(57)【要約】【課題】早いタイミングでの現像器の切り替えを可能としながら、現像器に対する情報の読み出し／書き込みを適切に行うことのできる技術を提供する。【解決手段】一の現像器を現像位置へ移動位置決めし（ステップＳ１０２）、当該現像器に現像バイアスを印加する（ステップＳ１０３）。これと併行して、直前に現像位置にあった現像器におけるトナー消費量を算出し（ステップＳ１１１）、そのデータを現像器のメモリに書き込むためのメモリアクセス動作を行う（ステップＳ１１３）。メモリへのアクセス中はフラグをセットしておき、現像バイアスの印加が終了（ステップＳ１０４）した時点でフラグがクリアされていれば（ステップＳ１０５）、直ちに現像器を切り替える（ステップＳ１０６、Ｓ１０２）。フラグがクリアされていなければ、そのクリアを待ってから現像器を切り替える。【選択図】図４
2008116772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該現像器に関する情報を記憶するための記憶部を有する現像器を複数個装着可能に構成され、装着された現像器を保持しながら移動することで、前記現像器を選択的に所定の現像位置に移動位置決めする現像器保持手段と、
前記現像器保持手段を制御するとともに、前記現像位置に位置決めされた現像器に所定の現像バイアスを与えて画像を形成する画像形成動作を実行する制御手段と、
前記現像器保持手段に装着された一の現像器が前記現像位置に位置決めされたときに、前記現像器保持手段に装着された他の現像器のうちの一つが位置する位置をアクセス位置として、当該アクセス位置に位置決めされた現像器に設けられた前記記憶部にアクセスして前記情報の読み出しまたは書き込みを行うアクセス手段と
を備え、
前記画像形成動作では、前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとが併行して実行され、しかも、
前記現像器保持手段は、前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとがいずれも終了したことをトリガとして、前記現像位置に位置決めする現像器を切り替えるための移動を開始する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像位置にある第１の現像器を該現像位置から離脱させて前記第１の現像器と異なる第２の現像器を前記現像位置に移動させたときに、前記第１の現像器が前記アクセス位置に移動してくるように、前記現像位置と前記アクセス位置との位置関係が定められている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像器保持手段は、略同一構造を有する前記複数の現像器を装着されて所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリを有し、前記現像ロータリの回転により現像器を切り替える請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記アクセス手段は、電磁波を使用した無線通信によって前記記憶部にアクセスする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記アクセス手段による前記記憶部へのアクセスは、前記情報の読み出しまたは書き込みを試行し失敗したときに該読み出しまたは書き込みを再試行するように構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記アクセス手段により前記記憶部へのアクセスを実行しているときにセットされるフラグを有しており、前記現像位置にある現像器への現像バイアスの印加が終了した時に前記フラグがクリアされていれば直ちに前記現像器保持手段の移動を開始させる一方、前記フラグがセットされていれば、前記フラグがクリアされるのを待って前記現像器保持手段の移動を開始させる請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の現像器を選択的に所定の現像位置へ移動位置決めし、前記現像位置に位置決めした現像器に所定の現像バイアスを与えて画像を形成しながら、前記現像位置とは異なるアクセス位置に位置決めした現像器に設けた記憶部にアクセスして当該現像器に関する情報を読み出しまたは書き込む画像形成動作を実行する画像形成方法において、
前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとがいずれも終了したことをトリガとして、前記現像位置に位置決めする現像器の切り替え移動を開始する
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、複数の現像器を切り替えながら画像を形成するとともに、各現像器に設けた記憶部に対し当該現像器に関する情報の読み出し／書き込みを行う画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像器保持手段に複数の現像器を装着し、これらを切り替えながら画像を形成する画像形成装置では、各現像器に当該現像器の寿命情報などを記憶させた記憶部を設けたものがある。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、ロータリーに複数個の現像ユニットを装着し、これを回転させることで一の現像ユニットを感光体と対向する位置へ位置決めし感光体上の静電潜像を現像する。各現像ユニットには当該ユニットに関する情報を記憶するためのメモリセルと無線通信用アンテナが設けられており、一の現像ユニットが感光体との対向位置に位置決めされたとき、他の現像ユニットに設けられたアンテナと通信可能となる位置に、本体側アンテナが設けられている。そして、一の現像ユニットで静電潜像を現像している間、現像に寄与しない他の現像ユニットに設けられたアンテナと本体側アンテナとの間で無線通信を行い、情報の読み書きを行っている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０９８３５６号パンフレット（例えば、図９Ａ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者らの知見によれば、現像器を移動させることで切り替えながら画像を形成する装置においては、現像器の切り替え後、当該現像器による現像動作を開始するまでの時間をできるだけ長く取ることが画像品質上好ましいことがわかっている。これは、現像器が移動された後、その特性が安定して発揮されるまでにある程度の時間が必要であるからと考えられる。
