JPH10133456A - Process cartridge, and electrophotographic image forming device using the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high image quality even when the life of an electrifying means is near its end and to enable a long use of a process cartridge which is loadable to the image forming device and has at least an image carrier and the electrifying means integrally. SOLUTION: This cartridge can be loaded to the image forming device and integrates at least the image carrier 1 and electrifying means 7 which electrifies in contact with the image carrier. In this case, the electrifying means 7 and the process cartridge having it can be used over a long period of time by providing life detection means 15, 18, and 20 for detecting the life of the electrifying means, and a control means 17 for variably controlling, according to the results of the detection by the life detection means 25, 18, and 20, conditions under which an electrifying bias is applied to the electrifying means 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を用い
たプリンタ等の画像形成装置およびこの装置に装着する
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 image forming apparatus such as a printer using an electrophotographic system and a process cartridge to be mounted on the apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及
び前記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
置本体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ユーザ
ー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上さ
せることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方
式は、電子写真画像形成装置において広く用いられてい
る。このプロセスカートリッジで多数の画像を出力して
現像剤を消耗したら、備えている現像剤残量検出手段が
作動してその消耗前に警告を発して、突然の現像剤無し
による画像不良の発生に注意するように、また、新しい
プロセスカートリッジを準備するように使用者に報知し
ている。この後、現像剤がなくなって画像が出なくなっ
た場合にはプロセスカートリッジの交換を行っていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus using an electrophotographic image forming process, a cartridge is integrally formed with an electrophotographic photosensitive member and process means acting on the electrophotographic photosensitive member, and the cartridge is used for image forming. A process cartridge system that can be attached to and detached from the forming apparatus main body is employed. According to this process cartridge system, the maintenance of the apparatus can be performed by the user himself without relying on a service person, so that the operability can be remarkably improved. Therefore, this process cartridge system is widely used in electrophotographic image forming apparatuses. When a lot of images are output by this process cartridge and the developer is consumed, the remaining developer amount detecting means provided is activated and a warning is issued before the consumption, thereby causing an image failure due to sudden absence of the developer. It warns the user to prepare and prepares a new process cartridge. Thereafter, when the developer has run out and the image does not appear, the process cartridge has been replaced.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述従来技
術をさらに発展させたものであり、寿命検知手段により
帯電手段の寿命を検知し、帯電手段の使用可能な限り、
プロセスカートリッジを使用可能とし、その際、帯電部
材の寿命検知をニアエンド検知とエンド検知の２つで行
い、ニアエンド検知後はプロセスカートリッジに具備し
た記憶手段にその内容を書き込みその情報を得た後は帯
電条件を変更し、より高画質を得るようにしたプロセス
カートリッジ及びこれを使用する電子写真画像形成装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a further development of the prior art described above, wherein the life detecting means detects the life of the charging means, and as long as the charging means can be used.
The process cartridge can be used, and at this time, the life detection of the charging member is performed by the near-end detection and the end detection. After the near-end detection, the contents are written in the storage means provided in the process cartridge, and after the information is obtained. An object of the present invention is to provide a process cartridge in which charging conditions are changed to obtain higher image quality and an electrophotographic image forming apparatus using the same.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本出願に係る第１の発明のプロセスカートリッジ
は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ
ートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真
感光体を帯電させる帯電手段であって、前記電子写真感
光体に接触して、直流成分と交流成分を重畳した電圧に
よって帯電を行う帯電手段と、を有し、前記帯電手段の
寿命を検知する寿命検知手段と、該寿命検知手段の検知
結果に応じて、帯電手段への帯電バイアス印加条件を可
変制御する制御手段を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, a process cartridge according to a first aspect of the present invention is a process cartridge detachable from an electrophotographic image forming apparatus main body, comprising: an electrophotographic photosensitive member; Charging means for charging the electrophotographic photosensitive member, the charging means being in contact with the electrophotographic photosensitive member and performing charging by a voltage obtained by superimposing a DC component and an AC component, and And a control means for variably controlling the conditions for applying the charging bias to the charging means in accordance with the detection result of the life detecting means.

【０００５】本出願に係る第２の発明は、第１の発明に
おける前記寿命検知手段による検知結果を書き込み可能
な記憶手段と、該検知結果の該記憶手段への書込みに応
じて、帯電手段への帯電バイアス印加条件を可変制御す
る制御手段を有することを特徴とする。[0005] A second invention according to the present invention is directed to a storage means capable of writing the detection result by the life detecting means in the first invention, and to the charging means in accordance with the writing of the detection result into the storage means. A control means for variably controlling the charging bias application condition.

【０００６】本出願に係る第３の発明は、第１の発明に
置ける前記寿命検知手段は、帯電手段に流れる電流、帯
電手段の表面の反射状態、帯電手段への帯電バイアスの
積算時間、帯電手段の作動積算のうちのいずれかの使用
状態を測定する測定手段と、帯電手段の寿命に近い第１
の設定値及び最終寿命の第２の設定値を記憶した設定値
記憶手段と、前記測定手段による測定値と設定値記憶手
段の設定値を比較する比較手段を有することを特徴とす
る。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the life detecting means includes a current flowing through the charging means, a reflection state of a surface of the charging means, an integrated time of a charging bias to the charging means, A measuring means for measuring one of the use states of the operation integration of the means, and a first means near the life of the charging means.
And a comparison means for comparing the measured value of the measuring means with the set value of the set value storage means.

【０００７】本出願に係る第４の発明は、第３の発明に
おける前記可変制御手段は、前記寿命検知手段により測
定値が第１の設定値を越えたとき、帯電手段の帯電バイ
アスの印加条件を変更すること特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the variable control means includes a condition for applying the charging bias of the charging means when the measured value exceeds the first set value by the life detecting means. Is changed.

