JP2006154519A

JP2006154519A - 画像形成装置及びその制御方法

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Publication number: JP2006154519A
Application number: JP2004347239A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayakawa; 雅浩早川
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP4702927B2

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着を検知することのできる画像形成装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明による画像形成装置は、画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、画像形成のための記録材を担持して搬送するための記録材担持体と、前記記録材担持体上に形成される画像の有無を検知する像検知手段と、前記像検知手段からの検知信号と基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する制御手段と、を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば、カラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、複数の画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

従来、電写真画像プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にＣＲＧ（カートリッジ）化して、このＣＲＧ（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プロセスＣＲＧ（カートリッジ）方式が採用されている。このプロセスＣＲＧ（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事ができる。そのため、このプロセスＣＲＧ（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。ただし、このようなプロセスＣＲＧ（カートリッジ）方式の電子写真画像形成装置ではユーザ自身がＣＲＧ（カートリッジ）を交換しなければならないため、プリント動作が始まる前にＣＲＧ（カートリッジ）が装置内に格納されているかどうかをユーザに報知する必要がある。

電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、中間転写ベルト上に順次異なる色の像を転写しプリント用紙上に一括転写する方式や、搬送ベルト上に保持されたプリント用紙上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。これらのカラー画像形成装置の多くがプロセスＣＲＧ（カートリッジ）方式を用いているため、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着の検知を行っている。ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着の検知はＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着検知専用のセンサを設けたり（例えば特許文献１参照）、ＣＲＧ（カートリッジ）を駆動するモータの負荷の変化を検知することによって行っている。
特開２０００−２３１２３５号公報

しかしながら、上記従来例では、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着の検知にＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着検知専用のセンサを設けると、コストアップを招くという問題点がある。

また、カラー画像形成装置は近年小型化の方向に進んでいるため、ＣＲＧ（カートリッジ）近辺はスペースが厳しく、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着検知専用のセンサを設けることが困難である。またＣＲＧ（カートリッジ）を駆動するモータの負荷の変化により検知する方法では、各ステーションを独立で駆動するモータ構成にする必要があり、コストアップを招くと同時に、カラー画像形成装置の構成が制限される。

本発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、コストアップを招くことなく、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着を検知することのできる画像形成装置及びその制御方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、画像形成のための記録材を担持して搬送するための記録材担持体と、前記記録材担持体上に形成される画像の有無を検知する像検知手段と、前記像検知手段からの検知信号と基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明による制御方法は、画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置を制御する制御方法であって、記録担持体を用いて、画像形成のための記録材を担持して搬送する搬送工程と、前記記録材担持体上に形成される画像の有無を検知する像検知工程と、前記像検知工程における検知信号と基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する制御工程と、を有することを特徴とする。

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

以上のような構成を備える本発明の画像形成装置によれば、コストアップを招くことなく、ＣＲＧ（カートリッジ）の装着・未装着を検知することができるようになる。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を説明する図である。図１は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示す。

図１において、１は、画像信号に応じて露光を行い感光ドラム上に静電潜像を形成するレーザスキャナ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。２は、現像器へ補給する現像剤としてのトナーを格納しているトナー格納部（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。３は、静電潜像を形成する感光ドラム（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。

４は、感光体表面を均一に帯電させるための帯電器（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。４Ｓは、帯電ローラ（４Ｓａ，４Ｓｂ，４Ｓｃ，４Ｓｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。５は、感光体表面に静電潜像に対応させてトナーを付着させるための現像器（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。５Ｓは、現像スリーブ（５Ｓａ，５Ｓｂ，５Ｓｃ，５Ｓｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）である。

６は、用紙を搬送し、搬送した用紙上に感光体上に形成されたトナー像を転写するための搬送ベルト、７は、搬送ベルトを駆動する駆動ローラである。

また、１０は、着脱可能なプロセスカートリッジであり、本実施形態では、感光ドラム３、帯電器４、現像器５、トナー格納部２を一体的に構成したものである。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態となると、用紙カセット１５から用紙が供給される。

供給された用紙は、搬送ローラ対１７によって搬送ベルト６に搬送され、用紙はさらに搬送ベルト６によって矢印方向に搬送される。そして、用紙は、用紙の搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号が各レーザスキャナ１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）に送られる。また、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、現像器により静電潜像がトナーで現像され、転写部で用紙上に転写される。

