JP2011164474A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同色のトナーを収容する現像カートリッジを複数装着することが可能な電子写真画像形成装置において、全ての現像カートリッジのトナーが同時になくなってしまう不具合を解決することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像カートリッジの寿命情報を記憶する記憶手段を備え、制御手段は、現像カートリッジ識別手段によって同色の現像カートリッジが複数装着されていると識別された場合、装着された同色の複数の現像カートリッジの中のどの現像カートリッジを使用して画像形成するかを決定する複数の現像カートリッジ決定方法の中から、寿命情報に基づいて現像カートリッジ決定方法を選択する。
【選択図】図４

Description

本発明は、同色の現像剤（トナー）を収容する現像カートリッジを複数、装着することが可能な電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

従来より、感光体表面に静電潜像を形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られており、この画像形成装置では、その静電潜像をトナー現像して担持させた感光体表面のトナー像を記録用紙などの記録媒体に転写して画像形成する。この静電潜像は、感光体表面に対向する現像ローラを回転させてその表面のトナーを付着させることによりトナー現像する。

この電子写真記録方式を採用する画像形成装置には、感光体に対向させる現像ローラや供給ローラと共にトナーを収容する容器を備える現像カートリッジを、ロータリーユニット内に複数収納可能に構成された装置がある。この画像形成装置では、そのロータリーユニットの回転軸を中心に回転させることにより、感光体に対向する現像位置の現像カートリッジを切り換えることができる。

このことから、このような画像形成装置は、感光体表面にトナーを付着させる現像カートリッジとして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーをそれぞれ収容する現像カートリッジを装着可能に構成している。これにより、現像カートリッジを順次に切り換えて各色を重ねたカラー画像を形成することができる。

また、この画像形成装置には、同色（例えば、ブラック）のトナーを収容する現像カートリッジを複数個、装着可能に構成することにより、長期にわたって単色画像の形成を継続することができる（例えば、特許文献１参照）。

同色（ブラック）の現像カートリッジを複数個装着できる画像形成装置には、トナー補給動作を行うためにトナーを所定量使用した場合には、ロータリーユニットを回転させなければならないものがある。トナー補給動作を実施するための現像カートリッジの切り替え動作を短くするには、隣接する現像カートリッジを長期にわたって使用可能状態にすればよい。そのため、現像カートリッジは、残りの寿命が最も長いものから優先的に使用し、現像カートリッジの寿命を平均化することで、いずれかの現像カートリッジにトナー切れが発生するまでの期間をできるだけ長くして、隣接する現像カートリッジへの切り替え動作を長期にわたって継続できるようにするものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３５１１９０号公報 特開２００５−２５７７９９号公報

従来技術のように、画像形成装置に装着された同色の現像カートリッジから画像形成に使用する現像カートリッジの選択方法を一つに固定してしまうと、さまざまな不具合が生じると共にユーザーの多用なニーズに答えられない問題があった。

具体的には、特許文献１及び２に記載の画像形成装置では、現像カートリッジの使用履歴の違いにより、プリント画質の品位に差が生じてしまう問題があった。印字率が低い画像をプリントする頻度が高い現像カートリッジは寿命（トナー無し）までにプリントされる枚数が多くなり、逆に印字率が高い画像をプリントする頻度が多い現像カートリッジは寿命（トナー無し）までにプリントされる枚数が少なくなる。プリント動作を行うとトナー、現像ローラ、トナー規制部材、供給ローラ間の摺擦が生じ、その結果、トナー表面に付着している外添剤は、トナー表面に埋め込まれたり、遊離等により減少してしまう。そのため、プリント枚数が多い現像カートリッジほど、トナー表面の外添剤の減少による画質の低下が大きくなる。このため、極端に印字率の低い画像を多量にプリントした現像カートリッジは、寿命（トナー無し）付近で著しく画質が低下する問題があった。

また、特許文献２のように使用する現像カートリッジを決定する際、残りの寿命が最も長い現像カートリッジを選択して使用すると、すべての現像カートリッジのトナーがほぼ同時になくなってしまう場合が生じた。この場合、ユーザーの現像カートリッジの交換作業が短い期間に集中してしまうことと、現像カートリッジの在庫をユーザーが４本用意しておかなければならない等の問題があった。

