JP2003156978A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真画像形成
装置及び電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカ
ートリッジに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a process cartridge attachable to and detachable from the electrophotographic image forming apparatus.
【０００２】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成す
る画像形成装置である。電子写真画像形成装置は、例え
ば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザ
ービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ
装置及びワードプロセッサ等が含まれる。Here, the electrophotographic image forming apparatus is an image forming apparatus that forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming process. The electrophotographic image forming apparatus includes, for example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser beam printer, an LED printer, etc.), a facsimile machine, a word processor, and the like.
【０００３】また、プロセスカートリッジとは、帯電手
段と、現像手段及び像担持体としての電子写真感光体と
を一体的にカートリッジ化し、或いは、帯電手段と電子
写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画
像形成装置本体に着脱可能とするものである。The process cartridge is a cartridge in which a charging unit and a developing unit and an electrophotographic photosensitive member as an image carrier are integrally formed, or a charging unit and an electrophotographic photosensitive member are integrally formed in a cartridge. It is detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写
真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッ
ジ化して、このカートリッジを画像形成装置に着脱可能
とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。こ
のプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナ
ンスをサービスマンによらずに使用者自身で行うことが
できるので、格段に操作性を向上させることができる。
そのためにこのプロセスカートリッジ方式は、画像形成
装置において広く用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic image forming process, an electrophotographic photosensitive member and process means acting on the electrophotographic photosensitive member are integrally made into a cartridge, and the cartridge is used as an image forming apparatus. A process cartridge system that can be attached and detached is used. According to this process cartridge system, the maintenance of the apparatus can be performed by the user himself without resorting to a serviceman, so that the operability can be markedly improved.
Therefore, this process cartridge system is widely used in image forming apparatuses.
【０００５】近年、コンピュータの処理性能の向上が目
覚しく、それによって画像データといったＣＰＵの処理
能力が求められるデータが広く扱われるようになってき
た。そのため、画像データを画像形成装置にて出力する
機会も増えている。In recent years, the processing performance of computers has been remarkably improved, and as a result, data such as image data which requires the processing power of the CPU has been widely used. Therefore, the opportunity to output the image data in the image forming apparatus is increasing.
【０００６】従前のキャラクタデータにと比べ画像デー
タは印字率が高いため、現像剤（トナー）の消費率が高
くなる。Since the image data has a higher print rate than the conventional character data, the consumption rate of the developer (toner) is high.
【０００７】このような画像形成装置において、トナー
の消費率を削減するトナーセーブモードを備えるものが
提案されている。例えば、特開平９−１２３５２４号公
報や特開平９−３２６９１９号公報記載の画像形成装置
である。In such an image forming apparatus, one having a toner save mode for reducing the toner consumption rate has been proposed. For example, it is an image forming apparatus described in JP-A-9-123524 and JP-A-9-326919.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
トナーセーブモードにおいては各ユーザの使い方を考慮
した上でトナーの消費率を下げているわけではない。そ
の結果としてドラムが寿命を迎えた時にトナーが余って
しまったり、逆にドラムの方が先に寿命を向かえてしま
うケースが発生する。However, in the above toner save mode, the toner consumption rate is not lowered in consideration of the usage of each user. As a result, there are cases in which the toner runs out when the drum reaches the end of its life, or conversely, the drum reaches its end of life.
【０００９】本発明は、トナーセーブモードを更に発
展、向上させたものである。The present invention is a further development and improvement of the toner save mode.
【００１０】つまり、本発明の目的は、画像品質を許容
できる範囲内で、トナー消費率を制御し、トナーの消費
と像担持体の寿命をほぼ同時にすることのできる画像形
成装置及びプロセスカートリッジを提供することであ
る。That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge capable of controlling the toner consumption rate within a range in which the image quality can be allowed, and making the consumption of the toner and the life of the image carrier almost at the same time. Is to provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置及びプロセスカートリッジにて達成され
る。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、像担持
体と、前記像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を付着させ
て可視像として現像する現像手段と、を備えた画像形成
装置において、前記現像剤の使用状況を検知する現像剤
使用状況検知手段と、前記像担持体の使用状況を検知す
る像担持体使用状況検知手段と、前記現像剤使用状況検
知手段と前記像担持体使用状況検知手段で得られた情報
を記憶する書き換え可能な記憶手段と、前記記憶手段に
格納された現像剤使用状況履歴と像担持体使用状況履歴
を演算する演算手段と、前記演算手段によって計算され
た結果に応じて現像剤消費率を制御する現像剤消費率制
御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提
供される。ここで、前記像担持体と前記帯電手段とを一
体化してプロセスカートリッジとするか、又は、前記像
担持体と前記帯電手段と前記現像手段とを一体化してプ
ロセスカートリッジとすることができる。The above object can be achieved by an image forming apparatus and a process cartridge according to the present invention. In summary, according to the first aspect of the present invention, an image carrier, and a charging means for uniformly charging the surface of the image carrier,
An image forming apparatus, comprising: a developing unit configured to attach a developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier to develop the image as a visible image; and a developer usage state for detecting a usage state of the developer. A detection unit, an image carrier usage status detection unit that detects the usage status of the image carrier, and a rewritable unit that stores the information obtained by the developer usage status detection unit and the image carrier usage status detection unit. Storage means, computing means for computing the developer usage history and image carrier usage history stored in the storage means, and a developer for controlling the developer consumption rate according to the result computed by the computing means. An image forming apparatus comprising: a consumption rate control unit. Here, the image carrier and the charging unit may be integrated into a process cartridge, or the image carrier, the charging unit and the developing unit may be integrated into a process cartridge.
【００１２】本発明の第二の態様によれば、像担持体と
帯電手段とを一体化するか、又は、像担持体と帯電手段
と現像手段とを一体化して、画像形成装置本体に対して
着脱可能であるプロセスカートリッジにおいて、現像剤
の使用状況を検知する現像剤使用状況検知手段及び像担
持体の使用状況を検知する像担持体使用状況検知手段で
得られた情報を記憶する書き換え可能な記憶手段を備
え、前記記憶手段に格納された現像剤使用状況履歴と像
担持体使用状況履歴を演算手段によって計算された結果
に応じて現像剤消費率が制御され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。According to the second aspect of the present invention, the image carrier and the charging device are integrated with each other, or the image carrier, the charging device and the developing device are integrated with each other, and Removable process cartridge that stores the information obtained by the developer usage status detection unit that detects the usage status of the developer and the image usage status detection unit that detects the usage status of the image carrier A storage means, and the developer consumption rate is controlled according to the result of calculation of the developer usage history and the image carrier usage history stored in the storage means. A cartridge is provided.
【００１３】上記本発明にて一実施態様によれば、前記
記憶手段は、前記プロセスカートリッジに設けられる。According to one embodiment of the present invention, the storage means is provided in the process cartridge.
【００１４】本発明の他の実施態様によれば、前記現像
剤消費率制御は、前記記憶手段に格納されたアルゴリズ
ムに則って行われる。According to another embodiment of the present invention, the developer consumption rate control is performed according to an algorithm stored in the storage means.
【００１５】本発明の他の実施態様によれば、前記帯電
手段は、前記像担持体に対して接触し、前記像担持体と
カウンター方向に摺擦しながら回転駆動される。According to another embodiment of the present invention, the charging means is rotated while being in contact with the image carrier and slidingly rubbing the image carrier in the counter direction.
【００１６】本発明の他の実施態様によれば、前記現像
手段の現像剤はトナー及び導電性を有する帯電促進粒子
を含み、前記帯電手段は前記像担持体とニップ部を形成
する帯電部材で形成され、前記像担持体との間に前記帯
電促進粒子が介在した状態で電圧が印加される。前記帯
電手段は、帯電ローラとし得る。According to another embodiment of the present invention, the developer of the developing means includes toner and conductive charge promoting particles, and the charging means is a charging member forming a nip portion with the image carrier. A voltage is applied in a state in which the charge promoting particles are formed between the image forming member and the image carrier. The charging means may be a charging roller.
【００１７】本発明の他の実施態様によれば、前記像担
持体使用状況検知手段は、前記帯電手段と前記像担持体
の摺擦距離及び／又は前記像担持体の膜厚を検知し、前
記現像剤使用状況検知手段は、現像剤の使用量を検知す
る。このとき、前記摺擦距離、前記像担持体膜厚又は前
記現像剤の使用量のうち少なくともひとつが所定の値に
達した時に前記現像剤消費率制御を行うことができる。According to another embodiment of the present invention, the image carrier usage status detecting means detects a sliding distance between the charging means and the image carrier and / or a film thickness of the image carrier, The developer usage status detecting means detects the usage amount of the developer. At this time, the developer consumption rate control can be performed when at least one of the rubbing distance, the film thickness of the image carrier, and the usage amount of the developer reaches a predetermined value.
【００１８】本発明の他の実施態様によれば、前記現像
剤消費率制御手段は、前記現像剤使用状況検知手段と前
記像担持体使用状況検知手段で得られた情報より現像剤
使用量予測を行い、現像剤使用量予測が現像剤使用量限
界より多い場合には、現像剤消費率を下げ、前記現像剤
使用量予測が現像剤使用量限界より少ない場合には、現
像剤消費率を上げる現像剤消費率制御を行う。前記現像
剤消費率制御を、所定の消費率範囲内で行うことができ
る。According to another embodiment of the present invention, the developer consumption rate control means predicts the developer usage amount from the information obtained by the developer usage status detection means and the image carrier usage status detection means. If the developer usage prediction is greater than the developer usage limit, the developer consumption rate is reduced, and if the developer usage prediction is less than the developer usage limit, the developer consumption rate is reduced. The developer consumption rate is increased. The developer consumption rate control can be performed within a predetermined consumption rate range.
【００１９】本発明の他の実施態様によれば、前記像担
持体は電子写真感光体である。According to another embodiment of the present invention, the image bearing member is an electrophotographic photosensitive member.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The image forming apparatus and process cartridge according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
【００２１】実施例１
図１は本発明の画像形成装置の一実施例の内部構造を示
す概略断面構成図であり、図２は外観斜視図である。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic sectional view showing the internal structure of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an external perspective view.
【００２２】（電子写真画像形成装置及びプロセスカー
トリッジ）本実施例の画像形成装置は、電子写真画像形
成装置としてのレーザービームプリンタＡであり、プロ
セスカートリッジ着脱方式のものである。プロセスカー
トリッジＢは、画像形成装置本体１４に対して着脱可能
とされる。(Electrophotographic Image Forming Apparatus and Process Cartridge) The image forming apparatus of this embodiment is a laser beam printer A as an electrophotographic image forming apparatus, and is of a process cartridge attaching / detaching type. The process cartridge B is attachable to and detachable from the image forming apparatus body 14.
【００２３】レーザービームプリンタＡは、図１に示す
ように、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体
（以下、「感光体ドラム」という。）７に電子写真画像
形成プロセスによってトナー像を形成し、そのトナー像
を記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２
に転写させて画像を形成する。As shown in FIG. 1, the laser beam printer A forms a toner image on a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as "photosensitive drum") 7 as an image bearing member by an electrophotographic image forming process. The toner image is formed and the toner image is formed on a recording medium (for example, recording paper, OHP sheet, cloth, etc.) 2
To form an image.
【００２４】詳しくは、帯電手段８によって感光体ドラ
ム７に帯電を行い、次いで、この感光体ドラム７に光学
手段１から画像情報に応じた潜像を形成する。そしてこ
の潜像を現像手段９によって現像してトナー像となす。More specifically, the photoconductor drum 7 is charged by the charging means 8, and then a latent image corresponding to image information is formed on the photoconductor drum 7 from the optical means 1. Then, this latent image is developed by the developing means 9 to form a toner image.
【００２５】前記トナー像の形成と同期して、給紙カセ
ット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ
３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ及びレジストローラ対３
ｅで反転転送する。次いで、感光体ドラム７に形成した
トナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧を印加
することによって記録媒体２に転写する。In synchronization with the formation of the toner image, the recording medium 2 set in the paper feeding cassette 3a is picked up by the pickup roller 3b, the conveying roller pairs 3c and 3d, and the registration roller pair 3.
Reverse transfer at e. Then, the toner image formed on the photosensitive drum 7 is transferred to the recording medium 2 by applying a voltage to the transfer roller 4 as a transfer unit.
【００２６】その後、トナー像の転写を受けた記録媒体
２を搬送ガイド３ｆで定着手段５へと搬送する。この定
着手段５は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ａを内蔵する
定着ローラ５ｂを有する。そして通過する記録媒体２に
熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。After that, the recording medium 2 to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing means 5 by the conveying guide 3f. The fixing means 5 has a driving roller 5c and a fixing roller 5b containing a heater 5a. Then, heat and pressure are applied to the recording medium 2 passing therethrough to fix the transferred toner image.
【００２７】この記録媒体２を排出ローラ対３ｇ、３
ｈ、３ｉで搬送し、反転経路３ｊを通して排出トレイ６
へと排出する。この排出トレイ６はプリンタＡの装置本
体１４の上面に設けられている。なお、揺動可能なフラ
ッパ３ｋを動作させ、排出ローラ対３ｍによって反転経
路３ｊを介することなく記録媒体２を排出することもで
きる。This recording medium 2 is loaded with a pair of discharge rollers 3g and 3g.
and the discharge tray 6 through the reversing path 3j.
To discharge. The discharge tray 6 is provided on the upper surface of the apparatus body 14 of the printer A. The swingable flapper 3k may be operated to discharge the recording medium 2 by the discharge roller pair 3m without passing through the reversing path 3j.
【００２８】本実施例においては、前記ピックアップロ
ーラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、レジストローラ対
３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ、３ｈ、３ｉ
及び排出ローラ対３ｍによって搬送手段３を構成してい
る。In this embodiment, the pickup roller 3b, the pair of conveying rollers 3c and 3d, the pair of registration rollers 3e, the conveying guide 3f, the pair of discharging rollers 3g, 3h and 3i.
And the pair of discharge rollers 3m constitute the conveying means 3.
