(57)【要約】【課題】センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知すること。【解決手段】感光ドラム１３と、トナー容器２０と、現像ローラ１６と、トナー１０を撹拌する撹拌部材８と、撹拌部材８の撹拌動作に応じて変化する導電部材９ａ、９ｂの間の静電容量に基づきトナー容器２０内のトナー１０の量に応じた電圧を出力する検知部９と、を含むカートリッジ１２、検知部９から出力された電圧に基づいて、トナー１０の量を判断する判断手段、及び感光ドラム１３と現像ローラ１６とが当接した当接状態と、離間した離間状態と、を切り替える当接・離間機構を備え、感光ドラム１３と現像ローラ１６とが当接すると撹拌部材８が撹拌動作を行い、制御部６１が、検知部９から出力された電圧に基づいて、当接・離間機構の異常を検知する。【選択図】図３
2018045045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体の表面へ付着させる現像手段と、
前記現像剤容器内で前記現像剤を撹拌する撹拌部材を有する撹拌手段と、
前記現像剤容器に配設された一対の導電部材を有し、前記撹拌部材の撹拌動作に応じて変化する前記一対の導電部材の間の静電容量に基づき前記現像剤容器内の前記現像剤の量に応じた電圧を出力する検知部と、
を含むユニットと、
前記検知部から出力された電圧に基づいて、前記現像剤容器内の前記現像剤の量を判断する判断手段と、
前記像担持体と前記現像手段とが当接した当接状態と、前記像担持体と前記現像手段とが離間した離間状態と、を切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段によって前記像担持体と前記現像手段とが前記当接状態になると、前記撹拌部材は前記撹拌動作を行い、
前記判断手段は、前記撹拌部材の前記撹拌動作に応じて前記検知部から出力された電圧に基づいて、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記撹拌部材の前記撹拌動作の有無を検知し、前記撹拌部材が前記撹拌動作を行っていないことを検知した場合に、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体を駆動する駆動手段を備え、
前記像担持体と前記現像手段とが当接すると、
前記駆動手段の駆動力が前記像担持体を介して前記現像手段へ伝達されると共に、前記現像手段の駆動に連動して、前記撹拌部材が前記撹拌動作を行う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。
【請求項４】
前記検知部は、前記現像剤容器の内壁の凹部に形成され、前記凹部内に前記一対の導電部材が対向して配設されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記凹部は互いに平行な一対の対向面を有し、
前記一対の対向面の各々に前記一対の導電部材がそれぞれ配設されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記撹拌部材は、前記現像剤容器の内壁の一部に接触して前記撹拌動作を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記撹拌部材は、前記現像剤容器の内壁のうち前記凹部の近傍において接触することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記撹拌部材の前記撹拌動作により、前記現像剤が前記凹部内に入り込み、
前記一対の導電部材の間に前記現像剤が入り込むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記撹拌部材の前記撹拌動作が周期的であり、
前記検知部から出力された電圧が、前記撹拌動作の１撹拌周期において最大値及び最小値を有し、
前記撹拌部材の前記撹拌動作の有無が、前記最大値と前記最小値との差に基づき検知されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ユニットを複数備え、
複数の前記ユニットにおける各々の前記撹拌部材の前記撹拌動作の有無に基づいて、前記切替手段の異常、又は前記撹拌手段の異常を検知することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
複数の前記ユニットの全てにおいて前記撹拌動作が検知されることが正常である場合に、
複数の前記ユニットのうち１つでも前記撹拌動作が検知されなかったことに基づき、前記切替手段の異常、又は前記撹拌手段の異常を検知することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
複数の前記ユニットのうち特定のユニットのみにおいて前記撹拌動作が検知されることが正常である場合に、
前記特定のユニット以外のユニットにおいて前記撹拌動作が検知されたことに基づき、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
複数の前記ユニットのうち特定のユニットのみにおいて前記撹拌動作が検知されることが正常である場合に、
前記特定のユニットにおいて前記撹拌動作が検知されなかったことに基づき、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記撹拌動作が検知されなかった場合に、
前記切替手段を作動させて、前記像担持体と前記現像手段とを前記離間状態とした後、再度、前記像担持体と前記現像手段とを当接状態とする再試行を行い、
前記再試行の回数が所定回数以下であれば、更に前記再試行を行い、
前記再試行の回数が所定回数を越えれば、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記切替手段は、前記切替手段を駆動させるモータを有し、
前記切替手段の異常が検知された場合に、
前記切替手段が前記離間状態から前記当接状態まで駆動する際の前記モータの駆動距離を、所定の範囲内で調整することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記モータは、ステッピングモータであり、
前記切替手段の異常が検知された場合に、
前記切替手段が前記離間状態から前記当接状態まで駆動する際の前記ステッピングモータのステップ数を、所定のステップ数の範囲内で調整することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンデム方式のカラー画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジを用いた現像方式としては、一般的に現像ローラを感光体に接触させた状態で現像を行う接触現像方式が用いられる。接触現像方式においては、画像形成に関与しない色の像担持体から現像ローラを退避させ、その像担持体及び現像ローラの駆動を停止する機構等が採用されている。転写ベルトに必要な色の感光体のみを接触させ、画像形成に関与しない像担持体及び現像ローラの駆動を停止する機構等も採用されている（例えば、特許文献１参照）。また、一つの駆動源によって複数のカムを回転させ、そのカムにより各色の駆動伝達用のギアをそれぞれ移動させ、各色の現像手段の駆動用のギアへの駆動伝達を制御して、現像手段を駆動又は停止する機構が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１５８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の画像形成装置では、カラーモードを変更する場合、駆動源を所定角度分、又は所定時間駆動することで、所定の位置へカムを移動させている。そのため、駆動源としてＤＣブラシモータやＤＣブラシレスモータを使用する場合、所定時間駆動させても、負荷トルクのばらつき等により所定の位置へカムを移動させることができない場合がある。また、駆動源としてステッピングモータを使用した場合はステップ数に応じて正確に移動することが可能である。しかしステッピングモータを使用した場合であっても、急激な負荷変動やノイズ等により、ステッピングモータが脱調することもあり、脱調した場合には所定の位置へカムを移動させることができない。
【０００５】
