、重ねる色は同時に１色としたが、これも複数色同時に重ねても良い。つまり、黒色の画像の色味を変えない程度の濃度であれば、複数色を重ねることも可能である。例えば、黒色画像の濃度を１００と仮定したとき、他の色は６の濃度まで重ねたとしても色味に影響がでないと仮定する。その場合は、例えばＹの積算値が閾値Ｗを超えた場合は、Ｙを６とし、ＹとＭの積算値が閾値Ｗを超えた場合は、Ｙを３、Ｍを３とし、ＹとＭとＣの積算値が閾値Ｗを超えた場合はＹを２、Ｍを２、Ｃを２とするような制御も可能である。色を重ねる動作について、トナー吐き出し量に応じて動作させることに加えて、ユーザからの許可があった場合にのみ動作させるようにしても良い。
【００３０】
本実施例によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【実施例２】
【００３１】
実施例１では、Ｋ画像に本来出力しない他の色を重ねて出力し、本来トナー強制吐き出し動作で出力していたトナーを画像形成中に出力するようにしたことで、トナー強制吐き出し動作の実施頻度を低減させることを可能にした。その結果、印刷出力の生産性の低下を抑えることはできる。しかし、トナー強制吐き出し動作時と同様に、重ねて出力した色のトナーは、画像形成に寄与することなく排出されるトナーである。本実施例ではその点に鑑み、トナー消費量を高める目的のみで排出していたトナーを画像形成に寄与するようにすることでトナー強制吐き出しが実施される頻度を低減させる例を示す。
【００３２】
実施例１と同じく、トナー吐き出し量算出部１０４は、トナー吐き出し量として、基準印字率Ｒ％と実際の印字率の差分に、基準画像面積に対する当該画像の画像面積の割合を乗じた値を算出する。そして、トナー強制吐き出し制御部１０５は、印字率が基準印字率Ｒを下回った場合はトナー消費が不十分としてトナー吐き出し量を積算値に加算し、基準印字率Ｒを上回った場合にはトナー消費が十分であるとしてトナー吐き出し量を積算値から減算する。
【００３３】
Ｙ、Ｍ、Ｃの３色でトナー消費が不足している場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色を積層させて黒色を表現し（以下、この色をプロセスブラックという）Ｋに代わって出力することで、トナー消費が不足した３色のトナーを画像形成に使用することが可能となる。この動作を行うために、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について、トナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓに到達する前の段階で閾値Ｗを設定する。そして、１色でもトナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗを超え、他の２色についてもトナー吐き出し量の積算値Ｓが０でない条件においては、実施例１とは異なり次の制御を行う。すなわち、トナー強制吐き出し制御部１０５は、ビデオインターフェース１１１を介して印刷制御部１１０へＫ画像の出力に対してプロセスブラックを出力する要求を含むエンジン状態情報を送信する。
【００３４】
Ｙ、Ｍ、Ｃのうち１色でもトナー吐き出し量の積算値Ｓが０、即ちトナー消費が十分の色が存在する場合には、トナー強制吐き出し制御部１０５は、プロセスブラックの出力は行わず、対象となる１色をＫに重ねる要求を含むエンジン状態情報を送信する。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について、トナー吐き出し量の積算値Ｓが閾値Ｗｓを超えると実施例１と同じくトナー強制吐き出し制御部１０５によってトナー強制吐き出しを実施する。本実施例においても閾値Ｗｓを１００％、閾値Ｗを５０％とする。なお、ここではトナー消費が十分の状態を示す積算値Ｓを０としているが、積算値Ｓは必ずしも０から開始する必要はなく、所定の決められた初期値から算出を開始することも可能である。その場合は、積算値Ｓが初期値であれば、トナー消費が十分である、すなわちトナー吐き出しを行う必要がない状態であると判断できる。
【００３５】
［トナー吐き出し制御のフローチャート］
図６に本実施例におけるトナー吐き出し制御のフローチャートを示す。本制御についても１ページの画像形成終了毎に実施する。なお、図６のフローチャートのＳ４０１〜Ｓ４０６は、図３のフローチャートのＳ２０１〜Ｓ２０６と同一であるので説明を省略する。トナー強制吐き出し制御部１０５は、Ｓ４０７でカラーの３色ともトナー吐き出し量の積算値Ｓがゼロでないと判断した場合、印刷制御部１１０はＳ４０８で次回画像形成時にＫ画像をプロセスブラックで出力を開始する制御を行う。印刷制御部１１０は、Ｓ４０７で閾値Ｗ以上となる色は存在するが同時にトナー吐き出し量の積算値が０の色もあると判断した場合、Ｓ４０９で実施例１と同じくトナー吐き出し量の積算値が最大の色を、次回画像形成時にＫ画像に重ねるよう動作させる。なお、次回画像形成時にＫ画像に重ねる出力が行われた場合には、その分だけトナー残量の積算値Ｓから減じられる。印刷制御部１１０は、Ｓ４０６で閾値Ｗ以上のトナー吐き出し量の積算値の色が無いと判断した場合には、Ｓ４１０で次回画像形成時にＫ画像に重ねる印刷を行わない、またはプロセスブラック出力を行わないと決定し終了する。このように動作させることで、カラーのトナー消費が少なくトナー吐き出し量の積算値が小さい場合に、プロセスブラックの画像をＹ、Ｍ、Ｃのトナーを用いて出力させるので、カラーのトナーの消費の不足を補うことが可能となる。また、トナー強制吐き出し動作の実施を抑制することができる。
【００３６】
本実施例における印刷制御部１１０の制御を示すためのブロック図は、先の実施例１にて図４に示したものとほぼ同様である。先の実施例１と異なるのは画像出力追加部３０３の動作であり、ＣＰＵ１００から１色をＫに重ねるか、プロセスブラックを出力するかのいずれかの要求を印刷制御部１１０が受信してそれぞれ異なる処理を行うことである。
【００３７】
１色をＫに重ねる指示を印刷制御部１１０が受信した場合には先の実施例１と同様に、画像比較部３０２に追加指定色を比較色として指定する。そして、画像比較部３０２からの比較データと展開した画像データによって、Ｋ色のみが発光するドットの中から、比較色も合わせて発光するように画像データを加工して画像信号出力部３０４へ送る。
【００３８】
プロセスブラック出力要求を印刷制御部１１０が受信した場合、Ｋの画像データが発光させるドットをプロセスブラックで発光させるように変更する。そして、Ｋ色の展開された画像データをクリアして発光させないように変更し、加工した画像データを画像信号出力部３０４へ送る。
【００３９】
本実施例では、カラートナーを必要以上に消費させないようにするため、トナー吐き出し量の積算値が０である色が存在する場合にはプロセスブラック出力を行わないように動作させた。しかし、印刷制御部１１０は、１色でも閾値Ｗを超えた場合にはプロセスブラック出力を行うように動作させ、先の実施例１のようにＫ画像に他色を重ねる制御を行わないように動作させても良い。また、印刷制御部１１０は、プロセスブラックの出力はＫ画像全てをプロセスブラックに置き換えず、例えば基準印字率Ｒ分はＫトナーを消費するようにさせて残り量をプロセスブラックで出力するなど、Ｋトナーとプロセスブラックを混在させて出力しても良い。
