JP3086763B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電潜像を可視化する
現像装置及びこの現像装置にトナーを補給するトナーカ
ートリッジを備えた電子写真装置や静電プリンタなどの
画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像形成装置には、像担持体、現像装
置、像担持体上の転写残りトナーをクリーニングする清
掃手段、この清掃手段により除去されたトナーを収納す
る廃トナー収納部を筐体に一体に組み込んだプロセスユ
ニットを着脱自在に設けたものがあるが、このようなプ
ロセスユニットにおいて現像装置にトナーを補給する交
換自在なトナーカートリッジを使用するものは、トナー
をも一体化したプロセスユニットに比べて、イニシャル
コストが低いという優れた利点を有している。
【０００３】また、プロセスユニットのライフ管理をプ
ロセスユニットの寿命印刷枚数又はトナーエンプティ検
知回数で管理するのが一般的である。例えば、プロセス
ユニットの寿命印刷枚数を１０Ｋ枚、トナーカートリッ
ジの寿命印刷枚数を５Ｋ枚とすれば、印刷枚数が１０Ｋ
になるかトナーエンプティが２回検知されるかの早いほ
うのどちらかで寿命を検知している。
【０００４】この場合の寿命印刷枚数は一般的に標準印
刷（例えば印刷率５％）での数値であるため、装置を使
用するユーザによってばらつきが生じるのは避けられな
い。ここで問題になるのがトナーエンプティ検知回数
で、例えばユーザがトナーエンプティになる前にトナー
カートリッジを交換することがあると、トナーエンプテ
ィは検知されないことになり、プロセスユニットの寿命
は印刷枚数だけで一義的に決定されてしまう。
【０００５】このようなことが生じると、印刷される平
均印刷率が標準印刷率よりも低いユーザであれば問題は
生じないが、平均印刷率が標準印刷率よりも高いユーザ
の場合には、多量のトナーが消費され、極端な場合トナ
ーが無制限に消費されてしまう。
【０００６】これにより像担持体上の転写残りトナーを
除去する清掃手段により除去された廃トナーを収納する
収納部を内部に包含するプロセスユニットにおいては、
この廃トナー収納部の容積を非常に大きくしなければな
らず、プロセスユニット自体が非常に大型化してしまう
という欠点がある。
【０００７】従来、その対策としてトナーカートリッジ
の装着回数を検知する方法があるが、この方法ではトナ
ーエンプティ検知のほかに、装置本体に装着回数検知部
を持つ必要があり、しかし装置本体に装着回数検知部を
持たせると、途中でモノカラーのプロセスユニットを使
用する際にはライフ管理ができなくなるため、トナーカ
ートリッジ装着回数検知機構をも現像器にもたせなけれ
ばならず、プロセスユニットが複雑化するとともに高価
なものになってしまう。
【０００８】一方、プロセスユニットの小型化を実現す
るためには現像器内のトナー収納部をできる限り小さく
しなければならないが、現像器内のトナー収納部をトナ
ーカートリッジ容量よりも小さくすると、トナーエンプ
ティが検知される前のさらに早い時期にトナーカートリ
ッジを交換することがあると、トナーがプロセスユニッ
トからこぼれて装置本体あるいは周辺を汚染してしまう
という問題が発生する。
【０００９】また、従来のプロセスユニットのライフ管
理は寿命印刷枚数もしくはトナーエンプティの検知回数
で行われ、特に寿命印刷枚数においては低印刷率のユー
ザにとってはまだ印刷が可能なのにプロセスユニットを
交換することになり効率が悪いと言う問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたもので、ユーザの使用法に左右されずに
トナーの有効利用が可能なライフ管理ができる画像形成
装置を提供しようとするものである。また、本発明は、
さらに、トナーカートリッジの誤交換によるトナーこぼ
れの防止ができる画像形成装置を提供しようとするもの
である。 また、本発明は、さらに、廃トナー収納部の容
量を小さくしてプロセスユニットの小型化を実現できる
画像形成装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
少なくとも像担持体、トナー貯蔵部を有する現像装置、
この現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジ、
像担持体上の転写残りトナーをクリーニングする清掃手
段及びこの清掃手段により除去されたトナーを収納する
廃トナー収納部を筐体に一体に組み込み、装置本体に対
して着脱自在に設けられた印刷プロセスユニットを有す
る画像形成装置において、現像装置内のトナー貯蔵部の
トナーが規定のトナー量以下になったことを検知する検
知手段と、この検知手段の検知回数を計数する第１の計
数手段と、プロセスユニットの印刷枚数をカウントする
第２の計数手段と、各計数手段のカウント数をそれぞれ
記憶する不揮発性の第１、第２の記憶手段と、印字可能
枚数を記憶する第３の記憶手段と、表示手段と、第２の
記憶手段に記憶されたカウント数がプロセスユニットの
寿命印刷枚数に等しくなるか、又は第１の記憶手段に記
憶されたカウント数がプロセスユニットが最大使用でき
るトナーカートリッジの数に等しくなったとき、表示手
段にプロセスユニットの交換警告表示を行わせると共に
第２の記憶手段のカウント数をリセットし、かつ第３の
記憶手段に所望の印刷可能枚数を記憶させる制御手段と
を設け、第３の記憶手段に記憶した印刷可能枚数に基づ
いて交換警告表示後のプロセスユニットの印刷枚数制御
を行うものである。
【００１２】請求項２対応の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、交換警告表示後のプロセスユニッ
トの印刷枚数制御は、第２の計数手段のカウント数と第
３の記憶手段に記憶されている印刷可能枚数とを比較す
ることにより行い、第２の計数手段のカウント数が印刷
可能枚数に達したときにプロセスユニットの印刷動作を
不能にすることにある。
【００１３】請求項３対応の発明は、請求項１又は２記
載の画像形成装置において、交換警告表示時に第３の記
憶手段が記憶する印刷可能枚数は、第２の記憶手段に記
憶されたカウント数がプロセスユニットの寿命印刷枚数
に等しくなったときと、第１の記憶手段に記憶されたカ
ウント数がプロセスユニットが最大使用できるトナーカ
ートリッジの数に等しくなったときとで異なる枚数とな
ることにある。
【００１４】請求項４対応の発明は、請求項３記載の画
像形成装置において、第２の記憶手段に記憶されたカウ
ント数がプロセスユニットの寿命印刷枚数に等しくなっ
て第３の記憶手段に印刷可能枚数が記憶されたときに
は、交換警告表示後のプロセスユニットの印刷枚数制御
は、第１の記憶手段に記憶されたカウント数とプロセス
ユニットの最大使用可能トナーカートリッジ数の比較で
決定され、交換警告表示後の印刷枚数が第３の記憶手段
に記憶された印刷可能枚数に達する以前に、第１の記憶
手段のカウント数とプロセスユニットの最大使用可能ト
ナーカートリッジ数とが等しくなった場合には、交換警
告表示前において第１の記憶手段に記憶されたカウント
数がプロセスユニットの最大使用可能トナーカートリッ
ジ数に等しくなったとき第３の記憶手段に記憶される印
刷可能枚数と、第３の記憶手段に記憶されている印刷可
能枚数から第２の記憶手段が交換警告表示後に新たに記
憶したカウント数を減算した枚数との小さい方を第３の
記憶手段に再記憶して行うことにある。
【００１５】請求項５対応の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、現像装置もしくは少なくとも印刷
プロセスユニットに配設され、トナーカートリッジを交
換不能にロックする係止部材と、現像装置内のトナー貯
蔵部のトナーが規定のトナー量以下になったことを検知
する検知手段と、この検知手段が規定トナー量以下を検
知すると係止部材によるトナーカートリッジのロック状
態を解除するロック解除手段を設けたことにある。
【００１６】請求項６対応の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、現像装置もしくは少なくとも印刷
プロセスユニットに配設され、トナーカートリッジが交
換される毎に位置を移動し、予め決められた少なくとも
２個以上の規定個数目のトナーカートリッジが装着され
たときそのトナーカートリッジを交換不能にロックする
係止部材を設けたことにある。
【００１７】請求項７対応の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、現像装置もしくは少なくとも印刷
