JP2005277747A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー消費量の自動節減を行なうことで、画像形成ジョブを禁止することなく所定期間内のトナー消費量を目標消費量に維持できる画像記録装置を提供する。
【解決手段】 出力画像データに対応する画素濃度データをカウントする画素濃度カウンタと、前記画素濃度カウンタの値に基づいてトナー消費量を求めるトナー消費量演算手段とを備え、前記出力画像データに基づいて記録紙上にトナーによる出力画像を形成する画像記録装置であって、前記トナー消費量演算手段により求められたトナー消費量を所定期間にわたり累積記録するトナー消費量記憶手段を備え、前記トナー消費量記憶手段に記憶された現在の累積トナー消費量に基づいて前記所定期間の目標トナー消費量を満たすように以後の出力画像データの画素濃度を調整して出力する濃度調整手段を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、デジタル方式の複写機やプリンタ等、出力画像データに基づいて記録紙上にトナーによる出力画像を形成する画像記録装置に関する。

従来、出力画像データに含まれる各画素の濃度データを全画素にわたり加算することでトナー消費量を推定演算し、トナーカートリッジに初期に充填されたトナー量から累積トナー消費量を減算処理することによりトナーカートリッジのトナーの残量を推定してトナー残量が少なくなったときに操作部に警告表示する技術が提案されていた。
特開２００２−２７８２４９号公報

しかし、上述の従来技術では、装着されたトナーカートリッジに対するトナー残量を管理するものであり、複数本のトナーカートリッジに対するトナー消費量を管理することはできなかった。管理者にとっては、維持費の管理の観点から所定期間内のトナー消費量を一定量に管理したいと望む場合もあり、従来の技術によれば、所定本数のトナーカートリッジを消費すると最早画像形成ジョブを禁止せざるを得なくなるという問題があった。

本発明は、上述の従来欠点に鑑み、トナー消費量の自動節減を行なうことで、画像形成ジョブを禁止することなく所定期間内のトナー消費量を目標消費量に維持できる画像記録装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像記録装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、出力画像データに対応する画素濃度データをカウントする画素濃度カウンタと、前記画素濃度カウンタの値に基づいてトナー消費量を求めるトナー消費量演算手段とを備え、前記出力画像データに基づいて記録紙上にトナーによる出力画像を形成する画像記録装置であって、前記トナー消費量演算手段により求められたトナー消費量を所定期間にわたり累積記録するトナー消費量記憶手段を備え、前記トナー消費量記憶手段に記憶された現在の累積トナー消費量に基づいて前記所定期間の目標トナー消費量を満たすように以後の出力画像データの画素濃度を調整して出力する濃度調整手段を備えた点にある。

上述の構成によれば、前記トナー消費量記憶手段に記憶された、所定期間内での過去から現在迄のトナー消費量に基づいて、残り期間のトナー消費量を調整することで、当該所定期間内のトナー消費量を目標トナー消費量に合わせることが出来るのである。

同第二の特徴構成は、請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で上下させて出力する点にある。

出力画像の画素濃度データを一定比率で全画素にわたって低下させ（１未満の数値を各画素の濃度データに乗ずる）、または一定比率で全画素にわたって上昇させることにより、元の画像の基本的情報が欠落することのない状態でトナー消費量を節減或いは増加でき、所定期間内のトナー消費量を目標消費量に維持することができるのである。本構成は、特に文字画像に対して効果的となる。

同第三の特徴構成は、請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で低下させた後、所定の閾値で二値化処理して出力する点にある。

各画素濃度を大きく低下させると、当然に階調性が低下して出力画像が見づらくなり、文字等の認識が困難になる場合が生じる。そこで、画素濃度を低下させた後に所定の閾値で二値化処理することで、トナー消費量を低減しながらも、文字のくっきりした画像が出力され、特に、写真等と文字の双方を含む原稿画像に対して、文字情報を欠落することなく出力できる点で効果的である。

同第四の特徴構成は、請求項４に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を反転処理して出力する点にある。

