JP2010250095A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト上にトナーパッチを形成してカートリッジの装着有無を判定するシーケンスにおいて、クリーニング装置部で回収するトナーパターンの量を削減可能とする画像形成装置および判定手段を提供する。
【解決手段】 制御手段は、中間転写体の回転搬送方向上流に位置する画像形成ユニットに転写用電位差を印加することによって、画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を中間転写体上に複数個形成し、中間転写体の回転搬送方向下流に位置する画像形成ユニットに回収用電位差を印加することによって、装着状態判定用トナー像のうち少なくとも一つ以上を回収し、像検知手段からの検知信号に基づいて、画像形成ユニットの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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カートリッジ（ＣＲＧ）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プロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させる事ができる。そのため、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。ただし、このようなプロセス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。

また、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カートリッジ方式を用いているため、カートリッジの装着・未装着の検知を行っている。ここで、カートリッジの装着・未装着の検知に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ことや、装置のサイズ上の制約になるという問題点がある。そのため、カートリッジの装着・未装着の検知を、専用のセンサを設けることなく行う方法として、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方法（特許文献１参照）や、ベルト上に形成したトナーパターンを像検知手段で検知することによって判定する方法（特許文献２参照）が提案されている。

特開２００３−２０８０６０号公報 特開２００６−１５４５１９号公報

しかしながら、上記従来例では、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。また、ベルト上に形成したトナーパターンを像検知手段で検知する方法では、中間転写ベルトの搬送方向下流にあるクリーニング装置部に、大量のトナーパターンが到達するため、クリーニング装置の回収容器容量を大きくする必要があった。

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、また、クリーニング装置の回収容器容量を大きくすることなく、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。

上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、
像担持体上に潜像形成手段により潜像を形成し、潜像を現像手段により現像剤を用いてトナー像として現像し、トナー像を一次転写手段により中間転写体上に転写する、着脱可能な画像形成ユニットを複数個並列配置し、
少なくとも一つ以上の前記一次転写手段は、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に静電的に転写するための転写用電位印加手段、及び、前記中間転写体上のトナーを前記像担持体に静電的に回収するための回収用電位印加手段とを有し、
前記中間転写体上に形成されたトナー像を検知する像検知手段と、
前記画像形成ユニットの装着状態を判断する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットに転写用電位差を印加することによって、前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を前記中間転写体上に複数個形成し、前記中間転写体の回転搬送方向下流に位置する前記画像形成ユニットに回収用電位差を印加することによって、前記装着状態判定用トナー像のうち少なくとも一つ以上を回収し、前記像検知手段からの検知信号に基づいて、前記画像形成ユニットの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置である。

本出願に係る第２の発明は、
前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットによって、前記中間転写体上に形成した前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を、前記像検知手段によって検知しなかった場合に、前記中間転写体の回転搬送方向下流に位置する前記画像形成ユニットが装着されていると判断することを特徴とする画像形成装置である。

本出願に係る第３の発明は、
前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットによって、前記中間転写体上に形成した前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を、前記像検知手段によって検知した場合に、前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を形成した前記画像形成ユニットが装着されていると判断することを特徴とする画像形成装置である。

本出願に係る第４の発明は、
前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像は、パッチ状のトナーパターンであることを特徴とする画像形成装置である。

本出願に係る第５の発明は、
前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像は、帯状のトナーパターンであることを特徴とする画像形成装置である。

以上説明したように、本発明によれば、上流にある画像形成ステーションによってベルト上に形成したトナーパターンを、その下流にある画像形成ステーションのカートリッジで回収し、画像検出センサによってトナーパターンが検出されない場合、下流にある画像形成ステーションのカートリッジが装着されていると判断する。このため、従来のように各々の画像形成ステーションで形成したトナーパターンを画像検出センサで検出する方式に比べて、クリーニング機構で回収するトナー量を削減可能である。

