JP2006251180A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーセーブモードへの移行と、トナーカートリッジの交換時期を促す表示とを、より正確なトナー残量の算出結果に基づいてタイミング良く行う。
【解決手段】 入力された多値画像の入力信号値に重み付け係数を掛け合わせたピクセルごとのピクセルカウント値を、入力された多値画像の全てのピクセルについて積算するピクセルカウント部７０と、ピクセルカウントの積算値から各色のトナー消費量を算出するトナー消費量算出部８１と、出荷時以降の積算トナー消費量及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部８２と、直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を算出するトナー残量算出部８３とを備え、制御部９０は、トナー残量算出部８３で算出されたトナー残量が予め設定された所定値以下になったときトナーセーブモードを実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像情報に対して画像処理及び補正処理をデジタル的に行う電子写真方式を用いる複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

一般的に、デジタル複写機のような電子写真装置における画像処理では、スキャナ等の画像入力装置から入力されたデジタルの画像信号に対し、入力信号処理、領域分離処理、色補正処理、黒生成処理、ズーム変倍処理等のデジタル信号処理を行った後、空間フィルタによるフィルタ処理を行い、さらに、中間調補正処理を行って、出力画像信号として出力するようになっている。

図８は、従来のデジタル複写機における画像処理の制御ブロック図を示している。すなわち、この制御のために、入力信号処理部１１０、領域分離処理部１２０、色補正・黒生成処理部１３０、ズーム変倍処理部１４０、空間フィルタ処理部１５０、中間調補正処理部１６０、ピクセルカウント部１７０、トナー消費量算出部１８０を備えている。

このようなデジタル複写機における画像処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、スキャナ等で読み込まれた原稿のデジタル入力画像信号は、入力信号処理部１１０に入力され、それ以降の画像処理に対する前処理や、画像調整における入力ガンマ補正、変換等が行われる（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。

次に、この画像信号は、領域分離処理部１２０に入力されて、文字領域、網点写真領域等の領域判定が行われ、領域ごとにそれを示す識別信号（領域分離識別信号）が付加される（ステップＳ１０３）。この領域分離識別信号は、以降の処理である空間フィルタ処理部１５０において、各領域別に異なった処理、例えば、網点領域であれば平滑フィルタ処理をその領域に対して行ったり、文字領域であればエッジ強調フィルタ処理を行う場合に用いられ、また以降の処理である中間調補正処理部１６０において、中間調のガンマ特性を濃淡差のよりはっきりした特性に変更する場合に用いられる。

次の色補正・黒生成処理部１３０で行われる色補正・黒生成処理は（ステップＳ１０４）、装置がカラーである場合に必要となる処理で、領域分離処理部１２０から送られてきたＲＧＢの画像信号に対して、最終的な出力方法であるＣＭＹＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像信号に変換する処理である。

ＣＭＹＫに変換された画像信号は、ズーム変倍処理部１４０での変倍処理の後（ステップＳ１０５）、空間フィルタ部１５０に入力される。空間フィルタ処理部１５０では、上記の領域分離識別信号や画像モードの設定状態等に応じた空間フィルタを空間フィルタテーブルから選び、ＣＭＹＫに変換された画像信号に対して空間フィルタ処理が行われる（ステップＳ１０６）。なお、空間フィルタテーブルは、空間フィルタ処理を行う際に参照するフィルタ係数のテーブル群であり、状況に応じて任意のテーブル群を選択できるようになっている。

次の中間調補正処理部１６０では、エンジン部での出力特性を補正するために、中間調ガンマ特性の補正が行われる（ステップＳ１０７）。

さらに、中間調補正処理後の画像信号は、ピクセルカウント部１７０に入力され、ピクセル単位でＣＭＹＫ信号ごとに重み付けを行いながらカウンタで積算される（ステップＳ１０８）。そして、ＬＳＵやＬＥＤのエンジン出力側へ出力画像信号が流れる（ステップＳ１１０）。トナー消費量算出部１８０では、ピクセルカウント部１７０で求められたピクセルカウント値の積算値から各色のトナー消費量を算出する（ステップＳ１０９）。算出されたトナー消費量は、トナーニアエンド判定やトナー消費量データの蓄積等に用いられる。

上述のようなデジタル複写機のエンジン側の制御として、感光体や現像剤等の経時変化を抑えるために、露光量やトナー濃度の補正量、現像バイアス値等のプロセス条件を調節制御することによって、初期からライフエンドまで一定のトナー濃度や画像出力を得るよう制御している。これをプロセスコントロールと称している。

