JPH05223513A - 被帯電体の厚み検知装置、帯電装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被帯電体もしくは被帯電体としての像担持体
２ａの耐久による、厚み減少状態ないしは使用限界（寿
命）としての下限厚みに達したことを精度よく安定に検
知してその交換を促す警告などの適切な対策処理を講じ
得て、使用限界に達したにも拘らず使用されることによ
る帯電不良や画像不良の発生等を未然に防ぐこと。 【構成】 被帯電体２ａに接触する電極部材１と、該電
極部材１に印加する電圧と、これによって電極部材１に
流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段１０
０を有すること、さらには電極部材１に電圧を印加する
電源８、電極部材１、被帯電体２ａで構成される閉回路
中に周波数フィルタ回路１０１を有する電流検知手段１
００を有することを特徴とする被帯電体の厚み検知装
置、もしくは帯電装置、もしくは画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被帯電体の厚み検知装
置、帯電装置、及び画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置・静電記録装置等
の画像形成装置においては、電子写真感光体・静電記録
誘電体等の被帯電体としての像担持体を帯電処理（除電
処理も含む）する装置として従来よりコロナ帯電器が使
用されてきた。

【０００３】近年は、電圧を印加した、ローラ形（帯電
ローラ）やブレード形（帯電ブレード）等の帯電部材
（導電性部材）を被帯電体の面に接触させて被帯電体面
を所定の極性・電位に帯電させる接触（直接）式の帯電
装置（例えば特開昭６３−１６７３８０号公報等）が実
用化されてきている。

【０００４】接触帯電装置はコロナ帯電器に比べて、電
源の低圧化が図れる、オゾン等のコロナ放電生成物の発
生が極めて少ない（オゾンレス）等の利点を有してい
る。

【０００５】帯電部材として導電ローラ（帯電ローラ）
を用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点から好
ましく用いられている。

【０００６】また、帯電部材に対する印加電圧を直流電
圧（ＤＣ電圧）のみにして被帯電体面の帯電を行なう帯
電方式（以下、ＤＣ帯電と記す）と、帯電部材に対する
印加電圧を振動電圧（時間と共に電圧値が周期的に変化
する電圧）にして被帯電体の帯電を行なう帯電方式（以
下、ＡＣ帯電と記す、特開昭６３−１４９６６９号公報
等）がある。

【０００７】接触帯電は、帯電部材から被帯電体への放
電によって行なわれるため、帯電部材に或るしきい値電
圧以上のＤＣ電圧を印加することによって被帯電体の帯
電が開始される。

【０００８】具体例を示すと、被帯電体として、厚さ２
５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当接さ
せた場合には、図５に示すよに約６４０Ｖ以上のＤＣ電
圧を帯電部材としての帯電ローラに印加すれば感光体の
表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾
き１で線形に感光体表面電位が増加していく。

【０００９】上記の感光体の表面電位が上昇し始める約
６４０Ｖの印加ＤＣ電圧値が該感光体についての帯電開
始電圧Ｖ_thである。

【００１０】以上のことから、作像に必要とされる所望
の感光体表面電位（帯電電位）ＶｄをＤＣ帯電で得るた
めには、帯電ローラにはＶｄ＋Ｖ_thのＤＣ電圧を印加す
れば良いことになる。

【００１１】ＤＣ帯電は帯電ローラにこのＤＣ電圧を印
加して被帯電体としての帯電処理をするものである。

【００１２】これは以下のように説明される。図６の
（ａ）は導電性のドラム基体２ｂの外周面に被帯電体と
しての感光体２ａの層を形成してなる感光体ドラム２に
帯電部材としての帯電ローラ１を加圧当接させた状態
の、該当接部分の拡大模型図である。８は帯電バイアス
印加電源である。

【００１３】帯電ローラ１と感光体ドラム２間の放電に
関与する微小ギャップの空気層と感光体ドラムを電気的
な等価回路に表現すると図６の（ｂ）のように示され
る。帯電ローラ１の示すインピーダンスは感光体ドラ
ム、空気層のそれに比べて小さく無視できるためここで
は扱わない。このため、帯電機構は単に２つのコンデン
サーＣ１、Ｃ２で表現できることがわかる。

【００１４】この等価回路に直流電圧を印加すると、電
圧はそれぞれのコンデンサーのインピーダンスに比例配
分され、空気層に印加される電圧Ｖａｉｒは、 Ｖａｉｒ＝Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２） ・・・ （１）式 になる。

【００１５】空気層にはパッシェンの法則に従う絶縁破
壊電圧があり、空気層の厚みをｇ［μｍ］とすると、Ｖ
ａｉｒが ３１２＋６．２ｇ［Ｖ］ ・・・ （２）式 を越えると放電が起き、帯電が行われる。

【００１６】はじめて放電が起きる電圧は（１）式と
（２）式が等しくなった場合のｇに関する二次方程式が
重解を持つときであるので（Ｃ１もｇの関数）、このと
きのＤＣ電圧値が放電開始電圧Ｖ_thに相当する。このよ
うにして求められた理論値のＶ_thは実験値と非常に近い
値を取る。

【００１７】ただ、接触帯電においては、環境変動によ
って接触帯電部材の抵抗値が変動すること、被帯電体と
しての感光体が耐久により削れて（磨り減り）厚みが変
化して帯電開始電圧Ｖ_thが変動することなどのために、
ＤＣ帯電方式の場合は感光体の表面電位を所望のＶｄ値
に安定化させることが難しい。

【００１８】ＡＣ帯電は、接触帯電の更なる帯電均一化
を行うことができるものであり、所望のＶｄに相当する
ＤＣ電圧に、好ましくは２×Ｖ_th以上のピーク間電圧Ｖ
_PPを持つＡＣ電圧を重畳した振動電圧（Ｖ_DC＋Ｖ_AC）を
帯電部材に印加して被帯電体の帯電処理を行うもので、
これは図７に示すようにＡＣ電圧による帯電電位のなら
し効果を目的としたもので、ＤＣ帯電よりも帯電電位の
均一化を図ることができる。

【００１９】ＡＣ電圧の波形としては正弦波に限らず、
矩形波、三角波、パルス波でもよい。直流電源を周期的
にオンーオフすることによって形成された矩形波の電圧
を含む。

【００２０】

【発明が解決しようとしている課題】例えば、被帯電体
としての像担持体を繰り返して使用する転写方式の画像
形成装置においては、耐久通紙により被帯電体としての
像担持体（感光体層、誘電体層等）が次第に削れてい
き、その厚み（膜厚）が逐次減少していく。このような
被帯電体としての像担持体（以下、感光体と記す）の耐
久による厚み減少は感光体の帯電処理がＤＣ帯電でもＡ
Ｃ帯電でも次のよな問題が発生してくる。

【００２１】即ち、感光体を一定電位Ｖｄに帯電するた
めに必要な電荷量Ｑは、感光体の静電容量Ｃによって決
定され、この電荷量は感光体の厚みに対して反比例す
る。

【００２２】従って、削れた感光体を同じＶｄにまで帯
電するためには初期より多い電荷（帯電電流）が必要な
事になる。しかし、帯電電流が大きくなると帯電部材の
インピーダンスによる電圧降下が顕著になってくる。

【００２３】一般的に帯電部材としての帯電ローラは、
感光体にピンホールが生じた場合にそこに帯電電流が集
中することを防ぐために抵抗層を有しており、ローラ抵
抗として１０⁵ 〜１０⁶ Ωのインピーダンス値を持って
いる。また、低温低湿環境等で耐久通紙を行うと更にロ
ーラ抵抗が上昇することと、感光体の削れによる帯電電
流の増加が合わさると、Ｖｄの降下量が１００〜２００
Ｖにもなり、画像カブリを生じる事がある。

【００２４】以上の事から良好な画像を得るためには感
光体の厚みは１５μｍ程度以上必要であり、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事ができ
ず、感光体の寿命を越したと考える事ができる。

【００２５】しかし従来、感光体の厚みを直接知る手段
として有効なものは少なく、感光体ドラムの通算回転数
をカウントすることで間接的に感光体削れ量、即ち感光
体の寿命を算出する他には良い方法がなく、この方法も
使用環境、クリーニング装置の状態等で感光体削れ量は
変化するため信頼性に欠けるものであった。

【００２６】そこで本発明は、被帯電体の厚みを精度よ
く安定に検知することができる信頼性の高い、厚み検知
装置を提供することを目的とする。

【００２７】また、被帯電体もしくは被帯電体としての
像担持体の耐久による、厚み減少状態ないしは使用限界
（寿命）としての下限厚みに達したことを精度よく安定
に検知して被帯電体ないしは像担持体の交換を促す警告
などの適切な対策処理を講じ得て、被帯電体もしくは像
担持体が使用限界に達したにも拘らず引き続き使用され
ることによる帯電不良や画像不良の発生等を未然に防ぐ
ことを可能にした、帯電装置、及び画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、被帯電体の厚み検知装置、帯電装置、及び画
像形成装置である。

【００２９】（１）被帯電体に接触する電極部材と、該
電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に流
れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段を有す
ることを特徴とする被帯電体の厚み検知装置。

【００３０】（２）被帯電体に接触する電極部材と、該
電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に流
れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段と、電
極部材に電圧を印加する電源、電極部材、被帯電体で構
成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流検
知手段を有することを特徴とする被帯電体の厚み検知装
置。

【００３１】（３）被帯電体の厚み検知が、電極部材に
印加した電圧によって電極部材に流れる電流と、予め設
定された被帯電体の厚みに関するＶ−Ｉ特性の傾きデー
タとの照合でなされることを特徴とする（１）または
（２）記載の被帯電体の厚み検知装置。

【００３２】（４）電極部材に印加する電圧は直流電圧
であることを特徴とする（１）または（２）記載の被帯
電体の厚み検知装置。

【００３３】（５）電極部材に印加する電圧は直流電圧
成分と交流電圧成分を重畳した振動電圧であり、被帯電
体を所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２に
まで帯電させるときに電極部材に流れる直流電流の測定
により被帯電体の厚みを検知することを特徴とする
（１）または（２）記載の被帯電体の厚み検知装置。

【００３４】（６）電極部材に印加する振動電圧の直流
電圧成分は被帯電体の所望する帯電電位に相当する電圧
であり、交流電圧成分は電極部材に直流電圧を印加した
ときの被帯電体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピーク
間電圧をもつことを特徴とする（５）記載の被帯電体の
厚み検知装置。

【００３５】（７）電極部材に印加する振動電圧の直流
電圧成分を第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２に切り換え
る手段を有することを特徴とする（５）または（６）記
載の被帯電体の厚み検知装置。

【００３６】（８）Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０である
ことを特徴とする（５）または（７）記載の被帯電体の
厚み検知装置。

