JP2004170955A - 画像形成装置及びカートリッジ、画像形成システム、カートリッジ用メモリ媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した画像を形成可能とする画像形成装置及びカートリッジ、画像形成システム、カートリッジ用メモリ媒体を提供する。
【解決手段】 カートリッジが装着可能であり、複数の画像形成速度で画像形成可能な画像形成装置であって、前記カートリッジは、前記画像形成速度に対応したプロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有するメモリ媒体を有し、装置本体には前記画像形成条件を設定する制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報に基づいて、前記画像形成速度に応じた画像形成条件を設定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、レーザービームプリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置と、その画像形成装置に装着するプロセスカートリッジ、更には、プロセスカートリッジを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成システム、プロセスカートリッジに搭載されたプロセスカートリッジ用メモリ媒体に関するものである。

複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、画像情報に対応した光を電子写真用の感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像手段で記録材料である現像剤（トナー）を供給して顕像化し、更に感光体から記録紙等の記録媒体へと画像を転写することで記録紙上に画像を形成している。

このような画像形成装置において、感光体、トナーなどの消耗品の交換メンテナンスの簡便性を図る目的で、トナー収納部や現像手段、感光体、帯電手段、廃トナー容器を含むクリーニング手段などを、プロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置に対し着脱可能に構成されているものも多い。また、カラー画像形成装置のように、複数色の現像手段を持ち各現像手段の消耗具合が違う場合や、感光体ドラムの消耗具合と現像手段の消耗具合が違う場合などで、各色現像カートリッジ、クリーニング手段と、感光体ドラムとを一体化した感光体カートリッジなど個別にプロセスカートリッジ化されているものもある。

ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真用の感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真方式の画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、あるいは、少なくとも現像手段と電子写真用の感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真方式の画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。

また、これらカートリッジに記憶手段（メモリ）を搭載しカートリッジ情報を管理するものもある。メモリ内にカートリッジ使用量を記憶して種々のプロセス条件を変更するものもある（例えば、特許文献１参照。）。例えば、帯電電流値を切り換えたり、露光量を調節する。これらは、カートリッジが異なっているにも拘らず、使用された量が同じであれば、同一の制御がなされる。

また、カートリッジごとの特性に応じて、メモリ媒体に記憶された情報を基に帯電電圧値と現像電圧値の切り換えを行い、個体差を吸収して耐久を通じて画像を安定させているものもある（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
米国特許第５２７２５０３号明細書 特開２００１−１１７４２５号公報 特開２００１−１１７４６８号公報

しかしながら、プロセススピードやスループットなどの複数の動作条件が備わった画像形成システムの場合、プロセスカートリッジの使用量が同じであっても、使用量の画像に対する影響がプロセススピードやスループットなどによって異なることから、複数の動作条件で全く同じ品質で画像を出力することはできなかった。

本発明の目的は、上記課題を解決するためのものであり、
安定した画像を形成可能とする画像形成装置及びカートリッジ、画像形成システム、カートリッジ用メモリ媒体を提供することである。

また、本発明の他の目的は、
複数の画像形成速度を有する画像形成装置において、画像形成速度の違いによって生じる画像のばらつきを補正して安定した画像を形成可能とする画像形成装置及びカートリッジ、画像形成システム、カートリッジ用メモリ媒体を提供することである。

また、本発明の他の目的は、メモリ内にカートリッジが使用されることに伴って累積される使用量情報と、使用量と比較される閾値情報と、使用量が閾値に達したときに設定されるべきプロセス条件に係わる情報を、装置の動作条件に対応して複数記憶することで、使用量の異なったカートリッジが動作条件の違いによって生じる画像のばらつきを補正し、安定した画像を提供することのできるプロセスカートリッジ用メモリ媒体、プロセスカートリッジ、プロセスカートリッジが着脱自在とされる画像形成装置及び画像形成システムを提供することである。

本発明の画像形成装置は、
カートリッジが装着可能であり、複数の画像形成速度で画像形成可能な画像形成装置であって、前記カートリッジは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有するメモリ媒体を有し、
画像形成装置本体は、前記画像形成条件を設定する制御ユニットを有し、
前記制御ユニットは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報に基づいて、前記画像形成速度に応じた画像形成条件を設定することを特徴とする。

また、本発明のカートリッジは、
複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置本体に着脱可能であって、画像形成を行うためのプロセス要素の一部と、メモリ媒体が備えられたカートリッジにおいて、
前記メモリ媒体は、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有することを特徴とする。

