JP2007199504A - 画像形成装置及びカートリッジの装着状態検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部材の劣化度に応じて簡易的なカートリッジの装着判定方法、または、より正確な装着判定方法を選択的に用いる。そして、カートリッジの装着判定においてユーザビリティに優れた画像形成装置及びカートリッジの装着検知方法を提供することを目的とする。
【解決手段】転写手段１１９の劣化度を検知する劣化度検知手段と、前記劣化度検知手段によって検知された劣化度に基づいて、前記カートリッジ１１５の装着状態を判断する判断手段とを有し、前記判断手段は、検知された前記劣化度が所定値未満である場合に、第一の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断し、検知された前記劣化度が所定値以上である場合に第二の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、カートリッジの未装着、もしくは装着不良状態の検知方法を備える画像形成装置及びカートリッジの装着状態検知方法に関する。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体と電子写真感光体に作用するプロセス手段とをカートリッジ化して、装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。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自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

このような着脱可能なプロセスカートリッジを用いる場合には、画像形成処理の開始前に、画像形成装置本体にプロセスカートリッジが未装着でないか、あるいは装着が正しく行われているかを確認する必要がある。

従来は、プロセスカートリッジを本体部に装着するときに該カートリッジの筐体の一部が、本体部に設置されたスイッチを切り替え、そのオン／オフ信号からプロセスカートリッジが装着されているか否かを判定していた。このような場合、スイッチや信号伝達用の配線部材を設置する必要があるので、部材コストがかかる上、プロセスカートリッジの装着の妨げとならないように前記スイッチの形状や設置位置を考慮する必要が生じる。これに伴い、画像形成装置本体部のレイアウトの自由度にも制限を与えてしまうおそれがあった。

そこで、転写部材に転写電圧を印加したときに転写部材から出力される電流値を検出し、この時の転写電圧値、転写電流値に基づいてプロセスカートリッジの未装着や装着不良を判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

すなわち装着していない場合には、転写部材にほとんど電流が流れないため、所定電流以下を検知した時は未装着と判断する方法や、転写電流を定電流制御した時の転写電圧が所定値以上の時に未装着であると判断する方法である。

このような転写電圧、転写電流を用いた判定機構は、主に画像形成処理時に転写部材に印加するバイアス電圧値を決定する目的で画像形成装置本体に設けられたものである。該機構は、バイアス電圧を転写部材に印加した際の電流値よりインピーダンスを得、記憶されたインピーダンス−電圧表から転写バイアス電圧を決めるＡＴＶＣ（オート・トランスファー・ボルテージ・コントロール）という転写バイアス制御方式に用いられる。このような転写バイアス制御方式に関する技術は、例えば、特許文献３に開示されている。

一般的には帯電部材と転写部材とで印加するバイアス電圧の極性が異なり、トナーも感光体と同極性（感光体が負帯電なのでトナーも負極性）に帯電するものを用いる為、感光体を負極性に帯電させるように帯電装置には負極性のバイアス電圧を印加する。従って、転写部材では感光体表面上の負帯電トナーを用紙あるいは中間転写体上に引き寄せるために感光体表面とは逆極性（一般的には正極性）のバイアス電圧を印加する。

しかしながら、上記のように転写部材にバイアス電圧を印加してプロセスカートリッジの装着有無を判定する場合、以下のような問題点がある。

画像形成装置に使用される転写部材の抵抗値は、一般的に製造時のばらつきがある。また、転写部材の抵抗値は、画像形成装置の使用される環境（温度や湿度）によって大きく変化する。特に低温低湿環境下においては、抵抗値が上昇してしまうことが分かっている。さらに、転写部材によっては、使用の継続による劣化によって転写部材自体の抵抗値が上昇していくものも存在する。したがって、低温低湿環境下や、プロセスカートリッジの耐久後半などの諸条件が重なった場合において、転写部材の抵抗値が大きく上昇してしまうことがあった。抵抗値が大きくなっても電圧値を大きくしていけば、電流値は得られるものの、転写部材に印加するバイアス電圧値を大きく設定すると、前述したように感光体表面の帯電極性とは逆極性の高電圧が転写部材に印加されてしまう。このため、該転写部材に接触する感光体において感光性能の低下や逆極性電荷のトラップによる帯電性の不均一化等の感光体障害が発生するおそれがある。

