JP2002351190A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ユニット及び現像ユニット保持体を設計
変更することなく単色のトナーによる現像を大量に行う
ことができ、その現像の際、トナーが無くなる時間を遅
くして現像ユニットの取り替え回数を減らすことができ
る画像形成装置及び画像形成方法を提供する。 【解決手段】 現像ロータリーには４体の現像ユニット
が装着され、全ての現像ユニットにはブラックのトナー
が収容されている。そして、ＣＰＵによりトナーが無く
なり次第、順次隣接する現像ユニットを現像位置に移動
させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真技術を
用いて画像を形成するカラープリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真技術を用いた画像形成
装置（カラープリンタ）は、感光体と、その感光体の外
周面を帯電させる帯電手段と、感光体の外周面を選択的
に露光して静電潜像を形成する露光ユニットと、前記静
電潜像をトナー像に現像する現像ユニットを備えてい
る。また、画像形成装置は前記トナー像を転写対象に転
写させる転写ユニットを備えている。感光体の隣接位置
には略円筒状をなし回転可能に保持された現像ユニット
保持体としての現像ロータリーが設置され、その現像ロ
ータリーは４色（イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、
ブラックＫ）の現像ユニットを着脱可能に形成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成の画像形成装置においては、カラー画像を形成するた
めに４体の現像ユニットが装着されているため、各現像
ユニットの大きさは、モノカラー用の画像形成装置にお
ける１体の現像ユニットの大きさより小さくなる。その
ため、カラー画像形成用の画像形成装置における１体の
現像ユニットのトナーを使用して大量の単色の現像、即
ち印字を行うと、モノカラー用の画像形成装置を使用し
た場合と比較してトナーがなくなる時間が早くなる。

【０００４】さらに、４体の現像ユニットは収容される
トナー量もほぼ同じとなっている。そのため、１体の現
像ユニットのトナーを使用したモノカラー印字を行った
場合には、その使用されたトナーの無くなる時間がその
他のトナーと比較して早くなる。従って、モノカラー印
字に使用されたトナーの現像ユニットを何度も取り替え
てトナーを補給する必要があり、その取り替え作業が非
常に煩わしいという問題があった。

【０００５】また、モノカラー印字に使用される現像ユ
ニットをその他の色の現像ユニットよりも大きく形成
し、トナー収容量を多くすることが考えられた。しか
し、その場合は、カラープリンタの内部構造や現像ユニ
ットを装着する位置等により、現像ユニットを大きくで
きるサイズには限界があるとともに、大きさ、即ち形状
の異なる現像ユニットを装着可能とするために、現像ロ
ータリーの形状を設計変更しなければならず、製造コス
トが嵩むという問題もあった。

【０００６】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、現像ユニット及び現像ユニット保持体を設
計変更することなく単色のトナーによる現像を大量に行
うことができ、その現像の際、トナーが無くなる時間を
遅くして現像ユニットの取り替え回数を減らすことがで
きる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の画像形成装置は、周面に
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、トナーを収容
し、当該トナーにより前記静電潜像を現像する現像ユニ
ットと、前記現像ユニットを複数保持可能な現像ユニッ
ト保持体と、前記現像ユニット保持体の動作を制御し
て、現像に使用される現像ユニットを複数の現像ユニッ
トのなかから選択的に切り替える現像ユニット保持体の
制御手段とを備える画像形成装置において、少なくとも
現像ユニットに収容されたトナーの色情報を識別する識
別手段を備え、現像ユニット保持体は、同色のトナーを
収容した少なくとも２体の現像ユニットを保持可能であ
り、前記制御手段は前記識別手段に識別された色情報に
基づいて同色の現像ユニットを識別し、同色のトナーを
収容した少なくとも２体の現像ユニットを使用して単色
の現像を行うべく現像ユニット保持体の動作を制御する
ことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に記載の発明の画像形成装置は、
請求項１に記載の発明において、前記現像ユニットは色
情報を記憶する記憶手段を備え、前記識別手段により前
記色情報を識別することを特徴とするものである。

【０００９】請求項３に記載の発明の画像形成装置は、
請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記現像
ユニット保持体は、その回転駆動により現像に使用され
る現像ユニットを選択的に切り替える回転体であり、前
記制御手段により当該現像ユニット保持体を回転駆動さ
せて複数の現像ユニットのうちのいずれか１体を前記静
電潜像担持体の対向する位置へ移動させることを特徴と
するものである。

【００１０】請求項４に記載の発明の画像形成装置は、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明におい
て、前記制御手段により所定のタイミングで現像ユニッ
ト保持体の動作を制御し、単色のトナーによる現像中に
当該現像に使用されていたトナーと同色のトナーを収容
した別の現像ユニットに切り替えることを特徴とするも
のである。

【００１１】請求項５に記載の発明の画像形成装置は、
請求項４に記載の発明において、単色のトナーによる現
像が連続する際は、前記所定のタイミングを、印字頁数
が所定値に達したときに設定したことを特徴とするもの
である。

【００１２】請求項６に記載の発明の画像形成装置は、
請求項４に記載の発明において、前記現像ユニットはト
ナーの消費量を記憶する記憶手段を備え、前記所定のタ
イミングを前記トナーの消費量が所定値に達したときに
設定したことを特徴とするものである。

【００１３】請求項７に記載の発明の画像形成方法は、
現像ユニット保持体に保持された複数の現像ユニットに
収容されたトナーの色情報を識別手段により識別し、現
像ユニット保持体の制御手段により現像に使用される現
像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選択的に切
り替えて現像を行う画像形成装置による画像形成方法お
いて、前記現像ユニットに収容されたトナーの色情報を
識別手段により識別する工程と、前記色情報に基づいて
同色の現像ユニットを識別し、同色のトナーを収容した
少なくとも２体の現像ユニットを使用して単色の現像を
行うべく制御手段により現像ユニット保持体の動作を制
御する工程とよりなることを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
画像形成装置（カラープリンタ）に具体化した第１実施
形態を図面に従って説明する。図１は画像形成装置１０
内を模式的に示す概略図である。なお、この第１実施形
態では４体の現像ユニット２３（２３１〜２３４）に収
容されたブラックのトナーを使用した単色のトナーによ
る印字、即ちモノクロ印字に具体化して説明する。

