(57)【要約】【課題】画像形成ユニットの装着状態を短時間で判定する。【解決手段】画像形成装置は、それぞれが回転駆動される像担持体を含み、それぞれが着脱可能な様に構成された複数の画像形成ユニットと、複数の画像形成ユニットの各像担持体に光を照射して静電潜像を形成する光照射手段と、静電潜像を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づき複数の画像形成ユニットの装着状態を判定する判定手段と、各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを互いに異ならせるように制御する制御手段と、を備えている。【選択図】図４
2015145909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが回転駆動される像担持体を含み、それぞれが着脱可能な様に構成された複数の画像形成ユニットと、
前記複数の画像形成ユニットの各像担持体に光を照射して静電潜像を形成する光照射手段と、
前記静電潜像を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づき前記複数の画像形成ユニットの装着状態を判定する判定手段と、
前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを互いに異ならせるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記各像担持体を帯電させる帯電手段を介した出力値を検出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】
前記検出手段は、前記各像担持体に形成された現像剤像を被転写体に転写するための転写手段を介した出力値を検出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４】
前記検出手段は、前記各像担持体に形成された静電潜像を現像剤像として現像するための現像手段を介した出力値を検出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５】
前記各像担持体に向けて画像形成のためのバイアスを出力する出力部材それぞれに前記バイアスを供給する電源手段をさらに備えており、
前記検出手段は、前記電源手段が出力する電流又は電圧の変化量を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記各像担持体に向けて画像形成のためのバイアスを出力する出力部材それぞれに前記バイアスを供給する電源手段をさらに備えており、
前記検出手段は、前記電源手段が出力する電流又は電圧値を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光照射手段が、前記複数の画像形成ユニットの少なくとも２つの像担持体に静電潜像を形成する各期間は、互いに重複した期間を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記光照射手段が、前記各像担持体それぞれに静電潜像を形成する各期間は、互いに重複した期間を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記光照射手段は、前記各像担持体の少なくとも２つに形成した静電潜像が同じタイミングで前記出力部材の対向位置を通過する様に、前記各像担持体に静電潜像を形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記光照射手段は、前記各像担持体に形成した静電潜像が同じタイミングで前記出力部材の対向位置を通過する様に、前記各像担持体に静電潜像を形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記各像担持体又は前記各像担持体を露光する露光手段の使用量を管理する管理手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを、前記各像担持体又は前記各像担持体に対応する露光手段の使用量に基づき決定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、像担持体又は像担持体に対応する露光手段の使用量が大きくなる程、当該像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを短くすることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記管理手段は、前記各像担持体の露光時間の累積値を前記使用量として管理することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記検出手段の検出結果から、前記判定手段が前記複数の画像形成ユニットの一部の画像形成ユニットの装着状態を判定できない場合、
前記制御手段は、前記光照射手段に前記判定できない一部の画像形成ユニットの各像担持体に主走査方向の長さが異なる静電潜像を形成させ、
前記判定手段は、前記一部の画像形成ユニットに静電潜像を形成した後の前記検出手段の検出結果から前記判定できない一部の画像形成ユニットの装着状態を判定することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記一部の画像形成ユニットの少なくとも１つの像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを、当該少なくとも１つの像担持体に前回形成した静電潜像の主走査方向の長さとは異ならせることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記一部の画像形成ユニットが少なくとも２つの画像形成ユニットである場合、前記少なくとも２つの画像形成ユニットの各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さの差を、当該各像担持体に前回形成した静電潜像の主走査方向の長さの差より大きくすることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記複数の画像形成ユニットの装着状態の組み合わせと、前記検出手段が検出する値の範囲との関係を示す情報を保持する保持手段をさらに備えており、