図１においては、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの順に転写ローラ１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、各々イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ用であることを示す）によって用紙に順次転写されて画像形成が実行される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器１８で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出されて排出トレイ１９上に積載される。

一方、搬送ベルト６上に用紙に転写されずに残った残トナーは、クリーニング装置９によってクリーニングされる。クリーニング装置９は、クリーニングブレード（不図示）と回収した残留トナーを回収するクリーニング容器（不図示）とから構成されている。

本実施形態のカラー画像形成装置は、画像濃度を自動的に調整する画像濃度制御機構が設けられている。本実施形態では、搬送ベルト６を濃度検知媒体として使用している。画像濃度調整機構は、感光ドラム３に対し画像形成条件を段階的に変えて複数の濃度検知用トナー画像（パターン）を形成し、そのパターンを搬送ベルト６上に転写して、搬送ベルト６上のパターン９について反射光量を濃度センサ８で測定する。その測定結果に基づき所望の濃度（反射光量）が得られる画像形成条件を算出して、画像濃度の制御を行っている。

本実施形態によれば、濃度検知手段としての濃度センサ８は図２に示すように正反射型センサであり、ＬＥＤからなる発光素子８１、フォトトランジスタからなる正反射光受光素子８２を有して構成されている。

発光素子８１は、搬送ベルト６表面の垂直方向に対して３０度の角度で設置されており、赤外光を搬送ベルト６上のパターン９に照射させる。正反射受光素子８２は、発光素子８１に対して対称位置に設置されており、パターン９からの正反射光を検出する。ここでセンサ検知例を図３に示す。センサ信号はベルト下地を基準としてトナーパターンが形成している箇所のみ信号が低くなる。

また、本実施形態のカラー画像形成装置は、トナー残量検知機構が設けられている。また、本実施形態では、光学式の残量検知方法を採用しており、構成を図４及び図５に示す。図５は、プロセスカートリッジ内の構成をしめしており、トナーＴを攪拌する攪拌羽２２が画像形成装置のメインモータ（不図示）によって駆動されて矢印方向に回転する。

トナー残量を検知するためのプロセスカートリッジの各部の構成は、図１で説明したものと同様であり、３が感光ドラム、４が帯電ローラ、５が現像ローラである。ここで、図１には示されていないが、プロセスカートリッジには、感光ドラム上に残ったトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード２０とクリーニングしたトナーを収容する排トナー容器２０ａが設けられている。用紙に画像形成を行った後の所定のタイミングで感光ドラム上に残留したトナーをクリーニングブレード２０を用いてクリーニング容器内に回収する。

また、図４はカートリッジ、トナー、発光素子、受光素子、光を導くためのライトガイドの関係をした図である。図４に示す光残量検知方法では、発光素子１２から発光させ、ライトガイド１３を介し、受光素子１１で光を検知する。このとき、発光素子１２からライトガイド間にトナーが介在すれば、受光信号はＨｉｇｈレベルとなり、介在しなければ、受光信号はＬｏｗレベルとなる。光残量検知の際、トナーを攪拌しているため、Ｈｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返す。図５に示される攪拌羽１３が１回転する期間に受光素子で光を受光した時間をカウントしてカウントした値に基づいてトナー残量を検知する。
図１０にトナー残量検知時における各状態のトナー残量検知信号を表す。図中のＡ）はトナー満タン状態を表し、Ｂ）はトナー有り状態、Ｃ）はトナー無し状態、Ｄ）はＣＲＧ（カートリッジ）無しの状態である。

図６の残量検知期間αの期間に発光素子１２を発光させて、その期間に受光素子１１によって受光される光を検出する。本実施形態では、上述したように受光素子１１で光を受光した場合にはＬｏｗ（Ｌ）レベルの信号が出力され、受光素子１１で光を受光しない場合にはＨｉｇｈ（Ｈ）レベルの信号が出力される。残量検知期間αにおいて検知信号が常にＨｉｇｈ（Ｈ）レベルであるＡ）トナーが満タン状態からトナー残量が少なくなってくると、Ｌｏｗ（Ｌ）レベルの信号を検知する時間が長くなり、トナーが無くなると、残量検知期間Ａ内では常にＬｏｗ（Ｌ）レベルの信号が出力されることになる。

