JP6624866B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像を形成するための複数のステーションを有する画像形成装置における画質向上の技術に関する。

従来、画像を形成するための複数のステーションを有する画像形成装置が知られている。例えば、フルカラー画像を形成する画像形成装置では一般に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色の現像剤（トナー）によって現像される各色の画像を重ね合わせてシート（記録材）上に形成する。それによりフルカラー画像が形成される。ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の現像剤は、それぞれ独立した現像剤容器に収納される。電子写真方式のフルカラータンデム式画像形成装置の場合、現像に必要なトナー容器、現像器、感光体をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに独立に備える。ここで、各色に対応するトナー容器及び現像器（感光体を含めてもよい）を一組としてステーションと呼ぶ。

画像形成装置においては、フルカラー出力が必要とされる場合もあれば、モノクロ出力でより多くの連続印刷可能枚数が得られることが望まれる場合もある。後者を実現するために、フルカラー画像形成装置の基本構成を流用し、モノクロ画像形成の連続印刷可能枚数を多くした技術が存在する。例えば、図９に例示するように、この技術では、複数のトナー容器にＫ（ブラック）のトナーを収容し、同色のステーションを複数持つモノクロ画像形成装置として動作させる。

具体的には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーション１２４ｙ、ｍ、ｃ、ｋには、通常のカラー画像形成を行う場合には、４つのトナー容器には各色のトナー（ｙ、ｍ、ｃ、ｋで示す）が収容される。一方、ブラック単色用の４つのステーションを有する画像形成装置として使用する場合には、各ステーション１２４ｙ、ｍ、ｃのトナー容器にもブラックのトナー（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３で示す）が収容される。そして、あるステーションを選択的に使用して画像形成を行っている途中でトナー容器中のトナーが無くなった場合は、画像形成に用いるステーションをトナーが入っている別のステーションに切り換えて画像形成を継続する。これにより、同色の画像形成においては、トナーが無くなったステーションにトナーを補給する作業を行うことなく画像形成動作を続けることができる。この技術には、ダウンタイムの削減、及び連続印刷可能枚数増加という利点がある。

特開２００２−３５１１９０号公報

しかしながら、個々のステーションは様々な固有の特性値を持っているため、特許文献１のように、トナーが無くなった際に、用いるステーションを次のステーションへと切り替えた場合、切り替え前後のページで濃度変化等の画質変化が生じ得る。その変化の程度によっては画質の違いとして目立ってしまう恐れがある。例えば、ステーション毎の、トナーの静電気的状態（Ｔ／Ｄ比）や現像器と感光体とのギャップの違いによって、用いるステーションを切り替えた直後に画像濃度が変化し、切り替え前後のページ間での画質の違いが目立ってしまう恐れがある。

なお、特許文献１には、複数のステーションを使用した単色の画像形成についても記載されている。この場合、ステーションの単独動作と複数動作との切り替わり前後においても画質の変化が生じ得る。

本発明の目的は、ステーションの単独動作と複数動作との切り替わり前後における画質変化を抑制することにある。

上記目的を達成するために本発明は、同一色の画像を形成するための複数のステーションを有する画像形成装置であって、画像形成モードとして、前記複数のステーションのうち単一のステーションが動作して単色の画像をシートに形成する単一モードと、前記複数のステーションのうち２以上のステーションでそれぞれ形成された画像をシートに重ね合わせる複数モードと、を選択的に設定し、設定した画像形成モードで画像形成動作を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記複数モードで画像形成動作を制御する場合に、前記２以上のステーションの各々に画像濃度を分担させるよう制御することを特徴とする。

本発明によれば、ステーションの単独動作と複数動作との切り替わり前後における画質変化を抑制することができる。

画像形成装置の断面図である。 画像形成装置の制御機構を示すブロック図である。 現像ステーション自動切り替え制御における動作の概要を示すタイムチャートである。 複数モード時のレーザ光量設定値と分担率との関係（図（ｂ））及び分担率の推移（図（ａ））、使い切りモード時の分担率の推移（図（ｃ））を示す図である。 使い切りモード時の動作の概要を示すタイムチャートである。 単色画像に関する画像形成処理を示すフローチャートである。 図６の続きのフローチャートである。 使い切りモード移行時に表示される確認メッセージの例を示す図である。 カラー画像形成装置を、同色のステーションを複数持つモノクロ画像形成装置として動作させる様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。この画像形成装置１００は、電子写真方式のフルカラータンデム式の画像形成装置である。画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像を形成するための４つの現像ステーション１２５（１２５ｙ、１２５ｍ、１２５ｃ、１２５ｋ）を有する。

