(57)【要約】【課題】同規格でありながら帯電特性に差のある帯電部材が組み込まれたプロセスカートリッジの装着時に、カートリッジ内の帯電部材をグループに分類し、グループ内の特性に応じて条件を変えることで高画質の画像形成を実現可能にする。【解決手段】画像形成装置１０は、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを一体的に有した状態で装置本体１０ａに対し着脱可能なプロセスカートリッジ２００と、帯電ローラ７００に印加するための帯電電圧を出力する帯電電圧発生回路５００とを備える。さらに、帯電電圧が出力された際に感光ドラム１００を介して発生する帰還電流を検知する帰還電流検知回路６５０と、帰還電流検知回路６５０で検知された帰還電流に基づいて帯電ローラ７００を選別する導電性接離部材７１０とを備える。【選択図】図１
2016051003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電可能な帯電部材と、を有して装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記帯電部材に印加するための帯電電圧を出力する帯電電圧出力手段と、
前記帯電電圧出力手段から帯電電圧が出力された際に前記感光体を介して発生する帰還電流を検知する帰還電流検知手段と、
前記帰還電流検知手段で検知された帰還電流に基づいて前記帯電部材を選別する選別手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記選別手段によって選別された前記帯電部材に対応する制御を実行する制御手段を備える、
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】
前記制御手段は、予め設定された各種の処理を実行可能であり、前記帰還電流に基づいて前記プロセスカートリッジが新品状態であるか否かを判定し、新品状態である場合には、各種の前記処理としての初期立ち上げ処理のうちから対応するものを実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記帰還電流検知手段で検知された帰還電流に基づき、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態を判定可能である、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、予め設定された各種の処理を実行可能であり、前記帯電電圧を印加された前記帯電部材が当接した状態での前記感光体の回転時間の長さが漸次異なるように設定されている、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、予め設定された各種の処理を実行可能であり、対応する前記処理の実行後の新品状態の前記プロセスカートリッジに対し、予め設定された異なる値の複数の電圧のうちから、前記帰還電流との比較に用いた複数の閾値に対応する電圧を、帯電電圧として前記帯電部材に印加して画像形成処理を行う、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帰還電流との比較に用いた複数の閾値は、前記プロセスカートリッジに組み込まれた前記帯電部材の固有の抵抗値に対応するように段階的に設定された電流値である、
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の前記閾値は、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着されて前記帯電部材が前記感光体に当接しない状態での帰還電流に相当する第１電流値と、
旧品状態の前記プロセスカートリッジが装着された状態での帰還電流に相当する第２電流値と、
前記第１電流値から前記第２電流値にかけて段階的に高くなる複数の第３電流値として設定されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記プロセスカートリッジは、前記帯電部材を、新品状態では前記感光体から離間させ且つ旧品状態では前記感光体に当接させる導電性接離部材を、前記選別手段として有する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電電圧出力手段は、帯電電圧として、交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項１乃至９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、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機等の、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を利用したレーザビームプリンタ等の画像形成装置では、電子写真感光体、帯電ローラ、現像器等が一体的に組み込まれたプロセスカートリッジを、画像形成装置本体（装置本体）に対し着脱可能に装着するように構成したものがある。
