JP2013020077A - 画像形成装置、トナー消費量の算出方法およびコンピュータープログラム - Google Patents

Abstract

【課題】各回の印刷におけるトナー消費量をより正確に求める。
【解決手段】画像形成装置は、画素値別かつエッジ属性の画素と非エッジ属性の画素とを区別する属性別に、前記画像データの画素の数を計数し、計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、画素値別かつ属性別に定められかつ前記トナー像の形成における動作速度に適合する係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和をトナー像の形成におけるトナー消費量として計算する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電子写真式の画像形成装置、トナー消費量の算出方法およびトナー消費量を算出するコンピュータープログラムに関する。

画像データに応じたトナー像を用紙に印刷する電子写真式の画像形成装置では、各回の印刷におけるトナーの消費量が画像データに基づいて算出される。トナーの消費量とトナー像におけるドットの数との間には相関があるので、予め推定された１ドット当りのトナー消費量（感光体上のトナー付着量）と画像データによって決まるドット数とから１画像当りのトナー消費量（厳密には推定消費量）を算出することができる。算出の結果は、例えばトナーボトルから現像器へのトナー補給の制御に用いられる。また、算出されたトナー消費量は積算され、積算値が所定値を超えると、トナーボトルのエンプティ表示や廃トナーボックスのフル表示といったメンテナンスのための表示が行なわれる。

ところで、電子写真プロセスでは、画像内とエッジ部と非エッジ部とで静電潜像を現像するときのトナー付着量に差異が生じる。一般には、静電潜像のエッジ部に強い縁端電界が生じるので、同じ階調であってもエッジ部の方が非エッジ部よりも多くのトナーが付着する。そこで、特許文献１では、画像データのエッジ部分を検出してエッジ部分の画素の出現頻度を階調ごとにカウントし、カウント値に所定の係数を乗じてトナー消費量を演算することが提案されている。特許文献２には、画像全体におけるエッジの占める割合を算出し、その割合に応じて画像全体のトナー消費量を補正する手法が記載されている。

特開２００６−２７６４２２号公報 特開２００９−１６９３０７号公報

各回の印刷におけるトナー消費量をより正確に求める必要がある。正確にトナー消費量求めることにより、積算トナー消費量の誤差を小さくし、ユーザーに対する積算トナー消費量に基づいたメッセージ表示の信頼性を高めることができる。例えば、用紙に対する面積率が標準値（一般に５％）よりも小さい画像ばかりを印刷しているにもかかわらず、積算印刷枚数がトナーボトルの耐用印刷枚数（標準の面積率を基準に設定される）を超えない時点でトナーボトルの交換を求める、というユーザーにとって不都合な状況の発生を防ぐことができる。

本発明は、このような事情に鑑み、各回の印刷におけるトナー消費量をより正確に求める装置および方法の提供を目的としている。

上記目的を達成する画像形成装置は、画像形成の動作速度の切替えが可能な画像形成装置であって、画像データに対応したトナー像を形成する際に、画素値別かつ前記画像データに付加された属性情報によって示されるエッジ属性の画素と非エッジ属性の画素とを区別する属性別に、前記画像データの画素の数を計数する計数部と、前記計数部によって計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、前記トナー像の形成における動作速度に適合する画素値別かつ属性別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する算出部と、を備える。

