JP2000214736A

JP2000214736A - 画像形成装置およびプロセスカ―トリッジ

Info

Publication number: JP2000214736A
Application number: JP11015458A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Kitayama; 邦彦北山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体ドラムの寿命に対してその使用状況を
正確に把握する。【解決手段】感光体ドラム１の駆動時間をモータ１０
の駆動時間としてＣＰＵ１１により積算し、記憶する。
この積算値ｔは感光体ドラム１が新品のときはｔ＝０と
し、その後、積算を行う。感光体ドラム１の交換の際は
操作部１３より積算値のリセット操作（ｔ→０）を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはレーザービームプリンタなどとされる電子写真方式
あるいは静電記録方式の画像形成装置、および前記電子
写真方式の画像形成装置に対して着脱されるプロセスカ
ートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置は、像担持体として感光体ドラムや感光ベ
ルトを有している。これら感光体は、表層に感光層を有
しており、帯電装置および露光装置の作用により感光層
に静電潜像が形成され、その後、現像工程、転写工程を
経て、顕画像が記録媒体上に形成され、一方、感光体表
面に残留したトナー（未転写トナー）が、クリーニング
装置により回収される。クリーニング装置としては、ク
リーニングブレード（弾性ブレード）を感光体表面に当
接させて機械的にクリーニングを行うものが知られてい
る。

【０００３】画像形成動作を繰り返すにつれて、感光体
の感光層はクリーニングブレードとの摺擦により摩耗
し、感光層の厚みは徐々に減少する。

【０００４】感光層の厚みが減少することで、感光体の
帯電特性、クリーニング特性が変化する。これらの特性
の変化により、画像の劣化が著しくなったときに、「感
光体はその寿命に到った」と判断される。

【０００５】電子写真方式の複写機では、感光体の交換
はサービスマンが行うのが一般的である。感光体は定期
交換部品として設定され、感光体の寿命に合うように定
期交換枚数の設定がなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、以下に述べる問題点を有している。

【０００７】つまり、感光体の寿命に到る枚数は、複写
機の使用状況により異なり、設定した交換枚数よりも早
く寿命に到る場合もあれば、逆に寿命に対して余裕があ
るのに設定した交換枚数に到る場合もある。

【０００８】前述したように感光層の厚みは、画像形成
動作を繰り返すことで減少する。層厚の減少量（摩耗
量）ｘは、クリーニングブレードと摺擦している時間、
つまり、感光体の駆動時間ｔと概略比例するので、摩耗
速度をｖとするとｘ＝ｖｔと表される。そして、摩耗量
ｘが所定の量ｘ１に到ったときに寿命となる。

【０００９】つぎに、感光体の駆動時間ｔと複写枚数
（画像形成回数）Ｎとの関係について、図５を用いて説
明する。感光体が駆動される状態としては、画像形成中
およびその前後の前回転と後回転がある。更に複写機の
電源投入後、スタンバイに到るまでのウエイト時にも駆
動が行われる。

【００１０】従って、電源のオン／オフ回数の割に複写
枚数が少ない場合や、一度に複写する枚数が少ない場
合、駆動時間ｔと複写枚数Ｎの比ｔ／Ｎは大きくなる
（図中ラインｂ）。逆に、電源のオン／オフ回数に比し
て複写回数が多い場合や、一度に複写する枚数が多い場
合、比ｔ／Ｎは小さくなる（図中、ラインａ）。図中ｔ
₁は許容駆動時間であり、前述の許容される所定の摩耗
量ｘ１に対応したもので、ｔ１＝ｘ₁／ｖである。ま
た、図中Ｎ₀は設定した交換枚数である。従って、ライ
ンｂに示すような複写機の使用状況では、複写枚数Ｎが
Ｎ₀に到ったときには、すでに摩耗は許容される所定摩
耗量ｘ₁を超えており、画像不良が発生する。逆にライ
ンａに示す使用状況では、複写枚数ＮがＮ₀に到達した
とき、また、Δｔに相当する枚数分だけ、余裕が残るこ
とになる。