【０００３】
このような画像形成装置では、装着されたプロセスカートリッジが未使用部品（新品）であることを検知手段で検知した際に、所定時間（例えば１分程度）のイニシャライズ動作を含むエージング動作を実行するように構成したものがある。この画像形成装置では更に、エージング動作の終了後、通常の画像形成動作に移行するように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、プロセスカートリッジにその製造ナンバーを記録したメモリを有し、このプロセスカートリッジを装置本体に装着した状態で主電源をＯＮした時点で、装置本体側のコントローラが製造ナンバーを読み取る。そして、読み取った製造ナンバーを、それまでに装置本体に装着されたことのあるプロセスカートリッジの、装置本体側に記憶されている製造ナンバーと比較することで、今回装着されたプロセスカートリッジが新品であるか否かを判断する。その結果、新品と判断した場合には、１分間程度のエージング動作を行った後に通常のウォームアップ動作に入り、新品でない場合にはそのまま通常のウォームアップ動作に入る。このように、プロセスカートリッジに組み込まれた帯電ローラ等の帯電部材が新品の場合に、転写バイアスを印加しない非画像形成状態（非作像状態）でエージング動作を行うことにより、初期状態での帯電電位の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プロセスカートリッジは、同じ規格の帯電部材を備えたものであっても、帯電特性が若干異なるなど、複数種の帯電部材が存在する場合がある。例えば異なる製造メーカが作製したものは同規格の帯電部材でありながら、抵抗値等に一定の差がある。この抵抗値等の差に起因して、帯電特性が異なるものを装置本体に装着し、それが新品か旧品（使用済部品）かを判定しエージング動作を実行した後に通常の画像形成に移行するだけでは、帯電電位の安定化を図ることは難しい。つまり帯電部材を所定のグループに分類し、その分類に応じた帯電処理で有る制御を実施しないと画像濃度の均一性は帯電の均一性で決定されるため、帯電が均一でなければ高画質の画像形成は難しい。
【０００７】
本発明は、同規格でありながら帯電特性に差のある帯電部材が組み込まれたプロセスカートリッジの装着時に、カートリッジ内の帯電部材をグループに分類しそのグループ内の特性に応じて条件を変えることが可能な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】
【０００８】
本発明は、画像形成装置において、回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電可能な帯電部材と、を有して装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジと、前記帯電部材に印加するための帯電電圧を出力する帯電電圧出力手段と、前記帯電電圧出力手段から帯電電圧が出力された際に前記感光体を介して発生する帰還電流を検知する帰還電流検知手段と、前記帰還電流検知手段で検知された帰還電流に基づいて前記帯電部材を選別する選別手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、同規格でありながら帯電特性に差のある帯電部材が組み込まれたプロセスカートリッジの装着時に、カートリッジ内の帯電部材をグループに分類することが可能になる。このため、そのグループ内の特性に応じて条件を変えることで、高画質の画像形成の実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一構成例を模式的に示す模式図。
【図２】本実施形態における制御系を示す回路図。
【図３】本実施形態における導電性接離部材の一例を示す構成図。
【図４】本実施形態におけるカートリッジ新旧検知の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に沿って、本発明に係る実施形態について説明する。なお、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。ここで、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、その他相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態における画像形成装置１０について説明する。本実施形態では、本発明に係る画像形成装置として、プロセスカートリッジ着脱方式のレーザビームプリンタを例に挙げて述べる。
【００１３】
即ち、図１に示すように、画像形成装置１０は装置本体１０ａを有しており、装置本体１０ａの中央部には、画像形成部２０が配置されている。この画像形成部２０には、装置本体１０ａに着脱可能に装着されたプロセスカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」ともいう）２００が位置している。このカートリッジ２００には、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る感光ドラム１００と、帯電ローラ（帯電部材）７００及び導電性接離部材（選別手段）７１０と、クリーニング装置９００とが組み込まれている。帯電ローラ７００は、回転可能な感光体としての感光ドラム１００の表面を帯電可能な帯電部材として構成されている。
