JP5256148B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファクシミリ装置などの画像形成装置においては、画像データに応じてトナー現像し、そのトナー画像を用紙に転写して定着させる。トナー現像は、像担持体である感光体にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させることで行われる。

ある画像形成装置では、感光体上に静電潜像として形成される画素のドット数をカウントし、そのドット数からトナー消費量が特定される（例えば特許文献１参照）。

また、ある画像形成装置では、ルックアップテーブルを参照して、各画素の多値画像データからドット数（トナー消費量）が特定される（例えば特許文献２参照）。特許文献２に記載の画像形成装置では、孤立／細線／密集状態の画素に対するドット数を正確に特定するために、注目画素との周辺画素との位置関係に応じて、注目画素についての、ルックアップテーブルの参照箇所が変更される。

特開平７−００５７６６号公報 特開２００２−２４４４９５号公報

しかしながら、像担持体上に書き込まれる静電潜像の１ドットは、そのドットの周辺ドットの影響を受けるため、１ドットあたりのトナー消費量は、一定ではなく、静電潜像における周辺ドットの分布状況に応じて変化する。

このため、上述の技術のように、１ドットあたりのトナー消費量が一定ではないことを考慮せずにトナー消費量を特定していくと、総トナー消費量の誤差が大きくなっていき、残トナー量やトナー終了の検出が正確に行えない可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、１ドットあたりのトナー消費量の違いを考慮してトナー消費量を特定し、総トナー消費量を正確にカウントすることができる画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。

本発明に係る画像形成装置は、線画および文字について像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第１参照テーブルと、線画および文字以外について像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第２参照テーブルと、印刷画像の各部分が線画または文字に該当するか否かを判定する判別手段と、判別手段による判別結果に基づいて、線画または文字に該当する部分について第１参照テーブルを参照してトナー消費量を特定し、線画または文字に該当する部分以外の部分について第２参照テーブルを参照してトナー消費量を特定する演算手段と、像担持体上のドット数が既知であり線画および／または文字の第１パターンと線画および文字以外の第２パターンとを含む所定の印刷画像をプリンタに印刷させ、印刷された印刷画像をスキャナにスキャンさせて校正用画像データを取得する校正データ取得部と、校正用画像データの各画素が線画または文字に該当する部分か否かを判定する画素属性判定部と、画素属性判定部により特定された線画または文字に該当する部分の画素濃度と、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度とを集計する画素濃度集計手段と、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいて第１参照テーブルを生成し、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分以外の部分のドット数とに基づいて第２参照テーブルを生成するテーブル生成手段とを備える。

これにより、像担持体上の１ドットあたりのトナー消費量の違いを考慮してトナー消費量を特定し、総トナー消費量を正確にカウントすることができる。また、各装置に適合した第１および第２参照テーブルが生成されるため、総トナー消費量をより正確にカウントすることができる。また、これにより、第１および第２参照テーブルを定期的に生成して更新することで、装置の経時的変化に対応して第１および第２参照テーブルが更新されるため、総トナー消費量をより正確にカウントすることができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、校正データ取得部は、複数ページの印刷画像をプリンタに印刷させ、印刷された複数ページの印刷画像をスキャナにスキャンさせて複数の校正用画像データを取得し、テーブル生成手段は、複数の校正用画像データについての画素濃度集計手段の集計結果に基づいて、第１参照テーブルおよび第２参照テーブルを生成する。

これにより、正確に第１および第２参照テーブルが生成される。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、判別手段は、印刷画像における所定の太さ以下の線を線画に該当すると判定する。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、判別手段は、印刷画像における基準太さ以下の線を線画に該当すると判定し、画素属性判定部は、校正用画像データにおける基準太さ以下の線を線画に該当すると判定する。

