JPH08220935A - 像担持体の膜厚測定方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体の寿命判定等のための、電流測定に
よる像担持体の膜厚検知精度の向上を図ること、画像形
成装置本体に対する像担持体あるいは像担持体を含むプ
ロセスカートリッジの装着有無検知と、像担持体あるい
は像担持体を含むプロセスカートリッジの寿命検知の両
検知を共通の手段構成で行なわせて、装置の簡素化・低
価格化・小型化を図ること。 【構成】 像担持体に流れる電流の測定による像担持体
の膜厚測定時、像担持体１に当接している部材３ｓ・５
の少なくとも１つを像担持体から離間すること、あるい
は像担持体に当接あるいは近接している部材を像担持体
表面と同電位の電位ないし０Ｖにすること。像担持体を
流れる電流を測定する手段と、その測定電流により像担
持体あるいは像担持体を含むプロセスカートリッジの装
置本体に対する装着の有無を判断する手段を有するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体・静電
記録誘電体等の像担持体の膜厚測定方法、及び該像担持
体に作像プロセスを適用して画像形成を実行させ、像担
持体は繰り返して作像に供する、複写機・プリンター・
ファクシミリ・画像表示装置（ディスプレー装置）等の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真方式（ｅｘ．カールソ
ンプロセス）のプリンタ・複写機等の画像形成装置は、
像担持体として回転ドラム型を一般的とする電子写真感
光体を用い、これに公知の帯電・露光・現像の作像プロ
セスを適用して目的の画像情報に対応したトナー画像を
形成担持させ、そのトナー画像を転写手段で転写材に転
写させ、その転写トナー画像を定着手段にて転写材に永
久固着像として定着させ、該転写材を画像形成物（プリ
ント・コピー）として出力させる。また転写材に対する
トナー画像転写後の感光体はクリーニング手段により表
面から転写残りトナー等が除去されて清掃され、繰り返
して作像に使用される。

【０００３】近年、この種の画像形成装置は、パーソナ
ルユーザー向けの小型機種が広く普及している。このよ
うな機種においては、トナー、像担持体としての感光体
等の消耗品の交換や廃トナーの処理等がユーザーが行え
るように、取り扱いやメンテナンスが容易なプロセスカ
ートリッジを用いるものが広く実用化されている。

【０００４】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
体に着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手
段、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体とを
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。更に、少なくとも現像手段と像担
持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。

【０００５】より具体的には、プロセスカートリッジ内
には主に、トナー収容部を含む現像装置、像担持体であ
る感光ドラム、感光ドラムを帯電するための帯電器、廃
トナー収容部を含むクリーナー等が含まれており、ユー
ザーが定期的に新しいカートリッジに交換することによ
り、従来サービスマンが行っていたメンテナンスをユー
ザーが行うことが可能となった。

【０００６】一方、プロセスカートリッジの使用に伴い
画像形成装置には幾つかの機能を設けなければならな
い。

【０００７】第１に、プロセスカートリッジは装置本体
への収納時には外から見えないので、ユーザーはカート
リッジが装置本体に装着されているか否かを確認しずら
い。このため、カートリッジ未装着の状態ではプリント
が行えないように、カートリッジの有無を装置本体で検
知する手段が必要になる。その検知手段としては、機械
式、或は光学式センサーを用いるものが一般的である。

【０００８】第２に、プロセスカートリッジは消耗品で
あるため、何らかの手段でユーザーにカートリッジ寿命
を知らせる機能を設ける必要があり、多くの画像形成装
置に於いては、トナーの残量検知機能を設け、トナー残
量によりカートリッジ寿命をユーザーに知らせている。

【０００９】上記のカートリッジ有無検知とトナー残量
検知の２つの検知手段を別々に設けることは装置の複雑
化につながり、装置の低価格化・小型化への妨げになる
ので、カートリッジ有無検知とトナー残量検知に同一の
光学式センサーを用いる事によって装置を簡素化する方
式が実用化されている。

