(57)【要約】【課題】  ユーザによるトナー使用量に応じた適正な課金を可能とするためのトナーカウント技術を提供する。【解決手段】  外部装置から入力される画像信号に基づき生成される階調データの示す階調値をドットカウンタ２１０により積算する。そのカウント値ＤＣに基づき、現像器内のトナー残量を管理するためのトナーカウンタ２２０と、ユーザのトナー使用量を求め課金するためのトナーカウンタ２３０とを設ける。トナーカウンタ２２０は、カウント値ＤＣに係数Ｋ1を乗じるとともにオフセット値Ｃoff1を加算して、装置全体としてのトナー消費量ＴＣ1を算出する。一方、トナーカウンタ２３０は、ドットカウント値ＤＣに対し係数Ｋ2（ただし、Ｋ2＜Ｋ1）を乗じるとともにオフセット値Ｃoff2（ただし、Ｃoff2＜Ｃoff1）を加算する。【選択図】  図４
2005221747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に貯留されたトナーを用いて、ユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に形成する画像形成装置において、
前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー量を算出する第１のトナー量算出手段と、
前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を算出する第２のトナー量算出手段と、
前記第１のトナー量算出手段による算出結果に基づき装置に貯留されたトナーの残量を管理するとともに、前記第２のトナー量算出手段による算出結果に基づきユーザによるトナー使用量を管理する管理手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１および第２のトナー量算出手段は、前記トナー像を構成するトナードットに関するドット情報の値を積算した積算値に基づいて、それぞれトナー量の算出を行う請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１および前記第２のトナー量算出手段は、前記積算値に所定の係数を乗じてトナー量の算出を行う請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１のトナー量算出手段と前記第２のトナー量算出手段との間で、前記積算値に乗じる前記係数が互いに異なっている請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のトナー量算出手段は、前記積算値と前記係数との積に、装置の使用状況に応じた第１のオフセット値を加算する請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２のトナー量算出手段は、前記積算値と前記係数との積に、前記第１のオフセット値と異なる第２のオフセット値を加算する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置の内部に貯留されたトナーを用いて、ユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に形成する画像形成装置の管理方法において、
装置の稼動に伴って消費されるトナー量を算出し、その算出結果に基づき装置に貯留されたトナーの残量を管理するとともに、
前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を算出し、その算出結果に基づきユーザによるトナー使用量を管理する
ことを特徴とする画像形成装置の管理方法。
【請求項８】
ユーザによるトナー使用量として算出したトナー量に対応した金額をユーザに課金する請求項７に記載の画像形成装置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、装置の動作に伴うトナー消費量を算出し、その算出結果に基づき装置の管理を行う画像形成装置およびその管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置など、装置に貯留されたトナーを用いてトナー像を形成する画像形成装置では、装置のランニングコストをユーザに負担してもらうため、ユーザに対して装置の使用量に応じた課金を行うものがある。例えば、特許文献１に記載の画像印刷装置では、印刷処理に使用されたトナー量の推定値に応じて課金を行うドットカウント課金と、印刷された用紙枚数に応じて課金を行うページカウント課金とのいずれかを、ユーザの使用状況に応じて選択的に適用する。
【０００３】