各現像ステーション１２５（以下、ステーション１２５と略記する）は、プロセスユニット１０１（１０１ｙ、１０１ｍ、１０１ｃ、１０１ｋ）、レーザ露光装置１０４（１０４ｙ、１０４ｍ、１０４ｃ、１０４ｋ）を有する。各ステーション１２５はさらに、トナー容器１０６（１０６ｙ、１０６ｍ、１０６ｃ、１０６ｋ）を有する。各プロセスユニット１０１は、現像器１０５（１０５ｙ、１０５ｍ、１０５ｃ、１０５ｋ）、感光ドラム１０２（１０２ｙ、１０２ｍ、１０２ｃ、１０２ｋ）、クリーナ１０３（１０３ｙ、１０３ｍ、１０３ｃ、１０３ｋ）を有する。各トナー容器１０６には、各ステーション１２５に対応する色のトナーが格納されている。各トナー容器１０６にはまた、不揮発性メモリであるトナー残量記憶部１２１（１２１ｙ、１２１ｍ、１２１ｃ、１２１ｋ）が備えられている（図２参照）。中間転写ベルト１０８を挟んで各感光ドラム１０２の反対側には一次転写ローラ１０７（１０７ｙ、１０７ｍ、１０７ｃ、１０７ｋ）が配置される。

各ステーション１２５で形成されたトナー像は中間転写ベルト１０８に重ね合わされて一次転写される。中間転写ベルト１０８上で重ね合わされたトナー像は搬送され、駆動ローラ１２２と二次転写ローラ１１０が当接するニップ上において、レジストローラ１１５によって同期されたシート（用紙）上に転写される。

本実施の形態では、画像形成装置１００を白黒の画像形成装置として使用する態様を例示する。具体的には、トナー容器１０６ｋだけでなくトナー容器１０６ｙ、１０６ｍ、１０６ｃにもブラック（Ｋ）のトナーを格納し、カラー画像形成の場合と同じような要領で、単色（黒色）のトナー像を中間転写ベルト１０８に重ね合わせる。そして中間転写ベルト１０８のトナー像をシートに転写する。従って、各ステーション１２５は同一色の画像を形成するための複数のステーションとなる。なお、搬送されるシートと各ステーション１２５との位置関係はカラー画像形成の場合と変わらないので、画像同期のタイミングは上述した通りである。

図２は、画像形成装置１００の制御機構を示すブロック図である。制御基板６００は、画像形成装置１００の基本制御を行うＣＰＵ６０４、制御プログラムのワークエリアとして機能するＲＡＭ６０２、制御プログラムが格納されるＲＯＭ６０１を有する。画像形成部６０８には、各４つのステーション１２５及び一次転写ローラ１０７が該当する。操作部６０３は、キー入力の受け付けと制御情報の表示が可能なタッチパネルである。ＣＰＵ６０４は操作部６０３からプリントを指示されると、ＲＯＭ６０１に格納されたプログラムに従って、画像形成部６０８、モータ６０９〜６１２及び離間モータ６１３を制御する。モータ６１２は感光ドラム１０２ｋと現像器１０５ｋを駆動するモータである。モータ６０９、６１０、６１１はそれぞれ、モータ６１２と同様に感光ドラム１０２ｙ、１０２ｍ、１０２ｃと現像器１０５ｙ、１０５ｍ、１０５ｃを駆動するモータである。離間モータ６１３は中間転写ベルト１０８と各プロセスユニット１０１間の当接を制御するモータである。

画像データ管理部７００は、画像形成を行う画像データが格納されている画像データ記憶部７０１と、画像データに関する演算や操作を行う画像データ処理部７０２とを有する。画像データ記憶部７０１は、データバス７０３によってレーザ露光装置１０４と接続され、画像形成動作時にはデータバス７０３を介して画像データをレーザ露光装置１０４に送ることで所望の画像が得られる。画像データ処理部７０２は、ＣＰＵ６０４と通信インターフェース７０４を介して接続されている。

トナー残量記憶部１２１は、対応するトナー容器１０６内に収容されているトナーの重量の情報をトナー残量として保持している。その仕組みは次のようになっている。まず、画像形成装置１００の工場出荷時に、トナー容器１０６内に収容されるトナーの重量をトナー残量記憶部１２１に初期値として記憶させる。画像形成動作中、現像動作に同期して、画像データ管理部７００からＣＰＵ６０４で実行される制御プログラムに、動作しているステーション１２５における消費トナー量が通知される。この通知に応じて、制御プログラムは対応するトナー残量記憶部１２１からトナー残量を読み出し、消費トナー量分だけ減じた値をそのトナー残量記憶部１２１に上書きする。これにより、画像形成動作に応じてトナー残量が更新される。ＣＰＵ６０４は必要に応じ、ＩＯインターフェース６０５を介してトナー残量記憶部１２１にアクセスし、トナー残量を取得することができる。従って、ＣＰＵ６０４によるトナー残量検出は、各トナー容器１０６内のトナー残量記憶部１２１からトナー残量を読み出すことで実現される。

次に、図１及び図２を参照して、画像形成装置１００を白黒機として使用する場合の画像形成動作について説明する。４つのステーション１２５のうち、代表してステーション１２５ｋに関する基本的な画像形成動作を説明する。