【０００８】本出願に係る第５の発明は、第３の発明に
おける前記寿命検知手段により測定値が第２の設定値を
越えたとき、プロセスカートリッジの最終寿命を知らせ
る報知手段を有すること特徴とする。A fifth invention according to the present application is characterized in that it has a notifying means for notifying the final life of the process cartridge when the measured value by the life detecting means in the third invention exceeds a second set value. I do.

【０００９】本出願に係る第６の発明は、第１乃至５の
いずれかの発明における前記帯電手段は、電子写真感光
体に接触して帯電を行う帯電ローラであることを特徴と
する。A sixth invention according to the present application is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, the charging means is a charging roller for charging by contacting the electrophotographic photosensitive member.

【００１０】本出願に係る第７の発明は、第１の発明に
おける前記プロセスカートリッジとは、現像手段または
クリーニング手段と、電子写真感光体及び帯電手段とを
一体的にカートリッジ化し、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であることを特
徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the process cartridge according to the first aspect, the developing unit or the cleaning unit, the electrophotographic photosensitive member and the charging unit are integrally formed into a cartridge, and the cartridge is used as an image. It is characterized by being detachable from the forming apparatus main body.

【００１１】本出願に係る第項８の発明は、第１の発明
における前記プロセスカートリッジとは、現像手段、ク
リーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体及び
帯電手段とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置
本体に対して着脱可能とするものであることを特徴とす
る。According to an eighth aspect of the present invention, the process cartridge according to the first aspect is configured such that at least one of a developing unit and a cleaning unit, an electrophotographic photosensitive member, and a charging unit are integrally formed into a cartridge to form an image. It is characterized by being detachable from the forming apparatus main body.

【００１２】本出願に係る第９の発明の画像形成装置
は、第１乃至８のいずれかの発明のプロセスカートリッ
ジが着脱自在に装着され、該プロセスカートリッジに対
するシートの給紙手段と、プロセスカートリッジにより
シート上に形成された画像を定着する定着手段とを有す
ることを特徴とする。In an image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention, the process cartridge according to any one of the first to eighth aspects is detachably mounted, and a sheet feeding means for the process cartridge and a process cartridge are provided. Fixing means for fixing an image formed on the sheet.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

（第１の実施形態）図１は本発明の第一の実施形態であ
り、電子写真画像形成装置であるレーザープリンターに
装着したプロセスカートリッジの主要部の断面図であ
る。図１において、１はドラム形状の電子写真感光体で
画像形成装置本体の不図示の駆動手段で矢印Ａ方向に回
転される。電子写真感光体１は、接触式帯電ローラ等の
帯電手段７により表面を一様に帯電した後、画像に対応
したレーザー露光１１の照射を受けて静電潜像を形成す
る。現像装置２は現像剤である磁性一成分高抵抗トナー
Ｔと、電子写真感光体即ち像担持体１に非接触で回転可
能な現像ローラ４と、現像ローラ４上のトナー層厚を規
制する現像剤層厚規制部材６と、トナーＴを現像ローラ
４に一様に供給する撹拌手段３とを備えており、現像ロ
ーラ４内に固定配設した磁石の力などでトナーＴを現像
ローラ４上に保持し、トナーＴは回転する現像ローラ４
との摩擦や現像剤層厚規制部材６との摩擦で所定の帯電
量を有する。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a sectional view of a main part of a process cartridge mounted on a laser printer which is an electrophotographic image forming apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member, which is rotated in a direction indicated by an arrow A by a driving unit (not shown) of an image forming apparatus main body. The surface of the electrophotographic photoreceptor 1 is uniformly charged by charging means 7 such as a contact-type charging roller and then irradiated with laser exposure 11 corresponding to an image to form an electrostatic latent image. The developing device 2 includes a magnetic one-component high-resistance toner T as a developer, a developing roller 4 rotatable in non-contact with the electrophotographic photosensitive member, that is, the image carrier 1, and a developing device that regulates the thickness of the toner layer on the developing roller 4. The developing device is provided with an agent layer thickness regulating member 6 and stirring means 3 for uniformly supplying the toner T to the developing roller 4, and the toner T is transferred onto the developing roller 4 by the force of a magnet fixedly arranged in the developing roller 4. And the toner T is supplied to the rotating developing roller 4.
And a predetermined amount of charge due to friction with the developer and the developer layer thickness regulating member 6.

【００１４】現像バイアス電源１３から現像ローラ４に
供給されるＡＣ＋ＤＣバイアスによって現像ローラ４と
像担持体１上の静電潜像との間に電位差を作り、静電潜
像上にトナーＴを現像ローラ４上から転移させ、該潜像
をトナー像化し即ち顕像化する。現像剤の載った像担持
体上の画像即ちトナー像は、転写手段１０によって記録
紙等のシート１２に転写される。像担持体上の転写後の
残現像剤はクリーニング部材８でクリーニング容器９内
に蓄積される。An AC + DC bias supplied from the developing bias power supply 13 to the developing roller 4 creates a potential difference between the developing roller 4 and the electrostatic latent image on the image carrier 1, thereby developing the toner T on the electrostatic latent image. The latent image is transferred from the roller 4 to a toner image, that is, is visualized. The image on the image carrier on which the developer is loaded, that is, the toner image, is transferred to a sheet 12 such as a recording paper by a transfer unit 10. The residual developer after the transfer on the image carrier is accumulated in the cleaning container 9 by the cleaning member 8.