ここで、使用されたトナー量に基づく課金を適正に行うためには、印刷によって消費されるトナー量を精度よく求める必要がある。トナー消費量を算出する技術（以下、「トナーカウント技術」という）としては従来より種々のものが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９６０８５号公報（図５）
【特許文献２】特開２００２−１６２８００号公報（段落００１０）
【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、従来のトナーカウント技術によるカウント値を課金のために用いることは好ましくない。その理由は以下の通りである。トナー使用量に基づいて適正に課金を行うためには、装置の動作に伴って消費されるトナーのうち、ユーザの手元に渡った画像を構成するトナー量のみを求める必要がある。一方、従来のトナーカウント技術は、トナー切れによる画像品質の劣化を防ぐことを主な目的としたものである。この目的のためには、カウント値は実際に画像として使われたトナー量よりも大きめの値とならざるを得ず、この値を課金に使用すると、ユーザにとっては、実際のトナー使用量より多いカウント値に基づいて課金されてしまうという不都合を生じることとなる。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ユーザによるトナー使用量に応じた適正な課金を可能とするためのトナーカウント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】
【０００７】
この発明は、その内部に貯留されたトナーを用いて、ユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に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、前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー量を算出する第１のトナー量算出手段と、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を算出する第２のトナー量算出手段と、前記第１のトナー量算出手段による算出結果に基づき装置に貯留されたトナーの残量を管理するとともに、前記第２のトナー量算出手段による算出結果に基づきユーザによるトナー使用量を管理する管理手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明は、画像形成装置の内部に貯留されたトナーを用いて、ユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に形成する画像形成装置の管理方法において、上記目的を達成するため、装置の稼動に伴って消費されるトナー量を算出し、その算出結果に基づき装置に貯留されたトナーの残量を管理するとともに、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を算出し、その算出結果に基づきユーザによるトナー使用量を管理することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、装置の稼動に伴って消費されるトナー量と、トナー像として記録材に付着しユーザが手にするトナーの量とをそれぞれ個別に算出するので、それぞれの用途に適した算出処理を適用することができる。例えば、装置のトナー残量を管理するための算出処理では、トナー切れを確実に防止するためには、トナー消費量の計算値が実消費量を下回らないようにする必要があり、また正確なトナー消費量を求めるためには像形成以外に消費されるトナーも含める必要がある。一方、ユーザにその使用量に応じた適正な課金を行うためには、実際にトナー像の形成に供されたトナーのみの量を正確に求める必要がある。このように、トナー消費量の算出処理に求められる特性はその使用目的によって異なっている。
【００１０】
そこで、装置のトナー残量を管理するための装置全体としてのトナー消費量と、ユーザによるトナー使用量を管理するためのトナー消費量とを個別に算出することで、突然のトナー切れや画像欠陥など、ユーザにとって不測の事態が出来することを未然に防止しながら、しかも、ユーザに対してそのトナー使用量に応じた適正な課金を行うことが可能となる。
【００１１】
上記のように構成された画像形成装置において、前記第１および第２のトナー量算出手段は、前記トナー像を構成するトナードットに関するドット情報の値を積算した積算値に基づいて、それぞれトナー量の算出を行うことができる。トナードットの集合体として形成されるトナー像においては、各トナードットに対応するドット情報の値の積算値が、形成されるトナードットの総延長または総面積に対応することとなる。そこで、この積算値から、トナー像を顕像化するのに使用されるトナーの量を算出することが可能である。このようなドット情報は画像を形成するプロセスの中で生成されるものであるから、トナー消費量を求めるための特別な構成（センサなど）を設ける必要がなく、構成が簡単になる。
