JPH08220950A

JPH08220950A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08220950A
Application number: JP7055007A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Tatsuya Kobayashi; 達也小林; Naoki Enomoto; 直樹榎本; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Hiroshi Sasame; 裕志笹目; Akihiko Uchiyama; 明彦内山; Masuaki Saito; 益朗斎藤; Takaaki Tsuruya; 鶴谷　　貴明; Haruo Fujii; 春夫藤井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体１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１は繰り返して作像に供する画
像形成装置において、像担持体膜厚の測定精度を高め
て、像担持体１或は像担持体を含むプロセスカートリッ
ジＡの交換検出を正確に行うこと、像担持体膜厚が極端
に減少したのに像担持体或はカートリッジの交換を怠っ
た場合でも装置本体部・制御部に不具合を生じさせない
こと。【構成】像担持体１を帯電或は除電する際に該像担持
体を流れる電流信号を検知する電流検知手段１２と、装
置本体内の温度、湿度のどちらか一方あるいは両方を検
知する温度湿度検知手段１４と、前記電流検知手段１２
の検知電流信号、及び前記温度湿度検知手段１４の出力
より、像担持体の膜厚を判断する像担持体膜厚判断手段
１０を有すること、像担持体の膜厚が予め設定されたレ
ベル以下のとき、装置本体を停止、もしくは画像形成動
作を不可能にすること。

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
る感光体ドラム、感光体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】像担持体としての感光体ドラムは上記のよ
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、感光体表面が、
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。

【０００７】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。

【０００８】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。例えば後述実施例のＯＰＣ感光体（有
機感光体、最上層の電荷輸送層；ＣＴ層、Carrier Tran
sfer Layer）はプリント１０００枚あたり約０．５〜
０．７５μｍ減少していく。そのため、感光体としての
寿命が生じてしまうことになる。これについて以下に説
明する。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。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。

【００１２】像担持体としての感光体を含むプロセスカ
ートリッジは消耗品であり、その寿命によって交換を余
儀なくされ、何ん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る。そのために画
像形成装置内にプリント枚数を累積するカウンターを設
けカウント値がカートリッジ寿命枚数（例えば6000枚）
に達したとき制御部（ＣＰＵ）はカートリッジ寿命と判
断し、ユーザーにカートリッジ交換を促す警告信号を出
す。カートリッジの交換は感光体の膜厚によって判断し
ており、ユーザーによってカートリッジが新品に交換さ
れた場合、ＣＰＵからの信号によってカウンターのリセ
ットを行う。

【００１３】感光体の膜厚は、感光体を帯電した状態か
ら電荷を除去したとき（或は電荷を除去した状態から帯
電したとき）に感光体を流れる電流より算出できる。

【００１４】すなわち、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５−５３４
８８号公報）。

【００１５】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。

【００１６】｜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）。

【００１７】より詳しくは、検出回路で検出された、感
光体膜厚に対応する検出電流は、電流−時間変換回路に
より時間信号に変換され、該時間信号の時間長から制御
部が感光体膜厚を算出している。

【００１８】上記の電流検出よる感光体の膜厚計測は画
像形成装置のプリント（画像形成）動作の前（前回転
時）に行い、その値を制御部メモリ内に記憶しておく。
また、プリント動作毎にカートリッジの耐久枚数をカウ
ントしメモリに記憶する。次に、装置電源ＯＮ時、或は
装置ドア開閉後に再び感光体の膜厚を計測し、装置電源
ＯＦＦ前或は装置ドア開閉前の膜厚（以下、前回膜厚と
記す）と同一ならば、カートリッジの交換は行われてい
ないものと判断し、カートリッジの印字枚数カウントを
継続する。また、感光体の膜厚が前回膜厚と異なる場
合、プロセスカートリッジの交換が行われたと判断し、
交換後の感光体膜厚が新品に相当する値であれば、枚数
カウントをリセットし新たにカウントを始める。一方、
交換後の感光体膜厚が新品に相当しない値である場合、
不適当なカートリッジ交換がされたと判断し、ユーザー
にカートリッジ交換を促す警告信号を出す。

【００１９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、本
発明者等が検討を重ねた結果、上述のような画像形成装
置には、以下の不具合があった。

