特開 2024-175516 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175516

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20241211BHJP

   G03G 15/01 20060101ALI20241211BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 510

G03G15/01 S

G03G15/01 Y

G03G15/08 322Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093355

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 伸明

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 良

【テーマコード（参考）】

2H077

2H270

2H300

【Ｆターム（参考）】

2H077AD02

2H077AD06

2H077DA08

2H077DA15

2H077GA04

2H077GA13

2H077GA14

2H077GA15

2H270KA04

2H270LA87

2H270LA99

2H270LB02

2H270LB06

2H270LB08

2H270LB18

2H270MB29

2H270MB32

2H270MB36

2H270MB41

2H270MB43

2H270NC07

2H270PA49

2H270PA50

2H270RA10

2H270RC10

2H270RC11

2H270RC14

2H270RC18

2H270ZC03

2H270ZC04

2H270ZC08

2H300EB04

2H300EB07

2H300EB12

2H300EC02

2H300EC05

2H300EF03

2H300EF08

2H300EJ09

2H300EJ22

2H300EJ56

2H300EK03

2H300FF02

2H300FF06

2H300FF07

2H300FF08

2H300GG32

2H300RR29

2H300RR47

2H300SS01

2H300SS08

2H300SS14

2H300SS15

2H300SS16

2H300TT03

2H300TT04

(57)【要約】

【課題】 トナー消費量を複数の方法によって決定できなかった。
【解決手段】 画像形成装置は１０２、画像データに中間調処理を実施するハーフトーン部５０４と、変換条件に基づき前記画像データを変換する濃度補正部５０３と、前記変換された画像データに基づき、トナーを用いて画像を形成するプリンタエンジン１０４と、濃度補正部５０３により変換される前の画像データに基づいてトナー消費量を決定するトナー量計算部５１０と、濃度補正部５０３により変換された後の画像データに基づいてトナー消費量を決定するトナー量計算部５０５と、を有する。
【選択図】 図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像データに中間調処理を実施する中間調処理手段と、
前記中間調処理の種類に対応する変換条件に基づき前記画像データを変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記画像データに基づき、トナーを用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記変換手段により変換される前の画像データに基づいて、前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定する第１決定手段と、
前記変換手段により変換された後の画像データに基づいて、前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定する第２決定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記画像形成手段は、ブラックの画像を形成するブラックの画像形成部と、カラーの画像を形成するカラーの画像形成部とを有し、
前記第１決定手段は、前記カラーの画像形成部が消費するトナーの量を決定し、
前記第２決定手段は、前記ブラックの画像形成部が消費するトナーの量を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記画像データに施される前記中間調処理の種類に関する情報を取得する取得手段をさらに有し、
前記中間調処理手段が前記情報に基づき前記画像データに第１の種類の中間調処理を実施する場合、前記第１決定手段が前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定し、
前記中間調処理手段が前記情報に基づき前記画像データに前記第１の種類の中間調処理よりも線数が多い第２の種類の中間調処理を実施する場合、前記第２決定手段が前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は画像形成装置のトナー残量を決定する残量決定処理に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の複写機やプリンターには、画像形成のたびにトナーの消費量を算出し、その算出結果にもとづいて、トナー残量をパネル表示するものがある。ここで、トナー残量の検知方法としてセンサ等を用いる方法があるが、このような方法によると、小型化や省スペース化による機構上の制約を受け、部品追加や設計変更によるコストが増加する等の問題が生ずる。このため、画像データからトナー消費量を推定する方法がいくつか提案されている。

【0003】

特許文献１では、中間調補正処理前の多値入力画像データの各画素の濃度値を算出し、各画素の濃度値をトナー消費量へ変換したカウント値を１ページ毎に積算することによって、１ページ毎のトナー消費量を算出している。中間調補正処理とは、階調部の入力信号値と濃度の関係が理想とする一定の状態になるように入力信号値を補正する処理である。そのため、中間調補正処理を行う機種においては、中間調補正処理前の多値画像データを使ってトナー消費量を算出することで、階調部のトナー消費量を精度よく算出できることが知られている。

【0004】

特許文献２では、画像のエッジ部に配置される印字ドットでは印字ドットが網羅的に配置された部分（ベタ部）よりも多くトナーが消費される現象（エッジ効果）を考慮するため、以下の方法を提案している。印字画素の連続数に応じた重み係数を予め準備しておき、画素ごとに対応する重み係数を乗じて１画素当たりのトナー消費量を求め、これを画像に含まれるすべての画素について積算することによって１ページの画像のトナー消費量を算出する方法である。この方法を使うと、エッジ効果の影響を強く受ける文字部のトナー消費量を精度よく算出できることが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－１１４５９３号公報

【特許文献2】特開２００９－９８１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のトナー消費量算出方法では、階調部のトナー消費量を精度よく算出できるものの、エッジ効果の影響を強く受ける文字部のトナー消費量の算出精度は高くないという課題があった。特許文献２のトナー消費量算出方法では、文字部のトナー消費量を精度よく算出できるものの、画素のオン／オフパターンが高密度に繰り返され、複雑なドットパターンが多く存在する階調部のトナー消費量の算出精度は高くないという課題があった。