本発明の第１の実施例に係るカートリッジ装着・非装着検知シーケンスのフローチャートである。 本発明の実施例に係る画像形成装置の全体構成図である。 図２の画像形成装置で使用する画像検出センサの検知例を説明する図である。 本発明の第１の実施例において、図２の画像形成装置で使用する転写バイアス回路を説明する図である。 本発明の第３の実施例におけるカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターンを説明する図である。 本発明の第１の実施例におけるカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターンを説明する図である。 図６のトナーパターンの画像検出センサによる検知例を説明する図である。 本発明の第２の実施例において、図２の画像形成装置で使用する転写バイアス回路を説明する図である。 本発明の第２の実施例に係るカートリッジ装着・非装着検知シーケンスのフローチャートである。 本発明の第２の実施例におけるカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターンを説明する図である。 図１０のトナーパターンの画像検出センサによる検知例を説明する図である。 本発明の第３の実施例に係るカートリッジ装着・非装着検知シーケンスのフローチャートである。

（実施例１）
以下、本発明を適用できる第1の実施の形態を図1から図7に基づき説明する。

図2で、画像形成装置としてのレーザプリンタ全体の構成についての概略を説明する。

レーザプリンタは、図2に示す様に画像形成部において、図示しないコントローラ部から送信された画像信号に基づいて形成される画像光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視画像を重畳転写してカラー可視画像を形成し、このカラー可視画像を転写材２へ転写し、その転写材２上のカラー可視画像を定着させるもので、画像形成部は、現像色分並置したステーション毎の感光体（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、現像手段（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）、トナーカートリッジ（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）、中間転写体１２、給紙部、転写部および定着部１１によって構成されている。

感光体（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、現像手段（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）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（22Y、22M、22C、22K）に搭載されている。

上記感光ドラム（感光体）５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋへの露光光はスキャナ部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから送られ、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面に選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。

一次帯電手段として、各ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体を帯電させるための4個の注入帯電器７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ７ＹＳ、７ＭＳ、７ＣＳ、７ＫＳが備えられている。

現像手段として、上記静電潜像を可視化するために、各ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う4個の現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋとを備える構成で、各現像器には、スリーブ８ＹＳ、８ＭＳ、８ＣＳ、８ＣＫが設けられている。各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。

中間転写体１２は、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの回転に伴って回転し、一次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに印加された一次転写バイアスによって可視画像の転写を受け、転写材２を狭持搬送することにより転写材２に中間転写体１２上のカラー可視画像を同時に重畳転写する。

定着部１３は、転写材２を搬送させながら、転写されたカラー可視画像を定着させるものであり、転写材２を加熱する定着ローラ１４と転写材２を定着ローラ１４に圧接させるための加圧ローラ１５とを備えている。定着ローラ１４と加圧ローラ１５は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ１６、１７が内蔵されている。すなわち、カラー可視画像を保持した転写材２は定着ローラ１４と加圧ローラ１５により搬送されるとともに、熱および圧力を加えることによりトナーが表面に定着される。可視画像定着後の転写材２は、排紙部に排出して画像形成動作を終了する。

プリンタは、転写材搬送路上の下段搬送センサA２３、上段搬送センサＡ２４、下段搬送センサB ３３、上段搬送センサB ３４、レジストセンサ１９、定着前センサ２７、定着排紙センサ２０、排紙センサ35によって、搬送状況を管理する。

クリーニング手段２１は、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及び中間転写体１２上に残ったトナーをクリーニングするものであり、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に形成されたトナーによる可視画像を中間転写体１２に転写した後の廃トナー、あるいは、中間転写体１２上に形成された4色のカラー可視画像を転写材２に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

なお、図２において、画像検出センサ６は中間転写体12上のトナー像を検知するためのセンサであり、色ずれ測定時や色濃度測定時の測定用トナー像パターンを読み取るための手段である。画像検出センサ６はＬＥＤからなる発光素子８１および、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、中間転写体12表面の垂直方向に対して３０度の角度で設置されており、赤外光を中間転写体12上のトナーパターンに照射させる。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、トナーパターン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。

