JPH1039716A

JPH1039716A - プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Info

Publication number: JPH1039716A
Application number: JP8215190A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Tatsuya Kobayashi; 達也小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JP3308824B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真感光体の光学反射濃度に変動があっ
ても、濃度センサーの精度を低下させることなく校正し
て、電子写真感光体に作像した検知用画像の光学反射濃
度を高精度に検知し、画像の濃度制御に供することがで
きるようにした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】プロセスカートリッジ１００は、感光ド
ラム１、帯電器２およびクリーニング手段７を一体化し
てなり、装着ガイド手段８０を介して画像形成装置本体
９０に着脱自在とされる。カートリッジ１００にはさら
に、感光ドラム１の下地の光学反射濃度情報を記憶する
不揮発性の記憶手段１０が備えられ、感光ドラム１に検
知用画像を作像し、センサー９で濃度を測定して、それ
に基づいて画像形成条件を制御する際に、ＣＰＵ２０に
より感光ドラムの濃度情報を記憶手段１０から読み取
り、センサー９の校正に供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスカートリ
ッジおよび画像形成装置に関する。

【０００２】本発明において、画像形成装置としては、
たとえば電子写真複写機、電子写真プリンター（たとえ
ばＬＥＤプリンター、レーザビームプリンター等）、電
子写真ファクシミリ、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、現像手段または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、
または帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なく
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、画像形成装置本体に着脱可能とするものである
か、さらに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、画像形成装置本体に着脱可
能とするものをいう。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置においては、電子写真感光体およびこの
電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体にカート
リッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に
着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されて
いる。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置の
メンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で
行なうことができるので、格段に操作性を向上させるこ
とができた。そこで、このプロセスカートリッジ方式
は、電子写真画像形成装置において広く用いられてい
る。

【０００５】図３は、従来のプロセスカートリッジを装
着可能な画像形成装置を示す断面図である。以下、図に
沿って説明する。

【０００６】図３に示すように、プロセスカートリッジ
（感光ドラムカートリッジ）１００は、電子写真感光体
である感光ドラム１、帯電手段である帯電ローラ２およ
びクリーニング手段７を一体化してなっており、図４に
示すような外観に形成され、画像形成装置本体９０に対
して装着ガイド手段８０を介して着脱自在とされてい
る。

【０００７】感光ドラム１は、図示しない駆動手段によ
って図の矢印方向に回転駆動され、その感光ドラム１の
表面が一次帯電器２により所定の電位に一様帯電され
る。次いで、露光装置３によりマゼンタの画像模様に従
ったレーザ光が感光ドラム１に照射され、感光ドラム１
の表面に静電潜像が形成される。

【０００８】感光ドラム１は、図５に示すように、アル
ミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に有
機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光体層１ｂを塗布形成
してなっており、基体１ａを接地して使用される。感光
体層１ｂは、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ-1、注入阻止層
（ＵＣＬ）１ｂ-2、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ-3、電荷
輸送層（ＣＴＬ）１ｂ-4の４層からなっている。

【０００９】感光ドラム１の回転方向上、プロセスカー
トリッジ１００よりも下流側に、４つの現像器４（４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が支持体５に搭載して設置され
ている。この各現像器４ａ〜４ｄはカートリッジ化され
て、支持体５（従って装置本体９０）に着脱自在とされ
ている。感光ドラム１が矢印方向に進むと支持体５が回
転して、４つの現像器４のうちのマゼンタ色（Ｍ）のト
ナーが入った現像器４ａを感光ドラム１に対向される。
感光ドラム１上の潜像は、このように選択された現像器
４ａによって現像されて、マゼンタトナー像として可視
化される。得られたマゼンタトナー像は、中間転写体で
ある中間転写ベルト５上に転写される。

【００１０】中間転写ベルト５は、感光ドラム１と略同
速度で矢印方向に回転しており、この中間転写ベルト５
を挟んで感光ドラム１と対向した一次転写ローラ１４に
印加した一次転写バイアスにより、感光ドラム１上に形
成されたマゼンタトナー像が中間転写ベルト５の外周面
上に一次転写される。

【００１１】以上の工程を、さらにシアン色（Ｃ）、イ
エロー色（Ｙ）、ブラック色（Ｋ）についても繰り返す
ことによって、中間転写ベルト５上にマゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせ
たカラー画像が形成される。転写材カセット１１内から
転写材（紙など）が、ピクアップローラ１２により所定
のタイミングで取り出して中間転写ベルト５に給紙さ
れ、これと同時に二次転写ローラ８に二次転写バイアス
を印加することにより、中間転写ベルト５上の４色のト
ナー像が転写材に一括して２次転写される。４色のトナ
ー像を転写された転写材は定着装置６に搬送され、そこ
で加熱および加圧されることによりトナー像が溶融固着
されて、フルカラー画像に形成される。感光ドラム１上
に残留した転写残りのトナーは、ブレードからなる公知
のクリーニング手段７によって清掃される。

