(57)【要約】【課題】本発明の目的は、画像ムラを起こすことなくプロセスカートリッジの新旧や有無を判別することが可能な画像形成装置を提供することである。【解決手段】回転可能な像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段であって、前記像担持体の回転とともに、前記像担持体と離間する離間位置から前記像担持体と接触する接触位置へ移動可能な帯電手段と、前記像担持体と前記帯電手段との間を流れる電流の状態を検出する電流検出手段と、前記帯電手段が前記離間位置にある場合に、前記帯電手段が前記接触位置へ移動するタイミングよりも早く前記帯電手段への電圧の印加を開始し、前記帯電手段に電圧を印加してから前記像担持体を１周回転させた後の前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像担持体が回転開始する前の前記帯電手段の位置を判定する判定手段と、を有する。【選択図】    図３
2019015839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段であって、前記像担持体の回転とともに、前記像担持体と離間する離間位置から前記像担持体と接触する接触位置へ移動可能な帯電手段と、
前記像担持体と前記帯電手段との間を流れる電流の状態を検出する電流検出手段と、
前記帯電手段が前記離間位置にある場合に、前記帯電手段が前記接触位置へ移動するタイミングよりも早く前記帯電手段への電圧の印加を開始し、前記帯電手段に電圧を印加してから前記像担持体を１周回転させた後の前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像担持体が回転を開始する前の前記帯電手段の位置を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記像担持体を前記１周回転させた後の前記電流検出手段が検出する電流値の変化のタイミングに基づいて前記像担持体が回転を開始する前の前記帯電手段の位置を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記像担持体を前記１周回転させた後の前記電流検出手段が検出する電流値が所定の値よりも大きい場合には、前記像担持体が回転を開始する前の前記帯電手段が離間位置にあった判定す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】
前記判定手段は、前記像担持体を前記１周回転させた後の前記電流検出手段が検出した電流値が所定の値よりも小さい場合には、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装着されていなかった判定す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】
前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光する露光手段を有し、
前記判定手段は、前記像担持体を前記１周回転させた後の前記露光手段により露光された部分における前記電流検出手段の検出結果に基づいて、判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記像担持体を前記１周回転させた後の前記電流検出手段の検出結果が所定の値よりも小さく、前記像担持体を前記１周させる前の前記電流検出手段の検出結果が前記所定の値よりも大きい場合には、前記像担持体が回転を開始する前の前記帯電手段が前記離間位置にあったと判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段は、前記電流検出手段が電流の検出を開始するまでに前記像担持体との間に所定のバイアスを印加できるよう、バイアスの印加を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電手段は、直流電圧と交流電圧とを重畳したバイアス電圧を印加し、
前記電流検出手段は、前記帯電手段が印加する帯電バイアスにより前記像担持体と前記帯電手段との間で流れる電流の直流成分を検出する回路を有し、
前記判定手段は、前記電流の直流成分の検出結果に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体および前記帯電手段は、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジに設けられ、
前記プロセスカートリッジは、使用が開始されるまで前記帯電手段を離間位置とするとともに、使用が開始された後は前記像担持体の回転に連動して前記帯電手段を前記接触位置とする接離手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に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、電子写真方式を用いた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、画像形成装置本体内にプロセスカートリッジが着脱自在に設けられるものも多い。プロセスカートリッジは、電子写真感光体、帯電ローラ、現像装置等がカートリッジ容器内に一体的に収容されている。
【０００３】
