JP2022167118A - Image forming apparatus and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and its control method.
電子写真方式の画像形成装置における感光ドラム等の感光体の表面を帯電させる方法として、帯電ローラ等の帯電部材を感光ドラム等の感光体の表面に当接させ、この帯電ローラに電圧を印加して感光ドラムを帯電させる接触帯電方式がある。安定して感光ドラムを帯電させるためには、一定以上の放電電流を生じさせる必要がある一方、過大な放電電流は感光ドラムを劣化させる可能性があるため、放電電流を適正値に制御する必要がある。特許文献1には、帯電電圧のピークとその微分波形のピークを検出し、これに基づき帯電制御する方法が記載されている。 As a method of charging the surface of a photoreceptor such as a photosensitive drum in an electrophotographic image forming apparatus, a charging member such as a charging roller is brought into contact with the surface of the photoreceptor such as a photosensitive drum, and a voltage is applied to the charging roller. There is a contact charging method in which the photosensitive drum is charged by the contact charging method. In order to stably charge the photosensitive drum, it is necessary to generate a discharge current of at least a certain level. On the other hand, an excessive discharge current may deteriorate the photosensitive drum, so it is necessary to control the discharge current to an appropriate value. There is Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200003 describes a method of detecting the peak of the charging voltage and the peak of its differential waveform, and controlling the charging based on the detected peaks.
また、現像剤担持体とトナー容器内に設けたそれに対向する板金との間の静電容量がトナー量に応じて変化することを用いてトナー容器内のトナー残量を検出するプレートアンテナ方式の残量検出手段を備えた画像形成装置がある。特許文献2には、プロセスカートリッジ毎の個体差による検出値のばらつきを補正するために、トナーフル充填時の検出値の情報をプロセスカートリッジのメモリに記憶させ、この情報に基づきプレートアンテナの検出値を補正する方法が記載されている。 In addition, a plate antenna system is used to detect the remaining amount of toner in the toner container by using the fact that the electrostatic capacity between the developer carrying member and the sheet metal provided in the toner container facing it changes according to the amount of toner. There is an image forming apparatus equipped with a remaining amount detection means. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200011, in order to correct variations in detection values due to individual differences between process cartridges, information about detection values when the toner is fully filled is stored in the memory of the process cartridge, and detection values of the plate antenna are calculated based on this information. A method of correction is described.
プロセスカートリッジを複数の画像形成装置本体で使用した場合に、例えば、画像形成装置本体の個体差により帯電制御に不具合が生じることがある。その場合、正常でない画像形成や感光ドラムの劣化を招く可能性がある。また、画像形成装置本体の個体差により、プレートアンテナによって検出されるトナー残量にばらつきが生じるなどの課題が発生することがあった。 When a process cartridge is used in a plurality of image forming apparatus main bodies, for example, there may be a problem in charging control due to individual differences in image forming apparatus main bodies. In that case, there is a possibility of causing abnormal image formation and deterioration of the photosensitive drum. In addition, due to individual differences in image forming apparatus main bodies, problems such as variation in the remaining amount of toner detected by the plate antenna may occur.
そこで本発明は、プロセスカートリッジを複数の画像形成装置本体で使用した場合においても、使用する画像形成装置本体に応じて適切な制御を行うことを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to perform appropriate control according to the image forming apparatus main body to be used even when a process cartridge is used in a plurality of image forming apparatus main bodies.
上記目的を達成するために、本発明は、第1の記憶手段を有するカートリッジと、
第2の記憶手段を有し前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、
前記カートリッジの動作を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、
前記第1の記憶手段は、
画像形成装置の所定の動作特性を示す第1の特性値と、
前記カートリッジの動作の制御に用いられた前記所定の動作特性に係わる制御パラメータの情報と、を記憶し、
前記第2の記憶手段は、前記所定の動作特性を示す前記第1の特性値とは異なる第2の特性値を記憶し、
前記制御部は、前記第1の特性値と前記第2の特性値とに基づき前記制御パラメータを補正し、補正後の前記制御パラメータを用いて前記カートリッジの動作を制御することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cartridge having a first storage means;
an apparatus main body having a second storage means and detachable from the cartridge;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the operation of the cartridge;
The first storage means is
a first characteristic value indicating a predetermined operating characteristic of the image forming apparatus;
and information of control parameters related to the predetermined operating characteristics used to control the operation of the cartridge;
the second storage means stores a second characteristic value different from the first characteristic value indicating the predetermined operating characteristic;
The control section corrects the control parameter based on the first characteristic value and the second characteristic value, and controls the operation of the cartridge using the corrected control parameter.
また、本発明は、第1の記憶手段を有するカートリッジと、
第2の記憶手段を有し前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
画像形成装置の所定の動作特性を示す第1の特性値を前記第1の記憶手段から取得する工程と、
前記カートリッジの動作の制御に用いられた前記所定の動作特性に係わる制御パラメータの情報を前記第1の記憶手段から取得する工程と、
前記所定の動作特性を示す前記第1の特性値とは異なる第2の特性値を前記第2の記憶手段から取得する工程と、
前記第1の特性値と前記第2の特性値とに基づき、前記制御パラメータを補正する工程と、
補正後の前記制御パラメータを用いて前記カートリッジの動作を制御する工程と、
を有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a cartridge having a first storage means,
A control method for an image forming apparatus comprising: a main body of the apparatus having a second storage unit and detachable from the cartridge, the method comprising:
acquiring a first characteristic value indicating a predetermined operating characteristic of the image forming apparatus from the first storage means;
a step of obtaining from the first storage means control parameter information relating to the predetermined operating characteristics used to control the operation of the cartridge;
obtaining from the second storage means a second characteristic value different from the first characteristic value indicating the predetermined operating characteristic;
correcting the control parameter based on the first characteristic value and the second characteristic value;
controlling the operation of the cartridge using the corrected control parameter;
characterized by having
本発明によれば、プロセスカートリッジを複数の画像形成装置本体で使用した場合においても、使用する画像形成装置本体に応じて適切な制御を行うことが可能となる。 According to the present invention, even when the process cartridge is used in a plurality of image forming apparatus main bodies, appropriate control can be performed according to the image forming apparatus main bodies to be used.
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置及び電子写真装置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。ここで、電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう)とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ(レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)等が含まれる。また、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置がある。プロセスカートリッジは、トナー収納部、現像手段、感光体、帯電手段、廃トナー容器を含むクリーニング手段等をカートリッジとして一体化したものである。プロセスカートリッジを用いた画像形成装置では、感光ドラムやトナー等の消耗品の交換やメンテナンスを容易に行うことができる。 The present invention relates to electrophotographic apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles, and process cartridges that can be attached to and removed from the electrophotographic apparatuses. Here, an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter also simply referred to as an "image forming apparatus") forms an image on a recording material (recording medium) using an electrophotographic image forming method. Examples of image forming apparatuses include copiers, printers (laser beam printers, LED printers, etc.), facsimile machines, word processors, and multifunction machines (multifunction printers). Further, there is an image forming apparatus using a process cartridge detachably attached to the main body of the image forming apparatus. The process cartridge is a cartridge in which a toner storage section, developing means, photoreceptor, charging means, cleaning means including a waste toner container, and the like are integrated as a cartridge. In an image forming apparatus using a process cartridge, consumables such as a photosensitive drum and toner can be easily replaced and maintained.