【００２９】本実施例にて、プリンタ本体１４に着脱可
能なプロセスカートリッジＢは、感光体ドラム７と、少
なくとも帯電手段８を備えたものである。プロセスカー
トリッジＢに包含させる他のプロセス手段としては、例
えば、感光体ドラム７に形成された潜像を現像する現像
手段９等がある。本実施例のプロセスカートリッジＢ
は、感光体ドラム７と帯電手段である帯電ローラ８と、
現像手段９を一体的にカートリッジ化したものである。In this embodiment, the process cartridge B which can be attached to and detached from the printer body 14 is provided with the photosensitive drum 7 and at least the charging means 8. As other process means included in the process cartridge B, there is, for example, a developing means 9 for developing the latent image formed on the photosensitive drum 7. Process cartridge B of this embodiment
Is a photosensitive drum 7, a charging roller 8 as a charging unit,
The developing means 9 is integrally formed into a cartridge.
【００３０】感光層７ｅ（図６参照）を有する電子写真
感光体である感光体ドラム７を回転し、帯電手段である
帯電ローラ８へ電圧印加して前記感光体ドラム７の表面
を一様に帯電する。次いで、光学系１からの画像情報に
応じたレーザービーム光を露光開口１ｅを介して感光体
ドラム７へ照射して潜像を形成する。そして、この潜像
をトナーを用いて現像手段９によって現像する。A photosensitive drum 7 which is an electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer 7e (see FIG. 6) is rotated, and a voltage is applied to a charging roller 8 which is a charging means to make the surface of the photosensitive drum 7 uniform. Get charged. Then, a laser beam light corresponding to image information from the optical system 1 is irradiated onto the photosensitive drum 7 through the exposure opening 1e to form a latent image. Then, this latent image is developed by the developing means 9 using toner.
【００３１】帯電ローラ８は感光体ドラム７に接触して
設けられており、感光体ドラム７に帯電を行う。なお、
この帯電ローラ８は、所定の押圧力を付与され、感光体
ドラム７との当接面にニップ部が形成され、後述する帯
電ローラ駆動手段により、感光体ドラム７に対して当接
面が逆方向に移動するように回転する。即ち、帯電ロー
ラ８と感光体ドラム７は同一方向（本実施例の場合は時
計方向）に回転する。帯電ローラ８と感光体ドラム７の
支持及び駆動構成については後述する。The charging roller 8 is provided in contact with the photosensitive drum 7, and charges the photosensitive drum 7. In addition,
A predetermined pressing force is applied to the charging roller 8, a nip portion is formed on the contact surface with the photosensitive drum 7, and the contact surface is reversed with respect to the photosensitive drum 7 by the charging roller driving means described later. Rotate to move in the direction. That is, the charging roller 8 and the photosensitive drum 7 rotate in the same direction (clockwise in this embodiment). The structure for supporting and driving the charging roller 8 and the photosensitive drum 7 will be described later.
【００３２】光学系１は、レーザーダイオード１ａ、ポ
リゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有し
ている。The optical system 1 has a laser diode 1a, a polygon mirror 1b, a lens 1c and a reflection mirror 1d.
【００３３】現像手段９は、感光体ドラム７の現像領域
へトナーを供給して、感光体ドラム７に形成された潜像
を現像する。The developing means 9 supplies toner to the developing area of the photosensitive drum 7 to develop the latent image formed on the photosensitive drum 7.
【００３４】本実施例での現像手段９は、磁性一成分絶
縁トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置であり、
トナー容器１１Ａ内のトナーをトナー送り部材９ｂの回
転によって、現像ローラ９ｃへ送り出し、固定磁石を内
蔵した現像ローラ９ｃを回転させると共に、現像ブレー
ド９ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像
ローラ９ｃの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム
７の現像領域へ供給する。そして、そのトナーを前記潜
像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによってト
ナー像を形成して可視像化する。The developing means 9 in this embodiment is a reversal developing device using magnetic one-component insulating toner (negative toner),
The toner in the toner container 11A is sent to the developing roller 9c by the rotation of the toner feeding member 9b, the developing roller 9c having a fixed magnet is rotated, and the toner layer to which a triboelectric charge is applied by the developing blade 9d is applied to the developing roller 9c. Is formed on the surface of the photosensitive drum 7, and the toner is supplied to the developing area of the photosensitive drum 7. Then, the toner is transferred to the photosensitive drum 7 according to the latent image to form a toner image and visualize it.
【００３５】ここで、現像ブレード９ｄは、現像ローラ
９ｃの周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を
付与する。また、この現像ローラ９ｃの近傍には現像室
内のトナーを循環させるトナー攪拌部材９ｅを回動可能
に取り付けている。Here, the developing blade 9d regulates the amount of toner on the peripheral surface of the developing roller 9c and imparts triboelectric charge. A toner stirring member 9e for circulating the toner in the developing chamber is rotatably attached near the developing roller 9c.
【００３６】トナーは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制
御剤を混合し、混練、粉砕、分級の各工程を経て作製
し、これに帯電促進粒子や流動化剤を外添剤として添加
して作製されたものである。The toner is prepared by mixing a binder resin, magnetic particles and a charge control agent, and carrying out the steps of kneading, pulverizing and classifying, to which charge promoting particles and a fluidizing agent are added as external additives. It was made by.
【００３７】感光体ドラム７側から記録媒体２側へのト
ナー像の転写は、転写ローラ４に前記トナー像と逆極性
の電圧を印加して、感光体ドラム７に形成されたトナー
像を記録媒体２に転写する。To transfer the toner image from the photosensitive drum 7 side to the recording medium 2 side, a voltage having a polarity opposite to that of the toner image is applied to the transfer roller 4 to record the toner image formed on the photosensitive drum 7. Transfer to medium 2.
【００３８】本実施例のプリンタは、クリーナーレスで
あり、記録媒体２に対するトナー像転写後の感光体ドラ
ム７表面に残留する転写残トナーは、クリーナーで除去
されることなく、感光体ドラム７の回転に伴い、帯電手
段８を経由して現像手段９に至り、現像と同時に回収さ
れる。本実施例の画像形成装置は、所謂、トナーリサイ
クルプロセスを採用している。The printer of this embodiment is cleanerless, and the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 7 after the toner image is transferred onto the recording medium 2 is not removed by the cleaner, and the residual toner on the photosensitive drum 7 is removed. Along with the rotation, it reaches the developing means 9 via the charging means 8 and is collected at the same time as the development. The image forming apparatus of this embodiment employs a so-called toner recycling process.
【００３９】図３はプロセスカートリッジＢの内部構造
を示す概略断面構成図、図４は外観斜視図、図５はプロ
セスカートリッジＢを裏返しして且つドラムシャッタ部
材１８を開いた状態の外観斜視図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing the internal structure of the process cartridge B, FIG. 4 is an external perspective view, and FIG. 5 is an external perspective view in which the process cartridge B is turned over and the drum shutter member 18 is opened. is there.
【００４０】プロセスカートリッジＢは、トナーを収納
するトナー容器（トナー収納部）１１Ａを有するトナー
枠体１１と現像ローラ９ｃ等の現像手段９を保持する現
像枠体１２とを結合し、これに感光体ドラム７及び帯電
ローラ８を取り付けたドラム枠体１３を腕部１９と軸部
２２を介して回動可能に結合してカートリッジ化したも
のである。In the process cartridge B, a toner frame 11 having a toner container (toner storage portion) 11A for storing toner and a developing frame 12 for holding the developing means 9 such as the developing roller 9c are combined and exposed to the light. The drum frame 13 having the body drum 7 and the charging roller 8 attached thereto is rotatably coupled via the arm portion 19 and the shaft portion 22 to form a cartridge.
【００４１】また、このプロセスカートリッジＢには、
画像情報に応じた光を感光体ドラム７へ照射するための
露光開口部１ｅ、及び感光体ドラム７を記録媒体２又は
転写ローラ４に対向するための転写開口部１３ｎが設け
てある。詳しくは、露光開口部１ｅはドラム枠体１３に
設けられており、また、転写開口部１３ｎは現像枠体１
２とドラム枠体１３との間に形成される。The process cartridge B also includes
An exposure opening 1e for irradiating the photosensitive drum 7 with light according to image information and a transfer opening 13n for facing the photosensitive drum 7 to the recording medium 2 or the transfer roller 4 are provided. Specifically, the exposure opening 1e is provided in the drum frame 13, and the transfer opening 13n is provided in the developing frame 1.
It is formed between 2 and the drum frame 13.
【００４２】更に、このプロセスカートリッジＢには、
プリンタ本体１４から取り外したときに転写開口部１３
ｎを覆い、感光体ドラム７を長時間光に曝されたり、或
いは、異物との接触等から保護するためのドラムシャッ
タ部材１８が現像枠体１２に回動可能に設けられてい
る。図３は、転写開口部１３ｎがドラムシャッタ部材１
８で覆われた状態を示している。Further, in this process cartridge B,
The transfer opening 13 when removed from the printer body 14
A drum shutter member 18 that covers the n and protects the photosensitive drum 7 from exposure to light for a long time or from contact with foreign matter is rotatably provided on the developing device frame 12. In FIG. 3, the transfer opening portion 13n has the drum shutter member 1
The state covered with 8 is shown.
【００４３】プロセスカートリッジＢは、操作者によっ
てプリンタ本体１４に着脱可能であり、このカートリッ
ジ着脱手段は、プリンタ本体１４の開閉部材３５を、図
１にて二点鎖線で示すように、軸３５ａを中心に開く
と、プリンタ本体１４内のカートリッジ装着部の空間が
現れ、その左右に不図示のカートリッジ装着ガイド部材
が配されており、プロセスカートリッジＢのガイド１８
ａ及び１８ｂ（図４、図５）が該装着ガイド部材に嵌合
して導かれ、プロセスカートリッジＢがプリンタ本体１
４に着脱される。The process cartridge B can be attached to and detached from the printer body 14 by an operator, and the cartridge attaching / detaching means has an opening / closing member 35 of the printer body 14 with a shaft 35a as shown by a chain double-dashed line in FIG. When opened to the center, a space for the cartridge mounting portion in the printer body 14 appears, and cartridge mounting guide members (not shown) are arranged on the left and right of the space, and the guide 18 of the process cartridge B is provided.
a and 18b (FIGS. 4 and 5) are fitted and guided in the mounting guide member, and the process cartridge B is attached to the printer main body 1.
Detachable in 4.
【００４４】なお、この着脱動作に連動して、前記ドラ
ムシャッタ部材１８は開閉する。即ち、ドラムシャッタ
部材１８はプロセスカートリッジＢがプリンタ本体１４
に装着されることで図１のように転写開口部１３ｎから
逃がして移動されて開き状態に保存され、プロセスカー
トリッジＢがプリンタ本体１４から取り出されると、図
３の実線で示すように、転写開口部１３ｎを覆い塞いだ
位置に移動された閉じ状態に保持される。The drum shutter member 18 opens and closes in association with this attaching / detaching operation. That is, in the drum shutter member 18, the process cartridge B is the printer main body 14
When the process cartridge B is removed from the printer main body 14 by being moved away from the transfer opening 13n and stored in the open state as shown in FIG. 1, as shown by the solid line in FIG. The portion 13n is moved to the position where the portion 13n is covered and held in the closed state.
【００４５】次に、本実施例に係る主要部分の構成につ
いて詳細に説明する。Next, the structure of the main part according to this embodiment will be described in detail.
【００４６】先ず、帯電手段の構成について説明する。
本実施例に係る帯電工程は、帯電手段としての帯電ロー
ラ８上を帯電促進粒子で覆った注入帯電装置により行わ
れる。First, the structure of the charging means will be described.
The charging process according to the present embodiment is performed by an injection charging device in which the charging roller 8 as a charging unit is covered with charging accelerating particles.
【００４７】帯電ローラ８は、導電性を有する弾性ロー
ラであり、金属製の芯金上にゴム或いは発泡体の中抵抗
層がローラ状に形成されている。中抵抗層は、樹脂（例
えばウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブラッ
ク）、硫化剤、発泡剤等により形成される。The charging roller 8 is an elastic roller having conductivity, and a medium resistance layer of rubber or foam is formed in a roller shape on a metal cored bar. The medium resistance layer is formed of a resin (for example, urethane), conductive particles (for example, carbon black), a sulfiding agent, a foaming agent, or the like.
【００４８】また、帯電促進粒子は、二次集合体を含め
た平均粒径が３μｍ、比抵抗１０6Ω・ｃｍの導電性酸
化亜鉛粒子で、トナーの帯電極性のマイナスに対して、
逆の極性であるプラスである。帯電促進粒子の材料とし
ては、他の金属化合物などの導電性無機粒子や有機物と
の混合物など各種導電粒子が使用可能である。The charge-accelerating particles are conductive zinc oxide particles having an average particle size of 3 μm including secondary aggregates and a specific resistance of 10 6 Ω · cm.
The opposite polarity is positive. As the material of the charge promoting particles, various conductive particles such as conductive inorganic particles such as other metal compounds or a mixture with organic materials can be used.
【００４９】次に、帯電ローラ８の支持及び駆動構成に
ついて説明する。図６は、帯電ローラ８及び感光体ドラ
ム７の支持構成及び駆動構成を示す模式説明図である。Next, the structure for supporting and driving the charging roller 8 will be described. FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a supporting structure and a driving structure of the charging roller 8 and the photosensitive drum 7.
【００５０】帯電ローラ８の芯金８ａ両端部には、感光
体ドラム７と芯金８ａとの距離を一定に保つための円筒
状の突当て部材２００が回転自在に設けられている。突
当て部材２００は、帯電ローラ８の外径よりも小さい外
径に設定されており、本実施例では半径で０．２ｍｍ程
度小となるように設定されている。また、帯電ローラ８
は、ドラム枠体１３に揺動可能に設けられた軸受２０１
に回転自在に支持されている。詳しくは、ドラム枠体１
３に設けられたガイド部１３ａ（図３）に摺動性樹脂
（例えばポリアセタール）等から成る軸受２０１が取り
付けられ、更に、軸受２０１には、帯電ローラ８を感光
体ドラム７に圧接する方向に付勢力を与えるための圧縮
コイルバネ２０２が設けられている。At both ends of the core metal 8a of the charging roller 8, there are rotatably provided cylindrical abutting members 200 for keeping the distance between the photosensitive drum 7 and the core metal 8a constant. The abutting member 200 is set to have an outer diameter smaller than the outer diameter of the charging roller 8, and is set to have a radius of about 0.2 mm smaller in this embodiment. In addition, the charging roller 8
Is a bearing 201 that is swingably provided on the drum frame 13.
