JP2008191599A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トナー特性が不明な現像器が装着された場合に発生するトラブルを抑止することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】画像形成装置１の本体フレーム１０に着脱可能に装着された現像器３のトナーケース３１にＩＣチップ３７を取り付けて、ＩＣチップ３７に現像バイアスや露光量を決定するための制御情報及び画像形成処理した累積枚数に関するデータを記憶しておく。そして、装置本体側にリーダライタ５４を配設してＩＣチップ３７から制御情報及び使用実績情報を読み出して現像バイアスの制御を行ったり、露光量の制御を行う。そして、残量検知センサ３８からの検知出力により現像器３の交換処理が行われた場合に、ＩＣチップ内の制御情報を更新し、現像バイアスが高くなるように設定したり、露光量が大きくなるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置であって、現像器が着脱可能に装着される画像形成装置に関する。

上記の画像形成装置は、現像に用いるトナーが消費されてトナーの残量が少なくなると現像器を交換しトナーを補給するようにしている。交換可能に装着される現像器は、一般に初期装填用及び補給用の２種類が用意されており、初期装填用の現像器は画像形成装置を顧客に納入する際に予め装着されているもので、補給用の現像器よりも内蔵するトナー量が少なく設定されている。

また、高解像度の画像形成といった技術的な観点又は業務用、家庭用といった用途的な観点から様々な機種が開発されており、それぞれの機種の仕様に対応してトナー特性及びその現像電圧の制御をきめ細かく設定している。

しかしながら、トナーの残量が少なくなって交換した現像器に新たにトナーを詰め替えて再使用し、機種の仕様に対応していない現像器が装着されることが問題となっている。こうした現像器が装着されると、内蔵されたトナーが機種の仕様に対応したトナー特性を備えているか不明であるので、設定通りの画像形成処理ができず、場合によってはトラブルの原因となるおそれがある。

こうしたトナー特性が不明な現像器が装着された場合のトラブルの防止のために、例えば特許文献１では、カートリッジなどの消耗品容器に同定情報、インク残量などの情報を記憶させたＩＣチップを有し、本体側でそれらの情報を取得して正規の消耗品であることを認知する点が記載されている。また、特許文献２では、トナーセットにＲＦＩＤタグを取り付け、装置本体との間でデータの授受を行って不正に充填されたトナーセットの使用を禁止するようにした点が記載されている。また、特許文献３には、プロセスカートリッジ内の転写ローラ等にその抵抗値を記憶したＩＣチップを取り付け、本体側で記憶された抵抗値を読み込んで転写出力電流の目標値を決定するようにした点が記載されている。
特開２０００−２４６９２１号公報 特開２００５−１３４５１３号公報 特開２００６−１１３０３号公報

上述した特許文献に記載されているように、交換される現像器にＩＣチップ等の記憶媒体を取り付けて現像器の管理を行うことが提案されているが、正規の現像器が装着されない場合にその使用を禁止したとしても巧妙にそうした認証をくぐり抜けられてしまうことが避けられず、トナー特性が不明な現像器を装着された場合に発生するおそれのある印字抜けや濃度不足といったトラブルに対応することが求められる。

そこで、本発明は、トナー特性が不明な現像器が装着された場合に発生するトラブルを抑止することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、装置本体に着脱可能に装着されるとともに前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段を備えた現像器と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記現像器内のトナーの残量を検知する残量検知手段と、前記現像器に取り付けられるとともに前記現像手段に印加される現像バイアスを決定するための制御情報を記憶する記憶媒体とを備えており、前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した前記制御情報に基づいて前記現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス制御手段と、前記残量検知手段からの検知信号に基づいて前記現像器の交換時期の到来を判定する判定手段と、前記判定手段が交換時期が到来したと判定した場合に前記記憶媒体に記憶された前記制御情報を現像バイアスが高くなるように更新する制御情報更新手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、装置本体に着脱可能に装着されるとともに前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段を備えた現像器と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記現像器内のトナーの残量を検知する残量検知手段と、前記現像器に取り付けられるとともに前記露光手段による前記像担持体の露光量を決定するための制御情報を記憶する記憶媒体とを備えており、前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した前記制御情報に基づいて前記露光手段により前記像担持体を露光する露光制御手段と、前記残量検知手段からの検知信号に基づいて前記現像器の交換時期の到来を判定する判定手段と、前記判定手段が交換時期が到来したと判定した場合に前記記憶媒体に記憶された前記制御情報を露光量が大きくなるように更新する制御情報更新手段とを備えていることを特徴とする。

