JP4541496B2

JP4541496B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4541496B2
Application number: JP2000132403A
Authority: JP
Inventors: 康裕中田; 貴康弓納持
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001312110A

Description

【０００１】
本発明は、一般には、電子写真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置に収容した現像剤により顕像化する画像形成装置に関し、特に記録手段を備えたプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで電子写真画像形成装置としては、たとえば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（たとえば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、および電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真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画像形成装置本体に対し着脱可能とするものであるか、または、少なくとも現像手段と電子写真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画像形成装置本体に対し着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、図２０に示すように、像担持体として、たとえば導電性基体上に光導電層を設けたドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム１０４を備え、この感光ドラム１０４の周囲に、帯電ローラ１０５、現像器（現像部）１０２および転写ローラ１０１を有し、少し離れたところにスキャナユニット１１５、給紙カセット１１６および定着器１１４等を有している。
【０００５】
感光ドラム１０４の表面を帯電ローラ１０５で所定の極性に一次帯電し、スキャナユニット１１５により像露光を行って、感光ドラム１０４の表面に静電潜像を形成し、その潜像を現像器１０２により現像してトナー像として可視化する。現像器１０２は、内に収容したトナー１１３を現像スリーブ１０６上に担持して感光ドラム１０４と対向した現像領域に搬送し、潜像の現像に供する。
【０００６】
感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、給紙カセット１１６から感光ドラム１０４に搬送された転写材の表面に、転写バイアスを印加した転写ローラ１０１により転写材の裏面からトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与することで転写する。トナー像が転写された転写材は定着器１１４に搬送され、加熱および加圧することによりトナー像が定着された後、画像形成装置の機外に排出される。
【０００７】
近年では、上記の画像形成装置のうちの感光ドラム１０４、帯電ローラ１０５および現像器１０２を一体化して、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ１２０に構成していることが主流である。
【０００８】
この種の画像形成装置の転写バイアス制御に関しては、先にＡＴＶＣ方式（Ａctive Ｔransfer Ｖoltage Ｃontrol）が提案されている（特開平２−２６４２７８号等）。この方式は、転写時に転写ローラ１０１に印加する転写バイアス（転写電圧）を最適化する手段で、画像形成装置の前回転工程中に転写ローラ１０１から感光ドラム１０４に所望の定電流バイアスを印加し、そのときのバイアス値から転写ローラの抵抗を検出し、転写時にその抵抗値に応じた定電圧バイアスを選択することにより、転写バイアスを最適化するものである。これによれば、転写不良ばかりでなく、紙跡の発生等も防止することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置では以下のような問題があった。
【００１０】
プロセスカートリッジ１２０の使用初期において、現像器１０２内のトナー１１３の帯電量が不均一で、転写材に転写されたときに、トナーが転写材に保持される力が弱いために、転写材上の画像にトナーの飛び散りを発生する。
【００１１】
またプロセスカートリッジ１２０の寿命の後半では、感光ドラム１０４表面の光導電層の膜厚が薄くなり、表面の電荷を保持する能力が低下するため、転写の有無により帯電性が異なるいわゆる転写メモリが現れやすくなる。
【００１２】
このようなことから、従来は、プロセスカートリッジの寿命の初めから終りまで、高品質な画像を安定して形成するわけにはいかなかった。
【００１３】
さらに、感光ドラム１０４や帯電ローラ１０５の製造時の製品ばらつきにより、帯電時に感光ドラム１０４の帯電電位（暗部電位Ｖｄ）がばらつき、ＡＴＶＣ制御の検知電圧がプロセスカートリッジによって異なるため、正確な制御が行えないという問題がある。
【００１４】
