JP4461906B2 - 印刷のスループットを低下させずにキャリブレーションを行う画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子印刷技術を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、同色の現像剤を収納する複数の現像ユニットを有し、印刷のスループットを低下させずにパッチパターンによるキャリブレーションを行う画像形成装置に関する。

電子写真技術を用いて画像を形成する画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などに設けられ、画像データに応じて静電潜像が形成される像担持体（感光体ドラム）と、像担持体の外周面を帯電させる帯電ユニットと、帯電された像担持体の外周面を画像データに応じて露光して静電潜像を形成する露光ユニットと、像担持体に現像剤であるトナーを供給して像担持体の静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を転写対象の媒体に転写させる転写ユニットとを有する。現像装置は、複数のカラートナーまたは同色のトナーを収容する現像ユニットを着脱可能に保持し、現像タイミングに対応して適切な現像ユニットを像担持体に近接させる。そのために現像装置は、回転制御される現像ロータリーを有する。カラー印刷を行うときは、複数色のカラートナー、例えば４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ）の現像ユニットが現像ロータリーに装着され、それらの現像ユニットが順次像担持体に近接され、各色の現像が行われる。

一方、現像装置の現像ロータリーに、同じ色、例えばブラック、の現像ユニットを複数個同時に装着し、モノクロ印刷専用の画像形成装置とすることが提案されている。例えば、特許文献１、２に示される通りである。このモノクロ専用の画像形成装置は、複数のブラックの現像ユニットが装着可能であるため、大量のモノクロ印刷を行う場合でも、複数の現像ユニットを順次使用することで、現像ユニットの交換頻度を少なくすることができる。

電子写真技術を利用した画像形成装置では、像担持体（感光体ドラム）を所定バイアス電位に帯電し、所定の強度の露光ビームを照射して潜像を形成し、現像ユニットと像担持体とのバイアス電圧差により現像ユニットからトナーを付着させる。従って、現像ユニットと像担持体との間のバイアス電圧や露光強度などの制御パラメータに応じて、トナーの付着状態が異なる。また、同じ制御パラメータでも外部環境の変化、現像ユニットの使用回数の増大、現像ユニットの交換などに伴って、トナーの付着状態が異なる。そして、かかるトナー付着状態は、現像パターンの濃度に影響する。そこで、一般に、像担持体上にトナーによる所定のパッチパターンを形成し、そのパッチパターンの光学濃度に応じて、最適な制御パラメータを決定するキャリブレーションが適宜行われる。
特開２００２−３５１１９０号公報（２００２年１２月４日公開） 特開２００３−３１６１０６号公報（２００３年１１月６日公開）

現像ユニットによる印刷枚数の増大に伴い、帯電履歴によりトナーの状態が変化し、上記のパッチパターンを利用したキャリブレーションが必要になる。そこで、通常は、所定の印刷枚数だけ使用された現像ユニットに対しては、キャリブレーション動作を実行して、制御パラメータを適正値に更新することが行われる。しかしながら、かかるキャリブレーション動作は、露光、現像、パッチパターンの光学濃度の検出など一定の工数と時間を要するので、ユーザから要求される印刷要求の途中に実行されると、印刷が中断され、印刷スループットの低下を招く。

そこで、本発明の目的は、印刷スループットの低下を回避して、パッチパターンによるキャリブレーションを行う画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、画像形成装置は、潜像が形成される像担持体と、同色の現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱自在に装着される現像装置と、印刷要求に応答して像担持体の潜像に現像ユニットの現像剤を付着させて現像を行う印刷動作を制御する制御手段とを有する。そして、画像形成装置の制御手段は、印刷要求を実行すると使用中の第１の現像ユニットがキャリブレーションタイミングに達する場合に、キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合は当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在しない場合は、印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合に第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、所定閾値を超える場合にキャリブレーション動作を実行しその後印刷動作を実行する。可能な限りキャリブレーションを回避して複数の現像ユニットのいずれかを使用して印刷要求の印刷動作を実行することで、キャリブレーションによる印刷の中断をできるだけ避けて印刷のスループットを上げることができる。

