(57)【要約】【課題】トナー消費量の検出誤差を少なくした画像形成装置、及びトナー消費量検出装置を提供する。【解決手段】スクリーン処理後のドットデータがパルス幅カウンタ２８２に入力される。パルス幅カウンタ２８２は各ドットごとにパルス幅をカウントする。カウント値は判定回路２８３に入力されて、判定回路２８３においてどのパルス幅の領域に含まれているかを判定し、その結果に応じたイネーブル信号を出力する。各カウンタ２８５1〜２８５nは、パルス幅カウンタ２８２からのカウント値が入力され、イネーブル信号を受信するとこのカウント値をカウントする。例えば、１ページ分のカウントを終了すると乗算回路２８７1〜２８７nに出力し、１ドットあたりのトナー消費量を示す係数１〜ｎを乗算し、加算回路２８８でその乗算値を加算する。この加算値がトナー消費量として外部に出力される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置において、
前記ドットデータのパルス幅に応じてそれぞれ異なる前記パルス幅を積算する複数のカウンタと、
前記各カウンタからの出力値にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記係数は１ドットあたりのトナー消費量である、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
さらに、前記ドットデータが入力され当該ドットデータのパルス幅をカウントし、当該カウント値を出力するパルス幅カウンタを備え、
前記各カウンタは前記パルス幅カウンタから出力された前記カウント値を積算する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
さらに、前記パルス幅カウンタからの前記カウント値が入力され、前記カウント値がどのパルス幅の領域に属するかを判定し、その判定に応じたイネーブル信号を出力する判定手段を備え、
前記各カウンタは前記判定手段からのイネーブル信号が入力されたときに前記カウント値を積算する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記判定手段は、複数の異なる値を有する閾値が入力され前記カウント値がどの閾値の範囲に含まれるかによって前記カウント値がどのパルス幅に属するかを判定する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、
さらに、前記演算手段から前記トナー消費量を示すデータが入力されて、前記トナー消費量又はトナーの残り残量を表示する表示手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置において、
前記ドットデータのパルス幅に応じて前記パルス幅にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を検出するトナー消費量検出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置に対するトナー消費量検出装置において、
前記ドットデータのパルス幅に応じてそれぞれ異なる前記パルス幅を積算する複数のカウンタと、
前記各カウンタからの出力値にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とするトナー消費量検出装置。
【請求項９】
各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置に対するトナー消費量検出装置おいて、
前記ドットデータのパルス幅に応じて前記パルス幅にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を検出する検出手段を備えたことを特徴とするトナー消費量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタなどの画像形成装置や画像形成装置に対するトナー消費量検出装置に関する。詳しくは、パルス幅に応じてトナー消費量を演算する画像形成装置、及びトナー消費量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カラーレーザプリンタやカラー複写機など、カラートナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー消費量や残量をユーザに示すことが要望されていた。これにより、適切な時期にトナーの交換を可能にして、トナー不足で画像を形成できない等の不都合を解消することができる。
【０００３】
かかる画像形成装置では、一般的には、処理対象の画像データに基づいてレーザー光が感光体ドラムを照射して潜像を形成し、各色のトナーがドラムに付着することで現像され、すべての色を中間転写ベルトに転写した後で、記録用紙等に転写や圧着などで画像を形成するようにしている。
