JP3969392B2 - カラー印刷モードとモノクロ印刷モードを切り替え可能にした画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するカラープリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関し、特に、カラー印刷モードとモノクロ印刷モードとを切り替え可能であり、且つモノクロ印刷モードでの現像ユニットの装着の柔軟性を高めた画像形成装置に関する。

カラープリンタなどに設けられる電子写真技術を用いて画像を形成する画像形成装置は、画像データに応じて静電潜像が形成される像担持体と、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、静電潜像に現像剤であるトナーを供給して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現像ユニット保持体を有する。この現像ユニット保持体は、通常、回転制御される現像ロータリーである。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る。また、ブラックのトナーのみを用いたモノクロ印刷を行うときは、ブラックの現像ユニットが現像ロータリーに装着される。

かかる画像形成装置として、４色の現像ユニットを装着してカラー印刷モードにしたり、ブラックの現像ユニットのみを装着してモノクロ印刷モードにしたりすることができ、両モードをユーザにより適宜切り替え可能にすることが提案されている。例えば、特許文献１、２、３などである。

特許文献１、３には、現像ロータリーに４色の現像ユニットを装着した場合にカラー印刷モードに設定され、現像ロータリーのブラックの現像ユニットの装着位置にのみブラックの現像ユニットを装着しそれ以外のＣＭＹの装着位置に現像ユニットを装着しない場合にモノクロ印刷モードに設定される画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、現像ロータリーの装着位置を４色の現像ユニットに１対１に固定的に対応させず、任意の装着位置に任意の色の現像ユニットを装着可能にした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、現像ユニットに設けられたメモリから現像剤の色の情報を読み取ることで、現像ロータリーのどの位置にどの色の現像ユニットが装着されているかを検出し、その検出された位置に基づいて現像プロセスにおける現像ロータリーの回転制御が行われる。具体的には、特許文献２には、ＣＭＹＫの４色の現像ユニットが装着された場合は、カラープリンタとして動作し、ブラックの現像ユニットのみが装着された場合は、ブラックのモノクロプリンタとして動作することが記載されている。

さらに、現像ロータリーの４つの装着位置に全てブラックの現像ユニットを装着して、モノクロ印刷モードにし、現像ユニットの取り替え回数を減らすことができる画像形成装置が提案されている。例えば、特許文献４である。この画像形成装置によれば、カラー印刷のための現像ロータリの４つの装着位置に４つのブラック現像ユニットを装着し、現像ユニットに設けられたメモリを読み出して、装着位置と色情報とトナー残量を検出し、ブラック現像ユニットを順番に使用することで、小型化された現像装置であってもモノクロ印刷モードでの現像ユニットの交換頻度を抑えることができる。
特開２００３−４３７７３号公報（２００３年２月１４日公開） 特開２００３−３１６１０６号公報（２００３年１１月６日公開） 特許願２００３−１６００５９号公報 特開２００２−３５１１９０号公報（２００２年１２月４日公開）

上記の特許文献１〜３は、いずれも画像形成装置において、カラー印刷モードとモノクロ印刷モードとを切り換えることができるものであるが、いずれも、カラー印刷の画質と印刷速度を最適に保ちながら、一方でモノクロ印刷の現像ユニットの装着、交換の柔軟性を高めることができるものではない。

例えば、特許文献１，３の画像形成装置は、現像ロータリーに４色（ＣＭＹＫ）の現像ユニットを装着した場合にカラー印刷モードとして動作し、現像ローラーのブラックの位置にブラックの現像ユニットを装着した場合にのみモノクロ印刷モードとして動作する。したがって、モノクロ印刷モードにするためには、ブラックの位置にしかブラックの現像ユニットを装着できなくなり、別の位置にブラックの現像ユニットを装着することが許可されず、現像ユニット装着位置に柔軟性または自由度がなく、ユーザの利便性を低下させてしまうという課題を有する。

一方、特許文献２の画像形成装置は、カラー印刷モードにおいて、４色（ＣＭＹＫ）の現像ユニットを任意の位置に装着することを許可しているため、画質と印刷速度を最適化することができない。例えば、トナーの重ね印刷を考慮すると、ＣＭＹＫの順番で現像することで高画質を補償することができる場合に、現像ロータリーにＣＹＫＭの順番でそれぞれの現像ユニットが装着されると、印刷プロセスにおいて、現像ロータリーは往復回転運動をする必要があり、順番に回転させる場合に比較すると印刷速度が損なわれる。逆に、印刷速度を重視して装着されたＣＹＫＭの順番で印刷プロセスを実行すると、トナーの重ね印刷の順番が最適な場合と異なり画質の低下を招いてしまう。

