JP4363402B2 - モノクロ印刷モードでの装着された現像剤の残量総量表示が可能な画像形成装置 - 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、モノクロ印刷モードでの現像ユニットの管理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、モノクロ印刷、例えば白黒印刷を行うときは、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、現像ロータリーの任意の装着位置にブラック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。ブラックの現像ユニットは、１〜４個の任意の数を装着することができ、複数装着する場合は、現像ユニットの交換頻度を抑えることができ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、カラー印刷用現像ロータリーの４つの装着位置全てにブラックの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２００２−３５１１９０号公報（２００２年１２月４日公開） 特許願２００３−１６００５９号公報 特開２００３−３１６１０６号公報（２００３年１１月６日公開）

上記の特許文献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、現像ロータリ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、ブラックの現像ユニットの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、モノクロ印刷モードにおいて、４箇所の現像ユニット装着位置のうち任意の位置にブラックまたはそれ以外の単色の現像ユニットを装着することを許可している。しかしながら、複数の同色の現像ユニットを装着した場合のトナー残量の表示方法についての記載はなく、どのように表示することでユーザの利便性を高めることができるかについての記載はない。

さらに、特許文献４の画像形成装置も、４箇所の装着位置に４個のブラックの現像ユニットを装着することは許可されているが、その場合にトナー残量をどのようにユーザに知らせるかについての表示方法は記載されていない。

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、任意の数の同色の現像ユニットを装着してモノクロ印刷モードで動作すると共に、ユーザの現像ユニットの追加、交換などの現像ユニット管理の利便性を高めた現像剤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、現像剤を収納する複数の現像ユニットが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、
前記画像形成装置は、
前記現像装置の複数の装着位置に任意の数の同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、
さらに、前記現像ユニット内の現像剤の残量を表示する表示手段と、
当該装着された現像ユニットの初期状態での現像剤の初期総量と現在の現像剤の残量総量とを求め、前記初期総量の情報と残量総量の情報とを前記表示手段に表示する制御手段とを有することを特徴とする。

上記第１の側面において、好ましい実施例では、前記残量総量の情報は、前記初期総量に対する残量総量の割合を示す残量情報であることを特徴とする。

上記第１の側面において、別の好ましい実施例では、前記制御手段は、前記初期総量に応じた大きさの外枠表示と、前記残量総量に応じた大きさの残量表示とを並べて前記表示手段に表示することを特徴とする。

上記第１の側面において、別の好ましい実施例では、前記制御手段は、前記初期総量に対応する文字表示と、前記初期総量に対する残量総量の割合を示す残量表示とを並べて前記表示手段に表示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、現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱可能に装着される現像装置とを備え、ホストコンピュータと通信可能な画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
前記現像装置の複数の装着位置に任意の数の同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、
さらに、当該装着された複数の現像ユニットの初期状態での現像剤の初期総量と現在の現像剤の残量総量とを求め、前記初期総量の情報と残量総量の情報のデータを前記ホストコンピュータに適宜出力し、当該初期総量の情報と残量総量の情報とを当該ホストコンピュータに表示させることを特徴とする。

上記第１及び第２の側面によれば、複数の単色、つまり同一色の現像ユニットが装着されたモノクロ印刷モードにおいて、装着された複数の現像ユニットの初期状態での現像剤の初期総量と現在の現像剤の残量総量とを表示するので、ユーザはその表示により初期状態での総量に対する残量総量を容易に認識することができ、モノクロ印刷モードにおける現像ユニットの交換、追加などの管理に対して利便性を高めることができる。例えば、ブラックの現像ユニットを複数装着してモノクロ画像形成装置として使用する場合に、本発明の初期総量と残量総量の表示が有効である。

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。 現像装置の回転動作を示す図である。 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。 トナー残量表示制御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。 カラー印刷モードと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トナー残量の表示例を示す図である。

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、現像装置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。

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、現像剤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位置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、現像剤を潜像が形成された感光体ドラム２０に供給することで、潜像が現像剤による像に現像される。図１の例では、現像装置５０の装着位置５０ａ〜５０ｄには、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの現像剤をそれぞれ収容する現像ユニット５１〜５４が装着され、カラー印刷モードとなり、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剤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、感光体ドラム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。カラー印刷ジョブでは、中間転写体７０にＣＭＹＫそれぞれの画像が重ねて転写され、モノクロ印刷ジョブでは、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上に残存する現像剤（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、現像剤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剤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により中間転写体上のカラー画像が紙などの印刷媒体に転写され、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、これらの図では、ブラックのモノクロ印刷モード（１つの色の現像剤のみを使った印刷モード）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、装着された現像剤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、いずれかの現像ユニットが感光体ドラム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、表示手段兼入力手段である表示パネル兼操作パネル９５に、各装着位置５０ａ〜５０ｄでの現像ユニットの装着の有無とトナー残量とが表示される個別残量表示モードか、または、２つのブラック現像ユニットの合計残量が表示される全体残量表示モードかのいずれかのモードで、表示パネル９５に残量表示される。

