(57)【要約】【課題】  同一色のトナーを貯留する複数の現像器を有する画像形成装置およびその画像形成方法において、準備動作を効率よく行う。【解決手段】  新品に近い寿命ランク１に属する現像器があり（ステップＳ１０１）、しかも、その中に直ちに印刷可能なものがある場合には（ステップＳ１０２）、準備動作を行うことなく画像形成が可能であると判断する（ステップＳ１０６）。印刷可能なものがなく現像ローラを所定量回転させる攪拌動作が必要な現像器がある場合には（ステップＳ１０３）、その現像器に対し攪拌動作を行って（ステップＳ１０４）、画像形成可能な状態とする。攪拌動作によっては印刷可能とならない場合には、装置の動作条件を調整する濃度制御動作を行う（ステップＳ１０５）。やや劣化の進んだランク２の現像器がある場合も同様とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同一色のトナーを貯留する複数の現像器と、
外部からの画像形成指令に応じて、前記現像器を使用して画像形成動作を実行する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記複数の現像器それぞれの状態を監視して、当該現像器が直ちに前記画像形成動作に使用可能な第１状態であるか、前記画像形成動作に使用するのに先立って当該現像器に対し所定の準備動作を行うことで当該現像器を前記第１の状態に移行させることが可能な第２状態であるかを判断し、
前記複数の現像器がいずれも前記第１状態でないと判断した時に、前記第２状態にある現像器に対し前記準備動作を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記第１状態であれば、前記画像形成指令を受け付けて、前記第１状態にある現像器を使用して前記画像形成動作を実行する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記準備動作として、当該現像器に装着された前記トナー担持体を所定量回転させる請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記各現像器について、過去の画像形成動作または準備動作であって最後に実行されたものにおける使用終了時からの当該現像器の休止時間が所定時間に達しているとき、当該現像器が前記第２状態にあると判断する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記準備動作として、装置各部の動作条件を調整して、当該現像器を使用した前記画像形成動作により形成される画像の濃度を所定の目標濃度に制御する濃度制御動作を行う請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記各現像器について、当該現像器のトナー残量が所定の閾値まで減少したときに、当該現像器が前記第２状態にあると判断する請求項１，２および５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記各現像器について、当該現像器に設けられた前記トナー担持体の回転量または回転時間の累積値が所定の閾値に達したときに、当該現像器が前記第２状態にあると判断する請求項１，２および５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記閾値は、前記準備動作が実行されると変更される請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
複数の現像器が前記第２状態にあり、しかも、それらの現像器の中に、所定の第１準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものと、前記第１準備動作よりも長い処理時間を要する第２準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものとが混在しているとき、前記制御手段は、前記第２状態にある現像器のうち前記第１準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものに対し前記第１準備動作を前記準備動作として実行する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２状態にある現像器が、いずれも当該現像器を前記第１状態に移行させるために前記第２準備動作を要する状態である場合には、当該現像器に対し前記第２準備動作を前記準備動作として実行する請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記第１準備動作として、当該現像器に装着された前記トナー担持体を所定量回転させる一方、前記第２準備動作として、装置各部の動作条件を調整して、当該現像器を使用した前記画像形成動作により形成される画像の濃度を所定の目標濃度に制御する濃度制御動作を行う請求項９または１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、全ての現像器が、前記第１状態への移行が不可能な第３状態であると判断したときは、前記画像形成指令の受け付けを停止する請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
互いに同一色のトナーを貯留する複数の現像器を使用して画像を形成する画像形成方法において、
前記複数の現像器それぞれの状態を監視して、当該現像器が直ちに前記画像形成動作に使用可能な第１状態であるか、前記画像形成動作に使用するのに先立って当該現像器に対し所定の準備動作を行うことで当該現像器を前記第１の状態に移行させることが可能な第２状態であるかを判断し、
前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記第１状態であれば、外部からの画像形成指令を受け付けて、前記第１状態にある現像器を使用して画像の形成を行う一方、
前記複数の現像器がいずれも前記第１状態でないと判断した時には、前記第２状態にある現像器に対し前記準備動作を実行する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同一色のトナーを貯留する複数の現像器を有する画像形成装置およびその画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置など、トナーを貯留する現像器を使用して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、長時間使用されずに放置された現像器を使用して画像形成を行うと、その初期段階において画像の濃度ムラが現れるという現象がある。この問題を解消するため、本願出願人は、先の画像形成を終了してからの待機時間が所定時間に達したときに、現像器に設けられた現像ローラを所定量回転させることによって現像ローラ上のトナーをリフレッシュする技術を先に開示した（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように、そのまま使用したのでは所定の画像品質を得られない状態となった現像器であっても、使用に先立って当該現像器に対し何らかの準備動作を行うことにより、使用可能となる場合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０９９８０号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、この種の画像形成装置においては、同一色のトナーを貯留する複数の現像器を装着してモノクロ専用の画像形成装置として使用することが提案されている。このような用途で使用される装置に対しては、上記技術をそのまま適用することは必ずしも有効とはいえない。その理由は以下の通りである。全てのトナー色について一定の画像品質を求められるフルカラー画像形成装置とは異なり、モノクロ専用画像形成装置では、常に全ての現像器について一定の画像品質が維持されている必要は必ずしもない。少なくとも１つの現像器が使用可能であれば、良好な画像品質を得ることができるからである。それにもかかわらず、常に全ての現像器について準備動作を行うことは無駄であり、また処理に要する時間も長くなり画像形成のスループットが低下してしまう。
【０００６】
