JP5135395B2 - 画像形成装置、トナー使用量算出方法及びトナー使用量算出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、トナーを使用して画像形成処理を行う電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー使用量を算出し、トナー使用量にもとづき課金量を算出することが可能な画像形成装置並びにトナー使用量算出方法及びトナー使用量算出プログラムに関する。

プリンター、複写機、ファクシミリ装置、複合機など、トナーを使用して画像や文字の印刷を行う電子写真方式の画像形成装置においては、ページ単位で課金を行うページ課金方式が多く採用されている。
ページ課金方式は、ページごとにカラーかモノクロかを判別し、それぞれに異なる課金量で課金する方式である。通常、カラーページの課金量は、モノクロページの課金量よりも高めに設定されている。
ところが、１ページの中で、カラー印字される範囲が極めて少なく、これ以外の範囲がモノクロ印字される場合であっても、カラー課金が適用されていた。このため、ユーザーからの不満や不信が大きく、改善すべき課題となっていた。
そこで、トナーを使用した分だけ料金を請求する従量課金方式が提案されている。
従量課金方式では、トナーの使用量を精度よく算出することが要求される。
このため、例えば、ドットカウント数とトナー付着量との乗算値によってトナー使用量を求めるドットカウント方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ドットカウント方式は、画像形成処理の過程において印字ピクセルに相当するレーザーの発光時間や発光回数をドットとして計数し、この計数値に１ドット当たりのトナー使用量を乗ずることにより各色のトナー使用量を算出する方式である。
電子写真方式の画像形成装置の場合、ドットの連続性に依存してドット数とトナー付着量の関係は非線形になる。このため、ドットカウント方式においては、まず、印字ドット列をドットの連続状態に応じて複数のパターンに分類し、パターンごとにドットの発生回数を計数する。そして、これらの計数値ごとに所定の係数を乗ずる補正を行うことで、精度良くトナー使用量を求めるようにしている。

一方、近年は、課金量を抑制する傾向があり、画質を維持しつつトナー使用量を削減する技術が求められている。
このため、例えば、所定のヒストグラムにもとづいて高濃度領域と低濃度領域に含まれるピクセル数を比較し、さらに、そのピクセル数にもとづき算出されるインク消費量の比較結果に応じて濃度反転を行うことによりインク消費量を削減する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、注目画素や周辺画素の濃度に応じて生成したコードデータにもとづいてレーザーダイオードの発光データを調整することにより、印字濃度を抑え、トナー消費量を削減する画像形成装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開２００２−１７４９２９号公報 特開２００４−１４６９１４号公報 特開２００２−１２７５０１号公報

しかしながら、前述したような従来のトナー使用量の算出方法では、対象画像のピクセル（ドット、ピクセルを含む）をすべて抽出し、抽出した全ピクセルのそれぞれのトナー使用量を累積する方法が一般的である。このため、ピクセル数が多い画像のトナー使用量を算出する際には、極めて多くの時間を要することとなっていた。
また、トナー消費量の削減や濃度の抑制によりトナー消費量を高速に算出することは可能だが、画質に少なからず影響を及ぼすため好ましくなかった。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものである。すなわち、本発明は、印刷画質を低下させることなく、かつ、遅滞なくトナー使用量を算出することが可能な画像形成装置、トナー使用量算出方法及びトナー使用量算出プログラムを提供する。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するビット深さ設定部と、前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するビット深さ変換画像生成部と、前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するトナー使用量算出部とを備えた構成としてある。

また、本発明のトナー使用量算出方法は、対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するステップと、前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するステップと、前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するステップと、を有する方法としてある。

また、本発明のトナー使用量算出プログラムは、トナーを使用して画像の印刷を行うコンピューターを、対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するビット深さ設定部、前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するビット深さ変換画像生成部、及び、前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するトナー使用量算出部、として機能させる構成としてある。

本発明の画像形成装置、トナー使用量算出方法及びトナー使用量算出プログラムによれば、印刷画像と同一の画像であって、その階調数を減らした画像を用いてトナー使用量を算出するようにしたので、印刷画質を保持しつつ迅速にトナー使用量及び課金量を算出することができる。

本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る画像形成装置のトナー使用量予測部の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の重量計算パラメータ記憶部の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の課金演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の課金計算パラメータ記憶部の構成を示すブロック図である。 本発明の第二実施形態に係る画像形成装置のトナー使用量予測部（基本演算部）の構成を示すブロック図である。 本発明の第三実施形態に係る画像形成装置のトナー使用量予測部のビット深さ調整部と基本演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の基本演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の課金演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の第五実施形態に係る画像形成装置の基本演算部とドラフトモード処理部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、画像形成装置１は、画像データを受信する受信部３と、画像データをラスタライズ化する画像処理部４と、ラスタライズされた画像データにもとづき色変換等の画像処理を行う画像形成部５と、印刷処理を行うエンジン部６と、ユーザーが操作を行う操作部７と、コンピューターからなる制御部２と、を備える。

