JP2002149013A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積分回路２１の回路定数と電源電圧にバラツ
キがあり、オン画素数を正確に求められない場合でも、
正確なオン画素数を得られるようにする。 【解決手段】 画像信号を積分する積分回路２１と、該
積分回路２１と既知の回路定数及び電源電圧を持つ基準
積分回路との特性の差異を補償する補償要素を記憶して
いる補償要素記憶部２３と、対象の画像信号を入力とす
る積分回路２１の出力電圧と前記補償要素とに基づいて
前記対象の画像信号中の現実のオン画素数を求める画素
数算出部２５とを有する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を構成する各
画素の状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて像担
持体に画像を形成する画像形成装置に関する。特に、画
像を構成する各画素の状態をオン／オフで表す画像信号
に基づいて且つ交換可能な可視化剤カートリッジを用い
て可視画像を像担持体に形成する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平１１−１４３２０７号公報には、
２種類のテストターゲットの反射率の差を求め、該求め
た差を基準値と比較して誤差値を求め、該誤差値と原稿
画素数とに応じてトナー供給機構のトナー供給時間を決
定することで、トナー濃度のバラツキを調整する方法が
記載されている。

【０００３】特開平０６−２０２４７２号公報には、ド
ットカウント値に基づくトナー補給に関して、画像パタ
ーンの差異によって生ずる必要トナー補給量のズレ量を
メモリから読み出して補正し、画像全体について積算す
ることでトナー消費量を推定し、その値に従ってトナー
を補給する画像形成装置が記載されている。

【０００４】特開平０９−０３４２４２号公報には、ド
ットカウント値に基づくトナー補給に関して、画像パタ
ーンの差異によって生ずる必要トナー補給量のズレ量を
テーブル等により求めて積算し、総補給誤差量が上限値
に達すると、光電変換素子等を利用したパッチ画像形成
方式のトナー濃度の検知・補正を行う画像形成装置が記
載されている。

【０００５】特開平０９−０２２２２７号公報には、頁
単位の黒画素数比率を求めて印刷枚数及び印刷比率を更
新し、統計メモリに記憶して月平均・日平均の印刷状況
を表示し、さらに、イメージユニットの交換時期を、そ
の統計計算結果より予測するプリント情報処理方法が記
載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】〔１〕第１の目的：電
子写真方式の画像形成装置では、画像を構成する各画素
の状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて感光体上
に電荷潜像を形成し、該電荷潜像をトナーで現像して可
視化する。したがって、トナーの消費量を求めるために
は、オン状態の画素数を求めればよい。なお、画像信号
のオフ状態に対応する画素にトナーを付着させる画像形
成方式もあるが、オンとオフが逆になる点を除いて全く
同じ考え方を適用できる。以下では、オン状態の画素数
を用いて説明し、オンとオフが逆の方式についての説明
は省略するが、各説明及び各説明に立脚する請求項の記
載は、当然に、オンとオフが逆の方式をも包含するもの
とする。

【０００７】インクジェット方式の画像形成装置では、
電子写真方式の場合と同様に、画像を構成する各画素の
状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて記録紙上に
インクを噴射して、可視画像を形成する。したがって、
インクの消費量を求める場合にも、オン状態の画素数を
求めればよい。なお、オンとオフが逆の方式をも包含す
ることも、電子写真方式の場合と同様である。

【０００８】トナーやインク等の可視化剤の消費量を知
るために画像信号中のオン画素数を求める場合、その画
像信号としては、最終段の画像信号が最適である。即
ち、書込ヘッド（レーザ装置、ＬＥＤアレイ装置、液晶
シャッターアレイ装置等）のドライバに入力される画像
信号が最適である。最終段の画像信号が、可視化剤の消
費量に最も正確に反映されるためである。

【０００９】このため、最終段の画像信号（画像を構成
する各画素の状態をオン／オフで表す画像信号）を積分
回路に入力して、該積分回路の出力に基づいて該画像信
号中のオン画素数を求める手法が行われている。その原
理を説明する。

【００１０】ＲＣ積分回路の回路定数をＲ，Ｃとし、入
力される電源電圧をＶｉとする。ＲＣ積分回路のコンデ
ンサＣに蓄えられる電圧Ｖｏは、

【数１】 Ｖｏ＝Ｖｉ（１−ｅｘｐ（−ｔ／Ｃ×Ｒ）） ・・・・（１） で与えられる。１画素当たりのクロック時間をＴCLとす
ると、（１）式中のｔは、

【数２】 ｔ＝Ｄ×ＴCL ・・・・（２） と表される。ここで、Ｄはオン画素数（ドット数；以下
同様）である。（１）（２）より、オン画素数Ｄは、

【数３】 Ｄ＝−（Ｃ×Ｒ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ／Ｖｉ） ・・・・（３） となる。即ち、ＲＣ積分回路の出力電圧Ｖｏに基づい
て、画像信号中のオン画素数Ｄを求めることができる。

【００１１】しかしながら、ＲＣ積分回路の回路定数
Ｒ，Ｃと入力電圧である電源電圧Ｖｉにはバラツキがあ
り、積分回路毎に各々異なるという事情がある。このた
め、上記（３）式に基づいてオン画素数Ｄを求めると、
そのオン画素数には上記バラツキに起因する誤差が含ま
れてしまい、得られる結果も不正確となる。

【００１２】本発明の第１の目的は、最終段の画像信号
を積分回路に入力して、その出力に基づいてオン画素数
を求める場合に、そのオン画素数が、積分回路毎の特性
のバラツキ（回路定数Ｒ，Ｃと電源電圧Ｖｉのバラツ
キ）に起因する不正確さを持たないようにすることにあ
る。

【００１３】〔２〕第２の目的：電子写真方式に於い
て、感光体上に形成される電荷潜像の電位やその分布パ
ターンは、露光ビーム径や露光パワー等に影響されるの
であるが、これらは、画像形成装置の機差のために画像
形成装置毎に少しずつ異なる。したがって、感光体に付
着するトナー量も少しずつ異なる。即ち、同一の画像信
号に対するトナーの消費量が、画像形成装置毎に少しず
つ異なるということが生ずる。

【００１４】例えば、ビーム径が小さい場合は、露光パ
ワーが集中するため、細線やドットの再現性は向上する
が、ライン幅の太り量はあまり大きくない。一方、ビー
ム径が大きい場合は、露光パワーが分散するため、細線
やドットの電位が浅くなって再現性は悪くなるが、ライ
ン幅の太り量が大きくなる。つまり、同一の画像信号に
対するトナーの消費量が、画像形成装置の機差に起因し
て画像形成装置毎に少しずつ異なるという現象が生ず
る。さらに、この現象は、画像信号のパターンにより、
特に顕著に表れる場合がある。

【００１５】また、感光体と現像ローラとのギャップ
（現像ギャップ）が広い場合には、エッジ効果のために
感光体に付着するトナー量が多くなるが、現像ギャップ
が狭い場合はエッジ効果が小さくなって電荷潜像に忠実
な現像が行われるため、付着トナー量はあまり多くなら
ない。つまり、この場合もまた、同一の画像信号に対す
るトナーの消費量が、画像形成装置の機差（現像ギャッ
プ差）に起因して画像形成装置毎に少しずつ異なるとい
う現象が生ずる。この現象もまた、画像信号のパターン
によって、特に顕著に表れる場合がある。

【００１６】なお、上述の議論では電子写真方式の画像
形成装置を扱っているが、インクジェット方式の画像形
成装置の場合も、略同様の問題がある。即ち、画像形成
装置の機差に起因して同一の画像信号に対するインクの
消費量が画像形成装置毎に少しずつ異なるという現象が
生ずることがあり、さらに、その現象が、画像信号のパ
ターンによって、特に顕著に表れることがある。

【００１７】本発明の第２の目的は、画像形成装置の機
差に起因して同一の画像信号に対する可視化剤の消費量
に差異が生じたり、特に、画像信号のパターンによって
その差異が顕著に表れることがあるという事情に鑑み、
画像形成装置の機差にかかわりなく、また、画像信号の
パターンにもかかわりなく、可視化剤の消費量を正確に
求め得るようにすることにある。

【００１８】〔３〕第３の目的：前述のように、画像信
号を積分回路に入力し、その出力に基づいてオン画素数
を求める手法が、従来より行われている。積分回路の出
力電圧は、入力される画像信号（例：レーザ発光電流）
の時間積分値で表される。また、画像信号の波形は、立
ち上がり部では或るカーブを描いて平坦なオンレベルに
収束し、立ち下がり部では或る減衰カーブで平坦なオフ
レベルに収束する。このため、画像信号が理想的な矩形
波である場合と比較すると、立ち上がり部でマイナス誤
差δ１が生じ、立ち下がり部でプラス誤差δ２が生ず
る。マイナス誤差δ１とプラス誤差δ２の絶対値は一般
には等しくなく、１回のオンにつき、｜δ１−δ２｜の
誤差が生ずる。ｎ回のオンであれば、ｎ｜δ１−δ２｜
の誤差が生ずることになる。したがって、画像信号に基
づいて前述の如く求めるオン画素数にも、上記誤差に起
因する誤差が入り込むことになる。

【００１９】電子写真方式では、一般に、画像エッジ部
の方が、画像中央部よりも、トナーの付着量が多くなる
傾向が見られる。このため、積分回路の出力に基づいて
前述の如く求めているオン画素数が同じ場合で比較する
と、文字や線画が主体の画像の方が、面積の大きなソリ
ッドパターンよりも、トナーの消費量が多くなる。ま
た、写真パターン等のような微小なドットの集合から成
る画像では、感光体に形成される電荷潜像が浅いため、
画像エッジ部にトナーが多く付着するということがな
く、全体としてトナーの消費量は少なくなる。したがっ
て、上述の立ち上がり部と立ち下がり部での誤差がトナ
ーの消費量の誤差として拡大される程度も画像パターン
毎に異なることになる。

【００２０】本発明の第３の目的は、積分回路の出力に
基づいて前述の如く求めているオン画素数が同じであっ
ても画像パターンの差異（発光回数の差異）に起因する
誤差のために実際のオン画素数が異なることがあるとい
う事情に鑑み、さらに、その誤差がトナーの消費量の誤
差として拡大される程度も画像パターン毎に異なるとい
う事情に鑑み、画像パターンの差異（発光回数の差異）
にかかわりなくオン画素数を正確に求め得るようにし、
また、画像パターンの差異にかかわりなくトナー等の可
視化剤の消費量を正確に求め得るようにすることで、可
視化剤カートリッジの寿命予測を正確に行い得るように
することにある。

【００２１】〔４〕第４の目的：画像形成装置に於い
て、可視化剤（トナー等）の消費量に基づいて可視化剤
カートリッジの寿命を報知する場合には、残り記録可能
枚数を表示したり、残り記録可能枚数が所定枚数になっ
た時に警告表示する等している。しかるに、記録可能枚
数は記録紙１枚当たりのトナーの消費量（ドット数）に
よって異なり、該ドット数は画像パターン毎に大きく異
なる。例えば、文字画像の場合には、トナーの付着面積
は記録紙面積の５％程度であるのに対して、写真画像で
は、一般に５％よりも十分に大きくなる。