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、現像プロセスが実行されるたびに、使用された現像ユニットの不揮発性メモリにトナー残量情報が書き込まれて現在のトナー残量情報が維持される。また、装着された現像ユニットのメモリが読み出されて、初期状態におけるトナーの総量情報と現在のトナー残量総量とが、表示パネル９５に、後述する態様で表示される。

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、エンジンの制御信号と画像信号を生成すると共に表示パネル９５に対する表示制御を行う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と表示モードの設定、自動判別、表示パネルの表示制御などを行う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印刷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、現像剤の色情報、初期状態での現像剤の量情報、現在の現像剤の残量情報、現像ユニットのＩＤ（識別情報）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追加装着した時に、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、現像剤の初期の量情報、現在の残量情報、識別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剤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の情報と、装着された現像ユニットの色情報や識別情報などの上記読み取られた情報が格納される。そして、これらの情報がエンジンコントローラ１０２内のＣＰＵ１２０からメインコントローラ１０１内のＣＰＵ１１１に伝えられ、それらの情報に基づき、ＣＰＵ１１１が印刷モードの判定、現像剤の残量表示の制御などを行う。なお、現像剤の色情報と残量情報は、エンジンコントローラ内の本体側メモリ１２２もしくはエンジンコントローラ内のメモリユニット１１４に保持・更新するようにしてもよい。すなわち、現像ユニットが新たに装着されたり交換されたときは、ユーザがその装着位置と現像ユニットの色情報を入力設定し、また、メインコントローラ１０１が印刷のための画像信号を生成するたびに、現像ユニットの現像剤残量情報を演算して更新し、前記メモリに格納してもよい。ただし、その場合は、現像ユニットを交換するごとに、ユーザは交換した現像ユニットの残量をリセットする必要がある。

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、中心軸５０ｅには現像ユニットを保持するための支持フレーム５５（装着位置５０ａ〜ｄを含む。）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の現像剤が感光体ドラム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、現像剤の残量情報の更新が行われる。非接触アクセスであれば、現像プロセス中にアクセスしても現像装置に物理的力をかける必要がないので、かかるアクセスにより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には凸部に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。図９の判定表には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの装着位置にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの現像ユニットのいずれが装着されているかが示されている。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５０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、現像ユニットの識別情報と、現像剤の色情報、初期総量情報、及び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、カラー用の４つの現像ユニットは装着されていないが、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（図９のケースＲ）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にすると、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ＣＭＹＫの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（図９のケースＡ〜Ｑ）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は制約がなく、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剤の色で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または所望のタイミングで、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。

なお、図７において、ブラック以外のＣＭＹの現像ユニットにも上記凸部を設けなければ、現像ローラの任意の位置に任意の数だけ装着することができる。そのような構成にする場合は、ブラック以外のＣＭＹのいずれかの現像ユニットを複数装着してモノクロ印刷モードにすることができる。

また、図９の判定表には記載されていないが、ＣＭＹＫの現像ユニットが装着されていない場合に、複数のブラックの現像ユニットに加えてＣＭＹのいずれかの現像ユニットが装着されている場合でも、ブラックのモノクロ印刷モードと判定させても良い。その場合は、装着されているブラックの現像ユニットのメモリから前述の情報を読み取り、初期総量情報と残量情報とが表示パネル９５に表示制御される。

図１０は、トナー残量表示制御の動作を示すフローチャート図である。また、図１１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。さらに、図１２はモノクロ印刷モードとカラー印刷モードにおける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、４つの装着位置に任意の数の現像ユニットを装着することを許可する。また、モノクロ印刷モードでは、例えば、装着された複数の現像ユニットを均等にまたは順番に使用して全現像ユニットの現像剤の残量がゼロになった時に現像ユニットの交換を行う一体使用と、装着された複数の現像ユニットの属性に応じて、指定された属性を有する現像ユニットを使用し、現像ユニットの交換も個別に行う個別使用とが選択可能になっている。