さらにまた、高湿地域では突き抜けなどの画像不良が発生しやすく、低湿環境では飛び散りなどの画像不良が発生しやすくなる問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、使用初期から寿命の終りまで、安定した高品質な画像を形成することが可能なプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、製造時のばらつきによらずに、正確なＡＴＶＣ制御を行い、高品質な画像を形成することが可能なプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、使用地域の環境を問わず、常に正確なＡＴＶＣ制御を行い、高品質な画像を形成することが可能なプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記電子写真感光体に形成されたトナー像を転写するための転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段と、を有する画像形成装置であって、少なくとも前記電子写真感光体と前記現像手段と前記帯電手段を有するプロセスカートリッジが前記装置本体に着脱可能であり、画像形成を開始する前に前記転写手段に所望の電流が流れるように前記転写電圧印加手段が印加する電圧を基本電圧とし、前記転写電圧印加手段がトナー像を転写する際に印加する電圧である転写電圧を前記基本電圧の値に基づいて決定する画像形成装置において、
前記装置本体は、前記転写電圧を、前記基本電圧の値と前記プロセスカートリッジの寿命に関する所定のパラメータに基づいて決定するものであり、前記プロセスカートリッジは前記所定のパラメータを記憶する記憶手段を有し、前記基本電圧が同じ場合でも、前記記憶手段が記憶する前記所定のパラメータの値が所定値よりも小さい場合に印加される前記転写電圧は、前記記憶手段が記憶する前記所定のパラメータの値が前記所定値よりも大きい場合に印加される前記転写電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
本発明によれば、前記所定のパラメータは、前記プロセスカートリッジが画像形成を行なった累積回数、前記帯電手段による前記電子写真感光体に対する帯電累積時間、もしくは、前記電子写真感光体の回転累積時間である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施例を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２６】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【００２７】
本画像形成装置は、像担持体として感光ドラム（ドラム状の電子写真感光体）４を備え、この感光ドラム４の周囲に、帯電ローラ５、現像器（現像部）２および転写ローラ１を有し、感光ドラム４の上方にスキャナユニット１５、下方に給紙カセット１６、さらに給紙カセット１６からの転写材の搬送方向上、感光ドラム４よりも下流に定着器１４を有している。
【００２８】
上記の感光ドラム４、帯電ローラ５および現像器２は一体化して、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ２０に構成されており、カートリッジ２０内の現像器２とは反対側の位置にはカートリッジメモリ３が設置されている。
【００２９】
感光ドラム４は、中空のアルミニウム製基体上に光導電性の有機感光体を塗布してなっている。帯電ローラ５は、半導電性のゴムローラからなる。現像器２は、カートリッジ２０内に現像部として一体に形成されており、感光ドラム４と対向した現像ローラ６等を備え、内にトナー１３を収容している。スキャナユニット１５は、画像情報に応じて発光されるレーザー、および発光されたレーザ光を走査露光する走査装置等を備えてなっている。
【００３０】
転写ローラ１は、外径９．０ｍｍの金属製の芯金の外周面にイオン導電系のＮＢＲゴムの弾性層を厚さ４．０ｍｍに設けてなっており、外径１７．０ｍｍ、長手方向長さ３１５ｍｍに形成されている。転写ローラ１の抵抗値は、常温常湿環境において１０⁸Ω程度の値に調整されている。
【００３１】
転写ローラ１の抵抗値を測定するには、図２に示すように、転写ローラ１の両側に突出した芯金にそれぞれ２００ｇｆ（１．９６Ｎ）の荷重をかけて、総圧４００ｇｆ（３．９２Ｎ）で転写ローラ１をステンレス製のシリンダ２０１に圧接する。シリンダ２０１は１ｋΩの抵抗を介して接地されている。その圧接状態でシリンダ２０１を２０ｍｍ／秒以上の周速で回転して、転写ローラ１を従動回転し、転写ローラ１の芯金に測定電圧＋１．０ｋＶを印加して、シリンダ２０１の接地した抵抗両端の電圧を電流値Ｉとして測定し、測定電流値Ｉを基に転写ローラ１の抵抗Ｒを算出する（Ｒ＝１０００／Ｉ）。
【００３２】
本画像形成装置での画像形成工程を説明すると、感光ドラム４を回転し、その回転過程で、表面を帯電ローラ５により所定の極性に一様に一次帯電し、スキャナユニット１５で発光されたレーザ光を走査露光して、感光ドラム４の表面に静電潜像を形成する。その潜像を、現像器２により現像スリーブ６上に担持して搬送したトナー１３で現像して、トナー像として可視化し、得られたトナー像を、給紙カセット１６から感光ドラム４に搬送された転写材の表面に、転写バイアス（転写電圧）を印加した転写ローラ１により、転写材の裏面からトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付与することで転写する。トナー像が転写された転写材は定着器１４に搬送して、加熱および加圧することによりトナー像を定着した後、画像形成装置の機外に排出する。
