JP3216103B2

JP3216103B2 - 接触帯電部材の寿命検知方法

Info

Publication number: JP3216103B2
Application number: JP30382294A
Authority: JP
Inventors: 貢一諏訪; 和重櫻井; 博佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH08160813A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に用いら
れる接触帯電部材の寿命検知方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５に従来の画像形成装置の一例を示
すが、同図において、１０１は画像形成装置本体、１１
１は像担持体である円筒状の感光ドラムであり、該感光
ドラム１１１はその軸を中心に一方向に回転する。そし
て、この感光ドラム１１１には接触帯電部材１０３が当
接されており、該接触帯電部材１０３に高圧電源１０８
から供給される所定の高圧バイアスが印加されることに
よって、感光ドラム１１１の表面が所定の電位に一様に
帯電され、この感光ドラム１１１には露光装置１０２に
よって潜像が形成される。

【０００３】又、１０４は現像装置であって、これは現
像剤１０９の貯蔵・保管を行うホッパー１０４と現像剤
担持体である現像スリーブ１０５及び現像剤規制部材で
ある現像ブレード１０７を備えており、感光ドラム１１
１上に形成された潜像に現像剤１０９を供給してこれを
現像剤像として可視化する。尚、感光ドラム１１１と現
像スリーブ１０５の間には不図示の高圧電源が接続され
ており、両者間には適正な現像バイアスが与えられる。

【０００４】一方、給紙カセット１１７内に収容された
転写材１１４は給紙ローラ１１６で給紙され、不図示の
レジストローラによって感光ドラム１１１上の現像剤像
と同期がとられて転写装置１１０に送られ、該転写材１
１４に感光ドラム１１１上の現像剤像が転写装置１１０
によって転写される。そして、転写材１１４に転写され
た現像剤像は、転写材１１４と共に定着装置１１５に搬
送され、熱若しくは圧力によって定着されて記録画像と
なる。尚、転写後に転写されないで感光ドラム１１１上
に残った現像剤は、ブレード１１３を有するクリーニン
グ装置１１２によって除去される。その後、感光ドラム
１１１の表面は再び接触帯電部材１０３によって帯電さ
れ、上述の工程を繰り返す。

【０００５】ところで、画像形成装置の形態として、そ
れを構成している個々の装置の寿命設定に応じて必要な
部分の交換又は消耗品の補給を行うことで使用する機種
は非常に多く存在する。それらの機種では、一般的に消
耗品（例えばトナー）の補給タイミングはそれの残量検
知機構により判断されてユーザーへの警告が行われ、
又、各部分の交換タイミングは、例えば画像形成装置本
体に設けられた印字枚数カウンター（不図示）に基づい
てサービスマン又は装置自身が各部分の公称寿命（使用
枚数で規定）を判断し、交換作業の実施又はユーザーへ
の警告を行う方法が用いられてきた。

【０００６】因に、図１５に示す画像形成装置において
は、画像形成部での交換部分として独立している箇所
は、感光ドラム１１１、現像装置１０４、クリーニング
装置１０４及び接触帯電部材１０３となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例のような使用枚数による公称寿命の設定は、あくま
で一般的使用状態をメーカー側が想定して個々の部分の
寿命を決定しているため、実際の各ユーザーの使用状況
によっては各部分の公称寿命とは食い違うケースが起こ
り得る。

【０００８】特に、接触帯電部材を用いて、且つ、接触
帯電部材と感光ドラムが別々に交換可能な画像形成装置
においては、接触帯電部材と感光ドラムの寿命に食い違
いが起こり易い。それは以下の理由による。

【０００９】即ち、図１６に接触帯電部材である帯電ロ
ーラ１０３と感光ドラム１１１の一例を示す。

【００１０】帯電ローラ１０３は、印字枚数の増加に従
って表層の汚れ防止層１０３ｄが感光ドラム１１１との
摩擦摩耗及び帯電動作時の放電に伴う樹脂の劣化等によ
り厚みが減少して公称寿命に達するが、その寿命は感光
ドラム１１１よりも長い実力を有することが多い。それ
はクリーニングブレードのようなストレスの非常に大き
な部材の当接がないためである。

【００１１】しかしながら、帯電ローラ１０３の表層１
０３ｄの厚みは１０μｍ前後と非常に薄く、帯電ローラ
１０３の長手方向に亘って厚みの均一性を得ることが難
しいために、表層１０３ｄの厚みに依存する寿命もバラ
ツキが大きく、印字枚数から帯電ローラ１０３の寿命推
測を行うことは難しかった。