画像形成開始信号が発せられると、離間モータ６１３が駆動され、中間転写ベルト１０８がプロセスユニット１０１ｋに当接し、所定のプロセススピードで回転駆動される感光ドラム１０２ｋは負極性に帯電される。そして、レーザ露光装置１０４ｋは、画像データ管理部７００からデータバス７０３を介して入力される画像信号に応じたレーザ光を照射し、感光ドラム１０２ｋ上に静電潜像を形成する。

そして、感光ドラム１０２ｋ上に形成された静電潜像に、感光ドラム１０２ｋの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像器１０５ｋにより、黒トナーが付着してトナー像として可視像化される。一次転写においては、一次転写ローラ１０７ｋに一次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加される。その際、一次転写ローラ１０７ｋが中間転写ベルト１０８を介して感光ドラム１０２ｋに対して圧接された状態で、感光ドラム１０２ｋ上のトナー像が、駆動されている中間転写ベルト１０８に一次転写される。

中間転写ベルト１０８上のトナー像は、図１に示す駆動ローラ１２２と二次転写ローラ１１０と間の二次転写部に搬送される。このトナー像の先端が二次転写部に移動するタイミングに合わせて、給送カセット１１３によって給送される用紙が、略垂直に形成された搬送パスを通り、レジストローラ１１５により二次転写部に搬送される。二次転写部に搬送された用紙に、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１１０により、トナー像が一括して二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト１０８上に残留した残留トナーは、転写クリーニング装置１１１で掻き落とされ、回収トナーとして搬送・回収される。

トナー像が形成された記録媒体は、二次転写部より下流に位置する定着装置１１７に搬送され、定着ローラ１１８と加圧ローラ１１９との間の定着ニップ部でトナー像が加熱、加圧されて用紙の表面に熱定着されて、一連の画像形成動作を終了する。

その他のプロセスユニット１０１（１０１ｙ，１０１ｍ，１０１ｃ）については、中間転写ベルト１０８がプロセスユニット１０１ｙ、１０１ｍ、１０１ｃに当接してから、プロセスユニット１０１ｋについて上述したのと同様に画像形成動作が行われる。

次に、画像形成モードを説明する。本実施の形態において、画像形成モードには、単一のステーション１２５が動作して単色の画像をシートに形成する「単一モード」と、２以上のステーション１２５が並行して動作して同色の画像を重ね合わせてシートに形成する「複数モード」がある。「複数モード」には、所定のモードとして「使い切りモード」が含まれる。ここでいう単色や同色はブラックを意味するが、他の色であってもよい。ＣＰＵ６０４は、画像形成モードを選択的に切り替えて画像形成動作を制御する制御手段として機能する。後述する画像形成処理（図６、図７）においては、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理が単一モードに相当する。また、ステップＳ１１５〜Ｓ１１９の処理が複数モードのうち使い切りモードでないモードに相当し、ステップＳ１２４〜Ｓ１２９の処理が使い切りモードに相当する。

図３は、現像ステーション自動切り替え制御における動作の概要を示すタイムチャートである。この図３では、特に、単一モード→複数モード→単一モードと切り替わる場合を示している。

本実施の形態では、単一モードでの画像形成中に動作しているステーション１２５におけるトナー残量が基準値Ｔ１を下回ると、画像形成モードを複数モードに切り替え、順番が次であるステーション１２５との並行動作に移行する。ここで、単一モードから複数モードに切り替わるときに動作に加わるべき次のステーション１２５の順番は予め定まっており、その情報はＲＯＭ６０１等に格納されている。順番の一例として、最初のステーション１２５がステーション１２５ｙで、その後、ステーション１２５ｍ、１２５ｃ、１２５ｋの順となっている。なお、順番はこの例に限るものではなく、画像形成開始時にＣＰＵ６０４がランダムに定めてもよい。

以下、単一モードで動作する１つのステーション１２５を第１のステーションＳ１と呼称する。複数モードで動作する２つのステーション１２５のうち後から加わったステーション１２５を第２のステーションＳ２と呼称する。

図３に示した例は、プリントジョブに従って第１のステーションＳ１を使用して画像形成を開始したが、途中で第１のステーションＳ１のトナー容器１０６のトナーが少なくなったために第２のステーションＳ２へと漸次切り換えていくという状況である。すなわち、プリントジョブが投入されると、時刻ｔ０において、単一の第１のステーションＳ１を使用した単一モードで画像形成が開始される。そして時刻ｔ１で、第１のステーションＳ１のトナー容器１０６中のトナー残量Ｔｒ１が基準値Ｔ１（例えば１０ｍｇ）未満となったとする。

仮に、このまま単一モードを継続し、第１のステーションＳ１のトナーが無くなってから、使用するステーション１２５を次のステーション１２５に切り替えて単一モードで画像形成するとする。この場合、第１のステーションＳ１と次のステーション１２５との切り替え前後のページで画質の変化が目立つおそれがある。そこで、一旦、ＣＰＵ６０４は、ステーションＳ１、Ｓ２の並行動作による複数モードに切り替える。