【００３７】（９）被帯電体が画像形成装置の像担持体
であり、Ｖ２の表面電位を持つ像担持体を露光すること
によってＶ１の表面電位を与えることを特徴とする
（５）記載の被帯電体の厚み検知装置。

【００３８】（１０）被帯電体の検知厚みが、予め設定
された値、またはそれ以下であるときに作動する警告手
段を有することを特徴とする（１）または（２）記載の
被帯電体の厚み検知装置。

【００３９】（１１）電極部材がローラ形状を成してい
ることを特徴とする（１）または（２）記載の被帯電体
の厚み検知装置。

【００４０】（１２）電極部材が被帯電体を帯電する帯
電部材であることを特徴とする（１）または（２）記載
の被帯電部材の厚み検知装置。

【００４１】（１３）被帯電体が画像形成装置の像担持
体であることを特徴とする（１）または（２）記載の被
帯電体の厚み検知装置。

【００４２】（１４）直流電圧を印加した帯電部材を被
帯電体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であ
り、該帯電部材に印加する電圧と、これによって帯電部
材に流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段
を有することを特徴とする帯電装置。

【００４３】（１５）直流電圧を印加した帯電部材を被
帯電体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であ
り、該帯電部材に印加する電圧と、これによって帯電部
材に流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段
と、帯電部材に電圧を印加する電源、帯電部材、被帯電
体で構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する
電流検知手段を有することを特徴とする帯電装置。

【００４４】（１６）被帯電体の厚み検知が、帯電部材
に印加した電圧によって帯電部材に流れる電流と、予め
設定された被帯電体の厚みに関するＶ−Ｉ特性の傾きデ
ータとの照合でなされることを特徴とする（１４）また
は（１５）記載の帯電装置。

【００４５】（１７）被帯電体の検知厚みが、予め設定
された値、またはそれ以下であるときに作動する警告手
段を有することを特徴とする（１４）または（１５）記
載の帯電装置。

【００４６】（１８）帯電部材がローラ形状を成してい
ることを特徴とする（１４）または（１５）記載の帯電
装置。

【００４７】（１９）被帯電体が画像形成装置の像担持
体であることを特徴とする（１４）または（１５）記載
の帯電装置。

【００４８】（２０）直流電圧成分と交流電圧成分を重
畳した振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触さ
せて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、被帯電体を
所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２にまで
帯電させるときに帯電部材に流れる直流電流の測定によ
り被帯電体の厚みを検知する手段を有することを特徴と
する帯電装置。

【００４９】（２１）直流電圧成分と交流電圧成分を重
畳した振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触さ
せて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、被帯電体を
所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２にまで
帯電させるときに帯電部材に流れる直流電流の測定によ
り被帯電体の厚みを検知する手段と、帯電部材に電圧を
印加する電源、帯電部材、被帯電体で構成される閉回路
中に周波数フィルタ回路を有する電流検知手段を有する
ことを特徴とする帯電装置。

【００５０】（２２）帯電部材に印加する振動電圧の直
流電圧成分は被帯電体の所望する帯電電位に相当する電
圧であり、交流電圧成分は帯電部材に直流電圧を印加し
たときの被帯電体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピー
ク間電圧をもつことを特徴とする（２０）または（２
１）記載の帯電装置。

【００５１】（２３）帯電部材に印加する振動電圧の直
流電圧成分を第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２に切り換
える手段を有することを特徴とする（２０）または（２
１）記載の帯電装置。

【００５２】（２４）Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０であ
ることを特徴とする（２０）または（２１）記載の帯電
装置。

【００５３】（２５）被帯電体が画像形成装置の像担持
体であり、Ｖ２の表面電位を持つ像担持体を露光するこ
とによってＶ１の表面電位を与えることを特徴とする
（２０）または（２１）記載の帯電装置。

【００５４】（２６）被帯電体の検知厚みが、予め設定
された値、またはそれ以下であるときに作動する警告手
段を有することを特徴とする（２０）または（２１）記
載の帯電装置。

【００５５】（２７）帯電部材がローラ形状を成してい
ることを特徴とする（２０）または（２１）記載の帯電
装置。

【００５６】（２８）被帯電体が画像形成装置の像担持
体であることを特徴とする（２０）または（２１）記載
の帯電装置。

【００５７】（２９）像担持体を帯電する手段を含む作
像プロセス手段により像担持体面に可転写像を形成担持
させ、その可転写像を転写手段により転写材に転写して
画像形成物を出力させ、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、前記帯電手段は、直流電
圧、または直流電圧成分と交流電圧成分を重畳した振動
電圧を印加した帯電部材を像担持体に接触させて像担持
体面を帯電する帯電装置であり、前記の転写手段はバイ
アス電圧印加式の手段であり、転写非実行時に該転写手
段に転写実行時とは異なる電圧を印加することで像担持
体面を所定の第１の電位Ｖ１に帯電させた後、前記帯電
装置にて該像担持体面を該第１の電位Ｖ１から所定の第
２の電位Ｖ２にまで帯電させるときに帯電部材に流れる
直流電流Ｉを測定することにより像担持体の厚みを検知
する手段を有することを特徴とする画像形成装置。

【００５８】（３０）像担持体を帯電する手段を含む作
像プロセス手段により像担持体面に可転写像を形成担持
させ、その可転写像を転写手段により転写材に転写して
画像形成物を出力させ、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、前記帯電手段は、直流電
圧、または直流電圧成分と交流電圧成分を重畳した振動
電圧を印加した帯電部材を像担持体に接触させて像担持
体面を帯電する帯電装置であり、前記の転写手段はバイ
アス電圧印加式の手段であり、転写非実行時に該転写手
段に転写実行時とは異なる電圧を印加することで像担持
体面を所定の第１の電位Ｖ１に帯電させた後、前記帯電
装置にて該像担持体面を該第１の電位Ｖ１から所定の第
２の電位Ｖ２にまで帯電させるときに帯電部材に流れる
直流電流Ｉを測定することにより像担持体の厚みを検知
する手段と、帯電部材に電圧を印加する電源、帯電部
材、被帯電体で構成される閉回路中に周波数フィルタ回
路を有する電流検知手段を有することを特徴とする画像
形成装置。

【００５９】（３１）帯電部材に印加する振動電圧の直
流電圧成分は像担持体の所望する帯電電位に相当する電
圧であり、交流電圧成分は帯電部材に直流電圧を印加し
たときの像担持体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピー
ク間電圧をもつことを特徴とする（２９）または（３
０）記載の画像形成装置。

【００６０】（３２）転写手段は転写実行時とは異なる
電圧を印加できる電源を備えていることを特徴とする
（２９）または（３０）記載の画像形成装置。

【００６１】（３３）Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０であ
ることを特徴とする（２９）または（３０）記載の画像
形成装置。

【００６２】（３４）像担持体の検知厚みが、予め設定
された値、またはそれ以下であるときに作動する警告手
段を有することを特徴とする（２９）または（３０）記
載の画像形成装置。

【００６３】（３５）帯電部材がローラ形状を成してい
ることを特徴とする（２９）または（３０）記載の画像
形成装置。

【００６４】

【作用】即ち、被帯電体に電極部材を接触させて電圧を
印加して被帯電体をＤＣ帯電又はＡＣ帯電させたとき被
帯電体の厚みと電極部材に流れるＤＣ帯電電流には後述
の実施例に説明するように相関関係がある。本発明はこ
れに着目して前記の構成により被帯電体の厚みを電気的
に検知するものであり、簡単な装置・回路構成で被帯電
体の厚みを精度良く検知できる。

【００６５】そして、被帯電体の帯電装置や転写方式の
画像形成装置にあっては、被帯電体もしくは被帯電体と
しての像担持体の耐久による、厚み減少状態ないしは使
用限界としての下限厚みに達したことを精度よく安定に
検知して被帯電体ないしは像担持体の交換を促す警告な
どの適切な対策処理を講じ得て、被帯電体もしくは像担
持体が使用限界に達したにも拘らず引き続き使用される
ことによる帯電不良や画像不良の発生等を未然に防ぐこ
とが可能となる。

【００６６】

【実施例】

＜第１の実施例＞（図１〜図４） （１）画像形成装置例 図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成図で
ある。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利
用のレーザービームプリンタである。

【００６７】２は像担持体としての電子写真感光体ドラ
ムであり、矢示ａの時計方向にプロセススピード（回転
周速度）９５ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。

【００６８】本例の感光体ドラム２は、直径３０ｍｍの
アルミニウムドラム２ｂ（導電性ドラム基体）の外周に
ＯＰＣ感光体２ａの層を塗工形成したものであり、該感
光体２ａは電荷発生層の上に厚さｄ＝２５μｍの電荷輸
送層（Carrier Transfer Layer：以下、ＣＴ層と記す）
を配置したものである。

【００６９】本実施例ではこの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おり、耐久通紙によっ
て該ＣＴ層は少しづつ削れを生じて厚みが減少してい
く。

【００７０】１は感光体ドラム２の一次帯電部材として
の帯電ローラであり、芯金１ａと、その外周に形成した
導電性弾性体層（導電性ゴム層）１ｂと、更にその外周
に形成した高抵抗層１ｃからなる。

【００７１】芯金１ａの両端部を軸受けさせて感光体ド
ラム２に略並行に配列して感光体ドラム２面に押圧接触
させてあり、本例の場合は感光体ドラム２の回転駆動に
伴ない従動回転する。

【００７２】８は帯電ローラ１に対する帯電バイアス印
加電源であり、該電源８により帯電ローラ１に対して芯
金１ａを介して所定の帯電バイアスが印加されて回転感
光体ドラム２の感光体２ａの外周面が所定の極性・電位
に接触帯電処理される。

【００７３】帯電ローラ１の外周の高抵抗層１ｃは感光
体２ａにピンホール等の低耐圧欠陥部が存在もしくは発
生した場合にこの部分に帯電電流が集中して帯電ローラ
表面の電位が降下して横筋状の帯電不良を生じるのを防
ぐ役目をする。

【００７４】次いで、該回転感光体ドラム２の上記帯電
処理面に不図示のレーザービームスキャナから出力され
るレーザー光３（目的の画像情報の時系列電気デジタル
画素信号に応じて強度変調されたレーザー光）による走
査露光がなされることにより、感光体２ａの露光部分が
除電されて感光体２ａ面に画像情報の静電潜像が形成さ
れていく。

【００７５】次いで、その潜像がジャンピング現像方式
の現像装置４により一成分磁性トナーによって反転現像
され、感光体２ａ面の露光された部分がトナーの付着で
可視化される。

【００７６】そのトナー像が転写ローラ５の位置にて、
不図示の給紙機構から感光体ドラム２と転写ローラ５と
の圧接ニップ部（転写部）に所定のタイミングで給送さ
れた転写材９の面に対して転写されていく。本実施例で
は転写ローラ５に対して転写バイアス印加電源１０によ
り３ｋＶの転写バイアスを印加している。

