JP5206628B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関し、より特定的には、現像装置の状態を判断可能な画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。

画像形成装置の現像装置には寿命があるため、高画質の画像を常に得るためには、寿命の来た現像装置を新しい現像装置と交換する必要がある。画像形成装置に現像装置が装着されているか否かの判断は、従来、現像装置に搭載された、データが予め保存されている記憶媒体にアクセスすることにより行われている。この記憶媒体は、現像装置の装着の有無を判断可能にする役割の他に、現像装置特有のデータを保存する役割を果たしている。現像装置特有のデータとは、現像装置のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ）や仕向け、色情報、寿命情報、および使用履歴などのデータである。

たとえば特開平９−１２０２４６号公報（特許文献１）には、電子写真感光体と、電子写真感光体に作用する現像手段などとを一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジに対し、画像形成情報を記憶するＮＶＲＡＭを設ける技術が開示されている。このカートリッジが装着されると、カートリッジの装置検知機構は、カートリッジのＮＶＲＡＭから情報Ｘ、Ｙ、Ｚ、・・・を読み出す。そして、読み出した情報を装置検知機構のメモリにコピーし、同時に読出し情報と同一の書込み情報Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’・・・を、ＮＶＲＡＭのＸ、Ｙ、Ｚ、・・・が記憶されていた領域と同一の記憶領域へ書き込む。そして、メモリに記憶された読出し情報Ｘ、Ｙ、Ｚ、・・・と、ＮＶＲＡＭに記憶された書込み情報Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’・・・とを比較することにより、カートリッジの装着情報を確認している。

しかし、近年、コストダウンの目的で、記録媒体を取り除いた現像装置が提案されている。この現像装置の場合、現像装置特有のデータは、現像装置の記録媒体ではなく、画像形成装置本体の記憶媒体に記憶される。また、現像装置の装着の有無は、現像装置に搭載されたセンサの出力値に基づいて判断される。

たとえば特開平８−１３７１７０号公報（特許文献２）には、トナー濃度検知手段の出力値により現像装置の装着の有無を判別する技術が開示されている。現像装置は、現像剤撹拌部から独立した現像剤格納部と、現像剤撹拌部に設置され、現像剤撹拌部に搬送される現像剤の特性に応じてトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えている。トナー濃度検知手段は、現像剤撹拌部に配置された検出コイルを有しており、この検出コイルを含むＬＣ発振回路の周波数変化に基づいてトナー濃度を検知している。
特開平９−１２０２４６号公報 特開平８−１３７１７０号公報

上述のように、記憶媒体が搭載された現像装置と搭載されない現像装置との２種類が存在する。画像形成装置においては、どちらの現像装置が搭載されていても、装着状態を判断する必要がある。

特に４色の現像装置を備えるカラー画像形成装置においては、記憶媒体の搭載された現像装置と、記憶媒体の搭載されない現像装置との２種類の現像装置とが混在する場合があり得る。どちらの種類の現像装置が装着されるかは不明であるため、どちらの種類の現像装置が装着されていても、装着状態を判断する必要がある。

したがって、本発明の目的は、記憶媒体の搭載された現像装置と記憶媒体の搭載されない現像装置とのどちらが装着されたとしても、その装着状態を迅速に判断可能である画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することである。

本発明の一の局面に従う画像形成装置は、現像装置の状態を判断可能である画像形成装置であって、現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより現像装置の装着の有無を判別する第１の手段と、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて現像装置の装着の有無を判別する第２の手段と、前回の判断結果を記憶する記憶手段と、判断手段とを備えている。判断手段は、前回の判断結果を記憶手段から入手する。前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、第１の手段で判別を行う。第１の手段で装着無と判別した場合には、第２の手段で判別を行う。前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、第２の手段で判別を行う。第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、記憶媒体の有無の判断結果を出力する。第２の手段で装着無と判別した場合には、現像装置未装着の判断結果を出力する。判断結果を記憶手段に記憶する。

本発明の他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、現像装置の状態を判断可能である画像形成装置の制御方法である。この制御方法は以下のステップを備えている。前回の判断結果を入手する。前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより現像装置の装着の有無を判別する第１の手段で判別を行う。前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ第１の手段で装着無と判別した場合には、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて現像装置の装着の有無を判別する第２の手段で判別を行う。前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、第２の手段で判別を行う。第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、記憶媒体の有無の判断結果を出力する。第２の手段で装着無と判別した場合には、現像装置未装着の判断結果を出力する。判断結果を記憶手段に記憶する。

本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御プログラムは、現像装置の状態を判断可能である画像形成装置の制御プログラムである。この制御プログラムは以下のステップをコンピュータに実行させる。前回の判断結果を入手する。前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより現像装置の装着の有無を判別する第１の手段で判別を行う。前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ第１の手段で装着無と判別した場合には、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて現像装置の装着の有無を判別する第２の手段で判別を行う。前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、第２の手段で判別を行う。第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、記憶媒体の有無の判断結果を出力する。第２の手段で装着無と判別した場合には、現像装置未装着の判断結果を出力する。判断結果を記憶手段に記憶する。

本発明の画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムによれば、前回の判断結果に基づいて、現像装置の装着の有無を判別するために第１の手段および第２の手段のどちらを先に用いて判別を行うかが決定される。その結果、第１の手段および第２の手段の両方による判別を必ずしも行う必要がなくなる。したがって、記憶媒体の搭載された現像装置と記憶媒体の搭載されない現像装置とのどちらが装着されたとしても、その装着状態を迅速に判断可能である。