上記の第１の側面において、より好ましい実施例では、キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合でも、印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合には使用中の第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、所定閾値を超える場合には上記の通り第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行する。第２の現像ユニットが使用可能であっても、印刷枚数が少ない場合は、現像ユニットの切換を行わずに第１の現像ユニットで印刷動作を行うことにより、現像ユニットの切換に伴う時間を節約することができ、印刷スループットを上げることができる。

上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、潜像が形成される像担持体と、同色の現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱自在に装着される現像装置と、印刷要求に応答して前記像担持体の潜像に前記現像ユニットの現像剤を付着させて現像を行う印刷動作と、前記像担持体にパッチパターンを現像してキャリブレーションを行うキャリブレーション動作とを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記印刷要求の印刷動作を実行すると使用中の第１の現像ユニットのキャリブレーションタイミングに達する場合に、
キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合は、当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、
前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在しない場合は、印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合に前記第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記所定閾値を超える場合に前記キャリブレーション動作を実行しその後印刷動作を実行することを特徴とする画像形成装置である。

上記第２の側面において、好ましい実施例では、前記制御手段は、前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合でも、前記印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合は前記第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記所定閾値を超える場合は当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行することを特徴とする。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

図１は、本実施の形態における画像形成装置の主要構成図である。本実施の形態では、画像形成装置としてレーザービームプリンタ１０を例にして説明する。図１のプリンタ１０は、モノクロ印刷モード時の構成を示す。

プリンタ１０は、潜像を担持する像担持体である感光体ドラム２０の回転方向に沿って、帯電ユニット３０と、露光ユニット４０と、現像装置５０と、一次転写ユニット６０と、中間転写体７０と、クリーニングユニット７５とを有する。さらに、プリンタ１０は、二次転写ユニット８０と、定着ユニット９０と、ユーザへの種々の情報を出力する表示ユニット９５と、これらのユニットを制御する制御ユニット１００とを有する。

感光体ドラム２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸に対して回転可能であり、矢印で示されるように時計方向に回転する。帯電ユニット３０は、感光体ドラム２０の外周面を一様に帯電し、露光ユニット４０は、内蔵するレーザやＬＥＤアレイなどの光源のビームを帯電した感光体ドラム２０に照射して、静電気による潜像を形成する。露光ユニット４０のビーム照射は、ホストコンピュータから入力される画像情報に基づいて変調された駆動信号により制御される。

現像装置５０は、中心軸５０ｅに対して回転可能な現像ロータリーであり、その装着部５０ａ〜５０ｄに現像剤であるトナーを収容する現像ユニット５１〜５４が着脱可能に装着される。現像装置５０を回転させて必要な現像ユニット５１〜５４を感光体ドラム２０に近接させ、帯電した現像剤を感光体ドラム２０に現像ユニットと感光体ドラム間のバイアス電圧によって供給することで、潜像が現像剤による像に現像される。

図１の例では、現像装置５０の装着部５０ａ〜５０ｄには、全てブラックＫの現像剤を収容する現像ユニット５１〜５４が装着され、モノクロ印刷モードにされている。モノクロ印刷プロセスでは、４つの現像ユニットのうちいずれかの現像ユニットの現像剤を使用して現像が行われる。また、現像装置５０の装着部５０ａ〜５０ｄに、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、及びイエローＹの現像剤をそれぞれ収容する現像ユニットが装着されると、カラー印刷モードにされる。カラー印刷プロセスでは、ＣＭＹＫの順番で感光体ドラム２０への潜像の形成とそれぞれの現像剤による現像とが行われる。したがって、現像装置５０は、各色の潜像形成と現像プロセス毎に、時計方向に回転して適切な色の現像ユニットを感光体ドラム２０に近接させ、順次現像を行う。

一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成されたトナー像を中間転写体７０に転写する。中間転写体７０は、例えばＰＥＴフィルムの表面にアルミ蒸着層を形成しその表面に半導電塗料を形成したエンドレスのベルトであり、感光体ドラム２０と同じ周速度で回転駆動される。カラー印刷モードでは、中間転写体７０にＣＭＹＫそれぞれの画像が重ねて転写され、モノクロ印刷モードでは、中間転写体７０に単色の画像が転写される。そして、二次転写ユニット８０が、中間転写体７０に形成されたトナー像を紙などの印刷媒体に転写し、定着ユニット９０が、印刷媒体上に転写されたトナー像を媒体に溶着させて永久像とし、その印刷媒体はプリンタの外に排出される。