【００３３】
図３は、本実施例の画像形成装置における転写バイアス制御系を示す模式図である。
【００３４】
転写バイアス制御系は、エンジン制御部７とコントローラ１１とを備え、エンジン制御部７は、画像形成装置本体の動作を司るＣＰＵ８と、装置本体の記憶手段であるメモリ９と、転写バイアス（転写電圧）を出力する高圧電源１０とを有する。コントローラ１１は、パソコン（ＰＣ）１２からの画像データをビデオデータに変換し、エンジン制御部７のＣＰＵ８に転送する。プロセスカートリッジ２０のメモリ３はＣＰＵ８に接続され、本実施例では、カートリッジ２０の画像形成累積回数が記憶される。
【００３５】
本発明は、転写バイアスの制御に関し、先の従来の技術で述べたＡＴＶＣ方式を採用している。本実施例では、ＡＴＶＣ制御の定電流値は１０μＡに設定されており、プロセスカートリッジ寿命の中期では、転写不良現象の発生しない領域に転写電流を制御するために、検知電圧Ｖt0と転写印加定電圧Ｖｔの関係を、図４に示すような制御式：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９により定めている。
【００３６】
転写電流が小さい場合、ベタ黒部において飛び散った画像となる。転写電流が大きい場合、転写電流が転写材を突き抜けて、ベタ黒およびハーフトーン画像において、白ポチ、黒ポチ状の斑点が発生する。上記制御式により検知電圧Ｖt0と転写印加定電圧Ｖｔの関係を定めれば、転写不良現象の発生しない領域に転写電流を制御でき、良好な転写性を得ることができる。
【００３７】
本発明では、カートリッジ２０における画像形成に関する情報として画像形成累積回数を取り上げ、これを上記転写バイアス制御式の切換えのためのパラメータとして使用する。すなわち、プロセスカートリッジ２０に設けたメモリ３に、カートリッジ２０における画像形成累積回数を記憶し、プリント開始時に、ＣＰＵ８により、メモリ３に記憶された画像形成累積回数を読み出して検知し、その画像形成累積回数に応じて、上記転写バイアス制御式を切り換えることが大きな特徴である。
【００３８】
図５のフローチャートに基づいて、本実施例の転写バイアス制御を説明する。
【００３９】
ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている画像形成累積回数ｎを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、ｎに応じて制御式を３段階に切り換える。図６は、それぞれの段階の制御式を示したものである。
【００４０】
ＳＴＥＰ３でｎ＜２００の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも転写バイアスが強めに設定されている制御式１：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．５×Ｖt0＋１．１に切り換え、ＳＴＥＰ４で２００≦ｎ＜１０００の場合、ＳＴＥＰ５で通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９に切り換え、ＳＴＥＰ４で１０００≦ｎの場合、ＳＴＥＰ５で転写バイアスが弱めの制御式３：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．３×Ｖt0＋０．７に切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００４１】
以上のように、画像形成累積回数ｎがｎ＜２００のとき、通常よりも転写バイアスが強めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止することができる。また１０００≦ｎのときに、通常よりも転写バイアスが弱めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ寿命の後半では感光ドラム４の劣化により転写メモリが発生しやすくなっているが、それを防止することができる。
【００４２】
このように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶したプロセスカートリッジの画像形成累積回数の検知を行い、カートリッジの使用初期の場合、通常よりも高い転写バイアスが印加されるような制御式に切り換え、寿命後半の場合、通常よりも弱い転写バイアスが印加されるような制御式に切り換えることにより、カートリッジの寿命を通して常に高品質の画像を提供することができる。
【００４３】
実施例２
図７は、本発明の他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャート、図８は、本実施例での３段階の制御式を示す図である。
【００４４】
本実施例の画像形成装置の構成は、実施例１の画像形成装置と基本的に同じであるので説明は省略する。以下、必要に応じ図１および図３を援用する。
【００４５】
実施例１では、転写バイアス制御式の切り換えに用いる検知対象を画像形成累積回数としたが、本実施例では、図１のプロセスカートリッジ２０の帯電ローラ５による感光ドラム４の帯電累積時間とした。図３のカートリッジメモリ３に感光ドラム帯電累積時間を記憶し、その記憶された累積時間に応じて、転写バイアス制御式を切り換えるようにする。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００４６】
