(57)【要約】【課題】装置本体をコストダウンした構成においても、装置本体に着脱可能な複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を検知可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段と、駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知手段と、プロセス・カートリッジの装置本体への着脱動作に連動して、プロセス・カートリッジ用に照射されるビーム光路を遮断する遮断部材と、遮断部材によって遮断されるビーム光路中のビームの有無を表す信号に基づいてプロセス・カートリッジの装着の有無を検知するプロセス・カートリッジ有無検知手段と、検知した負荷と前記プロセス・カートリッジ有無検知手段の検知結果とに基づいて、プロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別するプロセス・カートリッジ状態判別手段とを備える。【選択図】図８
2007271757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着した画像形成装置であって、
前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段と、
前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知手段と、
前記プロセス・カートリッジの前記装置本体への着脱動作に連動して、プロセス・カートリッジ用に照射されるビーム光路を遮断する遮断部材と、
前記遮断部材によって遮断されるビーム光路中のビームの有無を検知するビーム検知手段と、
前記負荷検知手段により検知した負荷と、前記ビーム検知手段の検知結果とに基づいて、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別するプロセス・カートリッジ状態判別手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着した画像形成装置であって、
前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段と、
前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知手段と、
前記複数のプロセス・カートリッジが装着されていた場合に各プロセス・カートリッジに流れる電流を測定する測定手段と、
前記負荷検知手段により検知した負荷と、前記測定手段の測定結果とに基づいて、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別するプロセス・カートリッジ状態判別手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動手段はモータを含み、
前記負荷検知手段は、前記モータを一定の回転数で駆動した後の、モータの回転数を表す信号の変化に基づいて負荷の大きさを検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動手段はモータを含み、
前記負荷検知手段は、前記モータを一定の投入電力で駆動した場合に、モータの回転数を表す信号に基づいて負荷の大きさを検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動手段はモータを含み、
前記負荷検知手段は、前記モータを一定の回転数で駆動した場合の、投入電力の大きさを表す信号に基づいて負荷の大きさを検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動手段はモータを含み、
前記負荷検知手段は、前記モータを加速もしくは減速した場合の、投入電力の大きさを表す信号の変化に基づいて負荷の大きさを検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動手段はモータを含み、
前記負荷検知手段は、前記モータへの投入電力を変化させた場合の、モータの回転数を表す信号の変化に基づいて負荷の大きさを検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記モータはＤＣモータであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記複数のカートリッジは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のプロセス・カートリッジであり、
前記制御手段は、前記イエロー及び前記マゼンタ及び、前記シアンの色のプロセス・カートリッジを駆動制御する単一の駆動手段と、前記ブラックの色のプロセス・カートリッジを駆動制御する単一の駆動手段とを含み、
前記遮断部材と前記ビーム検知手段は、少なくとも、前記イエロー、前記マゼンタ、前記シアンのうちの２つの色のプロセス・カートリッジに対して設けられている
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１０】
複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着し、前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段を備えた画像形成装置の各プロセス・カートリッジの装着検知方法であって、
前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知工程と、
前記プロセス・カートリッジに対して画像形成のために照射されるビームの有無を検知するビーム検知工程と、
前記負荷検知工程の検知結果と、前記ビーム検知工程での検知結果、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別する判別工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の各プロセス・カートリッジの装着検知方法。
【請求項１１】
複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着し、前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段を備えた画像形成装置の各プロセス・カートリッジの装着検知方法であって、
前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知工程と、
各プロセス・カートリッジに流れる電流経路の電流値を測定する電流測定工程と、
前記負荷検知工程の検知結果と、前記電流測定工程の測定結果とに基づいて、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別する判別工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の各プロセス・カートリッジの装着検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置およびそのカートリッジの装着検知方法に関し、より詳細には、複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着し、複数のカートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する画像形成装置およびその各カートリッジの装着検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着した、周知の電子写真方式の画像形成装置の構成について説明する。
【０００３】