また、本発明のメモリ媒体は、
複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置本体に着脱可能であって、画像形成を行うためのプロセス要素の一部を有するカートリッジに搭載されるメモリ媒体において、
前記メモリ媒体は、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成システムは、
装置本体とカートリッジを有し、複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置の画像形成システムにおいて、
前記画像形成装置は、画像形成を行うためのプロセス要素の一部を有し、
前記システムは、前記カートリッジに搭載されるメモリ媒体を有し、
前記メモリ媒体は、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有し、
更に、前記画像形成条件を設定する制御ユニットを有し、
前記制御ユニットは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報に基づいて、前記画像形成速度に応じた画像形成条件を設定することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成の動作条件の違いによって生じる画像のばらつきを補正でき、安定した画像を提供することが可能となる。

以下、本発明に係るプロセスカートリッジ、プロセスカートリッジが着脱自在とされる画像形成装置及び画像形成システム、更には、プロセスカートリッジ用メモリ媒体を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
先ず、図２を参照して、本発明に従って構成されるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真方式の画像形成装置の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置は、ホストコンピューターからの画像情報を受け取り、画像出力するレーザービームプリンタであり、このレーザービームプリンタは、ドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム、現像剤などの消耗品をプロセスカートリッジとして本体から着脱し交換可能にした画像形成装置である。先ず、図２を参照して本実施例の電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを説明する。

本実施例にて、プロセスカートリッジＣは、画像形成を行うためのプロセス要素としての、ドラム形状の感光体、即ち、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を均一に帯電するための接触帯電ローラ２と、感光体ドラム１に対向配置された現像手段を構成する現像スリーブ４及び現像スリーブ４を回転自在に担持した現像剤Ｔを収容した現像剤収納容器６と、クリーニング手段を構成するクリーニングブレード９及びクリーニングブレード９により感光体ドラム１から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器１０と、が一体的に構成されている。このプロセスカートリッジＣは、ユーザーによって画像形成装置本体１００に設けた装着手段１０１に対して取り外し可能に装着される。

現像手段における現像スリーブ５は、直径２０ｍｍの非磁性アルミニウム製スリーブで、表面に導電性粒子を含有する樹脂層でコートしたスリーブである。現像スリーブ４内には図示していないが４極のマグネットロールが配置されている。現像剤収納容器６には、現像ブレード、即ち、現像剤規制部材５が取り付けられている。本実施例で現像剤規制部材５は、ＪＩＳ硬度６５゜程度のウレタンゴムにて作製し、現像スリーブ４に対して当接力が２５〜３５ｇｆ／ｃｍ（現像スリーブ４の長手方向についての１ｃｍ当たりの当接荷重）となるように当接されている。

本実施例で、現像剤収納容器６内に収容された現像剤Ｔは、負帯電性磁性一成分トナー（以降単に「トナー」という。）が用いられる。なお、本実施例で用いられたトナーはポリエステル樹脂が主成分の結着樹脂と、磁性酸化鉄からなっている。また、磁性酸化鉄はそれを基準として、０．１〜２．０質量％のＳｉと、０．１０乃至４．００質量％のＺｎを有している。このトナーの製造方法としては、原料を混合し、溶融して冷却固化後に、機械式粉砕機にて、温度を調整しつつ、粉体原料の粉砕処理及び表面処理を行う方法を用いた。さらに、粉砕後に重量平均径５．０μｍの分級を行って、疎水性シリカ微分体を１．３質量部とチタン酸ストロンチウム１．０質量部を外添混合して調整する。そして、重量平均粒径が５．０〜７．０μｍの範囲（主に６μｍ程度）のものが用いられる。

現像スリーブ４に印加される現像バイアスは、例えば感光体ドラム１と現像スリーブ４間のギャップが３００μｍ程度であった場合、直流電圧：−５５０〜−４００Ｖ、交流電圧：矩形波Ｖｐｐ１６００Ｖ、周波数２６００Ｈｚを印加する。

現像剤収納容器、即ち、トナー容器６内にはトナー撹拌手段７ａ、７ｂがあり、それぞれ３秒に２回、３秒１回の割合で回転し、トナー容器６内のトナーＴをほぐしながら、現像領域にトナーを送り込んでいる。

帯電ローラ２は、芯金の表面に導電弾性体を形成したもので、芯金の両端部を回転自在に保持され、所定の押圧力にて感光体ドラム１の外周面に圧接され、感光体ドラム１の回転に従動回転する。

帯電ローラ２には画像形成装置本体１００内に設けられた高圧電源から芯金を介して、帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを有するＡＣ成分ＶａｃとＤＣ成分Ｖｄｃとの重畳電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）が帯電ローラ２に印加されて、回転駆動されている感光体ドラム１の外周面がＡＣ印加方式で均一に接触帯電処理される。

帯電ローラ２に印加される帯電バイアスは、直流電圧：−７２０〜−５２０Ｖ、交流電圧：正弦波、周波数＝２５００Ｈｚ、実効電流値＝１９００μＡを印加する。また、直流電圧の印加は定電圧制御で行い、交流電圧の印加は定電流値制御で行っている。感光体ドラム１の帯電電位はＶｄ＝−７００〜−５００Ｖに帯電され、レーザ露光部の電位をＶＬ＝−２００〜−１００Ｖとし、これによりレーザ露光部（ＶＬ部）を反転現像する。

