(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成装置において、カートリッジ内における現像剤担持体と像担持体との間の距離におけるバラツキに応じた印字濃度のバラツキを抑制することを目的とする。【解決手段】本発明の画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間の距離におけるバラツキに応じて、画像印字時に現像剤担持体に印加される電圧を制御する。また、本発明の画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間の静電容量によって現像剤担持体と像担持体との間の距離を検出する。さらに、本発明の画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間の距離を記憶する記憶部を有する。【選択図】図４
2007163602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
現像剤担持体と像担持体との間の距離に係るデータを記憶する記憶部と、
前記現像剤担持体に電圧を印加する電圧印加部と、
前記記憶部に記憶される前記距離に係るデータに応じて、前記電圧印加部によって前記現像剤担持体に印加される電圧を制御する制御部と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体と前記像担持体との間の静電容量を検出することによって前記距離を測定する測定部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶部は、さらに、前記距離に係るデータが記憶されているかどうかを示すフラグデータを記憶し、
前記制御部は、前記フラグデータが記憶されていない場合に、前記測定部によって前記距離を測定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶部は、
測定装置によって測定された前記現像剤担持体と前記像担持体との間の距離に係るデータを記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記記憶部によって記憶されている距離に係るデータと、予め決められた閾値とに基づいて、前記現像剤担持体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶部は、距離の区分ごとに前記現像剤担持体に印加される電圧の値を予め記憶し、
前記制御部は、前記距離に係るデータに対応する電圧を制御するための値を前記記憶部から読み出して使用することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧を制御するための値または前記距離に係るデータに応じて、トナーの有無を判定するトナー有無判定部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置の制御方法であって、
現像剤担持体と像担持体との間の距離に係るデータを読みだし、読み出された前記距離に係るデータに応じて、前記現像剤担持体に印加する電圧を設定する電圧設定ステップと、
前記電圧設定ステップによって設定された電圧を前記現像剤担持体に印加する電圧印加ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項９】
画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、
前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と前記像担持体との間の距離に係るデータを記憶する記憶手段と
を含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項１０】
前記記憶手段は、さらに、前記距離に係るデータが記憶されているか否かを示すデータを記憶することを特徴とする請求項９に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
画像形成装置に使用され、像担持体と前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体とを有するカートリッジに搭載される記憶装置であって、
前記現像剤担持体と前記像担持体との間の距離に係るデータを記憶する記憶領域を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項１２】
