JP2005010583A

JP2005010583A - 画像形成装置および該装置における条件制御方法

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Publication number: JP2005010583A
Application number: JP2003176061A
Authority: JP
Inventors: 高志 ▲濱▼; Takashi Hama; Hidenori Kin; 英憲金; Eiji Shimura; 英次志村; Keiichi Taguchi; 恵一田口; Hiroshi Nakazato; 博中里
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】必要のない調整動作を実行しないようにすることで、トナーや処理時間の浪費を防止する。
【解決手段】新しい感光体カートリッジまたは現像器が装着されたときには画像形成条件の調整を行う。ただし、感光体カートリッジが新品でないとき、または装着された現像器が先に取り出されたものと同一である場合には、条件制御処理を実行しない。そのため、条件制御処理の実行は必要最小限に抑えられ、トナーの浪費や処理時間（ユーザにとっての待ち時間）の増大という問題を未然に防止することができる。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対し着脱自在に構成されるとともに、パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する画像形成装置およびその条件制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、必要に応じて、所定の画像パターンを有するテスト用の小画像（パッチ画像）を形成するとともに、濃度センサによりその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて各種の画像形成条件を調整することで、所定の画像濃度を安定して得られるようにしている。
【０００３】
例えば、本願出願人の出願にかかる特許文献１に記載の画像形成装置においては、以下のようにして、画像濃度に影響を与える現像バイアスを最適値に調整している。すなわち、現像バイアスをその可変範囲内で変更設定しながらパッチ画像を形成し、それらのパッチ画像の濃度検出結果から、画像濃度が目標濃度となる現像バイアスの最適値を見出している。そして、その最適値を精度よく求めるために、現像バイアスの可変範囲の異なる２つの処理モードを用意しておき、装置の動作状況に応じてこれらのうち１つを選択実行するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７５３１９号公報（図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像形成装置では、装置の修理や消耗品交換の便宜を図るため、装置各部を、装置本体に対し着脱自在なカートリッジとして構成することが一般に行われている。このうち、画像形成動作に使用するプロセスカートリッジについては、カートリッジ毎の特性ばらつきに起因して、交換の前後で画像品質が異なったものとなる場合がある。このような画像品質の変動を抑制するために、プロセスカートリッジが装置本体に装着された時に、上記のような画像形成条件の調整を行うことが考えられる。
【０００６】
ところで、ユーザによりいったん装置本体から取り出されたプロセスカートリッジが、そのまま同じ装置に再装着されることがある。例えば、交換の必要のないプロセスカートリッジがユーザにより取り出されてしまった場合や、カートリッジの状態をチェックする目的で取り出された場合などである。このような場合、装置の状態は取り出される前と変わっていないから、必ずしも画像形成条件の再調整を行う必要はない。それにもかかわらず、カートリッジ装着後は必ず画像形成条件の調整を実行するとしたのでは、トナーや処理時間を無駄に消費したり、装置の疲労が進行するなどの問題を生じる。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、必要のない調整動作を実行しないようにすることで、トナーや処理時間の浪費を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の一の態様は、画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対して着脱自在となっており、前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する画像形成装置および該装置における条件制御方法において、上記目的を達成するため、前記装置本体に装着されたプロセスカートリッジが前記装置本体から取り外され、該取り外しの後にプロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、該装着されたプロセスカートリッジが前記取り外されたプロセスカートリッジと同一であるか否かの判別を行い、同一でないと判断したときには前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには前記条件制御処理を実行しないことを特徴としている。
【０００９】
また、この発明の他の態様は、画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対し着脱自在となっており、前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する画像形成装置および該装置の条件制御方法において、上記目的を達成するため、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、装着されたプロセスカートリッジが、該装着に先立つ前記条件制御処理の実行時に前記装置本体に装着されていたプロセスカートリッジと同一であるか否かを判別し、同一でないと判断したときには前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには前記条件制御処理を実行しないことを特徴としている。
