(57)【要約】【課題】カートリッジ装着検知機構や、カートリッジ新品検知機構といった検知機構を別途設けることなく、カートリッジの装着の有無や、カートリッジ新旧状態などの複数のカートリッジ状態を同時に判別することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】シール部材の除去動作完了前と完了後の双方を含む複数回のタイミングにて、シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を形成し、検知用画像を検知手段にて検知し、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかを判別することが可能である。【選択図】図７
2008299139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記シール部材の除去動作完了前と完了後の双方を含む複数回のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を、検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかの判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無又は現像剤の有無又はシール部材除去の成否と、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかと、を判別することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記現像剤担持体の軸方向に複数、前記シール部材の除去動作完了後のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を前記現像剤担持体の軸方向に複数設けた検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、及び、シール部材除去の成否の判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無又は現像剤の有無と、シール部材除去の成否と、を判別することを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記現像剤担持体の軸方向に複数、前記シール部材の除去動作完了前と完了後の双方を含む複数回のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を前記現像剤担持体の軸方向に複数設けた検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかの判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無又は現像剤の有無と、シール部材除去の成否と、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかと、を判別することを特徴とする請求項５の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機やページプリンタ等とされる電子写真式の画像形成装置に関し、特に、現像カートリッジ或いはプロセスカートリッジが着脱可能である画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置においては、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化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とした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ー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ことができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。図２に、このようなプロセスカートリッジの一例を示す。
【０００３】
図２に示す本例にて、プロセスカートリッジＰは、ドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を備えており、この感光ドラムに静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段である現像装置１１にて現像剤（以下、単に「トナー」という。）が付与され、可視像（即ち、トナー像）とされる。
【０００４】
現像装置１１は、感光ドラム１にトナーを送り出す現像剤担持体である現像ローラ２、及び、現像ローラ２上のトナー量を規制するトナー規制部材４等を保持するための現像容器７を備えている。この現像容器７は、トナーとトナーを攪拌するための攪拌部材６を収容したトナー容器８と一体的に結合されている。トナー容器８と現像容器７との結合部に設けた開口部１８には、プロセスカートリッジＰの使用前の運搬時等において、トナーが漏れないようにシール部材５（以下、単に「トナーシール」という。）が設けられている。
【０００５】
画像形成装置本体へプロセスカートリッジＰを装着すると、カートリッジの新品状態をカートリッジに設けたメモリ等を用いて判断し、トナー容器８の開口部１８を封止しているトナーシール５を自動で巻き取り開封するプロセスカートリッジが知られている。その一例が、特許文献１に記載されている。このプロセスカートリッジでは、一端に固定されたトナーシール巻き取り軸を回転させて長手方向に自動で巻き取ることによって、ユーザー自身によるトナーシールの開封作業や、トナーシールの廃棄作業を不要とすることができる。
【０００６】
また、トナーシールの自動巻き取りが完全に巻き取られたか否かを判断するために、トナーシールを光学的に検知する方法が、特許文献２に記載されている。この方法によると、万一、トナーシールの自動巻き取りを失敗したと判断した場合にはユーザーに報知される。