【００７７】転写部を通った転写材９は感光体ドラム２
面から分離されて定着装置７へ送られて加圧・加熱によ
りトナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピ
ー）として出力される。

【００７８】転写材９に対するトナー像転写後の感光体
ドラム２面はブレード式クリーニング装置６のクリーニ
ングブレード（ウレタンゴム製のカウンタブレード）に
より転写残りトナーや紙粉等の付着汚染物のかき落し除
去を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。

【００７９】本例のプリンタは、感光体ドラム２、帯電
ローラ１、現像装置４、クリーニング装置６の４つのプ
ロセス機器をプリンタ本体に対して一括して着脱交換自
在のプロセスカートリッジ１１とした、カートリッジ着
脱方式のものである。

【００８０】（２）感光体２ａの厚み検知 先に図５で述べたように、帯電ローラ１にＤＣ電圧を印
加した場合、感光体２ａの帯電は印加電圧が帯電開始電
圧Ｖ_th以上で帯電を開始し、それ以降は印加電圧の増加
分ΔＶと同じ割合で線形に感光体表面電位は上昇する
（ΔＶｄ）。ここで仮に、印加電圧ＶがＶ_th以下の領域
をＡ領域、Ｖ_th以上をＢ領域と呼ぶことにする。

【００８１】このうちＡ領域は印加電圧が少なく空気層
に分割される電圧が、パッシェンの法則に基づく絶縁破
壊電圧を超える事ができないために帯電が行われていな
い事から本制御には無関係の領域である。

【００８２】Ｂ領域に関しては、実際に帯電ローラ１か
ら感光体２ａへの放電が行われており、印加電圧Ｖと感
光体表面電位Ｖｄとは感光体の膜厚や環境に関わらず、
傾き１で線形に増加するためΔＶ＝ΔＶｄである。

【００８３】これに対し、図２で表されるように、印加
電圧Ｖと帯電電流Ｉの関係を表すグラフは、Ａ領域で帯
電しない事い関しては同じであるが、Ｂ領域では感光体
２ａの厚みｄによって傾きが変化する。

【００８４】これは、感光体膜厚ｄによって、同じＶｄ
にまで帯電するために必要な帯電電流Ｉが異なる事を示
している。感光体表面電位Ｖｄと帯電電流Ｉに関して
は、以下のような計算が成り立つ。

【００８５】感光体２ａの厚みをｄ、比誘電率をε、真
空中の誘電率をε０、接触帯電部材の有効帯電幅をＬ、
プロセススピードをＶｐとすると、ここから感光体２ａ
の静電容量Ｃは計算され、以下の関係式が導かれる。

【００８６】帯電電荷量Ｑ＝∫Ｉ・ｄｔ＝Ｃ・Ｖｄ →帯電電流Ｉ＝ｄ／ｄｔ（Ｃ・Ｖｄ） ここで、 ｄＣ／ｄｔ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ／ｄ、 Ｖｄ＝Ｃｏｎｓｔ． であるので、 帯電電流Ｉ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄ ・・・ （３） となる。（３）式においてε，ε０，Ｌ，Ｖｐ，ｄは定
数であり、Ｂ領域に関してはΔＶ＝ΔＶｄであることが
判っているので、両者から ΔＩ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・ΔＶｄ／ｄ ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・ΔＶ／ｄ ・・・ （４） と導かれ、Ｂ領域に関してはＶ−Ｉグラフの直線の傾き
が ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ／ｄ で表わされる事がわかった。

【００８７】そこで本実施例においては、感光体ドラム
２の一次帯電部材としての帯電ローラ１を感光体厚み検
知用の電極部材に兼用して、Ｂ領域において該帯電ロー
ラ１への印加電圧Ｖとその時に流れる帯電電流Ｉを２点
で測定し、この関係からＶ−Ｉ特性の直線の傾きを算出
し、感光体２ａの厚みを検知する事とする。

【００８８】なお、本実施例では初期膜厚２５μｍの感
光体２ａを用いるため、初期のＶ_thは６４０Ｖであり、
感光体２ａが削れるに従ってＶ_thは減少するため印加電
圧６４０Ｖ以上であればＢ領域であるとみなすことがで
きる。

【００８９】また、上記（３）式から判るように、Ｉと
Ｖｄを測定する事によっても同様に膜厚を検知する事が
可能である。ただＶｄの測定には、プリンタ本体に感光
体表面電位測定器を別に設ける、また別の電源等のハー
ドが必要になる。

【００９０】以上の制御を行う際の条件であるが、測定
時に感光体電位はある決まった値でないと帯電電位と帯
電電流の関係が明らかにならないため、画像露光を行
い、電位を０にした状態で測定を行う。また、それぞれ
の電圧を印加する時間は、ノイズの影響等を除去するた
めに感光体ドラム１回転分づつとし、この間に測定され
る電流を平均している。

【００９１】本制御による感光体２ａの膜厚測定は感光
体ドラム２の前回転時に行なっており、画像形成に悪影
響を与えないようなシーケンスになっている。

【００９２】本制御を行うためには、あらかじめＶ−Ｉ
特性の傾きと感光体２ａの膜厚ｄの関係を測定する必要
がある。そこで、感光体２ａの膜厚ｄがそれぞれ１５μ
ｍ、１７μｍ、２１μｍ、２５μｍである感光体ドラム
２を用いて測定を行った。

【００９３】図２にその内の代表例として１５μｍと２
５μｍの感光体膜厚ｄの場合のＶ−Ｉ特性を示した。

【００９４】２５℃×６０％ＲＨの通常環境（以下、Ｎ
／Ｎ環境と記す）、３２．５℃×８５％ＲＨの高温高湿
環境（以下、Ｈ／Ｈ環境と記す）、１５℃×１０％ＲＨ
の低温低湿環境（以下、Ｌ／Ｌ環境と記す）において、
グラフの切片は変化するものの、傾きは一定であり、感
光体２ａの膜厚ｄのみに依存する事が実験的にも立証さ
れた。

【００９５】上記の５つの膜厚に対する傾きを基にし
て、膜厚ｄと傾きの関係をグラフにしたものを図３に実
験値グラフ（ａ）として示した。

【００９６】参考のため、前記（４）式において本実施
例でのプリンタに対応する数値としてε＝３，ε０＝
８．８５×１０^-12 ，Ｌ＝２０ｃｍ，Ｖｐ＝９５ｍｍ／
ｓｅｃを代入して求めた理論式の値を理論式グラフ
（ｂ）としてプロットして示した。若干の誤差はあるも
のの実験値との一致を見た。本実施例では理論式グラフ
（ｂ）ではなく、実際に実験で求めた実験値グラフ
（ａ）に基づく制御を行う事とする。

【００９７】本実施例では、図３のグラフ（ａ）の感光
体膜厚ｄとＶ−Ｉ特性の傾きの関係をプリンタ制御部
（不図示）のＲＯＭに記憶させておき、得られたＶ−Ｉ
特性の傾きから感光体膜厚ｄが計算できるような構成に
なっており、傾きが、良好な画像が得られる感光体膜厚
ｄの下限である１５μｍに相当する３２×１０^-3μＡ／
Ｖを超えた場合にプリンタ前面の警告表示灯（不図示）
を点灯させるとともに、ホストコンピュータ（不図示）
に対しても感光体寿命を知らせる信号を送る構成になっ
ている。

【００９８】この警告表示或いは更には以後のプリンタ
動作が禁止されることによりオペレータは感光体（感光
体ドラム）が寿命に達したことを認識して、本例の場合
はプロセスカートリッジ１１の新旧交換を行なうもの
で、感光体の寿命を精度よく検知して感光体が使用限界
に達しているにも拘らず使用されることによる帯電不良
や画像不良の発生を防止することができる。

【００９９】（３）プリンタ耐久試験例 以下に、実際に耐久試験を行った例を示す。

【０１００】まず、プリンタの前回転時に、図４に示す
ように放電開始電圧Ｖ_th以上の２つの電圧Ｖ１，Ｖ２を
帯電ローラ１に印加し、それぞれ流れる電流Ｉ１，Ｉ２
を測定する。ここでＶ１，Ｖ２はＢ領域である必要があ
るため、本実施例では６４０Ｖ以上の電圧を選択し、 Ｖ１＝１０００［Ｖ］、 Ｖ２＝１５００［Ｖ］ とした。

【０１０１】Ｂ領域でのＶ−Ｉ特性の傾きは （Ｉ２−Ｉ１）／（Ｖ２−Ｖ１） で計算される。

【０１０２】耐久初期においては感光体膜厚ｄは２５μ
ｍであったため、 Ｉ１＝５．５μＡ， Ｉ２＝１４μＡ と測定され、傾きは１７×１０^-3μＡ／Ｖであった。

【０１０３】これを、Ｎ／Ｎ環境において１５０００枚
通紙した時点で本制御を行ったところ、 Ｉ１＝１６μＡ， Ｉ２＝３２μＡ で、傾きが３２×１０^-3μＡ／Ｖとなり、予め設定され
た値を上回ったためプリンタは警告表示灯を点灯し、ホ
ストコンピュータに対しても警告を行ないプリンタ使用
を停止させた。

【０１０４】この時点で感光体膜厚ｄを測定したところ
約１５μｍであり、本制御が妥当である事が証明され
た。

【０１０５】このように、本実施例では接触帯電部材に
印加する電圧Ｖと、このときに流れる帯電電流Ｉを測定
する事によりＶ−Ｉ特性の傾きを測定し、感光体２ａの
膜厚ｄを検知する事が可能になった。

【０１０６】これにより、従来適当な方法がなかった感
光体２ａの膜厚（寿命）検知を、新たに特別な装置構成
等を取る事なく、簡単に行う事ができるようになった。

【０１０７】本実施例では、一次帯電部材としての帯電
ローラ１を感光体膜厚検知における電極部材として兼用
させたものであるが、導電性の転写ローラ５を感光体膜
厚検知における電極部材として兼用して同様の制御を行
う事が可能である。

【０１０８】また次の第２の実施例に示したように感光
体膜厚検知のための専用の電極部材を配設して同様の制
御を行う事も可能である。

【０１０９】＜第２の実施例＞（図８） 本実施例は感光体膜厚を検知するための専用の電極部材
を配設した装置例である。

【０１１０】前述の第１の実施例のように感光体の一次
帯電部材としての帯電ローラ１を感光体膜厚を検知する
ための電極部材に兼用使用した場合は、第１の実施例で
述べたように２つの電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ印加する
必要がある。また、画像形成時には膜厚を検知する事が
できないという問題があるが、専用の電極部材を設ける
事によってこの問題は解決できる。

【０１１１】本実施例はそのような構成の装置例であ
り、図８の（ａ）は装置要部の一部切欠き上面図、
（ｂ）はその側面図である。

【０１１２】クリーニング装置６と帯電ローラ１との間
位置において、感光体ドラム回転方向ａの上流側と下流
側とに、感光体除電手段としての露光ランプ１２と、感
光体２ａ面に対する接触電極部材としての一対の第１と
第２の接触子１３・１４を配設してある。

