(57)【要約】【課題】簡単な構成で像担持体に帯電ムラを生じさせることなくカートリッジの状態を判定すること。【解決手段】接触状態判定装置２は、感光ドラム１００と、感光ドラム１００を帯電可能な帯電ローラ７００と、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを相対変位させた状態で感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態を検出し、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との接触状態を判定するコントローラ６００と、を有する。【選択図】図３
2018084736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電可能な帯電手段と、
前記像担持体と前記帯電手段とを相対変位させた状態で前記像担持体と前記帯電手段との間に流れる電流の状態を検出し、前記像担持体と前記帯電手段との接触状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする接触状態判定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
互いに離間している前記像担持体と前記帯電手段とが接触すると想定されるタイミングの前における前記電流の状態の検出結果と、前記タイミングの後における前記電流の状態の検出結果と、に基づいて前記像担持体と前記帯電手段との接触状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の接触状態判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記タイミングの前における前記電流の状態の検出結果が規定値以上の場合に、前記像担持体と前記帯電手段とが前記電流の状態の検出前から接触していたと判定し、前記タイミングの前における前記検出結果が前記規定値未満且つ前記タイミングの後における前記検出結果が前記規定値以上の場合に、前記電流の状態の検出前に離間していた前記像担持体と前記帯電手段とが接触したと判定し、前記タイミングの前における前記検出結果及び前記タイミングの後における前記検出結果が前記規定値未満の場合に、前記像担持体と前記帯電手段との少なくともいずれか一方が存在しないと判定する、
ことを特徴とする請求項２記載の接触状態判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記像担持体と前記帯電手段とが前記電流の状態の検出前から接触していたと判定した場合に、前記タイミングの後における前記電流の状態の検出を行わない、
ことを特徴とする請求項３記載の接触状態判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
前記タイミングの前における前記電流の状態の検出結果が第１の規定値以上の場合に、前記像担持体と前記帯電手段とが前記電流の状態の検出前から接触していたと判定し、
前記タイミングの前における前記電流の状態の検出結果が前記第１の規定値未満且つ前記第１の規定値よりも小さい第２の規定値以上の場合に、前記像担持体と前記帯電手段とが前記電流の状態の検出前に離間していたと判定し、
前記タイミングの前における前記電流の状態の検出結果が前記第２の規定値よりも小さい第３の規定値未満の場合に、前記像担持体と前記帯電手段との少なくともいずれか一方が存在しないと判定する、
ことを特徴とする請求項１記載の接触状態判定装置。
【請求項６】
前記像担持体と前記帯電手段との使用情報を記憶する記憶手段を有し、
前記判定手段は、
前記像担持体と前記帯電手段とが前記電流の状態の検出前に離間していたと判定した場合に、前記像担持体と前記帯電手段とが使用開始前であると判定し、前記使用情報をクリアする、
ことを特徴とする請求項３または請求項５に記載の接触状態判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記像担持体と前記帯電手段との接触状態を判定する際における前記像担持体の回転速度を画像形成時よりも遅くする、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の接触状態判定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の接触状態判定装置と、
記録媒体に画像形成を行うと共に、前記接触状態判定装置の判定結果に基づいて前記画像形成の条件を設定する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電手段により帯電された前記像担持体にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段を有し、
前記制御手段は、
前記接触状態判定装置の判定結果に基づいて前記レーザ光の強度を変化させる、
ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に着脱自在なカートリッジの状態を判定する接触状態判定装置、及びこれを備えた電子写真方式を利用したページプリンタ又は複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、電子写真感光体、帯電ローラ及び現像器等がカートリッジ容器内に一体的に収容されたプロセスカートリッジを、装置本体内に着脱自在に配設されているものも多い。かかるプロセスカートリッジは、内部の機器が寿命に達した場合等に全体を交換することにより、交換作業の容易化を図ることができる。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジの交換に伴って装置本体に対してプロセスカートリッジを着脱する機会が多くなるため、画像形成する際に、装置本体内にプロセスカートリッジが装着されているか否かを検出して確認する必要を生じる。また、プロセスカートリッジの長寿命化に伴って、プロセスカートリッジが新品であるか否かを検知し、新品の場合にページカウンタのリセット等のイニシャライズ動作を行う必要を生じる。更に、プロセスカートリッジの長寿命化に伴って、プロセスカートリッジの使用頻度に応じて画像形成条件を変化させる必要も生じる。
