JPH0934241A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像を形成中にトナー残量が不足すると、感
光体に付着させるトナー量を減じてより多くの画像を形
成できるようにさせ、一連の出力内容の一部が出力未了
のまま残らないようにして、作業再開迄のロス時間と出
力内容の確認が大幅に遅れると云う不具合を解消し、さ
らに、定着温度を下げ消費電力の低減を図った。 【解決手段】 画像情報を感光体に露光する露光手段１
と、露光された感光体上にトナーを付着させるトナー付
着手段２と、感光体上のトナー像を転写紙に転写する転
写手段３と、転写紙上のトナー像を熱定着により定着す
る熱定着手段４を有し、上記トナー付着手段２は、感光
体上にトナーを付着させる際に、通常濃度画像レベルと
通常濃度画像レベルより画像濃度の低い低濃度画像レベ
ルに切り換えられる濃度レベル切換手段５により付着さ
せるトナー量を制御させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ、ファックシミリ装置等の画像形成装置におい
て、画像を形成する際のトナー量の制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の画像形成装置に於いては、
原稿反射光等の画像データを予め一様に帯電された感光
体上に照射することによって得た静電潜像を現像装置か
らのトナーによって可視像化し、該可視像を転写紙上に
転写、定着することにより画像形成を行っている。感光
体上に付着するトナー量を制御し、転写紙のトナー像を
熱定着して画像を形成する画像形成装置においては、画
像の形成中にトナー残量が不足してくると、トナー残量
不足の表示を行ってオペレータにトナーの補給を促す
が、上記のトナー残量不足表示が行われた時点以後も直
には画像形成を不可としないで、さらに数枚の転写紙を
画像形成することが可能になっている。しかし、この方
法では、コンピュータ等のホストマシンの出力装置とし
て画像形成装置を用いた場合に、一連の続き頁のうちの
最後の何枚かを残したままトナー不足が発生して突然使
用不可となる事態を発生する。この結果、作業再開迄の
ロス時間が大きくなり、出力内容の確認が大幅に遅れる
と云う不具合を生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術で
は、コンピュータの出力装置として画像形成装置を用い
た場合、一連の続き頁の何枚かを残したままトナー不足
で突然使用不可となることがあり、その結果作業再開迄
のロス時間が大きく、出力内容の確認が大幅に遅れると
云う不具合を生じていた。そこで、本発明は、画像を形
成中にトナー残量が不足すると、感光体に付着させるト
ナー量を減じてより多くの画像を形成できるようにし
て、一連の出力内容が出力されずに残る事態の発生を防
止するように制御し、作業再開迄のロス時間と出力内容
の確認が大幅に遅れると云う不具合を解消し、さらに、
トナー量を減じた画像形成の場合は定着温度を下げるこ
とにより消費電力の低減を図った画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、感光体上に付着するトナー量を
制御し、転写紙のトナー像を熱定着して画像を形成する
画像形成装置において、画像情報をあらかじめ帯電され
た感光体に露光する露光手段と、上記露光手段により露
光された感光体上にトナーを付着させるトナー付着手段
と、上記トナー付着手段で可視像化された感光体上のト
ナー像を転写紙に転写する転写手段と、上記転写手段で
転写された転写紙上のトナー像を熱定着により定着する
熱定着手段を有し、上記トナー付着手段は、感光体上に
トナーを付着させる際に、通常濃度画像レベルと通常濃
度画像レベルより画像濃度の低い低濃度画像レベルに切
り換えられる濃度レベル切換手段により付着させるトナ
ー量を制御させられる画像形成装置であることを最も主
要な特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、上記１項に記載の画像
形成装置において、上記トナー付着手段のトナー残存量
を検知するトナー量検知手段を備え、上記トナー検知手
段の検知した結果に応じて、上記濃度レベル切換手段を
切り換える画像形成装置であることを主要な特徴とす
る。請求項３の発明は、上記１項、または、上記２項に
記載の画像形成装置において、上記熱定着手段の定着温
度を制御する定着温度制御手段を備え、上記濃度レベル
切換手段の切り換え結果に応じて、上記定着温度制御手
段で制御する定着温度を変える構成とした画像形成装置
であることを主要な特徴とする。

