JPH0416865A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真法を利用した複写機やレーザビームプ
リンタの如き画像形成装置に関する。

（従来の技術） 複写機等においては、を担持体である感光ドラムと、該
感光ドラムの周りに配設される画像形成機器、例えば帯
電ローラ、現像器、クリーニング器等とをプロセスカー
トリッジとしてカートリッジ容器内に組み込み、これ等
の機器を装置本体に対して一体的に着脱可能としている
ものも多い。

このプロセスカートリッジは該プロセスカートリッジ内
の機器か寿命等に達した場合でも、一般のユーザーかプ
ロセスカートリッジを交換することにより、継続して画
像形成ができるようにしたものであり、メンテナンスの
容易化等を図るためのものである。

かかるプロセスカートリッジの交換時期をユーザーに知
らせる方法としては以下のものか知られている。

（１）現像器内のトナー（現像剤）量を検知し、その量
が一定値以下になった場合にプロセスカートリッジの交
換を促す方法。

（２）転写紙（転写材）１枚当りのトナー使用量を想定
し、転写紙へのプリント枚数が所定量に達すれば現像器
内のトナーが不足しているとするものて、所定枚数のプ
リントに相当する感光ドラムの回転数に応してプロセス
カートリッジの交換を促す方法。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、（１）の方法てはトナー使用量の少ない
プリントか続いた場合、プリント枚数か多いにもかかわ
らず現像器内には十分にトナーかあるため、プロセスカ
ートリッジは交換されることはないが、感光ドラムがク
リーニング器のクリーニングブレードとの摺擦により劣
化してしまい１画像不良（地かぶり、濃度低下）を生じ
てしまうという不都合があった。

これは、感光ドラムの寿命がトナー量に比例したプリン
ト枚数に応じて設定されているため、例えば設定値の３
〜５倍のプリントをすれば、感光ドラムが劣化してくる
からである。

また、トナー使用量か多いプリントが続いた場合、（１
）の方法では問題ないが（２）の方法ては現像器内にト
ナーが不足しているにもかかわらず、プロセスカートリ
ッジの交換を促す警告が出されず１画像不良（自ぬけ等
）を生じてしまうという不都合があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものて、その目的と
する処は、画像不良を生じることなく適確にプロセスカ
ートリッジの交換かてきる画像形成装置を提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、像担持体の他、少なく
とも現像手段を有するプロセスカートリッジが装置本体
内に着脱自在に配設される画像形成装置において、現像
手段内の現像剤量か適正な画像形成がてきない所定量に
達すると信号を発する第１の検知手段と、プロセスカー
トリッジ内の特定の機器が所定の寿命に達すると信号を
発する第２の検知手段とを設け、第１．第２の検知手段
の信号のうち最先の信号か発せられた時点てプロセスカ
ートリッジの交換を促す警告表示がなされることを特徴
とする。

（作用） 現像手段内の現像剤量は第１の検知手段により検知され
、且つプロセスカートリッジ内の機器の寿命は第２の検
知手段により検知され、第１第２の検知手段の信号のう
ち最先の信号が発せられた時点てプロセスカートリッジ
の交換を促すようにしているため、現像剤の使用量の少
ない画像形成がなされた場合には、第２の検知手段によ
りプロセスカートリッジの交換の警告か発せられ、現像
剤の使用量の多い画像形成かなされた場合には、第１の
検知手段によりプロセスカートリッジの交換の警報か発
せられることにとなる。

従って、現像剤の使用量の多少にかかわらずプロセスカ
ートリッジの交換時期を適確に把握てきることとなる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明の第１実施例を第１図により説明する。

第１図はプロセスカートリッジｌＯを画像形成装置の装
置本体内に装着した状態を示す断面図であり１図中１は
一定方向に回転する像担持体てある感光ドラムであり、
該感光トラムｌの周りにはクリーニング器２．−次帯電
ローラ３、現像器４、転写ローラ５か配設されている。