上記の一体使用の場合は、ユーザは、装着されている現像ユニット個々のトナー残量ではなく、全体のトナー残量を監視して、現像ユニットの交換管理を行うことが必要になる。特に、複数の現像ユニットを均等に使用する場合は、現像ユニット個々の残量表示よりも、合計の残量表示のほうが有効である。そこで、本実施の形態では、装着現像ユニットの初期状態でのトナー総量情報と、現在のトナー残量情報とを表示するようにして、モノクロ印刷モードでの現像ユニットの管理に役立てることができるようにしている。

図１１（Ａ），（Ｂ）は、４個のブラック現像ユニットが装着されているモノクロ印刷モードでの、表示パネル９５の表示例を示している。図１１（Ａ）では、表示パネル９５に、ブラック（Ｋ）のモノクロ印刷モードである表示２００と、４個の現像ユニットの初期状態でのトナー総量（初期総量情報）と現在のトナー残量の総量（残量情報）の表示２０１とが表示される。表示例９５Ａ−１では、初期状態でのトナー総量と現在のトナー残量の総量とが一致するため、残量表示２０１には、初期総量表示２０１ｔと残量総量表示２０１ｒとが重なって表示されている。つまり、残量総量が１００％であることが示されている。一方、表示例９５Ａ−２では、初期総量表示２０１ｔが横長の白枠で表示され、残量総量表示２０１ｒが横長の棒グラフで示されている。つまり、初期総量表示２０１ｔも残量総量表示２０１ｒも、水平方向の長さがそれぞれの量に対応している。つまり、残量総量が５０％であることが示されている。上記の例では、初期総量は横方向の長さで表示され、残量総量も横方向の長さで表示されると共に、初期総量に対する残量総量の割合もわかるように表示されている。

図１１（Ｂ）では、装着されている現像ユニットの本数を示すテキスト表示２０１ｔにより初期総量が表示されている。そして、残量総量については、初期総量に対する残量総量の割合がわかるように、初期総量を示す白枠に対して残量総量を示す黒の棒グラフ２０１ｒにより示されている。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）と同じ現像ユニットの装着状態であるが、表示例９５Ｂ−１では、トナー残量１００％の時のテキストによる初期総量表示２０１ｔと残量総量表示２０１ｒとが示され、表示例９５Ｂ−２では、トナー残量５０％の時の同じ表示２０１ｔ、２０１ｒが示され、表示例９５Ａ−１、９５Ａ−２とは異なる態様での表示になっている。

図１１（Ｃ）、（Ｄ）は、２個のブラック現像ユニットが装着されているモノクロ印刷モードでの、表示パネル９５の表示例を示している。そして、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）と同じ表示態様の表示例であり、図１１（Ｄ）は、図１１（Ｂ）と同じ表示態様の表示例である。図１１（Ｃ）の場合は、初期総量表示２０１ｔの横方向の長さが図１１（Ａ）の半分になっている。したがって、表示例９５Ｃ−１におけるトナー残量１００％の時の残量総量２０１ｒは、表示例９５Ａ−２におけるトナー残量５０％の時の残量総量２０１ｒと同じであることをユーザに伝えることができる。さらに、表示例９５Ｃ−２のトナー残量５０％の時の残量総量２０１ｒは、表示例９５Ａ−２の残量総量２０１ｒの半分であることもユーザに分からせることができる。また、表示例９５Ｄ−１、９５Ｄ−２には、装着現像ユニットの本数「２本」が初期総量表示２０１ｔとしてテキストにより表示されている。

図１２（Ｅ）、（Ｆ）は、２個のブラック現像ユニットが装着されているモノクロ印刷モードでの、表示パネル９５の別の表示例を示している。図１２（Ｅ）では、初期総量表示２０１ｔをテキストの「４００ｇ」とトナーの重さ（絶対量）で示している。残量総量表示２０１ｒは、図１２（Ｄ）と同様に、初期総量に対する残量総量の割合がわかるように白枠内の棒グラフにより示されている。この例では、現像ユニットの初期状態において、必ずしも全ての現像ユニットに現像剤が満タン状態で格納されているとは限らない場合において有効である。つまり、試供品などの現像ユニットで例えば１／４しか現像剤が充填されていない場合でも、初期総量をトナーの重さなどで表示することで、その絶対量を正確に把握することができる。初期総量の別の表示例としては、予測印刷可能枚数で表示することでもよい。

また、図１２（Ｆ）では、初期総量表示２０１ｔをテキストの「２本」と装着現像ユニットの本数で示し、残量総量表示２０１ｒもテキストの「１００％」「５０％」と初期総量に対する割合で示している。さらに、初期総量表示２０１ｔをテキストの「４００ｇ」と表示しても良い。

