JP2010002666A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の現像モードでは高画質の印字を維持することができる一方、カバレッジが低くトナー消費量が少ないトナーセーブモードでは、画質を低下させることなく現像ローラやその他の消耗品の寿命を延ばすことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置においては、制御が開始されると、まずオペレータによってマニュアル操作で現像モードが選択される（ステップＳ１）。ここで、通常モードが選択された場合は（ステップＳ２）、現像ローラの回転速度は正規の回転速度に設定され、この正規の回転速度で印字が開始される（ステップＳ３）。他方、低印字モードが選択された場合は（ステップＳ４）、現像ローラの回転速度は、正規の回転速度より低い所定の回転速度に設定され、この低い回転速度で印字が開始される（ステップＳ５）。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像データに対応する静電潜像がその表面に形成される感光体と該感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラとを有する画像形成手段が設けられているプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

レーザ光等の照射により画像データに対する静電潜像がその表面に形成される感光体と、感光体上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラとを有する画像形成手段が設けられた画像形成装置は一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。また、この種の画像形成装置おいて、印字面積の少ない画像を印字し、又は高品質な印字を必要としない画像を印字するときには、通常の印字におけるトナーの消費モード（以下「通常トナーモード」という。）に比べてトナーの消費量が少ないモード（以下「トナーセーブモード」という。）を設け、トナーボトルの寿命を延ばすようにした画像形成装置も知られている。なお、特許文献１に記載された画像形成装置では、感光体と現像ローラの速度比を変更することにより、現像特性を調整して画像の濃度調整を行うようにしている。
特開平１１−３８７５０号公報（段落［００１４］、図１）

しかしながら、このようなトナーセーブモードが設けられた画像形成装置では、トナーの消費量は低減することができるものの、現像装置の寿命は現像ローラ等の機能部品の摺動による劣化に依存することが多いので、現像装置の寿命を有効に延ばすことは困難であるといった問題がある。また、現像装置の構成要素である現像ローラ等の回転機器の回転により、トナーの劣化や飛散が生じ、またかぶり等に起因するトナーの消費や画質の低下が生じるといった問題もある。

本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであって、通常トナーモードでは高画質の印字を維持することができる一方、カバレッジが低くトナー消費量が少ないトナーセーブモードでは、画質を低下させることなく現像ローラやその他の消耗品の寿命を延ばすことができる画像形成装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る画像形成装置には、画像データに対応する静電潜像がその表面に形成される感光体（ないしは感光体ドラム）と静電潜像をトナーで現像する現像ローラとを有する画像形成手段（ないしは作像手段）が設けられている。画像形成手段は、想定される印字のカバレッジの高低に応じた複数（例えば、２つ、３つ、……）の現像モードを有している。さらに、この画像形成装置には、宛名書き等の低いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（以下「低カバレッジモード」という。）が選択ないしは設定されたときには、写真画像印字、グラフィックス印字等の高いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（以下「高カバレッジモード」という。）が選択ないしは設定されたときに比べて、感光体に対する現像ローラの回転速度が遅くなるよう画像形成手段を制御する制御手段が設けられている。

本発明に係る画像形成装置においては、該画像形成装置にトナーの色が互いに異なる複数の画像形成手段が設けられ、画像形成手段毎に画像モードを選択することができるようになっていて、制御手段が、各画像形成手段を個別的に制御することができるようになっていてもよい。

本発明に係る画像形成装置においては、該画像形成装置に画像データのカバレッジを検出するカバレッジ検出手段が設けられ、制御手段が、カバレッジ検出手段の検出結果に基づいて感光体に対する現像ローラの回転速度を決定するようになっていてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置においては、該画像形成装置にトナーの色が互いに異なる複数の画像形成手段と、各画像形成手段に対して個別に配設されそれぞれ各画像形成手段の画像データのカバレッジを検出する複数のカバレッジ検出手段とが設けられ、制御手段が、カバレッジ検出手段の検出結果に基づいて、画像形成手段毎に個別に、感光体に対する現像ローラの回転速度を決定するようになっていてもよい。

