JPH10304162A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真方式の画像形成装置のトナーセーブ
機能は従来はユーザが設定することにより実現された
め、現実にはトナー残量が少なくなったことをユーザが
なんらかの手段によって認識した後にユーザ自らがトナ
ーセーブ機能を設定する操作を行なう必要があり、また
その時点では既にトナーセーブ機能を設定してもそれほ
どの効果は期待出来ないという問題もあった。 【解決手段】 主走査方向の画素密度が一定で副走査方
向の画素密度が複数設定可能なトナー現像方式の画像形
成装置であって、トナー残量を検出するトナーセンサ70
と、このトナーセンサ70によるトナー残量の検出結果が
所定値以下の場合に主走査方向及び／又は副走査方向の
画素を強制的に白画素に変換するように制御するCPU １
及び間引回路901, 902, 801, 802を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像
形成装置に関し、特にその現像剤（トナー）を節約する
機能（トナーセーブ機能）を備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、感光
体上に形成された静電潜像に現像剤であるトナーを選択
的に吸着させてトナー顕像として現像し、それを用紙上
に転写した後に加熱・加圧して用紙上に定着させる。と
ころで、トナーは比較的高価であるため、また個人ユー
ザにとっては頻繁な交換は煩わしいため、たとえば文字
情報のみを印字する場合には美しい印字状態が得られな
くても読めればよいという考え方もあり、特に個人ユー
ザにとってはトナーを節約可能であることが望ましい。

【０００３】上述のような事情から、従来市販されてい
るファクシミリ装置，コピー装置等に組み込まれている
電子写真方式の画像形成装置では、いわゆる画素の間引
き、即ち黒画素の白画素への変換を行なうことによりト
ナーを節約出来るトナーセーブ機能が一般的に備えられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なトナーセーブ機能は従来はユーザが設定することによ
り実現されるようになっている。このため、現実にはト
ナー残量が少なくなったことをユーザがなんらかの手段
によって認識した後にユーザ自らがトナーセーブ機能を
設定する操作を行なう必要があり、煩わしいという問題
があった。また、ユーザがトナー残量が少なくなってい
ることを認識するきっかけは画像濃度の低下であること
が多いため、その時点では既にトナーセーブ機能を設定
してもそれほどの効果は期待出来ないという問題もあっ
た。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、ユーザ自らがトナー残量を認識せずとも
自動的にトナーセーブ機能を働かせることによって、ト
ナーセーブ機能の効果を十分に発揮させると共に、ユー
ザが煩わしい操作を行なう必要のない画像形成装置の提
供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、主走査方向の画素密度が一定で副走査方向の画素
密度が複数設定可能なトナー現像方式の画像形成装置で
あって、トナー残量を検出する検出手段と、この検出手
段によるトナー残量の検出結果が所定値以下の場合に主
走査方向及び／又は副走査方向の画素を強制的に白画素
に変換する間引手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】このような本発明の画像形成装置では、ト
ナー残量がある程度以下に減少した場合には、間引手段
により主走査方向及び／又は副走査方向の画素が強制的
に白画素に変換されて自動的にトナーが節約される。

【０００８】また本発明に係る画像形成装置では、上述
の構成において、間引手段が、検出手段によるトナー残
量の検出結果が所定値以下の場合に、検出結果に応じた
割合で主走査方向及び／又は副走査方向の画素を強制的
に白画素に変換すべくなしてあることを特徴とする。

【０００９】このような本発明の画像形成装置では、ト
ナー残量がある程度以下に減少した場合には、トナー残
量に応じた割合で間引手段により主走査方向及び／又は
副走査方向の画素が強制的に白画素に変換されて自動的
にトナーが節約される。

【００１０】更に本発明に係る画像形成装置では、上述
の構成において、間引手段が、検出手段によるトナー残
量の検出結果が相対的に少ない場合に相対的に高い割合
で、トナー残量の検出結果が相対的に多い場合に相対的
に低い割合でそれぞれ主走査方向及び／又は副走査方向
の画素を強制的に白画素に変換すべくなしてあることを
特徴とする。

