JP2004361940A - 画像形成装置及びカートリッジ、カートリッジに搭載される記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体の使用量によらず安定した画質を維持して、現像剤使用量を低減することを可能とする画像形成装置及びカートリッジ、カートリッジに搭載される記憶装置を提供する
【解決手段】 現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置において、前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記画像形成条件を設定するための情報とに応じて前記第２の画像形成モードにおける画像形成条件を変更する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１９

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に、レーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置およびカートリッジ、カートリッジに搭載される記憶装置に関するものである。

図２において、レーザービームプリンタなどの電子写真画像形成装置の説明をおこなう。図２に示すような電子写真画像形成装置は、帯電手段２により均一に帯電された電子写真像形成担持体１（以下、「像形成担持体」という）に対し、画像情報に対応した光を像形成担持体１に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段で記録材料である現像材（以下「トナー」）を供給して画像として顕像化し、更に像形成担持体から記憶媒体である記録紙Ｐへ画像を転写し、トナーを保持した記録紙はトナー像を乱さぬよう、定着装置１８へ転送され、定着装置１８において熱圧着されることで、記録紙上に永久画像として記録され、出力される。現像手段にはトナーを収容した現像材収納部４としてのトナー容器が連結しており、画像を形成することでトナーは消費されていく。トナー容器や現像手段、像形成担持体、帯電手段などはプロセスカートリッジとして一体に構成されることが多く、トナーがなくなった際使用者はプロセスカートリッジを交換することで、再び画像を形成することができる。

プロセスカートリッジには容器容積によって決められたトナー量が搭載されている。従ってユーザーがプリントできる枚数は、通常、このトナー量に相関する。使用者によっては、トナー消費量を減少させトナーを節約し、より多くの枚数をプリントする使用者も増えている。また、自動的にトナー消費量を低減することのできる低消費モードやドラフトモードといった画像形成モードを持ったレーザービームプリンタも増えてきている。

トナー消費量を減少させるための手段として、現像コントラストを変化させる手段、レーザー光量を変化させる手段等がある。現像コントラストを変化させたり、レーザー光量を変化させることで、像形成担持体上に形成された潜像を変化させ、現像する際にトナーの載り量を減らすことができる。

しかしながら、現像コントラストやレーザー光量のみでトナー消費量を減少させた場合、ある程度面積の広いべた黒などの画像では画質の変化が目立たない条件でも、細線や文字などの画像では線幅が非常に細くなり、貧弱な画質となることがある。

そこで、線幅を確保しながらトナー消費量を低減させる手段として、２値画像で構成される画像の輪郭部はそのままの濃度で印刷し、画像の内部においてトナー消費量を低減させる制御方法を行うことによって、線幅を確保しつつ、トナー消費量を減少させることを可能とした。このときの制御方法とは、図３に示すように印刷対象の画像データ３０１に対し、輪郭部分はそのままの濃度で、べた黒画像のような画素の集合部の内部について印字しない空点をちりばめるディザ画像化３０２や１ドット単位でレーザーの発光量や点灯幅を変化させるハーフトーン画像化３０３のことをいう（例えば、特許文献１参照。）。

なお、このような、画像を変調することによりトナーの載り量を抑える画像形成モードを「低消費モード」という。
特開平９−０８５９９３号公報

しかしながら、上記従来例で示した画像制御手段では以下に示すような問題が生じる。

従来用いられてきた画質を保持した低消費モードの画像制御手段は、得られた画像に対し、画素集合部の輪郭部分を元画像の濃度のまま印刷し、中央部においてディザ画像化およびハーフトーン画像化し、トナー消費量を低減するものであった。このときの画像制御手段は輪郭部以外はすべての画像に対し一律に適応されるものであった。また、使用状況に応じて、ディザ画像化するパターンおよびハーフトーン画像化する割合を切り替えることで、画質を保持した低消費モードを提供することを可能とした。

しかし、ディザ画像化による低消費モードを行った場合、従来用いれられてきた、低消費モードにおけるトナー消費量よりもさらに多くのトナー消費量を低減しようとした場合、空点部分が非常に目立ち、本来べた黒であるはずの画像が、網目状の画像となるなどの問題がある。

さらに、昨今のレーザービームプリンタでは、普及とともにトナーカートリッジの使用可能枚数が増加し、さらなる長寿命化、使用可能枚数の増加が行われている。長寿命化が行われることで、トナーカートリッジが初期状態のものと、通紙履歴が極端に多いものとではべた黒画像の濃度や線幅に対し、画質の品位を劣化させてしまうことがある。特に、像形成担持体の感光層に耐久で削れやすい材質を使用した場合に顕著となる。（像形成担持体の感度特性が異なる材質を用いた場合）。

また、レーザースキャナーの発光時間や発光光量を変化させたハーフトーン画像化による低消費モードを行った場合、像形成担持体の感光層の耐久変化の影響を受けやすくなるという問題を生じる。すなわち、ハーフトーン処理を行わない場合の通常のレーザー光では像形成担持体の使用による感光層の摩耗による感度変化の影響をほとんど受けなかったものが、発光時間や発光光量を変化させたレーザー光に対しては、像形成担持体の感光層の耐久劣化、つまり、像形成担持体の摩耗により感光層が薄くなればなるほど像担持体の感度が低下し、大きな濃度低下、および線幅の劣化を生じてしまう。

さらに、像形成担持体の感度変化を検出するための濃度センサーや像形成担持体露光電位センサーの設置も可能であるが、上記センサー類の検出回路を組み込むためのコスト面の問題や、センサーを設置するための設置箇所を確保するための問題がある。

加えて、従来に示すようなべた黒画像や線幅といった画像面積の異なるパターンでは、画像面積の差より、画質を保持するために必要なトナー消費量が異なり、画像面積にかかわらず一律なトナー消費量低減手段であるとトナー消費量の減少率を犠牲にする必要があった。

また、プロセスカートリッジの多様化に伴い、同一の画像形成装置本体に着脱可能なトナー容量の異なるプロセスカートリッジが実用化されており、例えば、トナー容量を小さくして価格を抑えたプロセスカートリッジなどが実用化されている。こういったトナー容量の異なるプロセスカートリッジにおける像形成担持体（感光体）は、コストを抑えるためそれぞれのトナー容量にあわせた膜厚にすることがある。そのため、トナー低消費モードを用いてトナー消費量を低減させた場合、トナー容量の異なる、それぞれのプロセスカートリッジで初期のドラム膜圧が異なっているため、ドラムの使用耐久推移や画質の違いの差が大きくなってしまうという問題が生じる。

上記の課題を解決するために、本発明は、像担持体の使用量によらず安定した画質を維持して、現像剤使用量を低減することを可能とする画像形成装置及びカートリッジ、カートリッジに搭載される記憶装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明の画像形成装置は、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置において、
前記像担持体の使用量の複数のレベルに対応じた前記画像形成条件を設定するための情報を記憶する記憶手段と、前記像担持体の使用量と、前記記憶手段に記憶されている情報とに応じて前記第２の画像形成モードにおける画像形成条件を変更する制御手段と、
を有することを特徴とする。

また、本発明のカートリッジは、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、前記像担持体と、前記カートリッジに係わる情報を記憶する記憶手段と、を有し、
前記記憶手段は、前記第２の画像形成モードにおける前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有することを特徴とする。

また、本発明の記憶装置は、像担持体を有し、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載される記憶装置において、前記第２の画像形成モードにおける前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有することを特徴とする。

また、本発明の他の記憶装置は、像担持体を有し、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載される記憶装置において、前記像担持体の使用量に対応した画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有し、前記前記像担持体の使用量に対応した画像形成条件を設定するための情報とは、前記第２の画像形成モードにおいて使用され、前記第１の画像形成モードにおいて使用されない情報であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、像担持体の使用量と、像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報とに応じて、画像形成条件を変更して、像担持体の使用量によらず安定した画質を維持して、現像剤使用量を低減することが可能となる。

また、本発明によれば、像担持体の使用量と、像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報である露光装置の露光条件とに応じて、画像形成条件を変更して、像担持体の使用量によらず安定した画質を維持して、現像剤使用量を低減することが可能となる。

また、本発明によれば、像担持体の使用量と、像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報とに応じて、記録画像を判別するための画素集合パターンを選択して、画像形成条件を変更して、像担持体の使用量によらず安定した画質を維持して、現像剤使用量を低減することが可能となる。

（実施例１）
図２は本発明を適用する画像形成装置の略断面図である。

図２において、１は像担持体たる感光像形成担持体であり、ＯＰＣ、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されており、駆動手段Ａにより矢示の時計方向ａに所定の周速度で回転駆動される。

２は回転する感光像形成担持体１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電手段であり、本例では帯電ローラを使用した接触帯電装置を用いている。

３は画像情報露光手段であり、本例ではレーザービームスキャナーを用いている。

このスキャナー３は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有してなり、不図示のホスト装置から送られてきた画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬを出射して感光像形成担持体１の一様に帯電された表面を走査露光し、静電潜像を形成する。４はプロセスカートリッジを構成する現像装置であり、感光像形成担持体１上の静電潜像をトナー像として現像する。

現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。

５は弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材としての転写ローラであり、感光像形成担持体１に対して加圧接触させて転写ニップ部Ｎを形成しており、駆動手段Ｂにより矢示の反時計方向ｂに所定の周速度で回転駆動される。

感光像形成担持体１上に形成されたトナー像は、該転写ニップ部Ｎに対して給紙部から給紙された被記録材Ｐ（被転写材）に対して順次静電転写される。

手差し給紙部７やカセット給紙部１４等の給紙部から給紙された被記録材Ｐは、プレフィードセンサ１０で待機した後に、レジストローラ１１、レジストセンサ１２、転写前ガイド１３を通過して転写ニップ部Ｎ（画像形成部）に給紙される。

被記録材Ｐは、レジストセンサ１２によって感光像形成担持体１の表面に形成されたトナー像と同期取りされて、感光像形成担持体１と転写ローラ５とで形成される転写ニップ部Ｎに供給される。

また、給紙部において記録材Ｐの給紙時に複数の記録材を誤って給紙してしまう重送と言った問題を解消するために、分離ローラ（８、１５）等が設けられている。転写ニップ部Ｎにおいてトナー像の転写を受け、転写ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは、感光像形成担持体１の面から分離され、シートパス９を通って定着装置１８へ搬送される。本例の定着装置１８は加熱フィルムユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接ローラ対からなるフィルム加熱方式の定着装置であり、トナー像を保持した被記録材Ｐは加熱フィルムユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接部である定着ニップ部ＴＮで狭持搬送されて加熱・加圧を受けることでトナー像が被記録材Ｐ上に定着され永久画像となる。

