(57)【要約】【課題】メモリタグを搭載していないカートリッジにおいて、リサイクルカートリッジの検知を行う。【解決手段】トナー残量とドラムへの帯電電流値Ｉａｃを検知する。Ｉａｃが所定の電流値よりも大きく、且つトナー残量が所定の残量以上と検知し、前回検知した値と異なっている場合に、カートリッジはトナーを再充填したリサイクル品と検知する。リサイクル品と検知した場合、プロセス条件（現像バイアス、プロセススピード、前多回転、前回転時間等）を適正な条件に変更する。【選択図】　　　　図１
2004101670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱自在であり、少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段とを一体的に包含したプロセスカートリッジのリサイクル検知手段において、
前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断するプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【請求項２】
前記帯電手段が像担持体に接触した状態で電圧を印加される導電性ローラであることを特徴とする、請求項１に記載のプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【請求項３】
前記電流値検出手段は、前記像担持体と前記帯電手段間の負荷変動を検知する事を特徴とする、請求項１に記載のプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【請求項４】
リサイクル使用されるプロセスカートリッジが着脱自在な画像形成装置において、
少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、
前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断する画像形成装置。
【請求項５】
プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断した場合に、画像形成に係るプロセス条件を制御する事を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電手段が像担持体に接触した状態で電圧を印加される導電性ローラであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電流値検出手段は、前記像担持体と前記帯電手段間の負荷変動を検知する事を特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による電子写真画像形成装置に用いられるリサイクルカートリッジの検知手段、及び画像形成装置に関する。
ここで画像形成装置としては、例えば電子写真方式を用いた複写機、プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
現在、レーザービームプリンターや複写機といった電子写真方式による電子写真画像形成装置が広く普及している。
【０００３】
画像形成装置は、一般的に、図７に示されるような電子写真感光体たる感光ドラム１０１、感光ドラム１０１上に電荷を一様に帯電するための帯電手段１０２、一様に帯電された感光ドラム１０１に像露光することによって静電潜像を形成する露光手段１０３、現像剤たるトナー１０４ａを静電潜像に現像することによって顕像化する現像手段１０５、感光ドラム上のトナー像１０４ｂを紙等の記録媒体１０７に転写する転写手段１０６、記録媒体のトナー像１０４ｃを定着する定着手段１０８、及び感光ドラム１０１上の残った残トナー１０４ｄを掻き取るクリーニング手段１０９とを有している。
【０００４】
上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングのプロセスを繰り返し画像形成が行われている。
【０００５】
感光ドラム、帯電手段、現像手段等はプロセスカートリッジとして一体に構成されていることが多く、画像を形成していく事でトナーを消費していく。トナーが無くなった場合、ユーザーはプロセスカートリッジを交換し、再び画像形成を可能にする。
【０００６】
このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で出来るので、格段に操作性を向上することが出来、画像形成装置に広く用いられている。