【００１１】このような本発明の画像形成装置では、ト
ナー残量がある程度以下に減少した場合には、トナー残
量が少なければ少ないほど間引手段により主走査方向及
び／又は副走査方向の画素が多く強制的に白画素に変換
されて自動的にトナーが節約される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る電子
写真方式の画像形成装置をファクシミリ装置の記録部と
して利用した場合のブロック図である。

【００１３】図１において、参照符号１はファクシミリ
装置の制御部として機能するCPU(中央処理装置) を示し
ており、このファクシミリ装置全体の動作を制御するた
めのプログラム等を予め記憶したROM (Read Only Memor
y)２と、CPU １による制御に必要なデータ及び制御動作
時に一時記憶が必要なデータ等を記憶するための記憶手
段として機能するRAM(Random Access Memory) ３とが接
続されている。

【００１４】また、CPU １にはNCU (Network Control U
nit)４, モデム５が接続されている。NCU ４は、CPU １
により制御されて、回線Ｌとこのファクシミリ装置との
接続を制御すると共に、通信相手の電話番号に応じたダ
イヤルパルスを送出する機能及び着信を検出する機能を
有している。なお、回線Ｌは図示されていない一般公衆
電話回線に接続されている。モデム５は、送受信データ
の変復調、具体的には本来はデジタル信号である送信デ
ータをアナログの音声信号に変調してNCU ４を介して回
線Ｌへ送出し、また逆に回線ＬからNCU ４を介して受信
したアナログの音声信号をディジタル信号に復調する。

【００１５】CPU １には更に、読取部６, 画像メモリ
７, コーデック８, 記録部９, 操作部10, 表示部11等が
接続されている。

【００１６】読取部６はたとえば CCDイメージセンサ等
のスキャナにより原稿画像の読み取りを行なう。画像メ
モリ７は、読取部６が読み取った画データを記憶し、ま
た外部から回線Ｌ及びモデム５を介して受信した画デー
タを記憶する。コーデック８は、送信すべき画データを
符号化し、また受信した画データを復号化する。記録部
９は、本発明の画像形成装置であって詳細は後述する
が、受信画データまたは読取部６が読み取った画データ
を記録紙（用紙）上に印字することにより記録してハー
ドコピー出力を行なう手段として機能する。操作部10は
電話番号等の数字を入力するためのテンキー, ワンタッ
チキー, 短縮キー, 種々の動作を指示するための操作キ
ー等で構成されている。表示部11は、操作部10の操作に
より入力された電話番号，記録部９の現像器内のトナー
残量等の種々の情報をソフトコピー出力して表示する C
RTディスプレイまたはLCD(液晶表示装置) 等で構成され
ている。

【００１７】次に、本発明の画像形成装置である記録部
９について説明する。記録部９はCPU １とはコーデック
91を介して接続されている。記録部９それ自体は従来の
電子写真方式の画像形成装置と同様の現像装置, 感光体
ドラム, 定着装置等を備えているが、図１では感光体ド
ラム上に静電潜像を形成するための手段である LEDプリ
ントヘッド90のみを示してある。

【００１８】参照符号900 はゲート回路であり、参照符
号901, 902はいずれも間引回路である。ゲート回路900
及び間引回路901, 902にはコーデック91から画像データ
DATAとビデオクロックVCLOCK とが与えられており、ま
たセレクタ910 からの制御信号も与えられている。な
お、間引回路901, 902には水平同期信号HSYNC も与えら
れている。セレクタ910 はCPU １により制御されてゲー
ト回路900 及び間引回路901, 902の内のいずれか一つを
動作状態に制御する。

【００１９】ゲート回路900 は、動作状態に制御されて
いる場合には、コーデック91から出力される画データDA
TAを間引きせずにビデオクロックVCLOCK に同期してそ
のまま出力する。間引回路901 は、動作状態に制御され
ている場合には、コーデック91から出力される画データ
DATAの画素の内の３画素につき１画素を強制的に白画素
に変換して間引く機能を有しており、その結果得られた
変換後の画データをビデオクロックVCLOCK に同期して
出力する。間引回路902 は、動作状態に制御されている
場合には、コーデック91から出力される画データDATAの
画素の内の４画素につき１画素を強制的に白画素に変換
して間引く機能を有しており、その結果得られた変換後
の画データをビデオクロックVCLOCK に同期して出力す
る。

