JP5906743B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置本体への装着時に新品検出動作を行い、プロセス機器が新品のときだけ降下する移動部材を画像形成装置本体側に設けたフォトインタプラタにより検出することにより、プロセス機器の新品検知を行う技術が開示されている。

特開平０７−１６０１７３公報

しかしながら、上記のものは、移動部材を検出するフォトインタプラタが必要であることから、部品点数の増加を招くと共に装置が大型化する傾向にあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、フォトインタプラタを削減することを目的とする。

本明細書によって開示される画像形成装置は、筐体に対して着脱されるプロセスカートリッジと、前記筐体に装着された前記プロセスカートリッジに対して電圧を印加する電圧印加部と、前記プロセスカートリッジの使用状態に応じてオンオフを切り換える接点と、前記電圧印加部と前記プロセスカートリッジとを電気的に接続する電源ラインに対して前記接点を介して接続される検出部と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記検出部の検出値から前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定処理を行う。この構成では、プロセスカートリッジの使用状態を電気的に検出するので、フォトインタプラタを削減することが可能となる。

上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記制御装置は前記プロセスカートリッジが装着されると、画像形成動作前に、前記使用状態を判定する判定モードを実行し、前記電圧印加部は、前記判定モードでは、前記プロセスカートリッジに対して、前記画像形成時に印加する電圧よりも、低い電圧を印加する。

・前記プロセスカートリッジへの印加電圧を抵抗比により分圧した電圧を前記検出部に入力させる分圧回路を備える。
・前記接点は、前記筐体に設けられている。

・前記プロセスカートリッジは、感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像部と、を含み、前記検出部は、前記接点を介して、前記現像部の電源ラインに電気的に接続されている。

・前記プロセスカートリッジは、帯電器を含み、前記電圧印加部は、前記帯電器に対して帯電電圧を印加する第一回路と、前記帯電電圧を降圧して前記現像器に現像電圧を印加する第二回路と、を備え、前記電圧印加部の前記第一回路は、前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定モードにおいて前記帯電器に印加する帯電電圧を、画像形成時に印加する電圧より高くする。

・前記プロセスカートリッジを構成する回転体の動力源となるモータと、前記モータの動力により作動し、前記接点の接続状態を切り換える切換動作を行う切換部とを備え、前記制御装置は、前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定モードの実行時、前記モータの回転に伴って、前記切換部により前記接点の接続が切り換えられてから所定時間経過後、前記使用状態の判定を実行する。

・前記使用状態として前記プロセスカートリッジの新旧を判定すると共に、前記接点は、新品のプロセスカートリッジの装着後、前記モータの回転に応答して、オフ状態からオン状態への移行を経てオフ状態に戻り、前記制御装置は、前記接点がオン状態であることを示す前記検出部の検出値から、前記プロセスカートリッジが新品であると判定する。

本発明によれば、プロセスカートリッジの使用状態を電気的に検出するので、フォトインタプラタを削減することが可能となる。

一実施形態に係るレーザプリンタの斜視図 プロセスカートリッジを装着した状態の画像形成装置の要部側断面図 プロセスカートリッジを取り外した状態の画像形成装置の要部側断面図 レーザプリンタの電気的構成を示すブロック図 高圧電源回路の回路図 接点のオンオフ構造を示す図 接点のオンオフ構造を示す図 現像カートリッジの側面図 接点のオンオフ切り換りを示す図 判別モードの処理の流れを示すフローチャート図

一実施形態について図１ないし図１０を参照しつつ説明する。
１．全体構成
図１は、画像形成装置としてのレーザプリンタ（以下、単にプリンタ）の斜視図である。図２はプリンタの側断面図である。図３はプリンタからプロセスカートリッジ１８を取り外した状態の側断面図である。

図１に示すように、プリンタ１は、箱型の本体ケーシング２に、全体が覆われている。本体ケーシング２の上面壁は、排紙トレイ５８とされている。すなわち、排紙トレイ５８の奥壁となる部分には、排紙口５８Ａが開口しており、同排紙口５８Ａを通って、装置の奥側から前側に向かって画像形成後の用紙３が排出されるようになっている。また、本体ケーシング２の上面壁であって、排紙トレイ５８の側方前端部には、操作パネルＰが設置されている。

次に、図２を参照して、プリンタ１の内部構造を説明すると、本体ケーシング２内には、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

本体ケーシング２において、一方側の側壁には、後述するプロセスカートリッジ１８を着脱するための着脱口６が形成されており、その着脱口６を開閉するためのカバー７が設けられている。

このカバー７は、その下端部に挿通された図示しないカバー軸に回動自在に支持されており、着脱口６から、プロセスカートリッジ１８を本体ケーシング２に対して着脱させることができる。尚、以下では、このプリンタ１およびプロセスカートリッジ１８において、カバー７が設けられる側を「前側」とし、その反対側を「後側」とし、図２向かって手前側を「左側」とし、図2向かって奥側を「右側」とする。

フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に設置される給紙トレイ８と、給紙トレイ８の前端部に配置される各種のローラとを主体として構成される。各種ローラには、給紙ローラ９、ピックアップローラ１１、ピンチローラ１２と、レジストローラ１３などがある。

画像形成部５は、スキャナ部１７、プロセスカートリッジ１８、定着部１９などを備えている。スキャナ部１７は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、図示しないレーザ光源、回転駆動されるポリゴンミラー２０、ｆθレンズ２１、反射鏡２２、レンズ２３および反射鏡２４などを備えている。レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、図２の破線で示すように、ポリゴンミラー２０で偏向されて、ｆθレンズ２１を通過した後、反射鏡２２によって光路が折り返され、さらにレンズ２３を通過した後、反射鏡２４によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ１８の後述する感光ドラム２８の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１８は、スキャナ部１７の下方において、本体ケーシング２に対して着脱可能に装着されている。このプロセスカートリッジ１８は、ドラムカートリッジ２５と、ドラムカートリッジ２５に対して着脱可能に装着される現像カートリッジ２６とを備えて構成されている。