図１０は、エンジン側の制御であるトナー濃度コントロール処理を簡単に示したフローチャートである。このトナー濃度コントロール処理では、ライフカウンタや環境センサ等の数値によって、トナー濃度センサによる制御値を決め（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）、その値に従って、トナー補給のＯＮ／ＯＦＦを制御している。つまり、トナー濃度が低い場合（ステップＳ１１３でＹＥＳと判断された場合）には、トナー補給をＯＮにして、トナー補給を行うように制御している（ステップＳ１１４）。これにより、トナー濃度を常に一定に保つようにコントロールしている。

また、図１１は、トナーパッチによる中間調ガンマ補正処理を簡単に示したフローチャートである。この中間調ガンマ補正処理では、予め定められた固定入力値による中間調パターン（トーン）でトナーパッチを感光体あるいは転写ベルト上等に形成し（ステップＳ１２１〜ステップＳ１２３）、そのトナーパッチからの反射光量を光学センサ等の読み取り装置で読み取る（ステップＳ１２４）。次に、この読み取ったトナーパッチのセンサ出力値と、目標値となる基準ターゲット値とを比較して、補正量を算出する（ステップＳ１２５）。そして、この算出された補正量に従って、現在の中間調ガンマ補正テーブルを修正し（ステップＳ１２６）、これにより、常に一定の中間調ガンマ特性が得られるようにコントロールしている。

次に、上述したトナー消費量の算出について、詳しく説明する。なお、以下に述べる処理は、ＣＭＹＫ各色について（入力されるＣＭＹＫ信号ごとに）、それぞれ行われるものとする。

ピクセルカウント部１７０は、入力された画像信号によって示される多値画像に対して、後述するようなピクセルカウントを行う。ピクセルカウント部１７０は、図８に示すように、カウント手段１７１と、重み付け演算手段１７２と、重み付け係数テーブル１７３と、積算手段１７４とを備えている。

カウント手段１７１は、入力された多値画像（例えば、１６階調、２５６階調等の多階調の画像）をピクセルごとにカウントする。つまり、多値画像を構成するピクセルごとの入力値（階調）、例えば、０〜１５（入力信号値が０〜１５の値をとる１６階調の場合）を示す入力信号値をカウントする。

重み付け演算手段１７２は、カウント手段１７１によりピクセルをカウントする際にピクセルごとに重み付けを行う。具体的には、重み付け演算手段１７２は、ピクセルごとの入力信号値に対応する重み付け係数を重み付け係数テーブル１７３から取得して、入力信号値に取得した重み付け係数を掛け合わせて、ピクセルカウント値を求める。重み付け係数テーブル１７３には、複数の入力信号値に対応するそれぞれの重み付け係数が格納され
ている。このように、ピクセルカウント部１７０では、カウント手段１７１、重み付け演算手段１７２、重み付け係数テーブル１７３によりピクセルごとのピクセルカウント値を求めている。

そして、ピクセルごとに求められたピクセルカウント値の積算が積算手段１７４により行われる。つまり、積算手段１７４は、重み付け演算手段１７２により入力信号値に重み付け係数を掛け合わせたピクセルカウント値を、入力された多値画像の全てのピクセルについて積算する。このように、ピクセルカウント部１７０で算出されたピクセルカウント積算値に基づいて、トナー消費量算出部１８０は、出力画像のトナー消費量を算出するようにしている。

上記の重み付け係数テーブル１７３に格納されている重み付け係数は、予め定められた固定の値となっている。入力信号値が０〜１５の値をとる１６値の入力信号値である場合の重み付け係数テーブル１７３の一例を、次の表１に示す。

表１の場合、トナー消費量の違う入力信号値に対応して４つのエリア（エリア１〜エリア４）に分けられ、エリアごとに重み付け係数が定められている。ピクセルカウントの際には、４つのエリアに分けられた重み付け係数が、０〜１５の値をとるそれぞれの入力信号値に対応して決定され、重み付けが行われる。

図１２は、表１に示す４つのエリア（４つの分割領域）に分けられた重み付け係数テーブルの信号入力値とそれに対応する重み付け係数との関係を示している。図１２に示すように、矩形部分の面積の総和がトナー消費量特性を示す曲線の面積と略一致しているため、重み付けされた後のピクセルカウント値の積算値からトナー消費量を予測計算することができる。

なお、トナー消費率が極めて小さい画像を連続して印字する場合に、トナー薄層ムラを効率的に防止するようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、画素数カウンタと、記録枚数カウンタと、トナー消費手段とを有し、所定の記録枚数の間に所定値以下の画素数をカウントした場合には、プロセスコントロール実行時、トナー消費手段による消費動作の実行を判断するとともに、消費動作を実行する際にはプロセスコントロールのトナーパッチ作成と同時にトナー消費手段を作成するようにした画像形成装置が示されている。
特開２００２−２８７４９９号公報