図７において、ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている帯電累積時間Ｔｃを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、Ｔｃに応じて制御式を３段階に切り換える。図８は、それぞれの段階の制御式を示したものである。
【００４７】
ＳＴＥＰ３で、Ｔｃ＜６００秒（Ｔｃ＝６００秒は２枚間欠送りで２００枚の画像形成に相当）の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも転写バイアスが強めに設定されている制御式１：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．５×Ｖt0＋１．１に切り換え、ＳＴＥＰ４で６００秒≦Ｔｃ＜３００００秒の場合（Ｔｃ＝３００００秒は２枚間欠で１００００枚に相当）、ＳＴＥＰ５で通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９に切り換え、ＳＴＥＰ４で３００００秒≦Ｔｃの場合、ＳＴＥＰ５で転写バイアスが弱めの制御式３：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．３×Ｖt0＋０．７に切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００４８】
以上のように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した感光ドラムの帯電累積時間Ｔｃの検知を行い、Ｔｃ＜６００秒のとき、通常よりも転写バイアスが強めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止することができ、３００００秒≦Ｔｃのときに、通常よりも転写バイアスが弱めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ寿命の後半の感光ドラム劣化による転写メモリの発生を防止することができる。
【００４９】
実施例３
図９は、本発明のさらに他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャート、図１０は、本実施例での３段階の制御式を示す図である。
【００５０】
本実施例では、転写バイアス制御式の切り換えに用いる検知対象を、高圧電源１０から転写ローラ１に印加した転写バイアスの印加累積時間とし、図３のプロセスカートリッジ２０のメモリ３に転写バイアス印加累積時間を記憶し、その累積時間に応じて転写バイアス制御式を切り換えるようにしたことが特徴である。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００５１】
図９において、ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている転写バイアス印加累積時間Ｔｐを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、Ｔｐに応じて制御式を３段階に切り換える。図１０は、それぞれの段階の制御式を示したものである。
【００５２】
ＳＴＥＰ３で、Ｔｐ＜４００秒（Ｔｐ＝４００秒は２枚間欠送りで２００枚の画像形成に相当）の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも転写バイアスが強めに設定されている制御式１：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．５×Ｖt0＋１．１に切り換え、ＳＴＥＰ４で４００秒≦Ｔｐ＜２００００秒の場合（Ｔｐ＝２００００秒は２枚間欠で１００００枚に相当）、ＳＴＥＰ５で通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９に切り換え、ＳＴＥＰ４で３００００秒≦Ｔｐの場合、ＳＴＥＰ５で転写バイアスが弱めの制御式３：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．３×Ｖt0＋０．７に切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００５３】
以上のように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した感光ドラムの帯電累積時間Ｔｐの検知を行い、Ｔｐ＜６００秒のとき、通常よりも転写バイアスが強めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止することができ、３００００秒≦Ｔｐのときに、通常よりも転写バイアスが弱めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ寿命の後半の感光ドラム劣化による転写メモリの発生を防止することができる。
【００５４】
実施例４
図１１は、本発明のさらに他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャート、図１２は、本実施例での３段階の制御式を示す図である。
【００５５】