本発明に係る画像形成装置によれば、高カバレッジモード（例えば、通常トナーモード）では高画質の印字を維持することができる。他方、トナー消費量が少ない低カバレッジモード（例えば、トナーセーブモード）では、画質を低下させることなく現像ローラやその他の消耗品の寿命を延ばすことができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（本発明を実施するための最良の形態）を具体的に説明する。図１は、本発明に係るタンデム方式の画像形成装置の全体構成を模式的に示した側面図である。また、図２は、図１に示す画像形成装置の構成要素である、現像ローラを備えた現像ユニットと感光体ドラムを備えた潜像担持体とで構成される１つの画像形成手段を拡大して模式的に示した側面図である。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１００（例えば、電子写真方式のカラープリンタ、複写機等）には、無端の転写ベルト１０５が設けられている。そして、転写ベルト１０５の下側には、転写ベルト１０５の伸長方向ないしは移動方向（図１中における位置関係では左右方向）に沿って一列に、黒のトナーの画像を形成するための現像ユニット１０９（Ｋ）及び潜像担持体１１０（Ｋ）を備えた画像形成手段と、シアンのトナーの画像を形成するための現像ユニット１０９（Ｃ）及び潜像担持体１１０（Ｃ）を備えた画像形成手段と、マゼンタのトナーの画像を形成するための現像ユニット１０９（Ｍ）及び潜像担持体１１０（Ｍ）を備えた画像形成手段と、イエローのトナーの画像を形成するための現像ユニット１０９（Ｙ）及び潜像担持体１１０（Ｙ）を備えた画像形成手段とが配設されている。

なお、以下では、適宜、これらの各色の現像ユニット１０９（Ｋ）、１０９（Ｃ）、１０９（Ｍ）、１０９（Ｙ）を「現像ユニット１０９」と総称する。また、適宜、各色の潜像担持体１１０（Ｋ）、１１０（Ｃ）、１１０（Ｍ）、１１０（Ｙ）を「潜像担持体１１０」と総称する。

これらの一列に並ぶ現像ユニット１０９及び潜像担持体１１０の下側には、各潜像担持体１１０に個別に画像光（例えば、レーザ光）を照射する露光装置（図示せず）が配設されている。さらに、この露光装置（図示せず）の下側には、記録媒体である用紙１０２を収容している給紙トレイ１０１が配設されている。

画像形成装置１００には、給紙トレイ１０１上にセットされた用紙１０２を転写ベルト１０５に向かって搬送するための給紙ローラ１０３及び搬送ローラ１０４が設けられている。そして、転写ベルト１０５の一端（図１中における位置関係では右端部）に近接ないしは密接して、転写ベルト１０５上のトナー画像を用紙１０２に転写させるための転写ローラ１０６が設けられている。また、転写ベルト１０５の上記一端の上方には、用紙１０２に転写されたトナー画像を用紙１０２に定着させる定着ローラ１０７と、トナー画像が定着された用紙１０２を該画像形成装置１００外に排出するための排紙ローラ１０８とが配設されている。なお、画像形成装置１００内には、該画像形成装置１００を構成する種々の機器を制御するためのコントローラ１２０が設けられている。

各現像ユニット１０９には、それぞれ、回転速度を変更することが可能な現像ローラ１１１が設けられている。他方、各潜像担持体１１０には、それぞれ、回転可能な感光体ドラム１１２が設けられている。ここで、現像ローラ１１１と感光体ドラム１１２とは互いに近接ないしは密接して配置されている。そして、感光体ドラム１１２の周面ないしは表面には、露光装置（図示せず）から照射される画像光によって静電潜像が形成され、この感光体ドラム１１２上の静電潜像は、現像ローラ１１１により、黒、シアン、マゼンタ又はイエローのトナーを用いて現像される。

画像形成装置１００においては、コントローラ１２０がパソコン等からプリント指示を受信すると、ローラ１０３、１０４、１０６、１０７、１０８、１１１及び番号を付していないその他のローラが回転駆動される。その結果、給紙トレイ１０１上にセットされた用紙１０２は、給紙ローラ１０３と、搬送ローラ１０４と、転写ローラ１０６と、定着ローラ１０７と、排紙ローラ１０８とによって搬送される。

これと同時に、現像ユニット１０９及び潜像担持体１１０を備えた画像形成手段（すなわち、作像部）によりトナー画像が形成され、印字が開始される。すなわち、現像ユニット１０９のうち、印字すべき画像の色特性に応じて選択される現像ユニット１０９が現像位置に移動し、この現像ユニット１０９内の現像剤が、対応する潜像担持体１１０に移行してモノクロ又はカラーのトナー画像が形成される。このトナー画像は転写ベルト１０５に転写される。転写ベルト１０５上の未定着のトナー画像は、さらに転写ローラ１０６によって用紙１０２に転写される。用紙１０２に転写されたトナー画像は、定着ローラ１０７によって（例えば、加熱により）用紙１０２上に定着される。トナー画像が定着された用紙１０２は、排紙ローラ１０８によって画像形成装置１００外に排出される。