前記判定手段は、前記検出手段が検出する値が、前記保持手段が保持する値の範囲内にない場合には、前記検出手段が検出する値にその上限値が最も近い第１範囲と、前記検出手段が検出する値にその下限値が最も近い第２範囲とを判定し、前記第１範囲と前記第２範囲で装着状態が異なる画像形成ユニットを、装着状態を判定できない画像形成ユニットと判定することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記光照射手段は、前記各像担持体に、複数回、静電潜像を形成し、
前記制御手段は、各回それぞれにおいて、前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを互いに異ならせることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、前記各像担持体と、前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さとの対応関係を、前記複数回のうち少なくとも１回は異ならせることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、前記各像担持体と、前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さとの対応関係を、各回においてそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記検出手段が静電潜像を検出するタイミングに基づき色ずれ補正を行う補正手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか1項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、例えば、電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置において、画像形成装置から着脱可能な画像形成ユニットの装着状態を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、画像形成を行うカートリッジ（画像形成ユニット）が正しく装着されていないと正常な印刷を行うことができない。このため、画像形成装置は、カートリッジ装着状態の判定を行う。例えば、この判定をスイッチやアクチュエータ等の機械部品を使用して行うと部品数が多くなり、スペース確保のために画像形成装置が大型化してしまう。このため、特許文献１は、カートリッジの感光体に向けて転写ローラが転写バイアスを出力することで転写ローラに流れる転写電流によりカートリッジ装着状態の判定を行う構成を開示している。また、特許文献２は、感光体に向けて帯電ローラが帯電バイアスを出力することで帯電ローラに流れる帯電電流によりカートリッジ装着状態の判定を行う構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−６０２８８号公報
【特許文献２】特開平６−３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、画像形成装置の低コスト化が進んでおり、カートリッジの感光体に向けてバイアスを出力する出力部材に電圧を供給する電源部を各カートリッジで共通化する構成が使用されている。電源部を複数のカートリッジで共有する画像形成装置では、電源部から電圧を印加すると複数のカートリッジそれぞれに電流が流れる。このため、電流値により装着されていないカートリッジの数を特定できても、どのカートリッジが装着されていないかを特定することはできない。また、電源部から特定のカートリッジのみに順に電圧を印加して装着状態を判定する構成では、電圧の印加を切り替えるための回路が必要となり、さらに、電圧の出力先の切り替え時間等により判定に時間がかかってしまう。
【０００５】
本発明は、着脱可能な複数の画像形成ユニットの装着状態を短時間で判定できる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、画像形成装置は、それぞれが回転駆動される像担持体を含み、それぞれが着脱可能な様に構成された複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットの各像担持体に光を照射して静電潜像を形成する光照射手段と、前記静電潜像を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づき前記複数の画像形成ユニットの装着状態を判定する判定手段と、前記各像担持体に形成する静電潜像の主走査方向の長さを互いに異ならせるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
画像形成ユニットの装着状態を短時間で判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による画像形成装置の制御構成を示す図。
【図３】一実施形態による画像形成装置での処理を示すフローチャート。
【図４】一実施形態による装着判定処理のタイミングチャート。
【図５】一実施形態による装着判定処理で形成する静電潜像と、抵抗モデルを示す図。
【図６】一実施形態による静電潜像が形成された感光体の抵抗モデルの説明図。
【図７】一実施形態による静電潜像が帯電ローラの対向位置を通過する際の帯電電流の変化の説明図。
【図８】一実施形態によるカートリッジの装着状態と帯電電流の関係を示す図。
【図９】一実施形態による装着判定処理で形成する静電潜像を示す図。
【図１０】一実施形態による装着判定処理のタイミングチャート。
【図１１】一実施形態による装着判定処理のタイミングチャート。
【図１２】一実施形態による装着判定処理で形成する静電潜像を示す図。