【００２２】記録紙１枚当たりのトナーの消費量が画像
パターンによって大きく異なり、このため、該消費量に
基づいて演算される記録可能枚数も画像パターンによっ
て大きく異なってしまうため、ユーザの誤解を防ぐべ
く、例えば、残り記録可能枚数と併せて該枚数が文字画
像換算である旨を表示したり、その旨を画像形成装置の
説明書内に注記したり等している。しかし、文字画像の
プリント比率が高くないユーザにとっては正確な残り記
録可能枚数を知ることができないという事情には依然と
して変わりがなく、このため、画像形成装置の使用状況
に即した残り記録可能枚数の報知が望まれている。

【００２３】本発明の第４の目的は、画像形成装置の使
用状況に即した残り記録可能枚数の報知、つまり、記録
紙１枚当たりの可視化剤の消費量の現況に基づく残り記
録可能枚数の報知を可能にすることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】〔１〕第１の目的に対応
する構成：請求項１〜請求項６の発明は、第１の目的に
対応する。請求項１の発明は、画像を構成する各画素の
状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて像担持体に
画像を形成する画像形成装置であって、画像信号を積分
する搭載積分回路と、前記搭載積分回路と既知の回路定
数及び電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補
償する補償要素を記憶している補償要素記憶手段と、対
象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と
前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オ
ン画素数を求める画素数算出手段と、を有することを特
徴とする画像形成装置である。

【００２５】搭載積分回路とは、当該画像形成装置に搭
載されており、画像信号が入力される積分回路のことで
ある。以下の各請求項でも同様とする。この用語は、当
該画像形成装置には搭載されていない基準積分回路（回
路定数と電源電圧が既知の基準値である積分回路）と明
確に区別するために用いた用語である。

【００２６】画像形成装置としては、例えば、電子写真
方式の画像形成装置やインクジェット方式の装置を挙げ
ることができる。カラーでもモノクロでもよい。また、
電子写真方式としては、レーザ方式、ＬＥＤアレイ方
式、液晶シャッターアレイ方式等を挙げることができ
る。以下の各請求項でも同様とする。

【００２７】画像信号は、望ましくは最終段の画像信号
である。最終段の画像信号とは、前述のように、書込ヘ
ッド（レーザ装置、ＬＥＤアレイ装置、液晶シャッター
アレイ装置等）のドライバに入力される画像信号のこと
である。最終段の画像信号が望ましいことは、以下の各
請求項でも同様である。

【００２８】対象画像信号とは、当該画像形成装置での
現在の処理対象（オン画素数を求める対象）の画像信号
のことである。以下の各請求項でも同様とする。

【００２９】現実オン画素数とは、搭載積分回路の出力
電圧に基づいて求めたオン画素数に対して、必要な補正
処理を施して得たオン画素数をいう。以下の各請求項で
も同様とする。必要な補正処理とは、例えば、請求項１
であれば、出力電圧に補償要素を加味するという処理で
ある。現実オン画素数は、対象画像信号中の実際のオン
画素数を、少なくとも補正前よりも正確に表していると
推定される。なお、積分回路の出力電圧に基づいてオン
画素数を求める原理は、（３）式に即して説明済みであ
る。

【００３０】請求項２では、請求項１の『補償要素』が
具体化され、該具体化に適合するように、画素数算出手
段の機能を記述する表現が修正される。請求項２の発明
は、請求項１に於いて、前記補償要素は、オン画素数が
既知の所定の基準画像信号を入力した場合の前記基準積
分回路の出力電圧に基づく基準オン画素数を有し、前記
画素数算出手段は、前記所定の基準画像信号に由来する
前記基準オン画素数の、前記所定の基準画像信号を入力
した場合の前記搭載積分回路の出力電圧に基づく理想オ
ン画素数に対する比を補正係数として求め、該補正係数
に、対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力
電圧に基づく計測オン画素数を乗算することで、前記対
象画像信号中の現実オン画素数を求める、ことを特徴と
する画像形成装置である。

【００３１】即ち、請求項２の構成では、まず、基準オ
ン画素数の理想オン画素数に対する比である補正係数を
求める。次に、該補正係数を計測オン画素数に乗算して
現実オン画素数を求める。ここで、基準オン画素数は、
補償要素記憶手段に予め記憶されている。一方、理想オ
ン画素数は、当該画像形成装置の出荷前に予め補償要素
記憶手段に記憶されていてもよく（その場合、基準オン
画素数は補償要素の一部となる）、また、その都度又は
所定のタイミング（例：起動時等）で基準画像信号を搭
載積分回路に入力して、その出力電圧から求めてもよ
い。

【００３２】基準オン画素数とは、オン画素数が既知の
所定の基準画像信号を基準積分回路に入力し、その出力
電圧に基づいて求めたオン画素数である。理想オン画素
数とは、オン画素数が既知の所定の基準画像信号を搭載
積分回路に入力し、その出力電圧に基づいて求めたオン
画素数である。計測オン画素数とは、対象画像信号を搭
載積分回路に入力し、その出力電圧に基づいて求めたオ
ン画素数である。基準オン画素数、理想オン画素数、計
測オン画素数に関する上記の定義は、以下の各請求項に
於いても同様である。なお、積分回路の出力電圧に基づ
いてオン画素数を求める原理は、（３）式に即して説明
済みである。

【００３３】補正係数による現実オン画素数の導出：対
象画像信号を入力とする搭載積分回路の出力電圧に基づ
いて求めた計測オン画素数を、補正係数を用いて補正す
ることで、現実オン画素数を求める原理を説明する。な
お、以下の説明は、前記『第１の目的』の項の（１）〜
（３）式を前提としている。

【００３４】（ａ）基準オン画素数Ｄ_S(S);S：上記に於
いて、添字『Ｓ』は『基準積分回路』を、添字
『（Ｓ）』は『入力信号が基準画像信号であること』
を、添字『；Ｓ』は『演算に基準積分回路の回路定数等
を用いたこと』を、それぞれ意味する。つまり、『Ｄ
_S(S);S』とは、『基準積分回路に基準画像信号を入力
し、その出力電圧から、基準積分回路の回路定数等を用
いて求めた』、オン画素数の意味である。

【００３５】また、以下に於いて、付記『ｏ』は『出
力』を、付記『ｉ』は『入力』を、それぞれ意味する。
したがって、例えば、『Ｖｏ_S(S)』は、基準画像信号を
入力とする場合の基準積分回路の出力電圧を意味する。
また、『Ｖｉ_S 』は、基準積分回路の入力電圧（電源電
圧）を意味する。

【００３６】オン画素数が既知の所定値（基準値）であ
る基準画像信号Ｐ_S を基準積分回路ＩＣ_S に入力し、そ
の出力電圧（基準出力電圧）Ｖｏ_S(S)を計測する。該計
測した基準出力電圧Ｖｏ_S(S)と、基準積分回路ＩＣ_S の
回路定数Ｒ_S , Ｃ_S 及び基準積分回路ＩＣ_S の電源電圧
Ｖｉ_S とを（３）式に代入することにより、基準オン画
素数（基準ドット数）Ｄ_S(S);Sを求める。即ち、基準ド
ット数Ｄ_S(S);Sは、

【数４】 Ｄ_S(S);S＝−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_S(S)／Ｖｉ_S ） ・・・・（４） として記述される。

【００３７】（ｂ）理想オン画素数Ｄ_A(S);S：上記に於
いて、添字『Ａ』は『搭載積分回路』を意味する。添字
『（Ｓ）』と添字『；Ｓ』は先述と同じである。したが
って、『Ｄ_A(S);S』は、『搭載積分回路に基準画像信号
を入力し、その出力電圧から、基準積分回路の回路定数
等を用いて求めた』、オン画素数を意味する。

【００３８】基準画像信号Ｐ_S を搭載積分回路ＩＣ_A に
入力し、その出力電圧Ｖｏ_A(S)を計測する。該計測した
出力電圧Ｖｏ_A(S)と、基準積分回路ＩＣ_S の回路定数Ｒ
_S ,Ｃ_S 及び基準積分回路ＩＣ_S の入力電圧Ｖｉ_S とを
（３）式に代入することにより理想オン画素数（理想ド
ット数）Ｄ_A(S);Sを求める。即ち、理想ドット数Ｄ
_A(S);Sは、

【数５】 Ｄ_A(S);S＝−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_A(S)／Ｖｉ_S ） ・・・・（５） として記述される。

【００３９】（ｃ）補正係数ｋ_H ：搭載積分回路ＩＣ_A
の補正係数ｋ_H を、

【数６】 ｋ_H ＝Ｄ_S(S);S／Ｄ_A(S);S ＝｛−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_S(S)／Ｖｉ_S ）｝ ÷｛−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_A(S)／Ｖｉ_S ）｝ ＝ｌｎ（１−Ｖｏ_S(S)／Ｖｉ_S ）／ｌｎ（１−Ｖｏ_A(S)／Ｖｉ_S ） ・・・・（６） と定義する。（６）式に示すように、搭載積分回路ＩＣ
_A の補正係数ｋ_H は、基準画像信号Ｐ_S を入力とする基
準積分回路ＩＣ_S の出力電圧Ｖｏ_S(S)、基準画像信号Ｐ
_S を入力とする搭載積分回路ＩＣ_A の出力電圧Ｖ
ｏ_A(S)、及び基準積分回路ＩＣ_S の入力電圧Ｖｉ_S によ
り決まる。

【００４０】この補正係数ｋ_H は、

【数７】 ｋ_H ＝Ｄ_S(A);S／Ｄ_A(A);S ・・・・（７） として記述することもできる。ここで、Ｄ_S(A);Sは、
『基準積分回路に対象画像信号を入力し、その出力電圧
から、基準積分回路の回路定数等を用いて求めたオン画
素数』のことである。換言すれば、現実オン画素数のこ
とである。また、Ｄ_A(A);Sは、『搭載積分回路に対象画
像信号を入力し、その出力電圧から、基準積分回路の回
路定数等を用いて求めたオン画素数』のことである。換
言すれば、計測オン画素数のことである。

【００４１】（ｄ）計測オン画素数Ｄ_A(A);S：計測オン
画素数（計測ドット数）Ｄ_A(A);Sは、

【数８】 Ｄ_A(A);S＝−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_A(A)／Ｖｉ_S ） ・・・・（８） として記述される。

【００４２】（ｅ）現実オン画素数Ｄ_S(A);Sの導出：対
象画像信号を基準積分回路に入力した場合に、その出力
電圧Ｖｏ_S(A)と、基準積分回路ＩＣ_S の回路定数等Ｃ
_S ，Ｒ_S ，Ｖｉ_S とを用いて演算される現実オン画素数
（現実ドット数）Ｄ_S(A);Sは、

【数９】 Ｄ_S(A);S＝−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_S(A)／Ｖｉ_S ） ・・・・（９） として記述される。

【００４３】しかし、（９）式中のＶｏ_S(A)、即ち、基
準積分回路の出力電圧を、当該画像形成装置にて求める
ことはできない。また、対象画像信号たり得る全ての画
像信号を予め漏れなく予想することはできないため、任
意の対象画像信号に対する基準積分回路の出力電圧を予
め記憶させておくこともできない。

