JP4893267B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機・プリンタなどのカラー画像形成装置に関し、特に画像安定化動作実行のタイミング制御に関する

カラー画像形成装置は、一般的に複数色のカラー現像剤とモノクロ（ブラック）現像剤を備えている。通常、プリントの際には、複数色の現像剤を組み合わせて色再現を行うため、いずれかの現像剤の残量が無くなると色再現に支障が出ることがある。
このような場合、プリント動作を一律に禁止してしまう事はユーザの利便性を損なうという観点から、従来、残量が有る他の現像剤を代用して残量が無くなった現像剤の色を再現したり、別色に切り替えることで現像剤の補給といった本格的な対応は後回しにしてプリント動作に続行させる技術が開示されている（特許文献１〜３参照）。
特開平5-270059号公報 特開平11-109704号公報 特開2000-141828号公報 特開2001-83750号公報

ところで、カラー画像形成装置においては、モノクロ印刷（ブラック印字）がユーザの使用頻度が高いという実情に鑑みて、ブラック用の現像剤や感光体ドラムが他色と比べて大型化されることで長寿命化される傾向にある。このため、いずれかのカラー現像剤が無い状態となってもモノクロ印刷のみを実行するという蓋然性が高い。
通常、一定プリント枚数毎といった所定条件の下で画像安定化動作（画像調整）を行うことで装置各部の制御変数を変更し、プリント画質を要求される一定水準以上の画質（要求画質）に保っているが、上述のようなモノクロ印刷のみを実行する場合においては、モノクロ印刷はカラー印刷ほどには画質に対する要求が厳しく無いことから、ダウンタイムの発生を伴う画像安定化動作の実施の必要性は格段に低下すると考えられる。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであって、カラー画像形成装置において、モノクロ印刷のみを実行するモードである場合に、画像安定化動作の実行タイミングを上記モードに特化させることで、許容範囲の画質を確保しつつダウンタイム発生を低減することが可能なカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

モノクロ印刷とカラー印刷とを行い、所定条件の下で画像安定化動作を実行するカラー画像形成装置であって、モノクロ印刷とカラー印刷との両方が許可される通常モードから、モノクロ印刷のみが許可される暫定救済モードへと切り替えるモード切替手段と、通常モードと、暫定救済モードのいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定手段と、暫定救済モードであるときには、画像安定化動作の実行を禁止させる画像安定化禁止手段とを備えることを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成によれば、暫定救済モードであるときには、画像安定化動作の実行が禁止されるため、通常モードと比べて、画質に対する要求が低い暫定救済モードにおいて、画像安定化動作実行に伴うダウンタイムにより生産性が低下することを防止できる。
さらに、モノクロ用の現像剤と、複数のカラー用の現像剤とを備え、前記モード切替手段は、カラー用の現像剤のいずれかの残量が所定量以下であると判定されたら、通常モードから暫定救済モードへと切り替えることを特徴とする。

さらに、暫定救済モードへの切り替え後の、印刷面数をカウントするカウンタ手段と、前記印刷面数が閾値以上であるときに、モノクロ印刷を禁止する印刷禁止手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、例えば、前記閾値をモノクロ印刷に対する一定水準の画質を下回る手前に設定することで、劣化したモノクロ印刷が出力されることを防止できる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、プリンタを例にとり説明する。
本実施の形態に係るプリンタは、（１）モノクロ印字とカラー印字との両方が許可される通常モード、（２）モノクロ印字のみが許可される暫定救済モード、の両モードを切り替える機能を有している。
＜構成＞
実施の形態に係るプリンタの構成について、図１，図２を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係るプリンタ１０の構成を示す図である。
プリンタ１０は、タンデム型デジタルカラープリンタであり、内部に転写ベルト（中間転写体）１２を備えている。
転写ベルト１２の下部には、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)用の、作像ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋがベルトに沿って配置されている。

作像ユニット２０Ｙは、感光体ドラム２２Ｙと、その周囲に配置された帯電器２４Ｙ、現像器２８Ｙ、一次転写ローラ３０Ｙ、クリーナ３２Ｙを有する。
帯電器２４Ｙは、感光体ドラム２２Ｙを帯電させる。
現像器２８Ｙは、感光体ドラム２２Ｙに形成された静電潜像を現像する。
一次転写ローラ３０Ｙは、感光体ドラム２２Ｙ表面に形成されたトナー画像を静電的に引き付けて転写ベルト１２上に一次転写する。

