JP5601919B2

JP5601919B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5601919B2
Application number: JP2010167074A
Authority: JP
Inventors: 寛加藤
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-07-26
Also published as: JP2012027310A; US8989606B2; US20120020679A1

Description

本発明は、タンデム方式のプリンタ等の画像形成装置に関する。

タンデム方式のカラープリンタは、連装されるシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用の各画像形成ユニット（感光ドラムやトナーカートリッジ等が一体化されイメージドラムとも称す）と、これら各画像形成ユニットと組合わされる露光用のＬＥＤヘッドと、各画像形成ユニットの下部に配設される転写部と、その転写部の後方に配設される定着部とを備えている。
そして、印刷の際には、モノクロ（単色）印刷と略同じ速さでカラー（多色）印刷ができるといった他の方式にない利点を有している。

このような利点を有するプリンタであるが、使用頻度の点からすれば一般にカラー印刷で使用するよりモノクロ印刷で使用する方が極めて多い傾向にある。そのため、ブラック（Ｋ）用のトナーは、他のカラートナーに比べて早く消耗し、ブラック（Ｋ）用のトナーを補給するために画像形成ユニットを交換する回数が多くなっている。
その対策として、従来、カラー用の各画像形成ユニットをブラック（Ｋ）用に替えて、ブラック（Ｋ）用だけの画像形成ユニットを使ってモノクロ用のプリンタと同じように使う方法が考えられている。
このようなプリンタに関する技術として、例えば、下記特許文献１に開示されているものがある。
このプリンタは、多色及び単色印刷が可能なタンデム方式のプリンタであって、夫々ライン（行）順に印刷が可能な複数個のＬＥＤヘッドと、１ラインの単色ドットデータ列を前記夫々のＬＥＤヘッドに転送する手段と、前記ＬＥＤヘッドの夫々が１ラインのドット領域の内の一部のドット領域のみを前記単色ドットデータに従って印刷するように、前記ＬＥＤヘッドを制御し、１ラインの単色ドットデータ列を前記ＬＥＤヘッドにより分割させる印刷制御手段とを備えている。ここでのドットデータとは、印刷媒体に印刷する一行分のラスタデータである。
このようなプリンタにおいては、画像形成ユニットを多色（カラー）用から単色（Ｋ）用に替えて使用すると同じ色のトナーの量が増す分トナーは長持ちし、また、１ライン当たりの単色ドットデータ列を画像形成ユニット毎に分割して使用すると、印刷領域が分割されて少なくて済むため、１ライン全体を一つの画像形成ユニットで使用する場合に比べて印刷速度が上がる。上記プリンタの場合、印刷速度を上げるために夫々の画像形成ユニット毎のトナーを均等に分けて使っていることから、各トナーの消耗も均等になっている。
ところで、各トナーを使い切らない内に画像形成ユニットを単色用から元の多色用に戻して使う必要が生じる場合がある。そのような時には、多色用の画像形成ユニットは新規なものに交換するが単色（Ｋ）用の画像形成ユニットはトナーが残っているものがまだ使用できるため交換せずに済む。

特開２００１−１３００５３号公報

複数の同一色の単色用画像形成ユニットの一部を残して、多色の画像形成を行うために色の異なる画像形成ユニットに交換して使うとき、残した該単色用画像形成ユニットの現像剤が消耗し目減りした状態で使用することになるため、残した該単色用画像形成ユニットの現像剤が早く無くなり、交換する必要に迫られていた。

本発明は、多色の画像形成を行うために色の異なる現像剤を夫々有する複数の多色用画像形成ユニットと、単色の画像形成を行うために同一色の現像剤を夫々有する複数の単色用画像形成ユニットとが交換可能であって、ベルトによって搬送される印刷媒体の搬送方向の上流から下流に沿って全ての画像形成ユニットが配置される画像形成部を備えた画像形成装置において、搬送方向の最も下流に配置される画像形成ユニットの更に下流側に配置される加熱定着部と、単色画像形成時に、多色用画像形成ユニットを単色用画像形成ユニットに交換したときに少なくとも一つの単色用画像形成ユニットを残し、他の単色用画像形成ユニットを優先して使用する優先制御部を有し、優先制御部は、カラー印刷時における通常設定されている位置以外に実装されている複数の画像形成ユニットのうち空状態ではない複数の画像形成ユニットで搬送方向の最も上流に実装されている画像形成ユニットの使用優先順位を下流側の画像形成ユニットの使用優先順位より高くする使用画像形成ユニット情報設定手段を有していることを特徴とする。

上記のように構成することにより、本発明は、多色機を単色用として使用する時に、優先制御部によって少なくとも一つの単色用画像形成ユニットを残して交換した他の単色用画像形成ユニットを優先して使用するようにしたものであるから、夫々の画像形成ユニットに現像剤が残っている途中で単色用から元の多色用に戻して使用する時に、特定の単色用画像形成ユニットの現像剤は消耗されていない状態から使用できる。従って、特定の画像形成ユニットの寿命を延ばすことができ、画像形成ユニットの交換の頻度を減らすことができる。