ステーションＳ１、Ｓ２による複数モードでは、ステーションＳ１、Ｓ２によって形成されたトナー像が中間転写ベルト１０８にそれぞれ一次転写され、中間転写ベルト１０８上で重ね合わされたトナー像が二次転写ローラ１１０で用紙上に転写される。これらの動作は、ステーションＳ１、Ｓ２の画像同期のタイミングで行われる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までが複数モードによる制御期間である。時刻ｔ２以降は、それまでステーションＳ２であったステーション１２５（ステーションＳ１と呼称されることになる）を用いた単一モードによる画像形成が実施される。

ここでＣＰＵ６０４は、複数モードで画像形成動作を制御する場合に、動作するステーションＳ１、Ｓ２の各々が分担する画像濃度比率である画像濃度分担率Ｎ（Ｎ１、Ｎ２）を設定する。各々の画像濃度分担率Ｎ（以下、分担率Ｎと略記する）は、画像形成モードの切り替え時に突然切り替わるのではなく、複数モードでの制御期間中、徐々に変化するように設定される。

図４（ａ）は、複数モード動作期間における第１、第２のステーションＳ１、Ｓ２の分担率Ｎ１、Ｎ２の推移を示す図である。単一モードから複数モードに切り替わる時刻ｔ１においては、第１のステーションＳ１の分担率Ｎ１は１００％で、第２のステーションＳ２の分担率Ｎ２は０％である。その後ＣＰＵ６０４は、画像の１ページごとに、分担率Ｎ１から分担率の増減値Ｃｎ（例えば、Ｃｎは１０％の固定値）を減算すると共に、分担率Ｎ２には増減値Ｃｎを加算していく。そして、複数モードから単一モードに切り替わる時刻ｔ２においては、第１のステーションＳ１の分担率Ｎ１は０％となり、第２のステーションＳ２の分担率Ｎ２は１００％となる。このように、徐々に（段階的に）、濃度分担の比重を第１のステーションＳ１から第２のステーションＳ２へ移していく。

ここで、分担率Ｎは、各レーザ露光装置１０４（のレーザ発光部）から照射されるレーザ光量によって制御される。図４（ｂ）に、レーザ光量設定値と画像濃度分担率Ｎとの関係を示す。画像濃度分担率Ｎが大きいほどレーザ光量設定値は大きい。分担率Ｎからレーザ光量を算出するために、ＲＯＭ６０１に以下の式を格納しておく。
[数１]
レーザ光量設定値＝２５５×画像濃度分担率Ｎ

ＣＰＵ６０４は、数式１で算出したレーザ光量設定値に基づき、使用するステーション１２５のレーザ露光装置１０４内の光量設定回路（不図示）へ、レーザ光量の設定を行う。ＣＰＵ６０４は、画像データ管理部７００からデータバス７０３を介して入力される画像信号とレーザ光量設定値とに応じた光量のレーザ光をレーザ露光装置１０４から照射する。そしてＣＰＵ６０４は、対応する感光ドラム１０２上に、指定した分担率Ｎで静電潜像を形成するよう制御する。

なお、本実施の形態では、分担率Ｎをレーザ光量によって制御している。しかしこれに限られず、例えば、現像器１０５の現像バイアス印加電圧によって制御してもよい。また、分担率Ｎを設定するために数式１を用いたが、分担率Ｎ１と分担率Ｎ２との合計がほぼ１００％となるようにすればよく、演算式でなくテーブル等を用いてもよい。また、４つのステーション１２５の全てが、単色画像形成のために単一モードや複数モードで動作する対象となり得るとしたが、対象となり得るステーション１２５は２つまたは３つであってもよく、その組み合わせは問わない。

図５は、現像ステーション自動切り替え制御における使い切りモード時の動作の概要を示すタイムチャートである。使い切りモードは、複数のステーション１２５のうちトナー残量が限界値Ｔ０を下回っていない２以上のステーション１２５が並行して動作して同色の画像を重ね合わせてシートに形成するモードである。本実施の形態では、４つ全てのステーション１２５のトナー残量Ｔｒがいずれも基準値Ｔ１未満である場合に、トナー無しでないステーション１２５を並行して動作させる。使い切りモード実施中は、各ステーション１２５はトナーが無くなるまで動作し、トナーを極力最後まで使い切る。

図５に示した例は、４つ全てのステーション１２５のトナー残量Ｔｒがいずれも基準値Ｔ１未満であり、且つ、２つのステーション（第１のステーションＳ１と第２のステーションＳ２とする）だけがトナー無しになっていない状況を想定したものである。ここで、トナー無しの判定閾値は限界値Ｔ０（例えば１ｍｇ）とし、トナー残量が限界値Ｔ０未満となるとトナー無しとされる。なお、限界値Ｔ０の値は基準値Ｔ１より小さく且つ、０または０に近い値であればよく、１ｍｇに限定されない。ステーションＳ１、Ｓ２のトナー容器１０６のトナー残量をそれぞれＴｒ１、Ｔｒ２とする。

