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JP2008164698A - 画像形成方法および装置 - Google Patents

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JP2008164698A
JP2008164698A JP2006351352A JP2006351352A JP2008164698A JP 2008164698 A JP2008164698 A JP 2008164698A JP 2006351352 A JP2006351352 A JP 2006351352A JP 2006351352 A JP2006351352 A JP 2006351352A JP 2008164698 A JP2008164698 A JP 2008164698A
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Tetsuo Tomimatsu
哲生 冨松
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Kyocera Mita Corp
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Abstract

【課題】画像データをトナーなどの現像材で記録紙などの記録材上に顕像化するようにした画像形成装置において、画像の認識性を大きく損なうことなく、現像材の消費量を削減する。
【解決手段】設定読取り部29によって読取られたユーザ操作、トナー残量読取り部28によって読取られたトナー残量およびべた塗り判定部25によって判定されたべた塗りであるかどうかの判定結果から、選択部30は、モード切換え部20を切換え、通常モードにおける出力画像のカラープロファイルP1と、トナーセーブモードにおける出力画像用のカラープロファイルP2との何れかをRGB→CMYK変換部26に設定する。そして、RGB→CMYK変換部26は、色変換とともに、トナーセーブモードでは、前記べた塗り部分の濃度が薄くなるように画像データを補正する。
【選択図】図3

Description

本発明は、トナーなどの現像材のセーブモードを有する画像形成装置およびその画像形成方法に関し、特にフルカラーでの画像形成が可能なものに関する。
前記トナーセーブモードを有する画像形成装置の典型的な実施例は、特許文献1で示されている。その従来技術によれば、操作部を介してユーザにより色域の変更(濃度変更)が行われると、制御部において当該変更設定された色域(濃度値)に応じて現像スリーブの電位が制御されて、現像部と感光体ドラムとの電位差である現像バイアス電圧が変更されるととともに、変更された現像バイアス電圧で印刷を行った際に、出力画像の階調が変更設定された色域に応じた目標階調となるような階調補正テーブルを作成しておくことで、良質な画質を実現しながら、印刷用途に応じてユーザが印刷濃度範囲を変更することができる(トナーセーブモードを実現する)ようになっている。また、その他の従来技術では、現像バイアスの調整ではなく、現像材の供給量を減らしたり、ドットを間引いたりすることで濃度範囲をシフトすること(濃度を薄くすることでトナーセーブを実現する)が一般に行われている。
特開2005−43445号公報
上述の従来技術では、トナーセーブモードが選択されると、一様に濃度を薄く(トナー消費量を少なく)してしまう。したがって、特許文献1では、設定された濃度範囲に応じた階調補正テーブルを作成して印刷対象画像の階調を変換することで、階調表現を損なわないように工夫されているものの、画像データの種類によっては、認識性を大きく損なうという問題がある。たとえば、写真など、高精細を求められる画像では濃度範囲が狭くなることで画面にメリハリ(コントラスト)が無くなり、またプレゼン資料やテスト印字などでは、色彩が問われなくても、図面や文字の線幅が正確に再現されないなどの情報の劣化が問題になる。
本発明の目的は、画像の認識性を大きく損なうことなく、現像材の消費量を削減することができる画像形成方法および装置を提供することである。