しかし、残量検知期間αにおいて検知信号が常にＨｉｇｈ（Ｈ）レベルであるＡ）トナー満タン状態と、Ｄ）カートリッジが無しの状態は同じ信号出力の状態となってしまう。なぜなら、図４に示されているように発光素子１２と受光素子１１は画像形成装置本体側に設けられており、また、発光素子１２からの光を導くためのライトガイド１３はプロセスカートリッジ側に設けられている。プロセスカートリッジが装着されていないと、発光素子１２からの光は受光素子１１には導かれず、常にＨｉｇｈ（Ｈ）レベルの信号が検知されることになるからである。したがって、トナー残量検知結果からのみではトナー満タン状態とＣＲＧ（カートリッジ）無し状態の判別が困難である。

次に、図７を用いて本実施例における制御ブロック図について説明する。

図７の１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジである。またトナー残量検知を行うための発光素子１２、受光素子１１、搬送ベルト６上に形成されたトナー像を検知するための濃度センサ８は既に上述しているので説明は省略する。ここで、３０は画像形成装置の動作を制御するコントローラである。コントローラ３０はＣＰＵ３０ａ、各種制御プログラムやデータなどを記憶するメモリ３０ｂを搭載している。

本実施形態においてコントローラ３０は、プロセスカートリッジ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの各々のトナー残量を検知するために、発光素子１２に発光するよう制御し、受光素子からの受光信号をモニタすることによってトナー残量を検知している。また、搬送ベルト６上にトナー像を形成するように制御して、そのトナー像の濃度を検知する濃度センサ８からの出力をモニタすることによって画像濃度の制御を行っている。

そして、コントローラ３０は、これらトナー残量検知結果と濃度センサ８からの出力に基づいて後述するカートリッジ装着・未装着検知を実行する。

以下、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知に関する本実施形態の動作について説明する。

図８は本実施形態の制御動作を説明するためのフローチャートである。図８に示す制御は、図７で説明した画像形成装置に設けられたコントローラ３０によって実行される。

まず、各現像器内のトナーを攪拌させることにより、各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ８０１）。各色のトナー残量の検知時に受光信号がＬｏｗレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナーなし状態であり、受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）はトナー有り状態である。よって、受光信号がＬｏｗレベルもしくは受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）は装着状態とみなすことができる（ステップＳ８０２）。また各色のトナー残量の検知時に受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態と未装着状態の判別ができないため、次の処理を行う。

ステップＳ８０１で受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）に関し、トナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ８０３）。このカートリッジ装着検出用のトナー像は、例えば、後述の図１２の濃度パッチの一部（例えば、Ｔ２のみ）を搬送ベルト上に形成する。濃度パッチの一部とするのは、トナーの消費量をできるだけ抑えるためである。

そして、濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ８０４）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）は、ＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ８０５）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態であり、ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される（ステップＳ８０６）。

次に本実施形態の適用例を示す。ＣＲＧ（カートリッジ）の状態として、Ｙのトナー量が５０％、Ｍのトナー量が０％、Ｃのトナー量が１００％、Ｋが未装着状態とする。まず各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ８０１）。ここで受光信号はＹ：Ｈｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返している、Ｍ：Ｌｏｗレベル、Ｃ：Ｈｉｇｈレベル、Ｋ：Ｈｉｇｈレベルとなる。この結果よりＹ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態、Ｍ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態（トナーなし）、Ｃ：トナー満タン状態もしくは未装着状態、Ｋ：トナー満タン状態もしくは未装着状態と判別される。次に上記の結果で受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣ、Ｋのトナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ８０３）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ８０４）。ここでＣ：トナー有り、Ｋ：トナー無しと検知され、この結果、Ｃ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態（トナー満タン状態）、Ｋ：ＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別される。

以上に述べたように、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態を検知するためのセンサを専用に設けることなく、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態を判別することができる。

＜第２の実施形態＞
ここでは、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。第１の実施形態においては、クリーニング装置を有する系について説明したが、本実施形態では、搬送ベルト上の残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収し、回収するＣＲＧ（カートリッジ）が全て（４つ）であることを特徴とする。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給される。用紙搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号が各レーザスキャナ１に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、現像器により静電潜像がトナーで現像され、転写部で用紙上に転写される。