【０００６】

【作用】請求項１のように構成された画像形成装置は、
露光手段により感光体上に画像情報に応じた露光を行
い、通常濃度画像レベルと低濃度画像レベルに切り換え
られる濃度レベル切換手段で画像濃度を切り換えて、露
光された感光体上にトナーを付着させられるトナー付着
手段を持っているので、トナー残量が一定値よりも少な
くなると、低濃度画像レベルで画像形成させて、より多
い枚数の転写紙に画像形成できるので、一連の続き頁の
何枚かを残したままトナー不足で突然使用不可となるこ
とがなくなり、作業再開迄のロス時間と出力内容の確認
が大幅に遅れると云う不具合を解消できる。

【０００７】請求項２の画像形成装置では、上記１項の
画像形成装置において、トナー量検知手段によりトナー
残量を検知できるようになっているので、画像を形成中
にトナー残量の不足を検知すると、濃度レベル切換手段
を低濃度画像レベルに切り換えて、より多い枚数の転写
紙に画像形成できるようにさせることができる。

【０００８】請求項３の画像形成装置では、上記１項、
または、２項に記載の画像形成装置において、定着温度
制御手段により制御される定着温度が、濃度レベル切換
手段の切り換え結果に応じて変更できるので、濃度レベ
ル切換手段が低濃度画像レベルを選択した時は、低濃度
画像レベルで作成されたトナー像は通常濃度画像レベル
のものよりトナー付着量が少ないため、定着温度を少し
下げても画像品質を落とさずに転写紙上のトナー像を熱
定着することができるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。説明には画像形成装置として
代表的な電子写真複写機の書き込み部を例にとって述べ
るが、複写機以外の画像形成装置、例えば、プリンタ、
ファクシミリ等々にも同様に適用できる。図１は本発明
を適用する画像形成装置の一例の概略構成説明図であ
り、画像情報に応じて感光体に画像データを露光する露
光手段１は、画像信号に応じたレーザ光を、図示してい
ない発光光源からタイミングを合うように、ポリゴンミ
ラー１ａで反射させ、レンズ群１ｂで集光させ、ミラー
１ｃで所定の方向に反射させる。既に帯電チャージャ１
１により帯電されている感光体ドラム１２の表面に露光
手段１からの光を導き、読み取り像に合った静電潜像を
つくる。この静電潜像はトナー付着手段（現像装置）２
で運ばれるトナーにより可視像化される。

【００１０】一方、複数の給紙カセット等からなる用紙
収納部１３には、例えば、サイズの違った転写紙を収納
する用紙収納部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが存在し、給紙
指定された用紙収納部１３からの転写紙が給紙ローラ１
４により感光体ドラム１２の所定の位置迄給送され、感
光体ドラム１２の回転（矢印方向）にタイミングを合わ
せて搬送され、転写手段３の働きにより転写紙上にトナ
ー像を転写させる。

【００１１】転写手段３は、感光体ドラム１２上に可視
像化されたトナー像を転写紙に転写させる転写チャージ
ャ３ａと、与えられた電荷を除電する分離チャージャ３
ｂから構成されている。分離チャージャ３ｂにより除電
された転写紙は、感光体ドラム１２から分離させられ、
搬送系１５によって熱定着手段４まで運ばれる。熱定着
手段４では、転写紙上のトナー像に熱を加え定着させ
る。また、上記の説明では転写紙は分離チャージャ３ｂ
の働きで感光体ドラム１２から分離させられると述べた
が、中には転写紙が感光体ドラム１２に離れずに一緒に
回転してしまうこともある。分離爪１６は、感光体ドラ
ム１２から転写紙を強制的に分離させ、転写紙を搬送系
１５の方向に向けるものである。さらに、転写紙にトナ
ー像を転写した後の感光体ドラム１２は、クリーニング
ユニット１７で表面に残ったトナーが除去され、次の感
光、静電潜像に控える。画像形成された転写紙は排紙ロ
ラー１８で搬送され、排紙トレイ１９に収納される。

【００１２】ここで、本発明の主旨は、トナー量検知手
段６がトナー量の残量があらかじめ定められた値以下に
なったことを検知したときに、通常濃度画像レベルから
低濃度画像レベルに切り換え、感光体上に付着させるト
ナー量を減じることにより、それ以降もより多くの画像
を形成できるように制御し、一連の出力すべき画像デー
タが出力されずに残る事態を防止することによって、作
業再開迄の時間ロスと出力内容の確認が大幅に遅れると
云う不具合を解消させることにある。

