(57)【要約】【課題】  トナーカートリッジの物理的形状を各色に応じて変えることなく、別途センサ等を設けることなく、各トナーカートリッジの位置を検出できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の画像形成装置１００は、画像光を露光するＬＤ装置１０６〜１０９と、画像光により各色に対応した潜像がそれぞれ形成される像担持体を備え、各色のトナー像を形成させるカートリッジ１０１〜１０４と、各色のトナー像が重なり合うように像担持体から転写される転写ベルト１０５と、発光部と正反射光受光部と拡散反射光受光部とを備え、転写ベルト１０５上のトナー濃度を検出する濃度センサ１１０とを含む。各カートリッジにつき予め計測された露光から濃度センサ１１０によるトナー像の検出までの各時間と、検出用パターンからの反射光を正反射光受光部および拡散反射光受光部で受光して得られた受光量とから、各カートリッジの位置を検出する。【選択図】  図１
2008058527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに対応する画像光を露光する露光手段と、
前記画像光により各色に対応した潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体と、
各色のトナーを収容し、前記複数の像担持体のそれぞれに、対応する色の前記トナーを付着させ、各色のトナー像を形成させる複数のトナーカートリッジと、
各色の前記トナー像が重なり合うように前記複数の像担持体から転写される転写手段と、
発光部と、正反射する光を受光する正反射光受光部と、拡散反射する光を受光する拡散反射光受光部とを備え、前記転写手段上のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段とを含み、
各前記トナーカートリッジにつき予め計測された前記画像光の露光から前記トナー濃度検出手段による前記トナー像の検出までの各時間と、前記トナーカートリッジの配置位置を検出するために形成された各色のパターンからの反射光を前記正反射光受光部および前記拡散反射光受光部で受光して得られた受光量とから、各色の前記トナーカートリッジの配置位置を検出する、画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置内の温度および湿度を検出するための温湿度検出手段と、潜像形成のために帯電される前記像担持体の帯電電圧を、検出した前記温度および湿度に応じて変更する帯電電圧変更手段とを含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体は、円筒形で、一定方向に回転することにより、前記潜像が形成され、前記トナーが付着されて前記トナー像が形成されるものであって、前記画像形成装置は、前記像担持体の回転数をカウントするカウンタと、潜像形成のために帯電される前記像担持体の帯電電圧を、前記回転数に応じて変更する帯電電圧変更手段とを含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置の電源ＯＮを検知する電源検知手段、若しくは前記トナーカートリッジの交換用カバーの開閉を検知する開閉検知手段、またはその両方を含み、前記電源検知手段による前記電源ＯＮ、若しくは前記開閉検知手段による前記カバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、前記露光手段が前記パターンに対応する画像光を前記像担持体に露光し、前記トナー濃度検出手段が前記パターンに光を照射し、反射光を受光して、前記各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するか否かの情報を記憶する記憶手段をさらに含み、前記電源検知手段による前記電源ＯＮ、若しくは前記開閉検知手段による前記カバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、前記記憶手段に記憶される前記情報を参照し、前記情報が前記処理を実行することを示す場合に、前記各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、トナー濃度調整用パターンのトナー像を前記転写手段に形成させ、前記トナー濃度検出手段により前記トナー濃度調整用パターンからの反射光を受光して前記トナー濃度を検出する処理を実行し、前記反射光を受光して得られた受光量と、前記各時間とから、前記各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像データに対応する画像光を露光する露光手段と、前記画像光により各色に対応した潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体と、各色のトナーを収容し、前記複数の像担持体のそれぞれに、対応する色の前記トナーを付着させ、各色のトナー像を形成させる複数のトナーカートリッジと、各色の前記トナー像が重なり合うように前記複数の像担持体から転写される転写手段と、発光部と、正反射する光を受光する正反射光受光部と、拡散反射する光を受光する拡散反射光受光部とを備え、前記転写手段上のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段とを含む画像形成装置において、各色の前記トナーカートリッジの配置位置を検出する方法であって、
前記露光手段がトナーカートリッジ位置検出用パターンに対応した画像光を前記像担持体に露光するステップと、
前記トナーカートリッジが前記トナーを付着させ、前記像担持体に前記パターンを形成させるステップと、
前記パターンを前記転写手段に転写するステップと、
前記発光部が前記パターンに一定の光量の光を照射し、前記パターンからの反射光を前記正反射光受光部および前記拡散反射光受光部で受光するステップと、
