JP2015152621A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、環境の変動に関わらず、可能な限り短時間で正確なプロセスカートリッジの状態検知を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】 帯電ローラ700に電圧を印加する帯電バイアス電源回路500と、該帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700に電圧を印加した際に感光ドラム100に流れる電流を検知する帰還電流検知回路２と、該帰還電流検知回路２により検知した検知情報に基づいてプロセスカートリッジ200の状態を判断するコントローラ600と、を有し、該コントローラ600は、帰還電流検知回路２が検知する電流値に基づいてプロセスカートリッジ200装着の有無を判断する検知電流の閾値を変更することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

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に関する。

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、現像装置等がプロセスカートリッジ容器内に一体的に収容される。

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なうことにより、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。

プロセスカートリッジの有無を検知する場合、例えば、特許文献１のように、プロセスカートリッジ内の負荷である帯電ローラやプロセスカートリッジ外の負荷である転写ローラに高電圧を印加する電源ユニットの出力電流や出力電圧を検知する。その検知結果の大小を判定して、画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの有無を判定する技術が開示されている。

特開平４−１８１２６６号公報

しかしながら、帯電ローラや転写ローラ等のインピーダンス成分はその設置環境により大きく変動する。特に低温環境下では帯電ローラの電気抵抗が高くなる。これによりプロセスカートリッジの有無を判断するための検知電流が低下する。低温環境下で低下した検知電流を基準としてプロセスカートリッジの有無を判断するための閾値を低く設定した場合、検知電流とノイズ成分とのＳ／Ｎ比（信号量（signal）と雑音量（noise）との比）が大きくとれない。

このためプロセスカートリッジが無いにも拘わらずノイズ成分を誤検知することでプロセスカートリッジが有ると誤検知する可能性が高まる。逆にノイズ成分による誤検知を回避するためにプロセスカートリッジの有無を判断するための閾値を高めに設定する。すると、低温環境への変動が更に進んだ場合、プロセスカートリッジが有るにも拘わらず無いと誤検知する可能性が高まる。

また、画像形成装置の電源投入後等に本体内の熱源等の影響により内部雰囲気温度の上昇と共に帯電ローラや転写ローラの温度も上昇する。その場合、帯電ローラや転写ローラの電気抵抗が低下する。プロセスカートリッジの有無を判断できるまで検知電流を増加させることが可能であるが、温度上昇の程度は電源投入前の画像形成装置の設置環境により大きく異なる。低温環境下での画像形成装置本体内の温度上昇を考慮して電流検知が可能となるタイミングを一律に遅く設定すると、低温環境よりも高い温度環境下での立上げ時間が遅くなるという問題がある。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、環境の変動に関わらず、可能な限り短時間で正確なプロセスカートリッジの状態検知を行うことができる画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体を有するプロセスカートリッジを着脱自在に装着する画像形成装置であって、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記帯電手段または前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により前記帯電手段または前記転写手段に電圧を印加した際に前記像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知情報に基づいて前記プロセスカートリッジの状態を判断する判断手段と、を有し、前記判断手段は、前記電流検知手段が検知する電流値に基づいて、前記プロセスカートリッジ装着の有無を判断する検知電流の閾値を変更することを特徴とする。

上記構成によれば、低温環境下で帯電手段や転写手段の電気抵抗が上昇したとしても誤検知を防止しながらプロセスカートリッジの状態検知時間を必要最小限にすることが出来る。

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断面説明図である。 第１実施形態における電流検知手段の回路構成を示す図である。 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断する様子を示すフローチャートである。 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断する様子を示すフローチャートである。 第１実施形態において温度環境に応じて複数のタイミングでプロセスカートリッジの状態を検知する様子を示すタイミングチャートである。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示す模式断面説明図である。 第２実施形態における電流検知手段の回路構成を示す図である。 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断する様子を示すフローチャートである。 第２実施形態において温度環境に応じて複数のタイミングでプロセスカートリッジの状態を検知する様子を示すタイミングチャートである。

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、同一の構成また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。

＜画像形成装置＞
先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。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像担持体としての感光ドラム100を有する。感光ドラム100の周囲には、該感光ドラム100の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。

図２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電圧印加手段とな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、感光ドラム100が画像形成前の非画像形成時の回転駆動直前に、帯電ローラ700に対して帯電バイアス電圧Ｖｔを印加する。帯電バイアス電圧Ｖｔは、直流電圧または交流電圧の何れか一方の帯電バイアス電圧Ｖｔ、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Ｖｔを印加する。

本実施形態では、感光ドラム100の表面上に電子写真プロセスに必要な均一な電荷を載せるために、帯電バイアス電源回路500は通常の正弦波からなる交流電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧Ｖｔを発生する。

帯電ローラ700を感光ドラム100の表面に当接した状態で、図２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Ｖｔを該帯電ローラ700に印加する。これにより感光ドラム100の表面に均一な電荷を形成することが出来る。

帯電ローラ700により均一の電位に帯電された感光ドラム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、感光ドラム100の表面上に静電潜像を形成する。感光ドラム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が感光ドラム100に対向して配置されている。

更に、感光ドラム100の表面上に形成されたトナー像を転写材としての記録材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に転写した後に感光ドラム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等が設けられている。

本実施形態では、感光ドラム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本体に対して着脱自在に装着される。

帯電ローラ700により均一の電位に帯電された感光ドラム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。感光ドラム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。

一方、シート搬送手段により搬送された記録材Ｐが感光ドラム100と、転写ローラ800とのニップ部に搬送される。そして、該転写ローラ800に電圧印加手段となる図示しない転写バイアス電源回路から印加される転写バイアス電圧により感光ドラム100の表面上のトナー像が記録材Ｐに転写される。

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に永久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。

図２は帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加した際に感光ドラム100を経由して帰還する帰還電流（感光ドラム100との間に流れる電流）を検知する電流検知手段となる帰還電流検知回路２の構成を示す。

図２に示すように、帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加する帯電バイアス電源回路500と、該帯電バイアス電源回路500を制御する制御手段となるコントローラ600が設けられている。コントローラ600は、帰還電流検知回路２により検知した検知情報（検知する電流値）に基づいてプロセスカートリッジ200が未使用（新品）か使用開始後（旧品）かの新旧状態の判断や、或いは、装着、未装着であるかの状態を判断する判断手段を兼ねる。

コントローラ600は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）600ｃと、記憶手段となる記憶部620が設けられている。記憶部620にはＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）600ｄと、ＲＡＭ（Randam AccessMemory；ランダムアクセスメモリ）600ｅとが設けられる。更に、コントローラ600は、カウンタ600ｆ、タイマ600ｇ等を備えている。

