像保持体及び画像形成装置
【課題】感光層の一部に流れる電流を検出可能にする。
【解決手段】導体８４は、像保持体２２と帯電部材２４との接触幅よりも断面が小さくされ、円柱状のアルミニウムを略直角に曲げることにより構成され、端部などを除く部分の外面が絶縁層１１４により絶縁被覆されている。像保持体２２は、導体８４の一端が絶縁層１１４を介し導電性支持体８０に内側から埋め込まれて感光層８２に接触している。また、導体８４は、感光層８２の画像形成領域外に接触するように、導電性支持体８０の端部に埋め込まれている。導体８４の一端の表面は、導電性支持体８０の表面に位置が揃えられ、一つの面を構成する。
【解決手段】導体８４は、像保持体２２と帯電部材２４との接触幅よりも断面が小さくされ、円柱状のアルミニウムを略直角に曲げることにより構成され、端部などを除く部分の外面が絶縁層１１４により絶縁被覆されている。像保持体２２は、導体８４の一端が絶縁層１１４を介し導電性支持体８０に内側から埋め込まれて感光層８２に接触している。また、導体８４は、感光層８２の画像形成領域外に接触するように、導電性支持体８０の端部に埋め込まれている。導体８４の一端の表面は、導電性支持体８０の表面に位置が揃えられ、一つの面を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像保持体及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、帯電部材と被帯電体との間に流れる総交流電流量を、帯電ニップ部を流れる交流電流量と微小空隙を流れる交流放電電流量とに分けて該交流放電電流量を検知し、該交流放電電流量が予め定められた設定範囲内に収まるように、帯電部材に印加する交流電圧又は交流電流量を制御する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に対応している時に、該帯電部材に予め定められた交流電圧と直流電圧からなる検知用の電圧を印加し、この時流れる直流電流成分量を検知し、該帯電部材が被帯電体の画像形成領域に対応している時は検知した直流電流成分量に応じて交流電圧及び直流電圧を制御した電圧を帯電部材に印加する画像形成装置の制御方法を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５７６７３８号
【特許文献２】特許第３２７９１５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる像保持体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を有する像保持体である。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記導体が、一端が絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項１記載の像保持体である。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項２記載の像保持体である。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を具備して周方向に回転する像保持体と、この像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材と、を有する像保持体ユニットである。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記導体が、絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項４記載の像保持体ユニットである。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項４又は５記載の像保持体ユニットである。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、前記導体が、前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている請求項４乃至６いずれか記載の像保持体ユニットである。
【００１２】
請求項８に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を具備して周方向に回転する像保持体と、前記導体が導く電流を検出する電流検出手段と、を有する画像形成装置である。
【００１３】
請求項９に係る本発明は、前記導体が、絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項８記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項１０に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項９記載の画像形成装置である。
【００１５】
請求項１１に係る本発明は、前記像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材をさらに有し、前記導体が、前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている請求項９又は１０いずれか記載の画像形成装置である。
【００１６】
請求項１２に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像保持体と前記帯電部材との接触幅を算出する接触幅算出手段をさらに有する請求項１１記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項１３に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電部材の形状を算出する形状算出手段をさらに有する請求項１１又は１２記載の画像形成装置である。
【００１８】
請求項１４に係る本発明は、前記帯電部材に電圧を印加する電源部と、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記電源部を制御する電源制御手段と、をさらに有する請求項１１乃至１３いずれか記載の画像形成装置である。
【００１９】
請求項１５に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚を算出する層厚算出手段をさらに有する請求項８乃至１４いずれか記載の画像形成装置である。
【００２０】
請求項１６に係る本発明は、前記導体が導く電流が流れる前記感光層の一部の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の検出結果に基づいて、前記電流検出手段が電流を検出するタイミングを制御するタイミング制御手段と、をさらに有する請求項８乃至１５いずれか記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２２】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２３】
請求項３に係る本発明によれば、請求項２に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００２４】
請求項４に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２５】
請求項５に係る本発明によれば、請求項４に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２６】
請求項６に係る本発明によれば、請求項４又は５に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００２７】
請求項７に係る本発明によれば、請求項４乃至６いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材と感光層とが接触する部分の一部に流れる電流を正確に検出することができる。
【００２８】
請求項８に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出することができる。
【００２９】
請求項９に係る本発明によれば、請求項８に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出することができる。
【００３０】
請求項１０に係る本発明によれば、請求項９に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００３１】
請求項１１に係る本発明によれば、請求項９又は１０に係る本発明の効果に加えて、帯電部材と感光層とが接触する部分の一部に流れる電流を正確に検出することができる。