潜像担持体たる円筒状の感光体ドラム１は、装置本体１００に担持された軸を中心として矢印に回転する。本実施例は感光体ドラムの表面移動速度であるプロセススピードを２段階有し、Ｖａ＝２７０ｍｍ／ｓｅｃまたはＶｂ＝１３５ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動を行っている。

感光体ドラム１は帯電ローラ２にその表面を一様に帯電された後、露光装置３により潜像を形成される。感光体ドラム１上に形成された潜像は、現像装置を構成する現像スリーブ４によりトナーＴを供給して可視化される。感光体ドラム１と現像スリーブ５の間には、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアス供給電源（図示せず）が接続されており、適正な現像バイアスを与えるようになっている。

上述のようにしてトナーＴにより可視化された感光体ドラム１上のトナー像は転写ローラ８により記録紙のような記録媒体２０に転写される。記録媒体２０は給紙ローラ２１で給紙され、レジストローラ２２により感光体ドラム１上の像と同期がとられて転写ローラ８に送られる。そして、記録媒体２０に転写されたトナーＴによる可視像は、転写材２０とともに定着装置１１に搬送され熱若しくは圧力により定着され記録画像となる。一方、転写後に転写されず感光体ドラム１上に残ったトナーＴはクリーニングブレード９により除かれ、廃トナー容器１０に収容される。その後、感光体ドラム表面は再び帯電ローラ２によって帯電され上述の工程を繰り返す。

次に、上記プロセスカートリッジに装着されるプロセスカートリッジ用メモリ媒体、即ち、メモリについて説明する。

本実施例の場合、カートリッジＣは、廃トナー容器１０の側面部に、メモリ３０と、本体に備えられた読み込み手段３６と書き出し手段３７に適正な位置で接触して、メモリ３０の情報をＣＰＵである制御手段４０に伝達する伝達手段３５を有している。カートリッジＣを画像形成装置本体１００に装着した場合は、伝達手段３５と画像形成装置本体側の読み込み手段３６と書き出し手段３７が互いに対向して配置されている。本発明に使用されるメモリ３０としては、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限無く使用することができる。

これらの読み込み手段３６と書き出し手段３７と伝達手段３５によってメモリ３０内の情報の読み出し及び書き込みを行うための制御伝達部３８が構成される。メモリ３０の容量については、後述するカートリッジＣの使用量情報や設定されるべきプロセス条件を特定する情報などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつものとする。

また、本発明によれば、メモリ３０には、カートリッジＣが使用された量が書き込まれて記憶される。メモリ３０内容の中のカートリッジ使用量は、画像形成装置によって判断できるなら特に制限はない。例えば、各ユニットの回転時間、バイアス印加時間、トナー残量、印字枚数、感光体ドラム１に作像する画像ドット数、感光体ドラム１を露光する際のレーザ発光時間の積算値及び感光体ドラム１の感光層の膜厚、それぞれの使用量の重み付けを行って組み合わせた値などが挙げられる。

また、カートリッジＣの使用量と比較される閾値情報と、使用量が閾値に達したときに設定されるべきプロセス条件を特定する情報は工場出荷時等であらかじめメモリ内に記憶されるべき情報である。閾値情報はプロセス条件を切り替える、タイミングに関する情報であり、例えば、各ユニットの回転時間、バイアス印加時間、トナー残量、印字枚数、感光体ドラム１に作像する画像ドット数、感光体ドラム１を露光する際のレーザ発光時間の積算値及び感光体ドラム１の感光層の膜厚、それぞれの使用量の重み付けを行って組み合わせた値など、あらかじめ設定された値がプロセス条件を切り換えるタイミングとして使用できる。

さらに、プロセス条件を特定する情報は制御手段に伝達されて、制御手段は情報に対応する信号を各プロセスユニットに発信しプロセス条件を設定する。具体的にプロセス条件とは、帯電の直流電圧、交流電圧値、現像の直流電圧値、露光手段の露光量などが挙げられる。

また、使用量と比較される閾値と、プロセス条件を特定する情報は個々のカートリッジの特性に応じた値であり、カートリッジの容量や感光ドラム、トナー、帯電ローラの種類やロット等によって決められる。

さらに、プロセス条件を特定する情報は、画像形成装置の動作条件に対応して複数の記憶領域に記憶されている。動作条件とは具体的にはスループットやプロセススピードである。