本発明の画像形成装置において好ましくは、センサは、二成分トナーの透磁率を検出する透磁率センサ、またはトナー量を量るレベルセンサである。

本発明の画像形成装置において好ましくは、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であって、かつ第２の手段で装着有と判別した場合には、第１の手段で判別を行う。これにより、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であっても、現像装置における記憶媒体の有無を判別することができる。

本発明の画像形成装置において好ましくは、判断手段は、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であって、かつ第２の手段で装着有と判別しかつ第１の手段で装着無と判別した場合であって、かつ第２の手段での前回の判別の際の出力値と、第２の手段での判別の際の出力値との間に一定の差がある場合には、現像装置に対し初期設定処理を行う。これにより、記憶媒体の搭載されていない現像装置を記憶媒体の搭載されていない現像装置に交換した場合であっても、センサの出力値の差に基づいて初期設定処理を行うことができる。

本発明の画像形成装置において好ましくは、判断手段は、前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ第１の手段で装着有と判別し、かつ前回の判断結果における記憶媒体に記憶された現像装置固有の情報と、第１の手段での判別の際の記憶媒体に記憶された現像装置固有の情報とが異なる場合には、現像装置に対し初期設定処理を行う。これにより、記憶媒体の搭載された現像装置を記憶媒体の搭載された現像装置に交換した場合であっても、記憶媒体に記憶された現像装置固有の情報の違いに基づいて現像装置が交換されたことを感知し、初期設定処理を行うことができる。

本発明の画像形成装置において好ましくは、判断手段は、判断結果が前回の判断結果における記憶媒体の有無と異なる場合には、現像装置に対し初期設定処理を行う。これにより、記憶媒体の搭載された現像装置を記憶媒体の搭載されない現像装置に交換した場合や、記憶媒体の搭載されない現像装置を記憶媒体の搭載された現像装置に交換した場合に、現像装置が交換されたことを感知し、初期設定処理を行うことができる。

本発明の画像処理装置において好ましくは、初期設定処理とは、現像装置で最適に画像形成するための条件を設定するための処理であり、画像安定化処理またはセンサの出力値調節を含んでいる。

本発明の画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムによれば、記憶媒体の搭載された現像装置と記憶媒体の搭載されない現像装置とのどちらが装着されたとしても、その装着状態を迅速に判断可能である。

本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。 画像形成装置の制御系を示す概略ブロック図である。 現像装置に搭載されるＣＰＵ基板の部品実装面側の構成を示す概略図である。 現像装置に搭載されるＣＰＵ基板の接点側の構成を示す概略図である。 現像装置に搭載される不揮発性メモリ基板の構成を示す概略図である。 透磁率センサを搭載した現像装置の構成を模式的に示す図である。 （ａ）は、トナーが満杯に充填されている場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ｂ）は、トナーが空の場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ｃ）は、現像装置が未装着である場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。 レベルセンサを搭載した現像装置の構成を模式的に示す図である。 図８における矢印Ｖの方向から見た場合の現像装置の構成を模式的に示す図である。 （ａ）は、トナーが満杯に充填されている場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ｂ）は、トナーが空の場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ｃ）は、現像装置が未装着である場合の、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。 制御部が実行する、現像装置の状態を判断する際の制御処理のメインルーチンを示す図である。 図１１の処理Ａのサブルーチンの詳細を示す図である。 図１１の処理Ｂのサブルーチンの詳細を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１は、たとえばタンデム系カラーデジタルプリンタであり、画像プロセス部２と、給送部４と、定着装置５と、制御部６とを備えている。画像形成装置１は、図示しない外部コンピュータなどとたとえば社内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続されている。この外部コンピュータから印刷の実行指示を受けると、その指示に従って、記録シートＳ上にカラー画像を形成して出力する。

画像プロセス部２は、主に画像の形成を担う部分であり、１次転写ベルト１１と、画像形成ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、光学部１０とを備えている。１次転写ベルト１１は、所定の張力を維持するようにローラ１２ａおよび１２ｂにより懸架されるとともに、ローラ１２ａおよび１２ｂの回転によって図１中矢印Ａ方向に所定の速度で回転する。画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋの各々は、１次転写ベルト１１に沿って所定間隔で配置されている。光学部１０は、画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋの下方に配置されており、レーザダイオードなどの発光素子を備えている。なお画像プロセス部２において、参照番号の後に“Ｙ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがイエローのトナーによる画像を生成し、以下同様に参照番号の後に“Ｍ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットはマゼンタのトナーによる画像を形成し、参照番号の後に“Ｃ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがシアンのトナーによる画像を生成し、参照番号の後に“Ｋ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがブラックのトナーによる画像を生成する。

画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋのうち、たとえばイエローのトナーによる画像を形成するための画像形成ユニット３Ｙを例にとって説明する。画像形成ユニット３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、帯電器３２Ｙと、現像装置３３Ｙと、１次転写ローラ３４Ｙと、クリーナ３５Ｙとを備えている。１次転写ベルト１１の内部には１次転写ローラ３４Ｙが配置されており、１次転写ローラ３４Ｙと対向する位置には、感光体ドラム３１Ｙが配置されている。感光体ドラム３１Ｙの外周には、帯電器３２Ｙ、現像装置３３Ｙ、およびクリーナ３５Ｙが配置されている。他の画像形成ユニット３Ｍ〜３Ｋの各々の構成は、画像形成ユニット３Ｙの構成と同じであるので、その説明は繰り返さない。