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、該プロセスカートリッジ全体の交換を行うことにより、各機器の交換作業の容易化を図るものである。画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの着脱の機会は多いため、画像形成にあたり、画像形成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確認する必要が生じる。
【０００４】
また、近年ではプロセスカートリッジの長寿命化が進み、プロセスカートリッジが新品であるか否かを検知し、新品であった場合には、所定のイニシャライズ動作を行う場合や該プロセスカートリッジの使用頻度によって画像形成条件を変更する必要も生じる。
【０００５】
そこで、特許文献１のように、プロセスカートリッジの新旧検知を自動で行う技術が発明されている。感光体が回転を開始すると感光体と帯電ローラの離間が自動的に解除される構成において、感光体の回転が開始する前に、帯電バイアスを印加することで発生する帯電電流を検知し、その検知結果に基づいてプロセスカートリッジの有無や新旧を判断する。判断の結果を受けて、イニシャライズ動作等を自動的に開始することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
しかしながら、前記帯電電流の検知を行う前提として、正確に検知するためには電圧の安定を待つ時間が必要となる。すなわち、特許文献１の技術を用いる場合は、感光体を回転していない状態で電圧を印加し続ける必要がある。しかし、感光体を回転していない状態で電圧を印加し続けた場合、感光体上の電荷メモリによる画像ムラが発生する場合があり、印加時間が長いほど画像ムラの発生リスクが高まる。そのため、電源性能の低い廉価機では、電圧の安定に時間がかかるために、特許文献１の技術を用いると画像ムラが発生する場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、画像ムラを起こすことなくプロセスカートリッジの新旧や有無を判別することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段であって、前記像担持体の回転とともに、前記像担持体と離間する離間位置から前記像担持体と接触する接触位置へ移動可能な帯電手段と、前記像担持体と前記帯電手段との間を流れる電流の状態を検出する電流検出手段と、前記帯電手段が前記離間位置にある場合に、前記帯電手段が前記接触位置へ移動するタイミングよりも早く前記帯電手段への電圧の印加を開始し、前記帯電手段に電圧を印加してから前記像担持体を１周回転させた後の前記電流検出手段の検出結果に基づいて、前記像担持体が回転開始する前の前記帯電手段の位置を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像ムラを起こすことなくプロセスカートリッジの新旧や有無を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す模式説明図である。
【図２】第１実施形態における接離手段の構成を示す断面説明図である。
【図３】第１実施形態における電流のタイミングチャートを示す図である。
【図４】第１実施形態においてプロセスカートリッジの状態を判定する様子を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における電流のタイミングチャートを示す図である。
【図６】第２実施形態においてプロセスカートリッジの状態を判定する様子を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は第１実施形態におけるプロセスカートリッジの状態を判定する表図、（ｂ）は第２実施形態におけるプロセスカートリッジの状態を判定する表図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。尚、以下の各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。また、以下の実施形態に記載されている装置構成、構成部品、構成部品の寸法、材質、及び形状、その他、相対配置等に限定されるものではない。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す。本実施形態では、画像形成装置１としてレーザビームプリンタを採用した一例として説明する。図１において、画像形成装置１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からなる静電潜像が形成される回転可能な像担持体１００を有する。
【００１４】
像担持体１００の周囲には、像担持体１００の表面に接触して該表面を帯電する帯電手段となる帯電ローラ７００が配置される。像担持体１００および帯電ローラ７００は、画像形成装置１に対して着脱可能なプロセスカートリッジ２００に設けられている。また、プロセスカートリッジ２００は、接離手段としての離間部材７１０を有している。離間部材７１０は、プロセスカートリッジ２００に設けられた回動軸７２０を中心に回動可能である。離間部材７１０は、プロセスカートリッジ２００の使用が開始されるまで帯電ローラ７００を離間位置とするとともに、使用が開始された後は像担持体１００の回転に連動して帯電ローラ７００を接触位置とする。帯電ローラ７００は、像担持体１００と離間する離間位置（図２（ａ）に示す位置）から像担持体１００と接触する接触位置（図２（ｂ）に示す位置）へ移動可能である。すなわち、帯電ローラ７００は図２に示すように、プロセスカートリッジ２００に設けられた回動軸７２０を中心に回動可能な接離手段となる離間部材７１０により像担持体１００の表面に対して接離可能に設けられている。