【００１０】しかし、プロセスカートリッジには前述の
一体型タイプのほかに、現像カートリッジ（トナー容器
を含む）と感光ドラムカートリッジが別体のタイプもあ
り、特に近年実用化されているカラー画像形成装置では
殆ど別体カートリッジが使用されている。この場合、各
々のカートリッジ毎に有無検知と、寿命検知を行なわな
ければならない。

【００１１】ここで、像担持体としての感光体の寿命に
ついて説明する。像担持体としての感光体は繰り返し使
用で次第にすり減っていく。感光体は前述のように転写
工程後にクリーニング手段で転写残りトナー等が除去さ
れて清掃され繰り返して作像に使用されるけれども、繰
り返して使用されるうちには、その表面が、融着トナ
ー、転写材の成分、帯電時の放電生成物などの強固な汚
れで次第に汚染されていく。感光体表面が汚染されてく
ると、感光体の所定の表面抵抗が下がって静電潜像が乱
されたり、融着トナー等のために、出力画像が損なわれ
るようになる。そこで、現像剤に研磨剤を含ませたり、
クリーニング手段のクリーニングブレード等で感光体表
面を積極的に研磨する構成にして、感光体の繰り返し使
用過程で感光体表面を少しずつ削らせることで、感光体
表面を常に新しい表面状態に保たせるという方法が従来
より実施されている。これによれば、感光体表面は常に
リフレッシュされるので、初期と同等の表面状態が維持
され、従って良好な画像の出力が維持される。

【００１２】しかしながら、感光体表面が繰り返し使用
に伴い少しずつ削られて感光体（感光層）膜厚が次第に
薄くなっていくことで、感光体としての寿命が生じてし
まうことになる。

【００１３】感光体は、暗部（光を当てない部分）で
は、コンデンサーとして働くので、暗所で感光体表面に
電荷を与えるとそれが保持され、表面電位として現れ
る。電子写真方式の場合、この表面電位を一定に保つた
めに、感光体の膜厚に応じて与える電荷量を変えてい
る。

【００１４】つまり、感光体の膜厚が変わるとコンデン
サーとしての容量が変わる。すなわち、膜厚が厚いと容
量が減り、薄いと容量が増えるので、電位を一定にする
ために電荷量を変えるわけである。膜厚が薄くなっても
与える電荷量を増やせば一定の表面電位を保つことが出
来、良好な画像を維持することが出来る。

【００１５】しかし、あまり薄くなると、帯電器で与え
られる電荷量には限度があるので、電位低下を招いた
り、また、感光体の膜にも多少の欠陥があるので、局所
的に電荷が逃げてしまい著しく画像品位を損ねてしまう
結果となる。

【００１６】したがって、良好な画像を維持するために
は最低限必要な感光体膜厚がある。例えば後述する実施
例で用いたＯＰＣ感光体では感光層（最上層の電荷輸送
層；ＣＴ層、Carrier Transfer Layer）の初期厚さは約
２５μｍであるが、一般に良好な画像を得るためには感
光層の厚みが１５μｍ以上必要であり、これ以上の削れ
を生じた場合には安定した画像を保証することができ
ず、感光ドラムの寿命を越えたと考えることができる。

【００１７】そこで、感光体膜厚を検知することで像担
持体としての感光体あるいは該感光体を含むプロセスカ
ートリッジの寿命を判断させることができる。

【００１８】感光体の膜厚を検知する方法は、感光体の
前述のコンデンサーとしての特性を利用した方法などが
提案されている（例えば特開平５−５３４８８号公
報）。これは、感光体を帯電した状態から、電荷を除去
したとき（あるいは、電荷を除去した状態から帯電した
とき）に流れる電流を検出し、そこからコンデンサーと
しての容量を計測して感光体の膜厚を算出する方法であ
る。

【００１９】感光体表面電位を０→Ｖd に上昇、或はＶ
d →０に下降させるときに、感光体に流れるＤＣ電流Ｉ
_DCは、感光体の膜厚をｄ、比誘電率をε、真空中の誘電
率をε0 、１次帯電器の有効帯電幅をＬ、プロセススピ
ードをvpとすると、以下の関係式で表される。