各前記トナーカートリッジにつき予め計測された前記画像光の露光から前記トナー濃度検出手段による前記トナー像の検出までの各時間と、前記正反射光受光部および前記拡散反射光受光部で受光して得られた受光量とから、各色の前記トナーカートリッジの配置位置を検出するステップとを含む、検出方法。
【請求項８】
前記画像形成装置内の温度および湿度を検出するステップと、潜像形成のために帯電される前記像担持体の帯電電圧を、検出した前記温度および湿度に応じて変更するステップとを含む、請求項７に記載の検出方法。
【請求項９】
前記像担持体は、円筒形で、一定方向に回転することにより、前記潜像が形成され、前記トナーが付着されて前記トナー像が形成されるものであって、前記像担持体の回転数をカウントするステップと、潜像形成のために帯電される前記像担持体の帯電電圧を、前記回転数に応じて変更するステップとを含む、請求項７に記載の検出方法。
【請求項１０】
前記画像形成装置の電源ＯＮ、若しくは前記トナーカートリッジの交換用カバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、前記露光するステップ、前記パターンを形成させるステップ、前記転写するステップ、前記受光するステップ、前記配置位置を検出するステップを実行する、請求項７に記載の検出方法。
【請求項１１】
前記トナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するか否かの情報を記憶する記憶手段を含み、前記電源ＯＮ、若しくは前記カバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、前記記憶手段に記憶される前記情報を参照し、前記情報が前記処理を実行することを示すか否かを判定するステップと、前記情報が前記処理を実行することを示すと判定された場合に、前記露光するステップ、前記パターンを形成させるステップ、前記転写するステップ、前記受光するステップ、前記配置位置を検出するステップを実行する、請求項１０に記載の検出方法。
【請求項１２】
トナー濃度調整用パターンのトナー像を前記転写手段に形成させ、前記トナー濃度検出手段により前記トナー濃度調整用パターンからの反射光を受光して前記トナー濃度を検出するステップを含み、前記トナー濃度を検出するステップで得られた受光量と、前記各時間とから、前記各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する、請求項７に記載の検出方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の検出方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、どの色のトナーカートリッジがどの位置に配置されているかを検出することができる画像形成装置、トナーカートリッジの配置位置の検出方法およびその方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、画像データに応じた画像光を、帯電器によって予め帯電させた像担持体上に露光することにより、その像担持体上に潜像を形成し、現像ユニットから粉体現像剤（トナー）を供給し、そのトナーを付着させることにより現像する。それを転写ベルト上に転写し、転写ベルトと転写ユニットとの間に転写紙を給紙することにより、転写紙上に画像を形成する。
【０００３】
複数色の画像を形成する画像形成装置では、各色の画像の潜像を別々に形成し、別々に現像して各色の顕像画像を重ね合わせることにより、複数色の画像を形成している。このため、像担持体、帯電器、現像ユニット等が各色に対して別個に必要とされる。現像ユニットは、現像器として、トナーを収容した複数のトナーカートリッジを備えていて、各色の画像を形成する際、各色のトナーが各トナーカートリッジから供給される。各トナーカートリッジの使用量は、形成される画像によって異なり、そのため、各トナーカートリッジのトナー残量も異なる。トナーがない状態で画像形成を行うと、その色の画像を形成することができず、転写紙が無駄になる。このため、各色のトナー残量を知る必要がある。
【０００４】
従来、複数の現像ユニットの各々のケース表面に各現像ユニット内に収容されている現像剤の色を表す色マークを付するとともに、現像ユニットに付された色マークに対向する画像形成装置本体部に透光部を設けた構成や、トナーホッパの側壁を内部に帯電防止剤を塗布した透明板で構成したもの等、トナー残量を目視可能にする装置が提案されている。目視では見間違えによる誤認が発生しやすいことから、現像ユニットに識別突起を設け、この識別突起をフォトカプラで検出することにより現像ユニットの色等を判別する方法が提案されている。この方法では、識別突起を色トナーカートリッジ毎に用意する必要があり、トナーカートリッジの容器を再利用する場合に、トナーカートリッジとトナー色との組み合わせを間違えるという問題がある。
【０００５】
この問題に鑑み、像担持体近傍にカラーセンサを配置し、カラートナー像のトナーの色を検知し、現像ユニット内のトナーカートリッジに収容されたトナーの色を認識する認識手段を備えるカラー画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。このように、カラーセンサを用いてカラートナー像のトナーの色を検知し、認識手段を用いてトナーの色を認識することで、トナー色とその配列を自動認識することができ、トナーカートリッジがいずれも同じ形状で、自由な色の組み合わせがなされた場合であっても、確実に、色およびその配列を認識することができる。また、トナーの色の検出においては、カートリッジの対向し合う２つの側壁および内部の収容空所を挟んで、発光部と受光部を対向配置させ、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の検出光を出射したときに得られる分光光の分光分布に基づいて収容されたトナーの色を判別する装置が提案されている（特許文献２参照）。これは、受光部が受光する異なった分光特性の光の光量の変化に基づいてトナーの色を判別するものである。具体的には、Ｂの光をよく吸収するが、Ｒ、Ｇの光は反射するというイエロートナーの特性、Ｇをよく吸収するが、Ｒ、Ｂの光は反射するというマゼンタトナーの特性、Ｒの光をよく吸収するが、Ｇ、Ｂの光は反射するというシアントナーの特性を利用するものである。
