JP4678147B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、現像ユニットに装着されているカートリッジのうちの一のカートリッジを現像位置に位置決めして、該カートリッジ内のトナーを用いて特定色の印刷動作を実行する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

従来より、複数の現像カートリッジを用いて画像を形成する画像形成装置が広く知られている。例えば特許文献１には、回転軸を中心として４本の現像カートリッジを放射状に配置したロータリー現像ユニットを備えたカラー画像形成装置が記載されている。この装置では、その回転軸を回転駆動することによって４個の現像カートリッジのうちの一の現像カートリッジを選択的に感光体などの潜像担持体に対向位置決めして潜像担持体上の潜像を現像し、中間転写媒体上に転写する。そして、現像カートリッジを切り換えながら、上記と同様にして現像および転写処理を繰り返すことによって、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成している。

また、上記したカラー画像形成装置では、カラー画像の印刷動作を実行するために、４本の現像カートリッジには互いに異なる色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）のトナーを収容している。そのため、上記画像形成装置を用いてモノクロ画像を印刷した場合、モノクロ専用の画像形成装置によりモノクロ画像を印刷する場合に比べてブラックトナーが不足するタイミングが早いという問題があった。そこで、このような問題を解消するために、イエロー用、シアン用および／またはマゼンタ用の現像カートリッジの配設位置にブラック用現像カートリッジを装着するとともに、一のブラック用現像カートリッジ内のブラックトナーがなくなると、別のブラック用現像カートリッジに切り換えてモノクロ印刷動作を実行する装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００３−２１５８６２号公報（第５頁、図１） 特開２００２−３５１１９０号公報（第５、６頁、図４）

ところで、現像カートリッジ内のトナーを用いて画像を良好に印刷するためには、該カートリッジに対して予め印刷準備動作を実行しておく必要がある。この印刷準備動作の代表的なものとしてパッチ処理がある。例えば特許文献１に記載の装置では、印刷動作前の適当なタイミング、例えば装置の電源が投入された直後に、装置のウォーミングアップ後またはそれと並行してパッチ処理を実行する。このパッチ処理では、画像品質に影響を与える濃度制御因子としての現像バイアスおよび露光パワーの最適値を、パッチ画像として形成したベタ画像またはハーフトーン画像の濃度検出結果に基づいて算出する。そして、印刷動作を実行する際に現像バイアスおよび露光パワーをそれぞれこうして求めた最適値に設定する。これによって、最適な印刷動作条件が得られる。そして、こうして最適化された印刷動作条件の下で印刷動作を実行することで、良好かつ安定した画像品質で画像を形成することができる。このように印刷準備動作の重要性に鑑みてカラー画像形成装置では、印刷準備動作について種々の提案がなされている。

これに対し、特許文献２に記載の装置、つまりブラックトナーを収容する現像カートリッジを複数本装着した装置では、良好な印刷動作を実行する上で重要な印刷準備動作について十分に考慮されていない。例えば複数のブラック用現像カートリッジを装着した装置では、現像カートリッジを選択的に現像位置に切り換えながら該現像位置に位置決めされたカートリッジ内のトナーを用いてモノクロ印刷を行うことで大量のモノクロ印刷を連続的に行うことができる。しかしながら、現像カートリッジの切換時点において、現像位置に位置決めしようとしているカートリッジに対するパッチ処理が施されていない場合には、該カートリッジを使用した印刷動作に先立ってパッチ処理を実行しなければならず、モノクロ印刷が一時的に中断してしまう。その結果、大量印刷を効率よく行えないという問題が発生することがある。

そこで、例えば印刷準備動作として、特許文献１に記載されている、現像ユニットに装着されたカートリッジに対するパッチ処理をそのまま適用することが考えられる。すなわち、現像ユニットに装着されたカートリッジを順番に現像位置に切り換えながら該現像位置に位置決めされたカートリッジに対するパッチ処理を実行している。このため、例えばイエロー、シアン、マゼンタ用の現像カートリッジに代えて全てブラック用現像カートリッジを装着した場合には、印刷動作前に４回のパッチ処理を繰り返すこととなる。

しかしながら、このように全現像カートリッジに対するパッチ処理が完了した後でなければ、印刷動作を実行することができないため、ユーザーは印刷開始までに必要以上に待たされてしまう場合があった。例えば、上記したように電源投入直後やスリープモード（印刷待機状態）からの復帰時においてウォーミングアップ動作と並行してパッチ処理が行われる場合について検討してみる。このようにウォーミングアップ動作と並行してパッチ処理を実行することで時間を効率的に使うことができる。ところが、ウォーミングアップ動作が完了しているのにもかかわらず、いくつかの現像カートリッジに対するパッチ処理が未完となっている場合には、次のような問題が発生する。すなわち、すでにパッチ処理が完了した現像カートリッジを用いて印刷を開始することができるにもかかわらず、残りのパッチ処理が完了するまで印刷を開始することができない。このように、従来技術では、ウォーミングアップ動作の動作状況と、現像カートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係が分からなかったため、上記したように、ウォーミングアップ動作および印刷準備動作をそれぞれ個別に実行しており、両動作ともが完了しなければ印刷動作を実行できず、必ずしも効率がよいとは言えなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、特定色のトナーを有する複数のカートリッジを選択的に現像位置に切り換えながら該現像位置に位置決めされたカートリッジ内のトナーを用いて印刷動作を実行可能な画像形成装置において、上記特定色の印刷を効率よく行うことのできる技術を提供することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、特定色のトナーを有する複数のカートリッジが着脱自在に設けられ、装着されたカートリッジ内のトナーを用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像する印刷動作を実行してトナー像を形成する現像ユニットと、前記潜像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写ユニットと、所定の定着温度で前記記録材上のトナー像を前記記録材に定着させる定着ユニットと、前記印刷動作の実行前に前記印刷動作に用いるカートリッジに対して行う印刷準備動作が完了し、しかも前記定着ユニットを前記定着温度まで昇温するウォーミングアップ動作が完了した状態で、前記印刷動作を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記定着ユニットの温度情報と、前記現像ユニットに装着されたカートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態とに基づき、前記印刷動作の実行を許可することを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法は、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、特定色のトナーを有する複数のカートリッジが着脱自在に設けられ、装着されたカートリッジ内のトナーを用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像する印刷動作を実行してトナー像を形成する現像ユニットと、前記潜像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写ユニットと、所定の定着温度で前記記録材上のトナー像を前記記録材に定着させる定着ユニットとを備えた画像形成装置において、前記印刷動作の実行前に前記印刷動作に用いるカートリッジに対して行う印刷準備動作が完了し、しかも前記定着ユニットを前記定着温度まで昇温するウォーミングアップ動作が完了した状態で、前記印刷動作を実行する画像形成方法であって、前記定着ユニットの温度情報と、前記現像ユニットに装着されたカートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態とに基づき、前記印刷動作の実行を許可することを特徴としている。

