JP2002296853A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の値に固定されたＤＣ電圧によるＤＣ接
触帯電方式、固定されたＤＣ電圧によるＤＣ接触現像方
式を採用する場合にも、画像濃度、階調性などの変化の
ない、常に安定した画像を形成することのできる画像形
成装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置Ａは、帯電手段２に印加す
るＤＣ電圧及び現像手段２３に印加するＤＣ電圧はそれ
ぞれ所定の値に固定され、記憶手段２６は感光体１の膜
厚に関する情報を記憶し、感光体１の膜厚に関する情報
により、露光手段３の露光量を制御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した、例えば複写機、プリンタなどの画像形成装置に
関し、特に、所定の値に固定された帯電バイアス、現像
バイアスにて帯電、現像を行う画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成装置において、
低オゾン、低電力などの利点を有することから、接触帯
電装置、即ち、被帯電体に当接させた帯電部材に電圧を
印加して被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化され
ている。特に、帯電部材として帯電ローラを用いたロー
ラ帯電方式の装置は、帯電安定性の点から好ましい。

【０００３】ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電
部材として導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接さ
せ、これに電圧を印加することにより被帯電体を帯電処
理する。具体的には、帯電部材から被帯電体への放電に
よって帯電が行われる。よって、ある閾値電圧以上の電
圧を帯電部材に印加することにより帯電が開始される。

【０００４】一例を示すと、被帯電体として厚さ１８μ
ｍの電子写真ＯＰＣ感光体（感光体）に対し、帯電ロー
ラを加圧当接させて帯電処理を行う場合、帯電ローラに
対して約６００Ｖ印加したとき、感光体の表面電位は上
昇を開始する。それ以降は、印加電圧に対して傾き１の
線形に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を、帯
電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【０００５】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖｄを得るためには、Ｖｄ＋ＶｔｈなるＤＣ電圧
を帯電部材に印加することが必要である。このように、
ＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯電体の帯電
を行う接触帯電方式を、以下、ＤＣ接触帯電方式と称す
る。

【０００６】このＤＣ接触帯電方式は、（ｉ）放電によ
って感光体表面が劣化して、通紙或いはクリーニング部
材の当接によって感光体表面が削り取られる量（感光体
削れ量）が少ない、（ｉｉ）その他の方式（例えば、コ
ロナ帯電器を用いる方式など）において、帯電する際に
感光体と帯電部材が振動して発生する帯電音が少ないな
どの利点を有する。

【０００７】一方、感光体に、現像剤担持体として弾性
及び導電性を有する現像ローラを押圧若しくは接触させ
て静電潜像の現像を行う接触現像方式がある。そして、
この接触現像方式とＤＣ接触帯電方式とを組み合わせた
画像形成装置が実用化されている。

【０００８】接触現像方式では、現像バイアスとしてＤ
Ｃ電圧を現像ローラに印加して、感光体に形成した静電
潜像を現像することが可能である。更には、（ｉ）磁性
材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易であ
る、（ｉｉ）非磁性トナーを使用することで、フルカラ
ー画像形成装置のようなカラー画像形成装置への応用が
可能であるなどの利点を有している。

【０００９】上述の利点を生かし、画像形成枚数あたり
のコストが安く、装置自体も安価で小型な画像形成装置
として、ＤＣ定電圧によるＤＣ帯電方式、ＤＣ定電圧に
よるＤＣ接触現像方式を採用した画像形成装置が実用化
されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、更に画
像形成枚数あたりのコストを低下させるために、感光体
を長期にわたり使用することが要求される。

【００１１】ＤＣ接触帯電方式では、感光体表面の削れ
量が少ない利点を有しているが、やはり放電により感光
体表面が劣化し、通紙或いはクリーニング部材の当接に
よって感光体表面が削り取られる。そして、電子写真Ｏ
ＰＣ感光体の膜厚は減少していく。

【００１２】上述のように、ＤＣ接触帯電方式では、所
望の感光体表面電位Ｖｄに放電開始電圧Ｖｔｈを加えた
電圧を印加するが、このＶｔｈは、感光体の膜厚に依存
し変化する。

【００１３】従って、所定のＤＣ定電圧によるＤＣ接触
帯電方式では、感光体の削れに伴う感光体膜厚の減少に
より、感光体表面電位Ｖｄが上昇してしまう。更に、所
定のＤＣ定電圧によるＤＣ接触現像方式を用いた場合、
このＶｄの変化により、画像濃度、ライン幅、階調性が
変化する。

【００１４】これを解消するためには、帯電ＤＣ電圧を
変化させて感光体帯電電位Ｖｄを安定化させるための制
御、又現像ＤＣ電圧を変化させて階調性を一定にするた
めの制御などを行うことが考えられる。しかし、従来の
方法では、装置が複雑化、大型化してしまう。これで
は、ＤＣ定電圧によるＤＣ接触帯電方式、ＤＣ接触現像
方式を用いることによる、コスト、装置の小型化などの
利点が得られなくなる。