【００１５】まず、画像形成装置１０内の概要について
説明する。図１に示すように、画像形成装置１０内に
は、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体としての
感光体１７と、トナーを収容し、当該トナーにより前記
静電潜像を現像する現像ユニット２３と、前記現像ユニ
ット２３を複数保持可能な現像ユニット保持体としての
現像ロータリー２２が設けられている。また、露光ユニ
ット２１、中間転写ユニット１２、定着ユニット１３、
給紙装置１６及び図３に示す画像形成装置１０全体の制
御を行う制御ユニット１４が設けられている。

【００１６】図１に示すように、前記感光体１７はドラ
ム状をなし、その感光体１７の隣接位置には感光体１７
の外周面に摺接して外周面を一様に帯電させる帯電器１
９が設置されている。そして、感光体１７の外周面が帯
電器１９により帯電された後、前記露光ユニット２１に
よって所望の画像情報に応じた選択的な露光が感光体１
７の感光層（図示せず）になされると、その感光層には
前記画像情報に応じた静電潜像が形成される。

【００１７】前記現像ロータリー２２は感光体１７の隣
接位置に回転駆動可能に配置され、４体の現像ユニット
２３（以下、本明細書では第１、第２、第３、第４現像
ユニット２３１，２３２，２３３，２３４と称す）を保
持可能に構成されている。また、現像ロータリー２２に
は、保持される現像ユニット２３の位置をそれぞれ識別
可能な位置識別手段（図示せず）が設けられ、その位置
識別手段は位置情報を制御ユニット１４へ出力可能に構
成されている。

【００１８】図２に示すように、各現像ユニット２３１
〜２３４はそれぞれ同一形状に形成され、トナーを収容
可能なケース２３ａを備えている。また、ケース２３ａ
には、同ケース２３ａに回転可能に支持された現像ロー
ラ２３ｂと、ケース２３ａに回転可能に支持されるとと
もに、前記現像ローラ２３ｂに圧接することにより、前
記トナーを現像ローラ２３ｂの表面に供給する供給ロー
ラ２３ｃとを備えている。さらに、ケース２３ａ内には
仕切板２３ｄが設けられ、その仕切板２３ｄによりケー
ス２３ａ内が、供給ローラ２３ｃ側とケース２３ａ内奥
側とに仕切られている。そして、各現像ユニット２３１
〜２３４にはそれぞれブラックのトナーが収容されてい
る。

【００１９】また、図３に示すように、各現像ユニット
２３１〜２３４にはそれぞれＲＯＭよりなる不揮発性メ
モリ２３ｅ（図３ではメモリと示す）が色情報記憶手段
及びトナーの消費量記憶手段として設けられ、各不揮発
性メモリ２３ｅにはそれぞれケース２３ａ内に収容され
たトナーの色情報、消費量情報、製造年月日等の各現像
ユニット２３１〜２３４をそれぞれ個別に識別可能とす
る識別情報が記憶されている。

【００２０】加えて、図１に示すように、各現像ユニッ
ト２３１〜２３４にはそれぞれ現像側コネクタ２４が設
けられ、それら現像側コネクタ２４にはそれぞれ前記不
揮発性メモリ２３ｅが接続されている。一方、現像ロー
タリー２２の近傍位置には前記現像側コネクタ２４と接
続可能であり、その接続位置及び非接続位置との間を移
動可能に構成された制御側コネクタ２５が設けられてい
る。

【００２１】４体の現像ユニット２３１〜２３４が現像
ロータリー２２に保持、具体的には装着された状態にお
いて、各現像ユニット２３１〜２３４のうちのいずれか
の現像側コネクタ２４と前記制御側コネクタ２５とが接
続可能な位置となるように制御ユニット１４により現像
ロータリー２２が回転駆動される。そして、両コネクタ
２４，２５が接続されて不揮発性メモリ２３ｅの色情報
を含む識別情報が読み込まれて、４体の現像ユニット２
３１〜２３４の識別情報が制御ユニット１４に記憶され
る。さらに、現像ロータリー２２における現像ユニット
２３１〜２３４の色情報と、前記位置識別手段から識別
された位置情報とが関連付けられて、現像ロータリー２
２のどの位置にどの色の現像ユニット２３１〜２３４が
装着されているかが制御ユニット１４に記憶される。

【００２２】また、前記装着状態において、制御ユニッ
ト１４により現像ロータリー２２が回転制御されること
により、各現像ユニット２３１〜２３４のうちいずれか
１体の現像ローラ２３ｂが感光体１７の対向する位置
（現像位置）に配置される。この現像位置で供給ローラ
２３ｃの回転により摩耗帯電されたトナーが現像ローラ
２３ｂ側へ供給され、そのトナーが現像ローラ２３ｂの
表面に担持された状態で感光体１７の感光層へ移送され
る。すると、感光体１７上の静電潜像がトナーにより現
像（トナー像）され顕像化される。

【００２３】さらに、各現像ユニット２３１〜２３４の
ケース２３ａ内の供給ローラ２３ｃ側にあり、現像の際
に使用された後、回収された帯電トナーは現像ロータリ
ー２２の回転制御に伴い供給ローラ２３ｃ側からケース
２３ａ内奥方へ排出される。続けて、現像ロータリー２
２の回転制御により、帯電トナーは未使用のトナーと混
合攪拌されて、両トナーが均一に分散されてリフレッシ
ュされる。そして、現像位置に再度位置したときリフレ
ッシュされたトナーが供給ローラ２３ｃ側へ供給され
る。