【図１３】一実施形態による静電潜像が帯電ローラの対向位置を通過する際の帯電電流の変化の説明図。
【図１４】一実施形態によるカートリッジの装着状態と帯電電流の関係を示す図。
【図１５】一実施形態によるカートリッジの装着状態と帯電電流の関係を示す図。
【図１６】一実施形態による装着判定処理で形成する静電潜像を示す図。
【図１７】一実施形態によるカートリッジの装着状態と帯電電流の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は例示であり、本発明の範囲を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。なお、図１において、参照符号の末尾のアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ、対応する部材がイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の現像剤像を中間転写ベルト８０に形成するものであることを示している。以下の説明において、形成する現像剤像の色を区別する必要がない場合には、末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。感光体１は、図中の矢印の方向に回転駆動される像担持体である。帯電ローラ２は、帯電バイアスを印加して、感光体１の表面を所定電位に帯電させる。露光部１１は、対応する感光体１に形成する画像に応じた光を照射して感光体１を走査・露光し、感光体１の表面に静電潜像を形成する光照射部である。現像部８は現像剤及び現像ローラ４を有し、現像ローラ４が印加する現像バイアスにより感光体１の静電潜像に現像剤を供給して現像剤像へと可視化する。１次転写ローラ８１は、１次転写バイアスを印加して、感光体１の現像剤像を中間転写ベルト８０に転写する。なお、各感光体１に形成された現像剤像を重ね合わせて中間転写ベルト８０に転写することで多色のトナー像を形成することができる。クリーニング部３は、感光体１から中間転写ベルト８０に転写されず、感光体１に残留した現像剤を除去する。本実施形態において、感光体１、帯電ローラ２、現像部８、クリーニング部３は、画像形成装置から着脱可能なカートリッジ９（画像形成ユニット）を構成している。なお、カートリッジ９に含まれる部材はこれに限定されず、例えば、１次転写ローラ８１や、露光部１１を含むものであっても、感光体１を除く上記いずれかの部材を含まないものであっても良い。
【００１１】
本実施形態において、帯電バイアス電源２０は、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄ（出力部材）が帯電バイアスを出力するための電圧を、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄに供給する。帯電バイアス電源２０は各帯電ローラ２に流れる帯電電流を合計した電流を出力するが、帯電バイアス電源２０は、この電流値を測定する測定回路を有する。同様に、１次転写バイアス電源８４は、１次転写ローラ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ及び８１ｄ（出力部材）が１次転写バイアスを出力するための電圧を、１次転写ローラ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ及び８１ｄに供給する。帯電バイアス電源２０と同様に、１次転写バイアス電源８４は、１次転写ローラ８１に流れる転写電流の合計値を測定する測定回路を有する。なお、本実施形態において、各現像ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄには、それぞれ、個別の現像バイアス電源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄが設けられている。しかし、これに限られるものではなく、現像バイアス電源２１を各色で共通にする構成とすることも可能である。
【００１２】
中間転写ベルト８０は、３本のローラ１４、１５及び８６により支持され、ローラ１４の回転に従属して図中の矢印の方向に回転駆動される。カセット１６の記録材は、ピックアップローラ１７により搬送路に送り出され、ローラ１８により２次転写ローラ８２と中間転写ベルト８０とのニップ部に搬送される。２次転写ローラ８２は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト８０の現像剤像を記録材に転写する。なお、２次転写バイアスは、２次転写バイアス電源８５から供給される。現像剤像が転写された記録材は定着部１９へと搬送される。定着部１９は、記録材に熱及び圧力を加えて現像剤像を記録材に定着させる。現像剤像の定着が行われた記録材は、その後、装置外へと排出される。
【００１３】
図２は、本実施形態による画像形成装置の制御構成図である。図２において、ホストコンピュータ１００は印刷対象の画像を画像形成装置に出力して印刷させる情報源である。画像形成装置のコントローラ１０１は、ホストコンピュータ１００から受信する画像データに対して所定の変換を行い、所定の変換を行った画像データをビデオインタフェース部１０３経由でエンジン制御部１０２に出力する。
【００１４】
エンジン制御部１０２は、ＣＰＵ１０４を有し、ＲＯＭ１１０に保存されたプログラムを実行して画像形成に関する制御を統括する。なお、ＲＯＭ１１０には、エンジン制御部１０２が制御において使用するデータも保存されている。ＲＡＭ１０９は、ＣＰＵ１０４がその制御において一時的なデータ等を保存するワークエリアとして使用される。形成部１０６は、後述する装着判定処理において静電潜像を形成し、検出部１０８は、装着判定処理において帯電バイアス電源２０や１次転写バイアス電源８４が出力する出力値である帯電電流や転写電流の値を検出する。装着判定部１１３は、検出部１０８の検出結果から各カートリッジ９の装着状態を判定する。露光時間管理部１１２は、各感光体１の露光時間を管理する。なお、形成部１０６、検出部１０８、装着判定部１１３及び露光時間管理部１１２は、ＣＰＵ１０４が実行するプログラムによりソフト的に実現することも、個別のハードウェアとして実現することも、それらの組み合わせとして実現することもできる。