It is rotatably supported by. Specifically, the drum frame 1
A bearing 201 made of a slidable resin (for example, polyacetal) or the like is attached to the guide portion 13a (FIG. 3) provided on the roller 3. Further, the bearing 201 is arranged in the direction in which the charging roller 8 is pressed against the photosensitive drum 7. A compression coil spring 202 for applying a biasing force is provided.
【００５１】一方、帯電ローラ８の芯金８ａの長手方向
一端部には、カップリング部材２０３が芯金８ａに対し
て回転不能に設けられている。前記カップリング部材２
０３はプリンタ本体１４に設けられた第２駆動伝達軸５
００と結合し、駆動力を伝達される。第２駆動伝達軸５
００は、開閉部材３５（図１）の開閉動作に連動し、周
方向に回転可能で、軸方向に揺動可能に構成されてお
り、プロセスカートリッジＢをプリンタ本体１４に装着
し、開閉部材３５を閉じると第２駆動伝達軸５００が突
出しカップリング部材２０３と結合し、開閉部材３５を
開くと前記突出方向とは逆方向に後退し、カップリング
部材２０３との結合が解除され、プロセスカートリッジ
Ｂの取り出しが可能となる。第２駆動伝達軸５００を開
閉部材３５の開閉動作に連動させる方法としては、開閉
部材３５にレバー等を設ければよい。On the other hand, a coupling member 203 is provided at one end of the charging roller 8 in the longitudinal direction of the cored bar 8a so as not to rotate with respect to the cored bar 8a. The coupling member 2
Reference numeral 03 designates the second drive transmission shaft 5 provided in the printer body 14.
00, and the driving force is transmitted. Second drive transmission shaft 5
00 is configured to be rotatable in the circumferential direction and swingable in the axial direction in conjunction with the opening / closing operation of the opening / closing member 35 (FIG. 1). Is closed, the second drive transmission shaft 500 projects and is coupled with the coupling member 203. When the opening / closing member 35 is opened, the second drive transmission shaft 500 is retracted in the direction opposite to the projecting direction and the coupling with the coupling member 203 is released, and the process cartridge B is released. Can be taken out. As a method of interlocking the second drive transmission shaft 500 with the opening / closing operation of the opening / closing member 35, a lever or the like may be provided on the opening / closing member 35.
【００５２】第２駆動伝達軸５００は、駆動源としての
第２駆動モータ（第２駆動手段）５０１からギア等（不
図示）を介して駆動力を伝達される。また、第２駆動モ
ータ５０１は、第２駆動制御手段５０２と接続されてお
り、後述する演算手段６５１からの情報に基づき、帯電
ローラ８の回転速度が制御される。A driving force is transmitted to the second drive transmission shaft 500 from a second drive motor (second drive means) 501 as a drive source via a gear or the like (not shown). Further, the second drive motor 501 is connected to the second drive control means 502, and the rotation speed of the charging roller 8 is controlled based on information from a calculation means 651 described later.
【００５３】次に、感光体ドラムユニットＵ、及び、感
光体ドラムユニットＵの駆動構成について説明する。Next, the photosensitive drum unit U and the driving configuration of the photosensitive drum unit U will be described.
【００５４】本実施例に係る感光体ドラム７は、アルミ
シリンダーの外側に有機光導電体層７ｅを塗布して構成
し、ドラム枠体１３に回転自在に支持されている。感光
体ドラム７の周上には、感光体ドラム７の表面を一様に
帯電させるための帯電ローラ８が配置され、プリンタ本
体１４に設けられた第１駆動モータ（第１駆動手段）６
００の駆動力を感光体ドラム７に、また前記のように第
２駆動モータ（第２駆動手段）５０１の駆動力を帯電ロ
ーラ８に伝達することにより、感光体ドラム７と帯電ロ
ーラ８をそれぞれ画像形成動作に応じてそれぞれ回転さ
せるよう構成されている。第１駆動モータ（第１駆動手
段）６００は、第１駆動制御手段６０２と接続されてい
る。The photosensitive drum 7 according to this embodiment is constructed by applying an organic photoconductive layer 7e on the outside of an aluminum cylinder, and is rotatably supported by the drum frame 13. A charging roller 8 for uniformly charging the surface of the photoconductor drum 7 is arranged on the circumference of the photoconductor drum 7, and a first drive motor (first drive means) 6 provided in the printer body 14 is provided.
00 is transmitted to the photoconductor drum 7, and the drive force of the second drive motor (second drive unit) 501 is transmitted to the charging roller 8 as described above, whereby the photoconductor drum 7 and the charging roller 8 are respectively transferred. It is configured to rotate according to the image forming operation. The first drive motor (first drive means) 600 is connected to the first drive control means 602.
【００５５】感光体ドラム７の軸線方向一方端部には、
ドラムフランジ３６が固定されている。感光体ドラム７
とドラムフランジ３６は、感光体ドラム７の内径７ｄに
ドラムフランジ３６に設けたの嵌合外径部３６ｂを嵌合
させ、感光体ドラム７の端部をドラムフランジ３６に設
けた凹部（図示せず）内に曲げ切ることにより固定して
いる。At one end of the photosensitive drum 7 in the axial direction,
The drum flange 36 is fixed. Photoconductor drum 7
The drum flange 36 and the inner diameter 7d of the photosensitive drum 7 are fitted with the fitting outer diameter portion 36b provided on the drum flange 36, and the end portion of the photosensitive drum 7 is provided with a recess (not shown). It is fixed by bending it inside.
【００５６】ドラムフランジ３６には、ギヤ部４０が設
けられており、現像ローラ９ｃに設けられている現像ロ
ーラ９ｃを回動駆動するための現像ローラギヤ（図示せ
ず）に噛合し、現像ローラ９ｃに駆動力が伝達される。
また、前記ドラムフランジ３６には、軸部３６ａが設け
られており、ドラム枠体１３に設けられた軸受部材３０
０の嵌合内径部３００ａに嵌合し、回転可能に軸支され
る。更に、前記ドラムフランジ３６には、プリンタ本体
１４から駆動力を受けるための駆動力受け部としての凸
部３６ｄが形成されている。前記凸部３６ｄは、プリン
タ本体１４に設けられた第１駆動伝達軸６０１の凹部６
０１ａと嵌合して駆動力を伝達される。The drum flange 36 is provided with a gear portion 40, which meshes with a developing roller gear (not shown) for rotationally driving the developing roller 9c provided on the developing roller 9c, thereby developing the developing roller 9c. The driving force is transmitted to.
Further, the drum flange 36 is provided with a shaft portion 36 a, and the bearing member 30 provided on the drum frame 13 is provided.
It is fitted into the fitting inner diameter portion 300a of 0 and is rotatably supported. Further, the drum flange 36 is formed with a convex portion 36d as a driving force receiving portion for receiving the driving force from the printer body 14. The convex portion 36d is the concave portion 6 of the first drive transmission shaft 601 provided in the printer body 14.
The driving force is transmitted by fitting with 01a.
【００５７】尚、第１駆動伝達軸６０１は、前述した第
２駆動伝達軸５００と同様に、開閉部材３５の開閉動作
に連動し、周方向に回転可能で、軸方向に揺動可能に構
成されており、プロセスカートリッジＢを画像形成装置
本体１４に装着し、開閉部材３５を閉じると第１駆動伝
達軸が突出し、凸部３６ｄと結合し、開閉部材３５を開
くと前記突出方向とは逆方向に後退し、凸部３６ｄとの
結合が解除され、プロセスカートリッジＢの取り出しが
可能となるよう構成されている。The first drive transmission shaft 601 is configured to be rotatable in the circumferential direction and swingable in the axial direction in association with the opening / closing operation of the opening / closing member 35, similarly to the second drive transmission shaft 500 described above. When the process cartridge B is mounted on the image forming apparatus main body 14 and the opening / closing member 35 is closed, the first drive transmission shaft projects and is coupled with the convex portion 36d, and when the opening / closing member 35 is opened, the projecting direction is opposite. The process cartridge B is retracted in the direction, the connection with the convex portion 36d is released, and the process cartridge B can be taken out.
【００５８】第１駆動伝達軸６０１は、駆動源としての
第１駆動モータ６００からギア等を介して駆動力を伝達
される。The driving force is transmitted from the first drive motor 600 as a drive source to the first drive transmission shaft 601 via a gear or the like.
【００５９】感光体ドラム７の軸線方向のもう一方の端
部には、ドラムフランジ３７が固定されている。固定方
法については、ドラムフランジ３６と同様に、感光体ド
ラム７の内径７ｄにドラムフランジ３７に設けた嵌合外
径部３７ｂを嵌合させ、感光体ドラム７の端部をドラム
フランジ３７に設けた凹部（図示せず）内に曲げ切るこ
とにより固定している。A drum flange 37 is fixed to the other end of the photosensitive drum 7 in the axial direction. Regarding the fixing method, similarly to the drum flange 36, the fitting outer diameter portion 37b provided on the drum flange 37 is fitted to the inner diameter 7d of the photosensitive drum 7, and the end portion of the photosensitive drum 7 is provided on the drum flange 37. It is fixed by being bent into a concave portion (not shown).
【００６０】ドラムフランジ３７には、ギヤ３７ａが設
けられており、転写ローラ４に設けられた転写ローラギ
ヤ（不図示）に噛合し、転写ローラ４に駆動力を伝達す
る。従って、転写ローラ４は、感光体ドラム７の回転に
呼応して回転駆動される。The drum flange 37 is provided with a gear 37 a, which meshes with a transfer roller gear (not shown) provided on the transfer roller 4 and transmits a driving force to the transfer roller 4. Therefore, the transfer roller 4 is rotationally driven in response to the rotation of the photosensitive drum 7.
【００６１】また、前記ドラムフランジ３７には、嵌合
穴３７ｄが設けられており、ドラム枠体１３に設けられ
たドラム軸１００の軸部１００ｂに軸支される。ドラム
軸１００は、ドラム枠体１３に設けられた圧入内径１３
ｋに外径部１００ａが圧入されて固定されている。Further, the drum flange 37 is provided with a fitting hole 37d and is pivotally supported by the shaft portion 100b of the drum shaft 100 provided in the drum frame 13. The drum shaft 100 has a press-fit inner diameter 13 provided on the drum frame 13.
The outer diameter portion 100a is press-fitted and fixed to k.
【００６２】更に、ドラムフランジ３７には、ドラムア
ース接点７００が設けられている。ドラムアース接点７
００は、導電性材料（例えば、銅合金、ＳＵＳ等）より
なり、熱溶着等によりドラムフランジ３７に設けられた
ドラムアース接点取り付け部（図示せず）に固定されて
いる。ドラムアース接点７００は、略円板状に形成され
た基盤７００ｃの外周の２箇所に第一接点部７００ａを
有し、該第一接点部間の中央部位に第二接点部７００ｂ
を有している。そして、第一接点部７００ａが感光体ド
ラム７の内径部７ｄに圧接し、第二接点部７００ｂがド
ラム軸１００の先端面１００ｃに弾性的に接するよう嵌
合穴部３７ｄの外径部位に配置されて、感光体ドラム７
とドラム軸１００が電気的に接続されるよう構成されて
いる。Further, the drum flange 37 is provided with a drum ground contact 700. Drum ground contact 7
00 is made of a conductive material (eg, copper alloy, SUS, etc.) and is fixed to a drum ground contact attachment portion (not shown) provided on the drum flange 37 by heat welding or the like. The drum ground contact 700 has a first contact portion 700a at two locations on the outer periphery of a base plate 700c formed in a substantially disc shape, and a second contact portion 700b at a central portion between the first contact portions.
have. The first contact portion 700a is arranged in the outer diameter portion of the fitting hole portion 37d so that the first contact portion 700a is brought into pressure contact with the inner diameter portion 7d of the photosensitive drum 7, and the second contact portion 700b is elastically brought into contact with the tip end surface 100c of the drum shaft 100. And the photoconductor drum 7
And the drum shaft 100 are electrically connected.
【００６３】尚、プリンタ本体１４には、接点部材８０
０が配設されており、プロセスカートリッジＢをプリン
タ本体１４に装着すると、前記接点部材８００が前記ド
ラム軸１００の端面１００ｄと電気的に接続し、感光体
ドラム７のアースが可能となる。The printer body 14 has a contact member 80.
When the process cartridge B is attached to the printer body 14, the contact member 800 is electrically connected to the end surface 100d of the drum shaft 100, and the photoconductor drum 7 can be grounded.
【００６４】前記ドラムフランジ３６、３７の材質とし
ては、ポリアセタール(polyacetal)、ポリカーボネイト
(polycarbonate)、ポリアミド(polyamide)、及び、ポリ
ブチレンテレフタレート(polybutylenetelephthalate)
等の摺動性の良好な樹脂材料を用いることで、変音、振
動等の無い滑らかな駆動伝達が可能となる。但し、同様
の効果を有する他の材質を適宜選択して用いても構わな
い。The material of the drum flanges 36 and 37 is polyacetal or polycarbonate.
(polycarbonate), polyamide (polyamide), and polybutylene terephthalate (polybutylenetelephthalate)
By using a resin material having good slidability such as, smooth drive transmission without noise or vibration is possible. However, other materials having the same effect may be appropriately selected and used.
【００６５】（トナー残量検知手段）本実施例では、現
像剤の使用状況としてトナー残量を用いる。次に、この
トナー残量を検知するためのトナー残量検知手段につい
て説明する。(Toner Remaining Amount Detecting Unit) In this embodiment, the remaining toner amount is used as the usage status of the developer. Next, the toner remaining amount detecting means for detecting the remaining toner amount will be described.
【００６６】現像に使用可能なトナーの残量を検知する
ための手段を図７、図８、図９に示す。Means for detecting the remaining amount of toner usable for development are shown in FIGS. 7, 8 and 9.