プロセスユニットの寿命をトナーカートリッジ２個分の
トナー使用量に設定するとともに、現像装置もしくは少
なくとも印刷プロセスユニットにトナーカートリッジを
ロックする係止部材を設け、かつ２個目のトナーカート
リッジに、装着により係止部材のロック解除を不能にす
る部材を設けたことにある。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【作用】このような構成の本発明においては、現像装置
内のトナー貯蔵部のトナーが規定のトナー量以下になる
と検知手段によりそれが検知され、その検知回数が第１
の計数手段により計数されるとともにそのカウント数が
第１の記憶手段に記憶される。またプロセスユニットの
印刷枚数が第２の計数手段により計数されるとともに
と、そのカウント数が第２の記憶手段に記憶される。そ
して第２の記憶手段に記憶されたカウント数がプロセス
ユニットの寿命印刷枚数に等しくなるか、又は第１の記
憶手段に記憶されたカウント数がプロセスユニットが最
大使用できるトナーカートリッジの数に等しくなると、
表示手段にプロセスユニットの交換警告表示が行われ、
第２の記憶手段のカウント数がリセットされ、かつ第３
の記憶手段に所望の印刷可能枚数が記憶される。そして
第３の記憶手段に記憶した印刷可能枚数に基づいて交換
警告表示後のプロセスユニットの印刷枚数制御が行われ
る。
【００２４】このようにしてユーザのトナーカートリッ
ジ誤交換によるトナーこぼれが防止され、また廃トナー
収納部の容量が小さくでき、さらにユーザの使用法に左
右されずにトナーの有効使用が可能なライフ管理ができ
る。
【００２５】また、トナーカートリッジが装着された際
は係止部材によりロックされると共に、トナーカートリ
ッジの交換は現像装置内のトナー貯蔵部のトナーが規定
のトナー量以下になったときに係止部材によるロック状
態が解除され可能となる。
【００２６】また、トナーカートリッジが交換される毎
に位置を移動する係止部材を有し、予め決められた規定
数個目のトナーカートリッジが装着されると、係止部材
によってトナーカートリッジの交換が不能にされる。
【００２７】また、１個目のトナーカートリッジの装着
時には、係止部材のロック状態を解除できるが、２個目
のトナーカートリッジが装着されると、係止部材のロッ
ク解除が不能となる。
【００２８】
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００３０】実施例１ トナーカートリッジは、装置本体の表示等により交換指
示が行われるが、プロセスユニットの不良やユーザの誤
操作等によりトナーが現像器内に十分あるにも係わらず
交換しようとしてトナーカートリッジを外すと、その際
にトナーがこぼれてしまう。本実施例はこれを解決する
実施例である。
【００３１】第１図は図示されない記録装置に着脱自在
な画像形成装置のプロセスユニットＹの構成を示し、そ
の略中央には、像担持体としての感光体ドラム１が矢印
方向に回転自在に設けられている。
【００３２】前記感光体ドラム１は、有機感光体（ＯＰ
Ｃ）系の光導電材料から形成されている。また、前記感
光体ドラム１の周囲にはその回転方向に沿って順次、帯
電器２、静電潜像形成装置３、現像装置４、転写装置
（図示せず）、清掃装置５、除電器６が配設されてい
る。
【００３３】なお前記感光体ドラム１、帯電器２、現像
装置４、清掃装置５及び除電器６は一体的に支持部材７
により支持されて前記プロセスユニットＹを構成してい
る。
【００３４】前記帯電器２は、感光体ドラム１の上方部
に位置された導電ブラシローラであり、−８００〜−１
２００ボルト印加され、感光体ドラム１と接する位置で
の移動方向が逆になるように図示矢印方向に回転し、か
つ感光体ドラム１の移動速度の１．０〜３．０倍の速度
で回転させることにより、感光体ドラム１の表面を−５
００〜−８００ボルトに略均一に負に帯電させるように
なっている。
【００３５】前記静電潜像形成装置３は、感光体ドラム
１の幅方向に多数の発光素子（ＥＬ素子）を並べたエッ
ジ・エミッタ・ヘッドを備え、記録するべき画像情報に
応じて、感光体ドラム１の表面に光を照射して帯電領域
に静電潜像を形成するようになっている。
【００３６】前記現像装置４は、静電潜像形成装置３に
より形成された静電潜像を現像剤により現像するように
なっている。この現像された画像は、その後、図示され
ない転写装置により転写材に転写されるようになってい
る。
【００３７】前記転写装置による転写後に感光体ドラム
１上に残った残り現像剤は前記清掃装置５により清掃さ
れるようになっている。また感光ドラム１の電位は前記
除電器６により除電され再び上述のような印刷ルーチン
を繰り返すことにより安定した印刷を行っている。
【００３８】前記現像装置４は、現像剤（トナー）Ｔを
補給するためのトナーカートリッジ１４を交換可能に設
けるとともに、摩擦帯電性を有する一成分のトナーＴを
収納するトナー収納部８内に、トナーＴを現像部へ移動
させるとともに攪拌するアジテータ９と、現像剤を感光
体ドラム１に摺擦して現像する現像ローラ１０と、この
現像ローラ１０にトナーＴを供給するための中間ローラ
１１を設けている。さらに、前記トナー収納部８の壁面
内にトナー量検知手段としてトナーエンプティを検知す
る圧電式の粉体センサ１２を配設している。また前記ア
ジテータ９の先端部に前記粉体センサ１２のセンサ面を
クリーニングするシート状の部材１３を取り付け、アジ
テータ９が前記センサ１２上を通過するごとに部材１３
によりクリーニングされるようになっている。
【００３９】前記現像ローラ１０は，１０2 〜１０8 Ω
cmの電気抵抗を有する導電性弾性樹脂による導電性表面
層１０ａを表面に配置し、この導電性表面層１０ａの内
部にウレタンあるいはシリコンゴム、ＥＰＤＭなどによ
る弾性層１０ｂをが配置し、全体として弾力性のあるロ
ーラを構成している。
【００４０】前記現像ローラ１０には現像剤Ｔを摩擦帯
電しつつ薄層を形成するためのリン青銅やウレタン、あ
るいはシリコン樹脂などからなる弾性ブレード１５が接
触して設けられている。この弾性ブレード１５を通過す
るトナーＴは感光体ドラム１と同極性の負の摩擦帯電を
帯びて１層〜２層の現像剤層を現像ローラ１０の表面に
形成する。
【００４１】さらに、前記現像ローラ１０には図示され
ないバイアス電源が接続されており、前記表面層１０ａ
と導通している。これにより、現像時に所定の現像バイ
アス（−１４０〜−１４００ボルト）が印加されるよう
になっている。
【００４２】前記清掃装置５には、感光体ドラム１と当
接してトナーをクリーニングする弾性ブレード１６と、
感光体ドラム１から剥離されたトナーを収納する廃トナ
ー収納部１７と、この廃トナー収納部１７にトナーを搬
送するトナー搬送機構１８及びこのトナー搬送機構１８
に当接してトナーの逆流を防止するトナー阻止機構１９
が設けられている。
【００４３】前記廃トナー収納部１７の容積はプロセス
ユニットＹの設定寿命（印刷枚数）と転写効率により決
定される。
【００４４】前記現像装置４内のトナー収納部８は前記
トナーカートリッジ１４の容積と比べて小さく設定さ
れ、プロセスユニットＹの小形化が図られている。
【００４５】図２は現像装置４に対するトナーカートリ
ッジ１４の取付け部の構成を示すもので、トナーカート
リッジ１４は、トナー貯蔵部１４ａ、このトナー貯蔵部
１４ａを支持する基板１４ｂ、この基板１４ｂの下面に
取付けられ、前記現像装置４に装着後矢印方向に剥がす
ことにより前記トナー貯蔵部１４ａのトナーを前記現像
装置４のトナー収納部８に移動させるフィルム１４ｃ、
前記基板１４ｂにおける前記トナー貯蔵部１４ａよりも
短手方向外側に突出して形成された複数の突起部１４
ｄ、前記基板１４ｂにおける前記フィルム１４ｃの引き
剥がす方向とは逆側の長手方向端部の上面及び下面にそ
れぞれ設けられたトナーカートリッジロック用の係合凹
部１４ｅ及び係合突起１４ｆとで構成されている。
【００４６】前記現像装置４の上面には前記トナーカー
トリッジ１４の取付け部２０が設けられ、この取付け部
２０には前記トナーカートリッジ１４を取付け部２０の
長手方向にスライドさせたときトナーカートリッジ１４
の突起部１４ｄを係合する複数の保持部２０ａが設けら
れている。また前記取付け部２０には前記トナーカート
リッジ１４の突起部１４ｄが保持部２０ａに係合する位
置にきたとき、前記係合凹部１４ｅが位置する場所に窓
部２０ｂが設けられるとともに前記トナーカートリッジ
１４がスライドするとき前記係合突起１４ｆが挿入して
移動する長尺な窓部２０ｃが設けられている。
【００４７】そして図３に示すように、現像装置４の側
