(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムに形成された潜像をトナーを用いて現像する現像手段と、初期設定された各種データを記憶する手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
ｂ．プロセスカートリッジが未使用かどうかを判別する手段と、
ｃ．トナー濃度制御に必要な各種データを初期設定する手段と、
ｄ．上記初期設定する手段により設定した各種データをプロセスカートリッジに記憶する手段と、
ｅ.前記現像手段内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーと、
を有し、プロセスカートリッジが未使用であると前記判別する手段が判断した場合、前記初期設定を行うかどうかを操作パネルによりユーザーが選択可能であり、
前記初期設定を行う事をユーザーが選択した場合、トナー濃度信号の制御電圧値と基準トナー濃度値の初期設定を行い、該初期設定されたこれらの値をプロセスカートリッジに記憶することを特徴としたカラー電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記プロセスカートリッジが未使用かどうかを判別する手段において、判別するためにプロセスカートリッジに記憶された前記トナー濃度信号の制御電圧値と基準トナー濃度値を使用することを特徴とする請求項１に記載のカラー電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー濃度制御に必要な各種データを初期設定する手段を本体電源投入時に自動的に行うことを特徴とする請求項１に記載のカラー電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記初期設定の実行中には前記操作パネルに初期設定中であることを表示することを特徴とする請求項１に記載のカラー電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記プロセスカートリッジとは、クリーニング手段を兼ねた帯電手段と現像手段と電子写真感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とする請求項１から４の何れかに記載のカラー電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機あるいはカラープリンタのように、感光ドラム等の像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像し、記録材に転写することによってカラー画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、現像器を含むプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
なお、前述プロセスカートリッジとは、帯電手段、またはクリーニング手段と現像手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つと現像手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００３】
また、更にクリーニング手段を兼ねた帯電手段と現像手段及び電子写真感光体を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【０００４】
【従来の技術】
トナーとキャリアから成る２成分系現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置においては、作像時のトナー濃度信号と基準トナー濃度との比較によってトナーの補給を行い、トナー濃度を一定に保つ制御が行われている。この際、トナーの濃度を検知するセンサーからの電気的信号がトナー濃度信号、基準トナー濃度信号として用いられており、従来は、装置の設置時及び現像剤の交換時に、サービスマンがトナー濃度信号の制御電圧値、基準トナー濃度値を初期設定する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、サービスマンを呼んで作業が終了するまではどんなに急いでいても装置を使用することができないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的とするところは、画像形成装置において、ユーザが作業し易い現像手段と像担持体たる電子写真感光体ドラムを一体化したプロセスカートリッジを提供すると共に、プロセスカートリッジが未使用であることを検知した場合にはトナー濃度制御に必要な各種データを自動的に初期設定することにより、プロセスカートリッジ交換時にサービスマンを呼ぶ必要のないカラー電子写真画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る代表的な発明を請求項の番号に対応する番号を付して示せば、本出願に係る第１の発明はプロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムに形成された潜像をトナーを用いて現像する現像手段と、初期設定された各種データを記憶する手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