図１は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタ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である。図において、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの各符号で示す部分はプロセス・カートリッジである。プロセス・カートリッジは、静電潜像を形成する感光ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＣ、１ａＫなどの画像形成用プロセス機器をユニット化したものであり、本体に着脱可能な構成となっている。これには、一次帯電器（不図示）、静電潜像を現像する現像器（不図示）、クリーニング器（不図示）などが含まれる。６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの各符号で示す部分は各プロセス・カートリッジを駆動するモータである。３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各符号で示す部分は、感光ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＣ、１ａＫに形成された静電潜像を記録媒体に転写するための転写ローラである。２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各符号で示す部分は、画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＣ、１ａＫの各々に静電潜像を形成するレーザ・スキャナ・ユニットである。符号５は記録媒体上に転写されたトナー像を永久像として記録紙上に定着する定着器である。定着器５は定着ローラ５ａと加圧ローラ５ｂとから構成される。７は記録媒体を搬送するための搬送ベルトである。
【０００４】
また、画像形成装置１００は、不図示の給紙モータによってカセット４から記録媒体を給紙する。そして、給紙した記録媒体を不図示のベルト駆動モータで搬送ベルトを駆動して搬送して感光ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＣ、１ａＫ上上のトナー像を夫々記録媒体に転写する。その後、不図示の定着駆動モータによって定着ローラ５ａを駆動して、記録媒体上に転写されたトナー像を所定温度で加熱するとともに、加圧ローラ５ｂで加圧して記録媒体にトナー像を定着させてから記録媒体を装置外に排出する。
【０００５】
なお、上述した符号中で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとは、各々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表し、これによって数字で表される部分がこれらの色用であることを示している。
【０００６】
転写動作及び定着動作は、例えば、記録媒体の種類（普通紙、厚紙、ＯＨＴ等）に応じた最適な転写条件、及び定着条件で行われる。また、転写ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ及び定着ローラ５ａを流れる電流を測定してその結果に基づいて、最適な転写及び定着条件により行うこともできる。
【０００７】
感光ドラム、搬送ベルト、定着ローラ等は、画像形成装置の使用とともに劣化していく消耗部材であり、感光ドラム、搬送ベルト、定着ローラそれぞれの寿命に達した時点で交換する必要がある。そのため、ユーザが簡単に交換できるように、画像形成装置本体に着脱可能なユニットとすることが一般的に行われている。
【０００８】
例えば、感光ドラムおよび現像器をユニット化した現像ユニット（所謂プロセス・カートリッジ）や、搬送ベルトをユニット化したベルト・ユニット、また、定着器をユニット化した定着ユニットなどである。
【０００９】
しかし、これらのユニットを交換式としたことで、ユニット毎の個体差による画像への影響が問題となっている。つまり、ユニットが自由に交換されるため、交換されたユニットのそれぞれで劣化状況が異なるため、それぞれ個体差によって形成される画像濃度等に差がでてしまうことが発生する。そのため、ユニットに所定の情報を記憶するメモリ等の記憶手段を設け、そのユニットの固有の特性情報を記憶させておくことが行われている。画像形成時に、その情報に基づいて、ユニットの特性にあった画像形成制御が実行される。これにより、安定した画像を得ることができるようになる。
【００１０】
また、画像形成装置の起動直後の所定時間はその後と異なる設定で動作させ、これにより安定した画像を得ることも行われている。
【００１１】
したがって、ユニットを交換式にしたことで、この交換式のユニットの有無を判断する手段が必要となった。また、カラー画像形成装置においては、複数のプロセス・カートリッジが存在する為、複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの有無を判断する手段も必要となった。これは、エラー処理のため、あるいはより安定した画像を得るための各種制御やその設定を変更するためのきっかけを得る必要から生じたものである。
【００１２】
プロセス・カートリッジの有無を判断する方法として、たとえば、特許文献１に記載されているように、プロセス・カートリッジを駆動するためのモータの負荷トルクを測定して、プロセス・カートリッジの有無を判断する技術が提案されている。また、特許文献２には、プロセス・カートリッジの装置本体への着脱に連動して、画像光の途中に配置されたシャッター部材によって画像光を遮断する構成が開示されている。この画像光の遮断される光路中に配置された検知センサで画像光が検知されない場合に、装置本体内にプロセス・カートリッジが無いことを検知する技術が提案されている。
【００１３】
また、プロセス・カートリッジの交換やこれに関連して安定した画像を形成することについては、特許文献３に記載されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−０７２７７３号公報
【特許文献２】特開平０３−０８４５６２号公報
【特許文献３】特開平２００２−４９２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
近年、従来一つの駆動モータによって一つのプロセス・カートリッジを夫々駆動していたものを、単一のモータで複数のプロセス・カートリッジの全てを駆動する構成にして、モータの数を削減して装置本体のコストダウンを実現している。また、従来一つのレーザ・スキャナ・ユニットによって、一つの感光ドラムにレーザを照射していたのを、一つのレーザ・スキャナ・ユニットによって、複数の感光ドラムにレーザを照射する構成にしてコストダウンを実現している。この構成によれば画像書き出しタイミングを検知するためのＢＤ（Beam Detect）センサや、ポリゴン・ミラー、スキャナ・モータの数を減らすことが可能になり、コストダウンを実現することが可能となる。
【００１６】
しかし、このようなコストダウンした構成を採用したことで、以下のような問題が発生した。従来、一つの駆動モータにより一つのプロセス・カートリッジを駆動していたため、複数のカートリッジの夫々の有無を夫々の駆動モータのトルクによって判断することが可能であった。しかしながら、一つの駆動モータにより複数のプロセス・カートリッジを駆動する構成となっているため、トルクを検知するだけでは、複数あるプロセス・カートリッジのどのプロセス・カートリッジが装着されているかが判断できない。
【００１７】
また、前述した従来技術にあるように、各プロセス・カートリッジ毎に備えられていた画像光を検知するセンサ（ＢＤセンサ）も、ある特定のカートリッジに対してしか搭載されていない構成となる。たとえば、１つのポリゴン・ミラーで複数のプロセス・カートリッジに対応させ、各ポリゴン・ミラーに１つのＢＤセンサを設けるようにした場合である。この場合、ポリゴン・ミラーを２つの色用に共有する場合は、その一方の色用にしか搭載されない。これでは、ＢＤセンサを搭載していない色用のカートリッジについてしかプロセス・カートリッジの着脱（有無）を判断することができない。
【００１８】