【００６７】図７は本発明に従ったトナー量検出手段を
説明するためのトナー容器の斜視図、図８は測定電極部
材及び基準電極部材の一実施例を示す正面図、図９は測
定電極部材及び基準電極部材の他の実施例を示す正面図
である。FIG. 7 is a perspective view of a toner container for explaining the toner amount detecting means according to the present invention, FIG. 8 is a front view showing an embodiment of a measuring electrode member and a reference electrode member, and FIG. 9 is a measuring electrode. It is a front view showing other examples of a member and a reference electrode member.
【００６８】トナー量を検出する検出手段２０は、トナ
ー量を検知する測定電極部材２０Ａと、環境、即ち、雰
囲気の温度、湿度を検知し、基準用信号を出力する比較
部材としての基準電極部材２０Ｂとを有する。The detecting means 20 for detecting the amount of toner includes a measuring electrode member 20A for detecting the amount of toner and a reference electrode member as a comparing member for detecting the environment, that is, the temperature and humidity of the atmosphere and outputting a reference signal. 20B and.
【００６９】測定電極部材２０Ａは、例えば図７に示す
ように、現像手段９のトナー容器１１Ａの内部側面或い
は底面などの、トナーと接触する位置であって、しか
も、トナーが減少するに従って、トナーとの接触面積が
変動するような方向に配置される。又、基準電極部材２
０Ｂは測定電極部材２０Ａが配置されたと同じ側のトナ
ー容器内であって、トナーと接触することのない箇所に
設けることができる。The measuring electrode member 20A is, for example, as shown in FIG. 7, at a position where the measuring electrode member 20A comes into contact with the toner, such as the inner side surface or the bottom surface of the toner container 11A of the developing means 9, and the toner decreases as the toner decreases. It is placed in such a direction that the contact area with the element fluctuates. Also, the reference electrode member 2
OB can be provided in the toner container on the same side where the measurement electrode member 20A is arranged and at a position where it does not come into contact with the toner.
【００７０】測定電極部材２０Ａ（基準電極部材２０
Ｂ）は、基板２２の上に所定の間隔をもって平行に形成
された一対の電極、即ち、入力側電極２３及び出力側電
極２４を有する。本実施例では、電極２３、２４は、所
定間隔Ｇにて平行に並置された少なくとも一対の電極部
分２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆを有し、各電極部分
２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆは、連結電極部分２３
ｇ、２４ｇにて互いに連結されており、２つの電極２３
及び２４は、互いに組み合わさった多数の凹凸形状とさ
れている（図８）。Measuring electrode member 20A (reference electrode member 20
B) has a pair of electrodes, that is, an input side electrode 23 and an output side electrode 24, which are formed in parallel on a substrate 22 with a predetermined interval. In this embodiment, the electrodes 23 and 24 have at least a pair of electrode portions 23a to 23f and 24a to 24f arranged in parallel at a predetermined interval G, and the electrode portions 23a to 23f and 24a to 24f are connected to each other. Electrode part 23
g and 24 g are connected to each other, and the two electrodes 23
And 24 have a large number of concavo-convex shapes combined with each other (FIG. 8).
【００７１】勿論、測定電極部材２０の電極パターン
は、これに限定されるものではなく、図９に示すように
一対の電極２３、２４を互いに所定の間隔にて平行に配
置された渦巻き形状に形成することもできる。Of course, the electrode pattern of the measuring electrode member 20 is not limited to this, and as shown in FIG. 9, a pair of electrodes 23, 24 are spirally arranged in parallel with each other at a predetermined interval. It can also be formed.
【００７２】上述のように、トナー量検出手段２０によ
れば、トナー容器１１Ａの内部の側面若しくは底面にト
ナーが減少する方向に設置された測定電極部材２０Ａに
対するトナーの接触面積の変化、即ち、測定電極部材２
０Ａの静電容量の変化を測定し、その値によりトナー容
器１１Ａ全体のトナー量を逐次に検出する。As described above, according to the toner amount detecting means 20, the change of the contact area of the toner with respect to the measuring electrode member 20A installed on the inner side surface or the bottom surface of the toner container 11A in the direction in which the toner decreases, that is, Measuring electrode member 2
The change in the electrostatic capacity of 0 A is measured, and the toner amount of the entire toner container 11A is sequentially detected from the measured value.
【００７３】つまり、トナーの誘電率は空気より大きい
ため、測定電極部材２０Ａにトナーが接触している部分
（トナーが有る部分）は、接触していない部分（トナー
が無い部分）に比べて出力される静電容量が大きい。従
って、その静電容量の変化を測定すればトナー容器１１
Ａ内のトナー量の変化を推定できる。That is, since the dielectric constant of toner is larger than that of air, the portion in contact with the measurement electrode member 20A (portion with toner) is output as compared with the portion not in contact (portion without toner). The electrostatic capacity is large. Therefore, if the change in the capacitance is measured, the toner container 11
The change in the amount of toner in A can be estimated.
【００７４】基準電極部材２０Ｂは、上記測定電極部材
２０Ａと同様とされ、図８に示すように、基板２２の上
に所定の間隔Ｇをもって平行に形成された一対の入力側
電極２３（２３ａ〜２３ｆ）及び出力側電極２４（２４
ａ〜２４ｆ）を有し、２つの電極２３及び２４が互いに
組み合わさった多数の凹凸形状とすることもできるし、
又、図９に示すように渦巻き形状に形成することもでき
る。The reference electrode member 20B is similar to the measurement electrode member 20A, and as shown in FIG. 8, a pair of input side electrodes 23 (23a ... 23f) and the output side electrode 24 (24
a to 24f), two electrodes 23 and 24 can be combined into a large number of concavo-convex shapes,
Alternatively, it may be formed in a spiral shape as shown in FIG.
【００７５】基準電極部材２０Ｂは、温度、湿度などの
環境条件などによる電極部材の静電容量の変動をキャン
セルするため、測定電極部材２０Ａに対して基準用の比
較部材として機能する。The reference electrode member 20B cancels fluctuations in the electrostatic capacity of the electrode member due to environmental conditions such as temperature and humidity, and therefore functions as a reference comparison member with respect to the measurement electrode member 20A.
【００７６】つまり、測定電極部材２０Ａの出力は、環
境の変化により変動する基準電極部材２０Ｂの出力と比
較される。例えば基準電極部材２０Ｂの所定の静電容量
をトナーが無いときの測定電極部材２０Ａと同じ値に設
定して基準電極部材２０Ｂと測定電極部材２０Ａの出力
の差分を取ることにより、トナーによる静電容量の変化
分のみの出力を得ることが可能になるため、トナー残量
検知の精度を高めることができる。That is, the output of the measuring electrode member 20A is compared with the output of the reference electrode member 20B which changes due to changes in the environment. For example, the predetermined electrostatic capacity of the reference electrode member 20B is set to the same value as that of the measurement electrode member 20A when there is no toner, and the difference between the outputs of the reference electrode member 20B and the measurement electrode member 20A is taken to obtain the electrostatic capacity of the toner. Since it is possible to obtain the output of only the amount of change in the capacity, it is possible to improve the accuracy of toner remaining amount detection.
【００７７】測定電極部材２０Ａは、パターン表面の接
触部分の静電容量を測定してトナー容器１１Ａ内のトナ
ー量を推測しているため、その値は、環境（湿度、温度
など）の変化により変動する。例えば、湿度が高くなる
と空気中の水蒸気量が多くなるので検知部材２０Ａに触
れている大気の誘電率も増加する。そのため同一のトナ
ー量の時でも環境が変化すると測定電極部材２０Ａから
の出力も変わってくる。又、パターンを形成している基
板２２も吸湿する材質では吸湿により誘電率が変化する
ため環境変動となる。Since the measuring electrode member 20A estimates the amount of toner in the toner container 11A by measuring the electrostatic capacitance of the contact portion on the pattern surface, its value depends on the environment (humidity, temperature, etc.). fluctuate. For example, since the amount of water vapor in the air increases as the humidity increases, the dielectric constant of the atmosphere in contact with the detection member 20A also increases. Therefore, even when the amount of toner is the same, if the environment changes, the output from the measuring electrode member 20A also changes. In addition, the material that absorbs moisture also on the substrate 22 on which the pattern is formed changes the dielectric constant due to moisture absorption, which causes environmental fluctuations.
【００７８】そのため、測定電極部材２０Ａと同じ環境
変動をする比較部材としての基準電極部材２０Ｂ、即
ち、例えば測定電極部材２０Ａと同一な構成とされトナ
ーとは接していない構成とされる基準電極部材２０Ｂ
を、測定電極部材２０Ａと同じ環境下に置いて両方の出
力を比較して差分を取り環境変動をうち消すことによ
り、環境変動に影響されずにトナー残量を測定すること
ができる。Therefore, the reference electrode member 20B as a comparison member that undergoes the same environmental fluctuation as the measurement electrode member 20A, that is, the reference electrode member having the same structure as the measurement electrode member 20A but not in contact with the toner, for example. 20B
Is placed in the same environment as the measurement electrode member 20A, both outputs are compared, the difference is taken to eliminate the environmental change, and the remaining toner amount can be measured without being affected by the environmental change.
【００７９】また、上述のように、トナー容器１１Ａに
はトナー残量逐次検知のための測定電極部材２０Ａ及び
基準電極部材２０Ｂが設けられるが、トナー量を検出す
る検出手段２０としては、更に、好ましくは、現像手段
９には、アンテナ棒、即ち、電極棒９ｈ（図３）が現像
ローラ９ｃと所定間隔をもって現像ローラ９ｃの長手方
向に所定の長さだけ延在して設ける。この構成により、
現像ローラ９ｃと電極棒９ｈとの間の静電容量の変化を
検知することによってトナーエンドを検知できる。Further, as described above, the toner container 11A is provided with the measuring electrode member 20A and the reference electrode member 20B for successively detecting the remaining amount of toner, and the detecting means 20 for detecting the toner amount further includes: Preferably, the developing means 9 is provided with an antenna rod, that is, an electrode rod 9h (FIG. 3) and a predetermined distance from the developing roller 9c so as to extend in the longitudinal direction of the developing roller 9c by a predetermined length. With this configuration,
The toner end can be detected by detecting a change in electrostatic capacitance between the developing roller 9c and the electrode rod 9h.
【００８０】なお、本実施例においては、トナー量検知
手段２０として、静電容量を利用した構成について説明
したが、特開平１１−２８２２３９号公報に開示されて
いるような、トナー面を機械的に検知してトナー残量を
逐次検知する手段であっても構わない。In this embodiment, as the toner amount detecting means 20, the structure utilizing the electrostatic capacity has been described. However, the toner surface is mechanically treated as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-28239. It is also possible to use a means for sequentially detecting the remaining amount of toner by detecting the above.
【００８１】（摺擦距離）本実施例では、像担持体の使
用状況として感光体ドラム７と帯電ローラ８の摺擦距離
を用いる。(Rubbing Distance) In this embodiment, the sliding distance between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 is used as the usage status of the image carrier.
【００８２】図１０は、本発明の画像形成装置の全体構
成の一実施例を示すブロック図である。像担持体使用状
況検知手段とは、図１０に示すように、摺擦距離を検知
する手段（第１駆動手段６００、第２駆動手段５０１、
第１駆動制御手段６０２、第２駆動制御手段５０２、演
算手段６５１）である。次に、この摺擦距離を演算する
ための方法について説明する。FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the overall configuration of the image forming apparatus of the present invention. As shown in FIG. 10, the image carrier usage status detecting means is means for detecting the sliding distance (first driving means 600, second driving means 501,
The first drive control unit 602, the second drive control unit 502, and the calculation unit 651). Next, a method for calculating the rubbing distance will be described.
【００８３】本実施例の電荷注入帯電方式の帯電手段に
おいては、帯電ローラ８の帯電促進粒子と感光体ドラム
７の接触機会を多く取ることが重要であり、そのため
に、帯電ローラ８と感光体ドラム７を同方向に、即ち、
帯電ローラ８と感光体ドラム７の当接面では互いに逆方
向に移動するように、回転駆動している。In the charging means of the charge injection charging system of this embodiment, it is important to take many opportunities for contact between the charge promoting particles of the charging roller 8 and the photosensitive drum 7, and therefore, the charging roller 8 and the photosensitive member are contacted with each other. Drum 7 in the same direction, ie
The contact surfaces of the charging roller 8 and the photosensitive drum 7 are rotationally driven so as to move in opposite directions.
【００８４】感光体ドラム７と帯電ローラ８の接触面に
おける、感光体ドラム７表面の周速をＶａ、帯電ローラ
８表面の周速をＶｂとすると、感光体ドラム７と帯電ロ
ーラ８の周速差Ｖは、
Ｖ＝Ｖａ＋Ｖｂ
で与えられる。When the peripheral speed of the surface of the photosensitive drum 7 at the contact surface between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 is Va and the peripheral speed of the surface of the charging roller 8 is Vb, the peripheral speeds of the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 are shown. The difference V is given by V = Va + Vb.
【００８５】感光体ドラム７表面の周速Ｖａは一定であ
る場合が多いが、中には高解像度で記録するために感光
体ドラム７の周速Ｖａを遅くするモードを有する、所
謂、印刷スピード（感光体ドラム７の周速Ｖａ）の多速
制御を行うものもある。The peripheral speed Va on the surface of the photosensitive drum 7 is often constant, but in some cases, there is a so-called printing speed, which has a mode in which the peripheral speed Va of the photosensitive drum 7 is slowed down in order to record with high resolution. There is also a multi-speed control of the (peripheral speed Va of the photosensitive drum 7).
【００８６】感光体ドラム７と帯電ローラ８の接触部に
おける摺擦距離Ｌは、周速差Ｖと感光体ドラム７と帯電
ローラ８の回転駆動時間Ｔの積、即ち、
Ｌ＝Ｖ×Ｔ
で表す。The sliding distance L at the contact portion between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 is the product of the peripheral speed difference V and the rotational driving time T of the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, that is, L = V × T. Represent
【００８７】なお、感光体ドラム７の寿命は、感光体ド
ラム７の表面の感光層７ｅの削れ量によって決まり、削
れ量は摺擦距離Ｌとリニアの関係が成り立つ、つまり摺
擦距離Ｌがある一定の値ＬＬ（摺擦限界）に達する時、
感光体ドラム７の寿命が終了することとなる。The life of the photosensitive drum 7 is determined by the amount of abrasion of the photosensitive layer 7e on the surface of the photosensitive drum 7, and the amount of abrasion has a linear relationship with the sliding distance L, that is, the sliding distance L. When a certain value LL (rubbing limit) is reached,
The life of the photoconductor drum 7 is over.