【００１５】また、上記帯電手段７について詳しく説明
すると、帯電手段は、例えば接触帯電手段である帯電ロ
ーラであり、構成は、金属の芯金２７の周りに体積抵抗
（１０⁴ 〜１０⁶ ）Ω・ｃｍ程度の中抵抗の基層があ
り、その上に抵抗層として１０⁸ Ω・ｃｍ程度の材料を
被覆している。そして、ローラ７の給電は電源１４より
ＡＣ＋ＤＣバイアスを加圧バネと導電軸受けを介して芯
金２７に供給する形で行われ、像担持体１の回転に伴っ
て従動回転するようになっている。The charging means 7 will be described in detail. The charging means is, for example, a charging roller which is a contact charging means, and has a volume resistance (10 ⁴ to 10 ⁶ ) Ω around a metal core 27. There is a medium resistance base layer of about 10 cm, and a material of about 10 ⁸ Ωcm is coated thereon as a resistance layer. The power supply to the roller 7 is performed by supplying an AC + DC bias from the power supply 14 to the metal core 27 via a pressure spring and a conductive bearing, and the roller 7 is driven to rotate as the image carrier 1 rotates. .

【００１６】本例では、像担持体１、現像装置２、クリ
ーニング装置９、帯電手段７はプロセスカートリッジと
して一体に構成してある。プロセスカートリッジの構成
要素は、これら１桁の番号で示したものと、記憶手段１
５を含む。画像形成装置は、レーザー露光発光手段２４
やバイアス電源１３と１４、転写手段１０、各信号処理
手段や電気回路１６〜２３、前記トナー画像を定着する
定着手段や像担持体に記録用のシートを給送する記録紙
搬送系などを有する。このような画像形成装置本体へプ
ロセスカートリッジは寿命による交換など着脱は自在で
ある。In this embodiment, the image carrier 1, the developing device 2, the cleaning device 9, and the charging means 7 are integrally formed as a process cartridge. The components of the process cartridge are represented by these one-digit numbers,
5 is included. The image forming apparatus includes a laser exposure light emitting unit 24.
And bias power supplies 13 and 14, transfer means 10, signal processing means and electric circuits 16 to 23, a fixing means for fixing the toner image, a recording paper transport system for feeding a recording sheet to an image carrier, and the like. . The process cartridge can be freely attached to and detached from such an image forming apparatus main body, such as replacement due to its life.

【００１７】さて、ここでプロセスカートリッジの寿命
検知とそのプロセスについて説明する。この場合、プロ
セスカートリッジの寿命は上述したように高画質を維持
するために判断基準として帯電手段である帯電ローラ７
の寿命を的確に判断することが重要である。そこで、帯
電ローラ７の寿命検知手段は後ほど説明するが、まず、
帯電ローラ７の寿命検知は、帯電ローラの性能若しくは
状態が完全なときより所定量低下しているが使用可能で
ありその寿命が近いという「ニアエンド検知」と、帯電
ローラが高画質を得るには使用不能となりその完全に寿
命が来たという「エンド検知」の２回の検知タイミング
後に何らかの動作を行うようにしている。具体的には、
帯電ローラ７のニアエンドを検知すると、その後その旨
を記憶手段１５に書き込む。そして、ＣＰＵは、帯電バ
イアスを印加する前に常にプロセスカートリッジ上の記
憶手段１５にニアエンドである情報が書き込まれている
かを読み、ニアエンド情報が書き込まれていなければ通
常の帯電バイアスを印加し、もしニアエンド情報が書き
込まれていれば、制御手段１７により帯電バイアスを予
め電源１４内に用意されたより帯電性を向上させる帯電
バイアスに切り換え、その帯電バイアスをエンド検知ま
での帯電条件とする。そして、その後エンド検知が行わ
れるとその情報を表示制御回路２１により、プリンター
本体の表示部２２への表示の指示、あるいは、このプリ
ンターが接続しているコンピューターなどのホスト装置
２３への通信などによりユーザに報知し交換を促す。Now, the life detection of the process cartridge and its process will be described. In this case, as described above, the life of the process cartridge is determined by the charging roller 7 serving as a charging unit in order to maintain high image quality.
It is important to accurately determine the life of a battery. Thus, the means for detecting the life of the charging roller 7 will be described later.
The service life of the charging roller 7 is detected by a "near-end detection" in which the performance or state of the charging roller is reduced by a predetermined amount compared with the case where the charging roller is perfect but is usable and the service life is near. Some operation is performed after two detection timings of “end detection” indicating that the device has become unusable and has reached the end of its life. In particular,
When the near end of the charging roller 7 is detected, the fact is written in the storage means 15 thereafter. Then, the CPU always reads whether or not the near-end information is written in the storage means 15 on the process cartridge before applying the charging bias. If the near-end information is not written, the CPU applies the normal charging bias. If the near-end information has been written, the control means 17 switches the charging bias to a charging bias prepared in advance in the power supply 14 to improve the charging property, and sets the charging bias as a charging condition until end detection. Then, when the end detection is performed thereafter, the information is transmitted by the display control circuit 21 by a display instruction on the display unit 22 of the printer main body or by communication to a host device 23 such as a computer connected to the printer. Notify the user and urge exchange.