本発明の画像形成方法は、画像データを現像材で記録材上に顕像化するための方法において、入力画像データからベタ部分を抽出するステップと、抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上であるか否かを判定するステップと、前記ベタ部分の面積が前記閾値以上であることが判定されると、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正するステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像データを現像材で記録材上に顕像化するようにした画像形成装置において、入力画像データからベタ部分を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上であるか否かを判定するベタ画像判定部と、前記ベタ画像判定部で前記ベタ部分の面積が前記閾値以上であることが判定されると、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正する補正部とを含むことを特徴とする。
上記の構成によれば、画像データをトナーなどの現像材で記録紙などの記録材上に顕像化するようにした画像形成方法および装置において、抽出部が入力画像データからベタ部分を抽出しており、ベタ画像判定部がその抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上と判定すると、補正部がトナーなどの現像材のセーブモードとなって、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正する。
したがって、画像の認識性を大きく損なうことなく、現像材の消費量を削減することができる。
さらにまた、本発明の画像形成装置は、前記現像材の残量を検知する残量検知部と、前記残量検知部で前記現像材の残量が予め定める閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には前記補正部における補正動作を休止させる残量判定部とをさらに備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、残量検知部で検知された現像材の残量から、現像材が充分残っている状態では、残量判定部が、前記補正部に現像材のセーブモードを行わせないようにすることで、忠実な濃度(フルカラーの場合には色)再現を行うことができる。
また、本発明の画像形成装置は、入力画像データが写真データであるかまたは電子作成データであるかを判定し、写真データである場合には前記補正部における補正動作を休止させるファイル判定部をさらに備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、現像材の残量に拘わらず、入力画像データが写真データであるときには、ファイル判定部が、前記補正部に現像材のセーブモードを行わせないようにすることで、忠実な濃度(フルカラーの場合には色)再現を行うことができる。
本発明の画像形成方法および装置は、以上のように、画像データをトナーなどの現像材で記録紙などの記録材上に顕像化するようにした画像形成方法および装置において、抽出部が入力画像データからベタ部分を抽出しており、ベタ画像判定部がその抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上と判定すると、補正部がトナーなどの現像材のセーブモードとなって、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正する。
したがって、画像の認識性を大きく損なうことなく、現像材の消費量を削減することができる。
さらにまた、本発明の画像形成装置は、以上のように、残量検知部で検知された現像材の残量から、現像材が充分残っている状態では、残量判定部が、前記補正部に現像材のセーブモードを行わせないようにする。
それゆえ、忠実な濃度(フルカラーの場合には色)再現を行うことができる。
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、現像材の残量に拘わらず、入力画像データが写真データであるときには、ファイル判定部が、前記補正部に現像材のセーブモードを行わせないようにする。
それゆえ、忠実な濃度(フルカラーの場合には色)再現を行うことができる。
図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置であるプリンタ1の機械的構成を示す縦断面図である。このプリンタ1は、給紙カセット201、給紙ローラ202、転写ローラ203、中間転写体ローラ204、感光体ドラム205、露光装置206、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像装置207Y,207M,207C,207K、定着ローラ208、および排出トレイ210を備える。
前記感光体ドラム205は、矢印方向に回転しながら帯電装置(図示省略)によって一様に帯電される。露光装置206は、パーソナルコンピュータなどから入力された画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム205に各色別に静電潜像を形成する。現像装置207Y,207M,207C,207Kは、各色のトナーを感光体ドラム205に供給して各色別のトナー画像を形成する。中間転写体ローラ204は、感光体ドラム205から各色のトナー像を転写され、中間転写体ローラ204上にカラーのトナー像が形成される。