本発明によれば、エッジに該当するかしないかを区別しかつ動作速度に応じて定められる係数を画素単位で適用してトナー消費量を算出するので、トナー消費量が動作速度に依存する場合のトナー消費量の算出の誤差を低減することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 プリンターコントローラーの機能構成を示す図である。 トナー消費量の算出に係る要部の構成を示す図である。 エッジ画素と非エッジ画素とにそれぞれ対応する露光スポットを模式的に示す図である。 エッジ部および非エッジ部のトナー付着量と印字速度との関係を定性的に示す図である。 トナー付着特性の印字速度依存性を定性的に示す図である。 画質設定に対応する露光スポットを模式的に示す図である。 トナー付着特性の画質依存性を定性的に示す図である。 トナー消費量の算出に用いられるカウントテーブルの構成を示す図である。 トナー消費量の算出に用いられる係数テーブルの構成を示す図である。 トナー消費量の算出に用いられる係数テーブルの構成を示す図である。 トナー消費量の算出に用いられる係数テーブルの構成を示す図である。 トナー消費量を算出する処理の流れを示すフローチャートである。 係数テーブルの変形例を示す図である。 係数テーブルの変形例を示す図である。 係数テーブルの変形例を示す図である。

電子写真法によって画像を印刷する任意の画像形成装置に、トナー消費量を画像データに基づいて算出する機能を搭載することができる。プリンター、複写機、ファクシミリ装置、およびＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）など、電子写真式の画像形成装置の種類は多い。以下では、コピーおよびネットワークプリンティングを含む多数の用途を有するＭＦＰを例に挙げる。

図１に例示される画像形成装置１は、電子写真法によってカラーまたはモノクロの画像を形成するタンデム式のプリンターエンジンを備えている。プリンターエンジンは、４個のイメージングユニット１１，１２，１３，１４を用いてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成することができる。イメージングユニット１１，１２，１３，１４は、像担持体としての感光体ドラム１５，１６，１７，１８を一つずつ有し、装置本体に対して個々に着脱可能である。イメージングユニット１１，１２，１３，１４のそれぞれにおいて、筒状の感光体の周囲に、帯電チャージャー、現像器、およびクリーナーといったトナー像の作像に必要なデバイスが配置されている。現像器には該当する色のトナーがトナーカートリッジ２５，２６，２７，２８から適時に補給される。

画像形成装置１には、操作パネル３５による直接の操作またはネットワークを介して接続される図示しない外部装置（典型的にはパーソナルコンピューター）からのアクセスによって、印刷ジョブが与えられる。印刷ジョブにはイメージスキャナー３０によって原稿画像を読み取って複製するコピージョブが含まれる。例えば、カラー画像を形成する印刷ジョブが与えられたとき、画像形成装置１は次のように動作する。

画像形成装置１は、原稿から読み取ったスキャン画像データまたは外部装置から与えられる画像データに基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の露光パターンデータであるラスター画像を生成する。感光体ドラム１５，１６，１７，１８が回転する状態で、帯電した感光体に向けてプリントヘッド２２がレーザー光を照射する。このとき、プリントヘッド２２はラスター画像に従って光源を制御し、それによって感光体に対する色別の主走査を行なう。主走査と副走査（感光体の回転）とによって感光体上に静電潜像が形成される。現像形式が反転現像であるので、静電潜像においてトナーを付着させるべきドット部分の電荷が露光によって他の部分の電荷よりも少なくなっている。各イメージングユニット１１，１２，１３，１４の現像器が感光体にトナーを吸着させて静電潜像に対応するトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光体の配列に沿って移動する無端の被転写体である中間転写ベルト２３に一次転写される。トナー像の形成順序および一次転写の順序はイメージングユニット１１，１２，１３，１４の配置によって決まっており、本例では上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順である。４色についての潜像形成および一次転写のタイミングは、中間転写ベルト２３の上で４色のトナー像が互いにずれることなく適切な位置関係で重なり合うように設定されている。

用紙の１紙面あたり四つずつトナー像を形成する動作と並行して、多段式の用紙スタッカー４０からピックアップローラー４１によって用紙Ｐが取り出されて搬送される。手差しトレイ４８から給紙される場合もある。図中の一点鎖線は用紙Ｐの搬送経路を示す。一対のレジストローラー４４が用紙を一旦保持し、適切なタイミングで二次転写位置へ給紙する。二次転写位置は中間転写ベルト２３と圧接ローラー４５とがニップ部を形成するように対向する位置である。二次転写位置を通過する用紙Ｐに中間転写ベルト２３から４色の重なり合ったトナー像が一括に二次転写される。その後、用紙Ｐは定着ユニット２９の内部を通って排紙トレイ４６上に排紙される。用紙が定着ユニット２９を通過する際に、加熱・加圧を受けてトナーが溶融し、トナー像が印刷画像として用紙に定着する。