このように、モノクロ専用の画像形成装置における最適な準備動作は、フルカラー画像形成装置の場合とは必ずしも一致しない。しかしながら、モノクロ専用の画像形成装置において、準備動作をどのような態様で実施するのが好ましいかについては、これまであまり検討されていなかった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、同一色のトナーを貯留する複数の現像器を有する画像形成装置およびその画像形成方法において、準備動作を効率よく行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、互いに同一色のトナーを貯留する複数の現像器と、外部からの画像形成指令に応じて、前記現像器を使用して画像形成動作を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数の現像器それぞれの状態を監視して、当該現像器が直ちに前記画像形成動作に使用可能な第１状態であるか、前記画像形成動作に使用するのに先立って当該現像器に対し所定の準備動作を行うことで当該現像器を前記第１の状態に移行させることが可能な第２状態であるかを判断し、前記複数の現像器がいずれも前記第１状態でないと判断した時に、前記第２状態にある現像器に対し前記準備動作を実行することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、互いに同一色のトナーを貯留する複数の現像器を使用して画像を形成する画像形成方法において、上記目的を達成するため、前記複数の現像器それぞれの状態を監視して、当該現像器が直ちに前記画像形成動作に使用可能な第１状態であるか、前記画像形成動作に使用するのに先立って当該現像器に対し所定の準備動作を行うことで当該現像器を前記第１の状態に移行させることが可能な第２状態であるかを判断し、前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記第１状態であれば、外部からの画像形成指令を受け付けて、前記第１状態にある現像器を使用して画像の形成を行う一方、前記複数の現像器がいずれも前記第１状態でないと判断した時には、前記第２状態にある現像器に対し前記準備動作を実行することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、直ちに使用可能な第１状態の現像器が１つでもあれば準備動作は行われない。この場合、第１状態の現像器が存在するので、形成される画像については一定の品質を保証しながらも、無駄な準備動作を省くことができる。また、この状態で外部から画像形成指令が与えられたときには、その指令に対応して遅滞なく画像形成を行うことができる。一方、第１状態の現像器がなくなったときには、第２状態にある現像器に対し準備動作を実行する。これにより、当該現像器を第１状態に移行させることができるので、その後も良好な画像品質で画像を形成することができる。また、準備動作の実行タイミングをこのようにすることで、準備動作が実行されることによる画像形成のスループットの低下を抑えることができる。
【００１１】
なお、各現像器の状態の監視については、例えば外部からの画像形成指令を受け付けたとき等の特定のタイミングで行うのではなく、装置が動作可能な状態にある間は常時あるいは一定の時間間隔で定期的に行うことが好ましい。特に、装置が画像形成指令が与えられるのを待つ待機状態にあるときやスリープ状態にあるときにも、各現像器の状態を監視しておき、必要が生じれば準備動作を行うようにすることが望ましい。というのは、必要が生じた準備動作を待機中あるいはスリープ中に実行しておくことで、その後に与えられる画像形成指令に対応して遅滞なく画像形成を行うことができるからである。これに対し、例えば画像形成指令を受け付けてから各現像器の状態を判断したのでは、画像の形成を後回しにして準備動作をしなければならない場合が生じ、ファーストプリントタイムが長くなってしまう。
【００１２】
なお、準備動作については、準備動作を必要とする現像器の少なくとも１つに対して実行されればよく、該当する全ての現像器に対し同時にまたは相次いで準備動作を行う必要は必ずしもない。少なくとも１つの現像器が第１状態になれば、画像形成指令に対応して画像を形成することができるからである。ただし、画像形成指令が与えられておらず準備動作の実行に要する時間がファーストプリントタイムや画像形成のスループットに影響を与えない状況下においては、必要な現像器それぞれに対して準備動作を行い、後の画像形成に備えて第１状態の現像器をできるだけ多く用意しておくことが望ましい。
【００１３】
ここで、前記複数の現像器のうち少なくとも１つが前記第１状態であれば、前記画像形成指令を受け付けて、前記第１状態にある現像器を使用して前記画像形成動作を実行するようにしてもよい。このように、使用可能な現像器が１つでもあれば、他の現像器が使用可能となるのを待たずに画像形成指令を受け付けて画像形成を行うことによって、所定品質の画像を、短いファーストプリントタイムで形成することができる。
【００１４】
また、前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備える場合には、前記準備動作として、当該現像器に装着された前記トナー担持体を所定量回転させるようにしてもよい。このように構成された装置では、その表面にトナーを担持したままトナー担持体が長時間停止状態におかれることでトナーの特性が変化し、そのようなトナーを使用して形成した画像に濃度変動を生じることがある。このような現像器に対して、画像形成動作への使用に先立ってトナー担持体を回転させることにより、変質したトナーによる濃度変動を抑えて、画質の良好な画像を形成することが可能となる。
【００１５】
現像器が画像形成動作に使用されない期間が長時間継続すると、その後にその現像器を使用して形成した画像の品質が低下することがある。そこで、前記各現像器について、例えば過去の画像形成動作または準備動作であって最後に実行されたものにおける使用終了時からの当該現像器の休止時間が所定時間に達しているとき、当該現像器が前記第２状態にあると判断することができる。このように、長時間放置されたことにより画質低下を生じる現像器については、所定の準備動作を行うことにより第１状態に回復させることができる。
【００１６】
また、前記準備動作として、装置各部の動作条件を調整して、当該現像器を使用した前記画像形成動作により形成される画像の濃度を所定の目標濃度に制御する濃度制御動作を行うようにしてもよい。こうすることで、従来の動作条件下では所期の画像品質を維持することができなくなった現像器であっても、その状態に応じた動作条件が新たに設定されるので、画像形成動作に使用することが可能となる。
【００１７】
また、例えば、前記各現像器について、当該現像器のトナー残量が所定の閾値まで減少したときに、当該現像器が前記第２状態にあると判断するようにしてもよい。トナー残量が十分にあれば良好な画像品質を得られることが期待されるが、残量の低下に伴って画像欠陥を生じる可能性が高まってくる。そこで、現像器内のトナー残量の多少によって第１状態、第２状態を区別することで、残量低下に伴う画像品質の低下を補い画質の安定化を図ることができる。
【００１８】
また、前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備えている場合には、前記各現像器について、当該現像器に設けられた前記トナー担持体の回転量または回転時間の累積値が所定の閾値に達したときに、当該現像器が前記第２状態にあると判断することができる。トナーの残量は十分にあっても、その特性が劣化したものである場合には画像欠陥が生じる可能性がある。現像器内のトナーの劣化は、その現像器が画像形成に使用された時間の長さと相関がある。そこで、現像器の実使用時間を示すパラメータ、例えばトナー担持体の回転量または回転時間の累積値の多少によって第１状態、第２状態を区別することで、トナーの劣化に伴う画像品質の低下を補い画質の安定化を図ることができる。
【００１９】
これらの閾値は、前記準備動作が実行されたときには変更されることが好ましい。トナー残量やトナー担持体の回転量などは、その値が不可逆的に変化するパラメータである。したがって、準備動作が実行される度に、これらのパラメータに対して閾値を新たに変更設定するようにすれば、現像器に対し所定のタイミングで、繰り返し準備動作を施すことができ、さらなる画質の安定化を図ることができる。
【００２０】