【００１０】
これらの発明では、先に装着されていたプロセスカートリッジと同一のプロセスカートリッジが再装着された場合には条件制御処理を行わない。そのため、条件制御処理の実行は必要最小限に抑えられ、トナーの浪費や処理時間が増大するという問題を未然に防止することができる。
【００１１】
ここで、前記プロセスカートリッジには、前記装置本体に装着されたプロセスカートリッジとそれ以外のプロセスカートリッジとを識別するための識別情報を記録する記録手段を設ける一方、前記装置本体では、前記プロセスカートリッジの前記記録手段に記録された前記識別情報に基づいて、前記判別を行うようにしてもよい。
【００１２】
また、前記プロセスカートリッジの少なくとも１つでは、当該プロセスカートリッジの使用状況を示す情報を記憶するための記憶部が前記記録手段として設けられており、該記憶部に記憶された情報の少なくとも一部を前記識別情報として用いるようにしてもよい。ここでいう「プロセスカートリッジの使用状況を示す情報」とは、プロセスカートリッジの使用に伴って次第に変化する情報である。例えば、当該プロセスカートリッジの稼動時間の積算値や、消耗品の使用量などの情報である。こうすることにより、各プロセスカートリッジの使用状況はそのプロセスカートリッジ自身に記憶されることとなり、その使用状況に応じた適切な寿命管理が可能となる。
【００１３】
また、前記記憶部を有するプロセスカートリッジが前記装置本体から取り外されるとき該取り外しに先立って、当該プロセスカートリッジの使用状況に関する情報を当該プロセスカートリッジの前記記憶部に記憶させるように構成するとともに、次のようにして前記判別を行うようにしてもよい。すなわち、前記記憶部を有するプロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたとき、該装着されたプロセスカートリッジの前記記憶部に記録されている前記識別情報が、該装着に先立って取り外されたプロセスカートリッジの前記記憶部に記憶させた前記識別情報と一致していればこれらのプロセスカートリッジが互いに同一であると判断する一方、一致していなければこれらのプロセスカートリッジが同一でないと判断する。
【００１４】
つまり、取り出されたプロセスカートリッジに書き込んだ情報と、装着されたプロセスカートリッジから読み出した情報とが一致していれば、これらのプロセスカートリッジが同一であると判断する。こうすることで次のような作用効果が得られる。
【００１５】
まず、装置本体からいったん取り出されたプロセスカートリッジが、そのまま装置本体に再装着された場合を考える。この場合、再装着されたプロセスカートリッジの記憶部には取り出し時に書き込まれた情報がそのまま保存されているので、再装着されたプロセスカートリッジは取り出されたものと同一であると判断される。したがって、条件制御処理は実行されない。
【００１６】
これに対し、装置本体から取り出されたプロセスカートリッジが、例えば他の装置本体に装着されて使用された後に、再び元の装置に装着された場合を考える。この場合、プロセスカートリッジの個体そのものは、元の装置本体に先に装着されていたものと同一である。しかしながら、他の装置で使用されたことにより当該プロセスカートリッジの状態（例えばその消耗度）が変化している可能性がある。そのため、このような場合には改めて条件制御処理を実行することが望ましい。記憶部に記憶されている当該プロセスカートリッジの使用状況に関する情報は他の装置で使用されたことにより更新されているから、元の装置に装着したとき、その情報が先に記憶させた情報と一致しないことから同一でないと判断される。したがって、この場合には条件制御処理が実行されることとなる。
【００１７】
つまり、上記のようにして判別を行うことで、単に同一の個体であるというだけでなく、その状態も含めて同一であるか否かを判別することができる。そして、取り出されたプロセスカートリッジと装着されたプロセスカートリッジとがその状態も含めて同一であるとき以外には条件制御処理を実行することで、不要な条件制御処理の実行を省くことが可能となる。
【００１８】
ここで、例えば、前記記憶部を有するプロセスカートリッジは、トナーを貯留する現像器であり、しかも、前記現像器では、当該現像器内の前記トナーの使用状況に関する情報が前記記憶部に記憶されているようにしてもよい。このような現像器では、使用につれて内部に貯留したトナーの状態が変化してゆくから、その状態を表す情報を記憶しておくことで、装置の動作にトナーの状態を反映させたり、現像器の寿命管理を適切に行うことが可能となる。また、現像器内のトナーの状態を表す情報は、当該現像器の使用状況を表す情報でもある。したがって、この情報を前記識別情報として使用することができる。
【００１９】
また、互いに異なる色のトナーを貯留する複数個の現像器それぞれを前記プロセスカートリッジとして前記装置本体に装着可能となっている装置では、前記複数の現像器のいずれかが前記装置本体に装着されたときに実行する前記判別の結果、同一でないと判断した現像器がある場合には、前記複数のトナー色のうち当該同一でないと判断した現像器に対応するトナー色についてのみ前記条件制御処理を実行するようにしてもよい。
【００２０】
つまり、複数のトナー色のうち、先に装着されていた現像器と同一でない現像器が装着されて条件制御処理が必要となったトナー色についてのみ条件制御処理を実行する一方、それ以外のトナー色については条件制御処理を行わないようにすることで、処理に要する時間およびトナーの消費量を少なくすることができる。
【００２１】
また、前記プロセスカートリッジの少なくとも１つでは、当該プロセスカートリッジが新品であるか否かを示す情報が前記識別情報として前記記録手段に記録されているようにしてもよい。これにより、先に装着されていたプロセスカートリッジに代えて新しいプロセスカートリッジが装着されたときに、条件制御処理が実行されることとなる。
【００２２】
