WO2006035814A1 - 画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出方法 - Google Patents

Abstract

　画像形成装置におけるトナー消費量を精度よく求める。処理対象となる印刷ドット（ハッチングを付した丸印）を、その周囲に存在する隣接ドット（白丸印）の個数に応じて分類し、その分類ごとにドット個数をカウントする。隣接ドット個数によって当該印刷ドットのトナー付着量が異なるので、その差異に対応した重み付け係数Ｋ0～Ｋ8を予め設定しておく。そして、各分類ごとのカウント値に、当該分類に対応する係数を乗じて加算することで、ドットが２次元的に配列された状態でのトナー消費量を精度よく求めることができる。

Description

明 細 書

画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出方法

技術分野

[0001] この発明は、トナーを使用してトナー像を形成する画像形成装置において、トナー 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。

背景技術

[0002] 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、印刷ドット列をそのドットの連続状 態に応じて複数のパターンに分類し、それらの発生回数を個別に計数する。そして、 それらの計数値にそれぞれ所定の係数を乗じて加算することによって全トナー消費 量を算出する。こうすることによって、印刷ドットの連続状態の差異に起因する印刷ド ット個数とトナー付着量との間の非線形性によらず高精度にトナー消費量を求めてい る。

[0003] 特許文献 1 :特開 2002— 174929号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 実際の画像形成動作においては、上記のような印刷ドット列を二次元的に多数並 ベて形成することによって二次元画像を得ている。し力しながら、上記した従来のトナ 一カウント技術においては、このような二次元画像内における 1つの方向（列方向）に おけるドットの連続性のみしか考慮されていないため、算出精度の点で改善の余地 が残されていた。

[0005] また、印刷ドットの二次元的な配列状態は全くのランダムというわけではなぐ形成さ れる画像の内容によっては一定の規則性を有する場合がある。例えば、写真画像に おいては中間調の印刷ドットが多用されるのに対して、文字を主体とする画像におい ては中間調のドットはあまり現れず、各印刷ドットは完全オンまたは完全オフの二値 で表される場合が多い。また、与えられた画像信号に対しスクリーン処理を含む信号 処理を行っている場合には、ドットの配列状態に、適用されるスクリーンのピッチ等に 応じた規則性が現れることがある。この規則性を利用することによってトナーカウント 技術をより効率化することが期待されるが、上記従来技術ではこの点について考慮さ れていなかった。

課題を解決するための手段

[0006] この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像形成装置におけるトナー消費 量を効率よぐし力も精度よく求めることのできる技術を提供することを目的とする。

[0007] なお、本願明細書では、トナーを付着させるべきドット、付着させないドットの 1つ 1 つを、それぞれ「印刷ドット」、「オフドット」と称する。単に「ドット」という場合には、印刷 ドットとオフドットとを特に区別しないものとする。

[0008] この発明にかかる画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出方法の第 1の態様は、上記目的を達成するため、潜像担持体表面の静電潜像をトナーにより 顕像化してトナー像を形成する画像形成装置にぉ ヽて、潜像担持体上に形成される 印刷ドットの 2次元的配列状態に基づいてトナー消費量を算出することを特徴として いる。

[0009] 潜像担持体上に形成される静電潜像は 2次元的な広がりを有しているため、一軸 方向のみならず、他の方向への印刷ドットの配列状態によってもトナーの付着量は異 なる。このため、 1つの印刷ドットであっても、そのドット形成に消費されるトナーの量 はその周囲の印刷ドットの配列状態によって異なる。印刷ドットの配列状態によってト ナー付着量が相違するのは、近接位置にある印刷ドットそれぞれに対応する潜像が 互いに干渉しあうことや、印刷ドットの端部で中央部よりもトナー密度が高くなる現象（ エッジ効果）に起因すると考えられる。そこで、本発明では、印刷ドットの 2次元的配 列状態に基づきトナー消費量を算出するようにしている。こうすることで、一軸方向の 印刷ドット配列状態のみを考慮している従来のトナーカウント技術に比べより高い精 度でトナー消費量を算出することができる。

[0010] この発明は、例えば、所定の表面電位に帯電させた感光体 (潜像担持体)表面をレ 一ザ光により走査露光または LEDアレイの発光により露光することでライン状潜像を 形成しながらこれらの光源と感光体とを相対移動させることで、 2次元的な静電潜像 を形成するように構成された画像形成装置に対して特に好適に適用することができる

[0011] また、本願発明者は、形成する印刷ドットのサイズを一定として、隣接する印刷ドット 間の間隔のみを変化させた種々のパターンの画像を形成し、そのときのトナー消費 量を測定する実験を行った。その結果、各印刷ドットにおけるトナー消費量は、印刷 ドット間の間隔の変化に応じて複雑に変化することが明らかになった。トナー消費量 の変化の態様については後に詳しく説明するが、これは、印刷ドットの間に形成され る、本来トナー付着を予定されていない領域、つまりオフドットにもある程度のトナー が付着し、し力もその付着量が、オフドットの連続状態によって相違することに起因す ると考えられる。そして、この実験結果から、単に印刷ドットの個数やその連続状態だ けでなぐ印刷ドットの分布状態をも考慮することで、それらの印刷ドットにおけるトナ 一消費量を精度よく求めることが可能であることがわ力つた。

[0012] そこで、この発明にかかる画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出 手段の第 2の態様は、上記目的を達成するため、静電潜像をトナーにより顕像ィ匕して トナー像を形成する際に消費されるトナー消費量を算出し、しかも、トナー像における トナーを付着させるべき印刷ドットの分布状態に応じて、トナー消費量の算出の態様 を異ならせている。このように構成された発明では、印刷ドットの分布状態に応じた算 出態様を採ることができるので、精度よくトナー消費量を算出することができる。

[0013] また、この発明にかかる画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出手 段の第 3の態様は、画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関 する印刷ドットデータを作成し、潜像担持体上に印刷ドットに対応する静電潜像を形 成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化することで、画像信号に対応するトナ 一像を形成する画像形成装置にぉ ヽて、静電潜像における印刷ドットの二次元的配 列状態に基づいて、トナー像の形成に消費されるトナーの量を算出し、し力も、印刷 ドットデータの内容に応じて、トナー消費量算出の態様を異ならせることを特徴として いる。 [0014] この発明によれば、印刷ドットの二次元的配列に基づいてトナー消費量を求めてい るので高精度にトナー消費量を求めることができる。また、算出の態様を一様とせず、 印刷ドットデータの内容に応じて変えるようにしているので、算出の態様が画一的で ある従来技術よりも、トナー消費量を効率よく求めることができる。

[0015] また、この発明にかかる画像形成装置、トナーカウンタおよびトナー消費量算出手 段の第 4の態様は、画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関 する印刷ドットデータを作成し、潜像担持体上に印刷ドットに対応する静電潜像を形 成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像化することで、画像信号に対応するトナ 一像を形成する画像形成装置において、上記目的を達成するため、トナー像を所定 のサイズを有する複数の単位セグメントに区分して各単位セグメントごとのトナー消費 量を印刷ドットデータに基づき求め、それらを合算することでトナー像全体のトナー消 費量を算出し、し力も、印刷ドットデータの内容に応じて単位セグメントのサイズを変 更設定することを特徴として 、る。

[0016] この発明によれば、トナー像が印刷ドットデータの内容に応じたサイズの単位セグメ ントに区分され、トナー消費量の算出はその単位セグメントごとに行われる。このよう に、トナー消費量の算出単位を画一的とせず、印刷ドットデータの内容に応じて設定 することにより、印刷ドットデータに現れる規則性を有効に活用して、効率よくトナー 消費量を求めることが可能となる。

[0017] さらに、本願発明者は、ドットの連続性を考慮せず、単に各印刷ドットごとに個別に トナー消費量を求める技術 (以下、この技術を「単純カウント技術」という）、上記従来 技術のように一次元でのドット連続性を考慮してトナー消費量を求める技術 (以下、こ の技術を「一次元カウント技術」という）、および印刷ドットの二次元的配列状態を考 慮してトナー消費量を求める技術 (以下、この技術を「二次元カウント技術」という）の 三つの技術を、様々な種類の画像をサンプルとして用いた実験により比較検証した。 その結果、トナー消費量算出精度の点では、形成する画像の内容に関係なく二次元 カウント技術が最も優れており、次いで一次元カウント技術、単純カウント技術の順で あった。し力しながら、形成する画像の内容によっては、いずれの技術によっても算 出精度にはさほど差が出ないものがあることがわ力つた。一方、処理の簡単さという点 では、単純カウント技術が最も簡単であり、一次元カウント技術、二次元カウント技術 の順で処理が複雑になり処理時間も長くなる。

[0018] このことから、単純カウント技術および二次元カウント技術を画像の内容に応じて使 い分けることにより、高い算出精度を維持しながら算出処理をより効率ィ匕することが可 能であることがわかった。

[0019] このような知見に基づき、この発明にかかる画像形成装置、トナーカウンタおよびト ナー消費量算出手段の第 5の態様は、画像信号に対し所定の信号処理を施して印 刷ドットの配列に関する印刷ドットデータを作成し、潜像担持体上に印刷ドットに対応 する静電潜像を形成するとともに該静電潜像をトナーにより顕像ィ匕することで、画像 信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、上記目的を達成する ため、各印刷ドットのトナー消費量を当該印刷ドットに対応する印刷ドットデータに基 づき求める単純カウントモードと、各印刷ドットのトナー消費量を、潜像担持体上にお ける印刷ドットの二次元的配列状態に基づいて求める二次元カウントモードとのうち 一方を印刷ドットデータの内容に応じて選択し、選択したモードでトナー像の形成に 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。

[0020] この発明によれば、単純カウントモードと二次元カウントモードとを適宜使い分ける ことができるので、画像形成装置におけるトナー消費量を効率よぐしかも高精度に 求めることができる。

発明の効果

[0021] これらの発明によれば、画像形成装置において、トナー像の形成に消費されるトナ 一の量を効率よぐし力も精度よく求めることができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]この発明を好適に適用可能な画像形成装置の構成例を示す図。

[図 2]図 1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。

[図 3]この装置における信号処理ブロックを示す図。

[図 4]この発明にかかるトナーカウンタの第 1の実施形態を示す図。

[図 5]ビデオ信号データの一例を示す図。

[図 6]データバッファの記憶内容を示す模式図。 圆 7]第 1実施形態のトナーカウンタの構成を示す図。

圆 8]近接ドットの個数による印刷ドットの分類を示す図。

[図 9]印刷ドットの配列とトナーカウントの実例を示す図。

圆 10]トナー消費量の計算値と実測値との対応を示すグラフ。

[図 11]ハーフトーニング処理用スクリーンの例を示す図。

[図 12]この発明にかかるトナーカウンタの第 2の実施形態を示す図。

[図 13]実験に使用したテストパターンの例を示す図。

圆 14]ライン間隔とトナー消費量との関係を示すグラフ。

圆 15]ドットカウント値とトナー消費量との関係を示す図。

圆 16]第 2実施形態におけるトナーカウンタの構成を示す図。

[図 17]テキストとグラフィックとが混在している画像の例を示す図。

[図 18]感光体上における印刷ドットの配列状態の一例を示す図。

[図 19] (3 X 3)マトリクスに対応する第 1のテーブルを示す図。

[図 20] (3 X 5)マトリクスに対応する第 2のテーブルを示す図。

[図 21]マトリクスおよびテーブルの選択の態様を示す図。

[図 22]トナー色ごとの適用スクリーンの違いを説明するための図。

圆 23]第 3実施形態のトナーカウンタの構成を示す図。

[図 24]画像内容と種々の階調レベルの印刷ドットの出現頻度との関係を示す図。 圆 25]第 4実施形態における単位セグメント設定の例を示す図。

[図 26]スクリーン処理後の印刷ドットの配列パターンの例を示す図。

圆 27]第 4実施形態におけるトナーカウンタの構成を示す図。

圆 28]近接ドット数とトナー付着量との関係を示す図。

[図 29]近接ドット数からトナー消費量への換算テーブルの例を示す図。

[図 30]ドットパターンからトナー付着量への換算テーブルを示す図。

圆 31]第 5実施形態のトナーカウンタの構成を示す図。

圆 32]第 6実施形態のトナーカウンタの構成を示す図。

符号の説明

4 現像ユニット (現像手段） 6 露光ユニット (潜像形成手段）

11 メインコントローラ (信号処理手段）

22 感光体 (潜像担持体）

120, 130, 140, 150, 160 データノ ッファ（記憶手段;）

200, 220, 230, 240, 250, 260 卜ナーカウンタ（卜ナ一消費量算出手段、卜ナ 一カウンタ）

EG エンジン部 (像形成手段）

発明を実施するための最良の形態

[0024] <装置の構成 >

図 1はこの発明を好適に適用可能な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、ィ エロー (γ)、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 の外部装置力 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。