給送部４は、主に記録シートの搬送を担う部分でもあり、記録シートＳを納める給紙カセット４９と、納められている記録シートＳを搬送路４７へ１枚ずつ繰り出す繰出しローラ４２と、繰り出された記録シートＳを送り出すタイミングを図るタイミングローラ対４４と、２次転写ローラ４５とを備えている。

制御部６は、画像形成装置１の全体の動作や温度等を一括して制御するコントローラである。制御部６は、形成すべき画像のデータに基づいて、画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋごとに光学部１０の発光素子用の駆動信号を生成する。そして、１次転写において各色のトナー像を正確に重ねたり、２次転写において記録シートＳにトナー画像が正確に転写されるようにタイミングを調整したりする。

外部コンピュータから印刷の実行指示を受けると、制御部６は、外部コンピュータから送信された文書に基づく画像信号に対して所定の画像処理を施す。そして、得られたイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色に対応するデジタル信号を、画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋの各々に与える。たとえばイエローのトナーによる画像を生成する際には、デジタル信号を受けた画像形成ユニット３Ｙは、帯電器３２Ｙによって一様に帯電された感光体ドラム３１Ｙに対し、光学部１０からレーザ光Ｌを出射する。これにより感光体ドラム３１Ｙ表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１Ｙの静電潜像にトナーを吸着させることにより、現像装置３３Ｙはイエローのトナーによる現像を行う。現像されたトナー像は感光体ドラム３１Ｙから１次転写ベルト１１に１次転写される。１次転写後、感光体ドラム３１Ｙに残留するトナーは、クリーナ３５Ｙによって除去される。他の画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいても、同様の方法により各色のトナー像が１次転写ベルト１１に１次転写される（図中の符号を省略している）。１次転写ベルト１１には最終的にフルカラーのトナー画像が生成される。

記録シートＳは、繰出しローラ４２およびタイミングローラ対４４によって、搬送路４７を通じて２次転写ローラ４５へ搬送される。そして記録シートＳは、２次転写位置４６において１次転写ベルト１１のトナー画像が２次転写される。記録シートＳは、定着装置５において転写されたトナー画像が定着され、排紙ローラ７１によって排紙トレイ７２へ排紙される。

図２は、画像形成装置の制御系を示す概略ブロック図である。図２を参照して、制御部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部１０２、画像処理部１０３、画像メモリ１０４、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）駆動部１０５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０６およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０７を備えている。Ｉ／Ｆ部１０２は、ＬＡＮと接続するための通信インターフェイス（ＬＡＮカード、ＬＡＮボード等）である。画像処理部１０３は、Ｉ／Ｆ部１０２を介して外部の装置から受信したＲＧＢの画像データに、公知の色補正処理やＭＴＦ補正処理等を加えて、現像色ＹＭＣＫの画像データを生成する。生成された各色の画像データは、一旦画像メモリ１０４に格納された後、画像形成実行時にＣＰＵ１０１により読み出されてＬＤ駆動部１０５に送信される。ＬＤ駆動部１０５は、内部にラインメモリを有し、画像データを１走査ラインずつ順次保持して、光学部１０の半導体レーザダイオードＬＤを駆動するための駆動パルスに変換して光学部に送る。これにより、当該画像データに基づく感光体ドラムへの露光走査が行われ、感光体ドラム３１Ｙ等上に各現像色の静電潜像が順次形成される。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０６から必要なプログラムを読み出して、画像形成ユニットの感光体ドラム３１Ｙ、転写ローラソレノイド７３を用いた１次転写ベルト１１や２次転写位置４６の動作、クリーナ用ソレノイド７４を用いたクリーナ３５Ｙの動作、および給送部４の繰出しローラ４２の動作などを統括的に制御し、画像形成動作などを円滑に実行させる。またＣＰＵ１０１は、内部にタイマー機能やカウンタ機能なども有し、上記制御プログラムの実行時に使用する。さらにＣＰＵ１０１は、１次転写ローラ３４Ｙ、２次転写ローラ４５、またはクリーナ３５Ｙの接離動作に伴う１次転写ベルト１１の走行速度の変動に関するデータの取得処理や、これに伴う補正制御を実行する。ＲＯＭ１０６には、画像形成動作や色ずれ補正制御、各現像装置搭載記憶媒体７５Ｙ〜７５Ｋのメモリの読み出し、書き込み制御、各現像装置搭載センサ９１Ｙ〜９１Ｋからの入力でトナー状態やトナー量を判断する制御などのための各種プログラムが格納されている。ＲＡＭ１０７は、ＣＰＵ１０１のワークエリアを提供する。また、ＣＰＵ１０１は、現像装置３３Ｙ〜３３Ｋの各々における記憶媒体の有無やセンサの出力値に関する情報の書込みおよび読出しを、画像形成装置本体に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０８に対して行う。なお、センサ９１Ｙ〜９１Ｋは、画像形成装置本体に設けられていてもよい。