ＲＯＭ600ｄには、画像形成装置１を制御するための各種制御プログラムや各種設定、初期値等が記憶されている。ＲＡＭ600ｅは、各種制御プログラムが読み出される作業領域として、或いは、画像データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。ＣＰＵ600ｃはＲＯＭ600ｄから読み出した制御プログラムや各種センサから送られる信号に従って、その処理結果をＲＡＭ600ｅに記憶させながら、各構成要素を制御する。

図２に示すように、コントローラ600の出力ポート600ａから帯電バイアス電源回路500に出力されるサンプリング制御信号Ｇｏは、図５に示すように構成される。即ち、図５に示すように、サンプリング制御信号Ｇｏは、周波数が２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度のパルス信号に所定の直流電圧が重畳されたものである。サンプリング制御信号Ｇｏに対応して実際に帯電バイアス電源回路500から帯電ローラ700に印加される帯電バイアス電圧の波形が図５のＶｔで示される。コントローラ600から帯電バイアス電源回路500に出力されるサンプリング制御信号Ｇｏは画像形成装置１のプロセススピード（画像形成速度）等により決定される。

本実施形態では、コントローラ600から帯電バイアス電源回路500に出力されるサンプリング制御信号Ｇｏは、周波数が４７０Ｈｚ、デューティ（Ｄｕｔｙ）が５０％、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが５Ｖの方形波で構成される。コントローラ600の出力ポート600ａから帯電バイアス電源回路500に出力されたサンプリング制御信号Ｇｏは、以下の通りレベル変換される。即ち、帯電バイアス電源回路500に設けられたトランジスタ502と、抵抗503とによりピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが２４Ｖにレベル変換される。

図２の帯電バイアス電源回路500に設けられるオペアンプ501は、コントローラ600から入力された図５に示す方形波からなるサンプリング制御信号Ｇｏをピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが２０Ｖの正弦波電圧に変換する。オペアンプ501からトランス511の一次側巻線に入力された正弦波電圧は、該トランス511の一次側巻線と二次側巻線との巻線比に応じた正弦波電圧に変換される。該トランス511の二次側巻線にはピークトゥピーク電圧Ｖｐｐが約２ｋＶの正弦波電圧が出力される。

図２の帯電バイアス電源回路500のトランス511の二次側に設けられるダイオード509とコンデンサ508とは、該トランス511の二次側巻線に出力される正弦波電圧を整流する整流回路である。直流電源510は、帯電ローラ700に印加される帯電バイアス電圧Ｖｔの交流成分である交流電圧の中心値をずらすための該帯電バイアス電圧Ｖｔの直流成分である直流電圧を出力する。

図２の帯電バイアス電源回路500のトランス511の二次側に接続されたコンデンサ519は感光ドラム100へ電力を伝えるためのコンデンサであり、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520により電流／電圧変換される。その後、帰還電流検知回路２に設けられたダイオード521により正電圧のみを取り出す。そして、オペアンプ522と、コンデンサ524と、抵抗523とによってピークチャージされた検知情報となる検知信号Ｇｉがコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される。

画像形成装置１本体に対してプロセスカートリッジ200が装着されている場合、図示しない接離手段が解除されて帯電ローラ700が感光ドラム100の表面に当接する。このとき、図１に示す接離検知手段となる接離センサ４により帯電ローラ700が感光ドラム100の表面に当接したことが検知される。接離センサ４としては帯電ローラ700を感光ドラム100に対して接離する接離手段の可動部に設けられた公知の光センサ等により構成することが出来る。

感光ドラム100と帯電ローラ700との接離状態を検知する接離センサ４により検知した検知情報に基づいてコントローラ600はプロセスカートリッジ200の新旧状態を判断することが出来る。接離センサ４により検知した検知情報が帯電ローラ700が感光ドラム100の表面から離間していると検知した場合はコントローラ600はプロセスカートリッジ200が未使用の新品であると判断する。また、接離センサ４により検知した検知情報が帯電ローラ700が感光ドラム100の表面に当接していると検知した場合はコントローラ600はプロセスカートリッジ200が使用済みの旧品であると判断する。

帯電ローラ700が感光ドラム100の表面に当接することで感光ドラム100と帯電ローラ700との間で電流が流れ易くなり、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520に流れる帰還電流Ｉｃが大きくなる。このため該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｃは大きい。

画像形成装置１が寒冷地等の低温環境で使用される場合は以下の問題がある。図５において気温が０℃のときの装着時の帰還電圧Ｖｃ（0℃）に示すように、帯電バイアス電源回路500による帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加開始時には感光ドラム100に電流が流れ難い。その後、帯電バイアス電圧Ｖｔの印加開始からしばらくすると、徐々に感光ドラム100に電流が流れ易くなっていく特性があることが知られている。

一方、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着の場合は、感光ドラム100と帯電ローラ700との間で電流が流れることはなく、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520に流れる帰還電流Ｉｏは極めて小さい。従って、該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｏ（＜Ｖｃ）は小さい。

そして、帰還電流検知回路２により検知した検知情報に基づいてプロセスカートリッジ200の装着／未装着状態を判断する閾値電圧Ｖｓを以下の通り設定する。即ち、プロセスカートリッジ200が装着されている場合の帰還電圧Ｖｃと、プロセスカートリッジ200が未装着の場合の帰還電圧Ｖｏとの間に設定する。閾値電圧Ｖｓと帰還電圧Ｖｃ，Ｖｏとの関係は、以下の数１式で表わされる。

［数１］
Ｖｏ＜Ｖｓ＜Ｖｃ

尚、本実施形態では、帰還電流検知回路２により検知した検知情報として感光ドラム100と帯電ローラ700との間に流れる電流に応じて抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓ以上であるか否を検知する。これによりプロセスカートリッジ200の有無を検知している。他に、抵抗520に流れる電流値が予め設定された閾値電流以上であるか否かを検知してプロセスカートリッジ200の有無を検知することも可能である。

次に図３を用いて本実施形態のプロセスカートリッジ200の有無検知動作について説明する。ステップＳ１において、画像形成装置１に設けられた図示しないメイン電源スイッチがオンされると、ステップＳ２において、感光ドラム100の回転駆動（前多回転）が開始される。そして、ステップＳ３において、帯電バイアス電源回路500から帯電ローラ700に対して帯電バイアス電圧Ｖｔが印加される。

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電圧Ｖｔにより帯電ローラ700から感光ドラム100に電流が流れる。この電流に対応して帰還電流検知回路２の抵抗520に流れる電流により該抵抗520の両端に発生する帰還電圧Ｖが帰還電圧入力ポート600ｂに入力される。