【００１２】
例えば、前記積算値に所定の係数を乗じることで、トナー量の算出を行うことができる。また、２つのトナー量算出手段の間で、それぞれに適した係数を個別に設定することで、それぞれの目的に応じたトナー量算出が可能となる。
【００１３】
また、前記第１のトナー量算出手段は、前記積算値と前記係数との積に、装置の使用状況に応じた第１のオフセット値を加算してもよい。装置全体において消費されるトナーとしては、トナー像形成以外の用途で消費されるものも含まれるので、このようなトナーの量に対応するオフセット値を装置の使用状況に応じて定め、積算値に加算することで、装置全体としてのトナー消費量をより精度よく求めることができる。
【００１４】
また、トナー像形成以外に消費されるトナーのうち、そのコストをユーザ負担とするのが妥当であると考えられる部分についてはユーザによるトナー使用量に算入してもよい場合がある。すなわち、前記第２のトナー量算出手段は、前記積算値と前記係数との積に、前記第１のオフセット値と異なる第２のオフセット値を加算するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。なお、この実施形態ではトナーは負に帯電するものとして説明する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、この画像形成装置におけるトナー消費量算出処理について説明する。なお、実際の装置では、各トナー色ごとに個別にトナー消費量が算出されるが、その処理内容はどのトナー色についても同じであるので、以下では１つのトナー色についてそのトナー消費量を求める処理の具体的な処理内容を説明する。
【００３６】
図３に示すように、この実施形態のメインコントローラ１１には、ハーフトーニング部１１６からパルス変調部１１７に与えられるＣＭＹＫ各色ごとの階調データを積算するドットカウンタ２１０が設けられている。一方、エンジンコントローラ１０には、該ドットカウンタ２１０によるカウント値に基づき装置のトナー消費量を算出する２つのトナーカウンタ２２０および２３０が設けられている。
【００３７】
このうち、トナーカウンタ２２０は装置全体としてのトナー消費量、つまり、各現像器内に貯留されたトナーが装置の稼動に伴って減ってゆく量を求める。このトナーカウンタ２２０により求めたトナー消費量に基づいて、ＣＰＵ１０１は、各現像器内のトナー残量を把握しておき、その残量が所定値以下となったときには、例えば現像器の交換を促すメッセージを表示部１２に表示させ、トナーが残り少ないことをユーザに報知する。
【００３８】
こうしてトナーが残り少ないことを予めユーザに知らせておけば、ユーザはトナー切れに備えて新しい現像器を準備することができる。このような用途のためには、算出されるトナー消費量が実際の消費量より少なくなることは許されない。トナー消費量が実消費量より低く見積もられると、実際にはトナー残量が僅かであるのに十分な残量があると判断されて画像形成が行われ、その結果、形成される画像の品質低下を招くことがあるからである。また、トナー切れが生じたときユーザが新しい現像器を準備していなければ、入手するまでの間画像形成を行うことができなくなってしまう。反対に、算出されるトナー消費量が実消費量より多い場合には、現像器内にトナーが残っているにもかかわらずトナー切れと判断される場合があるが、画像欠陥を生じることにはならない。
【００３９】
このように、現像器内のトナー残量を適正に管理するためのトナーカウンタ２２０には、トナー像の形成に使用されるトナーのみならず、装置の稼動に伴って現像器内から消費されてゆく全トナー量を求めることが求められ、さらには、その算出結果が実消費量を下回らないことが求められる。
【００４０】
一方、もう１つのトナーカウンタ２３０は、ユーザの要求に応じて形成するトナー像を顕像化されるのに使用されたトナー量、つまり、ユーザの手に渡ったシートＳ上のトナー像を構成しているトナーの量を求める。装置の管理者は、このトナーカウンタ２２０により求めたトナー消費量に応じた料金をユーザから徴収することで、その使用量に応じて装置のランニングコストの一部をユーザに負担させることができる。このとき、ユーザの使用に関係なく消費されるトナー、例えば、装置の性能維持のため内部的に消費されるトナーや装置内部にこぼれ落ちたトナーについてもユーザに負担を求めるのはユーザにとって酷である。したがって、このような目的のためには、実際にユーザが手にしたトナー像を形成するのに使用されたトナーの量を正確に求める必要がある。
