JPH09179460A - 被帯電体寿命検知装置、これを備えたプロセスユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流バイアス成分を含む重畳電圧を印加した
接触帯電部材を用いて、被帯電体の寿命を正確に検知で
きるようにする。 【解決手段】 交流バイアス成分を含む重畳電圧が帯電
ローラ２に印加される時間を積算する。これにより、感
光体１のダメージがもっとも顕著に発生するときのみを
積算することになり、この積算値とあらかじめ設定した
寿命情報とを比較部２５により比較する。そして、比較
結果に基づいて感光体１の劣化度合いを検知できるよう
にして、感光体１の寿命を正確に把握できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機あるいはプリンタなどの画像形成装置に係り、さら
に詳しくは被帯電体の寿命を検知するようにした被帯電
体寿命検知装置、これを備えたプロセスユニットおよび
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、電子写真方式の画像形成装置に
おいて、被帯電体としての感光ドラムの寿命を検知する
装置としては、一例として、プリント（複写）枚数を積
算する被帯電体寿命検知装置がある。この被帯電体寿命
検知装置は最も簡便であるものの、複写するサイズが異
なる場合、例えばＡ４サイズやＡ３サイズの画像形成を
行う場合のように、感光ドラムの表面の摩耗面積が異な
っても、同じ１枚の複写としてカウントしてしまうの
で、寿命検知精度がよくなく、しかも１ジョブ当たりに
何枚複写するかによって１枚当たりの感光ドラムの回転
時間が異なるので、寿命検知精度がさらによくないとい
う欠点がある。

【０００３】また、被帯電体寿命検知装置として、特開
平４−５１２５９号公報に開示されているように、帯電
量を表面電位センサによって検知するものがある。すな
わち、この被帯電体寿命検知装置は、実際に感光ドラム
の帯電電位の低下あるいは潜像コントラストの減少を直
接表面電位センサにより検知するので、上述のプリント
枚数を積算する被帯電体寿命検知装置に比較して出力画
像の状態を反映させた精度のよい寿命検知が可能であ
る。

【０００４】しかしながら、この例の被帯電体寿命検知
装置は、表面電位センサおよびその出力を処理する電気
回路などが必要となり、コストが高くなる。また、寿命
検知情報として表面電位センサを設けた位置に対応する
感光ドラム上の情報が判断材料となるので、感光ドラム
の部分的な不良を確実に検知できるとは限らず、表面電
位センサのばらつき、経時変化などの不安定さも考える
と、常時正確な寿命検知をすることができないという問
題がある。

【０００５】また、被帯電体寿命検知装置として、特開
平５−１８８６７４号公報に示すような、複写枚数を積
算する代わりに感光ドラムの回転数を積算するものや感
光ドラムの回転時間を積算するものがある。これらの被
帯電体寿命検知装置は、紙サイズが大きければ、回転数
が多くなり、紙サイズが小さければ、回転数が少なくな
るので、複写枚数を積算する被帯電体寿命検知装置に比
べて、紙サイズの違いによる寿命検知誤差が小さくな
る。また、１ジョブ当たりの複写枚数にかかわらず直接
ドラムの回転数（回転時間）を積算するので、寿命検知
の精度がよくなるものである。

【０００６】さらに、被帯電体寿命検知装置として、特
開平４−９８２６５号公報に示すように、転写チャージ
ャが作動し、実際の画像形成が行われているときにのみ
に、感光ドラムの回転数を積算するようにした、より正
確な寿命検知が可能であるものが開示されている。

【０００７】また、特開平６−１８０５１８号公報に示
すように、帯電が実行されている間のドラム回転数とク
リーニング部材が当接している間のドラム回転数とをそ
れぞれ積算して、それぞれの設定値（寿命）に対して寿
命の判断を行うようにしたものもある。

【０００８】一方、クリーニング部材と被帯電体とによ
り構成されたプリントカートリッジの交換タイミングを
事前に知らせる被帯電体寿命検知装置として、特開平５
−３３３６２６号公報に示すものがある。このプリント
カートリッジには、記憶素子を設け、この記憶素子によ
り複写枚数を積算して、被帯電体の保証寿命が来た時点
で、画像形成装置を停止させて使用不可能とするととも
に、被帯電体の寿命に基づく交換表示動作を行うように
したもので、保証寿命までの間に、交換時期が迫ってい
ることの表示を行わせて交換準備を促すことと、さらに
続けて使用した場合も画像形成装置を停止させる時期が
近いことを表示するものである。

