JP2007114595A - Image forming apparatus and toner consumption calculation method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トナーを使用して画像を形成する画像形成装置において、画像の形成に消費されるトナーの量を算出する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for calculating the amount of toner consumed to form an image in an image forming apparatus that forms an image using toner.
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置など、トナーを使用して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、トナー補給などメンテナンスの都合上、トナーの消費量あるいは残量を把握する必要がある。そこで、トナーの消費量を精度よく求めるための技術(以下、「トナーカウント技術」という)が従来より提案されている。例えば、特許文献1に記載のトナー消費量検出方法では、多階調表現された印刷ドットの階調値を1ページ分積算し、その積算値に所定の係数を乗じるとともに、画像形成に寄与せずに消費されるトナー量に相当するオフセット量を加えることにより、トナー消費量を求めている。
In an electrophotographic image forming apparatus that uses toner to form an image, such as a printer, a copying machine, or a facsimile machine, it is necessary to grasp the amount of toner consumed or the remaining amount for the convenience of maintenance such as toner replenishment. Therefore, a technique for accurately obtaining the toner consumption amount (hereinafter referred to as “toner counting technique”) has been proposed. For example, in the toner consumption detection method described in
この種の画像形成装置では一般的に、所定の画像品質を得るため、入力された画像データに対してデータ処理を行っている。このようなデータ処理は、最終的に記録媒体上に形成される画像の濃度を所期の濃度に制御することを目的として行われる。一方、画像を構成するトナーの量と、その画像濃度との間には非線形な相関性があることが知られている。そのため、画像データと、当該画像データに対応する画像を構成するトナー量との間の関係も非線形となる場合がある。 In general, this type of image forming apparatus performs data processing on input image data in order to obtain a predetermined image quality. Such data processing is performed for the purpose of controlling the density of the image finally formed on the recording medium to a desired density. On the other hand, it is known that there is a nonlinear correlation between the amount of toner constituting an image and the image density. For this reason, the relationship between the image data and the amount of toner constituting the image corresponding to the image data may also be nonlinear.
上記従来技術の場合について言えば、各印刷ドットそれぞれに与えられた階調値はあくまで記録媒体上において所期の濃度が得られるように調整されたものであるから、上記のような非線形性を考慮すると、印刷ドットの値とトナー消費量とが比例するとは必ずしも言えない。しかしながら、上記従来技術ではこのような非線形性が考慮されておらず、トナー消費量の算出精度の点で改善の余地が残されていた。 In the case of the above prior art, since the gradation value given to each printing dot is adjusted to obtain the desired density on the recording medium, the nonlinearity as described above can be obtained. Considering it, it cannot be said that the print dot value and the toner consumption are proportional. However, the above-described prior art does not consider such non-linearity, and there remains room for improvement in terms of accuracy of toner consumption calculation.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナーを使用して画像を形成する画像形成装置において、画像の形成に消費されるトナーの量を精度よく算出することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to accurately calculate the amount of toner consumed to form an image in an image forming apparatus that forms an image using toner.
この発明にかかる画像形成装置は、入力画像データに対応する画像を記録媒体上に形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、前記入力画像データにより表される目標画像濃度と、前記記録媒体上に形成される画像の実画像濃度との間に所定の第1相関性が得られるように、前記入力画像データに対しデータ処理を施して出力画像データを生成するデータ処理手段と、前記出力画像データに対応する画像を前記記録媒体上に形成する像形成手段と、前記入力画像データ、および、前記入力画像データと前記記録媒体上へのトナー付着量との間の第2相関性に基づいて、画像の形成に消費されるトナーの量を算出するトナー消費量算出手段とを備えることを特徴としている。 An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms an image corresponding to input image data on a recording medium, and in order to achieve the above object, a target image density represented by the input image data; Data processing means for generating output image data by performing data processing on the input image data so as to obtain a predetermined first correlation with an actual image density of an image formed on the recording medium; , Image forming means for forming an image corresponding to the output image data on the recording medium, the input image data, and a second correlation between the input image data and the toner adhesion amount on the recording medium And a toner consumption amount calculating means for calculating the amount of toner consumed for image formation based on the characteristics.
また、この発明にかかるトナー消費量算出方法は、入力画像データにより表される目標画像濃度と、記録媒体上に形成される画像の実画像濃度との間に所定の第1相関性が得られるように、前記入力画像データに対しデータ処理を施して出力画像データを生成し、該出力画像データに対応する画像を前記記録媒体上に形成する画像形成装置における、画像の形成に消費されるトナーの量を算出するトナー消費量算出方法であって、上記目的を達成するため、前記入力画像データ、および、前記入力画像データと前記記録媒体上へのトナー付着量との間の第2相関性に基づいて、画像の形成に消費されるトナーの量を算出することを特徴としている。 In the toner consumption calculation method according to the present invention, a predetermined first correlation is obtained between the target image density represented by the input image data and the actual image density of the image formed on the recording medium. As described above, in the image forming apparatus that performs data processing on the input image data to generate output image data and forms an image corresponding to the output image data on the recording medium, toner consumed for image formation In order to achieve the above object, a second correlation between the input image data and the input image data and the toner adhesion amount on the recording medium is achieved. Based on the above, the amount of toner consumed for image formation is calculated.
このように構成された発明では、入力画像データにより示される目標画像濃度に対して所期の第1相関性を持った画像濃度で画像が形成される一方、トナー消費量については入力画像データとトナー付着量との間の第2相関性に基づいて求められるので、トナー消費量を精度よく求めることが可能である。 In the invention configured as described above, an image is formed with an image density having a desired first correlation with the target image density indicated by the input image data, while the toner consumption amount is the same as that of the input image data. Since it is determined based on the second correlation with the toner adhesion amount, it is possible to accurately determine the toner consumption amount.
例えば、入力画像データを第2相関性に基づいて補正しながら積算した値、または、入力画像データの積算値を第2相関性に基づいて補正した値から、トナー消費量を算出することができる。 For example, the toner consumption amount can be calculated from a value obtained by integrating the input image data while correcting based on the second correlation, or a value obtained by correcting the integrated value of the input image data based on the second correlation. .