[0025] 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 、る。帯電ュ-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つ ている。

[0026] 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。

[0027] 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ェロー用の現像器 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、このェン 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 4 Y、 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。これによつて、感光体 22上の 静電潜像が選択トナー色で顕像化される。

[0028] 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 CPU10 1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、 CPU10 1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。

[0029] 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 、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、力 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。

[0030] 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。

[0031] 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ィ部 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 7 1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。

[0032] 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 、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力 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上の残留トナーを搔き落とす。

[0033] 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。

[0034] 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エ 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ェンジ 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。

[0035] 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などの外部装置力も画像信号が入力されると、メインコント口 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、ハーフトーユング部 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 、る。

[0036] 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。

[0037] 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ぐまた 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 、。

[0038] 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。

[0039] 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 ヽ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 ヽ 、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〖こ 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。

[0040] こうして補正された補正 CMYK階調データは、ハーフトーユング部 116に入力され る。このハーフトーユング部 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-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。ハーフトーユング処理の内容は、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力カラー画像力 あるいは線画 像かグラフィック画像力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。

[0041] このパルス変調部 117に入力されたハーフトー-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、力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 C MYK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エ 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 一ザドライバ 121が露光ユニット 6の半導体レーザを ONZOFF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。

[0042] 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 、て更新する階調制御処理を 実行する。

[0043] 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、補正テープ 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 一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。

[0044] 次に、上記のように構成された画像形成装置において、トナー像の形成に消費され るトナー量を算出するためのトナーカウンタの構成の 6つの実施形態について、順次 説明する。

[0045] <第 1実施形態 >

図 4はこの発明にかかるトナーカウンタの第 1の実施形態を示す図である。トナー像 は多くの印刷ドットで構成されており、各印刷ドットの形成に消費されるトナー量の合 計を求めることで全体のトナー消費量が求められる。この実施形態では、トナー消費 量を求めるため、図 4に示すように、パルス変調部 117から出力される二値パルス信 号 (ビデオ信号)データを一時的に記憶するデータバッファ 120と、該バッファに記憶 されたデータに基づきトナー消費量を算出するトナーカウンタ 220とを設けている。

[0046] 図 5はビデオ信号データの一例を示す図である。この装置では、露光ユニット 6のレ 一ザ光源が感光体 22表面を一方向（以下、この方向を「主走査方向」という）に走査 露光するとともに、感光体表面が主走査方向に直交する方向（以下、「副走査方向」 という）に移動することで 2次元の静電潜像を感光体表面に形成する。パルス変調部 117から出力されるビデオ信号 (パルス信号)の 1サイクルは、露光ユニット 6による主 走査方向の 1走査ラインに相当する。そして、そのサイクルのうちパルス信号が 1 (H レベル）に維持される期間、レーザ光源が点灯する一方、パルス信号が 0 (Lレベル） に維持される期間はレーザ光源は消灯している。なお、ここでは、レーザのオン'オフ は 1ドット単位で行われるものとして説明する。

[0047] データバッファ 120は、 1走査ラインで形成可能なドット個数、つまり走査ラインの長 さに主走査方向における分解能を乗じた値に相当するデータ長を有して 、る。そし て、上記したパルス信号を 1/0の 2値データとみなし、その 1サイクル分、すなわち 1 走査ライン分の 1ワードとして、連続する 3ワードを記憶する。例えば、走査ラインの長 さを約 20cm、主走査方向における分解能を 600dpiとすると、 1ワードのデータ長は 約 4700ビットとなる力 理解を容易にするために、以下では 1ワードを 30ビットとして 説明する。

[0048] 図 6はデータバッファの記憶内容を示す模式図である。この図では、値 1を取るビッ トを丸印で示し、値 0を取るビットを空欄としている。 3ワード分のデータを並べてみる と、感光体 22上における 30 X 3ドットのマトリクス平面における印刷ドットの分布の様 子が明らかになる。例えば、符号 Daに対応するドットについてみると、その上下に 1 つずつ別のドットが存在する。一方、符号 Dbに対応するドットの周囲には他のドットが 存在しない。このことから、符号 Daに対応するドットには、その周囲に形成されるドット との相互作用により、符号 Dbに対応するドット (孤立ドット)よりも多くのトナーが付着 するものと予想される。同様に、感光体 22上に形成される各印刷ドットにおけるトナ 一付着量は、その周囲の印刷ドットの有無によって異なる。言い換えれば、その印刷 ドットを形成するためのトナー消費量は、当該ドットの周囲のドットの個数から見積もる ことができる。

[0049] したがって、図 6に示すマトリクス平面における各ドットを形成するための総トナー消 費量は、次に示す 2つの方法（1)または（2)よって求めることができる力 両者は単に 計算の手順が異なるのみで結果的には同じである。

(1)マトリクス平面内の各ドットごとのトナー消費量を、その周囲のドットの個数に基づ いて求め、それを全ドットについて合計する；

(2)マトリクス平面内の各ドットを、その周囲のドット個数に応じて分類してその分類ご とに個数をカウントし、そのカウント値に、 1ドット当たりのトナー量に相当する係数 (分 類ごとに設定される）を乗じたものを合計する。

[0050] 本実施形態のトナーカウンタ 220では、上記（2)の方法により 1ページ当たりのトナ 一消費量を求めており、その具体的な動作について以下説明する。

[0051] 図 7は第 1実施形態のトナーカウンタの構成を示す図である。また、図 8は隣接ドット の個数による印刷ドットの分類を示す図である。なお、図 8においては、処理の対象と なる印刷ドットをハッチングを付した丸印で、後述する隣接ドットを白丸印で示してい る。

[0052] このトナーカウンタ 220は、データバッファ 120に記憶されたデータに基づいて、 1 ページの画像内に形成される各印刷ドットを、当該ドットの周囲に形成されるドットの 個数に応じて分類するパターン判定回路 221を備えている。パターン判定回路 221 は、当該印刷ドットを中心とする 3 X 3マトリクス平面内に、当該ドット以外のドット（以 下、「近接ドット」という）がいくつある力を各印刷ドットごとに判定し、その結果に応じ て、後段に設けられたカウンタ 2220ないし 2228のいずれかに対して値 1を出力する 。例えば、判定の対象となっている印刷ドットが、図 7に示すドット Dbのように孤立ドッ トである場合には、近接ドットの個数は 0であるので、カウンタ 2220に対し値 1を出力 する。また、図 7のドット Daのように、 3 X 3平面内の近接ドットが 2個である場合には、 カウンタ 2222に値 1を出力する。カウンタ 2220ないし 2228は、所定の単位期間、例 えば画像 1ページ分に相当する期間内にパターン判定回路 221から出力される値 1 の回数をカウントする。これにより、各カウンタ 2220, 2221, 2222, 2223, 2224, 2 225, 2226, 2227および 2228では、 1ページの画像を構成する全ての印刷ドットの うち、近接ドットの個数力 ， 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7および 8個であるものの個数 CO, C1 , C2, C3, C4, C5, C6, C7および C8がそれぞれカウントされることとなる。

[0053] そして、 1ページ分のカウントが済むと、各カウンタ 2220ないし 2228はそのカウント 値 C0〜C8を出力する。そのカウント値 C0〜C8にそれぞれ係数 K0〜K8を乗じて互 いに加算し、さらに係数 Κχを乗じることで、当該ページの画像形成によるトナー消費 量 TCを算出する。すなわち、トナー消費量 TCは、次式：

TC=Kx- (K0-C0+K1 -C1 +K2 -C2+ … +K7-C7+K8-C8)

…(式 1)

により求められる。なお、前述した（1)の算出方法では、印刷ドットの出現ごとに、その 近接ドット個数に応じた係数 K0等をそのドットに応じた重みとして選択し、その値を 1 ページ分累積加算してゆくこととなる。したがって、（1)の方法によっても、トナー消費 量は（式 1)で表される結果となる。

[0054] 各係数 K0〜K8は、近接ドットの個数によってその中心のドットに付着するトナー量 が異なることに対応した重み付けがなされている。図 8の例は、例えば近接ドット個数 力 SOであるドット (孤立ドット）および近接ドット個数が 2個であるドットには、近接ドット個 数が 5であるドットに比べてそれぞれ 0. 9倍および 1. 3倍のトナーが付着することを 表している。

[0055] また、係数 Kxは標準的なドット (ここでは近接ドット個数が 5であるドット）における 1ド ット当たりのトナー付着量に相当する値である。上記のように、近接ドット個数によるト ナー付着量の違いに応じた重み付けをした上で加算した総ドット個数に係数 Kxを乗 じることによって、 1ページの画像を形成するのに消費されたトナー量 TCを算出する ことができる。これらの係数は実験的に求めることができる。すなわち、パターンの異 なる種々の画像を形成し、ドット数を近接ドット個数ごとに分類してカウントするととも にトナー消費量を測定し、実測値と計算値とができるだけ一致するように、各係数 K0 〜K8および Kxを定めればよい。なお、各係数については、トナー色ごとに個別に求 めておく必要がある。

[0056] なお、この算出方法によれば、 1つの走査ライン上に存在する各印刷ドットのトナー 消費量を個別に算出するためには、当該走査ラインおよびその前後（または上下） 1 ラインずつの計 3ライン分のパルス信号データがあれば足りる。したがって、この実施 形態では、データバッファ 120が 3走査ライン分のデータを記憶しておき、 1つのライ ン上の全ての印刷ドットについてパターンの判定が済んだ時点で、最も古い 1ライン 分のデータを消去するとともに、次の 1ライン分のデータを新たに記憶するようにして いる。

[0057] 図 9は印刷ドットの配列とトナーカウントの実例を示す図である。この例では、 1ぺー ジを 30 X 10ドット構成として場合のトナー消費量を算出する。図 9において、数字の 記入された欄には印刷ドットが存在し、また数字は当該ドットに近接するドットの個数 を示している。この例では、全印刷ドット数は 92であり、そのうち近接ドット個数が 0, 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7および 8であるドットの個数 CO, CI, C2, C3, C4, C5, C6, C7お よび C8は、それぞれ 5, 14, 25, 4, 12, 16, 16, 0および 0である。これらに係数 K0 〜K8を乗じて加算した、「重み付けされた」ドット個数は 103となる。この数値には、単 純にドット個数をカウントする従来技術や 1次元のドットの連続状態のみを考慮した従 来技術では考慮されていない、 2次元のドット配列状態がトナー消費量に及ぼす影 響が加味されている。このため、 2次元的に広がる現実の画像におけるトナー消費量 をより精度よく求めることができる。

[0058] なお、こうしてトナーカウンタ 220により算出された 1ページ当たりのトナー消費量に ついては、例えば CPU101において累積加算し RAM107に記憶しておき、現像器 の消耗品管理に供することができる。例えば、通算のトナー消費量がある値に達した ときに、現像器内のトナー残量が所定量を下回ったとして、ユーザにトナーが残り少 な ヽことを示すメッセージや、現像器交換を促すメッセージなどを表示部 12に表示さ せることができる。

[0059] 図 10はトナー消費量の計算値と実測値との対応を示すグラフである。様々な画像 について、本実施形態によりトナー消費量を算出するとともに、その結果を実測され たトナー消費量と比較してみると、図 10に示すように、両者の間には良好な比例関 係湘関係数 R²=0. 9918)が成立しており、この算出方法により精度よくトナー消費 量を算出できることが確認された。

[0060] 以上のように、この実施形態では、各印刷ドットごとのトナー消費量力 そのドット周 辺のドットの存在によって変化することに対応して、各印刷ドットを近接ドット個数ごと に分類してカウントし、そのカウント値からトナー消費量を求めている。特に、ドットの 2 次元的な配列状態に基づ 、て印刷ドットの分類を行って 、るので、ドットの個数を単 純加算する従来技術や、 1次元のみの配列状態を考慮した従来技術と比較して、よ り精度よくトナー消費量を求めることが可能となっている。

[0061] なお、各現像器に貯留されたトナーは、上記した画像形成以外の用途に消費され る場合がある。例えば、この種の画像形成装置では、感光体 22表面のうち本来ドット を形成すべきでない部分にまで微量のトナーが付着してしまう現象 (カプリ）がよく知 られている。カプリによるトナー消費量は、画像パターンとはあまり相関性がなぐむし ろ形成した画像の総面積に左右される。したがって、カプリによるトナー消費量につ いては、画像形成枚数や現像器の駆動時間など、画像面積に関連する値に一定の 比率を乗じて求めることができる。また、ユーザの要求によらず装置内部で使用され るテストパターンなどを形成する場合には、これらによって消費されるトナーの量を別 途計算する必要がある。そして、こうして求めた画像形成以外の用途に消費されたト ナ一の量をオフセット値として前記した計算式 (式 1)に加算することで、装置全体とし てのトナー消費量を精度よく求めることが可能となる。このことは、以下に説明する各 実施形態についても同様である。