【０１１３】第１と第２の接触子１３・１４は感光体ド
ラム２の母線方向に間隔をあけて配列して感光体２ａ面
に接触させてある。本実施例の各接触子はそれぞれ幅１
ｃｍのブレード状の導電部材であり、ブレードの材質は
ウレタンゴムの表面に導電性を付与したウレタン塗料
（日本アチソン製、商品名エムラロン）を厚さ２０μｍ
で塗布したものである。

【０１１４】感光体除電手段１２はＤＣオフセット電圧
を０ＶにしたＡＣ帯電器を用いる事も可能である。接触
子１３・１４はローラ形状・パッド形状等の形態のもの
を用いる事も可能である。

【０１１５】第１と第２の２つの接触子１３・１４には
それぞれ別の電圧を印加されており、流れる電流を測定
する事ができるような構成になっている。印加する電圧
は図６に示すＢ領域である事が必要であるため、本実施
例では第１の接触子１３には１０００Ｖ、第２の接触子
１４には１５００Ｖ、をそれぞれ印加した。

【０１１６】本実施例のプリンタ構成は第１の実施例の
プリンタ（図１）に示したものと同様であるが、帯電ロ
ーラ１による感光体ドラム２の帯電は下記のＤＣ電圧と
ＡＣ電圧との重畳振動電圧の印加によるＡＣ帯電とし
た。

【０１１７】ＤＣ電圧：−７００Ｖ（Ｖｄに相当） ＡＣ電圧：ピーク間電圧Ｖ_PP＝１９００Ｖ 周波数ｆ＝５５０Ｈｚ 正弦波 この装置を用いて、感光体２ａの膜厚ｄが予め１５μｍ
である事が判明している感光体ドラム２を用いて測定を
行った。測定中は露光ランプ１２を点灯させてあり、膜
厚測定用の第１及び第２の接触子１３・１４を通過する
ときの感光体２ａの表面電位は約０Ｖであった。

【０１１８】この時、１０００ＶのＤＣ電圧が印加され
ている第１の接触子１３には０．８μＡ、１５００Ｖの
ＤＣ電圧が印加されている第２の接触子１４には１．６
μＡの電流が流れた。この値によって計算されたＶ−Ｉ
特性の傾きは１．６×１０^-3μＡ／Ｖであった。

【０１１９】前記（４）式で表されるようにＶ−Ｉ特性
の傾きは有効帯電幅Ｌに比例するため、この数値は第１
の実施例において同一条件で得られた傾き３２×１０^-3
μＡ／Ｖの１／２０ということで対応が取れる。

【０１２０】以上の結果から、本実施例においては、計
算された傾きが１．６×１０^-3μＡ／Ｖを上回ったとき
が感光体の膜厚が寿命である１５μｍであるとみなし、
警告を与えることとする。

【０１２１】実際に、Ｈ／Ｈ環境で１２０００枚通紙を
行ったところ、傾きが１．６×１０^-3μｍＡ／Ｖを超え
たため、警告表示がなされ、プリンタの作動禁止がなさ
れた。この時の感光体膜厚を測定したところ１５μｍで
あり、本方法が妥当である事が立証された。

【０１２２】このように、本実施例においては、専用の
感光体膜厚測定用の接触電極部材１３・１４を設ける事
によって、画像形成中においても感光体膜厚を検知する
事が可能になり、また、一次帯電部材としての帯電ロー
ラ１に感光体膜厚検知用の電極部材を兼用させる機能を
持たせた第１の実施例のように２段階の電圧を別に印加
するような制御を行う必要がなくなった。

【０１２３】＜第３の実施例＞（図９〜図１２） （１）画像形成装置の構成 画像形成装置としてのプリンタ構成は前述の第１の実施
例のプリンタ（図１）と同様である。

【０１２４】ただし、本実施例の場合は感光体２ａの帯
電処理をＡＣ帯電で行なう。

【０１２５】本実施例ではＡＣ帯電を行うため、帯電ロ
ーラ１にＤＣオフセット電圧にＡＣ電圧を重畳した振動
電圧を印加する。ＤＣ電圧としては、所望する感光体の
暗部電位に相当するＶ２＝−７００Ｖを用いる。ＡＣ電
圧としては、電位の収束化のためには放電開始電圧Ｖ_th
の２倍以上のピーク間電圧が必要であるため、本実施例
では、１８００Ｖの定電圧を用いた。この電圧について
は、帯電部材である帯電ローラ１のインピーダンス変化
による影響を除去するためにＡＣ定電流制御を行う事も
可能である。

【０１２６】（２）感光体２ａの厚み検知 電子写真プロセスでは、画像形成を行う前処理として、
感光体の電位的な履歴を除去するために前回転時に除電
を行う事が一般的である。この除電手段としは、前露光
を行う事も可能であるが、感光体２ａの帯電を接触ＡＣ
帯電で行う装置では、電位の収束性を利用し、ＤＣ電圧
をＶ１＝０としてＡＣ電圧を重畳する事によって、感光
体の電位を０Ｖにする事が可能である。

【０１２７】次に画像形成のため、図９のシーケンスに
示すようにＤＣオフセット電圧を本実施例ではＶ２＝−
７００として帯電を行うわけであるが、この時、図１０
に示すように感光体表面電位をＶcontrast上昇させるた
めに必要なＤＣ電流が感光ドラム１周分の間流れる。−
７００Ｖに一旦帯電された後は、感光体表面電位の変化
が無い限り（画像露光を行わず、暗減衰等を無視する
と）、帯電ＤＣ電流は流れない。

【０１２８】この時流れる帯電ＤＣ電流を、理論的に計
算すると以下のようになる。

【０１２９】感光体２ａの厚みをｄ、比誘電率をε、真
空中の誘電率をε０、接触帯電ローラ１の有効帯電幅を
Ｌ、プロセススピードをＶｐ、感光体表面電位を０→Ｖ
ｄに上昇させると、ここから感光体２ａの静電容量Ｃは
計算され、以下の関係式が導かれる。

【０１３０】 帯電電化量：Ｑ＝∫Ｉ・ｄｔ＝Ｃ・Ｖcontrast →帯電電流：Ｉ＝ｄ／ｄｔ（Ｃ・Ｖcontrast） ｄＣ／ｄｔ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ／ｄ，ＶcontrastはＶ
ｄであるので 帯電電流：Ｉ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄ ・・・ （５） ε，ε０，Ｌ，Ｖｐ，ｄ，Ｖｄは定数とみなすことがで
きるため、０→Ｖｄに帯電させるための帯電電流Ｉはｄ
に反比例することがわかる。

【０１３１】本実施例では、ε＝３，ε０＝８．８５×
１０^-12 ［Ｆ／ｍ］，Ｌ＝２３０ｍｍ，Ｖｐ＝９５ｍｍ
／ｓｅｃ，Ｖｄ＝７００［Ｖ］，であるため、ｄ＝２５
μｍの時、Ｉ＝１６μＡとなる。

【０１３２】実際に、感光体２ａの膜厚ｄが異なる感光
体ドラム２を用いて、Ｈ／Ｈ環境、Ｎ／Ｎ環境、Ｌ／Ｌ
環境でｄ−Ｉの関係を測定した結果を図１１に示す。こ
れを見ても、理論通りｄ−Ｉの関係は環境に依存しない
ことが判る。

【０１３３】この結果に基づき、感光体２ａの寿命と考
えられる１５μｍのＣＴ膜厚に対応する電流量を超えた
場合に感光体ドラム寿命を警告する手段を設ける。

【０１３４】図１１に於いて、各環境共に１５μｍの膜
厚時に帯電に必要な電流量Ｉは２７μＡであるため、図
１２のＤＣ電流検知回路１００（厚み検知回路）に示す
ように、Ｉによって１０ｋΩの抵抗１６の両端に発生す
る電圧Ｖが２７μＡに相当する０．２７Ｖを越えたとき
に、これに連動したプリンタ本体前面の警告表示灯２０
を点灯することとする。

【０１３５】具体的には、電源８の１０ｋΩの保護抵抗
１６の両端の電圧Ｖを基準電圧１７のＶｒｅｆ＝０．２
７Ｖと比較し、コンパレータ１８の出力があった時にＤ
Ｃコントローラ１９に感光体ドラム寿命の信号を送り警
告表示灯２０を点灯させる。なお、本実施例ではＶはプ
リンタ本体のシーケンスに同期させて、ＤＣオフセット
電圧を０からＶｄに上げた後のドラム一回転分の信号の
平均化をした値を用いている（図９参照）実際に耐久試
験を行ったところ、Ｖは耐久通紙によって上昇し、各環
境ともに１０，０００枚通紙して、ＣＴ層が１０μｍ削
れ、残り１５μｍとなったときに警告を発し、過剰な削
れによる画像不良の発生を未然に防止することが可能に
なった。

【０１３６】＜第４の実施例＞（図１３〜図１５） 本実施例は、感光体２ａの帯電ローラ１によるＡＣ帯電
前に前露光やＡＣコロナ帯電器等の除電手段によって感
光体表面電位を降下させ、これを接触帯電ローラ１でＡ
Ｃ帯電により一定電位Ｖｄにまで帯電させるときに流れ
る電流を検知することを特徴とする。

【０１３７】第３の実施例で示したように、帯電電流を
流すのに必要な２つの電位Ｖ１，Ｖ２を決定する方法と
して、ＡＣ帯電のＤＣ電圧をＶ１からＶ２に変化させる
ことは電位収束性の面からは有利であるが、ＤＣ電圧を
変化させる手段を持たない装置構成の場合はこれは不可
能であるし、また帯電ローラ１の他に除電手段をもつ場
合、前記のようにあえてＤＣ電圧可変の構成を取る必要
はない。

【０１３８】つまり、このような系に於いては、除電帯
電器や前露光手段によってＶ１を与えることが可能であ
る。

【０１３９】具体的には、除電手段としてＡＣコロナ帯
電器を用いた場合には感光体表面電位は約０Ｖに収束さ
せることが可能であるため、第３の実施例と同様、 Ｖ１＝０、 Ｖ２＝−７００ として、７００Ｖ帯電させるために流れる電流Ｉを測定
することによって感光体膜厚ｄを検知することが可能で
あり、本実施例では、図１３にように帯電ローラ１の感
光体ドラム回転方向上流側に除電手段としてのＡＣコロ
ナ除電器２１を設けたもので、この除電器２１をつける
だけで第１の実施例と同じ効果を得ることが可能であ
る。