【００１５】
離間部材７１０は、像担持体１００の回転が伝達されることで回動して帯電ローラ７００を該像担持体１００の表面から離間する図２（ａ）に示す離間状態から図２（ｂ）に示す当接状態へ移行させる。
【００１６】
未使用（新品）のプロセスカートリッジ２００では図２（ａ）に示すように、像担持体１００と帯電ローラ７００の使用前の長期加圧状態を回避する。そのために離間部材７１０に設けられた係止部７１０ａに帯電ローラ７００の回転軸７００ａを係止して該帯電ローラ７００を像担持体１００の表面から離間した状態で保持されている。
【００１７】
また、図２（ａ）に示すように、像担持体１００が図２（ａ）の時計回り方向に回転する。すると、該像担持体１００の端部に固定されて一体的に回転するドラムギア１１０が離間部材７１０に設けられた離間ギア７３０に噛合して該離間部材７１０を回動軸７２０を中心に図２（ａ）の反時計回り方向に回動する。
【００１８】
これにより、図２（ｂ）に示すように、帯電ローラ７００の回転軸７００ａが離間部材７１０の係止部７１０ａから外れて脱離し、図示しない付勢手段により付勢されて帯電ローラ７００が像担持体１００の表面に当接する。
【００１９】
更に、図１に示すように、帯電ローラ７００に帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス電源回路５００が設けられている。帯電バイアス電源回路５００は、像担持体１００が画像形成前の非画像形成時の回転直後に、帯電ローラ７００に対して帯電バイアス電圧を印加する。帯電バイアス電圧は、直流電圧または、直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアス電圧を印加する。本実施形態では、帯電バイアス電源回路５００は直流の帯電バイアス電圧を発生する。帯電バイアス電源回路５００は、帯電ローラ７００と像担持体１００の表面が当接した状態で直流の帯電バイアス電圧を印加したとき、放電が開始される帯電バイアス電圧を発生させることができる。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、帯電ローラ７００を像担持体１００の表面に当接した状態で、図１に示す帯電バイアス電源回路５００により帯電バイアス電圧を該帯電ローラ７００に印加する。これにより像担持体１００の表面に均一な電荷を形成することができる。
【００２１】
帯電ローラ７００により均一の電位に帯電された像担持体１００の表面に露光手段となるレーザスキャナ３００により画像データに応じたレーザ光３００ａを照射する。これにより、像担持体１００の表面上に静電潜像を形成する。像担持体１００の表面上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体となる現像スリーブ４１０を含む現像手段となる現像装置４００が像担持体１００に対向して配置されている。
【００２２】
更に、像担持体１００の表面上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する転写手段となる転写ローラ８００が設けられている。更に、記録材Ｐに転写した後に像担持体１００の表面上に残留したトナーを除去するクリーニング手段となるクリーニング装置９００が設けられている。
【００２３】
本実施形態では、像担持体１００と、帯電ローラ７００と、クリーニング装置９００とを含むプロセスカートリッジ２００が画像形成装置１本体に対して着脱可能に装着される。
【００２４】
帯電ローラ７００により均一の電位に帯電された像担持体１００の表面にレーザスキャナ３００により画像データに応じたレーザ光３００ａが照射されて静電潜像が形成される。像担持体１００の表面に形成された静電潜像には現像装置４００によってトナーが供給されてトナー像として現像される。
【００２５】
一方、シート搬送手段により搬送された記録材Ｐが像担持体１００と、転写手段となる転写ローラ８００とのニップ部に搬送され、該転写ローラ８００に印加される転写バイアス電圧により像担持体１００の表面上のトナー像が記録材Ｐに転写される。
【００２６】
トナー像が転写された記録材Ｐは、加熱ローラ１０１０と加圧ローラ１０１１を含む定着手段となる定着装置１０００に搬送される。そして、該加熱ローラ１０１０と加圧ローラ１０１１とのニップ部において加熱及び加圧されてトナー像が記録材Ｐに画像として定着される。その後、更に、図示しないシート搬送手段により搬送されて機外に排出される。
【００２７】
また、画像形成装置１には、各部位の駆動や電圧等の制御を行うコントローラ（判定手段）６００が備わっており、コントローラ６００中の記憶部６２０には通紙枚数を記録する枚数カウンタ等が備わっている。また、帯電バイアス電源回路５００から帯電ローラ７００に印加された帯電バイアスにより発生する電流の状態を検出する電流検知回路（電流検出手段）２も、コントローラ６００によって制御される。電流検知回路２は、帯電バイアス電源回路５００から帯電ローラ７００に印加された帯電バイアスにより発生する電流の直流成分を検知する。