【０００７】
また、プロセスカートリッジや現像カートリッジを装着して画像を形成する装置には、例えばカートリッジが無い状態でプリントアウトするといった混乱を防ぐために、カートリッジ装着有無の検知機構が設けられている。その一例が、特許文献３に記載されており、ユーザーにカートリッジ装着の有無を報知している。この検知方法によれば、カートリッジの外装に突起物を設け、カートリッジを装置本体に装着したときに前記突起物によって本体に設けたスイッチを押圧することによってカートリッジ装着の有無を検知している。
【０００８】
以上のように、カートリッジ新品状態を検知することによりトナーシール自動巻き取り動作を行ったり、カートリッジ装着有無検知によりユーザーにカートリッジ装着の有無を報知したりすることが可能となる。その結果、ユーザーは新品カートリッジ装着時のトナーシール引きを不要とし、カートリッジ装着無しを正確に判断することができる。
【特許文献１】特開２００１−３０５８３９号公報
【特許文献２】特開平９−１９７９４５号公報
【特許文献３】特開平５−２６５２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記画像形成装置ではカートリッジ装着の有無検知や、トナーシール巻き取り動作が必要か否かを判断するためのカートリッジ新品検知のために、それぞれ別途の検知機構が必要であった。また、トナーシール巻き取り動作において、極稀に巻き取り動作中にトナーシールが巻き取れなくなることがあった。これらの検知機構類を設置するためには、構成部品の増加や取り付け空間の増大が必要となってしまったり、トナーシール巻き取りが不完全だった際に生じる画像が出ないといった問題の原因がユーザーには分かり難い、などといった課題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、カートリッジ装着検知機構や、カートリッジ新品検知機構といった検知機構を別途設けることなく、カートリッジの装着の有無や、カートリッジ新旧状態などの複数のカートリッジ状態を同時に判別することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によると、
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記シール部材の除去動作完了前と完了後の双方を含む複数回のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を、検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかの判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１２】
本発明の第二の態様によると、
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記現像剤担持体の軸方向に複数、前記シール部材の除去動作完了後のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を前記現像剤担持体の軸方向に複数設けた検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、及び、シール部材除去の成否の判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１３】
本発明の第三の態様によると、
画像形成装置本体に着脱可能であり、
像担持体上に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像室と、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室から前記現像室へ現像剤を送る開口部と、
前記開口部を封止するシール部材と、を有するカートリッジを有し、
前記シール部材を前記現像剤担持体の軸方向に沿って開封する駆動を与えるシール部材除去手段を持つ画像形成装置において、
前記シール部材が除去されたか否かを検知するための検知用画像を、前記現像剤担持体の軸方向に複数、前記シール部材の除去動作完了前と完了後の双方を含む複数回のタイミングにて形成し、
前記検知用画像を前記現像剤担持体の軸方向に複数設けた検知手段にて検知し、
前記検知手段の検知結果により、前記カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、前記カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかの判別を可能としたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、像担持体上に検知用画像を設け、この検知用画像を検知することによって、カートリッジ装着検知機構や、カートリッジ新品検知機構といった検知機構を別途設けることなく、カートリッジの装着の有無や、カートリッジ新旧状態などの複数のカートリッジ状態を同時に判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真プロセスを利用した電子写真式のカラー画像形成装置の概略構成を示す。
【００１７】
本実施例の画像形成装置１００は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）色の画像を形成する４つの画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）を有している。本実施例にて、各画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、プロセスカートリッジにて構成され、各プロセスカートリッジＰは、画像形成装置本体１００Ａに、装着手段（図示せず）により着脱可能に取り付けられている。
【００１８】
プロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、一定速度で回転する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を有している。
【００１９】
本実施例では中間転写体としての中間転写ベルト１３が、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）に対向して配置されている。中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１３ａ、及び、支持ローラ１３ｂ、１３ｃに懸架され、矢印方向に回転駆動される。
【００２０】
各プロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）にて形成されたトナー像は、中間転写ベルト１３に転写される。
【００２１】
本実施例では、支持ローラ１３ｃと対向する位置には２次転写ローラ１６が配設され、中間転写ベルト１３表面に所定の圧力で圧接されて２次転写部を形成している。
【００２２】
上記中間転写ベルト１３に形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を中間転写ベルト１３の表面から記録材Ｓに転写する。
【００２３】
その後、未定着トナー像の転写を受けた記録材Ｓは、定着部（図示せず）へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受け、機外へと排出される。
【００２４】
次に、上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２５】
図２には、画像形成装置に使用される、画像形成部としてのプロセスカートリッジの一実施例の概略構成を示す。各プロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、同じ構造とされるので、図２には、各プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを総称してプロセスカートリッジＰとして、また、各構成部材には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、の符号を付さずに図示している。
【００２６】
図１及び図２を参照すると、プロセスカートリッジＰは、その概略中心部に、像担持体としての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）が矢印方向に回転可能に支持されている。画像形成動作が開始すると、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面を帯電手段としての帯電ローラ１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）が一様に帯電させる。その後、この表面に、露光手段としての例えばレーザー照射手段１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が画像情報に対応した露光を行い、該表面に静電潜像が形成する。この静電潜像はその後、現像装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）によって感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）に供給される現像剤により可視化され、所謂、トナー像が形成される。
【００２７】
次いで、このトナー像は、一次転写手段としての、例えば転写ローラ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）によって感光ドラム１と転写ローラ１５との間に形成される転写電界により静電的に中間転写ベルト１３上に転写される。その後、二次転写手段である二次転写ローラ１６によって記録材Ｓ上にトナー像は転写される。記録材Ｓ上の未定着トナー像は、不図示の定着装置によって熱及び圧力によって記録材Ｐ上に永久定着される。
【００２８】
又、トナー像の転写を終了した感光ドラム１や中間転写ベルト１３の表面に残留する転写残トナーなどは、例えば、ブレード状のクリーニング部材を備えるクリーニング装置９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）、及び、クリーニング装置２６により除去される。クリーニング後、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）や中間転写ベルト１３は、引き続き画像形成を行える状態となる。
【００２９】
本実施例にて用いられる現像剤は、負帯電性の非磁性一成分現像剤（トナー）である。また、本実施例の画像形成装置のプロセススピード、即ち、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃである。また、これに対する、現像剤担持体としての現像ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）の周速は２２５ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３０】
次に、図２を参照して、現像装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）について説明する。
【００３１】
現像装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）は、同じ構成とされる。従って、各構成部材には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、の符号を付さずに、各現像装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを総称して、現像装置１１として説明する。
【００３２】