【００２０】 ｜Ｉ_DC｜＝ε・ε0 ・Ｌ・vp・Ｖd ／ｄ ・・・・・・ ε、ε0 、Ｌ、vp、Ｖd は定数とみなすことができるの
で、ＤＣ電流Ｉ_DCは感光体の膜厚に反比例することがわ
かる。従って、ＤＣ電流Ｉ_DCを測定することにより感光
体の膜厚を検知することができる（特開平５−２２３５
１３号公報）。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述の電流測定による
像担持体としての感光体の膜厚検知は、実際には非常に
微弱な電流を測定するため高精度の電流検知が必要であ
る。本発明はその検知精度の向上を図ることを目的とす
る。

【００２２】また本発明は、画像形成装置本体に対する
像担持体あるいは像担持体を含むプロセスカートリッジ
の装着有無検知と、像担持体あるいは像担持体を含むプ
ロセスカートリッジの寿命検知の両検知を共通の手段構
成で行なわせて、装置の簡素化・低価格化・小型化を図
ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記を特徴とす
る、像担持体の膜厚測定方法、及び画像形成装置であ
る。

【００２４】（１）像担持体に流れる電流の測定による
像担持体の膜厚測定時、像担持体に当接している部材の
少なくとも１つを像担持体から離間することを特徴とす
る像担持体の膜厚測定方法。

【００２５】（２）像担持体に流れる電流の測定による
像担持体の膜厚測定時、像担持体に当接あるいは近接し
ている部材を像担持体表面と同電位の電位ないし０Ｖに
することを特徴とする像担持体の膜厚測定方法。

【００２６】（３）像担持体が電子写真感光体あるいは
静電記録誘電体であることを特徴とする（１）または
（２）に記載の像担持体の膜厚測定方法。

【００２７】（４）像担持体に作像プロセスを適用して
画像形成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に供す
る画像形成装置において、像担持体を流れる電流を測定
する手段と、その測定電流により像担持体あるいは像担
持体を含むプロセスカートリッジの装置本体に対する装
着の有無を判断する手段を有することを特徴とする画像
形成装置。

【００２８】（５）測定電流により像担持体の膜厚を測
定して像担持体あるいは像担持体を含むプロセスカート
リッジの寿命を判断する手段を有することを特徴とする
（４）に記載の画像形成装置。

【００２９】（６）像担持体に流れる電流の測定時、像
担持体に当接している部材の少なくとも１つを像担持体
から離間することを特徴とする（４）に記載の画像形成
装置。

【００３０】（７）像担持体に流れる電流の測定時、像
担持体に当接あるいは近接している部材を像担持体表面
と同電位の電位ないし０Ｖにすることを特徴とする
（４）に記載の画像形成装置。

【００３１】（８）像担持体が電子写真感光体あるいは
静電記録誘電体であることを特徴とする（４）に記載の
画像形成装置。

【００３２】（９）プロセスカートリッジは、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
装置本体に着脱可能とするものであることを特徴とする
（４）に記載の画像形成装置。

【００３３】（１０）プロセスカートリッジは、帯電手
段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと像
担持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ことを特徴とする（４）
に記載の画像形成装置。

【００３４】（１１）プロセスカートリッジは、少なく
とも現像手段と像担持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ことを
特徴とする（４）に記載の画像形成装置。

【００３５】

【作用】

ａ）像担持体に流れる電流の測定による像担持体の膜厚
測定は、非常に微弱な電流を測定するため、像担持体に
導電部材や他の電荷を帯びた部材、例えば現像部材・転
写部材などが当接しているとき、該部材と像担持体の間
に電流が生じてしまい、正確な電流検知・像担持体膜厚
測定が困難である。像担持体に流れる電流の測定による
像担持体の膜厚測定の際は、像担持体に当接している上
記のような部材を像担持体から離間させることで、もし
くは像担持体に当接あるいは近接している部材を像担持
体表面電位と同電位の電位ないし０Ｖにすることで、該
部材と像担持体の間に電流が生じることを防止できるの
で、正確な電流検知ができ、像担持体の膜厚検知精度が
向上する。