【０００４】
トナー消費量を検出するものとしては、各色の印刷ドットの積算値に所定の係数を乗算し、その値にオフセット値を加算したものをトナー消費量として求めるものがある（例えば以下の特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１６２８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーザー光を照射して感光体ドラムに画像を形成する画像形成装置では、ドラム上の非感光領域と感光領域との境界（エッジ）付近において、他の感光領域よりも多くトナーが付着するエッジ効果と呼ばれる現象が発生する。感光体ドラム上で形成される静電潜像のエッジ部分では強い電界が生じるため現像され易く、潜像の中央付近では電界が弱いために起こる現象と考えられている。このエッジ効果の結果、エッジ部分で多くのトナーが消費され、それ以外の感光領域では一定のトナーが消費されることになる。よって、パルス幅の狭いドットが形成されるとトナーを消費する量は一定とならず、パルス幅が広がるにつれて一定のトナー消費量に近づくのである。すなわち、１ドットあたりのトナー消費量はパルス幅が狭いと急激に上昇し、パルス幅が広がるにつれて除々に一定量に近づくのである。
【０００６】
上述の特開平２００２−１６２８００では、かかるエッジ効果を考慮しておらず、１ドットあたりのトナー消費量はパルス幅の大小に拘わらず一定として演算しているため、トナー消費量の予測に大きな誤差が生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明はトナー消費量の検出誤差を少なくした画像形成装置、及びトナー消費量検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置において、ドットデータのパルス幅に応じてそれぞれ異なるパルス幅を積算する複数のカウンタと、各カウンタからの出力値にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を演算する演算手段と、を備えたことを特徴としている。これにより、例えば、エッジ効果を考慮したトナー消費量を検出することができるため、トナー消費量の検出誤差の少ない画像形成装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明は上記画像形成装置において、上記係数は１ドットあたりのトナー消費量であることを特徴としている。これにより、例えば、１ドットあたりのトナー消費量とパルス幅を乗算することで、そのパルス幅におけるトナーの消費量を求めることができる。
【００１０】
さらに、本発明は上記画像形成装置において、ドットデータが入力され当該ドットデータのパルス幅をカウントしそのカウント値を出力するパルス幅カウンタを備え、各カウンタはパルス幅カウンタから出力されたカウント値を積算することを特徴としている。これにより、例えば、ドットデータのパルス幅を容易にカウントすることができる。
【００１１】
さらに、本発明は上記画像形成装置において、パルス幅カウンタからのカウント値が入力されカウント値がどのパルス幅の領域に属するかを判定し、その判定に応じたイネーブル信号を出力する判定手段を備え、各カウンタは判定手段からのイネーブル信号が入力されたときにカウント値を積算することを特徴としている。これにより、例えば、各カウンタはパルス幅カウンタからのカウント値が入力されてもイネーブル信号が入力されたときのみ動作することができる。
【００１２】
さらに、本発明は上記画像形成装置において、上記判定手段は複数の異なる値を有する閾値が入力されカウント値がどの閾値の範囲に含まれるかによってカウント値がどのパルス幅に属するかを判定することを特徴としている。これにより、例えば、カウント値がどのパルス幅に属するが容易に判断することができ、回路設計も容易になる。
【００１３】
さらに、本発明は上記画像形成装置において、演算手段からトナー消費量を示すデータが入力されてトナー消費量又はトナーの残り残量を表示する表示手段を備えることを特徴としている。これにより、例えば、ユーザに容易にトナーの容量を知らせることができ、トナーの交換時期を誤らせることなく、またトナー不足で画像を形成できないという不都合がなくなる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために本発明は、各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置において、ドットデータのパルス幅に応じてパルス幅にそれぞれ異なる係数を乗算し、当該乗算値を加算することでトナー消費量を検出するトナー消費量検出手段を備えたことを特徴としている。これにより、エッジ効果を考慮したトナー消費量を求めることができるので、トナー消費量の検出誤差を少なくした画像形成装置を提供することができる。