【００１２】このような帯電ローラ１０３を用いた場
合、以下に述べる状況によって、感光ドラム１１１の公
称寿命前に該感光ドラム１１１を帯電ローラ１０３と同
時に交換する場合が多かった。

【００１３】感光ドラム１１１が公称寿命内であって
も、帯電ローラ１０３が公称寿命を超えて使用されたと
きには、耐圧の低下した帯電ローラ１０３は、その導電
性弾性層１０３ｂと感光ドラム芯金１１１ａとの間でリ
ークを発生し、帯電ローラ１０３のみならず、健全な状
態の感光ドラム１１１にも損傷を与えてしまう事態を招
くことになってしまっていた。

【００１４】一度リークが発生すると、そこから多量の
電流が流れ出てしまうために、局所的に帯電が行えず、
画像上に黒ポチ状の異常画像が発生したり、更にひどく
なると、感光ドラム１１１の長手方向に均一な帯電が不
可能になり、画像上に横黒すじとなって現れてしまう。
そして、感光ドラム１１１と帯電ローラ１０３を更にそ
のまま使用し続けると、互いのリークポイントがそれぞ
れ核となって互いのリーク箇所を増やしていき、欠陥画
像の増大を招くことになる。このように、帯電ローラ１
０３が寿命を超えて使用された場合には、感光ドラム１
１１が未だ寿命範囲内であったとしても、リークが発生
することによって、同時に両者とも使用不可能となる問
題があったからである。

【００１５】以上のように、接触帯電部材を用いて、且
つ、接触帯電部材と感光ドラムが別々に交換可能な画像
形成装置においては、リークの発生による損傷を防止す
るために、帯電ローラについて寿命を推測する方法が求
められていた。

【００１６】上記方法については、例えば、接触帯電部
材である帯電ローラの長手方向に亘って導電性の検知部
材を当接させ、帯電ローラ自身の抵抗値変化を検知する
ことで表層の摩耗量を推測し、これによって帯電ローラ
の寿命の予測を行うことが考えられた。

【００１７】しかしながら、一般的に帯電ローラのリー
ク発生寸前の摩耗箇所はごく一部であり、それによる抵
抗値の低下は帯電ローラの長手方向の一括抵抗測定では
検出が難しいために、寿命推測の実現は難しかった。従
って、帯電ローラについては未だ寿命推測の有効な手段
がなく、その検出方法が望まれていた。

【００１８】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とする処は、接触帯電部材の寿命をより高
精度に検知してリークの発生を未然に防ぐことができる
接触帯電部材の寿命検知方法を提供することにある。

【００１９】

【作用】上記目的を達成するため、請求項１記載の発明
は、像担持体と、像担持体と接触し像担持体を帯電する
接触帯電部材と、を有する画像形成装置の接触帯電部材
の寿命検知方法として、接触帯電部材の長手方向に沿っ
て設けられた接触帯電部材表面と接触する複数の導電部
材を有し、この複数の導電部材に流れる電流の最大値と
複数の帯電部材に流れる電流の平均値に基づき接触帯電
部材の寿命を判断することを特徴とする。

【００２０】

【００２１】

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記導電部材を前記接触帯電部材に対して
接離可能に構成したことを特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記導電部材を、導電性スポンジ弾性体と
絶縁性スポンジ弾性体を長手方向に交互に配列して構成
したことを特徴とする。

【００２４】

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、複数の導電部材
に流れる電流の最大値と複数の接触帯電部材のに流れる
電流の平均値に基づき接触帯電部材の寿命を判断するよ
うにしたため、接触帯電部材の寿命を高精度に検知し、
リークの発生を未然に防止することが可能となる。

【００２６】

【００２７】請求項２記載の発明によれば、導電部材を
検知時のみ当接させることで、必要以上に接触帯電部材
に対する摺擦をなくし、接触帯電部材の寿命を延ばすこ
とが可能となる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、導電部材が
クリーニング部材の能力を兼ね備えることで、接触帯電
部材の汚れによる画像欠陥を防止することが可能とな
る。

【００２９】

【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。

【００３０】＜第１実施例＞図１は本発明の第１実施例
に係る寿命検知方法が適用される画像形成装置要部の構
成図、図２は同画像形成装置全体の断面図、図３は帯電
ローラの断面図であり、図２においては図１５に示した
と同一要素には同一符号を付している。

【００３１】図１において、像担持体である感光ドラム
１は導電性Ａｌ芯金１ａの上に所定厚みの有機感光体層
１ｂを形成して構成されており、芯金１ａは不図示の接
点を介してアースに接続されている。

