JPH0611969A

JPH0611969A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0611969A
Application number: JP4193145A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ooyumi; 大弓　　正志; Masahiro Funada; 正広船田; Yoshinori Ikeda; 義則池田; Michio Kawase; 道夫川瀬; Sukeaki Tawara; 資明田原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】画像データ群の特徴に対応した適切な係数に
よって画像データ値を重み付けすることで画像の特徴の
差異によるトナー消費量の相違を十分に反映させ、トナ
ーを高精度に補給できるようする。【構成】画像データを２値化して特徴抽出回路３４に
入力し、画像種類、画像の空間周波数等の特徴を抽出す
る。この画像特徴及び平均濃度算出回路３２からの平均
画像濃度によって定まる現像剤消費特性に応じた現像剤
消費量を判定回路３５で判定する。即ち、判定領域中の
画像種類からは現像剤消費特性の曲線が選別され、その
特性曲線において、判定領域画像の空間周波数の値に対
応した現像剤消費特性曲線上の１点（消費現像剤量判定
値）が決定される。この操作を画像領域全域に対して繰
り返し行ない、その結果を現像剤補給タイミングに対す
る区間、例えば１画像分加算していくことで現像剤の補
給量が推定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、入力画像
信号に基づいて記録媒体（像担持体）上に形成された潜
像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方式や静
電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に
関し、特に、ディジタル複写機などに用いられる画像信
号を演算処理することで得られる制御信号によって現像
剤の濃度を制御する現像剤濃度制御装置を備えた画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録媒体上に形成された潜像に現像剤を
付着させて画像を形成する複写機、プリンタなどの画像
形成装置においては、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
カラー複写機においては、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（２成分現像剤）が用いら
れることが多い。この２成分現像剤を用いた画像形成装
置の場合、トナーとキャリアの混合比（以後、現像剤の
混合比と呼ぶ）を一定に保つことが画質を維持する上で
重要な要素になっており、このため、現像剤濃度制御装
置（ＡＴＲ）を使用して現像装置内の現像剤の混合比を
適時検出し、その変化に応じてトナーの補給を行ない、
現像剤の混合比を常に一定に制御して画像の品位を保持
する必要がある。

【０００３】従来、このような現像剤濃度制御装置とし
て、（１）図２８（Ａ）に示すように、トナー（マゼン
タＭ、シアンＣ、イエローＹの各トナー）とキャリアの
近赤外領域における光の反射率（吸収率）の違いを利用
して、同図（Ｂ）に示すように、現像装置の現像スリー
ブのような現像剤担持体１上に担持された２成分現像剤
２に光源、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）３から近赤
外光を照射し、その反射光を受光素子、例えばホトダイ
オード４で受光し（白色光を照射し、その反射光の近赤
外成分をフィルタで抽出して受光するようにしてもよ
い）、受光量に応じた出力値からＣＰＵのような演算制
御手段で現像装置内の現像剤の混合比を算出し、この算
出した現像剤の混合比を予め設定された基準値と比較
し、その比較結果に応じてトナーの補給量を制御するよ
うにした光学反射光量検知方式を使用するもの、（２）
カーボンブラックトナーのようにトナーからの反射光と
キャリアによる吸収量の比が求められないトナーの場
合、図２９に示すように、予め定められた濃度に対応す
るパッチ状の静電潜像を感光体ドラムのような像担持体
１１上に形成し、これを現像してパッチ状の可視の参照
画像（トナー像）１２を形成し、この参照画像１２に上
述した反射光量検知方式の場合のようにＬＥＤ１３から
赤外光を照射し、その反射光をホトダイオード１４で受
光して参照画像１２の濃度を検知し、この濃度が現像装
置内の２成分現像剤のトナー濃度に対応することから、
この検知結果を基準値と比較し、その比較結果に応じて
トナーの補給量を制御するようにしたパッチ参照画像形
成方式を使用するものが提案されている。

【０００４】さらに、特にディジタルの画像形成装置に
多用されているものとして、（３）ＣＣＤ等の撮像素子
で読み取った原稿画像のアナログ画像信号をディジタル
画像信号に変換し、このディジタル画像信号の全部又は
その一部を画素毎にその出力レベルを積算してビデオカ
ウント数を算出し、このビデオカウント数をトナー補給
量に換算してトナーを補給するいわゆるビデオカウント
方式の現像剤濃度制御装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、現
像剤担持体上の現像剤からの近赤外線の反射光を受光し
て現像剤の混合比又はトナー濃度を検知する上記（１）
の光学反射光量検知方式の現像剤濃度制御装置では、通
常のカーボンブラックを用いた黒色のトナーが使用され
ているときにはその光吸収領域が近赤外域にまでわたる
ため、キャリア成分との判別ができず、従って、測定精
度が極めて悪いため、事実上黒色トナーの場合にはトナ
ー濃度の制御が行なえないという欠点がある。

【０００６】また、像担持体上に形成した一定の参照可
視画像からの反射光を受光してトナー濃度を検知する上
記（２）のパッチ参照画像形成方式の現像剤濃度制御装
置では、装置内に飛散する現像剤により発光素子の発光
面及び受光素子の受光面が汚れるため、測定誤差が大き
く、精度のよいトナー補給が行なえないという欠点や、
実際にトナーを付着させて参照画像を形成するため、転
写媒体が汚れるという欠点がある。

【０００７】さらに、画像データ又はその一部を累積し
てビデオカウント数を算出し、このビデオカウント数を
トナー補給量に換算してトナー消費量を算出し、これに
見合ったトナーを補給する上記（３）のビデオカウント
方式の現像剤濃度制御装置では、図２７に示すような画
像の特徴（平均濃度、画像種類、空間周波数など）に応
じたトナー消費量の相違が考慮されていないため、補給
誤差が生じ易く、安定した高精度のトナー補給が行なえ
ないという欠点があった。ここで、図２７に示した特性
は電子写真方式の画像形成装置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。

【０００８】従って、本発明の１つの目的は、画像デー
タ群の特徴に対応した適切な係数によって画像データ値
を重み付けすることによって画像の特徴の差異によるト
ナー消費量の相違を十分に反映させ、トナーを高精度に
補給することができるようにした画像形成装置を提供す
ることである。

【０００９】本発明の他の目的は、画像データ群の特徴
として空間周波数を検出し、該検出した画像の空間周波
数に対応した適切な係数によって画像データ値を重み付
けすることによって画像の特徴の差異によるトナー消費
量の相違を十分に反映させ、トナーを高精度に補給する
ことができるようにした画像形成装置を提供することで
ある。

【００１０】本発明の他の目的は、画像データ群の特徴
や装置のプロセス条件に対応した適切な係数によって画
像データ値を重み付けすることによって画像の特徴や装
置の状態の差異によるトナー消費量の相違を十分に反映
させ、トナーを高精度に補給することができるようにし
た画像形成装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、第１の態様においては、入力される画像データに基
づき、記録媒体上に形成される潜像を現像剤により現像
し、可視画像を形成する画像形成装置において、前記画
像データ群の特徴を抽出することにより、既知の画像特
徴に対応する現像剤消費特性に基づく前記画像データ群
に対する現像剤の消費量を推定し、該推定された現像剤
の消費量に基づき、現像剤の補給制御を行なうことを特
徴とする画像形成装置である。

【００１２】また、第２の態様においては、本発明は、
入力される画像データに基づき、記録媒体上に形成され
る潜像を現像剤により現像し、可視画像を形成するとと
もに、前記画像データ群の特徴を抽出することにより、
既知の画像特徴に対応する現像剤消費特性に基づく前記
画像データ群に対する現像剤の消費量を推定し、該推定
された現像剤の消費量に基づき、現像剤の補給制御を行
なう画像形成装置において、前記画像特徴として、画像
の空間周波数を抽出する手段を有し、２値化した画像デ
ータの主走査方向及び副走査方向に対して、データ値の
１と０の反転回数を検出して前記抽出した空間周波数の
判定を行なうことを特徴とする画像形成装置である。

【００１３】また、第３の態様においては、本発明は、
入力される画像データに基づき、記録媒体上に形成され
る潜像を現像剤により現像し、可視画像を形成する画像
形成装置において、前記画像データ群の特徴に対応した
係数によって画像データ値を重み付け加算し、現像剤の
消費量を推定し、現像剤の補給制御を行なう第１の現像
剤補給量制御手段と、前記記録媒体上に形成した特定の
潜像の現像で付着した現像剤からの光反射を用いて現像
剤の濃度を検出し、現像剤の補給制御を行なう第２の現
像剤補給量制御手段とを具備し、通常は前記第１の現像
剤補給量制御手段により現像剤を補給し、前記第１の現
像剤補給量制御手段を用いての現像剤の補給により生じ
た誤差を前記第２の現像剤補給量制御手段により補うと
ともに、前記第２の現像剤補給量制御手段により検出し
た現像剤補給量に応じて、前記第２の現像剤補給量制御
手段を動作させるサイクルを変化させることを特徴とす
る画像形成装置である。

【００１４】また、第４の態様においては、本発明は、
入力される画像データに基づき、記録媒体上に形成され
る潜像を現像剤により現像し、可視画像を形成する画像
形成装置において、前記画像データ群の特徴に対応した
係数によって画像データ値を重み付け加算し、現像剤の
消費量を推定し、現像剤の補給制御を行なう第１の現像
剤補給量制御手段と、前記記録媒体上に形成した特定の
潜像の現像で付着した現像剤からの光反射を用いて現像
剤の濃度を検出し、現像剤の補給制御を行なう第２の現
像剤補給量制御手段とを具備し、通常は前記第１の現像
剤補給量制御手段により現像剤を補給し、前記第１の現
像剤補給量制御手段を用いての現像剤の補給により生じ
た誤差を前記第２の現像剤補給量制御手段により補うと
ともに、前記第２の現像剤補給量制御手段により検出し
た現像剤補給量に応じて、前記第１の現像剤補給量制御
手段による現像剤補給量の推定での画像データ群の特徴
の重み付けを変更することを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００１５】さらに、第５の態様においては、本発明
は、入力される画像データに基づき、記録媒体上に形成
される潜像を現像剤により現像し、可視画像を形成する
画像形成装置において、前記画像データ群の特徴を抽出
する特徴抽出手段と、当該装置内の環境状態を検知する
環境検知手段と、前記特徴抽出手段からの特徴情報と前
記環境検知手段からの環境情報に応じて、予め定められ
た推定条件で、現像剤の消費量を推定する推定手段とを
具備し、前記推定された現像剤の消費量に基づき、現像
剤の補給制御を行なうことを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１７】なお、以下の実施例においては本発明を電
子写真方式のフルカラーのディジタル複写機に適用した
場合について説明するが、本発明が適用できる画像形成
装置は、例えば感光体、誘電体等の像担持体（記録媒
体）上に電子写真方式、静電記録方式等によって画像信
号に対応した潜像を形成し、この潜像をトナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした２成分現像剤を用いた現像装
置によって現像して可視画像（トナー像）を形成するも
のであれば任意の構成のものでよい。