ｂ．プロセスカートリッジが未使用かどうかを判別する手段と、
ｃ．トナー濃度制御に必要な各種データを初期設定する手段と、
ｄ．上記初期設定する手段により設定した各種データをプロセスカートリッジに記憶する手段と、
ｅ.前記現像手段内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーと、
を有し、プロセスカートリッジが未使用であると前記判別する手段が判断した場合、前記初期設定を行うかどうかを操作パネルによりユーザーが選択可能であり、
前記初期設定を行う事をユーザーが選択した場合、トナー濃度信号の制御電圧値と基準トナー濃度値の初期設定を行い、該初期設定されたこれらの値をプロセスカートリッジに記憶することを特徴としたカラー電子写真画像形成装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に即して更に詳しく説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施例１のカラー画像形成装置の構成図が示されている。本カラー画像形成装置はカラーリーダ部とカラープリンタ部によって構成されている。
【００１０】
〔カラーリーダ部の構成〕
図１において、カラーリーダ部の上部には原稿台ガラス（プラテン）３０１が横設され、その上には原稿給紙装置（ＤＦ）３０２が設置されている。なお、原稿給紙装置３０２の代わりに未図示の鏡面圧板を装着する構成もある。第１キャリッジ３１４内にはハロゲンランプである光源３０３，３０４、これら光源３０３，３０４の光を原稿に集光する反射傘３０５，３０６、及び原稿からの反射光又は投影光を反射するミラー３０７が装着されている。また、第２キャリッジ３１５にはミラー３０７からの反射光をさらにレンズ３１０を介してＣＣＤ１０１に集光するためのミラー３０８，３０９が装着されている。
【００１１】
又、ＣＣＤ１０１が実装された基板３１１、図２に示すＣＣＤ１０１以外の要素及び図３に示す２値変換部２０１、ビデオ信号カウント部２２０，２２１，２２２，２２３、遅延部２０２，２０３，２０４，２０５を含むデジタル画像処理部３１２、及び、他のＩＰＵ等とのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）部３１３を備えている。
【００１２】
なお、第１キャリッジ３１４は速度Ｖで、第２キャリッジ３１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ１０１の電気的走査（主走査）方向に対して垂直方向に、駆動手段３１６により機械的に移動することによって、原稿の全面を走査（副走査）する。
【００１３】
図２はディジタル画像処理部３１２の詳細な構成を示すブロック図である。
【００１４】
同図において、原稿台ガラス３０１上の原稿は光源３０３，３０４からの光を反射し、その反射光はＣＣＤ１０１に導かれて電気信号に変換される。尚、ＣＣＤ１０１はカラーセンサの場合、ＲＧＢのカラーフィルタが１ラインＣＣＤ上にＲＧＢ順にインラインに乗ったものでも、３ラインＣＣＤで、それぞれＲフィルタ・Ｇフィルタ・ＢフィルタをそれぞれのＣＣＤごとに並べたものでも構わないし、フィルタがオンチップ化又は、フィルタがＣＣＤと別構成になったものでも構わない。
【００１５】
そして、その電気信号（アナログ画像信号）は画像処理部３１２に入力され、クランプ＆Ａｍｐ．＆Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ部１０２でサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）され、アナログ画像信号のダークレベルを基準電位にクランプし、所定量に増幅され（上記処理順番は表記順とは限らない）、Ａ／Ｄ変換されて、例えばＲＧＢ各８ビットのディジタル信号に変換される。
【００１６】
そして、ＲＧＢ信号はシェーディング部１０３で、シェーディング補正及び黒補正が施された後、つなぎ＆ＭＴＦ補正＆原稿検知部１０４で、ＣＣＤ１０１が３ラインＣＣＤの場合、つなぎ処理はライン間の読取位置が異なるため、読取速度に応じてライン毎の遅延量を調整し３ラインの読取位置が同じになるように信号タイミングを補正し、ＭＴＦ補正は読取速度や変倍率によって読取のＭＴＦが変わるため、その変化を補正し、原稿検知は原稿台ガラス３０１上の原稿サイズを認識する。