カートリッジに収容されるトナーを用いて静電潜像を現像する、つまり印刷動作を実行するためには、その印刷動作に先立って、該カートリッジによる印刷動作を可能とするために該カートリッジに対して印刷準備動作を実行しておくのとともに、定着ユニットのウォーミングアップ動作を行う必要がある。しかしながら、定着ユニットのウォーミングアップ動作の動作状況と、現像ユニットに装着されたカートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係が不明な場合には、例えば、定着ユニットのウォーミングアップ動作が完了した際に、印刷準備動作が施されて、現像ユニットに装着されたカートリッジの一部が既に印刷可能な状態であったとしても、上記したように、全てのカートリッジに対する印刷準備動作を最後まで実行しなければならず、その結果、印刷動作を実行するまでに印刷準備動作が終了するのを必要以上に待機させられることがある等、必ずしも効率がよいとは言えなかった。そこで、この発明では、定着ユニットの温度情報と、現像ユニットに装着されたカートリッジに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行を許可している。すなわち、定着ユニットの温度情報を確認することによって、定着ユニットのウォーミングアップ動作が完了しているのか、あるいは、該ウォーミングアップ動作が完了するまでに、あとどれくらいの時間が必要なのか、という情報等を知ることができる。また、現像ユニットに装着されたカートリッジに対する印刷準備動作の実行状態を確認することで、現像ユニットに装着されたカートリッジのうち、既に印刷準備動作が施されて印刷可能となったカートリッジはどのカートリッジなのか、印刷可能となったカートリッジは何本あるのか、あるいは印刷準備動作が完了するのに、あとどれくらいの時間が必要なのか、という情報等を知ることができる。したがって、これらの情報に基づいて、装置が既に印刷動作が実行可能か否かが明らかになるので、印刷動作の実行が可能である場合には、印刷動作の実行を許可することで、印刷動作を開始することができる。よって、上記特定色の印刷を効率よく行うことができる。

また、前記制御手段は、前記温度情報および前記印刷準備動作の実行状態とに基づき以下の２つの条件（１）および（２）が満足されていることを確認したとき、前記印刷動作の実行を許可する構成としてもよい。条件（１）は、前記定着ユニットが前記定着温度に達していることであり、条件（２）は、前記現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの少なくとも１つ以上に対して前記印刷準備動作が施されて該カートリッジが印刷可能となっていることである。このように構成された発明では、定着ユニットの昇温が完了した際に、印刷準備動作が施されることによって、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態であれば、他に印刷不可能なカートリッジがあったとしても、印刷動作を実行することができる。

前記制御手段は、前記定着ユニットが前記定着温度に達したとき、前記現像ユニットに装着されたカートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態を判断する構成としてもよい。このように構成された発明では、定着ユニットが定着温度に達したとき、現像ユニットに装着されたカートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態を判断する。したがって、該判断時に、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態であれば、該印刷可能なカートリッジを使用した印刷動作の実行を許可することによって、ただちに印刷動作を開始することができる。

前記制御手段は、前記現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの少なくとも１つ以上に対して前記印刷準備動作が施されて該カートリッジが印刷可能となった時に、前記定着ユニットが前記定着温度に達しているか否かを判断して、前記定着ユニットが前記定着温度に達していなければ、他のカートリッジについて前記印刷準備動作を実行する構成としてもよい。このように構成された発明では、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの１つ以上のカートリッジが印刷可能となった時に、定着ユニットが定着温度に達しているか否かを判断して、前記定着ユニットが定着温度に達していれば、該印刷可能なカートリッジを使用した印刷動作の実行を許可することによって、ただちに印刷動作を開始することができる。一方、定着ユニットが定着温度に達していなければ、他のカートリッジについて前記印刷準備動作を実行することができるので、定着ユニットの昇温が完了するまでの時間を無駄にすることなく、カートリッジに対する印刷準備動作を実行することができる。

前記制御手段は、前記印刷準備動作を実行中に印刷要求が入力された際、前記印刷動作の実行を許可している場合には、前記印刷準備動作を中断して該印刷要求に基づいた印刷動作を行う構成としてもよい。このように構成された発明では、印刷要求があった場合に、印刷動作の実行が許可されていれば、現像ユニットに装着されたカートリッジに対して印刷準備動作を実行中であっても、該印刷準備動作を中断する。そして、現像ユニットに装着されたカートリッジのうち、既に印刷準備動作が施されて印刷可能なカートリッジを用いて印刷動作が実行される。したがって、印刷要求が入力された後、印刷開始までの待ち時間を短縮することができる。

前記制御手段は、前記印刷動作が終了した後に、前記印刷準備動作を再開する構成としてもよい。このように構成された発明では、印刷動作が終了した後、印刷準備動作が施されていないカートリッジについての印刷準備動作が実行される。したがって、この印刷準備動作が終了すれば、全てのカートリッジが印刷可能な状態となるため、上記特定色の印刷を大量に、しかも効率的に行うことができる。

前記制御手段は、前記定着ユニットの温度情報と、前記現像ユニットに装着されたカートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態とに基づいて、前記印刷準備動作を施すカートリッジを選択する構成としてもよい。例えば、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの一部は既に印刷準備動作が施されて印刷可能であるが、定着ユニットのウォーミングアップ動作が完了していない場合を考えてみる。このような場合、定着ユニットのウォーミングアップ動作が完了すれば印刷動作を実行することが可能であるため、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの印刷不可能なカートリッジに対する印刷準備動作の実行は必須ではない。しかしながら、定着ユニットのウォーミングアップ動作が完了するまでの間、カートリッジに対する印刷準備動作を何も行わないのは非効率であると言わざるを得ない。そこで、この発明では、ウォーミングアップ動作中の定着ユニットの温度情報を確認することによって、該ウォーミングアップ動作が完了するまでに印刷準備動作を施すことのできるカートリッジの本数を予測している。そして、該予測結果に基づいて、現像ユニットに装着されたカートリッジのうちの印刷不可能なカートリッジから、印刷準備動作を施すべきカートリッジを選択して、該選択したカートリッジに対して印刷準備動作を実行している。したがって、ウォーミングアップ動作が完了するまでの時間を無駄にしないで、効率よく印刷準備動作を実行することができる。

前記現像ユニットにはＭ（Ｍ≧２）本のカートリッジが装着されている構成としてもよい。また、前記現像ユニットにはＭ（Ｍ≧２）本のカートリッジが装着されていることが望ましい。このように構成された発明では、一のカートリッジのトナー残量が低下して印刷動作を行うことができなくなったとしても、次のカートリッジに切り換えることによって印刷動作を継続させることができる。

以下、本発明にかかる画像形成装置の種々の実施形態について説明するが、これらの実施形態の装置構成および基本動作は同一であり、その動作が一部異なるのみであるので、まず全ての実施形態に共通する装置の構成および動作について説明し、その後に、各実施形態に特有の動作について述べる。

＜装置の構成および基本動作＞
ここでは、本発明を特許文献１に記載された画像形成装置（カラープリンタ）に具体化した実施形態を図面にしたがって説明する。つまり、この実施形態では４個の現像カートリッジに収容されたブラックのトナーを使用した単色のトナーによる印刷、即ちモノクロ印刷に具体化して説明する。

図１はこの発明にかかる画像形成装置の構成を示す図である。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、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１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モノクロ画像を形成する。

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は後述する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。

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。このように、この実施形態では、感光体２２が本発明の「潜像担持体」に相当している。

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、メインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０へ与えられた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上の静電潜像が選択された現像カートリッジ内のトナーにより現像される。このように現像位置に位置決めされた現像カートリッジによる静電潜像の顕像化が本発明の「印刷動作」に相当している。

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上に転写してモノクロ画像を形成するとともに、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上にモノクロ画像を二次転写する。このようにシートＳが本発明の「記録材」に相当している。