【００１５】
さらに、上記目的を達成するために本発明は、各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置に対するトナー消費量検出装置において、ドットデータのパルス幅に応じてそれぞれ異なるパルス幅を積算する複数のカウンタと、各カウンタからの出力値にそれぞれ異なる係数を乗算し当該乗算値を加算することでトナー消費量を演算する演算手段と、を備えたことを特徴としている。これにより、エッジ効果を考慮したトナー消費量を求めることができるので、トナー消費量の検出誤差を少なくしたトナー消費量検出装置を提供することができる。
【００１６】
さらに、上記目的を達成するために本発明は、各画素のドットサイズを含むドットデータをパルスデータに変換し当該パルスデータにより画像を形成する画像形成装置に対するトナー消費量検出装置おいて、ドットデータのパルス幅に応じてパルス幅にそれぞれ異なる係数を乗算し当該乗算値を加算することでトナー消費量を検出する検出手段を備えたことを特徴としている。これにより、エッジ効果を考慮したトナー消費量を求めることができるので、トナー消費量の検出誤差を少なくしたトナー消費量検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を適宜参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明が適用されるシステム全体の構成図である。全体として、ホストコンピュータ１と画像形成装置１０とから構成される。
【００１８】
ホストコンピュータ１は、各種プログラムが図示しないＲＯＭ等に格納されている。印刷対象の画像データが所定の操作により形成されるとともに、画像データをＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）データに変換し、さらにデータの転送効率を考慮してＣＭＹＫデータを圧縮して画像形成装置１０に出力する。
【００１９】
画像形成装置１０は、図１に示すように全体としてコントローラ２０と印刷エンジン４０とから構成される。コントローラ２０は、ホストコンピュータ１と接続されるとともに印刷エンジン４０と接続される。コントローラ２０は、ホストコンピュータ１から出力された画像データが入力され、各種処理を行い処理後のデータを印刷エンジン４０に出力する。またコントローラ２０は、トナー消費量を演算して印刷エンジン４０に出力する。
【００２０】
印刷エンジン４０は、図示されていないレーザユニット、感光体ドラム、複数のトナー収容部、中間転写ベルト等から構成され、レーザユニットからのレーザー光がコントローラ２０からのデータに応じて予め帯電された感光体ドラムを照射する。これによりドラム上に静電潜像が形成される。そして、収容部に収容された所定の色のトナーがドラムに付着することで現像が行われる。その現像された画像が中間転写ベルト、ローラを介して印刷用紙等の印刷媒体に転写、圧着等され、画像が形成される。いわゆる、レーザプリンタとしての機能を有する。
【００２１】
コントローラ２０は、図１に示すように、ＣＰＵ２１と、入力Ｉ／Ｆ２２と、画像メモリ２３と、画像処理ユニット２４と、エンジン制御部３０、及び表示部３１とから構成される。ＣＰＵ２１は、バスを介して、入力Ｉ／Ｆ２２と画像メモリ２３、画像処理ユニット２４、エンジン制御部３０、及び表示部３１と互いに接続され、コントローラ２０全体を制御する。
【００２２】
入力Ｉ／Ｆ２２は、ホストコンピュータ１と接続され、所定の転送フォーマットで転送された画像データをコントローラ２０内で処理できるデータに変換する。画像メモリ２３は、ＣＰＵ２１の制御により入力Ｉ／Ｆ２２に入力された画像データを格納するためのものである。画像処理ユニット２４は、印刷エンジン４０にも接続される。ＣＰＵ２１の制御により画像メモリ２３に格納された画像データが入力され、各種処理を行い、印刷エンジン４０にて処理できるデータ（パルス幅変調されたデータ）に変換して出力する。また、本発明が適用されるトナー消費量を検出する検出手段も備える。詳細は後述する。
【００２３】
エンジン制御部３０は、印刷エンジン４０に接続され、ＣＰＵ２１の制御により印刷エンジン４０内の図示しない感光体ドラムやレーザユニット等を駆動させる駆動信号を出力する。表示部３１は、液晶パネルなどで構成され、印刷媒体の種類や印刷枚数、印刷方向等を表示する。また表示部３１は、後述するトナー消費量検出部２８からのトナー消費量を示すデータがＣＰＵ２１の制御により入力され、トナー消費量又はトナーの残量が表示される。
