JP2005292406A - 電子写真画像形成装置、及び、封止部材退避機構 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ユニットを複数有する画像形成装置において、封止部材が取り付けられた封止状態の現像ユニットの使用開始時に、ユーザーが現像ユニットの封止部材を取り外すという手間を省き、また、現像ユニットの寿命を必要以上に短縮しないために、封止部材が取り外されて現像ユニットが使用可能状態にあるか否かを判断することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置が現像剤像検出センサを有し、現像剤像を形成することにより現像ユニットが使用可能状態か、或いは、封止部材が供給開口に取り付けられ使用不能状態であるかを判断し、使用不能状態である場合、封止部材を有する現像ユニットにのみ封止部材を除去する駆動力を与える。
【選択図】図９

Description

本発明は、現像剤を供給するための現像剤供給開口を封止部材で封止しているカートリッジを着脱可能に装着するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

ここで、カートリッジとは、電子写真画像形成装置に着脱可能としたものであり、現像カートリッジ、プロセスカートリッジが含まれる。現像カートリッジとは、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像手段と前記潜像に用いられる現像剤を収納する為の現像剤収納部を一体的にユニット化して、画像形成装置本体に着脱可能としたものをいう。また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体的にユニット化して、画像形成装置本体に着脱可能としたものをいう。ここで、プロセス手段とは、前記電子写真感光体を帯電するための帯電手段、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像手段、前記電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するためのクリーニング手段等をいう。

従来、電子写真画像プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、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とは、前述したように、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用する現像剤プロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。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頼らずユーザ自身で行うことができる。従って、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。

電子写真画像形成装置では、レーザ、ＬＥＤ或いはランプなどの画像情報に対応した光をドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、プロセスカートリッジに一体に組み込まれた現像ユニットにより現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像剤像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。

上述したプロセスカートリッジを用いる画像形成装置には、図１に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型のカラー電子写真画像形成装置１００がある。

このような画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジでは、現像剤を収容した現像剤収納部（以下「現像剤容器」という。）を、現像剤担持体及び現像剤規制部材などを保持する現像容器に接合し、現像剤容器の、現像容器への現像剤供給部となる開口部を、例えば現像剤シールのような現像剤封止部材で封止し、使用開始までの間に現像剤が現像容器へ流入しないようにすることが提案されている。

また、これまでの単色画像形成装置においては、画像形成装置本体の駆動源を利用して現像剤シールを自動開封することでユーザビリティ性の向上が図られてきた。

しかしながら、複数のプロセスカートリッジ、すなわち、現像ユニットを有する画像形成装置やそれに関わるプロセスカートリッジにおいて、ユーザーは使用開始時にプロセスカートリッジに設けられている把手（プルタブ）を引き、把手に固定されている現像ユニットの現像剤シールを取り外してからプロセスカートリッジをカラー画像形成装置本体に装着する必要があった。

また、これまでの単色画像形成装置においては、画像形成装置本体の駆動源を利用して現像剤シールを自動開封した際、電気接点が切断されることによって現像剤シールが取り外されたことを確実に判断できていた（特許文献１参照）。

また、カラー画像形成装置を使用する温湿度条件や感光体ドラムの使用度合い、プリント枚数などの諸条件により、形成する画像の現像剤量に変動が生じる。現像剤量の変化は印字画像の濃淡変化となり使用者に色味変動として認識される。従って、多くのカラー画像形成装置においては、帯電電位、露光量、現像バイアスなどの画像形成条件を自動調整する機構が搭載されている。そして、感光体ドラム、或いは、搬送ベルト上に作像条件を制御するために形成される現像剤像を形成する。そして、その濃度を現像剤像検出手段により検知して、検知結果に基づいて前述した画像形成条件を制御する。このような画像形成条件を制御するために用いられる現像剤像検出手段として、光学式センサにより現像剤像の濃度を検出する手段を備えた画像形成装置等がある（特許文献２参照）。
特開平１１−２３１７５７号公報 特開２００３−２７０９０１号公報

本願発明は上記の電子写真画像形成装置を更に発展させたものである。

本発明の目的は、カートリッジの使用開始前に、ユーザーがカートリッジの有する現像剤供給開口を開封するという手間を省くことができる電子写真画像形成装置、封止部材退避機構を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出することによって、現像剤供給開口が開封されていないことを検出することができる電子写真画像形成装置、封止部材退避機構を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出することによって、封止部材を現像剤供給開口から自動的に退避させることができる電子写真画像形成装置、封止部材退避機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、本出願にかかる代表的な発明は、
カートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
ａ）電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、
現像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像ローラと、
前記現像剤収納部から前記現像ローラに現像剤を供給するための現像剤供給開口と、
前記現像剤供給開口を開封可能に塞いでいる封止部材と、
を有する前記カートリッジと、
ｂ）前記現像剤収納部内から前記現像ローラへ供給された現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出する現像剤検出手段と、
ｃ）前記現像剤が前記被検出体に所定量以上に付着していないことが前記検出手段によって検出された場合に、前記現像剤供給開口を開封するために、前記現像剤供給開口を塞いでいる封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させるための電気信号を出す封止部材退避手段と、を有することを特徴とする。

また、本出願にかかる他の代表的な発明は電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラによって前記静電潜像を現像する際に用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部から前記現像ローラへ現像剤を供給するための現像剤供給開口と、前記現像剤供給開口を開封可能に塞いでいる封止部材と、を有して、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジの有する前記封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させる封止部材退避機構であって、
前記現像剤収納部内から前記現像ローラへ供給された現像剤が被検出体に所定量以上付着していないことを検出する現像剤検出手段と、
前記現像剤が前記被検出体に前記所定量以上付着していないことが前記現像剤検出手段によって検出された場合に、前記現像剤供給開口を開封するために、前記現像剤供給開口を封止している前記封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させるための電気信号を出す封止部材退避手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジの使用開始前に、ユーザーがカートリッジの有する現像剤供給開口を開封するという手間を省くことができる。

また、本発明によれば、現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出することによって、現像剤供給開口が開封されていないことを検出することができる。

また、本発明によれば、現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出することによって、封止部材を現像剤供給開口から自動的に退避させることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー電子写真画像形成装置の全体構成を示する。先ず、図１を参照して、カラー電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。また、本実施例では、現像ユニットは、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに一体に組み込まれているものとする。

（画像形成装置の全体構成）
図１を参照すると、カラー電子写真画像形成装置本体１００は、垂直方向に並設した４個のプロセスカートリッジ装着部８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を有する。そして、前記装着部に装着されたカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、夫々１個の電子写真感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に説明する。まず、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が配置されている。次に、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が配置されている。次に、前記静電潜像を現像剤である現像剤を用いて現像し、可視像、即ち、現像剤像を形成する現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配置されている。次に、感光体ドラム１上の現像剤像を記録媒体Ｓに転写させる静電転写手段１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が配置されている。次に、転写後の感光体ドラム１表面に残った現像剤を除去するクリーニング手段６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配置されている。

ここで、本実施例では、感光体ドラム１と帯電手段２、現像ユニット４、クリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を構成している。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材（図示せず）によって回転自在に支持されている。図３に示すように、感光体ドラム１の一方端部にドラムギア１１４が配置されており、駆動モータ１０１からの駆動力が駆動ギア列を介して伝達される。これにより感光体ドラム１は、図３にて時計方向矢印Ｘ方向（図２にては反時計方向矢印Ｘ方向）に回転駆動され、本実施例ではその回転速度は感光体ドラム１外周面が９４．２ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動されている。

帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、本実施例では、図２に示すような接触帯電方式のものを使用する。帯電手段としての帯電部材２は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラ２を感光体ドラム１表面に当接させる。そして、このローラ２に帯電バイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させる。