このような事態を防ぐために、カートリッジの装着や非装着を検知するための専用のフォト・センサなどの検知センサを使用することが考えられる。しかし、専用のセンサを設けてしまうと、センサ数が増えてしまうため装置本体のコストアップ、消費電力の増大を招くことになる。
【００１９】
しかし、以上のような専用のセンサを用いたとしても、このエラー処理の仕様によってはプリント動作しないこともあり得る。たとえば、各ユニット有無検知用の専用のセンサが故障した場合は、ユニットが装着されているにも関わらず、ユニット無しと判別されてエラー処理が実行されてしまう場合である。このようにプリンタにとって致命的な故障でないにも関わらず、プリント動作できなくなるのは、ユーザビリティの観点から好ましいものではない。
【００２０】
各カートリッジの装着状況を知ること、言い換えれば各カートリッジの交換を検知することは、その後の安定した画像形成を実行する上で不可欠な事項となっている。
【００２１】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、装置本体をコストダウンした構成においても、装置本体に着脱可能な複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を検知可能な画像形成装置及びユニット検知装置及びユニット検知方法を提供することを目的とする。具体的には、複数のプロセス・カートリッジのそれぞれのユーザによる交換の有無を、効果的に、効率的に検知することが可能な画像形成装置及びユニット検知装置及びユニット検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、このような目的を達成するために、複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着した画像形成装置であって、前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段と、前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知手段と、前記プロセス・カートリッジの前記装置本体への着脱動作に連動して、プロセス・カートリッジ用に照射されるビーム光路を遮断する遮断部材と、前記遮断部材によって遮断されるビーム光路中のビームの有無を検知するビーム検知手段と、前記負荷検知手段により検知した負荷と、前記ビーム検知手段の検知結果とに基づいて、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別するプロセス・カートリッジ状態判別手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
また、複数のプロセス・カートリッジを着脱可能に装着した画像形成装置であって、前記複数のプロセス・カートリッジを単一の駆動手段により駆動制御する制御手段と、前記駆動手段による駆動制御時の負荷を検知する負荷検知手段と、前記複数のプロセス・カートリッジが装着されていた場合に各プロセス・カートリッジに流れる電流を測定する測定手段と、前記負荷検知手段により検知した負荷と、前記測定手段の測定結果とに基づいて、前記複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を判別するプロセス・カートリッジ状態判別手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、コストダウンした装置構成においても、画像形成装置としての本来的に備わる信号から動作状況を検知するように構成したことにより、プロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態を確実に検知することが可能となる。これにより、長期間にわたり、安定した画像を形成する処理を実行することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適ないくつかの実施形態について、特にプロセス・カートリッジのモータ駆動と、ポリゴン・ミラーやＢＤセンサを含むレーザ・スキャナ・ユニットについて詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成について図２、図３、図６、図７を用いて説明する。なお図１で説明した装置構成および動作と同様の部分については説明を省略する。
【００２７】
図２は、本発明の第１の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。図２において、従来例の図１と異なる点は、２つあり、その１つは、３つのプロセス・カートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを一つのモータ６ＹＭＣで駆動している点である。つまり、３つのプロセス・カートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの感光ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＫなどを一つのモータ６ＹＭＣで駆動する構成となっている。なお、プロセス・カートリッジ１Ｋはモータ６Ｋによって駆動される構成である。もう一つの点は、およびレーザ・スキャナ・ユニットを２つとし、そのうちの１つが１Ｙと１Ｍ、もう一つが１Ｃと１Ｋのプロセス・カートリッジ用に設けられている点である。この図２の構成は、モノクロ・モード時は、１つのモータと１つのレーザ・スキャナ・ユニットのみを使用し、カラー・モードの時は２つのモータと２つレーザ・スキャナ・ユニットを使用することによって、モノクロ・モード時の動作を効率化する構成である。
【００２８】
（プロセス・カートリッジのモータ駆動について）
図２の６ＹＭＣおよび６ＫのモータにはＤＣブラシレス・モータが使用される。図３は、このＤＣブラシレス・モータの構成例を示す図である。ＤＣブラシレス・モータ５０はＵ、Ｖ、Ｗの３相スター結線されたコイル５１とロータ５２をもつ。さらにロータの位置検出手段としてロータの磁極を検知する３個のホール素子５３を備え、その出力はアンプ５４で増幅される。また、ロータの外周上に設けられた磁気的パターン５５と磁気センサ５６からなる回転速度を検知する手段を有し、その出力はアンプ５７で増幅されて、速度制御部６０に入力される。
【００２９】
符号７０はＤＣブラシレス・モータを駆動するドライバ回路であり、ハイ側のトランジスタ７１とロー側のトランジスタ７２を各３個備えており、それぞれコイル５１のＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。符号５８は通電を制御する通電ロジック回路である。また、符号８０は電流リミッタ回路部である。
【００３０】
通電ロジック回路は、ホール素子５３が発生するロータ位置信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷにより、ロータの位置を特定し、相切り替え信号を生成する。相切り替え信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷ、ＬＵ、ＬＶ、ＬＷは、ドライバ回路の各トランジスタをオン／オフ制御して励磁する相を順次切り替えてロータを回転させる。
【００３１】
速度制御部６０は、Ｆ／Ｖコンバータ６１でモータ回転数に比例した電圧を生成したのち、比較器６２で生成した電圧と基準電圧と比較し、その差動出力を得る。また、ＰＬＬ部６３によりモータ回転周波数信号と基準周波数信号を位相比較し、位相のずれに応じた出力を得る。さらに、この２つの出力を混合器６４で混合し、ＰＷＭ信号生成器６５でＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は通電ロジック回路に入力され、通電ロジック回路はＰＷＭ信号に基づいてモータの回転速度（別表現では、トルク）を制御する。
【００３２】