【００１１】従って、本発明の主な目的は、像担持体の
寿命に対してその使用状況を正確に把握できる画像形成
装置を提供することである。

【００１２】本発明の他の目的は、電子写真感光体の寿
命に対してその使用状況を正確に把握できるプロセスカ
ートリッジを提供することである。

【００１３】また、本発明の他の目的は、交換作業の際
の装置のダウンタイムをトータルで減少できる画像形成
装置およびプロセスカートリッジを提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置およびプロセスカートリッジにて達成され
る。要約すれば、本発明は、像担持体と、該像担持体上
に形成された静電潜像を顕像化する現像手段と、前記像
担持体を駆動する駆動手段とを有する画像形成装置にお
いて、前記像担持体が駆動される時間を積算する積算手
段と、積算値を記憶する記憶手段と、前記積算値を呼び
出し表示する表示手段と、前記積算値の書き換えを行う
操作手段とを有することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１５】前記積算手段は、前記駆動手段の駆動時間
を積算するが好ましい。別の態様によれば、前記積算手
段は、前記像担持体もしくは前記像担持体に同期して回
転する部材の回転回数を積算することが好ましい。前記
表示手段は、予め設けてある参照値と、前記積算値との
相対的な値に応じて所定のメッセージを表示することが
好ましい。別の態様によれば、予め設けてある参照値
と、前記積算値との相対的な値に応じて画像形成動作に
所定の作用を行うことが好ましい。前記参照値は前記操
作部から補正することが好ましい。

【００１６】本発明による他の態様によれば、プロセス
カートリッジが着脱可能で、記録媒体に画像が形成され
る画像形成装置において、電子写真感光体と、該電子写
真感光体に作用するプロセス手段と、第２の記憶手段と
を有するプロセスカートリッジを装着する装着手段と、
前記電子写真感光体の駆動時間の積算手段と、前記第２
の記憶手段に対し書き込み／呼び出しを行う操作手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供され
る。

【００１７】更に、本発明による他の態様によれば、画
像形成装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカート
リッジにおいて、電子写真感光体と、該電子写真感光体
に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体の駆動
時間の積算値を記憶する第２の記憶手段と、を有するこ
とを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。

【００１８】前記積算値の初期値を、組み込む電子写真
感光体の使用状況に応じた値とすることが好ましい。現
像剤貯蔵手段を有し、該現像剤貯蔵手段の現像剤が不足
し現像剤の再充填を行う際、再充填量を前記駆動時間の
積算値に応じた量とすることが好ましい。

【００１９】前記プロセス手段は、帯電手段、現像手
段、またはクリーニング手段であることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
およびプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく
説明する。

【００２１】本発明が適用できる画像形成装置は、例え
ば感光体、誘電体などの像担持体上に電子写真方式ある
いは静電記録方式などによって静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像装置によって現像して可視画像（トナー
像）を形成し、この可視画像を紙などの転写材（記録
材）に転写し、定着手段にて永久像にする構成のもので
あればよい。

【００２２】実施例１まず、図２を参照して本発明による画像形成装置の第１
実施例について説明する。

【００２３】図２において、像担持体である感光体ドラ
ム１は露光器２で均一に除電を受け、一次帯電器３によ
り均一に例えばマイナスに帯電される。その後、レーザ
光Ｌの照射を受けて画像信号に応じた静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は現像装置４によって可視画像（ト
ナー像）に現像される。このトナー像は給紙手段５から
搬送された転写材Ｐに転写帯電器６の作用により転写さ
れる。

【００２４】転写材Ｐは定着手段７に搬送され、トナー
像は転写材Ｐに定着される。また、感光体ドラム１上に
残った残留トナー（未転写トナー）はクリーニングブレ
ード８１に掻き落とされてクリーニング装置８に収容さ
れる。感光体ドラム１は、アルミの中空シリンダを構造
体として、その表面に塗布された感光材料よりなる感光
層を有している。

【００２５】クリーニングブレード８１は、ウレタンゴ
ムなどの材料よりなる弾性体で所定の圧力で感光体ドラ
ム１に当接している。

【００２６】図１は、感光体ドラム１の駆動系と制御系
を示す図である。感光体ドラム１はギア列９を介して駆
動源であるモータ１０により駆動される。ＣＰＵ１１は
モータ１０の駆動を制御する制御装置である。