さらに、前記条件制御処理を実行してからの経過時間を計時する計時手段をさらに備え、前記経過時間が所定時間を超えてプロセスカートリッジが装着された場合には、前記判別の結果にかかわらず、前記条件制御処理を実行するようにしてもよい。というのは、同一のプロセスカートリッジが再装着された場合であっても、例えばプロセスカートリッジが取り出された状態で長時間放置された場合などには、温湿度など装置の周囲環境が大きく変化し、これに伴って最適な画像形成条件が変動している可能性があるからである。そこで、装着されたプロセスカートリッジが先に装着されていたものと同一であっても、先の条件制御処理から長時間が経過している場合には再度条件制御処理を実行するのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２４】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。
【００２５】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２６】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２７】
各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各現像器に設けられたコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋのうち必要に応じて選択された１つと、本体側に設けられたコネクタ１０９とが互いに接続され、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１とメモリ９１〜９４との間で通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がＣＰＵ１０１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００２８】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ２まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２９】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ２にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ２の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ２に送り込まれる。
【００３０】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ３方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ２において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００３１】
また、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０およびクリーナ７６が設けられている。濃度センサ６０は、必要に応じ、後述するようにして中間転写ベルト７１上に形成されるパッチ画像としてのトナー像を構成するトナー量を光学的に検出する。すなわち、濃度センサ６０は、パッチ画像に向けて光を照射するとともに該パッチ画像からの反射光を受光し、その反射光量に応じた信号を出力する。
【００３２】
クリーナ７６は、中間転写ベルト７１に対し離当接自在に構成され、必要に応じて中間転写ベルト７１に当接することで、該ベルト７１上の残留トナーおよびパッチ画像を構成するトナーを掻き落とす。
【００３３】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３４】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３５】
図３は図１の画像形成装置の外観斜視図である。前述したように、この画像形成装置１では、各現像器４Ｙ等が支持フレーム４０に対して着脱自在となっているとともに、感光体カートリッジ２が装置本体に対して着脱自在となっている。図３に示すように、装置本体１の側面部には開閉自在の外部カバー１２０が設けられており、ユーザがこの外部カバー１２０を開くと装置本体に設けられた感光体用開口部１２５を通して感光体カートリッジ２の側面部が露出する。そして、感光体カートリッジ２を固定するためのロックレバー１２６を矢印方向Ｄ４に回転させることでロックが解除され、図３の（−ｙ）軸方向に沿って感光体２を引き出すことが可能となる。また、感光体用開口部１２５を通して、感光体カートリッジ２を図３のｙ軸方向に挿入することで、新たな感光体カートリッジ２を装着することができる。そして、ロックレバー１２６により感光体カートリッジ２を固定する。
【００３６】
また、装置本体には、現像器カートリッジの着脱操作を行うための現像器用開口部１３５が設けられている。そして、この現像器用開口部１３５を覆うように、開閉自在の内部カバー１３０が設けられている。この内部カバー１３０は、外部カバー１２０の内側に設けられている。つまり、外部カバー１２０が現像器用開口部１３５をも覆うように形成されているため、外部カバー１２０が閉じられた状態では内部カバー１３０を開くことはできない。逆に、内部カバー１３０を閉じなければ外部カバー１２０を閉じることができない。そして、ユーザがこの内部カバー１３０を開いたとき、現像ユニット４が所定の着脱位置（後述）に停止していれば、装着されている現像器の１つを現像器用開口部１３５を通して取り出すことが可能となる。また、１つの現像器を現像器用開口部１３５を通して装着することが可能となる。
【００３７】
また、外部カバー１２０には突起部１２１ａが設けられる一方、この突起部１２１ａに対応する本体側の位置には孔１２１ｂが設けられている。また、内部カバー１３０にもこれと同様の機構が設けられている。すなわち、内部カバー１３０に突起部１３１ａが設けられる一方、それと対応する本体側の位置には孔１３１ｂが設けられている。そして、これらの孔１２１ｂ、１３１ｂおよび感光体用開口部１２５の奥には、図示を省略するリミットスイッチが設けられている。