本発明の目的は、同色の現像剤（トナー）を収容する現像カートリッジを複数装着することが可能な電子写真画像形成装置において、全ての現像カートリッジのトナーが同時になくなってしまう不具合を解決した画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、同色のトナーを収容する現像カートリッジを複数装着することが可能な電子写真画像形成装置において、使用履歴により著しく画質が低下する現像カートリッジが発生することをなくした画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、
前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容部を有した複数の現像カートリッジと、
前記現像カートリッジに収容された前記現像剤の色を識別する現像カートリッジ識別手段と、
同色の現像剤が現像剤収容部に収容された複数の現像カートリッジを装着した状態での画像形成を可能とする制御手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記現像カートリッジの寿命情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記現像カートリッジ識別手段によって同色の現像カートリッジが複数装着されていると識別された場合、前記装着された同色の複数の現像カートリッジの中のどの現像カートリッジを使用して画像形成するかを決定する複数の現像カートリッジ決定方法の中から、前記寿命情報に基づいて前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、同色の現像剤（トナー）を収容する現像カートリッジを複数装着することが可能な電子写真画像形成装置において、全ての現像カートリッジのトナーが同時になくなってしまう不具合をなくすことができる。また、本発明によれば、使用履歴により著しく画質が低下することを解決することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真方式のレーザービームプリンタの概略構成図である。 画像形成装置に使用される現像カートリッジの一実施例を示す概略構成図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 実施例１における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１の変更実施例１における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１の変更実施例２における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１の変更実施例３における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例２における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例２の変更実施例１における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例２の変更実施例２における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例２の変更実施例３における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１を参照すると、本実施例にてレーザービームプリンタとされる画像形成装置１００の装置本体１００Ａは、図３に示すように、本体制御部１６にあるビデオコントローラ１７を介して、パーソナルコンピュータ２２と接続されている。そして、外部端末から送信された画像データをビデオコントローラ１７で受け取り、ドットイメージからなるビデオ信号に変換されることによって画像形成が開始される。

図１に示すように、画像形成装置１００の露光手段としてのレーザ光走査装置１は、入力された画像データに基づいてレーザ光を像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）２の表面に選択的に照射して露光走査する。これにより、画像形成装置１００は、その画像データに基づく静電潜像を、感光体ドラム２の表面上に形成（作像）する。画像形成装置１００は、現像装置（現像手段）として現像ロータリーユニット３を備えている。現像ロータリーユニット３は、収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋを有しており、各収納空間に、感光体ドラム２上の静電潜像をイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーにより現像する各色毎の現像ユニット、即ち、現像カートリッジ４を収納している。そして、静電潜像を形成する画像データに応じた色の現像カートリッジ４を感光体ドラム２に対向させて、収容するトナーを付着させることによりその静電潜像をトナー現像する。

尚、画像形成装置は、各現像カートリッジ４のトナー残量の決定方法として、使用初期からのレーザ光の発光時間の積算値（積算ピクセルカウント）から現像剤の消費量を算出する方法により、トナー残量を算出している。

本実施例では、現像ロータリーユニット３には、各収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋにブラックの現像カートリッジ４をそれぞれ収納することが可能であり、その場合は、単色画像（モノクロ画像）を形成する専用機として利用することもできる。また、この場合には、ブラックの現像カートリッジ４が複数個装着されているため、ブラックの現像カートリッジ４が１個だけ装着された場合よりもブラックの単色画像形成を長期間行うことが可能となる。

本実施例の画像形成装置１００は、中間転写体を使用した中間転写方式とされ、中間転写体としての中間転写ベルト５を使用している。中間転写ベルト５は、カラー画像の場合、感光体ドラム２上に形成されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーによるトナー像を順次に（順序はこれに限らない）重ねるように受け取って、そのベルト表面にトナー画像を形成して保持する。二次転写手段としての二次転写ローラ７は、この中間転写ベルト５との間に給送されてきた記録用紙６を挟むように圧接（ニップ）して挟持搬送することにより、そのトナー画像を記録用紙６に転写させる。すなわち、本実施例では、トナー像の記録用紙６への転写を中間転写ベルト５が仲介する中間転写方式を採用している。

定着手段としての定着ローラ８は、搬送されてきた記録用紙６を加熱圧接することによりそのトナー画像を定着させると共に、その記録用紙６をさらに下流側へと挟持搬送する。これにより、記録用紙６は、受け取った画像データに基づくモノクロ画像またはカラー画像が片面側または両面側に記録形成（定着）される。このような動作を繰り返すことにより、複数枚に連続して画像を記録形成することができる。

次に、図２を用いて本実施例の現像カートリッジ４について説明する。現像カートリッジ４は、現像剤（トナー）を収容したトナー収容部（現像剤収容部）９、現像ローラ（現像剤担持体）１０、供給ローラ（現像剤供給部材）１１、トナー規制部材１２、トナー撹拌部材１３を備えている。トナー撹拌部材１３が矢印方向に回転することで、供給ローラ１１近傍にトナーを供給する。供給ローラ１１は、トナーを現像ローラ１０に供給する。供給ローラ１１によって現像ローラ１０上に供給されたトナーは、トナー規制部材１２により均一化されトナー層を形成し、感光体ドラム２の静電潜像を現像する。

現像カートリッジ４は、記憶手段として、読み書き可能なメモリ１４を有している。メモリ１４は、図３に示すように、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４が、感光体ドラム２に対向したポジションに移動したときにのみ、画像形成装置の読み出し／書き込み手段２３と対向配置される。それによって、メモリ１４への読み書きが可能となる。