しかしながら、従来のデジタル複写機のような電子写真装置では、次のような問題点が
あった。

上述したように、ピクセルカウントを行って、出力画像のトナー消費量を算出する場合、重み付け係数テーブルとして、予め定められた固定の重み付け係数を格納するものが用いられていた。ところが、このような重み付け係数テーブルを用いた場合には、図１２に示すように、ある入力信号値に対して重み付け係数テーブルから決定される重み付け係数が、その入力信号値に対するトナー消費量特性を示す曲線上の値と、かなり異なる場合がある。このため、重み付け後のピクセルカウントの積算値からトナー消費量を正確に算出できないといった問題があった。

この場合、例えば、図１３に示すように、入力信号値のとり得る値の数だけ、つまり、入力信号の階調数分だけ重み付け係数を割り当てた重み付け係数テーブルを用いることによって、実際のトナー消費量特性と、ピクセルカウントにより算出されるトナー消費量との差を小さくする方法が考えられる。しかし、機差やライフ等でトナー消費量特性が、図１３の実線で示す曲線Ｄから破線で示す曲線Ｅに変化した場合等には、重み付け係数テーブルの階調を上げただけでは、トナー消費量特性の変化に追従できず、実際のトナー消費量と異なる不正確なトナー消費量が算出される。そして、不正確なトナー消費量に基づいてプロセスコントロールを行うと、例えば、算出されたトナー消費量が実際のトナー消費量よりも少なかった場合、プロセスコントロールのタイミングが遅れることになり、出力画像の濃度を一定に保つことができない。

また、算出されるトナー消費量が不正確である場合には、これを元にして計算されるトナー残量も不正確なものとなり、トナーセーブモードに移行するタイミングや、画像形成装置に表示されるトナーカートリッジの交換時期を促す表示（例えば、「まもなくインク切れ」等の表示）のタイミングも不正確なものとなる。通常、画像形成装置では、このような表示を出しても、トナーセーブを行ってその後ある程度の枚数は印字できるように、余裕を持って表示している。しかし、トナーセーブモードに移行するタイミングや、交換時期を促す表示のタイミング自体が不正確であった場合には、表示後すぐにインクが切れてしまう可能性もある。この場合、例えば、交換用のトナーカートリッジが手元に無かった場合には、この表示を見てからメーカ等に発注することになるが、メーカ等から入手するまでにインクが切れてしまい、印字できない状況になってしまう可能性があった。従って、トナーセーブに移行するタイミングや、交換時期を促す表示のタイミングは、より正確であることが望まれている。

また、交換時期を促す表示のタイミングが正確であったとしても、交換時期を促す表示を行ってから実際にインクが切れるまでの期間は、装置の稼働業況に応じて大きく異なる。そのため、交換時期を促す表示のタイミングを装置の稼働状況に応じて設定できれば便利である。この場合、稼働状況に応じた設定を具体的にどのようにするかが問題となる。例えば、１日の印字枚数がだいたい一定しているような稼働状況の場合には、日数を基準として交換時期を促す表示タイミングが設定されていれば便利であり、また、日によって印字枚数が大きく異なるような稼働状況の場合には、印字枚数を基準として交換時期を促す表示タイミングが設定されていれば便利である。

本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、トナーセーブモードへの移行と、トナーカートリッジの交換時期を促す表示とを、より正確なトナー残量の算出結果に基づいてタイミング良く行うことができるとともに、交換時期を促す表示のタイミングについては、装置の稼働状況に即した設定を可能とした画像形成装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部とを備え、前記トナー残量が予め設定された所定値以下になったときトナーセーブモードを実行する構成としている。またこのとき、トナーセーブモードに移行することを報知手段より報知する構成としている。ここで、トナーセーブモードに移行することを報知するとは、具体的には、トナーカートリッジの交換時期を促す表示を行うことである。

上記構成によれば、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めているので、機差やライフ等に関係なくトナー消費量を正確に算出することができる。これにより、トナーセーブモードに移行する最適なタイミング、及びトナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う最適なタイミングを決定することができる。

また、本発明の画像形成装置は、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて用紙1枚あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部と、前記トナー残量が、前記平均トナー消費量に予め設定された所定枚数を乗じた値以下になったときトナーセーブモードを実行する構成としている。またこのとき、トナーセーブモードに移行することを報知手段より報知する構成としている。具体的には、トナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う構成としている。

上記構成によれば、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めているので、機差やライフ等に関係なくトナー消費量を正確に算出することができる。これにより、トナーセーブモードに移行する最適なタイミング、及びトナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う最適なタイミングを決定することができる。