【００２４】
画像処理ユニット２４は、解凍手段２５と、スクリーン処理部２６と、パルス幅変調部２７、及びトナー消費量検出部２８とから構成される。解凍手段２５は、バスを介してＣＰＵ２１等と互いに接続される。ＣＰＵ２１の制御により画像メモリ２３に格納された画像データが入力され、ホストコンピュータ１で圧縮された画像データを解凍し、圧縮前の画像データに変換する。変換された画像データはスクリーン処理部２６に出力される。
【００２５】
スクリーン処理部２６は、解凍手段２５と接続され、解凍手段２５から出力された画像データが入力される。スクリーン処理部２６は、この画像データを所定のスクリーンに応じて階調処理を行い、印刷媒体に形成されるドットのサイズ等を示すドットデータを生成する。具体的な処理としては、例えば、各画素ごとに閾値が設定されたテーブルを用いて画像データを構成する各画素の階調値と比較して二値化するディザ法や、同様に閾値テーブルを用いるが誤差分を未処理画素に拡散させて閾値と比較する誤差拡散法、さらに所定の関数により入力値に対応した出力値を出力するようにしたγテーブルを用いる方法などがある。
【００２６】
パルス幅変調部２７は、スクリーン処理部２６と接続されるとともに印刷エンジン４０に接続される。スクリーン処理部２６からのドットデータが入力され、パルス幅変調されたレーザ光駆動用のパルスデータに変換して印刷エンジン４０に出力する。このパルスデータに基づいて印刷エンジン４０の図示しないレーザユニットからレーザー光が照射されることになる。
【００２７】
さらに、画像処理ユニット２４内にはトナー消費量検出部２８を備える。トナー消費量検出部２８は、スクリーン処理部２６に接続されるとともに、印刷エンジン４０及びバス、ＣＰＵ２１を介して表示部３１に接続される。スクリーン処理部２６から出力されたドットデータが入力され、パルスの幅に応じたカウンタによりパルス幅を積算し、さらにパルス幅に応じた係数を乗算した値の合計値をトナー消費量として演算して出力する。詳細は後述する。トナー消費量を示すデータは、印刷エンジン４０、及びＣＰＵ２１の制御により表示部３１に出力される。
【００２８】
以上のように構成された画像形成装置１０は以下のように動作する。すなわち、ホストコンピュータ１で生成された画像データは、コントローラ２０の入力Ｉ／Ｆ２２に入力され、ＣＰＵ２１の制御により画像メモリ２３に転送され格納される。そして、ＣＰＵ２１の制御により画像メモリ２３から画像データが読み出され、画像処理ユニット２４に出力される。ユニット２４内では、まず解凍手段２５に画像メモリ２３から読み出された画像データが入力されて、圧縮前の画像データに変換される。そして、スクリーン処理部２６にて解凍手段２５からの画像データがドットのサイズ等を示すドットデータに変換される。ドットデータはスクリーン処理部２６からパルス幅変調部２７に出力され、レーザ光駆動用のパルスデータに変換されて印刷エンジン４０に出力される。このパルスデータに基づいて印刷媒体への画像の形成が行われる。また、画像処理ユニット２４内のトナー消費量検出部２８ではスクリーン処理部２６からのドットデータが入力され、トナー消費量を演算し、印刷エンジン４０に出力されるとともに、ＣＰＵ２１の制御により表示部３１に出力される。印刷エンジン４０ではこのトナー消費量を示すデータにより、各トナーの実際の消費量や残量を演算する。
【００２９】
次に、トナー消費量検出部２８の詳細について説明する。図２は、トナー消費量検出部２８の構成を示す図である。トナー消費量検出部２８は、全体としてパルス幅検出回路２８１と、ｎ個のカウンタ２８５1〜２８５n と、演算回路２８６とから構成される。
【００３０】
パルス幅検出回路２８１は、パルス幅カウンタ２８２と判定回路２８３とから構成される。パルス幅カウンタ２８２は、図１のスクリーン処理部２６と接続されるとともに、各カウンタ２８５1〜２８５n 、及び判定回路２８３に接続される。パルス幅カウンタ２８２は、スクリーン処理部２６からの入力データ（ドットデータ）が入力され、１つの連続するドットのパルス幅をカウントする。カウント値は、各カウンタ２８５1〜２８５n に出力されるとともに、判定回路２８３にも出力される。
【００３１】
判定回路２８３は、スクリーン処理部２６と接続されるとともに、パルス幅カウンタ２８２、及び各カウンタ２８５1〜２８５n と接続される。スクリーン処理部２６からのドットデータが入力され、ドットが連続して続いているか否か判断し、ドットの立下り（１つの連続するドットの終了）を検出すると、Ｌｏａｄ信号をパルス幅カウンタ２８２に出力する。パルス幅カウンタ２８２は、このＬｏａｄ信号を受信することで、入力データをロードする。また、判定回路２８３は、パルス幅カウンタ２８２からのパルス幅の値（カウント値）が入力され、このカウント値がどのパルス幅の領域に含まれるかを判断する。