【００１４】
カートリッジ装着状態での感光ドラム１００の周囲には、感光ドラム１００の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、各構成部材が以下のように配置されている。即ち、感光ドラム１００の回転方向に沿って、帯電ローラ７００及び導電性接離部材７１０と、装置本体１０ａ側に配置されたレーザスキャナ３００、現像装置４００及び転写ローラ８００と、クリーニング装置９００とが配置されている。導電性接離部材（選別手段）７１０は、金属等の導電性材料から構成されており、その詳細については後述する。
【００１５】
帯電部材としての帯電ローラ７００は、帯電電圧発生回路５００の電荷を均一に感光ドラム１００に載せるように構成される。帯電電圧発生回路５００は、帯電ローラ７００に印加するための帯電バイアス電圧（帯電電圧）を出力する帯電電圧出力手段を構成する。
【００１６】
レーザスキャナ３００は、感光ドラム１００上に画像データに応じたレーザ光Ｌを照射（走査）して静電潜像を形成する。現像装置４００は、感光ドラム１００と対向するように配置された現像スリーブ４１０を有しており、この現像スリーブ４１０は、トナーを担持して感光ドラム１００上の静電潜像を現像する。転写ローラ８００は、感光ドラム１００上のトナー像をシート（記録材）Ｐに転写する。クリーニング装置９００は、転写後に感光ドラム１００上に残存した残トナーを感光ドラム表面から除去する。
【００１７】
感光ドラム１００と、感光ドラム１００に対向配置されて圧接する転写ローラ８００とにより、シート搬送方向上流から搬送されてくるシートＰに対し、感光ドラム上に現像されたトナー像を転写する転写ニップ部（転写部）Ｎ１が形成されている。転写ニップ部Ｎ１のシート搬送方向下流には、定着装置１０００が配置されている。定着装置１０００は、ハロゲンヒータ等の加熱手段１０１１を内蔵した定着ローラ１０１０と、定着ローラ１０１０に対向配置されて定着ローラ１０１０との間に定着ニップ部Ｎ２を形成する加圧ローラ１０２０とを有している。
【００１８】
また装置本体１０ａには、制御手段としての制御部（エンジンコントローラ）６００と、制御部６００に接続された帯電電圧発生回路５００、帰還電流検知回路６５０、記憶部６２０とが設けられている。帯電電圧発生回路５００は、装置本体１０ａに装着されたカートリッジ２００内の感光ドラム１００及び帯電ローラ７００にそれぞれ接続される。
【００１９】
制御手段としての制御部６００は、導電性接離部材（選別手段）７１０によって選別された帯電ローラ（帯電部材）７００に対応する制御を実行する。制御部６００は、帰還電流検知回路６５０で検知された帰還電流を、予め設定された異なる値の複数の閾値と比較する。そして、これに基づき、複数の閾値に夫々対応して予め設定された各種の処理のうちから、比較に用いた閾値に対応する処理（初期立ち上げ処理）を実行する。即ち、制御部６００は、複数の閾値との比較に基づいてカートリッジ２００が新品状態であるか否かを判定し、新品状態である場合には、各種の処理としての初期立ち上げ処理のうちから、比較に用いた閾値に対応するものを実行可能である。これにより、同規格でありながら帯電特性に微差のある帯電ローラ７００が組み込まれたカートリッジ２００の装着時に、カートリッジ内の帯電ローラ７００の特性に応じて条件を整えることで、高画質の画像形成の実現が可能になる。
【００２０】
帯電電圧発生回路５００は、感光ドラム上に電子写真プロセスに必要で均一な電荷を載せるための高圧発生回路であり、通常正弦波（交流電圧）に直流電圧を重畳した振動電圧を発生させて、帯電バイアス電圧（帯電電圧）として帯電ローラ７００に印加する。これにより、感光ドラム１００と帯電ローラ７００との間に多少の接触不良があったとしても、感光ドラム１００の表面を均一な電位に帯電することができる。
【００２１】
帰還電流検知回路６５０は、帯電電圧発生回路５００によって帯電ローラ７００に帯電電圧が印加された際に、帯電ローラ７００を介して感光ドラム１００に流れる電流（帰還電流）を検知する。帰還電流検知回路６５０は、帯電電圧発生回路５００から帯電バイアス電圧（帯電電圧）が出力された際に、感光ドラム１００を介して発生する帰還電流を検知する帰還電流検知手段を構成する。
【００２２】
上記構成の画像形成装置１０では、帯電ローラ７００を介して均一に帯電された感光ドラム１００が、レーザスキャナ３００から画像データに応じてレーザ光Ｌを照射（走査）され、その表面に静電潜像を形成される。この静電潜像は、現像装置４００により現像されてトナー像化され、転写ローラ８００と感光ドラム１００間の転写ニップ部Ｎ１においてシートＰに転写される。このシートＰは、定着装置１０００に搬送され、その定着ニップ部Ｎ２にて加熱及び加圧されてトナー像を画像として定着された後、機外に排出されて排紙トレイ（不図示）に積載される。