【０００５】
このためには、現像器の切り替えに当たって、先の現像器の使用を終了すると直ちに次の現像器への切り替え移動に移ることが求められる。しかしながら、このように早いタイミングで現像器の切り替えを行うと現像器が一箇所に静止している時間が短くなる一方、現像器に対する情報の読み出し／書き込みには一定の処理時間を必要とするため、従来の技術においては現像器に対する情報の読み出し／書き込みが適切に行えない場合が生じるおそれがあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、早いタイミングでの現像器の切り替えを可能としながら、現像器に対する情報の読み出し／書き込みを適切に行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、当該現像器に関する情報を記憶するための記憶部を有する現像器を複数個装着可能に構成され、装着された現像器を保持しながら移動することで、前記現像器を選択的に所定の現像位置に移動位置決めする現像器保持手段と、前記現像器保持手段を制御するとともに、前記現像位置に位置決めされた現像器に所定の現像バイアスを与えて画像を形成する画像形成動作を実行する制御手段と、前記現像器保持手段に装着された一の現像器が前記現像位置に位置決めされたときに、前記現像器保持手段に装着された他の現像器のうちの一つが位置する位置をアクセス位置として、当該アクセス位置に位置決めされた現像器に設けられた前記記憶部にアクセスして前記情報の読み出しまたは書き込みを行うアクセス手段とを備え、前記画像形成動作では、前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとが併行して実行され、しかも、前記現像器保持手段は、前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとがいずれも終了したことをトリガとして、前記現像位置に位置決めする現像器を切り替えるための移動を開始することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる画像形成方法は、複数の現像器を選択的に所定の現像位置へ移動位置決めし、前記現像位置に位置決めした現像器に所定の現像バイアスを与えて画像を形成しながら、前記現像位置とは異なるアクセス位置に位置決めした現像器に設けた記憶部にアクセスして当該現像器に関する情報を読み出しまたは書き込む画像形成動作を実行する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記現像位置にある現像器への前記現像バイアスの印加と、前記アクセス位置にある現像器の前記記憶部への前記アクセス手段によるアクセスとがいずれも終了したことをトリガとして、前記現像位置に位置決めする現像器の切り替え移動を開始することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、併行して行う画像の形成と記憶部へのアクセスとがいずれも終了したことをトリガとして現像器の切り替えを行う。そのため、画像の形成と記憶部へのアクセスとを両立させながら、しかもそれらが終了すると遅滞なく現像器の切り替えを開始することができるので、早いタイミングでの現像器の切り替えを可能としながら、現像器に対する情報の読み出し／書き込みを適切に行うことができる。
【００１０】
ここで、前記現像位置にある第１の現像器を該現像位置から離脱させて前記第１の現像器と異なる第２の現像器を前記現像位置に移動させたときに、前記第１の現像器が前記アクセス位置に移動してくるように、前記現像位置と前記アクセス位置との位置関係が定められていることが望ましい。このような位置関係とすることで、第２の現像器を使用して画像を形成するのと併行して、直前に画像の形成に使用された第１の現像器の記憶部に対するアクセスを行って情報の更新を行うことができる。
【００１１】
また、前記現像器保持手段は、略同一構造を有する前記複数の現像器を装着されて所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリを有し、前記現像ロータリの回転により現像器を切り替えるように構成されてもよい。このような構成によれば、現像位置およびアクセス位置への現像器の位置決めとこれらの位置からの現像器の退避とを、現像ロータリの回転のみにより実現することができる。
【００１２】
また、前記アクセス手段は、電磁波を使用した無線通信によって前記記憶部にアクセスするように構成されてもよい。画像を形成する度に移動・停止される現像器に対して、このように無線通信によりアクセスすることにより、例えばコネクタ等の機械的接点を介した有線通信によるアクセスにおけるコネクタの挿抜工程が不要となり、現像器の停止時間が短い場合でもアクセスすることが可能となる。また、挿抜の繰り返しに起因する接点寿命の問題もないので、読み出し／書き込みの回数が制限されることもない。
【００１３】