したがって、転写電圧値や転写電流値に基づくプロセスカートリッジの装着判定を正確に行うことが困難になっていた。

このような場合、プロセスカートリッジが正しく装着されていないのにも関わらず、画像形成装置では画像形成処理が開始されてしまう等の誤動作を起こすおそれがある。

以上述べたような誤判定を避けるために、プロセスカートリッジが正しく装着しているか、さらに複雑な制御を行い、時間をかけて判別する方法も考えられている。

その例を図７、図８、図９、図１０、図１１を用いて説明する。

図１１において、１１０１は画像形成装置であるレーザプリンタに装着されるプロセスカートリッジを示しており、内部には感光ドラム１１０２、帯電ローラ１１０３、現像ローラ１１０４、レーザスキャナ１１０９がある。

図７のフローチャートにおいて、まず感光ドラム１１０２を図１１の矢印方向に回転させ（Ｓ２）、その後、帯電バイアスをオンし、帯電ローラ１１０３によってドラム表面を一様な電位（このときの電位をＶＤと称する）に帯電させる（Ｓ３）。そして図８のタイミングチャートにおける時間ｔ０で転写バイアスをオンする（Ｓ４）。図８において８０２は転写ローラ１１０７に流れる転写電流を示している。転写電流は電流検知回路１１１２によって検知され、Ａ／Ｄコンバータ１１１３によってアナログデータからデジタルデータに変換され、ＣＰＵ１１１４によって検知される構成となっている。

その後所定時間ｔ１が経過するのを待ち（Ｓ５）、レーザスキャナ１１０９によって感光ドラム表面上をレーザビームによる露光を開始する（Ｓ６）。図８の８０１はレーザビームのＯＮ／ＯＦＦ信号を示しており、信号がＨｉｇｈでレーザオン、Ｌｏｗでレーザオフを示している。

この露光されたドラム表面部分が転写ローラ１１０７の位置にくるまでの時間ｔ２が経過するのを待ち（Ｓ７）、露光部分の転写電流（Ｉ１）の電流検知を開始する（Ｓ８）。その後、時間ｔ３が経過するのを待ち（Ｓ９）、レーザスキャナによる露光を終了する（Ｓ１０）。

この露光が続くｔ１からｔ３までの時間は、転写ローラ１周分の回転時間となっている。これは転写ローラの抵抗値が全周にわたって均一ではないので、転写ローラ１周分の転写電流を測定し平均値を求めるためである。

その後、時間ｔ４が経過するのを待ち（Ｓ１１）、露光部分の転写電流（Ｉ１）の電流検知を終了し（Ｓ１２）、引き続いて未露光部分の転写電流（Ｉ２）の電流検知を開始する（Ｓ１３）。そして、転写ローラ１１０７の１周分の時間ｔ５が経過するのを待ち（Ｓ１４）、未露光部分の転写電流（Ｉ２）の電流検知を終了する（Ｓ１５）。そして、得られた電流値データから、平均電流Ｉ１ａｖｅとＩ２ａｖｅを算出する（Ｓ１６）。そして以下の条件式が成立するか判定する。

Ｉ２ａｖｅ ＞ Ｉ１ａｖｅ ＋ ０．３μＡ ・・・（Ａ）
成立する場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていると判断し（Ｓ１８）、印字開始を許可する（Ｓ２０）。一方、成立しない場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていないと判断し（Ｓ１９）、エラーである旨を不図示の画像形成装置の表示パネルに報知する（Ｓ２１）。

上記（Ａ）の式が成立するとプロセスカートリッジの装着がＯＫで、成立しないとＮＧである理由を以下に述べる。

露光された部分の電位（この電位をＶＬと称する）は感光ドラム上の負電荷がレーザビームによって除去されているため、未露光部分に比べ転写ローラのプラス電位に近くなっている。具体的には、未露光部分の感光ドラム電位ＶＤはおよそ−６００Ｖに対し、露光部分の感光ドラム電位ＶＬはおよそ−２００Ｖ程度になる。一方転写電圧は＋１０００Ｖ程度である。