本実施の形態の画像形成ユニット３Ｙ〜３Ｋの各々において、制御部６は、現像装置３３Ｙ〜３３Ｋの各々の記憶媒体へアクセスすることにより現像装置３３Ｙ〜３３Ｋの各々の装着状態を判別可能である。また、現像装置の３３Ｙ〜３３Ｋの各々のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて現像装置３３Ｙ〜３３Ｋの各々の装着の有無を判別可能である。次に、これら２つの判別方法が用いられる現像装置の構成および判別方法について説明する。なお、以下においては現像装置３３Ｙの構成および判別方法について説明するが、他の現像装置３３Ｍ〜３３Ｋの構成および判別方法も現像装置３３Ｙと同じである。

（１） 現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより現像装置の装着状態を判別する方法（第１の手段での判別方法）

（１−ａ） 現像装置の記憶媒体がＣＰＵである場合

図３は、現像装置に搭載されるＣＰＵ基板の部品実装面側の構成を示す概略図である。図４は、現像装置に搭載されるＣＰＵ基板の接点側の構成を示す概略図である。図３および図４を参照して、現像装置３３Ｙには、ＣＰＵ基板である基板３９Ｙが搭載されている。基板３９Ｙの部品実装面側には、記憶媒体７５Ｙとして、不揮発性メモリを内蔵しているマイコンが実装されている。基板３９Ｙの裏面の接点側には、接点Ａ、接点Ｂ、および接点Ｃの各々が形成されている。接点Ａ〜Ｃの各々には金メッキが施されている。接点ＡはＧＮＤ接続用、接点Ｂは５Ｖ電源用、接点Ｃは双方向通信用の接点である。接点Ａ、接点Ｂは不揮発性メモリ内蔵マイコンへの電源供給用である。

制御部６のＣＰＵ１０１（図２）は、記憶媒体７５Ｙに対して装着確認のための送信を行う。その結果、記憶媒体７５Ｙから装着である旨の応答があれば現像装置が装着されていると判断し、応答がなければ装着されていないと判断する。装着されていると判断した場合、ＣＰＵ１０１は現像装置固有の情報を記憶媒体７５Ｙから得ることができる。なお、上述の基板形状や配線方法などの実装形態は代表的なものであり、本発明における実装形態はこの限りではない。

（１−ｂ） 現像装置の記憶媒体が不揮発性メモリである場合

図５は、現像装置に搭載される不揮発性メモリ基板の構成を示す概略図である。図５を参照して、現像装置３３Ｙには、不揮発性基板である基板３９Ｙが搭載されている。基板３９Ｙの表面には、記憶媒体７５Ｙとしての不揮発性メモリと、外部接続コネクタ５０Ｙとが実装されている。記憶媒体７５Ｙは、１〜８の番号が付けられた入出力端子を有している。これらの入出力端子には、ＧＮＤ接続、５Ｖ電源、送信、受信、クロック、およびセレクト信号の端子が、外部接続コネクタ５０Ｙを通して電気的に接続される。

制御部６のＣＰＵ１０１（図２）は、記憶媒体７５Ｙに対して装着確認のための書き込みを行う。その結果、書き込みが正常に行われた場合、現像装置が装着されていると判断し、書き込みが正常に行われなかった場合、装着されていないと判断する。装着されていると判断した場合、ＣＰＵ１０１は現像装置固有の情報を記憶媒体７５Ｙから得ることができる。なお、上述の基板形状や配線方法などの実装形態は代表的なものであり、本発明における実装形態はこの限りではない。

現像装置には、上記のようにして記憶媒体を搭載することができる。一方で、記憶媒体を搭載しない現像装置も存在する。記憶媒体を搭載しない現像装置に関しては、以下のようにしてその装着状態を判断することができる。

（２） 現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値により現像装置の装着状態を判別する方法（第２の手段での判別方法）

（２−ａ） センサが透磁率センサである場合

図６は、透磁率センサを搭載した現像装置の構成を模式的に示す図である。図６を参照して、現像装置３３Ｙは、現像ローラ３６Ｙと、攪拌スクリュー３７Ｙと、搬送スクリュー３８Ｙと、現像槽４０Ｙと、センサ９１Ｙとを含んでいる。現像槽４０Ｙの内部には、攪拌スクリュー３７Ｙ、搬送スクリュー３８Ｙ、および現像ローラ３６Ｙが配置されている。攪拌スクリュー３７Ｙが設けられている現像槽４０Ｙの空間と搬送スクリュー３８Ｙが設けられている現像槽４０Ｙの空間とは壁によって一部隔てられている。現像ローラ３６Ｙは感光体ドラム３１Ｙの付近に設けられている。センサ９１Ｙは攪拌スクリュー３７Ｙが設けられた現像槽４０Ｙの底部に設けられている。攪拌スクリュー３７Ｙにはマイラーシート４１Ｙが取り付けられている。

現像槽４０Ｙ内には、トナーとキャリアとからなる現像剤（二成分トナー）が充填されている。この現像剤は攪拌スクリュー３７Ｙおよび搬送スクリュー３８Ｙによって現像槽４０Ｙ内で攪拌され、現像ローラ３６Ｙへ搬送される。現像ローラ３６Ｙに搬送された現像剤は、現像ローラ３６Ｙによって感光体ドラム３１Ｙに受け渡される。