【００２８】
プロセスカートリッジ２００には、図２に示すように、像担持体１００と帯電ローラ７００とを接離可能な接離手段となる離間部材７１０が設けられている。図２（ａ）に示すように、未使用（新品）のプロセスカートリッジ２００に設けられた帯電ローラ７００は離間部材７１０によって像担持体１００の表面から離間されている。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示すように、像担持体１００の回転に伴って離間部材７１０が回動軸７２０を中心に図２（ｂ）の反時計回り方向に回動される。すると、帯電ローラ７００の回転軸７００ａが離間部材７１０の係止部７１０ａから脱離して図示しない付勢手段により帯電ローラ７００が像担持体１００の表面に当接する。この状態になるとプロセスカートリッジ２００は使用開始後の旧品として判断される。
【００３０】
即ち、離間部材７１０は、プロセスカートリッジ２００が新品のときは、図２（ａ）に示すように、像担持体１００と帯電ローラ７００とを離間状態とする。また、プロセスカートリッジ２００が使用開始後の旧品（使用途中品）のときは、図２（ｂ）に示すように、像担持体１００と帯電ローラ７００とを当接状態とする。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、未使用（新品）のプロセスカートリッジ２００に設けられた帯電ローラ７００は、離間部材７１０によって像担持体１００との離間状態が保持されている。像担持体１００が図２（ａ）の時計回り方向に回転する。すると、該像担持体１００と一体的に回転するドラムギア１１０が離間部材７１０に一体的に設けられた離間ギア７３０に噛合して該離間部材７１０が回動軸７２０を中心に図２（ａ）の反時計回り方向に回動する。これにより、帯電ローラ７００が離間部材７１０から離脱し、像担持体１００の表面に当接する。すなわち、帯電ローラ７００は、像担持体１００の回転とともに、像担持体１００と離間する離間位置（図２（ａ）に示す位置）から像担持体１００と接触する接触位置（図２（ｂ）に示す位置）へ移動する。
【００３２】
次に上記カートリッジ２００の新旧及び装着、未装着検出動作について図３のタイミングチャートにより説明する。
【００３３】
画像形成装置１のメイン電源スイッチがオン、あるいはドアが開閉されると、通常イニシャル動作（前多回転）が開始される前にカートリッジ２００の装着、未装着、新旧の検知を実施する。このカートリッジ２００の状態の判定（検知）は、電流検知回路２により検知した前記電流の直流成分の検出結果に基づいて、コントローラ６００が行う。
【００３４】
まず、カートリッジ２００の状態検知のために、像担持体の駆動を開始し、像担持体の駆動開始直後に帯電バイアスの印加を開始する。なお、ここで、帯電ローラ７００への帯電バイアスの印加開始は、帯電ローラ７００が像担持体１００に対して離間位置にある場合に、その帯電ローラ７００が像担持体１００に対して接触位置へ移動するよりも早いタイミングである。本実施形態では、帯電バイアス電源回路５００は直流の帯電バイアス電圧を発生する。
【００３５】
カートリッジ２００が使用途中品（旧品）の場合、カートリッジ状態検知開始前から帯電ローラ７００と像担持体１００が図２（ｂ）のように当接状態となっている。この時、放電開始電圧以上（画像形成時程度）の帯電バイアスを印加すると、帯電ローラ７００と像担持体１００との電位差のために両者間で放電が発生し、帯電バイアス印加開始と同時に帯電電流が流れる。像担持体１００が１周回転（１回転）すると、像担持体１００は全周にわたり帯電され像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなるため、放電は発生せず、帯電電流はほぼ流れなくなる。
【００３６】
カートリッジ２００が新品の場合、最初は像担持体１００と帯電ローラ７００との間が図２（ａ）のように離間状態となっている。離間状態時は、帯電ローラ７００と像担持体１００との間隔が数ｍｍオーダーと大きいため、画像形成時程度の帯電バイアス印加では両者間で放電が発生しない。そのため、帯電バイアスが印加されても離間部材が外れるまでは電流は流れない。しかし、像担持体１００がΔｔ（Ｔ）の間回転し離間部材７１０が外れると、旧品と同じく帯電ローラ７００と像担持体１００が図２（ｂ）のように当接状態となるため、両者間で放電が発生し、電流が流れる。帯電ローラ７００と像担持体１００が当接してから像担持体１００が１周回転（１回転）すると、像担持体１００は全周にわたり帯電され像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなるため、放電は発生せず、帯電電流はほぼ流れなくなる。
【００３７】
カートリッジ２００が画像形成装置１に装着されていない場合は、帯電バイアスが印加されても、像担持体１００と帯電ローラ７００が存在しないため、常に電流は流れない。
【００３８】
本実施形態では、カートリッジ２００の状態検知のために、２度の期間において電流検知を実施する。
【００３９】