また、複数の現像器が前記第２状態にあり、しかも、それらの現像器の中に、所定の第１準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものと、前記第１準備動作よりも長い処理時間を要する第２準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものとが混在している場合には、前記第２状態にある現像器のうち前記第１準備動作を行うことで前記第１状態に移行可能なものに対し前記第１準備動作を前記準備動作として実行するようにしてもよい。つまり、第１状態に移行させるための準備動作が短時間で済む現像器と、長時間を要する現像器とが混在している場合には、短時間で済む現像器に対する準備動作のみを行うようにしてもよい。短時間の準備動作の結果、少なくとも１つの現像器が第１状態になれば画像形成が可能であり、処理に時間を要する現像器については準備動作を省略することで、無用な準備動作を省いて装置全体としての準備動作に要する時間を短縮することができる。そして、前記第２状態にある現像器が、いずれも当該現像器を前記第１状態に移行させるために前記第２準備動作を要する状態となったときに、当該現像器に対し前記第２準備動作を前記準備動作として実行するようにすればよい。
【００２１】
ここで、前記各現像器が、表面にトナーを担持しながら回転可能に構成されたトナー担持体をそれぞれ備える場合においては、当該現像器に装着された前記トナー担持体を所定量回転させる動作を前記第１準備動作、装置各部の動作条件を調整して、当該現像器を使用した前記画像形成動作により形成される画像の濃度を所定の目標濃度に制御する濃度制御動作を前記第２準備動作とすることができる。トナー担持体を回転させる動作は、濃度制御動作に比べて短時間で処理を終了させることができ、このような動作のみで第２状態から第１状態へ移行させることのできる現像器がある場合には、その現像器に設けられたトナー担持体の回転を行うことで、短時間に装置を画像形成可能な状態とすることができる。また、必要に応じて、濃度制御動作を行うことにより、画像品質を安定させることができる。
【００２２】
他方、全ての現像器が、前記第１状態への移行が不可能な第３状態であると判断したときは、前記画像形成指令の受け付けを停止することが望ましい。例えば、トナー残量がほぼゼロとなったときのように、その現像器をもはや第１状態に移行させることができない場合には、その現像器を使用して画質の良好な画像を形成することは不可能である。特に、全ての現像器がこのような状態となったときには、装置全体として良好な画像を形成することができないから、このような場合には画像形成指令の受け付けを停止することで、画質の劣悪な画像が形成されてしまうことが未然に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、後述するように、４個の現像器を装着して画像を形成する画像形成装置である。そして、互いに異なる色のトナーを貯留した現像器を装着された状態では、それらの現像器を使用したフルカラー画像およびそれらの現像器のうち１つを使用したモノクロ画像を形成することができる。さらに、同一色のトナーを貯留する現像器を装着した状態では、当該トナー色によるモノクロ画像専用の画像形成装置として機能する。以下では、いずれもブラックトナーを貯留した４個の現像器を装着されたモノクロ画像専用の画像形成装置に本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
【００２４】
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形成指令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、外部装置から与えられた画像信号に対応するモノクロ画像をシートＳに形成する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。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ブラックトナーを内蔵する４個の現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋd、およびこれらを一体的に回転させるためのロータリー駆動部（図示省略）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が図１の方向Ｄ4に回転駆動されるとともにこれらの現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋd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、当該現像カートリッジに設けられた現像ローラ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上の静電潜像が現像位置に位置決めされた現像カートリッジ内のトナーにより現像される。
【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。この転写ユニット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とを備えている。そして、転写ユニット７は、感光体２２上に形成されるブラックのトナー像を中間転写ベルト７１上に転写するとともに、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、こうしてモノクロ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が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像カートリッジに与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。
【００３２】
この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００３３】
また、図２に示すように、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdには該現像カートリッジの製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdには無線通信器４９Ｋa、４９Ｋb、４９Ｋc、４９Ｋdがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器１０９と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像カートリッジに関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像カートリッジ側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。
【００３４】
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り、符号１１７はＣＰＵ１１１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。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】
ところで、上記のように構成された装置では、画像形成動作を実行する際に、４個の現像器のうちどれを使用するかを適宜の基準に基づき決定する必要がある。フルカラー画像形成装置においては形成すべきトナー像の色に応じて使用すべき現像器が一義的に定まるのに対し、モノクロ専用装置では、同色のトナーを貯留する現像器が複数あるからである。
【００３６】
この実施形態では、
（１）画質の良好な画像を安定して形成すること；
（２）画像形成指令を受けてから画像が形成されるまでの時間（ファーストプリントタイム）を短くすること；
（３）画像形成のスループットを高くすること；および、
（４）画像品質を維持するために現像器に対し行う準備動作（後述）の頻度をできるだけ低くするとともに、必要な準備動作を効率よく行うこと
を目的として、エンジンコントローラ１０の制御動作を以下のように制定している。
【００３７】
すなわち、エンジンコントローラ１０は、図４に示す画像形成可否判断処理を実行し、各現像器の状態をモニタして装置が直ちに画像形成動作を実行することができる状態にあるか否かの判断を随時行っている。また、必要に応じて、各現像器に対し所定の準備動作（図５、図６）を行うことにより、画像形成指令が与えられたときに直ちに画像形成動作を実行することができる状態に装置を維持している。そして、画像形成指令が与えられたときには、エンジンコントローラ１０は、図７に示す画像形成動作を実行し、各現像器の中から最適な現像器を選択使用して当該画像形成指令に対応する画像を形成する。以下、動作の詳細について説明する。