透磁率センサ９１Ｙ周辺に存在する現像剤は、攪拌スクリュー３７Ｙに取り付けられたマイラーシート４１Ｙにより攪拌される。攪拌スクリュー３７Ｙが１回転する毎に透磁率センサ９１Ｙの周辺に新たな現像剤が流入し、現像剤の入れ替えが生じる。透磁率センサ９１Ｙは、現像剤のキャリアに含まれる鉄分の透磁率を読み取り、透磁率に応じたパルス信号を出力する。この出力値は、現像装置搭載センサ９１Ｙ（図２）の出力値として、絶えずＣＰＵ１０１に入力される。

図７は、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ａ）は、トナーが満杯に充填されている場合、（ｂ）はトナーが空の場合、（ｃ）は現像装置が未装着である場合を示している。図７を参照して、現像装置が装着されていて、かつトナーが満杯に充填されている場合には、（ａ）に示すように単位時間（たとえば５０ｍｓｅｃ）あたりのパルス数は多くなり、現像装置が装着されていて、かつトナーが空の場合には、（ｂ）に示すように単位時間あたりのパルス数は少なくなる。また、現像装置が画像形成ユニットに未装着の場合には、入力パルス数は０となる。したがって、単位時間あたりのセンサからの出力値（パルス数）により、現像装置の状態が判別できる。

ここで、図２を参照して、ＣＰＵ１０１は単位時間あたりのセンサ９１Ｙからのパルス数をＥＥＰＲＯＭ１０８に絶えずバックアップ（書込み）してもよい。また、ＣＰＵ１０１は、現像装置の装着状態に関する前回の判別の際のパルス数と、今回の判別の際のパルス数とに基づいて、現像装置が交換されたか否かを判断してもよい。具体的には、前回の判別の際のパルス数と今回の判別の際のパルス数との差が一定以上であった場合（現像装置交換後に検出した単位時間あたりのセンサからの出力パルス数の方が極端に多かった場合（または少なかった場合））に、現像装置が交換されたと判断してもよい。なお、上述の装置構成、センサの出力値、および判別方法は一例であり、本発明における装置構成、センサの出力値、および判別方法はこの限りではない。

（２−ｂ） センサがレベルセンサである場合

図８は、レベルセンサを搭載した現像装置の構成を模式的に示す図である。図９は図８における矢印Ｖの方向から見た場合の現像装置の構成を模式的に示す図である。図８および図９を参照して、現像装置３３Ｙは、現像ローラ３６Ｙと、攪拌スクリュー３７Ｙと、現像槽４０Ｙとを含んでいる。現像槽４０Ｙの内部には、攪拌スクリュー３７Ｙおよび現像ローラ３６Ｙが配置されている。現像ローラ３６Ｙは感光体ドラム３１Ｙの付近に設けられている。現像槽４０Ｙ内には現像剤が充填されおり、現像槽４０Ｙの側面には、現像剤（トナー）の量を確認するための窓９２Ｙが設けられている。また、窓９２Ｙから見える位置には、センサ９１Ｙ（トナーレベルセンサ）が設置されている。センサ９１Ｙは画像形成ユニット３Ｙ本体側に設けられていてもよい。

現像槽４０Ｙ内の現像剤は、攪拌スクリュー３７Ｙによって現像槽４０Ｙ内で攪拌されてその高さが均一にされ、現像ローラ３６Ｙへ搬送される。現像ローラ３６Ｙに搬送された現像剤は、現像ローラ３６Ｙによって感光体ドラム３１Ｙに受け渡される。窓９２Ｙを通して、現像装置を挟んで反対側（図８中左側）にある図示しない発光部からセンサ９１Ｙ全体に向けて光が照射され、センサ９１Ｙにおいてその光が受光される。光を受光したセンサ９１Ｙは、受光量をアナログ値（たとえば電圧値）に変換して出力する。センサ９１Ｙからの出力値は、現像剤の液面から露出している部分が少ないほど高くなる（または低くなるようにしてもよい）。この出力値は、現像装置搭載センサ９１Ｙ（図２）の出力値として、絶えずＣＰＵ１０１に入力される。

図１０は、センサからの出力値の時間経過を模式的に示す図である。（ａ）は、トナーが満杯に充填されている場合、（ｂ）はトナーが空の場合、（ｃ）は現像装置が未装着である場合を示している。図１０を参照して、現像装置が装着されていて、かつトナーが満杯に充填されている場合には、（ａ）に示すように単位時間（たとえば５０ｍｓｅｃ）あたりのアナログ値の平均値は高くなり、現像装置が装着されていて、かつトナーが空の場合には、（ｂ）に示すように単位時間あたりのアナログ値の平均値は低くなる。また、現像装置が画像形成ユニットに未装着の場合には、単位時間あたりのアナログ値の平均値は０となる。したがって、単位時間あたりのアナログ値の平均値を確認することにより、現像装置の状態が判別できる。