出力画像データが、背景が黒に近い高濃度の画像のようにベタ画像に近い場合には、画素濃度を反転処理することでトナー消費量を大きく低減することができる。

同第五の特徴構成は、請求項５に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記濃度調整手段は、前記出力画像データを縮小処理して出力する点にあり、縮小処理より画素数が減少してトナー消費量が低減される。

同第六の特徴構成は、請求項６に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記濃度調整手段は、前記出力画像データの画像集中領域の画素を間引き処理して出力する点にあり、間引き処理により画素数が減少してトナー消費量が低減される。

同第七の特徴構成は、請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記濃度調整手段により出力画像データの画素濃度が調整されるときに、画素濃度が調整される旨の警告表示を行なう警告表示手段を設けてある点にある。

上述の構成によれば、警告出力することにより、上述した各種の濃度調整処理がなされた画像が出力されるという認識を使用者に与えることができ、使用者に不満を懐かせる虞を解消することができる。

同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記濃度調整手段による作動の許否を確認する確認入力手段を備え、前記確認入力手段により許容が確認されたときに前記濃度調整手段が作動するように構成してある点にある。

上述したトナー消費節減のための処理に対して、確認入力手段を備えることにより、オリジナルの画像データを忠実に再現する出力が必要な場合や、出力された画質にそれ程拘らない場合等の個別の事情に適切に対処できるようになるのである。

以上説明した通り、本発明によれば、トナー消費量の自動節減を行なうことで、画像形成ジョブを禁止することなく所定期間内のトナー消費量を目標消費量に維持できる画像記録装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による画像記録装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、画像記録装置の一例である複写機１は、スキャナ部２、画像処理部３、ＬＳＵ４、画像形成部５、給紙搬送手段６、定着手段７、ＤＦ部８、及び、操作部（図示せず）を備えて構成される。

前記操作部は、当該複写機１の各種ジョブの動作モードを設定するモード設定キーや設定されたジョブを起動するプリントキー等が配置され、前記モード設定キーによる設定情報等が表示される表示部を備えた操作部（図示せず）を備えて構成される。

前記画像処理部３、ＬＳＵ４、画像形成部５、給紙搬送手段６、定着手段７及びそれらの制御部により、所要の出力画像データに対応するトナー画像を記録紙に形成して出力する画像出力手段が構成される。

前記ＤＦ部８は、原稿トレイ８１に載置された複数枚の原稿８０を１枚ずつスキャナ部２による原稿読取位置に搬送し、読取が終了した原稿を排紙トレイ８２に排出する。

前記スキャナ部２は、原稿に光を照射して反射した光をＲＧＢのフィルタを介してＣＣＤイメージセンサ２１に送り画像情報を電子データに変換する。前記画像処理部３は前記ＣＣＤイメージセンサ２１からの信号を、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、色調補正、その他画像処理を施した出力画像データに加工する。前記ＬＳＵ４は前記画像処理３からの出力画像データをレーザー光に変換し、感光体ドラム５１に照射する。

前記画像形成部５は、感光体ドラム５１、主帯電部５２、現像部５３、転写ベルト５４、クリーニング部５５、除電ランプ５７とからなり、特に現像部５３はシアン現像器５３１、マゼンタ現像器５３２、イエロー現像器５３３、ブラック現像器５３４、の４つの現像器を有している。各現像器には、対応する色のトナーが充填されたトナーカートリッジが着脱自在に取り付けられ、トナーカートリッジから現像器に対してトナーが供給されるように構成される。