【００１２】画像形成装置本体９０内には、感光ドラム
１に近接して濃度センサー９が設置されている。一般
に、電子写真方式のカラー画像形成装置は、使用環境や
プリント枚数などの諸条件によって画像濃度が変動する
と、カラー画像本来の正しい色調が得られなくなる。そ
こで、各色のトナーで感光ドラム１上に濃度検知用画像
（パッチ画像）を試験的に作像し、それらの濃度を濃度
センサー９で検知し、その検知結果から露光量、現像バ
イアス等にフィードバックをかけて画像濃度制御を行な
い、安定した画像を得るようにしている。

【００１３】濃度センサー９は、図６に示すように、Ｌ
ＥＤ等の発光素子９１、フォトダイオード等の受光素子
９２およびホルダー９３からなっており、発光素子９１
からの赤外光を感光ドラム１上のパッチＰに照射させ、
そこからの反射光を受光素子９２で受光して、反射光量
を測定することによりパッチ濃度を検知するものであ
る。パッチＰからの反射光には正反射成分と乱反射成分
とが含まれており、正反射成分はパッチＰの下地となる
感光ドラム表面の状態やセンサー９とパッチＰとの距離
の変動により、光量が大きく変動すため、測定するパッ
チＰからの反射光に正反射成分が含まれていると、検知
精度が著しく低下する。そこで、この濃度センサー９で
は、受光素子９２にパッチＰからの正反射光が入射しな
いように、感光ドラム表面の法線Ｉを基準にしてパッチ
Ｐへの照射角度を４５°、パッチＰからの反射光の受光
角度を０°として、乱反射光のみを測定するようにして
いる。

【００１４】また、濃度センサー９は、発光素子９１と
して使用したＬＥＤ等の劣化により発光光量が初期状態
に比べて減少したり、センサーの測定面がトナーによっ
て汚れると、初期の性能を維持することが困難になる。
そこで、感光ドラム１の赤外光に対する反射率、つまり
光学反射濃度（これは、感光ドラム１の下地層（下引き
層）１ｂ-1の反射率すなわち光学反射濃度である）を予
め所定の値に定めておき、その反射濃度を定期的に測定
して、濃度センサー９の校正を行なっている。このよう
な方法は従来から良く知られており、特開平７−３６２
３０等に開示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
濃度センサー９の校正を行なうためには、感光ドラム１
の光学反射濃度を安定させて、感光ドラムを生産する必
要があり、そのために感光ドラムのコスト上昇を余儀な
くされていた。

【００１６】本発明は、上記従来技術をさらに発展させ
たものである。

【００１７】本発明の目的は、電子写真感光体の光学反
射濃度に変動があっても、濃度センサーの精度を低下さ
せることなく校正して、電子写真感光体に作像した検知
用画像の光学反射濃度を高精度に検知し、画像の濃度制
御に供することができるようにした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、本発明にか
か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、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おいて、前記プロセス
カートリッジは、電子写真感光体と、この電子写真感光
体に作用するプロセス手段とを有し、さらに電子写真感
光体の光学反射濃度情報を記憶する記憶手段を有するこ
とを特徴とするプロセスカートリッジである。本発明に
よれば、前記電子写真感光体に作像した検知用画像の濃
度を検知手段により検知して、画像形成条件の制御に供
する際に、前記記憶手段に記憶された電子写真感光体の
光学反射濃度情報が読み取られて、前記検知手段の校正
に使用される。本発明によれば、前記記憶手段は不揮発
性の記憶手段とすることができる。

【００１９】本発明の他の一態様は、プロセスカートリ
ッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画
像形成装置において、（ａ）電子写真感光体と、この電
子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、さらに
電子写真感光体の光学反射濃度情報を記憶する記憶手段
を有するプロセスカートリッジを、画像形成装置本体に
取外し可能に装着するための装着手段と、（ｂ）記録媒
体を搬送する手段とを有することを特徴とする画像形成
装置である。

【００２０】本発明のさらに他の一態様は、電子写真感
光体と、この電子写真感光体に作用するプロセス手段と
を有する画像形成装置において、前記電子写真感光体の
光学反射濃度情報を記憶する記憶手段を有することを特
徴とする画像形成装置である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
りさらに詳しく説明する。