１度目の電流検知は、新品カートリッジにおいて像担持体１００と帯電ローラ７００が当接した時刻ｔ（Ｓ）より後かつ、像担持体１００が回転を開始してから１周回転（１回転）する時刻ｔ（Ａ）より前の期間で行う。すなわち、像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になる時刻ｔ（Ｓ）から、像担持体１００が１回転し終える時刻ｔ（Ａ）より前の時間に、電流検知回路２により検知（第２の検知）を行う。この期間に検知する電流を、電流Ｉｓとする。なお、精度良く検知を行うために、電流検知の開始時刻は出来るだけ時刻ｔ（Ａ）に寄せる等、帯電バイアス電源回路５００が安定に要する時間より後にすることが望ましい。本実施形態では、電流検知の開始時刻を、帯電バイアス電源回路５００が安定した時刻ｔ（Ｓ'）とする。
【００４０】
カートリッジ２００の状態別の電流Ｉｓは、図７（ａ）の上段のようになる。電流の評価には、所定の値としての閾値Ｉ０を用いている。
【００４１】
像担持体１００が１周帯電する間は電流が流れるので、カートリッジ２００が旧品あるいは新品の場合は、Ｉｓ≧Ｉ０となる。一方、カートリッジ２００が未装着の場合は電流が流れないので、Ｉ０＞Ｉｓとなる。
【００４２】
２度目の電流検知は、像担持体１００が回転を開始してから１周回転（１回転）する時刻ｔ（Ａ）より後かつ、新品カートリッジの像担持体１００と帯電ローラ７００が当接してから像担持体１００が１周回転する時刻ｔ（Ａ）＋Δｔ（Ｔ）より前の期間で行う。すなわち、像担持体１００が１回転し終えた直後（ｔ（Ａ））から、更に像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））を経過するまでの間に、電流検知回路２により検知（第１の検知）を行う。この期間に検知する電流を、電流Ｉａとする。
【００４３】
カートリッジ２００の状態別の電流Ｉａは、図７（ａ）の下段のようになる。電流の評価には、所定の値としての閾値Ｉ０を用いている。
【００４４】
カートリッジ２００が旧品の場合は、像担持体１００が既に１周分帯電しているため、像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなり、電流はほぼ流れず、Ｉ０＞Ｉａとなる。カートリッジが新品の場合は、像担持体１００はまだ１周分帯電していないため、電流が流れ、Ｉａ≧Ｉ０となる。一方、カートリッジ２００が未装着の場合は、電流が流れないので、Ｉ０＞Ｉａとなる。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、電流Ｉｓと電流Ｉａの組み合わせから、カートリッジ２００の状態（装着有無及び新旧）を判定することができる。
【００４６】
カートリッジ２００の新旧及び装着、未装着検出動作について図４のフローチャートにより説明する。
【００４７】
画像形成装置１のメイン電源スイッチがオン、あるいはドアが開閉されると、通常イニシャル動作（前多回転）Ｓ１１３が開始される前に、カートリッジ２００の装着、未装着、新旧の検知を実施する（Ｓ１０１）。
【００４８】
まず初めに、像担持体１００の駆動を開始すると同時に、帯電バイアス電源回路５００から帯電ローラ７００に検知用バイアスの印加を開始する。また、それと同時に時間ｔのカウントを開始する（Ｓ１０２）。
【００４９】
時間ｔが所定の時刻ｔ（Ｓ'）に到達したら（Ｓ１０３）、電流Ｉｓのサンプリング（第２の検知）を開始する（Ｓ１０４）。前述したように、像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になる時刻ｔ（Ｓ）から、像担持体１００が１回転し終える時刻ｔ（Ａ）より前の時間に、電流検知回路２により検知（第２の検知）を行う。ここでは、精度良く検知を行うために、電流検知の開始時刻を、帯電バイアス電源回路５００が安定した時刻ｔ（Ｓ'）としている。電流Ｉｓのサンプリング（第２の検知）の周期は少なくとも、時刻ｔ（Ｓ'）から時刻ｔ（Ａ）より前の時間に一回サンプリングできる周期とする。より精度良く検知するために、上記期間に複数回サンプリングし、その電流値の個数平均値、または積算値等を電流Ｉｓとしても良い。
【００５０】
電流Ｉｓのサンプリングが終了したら、閾値Ｉ０と電流Ｉｓの比較を行う（Ｓ１０５）。
【００５１】
ここで、Ｉｓ＜Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は画像形成装置１に装着されていないと判定し（Ｓ１１１）、カートリッジ２００が装着されていないことをユーザーに報知する（Ｓ１１４）。すなわち、電流Ｉｓ（第２の検知結果）が閾値Ｉ０よりも小さい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが画像形成装置に装着されていないと判定する。
【００５２】
一方、Ｉｓ≧Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は画像形成装置１に装着されているものと判定し、さらにカートリッジ２００の新旧を判定するためにステップＳ１０６へと進む。
【００５３】
時間ｔが所定の時刻ｔ（Ａ）に到達したら（Ｓ１０６）、電流Ｉａのサンプリング（第１の検知）を開始する（Ｓ１０７）。前述したように、ここでは、像担持体１００が１回転し終えた直後から、更に像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））を経過するまでの間に、電流検知回路２により検知（第１の検知）を行う。電流Ｉａのサンプリング（第１の検知）の周期は少なくとも、像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））の間に、一回サンプリング出来る周期とする。より精度良く検知するために、上記期間に複数回サンプリングし、その電流値の個数平均値、または積算値等を電流Ｉａとしても良い。