【００４０】
本実施例によれば、トナー消費が不足している場合に、画像形成動作を停止することなくトナー消費量を高め、トナーの強制排出動作の頻度を低減させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０４ トナー吐き出し量算出部
１０５ トナー強制吐き出し制御部
１１０ 印刷制御部
１１５ トナー消費量算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、
形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出する算出手段と、を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色が複数ある場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記第１の範囲内となった色の中でトナー吐き出しを行う可能性の最も高い色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値の少なくとも一つが前記第１の範囲内となり、かつ黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値がいずれもトナー吐き出しを行う必要がない範囲内でない場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部を黒色以外の色で構成されるプロセスブラックの画像として形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値の少なくとも一つが前記第１の範囲内となり、かつ黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のいずれかがトナー吐き出しを行う必要がない範囲内である場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記第１の範囲内となった色の中でトナー吐き出しを行う可能性の最も高い色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー吐き出しを行うための値は、所定の基準印字率と画像形成される画像の印字率との差に基づき算出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記トナー吐き出しを行うための値が、第２の範囲内となった場合は、前記画像形成手段により前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成した場合、又は前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成した場合は、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色で形成した画像分、又は前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成した画像分に相当する値に基づき前記トナー吐き出しを行うための値を算出することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
印刷情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、
形成する画像の印字率に応じて、トナー吐き出しを行うための値を算出する算出手段と、を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のうちの少なくとも一つが、トナー吐き出しを行うための第１の範囲内となると、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色が複数ある場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記第１の範囲内となった色の中でトナー吐き出しを行う可能性の最も高い色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値の少なくとも一つが前記第１の範囲内となり、かつ黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値がいずれもトナー吐き出しを行う必要がない範囲内でない場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部を黒色以外の色で構成されるプロセスブラックの画像として形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値の少なくとも一つが前記第１の範囲内となり、かつ黒色以外の色の前記トナー吐き出しを行うための値のいずれかがトナー吐き出しを行う必要がない範囲内である場合には、前記画像形成手段により黒色の画像の少なくとも一部に、前記第１の範囲内となった色の中でトナー吐き出しを行う可能性の最も高い色の画像を重ねた画像を形成させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー吐き出しを行うための値は、所定の基準印字率と画像形成される画像の印字率との差に基づき算出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記トナー吐き出しを行うための値が、第２の範囲内となった場合は、前記画像形成手段により前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
黒色の画像の少なくとも一部に、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色の画像を重ねた画像を形成した場合、又は前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成した場合は、前記トナー吐き出しを行うための値が前記第１の範囲内となった色で形成した画像分、又は前記第２の範囲内となった色でトナー吐き出し用の画像を形成した画像分に相当する値に基づき前記トナー吐き出しを行うための値を算出することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６１３９４（Ｐ２０１３−６１３９４Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８２３０（Ｐ２０１１−１９８２３０）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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