【００１５】従って、本発明の目的は、所定の値に固定
されたＤＣ電圧によるＤＣ接触帯電方式、固定されたＤ
Ｃ電圧によるＤＣ接触現像方式を採用することで、低コ
スト、装置の小型化などを図ることができ、しかも、感
光体の膜厚の減少によりその帯電電位が変化しても、画
像濃度、階調性などの変化のない、常に安定した画像を
形成することのできる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、所定の値に固定され
たＤＣ電圧によるＤＣ接触帯電方式、固定されたＤＣ電
圧によるＤＣ接触現像方式を採用することで、コスト、
装置の小型化などを図ることができ、しかも、常に安定
した画像を形成しつつ感光体を長期にわたり使用するこ
とが可能であり、画像形成枚数あたりのコストの更なる
低下を図ることのできる画像形成装置を提供することで
ある。

【００１７】

【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、本発明の第
１の態様は、感光体層を備えた像担持体に静電潜像を形
成する露光手段と、前記像担持体と接触して帯電を行う
帯電手段と、前記像担持体と接触して静電潜像を現像す
る現像手段と、前記露光手段の露光量を制御する手段
と、前記帯電手段にＤＣ電圧を印加する手段と、前記現
像手段にＤＣ電圧を印加する手段と、記憶手段と、を有
し、前記帯電手段に印加するＤＣ電圧及び前記現像手段
に印加するＤＣ電圧はそれぞれ所定の値に固定され、前
記記憶手段は前記感光体の膜厚に関する情報を記憶し、
前記感光体の膜厚に関する情報により、前記露光手段の
露光量を制御することを特徴とする画像形成装置であ
る。本発明の一実施態様によれば、前記現像手段、前記
帯電手段、前記像担持体をクリーニングするクリーニン
グ手段のうち少なくとも１つと、前記像担持体とは一体
的に構成され、画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
カートリッジとすることができる。この場合、前記記憶
手段は、前記プロセスカートリッジに取り付けることが
できる。

【００１８】本発明の第２の態様によると、感光体層を
備えた像担持体と、前記像担持体と接触して帯電を行う
帯電手段と、前記像担持体と接触して前記像担持体に形
成される静電潜像を現像する現像手段と、前記感光体の
膜厚に関する情報を記憶する記憶手段と、を備えたプロ
セスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、
装置本体は、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手
段と、前記露光手段の露光量を制御する手段と、前記帯
電手段に所定の値に固定されたＤＣ電圧を印加する手段
と、前記現像手段に所定の値に固定されたＤＣ電圧を印
加する手段と、を有し、前記プロセスカートリッジの前
記記憶手段に記憶された前記感光体の膜厚に関する情報
により、前記露光手段の露光量を制御することを特徴と
する画像形成装置が提供される。本発明の一実施態様に
よれば、前記プロセスカートリッジは更に、前記像担持
体をクリーニングするクリーニング手段を一体的に有す
る。

【００１９】上記各本発明において、前記感光体の膜厚
に関する情報は、画像形成枚数、画像形成装置内の記録
媒体通過枚数、回転体とされる前記像担持体の回転数、
帯電バイアス印加時間の少なくとも１つを用いて算出す
ることができる。又、上記各本発明において、前記露光
手段の露光量は、光源光量、光源発光時間、露光面積の
少なくとも１つを用いて制御することができる。そし
て、一実施態様によれば、前記光源としては、レーザー
光源を用いることができる。

【００２０】上記各本発明の一実施態様によると、前記
感光体の膜厚に関する情報に応じて前記露光手段の最大
露光量、最小露光量の少なくとも１つを変更し、前記露
光手段の露光量使用範囲を変更する。

【００２１】上記各本発明の他の実施態様によると、前
記露光量使用範囲における最小露光量にて、前記帯電手
段によって帯電された前記像担持体を露光した際の前記
像担持体の帯電電位は、常に一定とする。

【００２２】上記各本発明の他の実施態様によると、前
記露光量使用範囲における最大露光量にて、前記帯電手
段によって帯電された前記像担持体を露光した際の前記
像担持体の帯電電位は、常に一定とする。

【００２３】上記各本発明の他の実施態様によると、前
記露光量使用範囲内の露光量と、前記帯電手段によって
帯電された前記像担持体をその露光量にて露光した際の
前記像担持体の帯電電位とは、常に略一次の関係にあ
る。

【００２４】上記各本発明において、前記像担持体は、
円筒状の基体上に前記感光体層を有する電子写真感光体
ドラムであってよい。

【００２５】又、上記各本発明において、記憶手段とし
ては、接触型若しくは非接触型の不揮発性メモリ、又は
電源を有する揮発メモリとすることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する実
施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下
に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配
置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範
囲をそれに限定するものではない。