【００２４】図１に示すように、感光体１７の上方位置
に配置された前記中間転写ユニット１２は駆動ローラ２
９と、一次転写サポートローラ２７と、テンションロー
ラ２８と、クリーナバックアップローラ２６と、それら
各ローラ２６〜２９間に張架された無端状の中間転写ベ
ルト３０と、クリーニング手段（図示せず）とから構成
されている。前記一次転写サポートローラ２７の中間転
写ベルト３０を介した対向位置には前記感光体１７が配
置され、駆動ローラ２９の中間転写ベルト３０を挟んだ
対向位置には二次転写ローラ３１が配置されている。

【００２５】前記駆動ローラ２９は、その端部に固定さ
れた歯車（図示せず）が、前記感光体１７の駆動モータ
の駆動用歯車（図示せず）と噛み合っていることによ
り、感光体１７と略同一の周速で回転駆動可能に構成さ
れている。即ち、中間転写ベルト３０が感光体１７と略
同一の周速で循環駆動される。

【００２６】そして、中間転写ベルト３０が循環駆動さ
れる過程で、前記一次転写サポートローラ２７と感光体
１７との圧接部において、感光体１７上に形成されたト
ナー像が中間転写ベルト３０に転写される。さらに、中
間転写ベルト３０に転写されたトナー像は、二次転写ロ
ーラ３１と駆動ローラ２９との圧接部において、前記給
紙装置１６から供給された用紙等の記録媒体３２に転写
される。中間転写ユニット１２に隣接する位置に設置さ
れた前記定着ユニット１３は熱源を有する定着ローラ３
３と、この定着ローラ３３に圧接されている加圧ローラ
３４とより構成されている。

【００２７】最後に、記録媒体３２に転写されたトナー
像が、定着ユニット１３により記録媒体３２上に定着さ
れた後、その記録媒体３２がカラープリンタ外へ排出さ
れる。なお、感光体１７に残留するトナーは、感光体１
７の隣接位置に設置されたクリーニング器２０により除
去する。

【００２８】次いで、上記画像形成装置１０を制御する
制御ユニット１４について説明すると、図３に示すよう
に、制御ユニット１４はコントローラ部３８とエンジン
制御部３５とから構成され、両者はインターフェイス線
を通じて接続されている。前記コントローラ部３８はホ
ストコンピュータ３６との通信を行い、パソコン（図示
せず）のアプリケーションソフトウェア等により作製さ
れた画像情報等の各種情報がホストコンピュータ３６か
らコントローラ部３８へ送られるようになっている。前
記コントローラ部３８はホストコンピュータ３６から送
られてきた画像情報信号としてのレッド、グリーン、ブ
ルーのＲＧＢデータをイエロー、マゼンダ、シアン、ブ
ラックの画像データへと変換する機能を有する。さら
に、画像データをコントローラ部３８のメモリ（図示せ
ず）に保存する機能を有する。なお、本実施形態におい
ては、モノクロ印字を行うため、前記ＲＧＢデータはブ
ラックの画像データに変換される。

【００２９】前記エンジン制御部３５は、識別手段及び
制御手段としてのＣＰＵ４０を備え、その他にＲＡＭ４
１、ＲＯＭ４２、Ｉ／Ｏ制御部４３、Ａ／Ｄコンバータ
４４、Ｄ／Ａコンバータ４５、本体メモリ４６等を備え
ている。前記ＣＰＵ４０は画像形成装置１０を構成する
各部を制御するとともに、現像ユニット２３１〜２３４
におけるトナーの色情報及び消費量情報を識別する。そ
して、トナーの消費量が所定量に達したと判断すると、
所定のタイミングで現像ロータリー２２の回転駆動を制
御する。また、トナーの使用量が所定サイズの記録媒体
３２に印字するのに必要な量に換算して所定頁分に達し
たと判断すると、現像ロータリー２２の回転駆動を制御
する。

【００３０】また、ＣＰＵ４０は各現像ユニット２３１
〜２３４のうちのいずれかの現像側コネクタ２４と前記
制御側コネクタ２５とが接続されたとき、不揮発性メモ
リ２３ｅと通信可能となり、不揮発性メモリ２３ｅの識
別情報を読み込み可能又は不揮発性メモリ２３ｅに新た
な識別情報を書き込み可能に構成されている。さらに、
ＣＰＵ４０は前記識別情報と各現像ユニット２３１〜２
３４の現像ロータリー２２における位置情報とを関連付
けて、どの位置にどの色の現像ユニット２３１〜２３４
が装着されているかを識別するようになっている。

【００３１】そして、ＣＰＵ４０は現像ロータリー２２
の現像ユニット２３１〜２３４の位置と色を識別して、
指定された色のトナーを収容した現像ユニット２３１〜
２３４を現像位置へ位置させるべく現像ロータリー２２
を回転させる制御を行う。特に、ＣＰＵ４０は、単色の
トナーによる現像中に、所定のタイミングで当該現像に
使用されていたトナーと同色のトナーを収容した別の現
像ユニット２３に切り替える制御を行う。

【００３２】前記ＲＡＭ４１は画像形成装置１０に関す
る各種情報を一時的に記憶する。また、前記ＲＯＭ４２
は画像形成装置１０を制御するための各種プログラムを
記憶し、Ｉ／Ｏ制御部４３は入出力データを制御する。
前記Ａ／Ｄコンバータ４４は画像形成装置１０における
アナログ信号をデジタル信号に変換し、Ｄ／Ａコンバー
タ４５はデジタル信号をアナログ信号に変換する。前記
本体メモリ４６は、前記現像ロータリー２２における現
像ユニット２３１〜２３４の有無情報、不揮発性メモリ
２３ｅに書き込まれたトナー色情報、トナー消費量情報
等の各種識別情報及び位置情報を格納する。そして、識
別情報と位置情報とにより現像ロータリー２２のどの位
置にどの色のトナーを収容した現像ユニット２３１〜２
３４が装着されているかが記憶されている。

【００３３】次いで、上記構成の画像形成装置１０によ
るモノクロ印字を行うために４体の現像ユニット２３１
〜２３４（なお、第１現像ユニット２３１、第２現像ユ
ニット２３２、第３現像ユニット２３３，第４現像ユニ
ット２３４とする）を使用して現像を行う動作を図４に
示すフローチャートを使用して説明する。なお、この動
作はＲＯＭ４２に記憶されたプログラムに基づき、ＣＰ
Ｕ４０の制御により実行される。また、各現像ユニット
２３１〜２３４の不揮発性メモリ２３ｅにはそれぞれブ
ラックのトナーが収容されている旨の識別情報が格納さ
れている。