【0007】

したがって、どちらか一方のトナー消費量算出方法を用いると、選択したトナー消費量算出方法において算出精度が低い画像パターンが多く含まれている場合、トナー消費量の算出に大きな誤差が生じてしまう。つまり、従来の画像形成装置においては予め決められた１つの方法でしかトナー消費量を決定することができない点が問題であった。

【0008】

そこで本発明はトナー消費量を複数の方法によって決定する画像形成装置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】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、画像データに中間調処理を実施する中間調処理手段と、前記中間調処理の種類に対応する変換条件に基づき前記画像データを変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記画像データに基づき、トナーを用いて画像を形成する画像形成手段と、前記変換手段により変換される前の画像データに基づいて、前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定する第１決定手段と、前記変換手段により変換された後の画像データに基づいて、前記画像形成手段が消費するトナーの量を決定する第２決定手段と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によればトナー消費量を複数の方法によって決定できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】画像形成装置の全体構成を示す図

【図2】画像形成装置の断面図

【図3】プリンタエンジンの構成図

【図4】ビデオコントローラの構成図

【図5】データ処理部の構成図

【図6】濃度補正処理部の構成図

【図7】トナー量計算部１の構成図

【図8】画素値とトナー消費量の関係を示すグラフ

【図9】画素値補正テーブル

【図10】トナー量計算部２の構成図

【図11】線幅に基づくカウンタ値の補正例

【図12】実施例１のトナー残量の算出処理のフローチャート

【図13】実施例１および実施例２の効果を示す図

【図14】実施例２のトナー残量の算出処理のフローチャート

【図15】印刷用途の識別値とトナー算出方法のテーブル例

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、図面を参照してこの発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素の相対配置、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0013】

（実施例１）
（画像形成装置の全体構成）
図１を用いて画像形成装置１０２の構成について説明する。本実施例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと呼ぶ）の４色の色材（色剤）によって画像を形成するカラー画像形成装置を用いて説明する。画像形成装置１０２は各種制御やデータ処理を行うビデオコントローラ１０３と転写材に可視化された画像形成を行うプリンタエンジン１０４を有している。転写材は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。画像形成装置１０２にはネットワークやパラレルインターフェイス、シリアルインターフェイスなどを介してホストコンピュータ１０１などが接続されている。ホストコンピュータ１０１は、ユーザがプリンタドライバ上で設定したプリント条件（例えば、用紙サイズ、部数、印刷の向き、印刷用途、など）に基づいたプリント実行要求を画像形成装置１０２に指示する。ビデオコントローラ１０３は、ホストコンピュータ１０１からプリントの実行の指示とともに送信される印刷データを画像データにラスタライズし、後述するデータ処理を行って、プリンタエンジン１０４に送信する。

【0014】

（プリンタエンジン制御）
図２および図３を用いて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナーを用いて多色画像を形成する電子写真方式のプリンタエンジン１０４の動作を説明する。なお、４色に共通する事項を説明するときは、ＹＭＣＫの文字を参照符号から省略する。図２は電子写真方式の画像形成装置１０２の一例を示している。画像形成装置１０２は中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。図３はプリンタエンジン１０４の制御ユニットを示すブロック図である。プリンタエンジン１０４は、エンジン制御部３０１とエンジン機構部３０２を有している。エンジン機構部３０２はエンジン制御部３０１からの各種指示にしたがって動作する。

【0015】

エンジン機構部３０２のレーザ／スキャナ系３０８は、図２に示したスキャナ部２４を有している。スキャナ部２４はレーザ発光素子、レーザドライバ回路、スキャナモータ、回転多面鏡、スキャナドライバ等を含む。スキャナ部２４はビデオコントローラ１０３から送られてくるレーザの露光時間を示すレーザ駆動信号にしたがってレーザを点灯させ、回転多面鏡によってレーザ光を反射させることで感光体ドラム２２を露光走査する。露光光は感光体ドラム２２の表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成される。

【0016】

作像系３０９は、プリンタエンジン１０４の中枢をなす部分であり、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ上に形成された潜像を現像してトナー画像を形成し、転写材上に転写して定着させる。図２が示すように、作像系３０９は、４つの画像形成部を有している。各画像形成部は、感光体ドラム２２、帯電器２３、現像器２６を有している。作像系３０９は、さらに、中間転写体２７、転写ローラ２８および定着部３０、および、作像を行なう上で必要となる各種バイアス（高電圧）を生成する高圧電源回路を有している。帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を一様に帯電させる帯電ローラ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳを有している。現像手段である現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋはそれぞれ、トナー像を潜像に付着させるための現像スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳを有している。

【0017】

帯電器２３、現像器２６および感光体ドラム２２はプロセスカートリッジとして画像形成装置１０２の本体に脱着可能に取り付けられている。中間転写体２７は、駆動ローラ２５によって駆動され、感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋからトナー画像を一次転写される。中間転写体２７に転写ローラ２８が接触することで、転写材１１が狭持搬送されるとともに、中間転写体２７上のトナー像が転写材１１に２次転写される。転写ローラ２８は、転写材１１上にトナー像を転写している期間は転写材１１に当接し、転写が完了すると中間転写体２７から離間する。定着部３０は、転写材１１を搬送しながら、トナー像を溶融定着させる。