さらに、上記の特許文献１〜４には、モノクロ印刷におけるトナーの残量をユーザに表示する方法について記載されていない。モノクロ印刷での現像ユニットの装着の自由度を高めることに伴い、装着されている現像ユニットのトナー残量表示をユーザにどのように行うかは、ユーザの利便性を高めるうえで重要である。

そこで、本発明は、カラー印刷の画質と印刷速度を最適に保ちながら、一方でモノクロ印刷の現像ユニットの装着、交換の柔軟性を高めることができる画像形成装置を提供することにある。

さらに、本発明は、ユーザの利便性を高めたトナー残量表示を可能にする画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、潜像が形成される像担持体と、現像材を収納する現像ユニットが複数個、着脱可能に装着される現像装置とを備える画像形成装置において、
カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置に装着されたときに、カラー印刷モードで動作し、
前記複数色の現像ユニットのうち単色の現像ユニットが、前記複数の装着位置のいずれの位置にも装着可能であり、当該複数の装着位置のいずれかの位置に当該単色の現像ユニットが装着されたときに、モノクロ印刷モードで動作することを特徴とする。

上記第１の側面において、好ましい実施例によれば、前記現像装置の前記複数の装着位置は、それぞれ対応する複数色の現像ユニットと、それぞれ異なる係合手段を介して装着され、
前記単色の現像ユニットは、前記複数の装着位置のいずれにも装着可能な係合手段を有することを特徴とする。

上記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、現像材を収納する現像ユニットが複数個、着脱可能に装着される現像装置とを備える画像形成装置において、
カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置に装着可能であり、当該決められた装着位置に前記複数色の現像ユニットが装着されたときに、カラー印刷モードで動作し、
前記複数色の現像ユニットのうち単色の現像ユニットが、前記複数の装着位置のいずれの位置にも装着可能であり、当該複数の装着位置のいずれかの位置に当該単色の現像ユニットが装着されたときに、モノクロ印刷モードで動作し、
前記現像ユニットは、収納されている現像材の色情報と、残量情報とを記憶する記憶手段を有し、
さらに、前記現像装置に装着された現像ユニットの前記記憶手段に記憶されている色情報と残量情報に応じて、前記複数の装着位置に対応して、前記現像ユニットの装着の有無情報と、装着された現像ユニットの現像材の残量情報とを表示する表示手段を有することを特徴とする。

上記第１の側面によれば、カラー印刷モードでは、カラー印刷用の複数色の現像ユニットをあらかじめ決められた位置に装着されるので、最適な順番で現像処理を行うことができ、高画質、高速印刷を可能にし、モノクロ印刷モードでは、現像装置のいずれの装着位置にもモノクロ用の単色の現像ユニットを装着することができるので、現像ユニット交換の柔軟性が上がり、ユーザの利便性を高めることができる。

上記第２の側面によれば、モノクロ印刷モードでの現像ユニットの装着位置を任意の位置、数にしたことに伴い、装着位置に対応して装着の有無、現像材の残量を表示するようにしたので、モノクロ用の現像ユニットの交換作業を容易にすることができる。

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。

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、カラー印刷モード時の構成を示す。

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、現像器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。制御ユニット１００は、図１と異なり、プリンタ１０に対して縦方向に装着されている。

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を帯電し、露光ユニット４０は内蔵するレーザやＬＥＤアレイなどの光源からのビームを帯電された感光体ドラム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。

現像装置５０は、現像材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、現像材を潜像が形成された感光体ドラム２０に供給することで、潜像が現像材による像に現像される。図１の例では、現像装置５０の装着部５０ａ〜５０ｄには、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの現像材をそれぞれ収容する現像ユニット５１〜５４が装着され、カラー印刷モードにされ、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材による現像とが行われる。したがって、各色の潜像形成と現像のプロセス毎に、現像装置５０は、時計方向に回転して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。

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。

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上に残存する現像材（トナー）がクリーニングブレード７６により除去される。

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、現像材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材の残量情報が更新される。

現像装置５０にＣＭＹＫの現像ユニット５１〜５４がそれぞれ予め決められた位置に装着されると、その装着状態が上記の不揮発性メモリの情報読み出しにより認識され、プリンタ１０は、カラー印刷モードとして動作する。カラー印刷モードでは、ホストコンピュータからカラー印刷用の言語で記述された印刷ジョブデータを供給され、ＣＭＹＫの順に、感光体ドラム２０への静電潜像の形成、対応する色の現像ユニットによる現像、一次転写ユニット６０による中間転写体７０へのトナー像の転写が繰り返される。そして、ＣＭＹＫのトナー像が中間転写体７０に転写された後に、二次転写ユニット８０により紙などの印刷媒体に中間転写体上にカラー画像が転写され、定着ユニット９０により定着され、プリンタ外に排出される。