受信部３は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介し、図示しないクライアントＰＣ（パーソナルコンピューター）等から送信されてきた文書または画像のデータ（以下、画像データという。）を受信し、画像処理部４に受け渡すネットワークインターフェースである。
画像処理部４は、画像データにラスタライズ処理を施し、その分解能に応じたピクセルに分解するラスタライザーである。また、画像処理部４は、ラスタライズ処理を施した画像を画像形成部５に出力するとともに、制御部２の演算部２１（後述）に出力する。
このように、対象画像の画像データを、印刷用の画像を形成する画像形成部５と、トナー使用量を算出する演算部２１とに出力することにより、印刷処理とトナー使用量算出処理を独立して実施できるようにしている。すなわち、トナー使用量算出に用いる画像データに何らかの加工を施したとしても、印刷画像の出力画質にはその加工による影響が及ばないようにしている。

画像形成部５は、ラスタライズ化された画像の色値（ＲＧＢ）を第一色変換テーブルを介して出力可能な色値（ＣＭＹＫ）に変換する画像処理プロセッサーである。画像形成部５は、ラスタライズ化された画像をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各チャンネルに分版し、必要に応じてガンマ補正処理、スクリーン処理を施して、エンジン部６に出力する。
エンジン部６は、画像形成部５から出力された画像データにもとづいてトナー像を感光体ドラム上に形成し、トナー像を一旦、転写ベルトに転写する。次いで、エンジン部６は、転写ベルト上のトナー像を用紙に転写し、定着ローラによりトナー像を用紙に定着させることによって印刷処理を行う（感光体ドラム、転写ベルト及び定着ローラは非図示）。

操作部７は、タッチパネルとカラーＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とを組み合わせたタッチパネルユニット等から構成される。操作部７は、種々の操作画面を表示するとともに、ユーザーのタッチ操作に応じた操作指令を入力するための操作キーを表示する。

制御部２は、ＣＰＵ、制御プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ワークメモリとして機能するＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートなどのマイクロコンピューターで構成される。制御部２は、記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１を構成する各部を制御する。
また、制御部２は、制御プログラムを実行することにより演算部２１として機能する。演算部２１は、トナー使用量の算出や算出したトナー使用量にもとづいて課金量の計算を行う。
演算部２１は、図２に示すように、重量計算パラメータ記憶部２４に記憶された重量計算パラメータにもとづいてトナー使用量の予測を行うトナー使用量予測部２２と、課金計算パラメータ記憶部２５に記憶された課金計算パラメータにもとづいて料金の計算を行う課金演算部２３とを備える。重量計算パラメータ及び課金計算パラメータについては後述する。

図３は、本発明の第一実施形態のトナー使用量予測部の詳細な構成を示したブロック図である。
図３に示すように、トナー使用量予測部２２は、ビット深さ調整部２２１と、基本演算部２２２とを備える。
ビット深さ調整部２２１は、ビット深さ設定部２２１１と、ビット深さ変換画像生成部２２１２とを備える。
ビット深さ設定部２２１１は、対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定する。ビット深さは、階調数を表すものであり、例えば、５ビットは３２階調、６ビットは６４階調、７ビットは１２８階調に対応する。ビット深さは、ユーザーの入力操作により設定し又は変更することができる。

ビット深さ変換画像生成部２２１２は、ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換部２２２１の前段に配置され、対象画像を、設定されたビット深さの階調数の画像に変換することで、トナー使用量の算出に用いるビット深さ変換画像（ＲＧＢ）を生成する。
例えば、ビット深さ変換画像生成部２２１２は、対象画像の階調値（色値）の全域をビット深さに応じた数の閾値に区切り、閾値ごとに所定の色値に集約することで、少ない階調数の画像を形成する。
例えば、２５６階調の対象画像を２ビットの深さ（４階調）の画像に変換する場合、階調値０〜６３を第一閾値、階調値６４〜１２７を第二閾値、階調値１２８〜１９１を第三閾値、階調値１９２〜２５５を第四閾値と設定する。この場合、ビット深さ変換画像生成部２２１２は、第一閾値に含まれる色値をすべて０に置換し、第二閾値に含まれる色値をすべて８６に置換し、第三閾値に含まれる色値をすべて１７０に置換し、第四閾値に含まれる色値をすべて２５５に置換する。これにより、２５６階調の画像が４階調の画像（ビット深さ変換画像）に変換されることとなる。
なお、ビット深さ変換画像生成部２２１２は、生成したビット深さ変換画像を基本演算部２２２に出力する。