【０１４０】図１４は上記のＡＣコロナ除電器２１にか
えて前露光器２２を用いたものである。前露光によって
除電を行う系を考えると、帯電前に露光を与えることに
よって常に帯電前電位を所定の値Ｖ１に収束させること
が可能である。この時、感光体２ａには残留電位があ
り、Ｖ１＝０とする事は難しいため、前露光の露光量は
Ｖ１がある程度飽和して環境や使用状況であまり変動し
ないような値を用いることが必要である。

【０１４１】本実施例では、露光量として０．５μＪ／
ｃｍ² を用い、この時の残留電位Ｖ１＝−１００で使用
したため、帯電ローラ１は常にＶ１→Ｖ２に帯電するた
めの電流が流れることになる。この場合Ｖcontrast＝６
００Ｖとなるため、感光体２ａの膜厚ｄと帯電ＤＣ電流
Ｉの関係は第３の実施例の場合と変わり、図１５のよう
になる。本実施例では膜厚１５μｍに対応する２３μＡ
より電流が大きくなったときに感光体ドラム寿命の警告
を発するような設定にした。

【０１４２】この装置構成で実際に耐久通紙を行ったと
ころ、環境を問わず１０，０００枚通紙後に警告を発す
ることが確認された。

【０１４３】＜第５の実施例＞（図１６〜図１８） 本実施例では、前記第３の実施例と同様に感光体２ａの
帯電をＡＣ帯電で行い、ＤＣ電圧を切り換えることによ
って流れる電流Ｉを測定し、感光体２ａの膜厚ｄを検知
することとするが、第３の実施例と異なり、 Ｖ１＝−７００、 Ｖ２＝０ として除電の際に流れるＤＣ電流を検知して膜厚検知を
行う。

【０１４４】原理的には、０→Ｖｄへの帯電時と、Ｖｄ
→０の除電時に流れる電流は等しいはずであるが、感光
体２ａ上にピンホール等の低耐圧欠陥部２３（図１６）
が生じている場合、本実施例を用いることによって大幅
に誤測定を減少させることが可能になる。

【０１４５】第３の実施例のように帯電時に電流を測定
した場合は、感光体２ａ上にピンホール２３が存在する
と、この部分２３に実際に帯電に寄与しないリーク電流
Ｉ_Leakが過大に流れ込み（図１６の（ａ））、誤測定を
引き起こす。これを防止するために、第３の実施例で
は、電流が流れる帯電開始後の感光ドラム一周分の平均
値を測定している。

【０１４６】しかし、本実施例のように、Ｖｄ→０の除
電時に流れる電流を測定すれば、ピンホール部２３の電
位は感光体支持基板２ｂと同じ０［Ｖ］であり、除電時
には帯電ローラ１の電位と同じになり、ピンホール部２
３へＤＣ電流が流れ込むことはなく（図１６の
（ｂ））、平均値を測定しなくとも最大値の測定で代用
することが可能になる。

【０１４７】具体的には図１７のように、画像形成が終
了し電位履歴を消去するためにドラム電位を０Ｖにする
ための後回転でのドラム一周分に流れる電流を測定す
る。この時、上述のようにピンホール部２３によるノイ
ズ電流を考慮する必要がないため平均化回路は必要な
く、測定回路は一方向の電流の最大値（本実施例では除
電時電流のためマイナス方向）をＶｒｅｆと比較する回
路を設けるだけでよくなりコストダウンが可能になる。

【０１４８】実際に画像出力を行った例を示す。本実施
例の構成を用いて、感光体２ａにピンホール部２３のあ
る感光体ドラム１で測定を行ったところ前回転時の帯電
開始時にはピンホール部２３に電流が流れ込むため、図
１８のようにＤＣ電流波形にはノイズが乗り、最大値測
定では誤測定を含んでしまった。しかし、後回転時の除
電の際のＤＣ電流波形は、ピンホールに電流が流れ込ま
ないため、ノイズが発生せず、最大値測定でも十分な精
度で測定することが可能となった。

【０１４９】第３〜第５の実施例においては、感光体２
ａの帯電をＡＣ帯電で行い、感光体２ａの帯電電位を一
定量Ｖcontrast帯電または除電するときに流れるＤＣ電
流を測定することによって感光体２ａの膜厚ｄを測定
し、この膜厚がある値以下になったときに警告を与える
ことによって、電子写真における画像不良の発生を未然
に防ぐことが可能になった。

【０１５０】これは、従来のように膜厚を測定するため
の特別な手段を設けること無しに、ＤＣ電流の測定だけ
で高精度の膜厚検知を実現することが可能なため、低コ
ストで、信頼性の高い効果を得ることが可能である。

【０１５１】＜第６の実施例＞（図１９〜図２１） 本実施例も、第５の実施例と同様に被帯電体としての感
光体２ａにピンホール等の低耐圧欠陥部２３が存在する
場合における感光体膜厚検知精度の低下を防止するよう
にしたものである。

【０１５２】本実施例では帯電バイアス印加電源８（図
１９）により帯電ローラ１に ＤＣ電圧：−７００Ｖ ＡＣ電圧：２０００Ｖ_PP・５５０Ｈｚ・正弦波 の重畳振動電圧を印加して回転感光体ドラム１の感光体
２ａをＡＣ帯電にてＶｄ＝−７００に一次帯電処理す
る。

【０１５３】感光体２ａの膜厚ｄと帯電電流Ｉとの関係
は次の式により導かれる。感光体の厚みをｄ、比誘電率
をε、真空中の誘電率をε０、接触帯電部材の有効帯電
幅をＬ、プロセススピードをＶｐとすると、ここから感
光体の静電容量Ｃは計算され以下の関係式が導かれる。

【０１５４】帯電電化量：Ｑ＝∫Ｉ・ｄｔ＝Ｃ・Ｖｄ
（Ｖｄは電位変化量） これにより、 帯電電流：Ｉ＝ｄ（Ｃ・Ｖｄ）／ｄｔ ｄｃ／ｄｔ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ／ｄ，Ｖｄ＝Ｃｏｎｓ
ｔ．であるので、 帯電電流：Ｉ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄ ・・・（６） となる。

【０１５５】（６）式において、ε，ε０，Ｌ，Ｖｐ，
ｄは定数であり、Ｖｄ＝ΔＶであるので、 ΔＩ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄ ・・・ （７） と導かれ、ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄはＶ−Ｉグラ
フの直線の傾きになることがわかる。

【０１５６】従って帯電部材としての帯電ローラ１への
印加ＤＣ電圧Ｖと、その時に流れる帯電電流Ｉを２点で
測定し、この関係からＶ−Ｉ特性の直線の傾きを算出し
て感光体２ａの厚みｄを検知することができる。

【０１５７】このような感光体膜厚ｄの検知においては
帯電電流Ｉの測定が必要であるが、感光体２ａ上にピン
ホール２３が開いていたりすると第５の実施例で説明し
たように接触帯電であるためにそのピンホール２３へ電
流が集中し、実際の帯電電流とは異なる過剰電流が流れ
てしまい、膜厚ｄの検知が正しく行われなくなる。

【０１５８】そこで本実施例は、今までこの膜厚検知回
路１００のための帯電電流測定で、上記の突入電流のた
めに電流の最大値を使うことができなかった測定回路に
周波数フィルタを有することによって突入電流をおさ
え、帯電電流の最大値を測定して正しく膜厚を検知する
ようにしている。

【０１５９】実際の回路構成は図１９のローパスフィル
タ（ＬＰＲ）１０１のようになる。

【０１６０】膜厚検知のための電流を測定する時間はノ
イズの影響等を除去するために感光体ドラム１回転分と
しているので π×ドラム直径／Ｖｐ＝π×３０／９５＝１ｓｅｃ となる。この間の電流が理想的には矩形波であるので周
波数は図２０の（ａ）のようになり、０．５Ｈｚであ
る。また、例えば直径１ｍｍのピンホールが感光体２ａ
上に開いていた場合は、同図（ｂ）のようになり、この
時の周波数は４７．５Ｈｚとなる。したがってこの場合
は、少なくとも４７．５Ｈｚをカットして０．５Ｈｚを
通過させる周波数フィルターを用いればよい。実際には
より大きなピンホールが開いている場合もあるので、マ
ージンをとり、図１９のＬＰＦ１０１は１０Ｈｚ以上を
カットするフィルタとして設計されている。

【０１６１】本実施例ではＬＰＦ１０１を用いたが、こ
れはＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を用いても同様の効
果を得ることが可能であり、本発明の主旨を限定するも
のではない。また、ＬＰＦ１０１を有する電流測定回路
は高圧の負荷、帯電への影響および帯電電流以外の電流
の混入を避けるため、帯電ローラ１に帯電バイアス電圧
を印加する電源８のアース側に挿入した。

【０１６２】実際に帯電電流を測定したところ、膜厚２
５μｍの感光体で０Ｖから７００Ｖに帯電する時にＩ＝
１６μＡであった。また図２１の（ａ）に示す様にピン
ホールが開いている所で約４０〜６０μＡの電流値を検
知していたものが本実施例の回路を使用することで同図
（ｂ）のようになり測定されなくなった。

【０１６３】これにより、膜厚検知のための帯電電流を
測定する際にピンホールなどによる突入電流の影響を消
し去ることができるようになった。

【０１６４】＜第７の実施例＞本実施例は第６の実施例
のプリンタ（図１９）において、帯電ローラ１による感
光体の一次帯電処理をＤＣ帯電で行なう。

【０１６５】ＤＣ帯電においては前記したとおり、感光
体表面電位Ｖｄを得るために帯電ローラ１にはＶｄ＋Ｖ
_thの電圧を印加しなければならない。こんためピンホー
ルに流れる直流電流は第６の実施例のＡＣ帯電の時より
も大きくなり、膜厚検知時の誤差がより大きくなってし
まう。つまりフィルタ回路の挿入がより必要となる。

【０１６６】ＤＣ帯電での帯電電流Ｉと膜厚ｄの関係
は、Ｖ_th以上の領域に関してはΔＶ＝ΔＶｄであること
がわかっているので第６の実施例中の（７）式で代表さ
れる。すなわちＤＣ帯電でもＶ_th以上の領域ではε・ε
０・Ｌ・Ｖｐ／ｄはＶ−Ｉグラフの直線の傾きになる。

【０１６７】従って、このＶ_th以上の領域で帯電ローラ
１への印加電圧Ｖとその時に流れる帯電電流Ｉを２点で
測定し、この関係からＶ−Ｉ特性の直線の傾きを算出し
て感光体２ａの厚みｄを検知することができる。

【０１６８】また、帯電電流を測定する時間やピンホー
ルによる突入電流の周波数は変わらないので本実施例で
使用するフィルタは第６の実施例で示したものと同様の
ものでよい。

【０１６９】実際に帯電電流を測定したところ膜厚２５
μｍの感光体で、感光体表面電位Ｖｄを０Ｖから７００
Ｖまで上げるのに流れた電流は、第６の実施例と同じく
１６μＡであっった。これは帯電前に除電帯電器によっ
て感光体表面を０Ｖにし、帯電ローラ１に Ｖ_th＋ｖｄ＝６４０＋７００＝１３４０Ｖ 印加した時の値である。