【００２７】実施例１図１は本発明に係る画像形成装置
の一実施例の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置
Ａは、画像情報に応じて電子写真方式にて記録媒体６、
例えば記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像を形成するレ
ーザービームプリンタとされる。又、本実施例の画像形
成装置Ａは、詳しくは後述するように、プロセスカート
リッジＢが着脱可能とされている。

【００２８】画像形成装置Ａは、パーソナルコンピュー
タなどのホスト１４に接続されて用いられる。コントロ
ーラ部３３において、ホスト１４からのプリント要求信
号並びに画像データを処理し、露光手段であるスキャナ
３を制御することで、像担持体１上に静電潜像を形成す
る。

【００２９】つまり、画像形成装置Ａは、像担持体とし
て、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される円筒の状感光ド
ラム１を有している。本実施例において、感光ドラム１
は、円筒状の基体であるアルミシリンダの周囲に感光層
（電子写真感光体）として膜厚１８μｍのＯＰＣ層が塗
工されたものである。この感光ドラム１の良好な画質を
維持できる最低感光体膜厚は９μｍであり、その時点で
感光体寿命となる。

【００３０】感光ドラム１は、帯電手段である、感光ド
ラム１に加圧当接されたローラ状の帯電部材、即ち、Ｄ
Ｃ接触帯電ローラ（帯電ローラ）２によって一様に帯電
される。本実施例では、帯電ローラ２は、芯金上に導電
性ゴムスポンジ層を設け、更に表層として保護抵抗層を
設けた構成とされる。本実施例では、詳しくは後述する
ように、帯電ローラ２には帯電バイアスとして所定の値
に固定された直流電圧が印加され、感光ドラム１の表面
を負に一様に帯電させる。帯電ローラ２は感光体ドラム
１の回転により、図中矢印Ｒ４方向に従動回転する。帯
電ローラ２は、感光ドラム１の長手方向（記録媒体６の
搬送方向に直交する方向）略全域に亙って当接されてい
る。

【００３１】一様に帯電された感光ドラム１は、露光手
段であるスキャナ３からのレーザー光Ｌにより露光さ
れ、その表面に静電潜像が形成される。スキャナ３は、
レーザー光源３ａ、ポリゴンミラー３ｂ、レンズ系３ｃ
などを有し、コントローラ部３３の制御により、感光ド
ラム１上を走査露光することができる。

【００３２】その後、この静電潜像は、現像装置４によ
って現像剤が供給されて、トナー像として可視化され
る。つまり、現像装置４は、一成分現像剤として負帯電
性の非磁性トナー（トナー）２２を収容する現像容器２
１を有する。本実施例では、トナー２２には、小粒径化
及び低融点化を達成し、且つ、転写効率を向上させるた
めに、重量平均粒径約７μｍの略球形トナーを用いた。

【００３３】そして、感光ドラム１と対向する現像容器
２１の一部は、感光ドラム１の長手方向略全域に亙り開
口しており、この開口部にローラ状の現像剤担持体（現
像手段）である現像ローラ２３が配置されている。現像
ローラ２３は、現像装置４の図中左上方に位置する感光
ドラム１に所定の侵入量となるように押圧、接触され、
図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。又、その表面は、
トナー２２との摺擦確率を高め、且つ、トナー２２の搬
送を良好に行うために、適度な凹凸を有している。

【００３４】現像ローラ２３の図中右下方には、現像ロ
ーラ２３への現像剤を供給し、又未現像トナーを現像ロ
ーラ２３から剥ぎ取る手段として、弾性ローラ２４が当
接されている。弾性ローラ２４は、回転可能に現像容器
２１に支持されている。又、弾性ローラ２４は、現像ロ
ーラ２３へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取り性
の点からゴムスポンジローラとし、現像ローラ２３と同
一方向である図中矢印Ｒ３方向に回転駆動する。

【００３５】又、現像装置４は、現像ローラ２３に担持
させるトナー量を規制する現像剤層厚規制部材として、
現像ブレード２５を備えている。現像ブレード２５は、
弾性を有するリン青銅製の金属薄板で構成され、自由端
側の先端近傍を現像ローラ２３の外周面に面接触にて当
接するように設けられている。弾性ローラ２４との摺擦
により現像ローラ２３上に担持されたトナーは、現像ブ
レード２５との当接部を通過する際に摩擦帯電により電
荷付与され、且つ、薄層に規制される。

【００３６】このような構成の現像装置４において、現
像ローラ２３には、詳しくは後述するように、現像バイ
アスとして所定の値に固定された直流電圧が印加され
る。これによって、本実施例では、一様に帯電された感
光ドラム１の表面の、負電荷が減衰した露光部を反転現
像により現像する。

【００３７】一方、記録媒体６は記録媒体収容部１６か
ら供給ローラ１２ａなどにより分離給送され、レジスト
ローラ１２ｂで一旦停止する。レジストローラ１２ｂ
は、記録媒体６の記録位置と感光ドラム１へのトナー像
の形成タイミングとの同期をとり、転写手段である転写
ローラ５と感光ドラム１との対向部（転写部）へと、記
録媒体６を送り出す。