ここで、所定枚数は、例えば本画像形成装置を使用する企業等での稼働状況に応じて設定すればよい。具体的には、稼働状況が、日によって印字枚数が大きく異なるような稼働状況である場合には、印字枚数を基準として交換時期を促す表示タイミングを設定する。例えば、トナーカートリッジを入手するまでに最長で１週間かかる場合には、１週間の間に印字する枚数を積算トナー消費量から予め算出し、その算出枚数を所定枚数として設定する。これにより、トナーセーブモードにも移行することから、インクカートリッジの交換時期を促す表示がされてから少なくとも１週間以上の間は、インク切れを気にすることなく所定枚数以上の印字を行うことができる。

また、本発明の画像形成装置は、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出するとともに、この１枚あたりの平均トナー量から装置稼働日の１日あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部と、前記トナー残量が、前記１日あたりの平均トナー消費量に予め設定された所定日数を乗じた値以下になったときトナーセーブモードを実行する構成としている。

上記構成の画像形成装置によれば、画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めているので、機差やライフ等に関係なくトナー消費量を正確に算出することができる。これにより、トナーセーブモードに移行する最適なタイミング、及びトナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う最適なタイミングを決定することができる。

ここで、所定日数は、本画像形成装置を使用する企業等での稼働状況に応じて設定すればよい。具体的には、稼働状況が、１日の印字枚数がだいたい一定しているような稼働状況である場合には、日数を基準として交換時期を促す表示タイミングを設定する。例えば、トナーカートリッジを入手するまでに最長で１週間かかる場合には、この１週間（７日）を所定日数に設定する。これにより、トナーセーブモードにも移行することから、インクカートリッジの交換時期を促す表示がされてから少なくとも１週間以上の日数を、装置を停止することなく稼働させることができる。

また、本発明によれば、前記トナー消費量演算部は、前記分割領域を多値画像のピクセル単位とし、該多値画像のピクセルを示す入力信号値に対応する重み付け係数を格納する重み付け係数テーブルと、前記重み付け係数テーブルに格納されている重み付け係数を書き換える書き換え手段と、前記多値画像のピクセルごとに、前記入力信号値に対応する重み付け係数を前記重み付け係数テーブルから取得し、該重み付け係数に基づいて、該入力信号値の重み付けを行う重み付け演算手段と、前記重み付け演算手段により重み付けされた演算値を積算する積算手段とを備え、前記積算手段で積算された演算値に基づいてトナー消費量を求める構成としている。

このような構成の画像形成装置によれば、重み付け係数テーブルに格納されている重み付け係数を書き換えているので、重み付け係数テーブルの重み付け係数に基づく入力信号値の重み付けを、実際のトナー消費量特性に整合させることができる。すなわち、機差やライフ等で実際のトナー消費量特性が変化した場合であっても、このトナー消費量特性の変化に追従させて、重み付け係数テーブルに格納される重み付け係数を変化させることによって、トナー消費量特性の算出を最適化することができる。この結果、機差やライフ等に関係なくトナー消費量を正確に算出することができ、トナーセーブモードに移行する最適なタイミング、及びトナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う最適なタイミングを決定することができる。これにより、例えばインクカートリッジの交換時期がきたときに、交換用のトナーカートリッジを入手するまでに必要枚数の印字を確保することができるとともに、インクカートリッジを入手するまでの期間、装置を停止することなく稼働させることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明を適用する画像形成装置（デジタル電子写真装置）における画像処理を示す制御ブロック図である。図１に示すように、デジタル電子写真装置は、入力信号処理部１０、領域分離処理部２０、色補正・黒生成処理部３０、ズーム変倍処理部４０、空間フィルタ処理部５０、中間調補正処理部６０、ピクセルカウント部７０、トナー消費量算出部８１、平均トナー消費量算出部８２、トナー残量算出部８３、制御部９０、表示部１００を備えている。そして、デジタル電子写真装置において、図示しないスキャナ等で読み込まれた原稿のデジタル入力画像信号は、入力信号処理部１０、領域分離処理部２０、色補正・黒生成処理部３０、ズーム変倍処理部４０、空間フィルタ処理部５０、中間調補正処理部６０を経て、出力画像信号として出力される。なお、請求項に記載のトナー消費量演算部は、本実施形態ではピクセルセルカウント部７０とトナー消費量算出部８１とで構成されている。

このような構成のデジタル電子写真装置における画像処理について説明する。

入力信号処理部１０では、図示しないスキャナ等で読み込まれた原稿のデジタル入力画像信号に対して、それ以降の画像処理に対する前処理や、画像調整における入力ガンマ補正、変換等が行われる。

領域分離処理部２０では、文字領域、網点写真領域等の領域判定が行われ、領域ごとにそれを示す識別信号（領域分離識別信号）が付加される。この領域分離識別信号は、以降の処理である空間フィルタ処理部５０において、各領域別に異なった処理、例えば網点領域であれば平滑フィルタ処理をその領域に対して行ったり、文字領域であればエッジ強調フィルタ処理を行う場合に用いられ、また以降の処理である中間調補正処理部６０において、中間調のガンマ特性を濃淡差のよりはっきりした特性に変更する場合に用いられる。