【００５４】
電流Ｉａのサンプリングが終了したら、閾値Ｉ０と電流Ｉａの比較を行う（Ｓ１０８）。
【００５５】
ここで、Ｉａ＜Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は旧品であると判定し（Ｓ１１０）、通常動作に進む（Ｓ１１３）。すなわち、電流Ｉｓ（第２の検知結果）が閾値Ｉ０よりも大きく、電流Ｉａ（第１の検知結果）が閾値Ｉ０よりも小さい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが使用開始後の旧品であると判定する。
【００５６】
一方、Ｉａ≧Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は新品であると判定し（Ｓ１０９）、枚数カウンタをリセットする（Ｓ１１２）。すなわち、電流Ｉａ（第１の検知結果）が閾値Ｉ０よりも大きい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが新品であると判定する。その後は通常動作（Ｓ１１３）へと移行し、カートリッジ２００の状態検知動作を終了する。
【００５７】
本実施形態によれば、像担持体と帯電ローラが当接してから帯電バイアスを印加し、しかも電圧が安定してから電流検知を行うため、廉価機でも画像ムラを起こすことなく、精度良くプロセスカートリッジの新旧や有無を判別することができる。
【００５８】
〔第２実施形態〕
次に、図５、図６及び表２を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００５９】
本実施形態におけるカートリッジ２００の新旧及び装着、未装着検出動作について図５のタイミングチャートにより説明する。
【００６０】
画像形成装置１のメイン電源スイッチがオン、あるいはドアが開閉されると、通常イニシャル動作（前多回転）が開始される前にカートリッジ２００の装着、未装着、新旧の検知を実施する。このカートリッジ２００の状態の判定（検知）は、電流検知回路２により検知した前記電流の直流成分の検出結果に基づいて、コントローラ６００が行う。
【００６１】
まず、カートリッジ２００の状態検知のために、像担持体の駆動を開始し、像担持体の駆動開始直後に帯電バイアスの印加を開始する。なお、ここで、帯電ローラ７００への帯電バイアスの印加開始は、帯電ローラ７００が像担持体１００に対して離間位置にある場合に、その帯電ローラ７００が像担持体１００に対して接触位置へ移動するよりも早いタイミングである。本実施形態では、帯電バイアス電源回路５００は直流の帯電バイアス電圧を発生する。
【００６２】
カートリッジ２００が使用途中品（旧品）の場合、カートリッジ状態検知開始前から帯電ローラ７００と像担持体１００が図２（ｂ）のように当接状態となっている。この時、放電開始電圧以上（画像形成時程度）の帯電バイアスを印加すると、帯電ローラ７００と像担持体１００との電位差のために両者間で放電が発生し、帯電バイアス印加開始と同時に帯電電流が流れる。像担持体１００が１周回転（１回転）すると、像担持体１００は全周にわたり帯電され像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなるため、放電は発生せず、帯電電流はほぼ流れなくなる。ここで、帯電した像担持体１００をレーザスキャナ３００により露光すると、露光された部分は電位が落ち、帯電ローラ７００との電位差が大きくなる。そのため、露光された部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過する間は、両者間で放電が発生し、帯電電流が流れる。
【００６３】
カートリッジ２００が新品の場合、最初は像担持体１００と帯電ローラ７００との間が図２（ａ）のように離間状態となっている。離間状態時は、帯電ローラ７００と像担持体１００との間隔が数ｍｍオーダーと大きいため、画像形成時程度の帯電バイアス印加では両者間で放電が発生しない。そのため、帯電バイアスが印加されても離間部材が外れるまでは電流は流れない。しかし、像担持体１００がΔｔ（Ｔ）の間回転し離間部材７１０が外れると、旧品と同じく帯電ローラ７００と像担持体１００が図２（ｂ）のように当接状態となるため、両者間で放電が発生し、電流が流れる。帯電ローラ７００と像担持体１００が当接してから像担持体１００が１周回転（１回転）すると、像担持体１００は全周にわたり帯電され像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなるため、放電は発生せず、帯電電流はほぼ流れなくなる。しかし、帯電した像担持体１００をレーザスキャナ３００により露光すると、露光された部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過する間は、旧品と同じく、両者間で放電が発生し、帯電電流が流れる。
【００６４】