クリーニングユニット７５は、一次転写ユニット６０と帯電ユニット３０との間に設けられ、感光体ドラム２０の表面に常時当接されるクリーニングブレード７６を有し、一次転写された後に感光体ドラム２０上に残存する現像剤（トナー）がクリーニングブレード７６により除去される。クリーニングブレード７６を有するクリーニングユニット７５には、除去された現像剤が蓄積される。

各現像ユニット５１〜５４は、現像装置５０に着脱可能であり、装着された現像ユニットの状態をプリンタが認識できるように、現像ユニットには、現像剤の色情報、残量情報、過去の印刷枚数などの情報を記憶する記憶媒体、例えば非接触型不揮発性メモリが設けられている。そして、電源が立ち上がった後や、現像ユニットが現像装置に装着された後に、その現像ユニットの不揮発性メモリの情報が読み出される。また、現像後に現像ユニットの不揮発性メモリに現像剤の残量情報や印刷枚数などの情報が更新される。

図１に示されるように、現像装置５０の全ての装着位置にブラック用の現像ユニット５１〜５４が装着されると、４つの現像ユニットの不揮発性メモリから色情報が読み出され、制御ユニット１００によりモノクロ印刷モードと判定される。また、現像装置５０の装着位置にＣＭＹＫの現像ユニットが装着されると、同様に４つの現像ユニットの不揮発性メモリから色情報が読み出され、制御ユニット１００によりカラー印刷モードと判定される。そして、いずれの印刷モードでも、印刷が実行されるとその時に使用した現像剤量が求められ、その使用した現像剤量に基づいて、それぞれの現像ユニットのトナー残量情報が更新され各不揮発性メモリに維持される。

図２は、現像装置５０の詳細な構造を示す断面図である。現像装置５０は、複数の現像ユニット５１〜５４を、ハウジング５０ｆと中心軸５０ｅを中心に回転する装着部５０ａとの間のスペースに、それぞれ着脱可能に装着する。複数の現像ユニットは全て同じ構造を有し、例えば現像ユニット５１は、容器５１ａと、現像ローラ５１ｂと、供給ローラ５１ｃと、仕切り板５１ｄとを備える。現像ローラ５１ｂと供給ローラ５１ｃとは、容器５１ａに対して回転可能に取り付けられ、現像ユニットが感光体ドラム２０の近接した時に、図示しないモータによりそれぞれ回転する。供給ローラ５１ｃは現像ローラｂに圧接して回転することで、その周囲のトナーを摩耗帯電させ、帯電したトナーが現像ローラｂを介して感光体ドラム２０に供給される。仕切り板５１ｄは、供給ローラ５１ｃを囲むように設けられ、容器５１ｃ内のトナー収容空間を左右に仕切っている。この仕切り板５１ｄを設けることで、供給ローラ５１ｃ側の空間内のトナーが当該供給ローラ５１ｃと現像ローラ５１ｂとの圧接回転により現像ローラ５１ｂ側に供給される。また、現像装置５０が矢印で示されるように半時計回り方向に９０度ずつ回転して１８０度回転すると、現像ユニット５３の位置になり、供給ローラ５１ｃ側の収納空間内のトナーが仕切り板５１ｃの上部で供給ローラ５１ｃとは反対側の収納空間のトナーと混合され、更に９０度回転することで混合したトナーが撹拌されてリフレッシュされる。更に９０度回転すると、その撹拌されてリフレッシュされたトナーの一部が、供給ローラ５１ｃ側の収納空間内に収納される。このように、仕切り板５１を設けてトナー収納空間を分割し、その一方のトナー収納空間内に供給ローラを設けているので、現像装置５０の回転により、摩擦帯電されたトナーが撹拌されリフレッシュされる。