本発明の実施例１の優先制御部の機能構成を示すブロック図である。本発明の画像形成装置をプリンタに適用した場合の概略図である。本発明の実施例１におけるプリンタのオペレータパネルの参考図である。本発明の実施例１の優先制御部の機能構成を示すブロック図（多色時）である。本発明の画像形成装置をプリンタに適用した場合の概略図（多色時）である。本発明の実施例１のモード設定切替えのフローチャートである。本発明の実施例１の印刷動作を示すフローチャートである。本発明の実施例２におけるプリンタのオペレータパネルの参考図である。本発明の実施例２の優先制御部の機能構成を示すブロック図である。本発明の実施例２の優先制御部の機能構成を示すブロック図（多色時）である。本発明の実施例２のモード設定切替えのフローチャートである。本発明の実施例２の印刷動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の画像形成装置の実施例について図面に基づき説明する。

図２は、本発明の実施例１で画像形成装置をプリンタに適用させた基本構成を示している。
このプリンタ１は、図２に示すように、筐体１０１内において、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用に連装された各イメージドラム（画像形成ユニット）１０５，１０６，１０７，１０８と、各イメージドラム上に設置されて露光のためのＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２と、各イメージドラム下部に設置されて現像された画像を印刷媒体（用紙）１０３に転写するための転写部１１３，１１４，１１５，１１６及び搬送ベルト１０４と、印刷媒体１０３上に転写されたトナーを定着させるための定着部１１７と、イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８の上方に配設されて使用イメージドラム決定部や制御部が集積回路中に組込まれた制御基盤１４０と、この制御基盤１４０近傍の筐体正面の上部に設けられるオペレータパネル１２１と、筐体背面の下部に外部装置との接続のために設けられた外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２と、を備えている画像形成部２０３を有し、更に、この画像形成部２０３の下部に印刷媒体１０３を収納するためのトレイ１０２を備えている。

イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８は、主たる画像形成部２０３として、図示しない感光体ドラムと、その感光体ドラムの外周に設けられて感光体を一様に帯電するための帯電ローラと、感光された感光体の表面にトナーを塗布するための現像ローラと、現像ブレード及びトナー供給用スポンジローラと、転写後の感光体表面のトナーを除去するクリーニングブレードと、トナーを収納するトナーカートリッジとから構成されている。ここでのトナーカートリッジとしてはイメージドラム本体と着脱可能な構造にするが、イメージドラム本体と一体であっても良い。
そして、この各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８には、帯電された感光体の表面にＬＥＤ等の露光手段にて光を照射して静電潜像を形成するためのＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２と、トナーカートリッジ内のトナーの色情報や、残量を登録するためのトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４が備えられている。

制御基盤１４０は、図２に示すように、筐体１０１内の上部又は側部に取り付けられ、プリンタ１が外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２やＬＡＮを介して上位装置であるホストコンピュータ（ホストＰＣ）と接続され、ホストＰＣとの間で印刷データの送受信や利用者がオペレータパネル１２１の表示を見ながらモード設定等を行うための入出力部と、プリンタ各部の動作及び印刷データの処理等を実行するためにプリンタ１全体を制御する制御部と、プリンタ１を動作させるために必要なプログラム等や印刷データの保存のためにＥＥＰＲＯＭ１４１等のメモリと、が集積化されて実装されている。

入出力部としてのオペレータパネル１２１は、図２に示すように、プリンタ１の筐体正面の上部に設けられ、制御基盤１４０のオペレータパネル制御部と接続され、利用者が液晶表示体等からなる表示部の表示に従ってキーボードを操作することによりモード設定やその選択ができる。図３はその一例を示し、限定色印刷モードと複数色モードの設定の選択ができるように表示されている。限定色印刷モードを設定するには、備えられている「有効」、「無効」ランプの内、有効を点灯させると単色に設定され、その操作でＥＥＰＲＯＭ内に色指定として単色となる色情報が格納される。一方、無効を指定して点灯させると複数色に設定され、その指定でＥＥＰＲＯＭ内に色指定が複数色となる色情報が格納される。また、限定色の内、何色かを表示させるための限定色指定は、キーボードを操作することによりＥＥＰＲＯＭ内に特定し、且つ表示部に表示できる。

次に、この実施例１のプリンタの優先制御部３について図１のブロック図を基に説明する。
このプリンタ１の優先制御部３は、入出力部であるオペレータパネル１２１を制御するためのオペレータパネル制御部２０１と、オペレータパネル１２１の操作に基づき指定色情報が記憶されるＥＥＰＲＯＭ１４１と、このＥＥＰＲＯＭ１４１から取得した指定色情報とトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４からトナーの色情報やトナー残量情報に基づいて使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を確定するための使用イメージドラム決定部２０２と、トナーカートリッジ内のトナーが空状態であるか否かを判定するためのトナー空状態判定部２０４と、上位装置であるホストＰＣ２から印刷データ及び制御コマンドを受信し、また、使用イメージドラム決定部２０２からの指示に従ってＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２、転写部１１３，１１４，１１５，１１６、搬送ベルト１０４、定着部１１７を動作させる画像形成部２０３とを備えている。