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。

また、こうしてモノクロトナー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９に送り込まれる。この、定着ユニット９には、温度センサ９１が設けられるとともに、該センサ９１による検出結果に基づきヒーター（図示省略）が制御されて所定の定着温度に調整される。そして、定着ユニット９は、シートＳ上に形成されたトナー画像を、所定の定着温度でシートＳ上に定着させる。その後、シートＳは、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。

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。

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。

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。

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。

ところで、上記のように構成された装置では、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdにより印刷動作を実行する前に、該現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対して印刷準備動作を予め実行しておくとともに、定着ユニット９を所定の定着温度まで昇温させるウォーミングアップ動作を実行しておく必要がある。この「印刷準備動作」を現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対して実行することによって、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdによる印刷動作が可能となる。また、「ウォーミングアップ動作」を実行することによって、定着ユニット９は所定の定着温度で、シートＳ上に形成されたトナー画像を、該シートＳ上に定着させることができる。本発明にかかる画像形成装置では、定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行を許可している。

すなわち、温度センサ９１の検出結果に基づいて定着ユニット９の温度情報を確認することによって、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が完了しており、シートＳ上に形成されたトナー画像を、該シートＳ上に定着させることができるのか、あるいは、該ウォーミングアップ動作が完了して、定着ユニット９が所定の定着温度に達するまでに、あとどれくらいの時間が必要なのか、という情報等を知ることができる。また、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態を確認することで、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち、既に印刷準備動作が施されて印刷可能となった現像カートリッジはどの現像カートリッジなのか、印刷可能となった現像カートリッジは何本あるのか、あるいは現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作が完了するのに、あとどれくらいの時間が必要なのか、という情報等を知ることができる。したがって、これらの情報に基づいて、上記した画像形成装置が既に印刷動作が実行可能か否かが明らかになるので、印刷動作の実行が可能である場合には、印刷動作の実行を許可することで、印刷動作を開始することができる。

なお、このように定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行を許可する構成としては、種々の構成が考えることができるが、この画像形成装置では、その一例として以下に詳細に述べる構成を採用した。

すなわち、この画像形成装置では、エンジンコントローラー１０のＲＡＭ１０７に、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷可能情報が記憶されており、必要に応じてＣＰＵ１０１によって読み出されたり、新しい情報へと更新される。例えば、装置の電源が投入された直後の適当なタイミング、スリープモードが解除されたタイミング、開状態となっていた装置カバーが閉じられたタイミング、あるいは現像カートリッジの交換作業が完了したタイミングなどに印刷可能情報はＲＡＭ１０７からＣＰＵ１０１によって読み出される。この印刷可能情報を確認した結果、現像ユニット４に装着された（１）全ての現像カートリッジが印刷不可能（２）一部の現像カートリッジが印刷可能（３）全ての現像カートリッジが印刷可能、等の現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdの状態を知ることができる。また、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdは、印刷準備動作が施されることによって印刷動作実行可能な現像カートリッジとなるが、このように印刷動作実行可能な現像カートリッジとなるタイミングと同時に、または、その後の適当なタイミングでＲＡＭ１０７に記憶されている印刷可能情報が印刷準備処理後の新しい情報に更新される。また、印刷準備動作を実行中の現像カートリッジについての情報は、該印刷準備動作を実行しているＣＰＵ１０１がどのような動作を実行しているのかを確認するすることによって知ることができる。

一方、定着ユニット９はエンジンコントローラー１０のＣＰＵ１０１によって駆動制御される。そして、必要に応じて、ＣＰＵ１０１が定着ユニット９に具備されている温度センサ９１の検出結果を確認することによって、定着ユニット９の温度情報を確認することができる。ＣＰＵ１０１は、このようにして、定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態とを確認することによって、上記したように、装置が既に印刷動作が実行可能であるのか否かを判断して、印刷動作の実行が可能であるならば、印刷動作の実行を許可することで、印刷動作を開始することができる。このように、ＣＰＵ１０１を含むエンジンコントローラー１０が本発明の「制御手段」として機能している。なお、この画像形成装置では、以下の動作および処理を「印刷準備動作」として実行している。

(1)装着確認動作：
この装着確認動作は、現像ユニット４の支持フレーム４０に対して現像カートリッジが確実に装着されていることを確認する動作である。具体的には、本体側と各現像カートリッジ側との間で行われる無線通信によって、ＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４のデータ送受によって行っている。この点に関しては、次に述べる(2)適合確認動作についても同様である。もちろん、無線通信などの非接触方式以外に、リミットスイッチなどを用いた接触方式により装着確認を行うようにしてもよい。

(2)適合確認動作：
この適合確認動作は、現像ユニット４の支持フレーム４０に装着された現像カートリッジがブラックトナーを収容する現像カートリッジであることを確認する動作である。特に、この実施形態では、カラー画像形成装置として使用するイエロー用、シアン用および／またはマゼンタ用の現像カートリッジの配設位置にブラック用現像カートリッジを装着してモノクロ画像形成装置が構成されている。したがって、ユーザやオペレータなどが現像カートリッジを誤装着する可能性がある。そこで、適合確認動作を実行してイエロー用、シアン用またはマゼンタ用の現像カートリッジが誤って使用されるのを防止している。

(3)寿命確認動作：
この寿命確認動作は、現像ユニット４の支持フレーム４０に装着された現像カートリッジに印刷動作を実行するのに必要なトナー量が十分に残留していることを確認する動作である。この寿命確認動作を実行することで、印刷動作によって形成される画像の濃度ムラやかすれ等の不具合が発生するのを未然に防止している。

(4)撹拌処理：
この撹拌処理は、本発明の「トナー担持体」に相当する現像ローラ４４を少なくとも１周以上回転させる処理である。この撹拌処理を実行する理由は以下のとおりである。この種の画像形成装置では、電源オフ状態、または電源がオンであっても印刷動作（画像形成動作）を行わず動作停止状態にある期間が長時間継続した後に印刷動作を行うと、画像に周期的な濃度ムラが現れる場合があることが従来より知られている。なお、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。

この放置バンディング現象は、トナーが各現像カートリッジの現像ローラ４４に担持されたまま長時間放置されたことにより現像ローラ４４から離れ難くなり、しかもその程度が現像ローラ４４表面上において一様でないことから現像ローラ４４上のトナー層が次第に不均一となることに起因すると考えられる。そこで、この実施形態の画像形成装置では、動作停止状態にある期間が所定の期間を超える等の放置バンディング発生要件が満足されるときには、「撹拌要」の信号を発生させて現像ローラ４４の空回しを行っている。すなわち、本体側の回転駆動部（図示省略）により現像ローラ４４を少なくとも１周回転させる。これによって、現像ローラ４４表面のトナー層がリフレッシュされてより均一な状態のトナー層が現像処理に供されるため、放置バンディング現象による濃度ムラは発生し難くなる。

(5)パッチ処理（条件制御処理）：
このパッチ処理は、現像カートリッジによる印刷動作を実行する際の印刷動作条件を所定の最適条件に調整する処理である。これは画像品質の安定化のために従来より多用されているものと同様の処理である。この実施形態では、装置の電源が投入された直後の適当なタイミングで「パッチ制御要」の信号が発生されて装置のウォーミングアップと並行してパッチ処理が実行される。また、スリープモードが解除されたタイミング、開状態となっていた装置カバーが閉じられたタイミング、あるいは現像カートリッジの交換作業が完了したタイミングなどにも「パッチ制御要」の信号が発生されてパッチ処理の実行要求が生じる。