電流リミッタ回路部は検出抵抗８１により、駆動電流を電圧に変換し、比較器８２で変換した電圧と基準電圧とを比較する。比較した結果、変換した電圧が基準電圧より大きかった場合、モータの駆動を停止するように通電ロジック回路に信号を出力する。
【００３３】
なお、図３から明らかなように、このモータ駆動は、回転速度を表す信号を駆動部に帰還するループを備えることにより、所定の負荷の範囲内で、あらかじめ定めた回転数で、その位相があらかじめ定められた位相となるようにする構成である。また、一般に、このような駆動回路は、帰還するループをオープンにする機能も有しており、外部から様々な方法で様々に制御することが可能となっている。
【００３４】
本実施形態では、モータの回転速度を検出する不図示の機能を有しており、この機能は図３のＦ／Ｖコンバータの出力をＡ／Ｄ変換したり、あるいは、ＦＶコンバータの入力パルスを所定時間カウントすることによって実現することも可能である。この場合、Ａ／Ｄ変換後の値、あるいはカウンタ値は、モータの回転速度を表す値、あるいは回転速度に比例する値として、マイクロ・プロセッサなどによって使用することができる。
【００３５】
次に、図４、図５を用いて本実施形態におけるカートリッジ装着状態検知シーケンスを説明する。図４は、負荷トルクによるモータの回転速度の減衰を示す図であり、図５は、第１の実施形態における検知したモータ負荷トルクから装着されているプロセス・カートリッジの個数を判定するフローチャートである。ここでは、イエロー、マゼンタ、シアンの３つのプロセス・カートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを駆動するモータ６ＹＭＣの負荷の大きさを検出し、これからカートリッジの装着状態、すなわち装着個数を検知する場合について説明する。なお、このシーケンスは、画像形成装置内の各機器（たとえば、図３のモータ駆動部や、高圧電源の設定、搬送用モータ、レーザ・スキャナ・ユニットなど、各種の設定）の制御を実行するＣＰＵ（エンジン・コントローラ）によって実行される。
【００３６】
プロセス・カートリッジの装着状態検知シーケンスがスタートすると、まずステップＴ１で、モータ６ＹＭＣを一定の投入電力で駆動するようにＰＷＭ値を設定する。本実施形態では、たとえば、ＰＷＭ値＝１００と設定する。その後、モータ６ＹＭＣの駆動が開始されてモータ６ＹＭＣが定常回転になった後に、駆動を停止するようにＰＷＭ値（＝０）を設定する。そしてステップＴ２で、所定時間ウェイトする。この間、プロセス・カートリッジに対して駆動の伝達が遮断されて、ＤＣブラシレス・モータが惰性で回転して回転速度が下がる。
【００３７】
次に、ステップＴ３では、所定時間ウェイト後、モータ６ＹＭＣの速度を検知する。この時点で、図４のように、装着されているプロセス・カートリッジの個数によって、モータ６ＹＭＣにかかる負荷が異なるのでモータ６ＹＭＣの、所定の回転数からの速度減衰カーブが異なってくる。この図４は、モータの速度減衰の度合いを示すもので、モータの駆動停止後の時間の経過とそのときのモータ速度との関係を示している。所定時間ウェイト後のモータ６ＹＭＣの速度を検出する。検出した速度が、あらかじめ設定されたしきい値１よりもモータ速度が低い場合には、プロセス・カートリッジが３個、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの３つのプロセス・カートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃが全て装着されていると判断する。
【００３８】
また、ステップＴ３で、モータ速度がしきい値１よりも速い場合には、ステップＴ４で、モータ速度がしきい値２よりも低いか否かを判断する。そして、しきい値２よりもモータ速度が低い場合には、プロセス・カートリッジが２個、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの内、少なくとも２つのプロセス・カートリッジ（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃのいずれか２つ）が装着されていると判断する。
【００３９】
また、ステップＴ４で、モータ速度がしきい値２よりも速い場合には、ステップＴ５でモータ速度がしきい値３よりも低いか否かを判断する。そして、図４のしきい値３よりもモータ速度が低い場合には、プロセス・カートリッジが１個、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの内、少なくとも１つのプロセス・カートリッジ（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃのいずれか１つ）が装着されていると判断する。
【００４０】
また、ステップＴ５で、モータ速度がしきい値３よりも速い場合には、どのプロセス・カートリッジも装着されていないと判断する。
【００４１】
上述したように、モータ６ＹＭＣの駆動を停止してから所定時間後のモータ速度を検出することによって、装着されているプロセス・カートリッジの個数を判別することが可能である。
【００４２】
同様に、モータ６Ｋの駆動を停止してから所定時間後のモータ速度を検出することによって、装着されているプロセス・カートリッジの個数、すなわち、プロセス・カートリッジ１Ｋの装着状況を判別することが可能である。
【００４３】
（レーザ・スキャナ・ユニットの構成）
図２のレーザ・スキャナ・ユニット２ＹＭ、２ＣＫは同一構成であるので、一方のスキャナー・ユニット２ＣＫの構成について詳細に説明し、スキャナー・ユニット２ＹＭについては、補足説明する。
【００４４】
図６は本実施形態のスキャナー・ユニット２ＣＫの構成を示す図である。図６において、１０１および１０２はレーザ・ダイオードであり、エンジン・コントローラで生成されたビデオ信号に基づいたレーザ光を、感光ドラム１ａＫ及び１ａＣ上に走査していく。ここでは、１０１を第１のレーザ・ダイオード（ＬＤ１）、１０２を第２のレーザダイオード（ＬＤ２）とする。
【００４５】
１０３はレーザ光を偏向走査する手段としてポリゴン・ミラーであり、図示しないモータで図中の矢印Ａの方向に一定速度で回転するように制御され、レーザ・ダイオードＬＤ１及びＬＤ２からのビームを反射面で反射しながら走査する。前記のモータはエンジン・コントローラから速度制御信号の加速信号と減速信号で一定速度になるように回転する。
【００４６】
１０６は、レーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）の走査路上にあって、感光ドラム上のレーザ光の露光開始位置（画像の書き出し位置）の基準となる水平同期信号を生成する他のセンサである。このセンサは、レーザ・ビームが入射されると信号を発生する光学センサであり、以降ＢＤ（Beam Detect）センサと呼ぶ。図から判断されるように、このＢＤセンサは、画像形成する走査部分に先立って走査される領域に存在する。なお、この図では、ＢＤセンサはレーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）の走査路上にのみあり、他方のレーザ・ダイオードＬＤ１（１０１）の走査路上には設けられていない。言い換えれば、レーザ・ダイオードＬＤ１から出射したビームがポリゴン・ミラー１０３によって反射されて、ＢＤセンサ１０６に到達することはないようになっている。
【００４７】
レーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）から発光したレーザ・ビームは、ポリゴン・ミラー１０３により反射されながら走査され、折り返しミラー１０５でさらに反射され、感光ドラム１ａＣ上を図中の右から左方向に走査する。
【００４８】
なお、実際にはレーザ・ビームは感光ドラム上に焦点を合わせるため、あるいはレーザ・ビームを拡散光から平行光に変換するため、不図示の各種レンズ郡を経由しているが、その構成は周知の構成であるため説明は省略する。
【００４９】
画像形成装置にはホスト・コンピュータからの画像データを受信して受信したデータ変換処理する機能及び印字指令を行うビデオ・コントローラ（不図示）を有している。また、ビデオ・コントローラからの印字指令を受け取って、印刷動作を実行及び制御するエンジン・コントーラ（不図示）を有している。