【００３８】
そのため、この画像形成装置１では、外部カバー１２０および内部カバー１３０のそれぞれについて、各リミットスイッチの接点の状態から当該カバーの開閉状態を知ることができるとともに、感光体カートリッジ２が装着されているか否かを知ることができるようになっている。そして、外部カバー１２０および内部カバー１３０が閉じられ、かつ、感光体カートリッジ２が装着された状態でのみ、前記した画像形成動作を実行するようになっている。
【００３９】
図４は現像器カートリッジの停止位置を示す模式図である。この画像形成装置では、図示を省略する回転制御部およびロータリーロック機構によって、現像ユニット４を図４に示す３種類の位置に位置決めし固定する。その３種類の位置とは：（ａ）ホームポジション；（ｂ）現像位置；（ｃ）着脱位置である。このうち、（ａ）ホームポジションは、装置１が画像形成動作を行わない待機状態にあるときに位置決めされる位置であり、図４（ａ）に示すように、各現像器４Ｙ等に設けられた現像ローラ４４がいずれも感光体２２から離間した状態にあり、かつ、装置本体に設けられた現像器用開口部１３５を通していずれの現像器をも取り出すことのできない位置である。
【００４０】
また、（ｂ）現像位置は、感光体２２上の静電潜像を選択トナー色で顕像化する際に位置決めされる位置である。図４（ｂ）に示すように、一の現像器（同図の例ではイエロー用現像器４Ｙ）に設けられた現像ローラ４４が感光体２２と対向配置され、所定の現像バイアスを印加されることによって、静電潜像がトナーにより顕像化される。この現像位置においても、現像器用開口部１３５を通していずれかの現像器を取り出すことはできない。なお、画像形成動作中に外部カバー１２０が開かれた場合には、画像形成動作は直ちに中止され、現像ユニット４はホームポジションに移動した後停止する。
【００４１】
また、現像ユニット４がこの現像位置に停止しているとき、一の現像器に設けられたコネクタ（図４（ｂ）では現像器４Ｃのコネクタ４９Ｃ）が本体側コネクタ１０９と対向する位置に配置される。そして、両コネクタが嵌合することにより、ＣＰＵ１０１とメモリ９１〜９４の１つとの間で通信が可能となる。
【００４２】
さらに、（ｃ）着脱位置は、現像器の着脱操作を行うときのみ取りうる位置である。ユーザが操作部１５０のいずれかのボタンを押すと、現像ユニット４がこの着脱位置に回転位置決めされ、図４（ｃ）に示すように、ユーザが選択した一の現像器が現像器用開口部１３５に現れて該開口部１３５を通して取り出すことができるようになる。ただし、取り出しに先立って、当該現像器に記憶されている情報内容を更新するため、現像ユニット４はいったん現像位置に位置決めされて、ユーザが取り出しを希望する現像器に設けられたメモリへの情報の書き込みが行われる。
【００４３】
図４（ｃ）は、イエロー用の現像器４Ｙが現像器用開口部１３５に現れた状態を示している。また、現像器を装着されていない支持フレーム４０に対しては、新たに現像器を装着することができるようになる。この着脱位置においては、いずれの現像器に設けられた現像ローラ４４も感光体２２から離間した位置におかれる。このように、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされたときに現像器用開口部１３５に現れた一の現像器のみを取り出し可能としている。そのため、ユーザが不用意に現像器の着脱を行って装置を損傷することがない。
【００４４】
なお、この画像形成装置１では、４つの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋのそれぞれに対して上記した現像位置および着脱位置が設定されているので、現像ユニット４の停止位置は１つのホームポジションを含めて都合９箇所である。
【００４５】
上記のような構成としているので、この実施形態では、感光体カートリッジ２が装置本体から取り出され、あるいは装置本体に装着されたことをＣＰＵ１０１が把握することができる。また、現像器４Ｙ等が取り出されたときには、当該現像器の使用状況に関する情報は当該現像器４Ｙ等に設けられたメモリ９１等に更新記憶されている。
【００４６】
さらに、ＣＰＵ１０１は、次のようにして４つの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋのうち少なくとも１つが取り出しまたは装着されたかどうかを推定することができる。まず、内部カバー１３０の開閉操作が行われていなければ、現像器の着脱操作は行われていないことが明らかである。一方、ユーザにより内部カバー１３０の開閉操作が行われた場合について考えると、このとき現像ユニット４が着脱位置に停止していたとすれば、現像器用開口部１３５に露出している現像器（図３の例では現像器４Ｙ）が取り出された可能性がある。あるいは、現像器用開口部１３５を通して新しい現像器が装着された可能性がある。これに対して、現像ユニット４が着脱位置に停止しなかった場合には現像器の着脱操作は不可能である。
【００４７】
すなわち、この実施形態では、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされた状態で内部カバー１３０の開閉操作が行われた場合には、現像器用開口部１３５に現れていた現像器についてはその取り出しまたは装着が行われた可能性があるが、これ以外の場合に現像器の着脱が行われることはない。
【００４８】
そこで、この実施形態では、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされた状態で内部カバー１３０の開閉操作が行われた場合には、ＣＰＵ１０１は、そのとき現像器用開口部１３５に現れていた現像器に設けられたメモリとの通信を試みる。例えば、現像ユニット４が図４（ｃ）に示す着脱位置にあるとき（このとき着脱可能となっているのは現像器４Ｃである）に内部カバー１３０の開閉操作が行われたときは、現像ユニット４を図４（ｂ）に示す現像位置へ回転位置決めし、本体側コネクタ１０９を現像器側コネクタ４９Ｃに向け接近移動させる。このとき、現像器４Ｃが取り出されていれば、両コネクタは嵌合されず、通信は成立しない。一方、現像器４Ｃが装着されている場合には、両コネクタが嵌合されて、当該現像器４Ｃに設けられたメモリ９２の記憶内容がＣＰＵ１０１により読み出される。