続いて、定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行が許可される場合について、図３ないし図６を参照しつつ詳述する。なお、印刷動作の実行が許可される場合には、ここで挙げる４つの例以外の場合もあり、装置の運用状況に応じて、適宜、印刷動作の実行を許可する条件を変更すればよい。また、図３ないし図６に示す図の形式はほぼ同一であり、図３の説明を行った後の図４ないし図６の説明においては、図３と異なる部分のみの説明を行い、同一の部分の説明は省略する。

１．電源投入時に定着ユニットのウォーミングアップ動作と現像カートリッジについての印刷準備動作が並行して実行される場合
図３は電源投入時に定着ユニット９のウォーミングアップ動作にともなう定着ユニット９の温度変化と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷準備動作の実行状態との関係を示す図である。図３において、紙面上段のグラフは、ウォーミングアップ動作中の定着ユニット９の温度変化を示すグラフであり、縦軸が定着ユニット９の温度を表し、横軸が時間経過（Time）を表している。また、紙面中段のチャートは、定着ユニット９のウォーミングアップ動作と並行して、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対して印刷準備動作が実行されることによって、ＲＡＭ１０７に記憶されている各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdの印刷可能情報が更新されるタイミングを示す。なお、同図中、ONが印刷可能な状態、OFFが印刷不可能な状態を表す。また、紙面下段のチャートは、定着ユニット９のウォーミングアップ動作および現像カートリッジに対する印刷準備動作の両動作が完了することによって、装置の印刷準備が完了するタイミングを示す。

朝一番に電源を投入した時、定着ユニット９の温度は装置が設置されている場所の室温Ｔ0となっている。そこで、電源投入のタイミングで出力される起動指令に応じて、エンジンコントローラー１０は定着ユニット９のウォーミングアップ動作を開始し、定着ユニットの温度が所定の定着温度Ｔrに達するまでウォーミングアップ動作を実行する。また、エンジンコントローラー１０は、上記起動指令に応じて、定着ユニット９のウォーミングアップ動作と並行して、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作も実行する。

エンジンコントローラー１０は、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷準備動作が終了して、現像カートリッジが印刷可能となると、該現像カートリッジについてのＲＡＭ１０７に記憶されている印刷可能情報を更新する（図３参照）。ここで、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの一の現像カートリッジが、一番最初に印刷可能となった時に、エンジンコントローラー１０は現像カートリッジ印刷準備完了信号を出力する（図３においては現像カートリッジ４Ｋaが印刷可能となったタイミング）。また、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達したとき、定着ユニット昇温完了信号を出力するとともに、定着ユニット９のウォーミングアップ動作を終了する。このウォーミングアップ動作の終了タイミング時点（ｔr）では、図３に示すように現像カートリッジ４Ｋdは印刷可能となっていないものの、他の３本の現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋcは既に印刷可能となっている。このように印刷可能情報を判断することにより、時々刻々と変化してゆく印刷準備動作の実行状態を把握することができる。そこで、本画像形成装置では、タイミングｔ1で現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つが印刷可能となり、また定着ユニット９の昇温が完了し、トナー画像のシートＳへの定着が可能な状態となったことを確認することができる。そして、エンジンコントローラー１０は、印刷準備完了信号を出力し、装置の印刷動作の実行を許可する。

２．スリープモード（印刷待機状態）からの復帰時に定着ユニットのウォーミングアップ動作と現像カートリッジについての印刷準備動作が並行して実行される場合
図４はスリープモードからの復帰時に定着ユニット９のウォーミングアップ動作にともなう定着ユニット９の温度変化と、現像カートリッジについての印刷準備動作の実行状態との関係を示す図である。上記した「１．電源投入時に定着ユニットのウォーミングアップ動作と現像カートリッジについての印刷準備動作が並行して実行される場合」と大きく異なる点は、起動指令出力時に、定着ユニット９の温度が待機温度Ｔ1（＞Ｔ0）である点である。

スリープモードからの復帰時、定着ユニット９の温度は待機温度Ｔ1となっている。スリープモードから復帰するタイミングで出力される起動指令に応じて、エンジンコントローラー１０は定着ユニット９のウォーミングアップ動作を開始し、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達するまでウォーミングアップ動作を実行する。また、エンジンコントローラー１０は、上記起動指令に応じて、定着ユニット９のウォーミングアップ動作と並行して、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作も実行する。

そして、エンジンコントローラー１０は、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達したとき、定着ユニット昇温完了信号を出力するとともに、定着ユニット９のウォーミングアップ動作を終了する（タイミングｔ21）。ここでは、起動指令時点での定着ユニット９の温度Ｔ1は定着温度Ｔrに近いため、ウォーミングアップ動作に要する時間は短く、ウォーミングアップ動作終了時点（タイミングｔ21）では、いずれの現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについても印刷準備動作は完了していない。そこで、エンジンコントローラ１０は印刷可能情報に基づき印刷準備動作を継続させながら、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷準備動作が終了して、現像カートリッジが印刷可能となると、該現像カートリッジについてのＲＡＭ１０７に記憶されている印刷可能情報を更新する（図４参照）。そして、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの一の現像カートリッジが、一番最初に印刷可能となった時（タイミングｔ22）に、エンジンコントローラー１０は現像カートリッジ印刷準備完了信号を出力する（図４においては現像カートリッジ４Ｋaが印刷可能となったタイミング）。この印刷準備完了信号の出力タイミングｔ22では、図４に示すように、すでに定着ユニット９は定着温度Ｔrに達している一方、現像カートリッジ４Ｋb〜４Ｋdについては印刷可能となっていないものの、現像カートリッジ４Ｋaが印刷可能となっているため、エンジンコントローラ１０は印刷準備完了信号を出力し、装置の印刷動作の実行を許可する。

３．スリープモード（印刷待機状態）からの復帰時に１つ以上の現像カートリッジが印刷可能である場合
図５はスリープモードからの復帰時に定着ユニット９のウォーミングアップ動作にともなう定着ユニット９の温度変化と、現像カートリッジについての印刷準備動作の実行状態との関係を示す図である。上記した２つの場合と異なり、起動指令出力時（タイミングｔ31）に、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作を確認したところ、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態となっている。そこで、エンジンコントローラー１０は、他の現像カートリッジ対する印刷準備動作は実行しない。

一方、スリープモードからの復帰時、定着ユニット９の温度は待機温度Ｔ1となっており、定着温度Ｔrよりも低温となっている。そこで、スリープモードから復帰するタイミングに出力される起動指令に応じて、エンジンコントローラー１０は定着ユニット９のウォーミングアップ動作を開始し、定着ユニットの温度が所定の定着温度Ｔrに達するまでウォーミングアップ動作を実行する。

そして、エンジンコントローラー１０は、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達したとき、定着ユニット昇温完了信号を出力するとともに、定着ユニット９のウォーミングアップ動作を終了する（タイミングｔ32）。これにより、定着ユニット９が定着温度Ｔrに達しているという条件（１）と、現像カートリッジの少なくとも１つ以上が印刷可能となっているという条件（２）とが満足されることとなる。そこで、エンジンコントローラー１０は、印刷準備完了信号を出力し、装置の印刷動作の実行を許可する。