クリーニング器２はそのクリーニングプレート２ａか感
光ドラム１に摺擦し、転写の終了した感光ドラム１周り
の残留トナーをこのクリーニングブレード２ａにて掻き
落し、これをクリーナ本体２ｂ内に収容して感光ドラム
ｌのクリーニングを行なうものである。

現像器４は内部に現像剤であるトナーＴを保有する容器
本体４ａと、一定方向に回転し、容器本体４ａ内のトナ
ーＴをその外周部に吸着してこれを感光トラム１の方へ
供給する現像スリーブ４ｂと、該現像スリーブ４ｂの外
周部に吸着されたトナーＴの層厚を規制するドクターブ
レード４Ｃ等とから構成されており、現像スリーブ４ｂ
の外周部に吸着されたトナーＴか現像スリーブ４ｂの回
転とともに感光トラムｌの方に向けられると、バイアス
電源６を介して、現像スリーブ４ｂに現像バイアス電圧
か印加され、このトナーＴか感光トラムｌの方へ供給さ
れるようになっている。

即ち、−次帯電ローラ３により一様帯電された感光ドラ
ムｌに不図示のスキャナユニットから画像光しか露光さ
れると、感光トラム１上には静電潜像か形成される。該
静電潜像は感光ドラム１の回転とともに現像器４の現像
スリーブ４ｂの方に向けられ、該現像スリーブ４ｂによ
ってトナーＴか供給されてトナー像として顕像化される
。該トナー像は感光ドラムｌの回転とともに転写ローラ
５の方に向けられ、該転写ローラ５によって転写紙Ｐ上
に転写される。転写の終了した感光ドラムｌはクリーニ
ング器２のクリーニングプレート２８等によってその残
留トナーがクリーニングされ、つぎの画像形成のために
備えられる。

尚、転写紙Ｐは不図示の給紙カセ・ント等より感光ドラ
ムｌの方へ給紙され、トナー像の転写か終了すれば不図
示の定着器の方へ送られて、該定着器によりそのトナー
像か永久像として定着される。

さて、感光ドラムｌ、クリーニング器２．−次帯電ａ−
ラ３．現像器４はカートリッジ容器１０ａ内に組込まれ
、プロセスカートリウジ１０としてＩ７１置装体内に着
脱自在に配設されている。

そして、このプロセスカートリッジ１０は内部の機器か
寿命に達したり、現像器４内のトナーＴが使い尽くされ
た場合に、このプロセスカートリッジ１０全体を交換す
ることによりメンテナンスの容易化を図らんとするもの
である。

そして５この画像形成装置にはプロセスカートリッジ１
０を適正な時期に交換するために、現像器３内のトナー
Ｔが適正な画像を形成することか困難となる程減少した
場合には、これを検知するトナー検知手段１１と、感光
ドラム１が所定の寿命に達した場合、これを検知する機
器寿命検知手段１２とが設けられている。

トナー検知手段１１として、現像器３の現像スリーブ４
ｂ近傍の容器本体４ａ内にトナーセンサー２０を設ける
と共に、装置本体側にコンパレータ２１を設け、プロセ
スカートリッジｌＯか装置本体内に装着されるとトナー
センサー２０とコンパレータ２１とを電気的に接続させ
るようにする。

即ち、バイアス電源６により現像スリーブ２０に印加さ
れる現像バイアスの誘起電圧をトナーセンサー２０て検
知し、この信号をコンパレータ２１に送って該コンパレ
ータ２１てこれを比較電圧Ｅ、と比べる。ここて、現像
器４内に十分にトナーＴかあり、現像スリーブ４Ｂとト
ナーセンサー２０間かトナーＴて満たされているときは
前記誘起電圧は比較的大きいか、トナーＴか減少し、現
像スリーブ４ｂとトナーセンサー２０間に空隙ができる
ようになると、前記誘起電圧は小さくなる。従って、比
較電圧Ｅ、を以上の２つの電圧レベルの中間に選べは、
現像器４内に適正な画像を形成するに必要なトナーＴか
無いという信号Ａをコンパレータ２１から取り出すこと
かできる。