【００１８】まず、本発明の第１〜第３の実施例につい
て図１〜図６を参照して説明する。これらの実施例にお
いては、画像データ群の特徴に対応した適切な係数によ
って画像データ値を重み付けすることで得られる制御量
によって動作する現像剤の補給の制御装置を設けること
で、任意の画像に対する高精度な現像剤の補給を可能と
し、その結果として良好な画像が常時出力できるように
したものである。

【００１９】具体的には、画像データ信号群の画像の特
徴の抽出を行なう。その特徴に基づいた現像剤消費量を
推定し、その値より、制御量を演算し推定値を求める。
この判定領域毎の推定値の総和を取ることで、この画像
全体に対応した現像剤補給の制御量が得られることにな
る。

【００２０】図１は本発明の第１の実施例の要部の構成
を示し、画像入力部２１は例えば原稿の画像をＣＣＤ等
の撮像素子によって読み取って電気信号に変換するもの
で、この原稿画像に対応する電気信号は画像信号処理回
路２２に入力される。この画像信号処理回路２２は入力
した画像信号に対して画像を出力するために適切な処理
を行なう。画像信号処理回路２２から出力された画像デ
ータはこの画像データを時間に対して変調するパルス幅
変調（ＰＷＭ）回路２３に入力される。ＰＷＭ回路２３
からのＰＷＭ信号は半導体レーザ２４に印加され、この
半導体レーザ２４をパルス幅に応じてオン、オフ駆動す
る。半導体レーザ２４の出力光は図示しない光学系によ
って感光体ドラム２５上に照射され、画像信号に対応し
た静電潜像を形成する。この感光体ドラム２５上の静電
潜像は現像器２６によって現像され、可視画像となる。

【００２１】一方、前記画像信号処理回路２２からの画
像データは推定回路２７にも入力され、ここで適切な推
定が行なわれて、入力した画像データによって消費され
る現像剤量が推定され、この推定された消費現像剤量を
補給するための現像剤補給制御信号が出力される。推定
回路２７からの現像剤補給制御信号は現像剤補給回路２
８に供給され、現像剤補給回路２８は現像剤補給制御信
号に従って現像剤補給装置２９を動作させて現像器２６
へ現像剤を補給させる。

【００２２】上記本実施例の動作をディジタル複写機に
対して適用した場合について説明する。原稿画像は画像
入力部２１を通じて電気信号として入力される。一般に
は、ディジタル複写機においてはこの画像入力部２１は
ＣＣＤ素子によって構成され、原稿からの反射光を光電
変換によって電気信号に変換する。この原稿画像に対応
する電気信号が画像信号処理回路２２に入力され、アナ
ログ−ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）、シェーディング
補正、対数（Ｌｏｇ）変換、下色除去（ＵＣＲ処理）、
γ（ガンマ）補正など適切な画像出力が得られるような
様々な処理が加えられる。このように処理を加えられた
画像データはＰＷＭ回路２３によって、そのデータ値の
大きさに比例したパルス幅の信号になるように、時間的
に変調される。このパルス幅変調された信号によって半
導体レーザ２４を駆動し、その出力光をスキャンするこ
とにより、画像データ値の大きさに応じた光出力が空間
的に形成される。この光出力により感光体ドラム２５を
露光することによって、読み込んだ画像データに対応す
る電荷分布からなる静電潜像が感光体ドラム２５上に形
成される。この静電潜像に現像器２６から現像剤を付着
させて顕像化し、この顕画像を転写媒体に転写すること
によって現像剤（トナー）が消費されることになる。こ
の現像剤の消費量の推定を画像信号処理回路２２から出
力される同じ画像データから行なうのが推定回路２７で
ある。この消費現像剤量の推定は図２７に示したような
画像の特徴に応じた現像剤消費特性に忠実に基づいて行
なわれる。この推定回路２７からの出力によって現像剤
補給装置２９を駆動する現像剤補給回路２８を制御する
ことにより、高精度な現像剤の補給が可能となる。

【００２３】図２に本発明を適用した電子写真方式のフ
ルカラーのディジタル複写機の全体構成を示す。このデ
ィジタル複写機は装置本体内に第１、第２、第３及び第
４の４つの画像形成ステーションＰ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_Y 及び
Ｐ_K を備え、また、給紙部の給紙カセット２７０、２７
１、２７２又は手差し用紙送り台２７３から送給される
転写媒体（用紙）を担持、搬送する無端状の循環移動す
る転写媒体搬送手段、例えばエンドレスの転写ベルト２
７４が周知の態様で複数のローラ間に架張されている。
この転写ベルト２７４は図示矢印で示す方向に駆動さ
れ、前記給紙部を通じて送給される転写媒体を担持し、
前述した各画像形成ステーションＰ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_Y 及び
Ｐ_K へと順次搬送する。

【００２４】各画像形成ステーションＰ_M 、Ｐ_C 、Ｐ_Y
及びＰ_K は実質的に同一の構成を有し、通常のように図
示矢印方向に回転駆動される像担持体である感光体ドラ
ム２４１、２４２、２４３及び２４４を含み、各感光体
ドラムの周辺には、感光体ドラムを一様帯電する帯電器
（コロナ帯電器）、感光体ドラム上に形成された静電潜
像を２成分現像剤により現像する現像器、現像された可
視画像（トナー像）を転写媒体へ転写する転写帯電器、
感光体ドラム上に残存するトナーを除去するドラムクリ
ーナ等がドラム回転方向に順次配設されており、さら
に、各感光体ドラム２４１、２４２、２４３及び２４４
に色画像データに基づいた静電潜像を形成する像露光装
置がそれぞれ設けられているが、図には本発明に関係す
る現像器２５１、２５２、２５３、２５４、これら現像
器に必要時に対応する色トナーを補給するトナーホッパ
ー２６１、２６２、２６３、２６４、並びに半導体レー
ザ２２１、２２２、２２３、２２４及びポリゴンミラー
２３１、２３２、２３３、２３４を含む像露光装置のみ
を示す。なお、現像器２５１及びトナーホッパー２６１
にはマゼンタ色のトナーＭが、現像器２５２及びトナー
ホッパー２６２にはシアン色のトナーＣが、現像器２５
３及びトナーホッパー２６３にはイエロー色のトナーＹ
が、現像器２５４及びトナーホッパー２６４にはブラッ
ク色のトナーＫがそれぞれ収容されている。

【００２５】一方、ガラスの原稿台２０１上と原稿圧板
２０２との間に置かれたカラー原稿（図示せず）をラン
プ２０３で照射しながら矢印Ｖ方向にモータ２０９によ
って走査することによって原稿から反射される色光像
は、ミラー２０４、２０５、２０６で反射されてレンズ
２０７に入射し、集光されてＲＧＢ３色のフィルタが施
こされた画像読み取り手段であるＣＣＤ素子２０８上に
結像する。ＣＣＤ素子２０８は入射光を色分解し、Ｒ
（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色に対
応した電気信号に光電変換する。これら電気信号は画像
処理回路部２１２に入力され、ここで適正な画像が得ら
れるように画像処理を受け、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像
データが生成され、そして、各色の画像データはそれぞ
れの画像データ値がパルスの幅に比例する信号となるよ
うにパルス幅変調（ＰＷＭ）されたレーザ駆動信号に変
換される。ここまでの処理が画像処理回路部２１２によ
って行なわれる。なお、ランプ２０３及びミラー２０４
を含む第１のミラーユニット２１０はモータ２０９によ
り速度Ｖで機械的に駆動され、また、ミラー２０５及び
２０６を含む第２のミラーユニット２１１はモータ２０
９により速度1/2 Ｖで機械的に駆動され、原稿の全面が
走査される。

【００２６】以下のプロセスにおいてはマゼンタＭ、シ
アンＣ、イエローＹ、ブラックＫの各色に対して同様な
処理が行なわれるので、マゼンタＭの場合を代表例とし
て取り上げて説明を行なう。

【００２７】パルス幅変調されたマゼンタＭの画像デー
タに基づき半導体レーザ２２１を駆動し、画像データに
対応する時間的な光パルスを半導体レーザ２２１から放
射させ、この光パルスを高速回転するポリゴンミラー２
３１により空間的に走査する。この空間的に走査された
画像データに対応する光ビームによって図の矢印方向に
回転する感光体ドラム２４１を露光することで、感光体
ドラム２４１上に原稿のマゼンタ色画像に対応する静電
潜像が形成される。この静電潜像を現像器２５１によっ
て現像し、マゼンタＭの可視画像を形成する。

【００２８】一方、転写媒体は給紙カセット２７０、２
７１又は２７２、或は手差し送り台２７３のいずれかよ
り給紙され、レジストローラ２７７を経て転写ベルト５
上に吸着され、転写ベルト５の図示矢印方向への移動に
伴なって搬送される。この間に、給紙のタイミングと同
期が取られて、第１の画像形成ステーションＰ_M の感光
体ドラム２４１にはマゼンタトナーの可視画像が、第２
の画像形成ステーションＰ_C の感光体ドラム２４２には
シアントナーの可視画像が、第３の画像形成ステーショ
ンＰ_Y の感光体ドラム２４３にはイエロートナーの可視
画像が、そして第４の画像形成ステーションＰ_K の感光
体ドラム２４４にはブラックトナーの可視画像がそれぞ
れ分担されて順次に形成される。これら可視画像は、転
写ベルト５の移動によって転写媒体が第１〜第４の画像
形成ステーションＰ_M 〜Ｐ_K の感光体ドラムの下部を順
次に通過して定着器２７５の方向へと搬送される間に、
各画像形成ステーションの図示しない転写帯電器により
転写媒体上に順次に重ねて転写され、原稿に対応したカ
ラー画像が合成される。このように各色のトナーが各現
像器２５１〜２５４から転写媒体へと運び去られること
から、各現像器中のトナーが消費されることになる。従
って、この消費されたトナーを各トナーホッパー２６１
〜２６４から補充する。なお、ホッパー２６１〜２６４
内の補給口部分にはホッパー中の各色のトナーを各現像
器に補給するための補給スクリュー２８１〜２８４がそ
れぞれ設けられており、それぞれ図示しないモータによ
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。また、２９１〜２９４は現像器２５１〜
２５４中の２成分現像剤のトナーを感光体ドラム２４１
〜２４４上に形成された静電潜像に付着させて現像させ
るための現像スリーブである。