次にステップＳ４において、コントローラ600は、帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖをサンプリングする。ステップＳ５において、サンプリングした帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖと、予め設定されたプロセスカートリッジ200の有無を検知する前記数１式で示される閾値電圧Ｖｓとを比較してプロセスカートリッジ200の有無を検知する。

コントローラ600は、帯電バイアス電源回路500による帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加開始時（電圧印加の開始時）に帰還電流検知回路２により検知した帰還電流Ｉ（電流値）に予め設定した所定の電流値を加算する。その加算した値を閾値として以下の通り設定する。帯電バイアス電圧Ｖｔの印加直後に帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した閾値電圧Ｖｓをプロセスカートリッジ200の有無検知を行う閾値電圧Ｖｓとして記憶部620に記憶する。

ステップＳ５において、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200の有無検知モード中の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖと、記憶部620に記憶された閾値電圧Ｖｓとを比較する。そして、帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓ以上である場合には、ステップＳ６に進んで画像形成装置１本体に対して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。その後、ステップＳ７に進んで画像形成装置１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実行動作が開始される。

前記ステップＳ５において、帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓよりも小さい場合には、ステップＳ８に進む。そして、コントローラ600は、画像形成装置１本体に対してプロセスカートリッジ200が装着されていないか（装着忘れ）、或いは、装着されていても、その装着状態が不完全であると判断する。

そして、ステップＳ９に進んで、感光ドラム100の回転駆動を停止する。そして、ステップＳ10において、コントローラ600は、画像形成装置１の表示手段となる図示しない操作パネルに設けられた表示画面に警告灯を点灯する。そして、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に対して正常に装着されていない旨の未装着表示を行なう。

そして、画像形成装置１の作像動作の実行が禁止された状態に保たれる。警告灯は、プロセスカートリッジ200の装着が不完全状態であること、または、プロセスカートリッジ200が装着忘れであることをユーザに認識させ、装着のやり直し、または忘れたプロセスカートリッジ200の装着を促す。

次にステップＳ11において、コントローラ600は、以下の内容を判断する。即ちユーザによるプロセスカートリッジ200の装着のやり直し、または装着忘れのプロセスカートリッジ200の装着により画像形成装置１本体に対してプロセスカートリッジ200が正しく再装着されたか否かを判断する。

このとき、前記ステップＳ５と同様に、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200の有無検知モード中の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖと、記憶部620に記憶された閾値電圧Ｖｓとを比較する。そして、帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓ以上になった場合には、コントローラ600は、画像形成装置１本体に対してプロセスカートリッジ200が正しく装着されたと判断する。そして、前記ステップＳ２に戻り、前記ステップＳ２〜Ｓ７に進んで、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実行動作が開始される。

本実施形態では、帯電バイアス電源回路500による帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加開始時刻ｔ０にコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した値を閾値電圧Ｖｓに設定する。更に、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に以下の制御を行なう。

コントローラ600の出力ポート600ａから出力される図５に示すサンプリング制御信号Ｇｏの出力タイミングからコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。即ち、コントローラ600によりサンプリングした帰還電圧Ｖと閾値電圧Ｖｓとを比較してプロセスカートリッジ200の有無状態を判断するタイミングが複数設けられる。

コントローラ600は、図５に示すサンプリング制御信号Ｇｏの出力開始時刻ｔ０から所定時間Ｔ１だけコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にプロセスカートリッジ200が有りと判定した時点で検知動作を終了する。プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にプロセスカートリッジ200が有りと判断されない場合はプロセスカートリッジ200が無しと判断する。

図４はプロセスカートリッジ200の有無検知を実行するフローチャートであり、図５はプロセスカートリッジ200の有無検知を実行するタイムチャートである。図４のステップＳ21において、コントローラ600は以下のタイミングでプロセスカートリッジ200の有無検知動作を発動する。即ち、画像形成装置１の電源立ち上げ時、或いは、プロセスカートリッジ200の交換や記録材Ｐの補充やジャム処理等を行うための図示しない外装扉がクローズされたとき等にプロセスカートリッジ200の有無検知動作を発動する。

ステップＳ22において、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200の有無検知動作用に帯電バイアス電源回路500から帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加するために出力ポート600ａからサンプリング制御信号Ｇｏを出力する。

そして、ステップＳ23において、帯電バイアス電源回路500から帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加している間、コントローラ600は、帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを行う。そして、ステップＳ24において、コントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した値を閾値電圧Ｖｓに設定する。そして、帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行なう。

尚、本実施形態において、初期の帰還電圧Ｖは、サンプリング開始時刻ｔ０で検知された帰還電圧Ｖである。また、本実施形態において、加算する所定の電圧値は、帯電ローラ700から感光ドラム100に流れる電流が５０μＡ相当分の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖである。

コントローラ600は、帰還電圧Ｖのサンプリング開始時刻ｔ０から経過する時間をタイマ600ｇによりカウントしており、ステップＳ25において、予め設定したサンプリング時間（本実施形態では４００ｍｓｅｃ）Ｔ１が経過したか否かを判断する。前記ステップＳ25において、予め設定したサンプリング時間Ｔ１が経過したらステップＳ26に進み、帰還電圧Ｖのサンプリングを行なう。前記ステップＳ25において、予め設定したサンプリング時間Ｔ１が経過するまでは、前記ステップＳ23に戻って、前記ステップＳ23〜Ｓ25を繰り返す。

帰還電圧Ｖのサンプリングは、帯電バイアス電源回路500から帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加している間、連続して行なわれている。次に、ステップＳ27において、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にサンプリングした帰還電圧Ｖと閾値電圧Ｖｓとを比較する。

前記ステップＳ27において、帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓを超えた場合、ステップＳ28に進み、その時点でプロセスカートリッジ200が有ると判断してプリント待ち状態とする。次に、ステップＳ30に進んで、帰還電圧Ｖのサンプリング終了後は、コントローラ600の出力ポート600ａから出力されるサンプリング制御信号Ｇｏを停止する。

即ち、コントローラ600は、予め設定したサンプリング時間中に帰還電流検知回路２により検知した検知情報としての帰還電圧Ｖがプロセスカートリッジ200の有無状態を判断する閾値電圧Ｖｓよりも大きい。そのときにプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されていると判断する。