さらに、前記距離に係るデータが記憶されているか否かを示すデータを記憶する記憶領域を有することを特徴とする請求項１１に記載の記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤担持体に印加される電圧を制御し、印字濃度を調整する画像形成装置、制御方法、カートリッジおよび記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置では、プロセスカートリッジ方式が採用されている。この方式によれば、感光体ドラム、帯電器、現像器、クリーニング部等をプロセスカートリッジ（以降、カートリッジと記載する。）として一体構造化することで、本体からの着脱および交換を容易にしている。
【０００３】
このプロセスカートリッジ方式においては、印字される画像について印字濃度のバラツキを抑える取り組みがなされてきた。印字濃度のバラツキにおける要因としては、一例として、カートリッジ内に配置された現像剤担持体（スリーブ）と像担持体（感光体ドラム）との間の距離におけるバラツキによって濃度が変化することが知られている。このバラツキ現象は、現像剤担持体と像担持体との間の距離に関わらず、現像時において、現像剤担持体に印加される電圧が一定であることが原因である。また、このバラツキは、カートリッジの製造工程時に発生する場合も多い。したがって、このバラツキは、製造されたカートリッジごとに異なるものとなる。
【０００４】
特許文献１は、バラツキ現象を解消するため、ユーザがパネル等から印字濃度の設定を変更できる方法が開示されている。この方法は、ユーザが所望の濃度に変更したい場合に有効である。
【特許文献１】特開平５−５０７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献1は、上述した現像剤担持体と像担持体との間の距離におけるバラツキによって濃度が変化する場合においても、ユーザの調整が必要とされる。したがって、この方法は、常にユーザに対して印字濃度の調整が委ねられているため、ユーザにとって煩わしいものである。また、この方法は、一度結果が出た上での調整となり、効率的ではない。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体（スリーブ）と像担持体（感光体ドラム）との間の距離による印字濃度のバラツキを補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、画像形成装置に係る。画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間の距離に係るデータを記憶する記憶部を含む。また、画像形成装置は、現像剤担持体に電圧を印加する電圧印加部を含む。さらに、画像形成装置は、記憶部に記憶される距離に係るデータに応じて、電圧印加部によって現像剤担持体に印加される電圧を制御する制御部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、例えば、現像時に現像剤担持体と像担持体との間の距離におけるバラツキに応じて、現像剤担持体に印加される電圧を好適に適合させることで、印字濃度のバラツキを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
[実施形態１]
図１は、本発明に係る画像形成装置の概要を示す図である。本実施形態は、画像形成装置の中でプリンタを例に挙げるが、限定するわけではない。なお、図１については、明瞭かつ簡潔に説明するため、本発明に深く関係する部分を中心に説明する。
【００１１】
プリンタ１１０は、プリンタ１１０に対して着脱可能なカートリッジ１００を含む。カートリッジ１００は、静電担持体である像担持体（例：感光体ドラム）１０２と、像担持体１０２上を一様に帯電するための帯電ローラ１０６とを含む。さらに、カートリッジ１００は、像担持体１０２上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像剤担持体（スリーブ）１０４を含む。プリンタ１１０は、カートリッジ１００の対面に、現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ１０８を含む。
【００１２】
なお、現像剤担持体１０４は、像担持体１０２と対面して配置される。これらは、カートリッジ製造工程時またはプリンタ１１０使用時において、現像剤担持体１０４と像担持体との間の距離にバラツキ（以降、ＳＤギャップと記載する。）が発生する。前述したように、このＳＤギャップは、印字濃度にバラツキを引き起こす原因となる。