【００３２】
請求項１２に係る本発明によれば、請求項１１に係る本発明の効果に加えて、像保持体と帯電部材との接触幅を算出することができる。
【００３３】
請求項１３に係る本発明によれば、請求項１１又は１２に係る本発明の効果に加えて、帯電部材の形状を算出することができる。
【００３４】
請求項１４に係る本発明によれば、請求項１１乃至１３いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材に印加する電圧を最適化することができる。
【００３５】
請求項１５に係る本発明によれば、請求項８乃至１４いずれかに係る本発明の効果に加えて、感光層の層厚を算出することができる。
【００３６】
請求項１６に係る本発明によれば、請求項８乃至１５いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、感光層の一部に流れる電流を効率的に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成部１２と、原稿読取装置１４とを有する。画像形成部１２は、例えばゼログラフィ（電子写真）方式のもので、用紙などの記録媒体が積載された例えば４段の給紙トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び手差しトレイ１８とを有し、これらトレイ１６ａ〜１６ｄ、１８から記録媒体搬送路２０に供給された記録媒体に画像を形成するようになっている。
【００３８】
即ち、画像形成部１２は、例えば円筒状の感光体からなり周方向に予め定められた速度で回転する像保持体２２と、この像保持体２２を一様に接触帯電する例えば帯電ロールからなる帯電部材２４と、この帯電部材２４により一様に帯電された像保持体２２に静電潜像を形成する露光装置（光書込み装置）２６と、この露光装置２６により形成された像保持体２２上の潜像を現像剤で可視化する現像装置２８と、この現像装置２８により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写装置３０と、像保持体２２に残った現像剤をクリーニングするクリーナ３２とを有する。また、例えば露光装置２６と現像装置２８との間には、フォトインタラプタ３３が配置されている。フォトインタラプタ３３は、像保持体２２に向けて光を照射し、像保持体２２に設けられた後述する反射部材８６が反射した光を受け入れて、後述する制御ユニット６２に対して受光タイミングを出力するフォトセンサである。
【００３９】
帯電部材２４は、例えばゴムなどの弾性を有する部材を表面側に有し、像保持体２２とともに回転する。露光装置２６は、レーザ走査方式のもので、例えば原稿読取装置１４で読み取った原稿の画像をレーザのオンオフ信号に変えて出力する。転写装置３０は例えば転写ロールから構成され、この転写装置３０により現像剤像が転写された記録媒体が定着装置３４に送られ、この定着装置３４により現像剤像が記録媒体に定着される。現像剤像が定着された記録媒体は、排出トレイ３６に排出される。
【００４０】
記録媒体搬送路２０には、複数の記録媒体搬送ロール３８が設けられている。この記録媒体搬送ロール３８の一つとして、転写装置３０上流側近傍には、レジストロール４０が配置されている。このレジストロール４０は、供給された記録媒体を一時停止させ、像保持体２２に静電潜像が形成されるタイミングと同期して記録媒体を転写装置３０に供給するように制御される。
【００４１】
原稿読取装置１４は、原稿を光学的に読み取る光学系４２と、自動原稿送り装置４４とを有する。
光学系４２は、自動原稿送り装置４４により送られた原稿を流し読みする機能と、反射ミラー等を走査して原稿台ガラス５４上に置かれた原稿を読み取る機能とを備えている。
【００４２】
自動原稿送り装置４４は、多数の原稿が積載される原稿積載台５６と、原稿を搬送する原稿搬送路５８と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台６０とを有する。
【００４３】
また、画像形成装置１０は、制御ユニット６２、表示装置及びキーボードなどを含むユーザインタフェース装置（ＵＩ装置）６４、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記憶装置６６及び通信装置６８などを有する。制御ユニット６２は、ＣＰＵ７０及びメモリ７２などを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御するようにされている。
このように、画像形成装置１０は、コンピュータとしての機能を含み、記憶媒体７４又は通信装置６８を介して受け入れたプログラムを実行することにより、印刷などの処理を行う。
【００４４】
次に、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺の構成について詳述する。
図３は、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。像保持体２２は、例えば接地されたアルミニウムなどからなり、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する例えば円筒状の導電性支持体８０と、この導電性支持体８０の外面を覆う感光層８２と、この感光層８２に一端が接触するように導電性支持体８０に内側から埋め込まれた例えばアルミニウムなどからなる導体８４と、上述したフォトインタラプタ３３が照射する光を反射させる反射部材（パターン）８６とを有するロール状の感光体であり、周方向に回転する。
【００４５】
帯電部材２４は、図９を用いて後述するシャフト１１８、下地１２０及び表層１２２を有し、電源部８８が接続されている。電源部８８は、交流電源９０及び直流電源９２を有し、制御ユニット６２の制御に応じて、予め定められた直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した電圧を帯電部材２４に印加する。例えば、電源部８８は、交流電源９０が１０００Ｈｚの周波数でピーク間電圧Ｖｐｐが８００〜２５００Ｖ程度の交流電圧を帯電部材２４に対して印加し、直流電源９２が−３００〜−７００Ｖ程度の直流電圧Ｖｄｃを帯電部材２４に対して印加して、予め定められた電流を帯電部材２４に供給するようにされている。電流検出部９４は、制御ユニット６２の制御に応じて、導体８４が導く電流を検出し、制御ユニット６２に対して出力する。
【００４６】
制御ユニット６２は、位置検出部９６、タイミング制御部９８、層厚算出部１００、接触幅算出部１０２、形状算出部１０４及び電源制御部１０６を有する。位置検出部９６は、フォトインタラプタ３３が出力する受光タイミングを受け入れ、導体８４の位置（回転中の位置）を検出する。タイミング制御部９８は、位置検出部９６の検出結果に応じて、電流検出部９４が電流を検出するタイミングを制御する。層厚算出部１００は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、感光層８２の層厚を算出する。接触幅算出部１０２は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、像保持体２２と帯電部材２４との接触幅を算出する。形状算出部１０４は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、帯電部材２４の形状を算出する。電源制御部１０６は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、電源部８８の出力電圧、出力電流及びオン・オフを制御する。
【００４７】
次に、像保持体２２の構成について詳述する。
図４は、像保持体２２をフォトインタラプタ３３側から見た斜視図である。
図５は、像保持体２２の構成を示す図であって、（Ａ）は像保持体２２を反フォトインタラプタ３３側から見た斜視図であり、（Ｂ）は導体８４が感光層８２と接触する部分を示す拡大断面図である。
図６は、導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す図であって、（Ａ）は導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す斜視図であり、（Ｂ）は導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す上方から見た拡大図である。
【００４８】
像保持体２２は、導体８４が感光層８２に接触している部分（電極となる部分）よりも早いタイミングでフォトインタラプタ３３に対向する位置に移動するように反射部材８６が配置されており、反射部材８６によってフォトインタラプタ３３が照射する光を反射するようにされている。