ドラムカートリッジ２５は、感光ドラム２８、帯電器２９、転写ローラ３０を備えている。尚、感光ドラム２８が本発明の「感光体」の一例である。

感光ドラム２８は、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成される円筒形状のドラム本体３２と、このドラム本体３２の軸心において、ドラム本体３２の長手方向に沿って延びる金属製のドラム軸３３とを備えている。

帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、シールドケース２９Ａ、ワイヤ２９Ｂ及び金属製のグリッド電極２９Ｃを有する。シールドケース２９Ａは、感光ドラム２８の回転軸方向に長い角筒型をしている。シールドケース２９Ａのうち、感光ドラム２８との対向面は放電口として開口している。

ワイヤ２９Ｂは例えばタングステン線からなる。ワイヤ２９Ｂは、シールドケース２９Ａ内において軸方向に張り渡されており、後述する帯電電圧印加回路１５０により高電圧が印加される。ワイヤ２９Ｂは高電圧の印加により、シールドケース２９Ａ内においてコロナ放電を生じさせる。そして、コロナ放電により生じたイオンが放電口から感光ドラム２８側に放電電流として流れることで、感光ドラムの表面を一様に正極性に帯電させる。

転写ローラ３０は、感光ドラム２８と上下方向において下側から対向して接触し、感光ドラム２８との間にニップを形成するように配置されている。転写ローラ３０には、転写時に転写バイアスが印加される。現像カートリッジ２６は、供給ローラ３７、現像ローラ３８を備え、内部のトナー収容室４１に現像剤としてのトナーを収容している。尚、現像ローラ３８が本発明の「現像部」の一例である。

また、トナー収容室４１にはアジテータ４３（攪拌部材）が設けられている。アジテータ４３は、アジテータ回転軸４４を支点として回転されることによって、トナー収容室４１内のトナーを撹拌してトナー放出口４５から現像室４２に向けてトナーを放出する。

供給ローラ３７は、金属製の供給ローラ軸４６と、その供給ローラ軸４６の周りを被覆する、導電性の発泡材料からなるスポンジローラ４７とを備えている。

現像ローラ３８はローラ軸４８と、ローラ軸４８の周りを被覆する導電性のゴム材料からなるゴムローラ４９とを備えている。現像ローラ３８は、供給ローラ３７を通じて供給されるトナーを現像電圧Ｖｄの作用により正極性に帯電させながら、感光ドラム２８上へ供給する機能を果たす。

定着部１９は、加熱ローラ５２および押圧ローラ５３とを備えている。加熱ローラ５２は、その軸方向に沿ってハロゲンランプからなるヒータが内装されており、加熱ローラ５２の表面が定着温度に加熱される。定着部１９では、図２に示すように、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ５２と押圧ローラ５３との間を通過する間に熱定着させるものである。

上記のように構成されたプリンタ１による一連の画像形成処理について簡単に説明すると、プリンタ１は印刷データを受信すると（図４参照）、印刷処理を開始する。これにより、感光ドラム２８の表面は、その回転に伴って、帯電器２９により一様に正帯電される。そして、露光装置であるスキャナ部１７から感光ドラム２８に向けてレーザ光が照射される。これにより、感光ドラム２８の表面には、印刷データに応じた所定の静電潜像が形成される。すなわち一様に正帯電された感光ドラム２８の表面のうち、レーザ光が照射された部分は電位が下がる。

次いで、現像ローラ３８の回転により、現像ローラ３８上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム２８の表面上に形成される静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム２８の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム２８の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

また、上記したトナー像を形成するための処理と並行して、用紙３を搬送する処理が行われる。すなわち、ピックアップローラ１１の回動により、給紙トレイ８から用紙３が一枚ずつ用紙搬送経路へと送り出される。用紙搬送経路に送り出された用紙３は、搬送ローラ１１により、転写位置（感光ドラム２８と転写ローラ３０とが接触する点）に運ばれる。

すると、この転写位置を通るときに、転写ローラ３０に印加される転写バイアスによって、感光ドラム２８の表面上に担持されたトナー像が用紙３の表面に転写される。かくして、用紙３上には、トナー像が形成される。その後、定着部１９を通過するときに、転写されたトナー像は熱定着され、用紙３は、本体ケーシング２の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス６２に搬送される。排紙パス６２に搬送された用紙３は、その上端に設けられる排紙ローラ５７によって、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ５８上に排紙される。

２．プリンタ１の電気的構成
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４はプリンタ１の電気的構成を概念的に示すブロック図である。プリンタ１は、メインモータ９６、レーザ光源を駆動するレーザ駆動回路７３、加熱ローラ５２を加熱するヒータ７５、帯電器２９に印加する帯電電圧Ｖｏや現像ローラ３８に印加する現像電圧Ｖｄを生成する高圧電源回路（本発明の「電圧印加部」の一例）１１０、通信部８１、ＲＡＭ８３、ＲＯＭ８５及び制御装置１００などから構成されている。尚、メインモータ９６は、感光ドラム２８、現像ローラ３８、アジテータ４３、供給ローラ３７等、プロセスカートリッジ１８の回転体や、給紙ローラ９やピックアップローラ１１など用紙搬送系の回転体を回転駆動させるものである。

通信部８１はＰＣ等の情報端末装置との間で通信を行うものであり、情報端末装置から印刷指示や印刷データを受信する機能を担う。また、ＲＯＭ８５は印刷処理を実行するためのプログラムや、プロセスカートリッジ１８の新旧を判定する判定モードを実行するためのプログラムなどを記憶するものであり、ＲＡＭ８３には各種のデータが記憶されるようになっている。