従来の画像形成装置では、所定の位置へカムが移動しなかった場合であっても、それを検知する手段を設けていなかった。すなわち、像担持体と現像手段との当接又は離間が、カムの所定位置への回転に対応した状態とならない場合であっても、それを検知する手段がない。そのため、例えばフルカラー印刷であるのに特定の色が印刷されなかったり、モノクロ印刷であるのに、ブラック以外の現像手段が駆動され、ブラック以外の現像手段の寿命を縮めてしまったりすることがある。なお、カムの位置を検知するセンサを専用に設けてもよいが、複数のカムのそれぞれを検知するために複数のセンサを配置することになるため、装置の大型化やコストの増加につながる。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）像担持体と、現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体の表面へ付着させる現像手段と、前記現像剤容器内で前記現像剤を撹拌する撹拌部材を有する撹拌手段と、前記現像剤容器に配設された一対の導電部材を有し、前記撹拌部材の撹拌動作に応じて変化する前記一対の導電部材の間の静電容量に基づき前記現像剤容器内の前記現像剤の量に応じた電圧を出力する検知部と、を含むユニットと、前記検知部から出力された電圧に基づいて、前記現像剤容器内の前記現像剤の量を判断する判断手段と、前記像担持体と前記現像手段とが当接した当接状態と、前記像担持体と前記現像手段とが離間した離間状態と、を切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段によって前記像担持体と前記現像手段とが前記当接状態になると、前記撹拌部材は前記撹拌動作を行い、前記判断手段は、前記撹拌部材の前記撹拌動作に応じて前記検知部から出力された電圧に基づいて、前記切替手段の異常を検知することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の全体構成、当接・離間機構を説明する概略断面図
【図２】実施例１の当接・離間機構を説明する概略断面図
【図３】実施例１のトナー格納部の撹拌動作を説明する概略断面図
【図４】実施例１のトナー格納部及びトナー残量検出部を説明する図
【図５】実施例１のトナー残量検出部の出力特性グラフ、出力パターンを示す図
【図６】実施例１のトナー格納部の撹拌動作を説明する図
【図７】実施例１のトナー残量検出部の出力パターンを示す図
【図８】実施例１の制御構成を示すブロック図
【図９】実施例１の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャート
【図１０】実施例１の撹拌動作の検知処理を示すフローチャート
【図１１】実施例１のトナー残量検出部の出力パターンを示す図
【図１２】実施例２の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャート
【図１３】実施例３の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャート
【図１４】実施例４の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャート
【図１５】実施例４のフルカラー当接・離間調整プロセスを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置］
図１（ａ）は、実施例１の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。画像形成装置１はタンデム方式であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像剤であるトナー１０を重ね合わせることでフルカラー画像を出力できるように構成されている。そして各色の画像形成のために、レーザスキャナ１１とカートリッジ１２とがそれぞれ複数備えられている。具体的には、各色に対応したレーザスキャナ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが備えられている。なお、本実施例では各色とも同様の構成を適用しているため、以降、必要な場合を除き、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に相当する添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの記載を省略する。
【００１３】
ユニットであるカートリッジ１２は、像担持体である感光ドラム１３と、現像手段である現像ローラ１６と、現像ローラ１６に供給するトナー１０を格納するトナー格納部６と、を有する。また、カートリッジ１２は、感光ドラム１３に接するように配設されたドラムクリーナ１４と、帯電ローラ１５と、を有する。
【００１４】
各色の感光ドラム１３には中間転写ベルト１７が接して設けられ、この中間転写ベルト１７を挟み、対向するように一次転写ローラ１８が設置されている。なお、感光ドラム１３は、図１（ａ）中、矢印の方向に回転する。一方、用紙２１は、カセット２２に格納されている。用紙２１の搬送路には、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、レジストレーションローラ（以下、レジストローラという）２７が設けられ、レジストローラ２７の用紙の搬送方向における下流側近傍にレジストセンサ２８が設けられている。用紙２１の搬送路のレジストセンサ２８の更に搬送方向の下流側には、中間転写ベルト１７と接するように二次転写ローラ２９、二次転写ローラ２９の搬送方向の下流側に定着器３０、及び排出ローラ４１が設置されている。
【００１５】
次に電子写真プロセスについて説明する。カートリッジ１２内の暗所にて、感光ドラム１３表面を帯電ローラ１５で均一に帯電させる。次にレーザスキャナ１１により画像データに応じて変調したレーザ光を感光ドラム１３表面に照射し、レーザ光が照射された部分の帯電電荷が除去されることで、感光ドラム１３表面に静電潜像を形成する。各色の現像ローラ１６は帯電したトナー１０を静電潜像に付着させることで、各色のトナー画像を感光ドラム１３表面に形成する。そしてそれぞれの感光ドラム１３表面上に形成されたトナー画像を一次転写ローラ１８により中間転写ベルト１７上に順次重ね合わせるように転写する。
【００１６】
一方、カセット２２内の用紙２１は、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６により、レジストローラ２７へ搬送される。次に中間転写ベルト１７上のトナー画像を、レジストローラ２７により搬送された用紙２１上に二次転写ローラ２９により転写する。最後に用紙２１上のトナー画像は定着器３０により定着され、排出ローラ４１により、画像形成装置１外に排出される。
【００１７】
また、画像形成装置１は、制御基板６０、トナー残量検出部７０、表示部５０を有している。制御基板６０には、画像形成装置１の制御を行うためのＣＰＵ等の制御部６１、及びデータ等が記憶されるＲＯＭ（リードオンリーメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の記憶部６２が搭載されている。判断手段である制御部（ＣＰＵ）６１は、ＲＯＭに記憶された各種プログラムに従って、ＲＡＭを作業領域として使用しながら、画像形成装置１の動作を一括して制御する。具体的には、制御部６１は、感光ドラム１３と現像ローラ１６の当接・離間や用紙２１の搬送に関わる駆動源の制御、画像形成に関する制御等、を一括して行う。また、制御部６１は、内部に時間を計測するためのタイマを有している。トナー残量検出部７０は、後述するトナー格納部６内のトナー容器２０内（現像剤容器内）に収容されたトナー１０の残量を検出可能な装置である。表示部５０は、画像形成装置１からの情報をユーザに報知するための表示器である。
【００１８】
［当接・離間機構］
次に、図１（ｂ）、図２、図３を用いて実施例１の切替手段である当接・離間機構を作動させて当接状態と離間状態とを切り替える構成について説明する。なお、図１（ａ）で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。まず、図１（ｂ）、図２を用いて感光ドラム１３と現像ローラ１６の当接及び離間について説明する。図１（ｂ）及び図２は、実施例１の当接・離間機構を説明する概略断面図である。感光ドラム１３と現像ローラ１６とが当接している場合、カートリッジ１２は当接状態にあり、感光ドラム１３と現像ローラ１６とが離間している場合、カートリッジ１２は離間状態にある。