[0062] 以上説明したように、この実施形態においては、感光体 22、現像ユニット 4、露光ュ ニット 6が、それぞれ本発明の「潜像担持体」、「現像手段」および「潜像形成手段」と して機能している。また、トナーカウンタ 220が本発明の「トナー消費量算出手段」お よび「トナーカウンタ」として機能している。また、データバッファ 120が本発明の「記憶 手段」として機能している。また、当該印刷ドットを中心とする 3 X 3ドットマトリクス平面 力 本発明にいう「所定領域」に相当している。

[0063] なお、上記実施形態のトナーカウンタ 220では、処理の対象とする印刷ドットを中心 とする 3 X 3のマトリクス平面内に存在するドット個数に応じて印刷ドットを分類してい る力 これに限定されず、例えば当該ドットを中心として 5 X 5ドットの平面を考えても よい。ただし、この場合、データバッファは 5ライン分のデータを記憶しておく必要があ るので、より大きな記憶容量が必要となってしまう。また、各印刷ドットのトナー付着量 は、比較的近い位置にあるドットの影響を強く受ける一方、遠い位置にあるドットによ つてはあまり影響を受けないので、処理に含める領域をむやみに広げても精度向上 の点ではあまりメリットがな 、と考えられる。

[0064] また、上記実施形態では、 1ドット単位で印刷ドットをカウントしているが、実際の画 像形成装置では、レーザの点灯時間を制御することによってより細力 、単位でドット のサイズを制御することができる。このような場合であっても、基本的には上記と同じ ような考え方によってトナー消費量を算出することが可能である。例えば、上記したマ トリタス平面をさらに細力べ分割し、 1つのマス目を 0. 1ドット X O. 1ドット程度にまで細 力べすれば、ドットサイズが端数を生じる場合にもより柔軟に対応することができる。ま た、近接ドットの個数を 1ドット単位で数えるのでなぐ例えば通常の 1ドットの半分の サイズを有する近接ドットについてはこれを 0. 5ドットと数えるようにしてもよい。また、 近接ドットの個数でなぐ所定領域内において近接ドットが占める面積によって印刷ド ットを分類するようにしてもょ ヽ。 [0065] <第 2実施形態 >

以下に説明する第 2実施形態のトナーカウンタでは、ハーフトーユング部 116にお ける処理の内容に応じて、トナー消費量の算出方法を切り換える。より具体的には、 ハーフトーユング部 116において信号処理に適用されたスクリーンの種類によって、 トナー消費量の算出方法を切り換える。

[0066] 図 11はハーフトー-ング処理用スクリーンの例を示す図である。ここでは、図 11 (A ) ,図 11 (B)に示す 2種類のスクリーンについて説明する。図 11 (A)に示す第 1のス クリーン (スクリーン A)は、高解像度を必要とする画像に適したスクリーンである。すな わち、このスクリーン Aは、感光体 22への光ビーム Lの走査方向（主走査方向）に対し て 60度の傾斜角を有する網点構造のスクリーンであり、後述するスクリーン Bに比べ て網点のピッチ P1が小さい。このように、スクリーン Aは、比較的細かいピッチ P1を有 しているため、高解像度を要する画像、例えば文字主体の画像に適したスクリーンで ある。

[0067] 一方、図 11 (B)に示す第 2のスクリーン (スクリーン B)は、傾斜角は同じく 60度であ る力 そのピッチ P2がスクリーン Aよりも大きくなつている。このため、スクリーン Aよりも 中間調表現の点で優れている。すなわち、スクリーン Bは、写真や自然画などのダラ フィック画像に適したスクリーンである。

[0068] そして、ハーフトーユング部 116は、形成すべき画像がどのようなタイプの画像であ るかを入力された画像信号力 判断し、上記 2種のうちその画像に応じた 1つのスクリ ーンを選択してハーフトーユング処理を行う。その結果、形成される画像においては 、適用されるスクリーンのピッチに応じた周期性を持って印刷ドットが配列されることと なり、印刷ドット間の間隔もこのピッチに対応したものとなる。つまり、適用されるスクリ ーンがわかれば、印刷ドットが互いにどのような間隔を持って配列されるかをある程度 推定することが可能である。なお、スクリーンについては上記 2種に限定されず、傾斜 角やピッチの異なる他のスクリーンをさらに備えてもよい。

[0069] 図 12はこの発明に力かるトナーカウンタの第 2の実施形態を示す図である。この画 像形成装置では、図 12に示すように、メインコントローラ 11のパルス変調部 117から 出力されるビデオ信号に基づいてトナー消費量を算出するトナーカウンタ 200がェン ジンコントローラ 10に設けられている。本願発明者は、種々の実験を行った結果に基 づき、後に詳述するトナーカウンタを構築するに至った。なお、以下では代表的にブ ラック色トナーについて行った検討の結果を説明する力 S、他のトナー色についても同 様に考えることができる。

[0070] 図 13は実験に使用したテストパターンの例を示す図である。本願発明者は、上記 のように構成された画像形成装置にお！、て、印刷ドットのサイズが一定でその間隔の みが種々に異なるテストパターン画像を形成し、各画像における印刷ドット 1ドット当 たりのトナー消費量を計測した。より詳しくは、図 13 (A)ないし 13 (C)に示すように、 複数本の 1ドット幅ラインカゝらなり、ライン間の間隔 Xが様々に異なる画像をテストバタ ーンとして使用した。以下では、ライン幅が 1ドット、ライン間隔力 ドットである画像を「 1オン フ画像」と称する。例えば、「1オン 1オフ画像」とは、 1ドットラインが 1ドット 間隔で並行に配置された画像を指し、「1オン 2オフ画像」とは、 1ドットラインが 2ドット 間隔で並行に配置された画像を指す。また、図 13 (A)に示すパターンはいわゆるべ タ画像であって厳密には 1ドットライン画像とはいえないが、ここではライン間隔 Xがゼ 口である 1ライン画像の一種として取り扱うこととする。

[0071] 図 13 (A)ないし 13 (C)において、「主走査方向」は露光ビーム Lの走査方向、「副 走査方向」はこれに直交する方向で感光体 22表面の移動方向をそれぞれ意味する 。なお、図 13 (A)ないし 13 (C)ではライン間隔 Xが整数、つまりライン間隔がドット幅 の整数倍である場合について例示している力 S、実際には露光ビーム Lの点灯タイミン グを制御することによってライン間隔 Xを整数値以外にも設定することが可能である。 本実験においても、整数値以外のライン間隔 Xについての計測も行った。また、ここ では副走査方向に延びるライン力もなるテストパターンのみを代表的に示している。 これは、副走査方向に延びるラインはそのライン間隔を露光ビーム Lの点灯タイミング の制御により任意に設定することができるからである。一方、主走査方向に延びるライ ンの間隔は感光体 22の移動ピッチと露光ビーム Lの走査周期とによって決まるため 任意の値に設定することはできないが、ライン間隔とトナー消費量との関係は、上記 した副走査方向に延びるライン画像の場合と同じ傾向を示す。

[0072] 図 14はライン間隔とトナー消費量との関係を示すグラフである。また、図 15はドット カウント値とトナー消費量との関係を示す図である。図 14に示すように、各ラインを構 成する印刷ドット 1ドット当たりのトナー消費量は、ライン間隔 Xによって変動するという 結果を示した。すなわち、ライン間隔 Xをゼロ (ベタ画像)から次第に増やしてゆくと、 1ドット当たりのトナー消費量はいつたん増加した後再び減少する。そして、 X= 2の 付近で極小となった以後は緩やかに上昇し一定値に漸近する。

[0073] ここで、前述した 2種のスクリーン Aおよび Bにおけるピッチをライン間隔に換算する と、それぞれ図 14に示す破線 Aおよび Bのようになる。このように、 2つのスクリーンは 異なるピッチを有しているので、印刷ドットの配列ピッチも異なり、これらのスクリーンを 用いて処理された画像における印刷ドット 1ドット当たりのトナー量は互いに相違する こととなる。具体的には、スクリーン Aを使用して形成された画像よりも、スクリーン Bを 使用して形成された画像の方が、 1ドット当たりのトナー量が多くなる。したがって、図 15に示すように、形成される印刷ドットの数が同じであったとしても、トナー消費量の 総量は異なることとなる。このこと力 、印刷ドットの計数値に基づいてトナー消費量を 求める場合、使用されるスクリーンによって計算式を変更する必要がある。

[0074] 図 16は第 2実施形態におけるトナーカウンタの構成を示す図である。このトナー力 ゥンタ 200は、メインコントローラ 11のハーフトーユング部 116から与えられるスクリー ン情報と、パルス変調部 117から与えられるビデオ信号とに基づいて、トナー消費量 を算出する。より詳しくは、トナーカウンタ 200には、パルス変調部 117から与えられる ビデオ信号に基づき形成される印刷ドットの個数をカウントするカウンタ 211が設けら れている。そして、 1ページ単位や 1ジョブ単位など、所定の算出単位で、カウンタ 21 1はその期間内の印刷ドットの総カウント値 DCを出力する。カウンタ 211から出力さ れたカウント値 DCは乗算器 212に入力されて所定の係数 Kyが乗じられる。その積 T Cが当該期間におけるトナー消費量である。

[0075] ここで、係数 Kyとしては、一定値ではなぐハーフトーユング部 116から与えられる スクリーン情報、つまり使用されるスクリーンがどれである力を表す情報に応じて係数 テーブル 213から選択された値が使用される。図 15の例では、スクリーン Bを使用し たときに、スクリーン Aを使用したときよりもトナー消費量が多くなるので、スクリーン B に対応する係数を、スクリーン Aに対応する係数よりも大きな値とすることで、上記の ようなスクリーンごとのトナー量の差異によらず、精度よくトナー消費量を算出すること が可能となる。

[0076] なお、この実施形態のドットカウンタ 211は印刷ドットの連続状態を考慮せず単にそ の個数のみをカウントするものである力 前述した特許文献 1に記載のカウンタのよう に、印刷ドットをその連続状態に分類して個別にカウントし、それらに所定の重み付 けをした上で加算するタイプのカウンタを用いてもよいことは言うまでもない。また、そ の重み付けを、適用するスクリーンの種類によって変えるようにしてもよい。また、印刷 ドットの数でなぐ連続する印刷ドットからなる印刷ドット群の数を数えてもよい。すな わち、 1つまたは連続する複数の印刷ドットからなる印刷ドット群の個数をその長さ別 にカウントし、それぞれのカウント値に印刷ドット群の長さに応じた係数を乗じて加算 するようにしてちょい。

[0077] また、形成する画像によっては、算出対象となる期間内で互いに適用スクリーンの 異なる複数の領域が含まれている場合がある。このような場合には、各領域ごとに 1ド ット当たりのトナー消費量が異なるため、それぞれの領域ごとに個別にトナー消費量 を求める必要がある。

[0078] 図 17はテキストとグラフィックとが混在している画像の例を示す図である。ここでは、 1枚のシート S1に、主に文字画像力 なるテキストブロック TBと、写真などが貼り込ま れるグラフィックブロック GBとが混在している例を考える。このような画像のうち、テキ ストブロック TBには、解像度に優れるスクリーン Aが使用される。一方、写真などが貼 り込まれるグラフィックブロック GBには、中間調表現に優れるスクリーン Bが使用され る。したがって、テキストブロック TBにおけるトナー消費量と、グラフィックブロック GB におけるトナー消費量とは、異なる方法により算出するのが望ましい。

[0079] 以上のように、この実施形態では、印刷ドットの個数からトナー消費量を算出する。

この場合において、印刷ドットの分布状態によってトナー消費量が異なることに鑑み、 外部装置から与えられた画像信号に施す信号処理の内容、より具体的には、ハーフ トー-ング処理に適用するスクリーンの種類によって、トナー消費量の算出方法を異 ならせている。こうすることによって、スクリーンのピッチの違いに起因する 1ドット当た りのトナー付着量の違いによらず、トナー消費量を精度よく求めることが可能となる。 [0080] より具体的には、ピッチが細力 、スクリーン Aを使用するときには、よりピッチの粗い スクリーン Bを使用する場合よりも 1印刷ドット当たりのトナー消費量が大きくなるので、 ドットカウント値に乗じる係数 Kyを、スクリーン Bの場合よりも大きな値としている。こう することで、印刷ドットの間隔がスクリーンごとに違うことに起因するトナー消費量の差 異に対応して、どちらのスクリーンを使用した場合でも、トナー消費量を精度よく求め ることがでさる。