本実施例では、転写バイアス制御式の切り換えに用いる検知対象を感光ドラム回転累積時間とし、図３のプロセスカートリッジ２０のメモリ３に、感光ドラム４が回転した累積時間を記憶し、その累積時間に応じて転写バイアス制御式を切り換えるようにした。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００５６】
図１１において、ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている感光ドラム回転累積時間Ｔｒを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、Ｔｒに応じて制御式を３段階に切り換える。図１０は、それぞれの段階の制御式を示したものである。
【００５７】
ＳＴＥＰ３で、Ｔｒ＜８００秒（Ｔｒ＝８００秒は２枚間欠送りで２００枚の画像形成に相当）の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも転写バイアスが強めに設定されている制御式１：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．５×Ｖt0＋１．１に切り換え、ＳＴＥＰ４で８００秒≦Ｔｒ＜４００００秒の場合（Ｔｒ＝４００００秒は２枚間欠で１００００枚に相当）、ＳＴＥＰ５で通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９に切り換え、ＳＴＥＰ４で４００００秒≦Ｔｒの場合、ＳＴＥＰ５で転写バイアスが弱めの制御式３：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．３×Ｖt0＋０．７に切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００５８】
以上のように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した感光ドラムの回転累積時間Ｔｒの検知を行い、Ｔｒ＜８００秒のとき、通常よりも転写バイアスが強めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止することができ、４００００秒≦Ｔｒのときに、通常よりも転写バイアスが弱めの制御式に切り換えることにより、プロセスカートリッジ寿命の後半の感光ドラム劣化による転写メモリの発生を防止することができる。
【００５９】
実施例５
図１３は、本発明のさらに他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャート、図１４は、本実施例での３段階の転写電流値を示す図である。
【００６０】
本実施例では、図３の制御系のＣＰＵ８に通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９のみを備えており、また転写バイアスの高圧電源１０は、定電流９μＡ、１０μＡ、１１μＡの３通りを出力可能となっている。
【００６１】
本実施例は、プロセスカートリッジ２０のメモリ３に画像形成累積回数を記憶し、その記憶された累積回数に応じて、転写バイアス制御（ＡＴＶＣ制御）の定電流値を切り換えるようにしたことが特徴である。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００６２】
図１３において、ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている画像形成累積回数ｎを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、ｎに応じて転写バイアス制御の定電流値を３段階に切り換える。図１４は、それぞれの段階の定電流値を示したものである。
【００６３】
ＳＴＥＰ３で、ｎ＜２００の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも強めの定電流値１１μＡに切り換え、ＳＴＥＰ４で２００≦ｎ＜１００００の場合、ＳＴＥＰ５で通常の定電流値１０μＡに切り換え、ＳＴＥＰ４で１００００≦ｎの場合、ＳＴＥＰ５で通常よりも弱めの定電流値９μＡに切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００６４】
以上のように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した画像形成累積回数ｎの検知を行い、ｎ＜２００のとき、通常よりも強めの転写定電流値１１μＡに切り換えることにより、画像形成時の転写バイアスを強めて、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止することができる。また１００００≦ｎのときに、通常よりも弱めの９μＡに切り換えることにより、プロセスカートリッジ寿命の後半の感光ドラム劣化による転写メモリの発生を防止することができる。
【００６５】
以上の実施例５では、転写定電流値の切り換えに用いる検知対象を画像形成累積回数としたが、実施例２のように感光ドラム帯電累積時間とし、実施例３のように転写帯電バイアス印加累積時間とし、実施例４のように感光ドラム回転累積時間とすることもできる。同様に、プロセスカートリッジ使用初期のトナー帯電量不足による画像の飛び散りを防止し、カートリッジ寿命の後半の感光ドラム劣化による転写メモリの発生を防止することができる。
【００６６】
実施例６
図１５は、本発明のさらに他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【００６７】