【００２９】転写媒体は、第４の画像形成ステーション
Ｐ_K を通過した後、転写ベルト５から分離されて定着器
２７５に送られ、この定着器内で重ね転写された合成カ
ラー画像が定着された後、排紙トレイ２７６へと排出さ
れ、かくして１つの複写サイクルが終了する。

【００３０】本実施例の推定回路２７の詳細な回路構成
を図３にブロック図で示す。画像信号処理回路２２から
の画像データは判定領域の大きさに対応した複数ライン
の画像データを記憶するラインメモリ３１Ａ〜３１Ｃに
より記憶される。本実施例では判定領域は４×４画素で
ある。そして、その判定領域内の画像の特徴を抽出する
ためにラインメモリ３１Ａ〜３１Ｃによって記憶された
判定領域の画像データは２値化回路３３に入力されて２
値化される。この２値化によって画像領域中に含まれる
画像パターンの判別や空間周波数の決定が容易に行なえ
ることになり、この２値化出力は特徴抽出回路３４に入
力され、画像の特徴が抽出される。また、判定領域中の
平均濃度も現像剤消費特性の要因であることから、ライ
ンメモリ３１Ａ〜３１Ｃによって記憶された判定領域の
画像データは平均濃度算出回路３２にも入力され、この
判定領域の画像濃度の平均値が算出される。これら特徴
抽出回路３４及び平均濃度算出回路３２からの画像特徴
データはこの入力されたデータに応じて現像剤の補給制
御量を推定する判定回路３５に供給される。

【００３１】このようにして、判定領域内の画像データ
及びその２値化データは特徴抽出回路３４に入力され、
ここでは図２７に示すように現像剤消費特性を決定する
画像種類（本例ではライン画像及びチェック画像の２種
類の画像の現像剤消費特性が実線及び一点鎖線で例示さ
れている）、画像の空間周波数などの要因を各画像領域
に対して特徴として抽出する。そして、この抽出された
画像特徴及び平均濃度算出回路３２からの平均画像濃度
によって定まる現像剤消費特性に応じた現像剤消費量を
判定回路３５で判定する。現像剤消費特性は図２７に示
すような特徴を有していることから、判定領域中の画像
種類からは現像剤消費特性の曲線が選別される。その特
性曲線において、判定領域画像の空間周波数によりその
値に対応した現像剤消費特性曲線上の１点が決定され
る。この値が判定画像領域での消費現像剤量判定値とな
る。上記推定値決定の操作は画像種類、平均画像濃度、
空間周波数をパラメータとするルックアップテーブルに
より実施できる。この操作を画像領域全域に対して繰り
返し行ない、その結果を現像剤補給タイミングに対する
区間、例えば１画像分加算していくことで現像剤の補給
量が推定されることになる。

【００３２】上記画像特徴による現像剤消費量推定の模
式的な説明を図４に示す。まず、画像を順次判定領域毎
に取り出す。次に、その判定領域内の画像データに対し
て、現像剤消費量の決定要因となる画像濃度、画像種
類、画像の空間周波数などの特徴を抽出する。そして、
その抽出した特徴に応じた現像剤の消費量を推定し、現
像剤の補給量を出力することになる。

【００３３】次に、本発明の第２の実施例を図５に示
す。本実施例においても、上記第１の実施例と同様に、
特徴抽出回路３４からは現像剤消費特性を決定する画像
特徴が出力され、平均濃度算出回路３２からは判定領域
の平均画像濃度が算出される。従って、画像データの入
力からここまでの動作は上記第１の実施例と同じである
ので、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略
する。本実施例では、現像剤消費の特性曲線において、
平均画像濃度からその濃度に対応するベタ画像での現像
剤消費量を算出するものであり、このベタ画像での現像
剤消費量として図２７中に点線で示される基準消費量が
実験的に決定されている。従って、本実施例においては
各平均画像濃度に対する基準消費量をルックアップテー
ブル（ＬＵＴ）３８に格納しておき、平均濃度算出回路
３２からの平均画像濃度信号をこのルックアップテーブ
ル３８に入力することで、各平均画像濃度に対応する基
準消費量を出力できるようにしてある。

【００３４】一方、画像特徴及び平均画像濃度信号は係
数判定回路３６に入力される。ここで、平均画像濃度は
ある範囲毎に区分された中での中心値をもって代表させ
る。そして、画像種類と平均画像濃度代表値により、現
像剤消費特性の１本の曲線が決定される。さらに、判定
領域画像の空間周波数によりその値に対応した現像剤消
費特性曲線上の１点が決定される。この点と上記平均画
像濃度代表値に対する基準消費量の比が現像剤消費量推
定の重み付け係数値となる。この重み付け値決定の操作
は画像種類、平均画像濃度、空間周波数をパラメータと
するルックアップテーブルからの出力により実施でき
る。そして、係数判定回路３６からの重み付け係数値と
ルックアップテーブル３８からの基準消費量を積算器３
７で積算することにより現像剤補給制御量が決定され
る。

【００３５】この第２の実施例では、上記第１の実施例
よりも多少回路は複雑になるものの、平均画像濃度代表
値を用いているので、全ての平均画像濃度（２５６）に
対する消費現像剤量推定値を、係数判定回路３６の中の
メモリに用意する必要がないことから、メモリの削減が
可能になるとともに、開発の場において係数決定の作業
が大きく簡素化される利点がある。

【００３６】上記第１の実施例で行なった現像剤補給制
御をマイクロコンピュータを用いることによりソフトウ
エア的に実行することも可能である。この現像剤補給制
御をソフトウエア的に行なった本発明の第３の実施例の
フローチャートを図６に示す。各画像データ値はライン
メモリ３１Ａ〜３１Ｃに格納されているものとする。ま
ず、判定領域（例えば４×４画素）の画像データ値ｄ_im
を前記画像メモリよりワーキングメモリに順次格納する
（ステップＳ１）。そして、画像データ値ｄ_imを加算し
（ステップＳ２）、次いでステップＳ３において最大値
及び最小値の検出を行なう。判定領域の全画像データに
対して上記シーケンスＳ２、Ｓ３を実行することで、判
定領域の平均濃度、最大値及び最小値によって決まる２
値化のためのしきい値が決定される。次に、ステップＳ
４において、この決定されたしきい値と各画像データの
値との大小関係を比較することで判定領域画像データの
２値化を行なう。そして、ステップＳ５でこの２値化デ
ータを用いて画像特徴を抽出する。ここでは、例えば画
像上の縦方向、横方向に対応して０、１の反転回数を計
数することなどにより、画像種類や空間周波数といった
画像特徴の抽出が行なえる。このようにして得られた画
像特徴と、平均画像濃度を基に、ステップＳ６において
現像剤消費特性から現像剤補給制御量の決定がなされ
る。

【００３７】次に、本発明の第４〜第６の実施例につい
て説明する。なお、これらの実施例も電子写真方式のフ
ルカラーのディジタル複写機に適用した場合であり、そ
の全体構成は上記第１の実施例で説明した図２のディジ
タル複写機と同じであるのでその説明を省略する。

【００３８】これら第４〜第６の実施例においては、画
像データ群の特徴として空間周波数を検出するもので、
検出された画像の空間周波数に対応した適切な制御量に
よって動作する現像剤制御手段を設けることで、任意の
画像に対する高精度な現像剤の補給を可能とし、その結
果として常時良好な出力画像が得られるようにしたもの
である。

【００３９】具体的には、画像データ信号群の画像特徴
として空間周波数の抽出を、２値画像データの主走査方
向、副走査方向のデータ値０と１の反転回数の検出によ
り行なう。この抽出した特徴に基づいた現像剤消費量を
推定し、この推定量より制御量を演算して推定値を求め
る。この判定領域毎の推定値の総和を取ることで、その
画像全体に対応した現像剤補給の制御量が得られること
になる。

【００４０】第４〜第６の実施例の概要を示す回路構成
は上記第１の実施例で説明した図１の回路構成と同じで
あるのでその説明を省略するが、これらの実施例での空
間周波数の検出は図１に示した推定回路２７において実
行される。

【００４１】また、第４〜第６の実施例においても、こ
の推定回路２７の詳細な回路構成は上記第１の実施例に
おいて説明した図３の回路構成と同じであるので図示し
ないが、これらの実施例では、２値化は、例えば判定領
域内の画像データ値の最大値と最小値の和の２分の１の
値、或は最大値と最小値の差の２分の１の値をしきい値
として行なう。この２値化によって画像領域中に含まれ
る画像パターンの判別や空間周波数の決定が容易に行な
えることになり、この値は図３に示した特徴抽出回路３
４に入力される。

【００４２】まず、第４の実施例について説明する。本
実施例の特徴抽出回路３４での空間周波数抽出の詳細な
回路構成を図７に示す。２値化回路３３からの２値デー
タは、注目画素ビットを抽出する基本抽出回路４１、こ
の基本抽出回路４１において注目されたビットについて
画面上の副走査方向での隣接するビットを抽出する縦抽
出回路４２、同じく基本抽出回路４１において注目され
たビットについて画面上の主走査方向での隣接するビッ
トを抽出する横抽出回路４３に、それぞれ入力される。
基本抽出回路４１からの注目画素データと縦抽出回路４
２からの注目画素データに対して副走査方向のビットシ
フトを施したデータは第１の減算器４４に入力され、減
算結果は第１のカウンタ４６に入力され、Ｈレベルが出
力された回数が計数される。また、基本抽出回路４１か
らの注目画素データと横抽出回路４３からの注目画素デ
ータに対して主走査方向のビットシフトを施したデータ
は第２の減算器４５に入力され、減算結果は第２のカウ
ンタ４６に入力され、同じくＨレベルが出力された回数
が計数される。

【００４３】さらに詳しく説明すると、図３に示した２
値化回路３３において２値化処理された４×４画素、即
ち１６ビットのデータとなった画像データは、まず、基
本抽出回路４１に入力される。基本抽出回路４１では、
１ビットづつ注目するビットを抽出して出力する。縦抽
出回路４２では基本抽出回路４１で抽出されたビットと
画面上で副走査方向に隣り合うビットの画像データのビ
ットを抽出する。本実施例では基本抽出回路４１で抽出
したビットから４ビットずれたビットの値を抽出する。
これに対し、横抽出回路４３では基本抽出回路４１で抽
出されたビットと画面上で主走査方向に隣り合うビット
の画像データのビットを抽出する。本実施例では基本抽
出回路４１で抽出したビットから１ビットずれたビット
の値を抽出することになる。