【００２０】なお、間引回路901, 902には水平同期信号
HSYNC も与えられているが、これはそれぞれの間引回路
901, 902において新たに水平同期信号HSYNC が入力され
る都度、間引きの対象となる画素を変更するためであ
る。具体的には、たとえば間引回路901 は上述のよう
に、コーデック91から出力される画データDATAの画素の
内の３画素につき１画素を強制的に白画素に変換して間
引くが、たとえば１ページの画像の印字を開始する最初
のラインに関しては３画素の内の最初の画素を強制的に
白画素に変換し、次に水平同期信号HSYNC が入力された
場合、即ち２番目のラインに関しては３画素の内の第２
番目の画素を強制的に白画素に変換し、更に次に水平同
期信号HSYNC が入力された場合、即ち３番目のラインに
関しては３画素の内の第３番目の画素を強制的に白画素
に変換する。以下、３ライン単位で３画素の内の第１の
画素，第２の画素，第３の画素というように順次的に間
引きの対象となる画素をずらせてゆく。

【００２１】間引回路902 に関しても同様に、４ライン
単位で４画素の内の第１の画素，第２の画素，第３の画
素，第４の画素というように順次的に間引きの対象とな
る画素をずらせてゆく。

【００２２】なお、ゲート回路900 及び間引回路901, 9
02はいずれも非動作状態に制御されている場合には信
号”０”を出力する。

【００２３】また、参照符号800 はゲート回路であり、
参照符号801, 802はいずれも間引回路である。ゲート回
路800 及び間引回路801, 802には水平同期信号HSYNC が
与えられており、またセレクタ810 からの制御信号も与
えられている。セレクタ810はCPU １により制御されて
ゲート回路800 及び間引回路801, 802の内のいずれか一
つを動作状態に制御する。

【００２４】ゲート回路800 は、動作状態に制御されて
いる場合には、ラインの間引きを行なわない信号、具体
的には信号”１”を水平同期信号HSYNC の各周期に同期
してその１周期の期間にわたって出力する。間引回路80
1 は、動作状態に制御されいる場合には、２ラインにつ
き１ラインの全てを強制的に白画素に変換して間引く信
号、具体的には水平同期信号HSYNC の２周期を１単位と
して１周期に信号”１”を、他の１周期に信号”０”を
それぞれ出力する。間引回路802 は、動作状態に制御さ
れいる場合には、４ラインにつき１ラインの全てを強制
的に白画素に変換して間引く信号、具体的には水平同期
信号HSYNC の４周期を１単位として１周期に信号”０”
を、他の３周期に信号”１”をそれぞれ出力する。

【００２５】なお、ゲート回路800 及び間引回路801, 8
02はいずれも非動作状態に制御されている場合には信
号”０”を出力する。

【００２６】参照符号905 及び805 はいずれも３入力の
ORゲートであり、参照符号93は２入力の ANDゲートであ
る。ORゲート905 はゲート回路900,間引回路901, 902の
出力を入力し、OR演算を行なった結果の信号を ANDゲー
ト93へ出力する。また、ORゲート805 はゲート回路800,
間引回路801, 802の出力を入力し、OR演算を行なった結
果の信号を ANDゲート93へ出力する。 ANDゲート93は両
ORゲート905, 805の出力を入力し、 AND演算を行なった
結果の信号を LEDプリントヘッド90へ出力する。

【００２７】LEDプリントヘッド90にはライン状に LED
発光素子が配列されており、 ANDゲート93から入力され
る1 ライン分の画データの信号”１”に応じて発光し、
図示されていない感光体ドラム上に静電潜像を形成す
る。