【０１７０】この時ピンホールに流れる突入電流は約１
２０μＡ測定されたが、本実施例の回路を使用すること
でこの突入電流は測定されなくなった。

【０１７１】これにより、従来ピンホールなどの突入電
流による影響が大きかったＤＣ帯電での感光体膜厚検知
を正しく行なうことができるよになった。

【０１７２】以上のように第６及び第７の実施例におい
ては、フィルタ１０１を用いることによって感光体膜厚
検知のための直流電流検知回路に流れる突入電流を防ぐ
ことが可能になった。これは帯電電流を利用した膜厚検
知回路の誤動作を防止し、高い信頼性を得ることを可能
としている。

【０１７３】＜第８の実施例＞（図２２〜図２４） （１）画像形成装置 図２２は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。
本実施例の画像形成装置は前述第１の実施例のレーザー
ビームプリンタ（図１）と同様の構成のものである。

【０１７４】ただし、本実施例装置では、感光体２ａの
帯電ローラ１による一次帯電をＡＣ帯電で行なう。また
転写ローラ５に対する転写バイアス印加電源１０は、Ｄ
Ｃ電源１０ＡとＡＣ電源１０Ｂと、帯電ローラ１に対し
て該両電源１０Ａ・１０Ｂを選択的に切換えるスイッチ
ング回路１０Ｃとで構成してある。

【０１７５】感光体２ａのＡＣ帯電は電源８から帯電ロ
ーラ１に対して、所望する感光体の暗部電位に相当する
Ｖ₂ ＝−７００ＶのＤＣ電圧に、電位の収束化のために
放電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピーク間電圧としての１
８００Ｖの定電圧ＡＣ電圧を重畳した振動電圧を印加し
て行なわせた。帯電ローラ１のインピーダンス変化によ
る影響を除去するためにＡＣ定電流制御方式で帯電ロー
ラに対する電圧印加を行なうことも可能である。

【０１７６】転写バイアス印加電源１０のスイッチング
回路１０Ｃは、転写時はＤＣ電源１０Ａ側に切換えられ
ていて転写ローラ５に対してこのＤＣ電源１０Ａから３
ｋＶの転写ＤＣ電圧が印加されることで転写が実行され
る。またスイッチング回路１０ＣがＡＣ電源１０Ｂ側に
切換えられたときは転写ローラ５に対してＡＣ電源１０
Ｂから２０００Ｖ_PPのＡＣ電圧が印加されて転写ローラ
５が除電部材として機能して回転感光体ドラム２の感光
層２ａがＶ₁ ＝０Ｖに除電される。

【０１７７】他の構成、作像プロセスは前述図１のもの
と同様である。

【０１７８】（２）感光体２ａの厚み検知 図２３に感光体２ａの厚み検知のタイミングチャートを
示した。

【０１７９】まず、転写バイアス印加電源１０のスイッ
チング回路１０ＣがＡＣ電源１０Ｂ側に切換えられて転
写ローラ５により回転感光体ドラム２の感光体２ａを除
電される（Ｖ１＝ＯＶ）。そして、除電された感光体２
ａが帯電ローラ２によりＶ２＝−７００Ｖに帯電され
る。この時、帯電ローラ１には感光体表面電位を０Ｖか
ら−７００Ｖへ上昇させるために必要なＤＣ電流が流れ
ることになる（図２０中の斜線部分）。これ以外は感光
体表面電位の変化がない限り帯電ＤＣ電流は流れない。
この時流れる帯電ＤＣ電流の理論的な計算関係式は前述
第３の実施例で述べた式（５）と同様である。

【０１８０】即ち、感光体の厚みをｄ、比誘電率をε、
真空中の誘電率をε０、接触帯電ローラ１の有効帯電幅
をＬ、プロセススピードをＶｐ、感光体表面電位を０→
Ｖｄに上昇させると、ここから感光体の静電容量Ｃは計
算され、以下の関係式が導かれる。

【０１８１】 帯電電荷量：Ｑ＝∫Ｉ・ｄｔ＝Ｃ・Ｖcontrast →帯電電流：Ｉ＝ｄ／ｄｔ（Ｃ・Ｖcontrast） ｄＣ／ｄｔ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ／ｄ、ＶcontrastはＶ
ｄであるので、 帯電電流：Ｉ＝ε・ε０・Ｌ・Ｖｐ・Ｖｄ／ｄ ・・・ （５） ε，ε０，Ｌ，Ｖｐ，ｄ，Ｖｄは定数とみなすことがで
きるため、０→Ｖｄに帯電させるための帯電電流Ｉはｄ
に反比例することがわかる。

【０１８２】本実施例では、ε＝３，ε０＝８．８５×
１０^-12 ［Ｆ／ｍ］，Ｌ＝２３０ｍｍ，Ｖｐ＝９５ｍｍ
／ｓｅｃ，Ｖｄ＝７００［Ｖ］であるため、ｄ＝２５μ
ｍの時、Ｉ＝１６μＡとなる。

【０１８３】実際に、感光体２ａの膜厚ｄが異なる感光
体ドラム２を用いて、Ｈ／Ｈ環境、Ｎ／Ｎ環境、Ｌ／Ｌ
環境でｄ−Ｉの関係を測定した結果は前述図１１と同様
となり、理論通りｄ−Ｉの関係は環境に依存しないこと
が判る。

【０１８４】この結果に基づき、感光体２ａの寿命と考
えられる１５μｍのＣＴ膜厚に対応する電流量を超ええ
た場合に感光体ドラム寿命を警告する手段を設ける。

【０１８５】前述図１１に於いて、各環境共に１５μｍ
の膜厚時に帯電に必要な電流量Ｉは２７μＡであるた
め、前述図１２の検知回路１００と同様に、Ｉによって
１０ｋΩの抵抗１６の両端に発生する電圧Ｖが２７μＡ
に相当する０．２７Ｖを越えたときに、これに連動した
プリンタ本体前面の警告灯２０を点灯することとする。

【０１８６】即ち、具体的には、電源８の１０ｋΩの保
護抵抗１６の両端の電圧Ｖを基準電圧１７のＶｒｅｆ＝
０．２７Ｖと比較し、コンパレータ１８の出力があった
時にＤＣコントローラ１９に感光体ドラム寿命の信号を
送り、警告灯２０を点灯させる。

【０１８７】上記のＤＣ電流の検知は、図２３に示すよ
うに、帯電ＤＣ電流が流れている斜線部分に相当する時
間行なった。

【０１８８】本実施例では感光体ドラム１回転分を帯電
ローラ１による帯電時間として実施し、ＤＣ電流検知は
この間の検知信号の平均化をした値を用いた。

【０１８９】実際に耐久試験を行なったところ、Ｖは耐
久通紙によって上昇し、各環境ともに１０，０００枚通
紙して、ＣＴ層が１０μｍ削れ、残り１５μｍとなった
ときに警告を発し、過剰な削れによる画像不良の発生を
未然に防止することが可能になった。

【０１９０】上述したシーケンスは画像形成装置のスイ
ッチ−オン後、画像形成プロセスの前処理、後処理等に
設定できる。

【０１９１】また以上のシーケンスは図２４で示すよう
に、転写ローラ５による除電された感光体２ａの部位が
帯電ローラ１による帯電位置に来るまでの時間とＴ₀ と
すると、帯電ローラ１の帯電オン／オフのタイミングを
転写ローラ５による除電オン／オフのタイミングからＴ
₀ シフトしたタイミングまで拡張できることを示してい
る。当然ながら、帯電ローラ１に流れる電流検知も同様
に拡張できる。

【０１９２】また、転写ローラ５の除電オン時間は任意
の時間設定できるのも当然である。

【０１９３】＜第９の実施例＞（図２５）本実施例は前
述第８の実施例のプリンタ（図２２）における転写バイ
アス印加電源１０を可変ＤＣ電源１０ＤとＡＣ電源１０
Ｂの直列電源に変更したもので、他の装置構成は図２２
のものと同じである。

【０１９４】本実施例においては、転写時は転写ローラ
５に対して電源１０から３ｋＶのＤＣ電圧と２０００Ｖ
_PPのＡＣ電圧との重畳振動電圧が印加されて転写が実行
される。

【０１９５】非転写時は可変ＤＣ電源１０Ｄを０Ｖにす
ることで転写ローラ５にはＡＣ電源１０Ｂの２０００Ｖ
_PPのＡＣ電圧のみが印加されて転写ローラ５が除電部材
として機能して回転感光体ドラム２の感光層２ａがＶ１
＝０に除電される。

【０１９６】つまり本実施例においても第８の実施例で
示したように転写ローラ５によって、感光体ドラム２の
表面電位を除電（Ｖ１＝０）することができ、図２３に
示した感光体膜厚検知シーケンスを実現できる。

【０１９７】本実施例においても、帯電ローラ１による
感光体帯電電位をＶ₂ ＝−７００Ｖとして、また図１２
に示した検知回路１００を用いて実際に耐久通紙を行な
ったところ、１００００枚通紙後に警告を発することが
確認された。

【０１９８】＜第１０の実施例＞（図２６）本実施例は
前述第８の実施例のプリンタ（図２２）における転写バ
イアス印加電源１０を可変ＤＣ電源１０Ｄのみに変更し
たもので、他の装置構成は図２２のものと同じである。

【０１９９】本実施例においては、転写時は転写ローラ
５に対して電源１０から３ｋＶの転写ＤＣ電圧が印加さ
れて転写が実行される。

【０２００】この転写バイアス印加電源１０の可変ＤＣ
電源１０Ｄの電圧を調整することで回転感光体ドラム２
の感光体２ａの表面電位を除電することが可能である。

【０２０１】ただし、第８の実施例および第９の実施例
のようにＡＣ電源１０Ｂを用いた場合に比べて除電の均
一性がやや損われるが、感光体２ａの膜厚ｄを検知する
ための帯電電流に影響を与えるほどのものではない。

【０２０２】帯電ローラ１による感光体２ａの帯電電位
をＶ２＝−７００Ｖとした時、転写ローラ５に１５００
Ｖ印加することで、感光体表面電位をＶ１＝０と除電す
ることができる。

【０２０３】従って本実施例においても図２３に示した
感光体膜厚検知シーケンスを実現できる。ただし上記し
たように除電（Ｖ１＝０）が多少なめらかさを失なうこ
とで帯電ローラ１に流れるＤＣ電流が多少ノイズを含ん
だ形となるが実使用上問題のないレベルである。

【０２０４】図１２に示した検知回路１００を用いて耐
久を行なった。ただし第８の実施例及び第９の実施例に
おいては感光体２ａの膜厚検知レベルを１５μｍ、つま
りＤＣ電流２７μＡとしたが、本実施例においては上述
ノイズ成分を考慮して安全を見込み１８μｍ相当のＤＣ
電流２３μＡとした。