部、すなわち前記トナーカートリッジ１４を取付け部２
０に取付けたときにトナーカートリッジ１４の係合凹部
１４ｅ及び係合突起１４ｆが位置する部位の現像装置４
の側部には、前記トナーカートリッジ１４をロックする
ための係止部材２１が軸２２により回動自在に支持さ
れ、その係止部材２１の一端部にはその係止部材２１を
少なくとも２つの位置で保持させるためのネジコイルバ
ネ２３の一端が取付けられている。このネジコイルバネ
２３の他端は現像装置４に支持されている。
【００４８】そして前記ネジコイルバネ２３が２３ａの
状態のとき係止部材２１は図中実線で示す状態となり、
前記ネジコイルバネ２３が２３ｂの状態のとき係止部材
２１は図中一点鎖線で示す状態となるようになってい
る。
【００４９】使用前の開梱時は、前記プロセスユニット
Ｙの現像装置４にはトナーカートリッジ１４は装着され
ていなく、このとき係止部材２１は図中一点鎖線で示す
状態にある。この状態でトナーカートリッジ１４が装着
されると、トナーカートリッジ１４の係合突起１４ｆが
取付け部２０の窓部２０ｃに挿入され、その先端部が係
止部材２１に当接して押圧し、その係止部材２１を図中
実線で示す状態にする。前記トナーカートリッジ１４の
突起部１４ｄが取付け部２０の保持部２０ａで保持され
るまでには前記係合突起１４ｆは前記係止部材２１との
当接位置を離れるようになっている。
【００５０】そして前記トナーカートリッジ１４の突起
部１４ｄが取付け部２０の保持部２０ａで保持される位
置まで移動すると前記係止部材２１の先端部が図３に実
線で示すように前記係合凹部１４ｅ内に入り込み、前記
トナーカートリッジ１４を外せないようにロックするよ
うになっている。
【００５１】図４はプロセスユニットＹが本体装置Ｈに
装着された時の上から見た部分平面図であり、本体装置
Ｈには前記粉体センサ１２のトナーエンプティ検知信号
により動作する駆動手段としてのソレノイド２４と、こ
のソレノイド２４に一端部が結合されたロック解除部材
２５が設けられ、電源未投入時や前記粉体センサ１２が
トナーエンプティ検知を行っていない時、もしくはプロ
セスユニットＹが本体装置Ｈに装着されていない時に
は、前記解除部材２５はスプリング２６により実線で示
す位置に保持され、前記粉体センサ１２がトナーエンプ
ティ、すなわちトナー収納部８内のトナー量が所定量以
下となったことを検知した時には、前記ソレノイド２４
が駆動して、前記解除部材２５の一端部をスプリング２
６の力に抗して引付け、前記解除部材２５を一点鎖線で
示すように回動させ、その解除部材２５の他端部で前記
係止部材２１を解除位置に回動させるようになってい
る。
【００５２】このような構成であれば、トナーカートリ
ッジ１４の突起部１４ｄを現像装置４の取付け部２０の
保持部２０ａに係合してトナーカートリッジ１４を現像
装置４に取付けると、係止部材２１の先端部が係合凹部
１４ｅ内に入り込み、トナーカートリッジ１４をロック
する。これによりトナーカートリッジ１４は現像装置４
から外せない状態となる。この状態でトナーカートリッ
ジ１４の基板１４ｂからフィルム１４ｃを引き剥がすと
トナー貯蔵部１４ａからトナーがトナー収納部８に補給
される。
【００５３】その後プロセスユニットＹの動作によりト
ナー収納部８のトナーが使用され、やがてトナー収納部
８内のトナー量が所定量以下になると、粉体センサ１２
がトナーエンプティ状態を検知する。これによりソレノ
イド２４が駆動し解除部材２５を回動させる。この解除
部材２５の回動により係止部材２１が解除位置に回動さ
れ、その係止部材２１の先端部が係合凹部１４ｅから外
れる。
【００５４】こうしてトナーカートリッジ１４はプロセ
スユニットＹに対して交換可能となる。
【００５５】このようにトナーカートリッジ１４の交換
はトナー収納部８のトナー量が所定量以下にならない限
りできないので、トナーカートリッジ１４を交換すると
きは常にトナー収納部８はトナーエンプティ状態となっ
ている。従ってトナーカートリッジの交換時にトナーが
あふれて外部にこぼれる等の不具合を未然に防ぐことが
できる。
【００５６】なお、実施例ではトナーカートリッジ１４
をロックする係止部材２１を現像装置４に支持するよう
にしたが必ずしもこれに限定されるものではなく、例え
ばプロセスユニットＹの支持部材７に支持してもよい。
また、実施例においてはトナー量検知手段としてトナー
エンプティセンサを用いたが本発明の意図するところに
おいてはそれにこだわることなく、所定のトナー量以下
になったことを検知するものであれば良い。
【００５７】実施例２ 従来のトナーカートリッジ交換方式のプロセスユニット
におけるライフ管理ではユーザが出力する転写材の印刷
率（白地に対するトナー面積率）がユーザ間でばらつき
があるために、ひとつの方法としてプロセスユニットの
設定寿命（設定印刷率）に相当する印刷枚数、あるいは
プロセスユニットの設定寿命に相当する印刷枚数に到達
するまでのトナー量を消費した時点を示すトナーエンプ
ティの検知回数の早いほうで、プロセスユニットのライ
フを決定していた。
【００５８】しかしこの方法ではトナーエンプティが検
知される以前にトナーカートリッジが交換され、かつユ
ーザが高印刷率（極端な場合ベタ画像）で出力する場合
にはプロセスユニットのライフは印刷枚数でしか規定で
きず、しかも高印刷率で印刷されるためトナーの消費が
非常に多くなる。従って感光体上の転写残りトナーをク
リーニングし、収納する廃トナー収納部の容積は膨大な
ものに設定しなければならない。本実施例はこれを解決
する実施例である。
【００５９】なお、プロセスユニットの構成は図１と同
様である。
【００６０】本実施例のトナーカートリッジ２７は図５
に示すように、トナー貯蔵部２７ａ、このトナー貯蔵部
２７ａを支持する基板２７ｂ、この基板２７ｂの下面に
取付けられ、現像装置４に装着後矢印方向に剥がすこと
により前記トナー貯蔵部２７ａのトナーを前記現像装置
４のトナー収納部８に移動させるフィルム２７ｃ、前記
基板２７ｂにおける前記トナー貯蔵部２７ａよりも短手
方向外側に突出して形成された複数の突起部２７ｄ、前
記基板２７ｂにおける前記フィルム２７ｃの引き剥がす
方向とは逆側の長手方向端部の上面及び下面にそれぞれ
設けられたトナーカートリッジロック用の係合凹部２７
ｅ及び係合突起２７ｆとで構成されている。
【００６１】前記現像装置４の上面には前記トナーカー
トリッジ２７の取付け部２８が設けられ、この取付け部
２８には前記トナーカートリッジ２７を取付け部２８の
長手方向にスライドさせたときトナーカートリッジ２７
の突起部２７ｄを係合する複数の保持部２８ａが設けら
れている。また前記取付け部２８には前記トナーカート
リッジ２７の突起部２７ｄが保持部２８ａに係合する位
置にきたとき、前記係合凹部２７ｅが位置する場所に窓
部２８ｂが設けられるとともに前記トナーカートリッジ
２７がスライドするとき前記係合突起２７ｆが挿入して
移動する長尺な窓部２８ｃが設けられている。また前記
取付け部２８には後述する回転補助部材３０の突起部３
０ｃが挿入する窓部２８ｄが設けられている。
【００６２】図６は前記現像装置４内に取付けられた係
止機構２９の構成を示すもので、この係止機構２９は、
現像装置４の一端部に両軸を回動自在に支持され、トナ
ーカートリッジ２７が装着されると一定角度回転する回
動部材３４と、この回動部材３４のトナーカートリッジ
装着による回転角を均等に維持し、トナーカートリッジ
２７と係合する現像装置４の取付け部２８の窓部２８ｄ
から突起部３０ｃがスプリング３８で押圧されて突出す
る回転補助部材３０と、前記回動部材３４の回転方向を
規定するとともに逆方向への回転を阻止する金属あるい
は樹脂製の弾性を有するストッパ部材３６と、前記回動
部材３４と係合して最大使用トナーカートリッジ数のト
ナーカートリッジ２７が装着されるとそのトナーカート
リッジ２７が現像装置４から離脱できないようにするた
めのスプリング３７により一部を前記回動部材３４に当
接させた係止部材３５とで構成されている。
【００６３】前記回転補助部材３０は、前記突起部３０
ｃの他、前記スプリング３８を保持する突起部３０ａ
と、その近傍に前記回動部材３４と係合して回転させる
当接部３０ｂを設けている。
【００６４】前記係止部材３５は、前記スプリング３７
を保持する突起部３５ａと、その近傍に少なくとも前記
回動部材３４との接触部が円筒形の当接部３５ｂと、前
記トナーカートリッジ２７を係止する先端部３５ｃとか
らなっている。
【００６５】前記回動部材３４は例えばポリアセタール
等の樹脂からなり、前記トナーカートリッジ２７が現像
装置４に装着されるときに、トナーカートリッジ２７に
配設されている係合突起２７ｆと係合して前記回動部材