すなわち、未露光部分は感光ドラムと転写ローラの電位差が大きく、露光部分は電位差が小さくなっている。したがって、転写電圧が一定であれば、露光部分で流れる転写電流Ｉ１は未露光部分で流れる転写電流Ｉ２よりも小さい値になる。

この様子を図８に示す。図８において、８０２は耐久（使用）初期の、８０３は耐久（使用）終盤のプロセスカートリッジが正しく装着されているときの転写電流の挙動を示している。８０２、８０３いずれの場合であっても、時間ｔ２からｔ４までの間、すなわち露光部分の転写電流Ｉ１の方が、時間ｔ４からｔ５までの間、すなわち未露光部分の転写電流Ｉ２の方よりも小さくなっている。

一方、図９には、プロセスカートリッジが画像形成装置に存在するものの、正しく装着されていない例を示している。

プロセスカートリッジが正しく装着されていない場合、感光ドラム１１０２が正しく回転しないことがある。このような場合、ドラム上に露光部分と未露光部分を形成しようとしても、ドラムが回転しないため形成できない。また、帯電ローラによって表面を一様に帯電することも正しく行われない場合もある。

そのため、図９の９０２や９０３に示すように、転写電流が推移することが実験結果から判明している。９０２は耐久初期の、９０３は耐久終盤のプロセスカートリッジが装着不良になっている場合の転写電流の挙動を示している。９０２、９０３いずれの場合であってもＩ２はＩ１に対してほとんど同じ値か、小さい値をとるのである。

また、図１０には、プロセスカートリッジが画像形成装置に全く装着されていない例を示している。１００２が転写電流の推移を示している。この場合については、耐久初期においても耐久終盤においても、あまり差はなく、漏れ電流が流れるのみである。したがって、Ｉ１とＩ２は、ほとんど同じ値をとる。

以上述べたことから、（Ａ）の式が成立すれば、プロセスカートリッジは正しく装着されているとし、成立しなければプロセスカートリッジは装着不良又は未装着であると判断することが出来る。
特開平５−１０７８３４号公報 特開平１０−６９２０３号公報 特開２００１−３１２１１０号公報

しかしながら、上記方法では、プロセスカートリッジの装着判定に時間がかかる。すくなくとも転写ローラ２周分は感光ドラムや転写ローラを回転させなければならない。その結果、画像形成の開始が遅れ、画像出力まで長時間ユーザが待たなければならないという問題があった。

すなわち、従来では、環境変動や転写部材の耐久度（劣化度）等の条件によって、プロセスカートリッジ装着の誤判定の恐れがある判定方法をとるか、又は誤判定を避けるために、時間をかけた複雑な判定方法をとるかのいずれの方法しかなかった。前者を選択した場合は、誤判定のおそれがあることが避けられず、また後者を選択した場合は、誤判定は避けられるものの判定に時間がかかり、ユーザは画像を得るまでに長時間、待たなければならなかった。

本発明は、上記問題点を解消するために成されたものである。

本発明は、転写部材の劣化度に応じて簡易的なカートリッジの装着判定方法、または、より正確な装着判定方法を選択的に用いる。そして、カートリッジの装着判定においてユーザビリティに優れた画像形成装置及びカートリッジの装着検知方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）と（２）の構成を備える。

（１）像担持体と、該像担持体を一様な電位に帯電させる帯電手段と、該帯電された該像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、少なくとも前記像担持体を含んで構成された着脱可能なカートリッジとを有する画像形成装置において、
前記転写手段の劣化度を検知する劣化度検知手段と、
前記劣化度検知手段によって検知された劣化度に基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する判断手段と、を有し、
前記判断手段は、検知された前記劣化度が所定値未満である場合に、第一の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断し、検知された前記劣化度が所定値以上である場合に第二の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置。

（２）像担持体と、該像担持体を一様な電位に帯電させる帯電手段と、該帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、少なくとも像担持体を含んで構成された着脱可能なカートリッジとを有する、
画像形成装置の該カートリッジの装着状態検知方法であって、
前記転写手段の劣化度を検知する劣化度検知工程と、
検知された前記劣化度が所定値未満である場合に第１の検知工程を実行して前記カートリッジの装着状態を判断し、検知された前記劣化度が前記所定値以上である場合に第２の検知工程を実行して前記カートリッジの装着状態を判断する判断工程と、を有することを特徴とするカートリッジの装着状態検知方法。