クリーナー３２Ｙは、一次転写後に感光体ドラム２２Ｙ表面に残留するトナーを回収してクリーニングする。
他の作像ユニット２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋも、作像ユニット２０Ｙと同様の構成である。なお、ユーザの使用頻度が高いブラック用の作像ユニット２０Ｋは、長寿命化すべく感光体ドラム２２Ｋ，現像器２８Ｋが他色と比べて大型化されている。

転写ベルト１２は、両端のローラ１４，１６により支持されている。
ローラ１４で支持された部分と対向する位置には、二次転写ローラ３４が配置されている。この二次転写ローラ３４は、図示しない圧接離間モータにより転写ベルト１２と接触する位置（圧接位置）と、非接触となる位置（離間位置）との間で移動可能となっている。

転写ベルト１２上に形成されたトナー画像は、転写領域３６において、圧接位置へ移動された二次転写ローラに印加された高圧のプラス転写電圧により、用紙Ｓに静電的に二次転写される。
これに対して、転写ベルト１２のローラ１６で支持された部分には、クリーナブレード３が圧接されている。このクリーナブレード３は、二次転写後に転写ベルト上に残留するトナーを掻き取って廃トナーボックス４内に回収する。

プリンタ１０下部には、給紙カセット４２が着脱可能に配置されている。
給紙カセット４２内に積載収容された用紙Ｓは、給紙ローラ４４の回転により１枚ずつ搬送路４６に送り出されることとなる。
この搬送路４６は、給紙カセット４２からタイミングローラ対４８のニップ部、二次転写領域３６、定着ユニット５０を通って排紙トレイ１１まで延びている。

画像安定化動作（画像調整）時には、外部コントローラ７２（図２参照）で準備された基準パターンを感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ上にトナー画像として形成し、このトナー画像を転写ベルト１２上に一次転写する。そして、転写ベルト１２上に形成されたトナー画像の濃度等を図示しないＩＤＣセンサ（イメージデンシティセンサ）にて読み取り、予め設定された目標基準値との差分から調整量が決定される。

画像安定化の種類としては、（１）適切な帯電及び現像出力電圧を決定する最大濃度制御、（２）各色の位相ズレ量を検出して補正するレジスト制御、（３）露光データと印字濃度カーブを補正するγ制御などがあり、各々に対して基準パターンが外部コントローラ７２に準備されている。
図２は、プリンタ１０の機能ブロック図である。

プリンタ１０は、プリンタ制御部７０と外部コントローラ７２とを有する。
プリンタ制御部７０は、内部に格納された制御プログラムを実行するＣＰＵ７１により制御されており、外部コントローラ７２とは通信データライン７４と画像データライン７６とを介して接続されている。
通信データライン７４上には、プリンタ制御部７０から送信される処理要求やステータス情報（例えば、感光体ドラムの寿命状態、現像器の残量状態、画像調整要求）、外部コントローラ７２から送信される処理要求（例えば、印字要求）などが流れる。

画像データライン７６は、外部コントローラ７２からプリンタ制御部７０へ画像データを送信するためのラインである。流れる画像データとしては、スキャナで読み取られた画像データや、前述した画像調整時に準備される基準パターン用の画像データなどが挙げられる。
プリンタ制御部７０は、温湿度センサ７８、ＩＤＣセンサ８０、現像剤残量センサ８８のセンサ入力系と、帯電グリッド高圧電源８２、現像バイアス高圧電源８４、レーザーダイオード８６などの印刷するためのメカ機構系と、バックアップメモリ９０とを有する。
＜動作＞
図３は、プリンタ制御部７０と外部コントローラ７２が実行するメインルーチンとしての全体動作を示すフローチャートである。

電源が投入されると、まず各種の初期設定処理を行う（S11）。この初期設定処理ではＣＰＵの初期設定、メモリ、Ｉ／Ｏ等の初期化と初期設定等を行う。
次に、外部コントローラ７２において、暫定救済モードへの移行判断処理（S13）の後、スキャナやＰＣから印字に関する要求を受信した時に、プリンタ制御部７０に対して印字要求を送信する印字処理（S14）が実行される。

続いて、プリンタ制御部７０において、画像安定化要求監視処理（S15）が実行される。
そして、ＩＯ入出力処理やプリンタ制御部７０、ＰＣとの通信データの送受信処理を含む、その他の処理（S16）が実行される。
これらステップＳ１３〜Ｓ１６の処理は、ルーチンタイマ(S12,S17)に従って所定周期毎に実行される。