各現像カートリッジ４のメモリ１４内には、使用履歴情報が収納されている。使用履歴情報としては、現像剤（トナー）の色情報や現像剤残量、使用初期からの印字部の画素数（積算ピクセルカウント）、使用初期からの全画素数(印字部と非印字部)、平均印字率、プリント枚数、現像ローラ回転数（駆動時間）等がある。画像形成動作中や画像形成終了後に、メモリ１４内と本体メモリ２０内の使用履歴情報を更新する。使用履歴情報としての平均印字率は、現像カートリッジの使用初期からの形成画像の積算ピクセルカウントを使用初期からの全画素数で割る事で算出されるデータである。平均印字率は、現像カートリッジの使用初期からの形成画像の積算ピクセルカウントとプリント枚数から算出することもできる。

そして、本体制御部（制御手段）１６のＣＰＵ１８は、電源投入後にはＲＯＭ１９内の制御プログラムに従って図３に示す各種制御動作を実行する。つまり、電源投入時や現像カートリッジ４の交換時には、現像ロータリーユニット３を回転駆動し、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４の全てのメモリ１４を画像形成装置本体１００Ａの読み出し／書き込み手段２３と対向させ、通信する。すなわち、読み出し／書き込み手段２３は、現像カートリッジ識別手段として機能する。そして、現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋにセットされた現像カートリッジ４の有無、トナーの色情報や現像剤残量、平均印字率等の情報を本体メモリ２０内に保持（記憶）する。ＣＰＵ１８は、現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋにセットされた現像カートリッジ４の有無、色情報、現像剤残量等を確認した上で、各種画像形成制御を実行する。

現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋに装着された各現像カートリッジ４の色情報は、電源投入時や現像カートリッジ４の交換時に本体メモリ２０内の「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」に書き込まれる。

収納空間１５ｙの色情報「Ｙ」の書き込み動作について説明する。収納空間１５ｙに現像カートリッジ４が収納されていない場合には識別情報として「Ｙ＝０」を本体メモリ２０内に書き込む。ブラックの現像カートリッジ４が収納されている場合には「Ｙ＝１」、イエローの現像カートリッジ４が収納されている場合には「Ｙ＝２」、マゼンタ（Ｍ）の現像カートリッジ４が収納されている場合には「Ｙ＝３」、シアン（Ｃ）の現像カートリッジ４が収納されている場合には「Ｙ＝４」を本体メモリ２０内に書き込む。

ここで、本実施例では、現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋに収納可能な現像カートリッジ４の色を制限している。具体的には、収納空間１５ｙにはイエローまたはブラック、収納空間１５ｍにはマゼンタまたはブラック、収納空間１５ｃにはシアンまたはブラック、収納空間１５ｋにはブラックの現像カートリッジ４を装着可能にしている。

例えば、収納空間１５ｙにマゼンタ若しくはシアンの現像カートリッジが装着され、「Ｙ＝３」「Ｙ＝４」を認識した場合は、ユーザーに「現像カートリッジの異常装着」を画像形成装置の表示パネルに報知し、画像形成動作を禁止する。

現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｍ、１５ｃについても同様に、装着された現像カートリッジ４の色情報を本体メモリ２０内の「Ｍ」、「Ｃ」「Ｋ」に書き込む。

ＣＰＵ１８は、本体メモリ２０内に保持する現像カートリッジ４の色情報が、「Ｋ＝１、Ｙ＝２、Ｍ＝３、Ｃ＝４」を同時に満たしているか否かを確認する。これが確認された場合には、現像ロータリーユニット３の収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋに、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを収容する現像カートリッジ４がそれぞれ装着されているものとする。そして、フルカラー画像を形成する際の画像形成制御を選択・実行する。

本体メモリ２０内に保持する現像カートリッジ４の色情報がフルカラー画像を形成するものでなかったときには、モノクロ単色画像を形成する場合のみ画像形成動作を開始することを許可する。

本発明は、画像形成装置をモノクロ画像専用機として使用する際、使用する現像カートリッジ（ブラック）の選択を最適化することで不具合の発生を抑制するものである。以下にモノクロ画像専用機で使用する際に、画像形成に使用する現像カートリッジ４の決定方法を説明する。以下の説明では、収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋには、同色の、本実施例では全てブラックの現像カートリッジ４が装着された場合の現像カートリッジ決定方法について説明する。

画像形成に使用する現像カートリッジ４を決定するモードとして、モードＡ、モードＢの２種類ある。モードＡ、Ｂのどちらのモードによって、どの現像カートリッジ４を使用するかは、収納空間１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋに装着された現像カートリッジ４のトナー残量（現像剤残量）の状況で自動的に決定される。各モードによる使用現像カートリッジ４の決定方法とその目的について述べる。