【００３８】
なお、この実施形態では、各現像器のトナー残量と、当該現像器に設けられた現像ローラ４４の通算回転時間とに基づいて現像器の寿命ランク判定を行い、その結果に基づいて画像形成動作の可否を判断するとともに、後述する画像形成動作の態様を異ならせている。そこで、画像形成可否判断処理の説明に先立って現像器のランク分けについて説明しておく。
【００３９】
図３は現像器のランク分けを示す図である。現像器寿命に起因する画質の劣化は、単にトナー残量が少なくなったときのみでなく、残存するトナーの特性の劣化によっても生じる。すなわち、トナー残量が僅かであれば良好な画質が得られないのはもちろん、たとえ十分な量のトナーが現像器内に残っていたとしても、そのトナーが劣化していれば良好な画質は得られない。現像ローラの通算回転時間はトナーの劣化の程度を指標する値であり、その値が所定値（例えば１０，０００秒）に達した場合には、たとえトナー残量が十分であったとしてもそのトナーは劣化したものである可能性が高く当該現像器は使用に適さないといえる。
【００４０】
この実施形態では、図３に示すように、トナー残量が初期量の５％以上あり、かつ現像ローラ回転時間が上記所定値の７０％未満にあるときには、当該現像器をランク１とする。ランク１の現像器を使用して画像形成を行った場合には、トナー残量が十分にあり、その劣化の程度も軽微であるので、濃度不足やかすれ等が発生せず必要十分な画像濃度を得られることが期待される。一方、トナー残量が初期量の１％未満または現像ローラ回転時間が上記所定値を超えている場合には、当該現像器をランク３とする。ランク３の現像器はもはや画像形成動作での使用に適さない。さらに、両ランクの中間、すなわちトナー残量が初期量の１％以上５％未満であり、かつ現像ローラ回転時間が上記所定値未満であるか、トナー残量が初期量の１％以上であって現像ローラ回転時間が上記所定値の７０％以上１００％未満であるときには、当該現像器をランク２とする。ランク２の現像器を使用して画像形成を行った場合には、画像形成は可能であるものの、濃度不足やかすれ等の画像欠陥が生じる可能性がある。つまり、ランク２は、画像の形成を行うことはできるが、画像品質については何らかの劣化を生じる可能性があるという状態である。なお、各現像器がどのランクに属しているかについては、図示を省略する表示ディスプレイに必要に応じて表示させユーザに報知することが望ましい。
【００４１】
このように、現像器の寿命ランクについて、所定の品質で画像を形成することのできるランク１、使用に適さないランク３およびそれらの中間に位置づけられるランク２の３つにランク分けすることで、装置の状態は次の３段階に分けられる：
（ｉ）ランク１の現像器が少なくとも１つ装着された状態。この状態では、ランク１の現像器を使用して、所期の画像品質で画像を形成することができる；
（ii）ランク１の現像器がなく、ランク２の現像器が少なくとも１つ装着された状態。この状態では、ランク２の現像器を使用して画像の形成は可能であるが、所期の画像品質を得られない可能性がある；
（iii）ランク３の現像器のみが装着された状態。この状態では、もはや所期の画像品質を期待することはできない。
【００４２】
また、ランク１または２の現像器であっても、使用されない状態が長時間継続されると、その後に行う画像形成の初期段階において画像に周期的な濃度ムラを生じるという現象（本明細書ではこの現象を「放置バンディング現象」と称する）が起きることがある。このような濃度ムラは、現像ローラ上にトナーが担持されたまま放置されたことに起因して生じるものであり、画像形成動作に使用するのに先立って当該現像器に設けられた現像ローラを所定量回転させることで解消可能である。そこで、この実施形態では、必要に応じて、各現像器に設けられた現像器を所定量回転させる動作（本明細書においては、この動作を「攪拌動作」と称する）を実行するようにしている。より具体的には、各現像器について、先の画像形成動作および準備動作のうち最後に実行された動作における使用が終了してから現在までの休止時間を計測しておき、その休止時間が所定値に達したときには、当該現像器について攪拌動作が必要であることを示すフラグがセットされる。休止時間については、例えば当該現像器に設けられた現像ローラ４４の回転駆動を停止してから現在までの経過時間として定義することができる。このフラグがセットされている現像器については、後述するタイミングで攪拌動作が実行され放置バンディング現象の発生が抑制される。攪拌動作が実行されるとフラグはリセットされる。
【００４３】
さらに、現像器が使用されるにつれてその劣化が進み画像濃度が変動するため、当該現像器を使用して画像形成動作を実行する際の装置各部の動作条件を変更しなければならない場合がある。そこで、この実施形態では、前記した現像器の寿命を表す情報、つまりトナー残量および現像ローラ回転時間のいずれかが所定の閾値に達したときには、当該現像器について、動作条件を再調整して画像濃度を所定濃度に制御するための動作（濃度制御動作）が必要であることを示すフラグがセットされる。このフラグがセットされている現像器については、後述するタイミングで濃度制御動作が実行される。これにより画像濃度の変動が抑制される。濃度制御動作が実行されるとフラグはリセットされる。
【００４４】
濃度制御動作の実行のきっかけとなる、上記したトナー残量や現像ローラ回転時間の閾値は１つだけというわけではない。すなわち、トナー残量および現像ローラ回転時間がある閾値に達して濃度制御動作が行われると、新たに次の閾値が設定される。そして、トナー残量または現像ローラ回転時間がその新たな閾値に達したときには再び濃度制御動作が実行されることになる。このように、１つの現像器が装置に装着され寿命が来て再び取り外されるまでの間に、複数回の濃度制御動作が繰り返し行われるようにすることで、現像器の経時的な特性変化に対応して、画質を安定に維持することが可能となる。
【００４５】
また、トナー残量や現像ローラ回転時間等、現像器の状態を表す情報については、当該現像器に設けられた記憶手段（例えば、現像器４Ｋａに設けられた不揮発性メモリ９１）に記憶させておき、必要に応じて、ＣＰＵ１０１がそれらの情報を読み出し／書き込みするように構成することができる。こうすることで、それぞれの現像器に関する情報は現像器自身に付帯することとなり、当該現像器がいったん取り外されて再び装着された場合や、他の装置で使用されていた現像器が装着された場合であっても、各現像器の状態を適切に管理することができる。
【００４６】
なお、前述の「準備動作」は、現像器を画像形成に使用可能な状態とするために、画像形成動作への使用に先立って当該現像器に対し施す処理動作の総称であり、ここに説明した攪拌動作および濃度制御動作が「準備動作」に含まれる。
【００４７】
このように、この実施形態では、トナー残量および現像ローラ回転時間に応じて各現像器がランク１ないし３に分類される。さらに、ランク１または２の現像器については、以下の３つのカテゴリ：直ちに画像形成動作に使用することができる、つまり何らかの準備動作を行う必要のないもの（印刷可能）；画像形成に先立って攪拌動作を必要とするもの（要攪拌動作）；および、画像形成に先立って濃度制御動作を必要とするもの（要濃度制御動作）に分類される。ただし、要攪拌動作、要濃度制御動作を示すフラグが両方ともセットされている現像器については、要濃度制御動作カテゴリに分類されるものとする。その理由については後述する。
【００４８】
これらの分類に基づき、画像形成可否判断処理が行われる。この画像形成可否判断処理および後に説明する画像形成動作は、以下のような基本思想に基づき構成されている。すなわち、この装置では、画質の良好な画像を安定して形成するという前記した目的（１）を達成するため、ランク１の現像器が少なくとも１個ある限りにおいては、ランク１の現像器のみを画像形成に使用する。こうすることで、濃度不足やかすれ等の発生するおそれがなく、画質の良好な画像を安定して形成することができる。ランク２の現像器では画像欠陥を生じる可能性が排除できないので、より良好な画質の得られるランク１の現像器がなくならない限り、ランク２の現像器を使用することはしない。
【００４９】