【００１９】
カートリッジ１２の当接状態と離間状態とを切り替えるための駆動源である当接・離間モータ（ステッピングモータ）３１は、ウォームタイプのピニオンギアを介して駆動を切り替えるためのシャフト３２と接続されている。またシャフト３２には各色のカムギア３４を駆動するためのウォームギア３３が設けられている。シャフト３２が回転すると、カムギア３４と共に回転し、カムギア３４上に配置されたカム３５が移動する。カム３５はカムギア３４の回転に伴って移動した位置が、カートリッジ１２の側面を押圧する位置である場合、感光ドラム１３と現像ローラ１６とは離間する。一方、カム３５がカムギア３４の回転に伴って移動した位置が、カートリッジ１２の側面を押圧しない位置である場合、感光ドラム１３と現像ローラ１６とは当接したままである。すなわち、各色のカートリッジ１２に対して、各色のカム３５の位置がそれぞれ異なるように配置しておくことで、シャフト３２の回転量に応じて、各色のカートリッジ１２の当接・離間状態を制御することができる。以下の説明において、当接・離間モータ３１、シャフト３２、ウォームギア３３、カムギア３４、カム３５、また、後述するフラグ３６、ホームポジションセンサ３７を含む構成を、当接・離間機構という。
【００２０】
なお、図１（ｂ）では、全色のカートリッジ１２が当接状態となっている（フルカラーモード）。図２（ａ）では、イエローとマゼンタとシアンのカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃが離間状態、ブラックのカートリッジ１２Ｋが当接状態となっている（モノカラーモード）。図２（ｂ）では、全色のカートリッジ１２が離間状態となっている（ホームポジション状態）。
【００２１】
ここで、カム３５のホームポジションの調整は、カムギア３４Ｙに装着されたフラグ３６と、フラグ３６をカム３５が１周する毎に１回検知するホームポジションセンサ（以下、ＨＰセンサという）３７により行われる。シャフト３２が当接・離間モータ３１の駆動により回転し、カム３５Ｙのホームポジションまで回転すると、フラグ３６がＨＰセンサ３７を遮光し、ホームポジションを検知する構成となっている（図２（ｂ））。一般的に、画像形成装置の電源オンの際や、スリープ状態からの復帰の際等において、画像形成開始前に、全色のカートリッジ１２が離間状態（図２（ｂ））となるよう、カム３５をホームポジションへ移動させる。そして、画像形成開始後、フルカラーモード、モノカラーモード等の画像形成モードに応じて、全色のカートリッジ１２が当接状態（図１（ｂ））又は、ブラックのみ当接状態（図２（ａ））となるよう、カム３５を移動させる。
【００２２】
例えば、フルカラーモードへ移行する場合、ホームポジション（図２（ｂ））から、当接・離間モータ３１を回転させると、カムギア３４が反時計回り方向に回転する。カム３５の形状及びカムギア３４に対する配置位置の違いにより、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順にそれぞれのカートリッジ１２の感光ドラム１３と、現像ローラ１６とが順次当接する。その結果、全色のカートリッジ１２が当接状態となり、フルカラーモードへと移行したことになる（図１（ｂ））。フルカラーモード（図１（ｂ））から更に当接・離間モータ３１を駆動させると、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順にそれぞれのカートリッジ１２が離間状態となる。その結果、ブラック（Ｋ）のカートリッジ１２のみが当接状態となり、モノカラーモードへと移行したことになる（図２（ａ））。モノカラーモード（図２（ａ））から更に当接・離間モータ３１を駆動させると、ブラック（Ｋ）のカートリッジ１２も離間し、全色のカートリッジ１２が離間状態であるホームポジション状態へ戻る（図２（ｂ））。このような構成により、現像ローラ１６と感光ドラム１３とが当接して回転している時間を短くすることで、現像ローラ１６の長寿命化を図ることができる。
【００２３】
次に、図２（ｃ）を用いて、現像ローラ１６の駆動・非駆動の制御について説明する。カートリッジ１２の側面を押圧する方法は、感光ドラム１３と現像ローラ１６の当接・離間の制御の場合と同様であるため説明を省略する。カートリッジ１２の駆動手段であるカートリッジモータ３８は感光ドラム１３を駆動するギア３９と接続されている。現像ローラ１６を駆動するギア４０は、感光ドラム１３と現像ローラ１６が当接状態の場合に、ギア３９と噛合い、ギア３９を介してカートリッジモータ３８からの駆動力が伝達される。感光ドラム１３と現像ローラ１６が離間状態の場合は、ギア４０はギア３９と噛合わないため、カートリッジモータ３８の動力の伝達を受けない。また、後述するトナー容器２０内の撹拌部材８は、ギア４０と接続されており、現像ローラ１６の回転に連動して回転する。すなわち、感光ドラム１３と現像ローラ１６が当接し、ギア３９を介してカートリッジモータ３８からギア４０に動力が伝達されているときに、撹拌部材８は回転する。なお、図２（ｃ）では、イエロー、マゼンタ、シアンのカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃが非駆動（離間）状態、ブラックのカートリッジ１２Ｋが駆動（当接）状態となっている。
【００２４】
［トナー格納部］
次に図３を用いて、トナー格納部６の構成を詳細に説明する。図３は、実施例１のトナー格納部の撹拌動作を説明する概略断面図である。トナー格納部６は、現像剤容器であるトナー容器２０、撹拌部材８、トナー送りローラ７、検知部９を有する。トナー容器２０内には、トナー１０が充填され、可撓性を有する撹拌部材８がトナー容器２０内で回転することにより、トナー１０が撹拌される。撹拌されたトナー１０の少なくとも一部がトナー送りローラ７に供給される。
【００２５】
検知部９は、トナー容器２０に配設された一対の導電部材９ａ、９ｂと、トナー残量検出部７０で構成されている。各導電部材９ａ、９ｂは平板形状を有しており、この２枚の導電部材９ａ、９ｂによりコンデンサを形成している。検知部９は、トナー容器２０の内壁の凹部に形成されている。この凹部は一対の平行な対向面を有しており、この凹部内の一対の対向面の各々に一対の導電部材９ａ、９ｂがそれぞれ配設されている。検知部９が形成されている空間（２枚の導電部材９ａ、９ｂの間の空間、以下「検知部９の空間」ともいう）はトナー容器２０内の空間と繋がっており、トナー１０が侵入可能である。撹拌部材８は図３中の矢印方向に周期的に回転し、トナー１０を撹拌する。図３（ａ）は、トナー１０がトナー容器２０の底部にある状態を示しており、この状態では検知部９の空間にトナー１０は充填されていない。図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から撹拌部材８が回転し、撹拌部材８によりトナー１０が持ち上げられ、検知部９の空間にトナー１０が充填されている状態を示している。以後、それぞれの状態を、検知部９の空間に「トナーがない状態」、「トナーがある状態」と表記する。トナーがない状態の検知部９の静電容量をＣＯ、トナーがある状態の検知部９の静電容量をＣＩとし、トナー１０の比誘電率をεｒとすると、次の関係が成り立つ。
ＣＩ＝εｒＣＯ・・・（１）
【００２６】
［トナー残量検出部］
次に、トナー残量検出部７０を介したトナー残量検出について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図１〜図３で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図４は、実施例１のトナー格納部６及びトナー残量検出部７０を説明する図である。図４に示すように、トナー残量の検出は、トナー容器２０と、制御基板６０と、トナー残量検出部７０とによって実現することができる。
【００２７】
トナー残量検出部７０は、交流電源７１、整流ダイオード７２、７３、検出抵抗７４、整流コンデンサ７５、オペアンプ７６、直流電源７７を有している。トナー残量検出部７０は、検知部９と、制御基板６０に配置されている制御部６１と、に接続されている。交流電源７１の振幅電圧や周波数、直流電源７７の電圧は、制御部６１で可変制御することができる。
【００２８】
