JP6129118B2 - 画像形成装置およびキャリブレーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびキャリブレーション方法に関するものである。

プリンター、複合機などといった電子写真方式の画像形成装置は、トナーカートリッジからトナーを取り出して画像を形成する。通常、電子写真方式の画像形成装置では、電源投入時、一定時間ごと、一定印刷枚数ごとなどといった固定的なタイミングで、ベタ濃度（最高トナー濃度）のキャリブレーションおよびトナー階調のキャリブレーションを行っている。

ある画像形成装置では、電源投入時または一定印刷枚数ごとに、まず、ベタ濃度のキャリブレーションを行い、その後、ベタ濃度のキャリブレーションによる補正結果に基づいて、続けてトナー階調のキャリブレーションを行うか否かを判定している（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−１３７４８号公報

上述のキャリブレーションでは、トナーパッチが現像され、そのトナーパッチの濃度を光学的に測定し、その測定結果に基づいてトナー濃度を調整する。

したがって、上述の技術では、固定的なタイミングに、少なくともベタ濃度のキャリブレーションを実行しているため、実際にキャリブレーションが必要か否かに拘わらず、固定的なタイミングで画像形成装置のダウンタイムが必要になるとともにトナーが消費されてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、必要に応じた適切なタイミングでトナー階調のキャリブレーションを行う画像形成装置およびキャリブレーション方法を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、第１計算方法でトナー消費量を繰り返し計算する第１計算部と、所定の切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する第２計算部と、前記第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、前記第２計算方法の前記計算式におけるパラメーターの値を繰り返し計算する第３計算部と、トナー階調のキャリブレーションを実行するコントローラーとを備える。そして、前記第２計算部は、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と前記複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーターとの積の和に基づいてトナー消費量を計算し、前記第３計算部は、複数の測定期間のそれぞれにおいて計算された前記複数の画素属性についての前記複数の印字率と、前記複数の測定期間のそれぞれにおいて前記第１計算方法で計算されたトナー消費量とから、前記複数の画素属性のそれぞれについての前記パラメーターの値を計算し、前記コントローラーは、前記階調属性についての前記パラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、トナー階調のキャリブレーションを実行する。

本発明に係るキャリブレーション方法は、第１計算方法でトナー消費量を計算する第１計算ステップと、所定の切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する第２計算ステップと、前記第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、前記第２計算方法の前記計算式におけるパラメーターの値を計算する第３計算ステップと、トナー階調のキャリブレーションを実行するキャリブレーションステップとを備え、前記第２計算ステップでは、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と前記複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーターとの積の和に基づいてトナー消費量を計算し、前記第３計算ステップでは、複数の測定期間のそれぞれにおいて計算された前記複数の画素属性についての前記複数の印字率と、前記複数の測定期間のそれぞれにおいて前記第１計算方法で計算されたトナー消費量とから、前記複数の画素属性のそれぞれについての前記パラメーターの値を計算し、前記キャリブレーションステップは、前記階調属性についての前記パラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに実行される。

本発明によれば、必要に応じた適切なタイミングでトナー階調のキャリブレーションが実行される。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図３は、トナー搬送部の動作時間の積算値と、単位動作時間あたりのトナー搬送部によるトナー供給量との関係を説明する図である。 図４は、実施の形態１に係る画像形成装置によ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。 図５は、実施の形態１におけるパラメーターの値の計算方法を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、例えばアモルファスシリコン製である。

露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ〜３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、図示せぬモーターなどの駆動装置によって動作するトナー搬送部によって、トナーホッパーから現像器へ搬送される。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後やキャリブレーション後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー階調のキャリブレーションの際に、中間転写ベルト４の所定の領域（キャリブレーション用のトナーパッチが転写される領域）に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。なお、トナー階調のキャリブレーションとは、ゼロ濃度からベタ濃度までの複数レベルのトナー濃度に対応するトナーパッチを使用して、それぞれ基準濃度となるようにその複数レベルのトナー濃度を調整するキャリブレーションである。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、通信装置１１と、演算処理装置１２と、印刷装置１３とを備える。