【００２７】また、ＣＰＵ１１はモータ１０の駆動時間
を積算、記憶する記憶手段としての回路を有している。
駆動時間の積算値ｔは、感光体ドラムの交換により新品
のときにｔ＝０として、その後の交換に到るまでの間継
続してモータ１０の駆動時間の積算を行った値である。
また、感光体ドラム１の寿命に相当するモータ１０の駆
動時間をｔ₁とし、予めＣＰＵ１１に記憶させる。

【００２８】サービスマンまたはユーザーは感光体ドラ
ム１の使用状況の情報を装置の表示部１２に呼び出して
モニターできる。表示の方法としては、積算値ｔそのも
の、または寿命に対する比率ｔ／ｔ₁または残量ｔ₁−ｔ
などがあげられる。また、感光体ドラム１の交換の際は
操作部１３より積算値のリセット操作（ｔ→０）を行
う。なお、リセット操作は、サービスマンの操作に限定
すべくサービスモードに組み入れるのが望ましい。

【００２９】サービスマンは、感光体の使用状況を表示
部１２から適宜モニターし、これにより適切なタイミン
グで感光体ドラム１の交換を行う。

【００３０】その結果、前述した画像不良を未然に防止
でき、まら資源（ドラムのシリンダ）を無駄なく使用で
きる。

【００３１】以上、モーターの駆動時間を積算する例に
ついて説明したが、感光体ドラム１が駆動される時間を
積算する方法はこれに限定されるものではない。

【００３２】例えば、転写ドラムを有するカラー複写機
において、転写ドラムと感光体ドラムとは同期して回転
している。従って、転写ドラムにあるホームポジション
を利用することで、転写ドラムの回転回数を計測するこ
とができ、それを感光体ドラムの駆動時間に換算すれば
よい。

【００３３】また、感光体ドラムの駆動系として、モー
ターと感光体ドラムとの間にクラッチなどのオン／オフ
機構を有する場合は、モーターおよびクラッチの両者が
オンになっている時間の積算を行えばよい。

【００３４】なお、感光層の摩耗、寿命に関する実際の
数値を例示する。感光層の許容摩耗量ｘ１が２０μｍ、
摩耗速度Ｓが０．０４μｍ／ｈのとき、許容時間ｔ₁は
５００ｈとなる、つまり、感光体の寿命は５００ｈであ
る。

【００３５】上記のように本実施例によれば、感光体ド
ラム１の使用時間の管理を正確に実施でき、画質の保証
と資源の有効活用とが同時に達成される。

【００３６】実施例２第１実施例では、駆動時間の積算値ｔの利用法として単
なる表示機能として使用する例について述べたが、第２
実施例では、自己診断機能を付与する例について述べ
る。

【００３７】これは駆動時間の積算値ｔと許容値（寿命
値）ｔ₁との相対関係に応じて表示部１２に「警告メッ
セージ」を表示したり、あるいは複写動作の禁止などの
強制作用を行うものである。

【００３８】警告メッセージとしては、例えば比率ｔ／
ｔ₁が１に近づいたときに「交換部品の交換時期が近づ
いてます」などの表示を行うことがあげられる。

【００３９】また、強制作用としては、例えば比率ｔ／
ｔ₁が任意の値（例えば１）を超えた場合、エラーとし
て、複写動作を受け付けなくする（禁止する）などがあ
げられる。

【００４０】前者は、地域的な理由などでサービスマン
の訪問間隔が長い場合、ユーザーにメッセージを出すこ
とで迅速な対応が計られるという効果がある。後者は、
画質の保証を機械的に行うことを目的としている。例え
ば、稼働台数の多いコピーショップなどで有効である。

【００４１】また、許容値ｔ₁を操作部１３を通して任
意に設定可能とすることで、使用者の要求に対し、より
的確に、つまり柔軟に対応することが可能となる。

【００４２】実施例３つぎに、本発明の第３実施例について図３により説明す
る。図３に示される画像形成装置は、図２に示した第１
実施例と比較して感光体ドラム１とクリーニング装置８
の構成が異なる。

【００４３】第１実施例にて、これら２つの部材は別体
であり、感光体ドラム１は単独で交換可能なものとして
述べた。一方、本実施例は、いわゆるカートリッジ方式
で感光体ドラム１とクリーニング装置８とがプロセスカ
ートリッジとして一体的に構成されている。なお、帯電
手段である帯電ローラ１０２は、第１実施例にて示した
露光器２と一次帯電器３を置き換えたものである。この
方式では、プロセスカートリッジ１００の寿命は、クリ
ーニング装置８内の廃トナーが満タンになった場合と、
感光体ドラム１がその寿命に到った場合との２つのケー
スが存在する。