【００１３】以下に、本発明の内容を詳細に説明する。
図２は、感光体ドラム１２上に作られた静電潜像が転写
紙にトナー像として転写される迄の過程を示している。
感光体ドラム１２の表面は帯電チャージャ１１により一
様に帯電され（図２の感光体ドラム１２のアの部分）、
感光体ドラム１２の回転（図中の矢印方向）に連れて、
露光手段１で画像信号に応じた露光を受ける。露光を受
けた感光体ドラム１２の表面部分は電荷が消滅し、露光
を受けない部分のみ帯電した状態でトナー付着手段２の
現像ローラ２ａと対向した位置まで運ばれる。現像ロー
ラ２ａの表面部分は、図示してない磁石等の作用でトナ
ーを付けたキャリアが付着して回転しており、感光体ド
ラム１２の帯電している部分の方がキャリアよりもトナ
ーを強く引き付けるようにされているため、トナーは感
光体ドラム１２の帯電部分に付着し（イの部分）、可視
像化される。一方、転写紙Ｐは所定の用紙収納部１３か
ら給紙ローラ１４により感光体ドラム１２の位置にタイ
ミングを合わされ給送される。感光体ドラム１２に付着
したトナー像は、転写手段３の転写チャージャ３ａによ
り転写紙に転写させられ、分離チャージャ３ｂと分離爪
１６の作用で、転写紙は感光体ドラム１２から分離させ
られる（エの部分）。

【００１４】クリーニングユニット１７は、感光体ドラ
ム１２の表面に残ったトナーを除去するもので、図では
クリーニングローラ１７ａと、クリーニングブレード１
７ｂにより残留トナーを除去するようになっている（オ
の部分）。さらに、クリーニングユニット１７でも除去
できなかった残留トナーは、除電ランプ２０によって完
全に除去されるようになっている。一方、転写紙を転写
する部分（画像形成領域）外の感光体ドラム１２の表面
部分を用いて、帯電チャージャ１１とイレーサ２１の働
きにより定型の潜像パターンを作像し、トナー付着手段
（現像装置）２で現像化し、トナー量検知手段６の所ま
で回転移動する。図の実施例では、トナー量検知手段６
は、発光素子６ａ、受光素子６ｂ、トナー量制御部６ｃ
から構成されており、ＬＥＤ等の発光素子６ａで感光体
ドラム１２の表面部分を照射し、フォトダイオー、フォ
トトランジスタ等の受光素子６ｂで反射光を受光してト
ナー付着量を測定する。発光素子６ａによる反射光は、
トナーの付着していない感光体ドラム１２の表面部分で
は反射率が高く、トナーの付着量の増加に応じて反射光
が低下する。図３にその様子を示してある。

【００１５】図３（Ａ）は、トナー濃度が最適値に押え
られている状態であり、受光素子６ｂの出力値Ｖｏ−１
はトナー付着部分で制御値Ｖｃ−１になっている。図３
（Ｂ）は、トナー濃度が濃すぎる状態で、受光素子６ｂ
の出力値Ｖｏ−１は制御値Ｖｃ−１よりトナー付着部分
で下がっている。また、図３（Ｃ）は、トナー濃度が薄
い状態で、受光素子６ｂの出力値Ｖｏ−１はトナー付着
部分においても制御値Ｖｃ−１以上のレベルを保ってい
る。

【００１６】図３（Ａ）、（Ｂ）の状態では図示しない
トナー補給部からトナー付着手段に対してトナーの補給
はなされないが、図３（Ｃ）の状態ではトナーの補給が
なされる。トナーの補給がなされても、トナー濃度が
（Ｃ）の状態から（Ａ）の状態に戻らない時には、トナ
ーニアリーエンド信号を出して、５枚から１０枚位の画
像形成を実行させてからトナーエンドにし、画像形成処
理を不可能にする。