【００１８】上述した寿命のニアエンドやエンドの判断
方法はローラ７から得られた測定値を記憶手段１６に記
憶し、その値と予めＲＯＭ２０に記憶されている所定の
設定値とをＣＰＵ１８が比較してその測定値が所定値よ
り小さい（場合によっては大きい）場合にはニアエンド
もしくはエンドと判断する。つまり、所定の値はニアエ
ンド用とエンド用の２つが用意されており、最終的にエ
ンド用の所定の値を越えたときエンドと判断する。ま
た、記憶手段１５は、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性の書
き込み可能の記憶手段であり、寿命を正確に判断するた
め揮発性では当然困る。In the above-described method for determining the near end or end of the life, the measured value obtained from the roller 7 is stored in the storage means 16 and the CPU 18 compares the measured value with a predetermined set value stored in the ROM 20 in advance. If the measured value is smaller than the predetermined value (larger in some cases), it is determined that the end is near-end or end. That is, two predetermined values are prepared for the near end and the end, and when the final value exceeds the predetermined value for the end, it is determined to be the end. The storage unit 15 is a non-volatile writable storage unit such as an EEPROM, and is naturally volatile in order to accurately determine the lifetime.

【００１９】本実施形態では、直径３０ｍｍの像担持体
１が周速９４ｍｍ／秒の速さで図のＡ方向に回転し、定
電圧制御された帯電ローラ７はＤＣ−７００ＶにＡＣ１
８００Ｖｐｐ周波数８００Ｈｚを重畳して、像担持体１
の表面を−７００Ｖに帯電し、画像部はレーザー光１１
で−２００Ｖに電位が下がり、像担持体１と３００μｍ
離れている現像ローラ４に通常１６００Ｖｐｐ，１８０
０Ｈｚ，−５００Ｖの現像バイアスを印加して、像担持
体１上にトナー像を形成している。In this embodiment, the image carrier 1 having a diameter of 30 mm is rotated in the direction A in the drawing at a peripheral speed of 94 mm / sec.
The image carrier 1 is superimposed with 800 Vpp frequency 800 Hz.
Is charged to -700 V, and the image area is laser light 11
The potential drops to -200 V, and the image carrier 1
Normally, 1600 Vpp, 180
A toner image is formed on the image carrier 1 by applying a developing bias of 0 Hz and -500V.

【００２０】ここで、上述した帯電ローラ７の寿命検知
方法について図２を使って説明すると、図２は、帯電ロ
ーラ７と電源１４と特に寿命検知部材２５に注目した図
である。当然、測定値記憶手段１６や電源１４は図１に
示されているように接続されている。２５が帯電ローラ
の寿命検知部材であり、例えば導電ブラシが用いられ
る。この検知部材２５は、ローラ７表面に測定したいと
きにのみ接触して帯電バイアスが印加された時にローラ
表面に流れる電流を電流計２６で測定し、その測定値を
記憶素子１６に記憶する。Here, the above-described method for detecting the life of the charging roller 7 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a diagram focusing on the charging roller 7, the power source 14, and especially the life detecting member 25. Naturally, the measured value storage means 16 and the power supply 14 are connected as shown in FIG. Reference numeral 25 denotes a member for detecting the life of the charging roller, for example, a conductive brush is used. The detection member 25 contacts only when it is desired to measure the surface of the roller 7, measures the current flowing on the roller surface when the charging bias is applied by the ammeter 26, and stores the measured value in the storage element 16.

【００２１】このブラシ２５のローラ７の長手方向に関
する長さは、ローラ７の一部でも良いが、ローラ７表面
の欠陥部を検知するためには長手方向全体に渡る長さの
方が正確に行える。また、ローラ７へブラシ２５を接触
させるタイミングとしては、ローラ７に帯電バイアスが
印加されて、かつ、画像形成装置を避けなければならな
いので画像形成の前回転時か後回転時に測定を行うと良
い。その後は、上述した手順に従い電流測定値を記憶手
段１６に記憶し、ＲＯＭ２０に予め記憶させた所定の値
と比較する。The length of the brush 25 in the longitudinal direction of the roller 7 may be a part of the roller 7. However, in order to detect a defective portion on the surface of the roller 7, the length over the entire longitudinal direction is more accurate. I can do it. The timing at which the brush 25 is brought into contact with the roller 7 may be measured during pre-rotation or post-rotation of image formation because a charging bias is applied to the roller 7 and the image forming apparatus must be avoided. . Thereafter, the measured current value is stored in the storage means 16 according to the above-described procedure, and is compared with a predetermined value stored in the ROM 20 in advance.

【００２２】通常、帯電ローラ７は耐久が増すにつれ劣
化してくると抵抗が高くなってくるので、段々電流値は
小さくなってくる。従って、このように、所定の設定電
流値より測定値が小さくなった時はまずニアエンドを検
知する。上述したようにローラ７の抵抗が徐々に高くな
ってきているのに対して、帯電バイアスは一定なので、
実質上電圧のかかりが悪くなって帯電を均一に行えなく
なってきている。Normally, as the charging roller 7 deteriorates as its durability increases, its resistance increases, so that the current value gradually decreases. Therefore, when the measured value becomes smaller than the predetermined set current value, the near end is detected first. As described above, the charging bias is constant while the resistance of the roller 7 is gradually increasing.
Substantially, the application of a voltage is deteriorated, and charging cannot be performed uniformly.

【００２３】つまり、帯電性を向上させる方向にするた
めには、ローラ７のＡＣ電圧を１８００Ｖｐｐから２０
００Ｖｐｐのように高くしなければならない。このバイ
アス切り換えは電源１４内に予め用意された回路を切り
換えることで行える。そして、この条件を、エンド検知
つまりニアエンド検知時より更に小さい設定電流値と比
較してそれより小さくなった時エンドと判断するまで続
けるのである。In other words, in order to improve the chargeability, the AC voltage of the roller 7 must be increased from 1800 Vpp to 20 Vpp.
Must be as high as 00 Vpp. This bias switching can be performed by switching a circuit prepared in the power supply 14 in advance. Then, this condition is compared with a set current value smaller than that at the time of end detection, that is, near end detection, and it is continued until it is determined that the end is reached when the current value becomes smaller.