【０００７】
このプロセスカートリッジ内の画像形成に供する事が出来るトナーの残量がどの程度かを随時知ることを可能とする為に、トナー残量レベルを逐次検出できる現像剤残量検知装置がプロセスカートリッジや画像形成装置に備えられている事がある。
【０００８】
例えば、特開昭６１−１７６９６２号公報には、ピエゾ素子やフォトカプラによって、複数のトナー残量レベルを検出する方法が提案されている。又、特開２０００−２０６７７４号公報には、板金状の電極間の静電容量を測定する事によりトナーの残量を逐次に検出する方法が開示されている。その他にも、静電容量検知方式、圧電素子を用いる方法、透磁率を検知する方式、光学センサを用いる方式等、種々の方式が用いられている。
【０００９】
このような現像剤残量検出装置によって検出したトナー量は、ユーザーが認識出来るように表示手段に表示する。ユーザーはこれを確認し、トナーの残量が少ない為次のプロセスカートリッジを用意した方が良い、又は多量のプリントをするがトナー残量は十分か、等を認識する事が出来、プリント作業を効率良く行え、プロセスカートリッジを有効に使うことが出来るのである。
【００１０】
又、環境保護、省資源化の観点から、画像形成装置を構成する一部の現像ユニット、定着ユニット、或いはプロセスカートリッジといった交換頻度の高い消耗品を画像形成装置から着脱自在とし、リサイクル利用する事が普及している。使用寿命に達した場合や故障が生じた場合には、ユニットを画像形成装置から取り外し、リサイクル処理を施し再利用するようになる。感光ドラム、帯電手段、現像手段等をプロセスカートリッジとして一体に構成している場合には、トナーを使い切った後にトナーを補充し、再度画像形成装置に装着し使用される場合が多い。
【００１１】
しかし、リサイクルされたプロセスカートリッジは内部部品特性の経時変化、使用による劣化等により画像不良の発生する可能性がある。これらの懸念事項に対して、例えば特開平８−１７１３２９号公報には、プロセスカートリッジに画像形成プロセス条件を示すバーコード情報にして持たせ、画像形成装置でそれを検出し、画像形成プロセス条件を制御する方法が提案されている。又、特開平１１−１３３８１８号公報には、画像形成ユニットに来歴データを記憶させ、画像形成装置に備えた読取装置にそのデータを読取らせ、そのデータに基づいた画像形成プロセス条件を制御する方法が提案されている。又、特開２００１−２４９６０２号公報には、リサイクルされたプロセスカートリッジの画像形成に係る特性値を出荷時に同梱し、特性値を画像読取装置で読取り情報化し、その情報に基づき画像形成時の制御条件を最適化する方法が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に提案されている画像形成装置では、プロセスカートリッジにデータを記憶させる部材を設ける必要があり、画像形成装置内にもデータを読取らせる専用の読取装置を設ける必要があり、画像形成装置やプロセスカートリッジの大幅なコストアップに繋がる。
【００１３】
特に、低コストで画像読取り装置の無い画像形成装置やプロセスカートリッジにおいては、リサイクルを検知する手段を備える事は困難であった。
【００１４】
本発明は上述事情に鑑みてなされたものであり、画像形成装置、若しくはプロセスカートリッジにデータに専用の記憶装置、読取装置を設けることなく、低コストで安定したリサイクルカートリッジの検知手段、及び安定して良好な画像の得ることの出来る画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する為の請求項１の発明は、
画像形成装置本体に着脱自在であり、少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段とを一体的に包含したプロセスカートリッジのリサイクル検知手段において、
前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断するプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【００１６】
更に上述の目的を達成する為の請求項２の発明は、
前記帯電手段が像担持体に接触した状態で電圧を印加される導電性ローラであることを特徴とする、請求項１に記載のプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【００１７】