基本演算部２２２は、図３に示すように、ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換部２２２１と、第一色変換テーブル２２２２と、ＣＭＹＫ分版部２２２３と、転写トナー量換算部２２２４と、紙上トナー量算出部２２２５と、ヒストグラム生成部２２２６とを備える。
ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換部２２２１（色変換部）は、ビット深さ調整部２２１から入力したビット深さ変換画像の色変換処理を行う。具体的には、ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換部２２２１は、ＲＧＢ値とＣＭＹＫ値との対応付けが等間隔又は不等間隔に格子状に構成されている第一色変換テーブル２２２２を参照することによって、ビット深さ変換画像（ＲＧＢ）を出力形式の画像（ＣＭＹＫ）に変換する。
なお、必要な対応付け情報が第一色変換テーブル２２２２に存在しない場合、テーブル上に存在する対応付け情報を用いた演算処理を行う。例えば、各対応付け情報を格子点とみなし、必要な色値に近接するいくつかの格子点を用いた補間計算（八面体補間や四面体補間など）によりその色値を求めることができる。

ＣＭＹＫ分版部２２２３（分版処理部）は、ビット深さ変換画像の各ピクセルを、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各チャンネルに分版することによりＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋごとの版画像を取得する。
これにより、印刷に用いるトナーの色別にビット深さ変換画像の版画像を取得することができる。

ヒストグラム生成部２２２６は、ＣＭＹＫ分版部２２２３により分版された各チャネル（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の版画像にもとづき、色値とピクセル頻度との関係を示すヒストグラムをチャネルごとに生成する。
ヒストグラムは、例えば、色値を横軸にとり、ピクセル頻度を縦軸にとることで、色値とピクセル頻度との対応関係を版画像ごとに示すことができる。
ここで、ヒストグラム生成部２２２６は、実際の印刷に用いる画像の階調数よりも少ない階調数のビット深さ変換画像（ＲＧＢ）を色変換処理し、その分版画像を用いてヒストグラムを生成する。
例えば、対象画像の元の階調数が２５６階調である場合において、ビット深さが５ビット（３２階調）のビット深さ変換画像が生成されれば、ヒストグラム生成部２２２６は、０〜２５５の階調値のうち間欠的に示される３２個の階調値に対応したピクセル頻度を示すヒストグラムを生成する。
つまり、階調数の少ないビット深さ変換画像を用いることにより、ヒストグラム生成に要する時間を短縮することができる。

転写トナー量換算部２２２４（トナー使用量算出部）は、ヒストグラムと色値対重量テーブル２４１とを用いてトナー使用量を求める（図３、４のＡ参照）。
すなわち、色値対重量テーブル２４１は、色値と単位面積当たりの転写トナー重量とを対応づけた情報群である。また、前述のヒストグラムは、色値とピクセル数とを対応付けた情報群である。従って、転写トナー換算部２２３４は、色値対重量テーブル２４１を生成する上で基準となる単位面積と、ヒストグラム生成に用いる単位ピクセルの面積を整合する面積補正処理を施す。これは、色値対重量テーブル２４１を生成する際、サンプル画像の転写トナー重量をサンプル画像の面積で割ることで単位面積当たりの転写トナー重量を求めた場合であっても、ピクセル分解能（例えば、３００ｄｐｉである場合や６００ｄｐｉである場合。）は変動するためである。ピクセル分解能の異なる画像の１ピクセル当たりの面積は異なる。このため、転写トナー換算部２２３４は、ピクセル分解能に合わせて１ピクセル面積相当のトナー付着重量に換算した後、転写トナー重量の算出を行う。その上で、転写トナー換算部２２３４は、同じ色値に対応する単位面積当たりの転写トナー重量と、ピクセル頻度に対応する面積の積をとり、色値ごとの転写トナー重量を求める。転写トナー換算部２２３４は、全ての色値に対応する転写トナー重量の総和に基づいて、対象画像を印刷する際のトナー使用量を求めることができる。
前述したように、ビット深さ変換画像の階調数は少ないため、実際の印刷に用いる画像のヒストグラムに比べヒストグラムの構成が簡素化されて、トナー使用量の算出対象が減るため、迅速にトナー使用量を算出することができる。
例えば、２５６階調から３２階調になる場合、積算対象は１／８に減るため、その分、トナー使用量の算出を高速化することができる。

なお、トナー使用量算出の際において、ヒストグラム又は色値対重量テーブル２４１のいずれかに対応する色値が存在しない場合、内挿補間により対応する色値又はこれに相当する色値を求めた上で、その積算を行う。