３４を回転させる最大使用トナーカートリッジ数に対応
した４つの突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄからな
る羽根部３１と、前記ストッパ部材３６と係合して回動
部材３４の回転を阻止する円周上に等角度に配置され、
かつ最大使用トナーカートリッジ数（４個）の整数倍に
分割された当接部３２ａを有するストッパ当接部３２
と、前記係止部材３５を回動部材３４の回転によって垂
直方向に移動可能にするとともに所定の位置（角度）で
前記係止部材３５を最上位置にする凹部３３ａを有する
カム部３３と、前記回転補助部材３０と係合して、前記
回動部材３４の回転角を調整し、少なくとも最大使用カ
ートリッジ数以上の羽根部からなる角度調整部４２によ
り構成されている。すなわち前記回動部材３４は、羽根
部３１、ストッパ当接部３２、カム部３３及び角度調整
部４２により構成されている。
【００６６】図７乃至図１１は、同一形状のカートリッ
ジ２７を、プロセスユニットＹの最大使用トナーカート
リッジ数分、すなわち４個分、現像装置４に装着される
際の様子を順次示す図である。
【００６７】まず最初のトナーカートリッジ２７1 が現
像装置４の取付け部２８に載置されたときには図７に示
すように、取付け部２８から先端の一部が突出した回転
補助部材３０の突出部３０ｃが押し込められるととも
に、取付け部２８に設けられている窓部２８ｃにトナー
カートリッジ２７1 の係合突起２７ｆが挿入される。
【００６８】さらに、スライドさせてトナーカートリッ
ジ２７1 の突起部２７ｄが取付け部２８の保持部２８ａ
によって保持されたときには図８に示すように、トナー
カートリッジ２７1 の係合突起２７ｆは前記回動部材３
４を回転させる羽根部３１の１つの突起３１ａと当接し
て回動部材３４を所定の角度θだけ回転させる。
【００６９】そして最初のトナーカートリッジ２７1 を
交換するために、取付け部２８から取り外すと図９に示
すように、トナーカートリッジ２７1 によって回転補助
部材３０を介して下方に圧縮されたスプリング３８が解
放されて、回転補助部材３０は図６に示すような状態に
もどる。このとき回動部材３４の角度調整部４２の一つ
の羽根部と当接して、前記回動部材３４を所定の角度回
転させる。本実施例においては最大使用トナーカートリ
ッジ数を４とし、トナーカートリッジ毎の回動部材３４
の回転角を９０゜としているため、角度調整部４２によ
る回動部材３４の回転角は９０゜−θとなっている。
【００７０】このようにトナーカートリッジ２７1 を装
着するときトナーカートリッジ２７1 の係合突起２７ｆ
により回動部材３４が角度θだけ回転し、トナーカート
リッジ２７1 を交換のために外したとき角度調整部４２
により回動部材３４が角度９０゜−θだけ回転し、結局
９０゜回転することになる。
【００７１】こうしてトナーカートリッジが交換される
毎に回動部材３４が角度９０゜ずつ回転し、３個目（す
なわち最大使用トナーカートリッジ数−１個目）のトナ
ーカートリッジが装着され、外されるまでは図７〜図９
までを繰り返すことになる。
【００７２】そして４個目のトナーカートリッジ（すな
わち最大使用トナーカートリッジ数）２７4 が取付け部
２８に装着されると図１０に示すようになる。すなわち
図７のときと同様に取付け部２８から先端の一部が突出
した回転補助部材３０が押し込めらるとともに、取付け
部２８に設けられている窓部２８ｃにトナーカートリッ
ジ２７4 の係合突起２７ｆが挿入される。
【００７３】そしてスライドさせてトナーカートリッジ
２７4 の突起部２７ｄが取付け部２８の保持部２８ａに
よって保持されたときには図１１に示すように、トナー
カートリッジ２７4 の係合突起２７ｆは前記回動部材３
４を回転させる羽根部３１の１つの突起３１ａと当接し
て回動部材３４を所定の角度θだけ回転させる。
【００７４】このときに前記回動部材３４を構成するカ
ム部３３が回転し、前記係止部材３５がスプリング３７
の反力により上昇するとともに、カム部３３の凹部３３
ａが上記係止部材３５の円筒形の当接部３５ｂと角度θ
回転したときに合致し、係止部材３５が最上位置で保持
されるとともにその先端部３５ｃが現像装置４の取付け
部２８の窓部２８ｂを通過して、装着されているトナー
カートリッジ２７4 の係合凹部２７ｅの中に挿入され
る。
【００７５】このように、４個目のトナーカートリッジ
（すなわち最大使用トナーカートリッジ数）が取付け部
２８に装着されると、前記係止部材３５の先端部３５ｃ
がトナーカートリッジ２７4 の係合凹部２７ｅの中に挿
入され、外部から外すことができなくなる。
【００７６】従って、トナーエンプティが検知される以
前にトナーカートリッジが交換されることがあってもユ
ーザの印刷率にかかわらず、トナーカートリッジは４個
までしか使用できないことになり、プロセスユニットＹ
の現像装置４に供給されるトナー量は規制されるため、
廃トナー量も最小限にでき、廃トナー収納部１７の大き
さを最小限の廃トナー容量で設計することができ、プロ
セスユニットＹの小形化を実現できる。
【００７７】またトナーカートリッジとしてまったく同
形状のものを使用することができるため、最大使用トナ
ーカートリッジ数が多いときには非常に有利になる。
【００７８】なお、この実施例では最大使用トナーカー
トリッジ数を４とした場合について述べたが、本発明の
意図するところはそれに限定されるものではなく、複
数、すなわち２つ以上の同形状のトナーカートリッジを
使用するものであれば良いことは言うまでもない。
【００７９】実施例３ この実施例はトナーカートリッジの最大使用数が２個
で、１個目と２個目とで形状が互いに異なる場合の実施
例について述べる。
【００８０】図１２に示すように、１個目のトナーカー
トリッジ４３1 は、トナー貯蔵部４３ａ、このトナー貯
蔵部４３ａを支持する基板４３ｂ、この基板４３ｂの下
面に取付けられ、現像装置４に装着後矢印方向に剥がす
ことにより前記トナー貯蔵部４３ａのトナーを前記現像
装置４のトナー収納部８に移動させるフィルム４３ｃ、
前記基板４３ｂにおける前記トナー貯蔵部４３ａよりも
短手方向外側に突出して形成された複数の突起部４３ｄ
とで構成されている。
【００８１】前記現像装置４の上面にはトナーカートリ
ッジ４３の取付け部４４が設けられ、この取付け部４４
にはトナーカートリッジ４３を取付け部４４の長手方向
にスライドさせたときトナーカートリッジ４３の突起部
４３ｄを係合する複数の保持部４４ａが設けられてい
る。
【００８２】また前記取付け部４４にはトナーカートリ
ッジ４３の突起部４３ｄが保持部４４ａに係合する位置
にきたとき、露出する場所に後述する解除レバー４５の
突起部４５ａ，４５ｂを貫通させる窓部４４ｂ，４４ｃ
を開けている。
【００８３】図１３乃至図１５は１個目のトナーカート
リッジ４３1 が装着される工程を示した図で、１個目の
トナーカートリッジ４３1 が装着される以前の前記取付
け部４４の状態は図１３に示すように、窓部４４ｂ，４
４ｃに解除レバー４５の突起部４５ａ，４５ｂがそれぞ
れ挿入されている。
【００８４】前記解除レバー４５の突起部４５ａはユー
ザが手で押圧して操作するための係止解除部を形成し、
突起部４５ｂはトナーカートリッジ４３を係止するため
の係止部を形成し、この解除レバー４５は支持部４５ｃ
により一点で支持され、比較的弾性に富んだ樹脂、例え
ばＰＰ（ポリプロピレン）やＡＢＳ（アクリロニトリル
・ブタジエン・スチレン）あるいはＰＥ（ポリエチレ
ン）等の樹脂で構成されている。
【００８５】前記解除レバー４５は前記係止解除部４５
ａを手で押圧することにより弾性変形し、前記係止部４
５ｂがトナーカートリッジ４３から解除されるようにな
っている。前記係止部４５ｂの先端形状は支持部４５ｃ
側程低くなる形状になっている。前記係止解除部４５ａ
はトナーカートリッジ４３の着脱に支障がないように前
記係止部４５ｂとはトナーカートリッジ４３の着脱方向
の前後に位相をずらして配設されている。
【００８６】図１４及び図１５は１個目のトナーカート
リッジ４３1 が現像装置４の取付け部４４に装着される
状態を示すもので、１個目のトナーカートリッジ４３1
を装着するときには、図１４に示すように解除レバー４
５の係止解除部４５ａを押し下げて係止部４５ｂを取付
け部４４よりも下に押し下げ、トナーカートリッジ４３
1 を取付け部４４上に載置した後、矢印Ｐ方向にスライ
ドして取付け部４４に保持させる。
【００８７】トナーカートリッジ４３1 が取付け部４４
に保持されると、図１５に示すように押し下げられてい
た解除レバー４５の係止解除部４５ａ及び係止部４５ｂ
が復帰し係止部４５ｂによりトナーカートリッジ４３1