図３は、本実施の形態における制御ユニット１００の構成図である。制御手段としての制御ユニット１００は、ホストコンピュータから印刷ジョブデータを供給され所定の画像処理を行い、エンジンへの制御信号と画像信号を生成すると共に、表示パネル９５に対する表示制御を行うメインコントローラ１０１と、印刷エンジンの各ユニットを制御するエンジンコントローラ１０２とを有する。メインコントローラ１０１は、ホストコンピュータからの印刷ジョブデータを受信するインターフェース１１２と、印刷ジョブデータ内の画像データを格納する画像メモリ１１３と、ハーフトーン処理などの画像処理と表示モードの設定、自動判別、表示パネルの表示制御などを行うＣＰＵ１１１と、不揮発性メモリ１１４ａとＲＡＭ，ＲＯＭ１１４ｂとを有するメモリユニット１１４とを有する。不揮発性メモリ１１４ａには、プリンタがカラー印刷モードか、モノクロ印刷モードかを示す印刷モード情報が格納される。印刷モードは、電源オン時に現像装置に装着された現像ユニットのメモリからの色情報に応じてメインコントローラ１０１により判定され、判定された印刷モード情報が不揮発性メモリ１１４ａに書き込まれる。

また、エンジンコントローラ１０２は、ＣＰＵ１２０に加えて、メモリユニット１１６と、シリアルインターフェース１２１と、入出力ポート１２３と、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像装置５０をそれぞれ駆動する駆動制御回路１２４，１２５，１２６と、一次転写ユニット６０、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、表示ユニット９５、クリーニングユニット７５をそれぞれ駆動する駆動制御回路群１２８とを有する。また、現像装置５０のホームポジションを検出する検出部３１が設けられる。エンジンコントローラ１０２は、メインコントローラ１０１から印刷プロセスを制御する制御信号と露光ビームの照射を制御する画像信号とを供給され、各ユニットの制御を行う。

また、現像装置５０に装着される現像ユニット５１〜５４は、それぞれ現像ユニット側メモリ５１ａ〜５４ａを有する。これらのメモリは、例えばＦｅＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリで構成され、現像剤の色情報、現像剤の残量情報、現像ユニットのＩＤ情報、現像ユニットによる過去の印刷枚数などの情報を格納する。電源オン時や現像ユニットを交換または追加装着した時に、エンジンコントローラ１０２がこれらの現像ユニット側メモリ５１ａ〜５４ａにアクセスし、現像ユニットの装着の有無、色情報、ＩＤ情報、現像剤の残量情報、過去の印刷枚数情報などを読み取る。また、現像プロセス時に、現像プロセスを終えた現像ユニットのメモリに現像剤の残量情報や過去の印刷枚数情報の更新を行う。

メモリユニット１１６内の不揮発性メモリ１１６ａには、現像装置の４つの装着位置に現像ユニットが装着されているか否かの情報と、装着された現像ユニットの色情報、ＩＤ情報、現像剤の残量情報、過去の印刷枚数情報などが格納される。更に、不揮発性メモリ１１６ａには、エンジン制御のための制御パラメータ、各現像ユニットに対応する制御パラメータ（露光強度や帯電電圧値など）、カラーまたはモノクロ印刷モード情報などが格納される。メモリユニット１１６には、プログラムＲＯＭとＲＡＭが設けられ、プログラムＲＯＭには、エンジン制御プログラム、キャリブレーション制御プログラムなどが格納されている。ＣＰＵ１２０が、不揮発性メモリ１１６ａの制御パラメータを参照して、エンジン制御プログラムを実行することにより、通常の印刷動作を実行する。また、所定のキャリブレーションタイミング時に、ＣＰＵ１２０がキャリブレーション制御プログラムを実行して、所定の現像ユニットを利用したパッチパターンによるキャリブレーション動作を行い、そのキャリブレーション結果に応じて、制御パラメータを更新する。