【００２３】
上記構成のカートリッジ２００には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、帯電ローラ７００を感光ドラム１００から離間させるように保持する導電性接離部材７１０が組み込まれている。導電性接離部材７１０は、帯電ローラ７００を、未使用部品の状態（新品状態）では感光ドラム１００から離間させ、使用済部品の状態（旧品状態）では感光ドラム１００に当接させるように構成される。このため、未使用部品（新品）のカートリッジ２００が装置本体１０ａに装着された当初の状態では、感光ドラム１００から離間するように、カートリッジ２００内の帯電ローラ７００を導電性接離部材７１０が抱えるように保持している（図３（ａ））。
【００２４】
導電性接離部材７１０は、各プロセスカートリッジ２００の帯電ローラ７００毎に種類の異なる複数種が用意されている。導電性接離部材７１０は、帰還電流検知回路（帰還電流検知手段）６５０で検知された帰還電流に基づいて帯電ローラ（帯電部材）７００を選別する選別手段を構成している。
【００２５】
導電性接離部材７１０は、カートリッジ２００に固定された回転軸７２０により、図３の矢印Ｂ方向（時計回り方向と反時計回り方向）に回動可能となるように支持されている。導電性接離部材７１０は、回転軸７２０の近傍に摘み部７１０ｃを有し、摘み部７１０ｃから最も離れて感光ドラム１００に近接する位置には連動ギア７３０を有している。導電性接離部材７１０は、帯電ローラ７００の回転軸７００ａを保持可能な湾曲状の軸保持部７１０ａと、軸保持部７１０ａに保持した回転軸７００ａを、導電性接離部材７１０が図３（ｂ）の位置に回動するまで維持するための乗り越え部７１０ｂとを有する。
【００２６】
ここで、導電性接離部材７１０として金属皮膜抵抗を組み込み利用する例を挙げる。即ち、導電性接離部材７１０と帯電ローラ７００の回転軸７００ａが接する部分と、導電性接離部材７１０と感光ドラム１００が接する部分を繋ぐライン上に金属皮膜抵抗を接続して設置する。これにより、帯電ローラ７００の回転軸７００ａに印加したバイアスが金属皮膜抵抗を介して感光ドラム１００表面へ流れ込む電気回路が作られる。
【００２７】
接続する金属皮膜抵抗の材質や構成によって抵抗値を任意に変化させることが可能であり、一般的に１０Ω・ｃｍ〜１０ＭΩ・ｃｍの間で調整可能である。この電気特性の差を利用してカートリッジ２００に固定された導電性接離部材７１０を選別することが可能となる。また、金属皮膜抵抗は温度特性に優れており、その抵抗変動は一般的なものでも±２００ｐｐｍ／℃、つまり２０℃の温度変化でも±０．４％ほどの抵抗変化で納まる。同条件での帯電ローラ７００の抵抗変動が一般的な材質で５％〜２０％なことと比較すると、非常に温度特性に対して優位であり、金属皮膜抵抗の利用により誤検知することが防止できる。
【００２８】
以上のように、帯電ローラ７００に電圧を印加した際の電流で帯電ローラ７００を検知する際の検知電流に対して、帯電ローラ７００そのものの温度特性による抵抗変動は誤検知の原因である。そのため、本実施形態における導電性接離部材７１０で同様の検知を実施したほうがより正確に検知可能なことが分かる。
【００２９】
カートリッジ２００に回転可能に支持された感光ドラム１００は、その画像形成領域から外れた軸方向両端部に感光ドラムギア１１０をそれぞれ有している。各導電性接離部材７１０は、対応する感光ドラムギア１１０に対しその連動ギア７３０を噛合させ得るように位置決めされて、カートリッジ２００に保持されている。
【００３０】
カートリッジ２００内における帯電ローラ７００の軸方向両端部には、軸受け部材７４０が支持されている。各軸受け部材７４０は、カートリッジ２００内の両端部において、カートリッジ２００側に保持された固定部７４５との間に縮設された圧縮バネ７５０により、感光ドラム１００に向けて付勢されている。
【００３１】
帯電ローラ７００は、カートリッジ２００の新品状態では、各導電性接離部材７１０の軸保持部７１０ａに回転軸７００ａの両端部をそれぞれ保持されて、感光ドラム１００との離間状態に保持されている（図３（ａ））。この状態で、装置本体１０ａの主電源（不図示）が投入されると、感光ドラム１００が図３（ａ）の時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転する。これにより、導電性接離部材７１０が、感光ドラムギア１１０の回転に連動する連動ギア７３０により回転軸７２０を中心として同図の反時計回り方向に回動する。
【００３２】
このため、帯電ローラ７００の軸方向両端部が導電性接離部材７１０の軸保持部７１０ａから乗り越え部７１０ｂを乗り越えて離脱し、帯電ローラ７００が、圧縮バネ７５０の付勢力で感光ドラム１００の表面に当接する。この際、導電性接離部材７１０は、不図示の付勢手段で回転軸７２０を中心とした反時計回り方向に付勢された状態に保持される（図３（ｂ））。本実施形態では、導電性接離部材７１０の抵抗値は、帯電ローラ７００の抵抗値よりも低い値に設定されている。
【００３３】