【００４４】このため、（７）式を（６）式に代入して
Ｄ_S(A);Sを求める。これにより、現実オン画素数（現実
ドット数）Ｄ_S(A);Sは、

【数１０】 Ｄ_S(A);S ＝ｋ_H ×Ｄ_A(A);S ＝ｌｎ（１−Ｖｏ_S(S)／Ｖｉ_S ）／ｌｎ（１−Ｖｏ_A(S)／Ｖｉ_S ） ×｛−（Ｃ_S ×Ｒ_S ／ＴCL）ｌｎ（１−Ｖｏ_A(A)／Ｖｉ_S ）｝ ＝ａ×Ｆ（Ｖｏ_S(S)，Ｖｏ_A(S)，Ｖｏ_A(A)） ・・・・（１０） として記述される。即ち、Ｖｏ_S(S)と、Ｖｏ_A(S)と、Ｖ
ｏ_A(A)の関数Ｆとして記述される。なお、ａは定数であ
る。このようにして、対象画像信号Ｐ_A を搭載積分回路
ＩＣ_A に入力してその出力電圧Ｖｏ_A(A)から基準積分回
路ＩＣ_S の回路定数等を用いて求めた計測ドット数Ｄ
_A(A);Sを、同じ対象画像信号Ｐ_A を基準積分回路ＩＣ_S
に入力したと仮定した場合に、その出力電圧Ｖｏ_S(A)か
ら基準積分回路ＩＣ_S の回路定数等を用いて求めるべき
現実ドット数Ｄ_S(A);Sへの換算が行われる。

【００４５】請求項３の発明は、請求項１に於いて、前
記補償要素は、オン画素数が既知の所定の基準画像信号
を入力した場合の前記基準積分回路の出力電圧と、前記
所定の基準画像信号を入力した場合の前記搭載積分回路
の出力電圧と、前記基準積分回路の回路定数と、を有す
る、ことを特徴とする画像形成装置である。

【００４６】請求項４の発明は、請求項１に於いて、前
記補償要素記憶手段は、オン画素数が既知の所定の基準
画像信号を入力した場合の前記基準積分回路の出力電圧
に基づく基準オン画素数の、前記所定の基準画像信号を
入力した場合の種々の搭載予定積分回路の出力電圧に基
づく種々の理想オン画素数に対する比である種々の補正
係数を候補として持つルックアップテーブルを記憶して
おり、前記画素数算出手段は、対象画像信号を入力とす
る前記搭載積分回路の出力電圧に基づく計測オン画素数
に基づいて前記補正係数の候補の中から特定される補正
係数を前記ルックアップテーブルから読み出し、該補正
係数に、当該計測オン画素数を乗算することで、当該対
象画像信号中の現実オン画素数を求める、ことを特徴と
する画像形成装置である。

【００４７】種々の搭載予定積分回路とは、画像形成装
置に搭載を予定されている積分回路であって、回路定数
及び電源電圧が前記基準積分回路と似てはいるが正確に
は少しずつ異なる積分回路である。

【００４８】ルックアップテーブルを、種々のパターン
の基準画像信号毎に各々用意してもよい。即ち、種々の
パターンの画像信号を基準画像信号として採用し、各基
準画像信号について各々基準オン画素数を求め、各基準
オン画素数について、各々当該基準オン画素数の、種々
の理想オン画素数に対する比である、種々の補正係数の
候補を持つルックアップテーブルを用意してもよい。そ
の場合には、前記画素数算出手段は、対象画像信号とパ
ターンが類似又は近似する基準画像信号を選択し、対象
画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧に基
づく計測オン画素数に基づいて、前記選択した基準画像
信号に対応するルックアップテーブル内の補正係数の候
補の中から特定される補正係数を読み出し、該補正係数
に、当該計測オン画素数を乗算することで、当該対象画
像信号中の現実オン画素数を求める、ことになる。

【００４９】請求項５の発明は、請求項２〜請求項４の
何れかに於いて、前記オン画素数が既知の基準画像信号
には、ライン方向に連続するオン画素数が所定の閾値以
上であるラインパターンの基準画像信号と、ライン方向
に連続するオン画素数が所定の閾値未満である網点パタ
ーンの基準画像信号が有る、ことを特徴とする画像形成
装置である。

【００５０】ラインパターンとは、例えば、文字画像の
画像信号のパターンである。網点パターンとは、例え
ば、写真画像の画像信号のパターンである。なお、ライ
ンパターンが２種以上である場合や、網点パターンが２
種以上である場合をも、上記の構成に当然に含む。な
お、その場合には、上記の所定の閾値の個数もまた、そ
の種類数に応じた個数となる。

【００５１】ラインパターンの画像信号と網点パターン
の画像信号とでは、画像信号波形にてカウントされるオ
ン画素数が同じであっても、基準積分回路の出力から求
められる基準オン画素数や、搭載積分回路の出力から求
められる理想オン画素数が異なり、且つ、その異なり方
は基準オン画素数と理想オン画素数とで異なる。つま
り、補正係数もまた、異なる。このため、請求項５で
は、画像信号のパターンに応じて基準信号を用意するも
のである。

【００５２】請求項６の発明は、請求項５に於いて、前
記画素数算出手段は、１又は２以上のラインパターンの
基準画像信号に基づいて求めた対象画像信号中の各現実
オン画素数と、１又は２以上の網点パターンの基準画像
信号に基づいて求めた当該対象画像信号中の各現実オン
画素数とに基づいて、当該対象画像信号中の現実オン画
素数を求める、ことを特徴とする画像形成装置である。

【００５３】例えば、文字画像と写真画像が混在する場
合、文字画像領域ではラインパターンの基準画像信号に
基づいて現実オン画素数を求め、写真画像領域では網点
パターンの基準画像信号に基づいて現実オン画素数を求
め、画像全体の現実オン画素数としては、それらの和を
とるようにした画像形成装置である。

【００５４】〔２〕第２の目的に対応する構成：請求項
７〜請求項１２の発明は、第２の目的に対応する。請求
項７の発明は、画像を構成する各画素の状態をオン／オ
フで表す画像信号に基づいて且つ交換可能な可視化剤カ
ートリッジを用いて可視画像を像担持体に形成する画像
形成装置であって、前記像担持体上の可視画像の濃度を
検出するための濃度検出手段と、オン画素数が既知の所
定の基準画像信号に基づいて前記像担持体上にテスト用
可視画像を形成して該テスト用可視画像の濃度を前記濃
度検出手段により検出する制御を行うテスト手段と、対
象画像信号中のオン画素数を取得する画素数取得手段
と、前記テスト用可視画像の検出濃度と該テスト用可視
画像が基づいている基準画像信号中のオン画素数と前記
画素数取得手段により取得された前記対象画像信号中の
オン画素数とに基づいて前記対象画像での可視化剤の消
費量を算出する消費量算出手段と、を有することを特徴
とする画像形成装置である。

【００５５】可視化剤カートリッジとは、例えば、電子
写真方式で用いられるトナーカットリッジや、インクジ
ェット方式で用いられるインクカートリッジである。像
担持体は画像形成方式に応じて異なり、例えば、電子写
真方式に於ける感光体や中間転写体、インクジェット方
式に於ける記録紙が該当する。

【００５６】濃度検出手段及びテスト手段としては、例
えば、電子写真方式のＡＩＤＣ（Auto Image Dencity C
ontrol) 機構を挙げることができる。ＡＩＤＣ機構で
は、感光体上に所定の帯電・露光条件で電荷潜像を形成
し、該電荷潜像を所定の現像条件でトナー現像して可視
化し、該可視画像の反射光を光電変換型の光センサで読
み取り、その結果に基づいて濃度を制御している。な
お、テスト画像を中間転写体に形成する構成もある。

【００５７】画素数取得手段が対象画像信号中のオン画
素数を取得する方法は、請求項７では限定されない。例
えば、対象画像信号の信号波形のオン画素数をカウント
することで取得してもよい。また、対象画像信号を積分
回路に入力して、その出力電圧に基づいて、（３）式の
原理で取得してもよい。さらに、その際に、請求項１〜
請求項４の何れかに記載の方法を適用して、より正確な
オン画素数を求めてもよい。その場合には、請求項１〜
請求項４の何れかに記載の方法による効果を併せて享受
でき、可視化剤の消費量をより正確に算出できる。

【００５８】消費量算出手段は、テスト用可視画像の検
出濃度と該テスト用可視画像が基づいている基準画像信
号中のオン画素数とに基づいてオン画素数当たりの可視
化剤消費量を求め、該オン画素数当たりの可視化剤消費
量を画素数取得手段により取得された対象画像信号中の
オン画素数に適用することで、該対象画像での可視化剤
の消費量を算出する。

【００５９】請求項８の発明は、請求項７の発明に請求
項１の発明の思想を適用することで対象画像信号中から
より正確なオン画素数である現実オン画素数を取得し、
もって、可視化剤の消費量をより正確に算出できるよう
にしたものである。即ち、請求項８の発明は、請求項７
に於いて、前記画素数取得手段は、画像信号を積分する
搭載積分回路と、前記搭載積分回路と既知の回路定数及
び電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補償す
る補償要素として少なくとも前記所定の基準画像信号を
入力した場合の前記基準積分回路の出力電圧に基づく基
準オン画素数を記憶している補償要素記憶手段と、対象
画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と前
記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オン
画素数を算出する画素数算出手段とを有し、前記消費量
算出手段は、前記テスト用可視画像の検出濃度と該テス
ト用可視画像が基づいている基準画像信号中のオン画素
数と前記画素数算出手段により算出された前記対象画像
信号中の現実オン画素数とに基づいて前記対象画像での
可視化剤の消費量を算出する、ことを特徴とする画像形
成装置である。消費量算出手段は、テスト用可視画像の
検出濃度と該テスト用可視画像が基づいている基準画像
信号中のオン画素数とに基づいてオン画素数当たりの可
視化剤消費量を求め、該オン画素数当たりの可視化剤消
費量を画素数算出手段により算出された対象画像信号中
の現実オン画素数に適用することで、該対象画像での可
視化剤の消費量を算出する。

【００６０】請求項８に取り込まれている請求項１の発
明の思想の具体化として、請求項２の発明の思想（補正
係数を演算して現実オン画素数を算出するという思想）
を適用してもよく、請求項４の発明の思想（ルックアッ
クテーブルから補正係数を読み出して現実オン画素数を
算出するという思想）を適用してもよい。

【００６１】請求項９の発明は、請求項７、又は請求項
８に於いて、さらに、前記消費量算出手段により算出さ
れる可視化剤の消費量に基づいて前記可視化剤カートリ
ッジの残り寿命を算出する寿命算出手段、を有すること
を特徴とする画像形成装置である。請求項１０の発明
は、請求項７〜請求項９の何れかに於いて、前記テスト
用可視画像が基づいている基準画像信号は、所定方向に
所定幅で連続するラインを描くオン画素群を持つライン
パターンの基準画像信号である、ことを特徴とする画像
形成装置である。請求項１１の発明は、請求項７〜請求
項９の何れかに於いて、前記テスト用可視画像が基づい
ている基準画像信号は、所定サイズの網点パターンを描
くオン画素群を持つ網点パターンの基準画像信号であ
る、ことを特徴とする画像形成装置である。請求項１２
の発明は、請求項７〜請求項１１の何れかに於いて、さ
らに、前記消費量算出手段により算出される前記対象画
像での可視化剤の消費量に基づいて可視化剤の補給量を
調整する補給量調整手段、を有することを特徴とする画
像形成装置である。

【００６２】〔３〕第３の目的に対応する構成：請求項
１３〜請求項１９の発明は、第３の目的に対応する。請
求項１３の発明は、画像を構成する各画素の状態をオン
／オフで表す画像信号に基づいて像担持体に画像を形成
する画像形成装置であって、画像信号を積分する搭載積
分回路と、対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路
の出力電圧に基づいて該対象画像信号中のオン画素数を
求める画素数演算手段と、前記対象画像信号の各所定時
間内のオン／オフ切換回数を各所定時間毎にそれぞれ取
得する切換回数取得手段と、前記画素数演算手段により
求めた前記対象画像信号中のオン画素数を前記切換回数
取得手段により取得した各所定時間毎のオン／オフ切換
回数に基づいて、各所定時間毎に補正する画素数補正手
段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

