(57)【要約】【課題】  プロセスカートリッジを交換しても印刷画像を均一にすることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  プロセスカートリッジには感光体ドラムとＩＤチップ１０が設けられている。ＬＤ５の光量を調整するＬＤドライバＩＣ６に書込みＣＰＵ７が接続され、書込みＣＰＵ７にはＩＤチップ１０と非接触通信する。ＩＤチップ１０には、感光体ドラムの偏芯量データが記憶されている。書込みＣＰＵ７は、ＩＤチップ１０から感光体ドラム３の偏芯量データを非接触で読み出し、その偏芯量に合ったＬＤ光量を算出する。このＬＤ光量を示す信号をＬＤドライバＩＣ６に送り、ＬＤドライバＩＣ６は、ＬＤ５の光量を調整する。また、書込みＣＰＵ７は、感光体ドラムのトナーパターンを読み取るセンサ１、２の読み取り値に基づいて感光体ドラムの偏芯量を算出しＩＤチップ１０に記憶する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ内の感光体ドラム上に光源からの入力画像に応じた光線を走査することにより静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像するようにした画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジに設けられ前記感光体ドラムの偏芯量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記偏芯量を読み出し、読み出された偏芯量に基づいて前記光源の光量を調整する調整手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラムに形成されたトナー像のトナー濃度を検出するセンサと、前記検出されたトナー濃度に基づいて前記感光体ドラムの偏芯量を求め、その偏芯量を前記記憶手段に書き込む書き込み手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記センサは前記感光体ドラムの軸方向に対して略平行に複数配列されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記センサは前記感光体ドラムに形成されたトナーパターンの濃度を検出することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、ＩＤチップであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも感光体ドラムを備えるプロセスカートリッジにおいて、前記感光体ドラムの偏芯量を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記記憶手段は、ＩＤチップであることを特徴とする請求項６記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を内蔵するプロセスカートリッジを備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より感光体ドラム、帯電ローラ、クリーニング装置等が一体化され画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ内に感光体ドラムの感度情報を記憶した記憶装置を設け、画像形成の際に記憶装置から読みだした感度情報と標準感度情報とを比較し、比較結果に応じて感光体ドラムに照射されるレーザ光量を制御することにより、プロセスカートリッジ内の感光体ドラムの感度のばらつきに拘わらず適正濃度の画像を形成するようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、感光体ドラムに形成された検知用画像を濃度センサで検出し、検出された濃度と前記記憶された感度情報に基づいて画像形成条件を制御することにより、プロセスカートリッジによらず画像形成条件を最適化するようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１３３２号公報
【特許文献２】特開平１０−３９７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の画像形成装置では、プロセスカートリッジ内の感光体ドラムにそれぞれ固有の偏芯が発生し、プロセスカートリッジを交換するたびに印刷画像に濃度ムラが発生していた。このような問題については上記特許文献１、２では考慮されていなかった。
従って、本発明は上記の問題を解決し、プロセスカートリッジを交換しても印刷画像を均一にすることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明による画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ内の感光体ドラム上に光源からの入力画像に応じた光線を走査することにより静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像するようにした画像形成装置において、前記プロセスカートリッジに設けられ前記感光体ドラムの偏芯量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記偏芯量を読み出し、読み出された偏芯量に基づいて前記光源の光量を調整する調整手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
請求項２の発明による画像形成装置は、請求項１において、前記感光体ドラムに形成されたトナー像のトナー濃度を検出するセンサと、前記検出されたトナー濃度に基づいて前記感光体ドラムの偏芯量を求め、その偏芯量を前記記憶手段に書き込む書き込み手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項３の発明による画像形成装置は、請求項１又は２において、前記センサは前記感光体ドラムの軸方向に対して略平行に複数配列されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【０００６】
