JPH09237018A

JPH09237018A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09237018A
Application number: JP8043769A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Nakai; 智朗中居
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザービームプリンタ等の電子写真写真方式
の画像形成装置において、感光ドラムの感光体の寿命予
測を精度よく行う。【解決手段】感光ドラム１０表面の感光体１３に帯電ロ
ーラ１１を接触配置し、これに高圧電源１２によって帯
電バイアスを印加した際に、感光ドラム１０に流れる電
流を電流値センサ１８によって検知する。この電流値と
感光体１３の削れ量との間には対応関係がある。そこ
で、画像形成装置の使用時の電流値の積分値と、感光体
１３の寿命に対応する電流値の積分値とを比較して、感
光体１３の寿命予測を行い、これを表示パネルにて表示
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
ビームプリンタ等に装着される電子写真感光体の寿命検
知を検知する寿命検知手段を備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来の画像形成装置として、電
子写真方式のレーザービームプリンタの概略構成を示
す。

【０００３】ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）
３１は、矢印Ｒ３１方向に回転駆動され、その表面が帯
電器の帯電部材３２によって一様に帯電される。ここ
で、画像形成装置の使用されている環境が、低温度、低
湿度下のように相対湿度が低い場合、感光ドラム３１表
面を一様に帯電するためには、通常よりも高い帯電バイ
アスで帯電を行う必要がある。次に、レーザー光３３に
よって画像露光が行われて静電潜像が形成される。この
静電潜像は、帯電器３４によってトナーが付着されてト
ナー像として現像（顕像化）される。一方、紙等の転写
材Ｐが感光ドラム３１上のトナー像と同期をとるように
して転写部に給送され、上述の感光ドラム３１上のトナ
ー像は、転写放電器３５によって転写材Ｐ上に転写され
る。トナー像転写後の転写材Ｐは、帯電器３７によって
加熱加圧されて表面のトナー像が定着される。一方、ト
ナー像転写後の感光ドラム３１は、表面に残った転写残
トナーがクリーニング部材３６によって除去され、次の
画像形成に供される。

【０００４】上述の感光ドラム３１表面に形成される感
光体（感光層）としては、一般に、酸化亜鉛、セレン、
硫化カドミウム、アモルファスシリコン等の無機物光半
導体と、有機物光半導体とがある。これらの感光体は、
例えばドラム状に形成されたアルミニウム製のドラム基
体表面に塗布又は蒸着された状態で使用される。なお、
感光ドラム３１のほかに、ベルト基体表面に感光体を設
けた感光ベルトも知られている。

【０００５】上述の感光ドラム３１は、感光体がその使
用時間に応じて次第に劣化するため、所定の使用期間を
経過した後は新しい感光ドラムと交換する必要がある。
交換が必要な理由は、感光ドラム３１表面の転写残トナ
ーをクリーニングブレード３６によって除去する際、転
写残トナーと一緒に感光体も徐々に削りとってしまい、
感光体の膜厚が所定以下になったときに帯電不良、現像
不良、転写不良等を引き起こすためである。したがっ
て、適当な時期に感光ドラム３１を交換すべく、寿命検
知手段によってその寿命を検知するようにしている。

【０００６】寿命検知手段としては、帯電部材３２に帯
電バイアスを印加して感光体を帯電する際に出力される
電流値から感光体膜厚を検知し、感光体寿命を判断する
方法が知られている（例えば、特願平６−０２０４３３
号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電流値から感光体膜厚を検知する方法によると、検知さ
れる電流値が非常に微少なため、電気回路誤差等の問題
から実際上適用するには精度が悪いという問題があっ
た。例えば、レーザービームプリンタ（キヤノン製ＬＢ
Ｐ−７３０）に適用したとき、実寿命に対して±５０％
程度の誤差があり、使用可能な場合でも誤差により寿命
として検知されたり、逆に寿命に達していてもこれが検
知されてしまったりする場合があった。