仮に、第１のステーションＳ１による単一モードで画像形成を継続したとすると、トナーをＴｒ１分消費した時点で第１のステーションＳ１がトナー無しとなり、第２のステーションＳ２へいきなり切り替える必要がある。その後、第２のステーションＳ２による単一モードで画像形成を継続し、トナーをＴｒ２分消費した時点で第２のステーションＳ２がトナー無しとなり、画像形成が停止される。このような制御においては、並行動作を経ないステーション切り替えが一度発生するため、切り替え前後のページ間で画質変化が生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、使い切りモードにより、ステーションＳ１、Ｓ２を並行して動作させ、その際、分担率Ｎをそれぞれのトナー残量Ｔｒに応じて設定することで、トナー無しとなるタイミングを極力一致させる。これにより、ほぼＴｒ１＋Ｔｒ２分のトナーを消費するまでの間、画像形成を継続できるので、同色の画像形成継続期間を長くすることができる。しかもその間、ステーション切り替えが発生しないので、画質の変化を抑制することができる。

使い切りモードでは、次の数式２によって、動作するステーション１２５の分担率Ｎが算出される。トナー残量Ｔｒが限界値Ｔ０以上であるステーション１２５に対して、予め定めた優先順位に従って順番が決められる。それらのうちｉ番目のステーション１２５の分担率、トナー残量Ｔｒを、それぞれＮｉ、Ｔｒｉと記す。
[数２]
Ｎｉ＝Ｔｒｉ／ΣＴｒｉ

従って、トナー残量Ｔｒｉが多いステーション１２５ほど、分担率Ｎｉは大きい値となる。図５に示す例では、Ｔｒ２＜Ｔｒ１であるとする。この場合、ステーションＳ１、Ｓ２の各分担率Ｎ１、Ｎ２の大小関係は、Ｎ１＞Ｎ２となる。２つのステーションＳ１、Ｓ２による使い切りモードにおいては、ステーションＳ１、Ｓ２のいずれかでトナー無しとならない限り、図４（ｃ）に示すように、一定の分担率のまま画像形成が継続される。

ところで、図５では、トナー残量Ｔｒが基準値Ｔ１未満で且つ限界値Ｔ０であるステーション１２５が２つの場合を例示した。しかし、そのようなステーション１２５が３つ、４つであれば、それぞれ、図５の最上段に示した直線は３本、４本となり、分担率Ｎも３つ、４つ算出される。

図６及び図７は、単色画像に関する画像形成処理を示すフローチャートである。この処理は、プリントジョブの投入により開始され、ＣＰＵ６０４により実行される。まず、ステップＳ１０１で、ＣＰＵ６０４は、第１のステーションＳ１を示す番号Ｓ１に１を代入する。ここで、番号Ｓ１や番号Ｓ２に代入される数値は、上述のように予め定まっており、ステーション１２５ｙ、１２５ｍ、１２５ｃ、１２５ｋにそれぞれ、１、２、３、４の番号が対応している。従って、Ｓ１＝１であることは第１のステーションＳ１がステーション１２５ｙであることを意味する。Ｓ１＝２であることは第１のステーションＳ１がステーション１２５ｍであることを意味する。同様に、Ｓ２＝２であることは第２のステーションＳ２がステーション１２５ｍであることを意味する。

次に、ステップＳ１０２で、ＣＰＵ６０４は、第１のステーションＳ１のトナー容器１０６内のトナー残量Ｔｒ１を、トナー残量記憶部１２１から読み出すことで検出する。次に、ステップＳ１０３で、ＣＰＵ６０４は、トナー残量Ｔｒ１と基準値Ｔ１とを比較し、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立するか否かを判別し、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立する場合は処理をステップＳ１０４へ進める。

ステップＳ１０４では、ＣＰＵ６０４は、画像形成モードを、第１のステーションＳ１を用いた単一モードに設定し、ステップＳ１０５で、第１のステーションＳ１を使用して画像形成動作を行う。次に、ＣＰＵ６０４は、印刷完了したか、すなわちプリントジョブの処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。その判別の結果、ＣＰＵ６０４は、プリントジョブの処理が完了した場合は図６、図７の処理を終了させる一方、処理が完了していない場合は、第１のステーションＳ１のトナー残量Ｔｒ１を検出する（ステップＳ１０７）。

次に、ステップＳ１０８で、ＣＰＵ６０４は、トナー残量Ｔｒ１と基準値Ｔ１とを比較し、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立するか否かを判別する。その判別の結果、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立する場合は処理をステップＳ１０５に戻って第１のステーションＳ１による画像形成を継続する。一方、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立しない場合は、第１のステーションＳ１のトナー残量Ｔｒ１が少なくなったので、ＣＰＵ６０４は、第２のステーションＳ２を設定するべく、第２のステーションＳ２を示す番号Ｓ２にＳ１＋１を代入する（ステップＳ１０９）。