【００２０】（１）画像形成装置の使用環境は高温高湿
から低温低湿まで様々であるが、感光体の膜厚を算出す
るための時間信号長が検出時の絶対湿度によって著しく
変化してしまう。その結果、同一の感光体であっても、
高温高湿環境（絶対湿度大）と低温低湿環境（絶対湿度
小）では、算出膜厚が異なってしまい、感光体の膜厚検
出及び交換検出が正確に行えない。

【００２１】図６は電流−時間変換回路より出力される
時間信号長と感光体膜厚ｄとの関係を表す。ここでの感
光体膜厚は、膜厚計測器（Fischer 製パーマスコープE-
111）を用いて測定した実膜厚である。

【００２２】曲線Ｈは、高温高湿度環境下（３０℃、８
０％、絶対水分量２１．５ｇ／ｋｇ）での計測値、曲線
Ｌは、低温低湿度環境下（１５℃、１０％、絶対水分量
１．０ｇ／ｋｇ）での計測値、曲線Ｎは常温常湿環境下
（２０℃、６０％、絶対水分量８．７ｇ／ｋｇ）での計
測値を表している。

【００２３】尚、絶対水分量は乾燥空気１ｋｇあたりの
水分量で表す。

【００２４】測定の結果、時間信号長は高温高湿度時に
比べ、低温低湿度時の方が約２０ｍｓｅｃ長く、この差
は感光体の膜厚によらない。

【００２５】一方、一定の温度湿度環境下で一定膜厚の
感光体について２００回の繰り返し測定を行ったが、測
定のばらつきは、３ｍｓｅｃの範囲内に収まっていた。

【００２６】従って、環境の変化による時間信号長の上
記の変動２０ｍｓｅｃは測定のばらつき３ｍｓｅｃに比
べ非常に大きく、無視できる値ではない。

【００２７】また、環境の変化に伴い、検出時間信号長
が変化する理由については、帯電器や感光体の静電容量
の変化や、高圧電源回路や電流検出回路の温度特性等、
様々が考えられ一概に決定することは難しい。

【００２８】（２）一般にプロセスカートリッジは良好
な画像が得られなくなるまでを寿命と定めてあり、あま
り画質を気にしなければ寿命後もプリントは可能であ
る。警告信号によりカートリッジ交換を促しても、カー
トリッジの交換を行うか否かは、使用者の自由にまかさ
れており、寿命枚数までプリントを行ったカートリッジ
が長く使用される場合もある。

【００２９】しかし前述のように、極端に膜厚の減少し
た感光体は、帯電器で与える電荷量に限界があるので、
帯電電位の低下を招く。また、感光体の膜にも多少の欠
陥が存在するので、局所的に電流が流れ（電荷が移動
し）、リークが発生する。感光体表面電位が低下する
と、非画像領域にトナー画像が形成されてしまい、転写
部材等の装置本体部にトナーが付着し装置本体故障の原
因になる。また、リークによって発生するノイズが制御
部（ＣＰＵ）を暴走させてしまう恐れもある。特に、別
体型カートリッジ（現像カートリッジ、ドラムカートリ
ッジ等、複数に分割されたプロセスカートリッジ）を用
いる画像形成装置やトナー補給型の画像形成装置では、
感光体カートリッジ（ＣＲＧ）の交換を怠りやすく、感
光体の膜厚低下が発生しやすいため、前記のような不具
合の発生頻度が高くなる。

【００３０】そこで本発明は上記の（１）や（２）のよ
うな問題点をなくして、像担持体膜厚の測定精度を高め
て、像担持体或は像担持体を含むプロセスカートリッジ
の交換検出が正確に行えるようにすること、また像担持
体膜厚が極端に減少した場合であってユーザーがカート
リッジの交換を怠った場合でも装置本体部・制御部に不
具合を生じさせないようにすることを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００３２】（１）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、像担持体を帯電或は除電する
際に該像担持体を流れる電流信号を検知する電流検知手
段と、装置本体内の温度、湿度のどちらか一方あるいは
両方を検知する温度湿度検知手段と、前記電流検知手段
の検知電流信号、及び前記温度湿度検知手段の出力よ
り、像担持体の膜厚を判断する像担持体膜厚判断手段を
有することを特徴とする画像形成装置。

