(57)【要約】【課題】  画像形成装置におけるトナー消費量を精度よく求める。【解決手段】  ビデオ信号に基づき、トナーを付着させないオフドットの数を、パターン判別回路２０１によりその連続個数ごとに分類し、カウンタ２１１〜２１９により個別に発生個数をカウントする。それぞれのカウント値Ｃ1〜Ｃ9に、オフドットにおけるトナー付着量から定めた係数Ｋ1〜Ｋ9を乗じて加算する。１ページ分の総ドット数ＤＣ0からこの加算値を引くと、オフドット部へのトナー付着も加味した実質的なトナードット数が求まるので、これに１トナードット当たりのトナー付着量Ｋxを乗じると、総トナー消費量ＴＣが求められる。【選択図】  図９
2006098953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記静電潜像のうちトナーを付着させるべきトナードット部相互の間隔に関する情報に基づいて前記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。
【請求項２】
前記トナー消費量算出手段は、隣接する２つのトナードット部の間のトナーを付着させないオフドット部の長さに基づいて前記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。
【請求項３】
前記トナー消費量算出手段は、所定の対象期間内における前記オフドット部の発生個数とその長さとに基づいて、該対象期間内のトナー消費量を算出する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー消費量算出手段は、
対象期間内に発生する前記オフドット部をその長さに応じて分類する判定部と、
前記分類されたオフドット部の個数を各分類ごとに個別にカウントするカウンタと
を備え、前記カウンタによるカウント値に基づいて前記対象期間内のトナー消費量を算出する請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー消費量算出手段は、前記カウンタによりカウントされた前記各分類ごとのカウント値に、各分類に応じて定められた係数を乗じた値を互いに加算し、その加算値に基づき前記トナー消費量を算出する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー消費量算出手段は、前記対象期間内の前記トナードット部および前記オフドット部の総数から前記加算値を差し引いた値に基づき前記トナー消費量を算出する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記各分類に属する長さのオフドット部へのトナー付着量に応じて、該分類ごとの前記係数が定められる請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像形成手段が、静電潜像を担持可能に構成された潜像担持体と、１ライン分の画像データに基づいて、前記潜像担持体上にライン状潜像を形成する潜像形成手段とをさらに備え、
前記トナー消費量算出手段は、前記画像データを前記情報とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
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いて、
前記静電潜像のうちトナーを付着させるべきトナードット部相互の間隔に関する情報に基づいて、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
ことを特徴とするトナーカウンタ。
【請求項１０】
オフドット部の長さを判定する判定部と、
所定の対象期間内に発生する前記オフドット部をその長さに応じて分類し、各分類ごとに個別にその発生個数をカウントするカウンタと
を備え、前記カウンタによるカウント値に基づいて前記対象期間内のトナー消費量を算出する請求項９に記載のトナーカウンタ。
【請求項１１】
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、
前記静電潜像のうちトナーを付着させるべきトナードット部相互の間隔に関する情報に基づいて、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
ことを特徴とするトナー消費量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置におけるトナーの消費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、ドットの連続状態の差異に起因する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（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、ドットの連続状態によってトナー付着量が相違するという現象に着目し、トナー消費量の算出精度の向上を図っている。しかしながら、本願発明者は、さらに種々の実験を行った結果、各ドットにおけるトナー消費量は、当該ドットに隣接する他のドットとの間の間隔によっても相違することを見出した。そして、この知見をトナーカウント技術に応用することによって、さらなる精度向上を図ることが可能であることを見出した。
【０００５】
この発明は上記知見に基づいて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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願明細書においては、用語の意味を以下のように定義する。トナー像は多数のドットの集合体であり、各ドットは、トナーを付着させるべき「トナードット」、トナーを付着させない「オフドット」のいずれかである。そして、微視的には、トナー像内において、トナードットは、１ドットのみが孤立して存在する、つまり、当該トナードットに隣接するトナードットがなく当該トナードットがオフドットに取り囲まれている場合と、いくつかのトナードットが連続して一塊のトナードット群を形成している場合とがある。オフドットについても同様である。
【０００７】
