(57)【要約】【課題】本発明は、現像バイアスを現像器に合せて正確に設定することができるとともに現像ローラの交換にも簡単に対応することが可能な現像器及びそれを備えた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に現像ローラ３０に印加する現像バイアスを決定するための制御情報として関数及びそれに用いる定数に関するデータを記憶するとともに現像器３の使用実績情報として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ローラに印加する現像バイアスの制御を行うようにした。【選択図】図１
2006349779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を貯留する貯留室と、現像剤を像担持体に転移させて像形成を行う現像手段とを備え、画像形成装置に着脱可能に装着される現像器において、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及び現像バイアスの決定に必要な当該現像器の使用実績情報を記憶する記憶媒体を備えていることを特徴とする現像器。
【請求項２】
前記使用実績情報は、当該現像器を用いて画像形成処理した累積枚数であることを特徴とする請求項１に記載の現像器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像器を備えた画像形成装置であって、前記記憶媒体から前記制御情報及び前記使用実績情報を読み出して前記現像手段に印加する現像バイアスを決定する現像バイアス決定手段と、前記現像バイアス決定手段により決定された現像バイアスを前記現像手段に印加する現像バイアス制御手段と、前記現像器の使用実績に基づいて前記記憶媒体の前記使用実績情報を更新する使用実績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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及びこうした画像形成装置に用いられる現像器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面を帯電して露光することで静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写するといった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、構成部品を必要に応じてユニット化して装置に着脱可能とし、構成部品の交換時期が到来すると適宜交換するようになっている。特に、消耗品であるトナーを貯留する現像器はトナーの残量が少なくなると交換するようにされており、感光体ドラムが現像器と一体となってユニット化されユニットとして交換することも行われている。
【０００３】
こうした交換されるユニットの交換時期を正確に把握するために、ユニットに交換時期が到来したことを示す情報を搭載することが行われている。例えば、特許文献１では、ユニット側にそのユニットの製造番号を示す識別データと累積使用時間を示すカウントデータを記憶した不揮発性メモリを備え、装置本体側に装着されたユニットを識別してユニットごとに識別データに対応付けて使用時間を格納したメモリを備えた画像形成装置が記載されている。また、特許文献２では、プリンタ本体の本体メモリ及びカートリッジのメモリにそれぞれ累積画像枚数を記憶させるようにし、カートリッジをプリンタ本体に装着した際にメモリ内の累積画像枚数を読み出して本体メモリに記憶させ、画像形成された枚数を本体メモリに記憶した累積画像枚数に加算し、画像形成動作終了後本体メモリに記憶した累積画像枚数をカートリッジのメモリに記憶するようにした点が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１６０１５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数種類の現像器を交換しながら使用する場合現像器の現像ローラに印加する現像バイアスの制御を正確に行うことができない欠点がある。すなわち、現像器内に貯留されるトナーは撹拌されながら帯電することで現像ローラと感光体ドラムとの間の電位差により感光体ドラム表面に付着するようになるが、現像ローラに印加する現像バイアスをトナーの帯電量に合せて設定しないと正常な現像処理を行うことができない。トナーの帯電量は、現像器の使用実績（例えば、累積使用時間や画像形成処理した累積枚数）に伴い減少する傾向があるため、それに合せて現像バイアスも変更していく必要がある。しかしながら、現像器を交換して使用する場合、装置の使用実績と現像器の使用実績がずれてくるため、装置の使用実績に合せて現像バイアスの制御を行うと、現像器の使用実績と合わなくなり、正常な現像処理を行うことが困難となる。
【０００５】
また、従来の画像形成装置に装着されて交換可能な現像器の場合、トナーの残量が少なくなってくると交換されるようになるが、フレーム部分やローラ軸等の再利用可能な部品は再度使用される。現像器内に設置される現像ローラについても同様に交換時期が到来したものは別の現像ローラに交換されるが、現像特性の異なる現像ローラを組み込むと装置内に記憶された現像バイアスに関する制御情報を組み込んだ現像ローラに合せて書き換える必要があり、そのため現像ローラの交換が制約されて効率よく現像器のリサイクルを行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明は、現像バイアスを現像器に合せて正確に設定することができるとともに現像ローラの交換にも簡単に対応することが可能な現像器及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る現像器は、現像剤を貯留する貯留室と、現像剤を像担持体に転移させて像形成を行う現像手段とを備え、画像形成装置に着脱可能に装着される現像器において、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及び現像バイアスの決定に必要な当該現像器の使用実績情報を記憶する記憶媒体を備えていることを特徴とする。さらに、前記使用実績情報は、当該現像器を用いて画像形成処理した累積枚数であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、上記の現像器を備えた画像形成装置であって、前記記憶媒体から前記制御情報及び前記使用実績情報を読み出して前記現像手段に印加する現像バイアスを決定する現像バイアス決定手段と、前記現像バイアス決定手段により決定された現像バイアスを前記現像手段に印加する現像バイアス制御手段と、前記現像器の使用実績に基づいて前記記憶媒体の前記使用実績情報を更新する使用実績情報更新手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る現像器は、上記のような構成を有することで、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及び現像バイアスの決定に必要な当該現像器の使用実績情報を記憶する記憶媒体を備えているので、現像器自体にその現像特性を記憶させておくことができ、現像器を装着された画像形成装置はこれらの情報に基づいて現像バイアスの制御を行うことで正確な現像処理を行うことができる。また、現像器のリサイクルの際に異なる現像特性の現像ローラを組み込んだ場合には、記憶媒体に記憶された現像バイアスを決定するための制御情報を書き換えるだけでよく、画像形成装置の制御情報の書き換え作業は不要となる。そのため、現像器だけについてリサイクル作業を行えばよく現像器のリサイクルを効率よく行うことができるようになる。