【００２２】図１は、本発明にかかるプロセスカートリ
ッジを装着可能な画像形成装置の一実施例を示す断面図
で、本実施例はレーザビームプリンターを示す。以下、
本発明の実施例を図面に沿って説明するが、図１３に示
した従来の画像形成装置と同様な構成、作用を有する部
材は、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２３】本発明にかかるプロセスカートリッジ１０
０は、電子写真感光体である感光ドラム１、帯電手段で
ある一次帯電器２およびクリーニング手段７を一体化し
てなっており、画像形成装置本体９０に対して装着ガイ
ド手段８０を介して着脱自在とされている。

【００２４】感光ドラム１は、プロセスカートリッジ１
００に回転自在に支持して、装置本体９０のほぼ中央に
位置されており、上記の帯電器２およびクリーニング手
段７は、感光ドラム１の周囲に配置されている。感光ド
ラム１の周囲にはプロセスカートリッジ１００の外側
に、露光装置３、支持体１５に搭載した４個の現像器４
（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、中間転写ベルト５および
濃度センサー９等が配設されている。また装置本体９０
の左下の部分には、定着器６が配設されている。

【００２５】プロセスカートリッジ１００内には、本発
明の特徴である不揮発性の記憶手段１０が設けられてい
る。記憶手段１０は、情報を記憶、保持するものならば
特に制限を受けないが、たとえばＲＡＭ、書き換え可能
なＲＯＭ等の電気的記憶手段、磁気記録媒体や磁気バブ
ルメモリ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段、さらには
検知コマなどの機械的記憶手段等が使用される。本実施
例では、取扱い易さやコストの点からＮＶＲＡＭ（Ｎｏ
ｎＶｏｌａｔｉｌｅＲＡＭ）を使用した。

【００２６】記憶手段１０内には、感光ドラム生産時の
感光ドラム１の光学反射濃度（赤外光反射率）、すなわ
ち下地層の光学反射濃度（赤外光反射率）に関する情報
が記憶されており、装置本体９０のＣＰＵ２０での読み
取りが可能になっている。本実施例では、生産時の感光
ドラム１の下地の濃度ＶＰＨを、感光ドラム生産時に基
準校正した基準濃度センサーを用い、装置本体装着時と
同条件で測定して、これを記憶してある。

【００２７】本発明で用いた濃度センサー９は、ＣＰＵ
２０からの指示によって照射光量を８ビットの信号で０
０ｈからＦＦｈ（ｈは１６進数を表す）の２５６段階に
変化させることができるようになっている。照射光量０
０ｈは照射光量０を、照射光量ＦＦｈは最大光量を意味
する。濃度センサー９自体の機械的構成は、図６に示し
たのと同じで、ＬＥＤ等の発光素子９１、フォトダイオ
ード等の受光素子９２およびホルダー９３からなる。

【００２８】本発明による濃度センサー９の校正方法に
ついて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

【００２９】装置本体９０のＣＰＵ２０に濃度センサー
９の校正要求が入ると、濃度センサーの校正シーケンス
がスタートし（ステップＳ１）、感光ドラム１の回転が
始まる（Ｓ２）。本実施例の濃度センサーの校正は、画
像濃度制御ごとに行なうが、濃度センサーの前回の校正
時からの経過時間や通紙枚数、環境変動などにより最適
な回数に制御してもよい。

【００３０】次にＣＰＵ２０は、記憶手段１０内の下地
データＶＰＨを読み出す（Ｓ３）。次に濃度センサー９
はセンサー校正用の初期光量であるＡ０ｈの光量を照射
し、感光ドラム１の濃度ＶＭＥＳの測定を行なう（Ｓ
４、Ｓ５）。そして本体ＣＰＵ２０は、ＶＭＥＳとＶＰ
Ｈとの比較を行なう（Ｓ６）。

【００３１】ＶＭＥＳ＝ＶＰＨの場合は、光量Ａ０ｈを
画像制御時の濃度センサーの照射光量とする。一方、セ
ンサー出力ＶＭＥＳがＶＰＨより小さい場合は、ＶＭＥ
ＳがＶＰＨに達するまで、照射光量をＡ０ｈから１ｈづ
つ増やしていく（Ｓ７）。そしてＶＭＥＳ＝ＶＰＨのと
きの光量を画像制御時の濃度センサーの照射光量とす
る。

【００３２】またＶＭＥＳ＝ＶＰＨとなる照射光量が８
０ｈ〜ＦＦｈの範囲内で見つからない場合は、濃度セン
サーの校正を中止するとともに、以後、画像濃度制御を
行なわないようにする。さらに表示パネルを通じてユー
ザーにセンサーの異常を知らせ、センサーの清掃や交換
などの処置を促す（Ｓ１１）。

【００３３】センサーの校正が正常終了した後は、引き
続き画像濃度制御を開始する（Ｓ１２）。最後に、感光
ドラムの回転を停止し、画像濃度制御を終了する（Ｓ１
３、Ｓ１４）。

