(57)【要約】【課題】パッチパターンを利用したキャリブレーション工程を簡素化する。【解決手段】  画像形成装置（１０）は、潜像が形成される像担持体（２０）と、同色の現像剤を収納する複数の現像ユニット（５１〜５４）が着脱自在に装着される現像装置（５０）とを有し、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が行われる。そして、画像形成装置は、像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し現像ユニットの現像剤により現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、キャリブレーション制御手段は、複数の現像ユニットのうち１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする。【選択図】    図１
2005321708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記現像ユニットに対応する制御パラメータに基づいて、前記像担持体に潜像を形成し当該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制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定のキャリブレーションタイミング時に、前記像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し前記現像ユニットの現像剤により前記潜像を現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して前記制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、
前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち任意の１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において、前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち特定の１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットに対する制御パラメータの関係をメモリに記憶し、
前記キャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットだけによるキャリブレーションの結果と前記メモリに記憶された前記制御パラメータの関係とから各現像ユニットに対する制御パラメータが決定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の制御ユニットに共通の制御パラメータをメモリに記憶し、
前記キャリブレーションタイミングに、前記複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットによるキャリブレーションの結果に基づいて、前記共通の制御パラメータが更新されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットに対する制御パラメータの関係をメモリに記憶し、
電源投入時または前記像担持体が交換された時の前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットのうち任意のまたは特定の１個の現像ユニットだけによる第１のキャリブレーションを実行し、当該第１のキャリブレーション結果と前記メモリに記憶された前記制御パラメータの関係とから各現像ユニットに対する制御パラメータが決定され、
前記現像ユニットが交換された時または前記現像ユニットの現像剤残量が所定量以下になった時に、前記キャリブレーション制御手段は、当該交換された現像ユニットまたは当該所定量以下になった現像ユニットによる第２のキャリブレーションを実行し、当該第２のキャリブレーション結果に応じて前記メモリに記憶された制御パラメータの関係を更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットに対する制御パラメータの関係をメモリに記憶し、
電源投入時または前記像担持体が交換された時の前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットのうち特定の１個の現像ユニットだけによる第１のキャリブレーションを実行し、当該第１のキャリブレーション結果と前記メモリに記憶された前記制御パラメータの関係とから各現像ユニットに対する制御パラメータが決定され、
前記現像ユニットが交換された時または前記現像ユニットの現像剤残量が所定量以下になった時に、前記キャリブレーション制御手段は、当該交換された現像ユニットまたは当該所定量以下になった現像ユニットによる第２のキャリブレーションを実行し、当該第２のキャリブレーション結果に応じて前記メモリに記憶された制御パラメータの関係を更新し、
前記制御手段は、通常印刷時に、少なくとも前記第２のキャリブレーションで消費した現像剤の量の限度で、前記特定の現像ユニットを利用して現像制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
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、
前記現像ユニットに対応する制御パラメータに基づいて、前記像担持体に潜像を形成し当該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制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定のキャリブレーションタイミング時に、前記像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し前記現像ユニットの現像剤により前記潜像を現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して前記制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、