ここで、第2相関性は、第1相関性から、予め求められた記録媒体上の画像におけるトナー付着量と実画像濃度との間の第3相関性を差し引いたものとして求めることができる。記録媒体上におけるトナー付着量と画像濃度との相関性は、主にトナーの物性によって決まる関係である。したがって、第3相関性については、使用するトナーについて予め実験的に求めておくことができる。また、第1相関性は、入力画像データに対応する画像をどのような画像濃度で実現するかを示す特性であるから既知の特性である。そして、装置は、(入力画像データとトナー付着量との間の)第2相関性と、(トナー付着量と実画像濃度との間の)第3相関性とを合成した総合的な相関性が第1相関性となるように動作するから、第1相関性から第3相関性の影響を除去することで、第2相関性が得られる。 Here, the second correlation can be obtained by subtracting the third correlation between the toner adhesion amount and the actual image density in the image on the recording medium obtained in advance from the first correlation. The correlation between the toner adhesion amount on the recording medium and the image density is a relationship mainly determined by the physical properties of the toner. Therefore, the third correlation can be obtained experimentally in advance for the toner to be used. The first correlation is a known characteristic since it is a characteristic indicating what image density the image corresponding to the input image data is to be realized. The apparatus then combines the second correlation (between the input image data and the toner adhesion amount) with the third correlation (between the toner adhesion amount and the actual image density). Therefore, the second correlation is obtained by removing the influence of the third correlation from the first correlation.
なお、入力画像データにより示される目標画像濃度と実画像濃度との間の第1相関性は必ずしも一義的なものではない。例えば、同じ入力画像データに対応して画像を形成するに際して、ユーザの希望により、あるいは画像の内容により、コントラストを強調して画像を表現する場合や、中間調の再現性を重視して表現する場合などがある。このような表現の差異に起因して、目標画像濃度と実画像濃度との間の対応関係、つまり第1相関性も当然に異なったものとなる。したがって、トナー消費量を算出する際に考慮される第2相関性についても、そのときの第1相関性に応じて定められるべきである。 Note that the first correlation between the target image density and the actual image density indicated by the input image data is not necessarily unique. For example, when forming an image corresponding to the same input image data, the image is expressed with the contrast enhanced by the user's request or according to the content of the image, or expressed with emphasis on halftone reproducibility. There are cases. Due to such a difference in expression, the correspondence between the target image density and the actual image density, that is, the first correlation is naturally different. Therefore, the second correlation that is taken into account when calculating the toner consumption should also be determined according to the first correlation at that time.
また、この発明にかかる画像形成装置においては、画像を一時的に担持する像担持体上に形成した画像を前記転写媒体に転写するように、前記像形成手段を構成する一方、前記像担持体上に形成されたパッチ画像の濃度を検出する濃度検出手段をさらに設け、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記第2相関性を取得するようにしてもよい。こうすることで、装置の周囲環境の変化や経時的な特性の変化によって第2相関性が変化した場合においても、トナー消費量を精度よく求めることができる。特に、前記データ処理手段が、前記入力画像データに対し、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記像形成手段のガンマ特性を補償するガンマ補正処理を含む前記データ処理を行って前記出力画像データを生成するように構成された画像形成装置において、その効果が顕著である。 In the image forming apparatus according to the present invention, the image forming means is configured to transfer the image formed on the image carrier that temporarily carries the image onto the transfer medium, while the image carrier. A density detector for detecting the density of the patch image formed above may be further provided, and the second correlation may be acquired based on the detection result of the density detector. In this way, even when the second correlation changes due to changes in the surrounding environment of the apparatus or changes in characteristics over time, the toner consumption can be obtained with high accuracy. In particular, the data processing means performs the data processing including gamma correction processing for compensating the gamma characteristics of the image forming means based on the detection result of the density detection means on the input image data, and outputs the output image data. In the image forming apparatus configured to generate the image, the effect is remarkable.
また、このように構成された装置では、前記入力画像データと前記出力画像データとの相関性に基づいて前記第2相関性を取得するようにしてもよい。ガンマ補正処理の前後における画像データの変化の態様から、第2相関性を推定することができるからである。 In the apparatus configured as described above, the second correlation may be acquired based on the correlation between the input image data and the output image data. This is because the second correlation can be estimated from the manner in which the image data changes before and after the gamma correction process.
入力画像データまたはその積算値を第2相関性に基づいて補正する具体的な態様としては、例えば、第2相関性をテーブル化した補正テーブルを備えておき、該補正テーブルに基づき補正を行うことができる。特に、データ処理手段が、予め用意された複数の処理スクリーンの中から選択された1つを適用して中間調表現された出力画像データを得るスクリーン処理を含むデータ処理を行うように構成されている場合には、複数の処理スクリーンのそれぞれに対応して補正テーブルを備えておくことが望ましい。同じ入力画像データに対応する画像であっても、適用される処理スクリーンが異なれば表現のされ方も異なる。各処理ごとに補正テーブルを用いることにより、どのような画像を形成する場合でも、常にトナー消費量を精度よく求めることが可能となる。 As a specific mode for correcting the input image data or the integrated value thereof based on the second correlation, for example, a correction table in which the second correlation is tabulated is provided, and correction is performed based on the correction table. Can do. In particular, the data processing means is configured to perform data processing including screen processing for obtaining output image data expressed in halftone by applying one selected from a plurality of processing screens prepared in advance. If so, it is desirable to provide a correction table corresponding to each of the plurality of processing screens. Even images corresponding to the same input image data are expressed differently if the processing screens to be applied are different. By using the correction table for each process, it is possible to always obtain the toner consumption accurately with any image.
