JP2001312110A - プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用初期から寿命の終りまで、転写バイアス
ＡＴＶＣ制御を良好に行い、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、および画像
形成装置を提供することである。 【解決手段】 画像形成装置は、感光ドラムを含むプロ
セスカートリッジを着脱自在に備え、カートリッジはメ
モリを有し、メモリには画像形成に関する情報として、
たとえば画像形成累積回数が記憶される。プリント開始
時、メモリから画像形成累積回数ｎを読み出して検知
し、ｎ＜２００の場合、通常よりも転写バイアスが強め
の制御式１（Ｖｔ＝１．５×Ｖt0＋１．１）に切り換
え、２００≦ｎ＜１０００の場合、通常の制御式２（Ｖ
ｔ＝１．４×Ｖt0＋０．９）に切り換え、１０００≦ｎ
の場合、弱めの制御式３（Ｖｔ＝１．３×Ｖt0＋０．
７）に切り換える。ついでプリントを開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、さらには、画像形成装置本
体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものであ
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１０
５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２−２
６４２７８号等）。この方式は、転写時に転写ローラ１
０１に印加する転写バイアス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１
０５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、ＡＴ
ＶＣ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、および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、および画
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、お
よび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
プロセスカートリッジおよび画像形成装置にて達成され
る。要約すれば、本発明は、すくなくとも電子写真感光
体および記憶手段を備え、画像形成装置本体に着脱自在
なプロセスカートリッジにおいて、前記記憶手段は、前
記画像形成装置本体に設けられた転写バイアスを決定す
る転写バイアス制御手段が有する複数の制御式の切り換
えに使用するパラメータを記憶することを特徴とするプ
ロセスカートリッジである。

【００１９】また、本発明は、すくなくとも電子写真感
光体および記憶手段を備え、画像形成装置本体に着脱自
在なプロセスカートリッジにおいて、前記記憶手段は、
前記画像形成装置本体に設けられた転写バイアスを印加
する転写バイアス印加手段の複数の定電流バイアスの切
り換えに使用するパラメータを記憶することを特徴とす
るプロセスカートリッジである。

【００２０】本発明によれば、前記パラメータは、前記
プロセスカートリッジが画像形成を行った累積回数、も
しくは前記感光体の帯電の累積時間、もしくは転写バイ
アス印加手段による転写バイアス印加の累積時間、もし
くは前記感光体が回転した累積時間であり、または前記
プロセスカートリッジが使用される地域情報である。

【００２１】また、本発明は、すくなくとも電子写真感
光体および記憶手段を備え、画像形成装置本体に着脱自
在なプロセスカートリッジにおいて、前記記憶手段は、
前記画像形成装置本体に設けられた転写バイアスを決定
する転写バイアス制御手段が有する制御式の補正に使用
する、前記感光体の帯電後の表面電位を記憶することを
特徴とするプロセスカートリッジである。

【００２２】また、本発明は、すくなくとも電子写真感
光体および記憶手段を備えたプロセスカートリッジを着
脱自在に有する画像形成装置において、転写部材に転写
バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写
部材に定電流バイアスを印加して、そのとき発生する電
圧に基づき転写バイアスを決定する転写バイアス制御手
段を備え、前記制御手段は、転写バイアスを定める制御
式を複数有し、前記記憶手段は、前記複数の制御式の切
り換えに使用するパラメータを記憶することを特徴とす
る画像形成装置である。

【００２３】また、本発明は、すくなくとも電子写真感
光体および記憶手段を備えたプロセスカートリッジを着
脱自在に有する画像形成装置において、転写部材に転写
バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写
部材に定電流バイアスを印加して、そのとき発生する電
圧に基づき転写バイアスを決定する転写バイアス制御手
段を備え、前記転写バイアス印加手段は、電流値の異な
る複数の定電流バイアスを出力可能であり、前記記憶手
段は、前記複数の定電流バイアスの切り換えに使用する
パラメータを記憶することを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００２４】また、本発明は、すくなくとも電子写真感
光体および記憶手段を備えたプロセスカートリッジを着
脱自在に有する画像形成装置において、転写部材に転写
バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、前記転写
部材に定電流バイアスを印加して、そのとき発生する電
圧に基づき転写バイアスを決定する転写バイアス制御手
段を備え、前記制御手段は、転写バイアスを定める制御
式を補正可能であり、前記記憶手段は、前記制御式の補
正に使用する前記感光体の帯電後の表面電位を記憶する
ことを特徴とする画像形成装置である。