【００８８】（記憶手段）次に、記憶手段６０について
説明する。(Storage Means) Next, the storage means 60 will be described.
【００８９】本発明に使用される不揮発性記憶手段６０
としては、信号情報を書き換え可能に記憶、保持するも
のならば特に制限は受けないが、例えばＲＡＭや、書き
換え可能なＲＯＭ等の電気的な記憶手段、磁気記録媒体
や磁気バブルメモリ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段
などが使用される。本実施例においては、取扱い安さや
コストの点からＮＶ(Non Volatile)ＲＡＭを使用した。Nonvolatile storage means 60 used in the present invention
There is no particular limitation as long as it rewritably stores and holds the signal information. For example, an electric storage means such as a RAM or a rewritable ROM, a magnetic recording medium, a magnetic bubble memory, or a magneto-optical memory. Magnetic storage means such as In this embodiment, an NV (Non Volatile) RAM is used in terms of handling ease and cost.
【００９０】読み出し／書き込み手段６１１を通じて記
憶手段６０にトナー量検出手段２０から得られた現像剤
使用状況情報（トナー消費量、トナー残量）と、感光体
ドラム７と帯電ローラ８の摺擦距離Ｌの情報を書き込
む。書き込みは、トナーを一定量消費したタイミング、
或いは、記録媒体２を一定量印刷したタイミング、もし
くは、摺擦距離Ｌを一定量消費したタイミングで行う。The developer usage status information (toner consumption amount, toner remaining amount) obtained from the toner amount detection means 20 in the storage means 60 through the read / write means 611, and the sliding distance between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8. Write L information. Writing is the timing when a certain amount of toner is consumed,
Alternatively, it is performed at a timing when a certain amount of the recording medium 2 is printed or when a certain amount of the rubbing distance L is consumed.
【００９１】（制御方法）本発明における、現像剤消費
率制御（以下「トナー消費率制御」という。）の方法に
ついて図１０、図１１及び図１２を用いて説明する。(Control Method) A method of controlling the developer consumption rate (hereinafter referred to as “toner consumption rate control”) in the present invention will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12.
【００９２】図１１は、プロセスカートリッジ使用中の
トナー消費量、感光体ドラム７と帯電ローラ８の摺擦距
離Ｌ、更には、現像剤消費率（以下「トナー消費率」と
いう。）Ｘの関係を示すグラフである。先ず、この図１
１に示すグラフについて説明する。横軸は摺擦距離Ｌ、
縦軸はトナー消費量Ｘである。FIG. 11 shows the relationship between the toner consumption amount during the use of the process cartridge, the sliding distance L between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, and the developer consumption rate (hereinafter referred to as "toner consumption rate") X. It is a graph which shows. First, this Figure 1
The graph shown in 1 will be described. The horizontal axis is the rubbing distance L,
The vertical axis represents the toner consumption amount X.
【００９３】トナー消費量Ｘ
トナー消費量Ｘは、トナー量検出手段２０によって得ら
れた情報を元に、演算手段６５１にて初期のトナー量と
現在のトナー量の差を計算することで求められる。この
トナー消費量Ｘは、プロセスカートリッジＢの記憶手段
６０に記憶する。 Toner consumption amount X Toner consumption amount X is obtained by calculating the difference between the initial toner amount and the current toner amount by the calculating means 651 based on the information obtained by the toner amount detecting means 20. . The toner consumption amount X is stored in the storage unit 60 of the process cartridge B.
【００９４】トナー消費限界ＸＸは、トナーを消費でき
る限界の量である。このトナー消費限界ＸＸの値は、プ
ロセスカートリッジＢの記憶手段６０に予め記憶してお
く。The toner consumption limit XX is a limit amount at which toner can be consumed. The value of the toner consumption limit XX is stored in the storage unit 60 of the process cartridge B in advance.
【００９５】摺擦距離Ｌ
感光体ドラム７と帯電ローラ８の接触部における摺擦距
離Ｌは、前述のように周速差Ｖと感光体ドラム７と帯電
ローラ８の回転駆動時間Ｔの積、即ち、Ｌ＝Ｖ×Ｔを演
算手段で計算することにより求める。摺擦限界ＬＬは摺
擦できる限界値のことである。この摺擦限界ＬＬは、プ
ロセスカートリッジＢの記憶手段６０に予め記憶してお
く。[0095] rubbing distance sliding distance L at the contact portion of the L photosensitive drum 7 and the charging roller 8, the product of the rotational driving time T of the peripheral speed difference V as described above the photosensitive drum 7 and the charging roller 8, That is, L = V × T is calculated by calculating means. The rubbing limit LL is a limit value at which rubbing is possible. The rubbing limit LL is stored in the storage unit 60 of the process cartridge B in advance.
【００９６】トナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの読み出し／
書き込み
トナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌはあるタイミングで、読み
出し／書き込み手段６１１を通じプロセスカートリッジ
Ｂの記憶手段６０に書き込み／読み出しされる。 Readout of toner consumption X and rubbing distance L /
Writing The toner consumption amount X and the rubbing distance L are written / read to / from the storage unit 60 of the process cartridge B via the reading / writing unit 611 at a certain timing.
【００９７】本実施例では書き込みのタイミングとし
て、摺擦距離を一定量消費したタイミング（Ｌ１、Ｌ
２、・・・・・）を採用している。このタイミングでト
ナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌのデータをセットにして記憶
手段６０に格納する。In this embodiment, the timing of writing (L1, L
2 ...) is adopted. At this timing, the data of the toner consumption amount X and the rubbing distance L are stored as a set in the storage means 60.
【００９８】書き込むタイミングとしては、その他の例
として、記録媒体２を一定量印刷したタイミング、或い
は、トナーを一定量消費したタイミングで行うことが考
えられる。As another example of the writing timing, it is conceivable that the writing is performed at a timing when the recording medium 2 is printed by a certain amount or when a certain amount of toner is consumed.
【００９９】トナー消費予測値ＸＡ
図１１中にプロットされている点（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、
・・・・Ｐｊ−２、Ｐｊ−１、Ｐｊ）はプロセスカート
リッジＢに記憶されているトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌ
のデータセットである。 Predicted toner consumption value XA Points plotted in FIG. 11 (P0, P1, P2,
..... Pj-2, Pj-1, Pj) is the toner consumption amount X and the sliding distance L stored in the process cartridge B.
Is a data set of.
【０１００】プロセスカートリッジＢの使い始め（Ｐ
０）から現在（Ｐｊ）までの履歴が表されている。Start using process cartridge B (P
The history from 0) to the present (Pj) is shown.
【０１０１】このデータを使用して、摺擦限界ＬＬでの
トナー消費量の予測を行う。Using this data, the toner consumption amount at the rubbing limit LL is predicted.
【０１０２】トナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの関係を表す
予測直線１をＰ０とＰｊの２点を使用して求め、更に、
摺擦限界ＬＬでのトナー消費予測値ＸＡを求める。A predicted straight line 1 representing the relationship between the toner consumption amount X and the sliding distance L is obtained by using two points P0 and Pj.
The toner consumption predicted value XA at the rubbing limit LL is obtained.
【０１０３】本実施例では予測直線を求めるのにＰ０と
Ｐｊの２点を使用したが、Ｐ０、Ｐ１、・・・・、Ｐｊ
−１、Ｐｊを使用して１次近似を行う方法でも良い。In this embodiment, two points P0 and Pj are used to obtain the prediction line, but P0, P1, ..., Pj
A method of performing a first-order approximation using −1 and Pj may be used.
【０１０４】トナー消費率制御
トナー消費予測値ＸＡとトナー消費限界ＸＸの比較を行
う。トナー消費予測値ＸＡがトナー消費限界ＸＸより大
きい場合には、トナーが不足することを意味するので、
トナー消費率を下げる。具体的には、Ｐ０からＰｊまで
のトナー消費率ｎをｎ１、Ｐｊ以降のトナー消費率をｎ
２として、Ｐｊ以降が制御直線１上に乗るようにｎ２を
決定する。ｎ１＞ｎ２である。 Toner Consumption Rate Control The toner consumption predicted value XA and the toner consumption limit XX are compared. If the estimated toner consumption value XA is larger than the toner consumption limit XX, it means that the toner is insufficient.
Lower the toner consumption rate. Specifically, the toner consumption rate n from P0 to Pj is n1, and the toner consumption rate after Pj is n.
As n2, n2 is determined so that Pj and the following ride on the control straight line 1. n1> n2.
【０１０５】制御直線とは、Ｐｊ（Ｘｊ，Ｌｊ）と摺擦
限界ＰＰ（ＸＸ，ＬＬ）の２点を結ぶ直線であり、この
直線を満たす関係でトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌが推移
すれば、トナーと感光体ドラム７の寿命が同じになる。The control straight line is a straight line connecting two points of Pj (Xj, Lj) and the rubbing limit PP (XX, LL), and the toner consumption amount X and the rubbing distance L change in a relationship satisfying this straight line. If so, the toner and the photoconductor drum 7 have the same life.
【０１０６】トナー制御手段９００におけるトナー消費
率の制御は、一般的に行われている画像濃度制御を用い
る。具体的には、画像濃度を下げる（トナー消費率を下
げる）ためには、現像ＤＣ成分及び一次帯電のＤＣ成分
を下げることにより達成される。To control the toner consumption rate in the toner control means 900, generally used image density control is used. Specifically, in order to lower the image density (lower the toner consumption rate), it is achieved by lowering the developing DC component and the primary charging DC component.
【０１０７】トナー消費率ｎと現像ＤＣ成分及び一次帯
電ＤＣ成分の対応関係を予め求めておき、画像形成装置
或いはプロセスカートリッジの記憶手段に記憶してお
く。The correspondence relationship between the toner consumption rate n and the developing DC component and primary charging DC component is obtained in advance and stored in the storage means of the image forming apparatus or the process cartridge.
【０１０８】以降は、今求めた最適なトナー消費率ｎ２
（以降最適トナー消費率）で画像形成するようにトナー
消費率制御手段９００にて現像ＤＣ成分、一次帯電ＤＣ
成分を制御する。After that, the optimum toner consumption rate n2 just obtained is obtained.
In order to form an image at (hereinafter, optimum toner consumption rate), the toner consumption rate control unit 900 uses the developing DC component and the primary charging DC.
Control the ingredients.
【０１０９】以上述べたトナー消費率制御方法を、図１
２に示すフローチャートを用いて説明する。The toner consumption rate control method described above is shown in FIG.
This will be described using the flowchart shown in FIG.
【０１１０】ステップ１
プリンタ本体１４に電源投入がなされるか、或いは、プ
ロセスカートリッジ（ＣＲＧ）Ｂの挿入を検知したらス
テップ２へ進む。Step 1 If the printer main body 14 is turned on or the insertion of the process cartridge (CRG) B is detected, the process proceeds to step 2.
【０１１１】ステップ２
ステップ２では挿入されているプロセスカートリッジＢ
が新品であるかの判断を行う。新品かどうかの情報はプ
ロセスカートリッジに設けた記憶手段６０にトナー消費
履歴、摺擦履歴が書き込まれているかどうかで判断す
る。この履歴が書き込まれていなければ新品であると判
断しステップ３へ、書き込みがあれば、新品ではないの
でステップ４へ進む。Step 2 Process cartridge B inserted in step 2
To determine if it is new. The information as to whether the product is new or not is determined by whether or not the toner consumption history and the rubbing history are written in the storage unit 60 provided in the process cartridge. If this history is not written, it is determined that it is a new product, and if it is written, it is not a new product and the process proceeds to step 4.
【０１１２】ステップ３
新品である場合にはトナー消費履歴、摺擦履歴の初期値
Ｐ０（Ｘ０，Ｌ０）＝（０，０）と最終情報Ｐ（Ｘ，
Ｌ）＝（０，０）を記憶手段６０に書き込む。書き込ん
だ後ステップ４へ進む。Step 3 If the toner is new, initial values P0 (X0, L0) = (0,0) of toner consumption history and rubbing history and final information P (X,
L) = (0,0) is written in the storage means 60. After writing, proceed to step 4.
【０１１３】ステップ４
最新の摺擦距離履歴情報Ｌｋを記憶手段６０から読み込
む。Step 4 The latest rubbing distance history information Lk is read from the storage means 60.
【０１１４】ステップ５
最終のトナー消費情報Ｘと摺擦情報Ｌを記憶手段６０か
ら読み込む。Step 5 The final toner consumption information X and rubbing information L are read from the storage means 60.
【０１１５】ステップ６
トナー消費率制御を既に行っているか判別するために、
最適トナー消費率ｎ２のデータを読み込む。正常に読み
込めれば、消費率制御を行っているのでステップ２２へ
進み、データを読み込めない時は、未制御状態なのでス
テップ７へと進む。Step 6 In order to determine whether the toner consumption rate control has already been performed,
The data of the optimum toner consumption rate n2 is read. If the data can be read normally, the consumption rate is being controlled, so the process proceeds to step 22. If the data cannot be read, the process is in the uncontrolled state, and the process proceeds to step 7.
【０１１６】ステップ７、８、９
感光体ドラム７と帯電ローラ８の回転中に、感光体ドラ
ム７と帯電ローラ８の周速差Ｖと回転時間Ｔから摺擦距
離Ｌ（＝Ｖ×Ｔ）を積算する。摺擦距離Ｌは使い始めか
らの総摺擦距離である。回転が停止したらステップ１０
へ進む。Steps 7, 8, 9 While the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 are rotating, the sliding distance L (= V × T) is calculated from the peripheral speed difference V between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8 and the rotation time T. Is added. The rubbing distance L is the total rubbing distance from the beginning of use. Step 10 when rotation stops
Go to.
【０１１７】ステップ１０
トナー量検出手段２０を用いて、残トナー量を測定し現
時点でのトナー消費量を計算する。Step 10 Using the toner amount detecting means 20, the residual toner amount is measured and the toner consumption amount at the present time is calculated.