更に上述の目的を達成する為の請求項３の発明は、
前記電流値検出手段は、前記像担持体と前記帯電手段間の負荷変動を検知する事を特徴とする、請求項１に記載のプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【００１８】
更に上述の目的を達成する為の請求項４の発明は、
リサイクル使用されるプロセスカートリッジが着脱自在な画像形成装置において、
少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、
前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断する画像形成装置。
【００１９】
更に上述の目的を達成する為の請求項５の発明は、
プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断した場合に、画像形成に係るプロセス条件を制御する事を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【００２０】
更に上述の目的を達成する為の請求項６の発明は、
前記帯電手段が像担持体に接触した状態で電圧を印加される導電性ローラであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【００２１】
更に上述の目的を達成する為の請求項７の発明は、
前記電流値検出手段は、前記像担持体と前記帯電手段間の負荷変動を検知する事を特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【００２２】
以上の構成により、リサイクルプロセスカートリッジの検知を低コストで安定して行う事の出来るリサイクルプロセスカートリッジの検知手段、及び画像形成装置を提供する事を目的とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の詳細を説明する。
【００２４】
（実施例１）
第１の実施例について述べる。
【００２５】
（画像形成装置説明）
図２は本実施例の画像形成装置の概略機構を示す模式断面図である。電子写真技術を利用した画像形成装置１６は、プロセスカートリッジ１７を着脱自在としている。プロセスカートリッジ１７が装置本体１６に装着された時、プロセスカートリッジの上部には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置され、下部には画像形成対象となる記録媒体１３が配置される。記録媒体１３は不図示の給紙手段によって搬送され、転写装置１２、定着装置１４を通って排紙される。
【００２６】
プロセスカートリッジ１７は、像担持体たる電子写真感光体としての感光ドラム１と、感光ドラムを所望の電位に帯電する為の帯電ローラ２と、感光ドラム表面に残存した現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段１５と、現像装置４の中に現像手段たる現像スリーブ５、現像ブレード７とを一体的に収容している。現像スリーブ５中には、磁極Ｎ・Ｓが交互に複数個形成されたマグネットローラ６が現像スリーブ５に対して不動に配設されている。マグネットローラ５は回転動作を行わず、常に一定の位置に保持され、同じ磁極の方向に保たれる。感光ドラム１は駆動を受けて矢印の方向（図中時計回り）に回転する。
【００２７】
現像装置４は現像剤たるトナー１１を収容する為のトナー収容室９、トナー１１を攪拌する為の攪拌部材８、現像スリーブ５、現像ブレード７、現像スリーブ５にトナーを供給する為のトナー供給室１０を備えている。トナー１１はトナー収容室９から、矢印の方向（図中時計回り方向）に回転する攪拌部材８によって攪拌され、トナー供給室１０を経て現像スリーブ５へと供給される。現像スリーブ５の両端には不図示の間隔保持部材が取り付けられ、感光ドラム１と所定の間隔を持って保持され、矢印の方向（図中反時計回り）に回転する。
【００２８】
又、現像スリーブ５には現像バイアスとして、不図示の現像バイアス電源から直流バイアスと交流バイアスを重畳して印加できる機構になっている。現像ブレード７はトナー１１に現像に必要な電荷を与え、現像スリーブ５上のトナーの層厚規制をする。トナー１１には１成分磁性現像剤を用い、反転現像を行う。尚、トナーは１成分磁性現像剤を用いたが、これに限られたものではない。