本発明は、上記のような構成を有することで、残量検知手段からの検知信号に基づいて現像器の交換時期の到来を判定する判定し、交換時期が到来したと判定した場合に記憶媒体に記憶された制御情報を現像バイアスが高くなるように更新するようにしたので、交換された使用済みの現像器がトナーを再充填されて再び装着された場合に、記憶媒体に記憶された制御情報が現像バイアスを高くするように変更されているため、像担持体をトナーにより可視像化する際にトナーの付着量を増加させることができ、印字抜けや濃度不足といったトラブルを未然に防止することが可能となる。

また、残量検知手段からの検知信号に基づいて現像器の交換時期の到来を判定し、交換時期が到来したと判定した場合に記憶媒体に記憶された制御情報を露光量が大きくなるように更新すれば、使用済みの現像器が再度装着された場合に露光手段による像担持体に対する露光量が大きくなって像担持体の表面電位が低くなり、像担持体へのトナーの付着量が増加して印字抜けや濃度不足といったトラブルを未然に防止することができる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態である現像器を備えた画像形成装置１の概略構成図である。画像形成装置１の本体フレーム１０には、記録部２が設置されており、記録部２には現像剤としてトナーを供給する現像器３が着脱可能に装着されている。また、本体フレーム１０の下部には、給紙部４が設置されている。

記録部２は、像担持体として感光体ドラム２０、感光体ドラム２０の表面を帯電する帯電手段として帯電器２１、帯電された感光体ドラム２０の表面を露光する露光手段として露光装置２２、露光により形成された静電潜像をトナーにより現像する現像ローラ３０、現像されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ２３、転写後の感光体ドラム２０の表面に残るトナーを散らすメモリ除去ブラシ２４を備えている。

感光体ドラム２０は、本体フレーム１０に回転可能に支持されており、その外周面には光導電膜が形成されている。帯電器２１は、導電性刷毛体を植設したブラシローラからなり、感光体ドラム２０の表面に接触するように本体フレーム１０に回転可能に支持されている。帯電器２１には、交流電源２５及び直流電源２６から交流と直流の電圧が印加される。露光装置２２は、その下面に設けた発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ２２ａから感光体ドラム２０表面に形成された光導電膜に光を照射して、画像データに基づいた静電潜像を形成する。転写ローラ２３には、交流電源２７、直流電源２８及び可変電源２９が接続されて所要の転写バイアスが印加されるようになっている。

現像器３は、トナーケース３１内にトナーが貯留されており、トナーケースの下部には現像ローラ３０及び供給ローラ３２が回転可能に軸支されている。トナーケース３１内には貯留されたトナーを撹拌する撹拌体３３が軸支されている。現像ローラ３０、供給ローラ３２及び撹拌体３３は、現像器３が本体フレーム１０に装着されると図示せぬ駆動伝達機構と連結されて回転されるようになる。

現像ローラ３０には、交流電源３４、直流電源３５及び可変電源３６が接続されて所要の現像バイアスが印加されるようになっている。また、供給ローラ３２にも図示せぬ電源に接続されて所要の電位が付与されている。

トナーケース３１内のトナーは、撹拌体３３により常時撹拌されて次第に帯電するようになり、帯電されたトナーが供給ローラ３２によって順次現像ローラ３０に搬送されていく。現像ローラ３０の周面に付着したトナーはブレードにより均一な層厚に整えられ、現像ローラ３０に印加された現像バイアスと感光体ドラム２０表面に形成された静電潜像との間の電位差により感光体ドラム２０の表面に転移するようになり、トナー像が形成される。

給紙部４は、給紙カセット４０が取り外し可能に装着され、所定サイズの用紙４１が積載されている。積載された用紙４１は、給紙ローラ４２により上から１枚ずつ給紙され、図示せぬ搬送ローラ群により搬送径路Ｐに沿って搬送され感光体ドラム２０と転写ローラ２３との間でトナー像が転写された後定着ローラ４４及び加圧ローラ４５との間に挟持されてトナー像が用紙に定着されるようになる。なお、給紙ローラ４２により給紙された用紙の枚数は、用紙検知センサ４３により検知される。

現像器３には、トナーケースの外面に記憶媒体としてＩＣチップ３７が取り付けられており、本体フレーム１０には、ＩＣチップ３７に対向する位置にリーダライタ５４が配設されている。したがって、現像器３を本体フレーム１０に装着するとＩＣチップ３７とリーダライタ５４が対向してＩＣチップ３７に記憶された情報の読み書きが可能となる。