【００４４】このようにして選択された、注目した画素
の画像データビットと副走査方向及び主走査方向にそれ
ぞれ隣接した画像データのビットに対して、それぞれ第
１及び第２の減算器４４、４５において減算を行なう。
これにより、注目画素と隣接画素の２値化した値が異な
る場合には、減算結果としてＨレベルの信号が出力され
ることになり、それぞれ第１及び第２のカウンタ４６及
び４７に入力されて計数される。注目画素を判定領域内
全域を含むように変化させることで、判定領域内の２値
化画像データの０と１の反転回数が主走査方向及び副走
査方向それぞれにおいて計数される。これが、それぞれ
主走査方向及び副走査方向の空間周波数となり、図３に
示した判定回路３５に入力され、現像剤消費量推定のパ
ラメータとなる。

【００４５】次に、本発明の第５の実施例の現像剤補給
制御のシーケンスを示すフローチャートを図８に示す。
２値化を行なう操作までは上記第４の実施例と同様に行
ない、この２値化されたデータをメモリに格納する（ス
テップＳ１１）。そして、２値化されたデータ群のパタ
ーンマッチングを行ない、画像種類の判定を行なう。判
定領域をｎ×ｎ画素とした場合、ｎ² ビットの２値化デ
ータが生成される。メモリにはｎビットの２の（ｎ−
１）乗個のパターンを用意しておく（ステップＳ１
２）。そして、判定するデータの画面上での縦方向及び
横方向に連なる１ラインｎビットを抽出し、メモリに格
納された各パターンとのマッチングを順次行なう（ステ
ップＳ１３）。このとき、マッチングを排他的論理和
（ＥＸＯＲ）により行なうことで、ｎビットがすべて０
又は１の場合にパターンのマッチングがなされるものと
なる。それ故、ステップＳ１４でｎビットがすべて０で
あるか否かを判断し、すべて０でない場合には（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ１５でマッチング結果の否定（ＮＯ
Ｔ）を取り、次のステップＳ１６でマッチング結果のＮ
ＯＴがすべて０であるか否かを判断し、すべて０でない
場合には（ＮＯ）、次のパターンを呼び出して再び上述
したマッチングを行なう。

【００４６】このパターンの呼出しの順序を、一般の画
像であり得る可能性の高い順番で行なうことで、呼出し
の回数を減ずることが可能である。また、コンピュータ
グラフィックのように通常の反射原稿画像と異なる画像
の場合、パターンの発生頻度を検出し、その発生頻度に
応じたパターンの呼出し順序を変更するような処置によ
り、呼出しの回数を減らすことも可能である。

【００４７】上記第４の実施例で行なった現像剤補給制
御をマイクロコンピュータを用いることによりソフトウ
エア的に実行することも可能である。この現像剤補給制
御をソフトウエア的に行なった本発明の第６の実施例の
フローチャートを図９に示す。各画像データ値はライン
メモリ（図３の３１Ａ〜３１Ｃ）に格納されているもの
とする。まず、判定領域（例えばｍ×ｍ画素）の画像デ
ータ値ｄ_imを前記画像メモリよりワーキングメモリに順
次格納する（ステップＳ２１）。そして、判定領域内の
画像データに対して、全データ値の加算（ステップＳ２
２）、及び各データ値の２値化を行なう（ステップＳ２
３）。ｍ×ｍがその判定領域では、ｍの２乗ビットの２
値データＢ０〜Ｂ（ｍ² −１）が生成されることにな
る。ステップＳ２４で判定領域内の全データ値の加算及
び２値化が完了した（ＹＥＳ）ことを確認し、次に、空
間周波数の検出のため、ステップＳ２５で注目ビットＢ
ｎを抽出し、次いでステップＳ２６において横方向で隣
接するビットであるＢ（ｎ＋１）を抽出する。そして、
ステップＳ２７でビット減算Ｂ（ｎ＋１）−Ｂｎを行な
う。この減算結果をステップＳ２８で判断し、それが１
である場合には（ＹＥＳ）、即ちビットの反転がなされ
ている場合には、横方向の空間周波数をカウントする値
ＨＳＦを１増加させる（ステップＳ２９）。縦方向に対
しても同様に、ステップＳ３０で隣接ビットＢ（ｎ＋
ｍ）を抽出し、ステップＳ３１でビット減算Ｂ（ｎ＋
ｍ）−Ｂｎを行ない、その減算結果をステップＳ３２で
判断し、それがビットの反転がなされている１である場
合には（ＹＥＳ）、縦方向の空間周波数のカウント値Ｖ
ＳＦに１を加える（ステップＳ３３）。

【００４８】この注目ビットの抽出（ステップＳ２５）
及びそれ以降の操作（ステップＳ２６〜Ｓ３３）を横方
向及び縦方向それぞれｍ−１回繰り返す（ステップＳ３
４及びステップＳ３５）ことにより、判定領域内の横方
向空間周波数及び縦方向空間周波数が計数される。そし
て、この計数結果を基に、現像剤の補給量の決定を行な
う。

【００４９】次に、本発明の第７及び第８の実施例につ
いて図１０〜図１３を参照して説明する。これらの実施
例では、通常はビデオカウント方式によって算出された
画像データ値を、画像データ群の特徴に対応した適切な
係数によって重み付けすることで得られた制御量のトナ
ー補給を行ない、その誤差をパッチ参照画像形成方式に
よるトナー補給で補正し、かつパッチ参照画像形成方式
により算定されたトナー補給量に応じて、ビデオカウン
ト方式によって算出された画像データ値の重み付け係数
を変更するようにしたものである。なお、これらの実施
例も電子写真方式のフルカラーのディジタル複写機に適
用した場合であり、その全体構成は上記第１の実施例で
説明した図２のディジタル複写機と同じであるのでその
説明を省略する。

【００５０】まず、本発明の第７の実施例について説明
する。図１０は図２のディジタル複写機の画像処理回路
部２１２の詳細な回路構成を示し、ＣＣＤ２０８で読み
取られた原稿の色画像データを電気信号として処理し、
プリント信号として出力するまでの画像信号の流れを示
したものである。

【００５１】ＣＣＤ２０８にて受光された色画像データ
は色分解されてＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応した電気信号に
変換され、これらＲ、Ｇ、Ｂの各色電気信号はアナログ
処理回路５１でサンプルホールドされた後、アナログ−
ディジタル変換され、ＲＧＢの３色のディジタル信号が
生成される。これら各色のディジタル信号は周知のよう
にシェーディング補正回路５２でシェーディング補正及
び黒補正され、続いて入力マスキング回路５３にてＮＴ
ＳＣ補正され、さらに変倍処理回路５４にて拡大、縮小
等の変倍処理が行なわれた後、画像データ圧伸部５５に
送られる。この画像データ圧伸部５５において画像デー
タは、まず、エンコーダ部５６にて圧縮され、次のメモ
リ部５７に圧縮された画像データが蓄積される。メモリ
部５７に蓄積された画像データはデコーダ部５８にて伸
長されて読み出され、プリンタで使用するトナー信号に
対応したＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの色信号が生成される。これら
読み出されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの色信号はマスキング及び
ＵＣＲ処理回路５９にて下色除去、マスキング処理が施
され、続いてγ補正回路６０にてγ補正され、さらにエ
ッジ強調回路６１にてエッジが強調されてプリンタで使
用するＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの画像信号としてプリンタ部に送
られる。

【００５２】図１１にプリンタ部における画像データの
流れを示す。図１０の画像処理回路部２１２から送られ
てきたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの画像信号は、γ補正回路６２に
より各感光体の感度に応じてγ補正がかけられる。その
後、画像信号Ｍ及びＣに関してはＦＩＦＯ（ファースト
インファーストアウト）回路６３を通し、パルス幅変調
回路６４にて階調データに応じたパルス幅に変換されて
レーザドライバ６５に供給され、パルス幅に応じてレー
ザ６６Ｍ、６６Ｃをそれぞれ駆動して発光させる。これ
に対し、画像信号Ｙ及びＫに関してはγ変換された後、
Ｙ及びＫのレーザ６６Ｙ、６６ＫがＭ及びＣのレーザ６
６Ｍ、６６Ｃと鏡像でスキャンされるため、ＬＩＦＯ
（ラストインファーストアウト）回路６７にて主走査の
データを反転してからパルス幅変調回路６８に送り、階
調データに応じたパルス幅に変換されてレーザドライバ
６９に供給される。このレーザドライバ６９はパルス幅
に応じてレーザ６６Ｙ、６６Ｋを駆動して発光させる。

【００５３】なお、本実施例においても、ビデオカウン
ト方法は上記第１の実施例において図４に模式的に示し
た方法と同様である。即ち、画像を複数の判定領域に分
割し、これら判定領域を順次に取り出して各領域におけ
る画像の平均濃度、領域内画像のエッジパターンから区
別した画像種類、及び画像の空間周波数等を画像データ
より測定し、消費される現像剤の量を推定するものであ
る。そして、この消費される現像剤推定量をトナー補給
モータにより補給する。

【００５４】本実施例における現像剤補給制御のシーケ
ンスを示すフローチャートを図１２に示す。本実施例に
おいては、コピー枚数が規定枚数に到達するまでの間は
ビデオカウント方式の現像剤濃度制御装置によりトナー
の補給を行ない、規定枚数に達したら、パッチ参照画像
形成方式の現像剤濃度制御装置によってトナーの補給を
行なうものである。

【００５５】まず、ステップＳ４１においてコピー枚数
が規定枚数に達するまでビデオカウント方式によるトナ
ー補給を行なう。ステップＳ４２でコピー枚数が規定枚
数に達したか否かを判断し、規定枚数に達したら（ＹＥ
Ｓ）、次のステップＳ４３においてパッチ参照画像形成
方式によりトナー補給量を算定し、この算定値に従って
トナーの補給を行なう。