モードＡは、トナー残量が２５％以上の現像カートリッジ４が少なくとも一つ以上装着されている場合に適用される。モードＡの目的は、装着された現像カートリッジ４のプリント動作による画質低下を均一にし、極端に画質が低下する現像カートリッジ４を発生させないことである。トナー残量が同じ二つの現像カートリッジ４を比較すると、平均印字率が低いものは、平均印字率が高い場合よりもプリント枚数が多い。そのため、トナー、トナー規制部材１２、供給ローラ１１間の摺擦による画質の低下が大きくなる。極端に平均印字率が低いと著しく現像カートリッジ４の画質が低下してしまう。極端に画質が低下する現像カートリッジ４を発生させないため、各現像カートリッジ４の使用初期からの通算の平均印字率が同じになるように現像カートリッジ４を選択して使用する。

パーソナルコンピュータ２２から画像形成ジョブが依頼されたら、入力された画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、その際、プリント画像の印字率を計算する。プリント画像の印字率は、当該プリント画像のピクセルカウントをプリント画像の全画素数で割る事で算出されるデータとすることができる。

次いで、本体メモリ２０内に書き込まれている各現像カートリッジ４の平均印字率をチェックし、その中から、プリント画像の印字率との差が最も大きい現像カートリッジを選択し画像形成動作を行う。

例えば、画像形成装置１００に装着された現像カートリッジ４が下記表１の状態において、プリント画像の印字率が１０％だとする。この場合、平均印字率とプリント画像の印字率との差が最も大きいのは、平均印字率が３％である収容空間１５ｋであり、収容空間１５ｋに装着された現像カートリッジ４を使用する。

一方、プリント画像の印字率が１％の場合、平均印字率とプリント画像の印字率との差が最も大きいのは、平均印字率が８％である収容空間１５ｍであり、収容空間１５ｍに装着された現像カートリッジ４を使用する。

このようにモードＡによって画像形成を行う現像カートリッジ４を選択することで、装着された現像カートリッジ４の平均印字率を平均化することができる。

次にモードＢについて説明する。モードＢは、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４が全て２５％未満の場合に自動的に適用される。モードＢでは、画像形成を行う現像カートリッジ４としてトナー残量が最も少ないものを選択する。現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４が全て２５％未満の状況で、モードＡを選択すると、複数の現像カートリッジ４の全てがほぼ同時にトナー無しになる情況が生じる場合が出てくる。

現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４が全て２５％未満の場合に自動的にモードＢに変更することでこのような情況を回避できる。

また、モードＡとモードＢにより現像カートリッジ４が複数選択された場合は、その中から、画像形成をおこなうポジション（図４の場合、収納空間１５ｙの位置）へ移動するのに必要な距離が短い現像カートリッジ４を選択する。

次に、図４のフローチャートを用いてモノクロ画像専用機で使用する際の動作を説明する。

パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ１０１）。画像データを受信したら、図３に示すビデオコントローラ１７で画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、画像データの印字率を算出する（Ｓ１０２）。

本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出す（Ｓ１０３）。

この際、現像カートリッジ４のトナー残量が全て２５％未満の場合、トナー残量が最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ１０４）。一方、トナー残量が２５％以上のカートリッジが装着されている場合、本体メモリから、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を現像位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ１０５）。

以上述べたように、画像形成装置をモノクロ画像の専用機として使用する際、トナー残量が２５％以上の現像カートリッジ４が少なくとも一つ以上装着されている場合にモードＡを採用することで、現像カートリッジ４の画質低下を均一にすることが可能となる。全ての現像カートリッジ４が２５％未満になったタイミングでモードＢに変更することで、全ての現像カートリッジ４がほぼ同時にトナー無しになる情況を回避することが可能となる。

なお、本実施例では、ブラックの現像カートリッジが４つ装着された場合で説明を行ったが、ブラックの現像カートリッジが２つ乃至３つ装着された場合も同様の制御を行う。

本実施例では、各現像カートリッジ４の画質低下を均一にするために、平均印字率を用いて現像カートリッジ４を決定したが、これに限定されるものでなく、トナー劣化の指標になる数値であれば構わない。

（実施例１の変更実施例１）
例えば、画像形成中だけでなく、画像形成の前後の現像カートリッジ４の駆動時間、例えば、現像ローラ１０の回転によるトナー劣化も考慮したい場合がある。その場合は、使用初期からのドット数の積算値と現像ローラ回転数（即ち、使用初期からの現像ローラ回転数の積算値）をパラメータにして算出した指標により画質低下を均一化しても構わない。

パーソナルコンピュータ２２から画像形成ジョブが依頼されたらビデオ信号に変換し、その際、「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数（即ち、当該プリント画像を形成するのに必要とされる現像ローラ１０の回転数）」を算出する。

本体メモリ２０内に書き込まれている「使用初期からのドット数の積算値÷現像ローラ回転数」をチェックし、その中から「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数」との差が最も大きい現像カートリッジ４を選択し、画像形成を行う。例えば、画像形成装置に装着された現像カートリッジが下記表２の状態において、プリント画像の印字率が５％程度の画像をプリントした場合で説明する。この画像は、「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数」が所定値、例えば３１００の値をとる。