これにより、第１参照テーブルおよび第２参照テーブルが正確に使い分けられるため、正確にトナー消費量が特定される。

本発明によれば、像担持体上でトナー現像を行いトナー画像を転写して印刷を行う電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上の１ドットあたりのトナー消費量の違いを考慮してトナー消費量を特定し、総トナー消費量を正確にカウントすることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示す画像形成装置における１ページの印刷画像に対するトナー消費量の計算を説明するフローチャートである。 図３は、図１に示す画像形成装置におけるトナー量ＬＵＴの生成について説明するフローチャートである。 図４は、図１に示す画像形成においてトナー量ＬＵＴの生成に使用される校正用の印刷画像の例を示す図である。 図５は、図１に示す画像形成においてトナー量ＬＵＴを生成する際に行われる画素濃度の集計について説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置は、演算処理装置１、記憶装置２、プリンタ３、スキャナ４および操作パネル５を有する複合機である。

演算処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するコンピュータであり、ＲＯＭや記憶装置２などからＲＡＭへプログラムをロードし、そのプログラムをＣＰＵで実行することにより、各種処理部を実現する。

また、記憶装置２は、各種プログラムおよび各種データを格納可能な装置である。記憶装置２としては、ハードディスクドライブ、不揮発性メモリなどの不揮発性の記憶媒体が使用される。記憶装置２は、２つのトナー量ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４１，４２を格納している。

トナー量ＬＵＴ４１は、線画および文字について、印刷時のプリンタ３における像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第１参照テーブルである。

トナー量ＬＵＴ４２は、線画および文字以外について、印刷時のプリンタ３における像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第２参照テーブルである。

プリンタ３は、電子写真方式で印刷データに基づいて文書画像を印刷する装置である。プリンタ３は、像担持体としての感光体（例えば感光体ドラム）、感光体にレーザ光を照射し感光体上に印刷データに対応する静電潜像を形成させる光学ユニット、静電潜像にトナーを付着させてトナー現像を行う現像ユニット、感光体上のトナー像を用紙に転写する中間転写体（例えば転写ベルト）、用紙に転写されたトナー像を定着させる定着ユニットなどを有する。この光学ユニット、現像ユニットなどの制御は、演算処理装置１が行う。

また、スキャナ４は、文書から文書画像を光学的に読み取り、文書画像の画像データを生成する装置である。

また、操作パネル５は、この画像形成装置の筐体表面に配置され、ユーザに対して各種情報を表示する表示装置と、ユーザ操作を検出する入力装置とを有する。表示装置としては例えば液晶ディスプレイが使用される。入力装置としては、キースイッチ、タッチパネルなどが使用される。

複合機１の起動後に、記憶装置２に格納されている各種プログラムが演算処理装置１により適宜実行される。これにより、トナー消費量記録部１１およびＬＵＴ生成部１２が実現される。

トナー消費量記録部１１は、各ページの印刷時にプリンタ３で消費するトナー量を特定し、そのトナー量を累計していき総トナー消費量をデータとして記録装置２などに記録する処理部である。なお、総トナー消費量は、トナーカートリッジ交換時などの所定のタイミングでリセットされ、そのタイミング以降のトナー消費量の合計とされる。

トナー消費量記録部１１は、画像属性判定部２１および演算部２２を有する。

画像属性判定部２１は、印刷データに基づいて、印刷画像の各部分が線画または文字に該当するか否かを判定する。画素属性判定部２１は、印刷画像における所定の太さ以下の線を線画に該当すると判定する。所定の太さ（基準太さ）は、画素数で表され、解像度などに応じて予め指定される。したがって、印刷画像（つまり、トナー像）に、いずれかの方向において所定の太さ以上の画素の幅があれば、線画および文字に該当しないと判定される。

演算部２２は、画像属性判定部２１による判別結果に基づいて、線画または文字に該当する部分についてトナー量ＬＵＴ４１を参照してトナー消費量を特定し、線画または文字に該当する部分以外の部分についてトナー量ＬＵＴ４２を参照してトナー消費量を特定する。トナー消費量記録部１１は、線画または文字についてのトナー消費量および線画または文字以外についてのトナー消費量の合計を現時点の総トナー消費量に加算して、加算した値で総トナー消費量を更新する。

また、ＬＵＴ生成部１２は、トナー量ＬＵＴ４１，４２を生成して記憶装置２に格納する処理部である。例えば、ＬＵＴ生成部１２は、メンテナンス時に所定の操作が操作パネル５に入力されたとき、あるいは定期的に、トナー量ＬＵＴ４１，４２を生成して、記憶装置２に格納されているトナー量ＬＵＴ４１，４２を更新する。