【００４９】
メモリ９２には現像器固有の各種情報、すなわち本発明にいう「識別情報」が記憶されているから、ＣＰＵ１０１では、読み取った情報と、以前の通信で読み取っておいた情報あるいは該情報に基づき装置本体側で適宜更新記憶しておいた情報とを比較することにより、現在装着されている現像器４Ｃが以前の通信を行ったときに装置本体に装着されていた現像器と同一のものであるのか、相違するものであるのかを判別することができる。このようにして、現像器の取り出しや装着が行われたかどうかを確認することができる。
【００５０】
以上のように構成された画像形成装置１では、感光体カートリッジ２、４個の現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍまたは４Ｋのいずれかが交換されたときには、画像形成条件の再調整を行う必要がある。というのは、これらの感光体カートリッジや現像器には個体毎の特性ばらつきがあり、これらを使用して形成される画像の濃度はその組み合わせにより変動するからである。そこで、この実施形態では、ユーザにより外部カバー１２０が閉じられたときに、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０６に予め記憶されたプログラムに従い図５に示す画像形成条件の調整を行う。
【００５１】
図５は画像形成条件調整処理を示すフローチャートである。ユーザにより外部カバー１２０が閉じられたことを検出すると、ＣＰＵ１０１は、まず感光体カートリッジが装置本体に装着されているかどうかを判別する（ステップＳ１）。感光体カートリッジが装着されていなければ、そのまま処理を終了する一方、装着されているときには、続いて感光体カートリッジ２が新品であるか否かを判別する（ステップＳ２）。感光体カートリッジ２が新品であるか否かは、次のようにして判別する。
【００５２】
図６は感光体カートリッジの新品検知機構を示す図である。感光体カートリッジ２にはヒューズ２０１が設けられている。そして、感光体カートリッジ２が装置本体に装着されると、ヒューズ２０１がエンジンコントローラ１０と電気的に接続される。すなわち、エンジンコントローラ１０の電源端子Ｖｄとグラウンドとの間に、抵抗器１９１、ヒューズ２０１および電流検出部１９２が直列に接続される。
【００５３】
抵抗器１９１は、ヒューズ２０１の定格電流を超え、かつ電源に過剰な負担をかけない程度の電流をこの直列回路に流す電流制限器として設けられている。また、電流検出部１９２は、当該直列回路に流れた電流値に対応する信号をＣＰＵ１０１に出力する。
【００５４】
装置本体に新しい感光体カートリッジ２が装着されたときには、ヒューズ２０１の定格電流を超える電流がこの直列回路に流れ、電流検出部１９２により検出される。このとき、ヒューズ２０１は溶断する。つまり、いったん使用された感光体カートリッジでは、ヒューズ２０１はすでに切れており、上記直列回路は形成されないので、電流は流れない。
【００５５】
このように、感光体カートリッジ２に設けられたヒューズ２０１に流れる電流を電流検出部１９２により検出することで、感光体カートリッジ２が新品であるか否かを判別することができる。つまり、この実施形態では、ヒューズ２０１が感光体カートリッジ２が新品であるか否かの識別情報を記録している。
【００５６】
図５に戻って説明を続ける。ステップＳ２における判別の結果がＹＥＳ、すなわち感光体カートリッジ２が新品であった場合には、画像形成条件の調整を行う必要があるので、ステップＳ９の条件制御処理を実行する。この条件制御処理については後述するが、画像濃度を所定の目標濃度に制御すべく画像形成条件を調整するための処理である。
【００５７】
感光体カートリッジ２が新品でなかった場合には、次に、外部カバー１２０が開いている間に内部カバー１３０の開閉操作が行われたかどうかを判別する（ステップＳ３）。内部カバー１３０の開閉が行われていなければ、現像器の着脱は行われず、装置の状態はそれまでと変わっていないので、処理を終了する。一方、内部カバー１３０の開閉操作が行われた場合には、現像器の着脱操作が行われた可能性があるので、現像器のメモリに記憶されている情報を読み出す（ステップＳ４）。
【００５８】
ここで、ＣＰＵ１０１とメモリとの間で通信ができなければ現像器が装着されていないから、この場合にはそのまま処理を終了する（ステップＳ５）。通信ができたときは、読み出した情報と、装置本体側で記憶している情報、具体的にはエンジンコントローラ１０に設けられたＲＡＭ１０７に記憶された当該現像器に関する情報とを比較する（ステップＳ６）。
【００５９】
「現像器に関する情報」とは、例えば、当該現像器に付されたシリアル番号、内蔵するトナーの色や製造ロットに関する情報、トナー残量、現像ローラ４４の回転時間の積算値などである。現像器４Ｙ等の取り出しに先立ってこれらの情報はメモリ９１等に保存されるから、先に取り出された現像器と、新たに装着された現像器とが同一であれば、これらの情報は、現像器側と本体側とで互いに等しいはずである。一方、別の現像器が装着されたときや、いったん取り外された現像器が他の装置で使用された後に再び装着されたときのように、先に取り外された現像器と新たに装着された現像器とが相違する場合には、これらの情報のうちいずれかが異なっている。
【００６０】
先に取り出されたものと異なる現像器が装着されたとき、現像器の特性ばらつきに伴う画像濃度の変動を抑制するため、画像形成条件の再調整を行う必要がある。そこで、両情報の比較の結果、両者が一致していなかった、つまり装着された現像器が先に装着されていたものと異なる場合にはステップＳ９に進んで条件制御処理を実行し、画像形成条件の調整を行う（ステップＳ７）。特に、当該装置からいったん取り出された現像器が他の装置で使用された場合にも対応するためには、例えばトナー残量など、現像器の使用に伴って変化する情報を用いてこの判断を行うのが好ましい。