【００３２】又、接触帯電部材である帯電ローラ２は、
例えば図３に示すように、導電性芯金２ａ上に導電性弾
性層２ｂ、高抵抗層２ｃ及び汚れ防止層２ｄを形成して
多層に構成されている。そして、感光ドラム１と帯電ロ
ーラ２は所定の当接圧で接触しており、感光ドラム１は
図２の矢印方向に回転し、帯電ローラ２はそれに従動し
て回転する。

【００３３】而して、帯電ローラ２には芯金２ａから不
図示の摺動接点を介して所定の高圧が印加される。本実
施例においては、定電圧に制御された直流成分に定電流
に制御された交流成分が重畳された高圧が、図１に示す
帯電用電源３から帯電ローラ２に印加されるものとす
る。尚、図１に示すように、帯電用電源３とアース間に
は、電気的にＯＮ／ＯＦＦを行うアーススイッチ１０が
設けられている。

【００３４】一方、帯電ローラ２に対しては、長手方向
に亘って複数に分割された導電性検知部材４ａ，４ｂ，
４ｃが接しており、これらの検知部材４ａ，４ｂ，４ｃ
は電気的にＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ部５ａ，５ｂ，
５ｃをそれぞれ介して、直流電流を検知する電流検知部
６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。尚、検知部材４
ａ，４ｂ，４ｃは、それらによる長手方向のカバー率が
高い程、又、分割数が多い程、その検知精度が高まる
が、ここでは説明の簡略化のために３分割の場合につい
て述べる。

【００３５】前記電流検知部６ａ，６ｂ，６ｃの先に接
続されている抵抗部９には、帯電ローラ２から見た感光
ドラム１の直流電気抵抗に相当する値の抵抗が用いられ
ており、検知時に過大な電流が流れて帯電ローラ２を損
傷するのを防いでいる。

【００３６】而して、本実施例では、電流検知部６ａ，
６ｂ，６ｃで得られた値に基づいて演算部７が帯電ロー
ラ２の各部分の電流値変化（つまり、抵抗値変化）を判
断し、帯電ローラ２が寿命に到達しそうであると判断し
たときには、表示部８によってユーザーに帯電ローラ２
の交換を促す警告を行う。

【００３７】以下に本実施例に係る帯電ローラ２の寿命
検出原理を実例を用いて説明する。

【００３８】先ず、実機の設定条件を示す。

【００３９】プロセススピード：８０ｍｍ／ｓｅｃ感光ドラム１：外径＝φ３０ｍｍ、Ａ１芯金１ａ厚＝１
ｍｍ、有機感光体層１ｂ厚＝３０μｍ帯電ローラ２：外径＝φ１５ｍｍ、芯金２ａ＝ＳＵＳ製
φ８ｍｍ導電性弾性層２ｂ＝イソプレンゴムにカーボン分散、体
積抵抗値＝１０³ Ωｃｍ程度、厚み＝３．２ｍｍ高抵抗層２ｃ＝ウレタンゴムにカーボン分散、体積抵抗
値＝１０⁵ Ωｃｍ程度、厚み＝２８０μｍ汚れ防止層２ｄ＝トレジンにカーボン分散、体積抵抗値
＝１０⁶Ωｃｍ程度、厚み＝１０μｍ帯電用電源３：ＡＣ定電流値＝８００μＡ、ＤＣ定電圧
値＝−６００Ｖ検知部材４ａ〜４ｃ：１ｃｍ幅の金属製ブラシ抵抗部９：抵抗値＝５０ＭΩ 図４に或る帯電ローラ２の耐久に伴う劣化の様子を示
す。

【００４０】帯電ローラ２の表層（汚れ防止層）２ｄは
１０μｍ前後とその膜厚が非常に薄いため、膜厚が数μ
ｍ振れただけでも全体に対する変化率が非常に大きくな
り易い状態になっている。図４において、ａ，ｂ，ｃは
帯電ローラ２の３箇所の膜厚の状態を示している。この
ような状態の帯電ローラ２を使用すると、表層である汚
れ防止層２ｄは、耐久枚数に伴い感光ドラム１との摩擦
等によって図４に示したように削れていく。そして、帯
電ローラ２の最も膜厚の薄かったｃ部分が３μｍ程度に
到達した時点で、感光ドラム１との間でリークを発生し
た。従って、本構成の帯電ローラ２の場合の寿命は、表
層２ｄの膜厚が下限膜厚の３μｍに達した時と判断する
ことができる。