制御装置１００は一連の画像形成処理を実行する装置全体の統括機能と、高圧電源回路１１０を制御する機能と、プロセスカートリッジ１８の使用状態を判別する判別機能を担っている。尚、本実施形態で言う「使用状態を判別」するとは、プロセスカートリッジ１８が新品か、旧品かどちらの状態かを判別することを意味する。

本実施形態のプリンタ１では、プロセスカートリッジ１８の新旧を、高圧電源回路１１０の生成する現像電圧Ｖｄを利用して電気的に検出する。従って、以下、高圧電源回路１１０の回路構成についてまず説明を行い、その後、プロセスカートリッジ１８の新旧判別方法について説明を行う。

３．高圧電源回路の回路構成
高圧電源回路１１０は、図５に示すように、第一ＰＷＭ信号平滑化回路１３０、アンプ１４０、帯電電圧印加回路１５０、第二ＰＷＭ信号平滑化回路１６０、アンプ１７０、現像電圧印加回路１８０を備える。尚、帯電電圧印加回路１５０が本発明の「第一回路」の一例であり、現像電圧印加回路１８０が本発明の「第二回路」の一例である。

第一ＰＷＭ信号平滑化回路１３０は、抵抗ＲとコンデンサＣから構成された積分回路であり、制御装置１００のＰＷＭポートＰ１から出力されるＰＷＭ信号Ｓ１を平滑化する。第一ＰＷＭ信号平滑化回路１３０の出力段にはアンプ１４０が設けられていて、第一ＰＷＭ信号平滑化回路１３０にて平滑化されたＰＷＭ信号Ｓ１は、アンプ１４０にて増幅された後、帯電電圧印加回路１５０に設けられたトランジスタＴｒ１のベースに入力される構成となっている。

帯電電圧印加回路１５０は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から６ｋＶ〜８ｋＶ程度の高電圧を生成して、帯電器２９に印加する機能を果たすものである。

本実施形態では、帯電電圧印加回路１５０に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、帯電電圧印加回路１５０は、トランス１５１と、トランス１５１の二次側に設けられた整流平滑化回路１５５と、トランス１５１の一次側に設けられたトランジスタＴｒ１とを備えてなる。

トランジスタＴｒ１は、トランス１５１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタをトランス１５１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースは、トランス１５１の一次コイルの副巻線（帰還コイル）１５７を介してアンプ１４０の出力端子に接続されている。

帯電電圧印加回路１５０の出力ラインＬｏ１には、帯電器２９のワイヤ２９Ｂが接続されている。これにより、帯電電圧印加回路１５０の出力電圧Ｖｏが帯電器２９のワイヤ２９Ｂに印加される構成となっている。

また、帯電器２９のグリッド電極２９Ｃは、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を介してグラウンドに接続されている。そして、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点と制御装置１００の入力ポートＰ２との間が信号線により接続されている。これにより、制御装置１００は、入力ポートＰ２の電圧レベルをチェックすることにより、帯電器２９のグリッド電極２９Ｃに流れるグリッド電流Ｉｇの大きさを検出することが出来る。

制御装置１００は、入力ポートＰ２の電圧レベルをモニタしつつ、ＰＷＭポートＰ１より出力するＰＷＭ信号Ｓ１のデューテイ比を調整して帯電電圧印加回路１５０の出力電圧Ｖｏを調整することにより、帯電器２９のグリッド電極２９Ｃに流れるグリッド電流Ｉｇが基準値（一例として２５０μＡ）になるように制御する機能を果たす。

現像電圧印加回路１８０は、現像ローラ３８のローラ軸に現像電圧Ｖｄを印加する機能を果たすものであり、抵抗Ｒ３と制御トランジスタＴｒ２とを備える。抵抗Ｒ３は一端を帯電電圧印加回路１５０の出力ラインＬｏ１に接続している。

制御トランジスタＴｒ２は、ＮＰＮトランジタであり、コレクタを抵抗Ｒ３の他端に接続し、エミッタをグラウンドに接続している。そして、制御トランジスタＴｒ２と抵抗Ｒ３の接続点から出力ラインＬｏ２が引き出されていて、その先に現像ローラ３８のローラ軸が接続されている。以上のことから、制御トランジスタＴｒ２のベースに印加する電圧を調整することで、現像ローラ３８に印加される現像電圧Ｖｄを制御できる。
尚、印加される現像電圧Ｖｄは、帯電電圧印加回路１５０の出力電圧Ｖｏから抵抗Ｒ３による電圧降下分を差し引いた電圧となる。

また、この実施形態では、現像電圧印加回路１８０から出力される現像電圧Ｖｄを、第二ＰＷＭ信号平滑化回路１６０、現像電圧検出回路１８５及びアンプ１７０を用いてハード的に制御する構成をとっている。

具体的に説明すると、制御装置１００は、現像電圧Ｖｄの目標電圧を設定する機能を担っており、ＰＷＭポートＰ３から、現像電圧Ｖｄの目標電圧をＰＷＭ信号Ｓ２にて出力する。第二ＰＷＭ信号平滑化回路１６０は、抵抗ＲとコンデンサＣから構成された積分回路であり、制御装置１００のＰＷＭポートＰ３から出力されるＰＷＭ信号Ｓ２を平滑化する機能を果たす。

現像電圧検出回路１８５は、現像電圧Ｖｄを検出するものである。この実施形態では、現像電圧検出回路１８５を直列接続された抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とから構成している。両抵抗Ｒ４、Ｒ５は、現像電圧印加回路１８０の出力ラインＬｏ２とグランド間に設けられており、現像電圧Ｖｄを抵抗比により分圧した電圧が各抵抗Ｒ４、Ｒ５に発生する。

アンプ１７０のうち、−側の入力端子には、第二ＰＷＭ信号平滑化回路１６０が接続される一方、＋側の入力端子には信号線を介して抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点に接続されている。そして、アンプ１７０の出力は、平滑化回路１９０を介して制御トランジスタＴｒ２のベースに接続されている。