現像装置１１は、現像剤担持体としての現像ローラ２を保持し、現像室を構成する現像容器７と、現像剤（トナー）を収容し、トナーを攪拌するための攪拌部材６を収容した現像剤収容室を構成するトナー容器８と、を結合して備えている。
【００３３】
現像容器７は、感光ドラム１と対向する側の一部が開口しており、現像ローラ２がこの開口部７ａから一部露出するようにして矢印方向に回転可能に現像容器７に支持されている。
【００３４】
現像ローラ２は、カーボンなどの導電剤を分散させた体積抵抗率が１０2Ωｃｍ〜１０10Ωｃｍのシリコーン、ウレタンなどの低硬度のゴム材或は発泡体、及びその組み合わせにより構成された外径２０ｍｍの導電性弾性体ローラである。現像ローラ２は、弾性体を含み所定の当接圧にて感光ドラム１に当接している。現像剤供給及び回収手段としての供給ローラ３は、弾性体を含む弾性ローラであり、外径１６ｍｍのスポンジローラを現像ローラ２に当接して配置される。
【００３５】
現像容器７には、現像ローラ２に加圧するように現像剤層厚規制部材としてのブレード４が設けられている。ブレード４は、ＳＵＳで作成される板ばね状部材であり、所定の当接圧にて現像ローラ２と当接している。供給ローラ３によって現像ローラ２上に供給されたトナーは、このブレード４によって層厚規制と電荷付与がなされ、現像ローラ２上にトナーの薄層が形成され現像領域へと供給される。また、現像には寄与せず、現像ローラ２上に担持されたままのトナーは、供給ローラ３による摺擦で現像ローラ２上から剥ぎ取られる。そして、その一部は新たに供給ローラ３上に供給されたトナーと共に再び供給ローラ３によって現像ローラ２上へと供給され、残りは現像容器７内へと戻される。
【００３６】
新品カートリッジＰのトナー容器８内のトナーは、運搬等による振動でトナーが現像容器７から漏れるのを防ぐために、現像容器７とトナー容器８との結合部に形成された開口部にシール部材（トナーシール）５を設けて封止（密封）されている（図３をも参照）。
【００３７】
トナーシール５の一端は、図３に示すように、トナー容器８に回転自在に支持されたシール部材除去手段としての巻き取り軸１７に固定されている。従って、画像形成装置の本体に設けられた駆動手段（モータ）によって巻き取り軸１７を回転させる。これにより、トナーシール５を現像ローラ２の軸方向に沿って開封する駆動力を与え、トナーシールを巻き取り軸１７に巻き取らせることができ（図５）、トナーシールの開封を自動で行う。
【００３８】
本実施例の巻き取り軸１７への駆動伝達方法としては、画像形成装置から現像装置１１へ入力された駆動力を、アイドラギア（不図示）によって被駆動ギア１７ａを介して巻き取り軸１７へと分割し、巻き取り軸を回転させる駆動力を得ている。そのため、現像装置１１に駆動力が伝達されている間は、巻き取り軸１７は回転し続ける構成となっている。
【００３９】
本実施例のカートリッジにおいて、トナーシール５を完全に巻き取る時間Ｔは、６０ｓｅｃを要する。所定の巻き取り軸回転時間Ｔ＝６０ｓｅｃ後にトナーシールを完全に巻き取ることができ（図５）、封止していた開口部１８を露出させることができる。それによって、トナー容器８から現像容器７にトナーを供給することができる。
【００４０】
次に、本実施例に従ったカートリッジ判別方法について、図６に示す機能ブロックを用いた画像形成装置概略図を参照して説明する。
【００４１】
図６に示すように、電源２６のＯＮ時や、カートリッジアクセスドア検知手段２７が作動するドアクローズ時には、カートリッジＰが画像形成装置本体１００Ａから着脱された可能性がある。従って、本実施例では、このような時に、ＣＰＵ２８によって画像形成動作制御手段３０に現像装置１１を駆動する信号を送信する。
【００４２】
ＣＰＵ２８は、所定の時間後に、図４、図５に示すように、感光ドラム１の軸線方向においてトナーシール巻き取り方向下流側に位置して検知用画像、即ち、パッチ画像を作成するために、画像処理回路２９に露光信号を送信する。そして、感光ドラム１上を露光し、潜像を形成する。この潜像は、現像装置１１にて現像され、感光ドラム１上にパッチ画像２１を形成する。次いで、このパッチ画像２１は、転写手段１５により中間転写ベルト１３上に転写する。
【００４３】
中間転写ベルト１３上のパッチ画像２１は、現像ローラ２の軸方向において、トナーシールの除去方向下流側に位置して配置された、パッチ画像検知手段としてのトナー濃度検知センサー１４によって検知する。そして、その検知結果をＣＰＵ２８で受信し、ＣＰＵ２８においてカートリッジ判別結果を判断する。トナーシールの除去方向下流側の位置とは、トナーシール除去方向において、トナーシールによって密封される開口部の真中よりも下流側に対応する位置とするのが良く、より好ましくは開口部の下流端部近傍に対応する位置とするのが良い。
【００４４】
次に、図７を参照して、本実施例のカートリッジ判別方法を詳述する。
【００４５】
画像形成装置１００の電源２６を入れ、カートリッジＰを画像形成装置本体１００Ａに装着し、カートリッジＰにアクセスするためのドアを閉める（Ｓ１０１）。その後、カートリッジＰの駆動とともにトナーシール巻き取り動作が実行される（Ｓ１０２）。本実施例においては、各プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにアクセスする共通のドアがあるため、各プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに対して、トナーシール巻き取り動作が実行される。しかしながら、各プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ毎にアクセスする別々のドアがある場合には、複数のドアのうち、開閉したドアに対応するプロセスカートリッジに対してだけ、トナーシール巻き取り動作を実行すれば良い。
【００４６】
所定の時間後に、感光ドラム１の一端にパッチ画像２１を作成し、中間転写ベルト１３に転写させ、中間転写ベルト１３上のパッチ画像をトナー濃度検知センサー１４で検知する（Ｓ１０３）。
【００４７】