【００２４】よって、帯電ローラ７はバイアス条件を調
整することで可能な限り有効に使用することができ、そ
の間高画質は保証され、均一な帯電と像担持体上の帯電
電位の維持により現像との電位コントラストが確実にと
ることができ、濃度抵抗やカブリ画像を防止することが
できる。本例のような解決手段を取らない通常の帯電を
行う場合は、ニアエンド検知で寿命というところ、エン
ド検知まで寿命を伸ばすことができたので、プリント１
枚当たりの単価を更に下げる事ができた。また、この電
流値測定方法は、ローラ７の表面を直に測定する点にお
いて正確に寿命判断が行える。Therefore, the charging roller 7 can be used as effectively as possible by adjusting the bias condition. During this time, high image quality is ensured, and uniform charging and maintenance of the charged potential on the image carrier enable development and development. Can be reliably obtained, and density resistance and fog image can be prevented. In the case of performing normal charging without taking a solution as in this example, the life is extended by the near-end detection.
The unit price per sheet could be further reduced. In addition, the current value measuring method can accurately determine the service life in that the surface of the roller 7 is directly measured.

【００２５】（第２の実施形態）図３は第二の実施形態
を示す図であり、図２と同様に帯電ローラ７とその寿命
測定手段を特に拡大した図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is a view showing a second embodiment, in which the charging roller 7 and its life measuring means are particularly enlarged similarly to FIG.

【００２６】ここで、第一の実施形態と異なるところ
は、まず、帯電ローラ７の印加バイアスがＤＣのみであ
ること、ローラ７の寿命検知方法がローラ７表面の現像
剤等による汚れ具合を測定するところにある。更に、Ｄ
Ｃ帯電においては、プロセスカートリッジあるいは、画
像形成装置本体に前露光手段（不図示）を設けなければ
ならない。これは、転写後の像担持体上の電位を一様に
ならす機能がＤＣ帯電にはないため、帯電ローラ７によ
りいくら高い電圧で帯電しても、ローラ７通過後の像担
持体上の電位は均一にできないからである。The differences from the first embodiment are as follows. First, the bias applied to the charging roller 7 is only DC, and the life detection method of the roller 7 measures the degree of contamination of the surface of the roller 7 by the developer or the like. Where you do it. Furthermore, D
In C charging, a pre-exposure unit (not shown) must be provided in the process cartridge or the image forming apparatus main body. This is because DC charging does not have the function of equalizing the potential on the image carrier after transfer, so that even if the charging roller 7 charges the battery at any high voltage, the potential on the image carrier after the roller 7 passes Is not uniform.

【００２７】ＤＣ帯電はＡＣを重畳した帯電に比べ構成
的には電気回路上ではコスト的には有利であるが、その
反面前述のように、均一帯電性という点ではＡＣ重畳系
に著しく劣る。つまり、ローラ７表面の現像剤等の付着
による汚れに対しても大変敏感で、ローラ７全体を現像
剤等で汚した場合はそれが表面の抵抗アップとなって、
そのまま像担持体上の帯電電位を下げる事になる。Although DC charging is more advantageous in terms of cost in terms of the configuration on an electric circuit than charging in which AC is superimposed, on the other hand, as described above, in terms of uniform charging properties, it is significantly inferior to AC superimposing systems. In other words, the roller 7 is very sensitive to contamination due to the adhesion of the developer or the like on the surface thereof. When the entire roller 7 is stained with the developer or the like, the resistance increases on the surface.
The charge potential on the image carrier is lowered as it is.

【００２８】従って、本実施形態では、ローラ７の寿命
検知方法としては、ローラ７の表面の汚れ度合を測定す
るために、発光素子２８から出す光をローラ７表面が反
射し、その光を受光素子２９が受けて反射光量を読みと
って、反射光量が小さくなるほど汚れが多いという判定
を行い寿命の判断材料にしている。つまり、上記でいう
ところのニアエンド検知は光量を予めＲＯＭ２０に２種
類記憶させておき、その光量と測定値を常に比較して寿
命の判断を行う。また、この発光素子２８と受光素子２
９はローラ７の長手の一部を測定するだけで判断でき
る。更に、上述したように長手全体を汚した場合はロー
ラ７全体の抵抗が上がるためローラ７の放電開始電圧が
高くなるので、例えば、初期設定で帯電バイアスを−
１．３ＫＶ印加した場合、放電開始電圧が−６００Ｖ程
度なので像担持体上の帯電電位は−７００Ｖ程度になる
が、耐久が進みローラ７上の汚れがひどくなると表面抵
抗が上がり、それに伴って放電開始電圧も上がる。する
と、耐久が進むにつれ、同じ帯電条件では徐々に像担持
体上の帯電電位は下がり、現像とのコントラストが小さ
くなって濃度抵抗やカブリ画像を招くことになる。つま
り、放電開始電圧がローラ７汚れに伴い−６５０Ｖ，−
７００Ｖと上がっていけばコントラストを適正に維持す
るためには、帯電バイアスをそれに伴い−１．３ＫＶか
ら−１．３５ＫＶ、−１．４ＫＶと上げなければならな
い。Therefore, in the present embodiment, as a method for detecting the life of the roller 7, in order to measure the degree of contamination on the surface of the roller 7, the light emitted from the light emitting element 28 is reflected by the surface of the roller 7 and the light is received. The amount of reflected light received by the element 29 is read, and it is determined that the smaller the amount of reflected light, the more dirt there is, and this is used as a material for determining the life. That is, in the near-end detection described above, two types of light amounts are stored in the ROM 20 in advance, and the life is determined by constantly comparing the light amounts with measured values. The light emitting element 28 and the light receiving element 2
9 can be determined only by measuring a part of the length of the roller 7. Further, when the entire length is contaminated as described above, the resistance of the roller 7 as a whole increases, so that the discharge starting voltage of the roller 7 increases.
When 1.3 KV is applied, the discharge starting voltage is about -600 V, so that the charging potential on the image carrier becomes about -700 V. However, if the durability increases and the dirt on the roller 7 becomes severe, the surface resistance rises, and the discharge occurs accordingly. The starting voltage also increases. Then, as the durability increases, the charging potential on the image carrier gradually decreases under the same charging conditions, and the contrast with the development decreases, resulting in a density resistance and a fog image. That is, the discharge starting voltage is -650 V,-
If the voltage rises to 700 V, in order to properly maintain the contrast, the charging bias must be increased from -1.3 KV to -1.35 KV and -1.4 KV accordingly.