通信装置１１は、ネットワークや周辺機器インターフェースを介してホスト装置に接続可能であって、所定の通信プロトコルでデータ通信を行う装置である。

また、演算処理装置１２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ーであり、図示せぬ記憶装置、ＲＯＭ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、印刷装置１３は、図１に示すような機械的構成で原稿画像を印刷する内部デバイスである。

画像形成装置の起動後に、各種プログラムが演算処理装置１２により適宜実行される。この実施の形態では、演算処理装置１２により、図示せぬオペレーティングシステム、通信処理部２１、印刷要求処理部２２、画像処理部２３、コントローラー２４、トナー消費量計算部２５などの処理部が実現される。

通信処理部２１は、通信装置１１を制御してホスト装置などとデータ通信を実行する処理部である。例えば、通信処理部２１は、ホスト装置から印刷要求としての原稿データを受信する。

また、印刷要求処理部２２は、操作パネルに対するユーザー操作に基づく印刷要求やホスト装置から供給される印刷要求を受け付け、その要求に応じた印刷ジョブを実行させる。例えば、ホスト装置から、ＰＤＬ（Page Description Language）、ＰＤＦ（Portable Document Format）などの所定のデータ形式の原稿データが印刷要求として受信されると、印刷要求処理部２２は、その原稿データから画像データを生成する。この画像データは、ビットマップデータであり、ホスト装置からビットマップデータの原稿データが受信されると、印刷要求処理部２２は、その原稿データをそのまま画像データとする。

また、画像処理部２３は、その画像データに対して所定の画像処理を実行し、印刷データ（例えば色ごとに２値化された印刷画像データ）を生成する。画像処理部２３は、画素属性判定部３１と、スクリーン処理部３２とを有する。

画素属性判定部３１は、その画像データにおける各画素の属性データなどから各画素の画素属性を特定し、画像データにおける文字領域、階調領域（写真などの中間調を有する領域）などを特定する。

スクリーン処理部３２は、所定のスクリーン方法で印刷データを生成する。スクリーン処理部３２は、画素属性判定部３１に特定される画素属性に応じてスクリーン方法を変更するようにしてもよい。

例えば、画像処理部２３は、ラスターイメージデータである画像データのうち、階調属性領域の画像データに対して、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいてガンマ補正を行い、ガンマ補正後の画像データに対してスクリーン処理を行い、文字属性領域の画像データに対して、スムージングなどのエッジ補正を行う。

また、コントローラー２４は、印刷装置１３などの内部デバイスを監視および制御する処理部である。コントローラー２４は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２ａ〜２ｄを制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。特に、コントローラー２４は、上述のトナー搬送部を動作させる駆動装置を制御し、現像ユニット３ａ〜３ｄにおけるトナー搬送を制御している。

そして、コントローラー２４は、画像処理部２３による処理後の画像データに基づいてパルス幅変調を行って露光量を制御して、画像データに基づく画像のトナー現像を実行させる。

また、コントローラー２４は、印刷装置１３を制御して、トナー階調のキャリブレーションを行う。トナー階調のキャリブレーションでは、画像データにおける各階調レベルについて露光量などのプロセス条件を複数段階で変化させて複数のトナーパッチを現像して中間転写ベルト４上に転写し、その複数のトナーパッチの濃度をセンサー８で測定して、現像されるトナーの濃度が、画像データにおける階調レベルに適合した濃度になるように上述のＬＵＴを調整する。

また、トナー消費量計算部２５は、印刷装置１３による印刷に伴うトナー消費量を計算する。さらに、トナー消費量計算部２５は、そのトナー消費量からトナーカートリッジ内のトナー残量を計算する。さらに、トナー消費量計算部２５は、トナー消費量やトナー残量を、図示せぬ操作パネルに表示させたり、トナー残量が少なくなったときに警告メッセージを図示せぬ操作パネルに表示させたりする。