ここで、「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数」の３１００と「使用初期からのドット数の積算値÷現像ローラ回転数」との差が最も大きい現像カートリッジ４は収容空間１５ｋであり、収容空間１５ｋに収容された現像カートリッジ４を使用する。本変更実施例では、画像形成前後の現像ローラ１０の回転によるトナー劣化も考慮しているため、現像カートリッジ４のトナー劣化を正確に把握することが可能となる。

次に、図５のフローチャートを用いて本変更実施例における動作を説明する。図４のフローチャートに示す実施例１の場合と同様であり、ただ、本変更実施例では、以下に説明するステップＳ１１２、Ｓ１１５において相違する。

つまり、パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ１１１）。画像データを受信したら、実施例１のステップＳ１０２と異なり、画像データの印字率を算出する代わりに、「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数」を算出する（Ｓ１１２）。

次いで、実施例１と同様に、本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出す（Ｓ１１３）。

この際、現像カートリッジ４のトナー残量が全て２５％未満の場合、トナー残量が最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ１１４）。一方、トナー残量が２５％以上の現像カートリッジ４が装着されている場合、本体メモリから、「使用初期からのドット数の積算値÷現像ローラ回転数」を呼び出し、「プリント画像のドット数÷現像ローラ回転数」との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置（現像位置）に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ１１５）。

尚、変更実施例１では、現像カートリッジ４の駆動時間、即ち、現像ローラ１０の回転によるトナー劣化の指標として「現像ローラ回転数」を採用したが、勿論、現像ローラ回転数の代わりに「現像ローラ駆動時間」を採用しても良い。

（実施例１の変更実施例２）
実施例１において、画像形成に使用する現像カートリッジ４の決定モードは自動的に切り替えられる構成であったが、ユーザーが手動でモードＡとモードＢのどちらを使用するかを選択できる構成でも構わない。

この場合、ユーザーが常時現像カートリッジ４の画質低下を均一にしたい場合は、モードＡを手動で選択することが可能となり、よりユーザーのニーズに対応することが可能となる。

図６に、手動でモードＡを選択した場合のフローチャートを示す。

本変更実施例２の場合には、パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ１２１）。画像データを受信したら、画像データの印字率を算出する（Ｓ１２２）。

手動でモードＡを選択した場合には、トナー残量は使わないので、本体メモリから、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を現像位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ１２３）。

モードＢを選択した場合には、図６にて、パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ１３１）。

画像データの印字率を算出することなく、本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出し、現像カートリッジ４のトナー残量をチェックする（Ｓ１３２）。

トナー残量の最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置（現像位置）に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ１３３）。

（実施例１の変更実施例３）
実施例１では、使用するモードを、現像カートリッジ４の寿命情報としてのトナー残量によって変更していたが、これに限定されるものでなく、現像カートリッジ４の他の寿命情報によって使用するモードを変更しても構わない。現像カートリッジ４の寿命情報について説明する。

現像カートリッジ４の寿命を報知するタイミングは、トナー残量と、使用初期からの現像カートリッジ４の駆動時間（例えば、現像ローラ回転数（駆動時間））との２つのどちらかが寿命に達した場合に行う。

例えば、印字率の低い印刷を多数プリントした場合、現像ローラ１０と感光体ドラム２の摺擦機会が多くなるため現像ローラ１０の摩耗が激しくなり、トナーは十分あるものの使用初期からの現像ローラ回転数が所定の回転数、例えば１万回転で交換しなければならない。

そのため、トナー残量が充分残っていても使用初期からの現像ローラ回転数が１万回転に達した時点で現像カートリッジ４の寿命を報知する。そのため、現像ローラ１０の残寿命、即ち、現像カートリッジ４の残寿命は、使用初期からの現像ローラ回転数÷１００００回転で表せる。現像カートリッジ残寿命は、トナー残量と現像ローラ１０の残寿命の少ない方で定義する。

例えば、トナー残量が４０％で現像ローラ１０の残寿命が２５％の場合、現像カートリッジ残寿命は２５％である。トナー残量が２５％で現像ローラの残寿命が６０％の場合、現像カートリッジ残寿命は２５％である。

次に、図７のフローチャートを用いて本変更実施例における動作を説明する。図４のフローチャートに示す実施例１の場合と同様であり、ただ、本変更実施例では、「トナー残量」を「現像カートリッジ残寿命」に変更した点で相違する。

図７にて、パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ１４１）。画像データを受信したら、図３に示すビデオコントローラ１７で画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、画像データの印字率を算出する（Ｓ１４２）。

本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命を本体メモリ２０から呼び出し、チェックする（Ｓ１４３）。

この際、現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命が全て２５％未満の場合、現像カートリッジ残寿命が最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ１４４）。一方、現像カートリッジ残寿命が２５％以上のカートリッジ４が装着されている場合、本体メモリ２０から、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ１４５）。