【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１７．０ｍ
ｍ、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１
ｋΩ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を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、ＣＰ
Ｕ８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ＣＰ
Ｕ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、ＳＴ
ＥＰ２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、ＳＴＥ
Ｐ３、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１００
０≦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＝６
００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、ＳＴＥ
Ｐ５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、３
００００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、ＣＰＵ
８は、Ｔｐに応じて制御式を３段階に切り換える。図１
０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＝４
００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、ＳＴＥ
Ｐ５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、３
００００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、ＣＰＵ
８は、Ｔｒに応じて制御式を３段階に切り換える。図１
０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＝８
００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、ＳＴＥ
Ｐ５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、４
００００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、ＣＰＵ
８は、ＳＴＥＰ５で、通常よりも強めの定電流値１１μ
Ａ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】ＳＴＥＰＳ１で、エンジン制御部７内のＣ
ＰＵ８がＰＣ１２からのプリント命令を受信すると、Ｓ
ＴＥＰ２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（ｋ
Ｖ）＝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２０
００Ｈｚ、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（−６００
Ｖ）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、Ｖ
t0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％Ｒ
Ｈ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、ＳＴＥ
Ｐ５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、ＳＴＥ
Ｐ５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、
プロセスカートリッジのメモリに画像形成累積回数等の
画像形成に関する情報を記憶し、プリント開始時に、記
憶した画像形成に関する情報を読み出し、検知して、そ
の情報に応じて転写ＡＴＶＣ制御の制御式または定電流
値を切り換えるようにしたので、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。またプロセスカートリッジのメモリに感
光ドラム電位Ｖｄに関する情報を記憶し、プリント開始
時に、記憶した情報を読み出し、検知して、その感光ド
ラム電位Ｖｄに関する情報に応じて転写ＡＴＶＣ制御の
制御式を補正するようにしたときには、カートリッジの
製造時のばらつきによらずに、常に高品質の画像を提供
することができる。さらに、プリント開始時に、プロセ
スカートリッジのメモリにカートリッジが使用される地
域の環境情報を記憶して、プリント開始時に、記憶した
情報を読み出し、検知して、その地域の環境情報に応じ
て、制御式を補正するようにしたときには、使用地域の
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。

【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 ８ ＣＰＵ ９ メモリ １０ 高圧電源 ２０ プロセスカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA14 DA39 DA45 DA50 EA03 EE08 HB05 HB15 2H032 AA05 CA02 CA12 2H071 BA03 BA04 BA13 BA20 BA33 BA34 DA05 DA15 DA31 9A001 JJ35 KZ42

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 すくなくとも電子写真感光体および記憶
   手段を備え、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ
   ートリッジにおいて、 前記記憶手段は、前記画像形成装置本体に設けられた転
   写バイアスを決定する転写バイアス制御手段が有する複
   数の制御式の切り換えに使用するパラメータを記憶する
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 すくなくとも電子写真感光体および記憶
   手段を備え、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ
   ートリッジにおいて、 前記記憶手段は、前記画像形成装置本体に設けられた転
   写バイアスを印加する転写バイアス印加手段の複数の定
   電流バイアスの切り換えに使用するパラメータを記憶す
   ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記パラメータは、前記プロセスカート
   リッジが画像形成を行った累積回数である請求項１また
   は２のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記パラメータは、前記感光体の帯電の
   累積時間である請求項１または２のプロセスカートリッ
   ジ。
5. 【請求項５】 前記パラメータは、転写バイアス印加手
   段による転写バイアス印加の累積時間である請求項１ま
   たは２のプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記パラメータは、前記感光体が回転し
   た累積時間である請求項１または２のプロセスカートリ
   ッジ。
7. 【請求項７】 前記パラメータは、前記プロセスカート
   リッジが使用される地域情報である請求項１のプロセス
   カートリッジ。
8. 【請求項８】 すくなくとも電子写真感光体および記憶
   手段を備え、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカ
   ートリッジにおいて、 前記記憶手段は、前記画像形成装置本体に設けられた転
   写バイアスを決定する転写バイアス制御手段が有する制
   御式の補正に使用する、前記感光体の帯電後の表面電位
   を記憶することを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 【請求項９】 すくなくとも電子写真感光体および記憶
   手段を備えたプロセスカートリッジを着脱自在に有する
   画像形成装置において、 転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手
   段と、前記転写部材に定電流バイアスを印加して、その
   とき発生する電圧に基づき転写バイアスを決定する転写
   バイアス制御手段を備え、 前記制御手段は、転写バイアスを定める制御式を複数有
   し、 前記記憶手段は、前記複数の制御式の切り換えに使用す
   るパラメータを記憶することを特徴とする画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 すくなくとも電子写真感光体および記
    憶手段を備えたプロセスカートリッジを着脱自在に有す
    る画像形成装置において、 転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手
    段と、前記転写部材に定電流バイアスを印加して、その
    とき発生する電圧に基づき転写バイアスを決定する転写
    バイアス制御手段を備え、 前記転写バイアス印加手段は、電流値の異なる複数の定
    電流バイアスを出力可能であり、 前記記憶手段は、前記複数の定電流バイアスの切り換え
    に使用するパラメータを記憶することを特徴とする画像
    形成装置。
11. 【請求項１１】 前記パラメータは、前記プロセスカー
    トリッジが画像形成を行った累積回数である請求項９ま
    たは１０の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記パラメータは、前記感光体の帯電
    の累積時間である請求項９または１０の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記パラメータは、前記転写バイアス
    印加手段による転写バイアス印加の累積時間である請求
    項９または１０の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記パラメータは、前記感光体が回転
    した累積時間である請求項９または１０の画像形成装
    置。
15. 【請求項１５】 前記パラメータは、前記プロセスカー
    トリッジが使用される地域情報である請求項９の画像形
    成装置。
16. 【請求項１６】 すくなくとも電子写真感光体および記
    憶手段を備えたプロセスカートリッジを着脱自在に有す
    る画像形成装置において、 転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手
    段と、前記転写部材に定電流バイアスを印加して、その
    とき発生する電圧に基づき転写バイアスを決定する転写
    バイアス制御手段を備え、 前記制御手段は、転写バイアスを定める制御式を補正可
    能であり、 前記記憶手段は、前記制御式の補正に使用する前記感光
    体の帯電後の表面電位を記憶することを特徴とする画像
    形成装置。