４．現像カートリッジを交換した後に１つ以上の現像カートリッジが印刷可能となった場合
図６は現像カートリッジ交換時の定着ユニット９の温度と、現像カートリッジについての印刷準備動作の実行状態との関係を示す図である。上記した「スリープモード（印刷待機状態）からの復帰時に１つ以上の現像カートリッジが印刷可能である場合」の場合と異なり、現像ユニット４に装着された全ての現像カートリッジの交換直後であるため、起動指令出力時に、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdの全ては印刷不可能な状態である。しかしながら、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdの交換作業が終了した時、現像カートリッジの交換作業にそれほど手間取らず、時間がかからなかったため、定着ユニット９の温度を確認したところ定着ユニット９の温度は定着温度Ｔrに保温されていた。このような場合には、現像カートリッジの交換作業が終了したタイミングｔ41で出力される起動指令に応じて、エンジンコントローラー１０は現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作を実行するが、定着ユニット９は定着温度Ｔrに保温されていたため、定着ユニット９のウォーミングアップ動作は行わない。

そして、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの一の現像カートリッジが、一番最初に印刷可能となった時（タイミングｔ42）に、エンジンコントローラー１０は現像カートリッジ印刷準備完了信号を出力する（図６においては現像カートリッジ４Ｋaが印刷可能となったタイミング）。このタイミングｔ42では、定着ユニット９の温度が既に所定の定着温度Ｔrであり、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つが印刷可能な状態となっており、これを把握しているエンジンコントローラー１０は印刷準備完了信号を出力し、装置の印刷動作の実行を許可する。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置では、定着ユニット９の温度情報と、印刷準備動作の実行状態に基づいて、印刷準備動作の実行を許可しているので、以下で示す作用効果を奏する。上記したように電源投入直後やスリープモード（印刷待機状態）からの復帰時においてウォーミングアップ動作と並行して印刷準備動作が行われる。ここで、電源投入直後のウォーミングアップ動作なのか、スリープモードからの復帰時のウォーミングアップ動作なのかで、ウォーミングアップ動作に費やす時間が異なる。そのため、ウォーミングアップ動作が完了しているのにもかかわらず、いくつかの現像カートリッジに対する印刷準備動作が未完となってしまうことがある。すなわち、電源投入直後のウォーミングアップ動作では、定着ユニット９の温度が装置が設置されている場所の室温Ｔ0から定着温度Ｔrに達するまでウォーミングアップ動作を行わなければならないが、スリープモードからの復帰時のウォーミングアップ動作では、通常、定着ユニット９の温度はある程度の高温（待機温度）に保温されているため、定着ユニット９の温度が、スリープモード中の保温温度から定着温度Ｔrに達するまでウォーミングアップ動作を行うだけでよい。このため、通常、スリープモードからの復帰時のウォーミングアップ動作の方が、電源投入直後のウォーミングアップ動作よりも、ウォーミングアップ動作に費やす時間が短い。その結果、例えば、電源投入直後のウォーミングアップ動作に要する時間と、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷準備動作に要するトータル時間とにあまり差がない場合、スリープモードからの復帰時のウォーミングアップ動作では、ウォーミングアップ動作に要する時間が短いため、ウォーミングアップ動作が完了しているのにもかかわらず、いくつかの現像カートリッジに対する印刷準備動作が未完となってしまう。このような場合には、すでに印刷準備動作が完了した現像カートリッジを用いて印刷を開始することができるにもかかわらず、残りの印刷準備動作が完了するまで印刷を開始することができない。しかしながら、この画像形成装置では、上記したように、定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着されたカートリッジに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行を許可しているので、全てのカートリッジに対する印刷準備動作が終了していなくとも、既に印刷準備動作が施されて印刷可能となったカートリッジを用いて印刷動作を実行することができる。よって、上記特定色の印刷を効率よく行うことができる。また、定着ユニット９の昇温が完了した際に、印刷準備動作が施されることによって、現像ユニット９に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態であれば、他に印刷不可能な現像カートリッジがあったとしても、印刷動作を実行することができる。

続いて、上記した本発明にかかる画像形成装置の基本動作を実行するエンジンコントローラー１０を具備した装置の具体的な動作について説明する。以下に示す実施形態では、定着ユニット９の温度情報と、現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷動作の実行を許可する実行態様が、それぞれ本発明に基づく特徴を有しており、それに伴いその実行態様が若干異なっているので、以下ではこれらの相違点について主に説明する。なお、発明内容の理解を助けるため、図１に示すように現像ユニット４に対して４個の現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdが装着されている場合について説明する。

＜第１実施形態＞
図７は本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態における動作を示す図、図８は定着ユニットのウォーミングアップ動作を示す図、図９は印刷準備処理を示す図、図１３は第１印刷前処理を示す図である。この第１実施形態では、例えば、装置の電源投入時のタイミングで、定着ユニット９のウォーミングアップ動作と現像ユニット４に装着された全現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対して印刷準備動作を施す印刷準備処理が並行して実行される。また、定着ユニット９のウォーミングアップ動作と現像カートリッジに対する印刷準備処理を実行中に、第１印刷前処理が実行される。まず、定着ユニット９のウォーミングアップ動作、現像カートリッジに対する印刷準備処理について、図８および図９を用いて説明した後、第１印刷前処理について図１３を参照しつつ詳述する。

この第１実施形態では、装置の電源が投入されたタイミングで、エンジンコントローラー１０のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０６に記憶されているプログラムにしたがって、定着ユニット９のウォーミングアップ動作および全現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備処理を実行する。まず、図８を用いて、定着ユニット９のウォーミングアップ動作について説明する。エンジンコントローラー１０のＣＰＵ１０１は、定着ユニット９のウォーミングアップを開始した後、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達するまで待機する（ステップＳ１）。そして、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達したと判断されると、ステップＳ２へ進み、定着ユニット昇温完了信号を出力し、定着ユニットウォーミングアップ動作を完了する。以後、ＣＰＵ１０１は温度センサ９１からの出力に基づいて定着ユニット９の温度を監視し、所定の定着温度Ｔrを維持するように制御を行う。また、上記ウォーミングアップ動作と並行して、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０６に記憶されているプログラムにしたがって、図９に示す印刷準備処理が実行される。以下、図９ないし図１１を参照しつつ印刷準備処理について詳述する。

まず、無線通信によってＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受が行われて各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに関する消耗品管理等の各種情報がＲＡＭ１０７に一時的に記憶される。この実施形態では、メモリ１０７に記憶されている情報に基づき、まず、装着カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち現像位置に一番近い現像カートリッジ４Ｋaについて、装着確認動作（ステップＳ２０）、適合確認動作（ステップＳ２１）および寿命確認動作（ステップＳ２２）を実行する。

また、ステップＳ２３で「撹拌要」の信号が発生しているか否かを判断する。これは放置バンディング現象を防止するための処理である。したがって、「撹拌要」の信号が発生していない場合には、そのままステップＳ２５に進む一方、該信号が発生している場合には、現像カートリッジ４Ｋaについて図１０に示す撹拌処理（ステップＳ２４）が実行される。

図１０は図９の印刷準備処理における撹拌処理を示すフローチャートである。この撹拌処理では、４個の現像カートリッジのうち、カートリッジ４Ｋaが現像位置に移動される（ステップＳ２４１）。これによって、現像カートリッジ４Ｋaの現像ローラ４４が本体側の回転駆動部と機械的に接続される。そして、この回転駆動部により現像ローラ４４を少なくとも１周回転させて該現像ローラ４４表面のトナー層をリフレッシュさせて現像カートリッジ４Ｋaに対する撹拌処理を施す（ステップＳ２４２）。