図１においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。一方、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収させる。

画像濃度制御機構及びトナー残量検知機構、制御ブロックに関しては第１の実施例と同一とする。

図９は、本実施形態の制御動作を説明するためのフローチャートである。まず、各現像器内のトナーを攪拌させることにより、各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ９０１）。各色のトナー残量の検知時に受光信号がＬｏｗレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナーなし状態であり、受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）はトナー有り状態である。よって、受光信号がＬｏｗレベルもしくは受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）は装着状態とみなすことができる（ステップＳ９０２）。また各色のトナー残量の検知時に受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態と未装着状態の判別ができないため、次の処理を行う。

ステップＳ９０１で受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）に関し、トナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ９０３）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ９０４）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ９０５）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態であり、ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される（ステップＳ９０６）。このとき、搬送ベルト６上に残トナーが残っているため、転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、搬送ベルト上をクリーニングする。

以上に述べたように、クリーニング装置がなくても、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態の検知後、搬送ベルト上に残トナーを残すことなく、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態を判別することができる。

＜第３の実施形態＞
ここでは、第１及び第２の実施形態と異なる点のみ説明する。

第２の実施形態において、搬送ベルト上の残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収し、回収するＣＲＧ（カートリッジ）が全て（４つ）である系について説明したが、本実施形態では、搬送ベルト上の残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収するが、そのトナーを回収するＣＲＧ（カートリッジ）数は１〜３であることを特徴とする。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給される。用紙搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号が各レーザスキャナ１に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、現像器により静電潜像がトナーで現像され、転写部で用紙上に転写される。同図においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。一方、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収させる。

画像濃度制御機構、トナー残量検知機構及び制御ブロックに関しては、第１の実施形態と同一である。

以下、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知に関する本発明の実施形態の動作について説明する。

図１０は、本実施形態の制御動作を説明するためのフローチャートである。まず、各現像器内のトナーを攪拌させることにより、各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ１００１）。各色のトナー残量の検知時に受光信号がＬｏｗレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナーなし状態であり、受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）はトナー有り状態である。よって、受光信号がＬｏｗレベルもしくは受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返しているＣＲＧ（カートリッジ）は装着状態とみなすことができる（ステップＳ１００２）。また各色のトナー残量の検知時に受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態と未装着状態の判別ができないため、次の処理を行う。

ステップＳ１００１で受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）で且つトナー回収ステーションのＣＲＧ（カートリッジ）に関し、トナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ１００３）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（Ｓ１００４）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ１００５）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態であり、トナー回収ステーションのＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される。

次に、ステップＳ１００１で受光信号がＨｉｇｈレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）で且つトナーを回収しないステーションのＣＲＧ（カートリッジ）に関し、トナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ１００６）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ１００７）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ１００８）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー満タン状態であり、トナー回収ステーションのＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される（ステップＳ１１０９）。

そして、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、ＣＲＧ（カートリッジ）に回収される（ステップＳ１０１０）。

ここで、本実施形態の具体例を示す。ＣＲＧ（カートリッジ）の状態として、Ｙのトナー量が５０％、Ｍのトナー量が１００％、Ｃのトナー量が未装着状態、Ｋのトナー量が１００％とし、Ｍ、Ｋステーションをトナー回収ステーションとする。まず各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ１００１）。ここで受光信号はＹ：Ｈｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返している、Ｍ：Ｈｉｇｈレベル、Ｃ：Ｈｉｇｈレベル、Ｋ：Ｈｉｇｈレベルとなる。この結果よりＹ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態、Ｍ：トナー満タン状態もしくは未装着状態、Ｃ：トナー満タン状態もしくは未装着状態、Ｋ：トナー満タン状態もしくは未装着状態と判別される。次に上記の結果で受光信号がＨｉｇｈレベルであり、且つトナー回収ステーションであるＭ、Ｋのトナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ１００３）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ１００４）。ここでＭ：トナー有り、Ｋ：トナー有りと検知され、この結果、Ｍ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態、Ｋ：ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される。次にステップＳ１００１の結果で受光信号がＨｉｇｈレベルであり、且つトナーを回収しないステーションであるＣのトナー像を搬送ベルト６上に形成する（ステップＳ１００６）。そして濃度センサ８で形成されたトナー像の有無を検知する（ステップＳ１００７）。ここでＣ：トナー無しと検知され、この結果、Ｃ：ＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別される。