(実施例1)
以下、本発明に係る画像形成装置について、電子写真方式の画像形成装置を例に説明する。図2は、プロセスカートリッジ222を装着している状態の画像形成装置200の概略図である。画像形成装置200は、プロセスカートリッジ222を着脱可能であり、画像形成装置200のうちプロセスカートリッジ222以外の部分が装置本体である。像担持体である感光ドラム201を備える。レーザースキャナ204は、半導体レーザ203にて感光ドラム201上にレーザビームを走査する。プロセスカートリッジ222は、帯電ローラ202、現像剤担持体224、トナーを格納する現像容器207、第1の記憶手段であるカートリッジメモリ230を備える。帯電ローラ202は、感光ドラム201上を一様に帯電するための帯電手段である。現像剤担持体224は、感光ドラム201上に形成された静電潜像をトナーで現像する。転写ローラ208は、感光ドラム201に現像されたトナー像を記録材216に転写する。定着器219は、記録材216に転写されたトナーを熱にて記録材216に融着させる。温度サーミスタ225は、定着器219の温度を制御する。給紙ローラ210は、記録材216を給紙する。トップセンサ214は、記録材216の搬送と同期をとる。排紙ローラ211は、定着後の記録材216を排紙トレイ217へ排出する。排紙センサ215は、定着後の記録材216の有無を検出する。コントローラ212は、CPU213を備え、上記の各構成の動作を制御する制御部である。環境センサ226は、画像形成装置200の外部環境条件を検出する。第2の記憶手段である装置メモリ231は画像形成装置の動作特性の情報や電源特性の情報等を記憶する。
(Example 1)
An electrophotographic image forming apparatus will be described below as an example of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of the
図3は、本実施例における画像形成装置の帯電制御を示すブロック図である。コントローラ212のCPU213は、カートリッジメモリ230に対して、帯電制御に使用するデータ(目標放電電流値Iso、帯電電流値Ic、使用環境情報)の書き込み及び読み出しを行う。使用環境情報としては、環境センサ226の検出値が格納される。また、CPU213は、装置メモリ231に対して、電源特性の情報の読み出しを行う。CPU213は、演算部305、記憶部306、交流電圧用駆動信号発生部307を有する。CPU213は、電圧印加手段である帯電制御回路310内の電圧制御部301に信号を送ることで、電圧印加部300による帯電ローラ202への電圧の印加を制御する。CPU213は、交流電流検出部302、電圧振幅値検出部303、微分振幅値検出部304の検出値から放電電流を算出する。CPU213は、環境センサ226や温度サーミスタ225による検出値を取得し、検出値に応じて画像形成装置200の制御を行う。
FIG. 3 is a block diagram showing charge control of the image forming apparatus in this embodiment. The
図4に基づき、本実施例における帯電制御回路310による帯電制御について説明する。帯電制御回路310は、電圧印加部300、電圧制御部301、交流電流検出部302、電圧振幅値検出部303、微分振幅値検出部304等を有して構成されている。
The charge control by the
コントローラ212のCPU213がI/Oポート307からクロックパルス400を出力すると、プルアップ抵抗402とベース抵抗403を介して増幅回路471に入力する。トランジスタ405がスイッチング動作し、クロックパルス400は、プルアップ抵抗404とダイオード447を介して接続されるオペアンプ445の出力に応じた振幅に増幅される。増幅されたクロックパルスは、コンデンサ406を介してフィルタ回路473に入力されて正弦波になる。フィルタ回路473は、抵抗407、408、411、412、415、416、417、419、421、422、424、コンデンサ406、410、414、418、420、423、オペアンプ409、413からなる。この正弦波出力は、抵抗426、427、428、430、432、ダイオード425、トランジスタ429、431、433からなるドライブ回路472とコンデンサ434を介してトランス435に入力される。これによりトランス435から正弦波の交流高圧が発生する。トランス435には、抵抗437を介して直流高圧回路470が接続されており、こ
の直流電圧にトランス435から出力される正弦波の交流高圧が重畳される。この振動電圧は、帯電電圧として抵抗436を介して出力端子481から出力され、帯電ローラ202に供給される。
When the
交流電流検出部302は、コンデンサ438を介し、ダイオード439、440と、抵抗442及びコンデンサ441を含む積分回路とから構成され、その出力は抵抗443を介して電圧制御部301のオペアンプ445に入力する。オペアンプ445には、コントローラ212のCPU213から制御信号461が抵抗444を介して入力される。制御信号461の電圧レベルに応じて増幅回路471から出力されるクロックパルスの振幅が調節され、出力される帯電電圧が調節される。帯電電圧のレベルは、交流電流が制御信号461に応じた値となるように定電流制御される。
The alternating
帯電制御回路310は、電圧振幅値検出部303であるピーク電圧検出回路303と、微分振幅値検出部304である微分波形ピーク電圧検出回路304とを有する。帯電電圧は、コンデンサ480を介してダイオード448、469で分流されて、ピーク電圧検出回路303のオペアンプ465と抵抗464、466、467と、コンデンサ468とから構成された積分回路に入力される。この積分回路の出力は、ピーク電圧値に応じた直流電圧信号462としてCPU213に入力される。これにより、CPU213は、出力する帯電電圧のピーク値を検出することができる。
The
また、微分波形ピーク電圧検出回路304においては、コンデンサ480のインピーダンスが、抵抗449の抵抗値に対して十分大きく設定されている。これにより、オペアンプ450の入力部に微分波形の半波形を発生させることが可能となる。このように微分された波形は、オペアンプ450、454、ダイオード451、452、抵抗453、455~457、コンデンサ458で構成された微分波形ピーク電圧検出回路304によって直流電圧信号460に変換されてCPU213に入力される。これにより、CPU213は、出力する帯電電圧の微分波形のピーク値を検出することができる。
Also, in the differential waveform peak
図5(a)に基づき本実施例における放電電流の検出方法について、図5(b)に基づき本実施例における放電電流と帯電電流との関係について説明する。図5(a)は、帯電ローラ202に印加される帯電電圧のピーク値及びその微分波形(微分電圧)のピーク値と帯電電流との関係を示す。横軸は帯電電圧のピーク値、縦軸は帯電電流の実効値を示す。
A method of detecting the discharge current in this embodiment will be described with reference to FIG. 5(a), and the relationship between the discharge current and the charging current in this embodiment will be described with reference to FIG. 5(b). FIG. 5A shows the peak value of the charging voltage applied to the charging
本実施例では、帯電部材である帯電ローラ202を感光ドラム201の表面に当接させ、この帯電ローラ202に電圧を印加して感光ドラム201を帯電させる接触帯電方式を採用している。帯電ローラ202に交流電圧を印加した場合、プラス側とマイナス側への放電が交互に発生するため、帯電の均一性の点で有利である。例えば、直流電圧を印加した場合の感光ドラム201への放電開始閾値電圧(帯電開始電圧)の2倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧と直流電圧とを重畳した振動電圧を印加することによって、均一な帯電が得られる。帯電ローラ202に振動電圧として正弦波電圧を印加した場合、抵抗負荷電流、容量負荷電流、及び放電電流が発生する。抵抗負荷電流は帯電ローラ202と感光ドラム201との間の抵抗性負荷に流れる電流、容量負荷電流は帯電ローラ202と感光ドラム201との間の容量性負荷に流れる電流、放電電流は帯電ローラ202と感光ドラム201との間の流れる電流である。これらの電流の合計が帯電ローラ202に流れる。このうち、放電電流を所定値以上にすることで感光ドラム201の安定的な帯電が得られる。
This embodiment employs a contact charging method in which a charging
図5(a)に示すように、帯電電圧の振幅が増加すると、帯電電流が増加する。帯電電圧が放電開始電圧(Vh)の2倍以下の領域では、帯電ローラ202と感光ドラム201
との間の抵抗性負荷及び容量性負荷に応じた帯電電流が流れる。この領域では、帯電電流と帯電電圧の振幅との関係はほぼ比例関係であり、この関係は原点を通る直線で表される。これは抵抗負荷電流と容量性負荷電流とが電圧振幅に比例するとともに、電圧振幅が小さいために放電現象が発生せず放電電流が流れないためである。
As shown in FIG. 5(a), as the amplitude of the charging voltage increases, the charging current increases. In a region where the charging voltage is less than twice the discharge start voltage (Vh), the charging
A charging current flows according to the resistive load and capacitive load between. In this region, the relationship between the charging current and the amplitude of the charging voltage is approximately proportional, and this relationship is represented by a straight line passing through the origin. This is because the resistive load current and the capacitive load current are proportional to the voltage amplitude, and the voltage amplitude is small, so that no discharge phenomenon occurs and no discharge current flows.