【０００９】また、他の装置として、トナー収納部内の
容量に基づいてプリントカートリッジの交換を促す表示
を行わせるものがある。すなわち、この装置は、トナー
補給用の駆動モータのオン時間を積算し、諸々のバラツ
キを配慮した最悪条件で最も早く交換時期が来ると思わ
れる積算時間で装置を停止させるようにしたものであ
る。この場合も装置を停止させるまでの間の、ある積算
時間で交換を促す表示と、さらに進んだ次の積算時間で
装置を停止させる時が近付いていることの表示とが行わ
れる。また、被帯電体の寿命に基づく表示動作とトナー
収納部の容量に基づくカートリッジの交換表示動作と
は、通常、複写枚数が優先されて表示されているが、万
一、像密度が異常に多くて、トナー補給が頻繁に行わ
れ、被帯電体の保証枚数より早くトナー収納部の容量に
基づくカートリッジの交換時期が来そうな時に、カート
リッジの交換表示動作を機能させるようになっている。

【００１０】加えて、プリントカートリッジの交換時
に、画像形成装置の１次帯電器の通算通電時間をＣＰＵ
により記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ）に一括して書き込むと
ともに、その後の１次帯電器の通算通電時間を書き込み
保存するようにして、使用済みのプリントカートリッジ
の記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ）を回収、解析することによ
り、この使用済みのプリントカートリッジを用いた画像
形成装置の現在における被帯電体（感光ドラム）の回転
数やコロトロンの放電時間などの通算の量が正確に把握
でき、プリントカートリッジ交換のインターバルで、画
像形成装置に対する情報収集を行うことができるように
している。具体的には、プリントカートリッジ交換時に
おける画像形成装置の被帯電体の作動サイクル数、オゾ
ンフィルタの交換時期、被帯電体の摩耗データの予測な
どを把握できる。

【００１１】ところが、上述の被帯電体寿命検知装置
は、複写枚数によって寿命を判断しているので、寿命予
測の精度を向上させることはできない。

【００１２】一方、近年の１次帯電装置においては、従
来使用されていたコロナ帯電装置に代わって接触帯電装
置が使用されるようになってきている。接触帯電装置は
従来のコロナ帯電装置に比べて印加バイアスが低くて済
むこと、オゾンの発生が非常に少ないこと、帯電装置を
構成する部品が少なくて済むことなどのメリットがあ
る。

【００１３】また、接触帯電装置は、被帯電体を帯電さ
せる使用部材によって大きくブラシ帯電装置とローラ帯
電装置とに分けられる。このうちのブラシ帯電装置は、
帯電部材としてのブラシが長期に亙って被帯電体に接触
することにより、毛先の倒れが起きるという問題があ
る。一方、ローラ帯電装置は、均一な帯電を得るために
帯電部材としてのローラの抵抗を調節しなければならな
いこと、ローラを形成するゴムのブリードによるドラム
汚染を防止しなければならないこと、および均一な帯電
を得るためにローラの形状、表面粗さなどに厳しい制約
があることなどの問題が存在する。

【００１４】また、帯電部材に印加する電圧としては、
ＤＣバイアスのみを印加するＤＣ帯電や、ＤＣバイアス
にＡＣバイアスを重畳したＡＣ帯電がある。一般に、Ａ
Ｃ帯電はＤＣ帯電に比べて均一帯電が可能である。

【００１５】さらに、ＡＣ帯電においては、帯電部材と
してローラを用い印加バイアスを放電開始電圧の２倍以
上のＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳するもの（特開昭６３−
１４９６６９号公報、特開平１−２６７６６７号公
報）、帯電部材として導電性ブラシを用い印加バイアス
を放電開始電圧の２倍以下のＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳
するもの（特開平６−１３０７３２号公報）などがあ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
接触帯電装置は、コロナ帯電装置に比べて被帯電体に与
えるダメージが大きく、特に有機感光ドラムにおいては
その傾向が顕著となる。また、接触帯電装置への印加電
圧が大きい程、感光ドラムのダメージが大きく、しかも
ＡＣ電圧を印加する場合のダメージ（特に有機感光ドラ
ムの削れ量）は、ＡＣ電圧のピーク間電圧と同じ値のＤ
Ｃ電圧のみを印加する場合のダメージの数倍程度に及ぶ
という問題がある。

【００１７】特に、放電開始電圧の２倍以上のピーク間
電圧を有するＡＣ電圧を印加すると、この現象は顕著で
あるが、放電開始電圧の２倍以下のＡＣ電圧であって
も、やはりＤＣ電圧のみに比べて数倍程度のダメージは
生じる。

【００１８】このため、ＡＣ電圧を印加する接触帯電部
材を用いる画像形成装置において、被帯電体の寿命を検
知しようとする場合、ドラム回転数を用いる寿命検知装
置では、正確な被帯電体の寿命予測が困難になり、被帯
電体が寿命となって画像不良が発生していても警告が出
なかったり、まだ被帯電体の寿命が来ていないにも拘ら
ず、警告を発するなどの問題があった。