アンプ１７０は、現像電圧検出回路１８５により検出される現像電圧Ｖｄと、制御装置１００にて設定される目標電圧との差分を増幅した信号を、制御トランジスタＴｒ２のベースに対して出力する。そのため、例えば、検出される現像電圧Ｖｄが目標電圧より高い場合には、制御トランジスタＴｒ２が、抵抗Ｒ３に流れる電流を増加させるように働く。その結果、現像電圧Ｖｄは下がり、目標電圧に調整される。一方、検出される現像電圧Ｖｄが目標電圧より低い場合には、制御トランジスタＴｒ２が、抵抗Ｒ３に流れる電流を減少させるように働く。その結果、現像電圧Ｖｄは上がり、目標電圧に調整される。以上のことから、現像電圧Ｖｄを目標電圧に自動調整できる。尚、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５と並列接続されたコンデンサは、回路動作を安定させる機能を担っている。

また、制御装置１００の入力ポートＰ４は、接点２００を介して、現像電圧印加回路１８０の出力ラインＬｏ２に電気的に接続されている。詳しくは次に説明するが、メインモータ９６を駆動させると、接点２００のオンオフが、プロセスカートリッジ１８の新旧に応じて切り換る構成となっている。そのため、メインモータ９６を回転させつつ、入力ポートＰ４の電圧を、制御装置１００にてモニタすることで、プロセスカートリッジ１８の新旧を判別することが出来る。尚、出力ラインＬｏ２が、本発明の「電源ライン」の一例である。

また、入力ポートＰ４と接点２００との間には、分圧回路１９５が設けられている。分圧回路１９５は、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８とから構成されており、現像電圧印加回路１８０の出力する現像電圧Ｖｄを抵抗比により分圧して制御装置１００の入力ポートＰ４に入力させる構成となっている。

４．接点２００とオンオフの切り換え機構
図６の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、切換ギヤ２５０及び接点２００をプリンタ１の後側から見た図であり、図７の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ切換ギヤ２５０及び接点２００をプリンタ１の左側から見た図である。尚、図６の（ａ）、図７（ａ）は共に、切換ギヤ２５０が初期位置にある時の、切換ギヤ２５０と接点２００の関係を示している。また、図６の（ｂ）、図７の（ｂ）は共に切換ギヤ２５０が検出位置にある時の、切換ギヤ２５０と接点２００の関係を示している。また、図６の（ｃ）、図７の（ｃ）は共に切換ギヤ２５０が停止位置にある時の、切換ギヤ２５０と接点２００の関係を示している。

接点２００は、図６（ａ）に示すように、固定子２１０と可動子２２０とから構成されていて、図６（ａ）、（ｃ）に示すように固定子２１０と可動子２２０が接触することでオン（閉路）し、図６（ｂ）に示すように可動子２２０が固定子から離間することでオフ（開路）する。

固定子２１０は例えば、Ｌ字型の金属片より構成される。一方、可動子２２０は例えば、筒型の金属棒より形成され、その外周にフランジ部２２５を備える。

これら固定子２１０と可動子２２０からなる接点２００は、本体ケーシング２内において、可動子２２０の先端（図６の向かって左側）をプロセスカートリッジ１８の側面に向かい合せた状態で取り付けされている。尚、可動子２２０は、本体ケーシング２内において、不図示のばねにより、固定子２１０からフランジ部２２５が離間する方向、すなわちプロセスカートリッジ１８が位置する方向（図６の左方向）に付勢されている。

一方、プロセスカートリッジ１８が有する現像カートリッジ２６の側面壁２６Ａ（図８を参照）上には、切換ギヤ２５０が軸止されている。切換ギヤ２５０の外周には歯部２５３が形成されている。歯部２５３は、切換ギヤ２５０の全外周のうち概ね３００度に設けられており、残る６０度分には設けられていない。この歯部２５３はアジテータ駆動ギヤ６５の内歯６５Ａに噛み合わされるようになっている（図７参照）。尚、この切換ギヤ２５０が、本発明の「切換部」の一例である。

また、現像カートリッジ２６の側面壁２６Ａには、図８に示すように、切換ギヤ２５０の他にも、入力ギヤ６３、中間ギヤ６４、アジテータ駆動ギヤ６５などが設けられている。これらギヤは互いに噛み合って、駆動系を構成しており、メインモータ９６が回転すると、その駆動力が、入力ギヤ６３、中間ギヤ６４、アジテータ駆動ギヤ６５を経て、切換ギヤ２５０に伝達される。これにより、メインモータ９６の回転に伴って、切換ギヤ２５０を回転させるようになっている。尚、メインモータ９６は、アジテータ駆動ギヤ６５を介してアジテータ４３を回転駆動し、感光ドラム２８や現像ローラ３８等、プロセスユニット１８を構成する回転体を回転駆動する。

そして、切換ギヤ２５０の端面には、図６、図７に示すように、押圧部２６０が設けられている。押圧部２６０は、切換ギヤ２５０の基準面Ｓに対して一段高くなっており、可動子２２０を固定子２１０側に押すように設定されている。この押圧部２６０は、図７に示すＡ範囲（ハッチングで示す範囲）にのみ設けられている。切換ギヤ２５０の端面のうちＡ範囲以外のＢ範囲は、基準面Ｓとなっている。

そのため、図７の（ａ）や、図７の（ｃ）に示すように、可動子２２０がＡ範囲内に位置して押圧部２６０上に乗り上げる状態では、図６の（ａ）や図６の（ｃ）に示すように、可動子２２０が押圧部２６０を介して固定子２１０側に押されるため、可動子２２０のフランジ２６が固定子２１０に接触し、接点２００はオン状態（閉じた状態）となる。