画像形成装置１では一連の電子写真プロセスによる画像形成の所要時間を決める動作速度（これを印字速度と呼称する）が可変である。印字速度はユーザーによるモード指定に従って例えば３段階（大、中、小）に切り替えられる。画像の仕上がり品質は印字速度の小さい方が相対的に良好であるが、画像形成の所要時間の観点では印字速度の大きい方が有利である。デフォルトの印字速度は「中」である。印字速度の小さいモードは、より高品質の印刷物を得たいユーザーによって指定され、印字速度の大きいモードは、より早く印刷物を得たいユーザーによって指定される。

また、画像形成装置１では印刷の解像度が可変である。解像度はユーザーによる画質指定に従って例えば３段階（高、中、低）に切り替えられる。デフォルトの画質は「中」である。画質の「高」が指定されると高解像度モードが設定され、画質の「中」が指定されると通常モードが設定され、画質の「低」が指定されると低解像度モードが設定される。

図２に示されるように、画像形成装置１は全体の制御を統括するメインコントローラー６０を有する。メインコントローラー２０によって、操作パネル３５によるユーザーの指示および通信インタフェース６６を介して通信する外部機器からの動作要求に応じて所定の制御が行なわれる。コピー動作においては、イメージスキャナー３０およびＡＤＦ（Auto Document Feeder）３１が制御される。コピーを含む各種印刷動作では、プリンターエンジン１０の制御を受け持つエンジンコントローラー８０へメインコントローラー２０から指示が与えられる。また、必要に応じて、内蔵のストレージ６８としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）がメインコントローラー２０によってアクセスされる。このようなメインコントローラー２０は、制御プログラムや各種アプリケーションを実行するＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）およびプログラム実行のワークエリアとされるＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。メインコントローラー２０には、制御プログラムの実行によって実現される機能要素である画像生成部としてのプリンターコントローラー７０が含まれる。

図３のように、プリンターコントローラー７０は、解析部７１と、ラスタライズ部７２と、階調再現部７３とを有する。プリンターコントローラー７０は、印刷対象データＤ１を印刷するための４色のトナー像のそれぞれに対応するラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋを生成する。プリンターコントローラー７０には、コピー動作においてイメージスキャナー３０からのスキャン画像が印刷対象データＤ１として入力され、ネットワークプリンティングおよびファクシミリ受信において通信インタフェース６６から印刷対象データＤ１が入力される。また、画像形成装置１内で保存されているドキュメントを印刷する場合には、ストレージ６８から印刷対象データＤ１がプリンターコントローラー７０に入力される。

解析部７１は、印刷ジョブがネットワークプリンティングジョブである場合、ページ記述言語(Page Description Language :ＰＤＬ)で記述された印刷対象データＤ１を解釈し、描画すべき内容を表す中間データを生成してラスタライズ部７２に引き渡す。すなわち、中間データがこの場合の解析部７１が出力するデータＤ２である。ＰＤＬで記述される描画すべき内容は、文字を表す「テキスト」、図形や線を表す「グラフィック」、およびラスター画像を表す「イメージ」の三つの属性（種類）に大別される。中間データには、ページ内の領域の属性を示す情報が含まれる。一方、コピージョブやファクシミリ受信ジョブのようにＰＤＬで記述されていない印刷対象データＤ１が入力される場合、解析部７１は、印刷対象データＤ１を実質的にそのままデータＤ２としてラスタライズ部７２に引き渡す。それとともに、解析部７１は、印刷対象データＤ１から公知の領域判別技術を用いてテキスト領域およびグラフィック領域を抽出し、その結果を示す領域属性情報ＤＡをラスタライズ部７２に与える。