逆に、前記ステップＳ27において、帰還電圧Ｖが閾値電圧Ｖｓを超えない場合は、ステップＳ29に進む。そして、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着であると判断し、図示しない表示手段によりプロセスカートリッジ200が無い旨をユーザに報知する。次に、ステップＳ30に進んで、帰還電圧Ｖのサンプリング終了後は、コントローラ600の出力ポート600ａから出力されるサンプリング制御信号Ｇｏを停止する。

本実施形態では、コントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した値を閾値電圧Ｖｓとして設定する。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に図５に示すサンプリング制御信号Ｇｏの出力開始タイミングからコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを複数回繰り返し行う。

図２に示すように、コントローラ600は、出力ポート600ａと、帰還電圧入力ポート600ｂとの２つの端子を備える。出力ポート600ａは帯電バイアス電源回路500にサンプリング制御信号Ｇｏを出力する。帰還電圧入力ポート600ｂは帰還電流検知回路２によりサンプリングした帰還電圧Ｖをコントローラ600に入力する。

図５に示すように、プロセスカートリッジ200の有無を判断する判断手段となるコントローラ600は、以下の通り閾値電圧Ｖｓを変更する。電流検知手段となる帰還電流検知回路２により検知した検知電流に対応する帰還電圧Ｖに基づいてプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体（画像形成装置本体）に装着されたと判断する閾値電流に対応する閾値電圧Ｖｓを変更する。

具体的には、電圧印加手段となる帯電バイアス電源回路500による帯電手段となる帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加（電圧印加）の開始時に帰還電流検知回路２により電流値を検知する。その電流値に所定の電流値を加算した閾値電流に対応する閾値電圧Ｖｓに変更する。

即ち、コントローラ600は、最初に帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700へ帯電バイアス電圧Ｖｔを印加した直後、帰還電流検知回路２により検知電流を検知する。その検知電流に対応する帰還電圧Ｖの電圧値に所定の電圧値を加算したものをプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓとして変更した後、記憶手段となる記憶部620に記憶する。

コントローラ600は、電流検知手段となる帰還電流検知回路２が検知する電流値に基づいてプロセスカートリッジ200の装着（プロセスカートリッジ装着）の有無を判断する検知電流の閾値を変更する。

本実施形態では、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に出力ポート600ａからのサンプリング制御信号Ｇｏの出力タイミング（図５の時刻ｔ０）から帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。そして、図５の時刻ｔ１，ｔ２に示すように、そのサンプリングした帰還電圧Ｖとプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓとを比較してプロセスカートリッジ200の有無を判断するタイミングを複数有する特徴をもつ。

ここでは、出力ポート600ａからのサンプリング制御信号Ｇｏの出力開始（図５の時刻ｔ０）から所定時間だけ帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にプロセスカートリッジ200が有ると判定する。その時点でプロセスカートリッジ200の有無検知動作を終了する。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にプロセスカートリッジ200が有ると判定されないときにプロセスカートリッジ200が無いと判定する。

ここで、プロセスカートリッジ200の有無を判断するタイミングを複数有するというのは以下の通りである。プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内で行われた帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリング回数を複数回行なう。そのサンプリングした帰還電圧Ｖがプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓを超えた時点でプロセスカートリッジ200が有ると判断する。

図５に示すように、画像形成装置１が使用される環境温度が１５℃、３０℃のときは、閾値電圧Ｖｓ２を用いて図５に示す時刻ｔ１でプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。また、画像形成装置１が使用される環境温度が０℃のときは変更後の閾値電圧Ｖｓ３を用いて図５に示す時刻ｔ２（＞ｔ１）でプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。

図５に示す帰還電圧Ｖｃ（30℃）、Ｖｃ（15℃）、Ｖｃ（0℃）は以下の通りである。プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている際に画像形成装置１が使用される環境温度が３０℃、１５℃、０℃のときにそれぞれ帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖｃである。また、図５に示す帰還電圧Ｖｏは、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である場合に帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖｏである。

図５に示す閾値電圧Ｖｓ１は、帰還電圧Ｖｃ（30℃）と帰還電圧Ｖｃ（15℃）との間に設定された閾値電圧Ｖｓである。閾値電圧Ｖｓ２は、帰還電圧Ｖｃ（15℃）と帰還電圧Ｖｃ（0℃）との間に設定された閾値電圧Ｖｓである。閾値電圧Ｖｓ３は、帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの間に設定された閾値電圧Ｖｓである。

そして、画像形成装置１が使用される環境温度が１５℃、３０℃のときに時刻ｔ１においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。その場合には、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３とを適宜比較して温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。

また、画像形成装置１が使用される環境温度が０℃のときに時刻ｔ２においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。その場合には、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３とを適宜比較して温度が０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。

図５に示すように、画像形成装置１が使用される環境温度が０℃のときに時刻ｔ１においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する場合を考える。その場合、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている帰還電圧Ｖｃ（0℃）と、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である帰還電圧Ｖｏとの差電圧が小さい。このため閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが困難である。

そこで、画像形成装置１が使用される環境温度が０℃のときに時刻ｔ２（＞ｔ１）においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。これによりプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている帰還電圧Ｖｃ（0℃）と、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である帰還電圧Ｖｏとの差電圧が大きくなる。このため閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが容易にできる。

本実施形態では、コントローラ600が以下の変更手段を兼ねる。コントローラ600は温度検知回路３により検知した検知情報となる帰還電圧Ｖに基づいてプロセスカートリッジ200の有無状態を判断する閾値電圧Ｖｓを以下の通り変更する。最初に帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700へ帯電バイアス電圧Ｖｔを印加した直後、帰還電流検知回路２により検知電流を検知する。その検知電流に対応する帰還電圧Ｖの電圧値に所定の電圧値を加算したものをプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓとして変更する。

即ち、図５に示す時刻ｔ１では、閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが困難である。従って、閾値電圧Ｖｓ３を使用せず、閾値電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のみを使用する。そして、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２とを適宜比較して温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。

また、図５に示す時刻ｔ２（＞ｔ１）では、閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが容易である。従って、閾値電圧Ｖｓ３を使用して帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ３とを比較して温度が０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。

これによりコントローラ600は、より早い時刻ｔ１において、温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。これによりプロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作をより早く終了させることが出来る。そして、プロセスカートリッジ200の有無状態を精度良く検知出来、検知時間を最小限に抑制することが可能となる。

本発明者らはキヤノン株式会社製のＩＲ３０４５（商品名）に本実施形態を適用して低温環境下（温度が０℃／湿度が３０％）でプロセスカートリッジ200の有無検知動作を行った。