【０１１８】ステップ１１
回転停止後、記憶手段２０に記録されている、トナー消
費量Ｘと摺擦距離Ｌの最終情報を上書きして更新する。Step 11 After the rotation is stopped, the final information of the toner consumption amount X and the sliding distance L recorded in the storage means 20 is overwritten and updated.
【０１１９】ステップ１２
摺擦距離Ｌを一定量ＬＣ消費した毎に、トナー消費量と
摺擦距離の情報を履歴として記憶手段２０に追加しなが
ら書き込んでいく方式を採用しているので、前回記憶し
た最新履歴の摺擦距離Ｌｋからの摺擦距離消費の増加量
（Ｌ−Ｌｋ）を計算する。一定量ＬＣ消費されているの
であれば履歴を追加するのでステップ１３へ進み、一定
量消費していないのであればステップ７へ進む。Step 12: A method is adopted in which, each time the rubbing distance L is consumed by a fixed amount LC, the information of the toner consumption amount and the rubbing distance is added as a history to the storage means 20 and is written. The increase amount (L-Lk) of the sliding distance consumption from the latest sliding distance Lk is calculated. If a certain amount of LC has been consumed, the history is added, so the process proceeds to step 13. If not, the process proceeds to step 7.
【０１２０】ステップ１３ 履歴を増やすので、添え字ｋをインクリメントする。Step 13 Since the history is increased, the subscript k is incremented.
【０１２１】ステップ１４
最終情報Ｐ（Ｘ，Ｌ）を最新履歴Ｐｋ（Ｘｋ，Ｌｋ）と
して記憶手段２０に追加して書き込む。Step 14 The final information P (X, L) is additionally written in the storage means 20 as the latest history Pk (Xk, Lk).
【０１２２】ステップ１５
本実施例ではプロセスカートリッジＢ寿命後期（ドラム
寿命の６〜８割程度）の摺擦距離ＬＴをトナー消費率制
御開始のトリガーＬＴと設定した。摺擦距離Ｌがこのト
リガーとなる摺擦距離ＬＴを上回った時は回転数制御を
行うためステップ１７以降へ進み、一方、下回っている
ならば回転数制御の必要が無いと判断しステップ７へ戻
る。トリガーである摺擦距離ＬＴは、図１１でＬｊに相
当する。Step 15 In this embodiment, the sliding distance LT in the latter half of the life of the process cartridge B (about 60 to 80% of the drum life) is set as the trigger LT for starting the toner consumption rate control. When the rubbing distance L exceeds the trigger rubbing distance LT, the rotation speed is controlled, and therefore the process proceeds to step 17 and subsequent steps. On the other hand, when it is below, it is determined that the rotation speed control is not necessary and the process proceeds to step 7. Return. The sliding friction distance LT, which is a trigger, corresponds to Lj in FIG.
【０１２３】ステップ１６
トナー消費量制御を既に行っているかを判別するため
に、最適トナー消費率ｎ２を読み込む。正常に読み込め
れば、最適制御を行っているのでステップ７へ進み、デ
ータを読み込めない時は、最適トナー消費率ｎ２で消費
率制御を行うためにステップ１７へと進む。Step 16 The optimum toner consumption rate n2 is read in order to determine whether the toner consumption amount control has already been performed. If the data can be read normally, the optimum control is being performed, so the process proceeds to step 7. If the data cannot be read, the process proceeds to step 17 to perform the consumption rate control at the optimum toner consumption rate n2.
【０１２４】ステップ１７
制御直線１を求めるために初期値Ｐ０（Ｘ０，Ｌ０）と
最新履歴Ｐｋ（Ｘｋ，Ｌｋ）を呼び出す。図１１ではＰ
ｊ（Ｘｊ，Ｌｊ）に相当する。Step 17 In order to obtain the control straight line 1, the initial value P0 (X0, L0) and the latest history Pk (Xk, Lk) are called. In FIG. 11, P
It corresponds to j (Xj, Lj).
【０１２５】ステップ１８ 演算手段６５１にてトナー消費予測値ＸＡを計算する。Step 18 The calculation means 651 calculates the toner consumption predicted value XA.
【０１２６】ステップ１９
トナー消費限界ＸＸとトナー消費予測値ＸＡを比較す
る。トナー消費予測値ＸＡがトナー消費限界ＸＸより大
きいならば、トナーが不足すると推測できるので、トナ
ー消費率制御を行うステップ２０へ進む。トナー消費予
測値ＸＡがトナー消費限界ＸＸより小さいならば、ステ
ップ７へ進む。Step 19 The toner consumption limit XX is compared with the toner consumption predicted value XA. If the predicted toner consumption value XA is larger than the toner consumption limit XX, it can be estimated that the toner is insufficient, so the process proceeds to step 20 for controlling the toner consumption rate. If the toner consumption predicted value XA is smaller than the toner consumption limit XX, the process proceeds to step 7.
【０１２７】ステップ２０ 最適トナー消費率ｎ２を計算する。Step 20 The optimum toner consumption rate n2 is calculated.
【０１２８】ステップ２１ 記憶手段６０に最適トナー消費率ｎ２を書き込む。Step 21 The optimum toner consumption rate n2 is written in the storage unit 60.
【０１２９】ステップ２２
トナー消費率制御手段９００にてトナー消費率をｎ２に
するような，画像形成条件にする。トナーを全量使い終
わるまで、摺擦距離Ｌとトナー消費量Ｘを記憶手段６０
へ記録するためステップ７へ進む。Step 22: The toner consumption rate control means 900 sets the image forming conditions such that the toner consumption rate becomes n2. The storage unit 60 stores the sliding distance L and the toner consumption amount X until the toner is completely used up.
Go to step 7 for recording.
【０１３０】以上のように、トナー消費量Ｘと感光体ド
ラム７と帯電ローラ８の摺擦距離Ｌの履歴を利用して、
トナー消費量を予測し、その結果に応じてトナー消費率
の最適な制御を行うことによってトナー消費と感光体ド
ラム７の寿命がほぼ同時にできる。As described above, using the history of the toner consumption amount X and the sliding distance L between the photosensitive drum 7 and the charging roller 8,
By predicting the toner consumption amount and optimally controlling the toner consumption rate according to the result, the toner consumption and the life of the photoconductor drum 7 can be performed almost at the same time.
【０１３１】従って、トナーが残っているのに感光体ド
ラム７が寿命に達したり、反対に感光体ドラム７がまだ
使用可能であるのにトナーがなくなったりして、それぞ
れまだ使用可能なトナー、感光体ドラム７が無駄になる
ことを防止できる。Therefore, the photoconductor drum 7 reaches the end of its life even though the toner remains, or conversely, the photoconductor drum 7 is still usable but the toner is exhausted. It is possible to prevent the photoconductor drum 7 from being wasted.
【０１３２】実施例２
図１３は、本発明の第２実施例を説明するトナー消費量
Ｘと摺擦距離Ｌの関係を表すグラフである。本実施例で
は更にきめ細かい制御方法を採用する。Embodiment 2 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the toner consumption amount X and the rubbing distance L for explaining the second embodiment of the present invention. In this embodiment, a finer control method is adopted.
【０１３３】実施例１の制御直線は過去の状態が今後も
続くことを前提としているので、実際とのずれが生じる
場合がある。これは、印字率や連続してプリントされる
枚数などのばらつきによって、トナー消費と摺擦距離の
関係が変化するからである。Since the control straight line of the first embodiment is premised on the fact that the past state will continue in the future, a deviation from the actual state may occur. This is because the relationship between the toner consumption and the rubbing distance changes due to variations in the printing rate and the number of continuously printed sheets.
【０１３４】実施例１ではトナー消費率を最適に駆動制
御するためのトリガーは１箇所だけであったが、本実施
例２ではトリガーを複数設けることでよりきめの細かい
制御を行う。In the first embodiment, there is only one trigger for optimally driving and controlling the toner consumption rate, but in the second embodiment, a plurality of triggers are provided to perform finer control.
【０１３５】実施例２において、実施例１と異なるの
は、トナー消費率の制御トリガーＬＴ１以降の部分なの
で、この個所について説明を行う。The second embodiment differs from the first embodiment only in the part after the toner consumption rate control trigger LT1. Therefore, this part will be described.
【０１３６】トナー消費率制御（第１区間）
摺擦距離がＬＴ１に達したら、初期からトリガーＬＴ１
までのトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの履歴から予測直線
１とトナー消費予測値ＸＡ１を、前記履歴とトナー消費
限界ＰＰ（ＸＸ，ＬＬ）から制御直線１を求める。前記
予測直線１と前記制御直線１から最適トナー消費率ｎ２
を求める。以降は、この最適トナー消費率ｎ２の条件を
満たす画像濃度条件（一次帯電、現像ＤＣ成分）になる
ようにトナー消費率制御を行う。Toner consumption rate control (first section) When the rubbing distance reaches LT1, the trigger LT1 is started from the initial stage.
The predicted straight line 1 and the predicted toner consumption value XA1 are obtained from the history of the toner consumption amount X and the rubbing distance L, and the control straight line 1 is obtained from the history and the toner consumption limit PP (XX, LL). From the predicted straight line 1 and the control straight line 1, the optimum toner consumption rate n2
Ask for. After that, the toner consumption rate is controlled so that the image density condition (primary charging, developing DC component) that satisfies the condition of the optimum toner consumption rate n2 is satisfied.
【０１３７】トナー消費予測値ＸＡ１はトナー消費限界
ＸＸより大きいので、トナー消費率を下げることとな
る。ｎ２＜ｎ１である。Since the predicted toner consumption value XA1 is larger than the toner consumption limit XX, the toner consumption rate is lowered. n2 <n1.
【０１３８】尚、図１３において、図の見易さを考慮し
て制御直線１は一部分しか描いていないが、制御直線１
の先端はトナー消費限界点ＰＰを指している。Note that, in FIG. 13, the control straight line 1 is drawn only partially in consideration of the viewability of the drawing, but the control straight line 1 is not shown.
Indicates the toner consumption limit point PP.
【０１３９】トナー消費率制御（第２区間）
摺擦距離がＬＴ２に達したら、トリガーＬＴ１からトリ
ガーＬＴ２までのトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの履歴か
ら予測直線２とトナー消費予測値ＸＡ２を、前記履歴と
摺擦限界ＰＰ（ＸＸ，ＬＬ）から制御直線２を求める。
前記予測直線２と前記制御直線２から最適トナー消費率
ｎ３を求める。この最適トナー消費率ｎ３の条件を満た
す画像濃度条件（一次帯電、現像ＤＣ成分）になるよう
にトナー消費率制御を行う。Toner Consumption Rate Control (Second Section) When the rubbing distance reaches LT2, the predicted straight line 2 and the toner consumption predicted value XA2 are calculated from the history of the toner consumption amount X from the trigger LT1 to the trigger LT2 and the rubbing distance L. , The control straight line 2 is obtained from the history and the sliding friction limit PP (XX, LL).
The optimum toner consumption rate n3 is calculated from the predicted straight line 2 and the control straight line 2. The toner consumption rate is controlled so that the image density condition (primary charging, development DC component) that satisfies the condition of the optimum toner consumption rate n3 is satisfied.
【０１４０】トナー消費予測値ＸＡ２は、トナー消費限
界ＸＸより小さいので、トナー消費率を上げることとな
る。ｎ３＞ｎ２である。Since the predicted toner consumption value XA2 is smaller than the toner consumption limit XX, the toner consumption rate is increased. n3> n2.
【０１４１】尚、図１３において、図の見易さを考慮し
て制御直線２は一部分しか描いていないが、制御直線２
の先端はトナー消費限界点ＰＰを指している。Note that in FIG. 13, the control straight line 2 is drawn only partially in consideration of the viewability of the drawing, but the control straight line 2 is not shown.
Indicates the toner consumption limit point PP.
【０１４２】トナー消費率制御（第３区間）
摺擦距離がＬＴ３に達したら、トリガーＬＴ２からトリ
ガーＬＴ３までのトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの履歴か
ら、予測直線３とトナー消費予測値ＸＡ３を、前記履歴
と摺擦限界ＰＰ（ＸＸ、ＬＬ）から制御直線３を求め
る。前記予測直線３と前記制御直線３から、最適トナー
消費率ｎ４を求める。以降は、この最適トナー消費率ｎ
４の条件を満たす画像濃度条件（一次帯電、現像ＤＣ成
分）になるようにトナー消費率制御を行う。Toner Consumption Rate Control (Third Section) When the rubbing distance reaches LT3, from the history of the toner consumption amount X and the rubbing distance L from the trigger LT2 to the trigger LT3, the predicted straight line 3 and the toner consumption predicted value XA3 are obtained. Is calculated from the history and the rubbing limit PP (XX, LL). The optimum toner consumption rate n4 is obtained from the predicted straight line 3 and the control straight line 3. After that, this optimum toner consumption rate n
The toner consumption rate is controlled so that the image density condition (primary charging, development DC component) that satisfies the condition 4 is satisfied.
【０１４３】トナー消費予測値ＸＡ３はトナー消費限界
ＸＸより大きいので、トナー消費率を下げることとな
る。ｎ４＜ｎ３である。Since the toner consumption predicted value XA3 is larger than the toner consumption limit XX, the toner consumption rate is lowered. n4 <n3.
【０１４４】尚、図１３において、図の見易さを考慮し
て制御直線３は一部分しか描いていないが、制御直線３
の先端は摺擦限界点ＰＰを指している。In FIG. 13, only a part of the control line 3 is drawn in consideration of the viewability of the figure, but the control line 3 is not drawn.
Indicates the rubbing limit point PP.
【０１４５】尚、第１区間から第３区間において、それ
以前の区間と同じようにトナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの
履歴データを記憶手段６０に記録する。Incidentally, in the first section to the third section, the history data of the toner consumption amount X and the rubbing distance L is recorded in the storage means 60 as in the previous section.
【０１４６】以上のように、トナー消費率制御を多段階
に行うことで印字率や連続してプリントされる枚数など
のばらつきによらず正確な制御を可能にしつつ、トナー
消費と感光体ドラム７の寿命がほぼ同時になる。As described above, by performing the toner consumption rate control in multiple stages, the toner consumption and the photosensitive drum 7 can be accurately controlled regardless of variations in the printing rate and the number of continuously printed sheets. The lifespans of the two become almost the same.