【００１９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ＡＣ電圧を印加した接触帯電部
材を用いて、被帯電体の寿命を正確に検知できるように
した被帯電体寿命検知装置、これを備えたプロセスユニ
ットおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２０】また、本発明の他の目的は、寿命によって
被帯電体の交換時期が近いことを検知できるようにし
て、被帯電体が寿命になったときに直ちに交換できるよ
うにするとともに、被帯電体が寿命となったときには画
像形成動作を停止させて、被帯電体に対するダメージを
防止するようにした被帯電体寿命検知装置、これを備え
たプロセスユニットおよび画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００２１】さらに、本発明の他の目的は、被帯電体が
寿命となったときに被帯電体を容易に交換できるように
したプロセスユニットを提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る被帯電体寿命検知装置の第１の発明
は、交流バイアス成分を含む電圧が印加される接触帯電
部材および該接触帯電部材が接触する被帯電体を有し、
前記接触帯電部材に印加される電圧に基づいて帯電され
る前記被帯電体の寿命を検知するようにしたものであっ
て、前記交流バイアス成分を前記接触帯電部材に印加し
たことを検出する交流出力指示手段と、該交流出力指示
手段によって指示された交流バイアス成分の印加時間を
積算する積算手段と、該積算手段が積算した積算値とあ
らかじめ定めた被帯電体の寿命情報とを比較する比較手
段と、該比較手段の比較結果に基づいて前記被帯電体が
寿命であるか否かを報知する報知手段とを備えたことを
特徴とする。

【００２３】第２の発明は、交流バイアス成分を含む電
圧が印加される接触帯電部材および該接触帯電部材が接
触する被帯電体を有し、前記接触帯電部材に印加される
電圧に基づいて帯電される前記被帯電体の寿命を検知す
るようにしたものであって、前記交流バイアス成分を前
記接触帯電部材に印加したことを検出する交流出力指示
手段と、該交流出力指示手段によって指示された前記交
流バイアス成分の印加時間を積算する積算手段と、該積
算手段が積算した積算値とあらかじめ定めた前記被帯電
体の交換準備を促す寿命予告情報および前記被帯電体の
寿命情報とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結
果に基づいて前記積算手段が積算した積算値が前記寿命
予告情報以上で、前記寿命情報以下であるときに前記被
帯電体の寿命を予告し、さらに前記寿命情報を超えたと
きに画像形成動作を禁止する判断手段とを備えたことを
特徴とする。

【００２４】第３の発明は、交流バイアス成分を含む電
圧が印加される接触帯電部材および該接触帯電部材が接
触する被帯電体を有し、前記接触帯電部材に印加される
電圧に基づいて帯電される前記被帯電体の寿命を検知す
るようにしたものであって、前記交流バイアス成分を前
記接触帯電部材に印加したことを検出する交流出力指示
手段と、該交流出力指示手段によって指示された交流バ
イアス成分の印加時間を積算する積算手段と、該積算手
段が積算した積算値を順次更新記憶する記憶素子と、該
記憶素子に更新記憶された積算値を読み出し、あらかじ
め定めた被帯電体の寿命情報と比較する比較手段と、該
比較手段の比較結果に基づいて前記被帯電体が寿命であ
るか否かを報知する報知手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２５】第４の発明は、前記記憶素子が、少なくと
も交流バイアス成分を含む電圧が印加される接触帯電部
材、および該接触帯電部材が接触する被帯電体を少なく
とも有するプロセスユニットに内蔵され、かつ該プロセ
スユニットを画像形成装置本体に着脱自在に装着するも
のである。

【００２６】第５の発明は、プロセスユニットが、前記
記憶素子と、交流バイアス成分を含む電圧が印加される
接触帯電部材と、該接触帯電部材が接触する被帯電体と
を少なくとも有し、前記記憶素子以外の請求項３記載の
被帯電体寿命検知装置を備えた画像形成装置本体に着脱
自在に装着されている。

【００２７】第６の発明は、画像形成装置が、請求項１
ないし請求項３のいずれか１記載の被帯電体寿命検知装
置と、交流バイアス成分を含む電圧が印加される接触帯
電部材によって均一帯電される被帯電体と、該被帯電体
に静電潜像を形成する露光手段と、前記被帯電体形成さ
れた静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段
と、前記被帯電体に形成されたトナー像を転写材に転写
する転写手段とを備えたものである。

【００２８】［作用］以上の構成に基づいて、第１の発
明にあっては、交流出力指示手段によって指示された交
流バイアス成分を含む電圧が接触帯電部材に印加されて
いる時間を積算する。これにより、被帯電体のダメージ
がもっとも顕著に発生するときのみを積算することにな
り、この積算値とあらかじめ設定した寿命情報とを比較
して、正確な被帯電体の劣化度合いを把握する。

【００２９】また、第２の発明においては、上記作用の
ほかに、被帯電体が寿命となる以前に交換を促す表示を
行い、被帯電体が寿命近くなって交換時期が近いことを
検知することにより、あらかじめ新しい被帯電体を準備
しておくことができ、寿命となったときに、被帯電体を
直ちに交換でき、画像形成装置の休止時間を短くして作
用効率を向上させるようにした。

【００３０】また、被帯電体が寿命となった時には画像
形成装置を停止させるようにして、交換を促す表示を無
視して使用しようとしても、画像形成装置本体にダメー
ジを与えることがないようにした。