【００３６】ｂ）画像形成装置に、像担持体に流れる電
流を測定する手段を具備させることで、その測定電流に
基づいて、像担持体の膜厚を測定して像担持体あるいは
像担持体を含むプロセスカートリッジの寿命検知を行な
うことができ、また像担持体あるいは像担持体を含むプ
ロセスカートリッジが装着されていなければ検知電流が
０となることに着目してこれに基づいて装着なしの判断
を行なわせることができる。この際、像担持体に当接し
ている部材を像担持体から離間させることで、もしくは
像担持体に当接あるいは近接している部材を像担持体表
面電位と同電位の電位ないし０Ｖにすることで、該部材
と像担持体の間に電流が生じることを防止できるので、
正確な電流検知ができ、像担持体の膜厚検知精度が向上
する。

【００３７】即ち、像担持体に流れる電流を測定する方
式により、像担持体やプロセスカートリッジの寿命検知
と有無検知との両方を兼用手段で行なうことができて、
従来のように像担持体やプロセスカートリッジの有無検
知は機械的センサーによって行なう場合のような装置の
複雑化を回避でき、装置の簡素化、・低価格化・小型化
が可能となる。

【００３８】

【実施例】

（１）画像形成装置の概略構成 図１は本発明に従う画像形成装置の概略構成図である。
本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用
の、プロセスカートリッジ着脱式（別体カートリッジ
式）、レーザービーム走査型のカラー画像形成装置（プ
リンター）である。

【００３９】１は像担持体としての感光ドラムである。
不図示の駆動手段によって矢示の反時計方向に所定のプ
ロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。本
例の感光ドラム１は、導電性基体としての直径４０ｍｍ
のアルミニウムドラム１ａ（図３）の外周面に負帯電の
ＯＰＣ感光体層（有機光導電体層）１ｂを塗工したもの
である。該感光体層１ｂは電荷発生層の上に最上層とし
て厚さｄ＝２５μｍの電荷輸送層（ＣＴ層）を配したも
のである。本実施例ではそのＣＴ層のバインダーとして
ポリカーボネート樹脂を用いている。

【００４０】２は帯電手段であり、本例はローラ帯電帯
電器（接触帯電ローラ）である。この帯電ローラ２は芯
金の両端部を回転自由に軸受させて所定の押圧力をもっ
て感光ドラム１の外面に圧接させてあり、本例では感光
ドラム１の回転に従動して回転する。帯電ローラ２には
バイアス電源２０（図５）より、−７００Ｖの直流電圧
に、交流周波数１０００Ｈｚでピーク間電圧Ｖ_PP＝２０
００Ｖの交流電圧が重畳された振動電圧が印加されるこ
とで、回転感光ドラム１の感光体層１ｂの外面がほぼ−
７００Ｖに均一に一次帯電処理される。

【００４１】４は画像情報露光手段としてのレーザース
キャナである。このレーザースキャナ４は、不図示の画
像読取り装置・コンピュータ等のホスト装置から入力さ
れる目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対
応して変調されたレーザー光９を出力して、回転感光ド
ラム１の帯電処理面を走査露光し、感光ドラム１面の走
査露光部分の電位が略−１００Ｖに減衰することで、感
光体層１ｂ面に露光パターンに対応した静電潜像が形成
される。

【００４２】カラー画像形成の場合は、目的のカラー画
像の例えばイエロー成分像に対応した走査露光・潜像形
成がなされ、その潜像が回転切換え式現像装置３のイエ
ロートナー現像器３ａによりイエロートナーで反転現像
される。そのイエロートナー像が回転転写ドラム５に巻
き付け保持させた転写材面に転写される。転写後の感光
ドラム１面はファーブラシ・ブレード手段等のクリーニ
ング装置７で清掃され、帯電ローラ２で再び帯電処理さ
れる。