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「トナードット」、「オフドット」と称する。単に「ドット」という場合には、トナードットとオフドットとを特に区別しないものとする。また、１つまたは連続する複数のトナードットからなるトナードットの塊を「トナードット部」と称する。同様に、１つまたは連続する複数のオフドットからなるオフドットの塊を「オフドット部」と称する。
【０００８】
本願発明者は、形成するトナードットのサイズを一定として、隣接するトナー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、各トナードットにおけるトナー消費量は、トナードット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、トナードットとトナードットとの間に形成される、本来トナー付着を予定されていない領域にもある程度のトナーが付着し、しかもその付着量が、トナードット間の間隔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、トナードット間相互の間隔がわかればそれらのトナードットにおけるトナー消費量を精度よく求めることが可能であることがわかった。例えば、トナーを付着させるべきトナードットの数（または長さ）をカウントする従来技術とは反対に、本来トナー付着が予定されていない仮想的なドット（オフドット）の数（または長さ）をカウントすることによっても、トナー消費量を精度よく求めることができる。
【０００９】
そこで、この発明は、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、該装置に用いられるトナーカウンタおよびトナー消費量算出方法において、上記目的を達成するため、互いに隣接するトナードット部間の間隔を表す情報に基づいて、前記静電潜像のうちトナーを付着させるべきトナードット部の形成に消費されるトナー消費量を算出することを特徴としている。このように構成された発明では、画像形成に消費されるトナーの量を精度よく求めることができる。
【００１０】
例えば、隣接する２つのトナードット部の間のトナーを付着させないオフドット部の長さに基づいて前記トナー消費量を算出することができる。トナー像を、トナーを付着させるべきドット（トナードット）とトナーを付着させるべきでないオフドットとの集合体とみたとき、オフドット部の長さがトナードット部間の間隔を表していることになる。したがって、オフドット部の長さからトナー消費量を精度よく求めることが可能である。例えば、オフドット部の長さを所定の算出対象期間（例えばトナー像１ページ分）にわたって積算し、その積算値からその期間内のトナー消費量を求めることができる。
【００１１】
ただし、トナードット部の間隔、つまりオフドット部の長さによって、付着するトナーの量が異なる。そこで、所定の対象期間内における前記オフドット部の発生個数とその長さとの双方の情報に基づいて、該対象期間内のトナー消費量を算出するのが好ましい。
【００１２】
より具体的には、対象期間内に発生するオフドット部をその長さに応じて分類し、各分類ごとに個別にその発生個数をカウントし、そのカウント値に基づいて該対象期間内のトナー消費量を算出することができる。こうすることによって、その長さが異なることに起因してトナーの付着量が異なるオフドット部を個別に取り扱うことができ、より精度よくトナー消費量を求めることが可能となる。
【００１３】
例えば、前記各分類ごとのカウント値に、各分類に対して定められた係数を乗じた値を互いに加算し、その加算値に基づき前記トナー消費量を算出することができる。こうすることで、各オフドット部に対し、その長さごとのトナーの付着量の相違に応じた重み付けをすることができる。
【００１４】
ここで、前記対象期間内の前記トナードット部および前記オフドット部の総数から前記加算値を差し引くと、オフドット部へのトナー付着をも考慮した実質的なトナードット数が求められる。つまり、ここでいう「実質的なトナードット数」には、本来のトナードットの数と、オフドット部に付着するトナーの量を、その量に対応するトナードットの数に換算したときの仮想的なトナードットの数とが含まれている。したがって、この実質的なトナードット数に基づいてトナー消費量を算出すれば、オフドット部へのトナー付着を考慮せずにトナードット数をカウント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を得ることができる。
【００１５】
また、前記各分類ごとのオフドット部へのトナー付着量に応じて、該分類ごとの前記係数を定めるようにしてもよい。というのは、その長さに応じて分類されたオフドットの各分類ごとの発生個数に、その長さに対応するトナー付着量を係数として乗じれば、その分類に属するオフドット部全体に付着するトナーの量を求めることができるからである。具体的には、例えば、１つのオフドット部に付着するトナーの量と、そのオフドット部に隣接するトナードット部に付着するトナーの量との合計に相当する値を前記係数とすることができる。こうすれば、オフドット部の個数にその係数を乗じることで、当該オフドット部とそれに隣接するトナードット部との形成に消費されるトナーの総量を求めることができる。
【００１６】
また、本発明を適用された画像形成装置が、１ライン分の画像データに基づいて、静電潜像を担持可能に構成された潜像担持体上にライン状潜像を形成する潜像形成手段をさらに備える場合には、その画像データを、ドット間の間隔を表す情報とすることができる。例えば、所定の表面電位に帯電された感光体の表面をレーザ光源やＬＥＤアレイなどの露光手段でライン状に露光することで感光体上に静電潜像を形成するように構成されている装置においては、露光手段の光源をオン・オフするための制御信号を前記情報として用い、その制御信号データからドット間隔を把握することが可能である。特に、その制御信号がオン・オフの２値データに展開されている場合には、その２値データによりトナードット部およびオフドット部の長さを簡単に求めることができる。そして、このようなラインを複数本形成することによって１枚の画像を得ている場合には、その１ラインごとに求めたトナー消費量を合算することで、１枚分の画像に対するトナー消費量を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本願発明を適用した画像形成装置の２つの実施形態について以下説明する。なお、この２つの実施形態は、同一の装置構成を有しており、本願発明に基づくトナー消費量の算出方法のみが異なっている。そこで、ここでは、まず両実施形態に共通の装置構成について説明し、次いで本願本願発明者が得た新たな知見、および、その知見に基づいてトナー消費量を算出する２つの実施形態について順次説明する。