【００４１】図５に本実施例で用いた帯電ローラ２の表
層２ｄの膜厚と抵抗値及び電流値との関係を示す。

【００４２】本実施例においては、帯電ローラ２が寿命
に達した時の表層２ｄの膜厚の検知は、図５に示す関係
を利用し、前記検知部材４ａ，４ｂ，４ｃに流れるＤＣ
電流値で推測することができる。図４に示した寿命時の
表層２ｄの膜厚が３μｍ程度の時は、図５によれば、帯
電ローラ２のその部分の抵抗値が２．１×１０⁵ Ω程度
になっており、リーク直前の検出電流値（リーク限界電
流Ｉleak）は８．５μＡ程度になっていたことが分か
る。

【００４３】従って、本実施例では、リークを発生する
前のマージン（α）を見込んだ電流値（α×Ｉleak）を
上限電流値と設定し、複数に分割した検知部材４ａ，４
ｂ，４ｃの何れか一箇所でも、そこでの検出電流値がこ
の上限電流値（α×Ｉleak）を超えた時に、帯電ローラ
２が寿命を迎えたと判断すれば良い。

【００４４】ところで、この上限電流値（α×Ｉleak）
の決定の仕方については、特に帯電ローラ２の表層２ｄ
の材料組成（耐圧能力）のバラツキをマージン（α）と
して考慮する必要がある。ここで、マージン（α）の具
体的な求め方を以下に示す。

【００４５】前述の本体構成を用いて、本実施例構成の
帯電ローラ２でのバラツキを調べてみたところ、ｎ＝３
０本でのリーク発生限界電流値は、平均値＝８．５μ
Ａ、σ＝０．２５μＡとなった。３σのマージンを考慮
すると、３σ＝０．７５μＡであり、これは平均値の
８．７％に当たる（０．７５／８．５＝０．０８８）。

【００４６】従って、本実施例においては、１０％程度
のバラツキを見込めば十分である。このため、本実施例
の場合には、α＝９０％＝０．９に設定すれば良い。そ
して、上限電流値（α×Ｉleak）は、８．５×０．９＝
７．６５≒７．７μＡと決定することができる。

【００４７】次に、図６のタイミングチャートと図７の
フローチャートに基づいて本実施例のシーケンスについ
て説明する。

【００４８】ここでは、帯電ローラ２の寿命検知を、画
像形成動作前の前回転時に行う場合について示してい
る。以下、図６を中心として説明し、図７に示す処理ス
テップＦ１〜Ｆ９の記号で示す。

【００４９】画像形成動作が開始すると、間もなく帯電
用電源３がＯＮする（Ｆ１）。続いて、検知スイッチ５
ａ，５ｂ，５ｃがＯＮしてこれらが電流検知部６ａ，６
ｂ，６ｃに繋がると同時にアーススイッチ１０がＯＦＦ
し、アースとの導通がなくなり、感光ドラム１はフロー
ト状態となる（Ｆ２）。これによって、帯電用電源３か
らの直流電流は全て電流検知部６ａ，６ｂ，６ｃに流れ
ることになり、感光ドラム１の状態による電流値変化が
防止できる。

【００５０】検知部材４ａ，４ｂ，４ｃと電流検知部６
ａ，６ｂ，６ｃが繋がった後、各部での電流値検知が行
われる（Ｆ３）。全ての部分の検知が終了した時点（検
知時間ｔ）で、検知スイッチ５ａ，５ｂ，５ｃはＯＦＦ
に、アーススイッチ１０はＯＮになり、画像形成状態に
戻る。

【００５１】次に、複数箇所で検出された電流値の中で
の最大電流値を調べ、それを仮にＩmax とする（Ｆ
５）。そして、事前に設定されていた電流上限値（α×
Ｉleak）とＩmax を比較し（Ｆ６）、Ｉmax の方が小さ
ければそのまま画像形成動作を続け（Ｆ９）、Ｉmax の
方が大きければ画像形成動作を停止し（Ｆ７）、帯電ロ
ーラ交換表示を行ってユーザーに警告する（Ｆ８）。
尚、検知タイミングについては、画像形成装置立ち上げ
時の前回転で行う場合や、画像形成後の後回転で行って
も同様な効果を得ることができる。

【００５２】而して、本実施例によれば、従来ならばリ
ークが発生するまで帯電ローラの寿命判定ができなかっ
た画像形成装置において、リーク発生直前に帯電ローラ
が寿命に達したものと判断できるため、感光ドラムに損
傷を与えることなく、帯電ローラと感光ドラムをそれぞ
れの寿命いっぱいまで使用することができるようになっ
た。