スキャナユニット３（３ａ〜３ｄ）は、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。そして、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。

図２をも参照すると理解されるように、現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、それぞれ、現像剤を収納した現像剤収納部、即ち、現像剤容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）、及び、現像枠体、即ち、現像容器４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）を有する。

つまり、現像剤容器４１に関して言えば、イエロー現像ユニット４ａはイエロー色の現像剤を収納した現像剤容器４１ａを有する。また、マゼンタ現像ユニット４ｂはマゼンタ色の現像剤を収納した現像剤容器４１ｂを有する。また、シアン現像ユニット４ｃはシアン色の現像剤を収納した現像剤容器４１ｃを有する。更に、ブラック現像ユニット４ｄはブラック色の現像剤を収納した現像剤容器４１ｄを有する。各現像剤容器４１内には、感光体ドラム１と対向して、現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての現像ローラ４０が配置されている。

図２にて、現像剤容器４１内の現像剤、即ち、現像剤は、現像剤搬送攪拌機構４２によって現像剤供給ローラ４３へ送り込まれる。次いで、現像剤は、現像剤供給ローラ４３、及び、現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、現像ローラ４０の外周に塗布され、且つ、現像剤に電荷が付与される。そして、現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム１に形成された潜像を現像し、現像剤像とする。

一方、図１に示すように、画像形成装置本体１００には、全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向し、接するように循環移動する搬送ベルト１１が配設されている。前記搬送ベルト１１は１０¹¹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有する厚さ約１５０μｍのフィルム状部材である。そして、記録媒体Ｓは、前記搬送ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上の現像剤画像を転写される。

つまり、前記搬送ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向に回動する。これにより、前記搬送ベルト１１が循環移動して、記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間に現像剤画像を転写される。尚、駆動ローラ１３の上部には搬送ベルト１１から所定間隙に維持された、現像剤検出手段としての現像剤像検出センサ３０が配置され、搬送ベルト１１に直接転写された、濃度等の画像制御条件を計測するための現像剤像の濃度を検出している。

尚、この搬送ベルト１１の内側に当接して、４個の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向した位置に転写手段としての転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設されている。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が搬送ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。これにより、記録媒体Ｓに感光体ドラム１上の現像剤画像が転写される。

給送部１６は、画像形成部に記録媒体Ｓを給送搬送するものである。複数枚の記録媒体Ｓが給送カセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８、及び、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転する。これによって前記カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚毎、分離給送する。そして、記録媒体Ｓの先端は、前記ローラ対１９に突き当たり一旦停止する。記録媒体Ｓは、前記搬送ベルト１１の回転と現像剤画像との同期をとって、レジストローラ対１９によって搬送ベルト１１へ給送される。

定着部２０は、記録媒体Ｓに転写された複数色の現像剤画像を定着させるものである。回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとを有する。即ち、感光体ドラム１上の現像剤画像を転写された記録媒体Ｓは、定着部２０を通過する際に、定着ローラ対２１（２１ａ、２１ｂ）で搬送される。そして、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色の現像剤画像が記録媒体Ｓ表面に定着される。

画像形成の動作は次の通りである。

先ず、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。その駆動に応じて感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が回転駆動され、そして、各々のカートリッジ７に対応するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が順次駆動される。この駆動により、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像ローラ４０は、前記静電潜像を現像する。本実施例においては、現像ローラ４０は不図示の揺動機構により現像ユニット４とともに揺動され画像情報入力待機状態では感光体ドラム１と離間した状態としている。そして、現像プロセスを行うに当たり現像ユニット４を揺動し現像ローラ４０を感光体ドラム１に当接させている。尚、本実施例の以下の説明において現像ローラ４０の回転駆動開始する場合は現像ローラ４０が回転した後、現像ローラ４０を感光体ドラム１に当接させた状態としている。また、現像ローラ４０の回転駆動停止した場合は現像ローラ４０が回転停止した後、感光体ドラム１と現像ローラ４０が離間した状態としている。

前述した通り、記録媒体Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１の現像剤画像を順次転写される。４色の現像剤画像を転写された記録媒体Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により搬送ベルト１１から曲率分離される。そして、定着部２０に搬入される。記録媒体Ｓは、定着部２０で上記現像剤画像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から本体外に排出される。

（プロセスカートリッジ）
次に、図２を参照して、本発明を実施したプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）について説明する。図２は、現像剤を収納したプロセスカートリッジ７の主断面である。

尚、本実施例にて、イエロー色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ａ、マゼンタ色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｂ、シアン色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｃ、ブラック色の現像剤を収納したプロセスカートリッジ７ｄは、同一構成とされる。

プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段２、及びクリーニング手段６を備えた第一枠体としての感光体ドラムユニット５０、及び現像手段を有する第二枠体としての現像ユニット４に分かれている。

感光体ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受（図示せず）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、上述のように、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電手段２、及び感光体ドラム１上に残った現像剤を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。さらに、クリーニングブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留現像剤は、現像剤送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃現像剤室５１ａに順次送られる。そして、図示後方の一方端に設けた駆動モータ１０１（図３参照）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示Ｘ方向（反時計回り）に回転駆動させる。

ここで、図３を参照して、プロセスカートリッジ７の駆動伝達手段Ｄについて説明する。

本実施例によると、装置本体１００に設けられた本体モータ１０１の駆動力が駆動ギヤ１０２から段ギア１０３（１０３ａ、１０３ｂ）に伝達される。段ギア１０３からの駆動は分岐されて、段ギア１０３ａにより感光体ドラム側のギヤ１０４に伝わり、段ギア１０３ｂにより現像容器側のギア１０５に伝達される。

現像容器側のギア１０５の駆動は、ギア１０６、ギア１０７、段ギア１０８、及びギア１０９に伝達され、現像剤供給ローラ４３を駆動する。現像剤供給ローラ４３の駆動力は、現像剤供給ローラ軸の他方端に設けられたギア１１０を駆動し、このギヤ１１０の駆動は、ギア１１１及びウォームギア１１２を介してギア１１３に伝達される。図示されていないが、現像ローラ４０は、その軸端が段ギア１０８に接続されており、駆動力が伝達される。

また、ギア１１３は、詳しくは後述するが、封止部材４６を巻き取るために、封止部材退避部材としての巻き取り軸５４と一体に形成されている。そして、前記駆動力がギア１１３に伝わることにより、ギア１１３に一体に設けられた巻き取り軸５４に駆動が伝わる。

一方、上述のように、段ギア１０３ａにより感光体ドラム側のギヤ１０４に伝達された駆動力は、ギア１０４からギア１１４に伝達し、感光体ドラム１を駆動する。

現像ユニット４は、図２にて、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４０、現像ローラ４０を配置した現像容器（現像枠体）４５、及び、現像剤が収容された現像剤容器４１とにて構成される。

現像ローラ４０は、回転自在に現像容器４５に支持される。また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転する現像材供給部材としての現像剤供給ローラ４３と現像剤規制部材としての現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらに、現像剤容器４１内には、収容された現像剤を撹拌するとともに現像剤供給ローラ４３に搬送するための現像剤搬送攪拌機構４２が設けられている。

現像時、現像剤搬送攪拌機構４２によって、収納された現像剤が現像剤供給ローラ４３へ搬送される。そして、図２の矢印方向に回転する現像剤供給ローラ４３が、その現像剤を図中矢印方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給する。その結果、現像ローラ４０上に現像剤が担持される。現像ローラ４０上に担持された現像剤は、現像ローラ４０の回転に伴い現像ブレード４４のところに至る。そして、現像ブレード４４がその現像剤を規制して所定の現像剤薄層に形成する。規制された現像剤は、現像ローラ４０の回転につれて、現像剤帯電手段としての帯電ローラ７０へ至り、所望の帯電電荷量が付与される。