トナー消費量計算部２５は、第１計算部４１、第２計算部４２、および係数計算部４３を有する。

第１計算部４１は、所定の切換条件が満足されるまで、第１計算方法でトナー消費量を繰り返し計算する。この実施の形態１では、第１計算方法は、トナーカートリッジから現像器へトナーを搬送するトナー搬送部の動作回数または動作時間（動作時間の積算値）に基づいてトナー消費量を計算する方法である。また、この実施の形態１では、切換条件は、第１計算方法で計算されたトナー消費量の積算値が所定の閾値（例えばトナーカートリッジのトナー総量の９０％）に達することであって、その所定の閾値は、トナー供給時間とトナー消費量の積算値とが略比例する範囲内の値であり、予め実験などにより決定される。

第２計算部４２は、所定の切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する。第２計算部４２は、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーター（つまり、係数）との積の和に基づいてトナー消費量を計算する。なお、各画素の画素属性は、例えば、画像データに含まれる属性データに基づき画素属性特定部３１により特定される。

なお、印字率の特定に使用される画像データは、スクリーン処理前の画像データの画素値、またはスクリーン処理後のドットの有無である。また、文字属性領域に対してスクリーン処理を行わない場合には、文字属性領域は、ラスタライズ後の画像のままであり、そのような画像に基づいて、文字属性領域の印字率を計算すればよい。

実施の形態１では、複数の画素属性の数は２であり、複数の画素属性のうちの１つは、文字属性であり、他の１つは、階調属性である。また、実施の形態１では、複数の測定期間の数は、複数の画素属性の数と同一（つまり、２）とされる。また、実施の形態１では、複数の測定期間のそれぞれの長さは、第１計算方法で計算されたトナー消費量の変動周期より十分長くなるように設定される。なお、複数の画素属性の数は、３以上でもよい。また、複数の測定期間の数は、複数の画素属性の数より多くてもよい。

係数計算部４３は、第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、第２計算方法の計算式におけるパラメーターの値を繰り返し計算する。具体的には、係数計算部４３は、複数の測定期間のそれぞれにおいて複数の画素属性についての複数の印字率を計算し、それらの測定期間において第１計算方法で計算されたトナー消費量と複数の測定期間に対応して計算された印字率とから、パラメーターの値を計算する。

上述のコントローラー２４は、文字属性についてのパラメーターａの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、印刷装置１３の露光装置２ａ〜２ｄを制御して、文字属性の画素の露光パルス幅を変更する。

つまり、パラメーターａの値が許容範囲の上限値を超えた場合、トナー濃度が高いので、パラメーターａの値またはパラメーターａの値と許容範囲の上限値との差分に応じて露光パルス幅を狭くする。また、パラメーターａの値が許容範囲の下限値より低くなった場合、トナー濃度が低いので、パラメーターａの値またはパラメーターａの値と許容範囲の下限値との差分に応じて露光パルス幅を広くする。

そして、上述のコントローラー２４は、係数計算部４３により得られた階調属性についてのパラメーターｂの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、トナー階調のキャリブレーションを実行する。

また、上述のコントローラー２４は、トナー階調のキャリブレーションの実行時間（日時）を図示せぬ不揮発性メモリーに格納しておき、前回のトナー階調のキャリブレーションから今回のトナー階調のキャリブレーションまでのインターバルが所定時間未満である場合、上述の切換条件が満足される前であっても、トナー消費量の計算を、第１計算部４１による第１計算方法から第２計算部４２による第２計算方法へ早期に切り替える。

なお、トナー消費量の計算が、第１計算部による第１計算方法から第２計算部による第２計算方法へ早期に切り替えられた場合、第２計算部４２は、過去に計算されたパラメーターの値の平均値を計算式におけるパラメーターの値として使用して第２計算方法でトナー消費量を計算する。また、パラメーターの値が所定の許容範囲内に入らなかった場合、第２計算部４２は、実験で得られたパラメーターの基準値を計算式におけるパラメーターの値として使用して第２計算方法でトナー消費量を計算する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