一方、給紙ローラ202は、記録紙が収納された給紙カセット201から記録紙を引き出し、転写ローラ203まで給送する。転写ローラ203は、搬送された記録紙に中間転写体ローラ204上のトナー像を転写させ、定着ローラ208は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、排出トレイ210へ排出される。
図2は、プリンタ1の電気的構成を示すブロック図である。このプリンタ1は、大略的に、画像処理部21、プリンタ部31、制御部41、操作パネル部51、ネットワークI/F部71、パラレルI/F部72、およびシリアルI/F部73を有するプリンタ1と、HDD74とを備えて構成される。操作パネル部51は、ユーザによる操作指令(コマンド)等を制御部41に与えるものである。この操作パネル部51は、表示部52と、操作キー部53とを含む。
画像処理部21は、画像データに対する各種画像処理を行うものである。たとえば、画像処理部21は、画像データに対して、レベル補正、γ補正等の所定の補正処理、画像データの圧縮または伸張処理、拡大または縮小処理等の種々の画像処理(加工処理)を行う。また、この画像処理部21は、トナーセーブモードにおいて、後述するように画像データの濃度補整を行う。画像処理部21は、画像メモリ22を含み、処理された画像データ等をこの画像メモリ22に記憶したり、プリンタ部31へ出力する。
プリンタ部31は、ネットワークI/F部71を介して外部のパーソナルコンピュータ等から受信した画像データが、前記画像処理部21において所定の処理が施された後に、対応する画像を所定の記録紙に印刷するものである。プリンタ部31は、給紙カセットおよび給紙ローラ等を有する用紙搬送部32、中間転写体ローラ、感光体ドラム、露光装置、および現像装置等を有する画像形成部33、転写ローラ等を有する転写部34、ならびに定着ローラ等を有する定着部35を含む。具体的には、用紙搬送部32は記録紙を画像形成部33へ搬送し、画像形成部33は上記画像データに対応するトナー像を形成し、転写部34はトナー像を記録紙に転写し、定着部35はトナー像を記録紙に定着させて画像を形成する。
制御部(制御手段)41は、不図示のCPU(Central Processing Unit;中央演算処理部)に、そのCPUの動作を規定するプログラムを格納するRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、ならびに一時的にデータを保管するRAMや不揮発性の記憶部などの周辺装置を有している。これによって、制御部41は、操作パネル部51等で受け付けられた指示情報や、プリンタ1の各所に設けられているセンサからの検出信号に応じて、該プリンタ1全体の制御を行う。より具体的には、制御部41は、プリンタコントローラ44として機能する。
前記プログラムは、ROM或いはCD−ROM等の記録媒体を通じて供給することも、ネットワークI/F部71に接続されるネットワーク等の伝送媒体を通じて供給することも可能である。伝送媒体は、有線の伝送媒体に限らず無線の伝送媒体であってもよい。また、伝送媒体には、通信線路のみでなく、通信線路を中継する中継装置、たとえばルータ等の通信リンクをも含む。
プログラムがROMを通じて供給される場合には、当該プログラムが記録されたROMを制御部41に搭載することによって、CPUによる実行に供することができる。プログラムがCD−ROMを通じて供給される場合には、CD−ROM読取り装置を、たとえばパラレルI/F部72へ接続し、当該プログラムをRAMへ転送することによって、CPUによる実行に供することができる。また、プログラムが伝送媒体を通じて供給される場合には、ネットワークI/F部71を通じて受信したプログラムをRAMへ転送することによって、CPUによる実行に供することができる。
ネットワークI/F部71は、ネットワークインタフェース(たとえば10/100Base-TX)等を用い、ネットワークを介して接続されたユーザ側パーソナルコンピュータなどとの間での種々のデータの送受信を制御するものである。パラレルI/F部72は、高速双方向パラレルインターフェイス(たとえばIEEE1284準拠)等を用い、複数の信号線を用いて複数ビット単位でデータを送信するパラレル伝送によって、外部機器等から印刷データ等を受信等するものである。シリアルI/F部73は、シリアルインターフェイス(たとえばRS−232C)等を用い、単一の信号線を用いて1ビットずつ順次データを送るシリアル伝送によって、外部機器等から種々のデータ等を受信等するものである。