【０００４】
特許文献１は、プロセスカートリッジの所定位置に製造ナンバーをバーコードで表示しておき、本体側のバーコードリーダでこのバーコードを読み取ることによりプロセスカートリッジが新品であるか否かを判断する画像形成装置を開示している。また、特許文献１に開示されている画像形成装置は、プロセスカートリッジが新品に交換されたことをユーザ又はサービスマンのボタン操作による作業で本体に記憶させ、この記憶内容によりプロセスカートリッジの新旧を検出する構成を開示している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている画像形成装置は、プロセスカートリッジに表示されたバーコードを読取るバーコードリーダを装置本体に設ける必要があるため、装置本体が大型化すると共に構成が複雑になる。また、特許文献１に開示されている画像形成装置は、プロセスカートリッジが新品に交換されたことを記憶させる作業を忘れてしまった場合又は誤操作した場合に、プロセスカートリッジの新旧を正しく検出できないために誤動作する危険性を生じる。このような誤動作を回避するために、カートリッジの新旧を自動で判別できるようにすることが有効である。
【０００６】
特許文献２は、新品の場合に離間部材により感光ドラムと帯電ローラとを離間させる構成を有するカートリッジの新旧等の状態を自動で判定する画像形成装置を開示している。特許文献２に開示されている画像形成装置は、回転駆動前の感光ドラムに対して帯電バイアス電圧を印加し、帯電ローラと感光ドラムとの間に流れる電流の検出値よりカートリッジの状態を判定する。具体的には、画像形成装置は、帯電バイアス電圧が感光ドラムに印加されたときに生じる帰還電流を検知する帰還電流検知手段を有し、帰還電流検知手段によって検出した帰還電流によってプロセスカートリッジの状態を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−９２７５２号公報
【特許文献２】特開２０１６−３３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、感光ドラム等の像担持体の駆動停止中にバイアス電圧を印加するため、像担持体にメモリ効果と呼ばれる帯電ムラを生じる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、簡単な構成で像担持体に帯電ムラを生じさせることなくカートリッジの状態を判定することができる接触状態判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る接触状態判定装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電可能な帯電手段と、前記像担持体と前記帯電手段とを相対変位させた状態で前記像担持体と前記帯電手段との間に流れる電流の状態を検出し、前記像担持体と前記帯電手段との接触状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、上記の接触状態判定装置と、記録媒体に画像形成を行うと共に、前記接触状態判定装置の判定結果に基づいて前記画像形成の条件を設定する画像形成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成で像担持体に帯電ムラを生じさせることなくカートリッジの状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るカートリッジの要部の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る接触状態判定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るカートリッジ状態判定処理のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る検出回路からコントローラに流れる電流の推移を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る検出回路からコントローラに供給される電圧の推移を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るカートリッジ状態判定処理のフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る検出回路からコントローラに流れる電流の推移を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電流の平均値と規定値との比較結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る感光ドラムの使用頻度が及ぼす影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。
【００１６】
図１に示す画像形成装置１は、ここではレーザビームプリンタを例示する。具体的には、画像形成装置１は、接触状態判定装置２と、レーザ発生部３００と、現像部４００と、転写部８００と、クリーニング部９００と、定着部１０００と、を有している。レーザ発生部３００と、現像部４００と、転写部８００と、は記録媒体Ｐに画像形成を行う画像形成手段としての画像形成部を構成している。
【００１７】
接触状態判定装置２は、カートリッジ２００の状態を判定する。具体的には、接触状態判定装置２は、帯電発生回路５００と、検出回路５５０と、コントローラ６００と、を備えている。
【００１８】
帯電発生回路５００は、感光ドラム１００上に電子写真プロセスに必要な均一な電荷を載せるための高圧発生回路である。帯電発生回路５００は、カートリッジ２００の帯電ローラ７００に所定のバイアス電圧を印加する。所定のバイアス電圧は、ここでは正弦波に直流電圧を重畳した電圧を例示する。
【００１９】