図３は、トナー搬送部の動作時間の積算値と、単位動作時間あたりのトナー搬送部によるトナー供給量との関係を説明する図である。

現像ユニット３ａ〜３ｄでは、トナーカートリッジから現像器へトナーが供給される。トナー搬送部は、１回の動作で、所定の動作時間だけトナー搬送動作を行い、トナーをトナーカートリッジから現像器へ供給する。この１回の動作で供給されるトナー量は、トナー残量が多いときには、多少の変動はあるもののほぼ一定であるが、トナー残量が少なくなると、トナー残量が少なくなるにつれて少なくなっていくとともに、変動が大きくなる。

このため、トナー残量が多いときには、第１計算部４１が、トナー搬送部の動作回数または動作時間の情報をコントローラー２４から取得して、第１計算方法でトナー消費量を計算する。第１計算方法で正確にトナー消費量を計算している間に、係数計算部４３は、第２計算方法で使用するパラメーターの値を計算する。一方、トナー残量が少ないときには、第２計算部４２が、スクリーン処理前またはスクリーン処理後の画像データに基づいて、係数計算部４３により計算されたパラメーター値を使用して第２計算方法でトナー消費量を計算する。

図４は、実施の形態１に係る画像形成装置によ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。図５は、実施の形態１におけるパラメーターの値の計算方法を説明する図である。

まず、トナーカートリッジの交換時など、トナーカートリッジのトナー残量が１００％のときに、第１計算部４１が、トナー消費量の積算値をゼロにリセットし、第１計算方法によるトナー消費量の計算を開始する（ステップＳ１）。これ以降、印刷装置１３が印刷動作や濃度補正などのトナー消費を伴う動作を行うたびに、第１計算部４１が、その動作についてのトナー消費量を計算し、そのトナー消費量に基づいて、トナー消費量の積算値およびトナー残量の値を更新する。

その後、係数計算部４３は、第１計算部４１により計算されるトナー消費量の積算値を監視し、そのトナー消費量の積算値が所定の値になると、第１測定期間における印字率測定を開始する（ステップＳ２）。

係数計算部４３は、第１測定期間における印字率測定の開始時点のトナー消費量の積算値を記憶しておき、トナー消費量の積算値の増加量が所定の閾値Ｔｏ（例えば５０グラム）に達するまで、第１測定期間における印字率測定を継続する。このとき、図５に示すように、係数計算部４３は、画素属性ごとに、スクリーン処理後の画像データ（印刷データ）におけるドット数などから各ページの印字率を計算する（ステップＳ３）。つまり、文字属性領域の印字率Ｘ１ｉと、階調属性領域の印字率Ｙ１ｉとが計算される。

そして、係数計算部４３は、そのトナー消費量の積算値の増加量が所定の閾値Ｔｏに達すると、第１測定期間における印字率測定を終了する（ステップＳ４）。係数計算部４３は、第１測定期間における文字属性領域および階調属性領域についての印字率の総和Ｘｔ１，Ｙｔ１を計算する。

第１測定期間の終了後、トナー消費量の積算値が所定の値になると、係数計算部４３は、第２測定期間における印字率測定を開始し（ステップＳ５）、各画素属性についての印字率を測定していき（ステップＳ６）、第２測定期間開始時からのトナー消費量の積算値の増加量が所定の閾値Ｔｏ（例えば５０グラム）に達すると、第２測定期間における印字率測定を終了する（ステップＳ７）。係数計算部４３は、第２測定期間における文字属性領域および階調属性領域についての印字率の総和Ｘｔ２，Ｙｔ２を計算する。

そして、係数計算部４３は、第２測定期間の終了後、上述の閾値Ｔｏと、第１測定期間における各画素属性についての印字率の総和Ｘｔ１，Ｙｔ１と、第２測定期間における各画素属性についての印字率の総和Ｘｔ２，Ｙｔ２とに基づいて、図５に示すように、第２計算方法における印字率からトナー消費量を計算するための計算式におけるパラメーター（ここでは係数ａ，ｂ）の値を計算する（ステップＳ８）。