【００３３】（２）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、像担持体を帯電或は除電する
際に該像担持体を流れる電流信号を検知する電流検知手
段と、この電流検知手段の検知電流信号より像担持体の
膜厚を判断する像担持体膜厚判断手段を有し、像担持体
の膜厚が予め設定されたレベル以下のとき、装置本体を
停止、もしくは画像形成動作を不可能にすることを特徴
とする画像形成装置。

【００３４】（３）像担持体の帯電或は除電が、像担持
体に当接し、電圧を印加した接触帯電部材によりなされ
ることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形
成装置。

【００３５】（４）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）に記載の画像形成装置。

【００３６】（５）像担持体は画像形成装置本体に対し
て着脱されるプロセスカートリッジに包含されているこ
とを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装
置。

【００３７】（６）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
（５）に記載の画像形成装置。

【００３８】（７）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（５）
に記載の画像形成装置。

【００３９】（８）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（５）に記載の画像形成装置。

【００４０】

【作用】すなわち、装置本体内に、温度湿度検知手段
（温度湿度センサー、環境センサー）を具備させ、像担
持体を流れる電流信号の検知による像担持体膜厚測定の
際、同時に装置本体内の温度湿度測定を行い、像担持体
の測定膜厚に環境補正を行うことで、像担持体膜厚の測
定精度が高まり、その結果、像担持体或は像担持体を含
むプロセスカートリッジの交換検出が正確に行える。

【００４１】また、像担持体の膜厚が予め設定されたレ
ベル以下のとき、装置本体を停止、もしくは画像形成動
作を不可能にする、すなわち像担持体膜厚が極端に減少
した場合には、画像形成装置本体の作動を停止させて以
後の画像形成動作は行えないようにすることによって、
ユーザーが使用限界に達してしまっている像担持体或は
像担持体を含むカートリッジの交換を怠った場合でも装
置本体部・制御部に不具合を生じさせない。

【００４２】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図４）（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（感光ドラムカートリッジ）
着脱式のレーザービームプリンターである。

【００４３】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である（以下、感光体ドラムと記す）。本例
の感光体ドラム１はアルミニウム等の導電材製のドラム
基体１ａの外周面に負帯電のＯＰＣ感光体層１ｂを形成
した直径４０ｍｍのものであり、矢印の時計方向に所定
のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。本実
施例におけるＯＰＣ感光体層１ｂは、電荷発生層の上の
厚さｄ＝２０μｍの電荷輸送層（ＣＴ層）を配置したも
のである。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。

【００４４】２は帯電手段であり、本例は接触帯電ロー
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体ドラム１の外
面に圧接させてあり、本例では感光体ドラム１の回転に
従動して回転する。

【００４５】この帯電ローラ２に高圧電源（Ｈ．Ｖ．
Ｔ．）２０からローラ芯金を介して所定の負の直流電圧
と所定の交流電圧の重畳電圧である振動電圧（帯電バイ
アス）が印加されることで、回転感光体ドラム１の感光
体層１ｂの表面が負の所定電位に一様に一次帯電され
る。本実施例における印加帯電バイアスは、周波数１０
００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝２０００Ｖの交流電圧に、−７００
Ｖの直流電圧を重畳した電圧であり、感光体層１ｂの表
面はほぼ−７００Ｖに一様に帯電される。

【００４６】この回転感光体ドラム１の一次帯電処理面
に対して、不図示のコンピュータ・ワードプロセッサ・
ワークステーション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
調されてレーザースキャナ９から出力されるレーザー光
８による走査露光がなされ、感光体層１ｂの走査露光部
分の電位が減衰することで、感光体層１ｂ面に目的の画
像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００４７】その潜像面に現像器３の現像スリーブ３ａ
より負に帯電されたトナーが供給されて潜像が反転現像
されトナー像が形成される。

【００４８】一方、不図示の給紙部から転写材７が、感
光体ドラム１と転写手段としての転写ローラ５との当接
ニップ部（転写部）に対し、回転感光体ドラム１面の形
成トナー像とタイミングを合わせて供給される。

【００４９】転写材７の転写部通過過程において、転写
ローラ５に不図示の電源から印加されている、トナーの
帯電極性と逆極性の転写バイアスにより、回転感光体ド
ラム１面側のトナー像が転写材７面側へ順次に転移（転
写）する。

【００５０】転写部を通った転写材７は回転感光体ドラ
ム１面から分離されて、加熱・加圧式等の定着装置６へ
導入されて像定着を受け、画像形成物（プリント）とし
て出力される。