【０１４７】従って、トナーが残っているのに感光体ド
ラム７が寿命に達したり、反対に感光体ドラム７がまだ
使用可能であるのにトナーがなくなったりして、それぞ
れまだ使用可能なトナー、感光体ドラム７が無駄になる
ことを防止できる。Therefore, the photoconductor drum 7 reaches the end of its life even though the toner remains, and conversely, the photoconductor drum 7 is still usable but runs out of toner. It is possible to prevent the photoconductor drum 7 from being wasted.
【０１４８】尚、本実施例では制御区間を３区間に分割
したが、３つに限定する必要はない。Although the control section is divided into three sections in this embodiment, it is not necessary to limit the control section to three sections.
【０１４９】又、３つの履歴データを１つの区間として
いるが、これも３データに限定する必要はない。Further, although three history data are set as one section, it is not necessary to limit this to three data.
【０１５０】更に、履歴データの保存を一定の摺擦距離
毎に行っているが、保存のタイミングは、トナーの消費
量、時間などのパラメータを用いても良い。Further, although the history data is stored for each fixed sliding distance, parameters such as toner consumption amount and time may be used for the storage timing.
【０１５１】そして、この履歴データを保存するタイミ
ングを、前記パラメータを一定量消費した毎に設定した
が、一定量に限定する必要もない。The timing for storing the history data is set each time the parameter is consumed by a certain amount, but it is not necessary to limit it to a certain amount.
【０１５２】実施例１と実施例２ではドラム使用状況
（ドラム寿命）を検知するために、摺擦距離を用いた
が、ドラム使用状況検知手段を、感光ドラム７を流れる
電流値を検知する検知手段（不図示）としてもよい。In the first and second embodiments, the rubbing distance is used to detect the drum usage status (drum life), but the drum usage status detection means detects the current value flowing through the photosensitive drum 7. Means (not shown) may be used.
【０１５３】つまり、帯電ローラ８に一定電圧を印加し
て感光ドラム７に電流を流す。このとき感光ドラム７に
流れる電流の電流値は、感光ドラム７の感光体の膜厚と
対応関係にある。従って、検出手段によって電流値を検
出することにより、感光体の膜厚に対応した検出信号を
得ることができる。この検出信号をドラム使用状況情報
として使用することでトナー消費率の制御は可能とな
る。That is, a constant voltage is applied to the charging roller 8 and a current is passed through the photosensitive drum 7. At this time, the current value of the current flowing through the photosensitive drum 7 has a correspondence relationship with the film thickness of the photoconductor of the photosensitive drum 7. Therefore, the detection signal corresponding to the film thickness of the photoconductor can be obtained by detecting the current value by the detection means. The toner consumption rate can be controlled by using this detection signal as the drum usage status information.
【０１５４】又、トナー消費率制御モードを自動実行す
る方法について説明したが、これに限定されることはな
く、画像形成装置或いは画像形成装置に接続されている
機器よりトナー消費率制御モード実行の選択を行う形態
でも良い。Although the method of automatically executing the toner consumption rate control mode has been described, the present invention is not limited to this, and the toner consumption rate control mode is executed by the image forming apparatus or a device connected to the image forming apparatus. A mode of selecting may be used.
【０１５５】実施例３
実施例１及び実施例２では、トナー消費率を制御するア
ルゴリズムはプリンター本体１４に格納されているＲＯ
Ｍ（不図示）に保存されていることを想定したが、消耗
部品であるプロセスカートリッジＢの記憶手段６０にア
ルゴリズムを記録し、プリンター本体１４が必要に応じ
てこの記憶手段６０から読み出して、このアルゴリズム
に則って帯電ローラ８の回転数制御を行うことも考えら
れる。Third Embodiment In the first and second embodiments, the algorithm for controlling the toner consumption rate is the RO stored in the printer body 14.
Although it is assumed that the algorithm is stored in M (not shown), the algorithm is recorded in the storage means 60 of the process cartridge B, which is a consumable part, and the printer main body 14 reads it from the storage means 60 as necessary, It is also conceivable to control the rotation speed of the charging roller 8 according to an algorithm.
【０１５６】つまり、プロセスカートリッジＢの使用終
了後、これを回収して、記憶手段６０に記録されている
トナー消費量Ｘと摺擦距離Ｌの履歴を読み出し、このデ
ータを解析することでユーザーの使用状況をより詳しく
把握できる。プロセスカートリッジＢに帯電ローラ８の
回転制御アルゴリズムを格納すれば、ユーザーに対して
容易にアルゴリズムの改良版を次々に提供できるし、特
定のユーザに対してのカスタマイズも可能となる。That is, after the use of the process cartridge B is completed, the process cartridge B is collected, the history of the toner consumption amount X and the sliding distance L recorded in the storage means 60 is read out, and the data is analyzed to analyze the data of the user. You can understand the usage status in more detail. If the rotation control algorithm of the charging roller 8 is stored in the process cartridge B, the improved version of the algorithm can be easily provided to the user one after another, and customization for a specific user is also possible.
【０１５７】実施例４
実施例１〜実施例３において、トナー消費率ｎは、制御
直線と予測直線から導出される。しかし、画像特性の面
から消費率の上限、下限が設定されることが望ましい。Embodiment 4 In Embodiments 1 to 3, the toner consumption rate n is derived from the control straight line and the prediction straight line. However, it is desirable to set the upper and lower limits of the consumption rate in terms of image characteristics.
【０１５８】従って、最適トナー消費率ｎｉを計算した
後、トナー消費率の上下限の範囲内に収まっていること
をチェックするステップを設ける。もし、計算結果が下
限以下であればトナー消費率を下限値に、上限以上であ
れば上限値に修正し、この修正回転数でトナー消費率を
制御する。Therefore, after calculating the optimum toner consumption rate ni, there is provided a step of checking that the toner consumption rate is within the upper and lower limits. If the calculation result is less than or equal to the lower limit, the toner consumption rate is corrected to the lower limit value, and if greater than or equal to the upper limit, the toner consumption rate is corrected to the upper limit value, and the toner consumption rate is controlled by this corrected rotation speed.
【０１５９】他の実施例
前述したプロセスカートリッジＢは単色画像を形成する
ためのものであったが、プロセスカートリッジは単色の
画像を形成する場合のみならず、プロセスカートリッジ
を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像
或はフルカラー等）を形成する画像形成装置にも好適に
適用することができる。Other Embodiments The process cartridge B described above is for forming a monochromatic image. However, the process cartridge is not limited to the case of forming a monochromatic image, but a plurality of process cartridges are provided and a multicolor image is formed. The present invention can be suitably applied to an image forming apparatus that forms (for example, a two-color image, a three-color image, a full-color image, etc.).
【０１６０】又、像担持体としての電子写真感光体とし
ては、前記感光体ドラム７に限定されることなく、例え
ば次のものが含まれる。Further, the electrophotographic photosensitive member as the image bearing member is not limited to the photosensitive drum 7, but includes the following, for example.
【０１６１】電子写真感光体である光導電体としては、
例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸
化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含
まれる。なお、一般的にはドラム状のものが用いられて
おり、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又
は塗工等を行ったものである。As the photoconductor which is an electrophotographic photoreceptor,
For example, amorphous silicon, amorphous selenium, zinc oxide, titanium oxide, organic photoconductor (OPC), etc. are included. Generally, a drum-shaped one is used, and a photoconductor is vapor-deposited or coated on a cylinder of aluminum alloy or the like.
【０１６２】トナー枠体１１、現像枠体１２を形成する
材質としては、プラスチック例えばポリスチレン、ＡＢ
Ｓ樹脂（アクリロニトリル／ブタジェン／スチレン共重
合体）、変性ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル）、
変性ＰＰＯ樹脂（ポリフェニレンオキサイド）、ポリカ
ーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン等である。The material for forming the toner frame 11 and the developing frame 12 is plastic such as polystyrene or AB.
S resin (acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer), modified PPE resin (polyphenylene ether),
Modified PPO resin (polyphenylene oxide), polycarbonate, polyethylene, polypropylene and the like.
【０１６３】又、前述したプロセスカートリッジとは、
例えば電子写真感光体と、少なくとも帯電手段を備えた
ものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様
としては、前述した実施例のもの以外にも、例えば電子
写真感光体と現像手段と帯電手段とを一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの、電子写真感
光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本
体に着脱可能にするもの等がある。The above-mentioned process cartridge is
For example, an electrophotographic photosensitive member and at least a charging unit are provided. Therefore, as the mode of the process cartridge, other than the embodiment described above, for example, the electrophotographic photosensitive member, the developing means, and the charging means are integrally made into a cartridge, which can be attached to and detached from the apparatus main body. There is a device in which the photosensitive member and the charging unit are integrally formed into a cartridge so that the cartridge can be attached to and detached from the apparatus main body.
【０１６４】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、現像手段と帯電手段と電子写真感光体とを一体的に
カ一卜リッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本
体に対して着脱可能とするもの、或いは、帯電手段と電
子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成
装置本体に着脱可能とするものである。That is, the above-mentioned process cartridge is one in which the developing means, the charging means and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge so that the cartridge can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. The charging means and the electrophotographic photosensitive member are integrally made into a cartridge so as to be attachable to and detachable from the image forming apparatus main body.
【０１６５】更に、前述した実施例では画像形成装置と
してレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこ
れに限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファ
クシミリ装置、或いは、ワードプロセッサ等の他の画像
形成装置に使用することも当然可能である。Further, although the laser beam printer is exemplified as the image forming apparatus in the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to this, and other images such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, a word processor, etc. can be used. Of course, it can also be used in a forming device.
【０１６６】[0166]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置及びプロセスカートリッジは、現像剤の使用状況を
検知する現像剤使用状況検知手段と、像担持体の使用状
況を検知する像担持体使用状況検知手段と、現像剤使用
状況検知手段と像担持体使用状況検知手段で得られた情
報を記憶する書き換え可能な記憶手段と、記憶手段に格
納された現像剤使用状況履歴と像担持体使用状況履歴を
演算する演算手段と、演算手段によって計算された結果
に応じて現像剤消費率を制御する現像剤消費率制御手段
と、を有する構成とされるので、現像剤（トナー）の消
費と像担持体の寿命がほぼ同時になるようにトナー消費
率を制御することができ、無駄を無くすことができる。As described above, the image forming apparatus and the process cartridge of the present invention include the developer usage status detecting means for detecting the usage status of the developer, and the image carrier for detecting the usage status of the image carrier. Usage status detecting means, developer usage status detecting means and rewritable storage means for storing information obtained by the image carrying body usage status detecting means, developer usage status history and image carrier stored in the storage means Since it is configured to include a calculation unit that calculates the usage history and a developer consumption rate control unit that controls the developer consumption rate according to the result calculated by the calculation unit, the consumption of the developer (toner) The toner consumption rate can be controlled so that the life of the image carrier and the life of the image carrier are almost the same, and waste can be eliminated.
【０１６７】更に具体的には、
（１）トナー消費量Ｘと像担持体と帯電手段の摺擦距離
Ｌの履歴を利用して、トナー消費量を予測し、その結果
に応じてトナー消費率の最適な制御を行うことによって
トナー消費と像担持体の寿命がほぼ同時にできる。従っ
て、トナーが残っているのに像担持体が寿命に達した
り、反対に像担持体がまだ使用可能であるのにトナーが
なくなったりして、それぞれまだ使用可能なトナー、像
担持体が無駄になることを防止し、長持ちさせることが
できる。
（２）トナー消費率制御を多段階に行うことで印字率や
連続してプリントされる枚数などのばらつきによらず正
確な制御を可能にしつつ、トナー消費と像担持体の寿命
をほぼ同時とすることができる。従って、トナーが残っ
ているのに像担持体が寿命に達したり、反対に像担持体
がまだ使用可能であるのにトナーがなくなるといったこ
とをなくし、使用可能なトナー、像担持体が無駄になる
ことを防止し、長持ちさせることができる。
（３）トナー消費率制御は、画像濃度を変更することで
行っているので、トナー付着部はライン部、ベタ部とも
一様に減少するので、絵柄、文字ともに通常時より判別
性が低下することはない。
（４）像担持体の寿命を摺擦時間ではなく、摺擦距離で
管理することにより、画像形成プロセススピードを複数
持つ場合でもその寿命管理を正確に行うことができる。
（５）トナー消費量と摺擦距離の履歴をプロセスカート
リッジの記憶手段に記録することで、プロセスカートリ
ッジを他の画像形成装置で使用しても、履歴を呼び出し
これを利用することで最適なトナー消費率制御が可能で
ある。
（６）トナー消費量と摺擦距離の履歴をプロセスカート
リッジの記憶手段に記録することで、プロセスカートリ
ッジＢの使用終了後、これを回収して、記憶手段に記録
されているトナー消費量と摺擦距離の履歴を読み出し、
このデータを解析することでユーザーの使用状況をより
詳しく把握できる。
（７）又、プロセスカートリッジにトナー消費率制御ア
ルゴリズムを格納すれば、ユーザーに対して容易にアル
ゴリズムの改良版を次々に提供できるし、特定のユーザ
に対してのカスタマイズも可能となる。
といった種々の効果を奏し得る。More specifically, (1) the toner consumption amount is predicted by using the history of the toner consumption amount X and the sliding distance L between the image carrier and the charging means, and the toner consumption rate is calculated according to the result. By performing the optimum control of, the toner consumption and the life of the image bearing member can be made almost at the same time. Therefore, the image bearing member reaches the end of its life even though the toner remains, or conversely, the image bearing member is still usable but the toner runs out. It is possible to prevent it from becoming a long life. (2) By performing the toner consumption rate control in multiple stages, it is possible to perform accurate control regardless of variations in the printing rate and the number of continuously printed sheets, and at the same time, the toner consumption and the life of the image bearing member are almost simultaneous. can do. Therefore, it is possible to prevent the image carrier from reaching the end of its life even if the toner remains, or on the contrary, to run out of the toner even though the image carrier is still usable. It is possible to prevent it from becoming and to last a long time. (3) Since the toner consumption rate is controlled by changing the image density, the toner adhesion portion is uniformly reduced in both the line portion and the solid portion, so that the discriminability of the pattern and the character is lower than in the normal state. There is no such thing. (4) By managing the life of the image bearing member not by the rubbing time but by the rubbing distance, the life can be accurately managed even when there are a plurality of image forming process speeds. (5) By recording the history of the toner consumption amount and the rubbing distance in the storage unit of the process cartridge, even if the process cartridge is used in another image forming apparatus, the history is called to utilize the optimum toner. It is possible to control the consumption rate. (6) By recording the history of the toner consumption amount and the rubbing distance in the storage unit of the process cartridge, after the use of the process cartridge B is finished, the history is collected and the history of the toner consumption and the sliding amount recorded in the storage unit is deleted. Read the history of rubbing distance,
By analyzing this data, the usage status of the user can be understood in more detail. (7) Further, if the toner consumption rate control algorithm is stored in the process cartridge, it is possible to easily provide the user with improved versions of the algorithm one after another and also to customize it for a specific user. Such various effects can be achieved.