この画像形成装置１００の画像形成手段１０９、１１０は、想定される印字のカバレッジの高低に応じた複数の現像モードを有し、これらの現像モードのいずれかを選択して用いることができるようになっている。なお、本明細書において「カバレッジ（印字）」とは、用紙等の記録媒体上における、トナーが付着している領域の面積の印字可能領域の面積に対する割合である。そして、この画像形成装置１００では、コントローラ１２０は、低いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（低カバレッジモード）が設定されたときには、高いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（高カバレッジモード）が設定されたときに比べて、感光体ドラム１１２に対する現像ローラ１１１の回転速度が遅くなるよう画像形成手段１０９、１１０を制御する。

ここで、各画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを一括的ないしは一律に選択するようにし、コントローラ１２０が各画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を一括的ないしは一律に制御するようにしてもよい。また、各色の画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを個別的に選択するようにし、コントローラ１２０が各色の画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を個別的ないしは並行的に制御するようにしてもよい。

図示していないが、画像形成装置１００には、画像データに基づいて印字濃度ないしは画像データのカバレッジを検出するカバレッジ検出手段（ないしは印字濃度検出手段）が設けられ、コントローラ１２０は、カバレッジ検出手段の検出結果に基づいて、感光体ドラム１１２に対する現像ローラ１１１の回転速度を決定するようになっている。ここで、各画像形成手段１０９、１１０に対して包括的に１つのカバレッジ検出手段を設け、コントローラ１２０がこのカバレッジ検出手段の検出結果に基づいて各画像形成手段１０９、１１０の現像ローラ１１１の回転速度を一律に決定するようにしてもよい。また、各画像形成手段１０９、１１０に対してそれぞれ個別的にカバレッジ検出手段を設け、コントローラ１２０がこれらのカバレッジ検出手段の検出結果に基づいて各画像形成手段１０９、１１０の現像ローラ１１１の回転速度を個別的ないしは並行的に決定するようにしてもよい。

コントローラ１２０は、コンピュータを備えた画像形成装置１００の総合的な制御装置であって、画像形成装置１００の種々の制御を行う。しかしながら、画像形成装置１００を動作させるための普通の制御は当業者にはよく知られており、またこのような画像形成装置１００の普通の制御は本発明の要旨とするところでもないのでその説明を省略し、以下では、コントローラ１２０によって行われる、本発明に係る、想定される印字のカバレッジの高低に応じて現像ローラ１１１の回転速度を切り替える制御（以下「現像ローラ回転速度切替制御」という。）の制御手順のみを説明する。

（第１の現像ローラ回転速度切替制御）
まず、図３に示すフローチャートに従って、画像形成装置１００が現像モードとして、通常のカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（以下「通常モード」という。）と、通常モードより低いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（以下「低印字モード」という。）とを選択することが可能な場合についての現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を説明する。なお、この第１の現像ローラ回転速度切替制御では、オペレータがマニュアル操作で各画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを一律に選択し、コントローラ１２０が各画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を一律に制御する。

図３に示すように、第１の現像ローラ回転速度切替制御では、制御が開始されると（スタート）、まずオペレータによってマニュアル操作で現像モードが選択される（ステップＳ１）。ここで、通常モードが選択された場合は（ステップＳ２）、現像ローラ１１１の回転速度は正規の回転速度に設定され、この正規の回転速度で印字が開始される（ステップＳ３）。他方、低印字モードが選択された場合は（ステップＳ４）、現像ローラ１１１の回転速度は、正規の回転速度より低い所定の回転速度に設定され、この低い回転速度で印字が開始される（ステップＳ５）。

この後、印刷ジョブないしは印字ジョブが完了したか否かが判定される（ステップＳ６）。そして、印刷ジョブが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１〜Ｓ６が繰り返し実行され、完了していれば（ＹＥＳ）、今回の制御ルーチンは終了する（エンド）。かくして、この第１の現像ローラ回転速度切替制御によれば、通常モードでは高画質の印字を維持することができ、低印字モードでは、画質を低下させることなく現像ローラ１１１やその他の消耗品の寿命を延ばすことができる。

（第２の現像ローラ回転速度切替制御）
次に、図４に示すフローチャートに従って、画像形成装置１００が現像モードとして、通常モードと、低印字モードと、通常モードよりは低く低印字モードよりは高いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モード（以下「中印字モード」という。）とを選択することが可能な場合についての現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を説明する。なお、この第２の現像ローラ回転速度切替制御では、オペレータがマニュアル操作で各画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを一律に選択し、コントローラ１２０が各画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を一律に制御する。