【００４１】
このように、トナー消費量を算出するためのトナーカウンタに対する要求は、その算出結果の使用目的によって異なっており、トナー消費量を１つのトナーカウンタで算出する場合には、それぞれの要求に十分に応えることができない場合がある。従来はトナーカウント技術の精度がそれほど高くなかったため、このような問題が注目されることはなかった。しかしながら、トナーカウンタによるトナー消費量の算出精度の向上を図る上で、このように用途ごとに異なる要求を全て満足させることが困難となりつつある。
【００４２】
そこで、この実施形態のように、現像器内のトナー残量管理を目的としたトナーカウンタ２２０と、適正な課金を行うためユーザによるトナー使用量を管理することを目的としたトナーカウンタ２３０とをそれぞれ設けることによって、それぞれの用途に応じた適切な算出処理を適用することが可能となる。その結果、現像器の交換時期を適正に把握してトナー切れによる画像欠陥を未然に防止しつつ、しかも、ユーザに対しては、そのトナー使用量に応じた適正な課金を行うことができる。また、２つのトナーカウンタは互いに独立してトナー消費量を算出するので、個別にそれぞれの算出精度の向上を図ることができる。
【００４３】
図４はトナーカウンタの構成を示す図である。ドットカウンタ２１０は、トナー消費量算出の対象期間内に随時入力される階調データの階調値を積算する。この積算値は、当該期間内に形成される当該トナー色のトナードットの総延長に対応する値である。２つのトナーカウンタ２２０および２３０はいずれも、ドットカウンタ２１０により積算されている階調データの積算値ＤＣに基づいて、トナー像の形成のために消費されるトナー量を算出する。すなわち、トナードットの総延長に相当する積算値ＤＣに、ドットの単位長さ当たりのトナー付着率に相当する係数Ｋ1およびＫ2をそれぞれ乗じることで、トナー像形成に用いられるトナー量を算出する。
【００４４】
ここで、ドットの単位長さ当たりのトナー付着率は必ずしも一定ではない。すなわち、トナードットのサイズによってトナー付着率は異なり、また同サイズのドットに対してもトナー付着率がばらつくことがある。現像器内のトナー残量を管理するためのトナーカウンタ２２０においては、このようなばらつきによらずトナー切れによる画像欠陥を確実に防止するために、トナー付着率は高めに見積もっておく必要がある。そこで、例えば、想定されるトナー付着率のばらつきの最大値に対応する係数Ｋ1を設定しておけば、トナー量算出値が実消費量より小さくなることは確実に防止される。
【００４５】
一方、ユーザによるトナー使用量を求めるためのトナーカウンタ２３０に対して同じ係数が設定されると、多くの場合、ユーザは実際のトナー使用量より多い算出値に基づいて課金され、余計な費用負担を強いられることとなり不都合である。そこで、平均的なトナー付着率、例えばそのばらつきの範囲における中央値に対応する係数Ｋ2（ただし、Ｋ1＞Ｋ2）を設定しておけばこのような不都合は生じない。
【００４６】
このように、２つのトナーカウンタ２２０，２３０では、階調値の積算値に対し乗じる係数を、トナー消費量算出の目的に応じて異なる値に設定することにより、それぞれの目的に適合する計算結果を得ることができる。
【００４７】
また、各トナーカウンタ２２０，２３０では、こうして求めた積算値と係数との積に、それぞれ所定のオフセット値Ｃoff1，Ｃoff2を加算する。このオフセット値は、トナー像を形成する以外の用途に消費されるトナーの量に対応する値である。すなわち、この画像形成装置では、現像器内のトナーは、トナー像としてシートＳに転写される以外に、種々の理由により消費されて減ってゆく。例えば、画像形成動作中、現像ローラ４４表面に担持されたトナーの一部が飛散して、感光体２２表面に付着してカブリを生じさせたり装置内部に付着することがある。また、この装置は、画像品質を維持するための画質制御動作を電源投入直後やスリープ復帰後など所定のタイミングで実行するが、その目的でパッチ画像を形成する際に一定量のトナーを消費する。また、その他にも、各トナー色ごとの単色トナー像を重ね合わせる際の基準用のレジストマークなど、ユーザの意図とは関係なく装置内部で消費されるトナーがある。
【００４８】
いずれの理由で消費されるトナーであっても、現像器内のトナー残量を減らす原因となっている。したがって、現像器内のトナー残量を管理するためのトナーカウンタ２２０においては、これらの理由によるトナー消費量も算入する必要がある。これに対して、ユーザによるトナー使用量を求めるためのトナーカウンタ２３０においては、ユーザに直接関係のない理由で消費されるトナーについては算入すべきでない。そこで、この実施形態では、トナー像形成以外に消費されるトナー量を装置の使用状況に応じて定量化するとともに、それらを必要に応じて両カウンタ２２０，２３０の計算値にオフセット値として算入することで、トナー消費量をその使用目的に応じて適正に求めることができるようにしている。