【００５０】
このビデオ・コントローラはＢＤセンサ１０６の出力信号を検知してから所定時間後に、印字する画像データに基づくビデオ信号をエンジン・コントローラに対して送信する。エンジン・コントローラはビデオ信号に基づいてレーザ・ビームを発光させて感光ドラム上をレーザ・ビームで走査する。ＢＤセンサからの出力信号を基準にレーザ・ビームを発光させることによって画像の主走査方向の書き出し位置が常に一致することになる。
【００５１】
一方、レーザ・ダイオードＬＤ１（１０１）についても、レーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）と同様に感光ドラム１ａＫ上に静電潜像を形成する。
【００５２】
ここで、水平同期信号の出力に関して、レーザ・ダイオードＬＤ１（１０１）の走査路上にＢＤセンサは設けられていないので、レーザ・ダイオードＬＤ１（１０１）用の水平同期信号は、エンジン・コントローラが擬似的に生成する。
【００５３】
レーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）用のＢＤセンサからの水平同期信号を所定時間遅延させた信号を生成する。この信号を以下の説明では、擬似水平同期信号と言う。
この疑似水平同期信号の発生について図７を用いて説明する。図７は、図６に示す構成で、ＢＤセンサからの水平同期信号を所定時間遅延させて画像書き出しを開始することを説明する図である。
【００５４】
なお、スキャナー・ユニット２ＹＭの構成は、図６における感光ドラム１ａｋが感光ドラム１ａＭとなり、感光ドラム１ａＣが感光ドラム１ａＹとなる以外は同様な構成である。したがって、ＢＤセンサは、１Ｃおよび１Ｙ用にのみ設けられることになる。
【００５５】
図７において、符号７０１は、従来方法によるＬＤ１用のＢＤセンサが配置されていた位置である。本来であればこの位置にＢＤセンサを配置し、このＢＤセンサの出力信号から所定タイミングｔｃ後に画像を書き出せば、正しい位置から画像が書き出されるのである。
【００５６】
レーザ・ダイオードＬＤ１、ＬＤ２から発光された光はポリゴン・ミラーで反射されて感光ドラムに照射される。本実施形態においては反射面が４面のポリゴン・ミラーを用いている。
【００５７】
このＬＤ１用のＢＤセンサを設けない構成の場合、単にＬＤ２の水平同期信号をそのままＬＤ１用の水平同期信号として使用すると、ＬＤ２の主走査方向の画像書き出し位置がＬＤ１の主走査方向の画像書き出し位置毎にずれてしまう。さらに、このずれは、ポリゴン・ミラーの各面（４面）ごとに異なるのが通常である。
【００５８】
そこで、ＬＤ２の水平同期信号を１ＢＤ周期分遅延させた信号を発生させて、ＬＤ１の水平同期信号とする。ここで、ＢＤ周期とは、ＬＤ１の水平同期信号の発生周期の平均周期である。このようにして発生させたＬＤ１用の水平同期信号からｔｃだけ遅らせたタイミングにて、画像書き出しを行うことで正しい位置で画像書き出しを行うことができる。ここで、１ＢＤ周期とは、ＬＤ１が感光ドラムを走査するポリゴン面と同じポリゴン面でＬＤ２側で発生させたＢＤ信号から、ＬＤ１用の水平同期信号を発生することを意味する。この処置は、ポリゴン・ミラーが正確な四辺形でもなく、またその回転中心がこの四辺形の正確な中心でもないことからのものであり、しかし回転数が一定の場合に、図の場合ＢＤ周期は、４周期毎に同じ値をとる。
【００５９】
このようにして、ＢＤセンサ１０６を有している側のレーザ・ダイオードＬＤ２（１０２）によるシアン色に対応する画像が感光ドラム１ａＣ上に形成される。また、ＢＤセンサ１０６を有していない側のレーザ・ダイオードＬＤ１（１０１）によるブラック色に対応する画像が感光ドラム１ａＫ上に形成される。本実施形態ではシアン色用はＢＤセンサを有していて、ブラック色用はＢＤセンサを有していない構成で説明した。しかし、その逆で、シアン色用はＢＤセンサを有していなく、ブラック色用はＢＤセンサを有している構成にしても良い。
【００６０】
スキャナー・ユニット２ＣＫ２０５と同様な構成であるスキャナー・ユニット２ＹＭについては、マゼンダ色用はＢＤセンサを有していなく、イエロー色用はＢＤセンサを有する構成である。しかし、その逆で、イエロー色用はＢＤセンサを有さず、マゼンダ色用はＢＤセンサを有する構成としても良い。
【００６１】
本実施形態では、上述したように、モータ６ＹＭＣにより駆動されるイエロー、マゼンタ、シアンのプロセス・カートリッジの内、イエロー、シアンについてはＢＤセンサを有しており、マゼンタにはＢＤセンサを有していない構成となっている。
【００６２】
また、プロセス・カートリッジの着脱に連動して、上記ＢＤセンサの光路を遮断するシャッター部材が取り付けられており、プロセス・カートリッジがない場合には、ＢＤセンサにはレーザ光は入射しない構成となっている。本実施形態の場合、イエロー、シアンについてＢＤセンサを設けているので、イエロー、シアンのプロセス・カートリッジがない場合にはＢＤセンサにはレーザ光は入射しないことになる。
【００６３】
このような構成を踏まえた上で、モータ６ＹＭＣの駆動を停止してから所定時間後のモータ速度を検出して、プロセス・カートリッジの装着個数を判別した後に、非装着のプロセス・カートリッジを特定するシーケンスについて図８及び図９を用いて説明する。
【００６４】
図８は、モータ６ＹＭＣの速度を検出して、装着されていないプロセス・カートリッジが一つ（装着されているプロセス・カートリッジが２つ）と判断した場合のシーケンスである。
【００６５】
装着されていないプロセス・カートリッジが一つの場合の制御がスタートし、ステップＳ１で、スキャナ・モータを駆動して、所定時間ウェイトする。そして、ステップＳ２で、この所定時間の間にＢＤセンサにより水平同期信号をモニタする。ここで、スキャナー・ユニット２ＹＭにおける水平同期信号がモニタできなければ、スキャナー・ユニット２ＹＭのイエロー用のレーザ・ビームによる水平同期信号が検出できないのであるから、イエロー用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００６６】
ステップＳ３で、スキャナー・ユニット２ＹＭにおける水平同期信号がモニタできた場合であって、スキャナー・ユニット２ＣＫにおける水平同期信号がモニタできなければ、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断できる。
【００６７】
ステップＳ４では、スキャナー・ユニット２ＹＭ、２ＣＫにおける水平同期信号がモニタできているので、イエロー用、シアン用のプロセス・カートリッジは装着されているため、マゼンタ用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断できる。
【００６８】
図９は、モータのトルクを検出して、装着されていないプロセス・カートリッジが２つ（装着されているプロセス・カートリッジが１つ）と判断した場合のシーケンスである。装着されていないプロセス・カートリッジが一つの場合の制御がスタートし、ステップＶ１で、スキャナ・モータを駆動して、スキャナ・モータする。そして、ステップＶ２で、この所定時間の間にＢＤセンサにより水平同期信号をモニタする。ここで、スキャナー・ユニット２ＹＭにおける水平同期信号がモニタできた場合は、イエロー用のプロセス・カートリッジが装着されていることになる。つまり、マゼンタ用、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００６９】
ステップＶ３で、スキャナー・ユニット２ＹＭにおける水平同期信号がモニタできなかった場合は、ステップＶ４で、スキャナー・ユニット２ＣＫにおける水平同期信号がモニタできれば、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていることになる。つまり、イエロー用とマゼンタ用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００７０】