ここで、スループットとは単位時間当りの画像形成可能な枚数のことであり、プロセススピードとは感光ドラムの回転速度のことを示している。

以下に説明する本実施例では、プロセススピードＶａとＶｂのそれぞれに対応して、プロセス条件を特定するデータをメモリ内に記憶している。

次に、本実施例における画像形成プロセス条件について説明する。

本実施例の画像形成装置は、複数のプロセス速度Ｖａ、Ｖｂを有している。プロセス速度Ｖａ、ＶｂはＶａ＞Ｖｂ（Ｖａ＝２×Ｖｂ）の関係になっており、速度の切り換えは画像形成装置に設けられた不図示のオペレーションパネルからユーザーが設定することができるようになっている。この他、画像形成装置に接続されるホストコンピューターなどからコマンドを送信することによっても切り換えることができるようにしても良い。

従来からプロセススピードが異なると、画像が変化することが知られている。特にカートリッジの使用量に対するライン幅の推移がプロセススピードによって異なってくる。図３に、プロセススピードＶａ、Ｖｂでの６００ＤＰＩにおける４ドット６スペースのライン幅の推移を示す。このグラフによってプロセススピードが高いとライン幅が細くなることが分かる。この一因として推定されるのは、プロセススピードが高いとドラム上の潜像部が現像ニップ（感光ドラムと現像スリーブの近接領域）を通過する時間が短く、スリーブ上のトナーが飛翔する量が少なくなることである。また、プロセススピードが高いと現像ブレードとスリーブの接触部分を通過する時間が短く、トナーが帯電しにくいことも一因であると考えられる。

そこで、本実施例では、
（１）メモリ内に記憶された感光体ドラムの使用量Ａを読み出す。
（２）カートリッジの使用量とメモリに記憶された使用量の閾値を比較する。
（３）各々のプロセススピードに対応した、帯電直流バイアス及び現像直流バイアスの各々の設定値を特定するデータを選択する。
（４）帯電交流バイアス印加時間と感光体回転時間とを計測する。
（５）帯電直流バイアス電源及び現像直流バイアス電源に制御信号を発信する。
（６）動作した時間内の感光体使用量を求めるために、帯電交流バイアス印加時間に、演算係数で重み付けした感光体回転時間を加える。
（７）さらに、プロセススピードの効果を付加するために、各プロセススピード固有の演算係数によって、重み付けした感光体ドラム使用量ΔＡを算出する。
（８）感光体ドラムの使用量Ａに動作中の使用量ΔＡを加えた値をドラム使用量Ａとしてメモリに書き込む。

この一連の動作で、メモリに記憶されている閾値に到達したとき帯電直流バイアス及び現像直流バイアスが切り換えることができ、プロセススピードによらず、安定したライン幅推移が得られ、さらには画像のばらつきを抑えることができる。

次に、図４及び図１を用いて、本実施例におけるメモリ制御構成を説明する。

図４に示すように、カートリッジＣ側には、メモリ３０が本体側の読み込み手段３６と書き出し手段３７と対向して配置されている。また、ＣＰＵである制御手段４０は、制御部４１、演算部４２、感光体回転時間検出部４３及び帯電バイアス印加時間検出部４４などを有する。

なお、読み込み手段３６と書き込み手段３７を別々に設ける構成で説明したが、読み込み及び書き込みを行う機能を持つ読み込み／書き込み手段を１つ設ける構成にしても良い。

制御手段４０には、帯電直流バイアス電源５０、現像直流バイアス電源６０、感光体回転駆動手段７０、紙サイズ検知手段８０が接続されている。

帯電バイアス電源５０は、直流制御部５１と高圧印加部５２とから構成され、現像バイアス電源６０は、直流制御部６１と高圧印加部６２とから構成されている。それぞれ、制御手段からの制御信号に応じて、直流制御部を制御することによって、帯電ローラ２、現像ローラ４に出力するバイアスを制御する。

また、感光体駆動手段７０は、速度制御部７１と駆動部７２とから構成されており、駆動部７２は例えばモータ（不図示）であり、速度制御部７１は例えばモータ駆動回路（不図示）である。感光体駆動手段７０は、プロセス速度などの動作条件を変更するために、制御手段４０からの制御信号を受けて、感光体の駆動速度を変更制御する。

紙サイズ検知手段８０は、例えば、画像形成装置に用いられる紙サイズを検知するセンサ（不図示）であり、給紙される紙のサイズを検知して検知信号を制御手段に伝達する。制御手段４０は、紙サイズ検知手段８０からのサイズ検知信号に応じて画像形成動作を制御している。