以上に述べたように、全てのＣＲＧ（カートリッジ）が回収ステーションではなくても、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態の検知後、搬送ベルト上に残トナーを残すことなく、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態を判別することができる。本実施例では全てのＣＲＧ（カートリッジ）が装着状態か未装着状態かは判別できるが、どのＣＲＧ（カートリッジ）が未装着状態かを判別できない。しかし一つでも未装着状態のＣＲＧ（カートリッジ）があれば、ドアを開けることによりどのＣＲＧ（カートリッジ）が未装着かを見分けることができる。

＜第４の実施形態＞
ここでは、第１乃至３の実施形態と異なる点のみ説明する。

第１乃至３の実施形態ではＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知のみを目的として説明したが、本実施形態では濃度制御実行とＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知を同時に行うことを特徴とする。

図１においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。

一方、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、残トナーをＣＲＧ（カートリッジ）に回収させる。

画像濃度制御機構及びトナー残量検知機構、制御ブロックに関しては第１の実施形態と同一とする。

以下、濃度制御実行時にＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知を行う本発明の実形態の動作について説明する。

図１１は、本実施形態の制御動作を説明するためのフローチャートである。まず、各現像器内のトナーを攪拌させることにより、各色のトナー残量の検知を行う（ステップＳ１１０１）。各色のトナー残量の検知時に受光信号がＬｏｗレベルであるＣＲＧ（カートリッジ）はトナーなし状態であり、ユーザにＣＲＧ（カートリッジ）交換を要求する（ステップＳ１１０２）。一方、全てのＣＲＧ（カートリッジ）が受光信号Ｌｏｗレベルもしくは受光信号がＨｉｇｈ⇔Ｌｏｗレベルを繰り返している場合はトナー回収ステーションの最大濃度制御を実行する（ステップＳ１１０３）。

最大濃度制御は、図１２に示すように、現像バイアス等を数段階に変更したパターンを形成し、その出力結果から所望の濃度になるように現像バイアス等を変更する。濃度センサ８の出力値により、最大濃度制御時のパターンの有無を検知する（ステップＳ１１０４）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ１１０５）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー有り状態であり、トナー回収ステーションのＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される。次にトナーを回収しないステーションの最大濃度制御を実行する（ステップＳ１１０６）。濃度センサ８の出力値により、最大濃度制御時のパターンの有無を検知する（ステップＳ１１０７）。濃度センサ８でトナー像が無しと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はＣＲＧ（カートリッジ）未装着状態と判別できる（ステップＳ１１０８）。

一方、濃度センサ８でトナー像が有りと検知されたＣＲＧ（カートリッジ）はトナー有り状態であり、ＣＲＧ（カートリッジ）装着状態と判別される（ステップＳ１１０９）。

そして、搬送ベルト６上に残った残トナーは転写時に印加したバイアスとは逆極性のバイアスを印加することにより、ＣＲＧ（カートリッジ）に回収される（ステップＳ１１１０）。

以上に述べたように、最大濃度制御実行時に、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着状態を判別することができる。本実施例では最大濃度制御実行時について言及した。しかし中間調濃度制御時及び色ずれ補正制御時にも同様に可能である。

第１乃至４の実施形態において、トナー残量検知方法は光センサを用いて行ったが、トナー残量検知方法については本方法には限らない。例えば、ピエゾ素子を使用した方法などが該当する。

また、第１乃至３の実施形態において、パターンの有無を検知するために濃度検知センサを用いて行ったが、受光側で乱反射光のみを検知する乱反射タイプのセンサ等、パターンの有無を検知する方法についてはこれに限られるものではない。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、各実施形態によれば、搬送ベルト上にパターンを形成し、パターンの有無を検知する検知手段の結果及びＣＲＧ（カートリッジ）内のトナー有無を検知する検知手段の結果により、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着の検知を専用のセンサを設けることなく、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着の検知を行うことができる。

また、各実施形態によれば、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着の検知を濃度制御もしくは色ずれ補正制御と同時に行うことにより、ＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着の検知のための実行時間を削減することができる。