ここで、図２を参照して、ＣＰＵ１０１は単位時間あたりのセンサ９１Ｙからのアナログ値をＥＥＰＲＯＭ１０８に絶えずバックアップしてもよい。また、ＣＰＵ１０１は、現像装置の装着状態に関する前回の判別の際のセンサ９１Ｙからの出力値と、今回の判別の際のセンサ９１Ｙからの出力値とに基づいて、現像装置が交換されたか否かを判断してもよい。具体的には、前回の判別の際のセンサ９１Ｙからの出力値と今回の判別の際のセンサ９１Ｙからの出力値との差が一定以上であった場合（現像装置交換後に検出した単位時間あたりのセンサからの出力値の方が極端に大きかった場合（または小さかった場合））に、現像装置が交換されたと判断してもよい。なお、上述の装置構成、センサの出力値、および判別方法は一例であり、本発明における装置構成、センサの出力値、および判別方法はこの限りではない。

続いて、現像装置の状態を判断する際の画像形成装置の制御方法の一例について説明する。

図１１は、制御部が実行する、現像装置の状態を判断する際の制御処理のメインルーチンを示す図である。ＹＭＣＫ４色の現像装置のそれぞれに対して、図１１の処理が実行される。図１１を参照して、ＣＰＵ１０１は、現像装置における記憶媒体の有無に関する前回の判断結果をたとえばＥＥＰＲＯＭ１０８から入手し、前回の判断結果が「記憶媒体有」か否かを判別する（Ｓ１０１）。その結果、前回の判断結果が「記憶媒体無」である場合（Ｓ１０１でＮｏ）には、処理Ａを実行し（Ｓ１０２）、現像装置の状態の判断を終了する。前回の判断結果が「記録媒体有」である場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）には、処理Ｂを実行し（Ｓ１０３）、現像装置の状態の判断を終了する。前回の判断結果の無い初期状態である場合には、処理Ａを実行する。

図１２は、図１１の処理Ａのサブルーチンの詳細を示す図である。図１２を参照して、処理Ａにおいては、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて（第２の手段により）現像装置の装着の有無を判別する（Ｓ１）。その結果、現像装置が装着されていると判別された場合（Ｓ１でＹｅｓ）には、画像形成装置本体の記憶媒体（ＥＥＰＲＯＭ１０８）にセンサの出力値をバックアップする（Ｓ２）。次に、現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより（第１の手段により）現像装置の装着の有無を判別する（Ｓ３）。その結果、現像装置が装着されていると判別された場合（Ｓ３でＹｅｓ）には、画像形成装置本体の記憶媒体（たとえばＥＥＰＲＯＭ１０８）に現像装置固有の情報をバックアップする（Ｓ４）。次に、初期設定処理を行い（Ｓ５）、画像形成装置本体の記憶媒体（たとえばＥＥＰＲＯＭ１０８）に「記憶媒体有」をバックアップする（Ｓ６）。次に、判断結果として「記憶媒体有の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ７）、現像装置の状態の判断を終了する。

ステップＳ３における、現像装置の記憶媒体へアクセスすることによる判別の結果、現像装置が装着されていないと判別された場合（Ｓ３でＮｏ）には、記憶媒体が搭載されていない現像装置が装着されていることを意味している。そこで、前回の判別結果におけるセンサの出力値と、ステップＳ１において得られたセンサの出力値とを比較する（Ｓ１１）。その結果、前回の判別結果におけるセンサの出力値よりも今回のセンサの出力値の方が大きい場合には、新しい現像装置が装着されたことを示しているので、初期設定処理を行い（Ｓ１２）、画像形成装置本体の記憶媒体に「記憶媒体無」をバックアップする（Ｓ１３）。次に、判断結果として「記憶媒体無の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ１４）、現像装置の状態の判断を終了する。なお、ステップＳ１１においては、前回の判別結果におけるセンサの出力値よりも今回のセンサの出力値の方が極端に少ない場合にも、ステップＳ１２に進むこととしてもよい。

ステップＳ１１における比較の結果、今回のセンサの出力値が前回の判別結果におけるセンサの出力値以下である場合には、初期設定処理を行うことなく、画像形成装置本体の記憶媒体に「記憶媒体無」をバックアップする（Ｓ１３）。次に、判断結果として「記憶媒体無の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ１４）、現像装置の状態の判断を終了する。

ステップＳ１における、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づく判別の結果、現像装置が装着されていないと判別された場合（Ｓ１でＮｏ）には、判断結果として「現像装置が未装着である」ことを出力し（Ｓ２１）、現像装置の状態の判断を終了する。なお、図１２とは別のルーチンにより常に（定期的に）センサの出力値をバックアップすることで、ステップＳ２の処理を不要としてもよい。また同様に、図１２のステップＳ４の処理を不要としてもよい。

図１３は、図１１の処理Ｂのサブルーチンの詳細を示す図である。図１３を参照して、処理Ｂにおいては、現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより（第１の手段により）現像装置の装着の有無を判別する（Ｓ３１）。その結果、現像装置が装着されていると判別された場合（Ｓ３１でＹｅｓ）には、今回バックアップされた現像装置固有の情報と、前回の判断結果における現像装置固有の情報とを比較する（Ｓ３２）。これらの情報が異なる場合（Ｓ３２でＹｅｓ）には、新しい現像装置が装着されたことを示しているので、画像形成装置本体の記憶媒体に現像装置固有の情報をバックアップし（Ｓ３３）、初期設定処理を行う（Ｓ３４）。そして、画像形成装置本体の記憶媒体に「記憶媒体有」をバックアップする（Ｓ３５）。次に、判断結果として「記憶媒体有の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ３６）、現像装置の状態の判断を終了する。