【００１５】
図３は、本実施形態によるエンジン制御部１０２が実行する処理のフローチャートである。エンジン制御部１０２は、Ｓ１０で画像形成装置に電源が投入された直後であるかを判定し、直後であるとＳ１２で装着判定処理を行う。一方、電源投入直後ではない場合、エンジン制御部１０２は、Ｓ１１で、カートリッジ９を交換するためのドアが開閉されたかを判定し、開閉されている場合にはＳ１２で装着判定処理を行う。なお、図３の処理は繰り返し行う。また、図３は例示であり、任意の判定基準を満たす場合に装着判定処理を実行することができる。
【００１６】
図４は、本実施形態による装着判定処理のタイミングチャートである。エンジン制御部１０２は、装着判定処理を時刻Ｔ０で開始すると、時刻Ｔ１で感光体１を回転させる。エンジン制御部１０２は、感光体１の回転が安定した後、時刻Ｔ２で帯電バイアスを感光体１に向けて出力させる。エンジン制御部１０２の形成部１０６は、時刻Ｔ３で感光体１の帯電された部分が露光位置に到達すると、各感光体１の表面を露光して静電潜像を形成する。各感光体１の露光は、図４に示す様に、１つの走査線を走査する周期（ＢＤ周期）において、露光を行う露光部分と、露光を行わないマスク部分とを切り替えることにより行う。なお、図４に示す様に、露光部分の長さは、感光体１ａ、感光体１ｂ、感光体１ｃ、感光体１ｄの順で長くする。したがって、各感光体１には、図５（Ａ）に示す様に、主走査方向においてそれぞれ長さが異なる略方形の静電潜像が形成される。なお、主走査方向とは図５（Ａ）の左右方向であり、主走査方向と直交する感光体１の円周に沿った方向を副走査方向と呼ぶ。感光体１に形成される静電潜像の副走査方向の幅は、図４のＢＤ周期の繰り返し数に対応する。図４に戻り、時刻Ｔ４で静電潜像の形成が終了すると、検出部１０８は、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に到達する前の時刻Ｔ５から、通過した後の時刻Ｔ６までの間、帯電バイアス電源２０の測定回路が測定した帯電電流のサンプリングを行う。時刻Ｔ６でサンプリングが終了すると、エンジン制御部１０２は、帯電バイアスの出力を停止し、その後、時刻Ｔ７で感光体１の回転を停止させる。装着判定部１１３は、サンプリング値から装着されていない、或いは、装着状態に不備がある（以下、纏めて装着不備と呼ぶ。）カートリッジ９を判定する。なお、後述する様に、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にある状態と無い状態では帯電電流は異なる。本実施形態では、例えば、それぞれの状態のサンプリング値の平均値を、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にある状態と無い状態の帯電電流の値とすることができる。なお、平均値ではなくサンプリング値そのものを使用しても良い。
【００１７】
以下、装着判定部１１３がどの様に装着不備の有無と、装着不備であるカートリッジ９を特定するかについて説明する。説明する。図６（Ａ）に示す様に、感光体１の非露光領域の電位をＶｄとし、露光領域の電位をＶｌとする。ここで、帯電ローラ２と感光体１の露光領域との電位差は、帯電ローラ２と感光体１の非露光領域との電位差より大きい。なお、帯電電流は、帯電ローラ２と感光体１の表面の電位差が大きい程、その値は大きくなる。図６（Ａ）に示す様に、主走査方向において露光領域と非露光領域、つまり、静電潜像を形成した領域としない領域を設けると、静電潜像を形成しない領域より、静電潜像を形成した領域に流れる電流値は大きくなる。この様子は、図６（Ｂ）に示す様に、感光体１の静電潜像を形成しない領域に対応する仮想抵抗Ｒｄと、静電潜像を形成した領域に対応する仮想抵抗Ｒｌの並列接続でモデル化することができる。図６（Ｂ）から明らかな様に、仮想抵抗ＲｄとＲｌの合成抵抗の値は、静電潜像の主走査方向の長さに応じて変化することになる。
【００１８】
本実施形態においては、図５（Ａ）に示す様に、各感光体１に形成する静電潜像の主走査方向の長さを感光体１ごとに異ならせる。よって、静電潜像を形成した副走査方向の範囲において、各感光体１の仮想的な合成抵抗の値も異なる。ここで、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの、副走査方向において静電潜像が形成されている範囲の仮想的な合成抵抗をそれぞれＲｙ、Ｒｍ、Ｒｃ、Ｒｋとする。この場合、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にあるときの、帯電バイアス電源２０から見た等価回路は図５（Ｂ）の通りとなる。なお、図５（Ｂ）において、Ｉｙ、Ｉｍ、Ｉｃ、Ｉｋは、それぞれ、形成した静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にあるときの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの帯電電流値であり、Ｉｔはそれらの合計値である。なお、図５（Ｂ）のスイッチは、カートリッジ９の装着状態を表し、スイッチがオフであることはカートリッジ９の装着不備に対応し、スイッチがオンであることはカートリッジ９が正常に装着されている状態に対応する。
【００１９】
