(57)【要約】【課題】複数の光源を有する画像形成装置の光源毎の正確なトナー消費量を知ることができるようにする。【解決手段】複数の光源についてそれぞれ転写紙上への画像形成を行う画像領域と転写紙上への画像形成を行わない非画像領域への画像データに対して個別に各光源の書き込み画素数を計数する複数の計数加算部１１６と、計数を行う際に色別で且つ画像データの値に対応して予め決められた各光源の加算量が設定登録されたＬＵＴ１１１及び記憶部１１５とを備えるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有し、１つ以上の光源を用いて感光体上に書き込まれた画像データの潜像を単色もしくは複数色のトナーを用いて現像することにより画像出力を行う電子写真方式の画像形成装置において、前記複数の光源についてそれぞれ転写紙上への画像形成を行う画像領域と転写紙上への画像形成を行わない非画像領域への画像データに対して個別に各光源の書き込み画素数を計数する複数の書き込み画素数計数手段と、前記計数を行う際に色別で且つ画像データの値に対応して予め決められた各光源の加算量が設定登録された加算量登録手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の書き込み画素数計数手段の各計数結果の総和を画像の色別に算出する計数加算手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の光源のうち、画像形成に用いない光源に関する前記加算量登録手段に設定登録された加算量を、加算量が無いことを表す値に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
当該画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載された不揮発性メモリに、前記複数の書き込み画素数計数手段の各計数結果及び前記計数加算手段で算出された前記各計数結果の総和を画像の色別に記憶することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機やプリンタなどに用いる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体に書き込まれる画素数を計数することによりトナー消費量を求める画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやデジタル複写機、普通紙ファクシミリ装置など画像データに応じてトナーを用紙に付着させて記録を行う電子写真方式の画像形成装置においては、感光体に書き込まれる黒画素のドット数を加算・累積してトナー消費量を検出している。このような画素数計数を行うにあたり、１画素の書き込みに対してどれほどのトナーが消費されるかを参照テーブル（ルックアップテーブル、以下、ＬＵＴ）を用いて換算し、これまでの計数値に加算して求める方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
また、出力ページの書き込み解像度に対応した換算値又はトナー残量に対応した換算値を取得してＬＵＴに設定するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１７５３６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４４９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１、２に示された技術を含めた従来技術においては、１画素あたりのトナー消費量を各種条件を鑑み、１ページ分の消費量として把握することは考慮されているが、画像形成時の静電潜像の書き込み手段である光源（レーザダイオードなど）の構成は考慮していなかった。即ち、複数の光源を用いる画像形成装置の場合、各光源には波長や光量の差異があるが、従来はこのような差異は考慮してなく、ＬＵＴの換算値を全ての光源で同じ値にしているため、正確なトナー消費量を知ることができないという問題があった。また、画像形成モードとして、使用する光源数が異なる複数のモードを有する画像形成装置があるが、この場合、従来の方法では、モードに応じた正確なトナー消費量を知ることができなかった。
更に、画像形成領域として、転写紙上へ画像を形成する画像領域モードと該モードの電子写真による画質調整や色別の画像形成位置の調整を目的とした転写紙上への画像形成（転写）を行わない非画像領域モードのように個別の画像形成モードを有する画像形成装置があるが、この場合、従来の方法では、モードに応じた正確なトナー消費量を知ることができなかった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、複数の光源を有する画像形成装置の光源毎の正確なトナー消費量を知ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の光源を有し、１つ以上の光源を用いて感光体上に書き込まれた画像データの潜像を単色もしくは複数色のトナーを用いて現像することにより画像出力を行う電子写真方式の画像形成装置において、前記複数の光源についてそれぞれ転写紙上への画像形成を行う画像領域と転写紙上への画像形成を行わない非