【００１３】
図２は、本発明に係る画像形成装置の制御を表すブロック図である。なお図２については、図１と同様に明瞭かつ簡潔に説明するため、本発明に深く関係する部分を中心に説明する。
【００１４】
プリンタ１１０は、ホストコンピュータ（不図示）等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタ１１０の印字に必要なビットデータに展開するプリンタコントローラ２０１を含む。また、プリンタコントローラ２０１は、プリンタ１１０の内部データを読み取り、表示するための機能を含む。さらに、プリンタコントローラ２０１は、プリンタエンジンの各部における動作指示または動作結果をプリンタエンジン制御部２０２へ送受信する。プリンタエンジン制御部２０２は、帯電、現像、転写等各工程における各電圧の出力を制御する電圧制御部２０３（制御部）を含む各制御部へ指示を送信する。
【００１５】
図３は、本発明に係る実施形態の通信形態を示すブロック図である。カートリッジ１００は、ＳＤギャップ長の値（距離に係るデータ）が記憶される不揮発性メモリ３０１（記憶部）を含む。図に示されているように不揮発性メモリにはＳＤギャップ長に係るデータを記憶する記憶領域３０１ａを有している。また、不揮発性メモリ３０１は、ＳＤギャップ長に応じて、現像剤担持体１０４に印加される電圧の値を記憶する記憶領域を設けるようにしてもよい。
【００１６】
プリンタ１１０は、不揮発性メモリ３０１から装着されているカートリッジ１００のＳＤギャップ長を読み出し、その値に応じた信号を電圧発生回路３０３（電圧印加部）に送信するエンジン制御部２０２を含む。また、エンジン制御部２０２は、不揮発性メモリ３０１とデータを送受信するためのメモリ制御部３０２と、現像剤担持体１０４に印加される電圧を制御するための電圧制御部２０３とを含む。電圧発生回路３０３は、現像剤担持体１０４に印加される電圧を生成する。
【００１７】
なお、不揮発性メモリ３０１に記憶されているＳＤギャップ長は、カートリッジの製造工程時に外部のレーザ距離装置等により測定されたＳＤギャップ長が記憶されることが好ましい。
【００１８】
図４は、本発明に係る第１の実施形態における電圧発生回路を表す回路図である。本実施形態は、現像剤担持体１０４に印加される電圧のＡＣ成分を可変することを特徴としている。
【００１９】
電圧発生回路３０３は、エンジン制御部から送信されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号によって現像剤担持体１０４に印加する電圧を生成する。電圧発生回路３０３は、電圧増幅部４０１のトランジスタ４０７にてＰＷＭ信号を電圧増幅し、抵抗およびコンデンサで形成されるＰＷＭ平滑回路で電圧のＡＣ成分をＤＣ成分に変換する。また、電圧発生回路３０３は、バファー回路４０３のオペアンプ４０８にて電流バッファをおこなう。
【００２０】
さらに、電圧発生回路３０３は、ＡＣ信号電圧増幅部４０４において、現像剤担持体１０４に印加する周波数成分を有するＡＣ信号を、コンデンサ４０９で電圧増幅する。次に、電圧発生回路３０３は、ＡＣ信号電流増幅部４０５において、ＡＣ信号電圧増幅部４０４からの信号をコンデンサ４１０およびコンデンサ４１１で電流増幅する。上述のように電圧制御部２０３からのＰＷＭ信号に応じて生成された電圧は、トランスで形成された昇圧回路４０６によって現像剤担持体１０４に印加される。
【００２１】
図５は、本発明に係る第１の実施形態におけるＡＣ電圧制御を表すフローチャートである。本実施形態によれば、プリンタ１１０は、現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間における距離のデータを不揮発性メモリ３０１から読み出す。さらに、プリンタ１１０は、読み出されたＳＤギャップに対応したＰＷＭ値を算出し、現像剤担持体１０４に印加する電圧の値を最適化することを特徴とする。
【００２２】
ステップＳ５０１において、電圧制御部２０３は、予め記憶されたＳＤギャップ長のデータを不揮発性メモリ３０１から読み出す。ＳＤギャップ長と現像剤担持体１０４に印加される電圧の関係は、ＳＤギャップが広がるにつれ、印加される電圧の値が高くなるという傾向にある。
【００２３】
ステップＳ５０２において、電圧制御部２０３は、ＳＤギャップ長のデータをもとにＰＷＭ値を以下の一次式を用いて算出する。
ＰＷＭ値＝αｘ＋β