また、この発明は、前記アクセス手段による前記記憶部へのアクセスが、前記情報の読み出しまたは書き込みを試行し失敗したときに該読み出しまたは書き込みを再試行するように構成されている場合において特に有効である。このような構成では、再試行が行われる場合とそうでない場合とでアクセスに要する時間が異なるため、アクセス終了のタイミングが一定しない。この発明では、現像バイアスの印加終了とアクセスの終了とを現像器切り替えのトリガとしているので、このようにアクセスに要する時間が一定しない場合でも、早いタイミングでの現像器の切り替えを可能としながら、現像器に対する情報の読み出し／書き込みを適切に行うことができる。
【００１４】
上記のような動作を可能とするための具体的な態様としては、例えば、前記アクセス手段により前記記憶部へのアクセスを実行しているときにセットされるフラグを設けておき、前記現像位置にある現像器への現像バイアスの印加が終了した時に前記フラグがクリアされていれば直ちに前記現像器保持手段の移動を開始させる一方、前記フラグがセットされていれば、前記フラグがクリアされるのを待って前記現像器保持手段の移動を開始させるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号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に設けられたＣＰＵ１０１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、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１６】
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、帯電ローラ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。帯電ローラ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、帯電ローラ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は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。すなわち、この装置では、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それぞれの色の非磁性一成分トナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋ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により制御されるステッピングモータである現像ユニット駆動モータ４７により矢印方向Ｄ3に回転駆動されている。また、装置本体には、現像ユニット４に対し離当接するロータリーロック４５が設けられている。必要に応じてこのロータリーロック４５が現像ユニット４の支持フレーム４０の外周部に当接することにより、現像ユニット４の回転を拘束し現像ユニット４を所定位置に停止位置決めするブレーキおよびロック機構として作用する。
【００１９】
そして、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が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが選択的に感光体２２と対向する現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が、所定のギャップを隔てて感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ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上の静電潜像が選択トナー色で顕像化（現像）される。
【００２０】
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。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（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２１】
二次転写領域ＴＲ2は、ローラ７３に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面と、該ベルト表面に対し離当接する二次転写ローラ８６とが当接するニップ部である。カセット８に積層貯留されたシートＳは、ピックアップローラ８８の回転によって１枚ずつ取り出されて搬送経路ＦＦに乗せられる。そして、フィードローラ８４、８５およびゲートローラ８１の回転によって搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送される。
【００２２】
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。具体的には次の通りである。搬送経路ＦＦ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられるとともに、さらにその手前側にゲート前シート検出センサ８０１が設けられている。そして、搬送経路ＦＦ上を搬送されてきたシートＳが到達したことがゲート前シート検出センサ８０１により検出されるとシートＳの搬送はいったん停止され、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに同期させてゲートローラ８１の回転を再開することにより、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。こうして二次転写領域ＴＲ2を通過するシートＳの表面に、中間転写ベルト７１上に形成されたトナー像が二次転写される。