【００３２】
すなわち、１ドットあたりのトナー消費量はエッジ効果のため一定とならずに、パルス幅に応じて変化するものである。図３（Ａ）は、印刷面上の各位置におけるトナーの堆積高を示した概念図である。横軸はドットの位置を示し、縦軸はトナーの堆積高を示す。レーザー光のエネルギー密度を一定にして感光体ドラムにレーザー光を照射すると、感光領域の非感光領域とのエッジ部分では、他の感光領域より多くのトナーが付着するというエッジ効果が生じる。このため、印刷用紙に画像を形成すると、エッジ部分で他の領域よりも多くトナーが堆積してしまう。図３（Ａ）に示すように、ドットの左端では急激にトナー量が多くなり、ドットの中心に向かって除々に一定量になる。右端にいくと左端と同様に多くのトナーが堆積して急激にトナー量が少なくなっている。エッジ効果により、ドットの両端で多くのトナーが消費されている。
【００３３】
図３（Ｂ）は、縦軸をトナー消費量、横軸を位置とした場合の各位置のトナー消費量を示した図である。図３（Ａ）のドットと同じドットを示したもので、図３（Ｂ）の位置は図３（Ａ）の位置と同じ位置を示す。ドットの両端では、トナーの消費量がエッジ効果によりエッジ付近で多くなるので、ドットの左端の開始点から急激にトナーの消費量が多くなり、除々に一定の増加量になる。そして、再びドットの右端の位置でトナーの消費量が多くなり、右端位置でトナーが使用されていないので一定の消費量となる。
【００３４】
これをパルス幅に応じた１ドットあたりのトナー消費量を示した図が図４である。横軸をパルス幅、縦軸は１ドットあたりのトナー消費量を示す。パルス幅が狭いドットは、ドットの中央付近で一定のトナー消費量となる割合は少なく、エッジ効果の影響が大きくなるため、１ドットあたりのトナー消費量は急激に大きくなる。一方、図３（Ａ）に示すようにある程度のパルス幅をもったドットは、ドット中央付近の一定となる割合が多くなることから、エッジ効果による影響はあるものの全体としてみれば１ドットあたりのトナー消費量は一定量に近づくことになる。したがって、図４に示すようにパルス幅の値が小さい領域では、急激に１ドットあたりのトナー消費量が増加し、パルス幅の値が大きい領域では一定の消費量に近づくのである。
【００３５】
特開２００２−１６２８００などの従来技術では、各色ごとに印刷ドット値に所定の係数を乗算してトナー消費量を求めているため、エッジ効果によるパルス幅に応じたトナー消費量を演算していない。すなわち、従来では１ドットあたりのトナー消費量はパルス幅に拘わらず一定値（図４の一点鎖線）として演算しているため、図４の斜線に示すように実際のトナー消費量と比較して誤差が生じることになる。
【００３６】
したがって、パルス幅とトナー全体の消費量との関係についても、パルス幅が大きくなるに従って常に一定の増加量でトナーが消費されるわけではなく、パルス幅が狭い領域では急激に多くのトナーが消費され、パルス幅が広くなるに従って一定の増加量となるのである。図５にその関係を示す。横軸がパルス幅で縦軸がトナー消費量である。一点鎖線はトナー消費量がパルス幅に応じて一定とした場合のグラフで、実線がエッジ効果を考慮した場合のトナー消費量である。この図からも斜線で示すような誤差が生じることになる。
【００３７】
トナー消費量の演算においてかかる誤差が生じるためにトナーの消費量、さらにトナー残量を正確に求めることができずに、トナーの交換時期を誤ってしまったり、印刷媒体に画像を形成できない、ということがあり得る。
【００３８】
そこで、トナーの消費量を正確に求めるために、カウントしたパルス幅がどのパルス幅の領域かを演算し、その領域に該当する１ドットあたりのトナー消費量を乗算することでトナー消費量を求めるのである。図６、図７にその詳細を示す。図６は図４と同様に横軸をパルス幅、縦軸を１ドットあたりのトナー消費量、図７は図５と同様に横軸をパルス幅、縦軸をトナー消費量とした図である。
【００３９】
図６に示すように、パルス幅が０から閾値０（ここでは“０．４”）までの間のときは、１ドットあたりのトナー消費量は“０”、パルス幅が閾値０から閾値１（ここでは“１．５”）までのときは１ドットあたりのトナー消費量は“０．７”、順次、パルス幅が閾値１から閾値２（ここでは“２．５”）のとき“１．５”、閾値２から閾値３（ここでは“３．５”）のとき“１．４”、閾値３から閾値４（ここでは“５．０”）のとき“１．１”、そして閾値４以上のときは“１．０”として演算を行う。このようにすることで、図６に示すように実際の１ドットあたりのトナー消費量は斜線で示す誤差が生じるものの、図４に示すようにトナーの消費量を一定量にしたときの誤差と比較してその誤差は少なくなる。すなわち、より正確なトナー消費量を演算することができる。もちろん、設定する閾値の数を多くすることでより正確なトナー消費量を演算することが可能になる。