[0081] また、上記実施形態のトナーカウンタでは、レーザドライバに与えられるビデオ信号 に基づいてトナー消費量を求めている。このようなパルス信号は、そのパルス幅が印 刷ドットおよびオフドットの連続状態を直接的に表す情報となって 、るので、このよう な信号を用いることで、簡単に印刷ドット群およびオフドット群のサイズ (またはそれを 構成するドット個数)を把握することができる。

[0082] 以上説明したように、上記実施形態にお!、ては、エンジン部 EGおよびメインコント ローラ 11力 本発明の「像形成手段」および「信号処理手段」としてそれぞれ機能し ている。また、本発明のとして機能している。また、上記実施形態では、トナーカウン タ 200が本発明の「トナー消費量算出手段」および「トナーカウンタ」として機能してい る。

[0083] なお、前述したように、本実施形態の特徴は、トナーカウンタ 200によるトナー消費 量算出方法を使用するスクリーンの種類によって切り換える点にあり、トナー消費量 を算出するための構成および計算式については、上記したもののほか、他の公知の 技術を適用してもよい。したがって、上記実施形態のように係数を切り換える方法以 外にも、例えば、スクリーンの種類ごとに最適化された 2種類のトナーカウンタを設け ておき、画像の種類に応じてそれらを切り換えて使用するようにしてもょ 、。

[0084] また、上記実施形態では、 1ページの画像にテキスト画像ブロックとグラフィック画像 ブロックとが混在しているときに、各ブロックごとにトナー消費量を求めるようにしてい る。これ以外にも、より細かいブロック（例えば、数ドット X数ドットのドットマトリクス）単 位でブロックごとのトナー消費量を求めるようにしてもよ!、。

[0085] また、外部装置から与えられた画像信号の内容や信号処理の経過から、形成する 画像における印刷ドットの分布状態が推定できる場合には、その推定に基づいてトナ 一消費量の算出方法を変更するようにしてもよい。例えば、形成する画像の全体ある いはその一部に一様な背景色が設定されているような画像では、背景色や濃度の指 定内容から、その背景部分において印刷ドットがどのような密度で、どのような配列で 形成されるかを有る程度推定することができる。このような場合には、その背景部分に ついては推定された印刷ドットの分布状態に応じた算出方法を選択することで、トナ 一消費量の算出精度をより向上させることが可能となる。

[0086] <第 3実施形態 >

特許文献 1に記載されているように、また第 1実施形態の項で説明したように、 1つ の印刷ドットにおけるトナー消費量は、その印刷ドットの近傍における他の印刷ドット の有無による影響を受ける。感光体 22上において、各印刷ドットに対応する潜像プロ ファイルが相互に干渉する力もである。そこで、二次元トナーカウント技術においては 、各印刷ドットごとのトナー消費量を、当該印刷ドットを中心とする（M X N)ドットマトリ タス内に存在する他の印刷ドット（近接ドット）の数に基づいて求める。ここに、 Mおよ び Nは自然数である。

[0087] 各印刷ドットごとのトナー消費量については、当該印刷ドットを中心とする M X Nドッ トマトリクス内における近接ドットの個数とトナー付着量との関係を表すテーブルを用 いて求めることができる。すなわち、印刷ドットのトナー付着量を、近接ドット個数と対 応させてテーブルィ匕しておき、ある印刷ドットにおけるトナー消費量を求める際には、 当該印刷ドットの近接ドット個数を求め、その個数力もテーブルを参照して、当該印 刷ドットにおけるトナー消費量を求めることができる。そして、各印刷ドットごとのトナー 消費量を所定の算出単位、例えば画像 1ページ単位で合計することにより、その単 位における総トナー消費量を求めることができる。そして、本願発明者の知見によれ ば、マトリクスのサイズについては一定とせず、形成すべき画像の内容に応じて変更 することが好ましい。

[0088] 例えば、写真画像などの中間調を多用する画像 (以下、「ハーフトーン画像」という） では、種々の階調レベルを有する印刷ドットが互いに近接しながら、し力も広い範囲 にわたつて分布している。このような画像では、各印刷ドットごとのトナー消費量は、そ の周囲に存在する他の印刷ドットの状態により大きく左右される。したがって、このよう な画像に対しては、マトリクスのサイズを比較的大きくすることがトナー消費量算出精 度を高める上で有効である。

[0089] 一方、文字や図表など、一定濃度の線や一様な塗りつぶしパターンなどを主体とす る画像 (以下、「ライン主体画像」という）では、同一の階調レベル (特に、最大階調レ ベルと最小階調レベル)を有する印刷ドットが多数連続する場合が多ぐまた中間調 もあまり使用されないので、ハーフトーン画像に比べると印刷ドットの配列が比較的単 調である。このような画像に対しては、マトリクスのサイズを小さくしても算出精度にあ まり影響がない。逆に、こうすることにより算出処理を簡略ィ匕できる。

[0090] また、例えば、カラー画像では、各色のトナーを適度なバランスで混合することで所 望の色を得ているため、各トナー色ごとに見れば中間的な階調レベルを持つ印刷ド ットが形成されていることになる。これに対して、 1つのトナー色のみによるモノクロ画 像では、中間調の再現性を求められることは少なぐ比較的単調なパターンとなる。し たがって、形成する画像がカラーかモノクロかによつても、トナー消費量を求めるため のマトリクスのサイズを変えることが望まし 、。

[0091] さらに、この種の装置では、カラー画像にモアレ模様が現れるのを防止するために 、各トナー色ごとに異なるスクリーンを適用してスクリーン処理を行う場合がある。この ような場合には、適用されるスクリーンの態様に応じて、トナー色毎にマトリクスのサイ ズを変えるようにするのが好ま 、。

[0092] そこで、この画像形成装置では、以下に説明するように、 (3 X 3)および（3 X 5)の 2 種類のマトリクスサイズのそれぞれについて、近接ドット個数と中央の印刷ドットのトナ 一付着量との関係を表すテーブルが設けられている。そして、形成すべき画像の内 容に応じてそれらが適宜使！ヽ分けられて!/ヽる。

[0093] 図 18は感光体上における印刷ドットの配列状態の一例を示す図である。また、図 1 9は（3 X 3)マトリクスに対応する第 1のテーブルを示す図である。さらに、図 20は（3 X 5)マトリクスに対応する第 2のテーブルを示す図である。 (3 X 3)マトリクスが選択さ れたとき、図 18に示す印刷ドット PD1のトナー消費量は、当該印刷ドットを中心とする 3ドット X 3ドットの領域 A1内における他の印刷ドットの数 (近接ドット数）により第 1の テーブルを参照して求められる。例えば図 18に示すように近接ドット数が 2であるとき 、第 1のテーブル 233を参照して値 M102が印刷ドット PD1におけるトナー消費量とし て求められる。このように各印刷ドットのトナー消費量を求め、それらを合計したもの が全トナー消費量となる。

[0094] また、（3 X 5)マトリクスが選択されたとき、図 18に示す印刷ドット PD2のトナー消費 量は、当該印刷ドットを中心とする 3ドット X 5ドットの領域 A2内における近接ドット数 により第 2のテーブル 234を参照して求められる。例えば図 18に示すように近接ドット 数が 4であれば、値 M204が印刷ドット PD2のトナー消費量として求められる。

[0095] この例では、メインコントローラ 11から与えられる情報に基づいて、テーブルの切り 換えを行っている。メインコントローラ 11では、ホストコンピュータ 100から与えられた 画像信号に対して、色変換処理やスクリーン処理などの信号処理を行っている。した がって、形成すべき画像がカラー Zモノクロのいずれであるのカゝ、現在形成中のトナ 一像がどのトナー色に対応したものであるの力、あるいはどのようなスクリーンを適用 して信号処理が行われたかなどにっ 、ての情報は、メインコントローラ 11にお ヽて把 握されているはずである。そこで、これらの情報を、テーブルを切り換えるための切り 換え情報として利用する。

[0096] 図 21はマトリクスおよびテーブルの選択の態様を示す図である。この装置では、ブ ラック色によるモノクロ画像を形成するときには画像信号に対してスクリーン処理を行 つていない。そこで、パルス変調部から出力されるビデオ信号がモノクロ画像に対応 したものである場合には、サイズの小さい（3 X 3)マトリクスが選択され、第 1のテープ ル 233が選択される。一方、ビデオ信号がカラー画像に対応したものである場合には 、トナー色によって 2種類のマトリクスを使い分ける。このようにする理由は以下の通り である。

[0097] 図 22はトナー色ごとの適用スクリーンの違いを説明するための図である。カラー画 像を形成する際には、画像にモアレ模様が現れるのを防止するため、色により 2種類 の処理スクリーンを使い分けている。図 22に示すように、シアン色およびイェロー色 に対してはドット成長スクリーンが適用される一方、マゼンタ色およびブラック色に対 してはスクリーン角 45度の線成長スクリーンが適用される。このようなスクリーンの差 異に起因して印刷ドットの配列状態が異なるので、シアン色およびイェロー色につい ては（3 X 3)マトリクスおよび第 1のテーブルが選択される一方、マゼンタ色およびブ ラック色については（3 X 5)マトリクスおよび第 2のテーブルが選択されることとなる。 なお、各テーブルの数値については各トナー色ごとに個別に設定しておくのが望ま しい。

[0098] 図 23は第 3実施形態のトナーカウンタの構成を示す図である。トナーカウンタ 230 には、近接ドット数を求めるためのパターン判定回路 231と、上記した 2つのテーブル 233, 234と、これらの一方を選択するための選択スィッチ 232と、テーブルからの出 力を累積加算するアキュムレータ 235とが設けられている。また、エンジンコントローラ 10にはデータバッファ 130が設けられており、このデータバッファ 130には、メインコ ントローラ 11のパルス変調部 117から出力されるビデオ信号が二値データとして一 時的に記憶されている。

[0099] パターン判定回路 231は、メインコントローラ 11から与えられた切り換え情報および 図 21の判断基準に基づき指定されたマトリクス内の近接ドット数を求める。こうして求 められた近接ドット数から、 2つのテーブルのうち、メインコントローラ 11から与えられ た情報および図 21の判断基準に基づき選択スィッチ 232により選択された 1つのテ 一ブルが参照されて、 1つの印刷ドットにおけるトナー消費量がアキュムレータ 235に 入力される。アキュムレータ 235では、所定の単位期間、例えば画像 1ページ単位で テーブル力 の出力を積算することにより、その単位期間におけるトナー消費量を算 出することができる。

[0100] なお、上記では、各印刷ドットが 100%階調レベルおよび 0%階調レベルの!/、ずれ かである場合について説明している力 各印刷ドットがより中間的な階調レベルを有 するものであっても上記した思想を適用することができる。すなわち、近接ドット数に ついては、マトリクス内に存在する近接ドットの個数ではなぐそれらの階調レベルを 全て足し合わせて 100%階調レベル（レベル 255)で割ったものを用いる。また、各印 刷ドットのトナー消費量についても、テーブル力 得られた値に当該印刷ドットが有す る階調レベルを乗じて 255で割ったものを用いればよい。また、この場合には、パル ス変調部 117から出力されるビデオ信号に代えて、ハーフトーユング部 116から出力 される多値データを用いるのが好まし 、。 [0101] また、現像器内のトナーの一部は、トナー像の形成に寄与せず、いわゆるカブリトナ 一として消費されたり、現像ローラ 44から装置内部に飛散してしまうことがある。このよ うなトナーの量にっ 、ては上記した方法では求めることができな 、ので、他の適宜の 方法でこのようなトナーの量を見積もり、上記したトナーカウンタ 230で求められたトナ 一消費量に加えることにより、現像器内のトナー残量をより精度よく求めることが可能 である。

[0102] また、こうして算出されたトナー消費量については、例えば CPU101において累積 加算し RAM107に記憶しておき、現像器の消耗品管理に供することができる。例え ば、通算のトナー消費量がある値に達したときに、現像器内のトナー残量が所定値を 下回ったとして、ユーザにトナーが残り少ないことを示すメッセージや、現像器交換を 促すメッセージなどを表示部 12に表示させることができる。

[0103] 次に、メインコントローラ 11からの情報によらずに、ビデオ信号の内容を判定する方 法について説明する。上記したように、形成する画像がハーフトーン画像であるか、ラ イン主体画像であるかによってマトリクスサイズを変更することが望ましいのであるが、 両者の判定は必ずしも容易ではない。例えば、モノクロ画像であっても写真を含むも のがあり、またグレースケールを用いて作成された文字画像もある。したがって、カラ 一画像かモノクロ画像かなどの単純な基準のみでマトリクスサイズを決めることが好ま しくない場合もありうる。以下に説明する方法は、このような場合にも適用できる判定 方法である。

