JP3308138B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラ−複写機、カラ
−プリンタ、カラ−ファクシミリ等のカラ−画像形成装
置に関し、特にカ−トリッジによるトナ−補給手段を有
する現像装置の改良に関する。更に詳しくは、補給トナ
−カ−トリッジと、それに隣接して廃トナ−回収容器を
有するカラ−画像形成装置において、適時確実に廃トナ
−回収容器を交換させることでユ−ザ−の操作性の向上
を図ったカラ−画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラ−画像形成装置の現像装置
は、各色のカラ−トナ−に対応する複数の現像器を有し
ているが、各現像器は現像器毎に補給トナ−カ−トリッ
ジを備えると共に、各現像器に共通の一つの廃トナ−回
収容器を備え、それぞれの補給トナ−カ−トリッジにつ
いてはトナ−エンドを、廃トナ−回収容器については満
杯を検知することで交換時期を決定している。しかしこ
のような従来の現像装置では、廃トナ−回収容器の交換
時期を知るために満杯を検知する検知手段が必要とな
り、コスト上不利であるだけでなく、ユ−ザ−が廃トナ
ー回収容器を交換することとなる為トナー交換の手間が
増えるという欠点がある。廃トナ−量の多寡と最も関連
の強い要因は、補給トナーカートリッジ側から現像器側
に供給される補給トナ−量であるが、カラー画像形成装
置において補給トナー量と関連づけて補給トナ−カ−ト
リッジを交換する度に廃トナ−回収容器も交換するとな
ると、単色の装置のように補給トナ−カ−トリッジと廃
トナ−回収容器の容積が１：１ではないので以下の構成
を取らざるを得ない。

【０００３】即ち、フルカラ−コピーでは通常４色のト
ナ−が必要でありその使用頻度の割合は一概に規定でき
ない。このため、一個の廃トナー回収容器を用い、且つ
現像器内のトナーエンドが検知される度に廃トナー回収
容器を交換するタイプの装置において、ある色のトナ−
エンド到来により当該色の補給トナ−カ−トリッジを交
換する時には、当該色のみを連続使用した結果当該色に
ついてのトナーエンド（現像器、或は感光体側に設けた
トナーエンド検知手段による検知）が到来した場合と、
４色ほぼ均等に使用した結果当該色についてのトナーエ
ンドが到来した場合とでは、廃トナ−量に大幅な違いが
出る可能性がある（後者の方が量が多い）。従って、廃
トナ−回収容器の容量としては、廃トナー量が最大とな
る条件である４色ほぼ均等に使用した場合にも対応のと
れる大容量のものが必要となるという不具合がある。ま
た、４色のトナーをほぼ均等に使用した場合には、４色
がほぼ連続して順次トナ−エンドとなりうるが、１色目
の現像器がトナーエンドとなることにより上記一つの廃
トナー回収容器を交換することとなる。そして、次の
２、３、４色目の現像器がトナーエンドとなったときに
は、夫々一つの廃トナー回収容器を交換することとなる
が、２、３、４色目の交換に当たってはほとんど空の廃
トナ−回収容器を交換することになり非常に無駄な作業
を行うことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなところか
ら、従来のカラ−画像形成装置における現像装置におい
て廃トナ−回収容器を複数個設けて、装置の小型化、簡
素化を図ると共に、廃トナ−回収容器を共用した場合の
上記不具合を解決した技術が特開平３−１４１３８５号
公報、特開平４−３１８８８４号公報等において提案さ
れているが、ユ−ザ−としては廃トナ−回収容器が複数
個あることがかえって混乱を招くことが予想される。即
ち、特開平３−１４１３８５号公報記載の「カラ−プリ
ンタ」には、一つの高頻度廃トナ−ボックスと他の複数
の共用廃トナ−ボックスを分けて設けることにより、廃
トナ−の廃棄作業の簡易化を図るようにした構成が開示
されている。特開平４−３１８８８４号公報記載の「画
像形成装置」には、それぞれのクリ−ニング手段に対応
して独立の回収トナ−容器を設け、各回収トナ−容器の
容量の関係を特定することにより装置の内部を複雑にす
ることなく内部空間の有効利用を図るように構成した技
術が開示されている。特開平４−２３７０７９号公報記
載の「現像装置」には、廃トナ−容器を各トナ−容器に
隣接配置した現像装置において、廃トナ−が満杯になっ
たときに、廃トナ−容器を破壊することなく廃トナ−を
トナ−タンク内に移動させ、新トナ−が廃トナ−容器に
入ることがないようにした現像装置が開示されている。