ＬＵＴ生成部１２は、校正データ取得部３１、画素属性判定部３２、集計部３３および演算部３４を有する。

校正データ取得部３１は、所定の印刷画像をプリンタ３に印刷させ、印刷された印刷画像をスキャナ４にスキャンさせて校正用画像データを取得する。この印刷画像は、印刷時のプリンタ３における像担持体上のドット数が既知であり線画および／または文字の第１パターンと線画および文字以外の第２パターンとを含む。

画素属性判定部３２は、その校正用画像データの各画素が線画または文字に該当する部分か否かを判定する。画素属性判定部３２は、校正用画像データにおける基準太さ以下の線を線画に該当すると判定する。この基準太さは、画素属性判定部２１における基準太さと物理ページ上で同一となるように設定される。

集計部３３は、画素属性判定部３２に基づいて特定される線画または文字に該当する部分の画素濃度と、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度とを集計する。校正用画像データは、各画素値が多値である画像データであり、集計部３３は、線画または文字に該当する部分の画素の値の合計と、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素の値の合計とを計算する。

演算部３４は、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４１を生成し、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４２を生成する。

次に、上記装置の動作について説明する。ここでは、（Ａ）印刷時のトナー消費量の計算、および（Ｂ）トナー量ＬＵＴの生成について説明する。

（Ａ）印刷時のトナー消費量の計算

トナー消費量の計算は、トナー消費量記録部１１により行われる。図２は、図１に示す画像形成装置における１ページの印刷画像に対するトナー消費量の計算について説明するフローチャートである。

画像属性判定部２１は、印刷データに基づいて、印刷画像の各部分が線画または文字に該当するか否かを判定する（ステップＳ１）。印刷データが既にラスタライズされているデータである場合には、画像属性判定部２１は、ラスタライズ前の画像データについて、線画または文字に該当する部分を特定し、その部分に対応する印刷データの部分を特定するようにしてもよい。

そして、演算部２２は、画像属性判定部２１による判別結果に基づいて、線画または文字に該当する部分についてトナー量ＬＵＴ４１を参照してトナー消費量を特定し、線画または文字に該当する部分以外の部分についてトナー量ＬＵＴ４２を参照してトナー消費量を特定する（ステップＳ２）。

演算部２１は、印刷データに基づいて、線画または文字に該当する部分の、像担持体上のドット数を特定し、そのドット数でトナー量ＬＵＴ４１を参照して、線画または文字に該当する部分のトナー消費量を特定する。同様に、演算部２１は、印刷データに基づいて、線画または文字に該当する部分以外の部分の、像担持体上のドット数を特定し、そのドット数でトナー量ＬＵＴ４２を参照して、線画または文字に該当する部分のトナー消費量を特定する。

そして、トナー消費量記録部１１は、線画または文字についてのトナー消費量および線画または文字以外についてのトナー消費量の合計を現時点の総トナー消費量に加算して、加算した値で総トナー消費量を更新する。

このようにして、印刷画像の１ページずつトナー消費量が特定され、総トナー消費量が更新される。そして、この総トナー消費量に基づいて、残トナー量の検出、トナー終了の検出などが行われる。

（Ｂ）トナー量ＬＵＴの生成

トナー量ＬＵＴ４１，４２の生成は、ＬＵＴ生成部１２により行われる。図３は、図１に示す画像形成装置におけるトナー量ＬＵＴ４１，４２の生成について説明するフローチャートである。

ユーザやサービスパーソンによる操作パネル５の操作に従って、校正データ取得部３１は、所定の印刷画像をプリンタ３に印刷させ（ステップＳ１１）、印刷された印刷画像をスキャナ４にスキャンさせて校正用画像データを取得する（ステップＳ１２）。このとき、印刷画像が印刷された用紙が排出されると、ユーザやサービスパーソンがその用紙をスキャナ４の図示せぬ読み取り台やオートドキュメントフィーダにセットする。その後、スキャナ４により、その用紙に印刷された印刷画像が読み取られる。