交流電源７１で発生させた交流電圧は、検知部９に印加され、トナー容器２０におけるトナー１０の充填量に応じて交流電流に変換される。交流電流は整流ダイオード７２、７３、整流コンデンサ７５により整流される。オペアンプ７６の＋端子には直流電源７７から入力される電圧Ｖｒｅｆが印加される。一方、オペアンプ７６の−端子は、＋端子とイマジナリーショートの関係にあるため、＋端子とほぼ同電位の状態が保たれる。制御部６１に入力される電圧Ｖｓｎｓはオペアンプの−端子の電圧Ｖｒｅｆから検出抵抗７４に流れた直流電流の分だけ電圧降下した電圧値となる。
【００２９】
検出抵抗７４に流れる電流Ｉは、検知部９に流れる電流に等しく、検知部９の静電容量Ｃに蓄えられる電荷ＱがＱ＝Ｃ×Ｖ（Ｖは整流ダイオード７２のカソード側にかかる電圧）である関係と、Ｑ＝∫Ｉ（ｔ）ｄｔの関係から求めることができる。検出抵抗７４に流れる電流Ｉは、検知部９の静電容量をＣ、交流電源７１の振幅電圧をＶｐｐ、交流電源７１の周波数をｆ、直流電源７７の電圧をＶｒｅｆ、整流ダイオード７２、７３の順電圧をＶＦとすると、次式で表される。
Ｉ＝Ｃｆ（Ｖｐｐ−Ｖｒｅｆ−２ＶＦ）・・・（２）
【００３０】
一方、検出抵抗をＲとして、
Ｉ＝（Ｖｒｅｆ−Ｖｓｎｓ）／Ｒ・・・（３）
と表すこともできる。式（２）と式（３）からＩを消去して整理すると、
Ｃ＝（Ｖｒｅｆ−Ｖｓｎｓ）／｛Ｒｆ（Ｖｐｐ−Ｖｒｅｆ−２ＶＦ）｝・・・（４）
となる。よって、上記構成とすることで、検知部９の静電容量Ｃの変化を、出力電圧Ｖｓｎｓの電圧変化として検出することができる。
【００３１】
図示しないが、トナー残量検出部７０は、各色のカートリッジ１２のトナー容器２０のそれぞれについて、１つずつ配設される。すなわち、画像形成装置１には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するトナー残量検出部７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが配設される。また、図示しないが、各色のトナー残量検出部７０と、制御部６１とを接続する信号線も、各色に対応する本数だけ（４本）配設される。
【００３２】
図５（ａ）は、実施例１のトナー残量検出部７０の出力特性グラフを示す図であり、式（４）に示した静電容量Ｃと、出力電圧Ｖｓｎｓの関係を示すグラフである。図５（ａ）のグラフにおいて、横軸が静電容量Ｃ（ｐＦ）であり、縦軸が出力電圧Ｖｓｎｓ（Ｖ）である。図中の点線が示す通り、トナー１０がない状態の静電容量ＣＯと、トナー１０がある状態の静電容量ＣＩにより、出力電圧Ｖｓｎｓの検出範囲が決まる。検知部９の静電容量の変化は、図５（ｂ）に示すような変化を示し、撹拌部材８が１回転する毎に繰り返される。なお、トナー１０がない状態の出力電圧をＶＯ、トナー１０がある状態の出力電圧をＶＩで示す。
【００３３】
図５（ｂ）は、実施例１のトナー残量検出部７０の出力パターンを示す図であり、図３のようなトナー１０の残量状態において撹拌部材８を回転させた場合の出力電圧Ｖｓｎｓの波形である。図５（ｂ）のグラフにおいて、横軸が時間（ｓｅｃ）であり、縦軸が出力電圧Ｖｓｎｓ（Ｖ）である。波形の周期は撹拌部材８の１撹拌周期Ｔ、振幅は出力電圧Ｖｓｎｓの検出範囲（ＶＩ〜ＶＯ）となる。トナー１０がない状態の時間ＴＯと、トナー１０がある状態の時間ＴＩの比率は、トナー容器２０内のトナー１０の残量と相関がある。制御部６１は、波形のエッジをトリガとして、制御部６１内部のタイマにより閾値ＶＴＨを通過した時間として、ＴＯ、ＴＩを測定し、デューティ比［ＴＩ／（ＴＯ＋ＴＩ）］を算出する。なお、閾値ＶＴＨは、適宜設定可能な電圧値である。そして、デューティ比［ＴＩ／（ＴＯ＋ＴＩ）］を基に、予め記憶部６２に格納されたテーブルを参照することにより、トナー１０の残量を検出する。
【００３４】
表１に、記憶部６２に予め格納されたデューティ比（ＴＩ／（ＴＯ＋ＴＩ））とトナー１０の残量の関係を示したテーブルの一例を示す。表１は、１列目にデューティ比（％）を記載し、２列目にトナー残量（％）を示している。検出されたトナー１０の残量は、表示部５０にされることにより、ユーザに報知される。例えば、ＴＯ＝０．６［ｓｅｃ］、ＴＩ＝０．４［ｓｅｃ］であった場合、デューティ比［ＴＩ／（ＴＯ＋ＴＩ）］は４０［％］となる。制御部６１は、求めたデューティ比と表１の情報とに基づき、トナー１０の残量を１５［％］と報知する。
【００３５】
【表１】
2018045045.tif 000003
【００３６】
次に、図６を用いて、トナー１０が満杯に近い状態でのトナー容器２０内の状態について説明する。なお、図１〜図４で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図６は、実施例１のトナー格納部６の撹拌動作を説明する図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、いずれもトナー１０が、トナー容器２０の満杯近くまで入っている状態を示しており、それぞれ撹拌部材８の位置が異なる状態を示している。これらの状態では、いずれも検知部９の空間にトナー１０が常に充填されている。ここで、図６（ｃ）は、撹拌部材８が検知部９の近傍を通過する状態を示したものである。撹拌部材８が撹拌動作を行うと、撹拌部材８の進行方向後方にトナー１０が存在しない空間ができる。検知部９の空間にトナー１０が存在しない空間が到達すると、検知部９で検出するトナー残量は少なくなり、静電容量Ｃの変化として、出力電圧Ｖｓｎｓの電圧変化が発生する。
【００３７】
図７（ａ）は、実施例１のトナー残量検出部７０の出力パターンを示す図であり、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）のように、トナー１０の残量が満杯に近い状態で撹拌部材８を回転させた場合の出力電圧Ｖｓｎｓの波形である。図７（ａ）のグラフにおいて、横軸が時間（ｓｅｃ）であり、縦軸が出力電圧Ｖｓｎｓ（Ｖ）である。撹拌部材８の１撹拌周期Ｔで、出力電圧Ｖｓｎｓの変化が発生している。この変化量は、具体的なトナー残量の定量的検出には使用できないものの、撹拌部材８が回転していることの検出は可能である。
【００３８】
図７（ｂ）は、実施例１のトナー残量検出部７０の出力パターンを示す図であり、トナー１０の残量が空、又は空に近い状態で撹拌部材８を回転させた場合の出力電圧Ｖｓｎｓの波形である。図７（ｂ）のグラフにおいて、横軸が時間（ｓｅｃ）であり、縦軸が出力電圧Ｖｓｎｓ（Ｖ）である。ここで、トナー１０の残量が空、又は空に近い状態とは、トナー容器２０内のトナー１０が少ないため、撹拌部材８の回転により、図３（ｂ）に示すようにトナー１０が撹拌部材８によって十分に掻き上げられない状態をいう。図７（ｂ）のグラフにおいては、撹拌部材８の通過そのものが、静電容量Ｃの変化として表れ、撹拌部材８の１撹拌周期Ｔで、出力電圧Ｖｓｎｓの変化が発生している。このように、トナー１０が空の場合でも、撹拌部材８が回転していることの検出が可能である。
【００３９】
以上、図５（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）で説明したように、制御部６１は、トナー容器２０内のトナー１０の残量によらず、トナー残量検出部７０から出力される出力電圧Ｖｓｎｓに基づいて撹拌部材８が回転していることを検出できる。
【００４０】
［制御構成］
図８は、実施例１の制御構成を示すブロック図である。制御部６１は、タイマ、ＣＰＵ等を備え、当接・離間モータ３１の出力制御、カートリッジモータ３８の出力制御、ＨＰセンサ３７からの入力検知等が可能である。また、制御部６１は、トナー残量検出部７０から出力された出力電圧Ｖｓｎｓのアナログ波形を検出、演算する。記憶部６２には、出力電圧Ｖｓｎｓの演算結果に基づき決定されるデューティ比とトナー１０の残量との関係を示すテーブル（表１）が保持されている。表示部５０は、トナー１０の残量、当接・離間機構の異常等をユーザに報知する。
【００４１】
［当接・離間機構の異常検知方法］
ここで、制御部６１による、当接・離間機構の異常検知処理を、図９及び図１０のフローチャートを用いて説明する。図９は、実施例１の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャートであり、電源オフ状態から、プリント状態へ移行する場合の制御部６１の動作について説明している。画像形成装置１の電源が入ると（電源オン）、制御部６１は、ステップ（以下、Ｓとする）１０１以降の処理を開始する。Ｓ１０１で、制御部６１は、当接・離間モータ３１を駆動することで、各色のカートリッジ１２のカムギア３４を回転させる。当接・離間モータ３１の駆動は、全色のカートリッジ１２が離間状態（ホームポジション状態）となり、ＨＰセンサ３７がホームポジションを検出したところで停止する（図２（ｂ）の状態）。