次に、図２を参照して、図１に示した制御部６００及び帯電電圧発生回路５００等の回路構成について説明する。
【００３４】
図２に示すように、制御手段としての制御部６００は、帯電交流電流を出力する出力ポート（ＰＲＡＣＣ）と、検知電流が入力されるＡ／Ｄ入力ポート（ＣＲＧＳＮＳ：カートリッジセンサ）とを有している。制御部６００は、サンプリング手段６０１、平均値算出手段６０２、及び比較手段６０３を備えている。また、制御部６００には記憶部６２０が接続されており、記憶部６２０には、後述する各種の閾値が格納されたメモリ６２１と、カートリッジカウンタ（ＣＲＧＣｏｕｎｔ）６２２とが設けられている。カートリッジカウンタ６２２は、新品のカートリッジ２００の装着回数を計数し、その計数値をインクリメントして記憶する。
【００３５】
Ａ／Ｄ入力ポート（ＣＲＧＳＮＳ）には、帰還電流検知回路６５０を介して帯電電圧発生回路５００が接続されている。この帯電電圧発生回路５００の出力端子５００ａ，５００ｂには、装置本体１０ａに着脱可能に装着されたカートリッジ２００に組み込まれた感光ドラム１００と帯電ローラ７００とが接続される。
【００３６】
帯電電圧発生回路５００は、トランス５１１の入力である一次側に、出力ポート（ＰＲＡＣＣ）にベースを接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ５０２、オペアンプ５０１等を有している。トランス５１１の出力である二次側には、コンデンサ５０８，５１９、ＤＣ電源（直流電源）５１０、ダイオード５０９等が配置されている。トランス５１１に入力された交流電圧は、トランス５１１の巻き数に応じた正弦電圧（帯電バイアス電圧）に昇圧されて帯電ローラ７００に印加される。
【００３７】
バイポーラトランジスタ５０２は、そのエミッタが接地され、且つコレクタが抵抗器５０３によりプルアップされている。バイポーラトランジスタ５０２のコレクタには更に、抵抗器５０７，５０６が直列に接続されている。オペアンプ５０１は、正電源側が接地されると共に負電源側が２４［Ｖ］の側に接続されている。
【００３８】
オペアンプ５０１の出力は、抵抗器５０６と抵抗器５０７との接続ノードにコンデンサ５０４を介して接続され、オペアンプ５０１の負の入力端子は、出力とコンデンサ５０４との間に接続されている。オペアンプ５０１の正の入力端子は、コンデンサ５０５を介して接地されている。オペアンプ５０１の出力は、電解コンデンサ５１３を介して、トランス５１１の一次側における一方の端子に接続されている。トランス５１１の一次側における他方の端子は、接地されている。
【００３９】
トランス５１１の二次側における一方の端子には、コンデンサ５１９を介して帰還電流検知回路６５０が接続されると共に、コンデンサ５０８を介してＤＣ電源５１０の正電極側が接続されている。ＤＣ電源５１０の負電極側は、接地されている。トランス５１１の二次側における一方の端子と他方の端子間では、出力端子５００ｂ側にアノードを接続されたダイオード５０９がそのカソードを、コンデンサ５０８とＤＣ電源５１０間に接続されている。
【００４０】
帰還電流検知回路６５０は、コンデンサ５１９側にアノードを接続されたダイオード５２１と、このアノードとコンデンサ５１９間に接続された抵抗器５２０と、ダイオード５２１のカソードが正の入力端子に接続されたオペアンプ５２２とを有している。オペアンプ５２２はその出力を、抵抗器５２３を介して負の入力端子に帰還（負帰還）させている。抵抗器５２３の両端子間には、コンデンサ５２４の両端子が接続されている。
【００４１】
上記回路構成において、カートリッジ２００が装置本体１０ａに装着された後、主電源（不図示）が投入（ＯＮ）されると、制御部６００の出力ポート（ＰＲＡＣＣ）から、所定の帯電交流電流が出力される。この帯電交流電流は、通常２００［Ｈｚ］〜１［ｋＨｚ］程度の方形波であり、感光ドラム１００回転用のモータ等のエンジンのプロセススピードなどに応じて決定される。
【００４２】
本実施形態では、出力ポート（ＰＲＡＣＣ）からの帯電交流電流として、周波数４７０［Ｈｚ］、デューティ５０［％］で、ピーク間電圧（Ｖｐｐ）が５［Ｖ］の方形波を用いる。そして、この帯電交流電流は、バイポーラトランジスタ５０２及び抵抗器５０３によってピーク間電圧が２４［Ｖ］にレベル変換される。
【００４３】
制御部６００から入力された方形波の帯電交流電流は、オペアンプ５０１によりピーク間電圧が２０［Ｖ］の正弦電圧に変換される。そして、トランス５１１に入力された電圧は、トランス５１１の巻線に応じた電圧に変換される。また、ダイオード５０９及びコンデンサ５０８は、上記正弦電圧を整流する整流回路を構成しており、ＤＣ電源５１０は、帯電ローラ７００に印加する帯電バイアス電圧の中心値をずらすための直流電圧を発生する。
【００４４】
トランス５１１の二次側に接続されたコンデンサ５１９は、感光ドラム１００に電力を伝えるためのコンデンサであり、抵抗器５２０により電流／電圧変換される。その後、ダイオード５２１により正電圧のみが取り出され、オペアンプ５２２、コンデンサ５２４及び抵抗器５２３から構成される帰還電流検知回路６５０によりピークチャージされ、制御部６００のＡ／Ｄ入力ポート（ＣＲＧＳＮＳ）に入力される。