次に、図4により転写バイアス回路について説明する。

図4について、25は4色の画像形成部ごとに設けられた転写正バイアス回路であり、感光体ドラム5上に形成された各色のトナー像を、中間転写体１２上に順次重畳転写するために、各転写ローラ4の軸に印加される。

また、制御回路２６からの、PWMクロック信号S26のオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっており、プリンタの使用される環境状態や紙種、印刷タイミング等によって、制御回路２６は出力電圧を所定値にコントロールする。

第一色目の画像形成部の正バイアス回路２５aから所定の高圧電圧が出力されると、それに伴う第一色目の転写電流I２５aの大半は、転写負荷２７aである転写ローラ4から中間転写体１２、転写紙、感光体ドラム5へ流れ、グランドに流れる。グランドに流れた第一色目の転写電流I２５aは、電流検出回路２８ａを介して転写正バイアス回路２５aに戻る電流ループを辿る。同様に第二〜第四の画像形成部においても転写電流I２５b〜dが流れる。

２９は転写負バイアス回路であり、正バイアス同様に制御回路２６のPWM信号S２６により可変制御可能な構成となっており、主に中間転写体１２表面上に付着した廃トナーをクリーニングするために用いられる。

図4では、第二の画像形成部と第四の画像形成部の転写バイアス回路のみそれぞれ転写負バイアス（以下、クリーニングバイアス）を有する例を示している。中間転写体１２のクリーニングシーケンス時には、例えば第一、第三の画像形成部の転写ローラ4へそれぞれ約-1500Vを印加して負極性に帯電した廃トナーを、また、第二、第四の画像形成部の転写ローラ4へそれぞれ約+1500Vを印加して正極性に帯電した廃トナーをそれぞれの転写ローラ4と対になった感光体ドラム5表面上に付着させる。それぞれの感光体ドラム5表面上に付着した廃トナーは、感光体ドラム上表面に接するように設けられたゴム状のクリーニングブレードにより掻き落されてプロセスカートリッジ２２内の廃トナー容器に収納される。

このように、クリーニングシーケンス時には、中間転写体上のトナーは極性を制御する事により、４つの感光ドラムに分散して回収することが可能である。

以下、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１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。

画像形成装置は、カートリッジ装着・未装着検知シーケンスの開始と同時に、各アクチュエータの起動処理や、各高圧バイアスの印加などの、画像形成に必要な準備動作を開始する(Ｓ１００)。この時、第二、第四の画像形成部の転写ローラ4に対しては、クリーニングバイアスを印加する（Ｓ１０１）。

画像形成準備が整った時点で、図6に示すカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターン(以下、装着有無検知パターン)４０を中間転写体12上に形成開始する(Ｓ１０２)。

ここで、図6aに示すように、装着有無検知パターン４０は、第一画像形成ステーション色(イエロー)で作像する第一ステーション有無判定用パッチ６１および第二ステーション有無判定用パッチ６２と、第三画像形成ステーション色（シアン）で作像する第三ステーション有無判定用パッチ６３および第四ステーション有無判定用パッチ６４との、４つのパッチで構成されている。

図６ｂは、S１０２で装着有無検知パターン４０を中間転写体１２上に形成開始してから所定時間T0後の状態を示している。このとき、第二画像形成部及び第四画像形成部の転写ローラ4Ｍ、4Ｋに対してはクリーニングバイアスが印加されているため、第二ステーションカートリッジ及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、これ以降は第二ステーション有無判定用パッチ６２と第四ステーション有無判定用パッチ６４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収される。

一方、図６ｃは、S１０２で装着有無検知パターン４０を中間転写体１２上に形成開始してから所定時間T１後の状態を示している。このタイミングで、第二、第四の画像形成部の転写ローラ4に対しては、クリーニングバイアスをＯＦＦし、転写正バイアスを印加する（Ｓ１０２ａ）。よって、これ以降は、第一ステーション有無判定用パッチ６１と第三ステーション有無判定用パッチ６３は継続して中間転写体１２上を下流方向に搬送される。