【００２３】
こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、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Ｄ4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ＦＦ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。
【００２４】
また、シート搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲ上の各位置には、前記したゲート前シート検出センサ８０１の他にも、当該経路上においてシート通過の有無を検出するためのシート検出センサ８０２〜８０４が設けられており、これらのセンサの出力に基づいて、シート搬送タイミングが管理されるとともに、各位置でのジャム検出が行われる。
【００２５】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能のクリーナブレード７６１と、廃トナータンク７６２とを備えている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナブレード７６１がローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落として除去する。掻き落とされたトナーは廃トナータンク７６２に蓄えられる。廃トナータンク７６２には、当該タンクの満杯を検出するための廃トナーセンサ７６３が設けられている。
【００２６】
このクリーナブレード７６１は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナブレード７６１は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナブレード７６１を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナブレード７６１が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７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、例えば各現像器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。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。
【００２８】
また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００２９】
また、全体として略円筒形をなす現像ユニット４の側面に当たる各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋの外周面には、それぞれメモリタグ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋが貼付されている。例えば、イエロー現像器４Ｙに装着されたメモリタグ４９Ｙは、該現像器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ためのメモリ４９１Ｙと、該メモリと電気的に接続されたループアンテナ４９２Ｙとを備えている。また、他の現像器に設けられたメモリタグ４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋにもそれぞれメモリチップ４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋと、ループアンテナ４９２Ｃ，４９２Ｍおよび４９２Ｋとが設けられている。
【００３０】
一方、装置本体側にも無線通信用アンテナ１０９が設けられている。この無線通信用アンテナ１０９は、ＣＰＵ１０１と接続されたトランシーバ１０５によって駆動されており、現像器側の無線通信用アンテナとの間で無線通信を行うことにより、ＣＰＵ１０１と現像器に設けられたメモリとの間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【００３１】
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
図３は現像ユニット４の停止位置を示す模式図である。現像ユニット４は、現像ユニット駆動モータ４７およびロータリーロック４５によって、図３に示す３種類の位置に位置決めされ固定される。その３種類の位置とは：（ａ）ホームポジション；（ｂ）作像位置；（ｃ）着脱位置である。このうち、（ａ）ホームポジションは、この画像形成装置が画像形成動作を行わない待機状態にあるときに位置決めされる位置であり、図３（ａ）に示すように、各現像器４Ｙ等に設けられた現像ローラ４４がいずれも感光体２２から離間した状態にある位置である。
【００３４】
また、（ｂ）作像位置は、感光体２２上の静電潜像を選択トナー色で顕像化する際に位置決めされる位置である。図３（ｂ）に示すように、一の現像器に設けられた現像ローラ（同図の例ではブラック用現像器４Ｋに設けられた現像ローラ４４）が感光体２２と対向配置され、所定の現像バイアスを印加されることによって、静電潜像がトナーにより顕像化される。本明細書では、現像ユニット４が作像位置にあるときに、現像ローラが感光体２２と対向する現像器（同図ではブラック現像器４Ｋ）の位置を「現像位置」と称している。
【００３５】