一方、図７の（ｂ）に示すように、可動子２２０がＡ範囲から外れＢ範囲内に位置すると、図６の（ｂ）に示すように、ばね力により、可動子２２０は固定子２１０から離間する。そのため、接点２００はオフ状態（開いた状態）となる。

本実施形態では、未使用である新品のプロセスカートリッジ１８は、切換ギヤ２５０が図７の（ａ）に示す初期位置に位置決めされている。そのため、未使用である新品のプロセスカートリッジ１８を本体ケーシング２に装着すると、可動子２２０がＡ範囲内に位置して押圧部２６０に乗り上げるので、図６の（ａ）に示すように接点２００はオン状態となる。また、この初期位置では、切換ギヤ２５０の外周に形成された歯部２５３がアジテータ駆動ギヤ６５に対して噛みあう。そのため、メインモータ９６を回転させると、図８に示すように時計回りに回転する入力ギヤ６３、反時計回りに回転する中間ギヤ６４、時計回りに回転するアジテータ駆動ギヤ６５を介して、切換ギヤ２５０は反時計回りに回転し始める。

切換ギヤ２５０の回転開始後、可動子２２０が、押圧部２６０の形成範囲であるＡ範囲に重なっている間（図９のＡ１期間）、接点２００はオン状態を維持する。そして、切換ギヤ２５０の回転が進み、図７の（ｂ）に示すように、可動子２２０がＡ範囲を外れてＢ範囲に移る。可動子２２０がＢ範囲に移る検出位置では、可動子２２０から押圧部２６０が外れた状態になる。そのため、可動子２２０が押圧部２６０から外れる期間（図９のＢ期間）、図６の（ｂ）に示すように接点２００はオフ状態になる。

その後、切換ギヤ２５０の回転が更に進むと、可動子２２０が、押圧部２６０の形成範囲であるＡ範囲に再び重なるため、接点２００はオフ状態からオン状態に切り換る。そして、切換ギヤ２５０が、図７の（ｃ）に示す停止位置まで回転すると、切換ギヤ２５０の外周に形成された歯部２５３がアジテータ駆動ギヤ６５から外れる。従って、切換ギヤ２５０が停止位置に至ると、それ以降、メインモータ９６を回転させても、切換ギヤ２５０は回転しない。従って、可動子２２０がＡ範囲に再び重なった以降の期間（図９のＡ２期間）、図６の（ｃ）に示すように、接点２００はオン状態を維持する。

このように、本体ケーシング２に未使用である新品のプロセスカートリッジ１８が装着された場合、接点２００は当初「オン状態」になる。その後、メインモータ９６を回転させることにより、切換ギヤ２５０を初期位置から回転させると、接点２００は、回転開始直後の一定期間（図９のＡ１期間）は、オン状態を維持する。その後、接点２００は、可動子２２０が押圧部２６０から外れる期間（図９のＢ期間）一時的に「オフ状態」に移行する。そして、メインモータ９６の回転が進むと、「オン状態」に戻り、それ以降の期間（図９のＡ２期間）は、「オン状態」を維持する。

一方、本体ケーシング２に対して旧品、すなわち一度でも画像形成を行ったプロセスカートリッジ１８が装着されている場合は、切換ギヤ２５０の位置が、図７の（ｃ）に示す停止位置となっている。そのため、メインモータ９６を回転させたとしても、切換ギヤ２５０は、図７の（ｃ）の停止位置から回転することはないので、接点２００は常時「オン」状態になる。

従って、メインモータ９６を回転させた時の、入力ポートＰ４の電圧を、制御装置１００にてモニタすることで、プロセスカートリッジ１８の新旧を判別することが出来る。

すなわち、旧品であれば、メインモータ９６の回転開始（図９のｔ０で示す時刻）後、接点２００は常にオン状態になるので、現像電圧印加回路１８０が出力していれば、入力ポートＰ４の電圧は常にハイレベルになる。一方、新品であれば、メインモータ９６の回転開始後の一定期間、具体的には可動子２２０が押圧部２６０から外れる一定期間（図９のｔ２〜ｔ５で示すＢ期間）、接点２００がオフするので、入力ポートＰ４の電圧はローレベルになる。そのため、制御装置１００は、メインモータ９６の回転開始後の一定期間内における、入力ポートＰ４の電圧をチェックすることで、プロセスカートリッジ１８の新旧を判別することが出来る。

すなわち、この実施形態では、切換ギヤ２５０の回転角度が０°〜２０°のＡ１期間（図９のｔ０〜ｔ１で示す期間）と２４０°以降のＡ２期間（図９のｔ６で示す時刻以降）は、可動子２２０が切換ギヤ２５０のＡ範囲内に位置し、切換ギヤ２５０の回転角度が５０°〜２００°のＢ期間（図９のｔ２〜ｔ５で示す時刻）は、可動子２２０が切換ギヤ２５０のＢ範囲に重なる。

そのため、Ｂ期間を判定期間として、入力ポートＰ４の電圧をチェックすることで、プロセスカートリッジ１８の新旧を判別することが出来る。ところで、Ｂ期間の前後には、接点２００のオンオフが切り換る移行期間（図９のｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６で示す期間）があり、移行期間および移行期間の前後は接点２００の接触状態が不安定になる可能性がある。そのため、接点２００がオンからオフに切り換るタイミング（図９のｔ２で示す時刻）から接点２００の接触状態の安定を保証できるようになるタイミング（図９のｔ３で示す時刻）までの所定時間Ｔ１が経過するまでは入力ポートＰ４の電圧をチェックしない。また、接点２００がオフからオンに移行する影響で接点２００の接触状態の安定を保証しきれなくなるタイミング（図９のｔ４で示す時刻）から接点２００がオフからオンに移行し始めるタイミング（図９のｔ５で示す時刻）までの所定時間Ｔ２においても、入力ポートＰ４の電圧をチェックしない。つまり、接点２００の接触状態の安定を保証できるようになるタイミング（図９のｔ３で示す時刻）から接点２００の接触状態の安定を保証しきれなくなるタイミング（図９のｔ４で示す時刻）までの期間を判定期間として、制御装置１００にて、入力ポートＰ４の電圧をチェックするとよい。このようにすることで、プロセスカートリッジ１８の新旧を正確に判別することが出来る。