また１機器寿命検知手段１２は、装置本体側に感光トラ
ム１の回転を減速して伝えるギヤ３０と、該ギヤ３０か
ら回転力か伝えられるカム３１と、該カム３１か所定の
位置まて回転するとＯＮされるマイクロスイッチ３２と
から構成され、感光トラムｌかその寿命回転数Ｎまで回
転されると、ギヤ３０を介してカム３１が所定量たけ回
転し、マイクロスイッチ３２か押されてＯＮされ。

感光トラムｌに耐用寿命がきたという信号Ｂを取り出す
ことかてきるようになっている。

そして、前記信号Ａ、Ｂは不図示のコントローラに入力
され、いずれか最先の信号Ａ又はＢか入力された時点て
、プロセスカートリッジｌＯを交換すべきという警告表
示が装置本体のパネルに表示されるようになっている。

而して１例えば現像器４内に印字率５％で所定サイズの
転写紙Ｐを４，０００枚処理するたけトナーＴか充填さ
れており、感光トラムｌが寿命回転数Ｎたけ回転するの
に転写紙Ｐを８，０００枚処理てきるとすれば、印字率
か５％より大きい場合はトナーＴは転写紙Ｐを４．００
（１枚処理する以前に消費されてしまうが、この時点て
は感光トラムｌは未だ寿命に達していないため、トナー
検知手段１１からの信号Ａのみかコントローラに伝えら
れ、プロセスカートリッジｌＯの交換警報が表示される
。

また印字率が５％より小さく、例えば１％てあれば、現
像器４内のトナーＴては２０，０００枚の転写紙Ｐに対
して画像処理か可能であるため、転写紙Ｐを感光トラム
ｌが８，０００枚処理した時点て機器寿命検知手段１２
からの信号Ｂのみかコントローラに伝えられ、プロセス
カートリ・ンジ１０の交換警報か表示される。

以上の如く、トナー検知手段１１と機器寿命検知手段１
２の信号Ａ、Ｂのうち、いずれか最先の信号Ａ又はＢに
従ってプロセスカートリッジｌＯを交換するようにして
いるため、転写紙Ｐへの印字率いかんにかかわらず、常
に適正な条件でプロセスカートリッジｌＯの交換かでき
１画像不良を生じさせることはない。

ここで、機器寿命として感光トラムｌの寿命について説
明したか、該感光ドラムｌよりクリーニング器２のクリ
ーニングブレード２ａや現像器４の現像スリーブ４ｂの
寿命の方か短い場合もある。即ち、感光トラムｌか寿命
回転数に達する前に１感光トラムｌの回転に伴いクリー
ニングプレート２ａが摩耗してクリーニンク不良の筋等
が画像上に生じるようになる場合かあるし、現像スリー
ブ４ｂもその回転に伴い現像バイアスの給電部の接点か
摩耗し、接触不良を生じて画像上にカツリを生しるよう
になる場合かある。

かかる場合、これ等の機器の寿命に対する感光トラムｌ
の回転数Ｎにより、機器寿命検知手段１２の信号Ｂを発
するようにすればよい。

また、感光トラムｌの回転数の代わりに転写紙Ｐの処理
枚数（プリント枚数）を電気的に検知し、この値から感
光ドラムｌの回転を逆算して。

感光トラムｌの回転数を算出するようにしてもよい。

次に１本発明の第２実施例を第２図により説明する。尚
、第１実施例に係るものと同一機能を有するものについ
ては同一符号を付しその説明を省略する。

本実施例ては機器寿命検知手段１２として表面電位セン
サー４０等を設け、感光トラムｌの寿命の推定を感光ト
ラムｌの回転数でなく、感光トラム１の表面電位の測定
によって行なおうとするものである。一般に、感光トラ
ム１の劣化の程度は例えば、使用雰囲気温度によって左
右されるため、その寿命回転数Ｎは最も厳しい雰囲気条
件によって決定されている。従って、通常の使用条件下
ては感光トラムｌかＮ回転しても、該感光トラムｌは未
た使用可能であるという不具合か生じる可能性かある。