また、ランク１の現像器が複数ある場合には、最初に使用する現像器をその都度選択して画像形成を開始するとともに、それらの現像器を適宜切り換えながら、各現像器を満遍なく使用するようにする。ランク１の現像器であれば、いずれの現像器を使用しても画質は安定しており、切り換え使用に伴う画像品質のばらつきが少ない。また、各現像器を満遍なく使用することで、長時間使用されずに放置される現像器が現れることがなくなり、印刷可能カテゴリにある現像器が要攪拌動作カテゴリに移行するのを回避することができる。そのため、上記した放置バンディング現象の発生を未然に防止することができるとともに、行うべき準備動作の頻度を減らすことができる。また、これにより装置１が画像形成可能な状態にある期間が最大化される。また、現像ユニット４の回転が定期的に行われることとなり、各現像器内のトナーを均一化させる効果も生まれる。
【００５０】
この場合において、ランク１の現像器の中に印刷可能カテゴリにあるものが１つでもあれば、他の現像器について攪拌動作や濃度制御動作を行うことはしない。使用可能な現像器が１つでもある限り画質の良好な画像を形成することが可能であり、他の現像器についても使用可能とする必要は必ずしもないからである。また、このようにすることは、準備動作を効率よく行うという前記目的（４）にも適っている。一方、ランク１の現像器の中に印刷可能カテゴリのものがなくなった時には、所定の準備動作を行うことによって現像器を使用可能な状態に回復させる。これにより装置は引き続き良好な画質で画像を形成することができる状態に維持される。また、必要な準備動作が行われないまま現像器が画像形成に使用されることがないので、画質の劣る画像が形成されることもない。さらに、後述するように、準備動作にかかる時間を短くするための工夫がなされている。
【００５１】
ランク１の現像器がなくなった場合には、引き続きランク２の現像器を使用した画像形成動作を可能とする。ランク２の現像器ではトナーの残量低下または特性の劣化がやや進んでいるので、これを用いた画像形成動作においては、トナーの残量低下や劣化の程度によっては、形成される画像の品質が低下する可能性がある。フルカラー画像形成装置においては、フルカラー画像を構成するトナー色の１つにおける濃度不足やかすれなどの画像欠陥は、画像全体の色味の違いや色ムラとなって現れる。これに対して、この装置１はモノクロ専用画像形成装置であるので、このような色ムラの問題は生じない。また、モノクロ画像専用の画像形成装置における使用の実態を考慮するに、この種の画像形成装置は主として文字画像の形成に使用される場合が多い。このような用途においては、文字が十分に判読可能であれば若干の画像欠陥は許容されることが多い。したがって、モノクロ専用の画像形成装置では、画像品質の許容範囲はフルカラー画像形成装置よりも広いと考えられる。そこで、この実施形態では、ランク１の現像器がなくなった場合でも画像形成動作を禁止することはせず、ランク２の現像器による画像形成動作を実行できるようにしている。こうすることで、現像器内に残留するトナーをより有効に使用することができる。
【００５２】
ただし、この場合には一連の画像形成動作の途中で現像器の切り換え使用は行わない。画像欠陥の現れ方はそれぞれの現像器の状態によって異なるため、現像器を切り換えながら画像形成を行うと、使用する現像器によって画像品質のばらつきが大きくなる場合があるからである。特に、ランク１の現像器を使用して形成された画像とランク２の現像器を使用して形成された画像が混在すると、そのばらつきが大きくなり、ユーザに混乱を与えることとなる。この点からも、ランク１の現像器とランク２の現像器とを混ぜて使用することは好ましくない。なお、ランク２の現像器に対し準備動作を行うか否かの判断については、ランク１の現像器の場合と同様にすることができる。
【００５３】
画像形成可否判断処理については、例えば、装置の電源が投入された直後や画像形成指令を受け付けたときなど特定のタイミングに限って実行するのではなく、外部からの画像形成指令を待つ待機時においても随時実行することが望ましい。こうすることで、待機時においても刻々と変化してゆく装置の状態変化に対応することができる。そして、必要な準備動作を待機中に行っておくことができるので、その後に画像形成指令が与えられたときには遅滞なく画像形成動作を開始することができ、上記した目的（２）を達成することができる。また、連続的に多数枚の画像を形成する際にも、その途中で準備動作の必要性が生じ画像形成が中断される可能性は低いので、画像形成のスループットの低下も防止され、前記目的（３）が達成される。
【００５４】
図４は画像形成可否判断処理を示すフローチャートである。この処理においては、まず４個の現像器４Ｋａ〜４Ｋｄの中に、上記したランク１のものがあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ランク１の現像器が少なくとも１つあれば、ステップＳ１０２へ進み、ランク１の現像器の中に印刷可能カテゴリに属するものがあるか否かを判定する。ここで、１つでも印刷可能カテゴリの現像器があれば、この画像形成装置１は、トナーが十分にありその劣化も少なく、しかも直ちに使用可能な現像器を少なくとも１個有していることになる。したがって、この時点で画像形成指令が与えられれば、当該現像器を使用して直ちに画像形成動作を実行することが可能である。そこで、この場合にはステップＳ１０６に進んで、当該装置は画像形成が可能であると判断し画像形成可否判断処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１０２において、印刷可能カテゴリの現像器がなかった場合には、続いてステップＳ１０３に進み、ランク１の現像器の中に要攪拌動作カテゴリのものがあるか否かを判定する。そして、要攪拌動作カテゴリの現像器が１つでもあれば、その現像器について攪拌動作を実行する（ステップＳ１０４）。攪拌動作の処理内容については後述する。
【００５６】
ステップＳ１０３において、要攪拌動作カテゴリの現像器がなかったとすれば、この装置には、ランク１の現像器が少なくとも１つあり、しかもその全てが要濃度制御動作カテゴリに属していることとなる。そこで、この場合には、続いてそれらの現像器に対し後述する濃度制御動作を実行する（ステップＳ１０５）。
【００５７】
一方、ステップＳ１０１においてランク１の現像器がないと判定したときは、続いてランク２の現像器があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、ランク２の現像器が１つもなければ、４個の現像器は全てランク３であることになる。この場合には、この装置には、画像形成に使用可能な現像器が装着されていないので、画像形成動作は不可能であると判断する（ステップＳ１１２）。
【００５８】
ランク２の現像器が少なくとも１つある場合には、上記したランク１の現像器がある場合の処理と同様の処理を行う。すなわち、ランク２の現像器の中に印刷可能カテゴリものが含まれていれば直ちに画像形成可能と判断する（ステップＳ１０８，Ｓ１０６）。また、印刷可能カテゴリものがなく要攪拌動作カテゴリのものがある場合にはその現像器に対し攪拌動作を行う（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）。また、要濃度制御動作カテゴリのものしかない場合にはその現像器に対し濃度制御動作を行ったうえで（ステップＳ１１１）、画像形成動作を可能とする（ステップＳ１０６）。
【００５９】
図５は攪拌動作を示すフローチャートである。攪拌動作においては、まず要攪拌動作カテゴリにある現像器の１つを感光体２２と対向する現像位置に位置決めする（ステップＳ２０１）。続いて、当該現像器に設けられた現像ローラ４４を所定時間回転駆動する（ステップＳ２０２）。このとき、現像ローラ４４からのトナー飛散を防止するため現像バイアスの印加は行わない。こうすることにより、現像ローラの停止状態が続いたことに起因する放置バンディング現象は解消され、当該現像器は画像形成動作に使用することが可能な状態、つまり印刷可能カテゴリに属することとなる。そして、攪拌動作を行うべき次の現像器がある場合には上記処理を繰り返す一方、次の現像器がなければ処理を終了する（ステップＳ２０３）。
【００６０】
なお、この実施形態では、要攪拌動作カテゴリにある現像器のうち、同一ランクに属するものについて、一連の攪拌動作を行う。つまり、図４のステップＳ１０６の処理では、ランク１かつ要攪拌動作の現像器に対してのみ攪拌動作を行い、ランク２かつ要攪拌動作のものがあったとしても、その現像器についてはこの時点では攪拌動作を行わない。上記したように、この実施形態ではランク１の現像器があればそれを使用して画像を形成するので、この時点でランク２の現像器について攪拌動作を行う必要はないからである。こうすることで、無用な準備動作を省略して、装置を画像形成動作の可能な状態に移行させるための処理時間を短縮することができ、前記した目的（２）ないし（４）の達成に寄与することになる。