さらに、（ｃ）着脱位置は、現像器の着脱操作を行うときのみ取りうる位置である。現像ユニット４がこの着脱位置に位置決めされると、図３（ｃ）に示すように、一の現像器が装置の外部筐体側面に設けられた開口部１２４に現れ、該開口部１２４を通して取り出すことができるようになる。図３（ｃ）は、ブラック用の現像器４Ｋが開口部１２４に現れた状態を示している。また、現像器を装着されていない支持フレーム４０に対しては、新たに現像器を装着することができるようになる。この着脱位置においては、いずれの現像器に設けられた現像ローラも感光体２２から離間した位置におかれる。このように、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされたときに開口部１２４に現れた一の現像器のみを取り出し可能としている。すなわち、現像ユニット４が図３（ａ）に示すホームポジションや図３（ｂ）に示す作像位置に位置決めされた状態では、いずれの現像器も開口部１２４から取り出すことのできない位置にある。そのため、ユーザが不用意に現像器の着脱を行って装置を損傷することがない。なお、この画像形成装置では、４つの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのそれぞれに対して上記した作像位置および着脱位置が設定されている。
【００３６】
現像ユニット４が現像位置に位置決めされているとき、図３（ｂ）に示すように、１つの現像器に設けられた無線通信用アンテナが、本体側無線通信用アンテナ１０９と対向する位置に位置決めされる。図３（ｂ）の例に即して説明すると、現像器４Ｋの現像ローラ４４が感光体２２と対向する位置にあるとき、当該現像器４Ｋからみて現像ユニット４の回転方向Ｄ3において下流側隣接位置にある現像器４Ｙに設けられた無線通信用アンテナ４９２Ｙが、本体側無線通信用アンテナ１０９と対向する位置に位置決めされる。すなわち、この状態で、本体側無線通信用アンテナ１０９と現像器４Ｙ側の無線通信用アンテナ４９２Ｙとの間で無線通信が行われて、現像器４Ｙに設けられたメモリ４９１Ｙに記憶された情報が読み出される。また、当該メモリ４９１Ｙに新たな情報が書き込まれる。現像器側のアンテナが本体側アンテナ１０９と対向配置されるときの当該現像器の位置を、本明細書では「アクセス位置」と称する。すなわち、図３（ｂ）ではイエロー現像器４Ｙがアクセス位置に位置決めされている。
【００３７】
この装置では、現像器側のメモリに記憶されている当該現像器の使用状況に関する情報に基づき現像器の寿命管理を行っている。例えば、画像を形成するために消費されたトナーの量を画像データから算出し、そのトナー消費量を現像器側のメモリチップに記憶されているトナー残量から差し引いた値をメモリチップに書き込むことによって、記憶されている現像器内のトナー残量を随時更新しておき、その値により現像器の寿命判断を行うようにしている。なお、トナー残量等についてはエンジンコントローラ１０のＲＡＭ１０７にも記憶されているので、残量の計算に当たってはその都度メモリチップに対し読み書きを行う必要は必ずしもない。ただし、現像器の取り出しによって最新のトナー残量が現像器側に記録されないことを避けるため、この実施形態では、画像を形成する度にメモリチップへのアクセスを行い、使用により変化した当該現像器の使用状況に関する情報を更新記憶するようにしている。
【００３８】
上記のように構成された画像形成装置では、４つの現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４Ｋを切り替えながら使用して画像を形成するカラー画像形成モードと、これらのうち１つ、代表的にはブラック現像器４Ｋのみを使用して画像を形成するモノクロ画像形成モードとを実行可能となっている。また、それぞれのモードに対して、中間転写ベルト７１が１周する間に１枚の画像を形成する動作（１枚取り動作）と、２枚の画像を並べて形成する動作（２枚取り動作）とが用意されている。複数枚の画像を連続的に形成するとき、通常はスループットの高い２枚取り動作が選択実行される。一方、形成すべき画像が１枚だけであるときや、画像のサイズが大きく中間転写ベルト７１上に２枚分の画像を並べて形成することができないときには１枚取り動作が選択される。これらの動作モードは、ＣＰＵ１０１が以下に説明する画像形成動作を実行することにより実現される。
【００３９】
図４はこの実施形態における画像形成動作を示すフローチャートである。なお、静電潜像の形成およびその現像によってトナー像を形成するプロセスは周知のものであり、またその概要については前述しているので、ここでは本発明に直接関係のない、現像動作以外の動作については詳細な説明を省略する。
【００４０】
ユーザまたはホストコンピュータなど外部から画像形成指令を受けると（ステップＳ１０１）、画像形成動作が実行開始される。まず、現像ユニット４を回転させて一の現像器を現像位置に位置決めし（ステップＳ１０２）、当該現像器に所定の現像バイアスを印加して現像動作を開始する（ステップＳ１０３）。ここでは、現像ユニット４上での位置関係にしたがいブラック現像器４Ｋ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃおよびイエロー現像器４Ｙの順番で現像動作を行うこととするが、これに限定されるものではない。
【００４１】
このとき、現像動作と併行して、形成すべき画像の内容を表す画像データに基づき、画像形成のために当該現像器から消費されるトナー量の算出を行う（ステップＳ１１１）。なお、このときに算出されるトナー消費量は、現在現像位置にあり現像動作に使用されている現像器についてのものではなく、その直前に現像位置にあった、つまり現在アクセス位置にある現像器についてのものである。トナー消費量の算出は全ての画像データを受け取った後でなければ行うことができないため、実質的には現像動作と同時にトナー消費量の算出を行うことは不可能だからである。また、現像動作に使用している現像器のメモリチップにアクセスを行うのは当該現像器がアクセス位置に移動してからのことであり、現時点でトナー消費量の算出が完了している必然性も特にない。