ラスタライズ部７２は、解析部７１から引き渡されたデータＤ２に対して、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換処理を行ない、ＹＭＣＫの４色のそれぞれに対応した多値のラスター画像（フレーム）Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを生成する。加えて、ラスタライズ部７２は、各ラスター画像Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋにおける領域属性がテキストまたはグラフィックに該当する領域内の画素について、エッジに該当するエッジ画素かそうではない非エッジ画素かを判別する。そして、どの画素がエッジ画素であるかを示すエッジ属性情報（タグ）ＤＥｙ，ＤＥｍ，ＤＥｃ，ＤＥｋを該当する色のラスター画像Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋに付加する。ここでいうエッジとは、背景と文字または図形との境界部分、および図形内の隣接する画素の画素値の差が閾値以上の部分である。

階調再現部７３は、複数の階調再現方法をジョブの種別に応じて使い分けて、ラスター画像Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを露光制御のためのラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋに変換する。本実施形態において、階調再現部７３は、３種の階調再現方法から選択した一つを４色に対して一律にかつ各色の画像の全体に対して一律に適用する。具体的には、コピー動作の場合には誤差拡散法を適用し、属性情報をもつ電子文書を印刷するプリンター動作の場合にはスクリーン処理（ディザ法）を適用し、ファクシミリ受信データを印刷するファクシミリ動作の場合には２値化を適用する。ただし、画像内の領域ごとに例えば誤差拡散法とスクリーン処理とを使い分ける形で、一つの画像に対して複数の階調再現方法を適用するようにしてもよい。画像形成装置１のプリントヘッド２２はパルス幅変調および光源パワー制御の片方または両方による画素ごとの露光量の増減が可能であるので、誤差拡散法またはスクリーン処理を適用して生成されるラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋは多値の画像とされる。階調再現部７３によって生成されたラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋは、エンジンコントローラー８０を介してプリントヘッド２２に送られる。そして、イメージングユニット１１，１２，１３，１４における各色のトナー消費量をエッジ画素と非エッジ画素とを区別して算出するため、各色のエッジ属性情報ＤＥｙ，ＤＥｍ，ＤＥｃ，ＤＥｋがエンジンコントローラー８０に送られる。

図４に示されるように、エンジンコントローラー８０は、制御プログラムを実行するコンピューターとしてのＣＰＵ８１、プログラム実行のワークエリアとされるＲＡＭ８２、およびプログラムを含む各種のデータを記憶する不揮発性メモリ８３としてのＣＳＩＣ(Customer Specific Integrated Circuit）を有している。ＣＰＵ８１は、プリンターエンジン１０を構成する各種機構の動作を制御するとともに、イメージングユニット１１，１２，１３，１４によって消費されるトナーの量を印刷動作ごとに算出する。トナー消費量の算出に際して、画素値別に画素数をカウントするためのカウントテーブルＣＴがＲＡＭ８２に設けられ、予め不揮発性メモリ８３に格納されている後述の係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３が参照される。

トナー消費量の算出において、印字速度（プロセス速度）と画質の設定とが加味される。感光体に付着するトナーの量が感光体の回転速度に依存し、かつ感光体上のドット密度にも依存するからである。エンジンコントローラー８０のＣＰＵ８１は、メインコントローラー６０からの印字速度情報ＤＳおよび画質設定情報ＤＧとに応じて、係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３から計算に適用すべき係数を取り込む。印字速度情報ＤＳは印字速度の設定状態を示す制御情報であり、画質設定情報ＤＧは画質の設定状態を示す制御情報である。

色ごとに算出されるトナー消費量の算出結果は、トナーカートリッジから現像器へトナーを送るトナー補給機構５６の制御に用いられる。各回の印刷のトナー消費量を操作パネル３５において表示する場合、表示制御を受け持つメインコントローラー６０にトナー消費量の算出結果が通知される。また、例えば不揮発性メモリ８３に記憶されている積算トナー消費量が新たに算出されたトナー消費量を加算した値に更新される。