ここで、ｘはＳＤギャップ長である。αは係数、βは切片となる。ステップＳ５０３において、電圧制御部２０３は、ステップＳ５０２によって算出されたＰＷＭ値を電圧発生回路３０３に伝送する。ステップＳ５０４において、電圧発生回路３０３は、伝送されたＰＷＭ信号に応じて、図３で説明したようにＡＣ成分をＤＣ成分に変換した後、所定の周波数に変換して昇圧し、現像剤担持体１０４に電圧を印加する。
【００２４】
前述のように、本実施形態によれば、プリンタ１１０は、ＳＤギャップ長に応じた最適の電圧を現像剤担持体１０４に印加しうる。したがって、プリンタ１１０は、カートリッジ１００のバラツキによる印字濃度のバラツキを抑制することができる。また、本実施形態によれば、電圧制御部２０３から電圧発生回路３０３へＰＷＭ信号でデータを伝送しているが、アナログ値で伝送する形態でも同様な効果を享受しうる。
【００２５】
図６は、本発明に係る第１の実施形態におけるＡＣ電圧制御を表すフローチャートである。本実施形態によれば、プリンタ１１０は、現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の距離を不揮発性メモリ３０１から読み出す。さらに、プリンタ１１０は、プリンタ１１０のメモリに予め記憶されているＳＤギャップに応じた閾値およびＰＷＭ値を読み出す。プリンタ１１０は、読み出されたデータからＰＷＭ値を決定することで、現像剤担持体１０４に印加する電圧の値を最適化する。
【００２６】
なお、図５の説明と共通する技術事項については、繰り返しの説明を避けるために、省略される。例えば、ステップＳ６０１は、上述したＳ５０１に相当するので説明を省略する。
【００２７】
ステップＳ６０２において、電圧制御部２０３は、ステップＳ６０１によって読み出されたＳＤギャップ長が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ＳＤギャップ長が閾値以上である場合、ステップＳ６０３において、電圧制御部２０３は、ＰＷＭ値を予めプリンタ１１０のメモリに記憶されているＡと設定する。
【００２８】
一方、ＳＤギャップ長が閾値以上でない場合、ステップＳ６０４において、電圧制御部２０３は、ＰＷＭ値を予めプリンタ１１０のメモリに記憶されているＢと設定する。次に、電圧制御部２０３および電圧発生回路３０３は、それぞれステップＳ６０５およびＳ６０６において、ステップＳ５０３およびＳ５０４と同様の処理を実施する。
【００２９】
本実施形態では、ＳＤギャップ長からＰＷＭ信号を決定する場合、予め決められた閾値およびＰＷＭ値から決定したが、不揮発性メモリ３０１に対して、ＳＤギャップ長の区分ごとに対応したＰＷＭ値を予め記憶するようにしてもよい。例えば、距離ａないし距離ｂは、ＰＷＭ値をｘとし、距離ｃないし距離ｄは、ＰＷＭ値をｙとするが如くである。この場合、電圧制御部２０３は、不揮発性メモリ３０１からＳＤギャップ長ではなく、ＰＷＭ値を読み出し、電圧発生回路３０３に伝送するようにしてもよい。なお、ＰＷＭ値は、カートリッジ１００内の不揮発性メモリ３０１へ記憶するのではなく、プリンタ１１０のメモリへ記憶するようにしてもよい。
【００３０】
[実施形態２]
図７は、本発明に係る第２の実施形態における電圧発生回路を表す回路図である。本実施形態は、現像剤担持体１０４に印加される電圧のＤＣ成分を可変にすることを特徴としている。なお、図７は、電圧発生回路３０３のＤＣバイアスの回路部であるＤＣ回路部７０１を示す。
【００３１】
電圧設定回路部７０２は、電圧制御部２０３から伝送されるＰＷＭ信号を平滑し、ＰＷＭ信号に応じて電圧の設定値を変更する。トランス駆動回路部７０３は、電圧制御部２０３から出力される一定の駆動信号で駆動されトランジスタ７０７にてスイッチングさせる。また、電圧ＤＣトランス７０４は、電圧を昇圧させる。また、整流回路部７０５は、ダイオード７０８とコンデンサ７０９とを含み、整流後の電圧値を比較回路部７０６のオペアンプ７１０にフィードバックさせる。
【００３２】
比較回路部７０６は、電圧設定回路部７０２から入力された電圧の設定値と整流回路部７０５からフィードバックされた電圧値を比較する。その比較に応じて、比較回路部７０６のコンデンサ７１１の電圧値が設定される。ＤＣ回路部７０１は、このように電圧の制御をおこない、ＰＷＭ信号に応じて電圧を可変させるようにしてもよい。
【００３３】
図８は、本発明に係る第２の実施形態におけるＤＣ電圧制御を表すフローチャートである。本実施形態によれば、プリンタ１１０は、現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の距離を不揮発性メモリ３０１から読み出す。さらに、プリンタ１１０は、読み出されたＳＤギャップに対応したＰＷＭ値を算出し、現像剤担持体１０４に印加する電圧の値を最適化することを特徴とする。