検出回路５５０は、帯電発生回路５００から帯電ローラ７００にバイアス電圧が印加された際における感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態を検出する。具体的には、検出回路５５０は、帯電発生回路５００から帯電ローラ７００に印加されたバイアス電圧により感光ドラム１００を経由して帰還する帰還電流を検出する。検出回路５５０は、検出した帰還電流を、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態の検出結果としてコントローラ６００に出力する。
【００２０】
コントローラ６００は、検出回路５５０から入力する検出結果に基づいて、カートリッジ２００の状態を判定する。コントローラ６００は、感光ドラム１００の寿命に関する情報を取得して、取得した情報を記憶部６２０に記憶させる。
【００２１】
露光手段としてのレーザ発生部３００は、感光ドラム１００上に画像データに応じてレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００２２】
現像部４００は、感光ドラム１００と対向配置され、現像スリーブ４１０を備えている。現像スリーブ４１０は、トナーを担持して感光ドラム１００上の静電潜像に供給することにより静電潜像を現像し、感光ドラム１００上にトナー像を形成する。
【００２３】
記憶部６２０は、コントローラ６００においてカートリッジ２００の状態を判定する際に用いる規定値を予め記憶している。記憶部６２０は、コントローラ６００により書き込まれた感光ドラム１００の寿命に関する情報を記憶する。記憶部６２０は、ここではＲＡＭを例示する。
【００２４】
転写部８００は、感光ドラム１００上のトナー像をシート等の記録媒体Ｐに転写する。
【００２５】
クリーニング部９００は、転写部８００により記録媒体Ｐにトナー像を転写した後に、感光ドラム１００上に残存しているトナーを感光ドラム１００の表面から除去する。
【００２６】
定着部１０００は、加熱部１０１０を備え、搬送されてきた記録媒体Ｐを加熱部１０１０により加熱して、記録媒体Ｐに形成されているトナー像を永久画像として記録媒体Ｐに定着させる。定着部１０００は、トナー像を定着させた記録媒体Ｐを画像形成装置１の外部に排出する。
【００２７】
上記構成を有する画像形成装置１には、カートリッジ２００が着脱自在に設けられる。レーザ発生部３００と、現像部４００と、転写部８００と、により構成される画像形成部は、接触状態判定装置２の判定結果に基づいて画像形成の条件を設定し、設定した条件に基づいて記録媒体Ｐに画像形成を行う。
【００２８】
＜カートリッジの構成＞
本発明の実施の形態１に係るカートリッジ２００の構成について、図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する。
【００２９】
図２において、図２（ａ）は離間状態の感光ドラム１００及び帯電ローラ７００と離間部材７１０との関係を示しており、図２（ｂ）は接触状態の感光ドラム１００及び帯電ローラ７００と離間部材７１０との関係を示している。
【００３０】
カートリッジ２００は、画像形成装置１の装置本体に着脱自在な構成を有しており、感光ドラム１００と、帯電ローラ７００と、離間部材７１０と、を備えている。カートリッジ２００は、ここではプロセスカートリッジを例示する。
【００３１】
像担持体としての感光ドラム１００は、電子写真プロセスを実現させるための電子写真感光体であり、図示しない駆動部による駆動制御により回転駆動して離間部材７１０を駆動させると共に、帯電ローラ７００と接触して帯電ローラ７００により帯電される。
【００３２】
帯電手段としての帯電ローラ７００は、感光ドラム１００を帯電可能であり、帯電発生回路５００からバイアス電圧が印加された際に、感光ドラム１００を均一に帯電させる。帯電ローラ７００は、離間部材７１０の駆動に伴って移動し、感光ドラム１００に対して接離可能になっている。
【００３３】
離間部材７１０は、新品のカートリッジ２００において、図２（ａ）に示すように、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に介在して、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを離間させる。離間部材７１０は、感光ドラム１００が所定方向に回転した際に感光ドラムギア１１０を介して離間部材ギア７３０が駆動し、離間部材回転軸７２０を中心に回転する。離間部材７１０は、図２（ｂ）に示すように、感光ドラム１００が離間部材ギア７３０の歯数分回転した際に、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間から離脱して、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを接触させる。
【００３４】
なお、離間部材７１０を使用して感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを離間しているが、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが離間した状態から接触する状態にする機構であれば離間部材７１０に限定されるものではない。
【００３５】
＜接触状態判定装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る接触状態判定装置２の構成について、図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００３６】
接触状態判定装置２は、帯電発生回路５００と、検出回路５５０と、コントローラ６００と、を備えている。検出回路５５０及びコントローラ６００は、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との接触状態を判定する判定手段としての判定部を構成している。
【００３７】
帯電発生回路５００は、変換回路５０１と、変換回路５０２と、コンデンサ５０８と、ダイオード５０９と、直流電源５１０と、トランス５１１と、コンデンサ５１９と、を備えている。
【００３８】
変換回路５０１は、コントローラ６００の出力ポートＰＲＡＣＣから出力されたサンプリング制御信号のピークトゥピーク電圧Ｖｐｐを所定レベルに変換して変換回路５０２に出力する。所定レベルは、ここでは２４Ｖを例示する。
【００３９】