上記実施例１及び実施例１の変更実施例１〜３においては、トナー残量検知手段（現像剤残量検知手段）として、使用初期からのレーザ光の発光時間の積算値（積算ピクセルカウント）によりトナー残量を算出するピクセルカウント方式を採用した。つまり、本実施例では、感光体ドラム２上に形成する潜像の現像剤が転移される部分の画素数を計数することによって現像剤量を検知するピクセルカウント方式を用いた。しかし、これに限定されるものでなく、静電容量方式や光学式のトナー残量検知を採用しても構わない。

上記実施例１及び実施例１の変更実施例１〜３においては、現像ロータリーユニット３を搭載した画像形成装置であったが、これに限定されるものでなく、タンデム方式の画像形成装置や、現像カートリッジを固定配置する４ｃｙｃｌｅの画像形成装置でも構わない。

実施例２
次に、本発明に係る画像形成装置の第二の実施例について説明する。本実施例２の画像形成装置は、画像形成装置をモノクロ画像専用機で使用する際に、使用する現像カートリッジ４を決定するモードが３種類になっている点が実施例１と異なっている。従って、画像形成装置の全体構成及び作用についての説明は実施例１において行なった上記説明を援用する。実施例１と同様に、現像ロータリーユニット３にブラックの現像カートリッジ４が４つ装着されている場合で説明する。

本実施例では、画像形成に使用する現像カートリッジ４を決定するモードとして、モードＡ、モードＢ、モードＣの３通りある。そして、モードＡ、Ｂ、Ｃのどのモードによって使用する現像カートリッジ４を決定するかは、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量の状況と後述するプリンタドライバーの設定により自動的に決定される。各モードによる使用現像カートリッジ４の決定方法とその目的について述べる。

モードＡにより使用する現像カートリッジ４の決定方法は、実施例１と同じである。モードＡを適用するタイミングのみ異なっている。決定方法は実施例１と同じなので省略する。

モードＢは、全ての現像カートリッジ４が同時にトナー無しにすることを防止するためであり、使用する現像カートリッジ４の決定方法及びモードＢを適用するタイミングは実施例１と同じであるので説明は省略する。

モードＣは、画像形成時に、パーソナルコンピュータ２２から指定された画質モードと現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量の状況によって使用する現像カートリッジ４を決定する。

本実施例の画像形成装置は、パーソナルコンピュータ２２では、所謂、プリンタドライバーにより画面上で画質モードが選択される。プリンタドライバーでは、高画質モードと低画質モードとを選択することが可能である。

高画質モードでは、写真画像のプリント時に選択されることを想定しており、ディザによるハーフトーンテーブルは、低画質モードよりも線数の高いものを使用している。本実施例の画像形成装置では、画質モードを選択する画質選択手段２４（図３参照）を有し、画像形成装置本体１００Ａに搭載されたパネル操作部２００でも、画質モードを設定することが可能となっている。

モードＣの目的は、ユーザーが高画質モードを選択した際、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４の中で、プリント動作による画質低下が少ない現像カートリッジ４を選択することで高品位のプリント画像を提供することである。モードＣによる現像カートリッジ４の決定方法は、ユーザーが高画質モードを選択した際に、最もトナー残量の多い現像カートリッジ４を選択し画像形成を行う。

次に、各モードの切り替えタイミングについて説明する。モードの選択方法は、装着された現像カートリッジ４のトナー残量の情況とユーザーが選択した画質モードによって決定する。

（I）現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４がすべて２５％未満
の場合
この場合、モードＢが自動的に適用される。モードＢでは、使用する現像カートリッジ４としてトナー残量が最も少ないものを選択することで、ほぼ同時に全ての現像カートリッジ４がトナー無しになる情況を回避できる。高画質モードが選択されている場合でも、現像カートリッジ４はすべて、同程度に画質が低下しているので、モードＢを選択する。

（II）現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４がすべて５０％以上
の場合
この場合、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のプリント動作による画質低下は小さい。そのため、ユーザーが高画質モードを選択しても、どの現像カートリッジ４を使用しても品質上問題は無いため、モードＡにより現像カートリッジ４を選択する。

（III）上記（I）、（II）以外の場合
この場合、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のプリント動作による画質低下は現像カートリッジ４によって異なり、トナー残量の少ないものほど画質低下は大きい。

そのため、ユーザーが高画質モードを選択した際は、トナー残量が最も多い現像カートリッジ４を選択する。逆に、低画質モードを選択した場合は、モードＡにより現像カートリッジ４を選択し、平均印字率が均一になるように現像カートリッジ４を使用する。

次に、図８のフローチャートを用いてモノクロ画像専用機で使用する際の動作を説明する。

パーソナルコンピュータ２２から画像データ受信する（Ｓ２０１）。画像データを受信したら、ビデオコントローラ１７で画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、画像データの印字率を算出する（Ｓ２０２）。

本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出す（Ｓ２０３）。

この際、現像カートリッジ４のトナー残量が全て２５％未満の場合、トナー残量が最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ２０４）。一方、トナー残量が２５％以上の現像カートリッジ４が装着されている場合、本体メモリ２０から、現像カートリッジ４がすべて５０％以上かどうかをチェックする（Ｓ２０５）。装着されている現像カートリッジ４のトナー残量がすべて５０％以上の場合、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ２０６）。