本実施例ではパッチ画像検知シーケンスを２回行うことを基本としており、パッチ画像２１は、図４、図５に示すように、トナーシール巻き取り下流側のみに作成する。
【００４８】
１回目のパッチ画像検知は、開口部が半分封止された状態である巻き取り開始からＴｐ１＝３０ｓｅｃ後に、２回目のパッチ画像検知は、トナーシールが完全に巻き取られることに要する時間Ｔ＝Ｔｐ２＝６０ｓｅｃを経過すると同時に行っている。
【００４９】
尚、本実施例においてはパッチ画像検知シーケンス中も現像装置１１は駆動しているため、トナーシール巻き取り動作を含んでいる。また、１回目のパッチ画像検知タイミングは、例えば、既にトナーシールが除去されているようなカートリッジで少しでも早くユーザーにカートリッジ有りを報知したい場合は、Ｔｐ１＝１５ｓｅｃなど短く設定してもよい。
【００５０】
トナー濃度センサー１４は、ＬＥＤなどの赤外線発光素子と、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子と、受光データを処理する集積回路と、これらを収容するフォルダと、を備えている。トナー濃度センサー１４は、トナーシール巻き取り下流側に１点のみ設けている。トナー濃度センサー１４は、トナーシールによって密封される開口部の真中よりも下流側に対応する位置に設けるのが良く、より好ましくは開口部の下流端部近傍に対応する位置に設けるのが良い。そして、トナー濃度センサー１４は、感光ドラム１から転写した中間転写ベルト１３上のトナー濃度を測定できるように構成されて、本実施例の画像形成装置では、画像濃度制御に用いているものである。本実施例では、画像濃度制御用のセンサーをトナー濃度センサー１４として利用している。
【００５１】
１回目のパッチ画像検知（Ｓ１０３）において、パッチ画像を検知できた場合（Ｓ１０４にてＹｅｓの場合）は、現像したトナーが正常に転写できているため正常にカートリッジＰが装着されていると判断する（Ｓ１０５）。この時、２回目のパッチ画像検知シーケンスの実行を要求せず、トナーシール巻き取り終了した、既に使用中の、所謂、中古品のカートリッジであると判断し（Ｓ１０６）、以後通常シーケンスを実行する（Ｓ１０７）。この場合は、１回目のパッチ画像検知に要したトナーシール巻き取り時間Ｔｐ１が、トナーシールを完全に巻き取る時間Ｔに比べて短い状態（Ｔｐ１＜Ｔ）であるにも関わらずトナーシール巻き取り下流側のパッチ画像が検知できている。従って、図５に示すように、トナーシールが最初から巻き取られていた状態である、既に使用中（中古品）のカートリッジであったということが判別できる。すなわち、１回目のパッチ画像検知でパッチ画像が検知できた場合は、
（１）カートリッジＰが正常に装着されている（Ｓ１０５）、
（２）トナーシールが正常に巻き取られている中古のカートリッジである（Ｓ１０６）、
といったカートリッジの複数の状態を同時に判別できる。
【００５２】
表１にパッチ画像検知結果一覧を示すが、この場合は、表１の事例１に相当する。また、本実施例においてはＴｐ１＝３０ｓｅｃに設定することで、Ｔ＝６０ｓｅｃの半分の時間でトナーシールが完全に巻き取れていることを判断でき、カートリッジＰが着脱された可能性がある場合でもトナーシール巻き取り時間Ｔを必要としなくてよい。それによって、ユーザーの待機時間を短くすることができる。
【００５３】
【表１】
2008299139.tif 000003
【００５４】
また、１回目のパッチ画像検知（Ｓ１０４）において、図４に示すように、パッチ画像２１が検知できなかった場合（Ｓ１０４にてＮｏの場合）は、トナーシールが完全に巻き取れていない状態であると判断する。そのため、２回目のパッチ画像検知シーケンスを要求し、トナーシールを巻き取り始めて完全にトナーシールが巻き取られる時間Ｔ＝Ｔｐ２＝６０ｓｅｃ後に２回目のパッチ画像検知を行う（Ｓ１０８）。この時パッチ画像２１が検知できた場合（Ｓ１０９にてＹｅｓの場合）は、トナーシールが完全に巻き取れたと判断する。
【００５５】
尚、この場合は、１回目のパッチ画像検知でトナーシール巻き取り下流側であるパッチ画像２１が検知できなかった後、２回目のパッチ画像検知を実施することでパッチ画像２１が検知できている。そのため、図３に示すように、トナーシール５は、トナー容器８と現像容器７を密封した新品状態であり、正規のトナーシール巻き取り時間Ｔを要して、図４の状態を経過後、図５の状態になりパッチ画像を検知できている。そのため、
（１）カートリッジが正常に装着されている、
（２）新品のカートリッジである、
（３）トナーシールは正常に巻き取られた、
といった３点が同時に判別できる（Ｓ１１１）。この場合は、表１の事例２に相当する。
【００５６】
以後は、例えば濃度制御といった新品カートリッジとしての初期シーケンスを実行する（Ｓ１１２）。
【００５７】
また、１回目と２回目の両方のパッチ画像検知においてパッチ画像２１が検知できない場合（Ｓ１０９にてＮｏの場合）は、
（１）カートリッジが装着されていない、
（２）トナーが無い、
（３）トナーシール巻き取り未完了、
のいずれかによってパッチを作成するトナーが現像室７に無い状態である（Ｓ１１３）。従って、使用できない状態としてカートリッジ装着状態警告としてユーザーに報知する（Ｓ１１４）。この場合は、表１の事例３に相当する。
【００５８】
このように、感光ドラム１上のトナーシール巻き取り下流側にパッチ画像２１を複数のタイミングで作成し、検知することによって、カートリッジの新旧、カートリッジ装着の有無等の複数の状態を同時に判別できる。
【００５９】
つまり、本実施例によれば、感光ドラム１上のトナーシール巻き取り方向、即ち、トナーシール除去方向にて下流側位置に位置してパッチ画像２１を複数のタイミングで作成する。そして、このパッチ画像２１を、トナーシールの除去動作完了前と除去動作完了後の双方を含む複数回のタイミングにて、トナーシールが除去されたか否かを検知する。これによって、カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるか（カートリッジの新旧）を判別することが可能である。具体的には、例えば、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無又は現像剤の有無又はシール部材除去の成否と、カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかと、を判別することができる。