トナー像が定着された被記録材Ｐは排紙ローラ１９に従って、フェイスアップ１６もしくはフェイスダウン１７へ排出される。

一方、被記録材Ｐに対するトナー像転写後の感光像形成担持体１の表面は、プロセスカートリッジのクリーニング装置６により転写残留トナーの除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。本例のクリーニング装置６はブレードクリーニング装置であり、６ａはそのクリーニングブレードである。

次に、本発明の画像形成装置制御部およびプロセスカートリッジについての詳細な説明を図１を用いながら行う。

本発明で用いられる電子写真画像形成装置（以下、「装置本体」という）は、ホストコンピュータからの画像信号を受け取り、可視化された画像として出力するレーザービームプリンタであり、電子写真像形成担持体、現像手段、現像剤（トナー）等の消耗品をプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱し交換可能にした電子写真画像形成装置である。

図１に示すように、画像形成装置制御部１０１は、装置本体の形成動作を行う中央処理演算装置である本体ＣＰＵ１０３と、カートリッジに搭載されている記憶装置と通信を行うＩＯ制御部１０４、得られた画像信号１０７を画像処理する画像処理制御部１０５、帯電バイアスや現像バイアスなどの高圧出力の制御を行う高圧出力制御部２００，出力画像信号に応じてレーザースキャナーの発光制御を行うレーザー駆動制御部１０６、プロセス条件などの設定値や、画像処理方法、ホストコンピュータから送信された画像情報などを記憶する記憶装置１２４によって構成される。

プロセスカートリッジ１０２が装置本体に挿入された場合、および、装置本体に電源が投入された場合、ＩＯ制御部１０４はカートリッジに付随する記憶装置１１１と通信を行い、プロセス条件や使用履歴といった種々の記憶値を取得する。ＩＯ制御部１０４によって得られた記憶値は、記憶装置１２４の記憶値とともに本体ＣＰＵ１０３に送信され、画像形成を行う際の、データとして使われる。

画像形成装置に接続される画像形成入力部１００であるコンピュータ本体より送信された画像信号１０７は、画像処理制御部１０５において、エッジ処理や濃度調整などといった画像処理を行い最適な画像形成を行えるような画像信号として処理される。

本体ＣＰＵ１０４は、カートリッジの記憶装置１１１から得られた記憶値と、画像処理を終えた画像信号とから、最適なプロセス条件値を算出し、最適なプロセス条件値で画像を形成する。

また、プロセスカートリッジ１０２（以下、「カートリッジ」という）は、電子写真像形成担持体である像形成担持体１１２と、像形成担持体１１２を均一に帯電するための帯電手段としての帯電ローラ１１３，現像装置１１４と、像形成担持体１１２の表面を清掃するクリーニング手段であるクリーニングブレード１１５と、クリーニングブレード１１５により像形成担持体１１２から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器１１６とが一体的に構成され、装置本体に取り外し可能に装着される。

現像装置１１４は、現像剤であるトナーＴを収容する現像剤収納部であるトナー容器１１７、トナー容器１１７と連結された現像容器１１８、像形成担持体１１２に対向配置された現像手段としての現像ローラ１１９、現像ローラ１１９に当接し、トナー層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレード１２０、及びトナー容器１１７内のトナーＴを攪拌し現像容器内へトナーＴを送り込むトナー容器内攪拌部材１２１、トナー容器から送り込まれたトナーＴを現像ローラ１１９へ搬送する攪拌部材１２２を備えている。

又、カートリッジの使用前には、トナー容器１１７と現像容器１１８の間にトナー封止部材１２３が貼着されている。

このトナー封止部材１２３は、カートリッジの輸送中等に激しい衝撃が発生した場合等でもトナーが洩れることのないように設けられ、装置本体にカートリッジを装着する直前にユーザーによって開封される。

尚、本実施例においては、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。

また、本実施例に使用される記憶装置１１１には、画像形成に必要な帯電バイアス設定値や、現像バイアス設定値、露光手段であるレーザーの光量設定値等といった画像形成プロセス設定値や、像形成担持体使用量やトナー残量などの使用量等を記憶している。また、通紙履歴に応じてバイアス設定値などを切り替えて使用する場合、切り替えタイミングである閾値情報や閾値情報に応じて切り替えられる設定値などが記憶されている。

以上説明した上記構成において、像形成担持体が帯電ローラによって均一に帯電され、その表面をレーザースキャナーから照射される画像信号に応じたレーザー光によって走査露光なされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ等の作用によって、トナーが付着されてトナー像として可視化される。

図４は画像処理の流れを示した図であり、図４を用いて画像処理の概略を説明する。

なお、図１と同様の部分には同じ番号を用いて記載してある。

図４においてプリンタ本体には文章や図といった画像情報１０７を送信するパーソナルコンピュータやホストコンピュータなどのコンピュータ機器１００が接続されている。このコンピュータ機器１００より、プリンタ本体４０３へ画像情報１０７が信号線４０４を介して送信され、送信された画像情報１０７はプリンタ本体内４０３の本体ＣＰＵ１０３や、本体ＣＰＵ内に設けられている画像が出力されるまでの間、画像データを一時的に保存する揮発性記憶装置（不図示）などに送られる。

そして、記録用紙１枚に印刷されるすべての画像情報１０７が取得できたことが確認されれば、プリンタ本体は印刷動作を開始する。印刷動作の開始後、レーザー駆動制御部１０６に画像情報１０７が信号線４０８を介して送信され、画像情報１０７に応じてレーザースキャナ１０８のレーザーを信号線４１０を介して発光・非発光制御する信号を送信して、感光体４１１上に静電潜像４１２を形成する。

ここで、コンピュータ機器より送信される画像データは、プリンタ本体の解像度の最小単位である１ｄｏｔ毎に、レーザースキャナの発光を制御するコードが入力されている。たとえば、ドットを打つのか打たないのかといった２値データが保存されている場合や、灰色などのハーフトーンを含んだ多値データなどが保存されている。また、ここで解像度の最小単位である１ｄｏｔを１画素という。

そして、この１画素毎の２値データ、または、多値データに基づいて、レーザースキャナ１０８の発光時間や光量が制御され、感光体上に静電潜像の電位差となって現れ、トナーの載り量を制御し濃度を調整し、豊かな階調性を得ている。

通常の画像形成モードでは、画像信号に応じた１画素ごとのデータに基づいて、レーザスキャナ１０８の発光量（発光時間または発光光量）をＣＰＵ１０３が制御して、レーザを発光させて感光体上に潜像を形成することによって画像を形成している。

これに対して、通常の画像形成モードとは異なる画像形成条件で画像を形成するモード、すなわち、通常の画像形成モードよりもトナーの消費量を低減させてトナーを節約して印字するトナー低消費モードがある。ここで、本実施例のトナー低消費モードについて図５を用いて説明する。本実施例の方法は、画素の集合割合に応じて行う、一律ではないトナー消費量低減のための画像処理方法である。

なお、この通常の画像形成モードとトナー低消費モードの選択は、画像形成装置に設けられているオペレーションパネル（不図示）のスイッチによる選択指示、または、外部コンピュータ（図１の１００）などからのコマンド入力などによって選択可能になっている。

ここで、本実施例で用いる画素の集合割合に応じて行う、一律ではないトナー消費量低減のための画像処理方法を図５を用いて説明する。なお、図１と同様の部分については同じ番号を用いて記載してある。

図５において、外部コンピュータ１００からレーザプリンタに送信される画像情報がレーザプリンタのＣＰＵ１０３で受信され、ＣＰＵ１０３もしくは記憶装置（不図示）に保持される。ＣＰＵ１０３は、不図示のオペレーションパネルからの指示信号、もしくは、外部コンピュータからのコマンドに応じて、通常の画像形成モードで印字するか、もしくは、トナー低消費モードで印字するかを判断する。通常の画像形成モードであると判断された場合には、矢印Ａでしめされているように、画像情報（元画像）５０２をレーザ駆動制御部１０６に送信する。また、トナー低消費モードであると判断された場合には、矢印Ｂで示されているように、画像情報（元画像）５０２を、画像処理を行う画像処理制御部１０５へ送信する。画像処理部１０５にて元画像が画素毎に解析され、小面積の画素集合領域である場合と、大面積の画素集合領域である場合に分けられる。パターン処理部５０では、小面積の画素集合領域である場合には、５０４の処理パターンで画像処理され、大面積の画素集合領域である場合には、５０５の処理パターンで画像処理が行われる。画像処理処理部１０５へ送られた画像情報５０６に対し画像処理が行われた後、再び本体ＣＰＵ１０３へ送信され、画像処理後の処理画像５０７としてレーザ駆動制御部１０６に送信されレーザーの発光制御に使われる。

図６においてトナー消費量を低減させる場合の画像処理の効果を示す。

図６−ａにおいて、比較的現像を行う画素面積の小さな小面積画像６０１と画素面積の大きな大面積画像６０２がある。ここであげた小面積画像６０１と大面積画像６０２は画像情報６０４の一部に含まれる。

図６−ａでのセル６０３は１画素を示し、６００ｄｐｉの解像度の場合、１画素＝１／６００インチに相当する。また、図６−ａにおいて画素内に“Ｂ”６０５が付してあるものは現像を行いドットを打つ画素である。また、空白はドットを打たない画素である。

画像処理ＣＰＵ内で、小面積画像と判断された画素集合領域６０１に対しては、小面積画像の処理パターンに即して、画像処理が行われる。また、大面積画像と判断された画素集合領域６０２に対しては、大面積画像の処理パターンに即して、画像処理が行われる。なお、小面積画像の処理パターンは図５の５０４、大面積画像の処理パターンは図５の５０５に相当する処理である。

この場合、大面積の画素集合領域とは、例えば、主走査方向８ドット以上、かつ、副走査方向８ドット以上の画素集合領域であり、小面積の画素集合領域とは、主走査方向７ドット以下、かつ、副走査方向７ドット以下の画素集合領域とする。なお、大面積／小面積の画素集合領域の判断は、このドット数に限定されるものではなく、適宜変更可能なものである。

画像処理後の画像情報（図６−ｂ）には、小面積画像６０６として処理された画素は濃度を大きく低下させないような中間階調データ（ハーフトーン）Ｈ１（６０８）として処理される。また、大面積画像として処理された画素は濃度を保ちつつトナー消費量を可能なまでに低下させるハーフトーンＨ２（６０９）として処理される。なお、大面積画像を処理するハーフトーンＨ２の処理は、小面積画像を処理するハーフトーンＨ１の処理よりも濃度をより多く低下させるように設定してある。

図７において、本実施例で用いる２値データを解析しハーフトーン画像化を行い、ハーフトーン画像化に基づいて行うレーザー点灯制御について説明を行う。

本実施例ではレーザー点灯幅の変調度を制御し、発光時間に応じて像形成担持体上に露光された箇所に電位差を生じさせる。

図７において、各プリンタの解像度に応じた１ｄｏｔを形成するために必要なレーザー点灯幅の変調度７０１がある。１ｄｏｔを形成するための時間を連続して発光７０３させることで、べた黒画像が形成される。このときの像形成担持体上の電位７０５は像形成担持体暗部電位Ｖｄ７０７に対し、露光された明部電位Ｖｌ７０８となる。