ステップＳ３２における比較の結果、今回バックアップされた現像装置固有の情報と、前回の判断結果における現像装置固有の情報とが同一である場合（Ｓ３２でＮｏ）には、現像装置固有の情報のバックアップおよび初期設定処理を行うことなく、画像形成装置本体の記憶媒体に「記憶媒体有」をバックアップする（Ｓ３５）。次に、判断結果として「記憶媒体有の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ３６）、現像装置の状態の判断を終了する。

ステップＳ３１における、現像装置の記憶媒体へアクセスすることによる判別の結果、現像装置が装着されていないと判別された場合（Ｓ３１でＮｏ）には、現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて現像装置の装着の有無を判別する（Ｓ４１）。その結果、現像装置が装着されていると判別された場合（Ｓ４１でＹｅｓ）には、画像形成装置本体の記憶媒体にセンサの出力値をバックアップし（Ｓ４２）、初期設定処理を行う（Ｓ４３）。次に、画像形成装置本体の記憶媒体に「記憶媒体無」をバックアップする（Ｓ４４）。次に、判断結果として「記憶媒体無の現像装置が装着されている」ことを出力し（Ｓ４５）、現像装置の状態の判断を終了する。

ステップＳ４１におけるセンサの出力値に基づく判別の結果、現像装置が装着されていないと判別された場合（Ｓ４１でＮｏ）には、判断結果として「現像装置が未装着である」ことを出力し（Ｓ５１）、現像装置の状態の判断を終了する。

なお、上記処理において「初期設定処理」とは、現像装置で最適に画像形成するための条件を設定するための処理であることが好ましく、画像安定化処理またはセンサの出力値調節を含んでいることが好ましい。

本実施の形態によれば、前回の判断結果に基づいて、第１の手段での判別と、第２の手段での判別とのどちらを先に行うかが決定される。これにより、現像装置３３Ｙの記憶媒体の有無が変わらない場合などには、上記２つの判別の両方を行う必要がなくなる。その結果、記憶媒体の搭載された現像装置と記憶媒体の搭載されない現像装置とのどちらが装着されても、その装着状態を迅速に判断可能である。

また、センサ９１Ｙは、二成分トナーの透磁率を検出する透磁率センサ、またはトナー量を量るレベルセンサであることが好ましい。

また、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）であって、かつ第２の手段で装着有と判別した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）には、第１の手段で判別を行う（ステップＳ３）。これにより、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であっても、現像装置における記憶媒体の有無を判別することができる。

また、本実施の形態においては、前回の判断結果が記憶媒体有でない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）であって、かつ第２の手段で装着有と判別し（ステップＳ１でＹｅｓ）かつ第１の手段で装着無と判別した場合（ステップＳ３でＮｏ）であって、かつ前回の判断結果におけるセンサ９１Ｙの出力値と、今回の判別の際のセンサ９１Ｙの出力値との間に一定の差がある場合（ステップＳ１１で前回のセンサの出力置＜今回のセンサの出力値）には、現像装置３３Ｙに対し初期設定処理を行う（ステップＳ１２）。これにより、記憶媒体の搭載されない現像装置を記憶媒体の搭載されない現像装置に交換した場合であっても、センサの出力値の変化に基づいて現像装置が交換されたことを感知し、初期設定処理を行うことができる。

また、本実施の形態においては、前回の判断結果が記憶媒体有である場合（ステップＳで１０１でＹｅｓ）であって、かつ第１の手段で装着有と判別し（ステップＳ３１でＹｅｓ）、かつ前回の判断結果における記憶媒体に記憶された現像装置３３Ｙ固有の情報と、第１の手段による判別の際の記憶媒体に記憶された現像装置３３Ｙ固有の情報とが異なる場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）には、現像装置３３Ｙに対し初期設定処理を行う（ステップＳ３４）。これにより、記憶媒体の搭載された現像装置を記憶媒体の搭載された現像装置に交換した場合であっても、記憶媒体に記憶された現像装置固有の情報の違いに基づいて現像装置が交換されたことを感知し、初期設定処理を行うことができる。

また、判断結果が前回の判断結果における記憶媒体の有無と異なる場合（ステップＳ３でＹｅｓまたはステップＳ３１でＮｏ）には、現像装置３３Ｙに対し初期設定処理を行う（ステップＳ５およびステップＳ４３）。これにより、記憶媒体の搭載された現像装置を記憶媒体の搭載されない現像装置に交換した場合や、記憶媒体の搭載されない現像装置を記憶媒体の搭載された現像装置に交換した場合であっても、現像装置が交換されたことを感知し、初期設定処理を行うことができる。

さらに、初期設定処理（ステップＳ５、ステップＳ１２、ステップＳ３４、およびステップＳ４３）とは、現像装置で最適に画像形成するための条件を設定するための処理であり、画像安定化処理またはセンサの出力値調節を含んでいることが好ましい。

［実施の形態における効果］

以上のように、本実施の形態によると、２つの手段によって現像装置の装着状態を迅速に判断可能である。

特に４色それぞれに対応する現像装置を装着する画像形成装置において、記憶媒体が搭載された現像装置と、記憶媒体が搭載されていない現像装置とが混在する場合がある。この場合も、それぞれの現像装置に対して図１１〜図１３の処理を行うことで、無駄な処理がなく最速の処理時間で装着検出を行うことができる。