図４は、外部コントローラ７２が実行する暫定救済モード移行判断処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
図５は、プリンタ制御部７０と外部コントローラ７２との間における印字要求とモード状態に関するシーケンス図である。
ブラック用の現像剤が無いか、ブラック用の感光体ドラム２２Ｋが寿命に至ったと判断すると(S21:Yes)、カラー印字とブラック印字の両方を禁止する（S26）。

この判断は、プリンタ制御部７０から送信される上記ステータス情報に含まれる現像剤残量と感光体状態に関する情報に基づいて行われる。
寿命に至っておらず(S21:No)、いずれかの色のカラー用の現像剤が無い（残量が所定量以下）か、いずれかの色のカラー用の感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃが寿命に至ったかどうかの判断を行う(S22)。本実施の形態では、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の内、いずれかの色に関して支障が有れば正常な色再現の続行が困難であるため、カラー印字を禁止する方向に移行させる。

続いてステップＳ２３においてはモード状態を判断し（S23）、暫定救済モード状態であるならば（S23:Yes）、カラー印字を禁止し、ブラック印字の許可を設定する（S27）。
暫定救済モード状態でなく通常モード状態であるならば（S23:No）、暫定救済モードへの移行確認画面を表示する。
具体的には、図６に示すように、表示画面９２と操作キー部９４を有する操作パネル９０において、表示画面９２に、トナーカートリッジ等の交換を促すメッセージと、暫定救済モードへの移行を許容するか否かのメッセージを表示する。このようにユーザに対して暫定救済モードへの移行を確認させることで、通常モードへの早期復帰のための作業と、モード移行後の画質に対する寛大さを期待することができる。

「継続操作」キー９３の押下が有れば、暫定救済モードへの移行要求が有ったと判断し（S24:Yes）、暫定救済モード状態に設定する暫定救済モードへの移行情報の送信（S25）後、ステップＳ２７に移行する。
一方、プリンタ制御部７０から送信される上記ステータス情報に含まれる現像剤残量と感光体状態に関する情報が正常であるならば(S22:No)、モード状態を判断し(S28)、暫定救済モード状態ならば（S28:Yes）、暫定救済モードを解除して通常モードへの復帰を示す解除情報を送信し、枚数カウンタをクリアしてバックアップする（S29）、その後、カラー印字とブラック印字との両方を許可を設定する。

この枚数カウンタは暫定救済モードにおいてもある程度の画質を保証するため、ブラック印字可能枚数を制限するためのブラック印字専用カウンタである。次に述べる印字処理において利用される。
図７は、印字処理の内、特に暫定救済モード下で使用される枚数カウンタに関する処理内容を示すフローチャートである。

印字要求があれば(S31:Yes)、ブラック／カラーの禁止の状態及び印字要求(S32〜S36)に従って処理がなされる。
暫定救済モード状態下において、ブラック印字要求を送信したときには(S34,S37:Yes)、枚数カウンタをインクリメントしてバックアップする（S38）。
枚数カウンタのカウント値が、閾値（１０００枚）以上であれば（S39:Yes）、ブラック印字を禁止する(S40)。

なお、本実施の形態における枚数カウンタは、より正確には用紙枚数ではなく印字する面数（プリント面数）を計数しており、プリンタが両面印刷機能を備える場合には、１枚の用紙を両面印刷すると枚数カウンタは２面増やされることとなる。
図８は、プリンタ制御部７０が実行する画像安定化要求の監視処理を示すフローチャートである。

温湿度などに、前回の画像安定化時と比べた変化があれば（S41:Yes）、ロング安定化要求フラグをＯＮにする（S42）。なお、ロング安定化は後述するショート安定化と比べると調整項目が多く時間を要する安定化となっている。
環境変化が無く（S41:No）、印字要求があれば（S47:Yes）、画像安定化カウンタに印字する面数に関する所定値を加算してバックアップし（S48）、ステップS49の安定化起動判断のサブルーチンに移行する。

図９は、安定化起動判断を示すフローチャートである。
ショート安定化要求のフラグをＯＮにする（S57）起動要因としては、（１）要求される画質が大幅に厳しくなるブラック印字を行う暫定救済モードからカラー印字を行う通常モードへの切替時(S51:Yes,S52:Yes)、（２）次のジョブに備えるジョブの最終時(S52:No,S53:Yes)、（３）画像安定化により色合い等が変化してもユーザに違和感を与えにくいタイミングである部の区切り(S53:No,S54:Yes,S55:Yes)、（４）画質を維持できる限界値である２０００面数(S54:No,S56:Yes)である。

