(57)【要約】【課題】電流検出によるプロセスカートリッジの有無検出手段において、感光体ドラムなどの劣化を防ぐとともに感光体ドラムを回転させることなくカートリッジの有無を検知する。【解決手段】プロセスカートリッジの有無を検出する際に、プロセスカートリッジへ電圧を印加する電圧発生回路において、発生させる電圧の上限を所定値以下に制限する電圧制限部を設ける。【選択図】図２
2007133099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知装置であって、
電圧を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部から出力される電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、
前記電圧制限部によって制限された電圧に応じて前記カートリッジに給電を行う給電部と、
給電された前記カートリッジを介して流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいて、前記カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知部と
を含むことを特徴とするカートリッジ有無検知装置。
【請求項２】
前記電圧出力部は、クロックパルスを発生させるクロックパルス発生部を有し、
前記電圧制限部は、前記クロックパルスの振幅の上限を所定値以下に抑制することによって電圧を制限することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項３】
更に、振幅が抑制された前記クロックパルスに基づいて電圧を出力する電圧制御部を有し、
前記給電部は、前記電圧制御部から出力された電圧に応じて前記カートリッジに給電をおこなうことを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項４】
前記電流検出部の検出感度を切り替える検出感度切替部を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項５】
前記カートリッジ有無検知部は、
前記電流検出部から出力された値を１回以上読み出す読み出し部と、
前記読み出し部によって読み出された値を平均化する平均化部と
を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項６】
前記平均化部は、前記読み出し部によって、複数回読み出された値のうち最大値と最小値を除いた値を平均化することを特徴とする請求項５に記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項７】
前記電圧制限部を適用するか否かを切り替える制限切替部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項８】
前記カートリッジを介して流れる電流は、該カートリッジに関する帯電プロセスまたは転写プロセスにおいて該カートリッジに電圧を印加することによって流れる電流であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のカートリッジ有無検知装置。
【請求項９】
画像形成装置であって、
着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジを検知するための、請求項１乃至８のいずれかに記載のカートリッジ有無検知装置と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知装置の制御方法であって、
電圧を発生させる電圧発生ステップと、
前記発生された電圧を所定の電圧に制限する電圧制限ステップと、
前記電圧制限ステップで制限された電圧に応じて、前記カートリッジに給電をおこなう給電ステップと、
前記カートリッジを介して流れる電流の検出をおこなう電流検出ステップと、
前記電流検出ステップで検出された電流によって、前記カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
前記電圧発生ステップとは、クロックパルスを発生させるクロックパルス発生ステップを有し、
更に、前記クロックパルスの振幅を所定値以下に抑制する振幅設定ステップを有することを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