変換回路５０２は、変換回路５０１から入力されたサンプリング制御信号のピークトゥピーク電圧Ｖｐｐを所定レベルの正弦波電圧に変換してコンデンサ５０８、トランス５１１及びコンデンサ５１９に供給する。所定レベルは、ここでは２０Ｖを例示する。
【００４０】
コンデンサ５０８及びダイオード５０９は、トランス５１１から供給される正弦波電圧を整流して直流電源５１０に供給する。
【００４１】
直流電源５１０は、コンデンサ５０８及びダイオード５０９から供給された正弦波電圧の交流電圧の中心値をずらすための直流電圧を出力する。
【００４２】
トランス５１１は、変換回路５０２から一次側巻線に供給された正弦波電圧を、一次側巻線と二次側巻線との巻線比に応じた正弦波電圧に変換してコンデンサ５０８、ダイオード５０９及びコンデンサ５１９に供給する。
【００４３】
コンデンサ５１９は、トランス５１１の二次側に接続され、感光ドラム１００に電力を伝える。
【００４４】
検出回路５５０は、抵抗５２０と、ダイオード５２１と、オペアンプ５２２と、抵抗５２３と、コンデンサ５２４と、を備えている。
【００４５】
抵抗５２０は、コンデンサ５１９から感光ドラム１００に供給する電力の電流電圧変換を行う。
【００４６】
ダイオード５２１は、抵抗５２０に帰還電流が流れることにより抵抗５２０の両端に生じる帰還電圧の正電圧のみを取り出してオペアンプ５２２に供給する。
【００４７】
オペアンプ５２２、抵抗５２３及びコンデンサ５２４は、ダイオード５２１から供給される帰還電圧のピークチャージを行って、ピークチャージした電圧をコントローラ６００のＡ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに供給する。
【００４８】
コントローラ６００は、カートリッジ２００の交換を示唆する所定の動作を検出した場合であって、イニシャライズ動作（前多回転）の開始前に後述するカートリッジ状態判定処理を開始する。カートリッジ２００の交換を示唆する所定の動作は、画像形成装置１の主電源スイッチのオン、電源休止状態からの復帰又はカートリッジ２００を交換等するための画像形成装置１の図示しないドアの開閉である。
【００４９】
コントローラ６００は、出力ポートＰＲＡＣＣと、Ａ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳと、を備えている。
【００５０】
コントローラ６００は、感光ドラム１００の駆動中にＡ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに入力する電流と記憶部６２０に記憶している規定値との比較結果に基づいて、カートリッジ２００の状態を判定する。コントローラ６００は、カートリッジ２００の状態として新品、使用中及び未装着を判定する。
【００５１】
コントローラ６００は、感光ドラム１００を駆動させるための図示しないモータドライバを制御して、感光ドラムと帯電ローラとの接触状態を判定するカートリッジ状態判定処理を実行する際に、画像形成時に比べて、感光ドラム１００の回転速度を遅くする。
【００５２】
コントローラ６００は、カートリッジ２００が使用開始前の新品であると判定した場合に、記憶部６２０に記憶しているカートリッジ２００の使用情報としてのＣＲＧカウント値をクリアして、ＣＲＧカウント値のカウントを開始する。ここで、ＣＲＧカウント値は、感光ドラム１００の寿命検出を行うために使用され、新品のカートリッジ２００装着後からの記録媒体Ｐの累計通紙枚数、又は感光ドラム１００の回転駆動した累計時間等に応じてカンウトしたカウント値である。
【００５３】
出力ポートＰＲＡＣＣは、コントローラ６００のプロセススピードに応じた２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の方形波の信号を変換回路５０１に出力する。方形波は、ここでは周波数４７０Ｈｚ、デューティ５０％及びＶｐｐ５Ｖの方形波を例示する。
【００５４】
Ａ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳには、オペアンプ５２２、コンデンサ５２４及び抵抗５２３によってピークチャージされた電圧が印加される。Ａ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに供給される電圧は、使用中のカートリッジ２００が装着されている場合に、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とは接触しているので、抵抗５２０に流れる電流は多いため大きい。
【００５５】
また、Ａ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに供給される電圧は、新品のカートリッジ２００が装着されている場合に、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とは離間しているので、抵抗５２０に流れる電流は使用中のカートリッジ２００が装着された場合よりも低い。更に、Ａ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに供給される電圧は、カートリッジ２００が未装着の場合に、抵抗５２０に流れる電流は少ないため、新品のカートリッジ２００を装着している場合よりも小さい。
【００５６】
記憶手段としての記憶部６２０は、規定値を予め記憶していると共にＣＲＧカウント値を記憶する。
【００５７】
＜カートリッジ状態判定処理＞
本発明の実施の形態１に係るカートリッジ状態判定処理について、図４及び図５を参照しながら、詳細に説明する。
【００５８】
まず、コントローラ６００は、図示しない電源スイッチのオン又は図示しないドアの開閉を検知する（Ｓ１）。
【００５９】
次に、コントローラ６００は、感光ドラム１００を駆動させるためのモータドライバをＯＮにする（Ｓ２）。
【００６０】
次に、感光ドラム１００は、駆動を開始して回転する（Ｓ３）。
【００６１】
次に、コントローラ６００は、出力ポートＰＲＡＣＣから帯電発生回路５００に信号を出力し、帯電発生回路５００から帯電ローラ７００に対してバイアス電圧を印加させる(Ｓ４)。ここで、帯電ローラ７００へのバイアス電圧の印加は、感光ドラム１００が駆動を開始した後とする。感光ドラム１００が駆動していない状態で帯電ローラ７００に高いバイアス電圧を印加した場合には、感光ドラム１００にメモリ効果と呼ばれる帯電ムラを生じ、その後の画像形成に影響する可能性があるためである。