本実施の形態において、制御ユニット１００、好ましくはエンジンコントローラ１０２は、露光プロセスや現像プロセスにおける制御パラメータを最適化するために、パッチパターンによるキャリブレーションを行う。この制御パラメータには、露光ユニット４０による露光強度や、帯電ユニット３０によるバイアス電圧が含まれる。これらの制御パラメータに基づいて、感光体ドラム２０上に潜像が形成され、現像剤であるトナーによる現像が行われる。露光強度やバイアス電圧が大きくなると現像されたトナー像の光学濃度が高くなり、逆に小さくなると低くなる。また、現像ユニットの現像剤や構造、更に、現像剤の帯電履歴、感光体ドラム２０の特性、周囲の環境（温度、湿度）などが異なると、同じ制御パラメータであってもトナー像の光学濃度が変化する。そこで、いかなる環境、いかなる感光体ドラム、いかなる現像ユニット、いかなる帯電履歴であっても、同じ最適な光学濃度が再現されるように、パッチパターンによるキャリブレーションが、所定の事象が発生した時に行われる。キャリブレーション動作では、露光プロセスにより所定のパッチパターンの潜像が感光体ドラムに形成され、現像プロセスにより潜像が現像され、現像されたパッチパターンの光学濃度が検出され、それに基づいて制御パラメータが決定される。この制御パラメータは、各現像ユニットに対応して決定され、本体側の不揮発性メモリ１１６ａに記憶される。

現像されたトナー像の光学濃度を最適に保つために、キャリブレーションが行われるタイミングは、（１）電源投入時、（２）像担持体である感光体ドラム２０が交換された時、（３）現像ユニットが交換または新たに装着された時、（４）現像ユニットが過去に印刷した枚数が所定のキャリブレーション枚数に達した時などである。電源投入時は、使用環境に対応した制御パラメータにするためであり、感光体ドラム２０が交換された時は、その交換された感光体ドラムの特性に適した露光強度パラメータなどを決定するためであり、現像ユニットが交換または新たに装着された時は、現像ユニットに適したバイアス電圧パラメータなどを決定するためであり、そして、現像ユニットが過去に印刷した枚数が所定のキャリブレーション枚数に達した時は、一定の帯電履歴を持つ現像剤に最適のバイアス電圧パラメータなどを決定するために、それぞれキャリブレーションが行われる。

そこで、ホストコンピュータからの印刷要求を受信した時に、その印刷要求の印刷枚数を実行すると上記のキャリブレーション枚数（４）に達してしまう場合に、印刷動作がキャリブレーション動作により中断または待機させられ、印刷動作のスループットの低下を招くという問題が生じる。本実施の形態では、モノクロ印刷モードの時は、複数の現像ユニットが現像装置に装着されていることを利用して、印刷動作のスループットの低下を招かずにキャリブレーション動作を行う画像形成装置を提供する。

図４は、本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図である。この制御は、エンジンコントローラ１０２により行われることを想定しているが、メインコントローラ１０１とエンジンコントローラ１０２とにより行われても良い。また、この制御は、４個または複数のブラックの現像ユニットが現像装置に装着されている状態、例えばモノクロ印刷モードを前提にしている。その場合、エンジンコントローラ１０２は、現在どの現像ユニットが使用中であるかの情報を不揮発性メモリ１１６ａなどに格納しており、現像ロータリーを回転してその使用中の現像ユニットを現像位置まで回転移動させる。

まず、印刷ジョブが発生すると、メインコントローラ１０１により所定の画像処理が行われ、エンジンコントローラ１０２に印刷要求が出される（Ｓ１０）。印刷要求がある（Ｓ１０のＹＥＳ）と、現在使用中の現像ユニットにおける過去の印刷枚数がカウントアップされる（Ｓ１２）。このカウントアップ数は、プリンタが受け付けた印刷ジョブの枚数であっても良いし、単にエンジンコントローラに出される印刷単位の枚数であっても良い。また、この過去の印刷枚数は、現像ユニットの不揮発性メモリ５１ａ〜５４ａまたは不揮発性メモリ１１６ａに格納されている。そして、カウントアップされた印刷枚数が、キャリブレーションを実行すべき枚数（以下キャリブレーション枚数）以上になるか否かがチェックされ（Ｓ１４）、キャリブレーション枚数に達していなければ（Ｓ１４のＮＯ）、現在使用対象の現像ユニットを使用して印刷が実行される（Ｓ１６）。そして、印刷要求がある限り、現在使用対象の現像ユニットによる印刷が繰り返される。