【００１７】
読取位置タイミングが補正されたデジタル信号は入力マスキング部１０５によって、ＣＣＤ１０１の分光特性及び光源３０３，３０４及び反射傘３０５，３０６の分光特性を補正する。入力マスキング部１０５の出力は外部Ｉ／Ｆ１１４を通ずる信号との切り換え可能なセレクタ１０６に入力される。
【００１８】
セレクタ１０６から出力された信号は色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７と下地除去部１１５に入力される。下地除去部１１５に入力された信号は下地除去された後、原稿中の原稿の黒い文字かどうかを判定する黒文字判定部１１６に入力され、原稿から黒文字信号を生成する。また、もう一つのセレクタ１０６の出力が入力された色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７では、色空間圧縮で読み取った画像信号がプリンタで再現できる範囲に入っているかどうか判断し、入っている場合はそのまま、入っていない場合は画像信号をプリンタで再現できる範囲に入るように補正する。そして、下地除去処理を行い、ＬＯＧ変換でＲＧＢ信号からＣＭＹ信号に変換する。
【００１９】
黒文字判定部１１６で生成された信号とタイミングを補正するため色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部１０７の出力信号は遅延１０８でタイミングを調整される。この２種類の信号はモワレ除去部１０９でモワレが除去され、次いで、変倍処理部１１０で主走査方向に変倍処理される。
【００２０】
ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部１１１で、変倍処理部１１０で処理された信号は、ＣＭＹ信号がＵＣＲ処理でＣＭＹＫ信号が生成され、マスキング処理部でプリンタの出力にあった信号に補正されると共に黒文字判定部１１６で生成された判定信号がＣＭＹＫ信号にフィードバックされる。
【００２１】
ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部１１１で処理された信号はγ補正部１１２で濃度調整された後、フィルタ部１１３でスムージング又はエッジ処理される。以上処理された信号は、図３に示す２値変換部２０１で８ビットの多値信号から２値信号に変換される。尚、この変換方法はディザ法、誤差拡散法、誤差拡散の改良したものいずれかでもかまわない。
【００２２】
〔カラープリンタ部の構成〕
図１において、イエロー色の画像を形成するＹ画像形成部３１７、マゼンタ色の画像を形成するＭ画像形成部３１８、シアン色の画像を形成するＣ画像形成部３１９、黒色の画像を形成するＫ画像形成部３２０は、それぞれ、感光ドラム３４２，３４３，３４４，３４５、帯電器３２１，３２４，３２７，３３０、ＬＥＤ部２１０，２１１，２１２，２１３、現像器３２２，３２５，３２８，３３１、補助帯電器３６０，３６１，３６２，３６３を具備している。又、帯電器３２１，３２４，３２７，３３０は、それぞれ帯電スリーブ３７０，３７１，３７２，３７３を備え、現像器３２２，３２５，３２８，３３１は、それぞれ現像スリーブ３５５，３５６，３５７，３５８を備えている。
【００２３】
尚、それぞれの構成は同一なのでＹ画像形成部３１７を詳細に説明し、他の画像形成部の説明は省略する。
【００２４】
Ｙ画像形成部３１７には、感光ドラム３４２が設けられ、その周りに帯電器３２１、ＬＥＤ部２１０、現像器３２２、補助帯電器３６０などが配置されている。ここで、図９に示すように感光ドラム３４２と帯電器３２１、現像器３２２は一体型プロセスカートリッジ３９０となっている。
【００２５】
このプロセスカートリッジ３９０は画像形成装置本体１４に対して着脱可能となっている。この着脱方法は画像形成装置本体１４に不図示のガイド部材が設けられており、プロセスカートリッジ３９０に備える不図示のガイドが前記ガイド部材にガイドされるものである。このプロセスカートリッジ３９０はメモリＥＥＰＲＯＭ３７４を備えている。
【００２６】
これらの動作は、まず補助帯電器３６０と帯電器３２１によって感光ドラム３４２を帯電させる。次いで図３に示すＬＥＤ駆動２０６（２０７，２０８，２０９）で駆動されるＬＥＤ部２１０からの光によって、感光ドラム３４２表面に潜像が形成され、現像器３２２で現像することによりトナー画像を形成する。
【００２７】
尚、現像器３２２には、現像バイアスを印加して現像するための現像スリーブ３５５が含まれている。図１に示すように現像器３２２の図中下方には転写帯電器３２３が転写ベルト３３３を挟んで配置され、転写ベルト３３３の背面から放電を行い、感光ドラム３４２上のトナー画像を、転写ベルト３３３上の記録紙などへ転写する。