【００４５】
ここで、使用済部品（旧品）のカートリッジ２００が装置本体１０ａに装着された場合には、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とは図３（ｂ）のように最初から当接しているため、抵抗器５２０に流れる電流（帰還電流）が多く、発生電圧が高い。
【００４６】
一方、未使用部品（新品）のカートリッジ２００が装着された場合は、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とは図３（ａ）のように離間されている。この状態で抵抗器５２０に流れる電流（Ｉoff）は、導電性接離部材７１０を介して流れる浮遊電流であり、使用済みのカートリッジ２００の装着時に抵抗器５２０に流れる電流（Ｉon）よりも大分小さくなる。また、カートリッジ２００が未装着の場合には、抵抗器５２０に流れる電流は浮遊電流よりも更に少なくなり、発生電圧は図３（ａ）の場合よりも更に低くなる。
【００４７】
記憶部６２０のメモリ６２１では、カートリッジ２００の新品／旧品等を判断する閾値（規定電流）として、装着／未装着等を判断する規定電流の、カートリッジ装着時に発生する電流と未装着時に発生する電流との間に設定された値が格納されている。
【００４８】
次に、前述した画像形成装置１０において、カートリッジ２００に組み込まれている帯電ローラ７００に対する複数の処方について説明する。
【００４９】
即ち、帯電ローラ７００は、処方に応じて、抵抗値の特性、電流特性、対汚染物質特性が異なる。そのため、複数の処方の帯電ローラ７００を使用する際には、帯電ローラ７００の種類に応じて画像形成時の電流量条件やカートリッジ使用開始時のイニシャライズ条件などを変更することが好ましい。
【００５０】
画像形成時の電流量条件を変更する理由としては、抵抗値の高い帯電ローラ７００（Ａ処方とする）を組み込む場合には、高抵抗値に起因して、一定の電圧を印加した際に帯電ローラ７００を介して感光ドラム１００に流れる電流量が減少する傾向にある。この場合、電流量不足により感光ドラム１００の表面が帯電不良となって、画像不良が発生し易い。そのため、Ａ処方の帯電ローラ７００を組み込む場合には、通常の帯電電圧よりも高い帯電電圧を印加することが好ましい。
【００５１】
一方、抵抗値の低い帯電ローラ７００（Ｂ処方とする）を組み込む場合には、低抵抗値に起因して、一定の電圧を印加した際に帯電ローラ７００を介して感光ドラム１００に流れる電流量が増大する傾向にある。すると、電流量過多により感光ドラム１００の表面が帯電過多となり、画像不良が発生するおそれがある。そのため、Ｂ処方の帯電ローラ７００を組み込む場合には、通常の帯電電圧よりも低い帯電電圧を印加することが好ましい。
【００５２】
ここで、カートリッジ使用開始時のイニシャライズ条件を変更する理由について説明する。即ち、装置本体１０ａが低温・低湿環境で使用を開始される際には、帯電ローラ７００が冷却されていることにより高抵抗化し、帯電ローラ７００を介して感光ドラム１００に流れる電流量が低下し、画像不良につがなるおそれがある。この場合、感光ドラム１００と帯電ローラ７００とを通電状態で空回転させることで冷却状態を解消し、画像不良の発生しないカートリッジ状態にするイニシャライズ動作（エージング動作）が実施される。
【００５３】
しかし、帯電ローラ７００は、種類に依っては環境依存性の多いもの、少ないものが存在し、環境依存性の少ないものに対してイニシャライズ動作を施すことは、帯電ローラ７００及び感光ドラム１００の短寿命化に繋がる可能性がある。そのため、不必要なイニシャライズ動作は、実施しないことが望ましい。
【００５４】
次に、カートリッジ２００の新品／旧品の検知と、カートリッジ２００の装着／未装着の検知と、複数種の帯電ローラに対する処方の判断とについて、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００５５】
まず、装置本体１０ａに設けられた主電源スイッチ（不図示）がオンされると、制御部６００は、感光ドラム１００の回転駆動の開始前に、カートリッジ２００の装着／未装着の検知と、新品／旧品の検知と、帯電ローラの種類選別の検知とを実施する。
【００５６】
ステップＳ１０１で、制御部６００は、帯電電圧発生回路５００から帯電ローラ７００に対して、交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を帯電バイアス電圧（帯電電圧）として印加する。制御部６００のサンプリング手段６０１は、この印加電圧に対応して帯電ローラ７００から感光ドラム１００に流れ、帰還電流検知回路６５０を介してＡ／Ｄ入力ポートに入力される帰還電流のサンプリングを実施する（Ｓ１０２）。このサンプリングは、所定時間内に所定回数行われる。
【００５７】