【００３４】
なお、図５の説明と共通する技術事項については、繰り返しの説明を避けるために、省略される。例えば、ステップＳ８０１は、上述したＳ５０１に相当するので説明を省略する。
【００３５】
ステップＳ８０２において、電圧制御部２０３は、ＳＤギャップ長のデータをもとにＰＷＭ値を以下の一次式を用いて算出する。
ＰＷＭ値＝γｙ＋σ
ここで、ｙはＳＤギャップ長である。γは係数、σは切片となる。ステップＳ８０３において、電圧制御部２０３は、ステップＳ８０２によって算出されたＰＷＭ値を電圧発生回路３０３に伝送する。さらに、ステップＳ８０４において、電圧発生回路３０３は、伝送されたＰＷＭ信号に応じて、ＤＣ成分に変換して昇圧し、現像剤担持体１０４に電圧を印加する。
【００３６】
前述のように、本実施形態によれば、プリンタ１１０は、ＳＤギャップ長に応じた最適の電圧を現像剤担持体１０４に印加しうる。したがって、プリンタ１１０は、カートリッジ１００のバラツキによる印字濃度のバラツキを抑制することができる。また、第１および第２の実施形態によれば、電圧発生回路３０３は、電圧のＡＣ成分およびＤＣ成分の少なくとも一方を制御することで印字濃度のバラツキを抑制する効果を享受しうる。なお、第１および第２の実施形態によれば、本発明は、制御された電圧を現像剤担持体１０４に印加させる実施形態について説明したが、制御された電圧を像担持体１０２に印加させるようにもよい。
【００３７】
[実施形態３]
図９は、本発明に係る第３の実施形態におけるＳＤギャップ検出制御を表す回路図である。本実施形態は、カートリッジ内部の現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の静電容量を検出することでＳＤギャップ長を算出する。さらに、本実施形態は、算出されたＳＤギャップ長に応じて現像剤担持体１０４に印加する電圧を最適化することを特徴とする。
【００３８】
図９は、図４の電圧発生回路３０３を発展させたものである。したがって、以下の説明は、本実施形態における特徴的な部分についてのみ記載される。電圧発生回路３０３は、現像剤担持体１０４に所定の電圧を印加し、現像剤担持体１０４と像担持体１０２とに流れる電流を検出することで静電容量を算出する。
【００３９】
本実施形態によれば、静電容量Ｃは以下の式で表される。
Ｃ＝εＳ／ｄ
ここで、εは誘電率 、Ｓは面積 、ｄは現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の距離（ＳＤギャップ）を示す。誘電率および面積は一定として考えられるため、静電容量を検出することによってＳＤギャップ長を検知することとなる。
【００４０】
現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の静電容量Ｃ１に流れる電流は、電流検出部９００で検出される。電流検出部９００は、昇圧回路部４０６のトランス２次側に流れる電流を抵抗９０１とコンデンサ９０２とで検出する。次に、電流検出部９００は、ダイオード９０３、抵抗９０４およびコンデンサ９０５で形成された平滑部で電圧のＡＣ成分をＤＣ成分に変換する。
【００４１】
さらに、電流検出部９００は、ＤＣ変換された電圧をオペアンプ９０６にてバッファし、電圧制御部２０３にＤＣ成分の値を伝送する。このＤＣ成分の値に応じて、電圧制御部２０３は、上述の静電容量Ｃを求める式からＳＤギャップを逆算してＰＷＭ信号の値を設定し、現像剤担持体１０４に印加される電圧の最適化をおこなう。
【００４２】
また、上述の処理はカートリッジ１００の初期化時に実施されるようにしてもよい。なお、検出されたＤＣ値は、図１４に示されているようにカートリッジ１００内の不揮発性メモリ３０１のＳＤギャップ長に係るデータの記憶領域３０１ａに記録されることが好ましい。もちろん、検出されたＤＣ値は、プリンタ１００のメモリに記憶されるようにしてもよい。
【００４３】
図１０は、本発明に係る第３の実施形態におけるＳＤギャップ検出制御を表すフローチャートである。本実勢形態は、電源ＯＮ時の初期化処理で実施されることを想定しているが、限定するわけではない。
【００４４】