【００１７】本発明によれば、トナーの補給がなされて
も、受光素子６ｂの出力値Ｖｏ−１が図３（Ａ）の状態
にならないときは、濃度レベル切換手段５により低濃度
画像レベルに切り換え、図４で示したように制御値Ｖｃ
−２まで制御レベルを許容する。トナーを補給して画像
形成しても受光素子６ｂの出力値Ｖｏ−１が制御値Ｖｃ
−２より下がらなくなった時を、トナーエンドとして画
像形成不可の処置を取らせる。従って、このトナーニア
リーエンドからトナーエンドまでの間、濃度レベル切換
手段５を低濃度画像レベルに切り換えて、より多い転写
紙枚数の画像形成が可能なようにさせる。このようにす
れば、一般の文字画像だけの場合なら通常濃度画像レベ
ルで形成したものと品質上殆ど問題のない画像を得るこ
とができるし、黒部の多い絵画像の場合でも一連の続き
頁の何枚かを残して出力内容の確認が大幅に遅れると云
う不具合を考えると、低濃度画像レベルに切り換えるメ
リットを得ることができる。

【００１８】今迄の説明で、濃度レベル切換手段５を低
濃度画像レベルに切り換える方法は述べていないが、一
つの切換え方法として感光体ドラム１２の表面部分と、
トナー付着手段２の現像ローラ２ａの表面部分との間に
バイアス電圧を加えることによって、見掛け上の感光体
ドラム１２の帯電電圧を下げることが知られている。帯
電電圧が下がるとトナーを引き付ける量が減り、低濃度
画像レベルを達することができる。また、図２で説明し
たように、帯電チャージャ１１により感光体ドラム１２
の表面を一様に帯電させる際に電荷電圧を低くさせるこ
とによっても低濃度画像レベルを達成することができる
し、上記バイアス電圧との併用でも低濃度画像レベルを
達成することができる。さらに、露光手段１により画像
情報を感光体に露光する間隔を制御して、所謂、間引き
画像を作成することにより低濃度画像レベルを達成する
こともできが、これは本発明の主旨でないのでこれ以上
は述べない。

【００１９】また、図１で説明したように感光体ドラム
１２上に可視像化されたトナー像を転写させられた転写
紙は、搬送系１５によって熱定着手段４まで運ばれ、転
写紙上のトナー像に熱を加え定着させられるが、低濃度
画像レベルで作成されたトナー像は通常濃度画像レベル
のものよりトナー付着量が少ないため、低温度での熱定
着が可能である。図５により、上面にトナー像を転写さ
れた転写紙Ｐが熱定着手段４により熱定着される過程を
説明する。熱定着手段４は、熱源４ｃを内蔵した定着ロ
ーラ４ａと、上記定着ローラ４ａに圧接する加圧ローラ
４ｂから主に構成されている。転写紙Ｐは、上記定着ロ
ーラ４ａと上記加圧ローラ４ｂに挟まれ、回転方向（図
中の矢印で示す）に圧縮移動する間に加熱されて、トナ
ー像の定着を受ける。また、転写紙Ｐが定着されるまで
の間、上記定着ローラ４ａの表面温度を一定にするため
に、サーミスタ等の温度検知素子７ａが上記定着ローラ
４ａの表面に接するように設定されている。上記温度検
知素子７ａの出力を温度制御部７ｂで受けて、上記熱源
４ｃに電力を供給する電力制御部７ｃを制御し、上記定
着ローラ４ａの表面温度を適温に制御する。本発明の定
着温度制御手段７は、上記温度検知素子７ａ、温度制御
部７ｂ、電力制御部７ｃから構成されているが、さら
に、上記温度制御部７ｂは、濃度レベル切換手段５の通
常濃度画像レベルから低濃度画像レベルに切り換った信
号を受けて、通常濃度温度レベルの例えば１８０度か
ら、低濃度温度レベルの１６０度に変える制御を行う。
このことにより、画像形成装置の消費電力を下げられる
効果がある。

【００２０】また、上記の例では、定型の潜像パターン
に付着したトナーの濃度検知から、トナー付着手段２の
残存トナー量を検知したが、トナー付着手段２に残って
いるトナー量を直接測る方法もあるが、本発明では残存
のトナー量が検知できる方法であればどのような方法で
も構わないことは、云うまでもない。また、上記の例で
は、トナー濃度が薄くなったトナーニアリーエンドを検
知して、低濃度画像レベルに切り換えて画像形成を行っ
ていたが、図示しない操作パネルに設けられた切り換え
スイッチの押下で、トナーニアリーエンドにならなくて
も低濃度画像レベルに切り換え可能とすれば、トナー消
費量、電力消費量共に低減させた画像形成装置を提供す
ることができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、露光手段によ
り感光体上に画像情報に応じた露光を行い、通常濃度画
像レベルと低濃度画像レベルに切り換えられる濃度レベ
ル切換手段で画像濃度を切り換えて、露光された感光体
上にトナーを付着させられるトナー付着手段を持ったの
で、トナー残量が一定より少なくなると、低濃度画像レ
ベルで画像形成させて、より多い枚数の転写紙が画像形
成できて、一連の続き頁の何枚かを残したままトナー不
足で突然使用不可となることがなくなったので、作業再
開迄のロス時間と出力内容の確認が大幅に遅れると云う
不具合を解消できる。