【００５３】＜第２実施例＞次に、本発明の第２実施例を図８乃至図１１に基づいて
説明する。

【００５４】図８は第２実施例に係る寿命検知方法が適
用される画像形成装置要部の構成図、図９は同装置の駆
動手段の拡大詳細図、図１０は同駆動手段のカム部の拡
大詳細図であり、図８においては図１に示したと同一要
素には同一符号を付している。

【００５５】本実施例の特徴は、前記第１実施例で用い
た検知部材４ａ，４ｂ，４ｃを駆動手段１１を用いるこ
とによって感光ドラム１に対して離接可能に構成し、こ
れらを電流検知時のみ感光ドラム１に当接する点にあ
る。これによって、検知部材４ａ，４ｂ，４ｃが常に帯
電ローラ２に摺接するのが防がれるため、帯電ローラ２
の寿命をより延長することができる。

【００５６】ここで、検知部材４ａ，４ｂ，４ｃの駆動
手段１１の動作原理を示す。

【００５７】図９に示すように、検知部材４（４ａ，４
ｂ，４ｃ）には、電気的に導通のとれた支持棒１１ｅが
固定され、該支持棒１１ｅは、真ん中に支持棒１１ｅと
同径の孔が穿設された支持部材１１ｆに通されて支持さ
れている。そして、支持部材１１ｆと検知部材４の間に
は支持棒１１ｅを囲みながらバネ部材１１ｄが設置され
ており、該バネ部材１１ｄによって検知部材４は常に図
９の上方に付勢されている。

【００５８】又、各検知部材４（４ａ，４ｂ，４ｃ）の
近傍には、該検知部材４を下に押し下げるためのカム部
材１１ｃが設けられ、このカム部材１１ｃは駆動源１１
ａからの駆動軸１ｂによって回転駆動される。尚、図９
に示すカム部材１１ｃを図の右横から見た図が図１０で
ある。

【００５９】ところで、本実施例のシーケンスをフロー
チャートで図１１に示すが、このシーケンスは前記第１
実施例のそれと殆ど同じであり、第１実施例における検
知スイッチのＯＮ／ＯＦＦ（図７参照）を駆動手段のＯ
Ｎ／ＯＦＦに置き換えただけである。

【００６０】而して、第２実施例と第１実施例を比較す
るために耐久試験を行ったが、実験条件（画像形成装置
構成）は、検知部材４以外は第１実施例で述べたものを
そのまま用いた。

【００６１】その結果、検知部材４（４ａ，４ｂ，４
ｃ）が帯電ローラ２に常時当接している第１実施例の場
合は、印字枚数が約２０Ｋ時点で帯電ローラ２が寿命で
あると判断された。それに対して本実施例の場合には、
印字枚数が約２６Ｋ時点で帯電ローラ２が寿命であると
判断され、帯電ローラ２の寿命が第１実施例よりも延び
たことが確認された。又、検知部材４の当接面を観察し
たところ、第１実施例の方が当接面の荒れ方がひどいこ
とも確認できた。

【００６２】尚、検知部材４を離接可能にする手段とし
ては、本実施例で述べた構成に限定されないことは言う
までもない。

【００６３】以上のように、検知時のみ検知部材４を当
接する構成にすることで、帯電ローラ２の寿命をより延
ばすことが可能となる。

【００６４】＜第３実施例＞次に、本発明の第３実施例
を図１２及び図１３に基づいて説明する。尚、図１２は
帯電ローラの膜厚バラツキ大の場合の表層膜厚の耐久変
化を示す図、図１３は第３実施例のシーケンスを示すフ
ローチャートである。

【００６５】本実施例の特徴は、帯電ローラ寿命の判断
基準を前記第１及び第２実施例で述べた最大電流値Ｉma
x と電流上限値（α×Ｉleak）との比較に加えて、最大
電流値Ｉmax と全平均電流値Ｉave との比較も行うこと
で、帯電ローラ寿命の推測精度をより高めることを目的
としている点である。

【００６６】本実施例で用いる画像形成装置構成は、第
１及び第２実施例で述べたものと同じであり、異なる点
は前記判断基準のみである。

【００６７】図１２に本実施例を用いることで寿命検知
精度の向上を図ることができる例を示しており、それは
帯電ローラ表層の成形時の膜厚バラツキが大きい場合に
特に有効となる。同図は、耐久に伴う帯電ローラ表層の
削れ状況を表した図であり、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ異な
る場所を表している。