【００６０】
本実施例ではカートリッジの新旧を検知した場合の動作には、トナーシール巻き取り動作実行の要否を判断するために用いたが、例えば濃度制御や色ズレ補正制御、トナー攪拌制御といった初期シーケンスの実施の判断に用いてもよい。さらには、カートリッジ新品を検知した場合にはカートリッジ寿命カウンターのリセットや、バイアス制御に用いる現像ローラ回転数や、転写制御に用いる感光ドラム膜厚値といった各検知カウンターのリセットに用いても良い。
【００６１】
実施例２
本発明に係る画像形成装置の第二の実施例について説明する。実施例２は、パッチ画像検知をトナーシール巻き取り動作完了時間後のみに行い、制御を簡易化したものである。
【００６２】
本発明の画像形成装置、プロセスカートリッジ等の構成及び動作は、図１、図２、図６に示した実施例１におけるプロセスカートリッジを備えた画像形成装置と同様であり、重複する説明は省略する。図８に、実施例２に従う画像形成装置の動作のフローチャートを示す。
【００６３】
本実施例では画像濃度制御のために、図９に示すように、トナー濃度センサーを複数設ける。本実施例では、トナー濃度センサー１４ａ、１４ｂを２点設け、ドラムの長手両端近傍から転写した中間転写ベルト上のトナー濃度を測定できるようにしている。電源ＯＮ時やドアクローズ時といったカートリッジが画像形成装置本体１００Ａから着脱された可能性がある時に感光ドラム長手上にパッチ画像を、トナー濃度センサー１４ａ、１４ｂに対応して２つ作成する。
【００６４】
つまり、図８に示すように、画像形成装置１００の電源２６を入れ、カートリッジＰを画像形成装置本体１００Ａに装着し、カートリッジＰにアクセスするためのドアを閉める（Ｓ２０１）。その後、カートリッジＰの駆動とともにトナーシール巻き取り動作が実行される（Ｓ２０２）。
【００６５】
図９に示すように、１つめのパッチ画像２１ａは、トナーシール巻き取り上流側に、２つめのパッチ画像２１ｂは、トナーシール巻き取り下流側に同時に作成し、センサー１４ａ、１４ｂにて、中間転写ベルト１３上に転写されたその２つのパッチ画像の検知を行う。トナーシール巻き取り上流側の位置とは、トナーシール除去方向において、トナーシールによって密封される開口部の真中よりも上流側に対応する位置とするのが良く、トナーシール巻き取り下流側の位置とは、開口部の真中よりも下流側に対応する位置とするのが良い。
【００６６】
本実施例のパッチ画像検知（Ｓ２０４）は、トナーシールが完全に巻き取り動作を完了するＴ＝６０ｓｅｃ後に行われる（Ｓ２０３）。この時、パッチ画像２１ａを検知できた場合（Ｓ２０５にてＹｅｓの場合）は、画像形成装置本体１００ＡにカートリッジＰが装着されていると判断する（Ｓ２０６）。また、図９の状態のように、パッチ画像２１ａ、２１ｂを共に検知できた場合（Ｓ２０７にてＹｅｓの場合）は、現像したトナーが正常に転写できているためカートリッジＰが正常に装着されており、かつトナーシール巻き取りも正常に完了していると判断する（Ｓ２０８）。
【００６７】
以後通常シーケンスを実行する（Ｓ２０９）。表２にパッチ画像検知結果一覧を記すが、この事例は、表２の事例４に相当する。
【００６８】
【表２】
2008299139.tif 000004
【００６９】
また、パッチ画像検知（Ｓ２０７）において、パッチ画像２１ａは検知できるが、パッチ画像２１ｂが検知できない場合（Ｓ２０７にてＮｏの場合）は、次のように判断する。つまり、図１０に示すように、トナーシールが完全に巻き取られていないためにトナーシール巻き取り下流側で正しく現像できず、パッチ画像２１ｂが検知できないと判断する（Ｓ２１０）。この場合は、カートリッジは、正常に装着されているが、トナーシールが正常に巻き取り完了できなかったと判断し、トナーシール巻き取り未完了警告としてユーザーに報知する（Ｓ２１１）。この事例は、表２の事例５に相当する。
【００７０】
また、パッチ画像検知（Ｓ２０５）においてパッチ画像２１ａが検知できない場合（Ｓ２０５にてＮｏの場合）は、カートリッジ装着無し、トナー無し、トナーシール巻き取り未完了といったカートリッジ装着状態異常と判断する（Ｓ２１２）。そして、使用できないカートリッジ状態としてユーザーにカートリッジ装着状態警告を報知する（Ｓ２１３）。この事例は、表２の事例６に相当し、パッチ画像２１ａが検知できない場合は、必然的にパッチ画像２１ｂも検知できない状態である。
【００７１】
このように、トナーシール巻き取り完了時間後に感光ドラム両端にパッチ画像を作成し、パッチ画像を検知することによって、カートリッジ装着の有無、トナーシール巻き取り状態等の複数の状態等を同時に判別できる。
【００７２】
つまり、本実施例によれば、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無、現像剤の有無、及び、シール部材除去の成否を判別することが可能である。具体的には、例えば、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無又は現像剤の有無と、シール部材除去の成否と、を判別することができる。
【００７３】
本実施例ではトナー巻き取り未完了を検知した場合には、ユーザーにトナーシール巻き取り未完了警告を報知したが、例えば巻き取り機構を復帰させるために駆動系をいったん逆回転し、その後正回転させトナーシール巻き取り機構の駆動系ギア歯を噛ませ直すといった巻き取り動作の復帰を行う制御等を行ってもよい。
【００７４】
実施例３
本発明に係る画像形成装置の第三の実施例について説明する。実施例３は、実施例２のパッチ画像検知をトナーシール巻き取り途中にも実行することによって、カートリッジ状態を更に詳しく判別する構成である。
【００７５】