【０００５】しかし、上述のように廃トナ−回収容器を
複数個設けると、構成が複雑化し、コストアップ、大型
化を招くばかりでなく、各廃トナー回収容器の取扱いが
複雑化する為、ユーザサイドに混乱を招くこととなり、
操作性の低下をもたらす。

【０００６】また、本出願人は、複数の補給トナ−カ−
トリッジとクリ−ニング装置からの廃トナ−を収容する
複数の廃トナ−カ−トリッジを有するカラ−画像形成装
置において、各補給トナ−カ−トリッジを各廃トナ−カ
−トリッジと係合させ、抜脱阻止手段により装置本体か
ら補給トナ−カ−トリッジ単独での着脱を阻止し、補給
トナ−カ−トリッジを交換するときに確実に廃トナ−カ
−トリッジも交換させることができる技術を提案した
（非公知）。しかし、この提案によっても上記不具合は
完全には改善されておらず、ユーザサイドにおける不利
不便は解消されない。本発明は上記に鑑みてなされたも
のであり、複数個の補給トナ−カ−トリッジと、補給ト
ナ−カ−トリッジに隣接配置された廃トナ−回収容器を
有するカラ−画像形成装置において、空の廃トナ−回収
容器を廃棄する等の無駄を伴わずに、適時確実に廃トナ
−回収容器を交換させることでユ−ザ−の操作性の向上
を図ったカラ−画像形成装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
請求項１の発明は、異なった色のトナーを用いる複数の
現像器を回転軸の廻りに配列し、感光体と対面する現像
位置に一つの現像器がある時に感光体上の潜像に該現像
器からトナーを供給して現像を行う回転型の現像装置を
備え、上記各現像器はトナー補給用のトナーカートリッ
ジを着脱自在に備え、該トナーカートリッジ内には廃ト
ナー回収容器が併設され、上記感光体又は中間転写ベル
トから回収された廃トナーを回収して収容するクリーニ
ング装置内に全ての廃トナーを貯留するとともに該貯留
廃トナーを非現像位置（廃トナー排出位置）にある現像
器の廃トナー回収容器内に排出する廃トナー回収貯留機
構を備え、該廃トナー回収貯留機構により非現像位置
（廃トナー排出位置）にある現像器に対する廃トナーの
排出状態を制御する制御部とを備えたカラー画像形成装
置において、上記廃トナ−回収容器を上記トナ−カ−ト
リッジの外周部に配設することにより現像装置の回転時
に遠心力の作用により廃トナーを廃トナ−回収容器の外
周部に凝集蓄積させるように構成したことを特徴とす
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１のカラ−画像
形成装置に於いて、一つの現像器がトナ−エンドとなっ
たときに、上記クリーニング装置内の廃トナーを一挙に
該現像器に装備された上記廃トナー回収容器に排出して
満杯状態にすることを特徴とする。請求項３の発明は、
請求項１のカラ−画像形成装置に於いて、各色の作像回
数に比例した量の廃トナ−を非現像位置（廃トナー排出
位置）にある現像器の廃トナー回収容器内に戻すように
したことを特徴とする。請求項４の発明は、請求項１の
カラ−画像形成装置に於いてあらかじめ予想される各色
のトナーの使用割合に応じて各現像器の廃トナ−回収容
器に戻す量を決定することを特徴とする。請求項５の発
明は、請求項１のカラ−画像形成装置に於いて、画像デ
−タから得られる各色のトナーの使用割合に応じて廃ト
ナ−回収容器に戻す量を決定することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示した
実施例により詳細に説明する。 ［１］発明の現像装置を含む画像形成装置の構成・動作
−１ 本発明を適用するカラ−画像形成装置の一実施例の全体
構成を図１に示す。図１において、符号１はベルト状潜
像担持体たる可撓性のベルト状感光体であり、該感光体
ベルト１は回動ロ−ラ２、３の間にエンドレスに架設さ
れていて回動ロ−ラ２、３の駆動により時計廻り方向に
搬送される。４は帯電手段たる帯電部材（帯電ロー
ラ）、５は像露光手段たるレ−ザ−書き込み系ユニッ
ト、６はそれぞれ特定色の現像剤を収容した現像器（現
像手段）であり、複数の現像器を備えた総体を現像装置
６Ａと称する。前記レ−ザ−書き込み系ユニット５は上
面にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に収め
て装置本体に組み込まれる。前記レ−ザ−光学系５とし
ては図示したものの他に、発光部と収束性光伝送体を一
体とした光学系等も使用される。前記帯電部材４、レ−
ザ−書き込み５Ｄ、感光体用クリ−ニング装置１５は感
光体ベルト１を架設している２本のロ−ラの内の１本の
回動ロ−ラ２部に臨接して設けられている。