【００３１】また、第３の発明においては、交流バイア
ス成分の印加時間を積算した積算値を記憶素子に順次更
新記憶する。これにより、被帯電体のダメージがもっと
も顕著に発生するときの被帯電体の印加時間を積算する
ことになり、更新記憶された積算値とあらかじめ設定し
た寿命情報とを比較して、正確な被帯電体の劣化度合い
を把握するようにした。

【００３２】さらに、第４の発明にあっては、前記記憶
素子をプロセスユニットに設けて被帯電体の劣化度合い
を記録することにより、新旧のプロセスユニットの識別
を確実に行えるようにする。これによりプロセスユニッ
トの交換ミスが防止可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、本発明に係る第１の実施
の形態を示す画像形成装置の概略構成断面図である。

【００３４】同図において、この画像形成装置は、被帯
電体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、単に
「感光体」という）１、接触帯電部材としての帯電ロー
ラ２、現像装置７、およびクリーニング装置１４などが
組み込まれたプロセスカートリッジ１７と、このプロセ
スカートリッジ１７の周囲に設けられた転写ローラ１３
と、定着装置１５と、レーザスキャナ４およびミラー６
を有する光学系などとにより構成されている。

【００３５】この画像形成装置の画像形成工程を以下に
説明する。

【００３６】感光体１は、アルミニウム製の導電性基体
１ｂの表面に光導電性の感光層１ａを積層した外径が３
０mmの感光ドラムで、図示矢印Ａ方向に１００mm／sec
の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され
る。

【００３７】また、感光体１は、帯電ローラ２により負
極性に均一帯電され、次いでビデオコントローラ（不図
示）から送られる画像情報の時系列電気デジタル画像信
号に対応した、レーザスキャナ４より出力されるレーザ
露光５により、６００ｄｐｉの解像度を持って走査露光
がなされ、画像形成装置本体に設置されているミラー６
を介して表面に静電潜像が形成される。

【００３８】上記感光体１の静電潜像は、現像装置７内
の現像スリーブ１１上に担持されたトナー８により反転
現像され、顕像（トナー像）化される。

【００３９】そして、トナー像は転写ローラ１３によっ
て転写紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された転写
紙Ｐは、上記感光体１から分離されて定着装置１５へ導
入され、トナー像の定着を受ける。トナー像が定着され
た転写紙Ｐは、画像形成装置本体から排出される。転写
工程を経た後に、残留トナーが付着している感光体１
は、クリーニング装置１４にて清掃され、清掃面が繰り
返し画像形成に供されるように帯電工程に移行する。

【００４０】ところで、前記現像装置７は、非接触現像
方式を採用したもので、トナー８を貯蔵するトナー収容
器３と、トナー８を担持しながら矢印Ｂ方向に回転して
感光体１へ搬送する回動可能のトナー担持体である現像
スリーブ１１と、この現像スリーブ１１内に固定された
磁界発生手段１０とを備えている。

【００４１】現像スリーブ１１は、直流バイアス成分
（ＤＣバイアス成分）に交流バイアス成分（ＡＣバイア
ス成分）を重畳させた電圧を印加する電源１６と接続さ
れており、この電源１６は、ＡＣバイアス成分としてピ
ーク間電圧が１２００Ｖの矩形波に、−５００ＶのＤＣ
バイアス成分を重畳させた電圧を発生する。

【００４２】現像スリーブ１１に塗布するトナー８の層
厚を規制するドクターブレード９は、ウレタンゴムであ
って、その硬度はＪＩＳ−Ａ６７°で、厚さ１．１mmで
ある。現像スリーブ１１に重量電圧が印加されると、現
像スリーブ１１上にトナー８の薄層が塗布されることに
なる。そして、現像スリーブ１１と感光体１との対向部
において感光体１上にトナー８が付着し、静電潜像を現
像する。この場合、トナー８は、磁性一成分トナーを使
用しており、このトナー８はトナー収容室３に収容され
ている。

【００４３】一方、帯電ローラ２は、芯金２ａにスポン
ジ層２ｂと表層２ｃとを積層した２層構成になってい
る。帯電ローラ２は外径が１２mmで、芯金２ａの直径が
６mm、長さが約２２０mmである。また、芯金２ａの両端
は、感光体１に向けてそれぞれ５００ｇｆの力で加圧さ
れるとともに、図示矢印Ｃ方向に回転しており、感光体
１に１．５mm程度のニップをもって接している。帯電ロ
ーラ２は、駆動されておらず、感光体１に対して従動回
転している。

【００４４】また、帯電ローラ２は芯金２ａを介して１
次バイアス印加電源１２に接続されている。１次バイア
ス印加電源１２は、ピーク間電圧が１６００Ｖ、周波数
１２００Ｈｚの正弦波のＡＣバイアス成分に−７００Ｖ
のＤＣバイアス成分の電圧を重畳した電圧が印加でき
る。この電圧を帯電ローラ２に印加することによって、
感光体１の表面が約−６８０Ｖに均一帯電される。