【００６３】画素数補正手段は、画素数演算手段が求め
た対象画像信号中のオン画素数に含まれている前述の
『ｎ｜δ１−δ２｜』の誤差（第３の目的の項参照）を
無くすように補正を行う。即ち、対象画像信号の波形が
理想的な矩形波でないことに起因して各発光毎に生ずる
誤差を無くすように補正を行う。

【００６４】画素数演算手段が対象画像信号中のオン画
素数を取得する方法は、（３）式の原理に基づく。その
際、請求項１〜請求項６の何れかに記載の方法を適用す
ることで、より正確なオン画素数を求めてもよい。その
場合には、請求項１〜請求項６の何れかに記載の方法に
よる効果を併せて享受できる。

【００６５】切換回数取得手段がオン／オフ切換回数を
取得する各所定時間は全て同一の所定時間でもよいが、
それぞれ異なっていてもよく、一部のみが異なっていて
もよい。但し、切換回数取得手段がオン／オフ切換回数
を取得する各所定時間と、画素数補正手段が補正を行う
単位となる各所定時間とは、それぞれ対応する所定時間
毎に同一である必要がある。

【００６６】請求項１４の発明は、画像を構成する各画
素の状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて且つ交
換可能な可視化剤カートリッジを用いて、可視画像を像
担持体に形成する画像形成装置であって、画像信号を積
分する搭載積分回路と、対象画像信号を入力とする前記
搭載積分回路の出力電圧に基づいて該対象画像信号中の
オン画素数を求める画素数演算手段と、前記対象画像信
号の各所定時間内のオン／オフ切換回数を各所定時間毎
にそれぞれ取得する切換回数取得手段と、前記画素数演
算手段により求めた前記対象画像信号中のオン画素数を
前記切換回数取得手段により取得した各所定時間毎のオ
ン／オフ切換回数に基づいて各所定時間毎に補正する画
素数補正手段と、前記像担持体上の可視画像の濃度を検
出するための濃度検出手段と、オン画素数が既知の所定
の基準画像信号に基づいて前記像担持体上にテスト用可
視画像を形成し該テスト用可視画像の濃度を前記濃度検
出手段により検出する制御を行うテスト手段と、前記テ
スト用可視画像の検出濃度と該テスト用可視画像が基づ
いている基準画像信号中のオン画素数と前記画素数演算
手段により求められ前記画素数補正手段により補正され
た前記対象画像信号中の補正後オン画素数に基づいて前
記対象画像での可視化剤の消費量を算出する消費量算出
手段と、前記消費量算出手段により算出された可視化剤
の消費量に基づいて前記可視化剤カートリッジの残り寿
命を算出する寿命算出手段と、を有することを特徴とす
る画像形成装置である。

【００６７】可視化剤カートリッジ、像担持体、濃度検
出手段、及びテスト手段の定義や例示については、請求
項７の説明の項と同様である。また、画素数補正手段が
画素数演算手段の求めた対象画像信号中のオン画素数を
補正する思想、画素数演算手段が対象画像信号中のオン
画素数を求める際の原理、及び切換回数取得手段がオン
／オフ切換回数を取得する各所定時間に関する事項は、
請求項１３の説明の項と同様である。

【００６８】消費量算出手段は、テスト用可視画像の検
出濃度と該テスト用可視画像が基づいている基準画像信
号中のオン画素数とに基づいてオン画素数当たりの可視
化剤消費量を求め、該オン画素数当たりの可視化剤消費
量を画素数演算手段により求められ画素数補正手段によ
り補正された対象画像信号中の補正後オン画素数に適用
することで、該対象画像での可視化剤の消費量を算出す
る。

【００６９】請求項１５の発明は、請求項１３又は請求
項１４の発明に請求項１の発明の思想を適用することに
より対象画像信号中からより正確なオン画素数である現
実オン画素数を取得するようにしたものである。請求項
１５の発明は、請求項１３又は請求項１４に於いて、前
記画素数演算手段は、前記搭載積分回路と既知の回路定
数及び電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補
償する補償要素を記憶している補償要素記憶手段と、対
象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と
前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オ
ン画素数を算出する画素数算出手段とを有し、前記画素
数補正手段は、前記画素数算出手段により算出した前記
対象画像信号中の現実オン画素数を前記切換回数取得手
段により取得した各所定時間毎のオン／オフ切換回数に
基づいて各所定時間毎に補正することを特徴とする画像
形成装置である。

【００７０】請求項１５に取り込まれている請求項１の
発明の思想の具体化として、請求項２の発明の思想（補
正係数を演算して現実オン画素数を算出するという思
想）を適用してもよく、請求項４の発明の思想（ルック
アックテーブルから補正係数を読み出して現実オン画素
数を算出するという思想）を適用してもよい。

【００７１】請求項１６の発明は、画像を構成する各画
素の状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて像担持
体に画像を形成する画像形成装置であって、画像信号を
積分する搭載積分回路と、対象画像信号を入力とする前
記搭載積分回路の出力電圧に基づいて該対象画像信号中
のオン画素数を求める画素数演算手段と、前記対象画像
信号の各所定時間内のオン／オフ切換回数と総オン時間
とを各所定時間毎にそれぞれ取得するオン特性取得手段
と、オン／オフ切換回数と総オン時間とに対応付けて前
記所定時間内の補正値を記憶している補正値記憶手段
と、前記オン特性検出手段により取得した各所定時間内
のオン／オフ回数と総オン時間とを用いて各所定時間毎
の補正値を前記補正値記憶手段から読み出す補正値読出
手段と、前記画素数演算手段により求めた前記対象画像
信号中のオン画素数を前記補正値読出手段により読み出
した各所定時間毎の補正値を用いて各所定時間毎に補正
する画素数補正手段と、を有することを特徴とする画像
形成装置である。

【００７２】画素数補正手段による補正の思想、画素数
演算手段が対象画像信号中のオン画素数を求める方法
は、請求項１３の項の説明と同様である。請求項１６で
は、切換回数取得手段がオン／オフ切換回数を取得する
各所定時間は、オン／オフ切換回数と総オン時間とに対
応付けて上記の各所定時間内の補正値を補正値記憶手段
に記憶させておくことに鑑みると、全て同一であること
が現実的である。

【００７３】請求項１７の発明は、画像を構成する各画
素の状態をオン／オフで表す画像信号に基づいて且つ交
換可能な可視化剤カートリッジを用いて可視画像を像担
持体に形成する画像形成装置であって、画像信号を積分
する搭載積分回路と、対象画像信号を入力とする前記搭
載積分回路の出力電圧に基づいて該対象画像信号中のオ
ン画素数を求める画素数演算手段と、前記対象画像信号
の各所定時間内のオン／オフ切換回数と総オン時間とを
各所定時間毎にそれぞれ取得するオン特性取得手段と、
オン／オフ切換回数と総オン時間とに対応付けて前記所
定時間内の補正値を記憶している補正値記憶手段と、前
記オン特性検出手段により取得した各所定時間内のオン
／オフ回数と総オン時間とを用いて各所定時間毎の補正
値を前記補正値記憶手段から読み出す補正値読出手段
と、前記画素数演算手段により求めた前記対象画像信号
中のオン画素数を前記補正値読出手段により読み出した
各所定時間毎の補正値を用いて各所定時間毎に補正する
画素数補正手段と、前記像担持体上の可視画像の濃度を
検出するための濃度検出手段と、オン画素数が既知の所
定の基準画像信号に基づいて前記像担持体上にテスト用
可視画像を形成し該テスト用可視画像の濃度を前記濃度
検出手段により検出する制御を行うテスト手段と、前記
テスト用可視画像の検出濃度と該テスト用可視画像が基
づいている基準画像信号中のオン画素数と前記画素数演
算手段により求められ前記画素数補正手段により補正さ
れた前記対象画像信号中の補正後オン画素数に基づいて
前記対象画像での可視化剤の消費量を算出する消費量算
出手段と、前記消費量算出手段により算出された可視化
剤の消費量に基づいて前記可視化剤カートリッジの残り
寿命を算出する寿命算出手段とを有することを特徴とす
る画像形成装置である。

【００７４】可視化剤カートリッジ、像担持体、濃度検
出手段、及びテスト手段の定義や例示については、請求
項７の説明の項と同様である。また、画素数補正手段が
画素数演算手段の求めた対象画像信号中のオン画素数を
補正する思想、画素数演算手段が対象画像信号中のオン
画素数を求める際の原理は、請求項１３の説明の項と同
様である。また、消費量算出手段がテスト用可視画像の
検出濃度と基準画像信号中のオン画素数と対象画像信号
中の補正後オン画素数に基づいて対象画像での可視化剤
の消費量を算出する手法は、請求項１４の説明の項と同
様である。また、切換回数取得手段がオン／オフ切換回
数を取得する各所定時間が全て同一であることが現実的
であることは、請求項１６の説明の項と同様である。

【００７５】請求項１８の発明は、請求項１６又は請求
項１７の発明に請求項１の発明の思想を適用することに
より対象画像信号中からより正確なオン画素数である現
実オン画素数を取得するようにしたものである。請求項
１８の発明は、請求項１６又は請求項１７に於いて、前
記画素数演算手段は、前記搭載積分回路と既知の回路定
数及び電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補
償する補償要素を記憶している補償要素記憶手段と、対
象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と
前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オ
ン画素数を算出する画素数算出手段とを有し、前記画素
数補正手段は前記画素数算出手段により算出した前記対
象画像信号中の現実オン画素数を前記補正値読出手段に
より読み出した各所定時間毎の補正値を用いて各所定時
間毎に補正する、ことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００７６】請求項１８に取り込まれている請求項１の
発明の思想の具体化として、請求項２の発明の思想（補
正係数を演算して現実オン画素数を算出するという思
想）を適用してもよく、請求項４の発明の思想（ルック
アックテーブルから補正係数を読み出して現実オン画素
数を算出するという思想）を適用してもよい。

【００７７】請求項１９の発明は、請求項１４又は請求
項１７に於いて、さらに、前記消費量算出手段により算
出された前記対象画像での可視化剤の消費量に基づいて
可視化剤の補給量を調整する補給量調整手段、を有する
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００７８】〔４〕第４の目的に対応する構成：請求項
２０〜請求項２４の発明は、第４の目的に対応する。請
求項２０の発明は、画像を構成する各画素の状態をオン
／オフで表す画像信号に基づいて且つ交換可能な可視化
剤カートリッジを用いて可視画像を記録紙上に形成する
画像形成装置であって、可視化剤カートリッジの未使用
時の可視化剤量である可視化剤初期量を記憶している初
期量記憶手段と、対象画像信号中のオン画素数を取得す
る画素数取得手段と、可視化剤カートリッジの使用開始
時からの対象画像信号中のオン画素数の累積値を記憶す
る累積値記憶手段と、指定時点での可視化剤消費率とし
て該指定時点での画像記録枚数当たりのオン画素数を演
算する消費率演算手段と、前記演算した可視化剤消費率
に基づいて所定枚数の画像記録に必要なオン画素数を所
定枚数相当のオン画素数として求める相当画素数演算手
段と、前記可視化剤初期量相当のオン画素数よりも前記
所定枚数相当のオン画素数だけ少ないオン画素数を寿命
画素数として記憶する寿命記憶手段と、前記オン画素数
の累積値が前記寿命画素数になると当該可視化剤カート
リッジが寿命である旨を報知する寿命報知手段と、を有
することを特徴とする画像形成装置である。