【００１０】各現像器６はイエロ−、マゼンタ、シア
ン、黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので、中心軸
の廻りに円形に配置されている。各現像器６は、所定の
位置（現像）で感光体ベルト１と近接あるいは接触する
各現像ロ−ラ２３を備え、感光体ベルト１上の潜像を非
接触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有
している。１０は中間転写体たる中間転写ベルトであ
り、該中間転写ベルト１０は回動ロ−ラ１１、１２の間
にエンドレスに架設されていて、回動ロ−ラ１１、１２
の駆動により反時計回りに搬送される。互いに斜めに交
差するように配置された感光体ベルト１と中間転写ベル
ト１０は、回動ロ−ラ３部で接触しており、感光体ベル
ト１上の第一回目の顕像が、中間転写ベルト内に設けら
れたバイアスロ−ラ１３により中間転写ベルト１０上に
転写される。そして、同じようなプロセスを反復する事
により、第二回目の顕像が、そして第三回目の顕像が、
第四回目の顕像が中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ね
られて位置ズレを生じないように転写される。中間転写
ベルト１０に接離するように二次転写部材たる転写ロ−
ラ１４が設けられている。１５は感光体ベルト１のクリ
−ニング装置、１６は中間転写ベルト１０のクリ−ニン
グ装置であり、該クリ−ニング装置１６のブレ−ド１６
Ａは画像形成中には中間転写ベルト１０の表面より離間
した位置に保たれる一方で、画像転写後のクリ−ニング
時のみ図示のごとく中間転写ベルト１０の表面に圧接さ
れる。

【００１１】図２は現像装置６Ａの内部構成を示し、図
３は現像装置６Ａの斜視図である。この回転型現像装置
６Ａには回転体であるケ−シング２１が回転中心Ｏを中
心に時計廻り方向へ回転自在に設けられており、該ケ−
シング２１は図示しない駆動機構の駆動により時計方向
に回転できるようになっている。また、ケ−シング２１
は現像装置６Ａを４分割するような仕切り構造を有した
一体物であり、各収納部内にイエロ−、マゼンタ、シア
ン、黒の各現像器６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が配置されてい
る。各色の現像器６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は同一形態を有
し、且つ同一動作をとるように構成されている。現像装
置６Ａは感光体ベルト１の斜め下方に配置され、感光体
ベルト１に形成される静電潜像に非磁性一成分現像剤と
してのトナ−を供給する。感光体ベルト１と対面した位
置である現像位置にある現像器６（図２では６Ｙ）の上
方部には開口部２２ａが形成されている。開口部２２ａ
には現像ロ−ラ２３が感光体ベルト１と所定の線速比を
もって感光体ベルト１の移動方向と同方向に回転するよ
うに、感光体ベルト１に対向して配設される。また現像
ロ−ラ２３下方には、発泡ポリウレタン等の弾性体から
なる供給ロ−ラ２５が摺擦部において現像ロ−ラ２３と
摺擦し、且つ現像ロ−ラ２３と同方向に、所定の線速比
をもって回転するように設けられている。開口部２２ａ
の近傍で、供給ロ−ラ２５の回転方向下流側にウレタン
ゴム等の弾性体からなる現像ブレ−ド２６が、その一端
が現像ロ−ラ２３に接するように設けられている。ま
た、後述するスクリュウ状の第一のトナ−搬送部材２７
は図面手前から後側に向けて現像器内のトナ−を搬送す
る。

【００１２】［２］発明の構成・動作−２ 図３の斜視図に示したように、現像装置６Ａの軸方向手
前側にはトナ−収容部２９（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が設けら
れていて、スクリュウ状の第一のトナ−搬送部材２７は
手前側に位置するトナ−収容部２９から現像装置６Ａの
後方の現像装置側板に至るまで、現像ロ−ラ２３及び供
給ロ−ラ２５と並行して配設され、図面手前から後方に
向けてトナ−を搬送する。そして第一のトナ−搬送部材
２７は現像ロ−ラ２３及び供給ロ−ラ２５と連動すると
共に、それらと所定の線速比をもって回転する。現像ユ
ニット仕切板２４は、その一部が供給ロ−ラ２５に接す
るように配設されており、現像ロ−ラ２３、供給ロ−ラ
２５及びケ−シング２１により、第一のトナ−搬送部材
２７を取り巻くトナ−搬送スペ−スが形成される。供給
ロ−ラ２５上に供給されたトナ−は、供給ロ−ラ２５に
より現像ロ−ラ２３表面に供給されて帯電し、現像ロ−
ラ２３表面に担持される。現像ロ−ラ２３表面に担持さ
れたトナ−は現像ブレ−ド２６により薄層化され、感光
体ベルト１表面に形成された静電潜像を現像する。