本発明によれば、転写部材の耐久度に応じて、適切なカートリッジの装着判定方法を選択し、まだ耐久度に余裕のある場合には、短時間で済む簡易的な第一の検知方法を用いる。そして、耐久の終わりに近い場合には、時間がかかるものの、正確に装着判定ができる第二の検知方法を用いるため、ユーザビリティに優れた画像形成装置及びカートリッジの装着検知方法を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、本発明の第１の実施例を示すカラーレーザプリンタの断面図である。

簡単にカラーレーザプリンタの構成と画像形成プロセスについて説明する。

図１において、１１５、１１６、１１７、１１８はプロセスカートリッジであり、後に説明する感光ドラム、帯電ローラ、現像器等を１つにまとめたものである。基本構成は図１１の１１０１と同様である。これらはレーザプリンタ本体１３６から着脱可能な構成となっている。１１５がブラック（ＢＫ）、１１６がシアン（Ｃ）、１１７がマゼンダ（Ｍ）、１１８がイエロー（Ｙ）の各色画像用である。便宜上、１１５のブラック（ＢＫ）についての説明をする。しかし、他の３色についても同様である。

プロセスカートリッジ１１５内には、ドラム状の像担持体すなわち感光ドラム１０１が有り、その構造はＯＰＣ（有機光導電体）、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成させたものである。

感光ドラム１０１は矢印の方向に一定速度で回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ１０５によって一様な電位に帯電される。次に、光走査手段１０９から画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬ１を照射されることにより、走査露光が施され静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１１１によって現像され、ブラックのトナー像として可視化される。

同様にして、感光ドラム１０２にはシアンのトナー像が、感光ドラム１０３にはマゼンダのトナー像が、感光ドラム１０４にはイエローのトナー像が形成される。可視化された４色のトナー像は、転写装置の１次転写ローラ１１９から１２２により、一定速度で搬送される中間転写ベルト（以下、ＩＴＢ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔと略す）１２３上に、重なるように転写（一次転写）される。すなわち、最初にイエローのトナー像がＩＴＢ上に転写され、その上にマゼンダ、さらにその上にシアン、さらにその上にブラックというように順次重なるようにトナー像が転写され、カラー画像がＩＴＢ上に形成される。カラー画像が形成されたＩＴＢは図の矢印の方向に搬送されていく。一方、カセット１２４内の記録材は、ピックアップローラ１２５によって、２次転写ローラ１２６の位置で、ちょうどＩＴＢ１２３上に形成されたカラー画像とタイミングが合うようにピックアップされる。ピックアップされた記録材は２次転写ローラ１２６によってＩＴＢ１２３上のカラー画像が転写（２次転写）される。

その後、記録材は定着器１２７によってトナー像を熱と圧力によって永久画像として定着され、排紙トレイ１２９上に排出される。

以上がカラーレーザプリンタの構成と画像形成プロセスの概略である。

このようなカラーレーザプリンタでは、カートリッジを着脱自在に構成することで、プロセスカートリッジ内部の機器（感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ）が寿命に達したとき、カートリッジ全体を交換することで上記機器の交換を容易にしている。また、さらには紙つまりが発生した場合にはプロセスカートリッジをプリンタ本体から一時的に取り外すことで、つまっている紙をプリンタ内部から取り出しやすくすし、復旧処理の実行を容易にしている。

このようなプリンタでは、上記機器の交換や紙つまり処理などの際は、ほぼ毎回プロセスカートリッジの交換が行われるので、プロセスカートリッジの交換は多くなる。

したがって、画像形成プロセスの開始に先立って、４つのプロセスカートリッジが正しく装着されているかどうか判断し、もし正しく装着されていない場合はユーザに直ちに正しく装着を行うように知らせる必要がある。

本実施例のプロセスカートリッジの装着判断方法を図３のフローチャートに基づいて説明する。

まず、画像形成開始に先立ち、プロセスカートリッジの寿命がどの程度残っているかを検知する。本実施例では、図示しない不揮発性の記憶手段であるＥＥＰＲＯＭを有し、プリント枚数を逐次記憶しておく構成となっている。