【００４３】このような作像サイクルが、引続いて目的
のカラー画像の例えばマゼンタ成分像・シアン成分像・
黒成分像について順次に実行され、そのサイクル毎に現
像装置３の現像器がマゼンタトナー現像器３ｂ・シアン
トナー現像器３ｃ・黒トナー現像器３ｄと順に切り換わ
り、転写ドラム５に巻き付け保持されている同一の転写
材面に対して最初の転写済みイエロートナー像に次い
で、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒トナー像が
順次に位置合せされて転写されることで、転写材面に目
的のカラー画像に対応したカラートナー画像が重畳転写
で合成形成される。

【００４４】最終の黒トナー像の転写を受けた転写材は
転写ドラム５の面から分離爪１４によって分離され、加
熱・加圧定着装置６へ搬送導入されてトナー像の溶融固
着を受け、カラープリントとして出力される。

【００４５】現像装置３は回転体８に対して上記４つの
トナー現像器３ａ〜３ｄを配置保持させてあり、回転体
８が９０°回転駆動される毎に感光ドラム１に対する作
用現像器の切り換えがなされる。各現像器３ａ〜３ｄは
現像用開口面（現像ローラ３ｃ部）が感光ドラム面の現
像部位に対向するように姿勢制御される。現像器３ａ〜
３ｄはカートリッジ形態をとっており、各々交換可能に
なっている。

【００４６】転写ドラム５は、直径１６０ｍｍの金属シ
リンダー５ａに、厚さ２ｍｍの弾性層５ｂを巻き付け、
更に上層には厚さ１００μｍのＰＶＤＦ層５ｃを巻き付
けて構成されており、感光ドラム１に対して転写部位に
て接触もしくは近接しており、矢示の時計方向に感光ド
ラム１と略同じ周速度をもって回転駆動される。

【００４７】所定の給紙タイミングにて給紙カセット１
０内の転写材がピックアップローラ１１により給紙され
てその先端部が転写ドラム５のグリッパー１２によって
保持され、転写ドラム５の回転に伴い該ドラム５の周面
に巻き付くと共に、電圧を印加した吸着ローラ１３によ
って転写ドラム５に静電吸着状態となる。感光ドラム１
上の形成トナー像は、不図示の電源から転写ドラム５に
印加された電圧によって転写ドラム５上の転写材面に転
写部位において順次に転写される。

【００４８】転写ドラム５上に付着したトナーも、必要
に応じて、ファーブラシ、ウェブなどの転写ドラムクリ
ーニング装置１５によって清掃することが好ましい。本
例のプリンターは、感光ドラム１・帯電ローラ２・クリ
ーニング装置７の３つのプロセス機器を一括してプリン
ター本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ
Ａとしてある。

【００４９】（２）制御系 本例プリンターにおいては、像担持体としての感光ドラ
ム１の感光体層１ｂに流れる電流を測定する手段を具備
させて、 イ）感光ドラム１の寿命、即ち該感光ドラム１を含むプ
ロセスカートリッジＡの寿命検知、 ロ）該感光ドラム１を含むプロセスカートリッジＡのプ
リンター本体に対する装着有無検知とを行なわせてい
る。

【００５０】イ）プロセスカートリッジＡの寿命検知 本例で用いている感光ドラム１のＯＰＣ感光体層１ｂの
最上層である電荷輸送層（ＣＴ層）の初期膜厚は２５μ
ｍであるが、前述したようにこの層はプリンターの繰り
返し使用に伴い少しずつ削られて厚さが薄くなる。良好
な画像を得るためにはＣＴ層の厚みは１５μｍ以上必要
であり、これ以上の削れが生じた場合には感光ドラム１
即ち該感光ドラム１を含むプロセスカートリッジＡは寿
命に達したものと判断させて、その旨を表示するランプ
等の警告手段を作動させ、ユーザーにカートリッジＡの
交換を促す。

【００５１】感光体の膜厚検知の基本的技術は、感光体
表面電位をＶd →０下降させるときに感光体に流れるＤ
Ｃ電流Ｉ_DCを図３のように感光ドラム１の導電性基体と
してのアルミニウムドラム１ａと接地間に介在させた検
出回路２１で測定し、ＤＣ電流値Ｉ_DCより膜厚ｄを算出
するものである。