また、図１のようにＣＭＹＫの現像ユニットが装着されている場合でも、ホストコンピュータからモノクロ印刷を指示する印刷ジョブデータが供給されると、モノクロとして指示された、例えばブラックの現像ユニットによる現像が行われ、モノクロ画像が印刷媒体に形成される。

図２〜図４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り、こららの図では、ブラックのモノクロ印刷モード（単色印刷モード）での構成を示す。図２〜図４において、図１と同じ構成部分には同じ引用番号が与えられている。図２の例では、現像装置５０において、ブラック用の装着位置５０ａにのみブラックの現像ユニット５１が装着されている例である。この場合、後述する現像ユニット５１に設けられている不揮発性メモリから、ブラックの色情報が読み出されて、ブラックの現像ユニット５１が装着位置５０ａに装着されていることと、他の装着位置には現像ユニットが装着されていないこととが、制御ユニット１００により検出され、モノクロ印刷モードであることが検出される。ブラック用の装着位置５０ａ以外の装着位置に、１個のブラック用現像ユニットが装着されている場合も、同様にして、制御ユニット１００は、その装着状態を検出し、ブラックのモノクロ印刷モードであることが検出される。ブラック以外の色の現像ユニットが装着されている場合も同様であり、その場合は、装着された現像材の色のモノクロ印刷モードであることが検出される。モノクロ印刷モードであることが検出されると、そのモード情報がホストコンピュータのプリンタドライバに通知され、それに伴って、ホストコンピュータからは、モノクロ印刷用の言語で印刷ジョブデータが供給される。

図３の例では、現像装置５０において、ブラック用の装着位置５０ａに加えて、マゼンタ用の装着位置５０ｃにもブラック用の現像ユニット５１，５３が装着されている例である。後述する物理的な係合手段により、カラー用のＣＭＹの３色の現像ユニットは、それぞれあらかじめ決められた装着位置５０ｂ、５０ｃ、５０ｄにしか装着することができない。一方、ブラック用の現像ユニットは、４つのいずれの装着位置５０ａ〜５０ｄにも装着可能である。そして、図３に示されるように、ブラック用の装着位置５０ａとマゼンタ用の装着位置５０ｃにブラックの現像ユニット５１、５３が装着されると、現像ユニットに設けられた不揮発性メモリの色情報が読み出され、制御ユニットにその装着状態が検出され、ブラックのモノクロ印刷モードであることが検出される。

２つのブラック用の現像ユニット５１，５３が装着されているので、モノクロ印刷においては、現像材に残量がある現像ユニットが優先して感光体ドラム２０の位置に回転制御されて、現像プロセスが実行される。また、それぞれの現像ユニット５１，５３の不揮発性メモリのトナー残量情報が維持され、その残量情報が読み出され、表示パネル９５に各装着位置５０ａ〜５０ｄの現像ユニットの装着の有無とトナー残量が表示される。

２つのブラック用現像ユニットの装着位置は、任意の２箇所に装着することができ、いずれの場合でも、モノクロ印刷モードとして動作する。

図４の例では、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が装着されている例である。この場合も、４つの現像ユニットの不揮発性メモリの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。そして、それぞれの現像ユニットの不揮発性メモリのトナー残量情報が書き込みにより維持され、また、読み出されて表示パネル９５に４つの現像ユニットが装着されていることと、それぞれの残量が表示される。

図５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、制御信号と共に画像信号を生成する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。

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、本体側メモリ１２２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。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、現像材の色情報、現像材の残量情報、現像ユニットのＩＤ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材の残量情報の更新を行う。

本体側メモリ１２２は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリで構成され、エンジン制御のためのパラメータ値などが格納される。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、どの色の現像ユニットが装着されているかの情報が格納される。

図６は、現像装置の回転動作を示す図である。図６には、４つの現像ユニット５１〜５４が装着された現像装置５０と感光体ドラム２０との３つの位置関係が示されている。図６Ａはホームポジションを、図６Ｂは現像及びメモリアクセスポジションを、図６Ｃは現像ユニットの着脱ポジションをそれぞれ示す。現像ロータリーである現像装置５０は、回転軸５０ｅを中心に図示しないパルスモータにより回転し、また、回転軸５０ｅには現像ユニットを保持するための支持フレーム５５が固定されている。

図６Ａのホームポジションは、ホームポジション検出部３１（図５）により検出される位置であり、現像ロータリーの回転制御のためのリセット位置である。この位置では、現像ユニットが着脱孔３７（図６Ｃ）と整合する位置にないので、たとえ現像ユニット交換パネルが開かれても現像ユニットが交換されることが防止される。