【００５１】転写材分離後の感光体ドラム１面はクリー
ニング装置４のクリーニングブレード４ａにより転写残
りトナー等の残留付着物の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。

【００５２】また回転感光体ドラム１の感光体層１ｂの
表面はこのブレード４ａにより研磨作用を受けて少しず
つ削られることで、常に新しい表面状態（融着トナー、
帯電時の放電生成物の付着等のない状態）が保たれる。

【００５３】本例のプリンターは、感光体ドラム１、帯
電ローラ２、現像器３、クリーニング装置４の４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。このプロセ
スカートリッジＡのプリンター本体に対する着脱操作
は、プリンター本体の不図示の装置開閉ドアを開き、抜
き差し移動させることでなされる。プリンター本体に対
してプロセスカートリッジＡを十分に押し込んで装着す
ることにより、該プロセスカートリッジＡとプリンター
本体とが機械的・電気的に相互カップリング状態とな
り、プリンター本体の装置開閉ドアを閉じ込むことで、
プリント動作可能状態になる。

【００５４】プロセスカートリッジＡに包含させるプロ
セス機器は本実施例のものに限られず、少なくとも感光
体ドラム１を備えていれば良い。

【００５５】（２）制御系１０は装置の主制御部（ＣＰＵ）である。プロセスカー
トリッジＡの交換寿命は、本実施例の場合、プリント６
０００枚に定められており、プリント枚数を累積するカ
ウンター１１を設けカウント値がカートリッジ寿命枚数
６０００枚に達したとき、主制御部１０はカートリッジ
寿命と判断し、ユーザーにカートリッジ交換を促す警告
信号を警告ランプ等の警告手段２１に出す。

【００５６】次に本実施例での感光体の膜厚の検知方法
について説明する。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ＤＣ電流Ｉ
_DCを測定し、ＤＣ電流値Ｉ_DCより膜厚ｄを算出した後、
環境補正を加えるものである。

【００５７】まず、帯電ローラ２に周波数１０００Ｈ
ｚ、Ｖｐｐ＝２０００Ｖの交流電圧を電源２０より印加
して感光体ドラム１の感光体層１ｂ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。
帯電は、帯電ローラ２に周波数１０００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝
２０００Ｖの交流電圧に−７００Ｖの直流電圧を重畳し
た電圧を電源２０より印加した状態で感光ドラム１を３
周以上回転させ行う。これにより感光体表面はほぼ−７
００に均一に帯電される。次に帯電ローラ２に周波数１
０００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝２０００Ｖの交流電圧を印加した
状態で感光体ドラム１を回転させて感光体表面を除電す
る。この時に感光体ドラム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２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）。直流電流Ｉ_DCは電流検出回路１２で検出された
後、電流−時間変換回路１３により時間信号に変換され
て主制御部１０に送信される。

【００５８】この感光体膜厚の計測はプリント前（前回
転時）に行い、検出された時間信号長を主制御部１０の
メモリ内に記憶させておく。また、同時に温度湿度セン
サー１４によって装置本体内の温度湿度を計測し、その
値をもとに主制御部１０で絶対水分量を算出した後、メ
モリに記憶する。つまり、検出された時間信号長のデー
タと装置本体内の絶対水分量データは、プリント毎、更
新される。

【００５９】図３は、プロセスカートリッジＡの交換判
断のフローチャートであり、図に沿って説明する。交換
判断は、装置電源ＯＮ時或は装置ドア開閉時等のカート
リッジの交換が行われた可能性がある場合に行われる。

【００６０】最初に感光体膜厚と装置本体内の絶対水分
量を測定する（ＳＴＥＰ１、２）。

【００６１】次に、ＳＴＥＰ１で計測した時間信号長と
前回測定時の時間信号長に環境補正を行う（ＳＴＥＰ
３）。

【００６２】環境補正は以下の要領で行う。図４は常温
常湿度環境下（２０°Ｃ、６０％、絶対水分量８．７ｇ
／ｋｇ）での検出時間信号長に対して、絶対水分量Ｅを
変化させたときの検出時間信号長ｔの増減ｘを表わして
いる。絶対水分量Ｅが増加するに従って、時間信号長ｔ
は減少する。また、時間信号長の増減ｘは感光体膜厚に
よらず、絶対水分量のみに依存している。図４のグラフ
に示されているＤＡＴＡを予め主制御部１０のＲＯＭに
テーブルとして記憶させてあり、検出時間信号長ｔに時
間信号長の増減量ｘを加減することにより、常温常湿度
環境下（２０°Ｃ、６０％、絶対水分量８．７ｇ／ｋ
ｇ）での値に補正する。補正式は以下の通りである。