なお、この実施の形態では、複数ページの印刷画像を印刷された複数ページの印刷画像をスキャナにスキャンさせて複数の校正用画像データを取得する。複数ページの印刷画像は、それぞれ異なるドット数を有する。

また、この印刷画像は、印刷時のプリンタ３における像担持体上のドット数が既知であり線画および／または文字の第１パターンと線画および文字以外の第２パターンとを含む。

図４は、図１に示す画像形成においてトナー量ＬＵＴ４１，４２の生成に使用される校正用の印刷画像の例を示す図である。

図４（Ａ）に示す印刷画像は、文字「ＡＢＣ・・・ＸＹＺ」の第１パターンと、低濃度のベタ塗り長方形の第２パターンとを含む。像担持体上での第１パターンのドット数は３０００であり、像担持体上での第２パターンのドット数は３０００である。

図４（Ｂ）に示す印刷画像は、文字「ＡＢＣ・・・ＸＹＺＡＢＣ・・・ＸＹＺ」の第１パターンと、中濃度のベタ塗り長方形の第２パターンとを含む。像担持体上での第１パターンのドット数は６０００であり、像担持体上での第２パターンのドット数は６０００である。

図４（Ｃ）に示す印刷画像は、文字「ＡＢＣ・・・ＸＹＺＡＢＣ・・・ＸＹＺＡＢＣ・・・ＸＹＺ」の第１パターンと、高濃度のベタ塗り長方形の第２パターンとを含む。像担持体上での第１パターンのドット数は９０００であり、像担持体上での第２パターンのドット数は９０００である。

なお、電子写真方式で印刷する場合、図４に示す第２パターンの濃度差は、トナー像上ではドット数の量で再現される。

そして、画素属性判定部３２は、その校正用画像データの各画素が線画または文字に該当する部分か否かを判定し、校正用画像データの画素を線画または文字に該当する部分とそうでない部分とに分類する（ステップＳ１３）。

集計部３３は、画素属性判定部３２に基づいて特定される線画または文字に該当する部分（図４に示す印刷画像では第１パターンの部分）の画素濃度と、線画または文字に該当する部分以外の部分（図４に示す印刷画像では第２パターンの部分）の画素濃度とを集計する（ステップＳ１４）。例えば、図４に示す印刷画像が印刷されそれに基づいて校正用画像データが生成された場合、第１パターンの部分の画素濃度（つまり、スキャンされた画素の値）の合計と、第２パターンの部分の画素濃度の合計とが計算される。したがって、第１パターンおよび第２パターン以外の部分（つまり背景）の濃度がゼロでない場合でも、その部分は無視する。

図５は、図１に示す画像形成においてトナー量ＬＵＴを生成する際に行われる画素濃度の集計について説明する図である。図５に示す例では、文字「Ａ」の一部を構成する画素（図５において斜線で示している画素）の画素値（１２７，１５０，１２４，１１０，１４９，１３８，・・・１１０，１４９，１４０）が上述の画素濃度の合計に含められる。

そして、演算部３４は、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４１を生成し、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４２を生成する（ステップＳ１５）。ＬＵＴ生成部１２は、トナー量ＬＵＴ４１，４２を生成すると、記憶装置２に格納されているトナー量ＬＵＴ４１，４２を更新する。

なお、画素濃度とトナー消費量との対応関係は予め実験などで特定しておき、演算部３４は、その対応関係と、集計部３３の集計結果と、印刷画像の既知のドット数とに基づいて、ドット数からトナー消費量を得るためのトナー量ＬＵＴ４１，４２を生成する。

また、校正用データの数が少ない場合には、演算部３４は、内挿および／または外挿により変換データ（ドット数とそれに対応するトナー消費量との対）を増やしてもよい。

以上のように、上記実施の形態によれば、記憶装置２は、線画および文字について像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示すトナー量ＬＵＴ４１と、線画および文字以外について像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示すトナー量ＬＵＴ４２とを有し、画素属性判定部２１は、印刷画像の各部分が線画または文字に該当するか否かを判定し、演算部２２は、線画または文字に該当する部分についてトナー量ＬＵＴ４１を参照してトナー消費量を特定し、線画または文字に該当する部分以外の部分についてトナー量ＬＵＴ４２を参照してトナー消費量を特定する。