画像領域への画像データに対して個別に各光源の書き込み画素数を計数する複数の書き込み画素数計数手段と、前記計数を行う際に色別で且つ画像データの値に対応して予め決められた各光源の加算量が設定登録された加算量登録手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記複数の書き込み画素数計数手段の各計数結果の総和を画像の色別に算出する計数加算手段を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記複数の光源のうち、画像形成に用いない光源に関する前記加算量登録手段に設定登録された加算量を、加算量が無いことを表す値に設定することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置において、当該画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載された不揮発性メモリに、前記複数の書き込み画素数計数手段の各計数結果及び前記計数加算手段で算出された前記各計数結果の総和を画像の色別に記憶することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、光源毎に書き込まれる色別の画像データに応じて複数のＬＵＴから選択して画素数計数の加算値を取得することで、光源毎に書き込まれる転写紙上への画像形成を行う画像領域と転写紙上への画像形成を行わない非画像領域への色別の画像データの正確な加算値を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施形態による画像形成装置としてのデジタル複写機のシステム構成を示すブロック図である。
図１に示すデジタル複写機は、エンジン制御ユニット１０１、スキャナユニット１０２、画像処理ユニット１０３、書込みユニット１０４、各種センサ類１０５、シーケンス機器群１０６、操作パネル１０７からなる。また、スキャナユニット１０２からだけでなく、プリンタやファクシミリなどアプリケーションユニット１０８からの画像を出力することも可能である。尚、本実施形態においては、複数の光源としてレーザビームを出力する複数のレーザ素子を用いるものとする。
このような構成のデジタル複写機において、利用者によりコピー指示がなされると、スキャナユニット１０２が原稿を読み取り、画像処理ユニット１０３にビットマップ状に展開された多値の画像データを転送する。画像処理ユニット１０３では、画質調整、変倍などを行い、書込みユニット１０４に処理後のデータを送る。書込みユニット１０４は受け取ったデータに従ってレーザ素子を駆動し、感光体上に光書込みを行う。ここで、書込みユニット１０４は、感光体上へ光書込を行うレーザ光源として、複数ビームを持つユニットであり、例えば、２ビームの場合には、２つの単ビームのレーザ素子を２つ持つ場合と、１つの２ビームレーザアレイをレーザ素子として持つ場合とがある。これらの動作は各種センサ類１０５の入力に基づいてエンジン制御ユニット１０１によって制御され、感光体及び定着ユニットなどのシーケンス機器群１０６も同様にエンジン制御ユニット１０１に制御されて記憶紙に画像を形成する。尚、利用者の指示は操作パネル１０７によってなされ、エンジン制御ユニット１０１に伝えられる。
【０００７】
図２は、本発明の第１の実施形態による画像処理ユニット１０３の最終段の要部の構成を示すブロック図である。本実施形態は、１つの色の画像に対する光源として２つのレーザ素子を用いる場合であり、このため、図２には各光源毎に同一のブロック構成が２系統設けられている。１つの色の画像に対する３つ以上のレーザ素子を用いる場合は、同一のブロック構成が３系統以上設けられる。各系統においては、各画素に対応した多値の画像データをＬＵＴ１１１に与えて得られた換算値を加算器、あるいはカウンタに入力することにより、ページ当たり、又は累積の画素数計数値（トナー消費量）を得るようにしている。
図２において、画像データをＬＵＴ１１１のアドレス入力端子に入力することにより、予めＬＵＴ１１１に記憶したその画像データの換算値が出力され、その値と加算器１１３に残っている下位ビットとが加算され、キャリー（上位ビット）に繰り上がると、そのキャリーがカウンタ１１４をカウントアップさせる。このカウンタ出力値が累積の画素数計数値である。
【０００８】
図４（ａ）、（ｂ）にＬＵＴの一例を示す。尚、（ｂ）は後述する第２の実施形態で用いられるものである。また、記憶部１１５は色別で且つレーザ素子別に対応する換算値が登録記憶される。計数加算部１１６は各レーザ素子毎のカウンタ１１４の計数値を加算して１ページ内の画素数計数の総和を得る。ＬＵＴ１１１と記憶部１１５により加算量登録手段を構成する。
更に、ここでは図示しないが、上記図２の画像処理ユニット１０３の動作を、ＬＵＴ１１１への画像データ入力が、転写紙上への画像形成を行う画像データである場合と電子写真による画質調整や色別の画像形成位置の調整などを目的とした最終的には転写紙上への画像形成（転写）を行わない画像データである場合とのいずれであるかを識別する画像領域識別信号により、画像領域と非画像領域に対する処理をＬＵＴ１１１への格納換算値の切り替えやＬＵＴ１１１以降の最終的な計数加算部１１６までの動作を個別動作可能な構成とする。
【０００９】