以下、画像形成装置１におけるトナー消費量の算出についてさらに詳しく説明する。

図５（Ａ）および(Ｂ)は、エッジ画素と非エッジ画素とを区別する露光方法を模式的に示している。図５（Ａ）のように、濃度の均一な文字パターンＧ１を誤差拡散法によって再現する場合、エッジにトナーが過剰に多く付着することに因って像が拡がって見える文字太りを防ぐために、エッジ画素に対応する露光スポットＳｅの面積を非エッジ画素に対応する露光スポットＳｎｅの面積よりも小さめにするように、露光用のラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの画素値が定められる。また、図５（Ｂ）のように、濃度の均一な文字パターンＧ２をスクリーン処理によって再現する場合にも、文字太りを防ぐために、エッジ画素に対応する露光スポットＳｅの面積が非エッジ画素に対応する露光スポットＳｎｅの面積よりも小さくされる。

しかし、感光体上のトナー付着量は露光面積（すなわち画素値）が大きいほど多いが、比例するわけではない。単純にトナー付着量が露光面積に比例するものとしてトナー消費量を計算すると、実際の消費量との計算値との間に誤差が生じる。そして、トナー付着量と露光面積との関係は、エッジ画素と非エッジ画素との間で異なる。したがって、画素値別にかつエッジ画素と非エッジ画素とを区別してトナー消費量を算出する必要がある。

図５（Ｃ）のように、濃度の均一な文字パターンＧ３を２値化によって再現する場合において、ラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの画素値はドット（黒画素）に対応する値か下地（白画素）に対応する値かのいずれかである。つまり、エッジ画素に対応する露光スポットＳｅの面積と非エッジ画素に対応する露光スポットＳｎｅの面積とが等しい。しかし、トナーの付着量はエッジ画素と非エッジ画素との間で異なる。したがって、２値化の場合にもエッジ画素と非エッジ画素とを区別して画素値別にトナー消費量を算出する必要がある。

図６はエッジ部および非エッジ部のトナー付着量と印字速度との関係を定性的に示している。位置ｐ１から位置ｐ２まで濃度の均一なパターンを再現する場合、非エッジ部では印字速度が違ってもトナー付着量はほぼ等しい。しかし、エッジ部では、印字速度の小さいときの方が大きいときと比べてトナー付着量は多い。したがって、トナー消費量の算出に際して、エッジ画素と非エッジ画素とを区別しかつ印字速度を区別する必要がある。

図７はトナー付着特性の印字速度依存性を定性的に示している。図示のように、１画素当りの露光量が多いほど感光体上のトナー付着量は多い。そして、露光量の全範囲にわたって、印字速度のレベルが「大」の場合と比べて「中」の場合の方が、「中」の場合と比べて「小」の場合の方がより多くのトナーが付着する。ここで、画像形成装置１は自動安定化機能を有しており、印刷画像の濃度に対する印字速度の影響を低減するため、例えば現像バイアス電圧（Ｖｄｃ）を調整する。これにより、図７のように、最大露光量に対応するトナー付着量が印字速度にかかわらず所定値に設定される。

しかし、最小露光量および最大露光量を除く露光量に対応するトナー付着量を見ると、印字速度が違えばトナー付着量の値が異なる。したがって、より正確にトナー消費量を算出するには、印刷時の印字速度を計算に反映させる必要がある。