【０２０５】結果は９０００枚通紙したところで警告を
発した。耐久後、感光体膜厚を測定したところ９μｍ削
れて１６μｍであり、危険膜厚である１５μｍになる前
に警告を発することが確認できた。

【０２０６】＜第１１の実施例＞（図２７・図２８） 本実施例は前述第８の実施例のプリンタ（図２２）にお
ける転写バイアス印加電源１０を転写バイアス用のプラ
ス極性のＤＣ電源１０Ａと、転写バイアスとは逆極性の
マイナス極性のＤＣ電源１０Ｅと、この両電源１０Ａ・
１０Ｅを転写ローラ５に対して選択的に切換え接続する
スイッチング回路１０Ｃとで構成したものに変更したも
ので、他の構成は図２２のものと同じである。

【０２０７】本実施例では、転写時はスイッチング回路
１０Ｃがプラス極性のＤＣ電源１０Ａ側に切換えられる
ことで転写ローラ５に対して３ｋＶの転写ＤＣ電圧が印
加されて転写が実行される。

【０２０８】電源１０においてスイッチ回路１０Ｃをマ
イナス極性のＤＣ電源１０Ｅ側に切換えることで感光体
表面電位をＶ１に設定できる。

【０２０９】ただし、ＤＣ電圧を印加しているため感光
体の表面電位Ｖ１は帯電ローラ１の電源８のようなＡＣ
重畳電源を用いた場合に比べ、帯電の均一性がやや損わ
れ微小部分で表面電位Ｖ１がムラとなってしまう場合が
ある。

【０２１０】帯電ローラ１による感光体帯電電位をＶ２
＝−７００Ｖとして、転写ローラ５に対して電源１０Ｅ
にて−９００Ｖ印加して感光体表面電位をＶ１＝−１０
０Ｖとすることができる。

【０２１１】従って本実施例においても第８の実施例と
同様に、図２８に示した感光体膜厚検知シーケンスを実
現できる。

【０２１２】帯電ローラ１に流れるＤＣ電流Ｉは、 ｜Ｖ２−Ｖ１｜＝６００Ｖ となるため、感光体膜厚ｄとの関係は第８〜第１０の実
施例の場合（図１１）とは変わり、第４の実施例の場合
の図１５のようになる。ただし、上述のように帯電電位
Ｖ１が多少の微小ムラを含んでいるため、帯電ＤＣ電流
Ｉが多少ノイズを含んだ形となるが実使用上問題のない
レベルである。

【０２１３】図１２に示す検知回路１００を用いて耐久
を行なった。ただし、図１５に示す関係から膜厚検知レ
ベルを１５μｍつまり、帯電ＤＣ電流Ｉを２３μＡとし
たかったが、上述ノイズ成分を考慮して安全を見込み１
８μｍ相当のＤＣ電流１９μＡとした。

【０２１４】結果は９０００枚通紙したところで警告を
発した。耐久後感光体膜厚を測定したところで警告を発
した。耐久後感光体膜厚を測定したところ、９μｍ削れ
て１６μｍであった。検知精度としては第８及び第９の
実施例より劣るが、危険膜厚である１５μｍになる前に
警告を発することを確認できた。

【０２１５】また、本実施例においてはマイナス極性の
ＤＣ電源１０Ｅを用いているが、これに変わりＡＣ重畳
電源を用いてもよい。更に第９の実施例の図２５に示し
た転写バイアス印加電源１０（１０Ａ・１０Ｄ）をプラ
ス極性のＤＣ電源１０Ａの代わりに用いてもよい。要は
Ｖ１を実現するのであれば回路構成は限定されない。

【０２１６】＜第１２の実施例＞（図２９〜図３１） 本実施例は図２９に示したように、帯電ローラ１に対す
る帯電バイアス印加電源８を、ＤＣ電源８ＡとＡＣ電源
８Ｂと、ＡＣ電源８Ｂに対してＤＣ電源８Ａとアースを
選択的に切換え接続するスイッチング回路８Ｃとで構成
した。

【０２１７】転写バイアス印加電源１０は第１１の実施
例の電源（図２７）と同様に、転写バイアス用のプラス
極性のＤＣ電源１０Ａと、転写バイアスとは逆極性のマ
イナス極性のＤＣ電源１０Ｅと、この両電源１０Ａ・１
０Ｅを転写ローラ５に対して選択的に切換え接続するス
イッチング回路１０Ｃとで構成してある。他の装置構成
は図２２のものと同じである。

【０２１８】感光体２ａの一次帯電処理時は帯電バイア
ス印加電源８のスイッチング回路８ＣはＤＣ電源８Ａ側
に切り換えられており、ＤＣ電源８ＡとＡＣ電源８Ｂが
直列接続されて帯電ローラ１に対して、ＤＣ電圧−７０
０Ｖと、１８００Ｖ_PPのＡＣ電圧の重畳振動電圧が印加
されて回転感光体ドラム２の感光体２ａがＶｄ＝−７０
０ＶにＡＣ帯電で帯電処理される。

【０２１９】転写バイアス印加電源１０は転写時はスイ
ッチング回路１０Ｃがプラス極性のＤＣ電源１０Ａ側に
切換えられていて転写ローラ５に対して３ｋｖの転写バ
イアスが印加されることで転写が実行される。

【０２２０】この転写バイアス印加電源１０のスイッチ
ング回路１０Ｃがマイナス極性のＤＣ電源１０Ｅ側に切
換えられることで感光体表面電位をＶ１に設定できるの
は第１１の実施例のもの（図２７）と同様である。

【０２２１】前記帯電バイアス印加電源８のスイッチン
グ回路８Ｃがアース側に切換えられると帯電ローラ１に
はＡＣ電源８ＢのＡＣ電圧のみが印加され感光体表面電
位がＶ２＝０Ｖに除電される。

【０２２２】本実施例では転写ローラ５による感光体帯
電電位をＶ１＝−７００Ｖとし、帯電ローラ１により除
電（Ｖ２＝０）することができる。

【０２２３】従って本実施例においても第８の実施例と
同様に、図３０に示した感光体膜厚検知シーケンスを実
現できる。

【０２２４】ただし、帯電ローラ１に流れるＤＣ電流Ｉ
はＶ１＝−７００ＶからＶ２＝０Ｖへ電位を変化させる
ことになるので第８〜第１１実施例のものとは異なる極
性の電流が流れることになる。第１０の実施例と同様に
帯電電位Ｖ１が多少の微小ムラを含んでいるため、帯電
ＤＣ電流Ｉが多少ノイズを含んだ形となるが実使用上問
題のないレベルである。

【０２２５】図３１に示す検知回路１００を用いて耐久
を行なった。ここに示す検出回路は図１２に示した検出
回路の基準電圧１７のＶｒｅｆの極性をかえただけであ
る。また図１１に示す関係から、膜厚検知レベルを１５
μｍつまりＤＣ電流２７μＡとしたかったが上述ノイズ
成分を考慮して安全を見込み１８μｍ相当のＤＣ電流２
３μＡとした。

【０２２６】結果は９０００枚通紙したところで警告を
発した。耐久後感光体膜厚を測定したところ９μｍ削れ
て１６μｍであった。危険膜厚である１５μｍになる前
に警告を発することを確認できた。

【０２２７】また本実施例においては帯電バイアス印加
電源８はこれに限ることなく、ＤＣレベル可変なＤＣ電
源等を用いてＶ２を設定することができるのは当然であ
る。更に転写バイアス印加電源１０においてもこれに限
ることなくＶ１に帯電できる電源であればよい。

【０２２８】第８〜第１２の実施例のように、ＡＣ接触
帯電装置１と転写装置５を利用して、転写装置５にて被
帯電体を第１の電位に帯電（除電も含む）させた後、接
触帯電装置にて被帯電体を第２の電位に帯電（除電も含
む）させる時に接触帯電部材１に流れるＤＣ電流を測定
することにより、被帯電体の厚みを検知し、ある厚み以
下になったときに警告を与えることによって画像形成装
置における画像不良の発生を未然に防ぐことができる。

【０２２９】以上の第１〜第１２の実施例の装置は負極
性の感光体ドラム２を用いたものであるが、感光体ドラ
ム２は陽極性であっても、両極性であってもかまわな
い。更に転写装置として転写ローラ５を用いて説明した
が、これに限らず転写ベルト・転写コロナ等の転写装置
を適宜使いわけることができる。

【０２３０】また帯電装置としては帯電ローラ１を用い
たが、接触ＤＣ帯電・ＡＣ接触帯電を実現できる部材で
あれば良い。

【０２３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な装
置・回路構成で被帯電体の厚みを精度よく安定に検知す
ることができる。帯電装置や画像形成装置においては、
被帯電体もしくは被帯電体としての像担持体の耐久によ
る、厚み減少状態ないしは使用限界としての下限厚みに
達したことを精度よく安定に検知して被帯電体ないしは
像担持体の交換を促す警告などの適切な対策処理を講じ
得て、被帯電体もしくは像担持体が使用限界に達したに
も拘らず引き続き使用されることによる帯電不良や画像
不良の発生等を未然に防ぐことが可能となり、信頼性の
高い装置を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例としてのプリンタの概略構成
図

【図２】 感光体膜厚を変化させた場合のＶ−Ｉ特性
図

【図３】 感光体膜厚とＶ−Ｉ特性の傾きの相関図

【図４】 制御を表すＶ−Ｉ特性図

【図５】 帯電部材への印加電圧と帯電電位の関係を
表す図

【図６】 （ａ）は感光体ドラムと帯電ローラの当接
部分の拡大模型図、（ｂ）は放電現象の等価回路図

【図７】 ＡＣ帯電を行なった場合の、帯電部材への
印加電圧と感光体表面電位の関係を表す図

【図８】 （ａ）は第２の実施例における感光体膜厚
測定手段部分の一部切欠き上面図、（ｂ）はその側面図

【図９】 第３の実施例としてのプリンタの制御シー
ケンス図

【図１０】 ＡＣ電圧・ＤＣ電圧・ＤＣ電流の関係図

【図１１】 感光体膜厚ｄとＤＣ電流Ｉの関係図

【図１２】 ＤＣ電流検知回路構成の概念図

【図１３】 第４の実施例としてのプリンタの概略構成
図

【図１４】 他の構成例の要部図

【図１５】 感光体膜厚ｄとＤＣ電流Ｉの関係図

【図１６】 （ａ）・（ｂ）は第５の実施例としてのプ
リンタの、ピンホールに起因するリーク電流の発生と、
その防止の説明模型図

【図１７】 制御シーケンス図

【図１８】 ＡＣ電圧・ＤＣ電圧・ＤＣ電流の関係図

【図１９】 第６または第７の実施例としてのプリンタ
の概略構成図

【図２０】 （ａ）・（ｂ）は測定電流の時間経過及び
周期の図

【図２１】 （ａ）・（ｂ）は周波数フィルタ使用前後
の測定電流図

【図２２】 第８の実施例としてのプリンタの概略構成
図

【図２３】 感光体膜厚検知シーケンス図

【図２４】 その拡張シーケンス図

【図２５】 第９の実施例としてのプリンタの概略構成
図

【図２６】 第１０の実施例としてのプリンタの概略構
成図

【図２７】 第１１の実施例としてのプリンタの概略構
成図

【図２８】 感光体膜厚検知シーケンス図

【図２９】 第１２の実施例としてのプリンタの概略構
成図

【図３０】 感光体膜厚検知シーケンス図

【図３１】 ＤＣ電流検知回路構成の概念図

【符号の説明】

１ 帯電部材としの帯電ローラ ２・２ａ 被帯電体としての感光体ドラム又は感光体 ３ レーザー光 ４ 現像装置 ５ 転写ローラ ６ クリーニング装置 ７ 定着装置 ８ 帯電バイアス印加電源 ９ 転写材 １０ 転写バイアス印加電源 １１ プロセスカートリッジ １２・２１・２２ 除電用の露光ランプ又はコロナ放電
器 １３・１４ 第１及び第２の接触子（電極部材） １００ ＤＣ電流検知回路（膜厚検知回路） １０１ ローパスフィルタ（周波数フィルタ回路）