【００４２】
Ｓ１０２で、制御部６１は、ホストコンピュータ（不図示）からのプリント開始信号を受信したことに応じてプリントを開始するか否かを判断する。Ｓ１０２で、制御部６１は、プリントを開始しないと判断した場合、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０２で、制御部６１は、プリントを開始すると判断した場合、処理をＳ１０３に進める。Ｓ１０３で、制御部６１は、プリント画像のカラーモードの指示が、フルカラープリント指示か否かを判断する。プリント画像のカラーモードの指示は、ホストコンピュータ（不図示）から、プリント画像の画像データと共に、制御部６１が受信する。Ｓ１０３で、制御部６１は、フルカラープリント指示であると判断した場合、処理をＳ１０４に進め、フルカラープリント指示ではない、すなわち、モノカラープリント指示であると判断した場合、処理をＳ１０７に進める。Ｓ１０４で、制御部６１は、各色のカートリッジモータ３８を駆動すると共に、当接・離間モータ３１を駆動し、各色のカートリッジ１２を当接状態（フルカラーモード）に移行させる（図１（ｂ）の状態）。
【００４３】
Ｓ１０５で、制御部６１は、ＹＭＣＫの全てのカートリッジ１２において、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断する。撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断するプロセスは、後述の図１０のフローチャートで説明する。以下の説明において、撹拌部材８が撹拌動作を行っていることを「撹拌あり」、撹拌部材８が撹拌動作を行っていないことを「撹拌なし」と表記する。
【００４４】
Ｓ１０５で、各色のカートリッジ１２のうち、１色でもカートリッジ１２において撹拌なしと判断した場合、Ｓ１０６で、制御部６１は、当接・離間機構の異常が発生したことを表示部５０に表示してユーザに対して報知し、処理を終了する。ここでは、感光ドラム１３と現像ローラ１６との当接により、カートリッジモータ３８の駆動が現像ローラ１６及び撹拌部材８に伝達されることから、撹拌部材８の撹拌動作が行われていない場合、当接・離間機構が正常に動作していないと判断することができる。Ｓ１０５で、全てのカートリッジ１２において、撹拌ありと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１１１に進め、画像形成プロセスを開始し、画像形成プロセスが終了したら、処理を終了する。
【００４５】
一方、制御部６１が、Ｓ１０３でフルカラープリント指示ではない、すなわち、モノカラープリント指示であると判断した場合、処理をＳ１０７に進める。Ｓ１０７で、制御部６１は、カートリッジモータ３８を駆動すると共に、当接・離間モータ３１を駆動し、ブラックのカートリッジ１２Ｋのみを当接状態に移行させる（図２（ａ）の状態）。Ｓ１０８で、制御部６１は、イエロー、マゼンタ、シアンのカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃのうちいずれかにおいて、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断する。Ｓ１０８で、制御部６１は、カートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃのうちいずれかにおいて、撹拌ありと判断した場合、処理をＳ１１０に進める。Ｓ１０８で、制御部６１は、カートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃの全てにおいて、撹拌なしと判断した場合、処理をＳ１０９に進める。
【００４６】
Ｓ１０９で、制御部６１は、ブラックのカートリッジ１２Ｋにおいて、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断する。制御部６１は、Ｓ１０９で、ブラックのカートリッジ１２Ｋにおいて撹拌なしと判断した場合、処理をＳ１１０に進める。Ｓ１１０では、制御部は、当接・離間機構の異常が発生したことを表示部５０に表示してユーザに対して報知し、処理を終了する。一方、Ｓ１０９で、ブラックのカートリッジ１２Ｋにおいて撹拌ありと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１１１に進め、画像形成プロセスを開始し、画像形成プロセスが終了したら、処理を終了する。
【００４７】
（撹拌部材の撹拌動作の検知処理）
次に図１０のフローチャート、及び図１１の出力電圧Ｖｓｎｓの出力パターンを用いて、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断するプロセスについて説明する。図１０は、図９のＳ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９等における判断処理であり、実施例１の撹拌動作の検知処理を示すフローチャートである。図１１は、実施例１のトナー残量検出部７０の出力パターンを示す図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のグラフにおいて、横軸が時間（ｓｅｃ）であり、縦軸が出力電圧Ｖｓｎｓ（Ｖ）である。なお、複数色のカートリッジ１２における撹拌部材８の撹拌動作を検知する場合、図１０に示す判断プロセスは、各色について実施される。
【００４８】
本実施例では、制御部６１は、トナー残量検出部７０により２ｍｓ毎に出力電圧Ｖｓｎｓを検出し、１撹拌周期Ｔ内の出力電圧Ｖｓｎｓの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを記憶部６２に記憶する。制御部６１は、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が所定値以上である場合、撹拌部材８が回転していると判断（撹拌ありと判断）する。これは、撹拌部材８が回転していなかった場合、図１１（ｂ）に示すように、検知部９の静電容量Ｃの変化が発生せず、１撹拌周期Ｔ内で出力電圧Ｖｓｎｓの変化がないことを利用したものである。撹拌部材８が回転していた場合、図１１（ａ）に示すように、出力電圧Ｖｓｎｓの変化が発生する。
【００４９】
撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断するプロセスが開始されると、Ｓ１２１で、制御部６１は、出力電圧Ｖｓｎｓの最大値Ｖｍａｘの記憶値及び出力電圧Ｖｓｎｓの最小値Ｖｍｉｎの記憶値の初期化を行う。以下、最大値Ｖｍａｘの記憶値を単に最大値Ｖｍａｘ、最小値Ｖｍｉｎの記憶値を単に最小値Ｖｍｉｎという。具体的には、制御部６１は、最大値Ｖｍａｘを０（ゼロ）に、最小値Ｖｍｉｎを最大値Ｖｍａｘに設定する。制御部６１は不図示のタイマをリセットしてスタートする。Ｓ１２２で、制御部６１は、制御部６１内のタイマを参照し、２ｍｓ経過したか否かを判断し、２ｍｓ経過していないと判断した場合、処理をＳ１２２に戻す。Ｓ１２２で、２ｍｓ経過したと判断した場合、Ｓ１２３で、制御部６１は、トナー残量検出部７０から入力されている現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が、最大値Ｖｍａｘより大きいか否かを判断する。Ｓ１２３で、制御部６１は、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が、最大値Ｖｍａｘより大きいと判断した場合、処理をＳ１２４に進める。Ｓ１２４で、制御部６１は、新たな最大値Ｖｍａｘとして、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値を記憶部６２に記憶し、処理をＳ１２５に進める。Ｓ１２３で、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が、最大値Ｖｍａｘ以下であると判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１２５へ進める。
【００５０】