感光層８２は、例えば図５（Ｂ）に示すように、電荷発生層（ＣＧＬ）１１０及び電荷輸送層（ＣＴ層）１１２から構成される。導体８４は、例えば像保持体２２と帯電部材２４との接触幅よりも断面が小さくされ、例えば直径が約１ｍｍの円柱状のアルミニウムを略直角に曲げることにより構成され、端部などを除く部分の外面が絶縁層１１４により絶縁被覆されている。
【００４９】
像保持体２２は、図６（Ｂ）にも示すように、導体８４の一端が絶縁層１１４を介し導電性支持体８０に内側から埋め込まれて感光層８２に接触している。また、導体８４は、感光層８２の画像形成領域外に接触するように、導電性支持体８０の端部に埋め込まれている。導体８４の一端の表面は、図６（Ａ）にも示すように、導電性支持体８０の表面に位置が揃えられ、一つの面を構成する。なお、感光層８２の画像形成領域とは、露光装置２６が像保持体２２に静電潜像を書き込む領域である。
【００５０】
また、導体８４及び導電性支持体８０は、図７に示すように、絶縁層１１４により互いに絶縁されていても、イマジナリショートを構成するオペアンプ１１６にそれぞれ接続されることにより、同電位（それぞれ接地）になるようにされている。導体８４の他端は、例えば導電性のベアリングなどを介して電流検出部９４に接続されている。
【００５１】
次に、制御ユニット６２が電流検出部９４を介して導体８４に流れる電流を検出する動作例について説明する。
図８は、制御ユニット６２が電流検出部９４を介して導体８４に流れる電流を検出する動作例を示すタイミングチャートである。
制御ユニット６２は、反射部材８６による反射光をフォトインタラプタ３３が受光したことを示す信号をフォトインタラプタ３３から受け入れると、像保持体２２の回転速度に応じて予め定められた時間の経過後に、電流の検出の開始を示す信号（検出開始信号）を電流検出部９４に対して出力する。また、制御ユニット６２は、像保持体２２の回転速度に応じて予め定められた電流検出時間の経過後に、電流の検出の終了を示す信号（検出終了信号）を電流検出部９４に対して出力する。このように、電流検出部９４は、制御ユニット６２が出力する検出開始信号を受け入れた時から検出終了信号を受け入れるまでの間（検出期間）に、導体８４に流れる電流を検出し、検出した電流（検出信号）を制御ユニット６２に対して出力するようにされている。例えば、制御ユニット６２は、電流検出部９４による電流の検出期間の略中間に、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が回転方向上流側から回転方向下流側へ通過するように、電流検出部９４による電流の検出タイミングを制御する。
【００５２】
図９は、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触部周辺と、導体８４周辺の等価回路とを示す模式図である。
帯電部材２４は、シャフト１１８、下地１２０及び表層１２２から構成され、例えばロール径が１２ｍｍにされている。シャフト１１８は、電源部８８が接続されており、電源部８８により予め定められた直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した電圧が印加される。下地１２０は、例えばゴムなどの弾性を有する部材であり、例えば厚みが３ｍｍにされている。表層１２２は、例えば下地１２０とは体積抵抗が異なるゴムなどの弾性を有する部材であり、例えば厚みが０．００６ｍｍにされている。
【００５３】
像保持体２２が回転することにより、像保持体２２と帯電部材２４との接触部に導体８４が回転方向上流側から近づくと、図９に示すように、導体８４とシャフト１１８とは、下地抵抗１２４、表層抵抗１２６、第１の容量１２８及び第２の容量１３０が直列に接続された回路を介して接続されるとみなされる。
【００５４】
例えば、導体８４は、感光層８２に接触する端部が略円形にされている（図６等参照）。よって、第２の容量１３０は、面積が導体８４の端部と略同じであり、誘電率が感光層８２と同じであるコンデンサとみなされる。同様に、第１の容量１２８は、面積が導体８４の端部と略同じであり、誘電率が大気と同じであるコンデンサとみなされる。
【００５５】
図１０は、図８に示した検出期間において、像保持体２２の回転に応じて電流検出部９４が検出する電流を示した模式図である。
上述したように、電流検出部９４による電流の検出期間において、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が回転方向上流側から回転方向下流側へ通過する。電流検出部９４が検出する検出電流は、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が通過する場合にピーク値となる。そこで、層厚算出部１００（図３）は、電流検出部９４が検出する電流のピーク値に応じて感光層８２の層厚を算出するようにされている。例えば、図１１に示したグラフにおいて、包絡線がピーク値を示している状態では、像保持体２２と帯電部材２４とが接触しているために、像保持体２２と帯電部材２４との間に空気層（の容量）が存在しない。したがって、電流検出部９４が検出する電流値を用いて、層厚算出部１００は、感光層８２の層厚を算出することができる。なお、感光層８２は層厚が薄くなると容量が大きくなるので、感光層８２の層厚が薄くなると電流検出部９４が検出する電流のピーク値も大きくなる。
【００５６】
また、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置（接触範囲）の直下を導体８４が通過する間、電流検出部９４が検出する電流は、ピーク値が継続する。そこで、接触幅算出部１０２は、電流検出部９４が検出する電流のピーク値が継続する時間に応じて像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触範囲（接触幅）を算出するようにされている。
【００５７】
また、形状算出部１０４は、電流検出部９４が検出する電流の例えば図１２（Ａ）に示した包絡線に応じて帯電部材２４の形状を算出するようにされている。例えば、図１２（Ａ）に示すように、硬度が互いに異なる帯電部材Ａと帯電部材Ｂとでは、包絡線のピーク値が異なる。帯電部材は、硬度が異なると、像保持体２２に押し当てられた場合の変形量（つぶれ具合）が異なるためである。したがって、電流検出部９４が検出する電流値を用いて、形状算出部１０４は、図１２（Ｂ）に示すように帯電部材２４の形状（つぶれ具合）を算出することができる。
【００５８】
また、制御ユニット６２は、電流検出部９４が検出する電流の振幅が予め定められた値以上となっている時間に応じて、像保持体２２と帯電部材２４との間で放電が発生し得る範囲（接触位置の上流側と下流側で囲まれる放電が発生し得る範囲）も算出するようにされている。
【００５９】
次に、電流検出部９４が検出する電流に応じて電源制御部１０６が電源部８８を制御する処理について説明する。
図１３は、電源部８８が帯電部材２４に供給する交流（ＡＣ）電流の大きさと、画像形成装置１０が形成する画像の欠陥（白点）の発生との一般的関係を示すグラフである。
図１３に示すように、電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流が大きくなるにつれて、帯電部材２４に流れる直流（ＤＣ）電流が大きくなる状態（領域Ａ）では、帯電部材２４は像保持体２２を十分に帯電させていない。
【００６０】
電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流が大きくなっても、帯電部材２４に流れるＤＣ電流が変化しなくなる図１３上の点を変曲点（領域Ｂ）とすると、画像形成装置１０が形成する画像に白点が発生するＡＣ電流の大きさは、変曲点におけるＡＣ電流の大きさよりも少し大きい値のＡＣ電流値までの範囲（領域Ｃ）である。
【００６１】
制御ユニット６２は、変曲点におけるＡＣ電流値よりも大きく、画像から白点が消失する範囲のＡＣ電流値（領域Ｄ）において、より小さな値のＡＣ電流を電源部８８が帯電部材２４に供給するように制御することにより、像保持体２２の摩耗を低減させるようにされている。
【００６２】
図１４は、図１３に示した領域Ａ〜Ｄにおける電流検出部９４の検出電流を示すグラフであり、（Ａ）は領域Ａにおける検出電流を示し、（Ｂ）は領域Ｂにおける検出電流を示し、（Ｃ）は領域Ｃにおける検出電流を示し、（Ｄ）は領域Ｄにおける検出電流を示すグラフである。
図１４（Ａ）に示すように、領域Ａにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じていない。ただし、領域ＡにおけるＡＣ電流の大きさは、上述したように像保持体２２を十分に帯電させていない。
【００６３】