【００４２】
また、画像形成動作の開始直後であって最初の現像器を現像位置に移動させた状態では、その時点でアクセス位置にある現像器に対してはメモリアクセスを行う必要がない。その現像器はまだ使用されていないからである。したがって、最初にアクセス位置に位置決めされる現像器に対しては、メモリアクセスそのものを行わないようにしてもよいし、またトナー消費量など使用に伴って変化する情報の変化量をゼロとして他の場合と同様にアクセスを行うようにしてもよい。
【００４３】
トナー消費量の算出が終了すると（ステップＳ１１２）、以下に説明するメモリアクセス動作を実行開始する（ステップＳ１１３）。
【００４４】
図５はメモリアクセス動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１には、メモリチップへのアクセス中であることを示すアクセス中フラグが設けられており、まずこのアクセス中フラグをセットする（ステップＳ２０１）。アクセス中フラグは各現像器のそれぞれに対し個別に設けられることが望ましい。また、このフラグは装置の電源が切られた状態でも保持されているように、不揮発性のＲＡＭ等に記憶させておくことが望ましい。こうすることにより、メモリアクセス動作の実行中に装置の電源が切られアクセスが完了しなかった場合でも、電源が再投入されたときにそのことを把握して然るべき措置を取ることができる。
【００４５】
各現像器４Ｋ等に設けられたメモリチップ４９１Ｋ等の記憶領域は複数のバンクに区分されており、メモリチップへの情報の読み出し／書き込みはバンク単位で行われる。また、これらの情報は現像器のメモリチップに書き込まれ記憶されるだけでなく、本体側に設けられたＲＡＭ１０７にもバックアップ保存されている。
【００４６】
まずバンク番号Ｎの値を１に設定し（ステップＳ２０２）、当該バンクへのアクセスを行う。すなわち、本体側アンテナ１０９から無線通信用の電磁波を出力して現像器のメモリチップへのアクセスを開始し、メモリチップのうち第Ｎバンクに記憶されているデータを読み出す（ステップＳ２０３）。データには誤り検出用の巡回符号（cyclic code）が付与されており、これに基づきＣＲＣチェック（Cyclic Redundancy Check）を行う（ステップＳ２０４）。チェック結果がＯＫ、つまり読み出したデータに誤りがなければ、続いて、読み出したデータを本体側のＲＡＭ１０７で別途記憶管理されているデータと照合し、両者が一致しているか否かを調べる（ステップＳ２０５、Ｓ２０６）。装置に異常がなく前回までのメモリアクセスが適正に行われていれば、両者は一致するはずである。これらが一致していれば、当該バンクについての読み出しは適正に終了したものとして書き込み処理に進む。
【００４７】
一方、前回のアクセスが適正に行われなかった、現像ユニット４が回転していない、前回のアクセス後に現像器が不適切な方法により交換された、などの原因により、メモリチップから読み出されたデータと本体側データとが一致しないことがありうる。このような場合、およびステップＳ２０４におけるＣＲＣチェック結果がＮＧであった場合には、当該バンクに対する読み出しを再度試行し（ステップＳ２１１）、再試行を所定回数行ってもＯＫとならない場合には、それ以上動作を継続することは好ましくないので動作を停止し、ユーザに対しサービスマンに点検を依頼するよう促す旨のメッセージを、表示部１２に表示させる（ステップＳ２１２）。なお、以下ではこのようなメッセージを表示部１２に表示させることを「サービスコール」と称することとする。
【００４８】
データの読み出しが適正に終了したときには、続いて第Ｎバンクに新たなデータを書き込むことによって情報を更新する（ステップＳ２０７）。すなわち、第Ｎバンクに記憶されているデータを新しいデータによって上書きする。このとき、メモリチップから返されるレスポンスが適正なものでなかったときには（ステップＳ２０８）、読み出し動作の場合と同様に、所定回数までの書き込みを再試行する（ステップＳ２１３）。所定回数の再試行を行っても正常なレスポンスが得られない場合にはサービスコールを行う（ステップＳ２１２）。
【００４９】
こうして１つのバンクからのデータの読み出しおよび当該バンクへのデータの書き込みが終了する。全バンクについて処理が終了するまで（ステップＳ２０９）、バンク番号Ｎをインクリメントしながら上記動作を繰り返すことにより（ステップＳ２１４）、全バンクについて読み出し／書き込みが行われる。全てのバンクについて処理が終了すると、アクセス中フラグをクリアしてメモリアクセスを終了する（ステップＳ２１０）。
【００５０】
図４に戻って画像形成動作の説明を続ける。メモリアクセス動作と併行して行われている現像動作が終了、つまり画像のサイズに応じて必要な期間の現像バイアスの印加が終了すると（ステップＳ１０４）、続いてアクセス中フラグのチェックを行い（ステップＳ１０５）、その時点で該フラグがクリアされていなければメモリアクセス動作が完了していないことを示しているので、メモリアクセスが終了しフラグがクリアされるまで待つ。
【００５１】
なお、ここでいう「現像動作の終了」は、必要な全ての画像についての現像終了を意味するのではなく、１つの現像器を現像位置に位置させた状態で連続的に行うべき現像動作が終了したことを意味している。この装置では、カラー画像を形成する際には中間転写ベルト７１の１周ごとに１回現像器の切り替えを行っている。したがって、中間転写ベルト７１上に１枚の画像を形成する１枚取り動作では、画像１枚分についての現像動作を終了したことが「現像動作の終了」に該当する。また、中間転写ベルト７１上に２枚の画像を形成する２枚取り動作では、画像２枚分についての現像動作を終了したことが「現像動作の終了」に該当する。また、モノクロ画像を形成する場合には、ブラック現像器４Ｋを現像位置に位置させた状態で必要枚数の画像を連続的に形成するので、この場合にはこれら全ての画像についての現像動作を終了したことが「現像動作の終了」に該当する。