上記により、本発明の「前記制御装置は、前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定モードの実行時、前記モータの回転に伴って、前記切換部により前記接点の接続が切り換えられてから所定時間経過後、前記使用状態の判定を実行する」が実現されている。尚、「接点の接続が切り換えられてから所定時間経過後」とは、図９の例では、接点２００の接続がオンからオフに切り換る時刻ｔ２から接点２００の接触状態の安定を保証できるようになるまでに必要な期間Ｔ２を経過した後ということになる。

５．判定モードの説明
この実施形態のプリンタ１は、画像形成動作、すなわち印刷を行う印刷モードとは別に、プロセスカートリッジ１８の新旧を判定する判定モードを専用に設けている。尚、判定モードはプロセスカートリッジ１８の交換に伴ってカバー７の閉止が図示しないセンサにより検出された場合や、電源投入後における制御装置１００の起動時において、印刷処理の前に実行される。以下、図１０を参照して判定モードの説明を行う。

判定モードがスタートすると、Ｓ１０の処理が実行される。Ｓ１０では、制御装置１００の指令により、メインモータ９６が回転を始める。その後、Ｓ２０では、制御装置１００の指令により、高圧電源回路１１０が作動する。これにより、帯電電圧印加回路１５０を介して帯電器２９に帯電電圧Ｖｏが印加され、現像電圧印加回路１８０を介して現像ローラ３８に現像電圧Ｖｄが印加される。

尚、判定モードにおいて、制御装置１００は、帯電電圧印加回路１５０を介して、帯電器２９に印加する帯電電圧Ｖｏを、印字モード時に印加する帯電電圧Ｖｏに比べて高く設定する。一例として、印字モードの帯電電圧Ｖｏが概ね６．８ｋＶの場合、判定モードの帯電電圧Ｖｏを７ｋＶに設定する。上記により、本発明の「前記第一回路（ここでは、帯電電圧印加回路）は、前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定モードにおいて、前記帯電器に印加する帯電電圧を、画像形成時に印加する電圧より高くする」が実現されている。

また、判定モードにおいて、制御装置１００は、現像電圧印加回路１８０を介して、現像ローラ３８に印加する現像電圧Ｖｄを、印字モード時に印加する現像電圧Ｖｄに比べて低く設定する。一例として、印字モードの現像電圧Ｖｄが５００Ｖの場合、判定モードでは、現像電圧を１５０Ｖに設定する。上記により、本発明の「前記電圧印加部（ここでは現像電圧印加回路１８０）は、前記判定モードでは、前記プロセスカートリッジに対して、前記画像形成時に印加する電圧よりも、低い電圧を印加する」が実現されている。

尚、これら帯電電圧Ｖｏや現像電圧Ｖｄの設定は、ＰＷＭポートＰ１、Ｐ３から出力するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を変更することにより行われる。

その後、Ｓ３０にてメインモータ９６の回転開始から２００ｍｓのウエイトを経てＳ４０に移行する。Ｓ４０では、制御装置１００により、入力ポートＰ４の電圧を検出する処理が実行される。２００ｍｓのウエイトは、電圧の検出が、図９中の判定期間内で行われるようにするための時間調整であり、図９中の時刻ｔ０から時刻ｔ３までの時間に相当する。

続くＳ５０では、制御装置１００により、Ｓ４０にて検出した入力ポートＰ４の電圧のレベルに基づいて、プロセスカートリッジ１８の新旧について１回目の判定処理が行われる。具体的には、電圧レベルがＨレベルの場合は旧品、Ｌレベルの場合は新品と判定される。尚、制御装置１００の実行するＳ５０の処理により、本発明の「前記検出部（ここでは、入力ポートＰ４）の検出値から前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定処理」が実現されている。

ここでは、Ｓ５０でＹＥＳ判定（新品判定の場合）された場合についてまず説明する。Ｓ５０でＹＥＳ判定されると、Ｓ６０でプロセスカートリッジ１８が新品と判定された回数を示す「Ｉ」の値をインクリメントする処理が実行され、その後、Ｓ７０で「Ｉ」の値が「１０」か判定する処理が行われる。「Ｉ」の初期値はゼロであることから、Ｓ７０ではＮＯ判定される。その後、Ｓ８０に移行して５ｍｓウエイトした後、Ｓ４０に戻る。

Ｓ４０では、制御装置１００により、入力ポートＰ４の電圧を検出する処理が再び実行される。その後、Ｓ５０では、プロセスカートリッジ１８の新旧について２回目の判定が行われる。

新品のプロセスカートリッジ１８が装着されている場合には、判定期間中、接点２００がオフしたままになるので、Ｓ５０でＹＥＳ判定される。そして、Ｓ５０でＹＥＳ判定されると、その後、Ｓ６０に移行して、「Ｉ」の値をインクリメントする処理が実行され、続くＳ７０で「Ｉ」の値が１０か判定する処理が行われる。

以上のことからＳ４０、Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０の処理が繰り返し行われ、図９の判定期間内において、プロセスカートリッジ１８の新旧判定が繰り返し実行される。

そして、Ｓ５０にて連続１０回、ＹＥＳ判定（新品判定）がされると、その次にＳ７０の判定処理を行った時にＹＥＳ判定される。これにより、Ｓ４０〜Ｓ８０の処理を繰り返す状態から抜け、Ｓ９０に移行する。尚、Ｓ５０の新旧判定を複数回行う理由は、判定を１回だけにすると、ノイズ等の影響により、プロセスカートリッジ１８の新旧を誤判定する恐れがあるからである。