【００３４】そして、現像動作の前に各現像ユニット２
３１〜２３４とＣＰＵ４０とが通信されて、本体メモリ
４６には４体の現像ユニット２３１〜２３４の有情報及
び各現像ユニット２３１〜２３４の識別情報が格納され
ているとともに、どの位置にどの現像ユニット２３１〜
２３４が装着されているかが記憶されている。

【００３５】さて、ホストコンピュータ３６からの印字
指令信号（画像情報信号）がコントローラ部３８でブラ
ックの画像データに変換された後、コントローラ部３８
のメモリに保存され、所定量の画像データの変換が終了
すると、エンジン制御部３５に現像開始を要求する旨の
情報が送信される。すると、帯電器１９及び露光ユニッ
ト２１により静電潜像が形成される。

【００３６】続けて、現像ロータリー２２が回転駆動さ
れ、第１現像ユニット２３１が現像位置へ移動される
｛ステップ１０１（以下、単にＳ１０１と称す）｝。次
いで、第１現像ユニット２３１内のトナーを使用して前
記静電潜像の現像が行われる（Ｓ１０２）。次に、第１
現像ユニット２３１内におけるトナーの消費量が、ケー
ス２３ａの仕切板２３ｄより供給ローラ２３ｃ側に収容
可能なトナー量に達したと判断される。すると、現像ロ
ータリー２２の３６０度の回転駆動が制御され（Ｓ１０
３）、第１現像ユニット２３１内のトナーの攪拌が行わ
れるとともに、ケース２３ａ内奥に存在するトナーが供
給ローラ２３ｃ側に供給される。

【００３７】そして、現像ロータリー２２の回転後、第
１現像ユニット２３１内のトナーの消費量が読み込ま
れ、トナーの有無が判別される（Ｓ１０４）。トナー消
費量が第１現像ユニット２３１内に収容されていたトナ
ー量に達しておらず第１現像ユニット２３１内にトナー
が有ると判別されると（Ｓ１０４でＮＯ）、続けて第１
現像ユニット２３１のトナーを使用して現像が行われ
る。

【００３８】トナー消費量が第１現像ユニット２３１内
に収容されていたトナー量に達し、第１現像ユニット２
３１内にトナーがほとんど無いと判別されると（Ｓ１０
４でＹＥＳ）、現像ロータリー２２が９０度回転駆動さ
れ、第２現像ユニット２３２が現像位置へ移動され（Ｓ
１０５）、ブラックのトナーを収容した別の第２現像ユ
ニット２３２に切り替えられる。次いで、第２現像ユニ
ット２３２のトナーを使用して静電潜像の現像が行われ
る（Ｓ１０６）。

【００３９】そして、第１現像ユニット２３１のときと
同様に、以後、現像ロータリー２２の３６０度の回転駆
動により第２現像ユニット２３２内のトナーの攪拌、供
給が行われる（Ｓ１０７）。現像ロータリー２２の回転
後、トナーの有無が判別され（Ｓ１０８）、第２現像ユ
ニット２３２内にトナーが有ると判別されると（Ｓ１０
８でＮＯ）、続けて第２現像ユニット２３２のトナーを
使用して現像が行われる。一方、第２現像ユニット２３
２内にトナーが無いと判別されると（Ｓ１０８でＹＥ
Ｓ）、現像ロータリー２２が９０度回転駆動され、第３
現像ユニット２３３が現像位置へ移動される（Ｓ１０
９）。そして、第３現像ユニット２３３のトナーを使用
して現像が行われる（Ｓ１１０）。

【００４０】続けて、現像ロータリー２２の３６０度の
回転駆動により第３現像ユニット２３３内のトナーの攪
拌、供給が行われる（Ｓ１１１）。現像ロータリー２２
の回転後、トナーの有無が判別され（Ｓ１１２）、第３
現像ユニット２３３内にトナーが有ると判別されると
（Ｓ１１２でＮＯ）、続けて第３現像ユニット２３３の
トナーを使用して現像が行われる。一方、第３現像ユニ
ット２３３内にトナーが無いと判別されると（Ｓ１１２
でＹＥＳ）、現像ロータリー２２が９０度回転駆動さ
れ、第４現像ユニット２３４が現像位置へ移動される
（Ｓ１１３）。

【００４１】さらに、第４現像ユニット２３４のトナー
を使用して現像が行われる（Ｓ１１４）。そして、現像
ロータリー２２の３６０度の回転駆動により第４現像ユ
ニット２３４内のトナーの攪拌、供給が行われる（Ｓ１
１５）。現像ロータリー２２の回転後、トナーの有無が
判別され（Ｓ１１６）、第４現像ユニット２３４内にト
ナーが有ると判別されると（Ｓ１１６でＮＯ）、続けて
第４現像ユニット２３４のトナーを使用して現像が行わ
れる。一方、第４現像ユニット２３４内にトナーが無い
と判別されると（Ｓ１１６でＹＥＳ）、画像形成装置１
０の表示部（図示せず）にトナーが無いことを示す旨の
メッセージが表示される（Ｓ１１７）とともに、単色の
トナーによる現像、即ち印字処理が終了される。

【００４２】前記第１実施形態によって発揮される効果
について、以下に記載する。 （１） ＣＰＵ４０は現像ロータリー２２の全ての位置
にブラックのトナーを収容した現像ユニット２３１〜２
３４が装着されていることを識別している。そのため、
ＣＰＵ４０が１体の現像ユニット２３のブラックのトナ
ーが無くなったと識別したら、同色のトナーを収容した
現像ユニット２３の位置を識別して、隣接位置にある現
像ユニット２３を現像位置へ移動させた。そのため、ト
ナーが無くなり次第、順次隣接する現像ユニット２３１
〜２３４のトナーを使用して単色の現像を行うことがで
きる。従って、４体の現像ユニット２３１〜２３４のう
ちの１体だけに収容されたブラックのトナーを使用して
モノクロ印字を行った従来と異なり、トナー量を大量に
確保してトナーが無くなる時間を遅くすることができ、
トナー補給に伴う現像ユニット２３１〜２３４の取り替
え作業回数を減少することができるとともに、モノクロ
現像、即ちモノクロ印字を大量に行うことができる。