図１２（Ｇ）は、ＣＭＹＫの４つの装着位置にＣＭＹＫの現像ユニットが装着されたカラー印刷モードの状態を示す。この場合は、表示パネル９５には、カラー印刷モードであることの表示２００と、ＣＭＹＫの装着位置表示２０２に対応してそれぞれの色の現像ユニットの個別の残量表示２０１が行われる。表示例９５Ｇ−１では、全ての現像ユニットの残量が１００％であることが示され、表示例９５Ｇ−２では、それぞれの現像ユニットの残量が１００％ではないことが示されている。ここでも白枠は初期総量を示し、棒グラフが残量を示している。ただし、横方向ではなく縦方向の長さがそれぞれの量に対応している。

図１２（Ｈ）は、シアンの装着位置５０ｃにのみシアンの現像ユニットが装着されたモノクロ印刷モードの状態を示す。この場合は、表示パネル９５には、シアンのモノクロ印刷モードであることの表示２００と、初期総量表示２０１ｔと残量総量表示２０１ｒとが表示される。表示例９５Ｈ−１では、初期総量表示２０１ｔが横長の白枠で示され、残量総量表示２０１ｒが棒グラフで示されている。また、表示例９５Ｈ−２では、初期総量表示２０１ｔがテキストの「１本」で示され、残量総量表示２０１ｒが初期総量に対する残量総量の割合を示すために白枠内の棒グラフで示されている。この初期総量表示２０１ｔは「１００ｇ」などのようにトナーの重量などの絶対量で表示しても良い。

次に、図１１（Ａ）に示すようにブラックの現像ユニットが４個装着されている場合と、図１１（Ｃ）に示すようにブラックの現像ユニットが２個装着されている場合での他の表示例を説明する。このような場合は、図１２（Ｇ）の表示例のように、各装着位置に対応して初期総量を白枠で表示する。各現像ユニットの初期総量は通常は等しいのでこの白枠は全て同じ大きさになる。図１１（Ａ）の場合は４つの白枠がＣＭＹＫの位置に表示され、図１１（Ｃ）の場合は２つの白枠がＭＫの位置に表示される。そして、残量表示として、各白枠内に全ての現像ユニットの現像材の残量の平均値が黒い棒グラフで示される。つまり、全ての白枠内に同じ平均値が表示される。このようにすると、現像ユニットの装着位置と残量総量とを容易に把握することができる。

図１０のトナー残量表示制御のフローチャートに戻ると、メインコントローラ１０１のＣＰＵ１１１は、カラー印刷モードを判定すると（Ｓ３０）、ＣＭＹＫ各色毎に初期状態のトナー量を示す外枠を表示し（Ｓ３６）、さらに各色毎にトナー残量を枠内に棒グラフで表示する（Ｓ３８）。この表示形態は、図１２の表示例９５Ｇ−１，２に示した通りである。ＣＰＵ１１１は、ブラックのモノクロ印刷モードを判定すると（Ｓ３２）、装着された現像ユニットのメモリから種々の情報を取得し、初期状態でのトナー総量である初期総量ａを求め（Ｓ４０）、さらに現在のトナー残量の総量である残量総量ｂを求める（Ｓ４２）。そして、初期総量ａに対応した大きさの外枠を表示し、その外枠内に残量割合ｂ／ａに対応した大きさの棒グラフを残量情報として表示する（Ｓ４４）。初期総量ａは、テキストにより現像ユニットの本数やトナーの絶対量、または印刷可能枚数などで表示しても良い。これらの表示例は、図１１や図１２（Ｅ）（Ｆ）に示したとおりである。さらに、ＣＰＵ１１１は、ＣＭＹのいずれかのモノクロ印刷モードを判定した場合は、その判定した色の現像ユニットについて、初期総量ａを計算し（Ｓ４６）、残量総量ｂを計算し（Ｓ４８）、初期総量ａと残量の割合ｂ／ａとを表示する（Ｓ５０）。

上記のように、本実施の形態によれば、モノクロ印刷モードにおいて、装着された複数の現像ユニットの初期総量の表示と残量総量の表示とを行っている。このような表示形態は、例えば、複数のブラックの現像ユニットを装着し、全ての現像ユニットを区別することなく使用し、全ての現像ユニットが残量ゼロになった時にそれらを交換するような使用形態において特に有効である。現像装置の４つの装着位置に装着されたブラックの現像ユニットに対して、現像ロータリーのバランスを一定にするために、４つの現像ユニットを均等に使用して現像プロセスを行う場合は、４つの現像ユニットの初期量と残量とを個別に表示するよりも、上記のように初期総量と残量総量とを表示するほうが有効であることが理解される。一方、カラー印刷モードにおいては、現像ユニットを個別に交換管理する必要があるので、装着位置に対応して各色の残量を初期値に対応する割合で表示することが有効である。