図６Ｂの現像ポジションでは、現像ユニット５４の現像ローラーが感光体ドラム２０に近接され、現像ユニット５４の現像材が感光体ドラム２０に供給される。また、この位置では、現像プロセスを終了した現像ユニット５３のメモリ５３ａがシリアルインターフェース１２１により非接触でアクセスされ、メモリ５３ａ内の情報が読み出され、現像材の残量情報の更新が行われる。非接触アクセスであれば、現像プロセス中であっても現像装置に物理的力をかける必要がないので、現像プロセスに影響を与えることはない。

図６Ｃの着脱ポジションは、現像ユニットの交換パネルを開いて交換ボタンが押された時に回転制御される位置であり、この位置で、現像ユニット５１が交換孔３７から交換可能になる。例えば、交換ボタンが押されるたびに、現像装置５０が９０°ずつ回転制御され、順次現像ユニットが着脱位置に回転制御される。または、トナーエンドが検出された時に現像ユニット交換が選択された時は、交換ボタンに応答して、トナーエンドになった現像ユニットの位置までまたは未装着の位置まで現像装置５０が回転制御される。上記交換ボタンの代わりに、４つの装着位置に対応する４つの装着位置ボタンが設けられていても良い。その場合は、交換対象の装着位置に対応する装着位置ボタンが押されると、その装着位置が着脱位置に回転制御される。

図７は、現像装置と現像ユニットの係合手段を示す図である。図７（Ａ）は、シアン用現像ユニット５２とその装着位置５０ｂにおける支持フレーム５５の係合構造を示し、現像ユニット５２の凸部５２ｂと支持フレーム５５の凹部５２ｃとが互いに係合するように形成されている。図７（Ｂ）は、マゼンタ用現像ユニット５３とその装着位置５０ｃにおける支持フレーム５５の係合構造を、図７（Ｃ）は、イエロー用現像ユニット５４とその装着位置５０ｄにおける支持フレーム５５の係合構造をそれぞれ示す。これらにおいても同様に、現像ユニット側に凸部５３ｂ、５４ｂが、支持フレーム５５側に凹部５３ｃ、５４ｃが設けられ、互いに係合する。また、図７（Ｄ）は、ブラック用現像ユニット５１とその装着位置５０ａにおける支持フレーム５５の構造を示す。ブラック用現像ユニット５１には、凸部が形成されておらず、それに伴い支持フレーム５５には凹部が形成されていない。そして、各現像ユニットは、紙面に垂直方向に挿入または引き出されて、装着または抜き取りされる。

図７に示された係合手段から理解されるとおり、ＣＭＹの現像ユニット５２，５３，５４にはそれぞれ異なる位置に凸部５２ｂ、５３ｂ、５４ｂが設けられ、それらが装着される装着位置５０ｂ、５０ｃ、５０ｄには対応する位置に凹部５２ｃ、５３ｃ、５４ｃが設けられ、これらの係合手段により、ＣＭＹの現像ユニットはあらかじめ決められた位置にしか装着できないようになっている。決められた位置以外には装着不可能である。このような物理的な係合手段を利用して、カラー印刷モードでは、ＣＭＹＫの現像ユニットが決められた位置に決められた順番で装着されることを保証し、カラー印刷の高速印刷と高画質を担保している。それに対して、ブラック用の現像ユニット５１には凸部が形成されていないので、ブラック用装着位置５０ａに加えて、どの装着位置５０ｂ、５０ｃ、５０ｄにも装着可能である。

図８は、本実施の形態における印刷モード判定動作を示すフローチャート図である。図９は、印刷モード判定における判定表を示す図である。プリンタ１０の制御手段である制御ユニット１００は、電源オンされると（S10）、現像装置をメモリアクセス位置に回転し、現像装置に装着された現像ユニットの不揮発性メモリにアクセスし、現像材の色情報と残量情報とを読み出す(S12)。現像装置の４つの装着位置（ブラック用、マゼンタ用、シアン用、イエロー用装着位置）にブラックＫ、マゼンタＭ、シアンＣ、イエローＹの現像ユニットが装着されていることが認識された場合は（S14）、制御ユニット１００のメインコントローラ１０１はカラー印刷モードと判定し、そのデータを不揮発性メモリ１１４ａに書き込む(S16)。また、制御ユニットのメインコントローラ１０１は、４つの装着位置のいずれかにブラックの現像ユニットが装着されていることが認識された場合は(S18)、ブラックのモノクロ印刷モードと判定し、そのデータを不揮発性メモリ１１４ａに書き込む(S20)。