【００５２】上記のＤＣ電流Ｉ_DCの測定は、プリンター
の前回転期間・紙間・後回転期間などにおいて、図２の
ように、感光ドラム１から該感光ドラム１に対応位置し
ている現像器３（ａ〜ｄ）及び転写ドラム５を離間動作
させて、感光ドラム１から現像器の現像ローラ３ｃ及び
転写ドラム５を非接触状態にして行なわせる。このよう
な離間は現像器及び転写ドラム５の揺動手段（不図示）
を駆動させて自動的に行なわせることができる。このよ
うな離間により感光体を流れる電流の測定、従って感光
体の膜厚検知の精度を向上させることができる。

【００５３】即ち、現像器の現像ローラ３ｓ及び転写ド
ラム５は不図示の高圧電源より電圧を印加し機能させる
もので、バイアスの非印加時に於いても帯電している可
能性がある。更に現像ローラ３ｓはその表面に電荷を帯
びたトナーＴを常に塗布してある。電流Ｉ_DCの検知時、
これらの電荷を帯びた部材３ｓや５が感光ドラム１に接
していると、該部材３ｓや５と感光ドラム１の間に電流
Ｉ_s 及びＩ_t が生じてしまい、正確な電流検知が行なえ
なくなってしまう。本例装置では電流Ｉ_DCを感光ドラム
１の下流側（感光ドラム下層アルミ部分と本体アースと
の間）にて測定するので、この電流Ｉ_S 及びＩ_t の影響
を特に受けやすい。また、除電前の感光体表面に転写ド
ラム等の部材が当接するとニップ部で電荷の受け渡しが
生じ、感光体の表面電位Ｖd が変化してしまう可能性も
ある。

【００５４】以下、感光体に流れるＤＣ電流Ｉ_DCの測定
について説明する。最初に帯電ローラ２に、周波数１０
００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝２０００Ｖの交流電圧を印加し感光
ドラム１の表面電位を０Ｖにする。その後、感光体表面
を一定電位Ｖd に帯電する。この帯電は、帯電ローラ２
に 周波数１０００Ｈｚ、Ｖｐｐ２０００Ｖの交流電圧
に−７００Ｖの直流電圧を重畳した電圧を印加した状態
で感光ドラム１を２周以上回転させて行なう。この帯電
により感光ドラム表面はほぼ−７００Ｖに均一に帯電さ
れる。次に帯電ローラ２に周波数１０００Ｈｚ、Ｖｐｐ
＝２０００Ｖの交流電圧を印加した状態で感光ドラムを
１回転させて感光ドラム表面を除電する。この時に感光
ドラム１に流れる直流電流Ｉ_DCと帯電ローラ２への印加
電圧を図４に示す。図中、０→Ｖd の帯電時と、Ｖd →
０の除電時に電流が流れており、両者の電流値は原理的
には等しいはずであるが、帯電時の電流を測定した場
合、感光体上にピンホール等の欠陥が生じていると、こ
の部分に実際に帯電に寄与しないリーク電流が過大に流
れ込み、誤測定を引き起こす。このため直流電流Ｉ_DCの
測定は、除電時に測定する（図中Ｐ部）。

【００５５】感光体を流れる直流電流Ｉ_DCは前記の関係
式で表され、ＤＣ電流Ｉ_DCを測定することにより感光
体の膜厚を検知できる。本実施例では、ε＝３、ε0 ＝
８．８５×１０^-12［Ｆ／ｍ］、Ｌ＝２３０ｍｍ、vp＝
１００［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ｖd＝−７００Ｖであるた
め、ｄ＝１５μｍの時、Ｉ_DC＝２７μＡとなる。