【００３８】こうして、可視化された感光ドラム１上の
トナー像は、転写ローラ５の作用によって記録媒体６に
転写される。トナー像を転写された記録媒体６は、定着
装置９に搬送される。ここで、記録媒体６上の未定着の
トナー像は、熱、圧力よって記録媒体６に永久定着され
る。その後、記録媒体６は排出ローラ１２ｃなどにより
機外に排紙される。

【００３９】又、転写されずに感光ドラム１上に残留し
た転写残トナーは、クリーニング手段（クリーナ）１０
によって清掃する。つまり、クリーナ１０は、クリーニ
ング部材であるクリーニングブレード７により転写残ト
ナーを感光ドラム１から掻き取り、廃トナー容器８に収
納する。クリーニングされた感光ドラム１は、上述と同
様にして、を繰り返し画像形成に供される。

【００４０】本実施例では、画像形成装置Ａは、電子写
真感光体を備えた像担持体と、この像担持体に作用する
プロセス手段とを一体的にカートリッジ化し、このカー
トリッジを装置本体に対して着脱可能とするプロセスカ
ートリッジ方式とされている。ここで、プロセス手段と
しては、電子写真感光体を帯電する帯電手段、電子写真
感光体に現像剤を供給する現像手段、電子写真感光体を
クリーニングするクリーニング手段が含まれる。つま
り、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
装置本体に着脱可能とするか、或いは、帯電手段、現像
手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つと、電子
写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画
像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、
或いは、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て、このカートリッジを電子写真
画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。

【００４１】本実施例においては、感光ドラム１、帯電
ローラ２、現像装置４、クリーナ１０が一体的にカート
リッジ化され、プロセスカートリッジＢを形成し、装置
本体１３に着脱可能とされている。プロセスカートリッ
ジＢは、装置本体１３が備えた装着手段１５を介して、
取り外し可能に装置本体１３に装着される。

【００４２】又、上記記録媒体供給ローラ１２ａ、レジ
ストローラ１２ｂ、排出ローラ１２ｃなどにより、プロ
セスカートリッジＢに対して記録媒体６を搬送し、又画
像形成後の記録媒体６を装置本体１３から排出するため
の、記録媒体搬送手段が構成されている。

【００４３】本実施例によれば、プロセスカートリッジ
Ｂには記憶手段２６を設ける。記憶手段２６としては、
例えば、接触不揮発性メモリ、非接触不揮発性メモリ、
電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いるこ
とができる。本実施例では、記憶手段として非接触不揮
発性メモリ２６がプロセスカートリッジＢに搭載されて
いる。非接触不揮発性メモリ２６は、メモリ側の情報伝
達手段であるアンテナ（図示せず）を有し、無線で画像
形成装置本体１３が備えた制御手段（ＣＰＵ）３２と通
信することで、情報の読み出し及び書き込みが可能であ
る。本実施例では、ＣＰＵ３２は装置本体側の情報伝達
手段、メモリ２６の情報の読み書き手段の機能を備えて
いる。この記憶手段２６には、後述する感光ドラム１の
感光体膜厚に関する情報が記憶される。

【００４４】次に、本実施例における潜像設定について
説明する。図２は、本実施例の制御態様を模式的に示
す。

【００４５】本実施例の画像形成装置Ａでは、ＤＣ接触
帯電ローラ２に、電源３４から帯電バイアスとしてＶ＝
−１２５０Ｖに固定された直流電圧を印加する。

【００４６】図３は、感光ドラム１の感光体膜厚が使用
初期の１８μｍであるとき、及び使用末期の９μｍであ
るときの、感光ドラム１表面上の露光量と帯電電位との
関係（Ｅ−Ｖ曲線）を示している。

【００４７】ここで、本実施例では、感光ドラム１表面
上の露光量は、４×４のディザマトリックスによる面積
階調と、レーザー発光時間を利用したレーザーパルス幅
変調を用いて２５６段階（００ｈ〜ＦＦｈ）に変化させ
る。尚、露光量は、レーザー強度を変化させることで変
化させても良い。即ち、露光手段３の露光量は、光源光
量、光源発光時間、露光面積の少なくとも１つを用いて
制御することができる。光源がレーザーでる場合、これ
らの制御が比較的容易である。

【００４８】ＤＣ接触帯電方式において、所望の感光体
表面電位Ｖｄを得るためには、このＶｄにＶｔｈ（放電
開始電圧）を加えた電圧、即ち、Ｖｄ＋ＶｔｈなるＤＣ
電圧を印加することが必要である。上述のように、この
Ｖｔｈは、感光体膜厚に依存する。