色補正・黒生成処理部３０では、領域分離処理部２０から送られてきたＲＧＢの画像信号に対して、最終的な出力方法であるＣＭＹＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像信号に変換する。ズーム変倍処理部４０では、色補正・黒生成処理部３０により変換されたＣＭＹＫの画像信号に対して、変倍処理を行う。

空間フィルタ処理部５０では、上述した領域分離識別信号や画像モードの設定状態等に応じた空間フィルタを空間フィルタテーブルから選び、ＣＭＹＫに変換された画像信号に対して空間フィルタ処理を行う。中間調補正処理部６０では、空間フィルタ処理が行われ
た画像信号に対して、中間調ガンマ特性の補正を行う。そして、中間調補正処理部６０での中間調補正処理後の画像信号が出力画像信号として出力される。

ピクセルカウント部７０では、中間調補正処理部６０における中間調補正処理後の画像信号に対して、ピクセル単位でＣＭＹＫ信号ごとに重み付け係数を掛け合わせながらピクセルカウントを行う。

トナー消費量算出部８１では、ピクセルカウントの積算値から各色（ＣＭＹＫ）のトナー消費量を算出する。平均トナー消費量算出部８２では、出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出する。トナー残量算出部８３では、直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を算出する。

制御部９０は、トナー残量算出部８３で算出されたトナー残量が予め設定された所定値以下になったとき、中間調補正処理部６０を制御してトナーセーブモードを実行する。

上記構成のデジタル電子写真装置において、まず、トナー消費量を算出する処理について詳しく説明する。なお、以下に述べる処理は、ＣＭＹＫ各色について（入力されるＣＭＹＫ信号ごとに）、それぞれ行われるものとする。

ピクセルカウント部７０は、入力された画像信号によって示される多値画像に対して、後述するようなピクセルカウントを行う。ピクセルカウント部７０は、図１に示すように、カウント手段７１と、重み付け演算手段７２と、重み付け係数テーブル７３と、積算手段７４と、書き換え手段７５とを備えている。

カウント手段７１は、入力された多値画像（例えば、１６階調、２５６階調等の多階調の画像）をピクセルごとにカウントする。つまり、多値画像を構成するピクセルごとの入力値（階調）、例えば、０〜１５（入力信号値が０〜１５の値をとる１６階調の場合）を示す入力信号値をカウントする。

重み付け演算手段７２は、カウント手段７１によりピクセルをカウントする際にピクセルごとに重み付けを行う。具体的には、重み付け演算手段７２は、ピクセルごとの入力信号値に対応する重み付け係数を重み付け係数テーブル７３から取得して、入力信号値に取得した重み付け係数を掛け合わせる。重み付け係数テーブル７３には、複数の入力信号値に対応するそれぞれの重み付け係数が格納されている。このように、ピクセルカウント部７０では、カウント手段７１、重み付け演算手段７２、重み付け係数テーブル７３によりピクセルごとのピクセルカウント値を求めている。

そして、ピクセルごとに求められたピクセルカウント値の積算が積算手段７４により行われる。つまり、積算手段７４は、重み付け演算手段７２による入力信号値に重み付け係数を掛け合わせたピクセルごとのピクセルカウント値を、入力された多値画像の全てのピクセルについて積算する。書き換え手段７５は、後述するように、重み付け係数テーブル７３を書き換える。トナー消費量算出部８１は、積算手段７４により積算されたピクセルカウント値の積算値に基づいて出力画像のトナー消費量を算出する。

図２を用いて、１ピクセル分のトナー消費量の算出について説明する。図２に示すように、多値画像を構成する１ピクセル分の信号がピクセルカウント部７０に入力されると（ステップＳ１１）、カウント手段７１により入力信号値がカウントされる。次に、重み付け演算手段７２において、重み付け係数テーブル７３から入力信号値に対応する重み付け係数が取得され（ステップＳ１２）、この重み付け係数がカウント手段７１による入力信号値のピクセルカウント値に掛け合わせられて、１ピクセル分のピクセルカウント値が求められる（ステップＳ１３）。このようにして求められた１ピクセル分のピクセルカウント値は、１ピクセル分のトナー消費量に対応する。そして、１ピクセル分のピクセルカウント値は、積算手段７４により順次積算されて、ピクセルカウント積算値として保存される（ステップＳ１４）。ピクセルカウント積算値は、入力された全てのピクセル分のピクセルカウント値を積算したものであるから、このピクセルカウント積算値に基づいて、出力画像のトナー消費量をトナー消費量算出部８１により算出することができる。