【００６１】
また、「要攪拌動作」および「要濃度制御動作」の両方のフラグがセットされている現像器は要濃度制御動作カテゴリに分類し、この時点ではその現像器に対する攪拌動作を行わない。その理由は次の通りである。後述するように、攪拌動作は濃度制御動作の一部をなす動作であって、濃度制御動作を行うと自動的に攪拌動作も実行されることとなる。したがって、攪拌動作および濃度制御動作を必要とする現像器に対しては、それらを個別に行う必要はなく濃度制御動作のみを行えばよい。逆に、濃度制御動作を必要とする現像器に対して攪拌動作のみを行っても、その現像器は直ちに印刷可能とはならない。そして、濃度制御動作には攪拌動作よりも長い処理時間を要するので、攪拌動作のみの実行により印刷可能カテゴリに移行させることができる現像器が存在するこの時点では、そのような現像器に対する攪拌動作だけを行うようにすることが前記目的（２）および（３）の達成のためには好ましい。
【００６２】
図６は濃度制御動作を示すフローチャートである。この濃度制御動作は、画像形成動作の実行により形成される画像を一定の画像品質に保つために、装置各部の動作条件を種々に変更設定しながらパッチ画像を形成してその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて動作条件を調整する処理である。この処理では、装置各部の動作条件を決める動作パラメータのうち、画像品質に影響を与える制御因子としての現像バイアスおよび露光パワーの調整を行う。制御因子として機能する動作パラメータとしてはこれ以外にも種々のものがありそれらを用いた画質制御の原理および制御方法についても多くの公知技術が知られている。本実施形態においてもそれらの技術を適用することができるので、ここでは処理の流れのみを簡単に説明する。
【００６３】
まず、要濃度制御動作カテゴリにある現像器の１つを感光体２２と対向する現像位置に位置決めする（ステップＳ３０１）。続いて、当該現像器に印加する現像バイアスの大きさを多段階に変更設定しながら、各バイアス値で、例えばベタ画像などの所定パターンのパッチ画像を形成する（ステップＳ３０２）。続いて、それらのパッチ画像の画像濃度を濃度センサ６０により検出し（ステップＳ３０３）、その検出結果に基づいて、パッチ画像が所定の目標濃度となるような現像バイアスの最適値を算出する（ステップＳ３０４）。
【００６４】
続いて露光パワーの調整を行う。現像バイアスを上記で求めた最適値に設定し（ステップＳ３０５）、露光パワーを多段階に変更設定しながらパッチ画像としてハーフトーン画像を形成する（ステップＳ３０６）。続いて、それらのパッチ画像の画像濃度を濃度センサ６０により検出し（ステップＳ３０７）、その検出結果に基づいて、パッチ画像が所定の目標濃度となるような露光パワーの最適値を算出する（ステップＳ３０８）。
【００６５】
こうして濃度制御動作が実行された現像器では、当該現像器において最適な現像バイアスおよび露光パワーが求められると同時に、パッチ画像の形成の際に現像ローラ４４が回転駆動されるため放置バンディング現象が解消される。これにより、当該現像器は、要濃度制御動作カテゴリから、以後の画像形成動作に使用することが可能な印刷可能カテゴリに移行することとなる。その後、濃度制御動作を行うべき次の現像器がある場合には上記処理を繰り返す一方、次の現像器がなければ処理を終了する（ステップＳ３０９）。
【００６６】
上記のように構成された画像形成可否判断処理を行うことにより、この装置１では、装置が画像形成動作を実行可能な状態であるか否かが判断される。また、必要に応じて、準備動作が必要な現像器に対し所定の準備動作が施され、ランク１または２の現像器が少なくとも１つ装着されている限り、装置は画像形成可能な状態に維持される。そして、画像形成指令が外部装置から与えられると、その指令に応じて直ちに画像形成動作を実行開始することができる。一方、全ての現像器がランク３である場合には、画像形成動作が不可能と判断されるので、劣悪な画質の画像が形成されてしまうことが未然に防止される。なお、画像形成が不可能である場合には、その旨をユーザに報知するとともに、外部からの画像形成指令の受け付けを停止する。
【００６７】
図７は画像形成動作を示すフローチャートである。画像形成可否判断処理により、装置が画像形成可能な状態であると判断されていれば、装置は外部からの画像形成指令を受け付ける待機状態にある（ステップＳ４０１）。そして、画像形成指令が与えられると、まずランク１の現像器があるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。ランク１の現像器が１つでもある場合には、後述する第１テーブル（図８）を参照して使用する現像器を選択する一方（ステップＳ４０３）、ランク１の現像器がない場合には、第２テーブル（図９）を参照して使用する現像器を選択する（ステップＳ４０４）。この実施形態では、現在の各現像器の状態（ランクおよびカテゴリ）と、先の画像形成動作において最後に使用した現像器（以下、単に「最後の現像器」という）がどれであったかとの組み合わせによって、次に使用する現像器を選択している。
【００６８】
図８は現像器を選択するための第１テーブルを示す図である。ランク１の現像器があり、かつ装置が画像形成可能であるという場合には、ランク１かつ印刷可能カテゴリである現像器が少なくとも１つあるはずである。画像形成動作にはそのような現像器を使用する。該当する現像器が１つしかない場合にはそれを使用するが、複数ある場合には、最後の現像器によって、次に使用する現像器を決定する。より具体的には、該当する複数の現像器のうち、最後の現像器から見てロータリー現像ユニット４の回転方向上流側であって最後の現像器に最も近い位置にある現像器を、次の画像形成に使用する。
【００６９】
例えば、４個の現像器全てがランク１かつ印刷可能カテゴリである場合（図８のケースNo.１）には、最後の現像器が現像器４Ｋａであれば次の画像形成動作にはこれより１つ上流側に位置する現像器４Ｋｂを使用する。同様に、最後の現像器が現像器４Ｋｂ、４Ｋｃ、４Ｋｄであった場合には、それぞれ最後の現像器の上流側隣接位置に装着されている現像器４Ｋｃ、４Ｋｄ、４Ｋａを使用することとなる。また、例えば、４個の現像器のうち現像器４ｂだけが上記要件（ランク１かつ印刷可能カテゴリ）を満たさない場合には（図８のケースNo.５）、要件を満たす現像器４Ｋａ、４Ｋｃおよび４Ｋｄのいずれかが選択される。この場合、最後の現像器が４Ｋａまたは４Ｋｂであれば、当該現像器の上流側で最も近い位置にある現像器４Ｋｃが次に使用されることとなる。他の各ケースについてもそれぞれ同様に考えることができる。
【００７０】
このようにして現像器を選択することで、ランク１の現像器が複数ある場合には、画像形成に使用される現像器はその都度変更されてゆくこととなる。これにより、いずれかの現像器が長時間使用されずに放置されることがなくなる。
【００７１】
図９は現像器を選択するための第２テーブルを示す図である。ランク１の現像器がない場合に使用される第２テーブルにおいても、上記した第１テーブルを使用する場合と同様に、現在の現像器の状態と最後の現像器とに基づき使用する現像器を選択するようになっている。ただし、この場合には、ランク２かつ印刷可能カテゴリの現像器の中から次に使用する現像器を選択する。
【００７２】
図７に戻って画像形成動作の説明を続ける。上記のようにして現像器を選択した後、選択した現像器を感光体２２と対向する現像位置に移動位置決めする（ステップＳ４０５）。そして、当該現像器を使用して、画像形成指令に対応する画像のうち最初の１ページ分を形成する（ステップＳ４０６）。形成すべき画像がこれで全てであれば（ステップＳ４０７）、現像ユニット４をホームポジションに移動させて（ステップＳ４１１）画像形成動作を終了する。
【００７３】
一方、次に形成すべき画像がある場合には引き続きその画像を形成するのであるが、それに先立って、現在使用している現像器により連続して形成した画像の枚数が所定枚数に達したか否かを判定する（ステップＳ４０８）。所定枚数（ここでは８枚とする）に達していなければステップＳ４０６に戻り、次の画像を形成する。所定枚数に達していたときには、切り換えて使用することのできる次の現像器があるか否かを判定し（ステップＳ４０９）、次の現像器があればロータリー現像ユニット４を９０度回転させて次の現像器を現像位置に位置決めする一方（ステップＳ４１０）、次の現像器がなければ使用中の現像器を引き続き現像位置に位置させた状態でステップＳ４０６に戻り次の画像を形成する。
【００７４】