【００４９】図３に示すように、本実施例において、帯
電バイアスとしてＶ＝−１２５０Ｖに固定された直流電
圧を印加する場合、感光ドラム１の使用初期において感
光体膜厚が１８μｍであるときには、レーザー無発光時
（００ｈ）の感光体表面電位（帯電電位）はＶｄ＝−７
００Ｖである。これに対して、使用末期において感光体
膜厚が９μｍに減少したとき、レーザー無発光時（００
ｈ）の感光体表面電位はＶｄ＝−７８５Ｖに上昇する。
一方、レーザー全点灯（ＦＦｈ）時の感光体表面電位
（露光電位）Ｖｌ１は、感光体膜厚によらず一定であ
り、Ｖｌ１＝−８０Ｖである。更に、Ｅ−Ｖ曲線の傾き
は感光体膜厚に依存して変化する。

【００５０】このような、帯電電位Ｖｄの感光体膜厚依
存性、及びＥ−Ｖ曲線の傾きの感光体膜厚依存性のため
に、帯電バイアス並びに現像バイアスを所定の値に一定
とした場合、感光ドラム１の感光体膜厚の減少により、
画像濃度、ライン幅、階調性が変化してしまう。

【００５１】そこで、感光ドラム１の感光体膜厚に応じ
て、露光手段３による露光量を制御する。より詳しく
は、本実施例では、感光ドラム１の感光体膜厚に応じて
画像形成する際に使用するレーザー光量（露光量）の範
囲を変化させる。これにより、帯電バイアス並びに現像
バイアスを固定とした場合においても、帯電電位Ｖｄ及
びＥ−Ｖ曲線の傾きの変化によらず、画像濃度、ライン
幅、階調表現を安定させることができる。

【００５２】更に説明すると、図４には、感光体膜厚が
１８μｍ、又は感光体膜厚が９μｍであるときのレーザ
ー光量変化範囲の一具体例を示す。

【００５３】プロセスカートリッジＢの使用初期（感光
体膜厚１８μｍ）には、レーザー光量がＣ０ｈ以上で露
光電位がＶｌ１（−８０Ｖ）となる。これに対し、帯電
動作により感光ドラム１の表面が削れ、その使用末期と
なると（感光体膜厚９μｍ）、露光電位をＶｌ１（−８
０Ｖ）にするためには、ＦＦｈのレーザー光量が必要と
なる。

【００５４】そこで、本実施例によれば、先ず、感光体
膜厚の変化に対して露光電位Ｖｌ電位を一定にするため
に、プロセスカートリッジＢの使用初期において、感光
体膜厚が１８μｍであるときのレーザー光量の最大値を
９０ｈとし、使用末期において感光体膜厚が９μｍであ
るときのレーザー光量の最大値をＦ０ｈとする。これに
より、感光体膜厚に依存せず、露光電位Ｖｌを、Ｖｌ２
＝−１００Ｖに一定とすることができる。

【００５５】次に、感光ドラム１の表面が削れ、感光体
膜厚が減少することによる帯電電位Ｖｄ上昇分を考慮し
て、感光体膜厚が９μｍであるときのレーザー光量の最
小値を２０ｈとする。これにより、感光体膜厚に依存せ
ず、帯電電位Ｖｄを、Ｖｄ＝−７００Ｖに一定とするこ
とができる。

【００５６】つまり、本実施例では、感光体膜厚が１８
μｍであるときには、使用するレーザー光量の範囲は０
０ｈ〜９０ｈの範囲（図中範囲Ａ）とし、感光体膜厚が
９μｍであるときには、使用するレーザー光量の範囲は
２０ｈ〜Ｆ０ｈの範囲（図中範囲Ｂ）とする。

【００５７】これにより、潜像電位（ベタ画像）は、Ｖ
ｄ＝−７００Ｖ、Ｖｌ２＝−１００Ｖに固定することが
できる。しかも、図４から分かるように、それぞれの範
囲（Ａ、Ｂ）において、両者のＥ−Ｖ曲線を一次の直線
で変化させることができる。

【００５８】現像ローラ２３に印加する現像バイアス
は、潜像電位であるＶｄ＝−７００Ｖ、Ｖｌ＝−１００
Ｖにおいて、ベタ濃度、ライン幅を満足するように設定
すれば良い。本実施例においては、感光体膜厚によらず
現像バイアスはＶｄｃ＝−４００Ｖで一定とした。これ
により、ベタ濃度は反射濃度で１．４、６００ｄｐｉの
解像度での４ドットライン幅は１７０μｍを達成でき
た。又、感光体膜厚１８μｍにおいても、感光体膜厚９
μｍにおいても、階調性を直線的に変化させることがで
きるため、階調性の再現性も十分満足できるものであっ
た。

【００５９】次に、感光体膜厚の変化について説明す
る。前述したように、感光体膜厚は、放電によって感光
ドラム１の表面が劣化し、記録媒体６の通過（通紙）或
いはクリーニング部材７の当接によって感光ドラム１の
表面が削り取られることにより減少する。