【００４３】（２） 同形状をなす現像ユニット２３１
〜２３４を使用したため、トナーの収容量を多く確保す
るために現像ユニット２３１〜２３４の設計変更を行
い、その現像ユニット２３１〜２３４を装着可能とする
ために現像ロータリー２２の設計変更を行う必要が無く
なる。従って、従来の画像形成装置１０を設計変更する
ことなく、モノクロ現像、即ちモノクロ印字を大量に行
うことができ、設計変更に伴い製造コストが嵩むといっ
た不具合をなくすことができる。

【００４４】（３） トナーが無くなり次第、第１現像
ユニット２３１，第２現像ユニット２３２，第３現像ユ
ニット２３３，第４現像ユニット２３４と隣接する現像
ユニット２３１〜２３４を使用して現像を行う。そのた
め、対向する位置にある、例えば第１現像ユニット２３
１と第３現像ユニット２３３を使用して現像を行う場合
と比較して現像ロータリー２２の回転駆動に要する時間
を短縮して、所定時間内の現像処理、即ち印字処理量を
向上させることができる。

【００４５】（４） 各現像ユニット２３１〜２３４に
よる現像の途中で現像ロータリー２２を回転させて仕切
板２３ｄよりケース２３ａ内奥方にあるトナーを仕切板
２３ｄより供給ローラ２３ｃ側へ供給させた。そのた
め、トナーの消費量が所定量に達していないのもかかわ
らず、供給ローラ２３ｃ側にトナーが無くなり現像が行
われなくなるといった不具合をなくすことができる。

【００４６】（第２実施形態）以下、第２実施形態で
は、上記第１実施形態と異なる点について主に説明し、
第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付し
て説明する。第２実施形態において、前記ＲＯＭ４２に
は、ＣＰＵ４０により所定の判断基準に基づいたタイミ
ングで現像ロータリー２２の回転駆動を制御させるため
のプログラムが記憶されている。前記タイミングはトナ
ーの使用量がＡ４サイズの記録媒体３２に印字するのに
必要な量に換算して連続１０頁分に達したか否かに設定
されている。

【００４７】そして、第２実施形態においては、上記構
成の画像形成装置１０によるモノクロ印字を第１〜第４
現像ユニット２３１〜２３４のうち相対向する位置に装
着された２体の第１及び第２現像ユニット２３１，２３
２を使用して現像をして行う動作を図５に示すフローチ
ャートを使用して説明する。即ち、現像ロータリー２２
の相対向する位置に装着された第１及び第２現像ユニッ
ト２３１，２３２をＣＰＵ４０により識別し、両現像ユ
ニット２３１，２３２がそれぞれ現像位置に位置するよ
うに現像ロータリー２２の回転を制御させる。また、第
１及び第２現像ユニット２３１，２３２の不揮発性メモ
リ２３ｅにはそれぞれブラックのトナーが収容されてい
る旨の識別情報が格納され、本体メモリ４６には２体の
現像ユニット２３１，２３２の有情報及び各現像ユニッ
ト２３１，２３２の識別情報が格納されている。

【００４８】さて、ホストコンピュータ３６からの印字
指令信号（画像情報信号）がコントローラ部３８でブラ
ックの画像データに変換され、所定の処理が行われた
後、エンジン制御部３５に現像開始を要求する旨の情報
が送信される。すると、帯電器１９及び露光ユニット２
１により静電潜像が形成される。

【００４９】続けて、現像ロータリー２２が回転駆動さ
れ、第１現像ユニット２３１が現像位置へ移動される
（Ｓ２０１）。次いで、印字の有無が判別される（Ｓ２
０２）。印字が有ると判別されると（Ｓ２０２でＹＥ
Ｓ）、第１現像ユニット２３１内のトナーの有無が判別
される（Ｓ２０３、なお、図５では第１トナー有り？と
示す）。一方、印字が無しと判別されると（Ｓ２０２で
ＮＯ）、印字処理が終了される。

【００５０】そして、前記Ｓ２０３において、第１現像
ユニット２３１内にトナーが有ると判別されると（Ｓ２
０３でＹＥＳ）、第１現像ユニット２３１のトナーを使
用して現像が行われる（Ｓ２０４）。続いて、第１現像
ユニット２３１のトナーの使用量が前記判断基準に基づ
いて判断される（Ｓ２０５）。第１現像ユニット２３１
のトナー使用量が連続１０頁分に達していないと判断さ
れると（Ｓ２０５でＮＯ）、前記Ｓ２０２に戻り、印字
残りの有無が判別される（Ｓ２０２）。印字残りが無し
と判別されると（Ｓ２０２でＮＯ）、現像処理、即ち印
字処理が終了される。印字残りが有りと判別されると
（Ｓ２０２でＹＥＳ）、上記と同様の処理が再度行われ
る。

【００５１】さて、前記Ｓ２０５において、第１現像ユ
ニット２３１のトナー使用量が連続１０頁分に達したと
判断されると（Ｓ２０５でＹＥＳ）、現像ロータリー２
２が１８０度回転駆動されて、第２現像ユニット２３２
が現像位置へ移動される（Ｓ２０６）。次いで、印字の
有無が判別される（Ｓ２０７）。印字が有ると判別され
ると（Ｓ２０７でＹＥＳ）、第２現像ユニット２３２内
のトナーの有無が判別される（Ｓ２０８、なお、図５で
は第２トナー有り？と示す）。一方、印字が無しと判別
されると（Ｓ２０７でＮＯ）、印字処理が終了される。