画像形成装置１本体からプロセスカートリッジ200を脱離した状態で、画像形成装置１の電源を立ち上げる。或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時刻から４００ｍｓｅｃ後にプロセスカートリッジ200が無い旨が操作パネル上に報知される。そして、画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200を装着した状態で画像形成装置１の電源を立ち上げるか、或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時刻から４０ｍｓｅｃ後にプロセスカートリッジ200が有ることが検知され、通常のイニシャル動作に移行することが確認できた。

また複数回、同様の確認試験を行ったが、低温環境下（温度が０℃／湿度が３０％）で使用される画像形成装置１でプロセスカートリッジ200の有無状態の誤検知は発生しなかった。温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作については従来よりも早く検知することが確認できた。

図５に示すように、低温環境下（温度が０℃／湿度が３０％）で使用される画像形成装置１のプロセスカートリッジ200の有無状態を判断するための帰還電流Ｉが顕著に低下する。

この現象に対して、プロセスカートリッジ200の有無検知動作中に帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔの印加を開始する。その直後から帰還電流検知回路２により検知した帰還電圧Ｖによりプロセスカートリッジ200の有無状態を判断するタイミングを変更する。

そして、帰還電圧Ｖと比較してプロセスカートリッジ200の有無状態を判断するための閾値電圧Ｖｓを異なるタイミング毎に異なる閾値電圧Ｖｓに変更する。これによりプロセスカートリッジ200の有無状態の誤検知を防止しながら検知時間を必要最小限にすることが可能となる。

また、本発明者らはキヤノン株式会社製のＩＲ３０４５（商品名）に本実施形態を適用して高温高湿環境下（温度が３０℃／湿度が８０％）でプロセスカートリッジ200の有無検知動作を行った。

画像形成装置１本体からプロセスカートリッジ200を脱離した状態で、画像形成装置１の電源を立ち上げる。或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時刻から４００ｍｓｅｃ後にプロセスカートリッジ200が無い旨が操作パネル上に報知された。

画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200を装着した状態で、画像形成装置１の電源を立ち上げるか、或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時刻から８ｍｓｅｃ後にプロセスカートリッジ200が有ることが検知され、通常のイニシャル動作に移行することが確認できた。

また複数回、同様の確認試験を行ったが、高温高湿環境下（温度が３０℃／湿度が８０％）で使用される画像形成装置１でプロセスカートリッジ200の有無状態の誤検知は発生しなかった。温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作については従来よりも早く検知することが確認できた。

＜プロセスカートリッジの使用状態の検知＞
尚、前記実施形態では、プロセスカートリッジ200の状態として、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されているか否かについての判断を行った一例である。他に、画像形成装置１本体に装着されたプロセスカートリッジ200が未使用（新品）であるか使用開始後（旧品）であるかの判断も可能である。

即ち、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着される。その際に該プロセスカートリッジ200が未使用（新品）ではなく使用開始後（旧品）の場合は、感光ドラム100と帯電ローラ700とが当接している。このため感光ドラム100と帯電ローラ700との間で電流が流れ易くなり、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520に流れる帰還電流Ｉｕが最も大きくなる。このため、使用開始後（旧品）のプロセスカートリッジ200が装着された場合に該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｕは最も大きい。

一方、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着され、その際に該プロセスカートリッジ200が未使用（新品）の場合は、図示しない接離手段により感光ドラム100と帯電ローラ700とが離間されている。このため感光ドラム100と帯電ローラ700との間で電流が流れ難くなり、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520に流れる帰還電流Ｉｎは使用開始後（旧品）のプロセスカートリッジ200が装着された場合の帰還電流Ｉｕよりも小さくなる。

従って、未使用（新品）のプロセスカートリッジ200が装着された場合に該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｎは、以下の通りである。即ち、使用開始後（旧品）のプロセスカートリッジ200が装着された場合に該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｕよりも小さい。

また、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着の場合は、感光ドラム100と帯電ローラ700との間で電流が流れることはなく、帰還電流検知回路２に設けられた抵抗520に流れる帰還電流Ｉｏは極めて小さい。従って、該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｏは、未使用（新品）のプロセスカートリッジ200が装着された場合に該抵抗520の両端部に発生する帰還電圧Ｖｎよりも更に小さい。

上記の理由から帰還電圧Ｖｕ，Ｖｎ，Ｖｏの関係は以下の数２式に示す通りである。

［数２］
Ｖｕ＞Ｖｎ＞Ｖｏ

そして、帰還電流検知回路２により検知した検知情報に基づいてプロセスカートリッジ200の新／旧状態と、装着／未装着状態とを判断する閾値電圧Ｖｓ４，Ｖｓ５を以下の通り設定する。

即ち、帰還電圧Ｖｕと、帰還電圧Ｖｎと、帰還電圧Ｖｏとのそれぞれの間に設定する。帰還電圧Ｖｕは使用開始後（旧品）のプロセスカートリッジ200が装着されている場合の帰還電圧Ｖである。帰還電圧Ｖｎは未使用（新品）のプロセスカートリッジ200が装着されている場合の帰還電圧Ｖである。帰還電圧Ｖｏはプロセスカートリッジ200が未装着の場合の帰還電圧Ｖである。

閾値電圧Ｖｓ４，Ｖｓ５と帰還電圧Ｖｕ，Ｖｎ，Ｖｏとの関係は、以下の数３式で表わされる。

［数３］
Ｖｏ＜Ｖｓ４＜Ｖｎ＜Ｖｓ５＜Ｖｕ

＜転写手段と像担持体との間に流れる帰還電流検知＞
尚、前記実施形態では、帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加する。その際に感光ドラム100との間に流れる電流に対応する帰還電流Ｉが抵抗520に流れた際に該抵抗520の両端に発生する帰還電圧Ｖを帰還電流検知回路２により検知した。

他に、電圧印加手段となる転写バイアス電源回路により転写手段となる転写ローラ800に転写バイアス電圧を印加する。その際に感光ドラム100との間に流れる電流に対応する帰還電流Ｉが帰還電流検知回路２と同様に構成される電流検知手段の抵抗520に流れる。その際に該抵抗520の両端に発生する帰還電圧Ｖを検知することも出来る。そして、その帰還電圧Ｖと、予め設定された閾値電圧Ｖｓとを同様に比較してプロセスカートリッジ200の新／旧状態と、装着／未装着状態とを判断することが出来る。

次に、図６〜図９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、前記第１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。

前記第１実施形態では、画像形成装置１が設置される環境温度に関係なく、プロセスカートリッジ200の有無状態を判断する閾値電圧Ｖｓを以下の通り変更した。最初に帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700へ帯電バイアス電圧Ｖｔを印加した直後、帰還電流検知回路２により検知電流を検知する。その検知電流に対応する帰還電圧Ｖの電圧値に所定の電圧値を加算したものをプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓとして変更する一例について説明した。