Ｓ９０に移行すると、その後、制御装置１００は現像カウンタ（図略）をリセットしてカウント値をゼロに設定する。現像カウンタは印字枚数をカウントするものである。現像カウンタにより印字枚数をカウントするのは、現像剤であるトナーの劣化を推定して、プロセスカートリッジ１８の交換時期を決定するためであり、Ｓ９０で現像カウンタをリセットする理由は、新品のプロセスカートリッジ１８の装着時点からカウント動作をゼロからスタートさせる必要があるためである。

その後、Ｓ１００にて「５ｓ」ウエイトする処理が行われ、次にＳ１１０の処理が実行される。Ｓ１１０では、制御装置１００により、高圧電源回路１１０を停止させる処理と、メインモータ９６の回転を停止させる処理が実行される。以上をもって、判定モードは終了する。

また、Ｓ５０でＮＯ判定された場合、すなわちプロセスカートリッジ１８が旧品であった場合は、Ｓ６０〜Ｓ９０の処理をスキップして、Ｓ１００に移行する。

６．効果説明
以上説明したように、プロセスカートリッジ１８の新旧を電気的に検出するので、フォトインタプラタを削減することが可能となった。しかも、高圧電源回路１１０の出力を利用してプロセスカートリッジ１８の新旧を電気的に検出するので、検出用の電源を別途設ける場合に比べて、電源構成もシンプルになる。そのため、部品点数を削減できると共に装置の小型化に好適である。

また、この実施形態では、筐体である本体ケーシング２側に、接点２００を設けている。そのため、プロセスカーリッジ１８側に接点２００を設ける必要がなく、交換部品であるプロセスカーリッジ１８を小型化できる。

また、プロセスカートリッジ１８の新旧を電気的に検出するには、接点２００のオンオフに伴って電圧が変化すればよいので、例えば、帯電電圧印加回路１５０の出力を利用することも、技術的には可能である。しかし、帯電電圧は概ね７ｋＶ〜７．５ｋＶであり高電圧であることから、検出部たる入力ポートＰ４への入力電圧が高くなる。

この点、本実施形態では、現像電圧印加回路１８０の出力を利用して、プロセスカートリッジ１８の新旧を電気的に検出する。現像電圧印加回路１８０の出力電圧は、概ね１５０Ｖ〜５４０Ｖ程度で、帯電電圧印加回路１５０の出力電圧に比べて格段に低い。そのため、入力ポートＰ４への入力電圧を下げることが可能となり、ノイズの大きさを小さくすることできる。そのため、入力ポートＰ４の電圧のレベルを正しく判定することが可能となり、プロセスカートリッジ１８の新旧を正確に判断できる。また、ノイズが小さくなれば、制御装置１００の保護にも有効である。

また、この実施形態では、判定モードにおいて、現像ローラ３８に印加する現像電圧Ｖｄを、印字モード時に印加する現像電圧Ｖｄに比べて低く設定する。そのため、入力ポートＰ４への入力電圧を一層下げることが可能となる。また、更に、分圧回路１９５を設けてあるので、入力ポートＰ４への入力電圧を一層、下げることが出来る。

また、この実施形態では、判定モード時に帯電器２９に印加する帯電電圧Ｖｏを、印字モード時に印加する帯電電圧Ｖｏに比べて高く設定する。このようにすることで、以下の効果が得られる。

判定モード時は、帯電電圧印加回路１５０から出力される電流のうちの一部が、抵抗Ｒ３、接点２００、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８を介して、グラウンドに流れる。そのため、帯電電圧印加回路１５０から帯電器２９側に流れる帯電電流が不足し易くなる。

この点、本実施形態では判定モード中、帯電電圧Ｖｏを少し高めに設定するので、帯電電圧印加回路１５０から帯電器２９側に流れる帯電器２９への帯電電流の不足を補うことが出来、判定モード中、画質を維持するのに必要な帯電電流を確保できる。そのため、判定モード後、直に印刷処理を行うことが可能となる。尚、この場合、処理の流れとしては、図１０のＳ１１０で高圧電源回路１１０やモータを停止する処理を行う代わりに、印刷処理を実行する流れとなる。

また、この実施形態では、プロセスカーリッジ１８が未装着の場合には、接点２００がオフ状態になり、図９の上段に示すように、入力ポートＰ４の電圧は常時Ｌレベルになる。一方、旧品又は新品のプロセスカートリッジ１８が装着されている場合、入力ポートＰ４の電圧は、図９のＢ期間を除いて常時Ｈレベルになる。従って、図９のＢ期間以外で、入力ポートＰ４の電圧レベルを検出することで、プロセスカーリッジ１８が装着されているかどうかを判断することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、新品のプロセスカートリッジ１８の装着後、メインモータ９６の回転に応答して、接点２００が、オン状態からオフ状態への移行を経てオン状態に戻る例を挙げた。接点２００のオンオフのパターンは、実施形態の例に限らず、新品のプロセスカートリッジ１８の装着後、メインモータ９６の回転に応答して、接点２００が、オフ状態からオン状態への移行を経てオフ状態に戻るようにしてもよい。この場合、接点がオンであることを示す前記検出部の検出値から、プロセスカートリッジが新品であると判断することになる。この構成では、接点２００がオンしている期間に比べて、オフしている期間の方が長くなるので、消費電力を抑えることが可能となる。尚、接点２００のオンオフのパターンを上記のようにするには、切換ギヤ２５０に対する押圧部２６０の形成位置を反転させて、図６中のＢ範囲に押圧部２６０を形成し、Ａ範囲には押圧部２６０を形成しないようにするとよい。