【００６１】
一方、両情報が一致していれば、装着された現像器はもともと当該装置本体に装着されていたものであり、しかもその状態は先に当該装置本体から取り出されたときと変わっていない。すなわち、先に取り出された現像器と、現在装着されている現像器とは同一であるから、画像形成条件の再調整は必ずしも必要でない。特に、ユーザによりいったん取り出された現像器がすぐに再装着されたような場合には、画像形成条件の再調整を行う必要がないばかりか、トナーや処理時間の無駄となるので、むしろ再調整をしない方が好ましい。
【００６２】
しかし、現像器が取り出された状態で長時間放置されていた場合など、先に条件制御処理を行ってから長時間が経過している場合には、気温や湿度など装置の周囲環境が大きく変わっている可能性があるので、この場合、装着された現像器がたとえ先に取り出された現像器と同じものであったとしても、画像形成条件の再調整を行うのが好ましい。
【００６３】
そこで、先に条件制御処理を実行してからの経過時間を、ＣＰＵ１０１に内蔵されたカウンタで計時しておき、その経過時間が所定時間（例えば２時間）を超えていた場合には、たとえ装着された現像器が先に装着されていたものと同一であったとしても改めて条件制御処理を行い、所定時間に達していなければ処理を終了する（ステップＳ８）。
【００６４】
このように、この実施形態では、装置の外部カバー１２０が閉じられた時点で、新品の感光体カートリッジが装着されていたとき、現像器が交換されて先に装着されていた現像器とは異なる現像器が装着されていたとき（すなわち脱着の前後で現像器が同一でないと判断したとき）、および先の条件制御処理を実行してから所定時間を超えていたときには、次に説明する条件制御処理を実行する一方、上記以外の場合には条件制御処理を実行しない。
【００６５】
図７はこの実施形態における条件制御処理を示すフローチャートである。この種の条件制御処理については従来より多くの提案がなされており、本実施形態においてもこれらの技術を適用することができる。図７に示すフローチャートもこれらの公知技術の１つであるので、ここではその概要について簡単に説明するにとどめる。
【００６６】
この条件制御処理では、画像品質に影響を与える制御因子として、各現像器に与える現像バイアスと、露光ビームＬの強度（以下、「露光パワー」という）とを可変として、各トナー色毎にこれらを調整することにより、画像形成条件を所定の画像濃度が得られる最適な条件に制御する。
【００６７】
具体的には、まず、装着された感光体カートリッジおよび現像器を使用して、現像バイアスを多段階に変更設定しながら所定パターン（例えばベタ画像）のトナー像をパッチ画像として形成し（ステップＳ９１）、中間転写ベルト７１上に転写されたこれらのパッチ画像の濃度を濃度センサ６０により順次検出する（ステップＳ９２）。これにより、制御因子としての現像バイアスと画像濃度との関係が求められるので、その関係に基づいて、目標濃度が得られる現像バイアスの最適値を求める（ステップＳ９３）。
【００６８】
続いて、露光パワーについても同様に、多段階に変更設定しながらパッチ画像（例えば細線画像）を形成するとともにその濃度検出を行い（ステップＳ９４、Ｓ９５）、その結果に基づいて、露光パワーの最適値を求める（ステップＳ９６）。
【００６９】
こうして１つのトナー色についての処理が終了すると、他に同様の処理が必要なトナー色があれば（ステップＳ９７）、ステップＳ９１に戻って当該トナー色に対し上記処理を繰り返し行う。
【００７０】
ここで、どのトナー色について条件制御処理を行うかについては、例えば次のようにして定めることができる。まず、新しい感光体カートリッジ２が装着された場合には、どのトナー色のトナー像を形成するときもこの感光体カートリッジ２を使用するので、全てのトナー色について、上記した条件制御処理を行う必要がある。
【００７１】
一方、いずれかの現像器が交換された場合については、下記の２つの考え方がある。第１に、交換された現像器が１つでもあれば、全てのトナー色について条件制御処理を実行する。こうすることで、各トナー色間での画像品質の偏差を小さくすることができ、より高画質の画像を形成することができる。第２に、交換された現像器に対応するトナー色についてのみ、上記条件制御処理を実行する。交換されていない現像器については必ずしも画像形成条件の再調整を行う必要はないから、このように交換された現像器に対応するトナー色についてのみ再調整を行うようにすれば、処理に要する時間およびトナー消費量を低減することができる。いずれの方法を取るかについては、装置の仕様に応じて定めればよい。
【００７２】
このように、条件制御処理を実行すべきトナー色を装置の状況に応じて決定し、必要な全てのトナー色についての条件制御処理を順次実行することで、各トナー色についての最適現像バイアスおよび最適露光パワーの値をそれぞれ定めることができる。なお、条件制御処理を実行しなかったトナー色については、先の条件制御処理で求めた値を引き続き使用することができる。
【００７３】
こうして求めた最適現像バイアスおよび最適露光パワーの値については、エンジンコントローラ１０のＲＡＭ１０７に記憶しておき、画像形成を行う際にはＲＡＭ１０７からこれらの値を読み出してそれぞれ現像バイアス、露光パワーの設定値とすることにより、所定の目標濃度での画像形成を行うことができる。
【００７４】
なお、この条件制御処理は、上記した外部カバー１２０が閉じられたとき以外にも実行することができる。例えば、装置の電源が投入された直後や、画像形成枚数が所定枚数に達する度ごとに実行したり、一定時間毎に定期的に実行するようにすれば、装置の周囲環境や装置特性の経時変化によらず、安定した画像品質を得ることができる。
【００７５】