【００２８】参照符号70はトナーセンサであり、具体的
な構成について図２の模式図を参照して説明する。参照
符号71は現像器であり、図２には破断された状態が示さ
れている。トナーセンサ70には二つの凸部721, 722が形
成されており、一方の凸部721 には光電センサとしての
フォトインタラプタの発光部731 が、他方の凸部722に
はフォトインタラプタの受光部732 がそれぞれ内蔵され
ている。

【００２９】一方、現像器71の底部には、上述のトナー
センサ70の二つの凸部721, 722が現像器71の外側から丁
度収まるような内側への２ヶ所の凹部741, 742が近接し
て形成されている。なお、これらの凹部741, 742は少な
くとも両者の対向部分が透明部材で形成されている。ま
た、両凹部741, 742の対向間隙740 には複数のパドル71
1 の回転に伴ってそれらの内の一つが通過するようにな
っている。

【００３０】従って、パドル711 の回転に伴って、両凹
部741, 742の対向間隙740 に存在していたトナーが両凹
部741, 742の対向間隙740 から掻き出されることにな
る。しかし、トナーが少なくとも両凹部741, 742の現像
器71内部への頂部以上に堆積している場合には、両凹部
741, 742の対向間隙740 は直ちにトナーにより埋められ
ることになるが、その間に要する時間は現像器71内部の
トナー残量に影響される。

【００３１】一方、フォトインタラプタの発光部731 か
ら発せられた光は透明部材で形成されている両凹部741,
742の対向間隙740 を介してフォトインタラプタの受光
部732 に受光されるが、その際の両凹部741, 742の対向
間隙740 におけるトナーの存否を検出すことになる。こ
の受光部732 の受光量に比例した電圧の信号がデジタル
信号に変換されてCPU １に与えられる。CPU １ではこの
トナーセンサ70から与えられる信号に基づいて現像器71
内のトナー残量を判断する。

【００３２】次に、上述のような本発明の画像形成装置
の動作、具体的には LEDプリントヘッド90による感光体
ドラム上への静電潜像形成時の画データの間引きのため
のCPU １による制御について、図３のフローチャートを
参照して説明する。

【００３３】ところで、ファクシミリ装置による印字は
前述した如く、主走査方向のライン状の印字が連続的に
反復されることにより行なわれるが、トナーを節約する
ためには主走査方向のライン中の画素を間引く手法とラ
インそのものを間引く手法とがあり、目的に応じていず
れか一方を用いることも、両者を併せて用いることも可
能である。本実施の形態においては、両者を併用するこ
とにする。

【００３４】まずCPU １はトナー残量を検知する (ステ
ップS11)。前述の如く、トナーセンサ70は現像器71内の
トナー残量に応じた信号を出力しているので、CPU １は
このトナーセンサ70の出力信号に基づいて現像器71内の
トナー残量を検知しその値を”Ｘ” (以下、検知トナー
残量と言う) とする。なお、トナー残量の目安として本
実施の形態では第１のしきい値Th1 と第２のしきい値Th
2 とが予め設定されている (但し、Th2 ＞ Th1) 。第１
のしきい値Th1 はかなりの程度トナーが減少している状
態に相当する値であり、通常ではそれ以上に使用すると
感光体ドラム等が短時間で損傷するような状態である。
第２のしきい値Th2 は第１のしきい値Th1 程ではないが
ある程度トナーが減少していて可能であれば直ちに補充
が必要な状態である。

【００３５】次に、CPU １は自動トナーセーブモードが
設定されているか否かを調べる (ステップS12)。この自
動トナーセーブモードとは、ユーザが予め選択しておく
ことにより、トナー残量がある程度以下になった場合に
自動的にトナーを節約する機能である。自動トナーセー
ブ機能が設定(ON)されている場合には (ステップS12
で”YES ”）、CPU １は検知トナー残量Ｘが第１のしき
い値Th1 より小さいか否かを調べる (ステップS13)。検
知トナー残量Ｘが第１のしきい値Th1 より小さい場合
(ステップS13 で”YES ”) 、CPU １は主走査方向にお
いて画素の 1/3を間引き、副走査方向においてラインの
1/2を間引くこと、より具体的には間引回路901 と間引
回路801 とを動作状態にするようにゲート回路900 及び
800 を制御する。