【００１８】
＜装置の構成＞
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態の構成を示す図である。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、イエロー（Ｙ）、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から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。
【００１９】
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いる。帯電ユニット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っている。
【００２０】
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。
【００２１】
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エロー用の現像器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、このエ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４Ｙ、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。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２２】
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ＣＰＵ１０１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。
【００２３】
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）とを備えている。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、カセット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。
【００２４】
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。
【００２５】
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イ部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７１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。
【００２６】
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が設けられている。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からの反射光を受光し、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上の残留トナーを掻き落とす。
【００２７】
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。
【００２８】
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ェース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エンジン部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。
【００２９】
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などの外部装置から画像信号が入力されると、メインコントローラ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、ハーフトーニング部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いる。
【００３０】
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。
【００３１】
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く、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い。
【００３２】
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。
【００３３】
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い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にしたがい、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、上記のように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。
【００３４】
こうして補正された補正ＣＭＹＫ階調データは、ハーフトーニング部１１６に入力される。このハーフトーニング部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ニング処理を行い、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。ハーフトーニング処理の内容は、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かカラー画像か、あるいは線画かグラフィック画像か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。
【００３５】
このパルス変調部１１７に入力されたハーフトーニング後のＣＭＹＫ階調データは、各画素に付着させるべきＣＭＹＫ各色のトナードットのサイズおよびその配列を示す多値信号であり、か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ＣＭＹＫ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ェ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ーザドライバ１２１が露光ユニット６の半導体レーザをＯＮ／ＯＦＦ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。
【００３６】
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いて更新する階調制御処理を実行する。
【００３７】
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、補正テーブル演算部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ー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。
【００３８】
また、この画像形成装置では、トナー消費量を求めるために、図３に示すように、メインコントローラ１１のパルス変調部１１７から出力されるパルス信号（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（後述する第１実施形態の場合）または３００（後述する第２実施形態の場合）がエンジンコントローラ１０に設けられている。トナー像は多くのトナードットで構成されており、各トナー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。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が、他のトナー色についても同様に考えることができる。
【００３９】
＜本願発明者の知見＞
図４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いて、トナードットのサイズが一定でドット間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４に示すように、複数本の１ドット幅ラインからなり、ライン間の間隔Ｘが様々に異なる画像をテストパターンとして使用した。以下では、ライン幅が１ドット、ライン間隔がＸドットである画像を「１オンＸオフ画像」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４（ａ）に示すパターンはいわゆるベ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がゼロである１ライン画像の一種として取り扱うこととする。
【００４０】
図４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１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が、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から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。
【００４１】
図５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。図５に示すように、各ラインを構成するトナードット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っ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。この現象を説明するモデルとしては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００４２】
図６は感光体表面電位およびトナー付着量を示す模式図である。より詳しくは、感光体表面における主走査方向に沿った位置を横軸としたときの表面電位プロファイルおよびトナー付着量を示す図である。ベタ画像（Ｘ＝０）の場合、図６（ａ）に示すように、感光体表面の広い範囲にわたって連続的に露光されているため、感光体２２の被露光領域の表面電位は十分にかつほぼ一様に低下している。したがって、トナー付着量もほぼ一様となる。このときの１ドット当たりのトナー消費量は、図６（ａ）に示す斜線部の面積に相当する値となる。
【００４３】
次に、１オン１オフ画像（Ｘ＝１）の場合を考える。このとき、図６（ｂ）に示すように、感光体上の被露光領域は断続的な配置となるが、感光体２２の表面電位はある程度の幅を持って緩やかに変化するため、トナーは被露光領域だけでなくその隣接領域にまで付着し、見かけ上のライン幅が増大することとなる。特に、ライン間隔が狭い場合には、隣り合うラインの間での電位変化が互いに重ね合わされるため、それらの相互作用により、露光されていないライン間領域でも比較的大きな電位の低下が生じる。このため、ライン間にも多くのトナーが付着することとなる。実際に、感光体２２表面のトナー付着の様子を観察してみると、本来トナーを付着させないライン間の領域にも広くトナーが付着しているのが確認された。したがって、図６（ｂ）に示す斜線部の面積に相当する１ドット当たりのトナー消費量はベタ画像の場合よりも多くなる。
【００４４】
一方、ライン間隔がさらに広くなった場合を考える。図６（ｃ）は１オン２オフ画像（Ｘ＝２）の例を示している。この場合にも、感光体の表面電位の変化は緩やかであるため被露光領域外にまでトナーが付着するが、ライン間隔が広くなっているので隣接するラインとの相互作用は弱く、ライン間に付着するトナーは少なくなる。したがって、図６（ｃ）に示す斜線部の面積に相当する１ドット当たりのトナー消費量は、ベタ画像の場合よりも多いが、１オン１オフ画像の場合よりは少なくなる。さらにライン間隔が広くなっても、隣接するラインの存在によるトナー付着量の変化はあまりないはずである。