本発明の画像形成装置、プロセスカートリッジ等の構成及び動作は、図１、図２、図６に示した実施例１、実施例２におけるプロセスカートリッジを備えた画像形成装置と略同様であり、重複する説明は省略する。図１１に、実施例３に従う画像形成装置の動作のフローチャートを示す。
【００７６】
本実施例では、実施例２と同様に、図９に示すように、画像濃度制御のためにトナー濃度センサー１４ａ、１４ｂを２点設け、ドラムの長手両端近傍から転写した中間転写ベルト上のトナー濃度を測定できるようにしている。また、電源ＯＮ時やドアクローズ時といったカートリッジが画像形成装置本体１００Ａから着脱された可能性がある時に感光ドラム長手上にパッチ画像を２つ作成する。図９に示すように、１つめのパッチ画像２１ａはトナーシール巻き取り上流側に、２つめのパッチ画像２１ｂはトナーシール巻き取り下流側に同時に作成し、センサー１４ａ、１４ｂにて中間転写ベルト１３上に転写されたその２つのパッチ画像の検知を行う。
【００７７】
また、本実施例ではパッチ画像検知シーケンスを２回行うことを基本としている。１回目のパッチ画像検知は、図１０に示すように、開口部１８が半分封止された状態である巻き取り開始からＴｐ１＝３０ｓｅｃ後に、２回目のパッチ画像検知は、図９に示すように、トナーシール５が完全に巻き取られることに要する時間Ｔ＝Ｔｐ２＝６０ｓｅｃを経過すると同時に行っている。
【００７８】
尚、本実施例においてはパッチ画像検知シーケンス中も現像装置１１は駆動しているため、トナーシール巻き取り動作を含んでいる。
【００７９】
画像形成装置１００の電源２６を入れ、カートリッジＰを画像形成装置本体１００Ａに装着し、カートリッジＰにアクセスするためのドアを閉める（Ｓ３０１）。その後、カートリッジＰの駆動と共にトナーシール巻き取り動作が実行される（Ｓ３０２）。所定の時間Ｔｐ１後に感光ドラム１の両端にパッチ画像２１ａ、２１ｂを作成し、中間転写ベルト１３に転写させ、中間転写ベルト上のパッチ画像２１ａ、２１ｂを画像形成装置に設けたトナー濃度検知センサー１４ａ、１４ｂで検知する（Ｓ３０３）。
【００８０】
本実施例では画像濃度制御の為にトナー濃度センサーを２点、即ち、センサー１４ａ、１４ｂを設け、ドラムの長手両端近傍から転写した中間転写ベルト１３上のトナー濃度を測定できるようにしている。
【００８１】
１回目のパッチ画像検知（Ｓ３０３）において、パッチ画像２１ａを検知できた場合（Ｓ３０４にてＹｅｓの場合）は、現像したトナーが正常に転写できているため正常にカートリッジが装着されていると判断する（Ｓ３０５）。この時、図９に示すように、パッチ画像２１ｂも検知できた場合（Ｓ３０６にてＹｅｓの場合）は、２回目のパッチ画像検知シーケンスの実行を要求せず、トナーシール巻き取り終了した中古品と判断する（Ｓ３０７）。そして、以後通常シーケンスを実行する（Ｓ３０８）。
【００８２】
この場合は、１回目のパッチ画像検知に要したトナーシール巻き取り時間Ｔｐ１が、トナーシールを完全に巻き取る時間Ｔに比べて短い状態（Ｔｐ１＜Ｔ）であるにも関わらず両端のパッチ画像が検知できている。従って、図９に示すように、トナーシールが最初から巻き取られていた状態である中古のカートリッジであったということが判別できる。即ち、１回目のパッチ画像検知でパッチ画像２１ａとパッチ画像２１ｂの両方とも検知できた場合は、
（１）カートリッジが正常に装着されている（Ｓ３０５）、
（２）中古のカートリッジである（Ｓ３０７）、
（３）トナーシールは正常に巻き取られている（Ｓ３０７）、
といった複数のカートリッジの状態を同時に判別できる。表３にパッチ画像検知結果一覧を示すが、この場合は、表３の事例７に相当する。
【００８３】
【表３】
2008299139.tif 000005
【００８４】
また、本実施例においてはＴｐ１＝３０ｓｅｃに設定することで、Ｔ＝６０ｓｅｃの半分の時間でトナーシールが完全に巻き取れていることを判断でき、カートリッジが着脱された可能性がある場合でもトナーシール巻き取り時間Ｔを必要としなくてよい。それによって、ユーザーの待機時間を短くすることができる。
【００８５】
また、１回目のパッチ画像検知において、図１０に示すように、パッチ画像２１ａは検知できるもののパッチ画像２１ｂが検知できなかった場合（Ｓ３０６にてＮｏの場合）は、トナーシールが完全に巻き取れていない状態であると判断する。そのため、２回目のパッチ画像検知シーケンスを要求し、トナーシールを巻き取り始めて完全にトナーシールが巻き取られる時間Ｔ＝Ｔｐ２＝６０ｓｅｃ後に２回目のパッチ画像検知を行う（Ｓ３０９）。この時パッチ画像２１ｂが検知できた場合（Ｓ３１２にてＹｅｓの場合）は、トナーシールが完全に巻き取れたと判断する。
【００８６】
尚、この場合は、１回目のパッチ画像検知でトナーシール巻き取り下流側であるパッチ画像２１ｂが検知できなかった後、２回目のパッチ画像検知を実施することでパッチ画像２１ｂが検知できている。そのため、図３に示すように、トナーシールは、トナー容器と現像容器を密封した新品状態であり、正規のトナーシール巻き取り時間Ｔを要して、図１０の状態を経過後、図９の状態になりパッチ画像２１ｂを検知できている。そのため、
（１）カートリッジが正常に装着されている、
（２）新品のカートリッジである、
（３）トナーシールは正常に巻き取られた、
といった３点が同時に判別できる（Ｓ３１３）。この場合は、表３の事例８に相当する。
【００８７】
以後は、例えば濃度制御といった新品カートリッジとしての初期シーケンスを実行する（Ｓ３１４）。
【００８８】
また、２回目のパッチ画像検知において、パッチ画像２１ａは検知できるが（Ｓ３１０にてＹｅｓ）、パッチ画像２１ｂが検知できない場合（Ｓ３１２にてＮｏの場合）は、トナーシールを完全に巻き取る時間Ｔ＝Ｔｐ２＝６０ｓｅｃを経過しているため、以下のカートリッジ状態にある。
（１）カートリッジは正常に装着されている（Ｓ３１１）、
（２）巻き取り軸のギア等の不具合でトナーシールを巻き取れないか、若しくは、トナーシールが途中で切れてしまい、それ以降巻き取られない状態である（Ｓ３１５）、