図２は、ＩＣチップ３７及びリーダライタ５４の回路構成図を示している。ＩＣチップ３７は、メモリ３０１の読出し処理及び書込み処理を行う制御回路３００、通信コイル３０５で受信した信号を復調して制御回路３００に入力する復調回路３０２、制御回路３００から出力された信号を変調して通信コイル３０５を介して送信する変調回路３０３、通信コイル３０５から電力供給を受けて各回路に電源を供給する電源回路３０４を備えている。また、リーダライタ５４は、装置側の制御部と接続して情報処理する制御回路５００、通信コイル５０３で受信した信号を復調して制御回路５００に入力する復調回路５０１、制御回路５００から出力された信号を変調して通信コイル５０３を介して送信する変調回路５０２を備えている。こうした回路構成のＩＣチップ３７及びリーダライタ５４は、公知である。

ＩＣチップ３７のメモリ３０１には、現像器３の現像バイアスを決定するための情報が記憶されている。例えば、現像バイアスを決定する関数（Ｙ＝ｂ−ａＸ）に関するデータとそれに用いる定数ａ、ｂに対応するデータを記憶しておく。

また、ＩＣチップ３７のメモリ３０１には、露光装置２２のＬＥＤアレイ２２ａによる露光量を決定するための制御情報が記憶されている。例えば、１画素当りの露光動作に関してＬＥＤの出力値及びその照射時間を記憶しておく。

現像器３内のトナー残量を検知するために残量検知センサ３８が現像器３の底面に配設されている。現像器３の底面には透明部材からなる凹溝が形成されており、凹溝内に残量検知センサ３８が挿着されるようになっている。残量検知センサ３８は、発光器及び受光器からなっており、透明部材からなる凹溝内がトナーで埋められている場合には、発光器の光がトナーにより遮断されて受光器に光が入射しないため凹溝内のトナーの有無を検知することができる。凹溝内には、撹拌体３３に取り付けたクリーニング部材が回転摺動して定期的にトナーを除去するようにしており、トナーを除去した後の凹溝内が再度トナーで埋められなくなるとトナーの残量が少なくなったものとして現像器の交換時期が到来したことを検知することができる。

画像形成装置１は、画像形成処理に必要な動作を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、制御に必要な演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）５１、演算処理に必要なプログラム等を記憶するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５２、ＩＣチップ３７から読み出されたデータを記憶するとともに画像処理された枚数を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５３を備えている。

制御部５０は、ＩＣチップ３７からデータを読み出してＲＡＭ５３に記憶して演算処理を行い、現像バイアスや露光量の設定値を決定し、その設定値に基づいて可変電源３６を調整し現像バイアスを制御したり、露光装置２２の露光量を制御する。

また、用紙検知センサ４３が給紙された用紙を検知する毎にＲＡＭ５３に記憶している累積枚数に加算して更新処理を行う。そして、画像形成処理が終了すると、更新処理した累積枚数のデータをリーダライタ５４に送信してＩＣチップ３７のメモリ３０１に記憶されたデータを更新する。

また、残量検知センサ３８からの検知信号に基づいてトナーの残量が少なくなってきた場合には現像器の交換時期が到来したものとして利用者に報知し、以後の画像形成処理を停止する。

図３は、現像バイアスの制御に関する処理フローを示している。まず、現像器が装着されたか否かチェックし（Ｓ１００）、現像器が装着された場合には現像器に取り付けられたＩＣチップ内に記憶されたデータを読出し処理する（Ｓ１０１）。読み出されたデータはＲＡＭに記憶処理される（Ｓ１０２）。そして、画像形成処理の開始処理が行われると（Ｓ１０３）、用紙検知センサ４３が用紙を検知したかチェックされ（Ｓ１０４）、給紙により用紙が検知されると累積枚数のデータに加算処理が行われる（Ｓ１０５）。そして、読み出された関数に従って現像バイアスの演算が行われて決定処理が行われ（Ｓ１０６）、画像形成処理が行われる（Ｓ１０７）。次の画像形成処理があるかチェックされ（Ｓ１０８）、ある場合にはステップＳ１０３に戻り開始処理が行われる。次の画像形成処理がない場合には、画像形成処理の終了処理を行い（Ｓ１０９）、ＩＣチップ内の累積枚数データをＲＡＭに記憶された累積枚数データに書き換える更新処理を行う（Ｓ１１０）。