図1はこの発明を好適に適用することのできる画像形成装置の構成例を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置1は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートSに画像信号に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an image forming apparatus to which the present invention can be preferably applied. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This
このエンジン部EGでは、感光体22が図1の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体22の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット23、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部25がそれぞれ配置されている。帯電ユニット23は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体22の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部25は一次転写後に感光体22の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体22、帯電ユニット23およびクリーニング部25は一体的に感光体カートリッジ2を構成しており、この感光体カートリッジ2は一体として装置1本体に対し着脱自在となっている。
In the engine unit EG, the photosensitive member 22 is provided to be rotatable in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 23, a rotary developing
そして、この帯電ユニット23によって帯電された感光体22の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームLを感光体22上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
Then, the light beam L is irradiated from the
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット4は、図1紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、支持フレーム40に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。この現像ユニット4は、エンジンコントローラ10により制御されている。そして、このエンジンコントローラ10からの制御指令に基づいて、現像ユニット4が回転駆動されるとともにこれらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体22と所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ44から感光体22の表面にトナーを付与する。これによって、感光体22上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
各現像器4Y、4C、4M、4Kには、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ91〜94がそれぞれ設けられている。そして、各現像器に設けられたコネクタ49Y、49C、49M、49Kのうち必要に応じて選択された1つと、本体側に設けられたコネクタ109とが互いに接続され、エンジンコントローラ10のCPU101とメモリ91〜94との間で通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がCPU101に伝達されるとともに、各メモリ91〜94内の情報が更新記憶される。なお、CPU101と各メモリ91〜94との間の通信は、上記のようにコネクタによる機械的接触によって行うものに限定されず、例えば無線通信などの非接触通信手段によってもよい。
Each of the developing
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体22上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット8から1枚ずつ取り出され搬送経路Fに沿って二次転写領域TR2まで搬送されてくるシートS上にカラー画像を二次転写する。
The toner image developed by the developing
このとき、中間転写ベルト71上の画像をシートS上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域TR2にシートSを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路F上において二次転写領域TR2の手前側にゲートローラ81が設けられており、中間転写ベルト71の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ81が回転することにより、シートSが所定のタイミングで二次転写領域TR2に送り込まれる。
At this time, in order to correctly transfer the image on the
また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9、排出前ローラ82および排出ローラ83を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部89に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排出前ローラ82後方の反転位置PRまで搬送されてきた時点で排出ローラ83の回転方向を反転し、これによりシートSは反転搬送経路FRに沿って矢印D3方向に搬送される。そして、ゲートローラ81の手前で再び搬送経路Fに乗せられるが、このとき、二次転写領域TR2において中間転写ベルト71と当接し画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S on which the color image is thus formed is conveyed to the
また、ローラ75の近傍には、濃度センサ60およびクリーナ76が設けられている。濃度センサ60は、必要に応じ、中間転写ベルト71上に形成されるトナー像を構成するトナー量を光学的に検出する。すなわち、濃度センサ60は、トナー像に向けて光を照射するとともに該トナー像からの反射光を受光し、その反射光量に応じた信号を出力する。クリーナ76は、中間転写ベルト71に対し離当接自在に構成され、必要に応じて中間転写ベルト71に当接することで、該ベルト71上の残留トナーを掻き落とす。
Further, a
また、この装置1では、図2に示すように、メインコントローラ11のCPU111により制御される表示部12を備えている。この表示部12は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、CPU111からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
In addition, the
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリである。また、符号106はCPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号107はCPU101における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like.
図3はこの装置における信号処理ブロックを示す図である。この画像形成装置では、ホストコンピュータ100などの外部装置から画像信号が入力されると、メインコントローラ11がその画像信号に対し所定の信号処理を施す。メインコントローラ11は、色変換部114、階調補正部115、ハーフトーニング部116、パルス変調部117、階調補正テーブル118および補正テーブル演算部119などの機能ブロックを備えている。
FIG. 3 is a diagram showing signal processing blocks in this apparatus. In this image forming apparatus, when an image signal is input from an external device such as the
また、エンジンコントローラ10は、図2に示すCPU101、ROM106、RAM107以外に、露光ユニット6に設けられたレーザ光源を駆動するためのレーザドライバ121と、濃度センサ60の検出結果に基づきエンジン部EGのガンマ特性を示す階調特性を検出する階調特性検出部123を備えている。
In addition to the CPU 101, ROM 106, and
なお、メインコントローラ11およびエンジンコントローラ10においては、これらの各機能ブロックはハードウェアにより構成されてもよく、またCPU111、101により実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
In the main controller 11 and the
ホストコンピュータ100から画像信号が与えられたメインコントローラ11では、色変換部114がその画像信号に対応する画像内の各画素のRGB成分の階調レベルを示したRGB階調データを、対応するCMYK成分の階調レベルを示したCMYK階調データへ変換する。この色変換部114では、入力RGB階調データは例えば1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)であり、出力CMYK階調データも同様に1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)である。色変換部114から出力されるCMYK階調データは階調補正部115に入力される。
In the main controller 11 to which the image signal is given from the
この階調補正部115は、色変換部114から入力された各画素のCMYK階調データに対し階調補正を行う。すなわち、階調補正部115は、不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブル118を参照し、その階調補正テーブル118にしたがい、色変換部114からの各画素の入力CMYK階調データを、補正された階調レベルを示す補正CMYK階調データに変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成されたエンジン部EGのガンマ特性変化を補償して、この画像形成装置の全体的ガンマ特性を常に理想的なものに維持することにある。 The gradation correction unit 115 performs gradation correction on the CMYK gradation data of each pixel input from the color conversion unit 114. That is, the gradation correction unit 115 refers to the gradation correction table 118 registered in advance in the nonvolatile memory, and in accordance with the gradation correction table 118, the input CMYK gradation data of each pixel from the color conversion unit 114. Is converted into corrected CMYK gradation data indicating the corrected gradation level. The purpose of the gradation correction is to compensate for the change in the gamma characteristic of the engine unit EG configured as described above, and to keep the overall gamma characteristic of the image forming apparatus always ideal.
こうして補正された補正CMYK階調データは、ハーフトーニング部116に入力される。このハーフトーニング部116は誤差拡散法、ディザ法、スクリーン法などのハーフトーニング処理を行い、1画素1色当たり8ビットのハーフトーンCMYK階調データをパルス変調部117に入力する。ハーフトーニング処理の内容は、形成すべき画像の種類により異なる。すなわち、その画像がモノクロ画像かカラー画像か、あるいは線画像かグラフィック画像かなどの判定基準に基づき、その画像に最適な処理内容が選択され実行される。 The corrected CMYK gradation data corrected in this way is input to the halftoning unit 116. The halftoning unit 116 performs halftoning processing such as an error diffusion method, a dither method, and a screen method, and inputs halftone CMYK gradation data of 8 bits per pixel to the pulse modulation unit 117. The content of the halftoning process varies depending on the type of image to be formed. That is, based on a determination criterion such as whether the image is a monochrome image, a color image, a line image, or a graphic image, the optimum processing content for the image is selected and executed.
このパルス変調部117に入力されたハーフトーニング後のCMYK階調データは、各画素に付着させるべきCMYK各色の印刷ドットのサイズおよびその配列を示す多値信号であり、かかるデータを受け取ったパルス変調部117は、そのハーフトーンCMYK階調データを用いて、エンジン部EGのCMYK各色画像の露光レーザパルスをパルス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略するビデオインターフェースを介してエンジンコントローラ10に出力する。そして、このビデオ信号を受けたレーザドライバ121が露光ユニット6の半導体レーザをON/OFF制御して各色成分の静電潜像を感光体22上に形成する。このようにして画像信号に対応した画像形成を行う。
The CMYK gradation data after halftoning input to the pulse modulation unit 117 is a multi-value signal indicating the size and arrangement of print dots of each color of CMYK to be attached to each pixel. The unit 117 uses the halftone CMYK gradation data to create a video signal for pulse width modulating the exposure laser pulses of the CMYK color images of the engine unit EG, and the engine controller via a video interface (not shown) 10 is output. Upon receiving this video signal, the laser driver 121 controls ON / OFF of the semiconductor laser of the
また、この種の画像形成装置では、装置のガンマ特性が装置個体ごとに、また同一の装置においてもその使用状況によって変化する。そこで、このようなガンマ特性のばらつきが画像品質に及ぼす影響を除くため、所定のタイミングで、前記した階調補正テーブル118の内容を画像濃度の実測結果に基づいて更新する階調制御処理を実行する。 Further, in this type of image forming apparatus, the gamma characteristic of the apparatus changes for each apparatus and also in the same apparatus depending on the use situation. Therefore, in order to eliminate the influence of the variation in gamma characteristics on the image quality, a gradation control process is executed to update the contents of the gradation correction table 118 based on the actual measurement result of the image density at a predetermined timing. To do.