図3は、上述のように構成されるプリンタ1の画像処理部21における本発明に係る部分の機能ブロック図である。本発明に係る画像処理部21は、通常モードにおける出力画像用のカラープロファイルP1と、トナーセーブモードにおける出力画像用のカラープロファイルP2とを備えているとともに、入力画像データ解析部23と、ベタ部分検出部24と、ベタ塗り判定部25と、RGB→CMYK変換部26と、出力画像データ形成部27と、トナー残量読取り部28と、設定読取り部29と、モード選択部30と、モード切換え部20とを備えて構成される。
そして、入力された画像データは、入力画像データ解析部23において、1画面のデータに展開されて、予め定める画素数のブロック毎に解析され、その解析結果から、抽出部であるベタ部分検出部24は、隣接部分の濃度がほぼ等しいベタ部分を抽出し、さらにベタ画像判定部であるベタ塗り判定部25は、そのベタ部分の濃度が予め定める閾値以上であり、かつそのベタ部分の画素数が前記ブロック内の画素数の所定の割合以上であるか否かから、べた塗りであることを判定し、選択部30に判定結果を入力する。
具体的には、図4で示すように、ベタ部分検出部24は、隣接部分の濃度がほぼ等しいベタ部分を抽出し、参照符号24aで示すようにその面積(X)を求めるとともに、参照符号24bで示すようにそのベタ部分におけるC,M,Yの各濃度を求める。これに対して、ベタ塗り判定部25では、先ず算出部25aにおいて、前記検出されたベタ部分の面積(X)と、そのベタ部分に使用されているC,M,Yそれぞれの濃度で最も濃い濃度値(図4の例ではYの50%)との積値(Z)が算出され、次にその積値(Z)が判定部25bにおいて、予め設定部25cに設定されている閾値(Y)と比較され、閾値(Y)以上であるとべた塗りであると判定する。
なお、このように濃度値と面積(X)との積値(Z)に拘わらず、所定濃度、たとえば30%以上の画素の面積(X)を、単に面積の閾値と比較して、その閾値、たとえば前記ブロックの80%以上であるとべた塗りと判定するようにしてもよい。しかしながら、上述のように積値(Z)から判定を行うことで、薄くて広い部分や、濃くても面積の狭い領域であれば、無視することができる。ただし、濃度が濃くても違いがあるとべたとは言えず、好ましくは、濃度ばらつき(濃度変動幅)のパラメータを取り入れることで、より確度の高い制御が可能になる。
一方、前記選択部30には、設定読取り部29によって読取られた前記操作パネル部51での設定やプリンタデータに先立って送信されてきた設定を内容ならびに前記プリンタ部31の画像形成部33で検知され、トナー残量読取り部28によって読取られた現像装置207Y,207M,207C,207Kにおける各色C,M,Y,Kのトナー残量が入力される。
これらの入力結果から、選択部30は、前記モード切換え部20を切換え、前記通常モードにおける出力画像のカラープロファイルP1と、トナーセーブモードにおける出力画像用のカラープロファイルP2との何れかをRGB→CMYK変換部26に設定する。補正部である前記RGB→CMYK変換部26は、設定されたカラープロファイルP1またはP2を使用して、前記入力画像データ解析部27で展開された入力画像データの色変換および必要な場合には後述のような濃度補正を行い、出力画像データ形成部27から、プリンタ部31の画像形成部33へ出力する。
表1および図5には、通常モードとトナーセーブモードとにおける各印字率に対するトナー消費量の一例を示す。このように本実施の形態では、トナーセーブモード時には、通常モード時におけるトナー消費量の半分で画像形成を行うようになっている。
Figure 2008164698
図6は、前記選択部30によるモード切換えからRGB→CMYK変換部26を使用した色変換および濃度補正動作を説明するためのフローチャートである。先ず、本実施の形態では、前記通常モードとトナーセーブモードとの切換えを行うにあたって、前記操作部400のトナーセーブモードキー404が操作されると、タッチパネル401によって以下のモードが選択可能となる。第1は通常モードに固定するモードであり、第2はトナーセーブモードに強制的に移行させるモードであり、第3はトナー残量からトナーセーブモードに自動的に移行するモードであり、第4は写真画像なら通常モードへ自動的に移行(トナーセーブモードを強制的に休止)するモードである。また、トナー残量と、写真画像であるか否かと、どちらを優先するかを選択可能な第5のモードが設定されていてもよい(図6では、写真画像であることを優先する)。
ステップS1では、後述するトナー残量の閾値や、べた塗り判定の前記閾値(Y)などの各種の設定が行われ、ステップS2では、前記入力画像データ解析部23において、入力画像データが1画面のデータに展開されて、予め定める画素数のブロック毎に解析される。