次に、図３、図４を用いて、重み付け係数テーブル７３の書き換えについて説明する。重み付け係数テーブル７３に格納される重み付け係数は、従来とは異なって可変であり、書き換え手段７５により書き換え可能となっている。入力信号値が０〜１５の値をとる１６値の入力信号値である場合の重み付け係数テーブル７３の一例を、次の表２に示す。

表２において、０〜１５の各入力信号値に対応する重み付け係数（Ｘ０〜Ｘ１５）は、それぞれ可変となっている。そして、Ｘ０〜Ｘ１５の各重み付け係数は、書き換え手段７５により次のようにして書き換えられる。

まず、トナー濃度の補正を行った後（ステップＳ２１）、図３のポイントＡ〜Ｃで示すような、互いにトーンが異なる複数のトナーパッチを感光体あるいは転写ベルト上等に形成する（ステップＳ２２）。つまり、予め定められた複数の入力ポイントのハーフトーントナーパッチを感光体あるいは転写ベルト上等に形成する。そして、そのトナーパッチの
反射光量を光学センサ等の読み取り手段で読み取る（ステップＳ２３）。図３では、縦軸が光学センサ等の読み取り手段のセンサ出力、横軸が信号入力値（階調）である。入力ポイントの数は特に限定されないが、３点以上であることが望ましい。なお、以上のステップＳ２１〜Ｓ２３までの手順は、上記従来技術の欄で述べた図１０に示す中間調ガンマ補正処理におけるステップＳ１２２〜ステップＳ１２４の手順と同様であるので、この中間調ガンマ補正処理の結果を利用して、以下の手順を行うようにしてもよい。

続いて、複数の入力ポイントのトナーパッチのセンサ出力に基づいて、図３の破線で示すような中間調ガンマ特性を算出する（ステップＳ２４）。算出された中間調ガンマ特性に基づいて、さらに、図３の実線で示すような信号入力値に対するトナー消費量特性を算出する（ステップＳ２５）。このように算出されたトナー消費量特性に基づいて重み付け係数を決定して、重み付け係数テーブル７３に格納されている重み付け係数を決定された重み付けに書き換えていく（ステップＳ２６）。表２の場合、０〜１５の各入力信号値に対応するＸ０〜Ｘ１５の各重み付け係数が、トナー消費量特性に従って書き換えられる。

このように、書き換え手段７５により書き換えられた重み付け係数を用いて、ピクセルカウント部７０において入力された多値画像のピクセルカウントが行われ、トナー消費量算出部８１において出力画像のトナー消費量が算出される。

これにより、機差やライフ等で実際のトナー消費量特性が変化した場合であっても、このトナー消費量特性の変化に追従させて、重み付け係数テーブル７３の書き換えを行うことができ、トナー消費量特性の算出を最適化することができる。この結果、機差やライフ等に関係なくトナー消費量を正確に算出することができる。つまり、書き換え手段７５により書き換えられる重み付け係数テーブル７３を用いて算出されるトナー消費量と、実際のトナー消費量との誤差を小さく抑えることができる。上記の方法により得た積算トナー消費量が所定の値となった時、下記のプロセスコントロールを実施する。例えば、図６（Ａ）に示すように、グリッドバイアス−５００Ｖ、レーザパワーＰｏ＝０．４３ｍＷ、レーザのＰＷＭのデューティ比１００％の画像形成条件を保持したまま、現像バイアスＶｂ＝−２７５Ｖ、−３２５Ｖ、−３７５Ｖと変化させて、図７に示すように、感光体ドラム２０１の周面に２０ｍｍ×２０ｍｍの濃度検出用パッチ２０２を３つ形成する。

形成した濃度検出用パッチ２０２の検出の際には、１つの濃度検出用パッチ２０２を反射式光センサから成るパッチ画像検出器２００で読取り、約１０数点サンプリングし、最大値近傍および最小値近傍をカットし平均される。３つの濃度検出用パッチ２０２の濃度に応じたパッチ画像検出器の２００出力は、それぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３とされる。

図６（Ｂ）に示すように、現像バイアスの濃度との回帰曲線を求め、この回帰曲線より所定濃度Ｉ０となる現像バイアスＶｂ０が求められる。ここで、所定濃度Ｉ０とは、レーザのＰＷＭのデューティ比を８０％に設定したときに得られるべき濃度である。つまり、現像バイアスＶｂ０は、露光量の調整により所望の濃度を得ることを可能にする現像バイアスの値である。この現像バイアスＶｂ０が求められると、現在の現像バイアスの値を、現像バイアスＶｂ０に変更する。