【００３６】これにより、コーデック91により１ライン
単位で変換されたドット状の画データDATAの内の３画素
につき１画素が間引回路901 により間引きされてORゲー
ト905 に入力される。なお、前述のように、間引回路90
1 は３ラインを１単位としてそれぞれのラインにおける
間引き対象の画素を順次的に１画素ずつずらせる。

【００３７】一方、ゲート回路900 及び間引回路902 か
らの出力は”０”になる。従って、ORゲート905 では、
３入力への入力信号をOR演算して結果的にはコーデック
91から出力された画データDATAの内の３画素につき１画
素が間引かれたデータを ANDゲート93へ出力する。

【００３８】同時に、セレクタ810 は間引回路801 のみ
を動作状態にして水平同期信号HSYNC の２周期につき１
周期の期間のみ信号”１”を出力させる。なお、ゲート
回路800,間引回路802 からの出力は”０”になる。従っ
て、ORゲート805 からも同様に水平同期信号HSYNC の２
周期につき１周期の期間のみ信号”１”が出力される。

【００３９】以上により、 ANDゲート93からはORゲート
905 の出力、即ちコーデック91から出力された画データ
DATAの各ラインの内の３画素につき１画素が間引かれる
と共に、ORゲート905 から出力される２ラインの内の１
ラインのデータのみが LEDプリントヘッド90に与えられ
て印字処理される (ステップS17)。

【００４０】検知トナー残量Ｘが第１のしきい値Th1 よ
り小さくない場合 (ステップS13 で”NO”) 、CPU １は
次に検知トナー残量Ｘが第２のしきい値Th2 より小さい
か否かを調べる (ステップS15)。検知トナー残量Ｘが第
２のしきい値Th2 より小さい場合 (ステップS15 で”YE
S ”) 、CPU １は主走査方向において画素の 1/4を間引
き、副走査方向においてラインの 1/4を間引くこと、よ
り具体的には間引回路902 と間引回路802 とを動作状態
にするようにゲート回路900 及び800 を制御する。

【００４１】これにより、コーデック91により１ライン
単位で変換されたドット状の画データDATAの内の４画素
につき１画素が間引回路901 により間引きされてORゲー
ト905 に入力される。なお、前述のように、間引回路90
1 は４ラインを１単位としてそれぞれのラインにおける
間引き対象の画素を順次的に１画素ずつずらせる。

【００４２】一方、ゲート回路900 及び間引回路901 か
らの出力は”０”になる。従って、ORゲート905 では、
３入力への入力信号をOR演算して結果的にはコーデック
91から出力された画データDATAの内の４画素につき１画
素が間引かれたデータを ANDゲート93へ出力する。

【００４３】同時に、セレクタ810 は間引回路801 のみ
を動作状態にして水平同期信号HSYNC の４周期につき３
周期の期間において信号”１”を出力させる。なお、ゲ
ート回路800,間引回路802 からの出力は”０”になる。
従って、ORゲート805 からも同様に水平同期信号HSYNC
の４周期につき３周期の期間において信号”１”が出力
される。

【００４４】以上により、 ANDゲート93からはORゲート
905 の出力、即ちコーデック91から出力された画データ
DATAの各ラインの内の４画素につき１画素が間引かれる
と共に、ORゲート905 から出力される４ラインの内の３
ラインのデータが LEDプリントヘッド90に与えられて印
字処理される (ステップS17)。

【００４５】一方、自動トナーセーブ機能が設定(ON)さ
れていない場合 (ステップS12 で”NO”) 、CPU １は検
知トナー残量Ｘが第１のしきい値Th1 より小さいか否か
を調べる (ステップS18)。検知トナー残量Ｘが第１のし
きい値Th1 より小さい場合 (ステップS18 で”YES ”)
、CPU １は表示部11に「トナー無し」を示す表示を行
ない (ステップS19)、印字処理は行なわずに処理を終了
する。