【特許文献１】特許第２６６３１５９号公報
【特許文献２】特許第３３６４５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記装置では、カラーセンサおよび認識手段、発光部および受光部を別途備える必要がある。それらの装置を別途備えるためには、画像形成装置内にスペースが必要となり、装置が大型化し、コストアップする。
【０００７】
そこで、トナーカートリッジの物理的形状を各色に応じて変えることなく、別途センサ等を設けることなく、各トナーカートリッジの配置位置を簡単に検出することができる画像形成装置、その配置位置の検出方法およびその方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラムの提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、転写ベルト上のトナー濃度調整用のセンサを、発光部と、正反射する光と拡散反射する光をそれぞれ受光する受光部とから構成する。各トナーカートリッジの識別は、露光からセンサによる検出までの各時間によって行うことができる。受光部で検出された各色の拡散受光量のうち、黒（ＢＫ）トナーの拡散受光量は、他のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）トナーの拡散受光量より小さくなるため、この拡散受光量からＢＫトナーの位置を判別することができる。また、正反射する光の受光量から、発光部から照射される光の波長と、Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの分光特性とにより、Ｙ、Ｍ、Ｃトナーの位置をそれぞれ判別することができる。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、画像データに対応する画像光を露光する露光手段と、画像光により各色に対応した潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体と、各色のトナーを収容し、複数の像担持体のそれぞれに、対応する色のトナーを付着させ、各色のトナー像を形成させる複数のトナーカートリッジと、各色のトナー像が重なり合うように複数の像担持体から転写される転写手段と、発光部と、正反射する光を受光する正反射光受光部と、拡散反射する光を受光する拡散反射光受光部とを備え、転写手段上のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段とを含み、各トナーカートリッジにつき予め計測された画像光の露光からトナー濃度検出手段によるトナー像の検出までの各時間と、トナーカートリッジの配置位置を検出するために形成された各色のパターンからの反射光を正反射光受光部および拡散反射光受光部で受光して得られた受光量とから、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する、画像形成装置が提供できる。
【００１０】
画像形成装置内の温度および湿度を検出するための温湿度検出手段と、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、検出した温度および湿度に応じて変更する帯電電圧変更手段とをさらに含むことができる。
【００１１】
また、像担持体は、円筒形で、一定方向に回転することにより、潜像が形成され、トナーが付着されてトナー像が形成されるものであって、画像形成装置は、像担持体の回転数をカウントするカウンタと、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、回転数に応じて変更する帯電電圧変更手段とを含むことができる。
【００１２】
画像形成装置の電源ＯＮを検知する電源検知手段、若しくはトナーカートリッジの交換用カバーの開閉を検知する開閉検知手段、またはその両方を含み、電源検知手段による電源ＯＮ、若しくは開閉検知手段によるカバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、露光手段がパターンに対応する画像光を像担持体に露光し、トナー濃度検出手段がパターンに光を照射し、反射光を受光して、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行することができる。
【００１３】
トナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するか否かの情報を記憶する記憶手段をさらに含み、電源検知手段による電源ＯＮ、若しくは開閉検知手段によるカバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、記憶手段に記憶される情報を参照し、その情報が上記処理を実行することを示す場合に、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行することもできる。
【００１４】