また、１ｄｏｔの形成に必要な基本となる１ｄｏｔあたりのレーザー発光時間を「基準発光時間」７０１とする。

ここで、レーザー点灯幅の変調度が例えば基準発光時間に対し５０％に制御された場合、１ｄｏｔを形成するためのレーザー点灯幅の変調度は７０２となる。これを連続的に発光７０４することで、レーザー点灯幅の変調度を基準発光時間に対し５０％に制御されたべた黒画像が形成され、像形成担持体上の電位７０６は像形成担持体表面電位Ｖｄ７０７に対し、露光された部分はＶｌ’７０９となり、像形成担持体上の潜像電位が変化７１０することでトナー消費量を変化させている。また、このとき、像形成担持体上の露光電位Ｖｌと現像バイアスのＤＣ成分との差を現像コントラストという。また、暗部電位Ｖｄと現像バイアスのＤＣ成分との差をバックコントラストという。

図８−ａにレーザー点灯幅の変調度と像形成担持体上の露光電位Ｖｌをしめす。ここで、横軸は基準発光時間に対するレーザー点灯幅の変調度の割合を示す。図８−ａに示すように、レーザー点灯幅の変調度が基準発光時間に対し１００％〜６０％では、像形成担持体上の露光電位Ｖｌの変化は小さい。また、基準発光時間に対し６０％以下においても変化は小さいが徐々に大きな変化を示す。

図８−ｂに像形成担持体上露光電位Ｖｌとべた黒濃度を示す。図８−ｂに示すように、像形成担持体上露光電位に対してべた黒濃度は非線形に変化し、特に像形成担持体上露光電位Ｖｌが小さくなるに従って、べた黒濃度は急激な落ち込みを示す。また、べた黒濃度として、満足のいく値は１．４以上であるので、このときに必要な像形成担持体上露光電位は−２００Ｖ以上であることがわかり、図８−ａよりレーザー点灯幅の変調度として、基準発光時間に対し６０％程度まで削減が可能である。

図８−ｃに像形成担持体上露光電位Ｖｌと線幅をしめす。このときの線幅は、６００ｄｐｉの解像度において４ｄｏｔ幅で線画像を書いたものを顕微鏡で測定したものを採用する。また、このときの４ｄｏｔは約１７０μｍに相当する。図８−ｃに示すように、線幅は像形成担持体上露光電位Ｖｌに対し、ほとんど変化することなく緩やかに推移していることがわかる。しかし、変化は緩やかではあるもののべた黒濃度と同様に像形成担持体上露光電位Ｖｌに従って細くなっている。また、４ｄｏｔ幅の１７０μｍに対し、満足のゆく画質を得るために必要な線幅は約１６０μｍであるので、１６０μｍ以上の線幅を得るためには、像形成担持体上露光電位として−１８０Ｖ以上必要であることがわかり、図８−ａよりレーザー点灯幅の変調度として、基準発光時間に対し８０％程度まで削減が可能である。

以上示したグラフより、べた黒濃度および線幅が像形成担持体上露光電位に影響し、特にべた黒画像において、大きな変化を示している。また、そのそれぞれで満足のゆく画質を保持するための像形成担持体上露光電位は異なることがわかる。

ここで、べた黒濃度推移と線幅推移を確認する画像データとして、図９に示す。図９に示す画像データは例えばＡ４サイズの記録紙上の中央に、べた黒濃度を測定するための、５ｃｍ四方のべた黒画像９０１と、それと隣接して、線幅を測定するための、４ｄｏｔ幅で長さが５ｃｍ（１１８０ｄｏｔ）の縦線と横線９０２を配置する。べた黒濃度としては５ｃｍ（１１８０ｄｏｔ）四方のサンプルを反射濃度測定器（Ｍａｃｂｅｔｈ社製ＲＤ９１８）にて測定した結果を用いる。また、線幅としては縦線と横線の線幅を顕微鏡でそれぞれ測定し平均化したものを用いる。

そこで、１ｄｏｔに点灯する規定のレーザー点灯幅の変調度（基準発光時間）に対し、べた黒画像９０１のように大面積画像のレーザー点灯幅の変調度を６０％とし、線画像９０２のように小面積画像におけるレーザー点灯幅の変調度を８０％とし、通紙枚数に応じてべた黒濃度と線幅変化を確認する。

また、このときの実験では、プロセススピードを２００ｍｍ／ｓｅｃとし、１分間にＡ４サイズの記録材を縦送りで連続３０枚通紙可能とする。加えて、帯電バイアスの印加条件は−６００ＶのＤＣバイアスに２４００ＨｚのＡＣバイアスを重畳したバイアスを用い、像形成担持体帯電電位を−６００Ｖで帯電する。また、現像バイアス条件も、帯電バイアス条件と同様に−４５０ＶのＤＣバイアスに２４００ＨｚのＡＣバイアスを重畳したバイアスを用いる。このとき、像形成担持体上露光電位が−１５０Ｖとなるように、レーザー光量を２．４ｍＪ／ｍ２とする。

現像バイアスのＤＣ成分と像形成担持体上露光電位との差を現像コントラストといい、トナーを像形成担持体上の露光箇所に十分な濃度となるように適正な値が決められている。また、現像バイアスのＤＣ成分と像形成担持体帯電電位との差分をバックコントラストといい、非画像部に現像材が現像され、本来白部であるところにトナーが飛翔してしまう現像かぶりを防止するために、バックコントラストを適正値となるように調整する。

また、トナーカートリッジの容量は１０００ｇを搭載し、１枚につき６０ｍｇのトナー消費量で１６０００枚を通紙可能とする。このとき、解像度を６００ｄｐｉとし、１ｄｏｔを形成するために必要な基本となる１ｄｏｔあたりのレーザー点灯幅の変調度は６３ｎｓｅｃとなる。また、通紙試験に用いられる記録材をＡ４サイズとし、通紙間隔は、１枚印刷するごとに駆動を停止する１枚間欠通紙モードにて行う。さらに、画像処理条件の画像信号の分布を判別する手段（画像解析手段）を、小面積と区別する画素集合を、縦１０ｄｏｔもしくは横１０ｄｏｔ以下の場合とし、大面積と区別する画素集合を、縦１１ｄｏｔかつ横１１ｄｏｔ以上の場合とする、画像処理方法を採用した低消費モードを用いる。

さらに、べた黒濃度測定や線幅測定は、図９に示す画像サンプルを用い、本実施例では２０００枚毎にサンプリングを行う。また、本実験では低消費モードを採用した場合のべた黒濃度推移と線幅推移を確認したいことから、大面積と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度が基準発光時間に対し６０％、小面積と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度が基準発光時間に対し８０％であることから、通常使用した場合の１．５倍程度の通紙枚数となるように印字率を低減させて行った。

その結果、べた黒濃度推移は図１０−ａ、線幅推移は図１０−ｂに示すように、通紙枚数に応じて常に減少していることがわかる。

そこで、通紙耐久を終えたトナーカートリッジを用いてレーザー点灯幅の変調度と像形成担持体上の露光電位を測定する。その結果、図１１に示すように、波線に示す通紙試験開始時に測定した推移に対し、実線に示す通紙試験後に測定した推移は、像形成担持体上露光電位が上昇していることがわかる。さらに、レーザー点灯幅の変調度が基準発光時間に対し１００％の場合、通紙試験を行う前後で像形成担持体上露光電位がほとんど変化していないのに対し、べた黒画像のような大面積画像で用いたレーザー点灯幅の変調度が基準発光時間に対し６０％付近の変化が非常に大きいことがわかる。

さらに、特に画質の劣化が激しいべた黒画像について、通紙枚数と像形成担持体上露光電位Ｖｌの推移を見ると、図１２に示すようになる。像形成担持体上露光電位が通紙枚数に応じてほぼ直線的に変化していることがわかる。

これは、通紙試験を行うことによって、トナーカートリッジの像形成担持体の露光特性が変化していることがわかる。また、像形成担持体の露光特性の変化は、感光層の膜厚変化に起因すると知られている。さらに、感光層の膜厚変化は通紙枚数に応じて変化するので像形成担持体上露光電位も通紙枚数に応じて変化することがわかる。加えて、図８−ａで示すように特に劣化の激しかったレーザー点灯幅の変調度を基準発光時間に対し６０％にしたべた黒濃度推移は像形成担持体上露光電位が低下すればするほど大きく変化していることから、レーザー点灯幅の変調度を短くすることでトナー消費量を変化させる画像処理方法である低消費モードを搭載する場合に特有の問題であることがいえる。これに対して低消費モードではない通常の画像形成モードにおいては、感光ドラム使用量に応じたドラム上の露光電位の変動、つまり、べた黒画像の濃度変動、線幅などの変動はほとんど問題ないレベルの変動である。

ここで、感光層の膜厚変化について、通紙枚数に応じて変化するとの説明を行った。しかし、通紙枚数と膜厚変化の関係は間欠耐久や連続耐久といった通紙条件によって変化してしまう。これは、感光層の膜厚変化は、主に帯電バイアスの印加時間と現像バイアスの印加時間に応じるからだ。そこで、本実験では通紙間隔を１枚間欠に揃えて行ったが、１枚間欠は記録材が通紙する時間に加え、前回転処理、および後回転処理を行う間にも、帯電バイアスと現像バイアスは印可されており、通紙試験を行う上で一番感光層を削る速度が速い。例えば図１３に示すように、感光層の削れ速度が速い１枚間欠を行った場合と、感光層の削れ速度の遅い連続通紙を行った場合の像形成担持体上露光電位を比べると、通紙枚数において、像形成担持体上露光電位が削れ速度の速い１枚間欠の変化に比べ、削れ速度の遅い連続通紙の変化は非常に緩やかであることがわかる。

像形成担持体の膜厚変化は通紙枚数における変化に比べ、帯電バイアスの印加時間と像形成担持体回転時間のそれぞれに感光層を削らせる寄与率を乗じた値の総和である像形成担持体使用量を用いるのが適当である。そこで、本実施例では像形成担持体の膜厚と相関のある像形成担持体使用量を用いる。

また、像形成担持体使用量の計算式は、帯電バイアス印可時間をＰｔ、像形成担持体回転時間をＤｔとすると、像形成担持体使用量Ｗは、以下の計算式となる。
Ｗ＝ａ×Ｐｔ＋ｂ×Ｄｔ
ここで、係数ａおよびｂはカートリッジ構成や本体構成、印加バイアスに応じて変化する、感光層の膜厚変化における寄与率であり、本実施例の構成では、ａ＝１、ｂ＝０．５である。また、ＰｔおよびＤｔの時間を図１４に示す。図１４において、１枚間欠通紙を行った場合、印加時間は前回転時の印加時間と通紙時の印加時間と後回転時の通紙時間の総和である。また、連続通紙を行った場合、印加時間は後回転および前回転は行われないので、通紙時の印加時間と紙間時の印加時間の総和である。さらに、図１５において通紙枚数に対する像形成担持体使用率Ｗの相関関係を、削れ速度の速い１枚間欠の場合と、削れ速度の遅い連続通紙の場合を提示する。