ここまでの判定は、図９の判定表に示されるとおりである。つまり、４つの装着位置にはあらかじめ決められた色のＣＭＹの現像ユニットしか装着できないので、カラー印刷モードと判定されたときは、ＣＭＹＫの現像ユニットはあらかじめ決められた回転方向の順番で装着されることになる。従って、カラー印刷モードでの４回の現像プロセスでは、現像装置５０の４つの現像ユニットを順番に回転させて感光体ドラム２０に近接させればよく、高画質で高速印刷が可能である。ＣＭＹＫの現像ユニットが任意の位置に装着可能の場合は、高画質のためにＣＭＹＫの順番で現像させるためには、現像装置を回転方向に前後させながら現像ユニットを感光体ドラムに近接させる必要があり、複雑な回転制御にともなって現像速度が低下するおそれがある。

一方、ブラックのモノクロ印刷モードは、ブラックの現像ユニットがどの装着位置に何個装着されていても判定される。つまり、ブラックの現像ユニットの装着位置についての制約がなく、従って、ユーザは、任意の個数のブラック用現像ユニットを任意の位置に装着することが許されるので、利便性を高めることができる。

また、ＣＭＹのいずれかの色の現像ユニットのみが装着されていることが認識された場合は（S22）、その装着された現像ユニットの現像材の色のモノクロ印刷モードと判定される(S24)。この場合は、ＣＭＹの現像ユニットはあらかじめ決められた装着位置にのみ装着可能であるので、１個の現像ユニットしか装着されていないことが条件である。

ユーザが、トナーエンド表示などに応じて、現像ユニット交換パネルを開き、現像ユニット交換ボタンを押してユニット交換を指示し、現像ユニットの交換後に交換パネルを閉じると(S26)、制御ユニット１００は、上記のステップS12〜S24の判定動作を実行する。また、電源がオフになると判定動作は終了する(S28)。

図１０は、ブラックのモノクロ印刷モードでの動作を示すフローチャート図である。また、図１１、図１２は、ブラックのモノクロ印刷モードにおける現像ユニットの装着状態と表示パネルの表示例を示す図である。ブラックのモノクロ印刷モードでは、ブラック用の現像ユニットが現像装置の４つの装着位置の任意の位置に任意の個数装着されることを許可するので、トナーエンド時などにおいて現像ユニットの装着または交換を容易にするために、現像ユニットの装着位置とそれぞれの現像材の残量とを表示パネル９５に表示する。

図８の印刷モード判定動作で説明したように、電源オンの時に、装着されている現像ユニットの不揮発性メモリがアクセスされ、それぞれの色情報と残量情報とが読み出され、表示パネル９５に表示される。ブラックのモノクロ印刷モードと判定されると、表示パネル９５には、図１１、図１２のようにモノクロ印刷モードであることを示す表示２００と、各装着位置２０２に対して、現像ユニットが装着されているか否かと残量情報とを示す表示２０１とが表示される。例えば、図１１（Ａ）のように、シアン用装着位置５０ｃにブラック現像ユニットが装着されているとすると、ブラック現像ユニットの残量が１００％であると、表示パネルには、９５Ａ−１に示されるように、シアンの装着位置（２０２のＣ）に全て黒の容器のマークが表示される。また、そのブラック現像ユニットのトナー残量がゼロになると、表示パネルには、９５Ａ−２に示されるように、シアンの装着位置に全て白の容器のマーク２０１Ｃが表示される。この場合は、シアンの装着位置にブラック現像ユニットが装着されているが残量がゼロであることが表示されることになる。

図１１（Ｂ）のように、シアン用装着位置５０ｃに空のブラック現像ユニットが装着され、イエロー用装着位置５０ｙに残量１００％のブラック用現像ユニットが装着されている場合は、９５Ｂ−１に示されるように、シアン用装着位置（２０２のＣ）に空の容器マークが、イエロー用装着位置（２０２のＹ）に全て黒の容器マークがそれぞれ表示される。その後、イエロー用装着位置のブラック現像ユニットの現像材が使用されて残量が減ると、９５Ｂ−２に示されるように、イエロー用装着位置（２０２のＹ）に一部黒の容器マークが表示される。

このように、表示パネルには、ブラックのモノクロ印刷モードであることを示す表示２００と、いずれの装着位置に現像ユニットが装着され、それぞれのトナー残量がどれくらいかを示す表示２０１とが、表示される。したがって、ブラックのモノクロ印刷モードにおいて、現像ユニットの装着や交換を含む管理を容易に行うことができる。