図８（Ａ）および(Ｂ)は画質設定に対応する露光スポットを模式的に示している。図８（Ａ）のように、通常画質（上述の画質の「中」）の場合、文字太りを防ぐためにエッジ画素に対応する露光スポットＳｅの面積が非エッジ画素に対応する露光スポットＳｎｅの面積よりも小さくされる。図８（Ｂ）のように、高精細（上述の画質の「高」）の場合にも、文字太りを防ぐためにエッジ画素に対応する露光スポットＳｅの面積が非エッジ画素に対応する露光スポットＳｎｅの面積よりも小さくされる。つまり、エッジ部と非エッジ部とでは単位面積当たりのトナー付着量が異なる。したがって、エッジ画素と非エッジ画素とを区別してトナー消費量を算出する必要がある。

図９はトナー付着特性の画質依存性を定性的に示している。図示のように、１画素当りの露光量が多いほど感光体上のトナー付着量は多い。そして、露光量の全範囲にわたって、画質設定が「低」の場合と比べて「中」の場合の方が、「中」の場合と比べて「高」の場合の方がより多くのトナーが付着する。すなわち、解像度が高くなって画素密度が大きくなるほど、多くのトナーが付着する。したがって、より正確にトナー消費量を算出するには、画質設定別に計算する必要がある。

図１０はトナー消費量の算出に用いられるカウントテーブルＣＴの構成を示している。カウントテーブルＣＴは、画素ごとに露光量を指し示すＹＭＣＫの各ラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋについて、階調再現方法別かつ画素値別かつエッジ属性別に画素の数をカウントするためのメモリ領域である。図示ではラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの画素値（露光階調）が０から６３までの６４段階の値とされている。ただし、これに限らず、露光階調数は６４より多くても少なくてもよい。また、ジョブの種別（コピー、プリント、ファクシミリ）に応じて一つの階調再現方法のみを用いる場合には、他の階調再現方法に係るカウント値を記憶する領域を省略することができる。

用紙に印刷される１画像分のトナー消費量（Ｑ）は、カウントテーブルＣＴに格納された複数個のカウント値（Ｎ₁〜Ｎ_x）のそれぞれに１画素分のトナー付着量（ｑ₁〜ｑ_x）を乗じて得られる積を足し合わせた総和（Ｎ₁ｑ₁＋Ｎ２ｑ２…Ｎ_x-1ｑ_x-1＋Ｎ_xｑ_x）である。１画素分のトナー付着量は、別個にカウントされる画素の種別ごとに定められる。詳しくは、１画素分のトナー付着量は、画素値別かつエッジ属性別（エッジ画素か非エッジ画素か）に応じて予め定められた基本トナー付着量に、印刷時の印字速度レベルおよび画質設定を反映させる補正係数を乗じた積である。この補正係数は、予め図７および図９に示される特性を踏まえて実験または計算により定められ、係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３のデータとしてエンジンコントローラー８０が保有している。

図１１に示される係数テーブルＴ１は、ラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの生成に際して誤差拡散法を適用する場合の補正係数を有している。図示では大半が省略されているが、合計１１５２個の補正係数が記憶されている。０から６３までの６４個の画素値ごとにエッジ画素と非エッジ画素とに分類された１２８個の画素種別のそれぞれに対して、印字速度による３通りの場合分けがなされ、その各場合がさらに画質によって３通りに場合分けされている。

図１２に示される係数テーブルＴ２は、ラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの生成に際してスクリーン処理を適用する場合の補正係数を有している。図示では大半が省略されているが、係数テーブルＴ２においても合計１１５２個の補正係数が記憶されている。

図１３に示される係数テーブルＴ３は、ラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの生成に際して２値化を適用する場合の補正係数を有している。２値化では画素値は区別されず、エッジ画素と非エッジ画素とに分類された２個の画素種別のそれぞれに対して、印字速度による３通りの場合分けがなされ、その各場合がさらに画質によって３通りに場合分けされている。係数テーブルＴ２には合計１８個の補正係数が記憶されている。

なお、係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれにおいて、多数の補正係数の中に同じ値の補正係数が含まれる場合がある。また、係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３の互いの間で、部分的に補正係数の値が共通する場合があるし共通でない場合もある。