そして、制御部６００の平均値算出手段６０２は、サンプリング時の入力電流（帰還電流）のサンプリング平均値Ｉｃを算出する（Ｓ１０３）。更にステップＳ１０４で、制御部６００の比較手段６０３は、サンプリング平均値Ｉｃと、記憶部６２０のメモリ６２１に閾値として予め記憶された規定電流値（ここでは、Ｉoff）とを比較する（Ｓ１２３）。規定電流値Ｉoffは、図３（ａ）のように、装置本体１０ａにカートリッジ２００が装着されているが帯電ローラ７００が未だ感光ドラム１００に当接していない状態で流れる帰還電流に対応する。
【００５８】
比較の結果、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉoffより小さければ（Ｓ１２３：Yes）、サンプリング平均値Ｉｃは、浮遊電流よりも小さいことになる。従って、制御部６００は、未装着であるか（装着忘れ）、装着されていてもその装着状態が不適正であると判断する。そして、カートリッジ２００が未装着である旨のカートリッジ無し通知を、装置本体１０ａに備えた不図示の表示部に表示して知らせる（Ｓ１１２）。このように、制御部６００は、帰還電流検知回路６５０で検知された帰還電流と閾値との比較に基づき、カートリッジ２００が装置本体１０ａに装着されていない未装着状態を、的確に判定可能である。
【００５９】
一方、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉoff以上であれば（Ｓ１２３：No）、比較手段６０３は、ステップＳ１０４で、サンプリング平均値Ｉｃと規定電流値Ｉoffαとを比較する。その結果、比較手段６０３が、サンプリング平均値Ｉｃは規定電流値Ｉoffα以下であると判断した場合（Ｓ１０４：Yes）、制御部６００は、装置本体１０ａに対して新品状態のプロセスカートリッジ２００が正しく装着されていると判断する（Ｓ１０５）。この際、帯電ローラ種類αの帯電ローラ７００が組み込まれた新品のカートリッジ２００であると判断される。
【００６０】
この場合、制御部６００は、ステップＳ１０６でカートリッジカウンタ６２２のクリアを実施した後、ステップＳ１０７で、帯電ローラ種類αが組み込まれたカートリッジ２００を対象としたＣＲＧイニシャライズαを実施する。このＣＲＧイニシャライズαは、後述するＣＲＧイニシャライズβ及びＣＲＧイニシャライズγと共に、予め設定されて記憶部６２０のメモリ６２１に記憶されたイニシャライズ動作である。これらＣＲＧイニシャライズα、β、γは、この順に、感光ドラム１００に当接した帯電ローラ７００に帯電バイアス電圧を印加した状態で感光ドラム１００を空回転させる際の回転時間が次第に短くなるように設定されている。
【００６１】
即ち、各種のイニシャライズ（初期立ち上げ処理）は、帯電バイアス電圧（帯電電圧）を印加された帯電ローラ７００が当接した状態での感光ドラム１００の回転時間の長さが漸次異なるように設定されている。これにより、電気的特性（抵抗値）の異なる帯電ローラ７００の夫々に対して最適なイニシャライズを施すことができる。
【００６２】
その後、制御部６００は、プリントスタート信号の入力に基づき、帯電ローラ種類αに対応したα条件での作像（画像形成）プロセス動作を開始させる（Ｓ１０８）。即ち制御部６００は、ＣＲＧイニシャライズα実行後の新品のカートリッジ２００に対し、予め設定された異なる複数の電圧の内から、比較に用いた閾値（Ｉoffα）に対応する電圧を帯電電圧として帯電ローラ７００に印加し画像形成処理を行う（作像開始）。このように、帰還電流検知回路６５０によって検出する帰還電流を発生させる、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧は、画像形成処理で用いられる印字中の帯電バイアス電圧とは異なる。なお、振動電圧に代えて、直流電圧を重畳させずに交流電圧だけとすることも可能である。
【００６３】
ステップＳ１０４で、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉoffαを超える場合には（Ｓ１０４：No）、比較手段６０３は、ステップＳ１１３で、サンプリング平均値Ｉｃと規定電流値Ｉoffβとを比較する。その結果、比較手段６０３が、サンプリング平均値Ｉｃは規定電流値Ｉoffβ以下であると判断した場合（Ｓ１１３：Yes）、制御部６００は、装置本体１０ａに対して新品状態のプロセスカートリッジ２００が正しく装着されていると判断する（Ｓ１１５）。この際、帯電ローラ種類βの帯電ローラ７００が組み込まれた新品のカートリッジ２００であると判断される。
【００６４】
この場合、制御部６００は、ステップＳ１１６でカートリッジカウンタ６２２のクリアを実施した後、ステップＳ１１７で、帯電ローラ種類βが組み込まれたカートリッジ２００を対象としたＣＲＧイニシャライズβを実施する。
【００６５】
その後、制御部６００は、プリントスタート信号の入力に基づき、帯電ローラ種類βに対応したβ条件での作像プロセス動作を開始させる（Ｓ１１８）。即ち制御部６００は、ＣＲＧイニシャライズβ実行後の新品のカートリッジ２００に対し、比較に用いた閾値（Ｉoffβ）に対応する電圧を帯電電圧として帯電ローラ７００に印加し画像形成処理を行う（作像開始）。
【００６６】