使用イメージドラム決定部２０２は、どの位置に何色用のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が実装されているかを把握して、トナーカートリッジメモリ中に設定されている色情報を基に使用するイメージドラムを決定するためのもので、マイクロプロセッサ等の情報処理機能を有する制御回路から構成されており、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリを有している。
この使用イメージドラム決定部２０２は、ＥＥＰＲＯＭ１４１内のプログラムに従って各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８内のトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から色情報を取得済みか否かを確認する。色情報をまだ取得済みではない場合には、使用イメージドラム決定部２０２は、データ線を介しトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から色情報を読み込む。色情報は、各イメージドラムまたはトナーカートリッジのトナー色に応じて特定できるバーコード等を基に使用イメージドラム決定部２０２によって、トナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４内に登録されている。
色情報が取得済み状態になると、使用イメージドラム決定部２０２は、どの位置に何色のイメージドラムが実装されているか把握することが可能となり、これによって、使用イメージドラム決定部２０２はＥＥＰＲＯＭ１４１から取得した指定色情報とトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から取得した色情報を基に使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を決定する機能を有している。
そして、指定された色のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が一体だけの場合には、使用イメージドラム決定部２０２はそのイメージドラムに対し「消費トナー」と定め、使用イメージドラム決定部内のＳＲＡＭに使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８の情報を登録する。

一方、指定された色のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が複数体あった場合には下記の手順にて使用イメージドラムの決定がなされる。
例えば、ここで色指定情報をブラック（Ｋ）色とすると使用イメージドラム決定部２０２は、通常はブラック（Ｋ）色が実装されていない位置に実装されているブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０６，１０７，１０８を検索する。ここでは、通常の各色が実装されるべき位置にブラック（Ｋ）色が実装されているため、検索の結果、使用イメージドラム決定部２０２は、イメージドラム１０６，１０７，１０８を検出する。
更に、この使用イメージドラム決定部２０２は、トナー空状態判定部２０４から通知されるトナー空情報を基に検出したイメージドラム１０６，１０７，１０８のトナーが空か否かの状態を確認し、トナーが空の状態でなければイメージドラム１０６，１０７，１０８を使用イメージドラム候補とし、これらイメージドラム１０６，１０７，１０８を定める。

そのトナー空状態の判定には、各トナーカートリッジ内に取り付けられている図示しない攪拌棒に残量センサーが設けられており、これによってトナーカートリッジ内のトナーの残量を残量センサーが検知し、常時トナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４に登録更新し、空状態になればオペレータパネル１２１にその旨表示して利用者に警告する。
次に、使用イメージドラム候補の中から使用イメージドラムを決定するために、予め決められた順番である通常イエロー色位置にあるイメージドラム１０６、通常マゼンダ色位置にあるイメージドラム１０７、通常シアン色位置にあるイメージドラム１０８の順に指定色が実装されているか否かを検索する。この場合の検索手段としてはイメージドラム又はトナーカートリッジのバーコードを、夫々の実装部（受け側）に設けられるバーコードリーダ等の検知手段により検知する。この実施例１では、通常イエロー（Ｙ）色位置にあるイメージドラム１０６にはブラック（Ｋ）色のトナーが入っているため、イメージドラム１０６を消費イメージドラムと決定し、使用イメージドラム決定部２０２内のＳＲＡＭにその情報を登録する。即ち、元からのブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０５は最後まで使用しない状態にしておく。

トナー空状態判定部２０４は、各トナーカートリッジ内のトナーの残量を残量センサーで感知してトナーカートリッジ内が空状態か否かを判定するためのもので、マイクロプロセッサ等の情報処理機能を有する制御回路から構成されている。
このトナー空状態判定部２０４は、ＥＥＰＲＯＭ１４１内のプログラムに従ってイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を交換する可能性がある電源投入時、或いは、筐体カバーの開閉時にデータ線２０６を介してイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８のトナーカートリッジメモリからトナーの残量を読込み、トナーが空状態であるか否かを判定して、トナー空情報を使用イメージドラム決定部２０２に伝達する。また、このトナー空状態判定部２０４は１頁分の印刷が行われるごとに画像形成部２０３から各トナーの消費量が通知され、トナーの空状態を判定して、トナー空情報を使用イメージドラム決定部２０２に通知する。

このように構成することにより、ホストＰＣ２からの印刷データを受信すると画像形成部２０３は、定着部１１７を加熱し、搬送ベルト１０４を動作させ印刷媒体１０３の給紙を行う。給紙が行われると、画像形成部２０３は、単色としてイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を使用し電子写真プロセスにより感光ドラム上に単色のトナー層の形成を行う。
即ち、画像形成部２０３は、使用イメージドラム決定部２０２内のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得して指定されたイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８と対になるＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２を使用し感光ドラム上を露光してブラック（Ｋ）色の静電潜像を形成する。その後、指定されたイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８によってブラック（Ｋ）のトナーを感光体の表面に付着させ現像を行う。
更に、画像形成部２０３は、転写部１１３，１１４，１１５，１１６を使用して感光ドラム上に形成されたトナー画像を、トレイから給紙された印刷媒体１０３に転写する。これにより、印刷媒体１０３上には、ブラック（Ｋ）色のトナー画像が形成され、その後、定着部１１７が、印刷媒体１０３上に転写されたトナー画像を加熱及び加圧しては、印刷媒体１０３に定着させる。