ここで、係数計算部４３は、文字属性についての係数ａの値が所定の許容範囲外か否かを判定する（ステップＳ９）。

また、係数計算部４３は、階調属性についての係数ｂの値が所定の許容範囲外か否かを判定する（ステップＳ１０）。

例えば、実験により得られた係数ａ，ｂの基準値がａ＝０．０４，ｂ＝０．０８である場合、係数ａの許容範囲は、０．０３〜０．０５とされ、係数ｂの許容範囲は、０．０６〜０．１０とされる。

係数ａ，ｂの値がいずれも許容範囲内である場合、係数計算部４３は、トナー消費量の積算値が所定の基準値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。トナー消費量の積算値が所定の基準値に到達していない場合、ステップＳ２に戻る。

その後、ステップＳ１１において、係数計算部４３は、トナー消費量の積算値が所定の基準値に到達したと判断すると、トナー消費量の計算を、第１計算部４１による第１計算方法から第２計算部４２による第２計算方法へ切り替える（ステップＳ１２）。この場合、第２計算方法における係数ａ，ｂとしては、最後に測定されたもの、または上述と同様の平均値が使用される。

トナー消費量の計算が、第１計算部４１による第１計算方法から第２計算部４２による第２計算方法へ切り替えられると、第２計算部４２が、トナー消費量の計算を開始する。第２計算部４２は、トナーカートリッジのトナー残量がゼロになるかトナーカートリッジが交換されるまで、画素属性ごとに各ページの印字率を次式に従って計算し、その印字率、および係数計算部４３により計算されたパラメーター値に基づいて、各ページのトナー消費量を計算し、そのトナー消費量でトナー消費量の積算値を更新していく（ステップＳ１３）。

Ｔ＝ａ×Ｘ＋ｂ×Ｙ

ただし、Ｔは１ページのトナー消費量であり、Ｘは文字属性領域の印字率であり、Ｙは階調属性領域の印字率である。

上述のステップＳ９において文字属性についての係数ａの値が所定の許容範囲外であると判定された場合、コントローラー２４は、文字属性画素の露光パルス幅（１画素あたりの露光パルス幅）を調整する（ステップＳ１４）。

また、上述のステップＳ１０において階調属性についての係数ｂの値が所定の許容範囲外であると判定された場合、コントローラー２４は、上述のようにトナー階調のキャリブレーションを行う（ステップＳ１５）。

そして、コントローラー２４は、前回のトナー階調のキャリブレーションから今回のトナー階調のキャリブレーションまでの時間間隔が所定時間未満であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。その時間間隔が所定時間未満であると判定された場合には、係数計算部４３は、トナー消費量の計算を、第１計算部４１による第１計算方法から第２計算部４２による第２計算方法へ早期に切り替える（ステップＳ１２）。一方、その時間間隔が所定時間未満ではないと判定された場合、引き続き、第１の計算方法でのトナー消費量の計算が行われる。

以上のように、上記実施の形態１によれば、第１計算部４１は、所定の切換条件が満足されるまで、第１計算方法でトナー消費量を繰り返し計算し、第２計算部４２は、その切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する。係数計算部４３は、第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、第２計算方法におけるパラメーターの値を繰り返し計算する。そして、第２計算部４２は、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーターとの積の和に基づいてトナー消費量を計算し、係数計算部４３は、複数の測定期間のそれぞれにおいて計算された複数の画素属性についての複数の印字率と、その複数の測定期間のそれぞれにおいて第１計算方法で計算されたトナー消費量とから、複数の画素属性のそれぞれについてのパラメーターの値を計算し、コントローラー２４は、階調属性についてのパラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、トナー階調のキャリブレーションを実行する。

これにより、パラメーターの値が許容範囲から外れた場合、第１計算方法により計算されるトナー消費量が、パラメーターの基準値を使用して画像データの値から得られるトナー消費量から大きく外れている（つまり、現像されるトナーの濃度が、画像データの値に対応した基準トナー濃度から外れている）ため、そのようなときにトナー階調のキャリブレーションが実行される。つまり、一定時間ごと、一定印刷枚数などといった固定的なタイミングでキャリブレーション用のトナーパッチを現像することなく、必要に応じた適切なタイミングでトナー階調のキャリブレーションが実行される。