平均トナー消費量算出部８２は、このようにしてトナー消費量算出部８１において算出された出力画像のトナー消費量と印字枚数とを、製品出荷時以降について画像形成が行われるたびに積算していく。そして、その積算トナー消費量と積算印字枚数とに基づいて、用紙1枚あたりの平均トナー消費量を算出する。平均トナー消費量は、単純に積算トナー消費量を積算印字枚数で除することによって求めている。

一方、トナー残量算出部８３は、直近のトナーカートリッジ交換時（製品出荷時も含む）からの積算トナー消費量よりトナー残量を求める。トナー残量は、単純にトナーカートリッジの当初収納量から積算トナー消費量を引くことによって求めている。

次に、制御部９０におけるトナーセーブモードの移行処理について説明する。

まず、トナーセーブモードについて説明する。

トナーセーブモードの具体的手法については従来から種々提案されており、本発明においても、そのような従来からの手法を用いてトナーセーブを行うことが可能であるが、ここでは、中間調補正処理部６０での中間調ガンマ特性の補正時に使用するガンマ補正テーブルを変更することで、トナーセーブを行う実施例について説明する。

図７は、ガンマ補正テーブルの例を示しており、（Ａ）が通常の印字時に使用するガンマ補正テーブルである。これに対し、（Ｂ）が本実施形態でのトナーセーブモード時に使用するガンマ補正テーブルであり、両者を比較すると、トナーセーブモード時には、全体的に補正出力値を抑えることによって、明度や彩度を抑えて印字するようなテーブルとなっている。特に、写真やグラフィックについては、階調の高い高濃度のところの補正出力値をより抑える（具体的には、通常印字時の補正出力値Ｔ０からＴ１に抑える）ことによって、全体的なトナー消費量の削減を図っている。

制御部９０は、トナー残量算出部８３において算出されたトナー残量と、平均トナー消費量算出部８２において算出された平均トナー消費量とに基づき、トナー残量が予め設定された所定値以下になったとき、上記のトナーセーブモードを実行する。また、制御部９０は、トナーセーブモードを実行するとき、表示部１００にトナーセーブモードに移行することを報知するメッセージを表示する。具体的には、トナーカートリッジの交換時期を促すメッセージ（例えば、「まもなくインク切れです。」等のメッセージ）を表示する。なお、トナーセーブモードに移行することを報知する報知手段としては、このような表示による方法の他にも、例えばランプ等の点灯または点滅による報知や、電子音等による報知なども可能であり、またこれらを組み合わせて報知することも可能である。

ここで、上記所定値を具体的に設定した場合の実施例について説明する。

本実施例１では、制御部９０は、トナー残量算出部８３において算出されたトナー残量と、平均トナー消費量算出部８２において算出された平均トナー消費量とに基づき、トナー残量が、平均トナー消費量に予め設定された所定枚数を乗じた値以下になったとき、トナーセーブモードを実行するとともに、トナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う。

ここで、所定枚数は、例えば本画像形成装置を使用する企業等での稼働状況に応じて設定する。具体的には、稼働状況が、日によって印字枚数が大きく異なるような稼働状況である場合には、印字枚数を基準として所定枚数を設定する。

例えば、交換用のトナーカートリッジを入手するまでに最長で１週間かかる場合には、当該企業等において１週間の間に実際に印字した枚数を、平均トナー消費量算出部８２で積算されている積算印字枚数から予め算出する。ここで、１週間分の積算印字枚数の算出は、その直近の１週間分の積算印字枚数をそのまま用いてもよく、また、例えば直近の数週間分のそれぞれの積算印字枚数の中で最も多い積算印字枚数を用いてもよく、さらには、直近の数週間分の積算印字枚数をその週の数で除した値（すなわち、直近数週間分の１週間の平均積算印字枚数）を用いてもよい。そして、このようにして算出した積算印字枚数を所定枚数として設定する。なお、所定枚数に設定する積算印字枚数の算出方法については、上記各方法のいずれかに限定されるものではなく、また、その算出方法自体は予め制御部９０内にプログラとして格納されているものとする。ただし、どの算出方法にするのかを、本画像形成装置を使用する企業等において、ユーザが稼働状況に応じて任意に選択できるようにしてもよい。選択方法としては、例えば装置本体に設けられている図示しない操作パネルの任意のボタン操作により選択モードを画面に表示し、その表示画面上で選択できるようにすればよい。

すなわち、制御部９０は、トナー残量が、平均トナー消費量に予め設定された所定枚数（積算印字枚数）を乗じた値以下になったとき、トナーセーブモードを実行するとともに、トナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う。これにより、インクカートリッジの交換時期を促す表示がされてから少なくとも１週間以上の間は、インク切れを気にすることなく所定枚数以上の印字を行うことができる。