さらに、現像ローラ４０上の現像剤薄層は、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送される。そして、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留した現像剤は、現像ローラ４０の回転に伴い現像容器４５内に戻される。そして、現像剤供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収された現像剤は、現像剤搬送攪拌機構４２により残りの現像剤と撹拌混合される。

本実施例のように、感光体ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層や現像剤への帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。

図１及び図２に示すように、プロセスカートリッジ７の画像形成装置本体１００への装着は、プロセスカートリッジ７を矢印方向から、装置本体１００に設けられたプロセスカートリッジガイド（図示せず）に沿って本体内部へとガイドして挿入し、所定位置に位置決めすることにより行われる。

次に、図４〜図１１をも参照して、現像ユニット４に設けられた現像剤供給開口としての供給開口部４１ｅを開封可能に封止する封止部材（以下、「現像剤シール」という。）４６と、この現像剤供給開口部４１ｅを塞いでいる現像剤シール４６を供給開口部４１ｅを塞いでいる位置から退避させ供給開口部４１ｅを開封するための現像剤シール巻き取り構成、及び、そのシーケンスについて説明する。

（現像剤シール退避部）
図４及び図５は、現像剤容器４１と現像容器４５を示す。図５に示すように、現像剤容器４１と現像容器４５との結合部には、現像剤容器４１から現像容器４５（現像ローラ４０）へ現像剤を送り出す供給開口である開口部４１ｅが設けられている。この開口部４１ｅの周囲には後述する現像剤シール４６の溶着面４１ｆが設けられている。

図４は、現像容器４５と、現像剤容器４１の開口部４１ｅに取り付けられた現像剤シール４６とを示している。ここで、現像剤シール４６は、シート状に形成されており、図５における現像剤容器４１の開口部４１ｅを塞ぐように、溶着面４１ｆに溶着や接着等の手段により貼り付けられることで開口部４１ｅを封止している（図４参照）。

また、この現像剤シール４６は、開口部４１ｅの長手方向の一端４６ａで折り返されて、長手方向逆側の一端で封止部材退避部材である巻き取り軸５４に取り付けてある。現像剤シール４６と巻き取り軸５４は、図示しない粘着部材により固定されている。この現像剤シール４６は、端部を矢印Ｘ１方向へ引っ張ることで、現像剤容器４１の開口部４１ｅから開封、または、剥離される。現像剤シール４６の開封、または、剥離は、巻き取り軸５４が矢印Ｘ２方向に回転することによって行われる。巻き取り軸５４への駆動は以下のように行われる。

先ず、図３を参照して説明したように、画像形成装置本体１００に設けられた駆動手段Ｄの本体モータ１０１からの駆動力が、駆動ギア列に伝達される。そして、駆動ギア列から、プロセスカートリッジ７にある現像ユニット４内の現像ローラ４０、現像剤供給ローラ４３及び現像剤搬送攪拌機構４２へ前記駆動力が伝達される。

この駆動力は、現像剤供給ローラ４３を介して長手方向逆側へと伝達され、封止部材退避部材である巻き取り軸５４の駆動を行う。つまり、現像剤供給ローラ４３と巻き取り軸５４は同一の駆動源によって駆動される構成になっている。このような構成とすることで、現像剤シール４６を開封するために別の駆動源を配置する必要が無く、省スペースで且つ簡単な構成で駆動を得ることが可能である。さらに本実施例では現像ローラ４０、現像剤供給ローラ４３及び現像剤搬送攪拌機構４２と巻き取り軸５４との間にクラッチ機構を設けていない。このような構成とすることで更に上述した効果を安価に得ることができる。

なお、現像剤シール４６としては、上述したような、１つのシートを折り返して用いるイージーピール方式の他、現像剤容器４１の開口部４１ｅを封止するカバーフィルムとカバーフィルムを引き裂くためのテアテープを組み合わせたものもあるが、勿論、このような現像剤シール４６に対しても本実施例は適用可能である。

また、現像剤容器４１の開口部４１ｅを封止する封止部材を、ここではシート状の現像剤シール４６として述べている。しかし、封止部材４６が板状であり、封止部材４６がカートリッジの長手方向（即ち、感光体ドラム１の軸方向）にスライド移動することで、現像剤容器４１の開口部４１ｅを開封する構成でもよい。また、封止部材４６が前記長手方向と垂直方向にスライド移動することで、現像剤容器４１の開口部４１ｅを開封する構成でも良い。更に、封止部材４６が前記開口部４１ｅから退避した後に、前記開口部４１ｅに再度封止できる構成でも良い。

（現像剤像検出センサ部）
図６及び図７に本実施例に用いた現像剤像検出手段としての現像剤像検出センサ３０の模式図を示す。現像剤像検出センサ３０は、発光素子３０ａと受光素子３０ｂとを有し、被検出体としての搬送ベルト１１に対向配置されている。発光素子３０ａは、現像剤像３１に対して赤外光を照射する。現像剤像検出センサ３０では搬送ベルト１１の表面の法線に対して照射角αと対象となる方向に反射される光を受光素子３０ｂによって検知する。現像剤像検出センサ３０は、図７に示すように駆動ローラ１３の上部で搬送ベルト１１から所定間隙に維持された状態で配置されている。そして、現像剤像検出センサ３０が、搬送ベルト１１上に直接転写された現像剤像３１を搬送ベルト１１の移動（図中矢印Ｙ方向）に従って、順次検出している。現像剤像検出センサ３０は搬送ベルト１１の移動方向と直交する方向（長手方向）で、いずれかの側にあっても構わない。しかし、本実施例においては、現像剤シール４６の移動方向下流側となる巻き取り軸５４がある側（図７中右側）に配置している。このような配置により、現像剤シール４６が巻き取られた否かの判断を確実にすることができる。

（全体システム構成）
本実施例の画像形成装置のシステム構成について、図８のシステムブロック図を用いて説明する。

画像形成装置全体のシステム制御を行うエンジンコントローラ６１の内部には、不図示の中央演算処理装置（ＣＰＵ）が設けられている。画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置（ＣＰＵ）の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。高圧電源６２は、帯電バイアス、現像バイアス、及び、転写バイアスを各色毎に生成し、定着バイアスを生成する。ここで、帯電バイアスとは帯電手段である帯電部材２に印加する直流電圧である。また、現像バイアスとは、現像手段である現像ローラ４０に印加する直流電圧である。また、転写バイアスとは、転写手段である転写ローラ１２に印加する直流電圧である。また、定着バイアスとは、定着手段２０に印加する直流電圧である。装置内には現像剤像検出センサ３０を含むセンサ群６３が配置され、又、装置の状態を表示する表示部６４が設けられている。また、上記駆動手段Ｄ（図３）を含む駆動部６６を備えている。

（カートリッジの使用可能状態判断シーケンス）
画像形成装置本体１００に挿入されたプロセスカートリッジ７が現像剤シールが供給開口に未だ取り付けられており、カートリッジ使用不能状態であるか、或いは、現像剤シールが供給開口から開封、剥離されて使用可能状態にあるかを判断する際のシーケンスについて、図８のシステムブロック図及び図９のフローチャート図を用いて説明する。

装置本体１００の電源がＯＮされる（Ｓ１）と、エンジンコントローラ６１はセンサ部６３からの情報を入手し、装置の異常の有無を判断する（Ｓ２）。例えば、装置本体１００内に記録媒体（転写材）Ｓが滞留していたり（ジャム状態）、装置ユニットが正常に装置本体１００に嵌合していなかったり（ドアオープン状態）等の装置異常が認められた場合、エンジンコントローラ６１は表示部６４に装置異常を表示する（Ｓ３）。そして、異常が修正されるまで待機する。

装置異常が認められなかった場合、エンジンコントローラ６１は、現像剤シールが供給開口に取り付けられているか否かの判断、即ち、プロセスカートリッジが使用不能状態か使用可能状態かを判断する処理に移行する（Ｓ４）。