前記キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットの前記制御パラメータの関係をメモリに記憶し、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行い、当該キャリブレーション結果に応じて、当該キャリブレーション対象の現像ユニットの前記制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
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、
前記現像ユニットに対応する制御パラメータに基づいて、前記像担持体に潜像を形成し当該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制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定のキャリブレーションタイミング時に、前記像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し前記現像ユニットの現像剤により前記潜像を現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して前記制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、
前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行い、当該キャリブレーション結果に応じて、前記制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
潜像が形成される像担持体と、
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、
前記現像ユニットに対応する制御パラメータに基づいて、前記像担持体に潜像を形成し当該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制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定のキャリブレーションタイミング時に、前記像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し前記現像ユニットの現像剤により前記潜像を現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して前記制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、
前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、複数色の現像ユニットが装着されたカラー印刷モードの時は、前記複数の現像ユニットの全てによりキャリブレーションを行い、同色の複数の現像ユニットが装着されたモノクロ印刷モードの時は、前記複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットだけによりキャリブレーションを行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、パッチパターンによるキャリブレーションを簡素化できる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。そして、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。
【０００３】
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。
【０００４】
電子写真技術を利用した画像形成装置では、像担持体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や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。
【０００５】
現像ユニットと像担持体との位置関係や現像ユニット内の現像剤の状態、種類などに応じて、最適な制御パラメータが異なる場合があり、複数色の現像剤の画像を重ねるカラー画像形成装置の場合は、全ての現像ユニットに対してパッチパターンによるキャリブレーションを行っている。カラー画像の場合は、各色の光学濃度にばらつきがあるとそれらの混合色自体に違いが生じるからである。
【特許文献１】特開２００２−３５１１９０号公報（２００２年１２月４日公開）
【特許文献２】特開２００３−３１６１０６号公報（２００３年１１月６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このキャリブレーション工程は、画像形成装置の初期工程、電源投入時、像担持体の交換時などに行われ、そのたびに全ての現像ユニットに対してキャリブレーション工程を実施すると、第１にキャリブレーション工程の時間が長くなりユーザに長時間待機させなければならず、第２にパッチパターンを形成するために大量の現像剤を無駄に使用してしまうことになる。特に、モノクロ印刷専用の画像形成装置の場合、同色の複数の現像ユニット全てに対してキャリブレーションを行うことが必ずしも必要ない場合もある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、パッチパターンによるキャリブレーション工程を短縮した画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
更に、本発明の目的は、パッチパターンによるキャリブレーション工程を簡略化した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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を有し、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が行われる。そして、画像形成装置は、像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し現像ユニットの現像剤により現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、キャリブレーション制御手段は、前記複数の現像ユニットのうち一部または１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする。