【００６２】
次に、コントローラ６００は、図５に示す期間Ｔ１において、帯電ローラ７００に対するバイアス電圧の印加により検出回路５５０からＡ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに流れる電流のサンプリングを、感光ドラム１００の回転中に所定回数実施する（Ｓ５）。所定回数は、ここでは１０回を例示する。また、サンプリング周期は、ここでは４ｍｓｅｃを例示する。
【００６３】
期間Ｔ１は、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが離間した状態で帯電ローラ７００へのバイアス電圧の印加を開始した時刻ｔ（Ｂ）から、帯電ローラ７００と感光ドラム１００とが接触すると想定されるタイミングの時刻ｔ（Ｓ）の直前までの期間である。このように、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが離間した状態でサンプリングを実施するため、感光ドラム１００に帯電の影響を残さずにカートリッジ状態判定処理を終了させることができる。
【００６４】
サンプリングの開始タイミングである時刻ｔ（Ｂ）は、バイアス電圧の出力安定域で、且つ感光ドラム１００の駆動ＯＮ時より少なくとも１００ｍｓｅｃ〜５００ｍｓｅｃ前が望ましい。出力安定域外でサンプリングを実施した場合には、立ち上がり時の電流の振れをサンプリングしてしまい、正常な判断ができなくなる。
【００６５】
また、サンプリングの終了タイミングである時刻ｔ（Ｓ）は、新品のカートリッジ２００を装着した場合に、感光ドラム１００を少なくとも離間部材７１０の離間部材ギア７３０の歯数分回転させた後になるように設定する。即ち、サンプリングの終了タイミングは、新品のカートリッジ２００を装着した場合に、少なくとも感光ドラム１００と帯電ローラ７００との接触時以降になるように設定する。好ましくは、サンプリングの終了のタイミングは、感光ドラム１００を一回転させたときとする。
【００６６】
温湿度条件等の環境条件に応じて帯電ローラ７００の内部抵抗が変動して帰還電流量が変動することにより帯電発生回路５００の出力の立ち上がり時間が変動する場合には、感光ドラム１００の駆動ＯＮ時を環境条件に応じて変更する。これにより、帯電発生回路５００の出力値を最適化することができ、出力安定域でサンプリングを実施できるため、カートリッジ２００の状態の判定精度を向上させることができる。
【００６７】
次に、コントローラ６００は、期間Ｔ１においてサンプリングにより取得した電流の平均値Ｉを、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態として算出（検出）する（Ｓ６）。
【００６８】
次に、コントローラ６００は、算出した平均値Ｉと記憶部６２０に予め記憶されている規定値との比較に基づいて、カートリッジ２００の状態を判定する（Ｓ７）。
【００６９】
ここで、図５に示すように、カートリッジ２００が装着されていない場合の平均値Ｉは、第３の規定値としての規定電流Ｉ１より小さい。また、新品のカートリッジ２００が装着されている場合の平均値Ｉは、第２の規定値としての規定電流Ｉ１以上（規定値以上）且つ第１の規定値としての規定電流Ｉ０（Ｉ０＞Ｉ１）未満（規定値未満）となる。更に、使用中のカートリッジ２００が装着されている場合の平均値Ｉは、規定電流Ｉ０以上となる。
【００７０】
従って、コントローラ６００は、平均値Ｉが規定電流Ｉ１よりも小さい場合（第３の規定値未満の場合）には、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とのうち少なくともいずれか一方が存在しないと判断できることから、カートリッジ２００は未装着であると判定し、カートリッジ無しを検知する（Ｓ８）。ここで、カートリッジ２００の未装着には、装着忘れ等により装着されていない場合、及び装着状態が不完全である場合等を含む。
【００７１】
また、コントローラ６００は、平均値Ｉが規定電流Ｉ１以上（第２の規定値以上）且つ規定電流Ｉ０未満（第１の規定値未満）の場合に、平均値Ｉの算出前に離間していた感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが接触したと判断できることから、新品のカートリッジ２００が装着されていると判定し、カートリッジ２００の未使用を検知する（Ｓ９）。
【００７２】
更に、コントローラ６００は、平均値Ｉが規定電流Ｉ０以上（第１の規定値以上）の場合に、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが平均値Ｉの算出前から接触していたと判断できることから、使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定し、カートリッジ２００の使用中を検知する（Ｓ１０）。
【００７３】
そして、コントローラ６００は、カートリッジ無しを検知した場合に（Ｓ８）、図示しない表示部にカートリッジ２００が未装着である旨を表示等してエラーを通知し（Ｓ１１）、カートリッジ状態判定処理を終了する。
【００７４】
また、コントローラ６００は、カートリッジ２００の未使用を検知した場合に（Ｓ９）、記憶部６２０に記憶しているＣＲＧカウント値をクリアして「０」にする（Ｓ１２）。
【００７５】
次に、コントローラ６００は、カートリッジ２００のイニシャライズ動作を行う（Ｓ１３）。
【００７６】
ここで、イニシャライズ動作には、バイアス電圧を印加せずに感光ドラム１００又は帯電ローラ７００を空回転させて、帯電ローラ７００の変形の解消又は感光ドラム１００の表面に付着している塵埃の除去を行う動作が含まれている。また、イニシャライズ動作には、バイアス電圧を印加した帯電ローラ７００により感光ドラム１００の表面を一様に帯電させる動作が含まれている。また、イニシャライズ動作には、レーザ発生部３００から感光ドラム１００の表面にレーザ光を照射して、感光ドラム１００の表面の電位の立上りを向上させる動作が含まれている。更に、イニシャライズ動作には、新品のカートリッジ２００を使用開始する時の種々の動作が含まれている。