プロセスカートリッジが電源ＯＦＦ時に装置本体に対して装着されたのか、それともドアオープン状態時に装着されたのかは判断ができない。そのため、プロセスカートリッジの使用不能或いは使用可能判断をこのタイミングから実施するのが好適である。

エンジンコントローラ６１は駆動部６６の搬送ベルト１１及び１〜４色目の全ての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの駆動開始を行う（Ｓ５）。そして高圧電源６２に対しても１〜４色目の全ての転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに現像剤像を搬送ベルト１１に転写させるための転写バイアスをそれぞれ印加する（Ｓ６）。

続いて、エンジンコントローラ６１は駆動部６６の１〜４色目の全ての現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの駆動開始を行う（Ｓ７）。それと共に、高圧電源６２の１〜４色目の現像バイアス電源から各色の現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに直流電圧からなる現像バイアスを所定時間ｔ０秒印加する（Ｓ８）。この所定時間ｔ０秒は現像剤像検出センサ３０で検出可能な現像剤像幅以上あれば良い。本実施例の現像剤像検出センサ３０は３ｍｍ幅以上の現像剤像であれば検出可能であり、従って、現像バイアス印加時間ｔ０を０．０３５秒に設定した。またこのとき、感光体ドラム１の表面電位は帯電ローラ２により均一帯電されておらずその表面電位は不定である。しかし、少なくとも現像バイアス電圧を通常の画像形成プロセスにおける感光体ドラム１表面の暗部電位（Ｖｄ）相当に設定しておく。そうすることで、現像バイアスが印加されている期間、現像剤容器４０内から現像ローラ４０へ供給された現像剤がかぶり現像剤として感光体ドラム１表面に現像剤像を形成する。

エンジンコントローラ６１は現像バイアス電圧を所定時間ｔ０秒印加終了後、直ちに１〜４色目の全ての現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの駆動停止を行う（Ｓ９）。これにより、現像ユニットの寿命を必要以上に短縮することを抑制できる。

現像バイアスが印加されることにより現像剤像が感光体ドラム１上に形成され、その現像剤像３１は搬送ベルト１１へと転写される。現像剤像３１を転写した搬送ベルト１１は移動し続け、駆動ローラ１３に対向配置される現像剤像検出センサ３０位置まで現像剤像３１が移動する。１〜４色目の現像位置から転写位置まで、そして１〜４色目の転写位置から現像剤像検出センサ３０の相対位置は画像形成装置本体内で任意に固定されている。そのため、所定速度（本実施例では９４．２ｍｍ／ｓｅｃ）で移動する１〜４色目の現像剤像３１が現像剤像検出センサ３０を通過するそれぞれの時間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）、Ｔ（４）は、現像バイアスを印加したタイミングからの経過時間として容易に求められる。

図１０に現像剤像検出センサ３０付近における模式図を示す。１〜４色目の現像ローラ４０に対して同時に現像バイアス電圧が印加される。そのため、現像剤像検出センサ３０を通過する現像剤像３１は４色目、３色目、２色目、１色目の順序となる。図１０においては現像剤像検出センサ３０を４色目現像剤像３１ｄがすでに通過し終え、３色目現像剤像３１ｃが将に通過した直後の様子を模式化している。そして、現像剤像検出センサ３０からエンジンコントローラ６１に出力されるセンサ出力値の時系列変化を図１１に示す。

図１１は横軸に現像バイアス電圧が印加された時からの経過時間（秒）、縦軸を現像剤像検出センサ３０のセンサ出力値としている。図示のごとくＴ（４）、Ｔ（３）、Ｔ（２）、Ｔ（１）の順序でセンサ出力値が変化している。

ところが、現像剤シール４６が供給開口４１ｅに取り付けられプロセスカートリッジが使用不能状態となっている等により現像ローラ４０に現像剤が担持されておらず、現像バイアスが印加されても現像剤像を形成しない場合がある。例えば３色目プロセスカートリッジが使用不能状態であった場合、図１２に示すように通常であれば３色目現像剤像３１ｃが形成される位置に現像剤像が無い。更に、図１３に示すごとくセンサ出力値も３色目出力が測定されるタイミングである時間Ｔ（３）で出力が観測されない。従って、３色目プロセスカートリッジは使用不能状態である可能性があることが検知可能となる。

以上、説明したように、エンジンコントローラ６１は、現像剤像検出センサ３０の出力情報をもとに、プロセスカートリッジが使用可能状態であるか、それとも、現像剤シール４６が未だ取り付けられた使用不能の状態の可能性があるかを判断する（Ｓ１０）。

全てのプロセスカートリッジが使用可能状態であると認識されると、エンジンコントローラ６１は表示部６４に使用可能状態である表示を実施しつつ、ベルト上の現像剤像３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを消去するベルトクリーニング動作を実行する（Ｓ１１）。そして、プロセスカートリッジの使用不能、或いは、使用可能の判断処理を終了させる（Ｓ１２）。このようにして、複数あるプロセスカートリッジの中で現像剤シール４６が取り外された開封状態のプロセスカートリッジと、現像剤シール４６が取り付けられている封止状態のプロセスカートリッジとを判断することが可能となる。

本実施例ではベルトクリーニング動作として、転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）に転写バイアスの極性とは反対極性の電圧を印加して、ベルト上の現像剤像３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄをプロセスカートリッジのクリーナー部に戻す構成とした。勿論、現像剤像検出センサ３０の下流側に、搬送ベルト１１のためのベルトクリーニング装置４０（図１参照）を設けてベルト上の現像剤像をクリニーングしてもよい。

プロセスカートリッジが使用可能状態であるか、それとも、現像剤シールが開封、剥離されておらず使用不能状態の可能性があるかを判断したとき（Ｓ１０）、図１３で説明したようなセンサ出力値が得られない場合がある。本実施例では３色目がそれに該当する。このときエンジンコントローラ６１は使用不能状態のプロセスカートリッジが装置本体内にあると判断する。そして、プロセスカートリッジの現像剤シール４６を退避させる動作の予約を行う（Ｓ１３）。本実施例では予約色が３色目に相当する。その後、ベルトクリーニング動作を実行して現像剤像を消去し（Ｓ１４）、転写バイアス電圧の印加を停止する（Ｓ１５）。

前述した画像形成装置本体１００に、現像剤シール４６が開封、剥離されていない使用不能状態のプロセスカートリッジ７が装着されたことを認識すると、現像剤容器４１の開口部４１ｅを開放する。そのために、封止部材退避手段としてのエンジンコントローラ６１が駆動手段Ｄに現像剤シール４６を開封するための信号を出す。そして、駆動手段Ｄからの駆動力が前記プロセスカートリッジ７に伝達される。

この時、画像形成装置本体１００が有する駆動モータ１０１からの駆動力を駆動ギヤ列を通じてクラッチＣＬに伝達する。クラッチＣＬは、例えば電磁クラッチである。画像形成装置本体１００の有するエンジンコントローラ６１により、クラッチＣＬは駆動モータ１０１よりさらに下流の駆動ギヤ列及びプロセスカートリッジ７へ駆動を伝達するか、或いは、駆動を伝達せずに空回転する制御を行う。

以上により画像形成装置本体１００が有する駆動モータ１０１を用いてプロセスカートリッジ７へ駆動を伝達することで現像剤容器４１の開口部４１ｅを自動で開放することができる。特に、クラッチ機構（ＣＬ）によって、画像形成装置本体１００に挿入された使用不能状態のプロセスカートリッジ７にのみ選択的に駆動を伝達することができる。