図７は、各カートリッジ９の装着状態と、静電潜像を帯電ローラ２の対向位置を通過させた際の、帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流との関係を示している。なお、図７においてＩｂとは、感光体１の副走査方向において静電潜像を形成していない範囲が帯電ローラ２と対向している際に、その感光体に流れる電流値である。つまり、感光体１に形成した静電潜像が帯電ローラ２と対向する位置に到達する前や、帯電ローラ２と対向する位置を通過した後に、その感光体１に流れる帯電電流値である。例えば、図７の状態Ａでは、総てのカートリッジ９が正しく装着されているため、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に到達する前や、帯電ローラ２の対向位置を通過後の帯電電流の合計値は、１つの感光体１に流れる帯電電流Ｉｂの４倍の４Ｉｂとなる。一方、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にあるときの帯電電流の合計値はＩｙ＋Ｉｍ＋Ｉｃ＋Ｉｋである。したがって、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置を通過する際に帯電バイアス電源２０の測定回路が測定する帯電電流の変化量は、Ｉｙ＋Ｉｍ＋Ｉｃ＋Ｉｋ−４Ｉｂとなる。
【００２０】
図８は、例えば、ＲＡＭ１０９又はＲＯＭ１１０が保持する、カートリッジ９の装着状態に関する総ての組み合わせと、帯電電流との関係を示している。なお、帯電電流Ｉｙを基準（値"１"）とし、帯電電流Ｉｍ、Ｉｃ、Ｉｋがそれぞれ値"２"、"４"、"８"となる様に各感光体１に静電潜像を形成したものとしている。なお、帯電電流Ｉｂを値"０．５"としている。逆に述べると、静電潜像が形成されていないときの帯電電流に対して、２倍の帯電電流となる様に感光体１ａに静電潜像を形成したものとしている。図８の表のＩｙ、Ｉｍ、Ｉｃ及びＩｋの行において"０"が示されている箇所は対応するカートリッジ９が装着されていないことを示している。また、"０"以外の値が示されている箇所の数字は、帯電ローラ２の対向位置に静電潜像がある場合の、対応する感光体１に流れる帯電電流の値を示している。また、図８の合計値は帯電ローラ２の対向位置に静電潜像が来たときに帯電バイアス電源２０で測定した帯電電流の値、つまり、Ｉｙ、Ｉｍ、Ｉｃ及びＩｋの合計値を示している。さらに、図８の正常装着数は、正しく装着されているカートリッジ９の数であり、"Ｉｂの合計"は、各感光体１に形成した静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に到達する前や通過した後に帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流の合計値を示している。さらに、図８の変化量は、"合計値"と"Ｉｂの合計"との差分、つまり、静電潜像を感光体１に形成して帯電ローラ２の対向位置を通過させることで変化する帯電電流の値を示している。なお、番号は、各装着状態を識別するために付与したものである。
【００２１】
例えば、番号＃４の状態は、イエロー及びマゼンタの２つのカートリッジ９のみが正しく装着されている状態に対応する。よって、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に来たときにはＩｙ及びＩｍが感光体１ａ及び１ｂに流れ、よって、帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流の値は"３"となる。また、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に来る前や通過した後においては、２つの感光体１ａ及び１ｂにそれぞれＩｂ＝０．５の電流が流れるため帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流の値は"１"となる。したがって、この場合、帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流は、感光体１を回転させることにより値"２"だけ変化することになる。図８から明らかな様に、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にあるときの帯電電流の合計値や、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置を通過する際の帯電電流の合計値の変化量は、カートリッジ９の装着状態の組み合わせ毎に異なる。したがって、装着判定部１１３は、帯電バイアス電源２０が出力する帯電電流の値やその変化量により装着不備のカートリッジ９を特定することができる。
【００２２】
以上、各感光体１に形成する静電潜像の主走査方向の長さを適切に異ならせることで、帯電電流の値や、その変動量により、どのカートリッジ９が装着不備であるかを特定することができる。本実施形態では、各感光体１に形成した静電潜像が同じタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過する様に静電潜像を形成しても、各感光体１の帯電電流の合計値から装着不備であるカートリッジ９を正しく特定できる。なお、例えば、各感光体１に形成した静電潜像が互いに異なるタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過する様に静電潜像を形成しても良い。その様な構成でも、帯電バイアス電源２０が電圧を供給する帯電ローラ２を切り替える必要がなく短時間でカートリッジ９の装着状態を判定できる。しかしながら、少なくとも２つの感光体１に形成した静電潜像が同じタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過する様に静電潜像を形成することで、より短い時間で装着状態を判定することができる。さらに、本実施形態で述べた様に、各感光体１に形成した静電潜像が同じタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過する様に静電潜像を形成することでより短時間で装着状態を判定することができる。
【００２３】
なお、上述した様に、本実施形態では使用する現像剤の色以外、各カートリッジ９の構成は同じである。よって、少なくとも２つの感光体１に静電潜像を形成する各期間に、互いに重複した期間を持たせれば、少なくとも２つの感光体１に形成した静電潜像が同じタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過することになる。同様に、各感光体１に静電潜像を形成する各期間に互いに重複した期間を持たせれば、各感光体１に形成した静電潜像が同じタイミングで帯電ローラ２の対向位置を通過することになる。