更に、前記振幅設定ステップによって、抑制された前記クロックパルスに基づいて電圧を出力する電圧出力ステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジの有無を検知する装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置では、プロセスカートリッジ方式が採用されている。この方式によれば、感光体ドラム、帯電器、現像器、クリーニング部等をプロセスカートリッジとして一体構造化することで、本体からの着脱および交換を容易にしている。
【０００３】
プロセスカートリッジ（以降、カートリッジと記載する。）は、装置本体に対して着脱の機会が多い。そのため、画像形成装置は、画像形成にあたって装置本体内に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ある。
【０００４】
特許文献１は、帯電部材または転写部材に流れる電流値を検出することで、電気的にカートリッジの有無を検知する方式を開示している。この方式は、タクトスイッチ等のメカ的な機構を用いてカートリッジの有無を検知する方式と比べて低コスト化及び製品の小型化に寄与している。そのため、近年多くの画像形成装置は、電気的にカートリッジの有無を検知する方式を採用している。
【特許文献１】特開２００２−１０８１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述したカートリッジ有無検出手段では、カートリッジが存在する場合と、カートリッジが存在しない場合とのそれぞれで下記のような問題点がある。
【０００６】
上記のカートリッジ有無検知手段は、プリント時と同等の負荷電流をカートリッジ内の帯電ローラと感光体ドラムに流そうとする。そのため、カートリッジが存在する場合、感光体ドラムの表面の同一位置に電圧が印加されることになるため、感光体ドラムの劣化が促進されてしまう。感光体ドラムが劣化すれば、形成される画像の品質が劣化することはいうまでもない。この問題を避けるため、カートリッジ有無検知の際には、感光体ドラムを回転駆動させることで、同一位置への連続した電圧の印加を回避しようとする関連技術もある。しかしながら、この関連技術は、モータの起動時間を必要とするため、カートリッジ有無検知に要する時間が長くなってしまうという欠点がある。
【０００７】
一方、カートリッジが存在しない場合、電流が流れないため、カートリッジ有無検知手段が回路能力の限界まで一定電流を流そうとしてしまう。その結果、通常プリント時よりもはるかに大きな電圧が回路内で発生してしまうおそれがある。これは、回路内における部品の耐圧を大きくしなければいけないという欠点がある。あるいは、安全性のために部品間のパターン間距離を大きく取らなければいけないといった欠点がある。そのため、従来のカートリッジ有無検出手段では、基板サイズまたは、製品サイズが大きくなりやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、例えば、カートリッジ有無検知時に印加する電圧を制限することによって回路規模または製品サイズの大型化を防ぐことを目的とする。
また、本発明は、カートリッジ有無検知時に印加する電圧を制限した場合でも、カートリッジの有無を確実に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知装置に係る。カートリッジ有無検知装置は、電圧を出力する電圧出力部と、電圧出力部から出力される電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部とを含む。また、カートリッジ有無検知装置は、電圧制限部によって制限された電圧に応じて前記カートリッジに給電を行う給電部と、給電されたカートリッジを介して流れる電流を検出する電流検出部とを含む。さらに、カートリッジ有無検知装置は、電流検出部で検出された電流に基づいて、カートリッジの有無を検知するカートリッジ有無検知部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、例えば、カートリッジ有無検知時に印加する電圧を制限することによって、回路規模又は製品サイズの大型化を防止することができる。
【００１１】
また、カートリッジ有無検知時に印加する電圧を制限した場合でも、確実にカートリッジの有無を検知可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[実施形態１]
以下、本発明における実施形態について図を用いて説明する。なお、本実施形態は、あくまで一例であり、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、一般的な画像形成装置の全体を表す図である。ここでは、画像形成装置として、レーザビームプリンタ１００を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明に係る画像形成装置は、着脱可能なカートリッジを有するような画像形成装置であればよい。なお、図１については、明瞭かつ簡潔に説明するため、本発明に深く関係する部分を中心に説明する。