紙上トナー量算出部２２２５は、転写トナー量換算部２２２４によって求められた転写トナー重量に、重量計算パラメータ部２４に記憶されている転写効率２４２を乗ずる（図３，４のＢ参照）。
この結果、対象画像を印刷した場合に、紙上の印刷画像への使用が見込まれるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーの重量（トナー使用量）を求めることができる。

なお、色値対重量テーブル２４１は、トナー重量の実測値にもとづいて生成することができる。例えば、所定の色値間隔にもとづく既知の色値をいくつか選択する。選択された各色値からなるサンプル画像（例えば、方形や円など面積を求めやすい形状からなる画像）を出力（描画）して、転写ベルト上の付着トナーの重量を計測して転写トナー重量とする。
付着トナーの重量は、実際に付着トナーを採取して秤で計測することができる。
また、印刷前の（トナーがまだ付着されてない）紙重量を予め求めておき、上記サンプル画像を印刷した後の紙重量を計測して、これらの重量差を転写トナー重量として求めることができる。この場合、トナー仕様量を求めるために、原画像の転写トナー重量に転写効率２４２を乗ずる処理を行う必要はなくなる。

計測した転写トナーの重量は、サンプル画像の面積で除算することにより、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのそれぞれにおいて、色値ごとに単位面積当たりの転写トナー重量を求めることができる。そして、求めた単位面積当たりのトナー重量と該当する色値とを対応付けることによって色値対重量テーブル２４１を生成することができる。
なお、計測値以外の色値（例えば中間値）をテーブル構成に加える場合は、内挿補間等により算出して加えることができる。また、テーブル生成の際に、各処理工程における転写効率などをトナー付着量の補正係数として求めておき、後工程でこの補正係数を用いて補正するようにしてもよい。

ところで、本実施形態のように、ビット深さを浅く設定したビット深さ変換画像をトナー使用量の算出に用いる場合、色値対重量テーブル２４１における対応付け情報も削減することができる。
例えば、対象画像が２５６階調の場合、本来２５６階調の１階調値ごとにトナー重量との対応付け情報が必要なところ、５ビットのビット深さのビット深さ変換画像をトナー使用量の演算に用いる場合、３２階調分の対応付け情報で足りる。
つまり、ビット深さが浅く階調数が少ないビット深さ変換画像をトナー使用量の算出に用いることによって、色値対重量テーブル２４１の生成負荷を軽減し、この結果、トナー使用量の算出負荷を軽減することができる。
なお、ビット深さを下げることにより、トナー使用量の精度が低下することが考えられるが、ビット深さの程度や用途によっては問題とならない。例えば、トナー使用量にもとづく課金量の従量計算においては、実用に影響を及ぼす程の誤差は生じない。

また、本実施形態の画像形成装置１は、図４に示すように、キャリブレーション処理部２４３を備える。
キャリブレーションは、一定の色値を入力した場合の画像出力時の濃度（又は明度）が、環境変化や経時変化等の影響をうけても一定となるように、入出力特性の補正（ガンマ補正）を行う処理である。具体的には、入出力特性が一定の特性（例えば、規定のカーブ形状）が得られるように印字ドットを増減するものである。
つまり、色値が不変である限り、その色値に相当する濃度も不変であり、色値に相当するトナー重量もほぼ同じ値に保たれる。このため、キャリブレーションが有効に機能している場合、色値対重量テーブル２４１における色値と単位面積当たりのトナー重量との関係も一定に保たれる。
したがって、本実施形態の画像形成装置１は、従来のドットカウント方式とは異なり、キャリブレーション処理（濃度補正）に伴う印字ドットの増減による影響を受けず、いつでもトナー使用量を算出することができる。

つぎに、本実施形態に係る課金処理について図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第一実施形態に係る課金演算部の構成を示すブロック図である。また、図６は、本発明の第一実施形態に係る課金計算パラメータ記憶部の構成を示すブロック図である。
図５に示すように、課金演算部２３は課金算出部２３１を備える。また、図６に示すように、課金計算パラメータ記憶部２５は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーの単位重量当たりの料金が対応付けてある重量対課金テーブル２５１を記憶する。
課金算出部２３１は、重量対課金テーブル２５１に格納されてあるトナー単位重量当たりの料金と、対応する色のトナー使用量とを乗算し、積算することで対象画像の課金量を計算する（図３，５のＣ参照）。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、実際の印刷に用いる画像データと同一の対象画像に対して、ビット深さを浅くして階調数を減らしたビット深さ変換画像を生成し、このビット深さ変換画像にもとづいて算出されるトナー使用量を、対象画像を印刷する際に使用されるトナー量として算出するようにしている。
具体的には、ビット深さを下げることで階調数が少なくなった画像についてのヒストグラムと、色値とトナー重量とを対応づけたテーブルに基づいて、対象画像を印刷する際に使用されるトナー量を算出するようにしている。
このため、印刷画像の画質を落とさず、かつ、印刷時のトナー使用量を迅速に求めることができる。