そこて、本実施例ては、感光トラムｌの表面電位を表面
電位センサー４０によって直接測定し、この電位をコン
パレータ４１により基準電位Ｅ１１と比較し５感光トラ
ムｌの表面電位か基準電位Ｅ２に達したとき、コンパレ
ータ４１か信号Ｂを発するようにした。

ここで、現像器４内のトナー量の検知には第１実施例と
同様なトナー検知手段１１が設けられており、該トナー
検知手段１１からの信号Ａと。

機器寿命検知手段１２からの信号Ｂのうち、最先の信号
Ａ又はＢによってプロセスカートリッジ１０の交換警報
かパネル表示されるようになっている。

従って１本実施例においても第１実施例と同様な効果を
得ることがてきる。

尚、表面電位センサー４０はプロセスカートリッジ１０
に付属させるようにしてもよいか、コスト的観点からは
装置本体側に設けた方がよい。

次に１本発明の第３実施例を第３図により説明する。尚
、第１実施例に係るものと同一機能を有するものについ
ては同一符号を付しその説明を省略する。

本実施例は一次帯電器ローラ３の寿命が感光ドラム１等
の寿命より短い場合に関するものであり、機器寿命検知
手段１２として一次帯電ローラ３に対する電圧センサー
５０等を設けた場合である。

一次帯電ローラ３はその使用により高抵抗化する性質を
有しているため、この−次帯電ローラ３への定電流電ｖ
、７の出力電圧は徐々に上昇してくる傾向にある。そし
て、−次帯電ローラ３の抵抗値か所定値に達すると、帯
電不良を生し、−次帯電ローラ３は寿命に達することと
なる。

従って、定電流電源７の出力電圧を装置本体側に配設さ
れる電圧センサー５０て検出し３これをコンパレータ５
１により基準電圧Ｅ、と比較して、この値が該基準電圧
Ｅ３より大きくなれば、コンパレータ５１より信号Ｂを
発するようにした。

尚、本実施例においても、トナー検知手段１１は第１実
施例のものと同一であり、該トナー検知手段１１からの
信号Ａと１機器寿命検知手段１２からの信号Ｂのうち、
最先の信号Ａ又はＢによってプロセスカートリッジｌＯ
の交換警報がパネルに表示されるようになっている。

従って、本実施例においても、第１実施例と同様な効果
を得ることかてきる。

次に、本発明の第４実施例を第４図により説明する。尚
、第１実施例に係るものと同一機能を有するものについ
ては同一符号を付しその説明を省略する。

本実施例では感光ドラムｌの寿命を該感光ドラムｌに不
要に付着するトナーＴの量によって推定しようとするも
のて、ａ器寿命検知手段１２として、発光部６０ａ及び
受光部６０ｂからなる光センサ−６０等を設けた場合で
ある。

現像器４により反転現像を行なう場合に、感光トラムｌ
が劣化すると、その表面電位か低下すると共に、トナー
Ｔか感光トラムｌの表面に付着するようになる現象を利
用したものて、発光部６０ａからの光を感光ドラム１の
非画像域に当て、その反射光を受光部６０ｂに受け、該
受光部６０ｂからの出力をコンパレータ６１に入力して
、これを基準電圧Ｅ４と比較するようにしたものである
。