図１４（Ｂ）に示すように、領域Ｂにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じている。像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で生じる異常放電は、接触位置の下流側においても像保持体２２が十分に帯電していないことを示す。
【００６４】
図１４（Ｃ）に示すように、領域Ｃにおいても、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じている。
【００６５】
図１４（Ｄ）に示すように、領域Ｄにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じていない。像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じていないことは、接触位置の下流側において像保持体２２が十分に帯電していることを示す。
【００６６】
よって、制御ユニット６２は、変曲点におけるＡＣ電流値よりも大きく、図１４（Ｄ）に示したように、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じない範囲でより小さな値のＡＣ電流を電源部８８が帯電部材２４に供給するように制御することにより、像保持体２２の摩耗を低減させるようにされている。
また、制御ユニット６２は、電流検出部９４が常に電流を検出し、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じた場合に、電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流を新たに設定するようにされてもよい。
【００６７】
次に、像保持体２２の変形例について説明する。
図１５は、像保持体２２の変形例を示す斜視図である。なお、像保持体２２の変形例において、図４に示した像保持体２２を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
図１５に示すように、像保持体２２の変形例は、例えば２つの導体８４が画像形成領域外である端部にそれぞれ独立に設けられている。また、２つの導体８４は、例えば像保持体２２の周方向にずらされて配置されてもよい。それぞれの導体８４が導く電流は、電流検出部９４（図３）がそれぞれ独立して検出するようにされている。例えば、２つの導体８４がそれぞれ導く電流を個別に電流検出部９４が検出し、それぞれの検出結果を制御ユニット６２が比較することにより、感光層８２の偏摩耗状態を測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
【図３】像保持体、帯電部材及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。
【図４】像保持体をフォトインタラプタ側から見た斜視図である。
【図５】像保持体の構成を示す図であって、（Ａ）は像保持体をフォトインタラプタの反対側から見た斜視図であり、（Ｂ）は導体が感光層と接触する部分を示す拡大断面図である。
【図６】導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す図であって、（Ａ）は導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す斜視図であり、（Ｂ）は導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す上方から見た拡大図である。
【図７】導体及び導電性支持体の電位を示す模式図である。
【図８】制御ユニットが電流検出部を介して導体に流れる電流を検出する動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】像保持体と帯電部材とが接触する接触部周辺と、導体周辺の等価回路とを示す模式図である。
【図１０】図８に示した検出期間において、像保持体の回転に応じて電流検出部が検出する電流を示した模式図である。
【図１１】電流検出部が検出する電流と感光層の層厚との関係を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）は異なる種類の帯電部材を感光層に押し当てた場合に電流検出部が検出する電流をそれぞれ示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した電流を用いて形状算出部が算出する帯電部材の形状の一部を示すグラフである。
【図１３】電源部が帯電部材に供給する交流電流の大きさと、画像形成装置が形成する画像の欠陥の発生との一般的関係を示すグラフである。
【図１４】図１３に示した領域Ａ〜Ｄにおける電流検出部の検出電流を示すグラフであり、（Ａ）は領域Ａにおける検出電流を示し、（Ｂ）は領域Ｂにおける検出電流を示し、（Ｃ）は領域Ｃにおける検出電流を示し、（Ｄ）は領域Ｄにおける検出電流を示すグラフである。
【図１５】像保持体の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 画像形成装置
２２ 像保持体
２４ 帯電部材
３３ フォトインタラプタ
６２ 制御ユニット
７０ ＣＰＵ
７２ メモリ
８０ 導電性支持体
８２ 感光層
８４ 導体
８６ 反射部材
８８ 電源部
９０ 交流電源
９２ 直流電源
９４ 電流検出部
９６ 位置検出部
９８ タイミング制御部
１００ 層厚算出部
１０２ 接触幅算出部
１０４ 形状算出部
１０６ 電源制御部
１１４ 絶縁層
１１６ オペアンプ
１１８ シャフト
１２０ 下地
１２２ 表層
１２４ 下地抵抗
１２６ 表層抵抗
１２８ 第１の容量
１３０ 第２の容量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像保持体及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、帯電部材と被帯電体との間に流れる総交流電流量を、帯電ニップ部を流れる交流電流量と微小空隙を流れる交流放電電流量とに分けて該交流放電電流量を検知し、該交流放電電流量が予め定められた設定範囲内に収まるように、帯電部材に印加する交流電圧又は交流電流量を制御する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に対応している時に、該帯電部材に予め定められた交流電圧と直流電圧からなる検知用の電圧を印加し、この時流れる直流電流成分量を検知し、該帯電部材が被帯電体の画像形成領域に対応している時は検知した直流電流成分量に応じて交流電圧及び直流電圧を制御した電圧を帯電部材に印加する画像形成装置の制御方法を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５７６７３８号
【特許文献２】特許第３２７９１５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる像保持体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を有する像保持体である。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記導体が、一端が絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項１記載の像保持体である。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項２記載の像保持体である。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を具備して周方向に回転する像保持体と、この像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材と、を有する像保持体ユニットである。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記導体が、絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項４記載の像保持体ユニットである。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項４又は５記載の像保持体ユニットである。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、前記導体が、前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている請求項４乃至６いずれか記載の像保持体ユニットである。
【００１２】