【００２９】
次に、画像形成の概略について説明する。プリントスタート信号に基づいて、帯電ローラ２に不図示の帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加され、感光ドラム１の表面が一様に帯電される。帯電バイアスとしては帯電ローラ２が十分に放電する交流電圧Ｖｐｐに、所望のドラム上電位Ｖｄに相当する直流電圧Ｖｄｃを重畳印加する。この帯電方法は、直流電圧に交流電圧を重畳印加する事によって感光ドラムの局所的な電位ムラを解消し、感光ドラム表面を直流印加電圧Ｖｄｃに等しい電圧Ｖｄに均一に帯電させる事を狙いとする。
【００３０】
露光装置３からは目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光が出力され、潜像担持体たる感光ドラム１の表面を走査露光する。これにより感光ドラム１の表面に目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３１】
トナー収容室９のトナー１１は、攪拌部材８によってトナー供給室１０を通って現像スリーブ５へと搬送される。トナーは現像スリーブ５に取り込まれ、その際にトナーは現像ブレード７によって層厚を規制され、同時に摩擦によって帯電され現像領域に送られる。現像スリーブ５からは不図示の電源から直流と交流を重畳印加した現像バイアスにより、現像領域内に送られたトナーは感光ドラム１上に飛翔する。ここで、現像に必要の十分な電荷を持たないトナーは現像スリーブ５に留まったままか、あるいは感光ドラム上に飛翔してもマグネットローラ６の磁力及び現像バイアスの交流引き戻し成分によって現像スリーブ５上に引き戻される。一方、十分な電荷を持ったトナーは静電潜像を可視トナー像化する。
【００３２】
その後、可視トナー像は転写材１３に転写装置１２によって転写され、定着装置１４を経て画像を得る事が出来る。感光ドラム１上に転写されずに残留したトナーはクリーニングブレード１５によってクリーニングされ、感光ドラムは再度画像形成に供される。
【００３３】
更に、本実施例におけるプリンタ動作シーケンスについて概略を説明する。
【００３４】
先ず、画像形成装置１６内の電源がＯＮになると、前多回転工程が始まる。この工程では不図示のメインモータが感光ドラム１を駆動させている間に、プロセスカートリッジ１７の有無、転写ローラ１２のクリーニング等が行われる。
【００３５】
前多回転終了後、画像形成装置１６は待機（スタンバイ）状態になる。不図示のホストコンピュータ等の出力手段から画像情報が画像形成装置に送られると、メインモータは画像形成装置を駆動し、前回転工程に行う。前回転工程においては諸プロセス機器の印字準備動作が行われ、主として感光ドラム上１の予備帯電、レーザースキャナ３の立上げ、転写プリントバイアスの決定、定着装置１４の温度調整などが行われる。
【００３６】
前回転工程が終了すると、印字工程が開始される。印字工程では所定タイミングで転写材１３の給紙、感光ドラム１上に静電潜像を形成する為の像露光、トナー１１の現像等が行われる。印字工程が終了すると次のプリント信号がある場合、次の転写材が到着するまでの間の紙間工程に入り、次の印字工程を待つ。
【００３７】
又、印字工程終了後次のプリント信号が無い場合、画像形成装置は後回転工程を行う。後回転工程では、感光ドラム１上の履歴を消去する為の除電や、転写ローラのクリーニング等の工程が行われている。後回転工程が終了すると、画像形成装置は再び待機状態となり、次のプリント信号を待つ。
【００３８】
（現像剤残量検知について）
次に、図３を用いて本実施例に使用されるトナー残量検知機構の一例を説明する。
【００３９】
プロセスカートリッジ１７には、現像装置４内に現像剤残量検知の為のプレートアンテナ板金（以下ＰＡと略記する）１８と、ＰＡ板金１９の２枚の平行板金がプロセスカートリッジ内の長手方向に伸び、互いが対向するように固定配設されている。
【００４０】
現像バイアスには電源２２から直流と交流成分を重畳した現像バイアスが印加され、トナーを感光ドラム１へと飛翔させる。ＰＡ１９には現像バイアスと同一の電源２２から残量検出バイアスを印加する。その際にＰＡ１８に誘起される電流値を測定し、現像剤残量検知回路２０によってＰＡ１８，１９間、又はＰＡ１８、現像スリーブ５間の静電容量を測定する事が出来る。
【００４１】