すなわち、第一ステーションカートリッジ及び第三ステーションカートリッジが装着されている場合、第一ステーション有無判定用パッチ６１と第三ステーション有無判定用パッチ６３は中間転写体１２上に形成され、下流にある画像検出センサ６の位置まで搬送される。一方、第二ステーションカートリッジ及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、第二ステーション有無判定用パッチ６２と第四ステーション有無判定用パッチ６４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収されるため、下流にある画像検出センサ６の位置までは搬送されない。

図7に、第一〜第四ステーションカートリッジが全て正常に装着されていた場合の、画像検出センサ６の検知信号の例を示す。ここでは、図6bの状態（すなわち、S102から所定時間T0後）を基準として、第一ステーション有無判定用パッチ６１が画像検出センサ６の位置まで搬送される時間をt1として示している。t2〜t4も同様である。

まず、Ｓ１０２で装着有無検知パターンの形成を開始してから、所定時間（T0 + t４）近傍後の画像検出センサ６の出力をモニタし(Ｓ１０３)、センサ出力値が"Ｈｉ(ベルト上トナーなし)"であれば第四ステーションカートリッジが装着されていると判定し（Ｓ１０４）、センサ出力値が"Ｌｏｗ(ベルト上トナーあり)"であれば第四ステーションカートリッジが非装着と判定する（Ｓ１０５）。

一方、Ｓ１０２で装着有無検知パターンの形成を開始してから、所定時間（T0 + t３）近傍後の画像検出センサ６の出力をモニタし(Ｓ１０６)、センサ出力値が"Ｌｏｗ(ベルト上トナーあり)"であれば第三ステーションカートリッジが装着と判定し（Ｓ１０７）、センサ出力値が"Ｈｉ(ベルト上トナーなし)"であれば第三ステーションカートリッジが非装着と判定する（Ｓ１０８）。第二ステーション及び第一ステーションカートリッジの装着・非装着の判定も同様である(Ｓ１０９〜Ｓ１１４)。

その後、中間転写体１２上の第一ステーション有無判定用パッチ６１と第三ステーション有無判定用パッチ６３の２つのトナーパッチは、クリーニング装置２１の位置まで搬送されて回収され(S１１５)、カートリッジ装着・未装着検知シーケンスを終了する。

以上に述べたように、本発明の第一の実施形態によれば、第一ステーション及び第三ステーションで各々２つずつ中間転写体上にトナーパッチを形成し、そのうちの一つのトナーパッチを下流の第二ステーション及び第四ステーションで回収することにより、４つのステーションのカートリッジ装着・非装着状態を検知することが可能である。これにより、下流のクリーニング機構で回収するトナーパッチの数は２つとなるため、従来のように４つのトナーパッチを回収する場合に比べて、回収トナー量は半分となり、クリーナ容器の容量の観点から有利となる。また、クリーニング機構が剥ぎ取りブレードのような形態である場合、クリーニング機構に到達するトナーパッチの間隔は、従来のように４つのトナーパッチが搬送される場合に比べて広くなるため、クリーニング能力の観点からも有利になると考えられる。

（実施例２）
上記本発明の第一の実施形態例においては、第一ステーション及び第三ステーションで形成したトナーパッチの内、それぞれ一つずつは下流にある第二ステーション及び第四ステーションで回収せずに、画像検出センサで検出することによって、第一ステーション及び第三ステーションの装着（あるいは、検出できなければ非装着）を確定することが必要であった。このため、カートリッジ装着・非装着検知シーケンスを実行した場合には、２つのトナーパッチをクリーニング装置で回収する必要があった。

本発明の第二の実施形態例においては、全てのトナーパッチを第一ステーションで形成するため、カートリッジ装着・非装着検知シーケンスを実行した際にクリーニング装置で回収するトナーパッチの数が１つとなる。これにより、第一の実施形態例に比べてクリーナ容器の容量の観点からさらに有利となるものである。