実施の形態２．

実施の形態１では、トナー消費量計算部２５においてスクリーン処理後の画像データ（印刷データ）から印字率が計算されるが、実施の形態２に係る画像形成装置では、トナー消費量計算部２５においてスクリーン処理前の画像データの画素値から印字率が計算される。なお、実施の形態２に係る画像形成装置の構成およびその他の動作については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の各実施の形態は、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、上記の各実施の形態では、本発明をカラー画像形成装置に適用しているが、モノクロ画像形成装置に適用することも勿論可能である。

また、上記の各実施の形態では、画素属性は、文字属性と階調属性の２つであるが、文字属性とベクター図形属性と階調属性の３つとしてもよい。その場合、パラメーターの数が３つとなり、文字属性、ベクター図形属性、および階調属性の印字率の一次結合でトナー消費量が計算される。パラメーター数が３であるので、上述の測定期間は、３以上設定される。また、線画については、文字属性に含めるようにしてもよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

２４ コントローラー
４１ 第１計算部
４２ 第２計算部
４３ 係数計算部（第３計算部の一例）

Claims (5)

1. トナーを使用して印刷を行う画像形成装置において、
   第１計算方法でトナー消費量を繰り返し計算する第１計算部と、
   所定の切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する第２計算部と、
   前記第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、前記第２計算方法の前記計算式におけるパラメーターの値を繰り返し計算する第３計算部と、
   トナー階調のキャリブレーションを実行するコントローラーと、
   を備え、
   前記第２計算部は、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と前記複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーターとの積の和に基づいてトナー消費量を計算し、
   前記第３計算部は、複数の測定期間のそれぞれにおいて計算された前記複数の画素属性についての前記複数の印字率と、前記複数の測定期間のそれぞれにおいて前記第１計算方法で計算されたトナー消費量とから、前記複数の画素属性のそれぞれについての前記パラメーターの値を計算し、
   前記コントローラーは、前記階調属性についての前記パラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、トナー階調のキャリブレーションを実行すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラーは、前記文字属性についての前記パラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに、前記文字属性の画素の露光パルス幅を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記コントローラーは、前回の前記トナー階調のキャリブレーションから今回の前記トナー階調のキャリブレーションまでのインターバルが所定時間未満である場合、前記切換条件が満足される前であっても、トナー消費量の計算を、前記第１計算部による前記第１計算方法から前記第２計算部による前記第２計算方法へ早期に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１計算部は、トナーカートリッジからトナーを搬送するトナー搬送部の動作回数または動作時間に基づいてトナー消費量を計算することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 第１計算方法でトナー消費量を計算する第１計算ステップと、
   所定の切換条件が満足された後、第２計算方法で所定の計算式に従ってトナー消費量を計算する第２計算ステップと、
   前記第１計算方法で計算されるトナー消費量に基づいて、前記第２計算方法の前記計算式におけるパラメーターの値を計算する第３計算ステップと、
   トナー階調のキャリブレーションを実行するキャリブレーションステップと、
   を備え、
   前記第２計算ステップでは、文字属性および階調属性を含む複数の画素属性のそれぞれについて画像データから得られる複数の印字率と前記複数の画素属性のそれぞれに対応する複数のパラメーターとの積の和に基づいてトナー消費量を計算し、
   前記第３計算ステップでは、複数の測定期間のそれぞれにおいて計算された前記複数の画素属性についての前記複数の印字率と、前記複数の測定期間のそれぞれにおいて前記第１計算方法で計算されたトナー消費量とから、前記複数の画素属性のそれぞれについての前記パラメーターの値を計算し、
   前記キャリブレーションステップは、前記階調属性についての前記パラメーターの値が所定の許容範囲から外れたと判定したときに実行されること、
   を特徴とするキャリブレーション方法。

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