図１４はトナー消費量を算出する処理の流れを示している。

エンジンコントローラー８０のＣＰＵ８１は、メインコントローラー６０から送られてくる画像データを取り込む（Ｓ１０）。すなわち、カラー印刷の場合はラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋを取り込み、モノクロ印刷の場合は印刷色（一般にブラック）のラスター画像を取り込む。そして、ＣＰＵ８１は、取り込んだラスター画像の各画素がエッジ画素か非エッジ画素かをエッジ属性情報ＤＥｙ，ＤＥｍ，ＤＥｃ，ＤＥｋに基づいて判別し（Ｓ１１）、エッジ画素と非エッジ画素とを区別して画素値別に画素数をカウントする（Ｓ１２）。カウントテーブルＣＴはこのとき用いられる。これらステップＳ１１，Ｓ１２を実行するとき、ＣＰＵ８１は計数部として動作する。

次に、ＣＰＵ８１は、メインコントローラー６０から通知されるジョブ種別に基づいて、
ラスター画像の生成に適用された階調再現方法を判別する（Ｓ１３）。続けて、ＣＰＵ８１は、メインコントローラー６０からの印字速度情報ＤＳを取り込んで現在の印字速度が上述した３段階の速度レベルのいずれに該当するかを判別し（Ｓ１４）、画質設定情報ＤＧに基づいて今回の印刷で設定された画質が上述した３種の画質（高、中、低）のいずれに該当するかを判別する(Ｓ１５）。ステップＳ１４の動作が速度判別部としての動作であり、ステップＳ１５の動作が画質判別部としての動作である。

ステップＳ１３〜Ｓ１５で判別した階調再現方法と速度と画質とに応じて、ＣＰＵ８１は係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３から画素値別かつエッジ属性別の画素数の各カウント値に該当する補正係数を選出する（Ｓ１６）。そして、ＣＰＵ８１は、各画素数のカウント値とそれに該当する１画素分の基本トナー付着量と選出した補正係数とを乗じ、得られた積を足し合わせて１画像分のトナー消費量を求める（Ｓ１７）。

図１５、図１６および図１７はトナー消費量の算出の変形例において用いられる係数テーブルＴ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂを示している。これら係数テーブルＴ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂは、トナー消費量の算出において画質による場合分けをしないトナー消費量の算出を行う際に用いられる。トナーの付着に対する画質設定の影響が軽微であれば、画質による場合分けを省略することができる。

図１５の係数テーブルＴ１ｂはラスター画像Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの生成に際して誤差拡散法を適用する場合の補正係数を有し、図１６の係数テーブルＴ２ｂはスクリーン処理を適用する場合の補正係数を有している。係数テーブルＴ１ｂ、Ｔ２ｂでは、０から６３までの６４個の画素値ごとにエッジ画素と非エッジ画素とに分類された１２８個の画素種別のそれぞれに対して、印字速度による３通りの場合分けがなされ、各係数テーブルＴ１ｂ、Ｔ２ｂにそれぞれ３８４個の補正係数が記憶されている。図１７の係数テーブルＴ３ｂは、２値化が適用される場合の補正係数を有している。係数テーブルＴ３ｂでは、エッジ画素と非エッジ画素とに分類された２個の画素種別のそれぞれに対して、印字速度による３通りの場合分けがなされ、合計６個の補正係数が記憶されている。

以上の実施形態によれば、印字速度に応じた補正係数を用いてより正確にトナー消費量が算出され、その算出結果に基づいてトナー補給が行われるので、現像器内のトナー濃度を安定させることができる。積算トナー消費量の誤差を小さくし、ユーザーに対する積算トナー消費量に基づいたメッセージ表示の信頼性を高めることができる。すなわち、用紙に対する面積率が標準値よりも小さい画像ばかりを印刷しているにもかかわらず、積算印刷枚数がトナーカートリッジの耐用印刷枚数を超えない時点でトナーカートリッジの交換を求める、というユーザーにとって不都合な状況の発生を防ぐことができる。