この階調制御処理では、各トナー色毎に、ガンマ特性を測定するために予め用意された階調補正用の階調パッチ画像がエンジン部EGによって中間転写ベルト71上に形成され、各階調パッチ画像の画像濃度を濃度センサ60が読み取り、その濃度センサ60からの信号に基づき階調特性検出部123が各階調パッチ画像の階調レベルと、検出した画像濃度とを対応させた階調特性(エンジン部EGのガンマ特性)を作成し、メインコントローラ11の補正テーブル演算部119に出力する。そして、補正テーブル演算部119が、階調特性検出部123から与えられた階調特性に基づき、実測されたエンジン部EGの階調特性を補償して理想的な階調特性を得るための階調補正テーブルデータを計算し、階調補正テーブル118の内容をその計算結果に更新する。こうして階調補正テーブル118を変更設定する。こうすることで、この画像形成装置では、装置のガンマ特性のばらつきや経時変化によらず、安定した品質で画像を形成することができる。
In this gradation control process, for each toner color, a gradation patch gradation image prepared in advance for measuring the gamma characteristic is formed on the
次に、このように構成された画像形成装置において、画像の形成に消費されるトナーの量を算出するトナーカウンタ200の動作および構成について説明する。図3に示すように、この画像形成装置では、エンジンコントローラ10にトナーカウンタ200が設けられている。トナーカウンタ200は、メインコントローラ10内において色変換部114から階調補正部115に与えられるCMYK各色ごとの多階調データに基づいて、画像の形成に消費されるトナーの量を各色ごとに算出する。
Next, the operation and configuration of the
図4はトナーカウント技術の原理を説明するための図である。色変換後のCMYK階調データは、形成される画像が有すべき目標画像濃度を表している。より詳しくは、画像を構成する印刷ドットのそれぞれが有すべき階調値が、各色ごとにCMYK階調データにより表されている。一方、エンジン部EGに送られるデータは、階調補正部115およびハーフトーニング部116により必要なデータ処理が施された処理後の階調データである。このうち階調補正部115においては、エンジン部EGのガンマ特性を補償するようなデータ処理が行われる。つまり、階調補正部115から出力されるデータは、入力されるCMYK階調データに対しガンマ特性の逆特性に相当する特性を有している。また、ハーフトーニング部116においては、出力される画像が所望の階調再現性を有するようにデータ処理が行われる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the toner counting technique. The CMYK gradation data after color conversion represents the target image density that the formed image should have. More specifically, the gradation value that each of the printing dots that make up the image should have is represented by CMYK gradation data for each color. On the other hand, the data sent to the engine unit EG is gradation data after processing in which necessary data processing is performed by the gradation correction unit 115 and the halftoning unit 116. Of these, the gradation correction unit 115 performs data processing that compensates for the gamma characteristics of the engine unit EG. That is, the data output from the gradation correction unit 115 has a characteristic corresponding to the inverse characteristic of the gamma characteristic with respect to the input CMYK gradation data. Further, in the halftoning unit 116, data processing is performed so that the output image has a desired gradation reproducibility.
こうしてデータ処理が施された後の画像データに基づきエンジン部EGにより形成されシート上に転写・定着された画像の濃度(実画像濃度)は、エンジン部EGのガンマ特性および後で説明するトナー付着量対画像濃度特性の影響を受ける。逆に言えば、これらの特性によらず安定した画質が得られるのは、エンジン部EGのガンマ特性およびトナー量対画像濃度特性をキャンセルして所望の画像濃度が得られるように、ハーフトーニング部116から出力される画像データが加工されているからである。 The density (actual image density) of the image formed by the engine unit EG and transferred and fixed on the sheet based on the image data after the data processing in this way is determined by the gamma characteristic of the engine unit EG and toner adhesion described later. Influenced by quantity vs. image density characteristics. In other words, a stable image quality can be obtained regardless of these characteristics. The halftoning unit can cancel the gamma characteristic and the toner amount vs. image density characteristic of the engine unit EG to obtain a desired image density. This is because the image data output from 116 has been processed.
図5は入力階調値と画像濃度との間の関係の例を示す図である。より具体的には、入力された画像信号を色変換した後のCMYK階調データの有する階調値(入力階調値)と、当該階調データに基づき形成される画像の実画像濃度との関係を示す図である。例えば、写真画像を忠実に表現したいというニーズに対しては、カーブ(a)に示すように、入力階調値と実画像濃度とがほぼ線形となるような関係を持たせるとよい。一方、写真画像の輪郭を強調して表現したい場合や、文字を主体とする画像を形成する場合には、カーブ(b)に示すような関係を与えて画像のコントラストを高めるのが望ましい。ハーフトーニング部116は、画像データに対し適宜のスクリーン処理を施すことによって、入力階調値と実画像濃度との間の相関性が所望の特性となるようにする。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the input tone value and the image density. More specifically, the gradation value (input gradation value) of the CMYK gradation data after color conversion of the input image signal and the actual image density of the image formed based on the gradation data are calculated. It is a figure which shows a relationship. For example, for a need to faithfully represent a photographic image, it is preferable to have a relationship in which the input tone value and the actual image density are substantially linear as shown by curve (a). On the other hand, when it is desired to express the outline of a photographic image with emphasis, or when an image mainly composed of characters is formed, it is desirable to increase the contrast of the image by giving a relationship as shown by the curve (b). The halftoning unit 116 performs appropriate screen processing on the image data so that the correlation between the input tone value and the actual image density becomes a desired characteristic.
したがって、装置の動作条件が適正に制御されている限り、形成すべき画像の目標濃度を表すCMYK階調データと、最終的にシートS上において得られる実画像濃度との間には一定の相関性(第1相関性)が維持されている。一方、以下に説明するように、実画像濃度とその画像を構成するトナーの量との間には非線形の関係(第3相関性)がある。 Therefore, as long as the operating conditions of the apparatus are properly controlled, there is a certain correlation between the CMYK gradation data representing the target density of the image to be formed and the actual image density finally obtained on the sheet S. (First correlation) is maintained. On the other hand, as described below, there is a non-linear relationship (third correlation) between the actual image density and the amount of toner constituting the image.