前記主帯電器５２は感光体ドラム５１に向かって開口したシールドケース内に５０〜１００μｍの細いタングステン線を感光体ドラム５１の長手方向に張り、これに＋５ＫＶ程度の高圧を印加することにより前記感光体ドラム５１を正帯電させる。帯電した前記感光体ドラム５１の表面にＬＳＵ４が画像データに応じたレーザー光線を照射することにより感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。前記感光体ドラム５１のレーザーが照射された部分に前記現像手段５３内で撹拌されてプラス帯電したトナーに現像ローラのバイアス電圧と感光体ドラム表面の電位が作用することによりトナー像が形成され、これを前記転写ベルト５４の表面に転写する。前記感光体ドラム５１上の転写されなかったトナーは次のプロセスであるクリーニング手段５５のゴムブレード５５１により掻き落とされて、表面の残留電位を落して均一にすべく除電ランプ５７により除電されてその後は次の一連のプロセスに備える。

カラー画像出力モードの場合は、上述した帯電、露光、現像、クリーニング、除電の各動作をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応して行い、それぞれのトナー像が前記転写ベルト５４上で重ねられ、このトナー像が２次転写部（５４１ａ，５４１ｂ）で記録紙に転写される。

モノトーン画像出力モードの場合は前記シアン現像器５３１、マゼンタ現像器５３２、イエロー現像器５３３、ブラック現像器５３４の何れかのみで出力を行う。

前記給紙搬送手段６は給紙カセット６１１，６１２、給紙ローラ６２１，６２２、垂直搬送路６３、レジストローラ対６４ａ，６４ｂ、搬送ベルト６５からなっている。前記給紙カセット６１１，６１２には複数の記録紙が積載される用紙積載板が設けられ、この用紙積載板がバネ、又はリフトモータなどでリフトアップされることで記録紙の一番上の紙が前記給紙ローラ６２１，６２２に接するように付勢される。前記レジストローラ対６４ａ，６４ｂは搬送されてきた用紙に対する前記転写ベルト５４上のトナー像の転写のタイミングを合わせるためと、用紙先端を整えるために一端用紙を止めてから前記画像形成手段５へ用紙を搬送する役割をもつ。前記搬送ベルト６５は未定着トナーが転写された用紙を前記定着手段７に搬送する。またそれぞれの搬送路にある搬送ローラは適宜必要な本数がレイアウトされている。

前記定着手段７は、第１の熱ローラ７１とその内部の第１のヒータ７１１と、第２の熱ローラ７２その内部の第２のヒータ７２１、定着排出ローラ対７３ａ，７３ｂなどから構成される。前記熱ローラ対７１，７２は熱伝導性のよいアルミ等にフッ素コートを施したものを用い前記２つのヒータ７１１，７２１を内蔵することにより定着に必要な所定の温度に制御されている。前記第１の熱ローラ７１は前記第２の熱ローラ７２に対向し適当な圧力で接触し、駆動手段（図示していない）により駆動されている。この前記熱ローラ対７１，７２は基材が熱伝導性の良いアルミのローラからなり定着のニップ幅を確保するために周辺は弾性層で覆われている。また図示していないが各ローラに対しては用紙を剥がすための爪部材やクリーニングするローラやウェブを設けてある。

図２に示すように、前記複写機１の制御部２０は、スキャナ部４により読取られた画像データや図示していない通信ラインから入力された画像データに対する入出力変換処理を実行するメインＣＰＵ２１を有する第一制御部２０ａと、操作部に対するキー入力処理や表示出力処理、及び、画像出力手段による画像形成プロセス動作を制御するシステムＣＰＵ２５を有する第二制御部２０ｂとを備えて構成される。

詳述すると、第一制御部２０ａは、前記画像処理部３を構成するもので、メインＣＰＵ２１の実行プログラムが格納されたＲＯＭ２２と、画像処理のための画像データを格納するＲＡＭ２３と、画像読取装置４により読取られた原稿画像データなどを入力するとともに、メインＣＰＵ２１で処理された出力画像データを前記プロセス処理部のＬＳＵ４等に出力する画像入出力バッファ２４などが内部バス２１ａで接続されて構成される。