【００１３】ところで、上記現像工程で使用されなかっ
たトナ−は第一のトナ−搬送部材２７によりトナ−収容
部２９と対向する側の現像器６の後端部に搬送され、現
像ロ−ラ２３及び供給ロ−ラ２５の軸方向有効部外側に
設けられたトナ−循環部に到達し、トナ−は重力により
各現像器６内の下部に落下する。各現像器６の下部に
は、やはり、スクリュウ状の第二のトナ−搬送部材２８
が現像ロ−ラ２３、供給ロ−ラ２５および第一のトナ−
搬送部材２７と並行して配設され、第一のトナ−搬送部
材２７とは逆方向（後方から前方）にトナ−を搬送する
ように回転して、上記現像工程で使用されなかったトナ
−をトナ−収容部２９に搬送する。第一のトナ−搬送部
材２７および第二のトナ−搬送部材２８による各トナ−
搬送量を適切に設定することにより、各現像器６内のト
ナ−量検知や複雑なトナ−供給量制御を行なうことな
く、供給ロ−ラ２５上にトナ−を供給でき、レイアウト
自由度が大きくなり、且つ感光体ベルト１に対する断面
占有率の小さな小型現像装置を提供することが可能とな
っている。図３のトナ−カ−トリッジ３０（Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋ）は夫々トナ−収容部２９（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に
対して個別に着脱自在になっていて、トナ−補給時に各
トナ−カ−トリッジ３０を交換するようになっている。

【００１４】前記カラ−画像形成装置による画像形成の
プロセスは次のように行なわれる。まず本実施例による
多色像の形成は、次の像形成システムに従って遂行され
る。即ち、オリジナル画像を撮像素子が走査するカラ−
画像デ−タ入力部で得られたデ−タを画像デ−タ処理部
で演算処理して画像デ−タを作成し、これを一旦画像メ
モリ−に格納する。次いで該画像メモリ−に格納された
上記画像データは、記録時にとりだされて記録装置、例
えば図１に示したカラ−画像形成装置に入力される。即
ち別体の画像読み取り装置から出力される色信号が前記
レ−ザ−書き込み系ユニット５に入力されると、レ−ザ
−書き込み系５においては半導体レ−ザ−（図示せず）
で発生されたレ−ザ−ビ−ムが駆動モ−タ５Ａにより回
転されるポリゴンミラ−５Ｂにより回転走査され、ｆθ
レンズ５Ｃを経てミラ−により光路を曲げられて、予め
帯電手段たる帯電部材４によって一様に帯電された感光
体ベルト１の円周上に露光され、静電潜像が形成され
る。

【００１５】ここで、感光体上に露光する画像パタ−ン
は所望のフルカラ−画像をイエロ−、マゼンタ、シア
ン、黒の４色に色分解したときの単色の画像パタ−ンで
ある。形成された各々の静電潜像は回転型現像装置６Ａ
によりイエロ−、マゼンタ、シアン、黒の各現像器６
（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）で現像され、顕像化され単色化され
て単色画像後が形成される。感光体ベルト１上に形成さ
れた単色画像は、感光体ベルト１に接触しながら反時計
回りに回転する中間転写ベルト１０上に順次重ね合わせ
て転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされた
イエロ−、マゼンタ、シアン、黒の画像は、給紙台１７
から給紙ロ−ラ１８、搬送ロ−ラ１９、レジストロ−ラ
２０を経て、転写部に搬送された転写紙に転写ロ−ラ１
４により転写される。転写終了後、転写紙は定着装置７
により定着されてフルカラ−画像が完成する。