図6はトナー付着量と画像濃度との関係を示す図である。ここではトナー付着量に対する画像濃度が示す特性を「トナー量対画像濃度特性」と称することとする。図6に示すように、トナー付着量を増やしていくと画像濃度は概ねこれに比例して増加するが、トナー付着量がある程度より大きくなると画像濃度の上昇は鈍り、最終的には飽和してほとんど変化しなくなる。これは、シートSの表面がトナーに覆われてしまうとその部分の画像濃度はほぼトナーの色合いとなり、それ以上にトナーの量を増やしても画像濃度は高くならないからである。以下では、トナー量対画像濃度特性(図6)において、画像濃度がトナー付着量にほぼ比例する領域を「比例領域」、画像濃度があまり変化しない領域を「飽和領域」と称することとする。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the toner adhesion amount and the image density. Here, the characteristic indicated by the image density with respect to the toner adhesion amount is referred to as “toner amount versus image density characteristic”. As shown in FIG. 6, as the toner adhesion amount increases, the image density generally increases in proportion to this, but when the toner adhesion amount becomes larger than a certain level, the increase in the image density becomes dull and eventually becomes saturated. Almost no change. This is because when the surface of the sheet S is covered with toner, the image density in that portion is almost the color of the toner, and even if the amount of toner is increased further, the image density does not increase. Hereinafter, in the toner amount versus image density characteristic (FIG. 6), a region where the image density is substantially proportional to the toner adhesion amount is referred to as a “proportional region”, and a region where the image density does not change so much is referred to as a “saturation region”.
この種の画像形成装置では、階調値を最大としたときのトナー付着量が飽和領域に入るように、例えば階調値255(100%)のベタ画像濃度が図6の値Dmaxとなるように、装置の動作条件を定めるのが好ましい。こうすることで、ベタ画像や文字主体の画像において、トナー付着量のばらつきが濃度ムラとして目につくのを防止することができるからである。しかしながら、このようにするとトナー付着量と画像濃度とは必ずしも比例せず、図6に示すように、トナー付着量が比較的多い領域では画像濃度の増加が少なくなる。 In this type of image forming apparatus, the solid image density with a gradation value of 255 (100%), for example, becomes the value Dmax in FIG. 6 so that the toner adhesion amount when the gradation value is maximized falls within the saturation region. In addition, it is preferable to determine the operating conditions of the apparatus. By doing so, it is possible to prevent the variation in the toner adhesion amount from being noticed as density unevenness in a solid image or a character-based image. However, in this case, the toner adhesion amount and the image density are not necessarily proportional, and as shown in FIG. 6, the increase in the image density is small in a region where the toner adhesion amount is relatively large.
図7は入力階調値とトナー付着量および画像濃度との関係を示す図である。色変換後のCMYK階調データにデータ処理を行わずそのまま画像形成に供した場合には、図7(a)に示すように、トナー付着量(実線)はほぼ入力階調値に比例する一方、画像濃度(破線)は高階調値域で飽和する傾向を示す。この点を考慮して、画像濃度が入力階調値にほぼ比例するようにデータ処理を行って画像を形成すると、図7(b)に示すように、高階調値域でトナー付着量の増加が大きくなる。つまり、色変換直後のCMYK階調データと、これに対応する画像の形成に消費されるトナーの量との間には、図7(b)の破線に示すような非線形の相関性(第2相関性)がみられる。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the input tone value, the toner adhesion amount, and the image density. When the CMYK gradation data after color conversion is used for image formation without being subjected to data processing, the toner adhesion amount (solid line) is substantially proportional to the input gradation value as shown in FIG. The image density (broken line) tends to saturate in the high gradation value range. In consideration of this point, when data processing is performed so that the image density is substantially proportional to the input tone value, the toner adhesion amount increases in the high tone value range as shown in FIG. 7B. growing. In other words, a non-linear correlation (second) as shown by the broken line in FIG. 7B between the CMYK gradation data immediately after the color conversion and the amount of toner consumed for forming the corresponding image. Correlation) is observed.
色変換後の階調データに基づきトナー消費量を求める際に必要なのは、階調データとトナー付着量との相関性、つまり図7(b)の破線に示す第2相関性である。すなわち、階調データと、第2相関性とに基づいてトナー消費量を求めることにより、トナー消費量を精度よく求めることが可能となる。以下では、上記した原理に基づいてトナー消費量を算出するトナーカウンタの2つの実施形態について順次説明する。 What is required when obtaining the toner consumption based on the gradation data after color conversion is the correlation between the gradation data and the toner adhesion amount, that is, the second correlation shown by the broken line in FIG. That is, by obtaining the toner consumption amount based on the gradation data and the second correlation, the toner consumption amount can be obtained with high accuracy. Hereinafter, two embodiments of the toner counter for calculating the toner consumption amount based on the above-described principle will be sequentially described.
<第1実施形態>
この発明にかかるトナーカウンタの第1実施形態では、既知の特性から上記した第2相関性を求めておき、その第2相関性に基づいて、CMYK階調データにより表される階調値の値を補正しながら積算する。入力された画像データとシートS上における実画像濃度との間の相関性(第1相関性)は、装置が目指すべき相関性として規定されたものであるから当然に既知である。また、トナー付着量と画像濃度との間の相関性(第3相関性)は、主としてトナーの物性によって決まるものであるから、使用するトナーに応じて予め求めておくことができる。そして、画像データと実画像濃度との間の相関性(第1相関性)は、画像データとトナー付着量との間の相関性(第2相関性)と、トナー付着量と実画像濃度との間の相関性(第3相関性)とを合成してなる総合的な特性であるから、第2相関性は、既知の第1相関性から既知の第3相関性の寄与分を差し引いたものである(図5参照)。ここで、第1相関性は、ハーフトーニング部116において適用されるスクリーンの種類ごとに異なったものとなるので、第2相関性についても、スクリーンの種類ごとに定めておく必要がある。
<First Embodiment>
In the first embodiment of the toner counter according to the present invention, the second correlation described above is obtained from known characteristics, and the value of the gradation value represented by the CMYK gradation data is based on the second correlation. Accumulate while correcting. The correlation (first correlation) between the input image data and the actual image density on the sheet S is naturally known because it is defined as the correlation that the apparatus should aim for. Further, the correlation (third correlation) between the toner adhesion amount and the image density is mainly determined by the physical properties of the toner, and can be determined in advance according to the toner to be used. The correlation between the image data and the actual image density (first correlation) includes the correlation between the image data and the toner adhesion amount (second correlation), the toner adhesion amount, and the actual image density. The second correlation is obtained by subtracting the contribution of the known third correlation from the known first correlation. (See FIG. 5). Here, since the first correlation is different for each type of screen applied in the halftoning unit 116, the second correlation needs to be determined for each type of screen.