【００５２】
現像バイアスの印加終了時点で既にアクセス中フラグがクリアされていた、またはその後のメモリアクセスの完了によってアクセス中フラグがクリアされると、トナー像を形成すべき全ての色について現像動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。形成すべき画像がカラー画像である場合には、全色について現像動作が終了するまで、その都度ステップＳ１０２に戻って上記処理を繰り返す。これにより、中間転写ベルト７１が１周する度に現像器が順次切り替えられてゆき、その都度各現像器で１枚または２枚の画像について現像動作が行われ、中間転写ベルト７１上に各色のトナー像が重ね合わされてゆく。こうして中間転写ベルト７１上に１枚または２枚のフルカラー画像が形成される。
【００５３】
そして、上記動作を必要な全ての枚数の画像の形成を終了するまで繰り返すことによって（ステップＳ１０７）、必要な画像が形成される。ただしこの時点では、最後に現像動作に使用した現像器についてはメモリチップの情報が更新されていないので、最後に使用した現像器をアクセス位置に移動させ（ステップＳ１０８）、メモリアクセス動作を行ってから（ステップＳ１０９）、動作を終了する。
【００５４】
一方、形成すべき画像がモノクロ画像である場合には、現像器の切り替えは行われない。すなわち、画像形成動作の実行中、現像位置にはブラック現像器４Ｋが位置決めされている。したがって、モノクロ画像形成モードでは現像器４Ｋのメモリチップ４９１Ｋへのアクセスは全ての画像を形成した後で１回のみ行えばよい。すなわち、ステップＳ１１３のメモリアクセス動作については省略することができる。
【００５５】
以上のように、この実施形態の画像形成動作では、画像形成動作において現像器の切り替えを行うことにより、直前に現像位置にあった現像器（第１の現像器）がアクセス位置に移動してくる。そして、新たに現像位置に移動してきた現像器（第２の現像器）に対し現像バイアスを付与して現像動作を行いながら、それと併行して第１の現像器に設けたメモリチップへのアクセスを行って必要な情報の更新を行う。そのため、現像動作が終了すると直ちに情報の更新が行われることとなり、現像器に保存される情報は常に最新のものとなるので現像器の寿命管理を適切に行うことができる。
【００５６】
また、メモリアクセスの実行中であることを示すアクセス中フラグを設けておき、現像動作が終了した時点でアクセス中フラグがクリアされていればその時点で直ちに現像器の切り替えを開始する。一方、現像動作が終了した時点でアクセス中フラグがセットされた状態であれば、メモリアクセスが終了してフラグがクリアされた時点で直ちに現像器の切り替えを開始する。つまり、現像動作とメモリアクセス動作とが共に終了したことをトリガとして現像器の切り替えを開始する。こうすることにより、この実施形態では、現像動作とメモリアクセス動作とを適切に行いながら、早いタイミングでの現像器を切り替えることが可能となっている。
【００５７】
図６はカラー画像形成モード２枚取り動作を示すタイミングチャートである。ここでは最も簡単なケースである、画像形成枚数が２枚である場合を示している。なお、図６において現像バイアスとロータリ回転とは負論理で記載されているので、Ｌレベルが「オン」状態を表している。この場合、中間転写ベルト７１が１周する度に垂直同期センサ７７から１パルスずつ出力される垂直同期信号Ｖsyncの１周期の間に２回ずつ、その時に現像位置にある現像ローラ４４に現像バイアスが印加されて各色２枚ずつの単色トナー像が形成されてゆく。図４において、符号Ｋ1およびＫ2はそれぞれブラック（Ｋ）色の１枚目および２枚目を表している。マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、イエロー（Ｙ）色についても同様である。
【００５８】
ロータリー現像ユニット４は、まずホームポジション（ＨＰ）からブラック（Ｋ）現像器４Ｋを現像位置に移動させる。そして、中間転写ベルト７１が１周する度に９０度ずつ回転しながらマゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙを順次現像位置へ位置決めしてゆく。本明細書では、この動作を「現像器の切り替え」と称している。１つの現像器を現像位置に停止させながら、現像ローラ４４に所定期間の現像バイアス印加を２回行うことにより、中間転写ベルト７１が１周するごとに２枚ずつのトナー像が形成されてゆく。
【００５９】
現像位置に位置させる現像器をブラック（Ｋ）からマゼンタ（Ｍ）に切り替えると、ブラック現像器４Ｋはアクセス位置に移動してくる。そして、ブラックトナーの消費量の算出が完了する時刻ｔ10からメモリ４９１Ｋへのアクセスが開始される。これに伴ってアクセス中フラグがセットされ、メモリアクセスが完了する時刻ｔ11に該フラグはクリアされる。メモリアクセスに要するアクセス時間は図６に示す時間Ｔｋである。
【００６０】
一方、これと併行して行っているマゼンタ（Ｍ）色の現像動作における現像バイアスの印加が終了するのは時刻ｔ12であり、この時点で既にアクセス中フラグがクリアされていればロータリ現像ユニット４の回転が開始され、角度９０度の回転によって現像器はマゼンタ用現像器４Ｍからシアン用現像器４Ｃに切り替えられる。こうしてシアン色の現像動作を行うとともにマゼンタ用現像器４Ｍのメモリ４９１Ｍに対するアクセスを行う。その後、同様にしてイエロー現像器４Ｙを現像位置に移動させ、イエロー色の現像動作を行うとともにシアン用現像器４Ｃのメモリ４９１Ｃに対するアクセスを行う。イエロー用現像器４Ｙへの現像バイアスの印加が終了すると、さらに現像ユニット４を９０度回転させてイエロー現像器４Ｙをアクセス位置に移動させ、メモリ４９１Ｙへのアクセスを行って動作は完結する。