また、ヒストグラムを保持しておくことにより、トナー使用量を再び計算する場合や、他の用途で利用する場合であっても、即座にこれを利用したりすることができる。
これにより、対象画像を構成する色値の種類を減らすことができるため、対応する色値対重量テーブルを簡易に構成することができ、結果、トナー使用量を迅速に算出することができる。
さらに、本実施形態においては、ビット深さを下げる処理を色変換処理の前工程の早い段階で行うようにしており、色変換処理の後工程で行う場合に比べ、色変換処理やヒストグラム生成処理などの処理負荷を軽減することができる。
また、ビット深さを下げる処理を色変換処理の前工程で行うため、処理対象のチャネル数（Ｒ，Ｇ，Ｂの３チャンネル）が、色変換処理の後のチャネル数（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４チャンネル）に比べて少なく、さらに色変換処理やヒストグラム生成処理などの処理負荷を軽減することができる。

また、ドットカウント方式のように単位ドット当たりのトナー重量にもとづいてトナー使用量を算出する方式ではないため、印字ドット数の増減により必要な調整を行うガンマ補正処理やスクリーン処理の前工程においてもトナー使用量を算出することができる。
このため、ガンマ補正処理やスクリーン処理の前後に拘わらず迅速にトナー使用量を求めることができ、ドットカウント方式のように処理速度を向上させるためのハードウェアの増強等を施す必要がなく、コスト性に優れた画像形成装置１を実現することができる。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、簡易な構成で、迅速かつ正確にトナー使用量を算出することができる。
また、このようにして求めたトナー使用量に応じて課金量を算出するため、適正な課金量を迅速に提示することができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照しながら説明する。
図７は、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置のトナー使用量予測部（基本演算部）の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、本実施形態に係るトナー使用量予測部２２は、基本演算部２２２のみにより構成される点、及び、基本演算部２２２にビット深さ変換画像生成部２２１２を備える点において第一実施形態と異なる。
すなわち、第一実施形態では、色変換処理前の対象画像（ＲＧＢ）に対してビット深さを浅くしたビット深さ変換画像を用いてトナー使用量を算出したが、本実施形態では、色変換処理後の対象画像（ＣＭＹＫ）に対してビット深さを浅くしたビット深さ変換画像を用いてトナー使用量を算出することを特徴とする。他の構成は第一実施形態と同様である。このため、同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態に係るビット深さ変換画像生成部２２１２は、画像処理部４においてラスタライズ化された対象画像（ＲＧＢ）について色変換処理及び分版処理を介して得たシアン，マゼンタ、イエロー，ブラックの各版画像を、元の階調数より少ない階調数の階調数のビット深さ変換画像に変換する。

ヒストグラム生成部２２２６は、ＣＭＹＫ分版部２２２３により分版されたビット深さ変換画像の各チャネル（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の版画像にもとづき、色値とピクセル頻度との関係を示すヒストグラムをチャネルごとに生成する。
このため、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの版画像の階調数を少なくしたビット深さ変換画像を用いることにより、ヒストグラム生成に要する時間を短縮することができる。

転写トナー量換算部２２２４は、ヒストグラムと色値対重量テーブル２４１とを用いてトナー使用量を求める。
すなわち、色値対重量テーブル２４１は、色値と単位面積当たりの転写トナー重量とを対応づけた情報群である。また、上記ヒストグラムは、色値とピクセル数とを対応付けた情報群である。従って、転写トナー量換算部２２２４は、色値対重量テーブル２４１を生成する上で基準となる単位面積と、ヒストグラム生成に用いる単位ピクセルの面積を整合する面積補正処理を施す。これは、色値対重量テーブル２４１を生成する際、サンプル画像の転写トナー重量をサンプル画像の面積で割ることで単位面積当たりの転写トナー重量を求めた場合であっても、ピクセル分解能（例えば、３００ｄｐｉである場合や６００ｄｐｉである場合。）は変動するためである。ピクセル分解能の異なる画像の１ピクセル当たりの面積は異なる。このため、転写トナー量換算部２２２４は、ピクセル分解能に合わせて１ピクセル面積相当のトナー付着重量に換算した後、転写トナー重量の算出を行う。その上で、転写トナー量換算部２２２４は、同じ色値に対応する単位面積当たりの転写トナー重量と、ピクセル頻度に対応する面積の積をとり、色値ごとの転写トナー重量を求める。転写トナー量換算部２２２４は、全ての色値に対応する転写トナー重量の総和に基づいて、対象画像を印刷する際のトナー使用量を算出することができる。
特に、前述したように、ビット深さ変換画像の階調数は少ないため、実際の印刷に用いる画像のヒストグラムに比べ、ヒストグラムの構成が簡素化されて、トナー使用量の算出対象が減るため、迅速にトナー使用量を算出することができる。