次に、ＣＰＵ６０４は、Ｓ２＞４が成立するか否かを判別する（ステップＳ１１０）。その判別の結果、Ｓ２＞４が成立する場合は、第２のステーションＳ２として設定し得るステーション１２５が存在しないので、ＣＰＵ６０４は画像形成を中止し（ステップＳ１１１）、図６、図７の処理を終了させる。一方、Ｓ２＞４が成立しない場合は、ＣＰＵ６０４は、第２のステーションＳ２のトナー容器１０６内のトナー残量Ｔｒ２を、トナー残量記憶部１２１から読み出すことで検出する（ステップＳ１１３）。次にＣＰＵ６０４は、トナー残量Ｔｒ２と基準値Ｔ２とを比較し、Ｔｒ２≧Ｔ２が成立するか否かを判別する（ステップＳ１１４）。

ここで、基準値Ｔ２は予め定めたトナー量であり、ステーション切り替え時の条件として、切り替え先のステーション１２５が有しているべき必要トナー残量である、基準値Ｔ２の値は基準値Ｔ１より大きい値で、例えば２０ｍｇとされる。これは、ステーション切り替えの後、更に次のステーション切り替えが必要になることを考慮し、Ｔ１値より十分に大きい値（約２倍）に設定したものである。なお、基準値Ｔ２と基準値Ｔ１とを同一の値としてもよい。

ステップＳ１１４の判別の結果、Ｔｒ２≧Ｔ２が成立しない場合は、第２のステーションＳ２はトナー残量Ｔｒ２があまり多くなく、複数モードに用いるのに適さない。そこでＣＰＵ６０４は、第２のステーションＳ２を設定し直すべく、第２のステーションＳ２を示す番号Ｓ２にＳ２＋１を代入し（ステップＳ１１２）、処理をステップＳ１１０に戻す。一方、Ｔｒ２≧Ｔ２が成立する場合は、現在設定されているステーションＳ１、Ｓ２を並行して用いて複数モードを実行するのが適切であるので、ＣＰＵ６０４は、処理をステップＳ１１５以降の複数モードへ移行させる。

ステップＳ１１５では、ＣＰＵ６０４は、画像形成モードを複数モードに設定し、動作する２つのステーション１２５として、第１のステーションＳ１及び第２のステーションＳ２を設定する。またＣＰＵ６０４は、第１のステーションＳ１の分担率Ｎ１を１００％、第２のステーションＳ２の分担率Ｎ２を０％にそれぞれ設定する。次に、ＣＰＵ６０４は、分担率Ｎ１から増減値Ｃｎを減算することで分担率Ｎ１を更新し（ステップＳ１１６）、Ｎ１≦０が成立するか否かを判別する（ステップＳ１１７）。

その判別の結果、Ｎ１≦０が成立しない場合は、ＣＰＵ６０４は、Ｎ２＝１００−Ｎ１で求まる値を分担率Ｎ２に設定することで分担率Ｎ２を更新すると共に、ステーションＳ１、Ｓ２を用いた複数モードによる画像形成を実行する（ステップＳ１１８）。次に、ＣＰＵ６０４は、印刷完了したか、すなわちプリントジョブの処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ１１９）。その判別の結果、ＣＰＵ６０４は、プリントジョブの処理が完了した場合は図６、図７の処理を終了させる一方、処理が完了していない場合は、処理をステップＳ１１６に戻す。ステップＳ１１６〜Ｓ１１９を繰り返すことで、分担率Ｎ１は０％に向かって段階的に減少する一方、分担率Ｎ２は１００％に向かって段階的に増加する（図４（ａ）参照）。

一方、ステップＳ１１７の判別の結果、Ｎ１≦０が成立する場合は、第１のステーションＳ１が画像濃度比率を分担しなくなる。そこでＣＰＵ６０４は、動作するステーション１２５から第１のステーションＳ１を除外するべく、処理をステップＳ１２０に進め、第１のステーションＳ１を示す番号Ｓ１に現在の番号Ｓ２を代入し、処理をステップＳ１０２に戻す。これにより、それまで第２のステーションＳ２であったものが新たな第１のステーションＳ１となる。そしてその後、ステップＳ１０５まで進めば、新たな第１のステーションＳ１を用いた単一モードによる画像形成へ移行することになる。従って、単一モード→複数モード→単一モードというモード切り替えを経ることになる。従来のように単一モードのまま単純にステーション１２５を切り替えるのに比し、複数モードを一旦経由することで、成果物の画質の変化を目立たなくすることができる。

ステップＳ１０３の判別の結果、Ｔｒ１≧Ｔ１が成立しない場合は、現在の第１のステーションＳ１を単一モードで用いるのに適さない。そこでＣＰＵ６０４は、次のステーション１２５を第１のステーションＳ１として設定するべく、番号Ｓ１にＳ１＋１を代入する（図７のステップＳ１２１）。そして、ＣＰＵ６０４は、Ｓ１＞４が成立するか否かを判別し（ステップＳ１２２）、Ｓ１＞４が成立しない場合は処理をステップＳ１０２に戻す。これにより、新たに第１のステーションＳ１として設定されたステーション１２５のトナー残量がトナー残量Ｔｒ１として検出される。