【００６０】本実施例の画像形成装置Ａでは、感光ドラ
ム１における感光体膜厚の減少は、帯電バイアス印加時
間と相関がある。又、この帯電バイアス印加時間は、画
像形成枚数に比例している。従って、感光ドラム１にお
ける感光体膜厚の減少率は、画像形成枚数の一次関数と
して表すことができる。

【００６１】本実施例においては、プロセスカートリッ
ジＢに搭載した記憶手段２６に、感光体膜厚に関する情
報として、画像形成枚数（Ｐ）を記憶する。そして、こ
の画像形成枚数（Ｐ）情報を用いて、レーザー光量の使
用範囲を変更させる。

【００６２】尚、感光体膜厚に関する情報としては、上
記画像形成枚数の他、感光ドラム１の回転数、通紙枚
数、帯電時間（帯電バイアス印加時間）などが挙げら
れ、いずれの情報を選択しても構わない。

【００６３】より具体的には、本実施例では、画像形成
１枚当たりの帯電バイアス印加時間は５秒であり、画像
形成１０００枚当たりの感光ドラム１の感光体膜厚の減
少率は０．４５μｍ／１０００枚であった。従って、使
用初期の感光体膜厚１８μｍから、感光ドラム１の寿命
である感光体膜厚９μｍとなるまでに可能な画像形成枚
数は２００００枚であった。

【００６４】そこで、本実施例では、レーザー光量範囲
の変更方法を次のようにした。即ち、Ｖｄ電位を合わせ
る目的で、レーザー光量の最小値を、画像形成６２５枚
毎に００ｈｅｘから０１ｈｅｘずつ大きくする。又、Ｖ
ｌ電位を合わせる目的で、レーザー光量の最大値を、画
像形成２５０枚毎に９０ｈｅｘから０１ｈｅｘずつ大き
くする。

【００６５】これによって、図５に示すように、使用初
期（感光体膜厚１８μｍ）から使用末期（感光体膜厚９
μｍ）に至るまで、いずれの感光体膜厚においても潜像
設定をＶｄ＝−７００Ｖ、Ｖｌ２＝−１００Ｖに一定と
することができる。

【００６６】次に、図６のフローチャートをも参照し
て、レーザー光量の使用範囲変更方法を更に説明する。

【００６７】プロセスカートリッジＢは記憶手段２６を
具備しており、記憶手段２６には、プロセスカートリッ
ジＢを用いて行った画像形成枚数が記憶されている。ホ
スト１４からプリント信号が入力されると（Ｓ１）、画
像形成装置本体１３が備えた制御手段（ＣＰＵ）３２
は、プロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段２６
と通信を行い、そのプロセスカートリッジＢの画像形成
枚数（Ｐ）を読み込む（Ｓ２）。

【００６８】次に、ＣＰＵ３２は、画像形成枚数に応じ
たレーザー光量の使用範囲が予め格納された、画像形成
装置本体側ＲＯＭ３３の内容と、上述のようにＣＰＵ３
２に読み込んだ画像形成枚数の値（Ｐ）とを比較する
（Ｓ３）。次いで、コントローラ３３において画像信号
を処理し、スキャナ３を制御して、使用するレーザー光
量範囲を設定し、画像形成動作に移行する（Ｓ４）。

【００６９】画像形成動作が終了すると画像形成枚数の
カウントを１増加し（Ｓ５）、プロセスカートリッジＢ
の記憶手段２６の画像形成枚数のカウントを書き変える
（Ｓ６）。続いて、連続プリントの要求があるかを判断
し（Ｓ７）、要求がない場合はプリント終了動作に移行
し（Ｓ８）、要求がある場合は、連続プリントの要求が
なくなるまで、Ｓ３〜Ｓ７の動作を繰り返す。

【００７０】上述のような制御を行った本実施例の画像
形成装置Ａと、ＤＣ定電圧によるＤＣ帯電方式及びＤＣ
定電圧によるＤＣ接触現像方式であるが本実施例の制御
を行わない従来の画像形成装置とを用いて２００００枚
の画像形成を行い、それぞれにおける画像濃度、階調性
を比較した。図７は、画像形成枚数に対するベタ画像濃
度を、本実施例と従来例とで比較した結果を示す。又、
図８は、画像形成枚数の増加（使用初期、１００００枚
画像形成時、使用末期）に対する階調性の変化を、本実
施例（図８（ａ））と従来例（図８（ｂ））とで比較し
た結果を示す。図７及び図８から明らかなように、本実
施例に従う制御を行う場合、画像形成枚数によらずベタ
画像濃度は安定し、又画像階調性も常に直線的に変化さ
せることができ再現性は良好であった。