帯電電圧が放電開始電圧(Vh)の2倍以上の領域(以下、放電発生領域という)において、放電現象が発生する。放電発生領域では、帯電ローラ202と感光ドラム201との間に放電電流が流れるため、帯電電流は上記の抵抗性負荷及び容量性負荷に応じた電流に放電電流が加算された値となる。そのため、帯電電圧と帯電電流の関係は、帯電電圧が所定電圧Vhの2倍以下の場合における関係とは異なる関係となる。
A discharge phenomenon occurs in a region where the charging voltage is two times or more the discharge start voltage (Vh) (hereinafter referred to as a discharge generation region). Since a discharge current flows between the charging
図6(a)に帯電ローラ202に印加されている帯電電圧の波形を、図6(b)にその微分波形を示す。放電は帯電電圧のピーク付近で発生するため、帯電電圧の波形は、放電の影響を受けてピーク付近の電圧がΔV(=(Va’-Va))だけ下がった形状になる。帯電ローラの帯電性能は、放電しない場合の帯電電圧のピーク値(Va’)に対する、放電によるピーク値の低下分(ΔV)の比率(ΔV/Va’)で表される。微分波形の位相は帯電電圧の位相に対して90°遅れるため、微分波形のピーク値は放電の影響を受けない。そのため、微分波形のピーク値(Vb)は、放電しない場合の帯電電圧のピーク値(Va’)に相当する。帯電ローラの帯電性能σは以下の式(1)で表すことができる。
σ=(Vb-Va)/Vb ・・・式(1)
FIG. 6A shows the waveform of the charging voltage applied to the charging
σ=(Vb−Va)/Vb Expression (1)
図5(a)において、放電発生領域における帯電電圧のピーク値と帯電電流との関係をグラフ500で表し、微分波形のピーク値と帯電電流との関係をグラフ501で表す。グラフ500で示すように、放電発生領域では、帯電電圧のピーク値が2×Vh以下の場合と比べて、放電電流Isの分だけ帯電電流Icが増加する。一方、上述したように微分波形のピーク値は放電の影響を受けない。そのため、グラフ501で示すように、放電発生領域における微分波形のピーク値と帯電電流との関係は、帯電電圧のピーク値が2×Vh以下の場合と同じである。
In FIG. 5A, a
グラフ500及びグラフ501で表される関係から、放電電流Isは、帯電電流Ic、帯電電圧のピーク値Va、微分波形のピーク値Vbを用いて、以下の式(2)で表すことができる。
Is=Ic×(Vb-Va)/Vb ・・・式(2)
From the relationships represented by the
Is=Ic×(Vb−Va)/Vb Expression (2)
帯電電圧のピーク値Vaはピーク電圧検出回路303によって、微分波形のピーク値Vbは微分波形ピーク電圧検出回路304によって検出される。制御信号461の電圧レベルに応じて増幅回路471から出力される帯電電圧の振幅を調節し、帯電電流Icを調節することにより、放電電流Isを制御する。本実施例では、放電電流Isの目標値を20μAとし、そのために帯電電流Icを1500μAに制御している。例えば、図5(b)に示すように、帯電電流Icを1350μA又は1650μAから1500μAに向けて調節することによって、放電電流Isを20μAに制御する。
The peak value Va of the charging voltage is detected by a peak
本実施例では、図5(a)、図5(b)、図6に示した関係に基づき、所定の帯電性能を満たす放電電流Isが得られるように帯電電流Icを制御する。帯電電流Icの制御情報は、コントローラ212の書き出し部309によって、カートリッジメモリ230に記憶される。なお、カートリッジメモリ230に記憶される情報は、所定の帯電性能を満た
す帯電電流Icが出力されるときのCPU231からの制御信号461の制御値(例えばPWM値)である。カートリッジメモリ230は、帯電装置又はプロセスカートリッジ222に配置されることが望ましい。それにより、プロセスカートリッジ222毎に情報を保持することができる。
In this embodiment, based on the relationships shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the charging current Ic is controlled so as to obtain the discharging current Is that satisfies the predetermined charging performance. The control information for the charging current Ic is stored in the
図7に本実施例の画像形成装置200における帯電電流の制御の一例を示す。この例では、所定の帯電性能を満たす最小限の放電電流をIsαとし、この放電電流が得られるように、帯電電流の制御を行う。帯電電流の制御は、CPU213からの制御信号461の制御値を調節することによって行う。ここでは、CPU213からの制御信号461はPWM信号とし、制御値をPWM値(DEC)で表す。CPU213は、PWM値を、放電電流Isαに対応するDECαを中心としてDECα+n、DECα-nに可変させる。PWM値の可変量nは、外部からのノイズの影響を考慮し小さく設定されている。
FIG. 7 shows an example of charging current control in the
図8に画像形成装置本体毎の帯電電流とCPU213からの制御信号との関係の一例を示す。この例では、CPU213からの制御信号461は256段階の値で表されるPWM信号とする。なお、制御信号461は一例であってこれに限られない。画像形成装置Aでは、PWM値を160DECに設定したときに帯電電流1500μAが得られたとする。一方、画像形成装置Bで同様にPWM値を160DECに設定すると、帯電電流1390μAになるとする。画像形成装置Bで帯電電流1500μAを得るには、CPU213が出力するPWM値を176DECにする必要があるとする。
FIG. 8 shows an example of the relationship between the charging current for each image forming apparatus main body and the control signal from the
このように、同じ帯電電流を得るためにCPU213が出力すべき制御信号には画像形成装置毎にばらつきがある。この画像形成装置毎のばらつきは、各画像形成装置に搭載されている帯電制御回路の個体差に起因している。この個体差は、主として図4に示す交流電流検出部302に含まれている抵抗442の抵抗値の個体差やCPU213の電源電圧のばらつきに起因している。また、帯電ローラ202への印加電圧と放電量との関係は、感光ドラム201の感光体層や誘電体層の膜厚等の条件にも依存する。このように画像形成装置毎に帯電制御回路の特性に個体差があることにより、従来、プロセスカートリッジ222を複数の画像形成装置で使用する場合、使用する画像形成装置を変更した後に調節が必要だった。
As described above, the control signal that the
図9に、従来技術においてプロセスカートリッジを、順次、複数の画像形成装置に装着した場合の帯電制御の一例を示す。プロセスカートリッジを画像形成装置Aに装着して動作させているときには、所定の帯電性能を満たす放電電流(ここでは20μAとする)を得るためにPWM値を160DECに設定して帯電制御していたとする。プロセスカートリッジを画像形成装置Aで最後に使用したとき(符号Cで示す)の制御情報(ここではPWM値=160DEC)がプロセスカートリッジのメモリに記憶される。次に、プロセスカートリッジを画像形成装置Bに装着して動作させると、プロセスカートリッジのメモリに記憶されている前回使用した画像形成装置Aでの制御情報(ここではPWM値=160DEC)が読み出される。そして、この制御情報に基づき帯電制御が開始される(符号C’で示す)。しかし、画像形成装置Aで目標の帯電性能を満たす帯電が得られたPWM値(160DEC)を用いて画像形成装置Bで帯電制御を行っても、画像形成装置Bでは目標の帯電性能は得られない。図8に示したように、画像形成装置BでPWM値=160DECで制御したときに得られる帯電電流は1390μAであり、図5(b)に示すように、この帯電電流で得られる放電電流は目標の放電電流(20μA)より小さいからである。そこで、図7に示すように、PWM値を調節することにより、目標の放電電流が得られるようにする必要があった。図9に示す期間Eにおいて、画像形成装置Bにおいて目標の放電電流が得られるようなPWM値(176DEC)に調節される。期間Eの長さは30秒~40秒程度である。期間Eでは、所定の帯電性能を満たさないため、帯電の過不足により画像不良等が発生する可能性があった。 FIG. 9 shows an example of charge control when process cartridges are sequentially mounted in a plurality of image forming apparatuses according to the prior art. Assume that when the process cartridge is installed in the image forming apparatus A and operated, the PWM value is set to 160 DEC to control charging in order to obtain a discharge current (here, 20 μA) that satisfies a predetermined charging performance. . Control information (here, PWM value=160 DEC) when the process cartridge was last used in image forming apparatus A (indicated by symbol C) is stored in the memory of the process cartridge. Next, when the process cartridge is mounted in the image forming apparatus B and operated, the control information (here, PWM value=160 DEC) for the previously used image forming apparatus A stored in the memory of the process cartridge is read. Then, charging control is started based on this control information (indicated by symbol C'). However, even if the image forming apparatus B performs charge control using the PWM value (160 DEC) at which the image forming apparatus A achieves charging that satisfies the target charging performance, the image forming apparatus B cannot obtain the target charging performance. do not have. As shown in FIG. 8, the charging current obtained when the image forming apparatus B is controlled at a PWM value of 160 DEC is 1390 μA, and as shown in FIG. This is because it is smaller than the target discharge current (20 μA). Therefore, as shown in FIG. 7, it was necessary to obtain the target discharge current by adjusting the PWM value. In the period E shown in FIG. 9, the PWM value (176 DEC) is adjusted so that the target discharge current can be obtained in the image forming apparatus B. FIG. The length of period E is about 30 to 40 seconds. In the period E, since the predetermined charging performance is not satisfied, an image defect or the like may occur due to excessive or insufficient charging.