一方、装着されている現像カートリッジ４の中に５０％未満の現像カートリッジ４がある場合は、低画質モードの場合は、平均印字率と画像データの印字率の差が最も大きい現像カートリッジ４を選択して画像形成を行う（Ｓ２０７、Ｓ２０６）。そして、高画質モードの場合は、トナー残量がもっとも多い現像カートリッジ４を選択し画像形成動作を行う（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

以上述べたように、画像形成装置をモノクロ画像専用機として使用する際、モードＡにより、現像カートリッジ４の画質低下を均一にすることが可能となる。従って、モードＢに変更することで、全ての現像カートリッジ４がほぼ同時にトナー無しになる情況を回避することができ、モードＣのより高画質モードに対し、高品位のプリント画像を提供することが可能となる。

実施例２では、現像カートリッジ４を決定するモードとしてモードＡ、Ｂ、Ｃの３つのモードを有しているが、これに限定されるものではなく、４つ以上所有していても構わない。

（実施例２の変更実施例１）
実施例２において、画像形成に使用する現像カートリッジ４の決定モードは自動的に切り替えられる構成であったが、ユーザーが手動でモードＡ〜Ｃのどれを使用するかを選択できる構成でも構わない。

この場合、ユーザーが常時、現像カートリッジ４の画質低下を均一にしたい場合は、モードＡを手動で選択することが可能となり、高画質モードでプリントしたい場合はモードＣを手動で選択することができ、よりユーザーのニーズに対応することが可能となる。

図９に、手動でモードＡを選択した場合、モードＢを選択した場合、及び、モードＣを選択した場合のフローチャートを示す。

・モードＡを選択した場合
パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ２１１）。画像データを受信したら、画像データの印字率を算出する（Ｓ２１２）。

手動でモードＡを選択した場合にはトナー残量は使わないので、本体メモリから、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ２１３）。

・モードＢを選択した場合
パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ２２１）。

画像データの印字率を算出することなく、本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出し、現像カートリッジのトナー残量をチェックする（Ｓ２２２）。

トナー残量の最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ２２３）。

・モードＣを選択した場合
モードＢを選択した場合と異なり、一番きれいな画像を形成し得るトナー残量の一番多い現像カートリッジ４を選択する。

つまり、パーソナルコンピュータ２２から画像データを受信する（Ｓ２３１）。

画像データの印字率を算出することなく、本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４のトナー残量を本体メモリ２０から呼び出し、現像カートリッジのトナー残量をチェックする（Ｓ２３２）。

トナー残量の最も多い現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ２３３）。

（実施例２の変更実施例２）
実施例２では、使用するモードをトナー残量によって変更していたが、これに限定されるものでなく、現像カートリッジ４の寿命情報等によって使用するモードを変更しても構わない。

現像カートリッジ４の寿命情報については、実施例１の変更実施例３で説明したので、ここでの詳しい説明は省略する。

つまり、トナー残量が充分残っていても使用初期からの現像ローラ回転数が、例えば１万回転に達した時点で現像カートリッジ４の寿命を報知する。そのため、現像ローラ１０の残寿命は、使用初期からの現像ローラ回転数÷１００００回転で表せる。現像カートリッジ残寿命は、トナー残量と現像ローラ１０の残寿命の少ない方で定義する。

例えば、トナー残量が４０％で現像ローラの残寿命が２５％の場合、現像カートリッジ残寿命は２５％である。トナー残量が２５％で現像ローラ１０の残寿命が６０％の場合、現像カートリッジ残寿命は２５％である。

次に、図１０のフローチャートを用いて本変更実施例における動作を説明する。図８のフローチャートに示す実施例２の場合と同様であり、ただ、本変更実施例では、トナー残量を現像カートリッジ残寿命に変更した点で相違する。

図１０にて、パーソナルコンピュータ２２から画像データ受信する（Ｓ２４１）。画像データを受信したら、ビデオコントローラ１７で画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、画像データの印字率を算出する（Ｓ２４２）。

本体制御部１６は、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命を本体メモリ２０から呼び出し、チェックする（Ｓ２４３）。

この際、現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命が全て２５％未満の場合、現像カートリッジ残寿命が最も少ない現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ２４４）。

一方、現像カートリッジ残寿命が２５％以上のカートリッジが装着されている場合、本体メモリから、現像カートリッジ４が全て現像カートリッジ残寿命が５０％以上かどうかをチェックする（Ｓ２４５）。装着されている現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命がすべて５０％以上の場合、現像カートリッジ４の平均印字率を呼び出し、画像データの印字率との差を計算する。演算した差の絶対値が最も大きい現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し、画像形成動作を実施する（Ｓ２４６）。