【００３４】以上説明したように、本発明では、プロセ
スカートリッジ１００に不揮発性の記憶手段１０を搭載
し、これに感光ドラム１生産時の下地の光学反射濃度デ
ータを予め記憶しておき、画像形成条件制御のための感
光ドラム１に作像した検知用画像の濃度を測定する光学
濃度センサー９を、感光ドラム１の下地濃度データに応
じて校正するようにしたので、下地濃度のバラツキによ
る濃度センサーの校正精度の低下を生じることなく校正
して、濃度センサーを検知用画像の濃度測定に供するこ
とができる。従って、検知用画像の光学反射濃度を高精
度に検知して、画像形成条件の制御に使用することがで
き、また、感光ドラムの下地濃度の生産調整を廃止する
ことが可能になり、安価な感光ドラムを提供することが
できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも感光ドラムを有するプロセスカートリッジ
に、感光ドラムの下地濃度データを記憶させた不揮発性
の記憶手段を設け、この記憶した感光ドラムの下地濃度
データに応じて光学濃度センサーの校正を行なうように
したので、感光ドラムの下地濃度のバラツキによる濃度
センサーの校正精度の低下を生じることなく校正して、
濃度センサーを検知用画像の濃度測定に供することがで
き、検知用画像の光学反射濃度を高精度に検知して、画
像形成条件の制御に使用することができる。さらに、感
光ドラムの下地濃度の生産調整を廃止可能となり、安価
な感光ドラムの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロセスカートリッジを着脱自在な画
像形成装置の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１の装置に設置された濃度センサーの校正法
を示すフローチャートである。

【図３】従来のプロセスカートリッジを着脱自在な画像
形成装置を示す断面図である。

【図４】図３のプロセスカートリッジの外観図である。

【図５】図３のプロセスカートリッジに設置された感光
ドラムの感光体層の層構成を示す断面図である。

【図６】図３の装置に設置された濃度センサーを示す模
式図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２一次帯電器３露光装置４現像器５中間転写ベルト７クリーニング手段９濃度センサー１０不揮発性の記憶手段２０ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
カートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、
電子写真感光体と、この電子写真感光体に作用するプロ
セス手段とを有し、さらに電子写真感光体の光学反射濃
度情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とするプ
ロセスカートリッジ。
【請求項２】前記記憶手段は不揮発性の記憶手段であ
る請求項１のプロセスカートリッジ。
【請求項３】前記電子写真感光体に作像した検知用画
像の濃度を検知手段により検知して、画像形成条件の制
御に供する際に、前記記憶手段に記憶された電子写真感
光体の光学反射濃度情報が読み取られて、前記検知手段
の校正に使用される請求項１または２のプロセスカート
リッジ。
【請求項４】前記プロセスカートリッジとはプロセス
カートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段と、
現像手段または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画像
形成装置本体に対し着脱可能とするものである請求項１
〜３のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】前記プロセスカートリッジとは、プロセ
ス手段としての帯電手段、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画像形成装置本
体に対し着脱可能とするものである請求項〜３のいずれ
かの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】前記プロセスカートリッジとは、プロセ
ス手段としてのすく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
画像形成装置本体に対し着脱可能とするものである請求
項１〜３のいずれかの項に記載のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項７】プロセスカートリッジを着脱可能であっ
て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
（ａ）電子写真感光体と、この電子写真感光体に作用す
るプロセス手段とを有し、さらに電子写真感光体の光学
反射濃度情報を記憶する記憶手段を有するプロセスカー
トリッジを、画像形成装置本体に取外し可能に装着する
ための装着手段と、（ｂ）記録媒体を搬送する手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記記憶手段は不揮発性の記憶手段であ
る請求項７の画像形成装置。
【請求項９】前記電子写真感光体に作像した検知用画
像の濃度を検知する検知手段をさらに有し、そして電子
写真感光体に検知用画像を作像し、濃度を測定して、そ
の濃度に基づいて画像形成条件を制御する際に、前記記
憶手段に記憶された電子写真感光体の光学反射濃度情報
を読み取って、前記検知手段の校正に使用する請求項８
の画像形成装置。
【請求項１０】電子写真感光体と、この電子写真感光
体に作用するプロセス手段とを有する画像形成装置にお
いて、前記電子写真感光体の光学反射濃度情報を記憶す
る記憶手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記記憶手段は不揮発性の記憶手段で
ある請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】前記電子写真感光体に作像した検知用
画像の濃度を検知する検知手段をさらに有し、そして電
子写真感光体に検知用画像を作像し、濃度を測定して、
その濃度に基づいて画像形成条件を制御する際に、前記
記憶手段に記憶された電子写真感光体の光学反射濃度情
報を読み取って、前記検知手段の校正に使用する請求項
１１の画像形成装置。