請求項８に係る本発明は、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、この導電性支持体の外面を覆う感光層と、この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、を具備して周方向に回転する像保持体と、前記導体が導く電流を検出する電流検出手段と、を有する画像形成装置である。
【００１３】
請求項９に係る本発明は、前記導体が、絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている請求項８記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項１０に係る本発明は、前記導体が、前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている請求項９記載の画像形成装置である。
【００１５】
請求項１１に係る本発明は、前記像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材をさらに有し、前記導体が、前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている請求項９又は１０いずれか記載の画像形成装置である。
【００１６】
請求項１２に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像保持体と前記帯電部材との接触幅を算出する接触幅算出手段をさらに有する請求項１１記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項１３に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電部材の形状を算出する形状算出手段をさらに有する請求項１１又は１２記載の画像形成装置である。
【００１８】
請求項１４に係る本発明は、前記帯電部材に電圧を印加する電源部と、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記電源部を制御する電源制御手段と、をさらに有する請求項１１乃至１３いずれか記載の画像形成装置である。
【００１９】
請求項１５に係る本発明は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚を算出する層厚算出手段をさらに有する請求項８乃至１４いずれか記載の画像形成装置である。
【００２０】
請求項１６に係る本発明は、前記導体が導く電流が流れる前記感光層の一部の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の検出結果に基づいて、前記電流検出手段が電流を検出するタイミングを制御するタイミング制御手段と、をさらに有する請求項８乃至１５いずれか記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２２】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２３】
請求項３に係る本発明によれば、請求項２に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００２４】
請求項４に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２５】
請求項５に係る本発明によれば、請求項４に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出可能にすることができる。
【００２６】
請求項６に係る本発明によれば、請求項４又は５に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００２７】
請求項７に係る本発明によれば、請求項４乃至６いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材と感光層とが接触する部分の一部に流れる電流を正確に検出することができる。
【００２８】
請求項８に係る本発明によれば、感光層の一部に流れる電流を検出することができる。
【００２９】
請求項９に係る本発明によれば、請求項８に係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成で感光層の一部に流れる電流を検出することができる。
【００３０】
請求項１０に係る本発明によれば、請求項９に係る本発明の効果に加えて、絶縁層が感光層の画像形成領域に形成される画像を劣化させることを防止することができる。
【００３１】
請求項１１に係る本発明によれば、請求項９又は１０に係る本発明の効果に加えて、帯電部材と感光層とが接触する部分の一部に流れる電流を正確に検出することができる。
【００３２】
請求項１２に係る本発明によれば、請求項１１に係る本発明の効果に加えて、像保持体と帯電部材との接触幅を算出することができる。
【００３３】
請求項１３に係る本発明によれば、請求項１１又は１２に係る本発明の効果に加えて、帯電部材の形状を算出することができる。
【００３４】
請求項１４に係る本発明によれば、請求項１１乃至１３いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材に印加する電圧を最適化することができる。
【００３５】
請求項１５に係る本発明によれば、請求項８乃至１４いずれかに係る本発明の効果に加えて、感光層の層厚を算出することができる。
【００３６】
請求項１６に係る本発明によれば、請求項８乃至１５いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、感光層の一部に流れる電流を効率的に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成部１２と、原稿読取装置１４とを有する。画像形成部１２は、例えばゼログラフィ（電子写真）方式のもので、用紙などの記録媒体が積載された例えば４段の給紙トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び手差しトレイ１８とを有し、これらトレイ１６ａ〜１６ｄ、１８から記録媒体搬送路２０に供給された記録媒体に画像を形成するようになっている。
【００３８】
即ち、画像形成部１２は、例えば円筒状の感光体からなり周方向に予め定められた速度で回転する像保持体２２と、この像保持体２２を一様に接触帯電する例えば帯電ロールからなる帯電部材２４と、この帯電部材２４により一様に帯電された像保持体２２に静電潜像を形成する露光装置（光書込み装置）２６と、この露光装置２６により形成された像保持体２２上の潜像を現像剤で可視化する現像装置２８と、この現像装置２８により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写装置３０と、像保持体２２に残った現像剤をクリーニングするクリーナ３２とを有する。また、例えば露光装置２６と現像装置２８との間には、フォトインタラプタ３３が配置されている。フォトインタラプタ３３は、像保持体２２に向けて光を照射し、像保持体２２に設けられた後述する反射部材８６が反射した光を受け入れて、後述する制御ユニット６２に対して受光タイミングを出力するフォトセンサである。
【００３９】
帯電部材２４は、例えばゴムなどの弾性を有する部材を表面側に有し、像保持体２２とともに回転する。露光装置２６は、レーザ走査方式のもので、例えば原稿読取装置１４で読み取った原稿の画像をレーザのオンオフ信号に変えて出力する。転写装置３０は例えば転写ロールから構成され、この転写装置３０により現像剤像が転写された記録媒体が定着装置３４に送られ、この定着装置３４により現像剤像が記録媒体に定着される。現像剤像が定着された記録媒体は、排出トレイ３６に排出される。
【００４０】
記録媒体搬送路２０には、複数の記録媒体搬送ロール３８が設けられている。この記録媒体搬送ロール３８の一つとして、転写装置３０上流側近傍には、レジストロール４０が配置されている。このレジストロール４０は、供給された記録媒体を一時停止させ、像保持体２２に静電潜像が形成されるタイミングと同期して記録媒体を転写装置３０に供給するように制御される。
【００４１】
原稿読取装置１４は、原稿を光学的に読み取る光学系４２と、自動原稿送り装置４４とを有する。
光学系４２は、自動原稿送り装置４４により送られた原稿を流し読みする機能と、反射ミラー等を走査して原稿台ガラス５４上に置かれた原稿を読み取る機能とを備えている。
【００４２】
自動原稿送り装置４４は、多数の原稿が積載される原稿積載台５６と、原稿を搬送する原稿搬送路５８と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台６０とを有する。
【００４３】