（２）上記実施形態では、切換ギヤ２５０に設けた押圧部２６０を用いて可動子２２０を固定子２１０に対して相対移動させることにより、接点２００のオンオフを切り換える構成とした。接点２００のオンオフを切り換える機構は、実施形態１で例示した構造に限定されるものではなく、種々の機構が適用可能である。例えば、メインモータ９６の動力を螺子機構を利用して直線方向に動力に変換し、接点のオンオフを切り換えるようにすればよい。

（３）上記実施形態では、プロセスカートリッジ１８の構成例として、ドラムカートリッジ２５と現像カートリッジ２６とを含む形態を例示したが、プロセスカートリッジ１８は現像カートリッジ２６だけの構成であってもよい。また、上記実施形態では、制御装置１００の入力ポートＰ４を接点２００を介して出力ラインＬｏ２に接続し、接点２００のオンオフに伴う電圧の変化を入力ポートＰ４で検出する方式を採用した。すなわち、本発明の検出部の機能を制御装置１００の入力ポートＰ４にて実現させた。検出部は、接点のオンオフに伴う電圧の変化が検出できるものであればよく、制御装置１００とは別に電圧検出回路等を設けるようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、現像電圧印加回路１８０の出力を、アンプ１７０を用いてハード的に制御する構成を例示したがソフト的に制御してもよい。すなわち、現像電圧Ｖｄを制御装置１００にてモニタし、制御装置１００側から現像電圧印加回路１８０を制御してもよい。この場合、分圧回路１９５の抵抗Ｒ８を利用して現像電圧Ｖｄを検出すると、検出抵抗を専用に設ける必要がなく好ましい。

１…プリンタ（本発明の「画像形成装置」の一例）
２…本体ケーシング（本発明の「筐体」の一例）
１８…プロセスカートリッジ
２６…現像カートリッジ
２８…感光ドラム
２９…スコロトロン型帯電器
３８…現像ローラ（本発明の「現像部」の一例）
９６…メインモータ（本発明の「モータ」の一例）
１００…制御装置
１１０…高圧電源回路（本発明の「電圧印加部」の一例）
１５０…帯電電圧印加回路（本発明の「第一回路」の一例）
１８０…現像電圧印加回路（本発明の「第二回路」の一例）
１９５…分圧回路
２００…接点
２１０…固定子
２２０…可動子
２５０…切換ギヤ（本発明の「切換部」の一例）
Ｐ４…入力ポート（本発明の「検出部」の一例）
Ｌｏ１…出力ライン
Ｌｏ２…出力ライン（本発明の「電源ライン」の一例）

Claims (8)

1. 筐体に対して着脱されるプロセスカートリッジと、
   前記筐体に装着された前記プロセスカートリッジに対して電圧を印加する電圧印加部と、
   前記プロセスカートリッジの使用状態に応じてオンオフを切り換える接点と、
   前記電圧印加部と前記プロセスカートリッジとを電気的に接続する電源ラインに対して前記接点を介して接続される検出部と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記プロセスカートリッジが装着されると、画像形成動作前に、前記検出部の検出値から前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定処理を行い、
   前記電圧印加部は、前記判定処理では、前記プロセスカートリッジに対して、前記画像形成時に印加する電圧よりも、低い電圧を印加する画像形成装置。
2. 筐体に対して着脱されるプロセスカートリッジと、
   前記筐体に装着された前記プロセスカートリッジに対して電圧を印加する電圧印加部と、
   前記プロセスカートリッジの使用状態に応じてオンオフを切り換える接点と、
   前記電圧印加部と前記プロセスカートリッジとを電気的に接続する電源ラインに対して前記接点を介して接続される検出部と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記検出部の検出値から前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定処理を行い、
   前記プロセスカートリッジは、
   感光体と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像部と、を含み、
   前記検出部は、前記接点を介して、前記現像部の電源ラインに電気的に接続されている画像形成装置。
3. 前記プロセスカートリッジは、帯電器を含み、
   前記電圧印加部は、
   前記帯電器に対して帯電電圧を印加する第一回路と、
   前記帯電電圧を降圧して前記現像器に現像電圧を印加する第二回路と、を備え、
   前記電圧印加部の前記第一回路は、前記判定処理において前記帯電器に印加する帯電電圧を、画像形成時に印加する電圧より高くする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 筐体に対して着脱されるプロセスカートリッジと、
   前記筐体に装着された前記プロセスカートリッジに対して電圧を印加する電圧印加部と、
   前記プロセスカートリッジの使用状態に応じてオンオフを切り換える接点と、
   前記電圧印加部と前記プロセスカートリッジとを電気的に接続する電源ラインに対して前記接点を介して接続される検出部と、
   制御装置と、
   前記プロセスカートリッジを構成する回転体の動力源となるモータと、
   前記モータの動力により作動し、前記接点の接続状態を切り換える切換動作を行う切換部とを備え、
   前記制御装置は、前記モータの回転に伴って、前記切換部により前記接点の接続が切り換えられてから所定時間経過後、前記検出部の検出値から前記プロセスカートリッジの使用状態を判定する判定処理を実行する画像形成装置。
5. 前記使用状態として前記プロセスカートリッジの新旧を判定すると共に、
   前記接点は、新品のプロセスカートリッジの装着後、前記モータの回転に応答して、オン状態からオフ状態への移行を経てオン状態に戻り、
   前記制御装置は、前記接点がオフ状態であることを示す前記検出部の検出値から、前記プロセスカートリッジが新品であると判定する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記使用状態として前記プロセスカートリッジの新旧を判定すると共に、
   前記接点は、新品のプロセスカートリッジの装着後、前記モータの回転に応答して、オフ状態からオン状態への移行を経てオフ状態に戻り、
   前記制御装置は、前記接点がオン状態であることを示す前記検出部の検出値から、前記プロセスカートリッジが新品であると判定する請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記プロセスカートリッジへの印加電圧を抵抗比により分圧した電圧を前記検出部に入力させる分圧回路を備える請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記接点は、前記筐体に設けられている請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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