【0018】

定着部３０は、転写材１１を加熱する定着ローラ３１と、転写材１１を定着ローラ３１に圧接させる加圧ローラ３２とを備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が設置されている。クリーニング部２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングする。４つのプロセスカートリッジはそれぞれ不揮発性のメモリデバイスを有している。エンジン制御部３０１のＣＰＵ３０３やＡＳＩＣ３０４は、メモリデバイスに各種情報（トータルでの画像形成枚数や稼働時間）の読み書きを行なう。

【0019】

給紙・搬送系３１０は、転写材１１の給紙および搬送を司る部分であり、各種搬送系モータ、給紙部２１（給紙カセット２１ａや給紙トレイ２１ｂ）、給紙ローラ、排紙ローラを含む各種搬送ローラ等で構成される。給紙・搬送系３１０は、作像系３０９の動作に合わせて給紙カセット２１ａまたは給紙トレイ２１ｂから転写材１１を給紙して搬送する。

【0020】

センサ系３１１は、レーザ／スキャナ系３０８、作像系３０９、給紙・搬送系３１０を、ＣＰＵ３０３やＡＳＩＣ３０４が制御する上で必要な情報を収集するためのセンサ群である。このセンサ群には、定着部３０の温度センサ、感光体ドラム２２、中間転写体２７または転写材１１に形成されたトナー画像の濃度を検知する濃度センサ４０、色ずれを検知するセンサ、用紙サイズセンサ、紙先端検知センサ、紙搬送検知センサなどが含まれる。ＣＰＵ３０３はセンサ系３１１により検知された情報を取得し、プリントシーケンスの制御に反映する。

【0021】

エンジン制御部３０１のＣＰＵ３０３は、ＲＡＭ３０５を主メモリやワークエリアとして利用し、不揮発性記憶部３０６に格納されている各種制御プログラムに従い、エンジン機構部３０２を制御する。システムバス３１２は、アドレスバスおよびデータバスを持つ。エンジン制御部３０１やエンジン機構部３０２の各構成要素は、システムバス３１２に接続され、互いにアクセス可能となっている。

【0022】

ＣＰＵ３０３は、ビデオコントローラ１０３からエンジンインターフェイス部３０７を介してプリント実行命令を受信すると、まず作像系３０９を駆動し、帯電器２３によって感光体ドラム２２の表面を帯電させる。ＣＰＵ３０３は、レーザ駆動信号を生成して出力することでレーザ／スキャナ系３０８を駆動し、スキャナ部２４によって感光体ドラム２２に静電潜像を形成する。

【0023】

次にＣＰＵ３０３は作像系３０９を駆動し、現像器２６に静電潜像を現像させて単色トナー像を形成させる。この単色トナー像を中間転写体２７上で重なるように一次転写することでフルカラーのトナー像を中間転写体２７上に形成させる。ＣＰＵ３０３は、給紙・搬送系３１０を制御し、給紙ローラによって給紙部２１から転写材１１を給紙させ、このトナー像を転写材１１へ転写させる。その後、ＣＰＵ３０３は、定着部３０を制御して転写材１１上のトナー像を定着させる。

【0024】

ＡＳＩＣ３０４は、ＣＰＵ３０３からの指示にしたがって、各種プリントシーケンスを実行する上での各モータの制御や現像バイアス等の高圧電源の制御を行なう。なお、ＡＳＩＣ３０４の機能の一部または全てをＣＰＵ３０３が実現する構成としてもよい。

【0025】

（ビデオコントローラの構成）
図４を用いてビデオコントローラ１０３の構成例について説明する。ＣＰＵ４０１は、ビデオコントローラ１０３全体の制御を司るＣＰＵである。不揮発性の記憶部４０２は、ＣＰＵ４０１が実行する各種制御コードや制御に使用するデータを格納する記憶手段である。記憶部４０２は、たとえば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクである。なお、記憶部４０２は画像データを変換するために用いる変換条件としての階調補正テーブルを格納する。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の主メモリやワークエリア等として機能する一時記憶用のメモリである。

【0026】

ホストインターフェイス部４０４は、ホストコンピュータ１０１からの印刷データおよび制御データを受信するインターフェースである。ホストインターフェイス部４０４が受信した印刷データはＲＡＭ４０３に格納される。ここで印刷データはホストコンピュータ１０１においてハーフトーン処理が実行された後のビットマップデータであってもよいし、ＰＤＬ（ページ記述言語）データであってもよい。ＰＤＬデータとは、ページ記述言語によって記述されたデータである。印刷データは、文字、グラフィックス、写真の属性データを含んでいる。

【0027】

ＤＭＡ制御部４０７は、ＣＰＵ４０１からの指示によりＲＡＭ４０３のデータを、エンジンインターフェイス部４０９やデータ処理部４０６に転送する。データ処理部４０６は、ＣＰＵ４０１からの指示によりＲＡＭ４０３の画像データに対して各種のデータ処理（例：トナー消費量の推定など）を行う。データ処理部４０６の詳細な動作については後述する。

【0028】

操作／表示部４０８は、ユーザからの諸設定や指示の入力を受け付けたり、画像形成装置１０２の各種情報を表示する。エンジンインターフェイス部４０９は、プリンタエンジン１０４に対する信号の入出力部である。たとえば、エンジンインターフェイス部４０９は、データ処理部４０６から出力されるレーザ駆動信号をプリンタエンジン１０４へ送出する。