図４に示すように、第２の現像ローラ回転速度切替制御では、制御が開始されると（スタート）、まずオペレータによってマニュアル操作で現像モードが選択される（ステップＳ１１）。ここで、通常モードが選択された場合は（ステップＳ１２）、現像ローラ１１１の回転速度は正規の回転速度に設定され、この正規の回転速度で印字が開始される（ステップＳ１３）。低印字モードが選択された場合は（ステップＳ１４）、現像ローラ１１１の回転速度は、正規の回転速度より低い所定の回転速度に設定され、この低い回転速度で印字が開始される（ステップＳ１５）。また、中印字モードが選択された場合は（ステップＳ１６）、現像ローラ１１１の回転速度は、正規の回転速度より低く低印字モードの場合の回転速度より高い所定の中程度の回転速度に設定され、この中程度の回転速度で印字が開始される（ステップＳ１７）。

この後、印刷ジョブないしは印字ジョブが完了したか否かが判定される（ステップＳ１８）。そして、印刷ジョブが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１１〜Ｓ１８が繰り返し実行され、完了していれば（ＹＥＳ）、今回の制御ルーチンは終了する（エンド）。かくして、この第２の現像ローラ回転速度切替制御によれば、通常モードでは高画質な印字を維持することができ、低印字モードでは画質を低下させることなく現像ローラ１１１やその他の消耗品の寿命を延ばすことができる。また、中印字モードでは、低印字モードの場合より高画質の印字を行いつつ、現像ローラ１１１やその他の消耗品の寿命をそれ相応に延ばすことができる。

（第３の現像ローラ回転速度切替制御）
以下、図５に示すフローチャートに従って、画像形成装置１００が現像モードとして、通常モードと低印字モードとを選択することが可能な場合についての現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を説明する。なお、この第３の現像ローラ回転速度切替制御では、コントローラ１２０が、カバレッジ検出手段（図示せず）によって検出される画像データの印字濃度ないしはカバレッジに基づいて、自動的ないしは機械的に各画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを一律に選択し、かつ、各画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を一律に制御する。

図５に示すように、第３の現像ローラ回転速度切替制御では、制御が開始されると（スタート）、まず画像データが取得される（ステップＳ２１）。続いて、ステップＳ２１で取得された画像データに基づいて、画像の印字濃度ないしはカバレッジが検出ないしは算出され、この印字濃度が所定の低印字濃度（しきい値）以下であるか否かが判定される（ステップＳ２２）。

そして、ステップＳ２２で印字濃度が低印字濃度以下でないと判定された場合（ＮＯ）、すなわち印字濃度がしきい値より高い場合は、コントローラ１２０によって自動的に通常モードが選択され（ステップＳ２３）、現像ローラ１１１の回転速度は正規の回転速度に設定され、この正規の回転速度で印字が開始される（ステップＳ２４）。他方、ステップＳ２２で印字濃度が低印字濃度以下であると判定された場合（ＹＥＳ）、すなわち印字濃度がしきい値以下である場合は、コントローラ１２０によって自動的に低印字モードが選択され（ステップＳ２５）、現像ローラ１１１の回転速度は、正規の回転速度より低い所定の回転速度に設定され、この低い回転速度で印字が開始される（ステップＳ２６）。

この後、印刷ジョブないしは印字ジョブが完了したか否かが判定される（ステップＳ２７）。そして、印刷ジョブが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ２１〜Ｓ２７が繰り返し実行され、完了していれば（ＹＥＳ）、今回の制御ルーチンは終了する（エンド）。かくして、この第３の現像ローラ回転速度切替制御によれば、通常モードでは高画質の印字を維持することができ、低印字モードでは、画質を低下させることなく現像ローラ１１１やその他の消耗品の寿命を延ばすことができる。

（第４の現像ローラ回転速度切替制御）
以下、図６に示すフローチャートに従って、画像形成装置１００が現像モードとして、通常モードと低印字モードとを選択することが可能な場合についての現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を説明する。なお、この第４の現像ローラ回転速度切替制御では、コントローラ１２０が、黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各画像形成装置１０９、１１０に対して個別的に設けられた各カバレッジ検出手段（図示せず）によって検出される画像データの各色の印字濃度ないしはカバレッジに基づいて、自動的ないしは機械的に各色の画像形成手段１０９、１１０に対して現像モードを個別的に選択し、かつ、各色の画像形成手段１０９、１１０の画像ローラ１１１の回転速度を個別的に制御する。

図６に示すように、第４の現像ローラ回転速度切替制御では、制御が開始されると（スタート）、まず画像データが取得される（ステップＳ３１）。続いて、ステップＳ３１で取得された画像データに基づいて、画像のイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の印字濃度ないしはカバレッジが検出ないしは算出され、これらの各色の印字濃度が、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の所定の低印字濃度（しきい値）以下であるか否かが、個別的ないしは並行的に判定される（ステップＳ３２〜Ｓ３５）。