ステップＳ４０９における判定基準は以下の通りである。現像ユニット４の回転方向において現在使用中の現像器の上流側隣接位置にある現像器が、ランク１かつ印刷可能カテゴリであるときには、その現像器を次の現像器として使用することができる。この場合の判定結果は「ＹＥＳ」である。これ以外の場合は全て「ＮＯ」とする。例えば現在使用中の現像器が現像器４Ｋａであり、その上流側隣接位置にある現像器４Ｋｂがランク１かつ印刷可能カテゴリであれば、ステップＳ４０９における判定結果は「ＹＥＳ」である。一方、現在使用中の現像器４Ｋａの上流側隣接位置にある現像器４Ｋｂがランク１かつ印刷可能カテゴリでなければ、たとえ他にランク１かつ印刷可能カテゴリの現像器があったとしても、ステップＳ４０９における判定結果は「ＮＯ」となる。
【００７５】
現在使用中の現像器の上流側隣接位置にランク１かつ印刷可能カテゴリの現像器があれば、現像ユニット４の９０度の回転のみで新たにランク１かつ印刷可能カテゴリの現像器を現像位置に移動させることができる。そのため、画像形成のスループットを低下させることなく、現像器の切り換えを行うことができる。また、次に使用される現像器がランク１および印刷可能カテゴリに属するものであるので、画像品質を良好に維持することができる。
【００７６】
一連の画像形成動作の中で現像器の切り換えを行うことで、次のような作用効果が得られる。１つの現像器を使用し続けると、現像器内において現像ローラの周辺では古いトナーの比率が増大し、画像品質が次第に低下する。また、この間、他の現像器においては、現像ローラ４４の表面にトナーが担持されたまま放置されているので、放置バンディング現象が生じやすくなる。これに対し、現像器を切り換えるために現像ユニット４を回転させると、現像器内のトナーが攪拌されて均一化され、画像品質を維持することができる。また、使用する現像器を偏らせないことで、各現像器において放置バンディング現象が発生するのを抑制することが可能となる。
【００７７】
一方、現在使用中の現像器の上流側隣接位置にある現像器が、ランク１以外の寿命ランクまたは印刷可能カテゴリ以外のカテゴリに属する場合には、その現像器を使用して画像形成を行うと、切り換えの前後で画像品質が大きく変動してしまう可能性がある。また、ランク１かつ印刷可能カテゴリに属する現像器が、現在使用中の現像器の上流側隣接位置以外の位置にあったとしても、その現像器に切り換えるには現像ユニット４を１８０度またはそれ以上回転させる必要があるため、切り換えに時間がかかりスループット低下の原因となる。したがって、これらの場合には、現像器の切り換えを行わず、現在使用している現像器を引き続いて使用する。
【００７８】
なお、一連の画像形成動作が終了した後、新たな画像形成指令に対応する画像形成動作を行う際には新たに現像器の選択が行われる。また、新たな画像形成指令が与えられるまでの待機中に準備動作が行われて、いずれかの現像器が新たに印刷可能カテゴリに移行する場合もある。したがって、先の画像形成動作では使用されなかった現像器が、次の画像形成動作において選択され使用されることもあり得る。
【００７９】
このように、この実施形態の画像形成動作においては、現在の各現像器の状態と、先の画像形成動作において最後に使用した現像器とに基づいて、次に使用する現像器を決定する。しかも、使用可能な現像器が複数ある場合にはそれらを切り換えながら使用する。そのため、使用可能な現像器の全てが交互に使用されることとなり、使用が一部の現像器のみに偏ることがない。
【００８０】
また、上記のような基準に基づき画像形成に使用する現像器の選択を行うことにより、画像形成動作を実行する際には、印刷可能カテゴリの現像器のうち、先の画像形成動作または準備動作における使用を終了してから現在までの休止時間が最も長いものが選択され使用されることになる。前述したように、休止時間が長くなると放置バンディング現象が発生しやすくなるが、この実施形態のように、画像形成動作に使用可能な現像器の中からその休止時間が最も長いものを次の画像形成動作に使用することにより、その現像器がさらに放置されることにより生じる放置バンディング現象を未然に防止することができる。
【００８１】
例えば、全ての現像器がランク１かつ印刷可能カテゴリであり、最初の画像形成指令として２０枚分の画像データが与えられた場合を考えてみる。例えば現像器４Ｋａを使用して画像形成動作が開始されたとすると、現像器４Ｋａにより８枚の画像が形成された時点で現像器４Ｋｂへの切り換えが行われる。そして、さらに８枚の画像が形成された時点で現像器４Ｋｃへの切り換えが行われ、残り４枚の画像が現像器４Ｋｃにより形成されて一連の画像形成動作が終了する。その後、新たに画像形成指令が与えられた場合には、第１テーブル（図８）を参照して、次の画像形成動作が実行される際には現像器４Ｋｄが使用されることになる。この現像器４Ｋｄは、４個の現像器のうち使用されなかった時間（休止時間）が最も長い現像器である。
【００８２】
この時点で、先の画像形成動作により現像器４Ｋａのトナー残量が低下し該現像器がランク２に移行していたとする。この場合、現像器４Ｋｄから現像器４Ｋａへの切り換え、あるいは現像器４Ｋｄから現像器４Ｋｂへの切り換えはいずれも行われず、一連の画像形成動作においては現像器４Ｋｄが継続して使用される。そして、さらに次の画像形成指令が与えられたときには、第１テーブル（図８）を参照して、ケースNo.９かつ最後に使用された現像器が現像器４Ｋｄであるので、ランク１かつ印刷可能の現像器４Ｋｂ、４Ｋｃ、４Ｋｄの中から現像器４Ｋｂが次の画像形成に使用される。この現像器４Ｋｂは、使用可能な３つの現像器のうちで先に使用されて以後の休止時間が最も長いものである。
【００８３】
このように、この実施形態では、基本的には現像ユニット４の回転方向に沿って各現像器を切り換え使用するとともに、現像ユニット４に装着されている使用可能な現像器それぞれの位置関係と、先の画像形成動作または準備動作で最後に使用された現像器とに基づいて、次に使用すべき現像器を選択している。言い換えれば、各現像器の状態と最後に使用された現像器との情報に基づき、使用可能なもののうち最も休止時間の長い現像器が選択されるように、第１および第２テーブルが作成されている。こうすることで、各現像器の休止時間を計測しなくても、結果的に最も休止時間の長い現像器を選択することが可能となる。
【００８４】
以上のように、この実施形態では、それぞれブラック色のトナーを貯留する４個の現像器を装着したモノクロ画像専用の画像形成装置において、画像形成可否判断処理（図４）を随時行い、各現像器の状態をモニタするとともに、その結果に基づいて装置が画像形成動作を実行可能な状態であるか否かを判断している。そして、必要に応じて所定の準備動作を行うことにより、できる限り装置を画像形成動作が可能な状態に維持するようにしている。具体的には、現像器の寿命ランクが比較的新しいランク１に属し、かつ準備動作を行わず直ちに画像形成動作に使用可能な現像器が少なくとも１つあれば、装置は画像形成動作が可能と判断する。この状態では、画像形成指令が与えられた時には遅滞なく画像形成動作を実行開始することができる。
【００８５】
また、ランク１の現像器はあるが準備動作が必要な状態に至った場合には、必要な準備動作を行って、当該現像器を使用可能な状態に移行させる。この場合において、準備動作として、短時間で処理を終了することのできる攪拌動作により使用可能になる現像器と、より長時間を要する濃度制御動作を必要とする現像器とが混在しているときには、必要な現像器に対する攪拌動作のみを実行する。これにより、準備動作の処理時間を短縮することができ、装置は速やかに画像形成動作可能な状態に回復することができる。また、準備動作が必要な現像器が生じたとしても、他に使用可能な現像器が１つでもあればその時点で準備動作を行わず、使用可能な現像器がなくなった時点で最低限必要な準備動作を行う。そのため、この実施形態の画像形成可否判断処理によれば、可能な限り装置を画像形成動作が可能な状態に維持しつつ、しかも、無駄な準備動作を省き効率よく準備動作を行うことが可能となる。
【００８６】
準備動作としては、先に使用されて以後の休止時間が所定値を越えた現像器について、当該現像器に取り付けられた現像ローラ４４を所定量回転させることで放置バンディング現象を解消する攪拌動作と、トナー残量または現像ローラ回転時間が所定値に達した現像器について、当該現像器を使用する際の装置の動作条件を設定する濃度制御動作とを実行可能とするとともに、必要に応じてこれらを実行する。また、攪拌動作を要する現像器と濃度制御動作を要する現像器とがともに存在する場合には、より処理時間の短い攪拌動作のみを実行する。こうすることで、準備動作の実行のために画像形成動作を実行することのできない時間を短くすることができる。