【0029】

トナー量管理部４０５は、データ処理部４０６から通知されるページごとのトナー消費量を元にプロセスカートリッジ内のトナー残量を更新して操作／表示部４０８に表示させる。トナー量管理部４０５は、ホストインターフェイス部４０４を介してホストコンピュータ１０１にトナー残量を通知してもよい。

【0030】

濃度補正処理部４１１は、ＣＰＵ４０１からの指示、またはエンジンインターフェイス部４０９を介したプリンタエンジン１０４からの指示により濃度補正処理を行う。濃度補正処理部４１１は、後述する濃度補正部５０３で濃度補正時に使用する階調補正テーブルを生成する。濃度補正処理部４１１により生成された階調補正テーブルは記憶部４０２に格納される。濃度補正処理部４１１の詳細な動作については後述する。

【0031】

システムバス４１０は、アドレスバスおよびデータバスを有する。上述の各構成要素は、システムバス４１０に接続され、互いにアクセス可能となっている。なお、データ処理部４０６の機能はＡＳＩＣ（特定用途集積回路）や専用ハードウェアとして実現してもよいし、機能の一部または全てをＣＰＵ４０１が実現する構成であってもよい。あるいは、ビデオコントローラ１０３の機能の一部または全てをホストコンピュータ１０１が実現する構成であってもよい。

【0032】

（データ処理部の構成）
図５はデータ処理部４０６の処理の内容を説明するためのブロック図である。ＲＩＰ部５０１はＲＡＭ４０３に格納されているＰＤＬで記述された画像データの内容を解析して中間言語データを生成し、さらに中間言語データをラスタライズしてラスタ画像データを生成する。ＲＩＰは、ラスターイメージプロセッサの略称である。ラスタ画像データはＲＧＢ画像データとしてＲＡＭ４０３に書き込まれる。

【0033】

色変換部５０２はＲＧＢ画像データを画像形成装置１０２の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号に変換するカラーマッチング処理を実行する。さらに色変換部５０２はデバイスＲＧＢ信号を画像形成装置１０２のトナー色材色であるＹＭＣＫ信号に変換する色分解処理を実行する。このように、色変換部５０２はＲＩＰ部５０１が出力するＲＧＢ画像データを、順次、ＹＭＣＫの画像データに変換し、ＲＡＭ４０３に書き込む。

【0034】

濃度補正部５０３は、色変換部５０２が出力するＹＭＣＫ信号（画像データ）の各階調値を、記憶部４０２（図４）に格納された階調補正テーブルに基づき変換する。これは、ＹＭＣＫ信号（画像データ）の各階調値と、プリンタエンジン１０４によって転写材１１に形成される画像の濃度との関係を所望の関係とするためである。ここで、濃度補正部５０３は、印刷用途に基づき、変換条件（階調補正テーブル）を複数の変換条件（階調補正テーブル）から選択する。これは、後述するハーフトーン部５０４が使用する中間調処理（ハーフトーン処理）の種類に対応して変換条件（階調補正テーブル）が生成されるからである。濃度補正部５０３は、後述のハーフトーン部５０４が画像データに施す中間調処理（ハーフトーン処理）の種類に対応する変換条件（階調補正テーブル）に基づき、画像データを変換する。印刷用途は中間調処理（ハーフトーン処理）の種類に対応する階調補正テーブルに関するユーザ指示情報とも言い換えられる。

【0035】

ハーフトーン部５０４は濃度補正部５０３によって補正された各色の画像データ（８ｂｉｔ）に対して中間調処理（ハーフトーン処理）を施す。中間調処理（ハーフトーン処理）はディザ処理とも呼ばれる。これによって各色の画像データはプリンタエンジン１０４で再現可能な１ｂｉｔの画像データへ変換され、ＲＡＭ４０３内の画像メモリに格納される。ここで、ハーフトーン部５０４は、印刷用途に基づき、ハーフトーン処理の種類を切り替える。例えば、印刷用途が文書である場合、ハーフトーン部５０４は２００線のディザ（高線数ディザ）を用いて画像データにハーフトーン処理を施す。例えば、印刷用途が写真である場合、ハーフトーン部５０４は１４０線のディザ（低線数ディザ）を用いて画像データにハーフトーン処理を施す。印刷用途はハーフトーン処理の種類に関するユーザ指示情報とも言い換えられる。

【0036】

トナー量計算部２（５０５）は、１ページ毎に消費されるトナー量（トナー消費量）を、ハーフトーン部５０４によりハーフトーン処理が施された画像データ（ハーフトーン処理画像データ）に基づいて、色成分ごとに算出する。トナー量計算部２（５０５）は、ＲＡＭ４０３の画像メモリに格納されたハーフトーン処理画像データからトナー消費量を決定する。なお、本実施形態のトナー量計算部２（５０５）は、ハーフトーン部５０４によりハーフトーン処理が施されたハーフトーン処理画像データに基づいてトナー消費量を決定する構成に限定されない。例えば、トナー量計算部２（５０５）は、ハーフトーン部５０４に入力される前の、濃度補正部５０３により変換された画像データに基づきトナー消費量を決定する構成としてもよい。例えば、トナー量計算部２（５０５）は、後述のＰＷＭ部５０６によりＰＷＭ処理されたレーザ駆動信号に基づきトナー量消費量を決定する構成としてもよい。