【００１４】
レーザビームプリンタ１００は、電子写真プロセスに必要な現像剤（例：トナー）を含むプロセスカートリッジ１０５を有する。プロセスカートリッジ１０５は、現像剤担持体である現像スリーブ１０３を備えた現像剤容器であるトナー容器１０４、帯電プロセスにおいて使用される帯電ローラ１０２、クリーニング機構１０６、および電子写真感光体である感光体ドラム１０１を含む。また、プロセスカートリッジ１０５は、画像形成装置１００に対して、着脱可能な状態で装着されうる。なお、感光体ドラム１０１は、レーザビームプリンタ１００におけるドラムモータ１１０によって所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。前述したように、この回転駆動は、放電によるエネルギーによって感光体ドラム１０１の表面の磨耗を抑制するためにおこなわれる。
【００１５】
感光体ドラム１０１上には、レーザスキャナ部からのレーザ光により画像信号に基づいた像露光がおこなわれ、静電潜像が形成される。この潜像は、現像スリーブ１０３を含む現像装置によって、トナー像として感光体ドラム１０１上に現像される。また、トナー像は、転写手段である転写ローラ１０７によって、感光体ドラム１０１と転写ローラ１０７のニップ部に搬送されてきた記録紙に転写される。なお、電源部１０８は、通常、帯電ローラ１０２と、現像スリーブ１０３と、転写ローラ１０７とに所望の電圧を印加するための電圧発生回路を有している。本発明の実施形態では、帯電ローラ１０２用の電圧発生回路を利用した例を挙げる。しかしながら、本発明に係るカートリッジ検知のための電圧の印加は、上記現像スリーブ１０３または転写ローラ１０７を用いて実施されてもよい。すなわち、本発明は、感光体ドラム１０１に対して給電可能な電圧発生回路であればよい。
【００１６】
表示装置１１２は、ＣＰＵ１１１からの信号によってレーザビームプリンタ１００の状態を外部に表示する機能をもっている。カートリッジがレーザビームプリンタ１００に装着されていない場合、ＣＰＵ１１１が、上記表示装置１１２へ警告を表示するようにしてもよい。プリンタ制御部１０９は、レーザビームプリンタ１００を制御するものである。なお、プリンタ制御部１０９は、ＣＰＵ１１１と各種入出力制御回路とを含む。さらに、ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、デジタル入出力ポート（以下Ｉ／Ｏポート）、アナログ−デジタル変換入力ポート（以下Ａ／Ｄポート）およびデジタル−アナログ変換出力ポート（以下Ｄ／Ａポート）を含む。
【００１７】
図２は、従来例を発展させたカートリッジ有無検知手段を示す図である。ここでは、まず従来例である図６を用いて一般的なカートリッジ有無検知手段について説明する。次に、本発明における特徴的な部分を、図２を用いて説明する。
【００１８】
図６は、電流検出を用いるカートリッジ有無検知装置の概要を示す回路図である。カートリッジ有無検知装置は、電源部（電圧発生回路）１０８およびＣＰＵ１１１を含む。また、電源部１０８は、電圧を出力する電圧出力部２５０と、トランスに印加される電圧を制御するための電圧制御部２２０とを含む。以下の説明では、説明を容易におこなうため、電圧出力部２５０は、クロックパルスを発生するものと想定する。また、電源部１０８は、カートリッジに対して給電をおこなう給電部２３０と、カートリッジを介して流れる電流を検知するための電流検出部２４０とを含む。さらに、給電部２３０は、１次巻線と２次巻線とを有するトランスを含む。なお、給電部２３０は、前述したトランスを介して帯電プロセスにおいて使用される帯電ローラ１０２に給電をおこなう。また、ＣＰＵ１１１は、電流検出部２４０によって検出された電流を用いてカートリッジ有無を検知するためのカートリッジ有無検知部を含む。
【００１９】
まず、電源部１０８は、ＣＰＵ１１１のＩ／Ｏポート２５２からのクロックパルス（ＰＲＩＣＬＫ）を受ける。クロックパルスを受けると、電源部１０８では、プルアップ抵抗２０６およびベース抵抗２０７を介してトランジスタ２０８のスイッチングがおこなわれる。その後、電源部１０８では、プルアップ抵抗２０９およびダイオード２１０を介して接続されているオペアンプ２１１の出力に応じた振幅のクロックパルスが発生される。この振幅が大きいと給電部２３０のトランスに入力される正弦波の振幅も大きくなり、結果としてトランスの二次巻線側に生じる交流電圧の振幅も大きくなる。
【００２０】