図１にメモリ３０内の情報を示す。メモリ３０内には様々な情報が格納されているが、本実施例では少なくとも、感光体ドラム使用量情報：Ａ、ドラム使用量を算出するための演算係数情報：ｋａ、ｋｂ（感光体回転時間に対する重み付け）、φａ、φｂ（各プロセススピード対する重み付け）、使用量の閾値情報：Ｂｊ、Ｂｋ、帯電直流バイアスの設定値を特定するデータ：Ｃａｉ、Ｃａｊ、Ｃａｋ（プロセススピードＶａ）、Ｃｂｉ、Ｃｂｊ、Ｃｂ（プロセススピードＶｂ）、現像直流バイアスの設定値を特定するデータ： Ｄａｉ、Ｄａｊ、Ｄａｋ（プロセススピードＶａ）、Ｄｂｉ、Ｄｂｊ、Ｄｂｋ（プロセススピードＶｂ）をメモリ内に記憶する。また、記憶情報の中で演算係数、使用量の閾値情報、プロセス条件を特定するデータ（帯電直流バイアス、現像直流バイアス）は、カートリッジの特性に応じた値であり、かつ、プロセス速度毎に異なる値であり、カートリッジ製造時に書き込まれる。

本実施例の使用量の閾値情報とプロセス条件を特定するデータを表１に示す。

さらに、これらメモリ情報は本体制御手段４０内の演算部４２と常に送受信可能な状態になっており、これら情報を元に演算され、制御部４１によってデータの照合が行われている。

また、帯電交流バイアス印加時間データと感光体回転時間データとはプリント中に装置本体が計測し、ドラム使用量データの演算は感光体ドラム１の駆動が停止した際に行われて、メモリに更新される。

さらに、本実施例では感光体ドラム使用量Ａは下記の式であらわされる。
感光体ドラム使用量Ａ＝φａ×（ｔａ１＋ｋａ×ｔａ２）＋φｂ×（ｔｂ１＋ｋｂ×ｔｂ２）
ここで、プロセススピードＶａにおける、帯電交流バイアス印加時間をｔａ１、感光体回転時間をｔａ２とし、プロセススピードＶｂにおける帯電交流バイアス印加時間をｔｂ１、感光体回転時間をｔｂ２とする。

ここで、ｋａ、ｋｂ、φａ、φｂに関しては表２の値を用いたが、以下にその理由を説明する。

本発明者がシーケンス中の本実施例の画像形成装置における感光ドラムの使用量、特に感光ドラムの削れ量について、駆動時間と電圧印加時間の寄与を検討した結果、プロセススピードＶａにおいては、感光体ドラムの回転時間に対する削れ量を１としたとき、帯電交流バイアス印加されている場合は２〜３倍程度であることが分かった。

帯電の交流電圧が印加されている場合は、印加電圧として正負の電圧を交互にし、放電・逆放電を繰り返すために、感光体の表面の劣化が大きく、劣化した感光体表面がクリーニングブレードなどの当接部材との摩擦により削りとられてしまう。

また、プロセススピードをＶｂにした場合、感光体ドラムの回転時間に対する削れ量を１としたとき、帯電交流バイアス印加されている場合は、４．０〜６．０倍程度であることが分かった。また、プロセススピードをＶｂ（Ｖａの半分の速度）にした場合は、時間当たりの感光体表面の移動距離が半分になるので、クリーニングブレードなどに摺擦する回数が少なくなり、各削れ量はほぼ半分になる。

尚、この結果は、感光体としてアリレートとポリカーボネイドを混合した樹脂をメインバインダーとした表層を持つＯＰＣ感光体を用い、感光体クリーニングとしてブレードクリーニングを用いた系にて検討することにより得た。

図５に、コントラスト電位とライン幅の関係を示す。ここで、コントラスト電位とは現像バイアス直流成分の電位とドラムＶＬ電位との電位差の絶対値を表す。

図５から分かるように両者はよい相関性を示しており、現像直流バイアス１０Ｖ当たりのライン幅変化量は、２〜５（μｍ／１０Ｖ）である。従って、カートリッジＣの使用状態で変動するライン幅を補正するためにはコントラスト電位を制御すればよいことが分かる。本実施例ではコントラスト電位を変更する手段として、現像直流バイアス及び帯電直流バイアスを変更する方法を選んだ。

さらに、図６−１、図６−２、図６−３のフローチャートを用いて本実施例の画像形成装置の動作を説明する。本実施例は、記録紙のサイズに応じて画像形成装置のプロセス速度を切り換える機能を有している。例えば、サイズの小さい紙が定着器装置を通過するときに、定着ニップの非通紙領域が過度に昇温することを防止するために、サイズの小さい紙の場合はプロセススピードがＶｂ（Ｖａの半分の速度）になるような画像形成装置である。