また、画像形成装置１０は、制御ユニット６２、表示装置及びキーボードなどを含むユーザインタフェース装置（ＵＩ装置）６４、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記憶装置６６及び通信装置６８などを有する。制御ユニット６２は、ＣＰＵ７０及びメモリ７２などを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御するようにされている。
このように、画像形成装置１０は、コンピュータとしての機能を含み、記憶媒体７４又は通信装置６８を介して受け入れたプログラムを実行することにより、印刷などの処理を行う。
【００４４】
次に、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺の構成について詳述する。
図３は、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。像保持体２２は、例えば接地されたアルミニウムなどからなり、回転軸を中心とする断面円形の外面を有する例えば円筒状の導電性支持体８０と、この導電性支持体８０の外面を覆う感光層８２と、この感光層８２に一端が接触するように導電性支持体８０に内側から埋め込まれた例えばアルミニウムなどからなる導体８４と、上述したフォトインタラプタ３３が照射する光を反射させる反射部材（パターン）８６とを有するロール状の感光体であり、周方向に回転する。
【００４５】
帯電部材２４は、図９を用いて後述するシャフト１１８、下地１２０及び表層１２２を有し、電源部８８が接続されている。電源部８８は、交流電源９０及び直流電源９２を有し、制御ユニット６２の制御に応じて、予め定められた直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した電圧を帯電部材２４に印加する。例えば、電源部８８は、交流電源９０が１０００Ｈｚの周波数でピーク間電圧Ｖｐｐが８００〜２５００Ｖ程度の交流電圧を帯電部材２４に対して印加し、直流電源９２が−３００〜−７００Ｖ程度の直流電圧Ｖｄｃを帯電部材２４に対して印加して、予め定められた電流を帯電部材２４に供給するようにされている。電流検出部９４は、制御ユニット６２の制御に応じて、導体８４が導く電流を検出し、制御ユニット６２に対して出力する。
【００４６】
制御ユニット６２は、位置検出部９６、タイミング制御部９８、層厚算出部１００、接触幅算出部１０２、形状算出部１０４及び電源制御部１０６を有する。位置検出部９６は、フォトインタラプタ３３が出力する受光タイミングを受け入れ、導体８４の位置（回転中の位置）を検出する。タイミング制御部９８は、位置検出部９６の検出結果に応じて、電流検出部９４が電流を検出するタイミングを制御する。層厚算出部１００は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、感光層８２の層厚を算出する。接触幅算出部１０２は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、像保持体２２と帯電部材２４との接触幅を算出する。形状算出部１０４は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、帯電部材２４の形状を算出する。電源制御部１０６は、電流検出部９４が検出した電流に基づいて、電源部８８の出力電圧、出力電流及びオン・オフを制御する。
【００４７】
次に、像保持体２２の構成について詳述する。
図４は、像保持体２２をフォトインタラプタ３３側から見た斜視図である。
図５は、像保持体２２の構成を示す図であって、（Ａ）は像保持体２２を反フォトインタラプタ３３側から見た斜視図であり、（Ｂ）は導体８４が感光層８２と接触する部分を示す拡大断面図である。
図６は、導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す図であって、（Ａ）は導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す斜視図であり、（Ｂ）は導体８４が埋め込まれた状態の導電性支持体８０を示す上方から見た拡大図である。
【００４８】
像保持体２２は、導体８４が感光層８２に接触している部分（電極となる部分）よりも早いタイミングでフォトインタラプタ３３に対向する位置に移動するように反射部材８６が配置されており、反射部材８６によってフォトインタラプタ３３が照射する光を反射するようにされている。
感光層８２は、例えば図５（Ｂ）に示すように、電荷発生層（ＣＧＬ）１１０及び電荷輸送層（ＣＴ層）１１２から構成される。導体８４は、例えば像保持体２２と帯電部材２４との接触幅よりも断面が小さくされ、例えば直径が約１ｍｍの円柱状のアルミニウムを略直角に曲げることにより構成され、端部などを除く部分の外面が絶縁層１１４により絶縁被覆されている。
【００４９】
像保持体２２は、図６（Ｂ）にも示すように、導体８４の一端が絶縁層１１４を介し導電性支持体８０に内側から埋め込まれて感光層８２に接触している。また、導体８４は、感光層８２の画像形成領域外に接触するように、導電性支持体８０の端部に埋め込まれている。導体８４の一端の表面は、図６（Ａ）にも示すように、導電性支持体８０の表面に位置が揃えられ、一つの面を構成する。なお、感光層８２の画像形成領域とは、露光装置２６が像保持体２２に静電潜像を書き込む領域である。
【００５０】
また、導体８４及び導電性支持体８０は、図７に示すように、絶縁層１１４により互いに絶縁されていても、イマジナリショートを構成するオペアンプ１１６にそれぞれ接続されることにより、同電位（それぞれ接地）になるようにされている。導体８４の他端は、例えば導電性のベアリングなどを介して電流検出部９４に接続されている。
【００５１】
次に、制御ユニット６２が電流検出部９４を介して導体８４に流れる電流を検出する動作例について説明する。
図８は、制御ユニット６２が電流検出部９４を介して導体８４に流れる電流を検出する動作例を示すタイミングチャートである。
制御ユニット６２は、反射部材８６による反射光をフォトインタラプタ３３が受光したことを示す信号をフォトインタラプタ３３から受け入れると、像保持体２２の回転速度に応じて予め定められた時間の経過後に、電流の検出の開始を示す信号（検出開始信号）を電流検出部９４に対して出力する。また、制御ユニット６２は、像保持体２２の回転速度に応じて予め定められた電流検出時間の経過後に、電流の検出の終了を示す信号（検出終了信号）を電流検出部９４に対して出力する。このように、電流検出部９４は、制御ユニット６２が出力する検出開始信号を受け入れた時から検出終了信号を受け入れるまでの間（検出期間）に、導体８４に流れる電流を検出し、検出した電流（検出信号）を制御ユニット６２に対して出力するようにされている。例えば、制御ユニット６２は、電流検出部９４による電流の検出期間の略中間に、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が回転方向上流側から回転方向下流側へ通過するように、電流検出部９４による電流の検出タイミングを制御する。
【００５２】
図９は、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触部周辺と、導体８４周辺の等価回路とを示す模式図である。
帯電部材２４は、シャフト１１８、下地１２０及び表層１２２から構成され、例えばロール径が１２ｍｍにされている。シャフト１１８は、電源部８８が接続されており、電源部８８により予め定められた直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した電圧が印加される。下地１２０は、例えばゴムなどの弾性を有する部材であり、例えば厚みが３ｍｍにされている。表層１２２は、例えば下地１２０とは体積抵抗が異なるゴムなどの弾性を有する部材であり、例えば厚みが０．００６ｍｍにされている。
【００５３】
像保持体２２が回転することにより、像保持体２２と帯電部材２４との接触部に導体８４が回転方向上流側から近づくと、図９に示すように、導体８４とシャフト１１８とは、下地抵抗１２４、表層抵抗１２６、第１の容量１２８及び第２の容量１３０が直列に接続された回路を介して接続されるとみなされる。
【００５４】
例えば、導体８４は、感光層８２に接触する端部が略円形にされている（図６等参照）。よって、第２の容量１３０は、面積が導体８４の端部と略同じであり、誘電率が感光層８２と同じであるコンデンサとみなされる。同様に、第１の容量１２８は、面積が導体８４の端部と略同じであり、誘電率が大気と同じであるコンデンサとみなされる。
【００５５】
図１０は、図８に示した検出期間において、像保持体２２の回転に応じて電流検出部９４が検出する電流を示した模式図である。