【００５６】次に、ステップＳ４４においてパッチ参照
画像形成方式によるトナー補給量が規定値αより大きい
か否かを判断し、大きい場合は（ＹＥＳ）、実際のトナ
ー消費量とビデオカウント方式により推定されたトナー
補給量との誤差が大きいので、ステップＳ４５におい
て、次にパッチ参照画像形成方式によりトナー補給量を
算定するまでのコピーの規定枚数を少なくしてパッチ参
照画像形成方式によりトナー補給を行なうサイクルを短
くする。つまり、ビデオカウント方式によるトナー補給
サイクルを短くする。これに対し、パッチ参照画像形成
方式によるトナー補給量が規定値αより小さい場合は
（ステップＳ４４のＮＯ）、ステップＳ４６においてパ
ッチ参照画像形成方式によるトナー補給量が規定値βよ
り小さいか否かを判断し、小さい場合は（ＹＥＳ）、実
際のトナー消費量とビデオカウント方式により推定され
たトナー補給量との誤差が小さいので、ステップＳ４７
において、次にパッチ参照画像形成方式によりトナー補
給量を算定するまでのコピーの規定枚数を大きくしてパ
ッチ参照画像形成方式によりトナー補給を行なうサイク
ルを長くする。即ち、ビデオカウント方式によるトナー
補給サイクルを長くする。その後、ステップＳ４８にお
いてパッチ参照画像形成方式によるトナー補給を行なう
シーケンス用コピー枚数カウント値をクリアする。

【００５７】以上説明したように、本実施例ではパッチ
参照画像形成方式によるトナー補給量算定値に応じて、
パッチ参照画像形成方式によりトナー補給量を算定する
ためのカウント枚数を変化させ、ビデオカウント方式に
よるトナー補給枚数を変化させるようにしたので、高精
度のトナー補給が行なえ、トナーとキャリアの混合比を
常に一定に制御することができる。

【００５８】上記第７の実施例では通常コピー時、ビデ
オカウント方式により推定された量のトナー補給を行な
い、一定枚数に到達したらパッチ参照画像形成方式によ
り算定した量のトナーを補給するようにしたが、ビデオ
カウント方式によるトナー補給量の積算値によりパッチ
参照画像形成方式によるトナー量の算定を行なう条件を
決定してもよい。このように構成した本発明の第８の実
施例の現像剤補給制御のシーケンスを示すフローチャー
トを図１３に示す。

【００５９】まず、ステップＳ５１においてコピー枚数
が規定枚数に達するまでビデオカウント方式によるトナ
ー補給を行なう。次いで、ステップＳ５２において前回
までのビデオカウント方式によるトナー推定値の積算値
に今回のビデオカウント方式によるトナー推定値を加算
する。次に、ステップＳ５３でトナー推定値の積算値が
規定値θ以上に達したか否かを判断し、達していない場
合には（ＮＯ）、上記ステップＳ５１及びＳ５２の処理
を繰り返す。一方、トナー推定値の積算値が規定値θ以
上に達したならば（ステップＳ５３のＹＥＳ）、次のス
テップＳ５４においてパッチ参照画像形成方式によりト
ナー補給量を算定し、この算定値に従ってトナーの補給
を行なう。

【００６０】次に、ステップＳ５５においてパッチ参照
画像形成方式によるトナー補給量が規定値αより大きい
か否かを判断し、大きい場合は（ＹＥＳ）、実際のトナ
ー消費量とビデオカウント方式により推定されたトナー
補給量との誤差が大きいので、ステップＳ５６におい
て、次にパッチ参照画像形成方式によりトナー補給量を
算定するまでのサイクルを短くするため、パッチ参照画
像形成方式によりトナー補給を行なうための条件である
上記トナー推定値の積算値と比較する規定値θを現在の
値よりも小さくする。これに対し、パッチ参照画像形成
方式によるトナー補給量が規定値αよりも小さい場合は
（ステップＳ５５のＮＯ）、ステップＳ５７においてパ
ッチ参照画像形成方式によるトナー補給量が規定値βよ
り小さいか否かを判断し、小さい場合は（ＹＥＳ）、実
際のトナー消費量とビデオカウント方式により推定され
たトナー補給量との誤差が小さいので、ステップＳ５８
において、次にパッチ参照画像形成方式によりトナー補
給量を算定するまでのサイクルを長くするため、パッチ
参照画像形成方式によりトナー補給を行なうための条件
である上記トナー推定値の積算値と比較する規定値θを
現在の値よりも大きくする。

【００６１】次に、本発明の第９の実施例について図１
４〜図１９を参照して説明する。本実施例においても、
上記第７及び第８の実施例と同様に、通常コピー時、ビ
デオカウント方式により推定された量のトナー補給を行
ない、コピー枚数が一定枚数に到達したらパッチ参照画
像形成方式により算定した量のトナーを補給するもので
あるが、画像データ群の特徴に対応したパラメータの調
整方法が相違する。なお、本実施例も電子写真方式のフ
ルカラーのディジタル複写機に適用した場合であり、そ
の全体構成は上記第１の実施例で説明した図２のディジ
タル複写機と同じであり、また、ディジタル複写機の画
像処理回路部２１２の詳細な回路構成は図１０と同じで
あり、プリンタ部における画像データの流れは図１１と
同じであり、ビデオカウント方法は図４と同じであり、
いずれも既に説明されているので、ここではそれらの説
明を省略する。

【００６２】図１４は本実施例の現像剤補給制御のシー
ケンスを示すフローチャートであり、まず、ステップＳ
６１において原稿から読み取った画像データより、各判
定領域毎にエッジパターン、平均濃度、及び空間周波数
を記憶する。次に、ステップＳ６２において、記憶した
前回のコピーまでの画像データによる各エッジパター
ン、平均濃度、空間周波数をそれぞれ基にしてヒストグ
ラムをそれぞれ作成する。次いでコピー枚数が規定枚数
に達するまでビデオカウント方式によるトナー補給を行
なったか否かを、ステップＳ６３で判断し、規定枚数に
達していない場合には（ＮＯ）ステップＳ６１に戻り、
ビデオカウント方式によるトナー補給を続行し、エッジ
パターン、平均濃度、空間周波数など各画像パラメータ
のヒストグラムを作成する。

【００６３】ビデオカウント方式によるトナー補給を規
定枚数分行なったら（ステップＳ６３のＹＥＳ）、次の
ステップＳ６４においてパッチ参照画像形成方式により
トナー濃度を算出し、これに基づいてトナー補給量を算
定し、この算定値に従ってトナーの補給を行なう。そし
て、ステップＳ６５においてパッチ参照画像形成方式に
よるトナー濃度算定値（トナー補給量の算定値でもよ
い）を基にして各ヒストグラムの特徴を示す代表点を示
すパラメータを変更する。

【００６４】ここで上記パラメータ変更の一例について
説明する。図１５に示すように、画像範囲内においてベ
タ画像８１が多い画像８０を多く複写した場合には、図
１６に示すように空間周波数の低い部分にヒストグラム
上で度数分布が高く現われる。この場合、一連の画像に
おいて、空間周波数の低い部分が画像の特徴を示す代表
点であるといえる。

【００６５】このような状況下で、パッチ参照画像形成
方式によるトナー濃度の検出を行なったときに、例えば
検出されたトナー濃度が基準値より低い場合には、空間
周波数の低い部分で消費されるトナー量を示すパラメー
タを大きくすることにより、ビデオカウント方式による
トナー消費量の推定精度を高くすることができる。

【００６６】上記は空間周波数のパラメータの補正につ
いての説明であったが、次に、画像濃度のパラメータを
補正する一例について説明する。図１５に示す画像とは
異なり、画像範囲内の画像濃度が一様である画像を多く
複写した場合には、画像濃度を示すヒストグラムは図１
７に示すようになり、ある濃度領域で度数が高く現われ
る。この場合、この濃度領域が画像の特徴を示す代表点
であるといえる。

【００６７】このような状況下で、パッチ参照画像形成
方式によるトナー濃度の検出を行なったときに、例えば
検出されたトナー濃度が基準値より低い場合には、度数
の高い画像濃度領域における、消費されるトナー量を示
すパラメータを大きくすることにより、ビデオカウント
方式によるトナー消費量の推定精度を高めることができ
る。

【００６８】さらに、画像パターンによりパラメータを
変更してもよい。例えば、図１８に示すように縦縞の多
い画像８２を多数枚複写した場合を例に取ってみる。こ
のような場合には、エッジパターンを示すヒストグラム
は図１９に示すようになり、あるエッジ領域で度数が高
く現われる。この場合、この濃度領域が画像の特徴を示
す代表点であるといえる。

【００６９】このような状況下で、パッチ参照画像形成
方式によるトナー濃度の検出を行なったときに、例えば
検出されたトナー濃度が基準値より低い場合には、度数
の高いエッジパターン領域における、消費されるトナー
量を示すパラメータを大きくすることにより、ビデオカ
ウント方式によるトナー消費量の推定精度を高めること
ができる。

【００７０】以上はパッチ参照画像形成方式によるトナ
ー濃度の検出を行なったときに、検出されたトナー濃度
が基準値より低い場合のパラメータの変更例について説
明したが、検出されたトナー濃度が基準値より高い場合
には、各例において度数の高い領域における、消費され
るトナー量を示すパラメータを小さくすることにより、
同じくビデオカウント方式によるトナー消費量の推定精
度を高めることができる。

【００７１】また、上記例では画像の特徴について空間
周波数、画像濃度、縦エッジ数を挙げたが、これらの例
に限定されるものではなく、画像の特徴を示すものであ
れば他のもので行なってもよい。

【００７２】次に、本発明の第１０〜第１２の実施例に
ついて図２０〜図２６を参照して説明する。これらの実
施例では、画像データ群の特徴や装置のプロセス条件に
対応した適切な係数によって画像データ値を重み付けす
ることで得られた制御量によって動作する現像剤の補給
の制御装置を設けることにより、任意の画像に対する高
精度な現像剤の補給を可能にしたものである。なお、こ
れらの実施例も電子写真方式のフルカラーのディジタル
複写機に適用した場合であり、その全体構成は上記第１
の実施例で説明した図２のディジタル複写機と同じであ
るのでその説明を省略する。

【００７３】具体的には、画像データ信号群の画像の特
徴を抽出する。その特徴に応じた重み付け係数を求め、
現像剤補給のための制御量の推定値とする。この選別区
分毎の推定値の総和を取ることで、この画像全体に対応
した現像剤補給の制御量が得られることになる。また、
装置のプロセス条件に対応した適切な係数を用いること
によって、装置状態に応じた現像剤補給量の補正を行な
うことができ、単に画像データを加算しただけでは達成
し得ない、精密な現像剤の補給制御が行なえることにな
る。