【００４９】
図５はオフセット値の内訳を説明する図である。上記のうち、カブリにより消費されるトナーは、シートＳ上に転写されユーザの手に渡るトナーの一部であるから、このトナーのコストについてはユーザ負担としてもよい。一方、カブリはユーザの望みとは無関係であるからそのコストをユーザに転嫁すべきでないと考えることもできる。ここでは前者の考え方を採るものとする。また、カブリにより消費されるトナーの量は、当該期間における画像形成動作の実行時間（動作時間）によってほぼ決まるので、これに対応するトナー量は、ユーザが装置を使用して形成した画像の枚数に応じて算定するものとする。こうして算定したトナー量については、トナーカウンタ２３０においてドットカウント値ＤＣと係数Ｋ2との積に加算されるオフセット値Ｃoff2に算入する。また、カブリを生じさせるトナーも現像器内から供給されるものであるので、トナーカウンタ２２０においてドットカウント値ＤＣと係数Ｋ1との積に加算されるオフセット値Ｃoff1にも算入する。
【００５０】
また、画質制御動作はユーザの意思に関係なく実行されるので、これにより消費されるトナー量については、トナーカウンタ２２０において使用されるオフセット値Ｃoff1にのみ算入する。画質制御動作において形成されるパッチ画像のパターンは既知であり、１回の画質制御動作において消費されるトナー量も予測することができる。そこで、当該期間における画質制御動作の実行回数に応じた値をオフセット値Ｃoff1に加算すればよい。
【００５１】
また、その他の理由で消費されるトナーについても、その原理および装置の使用状況に応じた適宜の単位でトナー消費量を算定し、オフセット値Ｃoff1に加算する。そのうち、そのコストをユーザ負担とすることが適当と考えられるものがあれば、トナーカウンタ２３０で使用されるオフセット値Ｃoff2にも加算すればよい。
【００５２】
なお、最終的にシートＳ上に転写されないトナーとして、顕像化されたトナー像が感光体２２から中間転写ベルト７１、シートＳに順次転写される過程で失われるものがある。このようなトナーの損失は、それぞれの転写プロセスにおける転写効率が１００％に満たないために生じるものである。こうして失われるトナーの量は形成される画像の内容にもよるので、これによるトナー消費量については、オフセット値としてではなく、各係数Ｋ1，Ｋ2を設定する際に考慮しておくことが好ましい。
【００５３】
トナーカウンタ２２０は、ドットカウント値ＤＣと係数Ｋ1との積にオフセット値Ｃoff1を加算した値ＴＣ1を、現像器内のトナー残量管理のためのトナー消費量としてＣＰＵ１０１に出力する。一方、トナーカウンタ２３０は、ドットカウント値ＤＣと係数Ｋ2との積にオフセット値Ｃoff2を加算した値ＴＣ2を、ユーザによるトナー消費量としてＣＰＵ１０１に出力する。すなわち：
ＴＣ1＝Ｋ1・ＤＣ＋Ｃoff1
ＴＣ2＝Ｋ2・ＤＣ＋Ｃoff2
である。
【００５４】
ＣＰＵ１０１は、これらの値ＴＣ1，ＴＣ2に基づいて、各現像器の寿命管理を行うとともに、必要に応じて、例えば、装置管理者またはサービスマンの操作に応じて、ユーザによるトナー消費量、または、その消費量に応じて算出した課金額を報知する。
【００５５】
図６は２種類のトナー消費量算出結果の違いを示す図である。トナー残量管理用に求めたトナー消費量ＴＣ1の算出値は、ドットカウント値ＤＣの増加とともに増加する。当該現像器においては、そのトナー容量およびその動作上最低限現像器内に必要とされるトナー量を考慮して、使用可能なトナー量の最大値Ｔmaxが予め設定されている。トナー残量管理用のトナー消費量ＴＣ1がこの最大値Ｔmaxに達したとき、ＣＰＵ１０１は、ユーザに当該現像器の交換を促すメッセージを表示部１２に表示させる。こうすることで、ユーザは、実際にトナー切れが生じ画像欠陥が生じる前に、トナーが残り少ないことを知ることができる。
【００５６】
このとき、トナーカウンタ２２０により算出されたトナー消費量ＴＣ1には、ユーザの意図に関係なく装置内部で消費されたトナーの量ΔＴが含まれる。そこで、別途トナーカウンタ２３０により算出された、ユーザのトナー使用量を表す算出値Ｔ2に基づいてユーザに課金することで、ユーザの実際のトナー使用量に応じた適正な課金を行うことが可能となる。
【００５７】
なお、ユーザの手に渡ったシートＳの費用も、ユーザが負担すべきものである。したがって、ユーザが消費したシートＳの枚数と、トナーカウンタ２３０により算出されたユーザのトナー使用量ＴＣ2との双方から課金額を算定するようにしてもよい。
【００５８】