【0037】

ＰＷＭ部５０６は、画像メモリ内のハーフトーン処理画像データをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）処理によりレーザ駆動信号（レーザ露光時間）へ変換する。

【0038】

トナー量計算部１（５１０）は、１ページ毎に消費されるトナー量（トナー消費量）を、濃度補正部５０３によって変換される前の画像データ（色変換処理画像データ）に基づいて、色成分ごとに算出する。トナー量計算部１（５１０）は、ＲＡＭ４０３の画像メモリに格納された色変換処理画像データからトナー消費量を決定する。ここで、トナー量計算部１（５１０）は、原稿（元画像）の濃度に応じたトナー消費量を決定するため、濃度補正部５０３やハーフトーン部５０４やＰＷＭ部５０６による変換処理が行われる前の画像データに基づいてトナー消費量を求める。しかし、文字や図形を印刷した際のトナー消費量は、エッジ効果の影響によってトナー量計算部１（５１０）が予測したトナー消費量と乖離してしまう。そのため、画像形成装置１０２は、トナー量計算部１（５１０）とは別に、濃度補正部５０３やハーフトーン部５０４やＰＷＭ部５０６による変換処理が行われた後の画像データに基づいてトナー消費量を決定するトナー量計算部２（５０５）を有する。

【0039】

トナー量計算部１（５１０）により算出されたトナー消費量とトナー量計算部２（５０５）により算出されたトナー消費量とは、トナー量管理部４０５へ入力される。トナー量計算部１（５１０）とトナー量計算部２（５０５）とトナー量管理部４０５の詳細な動作については後述する。

【0040】

（濃度補正処理部の構成）
図６は濃度補正処理部４１１の処理の内容を説明するためのブロック図である。濃度補正処理では、ＹＭＣＫの色ごとに、プリンタエンジン１０４の階調特性（ガンマ特性とも呼ばれる）を理想的な階調特性に制御するため、階調補正テーブルが階調パッチ画像の測定結果に基づき生成される。階調パッチ画像は、プリンタエンジン１０４の階調特性を検知するために、プリンタエンジン１０４が中間転写体２７上に形成する画像である。階調パッチ画像は階調が異なる複数の画像を有している。

【0041】

階調特性検出部６０１はプリンタエンジン１０４の階調特性を、濃度センサ４０により測定された階調パッチ画像の測定結果に基づき決定する。補正テーブル演算部６０２は、階調特性検出部６０１により決定された階調特性が理想的な階調特性となるように、画像データの信号値を変換する階調補正テーブルを生成する。そして階調補正テーブルは記憶部４０２に格納される。画像形成装置１０２は、ＹＭＣＫ信号（画像データ）の各階調値と転写材１１上に出力される濃度との関係を所望の関係に保つため、画像データのＹＭＣＫ信号の信号値を階調補正テーブルに基づき変換している。

【0042】

（ビデオコントローラの動作）
ホストコンピュータ１０１から印刷命令を受信してプリンタエンジン１０４へデータを送信するまでの全体の流れを説明する。ホストインターフェイス部４０４を介してホストコンピュータ１０１から印刷命令を受信すると、ＣＰＵ４０１はホストインターフェイス部４０４を介して印刷データを受信し、ＲＡＭ４０３に格納する。

【0043】

次にＣＰＵ４０１はデータ処理部４０６のＲＩＰ部５０１を制御して、ＲＡＭ４０３の印刷データをラスタライズする。ラスタライズ処理が施された印刷データが画像データである。ＣＰＵ４０１は、さらに色変換部５０２を制御して画像データに色変換処理を施し、濃度補正部５０３を制御して画像データ（色変換処理画像データ）に濃度補正処理を施し、ハーフトーン部５０４を制御して画像データにハーフトーン処理を施す。さらに、ＣＰＵ４０１はＰＷＭ部５０６を制御して画像データ（ハーフトーン処理画像データ）からレーザ駆動信号を生成し、レーザ駆動信号をエンジンインターフェイス部４０９を介してプリンタエンジン１０４に送信する。このとき、ＣＰＵ４０１の指示によりトナー量計算部１（５１０）とトナー量計算部２（５０５）は色成分ごとにトナー消費量を算出し、算出結果をトナー量管理部４０５へと通知する。色成分とはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである。

【0044】

（トナー量計算部１の動作）
トナー量計算部１（５１０）の詳細な動作について説明する。図７にトナー量計算部１（５１０）の構成例を示す。ここではブラック（Ｋ）を例に説明する。なお、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー消費量を算出する処理はブラック（Ｋ）のトナー消費量を算出する処理と同様なので以下での説明が省略される。

【0045】

トナー量計算部１（５１０）は、ＲＡＭ４０３の画像メモリ内に記憶されているブラックの色変換処理画像データの画素値に基づいてブラックのトナーの消費量を算出する。トナー量計算部１（５１０）は、画像データ補正部７０１と、積算部７０２と、トナー消費量算出部７０３を備える。