【００５６】ここで電流Ｉ_DCは図５に示す装置により測
定する。１５μｍの膜厚時の電流量Ｉ_DCは２７μＡであ
るため、図５に示すように電流Ｉ_DCによって１０ｋΩの
抵抗器Ｒ１の両端に発生する電圧が２７μＡに相当する
０．２７Ｖをこえた時に、これに連動した、装置本体面
に配設の不図示の警告灯を点灯する。具体的には、１０
ｋΩの抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｖを基準電圧源２２の基
準電圧Ｖｒｅｆ．＝０．２７Ｖと比較し、コンパレータ
Ｙの出力があった時にＤＣコントローラ２３に感光ドラ
ム寿命すなわちプロセスカートリッジ寿命の信号を送
る。

【００５７】本実施例に於いて、感光体の膜厚検知時
に、感光ドラム１より当接部材を離間させて電流測定す
なわち膜厚検知の精度を向上させるために、現像ローラ
３ｓ及び転写ドラム５を離間させたけれども、ブレード
やローラ等を用いたクリーニング装置や中間転写方式に
用いる中間転写体など、感光体に当接するすべての部材
についても、感光体膜厚検知時に、感光ドラムより離間
することにより膜厚検知の精度を向上できることは言う
までもない。

【００５８】ロ）プロセスカートリッジＡの装着有無検
知 感光ドラム１に流れる直流電流Ｉ_DCにより、感光ドラム
１を含むプロセスカートリッジＡの装着の有無を検知す
る手段について説明する。この検知はプリンター本体の
電源投入時及び、本体のドア開閉時毎に行なえば良い。

【００５９】検知の基本的思想は上述イ）で説明した感
光体膜厚の検知方法と同じで、感光体表面電位をＶd →
０下降させるときに感光体に流れるＤＣ電流Ｉ_DCを測定
する方式であり、電流Ｉ_DCは感光ドラム１より現像ロー
ラ３ｓ及び転写ドラム５を離間し測定する。図６は感光
体（プロセスカートリッジ）の有無検知回路である。

【００６０】感光体に流れるＤＣ電流Ｉ_DCの測定方法は
前述と同様であり、最初に帯電ローラ２によって感光体
表面を一定電位ほぼ−７００Ｖに均一に帯電した後、感
光ドラム１を除電する。

【００６１】除電時、感光ドラム１に流れる直流電流Ｉ
_DCは前述の関係式で表される。図７に、ε＝３、ε0
＝８．８５×１０^-12［Ｆ／ｍ］、Ｌ＝２３０ｍｍ、vp
＝１００［ｍｍ／ｓｅｃ］、Ｖd ＝−７００Ｖのとき
の、Ｉ_DCとｄの関係を示す。本実施例に用いる感光体の
ＣＴ層の初期膜厚は２５μｍであり、この膜厚に対する
電流量Ｉ_DCは図７より１７μＡに相当する。感光体ＣＴ
層は通紙耐久によって削れ膜厚が減少するため電流値は
増加する。

【００６２】一方、この電流の検知時に感光ドラム１を
含むプロセスカートリッジＡが装置内に配置されていな
ければ検知電流Ｉ_DCは０になる点に注目し、０と１７μ
Ａの間に閾値を定め、電流値が閾値以下の時、カートリ
ッジＡが装置内に配設されていないものと判断し、プリ
ントを行なわず、カートリッジ装着なしをユーザーに知
らせる。本実施例では電流の閾値を１０μＡに定めた。
具体的には、図６の回路に於いて１０ｋΩの抵抗器Ｒ１
の両端の電圧Ｖを基準電圧源２４の基準電圧Ｖｒｅｆ．
＝０．１０Ｖと比較し、コンパレータＸの出力によりＤ
Ｃコントローラ２３にてカートリッジＡの有無を判断す
る。

【００６３】このように、プロセスカートリッジＡの装
着有無検知に、感光体に流れる電流を測定する方式を用
いることにより、装置の低価格化、小型化を実現でき
た。

【００６４】更に本実施例のように感光体膜厚検知手段
と併用する場合、膜厚検知回路にわずかな変更を加える
だけで行なえるので、装置の更なる低価格化、小型化が
実現できる。