【００７９】可視化剤カートリッジの定義や、像担持体
の例示については、請求項７の説明の項と同様である。
初期量記憶手段は、未使用時の可視化剤量として、未使
用時の可視化剤量自体を記憶していてもよいが、例え
ば、オン画素数換算値（可視化剤初期量相当のオン画素
数）等で記憶していてもよい。オン画素数の累積値は、
画素数取得手段により取得したオン画素数を順に加算す
ることで求めることができる。可視化剤消費率は、例え
ば、指定時点付近の所定枚数の画像記録に於ける各画像
記録に対応する対象画像信号から取得したオン画素数を
用いて演算することができる。この所定枚数は、連続す
る所定枚数でもよく、また、或る枚数毎にサンプリング
する離散的な所定枚数でもよい。

【００８０】可視化剤消費率演算の指定時点は、当該画
像形成装置の工場出荷前に予め決められていてもよい
が、出荷後にユーザが自由に指定できる構成でもよい。
指定時点は、例えば、オン画素数の累積値が、可視化剤
初期量相当のオン画素数の１／４、１／２、３／４、８
０％等になった時、のようにオン画素数に基づいて決め
ることができる。また、画像記録可能枚数が５％の印字
率換算で６０００枚のカートリッジの場合に於いて画像
記録済み枚数が例えば５０００枚になった時、のよう
に、画像記録枚数に基づいて決めることもできる。

【００８１】画素数取得手段が対象画像信号中のオン画
素数を取得する方法は、請求項２０では限定されない。
例えば、対象画像信号の信号波形のオン画素数をカウン
トすることで取得してもよい。また、対象画像信号を積
分回路に入力して、その出力電圧に基づいて、（３）式
の原理で取得してもよい。さらに、その際に、請求項１
〜請求項６の何れかに記載の方法を適用して、より正確
なオン画素数を求めてもよい。その場合には、請求項１
〜請求項６の何れかに記載の方法による効果を併せて享
受できる。

【００８２】請求項２１の発明は、請求項２０の発明に
請求項１の発明の思想を適用することで対象画像信号中
からより正確なオン画素数である現実オン画素数を取得
し、もって、可視化剤の消費量をより正確に算出できる
ようにしたものである。請求項２１の発明は、請求項２
０に於いて、前記画素数取得手段は、画像信号を積分す
る搭載積分回路と、前記搭載積分回路と既知の回路定数
及び電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補償
する補償要素を記憶している補償要素記憶手段と、対象
画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と前
記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オン
画素数を算出する画素数算出手段と、を有することを特
徴とする画像形成装置である。

【００８３】請求項２１に取り込まれている請求項１の
発明の思想の具体化として、請求項２の発明の思想（補
正係数を演算して現実オン画素数を算出するという思
想）を適用してもよく、請求項４の発明の思想（ルック
アックテーブルから補正係数を読み出して現実オン画素
数を算出するという思想）を適用してもよい。

【００８４】請求項２２の発明は、請求項２０又は請求
項２１に於いて、前記所定枚数は、第１の寿命であるニ
アエンプティ用と、第２の寿命であるエンプティ用の２
つ用意されている、ことを特徴とする画像形成装置であ
る。ニアエンプティとは、新しい可視化剤カートリッジ
を用意すべきことを示唆する時点、例えば、残り記録可
能枚数が５％印字換算で１０００枚程度になった時点で
ある。エンプティとは、印字品質の低下を招かないため
には直ちに新しい可視化剤カートリッジに交換する必要
がある時点であり、例えば、残り記録可能枚数が５％印
字換算で１００枚程度になった時点である。これらは、
当該画像形成装置の工場出荷前に設定されていてもよ
く、また、工場出荷後にユーザが自由に設定できるよう
に構成されていてもによい。さらに、ユーザの業務形態
等によっては、第３以降の寿命を設けてもよい。

【００８５】請求項２３の発明は、請求項２０〜請求項
２２の何れかに於いて、前記指定時点は、前記可視化剤
初期量相当のオン画素数に対して前記オン画素数の累積
値が所定割合になる時点として予め定められている、こ
とを特徴とする画像形成装置である。所定割合とは、例
えば、請求項２０の項で例示した割合である。請求項２
４の発明は、請求項２０〜請求項２２の何れかに於い
て、前記累積値記憶手段は、オン画素数の累積値ととも
に、可視化剤カートリッジの使用開始時からの画像記録
枚数の累積値を記憶し、前記指定時点は、画像記録枚数
の累積値が所定枚数になった時点である、ことを特徴と
する画像形成装置である。

【００８６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。以下ではレーザプリンタに即して説明している
が、本発明はプリンタに限定されない。複写機やファク
シミリであってもよい。また、レーザ方式にも限定され
ない。ＬＥＤアレイや液晶シャッターによる露光方式等
の公知の露光方式であってもよい。更に、電子写真方式
にも限定されず、例えば、インクジェット方式でもよ
い。また、モノクロに限定されるものでもなく、カラー
画像形成装置であってもよい。

【００８７】〔１〕第１の実施の形態：図１は第１の実
施の形態の画像形成装置の構成を示すブロック図、図２
は図１の画素数取得部の詳細を示すブロック図、図６は
第１の実施の形態を変形した構成で用いるルックアップ
テーブルの説明図、図７は第１の実施の形態の画像形成
装置で基準画像信号に用いる画像パターンを例示する説
明図である。第１の実施の形態の画像形成装置は第１の
目的と第２の目的に対応する装置であり、略請求項１，
２，７，８の構成に対応する。また、第１の実施の形態
を変形した画像形成装置は、略請求項１，４，７，８の
構成に対応する。

【００８８】図１に示す画像形成装置は、書込用画像デ
ータ生成部１１、書込用画像信号生成部１２、プリンタ
機構５０を有する。書込用画像データ生成部１１は、入
力される画像データを、書込用の画像データ（ビットマ
ップデータ）に変換して、書込用画像信号生成部１２へ
出力する。書込用画像信号生成部１２は、上記ビットマ
ップデータに基づいて画像信号（露光信号）を生成し
て、プリンタ機構５０の書込ヘッドドライバ５１へ出力
する。これにより、書込ヘッドドライバ５１は書込ヘッ
ド５２を駆動し、書込ヘッド５２からは画像信号に対応
するレーザ光が出力される。このレーザ光は、定速回転
されている感光体ドラム５３の帯電表面を露光し、これ
により、該帯電表面に電荷潜像が形成される。形成され
た電荷潜像は、トナー現像器５４によりトナー現像され
て可視化された後、不図示の記録紙上へ転写され、さら
に不図示の定着器にて画像定着される。こうして、画像
形成の１プロセスが完了する。

【００８９】画像信号（対象画像信号）を積分回路２１
に入力し、その出力電圧Ｖｏ_A(A)から前述の（３）式を
用いてオン画素数（計測オン画素数Ｄ_A(A);S）を求め、
該計測オン画素数に含まれる前述の誤差を補償して、よ
り正確なオン画素数（現実オン画素数Ｄ_S(A);S）を求め
る機能は、積分回路２１と補償要素記憶部２３と画素数
算出部２５とから成る画素数取得部によって実現され
る。

【００９０】補償要素記憶部２３には、基準オン画素数
が記憶されている。基準オン画素数とは、オン画素数が
既知の基準画像信号を、回路定数と電源電圧が既知（回
路定数Ｒ_S ，Ｃ_S ，電源電圧Ｖｉ_S ）の基準積分回路に
入力し、該基準積分回路の出力電圧に基づいて、前述の
（３）式を用いて求めたオン画素数である。基準画像信
号は１つではなく、図７に例示する種々の画像パターン
（種々の方向・太さのラインパターンや、種々のドット
サイズのドットパターン等）に対応する種々の基準画像
信号がある。したがって、基準オン画素数も、種々の基
準画像信号に基づく種々の基準オン画素数が記憶されて
いる。

【００９１】[1-1] 現実オン画素数を求める手順：現実
オン画素数を求める手順の一例を説明する。まず、基準
画像データ生成部２５４（図２参照）が、基準画像デー
タを生成して、書込用画像データ生成部１１へ送る。こ
の基準画像データとしては、現実オン画素数を求める対
象の画像とパターンが類似する基準画像の画像データが
選ばれる。例えば、対象画像が文字パターンであれば、
ラインパターンの基準画像の画像データが選ばれる。ま
た、対象画像が写真画像であれば、網点パターンの基準
画像の画像データが選ばれる。

【００９２】書込用画像データ生成部１１は、基準画像
データに基づくビットマップデータを生成して、書込用
画像信号生成部１２へ送る。これにより、書込用画像信
号生成部１２は基準画像信号を生成する。生成された基
準画像信号は、積分回路２１へ入力される。積分回路２
１は、該基準画像信号に基づく出力電圧Ｖｏ_A(S)を発生
して、補正係数演算部２５１（図２参照）へ出力する。

【００９３】補正係数演算部２５１には、積分回路２１
からの出力電圧Ｖｏ_A(S)の他、補償要素記憶部２３から
基準オン画素数Ｄ_S(S);Sが入力される。この基準オン画
素数は、基準画像データ生成部２５４で上述の如く生成
された基準画像データに対応する基準オン画素数であ
る。補正係数演算部２５１は、積分回路２１の出力電圧
Ｖｏ_A(S)から前述の（５）式を用いて理想オン画素数Ｄ
_A(S);Sを求め、該理想オン画素数Ｄ_A(S);Sと、補償要素
記憶部２３からの基準オン画素数Ｄ_S(S);Sとを用いて、
補正係数ｋ_H を前述の（６）式に従って求める。この補
正係数ｋ_H は、現実オン画素数演算部２５３へ送られ
る。

【００９４】次に、対象画像データが書込用画像データ
生成部１１へ入力され、該書込用画像データ生成部１１
にてビットマップ展開されて、書込用画像信号生成部１
２へ送られる。これを受けて、書込用画像信号生成部１
２は、対象画像信号を生成する。生成された対象画像信
号は、プリンタ機構５０へ送られて前述の如くプリント
処理に供されるとともに、積分回路２１へも入力され
る。

【００９５】対象画像信号を入力された積分回路２１
は、出力電圧Ｖｏ_A(A)を生成して、画素数算出部２５の
計測オン画素数演算部２５２（図２参照）へ出力する。
計測画素数演算部２５２は、積分回路２１の出力電圧Ｖ
ｏ_A(A)から前述の（８）式を用いて計測オン画素数Ｄ
_A(A);Sを求め、該求めた計測オン画素数Ｄ_A(A);Sを、現
実オン画素数演算部２５３へ送る。

【００９６】現実オン画素数演算部２５３は、補正係数
演算部２５１から与えられる補正係数ｋ_H と、計測オン
画素数演算部２５２から与えられる計測オン画素数Ｄ
_A(A);S から、前述の（１０）式を用いて、現実オン画素
数Ｄ_S(A);Sを求める。こうして得られた現実オン画素数
Ｄ_S(A);Sは、トナー消費量算出部２７へ送られる。