上述の実施形態では、係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂの示す補正係数を基本トナー付着量に乗じて１画素分のトナー付着量を算出するものとして説明したが、予め計算しておいたトナー付着量を係数として係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂに格納しておき、この係数を画素数のカウント値に乗じ、得られた積の総和を１画像分のトナー消費量として計算するようにしてもよい。

係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂを４色に共通に適用するものとして説明したが、４色の間でトナー付着特性に顕著な差異がある場合には、４色のそれぞれに対して係数テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂを用意してもよい。トナー付着特性の似通った色について補正係数を共通化して、残りの色について個別に補正係数を定めてもよい。

印字速度の区分の数は例示の３に限らず、２以上であればよい。画質の区分の数も例示の３に限らず、２以上であればよい。

１ 画像形成装置
Ｄ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋ ラスター画像（画像データ）
８１ ＣＰＵ（計数部、算出部）
ＤＳ 印字速度情報
ＤＧ 画質設定情報
７０ プリンターコントローラー（画像生成部）
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂ 係数テーブル

Claims (5)

1. 画像形成の動作速度の切替えが可能な画像形成装置であって、
   画像データに対応したトナー像を形成する際に、画素値別かつ前記画像データに付加された属性情報によって示されるエッジ属性の画素と非エッジ属性の画素とを区別する属性別に、前記画像データの画素の数を計数する計数部と、
   前記計数部によって計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、前記トナー像の形成における動作速度に適合する画素値別かつ属性別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する算出部と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 画質設定の状態を示す設定情報に基づいて、前記トナー像に対して設定された画質が解像度の異なる複数の画質のいずれに該当するかを判別する画質判別部をさらに備え、
   前記算出部は、前記計数部によって計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、前記トナー像の形成における動作速度に適合しかつ前記トナー像の解像度に適合する画素値別かつ属性別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 複数の階調再現方法のいずれかを画像全体に対して一律にまたは画像内の領域ごとに適用して前記画像データを生成する画像生成部をさらに備え、
   前記計数部は、画素値別かつ属性別かつ適用された階調再現方法別に前記画像データの画素の数を計数し、
   前記算出部は、前記計数部によって計数された画素値別かつ属性別かつ階調再現方法別の画素の数と、前記トナー像の形成における動作速度に適合しかつ前記トナー像の解像度に適合する画素値別かつ属性別かつ階調再現方法別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別かつ階調再現方法別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 画像形成の動作速度の切替えが可能な電子写真式の画像形成装置におけるトナー消費量の算出方法であって、
   画像データに対応したトナー像を形成する際に、画素値別かつ前記画像データに付加された属性情報によって示されるエッジ属性の画素と非エッジ属性の画素とを区別する属性別に、前記画像データの画素の数を計数し、
   前記トナー像の形成における動作速度を判別し、
   計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、判別された動作速度に適合する画素値別かつ属性別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する
   ことを特徴とするトナー消費量の算出方法。
5. 画像形成の動作速度の切替えが可能な電子写真式の画像形成装置におけるトナー消費量を算出するコンピューターによって実行されるコンピュータープログラムであって、
   前記画像形成装置が画像データに対応したトナー像を形成するのに呼応して、画素値別かつ前記画像データに付加された属性情報によって示されるエッジ属性の画素と非エッジ属性の画素とを区別する属性別に、前記画像データの画素の数を計数する計数処理と、
   前記計数処理によって計数された画素値別かつ属性別の画素の数と、前記画像形成装置が前記トナー像を形成する動作の速度に適合する画素値別かつ属性別に定められた係数とに基づいて、画素値別かつ属性別のトナー消費量を算出し、得られたトナー消費量の総和を前記トナー像の形成におけるトナー消費量として計算する算出処理とを、前記コンピューターに実行させる
   ことを特徴とするコンピュータープログラム。
   

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