本実施例２では、制御部９０は、トナー残量算出部８３において算出されたトナー残量と、平均トナー消費量算出部８２において算出された平均トナー消費量とに基づき、トナー残量が、１日あたりの平均トナー消費量に予め設定された所定日数を乗じた値以下になったときトナーセーブモードを実行するとともに、トナーカートリッジの交換時期を促す表示を行う。

ここで、所定日数は、本画像形成装置を使用する企業等での稼働状況に応じて設定する。具体的には、稼働状況が、１日の印字枚数がだいたい一定しているような稼働状況である場合には、１日のトナー消費量もだいたい一定しているので、この１日のトナー消費量を元にして求めた日数を基準として、所定日数を設定する。

例えば、トナーカートリッジを入手するまでに最長で１週間かかる場合には、この１週間（７日）を所定日数に設定する。なお、この所定日数は、本画像形成装置を使用する企業等において、ユーザが稼働状況に応じて任意に設定できるようにしてもよい。設定方法としては、例えば装置本体に設けられている図示しない操作パネルの任意のボタン操作により設定モードを画面に表示し、その表示画面上に日数を入力することで設定できるようにすればよい。

これにより、インクカートリッジの交換時期を促す表示がされてから少なくとも１週間以上の日数を、装置を停止することなく稼働させることができる。

また、本実施形態では、上記所定値として、上記実施例１の所定枚数または上記実施例２の所定日数のいずれかもユーザが選択できるようにしてもよい。この方が、ユーザの選択肢が多くなり、より使い勝手のよいものとなる。

本発明を適用する画像形成装置における画像処理を示す制御ブロック図である。 １ピクセル分のトナー消費量算出の処理を示すフローチャートである。 重み付け係数テーブルの書き換えの様子を示す図である。 重み付け係数テーブルの書き換えの処理を示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置における濃度検出用パッチを示す図である。 調整処理における感光体ドラム近傍の構成を示す図である。 （Ａ）は通常の印字時に使用するガンマ補正テーブルの一例、（Ｂ）はトナーセーブモード時に使用するガンマ補正テーブルの一例を示す図である。 従来の画像形成装置における画像処理を示す制御ブロック図である。 従来の画像形成装置における画像処理を示すフローチャートである。 トナー濃度コントロール処理を簡単に示したフローチャートである。 トナーパッチによる中間調ガンマ補正処理を簡単に示したフローチャートである。 従来の重み付け係数テーブルの信号入力値とそれに対応する重み付け係数との関係を示す図である。 従来の重み付け係数テーブルの信号入力値とそれに対応する重み付け係数との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 入力信号処理部
２０ 領域分離処理部
３０ 色補正・黒生成処理部
４０ ズーム変倍処理部
５０ 空間フィルタ処理部
６０ 中間調補正処理部
７０ ピクセルカウント部
７１ カウント手段
７２ 重み付け演算手段
７３ 重み付け係数テーブル
７４ 積算手段
７５ 書き換え手段
８１ トナー消費量算出部
８２ 平均トナー消費量算出部
８３ トナー残量算出部
９０ 制御部
１００ 表示部

Claims (5)

1. 画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、
   出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、
   直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部とを備え、
   前記トナー残量が予め設定された所定値以下になったときトナーセーブモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、
   出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて用紙1枚あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、
   直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部と、
   前記トナー残量が、前記平均トナー消費量に予め設定された所定枚数を乗じた値以下になったときトナーセーブモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
3. 画像を所定サイズの領域に分割し、分割領域の総和濃度、または総和階調数に対して重み付けを行ってトナー消費量を求めるトナー消費量演算部と、
   出荷時以降の積算トナー消費量、及び積算印字枚数に基づいて1枚あたりの平均トナー消費量を算出するとともに、この１枚あたりの平均トナー量から装置稼働日の１日あたりの平均トナー消費量を算出する平均トナー消費量算出部と、
   直近のトナーカートリッジ交換時からの分割領域の総和に基づく積算トナー消費量よりトナー残量を求めるトナー残量算出部と、
   前記トナー残量が、前記１日あたりの平均トナー消費量に予め設定された所定日数を乗じた値以下になったときトナーセーブモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記トナー消費量演算部は、
   前記分割領域を多値画像のピクセル単位とし、該多値画像のピクセルを示す入力信号値に対応する重み付け係数を格納する重み付け係数テーブルと、
   前記重み付け係数テーブルに格納されている重み付け係数を書き換える書き換え手段と、
   前記多値画像のピクセルごとに、前記入力信号値に対応する重み付け係数を前記重み付け係数テーブルから取得し、該重み付け係数に基づいて、該入力信号値の重み付けを行う重み付け演算手段と、
   前記重み付け演算手段により重み付けされた演算値を積算する積算手段とを備え、
   前記積算手段で積算された演算値に基づいてトナー消費量を求めることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナーセーブモードに移行することを報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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