そして、ステップＳ３２でイエローの印字濃度が低印字濃度以下でないと判定された場合（ＮＯ）、すなわち印字濃度がしきい値より高い場合は、イエローの現像ユニット１０９（Ｙ）について自動的に通常モードが選択され（ステップＳ３６）、その現像ローラ１１１の回転速度が正規の回転速度に設定され、この正規の回転速度でイエローの印字が開始される（ステップＳ３７）。他方、ステップＳ３２でイエローの印字濃度が低印字濃度以下であると判定された場合（ＹＥＳ）、すなわち印字濃度がしきい値以下である場合は、イエローの現像ユニット１０９（Ｙ）について自動的に低印字モードが選択され（ステップＳ３８）、その現像ローラ１１１の回転速度が、正規の回転速度より低い所定の回転速度に設定され、この低い回転速度でイエローの印字が開始される（ステップＳ３９）。

さらに、マゼンタ、シアン及び黒の現像ユニット１０９（Ｍ）、１０９（Ｃ）、１０９（Ｋ）についても、それぞれ、イエローの現像ユニット１０９（Ｙ）の場合と同様に、各色の印字濃度が低印字濃度（しきい値）以下であるか否かに応じて（ステップＳ３３〜Ｓ３５における判定）、通常モード又は低印字モードが選択され（ステップＳ３６、Ｓ３８）、現像ローラ１１１の回転速度が正規の回転速度又はこれより低い所定の回転速度に設定され（ステップＳ３７、Ｓ３９）、マゼンタ、シアン又は黒の印字が開始される。

この後、印刷ジョブないしは印字ジョブが完了したか否かが判定される（ステップＳ４０）。そして、印刷ジョブが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ３１〜Ｓ４０が繰り返し実行され、完了していれば（ＹＥＳ）、今回の制御ルーチンは終了する（エンド）。かくして、この第４の現像ローラ回転速度切替制御によれば、通常モードでは高画質な印字を維持することができ、低印字モードでは、画質を低下させることなく現像ローラ１１１やその他の消耗品の寿命を延ばすことができる。

本発明に係るタンデム方式の画像形成装置の全体構成を模式的に示す側面図である。 図１に示す画像形成装置の構成要素である、現像ユニットと潜像担持体とで構成される１つの画像形成手段を拡大して模式的に示す側面図である。 図１に示す画像形成装置における第１の現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を示すフローチャートである。 図１に示す画像形成装置における第２の現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を示すフローチャートである。 図１に示す画像形成装置における第３の現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を示すフローチャートである。 図１に示す画像形成装置における第４の現像ローラ回転速度切替制御の制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 画像形成装置、１０１ 給紙トレイ、１０２ 用紙、１０３ 給紙ローラ、１０４ 搬送ローラ、１０５ 転写ベルト、１０６ 転写ローラ、１０７ 定着ローラ、１０８ 排紙ローラ、１０９ 現像ユニット、１１０ 潜像担持体、１１１ 現像ローラ、１１２ 感光体ドラム、１２０ コントローラ。

Claims (4)

1. 画像データに対応する静電潜像がその表面に形成される感光体と上記静電潜像をトナーで現像する現像ローラとを有する画像形成手段が設けられ、
   上記画像形成手段が、想定される印字のカバレッジの高低に応じた複数の現像モードを有している画像形成装置であって、
   低いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モードが選択されたときには、高いカバレッジの印字を行うことが想定された現像モードが選択されたときに比べて、上記感光体に対する上記現像ローラの回転速度が遅くなるよう上記画像形成手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 該画像形成装置に、トナーの色が互いに異なる複数の画像形成手段が設けられ、画像形成手段毎に現像モードを選択することができるようになっていて、
   上記制御手段が、各画像形成手段を個別的に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 該画像形成装置に、画像データのカバレッジを検出するカバレッジ検出手段が設けられていて、
   上記制御手段が、上記カバレッジ検出手段の検出結果に基づいて、上記感光体に対する上記現像ローラの回転速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 該画像形成装置に、トナーの色が互いに異なる複数の画像形成手段と、各画像形成手段に対して個別に配設されそれぞれ各画像形成手段の画像データのカバレッジを検出する複数のカバレッジ検出手段とが設けられていて、
   上記制御手段が、上記カバレッジ検出手段の検出結果に基づいて、上記画像形成手段毎に個別に、上記感光体に対する上記現像ローラの回転速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

Images