[0104] 図 24は画像内容と種々の階調レベルを有する印刷ドットの出現頻度との関係を示 す図である。所定の単位、例えば 1ページ単位で種々の階調レベルを有する印刷ド ットの出現頻度を調べてみると、図 24に示すように、写真画像などのハーフトーン画 像と文字画像などのライン主体画像との間で顕著な違いがある。より詳しくは、ライン 主体画像では、 100%階調レベル（レベル 255)付近および 0%階調レベル（レベル 0)付近の階調レベルを有する印刷ドットの出現頻度が突出している。また、ハーフト ーン画像では、中間的な階調レベルを有する印刷ドットがより多く現れる。この性質を 利用して、形成すべき画像がハーフトーン画像、ライン主体画像のいずれに分類さ れるべきかを判定することができる。 [0105] 例えば、全印刷ドットの数に占める 100%階調レベルの印刷ドットの比率が所定値 以上であるときに、当該画像はライン主体画像であると判定することができる。ただし 、全印刷ドット数に 0%階調レベルのドットまで含めてしまうと無地の部分の多いライン 主体画像が誤判定されるおそれがあるので、より好ましくは、全印刷ドット数力 0% 階調レベルの（あるいは所定レベル以下の）印刷ドットの数を差し引いた方がよい。

[0106] また、例えば、全印刷ドットの数に占める中間調ドット（例えば 10%ないし 90%階調 レベルの印刷ドット）の比率が所定値以上であるときに、当該画像はハーフトーン画 像であると判定することができる。さらに、中間調ドットに属する階調レベルのうち印刷 ドットの出現頻度が所定値を超えたものがある場合にも、当該画像はハーフトーン画 像であると判定することができる。

[0107] このように、メインコントローラ 11からの情報によらなくても、ビデオ信号の内容を解 析することで、形成すべき画像の内容を判定することが可能である。このようにすれ ば、処理が複雑となるものの、画像の内容により即した態様でトナー消費量を求める ことが可能となり、トナー消費量の算出精度のさらなる向上を図ることが可能となる。 なお、この方法は、後に説明する各実施形態に対しても適用可能である。

[0108] 以上のように、この実施形態では、メインコントローラ 11において作成されたビデオ 信号をデータバッファ 130に一時的に記憶しておき、その内容から印刷ドットの二次 元的な配列状態を推定して各印刷ドットの形成に消費されるトナーの量を求めている 。そのため、一方向のみの配列状態を考慮している従来技術に比べて、より精度よく トナー消費量を求めることができる。また、印刷ドットの配列状態を考慮する領域、つ まり上記したマトリクスで表される領域のサイズを、ビデオ信号が表す画像の内容に 応じて設定しているので、トナー消費量の算出を精度よぐし力も効率よく行うことが できる。特に、マトリクスのサイズを大きくすると算出精度をより高めることができ、また サイズを小さくすると演算処理を簡略ィ匕することができる。そして、これらを適宜切り換 えて使用することで、トナー消費量の算出を精度よぐし力も効率よく行うことができる

[0109] 以上説明したように、この実施形態においては、メインコントローラ 11およびェンジ ン部 EGが本発明の「信号処理手段」および「像形成手段」としてそれぞれ機能して ヽ る。特に、感光体 22が本発明の「潜像担持体」として機能している。また、メインコント ローラ 11から出力されるビデオ信号が、本発明の「印刷ドットデータ」に相当している 。また、この実施形態では、トナーカウンタ 230が本発明の「トナー消費量算出手段」 として機能して 、る。また、この実施形態では、 (3 X 3)または（3 X 5)マトリクスで表さ れる感光体 22上の領域 Al、 A2が、本発明の「処理対象表面領域」に相当している 。さらに、本実施形態においては、データバッファ 130が本発明の「記憶手段」として 機能している。

[0110] なお、上記実施形態では、 (3 X 3)ドットおよび（3 X 5)ドットからなる 2種類のマトリ タスを使用している力 マトリクスのサイズはこれらの限定されるものでなく任意であり 、またその種類も 3種類以上としてもよい。

[0111] また、上記実施形態では、モノクロ画像を形成するときにはスクリーン処理を行わな いとしている力 モノクロ画像を形成する際にも常に、あるいは必要に応じて、スクリー ン処理を行ってもよい。そして、スクリーン処理の有無に応じて、あるいは適用される スクリーンの種類に応じて、本発明の「処理対象表面領域」のサイズを適宜に設定す ることがでさる。

[0112] また、上記実施形態では、カラー画像を形成する際の処理スクリーンを 2種類として いるが、各色毎に異なる処理スクリーンを適用してももちろん構わない。その場合に は、各トナー色ごとに個別に「処理対象表面領域」のサイズを設定すればょ 、。

[0113] <第 4実施形態 >

次に、この発明にかかる画像形成装置におけるトナーカウンタの第 4実施形態につ いて説明する。この実施形態では、トナー像を微小な単位セグメントに分割し、その 単位セグメントごとのトナー消費量を個別に求める。そして、各単位セグメントごとのト ナー消費量を合算して、トナー像全体のトナー消費量を求めている。また、単位セグ メントのサイズは一定ではなぐ形成されるトナー像の内容に応じて設定される。

[0114] 図 25は単位セグメント設定の例を示す図である。ここでは、この画像形成装置の最 高解像度を 600dpi (dots per inch)として説明する。ここでいう最高解像度とは、 CP U101の処理能力やメモリ容量、露光ビームのスポットサイズや走査速度、感光体 22 の移動速度など装置の構造上の制約によって決まる解像度のことである。つまり、こ の装置で形成することのできる最も小さいドット径が 1Z600インチである。

[0115] 一方、外部から与えられる画像信号が有する解像度は必ずしもこれと一致しな!ヽ。

例えばパーソナルコンピュータのフォトレタッチングソフトによる画像信号は高い解像 度で作成されるが、テキストエディタやワープロソフトなどにより作成された文字ゃ簡 単な図表力もなる画像を表す画像信号の場合は、より低 ヽ解像度で作成されて 、る ことが多い。またファイルサイズの圧縮や処理時間の短縮を目的として、ユーザが意 図的に低い解像度を選択してデータを作成する場合もある。

[0116] このように、装置に与えられる画像信号の持つ解像度は様々であるが、それにより 装置の動作自体が大きく変わるわけではない。図 25に示すように、例えば 600dpiの 解像度を持つ画像を形成する場合には、この装置の最小ドット単位でドットがオン'ォ フされてトナー像が形成される。一方、画像の持つ解像度が 300dpiであった場合に は、 1つのドットのサイズが 1Z300インチとなるわけではなぐ最小単位（1Z600イン チ）のドットが（2 X 2)ドット単位でオン'オフされることによって、見かけ上の解像度が 300dpiとなるのである。

[0117] トナー消費量を求めるに際しては、解像度 600dpiの画像については 1ドットごとに 計算する必要がある力 解像度 300dpiの画像については 1ドットずつ計算する必要 はなぐ 4ドット（2 X 2ドット）を 1つの単位として計算すれば十分である。そこで、この 装置では、解像度 600dpiの画像については 1ドットを単位セグメントとする一方、解 像度 300dpiの画像につ!、ては 4ドット（2 X 2ドット）を単位セグメントとして、各単位セ グメントごとにトナー消費量を算出する。このように、形成すべき画像の解像度に応じ て単位セグメントを設定し、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 、し力も効率よく求めることが可能となる。

[0118] 次に、カラー画像を形成する際のスクリーン処理の影響について考える。カラー画 像は、各色のトナー像が適宜のバランスで重ね合わされることにより形成されている。 この場合において、各色のトナー像を構成する印刷ドットの並びが同一の周期性を 有して 、ると、それらを重ね合わせたときにモアレ模様が発生し画質を低下させること がある。そこで、各色ごとに印刷ドットの周期性をずらすことにより、モアレ模様が目立 つのを抑えることができる。このための処理としては、ハーフトーユング部 116におい て各色の画像データに対しスクリーン処理を行うときに、適用するスクリーンを色毎に 異ならせることによって実現可能である。

[0119] 図 26はスクリーン処理後の印刷ドットの配列パターンの例を示す図である。図 26に 示すように、シアン色の画像データに対しては、（3 X 5)ドットを単位として、印刷ドット の集合体としての点の大きさが変化するようなスクリーン処理が施される（点成長スク リーン処理)。また、マゼンタ色の画像データに対しては、（3 X 3)ドットを単位として、 印刷ドットの集合体としての傾き 45度のラインの太さが変化するようなスクリーン処理 が施される (線成長スクリーン)。このようなスクリーン処理の結果として、処理後の印 刷ドットの配列パターンには、シアン色については（3 X 5)ドット単位の、またマゼンタ 色については（3 X 5)ドット単位の特徴的な繰り返しパターンが現れることとなる。

[0120] このため、トナー消費量算出の単位となる単位セグメントのサイズを上記した繰り返 しの単位に一致させておくと便宜である。すなわち、例えばマゼンタ色では、印刷ドッ トが（3 X 3)ドット単位で配列されることがわかって!/、るので、（3 X 3)ドットを単位セグ メントとする。し力も、その（3 X 3)ドットのマトリクス内におけるドットの配置には規則性 があり（この例では傾き 45度のライン状の配置となる）、ドット配置の組み合わせは何 通りかに限定されている。したがって、その組み合わせごとのトナー消費量を予め求 めておくことができる。そして、トナー像全体についてのトナー消費量を求めるための 計算は、単位セグメントごとのトナー消費量をドットパターンに応じて求め、各単位セ グメントごとのトナー消費量を合計するという手順により実現されることとなり、 1ドットご とに求める方法に比べて大幅に簡略ィ匕されることとなる。同様に、シアン色について は（3 X 5)ドットを単位セグメントとすればよい。他の色についても同様である。

[0121] 次に、上記原理を用いてトナー消費量を計算するトナーカウンタの具体的な構成例 について説明する。

[0122] 図 27は第 4実施形態におけるトナーカウンタの構成を示す図である。トナーカウン タ 260は、図 27に示すように、パターン判定回路 261、換算テーブル 263およびアキ ュムレータ 265を備えている。また、この装置には、メインコントローラ 11のパルス変調 部 117から出力されて、ドットのオン'オフを示す二値データであるビデオ信号を一時 的に記憶しておくためのデータバッファ 160が設けられている。 [0123] パターン判定回路 261は、データバッファ 160に保存されている二値データから、ト ナー像における印刷ドットの配列状態を判定し、その結果を出力する。また、換算テ 一ブル 263は、内蔵のルックアップテーブルを参照し、パターン判定回路 261から出 力されたデータに応じた値を出力する。アキュムレータ 265は、換算テーブル 263か ら出力された値を累積加算し保存する。また、ノターン判定回路 261および換算テ 一ブル 263には、メインコントローラ 11に設けられた CPU111からの「切り換え情報」 が入力されている。この「切り換え情報」は、形成すべき画像の内容が、以下の 3種類 ： (1)高解像度（600dpi)モノクロ画像；（2)低解像度（300dpi)モノクロ画像；（3)カラ 一画像、のいずれであるかを表す情報である。また、形成すべき画像がカラー画像 である場合には、現在作成しているトナー像がどのトナー色であるかを表す情報も付 カロされる。そして、その情報内容によって、パターン判定回路 261および換算テープ ル 263の機能は次のように変化する。

[0124] (1)高解像度（600dpi)モノクロ画像の場合

この場合には、トナーカウンタ 260は、 1ドットを単位セグメントとしてトナー消費量の 算出を行う。すなわち、 1ドットごとのトナー消費量を求め、それを合計することでトナ 一像全体のトナー消費量を求める。具体的な処理内容は以下の通りである。

[0125] 1つの印刷ドットにおけるトナー消費量は、その印刷ドットの近傍における他の印刷 ドットの有無による影響を受ける。感光体 22上において、各印刷ドットに対応する潜 像プロファイルが相互に干渉するからである。そこで、各印刷ドットのトナー消費量を 求めるにあたって、当該印刷ドットの周囲にあるドットの分布状態を考慮する。具体的 には、当該印刷ドットを中心とする（3 X 3)ドットのマトリクスを考え、そのマトリクス中に 、当該印刷ドット以外の印刷ドット（以下、「近接ドット」という）がいくつあるかによって、 当該印刷ドットのトナー消費量を見積もる。