そこで本実施例では、各々の画像形成装置200の装置メモリ231に記憶されている、画像形成装置200に搭載される帯電制御回路の動作特性や電源特性等を示す情報(以下、装置特性情報)に基づき、帯電電流Icの制御に用いる制御値を補正する。これにより、プロセスカートリッジ222を複数の画像形成装置200で使用した場合に、所定の帯電性能を満たさない状態が発生することを抑制する。
Therefore, in this embodiment, information indicating the operation characteristics, power supply characteristics, etc. of the charge control circuit mounted in the image forming apparatus 200 (hereinafter referred to as apparatus characteristic information) is stored in the
図10に画像形成装置毎の装置特性情報の一例を示す。図10は、帯電電流制御の制御値(PWM値(DEC))と帯電電流Icとの関係を示している。本実施例では、装置特性情報として、表1に示すようなデータを各画像形成装置200の装置メモリ231に記憶する。表1は、2つの画像形成装置A、Bの装置特性情報のデータの一例を示している。
表1において、PWM値は、電圧印加手段である帯電制御回路310の出力を制御する電圧制御パラメータであり、帯電電流Icは上述のように感光ドラム201の帯電レベルに関する値である。表1の装置特性情報は、2つの電圧制御パラメータ(PWM値)と感光ドラム201の帯電レベルに関する値(帯電電流)との組み合わせの情報を含む例を示している。感光ドラム201の帯電レベルに関する値は放電電流によって表したものであってもよい。表1に示す装置特性情報は、画像形成装置の所定の動作特性を示す特性値の一例である。なお、表1は便宜的に複数の画像形成装置の装置特性情報を併記しているが、各画像形成装置200の装置メモリ231には、自装置の装置特性情報が記憶されている。すなわち、画像形成装置Aの装置メモリには画像形成装置Aの装置特性情報が記憶されており、画像形成装置Bの装置メモリには画像形成装置Bの装置特性情報が記憶されている。
In Table 1, the PWM value is a voltage control parameter for controlling the output of the charging
装置メモリ231に記憶されている装置特性情報は、使用しているプロセスカートリッジ222のカートリッジメモリ230に書き込まれる。第1の記憶手段であるカートリッジメモリ230には、画像形成装置Aの所定の動作特性を示す第1の特性値として、表1の第2列に示すPWM値と帯電電流の2つの組み合わせが記憶されている。第2の記憶手段である画像形成装置Bの装置メモリ231には、画像形成装置Bの前記所定の動作特性を示す第2の特性値として、表1の第3列に示すPWM値と帯電電流の2つの組み合わせが記憶されている。画像形成装置Bのコントローラ212は、カートリッジメモリ230から画像形成装置Aの動作特性の情報(第1の特性値)を取得するとともに、画像形成装置Bの装置メモリ231から画像形成装置Bの動作特性の情報(第2の特性値)を取得する。すなわち、画像形成装置Aは、所定の動作特性を示す特性値として第1の特性値を有する画像形成装置であり、画像形成装置Bは、所定の動作特性を示す特性値として第2の特性値を有する画像形成装置である。
The device characteristic information stored in the
プロセスカートリッジ222が使用される画像形成装置200が画像形成装置Aから画像形成装置Bに変更された場合、画像形成装置Aはプロセスカートリッジ222が過去に
使用された他の画像形成装置である。そして、画像形成装置Bはプロセスカートリッジ222が現在使用されている画像形成装置である。画像形成装置Bのコントローラ212は、画像形成装置Aの所定の動作特性を示す第1の特性値と、画像形成装置Bの所定の動作特性を示す第2の特性値とに基づき、所定の動作特性に係わる制御パラメータを補正する。補正の対象となる制御パラメータは、所定の動作特性を示す特性値として第1の特性値を有する画像形成装置Aにおいてプロセスカートリッジ222の動作の制御に用いられた所定の動作特性に係わる制御パラメータである。制御パラメータは、所定の動作特性を示す特性値として第2の特性値を有する画像形成装置Bにおけるプロセスカートリッジ222の動作が、画像形成装置Aにおいて当該制御パラメータを用いて制御されたときの動作と同じになるように、補正する。本実施例では、制御パラメータとして、プロセスカートリッジ222に記憶されている帯電電流Icの制御に用いる制御値(PWM値)を補正する。補正されるPWM値は、過去に使用された他の画像形成装置Aにおいてプロセスカートリッジ222の動作の制御に用いられた制御パラメータである。
When the
本実施例では、この補正対象となるPWM値は、過去に使用された他の画像形成装置Aにおいて感光ドラム201が適正な帯電レベルに帯電されたとき、すなわち目標の放電電流又は帯電電流が得られたときの電圧制御パラメータである。このPWM値は、第1の記憶手段であるカートリッジメモリ230に記憶されており、現在の画像形成装置Bのコントローラ212は、このPWM値の情報をカートリッジメモリ230から取得する。例えば、画像形成装置Aと画像形成装置Bの単位PWM値(1DEC)当たりの帯電電流Icの変化量をそれぞれ算出し、それに基づき帯電電流Icの制御に用いる制御値(PWM値)を補正する。この補正は、現在の画像形成装置Bにおけるプロセスカートリッジ222の動作、すなわち帯電ローラ202による帯電が、過去に使用された他の画像形成装置Aにおいて補正前の制御パラメータを用いて制御したときの帯電と同じになるように行う。本実施例では、過去に使用された他の画像形成装置Aにおいて適正な帯電レベルに帯電されたときの電圧制御パラメータを、現在の画像形成装置Bにおいても適正な帯電レベルで帯電させることができるように補正する。現在の画像形成装置Bのコントローラ212は、補正後の電圧制御パラメータ(PWM値)を用いて、電圧印加手段である帯電制御回路310を制御することにより、現在の画像形成装置Bにおいても適正な帯電レベルで帯電制御を行うことが可能となる。
In this embodiment, the PWM value to be corrected is obtained when the
図1に本実施例に係る帯電制御のフローチャートを示す。画像形成装置200の電源がオンすると(A101)、CPU213は、プロセスカートリッジ222のカートリッジメモリ230と通信する。そして、プロセスカートリッジ222を使用する画像形成装置が変更されたか(画像形成装置に対してプロセスカートリッジ222が変更されたか)検出する(A102)。プロセスカートリッジ222を使用する画像形成装置が変更されていない、もしくはプロセスカートリッジ222が未使用でカートリッジメモリ230のCPU213との通信が未だ行われていない場合、A102でNoと判定される。この場合、CPU213は装置メモリ231から装置特性情報(表1、図10に示す、帯電電流IcとPWM値の対応関係の情報)を読み込む(A103)。CPU213は、読み込んだ装置特性情報をカートリッジメモリ230に書き込む(A104)。その後、スタンバイとなる(A105)。プリントがスタートすると(A106)、CPU213はカートリッジメモリ230から帯電制御の制御情報(帯電電流の制御値(PWM値)及び帯電電流Ic)を読み込み(A107)、読み込んだ制御情報に基づき帯電制御を開始する(A108)。CPU213は、帯電制御で使用した制御情報をカートリッジメモリ230に書き込む(A109)。その後、プリントを終了し(A118)、スタンバイ状態となる(A119)。
FIG. 1 shows a flow chart of charging control according to this embodiment. When the
一方、プロセスカートリッジ222を使用する画像形成装置が変更された(画像形成装置に対してプロセスカートリッジ222が変更された)場合、A102でYesと判定さ
れる。この場合、CPU213はカートリッジメモリ230から前回使用した画像形成装置200の装置特性情報を読み込み(A110)、スタンバイとなる(A111)。このとき、プロセスカートリッジ222は使用履歴があり、カートリッジメモリ230のCPU213との通信が行われたことがある状態である。そして、プリントがスタートすると(A112)、CPU213はカートリッジメモリ230から帯電制御の制御情報を読み込む(A113)。CPU213は、装置メモリ231の装置特性情報を用いてカートリッジメモリ230から読み込んだ制御情報を補正する(A114)。
On the other hand, if the image forming apparatus using the
例えば、カートリッジメモリ230に前回使用した画像形成装置Aで使用した制御情報としてPWM(A)=160DEC及び帯電電流Ic=1500μAが記憶されていたとする。この場合、現在使用している画像形成装置B及び前回使用した画像形成装置Aの装置特性情報(表1)に基づき、以下の式(3)のように、PWM(A)を画像形成装置Bで用いるべき制御情報PWM(B)に補正する。
そして、補正後の制御情報を用いて帯電制御を開始する(A115)。CPU213は、帯電制御で使用した制御情報をカートリッジメモリ230に記憶する(A116)。CPU213は、現在使用している画像形成装置の装置メモリ231の装置特性情報をカートリッジメモリ230に記憶(A117)し、プリント終了し(A118)、スタンバイ状態となる。
Then, charging control is started using the corrected control information (A115). The
以上のように、画像形成装置200の装置メモリ231に記憶されている装置特性情報を用いて制御情報を補正することで、プロセスカートリッジ222を異なる画像形成装置本体で使用した場合にも、帯電制御を適切に行うことが可能となる。これにより、帯電の過不足による画像不良や感光ドラムの劣化等を抑制することができる。また、プロセスカートリッジを使用する画像形成装置を変更した後、適切な帯電制御が行えるようになるまでの初期調節時間(図9の期間E)を短縮することができる。これにより、30~40秒のダウンタイム改善につなげることができる。
As described above, by correcting the control information using the apparatus characteristic information stored in the
本実施例では、装置メモリ231に装置特性情報として2点の帯電電流IcとPWM値の情報を記憶する例を示した。しかし、前回使用した画像形成装置の制御情報(所定の動作特性として第1の特性値を有する画像形成装置で用いられた当該所定の動作特性に係わる制御パラメータ)の補正をすることが可能であればこれに限られない。上記のように、各画像形成装置の装置メモリ231には、当該装置メモリ231が設けられた画像形成装置の装置特性情報のみが記憶されている。図1のステップA104、A117のように、現在使用している画像形成装置の装置特性情報はカートリッジメモリ230に書き込まれる。そして、プロセスカートリッジ222が使用する画像形成装置が変更された場合には、ステップA110のように、前回使用した画像形成装置の装置特性情報がカートリッジメモリ230から読み込まれる。そのため、装置メモリ231には当該装置メモリ231を備えた画像形成装置の装置特性情報のみが記憶されているが、CPU213は、現在使用している画像形成装置と前回使用した画像形成装置の装置特性情報を取得することができる。したがって、前回使用した画像形成装置の帯電制御で用いた制御情報を現在使用している画像形成装置に適した値に補正することが可能である。