上述したように、電流検出部９４による電流の検出期間において、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が回転方向上流側から回転方向下流側へ通過する。電流検出部９４が検出する検出電流は、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置の直下を導体８４が通過する場合にピーク値となる。そこで、層厚算出部１００（図３）は、電流検出部９４が検出する電流のピーク値に応じて感光層８２の層厚を算出するようにされている。例えば、図１１に示したグラフにおいて、包絡線がピーク値を示している状態では、像保持体２２と帯電部材２４とが接触しているために、像保持体２２と帯電部材２４との間に空気層（の容量）が存在しない。したがって、電流検出部９４が検出する電流値を用いて、層厚算出部１００は、感光層８２の層厚を算出することができる。なお、感光層８２は層厚が薄くなると容量が大きくなるので、感光層８２の層厚が薄くなると電流検出部９４が検出する電流のピーク値も大きくなる。
【００５６】
また、像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触位置（接触範囲）の直下を導体８４が通過する間、電流検出部９４が検出する電流は、ピーク値が継続する。そこで、接触幅算出部１０２は、電流検出部９４が検出する電流のピーク値が継続する時間に応じて像保持体２２と帯電部材２４とが接触する接触範囲（接触幅）を算出するようにされている。
【００５７】
また、形状算出部１０４は、電流検出部９４が検出する電流の例えば図１２（Ａ）に示した包絡線に応じて帯電部材２４の形状を算出するようにされている。例えば、図１２（Ａ）に示すように、硬度が互いに異なる帯電部材Ａと帯電部材Ｂとでは、包絡線のピーク値が異なる。帯電部材は、硬度が異なると、像保持体２２に押し当てられた場合の変形量（つぶれ具合）が異なるためである。したがって、電流検出部９４が検出する電流値を用いて、形状算出部１０４は、図１２（Ｂ）に示すように帯電部材２４の形状（つぶれ具合）を算出することができる。
【００５８】
また、制御ユニット６２は、電流検出部９４が検出する電流の振幅が予め定められた値以上となっている時間に応じて、像保持体２２と帯電部材２４との間で放電が発生し得る範囲（接触位置の上流側と下流側で囲まれる放電が発生し得る範囲）も算出するようにされている。
【００５９】
次に、電流検出部９４が検出する電流に応じて電源制御部１０６が電源部８８を制御する処理について説明する。
図１３は、電源部８８が帯電部材２４に供給する交流（ＡＣ）電流の大きさと、画像形成装置１０が形成する画像の欠陥（白点）の発生との一般的関係を示すグラフである。
図１３に示すように、電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流が大きくなるにつれて、帯電部材２４に流れる直流（ＤＣ）電流が大きくなる状態（領域Ａ）では、帯電部材２４は像保持体２２を十分に帯電させていない。
【００６０】
電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流が大きくなっても、帯電部材２４に流れるＤＣ電流が変化しなくなる図１３上の点を変曲点（領域Ｂ）とすると、画像形成装置１０が形成する画像に白点が発生するＡＣ電流の大きさは、変曲点におけるＡＣ電流の大きさよりも少し大きい値のＡＣ電流値までの範囲（領域Ｃ）である。
【００６１】
制御ユニット６２は、変曲点におけるＡＣ電流値よりも大きく、画像から白点が消失する範囲のＡＣ電流値（領域Ｄ）において、より小さな値のＡＣ電流を電源部８８が帯電部材２４に供給するように制御することにより、像保持体２２の摩耗を低減させるようにされている。
【００６２】
図１４は、図１３に示した領域Ａ〜Ｄにおける電流検出部９４の検出電流を示すグラフであり、（Ａ）は領域Ａにおける検出電流を示し、（Ｂ）は領域Ｂにおける検出電流を示し、（Ｃ）は領域Ｃにおける検出電流を示し、（Ｄ）は領域Ｄにおける検出電流を示すグラフである。
図１４（Ａ）に示すように、領域Ａにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じていない。ただし、領域ＡにおけるＡＣ電流の大きさは、上述したように像保持体２２を十分に帯電させていない。
【００６３】
図１４（Ｂ）に示すように、領域Ｂにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じている。像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で生じる異常放電は、接触位置の下流側においても像保持体２２が十分に帯電していないことを示す。
【００６４】
図１４（Ｃ）に示すように、領域Ｃにおいても、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じている。
【００６５】
図１４（Ｄ）に示すように、領域Ｄにおいては、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の上流側では像保持体２２を帯電させる放電が生じ、接触位置の下流側には異常放電が生じていない。像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じていないことは、接触位置の下流側において像保持体２２が十分に帯電していることを示す。
【００６６】
よって、制御ユニット６２は、変曲点におけるＡＣ電流値よりも大きく、図１４（Ｄ）に示したように、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じない範囲でより小さな値のＡＣ電流を電源部８８が帯電部材２４に供給するように制御することにより、像保持体２２の摩耗を低減させるようにされている。
また、制御ユニット６２は、電流検出部９４が常に電流を検出し、像保持体２２と帯電部材２４との接触位置の下流側で異常放電が生じた場合に、電源部８８が帯電部材２４に供給するＡＣ電流を新たに設定するようにされてもよい。
【００６７】
次に、像保持体２２の変形例について説明する。
図１５は、像保持体２２の変形例を示す斜視図である。なお、像保持体２２の変形例において、図４に示した像保持体２２を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
図１５に示すように、像保持体２２の変形例は、例えば２つの導体８４が画像形成領域外である端部にそれぞれ独立に設けられている。また、２つの導体８４は、例えば像保持体２２の周方向にずらされて配置されてもよい。それぞれの導体８４が導く電流は、電流検出部９４（図３）がそれぞれ独立して検出するようにされている。例えば、２つの導体８４がそれぞれ導く電流を個別に電流検出部９４が検出し、それぞれの検出結果を制御ユニット６２が比較することにより、感光層８２の偏摩耗状態を測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
【図３】像保持体、帯電部材及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。
【図４】像保持体をフォトインタラプタ側から見た斜視図である。
【図５】像保持体の構成を示す図であって、（Ａ）は像保持体をフォトインタラプタの反対側から見た斜視図であり、（Ｂ）は導体が感光層と接触する部分を示す拡大断面図である。
【図６】導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す図であって、（Ａ）は導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す斜視図であり、（Ｂ）は導体が埋め込まれた状態の導電性支持体を示す上方から見た拡大図である。
【図７】導体及び導電性支持体の電位を示す模式図である。
【図８】制御ユニットが電流検出部を介して導体に流れる電流を検出する動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】像保持体と帯電部材とが接触する接触部周辺と、導体周辺の等価回路とを示す模式図である。
【図１０】図８に示した検出期間において、像保持体の回転に応じて電流検出部が検出する電流を示した模式図である。
【図１１】電流検出部が検出する電流と感光層の層厚との関係を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）は異なる種類の帯電部材を感光層に押し当てた場合に電流検出部が検出する電流をそれぞれ示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した電流を用いて形状算出部が算出する帯電部材の形状の一部を示すグラフである。