【００７７】
次に、コントローラ６００は、プリントスタート信号の入力に基づいて作像プロセス動作を実行して作像を開始させ（Ｓ１４）、カートリッジ状態判定処理を終了する。
【００７８】
また、コントローラ６００は、カートリッジ２００の使用中を検知した場合に（Ｓ１０）、Ｓ１４の処理にスキップする。
【００７９】
なお、本実施の形態において、検出回路５５０からコントローラ６００のＡ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに供給される電圧を用いてカートリッジ２００の状態を判定してもよい。
【００８０】
具体的には、コントローラ６００は、期間Ｔ１においてサンプリングにより取得した電圧の平均値Ｖｃを算出する。そして、コントローラ６００は、算出した平均値Ｖｃと記憶部６２０に予め記憶されている規定値としての規定電圧との比較に基づいて、カートリッジ２００の状態を判定する。
【００８１】
コントローラ６００は、図６に示すように、平均値Ｖｃが第３の規定値としての規定電圧Ｖ０よりも小さい場合（第３の規定値未満の場合）に、カートリッジ２００は未装着であると判定する。また、コントローラ６００は、平均値Ｖｃが第２の規定値としての規定電圧Ｖｎ以上（第２の規定値以上）且つ第１の規定値としての規定電圧Ｖｕ未満（第１の規定値未満）の場合に、未使用のカートリッジ２００が装着されていると判定する。更に、コントローラ６００は、平均値Ｖｃが規定電圧Ｖｕ以上（第１の規定値以上）の場合に、使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定する。
【００８２】
このように、本実施の形態では、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを相対変位させた状態で感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態を検出し、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との接触状態を判定する。これにより、簡単な構成で像担持体に帯電ムラを生じさせることなくカートリッジの状態を判定することができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、カートリッジ２００の状態を判定する際における感光ドラム１００の回転速度を、画像形成時における感光ドラム１００の回転速度よりも遅くする。これにより、感光ドラムと帯電ローラとの間に流れる電流の状態を精度よく検出することができる。
【００８４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は上記実施の形態１に係る画像形成装置の構成と同一構成であるので、その説明を省略する。本実施の形態に係るカートリッジの構成は上記実施の形態１に係るカートリッジの構成と同一構成であるので、その説明を省略する。本実施の形態に係る接触状態判定装置の構成は上記実施の形態１に係る接触状態判定装置の構成と同一構成であるので、その説明を省略する。なお、本実施の形態において、図１から図３の符号を用いて説明をする。
【００８５】
＜カートリッジ状態判定処理＞
本発明の実施の形態２に係るカートリッジ状態判定処理について、図６から図９を参照しながら、詳細に説明する。
【００８６】
コントローラ６００は、画像形成装置１に設けられた図示しない電源スイッチがＯＮされたか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００８７】
コントローラ６００は、電源スイッチがＯＮされない場合に（Ｓ２１：Ｎｏ）、処理を終了する。
【００８８】
一方、コントローラ６００は、電源スイッチがＯＮされた場合に（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、出力ポートＰＲＡＣＣから帯電発生回路５００に信号を出力し、帯電発生回路５００から帯電ローラ７００に対してバイアス電圧を印加させる（Ｓ２２）。
【００８９】
印加するバイアス電圧は、画像形成時と同程度又は画像形成時以下とするのが望ましい。これは、感光ドラム１００に帯電ムラが発生するのを防止するためである。
【００９０】
コントローラ６００は、図８に示す期間Ｔ１において、帯電ローラ７００に対するバイアス電圧の印加により検出回路５５０からＡ／Ｄ入力ポートＣＲＧＳＮＳに流れる電流のサンプリングを行う。
【００９１】
コントローラ６００は、期間Ｔ１においてサンプリングにより取得した電流の平均値Ｉを、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に流れる電流の状態として算出する。
【００９２】
次に、コントローラ６００は、算出した平均値Ｉが記憶部６２０に予め記憶されている規定値Ｉ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００９３】
コントローラ６００は、平均値Ｉが規定値Ｉ２以上の場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定し、カートリッジ２００の使用中を検知する（Ｓ２４）。
【００９４】
一方、コントローラ６００は、平均値Ｉが規定値Ｉ２未満の場合に（Ｓ２３：Ｎｏ）、感光ドラム１００を駆動させるためのモータドライバをＯＮにする（Ｓ２５）。
【００９５】
次に、コントローラ６００は、算出した平均値Ｉが記憶部６２０に予め記憶されている規定値Ｉ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。
【００９６】
コントローラ６００は、平均値Ｉが規定値Ｉ２以上の場合に（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、新品のカートリッジ２００が装着されていると判定し、カートリッジ２００の未使用を検知する（Ｓ２７）。
【００９７】
次に、コントローラ６００は、記憶部６２０に記憶しているＣＲＧカウント値をクリアして「０」にする（Ｓ２８）。
【００９８】