図8は第2相関性の定め方の原理を説明するための図である。図8(a)の実線で示すように、入力階調値と実画像濃度とがほぼ比例するような特性を有するスクリーン(図8においては「Scr−a」と表記)を用いた場合には、高階調値域での濃度飽和を補うために、図8(b)の実線に示すように、入力階調値に対するトナー付着量の相関性(第2相関性)は、高階調値域で傾きが増加する形となる。また、図8(a)の破線で示すように、コントラストを強調するようなスクリーン(図8においては「Scr−b」と表記)を用いた場合には、高階調値域でのトナー付着量の増大がより顕著となるので、第2相関性は図8(b)の破線で示すようになる。 FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of determining the second correlation. As shown by the solid line in FIG. 8A, when a screen (characterized as “Scr-a” in FIG. 8) having such a characteristic that the input gradation value and the actual image density are substantially proportional is used. In order to compensate for the density saturation in the high gradation value range, as shown by the solid line in FIG. 8B, the correlation (second correlation) of the toner adhesion amount with respect to the input gradation value has a slope in the high gradation value range. Increased form. Further, as shown by a broken line in FIG. 8A, when a screen that emphasizes contrast (indicated as “Scr-b” in FIG. 8) is used, the toner adhesion amount in the high gradation range is increased. Since the increase becomes more remarkable, the second correlation is as indicated by a broken line in FIG.
図9はこの発明にかかるトナーカウンタの構成を示す図である。このトナーカウンタ200には、メインコントローラ11の色変換部114から階調補正部115に送られる階調データを補正用テーブル201に基づき補正するデータ補正部202が設けられている。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the toner counter according to the present invention. The
図10は第1実施形態における補正用テーブルの補正特性を示す図である。補正用テーブル201には、図10の特性がテーブル化されて記憶されている。この補正特性は、図8(b)に示す第2相関性を示す曲線を簡略化したものに他ならない。すなわち、高階調値域でトナー付着量が増大するという図8(b)の特性を、ある入力階調値L1までは入力に比例した出力を返す一方、それ以上の入力に対しては全て最大値を返すという特性により近似的に表している。つまり、データ補正部202では、値L1までの階調値のデータは全てそのままの値が出力されるが、値L1以上の階調値のデータは全て最大値(255)に補正されて出力される。すなわち、ここでは、値L1以上のデータが補正の対象となる。このように、ある値まではそのまま、ある値以上については一定値を出力するようにすることで、テーブルの構成を簡単にして、メモリ資源を節約することができる。
FIG. 10 is a diagram showing correction characteristics of the correction table in the first embodiment. The correction table 201 stores the characteristics shown in FIG. This correction characteristic is nothing but a simplified curve showing the second correlation shown in FIG. That is, the characteristic shown in FIG. 8B in which the toner adhesion amount increases in the high gradation value range returns an output proportional to the input up to a certain input gradation value L1, while the maximum value is obtained for all inputs beyond that. Is approximated by the property of returning. That is, in the
図11は補正対象範囲の境界を示す図である。図11に示すように、補正の対象となる範囲、つまり値L1はトナー色ごとに、またスクリーンの種類ごとに個別に設定される。トナー色ごとにL1の値が異なるのは、トナーの物性が色ごと異なること、色ごとに適用されるスクリーンの種類が異なることを反映している。また、スクリーンの種類によってL1の値が異なるのは、補正用テーブル201は第2相関性を模式化したものであり、図8(b)に示すように、スクリーンの種類により第2相関性が異なるためである。 FIG. 11 is a diagram showing the boundary of the correction target range. As shown in FIG. 11, the range to be corrected, that is, the value L1 is set individually for each toner color and each screen type. The difference in the value of L1 for each toner color reflects that the physical properties of the toner are different for each color and the type of screen applied for each color is different. Further, the value of L1 differs depending on the type of screen because the correction table 201 is a schematic representation of the second correlation, and as shown in FIG. 8B, the second correlation depends on the type of screen. Because it is different.
図9に戻ってトナーカウンタ200の説明を続ける。データ補正部202により補正された値はアキュムレータ203により積算される。そして、所定の単位(例えば1ページ単位)で積算された積算値に対して、1階調値あたりのトナー付着量に相当する所定の係数K0が乗じられて、画像の形成に消費されたトナーの量が求められる。
Returning to FIG. 9, the description of the
さらに、アキュムレータ203に保存された積算値と係数K0との積に対しCPU101から与えられるオフセット値Coffが加算される。このオフセット値Coffとは、与えられた画像データに対応した画像形成に寄与しない形で消費されたトナー量に相当する値である。このようなトナーとしては、現像ローラ44から離脱し、感光体22に付着してカブリを生じさせたり装置内部に飛散するトナーや、装置の性能維持のための制御動作において装置内部で消費されるトナーなどがある。この実施形態における各種のパッチ画像の形成に消費されるトナーもこれに含まれる。このようにして消費されるトナーの量は装置の稼働時間や画像形成枚数、装置の動作条件などと相関があるので、エンジンコントローラ10により管理されているこれらの情報に基づいて、当該期間におけるトナー消費量を推定しオフセット値Coffとし、画像データに対応するトナー消費量にこのオフセット値を加算した合計を装置全体としてのトナー消費量とする。
Further, an offset value Coff given from the CPU 101 is added to the product of the integrated value stored in the
こうして求められたトナー消費量については、エンジンコントローラ10に設けられたCPU101が管理しており、必要に応じて、RAM107あるいは各現像器4Y等のメモリ91等に記憶させる。また、求められたトナー消費量の値から各現像器のトナー残量を推定することが可能であり、現像器内のトナー残量が所定値以下まで減少したと判断されるときには表示部12に現像器の交換を促すメッセージを表示させるなど、装置の消耗品管理に役立てることができる。
The toner consumption thus obtained is managed by the CPU 101 provided in the
以上のように、この発明にかかるトナーカウンタの第1実施形態では、色変換後の画像データとトナー付着量との関係(第2相関性)を表す特性を、画像データと実画像濃度との関係(第1相関性)およびトナー付着量と実画像濃度との関係(第3相関性)とに基づいて予め求めてテーブル化しておき、画像データをこのテーブルに基づき補正しながら積算し、その積算値に基づきトナー消費量を求めている。このように、トナー消費量算出のために設けた補正テーブルに基づき画像データを補正しながら積算することにより、この実施形態では、トナー消費量を精度よく求めることができる。また、トナー色ごとに、またスクリーンごとに補正のしかたを変えることにより、形成される画像やデータ処理の内容によらず、常に精度よくトナー消費量を求めることができる。 As described above, in the first embodiment of the toner counter according to the present invention, the characteristic representing the relationship (second correlation) between the image data after color conversion and the toner adhesion amount is represented by the relationship between the image data and the actual image density. Based on the relationship (first correlation) and the relationship between the toner adhesion amount and the actual image density (third correlation), a table is obtained in advance, and the image data is integrated while being corrected based on this table. The toner consumption is obtained based on the integrated value. As described above, by integrating the image data while correcting the image data based on the correction table provided for calculating the toner consumption amount, the toner consumption amount can be accurately obtained in this embodiment. Further, by changing the correction method for each toner color and for each screen, it is possible to always obtain the toner consumption with high accuracy regardless of the image to be formed and the content of data processing.