このようにして撹拌処理（ステップＳ２４）が完了すると、ステップＳ２５に進んで「パッチ制御要」の信号が発生しているか否かを判断する。これは印刷動作条件を所定の最適条件に調整するための処理である。したがって、「パッチ制御要」の信号が発生していない場合には、現像カートリッジ４Ｋaが印刷可能であることを示す印刷可能信号が出力される一方、該信号が発生している場合には、現像カートリッジ４Ｋaについて図１１に示すパッチ処理（ステップＳ２６）が実行される。

図１１は図９の印刷準備処理におけるパッチ処理を示すフローチャートである。このパッチ処理は、印刷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、印刷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印刷動作条件を調整する処理である。このパッチ処理では、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知られており、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あるので、ここでは処理の流れのみを簡単に説明する。

まず、現像カートリッジ４Ｋaについて、最適現像バイアス、つまり印刷動作時に現像ローラ４４に印加する現像バイアスの最適値を算出する。具体的には、現像カートリッジ４Ｋaを選択的に現像位置に移動させ（ステップＳ２６０）、その現像カートリッジ４Ｋaについて、現像バイアスを多段階に変更設定しながら各バイアス値で所定パターンのパッチ画像を形成する（ステップＳ２６１）。そして、各パッチ画像の画像濃度を濃度センサ６０により検出する（ステップＳ２６２）。

各パッチ画像の画像濃度が求まると、それらの値から現像バイアスと画像濃度との対応関係がわかるので、その関係に基づき、画像濃度が予め定められた目標濃度と一致するような現像バイアスの値を算出する。これにより最適現像バイアスが求められる（ステップＳ２６３）。ただし、その最適値が当該装置における現像バイアスの可変範囲内になかった場合には、その可変範囲において算出された最適値に最も近い値を最適現像バイアスとする。

こうして現像カートリッジ４Ｋaについて最適現像バイアスが求まれば、続いて、現像カートリッジ４Ｋaについて、最適露光パワー、つまり当該カートリッジに対応した静電潜像を感光体２２上に形成するときの光ビームＬの強度の最適値を算出する（ステップＳ２６３〜Ｓ２６６）。ここでの処理は、制御因子が現像バイアスに代えて露光パワーである点を除いて上記した最適現像バイアス算出処理（ステップＳ２６０〜Ｓ２６３）と同様であるが、必要に応じて、形成するパッチ画像の画像パターンは異なるものとしてもよい。なお、この場合の現像バイアスの設定値は、先に求めた最適値を用いるのが好ましい。こうして、現像カートリッジ４Ｋaについて最適現像バイアスおよび最適露光パワーをそれぞれ求め、パッチ処理を終了する。

このような印刷準備動作（装着確認動作、適合確認動作、寿命確認動作、撹拌処理、パッチ処理）を実行することによって、現像カートリッジ４Ｋaは印刷動作を良好に行うことができる印刷可能状態となる。そして、図９に戻って、現像カートリッジ４Ｋaが印刷動作実行可能であることを示す印刷可能信号が出力されるとともに、ＲＡＭ１０７に記憶されている現像カートリッジ４Ｋaについての印刷可能情報が更新される（ステップＳ２７）。この後、全ての現像カートリッジ４Ｋb〜４Ｋdについて、同様の動作を繰り返すことによって、各現像カートリッジが印刷動作実行可能となるまで処理が進められる（ステップＳ２８）。そして、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについて印刷準備動作が終了し、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdが印刷可能となった後、現像ユニット４をホームポジション（ＨＰ）に移動して待機する（ステップＳ２９）。次に、この印刷準備処理の処理の進行状況について図１２を参照しつつ詳述する。

図１２は図９に示す印刷準備処理における印刷準備動作の進行状況を示す図である。最初に、現像カートリッジ４Ｋaについて印刷準備動作を実行している際の処理の進行状況について説明する。まず、タイミングt1で装着確認、タイミングt2で適合確認、タイミングt3で寿命確認が実行される（図９のステップＳ２０〜Ｓ２２参照）。その後、図９のステップＳ２３において撹拌要の信号が発生していた場合、タイミングt4で撹拌処理が実行される（図９のステップＳ２４参照）。続いて、図９のステップＳ２５においてパッチ制御要の信号が発生していた場合、タイミングt5でパッチ処理が実行される（図９のステップＳ２６参照）。このパッチ処理が終了したタイミングt5で現像カートリッジ４Ｋaは印刷動作実行可能となり、現像カートリッジ４Ｋaについての印刷可能信号が出力されるとともに、ＲＡＭ１０７に記憶されている現像カートリッジ４Ｋaについての印刷可能情報が更新される（図９のステップＳ２７参照）。この後、現像カートリッジ４Ｋb〜４Ｋdについて、同様の動作が繰り返されるが、それぞれの現像カートリッジに対する印刷準備動作が完了して印刷可能となるタイミングt10,t15,t20で、各現像カートリッジによる印刷動作が実行可能であることを示す印刷可能信号が出力されるとともに、ＲＡＭ１０７に記憶されている各々の現像カートリッジに対応する印刷可能情報が更新される。次に、エンジンコントローラー１０において定着ユニット９のウォーミングアップ動作および印刷準備処理を実行中に、同時に実行される第１印刷前処理について図１３を参照しつつ詳述する。

図１３はエンジンコントローラー１０において、定着ユニット９のウォーミングアップおよび現像カートリッジについての印刷準備処理の実行中に、同時に実行される第１印刷前処理を示す図である。この第１印刷前処理では、まず、定着ユニット９が所定の定着温度Ｔrに達したことを示す、昇温完了信号が出力されているか否かを確認し、出力されていなければ出力されるまで待機する（ステップＳ３０）。そして、昇温完了信号が出力されたのを確認した後、ステップＳ３１へ進み、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち、既に少なくとも１つの現像カートリッジについての印刷可能信号が出力されているか否かを確認する。該印刷可能信号が出力されていなければ、少なくとも１つの現像カートリッジについての印刷準備動作が終了して、該現像カートリッジについての印刷可能信号が出力されるまで待機する。そして、現像カートリッジについての印刷可能信号が出力されたのが確認された後、ステップＳ３２へ進み、印刷準備完了信号をメインコントローラー１１へ送信して、印刷動作の実行を許可する。

ここで、メインコントローラー１１に印刷要求が入力された場合を考えてみる（図７参照）。メインコントローラー１１へ外部装置からインターフェース１１２を介して印刷要求が入力された際、エンジンコントローラー１０から印刷準備完了信号が送信されていなければ、そのままメインコントローラ１１は印刷開始信号をエンジンコントローラー１０へ与えるのを待機する。そして、エンジンコントローラー１０において、上記したように、ウォームアップ動作、印刷準備処理が実行されて、印刷準備完了信号がエンジンコントローラー１０からメインコントローラー１１へ送信された後、メインコントローラー１１は印刷要求に基づいた印刷動作を開始する制御指令をエンジンコントローラー１０へ与える。ここで、エンジンコントローラー１０は、印刷開始信号がメインコントローラー１１から入力された際、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備処理が終了していなくとも、該印刷準備処理を中断して、印刷動作を開始する。