In this embodiment, the
(実施例2)
実施例1では、プロセスカートリッジ222を使用する画像形成装置200が変更され
た場合にも、帯電制御を正確に行う方法について述べた。本実施例では、プレートアンテナ方式のトナー残量検出手段を有する画像形成装置において、プロセスカートリッジを使用する画像形成装置200が変更された場合にも、精度良くトナー残量を検出する方法について説明する。なお、本実施例において実施例1と同等の構成については詳細な説明を省略する。
(Example 2)
In the first embodiment, the method of accurately controlling charging even when the
プレートアンテナ方式のトナー残量検出は、例えば、現像剤担持体に交流バイアスを印加して電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像方式を採用したカートリッジに適用できる。具体的には、電極となる板金を、現像剤担持体に対向する位置や、それを含む複数の位置に設ける。そして、現像剤担持体とそれに対向する板金との間の静電容量や複数の板金の間の静電容量が、カートリッジ内のトナー残量に応じて変化することを利用して、トナー残量を検出する。現像剤担持体とそれに対向する板金との間の空間や複数の板金の間の空間がトナーで充満しているときは静電容量が大きい。トナーが減るにつれて前記空間において空気が占める割合が増えるため、静電容量は小さくなる。従って、静電容量とトナー残量との関係を予め求めておけば、静電容量の測定値に基づいてトナー残量を検出することができる。 The detection of the remaining amount of toner by the plate antenna method can be applied, for example, to a cartridge adopting a developing method in which an AC bias is applied to a developer carrier to develop a latent image formed on an electrophotographic photosensitive member. Specifically, a sheet metal serving as an electrode is provided at a position facing the developer carrying member or at a plurality of positions including the same. Using the fact that the electrostatic capacity between the developer carrying member and the sheet metal facing it and the electrostatic capacity between a plurality of sheet metals changes according to the remaining amount of toner in the cartridge, the remaining amount of toner is calculated. to detect When the space between the developer carrying member and the sheet metal facing it and the space between the plurality of sheet metals are filled with toner, the electrostatic capacitance is large. As the amount of toner decreases, the proportion of the space occupied by air increases, so the capacitance decreases. Therefore, if the relationship between the electrostatic capacity and the remaining amount of toner is obtained in advance, the remaining amount of toner can be detected based on the measured value of the electrostatic capacity.
図11に本実施例のプレートアンテナを用いたトナー残量検出手段を有するプロセスカートリッジを模式的に示す。プロセスカートリッジ1222は、現像剤(トナー)1104を収容する容器である現像容器1207を有する。また、プロセスカートリッジ1222は、トナーを撹拌する攪拌部材1103、トナーを現像剤担持体1224に向けて搬送する搬送部材1101、現像剤担持体1224上のトナー量を規制する規制部材1100を有する。現像容器1207内のトナー1104の占める領域は、トナー1104が消費されるにつれて変化する。プレートアンテナ1102は、現像容器1207内でトナーが存在する領域を介してトナー1104を担持する担持体の現像剤担持体1224に対向するように配置される。プレートアンテナ1102は、プレートアンテナ1102と現像剤担持体1224の間の空間にトナー1104が存在する領域の少なくとも一部が含まれるように設置される。トナー1104の消費に伴って当該空間に占めるトナー1104の比率が小さくなる。プレートアンテナ1102は良導性の材料で構成された板金である。プレートアンテナ1102の材料は導電性を有するものであれば特に限定されないが、トナー粒子に及ぼす影響が小さく、かつ湿度等の環境条件の変化に強いものが望ましい。プレートアンテナ1102の少なくとも一つの側面は、外部より電気的に接続して通電可能に構成される。外部とプレートアンテナ1102との電気的接続は、導線等による直接的な接続でもよいし、プロセスカートリッジ1222の側面から導電性のピン形状の部材が挿入されることにより電気的に接続されるようにしてもよい。
FIG. 11 schematically shows a process cartridge having toner remaining amount detecting means using the plate antenna of this embodiment. The
現像容器1207内のトナー残量の検出は、現像剤担持体1224に印加された現像バイアスによってプレートアンテナ1102に誘起される電圧を検出することにより行う。現像剤担持体1224とプレートアンテナ1102との間の空間を占めるトナーの量に応じて現像剤担持体1224とプレートアンテナ1102との間の空間の誘電率が変化し、プレートアンテナ1102に誘起される電圧が変化する。プレートアンテナ1102は、外部から電圧印加手段により現像バイアスを印加されることにより、現像剤担持体1224とプレートアンテナ1102との間の空間の静電容量、すなわち現像容器1207内の現像剤量に応じた信号を出力する出力手段である。
The remaining amount of toner in the
画像形成装置200本体にプロセスカートリッジ1222が装着されると、画像形成装置200本体とプロセスカートリッジ1222とは電気的に接続される。これにより、プロセスカートリッジ1222のプレートアンテナ1102と画像形成装置200本体に設けられた、現像容器1207内の現像剤量を検出する検出手段とが接続される。
When the
図12に、本実施例のトナー残量検出手段の回路構成を示す。トナー残量検出手段は、出力手段であるプレートアンテナ1102から出力される信号に基づき現像容器1207内の現像剤量を検出する。プロセスカートリッジ1222の現像剤担持体1224に現像バイアスを印加する電圧印加手段である現像バイアス回路1201は、画像形成装置200本体に設けられ、基準容量となるリファレンス用コンデンサCL1に接続される。リファレンス用コンデンサCL1は、トナー残量検出回路1202に接続されており、電流I2が流れる。電流I2は、抵抗R12により電流I3と電流I4に分流される。分流された電流I4と抵抗R11により基準電圧V4が決まる。現像バイアス回路1201は、現像剤担持体1224に接続されるとともに、プレートアンテナ1102を介して、トナー残量検出回路1202に接続される。図12では、現像剤担持体1224とプレートアンテナ1102との間の静電容量をCcrgで表す。プレートアンテナ1102からトナー残量検出回路1202には電流I1が流れる。電流I1は、現像バイアス回路1201の周波数f[Hz]、電圧振幅Vpp[V]、静電容量Ccrg[pF]で決まる。電流I1は、トナー残量検出回路1202内のオペアンプの入力端子に接続される。これにより、次の式(4)で表されるトナー残量検出値Vout[V]がトナー残量検出回路1202から出力される。
Vout=V4-(f×Vpp×Ccrg×R10)・・・式(4)
FIG. 12 shows the circuit configuration of the toner remaining amount detecting means of this embodiment. The toner remaining amount detection means detects the amount of developer in the
Vout=V4−(f×Vpp×Ccrg×R10) Expression (4)
トナー残量検出回路1202から出力されたトナー残量検出値Voutは、画像形成装置200本体のCPU213に入力され、AD変換される。トナー残量検出値のAD変換値PAは、CPU213の電圧V12[V]を用いて次の式(5)で表される。
PA=Vout÷V12・・・式(5)
A toner remaining amount detection value Vout output from the toner remaining
PA=Vout÷V12 Expression (5)
図13に、本実施例の現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス回路1201の回路構成を示す。現像バイアス出力部1303は、トランジスタによる駆動回路部と電圧を増幅するトランスを備え、CPU213からの信号を増幅してプロセスカートリッジ1222内の現像剤担持体1224に振動電圧Vpp[V]を供給する。振動電圧Vpp[V]はコンデンサC1305でフィードバックされ、ダイオードD1306で整流され、オペアンプOP1304で基準電圧と比較することで、一定電圧となるように制御される。
FIG. 13 shows the circuit configuration of the
図14に、本実施例においてプロセスカートリッジ1222を複数の画像形成装置200本体で用いた場合のトナー残量検出値(PA値)の一例を示す。現像容器1207にトナーがフル充填されている状態では、現像剤担持体1224とプレートアンテナ1102との間の静電容量Ccrgは最も大きく、トナー残量検出回路1202の出力値、従ってCPU213が算出するPA値は最も小さい。このときのPA値は、現像容器1207内に最大量の現像剤が充填されている状態においてプレートアンテナ1102から出力される信号に基づき検出される現像剤量であり、これをPAF(プレートアンテナ・フル)という。検出手段としてのCPU213は、このPAFを基準として現像容器1207内の現像剤量の検出を行う。現像容器1207内のトナー量の減少に伴って静電容量Ccrgは減少し、CPU213が算出するPA値は増加する。