[0126] 図 28は近接ドット数とトナー付着量との関係を示す図である。図 28に示すように、 1 つの印刷ドットに付着するトナーの量は、その周囲の近接ドットの数によって変化する 。より詳しくは、例えば、計算の対象となる印刷ドットが、その周囲に近接するドットが 全くない孤立ドットである場合 (近接ドット数 0に対応）には、当該印刷ドットへのトナー 付着量は M0である。一方、この印刷ドットに近接する位置に他の印刷ドットが 2っ存 在する場合 (近接ドット数 2に対応）、印刷ドットへのトナー付着量は M2であり、この値 は孤立ドットに対応する値 M0より若干大きくなつている。これは、感光体 22上におい て近接位置に形成された各印刷ドットに対応する電位の井戸が互いに干渉するため と考えられる。そして、さらに隣接ドット数が多くなると、各印刷ドット間でトナーを分け 合うことになるので、トナー付着量の増加はなくなる。

[0127] この関係から、各印刷ドットごとのトナー消費量については、当該印刷ドットを中心と する（3 X 3)ドットマトリクス内における近接ドットの個数とトナー付着量との関係を表 すテーブルを用いて求めることができる。すなわち、印刷ドットのトナー付着量を、近 接ドット個数と対応させてテーブルィ匕しておき、ある印刷ドットにおけるトナー消費量 を求める際には、当該印刷ドットの近接ドットの個数を求め、その個数力もテーブルを 参照して、当該印刷ドットにおけるトナー消費量に換算することができる。

[0128] 図 29は近接ドット数からトナー消費量への換算テーブルの例を示す図である。換 算テーブル 263では、図 29に示す近接ドット数とトナー消費量とが関連付けられてテ ーブルイ匕されている。パターン判定回路 261は、データバッファ 160に保存されたデ ータに基づ 、て、計算の対象となる印刷ドットを中心とする（3 X 3)ドットマトリクス内に おける近接ドットの個数を判定し、その個数を出力する。換算テーブル 263は、入力 された近接ドット数に対応するトナー消費量を出力する。例えば、計算の対象となる 印刷ドットが孤立ドットであれば、ノターン判定回路 261は値 0を出力し、換算テープ ル 263はこれに対応するトナー消費量 M0を出力する。これを 1ページ分にっ 、て繰 り返し、換算テーブル 263からの出力をアキュムレータ 265で積算すると、アキュムレ ータ 265にはトナー像 1ページ分のトナー消費量に相当する値が残ることとなる。

[0129] (2)低解像度（300dpi)モノクロ画像の場合

この場合には、印刷ドットは（2 X 2)ドット単位でオン'オフされるので、トナー消費量 算出の単位セグメントを（2 X 2)ドットとする。この場合、 1単位セグメントを 1つの仮想 的なドットに見立てて上記（1)の計算方法によってトナー消費量を算出してもよいが、 以下のようにより簡単な方法でトナー消費量を求めてもよい。低解像度画像の場合に は、図 25に示すように、（2 X 2)ドットを単位として印刷ドットのオン'オフがなされる。 これを 1つ 1つの印刷ドットについてみると、どの印刷ドットの周囲にも、常に 3個以上 の近接ドットが存在することとなる。図 28に示すように、近接ドットの数が多ければ各 印刷ドットごとのトナー付着量の変化はあまりな 、から、この場合には（2 X 2)ドットを 1つのドット群とみて、そのドット群の数とトナー消費量とがほぼ比例すると考えてよい 。つまり、低解像度画像では、 1ページ分のドット群の個数を数え、その個数に 1ドット 群あたりのトナー付着量を乗じることで、トナー像 1ページ分のトナー消費量を求める ことができる。

[0130] パターン判定回路 261は、データバッファ 160に保存されたデータに基づいて印刷 ドットの配列状態を判定する。そして、各単位セグメントごとに、当該セグメントがトナ 一を付着させるべき領域にあるときには値 1を、トナーを付着させない領域にあるとき には値 0を出力する。換算テーブル 263は、パターン判定回路 261からの出力が 1で あれば、予め求められて 、る 1ドット群（2 X 2ドット）あたりのトナー付着量に相当する 値を出力する。また、パターン判定回路 261からの出力が 0であれば、値 0を出力す る。これを 1ページ分について繰り返すと、アキュムレータ 265には、 1ページのトナー 像に含まれている、トナーを付着させるべきドット群の個数と、 1ドット群あたりのトナー 付着量とを乗じた値、つまりトナー像 1ページ分のトナー消費量に相当する値が保存 されていることとなる。

[0131] (3)カラー画像の場合

形成すべき画像がカラー画像である場合には、トナーカウンタ 260は、各トナー色 ごとに個別に単位セグメントを設定し、各単位セグメントごとにトナー消費量を求める 。そして、その結果を各トナー色ごとに合計することで、カラー画像 1ページ分のトナ 一消費量を色毎に求めることができる。具体的には、この場合のパターン判定回路 2 61は、トナー色に応じて設定した単位セグメントごとに、当該セグメント内の印刷ドット の配置パターン (ドットパターン)を判定し、その結果を換算テーブル 263に出力する 。例えばマゼンタ色については、（3 X 3)ドットを単位セグメントとして、その中のドット ノ《ターンに応じた値を出力する。

[0132] 図 30はドットパターンからトナー付着量への換算テーブルを示す図である。換算テ ーブノレ 763では、図 30に示すように、（3 X 3)ドットマトリクスにおけるドットパターンと トナー消費量とが関連付けられてテーブルィ匕されている。パターン判定回路 261は、 データバッファ 160に保存されたデータから、各単位セグメント内のドットパターンを 判定し、そのパターン番号に対応する値を出力する。これを受けた換算テーブル 26 3は、パターン番号に対応するトナー消費量（MmOな!、し Mmxの!、ずれか）を出力す る。これを 1ページ分について繰り返すと、アキュムレータ 265には、トナー像 1ページ 分のトナー消費量に相当する値が保存されていることとなる。

[0133] 他のトナー色についても、そのトナー色に対応したサイズの単位セグメントを設定し て各単位セグメント内のドットパターンを判定し、そのドットパターンに対応するトナー 消費量を積算してゆくことで、トナー像全体としてのトナー消費量を求めることができ る。

[0134] 以上のように、この発明に力かる画像形成装置におけるトナーカウンタ 260では、ト ナー像をその内容に応じて設定したサイズの単位セグメントに区分し、各単位セグメ ントごとのトナー消費量を個別に求めてそれを合計することで、トナー像全体としての トナー消費量を求めている。このように、トナー像の内容に応じた単位セグメントを設 定することにより、印刷ドットの出現パターンに応じた適切な態様でトナー消費量の算 出を行うことができるので、この実施形態では、トナー消費量を精度よぐしかも効率 よく求めることが可能である。

[0135] なお、こうして算出されたトナー消費量については、例えば CPU101において累積 加算し RAM107に記憶しておき、現像器の消耗品管理に供することができる。例え ば、通算のトナー消費量がある値に達したときに、現像器内のトナー残量が所定値を 下回ったとして、ユーザにトナーが残り少ないことを示すメッセージや、現像器交換を 促すメッセージなどを表示部 12に表示させることができる。

[0136] 以上説明したように、上記実施形態においては、メインコントローラ 11およびェンジ ン部 EGが本発明の「信号処理手段」および「像形成手段」としてそれぞれ機能して ヽ る。特に、感光体 22が本発明の「潜像担持体」として機能している。また、メインコント ローラ 11から出力されるビデオ信号が、本発明の「印刷ドットデータ」に相当している 。また、この実施形態では、トナーカウンタ 260が本発明の「トナー消費量算出手段」 として機能している。また、この実施形態では、 1ドット、（2 X 2)ドット、（3 X 3)ドットあ るいは（3 X 5)等のマトリクスで表される感光体 22上の領域力 本発明の「単位セグメ ント」に相当している。さらに、本実施形態においては、データバッファ 160が本発明 の「記憶手段」として機能して ヽる。

[0137] なお、上記実施形態における高解像度モノクロ画像に対応するトナー消費量算出 方法では、 1つ 1つの印刷ドットを 1つの単位セグメントしてトナー消費量を求めるよう にしている力 いくつかのドットをまとめて 1つの単位セグメントとして、その中の印居 IJド ットの配置に応じて各単位セグメントのトナー消費量を求めるようにしてもよい。

[0138] また、上記実施形態の高解像度モノクロ画像に対応するトナー消費量を算出すると きに、最小ドットを単位セグメントとするとともに、各ドットのトナー消費量を（3 X 3)ドッ トマトリクス内の近接ドット数に応じて求めている。しかしながら、単位セグメント内にお けるトナー消費量の求め方についてはこれに限定されるものではない。本発明は、デ ータの内容に応じて単位セグメントのサイズを設定し、その単位セグメントごとにトナ 一消費量を求める点に特徴を有するものであって、単位セグメント内におけるトナー 消費量の求め方を限定するものではないからである。

[0139] また、上記実施形態ではモノクロ画像を形成する際にはスクリーン処理を行わない ことを前提としている力 この種の画像形成装置ではモノクロ画像の形成にもスクリー ン処理を行う場合がある。このような装置では、上記したカラー画像に対応するトナー 消費量算出技術、つまりスクリーンに対応した単位セグメントでトナー消費量を求める 技術をモノクロ画像に適用するようにしてもよい。このことはモノクロ画像専用の画像 形成装置にっ ヽても言える。

[0140] また、画像データがどのようなアプリケーションで作成されたかがわかれば、そのァ プリケーシヨンによって扱える画像の種類が特定できる場合がある。このような場合に は、使用されたアプリケーションの種類に応じてトナー消費量の算出方法を切り換え るようにしてもよい。また、形成される画像の内容や画質レベルをユーザ設定により決 められるように構成されている装置においては、その設定内容に応じてトナー消費量 の算出方法を切り換えるようにしてもよい。

[0141] <第 5実施形態 >

以下に説明するトナーカウンタの第 5および第 6実施形態では、印刷ドットの二次元 的配列状態を考慮してトナー消費量を算出する技術に次元カウント技術)と、印刷ド ットの配列状態を考慮せず、各印刷ドットごとのトナー消費量を個別に求める技術 (単 純カウント技術）とを使 、分けて 、る。

[0142] 図 31は第 5実施形態のトナーカウンタの構成を示す図である。この実施形態では、 パルス変調部 117から出力されるビデオ信号を一時的に記憶するデータバッファ 14 0がエンジンコントローラ 10に設けられている。このビデオ信号は、感光体 22上を露 光するレーザ光のオン'オフ状態、つまり感光体 22上の印刷ドットの配列状態を示す 二値データである。

[0143] トナーカウンタ 240には、各印刷ドットごとの近接ドット数を、データバッファ 140に 蓄積されたデータの内容力 判定するためのパターン判定回路 241が設けられてい る。より詳しくは、パターン判定回路 241は、データノ ッファ 140に蓄積されたデータ から、現在計算の対象になつている印刷ドットを中心とする 3 X 3マトリクスの中に他の 印刷ドットがいくつ含まれている力を求めて出力する。この出力は先に説明した換算 テーブル 243に入力される。換算テーブル 243からは、近接ドット数に対応して求め られた当該印刷ドットのトナー消費量に相当する値が出力される。この値はアキュム レータ 245に入力されて積算される。したがって、アキュムレータ 245には、印刷ドット の二次元的配列状態を考慮して求められた各印刷ドットごとのトナー消費量の積算 値が保持されることとなる。

[0144] 一方、トナーカウンタ 240には、ノ ルス変調部 117からのビデオ信号が入力された ドットカウンタ 244がさらに設けられている。このドットカウンタ 244では、入力されたビ デォ信号に含まれる二値データから、所定期間内に形成される印刷ドットの数をカウ ントし出力する。例えばビデオ信号が 1ZOの二値で表されている場合には、値 1の 発生個数を数えればよい。ドットカウンタ 244には乗算器 246が接続されており、 1印 刷ドット当たりのトナー付着量に相当する係数 Kzがドットカウンタ 244の出力に乗じら れる。したがって、乗算器 246の出力は、形成される印刷ドットの個数に一定のトナー 付着率 Kzを乗じた値、つまり単純カウント技術の結果として得られるトナー消費量の 算出結果が現れることとなる。

[0145] アキュムレータ 245の出力および乗算器 246の出力は、それぞれ切り換えスィッチ 242に接続されている。切り換えスィッチ 242は、ハーフトーユング部 116から与えら れる切り換え情報に基づ 、てその接点が切り換わるように構成されて 、るので、結局

、このトナーカウンタ 240では、アキュムレータ 245に保持されている値、つまり二次 元カウント技術により求めたトナー消費量と、乗算器 246から出力される値、つまり単 純カウント技術により求めたトナー消費量のうち、切り換え情報に基づいて選択され た一方が最終的なトナー消費量として採用されることとなる。

[0146] なお、ここでは二次元カウント技術によるトナー消費量の算出と、単純カウント技術 によるトナー消費量の算出とを並列的に処理して 、るように記載して 、るが、実際に は、結果を採用されない方の算出処理については処理を停止させることができる。こ のことは、トナーカウンタ 240をソフトウェアにて実現している場合に大きな利点となる 。すなわち、 CPUの処理能力を他の機能のために振り向けることができる。