図３において、ＥＥＰＲＯＭから総プリント枚数の値を読み出し、その値が５００００枚を超えているか判断する（Ａ２）。超えていない場合、転写ローラの耐久（劣化）は進んでいないので、転写ローラの抵抗値は耐久（劣化）によって上昇していないものと判断し、簡易的なプロセスカートリッジの装着判定を行う。

以下にその方法について図２を用いて説明する。

まず感光ドラム１０１〜１０５を回転駆動させ（Ａ３）、続いて帯電ローラ１０５から１０８によって感光ドラム１０１〜１０５の表面を一様な電位に帯電させる（Ａ４）。

続いて図２において時間ｔ６で転写バイアス電圧を転写ローラ１１９から１２２に印加（Ａ５）、そして転写電流Ｉ３の検知を開始する（Ａ６）。その後、時間ｔ７になるのを待ち（Ａ７）、転写電流Ｉ３の検知を終了する（Ａ８）。時間ｔ６からｔ７は転写ローラ１周分の時間である。そして転写電流Ｉ３のｔ６からｔ７までの間の平均電流Ｉ３ａｖｅを算出する（Ａ９）。

そして以下の条件式が成立するか判定する。

Ｉ３ａｖｅ ＞ １．０μＡ ・・・（Ｂ）
成立する場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていると判断し（Ａ１１）、印字開始を許可する（Ａ１２）。一方、成立しない場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていないと判断し（Ａ１３）、エラーである旨を不図示の画像形成装置の表示パネルに報知する（Ａ１４）。

上記（Ｂ）の式が成立するとプロセスカートリッジの装着がＯＫで、成立しないとＮＧである理由を以下に述べる。

耐久（劣化）が進んでいない転写ローラの場合、転写ローラの抵抗値はそれほど上昇していないため、プロセスカートリッジが正しく装着されていれば、かならず転写電流は１μＡよりも多く流れることが分かっている。一方、プロセスカートリッジが正しく装着されていない場合は、転写電流は１μＡ以下となることが分かっている。この様子を図２に示す。図２において２０１はプロセスカートリッジが正しく装着されている場合の、２０２は正しく装着されていない場合の、転写電流の挙動を示している。正しく装着されていれば１μＡよりも多くの電流が流れ、正しく装着されなければ１μＡよりも少ない電流が流れることを示している。

図３のフローチャートの（Ａ２）にもどって、総プリント枚数が５００００枚を超えていた場合は、転写ローラの耐久（劣化）が進み、転写ローラの抵抗値が上昇していると判断し、より正確に判定可能な装着判断の工程を行うこととする。

この工程は、図３の（Ｓ２）〜（Ｓ２１）であり、これは図７における（Ｓ２）〜（Ｓ２１）の工程と全く同じである。詳細については既に述べてあるので割愛する。

上述したように、転写ローラの耐久（劣化）度に応じて、プロセスカートリッジの装着判定方法を選択するようにしたため、耐久（使用）初期の段階では、短時間で済む簡易的な装着判定を行い、ユーザを不要に待たせることがなく、正しい装着判定を行うことができる。

また、耐久（使用）終盤の段階では、より正確な装着判定を行うため、耐久（劣化）によって上昇した転写ローラ抵抗値による、プロセスカートリッジ装着不良の誤検知を回避することができ、ユーザビリティに優れたレーザプリンタが提供可能となる。

なお、本実施例ではカラーレーザプリンタの例について述べた。しかしながら、カラーレーザプリンタに限定されるものではない。モノクロレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等、電子写真方式の画像形成装置であれば、いずれも適用可能であることは言うまでも無い。

画像形成装置の構成によっては、現像ローラが感光ドラムから離間できる構成をとり、画像形成時以外の場合は常に現像ローラを感光ドラムから離間するようにしたものが存在する。そして、このような画像形成装置においては、プロセスカートリッジの装着不良の判断を行う場合も、現像器を感光ドラムから離間するように制御するのが望ましい。