第二制御部２０ｂは、システムＣＰＵ２５の実行プログラムが格納されたＲＯＭ２６と、各種のプロセス制御データが格納されるＲＡＭ２７と、第一入出力バッファ２８と第二入出力バッファ２９などが内部バス２５ａで接続されて構成されている。第一入出力バッファ２８は、操作部に設けられたモード設定キー等からのキー入力データを入力し、表示部に表示情報等を出力したり、ＤＦ部８に対する制御信号を出力する入出力ポートとして機能する。第二入出力バッファ２９には、上述の画像形成部５、給紙搬送手段６等画像形成のためのプロセス処理部に設けられたモータやヒータ等の各種のエレメントに対する駆動信号が出力される出力ポートと、各エレメントからのプロセスデータなどが入力される入力ポートとして機能する。

上述の複写機１には、所定のプログラムに基づいて出力画像データに対応する画素濃度データをカウントする画素濃度カウンタが、前記システムＣＰＵ２５及び前記ＲＯＭ２６及び周辺回路により構成されている。

トナー消費量演算手段は前記システムＣＰＵ２５及び前記ＲＯＭ２６及び周辺回路で構成されており、所定のプログラムに基づいて前記画素濃度カウンタの値を加算して得られる合計濃度データに所定の相関係数を乗ずることにより当該出力画像で消費されるトナー量を推定演算する。ここで、前記相関係数は実験等により求められるものである。

トナー消費量記憶手段は前記システムＣＰＵ２５、前記ＲＯＭ２６及び前記ＲＡＭ２７とそれらの周辺回路で構成され、前記トナー消費量演算手段により求められたトナー消費量を所定期間にわたり累積記憶する。

濃度調整手段は、前記ＲＯＭ２６に格納された所定のプログラム、前記システムＣＰＵ２５、及び前記ＲＡＭ２６から構成され、前記トナー消費量記憶手段に記憶された現在の累積トナー消費量に基づいて前記所定期間の目標トナー消費量を満たすように以後の出力画像データの画素濃度を調整して出力する。

以下、図３のフローチャートに従って詳述する。一ヶ月毎に前記トナー消費量記憶手段に記憶されたトナー消費量がリセットされるシステムにおいて、前記トナー消費量記憶手段に記憶されたトナー消費量がリセットされてからの日数をＡ、一ヶ月間でのトナー消費量の上限をＢとする。

スキャナ部２から原稿に対応する画像データが読み込まれると（Ｓ１）、画像処理部３は操作部で設定されたモードに基づいて記録紙のサイズに整合させる変倍処理等の所定の画像処理を実行し（Ｓ２）、処理された画像データを、出力画像データとして前記画素濃度カウンタに転送する。

ここで、前記画素濃度カウンタにより、画素濃度データのカウントが行われ（Ｓ３）、その値は前記トナー消費量演算手段に転送され、トナー消費量が演算される（Ｓ４）。演算されたトナー消費量は前記トナー消費量記憶手段にリセットがあるまで累積して記憶される（Ｓ５）。また、トナー消費量がリセットされてから前記トナー消費量記憶手段に累積して記憶されたトナー消費量をＣとする。

Ａ日間でのトナー消費量が、一ヶ月のトナー消費量の上限をＡ日間でのトナー消費量の上限に換算したものより少ない場合（Ｓ６）、即ち、一ヶ月が３０日である場合においてＣ＜Ａ×Ｂ／３０となる場合に通常での画像形成動作が行われる（Ｓ７）。ここで、Ａ日間でのトナー消費量が、Ａ日間でのトナー消費量の上限より多い場合（Ｓ６）、即ち、一ヶ月が３０日である場合にＣ＞Ａ×Ｂ／３０となる場合は、後述する濃度調整手段により、画像形成動作時における画素濃度の低減が計られ、画像形成動作が行われる（Ｓ７）。

Ａ日間でのトナー消費量が、Ａ日間でのトナー消費量の上限より多い場合、前記ＲＯＭ２６に格納された所定のプログラム、前記システムＣＰＵ２５、及び前記ＲＡＭ２６、警告表示を行う前記表示部から構成される、警告表示手段により前記表示部に、画素濃度の低減を行って画像形成動作を行う旨の警告表示がなされ、それを見た利用者は所定のプログラム、前記システムＣＰＵ２５、及び前記ＲＡＭ２６、前記操作部から構成される、確認入力手段により、画素濃度の低減を行い画像形成動作を行うか、画像濃度の低減を行わず通常の画像形成動作を行うかを選択することができる（Ｓ８）。