また、上記フローチャートに示されるプロセス条件を特定するデータと設定されるプロセス条件を表３に示す。

プリント信号が入力されてから１枚プリントアウトするまでの動作を説明する。

Ｓ１０１：プリント信号が入力される。

Ｓ１０２：制御部４０が、給紙カセットの転写材２０の幅（定着ローラ長手方向の長さ）が“Ａ４サイズ以上”かどうか確認する。

（１−１）Ｃａｓｅ １：Ｓ１０２で“Ａ４サイズ以上”＝“ＹＥＳ”の場合
Ｓ１０３：制御部４０は、プロセススピードを“Ｖａ”に設定する。

Ｓ１０４：帯電バイアス印加時間検出部４３及び感光体回転時間検出部４４がそれぞれ、帯電交流バイアス印加時間及び感光体回転時間のカウントを開始する。

Ｓ１０５：制御部４０が、メモリ内のドラム使用量Ａ情報を受け取る。

Ｓ１０６：制御部４０がＡ＜Ｂｊであるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断されたときは、Ｓ１１０に進む。ここでＢｊは感光体ドラムの使用量の閾値情報である（図３参照）。

Ｓ１０７：制御部４０が“帯電直流バイアスデータ Ｃａｉ”、“現像直流バイアスデータ Ｄａｉ”を受け取る。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１に送る。

Ｓ１０８：現像直流バイアスを、−５１３Ｖに設定する。

Ｓ１０９：帯電直流バイアスを、−６８３Ｖに設定する。

（１−２）Ｃａｓｅ ２：Ｓ１０６で“Ａ＜Ｂｊ”＝“Ｎｏ”の場合。

Ｓ１１０：制御部４０がＡ＜Ｂｋであるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断されたときは、Ｓ１１４に進む。ここでＢｋは感光体ドラムの使用量の閾値情報である（図３参照）。

Ｓ１１１：制御部４０が“帯電直流バイアスデータ Ｃａｊ”、“現像直流バイアスデータ Ｄａｊ”を受け取る。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１に送る。

Ｓ１１２：現像直流バイアスを、−４９５Ｖに設定する。

Ｓ１１３：帯電直流バイアスを、−６６５Ｖに設定する。

（１−３）Ｃａｓｅ ３：Ｓ１１０で“Ａ＜Ｂｋ”＝“Ｎｏ”の場合、
Ｓ１１４：制御部４０が“帯電直流バイアスデータ Ｃａｋ”、“現像直流バイアスデータ Ｄａｋ”と判断する。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１に送る。

Ｓ１１５：現像直流バイアスを、−４２５Ｖに設定する。

Ｓ１１６：帯電直流バイアスを、−５９５Ｖに設定する。

（１−４）Ｃａｓｅ ４：Ｓ１０２で“Ａ４サイズ以上”＝“Ｎｏ”の場合、
Ｓ１１７：制御部４０は、プロセススピードを“Ｖｂ”に設定する。

Ｓ１１８：プロセススピード感光体回転時間検出部４３及び帯電バイアス印加時間検出部４４がそれぞれ、感光体回転時間及び帯電交流バイアス印加時間のカウントを開始する。

Ｓ１１９：制御部４０が、メモリ内のドラム使用量Ａを受け取る。

Ｓ１２０：制御部４０がＡ＜Ｂｊであるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断されたときは、Ｓ１２４に進む。ここでＢｊは感光体ドラムの使用量の閾値情報である（図３参照）。

Ｓ１２１：制御部４０が“帯電直流バイアスデータ Ｃｂｉ”、“現像直流バイアスデータ Ｄｂｉ”を受け取る。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１６に送る。

Ｓ１２２：現像直流バイアスを、−４５３Ｖに設定する。

Ｓ１２３：帯電直流バイアスを、−６２３Ｖに設定する。

（１−５）Ｃａｓｅ ５：Ｓ１２０で“Ａ＜Ｂｊ”＝“Ｎｏ”の場合、
Ｓ１２４：制御部４０がＡ＜Ｂｋであるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断されたときは、Ｓ１２８に進む。ここでＢｋは感光体ドラムの使用量の閾値情報である（図３参照）。

Ｓ１２５：制御部４０が“帯電直流バイアスデータＣｂｊ”、“現像直流バイアスデータ Ｄｂｊ”を受け取る。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１に送る。

Ｓ１２６：現像直流バイアスを、−４３４Ｖに設定する。

Ｓ１２７：帯電直流バイアスを、−６０４Ｖに設定する。

（１−６）Ｃａｓｅ ６：Ｓ１２４で“Ａ＜Ｂｋ”＝“Ｎｏ”の場合、
Ｓ１２８：制御部４０が“帯電直流バイアスデータ Ｃｂｋ”、“現像直流バイアスデータ Ｄｂｋ”を受け取る。変更するための信号を現像バイアス印加電源直流制御部６１及び帯電バイアス印加電源直流制御部５１に送る。

Ｓ１２９：現像直流バイアスを、−４１５Ｖに設定する。

Ｓ１３０：帯電直流バイアスを、−５８５Ｖに設定する。

Ｓ１３１：画像形成動作スタート。

Ｓ１３２：画像形成動作終了。

Ｓ１３３：制御部４０が、動作した時間内の感光体使用量を求めるために、帯電交流バイアス印加時間に、演算係数（ｋａ、ｋｂ）で重み付けした感光体回転時間を加え、プロセススピードの効果を付加するために、各プロセススピード固有の演算係数（φａ、φｂ）によって、重み付けした感光体ドラム使用量ΔＡを算出する。書き込み手段がドラムの使用量としてＡ＋ΔＡをメモリに書き込む。
これによって、制御動作が終了する（ＥＮＤ）。