【００２４】
また、本実施形態では、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの順で形成する静電潜像の主走査方向の長さを長くしたが、静電潜像の主走査方向の長さと感光体１の対応関係は任意に決定することができる。さらには、装着判定処理の都度、各感光体１に形成する静電潜像の主走査方向の長さを異ならせることができる。例えば、露光時間管理部１１２が、各感光体１の露光時間の累積値を管理し、露光時間の累積値が大きい感光体１程、主走査方向の長さが短い静電潜像を形成する様にできる。この構成により、露光部１１や感光体１の劣化度合いを平均化することができる。なお、露光時間の累積値によらず、露光部１１や感光体１の使用量を示す他の値を使用することができる。
【００２５】
なお、図５では、各静電潜像を感光体１の走査開始位置から主走査方向に所定の長さとなる様に形成したが、静電潜像を形成する位置は図５に示すものに限定されない。例えば、図９に示す様に、各静電潜像を感光体１の走査終了位置から主走査方向に所定の長さとなる様に形成することができる。さらには、感光体１の主走査方向の両端を共に非露光領域とする様に静電潜像を形成することができる。さらに、各感光体１で静電潜像を形成する位置を揃える必要はなく、例えば、感光体１ごとに異ならせても良い。また、図１に示す画像形成装置では、帯電バイアス電源２０が、総ての帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに帯電バイアスを印加していた。しかしながら、本実施形態は、複数の帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する１つ以上の帯電バイアス電源２０を有する任意の構成の画像形成装置に適用できる。例えば、２つの帯電バイアス電源２０を設け、各帯電バイアス電源２０が、それぞれ、２つの帯電ローラ２に帯電バイアスのための電圧を供給するものであっても良い。なお、本実施形態では帯電電流によりカートリッジ９の装着状態を判定するため、１次転写バイアス電源８４は、現像バイアス電源２１と同様に、各１次転写ローラ８１に対して個別に設け、測定回路を含まないものであっても良い。
【００２６】
なお、上述した様に、感光体１に形成した静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に来ると当該感光体１に流れる帯電電流が変化する。したがって、この変化を検出することで、感光体1に静電潜像を形成してから、当該静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に到達するまでの時間を測定することができる。例えば、エンジン制御部１０２は、現像剤像により色ずれを補正した後、各感光体１について、静電潜像の形成から帯電ローラ２の対向位置への到達までの時間を計測して基準値として保存しておく。その後、エンジン制御部１０２は、各感光体１について、静電潜像の形成から帯電ローラ２の対向位置への到達までの時間を計測して基準値と比較する。静電潜像の形成から帯電ローラ２の対向位置への到達までの時間が基準値から変動していると、それは、形成したトナー像が中間転写ベルト８０に転写されるタイミングも変動していることを意味し、これは色ずれの発生を意味する。この場合、静電潜像の形成から帯電ローラ２の対向位置への到達までの時間が基準値となる様に、静電潜像の形成タイミングを補正することで、現像剤像を実際に形成することなく色ずれを補正することができる。
【００２７】
したがって、例えば、上述した装着判定処理で、感光体１に形成した静電潜像を検出して装着されているカートリッジを判定すると共に、静電潜像の検出タイミングに基づき色ずれ量を判定して補正を行うことが可能になる。なお、上述した様に、静電潜像の検出タイミングは、帯電電流の値又はその変化量から判定できる。
【００２８】
また、本実施形態においては、帯電バイアス電源２０の出力電圧が一定であり、よって、帯電電流を測定してカートリッジの装着状態を判定していた。しかしながら、帯電電流を一定に制御する画像形成装置においては、帯電バイアス電源２０が出力する電圧値や、その変化量により静電潜像を検出してカートリッジの装着状態を判定することができる。
【００２９】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、帯電電流によりカートリッジ９の装着状態を判定した。本実施形態では、現像剤像を被転写体である中間転写ベルト８０に転写する転写電流によりカートリッジ９の装着状態を判定する。以下、本実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３０】
図１０は、本実施形態での装着判定処理のタイミングチャートである。本実施形態では、図４に示す第一実施形態での処理に加えて、時刻Ｔ２から、サンプリングが終了する時刻Ｔ６まで、１次転写ローラ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄが１次転写バイアスを出力する。また、本実施形態では、形成した静電潜像が１次転写ローラ８１の対向位置を通過する時刻Ｔ５から時刻Ｔ６において１次転写バイアス電源８４に流れる転写電流をサンプリングする。図１０のその他については、図４と同様であるため詳細な説明は省略する。本実施形態においても、第一実施形態と同様に、各感光体１に主走査方向の長さが異なる静電潜像を形成する。１次転写ローラ８１の電位と感光体１の露光領域との電位差は、１次転写ローラ８１の電位と感光体１の非露光領域との電位差より小さい。このため、静電潜像が１次転写ローラ８１の対向位置に到達すると転写電流は減少する。この減少度合いは、形成した静電潜像の主走査方向の長さにより異なるため、第一実施形態と同様に装着判定部１１３は装着不備となっているカートリッジ９を特定することができる。つまり、第一実施形態では静電潜像が帯電ローラ２の対向位置に来ると帯電電流が増加したが、本実施形態では静電潜像が１次転写ローラ８１の対向位置に来ると転写電流が減少する以外、装着不備であるカートリッジ９の特定方法は同様である。なお、本実施形態では転写電流によりカートリッジ９の装着状態を判定するため、帯電バイアス電源２０は、現像バイアス電源２１と同様に、各帯電ローラ２に対して個別に設け、測定回路を含まないものであっても良い。また、帯電電流、転写電流のみならず、現像電流によりカートリッジの装着状態を判定してもよい。なお、現像電流とは、現像バイアスを出力することで現像ローラ４を経由して流れる電流を意味する。