【図１３】電源部が帯電部材に供給する交流電流の大きさと、画像形成装置が形成する画像の欠陥の発生との一般的関係を示すグラフである。
【図１４】図１３に示した領域Ａ〜Ｄにおける電流検出部の検出電流を示すグラフであり、（Ａ）は領域Ａにおける検出電流を示し、（Ｂ）は領域Ｂにおける検出電流を示し、（Ｃ）は領域Ｃにおける検出電流を示し、（Ｄ）は領域Ｄにおける検出電流を示すグラフである。
【図１５】像保持体の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 画像形成装置
２２ 像保持体
２４ 帯電部材
３３ フォトインタラプタ
６２ 制御ユニット
７０ ＣＰＵ
７２ メモリ
８０ 導電性支持体
８２ 感光層
８４ 導体
８６ 反射部材
８８ 電源部
９０ 交流電源
９２ 直流電源
９４ 電流検出部
９６ 位置検出部
９８ タイミング制御部
１００ 層厚算出部
１０２ 接触幅算出部
１０４ 形状算出部
１０６ 電源制御部
１１４ 絶縁層
１１６ オペアンプ
１１８ シャフト
１２０ 下地
１２２ 表層
１２４ 下地抵抗
１２６ 表層抵抗
１２８ 第１の容量
１３０ 第２の容量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を有する像保持体。
【請求項２】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項１記載の像保持体。
【請求項３】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項２記載の像保持体。
【請求項４】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を具備して周方向に回転する像保持体と、
この像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材と、
を有する像保持体ユニット。
【請求項５】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項４記載の像保持体ユニット。
【請求項６】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項４又は５記載の像保持体ユニット。
【請求項７】
前記導体は、
前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている
請求項４乃至６いずれか記載の像保持体ユニット。
【請求項８】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を具備して周方向に回転する像保持体と、
前記導体が導く電流を検出する電流検出手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項９】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材をさらに有し、
前記導体は、
前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている
請求項９又は１０いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像保持体と前記帯電部材との接触幅を算出する接触幅算出手段をさらに有する
請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電部材の形状を算出する形状算出手段をさらに有する
請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記帯電部材に電圧を印加する電源部と、
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記電源部を制御する電源制御手段と、
をさらに有する
請求項１１乃至１３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚を算出する層厚算出手段をさらに有する
請求項８乃至１４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記導体が導く電流が流れる前記感光層の一部の位置を検出する位置検出手段と、
この位置検出手段の検出結果に基づいて、前記電流検出手段が電流を検出するタイミングを制御するタイミング制御手段と、
をさらに有する
請求項８乃至１５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を有する像保持体。
【請求項２】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項１記載の像保持体。
【請求項３】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項２記載の像保持体。
【請求項４】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を具備して周方向に回転する像保持体と、
この像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材と、
を有する像保持体ユニット。
【請求項５】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項４記載の像保持体ユニット。
【請求項６】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項４又は５記載の像保持体ユニット。
【請求項７】
前記導体は、
前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている
請求項４乃至６いずれか記載の像保持体ユニット。
【請求項８】
回転軸を中心とする断面円形の外面を有する導電性支持体と、
この導電性支持体の外面を覆う感光層と、
この感光層の一部に流れる電流を導く導体と、
を具備して周方向に回転する像保持体と、
前記導体が導く電流を検出する電流検出手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項９】
前記導体は、
絶縁層を介し前記導電性支持体に埋め込まれて、その一端が前記感光層に接触し、前記導電性支持体と同電位にされている
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記導体は、
前記感光層の画像形成領域外に接触するように、前記導電性支持体の端部に埋め込まれている
請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像保持体に接触して該像保持体を帯電させる弾性を備えた帯電部材をさらに有し、
前記導体は、
前記像保持体の画像形成領域外の前記感光層を介して前記帯電部材に接触可能にされている
請求項９又は１０いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像保持体と前記帯電部材との接触幅を算出する接触幅算出手段をさらに有する
請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電部材の形状を算出する形状算出手段をさらに有する
請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記帯電部材に電圧を印加する電源部と、
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記電源部を制御する電源制御手段と、
をさらに有する
請求項１１乃至１３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記感光層の層厚を算出する層厚算出手段をさらに有する
請求項８乃至１４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記導体が導く電流が流れる前記感光層の一部の位置を検出する位置検出手段と、
この位置検出手段の検出結果に基づいて、前記電流検出手段が電流を検出するタイミングを制御するタイミング制御手段と、
をさらに有する
請求項８乃至１５いずれか記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１０７５５９（Ｐ２０１０−１０７５５９Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６６７４（Ｐ２００８−２７６６７４）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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