続いて、ステップS3〜S6では、設定読取り部29によって読取られた前記操作部400への操作から、選択部30において、モード判定が行われる。先ず、ステップS3では、通常モードに固定されているか否かが判断され、そうであるときにはステップS11に移り、前記RGB→CMYK変換部26において、通常モードにおける出力画像のカラープロファイルP1で色変換が行われて出力画像データが作成され、ステップS12で出力画像データ形成部27からプリンタ部31の画像形成部33へ出力される。
また、前記ステップS3で通常モードに固定されていないときにはステップS4に移り、トナーセーブモードに設定されているか否かが判断され、そうであるときにはトナーセーブモードに強制的に移行して後述のステップS21以降の処理に移る。前記ステップS4において、トナーセーブモードに設定されていないときにはステップS5において、トナー残量読取り部28による読取り結果から、C,M,Y,Kのいずれか1つのトナーの残量が予め定める閾値、たとえば1/3以上であるか否かが判断され、そうであるときには総てのトナーの残量が充分在るものとして前記ステップS11以降の通常モードの処理に移り、そうでないときにはステップS6に移る。ステップS6では、入力画像データが写真のデータであるか否かが判断され、写真のデータであるときには前記ステップS11以降の通常モードの処理に移り、写真のデータでないときには前記ステップS21以降のトナーセーブモードの処理に移る。写真のデータであるか否かは、たとえば使用されている色数から判断することができる。具体的には、RGBの各色データが8bit、すなわち256階調で表現される場合、表現可能な色数は約1600万色となるところ、実際に使用されている色が1000色以下では、写真のデータであると判定する等である。こうして、トナーセーブモードに設定されていなくても、通常モードに固定されていなければ、トナー残量が少なく、写真のデータでないと、トナーセーブモードで処理が行われる。
トナーセーブモードでは、ステップS21で予め定める画素数のブロックに分割され、ステップS22では或るブロックについて前記ベタ部分検出部24がベタ部分を抽出する。ステップS23では、前記ベタ塗り判定部25が、検出されたベタ部分の面積(X)と、そのベタ部分に使用されているC,M,Yそれぞれの濃度で最も濃い濃度値との積値(Z)を算出し、ステップS24で、その積値(Z)が閾値(Y)と比較される。閾値(Y)以上であるときにはべた塗りと判定して、ステップS25で、前記RGB→CMYK変換部26において、トナーセーブモードにおける出力画像のカラープロファイルP2で色変換および濃度補正が行われて出力画像データが作成され、閾値未満であるときにはべた塗りでないと判定して、ステップS26で、前記RGB→CMYK変換部26において、通常モードにおける出力画像のカラープロファイルP1で色変換が行われて出力画像データが作成される。ステップS25,S26からはステップS27に移り、総てのブロックについてべた塗り部分があるか否かの判定が行われたか否かが判断され、未だ判定していないブロックがあれば前記ステップS22に戻って次のブロックの判定が行われ、総てのブロックの判定が終了している場合にはステップS31に移る。
前記ステップS21でのブロック分割を行うにあたっては、全画面を、上述のように予め定める画素数毎のブロックに順次分割してゆくのではなく、画素数が同じであっても、隣接した画素の濃度ばらつきが少ない領域を1つのブロックとして、全画面から任意の区画を切り出すようにしてもよい。またその場合、ブロックの大きさを適宜変更するようにしてもよい。
ステップS31では、Cトナーの残量が予め定める閾値、たとえば1/4以下となったか否かが判断され、そうであるときにはステップS32において、そのCトナーの配分がさらに調整されてステップS33に移り、そうでないときには直接ステップS33に移る。前記トナー配分の調整は、トナー残量が僅少になった場合に、その色のトナー濃度をさらに低くするために行われるもので、前記ステップS25やS26で作成されたデータから、その色の濃度を、たとえば一律10%削減するものである。ステップS33では、Mトナーについて、前記ステップS31と同様に残量が判定され、僅少である場合はステップS34で、前記ステップS32と同様に、そのMトナーの配分がさらに調整される。ステップS35,S36においても同様に、Yトナーの残量判定から配分調整が行われる。こうして、トナーセーブモードにおいても出力画像データが作成されると、前記ステップS12に移り、作成された画像データが出力される。