【００６８】又、下表に帯電ローラの膜厚の様子を表
す。

【００６９】

【表１】表１には膜厚バラツキの大小で耐久前後の変化の違いを
表している。通常ローラ（図４）においては、成形時の
膜厚平均値は９．７μｍであり、平均膜厚に対する下限
膜厚ｃの割合が８３％程度であった。

【００７０】ところが、膜厚バラツキが大きいローラ
（図１２）では、成形時の膜厚平均値が１１μｍである
のに対し、平均膜厚に対する下限膜厚ｃの割合が７３％
程度と小さくなると、第１又は第２実施例の判断基準
（最大電流値管理）のみでは、寿命と判断する以前にリ
ークが発生してしまう可能性があった。それは、以下の
理由による。

【００７１】即ち、検知部材４（４ａ，４ｂ，４ｃ）の
各々に流れる直流電流は、各検知場所の抵抗値の比率に
反比例した割合で流れ込む。つまり、抵抗値の小さいと
ころ（膜厚の薄いところ）に多く流れ込む。一般的には
本実施例で示した構成の帯電ローラにおいては、成形時
の膜厚バラツキは約３０％程度までであるため、抵抗値
のバラツキ、電流の流れる比率のバラツキも３０％程度
までである。このような通常のバラツキ範囲内において
は、帯電ローラの対リーク性能については、ローラ全域
において殆ど変わらない性能が保証されている。

【００７２】しかしながら、バラツキが通常範囲を超え
ると、電流の偏りの大きさに表層が耐えられなくなり、
リークが発生する可能性が高くなる。しかも、このこと
は、耐久が進んで表層膜厚全体が減少し、全膜厚平均値
に対する下限膜厚ｃの割合がより小さくなるに従って、
より顕著になる。実際、図４に示すように下限膜厚でリ
ークが発生する初期の膜厚ｃの割合が８３％程度の通常
のローラでは、リーク発生時の膜厚ｃの割合の低下は６
４％程度で済んでいるのに対し、図１２に示すような膜
厚バラツキを持った帯電ローラでの耐久では、初期には
膜厚ｃの割合が７３％程度であったものは、最も薄い層
が下限膜厚に到達する前にリークを発生し、そのときの
膜厚ｃの割合は５７％程度までに低下していた。

【００７３】これらのことより、表層膜厚のバラツキの
大きな帯電ローラにおいても寿命検知をより確実に行う
には、先の実施例で述べた下限膜厚に対する管理方法に
加えて、長手方向で一番薄い膜厚の全体平均膜厚に対す
る割合を調べ、その値が所定値以下になったとき（つま
り、偏りが大きくなったとき）も寿命と判断する必要が
ある。そのためには、全体平均膜厚を複数の電流検知部
材から得られた電流値の全平均電流値Ｉave で表し、一
番薄い膜厚を複数の検知部材から得られた電流値の中で
最も大きい最大電流値Ｉmax で表し、更に、帯電ローラ
の長手方向での電流値の偏りに対するリーク性能から決
まる係数をβで表したとき、次式；

【００７４】

【数１】Ｉmax ≧β×Ｉave を満たしたときに帯電ローラが寿命に達したと判断すれ
ば良い。

【００７５】ところで、本実施例に用いる帯電ローラの
長手方向での電流値の偏りに対するリーク性能から決ま
る係数βは、例えば図１２に示す実例によれば（表１も
参照）、膜厚ｃの割合が６０％程度のとき寿命と判断す
るように設定すれば、リーク発生前にユーザーに寿命を
警告することができる。つまり、この膜厚割合の６０％
を電流での割合に換算するとβが求められ、β＝１／
０．６≒１．７となる。従って、本実施例においては、

【００７６】

【数２】Ｉmax ≧１．７×Ｉave を満たすときに帯電ローラが寿命に達したものと判断す
ることができる。

【００７７】上記判断条件も加味した場合、本実施例で
の寿命検知シーケンスは、図１３で示すフローチャート
のようになる。

【００７８】即ち、各部の電流検知動作（Ｆ４）までは
先の実施例と同じである。検知後、最大電流値Ｉmax を
見つけ、同時に全平均電流値Ｉave を算出する（Ｆ
５）。次にＩmax ≧１．７×Ｉave であったならば、帯
電ローラは寿命に達したものと判断し（Ｆ６）、画像形
成動作を停止し（Ｆ８）、ユーザーに警告する（Ｆ
９）。Ｉmax ＜１．７×Ｉave であれば、次に先の実施
例と同様にＩmax と０．９×Ｉleak（電流上限値）を比
較し、帯電ローラが寿命に達したか否かを判断する。