【００３１】
＜第三実施形態＞
本実施形態では、各感光体１それぞれに主走査方向の長さが異なる２つの静電潜像を形成する。以下、本実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３２】
図１１は、本実施形態での装着判定処理のタイミングチャートである。エンジン制御部１０２は、装着判定処理を時刻Ｔ０で開始すると、時刻Ｔ１で感光体１を回転させる。エンジン制御部１０２は、感光体１の回転が安定した後、時刻Ｔ２で帯電バイアスを各感光体１向けて出力させる。エンジン制御部１０２の形成部１０６は、時刻Ｔ３で感光体１の帯電された部分が露光位置に到達すると、各感光体１の表面を露光して静電潜像を形成する。各感光体１の露光は、図１１に示す様に、１つの走査線を走査する周期（ＢＤ周期）において、露光を行う露光部分と、露光を行わないマスク部分を切り替えて行う。なお、図１１に示す様に、露光部分の主走査方向の長さは、感光体１ａ、感光体１ｂ、感光体１ｃ、感光体１ｄの順で長くする。その後、形成部１０６は、時刻Ｔ４で感光体１の露光部分及びマスク部分の長さを変更する。図１１に示す様に、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４とは異なり、露光部分の主走査方向の長さは、感光体１ａ、感光体１ｂ、感光体１ｃ、感光体１ｄの順で短くする。したがって、各感光体１には、図１２に示す様に、主走査方向においてそれぞれ長さがことなる２つの方形を副走査方向に並べた静電潜像が形成される。その後、エンジン制御部１０２の検出部１０８は、時刻Ｔ６〜Ｔ７の間と、時刻Ｔ８〜Ｔ９の間に帯電電流のサンプリングを行う。なお、時刻Ｔ６〜Ｔ７は、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４で形成した静電潜像（以下、第１静電潜像と呼ぶ。）が帯電ローラ２の対向位置にある間を含み、時刻Ｔ８〜Ｔ９は、時刻Ｔ４〜時刻Ｔ５で形成した静電潜像（以下、第２静電潜像と呼ぶ。）が帯電ローラ２の対向位置にある間を含む。時刻Ｔ９でサンプリングが終了すると、エンジン制御部１０２は、帯電バイアスの出力を停止させ、その後、時刻１０で感光体１の回転を停止させる。
【００３３】
図１３は、本実施形態における帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流の変化を示している。なお、図１３において、電流値Ｉｂとは、感光体１に静電潜像を形成していない場合に、当該感光体１に流れる帯電電流の値である。また、Ｉｙ１は第１静電潜像が帯電ローラ２ａの対向位置にあるときの感光体１ａの帯電電流の値であり、Ｉｙ２は第２静電潜像が帯電ローラ２ａの対向位置にあるときの感光体１ａの帯電電流の値である。同様に、Ｉｍ１は第１静電潜像が帯電ローラ２ｂの対向位置にあるときの感光体１ｂの帯電電流の値であり、Ｉｍ２は第２静電潜像が帯電ローラ２ｂの対向位置にあるときの感光体１ｂの帯電電流の値である。
【００３４】
例えば、第１静電潜像に対する各感光体１の帯電電流の値を第１実施形態と同じとする。この場合、カートリッジ９の装着状態の総ての組み合わせと第１静電潜像に対する帯電電流の関係は図８と同じである。なお、図８のＩｙ、Ｉｍ、Ｉｃ、Ｉｋは、それぞれ、Ｉｙ１、Ｉｍ１、Ｉｃ１、Ｉｋ１と読み替える。一方、第２静電潜像に対する各感光体１の帯電電流Ｉｙ２、Ｉｍ２、Ｉｃ２、Ｉｋ２の値を、それぞれ、Ｉｙ１に対して、８倍、４倍、２倍、１倍とする。この場合、カートリッジ９の装着状態に関する総ての組み合わせと第２静電潜像に対する帯電電流の関係は図１４の通りとなる。
【００３５】
例えば、イエロー及びマゼンタのカートリッジ９のみが正常の装着されている、図８及び図１４の番号＃４の状態であるものとする。さらに、静電潜像が帯電ローラ２の対向位置を通過している間にノイズが発生して帯電バイアス電源２０に流れる帯電電流が値"０．３"だけ低く検出されたものとする。この場合、第１静電潜像による帯電電流の変化量は、ノイズの影響により"１．７"となる。値"１．７"と番号＃３の変化量との差は"０．２"であり、値"１．７"と番号＃４の状態の変化量との差は"０．３"である。したがって、第１静電潜像の検出のみで装着状態を判定すると、装着判定部１１３は、番号＃３の状態、つまり、マゼンタに対応するカートリッジ９のみが正常に装着されていると判定してしまう。このため、本実施形態では、第２静電潜像も形成する。本例では、第２静電潜像による帯電電流の変化量はノイズの影響により"１０.７"となる。値"１０.７"と番号＃３の変化量との差は"７．２"であり、値"１０.７"と番号＃４の状態の変化量との差は"０．３"である。したがって、２つの変化量から装着判定部１１３は、番号＃３の状態ではなく、番号＃４の状態、つまり、イエロー及びマゼンタのカートリッジ９のみが正常に装着されていると正しく判定することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、静電潜像を２回形成したが、より一般的には、各感光体１に複数回（Ｎ回：Ｎは２以上の整数）、静電潜像を形成する構成とすることができる。このとき、第Ｋ回（Ｋ＝１〜Ｎの整数）目に各感光体１に形成する４つの静電潜像の主走査方向の長さは互いに異ならせる。また、各回それぞれにおいて形成する４つの静電潜像の主走査方向の長さと、各感光体１との対応関係を、形成回毎に異ならせる。この構成によりノイズによる誤検出を減らし、装着状態の判定精度を高めることができる。なお、各回それぞれにおいて形成する４つの静電潜像の主走査方向の長さと、各感光体１との対応関係を、Ｎ回の内、少なくとも１回だけ異ならせる構成であっても良い。