これにより、複数の現像ユニットを有する画像形成装置に現像剤シールの自動開封を搭載した場合も、封止部材が取り付けられた状態にある現像ユニットにのみ選択的に駆動力を与え現像剤シールを開封することができる。従って、現像ユニットの寿命を必要以上に短縮しないことが可能となる。

以下に、現像剤シールが開封、剥離されておらず使用不能状態にあるプロセスカートリッジにのみ選択的に駆動力を伝達する際のシーケンスについて、図９のフローチャートを用いて引き続き説明する。

予約色のプロセスカートリッジのみに画像形成装置本体１００の駆動を伝達するよう、エンジンコントローラ６１を介し駆動伝達経路を選択する（Ｓ１６）。このときエンジンコントローラ６１から表示部６４に対し、現像剤シール４６が取り付けられた状態にある使用不能カートリッジ初期化中等の状況表示をさせる（Ｓ１７）。

図３に示すように、画像形成装置本体１００の駆動源、例えば本体モータ１０１を駆動させ、プロセスカートリッジ７に駆動を伝達すると、該プロセスカートリッジ７に配設された駆動ギア列へ駆動が与えられる。そして、現像剤供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達し、現像剤シール４６が退避する。そうすることで現像剤容器４１の開口部４１ｅを開放する（Ｓ１８）。このとき現像剤シール４６が完全に退避し開口部４１ｅが開放されるよう、所定時間Ｓ秒間、駆動を入力しつづける（Ｓ１９）。

ここで、本実施例のプロセスカートリッジを使用して、現像剤シール開封時にかかる時間、つまり、巻き取りに要した時間は、実測で２０秒程度である。そこで、本実施例では所定時間Ｓを２０秒に設定した。所定時間Ｓ秒経過後、エンジンコントローラ６１は予約色に対してのみ、前記した（Ｓ６）〜（Ｓ９）までの動作を実施する。つまり、予約色の転写バイアス電圧を印加する（Ｓ２０）。そして、現像ローラを駆動させる（Ｓ２１）。次に、現像バイアスをｔ０秒間印加させる。（Ｓ２２）その後、現像ローラの駆動を停止させる（Ｓ２３）。本実施例では予約色が３色目であるので上記（Ｓ２０）〜（Ｓ２３）の動作は全て３色目に対してのみ実施した。

その後、現像剤像検出センサ３０で予約色の現像剤像が検出されたか否かを判断する（Ｓ２４）。そして、現像剤像検出センサ３０で予約色の現像剤像が検出されるとエンジンコントローラ６１は表示部６４に使用可能状態である表示に変更し、搬送ベルト上の現像剤像の消去動作を実行する（Ｓ１１）。そして、プロセスカートリッジの使用可能判断処理を終了させる（Ｓ１２）。本実施例では３色目プロセスカートリッジが使用不能状態の可能性があるとして上記（Ｓ２０）〜（Ｓ２３）の動作を実施した。そのため、予約色の現像剤像が検出されたかの判断ステップ（Ｓ２４）で、現像剤像検出センサ３０の出力値は図１４に示すように３色目に相当するＴ（３）秒にセンサ出力値が得られる。このことにより、現像剤シール４６が退避され３色目プロセスカートリッジが使用可能状態になったものと判断できる。

ここで、予約色に相当するタイミングでセンサ出力値が得られない場合がある。その場合としては、プロセスカートリッジが装置本体に装着されていない場合、若しくは現像剤容器４１の現像剤が使用されてしまっている場合がある。他には、故障等の何らかの異常により現像剤シール４６を退避することができなかった場合などが考えられる。その場合、エンジンコントローラ６１は高圧電源部６２の出力停止処理（Ｓ２５）、並びに、駆動部６６に対して駆動入力停止処理（Ｓ２６）を行う。そして、エンジンコントローラ６１は表示部６４にカートリッジ無し等の異常表示を行う（Ｓ２７）。そして、プロセスカートリッジの使用可能判断処理を終了させる（Ｓ１２）。

以上説明した本実施例のプロセスカートリッジの使用可能状態判断方法は、現像剤像を形成させるために、通常の画像形成と同様な画像形成プロセスで現像剤像を形成しても適用可能である。

つまり、感光体ドラム１を回転駆動させる動作（Ｓ５）の後に、帯電ローラ２に帯電バイアス電圧が印加されるようエンジンコントローラ６１から高圧電源６２を動作させる。そして、現像バイアスが印加される（Ｓ８）直前に図７で示されるような現像剤像検出センサ３０で検知可能な最小面積の静電潜像をスキャナーユニット３の露光により形成する。この方法によっても、上記説明した本実施例と同様な判断は可能である。更に、現像剤像形成による現像剤の消費を可能な限り抑制できる。

また、本実施例では、現像剤シールが取り付けられており、使用不能状態の可能性があるプロセスカートリッジの判定が終了するまで、感光体ドラム１と搬送ベルト１１が移動しつづけている構成で説明した。しかし、現像剤像を消去した（Ｓ１４）後、転写バイアスの印加停止時（Ｓ１５）において感光体ドラム１と搬送ベルト１１の移動を一時停止させ、予約色に対して転写バイアスを印加するタイミング（Ｓ２０）の直前に再び感光体ドラム１と搬送ベルト１１の移動を開始する構成としても本実施例と同様な判断は可能である。同時に余剰回転に伴う感光体ドラム１と搬送ベルト１１の消耗を可能な限り抑制できる。

本実施例では使用不能状態の可能性があるプロセスカートリッジが装置本体内に１色しかない状態で説明した。しかし、複数色ある場合も上記したプロセスカートリッジの使用可能状態判断方法が適用できる。例えば、予約色に駆動伝達経路を選択するとき（Ｓ１６）、対象となる全ての予約色に対して同時に選択する構成と、順次ステップ（Ｓ１６）〜（Ｓ１９）までの工程を経る構成のいずれの構成を採用しても良い。処理時間を短縮する利点があるため本実施例では、対象となる全ての予約色に対して同時に選択する構成を採用した。

本実施例の構成によれば、現像剤シール４６が供給開口部４１ｅから退避したか否かを判断するための電気接点を備える必要が無くなる。従って、画像形成装置本体との電気接点、プロセスカートリッジのみならず画像形成装置本体の部品点数を増加させることによるコストアップを抑えることができる。

実施例２
以下、本発明に係る画像形成装置におけるプロセスカートリッジの使用可能状態検知方法の他の実施例について説明する。本実施例においても、実施例１で、図１〜図５を参照して説明した画像形成装置本体１００及びプロセスカートリッジ７が使用される。従って、画像形成装置本体１００及びプロセスカートリッジ７、並びに、画像形成装置のシステム構成の説明は実施例１を援用し、本実施例の特徴部分であるプロセスカートリッジの使用可能状態検知方法について説明する。

（現像剤像検出センサ部）
図１５に、本実施例に用いた現像剤像検出センサ３０（３０ａ、３０ｂ）の模式図を示す。前記したように複数の感光体ドラムや搬送ベルトの移動ムラや、各画像形成部の転写位置での感光体ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にばらばらに発生する場合がある。この場合、全色の画像を重ね合わせたときに画像が一致しない色ずれが発生する。図１５は、この色ずれを制御するためにレジストマークとして現像剤像（図１５中現像剤像３１ｃ、３１ｄ）を形成したものである。

図１５に示すように、現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂは、駆動ローラ１３の上部で搬送ベルト１１から所定間隙に維持された状態で左右二箇所に配置されている。そして、現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂは、搬送ベルト１１上に直接転写された現像剤像３１を搬送ベルト１１の移動（図中矢印Ｙ方向）によって順次検出している。本実施例ではこれら２つの現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂを用いて、プロセスカートリッジの使用可能状態を検出するものである。