このように構成することで、ベタ部分の面積が大きいとトナーセーブモードとなって、そのベタ部分の濃度が薄くなるように出力画像データが補正されるので、濃度が濃くてもべた面積が狭い部分や、ベタ面積が広くても濃度が薄い部分の濃度は変更されず、画像の認識性を大きく損なうことなく、トナーの消費量を削減することができる。
また、トナー残量に拘わらず通常モードで印字したいとき、或いはトナーセーブモードで印字したいときには、それらのモードに切換えることができ、たとえばテスト印字などの画像の色(見え方)が変わってしまっても問題無いような場合に前記トナーセーブモードを選択し、トナー消費量を減らすなど、多様な使い方を可能にすることができる。
さらにまた、モード選択が行われない場合は、トナー残量や写真画像であるか否かからモード選択が行われるので、そのような状況に応じて、可能な限り忠実な濃度(フルカラーの場合には色)再現を行うことができる。
また、トナーセーブモードでは、極端に残量の少ない(上述の例では1/4を切った)トナーがあった場合、そのトナーの配分量を下げるような調整(上述の例では−10%)を行うので、たとえば図7に示すように、(C,M,Y)=(30%,30%,50%)→(C,M,Y)の場合、(C,M,Y)=(20%,30%,50%)となり、より一層のセーブを行うことができる。このトナー配分量を下げる処理は、画像データの補正に限らず、たとえば現像装置207Y,207M,207C,207Kの現像ローラの回転速度を低下させたり、現像バイアスを低下させたりすることでも、同様の効果を得ることができる。
本発明の実施の一形態に係る画像形成装置であるプリンタの機械的構成を示す縦断面図である。 前記プリンタの電気的構成を示すブロック図である。 前記プリンタの画像処理部における本発明に係る部分の機能ブロック図である。 本発明の実施の一形態に係るベタ塗り判定のための構成の機能ブロック図である。 通常モードとトナーセーブモードとにおける各印字率に対するトナー消費量の一例を示すグラフである。 前記の2つのモードの切換えから、色変換および濃度補正動作を説明するためのフローチャートである。 トナー残量僅少時における更なるトナー配分量の低下の処理を説明するためのグラフである。
符号の説明
1 プリンタ
21 画像処理部
23 入力画像データ解析部
24 ベタ部分検出部
25 ベタ塗り判定部
26 RGB→CMYK変換部
27 出力画像データ形成部
28 トナー残量読取り部
29 設定読取り部
30 モード選択部
31 プリンタ部
41 制御部
51 操作パネル部
71 ネットワークI/F部
72 パラレルI/F部
73 シリアルI/F部
205 感光体ドラム
206 露光装置
207Y,207M,207C,207K 現像装置

Claims (4)

  1. 画像データを現像材で記録材上に顕像化するための方法において、
    入力画像データからベタ部分を抽出するステップと、
    抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上であるか否かを判定するステップと、
    前記ベタ部分の面積が前記閾値以上であることが判定されると、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正するステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
  2. 画像データを現像材で記録材上に顕像化するようにした画像形成装置において、
    入力画像データからベタ部分を抽出する抽出部と、
    前記抽出部で抽出されたベタ部分の面積が予め定める閾値以上であるか否かを判定するベタ画像判定部と、
    前記ベタ画像判定部で前記ベタ部分の面積が前記閾値以上であることが判定されると、そのベタ部分の濃度が薄くなるように前記画像データを補正する補正部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記現像材の残量を検知する残量検知部と、
    前記残量検知部で前記現像材の残量が予め定める閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には前記補正部における補正動作を休止させる残量判定部とをさらに備えることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 入力画像データが写真データであるかまたは電子作成データであるかを判定し、写真データである場合には前記補正部における補正動作を休止させるファイル判定部をさらに備えることを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。
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