なお、プリント面数の判断は、上述の画像安定化カウンタに基づいてなされる。
図８に戻って、ショートまたはロングの安定化要求フラグがＯＮであって(S43:Yes)、暫定救済モード中でないならば(S44:No)、画像安定化要求を外部コントローラ７２に送信し(S45)、画像安定化カウンタを初期化してバックアップする(S47)。
その後、画像安定化要求を受信した外部コントローラ７２により、画像安定化用に準備された基準パターンの画像データがプリンタ制御部７０へと送信される。そして、プリンタ制御部７０によりこの基準パターン等を利用した各種画像安定化が実行されることとなる。

一方、暫定救済モードならば（S44:Yes）、画像安定化要求送信を行わずに、サブルーチンを終了する。
このように、本実施の形態においては、暫定救済モード下においては、画像安定化を実行しない（画像安定化の実行を禁止する）構成であるため、実行に伴うダウンタイム発生、生産性の低下を防止することができる。
＜補足＞
（１）実施の形態においては詳述しなかったが、本実施の形態では枚数カウンタの閾値を１０００枚としている。

これは、暫定救済モードへの移行時にはユーザに対して移行確認画面（図６参照）を表示しJOBが一旦途切れるため、移行時に画像安定化カウンタが５００面数以上であるならば画像安定化動作が実行されてカウンタリセットされて０面に戻る。
このため、暫定救済モード移行時には、画像安定化カウンタは０面から５００面の間である。

また、前回の画像安定化動作から２０００面数以内であるならば画質を保証できること(図９:S56)、暫定救済モードにおいてはブラック印字であるため、カラー印字の場合の重み付け（例えば、カラーは２倍の重み付けをするなど）を考慮しなくてもよいことなどを勘案して１０００枚と設定している。
（２）本発明に係る画像形成装置は、画像安定化制御方法として適用でき、さらに、この方法をコンピュータにより実現するプログラムに適用することもできる。そのプログラムとしては、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD、CD-ROM、CD-R、MO、PDなどの光記録媒体、Smart Media（登録商標）などのフラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

また、上記プログラムは、上記に説明した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム（OS）に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに所定の処理を専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。

本発明に係る画像形成装置によれば、暫定救済モード状態下においては、画像安定化動作を実行しないため、実行に伴う電力消費、現像剤消費などが抑制でき、ダウンタイム発生も防止することができる。

本実施の形態に係るプリンタ１０の構成を示す図である。 プリンタ１０の機能ブロック図である。 プリンタ制御部７０と外部コントローラ７２が実行するメインルーチンとしての全体動作を示すフローチャートである。 暫定救済モード移行判断処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 プリンタ制御部７０と外部コントローラ７２との間における印字要求とモード状態に関するシーケンス図である。 暫定救済モードへの移行確認の表示画面９２を含む操作パネル９０を示す図である。 印字処理の内、特に暫定救済モード下で使用される枚数カウンタに関する処理内容を示すフローチャートである。 プリンタ制御部７０が実行する画像安定化要求の監視処理を示すフローチャートである。 安定化起動判断を示すフローチャートである。

符号の説明

７０ プリンタ制御部
７１ プリンタ制御部のＣＰＵ
７２ 外部コントローラ
７４ 通信データライン
７６ 画像データライン

Claims (3)

1. モノクロ印刷とカラー印刷とを行い、所定条件の下で画像安定化動作を実行するカラー画像形成装置であって、
   モノクロ印刷とカラー印刷との両方が許可される通常モードから、モノクロ印刷のみが許可される暫定救済モードへと切り替えるモード切替手段と、
   通常モードと、暫定救済モードのいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定手段と、
   暫定救済モードであるときには、画像安定化動作の実行を禁止させる画像安定化禁止手段とを備える
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. さらに、モノクロ用の現像剤と、複数のカラー用の現像剤とを備え、
   前記モード切替手段は、カラー用の現像剤のいずれかの残量が所定量以下であると判定されたら、通常モードから暫定救済モードへと切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. さらに、暫定救済モードへの切り替え後の、印刷面数をカウントするカウンタ手段と、
   前記印刷面数が閾値以上であるときに、モノクロ印刷を禁止する印刷禁止手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。

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