一方、装着されている現像カートリッジ４の中に現像カートリッジ残寿命５０％未満の現像カートリッジ４がある場合は、低画質モードの場合は、平均印字率と画像データの印字率の差が最も大きい現像カートリッジ４を選択して画像形成を行う（Ｓ２４７、Ｓ２４６）。そして、高画質モードの場合は、現像カートリッジ残寿命がもっとも多い現像カートリッジ４を選択し画像形成動作を行う（Ｓ２４７、Ｓ２４８）。

（実施例２の変更実施例３）
また、画像形成装置１００は、画像形成装置周辺の環境情報としての温度、湿度、絶対水分量等の少なくとも一つを検知する環境検知手段２５（図３参照）を備えることができる。この場合は、環境によって画質が低下する場合、環境によって使用する現像カートリッジ４を変更するモードを設けてもよい。

具体的には、高湿環境でかぶりが悪化する場合は、環境検知手段２５が高湿環境（例えば相対湿度７０％以上）を検知した場合に、現像カートリッジ残寿命が多い現像カートリッジを選択するモードを設けても良い。例えば、環境検知手段２５の検知結果、相対湿度７０％以上の場合、トナーの帯電性が低くなり、かぶりが悪化するので、相対湿度が７０％以上の場合、かぶりが最も良い（少ない）現像カートリッジ残寿命が最も多い現像カートリッジ４を使用する。

次に、図１１のフローチャートを用いて本変更実施例における動作を説明する。

図１１にて、パーソナルコンピュータ２２から画像データ受信する（Ｓ２５１）。本体制御部１６は、高湿環境（例えば相対湿度７０％以上）であるか否かを判断する（Ｓ２５２）。本体制御部１６は，環境検知手段２５が高湿環境（例えば相対湿度７０％以上）を検知した場合には、現像ロータリーユニット３に装着された現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命を本体メモリ２０から呼び出し、チェックする（Ｓ２５３）。そして、現像カートリッジ４の現像カートリッジ残寿命が最も多い現像カートリッジ４を感光体ドラム２と対向する位置に移動し画像形成を実行する（Ｓ２６０）。

Ｓ２５２にて、環境検知手段２５が高湿環境（例えば相対湿度７０％以上）を検知しなかった場合は、ビデオコントローラ１７で画像データをドットイメージからなるビデオ信号に変換し、画像データの印字率を算出する（Ｓ２５４）。これ以降の動作（Ｓ２５４〜Ｓ２６０）は、図１０を参照して説明した実施例２の場合のＳ２４２〜Ｓ２４８と同様であるので、説明は省略する。

１ 露光装置（露光手段）
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 現像ロータリーユニット（現像手段）
４ 現像カートリッジ
５ 中間転写ベルト（中間転写体）
１４ 不揮発性メモリ（記憶手段）
１５ｙ、１５ｍ、１５ｃ、１５ｋ 収容空間
１６ 本体制御部
１７ ビデオコントローラ
１８ ＣＰＵ（制御手段）
１９ ＲＯＭ
２０ 本体メモリ（記憶手段）
２１ ロータリー駆動手段
２２ パーソナルコンピュータ
２３ 読み出し／書き込み手段（現像カートリッジ識別手段）

Claims (7)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容部を有した複数の現像カートリッジと、
   前記現像カートリッジに収容された前記現像剤の色を識別する現像カートリッジ識別手段と、
   同色の現像剤が現像剤収容部に収容された複数の現像カートリッジを装着した状態での画像形成を可能とする制御手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像カートリッジの寿命情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記現像カートリッジ識別手段によって同色の現像カートリッジが複数装着されていると識別された場合、前記装着された同色の複数の現像カートリッジの中のどの現像カートリッジを使用して画像形成するかを決定する複数の現像カートリッジ決定方法の中から、前記寿命情報に基づいて前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 更に、画像形成時の画質モードを選択する画質選択手段、を備えており、
   前記制御手段は、前記寿命情報と前記画質モードに基づいて、複数の前記現像カートリッジ決定方法の中から前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 更に、画像形成装置周辺の環境情報を検知する環境検知手段、を備えており、
   前記制御手段は、前記寿命情報と前記環境情報に基づいて、複数の前記現像カートリッジ決定方法の中から前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 更に、画像形成時の画質モードを選択する画質選択手段と、画像形成装置周辺の環境情報を検知する環境検知手段と、を備えており、
   前記制御手段は、前記寿命情報と前記画質モードと前記環境情報とに基づいて、複数の前記現像カートリッジ決定方法の中から前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記寿命情報は、前記現像カートリッジの現像剤残量であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記寿命情報は、前記現像カートリッジの現像剤残量と、使用初期からの前記現像カートリッジの駆動時間の積算値とに基づき決定される前記現像カートリッジの寿命までの情報であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記寿命情報と、前記現像カートリッジの使用履歴情報と、画像形成時に入力された画像データから算出された印字率とに基づいて、複数の前記現像カートリッジ決定方法の中から前記現像カートリッジ決定方法を選択することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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