本実施形態では、温度検知手段となる温度検知回路３により検知した画像形成装置１が設置される環境温度が所定温度よりも高い場合は閾値電圧Ｖｓを以下の通り変更する。電流検知手段となる帰還電流検知回路２により検知した検知電流に対応する帰還電圧Ｖに基づいてプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されたと判断する閾値電流に対応する閾値電圧Ｖｓを以下の通り変更する。予め設定された固定の閾値電流に対応する閾値電圧Ｖｓに変更する一例について説明する。

本実施形態では、図６及び図７に示すように、画像形成装置１本体内（画像形成装置の本体内）または画像形成装置１本体外（画像形成装置の本体外）のうちの少なくとも何れか一方の温度を検知する温度検知手段となる温度検知回路３を有する。本実施形態の温度検知回路３は画像形成装置１本体内の温度を検知する一例を示す。

図７に示すように、コントローラ600は、出力ポート600ａと、帰還電圧入力ポート600ｂと、温度入力ポート600ｈとの３つの端子を備える。出力ポート600ａは帯電バイアス電源回路500にサンプリング制御信号Ｇｏを出力する。帰還電圧入力ポート600ｂは帰還電流検知回路２によりサンプリングした帰還電圧Ｖをコントローラ600に入力する。温度入力ポート600ｈは温度検知回路３により検知した温度情報をコントローラ600に入力する。

温度検知回路３内には、画像形成装置１本体内の温度を検知する温度検知部1101が設けられている。温度検知部1101は、サーミスタ1102と抵抗1103とが直列に接続される。抵抗1103のサーミスタ1102に接続されない側の端子は、電源ラインＶｃｃに接続される。サーミスタ1102の抵抗1103に接続されない側の端子はアース（ＧＮＤ）に接続されている。電源ラインＶｃｃが抵抗1103とサーミスタ1102とにより分圧され、その分圧端子1104がコントローラ600の温度入力ポート600ｈに接続される。

サーミスタ1102は温度に対応して抵抗値が変化する。これにより、コントローラ600は温度入力ポート600ｈに入力される分圧端子1104の電圧を参照することによって画像形成装置１本体内の温度を検知することができる。尚、分圧端子1104の電圧と、温度との変換テーブルは予めコントローラ600の記憶部620に記憶されている。

本実施形態では、温度検知手段となる温度検知回路３により検知した温度が所定温度（０℃）よりも高い場合がある。その場合は、帰還電流検知回路２により検知した検知情報に基づいてプロセスカートリッジ200の装着／未装着状態を判断する閾値電圧Ｖｓを所定の共通の固定値からなる閾値電圧Ｖｓとする。

そして、温度検知回路３により検知した温度が所定温度（０℃）以下（所定温度以下）の場合がある。その場合は、変更手段となるコントローラ600は、帰還電流検知回路２により検知した検知情報に基づいてプロセスカートリッジ200の装着／未装着状態を判断する閾値電圧Ｖｓを異なるタイミング毎に異なる閾値電圧Ｖｓに変更する。

温度検知回路３により０℃以下（低温）を検知した際は、コントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した値を閾値電圧Ｖｓに設定する。

即ち、温度検知回路３により検知した温度が所定温度（０℃）以下の場合は、閾値電圧Ｖｓは以下の通り設定する。即ち、帯電バイアス電源回路500による帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加開始時（電圧印加の開始時）に帰還電流検知回路２により検知した検知情報となる帰還電流Ｉ（電流値）が流れる。その帰還電流Ｉに、所定の電流値を加算した値の電流が抵抗520に流れた際に該抵抗520の両端に発生する帰還電圧Ｖｎに対応する閾値電圧Ｖｓに設定される。

温度検知回路３により０℃よりも高い温度を検知した際は、０℃よりも高い温度で共通の固定値を閾値電圧Ｖｓとして設定する。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に図９に示すサンプリング制御信号Ｇｏの出力タイミングからコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。

コントローラ600は、帰還電流検知回路２によりサンプリングした帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓとを比較してプロセスカートリッジ200の有無状態を判断するタイミングを複数有する。本実施形態では、図９に示すサンプリング制御信号Ｇｏの出力開始時刻ｔ０から所定のサンプリング時間Ｔ１だけコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを繰り返し行う。

そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200が装着されていると判断した時点で検知動作を終了する。そして、プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内に画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200が装着されていると判断されない場合はプロセスカートリッジ200が未装着であると判断する。

本実施形態では、コントローラ600は、帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700への帯電バイアス電圧Ｖｔの印加（電圧印加）を開始してから一定間隔毎にプロセスカートリッジ200の有無状態を判断する。そして、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されていると判断した時点でプロセスカートリッジ200の有無状態を判断する動作を終了する。

そして、コントローラ600は、帰還電流検知回路２により帰還電圧Ｖをサンプリングする複数のタイミングのうち、少なくとも２回以上で且つ所定の回数以内にプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されていないことを検知する。そのとき、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されていないと判断する。

次に、図８及び図９を用いて本実施形態におけるコントローラ600がプロセスカートリッジ200の有無を検知するときの制御について説明する。図８は本実施形態においてプロセスカートリッジ200の有無検知を行う様子を示すフローチャートであり、図９は本実施形態においてプロセスカートリッジ200の有無検知を行う様子を示すタイムチャートである。

図８のステップＳ41において、画像形成装置１の電源立ち上げ時、或いは、プロセスカートリッジ200の交換や記録材Ｐの補充やジャム処理等を行うための図示しない外装扉がクローズされる。そのときにコントローラ600はプロセスカートリッジ200の有無検知動作を発動する。

ステップＳ42において、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200の有無動作用のサンプリング制御信号Ｇｏを出力して帯電バイアス電源回路500を駆動し、帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔを印加する。これと同時にステップＳ43において、温度検知部1101により測定され、温度入力ポート600ｈに入力される画像形成装置１本体内部の温度情報を読み取る。

次に、ステップＳ44において、温度入力ポート600ｈに入力される検知温度が予め設定された温度範囲（本実施形態では、検知温度≦０℃の温度範囲であるか、或いは、０℃＜検知温度の温度範囲であるか）のどの範囲に含まれるかを判断する。

これと同時に、ステップＳ45，Ｓ53において、帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔが印加される。その間、コントローラ600の帰還電圧入力ポート600bに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを行う。そして、ステップＳ46，Ｓ54において、それぞれプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓの設定を適宜行う。