カートリッジ２００が画像形成装置１に装着されていない場合は、帯電バイアスが印加されても、像担持体１００と帯電ローラ７００が存在しないため、常に電流は流れない。レーザスキャナ３００による露光の効果も発生しない。
【００６５】
本実施形態では、カートリッジ２００の状態検知のために、２度の期間において電流検知を実施する。
【００６６】
１度目の電流検知は、像担持体１００が回転を開始してから１周回転（１回転）する時刻ｔ（Ａ）より後かつ、新品カートリッジの像担持体１００と帯電ローラ７００が当接してから像担持体１００が１周回転（１回転）する時刻ｔ（Ａ）＋Δｔ（Ｔ）より前の期間で行う。すなわち、像担持体１００が１回転し終えた直後（ｔ（Ａ））から、更に像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））を経過するまでの間に、電流検知回路２により検知（第１の検知）を行う。この期間に検知する電流を、電流Ｉａとする。
【００６７】
カートリッジ２００の状態別の電流Ｉａは、図７（ｂ）の上段のようになる。電流の評価には、所定の値としての閾値Ｉ０を用いている。
【００６８】
カートリッジ２００が旧品の場合は、像担持体１００が既に１周分帯電しているため、像担持体１００と帯電ローラ７００との電位差が小さくなり、電流はほぼ流れず、Ｉ０＞Ｉａとなる。カートリッジが新品の場合は、像担持体１００はまだ１周分帯電していないため、電流が流れ、Ｉａ≧Ｉ０となる。一方、カートリッジ２００が未装着の場合は、電流が流れないので、Ｉ０＞Ｉａとなる。
【００６９】
換言すれば、ＩａがＩｏ未満からＩｏ以上となるタイミングから、像担持体１００が回転を開始した時に像担持体１００と帯電ローラ７００が当接していたか否かを判定する。
【００７０】
２度目の電流検知は、レーザスキャナ３００との組み合わせで行う。引き続き像担持体１００の回転と帯電バイアス電源回路５００による帯電電圧印加を行い、帯電した像担持体１００にレーザスキャナ３００でレーザ光３００ａをΔｔ（Ｌ）の間だけ露光する。像担持体１００の露光された部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過し始めた時刻ｔ（Ｂ）から、像担持体１００の露光された部分の最後の部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過する時刻ｔ（Ｂ）＋Δｔ（Ｌ）までの期間に、電流検知回路２により検知動作（第２の検知）を実施する。この期間に検知する電流を、電流Ｉｂとする。
【００７１】
カートリッジ２００の状態別の電流Ｉｂは、図７（ｂ）の下段のようになる。電流の評価には、所定の値としての閾値Ｉ０を用いている。
【００７２】
カートリッジ２００が新品または旧品、すなわちカートリッジ２００が装着されている場合は、像担持体１００が露光され電位が落ちているため、帯電ローラ７００と像担持体１００との間に電位差が生じている。そのため放電による電流が流れ、Ｉｂ≧Ｉ０となる。一方、カートリッジ２００が未装着の場合は放電が発生しないため電流が流れず、Ｉ０＞Ｉｂとなる。
【００７３】
図７（ｂ）に示すように、電流Ｉａと電流Ｉｂの組み合わせから、カートリッジ２００の状態（装着有無及び新旧）を判定することができる。
【００７４】
本実施形態のカートリッジ２００の新旧及び装着、未装着検出動作について図６のフローチャートにより説明する。
【００７５】
画像形成装置１のメイン電源スイッチがオン、あるいはドアが開閉されると、通常イニシャル動作（前多回転）Ｓ２１５が開始される前に、カートリッジ２００の装着、未装着、新旧の検知を実施する（Ｓ２０１）。
【００７６】
まず初めに、像担持体１００の駆動を開始すると同時に、帯電バイアス電源回路５００から帯電ローラ７００に検知用バイアスの印加を開始する。また、それと同時に時間ｔのカウントを開始する（Ｓ２０２）。
【００７７】
時間ｔが所定の時刻ｔ（Ａ）に到達したら（Ｓ２０３）、電流Ｉａのサンプリング（第１の検知）を開始する（Ｓ２０４）。前述したように、ここでは、像担持体１００が１回転し終えた直後（ｔ（Ａ））から、更に像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））を経過するまでの間に、電流検知回路２により検知（第１の検知）を行う。
【００７８】
電流Ｉａのサンプリングが終了したら、閾値Ｉ０と電流Ｉａの比較を行う（Ｓ２０５）。
【００７９】
ここで、Ｉａ≧Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は新品であると判定し（Ｓ２１０）、枚数カウンタをリセットする（Ｓ２１３）。すなわち、電流Ｉａ（第１の検知結果）が閾値Ｉ０よりも大きい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが新品であると判定する。その後は通常動作に移行し（Ｓ２１５）、カートリッジ２００の状態検知は終了する。
【００８０】
一方、Ｉａ＜Ｉ０であった場合、カートリッジ２００が旧品であるか未装着であるかを判定するため、レーザスキャナ３００によりΔｔ（Ｌ）間の露光を行う（Ｓ２０６）。
【００８１】
