特許 7400490 画像形成装置及び画像形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】画像形成装置及び画像形成方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/01 20060101AFI20231212BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G03G15/01 R

G03G15/00 303

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020007355

(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公開番号】P2021113943

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(74)【代理人】

【識別番号】100194283

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 大勇

(72)【発明者】

【氏名】萬田 悦子

【審査官】内藤 万紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０６６０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－０６１３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０１９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０７３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８３００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０１

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充填されたシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いてトナー像を形成するカラー用画像形成ユニットと、充填されたブラックのトナーを用いてトナー像を形成するブラック用画像形成ユニットとを備え、前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットでそれぞれ形成されたトナー像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成装置であって、
目標の各階調と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブルを記憶するカラーテーブ
ル記憶部と、
前記カラー用画像形成ユニットで用いるトナーが全てブラックに入れ替えられた状態で、多階調モノクロ画像の形成を指示されると、前記階調変換用カラーテーブルに基づいて、目標の階調を色値に変換し、変換した色値に基づいて前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットによる画像形成を制御する多階調制御部と、を具備することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記階調変換用カラーテーブルの色値は、前記カラー用画像形成ユニットによるトナー使用量と前記ブラック用画像形成ユニットによるトナー使用量とが、前記カラー用画像形成ユニットのトナー残量と前記ブラック用画像形成ユニットのトナー残量とのトナー残量比となるように設定されてい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】

充填されたシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いてトナー像を形成するカラー用画像形成ユニットと、充填されたブラックのトナーを用いてトナー像を形成するブラック用画像形成ユニットとを備え、前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットでそれぞれ形成されたトナー像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成方法であって、
目標の各階調と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブルを記憶しておき、
前記カラー用画像形成ユニットで用いるトナーが全てブラックに入れ替えられた状態で、多階調モノクロ画像の形成を指示されると、前記階調変換用カラーテーブルに基づいて、目標の階調を色値に変換し、変換した色値に基づいて前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットによる画像形成を制御することを特徴とする画像形成方法。

【請求項4】

前記階調変換用カラーテーブルの色値は、前記カラー用画像形成ユニットによるトナー使用量と前記ブラック用画像形成ユニットによるトナー使用量とが、前記カラー用画像形成ユニットのトナー残量と前記ブラック用画像形成ユニットのトナー残量とのトナー残量比となるように設定されていることを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。

【請求項5】

前記トナー残量比を取得し、
トナー使用量が前記トナー残量比となる色値の組み合わせを複数組生成し、
複数組生成した色値の組み合わせのチャートを前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットによってそれぞれ形成し、
前記チャートの階調を測定した測定値に応じて前記階調変換用カラーテーブルを生成することを特徴とする請求項４記載の画像形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のトナー像を重ね合わせることでカラー画像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合の階調再現性を向上させるために、入力された多階調モノクロ画像データの入力輝度情報を取得する輝度情報取得部と、前記取得された入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成する色相情報置換部と、前記色相データを印刷用の色空間に変換して多階調カラー画像データを生成する色変換部とを備える画像処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合に、用紙上での階調を輝度に代えて色相に基づいて再現することができ、階調再現性を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－６６０１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、レントゲン画像などの医療用画像は、依然として黒色の画像品質に対する要求が高く、背景の黒色の濃度を濃くすることが求められている。

【0005】

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを全てＫのトナーに入れ替えることで、多階調モノクロ画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の画像形成装置は、充填されたシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いてトナー像を形成するカラー用画像形成ユニットと、充填されたブラックのトナーを用いてトナー像を形成するブラック用画像形成ユニットとを備え、前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットでそれぞれ形成されたトナー像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成装置であって、目標の各階調と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブルを記憶するカラーテーブル記憶部と、前記カラー用画像形成ユニットで用いるトナーが全てブラックに入れ替えられた状態で、多階調モノクロ画像の形成を指示されると、前記階調変換用カラーテーブルに基づいて、目標の階調を色値に変換し、変換した色値に基づいて前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットによる画像形成を制御する多階調制御部と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の画像形成方法は、充填されたシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いてトナー像を形成するカラー用画像形成ユニットと、充填されたブラックのトナーを用いてトナー像を形成するブラック用画像形成ユニットとを備え、前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットでそれぞれ形成されたトナー像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成方法であって、目標の各階調と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブルを記憶しておき、前記カラー用画像形成ユニットで用いるトナーが全てブラックに入れ替えられた状態で、多階調モノクロ画像の形成を指示されると、前記階調変換用カラーテーブルに基づいて、目標の階調を色値に変換し、変換した色値に基づいて前記カラー用画像形成ユニット及び前記ブラック用画像形成ユニットによる画像形成を制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、目標の階調に応じた色値で画像を形成することができるため、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを全てＫのトナーに入れ替えることで、多階調モノクロ画像を形成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る画像形成装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示す画像形成部の構成を示す模式断面図である。