前記ステップＳ44において、検知温度≦０℃の場合は、ステップＳ45，Ｓ46に進む。そして、閾値電圧Ｖｓは、コントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した値を閾値電圧Ｖｓに設定する。

尚、本実施形態では、初期の帰還電圧Ｖはサンプリング開始時刻ｔ０の帰還電圧Ｖである。また、加算する所定の電圧値は帯電ローラ700から感光ドラム100に５０μＡの電流が流れた場合に相当する帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖである。

また、前記ステップＳ44において、０℃＜検知温度の場合は、ステップＳ53，Ｓ54に進む。閾値電圧Ｖｓは、０℃＜検知温度の範囲で共通の固定値（本実施形態では１．６Ｖ）をプロセスカートリッジ200の有無検知を行うための閾値電圧Ｖｓに設定する。

コントローラ600は、温度検知手段となる温度検知回路３により検知した温度が所定温度（０℃）よりも高い場合は、検知電流の閾値を、予め設定されている閾値にする。

そして、ステップＳ47，Ｓ55において、それぞれコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖのサンプリングを所定のサンプリング時間Ｔ１（本実施形態では４００ｍｓｅｃ）だけ繰り返し行う。そして、所定のサンプリング時間Ｔ１が経過したらステップＳ48，Ｓ56に進んで、帰還電圧Ｖのサンプリングを行なう。

帰還電圧Ｖのサンプリングは、帯電ローラ700に帯電バイアス電圧Ｖｔが印加されている間は連続して行なわれている。プロセスカートリッジ200の有無検知動作の発動時間内にステップＳ49では、帰還電圧Ｖと、前記ステップＳ46で設定した閾値電圧Ｖｓとを比較する。また、ステップＳ57では、帰還電圧Ｖと、前記ステップＳ54で設定した閾値電圧Ｖｓとを比較する。

そして、前記ステップＳ49，Ｓ57において、それぞれ、帰還電圧Ｖがそれぞれの閾値電圧Ｖｓを超えた場合、ステップＳ50，Ｓ58にそれぞれ進む。その時点でコントローラ600は、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されていると判断する。そして、ステップＳ51，Ｓ59に進んで、コントローラ600の出力ポート600ａからサンプリング制御信号Ｇｏの出力を停止し、プリント待ち状態とする。

前記ステップＳ49，Ｓ57において、帰還電圧Ｖがそれぞれの閾値電圧Ｖｓ以下の場合には、ステップＳ52，Ｓ60に進み、コントローラ600は、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着であると判断する。そして、図示しない操作パネル等の表示手段を用いてユーザにプロセスカートリッジ200が無い旨を報知する。その後、前記ステップＳ51，Ｓ59に進んで、帰還電圧Ｖのサンプリング終了後はサンプリング制御信号Ｇｏを停止する。

本実施形態においても図９に示すように、プロセスカートリッジ200の有無を判断するタイミングを温度検知回路３により検知した温度によって異なるタイミングとする。即ち、コントローラ600は、温度検知回路３により検知した温度が１５℃、３０℃のときは図９に示す時刻ｔ１でプロセスカートリッジ200の有無を判断する。また、温度検知回路３により検知した温度が０℃のときは図９に示す時刻ｔ２（＞ｔ１）でプロセスカートリッジ200の有無を判断する。

図９に示す帰還電圧Ｖｃ（30℃）、Ｖｃ（15℃）、Ｖｃ（0℃）は以下の通りである。即ち、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている際に温度検知回路３により検知した温度が３０℃、１５℃、０℃のときにそれぞれ帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖｃである。また、図９に示す帰還電圧Ｖｏは、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である場合に帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖｏである。

図９に示す閾値電圧Ｖｓ６は、前記ステップＳ54において、０℃＜検知温度の範囲で共通の固定値（本実施形態では１．６Ｖ）に設定された閾値電圧Ｖｓであり、帰還電圧Ｖｃ（15℃）と帰還電圧Ｖｃ（0℃）との間に設定される。

図９に示す閾値電圧Ｖｓ３は以下の通りである。前記ステップＳ46において、検知温度≦０℃の範囲でコントローラ600の帰還電圧入力ポート600ｂに入力された初期の帰還電圧Ｖに所定の電圧値を加算した閾値電圧Ｖｓであり、帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの間に設定される。

尚、本実施形態では、初期の帰還電圧Ｖはサンプリング開始時刻ｔ０の帰還電圧Ｖである。また、加算する所定の電圧値は帯電ローラ700から感光ドラム100に５０μＡの電流が流れた場合に相当する帰還電圧入力ポート600ｂに入力される帰還電圧Ｖである。

そして、温度検知回路３により検知した温度が１５℃、３０℃のときに時刻ｔ１においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。その場合には、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ６，Ｖｓ３とを適宜比較して温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。

また、温度検知回路３により検知した温度が０℃のときに時刻ｔ２においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。その場合には、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ６，Ｖｓ３とを適宜比較して温度が０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断することが出来る。

図９に示すように、温度検知回路３により検知した温度が０℃のときに時刻ｔ１においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する場合を考える。その場合、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている帰還電圧Ｖｃ（0℃）と、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である帰還電圧Ｖｏとの差電圧が小さい。このため閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが困難である。

そこで、温度検知回路３により検知した温度が０℃のときに時刻ｔ２（＞ｔ１）においてプロセスカートリッジ200の有無を判断する。すると、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に正常に装着されている帰還電圧Ｖｃ（0℃）と、プロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に未装着である帰還電圧Ｖｏとの差電圧が大きくなる。このため閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが容易にできる。

本実施形態では、コントローラ600が以下の変更手段を兼ねる。即ち、温度検知回路３により検知した検知情報となる帰還電圧Ｖに基づいてプロセスカートリッジ200の有無状態を判断する閾値電圧Ｖｓを以下の通り変更する。温度検知回路３により検知した温度情報に基づいて所定の温度以下であれば前記第１実施形態と同様に以下の通り変更する。最初に帯電バイアス電源回路500により帯電ローラ700へ帯電バイアス電圧Ｖｔを印加した直後、電流検知手段となる帰還電流検知回路２により検知電流を検知する。その検知電流に対応する帰還電圧Ｖの電圧値に所定の電圧値を加算したものをプロセスカートリッジ200の有無を検知する閾値電圧Ｖｓとして変更する。また、所定の温度よりも高い場合は、帰還電流検知回路２により検知した検知電流に対応する帰還電圧Ｖに基づいてプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されたと判断する閾値電圧Ｖｓを、予め設定された固定の閾値電圧Ｖｓに変更する。