【００４５】次に、本発明の特徴である感光体の寿命検
知装置について説明する。

【００４６】１次バイアス印加電源１２には、図１に示
すように１次ＤＣ電圧出力指示部（以下、単に「直流指
示部」という）２０と、交流出力指示手段である１次Ａ
Ｃ電圧出力指示部（以下、単に「交流指示部」という）
２１とが接続されている。そして、これら直流指示部２
０および交流指示部２１によって帯電ローラ２に印加さ
れる１次バイアス印加電源１２のＤＣバイアス成分とＡ
Ｃバイアス成分とを独立に制御する。また、交流指示部
２１は積算手段としての交流印加検出積算部（ＡＣ印加
検出積算部）２２に接続されており、帯電ローラ２に交
流電圧（ＡＣ電圧）が印加されているか否かを検出する
とともに、交流電圧の印加時間を積算する。交流印加検
出積算部２２は、交流印加時間記憶部（ＡＣ印加時間記
憶部）２３に接続されており、１ジョブ毎に、交流印加
時間の積算値を交流印加時間記憶部２３から読み込み、
この積算値に直前の１ジョブ間で帯電ローラ２に印加し
たＡＣバイアス成分の印加時間を加算して、交流印加時
間記憶部２３に記憶する積算値を更新する。

【００４７】この作業は、複写動作の１ジョブ毎に繰り
返される。複写動作が終了し、交流印加時間記憶部２３
に記憶している積算値の更新が終了すると、比較部（比
較手段）２５は、感光体寿命情報記憶部２４からあらか
じめ設定された寿命情報（交流印加積算時間）を読み込
み、交流印加時間記憶部２３からは、更新された積算値
を読み込み、両者の大小関係を比較する。比較した結果
を判断手段により判断して、更新された積算値が寿命情
報よりも大きい場合には報知手段である報知部２６に信
号を送り、感光体１が寿命であることをディスプレイに
表示したり、スピーカで警告したりする。

【００４８】次に、図２に基づいて複写を２枚行った場
合の画像形成シーケンスを説明する。

【００４９】不図示のメインモータは、プリント信号を
受けると、回転を開始し、前多回転時間（Ｔ₂ ）、画像
形成時間（Ｔ₁ ×２）、紙間時間（Ｔ₃ ）および後回転
時間（Ｔ₄ ）を合計した時間回転する。１次バイアス印
加電源１２のＡＣバイアス成分とＤＣバイアス成分と
は、１枚目の画像形成時のスタート時には同時に印加さ
れるが、その後は直流指示部２０および交流指示部２１
によって適宜独立に制御される。

【００５０】すなわち、１枚目の複写と２枚目の複写と
の間の時間（Ｔ₃ ）（いわゆる紙間）において、ＡＣバ
イアス成分をオフ（Ｔ₃ −Ｔ₆ ）して（ＡＣ電圧を印加
する時間を短く）、少しでも感光体１のダメージが少な
く済むようにしている。また、ＡＣバイアス成分の印加
時間は、必要な画像形成時間（Ｔ₁ ）に画像形成前の感
光体１の一周分長さ（Ｔ₆ ）を加えた長さに相当する時
間となっている。これに対して、転写バイアスの印加時
間は、必要な画像形成時間（Ｔ₁ ）より若干長い時間
（Ｔ₁ ’）となっている。また、１次バイアス印加電源
１２のＤＣバイアス成分の印加時間（Ｔ₅ ）は、ＡＣバ
イアス成分の印加時間（Ｔ₆ ＋Ｔ₁ ）より長い。これ
は、感光体１の表面電位をマイナスにしておき、転写ロ
ーラ１３のプラス電荷によって感光体１が帯電されてし
まうなどの弊害を防ぐ目的で印加される。

【００５１】図２に示すようにモータ回転時間、ＤＣバ
イアス成分の印加時間（Ｔ₅ ）、ＡＣバイアス成分の印
加時間（Ｔ₆ ＋Ｔ₁ ）、転写バイアスの印加時間（Ｔ
₁ ’）は、それぞれ異なっている。

【００５２】シーケンス中のそれぞれの状態における感
光体１のダメージ、特に感光体１の感光層１ａの削れ
（以下、「ドラム削れ」という）を検討した結果、バイ
アスが印加されていない状態でのドラム削れを１とした
場合、ＤＣバイアス成分が印加された状態でのドラム削
れは２〜３、ＡＣバイアス成分が印加された状態でのド
ラム削れは６〜８と、それぞれの間には大きな差があ
る。この結果は、感光体１としてポリカーボ樹脂をメイ
ンバインダーとした感光層１ａを持つＯＰＣ感光体を用
いて検討した結果、得られた。