図１０に戻り、ブラックのモノクロ印刷モードにおいて、装着されている現像ユニットの現像材の残量が０％になったことが検出されると(S30)、表示パネル９５に現像ユニットのトナーエンドによる現像ユニットの交換指示が表示される(S36)。ブラックのモノクロ印刷モードでは、複数個のブラック現像ユニットを装着することが許されているので、ユーザは、表示パネル９５に表示されている装着された現像ユニットの残量表示を見て、未だ残量のある現像ユニットが装着されている場合などは、印刷継続の指示を操作パネルのボタンまたはホストコンピュータのプリントドライバから行うことができる。印刷継続指示が入力されると（S38）、他に残量がある現像ユニットが存在する場合は現像ユニットの交換を行わなくてもエラーにはならないが、他に残量がある現像ユニットが存在しない場合はエラーになる(S42)。

また、ユーザが現像ユニット交換パネルを開き、ユニット交換指示ボタンを押すと（S32）、制御ユニット１００のエンジンコントローラ１０２は、現像装置のロータリーを、装着すべき装着位置または交換すべき装着位置を交換孔３７の位置に整合するまで回転制御する(S44)。この回転制御は、未装着位置、残量ゼロの現像ユニットの装着位置、残量最小の現像ユニットの装着位置の優先順位で優先度の最も高い位置を交換孔３７に整合するように自動制御する。どの位置に回転制御すべきかの判定は、制御ユニット１００により行われる。あるいは、ユーザーは、マニュアルで交換対象の位置を４つの現像ユニットボタンにより指示することもできる。

そこで、現像ユニットが装着または交換されて、交換パネルが閉じられると（S46）、制御ユニット１００は、現像ユニットのメモリにアクセスして、装着位置を認識し、色情報と残量情報とを取得する(S48)。そして、図１１、図１２に示されるように、制御ユニット１００は、表示パネル９５に装着位置と残量情報とを表示させる（S50）。

やがて、ホストコンピュータから印刷ジョブを受信すると(S34)、制御ユニット１００では、メインコントローラ１０１が必要なハーフトーン処理などの画像処理を行い、エンジンコントローラ１０２に制御信号と画像データを出力し、エンジンコントローラ１０２は、トナー残量のある現像ユニットを感光体ドラムの位置まで回転し（S52）、それを使用してモノクロ印刷制御を行う（S54）。

次に、図１１、図１２を参照して、プリンタがモノクロ印刷モードとして使用される場合のブラック現像ユニットの装着状態と表示パネルの表示状態とを説明する。図１１、１２の左側には、現像装置５０にブラックの現像ユニットＫが装着されている例が示され、右側には、その時の表示パネル９５の表示例が示されている。

プリンタをモノクロ印刷モードとして利用開始した場合、例えば、図１１（Ａ）に示されるように、現像装置の任意の位置に１個のブラック現像ユニットが装着されていれば、印刷可能である。図１１（Ａ）の例では、シアンの装着位置５０ｃにブラック現像ユニットが装着されているので、ブラックのモノクロ印刷モードであることを示す「モノクロ」という表示２００と、シアンの位置（２０２のＣ）に１００％黒の容器マークの表示２０１が行われている（９５Ａ−１）。その後、その現像ユニットを使用してモノクロ印刷が繰り返されると、やがてトナー残量が減り、シアンの装着位置５０ｃに現像ユニットが装着されているが、残量がゼロであることを示す容器マーク２０１Ｃが表示される（９５Ａ−２）。なお、装着位置表示２０２は、必ずしも表示パネル９５内に表示されなくても、表示パネルに隣接して貼り付けられるシールに表示しても良い。

この時点で、制御ユニット１００は、残量情報の読み出しにより残量がゼロになったことを認識し、トナーエンドによる現像ユニットの交換を指示するメッセージを表示する（図示せず）。ユーザは、この表示パネルの表示を参照して、どの現像ユニットの現像材が残量ゼロになったのか、どの装着位置なら現像ユニットを交換なしに装着可能か、どの装着位置なら現像ユニットを交換可能かを知ることができる。

そこで、ユーザは、交換パネルを開き、マニュアルにより新たな現像ユニット装着位置または交換位置をボタンで指定して、制御ユニット１００に現像装置のその装着位置を交換孔の位置まで回転させる。または、ユーザは、交換パネルを開き、現像ユニット交換ボタンを押して、自動的に装着すべき位置まで回転させる。この自動回転制御では、未装着位置、残量ゼロの現像ユニットの装着位置、残量最小の現像ユニットの装着位置の優先順位で、装着位置が選択され、交換孔の位置まで回転制御される。

図１１（Ｂ）の例では、イエローの位置に新たな現像ユニットが装着されている。そのため、表示パネル９５には、イエローの位置（２０２のＹ）に１００％残量の容器マーク２０１Ｙが表示される（９５Ｂ−１）。やがて、この現像ユニットの残量が減ると、容器マーク２０１Ｙの黒表示領域が小さくなる（９５Ｂ−２）。