ステップＶ４で、スキャナー・ユニット２ＣＫにおける水平同期信号がモニタできなければ、イエロー用とシアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００７１】
上述したように、モータの速度を検出するプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスによって、装着されているプロセス・カートリッジの個数が特定できる。さらに、水平同期信号をモニタすることで、どのプロセス・カートリッジが装着されているか否かの特定が可能となる。
【００７２】
なお上記判断の結果は、画像形成装置に設けられたオペレーション、パネル（不図示）や、画像形成装置に接続されたコンピュータ（不図示）等に出力されてユーザに通知される。
【００７３】
本実施形態では、モータの速度を検出するプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスを先に行い、その後、水平同期信号をモニタする制御について説明した。しかし、この２つの検出シーケンスを同時に行っても良いし、ＢＤ信号をモニタした後に、モータの速度を検出するプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスを行っても良い。
【００７４】
また、本実施形態はイエロー、マゼンタ、シアンのプロセス・カートリッジを一つのモータ６ＹＭＣにより駆動し、イエロー用、シアン用の水平同期信号をモニタするＢＤセンサを設ける構成とした。しかし、一つのモータで駆動するプロセス・カートリッジの個数をｎ（ｎ＞＝２）とし、水平同期信号をモニタするＢＤセンサの数をｎ−１とする構成であれば、本実施形態が適用可能である。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、ＢＤセンサの数を減らしてコストダウンを実現した本体構成においても、詳細に複数のプロセス・カートリッジのそれぞれの装着状態（装着の有無）を検出することができる。
【００７６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
【００７７】
なお、本実施形態における画像形成装置の構成及び制御システムの概略構成は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。また本実施形態において、第１の実施形態で説明したモータを用いたプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスについては同様であるので説明は省略する。
【００７８】
図１０〜図１４に基づいて本発明の第２の実施形態について詳細を説明する。
【００７９】
図１０は本実施形態におけるカラー画像形成装置の一例としてのレーザ・プリンタに使用する転写前帯電バイアス回路および転写バイアス回路の配線略図である。図１１は、図１０中の１つの画像形成部について着目した配線略図である。図１２は、転写電流を検出する回路の説明図を示している。図１３および図１４は、転写電流を検知することによってプロセス・カートリッジの状態検知を行う手順に関するフローチャート図である。
【００８０】
図１０の符号３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）は４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）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る。この回路によって感光体ドラム１ａＹ、１ａＭ、１ａＣ、１ａＫ上に形成された各色のトナー像を、記録媒体上に順次重畳転写するために各転写ローラ３に転写電圧が印加される。
【００８１】
これらの転写正バイアス回路は、制御回路２８からの、ＰＷＭクロック信号Ｓ２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）のオン幅に応じた高圧電圧を可変出力可能となっている。制御回路２８は、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、これらの出力電圧を所定値にコントロールする。
【００８２】
第１色目であるイエローの画像形成部の転写負バイアス回路３２aから所定の高圧電圧が出力されると、それに伴う第１色目の転写電流I２８aの大半は、転写負荷２９aである転写ローラ４aから転写紙１４、感光体ドラム１aＹへ流れ、グランドに流れる。
グランドに流れた第１色目（イエロー）の転写電流I２８aは、電流検出回路３１ａ、転写負バイアス回路３２aを介して転写正バイアス回路３０aに戻る電流ループを辿る。
同様に第２〜第４の画像形成部（マゼンタ、シアン、ブラック）においても転写電流Ｉ２８ｂ、Ｉ２８ｃ、Ｉ２８ｄが流れる。本実施形態では、イエローの画像形成部と、シアンの画像形成部に電流検出回路３１ａ、３１ｂを設けている。
【００８３】
３２（３２ａ，３２ｃ）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２８のＰＷＭ信号Ｓ２９（Ｓ２９ａ，Ｓ２９ｃ）により可変制御可能な構成となっており、主に感光ドラム上の残トナー（廃トナー）をクリーニングするために用いられる。
【００８４】
図１２を用いて、ＯＰ−ＡＭＰ４１を利用した転写電流検出回路３１ａの動作について以下に説明する。
【００８５】
転写電流I２８ａは、電流検出回路のＯＰ−ＡＭＰ４１のグランドから出力端子、保護抵抗４３、抵抗３９と図中の矢印に示すように流れる。ＯＰ−ＡＭＰ４１の＋端子は、インピーダンス整合用抵抗４２によりグランドに接続されている。ＯＰ−ＡＭＰ４１の＋端子と−端子は、一般にイマジナリー・ショート（仮想ショート）と考えられるから、−端子もグランド電位（プラス端子の電位）と考えることができる。転写電流I２８ａが流れると、このＯＰ−ＡＭＰの−端子の仮想グランドを基準に、Ｖｉの電圧が生じる。このＶｉは、転写電流をＩｔｒ、抵抗３９をＲａとおくと次式で現される。  
Ｖｉ≒Ｉｔｒ×Ｒａ
【００８６】
したがって、電流検出回路３１aからの出力信号Ｓ３０の値は、Ｖｉとなり、結果として電流検出回路は第１の画像形成部に流れる転写電流I２８ａの大きさをアナログ電圧に変換する。
【００８７】
転写電流検出器３１ａから出力された出力信号Ｓ３２は、制御回路２８内のＡ／Ｄポートへ送信される。制御回路２８は出力信号Ｓ３０をもとにデジタル変換し転写電流値を演算する。
【００８８】
イエロー用のプロセス・カートリッジが装着されていない場合は、図１０において転写負荷２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄの中の２９ａに対する感光ドラム１ａＹが装着されていない場合である。つまり、転写電流Ｉ２８ａがほとんど流れず、イエロー用のプロセス・カートリッジが装着されている状態に比べて小さい電流値となる。
【００８９】
このような転写電流による検出方法を用いることを前提に、モータ６ＹＭＣの駆動停止後の所定時間後にモータ速度を検出し、非装着のカートリッジの個数を判別した後に、非装着のカートリッジを特定するシーケンスについて、図１３と図１４を用いて説明する。
【００９０】
図１３は、モータの速度を検出した結果、装着されていないプロセス・カートリッジが１つ（装着されているプロセス・カートリッジが２つ）と判断した場合のシーケンスである。
【００９１】