以上のように、この実施形態では、新しい感光体カートリッジまたは現像器が装着されたときには画像形成条件の調整を行うので、画質の良好な画像を安定して形成することができる。ただし、感光体カートリッジが新品でないとき、または装着された現像器が先に取り出されたものと同一である場合には、条件制御処理を実行しない。そのため、条件制御処理の実行は必要最小限に抑えられ、トナーの浪費や処理時間（ユーザにとっての待ち時間）の増大という問題を未然に防止することができる。
【００７６】
以上説明したように、この実施形態では、感光体カートリッジ２および各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが本発明の「プロセスカートリッジ」に相当する。また、感光体カートリッジ２に設けられたヒューズ２０１および各現像器に設けられたメモリ９１〜９４が、当該プロセスカートリッジと、同一機能を有する他のプロセスカートリッジとを区別する識別情報を記録する「記録手段」に相当する。このうち、メモリ９１〜９４は、本発明の「記憶部」に相当するものである。さらに、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」および「計時手段」として機能している。
【００７７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、「新たに装着された現像器が先に取り出されたものと同一でないとき」に条件制御処理を実行するようにしているが、以下のようにしてもよい。
【００７８】
すなわち、一度調整した画像形成条件を再調整する必要があるのは、現像器の交換等により、先に調整を行ったときの装置の状態と現在の装置の状態とが異なっているときである。この見地から、「新たに装着された現像器が、先に条件制御処理を実行したときに装着されていた現像器とは異なる」ときに条件制御処理を実行するようにしてもよい。
【００７９】
この場合、両現像器が同一であると言えるのは、「新たに装着された現像器が、先に条件制御処理を実行したときに装着されていた現像器と同一個体であって、いったん取り外された後そのまま（他の装置で使用等されることなく）再装着されたものである」場合である。したがって、「新たに装着された現像器が、その使用状況も含めて、先に条件制御処理を実行したときに装着されていた現像器と同一である」ことを本発明にいう「同一」の条件とするのでないことは言うまでもない。というのは、条件制御処理の実行後、当該装置において引き続き使用された結果その使用状況が変化することが、その現像器の「同一」性を喪失させることにはならないからである。
【００８０】
なお、上記した実施形態では、新たな現像器が装着されたときには条件制御処理を実行し、しかも、その現像器が取り出される際にはその時点の当該現像器の使用状況に関する情報をメモリに書き込むようにしているので、メモリ内の情報から「先に取り外された現像器」であると判断された現像器は、「先に条件制御処理を実行したときに装着されていた現像器」と通常同じものである。つまり、上記実施形態における現像器の異同の判別（図５におけるステップＳ７）においては、新たに装着された現像器が「先に取り外された現像器」と同一であるか否かを判別しているが、同時に、「先に条件制御処理を実行したときに装着されていた現像器」と同一か否かを判別していることにもなっている。
【００８１】
また、例えば、上記実施形態では、ヒューズ２０１を電流が流れるか否かで感光体カートリッジ２が新品であるか否かを識別するようにしているが、これ以外の手段により新品検知を行うようにしてもよい。例えば、感光体カートリッジに小片状の爪を設け、装置本体に装着されたときにこの爪が折れるようにしておけば、爪が折れているか否かで感光体カートリッジの新品検知を行うことができる。
【００８２】
また、例えば、上記実施形態では、現像ユニット４が現像位置に静止した状態で、本体側コネクタ１０９と現像器側コネクタ４９Ｙ等とが機械的に嵌合することでＣＰＵ１０１とメモリ９１等とが通信可能となるように構成されているが、これに限定されず、例えば無線通信等を用いて非接触にて通信を行うようにしてもよい。
【００８３】
また、例えば、上記実施形態は、プロセスカートリッジとして感光体カートリッジ２、現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋを備える画像形成装置であるが、画像形成に供される装置の他の部分、例えば露光ユニットが装置本体に対し着脱自在のプロセスカートリッジとして構成されてもよい。また、現像ユニットが一体として装置本体から着脱自在のプロセスカートリッジとして構成されてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。また、本発明のようなロータリー現像方式の装置のみでなく、各トナー色に対応した現像器がシート搬送方向に沿って一列に並ぶように配置された、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に対しても本発明を適用可能である。さらに、本発明は、上記実施形態のような電子写真方式の装置に限らず、画像形成装置全般に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置の外観斜視図である。
【図４】現像器カートリッジの停止位置を示す模式図である。
【図５】画像形成条件調整処理を示すフローチャートである。
【図６】感光体カートリッジの新品検知機構を示す図である。
【図７】この実施形態における条件制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２…感光体カートリッジ（プロセスカートリッジ）、４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ…現像器（プロセスカートリッジ）、９１〜９４…メモリ（記録手段、記憶部）、１０１…ＣＰＵ（制御手段、計時手段）、２０１…ヒューズ（記録手段）

Claims

画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対して着脱自在となっており、
前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する制御手段を備える画像形成装置において、