【００２８】
この転写後、感光ドラム３４２上に残留したトナーは帯電器３２１に一旦取り込まれ、静電的特性を変化させて再び感光ドラム３４２上に戻し、現像器３２２がこれを回収して再利用する。
【００２９】
次に、記録紙などの上へ画像を形成する手順を説明する。給紙カセット３４０，３４１に格納された記録紙等はピックアップローラ３３８，３３９により１枚毎給紙ローラ３３６，３３７で転写ベルト３３３上に供給される。転写ベルト３３３は、Ｙ画像形成部３１７、Ｍ画像形成部３１８、Ｃ画像形成部３１９、Ｋ画像形成部３２０の下方に配置され転写ベルトローラ３４８により図示矢印方向に駆動される。
【００３０】
転写ベルト３３３に給紙された記録紙は、紙先端センサ３４７によってその先端を検知される。この紙先端センサ３４７の検出信号はプリンタ部からカラーリーダ部へ送られて、カラーリーダ部からプリンタ部にビデオ信号を送る際の副走査同期信号として用いられる。
【００３１】
この後、記録紙等は、転写ベルト３３３によって搬送され、画像形成部３１７〜３２０においてＹＭＣＫの順にその表面にトナー画像が形成される。
【００３２】
Ｋ画像形成部３２０を通過した記録紙等は、転写ベルト３３３からの分離を容易にするため、除電帯電器３４９で除電された後、転写ベルト３３３から分離される。除電帯電器３４９に隣接して剥離帯電器３５０が設けられ、記録紙等が転写ベルト３３３から分離する際の剥離放電による画像乱れを防止される。
【００３３】
分離された記録紙等は、トナーの吸着力を補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器３５１，３５２で帯電された後、定着器３３４でトナー画像が熱定着された後、排紙トレー３３５に排紙される。また、転写ベルト３３３は内外除電器３５３によって除電される。
【００３４】
次に本発明の特徴部分であるプロセスカートリッジ３９０が未使用の場合にトナー濃度信号の制御電圧値と、基準トナー濃度値を初期設定し、プロセスカートリッジ３９０に記憶する方法について詳細に説明する。
【００３５】
プロセスカートリッジ３９０を画像形成装置本体１４に装着するとメモリＥＥＰＲＯＭ３７４は装置本体１４の制御装置と結合される。
【００３６】
まず、図４にプロセスカートリッジ３９０内の現像器３２２の構成を示す。トナー補給口４２から補給されたトナーは撹拌スクリュー４１の回転によって図中の矢印の方向へ循環する。そして現像バイアスがかけられるとトナーは現像スリーブ３５５の回転によって感光ドラム３４２へ飛ばされる。トナー濃度検知センサー４０は現像器３２２内のトナー濃度を電気的信号に変換し、この信号はトナー濃度４５として装置本体１４内のＣＰＵに入力される。また、トナー濃度信号４５は、装置本体１４からの制御電圧４４により可変である。
【００３７】
次に、図５のフローチャートに従ってトナー濃度信号の制御電圧値と、基準トナー濃度値の初期設定方法について説明する。まずＳ５１で撹拌スクリュー４１と現像スリーブ３５５を１分間回転させ、Ｓ５２で現像バイアスＡＣ成分を印加する。次にＳ５３でトナー濃度信号が２．５Ｖ±０．１５Ｖとなるように制御電圧を自動調整する。そしてＳ５４でトナー濃度信号を２０ｍｓ間隔で１０回サンプリングしてその平均値を基準トナー濃度値として決定し、Ｓ５５では決定した制御電圧値と基準トナー濃度値をプロセスカートリッジ３９０に備えるＥＥＰＲＯＭ３７４に書き込む。そして、Ｓ５６で撹拌スクリュー４１と現像スリーブ３５５の回転を停止し、Ｓ５７で現像バイアスＡＣ成分をＯＦＦして終了する。尚、これらの処理は全ての色のプロセスカートリッジについて同様である。
【００３８】
次に、図６のフローチャートに従って本発明の説明をする。Ｓ６１でカラー電子写真画像形成装置の電源を投入する。Ｓ６２でプロセスカートリッジ３９０が装置本体１４に装着されているかどうかのチェックを行い、装着されていないプロセスカートリッジがあればＳ６４で操作パネルに装着を促す表示を行う。全ての色のプロセスカートリッジが装着されていれば、Ｓ６３でプロセスカートリッジ内記憶データのチェックを行う。ここでトナー濃度信号制御電圧値と基準トナー濃度値の両方が０でなければ既に初期設定が行われているものとして終了する。どちらかが０の場合は初期設定が行われていないものとしてＳ６５で操作パネルに初期設定中を表示して初期設定を行い各データをプロセスカートリッジに記憶して終了する。尚、Ｓ６３のプロセスカートリッジ内記憶データのチェックは全ての色のプロセスカートリッジについて順次行う。
【００３９】
（実施の形態２）