画像形成装置の小型化のため、レーザスキャナとプロセスカートリッジの配置が、次のような配置構成となってしまうものについては実施例１の方法を採ることができない。

それは、離間した現像ローラがレーザビームの光路に入ってしまい、現像ローラ離間時には感光ドラムにレーザビームを照射できない場合である。

このような構成の画像形成装置であっても、適用可能な実施例を図４、図５を用いて説明する。

図５は本実施例を示すフローチャートである。図５における（Ａ１）から（Ａ１４）は図３の（Ａ１）から（Ａ１４）と全く同一なので説明は割愛する。

本実施例では総プリント枚数が５００００枚を超えている場合の制御が異なる。実施例１では感光ドラム上に露光部と未露光部を形成し、両部での転写電流の差を見て装着判断をしていた。本実施例では露光の代わりに、帯電バイアスを強く印加する部分と弱く印加する部分を形成し、露光部と未露光部の場合と同様の効果をねらったものである。

図５においてプリント枚数が５００００枚を超えている場合、感光ドラムの回転駆動を開始し（Ｂ２）、帯電バイアスをオンする（Ｂ３）。そして、図４のタイミングチャートにおける時間ｔ８のタイミングで転写バイアスをオンする（Ｂ４）。時間ｔ９経過を待ち（Ｂ５）、帯電バイアス電圧を１５０Ｖ落とす（Ｂ６）。ここで１５０Ｖ落とすとは、たとえばもともと帯電バイアスが−１０００Ｖだったものを−８５０Ｖにするということである。図４の４０１は帯電電圧を示していおり、４０５はもともとの電圧、本実施例では−１０００Ｖである。時間ｔ９で帯電電圧は４０５に対して下に落ちている。これは電圧値としては＋１５０Ｖされているのものの、帯電バイアスは負極性なので、＋１５０Ｖするということは帯電バイアスとしては弱くなるという意味で、グラフ上、下に落としている。

この弱い帯電バイアスを印加されたドラム表面部分（以下、弱帯電部と称する）が転写ローラ１１０７の位置にくるまでの時間ｔ１０が経過するのを待ち（Ｂ７）、弱帯電部の転写電流（Ｉ４）の電流検知を開始する（Ｂ８）。そして時間ｔ１１が経過するのを待ち（Ｂ９）、今度は帯電バイアスを１５０Ｖ上げる。すなわち−１１５０Ｖにして強い帯電バイアスを印加する（Ｂ１０）。この弱帯電バイアスが続くｔ９からｔ１１までの時間は、転写ローラ１周分の回転時間となっている。これは転写ローラの抵抗値が全周にわたって均一ではないので、転写ローラ１周分の転写電流を測定し平均値を求めるためである。

その後、時間ｔ１２が経過するのを待ち（Ｂ１１）、弱帯電部の転写電流（Ｉ４）の電流検知を終了し（Ｂ１２）、引き続いて強い帯電バイアスが印加されたドラム表面部分（以下、強帯電部と称する）の転写電流（Ｉ５）の電流検知を開始する（Ｂ１３）。そして、転写ローラ１１０７の１周分の時間ｔ１３が経過するのを待ち（Ｂ１４）、強帯電部分の転写電流（Ｉ５）の電流検知を終了する（Ｂ１５）。そして、得られた電流値データから、平均電流Ｉ４ａｖｅとＩ５ａｖｅを算出する（Ｂ１６）。そして以下の条件式が成立するか判定する。

Ｉ５ａｖｅ ＞ Ｉ４ａｖｅ ＋ ０．３μＡ ・・・（Ｃ）
成立する場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていると判断し（Ｂ１８）、印字開始を許可する（Ｂ２０）。一方、成立しない場合は、プロセスカートリッジが正しく装着されていないと判断し（Ｂ１９）、エラーである旨を不図示の画像形成装置の表示パネルに報知する（Ｂ２１）。

上記（Ｃ）の式が成立するとプロセスカートリッジの装着がＯＫで、成立しないとＮＧである理由を以下に述べる。

弱帯電部の電位は、もとの帯電バイアス−１０００Ｖより１５０Ｖ弱い帯電バイアス電位を印加されているのに対し、強帯電部は１５０Ｖ強い帯電バイアス電位を印加されているので、弱帯電部の方が転写ローラとの電位差が小さく、強帯電部は大きくなる。その結果、弱帯電部の転写電流の方が電流値は小さくなり、強帯電部は大きくなる。これは実施例１の露光部と未露光部の関係と全く同じである。