Ｓ１２５で、制御部６１は、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が、最小値Ｖｍｉｎより小さいか否かを判断する。Ｓ１２５で、制御部６１は、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が最小値Ｖｍｉｎより小さいと判断した場合、処理をＳ１２６に進める。Ｓ１２６で、制御部６１は、新たな最小値Ｖｍｉｎとして、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値を記憶部６２に記憶し、処理をＳ１２７に進める。Ｓ１２５で、現在の出力電圧Ｖｓｎｓ値が、最小値Ｖｍｉｎ以上であると判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１２７へ進める。Ｓ１２７で、制御部６１は、タイマを参照することにより、撹拌部材８の１撹拌周期Ｔが経過したか判断する。Ｓ１２７で、１撹拌周期Ｔが経過していないと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１２２に戻す。Ｓ１２８で、１撹拌周期Ｔが経過したと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１２８に進める。Ｓ１２８で、制御部６１は、最大値Ｖｍａｘと、最小値Ｖｍｉｎとの間の差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）を算出し、算出結果が所定値よりも大きいか否かを判断する。Ｓ１２８で、算出結果が所定値よりも大きいと判断した場合、Ｓ１２９で、制御部６１は、撹拌部材８は回転していると判断し（撹拌あり）、図９の処理に戻る。Ｓ１２８で、算出結果が所定値以下であると判断した場合、Ｓ１３０で、制御部６１は、撹拌部材８は回転していないと判断し（撹拌なし）、図９の処理に戻る。ここで、所定値とは、検知部９、撹拌部材８、トナー容器２０の形状等に応じて適宜設定可能な正の数である。
【００５１】
本実施例では、撹拌部材８の１撹拌周期で判断を行っているが、精度を高めるため、複数の撹拌周期で出力電圧Ｖｓｎｓの検出を行い、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かの判断を決定してもよい。
【００５２】
また、本実施例では、トナー残量検出部７０の出力電圧の最小値と最大値の差から撹拌部材８の撹拌動作の有無を判断していた。しかし、この判断をせずに、トナー残量検出部７０の出力電圧の最小値と最大値の差から当接・離間機構の異常を検知するようにしてもよい。
【００５３】
以上、本実施例で説明したように、トナー残量検出部の出力電圧をモニタすることにより、当接・離間機構の異常を、画像形成プロセスの開始前であっても、随時検知することが可能である。本実施例によれば、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に実施例２について説明する。実施例２では画像形成プロセス実行中の当接・離間機構の異常を検知する方法について説明する。なお、画像形成プロセス実行中とは、画像形成プロセスの開始後であって、未だ画像形成プロセスが終了していない状態である。以下の説明において、画像プロセス実行中であることを「プリント中」とも称する。トナー残量検出部７０を搭載した画像形成装置１の構成、及び、撹拌部材８の撹拌動作の検出における基本動作については、実施例１と同様のため内容を省略する。
【００５５】
本実施例は、画像形成プロセス実行中、当接・離間動作の実行の有無にかかわらず、随時、撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを検出するものである。また、複数のカートリッジ１２における撹拌部材８の撹拌動作の有無を判断し、当接・離間機構の異常と、撹拌機構の異常とを切り分けて異常を報知するものである。なお、個別のカートリッジ１２について撹拌部材８の撹拌動作の有無を検知しているだけでは、カートリッジ１２内の撹拌手段である撹拌機構の異常が発生しているにもかかわらず、当接・離間機構の異常を報知してしまう場合がある。例えば、カートリッジ１２内部で撹拌部材８を回転させる撹拌機構の故障が発生した場合であっても、当接・離間機構の異常を報知してしまう場合がある。本実施例は、このような現象と報知内容との間の相違を防ぐため、複数の撹拌部材８の撹拌動作の有無を検出し、条件に合致した場合のみ、当接・離間機構の異常を報知するものである。
【００５６】
例えば、全てのカートリッジ１２（ユニット）で撹拌部材８が撹拌動作を行っている状態が正常なフルカラーモードにおいて、ＹＭＫのカートリッジ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｋにおいて撹拌動作があり、Ｃのカートリッジ１２Ｃのみ撹拌動作がないとする。その場合、Ｍ及びＫのカートリッジ１２Ｍ、１２Ｋでは撹拌動作があることから、当接・離間機構は正常であり、撹拌機構に異常があると判断する。このように、隣接するカートリッジ１２の検出結果も含めて判断することで、異常の原因を切り分けて報知を行うことができる。また、ブラック（Ｋ）のカートリッジ１２（ユニット）のみで撹拌部材８が撹拌動作を行っている状態が正常なモノカラーモードにおいて、特定のＫのカートリッジ１２以外（ユニット以外）のカートリッジ１２（ユニット）で撹拌部材８の撹拌動作があるとする。その場合、当接・離間機構に異常があると判断する。一方、Ｋのカートリッジ１２Ｋ（ユニット）のみで撹拌部材８が撹拌動作を行っている状態が正常なモノカラーモードにおいて、特定のＫのカートリッジ１２Ｋ（ユニット）で撹拌部材８の撹拌動作がないとする。その場合も、当接・離間機構に異常があると判断する。
【００５７】
表２〜表４に、当接・離間機構の異常、及び撹拌機構の異常を判断する条件の一例を示す。表２は、フルカラーモードにおける条件、表３は、モノカラーモードにおける条件、表４は、ホームポジション状態における条件を示している。なお、表４では、全色のカートリッジ１２が離間状態で、感光ドラム１３が回転している場合の条件を示している。表２〜表４では、それぞれ、ＹＭＣＫの各色のカートリッジ１２における撹拌部材８の撹拌動作の有無に基づく、正常・異常の判断を示している。
【００５８】
【表２】
2018045045.tif 000004
【００５９】
【表３】
2018045045.tif 000005
【００６０】
【表４】
2018045045.tif 000006
【００６１】
表２〜表４において、１列目はイエロー（Ｙ）の撹拌動作の有無を示し、２列目はマゼンタ（Ｍ）の撹拌動作の有無を示し、３列目はシアン（Ｃ）の撹拌動作の有無を示し、４列目はブラック（Ｋ）の撹拌動作の有無を示す。５列目は、複数の撹拌部材８の有無に対応する判断（正常、異常等）を示す。表２〜表４の情報は、予め記憶部６２に記憶されている。例えば、表３のモノカラーモードの場合、Ｋの撹拌部材８の撹拌動作が「あり」であっても、他の色の撹拌部材８の撹拌動作が１つでも「あり」であれば、「当接・離間機構の異常」と判断される。また、例えば、表２のフルカラーモードの場合、Ｙ、Ｍ、Ｋの撹拌部材８の撹拌動作が「あり」で、Ｃの撹拌部材８の撹拌動作が「なし」であれば、「撹拌機構の異常」と判断される。
【００６２】
［当接・離間機構の異常検知方法］
図１２は、実施例２の当接・離間機構異常の検知処理を示すフローチャートである。プリント中、Ｓ１４０で、制御部６１は、プリント画像のカラーモードの変更指示があったか否かを判断する。プリント画像のカラーモードの変更指示は、ホストコンピュータ（不図示）から制御部６１に、画像データと共に送られる。Ｓ１４０で、カラーモードの変更指示があったと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４２に進め、カラーモードの変更指示が、フルカラープリント指示への変更であるのか否かを判断する。Ｓ１４２で、フルカラープリント指示であると判断した場合、Ｓ１４３で、制御部６１は、当接・離間モータ３１を駆動し、フルカラーモードへと移行させる。Ｓ１４３でフルカラーモードへの移行が完了した後、制御部６１は処理をＳ１４５へ進める。Ｓ１４２で、フルカラープリント指示ではない、すなわち、モノカラープリント指示であると判断した場合、処理をＳ１４４に進める。Ｓ１４４で、制御部６１は、当接・離間モータ３１を駆動し、モノカラーモードへと移行させる。Ｓ１４４でモノカラーモードへの移行が完了した後、制御部６１は処理をＳ１４７へ進める。
【００６３】