以下、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。本実施形態例による画像形成装置は、図８に示すような転写バイアス回路を有するものとする。第一の実施形態例で説明した転写バイアス回路との差異は、全ての画像形成部に転写負バイアス回路が設けられている点である。転写バイアス回路の動作原理、及びその他の画像形成装置の構成に関しては、第一の実施形態例と同様であるため、説明を省略する。

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。

画像形成装置は、カートリッジ装着・未装着検知シーケンスの開始と同時に、各アクチュエータの起動処理や、各高圧バイアスの印加などの、画像形成に必要な準備動作を開始する(Ｓ２００)。

このとき、全ステーションの転写ローラ４Y、4Ｍ、４C、4Ｋに対しては、転写正バイアスを印加しておく(Ｓ２０１)。

画像形成準備が整った時点で、図１０aに示すカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターン(以下、装着有無検知パターン)5０を中間転写体12上に形成開始する(Ｓ２０２)。ここで、図１０aに示すように、装着有無検知パターン５０は、第一ステーション有無判定用パッチ７１および第二ステーション有無判定用パッチ7２、及び第三ステーション有無判定用パッチ7３、第四ステーション有無判定用パッチ7４の、４つのパッチで構成されており、４つとも第一画像ステーション形成色(イエロー)で作像する。

図１０ｂは、S２０２で装着有無検知パターン５０を中間転写体１２上に形成開始してから所定時間Ｔ0後の状態を示している。ここまで、全てのステーションに対して、転写正バイアスが印加されているため、第一ステーションで形成した第一ステーション有無判定用パッチ７１は、第二〜第四ステーションカートリッジが装着されていても、回収されることはなく、第四ステーションより下流まで搬送されている。このタイミングにおいて、第二画像形成部から第四画像形成部の転写ローラ4Ｍ、４C、4Ｋに対して、クリーニングバイアスの印加を開始する（Ｓ２０３）。第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、これ以降は、図１０ｃのように、第二ステーション有無判定用パッチ７２と第３ステーション有無判定用パッチ７３、第四ステーション有無判定用パッチ7４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、5Ｃ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収される。

すなわち、第一ステーションカートリッジが装着されている場合、中間転写体１２上には第一ステーション有無判定用パッチ７１〜第４ステーション有無判定用パッチ７４の４つのトナーパッチが形成され、第一ステーション有無判定用パッチ７１は、下流にある画像検出センサ６の位置まで搬送される。一方、第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、第二ステーション有無判定用パッチ７２と第３ステーション有無判定用パッチ７３、第四ステーション有無判定用パッチ7４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、５Ｃ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収されるため、下流にある画像検出センサ６の位置までは搬送されない。

図１１に、第一〜第四ステーションカートリッジが全て正常に装着されていた場合の、画像検出センサ６の検知信号の例を示す。ここでは、図１０bの状態（すなわち、S２０２から所定時間T0後）を基準として、第一ステーション有無判定用パッチ7１が画像検出センサ６の位置まで搬送される時間をt1として示している。t2〜t4も同様である。

まず、Ｓ２０２で装着有無検知パターンの形成を開始してから、所定時間（T0 + t１）近傍後の画像検出センサ６の出力をモニタし(Ｓ２０３)、センサ出力値が"Ｌｏｗ(ベルト上トナーあり)"であれば第一ステーションカートリッジが装着と判定し（Ｓ２０４）、センサ出力値が"Ｈｉ(ベルト上トナーなし)"であれば第一ステーションカートリッジが非装着と判定する（Ｓ２０５）。

一方、Ｓ２０２で装着有無検知パターンの形成を開始してから、所定時間（T0 + t４）近傍後の画像検出センサ６の出力をモニタし(Ｓ２０６)、センサ出力値が"Ｈｉ(ベルト上トナーなし)"であれば第四ステーションカートリッジが装着と判定し（Ｓ２０７）、センサ出力値が"Ｌｏｗ(ベルト上トナーあり)"であれば第四ステーションカートリッジが非装着と判定する（Ｓ２０８）。第三ステーション及び第二ステーションカートリッジの装着・非装着の判定も同様である(Ｓ２０９〜Ｓ２１４)。