トナー残量は、トナー残量が多い場合にはトナー収容室９に十分にトナーが充填されている状態であるので、ＰＡ１８，１９間の静電容量を測定する事により検知し、トナー残量が少ない場合にはトナー収容室９にはトナーが少なく、トナー供給室１０にある程度なので、ＰＡ１８、現像スリーブ５間の静電容量を測定する事により検知する事が出来る。
【００４２】
ＰＡ１９は画像形成装置１６の現像剤残量検知機構における、検出電圧が入力される入力電極部材であり、ＰＡ１８はＰＡ１９、又は現像スリーブ５との間に存在する現像剤量（トナー残量）に応じた静電容量を画像形成装置１６に出力する出力電極部材として機能するのである。
【００４３】
２枚の電極部材である板金間の静電容量Ｃは、板金の面積Ｓ、距離ｄ、２枚の板金間の比誘電率Ｋεと以下の式（１）の関係にある。
【００４４】
Ｃ＝Ｋε×Ｓ／ｄ　・・・（１）
比誘電率Ｋεは板金間のトナーの量に応じて変化する値である。板金間でのトナーの割合が多いとＫεは大きくなり、少ないとＫεは小さくなる事からトナー残量と静電容量が関係付けられ、比誘電率Ｋεよりトナー残量を換算する。
【００４５】
本実施例で用いた構成としては、ＰＡ１８及びＰＡ１９に面積Ｓ＝１５ｃｍ２の非磁性のＳＵＳ板を用いた。現像スリーブ５とＰＡ１８の距離が２ｍｍ、ＰＡ１８とＰＡ１９の距離は５０ｍｍである。
【００４６】
現像剤残量検知回路は図４に示すように、ＰＡ１８からの電流量を検出する電流量検出部２３と、検出された電流量に対して所定の演算処理を行う事によって上記の（１）式より静電容量をトナー残量に換算する演算制御部２４と、トナー残量検出の結果を記憶する記憶手段２５と、トナー残量を例えば百分率表示に換算して画像形成装置本体に表示する表示手段２６と、から構成されている。
【００４７】
更に、トナー残量検知の方法を図５のフローチャートを用いて説明する。まずプリントが開始され（ステップ１）、トナー残量測定が開始される（ステップ２）と、ＰＡ１９に現像バイアス電源２２から残量検知バイアスとしての現像バイアスが印加され（ステップ３）、その時にＰＡ１８に流れる電流量をトナー残量検出回路２０が検出する（ステップ４）。ここでトナー残量検出回路２０は、図４に示した電流量検出部２３で電流量を検出し、演算制御部２４で処理されたＰＡ１８，１９板金間における静電容量の値をデータ１として記憶手段２５に記憶する（ステップ５）。
【００４８】
次に、現像スリーブ５に現像バイアス電源２２から残量検知バイアスとしての現像バイアスが印加され（ステップ６）、ＰＡ１８に流れる電流値を同様にして検出し（ステップ７）、現像スリーブ５、ＰＡ１８間の静電容量の値をデータ２として記憶手段２５に記憶する（ステップ８）。次に演算制御部２４は記憶手段２５に記憶されているデータ１及びデータ２を元に演算処理を行い、トナー残量を確定する（ステップ９）。この値を、表示手段２６やネットワークなどを通じて外部装置に表示する（ステップ１０）。そして画像形成動作を終了する（ステップ１１）。
【００４９】
これによって、プリント毎に現像容器内のトナー残量を逐次に検出していく事が出来るのである。
【００５０】
（電流値検知回路について）
次に、図６を用いて本実施例に使用される電流値検知機構の一例を説明する。
【００５１】
前述したように画像形成装置１６本体には、帯電バイアス電源２８が設けられており、帯電ローラ２に直流電流と交流電流を重畳印加している。帯電バイアスが印加されると、交流電流はプロセスカートリッジ１７内の帯電ローラ２、感光ドラム１を経てＧＮＤに流れる。この交流電流を電流検知回路２１は、不図示のフィルタ回路で帯電周波数に等しい周波数を持った交流電流のみを抽出し、これを電圧変換する。感光ドラム１の使用による感光ドラムの膜厚変化に伴い、帯電ローラ２と感光ドラム１の間の負荷は変動する為、得られる電圧値も感光ドラムの使用によって変化する。
【００５２】
ここで得られた電圧Ｖを不図示の基準となる電圧値Ｖ０と比較し、その差分をエンジンコントローラ２７へと入力する。エンジンコントローラ２７は不図示のＣＰＵ等を含んでおり、フィードバックされた差分を補正し、帯電ローラ２、感光ドラム１間に常に一定の電流が流れ、Ｖ＝Ｖ０となるように帯電バイアス電源２８からの交流電圧Ｖｐｐを制御していく。即ち、定電流制御を行う。尚、電流検知回路は、抵抗、コンデンサ、ダイオード等から構成されるので、電源回路のコストへの影響は少ない。
【００５３】