【００９７】現実オン画素数を求める処理は、このよう
な手順で行われる。なお、上記の説明では、対象画像信
号の入力に先立って基準画像信号を入力して補正係数ｋ
_H を求めているが、全ての対象画像信号の入力に先立っ
て毎回補正係数ｋ_H を求める必要はない。或る回数の対
象画像信号毎に求めてもよい。例えば、画像形成装置の
起動時に求めてもよい。また、或る定時に於いて補正係
数ｋ_H を求めるように構成してもよい。

【００９８】また、上記の説明では、基準画像信号を積
分回路２１に入力して、その出力電圧から補正係数ｋ_H
を求めているが、種々の画像パターン（図７参照）に対
応する種々の基準画像信号を入力とする種々の搭載予定
積分回路（回路定数と電源電圧が種々である多数の積分
回路）の各出力電圧に基づく補正係数ｋ_H を予め求めて
ルックアップテーブルとして記憶しておき、対象画像信
号を入力とする積分回路２１の出力電圧Ｖｏ_A(A)に基づ
く計測オン画素数に対応する補正係数ｋ_H を上記ルック
アップテーブルから読み出すように構成してもよい。ル
ックアップテーブルの一部を、図６に例示する。

【００９９】また、上記の説明では、対象画像とパター
ンが類似する画像を基準画像として選ぶ旨を述べてお
り、例えば、対象画像が文字パターンであればラインパ
ターンを選び、対象画像が写真画像であれば網点パター
ンを選ぶとしているが、この選択の具体的手法として
は、例えば、頁内の印字密度に応じてパターンを選択す
る手法を挙げることができる。つまり、頁内の印字密度
が１０％未満の場合はラインパターンを選び、２５％以
上の場合は網点パターンを選び、１０％以上で２５％未
満の場合はラインパターンと網点パターンを併用し、補
正値としては両者の平均値を用いるような手法である。

【０１００】[1-2] トナー消費量を求める手順：トナー
消費量を求める手順の一例を説明する。まず、プリンタ
制御部の機能であるＡＩＤＣテスト制御５７が、基準画
像データ生成部２５４（図２参照）に対して、基準画像
データの生成を指令する。これに応じて、基準画像デー
タ生成部２５４は、例えばベタ濃度調整パターン（図７
参照）の基準画像データを生成して、書込用画像データ
生成部１１へ送る。これにより、前述の如く画像露光が
行われて、感光体ドラム５３の表面に基準画像データに
対応する電荷潜像が形成され、さらに、トナー現像器５
４にてトナー現像されて可視化される。

【０１０１】こうして感光体ドラム５３の表面に基準画
像パターンの可視画像が形成されると、該可視画像が反
射型光センサ５５で受光され、これに基づいて、ＡＩＤ
Ｃ濃度検出部５６が濃度を検出して、ＡＩＤＣテスト制
御５７へ送る。ＡＩＤＣテスト制御５７は、この検出濃
度をトナー消費量算出部２７へ出力する。

【０１０２】トナー消費量算出部２７には、ＡＩＤＣテ
スト制御５７から入力される検出濃度の他に、基準画像
データ生成部２５４から基準オン画素数Ｄ_S(S);Sが入力
される。この基準オン画素数Ｄ_S(S);Sは、ＡＩＤＣテス
ト制御５７が上述の如く基準画像データ生成部２５４に
対して基準画像データの生成を指令した時に、該指令が
持つ基準画像パターンに対応する基準オン画素数Ｄ
_S(S);Sを基準画像データ生成部２５４が補償要素記憶部
２３から読み出したものである。換言すれば、感光体ド
ラム５３の表面に形成された基準画像に対応するもので
ある。

【０１０３】トナー消費量算出部２７は、上記の如く与
えられる検出濃度と基準オン画素数Ｄ_S(S);Sとに基づい
て、当該基準画像パターンの基準オン画素数Ｄ_S(S);S当
たりのトナー付着量を演算して保持する。

【０１０４】トナー消費量算出部２７は、次に、現実オ
ン画素数演算部２５３から前述の如く現実オン画素数Ｄ
_S(A);Sが与えられると、該現実オン画素数Ｄ_S(A);Sに対
応するトナー消費量を、上記の如く保持している基準オ
ン画素数Ｄ_S(S);S当たりのトナー付着量を用いて算出す
る。なお、上記の現実オン画素数Ｄ_S(A);Sは、そのパタ
ーンが上記の基準画像パターンと類似する対象画像の画
像信号に基づく現実オン画素数Ｄ_S(A);Sである。

【０１０５】トナー消費量を求める処理は、このような
手順で行われる。なお、上記の説明では、濃度検出用の
画像パターンとして図７に例示する各種の基準画像パタ
ーンを想定しているため、基準画像データを画素数算出
部２５の基準画像データ生成部２５４にて生成している
が、濃度検出用の画像パターンとしてベタ濃度調整パタ
ーンのみを用いるのであれば、通常のＡＩＤＣ制御のパ
ターン生成を転用すれば足りる。

【０１０６】〔２〕第２の実施の形態：図３は第２の実
施の形態の画像形成装置の構成を示すブロック図であ
る。第２の実施の形態の画像形成装置は第３の目的に対
応する装置であり、略請求項１３〜１５の構成に対応す
る。

【０１０７】第２の実施の形態の画像形成装置は第１の
実施の形態の画像形成装置と略同様であるため、第１の
実施の形態の画像形成装置と同じ構成については図中に
同じ符号を付して示し、主として異なる点を説明する。

【０１０８】第２の実施の形態の画像形成装置では、画
素数算出部２５で算出した現実オン画素数Ｄ_S(A);Sを、
切換回数取得部３１で取得した各所定時間毎のオン／オ
フ切換回数に基づいて各所定時間毎に画素数補正部３３
にて補正して補正後オン画素数を得る点が、第１の実施
の形態の画像形成装置と異なる。

【０１０９】画素数補正部３３での上記の補正は、画素
数算出部２５で算出した現実オン画素数Ｄ_S(A);Sに含ま
れる前述の『ｎ｜δ１−δ２｜』の誤差（第３の目的の
項参照）を無くすように行われる。即ち、対象画像信号
の波形が理想的な矩形波でないことに起因して各発光毎
に生ずる誤差を無くすように補正が行われる。

【０１１０】また、上記の補正に必要な誤差程度の推定
には、例えば、ＡＩＤＣテスト制御機能を利用して対象
画像とパターンが類似する基準画像の濃度検出を行い、
該検出濃度と、当該基準画像に基づいて求められている
基準オン画素数Ｄ_S(S);Sに相当する濃度とのズレを求
め、その結果を、画素数算出部２５で前述の如く算出す
る現実オン画素数Ｄ_S(A);Sに類推適用する手法を用いる
ことができる。この手法を行うために、トナー消費量＆
寿命算出部２７０には、画素数算出部２５の基準画像デ
ータ生成部２５４から、基準オン画素数Ｄ_S(S);Sが入力
される。

【０１１１】第２の実施の形態の画像形成装置では、ま
た、トナー消費量＆寿命算出部２７０にてトナー消費量
が演算される他、現像器５４の交換可能なトナーカート
リッジの残り寿命も演算される。即ち、ＡＩＤＣテスト
制御２７から入力される検出濃度と、画素数補正部３３
から入力される補正後オン画素数に基づいて、トナー消
費量が算出され、該トナー消費量の累積値と、トナーカ
ートリッジに未使用時に収容されていたトナー量とに基
づいて、当該トナーカートリッジ内に有るトナー量が推
定されて、該トナー量に関連する量（例えば、文字画像
換算での記録可能枚数）が表示パネル等に表示される。

【０１１２】〔３〕第３の実施の形態：図４は第３の実
施の形態の画像形成装置の構成を示すブロック図、図８
は第３の実施の形態の画像形成装置に於いて切換対象の
各補正値に対応する各画像パターンを示す説明図（ａ）
と、各画像パターンに対応する補正値を例示するテーブ
ルの説明図（ｂ）である。第３の実施の形態の画像形成
装置は第３の目的に対応する装置であり、略請求項１６
〜１８の構成に対応する。

【０１１３】第３の実施の形態の画像形成装置は第２の
実施の形態の画像形成装置と略同様であるため、第２の
実施の形態の画像形成装置と同じ構成については図中に
同じ符号を付して示し、主として異なる点を説明する。

【０１１４】第３の実施の形態の画像形成装置では、画
素数算出部２５で算出した現実オン画素数Ｄ_S(A);Sに含
まれる誤差を補正して補正後オン画素数を得る際に、予
め記憶しておいた補正値の中から選択した補正値を用い
る点が、第２の実施の形態の画像形成装置と異なる。

【０１１５】このため、第３の実施の形態の画像形成装
置は、切換回数取得部３１に代えてオン特性取得部・補
正値記憶部・補正値読出部３２を有する。ここで、オン
特性取得部は、対象画像信号の各所定時間内のオン／オ
フ切換回数と総オン時間とを各所定時間毎にそれぞれ取
得する。即ち、図８（ｂ）の『所定時間内のレーザ発光
オン／オフ回数』と『所定時間内のレーザ発光時間』と
を取得する。また、補正値記憶部には、図８（ｂ）に示
すデータが種々のパターンについて記憶されている。補
正値読出部は、オン特性取得部により取得された所定時
間内のレーザ発光オン／オフ回数と所定時間内のレーザ
発光時間とに対応する補正値を、補正値記憶部から各所
定時間毎に読み出して画素数補正部３３へ与える。以下
の処理は、第２の実施の形態の画像形成装置と同様であ
る。

【０１１６】〔４〕第４の実施の形態：図５は第４の実
施の形態の画像形成装置の構成を示すブロック図、図９
は第４の実施の形態の画像形成装置に於いてトナーカー
トリッジの寿命の算出に用いる累積記録枚数に対する累
積オン画素数を例示する特性図である。第４の実施の形
態の画像形成装置は第４の目的に対応する装置であり、
略請求項２０〜２１の構成に対応する。

【０１１７】第４の実施の形態の画像形成装置は第１〜
第３の実施の形態の画像形成装置と略同様であるため、
第１〜第３の実施の形態の画像形成装置と同じ構成につ
いては図中に同じ符号を付して示し、主として異なる点
を説明する。

【０１１８】第４の実施の形態の画像形成装置では、或
る時点でのトナー消費率を用いて所定枚数の画像記録に
必要なオン画素数（所定枚数相当のオン画素数）を求
め、該所定枚数相当のオン画素数と、当該トナーカート
リッジの使用前に収容されていたトナー量とに基づい
て、トナーエンプティ時より上記所定枚数だけ少ないオ
ン画素数の累積値を算出して記憶し、該累積値になる
と、当該トナーカートリッジの残りの記録可能枚数が上
記所定枚数である旨を警告する。

【０１１９】このため、第４の実施の形態の画像形成装
置は、記録枚数・オン画素数・累積値記憶部４１、消費
率演算部４２、相当画素数演算部４３、寿命記憶部４
４、初期量記憶部４５、寿命判定・報知部４６を有す
る。

【０１２０】記録枚数・オン画素数・累積値記憶部４１
は、プリント制御部５９から入力される各画像記録の完
了をカウントして累積値を保持するとともに、画素数算
出部２５から入力される現実オン画素数Ｄ_S(A);S（又は
補正後オン画素数）をカウントして累積値を保持する。