【００４０】
図７において、細い実線はトナー消費量を、太い実線は本発明によるトナー消費量算出量を示す。図７において、トナー消費量算出値を点線で示すように一定で増加するのではなく、エッジ効果を考慮した実際のトナー消費量を求めるために、太い実線で示すように、パルス幅に応じた閾値を設定し、実際にカウントしたパルス幅がどの閾値内の領域に含まれるかを求めることで正確なトナー消費量を演算することができる。
【００４１】
図２に戻り、判定回路２８３ではパルス幅カウンタ２８２でカウントしたパルス幅が設定された閾値０からｎまでのどの領域に含まれるものかを判定する。これらの閾値０〜ｎは、例えば図示しないＲＯＭなどの記憶媒体に記憶され随時判定回路２８３に入力されるようになされてもよいし、予め判定回路２８３で設定されるようにしてもよい。そして判定回路２８３は、閾値０〜ｎに対応するイネーブル信号１〜ｎを各カウンタ２８５1〜２８５n のいづれかに出力する。例えば、カウンタ値が“０．５”（１ドット分の５／１０のドット幅）のとき、“０．５”という値は閾値０（“０．４”）と閾値１（“１．５”）の間に含まれるパルス幅であるため、イネーブル信号１が出力される。カウンタ値が“２．０”（２ドット分のドット幅）のときは閾値２と閾値３（“２．５”）の間であるから、イネーブル信号２が出力されることになる。以下同様に閾値に含まれる対応するイネーブル信号１〜ｎが出力される。
【００４２】
カウンタ２８５1〜２８５n は、パルス幅カウンタ２８２、判定回路２８３と接続されるとともに演算回路２８６にも接続される。各カウンタ２８５1〜２８５n には、パルス幅カウンタ２８２からのカウント値が入力される。また各カウンタ２８５1〜２８５n は、判定回路２８３からイネーブル信号１〜ｎが入力される。すなわち、各カウンタ２８５1〜２８５n は、パルス幅カウンタ２８２からのカウント値がすべてのカウンタ２８５1〜２８５n に入力されるが、判定回路２８３からのイネーブル信号１〜ｎが入力されたときにカウンタ値をカウントするように構成されている。前述の例では、カウンタ値が“０．５”のときは、各カウンタ２８５1〜２８５n にこの“０．５”が入力されるものの、イネーブル信号１が入力されたカウンタ２８５1のみがこのカウンタ値“０．５”をカウントする。カウンタ値が“２.０”のときは、イネーブル信号２が入力されたカウンタ２８５2のみがこの“２．０”をカウントする。この各カウンタ２８５1〜２８５n においては例えば１ページ分のすべてのドットデータに対してそのカウント値をカウントすることになる。
【００４３】
演算回路２８６は、乗算回路２８７1〜２８７nと、加算回路２８８とから構成される。乗算回路２８７1〜２８７nは、各カウンタ２８５1〜２８５nとそれぞれ接続されるとともに加算回路２８８と接続される。各乗算回路２８７1〜２８７nは、各カウンタ２８５1〜２８５nからのカウント値（例えば１ページ分すべてのカウント値の合計値）が入力され、各乗算回路２８７1〜２８７nで設定された係数１〜ｎが乗算される。この係数１〜ｎは、１ドットあたりのトナー消費量を示す値である。すなわち、各カウンタ２８５1〜２８５nからは各閾値内に含まれるパルス幅（例えば１ページ分）が出力され、このパルス幅に１ドットあたりのトナー消費量を乗算することで各パルス幅におけるトナー消費量が求まることになる。乗算した値は加算回路２８８に出力される。なお、この係数１は上述の例（図６参照）では“０．７”（閾値０から閾値１に対応する１ドットあたりのトナー消費量）、係数２は“１．５”（閾値１から閾値２に対応）、係数３は“１．４”（閾値２から閾値３）、係数４は“１．１”（閾値３から閾値４）、係数５は“１．０”（閾値４以上）となる。この係数の値自体も例えば、図示しないＲＯＭ等の記憶媒体に記憶され適宜乗算回路２８７1〜２８７nに出力されるようになされてもよいし、予め乗算回路２８７1〜２８７nに設定されていてもよい。また、上述の例では、カウンタ２８５1からカウンタ値“０．５”が出力されたとき、乗算回路２８７1ではこのカウンタ値“０．５”（パルス幅値）に係数１である“０．７”（閾値１ドットあたりのトナー消費量）を乗算して“０．３５”を得る。カウンタ２８５2からのカウンタ値“２．０”に対しては、乗算回路２８７2において係数２である“１．５”と乗算して“３．０”を得ることになる。
【００４４】