本実施例では、図１の帯電ローラ５による感光ドラム４の帯電時の表面電位に関する情報を図３のカートリッジメモリ３に記憶し、その表面電位に応じて連続的に転写バイアス制御式を切り換えるようにした。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００６８】
本実施例において、ＡＴＶＣ制御の定電流値は１０μＡに設定されており、暗部電位（一次帯電電位）Ｖｄが規格中心値（−６００Ｖ）のとき、プロセスカートリッジ寿命の中期で、転写不良現象の発生しない領域に転写電流を制御するために、検知電圧Ｖt0と転写印加定電圧Ｖｔの関係を、先の図４に示すような制御式：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９により定めている。
【００６９】
図１５に基づいて、本実施例の転写バイアス制御を説明する。図３のカートリッジメモリ３には、感光ドラムの帯電電位に関する情報として、製造時に測定した感光ドラム電位Ｖｄと規格中心値（−６００Ｖ）との差ｖが記憶されているものとする。
【００７０】
ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている製造時の感光ドラム電位Ｖｄと規格中心値（−６００Ｖ）との差ｖ＝Ｖｄ−（−６００）を読込み、ＳＴＥＰ３で、ｖをＶｄ補正用のＡＴＶＣ制御式（Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９）に、Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×（Ｖt0−ｖ）＋０．９のように挿入する。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００７１】
上記の感光ドラム表面電位の測定およびｖのカートリッジメモリ３への書き込み方法は、図１６に示すように行う。
【００７２】
プロセスカートリッジ２０のメモリ３の端子にメモリ書き込み装置２１２の端子を、帯電ローラ５の芯金に電源２１３をそれぞれ接続し、感光ドラム４のアルミニウム芯金にアースを接続し、感光ドラム４に表面電位計２１１を当接させる。感光ドラム４を２０ｍｍ／秒で回転させ、帯電ローラ芯金に画像形成時の帯電バイアスと同一の直流定電圧−６００Ｖ、交流定電圧２０００Ｈｚ、１５００μＡを印加し、このときの感光ドラム４の表面電位を表面電位計２１１により検出し、アナログ検出信号をメモリ書き込み装置２１２に送る。メモリ書き込み装置２１２は、受信したアナログ検出信号をＡ／Ｄ変換し、その値（Ｖｄ）と規格中心値（−６００Ｖ）との差ｖ（＝Ｖｄ−（−６００））を算出し、カートリッジメモリ３に書き込む。
【００７３】
図１７は、画像形成装置の実機における、帯電時の感光ドラム表面電位Ｖｄと定電流１０μＡの転写バイアス印加時の発生電圧Ｖt0の関係を示す図である。この図から、Ｖｄがプラス側に大きくなると、Ｖt0も同程度プラス側に大きくなっている。したがって、Ｖt0をＶt0−ｖに置換することにより、制御式の補正が行える。
【００７４】
このように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した感光ドラムの帯電電位Ｖｄの検知を行い、その値に制御式を補正することにより、カートリッジのばらつきによるＶｄのばらつきを補正し、常に正確なＡＴＶＣ制御を行うことができる。
【００７５】
実施例７
図１８は、本発明のさらに他の実施例における転写バイアス制御を示すフローチャート、図１９は、本実施例での３段階の制御式を示す図である。
【００７６】
本実施例では、プロセスカートリッジ２０が使用される地域の環境情報を予め、図３のカートリッジメモリ３に記憶しておき、その地域の環境情報に応じて、転写バイアス制御式を切り換えるようにした。本実施例のその他の点は実施例１と同様である。
【００７７】
図１８により、本実施例の転写バイアス制御を説明する。カートリッジメモリ３には、画像形成装置に設置された図示しない環境センサにより、プロセスカートリッジ２０が使用される地域の環境情報を測定して、環境情報Ｅが予め記憶されているものとする。環境情報Ｅは、環境の湿度条件で３種類に分けられている。Ｅ＝１は低湿環境（相対湿度３０％ＲＨ未満）、Ｅ＝３は高湿環境（相対湿度７０％ＲＨ以上）、Ｅ＝２はその中間の中湿度環境（相対湿度３０％ＲＨ以上で７０％ＲＨ未満）である。
【００７８】
なお、地域の環境情報は、プロセスカートリッジの販売店などでカートリッジメモリに記憶させることができ、よりきめ細かな環境対応が可能になる。
【００７９】
図１８において、ＳＴＥＰ１で、エンジン制御部７内のＣＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴＥＰ２で、ＣＰＵ８は、カートリッジメモリ３に記憶されている環境情報Ｅを読込んで確認し、ＳＴＥＰ３、４、５を経て、ＣＰＵ８は、Ｅに応じて転写バイアス制御式を３段階に切り換える。図１９は、それぞれの段階の制御式を示したものである。
【００８０】
ＳＴＥＰ３で、Ｅ＝１の場合、ＣＰＵ８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも転写バイアスが強めに設定されている制御式１：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．５×Ｖt0＋１．１に切り換え、ＳＴＥＰ４でＥ＝２の場合、ＳＴＥＰ５で通常の制御式２：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．４×Ｖt0＋０．９に切り換え、ＳＴＥＰ４でＥ＝３の場合、ＳＴＥＰ５で転写バイアスが弱めの制御式３：Ｖｔ（ｋＶ）＝１．３×Ｖt0＋０．７に切り換える。ついでＳＴＥＰ６でプリントを開始する。