【００２９】本実施形態は、この事実に基づき、ニアエ
ンド検知が行われた場合は、電源内で回路の切り換えを
行い帯電バイアスを−１．４ＫＶにし、像担持体上の帯
電電位−７００Ｖを維持して、現像とのコントラストを
保つ。In the present embodiment, based on this fact, when near-end detection is performed, the circuit is switched within the power supply, the charging bias is set to -1.4 KV, and the charging potential on the image carrier is maintained at -700 V. To maintain contrast with development.

【００３０】本実施形態は、画像形成時に帯電ローラ７
の寿命検知を行えるため、無駄な時間帯電バイアスを印
加することがなく、ローラ７はもちろん像担持体１への
ダメージも最小限に抑えることができる。In this embodiment, the charging roller 7 is used for image formation.
, The charging bias is not applied for useless time, and the damage not only to the roller 7 but also to the image carrier 1 can be minimized.

【００３１】（第３の実施形態）図４は第三の実施形態
を示す図であり、図２と同様に帯電ローラ７とその寿命
検知手段を特に拡大した図である。(Third Embodiment) FIG. 4 is a view showing a third embodiment, in which the charging roller 7 and its life detecting means are particularly enlarged similarly to FIG.

【００３２】本実施形態は、帯電バイアスを実施形態１
のようにＤＣにＡＣ電圧を重畳して帯電を行っている。
ローラ７の寿命検知は、帯電バイアスの通電時間を積算
して所定時間に達したらニアエンド検知を行って、その
後に帯電条件を変更し、次の所定時間に達したらエンド
検知を行うようにした。ここで、帯電ローラ７の帯電は
ＡＣを重畳しているものの定電圧制御ではなく、定電流
制御されている。この系の場合、雰囲気温度、湿度の環
境変動に強くなった系となっている。In this embodiment, a charging bias is applied to the first embodiment.
As described above, charging is performed by superimposing an AC voltage on DC.
To detect the life of the roller 7, the charging bias energizing time is integrated, a near-end detection is performed when a predetermined time is reached, and then the charging condition is changed, and an end detection is performed when the next predetermined time is reached. Here, the charging of the charging roller 7 is controlled not by constant voltage control but by constant current control although AC is superimposed. In the case of this system, the system is resistant to environmental fluctuations in ambient temperature and humidity.

【００３３】実際ローラ７の劣化による高抵抗化は、ほ
ぼローラ７のバイアス印加時間に比例して劣化すること
が分かっている。特にその中でもＡＣ電圧の印加はＤＣ
に比べて劣化を促進させるのでＡＣの印加時間を積算し
て所定値と比較するとより正確な寿命検知が行える。手
順としては、上述した実施形態と同様でバイアス通電時
間が所定値に達したらニアエンド検知としてプロセスカ
ートリッジに具備した記憶素子１５にその情報を書き込
み、それをＣＰＵ１８が確認した後は、帯電バイアスを
変更する。Actually, it is known that the increase in resistance due to the deterioration of the roller 7 deteriorates almost in proportion to the bias application time of the roller 7. Especially, the application of AC voltage is DC
Therefore, the life can be detected more accurately by accumulating the AC application time and comparing it with a predetermined value. The procedure is the same as in the above-described embodiment. When the bias energizing time reaches a predetermined value, the information is written to the storage element 15 provided in the process cartridge as near-end detection, and after the CPU 18 confirms the information, the charging bias is changed. I do.

【００３４】本実施形態では、定電流制御しているので
例えば、ＡＣの定電流条件が８００μＡであればニアエ
ンド後は８５０μＡのように切り換える。つまり、制御
上は電流値を変更するという形をとっているが実質的に
は電流値と電圧はほぼ比例して変化するので電圧値を上
げたことになり、実施形態１と同様に均一帯電を維持す
ることができる。次に２個目（エンド）の所定値と比べ
て、通電時間がそれに達したらエンド信号を発してプリ
ンター等の表示部にプロセスカートリッジの交換を促
す。この検知方法は、前述の諸実施形態の検知方法と異
なってローラ７自身を直接測定しないことであり、逆に
測定装置のローラ７に対する設置位置の誤差を含まず測
定をできる点では優れている。In this embodiment, since the constant current control is performed, for example, if the constant current condition of AC is 800 μA, the switching is performed as 850 μA after the near end. In other words, although the current value is changed for control, the current value and the voltage change substantially in proportion, so that the voltage value is increased. Can be maintained. Next, when the energization time has reached the second (end) predetermined value, an end signal is issued to prompt the display unit of the printer or the like to replace the process cartridge. This detection method is different from the detection methods of the above-described embodiments in that the roller 7 itself is not directly measured, and conversely, it is excellent in that the measurement can be performed without including an error in the installation position of the measurement device with respect to the roller 7. .