電圧制御部２２０において、前述したクロックパルスは、正弦波に変換され、給電部２３０におけるトランスの一次巻線側に入力される。その結果、給電部２３０におけるトランスの二次巻線側に正弦波の交流電圧が発生する。また、前述したトランスの二次巻線側の一端は、抵抗２１５を介して直流（ＤＣ）電圧発生回路２１４に接続される。したがって、帯電ローラ１０２には、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加される。
【００２１】
前述の直流電圧発生回路２１４の駆動によって発生した電流は、コンデンサ２４４を通過する。なお、矢印Ａ方向の半波電流はダイオード２４５を介して流れ、一方、矢印Ｂ方向の半波電流はダイオード２４１を介して流れる。ダイオード２４５を通過した矢印Ａ方向の半波電流は、抵抗２４２、コンデンサ２４３で構成された積分回路によって、交流電圧に変換され、入力抵抗２１２を介してオペアンプ２１１の負極入力端子に入力される。一方、ＣＰＵ１１１のＤ／Ａポート２５４から出力された電流値制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）が、入力抵抗２１３を介してオペアンプ２１１の正極入力端子に入力される。電流値制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）は、電流レベルを設定する信号であり、例えば、０Ｖから５Ｖまでの間で変化するアナログ信号であることが好ましい。
【００２２】
オペアンプ２１１の負極入力端子の交流電圧が電流制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）よりも小さい場合は、オペアンプ２１１の出力が大きくなる。前述したように、オペアンプ２１１の出力が大きくなると、電圧制御部２２０に入力されるクロックパルスの振幅が大きくなり、交流電圧は大きくなる。したがって、交流電圧のレベルは、交流電流が電流値制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）に応じた値となるように制御されうる。すなわち、電流制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）に応じた定電流制御が行われる。
【００２３】
さらに、電流検出部２４０からの出力値は、ＣＰＵ１１１のＡ／Ｄポート２５６に入力され、カートリッジの有無を判断するための信号として使用されうる。カートリッジがある場合、給電部２３０内のトランスの２次巻線側に流れる交流電流値は、カートリッジが無い場合の交流電流値と比較して大きくなる。一方、カートリッジがない場合、前述した交流電流値は、トランスの２次巻線側がオープンとなるため、トランスの２次巻線側にほとんど電流が流れない。よって、カートリッジがない場合の交流電流値は、カートリッジがある場合の交流電流値よりも相対的に小さくなる。通常、例えば、Ａ／Ｄポート２５６に入力される電圧値をモニタし、入力される電圧値と予め定めた閾値とを比較することでカートリッジ有無の検知が可能となる。
【００２４】
図２は、本発明による第１の実施形態におけるカートリッジ有無検知装置を表す回路図である。本発明のカートリッジ有無検知装置は、電源部１０８と、当該電源部１０８を制御するＣＰＵ１１１とを含む。電源部１０８は、図６の従来例と比較すると、さらに、電圧出力部２５０によって出力される電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部２６０を含む。前述したように、本実施形態によれば、電圧出力部２５０は、例えば、クロックパルスを発生させるクロックパルス発生部を含むようにしてもよい。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。さらに、電源部１０８は、クロックパルスに基づいて電圧を出力するための電圧制御部２２０を含むことが好ましい。また、電圧出力部２５０がクロックパルス発生部を含む場合、電圧制限部２６０は、クロックパルスの振幅の上限を所定値以下に抑制することによって電圧を制限することが好ましい。
【００２５】
前述した電圧制限部２６０は、抵抗２０１、トランジスタ２０４、ベース抵抗２０２およびプルダウン抵抗２０３を含む。トランジスタ２０４は、ＣＰＵ１１１のＩ／Ｏポート２５３によってＯＮ／ＯＦＦ制御され、例えば、カートリッジ有無検知時にＩ／Ｏポート２５３をＨｉｇｈにすることで駆動される。
【００２６】
抵抗２０１は、カートリッジ有無検知時に図２に示すＣ点の上限値をプルアップ抵抗２０９との分圧比で決定するための抵抗である。プルアップ抵抗２０９および抵抗２０１は、プルアップ抵抗２０９：抵抗２０１を、例えば、２：１となるように設定する。この場合、例えば、電圧出力部２５０から約２４Ｖの振幅のクロックパルスが発生した場合、図２に示すＣ点での振幅の上限値は約８Ｖとなる。前述したように、電気的なカートリッジ有無検知手段は、カートリッジが存在しない場合においても、一定の電流を流そうとする。よって、給電部２３０へ入力されるクロックパルスの振幅が上昇してしまう。しかしながら、本実施形態に係る電源部１０８は、プルアップ抵抗２０９および抵抗２０１によって、カートリッジに流れる電流を所定の値以下となるように好適に制限できる。そのため、不必要な電圧の発生を防止することが可能となりうる。