加算回路２８８は、各乗算回路２８７1〜２８７nからの出力値が入力されて、この出力値を加算して加算値を出力する。この加算値が全体のトナー消費量となる。すなわち、各乗算回路２８７1〜２８７nで各パルス幅におけるトナー消費量を演算し、その出力値を加算することですべてのパルス幅におけるトナー消費量を加算することになるから、全体とトナー消費量を求めることになるのである。例えば、上述の例では、パルス幅が閾値０から閾値１までのトナーの消費量の全体値“０．３５”が乗算回路２８７1から出力され、閾値１から閾値２までのトナー消費量の全体値“３．０”が乗算回路２８７2から出力され、この和である“３．３５”が全体のトナー消費量となる。演算したトナー消費量は、上述したように印刷エンジン４０及びＣＰＵ２１の制御により表示部３１に出力される。
【００４５】
このように構成されたトナー消費量検出部２８の全体の動作について説明する。図８は、そのタイミングチャートを示した図である。図８で縦方向の点線はクロックを示し、その幅は１クロック（＝１ドット）分の幅を示す。まず、スクリーン処理部２６からスクリーン処理後のドットデータ（入力データ）が入力される。ドットデータは、図８に示すように１画素のうち半分の領域でドットが成長するデータに続いて、連続して３画素分のパルス幅を有するデータが入力されるものとする。このドットデータは、１画素内に形成されるドットのサイズのほかに、そのドットが左右どちらから成長するかを示すデータとを含む。図８に示すようにドットデータのうち最初の１ビットにより現されている。例えば“０”のとき左から成長し、“１”のとき右から成長する。また、図８には入力データに対してパルス幅変調されたデータの例を入力データの上に示す。かかるドットデータのうち最初のクロックで“０  ０１１１１１１１”がパルス幅カウンタ２８２及び判定回路２８３に入力される。
【００４６】
パルス幅カウンタ２８２は、次のクロックタイミングでドットデータからパルス幅をカウントする。この例の場合は、ドットデータをカウントすることで０．５を得る。このとき、カウンタ２８２の演算（積算）は、判定回路２８３からのＬｏａｄ信号が入力されるまで行われる。すなわち、ドットデータ（入力データ）が判定回路２８３にも入力され、ドットの立下りの部分（ドットの終了）を検出するとＬｏａｄ信号を出力する。この例の場合は、左から０．５のドット幅なのでＬｏａｄ信号が判定回路２８３から出力されパルス幅カウンタ２８２に入力される。パルス幅カウンタ２８２はカウントしたこの“０．５”を各カウンタ２８５1〜２８５nに出力することになる。またこのカウント値（パルス幅値）“０．５”は判定回路２８３にも出力される。
【００４７】
判定回路２８３は、パルス幅カウンタ２８２からのカウンタ値“０．５”からどの領域のパルス幅に含まれる値かを判定する。この例の場合、閾値０（“０．４”）から閾値１（“１．５”）の間であると判断する。そしてこの閾値に対応したイネーブル信号、この例の場合はイネーブル信号１を出力することになる（図８のイネーブル信号１参照）。イネーブル信号１が入力されるカウンタ２８５1には、パルス幅カウンタ２８２からのカウント値が入力されるが、この値を例えば１ページ分カウントすることになる。
【００４８】
一方、パルス幅カウンタ２８２及び判定回路２８３には、続いて３画素分のドットを生成するためのドットデータが入力される。各クロックごとに左から１画素分のドットを生成する“０  １１１１１１１１”がパルス幅カウンタ２８２及び判定回路２８３に３クロック連続して入力され、その後“０  ００００００００”が入力される（図８の入力データ参照）。
【００４９】
このとき判定回路２８３は、２クロック目の最初で入力データが入力された後、４クロック目の最後までドットが終了しないことになる。よって、判定回路２８３からパルス幅カウンタ２８２へのＬｏａｄ信号は、このドットの立下りとなるところまで出力されず、４クロック目の次の５クロック目で出力されることになる。このときまで、パルス幅カウンタ２８２は入力データのパルス幅をカウントしていることになる。その結果、パルス幅“３．０”を得ることになる。
【００５０】
このカウント値“３．０”は判定回路２８３に入力されて、閾値２（２．５）と閾値３（３．５）の間に含まれるパルス幅であることを判定する。そして、対応するイネーブル信号３を出力する（図８のイネーブル信号３参照）。イネーブル信号３は、カウンタ２８５3に入力される。カウンタ２８５3には、パルス幅カウンタ２８２からのカウント値“３．０”が入力され、イネーブル信号３によりこのカウント値をカウントすることになる。
【００５１】
例えば、これらの入力データにより１ページ分のデータの入力が終了すると、各カウンタ２８５1〜２８５n、この場合は２つのカウンタ２８５1と２８５3からそれぞれ“０．５”と“３．０”とが乗算回路２８７1と２８５3に出力されることになる。そして、１ドットあたりのトナー消費量を示す係数１と係数３とがそれぞれこれらの値に乗算される。乗算すると、それぞれ“０．３５”（＝０．５×係数１＝０．５×０．７）、“４．２”（＝３×係数３＝３×１．４）を得る。これらの値は加算回路２８８にて加算されて、“４．５５”（＝０．３５＋４．２）のトナー消費量を得て、この値が印刷エンジン４０や表示部３１に出力されることになる（図８のトナー消費量参照）。