【００７４】まず、本発明の第１０の実施例について説
明する。図２０は本実施例の要部を示す回路構成図であ
り、後述する画像信号処理回路から入力される画像デー
タは必要な画像領域の範囲に対応する複数ライン分だけ
記憶するラインメモリ１０１（本実施例では３つのライ
ンメモリ）に記憶される。これらラインメモリ１０１に
記憶された画像データは、この画像内で決められる判別
領域の画像データを２値化するために、２値化回路１０
２に入力されて２値化される。この２値化出力は特徴抽
出回路１０３に入力され、判別領域内の画像の特徴が抽
出される。また、判別領域内の画像データの平均濃度も
現像剤消費特性の要因であることから、ラインメモリ１
０１に記憶された画像データは平均濃度算出回路１０５
にも入力され、各判別領域の画像濃度の平均値が算出さ
れる。これら特徴抽出回路１０３及び平均濃度算出回路
１０５からの画像特徴データはこの入力された画像特徴
データに対応するトナー補給量の推定を行なう推定回路
１０４に供給される。さらに、この推定回路１０４には
環境状態を検知する環境検知手段１０６からの環境情報
データも入力される。

【００７５】次に、上記特徴抽出回路１０３及び推定回
路１０４の詳細な回路構成を示す図２１をも参照してさ
らに詳しく説明すると、ディジタル信号化された画像信
号がラインメモリ１０１に入力され、画像の副走査方向
の複数ラインの画像信号が記憶され、例えば、ｍ画素×
ｎラインのブロックデータが２値化回路１０２に送ら
れ、所定のしきい値により２値化された後、２値化信号
Ｌ１０１が特徴抽出回路１０３に送られる。

【００７６】特徴抽出回路１０３では、入力された２値
化信号に基づいて、ｍ画素×ｎラインのブロック内での
主走査、副走査、斜め方向の画像エッジ数やエッジピッ
チ、エッジ配列様式など、ブロック内の画像パターンや
空間周波数などの画像データ群の特徴が抽出され、画像
特徴情報として推定回路１０４に送られる。

【００７７】上記２値化信号Ｌ１０１は特徴抽出回路１
０３内のエッジ検知回路３０１に送られる。本実施例で
は、ブロック内で検知されるエッジは、エッジ検知回路
３０１において、エッジの形成される方向（例えば、縦
方向、横方向）により弁別され、縦方向、横方向エッジ
検知信号Ｌ３０１、Ｌ３０２を生成する。これらブロッ
ク内の縦方向、横方向エッジ検知信号Ｌ３０１、Ｌ３０
２は縦エッジカウンタ３０２、横エッジカウンタ３０３
によって、それぞれの方向のエッジ数がカウントされ、
これらエッジ数はカウント出力Ｌ３０３、Ｌ３０４とし
て加算器３０４に送られる。

【００７８】加算器３０４では、ブロック内エッジ数Ｌ
３０６を算出し、この加算器出力Ｌ３０６は割算器３０
５と推定回路１０４に送られる。割算器３０５では、横
エッジ数Ｌ３０４とブロック内エッジ数Ｌ３０６の比率
を算出し、エッジ比率信号Ｌ３０５として比較器３０６
に送られる。比較器３０６では、次の表１に示すように
エッジ比率信号Ｌ３０５を分類し、分類結果として２ビ
ットの画像分類信号Ｌ３０７を推定回路１０４に送る。

【００７９】

【表１】

【００８０】一方、ラインメモリ１０１から読み出され
るブロック画像データは平均濃度算出回路１０５に送ら
れ、ここでブロック内の画像データの平均濃度が算出さ
れて推定回路１０４に送られる。

【００８１】このようにして得られた画像信号の特徴情
報、即ち、本実施例ではブロック内の画像分類信号、ブ
ロック内エッジ数、平均濃度と、環境情報に応じて選別
区分を作成する。さらに、各選別区分に対応する補正係
数とブロック内平均濃度との演算を行なう。本実施例で
は、補正係数と平均濃度との乗算を行なう。

【００８２】ここで、各選別区分及び各選別区分に対す
る制御係数は、装置の置かれている環境状態に基づい
て、画像濃度レベル分布と現像剤消費量の関係などから
予め求めておく。

【００８３】本実施例では、装置の環境状態を検知する
環境検知手段１０６からの環境情報が推定回路１０４に
送られ、この環境情報に基づいて、各選別区分毎の制御
係数を切り換えることを特徴としている。即ち、装置の
環境状態を検知する環境検知手段１０６からの環境情報
として、下記の表２に示すように、装置内の環境温度、
湿度に応じた４ビットの温度湿度分類信号Ｌ１０７が推
定回路１０４に送られる。

【００８４】

【表２】

【００８５】推定回路１０４では、装置の環境状態に応
じた最適な制御係数を選択し、平均濃度との演算を所定
のブロック毎に行ない、ブロック毎の演算結果を加算器
３０９によって所定の画像領域全体にわたって累積加算
する。従って、加算器３０９の出力Ｌ１０８が画像デー
タによる現像剤消費量に対応する制御信号となり、この
値によって現像剤補給装置を動作させることで適切な現
像剤の補給制御が可能となる。

【００８６】図２２は本発明を適用した電子写真方式の
ディジタル複写機を示し、画像読み取り部４０１は例え
ば原稿の画像をＣＣＤ等の撮像素子によって読み取って
電気信号に変換するもので、この原稿画像に対応する電
気信号は画像信号処理回路４０２に入力される。この画
像信号処理回路４０２は画像濃度をディジタル信号値に
変換した後、マスキング補正、ガンマ補正等の画像再現
のための様々な画像処理を行なう。このように画像処理
を加えられた出力ビデオ信号はパルス幅変調回路（ＰＷ
Ｍ回路）４０３によって、そのデータ値の大きさに比例
したパルス幅の信号になるように、時間的に変調され
る。ＰＷＭ回路４０３からのＰＷＭ信号は半導体レーザ
（ＬＤ）４１０を駆動する半導体レーザ駆動部４０４に
送られ、半導体レーザ４１０を画像濃度に対応する時間
間隔（パルス幅）だけ点灯させる。半導体レーザ４１０
の出力光は図示しない光学系によって感光体ドラム４０
５上に照射され、画像信号に対応した静電潜像を形成す
る。この感光体ドラム４０５上の静電潜像は現像器４０
６中の現像剤によって顕像化され、記録媒体上に転写さ
れる。この現像プロセスにより現像器４０６中の現像剤
が減少することになる。

【００８７】一方、前記画像信号処理回路４０２からの
出力ビデオ信号は前述のようなデータ選別、乗算、加算
の各部からなる制御回路（ビデオカウント回路）４０７
にも入力され、ここで入力したビデオ信号に対応した現
像剤補給制御信号が生成されて現像剤補給回路４０８に
出力される。現像剤補給回路４０８は入力された現像剤
補給制御信号に従って現像剤補給装置４０９の駆動時間
を補正し、現像器４０６への現像剤の補給を制御する。

【００８８】図２５はブロック内エッジ数とトナー消費
量特性の関係を示す。ここで、ブロック内平均濃度を
Ｘ、この平均濃度Ｘに対する増分をΔＸ、補正係数をＧ
とすると、ブロック内トナー消費量Ｙは次式で表わされ
る。

【００８９】Ｙ＝ΔＸ＋Ｘ ΔＸ＝ＧＸ故に、Ｙ＝（１＋Ｇ）・Ｘただし、Ｇ≧−１従って、各ブロックについての画像信号の特徴情報、本
実施例ではブロック内の画像分類信号、ブロック内エッ
ジ数、平均濃度と、装置の環境情報に応じて、選別区分
された最適な補正係数Ｇを用いて上式に当てはめること
により、ブロック内のトナー消費量が算出される。

【００９０】図２５における各特性の条件は下記の通り
である。特性（Ａ）は、縦ラインパターン、環境状態Ｎ
Ｎ（温度２０℃、湿度４０％）、特性（Ｂ）は、横ライ
ンパターン、環境状態ＨＨ（温度２９℃、湿度７０
％）、特性（Ｃ）は、チェックパターン、環境状態ＮＮ
（温度２０℃、湿度４０％）である。

【００９１】図２５を見れば分かるように、同一の環境
状態においても、画像パターンにより消費特性が異なる
ことがある。例えば、特性（Ａ）及び（Ｃ）から明瞭な
ように、環境状態は同じであっても、エッジ数の多いパ
ターンにおいては、縦ラインパターン（Ａ）よりもチェ
ックパターン（Ｃ）の方がトナー消費量が少ない。従っ
て、同一の環境状態であっても、画像パターンの特徴に
応じて、適切な補正係数を用いる必要がある。例えば、
ブロック内の縦エッジと横エッジの比率から、上記表１
のように画像パターンを判別する。ブロック内のエッジ
数が横エッジ数と等しい場合には縦ラインパターンと判
別され、ブロック内のエッジ数が横エッジ数と縦エッジ
数との和にほぼ等しいときには、チェックパターンと判
別される。図２５では、ブロック内平均濃度がＸの場合
についてのみ示してあるが、当然、ブロック内の平均濃
度とトナー消費量とは比例関係が成立する。さらに詳し
く言えば、平均濃度の値に応じて、トナー消費量の度合
が変化するため補正係数は平均濃度にも依存している。

【００９２】また、同一の画像パターンにおいても、環
境状態によりトナー消費特性が異なることがある。例え
ば、特性（Ａ）及び（Ｂ）の縦ラインパターンでは、ブ
ロック内のエッジ数は横エッジ数と等しく、縦ラインパ
ターンに選別される。しかし、ブロック内のエッジ数が
多く、縦ラインの密度が高い、即ち、空間周波数の高い
パターンにおいては、同一の画像パターンであっても、
環境状態によるトナー消費量特性の差異が大きい。特性
（Ａ）、（Ｂ）では、空間周波数の高いパターンにおい
ては、環境状態ＮＮよりもＨＨの方がトナー消費量が少
ない。従って、縦ラインパターンの空間周波数の高い場
合では、同一のパターンであっても、環境状態ＮＮより
もＨＨの場合の方が小さな補正係数を用いる必要があ
る。

【００９３】これらのことから、それぞれ異なった選別
区分における図２５のトナー消費特性（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）に対する補正係数特性は、図２６の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）のようになる。

【００９４】このように、画像信号の特徴情報、即ち、
本実施例ではブロック内の各方向エッジ信号から求めた
画像分類信号、ブロック内エッジ数、並びに平均濃度
と、環境情報に応じた選別区分に従って、予め実験から
求めておいた補正係数特性を作成する。さらに、各選別
区分に対応する補正係数特性を、例えばＲＯＭ（リード
オンリーメモリ）上に記憶させたＲＯＭ３０７で構成す
る。そして、ＲＯＭ３０７のアドレスとして、ブロック
内の特徴情報、即ち、画像分類信号Ｌ３０７、ブロック
内エッジ数信号Ｌ３０６、ブロック内平均濃度信号Ｌ１
０２と、環境分類信号Ｌ１０７を入力する。これらアド
レスに対応するデータとして、ＲＯＭ３０７に格納され
ている画像の特徴と装置の環境状態に対応した最適な補
正係数が選択され、ＲＯＭ３０７のデータ出力として補
正係数信号Ｌ３０８が乗算器３０８に送られる。乗算器
３０８では、補正係数信号Ｌ３０８が平均濃度信号Ｌ１
０２に乗算され、ブロック内トナー消費信号Ｌ３０９が
出力される。ブロック内トナー消費信号Ｌ３０９は加算
器３０９に送られ、ブロック毎のトナー消費量が累積加
算される。