ステップＳ１００１において、電圧制御部２０３は、不揮発性メモリ３０１からＳＤギャップ長のデータが記憶されているか否かを表すフラグデータを読み出す。図１４に示されているように、本実施形態では不揮発性メモリ３０１の記憶領域３０１ｂにこのフラグデータを記憶する。ステップＳ１００２において、電圧制御部２０３は、ＳＤギャップ長のデータが不揮発性メモリに記憶されているか否かを読み出したフラグデータにより確認する。ＳＤギャップ長のデータが記憶されている場合、つまりフラグデータが不揮発性メモリに書き込まれている場合、電圧制御部２０３は、処理をステップＳ１００３に遷移させる。一方、ＳＤギャップ長のデータが記憶されていない場合、つまりフラグデータが不揮発性メモリに書き込まれていない場合、電圧制御部２０３は、処理をステップＳ１００８に遷移させる。
【００４５】
ＳＤギャップ長のデータが記憶されている場合、ステップＳ１００３において、ユーザによって画像の印字が指示された場合に、電圧制御部２０３は、ＳＤギャップ長の値を読み出す。その後、ステップＳ１００４において、電圧制御部２０３は、ＳＤギャップ長に応じてＰＷＭ値を算出し、ステップＳ１００５において、ＰＷＭ値を設定する。さらに、ステップＳ１００６において、電圧制御部２０３は、設定したＰＷＭ値を電圧発生回路３０３へ伝送する。ステップＳ１００７において、電圧発生回路３０３は、電圧制御部２０３から伝送されたＰＷＭ値に応じた電圧を現像剤担持体１０４に印加する。
【００４６】
一方、ＳＤギャップ長のデータが記憶されていない場合、ステップＳ１００８において、電圧制御部２０３は、カートリッジの使用初期と判断し、ＳＤギャップ長を算出する。まず電圧制御部２０３は、ＰＷＭ信号のリファレンス値を設定し、電圧発生回路３０３に伝送する。ステップＳ１００９において、電圧発生回路３０３は、伝送されたリファレンス値に応じて電圧を出力し、現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間に印加し、静電容量Ｃ１に電流を流す。ステップＳ１０１０において、電圧発生回路３０３は、電流検出部７００で静電容量Ｃ１を検出し、検出した静電容量Ｃ１の値を電圧制御部２０３に伝送する。
【００４７】
ステップＳ１０１１において、電圧制御部２０３は、伝送された静電容量Ｃ１の値に応じて、上述した式を用いてＳＤギャップ長を逆算する。その後、ステップＳ１０１２において、電圧制御部２０３は、不揮発性メモリ３０１へ算出したＳＤギャップ長を記憶領域３０１ａに記憶する。また、ＳＤギャップ長を記憶すると共に前述したフラグデータを記憶領域３０１ｂに記憶する。なお、電圧制御部２０３は、この段階で、ＳＤギャップ長からＰＷＭ信号を算出して不揮発性メモリ３０１へ記憶するようにしてもよい。
【００４８】
その後、画像印字する場合、ステップＳ１０１３からＳ１０１６において、電圧制御部２０３は、ステップＳ１００３からＳ１００６と同様に、ＳＤギャップ長に応じたＰＷＭ信号を電圧発生回路３０３へ伝送する。ステップＳ１０１７において、電圧発生回路３０３は、ＰＷＭ信号に応じた電圧を現像剤担持体１０４に印加する。
【００４９】
前述したように、本実施形態によれば、ＳＤギャップのバラツキによる印字濃度のバラツキは、抑制されるであろう。なお、初期化処理を高速におこなうため、電圧制御部２０３は、静電容量Ｃ１の区分ごとに、予め不揮発性メモリ３０１またはプリンタ１１０のメモリにＳＤギャップ長またはＰＷＭ値を記憶するようにしてもよい。すなわち、電圧制御部２０３は、伝送された静電容量Ｃ１に応じて、ＳＤギャップ長またはＰＷＭ値を選択するようにしてもよい。これにより、初期化時の処理は高速化されるであろう。
【００５０】
[実施形態４]
図１１は、本発明に係る第４の実施形態におけるトナー残量検出回路を表す回路図である。本実施形態によれば、エンジン制御部２０２は、ＳＤギャップ長に応じて最適化された電圧の値によって、トナーの有無を判定する電圧を最適化することを特徴とする。また、本実施形態において、ＳＤギャップ間の距離を検出し、最適の電圧を発生させる処理は、前述した第１および第３の実施形態と同様であり、繰り返しの説明を避けるために、省略される。
【００５１】
トナー残量検出回路１１００は、現像バイアス印加手段を有する現像バイアス回路１１０１を含む。なお、現像バイアス回路１１０１は、現像剤担持体１０４に接続されている。さらに、現像バイアス回路１１０１は、インピーダンス素子１１０５を介してトナー残量検出回路１１００のオペアンプ１１０３に接続されている。トナー残量検出回路１１００は、現像バイアス回路１１０１によってオペアンプ１１０３に入力されるＡＣ電流Ｉ０１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ０１を設定する。
【００５２】