【００５２】
以上説明してきたように、入力データのパルス幅を検出してその幅に応じたカウンタをそれぞれ設けて、パルス幅に応じた１ドットあたりのトナー消費量をカウンタの出力値に乗算するようにしたので、エッジ効果を考慮した検出誤差の少ないトナーの消費量を求めることのできる画像形成装置やトナー消費量検出装置を提供することができる。
【００５３】
上述の例では、パルス幅の領域として５つの閾値を利用して演算を行うようにしたが、これに拘泥せずに、それ以上の閾値を設定して演算してもよいし、また上述の例で設定した閾値の値もこれに拘泥せずにそれ以外の値を設定してもよい。
【００５４】
また、演算回路２８６として乗算回路２８７1〜２８７nと加算回路２８８とによりトナー消費量全体を求めるようにしたが、例えば図１のＣＰＵ２１でかかる処理をすべて演算して、演算後のトナー消費量を印刷エンジン４０や表示部３１に出力するようにしてもよい。すなわち、図２に示すハードウェアとしてではなく、ソフトウェアとして演算を行うようにしてもよい。この場合、かかる演算のためのプログラムが図示しないＲＯＭに格納されＣＰＵ２１が適宜このプログラムを読み出すことでトナー消費量の演算を行う。これにより、乗算などハードウェア規模が大きく実行時間のかかる回路を設ける必要がなく、小さな回路で高速にトナー消費量を正確に算出することができる。乗算や加算は各色のプレーンの最後に１回程度行えばよいのでＣＰＵにより演算しても速度的に問題になることは無い。この場合、トナー消費量はトナー消費量検出部からエンジンに直接出力するのではなく、エンジン制御を経由して行われることになる。
【００５５】
さらに、上述の例では、スクリーン処理を画像形成装置１０内で行うとして説明したが、ホストコンピュータ１内でかかるスクリーン処理が行われるようにしても全く同様の効果を奏する。この場合、画像形成装置１０では解凍手段２５で解凍された画像データが直接トナー消費量検出部２８に入力されて、上述した処理が行われることになる。また、逆にホストコンピュータ１で生成されたＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の画像データをＣＭＹＫに色変換する色変換処理部を画像形成装置１０に設けてもよい。この場合、解凍手段２５の出力が色変換処理部に入力され、その色変換後のデータがスクリーン処理部２６に入力されるように構成すればよい。
【００５６】
さらに上述の例では、画像形成装置１０としてレーザプリンタの例で説明したが、プリンタ以外にも複写機やファクシミリ、またはこれらの機能を備えた複合機であっても本発明を適用でき同様の効果を奏する。また、ホストコンピュータ１の例として、例えばパーソナルコンピュータ、さらには携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などの情報携帯端末であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】画像形成装置１０の全体構成を示す図である。
【図２】トナー消費量検出部２８の構成を示す図である。
【図３】印刷紙面上におけるドットの位置とトナーの堆積高、及びドット位置とトナー消費量の関係を示す図である。
【図４】パルス幅と１ドットあたりのトナー消費量の関係を示す図である。
【図５】パルス幅とトナー消費量の関係を示す図である。
【図６】パルス幅に閾値を設定したときのパルス幅と１ドットあたりのトナー消費量の関係を示す図である。
【図７】パルス幅に閾値を設定したときのパルス幅とトナー消費量の関係を示す図である。
【図８】入力データが入力からトナー消費量の出力までのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１  ホストコンピュータ    １０  画像形成装置    ２０  コントローラ    ２１  ＣＰＵ    ２４  画像処理ユニット    ２８  トナー消費量検出部    ２８２  パルス幅カウンタ    ２８３  判定回路      ２８５1〜２８５n  カウンタ    ２８７1〜２８７n  乗算回路    ２８８  加算回路    ３１  表示部
【図１】
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【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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