ステップＳ１１３で、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉoffβを超える場合には（Ｓ１１３：No）、比較手段６０３は、ステップＳ１１４で、サンプリング平均値Ｉｃと規定電流値Ｉoffγとを比較する。その結果、比較手段６０３が、サンプリング平均値Ｉｃは規定電流値Ｉoffγ以下であると判断した場合（Ｓ１１４：Yes）、制御部６００は、新品状態のプロセスカートリッジ２００が正しく装着されていると判断する（Ｓ１１９）。この際、帯電ローラ種類γの帯電ローラ７００が組み込まれた新品のカートリッジ２００であると判断される。
【００６７】
この場合、制御部６００は、ステップＳ１２０でカートリッジカウンタ６２２のクリアを実施した後、ステップＳ１２１で、帯電ローラ種類γが組み込まれたカートリッジ２００を対象としたＣＲＧイニシャライズγを実施する。
【００６８】
その後、制御部６００は、プリントスタート信号の入力に基づき、帯電ローラ種類γに対応したγ条件での作像プロセス動作を開始させる（Ｓ１２２）。即ち制御部６００は、ＣＲＧイニシャライズγ実行後の新品のカートリッジ２００に対し、比較に用いた閾値（Ｉoffγ）に対応する電圧を帯電電圧として帯電ローラ７００に印加し画像形成処理を行う（作像開始）。
【００６９】
ステップＳ１１４で、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉoffγを超える場合には（Ｓ１１４：No）、比較手段６０３は、ステップＳ１０９で、サンプリング平均値Ｉｃと規定電流値Ｉonとを比較する。その結果、比較手段６０３が、サンプリング平均値Ｉｃは規定電流値Ｉon以下であると判断した場合（Ｓ１０９：Yes）、制御部６００は、旧品状態のプロセスカートリッジ２００が正しく装着されていると判断する（Ｓ１１０）。
【００７０】
このように、カートリッジ２００が中古品であると判断された場合には、その後の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が開始される（Ｓ１１１）。即ち制御部６００は、旧品状態のカートリッジ２００に対し、比較に用いた閾値（Ｉon）に対応する電圧を帯電電圧として帯電ローラ７００に印加し画像形成処理を行う（作像開始）。一方、サンプリング平均値Ｉｃが規定電流値Ｉonを超える場合には（Ｓ１０９：No）、動作を停止させる。
【００７１】
以上のように、制御部６００は、帰還電流（Ｉｃ）と閾値（Ｉoff、Ｉoffα、Ｉoffβ、Ｉoffγ、Ｉon）との比較に基づき、カートリッジ２００の装着状態と未装着状態を適正に判定することができる。そして複数の閾値は、カートリッジ２００に組み込まれた帯電ローラ７００の固有の抵抗値に対応するように段階的に設定された電流値であるため、判定後の帯電ローラ７００に対するきめ細かなイニシャライズとイニシャライズ後の作像とを実施できる。
【００７２】
本実施形態では、複数の閾値のうちのＩoffは、カートリッジ２００が装置本体１０ａに装着されて帯電ローラ７００が感光ドラム１００に当接しない状態での帰還電流に相当する第１電流値を構成する。複数の閾値のうちのＩonは、旧品状態のカートリッジ２００が装着された状態での帰還電流に相当する第２電流値を構成する。そして、複数の閾値のうちのＩoffα、Ｉoffβ、Ｉoffγは、第１電流値から第２電流値にかけて段階的に高くなる複数の第３電流値として設定されている。
【００７３】
以上の本実施形態では、異なるプロセスカートリッジ毎に異なる帯電ローラ（帯電部材）７００を所定のグループに分類し、その分類に応じた帯電処理である制御を実施することができる。つまり、同規格でありながら帯電特性に差のある帯電ローラ７００が組み込まれたプロセスカートリッジ２００の装着時に、カートリッジ内の帯電ローラ７００をグループに分類することができる。このため、そのグループ内の特性に応じて条件を変えることで、帯電を均一にして、高画質の画像形成を実現可能にすることができる。
【００７４】
本実施形態では、カートリッジ２００の新／旧の検知と、装着／未装着の検知と、帯電ローラ種類検出動作の発動時間内に、帯電交流電流（ＰＲＡＣＣ）パルスの出力タイミングからサンプリング手段６０１が入力サンプリングを繰り返し行う。これにより、カートリッジ２００の新／旧と、装着／非装着と、帯電ローラ種類検出動作の判定とを、正確に行うことができる。そして、カートリッジ２００に内蔵されている帯電ローラ７００の種類を自動で確実に検知することができ、帯電ローラ７００の種類に応じた画像形成条件の切換え処理を自動で行うことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…画像形成装置／１０ａ…装置本体／１００…感光ドラム（感光体）／２００…プロセスカートリッジ／５００…帯電電圧発生回路（帯電電圧出力手段）／６００…制御部（制御手段）／６５０…帰還電流検知回路（帰還電流検知手段）／７００…帯電ローラ（帯電部材）／７１０…導電性接離部材（選別手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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