FIG. 14 shows an example of the toner remaining amount detection value (PA value) when the
プロセスカートリッジ1222を画像形成装置Cで使用開始すると、現像容器1207にトナーがフル充填されている状態におけるPA値がCPU213によって算出され、画像形成装置CにおけるPAF値(PAF(C)とする)が確定する。図14の例ではPAF(C)=20である。画像形成装置Cにおいてプロセスカートリッジ1222の使用を
継続すると、トナー量の減少に伴いPA値は徐々に上昇する。
When the
CPU213は、PA値のPAF値からの変化量(増加量)に基づき、トナー残量判定値[%]を決定する。表2に本実施例におけるPA値の変化量(PA値-PAF値)とトナー残量判定値との対応関係の一例を示す。表2のテーブルは、画像形成装置200の装置メモリ231に記憶され、CPU213は装置メモリ231からこのテーブルを読み出す。
図14の例では、画像形成装置Cにおいて使用開始したプロセスカートリッジについて検出されたPA値(PACとする)=70となったタイミングで、画像形成装置CのPAF(C)からのPA値の変化量ΔC=PAC-PAF(C)=50となる。このとき、CPU213は表2のテーブルに基づき、トナー残量10%と判定する。また、このプロセスカートリッジ1222を画像形成装置Dで使用開始した場合、現像容器1207にトナーがフル充填されている状態におけるPA値がCPU213によって算出され、画像形成装置DにおけるPAF値(PAF(D)とする)が確定する。図14の例ではPAF(D)=30である。
In the example of FIG. 14, at the timing when the PA value (assumed to be PAC) detected for the process cartridge that has started to be used in the image forming apparatus C becomes 70, the change in the PA value from the PAF (C) of the image forming apparatus C The quantity ΔC=PAC-PAF(C)=50. At this time, the
このように、画像形成装置Cと画像形成装置DとでPAF値が異なるのは、画像形成装置本体毎の個体差に起因する。この個体差は、現像バイアス回路1201の周波数f[Hz]、電圧振幅Vpp[V]、CPU213の電圧V12[V]の公差に起因する。また、図13のオペアンプOP1304において振動電圧と比較される基準電圧に含まれる電圧V1300、抵抗R1301、抵抗R1302の公差に起因する。この画像形成装置毎の個体差により、CPU213によって算出されるトナー残量検出値(PA値)にはばらつきが生じる。
The difference in the PAF values between image forming apparatus C and image forming apparatus D is due to individual differences between image forming apparatus main bodies. This individual difference is caused by tolerances of the frequency f [Hz] of the developing
画像形成装置Dにおいてプロセスカートリッジ1222の使用を継続すると、トナー量の減少に伴いPA値は徐々に上昇する。図14の例では、画像形成装置Dにおいて使用開始したプロセスカートリッジについて検出されたPA値(PADとする)=80となったタイミングで、画像形成装置DのPAF(D)からのPA値の変化量ΔD=PAD-PAF(D)=50となる。このとき、CPU213は表2のテーブルに基づき、トナー残量10%と判定する。
As the
ここで、画像形成装置Cで使用開始したプロセスカートリッジ1222を、画像形成装置CのCPU213から出力されるPA値(PAC)=βのタイミングで画像形成装置Dに装着して使用する状況を考える。上記のように、CPU213によって算出されるトナー残量検出値(PA値)には、画像形成装置毎の個体差に起因するばらつきがある。そのため、後述する本実施例のトナー残量検出制御を行わない場合、すなわち従来の技術では、以下のように、正確なトナー残量検出を行えない可能性があった。
Here, consider a situation in which the
プロセスカートリッジ1222を画像形成装置Dに装着すると、実際のトナー残量に変化はない。しかしながら、画像形成装置Cと画像形成装置Dの個体差により、画像形成装置DのCPU213から出力されるPA値(PAD)はPAC(=β)とは異なる値γとなる。一方、プロセスカートリッジ1222のカートリッジメモリ230には、画像形成装置Cで使用開始したときに確定したPAF値(PAF(C)=20)が記憶されている。そのため、画像形成装置DのCPU213は、画像形成装置DのPA値(PAD)と、画像形成装置Cで使用時に確定したPAF値(PAF(C))とを用いてトナー残量の判定を行うことになる。そのため、ΔD’=PAD-PAF(C)=50となるタイミング、すなわち画像形成装置DのPA値(PAD)が70となったタイミングでトナー残量10%と判定することになる。しかし、実際には、このタイミングで画像形成装置DのPA値の画像形成装置DのPAF値からの変化量=PAD-PAF(D)=70-30=40であり、表2よりトナー残量15%と判定されるべき状態である。このように、プロセスカートリッジ1222を複数の画像形成装置で使用した場合、トナー残量の判定には画像形成装置の個体差に起因する誤差が生じる可能性があった。
When the
そこで、本実施例では、画像形成装置200に搭載される電圧印加手段(現像バイアス回路)や検出手段(CPU)に関わる装置固有の電源特性の情報(以下、装置特性情報)に基づき、PAF値を補正する。装置特性情報は、各々の画像形成装置200の第2の記憶手段である装置メモリ231に記憶されている。補正対象となるPAF値は、第1の記憶手段であるプロセスカートリッジ1222のカートリッジメモリ230に記憶されている。このPAF値は、容器内に最大量の現像剤が充填されている状態でプレートアンテナ1102から出力された信号に基づき、プロセスカートリッジ1222が過去に使用された画像形成装置の検出手段により検出された現像剤量の情報である。これにより、プロセスカートリッジ1222を複数の画像形成装置200で使用した場合に、トナー残量検出値に誤差が生じることを抑制する。
Therefore, in the present embodiment, the PAF value is calculated based on device-specific power source characteristic information (hereinafter referred to as device characteristic information) related to voltage applying means (development bias circuit) and detecting means (CPU) mounted in the
本実施例では、装置特性情報として、表3に示すようなデータが各画像形成装置200の装置メモリ231に記憶されている。表3は、2つの画像形成装置C、Dの装置特性情報を含むデータの一例を示している。
表3において、周波数f及び電圧振幅Vppは現像バイアス回路の電源特性の情報であり、電圧V12は検出手段としてのCPU213の電源電圧に関する情報である。表3に示す装置特性情報は、画像形成装置の所定の動作特性を示す特性値の一例である。なお、表3は便宜的に複数の画像形成装置の装置特性情報を併記しているが、各画像形成装置200の装置メモリ231には、自装置の装置特性情報が記憶されている。すなわち、画像形成装置Cの装置メモリには画像形成装置Cの装置特性情報が記憶されており、画像形成装置Dの装置メモリには画像形成装置Dの装置特性情報が記憶されている。
In Table 3, the frequency f and the voltage amplitude Vpp are information on the power supply characteristics of the developing bias circuit, and the voltage V12 is information on the power supply voltage of the
装置メモリ231に記憶されている装置特性情報は、使用しているプロセスカートリッジ1222のカートリッジメモリ230に書き込まれる。第1の記憶手段であるカートリッジメモリ230には、画像形成装置Cの所定の動作特性を示す第1の特性値として、表3の第2列に示す周波数f、電圧振幅Vpp、電圧V12が記憶されている。第2の記憶
手段である画像形成装置Dの装置メモリ231には、画像形成装置Dの前記所定の動作特性を示す第2の特性値として、表3の第3列に示す周波数f、電圧振幅Vpp、電圧V12が記憶されている。画像形成装置Dのコントローラ212は、カートリッジメモリ230から画像形成装置Cの動作特性の情報(第1の特性値)を取得するとともに、画像形成装置Dの装置メモリ231から画像形成装置Dの動作特性の情報(第2の特性値)を取得する。すなわち、画像形成装置Cは、所定の動作特性を示す特性値として第1の特性値を有する画像形成装置であり、画像形成装置Dは、所定の動作特性を示す特性値として第2の特性値を有する画像形成装置である。
The device characteristic information stored in the
プロセスカートリッジ1222が使用される画像形成装置200が画像形成装置Cから画像形成装置Dに変更された場合、画像形成装置Cはプロセスカートリッジ1222が過去に使用された他の画像形成装置である。そして、画像形成装置Dはプロセスカートリッジ1222が現在使用されている画像形成装置である。画像形成装置Dは、画像形成装置Cの所定の動作特性を示す第1の特性値と、画像形成装置Dの動作特性を示す第2の特性値とに基づき、所定の動作特性に係わる制御パラメータを補正する。補正の対象となる制御パラメータは、所定の動作特性を示す特性値として第1の特性値を有する画像形成装置Cにおいてプロセスカートリッジ222の動作の制御に用いられた所定の動作特性に係わる制御パラメータである。制御パラメータは、所定の動作特性を示す特性値として第2の特性値を有する画像形成装置Dにおけるプロセスカートリッジ222の動作が、画像形成装置Cにおいて当該制御パラメータを用いて制御されたときの動作と同じになるように、補正する。本実施例では、制御パラメータとして、プロセスカートリッジ1222に記憶されているPAF値を補正する。補正されるPAF値は、過去に使用された他の画像形成装置Cにおいてプロセスカートリッジ1222の動作の制御に用いられた制御パラメータである。本実施例では、この補正対象となるPAF値は、過去に使用された他の画像形成装置Cにおいて容器内に最大量の現像剤が充填された状態でプレートアンテナ1102から出力された信号に基づき画像形成装置Cの検出手段により検出された現像剤量である。このPAF値は、第1の記憶手段であるカートリッジメモリ230に記憶されており、現在の画像形成装置Dのコントローラ212は、このPAF値の情報をカートリッジメモリ230から取得する。
When the
本実施例では、画像形成装置Cと画像形成装置Dの周波数f[Hz]、電圧振幅Vpp[V]、電圧V12[V]の情報から、下記の式(6)によって、PAF(C)を画像形成装置Dに適した値に補正したPAF値(PAF(D’))を算出する。