【０００８】さらに検知した感光体寿命を表示装置を介
してユーザーに知らせるようにしたものも知られてい
る。しかし、このものは、感光体が寿命となったときに
はじめて表示を行うために、寿命の表示があった場合で
もユーザーが新規の感光ドラムを準備できていない場合
があり、この場合には、準備できるまでの間、画像形成
装置が使用できなかったり、無理に使用する場合には画
像不良が発生したりするため、大変不便であった。この
ような不便を解消するための方法として、感光体が寿命
に達する前にユーザーに交換時期（寿命に近づいたこ
と）を知らせるべく、クリーニング回数又は感光ドラム
回転数を感光ドラムの新品時からカウントして積算し、
所定の回数又は回転数を超えたときにユーザーに交換時
期を表示することが考えられる。

【０００９】しかしながら、新品時の感光体膜厚にはバ
ラツキがあり、またクリーニング時の感光体削れ量は、
各画像形成装置間によって差がある。さらには、画像形
成装置の使用環境条件が低湿度のとき、帯電バイアスを
高くするため帯電時に感光体表面に与えるダメージが大
きくなって、クリーニング時の感光体削れ量が大きくな
る。これらの理由により、個々の使用状態に適した感光
体寿命検知を行うことは、従来、困難であるとされてい
た。

【００１０】そこで、本発明は、個々の使用状態に応じ
た感光体寿命検知を行うことを可能にした画像形成装置
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、表面に感光体を有する被帯電体と、前記感光体に接
触配置された帯電部材と、該帯電部材に電圧を印加する
電圧印加手段とを備え、前記帯電部材を介して前記感光
体を帯電又は除電する画像形成装置において、前記帯電
部材を介して前記感光体を帯電又は除電する際に出力さ
れる電流を検知する電流検知手段と、該電流検知手段が
検知する電流の積分値を更新記憶する第１の記憶手段
と、該第１の記憶手段が更新記憶した電流の積分値と、
前記感光体の寿命に対応する電流の積分値とを比較して
前記感光体の寿命を予測する制御手段と、を備える、こ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２に係る本発明は、前記第１の記憶
手段を、前記被帯電体と一体的に設ける、ことを特徴と
する。

【００１３】請求項３に係る本発明は、前記被帯電体を
単独でユニット化するとともに、前記第１の記憶手段を
前記ユニットの一部に設ける、ことを特徴とする。

【００１４】請求項４に係る本発明は、前記被帯電体と
少なくとも１のプロセス機器とをカートリッジ容器に一
体的に組み込んで、画像形成装置本体に対して着脱自在
のプロセスカートリッジを構成するとともに、前記第１
の記憶手段を前記プロセスカートリッジの一部に組み込
む、ことを特徴とする。

【００１５】請求項５に係る本発明は、表面に感光体を
有する被帯電体と、前記感光体に接触配置された帯電部
材と、該帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段とを備
え、前記帯電部材を介して前記感光体を帯電又は除電す
る画像形成装置において、環境条件を検知する環境検知
手段と、前記感光体のクリーニング回数を検知するカウ
ント手段と、該カウント手段がカウントするクリーニン
グ回数を前記環境検知手段の出力に基づいて補正する補
正手段と、該補正手段によって補正したクリーニング回
数の積分値を更新記憶する第２の記憶手段と、該第２の
記憶手段が更新記憶したクリーニング回数の積分値と、
前記感光体の寿命に対応するクリーニング回数の積分値
とを比較して前記感光体の寿命を予測する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする。

【００１６】請求項６に係る本発明は、前記第２の記憶
手段を、前記被帯電体と一体的に設ける、ことを特徴と
する。

【００１７】請求項７に係る本発明は、前記被帯電体を
単独でユニット化するとともに、前記第２の記憶手段を
前記ユニットの一部に設ける、ことを特徴とする。

【００１８】請求項８に係る本発明は、前記被帯電体と
少なくとも１のプロセス機器とをカートリッジ容器に一
体的に組み込んで、画像形成装置本体に対して着脱自在
のプロセスカートリッジを構成するとともに、前記第１
の記憶手段を前記プロセスカートリッジの一部に組み込
む、ことを特徴とする。