【００１０】
上記発明の側面においてより好ましい実施例によれば、前記キャリブレーション手段は、複数の現像ユニットのうち任意の１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行う。また、別の好ましい実施例によれば、前記キャリブレーション手段は、複数の現像ユニットのうち特定の１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行う。
【００１１】
上記発明の側面においてより好ましい実施例によれば、複数の現像ユニットに対する制御パラメータの関係がメモリに記憶され、複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットだけによるキャリブレーション結果と、前記メモリに記憶された前記制御パラメータの関係とから各現像ユニットに対する制御パラメータが決定される。
【００１２】
更に、別の好ましい実施例によれば、一部の現像ユニットによるキャリブレーション結果に基づく制御パラメータが、他の現像ユニットにも適用される。
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面によれば、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、前記現像ユニットに対応する制御パラメータに基づいて、前記像担持体に潜像を形成し当該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制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定のキャリブレーションタイミング時に、前記像担持体に所定のパッチパターンの潜像を形成し前記現像ユニットの現像剤により前記潜像を現像し、当該現像されたパッチパターンを検出して前記制御パラメータを決定するキャリブレーション制御手段を有し、
前記キャリブレーション制御手段は、前記所定のキャリブレーションタイミング時に、前記複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
現像装置５０は、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装着部５０ａ〜５０ｄを有し、中心軸５０ｅに対して回転可能な現像ロータリーである。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。
【００１９】
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、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のプロセス毎に、反時計方向に回転し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。
【００２０】
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外に排出される。
【００２１】
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、排出される現像剤が蓄積される。
【００２２】
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、現像剤の色情報と残量情報と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が更新される。
【００２３】
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。
【００２４】
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。従って、現像ユニット内に撹拌手段を設ける必要がないので、現像ユニットを小型化することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（識別情報）などの情報を格納する。これらのメモリがＦｅＲＡＭで構成される場合は、シリアルインターフェース１２１を介して非接触でアクセスすることができ、ＥＥＰＲＯＭで構成される場合は、シリアルインターフェース１２１を物理的に接続してアクセスすることができる。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、識別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の更新を行う。
【００２８】
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や識別情報が格納される。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、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、通常の印刷プロセスを実行する。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。
【００２９】
本実施の形態において、制御ユニット１００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、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。
【００３０】
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）現像ユニット内の現像剤の残量が所定の閾値以下になった時である。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、現像ユニットの現像剤残量が所定の閾値以下になった時は、所定の帯電履歴の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。