ここで、画素濃度を低減しての画像形成動作を選択した場合（Ｓ８）、前記ＲＯＭ２６に格納された所定のプログラム、前記システムＣＰＵ２５、及び前記ＲＡＭ２６から構成される、前記濃度調整手段は、所定のプログラムに従って前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で上下させ、再び所定の画像処理を実行し（Ｓ９）、画素濃度データのカウントが行われ（Ｓ１０）、トナー消費量が演算される（Ｓ１１）。演算されたトナー消費量は前記トナー消費量記憶手段に累積して記憶され（Ｓ１２）、画像形成動作が行われる（Ｓ７）。詳述すると、当該出力画像データが、例えば文字画像データである場合には、各画素濃度を例えば７０％から６０％の一定比率で低下させることにより、記録紙に出力された画像が薄くなるものの文字の判別は可能な状態で出力するように変換処理するものである。これにより、Ａ日間でのトナー消費量が、Ａ日間でのトナー消費量の上限より多い場合でも、トナー消費量を抑えることができ、一ヶ月使用時点でのトナー消費量をトナー消費量の上限に近づけることができる。

トナー画素濃度を低減処理しない画像形成動作を選択した場合、通常の画像形成動作が実行される。利用者によっては、Ａ日間でのトナー消費量が、Ａ日間でのトナー消費量の上限より多い場合であっても、トナー消費量を気にせずに、通常の画像形成動作を行いたい場合があり、それに応じるためである。

以下に別実施の形態を説明する。上述の実施形態では、前記濃度調整手段の作動の可否が、Ａ日間でのトナー消費量が、Ａ日間でのトナー消費量の上限より多いか、少ないか、で決定される場合について説明したが、これに加えて、一日のトナー消費量が一日のトナー消費量の上限より多いか、少ないかで、前記濃度調整手段の作動の可否を決定するものでもよい。

詳述すると、一ヶ月が３０日である場合に一日のトナー消費量の上限はＢ／３０となり、トナー消費量がリセットされてからの（Ａ−１）日間でのトナー消費量をＣ’とすると、その日におけるトナー消費量はＣ−Ｃ’となる。その日におけるトナー消費量が、一日のトナー消費量の上限より少ないとき、即ち、Ｃ−Ｃ’＜ Ｂ／３０であるときに通常の画像形成動作が行われる。その日におけるトナー消費量が、一日のトナー消費量の上限より多いとき、即ち、Ｃ−Ｃ’＞ Ｂ／３０であるときは。前記警告表示手段により前記表示部に、画素濃度の低減を行って画像形成動作を行う旨の警告表示がなされ、前記確認入力手段により、画素濃度の低減を行い画像形成動作を行うか、画像濃度の低減を行わず通常の画像形成動作を行うかを選択することができ、ここで、画素濃度を低減しての画像形成動作を選択した場合、前記濃度調整手段は、所定のプログラムに従って前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で上下させ、画像形成動作を行う。これにより、一日間でのトナー消費量が、一日間でのトナー消費量の上限より多い場合でも、トナー消費量を抑えることができ、一ヶ月使用時点でのトナー消費量をトナー消費量の上限に近づけることができる。

上述した実施形態では、前記濃度調整手段が画素濃度を低減しての画像形成動作を行う際に、所定のプログラムに従って前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で上下させ、画像形成動作を行う場合について説明したが、前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で低下させた後、所定の閾値で二値化処理して出力するもの、例えば写真画像と文字画像の混在した画像データである場合には、階調性の低い部位の画像情報の消失を許容して元画像の濃度の濃い部位がクリアに読み取れるように、各画素濃度を一定比率で低下させた後に所定の閾値で二値化処理して出力するように変換処理するものであってもよい。