また、本実施例での通紙モードは１枚間欠モードを用いて行う。

はじめに、像形成担持体使用量Ｗ値においてべた黒画像の濃度が１．４以上となる像形成担持体上露光電位−２００Ｖを得るために必要な、レーザー点灯幅の変調度を確認する。測定間隔としては、本実施例では５０００枚毎として行う。その結果、べた黒濃度推移を１．４以上とする像形成担持体上露光電位−２００Ｖを得るためのレーザー点灯幅の変調度は図１６に示すようになる。図１６は像形成担持体使用量０〜１８１２００までのレーザ点灯幅の変調度を示している。ここで像形成担持体使用量はプリント枚数そのものではなく、前述した使用量Ｗの値である。

また、図１６にしたがって、ドラム使用量に応じてレーザー点灯幅の変調度を切り替えれば、べた黒濃度と同様に線幅推移を一定とすることができる。

そこで、図１６で得られたべた黒濃度が１．４以上となるレーザー点灯幅の変調度を用いて、実際に通紙試験を試みて、べた黒濃度推移と線幅推移を確認する。また、６つの画像形成条件０〜５を、それぞれ像形成担持体使用量が０、３７７５０（プリント枚数５０００枚相当）、７５５００（プリント枚数１００００枚相当）、１１３２５０（プリント枚数１５０００枚相当）、１５１０００（プリント枚数２００００枚相当）、１８１２００（プリント枚数２５０００枚相当）の場合に対応させて設定する。そして、切り替えのタイミングとして、像形成担持体使用量Ｗがそれぞれに達した場合に、レーザー点灯幅の変調度を切り替える。画像形成条件、各枚数で切り替えを行う使用量とレーザー点灯幅の変調度の対応を図１７に示す。

この結果、像形成担持体使用量Ｗ値に応じて切り替えを行った結果、図１８−ａに示すように、波線で示すように切り替えを行わない濃度推移は徐々に低下しているのに対し、実線で示すように切り換えを行った場合の濃度推移は安定した濃度を得ることができる。また、同様に図１８−ｂに示すように、線幅推移に関しても切り替えを行うことで、安定した推移を得ることが可能となった。

しかし、カートリッジ間のばらつきには感光層の削れ速度の変化に加え、像形成担持体の感光特性のばらつきもある。そこで、像形成担持体の感光特性が像形成担持体使用量Ｗ値に応じてレーザー点灯幅の変調度を切り替える説明で用いた像形成担持体の感光特性（標準的な感度）に比べ、感度が鈍いもの、および、感度が敏感なものについて、レーザー発光幅の変調度と像形成担持体上露光電位の関係をみる。

その結果を図３２に示す。実線で示すように切り替えの説明を行った像形成担持体上露光電位にたいし、感度が敏感な像形成担持体は波線で示すように全体的に像形成担持体上露光電位が下側に移動している。一方、感度が鈍い像形成担持体は一点鎖線で示すように全体的に上側に移動している。

そこで、像形成担持体の使用量Ｗ値に応じてレーザー発光幅の変調度を切り替える手段を用いて、像形成担持体感度が敏感なものと像形成担持体感度が鈍いものについて、べた黒濃度推移と、線幅推移を見る。

また、このときの実験条件は既に説明したものと同一条件にて行う。

その結果、べた黒濃度推移は図３３−ａに、線幅推移は図３３−ｂに示す。実線が像形成担持体の感度が敏感なものについての推移であり、波線が感度が鈍いものについての推移である。図３３−ａおよび図３３−ｂにおいて、像形成担持体の感度が敏感なものについては、狙いのべた黒濃度に比べて非常に高い濃度で推移している。また、線幅に関しても、狙いの線幅より太めに推移しているが双方とも問題のある画ではない。一方、感度が鈍感なものに関しては、べた黒濃度推移、および線幅推移ともに狙い以下の推移を示し、画質が劣化してしまっている。また、図３３−ａおよび図３３−ｂより、べた黒濃度推移および線幅推移はドラム使用量に対し、ほぼ一定の推移をしていることから、切り替えタイミングおよび、レーザー発光幅の変調度の切り替え間隔に関しては問題ないことがわかる。

そこで、像形成担持体の感度が変化してしまった場合でも、べた黒濃度推移や線幅推移が変化しないように、ドラム感度が敏感なものと鈍感なものについて、像形成担持体使用量に応じたレーザー発光幅の変調度を確認する。

その結果、図３４−ａに像形成担持体の感度が敏感なもの。および図３４−ｂに像形成担持体の感度が鈍感なものについて、像形成担持体使用量に対する最適な基準発光時間に対するレーザー発行幅の変調度の割合を示す。

ここで、図３４−ａの像形成担持体感度が敏感なものについて、像形成担持体使用量Ｗ値がＷ＝７５５００からＷ＝１５１０００までは、図１７で述べた像形成担持体の感度のものの画像処理条件０〜２と同一である。また、図３４−ｂのドラム感度が鈍感なものについても、Ｗ＝０からＷ＝７５５００までは、図１７で述べた像形成担持体における画像上処理条件２〜４と同一である。

そこで、像形成担持体の感度のばらつきを含んだ画像処理条件の切り替えテーブルとして、図２０に示すように一つにすることが可能である。また、それぞれの画像処理条件を指定するための指示値（識別番号）として記載する。

また、像形成担持体の感度のばらつきを含む画像処理方法の切り替えテーブルを用いた場合、感度に応じた画像処理条件の像形成担持体使用量ごとの選択を行う必要がある。

そこで、本実施例では、トナーカートリッジの像形成担持体使用量に応じて、画像信号の分布を判別する手段（画像解析パターン）とレーザー点灯幅の変調度を切り替え、切り替えを行うための閾値情報とともに、画像解析パターンとレーザー点灯幅の変調度の組み合わせを指定する指示値を、カートリッジに付属の記憶装置内に関連づけて記憶することを特徴とする。

なお、像形成担持体使用量に応じて画像解析パターンを切り替えるのは、以下の理由による。

像形成担持体の使用量が多くなってくると像形成担持体の感度が少しずつ鈍くなる傾向にある。像形成担持体の感度が鈍くなってくると、同一の画素集合に対して大画像面積と判定して変調度を変えていった場合に、使用量が多くなったときに画像品質が劣化してしまう場合が発生するため、画像解析パターンを像形成担時体の使用量に応じて切り替えることで、画像品質を劣化させることなく、効果的に消費量を低減できる場合もあるからである。

ここで、図２８を用いて、カートリッジに付属の記憶装置について、さらに詳細な説明を行う。

図２８において本実施例で用いる記憶装置の記憶領域２８０１の概念図を示す。

例えば、記憶領域には画像形成に必要なプロセス設定値が格納されている領域２８０２と通紙動作に応じて増加する通紙履歴情報を記憶するために確保している領域２８０３と、カートリッジの固有情報などを記憶している領域２８０４とにわけられる。

画像形成に必要なプロセス設定値２８０２には、使用されるに従って切り替えられるプロセス設定値２８０５やカートリッジによっては一定なプロセス設定値２８０６とがある。

切り替えを必要とするプロセス設定値２８０５の領域には、切り替える枚数や回転数と言った閾値２８０７と、切り替えるプロセス設定値２８０８を記憶している。

また、カートリッジを使用することによって生じる、像形成担持体の回転数データや、通紙枚数と言った通紙履歴情報を記憶するための領域２８０３が、取りうる値の最大値が十分記憶できるように、十分な容量が確保されている。

そこで、本実施例において、図２１に示すようなカートリッジに付属の記憶装置の記憶領域に、画像形成条件の切り替えを行うための閾値情報と切り替える画像処理条件の指示値（画像形成条件を設定するための情報）の記憶を行う。

この画像形成条件の切り替えを行うための閾値情報は、例えば、図２８の記憶領域２８０７に記憶され、その閾値に対応した画像形成条件の指示値も記憶領域２８０８に記憶される。

この記憶値は、例えば、像形成担持体感度が敏感な場合は図３５−ａに示すようになる。また、像形成担持体感度が鈍感な場合は図３５−ｂに示すようになる。それぞれ、閾値情報と指示値が対応づけられている。

すなわち、この図３５−ａは、感度が敏感な像形成担持体を用いたカートリッジに付属の記憶装置の記憶領域に記憶されるものであり、図３５−ｂは感度が鈍感な像形成担持体を用いたカートリッジに付属の記憶装置の記憶領域に記憶されるものである。

なお、上述したドラム使用量の計算式によって算出されたドラム使用量Ｗ値を記憶装置の領域２８０３に更新して記憶させておき、その情報を読み出して、記憶装置の領域２８０７に記憶されている閾値情報と比較して、ドラム使用量が閾値情報に到達したタイミングで制御を行っても良い。

また、ドラム使用量を計算するために用いるデータとして、帯電バイアス印可時間をＰｔ、ドラム回転時間をＤｔを記憶装置の領域２８０３に更新して記憶し、係数ａ、ｂを記憶装置の領域２８０４に記憶させておき、ドラム使用量Ｗの計算に用いても良い。

ここで、像形成担持体感度については、製造段階でロット毎または日毎に感度測定が行われているため、測定結果に応じてそれぞれの像形成担持体感度に応じた情報を記憶することが可能である。

本実施例における低消費モードの制御フローを図１、図１９において説明する。

プリンタに接続されているコンピュータなどから印刷命令とともに画像情報が送信されてプリンタにおける制御が開始される（１９０１）。

画像情報を全て受信が行われたかをＣＰＵ１０３で判断した後（１９０２）、像形成担持体使用量が算出１９０３される。

また、像形成担持体使用量の算出とともに、ＩＯ制御部１０４によってカートリッジに設置されている記憶装置と通信を行い、低消費モードにおける複数の閾値情報を読み出す（１９０４）。

そして、ＣＰＵ１０３で、算出された現在の像形成担持体使用量と、記憶装置内から読み出された閾値情報を比較する（１９０５）。

比較の結果、閾値情報と像形成担持体使用量が一致する場合、一致した閾値情報に関連づけて記憶されている画像処理条件の指示値を決定する（１９０６）。

画像処理条件の指示値を決定した後、画像形成装置本体内にある本体記憶装置１２４に記憶されている複数の画像処理条件を読み出して、決定した指示値に応じた画像処理条件を決定する（１９０７）。