フロントページの続き (72)発明者 古屋 正 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 橋本 典夫 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 (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に接触する電極部材と、 該電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に
   流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段を有
   することを特徴とする被帯電体の厚み検知装置。
2. 【請求項２】 被帯電体に接触する電極部材と、 該電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に
   流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段と、 電極部材に電圧を印加する電源、電極部材、被帯電体で
   構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流
   検知手段を有することを特徴とする被帯電体の厚み検知
   装置。
3. 【請求項３】 被帯電体の厚み検知が、電極部材に印加
   した電圧によって電極部材に流れる電流と、予め設定さ
   れた被帯電体の厚みに関するＶ−Ｉ特性の傾きデータと
   の照合でなされることを特徴とする請求項１または同２
   記載の被帯電体の厚み検知装置。
4. 【請求項４】 電極部材に印加する電圧は直流電圧であ
   ることを特徴とする請求項１または同２記載の被帯電体
   の厚み検知装置。
5. 【請求項５】 電極部材に印加する電圧は直流電圧成分
   と交流電圧成分を重畳した振動電圧であり、被帯電体を
   所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２にまで
   帯電させるときに電極部材に流れる直流電流の測定によ
   り被帯電体の厚みを検知することを特徴とする請求項１
   または同２記載の被帯電体の厚み検知装置。
6. 【請求項６】 電極部材に印加する振動電圧の直流電圧
   成分は被帯電体の所望する帯電電位に相当する電圧であ
   り、交流電圧成分は電極部材に直流電圧を印加したとき
   の被帯電体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピーク間電
   圧をもつことを特徴とする請求項５記載の被帯電体の厚
   み検知装置。
7. 【請求項７】 電極部材に印加する振動電圧の直流電圧
   成分を第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２に切り換える手
   段を有することを特徴とする請求項５または同６記載の
   被帯電体の厚み検知装置。
8. 【請求項８】 Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０であること
   を特徴とする請求項５または同７記載の被帯電体の厚み
   検知装置。
9. 【請求項９】 被帯電体が画像形成装置の像担持体であ
   り、Ｖ２の表面電位を持つ像担持体を露光することによ
   ってＶ１の表面電位を与えることを特徴とする請求項５
   記載の被帯電体の厚み検知装置。
10. 【請求項１０】 被帯電体の検知厚みが、予め設定され
    た値、またはそれ以下であるときに作動する警告手段を
    有することを特徴とする請求項１または同２記載の被帯
    電体の厚み検知装置。
11. 【請求項１１】 電極部材がローラ形状を成しているこ
    とを特徴とする請求項１または同２記載の被帯電体の厚
    み検知装置。
12. 【請求項１２】 電極部材が被帯電体を帯電する帯電部
    材であることを特徴とする請求項１または同２記載の被
    帯電部材の厚み検知装置。
13. 【請求項１３】 被帯電体が画像形成装置の像担持体で
    あることを特徴とする請求項１または同２記載の被帯電
    体の厚み検知装置。
14. 【請求項１４】 直流電圧を印加した帯電部材を被帯電
    体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 該帯電部材に印加する電圧と、これによって帯電部材に
    流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段を有
    することを特徴とする帯電装置。
15. 【請求項１５】 直流電圧を印加した帯電部材を被帯電
    体に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 該帯電部材に印加する電圧と、これによって帯電部材に
    流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段と、 帯電部材に電圧を印加する電源、帯電部材、被帯電体で
    構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流
    検知手段を有することを特徴とする帯電装置。
16. 【請求項１６】 被帯電体の厚み検知が、帯電部材に印
    加した電圧によって帯電部材に流れる電流と、予め設定
    された被帯電体の厚みに関するＶ−Ｉ特性の傾きデータ
    との照合でなされることを特徴とする請求項１４または
    同１５記載の帯電装置。
17. 【請求項１７】 被帯電体の検知厚みが、予め設定され
    た値、またはそれ以下であるときに作動する警告手段を
    有することを特徴とする請求項１４または同１５記載の
    帯電装置。
18. 【請求項１８】 帯電部材がローラ形状を成しているこ
    とを特徴とする請求項１４または同１５記載の帯電装
    置。
19. 【請求項１９】 被帯電体が画像形成装置の像担持体で
    あることを特徴とする請求項１４または同１５記載の帯
    電装置。
20. 【請求項２０】 直流電圧成分と交流電圧成分を重畳し
    た振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて
    被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 被帯電体を所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位
    Ｖ２にまで帯電させるときに帯電部材に流れる直流電流
    の測定により被帯電体の厚みを検知する手段を有するこ
    とを特徴とする帯電装置。
21. 【請求項２１】 直流電圧成分と交流電圧成分を重畳し
    た振動電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて
    被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 被帯電体を所定の第１の電位Ｖ１から所定の第２の電位
    Ｖ２にまで帯電させるときに帯電部材に流れる直流電流
    の測定により被帯電体の厚みを検知する手段と、 帯電部材に電圧を印加する電源、帯電部材、被帯電体で
    構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流
    検知手段を有することを特徴とする帯電装置。
22. 【請求項２２】 帯電部材に印加する振動電圧の直流電
    圧成分は被帯電体の所望する帯電電位に相当する電圧で
    あり、交流電圧成分は帯電部材に直流電圧を印加したと
    きの被帯電体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピーク間
    電圧をもつことを特徴とする請求項２０または同２１記
    載の帯電装置。
23. 【請求項２３】 帯電部材に印加する振動電圧の直流電
    圧成分を第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２に切り換える
    手段を有することを特徴とする請求項２０または同２１
    記載の帯電装置。
24. 【請求項２４】 Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０であるこ
    とを特徴とする請求項２０または同２１記載の帯電装
    置。
25. 【請求項２５】 被帯電体が画像形成装置の像担持体で
    あり、Ｖ２の表面電位を持つ像担持体を露光することに
    よってＶ１の表面電位を与えることを特徴とする請求項
    ２０または同２１記載の帯電装置。
26. 【請求項２６】 被帯電体の検知厚みが、予め設定され
    た値、またはそれ以下であるときに作動する警告手段を
    有することを特徴とする請求項２０または同２１記載の
    帯電装置。
27. 【請求項２７】 帯電部材がローラ形状を成しているこ
    とを特徴とする請求項２０または同２１記載の帯電装
    置。
28. 【請求項２８】 被帯電体が画像形成装置の像担持体で
    あることを特徴とする請求項２０または同２１記載の帯
    電装置。
29. 【請求項２９】 像担持体を帯電する手段を含む作像プ
    ロセス手段により像担持体面に可転写像を形成担持さ
    せ、その可転写像を転写手段により転写材に転写して画
    像形成物を出力させ、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、 前記帯電手段は、直流電圧、または直流電圧成分と交流
    電圧成分を重畳した振動電圧を印加した帯電部材を像担
    持体に接触させて像担持体面を帯電する帯電装置であ
    り、 前記の転写手段はバイアス電圧印加式の手段であり、 転写非実行時に該転写手段に転写実行時とは異なる電圧
    を印加することで像担持体面を所定の第１の電位Ｖ１に
    帯電させた後、前記帯電装置にて該像担持体面を該第１
    の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２にまで帯電させる
    ときに帯電部材に流れる直流電流Ｉを測定することによ
    り像担持体の厚みを検知する手段を有することを特徴と
    する画像形成装置。
30. 【請求項３０】 像担持体を帯電する手段を含む作像プ
    ロセス手段により像担持体面に可転写像を形成担持さ
    せ、その可転写像を転写手段により転写材に転写して画
    像形成物を出力させ、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、 前記帯電手段は、直流電圧、または直流電圧成分と交流
    電圧成分を重畳した振動電圧を印加した帯電部材を像担
    持体に接触させて像担持体面を帯電する帯電装置であ
    り、 前記の転写手段はバイアス電圧印加式の手段であり、 転写非実行時に該転写手段に転写実行時とは異なる電圧
    を印加することで像担持体面を所定の第１の電位Ｖ１に
    帯電させた後、前記帯電装置にて該像担持体面を該第１
    の電位Ｖ１から所定の第２の電位Ｖ２にまで帯電させる
    ときに帯電部材に流れる直流電流Ｉを測定することによ
    り像担持体の厚みを検知する手段と、 帯電部材に電圧を印加する電源、帯電部材、被帯電体で
    構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流
    検知手段を有することを特徴とする画像形成装置。
31. 【請求項３１】 帯電部材に印加する振動電圧の直流電
    圧成分は像担持体の所望する帯電電位に相当する電圧で
    あり、交流電圧成分は帯電部材に直流電圧を印加したと
    きの像担持体の帯電開始電圧Ｖ_thの２倍以上のピーク間
    電圧をもつことを特徴とする請求項２９または同３０記
    載の画像形成装置。
32. 【請求項３２】 転写手段は転写実行時とは異なる電圧
    を印加できる電源を備えていることを特徴とする請求項
    ２９または同３０記載の画像形成装置。
33. 【請求項３３】 Ｖ１＝０、もしくはＶ２＝０であるこ
    とを特徴とする請求項２９または同３０記載の画像形成
    装置。
34. 【請求項３４】 像担持体の検知厚みが、予め設定され
    た値、またはそれ以下であるときに作動する警告手段を
    有することを特徴とする請求項２９または同３０記載の
    画像形成装置。
35. 【請求項３５】 帯電部材がローラ形状を成しているこ
    とを特徴とする請求項２９または同３０記載の画像形成
    装置。