以下、本発明の第１の実施形態の動作を図３に示したフローチャートに従って説明する。
前述の転写紙上への画像形成を行う画像データを対象とした場合について述べる。
先ずは、利用者によってコピー動作が指示され、それにより画像処理ユニット１０３が画像の色別で且つ、光書込の光源であるレーザ素子別に対応した換算値を記憶部１１５から取得し（Ｓ２０１）、取得した値をＬＵＴ１１１に設定する（Ｓ２０２）。また、画素数計数値を出力ページ毎にクリアする場合は、ページ出力開始時にカウンタ１１４の計数値をクリアする（Ｓ２０３）。この後、スキャナユニット１０２によって読み取られた画像データが画像処理ユニット１０３に送られる。あるいは、搭載アプリケーション出力によってプリンタ出力またはファクシミリ出力指示がなされると、該当アプリケーションユニット１０８から画像データが画像処理ユニット１０３に送られる。
画像処理ユニット１０３では、色別に濃度調整、変倍、画質補正などが行われ、書込みユニット１０４に送られる色別の画像データが生成される。そして、この色別の画像データをレーザ素子別の各ＬＵＴ１１１に与え、個々の画像データに対応したトナー消費量相当値に換算し、カウンタ１１４へ加算していく（Ｓ２０４）。また、色別にレーザ素子毎の各カウンタ１１４の画素数計数を計数加算部１１６に入力し、１ページ内の色別の画素数計数の総和を得る（Ｓ２０５）。ページ出力終了時（Ｓ２０６）、又は動作中にこのカウンタ１１４の色別の累積値又は画素数計数の総和に基づいて色別にトナー補給制御、トナー残量表示、積算トナー消費表示などが必要に応じて行われる。書込みユニット１０４では転送された画像データに従ってレーザ素子を点灯させ、感光体上に光書込みを行う。これに同期させてエンジン制御ユニット１０１は給紙ユニット、帯電ユニット、現像ユニット、転写ユニット、定着ユニットなど電子写真プロセスシーケンス機器群１０６を駆動し、記録紙上に画像を形成する。
【００１０】
次に、前述の電子写真による画質調整や色別の画像形成位置の調整などを目的とした最終的には転写紙上への画像形成（転写）を行わない画像データを対象とした場合について記載する。例えば、転写紙上に画像形成されない電子写真の画質調整用パターンの画像形成が画像形成装置本体ソフト等により指示され、それにより画像処理ユニット１０３が画像の色別で且つ、光書込の光源であるレーザ素子別に対応した換算値を記憶部１１５から取得し（Ｓ２０１）、取得した値をＬＵＴ１１１に設定する（Ｓ２０２）。また、画素数計数値を出力パターン毎にクリアする場合は、パターン出力開始時にカウンタ１１４の計数値をクリアする（Ｓ２０３）。この後、画質調整用パターン画像データが画像処理ユニット１０３に送られる。
画像処理ユニット１０３では、色別に濃度調整、変倍、画質補正などが行われ、書込みユニット１０４に送られる色別の画像データが生成される。そして、この色別の画像データをレーザ素子別の各ＬＵＴ１１１に与え、個々の画像データに対応したトナー消費量相当値に換算し、カウンタ１１４へ加算していく（Ｓ２０４）。また、色別にレーザ素子毎の各カウンタ１１４の画素数計数を計数加算部１１６に入力し、１パターン内の色別の画素数計数の総和を得る（Ｓ２０５）。パターン出力終了時（Ｓ２０６）、又は動作中にこのカウンタ１１４の色別の累積値又は画素数計数の総和に基づいて色別にトナー補給制御、トナー残量表示、積算トナー消費表示などが必要に応じて行われる。書込みユニット１０４では転送された画像データに従ってレーザ素子を点灯させ、感光体上に光書込みを行う。これに同期させてエンジン制御ユニット１０１は給紙ユニット、帯電ユニット、現像ユニット、転写ユニット、定着ユニットなど電子写真プロセスシーケンス機器群１０６を駆動し、記録紙上に画像を形成する。
以上説明したように、第１の実施形態によれば、電子写真方式の画像形成装置において、色別の多値画像データの値に対応した予め決められた加算量を参照テーブルから取得して書き込み画素数を計数するに際して、前記参照テーブルの値が色別で且つ光源毎に変更されるので、画像色別、光源の波長や光量の差異によらず、より正確な色別のトナー消費量を得ることができ、色別の光源毎の計数結果の総和を求めることができるので、１ページ単位でのより正確な色別のトナー消費量を得ることができ、且つ、転写紙上への画像形成と転写紙上への画像形成以外の目的で消費されたトナー消費量を個別に得ることができる。
【００１１】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
本実施形態では第１の実施形態の動作に加え画像形成装置の光源として１つのレーザ素子でのみ光書込を行う場合を、異なる光源数での画像形成モードとして説明する。
この場合には、図３におけるＬＵＴ１１１の設定において（Ｓ２０２）、使用されない側のレーザ素子に対応するＬＵＴ１１１には、図４（ｂ）に示すように、出力が全て“０”（カウンタ１１４の計数結果が必ず“０”となる値）を設定する。この設定により、使用されるレーザ素子についてのみ１ページ内の画素数計数の総和を得ることができる（Ｓ２０５）。
以上説明した各ように、第２の実施形態によれば、複数色に対応し、且つ、光源毎の計数結果の総和を異なる画像形成モードでも常時、同様の回路動作にて計数し、複数の光源のうち画像形成に用いない光源に関する参照テーブルに設定の加算量設定値を変更するだけで１ページ単位でのより正確なトナー消費量を得ることが可能であり、ソフトウエア等の制御上の設定の容易化が可能となる。