【００１９】請求項９に係る本発明は、前記制御装置に
よる前記感光体の寿命予測を表示する表示手段を備え
る、ことを特徴とする。

【００２０】請求項１０に係る本発明は、前記感光体が
寿命に近づいたときに、前記表示手段による寿命予測を
表示する、ことを特徴とする。

【００２１】〔作用〕感光体を帯電（又は除電）する際
に出力される電流の積分値に基づいて、感光体の寿命予
測を行うので、出力される電流値そのものに基づいて寿
命予測を行う場合と異なり、感光体が寿命に近づいたこ
と又は寿命に達したことを精度よく検知することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。〈実施の形態１〉まず、図１を参照して、レーザービー
ムプリンタ等の画像形成装置１に装着される、像担持体
（被帯電体）としての電子写真感光体（以下「感光ドラ
ム」という）１０の感光体１３の膜厚測定原理について
説明する。

【００２３】感光ドラム１０は、アルミニウム製のドラ
ム型の基体１４の表面に、ＯＰＣ（有機光半導体）等の
感光体（感光層）１３を設けて構成されている。基体１
４は、抵抗１５を介してアース１６されるとともに、ア
ンプ１７を介して電流値センサ（電流検知手段）１８に
接続されている。この感光体１３に対して帯電ローラ
（帯電部材）１１を接触させて配置し、高圧電源（電圧
印加手段）１２によって高電圧を印加する。これによ
り、感光体１３、基体１４、抵抗１５、アース１６に電
流が流れる。この電流をアンプ１７により増幅して電流
値センサ１８によって測定する。

【００２４】例えば、レーザビームプリンタ（キヤノン
製ＬＢＰ−７３０）には上記測定法により測定された電
流値と感光体膜厚には図２の関係があり、電流値から感
光体膜厚を知ることができる。感光体寿命時の膜厚は実
験により８μｍと分かっているので、未使用時の感光体
膜厚が分かれば、上記測定を行い、得られた電流値から
現在の感光体膜厚が求まるので、現在まで何％消費し、
後何％残っているか知ることができる。

【００２５】次に未使用時の感光体膜厚決定方法と寿命
予想を図３と図４のフローチャートに基づいて説明す
る。メモリ（第１の記憶手段）２４には、電流値センサ
２２（なお、図１においては、電流値センサは、１８に
て図示）で測定される電流値とそれに対応する感光体膜
厚のデータ、前回電源投入時測定した感光体膜厚（以下
Ｍ１とする）のデータ、未使用時の感光体膜厚（以下Ｍ
０とする）のデータ、寿命時の感光体膜厚（以下Ｍ２と
する）のデータを書き込んでおく。画像形成装置１の電
源投入時、ＣＰＵ（制御手段）２１は電流値センサ２２
により電流値を読み込みメモリ２４から電流値に対応す
る感光体膜厚（以下Ｍとする）を引き出してくる（Ｓ
１）。次にメモリ２４に格納されている、前回測定した
膜厚Ｍ１と比較する（Ｓ２）。このとき誤差を考慮し１
μｍのマージンをとっておく。もし感光体膜厚が前回よ
り厚ければ、感光ドラム１０が新品であると判断し、初
期値Ｍ０を今回の測定値Ｍに変えメモリ２４に書き換え
る（Ｓ３）。次に前回測定値Ｍ１を今回の測定値Ｍに置
き換えメモリ２４に書き換える（Ｓ４）。次にメモリ２
４に格納されている寿命値Ｍ２と比較し感光体１３が寿
命か判断し（Ｓ５）、寿命ならば表示パネル（表示手
段）２６に感光体１３が寿命であることを表示する（Ｓ
６）。寿命でなければメモリ２４に格納されている初期
値Ｍ０と測定値Ｍから、寿命までの残数を計算し、表示
パネル２６に表示する（Ｓ７）。残数は次のように求め
る。

【００２６】｛（Ｍ−Ｍ２）／（Ｍ０−Ｍ２）｝×１００（％）なお、この寿命予想は、画像形成使用者が操作パネル２
７を操作したとき行ってもよく、画像出力前に行っても
よく、または寿命予想を行った結果残数が少ないときの
み警告として表示してもよい。