一方、多色（カラー）機として使用する場合は、利用者が図３に示すオペレータパネル１２１から複数色印刷モードの設定（限定色印刷モードを無効）を行う。これにより、オペレータパネル制御部２０１は指定色情報を指定色無しとして、ＥＥＰＲＯＭ１４１に登録する。
指定色無しの指定色情報を取得した使用イメージドラム決定部２０２は、使用イメージドラム決定部２０２内のＳＲＡＭに指定色無しのデータを登録する。
ホストＰＣ２からの印刷データを受信すると画像形成部２０３は、図５に示すように、定着部１１７を加熱し、搬送ベルト１０４を動作させ印刷媒体１０３の給紙を行う。給紙が行われると、画像形成部２０３は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）ブラック（Ｋ）各色用のイメージドラム１５０，１５１，１５２，１５３を使用し電子写真プロセスにより感光ドラム上に各色のトナー層の形成を行う。
次に、画像形成部２０３は、使用イメージドラム決定部２０２内のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得するが、指定色なしのため、印刷データの色情報に則したＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２を使用し感光ドラム上を露光して多色の静電潜像を形成する。
更に、画像形成部２０３は、転写部１１３，１１４，１１５，１１６を使用して感光ドラム上に形成されたトナー画像を、トレイ１０２から給紙された印刷媒体１０３に転写する。これにより、印刷媒体１０３上には、多色のトナー画像が形成され、その後、定着部１１７が、印刷媒体１０３上に転写されたトナー画像を加熱及び加圧しては、印刷媒体１０３に定着させる。

次に、実施例１のイメージドラムの選択動作についてフローチャートを基に説明する。
ここでは、図６でモード設定切替えのフローチャートを、また、ホストＰＣ２からの印刷データをプリンタ１が受信して印刷する場合の動作を図７のフローチャートに示している。

（Ｓ１０１）
利用者によってオペレータパネル１２１から印刷モードの設定変更が行われると、ＥＥＰＲＯＭ１４１に指定色情報が格納され、使用イメージドラム決定部２０２はＥＥＰＲＯＭ１４１から指定色情報を取得する。また、使用イメージドラム決定部２０２は、指定色が設定されているかをトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から確認し、指定色が設定されていなければ、使用イメージドラム情報として指定なしを設定し動作を終了する（Ｓ１１０）。
一方、ＥＥＰＲＯＭ１４１に指定色が設定されていれば、使用イメージドラム決定部２０２はＳ１０２に移行する。

（Ｓ１０２）
次に、使用イメージドラム決定部２０２は、全てのトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４を読み込み済みか判定し、未読み込みの場合には、読み込み完了を待つ。

（Ｓ１０３）
Ｓ１０２で読み込み済みの場合、使用イメージドラム決定部２０２はトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から取得した色情報を基に、指定色と同色のイメージドラム１０６，１０７，１０８が複数実装されているか確認し、１体しか実装されていない場合は、そのイメージドラムを使用イメージドラム情報として設定する（Ｓ１０９）。

（Ｓ１０４）
Ｓ１０３において、指定色のイメージドラム１０６，１０７，１０８が複数実装されている場合、使用イメージドラム決定部２０２は指定色と同色のイメージドラム１０６，１０７，１０８で、且つ、カラー印刷時においての通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態かを確認する。

（Ｓ１０５）
Ｓ１０４において、カラー印刷時における通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態ではない場合、空状態のイメージドラムが１体でも存在すれば、その旨をオペレータパネル１２１に表示し、空状態ではないイメージドラムの内の一番上流に実装されているイメージドラム１０６を優先順位１とし、以下順に下流のイメージドラム１０７，１０８とする使用イメージドラム情報を設定する。

（Ｓ１０６）
Ｓ１０４において、カラー印刷時における通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態の場合、使用イメージドラム決定部２０２は、更に通常位置に実装されているイメージドラム１０５が空状態かを確認する。

（Ｓ１０７）
Ｓ１０６において、通常位置に実装されているイメージドラム１０５が空状態ではない場合、使用イメージドラム決定部２０２は、通常位置に実装されているイメージドラム１０５を使用イメージドラム情報に設定し終了する。

（Ｓ１０８）
Ｓ１０６において、通常位置に実装されているイメージドラム１０５が空状態の場合、使用イメージドラム決定部２０２は、オペレータパネル制御部２０１を通じオペレータパネル１２１にトナー切れであることを表示する指示をして、プリンタ１を停止させ、動作を終了する。

次に、この実施例１の印刷動作を図７のフローチャートで説明する。
（Ｓ２０１）
利用者がホストＰＣ２を操作することにより、印刷の実行が開始されると、画像データに応じて、画像形成部２０３は、搬送ベルト１０４を動作させてトレイ１０２から印刷媒体１０３の給紙を行う。

（Ｓ２０２）
画像形成部２０３は、使用イメージドラム決定部２０２内のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得し、使用イメージドラム情報にイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が設定されているか否かを確認する。この時、使用イメージドラム情報が指定なしであれば全てのイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を使用して印刷を実施する（Ｓ２０７）。

（Ｓ２０３）
一方、使用イメージドラム情報にイメージドラム１０６，１０７，１０８が設定されていれば、画像形成部２０３は指定されたイメージドラム１０６，１０７，１０８と、このイメージドラムと対になるＬＥＤヘッド１１０，１１１，１１２を使用して印刷を実施する。