【００１０】
そして、使用実績情報として当該現像器を用いて画像形成処理した累積枚数を記憶するようにすれば、累積枚数に従って現像バイアスをきめ細かく制御することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記のような構成を有することで、現像器の記憶媒体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を制御するので、現像器に合った現像バイアスの制御を行うことができ、さらに、装着された現像器の使用実績に基づいてその現像器の使用実績情報を更新するので、その現像器の使用実績情報を常に正確なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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２７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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
現像器３には、トナーケースの外面に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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。図３は、その一例を示している。図３に示す例では、現像バイアスを決定する関数（Ｙ＝ｂ−ａＸ）に関するデータＤ１とそれに用いる定数ａ、ｂに対応するデータＤ２及びＤ３が記憶されている。さらに、現像器３の使用実績データＤ４として現像器３を用いて画像形成処理した累積枚数Ｘが記憶されている。したがって、これらのデータを読み出すことで現像器３に内蔵した現像ローラ３０に印加する現像バイアスを決定することができる。なお、ＩＣチップ３７に記憶する使用実績データとしては、例えば駆動モータや現像ローラ３０の累積使用時間のように現像バイアスに関連するパラメータであれば用いることが可能で、累積枚数に特に限定されるものではない。
【００２３】
図４のグラフに示すように、画像形成処理した累積枚数が増加するに従いトナー消費量は増加する傾向がある。こうした現象は、初期の段階では比較的小径のトナーが優先して消費されていきその後次第に大径のトナーが消費されるようになるため、トナー消費量が増加してくると考えられる。そのため、現像バイアスを一定にしておくと累積枚数が増加するに従い現像されるトナー濃度が大きくなることから、現像バイアスを累積枚数の増加に従い低下させてトナー濃度を一定に維持する必要がある。そこで、図３に示すように、現像バイアスを画像形成処理した累積枚数の一次関数で決定するようにして、累積枚数の増加に従い現像バイアスを低下させるようにしている。この例のように、関数により現像バイアスを決定する手法以外にも、所定の累積枚数範囲毎に現像バイアスを所定の値に設定するようにしてもよい。
【００２４】
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）５３、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。
【００２５】
制御部５０は、ＩＣチップ３７からデータＤ１からＤ４を読み出してＲＡＭ５３に記憶して演算処理を行い、現像バイアスの設定値を決定して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のデータＤ４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Ｄ４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Ｄ４を更新する。
【００２６】
図５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チップの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）。
【００２７】
以上説明したように、現像器に取り付けたＩＣチップにその現像器の特性に応じた現像バイアスに関する情報を記憶させておくことで、複数の現像器を交換して使用する場合にも装着された現像器の情報に基づいて最適な現像バイアスで画像形成処理を行うことができる。また、現像器のリサイクルにより現像ローラを交換した場合でもＩＣチップ内のデータを書き換えるだけでよく、装置本体のデータの書換作業は不要となり、現像器のリサイクルをスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】ＩＣチップ及びリーダライタの回路構成図である。
【図３】ＩＣチップ内に記憶されたデータ構造に関する説明図である。
【図４】累積枚数、トナー消費量及び現像バイアスの関係を示すグラフである。
【図５】現像バイアスの制御に関する処理フローである。
【符号の説明】
【００２９】
１    画像形成装置
２    記録部
３    現像器
４    給紙部
30    現像ローラ
37    ＩＣチップ
54    リーダライタ
【図１】
2006349779.tif 000003
【図２】
2006349779.tif 000004
【図３】
2006349779.tif 000005
【図４】
2006349779.tif 000006
【図５】
2006349779.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月25日(2006.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006349779.tif 000008