紙上トナー量算出部２２２５は、転写トナー量換算部２２２４によって求められたトナー重量に、重量計算パラメータ部２４に記憶されている転写効率２４２を乗ずる。
この結果、対象画像を紙上に印刷した場合に使用されると見込まれるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーについての重量を求めることができる。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、前述した各実施形態と同様、ビット深さを浅くして階調数を少なくしたビット深さ変換画像を生成し、このビット深さ変換画像にもとづいて算出されるトナー使用量を、対象画像を印刷する際に使用されるトナー量として算出することができる。
具体的には、ビット深さを下げることで階調数が少なくなった画像のヒストグラムと色値とトナー重量とを対応づけたテーブルを利用することによって、対象画像を印刷する際に使用されるトナー量を算出するようにしている。
このため、本実施形態によれば、対象画像の印刷時のトナー使用量を迅速に求めることができる。

特に、本実施形態においては、ＣＭＹＫ値に色変換した後の分版画像に対し、ビット深さを下げ、この処理により生成されたビット深さ変換画像にもとづいてトナー使用量を算出するようにしている。
このため、ビット深さを下げた後に色変換処理、分版処理、ヒストグラム生成処理等の画像処理を行う場合よりも画像処理の過程において誤差が混入しづらく、高い精度でトナー使用量を算出することができる。
また、このようにして求めたトナー使用量に応じて課金量を算出するため、適正な課金量を迅速に提示することができる。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照しながら説明する。
図８は、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置のトナー使用量予測部のビット深さ調整部と基本演算部の構成の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るトナー使用量予測部２２は、図８に示すように、ヒストグラム生成部を有していない点において前述の各実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態においては、ヒストグラムを用いずにトナー使用量を算出するようにしている。他の構成は第一実施形態と同様である。このため、同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態に係る基本演算部２２２の転写トナー量換算部２２２４は、重量計算パラメータとして、重量計算パラメータ記憶部２４に記憶されている色値対重量テーブル２４１にもとづき、対象画像の印刷に使用されるトナー重量を算出する。
具体的には、転写トナー量換算部２２２４は、ビット深さ変換画像の各版画像において各画素に付された色値を順次読み取り、読み取った各色値に対応するトナー重量を色値対重量テーブル２４１から抽出し、抽出した各重量を累積することによって対象画像を印刷する際に必要なトナー重量を求める。
なお、対象画像から読み取った色値が、色値対重量テーブル２４１の対応付けに存在しない場合は、内挿補間等による演算処理にもとづいて算出する。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、ヒストグラムを用いずにトナー使用量を算出することができる。
このため、ヒストグラムを生成する手間が不要となり、より迅速にトナー使用量を求めることができる。
また、このようにして求めたトナー使用量に応じて課金量を算出するため、適正な課金量を迅速に提示することができる。

＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について図面を参照しながら説明する。
図９は、本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の基本演算部の構成を示したブロック図である。
図１０は、本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の課金演算部の構成を示したブロック図である。

本実施形態に係る基本演算部２２２は、図９に示すように、第二色変換テーブル選択部２２２７と第二色変換テーブル格納部２２２８とを備える点において前述の各実施形態と異なる。
また、本実施形態に係る課金演算部２３は、図１０に示すように、トナー消費量設定部２３２を備える点において前述の各実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態の画像形成装置１は、通常濃度よりも淡い色の出力濃度で印刷を行う、いわゆるドラフトモードを実行する場合のトナー使用量や課金量の計算を行うものである。他の構成は前述の各実施形態と同様である。このため、同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

基本演算部２２２における第二色変換テーブル選択部２２２７は、第二色変換テーブル格納部２２２８に格納される濃度設定率が異なる複数の色変換テーブル（以下、第二色変換テーブルという。）の中から一の第二色変換テーブルを選択する。
このため、ユーザーは、第一色変換テーブル２２２２を任意の第二色変換テーブルに変更することができ、また、一旦選択した第二色変換テーブルを他の第二色変換テーブルに変更することも可能である。