また、記憶媒体の搭載の有無によって、その現像装置の記憶媒体に記憶された現像装置特有のデータを使用すべきか、画像形成装置本体のメモリ（記憶媒体であるＥＥＰＲＯＭ）に記憶された現像装置特有のデータを使用すべきかを判断することができる。

なお、本実施の形態における処理は、ソフトウエアにより行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。

また、本実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピュータにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
２ 画像プロセス部
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 画像形成ユニット
４ 給送部
５ 定着装置
６ 制御部
１０ 光学部
１１ １次転写ベルト
１２ａ，１２ｂ ローラ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ 現像装置
３４Ｙ １次転写ローラ
３５Ｙ クリーナ
３６Ｙ 現像ローラ
３７Ｙ 攪拌スクリュー
３８Ｙ 搬送スクリュー
３９Ｙ 基板
４０Ｙ 現像槽
４１Ｙ マイラーシート
４２ ローラ
４４ タイミングローラ対
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
４７ 搬送路
４９ 給紙カセット
５０Ｙ 外部接続コネクタ
７１ 排紙ローラ
７２ 排紙トレイ
７３ 転写ローラソレノイド
７４ クリーナ用ソレノイド
７５Ｙ〜７５Ｋ 現像装置搭載記憶媒体
９１Ｙ〜９１Ｋ 現像装置搭載センサ
９２Ｙ 窓
１０１ ＣＰＵ
１０２ Ｉ／Ｆ部
１０３ 画像処理部
１０４ 画像メモリ
１０５ ＬＤ駆動部
１０６ ＲＯＭ
１０７ ＲＡＭ
１０８ ＥＥＰＲＯＭ

Claims (9)

1. 現像装置の状態を判断可能である画像形成装置であって、
   前記現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより前記現像装置の装着の有無を判別する第１の手段と、
   前記現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて前記現像装置の装着の有無を判別する第２の手段と、
   前回の判断結果を記憶する記憶手段と、
   判断手段とを備え、前記判断手段は、
   前記前回の判断結果を前記記憶手段から入手し、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、前記第１の手段で判別を行い、前記第１の手段で装着無と判別した場合には、前記第２の手段で判別を行い、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、前記第２の手段で判別を行い、
   前記第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、前記記憶媒体の有無の判断結果を出力し、
   前記第２の手段で装着無と判別した場合には、前記現像装置未装着の前記判断結果を出力し、
   前記判断結果を前記記憶手段に記憶する、画像形成装置。
2. 前記センサは、二成分トナーの透磁率を検出する透磁率センサ、またはトナー量を量るレベルセンサーである、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であって、かつ前記第２の手段で装着有と判別した場合には、前記第１の手段で判別を行う、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記判断手段は、前記前回の判断結果が記憶媒体有でない場合であって、かつ前記第２の手段で装着有と判別しかつ前記第１の手段で装着無と判別した場合であって、かつ前記第２の手段での前回の判別の際の前記出力値と、前記第２の手段での判別の際の前記出力値との間に一定の差がある場合には、前記現像装置に対し初期設定処理を行う、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記判断手段は、前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ前記第１の手段で装着有と判別し、かつ前記前回の判断結果における前記記憶媒体に記憶された前記現像装置固有の情報と、前記第１の手段での判別の際の前記記憶媒体に記憶された前記現像装置固有の情報とが異なる場合には、前記現像装置に対し初期設定処理を行う、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記判断手段は、前記判断結果が前記前回の判断結果における前記記憶媒体の有無と異なる場合には、前記現像装置に対し初期設定処理を行う、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記初期設定処理とは、前記現像装置で最適に画像形成するための条件を設定するための処理であり、画像安定化処理またはセンサの出力値調節を含む、請求項４〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 現像装置の状態を判断可能である画像形成装置の制御方法であって、
   前回の判断結果を入手するステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、前記現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより前記現像装置の装着の有無を判別する第１の手段で判別を行うステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ前記第１の手段で装着無と判別した場合には、前記現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて前記現像装置の装着の有無を判別する第２の手段で判別を行うステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、前記第２の手段で判別を行うステップと、
   前記第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、前記記憶媒体の有無の判断結果を出力するステップと、
   前記第２の手段で装着無と判別した場合には、前記現像装置未装着の前記判断結果を出力するステップと、
   前記判断結果を前記記憶手段に記憶するステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。
9. 現像装置の状態を判断可能である画像形成装置の制御プログラムであって、
   前回の判断結果を入手するステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合には、前記現像装置の記憶媒体へアクセスすることにより前記現像装置の装着の有無を判別する第１の手段で判別を行うステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有である場合であって、かつ前記第１の手段で装着無と判別した場合には、前記現像装置のトナー量を反映したセンサの出力値に基づいて前記現像装置の装着の有無を判別する第２の手段で判別を行うステップと、
   前記前回の判断結果が記憶媒体有でない場合には、前記第２の手段で判別を行うステップと、
   前記第１および第２の手段の少なくともいずれかで装着有と判別した場合には、前記記憶媒体の有無の判断結果を出力するステップと、
   前記第２の手段で装着無と判別した場合には、前記現像装置未装着の前記判断結果を出力するステップと、
   前記判断結果を前記記憶手段に記憶するステップとをコンピュータに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。

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