画像形成装置は、トナー濃度調整用パターンのトナー像を転写手段に形成させ、トナー濃度検出手段によりトナー濃度調整用パターンからの反射光を受光してトナー濃度を検出する処理を実行するが、その反射光を受光して得られた受光量と、上記各時間とから、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出することもできる。
【００１５】
本発明によれば、上記画像形成装置において、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する方法を提供することもできる。この方法は、露光手段がトナーカートリッジ位置検出用パターンに対応した画像光を像担持体に露光するステップと、トナーカートリッジがトナーを付着させ、像担持体に前記パターンを形成させるステップと、パターンを転写手段に転写するステップと、発光部がパターンに一定の光量の光を照射し、パターンからの反射光を正反射光受光部および拡散反射光受光部で受光するステップと、各トナーカートリッジにつき予め計測された画像光の露光からトナー濃度検出手段によるトナー像の検出までの各時間と、正反射光受光部および拡散反射光受光部で受光して得られた受光量とから、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出するステップとを含む。
【００１６】
また、画像形成装置内の温度および湿度を検出するステップと、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、検出した温度および湿度に応じて変更するステップとを含むことができる。
【００１７】
像担持体は、円筒形で、一定方向に回転することにより、潜像が形成され、トナーが付着されてトナー像が形成されるものであって、この場合、像担持体の回転数をカウントするステップと、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、回転数に応じて変更するステップとを含むことができる。
【００１８】
画像形成装置の電源ＯＮ、若しくはトナーカートリッジの交換用カバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、露光するステップ、パターンを形成させるステップ、転写するステップ、受光するステップ、配置位置を検出するステップを実行することができる。
【００１９】
また、トナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するか否かの情報を記憶する記憶手段を含む場合、電源ＯＮ、若しくはカバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、記憶手段に記憶される情報を参照し、その情報が上記処理を実行することを示すか否かを判定するステップと、その情報が上記処理を実行することを示すと判定された場合に、露光するステップ、パターンを形成させるステップ、転写するステップ、受光するステップ、配置位置を検出するステップを実行することができる。
【００２０】
トナー濃度調整用パターンのトナー像を転写手段に形成させ、トナー濃度検出手段によりトナー濃度調整用パターンからの反射光を受光してトナー濃度を検出するステップを実行するが、そのトナー濃度を検出するステップで得られた受光量と、上記各時間とから、各色のトナーカートリッジの配置位置を検出することもできる。
【００２１】
本発明によれば、上記検出方法は、その方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラムとして提供することもでき、そのプログラムを記録した記録媒体として提供することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、トナーカートリッジの物理的形状を各色に応じて変えることなく、別途センサ等を設けることなく、各トナーカートリッジの配置位置を検出することができる。
【００２３】
温度、若しくは湿度、またはその両方が変化しても、また、像担持体が劣化したとしても、各トナーカートリッジの配置位置を正確に検出することができる。トナーカートリッジの色順を間違えてセットしても、配置位置を正確に検出することができるため、誤った色の画像形成を防止することができる。また、トナーカートリッジの配置位置の確認は、ユーザが任意に選択することができるため、ユーザの使用環境に合わせた画像形成処理を実行することができる。
【００２４】
さらに、各色のトナー濃度調整用のセンサにより検出したデータを使用して各トナーカートリッジの配置位置を検出しているため、トナー使用量を抑制することができ、ユーザの待ち時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明は図面に示される実施形態に限定されるものではない。図１は、画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１００は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対する像担持体、現像装置、トナー、ＩＤチップが一体に形成されたカートリッジ１０１〜１０４と、像担持体に接触し、各色のトナー像が重なり合うように各像担持体から転写される転写ベルト１０５と、画像データに対応するＬＤ（レーザダイオード）光を各像担持体に露光するＬＤ装置１０６〜１０９と、転写ベルト１０５上のトナー像を読み取り、トナー濃度を検出する濃度センサ１１０とを含んで構成されている。ここでは、カートリッジ１０１〜１０４のように各装置が一体に形成されているが、像担持体と、トナーカートリッジ等の現像装置とが別個に形成されていてもよい。カートリッジ１０１〜１０４は、その他、像担持体を帯電させるための帯電器、トナー像を除去するためのクリーニングユニットおよび除電器を含むことができる。
【００２６】