（Ｓ２０４）
次に、画像形成部２０３は、転写部１１４，１１５，１１６によって、トナー像を印刷媒体１０３に転写する。

（Ｓ２０５）
この後、使用イメージドラム決定部２０２は、使用イメージドラム内のトナーが空状態になっているかを確認する。

（Ｓ２０６）
使用しているイメージドラム１０６，１０７，１０８が空状態になった場合、使用イメージドラム決定部２０２は、図６のフローを再度実施して使用イメージドラムを決定する。使用しているイメージドラムが空状態でなければ使用イメージドラムの変更は行わない。

（Ｓ２０８）
その後、画像形成部２０３は、印刷ジョブを全て実行終了したかを確認し、終了していれば印刷を終了させ、まだ、残っている印刷ジョブがあれば実行終了まで上記を繰り返す。
このように、元からのブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０５は最後まで使用しない状態にして、単色で使用していた時のブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０５のトナーは消耗されずに残すことができる。

次に、本発明の実施例２について下記に説明する。

実施例２では、画像形成装置を実施例１と同様にプリンタに適用させて説明し、構成上実施例１と同じ部分については同符号を付している。
ここでのプリンタ１は、図２に示すように、筐体１０１内において、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用に連装された各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８と、イメージドラム毎に露光のために設けられたＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２と、現像された画像を印刷媒体１０３に転写するための転写部１１３，１１４，１１５，１１６及び搬送ベルト１０４と、印刷媒体１０３上に転写されたトナーを定着させるための定着部１１７と、イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８の上方部に使用イメージドラム決定部や制御部が集積回路中に組込まれた制御基盤１４０と、この制御基盤１４０近傍の筐体１０１正面の上部に設けられるオペレータパネル１２１と、筐体背面の下部に外部装置との接続のために設けられた外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２とからなる画像形成部５０３（図１０参照）を有し、更に、この画像形成部５０３の下部に印刷媒体１０３を収納するためのトレイ１０２を備えている。

イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８は、主たる画像形成部として、図示しない感光体ドラムと、その感光体ドラムの外周に設けられて感光体を一様に帯電するための帯電ローラと、感光された感光体の表面にトナーを塗布するための現像ローラと、現像ブレード及びトナー供給用スポンジローラと、転写後の感光体表面のトナーを除去するクリーニングブレードと、トナーを収納するトナーカートリッジとから構成されている。ここでのトナーカートリッジとしてはイメージドラム本体と着脱可能な構造にするが、イメージドラム本体と一体であっても良い。
そして、この各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８には、帯電された感光体の表面にＬＥＤ等の露光手段にて光を照射して静電潜像を形成するためのＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２と、トナーカートリッジ内のトナーの色情報や、残量を登録するためのトナーカートリッジメモリが備えられている。

制御基盤１４０は、図２に示すように、筐体１０１内の上部又は側部に取り付けられ、プリンタ１が外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２やＬＡＮを介して上位装置であるホストコンピュータ（ホストＰＣ）と接続され、ホストＰＣ２との間で印刷データの送受信や利用者がオペレータパネル１２１の表示を見ながらモード設定等を行うための入出力部と、装置各部の動作及び印刷データの処理等を実行するために装置全体を制御する制御部と、プリンタ１を動作させるために必要なプログラム等や印刷データの保存のためにＥＥＰＲＯＭ１４１等のメモリとが集積化されて実装されている。

入出力部としてのオペレータパネル１２１は、制御基盤１４０の制御部と接続され、液晶表示体等からなる表示部をキーボードにて操作することによりモード設定やその選択するための表示ができる。図８はその一例を示し、限定色印刷モードと複数色モードの設定の選択ができるように表示されている。設定を選択するには、備えられている、「有効」、「無効」ランプの内、有効を点灯させると単色に設定され、その操作でＥＥＰＲＯＭ１４１内に色指定として単色となる色情報が格納される。一方、無効を指定して点灯させると複数色に設定され、その指定でＥＥＰＲＯＭ１４１内に色指定として複数色となる色情報が格納される。また、限定色の内、何色かを指定するための限定色指定が表示される。更に、「限定色トナー消費モード設定」によって、トナーカートリッジを使用する順位を選択することができる。「均一消費」の場合は、トナーが一番多く残っているトナーカートリッジを使用し、使い切るのを同時にする。「順次消費」の場合は、トナーカートリッジを一つずつ使い切っていく、そのトナーが空になるごとにワーニング（警告）をパネル表示する。

次に、この実施例２のプリンタの優先制御部３について図９のブロック図を基に説明する。
このプリンタ１の優先制御部３は、入出力部であるオペレータパネル１２１を制御するためのオペレータパネル制御部５０１と、オペレータパネル１２１の操作に基づき指定色情報が記憶されるＥＥＰＲＯＭ１４１と、このＥＥＰＲＯＭ１４１から取得した指定色情報とトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４からトナーの色情報やトナー残量情報に基づいて使用するイメージドラムを確定するための第１の使用イメージドラム決定部５０２と、トナーカートリッジ内のトナーが空状態であるか否かを判定するためのトナー空状態判定部５０４と、上位装置であるホストＰＣ２から印刷データ及び制御コマンドを受信し、また第１の使用イメージドラム決定部５０２からの指示に従ってＬＥＤヘッド１０９，１１０，１１１，１１２、各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８、転写部１１３，１１４，１１５，１１６、定着部１１７を動作させる画像形成部５０３と、第２の使用イメージドラム決定部５０７とを備えている。