【００７１】以上、本実施例によれば、所定のＤＣ定電
圧によるＤＣ接触帯電方式、所定のＤＣ定電圧によるＤ
Ｃ接触現像方式を用いても、感光ドラム１の感光体膜厚
に関する情報のうちの一つである画像形成枚数を、プロ
セスカートリッジＢに搭載した記憶手段２６に記憶し、
その情報に対応してレーザー光量の使用範囲を変更して
いくことで、感光膜厚の減少によらず潜像電位設定を一
定にすることができる。これによって、画像濃度、ライ
ン幅、階調性を安定して再現できる。

【００７２】従って、所定の値に固定されたＤＣ電圧に
よるＤＣ接触帯電方式、固定されたＤＣ電圧によるＤＣ
接触現像方式を採用することによる、低コスト、装置の
小型化などの利点を得ながら、常に安定した画像を形成
することができる。又、本実施例によれば、このよう
に、常に安定した画像を形成しつつ感光体を長期にわた
り使用することが可能であり、画像形成枚数あたりのコ
ストの更なる低下を図ることができる。

【００７３】尚、本実施例では、記憶手段２６をプロセ
スカートリッジＢに設けた。これにより、プロセスカー
トリッジ自身に感光体膜厚に関する情報を保持させ得
る。従って、例えば、寿命に達していないプロセスカー
トリッジＢを装置本体１３に対して交換使用するような
場合でも、常に各プロセスカートリッジＢに即した感光
体膜厚に関する情報を装置本体で認識することができ、
極めて有利である。しかし、本発明は、この態様に限定
されるものではなく、本発明の原理は、装置本体に記憶
手段を設ける場合にも適用でき、本実施例と同様の効果
を得ることができる。

【００７４】又、本発明は、画像形成装置がプロセスカ
ートリッジ方式とされていない場合にも適用することが
でき、本実施例と同様の効果を奏し得る。この場合、記
憶手段を装置本体に設け、感光体膜厚に関する情報を記
憶させる。そして、例えば、感光ドラムを個別に交換し
た場合などに、記憶手段内の感光体膜厚に関する情報を
リセットするなどすればよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、感光体層を備えた像担持体に静電潜像を形成す
る露光手段と、像担持体と接触して帯電を行う帯電手段
と、像担持体と接触して静電潜像を現像する現像手段
と、露光手段の露光量を制御する手段と、帯電手段にＤ
Ｃ電圧を印加する手段と、現像手段にＤＣ電圧を印加す
る手段と、記憶手段と、を有し、帯電手段に印加するＤ
Ｃ電圧及び現像手段に印加するＤＣ電圧はそれぞれ所定
の値に固定され、記憶手段は感光体の膜厚に関する情報
を記憶し、感光体の膜厚に関する情報により、露光手段
の露光量を制御する構成とされるので、所定の値に固定
されたＤＣ電圧によるＤＣ接触帯電方式、固定されたＤ
Ｃ電圧によるＤＣ接触現像方式を採用することで、低コ
スト、装置の小型化などを図ることができ、しかも、感
光体の膜厚の減少によりその帯電電位が変化しても、画
像濃度、階調性などの変化のない、常に安定した画像を
形成することができる。又、常に安定した画像を形成し
つつ感光体を長期にわたり使用することが可能であり、
画像形成枚数あたりのコストの更なる低下を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断
面図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例の制御ブ
ロック図である。

【図３】感光体膜厚１８μｍと９μｍのＥ−Ｖ曲線の一
例を示すグラフ図である。

【図４】本発明に従う、感光体膜厚１８μｍ、９μｍで
のレーザー光量範囲の一実施例を説明するためのグラフ
図である。

【図５】本発明に従う、感光体膜厚に応じたレーザー光
量範囲の一実施例を説明するためのグラフ図である。

【図６】本発明に従ったレーザー光量範囲の制御手順の
一実施例を説明するためのフローチャート図である。

【図７】画像形成枚数に対するベタ濃度の変化を、本発
明の一実施例と従来例とで比較した結果を示すグラフ図
である。

【図８】画像形成枚数に対する画像階調性の変化を、本
発明の一実施例と従来例とで比較した結果を示すグラフ
図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（電子写真感光体、像担持体） ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ スキャナ（露光手段） ４ 現像装置 ７ クリーニングブレード ２３ 現像ローラ（現像剤担持体、現像手段） ２６ 非接触メモリ（記憶手段） ３２ ＣＰＵ（制御手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA06 DA27 DA45 DD09 EA01 EA02 EA05 EE08 2H071 BA04 BA20 BA34 DA06 DA08 DA13 DA15 2H076 AB05 AB12 DA17 DA19