像担持体は、円筒形で、表面に、光に反応する感光材が塗布されており、帯電器によって一定の電圧に帯電された後、ＬＤ装置１０６〜１０９からのＬＤ光の露光により潜像が形成される。この潜像は、像担持体のＬＤ光を露光した部分の電圧が変化し、目に見えない電位の凹凸が形成されることによって形成される。現像装置は、潜像が形成された後、現像バイアス電位が印加され、像担持体にトナーを付着させ、電位差に応じて画像部分を現像する。これにより、像担持体上には、トナー像が形成される。各像担持体は各色に応じたトナー像が形成され、転写ベルト１０５に重なり合うように転写される。転写ベルト１０５に転写されたトナー像は、トナーがのった状態であり、転写ユニット１１１は、熱および圧力を加えてトナーを溶解し、給紙ユニット１１２から供給される転写紙１１３に定着させることにより、転写紙１１３上に画像を形成する。像担持体および転写ベルト１０５は、別の画像を形成するため、転写した後にクリーニングユニットによってトナーが除去される。
【００２７】
転写ベルト１０５に転写されたトナー像は、クリーニングユニットによるトナーの除去前に、濃度センサ１１０によってトナー濃度が検出される。このトナー濃度は、付着するトナー量を制御するためのデータとして使用される。図１では、トナー濃度を検出する濃度センサのみを備える構成を例示しているが、トナー濃度は装置内の温度や湿度によっても変化するため、温湿度センサを備え、この温度湿度センサによって検出された温度データおよび湿度データによって補正することができる。
【００２８】
ＩＤチップは、カートリッジを識別するための情報を記憶するものである。したがって、各カートリッジが各バスで個別に接続されている場合には、どのカートリッジがどの色のトナーを収容しているか否かを判別することができる。しかしながら、２本の信号線により複数の機器間でデータ通信を行うＩ２Ｃ通信によりＩＤチップを読み書きするハードウェア構成の場合、どのカートリッジがどの色のトナーを収容しているか判別することはできない。このため、本発明の構成および方法によってカートリッジの配置位置を判別する。
【００２９】
図２は、画像形成装置１００に用いられるトナー濃度を検出する濃度センサを例示した図である。濃度センサ１１０は、転写ベルト１０５上のトナー像にＬＥＤ（発光ダイオード）光を照射する発光部２００と、正反射する光を受光する正反射光受光部２０１と、拡散反射する光を受光する拡散反射光受光部２０２とを含んで構成されている。この構成を採用することで、上記のカートリッジの配置位置を判別することができる。ここで、正反射とは、反射光が反射の法則に従い、入射光の入射角αに等しい角度で表面から反射していくことをいい、鏡面反射を意味するものである。拡散反射とは、入射光の入射角αとは異なる角度で表面から反射していく非鏡面反射を意味するものである。
【００３０】
ＬＥＤ光を照射すると、転写ベルト１０５上のトナーパターンに当たり、反射した光は、正反射光受光部２０１および拡散反射光受光部２０２で受光される。なお、受光量は各受光部の入力電圧として検出することができる。各色のトナーを収容する各カートリッジ１０１〜１０４は、像担持体に、順にＬＤ光を露光し、現像してトナー像を形成するため、ＬＤ光を露光してから濃度センサ１１０でトナー像を検出するまでの時間が異なる。すなわち、濃度センサ１１０に近い順にその時間が短くなる。このため、転写ベルト１０５の移動速度や像担持体の回転速度により予めその時間を計測しておき、計測した各時間を基に正反射光受光部２０１および拡散反射光受光部２０２でトナー像を検出することで、各トナーを収容するカートリッジの配置位置を判別することができる。
【００３１】
検出される拡散反射受光量は、ＢＫトナーが、他のＹ、Ｍ、Ｃトナーより小さくなるという特徴がある。このため、最も小さい拡散反射受光量が得られる時間のものを、ＢＫトナーが収容されたカートリッジとして検出することができる。例えば、２番目に短い時間のときに、濃度センサ１１０で検出された拡散反射受光量が最も小さいものであれば、濃度センサ１１０に近い順に配列するカートリッジ１０１〜１０４の２番目に近いカートリッジを、ＢＫトナーが収容されたカートリッジとして判別することができる。
【００３２】
ここで、発光部２００が発光するＬＥＤ光の波長と分光透過率との関係を示す図３を参照する。図３の横軸は、ＬＥＤ光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸は、透過率を示す。また、図３には各色に対応するＹ、Ｍ、Ｃで示される曲線が示されている。例えば、ＬＥＤ光の波長を約４５０ｎｍとすると、透過率は、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に高くなり、反射率はその反対に、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に低くなる。正反射光受光部２０１で受光される受光量は、反射率に比例してＣ、Ｍ、Ｙの順に多くなる。このことから、どのカートリッジがどの色かを判別することができる。上記の例で言えば、１番短い時間のものが、正反射光受光部２０１で受光される受光量が最も大きく、３番目に短いものが、受光量が最も小さく、最も長い時間のものが、その中間の受光量であった場合、濃度センサ１１０から近い順に、Ｙ、ＢＫ、Ｃ、Ｍのトナーが収容されたカートリッジがセットされていることを検出することができる。
【００３３】
図４を参照して画像形成装置１００のシステム構成について説明する。画像形成装置１００は、上記のように、露光手段であるＬＤ装置１０６〜１０９、像担持体、トナーおよび現像装置を含むカートリッジ１０１〜１０４、転写ベルト１０５、濃度センサ１１０等を含むものであるが、それらに加え、次のものを含む。
【００３４】