第１の使用イメージドラム決定部５０２は、どの位置に何色用のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が実装されているかを把握して、トナーカートリッジメモリ中に設定されている色情報を基に使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を決定するためのもので、マイクロプロセッサ等の情報処理機能を有する制御回路から構成されており、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリを有している。
この第１の使用イメージドラム決定部５０２は、ＥＥＰＲＯＭ１４１内のプログラムに従って各イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８内のトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から色情報を取得済みか否かの確認をする。色情報をまだ取得済みではない場合には、第１の使用イメージドラム決定部５０２はデータ線５０５を介しトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から色情報を読み込む。
色情報が取得済み状態になると、第１の使用イメージドラム決定部５０２はどの位置に何色のイメージドラムが実装されているか把握することが可能となり、これによって、第１の使用イメージドラム決定部５０２はＥＥＰＲＯＭ１４１から取得した指定色情報とトナーカートリッジメモリから取得した色情報を基に使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を決定する機能を有している。

そして、指定された色のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が一体だけの場合には、第１の使用イメージドラム決定部５０２はそのイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８に対し「消費トナー」と定め、第１の使用イメージドラム決定部５０２内のＳＲＡＭに使用するイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８の情報を登録する。
一方、指定された色のイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が複数体あった場合には下記の手順にて使用イメージドラムの決定がなされる。
例えば、ここで色指定情報をブラック（Ｋ）色とすると使用イメージドラム決定部５０２は、通常ブラック（Ｋ）色が実装されていない位置に実装されているブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０６，１０７，１０８を検索する。そして、通常シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色が実装されるべき位置にブラック（Ｋ）色が実装されているため、検索の結果、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、イメージドラム１０６，１０７，１０８を検出する。
更に、この第１の使用イメージドラム決定部５０２は、トナー空状態判定部５０４から通知されるトナー空情報を基に検出したイメージドラム１０６，１０７，１０８のトナーが空か否かの状態を確認し、トナーが空の状態でなければイメージドラム１０６，１０７，１０８を使用イメージドラム候補とし、これらイメージドラム１０６，１０７，１０８を定める。

そのトナー空状態の判定には、各トナーカートリッジ内に取り付けられている図示しない攪拌棒に残量センサーが設けられており、これによってトナーカートリッジ内のトナーの残量を残量センサーが検知し、常時トナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４に登録更新し、空状態になればオペレータパネル１２１にその旨表示して利用者に警告する。
次に、使用イメージドラム候補の中から使用イメージドラムを決定するために、予め決められた順番である通常シアン色位置にあるイメージドラム、通常マゼンダ色位置にあるイメージドラム、通常イエロー色位置にあるイメージドラムの順に指定色が実装されているか否かを検索する。この場合の検索手段としてはイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８又はトナーカートリッジにバーコードを、夫々の実装部（受け側）に設けられるバーコードリーダ等の検知手段により検知する。この実施例１では、通常イエロー（Ｙ）色位置にあるイメージドラムにはブラック（Ｂ）色のトナーが入っているため、イメージドラム１０６を消費イメージドラムと決定し、使用イメージドラム決定部内のＳＲＡＭにその情報を登録する。即ち、元からのブラック（Ｋ）色のイメージドラム１０５は最後まで使用しない状態にしておく。

第２の使用イメージドラム決定部５０７は、マイクロプロセッサ等の情報処理機能を有する制御回路から構成されており、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリを有している。この第２の使用イメージドラム決定部５０７は、トナーの使い方を選択する、即ち複数のトナーカートリッジ内のトナーがトナーカートリッジ毎に順次使われていくようにするか、或いは複数のトナーカートリッジを均一に使うかそのモード選択ができるように設定するためのものである。
順次消費モードの場合には、この第２の使用イメージドラム決定部５０７は、実施例１と同様に、予め決められた順番である通常イエロー（Ｙ）位置のイメージドラム１０６から順にマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）へと指定色が実装されているかを検索し、使用イメージドラム情報にイメージドラムが保持される。この時、イメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８内のトナーが空状態であれば残ったブラック（Ｋ）のイメージドラムを消費トナーと決定し、第１の使用イメージドラム決定部５０２内のＳＲＡＭにその情報を登録する。

一方、均一消費モードの場合には、この第２の使用イメージドラム決定部５０７は、第１の使用イメージドラム決定部５０２のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得して、その中で一番トナーの残量が多いイメージドラム１０６，１０７，１０８を選択し、使用イメージドラム決定部５０２のＳＲＡＭに使用イメージドラム情報として登録する。本実施例２では通常イエロー（Ｙ）位置に実装されているイメージドラムのトナー残量が多いとして、使用イメージドラム情報としてイメージドラム１０６がＳＲＡＭに登録される。即ち、一番多く残っているイメージドラムが使われるように設定されている。