【0046】

図８のグラフＬ４で示すように、トナー消費量は、色変換部５０２から出力される画素データが示す画素値に比例する関係とはならず、グラフＬ５で示すように非線形な関係となる。本実施形態では、或る画素値に要するトナー消費量を基準とし、各画素値に要するトナー消費量と前記基準のトナー消費量との差を解消するための、所定の係数により重み付けした補正値を予め求めている。

【0047】

図９に、色変換処理画像データの各画素値と重み付けされた補正値との対応関係を示す重み係数テーブルの一例を示す。図９に示すように、重み係数テーブルには、色変換処理画像データが示す各々の画素値とこの画素値に対応した補正値が関連付けられている。

【0048】

画像データ補正部７０１は、重み係数テーブルに基づき色変換処理画像データの各画素値を補正する。すなわち、画像データ補正部７０１は、色変換処理画像データの画素値が例えば３１の場合、画像データ補正部７０１は重み係数テーブルに基づき画素値３１を重み付け値２３に変換する。

【0049】

積算部７０２は、画像データ補正部７０１から画素毎に出力される重み付け値２３を積算する。トナー消費量算出部７０３は、積算部７０２により算出された積算値からトナーの消費量を算出し、算出結果をトナー量管理部４０５へと通知する。

【0050】

（トナー量計算部２の動作）
トナー量計算部２（５０５）の詳細な動作について説明する。図１０にトナー量計算部１（５１０）の構成例を示す。ここではブラック（Ｋ）を例に説明する。なお、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー消費量を算出する処理はブラック（Ｋ）のトナー消費量を算出する処理と同様なので以下での説明が省略される。

【0051】

トナー量計算部２（５０５）は、ＲＡＭ４０３の画像メモリ内に記憶されているブラックのハーフトーン処理画像データに含まれる印字画素の線幅と印字画素数に基づいてブラックのトナーの消費量を算出する。トナー量計算部２（５０５）は、パターン検出部１００１と、ドット計数部１００２と、演算部１００３と、トナー消費量算出部１００４を備える。

【0052】

パターン検出部１００１は、ハーフトーン処理画像データの２値データを解析し、異なる線幅（印字ドットの連続数）の領域を検出する。具体的には、印字ドットの連続数を１～８の範囲で変化させた複数の画素パターンを対象画像（ハーフトーン処理画像データに基づく画像）のドット配列から検出する。

【0053】

ドット計数部１００２は、印字ドットの連続数が１～８の画素パターンがそれぞれいくつあるかを計数する。線幅が１画素の画素パターンに該当する画素数をＣｏｕｎｔ１として計数する。線幅が２画素の画素パターンに該当する画素数をＣｏｕｎｔ２として計数する。以下同様に計数し、線幅が８画素の画素パターンに該当する画素数をＣｏｕｎｔ８として計数する。線幅が９画素以上の画素パターンに該当する画素数をＣｏｕｎｔ＊＿＊として計数する。

【0054】

なお、本実施形態において、パターン検出部１００１は、スキャナ部２４におけるレーザ光の走査方向にもとづく所定の線幅にしたがって該当する領域を検出し、ドット計数部１００２は、その領域に含まれる画素数を計数するものとする。

【0055】

演算部１００３は、印字ドットの連続数ごとに計数した印字画素数とその区分に対応した補正係数を乗算して、その積算値を求める。補正係数は、予め実際の測定にもとづいて定めることができる数値である。例えば、エッジ部の存在しないベタ画像の１画素で消費されるトナー量を１としたうえで、線幅を変えた画素パターンごとに１画素当たりのトナー消費量を測定し、その変化の割合を補正係数として求めることが好ましい。図１１に印字ドットの連続数と補正係数の関係の一例を示す。

【0056】

トナー消費量算出部１００４は、演算部１００３が求めた積算値と単位画素当たりのトナー消費量を用いてトナー消費量を算出し、算出結果をトナー量管理部４０５へと通知する。

【0057】

（トナー量管理部の動作）
トナー量管理部４０５の詳細な動作について説明する。トナー量管理部４０５は、色成分ごとのトナー消費量として、トナー量計算部１とトナー量計算部２のどちらが決定したトナー消費量を使うか選択する。そして、トナー量管理部４０５は、プロセスカートリッジ内のトナー総量からトナー消費量を減算して、プロセスカートリッジ内のトナー残量を更新する。操作／表示部４０８はトナー量管理部４０５により更新されたトナー残量を表示する。

【0058】

文字中心の印刷物（ドキュメント）はブラックのトナーを用いて画像形成され、グラフィック中心の印刷物はカラー（イエロー、マゼンタ、シアン）のトナーを用いて画像形成される。そのため、ブラックのトナーを用いて画像形成される文字部のトナー消費量はトナー量計算部２を用いて算出される。一方、カラー（イエロー、マゼンタ、シアン）のトナーを用いて画像形成される階調部のトナー消費量はトナー量計算部１を用いて算出される。

【0059】

図１２のフローチャート（Ｓ１２０１～Ｓ１２０７）を用いてトナー量管理部４０５の処理の流れを説明する。

【0060】

トナー量管理部４０５は、プリンタエンジン１０４が１ページ分の画像を出力する毎にプロセスカートリッジ内のトナー残量の計算を実行する。なお、この処理はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順で処理が進む。