【００２７】ここで、本発明の特徴は、電流値を検知
し、その累積値をとることで寿命予想を行うことにあ
る。１度の電流の測定で寿命を予想することは、誤差が
大きい。そこで、電流の累積（積分値）をとることによ
り、寿命予想と実際の寿命とに間の誤差を小さくするよ
うにしている。〈実施の形態２〉図５ないし図７を参照して、実施の形
態２について説明する。

【００２８】通常、画像形成装置においては、相対湿度
が下がった場合、帯電不良を防止すべく帯電バイアスを
高く設定するため、その分、感光体１３表面は、放電に
よるダメージを大きく受け、クリーニング時の削れ量が
大きくなる。

【００２９】図５に、相対湿度を変化させ、実施の形態
１で使用したのと同じレーザービームプリンタ（キヤノ
ン製ＬＢＰ−７３０）を用い６０００枚の画像形成（プ
リント）した後の感光体膜厚減少量を示す。ここでは相
対湿度５０％のときの感光体膜厚減少量（相対減少率）
を１とした。同図によると、相対湿度２０％のときの感
光体膜厚減少量は、相対湿度５０％のときのそれに比較
して１．３倍になることがわかる。言い換えると、相対
湿度２０％のときの１回のクリーニングは相対湿度５０
％のときの１．３回のクリーニングに相当することにな
る。したがって、クリーニングブレードによってクリー
ニングを行うごとに、ＣＰＵ２１内の補正手段によって
相対湿度に応じて補正を加えた感光体膜厚減少量（以下
「相対減少量Ｃ」という）をカウントすれば、環境（湿
度）をも考慮に入れた寿命予想を行うことが可能とな
る。

【００３０】次に、図６及び図７を参照して、感光体寿
命予想について説明する。

【００３１】図７中の画像形成装置１内のメモリ２４に
は、上述の図５のデータ（相対湿度と相対減少率との関
係を示すデータ）と、感光体１３が相対湿度５０％にお
いて寿命に至るクリーニング回数（以下「寿命値Ｆ２」
とする）とを書き込んでおく。感光体１３内にもメモリ
（第２の記憶手段）２８を組み込んでおき、今までクリ
ーニングした回数（以下「累積回数Ｆ」とする）を保存
できるようにする。もちろん未使用の感光体１３の累積
回数Ｆは０となる。

【００３２】画像形成装置１の電源投入時、ＣＰＵ２１
は、電流値センサ２２によって測定された電流値を読み
込むとともに対応する感光体膜厚を引き出し、相対湿度
センサ（環境検知手段）２３から相対湿度を読み込む
（Ｓ１１）、メモリ２４から相対湿度に対応する減少率
Ｃを引き出してくる（Ｓ１２）。次に、画像形成装置１
が感光体１３をクリーニングすると（Ｓ１３）、感光体
１３内のメモリに減少率Ｃが加算される（Ｓ１４）。も
し加算された合計が寿命値Ｆ２を超えれば（Ｓ５）、表
示パネル２６に寿命であることを表示する（Ｓ１６）。
寿命でなければ残数を計算し、表示パネル２６に表示す
る（Ｓ１７）。残数は以下のようにもとめる｛（Ｆ２−Ｆ）／Ｆ２｝×１００（％）なお、この寿命予想は、ユーザーが操作パネル２７を操
作したときに行ってもよく、また、寿命予想を行った結
果、残数が少ないときのみ警告として表示するようにし
てもよい。

【００３３】なお、前述の説明には感光体１３内にメモ
リ２８を搭載することで説明したが、感光ドラム１０を
交換容易な感光ドラムユニットとして構成した場合に
は、感光ドラム以外のユニットの一部に、また、感光ド
ラム１０と少なくとも他の１のプロセス機器（例えば、
現像装置、クリーニング装置）とをカートリッジ容器に
一体的に組み込んで画像形成装置本体に対して着脱自在
なプロセスカートリッジを構成する場合には、プロセス
カートリッジの一部に、メモリ２８を搭載するようにし
てもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
感光体を帯電（又は除電）する際に出力される電流の積
分値に基づいて、感光体の寿命予測を行うので、出力さ
れる電流値そのものに基づいて寿命予測を行う場合と異
なり、感光体の寿命予測（感光体が寿命に近づいたこと
又は寿命に達したこと）を精度よく検知することができ
る。また、寿命予測した結果を表示手段にて表示すると
きは、ユーザーは、この表示を応じて、感光体が寿命時
達する前にあらかじめ新規の被帯電体を準備しておくこ
とができる。