この補正は、現在の画像形成装置Dにおけるプロセスカートリッジ1222の動作(トナー残量検出)が、過去に使用された他の画像形成装置Cにおいて補正前の制御パラメータ(PAF値)を用いて行われたトナー残量検出と同じになるように行う。本実施例では、過去に使用された他の画像形成装置Cにおいて精度良くトナー残量が検出されたときに用いられた制御パラメータ、すなわちPAF値を、現在の画像形成装置Dにおいても精度良くトナー残量が検出されるように補正する。補正は、他の画像形成装置Cの現像バイアスの周波数及び振幅並びにCPUの電源電圧と、現在の画像形成装置Dの現像バイアスの周波数及び振幅並びにCPUの電源電圧とに基づき行う。現在の画像形成装置Dのコントローラ212は、補正後のPAF値を基準として用いてプレートアンテナ1102の出力に基づきトナー残量検出を行うことにより、現在の画像形成装置Dでも精度良くトナー残量検出を行うことができる。
This correction is performed by using the control parameter (PAF value) before correction in another image forming apparatus C that was used in the past, while the operation of the process cartridge 1222 (toner remaining amount detection) in the current image forming apparatus D is performed. This is done in the same way as the remaining toner amount detection. In this embodiment, the control parameter, that is, the PAF value, which was used when the remaining amount of toner was accurately detected in another image forming apparatus C used in the past, is also used in the current image forming apparatus D with high accuracy. Correct so that the remaining amount is detected. The correction is performed based on the frequency and amplitude of the developing bias of the other image forming apparatus C and the power supply voltage of the CPU, and the frequency and amplitude of the developing bias of the current image forming apparatus D and the power supply voltage of the CPU. The
図15に本実施例に係るトナー残量検出制御のフローチャートを示す。画像形成装置200の電源がオン(A1501)すると、CPU213はカートリッジメモリ230と通信してプロセスカートリッジ1222のPAF値が確定されているか判定する(A1502)。PAF値が確定されていない場合(A1502:No)、CPU213は装置メモリ231から装置特性情報を読み込む(A1503)。CPU213は、読み込んだ装置特性情報をカートリッジメモリ230に書き込む(A1504)。その後、スタンバイとなる(A1505)。プリントが開始すると(A1506)、CPU213はトナー残量検出制御を開始する(A1507)。CPU213は、所定枚数のプリントが行われたか判定する(A1508)。所定枚数のプリントが行われるまでPAF値の確定を行わない。所定枚数のプリントが行われた後、CPU213はPAF値を確定し(A1509)、カートリッジメモリ230に書き込む(A1510)。プリント終了した後、スタンバイとなる(A1512)。
FIG. 15 shows a flowchart of toner remaining amount detection control according to the present embodiment. When the power of the
一方、プロセスカートリッジ1222のPAF値が確定している場合(A1502:Yes)、使用する画像形成装置200が変更されたか(画像形成装置に対してプロセスカートリッジ1222のPAF値が変わったか)判定する(A1511)。使用する画像形成装置200が変更されていない場合(A1511:No)、スタンバイとなり(A1512)、プリントが開始されると(A1513)、トナー残量検出制御を開始する(A1514)。CPU213は、装置メモリ231からトナー残量判定テーブル(表3)を読み出し、これに従ってトナー残量判定を行う(A1515)。CPU213は、トナー残量判定結果をカートリッジメモリ230に書き込み(A1516)、プリントを終了し(A1527)、スタンバイとなる(A1528)。
On the other hand, if the PAF value of the
一方、使用している画像形成装置200が変更された(画像形成装置に対してプロセスカートリッジ1222のPAF値が変わった)場合、A1511でYesと判定される。この場合、CPU213はカートリッジメモリ230から前回使用した画像形成装置200の装置特性情報を読み込む(A1517)。このとき、プロセスカートリッジ1222は使用履歴があり、カートリッジメモリ230のCPU213との通信が行われたことがある状態である。さらに、CPU213は、カートリッジメモリ230から前回使用した画像形成装置で確定されたPAF値を読み込む(A1518)。CPU213は、前回使用した画像形成装置の装置特性情報を用いてPAF値を補正する(A1519)。その後、CPU213は、装置メモリ231から装置特性情報を読み込み(A1520)、読み込んだ装置特性情報をカートリッジメモリ230に書き込む(A1521)。その後、スタンバイとなる(A1522)。プリントが開始さると(A1523)、CPU213はトナー残量検出制御を開始する(A1524)。CPU213は、装置メモリ231からトナー残量判定テーブル(表3)を読み出し、これに従ってトナー残量判定を行う(A1525)。CPU213は、トナー残量判定結果をカートリッジメモリ230に書き込み(A1526)、プリントを終了し(A1527)、スタンバイとなる(A1528)。
On the other hand, if the
以上のように、使用する画像形成装置200の装置メモリ231に記憶されている装置特性情報を用いてPAF値を補正することで、プロセスカートリッジ1222を異なる画像形成装置本体で使用した場合にも、正確なトナー残量判定を行うことができる。PAF値を補正することで、トナー残量判定の精度を例えば5~10%改善することができる。
As described above, by correcting the PAF value using the apparatus characteristic information stored in the
なお、本実施例では、表2に示すトナー残量判定テーブルとして、5%刻みのトナー残量判定値をトナー残量検出値(AD変換値)と対応付ける例を示したが、これに限られず、トナー残量判定値の刻みや段階数はこの例より多くてもよいし少なくてもよい。また、装置メモリ231に記憶する装置特性情報として、現像バイアス回路の周波数f、振幅電圧Vpp、電圧V12を記憶したが、これに限らず、画像形成装置毎の個体差を示す他の情報を記憶してもよい。上記のように、各画像形成装置の装置メモリ231には、当該装
置メモリ231が設けられた画像形成装置の装置特性情報のみが記憶されている。図15のステップA1504、A1521のように、現在使用している画像形成装置の装置特性情報はカートリッジメモリ230に書き込まれる。そして、プロセスカートリッジ1222が使用する画像形成装置が変更された場合には、ステップA1517のように、前回使用した画像形成装置の装置特性情報がカートリッジメモリ230から読み込まれる。そのため、装置メモリ231には当該装置メモリ231を備えた画像形成装置の装置特性情報のみが記憶されているが、CPU213は、現在使用している画像形成装置と前回使用した画像形成装置の装置特性情報を取得することができる。したがって、前回使用した画像形成装置のトナー残量検出制御で用いたPAF値を現在使用している画像形成装置に適した値に補正することが可能である。
In this embodiment, as the remaining toner amount determination table shown in Table 2, an example in which the remaining toner amount determination value in increments of 5% is associated with the remaining toner amount detection value (AD conversion value) is shown, but the present invention is not limited to this. , the increments and the number of stages of the toner remaining amount determination value may be larger or smaller than in this example. Further, the frequency f of the developing bias circuit, the amplitude voltage Vpp, and the voltage V12 are stored as the device characteristic information stored in the
なお、実施例では、帯電制御やトナー残量検出制御に関して、プロセスカートリッジを複数の画像形成装置で用いる場合でも画像形成装置の個体差によらず適切な制御が行えるようにする例を説明したが、本発明は帯電制御やトナー残量検出制御に限られない。装着する画像形成装置による個体差に起因するばらつきが生じ得るプロセスカートリッジの動作制御全般に本発明は適用することができる。 In the embodiment, an example has been described in which appropriate control can be performed regardless of individual differences between image forming apparatuses even when the process cartridge is used in a plurality of image forming apparatuses with respect to charge control and toner remaining amount detection control. However, the present invention is not limited to charge control and toner remaining amount detection control. The present invention can be applied to general operation control of process cartridges that may vary due to individual differences depending on the mounted image forming apparatus.