【００５３】以上の検討結果より、感光体１の寿命はド
ラム削れによって決定されると考えると、ＡＣバイアス
成分の印加時間（Ｔ₆ ＋Ｔ₁ ）を積算してドラム削れ量
を推測することで、精度のよい感光体１の寿命検知が可
能となる。従来の感光体寿命検知装置は、ドラム回転時
間とドラム削れ量とがほぼ比例するコロナ帯電器を用い
た画像形成装置であったので、ドラム回転数あるいはド
ラム回転時間を積算することで、感光体１の寿命検知を
行うようにしていたが、１次帯電手段として接触帯電部
材を用い、かつＡＣバイアス成分を印加する接触帯電装
置においては、ドラム回転時間とドラム削れ量とは比例
せず、精度のよい感光体１の寿命検知ができない。

【００５４】また、転写バイアスの印加時間（Ｔ₁ ’）
を積算することで、ある程度のＡＣバイアス成分の印加
時間（Ｔ₆ ＋Ｔ₁ ）を推測することができるが、ＡＣバ
イアス成分の印加時間（Ｔ₆ ＋Ｔ₁ ）は、画像形成時間
（Ｔ₁ ）に画像形成前の感光体１の一周分長さ（Ｔ₆ ）
を加えた長さ印加されるので、転写バイアスの印加時間
（Ｔ₁ ’）（≒Ｔ₁ ）とは、およそ画像形成前の感光体
１の一周分長さ（Ｔ₆）の長さだけ異なり、この差が寿
命検知精度を悪化させることになる。

【００５５】本実施の形態では、交流印加検出積算部２
２でＡＣバイアス電圧の印加時間を検出し、交流印加時
間記憶部２３を最新の積算値に更新することで、感光体
１のドラム削れ量を推定し、正確な寿命検知が可能とな
る。すなわち、１ジョブ毎に、交流印加時間の積算値を
交流印加時間記憶部２３から読み込み、この積算値に直
前の１ジョブ間で帯電ローラ２に印加したＡＣバイアス
成分の印加時間を加算して、交流印加時間記憶部２３に
記憶する積算値を更新する。これにより、正確な感光体
１の寿命検知が可能となる。

【００５６】なお、本実施の形態において、接触帯電部
材としてスポンジ帯電ローラを用いたが、ソリッドゴム
の帯電ローラであってもよい。また、接触帯電部材は、
帯電ローラに限定されるものでもなく、ブレード形状、
ブラシ形状またはブラシローラなどであってもかまわな
い。

【００５７】また、本実施の形態において、放電開始電
圧の２倍以上のピーク間電圧を有するＡＣ印加電圧を使
用した場合を説明したが、放電開始電圧の２倍以下のＡ
Ｃ印加電圧を使用した場合においても、ＤＣバイアス成
分を印加した状態に比較してドラム削れは１．５倍から
２倍程度になるので、ＡＣ帯電時間を積算して寿命検知
を行うことは精度の上昇に充分有効である。 〈第２の実施の形態〉次に、本発明の第２の実施の形態
を図３に基づいて説明する。

【００５８】本実施の形態の構成は、図１に示す第１の
実施の形態と同じであるので、図１および図３を用いて
本実施の形態を説明する。

【００５９】図３は、交流バイアス印加時間の積算値を
更新後の寿命表示のフローチャートを示している。

【００６０】本実施の形態において、感光体寿命情報記
憶部２４は、感光体１の寿命を判定するための時間を、
感光体１の寿命が近付いたときに交換の準備をするよう
に促す寿命予告時間（寿命予告情報）Ｔ₇ と実際の感光
体１の寿命時間（寿命情報）Ｔ₈ との２段階に設定され
ている。なお、寿命予告時間Ｔ₇ ＜寿命時間Ｔ₈ になる
関係である。

【００６１】帯電ローラ２には、１次バイアス印加電源
１２よりのＡＣバイアス成分、ＤＣバイアス成分が交流
指示部２１と直流指示部２０とにより独立に制御され、
印加される。交流指示部２１は交流印加検出積算部２２
と接続されており、ＡＣバイアス成分が印加されている
時間を検出し、積算する。交流印加検出積算部２２は、
交流印加時間記憶部２３に接続されており、１ジョブ毎
に交流印加時間の積算値を交流印加時間記憶部２３から
読み込み、その積算値に直前の１ジョブ間で帯電ローラ
２に印加したＡＣバイアス成分の印加時間を加算して、
交流印加時間記憶部２３に記憶する積算値を更新する
（ＳＴ１）。

【００６２】この作業は、複写動作の１ジョブ毎に繰り
返される。１ジョブが終了し、交流印加時間記憶部２３
に記憶する積算値の更新が終了すると、比較部２５に更
新された積算値Ｔ₀ を交流印加時間記憶部２３から読み
込むとともに（ＳＴ２）、感光体寿命情報記憶部２４か
らあらかじめ設定された寿命予告時間Ｔ₇ および寿命時
間Ｔ₈ の情報を読み込む（ＳＴ３）。