その後、中間転写体１２上の第一ステーション有無判定用パッチ7１は、クリーニング装置２１の位置まで搬送されて回収され(S２１５)、カートリッジ装着・未装着検知シーケンスを終了する。

以上に述べたように、本発明の第二の実施形態によれば、第一ステーションで４つのトナーパッチを形成し、そのうちの３つのトナーパッチを下流の第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションで回収することにより、４つのステーションのカートリッジ装着・非装着状態を検知することが可能である。これにより、下流のクリーニング機構で回収するトナーパッチの数は１つとなるため、第一の実施例の場合よりもさらに回収トナー量を減らすことが可能となる。

（実施例３）
上記本発明の第一・第二の実施形態例においては、第一〜第四ステーションカートリッジの装着・非装着状態が全て不定であるため、例えば第一ステーションで形成したトナーパッチの内、少なくとも一つは下流にあるステーションで回収せずに画像検出センサで検出することによって、第一ステーションの装着（あるいは、検出できなければ非装着）を確定することが必要であった。このため、カートリッジ装着・非装着検知シーケンスを実行した場合には、少なくとも１つのトナーパッチはクリーニング装置で回収する必要があり、トナーパッチがクリーニング装置の位置まで搬送される間、従来のように４つのトナーパッチを画像検出センサで検知するシーケンスと同等の待ち時間が必要であった。

本発明の第三の実施形態例では、例えば専用のセンサ等の検出手段によって、最上流にある第一ステーションカートリッジが装着されていることを確定した後に、カートリッジ装着・非装着検知シーケンスを開始する。このことにより、第一ステーション有無判定用のトナーパッチが中間転写体上にあることを画像検出装置で検知する必要はなく、中間転写体上の全てのトナーパッチは下流にある第二〜第四ステーションで回収されることになるため、従来のようにトナーパッチがクリーニング装置の位置に搬送されるまでの待ち時間が不要となる。

以下、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。本実施形態例による画像形成装置は、第一ステーションカートリッジの装着・非装着を検知するための専用の検知手段を有するものとする。この検知手段としては、例えばメカフラグ機構とフォトインタラプタを備え、第一ステーションカートリッジが正常に装着されている場合にはフォトインタラプタがメカフラグによって遮光される構成などが考えられるが、ここでは説明を省略する。それ以外の画像形成装置の構成は第二の実施形態例と同様であるため、説明を省略する。

以下、図12のフローチャートに基づいて説明する。

画像形成装置は、前述した装着検知手段により、第一ステーションカートリッジの装着・非装着状態を検知し（S３００）、第一ステーションカートリッジが装着されている場合、各アクチュエータの起動処理や、各高圧バイアスの印加などの、画像形成に必要な準備動作を開始する(Ｓ３００a)。このとき、全ステーションの転写ローラ４Y、4Ｍ、４C、4Ｋに対しては、転写正バイアスを印加しておく(Ｓ３０１)。

画像形成準備が整った時点で、図５aに示すカートリッジ装着・未装着検知用のトナーパターン(以下、装着有無検知パターン)8０を中間転写体12上に形成開始する(Ｓ３０２)。ここで、図５aに示すように、装着有無検知パターン８０は、第二ステーション有無判定用パッチ９２、第三ステーション有無判定用パッチ9３、及び第四ステーション有無判定用パッチ9４の、３つのパッチで構成されており、３つとも第一画像ステーション形成色(イエロー)で作像する。

図５ｂは、S３０２で装着有無検知パターン８０を中間転写体１２上に形成開始してから所定時間Ｔ0後の状態を示している。ここまで、全てのステーションに対して、転写正バイアスが印加されているため、第一ステーションで形成したトナーパッチ９３、９４は、第二〜第四ステーションカートリッジが装着されていても、回収されることはなく、図の位置まで搬送されている。このタイミングにおいて、第二画像形成部から第四画像形成部の転写ローラ4Ｍ、４C、4Ｋに対して、クリーニングバイアスの印加を開始する（Ｓ３０３）。第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、これ以降は、図５ｃのように、第二ステーション有無判定用パッチ９２と第３ステーション有無判定用パッチ９３、第四ステーション有無判定用パッチ９４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、5Ｃ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収される。