【０１２１】消費率演算部４２は、指定された時点での
トナー消費率を演算する。即ち、該指定時点での画像記
録枚数当たりの現実オン画素数Ｄ_S(A);S（又は補正後オ
ン画素数）を演算する。例えば、図９の例では、記録枚
数がＬ₂ の時点に於いて、記録枚数がＬ₁ 〜Ｌ₂ の間の
トナー消費率を求めている。即ち、図９内に２点鎖線で
示すパターンＰ１では『トナー消費率＝（ｂ−ａ）／
Ｌ』として、また、１点鎖線で示すパターンＰ２では
『トナー消費率＝（ｃ−ａ）／Ｌ』として、それぞれ求
めている。

【０１２２】なお、図９の例では、トナー消費率を１次
関数の傾きとして求めているが、請求項２０の可視化剤
消費率は１次関数の傾きに限定されず、任意の関数の近
似でもよい。また、図９の例では、画像記録枚数の累積
値がＬ₂ に達した時点を指定時点としてトナー消費率を
求めているが、指定時点を指定する方法は画像記録枚数
の累積値に限定されず、現実オン画素数Ｄ_S(A);S（又は
補正後オン画素数）の累積値によって指定してもよい。

【０１２３】トナー消費率が求まると、該トナー消費率
を用いて、所定枚数の画像記録に必要なオン画素数（所
定枚数相当のオン画素数）を、相当画素数演算部４３が
演算する。上記の所定枚数は１個に限定されず、２個以
上でもよい。つまり、所定枚数として、１００枚，５０
０枚，１０００枚のように、複数の所定枚数を設定して
いてもよい。また、この所定枚数は、画像形成装置の工
場出荷時に設定する構成でもよく、ユーザが任意に設定
する構成でもよい。図９には、所定枚数がｋ枚の場合が
例示されている。また、図９の例では、パターンＰ１の
場合の所定枚数相当のオン画素数は（Ｅ−Ｅ１）であ
り、パターンＰ２の場合の所定枚数相当のオン画素数は
（Ｅ−Ｅ２）である。なお、Ｅは、トナーエンプティに
相当するオン画素数であり、換言すれば、トナー初期量
（トナーカートリッジの未使用時のトナー量）に相当す
るオン画素数である。

【０１２４】所定枚数相当のオン画素数が求まると、該
所定枚数相当のオン画素数と、初期量記憶部４５から与
えられるトナー初期量（トナーカートリッジの未使用時
のトナー量）とに基づいて、寿命記憶部４４が当該トナ
ーカートリッジの寿命を求めて保持する。ここで、寿命
とは、図９の例では、パターンＰ１ではＥ１、パターン
Ｐ２ではＥ２である。即ち、トナーエンプティより所定
枚数少ない時点に相当するオン画素数の累積値を『寿
命』と称している。

【０１２５】こうして寿命が求まると、寿命判定・寿命
報知部４６が、記録枚数・オン画素数累積部４１から与
えられるオン画素数累積値を監視し、該オン画素数累積
値が上記の寿命になると、寿命判定・寿命報知部４６が
寿命である旨（例：トナーエンプティまでｋ枚である
旨）を、表示パネル等に表示等して報知する。寿命を求
めて報知する処理は、このような手順で行われる。

【０１２６】

【発明の効果】請求項１の発明は、画像信号を積分する
搭載積分回路と、該搭載積分回路と既知の回路定数及び
電源電圧を持つ基準積分回路との特性の差異を補償する
補償要素を記憶している補償要素記憶手段と、対象画像
信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧と前記補
償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実オン画素
数を求める画素数算出手段とを有するため、前記搭載積
分回路の出力電圧に基づいて求めたオン画素数が積分回
路毎の特性のバラツキ（回路定数Ｒ，Ｃと電源電圧Ｖｉ
のバラツキ）に起因する不正確さを持つ場合でも、該不
正確さが前記補償要素に基づいて補償されるため、正確
なオン画素数である現実オン画素数を得ることができ
る。

【０１２７】請求項７の発明は、像担持体上の可視画像
の濃度を検出するための濃度検出手段と、オン画素数が
既知の所定の基準画像信号に基づいて前記像担持体上に
テスト用可視画像を形成して該テスト用可視画像の濃度
を前記濃度検出手段により検出する制御を行うテスト手
段と、対象画像信号中のオン画素数を取得する画素数取
得手段と、前記テスト用可視画像の検出濃度と該テスト
用可視画像が基づいている基準画像信号中のオン画素数
と前記画素数取得手段により取得された前記対象画像信
号中のオン画素数とに基づいて前記対象画像での可視化
剤の消費量を算出する消費量算出手段とを有するため、
画像形成装置の機差に起因する同一の画像信号に対する
可視化剤の消費量のバラツキや画像信号のパターンによ
る可視化剤の消費量のバラツキを抑えることができ、画
像形成装置の機差や画像パターンにかかわりなく可視化
剤の消費量を正確に求めることができる。

【０１２８】請求項１３の発明は、画像信号を積分する
搭載積分回路と、対象画像信号を入力とする前記搭載積
分回路の出力電圧に基づいて該対象画像信号中のオン画
素数を求める画素数演算手段と、前記対象画像信号の各
所定時間内のオン／オフ切換回数を各所定時間毎にそれ
ぞれ取得する切換回数取得手段と、前記画素数演算手段
により求めた前記対象画像信号中のオン画素数を前記切
換回数取得手段により取得した各所定時間毎のオン／オ
フ切換回数に基づいて各所定時間毎に補正する画素数補
正手段とを有するため、対象画像信号を入力とする前記
搭載積分回路の出力電圧に基づいて求めたオン画素数に
含まれる画像パターンの差異（発光回数の差異）に起因
する誤差を抑えることができる。請求項１４の発明で
は、さらに、画像パターンの差異（発光回数の差異）に
起因するトナーの消費量推定の誤差を抑えることがで
き、これにより、可視化剤カートリッジの寿命を正確に
予測することができる。

【０１２９】請求項２０の発明は、可視化剤カートリッ
ジの未使用時の可視化剤量である可視化剤初期量を記憶
している初期量記憶手段と、対象画像信号中のオン画素
数を取得する画素数取得手段と、可視化剤カートリッジ
の使用開始時からの対象画像信号中のオン画素数の累積
値を記憶する累積値記憶手段と、指定時点での可視化剤
消費率として該指定時点での画像記録枚数当たりのオン
画素数を演算する消費率演算手段と、前記演算した可視
化剤消費率に基づいて所定枚数の画像記録に必要なオン
画素数を所定枚数相当のオン画素数として求める相当画
素数演算手段と、前記可視化剤初期量相当のオン画素数
よりも前記所定枚数相当のオン画素数だけ少ないオン画
素数を寿命画素数として記憶する寿命記憶手段と、前記
オン画素数の累積値が前記寿命画素数になると当該可視
化剤カートリッジが寿命である旨を報知する寿命報知手
段とを有するため、画像形成装置の使用状況に即した残
り記録可能枚数の報知、つまり、記録紙１枚当たりの可
視化剤の消費量の現況に基づく残り記録可能枚数の報知
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の画像形成装置の回路構成を
示すブロック図。

【図２】図１の画素数取得部の構成を示すブロック図。

【図３】第２の実施の形態の画像形成装置の回路構成を
示すブロック図。

【図４】第３の実施の形態の画像形成装置の回路構成を
示すブロック図。

【図５】第４の実施の形態の画像形成装置の回路構成を
示すブロック図。

【図６】第１の実施の形態を変形した構成の画像形成装
置で用いるルックアップテーブルを例示する説明図。

【図７】第１の実施の形態の画像形成装置で用いる画像
パターンを例示する説明図。

【図８】（ａ）は第２と第３の実施の形態の画像形成装
置に於いて切換対象の各補正値に対応する各画像パター
ン（所定時間内の発光回数が異なる各画像パターン）を
示す説明図、（ｂ）は上記各画像パターンに対応する補
正値を例示するテーブルの説明図。

【図９】第４の実施の形態の画像形成装置の処理タイミ
ングを例示する説明図。

【符号の説明】

２１ 積分回路（搭載積分回路） ２３ 補償要素記憶部 ２５ 画素数算出部 ２７ トナー消費量算出部 ３１ 切換回数取得部 ３３ 画素数補正部 ２７０ トナー消費量・寿命算出部

フロントページの続き (72)発明者 衛藤 浩一 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者 吉田 成隆 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者 桜庭 保 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者 中根 良樹 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者 小鷺 祥史 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C061 AQ06 HH13 HJ01 HK15 HK18 HN02 HN15 HV14 HV32 KK18 KK25 KK35 2H027 DA10 DA38 DB01 DE02 DE07 EC03 EC06 EC19 HB02 HB13 HB17 ZA07 2H077 AA01 BA09 DA03 DA15 DA47 DA63 DB02 GA04