【００３１】
本実施の形態における画像形成装置は、ＣＭＹＫの現像ユニットが装着されるカラー印刷モードと、ブラックなど同色の複数の現像ユニットが装着されるモノクロ印刷モードとを有する。カラー印刷モードでは、初期化工程に加えて、上記（１）電源投入時、（２）感光体ドラム交換時に全ての現像ユニットを使用してキャリブレーションを実行し、各現像ユニットの制御パラメータを決定し、記憶する。また、カラー印刷モードでは、上記（３）現像ユニット交換時、（４）トナー残量減少時には、交換された現像ユニットまたはトナー残量が減少した現像ユニットを使用してキャリブレーションを実行し、その現像ユニットの制御パラメータを決定し、更新する。カラー印刷モードでは、複数色のトナー現像を重ねる必要があり、各現像ユニットの制御パラメータをそれぞれ最適化しておくことが望ましいからである。
【００３２】
一方、本実施の形態における画像形成装置は、モノクロ印刷モードでは、上記（１）電源投入時、（２）感光体ドラム交換時には、複数の現像ユニットのうち一部の現像ユニット、望ましくは１個の現像ユニットだけによるパッチパターンを利用してキャリブレーションを行う。つまり、モノクロ印刷モードでは、１個の現像ユニットだけで印刷プロセスが行われるので、カラー印刷モードのように全ての現像ユニットの制御パラメータをそれぞれ最適化する必要性は少ない。例えば、４つの現像ユニットの制御パラメータ間の関係値を記憶しておき、所定のキャリブレーションタイミング時は、１個の現像ユニットだけによるキャリブレーションを実行してその現像ユニットの制御パラメータを更新し、他の現像ユニットの制御パラメータは、更新した制御パラメータと記憶していた制御パラメータ間の関係値とに基づいて求められる。または、４つの現像ユニットの最適な制御パラメータは同等であるとの前提に立ち、共通の制御パラメータにより印刷プロセスを実行し、キャリブレーションタイミングでは１個の現像ユニットだけを利用して共通制御パラメータを最適値に更新する。以下、本実施の形態におけるキャリブレーション制御について詳述する。
【００３３】
図４は、第１の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。この例は、モノクロ印刷モードにおいて、４つの現像ユニットのうち特定の１個をキャリブレーション専用にし、予め４つの現像ユニットの制御パラメータ関係値を検出しメモリに記憶しておき、電源起動時と感光体ユニット交換時は、特定現像ユニットだけによりキャリブレーションを行い、それにより求めた特定現像ユニットの更新制御パラメータと、メモリに記憶しておいた制御パラメータ間の関係値とにより、特定現像ユニット以外の３つの現像ユニットの制御パラメータを決定する。つまり、最初に４つの現像ユニットの制御パラメータを求めてその関係値を求めておけば、その後の現像ユニットに対する最適制御ユニットの変化の傾向は同等であるとの前提に立ち、電源起動時と感光体ユニット交換時は、全ての現像ユニットによるキャリブレーションを行わず、特定現像ユニットのみでキャリブレーションを行う。これにより、キャリブレーション工数を少なくすることができ、キャリブレーションにより消費される現像剤量を減らすことができる。
【００３４】
図４に従ってキャリブレーション制御を説明すると、初期化処理として、現像装置に装着された複数の現像ユニットの不揮発性メモリにアクセスして、特定現像ユニットと通常現像ユニットとを検出し、制御ユニット内の不揮発性メモリ１１６ａに装着位置と１個の特定現像ユニット及び３個の通常現像ユニットとの関係値を記憶する（Ｓ１０）。その時、各現像ユニットの現像剤の残量情報も読み出され、不揮発性メモリ１１６ａに装着位置に対応して記憶する。現像ユニットの不揮発性メモリには、そのＩＤ情報、特定現像ユニットか通常現像ユニットかの識別情報、色情報、残量情報などが予め格納されている。そして、残量情報については、その現像ユニットが使用され現像剤が消費されると、所定のタイミングで更新される。更に、初期化処理として、全ての現像ユニットについて、パッチパターンによるキャリブレーションを実行し、それぞれのキャリブレーション結果に応じて、最適な制御パラメータをそれぞれ求める。そして、特定現像ユニットの制御パラメータと他の現像ユニットの制御パラメータとの関係値を不揮発性メモリ１１６ａに記憶する（Ｓ１２）。
【００３５】
図５は、上記の初期化処理により不揮発性メモリ１１６ａに記憶されるデータ例を示す図である。現像ユニットの装着位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応して、特定現像ユニットかそれ以外かの情報と、特定現像ユニットが装着されている位置Ａに対する特定現像ユニットの制御パラメータＣＰＡ、通常現像ユニットが装着されている位置Ｂ，Ｃ，Ｄに対する制御パラメータの特定現像ユニットとの関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤとが記憶される。この制御パラメータの関係値により、通常現像ユニットの制御パラメータは、それぞれ、ＣＰＢ＝ＣＰＡ＋ｄＢ、ＣＰＣ＝ＣＰＡ＋ｄＣ、ＣＰＤ＝ＣＰＡ＋ｄＤになる。このように、通常現像ユニットに対して特定現像ユニットの制御パラメータＣＰＡとの関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤを維持し、所定のキャリブレーションタイミングにおいては、特定現像ユニットだけによるパッチパターンを利用したキャリブレーションを実行して、その制御パラメータＣＰＡを更新し、それ以外の通常現像ユニットの制御パラメータは、更新した制御パラメータＣＰＡと関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤとから、それぞれ決定することができる。この前提になる考え方は、４つの現像ユニットに固有の特性は相互の関係を維持しながら経時変化し、モノクロ印刷の場合は、現像ユニット間で多少の特性のずれがあってもカラー印刷に比べるとそれほど印刷品質を劣化させることはないということにある。
【００３６】