すなわち、第一ステーションカートリッジが装着されている場合、中間転写体１２上には第２ステーション有無判定用パッチ９２〜第４ステーション有無判定用パッチ9４の３つのトナーパッチが形成され、第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションカートリッジが装着されている場合、第二ステーション有無判定用パッチ9２と第３ステーション有無判定用パッチ９３、第四ステーション有無判定用パッチ９４は、それぞれ感光体ドラム5Ｍ、５Ｃ、5Ｋ表面上に付着してプロセスカートリッジ内に回収されるため、下流にある画像検出センサ６の位置までは搬送されない。

これ以降は、第二の実施形態例と同様のアルゴリズムにより、第四ステーション〜第二ステーションカートリッジの装着・非装着の判定を行う(Ｓ３０３〜Ｓ３１１)。Ｓ３１２において、全てのステーションにカートリッジが装着されていると判断した場合、中間転写体１２上のトナーパッチは全て回収されているので、この時点でカートリッジ装着・未装着検知シーケンスを終了する。Ｓ３１２において、一つでもカートリッジが装着されていない場合には、トナーパッチがクリーニング装置２１の位置まで搬送されて回収される(S３１３)のを待ち、その後カートリッジ装着・未装着検知シーケンスを終了する。

以上に述べたように、本発明の第三の実施形態によれば、最上流の第一ステーションカートリッジが装着されていることを別の手段によって確定した後、第一ステーションで３つのトナーパッチを形成し、その全てのトナーパッチを下流の第二ステーション、第三ステーション、及び第四ステーションで回収することで、３つのステーションのカートリッジ装着・非装着状態を検知することが可能である。これにより、通常は下流のクリーニング機構で回収するトナーパッチがないため、カートリッジ装着・未装着検知シーケンスに要する時間を短縮可能である。

３ レジローラ
６ 画像検出センサ
１８ 駆動ローラ
１９ レジ前センサ
２０ 定着排紙センサ
２３ 下段搬送センサＡ
２４ 上段搬送センサＡ
３３ 下段搬送センサＢ
３４ 上段搬送センサＢ
２７ 定着前センサ
３５ 排紙センサ

Claims (5)

1. 像担持体上に潜像形成手段により潜像を形成し、潜像を現像手段により現像剤を用いてトナー像として現像し、トナー像を一次転写手段により中間転写体上に転写する、着脱可能な画像形成ユニットを複数個並列配置し、
   少なくとも一つ以上の前記一次転写手段は、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に静電的に転写するための転写用電位印加手段、及び、前記中間転写体上のトナーを前記像担持体に静電的に回収するための回収用電位印加手段とを有し、
   前記中間転写体上に形成されたトナー像を検知する像検知手段と、
   前記画像形成ユニットの装着状態を判断する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットに転写用電位差を印加することによって、前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を前記中間転写体上に複数個形成し、前記中間転写体の回転搬送方向下流に位置する前記画像形成ユニットに回収用電位差を印加することによって、前記装着状態判定用トナー像のうち少なくとも一つ以上を回収し、前記像検知手段からの検知信号に基づいて、前記画像形成ユニットの装着状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットによって、前記中間転写体上に形成した前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を、前記像検知手段によって検知しなかった場合に、前記中間転写体の回転搬送方向下流に位置する前記画像形成ユニットが装着されていると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。
3. 前記制御手段は、前記中間転写体の回転搬送方向上流に位置する前記画像形成ユニットによって、前記中間転写体上に形成した前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を、前記像検知手段によって検知した場合に、前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像を形成した前記画像形成ユニットが装着されていると判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像は、パッチ状のトナーパターンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成ユニットの装着状態判定用トナー像は、帯状のトナーパターンであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。