[0147] 次に、ハーフトーユング部 116から出力される切り換え情報について説明する。この 実施形態における切り換え情報は、ハーフトーユング部 116からパルス変調部 117 に与えられる信号力 スクリーン処理を施されたものである力否かを表す情報である。 より詳しくは、形成すべき画像がモノクロ画像であり、しかも画像の内容がスクリーン処 理を必要としないようなものであるときには、その画像は、文字や線画を主体として、 中間調をあまり使用しな 、画像 (ここではこのような画像を「ライン主体画像」と 、う）で あると推定できる。このような場合、切り換え情報は、スィッチ 242が乗算器 246から の出力を選択するような内容に設定される。一方、形成すべき画像がカラー画像であ る、あるいはモノクロ画像であってもスクリーン処理を必要とするようなものであるとき には、その画像は、中間調が多用された画像 (以下、「ハーフトーン画像」という）であ ると推定できる。そこで、この場合の切り換え情報は、スィッチ 242がアキュムレータ 2 45からの出力を選択するような内容に設定される。

[0148] この結果、このトナーカウンタ 240では、形成すべき画像がモノクロ画像で、スクリー ン処理を必要としないライン主体画像であるときには、処理の簡単な単純カウント技 術により求めたトナー消費量が採用される。一方、形成すべき画像がカラー画像であ る、あるいはモノクロ画像であってもスクリーン処理を必要とするようなハーフトーン画 像であるときには、中間調を多く含む画像においても高精度にトナー消費量を求める ことのできる二次元カウント技術により求めたトナー消費量が採用される。このように、 2種類のカウント技術のうち一方を画像の内容に応じて選択使用することにより、この 実施形態では、トナー消費量を精度よぐし力も効率よく求めることが可能となってい る。

[0149] <第 6実施形態 >

図 32は第 6実施形態のトナーカウンタの構成を示す図である。この実施形態では、 ハーフトーユング部 116からパルス変調部 117に与えられる多値階調データに基づ きトナー消費量を求める点が、上記した第 5実施形態と最も大きく相違する点である。 また、これに伴ってトナーカウンタ 250の構成も変更が加えられている。すなわち、こ の実施形態では、次のようにしてトナー消費量が求められる。

[0150] この実施形態では、各印刷ドットは単なるオン'オフの二値ではなく多階調表現され ている。したがって、 1つの印刷ドットにおけるトナー消費量は、当該印刷ドットの近接 ドット数によってではなぐ当該印刷ドットの階調レベル値と、当該印刷ドットの近接ド ットそれぞれの階調レベルの総和によって求められる。より具体的に説明する。

[0151] まず、二次元カウント技術による算出方法について説明する。ハーフトーユング部 1 16から出力される多値階調データはデータバッファ 150に一時的に記憶される。ノ ターン判定回路 251は、各印刷ドットそれぞれが有する階調レベル値 Vaと、当該印 刷ドットを中心とする 3 X 3マトリクス内に含まれる他の印刷ドット (最大 8個）の階調レ ベル値を合算した値 Vbとを個別に出力する。

[0152] 現在計算の対象となっている印刷ドットについて考えてみると、当該印刷ドットの形 成に消費されるトナーの量は、当該印刷ドットの持つ階調レベル値 Vaのみでなぐそ の周囲に形成される近接ドットがそれぞれ持つ階調レベル値によって影響を受けるこ とが容易に理解できる。したがって、この実施形態では、当該印刷ドットの持つ階調レ ベル値 Vaに、その近接ドットの持つ階調レベル値の合計値 Vbに対応して求めた係 数 Kaを乗じることによって、当該印刷ドットに対応するトナー消費量を求めるようにし ている。

[0153] 具体的には、パターン判定回路 251から出力された、近接ドットの階調レベル値の 総和 Vbの値から、テーブル 253が参照されて、近接ドットの状態に対応する係数 Ka が決定される。この係数 Kaは、乗算器 257により、パターン判定回路 251から出力さ れる、当該印刷ドットの階調レベル値 Vaに乗じられる。乗算器 257の出力が、当該印 刷ドットにおけるトナー消費量を表している。つまり、係数 Kaは、 1階調レベル値あた りのトナー付着率に、近接ドットの状態を考慮した重み付けをした値である。この値を アキュムレータ 255により積算することで、全体のトナー消費量が求められる。

[0154] 次に、単純カウント技術による算出方法について説明する。この実施形態では、ハ ーフトー-ング部 116から出力される多階調データがレベルカウンタ 254にも入力さ れている。このレベルカウンタ 254は、印刷ドットの個数ではなぐそれぞれの印刷ド ットの階調レベル値をカウントし積算する。そして、その積算値に、 1階調レベルあたり のトナー付着率に相当する一定の係数 Kbを乗算器 256を用いて乗じることにより、 単純カウント技術によるトナー消費量が求まる。そして、アキュムレータ 255の出力お よび乗算器 256の出力のうち一方力 スィッチ 252により選択される。この点について は第 5実施形態と同様である。

[0155] 以上のように、この発明に力かる画像形成装置におけるトナーカウンタの第 5および 第 6実施形態では、いずれも、印刷ドットの二次元的配列状態に基づき各印刷ドット ごとのトナー消費量を算出する二次元カウント技術と、ドットの配列を考慮せず各印 刷ドットごとのトナー消費量を算出する単純カウント技術との 2つの態様で、トナー消 費量を算出することができる。そして、これら 2つの態様を画像の内容に応じて選択 使用しているので、これらの実施形態によれば、画像形成装置におけるトナー消費 量を精度よぐし力も効率よく求めることができる。

[0156] なお、こうして算出されたトナー消費量については、例えば CPU101において累積 加算し RAM107に記憶しておき、現像器の消耗品管理に供することができる。例え ば、通算のトナー消費量がある値に達したときに、現像器内のトナー残量が所定値を 下回ったとして、ユーザにトナーが残り少ないことを示すメッセージや、現像器交換を 促すメッセージなどを表示部 12に表示させることができる。

[0157] また、現像器内のトナーの一部は、トナー像の形成に寄与せず、いわゆるカブリトナ 一として消費されたり、現像ローラ 44から装置内部に飛散してしまうことがある。このよ うなトナーの量にっ 、ては上記した方法では求めることができな 、ので、他の適宜の 方法でこのようなトナーの量を見積もり、上記したトナーカウンタ 230で求められたトナ 一消費量に加えることにより、現像器内のトナー残量をより精度よく求めることが可能 である。

[0158] 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およびェン ジン部 EGが本発明の「信号処理手段」および「像形成手段」としてそれぞれ機能して いる。特に、感光体 22が本発明の「潜像担持体」として機能している。また、メインコ ントローラ 11から出力されるビデオ信号 (第 5実施形態)または階調データ (第 6実施 形態）が、本発明の「印刷ドットデータ」に相当している。また、この実施形態では、ト ナーカウンタ 240、 250が本発明の「トナー消費量算出手段」として機能している。ま た、この実施形態では、（3 X 3)マトリクスで表される感光体 22上の領域が、本発明 の「処理対象表面領域」に相当している。さらに、本実施形態においては、データバ ッファ 140、 150が本発明の「記憶手段」として機能して！/、る。

[0159] なお、上記各実施形態における二次元カウント技術では、 3 X 3ドットマトリクス内の 近接ドットの分布状態に応じて、その中央の印刷ドットにおけるトナー消費量を求め ている。し力しながら、二次元カウント技術においては、当該印刷ドットの周囲のどの 範囲まで考慮に含めるかは任意であり、上記実施形態においても、例えば 3ドット X 5 ドット、あるいは 5ドット X 5ドットのマトリクス内における近接ドットを考慮するようにして ちょい。

[0160] また、二次元カウント技術を、マトリクスのサイズを互いに異ならせた複数の態様で 実行可能として、二次元カウントを採用するときにそれらのうちの 1つの態様を選択し て採用するようにしてもよい。例えば、トナー色ごとに適用されるスクリーンが異なるよ うな場合には、スクリーンの種類ごとに、あるいはトナー色ごとに、態様の異なる二次 元カウント技術を採用してもよい。

[0161] また、画像データがどのようなアプリケーションで作成されたかがわかれば、そのァ プリケーシヨンによって扱える画像の種類が特定できる場合がある。このような場合に は、使用されたアプリケーションの種類に応じてトナー消費量の算出方法を切り換え るようにしてもよい。また、形成される画像の内容や画質レベルをユーザ設定により決 められるように構成されている装置においては、その設定内容に応じてトナー消費量 の算出方法を切り換えるようにしてもよい。 産業上の利用可能性

本発明は、上記したカラー画像形成装置のほか、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適用することが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] その表面に静電潜像を担持可能な潜像担持体と、

前記潜像担持体表面の静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現 像手段と、

前記現像手段によるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段と を備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記潜像担持体上に形成される印刷ドットの 2次元 的配列状態に基づいてトナー消費量を算出する

ことを特徴とする画像形成装置。

[2] 前記潜像担持体上に互いに位置を異ならせた複数のライン状潜像を形成すること によって 2次元の静電潜像を前記潜像担持体表面に形成する潜像形成手段と、 前記ライン状潜像の複数ライン分に相当する画像データを記憶する記憶手段と をさらに備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づい て前記印刷ドットの配列状態を判定する請求項 1に記載の画像形成装置。

[3] 前記トナー消費量算出手段は、前記潜像担持体上に形成される複数の印刷ドット それぞれのトナー消費量を、前記潜像担持体表面のうち当該印刷ドットを取り囲む所 定領域内に形成される印刷ドットの数に基づいて算出する請求項 1に記載の画像形 成装置。

[4] 前記トナー消費量算出手段は、算出対象とする期間内に形成された前記複数の印 刷ドットそれぞれのトナー消費量を積算することによって、当該期間内における総トナ 一消費量を算出する請求項 3に記載の画像形成装置。

[5] 前記トナー消費量算出手段は、前記潜像担持体上に形成される複数の印刷ドット を、前記潜像担持体表面のうち当該印刷ドットを取り囲む所定領域内に形成される 印刷ドットの数に応じて分類するとともにその分類ごとの印刷ドットの個数をカウントし 、各分類ごとのカウント値と、各分類ごとに予め定められた重み付け係数との積和演 算によってトナー消費量を算出する請求項 1に記載の画像形成装置。

[6] 静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段と、 前記トナー像の形成に消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段 と

を備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記トナー像におけるトナーを付着させるべき印刷 ドットの分布状態に応じて、前記トナー消費量の算出の態様を異ならせることを特徴 とする画像形成装置。

[7] 前記トナー消費量算出手段は、前記トナー像における前記印刷ドット間の間隔の 大小に応じて前記トナー消費量の算出態様を決定する請求項 6に記載の画像形成 装置。

[8] 画像信号に所定の信号処理を施して、前記像形成手段に対する制御信号を生成 する信号処理手段をさらに備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記信号処理手段による信号処理の内容に基づ いて前記印刷ドットの分布状態を推定し、その結果に基づき前記トナー消費量算出 の態様を決定する請求項 6に記載の画像形成装置。

[9] 前記信号処理手段は、前記信号処理として、用意された複数種のうち前記画像信 号に応じたスクリーンを選択し、該選択したスクリーンを用いて前記画像信号を処理 するスクリーン処理を実行可能に構成され、

前記トナー消費量算出手段は、選択されたスクリーンに応じて前記トナー消費量算 出の態様を決定する請求項 8に記載の画像形成装置。

[10] 所定の算出対象期間内に形成されるトナー像に、互いに異なるスクリーンが適用さ れた複数の領域が含まれる場合には、前記トナー消費量算出手段は、前記各領域 ごとに、そのスクリーンに応じた態様で該対象期間内のトナー消費量を算出する請求 項 9に記載の画像形成装置。

[11] 前記トナー消費量算出手段は、

1個以上の前記印刷ドットが連続してなる印刷ドット群の個数または該印刷ドット群 を構成する印刷ドットの個数をカウントするカウンタと、

前記カウンタのカウント値に基づいてトナー消費量を算出する演算部と を備える請求項 6に記載の画像形成装置。

[12] 前記演算部は、前記カウンタによるカウント値に、前記印刷ドット群の分布状態に応 じて設定した所定の係数を乗じてトナー消費量を算出する請求項 11に記載の画像 形成装置。

[13] 画像信号に対し所定の信号処理を施して、印刷ドットの配列に関する印刷ドットデ ータを作成する信号処理手段と、

潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜 像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形成する像 形成手段と、

前記印刷ドットデータおよび前記静電潜像における前記印刷ドットの二次元的配列 状態に基づいて、前記トナー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、