また、前記出力画像データの各画素濃度を反転処理して出力するもの、例えば、背景が黒に近い高濃度の画像のようにベタ画像に近いと判断される場合には、当該出力画像データの各画素濃度を反転処理して出力するように変換処理するものや、前記出力画像データを縮小処理して出力するもの、即ち、縮小処理した複数画像を１枚の記録紙に出力する集約モードになるように変換処理するものであってもよく、さらには、当該出力画像データの画像集中領域の画素を検出し、検出された画素集中領域の画素濃度を低下させるように処理したり間引き処理（ここでは、画素濃度を白に対応する値に変換することを意味する）して出力するもの、例えば、所定画素数以上の太い線を薄くしたり細くするものであったり、エッジフィルタ処置を実行して、輪郭線のみの画像に変換処理するもの、であってもよい。

利用者はこれらの内で少なくとも１つを選択し、前記濃度調整手段に設定する。また、複数を選択し、組み合わせて設定することも可能である。

上述の実施形態では前記トナー消費量演算手段が所定のプログラムに基づいて前記画素濃度カウンタの値を加算して得られる合計濃度データに所定の相関係数を乗ずることにより当該出力画像で消費されるトナー量を推定演算し、トナー消費量記憶手段が、前記トナー消費量演算手段により求められたトナー消費量を所定期間にわたり累積記憶することでトナー消費量を求めたが、トナーカートリッジの重量を検出して残量を求めることでトナー消費量を求めるものや、フォトセンサによりカートリッジ内のトナーレベルを検出しトナー消費量を求めるものであってもよい。

上述の実施形態では、画像記録装置の一例として電子写真方式によるカラー出力可能な複写機について説明したが、モノクロのみ出力できる複写機であっても同様であり、さらにプリンタやファクシミリ等にも適用できることはいうまでもなく、静電記録式のプリンタ等にも適用可能である。

多色画像記録装置を説明する断面図 多色画像記録装置の制御ブロック構成図 フローチャート

符号の説明

１：複写機
２：スキャナ部
３：画像処理部
４：ＬＳＵ４
５：画像形成部
６：給紙搬送手段
７：定着手段
８：ＤＦ部

Claims (8)

1. 出力画像データに対応する画素濃度データをカウントする画素濃度カウンタと、前記画素濃度カウンタの値に基づいてトナー消費量を求めるトナー消費量演算手段とを備え、前記出力画像データに基づいて記録紙上にトナーによる出力画像を形成する画像記録装置であって、
   前記トナー消費量演算手段により求められたトナー消費量を所定期間にわたり累積記録するトナー消費量記憶手段を備え、前記トナー消費量記憶手段に記憶された現在の累積トナー消費量に基づいて前記所定期間の目標トナー消費量を満たすように以後の出力画像データの画素濃度を調整して出力する濃度調整手段を備えた画像記録装置。
2. 前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で上下させて出力する請求項１記載の画像記録装置。
3. 前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を一定比率で低下させた後、所定の閾値で二値化処理して出力する請求項１記載の画像記録装置。
4. 前記濃度調整手段は、前記出力画像データの各画素濃度を反転処理して出力する請求項１記載の画像記録装置。
5. 前記濃度調整手段は、前記出力画像データを縮小処理して出力する請求項１記載の画像記録装置。
6. 前記濃度調整手段は、前記出力画像データの画像集中領域の画素を間引き処理して出力する請求項１記載の画像記録装置。
7. 前記濃度調整手段により出力画像データの画素濃度が調整されるときに、画素濃度が調整される旨の警告表示を行なう警告表示手段を設けてある請求項１から６の何れかに記載の画像記録装置。
8. 前記濃度調整手段による作動の許否を確認する確認入力手段を備え、前記確認入力手段により許容が確認されたときに前記濃度調整手段が作動するように構成してある請求項１から７の何れかに記載の画像記録装置。

Images