【００９５】例えば、細かい縦ラインからなる画像につ
いて説明すると、細かいライン密度の高いときには、ブ
ロック内のエッジ数が多くなり、今、このブロック内エ
ッジ数がＥＧ１であるとする。縦ラインパターンでは、
ブロック内のエッジは横エッジのみ検知されるため、エ
ッジ比率信号Ｌ３０５＝１となり、２ビット画像分類信
号Ｌ３０７＝１０となる。また、環境温度２０℃、湿度
４０％であるとき、温度湿度分類信号Ｌ１０７＝１０１
０となり、さらに、ブロック内の平均濃度がＸ１である
場合、ＲＯＭ３０７で選択される補正係数データは、図
２６の補正係数特性（ｂ）上の点ｂ１に示されるよう
に、Ｇ１となる。このとき、ブロック内のトナー消費量
Ｙは、Ｙ＝（１＋Ｇ１）・Ｘ１＝Ｙ１として求められる。これは、図２５のブロック内トナー
消費特性の特性（Ｂ）上の点Ｂ１に対するトナー消費量
Ｙ１として示される。

【００９６】このように、ＲＯＭに格納された補正係数
とブロック内平均濃度との乗算を所定のブロック毎に行
ない、ブロック毎の演算結果を加算器３０９によって所
定の画像領域全体にわたって累積加算する。従って、加
算器３０９の出力が画像データに応じた現像剤消費量に
対応する制御信号となり、この値によって現像剤補給装
置を動作させることで適切な現像剤の補給制御が可能と
なる。

【００９７】本実施例では、説明を簡単にするため、１
色の現像剤についてのみ述べたが、複数色の現像剤によ
り画像を形成する装置にも応用できることは言うまでも
ないことである。また、環境検知手段１０６は、装置内
に設けられた少なくとも１つ以上の図示しない温度、湿
度検知手段からの温度及び湿度情報に基づいて、環境分
類信号を生成するものである。

【００９８】次に、本発明の第１１の実施例について図
２３を参照して説明する。本実施例においても特徴抽出
回路１０３は上記第１０の実施例と同じ構成であるの
で、対応する部分に同一符号を付して必要のない限りそ
の説明を省略する。本実施例においては、特徴抽出回路
１０３からの特徴情報、即ち、画像分類信号Ｌ３０７、
ブロック内エッジ数信号Ｌ３０６と、平均濃度算出回路
１０５からのブロック内平均濃度信号Ｌ１０２と、図示
しないＣＰＵ部のアドレスバスＡＤとを切り換えるセレ
クタ３１０を推定回路１０４に設け、さらに、このセレ
クタ３１０からの出力を記憶する書き換え可能なメモリ
３１１と、このメモリ３１１からの出力とＣＰＵ部のデ
ータバスＤＢとを切り換えるセレクタ３１２を推定回路
１０４に設ける。なお、メモリ３１１は、本実施例では
例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で構成され
るＬＵＴ（ルックアップテーブル）である。

【００９９】また、本実施例では、環境検知手段１０６
からの環境分類信号Ｌ１０７が図示しないＣＰＵ部によ
って読み取られ、図示しない操作部のコピースタートキ
ーが押されると、環境分類信号Ｌ１０７の値に従って、
メモリ（ＬＵＴ）３１１の内容が書き換えられる。

【０１００】例えば、環境状態ＮＮ（温度２０℃、湿度
４０％）の場合、環境分類信号Ｌ１０７＝１０１０とな
り、ＣＰＵ部によってメモリ３１１の内容が、この環境
状態に対応したブロック内トナー消費特性に書き換えら
れる。即ち、ＣＰＵ部からのセレクト信号ＳＥＬ＝０が
セレクタ３１０、３１２に送られて、メモリ３１１のア
ドレス及びデータラインがそれぞれ、ＣＰＵ部のアドレ
スバスＡＤ及びデータバスＤＢと接続される。そして、
ＣＰＵ部からの図示しない書き込み信号に従って、例え
ば、図２５の特性（Ｂ）が同図の特性（Ａ）に書き換え
られる。メモリ３１１の内容の書き換えが終了したら、
セレクト信号ＳＥＬ＝１に戻され、メモリ３１１のアド
レスラインには画像特徴情報が入力され、メモリ３１１
はＣＰＵ部からの図示しない読み取り信号により読み取
りモードとなる。

【０１０１】今、ブロック内平均濃度信号Ｌ１０２＝Ｘ
１、ブロック内エッジ数信号Ｌ３０７＝ＥＧ１の画像分
類信号Ｌ３０７＝１０の縦ラインパターンであるとき、
メモリ３１１の特性（Ａ）の点Ａ１が選択され、ブロッ
ク内トナー消費量信号Ｌ３１０＝Ｙ２が加算器３０９に
送られる。

【０１０２】このように、ブロック内のトナー消費量の
推定をルックアップテーブルによって行ない、ブロック
毎の演算結果を加算器３０９によって所定の画像領域全
体にわたって累積加算する。従って、加算器３０９の出
力が画像データに応じた現像剤消費量に対応する制御信
号となり、この値によって現像剤補給装置４０９を動作
させることで、適切な現像剤の補給制御が可能となる。

【０１０３】本実施例では、ブロック内のトナー消費量
の推定を、ルックアップテーブルにより行なうので、上
記第１０の実施例における乗算回路が不要になり、シン
プルな回路構成となる。また、環境情報によりルックア
ップテーブルの内容を書き換えるようにしたので、メモ
リ容量の節約ができる等の利点がある。

【０１０４】上記第１０及び第１１の実施例で行なった
現像剤補給制御をマイクロコンピュータを用いることに
よりソフトウエア的に実行することも可能である。この
現像剤補給制御をソフトウエア的に行なった本発明の第
１２の実施例のフローチャートを図２４に示す。各ビデ
オ信号値は画像データとして図示しない画像ページメモ
リに格納されているものとする。この画像ページメモリ
のデータは、ｍ画素×ｎラインを１ブロックとする、ｈ
×ｖ個のブロックＢＬｐｑ（ｐ＝１、２、・・・、ｈ、
ｑ＝１、２、・・・、ｖ）に分割できるものとする。ま
た、環境情報とブロック内の画像特徴情報に対応して、
ｗ個に選別区分された制御係数αｒ（ｒ＝１、２、・・
・、ｗ）を、図示しないＲＯＭ内に予め格納しておく。

【０１０５】まず、環境検知手段１０６からの環境分類
信号Ｌ１０７を図示しないＣＰＵ部によって読み取り、
環境レジスタＴＨに格納する（ステップＳ８１）。次い
で、ｍ画素×ｎラインのブロック内の画像データ値ｄ_ij
（ｉ＝１、２、・・・、ｍ、Ｊ＝１、２、・・・、ｎ）
を画像ページメモリよりワーキングレジスタに格納する
（ステップＳ８２）。次に、ステップＳ８３において、
上記画像データ値ｄ_ijを順次加算してブロック内平均濃
度を算出し、平均濃度レジスタＢＡＤに格納する。注目
する画像データ値ｄ_ijに対し上下左右の画素画像データ
を順次比較し、縦、横エッジの検出を行ない、縦、横エ
ッジ数の和を求めてエッジ数レジスタＥＧＳに格納す
る。また、縦、横エッジの比率を求め、画像分類レジス
タＥＧＲに格納する（ステップＳ８４）。次に、ＴＨ、
ＢＡＤ、ＥＧＳ、ＥＧＲの各レジスタ値により図示しな
いワーキングＲＡＭのアドレスとなる数値ＡＤＳを定め
（ステップＳ８５）、この数値ＡＤＳをアドレスとする
ワーキングＲＡＭの内容Ｃｒ（ｒ＝１、２、・・・、
ｗ）の値を１増加させ、再び同じアドレスに格納する
（ステップＳ８６）。このデータ選別及びカウント値増
加を、１画像領域分だけ終了した後（ステップＳ８
７）、その画像領域に対する現像剤補給制御値Ｔの算出
を行なう（ステップＳ８８）。この算出は各選別区分の
カウント値Ｃｒと、その選別区分に対応する制御係数α
ｒとの積を取り、その総和を取ることで実行される。こ
の制御値により現像剤補給装置を制御することで、上記
第１０及び第１１の実施例と同様な制御が可能となる。

【０１０６】なお、本発明は、ディジタル複写機を初め
として、画像をディジタル値データとして扱い、その画
像の記録媒体上への形成に現像剤を用いるすべての画像
形成装置に対して応用が可能である。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、現像剤消費量の決定要因である画像デー
タ信号群の画像の特徴を抽出し、この抽出した画像特徴
による現像剤消費特性に基づいて現像剤の消費量を推定
し、現像剤の補給制御を行なうようにしたので、現像剤
消費特性に応じた高精度な現像剤補給が可能となり、常
時良好な画像出力が得られるという効果がある。

【０１０８】また、装置内に飛散する現像剤による光源
及び光電変換素子の発光面及び受光面の汚染が直接的に
測定の誤差となる、また、実際にトナー現像することに
よる転写媒体の汚れが欠点として挙げられる、記録媒体
上に現像した参照画像の現像剤からの光反射を用いた測
定によるパッチ参照画像形成方式の現像剤濃度制御を最
低限しか行なわず、画像データによる現像剤補給推定累
積値に比例した現像剤の補給制御を極力行ない、さら
に、誤差を補正するためのパッチ参照画像形成方式によ
る現像剤の補給量に応じてこのパッチ参照画像形成方式
による現像剤の補給制御を行なうサイクルを変化させる
ようにしたので、或はまた、パッチ参照画像形成方式に
よる現像剤の補給量に応じて画像データ群の特徴の重み
付けを変更するようにしたので、画像データによる現像
剤の補給量の累積誤差を小さくでき、精度が良い現像剤
の補給が行なえるという効果がある。