【００８１】
以上で、地域情報ＥがＥ＝１のとき、通常よりも転写バイアスが強めの制御式に切り換えるのは、低湿環境地域で、用紙の電気抵抗が高いことによる画像の飛び散りなどの画像不良を防止するためである。またＥ＝３のとき、通常よりも転写バイアスが弱めの制御式に切り換えるのは、高湿環境地域で、用紙の電気抵抗が低いことによる突き抜けなどの画像不良を防止するためである。
【００８２】
このように、本実施例では、プリント開始時に、カートリッジメモリに記憶した地域の環境情報を検知して、低湿環境地域であった場合、通常よりも強めの転写バイアスが印加されるような制御式に切り換え、高湿環境地域であった場合、通常よりも弱めの転写バイアスが印加されるような制御式に切り換えることにより、地域環境によらずに常に高品質の画像を提供することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カートリッジの使用初期から寿命が尽きるまで、常に高品質の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置された転写ローラの抵抗値の測定方法を示す説明図である。
【図３】図１の画像形成装置における転写バイアス制御系を示す模式図である。
【図４】図１の画像形成装置での検知電圧Ｖt0と転写印加定電圧Ｖｔの関係を定める制御式を示す説明図である。
【図５】図１の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図６】図１の実施例での転写バイアス制御に使用する制御式を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図８】図７の実施例での転写バイアス制御に使用する制御式を示す説明図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図１０】図９の実施例での転写バイアス制御に使用する制御式を示す説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の実施例での転写バイアス制御に使用する制御式を示す説明図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の実施例での転写バイアス制御に使用する定電流値を示す説明図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の実施例での感光ドラム表面電位の測定およびｖのカートリッジメモリ３への書き込み方法を示す説明図である。
【図１７】図１５の実施例での帯電時の感光ドラム表面電位と定電流転写バイアス印加時の発生電圧の関係を示すグラフである。
【図１８】本発明のさらに他の実施例での転写バイアス制御を示すフローチャートである。
【図１９】図１８の実施例での転写バイアス制御に使用する制御式を示す説明図である。
【図２０】従来の画像形成装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１転写ローラ
２現像器
３カートリッジメモリ
４感光ドラム
５帯電ローラ
８ＣＰＵ
９メモリ
１０高圧電源
２０プロセスカートリッジ

Claims

電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記電子写真感光体に形成されたトナー像を転写するための転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段と、を有する画像形成装置であって、少なくとも前記電子写真感光体と前記現像手段と前記帯電手段を有するプロセスカートリッジが前記装置本体に着脱可能であり、画像形成を開始する前に前記転写手段に所望の電流が流れるように前記転写電圧印加手段が印加する電圧を基本電圧とし、前記転写電圧印加手段がトナー像を転写する際に印加する電圧である転写電圧を前記基本電圧の値に基づいて決定する画像形成装置において、
前記装置本体は、前記転写電圧を、前記基本電圧の値と前記プロセスカートリッジの寿命に関する所定のパラメータに基づいて決定するものであり、前記プロセスカートリッジは前記所定のパラメータを記憶する記憶手段を有し、前記基本電圧が同じ場合でも、前記記憶手段が記憶する前記所定のパラメータの値が所定値よりも小さい場合に印加される前記転写電圧は、前記記憶手段が記憶する前記所定のパラメータの値が前記所定値よりも大きい場合に印加される前記転写電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記所定のパラメータは、前記プロセスカートリッジが画像形成を行なった累積回数であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記所定のパラメータは、前記帯電手段による前記電子写真感光体に対する帯電累積時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記所定のパラメータは、前記電子写真感光体の回転累積時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。