【0061】

トナー量管理部４０５は、トナー残量を計算する色がブラック（Ｋ）であることを判断する（Ｓ１２０１）。ステップＳ１２０１において画像データがブラック（Ｋ）である場合（ＹＥＳ）、トナー量管理部４０５は、文字や線に対するトナー消費量の算出精度が高いトナー量計算部２（５０５）により決定されたトナー消費量を読み出す（Ｓ１２０２）。

【0062】

一方、ステップＳ１２０１において画像データがブラック（Ｋ）でない場合（ＮＯ）、トナー量管理部４０５は、グラフィックスや写真に対するトナー消費量の算出精度が高いトナー量計算部１により決定されたトナー消費量を読み出す（Ｓ１２０３）。

【0063】

ステップＳ１２０２又はステップＳ１２０３においてトナー消費量が読みだされた後、トナー量管理部４０５は、トナーカートリッジ内のトナー総量からトナー消費量を減算し、トナー残量を更新（記憶）する（Ｓ１２０４）。そして、トナー量管理部４０５は、更新したトナー残量を操作／表示部４０８に表示させる（Ｓ１２０５）。

【0064】

トナー量管理部４０５は、すべての色のトナー残量の更新が完了したか判定する（Ｓ１２０６）。ステップＳ１２０６においてすべての色のトナー残量の更新が完了した場合（ＹＥＳ）、トナー量管理部４０５は処理を終了する。

【0065】

一方、ステップＳ１２０６においてすべての色のトナー残量の更新が完了していない場合（ＮＯ）、トナー量管理部４０５は処理をステップＳ１２０１に戻し、トナー残量が更新されていない色のトナー残量の更新処理を実行する。前述したように、トナー量管理部４０５はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順で進める。例えば、マゼンタ（Ｍ）のトナー残量を更新し終えた場合、トナー量管理部４０５はステップＳ１２０７からステップＳ１２０１へ処理を移行し、次のシアン（Ｃ）のトナー残量を更新するためにステップＳ１２０２～Ｓ１２０５を実行する。

【0066】

（効果の説明）
ここでは、発明の効果について図１３ａ、図１３ｂ、図１３ｃを用いて説明する。

【0067】

まず初めに、図１３ａ～ｃに共通するプロットの見方を説明する。横軸は、ページ内の印字率［％］。縦軸は、理想とする１カウントあたりのトナー消費量［ｍｇ／ｃｎｔ］を基準とした際の実際の１カウントあたりのトナー消費量［ｍｇ／ｃｎｔ］の比率［％］を示している。ここでいう理想とする１カウントあたりのトナー消費量は一般的なオフィス文章とする。各プロットは、画像の種類とページ内の印字率を変えた結果になっている。具体的に、■プロットはページ全面に濃度１００％の画像（以降、ベタと称す。）、▲プロットはグラフィックスや写真、◆プロットは文字や線、●プロットは一般的なオフィス文章（グラフィックスと文字が混在している画像）となっている。グラフィックス画像は、主にポスターなどのＰＯＰ画像を印刷する用途を想定しており、文字や線は、文章や図面などを印刷する用途を想定している。これらのプロットが図１３上で１００％に近いほど、ユーザの用途によらずトナー消費量を精度よく算出できていると言える。

【0068】

つぎに、各図におけるトナー消費量の精度を説明する。

【0069】

図１３ａは、トナー量計算部１で算出した場合のトナー量の結果である。「ベタ画像（■）」、「グラフィックスや写真（▲）」、は１００％に近い値であり、理想とする１カウントあたりのトナー消費量（●）に近しい値になっている。しかし、「文字や線（◆）」は１２０～１４０％で、理想とする１カウントあたりのトナー消費量から外れていることが分かる。つまり、トナー量計算部１で算出した場合は、文字や線のトナー消費量の精度が高くないことを示している。

【0070】

続いて、図１３ｂは、トナー量計算部２で算出した場合のトナー消費量の結果である。「文字や線（◆）」と「べた画像（■）」は、理想とする１カウントあたりのトナー消費量（●）に近しい値になっている。しかし、「グラフィックスや写真（▲）」が１２０～１４０％になっている。つまり、トナー量計算部２で算出した場合は、グラフィックスや写真のトナー消費量の精度が高くないことを示している。

【0071】

最後に、図１３ｃは、本発明のトナー量計算方法で算出した場合のトナー消費量の結果である。前述したように、一般的に文字や線は「Ｋ」の画像データで形成されるので、「Ｋ」の画像データはトナー消費量２で算出したトナー消費量を使用することで、「文字・線（◆）」が１００％に近い値になること分かる。つまり、文字・線のトナー消費量が精度よく算出できていると言える。一方、グラフィックスや写真は、「ＹＭＣ」の画像データで形成されるので、「ＹＭＣ」の画像データはトナー消費量１で算出したトナー消費を使用することで「グラフィックスや写真（▲）」が１００％に近い値になることが分かる。つまり、グラフィックスや写真のトナー消費量が精度よく算出できていると言える。