【０１０９】さらに、画像データとその画像データ値及
び装置環境情報に対応する係数との演算処理により、現
像剤を補給制御するようにしたので、画像濃度レベルと
装置状態に応じた現像剤の高精度な補給が可能になると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１の実施例の要
部の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明を適用した電子写真方式のフルカラーの
ディジタル複写機の一例を示す概略構成図である。

【図３】図１の推定回路の詳細な回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第１の実施例における現像剤消費量の
推定方法を模式的に示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例における推定回路の詳細
な回路構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第３の実施例における現像剤補給制御
のシーケンスを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第４の実施例における空間周波数を検
出する特徴抽出回路の詳細なブロック図である。

【図８】本発明の第５の実施例における現像剤補給制御
のシーケンスを示すフローチャートである。

【図９】本発明の第６の実施例における現像剤補給制御
のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第７の実施例を適用した図２のディ
ジタル複写機の画像処理回路部の詳細な回路構成を示す
ブロック図である。

【図１１】本発明の第７の実施例におけるプリンタ部で
の画像データの流れを示すブロック図である。

【図１２】本発明の第７の実施例における現像剤補給制
御のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１３】本発明の第８の実施例における現像剤補給制
御のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１４】本発明の第９の実施例における現像剤補給制
御のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１５】本発明の第９の実施例におけるパラメータ変
更例を説明するための画像の一例を示す図である。

【図１６】図１５に示すようなベタ画像の多い画像を多
数枚複写した場合の空間周波数を示すヒストグラムであ
る。

【図１７】画像範囲内の画像濃度が一様である画像を多
数枚複写した場合の画像濃度を示すヒストグラムであ
る。

【図１８】本発明の第９の実施例におけるパラメータ変
更例を説明するための画像の他の例を示す図である。

【図１９】図１８に示すような縦縞の多い画像を多数枚
複写した場合のエッジパターンを示すヒストグラムであ
る。

【図２０】本発明の第１０の実施例の要部の回路構成を
示すブロック図である。

【図２１】本発明の第１０の実施例における特徴抽出回
路及び推定回路の詳細な回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２２】本発明の第１０の実施例を適用した電子写真
方式のフルカラーのディジタル複写機の構成を示すブロ
ック図である。

【図２３】本発明の第１１の実施例における特徴抽出回
路及び推定回路の詳細な回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２４】本発明の第１２の実施例における現像剤補給
制御のシーケンスを示すフローチャートである。

【図２５】画像特徴情報であるブロック内エッジ数とト
ナー消費量との関係を示す特性図である。

【図２６】画像特徴情報であるブロック内エッジ数と補
正係数との関係を示す図２５に対応する特性図である。

【図２７】画像特徴である空間周波数とトナー消費量と
の関係を示す特性図である。

【図２８】従来のカラー画像形成装置において使用され
ている光学反射光量検知方式の現像剤濃度制御装置を説
明するための概念図である。

【図２９】従来のカラー画像形成装置において使用され
ているパッチ参照画像形成方式の現像剤濃度制御装置を
説明するための概念図である。

【符号の説明】

２１画像入力部２２画像信号処理回路２３パルス幅変調回路２４半導体レーザ２５感光体ドラム２６現像器２７推定回路２８現像剤補給回路２９現像剤補給装置３１Ａ〜３１Ｃラインメモリ３２平均濃度算出回路３３２値化回路３４特徴抽出回路３５判定回路３６係数判定回路３７積算器３８ルックアップテーブル４１基本抽出回路４２縦抽出回路４３横抽出回路４４、４５減算器４６、４７カウンタ６３ＦＩＦＯ回路６７ＬＩＦＯ回路１０１ラインメモリ１０２２値化回路１０３特徴抽出回路１０４推定回路１０５平均濃度算出回路１０６環境検知手段２１２画像処理回路部２４１〜２４４感光体ドラム２５１〜２５４現像器２６１〜２６４トナーホッパー４０１画像読み取り部４０２画像信号処理回路４０３パルス幅変調回路４０４半導体レーザ駆動部４０５感光体ドラム４０６現像器４０７制御回路４０８現像剤補給回路４０９現像剤補給装置４１０半導体レーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｅ 9186−5Ｃ // Ｂ４１Ｊ 29/20 8804−2Ｃ (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 (72)発明者田原資明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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される画像データに基づき、記録媒
体上に形成される潜像を現像剤により現像し、可視画像
を形成する画像形成装置において、前記画像データ群の
特徴を抽出することにより、既知の画像特徴に対応する
現像剤消費特性に基づく前記画像データ群に対する現像
剤の消費量を推定し、該推定された現像剤の消費量に基
づき、現像剤の補給制御を行なうことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記画像特徴として、画像の種類を抽出
する手段を有することを特徴とする請求項１の画像形成
装置。
【請求項３】前記画像特徴として、画像の平均濃度を
抽出する手段を有することを特徴とする請求項１の画像
形成装置。
【請求項４】前記画像特徴として、画像の空間周波数
を抽出する手段を有することを特徴とする請求項１の画
像形成装置。
【請求項５】一定の画素領域において、画像の特徴に
応じた現像剤消費量の推定を行ない、この推定を全画像
領域に対して繰り返し行なうことを特徴とする請求項１
の画像形成装置。
【請求項６】入力される画像データに基づき、記録媒
体上に形成される潜像を現像剤により現像し、可視画像
を形成するとともに、前記画像データ群の特徴を抽出す
ることにより、既知の画像特徴に対応する現像剤消費特
性に基づく前記画像データ群に対する現像剤の消費量を
推定し、該推定された現像剤の消費量に基づき、現像剤
の補給制御を行なう画像形成装置において、前記画像特
徴として、画像の空間周波数を抽出する手段を有し、２
値化した画像データの主走査方向及び副走査方向に対し
て、データ値の１と０の反転回数を検出して前記抽出し
た空間周波数の判定を行なうことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項７】入力される画像データに基づき、記録媒
体上に形成される潜像を現像剤により現像し、可視画像
を形成する画像形成装置において、前記画像データ群の
特徴に対応した係数によって画像データ値を重み付け加
算し、現像剤の消費量を推定し、現像剤の補給制御を行
なう第１の現像剤補給量制御手段と、前記記録媒体上に
形成した特定の潜像の現像で付着した現像剤からの光反
射を用いて現像剤の濃度を検出し、現像剤の補給制御を
行なう第２の現像剤補給量制御手段とを具備し、通常は
前記第１の現像剤補給量制御手段により現像剤を補給
し、前記第１の現像剤補給量制御手段を用いての現像剤
の補給により生じた誤差を前記第２の現像剤補給量制御
手段により補うとともに、前記第２の現像剤補給量制御
手段により検出した現像剤補給量に応じて、前記第２の
現像剤補給量制御手段を動作させるサイクルを変化させ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】入力される画像データに基づき、記録媒
体上に形成される潜像を現像剤により現像し、可視画像
を形成する画像形成装置において、前記画像データ群の
特徴に対応した係数によって画像データ値を重み付け加
算し、現像剤の消費量を推定し、現像剤の補給制御を行
なう第１の現像剤補給量制御手段と、前記記録媒体上に
形成した特定の潜像の現像で付着した現像剤からの光反
射を用いて現像剤の濃度を検出し、現像剤の補給制御を
行なう第２の現像剤補給量制御手段とを具備し、通常は
前記第１の現像剤補給量制御手段により現像剤を補給
し、前記第１の現像剤補給量制御手段を用いての現像剤
の補給により生じた誤差を前記第２の現像剤補給量制御
手段により補うとともに、前記第２の現像剤補給量制御
手段により検出した現像剤補給量に応じて、前記第１の
現像剤補給量制御手段による現像剤補給量の推定での画
像データ群の特徴の重み付けを変更することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項９】入力される画像データに基づき、記録媒
体上に形成される潜像を現像剤により現像し、可視画像
を形成する画像形成装置において、前記画像データ群の
特徴を抽出する特徴抽出手段と、当該装置内の環境状態
を検知する環境検知手段と、前記特徴抽出手段からの特
徴情報と前記環境検知手段からの環境情報に応じて、予
め定められた推定条件で、現像剤の消費量を推定する推
定手段とを具備し、前記推定された現像剤の消費量に基
づき、現像剤の補給制御を行なうことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１０】前記特徴抽出手段からの特徴情報と前
記環境検知手段からの環境情報により、各々の画像デー
タ群の重み付け加算値を求め、該加算値に基づき、現像
剤の消費量を推定し、該推定された現像剤の消費量に基
づき、現像剤の補給制御を行なうことを特徴とする請求
項９の画像形成装置。
【請求項１１】複数色の現像剤により画像を形成する
ことを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１２】少なくとも１色以上の現像剤について
は画像データを用いない現像剤消費量の推定方法に基づ
き、現像剤の補給制御を行なうことを特徴とする請求項
１１の画像形成装置。
【請求項１３】前記環境情報とは、装置内に設けられ
た少なくとも１つ以上の温度、湿度検出手段からの温度
及び湿度情報であることを特徴とする請求項９の画像形
成装置。
【請求項１４】前記特徴情報及び前記環境情報により
規定された各々の画像データ群の重み付け係数を格納す
る係数格納手段をさらに有し、前記特徴情報と環境情報
に基づいて、前記係数格納手段に格納されている係数デ
ータを選択し、該選択された係数を用いて、各々の画像
データ群の重み付け加算値を求め、該加算値に基づき、
現像剤の消費量を推定することを特徴とする請求項９の
画像形成装置。
【請求項１５】前記特徴情報及び前記環境情報に基づ
いて、各々の画像データ群の重み付けをルックアップテ
ーブルにより行ない、前記特徴情報及び前記環境情報に
応じて重み付けをされたデータの加算値を求め、該加算
値に基づき、現像剤の消費量を推定することを特徴とす
る請求項９の画像形成装置。
【請求項１６】前記特徴情報及び前記環境情報により
規定された各々の画像データ群の重み付け係数を格納す
る係数格納手段をさらに有し、前記環境情報に基づい
て、前記係数格納手段に格納されている係数データを書
き換え、該書き換えられた係数を用いて、各々の画像デ
ータ群の重み付け加算値を求め、該加算値に基づき、現
像剤の消費量を推定することを特徴とする請求項９の画
像形成装置。
【請求項１７】前記特徴情報及び前記環境情報に基づ
いて、各々の画像データ群の重み付けをルックアップテ
ーブルにより行ない、前記環境情報に基づいて、前記ル
ックアップテーブルの内容を書き換えることにより、前
記特徴情報及び前記環境情報に応じて重み付けをされた
データから、現像剤の消費量を推定することを特徴とす
る請求項９の画像形成装置。