上記のような制御を行った結果により得られたライン幅の推移を図１２の一点鎖線として示す。

これより、ライン幅が１８０〜２００μｍ程度の適正範囲で推移していることが分かり、画像安定性を確保できた。

以上説明したように、画像形成前に、ドラム使用量データが所定のドラム使用量の閾値に到達するタイミングで、帯電及び現像直流バイアスを各々のプロセススピードに応じて変更される。その後、特性値の値に応じて使用時に応じた適正バイアスに可変されることにより、安定したライン幅を得ることができる。

また、メモリに記憶される感光体ドラムの使用量は、各々のプロセススピード条件ごとの使用量を記憶するのではなく、各プロセススピード条件で重み付けして求めた値を用いているので、メモリ領域の節約になる。

本実施例では、ドラム使用量データの閾値を２つ設けたが、構成の特徴からさらに多数個設けて、それぞれのタイミングでプロセス条件を変更しても良い。

プロセス条件として帯電及び現像電圧を変更したが、場合によっては現像周波数や露光量を変更してもよく、また、使用量データとして、本実施例では演算式の結果を用いたが、印字枚数や感光体回転時間のみの値を使用してもよい。

実施例２
本実施例では、メモリ内の記憶情報であるプロセススピードごとに領域が確保された、プロセス条件を特定するデータを、帯電直流バイアスと現像直流バイアスで別個に設けるのでなく、組み合わせて１種類のデータとして記憶している。
図７に本実施例のメモリ領域について示す。Ｅａｉ、Ｅａｊ、Ｅａｋ、Ｅｂｉ、Ｅｂｊ、Ｅｂｋが組み合わせデータであり、このうち１つのデータを制御手段が受け取ると、制御手段は帯電直流バイアス印加電源制御部と現像直流バイアス印加電源制御部のそれぞれに対して、制御信号を発信する。

また、帯電直流バイアスと現像直流バイアスの値の組み合わせは、かぶり防止のためにバックコントラストをほぼ一定にしつつ、現像コントラストを変更する必要がある。

本実施例の組み合わせたデータと、帯電直流バイアス値と現像直流バイアス値のテーブルを表４に示す。

このようにして、実施例１の効果の他にメモリ内のプロセス条件を特定するデータ１つに対して、複数のプロセスユニットを制御できるので、メモリ領域の節約になる。

また、本実施例のプロセス条件を特定するデータは、ユーザーが濃度調整を行うために装置本体内に備わった濃度調整テーブルを利用しても良く、その場合はメモリに記憶されるのは濃度調整の設定値を特定するデータになる。

さらに、帯電直流バイアス、現像直流バイアスの組み合わせだけでなく、露光量などを組み合わせたデータでもよい。

以上説明したように、使用量の異なったカートリッジが動作条件の違いによって生じる画像のばらつきを補正でき、安定した画像を提供することができる。

本発明に係る実施例１のメモリ内部の記憶領域の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施例１のプロセスカートリッジ画像形成装置の断面図である。 本発明に係る実施例１のドラム使用量データとライン幅の関係を示す図である。 本発明に係る実施例１の本体制御部とメモリ情報を示すブロック図である。 本発明に係る実施例１の現像コントラストとライン幅の関係を示す図である。 本発明に係る実施例１の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例１の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例１の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例２のメモリ内部の記憶領域の構成を示すブロック図である。

符号の説明

Ｃ カートリッジ
Ｌ レーザービームプリンタ
１ 感光体ドラム
２ 接触帯電ローラ
３ レーザユニット
４ 現像スリーブ
５ 現像ブレード
６ トナー容器
７ａ、７ｂ 攪拌手段
８ 転写ローラ
９ クリーニングブレード
１０ 廃トナー容器
１１ 定着ユニット
２０ 記録媒体
２１ 給紙ローラ
２２ レジローラ
３０ メモリ
３１ 感光体ドラム使用量の記憶領域（第１の記憶領域）
３２ 閾値の記憶領域（第２の記憶領域）
３３ａ、３３ｂ、３３ｂ プロセス条件を特定するデータを記憶する領域（複数の記憶領域）
３４ａ、３４ｂ、３４ｂ 感光体ドラム使用量を算出するための演算係数（複数の記憶領域）
３５ 伝達手段
３６ 読み込み手段
３７ 書き出し手段
３８ 制御伝達部
４０ 制御手段
４１ 制御部
４２ 演算部
４３ 感光体回転駆動時間検出部
４４ 帯電交流バイアス印加時間検出部
４５ 現像バイアス印加電源直流制御部
４６ 帯電バイアス印加電源直流制御部