このように、第１実施形態では、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が終了して、定着ユニット９が所定の温度Ｔrに達した時に、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdへの印刷準備動作の実行状態を確認して、現像ユニット４に装着された現像現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態であれば、該印刷可能な現像カートリッジを使用した印刷動作の実行を許可している。また、印刷要求があった場合に、印刷動作の実行が許可されていれば、現像ユニッ４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対して印刷準備動作を実行中であっても、該印刷準備動作を中断して、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち、既に印刷準備動作が施されて印刷可能な現像カートリッジを用いて印刷動作が実行している。したがって、印刷要求が入力された後、印刷開始までの待ち時間を短縮して、必要以上にユーザーを待たせることなく、ただちに印刷動作を開始することができる。

＜第２実施形態＞
図１４は本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態における第２印刷前処理を示す図である。この第２実施形態が、上記第１実施形態と大きく異なる点は、第１印刷前処理の代わりに第２印刷前処理が実行される点である。以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に詳述する。

この第２実施形態において実行される第２印刷前処理では、まず、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち、少なくとも１つの現像カートリッジが印刷準備動作が施されることによって印刷可能な状態であるかどうかを確認する（ステップＳ４０）。ここでNOと判断された場合には、少なくとも１つの現像カートリッジが印刷可能な状態となり、該現像カートリッジについての印刷可能信号が出力されるまで待機する。一方、YESと判断された場合には、ステップＳ４１に進み、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達しているか否かを確認する。ここでNOと判断された場合には、定着ユニット９の温度が所定の定着温度Ｔrに達したことを示す昇温完了信号が出力されるまで待機する一方、現像ユニット４に装着された現像カートリッジのうち、印刷動作実行不可能な現像カートリッジに対する印刷準備動作を続行する。そして、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が完了して、昇温完了信号が出力されたことを確認すれば、ステップＳ４２に進み、印刷準備完了信号をエンジンコントローラー１０からメインコントローラー１１へ送信して、第２印刷前処理を終了する。

このとき、上記第１実施形態と同様に、メインコントローラー１１へ既に印刷要求が入力されているならば、メインコントローラー１１はエンジンコントローラー１０へ制御指令として、印刷要求に基づいた印刷動作の開始を指示する、印刷開始信号を与える。エンジンコントローラー１０は印刷開始信号が入力された際、全ての現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備処理が終了していなくとも、該印刷準備処理を中断して、印刷動作を開始する。

このように第２実施形態では、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの１つ以上の現像カートリッジが印刷可能となった時に、定着ユニット９が定着温度Ｔrに達しているか否かを判断している。このとき、定着ユニット９が定着温度Ｔrに達していなければ、他の現像カートリッジについて印刷準備動作を実行している。したがって、定着ユニット９の昇温（ウォーミングアップ動作）が完了するまでの時間を無駄にすることなく、現像カートリッジに対する印刷準備動作を実行することができる。

＜第３実施形態＞
図１５は本発明にかかる第３実施形態における動作を示す図である。この第３実施形が、上記第１および第２実施形態と大きく異なる点は、第１および第２印刷前処理を実行する代わりに、エンジンコントローラー１０に判定機能１１０が具備されている点である。エンジンコントローラー１０に、この判定機能１１０を具備する方法としては、判定機能１１０を具現するハードウェアを追加する方法と、ＣＰＵ１０１において実行されるプログラムとして判定機能１１０を具現する方法とがあるが、このどちらで判定機能１１０を具現してもよいのは言うまでもない。この第３実施形態においては、ＣＰＵ１０１において実行されるプログラムとして、エンジンコントローラー１０はこの判定機能１１０を具備している。以下、上記第１および第２実施形態と異なる点を中心に詳述する。

この判定機能１１０は、以下の２つの機能を備えている。すなわち、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうち少なくとも１つが印刷可能な状態となったときに、「真」の値を出力するＯＲ機能１１０１。また、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が完了し、かつ、ＯＲ機能１１０１が「真」の値を出力しているときに「真」の値を出力する（印刷動作実行可能と判定する）ＡＮＤ機能１１０２を備えている。このように、判定機能１１０は、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態となり、かつ、定着ユニット９の昇温が完了した場合に、装置が印刷動作を実行することが可能であると判定する。

このように、第３実施形態では、エンジンコントローラー１０が判定機能１１０を具備することにより、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの少なくとも１つ以上が印刷可能な状態となり、かつ、定着ユニット９の昇温が完了したと同時に印刷動作の実行が可能であると判定することができるので、該判定と同時に印刷動作の実行を許可することができる。したがって、最短時間で印刷動作の実行を許可することができる。

＜第４実施形態＞
図１６は本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態における動作を示す図である。この第４実施形態では、印刷動作が終了した後、エンジンコントローラー１０がＲＡＭ１０７に記憶されている各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷可能情報を読み出すことによって、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態を確認し、印刷準備動作が施されていない残りの現像カートリッジについて印刷準備動作を実行する。その他の構成および動作は、上記第１実施形態と同様であり、構成及び動作の説明を省略する。

この第４実施形態では、エンジンコントローラー１０はメインコントローラー１１からの制御指令（印刷開始信号）にしたがって第２印刷準備処理を中断する。その後、印刷動作を開始する。そして、該印刷動作が終了した後に、エンジンコントローラー１０は、ＲＡＭ１０７に記憶されている各現像カートリッジについての印刷可能情報を読み出して、各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状況を確認して、印刷準備動作が施されていない残りの現像カートリッジに対する印刷準備処理を実行する。そして、全ての現像カートリッジについての印刷準備動作が完了した後に、現像ユニット４をホームポジション（ＨＰ）に移動して待機する。以後の印刷動作をこの最適条件の下で実行することにより、所望の画像品質で、しかも安定して画像を形成することが可能となる。

このように、第４実施形態では、印刷動作が終了した後、エンジンコントローラー１０がＲＡＭ１０７に記憶されている各現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdについての印刷可能情報を読み出すことによって、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４に対する印刷準備動作の実行状態がわかる。そして、印刷準備動作が施されていない現像カートリッジについての印刷準備動作を実行している。したがって、この印刷準備処理が終了すれば、全てのカートリッジが印刷可能な状態となるため、モノクロ印刷を大量に、しかも効率的に行うことができる。また、全現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdにについての印刷準備処理を途中で中断したとしても、該印刷準備処理中の全ての処理ではなく、その一部の処理を後から実行し直すのみで、中断された印刷準備処理の全ての処理を完了することができるので、無駄な処理を行う必要がなく効率がよい。

＜第５実施形態＞
図１７は本発明にかかる画像形成装置の第５実施形態における動作を示す図である。この第５実施形態が、上記第１ないし第４実施形態と大きく異なる点は、定着ユニット９の温度情報と、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態とに基づいて、印刷準備動作を施す現像カートリッジを選択して、該選択された現像カートリッジについてのみ印刷準備動作を実行している点である。以下、上記第１ないし第４実施形態と異なる点を中心に詳述する。