また、本実施形態の第二色変換テーブル選択部２２２７は、後述するトナー消費量設定部２３２からの要求に応じた第二色変換テーブルを選択する動作を行う。
具体的には、図１０に示すように、課金演算部２３が、課金算出部２３１とトナー消費量設定部２３２とを備える。この場合において、課金算出部２３１が算出した対象画像の印刷時の課金量をユーザーが承諾しない場合、トナー消費量設定部２３２は、現在設定されている第一色変換テーブル２２２２又は第二色変換テーブルの濃度設定率とは異なる（現在より淡い色となる）濃度設定率を設定し、これを第二色変換テーブル選択部２２２７に対し通知する（図１０のＤ参照）。
濃度設定率の通知を受けた第二色変換テーブル選択部２２２７は、その濃度設定率に応じた第二色変換テーブルを第二色変換テーブル格納部２２２８から取り出して変更する（図９のＤ参照）。
そして、基本演算部２２２は、変更後の新たな第二色変換テーブルを介して色変換された画像の各色値にもとづいてトナー使用量を算出する。
なお、課金算出部２３１が算出した対象画像の印刷時の課金量をユーザーが承諾した場合、その課金量が出力され、例えば、記憶媒体に記憶され、記録媒体に記録され、又は、表示部により表示される。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、ドラフトモードでのカラー印刷を行う際のトナー使用量及び課金量を、ビット深さを浅くしたビット深さ変換画像を用いて算出するようにしている。
このため、ドラフトモード印刷時においても前述の各実施形態と同様の作用・効果を奏するとともに、ドラフトモード印刷を行うことによってさらに迅速にトナー使用量及び課金量を求めることができる。

＜第五実施形態＞
次に、本発明の第五実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１１は、本発明の第五実施形態に係る画像形成装置の基本演算部とドラフトモード処理部を示したブロック図である。

本実施形態に係る基本演算部２２２は、図１１に示すように、ドラフトモード処理部２２３を基本演算部２２２の前段に備える点において前述の各実施形態とは異なる。
すなわち、本実施形態の画像形成装置１は、ドラフトモードでのカラー印刷時のトナー使用量や課金量をビット深さ変換画像を用いて求める点においては、第四施形態と同じであるが、ドラフトモードにおける淡色化に伴う処理を色変換処理の前工程において行う点において異なる。また、第二色変換テーブルを用いず、第一色変換テーブル２２２２を介して色変換処理を行う点において第四実施形態と異なる。他の構成は第四実施形態と同様である。このため、同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

ドラフトモード処理部２２３は、ドット深さ調整部２２１から出力されたビット深さが浅いドット深さ変換画像に対して必要な処理を施すものであり、第一色変換テーブル２２２２を介し通常の印刷濃度より淡い色の出力色値（ＣＭＹＫ）を得ることができるよう入力色値（ＲＧＢ）を加工する。
具体的には、対象画像を構成する各ピクセルのＲＧＢ値について、次式（１）の演算処理を行う。
（ｒ’，ｇ’，ｂ’）＝（255,255,255）−｛（255,255,255）−ρ（ｒ，ｇ，ｂ）｝
・・・・・（１）
（但し、（ｒ，ｇ，ｂ）を加工前のＲＧＢ値、（ｒ’，ｇ’，ｂ’）を加工後のＲＧＢ値、階調数を２５６階調、濃度設定率ρ（０≦ρ≦１）とする。）

ドラフトモード処理部２２３は、その加工処理によって取得した色値（ｒ’，ｇ’，ｂ’）を基本演算部２２２に出力する。そして、基本演算部２２２において、通常の色変換テーブル２２２２を用いて色変換処理が行われる。その結果、ドラフトモード印刷時に必要なトナー使用量が算出される。また、課金演算部２３が、算出されたトナー使用量にもとづいてドラフトモード印刷時における課金量を算出する。

なお、第四実施形態と同様、課金算出部２３１より算出した課金量をユーザーが承諾しない場合、トナー消費量設定部２３２は、現在設定されている濃度設定率よりも淡い出力の濃度設定率を設定し、これをドラフトモード処理部２２４に通知する（図１０のＤ参照）。
濃度設定率の通知を受けたドラフトモード処理部２２４は、その濃度設定率を用いた前述の式（１）にもとづいて画像加工処理を行う（図１１のＤ参照）。
そして、基本演算部２２２は、加工された画像の各色値にもとづいてトナー使用量を算出する。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、ドラフトモード印刷時のトナー使用量及び課金量を、ビット深さを浅くした少ない階調数のビット深さ変換画像を用いて求めるようにしている。
また、本実施形態では、第二色変換テーブルを用いることなく、第一色変換テーブル２２２２を介して実行されるドラフトモード印刷時のトナー使用量及び課金量を算出するようにしている。
このため、ドラフトモード印刷時に関し、第四実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