【００６３】そして、積算値Ｔ₀ と寿命予告時間Ｔ₇ と
を比較（ＳＴ４）した結果を判断手段により判断する。
すなわち、更新された積算値Ｔ₀ が寿命時間Ｔ₇ よりも
小さい場合は、通常の複写シーケンスに戻し、感光体１
の寿命情報は表示しない（ＳＴ５）。積算値Ｔ₀ と寿命
予告時間Ｔ₇ とを比較した結果、Ｔ₀ ≧Ｔ₇ であれば、
次のステップに進んで積算値Ｔ₀ と寿命時間Ｔ₈ とを比
較する（ＳＴ６）。ステップＳＴ６の判断において、Ｔ
₀ ＜Ｔ₈ であれば、感光体１の寿命が近付いたので、交
換の準備を促すように指示する（ＳＴ７）。また、Ｔ₀
≧Ｔ₈ であれば、報知部２６に感光体１の寿命であるこ
とを伝え、感光体１の交換を促す指示をするとともに、
次の複写動作を禁止する（ＳＴ８）。感光体１が新しく
交換されたことが確認されたら、再び複写動作を許可す
る。

【００６４】本実施の形態においては、感光体１の寿命
を判断するための時間を２段階に設定しているが、それ
以上に細かく設定して、詳細な感光体１の寿命情報を表
示させるようにしてもよいことは言うまでもない。 〈第３の実施の形態〉次に、本発明の第３の実施の形態
を図４に基づいて説明する。

【００６５】図４は、本発明の第３の実施の形態を示す
画像形成装置の概略構成断面図である。

【００６６】本実施の形態は、感光体１と、帯電ローラ
２と、クリーニング装置１４とを一体化してドラムユニ
ット２７を構成したもので、現像装置７は別ユニットと
している。ドラムユニット２７内には記憶素子２８（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）が設けられている。また、ドラムユニット
２７の容器には、画像形成装置本体の制御部と通信可能
なように接続端子（不図示）が設けられている。

【００６７】帯電ローラ２には、図４に示すように１次
バイアス印加電源１２よりのＡＣバイアス成分、ＤＣバ
イアス成分が交流指示部２１と直流指示部２０とにより
独立に制御され、印加される。交流指示部２１は交流印
加検出積算部２２と接続されており、ＡＣバイアス成分
が印加している時間を検出し、積算する。交流印加検出
積算部２２は、ドラムユニット２７内のＥＥＰＲＯＭ２
８に接続されており、１ジョブ毎にＥＥＰＲＯＭ２８か
ら積算値を読み込み、その積算値に直前の１ジョブ間で
帯電ローラ２に印加したＡＣバイアス成分の印加時間を
加算して、ＥＥＰＲＯＭ２８に記憶する積算値を更新す
る。この作業は、複写動作の１ジョブ毎に繰り返され
る。１ジョブが終了し、ＥＥＰＲＯＭ２８に記憶する積
算値の更新が終了すると、比較部２５は、感光体寿命情
報記憶部２４からあらかじめ設定された寿命情報（ＡＣ
印加積算時間）を読み込むとともに、ＥＥＰＲＯＭ２８
から更新された積算値を読み込み、両者の大小関係を比
較する。

【００６８】比較した結果、更新された積算値が寿命情
報よりも大きい場合には、報知部２６に信号を送り、感
光体１が寿命であることを警告あるいは表示する。

【００６９】ドラムユニット２７にＥＥＰＲＯＭ２８を
設けたことにより、それぞれのドラムユニット２７のＥ
ＥＰＲＯＭ２８毎に記憶されているＡＣ印加積算時間が
異なるので、それぞれのドラムユニット２７の判別が容
易にできる。すなわち、新品のドラムユニット２７に交
換しようとする際に、誤って古いドラムユニット２７を
装着しても、感光体１が劣化したものか新しいものかの
判断を、特別な識別手段がなくともできるので、交換ミ
スを防止できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願のうち第１
の発明によれば、交流バイアス成分を重畳した電圧を接
触帯電部材に印加し、該接触帯電部材を被帯電体に接触
させて帯電を行うに際して、交流印加時間を積算し、こ
の積算値と寿命情報とを比較して被帯電体の寿命検知を
行うようにしたので、被帯電体の寿命を精度よく検知で
きる。

【００７１】また、第２の発明によれば、上記第１の発
明の効果に加えて、被帯電体の交換時期が迫ったことを
検知できるようにしたので、あらかじめ新しい被帯電体
を準備して寿命になった時に直ちに交換でき、さらに被
帯電体が寿命となったときには画像形成動作を停止する
ので、画像形成装置本体にダメージを与えることを防止
できる。

【００７２】さらに、第３の発明によれば、被帯電体の
ダメージがもっとも顕著に発生するときの交流バイアス
成分の印加時間を積算した積算値を記憶素子に更新記憶
させ、この積算値と予め設定した寿命情報とを比較する
ようにしたので、正確な被帯電体の劣化度合いを把握す
ることができる。