印刷要求があった時に、現在使用中の現像ユニットについてカウントアップされた印刷要求枚数がキャリブレーション枚数以上になる場合は（Ｓ１４のＹＥＳ）、その印刷要求を実行すると現像ユニットがキャリブレーション枚数に達してしまうことになり、印刷動作とキャリブレーション動作とが競合する。つまり、印刷動作を継続すれば最適ではない制御パラメータにより印刷動作が行われ、印刷画像の画質低下を招くおそれがあり、一方、キャリブレーション動作を優先すると、印刷動作が中断または待機され、印刷動作のスループットが低下する。

そこで、本実施の形態では、現在使用中の現像ユニットについてカウントアップされた印刷枚数がキャリブレーション枚数以上になる場合は（Ｓ１４のＹＥＳ）、別の現像ユニットで未だキャリブレーション枚数に達していない現像ユニットがあるか否かがチェックされる（Ｓ１８）。つまり、現在使用中の現像ユニットに変えて交換して使用可能な別の現像ユニット（トナーカートリッジ）が存在するが存在するか否かがチェックされ、存在する場合は（Ｓ１８のＹＥＳ）、現在受付済みの印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満か否かがチェックされる（Ｓ２０）。もし、現在実行すべき印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ以上であれば（Ｓ２０のＹＥＳ）、使用可能な別の現像ユニットに交換して印刷を実行する。これにより、受け付けた印刷要求を優先的に処理することができ、且つ、キャリブレーション不要の現像ユニットを使用して印刷を実行するので、印刷画像の品質の低下を避けることができる。また、現在実行すべき印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満であれば（Ｓ２０のＮＯ）、現在使用中の現像ユニットを使用して印刷を実行する。印刷要求枚数が少なければ、キャリブレーションが必要になっている現像ユニットを使用しても、それほど印刷画像の品質低下にはならないし、現像ユニットを交換するために現像ロータリーを回転制御する必要もないので、印刷のスループットの低下を避けることができるからである。なお、エンジンコントローラ１０２は、工程Ｓ２０の判断を行うために、メインコントローラ１０１から現在受付済みの印刷要求枚数の情報を受信する。

更に、別の現像ユニットで未だキャリブレーション枚数に達していない現像ユニットが存在しない場合は（Ｓ１８のＮＯ）、現在受付済みの印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満か否かがチェックされる（Ｓ２６）。そして、現在実行すべき印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満であれば（Ｓ２０のＮＯ）、現在使用中の現像ユニットを使用して印刷を実行する。印刷要求枚数が少なければ、キャリブレーションが必要になっている現像ユニットを使用しても、それほど印刷画像の品質低下にはならないからである。一方、印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈを超えている場合は、印刷動作を待機させ、パッチパターンによるキャリブレーション動作を実行する（Ｓ２８）。印刷要求枚数が多い場合は、印刷画質の低下を避けるために、キャリブレーション動作を優先させる必要があるからである。そして、キャリブレーション動作により、現在使用中の現像ユニットの制御パラメータが最適値に更新される。キャリブレーションが終了すると、その現像ユニットの印刷枚数情報がクリアされる（Ｓ３０）。

上記のように、複数の同色の現像ユニットが装着されているので、現在使用中の現像ユニットについてキャリブレーションを実行すべきタイミングが来ても、他の現像ユニットで使用可能なものがある限りは、他の現像ユニットを使用して受付済みの印刷を実行することができる。そして、他に使用可能な現像ユニットがなくなった時点（Ｓ１８のＮＯ）で、印刷要求枚数が多い場合に初めて、現像ユニットに対するキャリブレーションが実行される。但し、他に使用可能な現像ユニットがなくたった時点でも、印刷要求枚数が少なければ（Ｓ２６のＹＥＳ）、キャリブレーションを後回しにして印刷が実行される。これにより、印刷のスループットの低下をできるだけ避けることができる。また、他に使用可能な現像ユニットが存在する場合でも、印刷要求枚数が少なければ（Ｓ２０のＮＯ）、キャリブレーションを後回しにして印刷が実行される。