図１１（Ｃ）の例では、ブラックの位置に新たな現像ユニットが装着され、表示パネル９５には、ブラックの位置（２０２のＫ）に１００％残量の容器マーク２０１Ｋが表示される（９５Ｃ−１）。やがて、この現像ユニットの残量が減ると、容器マーク２０１Ｋの黒表示領域が小さくなる（９５Ｃ−２）。この状態では、シアンの位置とイエローの位置の現像ユニットの残量はゼロで、ブラックの位置の現像ユニットの残量は残り少ないことが示される。

図１１（Ｄ）の例では、マゼンタの位置の新たな現像ユニットが装着され、やがて残量が減っていることが表示パネルに表示されている。

図１２は、４つの装着位置全てにブラック現像ユニットが装着された例である。図１２（Ｅ）〜（Ｈ）では、順番にシアンの位置、イエローの位置、ブラックの位置、マゼンタの位置の現像ユニットの残量がゼロになった場合の、表示パネル９５の表示状態が示されている。表示パネル９５には、４つの位置に現像ユニットが装着され、それぞれのトナー残量が示されている。したがって、トナーエンドに伴う現像ユニットの交換処理において、どのタイミングで且つどの位置の現像ユニットを交換すべきかの判断を、ユーザが容易に行うことができる。

図１３は、ホストコンピュータのプリンタドライバによる現像ユニットの装着位置とトナー残量の表示例を示す図である。プリンタ１０には、ホストコンピュータ１が直接又はネットワークを介して接続され、そのホストコンピュータ１にインストールされているプリンタドライバ２により、ディスプレイ３に、現像ユニットの装着位置とトナー残量の画像４が表示可能になっている。

メインコントローラ１０１は、電源オン時などに、エンジンコントローラ１０２を介してエンジン１０３内の現像ユニット５１〜５４の装着位置や色情報、トナー残量情報を取得し、プリンタドライバ２に通知する。また、その後、現像ユニットの装着状態が変化した時や、トナー残量情報が更新された場合も、それらの情報がプリンタドライバに通知される。そして、ユーザーは、ホストコンピュータ１のモニタ画面３において、図中に示された画像４のように、印刷モードがブラックのモノクロ印刷であることや、ＣＭＹＫそれぞれの装着位置における現像ユニットの装着の有無と、トナー残量とを表示させることができる。表示される情報は、表示パネル９５と同じであり、図１１、図１２で説明したとおりである。

上記実施の形態では、ブラックのモノクロ印刷モードを説明したが、本実施の形態は、ブラック以外のＣＭＹのいずれかによるモノクロ（単色）印刷モードにも適用可能である。

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。（カラー印刷モード時） 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。（モノクロ印刷モード時） 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。（モノクロ印刷モード時） 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。（モノクロ印刷モード時） 本実施の形態における制御ユニット１００の構成図である。 現像装置の回転動作を示す図である。 現像装置と現像ユニットの係合手段を示す図である。 本実施の形態における印刷モード判定動作を示すフローチャート図である。 印刷モード判定における判定表を示す図である。 ブラックのモノクロ印刷モードでの動作を示すフローチャート図である。 ブラックのモノクロ印刷モードにおける現像ユニットの装着状態と表示パネルの表示例を示す図である。 ブラックのモノクロ印刷モードにおける現像ユニットの装着状態と表示パネルの表示例を示す図である。 ホストコンピュータのプリンタドライバによる現像ユニットの装着位置とトナー残量の表示例を示す図である。

符号の説明

１０：プリンタ、２０：像担持体、５０：現像装置、５０ａ〜５０ｄ：装着位置
５１〜５４：現像ユニット、５１ａ〜５４ａ：現像ユニットのメモリ
９５：表示パネル、１００：制御ユニット

Claims (12)