は係止される。
【００８８】そして前記トナーカートリッジ４３1 の底
部に溶着されたフィルム４３ｃを図１２の矢印方向に引
くことによりトナーを現像装置４内に移動させる。
【００８９】また、トナーカートリッジ４３1 を交換す
る際は図１５の状態において係止解除部４５ａを下方に
押圧してトナーカートリッジ４３1 を矢印Ｒ方向にスラ
イドさせることにより行う。
【００９０】図１６は２個目のトナーカートリッジ４３
2 と現像装置４の取付け部４４を示した斜視図である。
【００９１】この２個目のトナーカートリッジ４３
2 は、トナー貯蔵部４３ａ、このトナー貯蔵部４３ａを
支持する基板４３ｂ、この基板４３ｂの下面に取付けら
れ、現像装置４に装着後矢印方向に剥がすことにより前
記トナー貯蔵部４３ａのトナーを前記現像装置４のトナ
ー収納部８に移動させるフィルム４３ｃ、前記基板４３
ｂにおける前記トナー貯蔵部４３ａよりも短手方向外側
に突出して形成された複数の突起部４３ｄを設けている
点では１個目のトナーカートリッジ４３1 と同じである
が、異なる点は、フィルム４３ｃの引き剥がす方向とは
逆側の長手方向端部にロック用の係合凹部４３ｅを形成
している。
【００９２】図１７，１８は２個目のトナーカートリッ
ジ４３2 が装着される工程を示した図で、２個目のトナ
ーカートリッジ４３2 が装着される以前の取付け部４４
の状態は図１７に示すように、窓部４４ｂ，４４ｃに解
除レバー４５の突起部４５ａ，４５ｂがそれぞれ挿入さ
れている。
【００９３】そして２個目のトナーカートリッジ４３2
を装着するときには、図１８に示すように、解除レバー
４５の係止解除部４５を押圧して係止部４５ｂを押し下
げ、この状態でトナーカートリッジ４３2 を取付け部４
４に載置する。この状態でトナーカートリッジ４３2 を
矢印Ｐ方向にスライドする。
【００９４】そしてトナーカートリッジ４３2 が取付け
部４４に保持されると、図１９に示すように押し下げら
れていた解除レバー４５の係止解除部４５ａ及び係止部
４５ｂが復帰し係止部４５ｂによりトナーカートリッジ
４３2 は係止される。このとき、解除レバー４５の係止
解除部４５ａ及び係止部４５ｂがトナーカートリッジ４
３2 の係合凹部４３ｅの内部に隠蔽されるため、２個目
のトナーカートリッジ４３2 は装着したと同時に外すこ
とができなくなる。
【００９５】この状態でトナーカートリッジ４３2 の底
部に溶着されたフィルム４３ｃを図１６の矢印方向に引
くことによりトナーを現像装置４内に移動させる。
【００９６】なお、１個目と２個目のトナーカートリッ
ジの形状が異なるため、装着される順番を間違うと、次
のトナーカートリッジを装着できないという問題が生じ
るが、このような問題は例えば１個目のトナーカートリ
ッジを現像装置あるいは少なくとも現像装置を含むプロ
セスユニットに同梱し、２個目のトナーカートリッジだ
けを別売の形態にすることにより解決できる。また低印
刷率のユーザにとっては２個目のトナーカートリッジが
不要の場合もあるため、２個目のトナーカートリッジを
別売することにより、非常に経済的かつイニシャルコス
トの安い消耗品を提供できる。
【００９７】この実施例においても実施例２と同様に、
トナーエンプティが検知される以前にトナーカートリッ
ジが交換されてもユーザの印刷率にかかわらず、トナー
カートリッジは２個までしか使用できないことになり、
プロセスユニットＹの現像装置４に供給されるトナー量
は規制されるため、廃トナー量も最小限にでき、廃トナ
ー収納部１７の大きさを最小限の廃トナー容量で設計す
ることができ、プロセスユニットＹの小形化を実現でき
る。
【００９８】なお、上述した実施例１〜３は、図１に示
すように、感光体ドラム１、帯電器２、現像装置４、清
掃装置５及び除電器６を一体的に支持部材７により支持
したプロセスユニットＹについて説明したが、本発明の
意図するところはそれに限定されることなく現像装置の
みであっても、また少なくとも現像装置を含むプロセス
ユニットであっても良く、好ましくは現像装置及び廃ト
ナー収納部を含むプロセスユニットであれば良い。
【００９９】実施例４ この実施例は請求項７に対応した実施例で、本実施例の
トナーカートリッジ４６は図２０に示すように、トナー
貯蔵部４６ａ、このトナー貯蔵部４６ａを支持する基板
４６ｂ、この基板４６ｂの下面に取付けられ、現像装置
４に装着後矢印方向に剥がすことにより前記トナー貯蔵
部４６ａのトナーを前記現像装置４のトナー収納部８に
移動させるフィルム４６ｃ、前記基板４６ｂにおける前
記トナー貯蔵部４６ａよりも短手方向外側に突出して形
成された複数の突起部４６ｄ、前記基板４６ｂにおける
前記フィルム４６ｃの引き剥がす方向とは逆側の長手方
向端部の上面及び下面にそれぞれ設けられたトナーカー
トリッジロック用の係合凹部４６ｅ及び係合突起４６
ｆ，４６ｇとで構成されている。
【０１００】現像装置４の上面には前記トナーカートリ
ッジ４６の取付け部４７が設けられ、この取付け部４７
には前記トナーカートリッジ４６を取付け部４７の長手
方向にスライドさせたときトナーカートリッジ４６の突
起部４６ｄを係合する複数の保持部４７ａが設けられて
いる。また前記取付け部４７には前記トナーカートリッ
ジ４６の突起部４６ｄが保持部４７ａに係合する位置に
きたとき、前記係合凹部４６ｅが位置する場所に窓部４
７ｂが設けられるとともに前記トナーカートリッジ４６
がスライドするとき前記係合突起４７ｆ，４７ｇが挿入
して移動する長尺な窓部４７ｃ，４７ｄが設けられてい
る。
【０１０１】また前記取付け部４７には後述する回転補
助部材５３の突起部５３ｃが挿入する窓部４７ｅが設け
られている。
【０１０２】図２１は前記現像装置４内に取付けられた
係止機構４８の構成を示すもので、この係止機構４８
は、現像装置４の一端部に両軸を回動自在に支持され、
トナーカートリッジ４６が装着されると一定角度回転す
る回動部材４９と、この回動部材４９のトナーカートリ
ッジ装着による回転角を均等に維持し、トナーカートリ
ッジ４６と係合する現像装置４の取付け部４７の窓部４
７ｅから突起部５３ｃがスプリング５１で押圧されて突
出する回転補助部材５３と、前記回動部材４９の回転方
向を規定するとともに逆方向への回転を阻止する金属あ
るいは樹脂製の弾性を有するストッパ部材５４と、前記
回動部材４９と係合して最大使用トナーカートリッジ数
のトナーカートリッジ４６が装着されるとそのトナーカ
ートリッジ４６が現像装置４から離脱できないようにす
るためのスプリング５０により一部を前記回動部材４９
に当接させた係止部材５５とで構成されている。
【０１０３】前記回転補助部材５３は、前記突起部５３
ｃの他、前記スプリング５１を保持する突起部５３ａ
と、その近傍に前記回動部材４９と係合して回転させる
当接部５３ｂを設けている。
【０１０４】前記係止部材５５は、前記スプリング５０
を保持する突起部５５ａと、その近傍に少なくとも前記
回動部材４９との接触部が円筒形の当接部５５ｂと、前
記トナーカートリッジ４６を係止する先端部５５ｃとか
らなっている。
【０１０５】前記回動部材４９は例えばポリアセタール
等の樹脂からなり、前記トナーカートリッジ４６が現像
装置４に装着されるときに、トナーカートリッジ４６に
配設されている係合突起４６ｆと係合して前記回動部材
４９を回転させる最大使用トナーカートリッジ数に対応
した４つの突起５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄからな
る羽根部５６と、前記ストッパ部材５４と係合して回動
部材４９の回転を阻止する円周上に等角度に配置され、
かつ最大使用トナーカートリッジ数（４個）の整数倍に
分割された当接部５７ａを有するストッパ当接部５７
と、前記係止部材５５を回動部材４９の回転によって垂
直方向に移動可能にするとともに所定の位置（角度）で
前記係止部材５５をトナーカートリッジ４６に突出させ
るための４つの凹部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄを
有するカム部５９と、前記回転補助部材５３と係合し
て、前記回動部材４９の回転角を調整し、少なくとも最
大使用カートリッジ数以上の羽根部からなる角度調整部
５８により構成されている。すなわち前記回動部材４９
は、羽根部５６、ストッパ当接部５７、角度調整部５８
及びカム部５９により構成されている。
【０１０６】前記係止機構４８は、実施例２で述べた係
止機構２９と略同様の動作を行うもので、図２２乃至図
２４は図７乃至図９に対応している。
【０１０７】まず図２２に示すように最初のトナーカー
トリッジ４６1 を現像装置４の取付け部４７に載置し、
これをスライドさせて取付け部４７に保持すると図２３