画像処理条件の決定によって、画像解析パターンと各画素における適切なレーザー点灯幅の変調度が決定し、画像処理が行われ（１９０８）、画素集合が大面積の場合（１９０９）、画素集合が小面積の場合（１９１０）、そのどちらにも当てはまらない場合、例えば空白ドットの場合（１９１１）などに分岐し、それぞれの画素の割合に応じた画像処理が行われる。

その後、得られた画像情報に対し未処理の画像があるか否かを判断し（１９１２）、画像処理が終了したことが確認されたら（１９１３）、画像形成を行う（１９１４）。

画像形成を行う際、ＣＰＵ１０３からレーザー駆動制御部１０６に対して選択されたレーザー点灯幅の変調度に応じた信号が出力されて、感光像形成担持体上にレーザー露光し、画像形成を行う（１９１４）。

その後終了処理を行い、記憶装置内の使用履歴情報などで、像形成担持体の使用情報のように更新の行われた要素について再度記憶を行う。

記憶後、全ての印刷動作が終了される（１９１５）。

以上説明したように、トナーカートリッジの使用状況を示す像形成担持体の使用量に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる、像形成担持体使用量に応じた切り替えの閾値情報と、像形成担持体使用量に応じた適切な画像処理条件の指示値を関連づけて記憶させることで、像形成担持体使用量に応じた像形成担持体上露光電位の変化を一定に保ち、通紙を通じて可能な限りトナー消費量を低減し、画質を安定させた低消費モードを行うこが可能となる。

また、像形成担持体の感度のばらつきを含む広範なレーザー発光時間制御を行うための切り替えテーブルを画像形成装置本体の記憶装置に記憶させておき、切り替えの閾値情報と、カートリッジに搭載される像形成担持体の感度に応じた最適な画像処理条件の指示値をカートリッジに搭載される記憶装置内に記憶することで、像形成担持体の感度のばらつきによるべた黒濃度推移変化および、線幅推移変化をカートリッジ毎に一定に保つことが可能となり、安定した画像出力を行うことができる。

本実施例では画像処理条件として９種類用意した。しかし、これに限られたものではなく、最適な制御を行うために画像処理条件の種類は増減することも可能である。

また、記憶装置に記憶する指示値を本実施例では単に数値を記憶するだけの構成で説明を行ったが、これに限られたものではない。

さらに、記憶装置、レーザー発光時間等についてもこれに限られたものではない。

本実施例では切り替える画像処理条件および切り替え閾値はこの限りではない。

各画像処理条件で、画素集合が小面積の場合と画素集合が大面積の場合という分け方で画像信号の分布を判別したが、これに限られたものではなく、さらに詳細に画素解析を行い、さらに詳細な場合分けを行うことも可能である。

本実施例においても、画素集合の輪郭部分にたいし、トナー消費量低減操作を行わないシーケンスを加えることも有効である。

本実施例で説明した、プロセススピードや解像度、レーザー点灯幅の変調度に関し、これに限られたものではない。また、像形成担持体使用量、および、算出式、算出に用いた感光層の膜厚変化に対する寄与率、はこれに限られたものではない。

本実施例では、像形成担持体の感光特性に応じて画像処理方法を切り替える手段を説明したが、感光特性とは、像形成担持体の感度を示すものに限られたものではなく、例えば、像形成担持体の感光特性を変化させるような材質の変更など行った場合も含まれ、本実施例の記載内容を実施することで、材質の変更などのいかなる場合における感光特性変化があっても、安定した画像を得ることが可能となる。また、感光特性の変化のみならず、削れ速度の異なる像形成担持体についても、記憶装置に記憶する閾値情報を変化させることで、柔軟に対応することが可能となるものである。

（実施例２）
前記実施例１では、像形成担持体の使用量に応じて、画像処理条件を切り替えを行った。また、画像処理条件の切り替え閾値と切り替え閾値に応じた最適な画像処理条件を選択するための指示値をともにカートリッジに付随の記憶装置へ記憶することで、像形成担持体の使用に応じて最適な画像処理を行い、画質を安定させた低消費モードを提供することが可能となった。

本実施例では、前記実施例と同様に像形成担持体の使用量に応じて、画像処理条件の切り替えを行い、レーザー点灯幅の変調度を切り替え、切り替えを行うための閾値情報とともに、閾値情報と対応する一つのレーザー点灯幅の変調度を画像処理条件を切り替えるための指示値として記憶装置内に関連づけて記憶し、閾値に応じて選択されたレーザー点灯幅の変調度に応じて、画像形成装置本体に設置されている本体記憶装置内に記憶の画像処理条件のレーザー点灯幅の変調度と比較し、同一のレーザー点灯幅の変調度を持つ画像処理条件を選択し、選択された画像処理条件に切り替えることを特徴とする。

本実施の説明では、前記実施例１によって説明されている内容と重複する場合は、省略する。また、本実施例の効果は前記実施例１に記載の内容と同様の効果が得られることから、本実施例での詳細な説明は省略する。また、前記実施例１では像形成担持体の感光特性それぞれについて詳細な説明を行ったが本実施例では、感光特性が標準的な感度のものに関してのみ説明を行う。

また、本実施例で言う、レーザー点灯幅の変調度については実施例１で示したように、本実施例でも、１ｄｏｔあたりのレーザー点灯時間に対する割合をレーザー点灯幅の変調度として説明を行う。

さらに、画像情報の画素集合領域の大きさ（分布）を判別する手段（画像解析パターン）とは、前記実施例１でも説明したように、１１ｄｏｔ×１１ｄｏｔ以上といったように、画素の集まり具合を検出するためのものである。また、画像処理条件とは、画像解析パターンによって、画素毎の集まり方が検索され、画素の集まり具合に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる条件のことを言う。

そこで、本実施例における、カートリッジ本体に付随の記憶装置への記憶方法について図２２を用いて説明を行う。

図２２において、記憶装置内の閾値情報を記憶する記憶領域に、像形成担持体の使用量に応じた閾値情報２２０１が記憶される。また、閾値情報に応じたレーザー点灯幅の変調度２２０２も同様に記憶装置内の閾値情報の記憶領域とは異なる領域に記憶する。本実施例では前記実施例と同様に５回の切り替えを行うため、５個の閾値情報と、５個のレーザー点灯幅の変調度情報を記憶する。また、本実施例では、記憶する指示値であるレーザー点灯幅の変調度情報は、画像処理方法における大面積画像と判断された場合、すなわち、画素集合領域が所定の大きさの画素集合よりも大きい場合に用いられる変調度を記憶する。

さらに、画像形成装置内部にある本体記憶装置とカートリッジ記憶装置との画像処理条件決定までを図２３を用いて説明する。

図２３において、画像形成装置内部にある本体記憶装置２３０１には、像形成担持体の使用量に応じて最適な画像形成が行えるよう、複数の画像処理条件２３０２（例えば、１〜５の５種類）が記憶されている。

画像処理方法には、各画素の割合（画素集合領域の大きさ）に応じた画素毎のレーザー点灯幅を制御するための画像解析パターン２３０３とともに、本実施例では大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度２３０４、小面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度２３０５をそれぞれ記憶する。

また、ここで記憶されている変調度のうち、大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度は、同一のものがないこととする。一方、大面積画素以外である場合のレーザー点灯幅の変調度に関しては、それぞれの画像処理条件によって、変化させても良く、一致していたとしてもよい。

カートリッジに付随の記憶装置内２３０７には、切り替えを行うための閾値情報２３０８が記憶され、閾値情報は像形成担持体の使用量であり、閾値に応じた最適な大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度２３０９が記憶されている。

そして、印刷動作が行われ、像形成担持体の使用量が変化し、カートリッジの記憶装置に記憶されている閾値に到達した場合、閾値に関連づけられて記憶されている指示値としての変調度情報が画像形成装置本体にあるＣＰＵ２３１０によって読み出されて得られる（２３１１）。

例えば、像担持体の使用量が閾値３に達した場合、指示値としての変調度３が得られる。

ここで得られた変調度３は本実施例では大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度である。

カートリッジの記憶装置より得られた変調度３を用いて、画像形成装置内部のＣＰＵは本体記憶装置２３０１と通信を行い（２３１２）、本体記憶装置の画像処理条件の大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度と比較し、一致する変調度を検索する。

例えば、本体記憶装置における大面積画素の変調度の中で、変調度３と一致するものが変調度ｄであるとする。

一致する変調度がある場合、一致する変調度を含む画像処理条件を決定する（２３１３）。

例えば、変調度ｄがカートリッジ記憶装置から読み出された変調度３と一致した場合、変調度ｄが含まれる画像処理条件として画像解析パターン４が決定される。

決定した画像処理条件に応じて画像形成が行われる。

また、図３６において、さらに具体的な例を提示して説明を行う。

カートリッジの記憶装置３６０１において、閾値情報３６０２が読み出されて得られる。ここで、画像形成装置の像形成担持体使用量が３７７５０以上７５５００未満であることが確認されると、指示値として記憶されているレーザー点灯幅の変調度８０（３６０３）が得られる。得られた変調度８０をもって、本体記憶装置３６０４内の大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度３６０５と比較を行い、一致する変調度を検索する。一致する変調度があった場合、その変調度を含む解析パターン２、大面積画画素と判断されたときの変調度８０、小面積画素と判断されたときの変調度６０が選択され、画像処理が行われる。

この図３６で説明した制御で、記憶装置からの読み出し動作は、図１のＩＯ制御部１０４によって行われ、比較判断はＣＰＵ１０３（または、図２３のＣＰＵ２３１０）によって行われ、画像処理は画像処理制御部１０５によって行われるものである。

本実施例における低消費モードの制御フローを図１、図２４において説明する。

プリンタに接続されているコンピュータなどから印刷命令とともに画像情報が送信されて、プリンタにおける制御が開始される（２４０１）。

ＣＰＵ１０３において、画像情報を全て受信が行われたかが判断された後（２４０２）、像形成担持体使用量が算出される（２４０３）。

また、ＩＯ制御部１０４によって、像形成担持体使用量の算出とともにカートリッジに設置されている記憶装置と通信を行い、画像処理条件の複数の閾値情報を読み出す（２４０４）。

そこで、ＣＰＵ１０３において、算出された現在の像形成担持体使用量と、記憶装置内から読み出された閾値情報を比較する（２４０５）。

比較の結果、閾値情報と像形成担持体使用量が一致する場合、一致した閾値情報に関連づけて記憶されている指示値である大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度２４０６を決定する（２４０７）。

レーザー点灯幅の変調度を得た後、ＣＰＵ１０３は、画像形成装置本体内にある本体記憶装置より、記憶されている複数の画像処理条件の大面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度と記憶装置から得られた変調度とを比較し、一致する変調度を持つ画像処理条件を決定する（２４０８）。