次に、帯電ローラ２と感光ドラム１の間の負荷変動について述べる。カートリッジの使用に応じて、帯電ローラの放電、クリーニングブレードによる磨耗による影響で、感光ドラムの表面は少しずつ削られ膜厚は薄くなっていく。帯電ローラと感光ドラム間を１つのコンデンサとみなすと、感光ドラムの膜厚が薄くなっていく事でコンデンサとしての静電容量は増加していく。その為、感光ドラムのインピーダンスが減少し、一定の電圧を帯電ローラにかけている場合には流れる電流値が増大し、放電量が増加していくことになる。感光ドラムの削れは帯電ローラの放電量に大きく依存しているので、放電量の増加を抑え感光ドラムの削れ方を抑制できる定電流制御が広く採用されている。
【００５４】
本実施例における定電流制御ではこの帯電ローラと感光ドラムの負荷の変動を電圧変化としてモニターしている。モニターした電圧Ｖと比較する、基準電圧値Ｖ０はプロセス条件や静電容量を決定するパラメータによって異なる。具体的には、画像形成装置のプロセススピード、帯電バイアスの周波数、帯電ローラ、感光ドラムの構成材料等に依る。従って、それらに応じて適正なＶ０を設定する必要がある。そして本実施の場合には、プロセスカートリッジが未使用、即ち感光ドラムが使用されていない状態での電圧を基準電圧Ｖ０として設定すればよい。これにより、常に感光ドラムに流れる電流値はプロセスカートリッジ未使用時、若しくは使用初期の値に補正されるのである。
【００５５】
本実施例では、上記の方法を用いて帯電ローラ２に印加する交流電圧Ｖｐｐを定電流制御している。帯電の方法としては、その他に定電圧制御、直流電圧を印加する方法（ＤＣ帯電）等が挙げられるが、何れの方法でも本発明は適用できるものである。
【００５６】
（リサイクルカートリッジ検知）
プロセスカートリッジ１７は使用してトナーが無くなった後に回収され、廃トナーを清掃し、トナーを再充填した後に検査工程を経て、再びプロセスカートリッジとして利用される。
【００５７】
図１のフローチャートを用いて、本実施例における、リサイクルカートリッジの検知手段を説明する。
【００５８】
先ず、動作シーケンス中の前多回転工程、前回転工程、後回転工程等にリサイクルカートリッジ検知を開始する（ステップ１）。次に、所定の帯電バイアスを帯電ローラに印加する（ステップ２）。所定の帯電バイアスは、通常プリント時に印加する帯電バイアス付近に設定する。そして、感光ドラムに流れる電流値Ｉを前述の電流値検知回路にて検知する（ステップ３）。これは、前述の電流値検知機構を用いている。ここで、検知した電流値Ｉと所定の電流値とを比較する（ステップ４）。所定の電流値は、プロセスカートリッジを使用し、トナーを使い切った時（カートリッジのトナー寿命）の電流値程度に設定する。検知した電流値Ｉが所定の電流値より小さい場合はリサイクルカートリッジではなく、通常のカートリッジと判断し（ステップ５）、プロセスカートリッジの検知動作を終了する（ステップ１３）。
【００５９】
検知した電流値Ｉが所定の電流値より大きい場合には、トナー残量検知バイアス、現像バイアスを印加し（ステップ６）、トナー残量検知を開始する（ステップ７）。これは、前述のトナー残量検出機構を用いている。ここで、検出したトナー残量と、所定のトナー残量を比較する（ステップ８）。所定のトナー残量は、５０％以上程度に設定すればよい。検知したトナー残量が、所定のトナー残量よりも少ない場合はリサイクルカートリッジではなく、通常のカートリッジと判断し（ステップ９）、プロセスカートリッジの検知動作を終了する（ステップ１３）。
【００６０】
検知したトナー残量が所定のトナー残量よりも多い場合には、前回検出した電流値、トナー残量を、今回検出した電流値、トナー残量と比較し、同じである場合には通常のカートリッジと判断し（ステップ１１）、プロセスカートリッジの検知動作を終了する（ステップ１３）。前回検出した電流値、トナー残量を、今回検出した電流値、トナー残量と比較し、異なっている場合にはプロセスカートリッジはリサイクルされたものと判断する（ステップ１０）。以上の工程を経て、プロセスカートリッジの検知動作を終了する（ステップ１３）。
【００６１】
所定の電流値をカートリッジの寿命（トナー無し）程度の電流値、所定のトナー残量を５０％以上程度と設定する事で、カートリッジ中のトナーを使い切った場合の電流値であるのに、トナー残量が十分に残っている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされ、他の部品はそのままでトナーが再充填された、と判断する。
【００６２】