図４に戻り、初期化処理が行われ、図５に示した情報が不揮発性メモリ１１６ａに記憶されると、４つのキャリブレーションタイミングにおいて、それぞれキャリブレーションが実行される。まず、電源起動時（Ｓ１４）においては、特定現像ユニットを使用してパッチパターンによるキャリブレーションが実行される（Ｓ１６）。つまり、特定現像ユニットを使用して所定のパッチパターンを感光体ドラムに現像形成し、それの光学濃度などを検出することにより、最適な露光強度や帯電のバイアス電圧などの制御パラメータＣＰＡを決定する。そして、その制御パラメータをエンジンコントローラ内の不揮発性メモリに更新する。そして、特定現像ユニット以外の現像ユニットについてのキャリブレーションは行わない。電源起動時は、例えば周囲の環境変化に対応する制御パラメータの更新であるので、特定現像ユニットのみを代表してキャリブレーションを行えば、それ以外の現像ユニットも同等の傾向で制御パラメータを決定することができる。
【００３７】
次に、感光体ドラム２０が交換された時（Ｓ１８）には、電源起動時と同様に、特定現像ユニットだけを使用してパッチパターンによるキャリブレーションが実行される（Ｓ２０）。このキャリブレーション工程Ｓ２０は、前述の工程Ｓ１６と同じである。感光体ドラムが交換された時も、４つの現像ユニットに対する制御パラメータの変化は同じ傾向になるからである。
【００３８】
上記のように、電源起動時と感光体ドラムの交換時とで、全ての現像ユニットに対してキャリブレーションを行わずに、特定現像ユニットだけでキャリブレーションを行うので、キャリブレーション工程を短縮することができ、キャリブレーションの為の現像剤を特定現像ユニットのみから消費することができる。特定現像ユニットのコストをユーザ負担とせずに、特定現像ユニットをユーザによる印刷には使用せず、キャリブレーションやメンテナンス用のテスト印刷などだけに使用することで、ユーザによる通常印刷以外での現像剤費用の負担を回避することができる。
【００３９】
次に、現像ユニットの交換時（Ｓ２２）には、交換された現像ユニットについてパッチパターンによるキャリブレーションを実行する（Ｓ２４）。それ以外の現像ユニットのキャリブレーションは行わない。そして、キャリブレーション結果に応じて、交換された現像ユニットの制御パラメータを決定し、メモリ内の特定現像ユニットの制御パラメータとの関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤを更新する。また、全ての装着位置に現像ユニットが装着されていない場合に、未装着の位置に新たに現像ユニットが装着された場合も、上記交換時と同様に、新たに装着された現像ユニットについてのみキャリブレーションが実行され、その関係値がメモリに格納される。
【００４０】
最後に、いずれかの現像ユニットの現像剤残量が所定の閾値Ｖｔｈ以下になった時（Ｓ２６）には、その残量減になった現像ユニットについてパッチパターンによるキャリブレーションを実行する（Ｓ２８）。それ以外の現像ユニットのキャリブレーションは行わない。現像剤が減少したということは、その現像ユニット内の現像剤が帯電された期間が所定時間を超えたことを間接的に示す。現像トナーの帯電が所定時間を超えると、その帯電特性に変化が生じ、現像に必要なバイアス電圧を変更する必要性が出てくる。そこで、現像ユニットの現像剤の残量管理を利用して、その残量が所定閾値以下になるタイミングで、その現像ユニットのキャリブレーションを実行することが必要になる。このキャリブレーション結果に基づき、その現像ユニットの制御パラメータが求められ、図５の関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤが更新される。
【００４１】
上記の実施の形態において、特定現像ユニットをキャリブレーションなどのメンテナンス専用に使用するようにした。但し、現像ユニットの交換時や現像ユニットの残量が所定閾値以下の時には、その現像ユニットを使用してキャリブレーションを行う。従って、ユーザが負担すべき現像剤が使用されてしまう。そこで、そのキャリブレーションに要した現像剤の量をカウントし記憶しておき、後の通常印刷時に、その現像剤量を限度に特定現像ユニットを使用して印刷を行うようにしてもよい。このようにすることにより、キャリブレーションに要する現像剤を全て、特定現像ユニットの現像剤でまかなうことができる。
【００４２】
図６は、第２の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。図５と同じ処理工程には同じ処理番号を与えている。この例では、電源投入時や露光ドラム交換時などの所定のキャリブレーションタイミング時において、特定現像ユニットではなく、任意の現像ユニットだけによるキャリブレーションを行う。任意の現像ユニットとは、例えば、所定のキャリブレーションタイミング時において、現像位置に位置する現像ユニットや、最も古く装着されているまたは最小残量の現像ユニットなどである。
【００４３】
まず、初期化処理として、装着された現像ユニットについて、それぞれの不揮発性メモリを読み出して、ＩＤ情報、残量情報、色情報などをエンジンコントローラ内の不揮発性メモリ１１６ａに記憶する（Ｓ３０）。更に、全ての現像ユニットについて、パッチパターンによるキャリブレーションを実行し、そのキャリブレーション結果からそれぞれの最適制御パラメータを決定し、任意の現像ユニットの制御パラメータと、それ以外の現像ユニットについて任意の制御パラメータとの関係値とをメモリに記憶する。例えば、図５において、装着位置Ａの現像ユニットをここでの任意の現像ユニットにすれば良い。それ以外の制御パラメータとその関係値とは、前述と同様である。
【００４４】
そして、電源起動時（Ｓ１４）では、装着位置Ａ〜Ｄのいずれかの任意の現像ユニットだけを利用してパッチパターンによるキャリブレーションを実行する（Ｓ３４）。他の現像ユニットによるキャリブレーションは行わない。そして、そのキャリブレーション結果から、最初の任意の現像ユニットに対する制御パラメータＣＰＡと、それ以外の現像ユニットの関係値ｄＢ，ｄＣ，ｄＤとを更新する。つまり、代表してキャリブレーションの対象となる現像ユニットは、必ずしも固定する必要はなく、現像位置にある現像ユニットを利用してキャリブレーションに要する時間を短くしたり、現像剤残量が最小の現像ユニットを利用してできるだけ古い現像ユニットから消費完了したりするようにしてもよい。
【００４５】
次に、感光体ドラムの交換時（Ｓ１８）でも、任意の現像ユニットだけを利用してパッチパターンによるキャリブレーションを実行する（Ｓ３６）。このキャリブレーション工程Ｓ３６は、工程Ｓ３４と同じである。