現像剤シール４６の移動方向下流側となる巻き取り軸５４がある側（図１５中右側）にセンサ３０ａが配置される。そして、現像剤シール４６の移動方向上流側で、現像剤容器４１の開口部４１ｅが開放され始める側（図１５中左側）にセンサ３０ｂが配置される。このように配置される現像剤検出センサ３０ａ、３０ｂは、図１６に示す本実施例のシステムブロック図におけるセンサ部６３に包括されている。

（カートリッジの使用可能判断シーケンス）
画像形成装置本体１００に挿入されたプロセスカートリッジが、現像剤使用不能の状態にあるか、或いは、現像剤使用可能状態にあるかを判断する際のシーケンスについて、図１６のシステムブロック図及び図１７のフローチャート図を用いて説明する。ここで、プロセスカートリッジが使用不能の状態とは、現像剤シール４６が供給開口４１ｅに未だ取り付けられている状態を指す。また、プロセスカートリッジが使用可能の状態とは、現像剤シール４６が供給開口４１ｅから開封、剥離されている状態を指す。

装置本体の電源がＯＮされる（Ｓ１）とエンジンコントローラ６１はセンサ部６３からの情報を入手し、装置の異常の有無を判断する（Ｓ２）。例えば、装置内に転写材Ｓが滞留していたり（ジャム状態）、装置ユニットが正常に装置本体に嵌合していなかったり（ドアオープン状態）等の装置異常が認められた場合、エンジンコントローラ６１は表示部６４に装置異常を表示する（Ｓ３）。そして、異常が修正されるまで待機する。

装置異常が認められなかった場合、エンジンコントローラ６１はプロセスカートリッジが使用不能状態か使用可能状態かを判断する処理に移行する（Ｓ４）。

プロセスカートリッジが電源ＯＦＦ時に装置本体に対して装着されたのか、それともドアオープン状態時に装着されたのか判断ができないためプロセスカートリッジの使用可能状態判断をこのタイミングから実施するのが好適である。

エンジンコントローラ６１は駆動部６６の搬送ベルト１１及び１〜４色目の全ての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの駆動開始を行う（Ｓ５）。そして高圧電源部６２に対しても１〜４色目の全ての転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに現像剤像を搬送ベルト１１に転写させるための転写バイアスをそれぞれ印加する（Ｓ６）。

続いて、エンジンコントローラ６１は駆動部６６の１〜４色目の全ての現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの駆動開始を行う（Ｓ７）。それとともに高圧電源６２の１〜４色目の現像バイアス電源が各色の現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに直流電圧からなる現像バイアスを所定時間ｔ０秒印加する（Ｓ８）。この所定時間ｔ０秒は現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂで検出可能な現像剤像幅以上あれば良く、本実施例の現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂは３ｍｍ幅以上の現像剤像であれば検出可能である。本実施例では、現像バイアス印加時間ｔ０を０．０３５秒に設定した。またこのとき、感光体ドラム１の表面電位は帯電ローラ２により均一帯電されておらずその表面電位は不定である。しかし、少なくとも現像バイアス電圧を通常の画像形成プロセスにおける感光体ドラム１表面の暗部電位（Ｖｄ）相当に設定している。そうすることで、現像バイアスが印加されている期間、かぶり現像剤として感光体ドラム１表面に現像剤像を形成することが可能となる。

エンジンコントローラ６１は現像バイアス電圧を所定時間ｔ０秒印加終了後、直ちに１〜４色目の全ての現像ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの駆動停止を行う（Ｓ９）。これは、現像ユニットの寿命を必要以上に短縮しないためである。

現像バイアスが印加されることにより現像剤像が感光体ドラム１上に形成され、その現像剤像３１は搬送ベルト１１へと転写される。そして、現像剤像３１を転写した搬送ベルト１１は移動し続ける。更に、搬送ベルト１１は、駆動ローラ１３に対向配置される現像剤像検出センサ３０位置まで現像剤像３１を移動させる。このように現像バイアスをもって感光体ドラム１表面に形成した現像剤像を転写バイアスをもって搬送ベルト１１に転写している。そのため、現像剤像が感光体ドラム１１あるいは搬送ベルト１１から剥がれることが無い。従って、確実に現像剤像を検出することが出来る。このことは実施例１でも同様である。

第１の実施例同様、１〜４色目の現像位置から転写位置まで、そして１〜４色目の転写位置から現像剤像検出センサ３０の相対位置は画像形成装置本体内で任意に固定されている。そのため、所定速度（本実施例では９４．２ｍｍ／ｓｅｃ）で移動する１〜４色目の現像剤像３１が現像剤像検出センサ３０を通過するそれぞれの時間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）、Ｔ（４）は、現像バイアスを印加したタイミングからの経過時間として容易に求められる。

また、エンジンコントローラ６１は現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂの出力情報をもとに、プロセスカートリッジが使用可能状態であるか、それとも、現像剤使用不能の可能性があるかを以下のように判断する。

２個の現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂからは下記の表１に示されるセンサ出力値の有無の情報として結果Ａ〜結果Ｄが得られる。

つまり、結果Ａは既に現像剤シール４６が退避した状態でプロセスカートリッジは使用可能状態と判断される。結果Ｂは現像剤シール４６が全く退避していない状態であるとしプロセスカートリッジは使用不能状態の可能性ありとして現像剤シール退避動作が予約される。結果Ｃは現像剤像検出センサ３０ｂで現像剤像を検出し、現像剤像検出センサ３０ａでは現像剤像を検出できなかった場合である。ここで、現像剤像検出センサ３０ｂは現像剤シール４６の移動方向上流側、つまり、現像剤容器４１の開口部４１ｅが開放され始める側に配置されている。また、現像剤像検出センサ３０ａは、現像剤シール４６の移動方向下流側となる巻き取り軸５４がある側に配置されている。この結果Ｃとしては、現像剤シール４６が退避開始したものの現像剤シール４６が完全に退避するまでの間で、何らかの異常事態、例えば装置電源が瞬断してしまった場合がある。また、装置ユニットの装置本体への装着が不十分な状態で解除してしまった等の状態に陥り、現像剤シール４６の退避が不十分な状態にあった場合もある。かかる場合、未だプロセスカートリッジは使用不能状態の可能性ありとして、結果Ｂと同様、現像剤シール退避動作が予約される。結果Ｄは使用不能状態としては判断されず、現像剤無し若しくは故障として表示部６４に現像剤無し等の警告を表示する。

以下に、図１７を用いて上記した２個の現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂの検出結果に基づく、画像形成装置本体の詳細な処理を記載する。

先ず、現像剤像検出センサ３０ａにて４色目現像剤像出力値の有無の情報を得る（Ｓ１０）。

ここで、現像剤像検出センサ３０ａにて４色目現像剤像出力値があると判断された場合、続いて現像剤像検出センサ３０ｂでの４色目現像剤像検出値の有無情報を得る（Ｓ１１）。現像剤像検出センサ３０ｂでも現像剤像が検出された場合、４色目は使用可能状態である表１における結果Ａと判断し４色目使用可能状態の表示（Ｓ１２）を行う。逆に、現像剤像が検出されなかった場合は、表１における結果Ｄの現像剤無し状態と判断し４色目現像剤無しの表示（Ｓ１３）を行う。そして、次のステップである３色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断（Ｓ１５）に移行する。

現像剤像検出センサ３０ａにて４色目現像剤像出力値の有無の情報を得た際（Ｓ１０）、４色目現像剤像が検出されない状態であった場合は、表１に示した結果Ｂ若しくは結果Ｃの状態であると予測される。従って、いずれも現像剤シールの退避動作が必要であると判断される。そのため、４色目の現像剤シール退避動作が予約される（Ｓ１４）。そして、次のステップである３色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断（Ｓ１５）に移行する。