【００７９】このような本実施例を用いて、図１２で示
したような膜厚のバラツキの大きな帯電ローラ（最も薄
い層厚の割合が約７０％のもの）を２つ用いて第１実施
例の場合との比較を行た。その結果、第１実施例の場合
は、耐久枚数が約２１Ｋ時点で寿命検知前にリークが発
生してしまった。しかし、本実施例においては、耐久枚
数が約２０Ｋ時点で帯電ローラが寿命に達したものと判
断でき、その時点はリークの発生が起きる前であり、本
実施例の効果が確認できた。

【００８０】以上のように、本実施例によれば、帯電ロ
ーラ寿命の判断基準を、先の実施例で述べた最大電流値
Ｉmax と電流上限値Ｉuplim （＝０．９×Ｉleak）の比
較に加えて、最大電流値Ｉmax と全平均電流値Ｉave と
の比較も行うことで、帯電ローラ寿命の推測精度をより
高めることが可能となる。

【００８１】＜第４実施例＞次に、本発明の第４実施例
を図１４に基づいて説明する。尚、図１４は本実施例に
係る寿命検出方法を実施するための装置の構成図であ
り、本図においては図１に示したと同一要素には同一符
号を付している。

【００８２】本実施例の特徴は、電流検知部材が帯電ロ
ーラ２のクリーニング部材の機能を兼ねる点にある。

【００８３】帯電ローラを用いた画像形成装置において
は、特に低湿環境下で帯電ローラ表面にトナーが徐々に
堆積して感光ドラムに対する抵抗値が変化し、帯電不良
による画像劣化が生じることがあった。又、帯電ローラ
表面が汚れると、本発明で行っている表層膜厚の検知精
度にも影響を及ぼす可能性もあった。

【００８４】従って、上記不具合を解消する目的で、本
実施例はクリーニング機能を検知部材に持たせたのもの
である。本実施例では、図１４に示す１２が電流検知部
材兼クリーニング部材であり、それ以外の構成は第１実
施例で述べたものと同様である。又、帯電ローラ２の寿
命判断も第１又は第３実施例の何れの方法でも用いるこ
とができる。

【００８５】前記電流検知部材兼クリーニング部材１２
は、絶縁性の芯軸１２ｆの周囲に導電性のスポンジ部１
２ａ，１２ｂ，１２ｃと絶縁性のスポンジ部１２ｄ，１
２ｅを長手方向に亘って交互に配して構成され、導電性
のスポンジ部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが帯電ローラ２の
電流検知部となっている。電流検知部材兼クリーニング
部材１２にスポンジ部１２ａ〜１２ｅを用いた理由は、
クリーニング性能を高めるためでる。このスポンジ部１
２ａ〜１２ｅの材質としては、ウレタンゴム、ＥＰＤ
Ｍ、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポ
リアミド等が用いられ、導電化が必要であれば、それら
にカーボンや金属酸化物等を適量添加すれば良い。尚、
電流検知部を構成する導電性スポンジ部１２ａ〜１２ｃ
の抵抗値としては、体積抵抗で１０¹ Ωｃｍ〜１０⁴ Ω
ｃｍの範囲が適切である。

【００８６】以上のような構成の電流検知部材兼クリー
ニング部材１２は、不図示のバネ部材によって帯電ロー
ラ２に当接されており、従動で回転するようになってい
る。又、導電性のスポンジ部１２ａ，１２ｂ，１２ｃに
は、不図示の摺動接点が当接しており、これらのスポン
ジ部１２ａ〜１２ｃはその接点を介して検知スイッチ５
ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ電気的に接続されている。

【００８７】以下に本実施例と第１実施例との比較実験
を行った結果を示す。本実施例の構成は次の通りであ
る。尚、示していないものは第１実施例で述べた構成と
同じとする。

【００８８】検知部材兼クリーニング部材１２：外径φ
１５ｍｍ、芯軸径＝φ６ｍｍ、芯軸材＝ポリアセタール導電性スポンジ＝ＥＰＤＭ＋カーボン（体積抵抗１０³
Ωｃｍ）絶縁性スポンジ＝ＥＰＤＭ以上のような構成で耐久試験を温度１５℃、湿度１０％
の環境で行った結果、第１実施例においては、リークが
発生する前の２３Ｋ枚時点で帯電ローラ２が寿命に達し
たものと確実に判断されたが、１６Ｋ枚程度から汚れに
起因したカブリ画像が若干見られた。