【００４５】
図７はライン間隔とトナー付着量との関係を示す模式図である。上記の考察から、ライン間隔とトナー付着量との関係は、図７の破線に示すように、ライン間隔を大きくするにしたがっていったん増加した後減少し、その後ほぼ一定値となるものと考えられる。しかし、実験結果はこれと異なり、前記したように、トナー消費量はライン間隔の増加に伴いいったん減少した後再び緩やかな上昇を示した。これは、感光体２２表面への現像ローラ４４からのトナー供給量が一定であることによると推察される。すなわち、ライン間隔が狭ければ感光体２２の表面領域においてトナーを付着させるべき領域の比率が高くなる一方、ライン間隔が広ければその比率は低くなる。これに対して、トナー供給量はこの比率によらず一定である。したがって、トナーを付着させるべき領域の単位面積当たりのトナー供給量はライン間隔が狭いほど少なくなり、結果的に感光体２２に付着するトナーの量も減ると考えられる。このことから、トナー供給量の観点からは、図７の二点鎖線に示すように、ライン間隔が広いほどトナー付着量が多くなると考えられる。
【００４６】
そして、実際には上記した２つの現象による影響が合成されて、図７の実線で示すように、ライン間隔の増加に伴って、トナー付着量はいったん増加の後減少し、その後緩やかに上昇するものと考えることができる。このような特性は、感光体と現像ローラとが微小なギャップを隔てて離間配置された非接触現像方式の装置において特に顕著に現れると考えられる。というのは、この種の装置では、感光体と現像ローラとの最接近部付近の空間内でトナーを飛翔させており、この空間内で飛翔トナーが動き回ることができるからである。
【００４７】
なお、図５の例では、１ドット当たりのトナー消費量は、ライン間隔Ｘ＝１付近で極大となり、Ｘ＝２付近で極小となっているが、これらの数値は、露光ビームＬのビームスポット寸法、感光体２２の材質やその厚みなど、装置の構成に依存するものであって、装置の構成が異なればこれらの値も当然に異なる。
【００４８】
このように、ライン幅が同じであっても、ライン間隔によってそのラインの形成に消費されるトナーの量は異なっている。この傾向は、主走査方向のラインだけでなく、これと直交する副走査方向や斜交する他のラインにおいても同様に現れる。したがって、より一般的には、１ドット当たりのトナー消費量は、当該トナードットと他のドットとの間隔によって相違しているということができる。このようなトナー消費量の変動は、トナードット部に付着するトナーの量が変化するというよりも、むしろトナードット部の周囲のオフドット部に付着するトナーの量がオフドットの連続状態により変化するために生じると考えるのが現実的である。
【００４９】
図８はトナードットおよびオフドットのトナー付着量を模式化した図である。図８（ａ）のようなドット列を考えたとき、理想的には、図８（ｂ）に示すように、トナードット部に一定量のトナーが付着し、オフドット部には全くトナーが付着しないのが望ましい。トナーがこのように理想的な状態で付着するのであれば、トナードットの個数を数えて１ドット当たりのトナー付着量を乗じることでトナー消費量を精度よく求めることが可能である。しかしながら、実際には、図８（ｃ）に示す斜線部のように、オフドット部にもトナーが付着し、しかもその付着量はオフドットの連続状態によって異なる。このことは、従来技術のようにトナードットの個数やその連続状態よりも、むしろオフドットの個数やその連続状態に着目することで、全体としてのトナー消費量をより精度よく求められることを示している。
【００５０】
上記のような知見に基づくトナー消費量を算出するトナーカウンタの２つの実施形態について、以下説明する。なお、以下に説明するトナーカウンタは、ソフトウェア、ハードウェアのいずれにより構成されてもよい。また、以下では、露光ビームＬのオン／オフは１ドット単位で行うものとして説明するが、１ドット以下の単位でオン／オフを行う場合においても同じように考えることができる。
【００５１】
＜第１実施形態＞
図９はこの発明にかかるトナーカウンタの第１実施形態を示す図である。また、図１０は第１実施形態のトナーカウンタの動作を示す図である。この実施形態のトナーカウンタ２００は、１つのトナー色について、１ページ分の画像を形成したときのトナー消費量を算出するように構成されている。このトナーカウンタ２００には、パルス変調部１１７から出力されるビデオ信号に基づいて、主走査方向の１走査ライン上のドットの配列状態を判定するパターン判定回路２０１が設けられている。さらに、パターン判定回路２０１から出力される値をカウントする第１〜第９のカウンタ２１１〜２１９が設けられている。パターン判定回路２０１およびカウンタ２１１〜２１９のより具体的な動作について、図１０を参照しながら説明する。
【００５２】
パルス変調部１１７から出力される信号は露光ビームＬのオン／オフに対応してＨレベル／Ｌレベルに変化するパルス信号であるが、ここでは、Ｈレベルを値１で、Ｌレベルを値０での２値データで表すこととする。パルス変調部１１７から出力されたビデオ信号が例えば図１０に示したパターンであったとする。パターン判定回路１１７は、パルスの立ち上がり、つまり上記２値データの０から１への変化を検出すると、その直前におけるＬレベル期間の長さ、つまり０信号がいくつ続いたかを判定し、その数値を、カウンタ２１１〜２１９のうち、その数値に対応した１つに出力する。例えば、図１０の時刻ｔ1において２値データが０から１へ変化したとき、その直前に値０が３つ続けて検出されているので、パターン判定回路２０１は第３のカウンタ２１３に対し数値３を出力する。同様に、２値信号が０から１に変化するｔ2，ｔ3，ｔ4およびｔ5の各時刻において、パターン判定回路２０１は、その直前の２値データの連続ゼロの個数２，３，１および５をそれぞれ第２のカウンタ２１２，第３のカウンタ２１３，第１のカウンタ２１１および第５のカウンタ２１５に対し出力する。なお、ゼロの連続数が９個以上であった場合には、その連続個数を第９のカウンタに対し出力するものとする。これを画像１ページ分について繰り返す。
【００５３】