即ち、図９に示す時刻ｔ１では、閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが困難である。従って、閾値電圧Ｖｓ３を使用せず、閾値電圧Ｖｓ６のみを使用する。そして、帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ６とを適宜比較して温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。

また、図９に示す時刻ｔ２（＞ｔ１）では、閾値電圧Ｖｓ３を用いて帰還電圧Ｖｃ（0℃）と帰還電圧Ｖｏとの違いを判別することが容易である。従って、閾値電圧Ｖｓ３を使用して帰還電流検知回路２により検知された帰還電圧Ｖと、閾値電圧Ｖｓ３とを比較して温度が０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。

これによりコントローラ600は、より早い時刻ｔ１において、温度が１５℃、３０℃におけるプロセスカートリッジ200の有無を判断する。これによりプロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作をより早く終了させることが出来る。そして、プロセスカートリッジ200の有無状態を精度良く検知出来、検知時間を最小限に抑制することが可能となる。

本実施形態は、温度検知回路３により検知した画像形成装置１本体内の温度に応じて閾値電圧Ｖｓを変更する。これにより画像形成装置１が高温高湿の環境で使用される場合は、ノイズ成分のＳ／Ｎ比を高めに設定して誤検知を防止しながら、より早くプロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作を終了させることが出来る。

また、画像形成装置１が低温低湿の環境で使用される場合は、誤検知を防止しながら、プロセスカートリッジ200の有無状態の検知動作にかかる時間を最小限に制御することが可能となる。

本実施形態では、画像形成装置１が使用される環境温度として、０℃以下という超低温環境で帯電ローラ700の抵抗が急激に上昇したときでもプロセスカートリッジ200の有無状態を誤差なく最短で確実に検知することが出来る。図９に示すように、画像形成装置１が使用される環境温度が０℃よりも高い場合は、０℃以下の超低温環境と比べて感光ドラム100に流れる電流に対応する帰還電圧Ｖｃの上昇の仕方もある程度急峻な傾きをもっている。このため予め設定された固定の閾値電圧Ｖｓ６（ここでは１．６Ｖ）にしていてもサンプリング時間Ｔ１内に確実にプロセスカートリッジ200の有無の検知をすることが可能である。

図９において、時刻ｔ１は、プロセスカートリッジ200の有無検知発動時間（ここでは４００ｍｓｅｃ）で、時刻ｔ２は、プロセスカートリッジ200の有無検知が確実に検知可能な時間の一例である。図９において画像形成装置１が使用される環境温度が０℃よりも高い温度では以下の通りである。

帰還電流検知回路２により検知した検知電流に対応する帰還電圧Ｖｃによるプロセスカートリッジ200の有無検知が予め設定された固定の閾値電圧Ｖｓ６（ここでは１．６Ｖ）を用いて確実に検知可能である。プロセスカートリッジ200の有無検知発動時間（ここでは４００ｍｓｅｃ）である時刻ｔ１までに検知可能である。

キヤノン株式会社製のＩＲ３０４５（商品名）に本実施形態を適用して、低温低湿環境下（気温が０℃／湿度が３０％）でプロセスカートリッジ200の有無の検知動作確認を行った。プロセスカートリッジ200を抜いた状態で画像形成装置１の電源を立ち上げるか、或いは、図示しない外装扉をクローズした時点から４００ｍｓｅｃが経過した時点でプロセスカートリッジ200が無い旨が報知された。

また、画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200を装着した状態で画像形成装置１の電源を立ち上げる。或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時点から５６ｍｓｅｃが経過した時点でプロセスカートリッジ200が画像形成装置１本体に装着されたことが検知され、通常のイニシャル動作に移行することが確認できた。

また複数回、同様の確認試験を行ったが、誤検知は発生せず、プロセスカートリッジ200が装着されている場合の検知動作を従来よりも早く検知することが確認できた。

また、キヤノン株式会社製のＩＲ３０４５（商品名）に本実施形態を適用して、高温高湿環境下（気温が３０℃／湿度が８０％）でプロセスカートリッジ200の有無の検知動作確認を行った。プロセスカートリッジ200を抜いた状態で画像形成装置１の電源を立ち上げるか、或いは、図示しない外装扉をクローズした時点から４００ｍｓｅｃが経過した時点でプロセスカートリッジ200が無い旨が報知された。

また、画像形成装置１本体にプロセスカートリッジ200を装着した状態で画像形成装置１の電源を立ち上げる。或いは、図示しない外装扉をクローズする。その時点から８ｍｓｅｃが経過した時点でプロセスカートリッジ200が装着されていることが検知され、通常のイニシャル動作に移行することが確認できた。

また複数回、同様の確認試験を行ったが、誤検知は発生せず、プロセスカートリッジ200が装着されている場合の検知動作を従来よりも早く検知することが確認できた。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

Ｖｓ …閾値電圧
１ …画像形成装置
２ …帰還電流検知回路(電流検知手段)
100 …感光ドラム(像担持体)
200 …プロセスカートリッジ
500 …帯電バイアス電源回路(電圧印加手段)
600 …コントローラ(制御手段;判断手段；変更手段)
700 …帯電ローラ(帯電手段)

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体を有するプロセスカートリッジを着脱自在に装着する画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
   前記帯電手段または前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段により前記帯電手段または前記転写手段に電圧を印加した際に前記像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段の検知情報に基づいて前記プロセスカートリッジの状態を判断する判断手段と、
   を有し、
   前記判断手段は、
   前記電流検知手段が検知する電流値に基づいて、前記プロセスカートリッジ装着の有無を判断する検知電流の閾値を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置の本体内または前記画像形成装置の本体外のうちの少なくとも何れか一方の温度を検知する温度検知手段を有し、
   前記判断手段は、
   前記温度検知手段により検知した温度が所定温度よりも高い場合は、前記検知電流の閾値を、予め設定されている閾値にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判断手段は、前記電圧印加手段により前記帯電手段または前記転写手段への電圧印加を開始してから一定間隔毎に前記プロセスカートリッジの状態を判断し、前記プロセスカートリッジが画像形成装置に装着されていると判断した時点で前記プロセスカートリッジの状態を判断する動作を終了し、
   複数のタイミングのうち、少なくとも２回以上で且つ所定の回数以内に前記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ことを検知したとき、前記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断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。
4. 前記像担持体と前記帯電手段との接離状態を検知する接離検知手段を有し、
   前記判断手段は、前記接離検知手段により検知した検知情報に基づいて前記プロセスカートリッジの新旧状態を判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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