【００２７】
また、本発明に係るカートリッジ有無検知装置は、カートリッジが存在する場合においても、感光体ドラム１０１に印加される電圧を抑えることが可能である。よって、感光体ドラム１０１の劣化を図６の関連技術よりも防止できる。結果として、本発明によるカートリッジ有無検知装置は、カートリッジ有無検知時に、磨耗を避けるために、感光体ドラム１０１を回転させることは必須ではない。
【００２８】
図３は、第１の実施形態に係るカートリッジの有無を検知する電圧発生回路内の処理を表すフローチャートである。なお、ここでは電源部１０８内における処理の流れを中心に説明するが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明に係る制御は、可能な範囲で予めＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作するＣＰＵ１１１によって実行されてもよい。
【００２９】
ステップＳ３０１において、電圧出力部２５０は、ＣＰＵ１１１からの入力によってクロックパルスを発生する。ここで、ＣＰＵ１１１は、電源部１０８へクロックパルス（ＰＲＩＣＬＫ）を入力した後、電源部１０８の電圧が安定するまでカートリッジ有無の検知を待機することが好ましい。ＣＰＵ１１１の待機方法についての詳細は、図４（ステップＳ４０１からステップＳ４０５）を用いて後述する。
【００３０】
ステップＳ３０２において、電圧出力部２５０によって発生させられたクロックパルスに応じて、電圧制限部２６０は、クロックパルスの振幅における上限を所定値以下に抑える。次に、ステップＳ３０３において、電圧制御部２２０は、ステップＳ３０２で発生されたクロックパルスを正弦波に変換し、給電部２３０へ供給する。
【００３１】
ステップＳ３０４において、給電部２３０は、ステップＳ３０３で供給された正弦波に応じて帯電ローラ１０２へ電流を供給（電圧を印加）する。これが、感光体ドラム１０１を帯電させるための帯電電流または帯電電圧となる。さらに、ステップ３０５において、電流検出部２４０は、検出した電流をＣＰＵ１１１へ入力する。その後、ＣＰＵ１１１によって、電流のサンプリングがおこなわれ、カートリッジの有無が判断されうる。判断方法の詳細については、図４（ステップＳ４０６からステップＳ４１２）を用いて後述する。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係るカートリッジ有無検知の制御処理を表すフローチャートである。なお、このフローチャートに示す制御処理は、予めＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＣＰＵ１１１によって実行されることが好ましい。
【００３３】
ステップＳ４０１において、ＣＰＵ１１１は、Ｄ/Ａポート２５４から所定の値を出力する。この出力値は、例えば、通常のプリント動作時に用いられる値以下であることが好ましい。これは、結果として感光体ドラム１０１に対して放電されるエネルギー量を減少させ、感光体ドラム１０１の劣化を抑制するためである。次に、ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１１１は、Ｉ／Ｏポート２５３にＨｉｇｈを出力する。さらに、ステップＳ４０３において、ＣＰＵ１１１は、Ｉ／Ｏポート２５２に所定のクロックパルスを出力する。このクロックパルスは、前述したように、感光体ドラム１０１に対して放電されるエネルギー量を減少させるため、通常のプリント動作時に用いられる値以下であることが好ましい。
【００３４】
ステップＳ４０４およびステップＳ４０５において、ＣＰＵ１１１は、クロックパルスを出力してからｔ秒経過するまで待機する。ここで、ｔ秒とは、クロックパルスを出力してから電流検出部２４０の出力が安定するまでの時間である。ステップＳ４０６において、ＣＰＵ１１１は、Ａ/Ｄポート２５６の値を読み込む。ステップＳ４０７において、ＣＰＵ１１１は、Ａ/Ｄポートの読み込みが５回おこなわれるまでステップＳ４０６のＡ／Ｄポート２５６の読み込みを繰り返す。本実施形態では、Ａ／Ｄポート２５６の値を５回読み込む例を挙げているが、限定するわけではない。例えば、Ａ／Ｄポート２５６へ入力される値の安定度によって（デバイスの性能によって）、サンプリングする回数を変更することが好ましい。
【００３５】