【００４６】しかし、ステップS18 において検知トナー
残量Ｘが第１のしきい値Th1 より小さくない場合 (ステ
ップS18 で”NO”) 、CPU １は通常の状態で印字処理を
行なう (ステップS17)。

【００４７】この場合、CPU １はゲート回路900 及びゲ
ート回路800 が動作状態になるように両セレクタ910, 8
10を制御する。これにより、画像メモリ７に記憶されて
いるファクシミリ符号データがコーデック91により１ラ
イン単位でドット状の画データDATAに変換されてゲート
回路900 からそのままORゲート905 に入力される。なお
この際、間引回路901, 902, 903 からの出力は”０”に
なる。従ってこの場合には、ORゲート905 は、４入力へ
の入力信号をOR演算して結果的にはコーデック91から出
力された画データDATAがそのまま ANDゲート93へ出力さ
れて印字処理される。

【００４８】一方、セレクタ810 はゲート回路800 のみ
を動作状態にして水平同期信号HSYNC の各周期の期間に
おいて信号”１”を出力させる。なお、間引回路801, 8
02からの出力は”０”になる。従って、ORゲート902 で
は、４入力への入力信号をOR演算して結果的には水平同
期信号HSYNC の各周期の期間において信号”１”を出力
する。

【００４９】以上により、 ANDゲート93はコーデック91
から出力された画データDATAをそのまま ANDゲート93へ
出力するので、全く間引きされない画データDATAが LED
プリントヘッド90に与えられる。

【００５０】なお、上述の実施の形態においてはファク
シミリ装置に本発明の画像形成装置を適用した場合につ
いて説明したが、一般的な複写装置等にも本発明は適用
可能である。また上記実施の形態においては LEDプリン
トヘッドを使用しているが、通常のレーザービームを使
用する方式であってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上に詳述した用に本発明に係る画像形
成装置によれば、トナー残量がある程度以下に減少した
場合には、間引手段により主走査方向及び／又は副走査
方向の画素が強制的に白画素に変換されて自動的にトナ
ーが節約されるので、ユーザはトナー残量の心配をする
必要がなくなる。

【００５２】また本発明の画像形成装置によれば、トナ
ー残量がある程度以下に減少した場合には、トナー残量
に応じた割合で間引手段により主走査方向及び／又は副
走査方向の画素が強制的に白画素に変換されて自動的に
トナーが節約されるので、ユーザにはトナーが少なくな
ればなる程、容易に認識可能になる。

【００５３】更に本発明の画像形成装置によれば、トナ
ー残量がある程度以下に減少した場合には、トナー残量
が少なければ少ないほど間引手段により主走査方向及び
／又は副走査方向の画素がより多く強制的に白画素に変
換されて自動的にトナーが節約されるので、ユーザには
トナーが少なくなればなる程、容易に認識可能になる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子写真方式の画像形成装置のを
ファクシミリ装置の記録部として利用した場合のファク
シミリ装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】トナーセンサの具体的な構成例を示す模式図で
ある。

【図３】本発明の画像形成装置による印字動作時の制御
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ CPU 、９ 記録部、70 トナーセンサ、90 LEDプ
リントヘッド、900 ゲート回路、901, 902 間引回路、
801, 802 間引回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向の画素密度が一定で副走査方
   向の画素密度が複数設定可能なトナー現像方式の画像形
   成装置において、トナー残量を検出する検出手段と、該
   検出手段によるトナー残量の検出結果が所定値以下の場
   合に主走査方向及び／又は副走査方向の画素を強制的に
   白画素に変換する間引手段を備えたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記間引手段は、前記検出手段によるト
   ナー残量の検出結果が所定値以下の場合に、検出結果に
   応じた割合で主走査方向及び／又は副走査方向の画素を
   強制的に白画素に変換すべくなしてあることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記間引手段は、前記検出手段によるト
   ナー残量の検出結果が相対的に少ない場合に相対的に高
   い割合で、トナー残量の検出結果が相対的に多い場合に
   相対的に低い割合でそれぞれ主走査方向及び／又は副走
   査方向の画素を強制的に白画素に変換すべくなしてある
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。