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体層を備えた像担持体に静電潜像を
   形成する露光手段と、前記像担持体と接触して帯電を行
   う帯電手段と、前記像担持体と接触して静電潜像を現像
   する現像手段と、前記露光手段の露光量を制御する手段
   と、前記帯電手段にＤＣ電圧を印加する手段と、前記現
   像手段にＤＣ電圧を印加する手段と、記憶手段と、を有
   し、 前記帯電手段に印加するＤＣ電圧及び前記現像手段に印
   加するＤＣ電圧はそれぞれ所定の値に固定され、前記記
   憶手段は前記感光体の膜厚に関する情報を記憶し、前記
   感光体の膜厚に関する情報により、前記露光手段の露光
   量を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記感光体の膜厚に関する情報は、画像
   形成枚数、画像形成装置内の記録媒体通過枚数、回転体
   とされる前記像担持体の回転数、帯電バイアス印加時間
   の少なくとも１つを用いて算出されることを特徴とする
   請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記露光手段の露光量は、光源光量、光
   源発光時間、露光面積の少なくとも１つを用いて制御す
   ることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記光源は、レーザー光源であることを
   特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記感光体の膜厚に関する情報に応じて
   前記露光手段の最大露光量、最小露光量の少なくとも１
   つを変更し、前記露光手段の露光量使用範囲を変更する
   ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記露光量使用範囲における最小露光量
   にて、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体を
   露光した際の前記像担持体の帯電電位は、常に一定とす
   ることを特徴とする請求項５の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記露光量使用範囲における最大露光量
   にて、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体を
   露光した際の前記像担持体の帯電電位は、常に一定とす
   ることを特徴とする請求項５又は６の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記露光量使用範囲内の露光量と、前記
   帯電手段によって帯電された前記像担持体をその露光量
   にて露光した際の前記像担持体の帯電電位とは、常に略
   一次の関係にあることを特徴とする請求項５、６又は７
   の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体は、円筒状の基体上に前記
   感光体層を有する電子写真感光体ドラムであることを特
   徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成
   装置。
10. 【請求項１０】 前記現像手段、前記帯電手段、前記像
    担持体をクリーニングするクリーニング手段のうち少な
    くとも１つと、前記像担持体とは一体的に構成され、画
    像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとさ
    れていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項
    に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記記憶手段は、前記プロセスカート
    リッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１
    ０の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 記憶手段は、接触型若しくは非接触型
    の不揮発性メモリ、又は電源を有する揮発メモリである
    ことを特徴とする請求項１１の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 感光体層を備えた像担持体と、前記像
    担持体と接触して帯電を行う帯電手段と、前記像担持体
    と接触して前記像担持体に形成される静電潜像を現像す
    る現像手段と、前記感光体の膜厚に関する情報を記憶す
    る記憶手段と、を備えたプロセスカートリッジを着脱可
    能な画像形成装置であって、 装置本体は、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手
    段と、前記露光手段の露光量を制御する手段と、前記帯
    電手段に所定の値に固定されたＤＣ電圧を印加する手段
    と、前記現像手段に所定の値に固定されたＤＣ電圧を印
    加する手段と、を有し、前記プロセスカートリッジの前
    記記憶手段に記憶された前記感光体の膜厚に関する情報
    により、前記露光手段の露光量を制御することを特徴と
    する画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記感光体の膜厚に関する情報は、画
    像形成枚数、画像形成装置内の記録媒体通過枚数、回転
    体とされる前記像担持体の回転数、帯電バイアス印加時
    間の少なくとも１つを用いて算出されることを特徴とす
    る請求項１３の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記露光手段の露光量は、光源光量、
    光源発光時間、露光面積の少なくとも１つを用いて制御
    することを特徴とする請求項１３又は１４の画像形成装
    置。
16. 【請求項１６】 前記光源は、レーザー光源であること
    を特徴とする請求項１５の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 前記感光体の膜厚に関する情報に応じ
    て前記露光手段の最大露光量、最小露光量の少なくとも
    １つを変更し、前記露光手段の露光量使用範囲を変更す
    ることを特徴とする請求項１３の画像形成装置。
18. 【請求項１８】 前記露光量使用範囲における最小露光
    量にて、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体
    を露光した際の前記像担持体の帯電電位は、常に一定と
    することを特徴とする請求項１７の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記露光量使用範囲における最大露光
    量にて、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体
    を露光した際の前記像担持体の帯電電位は、常に一定と
    することを特徴とする請求項１７又は１８の画像形成装
    置。
20. 【請求項２０】 前記露光量使用範囲内の露光量と、前
    記帯電手段によって帯電された前記像担持体をその露光
    量にて露光した際の前記像担持体の帯電電位とは、常に
    略一次の関係にあることを特徴とする請求項１７、１８
    又は１９の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 記憶手段は、接触型若しくは非接触型
    の不揮発性メモリ、又は電源を有する揮発メモリである
    ことを特徴とする請求項１３〜２０のいずれかの項に記
    載の画像形成装置。
22. 【請求項２２】 前記プロセスカートリッジは更に、前
    記像担持体をクリーニングするクリーニング手段を一体
    的に有することを特徴とする請求項１３〜２１のいずれ
    かの項に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 前記像担持体は、円筒状の基体上に前
    記感光体層を有する電子写真感光体ドラムであることを
    特徴とする請求項１３〜２２のいずれかの項に記載の画
    像形成装置。