現像剤担持体１０４と電極部材１１０２の間には、図１１に示すようにトナー容量Ｃ０１が形成されており、オペアンプ１１０３に接続されている。したがって、トナー容量Ｃ０１に流れる電流Ｉ０２は、オペアンプ１１０３に入力され、トナー有無の検出値電圧Ｖ０２（＝Ｉ０１−Ｉ０２×抵抗１１０８）として出力される。これにより、現像剤担持体１０４と電極部材１１０２との間に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００５３】
次に、出力されたトナー量は、トナー有無判定部１１１０へ伝送される。トナー有無判定部１１１０は、調整された判定電圧によって検出された電圧によりトナーの有無を判定する。本実施形態によれば、トナーの有無を判定する場合、電圧制御部２０３は、不揮発性メモリ３０１からＳＤギャップまたはＰＷＭ値のデータを読み出すことが好ましい。さらに、電圧制御部２０３は、読み出したＳＤギャップまたはＰＷＭ値から判定する際に印加する電圧を調整することが好ましい。
【００５４】
図１２は、本発明に係る第４の実施形態におけるトナー残量検出制御を表すフローチャートである。本発明の実施形態によれば、印字濃度のバラツキを抑制するため現像剤担持体に印加する電圧を可変することで、トナー有無の判定に誤差が生じてしまう。そのため、本実施形態は、トナーの有無を判定する際に使用される電圧をＳＤギャップ長のデータに応じて調整する。なお、図５の説明と共通する技術事項については、繰り返しの説明を避けるために、省略される。例えば、ステップＳ１２０１およびＳ１２０２は、上述したＳ５０１およびＳ５０２に相当するので説明を省略する。
【００５５】
ステップＳ１２０３において、電圧制御部２０３は、現像剤担持体１０４に印加されるＰＷＭ値に応じて、トナー無しの判定をおこなう判定電圧を算出する。ここで、ＳＤギャップがＴＹＰ設定であり、ＳＤギャップに応じて制御されたＰＷＭ値をＰＷＭ（ｒｅｆ）と想定する場合、トナーが無い場合の判定電圧はＶｏｕｔとなる。したがって、ＳＤギャップがＴＹＰでなく、ＰＷＭ設定がＰＷＭ(α)と設定された場合、トナー無しの判定電圧は、以下の式により補正される。
Ｖｏｕｔ×ＰＷＭ（α）／ＰＷＭ（ｒｅｆ）
次に、ステップＳ１２０４において、電圧制御部２０３は、補正した判定電圧をトナー残量検出回路１１００へ印加する。前述したように、ステップＳ１２０５において、トナー残量検出回路１１００は、印加された電圧およびトナー容量Ｃ０１に応じて、電圧Ｖ０２をトナー有無判定部１１１０へ出力する。電圧Ｖ０２を検出後、ステップＳ１２０２において、トナー有無判定部１１１０は、検出された電圧Ｖ０２に応じてトナーの有無を判定する。
【００５６】
電圧Ｖ０２が所定の値未満の場合、ステップＳ１２０７において、トナー有無判定部１１１０は、トナー無しと判定し、ユーザに警告し、ステップＳ１２０８に処理を遷移する。一方、電圧Ｖ０２が所定の値以上の場合、ステップＳ１２０８において、プリンタ１１０は、通常のプリンタ動作を開始する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、カートリッジごとに異なるＳＤギャップに応じて、画像印字時に現像剤担持体へ印加される電圧を可変させる。したがって、本発明は、ＳＤギャップのバラツキによる印字濃度のバラツキを抑制できよう。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態に限らず様々な変形が可能となる。例えば、画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間の静電容量を検出することによってＳＤギャップを算出するようにしてもよい。これにより、本発明は、予めＳＤギャップ長のデータを記憶していないカートリッジにおいても、ＳＤギャップのバラツキによる印字濃度のバラツキを抑制できよう。
【００５９】
また、本発明における記憶部は、外部の測定装置によって測定されたＳＤギャップを記憶するようにしてもよい。
【００６０】
図１３は、本実施形態におけるＳＤギャップ長の測定を表す図である。カートリッジの製造工程時において、外部の測定装置（例えば、レーザ距離装置１３００）は、現像剤担持体１０４と像担持体１０２との間の距離を測定する。さらに、レーザ距離装置１３００は、カートリッジ内に実装された不揮発性メモリ３０１に測定したＳＤギャップ長を書き込む。これにより、画像形成装置は、初期化時または画像印字時にＳＤギャップを検出することなく、ＳＤギャップに応じた電圧を現像剤担持体に印加させることができる。したがって、本発明は、初期化時または画像印字時の処理を高速化できよう。
【００６１】