1. 潜像が形成される像担持体と、現像材を収納する現像ユニットが複数個、着脱可能に装着される現像装置とを備える画像形成装置において、
   カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットのうち、モノクロ画像を形成するための黒色の現像ユニットを除く複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置のみに装着可能であり、前記黒色の現像ユニットが前記現像装置のいずれの装着位置にも装着可能であり、
   カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置に装着されたときに、カラー印刷モードで動作し、当該カラー印刷モードでは前記決められた装着位置の順番で前記複数色の現像ユニットによる現像プロセスを行い、
   前記複数の装着位置のいずれかの位置に前記黒色の現像ユニットのみが装着されたときに、モノクロ印刷モードで動作することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１において、
   前記現像装置の前記複数の装着位置には、それぞれ対応する前記黒色の現像ユニットを除く複数色の現像ユニットが、それぞれ異なる係合手段を介して装着され、
   前記モノクロ画像を形成するための黒色の現像ユニットは、前記複数の装着位置のいずれにも装着可能な係合手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２において、
   前記モノクロ画像を形成するための黒色の現像ユニットが、複数個、前記現像装置に装着されたときも、前記モノクロ印刷モードで動作することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１において、
   前記現像ユニットは、収納されている現像材の色情報と、残量情報とを記憶する記憶手段を有し、
   さらに、前記現像装置に装着された現像ユニットの前記記憶手段の色情報に応じて、前記カラー印刷モードまたはモノクロ印刷モードを判定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２または４において
   前記制御手段は、前記カラー印刷モードと判定したときは、前記複数色の現像ユニットをあらかじめ決められた順番で使用して前記像担持体の潜像を現像材により現像することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４において、
   前記制御手段は、前記現像ユニットの記憶手段に適宜アクセスして、前記現像ユニットの現像材の残量情報を書き込み及び読み出し、前記モノクロ印刷モードと判定したときは、前記装着された現像ユニットのうち、現像材に残量がある黒色の現像ユニットを使用して、前記像担持体の潜像を現像することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４において、
   さらに、前記複数の装着位置に対応して、前記現像ユニットの装着の有無と、装着された現像ユニットの現像材の残量情報とを表示する表示手段を有し、
   前記制御手段は、前記現像ユニットの記憶手段に適宜アクセスして、前記現像ユニットの現像材の残量情報を書き込み、前記現像材の色情報及び残量情報を読み出し、前記複数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現像材の残量情報とを、前記表示手段に表示させることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７において、
   前記制御手段は、前記表示手段に、前記カラー印刷モードとモノクロ印刷モードとを区別可能に表示させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項４において、
   前記制御手段は、前記現像ユニットの記憶手段に適宜アクセスして、前記現像ユニットの現像材の残量情報を書き込み、前記現像材の色情報及び残量情報を読み出し、
   さらに、前記制御手段は、前記複数の装着位置に対応して、前記現像ユニットの装着の有無情報と、装着された現像ユニットの現像材の残量情報及び色情報を表示させるデータを、画像形成装置に接続されるホストコンピュータに、適宜出力することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９において、
    前記制御手段は、前記カラー印刷モードとモノクロ印刷モードとを区別可能に表示させるデータを、前記ホストコンピュータに出力することを特徴とする画像形成装置。
11. 潜像が形成される像担持体と、現像材を収納する現像ユニットが複数個、着脱可能に装着される現像装置とを備える画像形成装置において、
    カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットのうち、モノクロ画像を形成するための黒色の現像ユニットを除く複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置のみに装着可能であり、前記黒色の現像ユニットが前記現像装置のいずれの装着位置にも装着可能であり、
    カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置に装着されたときに、カラー印刷モードで動作し、当該カラー印刷モードでは前記決められた装着位置の順番で前記複数色の現像ユニットによる現像プロセスを行い、
    前記複数の装着位置のいずれかの位置に前記黒色の現像ユニットのみが装着されたときに、モノクロ印刷モードで動作し、
    前記現像ユニットは、収納されている現像材の色情報と、残量情報とを記憶する記憶手段を有し、
    さらに、前記現像装置に装着された現像ユニットの前記記憶手段に記憶されている色情報と残量情報に応じて、前記複数の装着位置に対応して、前記現像ユニットの装着の有無情報と、装着された現像ユニットの現像材の残量情報とを表示する表示手段を有することを特徴とする画像形成装置。
12. 潜像が形成される像担持体と、現像材を収納する現像ユニットが複数個、着脱可能に装着される現像装置とを備える画像形成装置において、
    カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットのうち、モノクロ画像を形成するための黒色の現像ユニットを除く複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置のみに装着可能であり、前記黒色の現像ユニットが前記現像装置のいずれの装着位置にも装着可能であり、
    カラー画像を形成するための複数色の現像ユニットが、前記現像装置のそれぞれ決められた装着位置に装着されたときに、カラー印刷モードで動作し、当該カラー印刷モードでは前記決められた装着位置の順番で前記複数色の現像ユニットによる現像プロセスを行い、
    前記複数の装着位置のいずれかの位置に前記黒色の現像ユニットのみが装着されたときに、モノクロ印刷モードで動作し、
    前記現像ユニットは、収納されている現像材の色情報と、残量情報とを記憶する記憶手段を有し、
    さらに、前記現像装置に装着された現像ユニットの前記記憶手段に記憶されている色情報と残量情報に応じて、前記複数の装着位置に対応して、前記現像ユニットの装着の有無情報と、装着された現像ユニットの現像材の残量情報とを表示する表示データを、画像形成装置に接続されているホストコンピュータに出力する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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