と判断する。これは、図１０に示す状態であり、トナーシール巻き取り未完了警告としてユーザーに報知する（Ｓ３１６）。この場合は、表３の事例９に相当する。
【００８９】
また、１回目と２回目の両方のパッチ画像検知においてパッチ画像２１ａとパッチ画像２１ｂの両方とも検知できない場合（Ｓ３１０にてＮｏの場合）は、パッチ画像を作成するためのトナーが無い状態、若しくは、カートリッジが装着されていないためパッチ画像を作成できないと判断し（Ｓ３１７）、カートリッジ装着状態警告としてユーザーに報知する（Ｓ３１８）。この場合は、表３の事例１０に相当する。
【００９０】
このように、感光ドラム両端にパッチ画像を複数のタイミングで作成し、パッチ画像を検知することによって、カートリッジ装着の有無、カートリッジの新旧、トナーシール巻き取り状態（即ち、トナーシール除去の成否）等の複数の状態を同時に判別できる。
【００９１】
つまり、本実施例によれば、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無、現像剤の有無、シール部材除去の成否、及び、カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかを判別することが可能である。具体的には、例えば、検知手段の検知結果に基づいて、カートリッジの有無又は現像剤の有無と、シール部材除去の成否と、カートリッジが新品のカートリッジであるか又は既に使用中のカートリッジであるかと、を判別することができる。
【００９２】
上記実施例１〜３においては、本発明に係る画像形成装置は、中間転写ベルト１３を使用した中間転写方式の電子写真フルカラー画像形成装置であるとして説明した。しかし、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではない。
【００９３】
本発明の原理は、当業者には周知の画像形成装置である、記録材担持体により搬送される記録材に直接トナー画像を転写する直接転写方式の画像形成装置においても、実施例１〜実施例３にて説明した本発明の原理を適用し、同様の作用効果を達成し得る。直接転写方式の画像形成装置においては、検知用画像は、上記実施例１〜３における中間転写ベルト１３の代わりに、搬送ベルトなどとされる記録材担持体上に形成し、検知手段（トナー濃度検知センサー）にてこの検知用画像を検知すればよい。
【００９４】
勿論、本発明の原理は、電子写真フルカラー画像形成装置ではなく、当業者には周知のモノカラーの画像形成装置においても、実施例１〜実施例３にて説明した本発明の原理を適用し、同様の作用効果を達成し得る。モノカラーの画像形成装置が中間転写体、記録材担持体を備えていない場合においては、感光ドラム上に形成された検知用画像を検知手段（トナー濃度検知センサー）にて直接検知すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの一実施例の概略構成断面図である。
【図３】トナーシール封止状態と感光ドラムの状態を説明する図である。
【図４】一実施例に係るトナーシール自動巻き取り動作と感光ドラム上のパッチ画像形成を説明する図である。
【図５】トナーシール自動巻き取り動作と感光ドラム上のパッチ画像形成を説明する図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の一実施例のブロック図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の動作を説明する一実施例のフローチャートである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の動作を説明する他の実施例のフローチャートである。
【図９】他の実施例に係るトナーシール自動巻き取り動作と感光ドラム上のパッチ画像形成を説明する図である。
【図１０】他の実施例に係るトナーシール自動巻き取り動作と感光ドラム上のパッチ画像形成を説明する図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の動作を説明する他の実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１          感光ドラム（像担持体）
２          現像ローラ（現像剤担持体）
３          供給ローラ
４          ブレード（現像剤層厚規制部材）
５          トナーシール（シール部材）
６          攪拌部材
７          現像容器（現像室）
８          トナー容器（現像剤収容室）
９          クリーニングブレード
１０        帯電ローラ（帯電手段）
１１        現像装置（現像手段）
１２        露光装置（露光手段）
１３        中間転写ベルト（中間転写体）
１４（１４ａ、１４ｂ）        トナー濃度検知センサー（検知手段）
１５        転写ローラ
１６        二次転写ローラ
１７        トナーシール巻き取り軸（シール部材除去手段）
１８        開口部
１９        巻き取られたトナーシール
２１（２１ａ、２１ｂ）        パッチ画像（検知用画像）
２６        クリーニング装置
１００      画像形成装置
１００Ａ    画像形成装置本体
【図１】
2008299139.tif 000006
【図２】
2008299139.tif 000007
【図３】
2008299139.tif 000008
【図４】
2008299139.tif 000009
【図５】
2008299139.tif 000010
【図６】
2008299139.tif 000011
【図７】
2008299139.tif 000012
【図８】
2008299139.tif 000013
【図９】
2008299139.tif 000014
【図１０】
2008299139.tif 000015
【図１１】
2008299139.tif 000016