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

プロセスカートリッジおよび画像形成装置

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JP2001312110A
JP2001312110A JP2000132403A JP2000132403A JP2001312110A JP 2001312110 A JP2001312110 A JP 2001312110A JP 2000132403 A JP2000132403 A JP 2000132403A JP 2000132403 A JP2000132403 A JP 2000132403A JP 2001312110 A JP2001312110 A JP 2001312110A
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貴康 弓納持
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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。
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