【００３５】さらに、クリーニング回数の積算値に基づ
いて、感光体の寿命予測を行う場合、環境検知手段が検
知する湿度等の環境に応じて、クリーニング回数に補正
を加えることにより、さらに精度の高い寿命予測を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光体膜厚検出方法を示す図。

【図２】感光体膜厚と電流値との相関を示す図。

【図３】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
ブロック図。

【図４】実施の形態１における感光体寿命予想のフロー
チャート。

【図５】相対湿度と（感光体の）相対減少率との相関を
示す図。

【図６】実施の形態２における感光体寿命予想のフロー
チャート。

【図７】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
ブロック図。

【図８】画像形成装置の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１画像形成装置１０被帯電体（感光ドラム）１１帯電部材（帯電ローラ）１２電圧印加手段（高圧電源）１３感光体（感光層）１４基体１７アンプ１８、２２電流検知手段（電流センサ）２１制御手段（ＣＰＵ、補正手段）２３環境検知手段（相対湿度検知センサ）２４第１の記憶手段（メモリ）２６表示手段（表示パネル）２８第２の記憶手段（メモリ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に感光体を有する被帯電体と、前記
感光体に接触配置された帯電部材と、該帯電部材に電圧
を印加する電圧印加手段とを備え、前記帯電部材を介し
て前記感光体を帯電又は除電する画像形成装置におい
て、前記帯電部材を介して前記感光体を帯電又は除電する際
に出力される電流を検知する電流検知手段と、該電流検知手段が検知する電流の積分値を更新記憶する
第１の記憶手段と、該第１の記憶手段が更新記憶した電流の積分値と、前記
感光体の寿命に対応する電流の積分値とを比較して前記
感光体の寿命を予測する制御手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記第１の記憶手段を、前記被帯電体と
一体的に設ける、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】前記被帯電体を単独でユニット化すると
ともに、前記第１の記憶手段を前記ユニットの一部に設
ける、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記被帯電体と少なくとも１のプロセス
機器とをカートリッジ容器に一体的に組み込んで、画像
形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ
を構成するとともに、前記第１の記憶手段を前記プロセ
スカートリッジの一部に組み込む、ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】表面に感光体を有する被帯電体と、前記
感光体に接触配置された帯電部材と、該帯電部材に電圧
を印加する電圧印加手段とを備え、前記帯電部材を介し
て前記感光体を帯電又は除電する画像形成装置におい
て、環境条件を検知する環境検知手段と、前記感光体のクリーニング回数を検知するカウント手段
と、該カウント手段がカウントするクリーニング回数を前記
環境検知手段の出力に基づいて補正する補正手段と、該補正手段によって補正したクリーニング回数の積分値
を更新記憶する第２の記憶手段と、該第２の記憶手段が更新記憶したクリーニング回数の積
分値と、前記感光体の寿命に対応するクリーニング回数
の積分値とを比較して前記感光体の寿命を予測する制御
手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記第２の記憶手段を、前記被帯電体と
一体的に設ける、ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記被帯電体を単独でユニット化すると
ともに、前記第２の記憶手段を前記ユニットの一部に設
ける、ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】前記被帯電体と少なくとも１のプロセス
機器とをカートリッジ容器に一体的に組み込んで、画像
形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ
を構成するとともに、前記第１の記憶手段を前記プロセ
スカートリッジの一部に組み込む、ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】前記制御装置による前記感光体の寿命予
測を表示する表示手段を備える、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載
の画像形成装置。
【請求項１０】前記感光体が寿命に近づいたときに、
前記表示手段による寿命予測を表示する、ことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。