装着されていないプロセス・カートリッジが１つの場合の制御（ＣＲＧ１つ無し判断制御）がスタートし、ステップＷ１で転写電圧を印加して、ステップＷ２で所定時間ウェイトする。この所定時間の間に印加された転写電圧により転写負荷に対して転写電流が流れるまでに十分な時間ウェイトする。そして、ステップＷ３で、イエロー用の転写ローラ（３Ｙ）から感光ドラム（１ａＹ）に流れる転写電流値が所定値以上の値でなければ、イエロー用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。また、ステップＷ３で、転写電流値が所定値以上の値である場合は、ステップＷ４で、シアン用の転写ローラ（３Ｃ）から感光ドラム（１ａＣ）に流れる転写電流値が所定値以上であるかを判定する。ステップＷ４で、転写電流値が所定値以上でない場合は、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。またステップＷ４で、転写電流値が所定値以上である場合は、マゼンタ用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００９２】
図１４は、モータ速度を検出して、装着されていないプロセス・カートリッジが２つ（装着されているプロセス・カートリッジが１つ）と判断した場合のシーケンスである。
【００９３】
装着されていないプロセス・カートリッジが２つの場合の制御（ＣＲＧ２つ無し判断制御）がスタートし、ステップＸ１で転写電圧を印加して、ステップＸ２で所定時間ウェイトする。この所定時間の間に印加された転写電圧により転写負荷に対して転写電流が流れるまでに十分な時間ウェイトする。そしてステップＸ３で、イエロー用の転写ローラ（３Ｙ）から感光ドラム（１ａＹ）に流れる転写電流値が所定値以上の値である場合は、マゼンタ用、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。また、ステップＸ３で、転写電流値が所定値以上の値でなければ、ステップＸ４でシアン用の転写ローラ（３Ｃ）から感光ドラム（１ａＣ）に流れる転写電流値が所定値以上であるか否かを判定する。そして、ステップＸ４で、転写電流値が所定位置以上である場合は、イエロー用、マゼンタ用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。また、ステップＸ４で、転写電流値が所定値以上でない場合は、イエロー用、シアン用のプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【００９４】
以上説明したように、モータ速度を検出したプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスによって、装着されているプロセス・カートリッジの個数が特定できる。そして、転写電流を検出することで、どのプロセス・カートリッジが装着されているかの特定が可能となる。
【００９５】
本実施形態は、モータ速度を検出したプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスを先に行い、その後、転写電流を検出する制御について説明した。しかし、この２つのシーケンスは同時に行っても良いし、転写電流を検出した後に、モータ速度を検出したプロセス・カートリッジ装着状態検知シーケンスを行っても良い。
【００９６】
また、本実施形態はイエロー、マゼンタ、シアンのプロセス・カートリッジを１つのモータ６ＹＭＣにより駆動し、イエロー、シアンの画像形成部における転写電流を検出する構成について説明した。しかし、１つのモータで駆動するプロセス・カートリッジの個数をｎ（ｎ＞＝２）、転写電流を検出するステーションの数をｎ−１とする構成であれば、本実施形態が適用可能である。
【００９７】
以上、本実施形態によれば、ＢＤセンサの数を減らしてコストダウンを実現した本体構成においても、詳細に複数のプロセス・カートリッジの装着状態（装着の有無）を検出することができる。
【００９８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
【００９９】
なお、本実施形態における画像形成装置の構成及び制御システムの概略構成は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【０１００】
第１と第２の実施形態では、モータ負荷トルクを検知するために、モータの速度（単位時間あたりの回転数）を検出していた。本実施形態では、モータを閉ループ、すなわち、磁気センサ５６から速度制御部６０への信号ラインを有する形で制御し、一定の回転数で駆動する際の投入電力の大きさを表す信号から、モータの負荷トルクを検知する。なお、投入電力を表す信号は、速度制御部の出力のＰＷＭ信号を使用し、このＰＷＭ値により投入電力の大きさを検知する。
【０１０１】
しかしながら、駆動される負荷側の構造的な回転位置に応じて、負荷は変動するのが常であり、したがって、次に示すような処理をして、その変動の平均、言い換えればサンプリングしたＰＷＭ値の平均値を示す値、あるいは積算値を示す値を算出するようにする。
【０１０２】
具体的なプロセス・カートリッジの装着状態検知シーケンスについて図１５を用いて説明する。
【０１０３】
プロセス・カートリッジの装着状態検知シーケンスがスタートすると、ステップＹ１で、モータ６ＹＭＣを一定の回転数で駆動するように、速度制御部に最終目標回転数を設定する。そして、モータ６ＹＭＣが定常回転になった後に、ステップＸ２で、カウンタに所定のカウント値を設定するとともに、ＰＷＭ値加算用変数αを０にクリアする。ここで、αは、サンプリングしたＰＷＭ値の積算結果を格納する場所でもある。その後、ステップＹ３で、一定周期ごとに、ＰＷＭ値加算用変数αにＰＷＭ値を加算していく。そして、ステップＹ４では、カウンタのカウント値を減算する。ステップＹ５では、減算してカウント値が０になったか否かを判定する。０になっていない場合は、Ｙ３とＹ４の処理を繰り返す。そしてカウント値が０になった時点で、ＰＷＭ値の加算を終了する。この時点で、変数αには、積算値であるが、駆動電力の時間的な平均、見方を変えれば、所定時間に消費した電力、に比例した値が得られることになる。また、この値は負荷トルクの大きさに比例した値でもある。
【０１０４】
次に、ステップＹ６で、ＰＷＭ値の加算終了後、演算したＰＷＭ値の総和αと、あらかじめ定められた基準値となるしきい値とを比較し、カートリッジの装着数を判別する。演算したＰＷＭ値の総和αが、基準値であるしきい値より大きければ負荷トルク大となり、演算したＰＷＭ値の総和αが、基準値であるしきい値より小さければ負荷トルク小となる。
【０１０５】
ステップＹ６では、しきい値１よりも演算したＰＷＭ値の総和αが大きい場合には、イエロー用、マゼンタ用、シアン用の３つのプロセス・カートリッジが全て装着されていると判断する。また、ステップＹ６で、ＰＷＭ値の総和αがしきい値１以上でない場合には、ステップＹ７でＰＷＭ値の総和αがしきい値２以上か否かを判定する。ステップＹ７で、しきい値２よりも演算したＰＷＭ値の総和αが大きい場合には、イエロー用、マゼンタ用、シアンの用内、少なくとも２つのプロセス・カートリッジが装着されていると判断する。ステップＹ７で、ＰＷＭ値の総和αがしきい値２以上でない場合には、ステップＹ８でＰＷＭ値の総和αがしきい値３以上か否かを判定する。そして、ステップＹ８で、しきい値３よりも演算したＰＷＭ値の総和αが大きい場合には、イエロー用、マゼンタ用、シアン用の内、少なくとも１つのプロセス・カートリッジが装着されていると判断する。また、ＰＷＭ値の総和αがしきい値３以上でない場合には、１つもプロセス・カートリッジが装着されていないと判断する。
【０１０６】
なお、しきい値１、２、３の大小関係は、しきい値１＞しきい値２＞しきい値３の関係となっている。
【０１０７】
以上説明したように、モータ６ＹＭＣを一定の回転数で駆動したときの、投入電力の大きさを表す信号から、装着されているプロセス・カートリッジの個数を判別することが可能である。なお、負荷側トルクが、負荷側の回転位置に無関係に一定、あるいは、このような処理に対して無視可能な変動である場合は、Ｙ３からＹ５のループ処理をやめて、Ｙ３の処理からＹ６の処理に進むことが可能である。
【０１０８】
なお、モータを、開ループ、すなわち、磁気センサ５６から速度制御部６０への信号ラインを有さない形で、一定の電力で駆動したときの、回転数を表す信号から装着されているプロセス・カートリッジの個数を判別することも可能である。この場合も、その場合の負荷トルクの変動によっては、上述した平均化処理を実行したり、あるいは実行しない形で処理したりすることが可能である。