【0072】

従って、画像形成するＹＭＣＫ画像の色別にトナー消費量算出に使用するカウント方法を切替えることで、ユーザの印刷用途（例えば、一般的なオフィス文章、ポスターやＰＯＰ画像、文章や図面）によらず、精度よくトナー消費量を算出することが可能となる。

【0073】

また、本実施例では、トナー量計算部１（５１０）およびトナー量計算部２（５０５）をビデオコントローラ１０３内に配置した構成で説明したが、プリンタエンジン１０４内に配置してもよい。また、本実施例では、ＹＭＣＫ画像で説明したが、Ｋを含む２色以上の画像であればＹＭＣＫ画像でなくてもよい（例えば、レッド、グリーン、ブルー、白色、無色、グレー、など）。

【0074】

（実施例２）
本発明の別の実施形態について説明する。本実施例では、トナー量管理部で、トナーの消費量を算出する際、ユーザがプリンタドライバ上で設定したプリント条件に含まれる「印刷用途」に基づいて、ＹＭＣＫ画像の色別にトナー消費量の算出方法を選択する手段を説明する。これにより、ユーザの印刷用途に合わせて適正にトナー消費量を算出することが可能となる。

【0075】

本実施例での画像形成装置１０２の基本的な動作は実施例１と同様であるため、共通する部分は説明を省略し相違点のみを説明する。

【0076】

（トナー量管理部の動作）
トナー量管理部４０５の詳細な動作について説明する。トナー量管理部４０５は、ＲＡＭ４０３に記憶しているホストコンピュータ１０１から送信された印刷用途の識別値（図１５）に基づき、色成分ごとにトナー量計算部１とトナー量計算部２のそれぞれから通知されたトナー消費量のどちらを使うか選択する。トナー量管理部４０５は、１ページごとのトナー消費量を元にプロセスカートリッジ内のトナー残量を更新して操作／表示部４０８に表示させる。

【0077】

ここから、図１４のフローチャート（Ｓ１４０１～Ｓ１４０８）および図１５を用いてトナー量管理部４０５の処理の流れを説明する。

【0078】

トナー量管理部４０５はプリンタエンジン１０４が１枚画像を出力する毎にプロセスカートリッジ内のトナー残量の計算を開始する。なお、この処理はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で処理が進む。

【0079】

トナー量管理部４０５はＲＡＭ４０３に記憶している印刷用途の識別値を取得する（Ｓ１４０１）。具体例は、図１５に記す。

【0080】

トナー量管理部４０５は、ステップＳ１４０１で取得した印刷用途の識別値から、トナー消費量の値を決める（Ｓ１４０２）。具体的には、図１５に記すように、トナー量管理部４０５は、印刷用途の識別値と色のテーブルで定められたトナー量計算方法に従い、トナー量計算部１から通知されたトナー消費量か、トナー量計算部２から通知されたトナー消費量かを選択する。

【0081】

トナー量管理部４０５は、トナー残量を更新（記憶）する（Ｓ１４０３）。トナー残量は、直前のトナー残量からステップＳ１４０３で決定されたトナー消費量を減算することで算出する。その算出したトナー残量を更新（記憶）する。

【0082】

トナー量管理部４０５は、更新したトナー残量を操作／表示部４０８に通知する（Ｓ１４０４）。

【0083】

トナー量管理部４０５は、トナー残量の更新がすべての色で実行されたかを判断する（Ｓ１４０５）。ここで、すべての色でトナー残量の更新が終わっている場合（ＹＥＳ）は、トナー管理部４０５は処理を終了する。そうでない場合（ＮＯ）、トナー管理部４０５は処理をＳ１４０２に戻し、更新していない色のトナー残量を更新する。前述したように、この処理フローはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で進めるので、例えば、「Ｍ」のトナー残量を更新し終えた場合は、Ｓ１４０７で「ＮＯ」と判断し、次の色「Ｃ」に対するＳ１４０２～Ｓ１４０４の処理を進める。

【0084】

（効果の説明）
実施例２における発明の効果について図１３を使って説明する。ここでは、「Ｋ」の画像データを例に挙げて説明を続ける。

【0085】

実施例１におけて、「Ｋ」画像データのトナー消費量は、文字での印刷用途を主としているため、トナー量計算部２で算出した場合のトナー消費量を使用している。しかし、グラフィックスや写真の印刷用途の場合には、トナー量計算部２の算出方法では、トナー消費量の精度が落ちる（図１３ｂ）。

【0086】

一方、実施例２のように、ユーザがプリンタドライバ上で設定した印刷用途がわかるので、その情報を基に最適な計算方法を選択でき、精度よくトナー消費量を算出することができる。例えば、印刷用途がグラフィックスや写真（識別値が「０２」）の場合、「Ｋ」は、トナー量計算部２で計算したトナー消費量（図１３ａ）を使用するのでトナー消費量の精度がよくなる。

【0087】

したがって、ユーザの印刷用途設定値と画像形成するＹＭＣＫ画像の色別にトナー消費量算出に使用するカウント方法を切替えることで、ユーザの印刷用途に合ったトナー消費量を精度よく算出することが可能となる。

【符号の説明】

【0088】

１０２ 画像形成装置
１０４ プリンタエンジン
５０３ 濃度補正部
５０４ ハーフトーン部
５０５ トナー量計算部２
５１０ トナー量計算部１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】