【００６１】
図７はアクセス時間が変動した場合の例を示すタイミングチャートである。前記したように、この実施形態のメモリアクセス動作においては通信の再試行を許容しているため、メモリアクセスに要するアクセス時間は必ずしも一定ではない。すなわち、再試行を繰り返すことによってアクセス時間が大幅に長くなる場合もあり得る。例えば図７に示すように、シアン色の現像動作中に行うマゼンタ用現像器４Ｍのメモリ４９１Ｍへのメモリアクセスに通常より長い時間Ｔｍを要し、結果としてシアン用現像器４Ｃへの現像バイアスの印加終了時刻ｔ21よりも遅い時刻ｔ22にアクセス中フラグがクリアされた場合を考える。
【００６２】
この場合には、アクセス中フラグのクリアを待ってロータリ現像ユニット４の回転が開始されるので、メモリアクセス動作が破綻することはない。また、メモリアクセス動作の終了後直ちに現像ユニット４の回転を開始することができる。なお、このような動作を行った場合、結果的に現像ユニット４の切り替え周期は一定でなくなる。
【００６３】
図８はカラー画像形成モード１枚取り動作を示すタイミングチャートである。この動作モードでは、最初に形成されるブラック色の１枚分の現像動作を行い、それが終了する時刻ｔ31に直ちに現像器が切り替えられる。一方、マゼンタ色の現像動作においては、それと併行してブラック現像器４Ｋのメモリ４９１Ｋへのアクセスを行っており、マゼンタ色の現像動作の終了時刻とブラック現像器４Ｋについてのアクセス中フラグがクリアされる時刻とのうち遅い方の時刻ｔ32にロータリ現像ユニット４の回転が開始されることになる。
【００６４】
以上説明したように、この実施形態においては、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４Ｋが本発明の「現像器」として機能しており、これを保持して回転する現像ユニット４が本発明の「現像器保持手段」として機能している。また、この実施形態では、ＣＰＵ１０１を含むエンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」として機能しており、トランシーバ１０５およびアンテナ１０９が一体として本発明の「アクセス手段」として機能している。また、各現像器に設けたメモリチップ４９１Ｙ、４９１Ｍ、４９１Ｃおよび４９１Ｋが本発明の「記憶部」として機能している。
【００６５】
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、上記実施形態において、現像器のメモリチップに記憶させる情報として例えばトナー残量を挙げているが、これは情報の一例として示したものであって、メモリチップに記憶させるべき情報はこれに限定されるものではなく、例えば現像器の稼働時間や現像バイアスの設定値などを記憶させるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、本体側と現像器側との通信をそれぞれに設けた無線通信用アンテナを介した無線通信によって行っているが、これに限定されるものではなく、例えばコネクタの機械的な嵌合によって通信線を接続し通信を行うものであっても、本発明を好適に適用することが可能である。
【００６７】
また、上記実施形態においては、メモリに書き込むべきトナー残量の算出が完了した点からメモリアクセスを開始するようにしているが、これは現像器が停止する時刻よりもトナー残量が算出される時刻の方が遅いからであり、現像器が停止した時点で算出が完了する場合には、現像器の停止後直ちにメモリアクセス動作を開始するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、上記実施形態は４色のトナーを使用して中間転写ベルト上にカラー画像を形成可能な画像形成装置であるが、トナーの色数やその種類は上記に限定されない。また、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムなど他の中間転写体を備えてもよい。また、中間転写体を備えず、感光体上や記録材上でトナー像を重ね合わせるように構成された装置に対しても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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】現像ユニット４の停止位置を示す模式図。
【図４】この実施形態における画像形成動作を示すフローチャート。
【図５】メモリアクセス動作を示すフローチャート。
【図６】カラー画像形成モード２枚取り動作を示すタイミングチャート。
【図７】アクセス時間が変動した場合の例を示すタイミングチャート。
【図８】カラー画像形成モード１枚取り動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７０】
４…ロータリー現像ユニット（現像器保持手段）、  ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ…現像器、  １０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍ，４９Ｋ…メモリタグ、  １０１…ＣＰＵ（制御手段）、  １０５…トランシーバ（アクセス手段）、  １０９…無線通信用アンテナ（アクセス手段）、  ４９１Ｙ，４９１Ｃ，４９１Ｍ，４９１Ｋ…メモリチップ（記憶部）
【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】
2008116772.tif 000009
【図８】
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