【図3】図１に示すトナー使用情報の一例を示す図である。

【図4】図１に示す階調変換用カラーテーブルの生成動作を説明するフローチャートである。

【図5】図１に示す組み合わせ生成部によって生成される色値の組み合わせの一例を示す図である。

【図6】図１に示す階調変換用カラーテーブルの一例を示す図である。

【図7】図１に示す階調変換用カラーテーブルの再生成動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。

【0010】

本実施の形態の画像形成装置１０は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のトナー像を重ね合わせることでカラー画像を形成す機能を有する複写機や複合機等の画像形成装置であり、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを全てＫのトナーに入れ替えることで、多階調モノクロ画像を形成可能に構成されている。

【0011】

画像形成装置１０は、図１を参照すると、制御部１１と、操作部１２と、原稿読取部１３と、記憶部１４と、画像処理部１５と、通信部１６と、画像形成部２０とを備えている。

【0012】

操作部１２は、タッチパネルや、テンキー、リセットキー、ストップキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、表示部及び入力部として機能するユーザーインターフェースである。

【0013】

原稿読取部１３は、原稿給紙装置により給紙されてきた原稿や、図示しないプラテンガラスに載置された原稿に対して光を照射し、その反射光等を受光して原稿画像を読み取るスキャナーである。

【0014】

記憶部１４は、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段であり、原稿読取部１３によって読み取られた画像データ、通信部１６によって受信された画像データが記憶される。また、記憶部１４には、トナー使用情報３１が記憶されていると共に、階調変換用カラーテーブル３２が記憶される。

【0015】

トナー使用情報３１は、図３に示すように、色値とトナー使用量の関係を示す情報である。色値は、色を指定するための値であり、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色が０～２５５の値で指定される。なお、本実施の形態では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのいずれでも同一のトナー使用情報３１に基づいて画像形成するように構成したが、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋがそれぞれ異なるトナー使用情報３１に基づいて画像形成するようにして良い。

【0016】

階調変換用カラーテーブル３２は、多階調モノクロ画像の形成時に使用する情報であり、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを全てＫのトナーに入れ替えた際に生成される。階調変換用カラーテーブル３２の生成方法については、後述する。

【0017】

画像処理部１５は、文書データに対して所定の画像処理を行う手段であり、例えば、拡大縮小処理や、濃度調整、階調調整等の画像処理が行われる。

【0018】

通信部１６は、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク５０を介して、画像形成部２０で形成する画像データを受信する機能を有する。

【0019】

画像形成部２０は、図２を参照すると、イエローに対応する電子写真方式の画像形成ユニット２１ｙと、シアンに対応する電子写真方式の画像形成ユニット２１ｃと、マゼンタに対応する電子写真方式の画像形成ユニット２１ｍと、黒に対応する電子写真方式の画像形成ユニット２１ｋと、定着装置２２とを備えている。

【0020】

画像形成部２０では、画像形成ユニット２１ｃで形成されたシアンのトナー像と、画像形成ユニット２１ｍで形成されたマゼンタのトナー像と、画像形成ユニット２１ｙで形成されたイエローのトナー像と、画像形成ユニット２１ｋで形成された黒のトナー像とが記録紙に重ねて転写される。そして、各色のトナー像が重ねて転写された記録紙には、定着装置２２によりトナー像が溶融定着されることで画像が形成される。

【0021】

また、画像形成部２０は、画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｋに供給するそれぞれのトナーを収容するトナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｋがそれぞれ装着される装着部２４ｃ、２４ｙ、２４ｍ、２４ｋを備えている。なお、トナーコンテナ２３ｋは、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍによりも大きく、充填量が多いものが用いられている。