図１７は、例えば、開状態となっていた装置カバーが閉じられたタイミングで起動指令が出力された際に、定着ユニット９の温度情報および現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdに対する印刷準備動作の実行状態を確認したところ、現像カートリッジ４Ｋdが印刷可能であり、定着ユニッ９の温度は定着温度Ｔrに達していなかった場合を示す。この第５実施形態では、確認した定着ユニット９の温度情報より、ウォーミングアップ動作が完了するまでに印刷準備動作を施すことのできる現像カートリッジの本数を２本と予測して、現像ユニット４に装着された現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋdのうちの印刷不可能な現像カートリッジ４Ｋa〜４Ｋcから、印刷準備動作を施すべき現像カートリッジとして現像カートリッジ４Ｋa，４Ｋcを選択している。なお、印刷準備動作を施すべき現像カートリッジを選択する基準としては、ＲＡＭ１０７に一時的に記憶されている現像カートリッジに関する消耗品管理等の各種情報の一部を利用している。このように印刷準備動作を施すべき現像カートリッジを選択した後、該選択した現像カートリッジ４Ｋa，４Ｋcに対して印刷準備動作を実行している。したがって、ウォーミングアップ動作が完了するまでの時間を無駄にしないで、効率よく印刷準備動作を実行することができる。

＜その他＞
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、全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、一部の装着位置にのみ現像カートリッジを装着した装置に対して本発明を適用することができる。すなわち、現像カートリッジの装着可能個数よりも少ない個数Ｍ（Ｍ≧２）の現像カートリッジを現像ユニット４に装着した装置においても、現像ユニット４に装着された現像カートリッジについての印刷可能情報を判断して、これらの現像カートリッジについての印刷準備動作を行うことで、上記した作用効果と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態では装着可能個数は４であるが、この個数は任意であり、またＭの値も２以上、かつ装着可能個数以下であれば任意である。したがって、例えば支持フレーム４０の装着可能個数が５以上となるように現像ユニット４を構成し、さらに３個の装着位置にイエロー用、シアン用およびマゼンタ用の現像カートリッジをそれぞれ装着するとともに、残りの装着位置にブラック用現像カートリッジを装着する画像形成装置に対しても本発明を適用可能である。

また、上記第２実施形態では、現像ユニット４に装着された現像カートリッジのうち、一番最初に印刷準備動作が施されている一の現像カートリッジが印刷可能な現像カートリッジとなった後、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が完了して、昇温完了信号が出力されるまで他の現像カートリッジに対する印刷準備動作は継続されたが、その、他の現像カートリッジに対する印刷準備動作の進行状況は考慮されていなかった。これを、現像ユニット４に装着された１つの現像カートリッジが、印刷準備動作が施されて印刷可能となる度に、定着ユニット９のウォーミングアップ動作が完了したかどうかを確認する構成としてもよい。

また、上記第４実施形態では、第１印刷前処理を実行する構成であるが、第１印刷前処理の替わりに第２印刷前処理を実行しても構わない。さらに、第１および第２印刷前処理を実行する替わりに判定機能１１０を具備する構成としてももちろんよい。

また、上記実施形態では、中間転写ベルト７１を介して、感光体２２上のトナー像を記録紙に転写しているが、中間転写ベルト７１を介さずに、感光体２２上からシートＳへ直接トナー像を転写する構成としても構わない。

また、上記実施形態では、特定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、特定色はこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、複数の現像カートリッジを現像ユニット４に装着したロータリー現像方式を採用しているため、現像ユニット４の回転移動に伴って各現像カートリッジに貯留されたトナーがカートリッジ内で撹拌されてトナーの均一化が可能となっている。そこで、印刷準備動作として、現像ユニット４の回転動作によるトナー撹拌を実行するようにしてもよい。また、従来より現像カートリッジ内にアジテータやオーガ棒などの部材を配置し、現像カートリッジ内のトナーを撹拌したり、該トナーを現像ローラ側に積極的に供給する技術が採用されることがある。そこで、アジテータやオーガ棒などの部材を装備している装置では、該部材によるトナー撹拌やトナー供給などの動作を印刷準備動作として実行するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、現像カートリッジに収容されたトナーを使い切る構成を採用しているが、必要に応じてトナーを補充する補充タイプの現像カートリッジを採用した装置では、印刷準備動作としてトナー補充動作をさらに実行するようにしてもよい。

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も本発明を適用することができる。

また、現像カートリッジに対して実行される印刷準備動作としては、装置の構成や動作状況などに応じて、上記した種々の印刷準備動作のうち、適切なものを用いることができる。

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。

この発明にかかる画像形成装置の構成を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 電源投入時の定着ユニットの温度情報と現像カートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係を示す図。 スリープモードからの復帰時の定着ユニットの温度情報と現像カートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係を示す図。 スリープモードからの復帰時の定着ユニットの温度情報と現像カートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係を示す図。 現像カートリッジ交換時の定着ユニットの温度情報と現像カートリッジに対する印刷準備動作の実行状態との関係を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態における動作を示す図。 定着ユニットのウォーミングアップ動作を示す図。 印刷準備処理を示す図。 図９の印刷準備処理における撹拌処理を示すフローチャート。 図９の印刷準備処理におけるパッチ処理を示すフローチャート。 図１０の印刷準備処理における印刷準備動作の進行状況を示す図。 第１実施形態における第１印刷前処理を示す図。 本発明の第２実施形態における第２印刷前処理を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態における動作を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態における動作を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の第５実施形態における動作を示す図。

符号の説明

４…現像ユニット、 ４Ｋa〜４Ｋd...現像カートリッジ、 ７…転写ユニット、 １０…エンジンコントローラ（制御手段）、 ２２…感光体（潜像担持体）、Ｓ…シート（記録材）、Ｔr…定着温度

Claims (1)

1. 静電潜像を担持可能な潜像担持体と、
   特定色のトナーを有する複数の現像カートリッジが着脱自在に設けられ、装着された前記現像カートリッジ内のトナーを用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像する印刷動作を実行してトナー像を形成する現像ユニットと、
   記録材上に転写された前記トナー像を所定の定着温度で前記記録材に定着させる定着ユニットと、
   前記印刷動作の実行前に前記印刷動作に用いる前記現像カートリッジに対して行う印刷準備動作が完了し、しかも前記定着ユニットを前記定着温度まで昇温するウォーミングアップ動作が完了した状態で、前記印刷動作を実行する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記定着ユニットが前記所定の定着温度に達していることの温度情報と、前記現像ユニットに装着された前記複数の現像カートリッジのうちの少なくとも１つ以上に対して前記印刷準備動作が施されて前記現像カートリッジが印刷可能となっている実行状態とに基づき、前記印刷動作の実行を許可する画像形成装置であって、
   開状態となっていた前記画像形成装置のカバーが閉じられた時に、前記印刷動作の実行の指令が出力された際、
   前記定着ユニットの前記温度情報および前記現像ユニットに装着された前記複数の現像カートリッジに対する前記印刷準備動作の実行状態を確認した後、
   前記複数の現像カートリッジの１について前記印刷準備動作が完了した状態であり、前記定着ユニットの温度が前記定着温度に達していなかった場合、前記印刷動作の実行を許可しないとともに、
   前記定着ユニットの前記温度情報により、前記ウォーミングアップ動作が完了するまでに、前記複数の現像カートリッジについて、順次、前記印刷準備動作を施すことによって印刷可能とすることができる前記現像カートリッジの本数を予測した後、
   前記複数の現像カートリッジのうちの前記印刷準備動作が施されて印刷可能となっていない前記現像カートリッジから、前記予測した本数だけ前記印刷準備動作を施すべき前記現像カートリッジを選択し、該選択した前記現像カートリッジだけ前記印刷準備動作を施すこと、
   を特徴とする画像形成装置。

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