【００６３】Ｔ０＝ｔ０＋ｘ０・・・・・・・・Ｔ１＝ｔ１＋ｘ１・・・・・・・・Ｔ０；環境補正後の時間信号長（前回測定値）Ｔ１；環境補正後の時間信号長（今回測定値）ｔ０；検出された時間信号長（前回測定値）ｔ１；検出された時間信号長（今回測定値）ｘ０；絶対水分量に対する、時間信号長の増減値（前回
測定値）ｘ１；絶対水分量に対する、時間信号長の増減値（今回
測定値）次にＳＴＥＰ４においてカートリッジＡの交換有無判断
を行う。この交換有無の判断は、ＳＴＥＰ３で算出され
た補正後の時間信号長Ｔ０，Ｔ１を比べることによって
行う。

【００６４】Ｔ０，Ｔ１の差が測定のばらつきの範囲内
（±３msec）に収まっている時は、感光体は同一と判断
する、すなわちカートリッジＡの交換は行われていない
と判断し、範囲外の時は、感光体が異なると判断する、
すなわちカートリッジＡの交換がなされたと判断する。

【００６５】 −３≦Ｔ０−Ｔ１≦３ … カートリッジの交換なしＴ０−Ｔ１＜−３ … カートリッジの交換有り３＜Ｔ０−Ｔ１ … カートリッジの交換有りＳＴＥＰ４でカートリッジＡの交換があったと判断され
た場合、交換後のカートリッジＡが新品か否かを判断す
る（ＳＴＥＰ５）。

【００６６】即ち、新品のカートリッジに包含される新
品の感光体ドラム１の感光体の初期膜厚は平均２０μｍ
に定められているが、製造のばらつきが約±１μｍあ
り、新品感光体の中で膜厚が最も薄いものは１９μｍに
なる。よって、計測膜厚が１９μｍ以上のものを新品カ
ートリッジであると判断する。感光体膜厚が１９μｍの
時の時間信号長は、常温常湿度環境で６３２msecであり
（図６参照）、また測定ばらつきが３msecあるので、Ｔ１≧６２９（msec）のとき交換後のカートリッジが新品と判断し（Ｔ１はＳ
ＴＥＰ３にて算出した値）、更にプリント枚数カウンタ
ー１１を０にリセットする（ＳＴＥＰ６）。

【００６７】また、カートリッジＡが交換されているに
も拘らず、交換後のカートリッジが新品でない場合（Ｔ
１＜６２９）、速やかに交換警告を行い、ユーザーにカ
ートリッジの交換を促す（ＳＴＥＰ７）。

【００６８】また、挿入されているカートリッジＡのプ
リント累積カウント値が６０００枚に達していれば、カ
ートリッジの交換警告を行う（ＳＴＥＰ８、７）。

【００６９】以上の本実施例のように、感光体の膜厚測
定に環境補正を行うことによって、感光体膜厚の測定精
度が高まり、その結果、感光体を含むプロセスカートリ
ッジＡの交換検出が正確に行える。

【００７０】（実施例２）（図５）本実施例は、プリント枚数カウントと感光体の膜厚測定
を併用する、カートリッジの寿命検出である。

【００７１】図５は、本実施例のカートリッジ寿命検出
のフローチャートである。

【００７２】プリント信号が入力されるとまず、プリン
ターの前回転が行われ、その間に感光体の膜厚計測が行
われ、時間信号長ｔが検出される（ＳＴＥＰ１）。

【００７３】その後、装置本体内の絶対水分量Ｅを計測
し（ＳＴＥＰ２）、その値に基づき環境補正が行われる
（ＳＴＥＰ３）。環境補正の方法は、実施例１と同じで
ある。