Ｓ１４０で、カラーモード変更指示がなかったと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４１に進め、現在のカラーモードがフルカラーモードであるか否かを判断する。Ｓ１４１で、フルカラーモードであると判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４５に進め、カラーモードにおける異常の検知を行う。Ｓ１４１で、フルカラーモードでないと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４７に進める。
【００６４】
Ｓ１４７で、制御部６１は、現在のカラーモードがモノカラーモードであるか否かを判断する。Ｓ１４７で、モノカラーモードであると判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４８に進め、モノカラーモードにおける異常の検知を行う。Ｓ１４７で、制御部６１は、モノカラーモードでないと判断した場合、ホームポジション状態（全てのカートリッジ１２が離間状態）であると判断し、処理をＳ１５０に進める。Ｓ１５０で、制御部６１は、ホームポジション状態における異常の検知を行う。
【００６５】
Ｓ１４５で、制御部６１は、表２の判断条件に基づき、フルカラーモードにおける当接・離間機構の異常があるか否かを判断する。Ｓ１４５で当接・離間機構の異常があると判断した場合、Ｓ１４６で、制御部６１は、表示部５０に、当接・離間機構の異常との判断結果を表示させてユーザに報知し、プリントを終了する。Ｓ１４８で、制御部６１は、表３の判断条件に基づき、モノカラーモードにおける当接・離間機構の異常があるか否かを判断する。Ｓ１４８で当接・離間機構の異常があると判断した場合、Ｓ１４９で、制御部６１は、表示部５０に、当接・離間機構の異常との判断結果を表示させてユーザに報知し、プリントを終了する。Ｓ１５０で、制御部６１は、表４の判断条件に基づき、ホームポジション状態における当接・離間機構の異常があるか否かを判断する。Ｓ１５０で当接・離間機構の異常があると判断した場合、Ｓ１５１で、制御部６１は、表示部５０に、当接・離間機構の異常との判断結果を表示させてユーザに報知し、プリントを終了する。
【００６６】
Ｓ１４５、Ｓ１４８、及びＳ１５０の各判断において、当接・離間機構の異常がないと判断した場合、制御部６１は処理をＳ１５２に進める。Ｓ１５２で、制御部６１は、Ｓ１４５、Ｓ１４８、又はＳ１５０のいずれかの判断において、表２、表３、又は表４に基づき、撹拌機構の異常と判断されたか否かを判断する。Ｓ１５２で撹拌機構の異常なしと判断された場合、Ｓ１５３で、制御部６１は、トナー残量を算出する。Ｓ１５２で撹拌機構の異常ありと判断した場合、Ｓ１５４で、制御部６１は、表示部５０に、撹拌機構の異常との判断結果を表示させてユーザに報知し、処理をＳ１５５に進める。なお、撹拌機構の異常があった場合であっても、画像形成プロセス（プリント）は継続させることができる。Ｓ１５３でトナー残量を算出した後、又は、Ｓ１５４で撹拌機構の異常を報知した後、Ｓ１５５で、制御部６１は、プリントが終了であるか否かを判断する。Ｓ１５５でプリントが終了でないと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ１４０へ戻し、上述の一連の処理を、プリントが終了するまで繰り返す。Ｓ１５５でプリントが終了であると判断した場合、制御部６１は処理を終了する。
【００６７】
本実施例では、複数の撹拌部材８の撹拌動作の有無を検知することにより、当接・離間の異常とカートリッジ１２自体（撹拌機構）の異常と切り分けることが可能となる。また、プリント中、撹拌部材８の撹拌動作の有無を検出することにより、随時当接・離間機構の異常を報知することが可能となり、当接・離間の異常による異常画像の用紙への出力を抑制することが可能である。以上、本実施例によれば、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することができる。
【実施例３】
【００６８】
次に、実施例３について説明する。実施例３では、プリント開始の際、当接・離間機構の異常が発生した場合の、リトライ処理（再試行）を伴う異常の検知について説明する。ここで、リトライ処理とは、当接・離間モータ３１を駆動させて、各色のカートリッジ１２を離間状態（ホームポジション状態）へ移行させた後、再度、当接・離間モータ３１を駆動させて、所定のカラーモードへ移行させる処理をいう。トナー残量検出部７０を搭載した画像形成装置１の構成、及び撹拌部材８の撹拌動作の検出における基本動作については実施例１と同様のため、説明を省略する。本実施例では、プリント開始の際、当接・離間機構の異常を検知した場合、当接・離間機構をホームポジション状態に移行し直し、再度当接・離間機構を駆動させる。
【００６９】
図１３は、実施例３の当接・離間機構の異常の検知処理を示すフローチャートであり、電源オフ状態から、プリント状態へ移行する場合の動作について説明している。本実施例では、当接・離間機構の異常の検知に関する処理が実施例１と同様であるため、図９のフローチャートと図１３のフローチャートとで、説明が共通する部分は省略し、相違する部分のみについて説明する。なお、図１３のフローチャート中、Ｓ１６１〜Ｓ１６５、Ｓ１６７、Ｓ１７０〜Ｓ１７２、Ｓ１７４、Ｓ１７７は、図９のフローチャート中のＳ１０１〜Ｓ１１１に相当する。なお、制御部６１は、Ｓ１６１で、リトライ処理を管理するためのリトライカウンタの初期化を行う。
【００７０】
本実施例において、制御部６１は、Ｓ１６５（図１２のＳ１０５に相当）で、ＹＭＣＫのカートリッジ１２のうちどれか１つでも撹拌部材８が撹拌動作を行っていないと判断した場合、処理をＳ１６６に進める。Ｓ１６６で、制御部６１は、リトライ処理を行った回数（リトライカウンタ）が所定回数Ｎを越えたか否かを判断する。リトライカウンタは、後述するＳ１６９において、毎回加算される値である。リトライカウンタは、記憶部６２に記憶させておくことができる。Ｓ１６６で、リトライカウンタが所定回数Ｎを越えたと判断した場合、Ｓ１６７で、制御部６１は、当接・離間機構の異常が発生したことを表示部５０に表示してユーザに対して報知し、処理を終了する（図１２のＳ１０６と同様）。一方、Ｓ１６６で、リトライカウンタが所定回数Ｎを越えていない（所定回数以下）と判断した場合、制御部６１は、Ｓ１６８でホームポジション状態へ移行させるリトライ処理を行い、Ｓ１６９でリトライカウンタに１を加算し（＋１）、処理をＳ１６４へ戻す。Ｓ１７３〜Ｓ１７６においても、Ｓ１６６〜Ｓ１６９と同様に、判断及び処理を行う。ただし、Ｓ１７６でリトライカウンタに１を加算した後、制御部６１は処理をＳ１７０へ戻す。
【００７１】
本実施例では、画像形成が開始される際に、当接・離間機構の異常を検知することが可能である。また、当接・離間機構の駆動をやり直すことで、単発的な当接・離間機構のトルクアップ等の理由で当接・離間機構が正常動作できなかった場合でも、プリントを継続することが可能である。以上、本実施例によれば、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することができる。
【実施例４】
【００７２】
次に、実施例４について説明する。実施例４では、プリントを開始した際に、当接・離間機構の異常が発生した場合、当接・離間機構の調整（当接・離間調整プロセス）を行うものである。具体的には、当接・離間調整プロセスでは、ホームポジション状態から、フルカラーモード又はモノカラーモードへ移行する場合の、当接・離間モータ３１のモータステップ数を所定のステップ数の範囲内で調整する。ここでは、当接・離間モータ３１として、モータステップ数の調整が可能なステッピングモータを用いた場合について説明する。トナー残量検出部７０を搭載した画像形成装置１の構成、及び撹拌部材８の撹拌動作の有無の検出における基本動作については、実施例１と同様のため内容を省略する。
【００７３】
図１４は、実施例４の当接・離間機構の異常の検知処理を示すフローチャートであり、電源オフ状態から、プリント状態へ移行する場合の動作について説明している。本実施例では、当接・離間機構の異常の検知に関する処理が実施例１と同様であるため、図９のフローチャートと図１４のフローチャートとで、説明が共通する部分は省略し、相違する部分のみについて説明する。なお、図１４のフローチャート中、Ｓ１８１〜Ｓ１８５、Ｓ１８７〜Ｓ１８９、Ｓ１９１は、図９のフローチャート中のＳ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１０７〜Ｓ１０９、Ｓ１１１に相当する。
【００７４】