時間ｔが所定の時刻ｔ（Ｂ）に到達したら（Ｓ２０７）、電流Ｉｂのサンプリング（第２の検知）を開始する（Ｓ２０８）。すなわち、像担持体１００が１回転し終えた直後（ｔ（Ａ））から更に、像担持体１００が回転を開始し像担持体１００と帯電ローラ７００が離間状態から当接状態になるまでに要する時間分（Δｔ（Ｔ））を経過した時刻より後の時間に、電流検知回路２により検知（第２の検知）を行う。ここでは、像担持体１００の露光された部分が帯電ローラ７００と接触する時に電流検知回路により検知（第２の検知）を行う。ここで時刻ｔ（Ｂ）は、像担持体１００の露光部が帯電ローラ７００と接触する時刻である。電流Ｉｂのサンプリング（第２の検知）の周期は、像担持体１００の露光された部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過し始めた時刻ｔ（Ｂ）から、像担持体１００の露光された部分の最後の部分が像担持体１００と帯電ローラ７００とのニップ部を通過する時刻ｔ（Ｂ）＋Δｔ（Ｌ）までの期間に、少なくとも一回サンプリング出来る周期とする。より精度良く検知するために、上記期間に複数回サンプリングし、その電流値の個数平均値、または積算値等を電流Ｉｂとしても良い。
【００８２】
電流Ｉｂのサンプリングが終了したら、閾値Ｉ０と電流Ｉｂの比較を行う（Ｓ２０９）。
【００８３】
ここで、Ｉｂ＜Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は未装着であると判定し（Ｓ２１２）、カートリッジ２００が装着されていないことをユーザーに報知する（Ｓ２１４）。すなわち、電流Ｉａ（第１の検知結果）が閾値Ｉ０よりも小さく、電流Ｉｂ（第２の検知結果）が閾値Ｉ０よりも小さい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが未装着であると判定する。
【００８４】
一方、Ｉｂ≧Ｉ０であった場合、カートリッジ２００は旧品であると判定し（Ｓ２１１）、通常動作（Ｓ２１５）へと移行して、カートリッジ２００の状態検知動作を終了する。すなわち、電流Ｉａ（第１の検知結果）が閾値Ｉ０よりも小さく、電流Ｉｂ（第２の検知結果）が閾値Ｉ０よりも大きい場合には、コントローラ６００はプロセスカートリッジが旧品であると判定する。
【００８５】
なお、レーザスキャナ３００による露光のタイミングは、新品カートリッジの像担持体１００の最初に帯電された位置が、レーザ光３００ａの照射位置を通過した後であればいつでも良い。ただし、図６のように電流Ｉａの検知終了後とすることで、カートリッジ２００が新品だった場合に、像担持体１００の光疲労を抑えることができる。
【００８６】
本実施形態は、カートリッジ２００の状態検知を構成する２度の検知動作のうち１度目の検知動作が、第１実施形態よりも遅いタイミングとなる。そのため、帯電バイアスの安定に時間がかかる帯電バイアス電源回路５００を使用している場合は、第１実施形態よりも本実施形態のほうがより精度良く状態検知を実施することができる。
【００８７】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、電流検知時に帯電バイアス電源回路５００が印加する電圧は直流電圧であるとしたが、これに限定されるものではない。直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加する場合もカートリッジ状態検知が可能である。その場合、電流検知回路２中に電流の直流成分を検出する回路を備えて直流電流を検知することで、前述した実施形態と同様の検知を行うことができる。
【００８８】
また前述した実施形態では、像担持体の駆動開始直後に帯電バイアスの印加を開始しているが、帯電バイアス印加開始のタイミング（バイアス印加開始時刻）はこれに限定されるものではない。少なくとも像担持体が回転を開始してから１回転し終える前に帯電バイアスの印加を開始すればよい。更に詳しくは、帯電バイアス印加開始のタイミング（バイアス印加開始時刻）は、少なくとも最初に電流を検知する時刻より帯電バイアス電源回路のバイアスの安定に要する時間分以上前であればよい。
【００８９】
また前述した実施形態では、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして、像担持体と、該像担持体に作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、像担持体の他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【００９０】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｐ    …記録材
１    …画像形成装置
２    …電流検知回路
１００ …像担持体
１１０ …ドラムギア
２００ …プロセスカートリッジ
３００ …レーザスキャナ
４００ …現像装置
５００ …帯電バイアス電源回路
６００ …コントローラ
６２０ …記憶部
７００ …帯電ローラ
７１０ …離間部材
７２０ …回動軸
７３０ …離間ギア
８００ …転写ローラ
９００ …クリーニング装置
１０００ …定着装置
１０１０ …加熱ローラ
１０１１ …加圧ローラ
【図１】
2019015839.tif 000003
【図２】
2019015839.tif 000004
【図３】
2019015839.tif 000005
【図４】
2019015839.tif 000006
【図５】
2019015839.tif 000007
【図６】
2019015839.tif 000008
【図７】
2019015839.tif 000009