請求項４の発明による画像形成装置は、請求項２又は３において、前記センサは前記感光体ドラムに形成されたトナーパターンの濃度を検出することを特徴とするものである。
請求項５の発明による画像形成装置は、請求項１から４のいずれかにおいて、前記記憶手段は、ＩＤチップであることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項６の発明によるプロセスカートリッジは、少なくとも感光体ドラムを備えるプロセスカートリッジにおいて、前記感光体ドラムの偏芯量を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項７の発明によるプロセスカートリッジは、請求項６において、前記記憶手段はＩＤチップであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１、６の発明によれば、 プロセスカートリッジに設けられた記憶手段からその感光体ドラムの偏芯量を画像形成装置が読み出すことにより、光源の光量を自動的に調整してトナー画像の濃度調整をすることができる。
請求項２から４の発明によれば、センサが検出した濃度から算出した感光体ドラムの現在の偏芯量を記憶手段に対して例えば定期的に更新していくことができる。
請求項５、７の発明によれば、記憶手段にＩＤチップを用いることにより、画像形成装置本体側が非接触でデータを読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１１は本発明の実施の形態によるプロセスカートリッジの構成を示す図であり、プロセスカートリッジ１００は、感光体ドラム３、帯電ローラ１７、現像ユニット９及びクリーニングユニット１１を一体に結合した構成を有する。このプロセスカートリッジ１００は、複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能になされている。
【００１０】
ＩＤチップ１０は、情報が記録されるＩＣチップとアンテナコイルからなり、外部と非接触で通信可能な媒体である。尚、ＩＤチップ１０は、図１１に示す位置に限らず、外部と非接触で通信が可能でかつ他の部材との関係に支障がない位置に設けられる。
【００１１】
次に、動作について説明する。
トナーカートリッジ２７０から現像ユニット９へのトナー搬送は、エアーポンプ（図示せず）により行われる。また、光学センサ（図示せず）を搬送用ノズル（図示せず）に組み込み、トナーニアーエンド検知（図示せず）も行っている。トナーカートリッジ２７０から現像ユニット９へと搬送されたトナーは、２本のスクリュー（搬送スクリュー（左）９Ｂ、搬送スクリュー（右）９Ｃにより現像剤と攪拌され、現像ローラ３１へと搬送される。現像ローラ３１上の剤は、現像ドクターブレード９０により付着量が規制され、感光体ドラム３上に供給される。また、現像ユニット９の手前側には、Ｔセンサ（トナー濃度センサ）９Ｅがあり、剤中トナー濃度を検出し、トナー濃度制御を行っている。また、画像形成装置本体側の感光体ドラム３近傍には、濃度検出用センサ１、２が配置され、感光体ドラム３に形成される後述するトナーパターンの濃度を検出するようになされている。
【００１２】
感光体ドラム３への帯電は、帯電ローラ１７にて行われる。帯電ローラ１７は感光体ドラム３とは逆方向に回転しており、ドラム面への均一な電荷を可能にしている。また帯電ローラ１７の上側には、帯電ローラ１７と常接した状態で、帯電クリーニングロー７Ａが取り付けられており、帯電ローラ１７のクリーニングを行っている。感光体ドラム３上の未転写トナーは、クリーニング部１１でクリーニングブレード１１Ｂとクリーニングブラッシ１１Ａにて回収される。クリーニングブレード１１Ｂは、ドラム回転方向に対してカウンタ方向に取り付けられて、ドラムと常接している。クリーニングブラッシ１１Ａは、ドラムと逆方向に回転しており、ブレードと併せて未転写トナーを回収し、廃トナー搬送コイル１１Ｃ側へと送っている。廃トナーは、廃トナー搬送コイル１１Ｃより廃トナー排出口まで搬送されて、廃トナーボトル（図示せず）により回収される。
【００１３】
次に、画像形成工程について説明する。
プロセスカートリッジ１００を有する画像形成装置において、感光体ドラム３が所定の
周速度で回転駆動される。感光体ドラム３は回転過程において、帯電ローラ１７によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザビーム走査露光等の像露光装置(図示せず)からのレーザビームＬによる画像露光を受け、感光体ドラム３の周面に静電潜像が順次形成される。形成された静電潜像は現像ユニット９によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体ドラム３と転写装置(図示せず)との間にドラムの回転と同期されて給送された転写材に、転写装置により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体ドラム３面から分離されて像定着装置(図示せず)へ導入されて像定着され、複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体ドラム３の表面は、クリーニングユニット１１により転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、さらに除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【００１４】
次に、本発明に関する部分について説明する。
図１１における濃度検出用センサ１、２は、横から見ると図２のように配列されている。即ち、感光体ドラム３の両端部の画像濃度を検出するようになされている。これらのセンサ１、２を用いて感光体ドラム３の軸３Ａの偏芯量を求めることについて説明する。
通常のＬＤ(レーザダイオード)の光量で感光体ドラム３に書き込んだトナーパターンの濃度をセンサ１、２で検出し、各センサ１、２の濃度差から、図３のように偏芯量を算出し、偏芯量データとして、プロセスカートリッジ１００内のＩＤチップ１０に予め記録しておく。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態による偏芯量データに基づいてＬＤ光量を調整する構成を示す。