３色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断に移行したとき、その判断フローは、４色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断フローと同様である。つまり、現像剤像検出センサ３０ａでの出力値の有無を判断し（Ｓ１５）、現像剤像無しの場合３色目の現像剤シール退避動作を予約する（Ｓ１６）。そして、現像剤像有りの場合は現像剤像検出センサ３０ｂでの出力値の有無を判断する（Ｓ１７）。そして、現像剤像有りの場合は３色目使用可能状態の表示（Ｓ１８）をする。また、現像剤像無しの場合は３色目現像剤無しの表示（Ｓ１９）を夫々行う。そして、２色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断（Ｓ２０）に移行する。

４色目、３色目と同様に、２色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断に移行したとき、現像剤像検出センサ３０ａでの出力値の有無を判断する（Ｓ２０）。次に、現像剤像無しの場合２色目の現像剤シール退避動作を予約する（Ｓ２１）。そして、現像剤像有りの場合は現像剤像検出センサ３０ｂでの出力値の有無を判断する（Ｓ２２）。そして、現像剤像有りの場合は２色目使用可能状態の表示をする（Ｓ２３）。また、現像剤像無しの場合は２色目現像剤無しの表示（Ｓ２４）を夫々行う。こうして、１色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断（Ｓ２５）に移行する。

そして、１色目プロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断に移行したとき、現像剤像検出センサ３０ａでの出力値の有無を判断する（Ｓ２５）。そして、現像剤像無しの場合１色目の現像剤シール退避動作を予約する（Ｓ２６）。そして、現像剤像有りの場合は現像剤像検出センサ３０ｂでの出力値の有無を判断する（Ｓ２７）。そして、現像剤像有りの場合は１色目使用可能状態の表示する（Ｓ２８）。また、現像剤像無しの場合は１色目現像剤無しの表示（Ｓ２９）を夫々行う。

このようにして、全てのプロセスカートリッジが使用可能状態であるかの判断を行った後、現像剤シール退避動作を予約されたプロセスカートリッジが存在するか否かを判断する（Ｓ３０）。そして、予約色が無い場合は搬送ベルト１１上の現像剤を除去するべく現像剤像消去工程を経て（Ｓ３１）、使用可能状態判断を終了する（Ｓ３２）。現像剤シール退避動作を予約されたプロセスカートリッジが存在するかを判断するステップ（Ｓ３０）において、予約色ありと判断された場合は次なるステップ（Ｓ３３）に移行する。

プロセスカートリッジの現像剤シール退避動作が予約されたプロセスカートリッジは、以下に記述する現像剤シール退避動作が実行される。

上記した現像剤シール退避動作がどの色で予約されたかをステップ（Ｓ１４）、（Ｓ１６）、（Ｓ２１）、（Ｓ２６）の各ステップでの情報をもとに選択する。そして、少なくとも１つのプロセスカートリッジの現像剤シール退避動作が予約される（Ｓ３３）。そうすると、ベルトクリーニング動作を実行し（Ｓ３４）、転写バイアス電圧の印加を停止する（Ｓ３５）。

続いて、予約色のプロセスカートリッジのみに画像形成装置本体１００の駆動を伝達するよう、エンジンコントローラ６１を介し駆動伝達経路を選択する（Ｓ３６）。このときエンジンコントローラ６１から表示部６４に対し、使用不能カートリッジ初期化中等の状況表示をさせる（Ｓ３７）。

図３に示すように、画像形成装置本体１００の駆動源、例えば本体モータ１０１を駆動させ、プロセスカートリッジ７に駆動を伝達する。そうすると、該プロセスカートリッジ７に配設された駆動ギア列へ駆動が与えられ、そして現像剤供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する。そして、現像剤シール４６が退避することで現像剤容器４１の開口部４１ｅを開放する（Ｓ３８）。このとき現像剤シール４６が完全に退避し開口部４１ｅが開放されるよう、所定時間Ｓ秒間、駆動を入力しつづける（Ｓ３９）。

ここで、本実施例のプロセスカートリッジを使用して、現像剤シール開封時にかかる時間、つまり巻き取りに要した時間は、実測で２０秒程度である。本実施例では所定時間Ｓを２０秒に設定した。所定時間Ｓ秒経過後、エンジンコントローラ６１は予約色に対してのみ、前記した（Ｓ６）〜（Ｓ９）までと同様の動作を実施する。つまり、予約色の転写バイアス電圧を印加して（Ｓ４０）、現像ローラを駆動させる（Ｓ４１）。そして、現像バイアスをｔ０秒間印加させた後（Ｓ４２）、現像ローラの駆動を停止させる（Ｓ４３）。

その後、現像剤像検出センサ３０ａ及び現像剤像検出センサ３０ｂで予約色の現像剤像が検出されたかを判断する（Ｓ４４及びＳ４５）。このステップからは表２に示されるセンサ出力値の有無の情報として結果Ｅ〜結果Ｈが得られる。

更に説明すると、このステップにおいては現像剤シール４６を退避させるのに必要な時間を駆動伝達されている。そのため、本来ならば現像剤シール４６は完全に退避状態となり結果Ｅが得られるはずである。この場合、つまり現像剤像検出センサ３０ａと現像剤像検出センサ３０ｂの双方で現像剤像が検出された場合、予約色は使用可能状態となったとし予約色使用可能表示を行う（Ｓ４６）。その後、現像剤像消去工程（Ｓ４８）を経てプロセスカートリッジの使用可能状態判断を終了する（Ｓ４９）。

次に、結果Ｇは、現像剤像検出センサ３０ａにおいて現像剤像が検出されたものの（Ｓ４４）、現像剤像検出センサ３０ｂでは現像剤像が検出されなかった（Ｓ４５）場合である。また、結果Ｈは、現像剤像検出センサ３０ａにおいて現像剤像が検出されなかったものの（Ｓ４４）、現像剤像検出センサ３０ｂでは現像剤像が検出された（Ｓ５０）場合である。結果Ｇ、結果Ｈは、プロセスカートリッジの状態として、現像剤容器４１の現像剤が使用されてしまっている場合（現像剤無し）、若しくは、故障等の何らかの異常により現像剤シール４６を退避することができなかった場合（故障）などが考えられる。この場合、表示部６４に予約色の現像剤無しの異常表示を行ない（Ｓ４７）、現像剤像消去工程（Ｓ４８）を経てプロセスカートリッジの使用可能状態判断を終了する（Ｓ４９）。

更に、結果Ｆは、２個の現像剤像検出センサ３０ａにおいても（Ｓ４４）、現像剤像検出センサ３０ｂにおいても（Ｓ５０）、センサ出力値が得られない場合である。即ち、プロセスカートリッジの状態として、プロセスカートリッジが装置本体に装着されていない場合、若しくは、現像剤容器４１の現像剤が使用されてしまっている場合（現像剤無し）、若しくは、故障等の何らかの異常により現像剤シール４６を退避することができなかった場合（故障）などが考えられる。この場合、エンジンコントローラ６１は、高圧電源部６２の出力停止処理（Ｓ５１）、並びに、駆動部６６に対して駆動入力停止処理（Ｓ５２）を行う。そして、表示部６４に予約色カートリッジ無しの異常表示を行ない（Ｓ５３）、プロセスカートリッジの使用可能状態判断処理を終了させる（Ｓ５４）。

尚、予約色が複数ある場合は、現像剤像検出センサ３０ａと３０ｂで現像剤像の有無を判断するステップ（Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ５０）において、前記したように現像剤像検出センサを通過するそれぞれの時間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）、Ｔ（４）に応じて判断すればよい。例えば、３色目と１色目が現像剤シール退避動作が必要であると予約された場合は、Ｔ（３）秒後、Ｔ（１）秒後に現像剤像検出センサ３０ａと３０ｂで得られた出力値をから、３色目と１色目をそれぞれに状態を判断することができる。この場合、現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂを通過する現像剤像は３色目、１色目の順となるので、現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂを通過する予約された現像剤像の最終色が現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂを通過するまで待機させた後に、現像剤像消去工程（Ｓ４８）や高圧バイアス印加停止工程（Ｓ５１）に移行させるほうが好ましい。