【００３７】
なお、本実施形態においても第二実施形態と同様に帯電電流ではなく転写電流や現像電流により装着状態を判定できる。さらに、変化量ではなく、静電潜像の検出時での帯電電流の絶対値により装着状態を判定することもできる。
【００３８】
＜第四実施形態＞
続いて、第四実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態においては、図８に示す帯電電流の変化量に対して判定範囲を設け、検出した変化量がこの判定範囲内にある場合に、対応する装着状態であると判定する。図１５は、例えば、ＲＡＭ１０９又はＲＯＭ１１０が保持する、各装着状態に対する判定範囲を示している。なお、図１５は、判定範囲を追加した以外は図８と同様である。本例において、判定範囲の下限値及び上限値はそれぞれ以下の式により求めている。
下限値＝Ｓｔ−（Ｓｔ−Ｓｌ）／５
上限値＝Ｓｔ＋（Ｓｕ−Ｓｔ）／５
ここで、Ｓｔは計算対象とする装着状態の変化量である。また、Ｓｌは、計算対象とする装着状態の変化量より小さく、かつ、最も近い他の装着状態の変化量である。さらに、Ｓｕは、計算対象とする装着状態の変化量より大きく、かつ、最も近い他の装着状態の変化量である。例えば、番号＃４の装着状態については、Ｓｔ＝２、Ｓｌ＝１．５、Ｓｕ＝３．５であるため、下限値及び上限値はそれぞれ１．９及び２．３となる。なお、上記計算式による上限値及び下限値は例示であり、その範囲が重複しない任意の値を使用できる。
【００３９】
例えば、番号＃２の装着状態であり、静電潜像の検出時のノイズの影響により電流の変化量が０．３だけ増加するものとする。この場合、エンジン制御部１０２は、電流の変化量として、いずれの範囲にも含まれない"０．８"を検出する。なお、検出した値は、番号＃２の判定範囲と、番号＃３の判定範囲の間の値であるため、エンジン制御部１０２は、シアン及びブラックのカートリッジ９については装着不備であると判定することができる。これは、番号＃２及び番号＃３共にシアン及びブラックのカートリッジ９は装着不備であるからである。しかしながら、番号＃２と番号＃３ではシアン及びイエローのカートリッジ９の装着状態が異なるため、エンジン制御部１０２は、イエローとマゼンタのカートリッジ９については装着状態を特定することはできない。
【００４０】
このため、エンジン制御部１０２は、状態を判定できないイエロー及びマゼンタのカートリッジ９について再判定を行う。なお、前回の判定結果により静電潜像を形成する感光体１の数が少なくなると、エンジン制御部１０２は、各感光体１に形成する静電潜像の主走査方向の長さの差が前回より大きくなる様に制御する。図１６は、本例で２回目に形成する静電潜像を示している。図５（Ａ）に示す１回目の静電潜像と比較し、感光体１ａ及び１ｂに形成する静電潜像の主走査方向の長さをそれぞれ大きくしている。この際、大きくする程度を異ならせることで、感光体１ａ及び１ｂに形成する静電潜像の主走査方向の長さの差を大きくしている。これは、静電潜像を検出する際の各感光体１の帯電電流の差を大きくして検出精度を上げるためである。例えば、図１６においては感光体１ａの帯電電流Ｉｙが、１回目の帯電電流Ｉｙの４倍となり、感光体１ｂの帯電電流Ｉｍが１回目の帯電電流Ｉｙの８倍となる様に静電潜像を検出している。
【００４１】
図１７は、図１６の通りに静電潜像を形成した場合の各装着状態と帯電電流値との関係を示している。本例では、イエローのカートリッジ９が正しく装着されているため、１回目と同様に変化量が"０.３"だけ増加すると、検出する変化量は"３.８"となる。したがって、イエローのカートリッジ９が正常に装着されており、マゼンタのカートリッジ９の装着不備であると判定することができる。なお、本実施形態でも上記実施形態と同様に変化量ではなく静電潜像が帯電ローラ２の対向位置にあるときの帯電電流の絶対値により行うこともできる。また、帯電電流ではなく転写電流や現像電流により判定することもできる。
【００４２】
以上、装着不備の各状態に対応する電流に関する値に範囲を設け、検出した値がこの範囲内であると、対応する装着状態であると判定する。また、検出した値がいずれの範囲内にもないときは、検出した値に基づき、装着状態を特定できるカートリッジ９を判定し、装着状態が正常であるか不備であるかを判定できないカートリッジ９については再判定を行う。具体的には、検出した値がいずれの範囲内にもないと、装着判定部１１３は、検出した値にその上限値が最も近い第１範囲と、その下限値が最も近い第２範囲とを判定する。そして、装着判定部１１３は、第１範囲と第２範囲で装着状態が同じカートリッジ９については、第１範囲及び第２範囲に対応する装着状態であると判定する。一方、第１範囲と第２範囲で装着状態が異なるカートリッジ９については装着状態が判定できないカートリッジ９と判定する。
【００４３】
そして、一部のカートリッジ９の再判定を行う場合、再判定するカートリッジの各感光体１の少なくとも１つには、前回とは異なる主走査方向の長さで静電潜像を形成する。この構成によりノイズの影響を抑えてカートリッジ９の装着状態を正しく判定することができる。さらに、少なくとも２つのカートリッジ９の再判定を行う場合、再判定するカートリッジ９の各感光体１には、静電潜像の主走査方向の長さの差が前回形成したものより大きくなる様に、静電潜像を形成する。この構成によりノイズの影響を抑えてカートリッジ９の装着状態を正しく判定することができる。
【００４４】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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【図１６】
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【図１７】
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