【００８７】
また、ランク１の現像器がなく、現像器の劣化がやや進んだランク２の現像器がある場合にも、直ちに使用可能なものがあれば直ちに、また準備動作が必要なものがあれば必要な準備動作を行った上で、装置は画像形成動作が可能であると判断する。そのため、現像器内のトナーを有効に使用して画像形成を行うことができる。
【００８８】
また、この実施形態の画像形成動作では、各現像器の状態と、先の動作で最後に使用された現像器とに基づいて使用する現像器を選択し、こうして選択した現像器を使用して画像を形成する。そのため、常に最良の現像器が選択使用されて画像が形成されるので、この実施形態では、画質の良好な画像を安定して形成することが可能である。具体的には、直ちに使用可能な現像器のうち、先に使用されてからの休止時間が最も長い現像器が選択されるようにしている。さらに、ランク１かつ印刷可能カテゴリの現像器が複数ある場合には、それらを互いに切り換えながら画像形成を行うようにしている。そのため、現像器の使用に偏りが生じず、特定の現像器が長時間使用されずに放置されることがない。その結果、この実施形態では、長時間放置された現像器を使用したときに生じる濃度ムラ（放置バンディング現象）の発生を抑制することができ画質の変動が防止されるとともに、同現象を抑制するための準備動作の実行頻度を最小限に抑えることが可能となる。
【００８９】
また、ランク２の現像器を使用して画像を形成する際には現像器の切り換えを行わないようにしているので、現像器の状態の違いに起因する画像品質のばらつきが生じない。
【００９０】
そして、この実施形態では、画像形成可否判断処理を行うことによって装置が直ちに画像形成動作を実行可能な状態に維持されているため、実際に画像形成指令が与えられたときには遅滞なく画像形成動作を行うことができる。そのため、この実施形態の画像形成動作では、短いファーストプリントタイムで画像を形成することができる。また、準備動作の実行頻度が低く抑えられているので、画像形成動作中に準備動作が実行されることによる画像形成のスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００９１】
以上説明したように、この実施形態においては、エンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」として機能するとともに、各現像器に設けられた現像ローラ４４が、本発明の「トナー担持体」として機能している。また、２種類の準備動作のうち、攪拌動作が本発明の「第１準備動作」に相当する一方、濃度制御動作が本発明の「第２準備動作」に相当している。また、本発明の「第１ないし第３状態」と、本実施形態の寿命ランクおよびカテゴリとの対応関係は次の通りである。
【００９２】
図１０は、本発明の請求項と本実施形態との間の用語の対応関係を示す図である。図１０に示すように、本実施形態において、寿命ランクが１または２であり、しかも、印刷可能カテゴリに属する現像器が、本発明にいう「第１状態」に属する現像器である。また、寿命ランクが１または２であり、しかも、要攪拌動作カテゴリまたは要濃度制御動作カテゴリにある現像器が、本発明にいう「第２状態」に属する現像器である。一方、本実施形態において、寿命ランクが３である現像器が、本発明にいう「第３状態」に属することとなる。
【００９３】
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、現像ユニット４の支持フレーム４０に最大４個の現像カートリッジを装着可能となっており、すべての装着位置に現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdを装着しているが、現像ユニット４に装着可能な現像器の個数がこれと異なったり、装着可能な現像器のうち一部のみが装着された装置に対しても、本発明を適用することができる。
【００９４】
また、例えば、上記実施形態の画像形成可否判断処理では、同一ランクかつ同一の準備動作を必要とする現像器が複数ある場合に、それらの現像器に対する準備動作を連続して行うようにしているが、これに限定されず、例えば、それらのうち１つのみに対する準備動作を行うようにしてもよい。前記した通り、使用可能な現像器は少なくとも１つあればよいからである。また、例えば、それらの現像器に対し順次準備動作を行うとともに、最初の現像器について準備動作が終了した時点で、装置が画像形成動作可能であると判断するようにしてもよい。１つの現像器について準備動作が終了すれば装置全体としては画像形成動作が可能であり、またこのようにすることで、画像形成指令により速やかに対応することが可能となるからである。準備動作が終了していない現像器については、画像形成動作の終了後、改めて準備動作を続けるようにしてもよく、他に使用可能な現像器があればこの時点での準備動作を省略してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、各現像器について、トナー残量と現像ローラ回転時間との２つのパラメータに基づいて現像器の状態を判定するようにしているが、現像器の状態を把握するための情報はこれらに限定されるものではない。また、これらの２つの情報のいずれか一方のみにより、あるいは他の情報との組み合わせにより現像器の状態を判定するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、モノクロ画像色がブラックの画像形成装置に本発明を適用しているが、他のトナー色によるモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することができる。
【００９７】
また、上記実施形態では、ランク２の現像器による画像形成動作を許可するようにしているが、ランク２の現像器を使用した画像形成を許可するか禁止するかについて、ユーザの好みや必要性に応じて選択できるようにしてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、同形状をなす４個の現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdを使用したが、形状が異なる現像カートリッジを使用してもよい。また、上記実施形態では、１個の感光体２２に対してロータリー現像ユニット４を配置した、いわゆるロータリー方式の画像形成装置に本発明を適用したが、１個の感光体２２に対して複数の現像カートリッジが昇降して各現像カートリッジにより現像を行うエレベータ方式の画像形成装置や、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に対して本発明を適用することができる。
【００９９】
さらに、上記実施形態の構成に限定されず、例えば特定色のトナーを有する複数の現像カートリッジが装着された現像ユニットを装備して該特定色の画像を形成する装置や、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写シートなど）を備える装置、さらには複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【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。
【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。
【図３】現像器のランク分けを示す図。
【図４】画像形成可否判断処理を示すフローチャート。
【図５】攪拌動作を示すフローチャート。
【図６】濃度制御動作を示すフローチャート。
【図７】画像形成動作を示すフローチャート。
【図８】現像器を選択するための第１テーブルを示す図。
【図９】現像器を選択するための第２テーブルを示す図。
【図１０】本発明の請求項と本実施形態との間の用語の対応関係を示す図。
【符号の説明】
【０１０１】
４Ｋａ，４Ｋｂ，４Ｋｃ，４Ｋｄ…現像器、  １０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ２２…感光体、  ４４…現像ローラ（トナー担持体）、  ６０…濃度センサ、  ７１…中間転写ベルト、  ＥＧ…エンジン部
【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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