に示すようになる。
【０１０８】すなわち、実施例２の場合とは若干異な
り、カム部５９はトナーカートリッジが装着されるたび
に、前記係止部材５５の円筒形の当接部５５ｂがカム部
５９の凹部５９ａ〜ｄと係合し係止部材５５がスプリン
グ５０により押圧されてトナーカートリッジ側（上方）
に移動し、トナーカートリッジの交換を妨げる。
【０１０９】トナーカートリッジの交換は図２７及び図
２８に示すように現像装置４の取付け部４７の端面には
トナーカートリッジをロックするための係止部材６０が
回動自在に支持され、前記係止部材６０の一端部にはそ
の係止部材６０を少なくとも２つの位置で保持させる一
端を現像装置４の取付け部４７に支持されたネジリコイ
ルバネ６１が取付けられている。
【０１１０】また、前記係止部材６０は初期状態では図
２７に一点鎖線で示す位置にある。なお、何等かの理由
もしくは２個目のトナーカートリッジ以降でもし前記係
止部材６０が図２７に実線で示す位置にある場合には、
トナーカートリッジが装着される際にロックがかからな
いため、図２８に示すようにトナーカートリッジに係合
突起４６ｇを設け、トナーカートリッジをスライドする
ときこの係合突起４６ｇを図２７に一点鎖線で示す位置
に戻すようになっている。
【０１１１】図２９はプロセスユニットＹが本体装置Ｈ
に装着された時の上面図であり、本体装置Ｈには図１に
示すトナー量検知手段（トナーエンプティセンサ）１２
の信号により動作する駆動手段としてのソレノイド６２
と、このソレノイド６２に係合するロック解除部材６３
を設けている。そして電源未投入時、及びトナー量検知
手段１２が検知しない時もしくはプロセスユニットＹが
本体装置Ｈに装着されていない時には、解除部材６３は
スプリング６４により図中実線で示す位置に保持され、
トナー量検知手段１２がトナー収納部８内のトナー量以
下となったことを検知した時には前記ソレノイド６２を
駆動して、前記解除部材６３を図中一点鎖線で示す位置
にすることにより、図２７に示す係止部材６０を解除位
置、すなわち図中実線で示す位置に回動させる。これに
より前記係止部材５５がレバー５５ｄを介して下方へ押
し下げられて前記カム部５９の凹部（５９ａ〜ｃ）から
上記係止部材５５の円筒形の当接部５５ｂが解除される
とともに、トナーカートリッジを係止する先端部５５ｃ
が係止解除されるため、トナーカートリッジの交換が可
能となる。これにより、トナーカートリッジはトナーエ
ンプティとなって交換するときしかトナーカートリッジ
のロックが解除されないので、トナーのこぼれ等の不具
合を未然に防ぐことができる。
【０１１２】また、図２４は最初のトナーカートリッジ
４６1 の交換の際に取り外した状態を示す図で、図２１
と比較して前記回動部材４９が９０度回転した状態とな
っている。
【０１１３】さらに、トナーカートリッジが交換されて
３個目（すなわち最大使用トナーカートリッジ数−１個
目）までは図２１〜図２４までを繰り返すことになる。
【０１１４】また、４個目のトナーカートリッジ（すな
わち最大使用トナーカートリッジ数）が現像装置４の取
付け部４７に載置されると図２５に示すようになり、こ
のときの状態は図２２で説明したときと同様な動作とな
る。
【０１１５】そしてトナーカートリッジ４６4 をスライ
ドさせて保持させると図２６に示すようになり、このと
きの状態は図２３で説明したときと同様な動作となる
が、異なる点は前記回動部材４９の回転によりカム部５
９が回転し、前記係止部材５５がスプリング５０の反力
により上昇するとともに、カム部５９の他の凹部（５９
ａ〜ｃ）と異なってより深い凹部５９ｄに係止部材５５
の円筒形の当接部５５ｂが入り込む。
【０１１６】これにより係止部材５５が最上位置まで上
昇して保持され、その先端部５５ｃが現像装置４の取付
け部４９の窓部４７ｂを通過して、装着されているトナ
ーカートリッジ２７4 のロック用係合凹部４６ｅの中に
到達するようになる。
【０１１７】このとき、図２７，図２８に示す前記係止
部材６０は、前記トナー量検知手段１２がトナー収納部
８内のトナー量が所定量以下となったことを検知した時
に我２７の実線で示す解除位置になっても、前記係止部
材５５のレバー５５ｄは一点鎖線で示す位置５５ｄ′ま
で上がっているため係止部材６０の先端部はレバー５５
ｄに当接せず、このため係止部材６０による係止部材５
５の押し下げ、すなわち係止部材５５の先端部５５ｃの
係合凹部４６ｅ内からの除去ができなくなり、従って４
個目のトナーカートリッジ（すなわち最大使用トナーカ
ートリッジ数）が取付け部４７に装着されたときには完
全にロックされて解除不能となる。
【０１１８】このようにトナーカートリッジの使用が４
個に限定され、しかも各トナーカートリッジがトナーエ
ンプティが検知されるまで外すことができないので、ト
ナーカートリッジの使用最大量を規制して廃トナー収納
部の容積を最小限にできるとともに、トナーカートリッ
ジの交換に際しても現像器からトナーが噴出するのを確
実に防止できる。
【０１１９】実施例５ この実施例はトナーカートリッジ交換方式のプロセスユ
ニットＹのライフ管理方法について述べる。
【０１２０】図３０はブロック図で、７０は演算部、７
１はトナー量検知手段１２が現像装置４のトナー収納部
８内のトナー量が所定量以下になったことを検知する毎
に計数動作を行う第１の計数手段、７２はプロセスユニ
ットＹの印刷枚数をカウントする第２の計数手段、７３
は前記第１の計数手段７１が計数した値を演算部７０を
介して記憶する第１の記憶手段、７４は前記第２の計数
手段７２が計数した値を演算部７０を介して記憶する第
２の記憶手段、７５は前記第１の記憶手段７３及び第２
の記憶手段７４の記憶した値により演算部７０が比較演
算して得られる残印刷枚数を格納する第３の記憶手段で
ある。
【０１２１】７６は前記演算部７０の演算結果に基づい
て本体装置Ｈを制御する制御部、７７は消耗品の交換時
期やサービスマンコール等の表示をする表示部である。
【０１２２】前記各記憶手段７３，７４，７５は不揮発
性の記憶手段となっている。
【０１２３】図３２乃至図３４は図３０のブロックが行
うライフ管理制御のフローチャートであり、トナー量検
知手段１２としてトナーエンプティセンサを使用し、プ
ロセスユニットＹの設定ライフをＮ2 枚、トナーカート
リッジの最大使用回数をＮ1回としたときの制御を示し
ている。
【０１２４】なお、一成分現像系のトナーエンプティセ
ンサとしては、例えば図１に示すような圧電式の粉体セ
ンサや、光透過型及び光反射型の光センサや機構系を使
用した駆動トルク検知及び磁気センサを使用したものな
ど、どのような方式のものでも構わない。
【０１２５】プロセスユニットＹが本体装置Ｈに装着さ
れると、まずプロセスユニットＹの新旧検知を行う。こ
の新旧検知は、例えばプロセスユニットＹにヒューズを
内蔵して新旧検知を行う際にはヒューズが切れる電流を
流して導通チェックする１００％電気的な方法やネジ加
工された軸を有した歯車を使用して、プロセスユニット
Ｙが駆動されると上記歯車が軸方向に位置を変えること
によって検知するもの等が知られている。
【０１２６】新しいプロセスユニットＹとして検知され
ると、メモリの初期化、すなわち電池等でバックアップ
された不揮発性のメモリ、例えば半導体メモリなどから
なる第１の記憶手段７３（以下メモリｍ1 と称す
る。）、第２の記憶手段７４（以下メモリｍ2 と称す
る。）及び第３の記憶手段７５（以下メモリｍ3 と称す
る。）をゼロリセットするとともにフラグＡ，Ｂをクリ
アする。
【０１２７】トナーエンプティセンサ１２がトナーエン
プティを検知すると、トナーカートリッジの交換表示を
例えば本体装置Ｈのコントロールパネル等に設けられた
前記表示手段７７で行い、さらにメモリｍ1 に１を加算
するとともにフラグＢに「１」をセットする。ここでフ
ラグＢに「１」をセットすることは、トナーエンプティ
が検知されたのちトナーカートリッジの交換が行われな
いとメモリｍ1 の内容が１つアップしないようにするた
めである。また、前記メモリｍ2 はプロセスユニットＹ
にて一枚印刷されるごとに１つずつアップするようにな
っている。
【０１２８】ここから、それぞれ状況に応じて制御のル
ーチンが２つに別れる。
【０１２９】一つは、トナーカートリッジを何回か交換
して、トナーカートリッジの最大使用回数Ｎ1 にメモリ
ｍ1 の値が等しくなった場合である。この場合には、図
３３に示すように、前記表示手段７７にプロセスユニッ
ト交換警告表示を行うとともに、使用中のプロセスユニ
ットＹの印刷枚数を記憶しているメモリｍ2 をゼロリセ
ットする。
【０１３０】続いて前記メモリｍ3 に残印刷枚数Ｍ1 を