画像処理条件の決定によって、画像解析パターンと各画素における適切なレーザー点灯幅の変調度が決定し、画像処理制御部１０５によって画像処理が行われ（２４０９）、画素集合が大面積の場合（２４１０）、画素集合が小面積の場合（２４１１）、そのどちらにも当てはまらない場合、例えば空白ドットの場合（２４１２）などに分岐し、それぞれの画素の割合に応じた画像処理が行われる（２４１３）。

その後、得られた画像情報に対し未処理の画像があるか否かを判断し（２４１４）、未処理の画像が無く画像処理が終了したことが確認されたら（２４１５）、画像形成を行う（２４１６）。

画像形成を行う際、選択されたレーザー点灯幅の変調度に応じたレーザー点灯幅の変調度にて、感光像形成担持体上にレーザー露光し、画像形成を行う。

その後終了処理を行い、記憶装置内の使用履歴情報などで、像形成担持体の使用情報のように更新の行われた要素について再度記憶を行う。

記憶後、全ての印刷動作が終了される（２４１７）。

以上説明したように、トナーカートリッジの使用状況を示す像形成担持体使用量に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる、像形成担持体使用量に応じた切り替えの閾値情報と、画像処理条件を指定するための指示値としてレーザー点灯幅の変調度を関連づけて記憶させることで、像形成担持体使用量に応じた像形成担持体上露光電位の変化を一定に保ち、通紙を通じて（像形成担持体の使用量に応じて）可能な限りトナー消費量を低減し、画質を安定させた低消費モードを行うこが可能となる。

本実施例では切り替える画像処理条件および切り替え閾値を５種類持つ構成について説明したが、この限りではない。

各画像処理条件で、画素集合が小面積の場合と画素集合が大面積の場合という分け方で画像処理を行ったが、これに限られたものではなく、さらに詳細に画素解析を行い、さらに詳細な場合分けを行うことも可能である。

本実施例においても、画素集合の輪郭部分にたいし、トナー消費量低減操作を行わないシーケンスを加えることも有効である。

本実施例で説明した、プロセススピードや解像度、レーザー点灯幅の変調度に関し、これに限られたものではない。また、像形成担持体使用量、および、算出式、算出に用いた感光層の膜厚変化に対する寄与率、はこれに限られたものではない。

さらに、記憶装置に記憶するレーザー点灯幅の変調度は本実施例では大面積画素と判断されたときの変調度を用いて説明したが、この限りではなく、小面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度としても同様の効果を得ることができる。

加えて、本実施例では画像処理条件における画像解析パターンについては説明を省略したが、像形成担持体の使用量に応じて画像解析パターンを変化させることも有効な手段である。

また、実施例１と同様に、カートリッジの付属の記憶装置に、図２８で説明したように、算出したドラム使用量、ドラム使用量の算出にかかわる情報を記憶させておき、閾値情報とともに読み出して制御に使用しても良い。

（実施例３）
本実施例では、トナーカートリッジの像形成担持体使用量に応じて、レーザー点灯幅の変調度を切り替え、切り替えを行うための閾値情報とともに、画像信号の各画素の分布に応じた画素毎の異なる複数のレーザー点灯幅の変調度の指示値を記憶装置内に関連づけて記憶することを特徴とする。

本実施の説明では、前記実施例１によって説明されている内容と重複する場合は、省略する。また、本実施例の効果は前記実施例１に記載の内容と同様の効果が得られることから、本実施例での説明は省略する。また、前記実施例１では像形成担持体の感光特性それぞれについて詳細な説明を行ったが本実施例では、感光特性が中央値のものに関してのみ説明を行う。

また、本実施例で言う、レーザー点灯幅の変調度については実施例１で示したように、本実施例でも、１ｄｏｔあたりのレーザー点灯時間に対する割合をレーザー点灯幅の変調度として説明を行う。さらに、画像情報の画素集合領域の大きさ（分布）を判別する手段（画像解析パターン）とは、前記実施例１でも説明したように、１１ｄｏｔ×１１ｄｏｔ以上といったように、画素の集まり具合を検出するためのものである。また、画像処理条件とは、画像解析パターンによって、画素毎の集まり方が検索され、画素の集まり具合に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる条件のことを言う。

そこで、本実施例における、カートリッジ本体に付随の記憶装置への記憶方法について説明を行う。図２５において、記憶装置内の閾値情報を記憶する記憶領域に、像形成担持体の使用量に応じた閾値情報２５０１が記憶される。

また、指示値として閾値に応じたレーザー点灯幅の変調度２５０２を直接記憶装置内の閾値情報の記憶領域とは異なる領域に記憶する。

ここで、記憶装置に記憶するレーザー点灯幅の変調度は、本実施例で用いる変調度は、大面積画素と判断された場合の変調度１〜５（２５０３）、小面積画素と判断された場合の変調度１’〜５’（２５０４）の２種類必要であるため、記憶装置内にも２種類の変調度を記憶する記憶領域がそれぞれ設けられて、それぞれの記憶領域に記憶される。

本実施例では前記実施例と同様に５個の切り替えを行うため、５個の閾値情報と、５個のレーザー点灯幅の変調度情報を記憶する。

さらに、本実施例の低消費モードについて、図２６を用いて説明を行う。

図２６において、画像形成装置内部には画像処理方法で用いる画像解析パターンを記憶する。

本実施例では、大面積画素と判断するための画像解析パターン、小面積と判断するための画像解析パターンのそれぞれ一つを持った、１セットの画像信号の画素集合領域の大きさ判別する手段を持つこととする。

カートリッジに付随の記憶装置内２６０１には、切り替えを行うための閾値情報２６０２として、切り替えを行うべき像形成担持体の使用量を記憶し、閾値に応じた大面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度２６０３、小面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度２６０４の２種類のレーザー点灯幅の変調度が記憶されている。

そして、印刷動作が行われ、像形成担持体の使用量が変化し、カートリッジの記憶装置に記憶されている閾値に到達した場合、閾値に関連づけられて記憶されている変調度が画像形成装置本体のＣＰＵ２６０６で読み取られて得られる。

カートリッジの記憶装置より得られた変調度を用いて、本体記憶装置２６０７に記憶されている画像情報の画素集合領域の大きさ（分布）を判別する手段２６０８と記憶装置に記憶されている複数のレーザー点灯幅の変調度とを用いて画像形成が行われる。

また、図３７において、さらに具体的な例を提示して説明を行う。

カートリッジの記憶装置３７０１において、記憶装置内に閾値情報３７０２が記憶されており、その情報が読み取られる。ここで、ＣＰＵによって画像形成装置の像形成担持体使用量が３７７５０以上７５５００未満であることが確認されると、大面積画素の場合のレーザー点灯幅の変調度８０（３７０３）と、小面積画素の場合のレーザー点灯幅の変調度６０が得られる。得られたレーザー点灯幅の変調度と、本体記憶装置３７０４内の大面積画素と判断するための画像解析パターン３７０５と小面積画素と判断するための画像解析パターン３７０６とを用いて、画像処理が行われる。

この図３７で説明した制御で、記憶装置からの読み出し動作は、図１のＩＯ制御部１０４によって行われ、比較判断はＣＰＵ１０３（または、図２３のＣＰＵ２６０６）によって行われ、画像処理は画像処理制御部１０５によって行われるものである。

本実施例における低消費モードの制御フローを図１、図２７において説明する。
プリンタに接続されているコンピュータなどから印刷命令とともに画像情報が送信されて、くる（２７０１）。

ＣＰＵ１０３によって画像情報を全て受信が行われたかが判断された後（２７０２）、像形成担持体使用量が算出される（２７０３）。

また、像形成担持体使用量の算出とともに、ＩＯ制御部１０４によってカートリッジに設置されている記憶装置と通信を行い、画像処理条件の複数の閾値情報を読み出す（２７０４）。

そこで、算出された現在の像形成担持体使用量と、記憶装置内から読み出された閾値情報を比較する（２７０５）。

比較の結果、閾値情報と像形成担持体使用量が一致する場合、ＩＯ制御部１０４によって、一致した閾値情報に関連づけて記憶されている複数のレーザー点灯幅の変調度を読み出す（２７０６）。

レーザー点灯幅の変調度は、閾値情報に応じて、大面積部の場合の変調度、小面積部の場合の変調度が読み出される。変調度情報を得た後、画像形成装置本体内に記憶する画像解析パターンとともに、画像処理条件が決定する（２７０８）。

画像処理条件の決定によって、画像解析パターンと各画素における適切なレーザー点灯幅の変調度が決定し、画像処理制御部１０５によって画像処理が行われ（２７０９）、画素集合が大面積の場合（２７１０）、画素集合が小面積の場合（２７１１）、そのどちらにも当てはまらない場合、例えば空白ドットの場合（２７１２）に分岐し、それぞれの画素の割合に応じた画像処理が行われる（２７１３）。

その後、得られた画像情報に対し未処理の画像があるか否かを判断し（２７１４）、画像処理が終了したことが確認されたら（２７１５）、画像形成を行う（２７１６）。

画像形成を行う際、選択されたレーザー点灯幅の変調度に応じたレーザー点灯幅の変調度にて、感光像形成担持体上にレーザー露光し、画像形成を行う（２７１６）。

その後終了処理を行い、記憶装置内の使用履歴情報などで、像形成担持体の使用情報のように更新の行われた要素について再度記憶を行う。

記憶後、全ての印刷動作が終了される（２７１７）。

以上説明したように、トナーカートリッジの使用状況を示す像形成担持体使用量に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる、像形成担持体使用量に応じた切り替えの閾値情報と、複数のレーザー点灯幅の変調度を関連づけて記憶させることで、像形成担持体使用量に応じた像形成担持体上露光電位の変化を一定に保ち、通紙を通じて可能な限りトナー消費量を低減し、画質を安定させた低消費モードを行うこが可能となる。

また、前記実施例１で示すような像形成担持体感度の感光特性の振れに対し、想定されている感光特性の振れ以上のものがでてきてしまった場合、画像形成装置本体の記憶装置に記憶されているレーザー点灯幅の変調度の範囲しか変調度を変更することができ無い場合もある。しかし、本実施例で説明するように、個々のレーザー点灯幅の変調度を記憶装置内に記憶させることで、像形成担持体の感光特性に応じず安定した画像を得ることが可能となる。

本実施例では切り替える画像処理方法および切り替え閾値を５種類持つ構成について説明したが、この限りではない。

各画像処理条件で、画素集合が小面積の場合と画素集合が大面積の場合という分け方で画像処理を行ったが、これに限られたものではなく、さらに詳細に画素解析を行い、さらに詳細な場合分けを行うことも可能である。

本実施例においても、画素集合の輪郭部分にたいし、トナー消費量低減操作を行わないシーケンスを加えることも有効である。

本実施例の説明では、カートリッジの記憶装置に閾値情報と記憶する指示値として、レーザー点灯幅の変調度を直接記憶する手段を用いたが、これに限られたものではない。

本実施例で説明した、プロセススピードや解像度、レーザー点灯幅の変調度に関し、これに限られたものではない。また、像形成担持体使用量、および、算出式、算出に用いた感光層の膜厚変化に対する寄与率、はこれに限られたものではない。