こうすることによって、各カウンタ２１１〜２１９には、レーザが点灯されずトナーを付着させない仮想ドット（オフドット）の個数が、その連続数ごとに個別に積算されてゆく。各カウンタ２１１〜２１９のカウント値を全て足し合わせると、１ページ中のオフドットの個数となるが、これをその連続数ごとに分類してカウントするのは、前述したように、オフドットの連続状態によって、そのオフドットに隣接するトナードットへのトナー付着量が異なることに対応するためである。
【００５４】
そして、画像１ページ分についてカウントが終了したとき、図９に示すように、各カウンタ２１１〜２１９はそのカウント値Ｃ1〜Ｃ9をそれぞれ出力する。これらのカウント値Ｃ1〜Ｃ9に、それぞれオフドットの連続状態に応じて予め設定された係数Ｋ1〜Ｋ9を乗じ、その結果を互いに加算する。これにより、オフドットの連続状態に応じて適宜に重み付けされた１ページ分のオフドット個数が求められる。そして、予め設定された定数ＴＣ0からその値を差し引いてから比例係数Ｋxを乗じると、１ページ分のトナー消費量ＴＣが求められる。すなわち、この実施形態では、トナー消費量ＴＣは、次式：
ＴＣ＝Ｋx・｛ＤＣ0−（Ｋ1・Ｃ1＋Ｋ2・Ｃ2＋  …  ＋Ｋ8・Ｃ8＋Ｋ9・Ｃ9）｝
…  （式１）
により求められる。
【００５５】
（式１）において、定数ＤＣ0は、１ページ中の総ドット数、つまりトナードットおよびオフドットの個数を合計したものである。この個数は、画像のサイズおよび装置の分解能から求めることができる。そして、係数Ｋxは、ベタ画像における１トナードット当たりのトナー付着量に相当する値であり、その値は予め実験的に求めておくことができる。つまり、この実施形態では、全面ベタ画像に相当するトナー量から、本来トナーが付着しないオフドットの個数に応じた分のトナー量を差し引くことによって、トナードットの形成に消費されたトナー量を算出する。この際、単にオフドットの個数を数えるのでなく、その連続状態に応じて個別に個数を数えそれぞれに所定の重み付けをした上で加算している。つまり、オフドットの個数に応じて差し引くトナーの量を、その連続状態に応じて定めているので、上記（式１）によって、ページ全体としてのトナー消費量を精度よく求めることができる。なお、各係数Ｋ1〜Ｋ9については、例えば以下のようにして定めることができる。
【００５６】
図１１は第１実施形態における係数の設定方法を示す図である。実験的に（または適宜のシミュレーションによって）求めたトナー付着率（ベタ画像を１として正規化した１ドット当たりのトナー付着量）が、例えば図１１に示すようであったとする。なお、図６に示すように、トナードット部およびオフドット部のトナー付着は不均一であるが、実用的には、トナーがほぼ均一に分布していると仮定してよい。ここで、トナードット部におけるトナー付着率はほぼ１である。一方、オフドット部におけるトナー付着率は、オフドット連続個数によって異なるが、いずれも１以下となる。そのトナー付着率の低下分が、係数Ｋn（ｎはオフドットの連続個数；ｎ＝１，２，…）である。
【００５７】
図１２は第１実施形態のトナーカウンタの係数の一例を示す図である。また、図１３は第１実施形態のトナーカウンタによるトナー消費量の計算結果を示す図である。ここでは、図１の装置を用いて実測された特性（図５）に基づいて各係数を図１２に示す各値に設定し、本実施形態のトナーカウンタ２００による計算結果と、実測されたトナー消費量（Ａ４サイズ１ページ当たり）とを比較した。その結果、図１３に示すように、計算結果と実測値とはよく一致しており（相関係数Ｒ２＝０．９５０１）、本実施形態のトナーカウンタ２００によりトナー消費量を精度よく求められることが確認された。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図１４はこの発明にかかるトナーカウンタの第２実施形態を示す図である。また、図１５は第２実施形態のトナーカウンタの動作を示す図である。この実施形態のトナーカウンタ３００にも、パルス変調部１１７から出力されるビデオ信号に基づいて、主走査方向の１走査ライン上のドットの配列状態を判定するパターン判定回路３０１が設けられるとともに、パターン判定回路３０１から出力される値をカウントする第１１〜第１９のカウンタ３１１〜２１９が設けられているが、これらの動作は前述した第１実施形態のトナーカウンタ２００に設けられていたものとは異なっている。また、この実施形態のトナーカウンタ３００には、さらに連続ドットカウンタ３１０が設けられている。これらの具体的な動作について、図１５を参照しながら説明する。
【００５９】
パターン判定回路３００は、ビデオ信号に基づいてトナードットの有無を判定している。そして、トナードットが出現する度に、後段のカウンタ３１０〜３１９のいずれかに値１を出力する。ただし、その出力先は、当該トナードットの直前に存在するオフドットの個数に対応したカウンタである。図１５の例では、一番左のトナードットＴ1が出現したとき、その直前（図１５において左側）にオフドットが３個あるので、パターン判定回路３０１は、オフドット数３個に対応した第１３のカウンタ３１３に対して値１を出力する。同様に、トナードットＴ2およびＴ3が出現した各時点で、パターン判定回路３０１は、オフドット数２個および３個にそれぞれ対応した第１２のカウンタ３１２および第１３のカウンタ３１３にそれぞれ値１を出力する。
【００６０】
次のトナードットＴ4は、先のトナードットＴ3に続けて出現する。このようなトナードットＴ4が出現したときには、パターン判定回路３０１は、連続ドットカウンタ３１０に対して値１を出力する。言い換えれば、パターン判定回路３０１は、トナードット直前のオフドットの個数がゼロであるときに、カウンタ３１０に対し値１を出力する。このように、パターン判定回路３０１は、トナードット直前のオフドット個数０〜９に応じて、カウンタ３１０〜３１９のいずれかに対し値１を出力し、カウンタ３１０〜３１９はこうして出力される値を積算する。
【００６１】
以下、新たなトナードットが出現する度ごとに、パターン判定回路３０１は、そのトナードットの直前のオフドット個数を判定し、カウンタ３１０〜３１９のうちそのオフドット個数に対応した１つのカウンタに値１を出力する。なお、オフドットの連続数が９個以上であった場合には、第１９のカウンタ３１９に対し値１を出力するものとする。これを画像１ページ分について繰り返す。