トナー空状態判定部５０４は、各トナーカートリッジ内のトナーの残量を残量センサーが感知して空状態か否かを判定するためのもので、マイクロプロセッサ等の情報処理機能を有する制御回路から構成されている。
このトナー空状態判定部５０４は、ＥＥＰＲＯＭ１４１内のプログラムに従ってイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を交換する可能性がある電源投入時、或いは、筐体カバーの開閉時にデータ線５０５を介してイメージドラムのトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４からトナーの残量を読込み、トナーが空状態であるか否かを判定して、トナー空情報を第１の使用イメージドラム決定部５０２に伝達する。また、このトナー空状態判定部５０４は１頁分の印刷が行われるごとに画像形成部から各トナーの消費量が通知され、トナーの空状態を判定して、トナー空情報を第１の使用イメージドラム決定部５０２に通知する。

一方、通常の多色（カラー）機として使用する場合は、利用者が図８に示すオペレータパネル１２１から複数色印刷モードの設定（限定色印刷モードを無効）を行う。これにより、オペレータパネル制御部５０１は指定色情報を指定色無しとして、ＥＥＰＲＯＭ１４１に登録される。
指定色無しの指定色情報を取得した使用イメージドラム決定部５０２は、使用イメージドラム決定部５０２内のＳＲＡＭに指定色無しのデータを登録する。
ホストＰＣからの印刷データを受信すると画像形成部５０３は、図５に示すように、定着部１１７を加熱し、搬送ベルト１０４を動作させ印刷媒体の給紙を行う。給紙が行われると、画像形成部は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）ブラック（Ｋ）各色用のイメージドラム１５０，１５１，１５２，１５３を使用し電子写真プロセスにより感光ドラム上に各色のトナー層の形成を行う。
次に、画像形成部５０３は、使用イメージドラム決定部５０２内のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得するが、指定色なしのため、印刷データの色情報に則したＬＥＤヘッドを使用し感光ドラム上を露光して多色の静電潜像を形成する。
更に、画像形成部は、転写部を使用して感光ドラム上に形成されたトナー画像を、トレイから給紙された印刷媒体に転写する。これにより、印刷媒体上には、多色のトナー画像が形成され、その後、定着部１１７が、印刷媒体１０３上に転写されたトナー画像を加熱及び加圧しては、印刷媒体１０３に定着させる。

次に、実施例２のイメージドラムの選択動作について図１１のフローチャートを基に説明する。
ここでも、ホストＰＣからの印刷データをプリンタ１が受信した場合の動作を図７のフローチャートに示している。

（Ｓ３０１）
利用者によってオペレータパネル１２１から印刷モードの設定変更が行われると、ＥＥＰＲＯＭ１４１に指定色情報が格納され、第１の使用イメージドラム決定部５０２はＥＥＰＲＯＭ１４１から指定色情報を取得する。また、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、指定色が設定されているかをトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から確認し、指定色が設定されていなければ、使用イメージドラム情報に指定なしを設定し動作を終了する（Ｓ３１１）。

（Ｓ３０２）
次に、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、全てのトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４を読み込み済みか判定し、未読み込みの場合には、読み込み完了を待つ。

（Ｓ３０３）
Ｓ３０２で読み込み済みの場合、第１の使用イメージドラム決定部５０２はトナーカートリッジメモリ１３１，１３２，１３３，１３４から取得した色情報を基に、指定色と同色のトナーカートリッジが複数実装されているか確認し、１体しか実装されていない場合は、そのトナーカートリッジを使用イメージドラム情報に設定する（Ｓ３１０）。

（Ｓ３０４）
Ｓ３０３において、指定色のトナーカートリッジが複数実装されている場合、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、指定色と同色のトナーカートリッジで、且つカラー印刷時においての通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態かを確認する。

（Ｓ３０５）
Ｓ３０４において、カラー印刷時における通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態ではない場合、空状態のイメージドラムが１体でも存在すれば、その旨をオペレータパネル１２１に表示して設定する。

（Ｓ３０６）
更に、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、空状態ではないイメージドラムの内の一番上流に実装されているイメージドラム１０６を使用イメージドラム情報に設定する。

（Ｓ３０７）
Ｓ３０４において、カラー印刷時における通常設定される位置以外に実装されているイメージドラム１０６，１０７，１０８が全て空状態の場合、第１の使用イメージドラム決定部５０２は更に通常位置に実装されているトナーカートリッジが空状態かを確認する。

（Ｓ３０８）
Ｓ３０７において、通常位置に実装されているトナーカートリッジが空状態ではない場合、第１の使用イメージドラム決定部５０２は、通常位置に実装されているイメージドラム１０５を使用イメージドラム情報に設定し終了する。

（Ｓ３０９）
Ｓ３０７において、通常位置に実装されているトナーカートリッジが空状態の場合、オペレータパネル１２１にトナー切れであることを表示して、プリンタ１を停止させ（Ｓ３１２）、終了する。

次に、この実施例２の印刷動作を図１２のフローチャートで説明する。
（Ｓ４０１）
利用者がホストＰＣ２を操作することにより、印刷が開始されると、印刷データに応じて、画像形成部は、第２の使用イメージドラム決定部５０７に使用イメージドラム情報の問合わせを行う。