【００２２】請求項２の発明によれば、上記１項の画像
形成装置において、トナー量検知手段により画像形成中
にトナー残量の不足を検知すると、濃度レベル切換手段
を低濃度画像レベルに切り換えて、より多い枚数の転写
紙に画像形成できるようにさせることができるので、一
連の出力内容が残って出力内容の確認が大幅に遅れると
云う不具合を解消できる。

【００２３】請求項３の発明によれば、上記１項、また
は、２項記載の画像形成装置において、定着温度制御手
段により制御される定着温度が、濃度レベル切換手段の
切り換え結果に応じて変更できるようになったので、濃
度レベル切換手段が低濃度画像レベルを選択した時は、
低濃度画像レベルで作成されたトナー像は通常濃度画像
レベルのものよりトナー付着量が少ないため、定着温度
制御手段で定着温度を下げるようにしても、画像品質を
落とさずに転写紙上のトナー像を熱定着することができ
て、消費電力の低減を図ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の側
面図である。

【図２】本発明の実施例を示す画像形成装置の濃度レベ
ル切り換えを説明する説明図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の実施例を示す画
像形成装置でトナーの付着量を説明する説明図である。

【図４】本発明の実施例を示す画像形成装置でトナーエ
ンドを説明する説明図である。

【図５】本発明の実施例を示す画像形成装置の熱定着手
段を説明する説明図である。

【符号の説明】

１・・・露光手段、１ａ・・・ポリゴンミラー、１ｂ・
・・レンズ群、１ｃ・・・ミラー、２・・・トナー付着
手段、３・・・転写手段、３ａ・・・転写チャージャ、
３ｂ・・・分離チャージャ、４・・・熱定着手段、４ａ
・・・定着ローラ、４ｂ・・・加圧ローラ、４ｃ・・・
熱源、５・・・濃度レベル切換手段、６・・・トナー量
検知手段、６ａ・・・発光素子、６ｂ・・・受光素子、
６ｃ・・・トナー量制御部、７・・・定着温度制御手
段、７ａ・・・温度検知素子、７ｂ・・・温度制御部、
７ｃ・・・電力制御部、１１・・・帯電チャージャ、１
２・・・感光体ドラム、１３・・・用紙収納部、１４・
・・給紙ローラ、１５・・・搬送系、１６・・・分離
爪、１７・・・クリーニングユニット、１７ａ・・・ク
リーニングローラ、１７ｂ・・・クリーニングブレー
ド、１８・・・排紙ロラー、１９・・・排紙トレイ、２
０・・・除電ランプ、２１・・・イレーサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に付着するトナー量を制御し、
   転写紙のトナー像を熱定着して画像を形成する画像形成
   装置において、 画像情報をあらかじめ帯電された感光体上に露光する露
   光手段と、上記露光手段により露光されて静電潜像が形
   成された感光体上にトナーを付着させるトナー付着手段
   と、上記トナー付着手段により静電潜像を可視像化する
   ことにより得られた感光体上のトナー像を転写紙に転写
   する転写手段と、上記転写手段により転写された転写紙
   上のトナー像を熱定着により定着する熱定着手段とを有
   し、 上記トナー付着手段は、感光体上にトナーを付着させる
   際に、通常濃度画像レベルと通常濃度画像レベルより画
   像濃度の低い低濃度画像レベルに切り換えられる濃度レ
   ベル切換手段により付着させるトナー量を制御されるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、上記トナー付着手段が保持するトナー残存量を検知
   するトナー量検知手段を備え、上記トナー量検知手段の
   検知した結果に応じて、上記濃度レベル切換手段を切り
   換えることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１、または、請求項２に記載の画
   像形成装置において、上記熱定着手段の定着温度を制御
   する定着温度制御手段を備え、上記濃度レベル切換手段
   の切り換え結果に応じて、上記定着温度制御手段が制御
   する定着温度を変える構成としたことを特徴とする画像
   形成装置。