【００６２】
こうすることで、カウンタ３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７，３１８および３１９には、その直前にあるオフドット個数が１，２，３，４，５，６，７，８および９であるトナードットの個数がそれぞれカウントされる。一方、連続ドットカウンタ３１０には、その直前にトナードットがある、つまり直前のオフドット個数が０であるトナードットの個数がカウントされる。したがって、これらのカウンタ３１０〜３１９のカウント値を全て合計すると、形成された全てのトナードットの個数となる。
【００６３】
また、０個以上のオフドットが連続してなるオフドット列の個数を数えているということもできる。つまり、図１５に示すように、第１１のカウンタ３１１のカウント値Ｃ11が「１」であるということは、１個のオフドットからなるオフドット列が１つあったということを示す。また、第１３のカウンタ３１３のカウント値Ｃ13が「２」であるということは、３個の連続するオフドットからなるオフドット列が２つあったということを示す。さらに、連続ドットカウンタ３１０のカウント値Ｃ10が「６」であるということは、０個のオフドットからなるオフドット列が６つあったということを示している。
【００６４】
そして、画像１ページ分についてカウントが終了したとき、図１４に示すように、各カウンタ３１０〜３１９はそのカウント値Ｃ10〜Ｃ19をそれぞれ出力する。これらのカウント値Ｃ10〜Ｃ19に、それぞれ予め設定された係数Ｋ10〜Ｋ19を乗じ、その結果を互いに加算する。さらに、その加算値に係数Ｋxを乗じる。これにより、１ページ分のトナー消費量ＴＣが求められる。すなわち、この実施形態では、トナー消費量ＴＣは、次式：
ＴＣ＝Ｋx・（Ｋ10・Ｃ10＋Ｋ11・Ｃ11＋  …  ＋Ｋ18・Ｃ18＋Ｋ19・Ｃ19）
…  （式２）
により求められる。ここで、係数Ｋxは第１実施形態と同様に、ベタ画像における１ドット当たりのトナー消費量に相当する値である。また、各係数Ｋ10〜Ｋ19については、例えば次のようにして求めることができる。
【００６５】
図１６は第２実施形態における係数の設定方法を示す図である。実験的に（または適宜のシミュレーションによって）求めたオフドット連続個数ごとのトナー付着率が、例えば図１６に示すようであったとする。この場合において、トナードット部のトナー付着率（図１６（ａ）において網点を付した領域の面積）が係数Ｋ10に相当するが、ここではトナードット部のトナー付着率を１と近似しているので、係数Ｋ10の値は１である。また、係数Ｋ11については、１オン１オフ画像における、１つのトナードットとその直前のオフドット部とのトナー付着率の合計（図１６（ａ）において斜線を付した領域の面積）として求めることができる。さらに、係数Ｋ12については、１オン２オフ画像における、１つのトナードットとその直前のオフドット部とのトナー付着率の合計（図１６（ｂ）において斜線を付した領域の面積）として求めることができる。同様にして、他の係数Ｋ13〜Ｋ19についても求めることができる。
【００６６】
図１７は第２実施形態のトナーカウンタの係数の一例を示す図である。また、図１８は第２実施形態のトナーカウンタによるトナー消費量の計算結果を示す図である。ここでは、図１の装置を用いて実測された特性（図５）に基づいて各係数を図１７に示す各値に設定し、本実施形態のトナーカウンタ３００による計算結果と、実測されたトナー消費量（Ａ４サイズ１ページ当たり）とを比較した。その結果、図１８に示すように、計算結果と実測値とはよく一致しており（相関係数Ｒ２＝０．９７４５）、本実施形態のトナーカウンタ３００によりトナー消費量を精度よく求められることが確認された。
【００６７】
＜結び＞
以上のように、本発明にかかるトナーカウンタの第１および第２の実施形態によれば、トナーを付着させないオフドットの個数をカウントし、そのカウント値に基づいて画像１ページ当たりのトナー消費量を求めている。このように、オフドットの個数を数えることによっても、トナードットの数を数える従来技術と同様に、トナー消費量を算出することができる。特に、オフドットをその連続個数に応じて個別にカウントしておくことによって、オフドットの連続個数の違いによるトナー付着量の差異に対応して、精度よくトナー消費量を求めることが可能となる。
【００６８】
また、上記した第１実施形態のトナーカウンタでは、その長さに応じて重み付けしてカウントしたオフドットの数を１ページ分の総ドット数から差し引き、その差し引き後の数値に基づいて１ページ分のトナー消費量を算出する。上記差し引き後の数値には、本来のトナードットの数と、オフドット部に付着するトナーの量をトナードットに換算したときの仮想的なトナードットの数との双方が含まれている。そして、これに１トナードット当たりのトナー付着量を乗じているので、第１実施形態のトナーカウンタでは、オフドット部へのトナー付着をも加味した総トナー消費量を精度よく求めることができる。
【００６９】
また、上記した第２実施形態のトナーカウンタでは、その連続個数に応じて分類したオフドットのカウント値に乗じる係数が、オフドットへのトナー付着量と、そのオフドットの次に形成されるトナードットへのトナー付着量との合計に相当する値になっている。つまり、オフドット部に付着するトナーの量を次のトナードットに上乗せしてカウントするようにしており、このようにすることで、第２実施形態のトナーカウンタにおいても、オフドット部へのトナー付着をも加味した総トナー消費量を精度よく求めることができる。
【００７０】
また、これらの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、そのパルス幅がトナードットおよびオフドットのサイズを直接的に表す情報となっているので、このような信号を用いることで、簡単にオフドットのサイズ（連続個数）を把握することができる。
【００７１】
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（カブリ）がよく知られている。カブ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く、むしろ形成した画像の総面積に左右される。したがって、カブ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ーの量をオフセット値として前記した計算式（式１）および（式２)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。