図１において、外部端子から入力される電圧によりＬＤ５の光量を調整するＬＤドライバＩＣ６に書込みＣＰＵ７が接続され、書込みＣＰＵ７はＩＤチップ１０と非接触で通信することにより、データの読み出し書き込みが可能になされている。
書込みＣＰＵ７は、ＩＤチップ１０から感光体ドラム３の偏芯量データを読み出し、その偏芯量に合ったＬＤ光量を図３に基づいて算出する。このＬＤ光量を示す信号をＬＤドライバＩＣ６に送り、ＬＤドライバＩＣ６は、図４のようにＬＤ５の光量を調整する。
この動作により、プロセスカートリッジ１００内のプロセスカートリッジ１００の偏芯量に合わせて自動的に濃度調整を行うことができる。
【００１６】
感光体ドラム３の偏芯量を求める処理についてさらに詳細に説明する。
図１のＬＤドライバ６は、その外部端子に供給される基準電圧ｖの値を変更すると、その変更率に合わせてＬＤ５の光量を変化させる。デフォルト状態ではｖ＝Ｖであるとする。
感光体ドラム３の偏芯量を計測するために、まず、図５のように感光体ドラム３の両端（センサ１、２がある位置）にトナーパターン８を作る。このときＬＤドライバ６に入力する基準電圧はｖ＝Ｖである。
【００１７】
図６は感光体ドラム３がレーザビームＬの走査方向に対して平行だった場合（偏芯がない場合）を示している。この場合は、感光体ドラム３の両端までのレーザビームＬの長さは同じであるので、描いたトナーパターン８を濃度検出用センサ１、２で読み取ると、図７のように各センサで同じ濃度を示す。
図８は感光体ドラム３がレーザビームＬの走査方向に対して平行でなかった場合（偏芯がある場合）示している。この場合は、感光体ドラム３の両端までのレーザビームＬの長さが違ってくるので、レーザビームＬが感光体ドラム３に到達したときの露光パワーも変わり、図５のトナーパターン８を濃度検出用センサ１、２で読み取ると、図９のように各センサで違う濃度を示す。
【００１８】
いま、濃度検出用センサ１、２の位置をｘ１、ｘ２、それぞれ読取ったトナー濃度をｄ
１、ｄ２とすると、それを結んだ線（図９参照）が感光体ドラム３の偏芯量を示すことになる。この偏芯量による画像濃度の変動を補正するために、ＬＤドライバ６に入力する基準電圧ｖを調整する。調整量は以下のようにして求められる。
図９のように、感光体ドラム３がレーザビームＬの走査方向に対して水平だった場合のトナー濃度をＤとすると、感光体ドラム３がレーザビームＬの走査方向に対して水平でなかった場合の濃度検出用センサ１、２の読み取るトナー濃度の変動率はそれぞれｄ１／Ｄ、ｄ２／Ｄになる。トナー濃度を水平状態と同じにするには、図１０に示すように、トナー濃度変動率の逆数の変動率の基準電圧を入力すればよい。従って、濃度検出用センサ１、２の位置ｘ１、ｘ２における基準電圧ｖ１、ｖ２はそれぞれ（Ｄ／ｄ１）Ｖ、（Ｄ／ｄ２）Ｖとなる。この２点を結ぶ直線は、
ｖ＝（ＤＶ／ｘ１−ｘ２）[（ｄ１−ｄ２）・ｘ＋（ｄ２ｘ１−ｄ１ｘ２）]…（１）となる。
【００１９】
この直線の基準電圧値ｖを感光体ドラム３の位置に合わせて反映させると、例え感光体ドラム３がレーザビームＬの走査方向に対して傾いていても、同一の濃度を持つ画像を得ることができる。なお、図１において、書き込みＣＰＵ７は、例えば定期的に濃度検出用センサ１、２の検出濃度に基づいて感光体ドラム３の偏芯量を算出してＩＤチップ１０の記憶値を更新する。
【００２０】
本実施の形態によれば、ＩＤチップ１０を持つプロセスカートリッジ１００は、各自がもつ感光体ドラム３偏芯量を保有できるので、プロセスカートリッジを交換しても、そのプロセスカートリッジに応じてＬＤ光量を調整することで、一定濃度の画像を得ることができる。
また、トナー濃度検出用センサ１、２と書き込みＣＰＵ７を設けたことにより、感光体ドラム３の偏芯量が変化しても、変化に応じてＩＤチップ１０に記憶された偏芯量が更新されるので、常に現在の偏芯量に基づいた光量調整を行うことができ、常に一定濃度の画像を得ることができる。
また、ＬＤドライバ６により、感光体ドラム３の偏芯量に合わせてＬＤ５の光量が自動的に変わるので、人の手で画像濃度の調整をしなくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による偏芯量データに基づいてＬＤ光量を調整する構成を示すブロック図である。
【図２】感光体ドラムと濃度検出用センサとの配置関係を示す構成図である。
【図３】２つのセンサで感光体ドラムの偏芯量を求める方法を示す特性図である。
【図４】偏芯量から光量を求める方法を示す特性図である。
【図５】センサが検出するトナーパターンを示す構成図である。
【図６】偏芯がないときの感光体ドラムレーザビームとの関係を示す構成図である。
【図７】偏芯がないときの検出されたトナー濃度を示す特性図である。
【図８】偏芯があるときの感光体ドラムレーザビームとの関係を示す構成図である。
【図９】偏芯があるときの検出されたトナー濃度と偏芯量との関係を示す特性図である。
【図１０】偏芯があるときの偏芯量とＬＤの光量との関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施の形態によるプロセスカートリッジの構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、２    濃度検出用センサ
３    感光体ドラム
３Ａ    感光体ドラムの軸
５    ＬＤ
６    ＬＤドライバ
７    書き込みＣＰＵ
７Ａ    帯電クリーニングローラ
８    トナーパターン
９    現像ユニット
９Ｂ    搬送スクリュー（左）
９Ｃ    搬送スクリュー（右）
９Ｅ    Ｔセンサ（トナー濃度センサ）
１０    ＩＤチップ
１１    クリーニングユニット
１１Ａ    クリーニングブラッシ
１１Ｂ    クリーニングブレード
１１Ｃ    廃トナー搬送コイル
１７    帯電ローラ
３１    現像ローラ
９０    現像ドクターブレード
２７０    トナーカートリッジ
Ｌ    レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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