以上説明したように、２個の現像剤像検出センサ３０ａ、３０ｂのセンサ出力値の組み合わせによって、より詳細なプロセスカートリッジ状態を判断することが可能とななる。そして、その判断結果を表示部６４に表示させることで、ユーザーに的確に情報を与えることが可能となる。

尚、上述した実施例において、被検出体としては、搬送ベルト１１を用いて説明した。しかし、被検出体は、現像剤収容部内から供給された現像剤を検出できるものであれば、本実施例の搬送ベルト１１に限られない。例えば、被検出体は電子写真感光体であっても良い。更に、前記転写体は、前記電子写真感光体に付着した現像剤像を一旦保持して、保持した現像剤像を記録媒体に転写するための中間転写体であっても良い。更に、被検出体としては現像ローラ４０も適用可能である。

また、上述した実施例において、現像剤像検出センサ３０によって出力値が得られない場合に、現像剤シール退避動作を行う形態を説明した。しかし、現像剤像検出センサ３０において閾値（所定値）を予め定めておき、前記閾値と比較した結果に基づいて現像剤シール退避動作を行うことも出来る。

また、上述した実施例において、供給開口部４１ｅを塞いでいる位置とは、供給開口部４１ｅが現像剤シール４６によって完全に塞がれている状態だけでなく、供給開口部４１ｅが現像剤シール４６によって不完全に塞がれている（一部開封している）状態にあることも含まれる。

また、上述した実施例において、現像剤検出手段としての現像剤像検出センサ３０は濃度等の画像制御条件を計測または制御するための現像剤像の濃度を検出するという機能を有しているが、前記機能を有することは必須ではない。しかし、画像形成条件を制御するための現像剤像を検出する現像剤像検出センサ３０を利用することにより、この現像剤像検出センサ３０は現像剤シール４６を開封するためのセンサとして兼用することができる。この場合には、新たに現像剤シール４６を開封するための別のセンサを設ける必要がなくなる。

また、上述した実施例において、現像剤は一成分現像剤であっても、二成分現像剤であっても構わない。

本発明の一実施例に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 プロセスカートリッジの断面説明図である。 プロセスカートリッジの駆動手段を説明する図である。 プロセスカートリッジにおける現像ユニットの構成を説明する斜視図である。 プロセスカートリッジにおける現像ユニットの構成を説明する斜視図である。 現像剤像検出手段の一実施例を説明する断面図である。 現像剤像検出を説明する斜視図である。 本発明の画像形成装置の本体システムの一実施例を説明するブロック図である。 本発明に従って行われる封止部材巻き取り動作の一実施例を説明するフローチャート図である。 本発明に従って行われる現像剤像検出の一実施例を説明する図である。 本発明の一実施例に係る現像剤像を検出した出力値を説明するグラフである。 本発明に従って行われる現像剤像検出の他の実施例を説明する図である。 本発明の他の実施例に係る現像剤像を検出した出力値を説明するグラフである。 本発明の他の実施例に係る現像剤像を検出した出力値を説明するグラフである。 本発明に従って行われる現像剤像検出の他の実施例を説明する図である。 本発明の画像形成装置の本体システムの他の実施例を説明するブロック図である。 本発明に従って行われる封止部材巻き取り動作の他の実施例を説明するフローチャート図である。 本発明に従って行われる封止部材巻き取り動作の他の実施例を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１（１ａ〜１ｄ） 電子写真感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ） 帯電手段
３（３ａ〜３ｄ） スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ） 現像ユニット
６（６ａ〜６ｄ） クリーニング手段
７（７ａ〜７ｄ） プロセスカートリッジ
１１ 搬送ベルト
１２（１２ａ〜１２ｄ） 転写ローラ
３０（３０ａ、３０ｂ） 現像剤像検出センサ
３１（３１ａ〜３１ｄ） 現像剤像
４０ 現像ローラ（現像剤担持体）
４１ 現像剤容器（現像剤収納部）
４１ｅ 開口部
４１ｆ 溶着部
４３ 現像剤供給部材
４６ 現像剤シール（封止部材）
５４ 巻き取り軸
１０４ 本体モータ

Claims (10)

1. カートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
   ａ）電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、
   現像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像ローラと、
   前記現像剤収納部から前記現像ローラに現像剤を供給するための現像剤供給開口と、
   前記現像剤供給開口を開封可能に塞いでいる封止部材と、
   を有する前記カートリッジと、
   ｂ）前記現像剤収納部内から前記現像ローラへ供給された現像剤が被検出体に所定量以上に付着していないことを検出する現像剤検出手段と、
   ｃ）前記現像剤が前記被検出体に所定量以上に付着していないことが前記検出手段によって検出された場合に、前記現像剤供給開口を開封するために、前記現像剤供給開口を塞いでいる封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させるための電気信号を出す封止部材退避手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 前記電子写真感光体は前記被検出体としても機能することを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
3. 前記電子写真画像形成装置は、各々異なった色の現像剤を前記現像剤収納部内に収納している複数個の前記カートリッジを装着して記録媒体にカラー画像を形成するカラー電子写真画像形成装置であり、前記カラー電子写真画像形成装置は、前記記録媒体を搬送して、前記電子写真感光体に付着した現像剤像を前記記録媒体に転写するための搬送ベルトを有する、そして、前記搬送ベルトは、前記被検出体としても機能することを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
4. 更に、前記電子写真画像形成装置は、濃度を検出するための被検出現像剤像を形成する、そして、前記濃度を検出するための被検出現像剤像を検出して、検出結果に応じて前記電子写真画像形成装置の画像形成条件を制御するものである、そして、前記現像剤検出手段は前記被検出現像剤像の濃度を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
5. 前記カートリッジは、更に、前記電子写真感光体を一体に有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
6. 電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラによって前記静電潜像を現像する際に用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部から前記現像ローラへ現像剤を供給するための現像剤供給開口と、前記現像剤供給開口を開封可能に塞いでいる封止部材と、を有して、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジの有する前記封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させる封止部材退避機構であって、
   前記現像剤収納部内から前記現像ローラへ供給された現像剤が被検出体に所定量以上付着していないことを検出する現像剤検出手段と、
   前記現像剤が前記被検出体に前記所定量以上付着していないことが前記現像剤検出手段によって検出された場合に、前記現像剤供給開口を開封するために、前記現像剤供給開口を封止している前記封止部材を前記現像剤供給開口を塞いでいる位置から退避させるための電気信号を出す封止部材退避手段と、
   を有することを特徴とする封止部材退避機構。
7. 前記電子写真感光体は前記被検出体としても機能することを特徴とする請求項６に記載の封止部材退避機構。
8. 前記封止部材退避機構は、各々異なった色の現像剤を前記現像剤収納部内に収納している複数個の前記カートリッジを装着して記録媒体にカラー画像を形成するカラー電子写真画像形成装置であり、前記カラー電子写真画像形成装置は、前記記録媒体を搬送して、前記電子写真感光体に付着した現像剤像を前記記録媒体に転写するための搬送ベルトを有する、そして、前記搬送ベルトは、前記被検出体としても機能することを特徴とする請求項６に記載の封止部材退避機構。
9. 前記カートリッジは、更に、前記電子写真感光体を一体に有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の封止部材退避機構。
10. 更に、前記電子写真画像形成装置は、濃度を検出するための被検出現像剤像を形成する、そして、前記濃度を検出するための被検出現像剤像を検出して、検出結果に応じて前記電子写真画像形成装置の画像形成条件を制御するものである、そして、前記現像剤検出手段は前記被検出現像剤像の濃度を検出することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の封止部材退避機構。

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