【００５２】そして、前記Ｓ２０８において、第２現像
ユニット２３２内にトナーが有ると判別されると（Ｓ２
０８でＹＥＳ）、第２現像ユニット２３２のトナーを使
用して現像が行われる（Ｓ２０９）。続いて、第２現像
ユニット２３２のトナーの使用量が前記判断基準に基づ
いて判断される（Ｓ２１０）。第２現像ユニット２３２
のトナー使用量が連続１０頁分に達していないと判断さ
れると（Ｓ２１０でＮＯ）、前記Ｓ２０７に戻り、印字
残りの有無が判別される（Ｓ２０７）。印字残りが無し
と判別されると（Ｓ２０７でＮＯ）、印字処理が終了さ
れる。印字残りが有りと判別されると（Ｓ２０７でＹＥ
Ｓ）、上記と同様の処理が再度行われる。

【００５３】さて、前記Ｓ２１０において、第２現像ユ
ニット２３２のトナー使用量が連続１０頁分に達したと
判断されると（Ｓ２１０でＹＥＳ）、現像ロータリー２
２が１８０度回転駆動されて、第１現像ユニット２３１
が現像位置へ移動される（Ｓ２０１）。そして、上記と
同様にＳ２０１からの処理が再度行われ、印字残りが無
くなるまで第１現像ユニット２３１と第２現像ユニット
２３２との切換が行われながら現像が行われ、印字が無
くなると現像処理、即ち印字処理が終了する。

【００５４】なお、上記Ｓ２０３で第１現像ユニット２
３１のトナーが無いと判断されると（Ｓ２０３でＮ
Ｏ）、第２現像ユニット２３２内のトナーの有無が判別
される（２１１）。そして、第２現像ユニット２３２内
にトナーが有ると判別されると（Ｓ２１１でＹＥＳ）、
第２現像ユニット２３２を使用した現像を行うべく現像
ロータリー２２が１８０度回転駆動されて、第２現像ユ
ニット２３２が現像位置へ移動される（Ｓ２０６）。そ
して、上記と同様にＳ２０６からの処理が行われる。

【００５５】一方、上記Ｓ２１１で第２現像ユニット２
３２のトナーが無いと判断されると（Ｓ２１１でＮ
Ｏ）、画像形成装置１０の表示部（図示せず）に第１又
は第２現像ユニット２３１，２３２にトナーが無いこと
を示す旨のメッセージが表示され（Ｓ２１３）、その
後、印字処理が終了される。

【００５６】さらに、上記Ｓ２０８で第２現像ユニット
２３２のトナーが無いと判断されると（Ｓ２０８でＮ
Ｏ）、第１現像ユニット２３１内のトナーの有無が判別
される（Ｓ２１２）。そして、第１現像ユニット２３１
内にトナーが有ると判別されると（Ｓ２１２でＹＥ
Ｓ）、第１現像ユニット２３１を使用した現像を行うべ
く現像ロータリー２２が１８０度回転駆動されて、第１
現像ユニット２３１が現像位置へ移動される（Ｓ２０
１）。そして、上記と同様にＳ２０１からの処理が行わ
れる。

【００５７】一方、上記Ｓ２１２で第１現像ユニット２
３１のトナーが無いと判断されると（Ｓ２１２でＮ
Ｏ）、画像形成装置１０の表示部（図示せず）に第１又
は第２現像ユニット２３１，２３２にトナーが無いこと
を示す旨のメッセージが表示され（Ｓ２１３）、その
後、印字処理が終了される。

【００５８】従って、第２実施形態においては、ＣＰＵ
４０により現像ロータリー２２の相対向する位置に装着
された第１現像ユニット２３１と第２現像ユニット２３
２とを識別し、各現像ユニット２３１，２３２をそれぞ
れ現像位置に位置させるべく制御を行わせた。そのた
め、印字が終了するまで、トナーの使用量に応じて第１
現像ユニット２３１と第２現像ユニット２３２とが切り
換えて使用され、大量、かつ連続的なモノクロ現像、即
ちモノクロ印字が可能となる。

【００５９】また、第２実施形態においても、第１実施
形態の（１）、（２）の効果に加え、所定現像量毎に使
用する現像ロータリー２２を１８０度回転させて、使用
される現像ユニット２３１，２３２を変更するため、そ
の回転により供給ローラ２３ｃ側に存在する使用済みの
帯電トナーと、ケース２３ａ内の未使用のトナーとが均
一に混合されてリフレッシュされる。そして、現像ロー
タリー２２が再度１８０度回転されると、リフレッシュ
されたトナーが供給ローラ２３ｃ側に供給されてそのリ
フレッシュされたトナーによる現像が行われる。その結
果、帯電トナーが大量に点在するトナーにより静電潜像
が現像されるのが防止され、得られる画像品質の低下を
防止することができる。

【００６０】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。 ・ 第１実施形態において、不揮発性メモリ２３ｅにト
ナー消費量を記憶させ、そのトナー消費量に基づいて現
像ロータリー２２を回転させたが、トナーカウンターを
設け、そのトナーカウンターによりトナーが所定量消費
されたら現像ロータリー２２を回転させてもよい。

【００６１】・ 第２実施形態では、トナーの使用量を
印字頁数に換算して所定頁数に達したときを現像ユニッ
ト２３の切り替えのタイミングに設定したが、切り替え
のタイミングを、トータルの印字時間、現像回数、印字
ドット数、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の周期等に変更
してもよい。

【００６２】・ 第２実施形態では、現像ユニット２３
１，２３２のトナーの使用量がＡ４サイズの記録媒体３
２に現像、即ち印字するのに必要な量に換算して連続１
０頁分に達したか否かを切り替えのタイミングとした
が、記録媒体３２の用紙サイズをＡ３，Ａ５，Ｂ４，Ｂ
５，はがき等に変更してもよく、換算した量を連続２０
頁、３０頁、４０頁等と適宜変更してもよい。