例えば極めて低い印字率で多量のプリントをした場合、ドラムの使用量は通常の印字率でプリントした場合のトナー寿命に達するが、トナーの残量としては十分に残っている。このような場合にも、前回に検出した電流値、トナー残量と、新たに検出した電流値、トナー残量を比較する事で、カートリッジが交換されたかどうかを判断する。
【００６３】
以上の方法によりリサイクルされたプロセスカートリッジを検知することが出来るのである。
【００６４】
上に述べた構成により、データの記憶手段や読取装置等を設けることなく、低コストで安定して行う事の出来るリサイクルプロセスカートリッジの検知を実現できる。
【００６５】
（実施例２）
第２の実施例について述べる。
【００６６】
（プロセス条件制御）
第２の実施例は、実施例１中に示したリサイクルカートリッジの検知手段を利用し、画像形成に係るプロセス条件を制御するところに特徴がある。
【００６７】
トナーのみを再充填し、リサイクル利用されたプロセスカートリッジは現像力、即ち現像スリーブから感光ドラム上の静電潜像を忠実に現像させる力が弱くなっている場合が多い。現像スリーブ表面はトナーを保持、搬送させる為に、数〜２０μｍ程度の粗し粒子によって凹凸を形成している場合が多い。リサイクルされたプロセスカートリッジでは、現像スリーブの凹凸が摺擦によって小さくなってしまう。その時は現像スリーブのトナー保持力が低下し、画像の１部分にトナーが飛翔しない、フェーディングといった現象が起きる場合がある。
【００６８】
本実施例では、現像スリーブが現像ブレードによって常に摺擦されている為、トナーを使い切ったプロセスカートリッジに於いて現像スリーブ表面のトナー保持力やトナーへの電荷付与能力が低下する。
【００６９】
それを補う為、プロセスカートリッジのリサイクルを検知した場合には、画像形成を通常のプロセス条件のモードから、リサイクルモードへと変更する。具体的には、画像形成に係るプロセス条件を適正に制御する。これには例えば、現像バイアスの交流電圧を大きくする、交流電圧の周波数を小さくする、交流電圧の正負の時間の比率を変えたｄｕｔｙバイアスとし、トナーを飛翔させる電圧の時間を長くする等の方法が挙げられる。又、前述のフェーディングを防止する方法としては、プリンタ動作シーケンスにおける前多回転工程、後回転工程を延長する、といったものが挙げられる。
【００７０】
このように、プロセスカートリッジのリサイクルを検知した場合に、プロセス条件を制御する事で良好な画像を得ることが出来るのである。
【００７１】
ここではプロセス条件の制御として現像バイアスを適正な条件に制御したが、帯電バイアス、転写ローラへのバイアス等を制御しても良い。
【００７２】
以上の構成により、低コストで安定して行う事の出来るリサイクルプロセスカートリッジの検知、又はリサイクルカートリッジを用いても安定して良好な画像を得ることができる画像形成装置を実現できる。
【００７３】
（他の実施例）
第１乃至２の実施例の場合に於いて、
プロセスカートリッジは単色の画像を形成する場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像、或いはフルカラー等）を形成するカートリッジにおいても適用する事ができる。
【００７４】
又、現像方法としても、本実施例の１成分磁性トナーを用いたジャンピング現像のみならず、公知の２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法、等種々の現像法を用いる事が可能である。
【００７５】
又、電子写真感光体としては、本実施例の感光ドラムに限定される事無く、例えば光導電体のものを用いても良い。例えば、アモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体等が含まれる。又、感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラム状の感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。
【００７６】
又、感光ドラムのクリーニング手段としては、本実施例のブレード形状の他に、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いて構成しても良い。
【００７７】
更に、プロセスカートリッジとしては、感光ドラムと少なくとも１つのプロセス手段を備えている。実施例中に記載したものの他に、例えば電子写真感光体と帯電手段を一体化し、画像形成装置本体に着脱可能としたもの等の場合でも何ら本発明の効果を損なうものではない。