さらに、記憶装置に記憶するレーザー点灯幅の変調度は本実施例では画像処理方法に用いる全てのレーザー点灯幅の変調度を記憶する場合を説明したが、この限りではなく、前記実施例２で説明したように、例えば、記憶装置内に記憶するレーザー点灯幅の変調度情報は、大面積画素と判断された場合の変調度と、小面積画素と判断された場合の変調度とし、その他の画素に対する変調度は画像形成装置本体の本体記憶装置内に小面積画素と判断された場合の変調度と関連づけて記憶させ、小面積画素と判断された場合の変調度からその他の画素に対する変調度を導き出す方法も同様の効果が得られる。

加えて、本実施例では、画像処理条件の画像解析パターンをただ一つとして説明を行ったが、この限りではなく、例えば、画像形成装置本体の本体記憶装置に複数の画像解析パターンを記憶し、大面積画素と判断された場合の変調度に関連づけて記憶させることで、画像解析パターンの切り替えを行うことも可能である。

また、実施例１と同様に、カートリッジの付属の記憶装置に、図２８で説明したように、算出したドラム使用量、ドラム使用量の算出にかかわる情報を記憶させておき、閾値情報とともに読み出して制御に使用しても良い。

（実施例４）
本実施例では、トナーカートリッジの像形成担持体使用量に応じて、レーザー点灯幅の変調度を切り替え、切り替えを行うための閾値情報とともに、画像信号の各画素の分布に応じた画素毎の異なる変調度を決めるための画像解析パターンを指定する指示値とともに、レーザー点灯幅の変調度を指定する指示値を記憶装置内に関連づけて記憶することを特徴とする。

本実施の説明では、前記実施例１によって説明されている内容と重複する場合は、省略する。また、本実施例の効果は前記実施例１に記載の内容と同様の効果が得られることから、本実施例での詳細な説明は省略する。また、前記実施例１では像形成担持体の感光特性それぞれについて詳細な説明を行ったが本実施例では、感光特性が中央値のものに関してのみ説明を行う。

また、本実施例で言う、レーザー点灯幅の変調度については実施例１で示したように、本実施例でも、１ｄｏｔあたりのレーザー点灯時間に対する割合をレーザー点灯幅の変調度として説明を行う。

さらに、画像信号の分布を判別する手段（画像解析パターン）とは、前記実施例１でも説明したように、１１ｄｏｔ×１１ｄｏｔ以上といったように、画素の集まり具合を検出するためのものである。また、画像処理方法とは、画像解析パターンによって、画素毎の集まり方が検索され、画素の集まり具合に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる処理のことを言う。

そこで、本実施例における、カートリッジ本体に付随の記憶装置への記憶方法について図２９を用いて説明を行う。

図２９において、記憶装置内の閾値情報を記憶する記憶領域に、像形成担持体の使用量に応じた閾値情報２９０１が記憶される。

また、像形成担持体の使用量に応じた最適な画像処理方法を行うために、閾値に応じた画像解析パターンの指示値２９０２および、レーザー点灯幅の変調度２９０３の指示値を記憶装置内のそれぞれの記憶領域に記憶する。

ただし、本実施例ではレーザー点灯幅の変調度の指示値を、変調度を直接記憶させる形態で説明を行う。

ここで、記憶装置に記憶するレーザー点灯幅の変調度は、本実施例では大面積画素と判断された場合の変調度とする。

本実施例では前記実施例１と同様に５個の切り替えを行うため、５個の閾値情報と、５個の画像解析パターンの指示値、および、レーザー点灯幅の変調度情報を記憶する。

さらに、画像形成装置内部にある本体記憶装置とカートリッジ記憶装置との画像処理条件決定までを図３０を用いて説明する。

図３０において、画像形成装置内部の本体記憶装置内３００１には、複数の異なる画像解析パターン３００２が記憶されている。

また、それぞれの画像解析パターンには識別するための番号（識別値）３００３が付してあり、また、画像解析パターンには、大面積画素と判断するための解析パターン３００４、小面積画素と判断するための解析パターン３００５の２種類を一セットとして記憶されている。

また、画像解析パターンとは独立して、大面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度３００６と、小面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度３００７の２種類が関連づけられて記憶されている。

カートリッジに付随の記憶装置３００９には、切り替えを行うための閾値情報３０１０として、切り替えを行うべき像形成担持体の使用量を記憶し、閾値に応じた画像解析パターンの指示値３０１１と、レーザー点灯幅の変調度３０１２が記憶されている。

そして、印刷動作が行われ、像形成担持体の使用量が変化し、カートリッジの記憶装置に記憶されている閾値に到達した場合、閾値に関連づけられて記憶されている、画像解析パターンの指示値とレーザー点灯幅の変調度が得られる。

カートリッジの記憶装置より読み取られ画像解析パターンの指示値に応じて、画像形成装置本体内部の本体記憶装置より、像形成担持体の使用量に最適な画像解析パターンが決定し、大面積画素と判断するための画像解析パターンと、小面積画素と判断するための画像解析パターンが決まる。

また、カートリッジの記憶装置より得られたレーザー点灯幅の変調度に応じて、画像形成装置内部の本体記憶装置から、記憶装置より読み取られたレーザー点灯幅の変調度と、本体記憶装置内の大面積画素と判断したときのレーザー点灯幅の変調度と比較し、一致する変調度がある場合、関連づけられた小面積と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度が決定する。

そして、得られたレーザー点灯幅の変調度と、画像解析パターンを用いて、画像形成が行われる。

また、図３８において、さらに簡単な例を提示して説明を行う。

カートリッジの記憶装置３８０１において、閾値情報３８０２が読み取られる。ここで、画像形成装置の像形成担持体使用量が３７７５０以上７５５００未満であることが確認されると、画像解析パターンを指示するための識別値２（３８０３）が得られる。また、同時に大面積画素であると判断された場合のレーザー点灯幅の変調度８０がえられる（３８０４）。さらに、得られた画像解析パターンの識別値を用いて本体記憶装置３８０５の画像解析パターンテーブル３８０６から、大面積画素と判断するための画像解析パターンとして、１３ｄｏｔ×１３ｄｏｔ以上の場合という情報が得られる（３８０９）。また、同様に小面積画素と判断するための画像解析パターンとして、１３ｄｏｔ×１３ｄｏｔ未満の場合という情報が得られる。加えて、得られた大面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度を用いて、変調度テーブル３８０９から、大面積画素と判断された場合の変調度３８１０と比較され、一致する変調度と関連づけられている小面積画素と判断された場合の変調度３８１１がえられる。この場合、小面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度として６０が得られる。

以上得られた、画像解析パターンとレーザー点灯幅の変調度から画像処理が行われる。

この図３８で説明した制御で、記憶装置からの読み出し動作は、図１のＩＯ制御部１０４によって行われ、比較判断はＣＰＵ１０３（または、図２３のＣＰＵ２６０６）によって行われ、画像処理は画像処理制御部１０５によって行われるものである。

本実施例における低消費モードの制御フローを図１、図３１において説明する。

プリンタに接続されているコンピュータなどから印刷命令とともに画像情報が送信されてくる（３１０１）。

ＣＰＵ１０３によって画像情報を全て受信が行われたか判断した後（３１０２）、像形成担持体使用量が算出される（３１０３）。

また、像形成担持体使用量の算出とともに、ＩＯ制御部１０４によってカートリッジに設置されている記憶装置と通信を行い、画像処理方法の複数の閾値情報を読み出す（３１０４）。

そこで、算出された現在の像形成担持体使用量と、記憶装置内から読み出された閾値情報を比較する（３１０５）。

比較の結果、閾値情報と像形成担持体使用量が一致する場合、一致した閾値情報に関連づけて記憶されている画像解析パターンの指示値（３１０６）と、レーザー点灯幅の変調度（３１０７）を決定する。

得られた画像解析パターンの指示値から、像形成担持体の使用量に応じた画像解析パターン（３１０８）が得られる。

また、得られたレーザー点灯幅の変調度から、小面積画素と判断されたときのレーザー点灯幅の変調度が得られる（３１０９）。

その後、画像処理制御部１０５によって画像処理が行われ（３１１０）、画素集合が大面積の場合（３１１１）、画素集合が小面積の場合（３１１２）、それ以外の画素の場合、例えば空白ドットの場合（３１１３）などに分岐し、それぞれの画素の割合に応じた画像処理が行われる（３１１４）。

その後、得られた画像情報に対し未処理の画像があるか否かを判断し（３１１５）、画像処理が終了したことが確認されたら（３１１６）、画像形成を行う（３１１７）。

画像形成を行う際、選択されたレーザー点灯幅の変調度に応じたレーザー点灯幅の変調度にて、感光像形成担持体上にレーザー露光し、画像形成を行う（３１１７）。

その後終了処理を行い、記憶装置内の使用履歴情報などで、像形成担持体の使用情報のように更新の行われた要素について再度記憶を行う。

記憶後、全ての印刷動作が終了される（３１１８）。

以上説明したように、トナーカートリッジの使用状況を示す像形成担持体使用量に応じてレーザー点灯幅の変調度を変化させる、像形成担持体使用量に応じた切り替えの閾値情報と、複数のレーザー点灯幅の変調度を関連づけて記憶させることで、像形成担持体使用量に応じた像形成担持体上露光電位の変化を一定に保ち、通紙を通じて可能な限りトナー消費量を低減し、画質を安定させた低消費モードを行うこが可能となる。

本実施例では切り替える画像処理条件および切り替え閾値を５種類持つ構成について説明したが、この限りではない。

各画像処理方法で、画素集合が小面積の場合と画素集合が大面積の場合という分け方で画像処理を行ったが、これに限られたものではなく、さらに詳細に画素解析を行い、さらに詳細な場合分けを行うことも可能である。

本実施例においても、画素集合の輪郭部分にたいし、トナー消費量低減操作を行わないシーケンスを加えることも有効である。

本実施例で説明した、プロセススピードや解像度、レーザー点灯幅の変調度に関し、これに限られたものではない。また、像形成担持体使用量、および、算出式、算出に用いた感光層の膜厚変化に対する寄与率、はこれに限られたものではない。

さらに、記憶装置に記憶するレーザー点灯幅の変調度は本実施例ではべた黒画像のような大面積画素集と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度に関して説明を行ったが、この限りではなく、小面積画素と判断された場合のレーザー点灯幅の変調度でも良く、また、それ以外でも良い。

加えて、本実施例では、画像処理条件の画像解析パターンを指示する指示値はただ一つとして説明を行ったが、この限りではなく、たとえば、大面積画素を判断するための画像解析パターンとともに、小面積画祖を判断するための画像解析パターンを指示する指示値等のように、複数を記憶するのもさらに効果的である。