【００１６】［３］発明の構成・動作−３ このカラー画像形成装置の筐体は、上下のフレーム８、
９から成り、上フレ−ム８は、回転支点となる下フレ−
ム９に設けられた回転支持軸９Ａを中心として上下に回
動可能となるように支持されており、画像形成出力時は
図１のごとく下フレ−ム９に保持されている。感光体ベ
ルト１や現像器６のユニット交換時は、フレーム８に対
する保持を解除することで、反時計方向へ開放可能とな
り、図４のごとく図示しないテンションスプリングなど
の動力で開放状態を維持することができる。上フレ−ム
８には現像装置６Ａ以外の作像系と、搬送路の一部であ
る感光体ベルト１、帯電ロ−ラ４、中間転写ベルト１
０、クリ−ニング装置１５、１６、搬送ロ−ラ１９、レ
ジストロ−ラ２０を一体の構成としたプロセスカ−トリ
ッジ３１が保持されている。これにより上フレ−ム８の
開放時には、上フレ−ム８と共に上方にプロセスカ−ト
リッジ３１が持ち上げられることとなる。図４のように
上フレ−ム８を開放した状態で、プロセスカ−トリッジ
３１を矢印方向に着脱操作すれば、プロセスカ−トリッ
ジ３１は上フレ−ム８に対して容易に着脱可能である。
下フレ−ム９には、現像装置６Ａと定着装置７が着脱可
能に保持されているので、特に他のユニットを操作する
ことなく、各ユニットの寿命や異常時の交換作業時にお
いては上フレ−ム８と下フレ−ム９の開放口９Ｂから外
部に抜き出し、装着可能となる。

【００１７】次に、廃トナ−がクリ−ニングされた後の
搬送方法についての構成、動作を図１、図５及び図６等
に基づいて説明する。即ち、中間転写ベルト１０上より
クリ−ニングブレ−ド１６Ａにて掻き取られた廃トナ−
は、クリ−ニング装置１６内に設けられた第１のオーガ
４２によって断面手前方向に搬送される。プロセスカ−
トリッジ３１の手前側面には中間転写ベルト１０からの
廃トナ−を感光体ベルト１からの廃トナ−と一緒にする
べき第３のオーガ４４が設けられ、プロセスカ−トリッ
ジ３１と一体化されている。感光体ベルト１上よりクリ
−ニングブレ−ド１５Ａにて掻き取られた廃トナ−はク
リ−ニング装置１５内に設けられた第２のオーガ４３
（２方向に同時搬送可能）によって断面奥側の廃トナ−
は断面手前方向に搬送され、断面手前の廃トナ−は第３
のオーガ４４によって搬送された廃トナ−と合わせて断
面奥側方向に搬送される。要するに、本実施例ではクリ
−ニング装置１５内の中央部付近にすべての廃トナ−を
集めるようになっている。各オーガ４２、４３、４４
は、スクリュー等のネジレ部材であり、回転することに
より各ネジレ方向に見合った方向に粉体を搬送すること
ができる。なお、第２のオーガ４３は、オーガを構成す
るスクリュ−のネジレ方向を軸方向中央部を境目として
前後で逆方向にしているので、回転方向を同一としたま
ま廃トナ−搬送をクリーニング装置１５内の中央部に集
めることが出来るものである。

【００１８】図５に示すように、クリ−ニング装置１５
内の中央部付近の下面には廃トナ−出口部４５を設け、
各オーガの搬送作用により集結された廃トナ−を、図示
しない開閉シャッタ−を有する出口部４５から第４のオ
ーガ４６（ケース４６ａ内に収納）に対して、入口部４
６Ａから搬送される。第４のオーガ４６は下フレ−ム９
に配置され、廃トナ−をさらに手前方向に搬送し、前部
適所（前端面或は下面等）に形成した出口部４６Ｂから
その直下に位置する廃トナー回収容器（廃トナ−保持領
域）４７の入口部４７Ａへ搬送され、最終的にトナ−カ
−トリッジ３０内の廃トナ−保持領域４７へ排出され
る。各トナーカートリッジ３０内に設けられた廃トナー
保持領域４７は、各トナーカートリッジ３０の背面側に
設けた連通孔（図示せず）を介して第４のオーガ４６の
ケース４６ａに設けた出口部４６Ｂに連通している。