コントローラ６００は、カートリッジ２００の使用中を検知した場合（Ｓ２４）、又はＣＲＧカウント値をクリアした場合に（Ｓ２８）、プリントスタート信号の入力に基づいて作像プロセス動作を実行して作像を開始させる（Ｓ２９）。その後、コントローラ６００は、カートリッジ状態判定処理を終了する。
【００９９】
一方、コントローラ６００は、平均値Ｉが規定値Ｉ２未満の場合に（Ｓ２６：Ｎｏ）、カートリッジ２００は未装着であると判定し、カートリッジ無しを検知する（Ｓ３０）。
【０１００】
次に、コントローラ６００は、図示しない表示部にカートリッジ２００が未装着である旨を表示等してエラーを通知し（Ｓ３１）、カートリッジ状態判定処理を終了する。
【０１０１】
平均値Ｉと比較する規定値Ｉ２は、使用中のカートリッジ２００が装着された場合の平均値Ｉ、及び新品のカートリッジ２００が装着されて帯電ローラ７００と感光ドラム１００とが接触した後の平均値Ｉより小さい値に設定されている。また、規定値Ｉ２は、カートリッジ２００が未装着の場合の平均値Ｉ、及び新品のカートリッジ２００が装着されて感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが接触する前の平均値Ｉよりも大きい値に設定されている。
【０１０２】
ここで、コントローラ６００は、図８に示す期間Ｔ１において図７のＳ２１からＳ２５の処理を行い、図８に示す期間Ｔ２において図７のＳ２６以降の処理を行う。期間Ｔ２は、帯電ローラ７００と感光ドラム１００とが接触する時刻ｔ（Ｓ）以後の期間である。なお、期間Ｔ１は、上記実施の形態１の期間Ｔ１と同一の期間である。
【０１０３】
上記のカートリッジ状態判定処理において、コントローラ６００は、期間Ｔ１においてカートリッジ２００の使用中を検知した場合に、期間Ｔ２において平均値Ｉを算出しないようにしてもよい。これにより、カートリッジ状態判定処理における処理負荷を低減することができる。
【０１０４】
図９は、期間Ｔ１及び期間Ｔ２における平均値Ｉと規定値Ｉ２との比較結果を示している。図９において、平均値Ｉが規定値Ｉ２以上の場合を○とし、平均値Ｉが規定値未満の場合を×としている。
【０１０５】
図９に示すように、期間Ｔ１において平均値Ｉが規定値Ｉ２以上になるのは、カートリッジ２００が使用中の場合のみである。従って、コントローラ６００は、図７のＳ２４において使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定する。検出回路５５０は、コントローラ６００により使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定した場合に、期間Ｔ２において動作を停止する。また、コントローラ６００は、使用中のカートリッジ２００が装着されていると判定した場合に、期間Ｔ２においてカートリッジ２００の状態を判定しない。これにより、コントローラ６００における処理負荷を軽減することができる。
【０１０６】
また、図９に示すように、期間Ｔ１において平均値Ｉが規定値Ｉ２未満の場合であって、期間Ｔ２において平均値Ｉが規定値Ｉ２以上になるのは、カートリッジ２００が新品である場合のみである。従って、コントローラ６００は、図７のＳ２７において新品のカートリッジ２００が装着されていると判定する。
【０１０７】
更に、図９に示すように、期間Ｔ１において平均値Ｉが規定値Ｉ２未満の場合であって、期間Ｔ２において平均値Ｉが規定値Ｉ２未満になるのは、カートリッジ２００が未装着である場合のみである。従って、コントローラ６００は、図７のＳ３０においてカートリッジ２００が未装着であると判定する。
【０１０８】
なお、コントローラ６００は、図７のＳ２１において、画像形成装置１に対する記録媒体Ｐの補充、カートリッジ２００の脱着、各種部品の点検若しくは交換の際に使用される扉が閉じられたとき等にＳ２２の処理に進むようにしてもよい。
【０１０９】
これにより、カートリッジ２００の状態を人為的な作業をすることなく確実に判断することができ、新品のカートリッジ２００を装着した際にユーザ又はサービスマンの行う操作を自動的に実施させることができる。
【０１１０】
また、バイアス電圧として直流電圧のみを印加する画像形成装置１のコントローラ６００は、画像形成時と同程度又は画像形成時以下のバイアス電圧を帯電発生回路５００から印加するだけでカートリッジ２００の状態を判定することができる。従って、本実施の形態では、画像形成時よりも高いバイアス電圧を印加してカートリッジ２００の状態を判定する上記実施の形態１に比べて、出力の小さな帯電発生回路５００を使用することができる。
【０１１１】
このように、本実施の形態では、互いに離間している感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが接触する前と接触した後とにおける検出回路５５０の検出結果に基づいてカートリッジ２００の状態を判定する。これにより、上記実施の形態１の効果に加えて、画像形成時と同程度又は画像形成時以下のバイアス電圧を印加するだけでカートリッジ２００の状態を判定することができ、出力の大きな帯電発生回路５００を用いる必要をなくすることができる。
【０１１２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の構成は上記実施の形態１に係る画像形成装置の構成と同一構成であるので、その説明を省略する。本実施の形態に係るカートリッジの構成は上記実施の形態１に係るカートリッジの構成と同一構成であるので、その説明を省略する。本実施の形態に係る接触状態判定装置の構成は上記実施の形態１に係る接触状態判定装置の構成と同一構成であるので、その説明を省略する。なお、本実施の形態において、図１から図３の符号を用いて説明をする。
【０１１３】
感光ドラム１００は、使用頻度の増加に伴い、表面が摩耗して表面感度が上昇する。これより、感光ドラム１００にレーザ光が照射された際に感光ドラム１００の表面に形成される静電潜像の強度は、感光ドラム１００の使用頻度の増加に伴って増加する。従って、コントローラ６００は、感光ドラム１００の使用頻度に応じて、帯電ローラ７００に印加するバイアス電圧における直流電圧及び交流電圧のいずれか一方、又は直流電圧と交流電圧とを重畳したバイアス電圧値を可変にする。
【０１１４】