【００６３】・ 各実施形態において、現像ロータリー
２２を５体以上の現像ユニット２３を装着可能に構成
し、イエロー、シアン、マゼンダのトナーを収容した現
像ユニット２３を装着するとともに、ブラックのトナー
を収容した現像ユニット２３を２体以上装着してもよ
い。このように構成した場合、ブラックのトナーによる
現像とフルカラー現像が可能になる。

【００６４】・ 第１実施形態において、第１〜第４現
像ユニット２３１〜２３４のうちのいずれか１体のみを
使用した単色の現像、第１、第２現像ユニット２３１，
２３２を使用した単色の現像、第１〜第３現像ユニット
２３１〜２３３を使用した単色の現像、第２、第３現像
ユニット２３２，２３３を使用した単色の現像、第１〜
第４現像ユニット２３１〜２３４を使用した単色の現
像、第２〜第４現像ユニット２３２〜２３４を使用した
単色の現像及び第３、第４現像ユニット２３３，２３４
を使用した単色の現像のうちのいずれかを行ってもよ
い。

【００６５】・ 第２実施形態において、現像ロータリ
ー２２の相対向する位置にブラックの現像ユニット２３
１，２３２を装着し、別の相対向する位置に別の色の同
色の現像ユニット２３３，２３４を装着してもよい。こ
のように構成した場合、画像形成装置１０はブラックの
トナーによる単色の現像と、その他の色のトナーによる
単色の現像との２色の印字が可能となる。

【００６６】・ 第２実施形態において、第１又は第２
現像ユニット２３１，２３２のみを使用した現像を行っ
てもよい。 ・ 各実施形態においては、現像ロータリー２２を一方
向へ回転駆動可能としたが、正逆両方向へ回転駆動可能
に構成し、例えば、隣接する位置に少なくとも２体の同
色の現像ユニット２３を装着して両現像ユニット２３
１，２３２の間で所定の判断基準に基づいて使用する現
像ユニット２３１，２３２を切り替えてもよい。

【００６７】・ 各実施形態では、ブラックのトナーを
使用した現像によりモノクロ印字としたが、イエロー、
シアン又はマゼンダのトナーを収容した現像ユニット２
３を現像ロータリー２２に装着してイエロー、シアン又
はマゼンダのモノカラー印字としてもよい。

【００６８】・ 第１実施形態では、４体の現像ユニッ
ト２３１〜２３４を現像ロータリー２２に装着したが、
２体の現像ユニット２３１，２３２又は３体の現像ユニ
ット２３１，２３２，２３３を装着し、それらを順番に
使用して現像を行ってもよい。なお、このとき、現像ロ
ータリー２２には、トナーが未収容の現像ユニット２３
を装着してもよい。また、５体以上の現像ユニット２３
を装着可能な現像ロータリー２２に、少なくとも２体の
同色のトナーを収容した現像ユニット２３を装着して単
色の現像を行ってもよい。

【００６９】・ 第１実施形態において、ケース２３ａ
内のトナーを攪拌する攪拌部材を設けてもよい。このよ
うに構成した場合、攪拌部材によりケース２３ａ内のト
ナーがリフレッシュされるため、帯電トナーが大量に点
在するトナーによって静電潜像が現像されるのが防止さ
れ、得られる画像の品質の低下を防止することができ
る。

【００７０】・ 各実施形態では、同形状をなす第１〜
第４現像ユニット２３１〜２３４を使用したが、形状が
異なる第１〜第４現像ユニット２３１〜２３４を使用し
てもよい。

【００７１】・ 各実施形態では、第１〜第４現像ユニ
ット２３１〜２３４の記憶手段としての不揮発性メモリ
２３ｅに記憶された色情報と位置情報に基づいて、現像
ロータリー２２における同色の現像ユニット２３１〜２
３４を識別したが、各現像ユニット２３１〜２３４の不
揮発性メモリ２３ｅを省略してもよい。そして、第１〜
第４現像ユニット２３１〜２３４にそれぞれ突起、反射
ミラーの反射角度等の各現像ユニット２３１〜２３４を
色毎に識別可能とする色情報を形成し、その色情報をＣ
ＰＵ４０により識別するとともに、色情報を現像ロータ
リー２２における位置情報に関連付けて本体メモリ４６
に記憶させる。そして、ＣＰＵ４０が本体メモリ４６に
記憶された情報に基づいて同色の現像ユニット２３を識
別して現像ロータリー２２の回転を制御して単色の現像
を行ってもよい。

【００７２】・ 各実施形態では、第１〜第４現像ユニ
ット２３１〜２３４の不揮発性メモリ２３ｅに色情報を
含む識別情報を記憶させたが、識別情報を本体メモリ４
６に記憶させてもよい。そして、本体メモリ４６に記憶
された識別情報と位置情報を関連付けて同色の現像ユニ
ット２３を識別して単色の現像を行ってもよい。

【００７３】・ 各実施形態では、不揮発性メモリ２３
ｅに記憶された色情報に基づいて各現像ユニット２３１
〜２３４を識別したが、色情報の他にトナーの残量情
報、トナーの品質情報、トナーの製造年月日等の各種情
報に基づいて各現像ユニット２３１〜２３４を識別して
もよい。

【００７４】・ 感光体１７を現像ロータリー２２の下
方位置に配置し、その現像ロータリー２２の真下に位置
する現像ユニット２３により現像を行うように構成して
もよい。このように構成した場合、現像ロータリー２２
を正逆両方向へ回転駆動可能に構成し、例えば、隣接す
る位置に現像ユニット２３を装着して両現像ユニット２
３の間で使用する現像ユニット２３を切り替えたとき、
トナーの攪拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッ
シュが行われる。

【００７５】・ 各実施形態では、１体の感光体１７に
対して、現像ロータリー２２に現像ユニット２３１〜２
３４を装着してトナーによる現像を行ったが、１体の感
光体１７に対して１色の現像ユニット２３を設けて画像
形成ユニットとし、画像形成ユニットを４体設けたタン
デム式画像形成装置１０又は１体の感光体１７に対して
第１〜第４現像ユニット２３１〜２３４が昇降して各現
像ユニット２３１〜２３４により現像を行う画像形成ユ
ニットを備えたエレベータ式画像形成装置１０に具体化
してもよい。そして、各形式の画像形成装置１０におい
て、同色のトナーを収容した現像ユニット２３を少なく
とも２体設けて、その少なくとも２体の現像ユニット２
３による現像によって単色の現像を行ってもよい。