【００７３】さらに、第４の発明によれば、被帯電体を
含むプロセスユニットに記憶素子を設け、その記憶素子
に交流バイアス成分の印加時間を積算しながら更新記憶
するようにしたので、新旧のプロセスユニットの識別が
容易にでき、プロセスユニットの交換ミスなどを防止で
きる。

【００７４】さらに、第５の発明によれば、プロセスユ
ニットに記憶素子、被帯電体および接触帯電部材を設け
たので、被帯電の交換が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態
を示す概略構成断面図である。

【図２】同上の画像形成シーケンスを示す図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態
を示す寿命検知フローチャートである。

【図４】本発明に係る画像形成装置の第３の実施の形態
を示す概略構成断面図である。

【符号の説明】

１ 被帯電体（感光体） ２ 接触帯電部材（帯電ローラ） １２ １次バイアス印加電源 ２０ １次直流電圧出力指示部 ２１ 交流出力指示手段（１次交流電圧出力指示
部） ２２ 積算手段（交流印加検出積算部） ２３ 交流印加時間記憶部 ２４ 感光体寿命情報記憶部 ２５ 比較手段（比較部） ２６ 報知手段（報知部） ２７ ドラムユニット ２８ 記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ）

フロントページの続き (72)発明者 石井 保之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流バイアス成分を含む電圧が印加され
   る接触帯電部材および該接触帯電部材が接触する被帯電
   体を有し、前記接触帯電部材に印加される電圧に基づい
   て帯電される前記被帯電体の寿命を検知するようにした
   被帯電体寿命検知装置において、 前記交流バイアス成分を前記接触帯電部材に印加したこ
   とを検出する交流出力指示手段と、 該交流出力指示手段によって指示された交流バイアス成
   分の印加時間を積算する積算手段と、 該積算手段が積算した積算値とあらかじめ定めた被帯電
   体の寿命情報とを比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果に基づいて前記被帯電体が寿命で
   あるか否かを報知する報知手段とを備えた、 ことを特徴とする被帯電体寿命検知装置。
2. 【請求項２】 交流バイアス成分を含む電圧が印加され
   る接触帯電部材および該接触帯電部材が接触する被帯電
   体を有し、前記接触帯電部材に印加される電圧に基づい
   て帯電される前記被帯電体の寿命を検知するようにした
   被帯電体寿命検知装置において、 前記交流バイアス成分を前記接触帯電部材に印加したこ
   とを検出する交流出力指示手段と、 該交流出力指示手段によって指示された前記交流バイア
   ス成分の印加時間を積算する積算手段と、 該積算手段が積算した積算値とあらかじめ定めた前記被
   帯電体の交換準備を促す寿命予告情報および前記被帯電
   体の寿命情報とを比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果に基づいて前記積算手段が積算し
   た積算値が前記寿命予告情報以上で、前記寿命情報以下
   であるときに前記被帯電体の寿命を予告し、さらに前記
   寿命情報を超えたときに画像形成動作を禁止する判断手
   段とを備えた、ことを特徴とする被帯電体寿命検知装
   置。
3. 【請求項３】 交流バイアス成分を含む電圧が印加され
   る接触帯電部材および該接触帯電部材が接触する被帯電
   体を有し、前記接触帯電部材に印加される電圧に基づい
   て帯電される前記被帯電体の寿命を検知するようにした
   被帯電体寿命検知装置において、 前記交流バイアス成分を前記接触帯電部材に印加したこ
   とを検出する交流出力指示手段と、 該交流出力指示手段によって指示された交流バイアス成
   分の印加時間を積算する積算手段と、 該積算手段が積算した積算値を順次更新記憶する記憶素
   子と、 該記憶素子に更新記憶された積算値を読み出し、あらか
   じめ定めた被帯電体の寿命情報と比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果に基づいて前記被帯電体が寿命で
   あるか否かを報知する報知手段とを備えた、 ことを特徴とする被帯電体寿命検知装置。
4. 【請求項４】 前記記憶素子は、少なくとも交流バイア
   ス成分を含む電圧が印加される接触帯電部材、および該
   接触帯電部材が接触する被帯電体を少なくとも有するプ
   ロセスユニットに内蔵され、 かつ該プロセスユニットを画像形成装置本体に着脱自在
   に装着する、 ことを特徴とする請求項３記載の被帯電体寿命検知装
   置。
5. 【請求項５】 前記記憶素子と、交流バイアス成分を含
   む電圧が印加される接触帯電部材と、該接触帯電部材が
   接触する被帯電体とを少なくとも有し、 前記記憶素子以外の請求項３記載の被帯電体寿命検知装
   置を備えた画像形成装置本体に着脱自在に装着される、 ことを特徴とするプロセスユニット。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項３のいずれか１記
   載の被帯電体寿命検知装置と、交流バイアス成分を含む
   電圧が印加される接触帯電部材によって均一帯電される
   被帯電体と、該被帯電体に静電潜像を形成する露光手段
   と、前記被帯電体形成された静電潜像を現像してトナー
   像を形成する現像手段と、前記被帯電体に形成されたト
   ナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。