【０１０９】
また、モータをある速度からある速度まで加速したときの投入電力の大きさから、負荷トルクを検知し、上述した方法と同様にカートリッジの有無を判別することができる。たとえば、回転数＝０ｒｐｍから最終目標回転数までモータを加速し、このモータ加速中、一定周期でＰＷＭ値を検知し、ＰＷＭ値を加算する。モータが最終目標回転数に達した時点で、この加算を停止することによって、その加速に要した電力に比例する値をＰＷＭの積算値から得ることができる。この積算値は、また負荷トルクの大きさを表すものとなる。負荷が重い場合は、加速を一定とした場合にはその加速に必要な電力が大きくなり、また加速のための駆動、加速するための電力の増加を一定にした場合には、一定速度に達するまでの時間を多く必要とすることになる。
【０１１０】
また、モータをある速度からある速度まで減速した場合も、同様な手法でＰＷＭを積算し、その期間の電力に比例する値を得ることができる。この場合、負荷が重い場合は、得られた値が小さくなり、逆に軽い場合は、得られた値が大きくなる。この傾向は、図１５に示す場合と逆となるが、閾値処理を実行して、図１５に示すと同様の結果を得ることができる。
【０１１１】
また、モータ駆動を開ループで制御し、一定の投入電力を与えた場合の、回転数を表す値からも負荷の大きさを検出することができる。この場合、回転数を表す値は、負荷の大きさに反比例することになる。
【０１１２】
また、投入電力を変化させて、その際のモータの回転速度の変化からも負荷の大きさを検知することができる。増加する方向に変化させた場合は、回転速度の変化量は、負荷の大きさに反比例し、減少させる方向に変化させた場合は、回転速度の変化量は、負荷の大きさに比例することになる。この場合、図１５のＹ３〜Ｙ５で実施した平均化処理は、磁気センサからの信号処理をして回転速度を得る仮定で実質的に行われることになる。磁気センサからの信号を処理することで、所定時間期間のモータの広義の回転角を得ることができる。
【０１１３】
本実施形態で説明したプロセス・カートリッジの装着状態検知シーケンスを、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したモータの速度検出による検知シーケンスの替わりに用いてプロセス・カートリッジの装着状態を詳細に検知することができる。
【０１１４】
また、図２及び図６と図７に示したように、上述した実施形態では、Ｙ、Ｍ、ＣとＢＫのそれぞれのカートリッジに対して、ＢＤセンサをＹとＣに対して設けるようにしている。単にＢＤセンサのことのみを考えた場合は、ＹとＣではなく、ＭとＢＫに設けることも可能であるが、この場合、上述したようにはそれぞれのカートリッジの装着状況を検知することができない。したがって、本発明は、モノクロ用とカラー用のカートリッジの駆動をそれぞれ専用の２つのモータを使用する構成とした場合に、Ｙ、Ｍ、Ｃのうちの２つにＢＤセンサを設けることを前提にしている。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来における、カラー画像形成装置の一般的な構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示すモータおよびその駆動構成を説明する図である。
【図４】負荷トルクによるモータの回転速度の減衰を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における検知したモータ負荷トルクから装着されているプロセス・カートリッジの個数を判定するフローチャートである。
【図６】図１のスキャナー・ユニット２ＣＫの構成を説明する図である。
【図７】図６に示す構成で、ＢＤセンサからの水平同期信号を所定時間遅延させて画像書き出しを開始することを説明する図である。
【図８】図２に転写バイアス回路の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態をおいて、検知した負荷トルクからプロセス・カートリッジが２個と判定した場合の、水平同期信号の有無から、取り外されているプロセス・カートリッジを特定する方法を例示するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態をおける、転写前帯電バイアス回路および転写バイアス回路の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の転写バイアス回路の電流路を示す図である。
【図１２】図１０の電流検出部の回路例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態をおいて、検知した負荷トルクからプロセス・カートリッジが１個と判定した場合の、水平同期信号の有無から、取り外されているプロセス・カートリッジを特定する方法を例示するフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態をおいて、検知した負荷トルクからプロセス・カートリッジが２個と判定した場合の、水平同期信号の有無から、取り外されているプロセス・カートリッジを特定する方法を例示するフローチャートである。第２実施形態を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施形態において、検知したモータ駆動電力から装着されているプロセス・カートリッジの個数を判定するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１００    画像形成装置
１（Y〜K）    プロセス・カートリッジ
１a（Y〜K）    感光ドラム（潜像担持体）
２    レーザ・スキャナ・ユニット
３（Y〜K）    転写ローラ
４    給紙カセット
５    定着ユニット（定着装置）
６    駆動モータ
２８    制御回路
２９    転写負荷
３０    転写性バイアス回路
３１    転写電流検出器
３２    転写負バイアス回路
３３    オンオフ信号
３４    転写前帯電負荷
３５    転写前帯電性バイアス回路
３６    電流検出回路
３７    転写前帯電負バイアス回路
３８    コンデンサ
３９    抵抗
４０    抵抗
４１    ＯＰ−ＡＭＰ
４２    インピーダンス整合用抵抗
４３    保護抵抗
４４    電圧
５０    ＤＣブラシレス・モータ
５１    コイル
５２    ロータ
５３    ホール素子
５４    アンプ
５５    磁気的パターン
５６    磁気センサ
５７    アンプ
５８    通電ロジック回路
６０    速度制御部
６１    Ｆ／Ｖコンバータ
６２    比較器
６３    ＰＬＬ
６４    混合器
６５    ＰＷＭ信号生成器
７０    ドライバ
７１    ハイ側トランジスタ
７２    ロー側トランジスタ
８０    電流リミッタ
８１    電流検出抵抗
８２    比較器
１０１、１０２    レーザ・ダイオード
１０３    ポリゴン・ミラー
１０４、１０５    折り返しミラー
１０６    ＢＤセンサ
【図１】
2007271757.tif 000003
【図２】
2007271757.tif 000004
【図３】
2007271757.tif 000005
【図４】
2007271757.tif 000006
【図５】
2007271757.tif 000007
【図６】
2007271757.tif 000008
【図７】
2007271757.tif 000009
【図８】
2007271757.tif 000010
【図９】
2007271757.tif 000011
【図１０】
2007271757.tif 000012
【図１１】
2007271757.tif 000013
【図１２】
2007271757.tif 000014
【図１３】
2007271757.tif 000015
【図１４】
2007271757.tif 000016
【図１５】
2007271757.tif 000017