上記受光量から各色のトナーを収容するカートリッジを検出する処理等を実行するためのプログラムを記憶する、読み出し専用の半導体メモリであるＲＯＭ４００と、ＲＯＭ４００からプログラムを読み出し、実行するＣＰＵ４０１と、書き換え可能で、電源ＯＦＦにしても記憶されたデータは消去されないＥＥＰＲＯＭ４０２と、任意のアドレスを指定して読み書き可能な半導体メモリであるＲＡＭ４０３と、印刷するデータを記憶する画像メモリ４０４と、センサやモータ等の入出力を制御するＩ／Ｏ制御装置４０５と、外部機器との通信を行うインタフェース４０６と、ユーザによる設定変更や状態把握を可能にする操作パネル４０７とを含む。
【００３５】
ＣＰＵ４０１はプログラムを実行することにより制御部として機能し、インタフェース４０６や操作パネル４０７が受信した要求を処理し、その要求が印刷ジョブを実行する要求であれば印刷を行う順番を管理し、濃度センサ１１０が取得したデータからトナー濃度を計算し、そのトナー濃度から補正データを計算し、補正データをＬＤ装置１０６〜１０９や像担持体を帯電させる帯電器等に供給し、トナー濃度の調整を行う。
【００３６】
画像形成装置１００は、上記の温湿度センサに加え、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、検出した温度および湿度に応じて変更する帯電電圧変更手段とを含むことができる。絶対湿度が高い場合、空気中の水分によってトナー濃度が低くなる。そこで、帯電電圧変更手段によって、検出した絶対湿度が高くなるにつれて帯電電圧を高くするように変更し、これにより、安定したカートリッジ位置検出用パターンの形成を行うことができ、検出精度を向上させることができる。帯電電圧変更手段は、温湿度センサから得られる温度および湿度データを基に設定値を生成し、帯電器にその設定値を設定する。例えば、絶対湿度に対する最良の帯電バイアスを予め計測するなどして得、それをデータとしてＥＥＰＲＯＭ４０２やＲＡＭ４０３に記憶しておき、そのデータを基に、帯電バイアスの設定値を算出することができる。一般的に、絶対湿度が高くなると、トナー濃度が低くなるため、帯電バイアスを高くするように設定値を変更する。なお、実際のこの処理は、ＣＰＵ４０１を使用して実行することができる。帯電器は、その設定値に基づき、像担持体に電圧を印加する。
【００３７】
また、像担持体の回転数をカウントするカウンタと、潜像形成のために帯電される像担持体の帯電電圧を、回転数に応じて変更する帯電電圧変更手段とを含むこともできる。像担持体は、回転および停止により、露光、現像、転写、トナー除去が繰り返される。この処理を繰り返すと、感光材が劣化してくる。このため、像担持体が回転する数を回転数としてカウンタでカウントし、帯電電圧変更手段により、その回転数に応じて帯電電圧を変更することができる。これにより、安定したカートリッジ位置検出用パターンの形成を行うことができ、検出精度を向上させることができる。この帯電電圧変更手段も、上記と同様、カウンタから得られる回転数を基に設定値を生成し、帯電器にその設定値を設定することができる。カウンタは、ハードウェアであっても、ソフトウェアとして構成されていてもよい。ソフトウェアとして構成する場合、回転数を数値として、カートリッジ１０１〜１０４に備えるＩＤチップに記憶し、回転するごとに書き換えことができる。実際の書き換え処理は、ＣＰＵ４０１を使用して実行することができる。
【００３８】
さらに、画像形成装置１００の電源ＯＮを検知する電源検知手段、若しくは前記トナーカートリッジの交換用カバーの開閉を検知する開閉検知手段、またはその両方を含むことができる。これは、カートリッジ１０１〜１０４の交換において、誤った色順でセットされる場合があり、これを電源ＯＮ時とカバーの閉鎖時に確認するために採用されるものである。電源検知手段は、電源からの電流供給を検知できるものであればいかなる手段や回路であってもよく、開閉検知手段は、カバーが倒され、そのカバーの一端が接触することに応答して検知することができる回路等とすることができる。
【００３９】
この場合、電源検知手段による電源ＯＮ、若しくは開閉検知手段によるカバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、露光手段であるＬＤ装置１０６〜１０９がカートリッジ位置検出用パターンに対応する画像光を像担持体に露光し、濃度センサ１１０の発光部２００が転写ベルト１０５上のそのパターンに光を照射し、反射光を受光して、上記のような各色のトナーカートリッジの配置位置を検出する処理を実行することができる。
【００４０】
電源ＯＮ時、カバー閉鎖時において、毎回、カートリッジ１０１〜１０４の配置位置を検出する処理を実行すると、多量にトナーが消費される。このため、実行するか否かをユーザが選択することができるようにするべく、カートリッジ１０１〜１０４の配置位置を検出する処理を実行するか否かの情報をＥＥＰＲＯＭ４０２に記憶することができる。この情報は、ユーザによって操作パネル４０７を使用して設定することができる。この場合、電源検知手段による電源ＯＮ、若しくは開閉検知手段によるカバーの閉鎖、またはその両方の検知に応答して、ＥＥＰＲＯＭ４０２に記憶される情報を参照し、その情報が上記処理を実行することを示す場合に、各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理を実行することができる。
【００４１】
画像形成装置１００は、図５に示すような、トナー濃度調整用パターン５００を転写ベルト１０５上に形成させ、濃度センサ１１０により光を照射し、反射光を受光して、その受光量からトナー濃度を計算する。カートリッジ１０１〜１０４の配置位置を検出する処理は、反射光を受光するまでは同様の処理である。これらの処理を別個に行うと、トナー消費量が増加し、また、処理時間が長くなる。このため、トナー濃度調整用パターン５００からの反射光を受光して得られる受光量を用いて、カートリッジ１０１〜１０４の配置位置を検出する処理を行うことができる。このようにすることで、別個に行われる処理を１つにまとめることができ、トナー消費量を少なくでき、かつ処理時間を短縮することができる。