以上のように、この実施形態の画像形成装置は、外部装置から入力される画像信号に対応して生成される階調データの階調値を積算するドットカウンタ２１０と、その積算値に基づき装置のトナー消費量を算出するトナーカウンタを備えている。ただし、トナーカウンタに求められる機能がその算出結果の使用目的によって異なることに鑑み、現像器内のトナー残量管理のためのトナー消費量を算出するトナーカウンタ２２０と、ユーザによるトナー使用量管理のためのトナー消費量を算出するトナーカウンタ２３０とを個別に設け、それぞれ独自に計算を行うようにしている。こうすることで、それぞれの目的に応じた算出結果が得られるとともに、それぞれ独自にその算出精度の向上を図ることが可能となっている。
【００５９】
また、トナー残量管理のためのトナーカウンタ２２０では、その算出結果が少なくとも実消費量を下回らないようにしているので、トナー切れによる画像欠陥が発生する前に、トナーが残り少ないことをユーザに対し報知することができる。一方、ユーザによるトナー使用量管理のためのトナーカウンタ２３０では、よりユーザのトナー使用量に即した計算を行っている。そして、その算出結果に基づいてユーザに料金を課金することで、ユーザの使用したトナー量に応じた適正な課金を行うことができる。
【００６０】
以上説明したように、この実施形態においては、トナーカウンタ２２０および２３０が、それぞれ本発明の「第１のトナー量算出手段」および「第２のトナー量算出手段」として機能している。また、これらの算出結果に基づきトナー残量およびユーザのトナー使用量を管理するＣＰＵ１０１が、本発明の「管理手段」として機能している。また、トナーカウンタ２２０において使用されるオフセット値Ｃoff1、トナーカウンタ２３０において使用されるオフセット値Ｃoff2が、それぞれ本発明の「第１のオフセット値」、「第１のオフセット値」に相当する。さらに、この実施形態においては、シートＳが本発明の「記録材」に相当している。
【００６１】
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、上記実施形態では、メインコントローラ１１のハーフトーニング部１１６からパルス変調部１１７に与えられる階調データを使用してトナー消費量を算出しているが、このような階調データ以外にも、形成すべきドットのサイズを示す情報を含む信号であれば使用可能である。また、このような数値表現された信号に限らず、例えば、パルス変調部１１７から出力されるパルスの幅や、露光ビームＬの連続照射時間を計測し、その計測値を用いても、トナー消費量を求めることが可能である。
【００６２】
また、トナーカウンタ２２０および２３０は、例えばゲートアレイやディスクリート素子を使用したハードウェアによる構成、ＣＰＵ１０１または専用プロセッサにより実行されるソフトウェアによる構成、さらにこれらを混合した構成のいずれによって実現されたものであってもよい。また、ドットカウンタ２１０がエンジンコントローラ１０に設けられたり、トナーカウンタ２２０および２３０がメインコントローラ１０に設けられてもよい。
【００６３】
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。しかしながら、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が可能である。
【００６４】
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】
【００６５】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【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である。
【図３】この装置における信号処理ブロックを示す図である。
【図４】トナーカウンタの構成を示す図である。
【図５】オフセット値の内訳を説明する図である。
【図６】２種類のトナー消費量算出結果の違いを示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…エンジンコントローラ、  １１…メインコントローラ、  １０１…ＣＰＵ（管理手段）、  ２１０…ドットカウンタ、  ２２０，２３０…トナーカウンタ（第１および第２のトナー量算出手段）、  ＥＧ…エンジン部、  Ｃoff1，Ｃoff2…（第１および第２のオフセット値）、  ＤＣ…ドットカウント値、  Ｋ1，Ｋ2…係数、  ＴＣ1，ＴＣ2…トナー消費量
【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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