さらに、本実施例では、記憶装置に記憶する指示値として変調度を用いたが、これの限りではなく、レーザー点灯幅の変調度を指定する指示値であるならばどのような情報形態であっても構わず、同様の効果を得ることが可能となる。

また、実施例１と同様に、カートリッジの付属の記憶装置に、図２８で説明したように、算出したドラム使用量、ドラム使用量の算出にかかわる情報を記憶させておき、閾値情報とともに読み出して制御に使用しても良い。
なお、上記実施例１〜４の感光ドラムの使用量に応じた制御は、説明するまでもないがトナー低消費モードにおいて実行されるものであり、通常の画像形成モードにおいては実行されないものである。

なお、上記実施例１〜４で説明したトナー低消費モードにおける感光ドラム上の露光電位の変動を低減させるための制御とは別に、通常の画像形成モード時およびトナー低消費モード時において、画質を維持するために、感光ドラムの使用量に応じて帯電条件または現像条件を切り替える制御を実施している。この場合は、上記実施例で説明したドラム使用量のしきい値とは異なるしきい値を用いて帯電条件または現像条件を切り替えることになる。

本発明の第１の実施例にかかる画像形成の概略説明図である。 本発明の第１の実施例にかかる画像形成装置についての概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる従来の画像処理についての概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる画像形成の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる画像処理の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる画像情報に関する概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる像形成担持体上の電位に関する概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかるレーザー点灯幅の変調度と像形成担持体上露光電位、および、像形成担持体上露光電位とべた黒濃度、線幅の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかるべた黒濃度と線幅測定サンプルの概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる通紙枚数とべた黒濃度推移、線幅推移の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる通紙前後におけるレーザー点灯幅の変調度と像形成担持体上露光電位の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる通紙枚数と像形成担持体上露光電位の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる通紙条件による像形成担持体上露光電位の概略説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる帯電バイアス印加時間と像形成担持体回転時間の表である。 本発明の第一の実施例にかかる通紙枚数と像形成担持体使用量に関する説明図である。 本発明の第一の実施例にかかる像形成担持体使用量と適正なレーザー点灯幅の変調度の図である。 本発明の第一の実施例にかかる閾値とレーザー点灯幅の変調度の図である。 本発明の第一の実施例におけるレーザー点灯幅の変調度の切り替えの効果を示した図である。 本発明の第一の実施例にかかる制御に関する流れ図である。 本発明の第一の実施例にかかる各画像処理方法におけるレーザー点灯幅の変調度を示す表図である。 本発明の第一の実施例にかかる記憶装置内の切り替えの閾値情報と切り替える識別番号記憶様式を示した略図である。 本発明の第二の実施例にかかる記憶装置内の切り替えの閾値情報と切り替える識別番号記憶様式を示した略図である。 本発明の第二の実施例にかかるカートリッジ記憶装置、装置本体ＣＰＵ、装置本体記憶装置の記憶情報の関係を示すための略図である。 本発明の第二の実施例にかかる制御に関する流れ図である。 本発明の第三の実施例にかかる記憶装置内の切り替えの閾値情報と切り替える識別番号記憶様式を示した略図である。 本発明の第三の実施例にかかるカートリッジ記憶装置、装置本体ＣＰＵ、装置本体記憶装置の記憶情報の関係を示すための略図である。 本発明の第三の実施例にかかる制御に関する流れ図である。 本発明の第一の実施例にかかる記憶装置に関する略図である。 本発明の第四の実施例にかかる記憶装置内の切り替えの閾値情報と切り替える識別番号記憶様式を示した略図である。 本発明の第四の実施例にかかるカートリッジ記憶装置、装置本体ＣＰＵ、装置本体記憶装置の記憶情報の関係を示すための略図である。 本発明の第四の実施例にかかる制御に関する流れ図である。 本発明の第一の実施例にかかる像形成担持体の感度特性による露光電位の図である。 本発明の第一の実施例にかかる感光特性における濃度・線幅推移の図である。 本発明の第一の実施例にかかる感光特性における像形成担持体の切り替えタイミングとレーザー点灯幅の変調度を示した図である。 本発明の第一の実施例にかかる記憶装置内の、感光特性における像形成担持体の切り替えタイミングと識別情報を示した略図である。 本発明の第二の実施例にかかる、画像処理方法決定の簡略説明図である。 本発明の第三の実施例にかかる、画像処理方法決定の簡略説明図である。 本発明の第四の実施例にかかる、画像処理方法決定の簡略説明図である。

符号の説明

１、１１２ 感光体ドラム
２、１１３ 帯電ローラ
３、１０８ レーザービームスキャナー
４、１１４ 現像装置
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 手差し給紙部
８、１５ 分離ローラ
９ シートパス
１０ プレフィードセンサ
１１ レジストローラ
１２ レジストセンサ
１３ 転写前ガイド
１４ カセット給紙部
１６ フェイスアップ排紙口
１７ フェイスダウン排紙口
１８ 定着装置
１８Ａ 加熱フィルムユニット
１８ｂ 加圧ローラ
１９ 排紙ローラ
５０ パターン処理部
Ａ、Ｂ 駆動手段
１００ 画像信号入力部
１０１ 画像形成装置制御部
１０２ プロセスカートリッジ
１０３ ＣＰＵ
１０４ ＩＯ制御部
１０５ 画像処理制御部
１０６ レーザ駆動制御部
１０７ 入力画像信号
１０８ レーザスキャナー
１０９ レーザ光
１１０ ミラー
１１１ 記憶装置
１１５ クリーニングブレード
１１６ 廃トナー容器
１１７ トナー容器
１１８ 現像容器
１１９ 現像ローラ
１２０ 現像ブレード
１２１ トナー容器内攪拌部材
１２２ 攪拌部材
１２３ トナー封止部材
１２４ 記憶装置
２００ 高圧印加部

Claims (32)

1. 現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置において、
   前記像担持体の使用量の複数のレベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報を記憶する記憶手段と、
   前記像担持体の使用量と、前記記憶手段に記憶されている情報とに応じて前記第２の画像形成モードにおける画像形成条件を変更する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、記録すべき画像を判別する判別手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記像担持体の使用量と、前記記憶手段に記憶されている情報と、前記判別手段の判別結果とに応じて、前記画像形成条件を変更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. 前記判別手段は、記録すべき画素集合領域の大きさを判別する手段であって、
   前記制御手段は、前記判別手段によって前記画素集合領域が所定の大きさの画素集合パターンより大きい場合と小さい場合とで前記画像形成条件を変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記憶手段は、さらに、前記像担持体の使用量の複数のレベルの閾値情報を記憶する第２の記憶領域を有し、前記制御手段は、前記像担持体の使用量が前記所定の閾値情報に達したとき、前記像担持体の使用量の複数のレベルに対応じた前記画像形成条件を設定するための情報に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、前記像担持体を画像情報に応じた露光動作条件で露光する露光手段を有し、前記画像形成条件とは、前記露光手段の露光動作条件であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記露光動作条件とは、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記露光動作条件とは、前記像担持体の感度特性に応じた、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記画像形成条件を決定するための指示情報であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置は、前記像担持体を画像情報に応じた露光動作条件で露光する露光手段を有し、
   前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報とは、前記露光装置の露光動作条件であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画像形成条件を設定するための情報に応じて、前記所定の大きさの画素集合パターンを選択することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体と前記記憶手段とが一体化されたカートリッジとして前記画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
12. 現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、
    前記像担持体と、前記カートリッジに係わる情報を記憶する記憶手段と、を有し、
    前記記憶手段は、
    前記第２の画像形成モードにおける前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有することを特徴とするカートリッジ。
13. 前記記憶手段は、さらに、前記像担持体の使用量の複数レベルの閾値情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項１２に記載のカートリッジ。
14. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光するための露光手段を有し、
    前記画像形成条件とは、前記露光手段の露光動作条件であることを特徴とする請求項１２または１３に記載のカートリッジ。
15. 前記露光動作条件とは、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項１４に記載のカートリッジ。
16. 前記露光動作条件とは、前記像担持体の感度特性に応じた、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項１４に記載のカートリッジ。
17. 前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記画像形成条件を決定するための指示情報であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかの項に記載のカートリッジ。
18. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光する露光手段を有し、
    前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記露光装置の露光動作条件であることを特徴とする請求項１２または１３に記載のカートリッジ。
19. 像担持体を有し、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載される記憶装置において、
    前記第２の画像形成モードにおける前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有することを特徴とする記憶装置。
20. さらに、前記像担持体の使用量の複数レベルの閾値情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項１９に記載の記憶装置。
21. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光するための露光装置を有し、
    前記画像形成条件とは、前記露光装置の露光動作条件に係わる情報であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の記憶装置。
22. 前記露光動作条件とは、前記露光装置の露光時間であることを特徴とする請求項２１に記載の記憶装置。
23. 前記露光動作条件とは、前記像担持体の感度特性に応じた、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項２１に記載の記憶装置。
24. 前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記画像形成条件を決定するための指示情報であることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれかの項に記載の記憶装置。
25. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光する露光手段を有し、
    前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記露光装置の露光動作条件であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の記憶装置。
26. 像担持体を有し、現像剤を用いて所定の画像形成条件で像担持体に画像を形成する第１の画像形成モードと、現像剤を用いて前記所定の画像形成条件とは異なる画像形成条件で像担持体に画像を形成する第２の画像形成モードとを有し、同一画像に対する現像剤の消費量が前記第１の画像形成モードよりも前記第２の画像形成モードの方が少なくなる様に前記画像形成条件が設定される画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載される記憶装置において、
    前記像担持体の使用量に対応した画像形成条件を設定するための情報を記憶する第１の記憶領域と、を有し、
    前記前記像担持体の使用量に対応した画像形成条件を設定するための情報とは、前記第２の画像形成モードにおいて使用され、前記第１の画像形成モードにおいて使用されない情報であることを特徴とする記憶装置。
27. さらに、前記像担持体の使用量の複数レベルの閾値情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項２６に記載の記憶装置。
28. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光するための露光装置を有し、
    前記画像形成条件とは、前記露光装置の露光動作条件に係わる情報であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の記憶装置。
29. 前記露光動作条件とは、前記露光装置の露光時間であることを特徴とする請求項２８に記載の記憶装置。
30. 前記露光動作条件とは、前記像担持体の感度特性に応じた、前記露光手段の露光時間であることを特徴とする請求項２８に記載の記憶装置。
31. 前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記画像形成条件を決定するための指示情報であることを特徴とする請求項２６〜２９のいずれかの項に記載の記憶装置。
32. 前記画像形成装置は、前記像担持体を露光する露光手段を有し、
    前記像担持体の使用量の複数レベルに対応した前記画像形成条件を設定するための情報とは、前記露光装置の露光動作条件であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の記憶装置。
    

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