やがて印刷が終了して印刷要求がなくなると（Ｓ１０のＮＯ）、後回しにしたキャリブレーション動作が実行される（Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６）。つまり、印刷要求がない時に、印刷を優先した結果後回しにされていた現像ユニットのキャリブレーションを実行することで、印刷スループットの低下を回避してキャリブレーションを実行することができる。この後回しにしたキャリブレーション動作の実行（Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６）は、例えば、メインコントローラ１０１からキャリブレーション実行許可を与えられたことに応答して行うようにしても良い。

上記図４において、工程Ｓ１４にて使用中の現像ユニットがキャリブレーション枚数に達することが判明した場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、エンジンコントローラは、印刷要求枚数が閾値Ｖｔｈを超えるか否かを先に判定してもよい。つまり、工程Ｓ２０、Ｓ２６を先に判定する。そして、印刷要求枚数が閾値Ｖｔｈを超えていなければ、工程Ｓ２４のように現在使用中の現像ユニットを使用して印刷を実行する。一方、印刷要求枚数が閾値Ｖｔｈを超えていれば、他の現像ユニットが交換して使用可能か否かを判定し（工程Ｓ１８）、可能なら、他の現像ユニットに交換して印刷を実行し、不可能なら印刷を待機させてキャリブレーションを実行する。

また、上記の場合に、印刷要求枚数が閾値Ｖｔｈを超えていなくても、他の現像ユニットが交換して使用可能なら当該他の現像ユニットに交換して印刷を実行してもよい。

［変形例１］
図５は、本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図の変形例である。この制御フローチャートも、複数の同色のトナーカートリッジが装着されたモノクロ印刷モードを前提としている。また、エンジンコントローラ１０２による制御を前提にしているが、メインコントローラ１０１とエンジンコントローラ１０２とにより行われてもよい。

この変形例では、カウントアップされた印刷枚数がキャリブレーション枚数以上になる場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、交換可能な別のトナーカートリッジが存在する場合に（Ｓ１８のＹＥＳ）、印刷要求枚数の大小にかかわらず、別の使用可能なトナーカートリッジに交換して印刷を実行する（Ｓ４０）。それ以外の動作は、図４と同じであり、各工程には同じ引用番号を与えている。つまり、この変形例では、複数のブラックの現像ユニットが同時に装着されていることを利用して、一つの現像ユニットがキャリブレーションを必要とするタイミングになると、他のキャリブレーションを必要としない現像ユニットに交換して、印刷を実行することを基本的制御とする。また、他の交換使用可能な現像ユニットが存在しない場合でも、印刷要求枚数が所定の閾値枚数より少ない場合には、キャリブレーションが必要になった現在の現像ユニットをそのまま使用して、印刷を実行し、印刷のスループットの低下をできるだけ抑えている。

［変形例２］
図６は、本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図の変形例である。この制御フローチャートは、ＣＭＹＫの現像ユニットが装着されたカラー印刷モードにおけるモノクロ印刷を前提にしている。また、前述と同様に、エンジンコントローラ１０２による制御を前提にしているが、メインコントローラ１０１とエンジンコントローラ１０２とにより行われてもよい。

カラー印刷モードでは、ＣＭＹＫのいずれかの現像ユニットがキャリブレーションタイミングに達すると、混合色の劣化を防止するために、カラー印刷の実行よりもキャリブレーションを優先することが望まれる。一方、カラー印刷モードにおけるモノクロ印刷では、一つのブラック現像ユニットを利用して印刷動作が実行される。その場合、そのブラック現像ユニットのキャリブレーション動作と印刷動作とが競合することが問題となる。