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の内部構
造を示す概略構成断面図である。FIG. 1 is a schematic configuration sectional view showing an internal structure of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示した画像形成装置の外観斜視図であ
る。2 is an external perspective view of the image forming apparatus shown in FIG.
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例
の概略構成断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a process cartridge according to the present invention.
【図４】図３に示すプロセスカートリッジの外観斜視図
である。FIG. 4 is an external perspective view of the process cartridge shown in FIG.
【図５】図３のプロセスカートリッジの外観斜視図であ
る。5 is an external perspective view of the process cartridge of FIG.
【図６】本発明に係る帯電ローラ及び感光体ドラムの支
持構成及び駆動構成を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a supporting structure and a driving structure of a charging roller and a photosensitive drum according to the present invention.
【図７】本発明に従ったトナー量検出装置を説明するた
めのトナー容器の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a toner container for explaining the toner amount detecting device according to the present invention.
【図８】本発明に従った測定電極部材及び基準電極部材
の一実施例を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing an embodiment of a measurement electrode member and a reference electrode member according to the present invention.
【図９】本発明に従った測定電極部材及び基準電極部材
の他の実施例を示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the measurement electrode member and the reference electrode member according to the present invention.
【図１０】本発明に係る電子写真画像形成装置及びプロ
セスカートリッジの全体構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an overall configuration of an electrophotographic image forming apparatus and a process cartridge according to the present invention.
【図１１】実施例１に係る制御におけるトナー消費量、
摺擦距離、トナー消費率の関係を説明するグラフであ
る。FIG. 11 is a toner consumption amount in control according to the first embodiment,
6 is a graph illustrating a relationship between a rubbing distance and a toner consumption rate.
【図１２】実施例１に係る制御方法を説明するフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method according to the first embodiment.
【図１３】実施例２に係る制御におけるトナー消費量、
摺擦距離、トナー消費率の関係を説明するグラフであ
る。FIG. 13 is a toner consumption amount in control according to the second embodiment,
6 is a graph illustrating a relationship between a rubbing distance and a toner consumption rate.
Ａ 画像形成装置（レーザービームプリンタ） Ｂ プロセスカートリッジ １ 光学系 ２ 記録媒体 ３ 搬送手段 ３ａ 給紙カセット ４ 転写口一ラ ５ 定着手段 ７ 像担持体（感光体ドラム） ７ｅ 感光層 ８ 帯電手段（帯電ローラ） ９ 現像手段 ９ｃ 現像ローラ １１ トナー枠体 １１Ａ トナー容器 １２ 現像枠体 １４ 画像形成装置本体 ２０ トナー量検出手段 ２０Ａ 測定電極部材 ２０Ｂ 基準電極部材 ６０ 記憶手段 ５０１ 第２駆動手段 ５０２ 第２駆動制御手段 ６００ 第１駆動手段 ６０２ 第１駆動制御手段 ６５１ 演算手段 ９００ トナー消費率制御手段 A Image forming device (laser beam printer) B process cartridge 1 Optical system 2 recording media 3 transportation means 3a Paper feed cassette 4 Transfer mouth 5 fixing means 7 Image carrier (photosensitive drum) 7e Photosensitive layer 8 Charging means (charging roller) 9 Developing means 9c Developing roller 11 Toner frame 11A toner container 12 Development frame 14 Image forming apparatus main body 20 Toner amount detecting means 20A measuring electrode member 20B Reference electrode member 60 storage means 501 second driving means 502 Second drive control means 600 first driving means 602 First drive control means 651 calculation means 900 toner consumption rate control means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA15 DA44 DD02 EA06 EE08 EF12 FB15 HB01 HB02 HB13 HB14 HB15 2H071 BA04 BA13 BA33 DA06 DA08 DA15 DA32 2H077 AA01 AC04 AC12 AE03 BA03 DA15 DA32 DA58 DA59 DA83 DB08 DB12 EA13 GA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2H027 DA15 DA44 DD02 EA06 EE08 EF12 FB15 HB01 HB02 HB13 HB14 HB15 2H071 BA04 BA13 BA33 DA06 DA08 DA15 DA32 2H077 AA01 AC04 AC12 AE03 BA03 DA15 DA32 DA58 DA59 DA83 DB08 DB12 EA13 GA17
Claims (22)
帯電する帯電手段と、前記像担持体に形成された静電潜
像に現像剤を付着させて可視像として現像する現像手段
と、を備えた画像形成装置において、 前記現像剤の使用状況を検知する現像剤使用状況検知手
段と、 前記像担持体の使用状況を検知する像担持体使用状況検
知手段と、 前記現像剤使用状況検知手段と前記像担持体使用状況検
知手段で得られた情報を記憶する書き換え可能な記憶手
段と、 前記記憶手段に格納された現像剤使用状況履歴と像担持
体使用状況履歴を演算する演算手段と、 前記演算手段によって計算された結果に応じて現像剤消
費率を制御する現像剤消費率制御手段と、を有すること
を特徴とする画像形成装置。1. An image carrier, charging means for uniformly charging the surface of the image carrier, and a developer attached to the electrostatic latent image formed on the image carrier to develop it as a visible image. In an image forming apparatus including a developing unit, a developer use state detecting unit that detects a use state of the developer, an image carrier use state detecting unit that detects a use state of the image carrier, and the developing unit. Rewritable storage means for storing the information obtained by the agent usage status detection means and the image carrier usage status detection means, and the developer usage status history and the image carrier usage status history stored in the storage means are calculated. An image forming apparatus, comprising: a calculation unit for controlling the developer consumption rate and a developer consumption rate control unit for controlling the developer consumption rate according to a result calculated by the calculation unit.
してプロセスカートリッジとするか、又は、前記像担持
体と前記帯電手段と前記現像手段とを一体化してプロセ
スカートリッジとし、このプロセスカートリッジを着脱
可能としたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。2. A process cartridge in which the image carrier and the charging unit are integrated into a process cartridge, or the image carrier, the charging unit and the developing unit are integrated into a process cartridge. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is removable.
ッジに設けられることを特徴とする請求項２の画像形成
装置。3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the storage unit is provided in the process cartridge.
に格納されたアルゴリズムに則って行われることを特徴
とする請求項１、２又は３の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the developer consumption rate control is performed according to an algorithm stored in the storage unit.
接触し、前記像担持体とカウンター方向に摺擦しながら
回転駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かの項に記載の画像形成装置。5. The charging device is rotated while being in contact with the image carrier and slidingly rubbing the image carrier in the counter direction. The image forming apparatus according to item.
性を有する帯電促進粒子を含み、前記帯電手段は前記像
担持体とニップ部を形成する帯電部材で形成され、前記
像担持体との間に前記帯電促進粒子が介在した状態で電
圧が印加されることを特徴とする請求項５の画像形成装
置。6. The developer of the developing means includes toner and electrically conductive charge promoting particles, and the charging means is formed of a charging member forming a nip portion with the image carrier, 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein a voltage is applied with the charging promoting particles interposed therebetween.
を特徴とする請求項６の画像形成装置。7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the charging unit is a charging roller.
帯電手段と前記像担持体の摺擦距離及び／又は前記像担
持体の膜厚を検知し、前記現像剤使用状況検知手段は、
現像剤の使用量を検知することを特徴とする請求項１〜
７のいずれかの項に記載の画像形成装置。8. The image carrier usage status detection unit detects a sliding distance between the charging unit and the image carrier and / or a film thickness of the image carrier, and the developer usage status detection unit comprises:
2. The amount of developer used is detected.
7. The image forming apparatus according to any one of items 7.
記現像剤の使用量のうち少なくともひとつが所定の値に
達した時に前記現像剤消費率制御を行うことを特徴とす
る請求項８の画像形成装置。9. The developer consumption rate control is performed when at least one of the rubbing distance, the image bearing member film thickness, and the usage amount of the developer reaches a predetermined value. 8 image forming apparatus.
像剤使用状況検知手段と前記像担持体使用状況検知手段
で得られた情報より現像剤使用量予測を行い、現像剤使
用量予測が現像剤使用量限界より多い場合には、現像剤
消費率を下げ、前記現像剤使用量予測が現像剤使用量限
界より少ない場合には、現像剤消費率を上げる現像剤消
費率制御を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれ
かの項に記載の画像形成装置。10. The developer consumption rate control unit predicts the developer usage amount based on the information obtained by the developer usage status detection unit and the image carrier usage status detection unit, and the developer usage prediction is performed. When the amount of developer used is greater than the limit, the developer consumption rate is reduced, and when the predicted amount of developer used is less than the limit of the amount of developer used, the developer consumption rate is increased. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
率範囲内で行うことを特徴とする請求項１０の画像形成
装置。11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the developer consumption rate control is performed within a predetermined consumption rate range.
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載
の画像形成装置。12. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image bearing member is an electrophotographic photosensitive member.
か、又は、像担持体と帯電手段と現像手段とを一体化し
て、画像形成装置本体に対して着脱可能であるプロセス
カートリッジにおいて、 現像剤の使用状況を検知する現像剤使用状況検知手段及
び像担持体の使用状況を検知する像担持体使用状況検知
手段で得られた情報を記憶する書き換え可能な記憶手段
を備え、 前記記憶手段に格納された現像剤使用状況履歴と像担持
体使用状況履歴を演算手段によって計算された結果に応
じて現像剤消費率が制御されることを特徴とするプロセ
スカートリッジ。13. A process cartridge which can be attached to and detached from an image forming apparatus main body by integrating an image carrier and a charging unit or by integrating an image carrier, a charging unit and a developing unit. And a rewritable storage unit for storing the information obtained by the developer usage status detection unit for detecting the usage status of the developer and the image usage status detection unit for detecting the usage status of the image carrier. A process cartridge characterized in that the developer consumption rate is controlled in accordance with the result of calculation of the developer usage status history and the image carrier usage status history stored in the storage means.
て接触し、前記像担持体とカウンター方向に摺擦しなが
ら回転駆動されることを特徴とする請求項１３のプロセ
スカートリッジ。14. The process cartridge according to claim 13, wherein the charging unit is rotationally driven while being in contact with the image carrier and slidingly rubbing the image carrier in a counter direction.
電性を有する帯電促進粒子を含み、前記帯電手段は前記
像担持体とニップ部を形成する帯電部材で形成され、前
記像担持体との間に前記帯電促進粒子が介在した状態で
電圧が印加されることを特徴とする請求項１４のプロセ
スカートリッジ。15. The developer of the developing means includes toner and electrically conductive charge-promoting particles, and the charging means is formed of a charging member that forms a nip portion with the image carrier. 15. The process cartridge according to claim 14, wherein a voltage is applied with the charge promoting particles interposed therebetween.
とを特徴とする請求項１５のプロセスカートリッジ。16. The process cartridge according to claim 15, wherein the charging unit is a charging roller.
記帯電手段と前記像担持体の摺擦距離及び／又は前記像
担持体の膜厚を検知し、前記現像剤使用状況検知手段
は、現像剤の使用量を検知することを特徴とする請求項
１３〜１６のいずれかの項に記載のプロセスカートリッ
ジ。17. The image carrier usage status detection means detects a sliding distance between the charging means and the image carrier and / or a film thickness of the image carrier, and the developer usage status detection means comprises: The process cartridge according to any one of claims 13 to 16, wherein the usage amount of the developer is detected.
前記現像剤の使用量のうち少なくともひとつが所定の値
に達した時に前記現像剤消費率制御を行うことを特徴と
する請求項１７のプロセスカートリッジ。18. The developer consumption rate control is performed when at least one of the rubbing distance, the image carrier film thickness, and the usage amount of the developer reaches a predetermined value. 17 process cartridges.
像剤使用状況検知手段と前記像担持体使用状況検知手段
で得られた情報より現像剤使用量予測を行い、現像剤使
用量予測が現像剤使用量限界より多い場合には、現像剤
消費率を下げ、前記現像剤使用量予測が現像剤使用量限
界より少ない場合には、現像剤消費率を上げる現像剤消
費率制御を行うことを特徴とする請求項１３〜１８のい
ずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。19. The developer consumption rate control means predicts the developer usage amount based on the information obtained by the developer usage status detection means and the image carrier usage status detection means, and the developer usage rate prediction is performed. When the amount of developer used is greater than the limit, the developer consumption rate is reduced, and when the predicted amount of developer used is less than the limit of the amount of developer used, the developer consumption rate is increased. The process cartridge according to any one of claims 13 to 18, characterized in that.
率範囲内で行うことを特徴とする請求項１９のプロセス
カートリッジ。20. The process cartridge according to claim 19, wherein the developer consumption rate control is performed within a predetermined consumption rate range.
ことを特徴とする請求項１３〜２０のいずれかの項に記
載のプロセスカートリッジ。21. The process cartridge according to claim 13, wherein the image bearing member is an electrophotographic photosensitive member.
段に格納されたアルゴリズムに則って行われることを特
徴とする請求項１３〜２１のいずれかの項に記載のプロ
セスカートリッジ。22. The process cartridge according to claim 13, wherein the developer consumption rate control is performed according to an algorithm stored in the storage unit.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018004715A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | コニカミノルタ株式会社 | Image formation device |
| JP2018205379A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | ブラザー工業株式会社 | Printer and control method |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356521A patent/JP2003156978A/en active Pending
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