【００４４】例えば、画像デューティの高い画像が多い
場合、未転写トナーが多く出て、廃トナー満タン状態へ
の到達が先となり、結果として感光体ドラム１の方は寿
命に余裕があるにも拘わらずカートリッジの交換に到っ
てしまう。

【００４５】このように、寿命に到達していない感光体
ドラムを再利用する例について述べる。

【００４６】プロセスカートリッジ１００は第２の記憶
手段としてのＥＥＰＲＯＭ１０１を有している。ＥＥＰ
ＲＯＭ１０１は、感光体ドラム１の駆動時間ｔを記録、
記憶する機能を有している。なお、ＣＰＵ１４は、前述
のＣＰＵ１１に対し、この記録、記憶機能を省いたもの
である。

【００４７】プロセスカートリッジ１００を組み立てる
際に新品の感光体ドラムを使用するときは、ｔ＝０と
し、中古品の感光体ドラムを使用するときは、それ以前
の駆動時間ｔ’をｔの初期値として入力する。

【００４８】このようにして、感光体ドラム１の使用時
間を管理することで、画質の保証と再利用による資源の
有効活用の両者を同時に達成できる。

【００４９】なお、感光体ドラムの再利用時の上記の手
順は、カートリッジ方式だけではなく、感光体ドラムが
単体の場合においても可能である。この場合、中古品の
感光体ドラムを装置に組み込むと同時に、駆動時間の履
歴値を図１に示す操作部１３から装置のＣＰＵ１１に対
し入力すればよい。

【００５０】実施例４つぎに、本実施例の第４実施例について図４により説明
する。図４に示す画像形成装置は、第３実施例と比較し
てプロセスカートリッジの構成が異なる。すなわち、第
３実施例が、感光体ドラム１とクリーニング装置８から
なるプロセスカートリッジであるのに対し、本実施例は
さらに現像装置４も一体的に付設した構成となってい
る。

【００５１】この構成でのプロセスカートリッジ２００
の寿命は、前述した（１）クリーニング装置内の廃トナ
ー満タン、（２）感光体ドラム寿命到達の他に、（３）
現像器内の現像剤無し（不足）の３つのケースが存在す
る。

【００５２】例えば、画像デューティの高い画像が多い
場合、現像剤の消費量は多くなり、感光体ドラムが寿命
に到る前に現像剤なしになり、カートリッジ交換に到
る。このように寿命に到達していない感光体ドラムを含
むプロセスカートリッジの再利用例について述べる。

【００５３】第３実施例では、中古の感光体ドラムを別
のカートリッジ筐体に組み込む例について述べたが、本
実施例は感光体ドラムはカートリッジ筐体に残し、現像
剤の再充填をする例について説明する。

【００５４】プロセスカートリッジ２００を画像形成装
置内にて使用する時は、第３実施例と同様に、感光体ド
ラム１の駆動時間ｔをＥＥＰＲＯＭ１０１に対し、記録
する。現像剤なしになり、交換、回収したプロセスカー
トリッジ２００に対し、まず、感光体ドラム１の使用状
況（駆動時間積算値）を確認する。感光体ドラム１の寿
命に対し、まだ余裕がある場合は、充填孔４２の栓４１
を外して、現像剤の再充填を行う。その際、再充填する
現像剤の量は、感光体ドラム１の残りの寿命に応じた量
とする。

【００５５】また、クリーニング装置８内の廃トナーは
廃トナー回収孔８３より回収すればよい。トナー回収孔
８３は通常は栓８２によって密閉されている。

【００５６】感光体ドラム１の交換を行わない場合は、
ＥＥＰＲＯＭ１０１に記憶されている積算値情報の書き
換えは行わない。以上でカートリッジの再生作業は終了
する。