一方、Ｓ１＞４が成立する場合は、ステーション１２５の全てにおいてトナー残量Ｔｒが少なくなっている（Ｔ１未満である）ため、単一モードにおいて第１のステーションＳ１として設定し得るステーション１２５が存在しない。そこでＣＰＵ６０４は、ステップＳ１２３で、これから実行する画像形成がプリントジョブ投入後の１枚目の画像形成であるか否かを判別する（ステップＳ１２３）。その判別の結果、これから実行する画像形成がプリントジョブ投入後の１枚目の画像形成でない場合は、ジョブ処理の途中に該当する。仮にジョブ処理の途中で一律に使い切りモードに切り替えるとすると、切り替え前後で画質変化が発生する恐れがある。そこで、ＣＰＵ６０４は、図８に例示するように、確認メッセージの表示による報知を行う（ステップＳ１３１）。次にＣＰＵ６０４は、ユーザから受け付けた指示が、画像形成継続であるか否かを判別する（ステップＳ１３１）。

図８は、使い切りモード移行時に表示される確認メッセージの例を示す図である。ＣＰＵ６０４は、この確認メッセージを操作部６０３に表示させ、ユーザから、画像形成を続行することの許可を受け付ける。ユーザは、画面上で画像形成を継続するか中止するかを選択できる。これにより、ジョブ処理の途中から画質変化の可能性があることを知らせると共に、ユーザの意思に従って、ジョブ処理の途中での画質変化を回避することができる。

ステップＳ１３１の判別の結果、ＣＰＵ６０４は、受け付けた指示が画像形成継続でなく中止である場合は、図６、図７の処理を終了させる一方、受け付けた指示が画像形成継続である場合は、ステップＳ１２４以降の使い切りモードへ移行する。ステップＳ１２４では、ＣＰＵ６０４は、画像形成モードを使い切りモードへ切り替え、動作するステーション１２５として、トナー無しとなっていないステーション１２５を設定する。その際、ＣＰＵ６０４は、全てのステーション１２５のそれぞれの、既にトナー残量記憶部１２１から読み出したトナー残量Ｔｒ（Ｔｒｉ）を参照し、Ｔｒ≧Ｔ０であるステーション１２５を、トナー無しとなっていないステーション１２５であるとする。

次にＣＰＵ６０４は、動作するステーション１２５の各々の分担率Ｎｉを、上述した数式２により算出し（ステップＳ１２５）、算出した分担率Ｎｉに従って複数のステーション１２５を並行動作させて画像形成を実行する（ステップＳ１２６）。次にＣＰＵ６０４は、再度、動作している各ステーション１２５のトナー残量Ｔｒｉを検出し（ステップＳ１２７）、動作しているステーション１２５の全てのトナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２８）。その判別の結果、全てのトナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０以上である場合は、ＣＰＵ６０４は、印刷完了したか、すなわちプリントジョブの処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ１２９）。

その判別の結果、ＣＰＵ６０４は、プリントジョブの処理が完了した場合は図６、図７の処理を終了させる一方、処理が完了していない場合は、処理をステップＳ１２６に戻して画像形成を継続する。一方、ステップＳ１２８の判別の結果、動作しているステーション１２５のうち、トナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０未満であるステーション１２５が１つでも生じた場合は、画像形成を中止する（ステップＳ１１１）。従って、動作しているステーション１２５のいずれかのトナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０未満とならない限り、印刷完了まで、一定の分担率Ｎｉで画像形成が繰り返される（図４（ｃ）参照）。

なお、ステップＳ１２８の判別の結果、トナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０未満であるステーション１２５が生じた場合に、処理をステップＳ１２４に戻してもよい。このようにすれば、トナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０以上である複数のステーション１２５の新たな組み合わせによる使い切りモードの実行が可能となる。この場合、トナー残量Ｔｒｉが限界値Ｔ０以上であるステーション１２５が無くなったときに画像形成が中止されるとする。分担率Ｎｉの通りにトナーが消費されないような場合に有用である。

本実施の形態によれば、単一モードと複数モードとを備え、複数モード時には、各々設定される画像濃度分担率Ｎにて２以上のステーション１２５が動作する。これにより、ステーション１２５の単独動作と複数動作との切り替わり前後における画質変化を抑制し、目立たなくすることができる。特に、複数モード時においては、動作するステーション１２５の分担率Ｎを画像ページごとに変化させるので、画質変化の度合いを小さくすることができる。

また、単一モードで動作している第１のステーションＳ１におけるトナー残量Ｔｒ１が基準値Ｔ１を下回ると複数モードに切り替わるので、１つのステーション１２５においてトナー残量が少なくなっても画質変化を抑制しつつ画像形成を継続できる。

また、複数モード時において、第１のステーションＳ１の分担率Ｎ１が０になると、第２のステーションＳ２だけを動作させる単一モードに切り替わるので、円滑なステーション切り替えを行える。さらに、単一モードから複数モードへの切り替わりのタイミングから、複数モードから単一モードへの切り替わりのタイミングまでの間、分担率Ｎ１を減少させると共に分担率Ｎ２を増加させるので、形成される画像の濃度をほぼ一定に保つことができる。