なお、図４における４０２は実施例１での露光タイミングを示している。本実施例では露光位置と帯電位置の関係の違いから、露光のタイミングと帯電バイアスのタイミングが異なることを視覚的に理解しやすくするために表してみたものである。このように、実施例１で露光を用いて行った装着判断は、露光を使えない構成の画像形成装置であっても、帯電バイアスを用い、制御のタイミングを変えることで実現できる。

図６に本実施例のフローチャートを示す。

本実施例は実施例１で、転写ローラの耐久（劣化）度をＥＥＰＲＯＭに記憶した総プリント枚数５００００枚で判断していたものを、感光ドラムの総回転時間５００時間で判断するようにしたところが異なる。

総プリント枚数では、枚数が同じでも、プリントした紙サイズによって実際に使用される転写ローラの時間は変わってくる。本実施例では感光ドラムの回転時間を使用しているので、どのようなサイズの紙をプリントしても、より正確に転写ローラの使用時間を見積もることが出来、より適切にプロセスカートリッジの判定方法の選択タイミングが得られる効果がある。

なお、本実施例では、耐久（劣化）判断の基礎を感光ドラムの総回転時間とした。これは、そもそも感光ドラム自体も寿命があり、回転時間で感光ドラムの寿命検知を行う場合が多いためである。なお、プロセスカートリッジを交換した場合は、通常感光ドラムの回転時間はリセットされるものである。しかし、本実施例では転写ローラはプロセスカートリッジではなく、プリンタ側にあるため、カートリッジ交換後であっても、回転時間はリセットされず、累積加算されていくものとする。

本実施例では感光ドラムの回転時間を用いた。しかしながら、感光ドラムに限定されるものではない。転写ローラの回転時間でも、帯電ローラの回転時間でも適用可能であることは言うまでもない。

本発明の第一の実施例を説明するカラーレーザプリンタの断面図である。 本発明の第一の実施例を説明するタイミングチャートである。 本発明の第一の実施例を説明するフローチャートである。 本発明の第二の実施例を説明するタイミングチャートである。 本発明の第二の実施例を説明するフローチャートである。 本発明の第三の実施例を説明するフローチャートである。 従来例を説明するフローチャートである。 従来例を説明するタイミングチャートである。 従来例を説明するタイミングチャートである。 従来例を説明するタイミングチャートである。 従来例を説明するプロセスカートリッジの断面図である。