【００７８】
更に、実施例中においては画像形成装置としてレーザービーム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く、例えば電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも可能な事は云うまでも無い。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る第１〜第７の発明によれば、
画像形成装置本体に着脱自在であり、少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段とを一体的に包含したプロセスカートリッジのリサイクル検知手段において、
前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断するプロセスカートリッジのリサイクル検知手段。
【００８０】
又は、リサイクル使用されるプロセスカートリッジが着脱自在な画像形成装置において、
少なくとも静電潜像を保持する為の回転可能な像担持体と、前記像担持体上に接触し所定の電圧に帯電させる為の帯電手段と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、前記帯電手段に所定のバイアスを印加し、前記像担持体に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、少なくとも最も新しい１回の前記現像剤残量と前記電流値を記憶する記憶手段を有し、
前記電流値が所定の電流値よりも大きく、かつ前記現像剤残量が所定の量以上と検知し、前回に記憶した前記電流値と前記現像剤量が、新たに検出した前記電流値と前記現像剤量と異なっている場合に、プロセスカートリッジがリサイクルされたと判断する画像形成装置を提供することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のプロセスカートリッジのリサイクル検知を示すフローチャート
【図２】第１実施例の画像形成装置を示す図
【図３】第１実施例のプロセスカートリッジを示す図
【図４】第１実施例のトナー残量検知機構の回路を示す図
【図５】第１実施例のトナー残量検知を示すフローチャート
【図６】第１実施例の電流値検知回路を示す図
【図７】従来の技術による画像形成装置の概略図
【符号の説明】
１…感光ドラム
２…帯電ローラ
３…露光装置
４…現像装置及び現像容器
５…現像スリーブ
６…マグネットローラ
７…現像ブレード
８…攪拌部材
９…トナー収容室
１０…トナー供給室
１１…現像剤（トナー）
１２…転写装置
１３…転写材
１４…定着装置
１５…クリーニングブレード
１６…画像形成装置本体
１７…プロセスカートリッジ
１８…ＰＡ１（入力側電極部材）
１９…ＰＡ２（出力側電極部材）
２０…現像剤残量検出回路
２１…電流値検知回路
２２…現像バイアス電源
２３…電流量検出部
２４…演算制御部
２５…記憶手段
２６…表示手段
２７…エンジンコントローラ
２８…帯電バイアス電源
１０１…感光ドラム
１０２…帯電装置
１０３…露光装置
１０４…現像剤（トナー）
１０４ａ…現像容器内トナー
１０４ｂ…現像後の感光体上トナー
１０４ｃ…転写後の転写材上トナー
１０４ｄ…転写されず感光体上に残った転写残りトナー
１０５…現像装置
１０６…転写装置
１０７…転写材
１０８…定着装置
１０９…クリーニング装置
１１０…画像形成本体
１１１…プロセスカートリッジ
１１２…現像剤収容室
１１３…現像剤供給室
１１４…現像剤担持体
１１５…マグネットローラ
１１６…現像剤規制部材
１１７…弾性ブレード
１１８…支持部材
１１９…現像剤供給開口
１２０…攪拌部材
１２１…接着部材
１２２…軟弾性体
１２３…クリーニングブレード
１２４…クリーニング容器
【図１】
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【図２】
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【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】
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