ステップＳ４０８において、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ４０６で読み込んだＡ／Ｄポート２５６の値を平均化（ノイズ除去）する。さらに、ノイズ除去の精度を上げる方法としては、５回読み込んだ値のうち最大値、最小値を除いた３回分の値を平均化するほうが好ましい。これは、５回の読み込みのうち離散した値があった場合に、平均に誤差が生じてしまうことを防ぐのに有効である。
続いて、ステップＳ４０９において、ＣＰＵ１１１は、平均化した値Ｖavを予め定めた値Ｖrefと比較する。ＣＰＵ１１１は、ＶavがＶrefより大きければカートリッジ有りと判断し、ステップＳ４１０において、クロックパルスの出力を停止し、Ｉ／Ｏポート２５３の出力をＬｏｗとして、カートリッジ有無検知を終了する。なお、予め定めた値Ｖrefは、予め経験的に求めておくものとする。
【００３６】
一方、ＣＰＵ１１１は、ＶavがＶrefより小さい場合にカートリッジ無しと判断し、ステップＳ４１１において、クロックパルスの出力を停止し、Ｉ／Ｏポート２５３の出力をＬｏｗとする。ステップＳ４１２において、ＣＰＵ１１１は、表示装置１１２を通じてユーザにカートリッジ無しの警告を通知する。
【００３７】
前述したように、第１の実施形態によれば、回路に流れる電流を検知してカートリッジ１０５の有無を検出するカートリッジ有無検知装置において、電源部１０８における出力電圧の上限を所定値以下に制限する。よって、カートリッジが画像形成装置に装着されていない場合、電源部１０８は、必要以上の電圧を発生させない。また、カートリッジが画像形成装置に装着されている場合においても、電源部１０８は、感光体ドラム１０１に印加される電圧を小さくすることで感光体ドラム１０１の劣化を抑制する。したがって、プリンタ制御部１０９は、感光体ドラム１０１を回転する必要が乏しくなるであろう。結果として、カートリッジ有無検知の時間を短縮するとともに、画像形成装置のイニシャライズ時間を短縮する効果がある。
【００３８】
なお、本実施形態では、給電部２３０のトランスの１次側に与えられる電圧に対して制限をかけて出力電圧を抑制する構成としている。しかしながら、本発明はこれに限定されることはない。例えば、トランスの２次側に与えられる電圧に対して制限をかける構成としてもよい。すなわち、本発明は、結果として感光体ドラム１０１に印加される電圧を抑制できればよいのである。また、本実施形態は、電圧発生回路に流れる電流値に応じてカートリッジの有無を検知する方法に関するものである。しかしながら、本発明は、転写用電圧発生回路の電流値の検知に基づくカートリッジ有無検知手段にも適用できる。
【００３９】
[実施形態２]
図５は、第２の実施形態に係るカートリッジ有無検知装置を表す回路図である。前述したように、第１の実施形態は、カートリッジ有無検知時に、電圧発生回路の出力電圧における上限を所定値以下に制限するものである。しかしながら、第１の実施形態では、出力電圧の制限によって、カートリッジが装着されている場合にカートリッジに流れる電流値も小さくなってしまう。そのため、カートリッジ装着時の電流値と未装着時の電流値との間のレベル差が十分でなくなり、カートリッジの有無を誤認識してしまうおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、カートリッジ有無検知時に電流検出部２４０の検出感度を切り替える切り替え部を導入する。第２の実施形態における電流検出部２４０は、抵抗５００とトランジスタ５０１、ベース抵抗５０２、プルダウン抵抗５０３及びインバータ５０４を含む。トランジスタ５０１は、ＣＰＵ１１１のＩ／Ｏポート２５３によってＯＮ/ＯＦＦ制御される。さらに、トランジスタ５０１は、カートリッジ有無検知の時にＩ／Ｏポート２５３をＬｏｗに設定することで駆動されるようにしてもよい。
【００４１】
さらに詳しく説明すると、電流検出部２４０の出力電圧Ｖｎは下記のような特性となる。
Ｖｎ＝Ｒ×Ｉｍｅａｎ
ここで、Ｉｍｅａｎは、帯電交流電流における半波電流の平均値である。また、Ｒはトランジスタ５０１がＯＦＦの時は抵抗２４２の抵抗値（Ｒａとする）であり、トランジスタ５０１がＯＮの時は抵抗２４２と抵抗５００との並列抵抗値（Ｒｂとする）となる。
【００４２】
すなわち、ＲａとＲｂとの関係は、Ｒａ＞Ｒｂとなる。したがって、カートリッジ有無検知時には、Ｉ／Ｏポート２５３の制御によって電圧制限部のＯＮと同時にトランジスタ５０１をＯＦＦすることにより、電流検出抵抗値Ｒを通常時よりも大きくする。これにより、電流検出部２４０は、Ｉｍｅａｎが小さくともカートリッジ有無をより確実に検知することができる。なお、Ｉ／Ｏポート２５３のＯＮ／ＯＦＦのタイミングは第１の実施形態と同じである。
【００４３】