【００４２】
図６〜図１２を参照して、各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理について説明する。まず、図６を参照して、ＢＫトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理について説明する。Ｓ６００で処理を開始し、各色の画像に対応するＬＤ光を像担持体に露光し、像担持体にトナーを付着させ、それを転写ベルト１０５に転写して、カートリッジ位置検出用パターンを形成する（Ｓ６１０）。パターンは濃度センサ１１０が検出することができる形状であればいかなる形状であってもよく、例えば、各色とも、濃度センサ１１０の検出範囲をカバーする正方形のべた画像とすることができる。
【００４３】
各ＬＤ装置１０６〜１０９の露光から濃度センサ１１０によるトナー像の検出までの各時間は予め計測されている。例えば、転写ベルト１０５の移動速度や像担持体の回転速度によって濃度センサ１１０に近い側から順に、各ＬＤ装置１０６〜１０９による露光から濃度センサ１１０による検出までの時間を計測することにより求めることができる。この計測された時間は時間データとして記憶しておくこともできる。実際に、カートリッジ位置検出用パターン形成のためのＬＤ光の露光から、上記各時間経過後に、濃度センサ１１０の拡散反射光受光部２０２でパターンに反射した反射光をそれぞれ受光する（Ｓ６２０）。
【００４４】
拡散反射光受光部２０２では、受光した反射光の受光量を、例えば入力電圧値として得ることができ、各入力電圧値のうち、最も小さいものをＢＫトナーが収容されたカートリッジであると判断し、それに対応する時間からカートリッジ位置を判別し（Ｓ６３０）、処理を終了する（Ｓ６４０）。
【００４５】
次に、図７を参照して、各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理を説明する。Ｓ７００で処理を開始し、Ｓ６１０〜Ｓ６３０と同様、カートリッジ位置検出用パターンを形成し（Ｓ７１０）、拡散反射光受光部２０２で反射光を受光し（Ｓ７２０）、ＢＫトナーが収容されたカートリッジを判別する（Ｓ７３０）。Ｓ７２０では、正反射光受光部２０１でも反射光を受光し、その反射光の受光量から、濃度センサ１１０の発光部２００から出射されたＬＥＤ光の波長と各色のトナーの分光特性とにより、各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置を判別し（Ｓ７４０）、処理を終了する（Ｓ７５０）。波長と分光特性である透過率との関係は図３で示される。各カートリッジは、図３に示す波長と分光特性との関係を使用して、上記のようにして判別することができる。
【００４６】
図８は、図７に示す処理に、温湿度補正を実行する処理を追加したフローを示した図である。トナーは、温度および湿度によって濃度が変化し、トナー像の形成やセンサによる検出等に影響する。安定したパターン形成およびセンサによる検出等を行うため、温湿度補正を実行する。Ｓ８００で処理を開始し、まず、温湿度センサによって絶対湿度を検出する（Ｓ８１０）。ここでは湿度についてのみ考慮するが、温度を計測し、温度補正を行うこともできる。
【００４７】
検出された絶対湿度から、像担持体を帯電させる帯電器に設定する帯電バイアスの設定値を算出し、それ以前に設定されている値を変更する（Ｓ８２０）。この設定値の変更により補正を行うことができる。例えば、絶対湿度に対する最良の帯電バイアスを予め計測するなどして得、それをデータとして保持しておき、そのデータから上記帯電バイアスの設定値を算出することができる。一般的に、絶対湿度が高くなると、トナー濃度が低くなるため、帯電バイアスを高くする補正を行う。Ｓ８３０〜Ｓ８７０の処理については、図７のＳ７１０〜Ｓ７５０の処理と同様である。
【００４８】
図９は、図７に示す処理に、像担持体の劣化による補正を実行する処理を追加したフローを示した図である。像担持体は、表面に、感光材が塗布されたものであり、その使用に際して、露光、現像、転写、トナー除去が繰り返される。そのため、使用とともに劣化していく。この劣化は、像担持体自体の帯電能力の劣化を含み、この帯電能力の劣化は、トナーの付着量を減少させ、トナー濃度を低下させる。したがって、使用とともに帯電バイアスを高める補正が必要である。像担持体の使用量は、その回転数をカウントすることによって得ることができる。Ｓ９００で処理を開始し、まず、各カートリッジの像担持体の回転数を取得する（Ｓ９１０）。回転数は、各カートリッジに備えるＩＤチップに記憶されたカウント値を読み出すことによって得ることができる。
【００４９】
取得した回転数から、像担持体を帯電させる帯電器に設定する帯電バイアスの設定値を算出し、それ以前に設定されている値を変更する（Ｓ９２０）。この設定値の変更により補正を行うことができる。例えば、回転数に対する最良の帯電バイアスを予め計測するなどして得、それをデータとして保持しておき、そのデータから上記帯電バイアスの設定値を算出することができる。回転数が多いことは長時間使用していることを示しているため、トナー濃度は低くなっている。このため、帯電バイアスを高くする補正を行う。Ｓ９３０〜Ｓ９７０の処理については、図７に示すＳ７１０〜Ｓ７５０の処理と同様である。
【００５０】
図１０は、電源ＯＮ時またはカバー閉鎖時に、図７に示す処理を実行するフローを示した図である。これは、装置電源がＯＮにされた場合、またはカートリッジ交換等の後、カバーが閉鎖された場合に必ず実行される処理である。Ｓ１０００で処理を開始し、まず、装置電源がＯＮまたはカバーが閉鎖されたかを判定する（Ｓ１０１０）。これらの判定は、電源検知手段または開閉検知手段が検知したか否かによって行うことができる。
【００５１】