そこで、この変形例では、ブラック現像ユニットの印刷枚数がキャリブレーション枚数以上になる場合は（Ｓ１４）、印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満か否かがチェックされ（Ｓ５０）、印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ未満の場合は（Ｓ５０のＹＥＳ）、キャリブレーション動作を待機させて、そのブラック現像ユニットを使用して印刷動作を行う（Ｓ５２）。印刷要求枚数が少ないので、そのブラック現像ユニットで印刷してもそれほどの画質の低下にはならないからである。特に、モノクロ印刷では複数のトナー像を重ねる必要がないので、このような印刷が許されるのである。一方、印刷要求枚数が所定の閾値枚数Ｖｔｈ以上の場合は（Ｓ５０のＮＯ）、印刷を待機させて、キャリブレーションを実行する（Ｓ５４）。キャリブレーションが実行されると、ブラック現像ユニットの過去の印刷枚数のカウント値がクリアされる（Ｓ５６）。そして、ブラック現像ユニットの制御パラメータを最適値に更新した後に、印刷が実行される（Ｓ１６）。

また、この変形例でも、キャリブレーションを待機させて印刷動作を優先した場合は、印刷要求がなくなった時点で（Ｓ１０のＮＯ）、または、メインコントローラ１０１からのキャリブレーション許可通知を受信した時点で（図示せず）、キャリブレーション動作（Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６）を実行する。

図３，４，５の制御フローチャートでは、印刷を優先するかキャリブレーションを優先するかの判断を、エンジンコントローラ１０２が、メインコントローラ１０１から受信した受付済み印刷要求の印刷枚数の情報に基づいて行っているが、この判断を、メインコントローラ１０１側で行い、いずれを優先すべきかの命令をメインコントローラ１０１がエンジンコントローラ１０２に通知するようにしてもよい。

以上、実施の形態によれば、複数の同色現像ユニットが装着されていることを利用して、印刷動作のスループットの低下を回避してキャリブレーション動作を実行することができる。また、カラー印刷モードでも、モノクロ印刷であれば、同様に印刷動作のスループットの低下を回避してキャリブレーション動作を実行することができる。

本実施の形態における画像形成装置の主要構成図である。 現像装置５０の詳細な構造を示す断面図である。 本実施の形態における制御ユニット１００の構成図である。 本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図である。 本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図の変形例である。 本実施の形態における印刷動作とキャリブレーション動作が競合するときの制御フローチャート図の変形例である。

符号の説明

１０：画像形成装置（プリンタ）、２０：像担持体（感光体ドラム）、４０：露光ユニット
５０：現像装置、５１〜５４：現像ユニット、１００：制御ユニット、
１０１：メインコントローラ、１０２：エンジンコントローラ

Claims (4)

1. 潜像が形成される像担持体と、
   同色の現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱自在に装着される現像装置と、
   印刷要求に応答して前記像担持体の潜像に前記現像ユニットの現像剤を付着させて現像を行う印刷動作と、前記像担持体にパッチパターンを現像してキャリブレーションを行うキャリブレーション動作とを制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記印刷要求の印刷動作を実行すると使用中の第１の現像ユニットのキャリブレーションタイミングに達する場合に、
   キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合は、当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、
   前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在しない場合は、前記印刷要求の印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合に前記第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記所定閾値を超える場合に前記キャリブレーション動作を実行しその後印刷動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合でも、前記印刷要求の印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合は前記第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記所定閾値を超える場合は当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
3. 潜像が形成される像担持体と、
   同色の現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱自在に装着される現像装置と、
   印刷要求に応答して前記像担持体の潜像に前記現像ユニットの現像剤を付着させて現像を行う印刷動作と、前記像担持体にパッチパターンを現像してキャリブレーションを行うキャリブレーション動作とを制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記印刷要求の印刷動作を実行すると使用中の第１の現像ユニットのキャリブレーションタイミングに達する場合に、
   前記印刷要求の印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合は、当該使用中の第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、
   前記印刷要求の印刷要求枚数が所定閾値を超える場合は、キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合には、当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在しない場合には、前記キャリブレーション動作を実行しその後印刷動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３において、
   前記制御手段は、前記印刷要求の印刷要求枚数が所定閾値を超えない場合でも、キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在しない場合に前記第１の現像ユニットを使用して印刷動作を実行し、前記キャリブレーションタイミングに達しない第２の現像ユニットが存在する場合は当該第２の現像ユニットを使用して印刷動作を実行することを特徴とする画像形成装置。

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