なお、上記実施形態では、色変換後の画像データとトナー付着量との関係を簡略化したものを補正テーブルとしているが、図8(b)に示すカーブをそのままテーブル化するようにしてももちろん構わない。 In the above embodiment, the correction table is obtained by simplifying the relationship between the color-converted image data and the toner adhesion amount. However, the curve shown in FIG. I do not care.
<第2実施形態>
上記したトナーカウンタの第1実施形態では、既知の特性に基づき予め求めた第2相関性をテーブル化しておき、そのテーブルに基づき色変換後の画像データを補正することで、トナー消費量の算出精度向上を図っている。これに対して、以下に説明するトナーカウンタの第2実施形態では、パッチ画像の濃度検出結果から第2相関性を取得し、そうして得た特性に基づいて画像データを補正するようにしている。なお、第2実施形態のトナーカウンタの構成は、先に説明した第1実施形態のもの(図8)と同一であり、補正用テーブルの中身のみが第1実施形態と相違している。そこで、ここでは、第1実施形態の構成と同一の構成については説明を省略し、第2実施形態における補正用テーブルの内容について主に説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment of the toner counter described above, the second correlation obtained in advance based on the known characteristics is tabulated, and the toner data is calculated by correcting the image data after color conversion based on the table. The accuracy is improved. On the other hand, in the second embodiment of the toner counter described below, the second correlation is obtained from the density detection result of the patch image, and the image data is corrected based on the obtained characteristics. Yes. The configuration of the toner counter of the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above (FIG. 8), and only the contents of the correction table are different from the first embodiment. Therefore, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted here, and the content of the correction table in the second embodiment will be mainly described.
前述したように、この画像形成装置では、装置のガンマ特性を補償することを目的として、階調パッチ画像の形成とその濃度検出を行っている。この結果を利用して、補正用テーブルを設定することができる。階調パッチ画像は、階調値を多段階に変化させながら形成した画像である。また、装置の「生の」ガンマ特性を取得することが目的であるから、階調パッチ画像に対応する画像データには特別なデータ処理は加えられていない。データ処理をせずに画像を形成すると、その画像濃度は、図7(a)に示すように高階調域レベル域で画像濃度が飽和するトナー量対画像濃度特性と装置のガンマ特性とが合成された特性を示す。 As described above, this image forming apparatus forms a gradation patch image and detects its density for the purpose of compensating the gamma characteristic of the apparatus. Using this result, a correction table can be set. A gradation patch image is an image formed while changing gradation values in multiple stages. Also, since the purpose is to obtain the “raw” gamma characteristics of the device, no special data processing has been applied to the image data corresponding to the gradation patch image. When an image is formed without data processing, the image density is obtained by combining the toner amount with which the image density is saturated in the high gradation region level area and the image density characteristic and the gamma characteristic of the apparatus as shown in FIG. Show the characteristics.
図12は階調パッチ画像の濃度の例を示す図である。階調パッチ画像の濃度検出結果が例えば図12の実線で示すような特性を有していたとすると、その逆特性に相当する破線の特性を予め画像データに与える補正を行うことで、補正後の画像濃度は元の入力階調値に対して線形となる。この破線で示した特性は、図7(b)に示す入力階調値とトナー付着量との間の関係、すなわち第2相関性に相当するものである。また、図12の破線の特性は、ガンマ補正前の入力階調値とガンマ補正後の出力階調値との関係を示すものでもある。したがって、階調パッチ画像の濃度検出結果に基づいて階調補正テーブル118が更新された後、階調補正部115の入力データと出力データとの間で値を比較したものが、求める第2相関性を表すものとなる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the density of the gradation patch image. If the density detection result of the gradation patch image has a characteristic as shown by a solid line in FIG. 12, for example, by performing a correction that gives the image data in advance a broken line characteristic corresponding to the reverse characteristic, The image density is linear with respect to the original input tone value. The characteristic indicated by the broken line corresponds to the relationship between the input gradation value and the toner adhesion amount shown in FIG. 7B, that is, the second correlation. Further, the characteristics of the broken line in FIG. 12 also indicate the relationship between the input tone value before gamma correction and the output tone value after gamma correction. Therefore, after the tone correction table 118 is updated based on the density detection result of the tone patch image, a value that is compared between the input data and the output data of the tone correction unit 115 is the second correlation to be obtained. It expresses sex.
図13は第2実施形態における補正用テーブルの補正特性を示す図である。ここでは、図12の破線で示す第2相関性を、入力階調値Lkで傾きの変化する折れ線に近似している。この特性をテーブル化して補正用テーブル201(図9)に記憶させておき、この補正特性に基づきデータ補正部202で画像データを補正しながら積算することにより、この実施形態においても、上記した第1実施形態と同様に、トナー消費量を精度よく求めることが可能となる。
FIG. 13 is a diagram showing correction characteristics of the correction table in the second embodiment. Here, the second correlation indicated by the broken line in FIG. 12 is approximated to a broken line whose slope changes with the input gradation value Lk. This characteristic is tabulated and stored in the correction table 201 (FIG. 9), and the
なお、図13の補正特性は、図8(a)の実線で示す中間調重視のスクリーン(Scr−a)に対応するものである。図8(a)の破線で示すコントラスト強調のスクリーン(Scr−b)に対しては、図13の特性に図8(a)の破線の特性を加えた特性が、補正用テーブル201の補正特性となる。 The correction characteristics shown in FIG. 13 correspond to the halftone-oriented screen (Scr-a) shown by the solid line in FIG. For the contrast-enhanced screen (Scr-b) shown by the broken line in FIG. 8A, the characteristic obtained by adding the characteristic of the broken line in FIG. 8A to the characteristic in FIG. It becomes.