本実施例において、制御部６１が、Ｓ１８５（図９のＳ１０５に相当）で、ＹＭＣＫのカートリッジ１２のうちどれか１つでも撹拌部材８が撹拌動作を行っていないと判断した場合、処理をＳ１８６に進める。Ｓ１８６で、制御部６１は、図１５に示すフルカラー当接・離間調整プロセスを実行する。ここで、フルカラー当接・離間調整プロセスとは、フルカラーモードへ移行する場合のモータステップ数の調整を行うプロセスである。Ｓ１８６でフルカラー当接・離間調整プロセスが終了したら、制御部６１は、処理をＳ１８４に戻す。
【００７５】
本実施例において、制御部６１が、Ｓ１８８（図９のＳ１０８に相当）で、ＹＭＣのカートリッジ１２において、どれか１つでも撹拌ありと判断した場合、処理をＳ１９０に進める。また、制御部６１は、Ｓ１８８で、ＹＭＣのカートリッジ１２において、いずれも撹拌なしと判断した場合であっても、Ｓ１８９で、Ｋのカートリッジ１２において撹拌なしと判断した場合、処理をＳ１９０に進める。Ｓ１９０では、Ｓ１８６におけるフルカラー当接・離間調整プロセスの代わりに、モノカラーモードへ移行する場合のモータステップ数の調整を行うモノカラー当接・離間調整プロセスを実行する。ただし、モノカラー当接・離間調整プロセスが終了したら、制御部６１は処理をＳ１８７へ戻す。
【００７６】
図１５は、実施例４のフルカラー当接・離間調整プロセスを示すフローチャートである。プリント開始の際、当接・離間機構がフルカラーモードに移行しなかった場合に、当接・離間機構の位置調整を行うプロセスについて説明する。ここでは、撹拌部材８の撹拌動作の有無に基づいて、フルカラーモードへの移行が正常に行われる、当接・離間モータ３１（ステッピングモータ）のモータステップ数の範囲を検出している。そして、このモータステップ数の範囲の平均値をモータステップ数の設定値とするものである。フルカラー当接・離間調整モード終了後、次にフルカラーモードへ移行する際には、このモータステップ数の設定値でステッピングモータが用いられている当接・離間モータ３１を駆動させる。
【００７７】
制御部６１は、フルカラー当接・離間調整モードを開始すると、Ｓ２０１で、画像形成装置１がホームポジション状態からフルカラーモードへ移行する場合のモータステップ数の初期値を設定し、記憶部６２に記憶させる。このとき、初期値として、ホームポジション状態からフルカラーモードへ移行する場合の、設計上の最小モータステップ数を設定する。設計上の最小モータステップ数は、予め記憶部６２に記憶されている。
【００７８】
Ｓ２０２で、制御部６１は、当接・離間モータ３１を駆動し、画像形成装置１をホームポジション状態へ移行させる。Ｓ２０３で、制御部６１は、Ｓ２０１又は後述するＳ２１４で設定されたモータステップ数だけ、当接・離間モータ３１を駆動する。Ｓ２０４で、制御部６１は、最小モータステップ数が既に設定されているか否かを判断する。最小モータステップ数は後述するＳ２０６の処理で設定される。Ｓ２０４で最小モータステップ数が未設定であると判断した場合、Ｓ２０５で、制御部６１は、ＹＭＣＫの全色のカートリッジ１２において撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断する。Ｓ２０５で、ＹＭＣＫのカートリッジ１２のうちどれか１つでも撹拌なしと判断した場合、制御部６１は、処理をＳ２０７に進める。Ｓ２０５で、全色のカートリッジ１２において撹拌ありと判断（正常判定）した場合、制御部６１は、処理をＳ２０６に進める。Ｓ２０６で、制御部６１は、現在設定されているモータステップ数を、当接・離間モータ３１（ステッピングモータ）の最小モータステップ数として設定し、記憶部６２に記憶して、処理をＳ２０７に進める。
【００７９】
Ｓ２０７で、制御部６１は、現在設定されているモータステップ数に対して、所定モータステップ数αを加算し、新たなモータステップ数として設定し、記憶部６２に記憶させる。すなわち、次回実行する、ホームポジション状態からフルカラーモードへ移行する際のモータステップ数として、所定モータステップ数αだけ加算されたモータステップ数が用いられることになる。なお、加算されるモータステップ数αは、１ステップ以上である。ここで加算するモータステップ数は、当接・離間機構の構成や、調整のために要する時間の制約等により、適宜決定することができる。
【００８０】
Ｓ２０８で、制御部６１は、現在設定されているモータステップ数が、設計上、設定可能な最大モータステップ数に到達しているか否かを判断し、最大モータステップ数に到達していないと判断した場合、処理をＳ２０２に戻す。Ｓ２０８で、設定可能な最大モータステップ数に到達していると判断した場合、Ｓ２０９で、制御部６１は、一度でも、全色のカートリッジ１２において撹拌ありと判断（正常判定）されたことがあるか否かを判断する。Ｓ２０９で、一度でも、正常判定されたことがあると判断した場合、Ｓ２１０で、制御部６１は、現在設定されているモータステップ数を、当接・離間モータ３１（ステッピングモータ）の最大モータステップ数として設定し、記憶部６２に記憶する。次いで、制御部６１は、処理をＳ２１４に進める。Ｓ２０９で、一度も正常判定されたことがないと判断した場合、Ｓ２１１で、制御部６１は、当接・離間機構の異常が発生したことを表示部５０に表示してユーザに対して報知し、処理を終了する。
【００８１】
Ｓ２０４で、最小モータステップ数が設定済であると判断した場合、Ｓ２１２で、制御部６１は、全色のカートリッジ１２において撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断する。ここでは、各色のカートリッジ１２の当接及び離間が正常に行われなくなるモータステップ数を求めるため、ＹＭＣＫの全色のカートリッジ１２の撹拌部材８が撹拌動作を行っているか否かを判断している。Ｓ２１２で、全色のカートリッジ１２において撹拌ありと判断（正常判定）した場合、制御部６１は、処理をＳ２０７に進める。Ｓ２１２で、ＹＭＣＫのカートリッジ１２のうちどれか１つでも撹拌なしと判断した場合、Ｓ２１３で、制御部６１は、現在設定されているモータステップ数を、最大モータステップ数として設定し、記憶部６２に記憶する。次いで、Ｓ２１４で、制御部６１は、最大モータステップ数と、最小モータステップ数の平均値を、フルカラーモードへ移行する場合の、当接・離間モータ３１のモータステップ数の標準値として設定し、記憶部６２に記憶する。次にフルカラーモードへの移行を行う場合、ここで設定されたモータステップ数の標準値が用いられる。
【００８２】
なお、図１４のＳ１９０で実施される、モノカラー当接・離間調整モードについても、上述のフルカラー当接・離間調整モードと、同様の方法で行うことができる。モノカラー当接・離間調整モードでは、ホームポジション状態からモノカラーモードへ移行する場合の、当接・離間モータ３１のモータステップ数の調整を行う。ここでは、モノカラー当接・離間調整モードについてのフローチャートの図示と説明を省略する。ただし、モノカラー当接・離間調整モードの場合、図１５のＳ２０５及びＳ２１２の判断における全色のカートリッジ１２での撹拌の有無の判定の代わりに、ブラックのカートリッジ１２Ｋでの撹拌の有無について判定する。
【００８３】
本実施例では、画像形成が開始される際に、当接・離間機構の異常を検知することができる。また、ステッピングモータを用いた当接・離間モータ３１を駆動する際のモータステップ数を調整することにより、当接・離間機構の調整を行いつつ、プリントを継続することが可能である。以上、本実施例によれば、センサ等の部品を新たに追加することなく、像担持体と現像手段との当接又は離間の異常を検知することができる。
【００８４】
なお、上記実施例１から実施例４においては、モータとしてステッピングモータを使用する例について説明したが、モータとしてはＤＣブラシレスモータ等の他のモータを使用することも可能である。ＤＣブラシレスモータの場合は、モータの駆動距離を検知するためにエンコーダ（不図示）等のセンサを設けて駆動距離を検知し、検知結果に基づきモータの駆動距離が所定の範囲内になるように制御すればよい。
【符号の説明】
【００８５】
８          撹拌部材
９          検知部
１３        感光ドラム
１６        現像ローラ
２０        トナー容器
６１        制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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