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トナー残量の表示例を示す図である。プリンタ１０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有線または無線で通信可能に接続され、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、現像ユニットの初期総量と残量総量と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の色情報、初期トナー量情報、トナー残量情報を取得し、モノクロ印刷モードの場合には、初期総量と残量総量とを求め、どの色のモノクロ印刷モードであるかと初期総量と残量総量のデータをプリンタドライバ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。

４本のブラックの現像ユニットが装着されている場合は、プリンタドライバ２は、表示例４Ａに示されるように、ブラックのモノクロ印刷モードであることの表示２００と、残量表示２０１として、初期総量に対応した縦方向の長さを持つ外枠２０１ｔと、残量総量に対応した横方向の長さを持つ棒グラフ２０１ｒとを表示する。また、２本のブラックの現像ユニットが装着されている場合は、プリンタドライバ２は、表示例４Ｂに示されるように、残量表示２０１として、初期総量に対応した縦方向の長さを持つ外枠２０１ｔと、残量総量に対応した横方向の長さを持つ棒グラフ２０１ｒとを表示する。表示例４Ｂにおける外枠２０１ｔの縦方向の長さは、表示例４Ａにおける外枠２０１ｔの縦方向の長さの半分になっている。

図１３に示した表示例４Ａ，４Ｂ以外にも、図１１，１２で示したように、初期総量をテキストで表示し残量総量を初期総量との割合で表示することでも良い。

ユーザは、ホストコンピュータ１のモニタ画面３において、図示された画像４Ａ、４Ｂのように、現像剤の初期総量と残量総量とを確認することができ、現像ユニットの交換や追加などの管理の利便性を高くすることができる。

また、カラー印刷モードにおける表示は、図１２に説明した表示パネルでの表示と同様である。

本発明は、プリンタなどの画像形成装置の現像材残量表示においてユーザに対して利便性を有する表示を提供し、現像材ユニットの管理を容易にする。

Claims (8)

1. 潜像が形成される像担持体と、現像剤を収納する複数の現像ユニットが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、
   前記画像形成装置は、
   前記現像装置の複数の装着位置に任意の数の同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、
   さらに、前記現像ユニット内の現像剤の残量を表示する表示手段と、
   当該装着された複数の同色の現像ユニットの初期状態での現像剤の初期総量と現在の現像剤の残量総量とを求め、装着された前記現像ユニットの本数と共に前記初期総量の情報と残量総量の情報とを前記表示手段に表示する制御手段とを有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、
   前記残量総量の情報は、前記初期総量に対する残量総量の割合を示す残量情報であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記初期総量に応じた大きさの外枠表示と、前記残量総量に応じた大きさの残量表示とを並べて前記表示手段に表示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、
   前記制御手段は、前記初期総量に対応する文字表示と、前記初期総量に対する残量総量の割合を示す残量表示とを並べて前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１において、
   前記現像装置の装着位置にカラー用の複数色の現像ユニットが装着されている場合は、カラー印刷モードで動作し、
   前記制御手段は、前記装着された現像ユニットから取得した色情報に基づき、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。
6. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記初期総量のデータと前記残量総量のデータを、画像形成装置に通信可能に設けられるホストコンピュータに適宜出力し、前記初期総量の情報と残量総量の情報とを当該ホストコンピュータに表示させることを特徴とする画像形成装置。
7. 潜像が形成される像担持体と、現像剤を収納する複数の現像ユニットが着脱可能に装着される現像装置とを備え、ホストコンピュータと通信可能な画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、
   前記現像装置の複数の装着位置に任意の数の同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、
   さらに、当該装着された複数の同色の現像ユニットの初期状態での現像剤の初期総量と現在の現像剤の残量総量とを求め、装着された前記現像ユニットの本数と共に前記初期総量の情報と残量総量の情報のデータを前記ホストコンピュータに適宜出力し、装着された前記現像ユニットの本数と共に当該初期総量の情報と残量総量の情報とを当該ホストコンピュータ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、
   前記残量総量の情報は、前記初期総量に対する残量総量の割合を示す残量情報であることを特徴とする画像形成装置。

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