【0022】

さらに、画像形成部２０は、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｋに収容されているそれぞれのトナー残量Ｔｒｃ、Ｔｒｙ、Ｔｒｍ、Ｔｒｋを検出するトナー残量検出部２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋを備えている。トナー残量検出部２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋは、例えば、収容されたトナーの透磁率を検出する透磁率センサーや、光学的にトナーの有無を検出する光センサーで構成される。

【0023】

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の情報処理部である。ＲＯＭには画像形成装置１０の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部１１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、装置全体の制御を行う。また、制御部１１は、多階調制御部４１、組み合わせ生成部４２、チャート生成部４３、階調変換用カラーテーブル生成部４４として機能する。

【0024】

なお、制御部１１は、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍのトナーが全てＫのトナーに入れ替えられた状態において、カラー画像の形成指示を受け付けないように構成される。

【0025】

組み合わせ生成部４２は、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍの全てがＫのトナーコンテナ２３ｋ_Ｓに切り替えられた際や、トナーコンテナ２３ｋ_Ｓに切り替えられた後の所定の期間ごとに、トナー残量検出部２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋによって検出された各トナー残量を取得し、トナー使用情報３１を参照することで、トナー使用量がトナー残量比となる色値の組み合わせを複数組生成する。

【0026】

チャート生成部４３は、組み合わせ生成部４２によって生成された複数組の色値のチャートを生成し、生成したチャートを画像形成部２０によって記録紙に画像形成して、階調（Ｌ値）を測定するチャート紙として出力する。

【0027】

階調変換用カラーテーブル生成部４４は、操作部１２によって色値の組み合わせ毎の測定結果を受け付けると、目標の階調（Ｌ値）と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブル３２を生成し、記憶部１４に記憶させる。

【0028】

次に、階調変換用カラーテーブル３２の生成動作について図４乃至図６を参照して詳細に説明する。

【0029】

図４を参照すると、組み合わせ生成部４２は、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍの全てがＫのトナーコンテナ２３ｋ_Ｓに切り替えられた際に、トナー残量検出部２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋによって検出された各トナー残量のトナー残量比を取得すると共に（ステップＳ１０１）、記憶部１４に記憶されているトナー使用情報３１を取得する（ステップＳ１０２）。

【0030】

トナーコンテナ２３ｋは、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍと切り替えるトナーコンテナ２３ｋ_Ｓよりも大きく、本実施の形態において、そのトナー残量比は、トナーコンテナ２３ｋ：トナーコンテナ２３ｋ_Ｓ＝５０：３０に設定されている。従って、トナーコンテナ２３ｋが満杯の状態でトナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍをトナーコンテナ２３ｋ_Ｓに切り替えた場合、ステップＳ１０１で取得されるトナー残量比は、５０：３０となる。なお、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍと切り替えるトナーコンテナ２３ｋ_Ｓは同容量として以下説明するが、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍと切り替えるトナーコンテナ２３ｋ_Ｓが異なる容量であっても良い。

【0031】

次に、組み合わせ生成部４２は、トナー残量比を反映したトナー使用量の組み合わせを複数組生成する（ステップＳ１０３）。組み合わせ生成部４２は、例えば、図５（ａ）に示すように、ステップＳ１０１で取得されたトナー残量比（５０：３０）で画像形成ユニット２１ｋ（以下、Ｋ（大）と称す）でのトナー使用量と画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ（以下、Ｋ（小）と称す）でのトナー使用量との組み合わせを複数組生成する。図５（ａ）には、Ｋ（大）でのトナー使用量を０．０５ｇ単位で変化させた９組のトナー使用量の組み合わせが示されている。

【0032】

次に、組み合わせ生成部４２は、生成したトナー使用量の組み合わせをトナー使用情報３１に基づいて、図５（ｂ）に示すような色値の組み合わせに変換する（ステップＳ１０４）。

【0033】

次に、チャート生成部４３は、組み合わせ生成部４２によって生成された複数組の色値のチャートをそれぞれ生成し、生成したチャートを画像形成部２０によって記録紙に画像形成して、階調（Ｌ値）を測定するチャート紙として出力する（ステップＳ１０５）。