電源ＯＮまたは閉鎖が検知された場合、図７に示すＳ７１０〜Ｓ７５０の処理と同様の、Ｓ１０２０〜Ｓ１０６０の処理が実行される。検知されない場合には、Ｓ１０６０へ進み、処理を終了する。
【００５２】
図１１は、電源ＯＮ時またはカバー閉鎖時に、ユーザの選択により図７に示す処理を実行するフローを示した図である。これは、装置電源がＯＮにされた場合、またはカートリッジ交換等の後、カバーが閉鎖された場合に、ユーザの設定した情報にしたがって実行される処理である。Ｓ１１００で処理を開始し、まず、装置電源がＯＮまたはカバーが閉鎖されたかを判定する（Ｓ１１１０）。これらの判定は、電源検知手段または開閉検知手段が検知したか否かによって行うことができる。
【００５３】
電源ＯＮまたは閉鎖が検知された場合、次に、ＥＥＰＲＯＭ４０２に記憶されたカートリッジ位置検出処理の実行の有無に関する情報を読み出し（Ｓ１１２０）、カートリッジの配置位置を検出する処理を実行するか否かを判断する（Ｓ１１３０）。読み出した情報が、その処理を実行することを示している場合には、処理を実行すると判断し、Ｓ１１４０へ進み、図７に示すＳ７１０〜Ｓ７５０の処理と同様の、Ｓ１１４０〜Ｓ１１８０の処理が実行される。
【００５４】
Ｓ１１１０で検知されない場合、Ｓ１１３０で読み出した情報がその処理を実行しないことを示す場合、Ｓ１１８０へ進み、処理を終了する。
【００５５】
図１２は、トナー濃度調整と同時に、カートリッジ位置の検出処理を実行するフローを示した図である。Ｓ１２００で処理を開始し、図１０および図１１と同様に、装置電源がＯＮまたはカバーが閉鎖されたかを判定する（Ｓ１２１０）。これらの判定は、電源検知手段または開閉検知手段が検知したか否かによって行うことができる。このＳ１２１０では、温湿度センサによる温度および絶対湿度も検出する。
【００５６】
電源ＯＮまたは閉鎖が検知された場合、各色の画像に対応するＬＤ光を像担持体に露光し、像担持体にトナーを付着させ、それを転写ベルト１０５に転写して、トナー濃度調整用パターンを形成する（Ｓ１２２０）。このパターンは、図５に示すようなパターンである。図７に示すＳ７２０〜Ｓ７４０の処理と同様の、Ｓ１２３０〜Ｓ１２５０の処理を実行する。これらの処理は、トナー濃度調整用パターンを用いて行う。
【００５７】
各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置が検出されたところで、予め決められている位置に各カートリッジがセットされているか否かを判定する（Ｓ１２６０）。例えば、濃度センサ１１０に近い側から、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫと決められており、Ｓ１２２０〜Ｓ１２５０の処理で、その通りに配置されていると検出された場合には、正常な位置にセットされていると判定し、そうでない場合には、正常な位置にセットされていないと判定する。正常な位置にセットされていると判定された場合、トナー濃度の調整処理を実行する（Ｓ１２７０）。ここでは、トナー濃度の調整処理の詳細については説明しない。
【００５８】
トナー濃度の調整処理が終了した後、上記処理を終了する（Ｓ１２８０）。また、Ｓ１２１０で検知されない場合や、Ｓ１２６０で正常な位置にセットされていないと判定された場合も、Ｓ１２８０へ進み、処理を終了する。
【００５９】
これらの処理は、ＣＰＵ４０１等の実行手段に実行させるプログラムとして構成し、その実行手段が実行することによって実現することができる。このプログラムは、ＲＯＭ４００等のＣＰＵ４０１読み出し可能な記憶手段に記憶することができる。
【００６０】
これまで本発明を図面に示した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】画像形成装置の構成例を示した図。
【図２】画像形成装置に用いられる濃度センサを例示した図。
【図３】ＬＥＤ光の波長と分光透過率との関係を示した図。
【図４】画像形成装置のシステム構成図。
【図５】トナー濃度調整用パターンを例示した図。
【図６】ＢＫトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するフローを示した図。
【図７】各色のトナーが収容されたカートリッジの配置位置を検出する処理を実行するフローを示した図。
【図８】図７に示す処理に、温湿度補正を実行する処理を追加したフローを示した図。
【図９】図７に示す処理に、像担持体の劣化による補正を実行する処理を追加したフローを示した図。
【図１０】電源ＯＮ時またはカバー閉鎖時に、図７に示す処理を実行するフローを示した図。
【図１１】電源ＯＮ時またはカバー閉鎖時に、ユーザの選択により図７に示す処理を実行するフローを示した図。
【図１２】トナー濃度調整と同時に、カートリッジ位置の検出処理を実行するフローを示した図。
【符号の説明】
【００６２】
１００…画像形成装置、１０１〜１０４…カートリッジ、１０５…転写ベルト、１０６〜１０９…ＬＤ装置、１１０…濃度センサ、１１１…転写ユニット、１１２…給紙ユニット、１１３…転写紙、２００…発光部、２０１…正反射光受光部、２０２…拡散反射光受光部、４００…ＲＯＭ、４０１…ＣＰＵ、４０２…ＥＥＰＲＯＭ、４０３…ＲＡＭ、４０４…画像メモリ、４０５…Ｉ／Ｏ制御装置、４０６…インタフェース、４０７…操作パネル、５００…トナー濃度調整用パターン、Ｙ…イエロー、Ｍ…マゼンタ、Ｃ…シアン
【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】
2008058527.tif 000011
【図１０】
2008058527.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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