図４は、露光量の制御に関する処理フローを示している。まず、現像器が装着されたか否かチェックし（Ｓ２００）、現像器が装着された場合には現像器に取り付けられたＩＣチップのデータを読出し処理する（Ｓ２０１）。読み出されたデータはＲＡＭに記憶処理される（Ｓ２０２）。そして、画像形成処理の開始処理が行われると（Ｓ２０３）、ＩＣチップから読み出されたデータに基づいて露光量の決定処理が行われ（Ｓ２０４）、画像形成処理が行われる（Ｓ２０５）。次の画像形成処理があるかチェックされ（Ｓ２０６）、ある場合にはステップＳ２０３に戻り開始処理が行われる。次の画像形成処理がない場合には、画像形成処理の終了処理を行い（Ｓ２０７）、終了する。

図５は、現像器を交換する際の処理に関するフローである。現像器の交換処理は、上述したように残量検知センサ３８からの検知信号に基づいて行われるようになっており、まず残量検知センサの検知出力が取得される（Ｓ３００）。取得された検知出力に基づいてトナー無しが所定時間継続したかチェックされ（Ｓ３０１）、所定時間継続した場合にはトナー残量が少なくなったものとしてエンプティ処理を行う（Ｓ３０２）。

残量検知センサからの検知出力がトナー無しの場合には、凹溝内にトナーが無い状態を示しており、所定時間継続して凹溝内がトナーで埋まらない場合にはトナーが少なくなったことを示すことから、トナーの残量が少なくなったものとしてエンプティ処理が行われる。エンプティ処理では、現像器の交換を促すアラーム処理を行うとともに以後の画像形成処理を停止する処理を行う。

エンプティ処理を行った後ＩＣチップ内の制御情報を更新処理する（Ｓ３０３）。例えば、現像バイアスを高くなるように設定する場合には、上記の関数の定数ｂを通常の４００から５５０に更新することで、関数から計算される現像バイアスを高い値に変更することができる。また、露光量を大きくなるように設定する場合には通常の照射時間の２倍の照射時間に更新することで、露光量を大幅に大きくすることができる。

以上の説明した処理フローでは、現像バイアス及び露光量をそれぞれ設定して処理するようにしているが、両方とも設定して処理するようにしてもよい。

以上のような更新処理を行った使用済みの現像器にトナーを再充填して再度装着すると、ＩＣチップに記録された制御情報は現像バイアスが高くなるように設定されているので、画像形成処理では感光体ドラムへのトナーの付着量が増加して印字抜けや濃度不足が発生することを抑止できる。また、制御情報として露光量が大きくなるように設定されている場合にも、感光体ドラムの露光領域の表面電位が通常よりも低下してトナーの付着量が増加するようになり、同様に印字抜けや濃度不足が発生することを抑止できる。

本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略構成図である。 ＩＣチップ及びリーダライタの回路構成図である。 現像バイアスの制御に関する処理フローである。 露光量の制御に関する処理フローである。 現像器を交換する際の処理に関するフローである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 記録部
３ 現像器
４ 給紙部
22 露光装置
30 現像ローラ
38 残量検知センサ
37 ＩＣチップ
54 リーダライタ

Claims (2)

1. 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、装置本体に着脱可能に装着されるとともに前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段を備えた現像器と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記現像器内のトナーの残量を検知する残量検知手段と、前記現像器に取り付けられるとともに前記現像手段に印加される現像バイアスを決定するための制御情報を記憶する記憶媒体とを備えており、前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した前記制御情報に基づいて前記現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス制御手段と、前記残量検知手段からの検知信号に基づいて前記現像器の交換時期の到来を判定する判定手段と、前記判定手段が交換時期が到来したと判定した場合に前記記憶媒体に記憶された前記制御情報を現像バイアスが高くなるように更新する制御情報更新手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、装置本体に着脱可能に装着されるとともに前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段を備えた現像器と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記現像器内のトナーの残量を検知する残量検知手段と、前記現像器に取り付けられるとともに前記露光手段による前記像担持体の露光量を決定するための制御情報を記憶する記憶媒体とを備えており、前記制御手段は、前記記憶媒体から読み出した前記制御情報に基づいて前記露光手段により前記像担持体を露光する露光制御手段と、前記残量検知手段からの検知信号に基づいて前記現像器の交換時期の到来を判定する判定手段と、前記判定手段が交換時期が到来したと判定した場合に前記記憶媒体に記憶された前記制御情報を露光量が大きくなるように更新する制御情報更新手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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