感光トラム１の表面は新品状態ては非画像部は清浄であ
るため、感光ドラム１からの反射光は十分な強さを有し
、受光部６０ｂからの出力は基準電圧Ｅ４より大きいか
、感光トラム１か劣化してくると非画像部にトナーか付
着し１反射光の強度か弱まるため受光部６０ｂからの出
力は基準電圧Ｅ４を下まわるようになる。従って、この
場合コンパレータ６１から信号Ｂを出すようにすればよ
い。

尚１本実施例においても、トナー検知手段１１は第１実
施例に係るものと同一であり、８にトナー検知手段１１
からの信号Ａと、４１１器寿命検知手段１２からの信号
Ｂのうち、最先の信号Ａ又はＢによってプロセスカート
リッジｌＯの交換警報かパネルに表示されるようになっ
ている。

従って、本実施例においても、第１実施例と同様な効果
を得ることかてきる。尚、光センサ−６０はプロセスカ
ートリッジ１ｏに付属させてもよいが、コスト的観点か
らは、装置本体側に設ける方がよい。

以上、第１乃至第４実施例においては、トナー量の検知
方法としていずれもトナーセンサー２０による方法を採
用したが、これに限る必要はな〈１周知の光検知方法、
透磁率検知方法、とニジセンサーによる検知方法等を用
いてもよいのは勿論である。また、装置本体側の信号Ａ
、Ｂによる警報はその表示のみにとどまらず、その後、
画像形成作業かてきないようにしてもよい。この措置は
特に、寿命を越えてプロセスカートリッジ１０か使用さ
れた場合、装置本体側のギヤ等の部品が破損する虞れか
ある場合等に有効である。

（発明の効果） 以上の説明て明らかな如く本発明によれば、プロセスカ
ートリッジの交換時期を第１、第２の検知手段により現
像剤の残量と機器の寿命との２つの点から検知するよう
にし、この第１、第２の検知手段からの最先の信号によ
り、プロセスカートリッジを交換するようにしているた
め、現像剤の使用量の多少にかかわらず、プロセスカー
トリッジの交換時期を適確に把握できることとなり、こ
のプロセスカートリッジを使用して画像不良を生しさせ
ることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る画像形成装置のプロセスカー
トリッジ周りの断面図、第２図は第２実施例に係る画像
形成装置のプロセスカートリッジ周りの断面図、第３図
は第３実施例に係る画像形成装置のプロセスカートリッ
ジ周りの断面図。 第４図は第４実施例に係る画像形成装置のプロセスカー
トリッジ周りの断面図である。 ｌ・・・感光ドラム（像担持体）、４−・・現像器（現
像手段）、１０−・・プロセスカートリッジ。 １１−・・トナー検知手段（第１の検知手段）、１２・
・・機器寿命検知手段（第２の検知手段）、Ｔ・・・ト
ナー（現像剤）。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の他、少なくとも現像手段を有するプロ
   セスカートリッジが装置本体内に着脱自在に配設される
   画像形成装置において、現像手段内の現像剤量が適正な
   画像形成ができない所定量に達すると信号を発する第１
   の検知手段と、プロセスカートリッジ内の特定の機器が
   所定の寿命に達すると信号を発する第２の検知手段とを
   設け、第１、第２の検知手段の信号のうち最先の信号が
   発せられた時点でプロセスカートリッジの交換を促す警
   告表示がなされることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記プロセスカートリッジ内の特定の機器が像担
   持体、クリーニング手段又は現像手段であり、第２の検
   知手段が像担持体の回転数検知手段又は転写材の画像形
   成枚数検知手段等であることを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
3. （３）前記プロセスカートリッジ内の特定の機器が像担
   持体であり、第２の検知手段が像担持体の表面電位セン
   サー等であることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
4. （４）前記プロセスカートリッジ内の特定の機器が帯電
   ローラであり、第２の検知手段が帯電ローラへの印加電
   圧検出器等であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
5. （５）前記プロセスカートリッジ内の特定の機器が像担
   持体であり、第２の検知手段が像担持体に対する光検知
   センサー等であることを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。