【００１２】
次に、図５、図６により本発明の第３の実施形態に用いられるプロセスカートリッジ２を説明する。
まず、図５は画像形成装置の機械的な構成を示す。プロセスカートリッジ２は、画像形成装置１に対し、光学系１ａと共に着脱可能な形式で装着されている。画像形成装置１は、光学系１ａ、給紙コロ１ｂ、記録紙３を収納する給紙カセット１ｃ、転写ローラ１ｂ、定着ローラ１ｅ等で構成される。一方、プロセスカートリッジ２は、帯電ローラ２ａ、現像手段及びトナー収納部２ｂ、クリーニング手段及び廃トナー回収部２ｃ、感光体２ｄ等で構成されている。光学系１ａは、ポリゴンモーター、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、レーザ素子、ミラー等で構成される。
【００１３】
次に、上記構成による動作の概略を説明する。
給紙コロ１ｂにより、給紙カセット１ｃに収納された記録紙３は、感光体２ｂへ搬送される。感光体２ｂは時計方向に回転駆動され、その際、帯電ローラ２ａによって帯電され、光学系１ａからレーザ光が照射されて感光体２ｄ上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段及びトナー収納部２ｂを通る際にトナーによって可視像化される。可視像は、転写ローラ１ｄにより感光体２ｄへ搬送された記録紙３に転写され、定着ローラ１ｅに搬送され、記録紙３上の可視像は定着され、画像形成装置の１の外部に排出される。
図６に画像形成装置本体に着装されるプロセスカートリッジ２の斜視図を示す。
プロセスカートリッジ２は、前記帯電ローラ２ａ、現像手段及びトナー収納部２ｂ、クリーニング手段及び廃トナー回収部２ｃ、感光体２ｄを一体（ＡＩＯ）にしたものである。このプロセスカートリッジ２にはメモリタグ２２が実装されている。メモリタグ２２には不揮発性メモリが搭載されており、各感光体ユニット（プロセスカートリッジユニット）の制御に必要な情報、カートリッジＩＤ、製造年月日、使用開始年月日、リサイクル回数、コピー枚数、現在の年月日等が記憶されている。メモリタグ２２の代わりに、ＩＣチップを搭載したプリント基板又は非接触型ＩＣチップを搭載したプリント基板を実装しても良い。
ここで、プロセスカートリッジ２と光学系１ａは共に、画像形成装置１に対し着脱可能であることから、前記第１の実施形態により計数された色別で且つ、光源であるレーザ素子別の画素数計数や画素数計数の累積値と、前記第２の実施形態により加算された色別の１ページ内の画素数計数の総和や総和の累積値を、光学系１ａのデータとして、プロセスカートリッジ２のメモリタグ２２に記憶することにより、プロセスカートリッジ２自体の使用実績と光学系１ａ自体の使用実績を鑑みた電子写真プロセス制御のための情報のフィードバック・継承が可能となる。
【００１４】
以上説明したように第３の実施形態によれば、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジを用いた画像形成装置において、プロセスカートリッジに搭載の不揮発性メモリに、第１又は第２の計数加算部１１６による各書き込みカウンタ１１４の計数結果の総和を色別に記憶可能となるので、プロセスカートリッジと共に光学系が一体になった構成のプロセスカートリッジや一対の組み合わせにて画像形成装置に移動、搭載される場合に、前記不揮発性メモリに記憶した光学系に対応する情報を元に様々な制御への流用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による画像形成装置としてのデジタル複写機のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による画像処理ユニット１０３の最終段の要部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の動作を示したフローチャートである。
【図４】ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の一例を示した図である。
【図５】画像形成装置の機械的な構成を示した図である。
【図６】画像形成装置本体に着装されるプロセスカートリッジ２の斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…画像形成装置、１ａ…光学系、１ｂ…給紙コロ、１ｃ…給紙カセット、１ｄ…転写ローラ、１ｅ…定着ローラ、２…プロセスカートリッジ、２ａ…帯電ローラ、２ｂ…トナー収納部、２ｂ…感光体、２ｃ…廃トナー回収部、２ｄ…感光体、３…記録紙、２２…メモリタグ、１０１…エンジン制御ユニット、１０２…スキャナユニット、１０３…画像処理ユニット、１０４…書込みユニット、１０５…各種センサ類、１０６…シーケンス機器群、１０７…操作パネル、１０８…アプリケーションユニット、１１１…ＬＵＴ、１１３…加算器、１１４…カウンタ、１１５…記憶部、１１６…計数加算部
【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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