【００５７】本実施例も第３実施例と同様に、感光体ド
ラム１の使用時間の管理がなされ、画質の保証と再利用
による資源の有効活用が同時に達成される。また、現像
剤の再充填量を感光体ドラムの残り寿命に合わせている
ので、現像剤についても過不足なく使用できる確率が高
くなり、省資源化が成される。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、像担持体が駆動される時間を
積算する積算手段と、積算値を記憶する記憶手段と、前
記積算値を呼び出し表示する表示手段と、前記積算値の
書き換えを行うことができる操作手段とを有することに
より、像担持体の寿命に対してその使用状況を正確に把
握でき、寿命を超えて使用した場合に生ずる画像不良を
未然に防ぐことができる。また、像担持体を必要以上に
交換する無駄を未然に防止でき、省資源化が計られる。
更に、像担持体を再利用することが可能となり、これに
より、更なる省資源化が計られる。像担持体の交換作業
の際の装置のダウンタイムをトータルで短縮することが
できる。

【００５９】また、本発明の画像形成装置によれば、電
子写真感光体と、該電子写真感光体に作用するプロセス
手段と、記憶手段とを有するプロセスカートリッジを装
着する装着手段と、前記電子写真感光体の駆動時間の積
算手段と、前記記憶手段に対し書き込み／呼び出しを行
う操作手段と、を有することにより、電子写真感光体の
寿命に対してその使用状況を正確に把握でき、寿命を超
えて使用した場合に生ずる画像不良を未然に防ぐことが
できる。また、電子写真感光体の寿命に到る前に、プロ
セスカートリッジや電子写真感光体を交換する無駄を未
然に防止でき、省資源化が計られる。更に、電子写真感
光体の再利用が可能となり、これにより、更なる省資源
化が計られる。

【００６０】また、本発明のプロセスカートリッジによ
れば、電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用する
プロセス手段と、前記電子写真感光体の駆動時間の積算
値を記憶する第２の記憶手段と、を有することにより、
上述と同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２実施例に係る感光体ドラム
の駆動系と制御系を示す構成図である。

【図２】第１、第２実施例の画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図３】第３実施例のプロセスカートリッジを備えた画
像形成装置を示す概略構成図である。

【図４】第４実施例のプロセスカートリッジを備えた画
像形成装置を示す概略構成図である。

【図５】感光体の駆動時間ｔと複写枚数Ｎとの関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体／電子写真感光
体）４現像器（現像手段）８クリーニング装置１１ＣＰＵ（積算・記憶手段）１２表示手段１３操作手段１４ＣＰＵ（積算手段）１００、２００プロセスカートリッジ１０１ＥＥＰＲＯＭ（第２の記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体上に形成された
静電潜像を顕像化する現像手段と、前記像担持体を駆動
する駆動手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体が駆動される時間を積算する積算手段と、
積算値を記憶する記憶手段と、前記積算値を呼び出し表
示する表示手段と、前記積算値の書き換えを行う操作手
段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記積算手段は、前記駆動手段の駆動時
間を積算する請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記積算手段は、前記像担持体もしくは
前記像担持体に同期して回転する部材の回転回数を積算
する請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記表示手段は、予め設けてある参照値
と、前記積算値との相対的な値に応じて所定のメッセー
ジを表示する請求項１の画像形成装置。
【請求項５】予め設けてある参照値と、前記積算値と
の相対的な値に応じて画像形成動作に所定の作用を行う
請求項１の画像形成装置。
【請求項６】前記参照値は前記操作部から補正する請
求項４または５の画像形成装置。
【請求項７】プロセスカートリッジが着脱可能で、記
録媒体に画像が形成される画像形成装置において、電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用するプロセ
ス手段と、第２の記憶手段とを有するプロセスカートリ
ッジを装着する装着手段と、前記電子写真感光体の駆動
時間の積算手段と、前記第２の記憶手段に対し書き込み
／呼び出しを行う操作手段と、を有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項８】画像形成装置本体に着脱自在に装着され
るプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用するプロセ
ス手段と、前記電子写真感光体の駆動時間の積算値を記
憶する第２の記憶手段と、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９】前記積算値の初期値を、組み込む電子写
真感光体の使用状況に応じた値とする請求項８のプロセ
スカートリッジ。
【請求項１０】現像剤貯蔵手段を有し、該現像剤貯蔵
手段の現像剤が不足し現像剤の再充填を行う際、再充填
量を前記駆動時間の積算値に応じた量とする請求項８の
プロセスカートリッジ。
【請求項１１】前記プロセス手段は、帯電手段、現像
手段、またはクリーニング手段である請求項８〜１０の
いずれかのプロセスカートリッジ。