これにより、像担持体上の１ドットあたりのトナー消費量の違いを考慮してトナー消費量を特定し、総トナー消費量を正確にカウントすることができる。

また、上記実施の形態によれば、校正データ取得部３１は、所定の印刷画像をプリンタ３に印刷させ、印刷された印刷画像をスキャナ４にスキャンさせて校正用画像データを取得し、画素属性判定部３２は、校正用画像データの各画素が線画または文字に該当する部分か否かを判定し、集計部３３は、線画または文字に該当する部分の画素濃度と、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度とを集計し、演算部３４は、線画または文字に該当する部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４１を生成し、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度と印刷画像データにおける線画または文字に該当する部分以外の部分のドット数とに基づいてトナー量ＬＵＴ４２を生成する。

これにより、各装置に適合したトナー量ＬＵＴ４１，４２が生成されるため、総トナー消費量をより正確にカウントすることができる。また、これにより、トナー量ＬＵＴ４１，４２を定期的に生成して更新することで、装置の経時的変化に対応してトナー量ＬＵＴ４１，４２が更新されるため、総トナー消費量をより正確にカウントすることができる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、ＣＭＹＫなどのカラー画像形成装置の場合には、各色について上述のようにしてトナー消費量がそれぞれ特定されるようにしてもよい。

本発明は、例えば、画像形成装置におけるトナー消費量のカウントに適用可能である。

３ プリンタ
４ スキャナ
２１ 画素属性判定部（判別手段の一例）
２２ 演算部（演算手段）
３１ 校正データ取得部
３２ 画素属性判定部
３３ 集計部（画素濃度集計手段の一例）
３４ 演算部（テーブル生成手段の一例）
４１ トナー量ＬＵＴ（第１参照テーブルの一例）
４２ トナー量ＬＵＴ（第２参照テーブルの一例）

Claims (4)

1. 像担持体上でトナー現像を行いトナー画像を転写して印刷を行う電子写真方式の画像形成装置において、
   線画および文字について前記像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第１参照テーブルと、
   線画および文字以外について前記像担持体上のドット数とトナー消費量との対応関係を示す第２参照テーブルと、
   印刷画像の各部分が線画または文字に該当するか否かを判定する判別手段と、
   前記判別手段による判別結果に基づいて、線画または文字に該当する部分について前記第１参照テーブルを参照してトナー消費量を特定し、線画または文字に該当する部分以外の部分について前記第２参照テーブルを参照してトナー消費量を特定する演算手段と、
   前記像担持体上のドット数が既知であり線画および／または文字の第１パターンと線画および文字以外の第２パターンとを含む所定の印刷画像をプリンタに印刷させ、印刷された前記印刷画像をスキャナにスキャンさせて校正用画像データを取得する校正データ取得部と、
   前記校正用画像データの各画素が線画または文字に該当する部分か否かを判定する画素属性判定部と、
   前記画素属性判定部により特定された線画または文字に該当する部分の画素濃度と、線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度とを集計する画素濃度集計手段と、
   前記線画または文字に該当する部分の画素濃度と前記印刷画像データにおける前記線画または文字に該当する部分のドット数とに基づいて前記第１参照テーブルを生成し、前記線画または文字に該当する部分以外の部分の画素濃度と前記印刷画像データにおける前記線画または文字に該当する部分以外の部分のドット数とに基づいて前記第２参照テーブルを生成するテーブル生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記校正データ取得部は、複数ページの印刷画像をプリンタに印刷させ、印刷された前記複数ページの印刷画像をスキャナにスキャンさせて複数の校正用画像データを取得し、
   前記テーブル生成手段は、前記複数の校正用画像データについての前記画素濃度集計手段の集計結果に基づいて、前記第１参照テーブルおよび前記第２参照テーブルを生成すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記判別手段は、前記印刷画像における所定の太さ以下の線を前記線画に該当すると判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記判別手段は、前記印刷画像における基準太さ以下の線を前記線画に該当すると判定し、
   前記画素属性判定部は、前記校正用画像データにおける前記基準太さ以下の線を前記線画に該当すると判定すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。