【００７２】
以上説明したように、上記各実施形態においては、エンジン部ＥＧが本発明の「像形成手段」として機能している。また、第１実施形態におけるトナーカウンタ２００、第２実施形態におけるトナーカウンタ３００が、いずれも本発明の「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。さらに、上記各実施形態では、感光体２２および露光ユニット６が、本発明の「潜像担持体」および「潜像形成手段」としてそれぞれ機能しており、パルス変調部１１７から出力されるビデオ信号が、オフドットのサイズを表す本発明の「画像データ」に相当している。
【００７３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、前述したように、実際に形成されるトナードットおよびオフドットは必ずしも１ドット単位ではなく、レーザ点灯時間によってはそのサイズが例えば０．５ドット、１．５ドットといった端数となることもある。このような場合に対応するためには、例えば第１実施形態のトナーカウンタを次のように変更すればよい。
【００７４】
図１９は第１実施形態のトナーカウンタの変形例を示す図である。この例では、オフドット部をそのドット連続個数でなく、長さに応じて複数段階に分類している。すなわち、オフドット部の長さを０〜０．５ドット、０．５〜１．５ドット、１．５〜２．５ドット、２．５〜４．５ドット、４．５〜６．５ドットおよび６．５ドット以上の６段階に分類し、それぞれに対応したカウンタを設けるとともに、それぞれに係数Ｋa〜Ｋfを割り当てる。このようにすることで、より一般的な、ドット部のサイズが１ドット単位でない場合にも適切に対応することができる。もちろんドットサイズの分類については上記数値に限定されず適宜改変してもよい。また、第２実施形態のトナーカウンタについても同様に、オフドットの分類および係数の割り当てを適宜変更するともに、パターン判定回路を、トナードットのサイズに応じた値を後段のカウンタに対して出力するように変更すればよい。
【００７５】
また、上記した第１実施形態のトナーカウンタでは、オフドットの数を１ドット単位でカウントしている。例えば、３連続オフドットが出現した場合、第３のカウンタ２１３に値３が出力される。これに代えて、連続オフドット全体を１つのオフドットとカウントするようにしてもよい。例えば、上記の場合には、３連続オフドットを１つのオフドットとみなして、その長さに対応した第３のカウンタ２１３に値１が出力されるようにしてもよい。ただし、このようにした場合には、各係数Ｋ1〜Ｋ9についても若干の変更が必要である。
【００７６】
また、上記した第２実施形態のトナーカウンタでは、オフドット部のトナー付着量を後続のトナードットに上乗せするようにしているが、これを前後のトナードットに割り振るようにしてもよい。ただし、このようにするためには、各トナードットの前方のオフドット長さと、後方のオフドット長さとの組合せに応じた場合分けをして係数を定める必要があるので、処理がやや複雑になる。
【００７７】
また、上記した各実施形態のトナーカウンタでは、パターン判定回路によって分類されたオフドットの数をカウントし、そのカウント値に分類ごとの係数を乗じて加算するようにしているが、計算の順序を入れ替えて、パターン判定回路から出力された値に所定の係数を乗じた値を、カウンタにより積算するようにしても同じことである。
【００７８】
また、上記実施形態の画像形成装置は、感光体２２と現像ローラ４４とがギャップを隔てて対向配置された、いわゆる「非接触現像方式」の画像形成装置である。このような装置において本発明のトナー消費量算出方法は特に顕著な効果を奏するものであるが、感光体２２および現像ローラ４４が当接するように配置された「接触現像方式」の装置においても、本発明を適用することでトナー消費量算出の精度を向上させることが可能である。
【００７９】
さらに、上記実施形態の構成に限定されず、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、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態の構成を示す図。
【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】実験に使用したテストパターンの例を示す図。
【図５】ライン間隔とトナー消費量との関係を示すグラフ。
【図６】感光体表面電位およびトナー付着量を示す模式図。
【図７】ライン間隔とトナー付着量との関係を示す模式図。
【図８】トナードットおよびオフドットのトナー付着量を模式化した図。
【図９】この発明にかかるトナーカウンタの第１実施形態を示す図。
【図１０】第１実施形態のトナーカウンタの動作を示す図。
【図１１】第１実施形態における係数の設定方法を示す図。
【図１２】第１実施形態のトナーカウンタの係数の一例を示す図。
【図１３】第１実施形態のトナーカウンタによるトナー消費量の計算結果を示す図。
【図１４】この発明にかかるトナーカウンタの第２実施形態を示す図。
【図１５】第２実施形態のトナーカウンタの動作を示す図。
【図１６】第２実施形態における係数の設定方法を示す図。
【図１７】第２実施形態のトナーカウンタの係数の一例を示す図。
【図１８】第２実施形態のトナーカウンタによるトナー消費量の計算結果を示す図。
【図１９】第１実施形態のトナーカウンタの変形例を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
６…露光ユニット（潜像形成手段）、  ２２…感光体（潜像担持体）、  ２００，３００…トナーカウンタ（トナー消費量算出手段）、  ２０１，３０１…パターン判定回路（判定部）、  ２１１〜２１９，３１０〜３１９…カウンタ、  ＥＧ…エンジン部（像形成手段）
【図１】
2006098953.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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