図７に本実施の形態のカラー画像形成装置の操作部を示す。１００１はタッチパネルディスプレイであり、通常はコピー枚数、選択用紙サイズ、倍率、コピー濃度が表示されている。１００２はリセットキーでありコピーモードを標準モードに戻す。１００３はスタートキーでありコピー動作を開始する。１００４はストップキーでありコピー動作を中断する。１００５はクリアキーでありコピーモードを標準モードに戻す。１００６はテンキーでありコピー枚数を設定する。
【００４０】
図６のフローチャート中Ｓ６３のプロセスカートリッジ内記憶データのチェックにおいて、トナー濃度信号制御電圧値と基準トナー濃度値のどちらかが０の場合は初期設定が行われていないものとして１００１のタッチパネル上に図８に示すユーザー設定モード画面が表示される。ユーザー設定モード画面では、トナー濃度制御初期設定を示すキーＡが点滅しており、このキーを押すことで初期設定が実行される。また、キャンセルキーを押すと通常の画面に復帰する。
【００４１】
【発明の効果】
以上で説明したように本発明によれば、カラー電子写真画像形成装置において、ユーザが作業し易い現像手段と電子写真感光体ドラムを一体化したプロセスカートリッジが未使用であることを検知した場合にはユーザが操作すればトナー濃度制御に必要な各種データを自動的に初期設定されることにより、プロセスカートリッジ交換時にサービスマンを呼ぶ必要のないカラー電子写真画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるカラー画像形成装置の構成図である。
【図２】実施の形態１のディジタル画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１のＬＥＤ駆動部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の現像器の構成図である。
【図５】実施の形態１のトナー濃度制御初期設定を説明するフローチャートである。
【図６】実施の形態１の制御を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態２の操作部を示す図である。
【図８】実施の形態２のユーザー設定モード画面を示す図である。
【図９】プロセスカートリッジの模式縦断面図である。
【符号の説明】
１４…画像形成装置本体
４０…トナー濃度検知センサー
４１…トナー撹拌スクリュー
４２…トナー補給口
４４…制御電圧
４５…トナー濃度信号
１０１…ＣＣＤ
１０２…クランプ＆Ａｍｐ．＆Ｓ／Ｈ＆ＡＤ部
１０３…シェーディング部
１０４…つなぎ＆ＭＴＦ補正＆原稿検知部
１０５…入力マスキング部
１０６…セレクタ
１０７…色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部
１０８…遅延
１０９…モワレ除去部
１１０…変倍処理部
１１１…ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部
１１２…γ補正部
１１３…フィルタ
１１４…外部Ｉ／Ｆ
１１５…下地除去部
１１６…黒文字判定部
２０１…２値変換部
２０２〜２０５…遅延部
２０６〜２０９…ＬＥＤ駆動
２１０〜２１３…ＬＥＤ部
２２０〜２２２…ビデオ信号カウント部
３０１…原稿台ガラス
３０２…原稿給紙装置
３０３…光源
３０４…光源
３０５…反射傘
３０６…反射傘
３０７…反射ミラー
３０８…ミラー
３０９…ミラー
３１０…レンズ
３１１…基板
３１２…画像処理部
３１３…インターフェイス
３１４…第１キャリッジ
３１５…第２キャリッジ
３１６…駆動手段
３１７…Ｙ画像形成部
３１８…Ｍ画像形成部
３１９…Ｃ画像形成部
３２０…Ｋ画像形成部
３２１…帯電器
３２２…現像器
３２３（３２６，３２９，３３２）…転写帯電器
３２４…帯電器
３２５…現像器
３２７…帯電器
３２８…現像器
３３０…帯電器
３３１…現像器
３３３…転写ベルト
３３４…定着器
３３５…排紙トレー
３３６…給紙ローラ
３３７…給紙ローラ
３３８…ピックアップローラ
３３９…ピックアップローラ
３４０…給紙カセット
３４１…給紙カセット
３４２〜３４５…感光ドラム
３４７…紙先端センサ
３４８…転写ベルトローラ
３４９…除電帯電器
３５０…剥離帯電器
３５１…定着前帯電器
３５２…定着前帯電器
３５３…内外除電器
３５５〜３５８…現像スリーブ
３６０〜３６３…補助帯電器
３７０〜３７３…帯電スリーブ
３７４…メモリＥＥＰＲＯＭ
３９０…プロセスカートリッジ
１００１…タッチパネルディスプレイ
１００２…リセットキー
１００３…スタートキー
１００４…ストップキー
１００５…クリアキー
１００６…テンキー
【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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