【００３５】（第４の実施形態）図５は第四の実施形態
を示す図であり、図２と同様に帯電ローラ７とその寿命
測定手段を特に拡大した図であり、実施形態１と同様に
帯電ローラ７は定電流制御している。従って、構成が異
なるのは本実施形態では寿命判断をローラ７の回転数を
積算して行うため、ローラ７の回転数を測定する装置が
異なるだけである。(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment, in which the charging roller 7 and its life measuring means are particularly enlarged similarly to FIG. The charging roller 7 is controlled at a constant current. Therefore, the configuration is different in this embodiment because the life is determined by integrating the number of rotations of the roller 7, and therefore, only the device for measuring the number of rotation of the roller 7 is different.

【００３６】上記回転数測定装置３２は帯電ローラ７の
芯金２７の一部等適宜箇所に予め設置した反射板３１に
よって回転数測定装置３２から発せられる光を反射し、
その反射光を回転数測定装置３２がカウントすることに
よりローラ７の寿命判断材料としている。手順はやは
り、上記までと同じで積算記憶素子１６で回転数を積算
していき、常にその値と予め記憶させておいたＲＯＭ２
０内の所定の設定値と比較し、その値が所定値に達した
らニアエンド検知を行い定電圧制御された定電圧値を大
きくすることにより、均一帯電を保ち次のエンド検知ま
で高画質を保ち続けるのである。この回転数検知は、ロ
ーラ７へのバイアス印加時間だけでなく、ローラ７は回
転するだけで機械的疲労劣化を若干でもおこすのでバイ
アス印加無しで前回転や後回転を行っている場合のロー
ラ７に対して実施形態３より更に的確に寿命を検知でき
ることになる。The rotation speed measuring device 32 reflects light emitted from the rotation speed measuring device 32 by a reflecting plate 31 previously set at an appropriate place such as a part of the metal core 27 of the charging roller 7.
The reflected light is counted by the rotation number measuring device 32 to be used as a material for determining the life of the roller 7. The procedure is the same as that described above, the number of rotations is integrated by the integration storage element 16, and the value is always stored in the ROM 2 stored in advance.
Compared with a predetermined set value within 0, when the value reaches the predetermined value, near-end detection is performed and the constant voltage value controlled by constant voltage control is increased to maintain uniform charging and maintain high image quality until the next end detection Continue. The number of rotations is detected not only by the bias application time to the roller 7 but also by the rotation of the roller 7 causing slight mechanical fatigue deterioration. In contrast, the life can be detected more accurately than in the third embodiment.

【００３７】以上説明した検知方法とニアエンド検知後
の帯電バイアス変更方法は上述した各実施形態自体の組
み合わせに限るものではなく、当然各々の実施形態にお
ける検知方法と帯電バイアス変更方法を組み合わせるこ
とは可能である。The above-described detection method and the method of changing the charging bias after the near-end detection are not limited to the combination of each of the above-described embodiments. It is naturally possible to combine the detection method and the charging bias changing method in each embodiment. It is.

【００３８】以上の実施形態において、プロセスカート
リッジに情報を記憶する記憶素子を付帯させたことによ
って、プロセスカートリッジを途中で一時別のカートリ
ッジに交換したりしたときでも、個々のプロセスカート
リッジの寿命を的確に判断できるようになった。In the above embodiment, the process cartridge is provided with a storage element for storing information, so that even if the process cartridge is temporarily replaced with another cartridge in the middle, the life of each process cartridge can be accurately determined. You can now judge.

【００３９】なお、前述プロセスカートリッジとは、帯
電手段、現像手段またはクリーニング手段と像担持体で
ある電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、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
するものである。及び現像手段、クリーニング手段の少
なくとも一つと電子写真感光体及び帯電手段とを一体的
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。更に、少なくとも現像手段と電子写真感
光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化して装置本
体に着脱可能とするものをいう。The above-mentioned process cartridge is a cartridge in which charging means, developing means or cleaning means and an electrophotographic photosensitive member as an image carrier are integrally formed into a cartridge, and this cartridge is detachably mountable to the main body of the image forming apparatus. Is what you do. In addition, at least one of the developing means and the cleaning means, the electrophotographic photosensitive member and the charging means are integrally formed into a cartridge so as to be detachably mountable to the image forming apparatus main body. Further, it means that at least the developing means, the electrophotographic photosensitive member, and the charging means are integrally formed into a cartridge so as to be detachable from the apparatus main body.

【００４０】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればプ
ロセスカートリッジの寿命を帯電手段の寿命で判断し、
その判断もニアエンド検知とエンド検知の両方を行うこ
とにより、可能な限り最後まで帯電手段を使用でき、プ
ロセスカートリッジの高画質を維持する寿命を長期化
し、プロセスカートリッジの１枚当たりのプリント単価
を低く抑えることができる。As described above, according to the present invention, the life of the process cartridge is determined based on the life of the charging means.
By performing both near-end detection and end detection, the charging means can be used to the end as much as possible, prolonging the life of the process cartridge while maintaining high image quality, and lowering the unit cost of printing per process cartridge. Can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第一の実施形態に係るプロセスカート
リッジを中心に示した図。FIG. 1 is a view mainly showing a process cartridge according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第一の実施形態を詳細に説明した図。FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention in detail.

【図３】本発明の第二の実施形態を詳細に説明した図。FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention in detail.