【００７６】・ 第１実施形態において、使用している
現像ユニット２３のトナーが無くなった場合、現像ロー
タリー２２を１８０度回転させて、相対向する位置の現
像ユニット２３を使用して現像してもよい。このように
構成した場合、現像ユニット２３を切り替えたとき、ト
ナーの攪拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッシ
ュが行われる。

【００７７】・ 各実施形態では感光体１７に現像ロー
ラ２３ｂが摺接して現像を行わせたが、ジャンピング形
式により現像を行わせてもよい。 ・ 各実施形態では記憶手段としてＲＯＭに具体化した
が、記憶手段をバーコード、磁気テープ等に具体化して
もよい。

【００７８】・ 実施形態では画像形成装置１０として
カラープリンタに具体化したが、モノカラープリンタ、
ファクシミリに具体化してもよい。次に上記実施形態及
び別例から把握できる技術的思想について、それらの効
果とともに以下に追記する。

【００７９】・ 前記現像ユニット保持体における相対
向する位置に現像ユニットを装着して、制御手段により
現像ユニットが反転すべく現像ユニット保持体を回転駆
動可能に構成したことを特徴とする請求項３〜請求項６
のいずれか一項に記載の画像形成装置。このように構成
した場合、現像ユニットを切り替えたとき、トナーの攪
拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッシュが行わ
れる。

【００８０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の画
像形成装置によれば、現像ユニット及び現像ユニット保
持体を設計変更することなく単色のトナーによる現像を
大量に行うことができ、その現像の際、トナーが無くな
る時間を遅くして現像ユニットの取り替え回数を減らす
ことができる。

【００８１】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加え、現像ユニットの識
別を容易に行うことができる。請求項３に記載の画像形
成装置によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の
効果に加え、使用済みの帯電トナーと、未使用のトナー
とを攪拌混合してトナー全体をリフレッシュすることが
でき、帯電トナーが大量に偏って点在するトナーにより
静電潜像が現像されるのを防止して得られる画像品質の
低下を防止することができる。

【００８２】請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載
の画像形成装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれ
か一項に記載の発明の効果に加え、現像ユニットのトナ
ーが完全に無くなり、現像が不可能になったことが判明
した後、現像ユニットを切り替えることによるタイムラ
グがなくなる。従って、単色のトナーによる連続的な現
像を行うことができる。

【００８３】請求項７に記載の画像形成方法によれば、
現像ユニット及び現像ユニット保持体を設計変更するこ
となく単色のトナーによる現像を大量に行うことがで
き、その現像の際、トナーが無くなる時間を遅くして現
像ユニットの取り替え回数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の画像形成装置を示す概略図。

【図２】実施形態の現像ロータリー及び現像ユニットを
示す断面図。

【図３】実施形態の制御ユニットを示すブロック図。

【図４】第１実施形態の現像動作を示すフローチャー
ト。

【図５】第２実施形態の現像動作を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １７ 静電潜像担持体としての感光体 ２２ 現像ユニット保持体としての現像ロータリー ２３（２３１，２３２，２３３，２３４） 現像ユニッ
ト ２３ｅ 記憶手段としての不揮発性メモリ ４０ 識別手段及び制御手段としてのＣＰＵ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に静電潜像を担持する静電潜像担持
   体と、 トナーを収容し、当該トナーにより前記静電潜像を現像
   する現像ユニットと、 前記現像ユニットを複数保持可能な現像ユニット保持体
   と、 前記現像ユニット保持体の動作を制御して、現像に使用
   される現像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選
   択的に切り替える現像ユニット保持体の制御手段とを備
   える画像形成装置において、 少なくとも現像ユニットに収容されたトナーの色情報を
   識別する識別手段を備え、現像ユニット保持体は、同色
   のトナーを収容した少なくとも２体の現像ユニットを保
   持可能であり、前記制御手段は前記識別手段に識別され
   た色情報に基づいて同色の現像ユニットを識別し、同色
   のトナーを収容した少なくとも２体の現像ユニットを使
   用して単色の現像を行うべく現像ユニット保持体の動作
   を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像ユニットは色情報を記憶する記
   憶手段を備え、前記識別手段により前記色情報を識別す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像ユニット保持体は、その回転駆
   動により現像に使用される現像ユニットを選択的に切り
   替える回転体であり、前記制御手段により当該現像ユニ
   ット保持体を回転駆動させて複数の現像ユニットのうち
   のいずれか１体を前記静電潜像担持体の対向する位置へ
   移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段により所定のタイミングで
   現像ユニット保持体の動作を制御し、単色のトナーによ
   る現像中に当該現像に使用されていたトナーと同色のト
   ナーを収容した別の現像ユニットに切り替えることを特
   徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 単色のトナーによる現像が連続する際
   は、前記所定のタイミングを、印字頁数が所定値に達し
   たときに設定したことを特徴とする請求項４に記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 前記現像ユニットはトナーの消費量を記
   憶する記憶手段を備え、前記所定のタイミングを前記ト
   ナーの消費量が所定値に達したときに設定したことを特
   徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 現像ユニット保持体に保持された複数の
   現像ユニットに収容されたトナーの色情報を識別手段に
   より識別し、現像ユニット保持体の制御手段により現像
   に使用される現像ユニットを複数の現像ユニットのなか
   から選択的に切り替えて現像を行う画像形成装置による
   画像形成方法おいて、前記現像ユニットに収容されたト
   ナーの色情報を識別手段により識別する工程と、前記色
   情報に基づいて同色の現像ユニットを識別し、同色のト
   ナーを収容した少なくとも２体の現像ユニットを使用し
   て単色の現像を行うべく制御手段により現像ユニット保
   持体の動作を制御する工程とよりなることを特徴とする
   画像形成方法。