【００８９】一方、本実施例でも、リークが発生する前
の２２Ｋ枚時点で帯電ローラ２が寿命に達したことが確
実に判断され、しかも、汚れに起因する画像不良は見ら
れず、本実施例の効果が確認された。

【００９０】以上のように、本実施例によれば、電流検
知部材が帯電ローラクリーニング部材の機能を兼ねるこ
とで、帯電ローラを寿命いっぱいに亘って使用すること
ができ、トナー汚れの影響を受けることなく、安定した
画像が得られる。

【００９１】

【００９２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、像担持体と、像担持体と接触し像
担持体を帯電する接触帯電部材と、を有する画像形成装
置の接触帯電部材の寿命検知方法として、接触帯電部材
の長手方向に沿って設けられた接触帯電部材表面と接触
する複数の導電部材を有し、この複数の導電部材に流れ
る電流の最大値と複数の帯電部材に流れる電流の平均値
に基づき接触帯電部材の寿命を判断するようにしたた
め、接触帯電部材の寿命を高精度に検知し、リークの発
生を未然に防止することが可能となるという効果が得ら
れる。

【００９３】

【００９４】請求項２記載の発明によれば、導電部材を
検知時のみ当接させることで、必要以上に接触帯電部材
に対する摺擦をなくし、接触帯電部材の寿命を延ばすこ
とができるという効果が得られる。

【００９５】請求項３記載の発明によれば、導電部材が
クリーニング部材の能力を兼ね備えることで、接触帯電
部材の汚れによる画像欠陥を防ぐことができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る寿命検知方法が適用
される画像形成装置要部の構成図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る寿命検知方法が適用
される画像形成装置全体の断面図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の帯電
ローラの断面図である。

【図４】帯電ローラの表層膜厚の耐久変化を示す図であ
る。

【図５】帯電ローラの表層膜厚と抵抗及びＤＣ電流との
関係を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例に係る寿命検知方法のシー
ケンスのタイミングチャートである。

【図７】本発明の第１実施例に係る寿命検知方法のシー
ケンスのフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例に係る寿命検知方法が適用
される画像形成装置要部の構成図である。

【図９】検知部材の駆動手段の拡大詳細図である。

【図１０】駆動手段のカム部の拡大詳細図である。

【図１１】本発明の第２実施例に係る寿命検知方法のシ
ーケンスのフローチャートである。

【図１２】帯電ローラの膜厚バラツキ大の場合の表層膜
厚の耐久変化を示す図である。

【図１３】本発明の第３実施例に係る寿命検知方法のシ
ーケンスのフローチャートである。

【図１４】本発明の第４実施例に係る寿命検知方法が適
用される画像形成装置要部の構成図である。

【図１５】従来の画像形成装置の断面図である。

【図１６】リークの発生状況を表した帯電ローラと感光
ドラムの部分断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電ローラ（接触帯電部材）３帯電用高圧電源４ａ〜４ｃ電流検知部材５ａ〜５ｃ検知スイッチ６ａ〜６ｃ電流検知部７演算部８表示部１１ｃカム部材１２電流検知部材兼クリーニング部材１２ａ〜１２ｃ導電性スポンジ部（導電性スポンジ弾
性体）１２ｄ，１２ｅ絶縁性スポンジ部（絶縁性スポンジ弾
性体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−202446（ＪＰ，Ａ) 特開平６−35292（ＪＰ，Ａ) 特開平６−337569（ＪＰ，Ａ) 特開平４−26868（ＪＰ，Ａ) 特開平５−289475（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/00 303 G03G 15/02 - 15/02 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、像担持体と接触し像担持体
を帯電する接触帯電部材と、を有する画像形成装置の接
触帯電部材の寿命検知方法であって、接触帯電部材の長手方向に沿って設けられた接触帯電部
材表面と接触する複数の導電部材を有し、この複数の導
電部材に流れる電流の最大値と複数の帯電部材に流れる
電流の平均値に基づき接触帯電部材の寿命を判断するこ
とを特徴とする接触帯電部材の寿命検知方法。
【請求項２】前記導電部材を前記接触帯電部材に対し
て接離可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の
接触帯電部材の寿命検知方法。
【請求項３】前記導電部材は、導電性スポンジ弾性体
と絶縁性スポンジ弾性体を長手方向に交互に配列して構
成されることを特徴とする請求項１記載の接触帯電部材
の寿命検知方法。