格納し、さらにｍ2 とｍ3 が等しくなるまで前記制御部
７６により印刷制御を行い、ｍ2 ＝ｍ3 になると、メモ
リｍ3 に所定のデータ（×ＦＦＦ H）を格納して、前記
表示手段７７にプロセスユニット交換表示を行い、プロ
セスユニットＹが交換されるまで前記制御部７６による
印刷動作を禁止するようになっている。
【０１３１】もう一つは、使用中のプロセスユニットＹ
のトータル印刷枚数を記憶するメモリｍ2 がプロセスユ
ニットＹの設定ライフＮ2 に等しくなった場合である。
この場合には、図３４に示すように前記表示手段７７に
プロセスユニット交換警告表示を行うとともに、前記使
用中のプロセスユニットＹの印刷枚数を記憶しているメ
モリｍ2 をゼロリセットする。
【０１３２】続いてメモリｍ3 に残印刷枚数Ｍ2 を格納
して、メモリｍ2 とメモリｍ3 の値が等しくなるまで前
記制御部７６により印刷制御し、ｍ2 ＝ｍ3 になったと
きにはメモリｍ3 に所定のデータ（×ＦＦＦ H）を格納
して、前記表示手段７７にプロセスユニット交換表示を
行い、プロセスユニットが交換されるまで前記制御部７
６による印刷動作を禁止するようになっている。
【０１３３】しかしｍ2 ＝ｍ3 になる前にメモリｍ1 が
トナーカートリッジの最大使用回数Ｎ1 に等しくなった
場合には、メモリｍ3 に対して、残印刷枚数Ｍ1 と、残
印刷枚数Ｍ2 からプロセスユニット交換警告表示されて
から印刷された枚数を格納しているメモリｍ2 の値を引
いた数、すなわち現状の残印刷可能枚数（Ｍ2 −
［ｍ2 ］）との小さい数値の方をメモリｍ3 に残印刷枚
数として再格納することによりライフ管理を行ってい
る。
【０１３４】なお、メモリｍ3 に再格納する際にはフラ
グＡをセットし、これ以後はプロセスユニットＹが交換
されてメモリが初期化されるまでメモリｍ3 には残印刷
枚数が再格納されないようになっている。
【０１３５】さらに上述のフラグＡ及びフラグＢは、ラ
イフ管理上不揮発性でなくてはならないため、図３１に
示すようにｄ0 〜ｄ15の１６ビットで構成されるメモリ
ｍ3の上位２ビット、すなわちｄ15，ｄ14により構成し
ている。
【０１３６】ここで残印刷枚数Ｍ1 の数値については、
上述のようなトナー量検知手段としてトナーエンプティ
センサを使用する場合には、Ｍ1 の値は小さなもの、即
ち例えば印刷率５％の印刷で文字がかすれない程度まで
のトナー量と設定すると５００枚程度とか、トナーエン
プティセンサとしてどのような方式のものを使用するか
によっても変化する値であり、トナーエンプティセンサ
でなく、あくまでもトナー量検知であればより大きな数
値となる。
【０１３７】また、残印刷枚数Ｍ2 の数値については、
設定ライフ以上回数の印刷工程をプロセスユニットに課
す訳であるから、プロセス手段個々の機械的寿命に大き
く関係する数値となる。
【０１３８】このように、ライフ管理の制御フローをト
ナー量検知によるもの（メモリｍ1）とプロセスユニッ
トの印刷枚数によるもの（メモリｍ2 ）の２種の制御ル
ーチンを有することによりきめ細かなトナー使用環境を
構築でき、またその後者の制御ルーチン上に、メモリｍ
1 とメモリｍ2 の値により残印刷枚数をメモリｍ3 に再
格納することにより、より良好なライフ管理の制御が可
能となる。
【０１３９】なお、実施例５に示したプロセスユニット
のライフ管理の制御方法は、前述した各実施例と組合わ
せることによって、より完全なものとなる。
【０１４０】具体的には実施例５に示すような制御法を
含めたほとんどのものはトナー量検知手段（トナーエン
プティセンサ）によってトナーが所定量以下になったこ
とを検知される前にトナーカートリッジを交換される
と、ライフ管理の制御は印刷枚数でしか監視できなくな
ってしまう。このためユーザの印刷する印刷率が極端に
高いときには、プロセスユニットＹ内の廃トナー収納部
１７の容積を膨大にしなければならない。
【０１４１】従ってそれを防ぐためには少なくとも実施
例１、実施例２、実施例４のうちどれかの構造を有する
プロセスユニット、好ましくは実施例４の構造を有する
プロセスユニットを採用すれば良い。
【０１４２】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載の発明
によれば、きめ細かなトナー使用環境を構築できてプロ
セスユニットのライフ管理を確実に実行できる。また、
請求項２記載の発明によれば、きめ細かなトナー使用環
境を構築できてプロセスユニットのライフ管理を確実に
実行でき、さらに、プロセスユニットの印刷動作を不能
にして不良印刷を防止できる。 また、請求項３及び４記
載の発明によれば、よりきめ細かなトナー使用環境を構
築できてプロセスユニットのライフ管理をより確実に実
行できる。また、請求項５記載の発明によれば、きめ細
かなトナー使用環境を構築できてプロセスユニットのラ
イフ管理を確実に実行でき、さらに、トナーカートリッ
ジが装着された際は係止部材によりロックされるととも
に、トナーカートリッジの交換をトナー貯蔵部のトナー
が規定のトナー量以下になったことを検知したときのみ
可能としてトナーこぼれによる汚れを防止できる。ま
た、請求項６記載の発明によれば、きめ細かなトナー使
用環境を構築できてプロセスユニットのライフ管理を確
実に実行でき、さらに、トナーカートリッジが装着され
る毎に位置を移動する係止部材を有し、予め決められた
少なくとも２個以上の規定数個目のトナーカートリッジ
が装着されると、係止部材によってトナーカートリッジ
を交換不能にしているので、ユーザのトナーカートリッ
ジ誤交換を防止でき、しかも、廃トナー収納部の容積を
極小化でき、非常にコンパクトでトナーの有効使用がで
き、実用性を向上できる。また、請求項７記載の発明に
よれば、きめ細かなトナー使用環境を構築できてプロセ
スユニットのライフ管理を確実に実行でき、さらに、１
個目のトナーカートリッジと２個目のトナーカートリッ
ジとの形状を一部異ならせるとともに、２個目のトナー
カートリッジが装着されロックされると、そのトナーカ
ートリッジのロック解除を不能にしているのて、ユーザ
のトナーカートリッジ誤交換を防止でき、しかも、廃ト
ナー収納部の容積を極小化でき、非常にコンパクトでト
ナーの有効使用ができ、実用性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるプロセスユニットＹ
の構成を示す断面図。
【図２】同実施例１におけるトナーカートリッジと現像
装置の取付け部を示す斜視図。
【図３】同実施例１における係止部の構成を示す側面
図。
【図４】同実施例１におけるロック解除部の構成を示す
部分平面図。
【図５】本発明の実施例２におけるトナーカートリッジ
と現像装置の取付け部を示す斜視図。
【図６】同実施例２における係止機構の構成を示す図。
【図７】同実施例２における最初のトナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図８】同実施例２における最初のトナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図９】同実施例２におけるトナーカートリッジ交換時
の係止機構の動作を説明するための図。
【図１０】同実施例２における最終トナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図１１】同実施例２における最終トナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図１２】本発明の実施例３における１個目のトナーカ
ートリッジと現像装置の取付け部を示す斜視図。
【図１３】同実施例３における係止機構の構成を示す
図。
【図１４】同実施例３における１個目のトナーカートリ
ッジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図１５】同実施例３における１個目のトナーカートリ
ッジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図１６】同実施例３における２個目のトナーカートリ
ッジと現像装置の取付け部を示す斜視図。
【図１７】同実施例３における係止機構の構成を示す
図。
【図１８】同実施例３における２個目のトナーカートリ
ッジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図１９】同実施例３における２個目のトナーカートリ
ッジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２０】本発明の実施例４におけるトナーカートリッ
ジと現像装置の取付け部を示す斜視図。