（Ｓ４０２）
第２の使用イメージドラム決定部５０７は、第１の使用イメージドラム決定部５０２内のＳＲＡＭから使用イメージドラム情報を取得し、使用イメージドラム情報にイメージドラム１０６，１０７，１０８が設定されているか否かを確認する。この時、使用イメージドラム情報が指定なしであれば全てのイメージドラムを使用して印刷を実施する（Ｓ４０７）。

（Ｓ４０３）
一方、使用イメージドラム情報にイメージドラムが設定されていれば、第２の使用イメージドラム決定部５０７は、限定色トナー消費モードを確認する。
限定色トナー消費モードが均一消費モードの場合、第２の使用イメージドラム決定部５０７は取得したイメージドラム情報の中で一番残量の多いイメージドラム１０６，１０７，１０８を使用イメージドラム情報に設定し、画像形成部は第２使用イメージドラム決定部５０７に設定されているイメージドラム１０６，１０７，１０８、ＬＥＤヘッド１１０，１１１，１１２を使用して印刷を実施する（Ｓ４０９）。
一方、限定色トナー消費モードが順次消費モードの場合、第２の使用イメージドラム決定部５０７は取得したイメージドラム情報の中で一番上流にあるイメージドラム１０６を使用イメージドラム情報に設定し、画像形成部５０３は第２使用イメージドラム決定部５０７に設定されているイメージドラム１０６、ＬＥＤヘッド１１０を使用して印刷を実施する（Ｓ４１０）。

（Ｓ４０４）
その後、画像形成部５０３はトナー像を印刷媒体１０３に転写する。

（Ｓ４０５）
第２の使用イメージドラム決定部５０７は、使用イメージドラム内のトナーが空状態になっているかを確認する。

（Ｓ４０６）
使用しているイメージドラムが空状態になった場合、図７のフローを再度実施して使用イメージドラムを決定させる。使用しているイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８が空状態でなければ、使用イメージドラムの変更は行わずに、次頁印刷には再度一番トナー残量の多いイメージドラム１０５，１０６，１０７，１０８を検索して印刷を行う。

（Ｓ４０８）
画像形成部５０３は、印刷ジョブを全て実行終了したかを確認し（Ｓ４０８）、終了していれば印刷終了させ、まだ、残っている印刷ジョブがあれば実行終了するまで上記を繰り返す。
このように実施例２によれば単色画像形成時に優先的に使用するイメージドラム１０６，１０７，１０８を一つずつ使い切っていく場合と、優先的に使用するイメージドラム１０６，１０７，１０８の中でトナーの残量の一番多いものを使用する場合との切替えが出来るため、優先使用のイメージドラム１０６，１０７，１０８を複数同時に交換する場合と、一つずつトナー切れの都度イメージドラムを順番に交換する場合との選択が可能となり、イメージドラムの使い分けができる。

本発明の画像形成装置おいては、プリンタに適用した実施例を説明したが、これに限らず複写機、ファクシミリ又はＭＦＰに適用することができる。

１プリンタ
２ホストＰＣ
３制御部
１０５，１０６，１０７，１０８イメージドラム
２０２使用イメージドラム決定部
２０４トナー空状態判定部

Claims

多色の画像形成を行うために色の異なる現像剤を夫々有する複数の多色用画像形成ユニットと、単色の画像形成を行うために同一色の現像剤を夫々有する複数の単色用画像形成ユニットとが交換可能であって、ベルトによって搬送される印刷媒体の搬送方向の上流から下流に沿って前記全ての画像形成ユニットが配置される画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記搬送方向の最も下流に配置される画像形成ユニットの更に下流側に配置される加熱定着部と、
単色画像形成時に、多色用画像形成ユニットを単色用画像形成ユニットに交換したときに少なくとも一つの単色用画像形成ユニットを残し、他の単色用画像形成ユニットを優先して使用する優先制御部を有し、
前記優先制御部は、カラー印刷時における通常設定されている位置以外に実装されている複数の画像形成ユニットのうち空状態ではない複数の画像形成ユニットで前記搬送方向の最も上流に実装されている画像形成ユニットの使用優先順位を下流側の画像形成ユニットの使用優先順位より高くする使用画像形成ユニット情報設定手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成部は、多色用画像形成ユニットが実装される実装部と単色用画像形成ユニットが実装される実装部とが共通とされ、何れかの実装部に同機種で別の単色用画像形成ユニットが実装されたと優先制御部が判断した時はその実装された単色用画像形成ユニットを優先して使用することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記多色用画像形成ユニットと前記単色用画像形成ユニットとは、同じ形状からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
前記画像形成部に実装された前記複数の画像形成ユニット全てと対向する位置に配置される前記ベルトと、
前記画像形成ユニットから前記ベルトと対向する方向に現像剤を転写させる転写部とをもち、
前記複数の多色用画像形成ユニットはブラック色の画像形成ユニットを前記最も上流側にもち、
前記ベルトは、前記最も下流側の画像形成ユニットと接触する位置より前記加熱定着部に近づき、
該ベルトが熱の影響を受けた後で、前記転写部から離れた場所を通り前記最も上流側のブラック色の画像形成ユニット近傍へと繋がり、
前記単色画像形成時には前記複数の多色用画像形成ユニットを前記最も上流側のブラック色の画像形成ユニットを残して他の多色用画像形成ユニットを他のブラック色の画像形成ユニットに交換することを特徴とする請求項１乃至３に記載の画像形成装置。