また、ステーション１２５の全てにおけるトナー残量Ｔｒが基準値Ｔ１を下回ると、使い切りモードに切り替わるので、同色の画像形成継続期間を長くすることができる。しかも、使い切りモードにおいては、動作する各ステーション１２５のトナー残量Ｔｒｉに応じて分担率Ｎｉが設定され、トナー残量Ｔｒｉが多いほど分担率Ｎｉが高く設定される。これにより、トナー無しになるタイミングを、動作する各ステーション１２５間で極力一致させることができる。

なお、本実施の形態において、複数モード期間中におけるステーションＳ１、Ｓ２の分担率Ｎ１、Ｎ２を、増減値Ｃｎを用いて複数段階で徐々に変化させた。しかし、複数モード期間中におけるステーションＳ１、Ｓ２の分担率Ｎの変化は少なくとも１段階を経由すればよい。例えば、分担率Ｎ１、Ｎ２が１００％と０％との間を遷移する間に、１００％でも０％でもない値（例えば、５０％）を経るようにしてもよい。

なお、複数モードにおいて分担率Ｎは画像の１ページごとに変化させたが、複数ページごとに変化させてもよい。なお、複数モードにおいて動作するステーション１２５の数は２以上であればよく、３以上であってもよい。

なお、制御を簡単にする観点からは、複数モードにおいて動作する各ステーション１２５の分担率の各々は、固定値であってもよい。

なお、本実施の形態では、タンデム式の画像形成装置への適用を例示したがこれに限るものでない。例えば、特許文献１に示されるような、１体の感光ドラムに対して複数（４つ）の現像器が対応しているような構成の画像形成装置にも本発明を適用可能である。その場合のステーションは、感光ドラムを除いたものとして考えることができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１２５ 現像ステーション
６０４ ＣＰＵ
Ｎ 画像濃度分担率

Claims (11)

1. 同一色の画像を形成するための複数のステーションを有する画像形成装置であって、
   画像形成モードとして、前記複数のステーションのうち単一のステーションが動作して単色の画像をシートに形成する単一モードと、前記複数のステーションのうち２以上のステーションでそれぞれ形成された画像をシートに重ね合わせる複数モードと、を選択的に設定し、設定した画像形成モードで画像形成動作を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記複数モードで画像形成動作を制御する場合に、前記２以上のステーションの各々に画像濃度を分担させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記複数モードで画像形成動作を制御する間に、前記２以上のステーションの各々が分担する画像濃度比率である分担率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記２以上のステーションの各々の前記分担率を画像ページごとに変化させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記単一モードで動作している第１のステーションにおけるトナー残量が基準値を下回ると、画像形成モードを前記複数モードに切り替え、前記第１のステーションと前記複数のステーションのうち第２のステーションとでそれぞれ形成された画像をシートに重ね合わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記複数モードで前記第１のステーションと前記第２のステーションとでそれぞれ形成された画像をシートに重ね合わせるよう画像形成動作を制御している途中で前記第１のステーションが分担する画像濃度比率である分担率が０になると、画像形成モードを前記単一モードに切り替え、前記第２のステーションだけを動作させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記単一モードから前記複数モードへの切り替わりのタイミングから、前記複数モードから前記単一モードへの切り替わりのタイミングまでの間、前記第１のステーションの前記分担率を減少させると共に前記第２のステーションが分担する画像濃度比率である分担率を増加させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記複数モードには、前記複数のステーションのうちトナー残量が限界値を下回っていない２以上のステーションでそれぞれ形成された同色の画像をシートに重ね合わせる所定のモードがあり、
   前記制御手段は、前記複数のステーションの全てにおけるトナー残量が基準値を下回ると、画像形成モードを前記所定のモードに設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記所定のモードで画像形成動作を制御する場合に、前記複数のステーションのうちトナー残量が限界値を下回っていない前記２以上のステーションの各々のトナー残量に基づいて前記２以上のステーションの各々が分担する画像濃度比率である分担率を設定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、画像形成モードを前記所定のモードに設定するにあたって、次の画像形成がプリントジョブにおける１枚目の画像形成でない場合は、前記所定のモードに設定することを報知することを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、画像形成モードを前記所定のモードに設定することを報知した後、設定の許可をユーザから受け付けたことを条件に、画像形成モードを前記所定のモードに設定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 同一色の画像を形成するための複数のステーションを有する画像形成装置の制御方法であって、
    画像形成モードとして、前記複数のステーションのうち単一のステーションが動作して単色の画像をシートに形成する単一モードと、前記複数のステーションのうち２以上のステーションでそれぞれ形成された画像をシートに重ね合わせる複数モードと、を選択的に設定し、設定した画像形成モードで画像形成動作を制御する制御ステップと、を有し、
    前記制御ステップは、前記複数モードで画像形成動作を制御する場合に、前記２以上のステーションの各々に画像濃度を分担させるよう制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。