【００４６】
そして、現像ユニットの交換時（Ｓ２２）、現像ユニットの残量減少時（Ｓ２６）では、第１の実施の形態と同様に、交換された現像ユニットまたは残量減少した現像ユニットだけによるキャリブレーションを実行し、制御パラメータまたはその関係値を更新する（Ｓ２４，Ｓ２８）。
【００４７】
第２の実施の形態においても、電源投入時や感光体ドラムの交換時などの所定のキャリブレーションタイミングにおいて、全ての現像ユニットについてキャリブレーションを行うのではなく、代表して１個の現像ユニットについてキャリブレーションを実行し、相互の制御パラメータの関係値を更新する。これにより、キャリブレーション工程を簡略化、短時間化、省現像剤化することができる。
【００４８】
図７は、第３の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。この実施の形態では、モノクロ印刷モードにおいては、全ての現像ユニットの制御パラメータは同等であるとの前提に基づき、全ての現像ユニットに対して共通の制御パラメータを使用し、特定現像ユニットについてのみキャリブレーションを実行し、共通制御パラメータを更新する。
【００４９】
まず、初期化処理として、装着された現像ユニットの不揮発性メモリの情報を読み出して、特定現像ユニットとそれ以外の現像ユニットと装着位置との関係をメモリに記憶する（Ｓ４２）。更に、初期化処理として、特定現像ユニットについて、パッチパターンによるキャリブレーションを実行し、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求め、それを共通制御パラメータとしてメモリに格納する（Ｓ４４）。全ての現像ユニットの制御パラメータを共通化したので、初期化処理において、特定現像ユニットだけによるキャリブレーションを行い、他の現像ユニットによるキャリブレーションは行わない。
【００５０】
図８は、第３の実施の形態における初期化処理により不揮発性メモリ１１６ａに記憶されるデータ例を示す図である。装着位置Ａの特定現像ユニットについて求めた制御パラメータＣＰＡが、他の現像ユニットの制御パラメータとしても記憶され、共通に利用される。
【００５１】
図７に戻り、電源投入時（Ｓ１４）では、特定現像ユニットだけによりキャリブレーションを実行し、他の現像ユニットのキャリブレーションは行わない（Ｓ４６）。そして、そのキャリブレーション結果に基づいて、共通制御パラメータＣＰＡが更新される。これにより、キャリブレーション工程を簡略化することができる。感光体ドラムが交換された時（Ｓ１８）にも、特定現像ユニットだけによりキャリブレーションを実行し、他の現像ユニットのキャリブレーションは行わない（Ｓ４８）。そして、そのキャリブレーション結果に基づいて、共通制御パラメータＣＰＡが更新される。この工程Ｓ４８は、工程Ｓ４６と同じである。
【００５２】
第３の実施の形態では、４つの現像ユニットの制御パラメータを共通化しているので、任意の現像ユニットが交換または新たに装着された場合には、その交換または装着された現像ユニットによるキャリブレーションは実行せずに、既にアップデートされている共通制御パラメータが利用される。また、任意の現像ユニットの現像剤残量が所定閾値以下になった場合は、その現像ユニットのキャリブレーションを実行せずに共通制御パラメータを継続して使用してもよい。或いは、その現像ユニットのキャリブレーションを実行して、その現像ユニットのみ共通制御パラメータとは異なる制御パラメータに更新するようにしても良い。つまり、初期の現像ユニットは共通の制御パラメータを利用して露光、現像し、古くなった現像ユニットだけは固有の制御パラメータを利用して露光、現像するようにしても良い。
【００５３】
第３の実施の形態において、特定現像ユニットを利用してキャリブレーションを行うので、その特定現像ユニットをユーザによる通常印刷に使用しないようにして、ユーザにキャリブレーションに要する現像剤の消費負担を回避させることができる。第３の実施の形態においては、特定現像ユニットではなく、任意の現像ユニットを利用してキャリブレーションを行い、共通制御パラメータを更新するようにしてもよい。任意の現像ユニットは、例えば、現像位置にある現像ユニットや、最も古い現像ユニットなどがその候補である。
【００５４】
上記実施の形態では、現像ユニットに不揮発性メモリを備え、その情報を読み出すことで、特定現像ユニットとそれ以外の通常の現像ユニットとを識別したが、不揮発性メモリを利用しなくても、ユーザが操作パネルからどの装着位置の現像ユニットを特定現像ユニットにするかの情報を入力するようにしても良い。或いは、特定現像ユニットの装着位置を固定しておいても良い。
【００５５】
以上のとおり、本実施の形態によれば、現像ユニットを利用して形成されるパッチパターンによる制御パラメータのキャリブレーション工程を、簡略化し、使用現像剤を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】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。
【図２】現像装置５０の詳細な構造を示す断面図である。
【図３】本実施の形態における制御ユニット１００の構成図である。
【図４】第１の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。
【図５】初期化処理により不揮発性メモリ１１６ａに記憶されるデータ例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。
【図７】第３の実施の形態におけるキャリブレーション制御のフローチャート図である。
【図８】第３の実施の形態における初期化処理により不揮発性メモリ１１６ａに記憶されるデータ例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
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
【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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