ここで、感光ドラム１００の使用頻度は、新品のカートリッジ２００を装着後からの記録媒体Ｐの累計通紙枚数、又は感光ドラム１００の回転駆動した累計時間等に応じてコントローラ６００でカウントして記憶部６２０に記憶しているカウント値である。
【０１１５】
図１０において、図１０（ａ）は、通常の感光ドラム１００の使用頻度と、感光ドラム１００の電位と、形成画像の線幅と、の関係を示している。図１０（ｂ）は、感光ドラム１００の使用頻度に応じて帯電ローラ７００に印加されるバイアス電圧を変化させた場合の感光ドラム１００の電位と、形成画像の線幅と、の関係を示している。図１０（ｃ）は、感光ドラム１００の使用頻度に応じて感光ドラム１００に照射されるレーザ光の強度を変化させた場合の感光ドラム１００の電位と、形成画像の線幅と、の関係を示している。
【０１１６】
図１０において、Ｖｌは、レーザ光を照射し静電潜像を形成した後の感光ドラム１００の表面電位を示している。感光ドラム１００の表面に形成される静電潜像の強度は、Ｖｌが低下するほど強くなる。また、図１０において、Ｖｄは、レーザ光を照射していない部分の感光ドラム１００の表面電位を示している。
【０１１７】
なお、図１０では、感光ドラム１００の使用頻度を、新品のカートリッジ２００を装着後からの記録媒体Ｐの累計通紙枚数（ｋ枚）により示しているが、新品のカートリッジ２００を装着後からの感光ドラム１００の回転駆動した累計時間により示してもよい。
【０１１８】
図１０（ａ）に示すように、一般に、Ｖｄを一定にした場合には、感光ドラム１００の使用頻度が増加するほどＶｌが低下して静電潜像の強度は増大し、画像濃度は濃くなり、線幅は太くなる。
【０１１９】
これに対して、コントローラ６００は、図１０（ｂ）に示すように、記憶部６２０に記憶しているカウント値の示す感光ドラム１００の使用頻度の増加に応じて、バイアス電圧の直流成分(ＰＲＤＣ)を上昇させてＶｄの値を上昇させる。これにより、感光ドラム１００の表面感度の上昇を抑制することができるため、図１０（ｂ）に示すように、感光ドラム１００の使用頻度が増加した場合においてもＶｌを一定に保つことができ、線幅を一定に保つことができる。
【０１２０】
または、画像形成装置１は、記憶部６２０に記憶しているカウント値である感光ドラム１００の使用頻度の増加に応じて、レーザ発生部３００から感光ドラム１００に照射するレーザ光の強度を低下させる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、感光ドラム１００の使用頻度が増加した場合においてもＶｌを一定に保つことができ、線幅を一定に保つことができる。
【０１２１】
なお、画像形成装置１は、予め実験で求めた感光ドラム１００の使用頻度と感度との関係に応じた調整値を設定し、設定した調整値を用いてＶｄ又はレーザ光の強度を調整する。
【０１２２】
このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、感光ドラム１００の表面感度の変化に応じて、帯電ローラ７００に印加するバイアス電圧の値を変化させることにより、継続的に安定した画像をユーザに提供することができる。
【０１２３】
また、本実施の形態によれば、感光ドラム１００の表面感度の変化に応じて、感光ドラム１００に照射するレーザ光の強度を変化させることにより、継続的に安定した画像をユーザに提供することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態において、使用頻度が増加するほどＶｌが低下する特性を有する感光ドラムを用いたが、使用頻度が増加するほどＶｌが上昇する特性を有する感光ドラム１００を使用する場合には、上記と逆の調整を行う。即ち、この場合には、感光ドラム１００の使用頻度に応じてＶｄの値を低下させてＶｌの値を調整するか、又は感光ドラム１００の使用頻度に応じてレーザ光の強度を上昇させる調整を行う。これにより、使用頻度が増加するほどＶｌが上昇する特性を有する感光ドラム１００を使用する場合であっても、線幅を一定に保つことができる。
【０１２５】
また、本実施の形態において、感光ドラム１００の使用頻度に応じて階調補正を行って画像濃度の調整も行えることは言うまでもなく、感光ドラム１００の使用頻度に応じて様々な画質調整をすることができる。
【０１２６】
上記実施の形態１から実施の形態３において、カートリッジ２００に感光ドラム１００及び帯電ローラ７００を一体に設けたが、感光ドラム１００及び帯電ローラ７００に加えて、感光ドラム１００及び帯電ローラ７００以外の部材を一体に設けてもよい。
【０１２７】
また、上記実施の形態１から実施の形態３において、帯電ローラ７００を移動可能にしたが、感光ドラム１００を移動可能にしてもよいし、帯電ローラ７００及び感光ドラム１００の両方を移動可能にしてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１  画像形成装置
２  接触状態判定装置
３  原稿トレイ
１００  感光ドラム
１１０  感光ドラムギア
２００  カートリッジ
３００  レーザ発生部
４００  現像部
４１０  現像スリーブ
５００  帯電発生回路
５０１  変換回路
５０２  変換回路
５０８  コンデンサ
５０９  ダイオード
５１０  電源
５１１  トランス
５１９  コンデンサ
５２０  抵抗
５２１  ダイオード
５２２  オペアンプ
５２３  抵抗
５２４  コンデンサ
５５０  検出回路
６００  コントローラ
６２０  記憶部
７００  帯電ローラ
７１０  離間部材
７２０  離間部材回転軸
７３０  離間部材ギア
８００  転写部
９００  クリーニング部
１０００  定着部
１０１０  加熱部
【図１】
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【図２】
2018084736.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018084736.tif 000009
【図８】
2018084736.tif 000010
【図９】
2018084736.tif 000011
【図１０】
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