また、この実施形態では1つの変曲点を持つ折れ線で第2相関性を近似しているが、二つ以上の変曲点を持つ折れ線や、他の関数曲線により近似した補正特性としてもよい。また、入力階調値をいくつかの区域に分割して階段状の補正特性を与えるようにしてもよい。 In this embodiment, the second correlation is approximated by a polygonal line having one inflection point. However, the correction characteristic may be approximated by a polygonal line having two or more inflection points or another function curve. . Further, the input gradation value may be divided into several areas to give a stepwise correction characteristic.
以上説明したように、上記各実施形態においては、メインコントローラ11の各処理ブロックのうち階調補正部115およびハーフトーニング部116が本発明の「データ処理手段」として機能している。また、エンジン部EGが本発明の「像形成手段」として機能しており、中間転写ベルト71および濃度センサ60がそれぞれ本発明の「像担持体」および「濃度検出手段」に相当している。また、上記各実施形態では、トナーカウンタ200が本発明の「トナー消費量算出手段」として機能している。さらに、上記各実施形態においては、色変換部114から出力される色変換後の画像データが本発明の「入力画像データ」に相当する一方、ハーフトーニング部116から出力される画像データが本発明の「出力画像データ」に相当している。
As described above, in each of the above embodiments, the gradation correction unit 115 and the halftoning unit 116 of the processing blocks of the main controller 11 function as the “data processing unit” of the present invention. The engine unit EG functions as the “image forming unit” of the present invention, and the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態では、ホストコンピュータからRGB画像データを受信してトナー色(CMYK)に色変換した後の画像データに基づいてトナー消費量を求めているが、例えばモノクロ画像の場合であってブラック色に対応する画像データのみが送信される場合など、もともとトナー色に対応した画像データが送られてくる場合には、当然に色変換を行うことなくそのままトナー消費量算出に供することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the toner consumption amount is obtained based on image data after receiving RGB image data from the host computer and color-converting it to toner color (CMYK). When image data corresponding to the toner color is originally transmitted, such as when only the image data corresponding to the black color is transmitted, it is naturally possible to directly calculate the toner consumption without performing color conversion. it can.
また、上記各実施形態では、形成される画像の内容によらず、画像データを補正しながら積算することでトナー消費量を算出するようにしているが、画像の内容によって補正を行うか否かを判断し、必要なときのみ補正を行うようにしてもよい。前記したように、中間調再現性を重視して、入力階調値と実画像濃度とが比例するように画像を形成するような場合には、ガンマ補正が適正に行われていれば、入力階調値とトナー付着量との関係も線形に近いものとなる。このような場合には、補正を行わず入力階調値をそのまま積算しても誤差はさほど大きくならないと期待される。 In each of the above-described embodiments, the toner consumption amount is calculated by integrating the image data while correcting the image data, regardless of the content of the image to be formed. The correction may be performed only when necessary. As described above, when emphasizing halftone reproducibility and forming an image so that the input tone value and the actual image density are proportional, if the gamma correction is performed properly, the input The relationship between the gradation value and the toner adhesion amount is also close to linear. In such a case, it is expected that the error does not increase so much even if the input tone values are integrated without correction.
さらに、上記実施形態の構成に限定されず、例えばブラック色トナーに対応した現像器のみを備えモノクロ画像を形成する装置や、中間転写ベルト以外の転写媒体(転写ドラム、転写シートなど)を備える装置、さらには複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても、本発明を適用することが可能である。 Further, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, an apparatus that includes only a developing device corresponding to black toner and forms a monochrome image, and an apparatus that includes a transfer medium (transfer drum, transfer sheet, etc.) other than the intermediate transfer belt. In addition, the present invention can be applied to other image forming apparatuses such as copying machines and facsimile machines.
60…濃度センサ(濃度検出手段)、71…中間転写ベルト(像担持体)、115…階調補正部(データ処理手段)、 116…ハーフトーニング部(データ処理手段)、 200…トナーカウンタ(トナー消費量算出手段)、 EG…エンジン部(像形成手段)、 S…シート(記録媒体) 60 ... density sensor (density detection means), 71 ... intermediate transfer belt (image carrier), 115 ... gradation correction section (data processing means), 116 ... half toning section (data processing means), 200 ... toner counter (toner) Consumption calculation means), EG ... engine unit (image forming means), S ... sheet (recording medium)
Claims (9)
前記入力画像データにより表される目標画像濃度と、前記記録媒体上に形成される画像の実画像濃度との間に所定の第1相関性が得られるように、前記入力画像データに対しデータ処理を施して出力画像データを生成するデータ処理手段と、
前記出力画像データに対応する画像を前記記録媒体上に形成する像形成手段と、
前記入力画像データ、および、前記入力画像データと前記記録媒体上へのトナー付着量との間の第2相関性に基づいて、画像の形成に消費されるトナーの量を算出するトナー消費量算出手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image corresponding to input image data on a recording medium,
Data processing is performed on the input image data so that a predetermined first correlation is obtained between the target image density represented by the input image data and the actual image density of the image formed on the recording medium. Data processing means for generating output image data by applying
Image forming means for forming an image corresponding to the output image data on the recording medium;
Toner consumption calculation for calculating the amount of toner consumed for image formation based on the input image data and a second correlation between the input image data and the toner adhesion amount on the recording medium And an image forming apparatus.
前記像担持体上に形成されたパッチ画像の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、
前記トナー消費量算出手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記第2相関性を取得する請求項1または2に記載の画像形成装置。 The image forming means is configured to transfer an image formed on an image carrier that temporarily carries an image to the transfer medium,
Further comprising density detecting means for detecting the density of the patch image formed on the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner consumption amount calculating unit acquires the second correlation based on a detection result of the density detecting unit.
前記トナー消費量算出手段は、前記複数の処理スクリーンのそれぞれに対応する複数の前記補正テーブルを備える請求項7に記載の画像形成装置。 The data processing means performs the data processing including screen processing for obtaining the output image data expressed in halftone by applying one selected from a plurality of processing screens prepared in advance.
The image forming apparatus according to claim 7, wherein the toner consumption amount calculating unit includes a plurality of the correction tables corresponding to the plurality of processing screens.
前記入力画像データ、および、前記入力画像データと前記記録媒体上へのトナー付着量との間の第2相関性に基づいて、画像の形成に消費されるトナーの量を算出する
ことを特徴とするトナー消費量算出方法。 Data processing is performed on the input image data so that a predetermined first correlation is obtained between the target image density represented by the input image data and the actual image density of the image formed on the recording medium. In a toner consumption calculation method for calculating the amount of toner consumed for image formation in an image forming apparatus that generates output image data and forms an image corresponding to the output image data on the recording medium.
Calculating the amount of toner consumed for image formation based on the input image data and a second correlation between the input image data and the toner adhesion amount on the recording medium. Toner consumption calculation method.
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