【００１９】プロセスカ−トリッジ３１に設けられた廃
トナ−出口部４５のシャッタ−４５Ａの開閉タイミング
は制御可能であり、図７(a) (b) のように、上下方向に
スライド可能に支持されたシャッタ−４５Ａは、装置本
体側に設けられたソレノイド４１に対してリンク４１ａ
（支点４１ｂを中心に回動可能）を介して連動してお
り、通常プリント時及び待機時は(b) に示すようにソレ
ノイド４１がＯＦＦ状態であるため、引っ張りスプリン
グ４５Ｂの力でシャッタ−４５Ａは閉まっている。な
お、プロセスカ−トリッジ３１を装置本体から着脱する
時もシャッターは閉状態なのでトナ−飛散の心配はな
い。このように出口部４５が閉止された状態にあるの
で、前述した各オーガの協働による廃トナ−の搬送によ
り全廃トナ−がクリ−ニング装置１５内の中央部付近に
集められ、クリ−ニング装置１５内に一定量の廃トナ−
をストックできるようなスペ−ス１５Ｃを確保してさえ
おけば、廃トナ−搬送動作を継続し続けても、クリ−ニ
ング装置１５内でトナ−搬送によるトナ−詰まりなどの
不具合が発生する虞れもなく、一時的にクリ−ニング装
置１５内に廃トナ−をストックできる。

【００２０】［４］発明の構成・動作−４（具体的な実
施例による説明） 次に、図８に示した具体的な実施例に基づいて本発明を
説明する。まず、実施例１では、ある色のトナ−カ−ト
リッジ３０のトナ−エンド検知信号（又はトナ−ニアエ
ンド検知信号）を受けたあとにそれに該当する現像器を
現像位置に移動させて図８に示したように図示しない開
放手段或は第４のオーガ４６が（図示しない）バネで可
動な弁５３を押しのけて連通孔３０ＡをＡの閉止状態か
らＢの開放状態にする。この結果、第４のオーガ４６に
より搬送される廃トナ−がトナ−カ−トリッジ３０内に
設けた廃トナ−回収容器４７につながる。図７(a) に示
した如きソレノイド４１をＯＮさせて、シャッタ−４５
Ａを開放することで、はじめて廃トナ−が廃トナ−回収
容器４７に搬送され始め、各廃トナー回収容器４７に対
して一定量（等量）づつ排出し続けた後、再度シャッタ
−４５Ａを閉状態にする。閉状態にした時点でトナ−カ
−トリッジ３０及び廃トナ−回収容器４７の交換表示を
装置本体の図示しない操作表示部に出し、ユ−ザ−に新
品のカートリッジとの交換を促す。なお、トナ−エンド
検知信号が出力される場合には、制御部は、トナ−エン
ド検知信号を受けてトナ−カ−トリッジ３０及び廃トナ
−回収容器４７の交換表示を出し、ユ−ザ−に新品に交
換してもらう。なお、この一定量は、廃トナ−回収容器
４７に満杯検知センサ−を設けて決定してもよいが、第
４のオーガ４６の形状と回転数で廃トナ−搬送量は決定
されるので、この回転数に基づいて制御部（ＣＰＯＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等）が搬送量を正確に判
断することが可能となり、その結果満杯検知センサ−な
しでシャッタ−４５Ａを開放する時間を制御することで
上記一定量を判断できる。

【００２１】この例によれば、各現像器の現像動作中に
当該現像器の上流側位置（現像装置の回転方向上流側）
に隣接する他の現像器のトナーカートリッジの廃トナー
回収容器内に一定量の廃トナーを排出することとなる。
図２の例で言えば、イエローの現像器６Ｙが現像動作中
にある時には、黒の現像器６ｋのカートリッジの廃トナ
ー回収容器４７ｋに対してクリーニング装置１５内の廃
トナーの排出が行われることとなる。排出のタイミング
は現像位置にある現像器６Ｙによる現像動作中に設定す
れば良い。このようにして全ての現像器の廃トナー回収
容器に対して一定量づつの排出が行われ、いずれかの現
像器についてトナーエンドが検知されたときに、当該現
像器のトナーカートリッジ３０（４７）が交換されるこ
ととなる。なお、上記実施例とは異なり、ある現像器の
トナーエンドが検知された時に、当該現像器が第４のオ
ーガ４６と連通する位置にあるときに、クリーニング装
置１５内の廃トナーを、該現像器のトナーカートリッジ
内の廃トナー回収容器の容量に見合う分だけ一挙に排出
して満杯にさせるようにしてもよい。

【００２２】また、図８、図１０(a) に示すように廃ト
ナ−回収容器４７をトナ−カ−トリッジ３０の外周部に
配設することにより、現像工程を行う前後に現像装置６
Ａ自体の回転により回転運動を行うこととなるので、回
収されたトナ−は遠心力により廃トナ−回収容器４７の
外周側内壁から堆積し始め、且つ凝集するようになり、
その結果容積の上でも廃トナ−回収容器４７の部分をコ
ンパクトにすることができる。