前記装置本体に装着されたプロセスカートリッジが前記装置本体から取り外され、該取り外しの後にプロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、
前記制御手段は、該装着されたプロセスカートリッジが前記取り外されたプロセスカートリッジと同一であるか否かの判別を行い、同一でないと判断したときには前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには前記条件制御処理を実行しないことを特徴とする画像形成装置。
画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対し着脱自在となっており、
前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する制御手段を備える画像形成装置において、
プロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、
前記制御手段は、装着されたプロセスカートリッジが該装着に先立つ前記条件制御処理の実行時に前記装置本体に装着されていたプロセスカートリッジと同一であるか否かの判別を行い、同一でないと判断したときには前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには前記条件制御処理を実行しないことを特徴とする画像形成装置。
前記プロセスカートリッジには、前記装置本体に装着されたプロセスカートリッジとそれ以外のプロセスカートリッジとを識別するための識別情報を記録する記録手段が設けられており、
前記制御手段は、前記プロセスカートリッジの前記記録手段に記録された前記識別情報に基づいて前記判別を行う請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記プロセスカートリッジの少なくとも１つでは、当該プロセスカートリッジの使用状況を示す情報を記憶するための記憶部が前記記録手段として設けられており、該記憶部に記憶された情報の少なくとも一部を前記識別情報として用いる請求項３に記載の画像形成装置。
前記記憶部を有するプロセスカートリッジが前記装置本体から取り外されるとき該取り外しに先立って、前記制御手段が、当該プロセスカートリッジの使用状況に関する情報を当該プロセスカートリッジの前記記憶部に記憶させるように構成されており、しかも、
前記制御手段は、前記記憶部を有するプロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたとき、該装着されたプロセスカートリッジの前記記憶部に記録されている前記識別情報が、該装着に先立って取り外されたプロセスカートリッジの前記記憶部に記憶させた前記識別情報と一致していればこれらのプロセスカートリッジが互いに同一であると判断する一方、一致していなければこれらのプロセスカートリッジが同一でないと判断する請求項４に記載の画像形成装置。
前記記憶部を有するプロセスカートリッジは、トナーを貯留する現像器であり、しかも、
前記現像器では、当該現像器内の前記トナーの使用状況に関する情報が前記記憶部に記憶されている請求項４または５に記載の画像形成装置。
互いに異なる色のトナーを貯留する複数個の現像器それぞれを前記プロセスカートリッジとして前記装置本体に装着可能となっており、
前記制御手段は、前記複数の現像器のいずれかが前記装置本体に装着されたときに実行する前記判別の結果、同一でないと判断した現像器がある場合には、前記複数のトナー色のうち当該同一でないと判断した現像器に対応するトナー色についてのみ前記条件制御処理を実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記プロセスカートリッジの少なくとも１つでは、当該プロセスカートリッジが新品であるか否かを示す情報が前記識別情報として前記記録手段に記録されている請求項３に記載の画像形成装置。
前記条件制御処理を実行してからの経過時間を計時する計時手段をさらに備え、前記経過時間が所定時間を超えてプロセスカートリッジが装着された場合には、前記判別の結果にかかわらず、前記条件制御処理を実行する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対し着脱自在となっており、前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する画像形成装置における条件制御方法において、
前記装置本体に装着されたプロセスカートリッジが前記装置本体から取り外され、該取り外しの後にプロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、
該装着されたプロセスカートリッジが前記取り外されたプロセスカートリッジと同一であるか否かを判別し、同一でないと判断したときには前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには前記条件制御処理を実行しないことを特徴とする画像形成装置における条件制御方法。
画像形成のためのプロセスカートリッジが装置本体に対し着脱自在となっており、前記装置本体に装着された前記プロセスカートリッジを使用してパッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、該パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像形成条件を制御する条件制御処理を実行する画像形成装置における条件制御方法において、
プロセスカートリッジが前記装置本体に装着されたときに、
装着されたプロセスカートリッジが、該装着に先立つ前記条件制御処理の実行時に前記装置に装着されていたプロセスカートリッジと同一であるか否かを判別し、同一でないと判断したときには、前記条件制御処理を実行する一方、同一であると判断したときには、前記条件制御処理を実行しないことを特徴とする画像形成装置における条件制御方法。