【図２１】同実施例４における係止機構の構成を示す
図。
【図２２】同実施例４における最初のトナーカートリッ
ジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２３】同実施例４における最初のトナーカートリッ
ジ装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２４】同実施例４におけるトナーカートリッジ交換
時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２５】同実施例４における最終トナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２６】同実施例４における最終トナーカートリッジ
装着時の係止機構の動作を説明するための図。
【図２７】同実施例４におけるトナーカートリッジ係止
部材の動作を説明するための図。
【図２８】同実施例４におけるトナーカートリッジ係止
部材の動作を説明するための図。
【図２９】同実施例４におけるトナーカートリッジ係止
部材の係止状態を解除する解除機構の動作を説明するた
めの図。
【図３０】本発明の実施例５におけるプロセスユニット
のライフ管理制御ブロック図。
【図３１】同実施例５における第３の記憶手段のメモリ
構成を示す図。
【図３２】同実施例５におけるプロセスユニットのライ
フ管理制御を示す流れ図。
【図３３】同実施例５におけるプロセスユニットのライ
フ管理制御を示す流れ図。
【図３４】同実施例５におけるプロセスユニットのライ
フ管理制御を示す流れ図。
【符号の説明】
１…感光体ドラム ４…現像装置 １２…トナー量検知手段（トナーエンプティセンサ） １７…廃トナー収納部 １４，２７，４３1 ，４３2 ，４６…トナーカートリッ
ジ ２０…現像装置の取付け部 ２１，３５，５５，６０…係止部材 ２５，６３…解除部材 ３４，４９…回動部材 ４３ｅ…係止凹部 ４５…解除レバー ７１，７２…計数手段 ７３，７４，７５…記憶手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−220287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75756（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261962（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−250522（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96677（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−102569（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08 112 G03G 21/00 510

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも像担持体、トナー貯蔵部を有
    する現像装置、この現像装置にトナーを補給するトナー
    カートリッジ、前記像担持体上の転写残りトナーをクリ
    ーニングする清掃手段及びこの清掃手段により除去され
    たトナーを収納する廃トナー収納部を筐体に一体に組み
    込み、装置本体に対して着脱自在に設けられた印刷プロ
    セスユニットを有する画像形成装置において、前記現像
    装置内のトナー貯蔵部のトナーが規定のトナー量以下に
    なったことを検知する検知手段と、この検知手段の検知
    回数を計数する第１の計数手段と、前記プロセスユニッ
    トの印刷枚数をカウントする第２の計数手段と、前記各
    計数手段のカウント数をそれぞれ記憶する不揮発性の第
    １、第２の記憶手段と、印字可能枚数を記憶する第３の
    記憶手段と、表示手段と、前記第２の記憶手段に記憶さ
    れたカウント数が前記プロセスユニットの寿命印刷枚数
    に等しくなるか、又は前記第１の記憶手段に記憶された
    カウント数が前記プロセスユニットが最大使用できるト
    ナーカートリッジの数に等しくなったとき、前記表示手
    段に前記プロセスユニットの交換警告表示を行わせると
    共に前記第２の記憶手段のカウント数をリセットし、か
    つ前記第３の記憶手段に所望の印刷可能枚数を記憶させ
    る制御手段とを設け、前記第３の記憶手段に記憶した印
    刷可能枚数に基づいて交換警告表示後の前記プロセスユ
    ニットの印刷枚数制御を行うことを特徴とする画像形成
    装置。
  2. 【請求項２】 交換警告表示後のプロセスユニットの印
    刷枚数制御は、第２の計数手段のカウント数と第３の記
    憶手段に記憶されている印刷可能枚数とを比較すること
    により行い、前記第２の計数手段のカウント数が印刷可
    能枚数に達したときに前記プロセスユニットの印刷動作
    を不能にすることを特徴とする請求項１記載の画像形成
    装置。
  3. 【請求項３】 交換警告表示時に第３の記憶手段が記憶
    する印刷可能枚数は、第２の記憶手段に記憶されたカウ
    ント数がプロセスユニットの寿命印刷枚数に等しくなっ
    たときと、第１の記憶手段に記憶されたカウント数が前
    記プロセスユニットが最大使用できるトナーカートリッ
    ジの数に等しくなったときとで異なる枚数となることを
    特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
  4. 【請求項４】 第２の記憶手段に記憶されたカウント数
    がプロセスユニット の寿命印刷枚数に等しくなって第３
    の記憶手段に印刷可能枚数が記憶されたときには、交換
    警告表示後のプロセスユニットの印刷枚数制御は、第１
    の記憶手段に記憶されたカウント数と前記プロセスユニ
    ットの最大使用可能トナーカートリッジ数の比較で決定
    され、交換警告表示後の印刷枚数が前記第３の記憶手段
    に記憶された印刷可能枚数に達する以前に、前記第１の
    記憶手段のカウント数と前記プロセスユニットの最大使
    用可能トナーカートリッジ数とが等しくなった場合に
    は、交換警告表示前において前記第１の記憶手段に記憶
    されたカウント数が前記プロセスユニットの最大使用可
    能トナーカートリッジ数に等しくなったとき前記第３の
    記憶手段に記憶される印刷可能枚数と、前記第３の記憶
    手段に記憶されている印刷可能枚数から前記第２の記憶
    手段が交換警告表示後に新たに記憶したカウント数を減
    算した枚数との小さい方を前記第３の記憶手段に再記憶
    して行うことを特徴とする請求項３記載の画像形成装
    置。
  5. 【請求項５】 現像装置もしくは少なくとも印刷プロセ
    スユニットに配設され、トナーカートリッジを交換不能
    にロックする係止部材と、前記現像装置内のトナー貯蔵
    部のトナーが規定のトナー量以下になったことを検知す
    る検知手段と、この検知手段が規定トナー量以下を検知
    すると前記係止部材による前記トナーカートリッジのロ
    ック状態を解除するロック解除手段を設けたことを特徴
    とする請求項１記載の画像形成装置。
  6. 【請求項６】 現像装置もしくは少なくとも印刷プロセ
    スユニットに配設され、トナーカートリッジが交換され
    る毎に位置を移動し、予め決められた少なくとも２個以
    上の規定個数目のトナーカートリッジが装着されたとき
    そのトナーカートリッジを交換不能にロックする係止部
    材を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
    置。
  7. 【請求項７】 現像装置もしくは少なくとも印刷プロセ
    スユニットの寿命をトナーカートリッジ２個分のトナー
    使用量に設定するとともに、前記現像装置もしくは少な
    くとも前記印刷プロセスユニットにトナーカートリッジ
    をロックする係止部材を設け、かつ２個目のトナーカー
    トリッジに、装着により前記係止部材のロック解除を不
    能にする部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の
    画像形成装置。
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