符号の説明

１０１ 感光ドラム（ブラック）（像担持体である感光体に対応）
１０２ 感光ドラム（シアン）
１０３ 感光ドラム（マゼンタ）
１０４ 感光ドラム（イエロー）
１０５ 帯電ローラ（ブラック）（帯電手段に対応）
１０６ 帯電ローラ（シアン）
１０７ 帯電ローラ（マゼンタ）
１０８ 帯電ローラ（イエロー）
１０９ レーザスキャナ（シアン、ブラック）（露光手段に対応）
１１０ レーザスキャナ（イエロー、マゼンタ）
１１１ 現像ローラ（ブラック）（現像手段に対応）
１１２ 現像ローラ（シアン）
１１３ 現像ローラ（マゼンタ）
１１４ 現像ローラ（イエロー）
１１５ プロセスカートリッジ（ブラック）
１１６ プロセスカートリッジ（シアン）
１１７ プロセスカートリッジ（マゼンタ）
１１８ プロセスカートリッジ（イエロー）
１１９ 一次転写ローラ（ブラック）（転写手段に対応）
１２０ 一次転写ローラ（シアン）
１２１ 一次転写ローラ（マゼンタ）
１２２ 一次転写ローラ（イエロー）
１２３ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）
１２４ カセット
１２５ ピックアップローラ
１２６ 二次転写ローラ
１２７ 定着器
１２９ 排紙トレイ
１３６ カラーレーザプリンタ
２０１ プロセスカートリッジ装着時の転写電流
２０２ プロセスカートリッジ未装着時の転写電流
４０１ 帯電バイアス
４０２ 露光信号
４０３ 耐久（使用）初期におけるプロセスカートリッジ装着時の転写電流
４０４ 耐久（使用）末期におけるプロセスカートリッジ装着時の転写電流
８０１ 露光信号
８０２ 耐久（使用）初期におけるプロセスカートリッジ装着時の転写電流
８０３ 耐久（使用）末期におけるプロセスカートリッジ装着時の転写電流
９０１ 露光信号
９０２ 耐久（使用）初期におけるプロセスカートリッジ装着不良時の転写電流
９０３ 耐久（使用）末期におけるプロセスカートリッジ装着不良時の転写電流
１００１ 露光信号
１００２ プロセスカートリッジ未装着時の転写電流
１１０１ プロセスカートリッジ
１１０２ 感光ドラム
１１０３ 帯電ローラ
１１０４ 現像ローラ
１１０７ 転写ローラ
１１０８ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）
１１０９ レーザスキャナ
１１１０ 転写電源
１１１２ 電流検知回路
１１１３ Ａ／Ｄ コンバータ
１１１４ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 像担持体と、該像担持体を一様な電位に帯電させる帯電手段と、該帯電された該像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、少なくとも前記像担持体を含んで構成された着脱可能なカートリッジとを有する画像形成装置において、
   前記転写手段の劣化度を検知する劣化度検知手段と、
   前記劣化度検知手段によって検知された劣化度に基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する判断手段と、を有し、
   前記判断手段は、検知された前記劣化度が所定値未満である場合に、第一の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断し、検知された前記劣化度が所定値以上である場合に第二の検知手段によって前記カートリッジの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一の検知手段は、転写手段に一定の転写電圧を印加した場合に、該転写手段に流れる転写電流に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う手段であり、
   前記第二の検知手段は、像担持体を回転駆動し、露光手段によって像担持体上に露光部と未露光部を形成し、該像担持体の露光部における転写電流と未露光部における転写電流の差に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第一の検知手段は、転写手段に一定の転写電圧を印加した場合に、該転写手段に流れる転写電流に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う手段であり、
   第二の検知手段は、像担持体を回転駆動し、帯電手段によって像担持体上に一定電圧よりも小さな帯電電圧を印加した弱帯電部と該一定電圧よりも大きな帯電電圧を印加した強帯電部を形成し、該像担持体の弱帯電部における転写電流と強帯電部における転写電流の差に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記劣化度検知手段は、印字枚数をカウントすることによって前記転写手段の劣化度を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の画像形成装置。
5. 前記劣化度検知手段は、像担持体の回転時間をカウントすることによって前記転写手段の劣化度を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、該像担持体を一様な電位に帯電させる帯電手段と、該帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、少なくとも像担持体を含んで構成された着脱可能なカートリッジとを有する、
   画像形成装置の該カートリッジの装着状態検知方法であって、
   前記転写手段の劣化度を検知する劣化度検知工程と、
   検知された前記劣化度が所定値未満である場合に第１の検知工程を実行して前記カートリッジの装着状態を判断し、検知された前記劣化度が前記所定値以上である場合に第２の検知工程を実行して前記カートリッジの装着状態を判断する判断工程と、を有することを特徴とするカートリッジの装着状態検知方法。
7. 前記第一の検知工程は、転写手段に一定の転写電圧を印加した場合に、該転写手段に流れる転写電流に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う工程であり、
   前記第二の検知工程は、像担持体を回転駆動し、露光手段によって像担持体上に露光部と未露光部を形成し、該像担持体の露光部における転写電流と未露光部における転写電流の差に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う工程であることを特徴とする請求項６記載のカートリッジの装着状態検知方法。
8. 前記第一の検知工程は、転写手段に一定の転写電圧を印加した場合に、該転写手段に流れる転写電流に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う工程であり、
   前記第二の検知工程は、像担持体を回転駆動し、帯電手段によって像担持体上に一定電圧よりも小さな帯電電圧を印加した弱帯電部と該一定電圧よりも大きな帯電電圧を印加した強帯電部を形成し、前記像担持体の弱帯電部における転写電流と強帯電部における転写電流の差に基づいてカートリッジの未装着もしくは装着不良の検知を行う工程であることを特徴とする請求項６記載のカートリッジの装着状態検知方法。
9. 前記劣化度検知工程とは、印字枚数をカウントすることによって、前記転写手段の劣化度を検知する工程であることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか記載のカートリッジの装着状態検知方法。
10. 前記劣化度検知工程とは、像担持体の回転時間をカウントすることによって前記転写手段の劣化度を検知する工程であることを特徴とする請求項６乃至請求項８いずれか記載のカートリッジの装着状態検知方法。

Images