このように、第２の実施形態によれば、カートリッジ有無検知時に、電圧発生回路（電源部１０８）における出力電圧の上限を所定値以下とするとともに、電流検出感度を切り替える。そのため、第２の実施形態では、カートリッジ有無検知時に使用する帯電電流値が小さい場合においても確実にカートリッジの有無を検知することが可能となる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係るカートリッジ有無検知装置によれば、帯電ローラ等の帯電部材に含まれる電圧発生回路において、カートリッジ有無検出時に、発生させる電圧の上限を所定値以下に制限する。そのため、本実施形態に係るカートリッジ有無検知装置は、必要以上の電圧を発生させない。したがって、画像形成装置における基板において、安全性を保ちつつ、基板内の各部品におけるパターン間距離を従来よりも短くすることができ、回路規模または製品サイズが大型化することを防止できよう。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限らず様々な変形が可能となる。例えば、カートリッジ有無検知装置は、電流検出部の検出感度を切り替えることによって、電圧の上限値の制限により帯電電流が小さくなるような場合であっても、カートリッジの有無を好適に判断できよう。よって、本発明は、誤動作が発生しにくい画像形成装置の提供を期待できる。
【００４６】
また、本発明におけるカートリッジ有無検知部は、電流検出部から出力された電流値を複数回読み出し、平均化するようにしてもよい。この利点は、読み出した電流値の精度を向上させることによって、さらにカートリッジ有無検知時における誤動作を抑えることができうる点である。さらに、本発明におけるカートリッジ有無検知部は、複数回読み出した電流値のうち、最大値と最小値を除いた値で平均化するようにしてもよい。これによって、平均化の精度がさらに向上し、平均化における電流値の読み出し回数を削減することができうる。すなわち、カートリッジ有無検知時の処理は高速化されるであろう。
【００４７】
また、本発明におけるカートリッジ有無検知装置は、電圧制限部を、適用するか否かを切り替えるようにしてもよい。この場合、画像形成装置は、カートリッジ有無検知時には電圧制限部を有効にし、通常の使用時には無効にすることができるため、通常時の品質を損なわず本発明を適用できよう。
【００４８】
さらに、本発明は、帯電部材である帯電ローラまたは転写ローラ等の電圧発生回路に適用しうる。よって、本発明は、画像形成装置ごとに、より最適な方法で適用されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明における画像形成装置の概要を表す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるカートリッジ有無検知を表す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるカートリッジの有無を検知する電圧発生回路内の流れを表すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるカートリッジ有無検知の制御処理を表すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるカートリッジ有無検知を表す回路図である。
【図６】本発明の従来例におけるカートリッジ有無検知を表す回路図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００：画像形成装置（レーザビームプリンタ）
１０１：感光体ドラム
１０２：帯電ローラ
１０３：現像スリーブ
１０４：トナー容器
１０５：プロセスカートリッジ
１０６：クリーニング機構
１０７：転写ローラ
１０８：電源部
１０９：プリンタ制御部
１１０：ドラムモータ
１１１：ＣＰＵ
２０１：抵抗
２０２：ベース抵抗
２０３：プルダウン抵抗
２０４：トランジスタ
２０６：プルアップ抵抗
２０７：ベース抵抗
２０８：トランジスタ
２０９：プルアップ抵抗
２１０：ダイオード
２１１：オペアンプ
２１２：入力抵抗
２１３：入力抵抗
２１４：直流電圧発生回路
２１５：抵抗
２２０：電圧制御部
２３０：給電部
２４０：電流検出部
２５０：電圧出力部
２５２：Ｉ／Ｏポート
２５３：Ｉ／Ｏポート
２５４：Ｄ／Ａポート
２５６：Ａ／Ｄポート
２６０：電圧制限部
５００：抵抗
５０１：トランジスタ
５０２：ベース抵抗
５０３：プルダウン抵抗
５０４：インバータ
【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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