本発明の各実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図１の画像形成装置で使用する濃度センサを示す図である。図１の画像形成装置で使用する濃度センサの検知を説明するための図である。本発明の各実施形態に係るトナー残量検知機構を説明するための図である。本発明のプロセスカートリッジの構成を示す図である。本発明のトナー残量検知時に得られるトナー残量検知信号を示す図である。本発明のＣＲＧ装着検出制御のブロック図である。本発明の第１の実施形態に係るＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係るＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係るＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第４の実施形態に係るＣＲＧ（カートリッジ）装着・未装着検知方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第４の実施形態に係る最大濃度制御に使用するパターンを示す図である。

符号の説明

１‥‥レーザスキャナ
２‥‥トナーカートリッジ
３‥‥感光ドラム
４‥‥帯電器
５‥‥現像器
６‥‥搬送ベルト
７‥‥駆動ローラ
８‥‥濃度センサ
９‥‥クリーニング装置

Claims

画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、
画像形成のための記録材を担持して搬送するための記録材担持体と、
前記記録材担持体上に形成される画像の有無を検知する像検知手段と、
前記像検知手段からの検知信号と基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
さらに、前記プロセス手段に含まれる現像剤収容容器内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有し、
前記制御手段は、前記現像剤量検知手段からの検知信号と前記像検知手段からの検知信号とに基づいて、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請求項１に記載の画像形成装置。
前記像検知手段は、前記記録材担持体上に形成された画像の濃度を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記画像形成装置には複数の前記カートリッジが着脱可能であって、
前記複数のカートリッジには各々色の異なる現像剤を収容しており、
前記像検知手段は、前記複数のカートリッジを使用して前記記録材担持体上に形成された複数色の画像の色ずれを検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
さらに、前記記録材担持体上に形成された画像をクリーニングするクリーニング手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記クリーニング手段は、クリーニングブレードとこのクリーニングブレードで除去されたトナーを収容する排トナー容器とを含むことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
さらに、像担持体上に形成された画像を前記記録材に転写するための転写手段を有し、
前記クリーニング手段は、前記像担持体と前記転写手段とにバイアスを印加することによって、前記記録材担持体上に形成された画像をクリーニングすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像検知手段からの検知信号に基づいて、前記カートリッジの装着状態の判断と画像の濃度検知動作を同時に実行することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像検知手段からの検知信号に基づいて、前記カートリッジの装着状態の判断と前記複数色の画像の色ずれ検知動作を同時に実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
画像形成のためのプロセス手段の一部を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置を制御する制御方法であって、
記録材担持体を用いて、画像形成のための記録材を担持して搬送する搬送工程と、
前記記録材担持体上に形成される画像の有無を検知する像検知工程と、
前記像検知工程における検知信号と基づいて、前記カートリッジの装着状態を判断する制御工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
さらに、前記プロセス手段に含まれる現像剤収容容器内の現像剤量を検知する現像剤量検知工程を有し、
前記制御工程は、前記現像剤量検知工程における検知信号と前記像検知工程における検知信号とに基づいて、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請求項１０に記載の制御方法。
前記像検知工程は、前記記録材担持体上に形成された画像の濃度を検知することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御方法。
前記画像形成装置には複数の前記カートリッジが着脱可能であって、
前記複数のカートリッジには各々色の異なる現像剤を収容しており、
前記像検知工程は、前記複数のカートリッジを使用して前記記録材担持体上に形成された複数色の画像の色ずれを検知することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御方法。
さらに、前記記録材担持体上に形成された画像をクリーニングするクリーニング工程を有することを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の制御方法。
前記クリーニング工程は、クリーニングブレードとこのクリーニングブレードで除去されたトナーを収容する排トナー容器とを用いてクリーニングすることを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
さらに、転写手段を用いて、像担持体上に形成された画像を前記記録材に転写する転写工程を有し、
前記クリーニング工程は、前記像担持体と前記転写手段とにバイアスを印加することによって、前記記録材担持体上に形成された画像をクリーニングすることを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
前記制御工程は、前記像検知工程における検知信号に基づいて、前記カートリッジの装着状態の判断と画像の濃度検知動作を同時に実行することを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
前記制御工程は、前記像検知工程における検知信号に基づいて、前記カートリッジの装着状態の判断と前記複数色の画像の色ずれ検知動作を同時に実行することを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。