【0034】

ユーザーは、各チャートのそれぞれで階調（Ｌ値）を測定し、測定値を操作部１２によってチャート（色値の組み合わせ）毎に入力する。

【0035】

階調変換用カラーテーブル生成部４４は、図６（ａ）に示すように、操作部１２によってチャート（色値の組み合わせ）毎の測定値を受け付けると、図６（ｂ）に示すように、測定値間の階調（Ｌ値）を補完し、目標の各階調（Ｌ値）と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブル３２を生成し、記憶部１４に記憶させる。

【0036】

次に、階調変換用カラーテーブル３２の再生成動作について図７を参照して詳細に説明する。

【0037】

図７を参照すると、組み合わせ生成部４２は、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍの全てがＫのトナーコンテナ２３ｋ_Ｓに切り替えられた後の所定の期間ごとに、トナー残量検出部２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋによって検出された各トナー残量のトナー残量比を取得し（ステップＳ２０１）、

【0038】

次に、制御部１１は、今回取得した現トナー残量比と、前回取得した前回トナー残量比とを比較し（ステップＳ２０２）、現トナー残量比が前回トナー残量比から変化しているか否かを判断する（ステップＳ２０３）例えば、Ｋ（大）／Ｋ（小）の値が予め設定された閾値以上変化している場合に、ステップＳ２０３でＹｅｓと判断される。通常のモノクロ処理が入り、Ｋ（大）のみで黒のトナーが消費された場合に、Ｋ（大）／Ｋ（小）の値が小さくなる。

【0039】

ステップＳ２０３においてＮｏで現トナー残量比が前回トナー残量比から変化していない場合、制御部１１は、再生成動作を実行することなく、処理を終了する。

【0040】

ステップＳ２０３においてＹｅｓで現トナー残量比が前回トナー残量比から変化している場合、制御部１１は、図４に示す階調変換用カラーテーブル３２の生成動作を実行することで（ステップＳ２０４）、階調変換用カラーテーブル３２を再生成して、処理を終了する。

【0041】

以上説明したように、本実施の形態によれば、充填されたシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ（カラー用画像形成ユニット）と、充填されたブラックのトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット２１ｋ（ブラック用画像形成ユニット）とを備え、画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｋでそれぞれ形成されたトナー像を重ね合わせることで画像を形成する画像形成装置１０であって、目標の各階調と色値とを対応付けた階調変換用カラーテーブル３２を記憶する記憶部１４（カラーテーブル記憶部）と、画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍで用いるトナーが全てブラックに入れ替えられた状態で、多階調モノクロ画像の形成を指示されると、階調変換用カラーテーブル３２に基づいて、目標の階調を色値に変換し、変換した色値に基づいて画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｋによる画像形成を制御する多階調制御部４１とを備えている。
この構成により、目標の階調に応じた色値で画像を形成することができるため、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーを全てＫ（ブラック）のトナーに入れ替えることで、多階調モノクロ画像を形成することができる。

【0042】

さらに、本実施の形態において、階調変換用カラーテーブル３２の色値は、画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍによるトナー使用量と画像形成ユニット２１ｋによるトナー使用量とが、画像形成ユニット２１ｃ、２１ｙ、２１ｍのトナー残量と画像形成ユニット２１ｋのトナー残量とのトナー残量比となるように設定されている。
この構成により、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｋのトナー残量の比率を考慮した階調変換用カラーテーブル３２にすることで、トナーコンテナ２３ｃ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｋのトナー減りが同等になり、交換するタイミングを同じにできる。

【0043】

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

【符号の説明】

【0044】

１０ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 操作部
１３ 原稿読取部
１４ 記憶部
１５ 画像処理部
１６ 通信部
２０ 画像形成部
２１ｃ、２１ｙ、２１ｍ、２１ｋ 画像形成ユニット
２２ 定着装置
２３ｃ、２３ｙ、２３ｍ、２３ｋ トナーコンテナ
２４ｃ、２４ｙ、２４ｍ、２４ｋ 装着部
２５ｃ、２５ｙ、２５ｍ、２５ｋ トナー残量検出部
３１ トナー使用情報
３２ 階調変換用テーブル
４１ 多階調制御部
４２ 組み合わせ生成部
４３ チャート生成部
４４ 階調変換用カラーテーブル生成部
５０ ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】