また、本実施形態では、ドラフトモード印刷における淡色化処理を、色変換処理の前工程で行い、通常の色変換テーブル２２２２にもとづく色変換処理を経て取得した画像にもとづいてトナー使用量及び課金量を算出するようにしている。
このため、処理対象のチャネル数（Ｒ，Ｇ，Ｂの３チャンネル）が、色変換処理の後のチャネル数（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４チャンネル）に比べて少なく、色変換処理や、ヒストグラム生成処理などの処理負荷を軽減することができ、この結果、迅速にトナー使用量を求めることができる。

また、複数の第二色変換テーブルの中から選択してドラフトモード印刷を行う場合に比べ、濃度設定率を細かく設定でき、保有容量の制限もないため自由度が大きい。
さらに、ドラフトモード印刷を行う際、装置依存するインクの種類又は出力形式（ＣＭＹＫ値）へ変換する際の影響が、色変換後にドラフトモード処理を行う場合に比べて少ない。
このため、本実施形態によれば、出力特性に影響を与えることなくドラフトモード印刷を実施することができ、また、その際のトナー使用量及び課金量を正確かつ迅速に算出することができる。

以上、本発明の画像形成装置１について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明にかかる画像形成装置１は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、各実施形態においては、色値対重量テーブル２４１を用いてトナー使用量を求めることとしたが、色値とトナー重量との対応付けに相当する数式やシミュレータにもとづいてトナー重量を算出することもできる。
また、ヒストグラム生成部を構成に有しない第三実施形態と、ドラフトモード印刷に係る第四実施形態や第五実施形態を組み合わせた構成としてもよい。
また、上記各実施形態においては、プリンターを例にあげて説明したが、複写機もしくは複写機能及び印刷機能を有する複合機など画像形成装置全般に広く適用することができる。

本発明は、トナーを用いて印刷を行う電子写真方式の画像形成装置に好適に用いることができる。

１ 画像形成装置
２１ 演算部
２２ トナー使用量予測部
２２１ ビット深さ調整部
２２１１ ビット深さ設定部
２２１２ ビット深さ変換画像生成部
２２２ 基本演算部
２３ 課金演算部
２３１ 課金算出部
２３２ トナー消費量設定部
２４ 重量計算パラメータ記憶部
２４１ 色値対重量テーブル
２５ 課金計算パラメータ記憶部
２５１ 重量対課金テーブル

Claims (9)

1. 対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するビット深さ設定部と、
   前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するビット深さ変換画像生成部と、
   前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するトナー使用量算出部と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー使用量算出部は、
   前記ビット深さ変換画像の色値及び任意の色値と単位面積当たりに使用されるトナー量との対応付け情報にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ビット深さ変換画像を、入力色値と出力色値とを対応付けた第一色変換テーブルを介して色変換する色変換部と、
   前記色変換後の画像を所定の色に分けて一又は二以上の版画像を形成する分版処理部と、
   前記版画像ごとに色値とピクセル数とを対応づけたヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、を備え、
   前記トナー使用量算出部は、
   前記ヒストグラム及び前記対応付け情報にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出する
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 入力色値に対応する出力色値を、前記第一色変換テーブルにおける出力色値の濃度未満の値とした第二色変換テーブルを格納する第二色変換テーブル格納部を備え、
   前記色変換部は、前記ビット深さ変換画像を、前記第二色変換テーブルを介して色変換する
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記第二色変換テーブル格納部は、
   入力色値に対応する出力色値が、前記第一色変換テーブルにおける出力色値の濃度未満であり、かつ、各々異なる濃度が設定された複数の第二色変換テーブルを格納し、
   前記色変換部は、前記ビット深さ変換画像を、選択された一の第二色変換テーブルを介して色変換する
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 入力色値に対応する出力色値が、前記第一色変換テーブルにおける出力色値の濃度未満の値となるように、前記ビット深さ変換画像の色値を変更するドラフトモード処理部を備える請求項３〜５のいずれか一項記載の画像形成装置。
7. 前記対象画像を印刷する際に使用されるトナー使用量及びトナー単位量当たりの設定料金にもとづき対象画像の印刷料金を算出する課金部を備える請求項１〜６のいずれか一項記載の画像形成装置。
8. 対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するステップと、
   前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するステップと、
   前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するステップと、を有する
   ことを特徴とするトナー使用量算出方法。
9. 画像の印刷を行うコンピューターを、
   対象画像の階調数より少ない階調数をビット深さとして設定するビット深さ設定部、
   前記対象画像を前記ビット深さに対応する階調数からなるビット深さ変換画像に変換するビット深さ変換画像生成部、及び
   前記ビット深さ変換画像にもとづき、前記対象画像の印刷に使用されるトナー使用量を算出するトナー使用量算出部、として機能させる
   ことを特徴とするトナー使用量算出プログラム。

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