200:画像形成装置、212:コントローラ、222:プロセスカートリッジ、230:カートリッジメモリ、231:装置メモリ 200: image forming apparatus, 212: controller, 222: process cartridge, 230: cartridge memory, 231: apparatus memory
Claims (13)
第2の記憶手段を有し前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、
前記カートリッジの動作を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、
前記第1の記憶手段は、
画像形成装置の所定の動作特性を示す第1の特性値と、
前記カートリッジの動作の制御に用いられた前記所定の動作特性に係わる制御パラメータの情報と、を記憶し、
前記第2の記憶手段は、前記所定の動作特性を示す前記第1の特性値とは異なる第2の特性値を記憶し、
前記制御部は、前記第1の特性値と前記第2の特性値とに基づき前記制御パラメータを補正し、補正後の前記制御パラメータを用いて前記カートリッジの動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 a cartridge having a first storage means;
an apparatus main body having a second storage means and detachable from the cartridge;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the operation of the cartridge;
The first storage means is
a first characteristic value indicating a predetermined operating characteristic of the image forming apparatus;
and information of control parameters related to the predetermined operating characteristics used to control the operation of the cartridge;
the second storage means stores a second characteristic value different from the first characteristic value indicating the predetermined operating characteristic;
The control unit corrects the control parameter based on the first characteristic value and the second characteristic value, and controls the operation of the cartridge using the corrected control parameter. forming device.
前記装置本体は、前記帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記所定の動作特性は、前記電圧印加手段の出力を制御する電圧制御パラメータと前記感光体の帯電レベルに関する値との関係を含む請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The cartridge comprises charging means for charging the photoreceptor,
the device main body comprises voltage applying means for applying a voltage to the charging means,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said predetermined operating characteristics include a relationship between a voltage control parameter for controlling the output of said voltage applying means and a value relating to a charge level of said photosensitive member.
前記所定の動作特性を示す特性値として前記第1の特性値を有する画像形成装置の電圧印加手段の出力を制御する電圧制御パラメータと前記感光体の帯電レベルに関する値との関係と、
前記所定の動作特性を示す特性値として前記第2の特性値を有する前記制御部を備えた前記画像形成装置の電圧印加手段の出力を制御する電圧制御パラメータと前記感光体の帯電レベルに関する値との関係と、に基づき、
前記所定の動作特性を示す特性値として前記第1の特性値を有する画像形成装置において前記感光体が適正な帯電レベルに帯電されるときの前記電圧制御パラメータを補正し、
補正後の前記電圧制御パラメータを用いて前記制御部を備えた前記画像形成装置の前記電圧印加手段の出力を制御することにより、前記制御部を備えた前記画像形成装置において前記感光体を適正な帯電レベルに帯電させる請求項5に記載の画像形成装置。 The control unit
a relationship between a voltage control parameter for controlling an output of a voltage applying means of an image forming apparatus having the first characteristic value as a characteristic value indicating the predetermined operating characteristic and a value related to the charging level of the photoreceptor;
a voltage control parameter for controlling the output of the voltage applying means of the image forming apparatus having the control section having the second characteristic value as the characteristic value indicating the predetermined operating characteristic; and based on the relationship of
correcting the voltage control parameter when the photoreceptor is charged to an appropriate charging level in the image forming apparatus having the first characteristic value as the characteristic value indicating the predetermined operating characteristic;
By controlling the output of the voltage applying means of the image forming apparatus equipped with the control section using the voltage control parameter after correction, the photoreceptor can be properly operated in the image forming apparatus equipped with the control section. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the charge level is charged.
現像剤を収容する容器と、
外部から電圧が印加されることにより前記容器内の現像剤量に応じた信号を出力する出力手段と、
を備え、
前記装置本体は、
前記出力手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記出力手段から出力される信号に基づき前記容器内の現像剤量を検出する検出手段と、
を備え、
前記所定の動作特性は、前記電圧印加手段及び前記検出手段に関わる電源特性を含む請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The cartridge is
a container containing a developer;
output means for outputting a signal corresponding to the amount of developer in the container when a voltage is applied from the outside;
with
The device main body is
a voltage applying means for applying a voltage to the output means;
detection means for detecting the amount of developer in the container based on the signal output from the output means;
with
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said predetermined operating characteristics include power supply characteristics related to said voltage applying means and said detecting means.
前記第1の記憶手段に記憶される前記制御パラメータの情報は、前記容器内に最大量の現像剤が充填されている状態において前記出力手段から出力された信号に基づき前記所定の動作特性を示す特性値として前記第1の特性値を有する画像形成装置の検出手段により検出された現像剤量の情報である請求項8に記載の画像形成装置。 The detection means detects the amount of developer in the container based on the amount of developer detected based on the signal output from the output means when the container is filled with the maximum amount of developer. death,
The control parameter information stored in the first storage means indicates the predetermined operating characteristics based on the signal output from the output means when the container is filled with the maximum amount of developer. 9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the information is developer amount information detected by a detecting means of the image forming apparatus having the first characteristic value as the characteristic value.
前記出力手段は、前記容器内で現像剤が存在する領域を介して前記現像剤担持体に対向するように配置されるプレートアンテナを有し、前記プレートアンテナと前記現像剤担持体との間の静電容量に応じた信号を出力し、
前記電圧印加手段が前記出力手段に印加する電圧は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスである請求項8又は9に記載の画像形成装置。 The cartridge includes a developer carrier that carries a developer,
The output means has a plate antenna disposed so as to face the developer carrier through a region where the developer is present in the container. Outputs a signal according to the capacitance,
10. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the voltage applied by said voltage applying means to said output means is a developing bias applied to said developer carrier.
前記所定の動作特性を示す特性値として前記第1の特性値を有する画像形成装置の電圧印加手段が印加する現像バイアスの周波数及び振幅並びに前記検出手段の電源電圧と、
前記所定の動作特性を示す特性値として前記第2の特性値を有する前記制御部を備えた前記画像形成装置の電圧印加手段が印加する現像バイアスの周波数及び振幅並びに前記検出手段の電源電圧と、に基づき、
前記容器内に最大量の現像剤が充填されている状態において前記出力手段から出力された信号に基づき前記所定の動作特性を示す特性値として前記第1の特性値を有する画像形成装置の検出手段により検出された現像剤量を補正し、
補正後の前記現像剤量を基準として前記検出手段により前記容器内の現像剤量を検出する請求項8~11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit
the frequency and amplitude of the developing bias applied by the voltage applying means of the image forming apparatus having the first characteristic value as the characteristic value indicating the predetermined operating characteristic, and the power supply voltage of the detecting means;
the frequency and amplitude of the developing bias applied by the voltage applying means of the image forming apparatus having the control unit having the second characteristic value as the characteristic value indicating the predetermined operating characteristic, and the power supply voltage of the detecting means; Based on
detecting means of an image forming apparatus having said first characteristic value as a characteristic value indicating said predetermined operating characteristic based on the signal output from said output means when said container is filled with the maximum amount of developer; corrects the amount of developer detected by
12. The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein the detecting means detects the developer amount in the container based on the corrected developer amount.
第2の記憶手段を有し前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
画像形成装置の所定の動作特性を示す第1の特性値を前記第1の記憶手段から取得する工程と、
前記カートリッジの動作の制御に用いられた前記所定の動作特性に係わる制御パラメー
タの情報を前記第1の記憶手段から取得する工程と、
前記所定の動作特性を示す前記第1の特性値とは異なる第2の特性値を前記第2の記憶手段から取得する工程と、
前記第1の特性値と前記第2の特性値とに基づき、前記制御パラメータを補正する工程と、
補正後の前記制御パラメータを用いて前記カートリッジの動作を制御する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 a cartridge having a first storage means;
A control method for an image forming apparatus comprising: a main body of the apparatus having a second storage unit and detachable from the cartridge, the method comprising:
acquiring a first characteristic value indicating a predetermined operating characteristic of the image forming apparatus from the first storage means;
a step of obtaining from the first storage means control parameter information relating to the predetermined operating characteristics used to control the operation of the cartridge;
obtaining from the second storage means a second characteristic value different from the first characteristic value indicating the predetermined operating characteristic;
correcting the control parameter based on the first characteristic value and the second characteristic value;
controlling the operation of the cartridge using the corrected control parameter;
A control method characterized by having
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