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を構成する各画素の状態をオン／オ
   フで表す画像信号に基づいて像担持体に画像を形成する
   画像形成装置であって、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 前記搭載積分回路と既知の回路定数及び電源電圧を持つ
   基準積分回路との特性の差異を補償する補償要素を記憶
   している補償要素記憶手段と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
   と前記補償要素とに基づいて、前記対象画像信号中の現
   実オン画素数を求める画素数算出手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に於いて、 前記補償要素は、オン画素数が既知の所定の基準画像信
   号を入力した場合の前記基準積分回路の出力電圧に基づ
   く基準オン画素数を有し、 前記画素数算出手段は、前記所定の基準画像信号に由来
   する前記基準オン画素数の、前記所定の基準画像信号を
   入力した場合の前記搭載積分回路の出力電圧に基づく理
   想オン画素数に対する比を補正係数として求め、該補正
   係数に、対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の
   出力電圧に基づく計測オン画素数を乗算することで、前
   記対象画像信号中の現実オン画素数を求める、 ことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１に於いて、 前記補償要素は、オン画素数が既知の所定の基準画像信
   号を入力した場合の前記基準積分回路の出力電圧と、前
   記所定の基準画像信号を入力した場合の前記搭載積分回
   路の出力電圧と、前記基準積分回路の回路定数と、を有
   する、ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１に於いて、 前記補償要素記憶手段は、オン画素数が既知の所定の基
   準画像信号を入力した場合の前記基準積分回路の出力電
   圧に基づく基準オン画素数の、前記所定の基準画像信号
   を入力した場合の種々の搭載予定積分回路の出力電圧に
   基づく種々の理想オン画素数に対する比である種々の補
   正係数を候補として持つルックアップテーブルを記憶し
   ており、 前記画素数算出手段は、対象画像信号を入力とする前記
   搭載積分回路の出力電圧に基づく計測オン画素数に基づ
   いて前記補正係数の候補の中から特定される補正係数を
   前記ルックアップテーブルから読み出し、該補正係数
   に、当該計測オン画素数を乗算することで、当該対象画
   像信号中の現実オン画素数を求める、 ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項２〜請求項４の何れかに於いて、 前記オン画素数が既知の基準画像信号には、ライン方向
   に連続するオン画素数が所定の閾値以上であるラインパ
   ターンの基準画像信号と、ライン方向に連続するオン画
   素数が所定の閾値未満である網点パターンの基準画像信
   号が有る、ことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項５に於いて、 前記画素数算出手段は、１又は２以上のラインパターン
   の基準画像信号に基づいて求めた対象画像信号中の各現
   実オン画素数と、１又は２以上の網点パターンの基準画
   像信号に基づいて求めた当該対象画像信号中の各現実オ
   ン画素数とに基づいて、当該対象画像信号中の現実オン
   画素数を求める、 ことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 画像を構成する各画素の状態をオン／オ
   フで表す画像信号に基づいて、且つ、交換可能な可視化
   剤カートリッジを用いて、可視画像を像担持体に形成す
   る画像形成装置であって、 前記像担持体上の可視画像の濃度を検出するための濃度
   検出手段と、 オン画素数が既知の所定の基準画像信号に基づいて前記
   像担持体上にテスト用可視画像を形成し、該テスト用可
   視画像の濃度を前記濃度検出手段により検出する制御を
   行うテスト手段と、 対象画像信号中のオン画素数を取得する画素数取得手段
   と、 前記テスト用可視画像の検出濃度と、該テスト用可視画
   像が基づいている基準画像信号中のオン画素数と、前記
   画素数取得手段により取得された前記対象画像信号中の
   オン画素数とに基づいて、前記対象画像での可視化剤の
   消費量を算出する消費量算出手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 請求項７に於いて、 前記画素数取得手段は、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 前記搭載積分回路と既知の回路定数及び電源電圧を持つ
   基準積分回路との特性の差異を補償する補償要素として
   少なくとも前記所定の基準画像信号を入力した場合の前
   記基準積分回路の出力電圧に基づく基準オン画素数を記
   憶している補償要素記憶手段と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
   と前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実
   オン画素数を算出する画素数算出手段と、 を有し、 前記消費量算出手段は、前記テスト用可視画像の検出濃
   度と、該テスト用可視画像が基づいている基準画像信号
   中のオン画素数と、前記画素数算出手段により算出され
   た前記対象画像信号中の現実オン画素数とに基づいて、
   前記対象画像での可視化剤の消費量を算出する、 ことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項７、又は請求項８に於いて、さら
   に、 前記消費量算出手段により算出される可視化剤の消費量
   に基づいて前記可視化剤カートリッジの残り寿命を算出
   する寿命算出手段、 を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 請求項７〜請求項９の何れかに於い
    て、 前記テスト用可視画像が基づいている基準画像信号は、
    所定方向に所定幅で連続するラインを描くオン画素群を
    持つラインパターンの基準画像信号である、ことを特徴
    とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 請求項７〜請求項９の何れかに於い
    て、 前記テスト用可視画像が基づいている基準画像信号は、
    所定サイズの網点パターンを描くオン画素群を持つ網点
    パターンの基準画像信号である、 ことを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】 請求項７〜請求項１１の何れかに於い
    て、さらに、 前記消費量算出手段により算出される前記対象画像での
    可視化剤の消費量に基づいて可視化剤の補給量を調整す
    る補給量調整手段、 を有することを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 画像を構成する各画素の状態をオン／
    オフで表す画像信号に基づいて像担持体に画像を形成す
    る画像形成装置であって、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    に基づいて該対象画像信号中のオン画素数を求める画素
    数演算手段と、 前記対象画像信号の各所定時間内のオン／オフ切換回数
    を各所定時間毎にそれぞれ取得する切換回数取得手段
    と、 前記画素数演算手段により求めた前記対象画像信号中の
    オン画素数を、前記切換回数取得手段により取得した各
    所定時間毎のオン／オフ切換回数に基づいて、各所定時
    間毎に補正する画素数補正手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】 画像を構成する各画素の状態をオン／
    オフで表す画像信号に基づいて、且つ、交換可能な可視
    化剤カートリッジを用いて、可視画像を像担持体に形成
    する画像形成装置であって、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    に基づいて該対象画像信号中のオン画素数を求める画素
    数演算手段と、 前記対象画像信号の各所定時間内のオン／オフ切換回数
    を各所定時間毎にそれぞれ取得する切換回数取得手段
    と、 前記画素数演算手段により求めた前記対象画像信号中の
    オン画素数を、前記切換回数取得手段により取得した各
    所定時間毎のオン／オフ切換回数に基づいて、各所定時
    間毎に補正する画素数補正手段と、 前記像担持体上の可視画像の濃度を検出するための濃度
    検出手段と、 オン画素数が既知の所定の基準画像信号に基づいて前記
    像担持体上にテスト用可視画像を形成し、該テスト用可
    視画像の濃度を前記濃度検出手段により検出する制御を
    行うテスト手段と、 前記テスト用可視画像の検出濃度と、該テスト用可視画
    像が基づいている基準画像信号中のオン画素数と、前記
    画素数演算手段により求められ前記画素数補正手段によ
    り補正された前記対象画像信号中の補正後オン画素数に
    基づいて、前記対象画像での可視化剤の消費量を算出す
    る消費量算出手段と、 前記消費量算出手段により算出された可視化剤の消費量
    に基づいて前記可視化剤カートリッジの残り寿命を算出
    する寿命算出手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３、又は請求項１４に於い
    て、 前記画素数演算手段は、 前記搭載積分回路と既知の回路定数及び電源電圧を持つ
    基準積分回路との特性の差異を補償する補償要素を記憶
    している補償要素記憶手段と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    と前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実
    オン画素数を算出する画素数算出手段と、 を有し、 前記画素数補正手段は、前記画素数算出手段により算出
    した前記対象画像信号中の現実オン画素数を、前記切換
    回数取得手段により取得した各所定時間毎のオン／オフ
    切換回数に基づいて、各所定時間毎に補正する、 ことを特徴とする画像形成装置。
16. 【請求項１６】 画像を構成する各画素の状態をオン／
    オフで表す画像信号に基づいて像担持体に画像を形成す
    る画像形成装置であって、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    に基づいて該対象画像信号中のオン画素数を求める画素
    数演算手段と、 前記対象画像信号の各所定時間内のオン／オフ切換回数
    と総オン時間とを各所定時間毎にそれぞれ取得するオン
    特性取得手段と、 オン／オフ切換回数と総オン時間とに対応付けて前記所
    定時間内の補正値を記憶している補正値記憶手段と、 前記オン特性検出手段により取得した各所定時間内のオ
    ン／オフ回数と総オン時間とを用いて各所定時間毎の補
    正値を前記補正値記憶手段から読み出す補正値読出手段
    と、 前記画素数演算手段により求めた前記対象画像信号中の
    オン画素数を、前記補正値読出手段により読み出した各
    所定時間毎の補正値を用いて各所定時間毎に補正する画
    素数補正手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
17. 【請求項１７】 画像を構成する各画素の状態をオン／
    オフで表す画像信号に基づいて、且つ、交換可能な可視
    化剤カートリッジを用いて、可視画像を像担持体に形成
    する画像形成装置であって、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    に基づいて該対象画像信号中のオン画素数を求める画素
    数演算手段と、 前記対象画像信号の各所定時間内のオン／オフ切換回数
    と総オン時間とを各所定時間毎にそれぞれ取得するオン
    特性取得手段と、 オン／オフ切換回数と総オン時間とに対応付けて前記所
    定時間内の補正値を記憶している補正値記憶手段と、 前記オン特性検出手段により取得した各所定時間内のオ
    ン／オフ回数と総オン時間とを用いて各所定時間毎の補
    正値を前記補正値記憶手段から読み出す補正値読出手段
    と、 前記画素数演算手段により求めた前記対象画像信号中の
    オン画素数を、前記補正値読出手段により読み出した各
    所定時間毎の補正値を用いて各所定時間毎に補正する画
    素数補正手段と、 前記像担持体上の可視画像の濃度を検出するための濃度
    検出手段と、 オン画素数が既知の所定の基準画像信号に基づいて前記
    像担持体上にテスト用可視画像を形成し、該テスト用可
    視画像の濃度を前記濃度検出手段により検出する制御を
    行うテスト手段と、 前記テスト用可視画像の検出濃度と、該テスト用可視画
    像が基づいている基準画像信号中のオン画素数と、前記
    画素数演算手段により求められ前記画素数補正手段によ
    り補正された前記対象画像信号中の補正後オン画素数に
    基づいて、前記対象画像での可視化剤の消費量を算出す
    る消費量算出手段と、 前記消費量算出手段により算出された可視化剤の消費量
    に基づいて前記可視化剤カートリッジの残り寿命を算出
    する寿命算出手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６、又は請求項１７に於い
    て、 前記画素数演算手段は、 前記搭載積分回路と既知の回路定数及び電源電圧を持つ
    基準積分回路との特性の差異を補償する補償要素を記憶
    している補償要素記憶手段と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    と前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実
    オン画素数を算出する画素数算出手段と、 を有し、 前記画素数補正手段は、前記画素数算出手段により算出
    した前記対象画像信号中の現実オン画素数を、前記補正
    値読出手段により読み出した各所定時間毎の補正値を用
    いて各所定時間毎に補正する、 ことを特徴とする画像形成装置。
19. 【請求項１９】 請求項１４、又は請求項１７に於い
    て、さらに、 前記消費量算出手段により算出された前記対象画像での
    可視化剤の消費量に基づいて、可視化剤の補給量を調整
    する補給量調整手段、 を有することを特徴とする画像形成装置。
20. 【請求項２０】 画像を構成する各画素の状態をオン／
    オフで表す画像信号に基づいて、且つ、交換可能な可視
    化剤カートリッジを用いて、可視画像を記録紙上に形成
    する画像形成装置であって、 可視化剤カートリッジの未使用時の可視化剤量である可
    視化剤初期量を記憶している初期量記憶手段と、 対象画像信号中のオン画素数を取得する画素数取得手段
    と、 可視化剤カートリッジの使用開始時からの対象画像信号
    中のオン画素数の累積値を記憶する累積値記憶手段と、 指定時点での可視化剤消費率として該指定時点での画像
    記録枚数当たりのオン画素数を演算する消費率演算手段
    と、 前記演算した可視化剤消費率に基づいて所定枚数の画像
    記録に必要なオン画素数を所定枚数相当のオン画素数と
    して求める相当画素数演算手段と、 前記可視化剤初期量相当のオン画素数よりも前記所定枚
    数相当のオン画素数だけ少ないオン画素数を寿命画素数
    として記憶する寿命記憶手段と、 前記オン画素数の累積値が前記寿命画素数になると当該
    可視化剤カートリッジが寿命である旨を報知する寿命報
    知手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０に於いて、 前記画素数取得手段は、 画像信号を積分する搭載積分回路と、 前記搭載積分回路と既知の回路定数及び電源電圧を持つ
    基準積分回路との特性の差異を補償する補償要素を記憶
    している補償要素記憶手段と、 対象画像信号を入力とする前記搭載積分回路の出力電圧
    と前記補償要素とに基づいて前記対象画像信号中の現実
    オン画素数を算出する画素数算出手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
22. 【請求項２２】 請求項２０、又は請求項２１に於い
    て、 前記所定枚数は、第１の寿命であるニアエンプティ用
    と、第２の寿命であるエンプティ用の２つ用意されてい
    る、 ことを特徴とする画像形成装置。
23. 【請求項２３】 請求項２０〜請求項２２の何れかに於
    いて、 前記指定時点は、前記可視化剤初期量相当のオン画素数
    に対して前記オン画素数の累積値が所定割合になる時点
    として予め定められている、 ことを特徴とする画像形成装置。
24. 【請求項２４】 請求項２０〜請求項２２の何れかに於
    いて、 前記累積値記憶手段は、オン画素数の累積値とともに、
    可視化剤カートリッジの使用開始時からの画像記録枚数
    の累積値を記憶し、 前記指定時点は、画像記録枚数の累積値が所定枚数にな
    った時点である、 ことを特徴とする画像形成装置。