【００７４】Ｔ＝ｔ＋ｘ・・・・・・・・・・ｔ；検出された時間信号長Ｔ；環境補正後の時間信号長ｘ；本体内の絶対水分量Ｅに対応する、時間信号長の増
減値次にＳＴＥＰ３で算出された時間信号長より感光体の膜
厚を判断する。ここで、良好な画像を得るために最低限
必要な感光体膜厚は約１２μｍであり、それ以下である
と、トナー付着による装置本体故障やノイズによる装置
本体主制御部１０（ＣＰＵ）の暴走が生じる恐れがあ
る。

【００７５】感光体膜厚が１２μｍの時の時間信号長
は、常温常湿度環境で４１０msecなので（図６参照）、Ｔ＜４１０（msec）の時、使用不可の感光体（プロセスカートリッジ）と判
断し（ＳＴＥＰ４）、装置本体を停止し、プリントを行
えなくする（ＳＴＥＰ５）。

【００７６】感光体膜厚が１２μｍ以上であれば、プリ
ントを開始し（ＳＴＥＰ６）、プリント終了後、プリン
ト枚数の累積カウントに１を加える（ＳＴＥＰ７）。

【００７７】また、ＳＴＥＰ１、ＳＴＥＰ２で計測し
た、時間信号長ｔと絶対水分量Ｅを主制御部１０のメモ
リに更新する（ＳＴＥＰ８）。

【００７８】また、プリントの累積カウント値が６００
０枚に達していれば、カートリッジの交換警告を行う
（ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１０）。

【００７９】以上の本実施例によれば、ユーザーがカー
トリッジの交換を怠り感光体の膜厚が極端に減少した場
合でも、装置を停止しプリントを行えないようにするこ
とによって、装置の故障を防止できる。

【００８０】なお、実施例１・２において像担持体とし
ての電子写真感光体の層構成、適用する作像プロセス等
は説明のものに限定されるものではない。また像担持体
が静電記録誘電体の場合もその耐久研磨に伴う膜厚減少
を検知させて同様の寿命検知・交換警告手段構成を採択
して同様な効果を得ることができる。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。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。

【００８１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、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ついて、像
担持体の膜厚測定に環境補正を行うので、膜厚の測定精
度が高まり、その結果、像担持体或は像担持体を含むプ
ロセスカートリッジの交換検出が正確に行える。また、
像担持体の膜厚が極端に減少した場合、画像形成装置を
停止し画像形成動作を行えないようにすることによっ
て、ユーザーがカートリッジの交換を怠った場合でも装
置本体部・制御部に不具合を生じさせない。

【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】感光体を流れる直流電流と帯電ローラへの印加
電圧の図

【図３】プロセスカートリッジ交換検出のフローチャー
ト

【図４】時間信号長の増減量ｘと絶対水分量Ｅとの関係
図

【図５】プロセスカートリッジ寿命検知のフローチャー
ト

【図６】時間信号長ｔと感光体膜厚ｄとの関係図

【符号の説明】

１像担持体としての感光体ドラム１ａ導電性のドラム基体１ｂ感光体層２帯電手段としての接触帯電ローラ３現像装置４転写ローラ６定着装置Ａプロセスカートリッジ１０主制御部１１カウンター１２電流検出回路１３電流−時間変換回路１４温度湿度センサー

フロントページの続き (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)発明者内山明彦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)発明者鶴谷貴明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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、像担持体を帯電或は除電する際に該像担持体を流れる電
流信号を検知する電流検知手段と、装置本体内の温度、湿度のどちらか一方あるいは両方を
検知する温度湿度検知手段と、前記電流検知手段の検知電流信号、及び前記温度湿度検
知手段の出力より、像担持体の膜厚を判断する像担持体
膜厚判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】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、像担持体を帯電或は除電する際に該像担持体を流れる電
流信号を検知する電流検知手段と、この電流検知手段の検知電流信号より像担持体の膜厚を
判断する像担持体膜厚判断手段を有し、像担持体の膜厚
が予め設定されたレベル以下のとき、装置本体を停止、
もしくは画像形成動作を不可能にすることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】像担持体の帯電或は除電が、像担持体に
当接し、電圧を印加した接触帯電部材によりなされるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形
成装置。
【請求項４】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に記載の画像形成装置。
【請求項５】像担持体は画像形成装置本体に対して着
脱されるプロセスカートリッジに包含されていることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装
置。
【請求項６】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
５に記載の画像形成装置。
【請求項７】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５に記
載の画像形成装置。
【請求項８】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５に記載の画像形成装置。