【図４】本発明の第三の実施形態を詳細に説明した図。FIG. 4 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention in detail.

【図５】本発明の第四の実施形態を詳細に説明した図。FIG. 5 is a diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention in detail.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…像担持体 ７…帯電ローラ １４…電源 １５…記憶素子（カ
ートリッジ内） １６…測定値記憶素子 １８…ＣＰＵ（所定
値と測定値の比較用） ２０…所定値記憶ＲＯＭ ２５…導電ブラシ ２８…発光素子 ２９…受光素子 ３０…通電時間積算素子 ３１…回転数積算記
憶素子DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier 7 ... Charging roller 14 ... Power supply 15 ... Storage element (in a cartridge) 16 ... Measured value storage element 18 ... CPU (for comparison of predetermined value and measured value) 20 ... Predetermined value storage ROM 25 ... Conductive brush 28 ... Light emitting element 29 ... Light receiving element 30 ... Electrification time integration element 31 ... Rotation number integration storage element

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能な
プロセスカートリッジにおいて、 電子写真感光体と、 前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段であって、前
記電子写真感光体に接触して、直流成分と交流成分を重
畳した電圧によって帯電を行う帯電手段と、 を有し、 前記帯電手段の寿命を検知する寿命検知手段と、 該寿命検知手段の検知結果に応じて、帯電手段への帯電
バイアス印加条件を可変制御する制御手段を有すること
を特徴とするプロセスカートリッジ。1. A process cartridge detachable from a main body of an electrophotographic image forming apparatus, comprising: an electrophotographic photosensitive member; and charging means for charging the electrophotographic photosensitive member. A charging unit that performs charging by a voltage obtained by superimposing a component and an AC component, a life detecting unit that detects a life of the charging unit, and a charging bias to the charging unit in accordance with a detection result of the life detecting unit. A process cartridge having control means for variably controlling an application condition. 【請求項２】 前記寿命検知手段による検知結果を書き
込み可能な記憶手段と、該検知結果の該記憶手段への書
込みに応じて、帯電手段への帯電バイアス印加条件を可
変制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１
記載のプロセスカートリッジ。2. A storage unit capable of writing a detection result by the life detecting unit, and a control unit variably controlling a charging bias application condition to a charging unit in accordance with writing of the detection result into the storage unit. 2. The method according to claim 1, wherein
The process cartridge as described. 【請求項３】 前記寿命検知手段は、帯電手段に流れる
電流、帯電手段の表面の反射状態、帯電手段への帯電バ
イアスの積算時間、帯電手段の作動積算のうちのいずれ
かの使用状態を測定する測定手段と、帯電手段の寿命に
近い第１の設定値及び最終寿命の第２の設定値を記憶し
た設定値記憶手段と、前記測定手段による測定値と設定
値記憶手段の設定値を比較する比較手段を有することを
特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。3. The life detecting means measures one of a current flowing through the charging means, a reflection state of a surface of the charging means, an integration time of a charging bias to the charging means, and an operation integration of the charging means. Measuring means, a set value storing means storing a first set value close to the life of the charging means and a second set value of the final life, and comparing the measured value of the measuring means with the set value of the set value storing means. 2. The process cartridge according to claim 1, further comprising a comparison unit that performs the comparison. 【請求項４】 前記可変制御手段は、前記寿命検知手段
により測定値が第１の設定値を越えたとき、帯電手段の
帯電バイアスの印加条件を変更すること特徴とする請求
項３記載のプロセスカートリッジ。4. The process according to claim 3, wherein said variable control means changes the application condition of the charging bias of the charging means when the measured value by the life detecting means exceeds a first set value. cartridge. 【請求項５】 前記寿命検知手段により測定値が第２の
設定値を越えたとき、プロセスカートリッジの最終寿命
を知らせる報知手段を有すること特徴とする請求項３記
載のプロセスカートリッジ。5. The process cartridge according to claim 3, further comprising a notifying means for notifying a final life of the process cartridge when the measured value exceeds a second set value by the life detecting means. 【請求項６】 前記帯電手段は、電子写真感光体に接触
して帯電を行う帯電ローラであることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。6. The process cartridge according to claim 1, wherein the charging unit is a charging roller that performs charging by contacting the electrophotographic photosensitive member. 【請求項７】 前記プロセスカートリッジとは、現像手
段またはクリーニング手段と、電子写真感光体及び帯電
手段とを一体的にカートリッジ化し、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である
ことを特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッ
ジ。7. The process cartridge is one in which a developing unit or a cleaning unit, an electrophotographic photosensitive member and a charging unit are integrally formed into a cartridge, and the cartridge is detachably mountable to an image forming apparatus main body. The process cartridge according to claim 1, wherein: 【請求項８】 前記プロセスカートリッジとは、現像手
段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光
体及び帯電手段とを一体的にカートリッジ化して画像形
成装置本体に対して着脱可能とするものであることを特
徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。8. The process cartridge, wherein at least one of a developing unit and a cleaning unit, an electrophotographic photosensitive member, and a charging unit are integrally formed as a cartridge so as to be detachable from an image forming apparatus main body. The process cartridge according to claim 1, wherein: 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のプロ
セスカートリッジが着脱自在に装着され、該プロセスカ
ートリッジに対するシートの給紙手段と、プロセスカー
トリッジによりシート上に形成された画像を定着する定
着手段とを有することを特徴とする電子写真画像形成装
置。9. A process cartridge according to claim 1, wherein the process cartridge is detachably mounted, a sheet feeding unit for the process cartridge, and a fixing unit for fixing an image formed on the sheet by the process cartridge. And an electrophotographic image forming apparatus.