Claims (24)

1. カートリッジが装着可能であり、複数の画像形成速度で画像形成可能な画像形成装置であって、前記カートリッジは、前記画像形成速度に対応したプロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有するメモリ媒体を有し、
   画像形成装置本体は、前記画像形成条件を設定する制御ユニットを有し、
   前記制御ユニットは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報に基づいて、前記画像形成速度に応じた画像形成条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記プロセス要素は、少なくとも像担持体を含み、
   前記画像形成速度は前記像担持体の回転速度を含み、
   前記制御装置は、前記像担持体の回転速度に対応した画像形成条件を設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。
3. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量の閾値情報を記憶するための第３の記憶領域を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御ユニットは、前記カートリッジの使用量情報が前記閾値情報に到達した場合に、前記画像形成条件を切り換えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記プロセス要素は、像担持体、前記像担持体を帯電するための帯電部材、前記像担持体上の潜像を現像するための現像部材を含み、
   前記画像形成条件は、前記帯電部材または前記現像部材に印加するバイアスを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置本体に着脱可能であって、画像形成を行うためのプロセス要素の一部と、メモリ媒体が備えられたカートリッジにおいて、
   前記メモリ媒体は、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有することを特徴とするカートリッジ。
8. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項７に記載のカートリッジ。
9. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量情報の閾値情報を記憶する第３の記憶領域を有することを特徴とする請求項７または８に記載のカートリッジ。
10. 前記プロセス要素は、少なくとも像担持体を含み、
    前記画像形成条件は前記像担持体の回転速度を含むことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のカートリッジ。
11. 前記プロセス要素は、像担持体、前記像担持体を帯電するための帯電部材、前記像担持体上の潜像を現像するための現像部材を含み、
    前記画像形成条件は、前記帯電部材または前記現像部材に印加するバイアスを含むことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のカートリッジ。
12. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量を演算するための演算係数情報を記憶する第４の記憶領域を有することを特徴とする請求項９に記載のカートリッジ。
13. 複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置本体に着脱可能であって、画像形成を行うためのプロセス要素の一部を有するカートリッジに搭載されるメモリ媒体において、
    前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有することを特徴とするメモリ媒体。
14. 更に、前記カートリッジの使用量情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項１３に記載のメモリ媒体。
15. 更に、前記カートリッジの使用量情報の閾値情報を記憶する第３の記憶領域を有することを特徴とする請求項１４に記載のメモリ媒体。
16. 前記プロセス要素は、少なくとも像担持体を含み、
    前記画像形成速度は前記像担持体の回転速度を含むことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載のメモリ媒体。
17. 前記プロセス要素は、像担持体、前記像担持体を帯電するための帯電部材、前記像担持体上の潜像を現像するための現像部材を含み、
    前記画像形成条件は、前記帯電部材または前記現像部材に印加するバイアスを含むことを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載のメモリ媒体。
18. 更に、前記カートリッジの使用量を演算するための演算係数情報を記憶する第４の記憶領域を有することを特徴とする請求項１５に記載のメモリ媒体。
19. 装置本体とカートリッジを有し、複数の画像形成条件で画像形成可能な画像形成装置の画像形成システムにおいて、
    前記画像形成装置は、画像形成を行うためのプロセス要素の一部を有し、
    前記システムは、前記カートリッジに搭載されるメモリ媒体を有し、
    前記メモリ媒体は、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報を記憶するための第１の記憶領域を有し、
    更に、前記画像形成条件を設定する制御ユニットを有し、
    前記制御ユニットは、前記画像形成速度に対応した前記プロセス要素の画像形成条件に係わる情報に基づいて、前記画像形成速度に応じた画像形成条件を設定することを特徴とする画像形成システム。
20. 前記プロセス要素は、少なくとも像担持体を含み、
    前記画像形成速度は前記像担持体の速度を含み、
    前記制御装置は、前記像担持体の速度に対応した画像形成条件を設定することを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置システム。
21. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量情報を記憶する第２の記憶領域を有することを特徴とする請求項１９または２０に記載の画像形成システム。
22. 前記メモリ媒体は、更に、前記カートリッジの使用量の閾値情報を記憶するための第３の記憶領域を有することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成システム。
23. 前記制御ユニットは、前記カートリッジの使用量情報が前記閾値情報に到達した場合に、前記画像形成条件を切り換えることを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれかに記載の画像形成システム。
24. 前記プロセス要素は、像担持体、前記像担持体を帯電するための帯電部材、前記像担持体上の潜像を現像するための現像部材を含み、
    前記画像形成条件は、前記帯電部材または前記現像部材に印加するバイアスを含むことを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれかに記載の画像形成システム。

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