また、本発明における電圧制御部は、予め記憶された閾値により現像剤担持体に印加される電圧を決定してもよい。これにより、電圧制御部は、ＳＤギャップ長のデータにより現像剤担持体に印加される電圧を算出することなく、ＳＤギャップ長が閾値以上か否かを判定するのみで印加される電圧を決定することができる。したがって、電圧制御部は、印加される電圧を制御する際の処理が高速化されよう。
【００６２】
また、本発明における記憶部は、ＳＤギャップにおける距離の区分ごとに現像剤担持体に印加される電圧を予め記憶するようにしてもよい。例えば、ＳＤギャップ長をｘとした場合、ｘ≦Ａ１の場合はＶ１、Ａ１＜ｘ≦Ａ２の場合はＶ２、のようにギャップ長の区分ごとに電圧を記憶する。これにより、電圧制御部は、印加される電圧を算出することなく予め記憶された電圧の値を読み出すだけでよい。したがって、電圧制御部は、印加される電圧を制御する際の処理が高速化されよう。
【００６３】
また、本発明の電圧制御部は、ＳＤギャップに応じて、トナーの有無を判定する際の判定電圧を制御するようにしてもよい。これにより、画像形成装置は、印字濃度のバラツキを抑制するため現像剤担持体に印加する電圧を可変することで、トナー有無の判定に誤差が生じてしまうことを回避できよう。
【００６４】
さらに、本発明は、像担持体に電圧を印加する電圧発生回路に適用しうる。よって、本発明は、画像形成装置ごとに、より最適な方法で適用されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の制御を表すブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態の通信形態を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態における電圧発生回路を表す回路図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態におけるＡＣ電圧制御を表すフローチャートである。
【図６】本発明に係る第１の実施形態におけるＡＣ電圧制御を表すフローチャートである。
【図７】本発明に係る第２の実施形態における電圧発生回路を表す回路図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態におけるＤＣ電圧制御を表すフローチャートである。
【図９】本発明に係る第３の実施形態におけるＳＤギャップ検出制御を表す回路図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施形態におけるＳＤギャップ検出制御を表すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第４の実施形態におけるトナー残量検出制御を表す回路図である。
【図１２】本発明に係る第４の実施形態におけるトナー残量検出制御を表すフローチャートである。
【図１３】本実施形態におけるＳＤギャップ長の測定を表す図である。
【図１４】本発明に係る第３の実施形態におけるプロセスカートリッジの不揮発性メモリの記憶状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００：プロセスカートリッジ
１０２：像担持体
１０４：現像剤担持体
１０６：帯電ローラ
１０８：転写ローラ
１１０：プリンタ
２０１：プリンタコントローラ
２０２：エンジン制御部
２０３：電圧制御部
３０１：不揮発性メモリ
３０２：メモリ制御部
３０３：電圧発生回路
４０１：電圧増幅部
４０２：ＰＷＭ平滑回路部
４０３：バファー回路
４０４：ＡＣ信号電圧増幅回路部
４０５：ＡＣ信号電流増幅回路部
４０６：昇圧回路部
４０７：トランジスタ
４０８：オペアンプ
４０９：トランジスタ
４１０：トランジスタ
４１１：トランジスタ
７０１：ＤＣ回路部
７０２：電圧設定回路部
７０３：トランス駆動回路部
７０４：トランス
７０５：整流回路部
７０６：比較回路部
７０７：トランジスタ
７０８：ダイオード
７０９：コンデンサ
７１０：オペアンプ
７１１：コンデンサ
９００：電流検出部
９０１：抵抗
９０２：コンデンサ
９０３：ダイオード
９０４：抵抗
９０５：コンデンサ
９０６：オペアンプ
１１００：トナー残量検出回路
１１０１：現像バイアス回路
１１０２：電極部材
１１０３：オペアンプ
１１０５：インピーダンス素子
１１０８：抵抗
１１１０：トナー有無判定部
１３００：レーザ距離装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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