【００２３】なお、上記の説明では、各色が混在した状
態で廃トナーを一旦クリーニング装置１５内に蓄えた状
態で、ある現像器が現像位置にあるときに、第４のオー
ガ４６の出口と接続状態にある他の現像器のトナーカー
トリッジ３０に設けた廃トナー回収容器４７に対して廃
トナーを一定量排出することが行われる。この例では、
トナーカートリッジ３０内の新しいトナーの消費量とは
無関係に各廃トナー回収容器４７内に廃トナーが一定量
づつ排出されるため、場合によっては、新しいトナーが
大量に残っているカートリッジ３０内の廃トナー回収容
器４７が先に満杯となったり、新しいトナーがなくなっ
ているカートリッジ３０内の廃トナー回収容器４７が空
の状態になることがある。後者の場合には、廃トナー回
収容器４７が空の状態のカートリッジを交換することと
なり、そこに無駄が生じる。

【００２４】そこで、本発明の他の実施例では、新しい
トナーの消費量が多いカートリッジの廃トナー回収容器
内に優先的に廃棄トナーを多く排出していち早く満杯に
し、カートリッジの交換時には常に廃トナー回収容器内
も満杯となるようにした。

【００２５】即ち、本実施例では、廃トナ−を戻す時の
廃トナ−回収容器４７の色の優先順位（重み付け）を、
消費量に応じてあらかじめ決めておくようにした点が特
徴的である。即ち、一般にカラ−画像を作成する時に消
費される色毎のトナ−の消費割合はだいたい概算可能で
あり、これをもとに早く消費される色のトナーを有した
トナーカートリッジ３０から優先して順番に廃トナーを
排出する（本実施例では 黒（５０％）→イエロ−（３
０％）→マゼンタ（１０％）→シアン（１０％））。例
えば、図２のように黒の現像器６Ｋが第４のオーガ４６
と連通する位置にある時には、オーガ４６により黒のト
ナーカートリッジ３０Ｋ内のトナ−回収容器４７Ｋに対
して優先してトナ−を送り出す。このときの排出量は、
クリーニング装置１５内のトナー量の５０％である。そ
して、黒の現像器６Ｋがトナーエンドとなったとき、即
ち黒のトナ−カ−トリッジ３０内の新しいトナーが消費
し尽くされているときには、トナ−カ−トリッジ３０の
交換時期と、トナ−回収容器４７の満杯時期がほぼ一致
することとなる。従って、黒カートリッジが真っ先に交
換されることとなる。イエローの現像器についても、イ
エローカートリッジが第４のオーガ４６と連通する位置
にある時に、３０％分の排出が行われる。マゼンタ、シ
アンについては同様に１０％づつの排出が行われる。黒
カートリッジを交換した後は、イエロー、マゼンタ、シ
アンの順序でカートリッジが満杯にされて、交換される
こととなる。

【００２６】なお、図９は、第４のオーガ４６の回転動
作を制御可能にするための構成例であり、第４のオーガ
４６に対する駆動力を、装置本体からの駆動源より回転
クラッチ５２を介して受ける構成となっている。第４の
オーガ４６は中空筒状のオ−ガケ−ス４８の内部に配置
されると共に、軸方向両端部を軸受４９により回転自在
に保持されたものであり、第４のオーガ４６の一端には
ギア５０を固定し、このギア５０を装置本体に設けられ
た駆動ギア５１と噛合させる。駆動ギア５１は装置本体
に設けられた図示しない駆動源により回転クラッチ５２
を介して駆動される。なお、上記実施例では、予め色毎
にトナー消費量の大小を決定しておき、その割合に基づ
いて各廃トナー回収容器に対して、予め決められた割合
に見合う量の廃トナーを排出するようにしたが、機器の
使用条件によっては上記の消費割合が通用しないことも
ある。このような場合に、使用条件の変化に柔軟に対応
することを可能ならしめたのが次の実施例である。即
ち、次の実施例では、トナーの現実の消費量を各色のト
ナーごとに実測し、当該実測値に基づいて排出すべき廃
トナー回収容器を選定するようにしている。