【００６５】像担持体としての感光体に流れる電流の測
定時に、感光体に当接している部材を感光体から離間さ
せず、感光体に当接あるいは近接している部材を感光体
表面電位と同電位の電位ないし０Ｖにすることで、これ
によっても該部材と感光体の間に電流が生じることを防
止できるので、正確な電流検知ができ、感光体の膜厚検
知精度が向上する。

【００６６】像担持体としての電子写真感光体の層構
成、適用する作像プロセス等は実施例のものに限定され
るものではない。像担持体はドラム型に限らず、回動ベ
ルト型、走行ウエブ型などとすることもできる。像担持
体が静電記録誘電体等であってもよい。像担持体を単独
に交換する構成の装置についても本発明を適用できるこ
とは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、像担持体
の寿命判定等のための、電流測定による像担持体の膜厚
検知精度の向上を図ることができる。

【００６８】またこの像担持体に流れる電流を測定する
方式を用いることにより、画像形成装置本体に対する像
担持体あるいは像担持体を含むプロセスカートリッジの
装着有無検知と、像担持体あるいは像担持体を含むプロ
セスカートリッジの寿命検知の両検知を共通の手段構成
で行なわせて、装置の簡素化・低価格化・小型化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の画像形成装置の概略構成図

【図２】現像器の現像ローラ及び転写ドラムを感光ドラ
ムから離間させた状態時の概略構成図

【図３】感光体を流れる電流の説明図

【図４】感光体を流れる直流電流Ｉ_DCと帯電ローラへの
印加電圧の図

【図５】感光体膜厚検知回路図

【図６】感光ドラムを含むプロセスカートリッジの装着
有無検知回路図

【図７】直流電流Ｉ_DCと感光体膜厚ｄの関係グラフ

【符号の説明】

１ 像担持体としての感光ドラム ２ 帯電手段としての帯電ローラ ３ 回転切換え式の現像装置 ３ａ〜３ｄ 現像器 ３ｓ 現像ローラ ４ 露光手段としてのレーザースキャナ ５ 転写ドラム ６ 定着装置 ７ クリーニング装置 Ａ プロセスカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/18 Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５６ (72)発明者 斎藤 益朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 榎本 直樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 笹目 裕志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 達也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤井 春夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に流れる電流の測定による像担
   持体の膜厚測定時、像担持体に当接している部材の少な
   くとも１つを像担持体から離間することを特徴とする像
   担持体の膜厚測定方法。
2. 【請求項２】 像担持体に流れる電流の測定による像担
   持体の膜厚測定時、像担持体に当接あるいは近接してい
   る部材を像担持体表面と同電位の電位ないし０Ｖにする
   ことを特徴とする像担持体の膜厚測定方法。
3. 【請求項３】 像担持体が電子写真感光体あるいは静電
   記録誘電体であることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の像担持体の膜厚測定方法。
4. 【請求項４】 像担持体に作像プロセスを適用して画像
   形成を実行させ、像担持体は繰り返して作像に供する画
   像形成装置において、 像担持体を流れる電流を測定する手段と、その測定電流
   により像担持体あるいは像担持体を含むプロセスカート
   リッジの装置本体に対する装着の有無を判断する手段を
   有することを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 測定電流により像担持体の膜厚を測定し
   て像担持体あるいは像担持体を含むプロセスカートリッ
   ジの寿命を判断する手段を有することを特徴とする請求
   項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 像担持体に流れる電流の測定時、像担持
   体に当接している部材の少なくとも１つを像担持体から
   離間することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 像担持体に流れる電流の測定時、像担持
   体に当接あるいは近接している部材を像担持体表面と同
   電位の電位ないし０Ｖにすることを特徴とする請求項４
   に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 像担持体が電子写真感光体あるいは静電
   記録誘電体であることを特徴とする請求項４に記載の画
   像形成装置。
9. 【請求項９】 プロセスカートリッジは、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
   体に着脱可能とするものであることを特徴とする請求項
   ４に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 プロセスカートリッジは、帯電手段、
    現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持
    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ことを特徴とする請求項４に
    記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 プロセスカートリッジは、少なくとも
    現像手段と像担持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ことを特徴
    とする請求項４に記載の画像形成装置。