前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータの内容に応じてトナー消費量 算出の態様を異ならせる

ことを特徴とする画像形成装置。

[14] 前記トナー消費量算出手段は、前記潜像担持体上の印刷ドットそれぞれの形成に 消費されるトナーの量を、前記潜像担持体表面のうち当該印刷ドットおよびその近傍 領域力もなる処理対象表面領域内の印刷ドットの分布状態に基づいて求め、各印刷 ドットごとのトナー量を合算することでトナー像全体のトナー消費量を算出し、しかも、 前記印刷ドットデータの内容に応じて前記処理対象表面領域のサイズを異ならせる 請求項 13に記載の画像形成装置。

[15] 前記印刷ドットデータが前記信号処理手段にお!、てスクリーン処理を含む信号処 理により作成され、

前記トナー消費量算出手段は、前記信号処理手段において前記印刷ドットデータ の作成に適用されたスクリーンの種類に応じて前記処理対象表面領域のサイズを設 定する請求項 14に記載の画像形成装置。

[16] 前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータが前記信号処理手段におい てスクリーン処理を含む信号処理により作成されたものであるときには、前記印刷ドッ トデータがスクリーン処理を含まない信号処理により作成されたものであるときよりも、 前記処理対象表面領域のサイズを大きくする請求項 14に記載の画像形成装置。

[17] 前記像形成手段が、 1色のトナーを用いたモノクロ画像と、互いに色の異なる複数 のトナーを用いたカラー画像とを選択的に形成可能に構成され、

前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータがカラー画像に対応したもの であるときには、前記印刷ドットデータがモノクロ画像に対応したものであるときよりも、 前記処理対象表面領域のサイズを大きくする請求項 14に記載の画像形成装置。

[18] 前記印刷ドットデータを一時的に記憶する記憶手段をさらに備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記印刷ドットデータ 力 その内容を判定する請求項 13に記載の画像形成装置。

[19] 前記信号処理手段が、多値表現された階調データからなる前記印刷ドットデータを 作成する一方、

前記トナー消費量算出手段は、特定の階調値を有する印刷ドットの出現頻度を前 記印刷ドットデータに基づいて求め、その結果に基づいて前記印刷ドットデータの内 容を判定する請求項 13に記載の画像形成装置。

[20] 前記信号処理手段が、前記印刷ドットデータの内容に関する情報を前記トナー消 費量算出手段に与える請求項 13に記載の画像形成装置。

[21] 画像信号に対し所定の信号処理を施して、印刷ドットの配列に関する印刷ドットデ ータを作成する信号処理手段と、

潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜 像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形成する像 形成手段と、

前記トナー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、

前記トナー消費量算出手段は、前記トナー像を所定のサイズを有する複数の単位 セグメントに区分して各単位セグメントごとのトナー消費量を前記印刷ドットデータに 基づき求め、それらを合算することで前記トナー像全体のトナー消費量を算出し、し 力も、前記印刷ドットデータの内容に応じて前記単位セグメントのサイズを変更設定 する

ことを特徴とする画像形成装置。

[22] 前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータに対応するトナー像の解像度 に応じて前記単位セグメントのサイズを設定する請求項 21に記載の画像形成装置。

[23] 前記トナー消費量算出手段は、前記解像度が高いほど前記単位セグメントのサイ ズを小さく設定する請求項 22に記載の画像形成装置。

[24] 前記トナー消費量算出手段は、前記信号処理手段において前記印刷ドットデータ の作成に適用されたスクリーンの種類に応じて前記単位セグメントのサイズを設定す る請求項 21に記載の画像形成装置。

[25] 前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータが前記信号処理手段におい てスクリーン処理を含む信号処理により作成されたものであるときには、前記印刷ドッ トデータがスクリーン処理を含まない信号処理により作成されたものであるときよりも、 前記単位セグメントのサイズを小さくする請求項 21に記載の画像形成装置。

[26] 前記像形成手段が、 1色のトナーを用いたモノクロ画像と、互いに色の異なる複数 のトナーを用いたカラー画像とを選択的に形成可能に構成され、

前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータがカラー画像に対応したもの であるときには、前記印刷ドットデータがモノクロ画像に対応したものであるときよりも、 前記単位セグメントのサイズを小さくする請求項 21に記載の画像形成装置。

[27] 前記印刷ドットデータを一時的に記憶する記憶手段をさらに備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記印刷ドットデータ 力 その内容を判定する請求項 21に記載の画像形成装置。

[28] 前記信号処理手段が、多値表現された階調データからなる前記印刷ドットデータを 作成する一方、

前記トナー消費量算出手段は、特定の階調値を有する印刷ドットの出現頻度を前 記印刷ドットデータに基づいて求め、その結果に基づいて前記印刷ドットデータの内 容を判定する請求項 21に記載の画像形成装置。

[29] 前記信号処理手段が、前記印刷ドットデータの内容に関する情報を前記トナー消 費量算出手段に与える請求項 21に記載の画像形成装置。

[30] 前記トナー消費量算出手段は、 1つの単位セグメントにおけるトナー消費量を、当 該単位セグメントに対応する前記印刷ドットデータと、当該単位セグメント近傍の単位 セグメントに対応する前記印刷ドットデータとに基づき求める請求項 21に記載の画像 形成装置。

[31] 画像信号に対し所定の信号処理を施して、印刷ドットの配列に関する印刷ドットデ ータを作成する信号処理手段と、

潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜 像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形成する像 形成手段と、

前記潜像担持体上の各印刷ドットを形成するのに消費されるトナーの量を合算する ことで前記トナー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、

前記トナー消費量算出手段は、

各印刷ドットのトナー消費量を当該印刷ドットに対応する前記印刷ドットデータに基 づき求める単純カウントモードと、各印刷ドットのトナー消費量を、前記潜像担持体上 における前記印刷ドットの二次元的配列状態に基づいて求める二次元カウントモー ドとを実行可能となっており、

前記印刷ドットデータの内容に応じていずれかのモードを選択実行する ことを特徴とする画像形成装置。

[32] 前記トナー消費量算出手段は、前記二次元カウントモードにおいて、各印刷ドット のトナー消費量を、前記潜像担持体表面のうち当該印刷ドットおよびその近傍領域 力 なる処理対象表面領域内の印刷ドットの分布状態に基づいて求める請求項 31 に記載の画像形成装置。

[33] 前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータが前記信号処理手段におい てスクリーン処理を含む信号処理により作成されたものであるときには前記二次元力 ゥントモードを選択する一方、前記印刷ドットデータ力スクリーン処理を含まな 、信号 処理により作成されたものであるときには前記単純カウントモードを選択する請求項 3 1に記載の画像形成装置。

[34] 前記像形成手段が、 1色のトナーを用いたモノクロ画像と、互いに色の異なる複数 のトナーを用いたカラー画像とを選択的に形成可能に構成され、

前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータがカラー画像に対応したもの であるときには前記二次元カウントモードを選択する一方、前記印刷ドットデータがモ ノクロ画像に対応したものであるときには前記単純カウントモードを選択する請求項 3

1に記載の画像形成装置。

[35] 前記トナー消費量算出手段は、前記印刷ドットデータがグラフィック画像に対応した ものであるときには前記二次元カウントモードを選択する一方、前記印刷ドットデータ が文字画像に対応したものであるときには前記単純カウントモードを選択する請求項

31に記載の画像形成装置。

[36] 前記印刷ドットデータを一時的に記憶する記憶手段をさらに備え、

前記トナー消費量算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記印刷ドットデータ からその内容を判定する請求項 31に記載の画像形成装置。

[37] 前記信号処理手段が、多値表現された階調データからなる前記印刷ドットデータを 作成する一方、

前記トナー消費量算出手段は、特定の階調値を有する印刷ドットの出現頻度を前 記印刷ドットデータに基づいて求め、その結果に基づいて前記印刷ドットデータの内 容を判定する請求項 31に記載の画像形成装置。

[38] 前記信号処理手段が、前記印刷ドットデータの内容に関する情報を前記トナー消 費量算出手段に与える請求項 31に記載の画像形成装置。

[39] 潜像担持体表面の静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形 成装置に用いられるトナーカウンタにお 、て、

前記潜像担持体上に形成される印刷ドットの 2次元的配列状態を判定する判定手 段と、

前記判定手段による判定結果に基づいてトナー消費量を算出する算出手段と を備えることを特徴とするトナーカウンタ。

[40] 前記判定手段は、前記潜像担持体上に形成される複数の印刷ドットを、前記潜像 担持体表面のうち当該印刷ドットを取り囲む所定領域内に形成される印刷ドットの数 に応じて分類し、

前記算出手段は、各分類ごとの印刷ドットの個数をカウントし、各分類ごとのカウント 値と、各分類ごとに予め定められた重み付け係数との積和演算によってトナー消費 量を算出する請求項 39に記載のトナーカウンタ。

[41] 静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成装置に用いられ、 前記トナー像の形成に消費されるトナー消費量を算出するトナーカウンタにおいて、 前記トナー像におけるトナーを付着させるべき印刷ドットの分布状態に応じてトナー 消費量算出の態様を設定する設定手段と、

前記設定手段により設定された態様で、前記トナー消費量を算出する算出手段と を備えることを特徴とするトナーカウンタ。

[42] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナーカウンタにおいて、

前記静電潜像における前記印刷ドットの二次元的配列状態を判定し、その結果に 基づいてトナー消費量算出の態様を設定する判定手段と、

前記設定手段により設定された態様で、前記トナー消費量を算出する算出手段と を備えることを特徴とするトナーカウンタ。

[43] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナーカウンタにおいて、

前記トナー像を所定のサイズを有する複数の単位セグメントに区分して各単位セグ メントごとのトナー消費量を前記印刷ドットデータに基づき求め、それらを合算するこ とで前記トナー像全体のトナー消費量を算出する算出手段と、

前記印刷ドットデータの内容に応じて前記単位セグメントのサイズを変更設定する 設定手段と を備えることを特徴とするトナーカウンタ。

[44] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナーカウンタにおいて、

各印刷ドットのトナー消費量を当該印刷ドットに対応する前記印刷ドットデータに基 づき求める単純カウントモードと、各印刷ドットのトナー消費量を、前記潜像担持体上 における前記印刷ドットの二次元的配列状態に基づいて求める二次元カウントモー ドとを実行可能なカウント手段と、

前記印刷ドットデータの内容に応じていずれかのモードを選択し、前記カウント手 段に実行させる選択手段と

を備えることを特徴とするトナーカウンタ。

[45] 潜像担持体表面の静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形 成装置におけるトナー消費量算出方法において、

前記潜像担持体上に形成される印刷ドットの 2次元的配列状態を判定する工程と、 判定結果に基づいてトナー消費量を算出する工程と

を備えることを特徴とするトナー消費量算出方法。

[46] 静電潜像をトナーにより顕像ィ匕してトナー像を形成する画像形成装置において、前 記トナー像の形成に消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出方法にお いて、

前記トナー像におけるトナーを付着させるべき印刷ドットの分布状態に応じてトナー 消費量算出の態様を設定する工程と、

設定された態様で、前記トナー消費量を算出する工程と

を備えることを特徴とするトナー消費量算出方法。

[47] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナー消費量算出方法において、 前記印刷ドットデータおよび前記静電潜像における前記印刷ドットの二次元的配列 状態に基づいて、トナー消費量算出の態様を設定する工程と、

設定された態様で、前記トナー消費量を算出する工程と

を備えることを特徴とするトナー消費量算出方法。

[48] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナー消費量算出方法において、 前記トナー像を、前記印刷ドットデータの内容に応じて設定したサイズの単位セグメ ントに区分する工程と、

各単位セグメントごとのトナー消費量を前記印刷ドットデータに基づき求める工程と 各単位セグメントごとに求めたトナー消費量を合算することで前記トナー像全体のト ナー消費量を算出する工程と

を備えることを特徴とするトナー消費量算出方法。

[49] 画像信号に対し所定の信号処理を施して印刷ドットの配列に関する印刷ドットデー タを作成し、潜像担持体上に前記印刷ドットに対応する静電潜像を形成するとともに 該静電潜像をトナーにより顕像化することで、前記画像信号に対応するトナー像を形 成する画像形成装置のトナー消費量を算出するトナー消費量算出方法において、 各印刷ドットのトナー消費量を当該印刷ドットに対応する前記印刷ドットデータに基 づき求める単純カウントモードと、各印刷ドットのトナー消費量を、前記潜像担持体上 における前記印刷ドットの二次元的配列状態に基づいて求める二次元カウントモー ドとのうち一方を前記印刷ドットデータの内容に応じて選択する工程と、

選択したモードで前記トナー像の形成に消費されるトナーの量を算出する工程と を備えることを特徴とするトナー消費量算出方法。