【００２７】上記実施例の場合と同様、この実施例に於
ても、通常のプリント時において、待機時は回転クラッ
チ５２がＯＦＦであるため第４のオーガ４６の回転が停
止しているが、制御部がトナ−エンド検知信号を受ける
と、回転クラッチ５２をＯＮして第４のオーガ４６を駆
動開始すると同時に、連通孔３０Ａを介してトナ−カ−
トリッジ３０の廃トナ−回収容器４７を出口４６Ｂと連
通させる（図示しない連結パイプを用いる）。本実施例
では、この画像形成装置に設けた、或は外部のスキャナ
により読み込んだカラー画像データの内から各色のトナ
ーに対応する画像データを抽出して各色データに対応す
る使用トナー量（割合）を算出する作業を制御部が行
う。ここで算出された各色ごとの使用トナー量は、基本
的にクリ−ニング装置１５によって回収される４色トナ
−の割合とほぼ一致する。制御部はこの算出結果に基づ
いて各色毎の廃トナーの配分を決定し、該配分に従って
各トナーカートリッジの廃トナー回収容器にトナーを排
出して行く。この場合、例えば黒色の割合が最も多い場
合には、黒現像器６Ｋが第４のオーガ４６との連通位置
にある時に、当該割合に見合った量のトナーを、クリー
ニング装置１５から黒の廃トナー回収容器４７Ｋに排出
する。この場合、黒現像器に装備された廃トナ−回収容
器４７ｋに対する廃トナ−流入量が最も増えることにな
り、黒のトナ−エンドと黒の廃トナ−回収容器４７ｋの
満杯のタイミングがかなり正確に一致することとなる。
他の色のトナーカートリッジの廃トナー回収容器に対し
ても上記割合に基づいた量のトナーが配分して排出され
る。各現像器の廃トナー回収容器に対するトナー排出の
タイミングは、上記実施例の場合と同様に現像位置にあ
る他の現像器が現像動作を行っている時間と一致させ
る。なお、上記画像データ中の各色の割合から各色のト
ナーの使用量を算出する方法の他に、各現像器の動作時
間の割合に基づいて各色のトナーの使用量（割合）につ
いてのデータを算出するようにしてもよい。或はまた単
色の現像を行う場合には、使用されない、或は作像回数
の少ない現像器がでてくるが、この場合には、使用され
ない現像器に用いられるトナーは消費量が少なくなるの
で、この点を考慮に入れて作像回数に比例した量の廃ト
ナーを各現像器の廃トナー回収容器に排出するようにし
てもよい。

【００２８】以上のように使用トナー量についての上記
データ（画像データ中の割合から求めたデータと、現像
器の動作時間の割合から求めたデータ、現像器の作像回
数から求めたデータ）に基づいた現像工程においては、
回転クラッチ５２をＯＮさせて第４のオーガ４６を回転
させることで、はじめて廃トナ−を廃トナ−回収容器４
７に搬送することができる。クリーニング装置１５から
排出するトナーの配分の仕方としては、現像位置にある
現像器が作動している時間もしくは画像情報から得られ
る消費トナーの割合に相当する時間だけ各現像器に排出
し続けた後、再度第４のオーガ４６を停止状態にする。
そして現像器が移動するときに図示しない開放手段或は
第４のオーガ４６をバネで可動な弁から離れさせること
によりシャッタ−機能が働き再び弁が閉じられることに
なる。

【００２９】なお、図１０(a) は廃トナー回収容器をカ
ートリッジ３０の外周部に配置した例であるが、(b) の
ように隅部に配置してもよい。なお、各オーガ４２、４
３、４４、４６、クリーニング装置１５、１６等は、廃
トナー回収貯留機構を構成している。即ち、廃トナー回
収貯留機構は、感光体、中間転写ベルトからの残留トナ
ーの除去、回収、貯留と、貯留した廃トナーの現像器へ
の排出を実施する機構である。また、上記実施例では、
現像位置にある現像器の直下の非現像位置に位置する他
の現像器の廃トナー回収容器に廃トナーを供給（排出）
するようにしたが、これは一例に過ぎず、これ以外の位
置にある現像器に供給するようにしてもよい。従って、
例えば、現像位置にある現像器の廃トナー回収容器に廃
トナーを排出するようにしてもよい。請求項に於て廃ト
ナー排出位置とは、このように現像位置、非現像位置を
含むものである。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明は、異なった色のトナー
を用いる複数の現像器を回転軸の廻りに配列し、感光体
と対面する現像位置に一つの現像器がある時に感光体上
の潜像に該現像器からトナーを供給して現像を行う回転
型の現像装置を備え、上記各現像器はトナー補給用のト
ナーカートリッジを着脱自在に備え、該トナーカートリ
ッジ内には廃トナー回収容器が併設され、上記感光体又
は中間転写ベルトから回収された廃トナーを回収して収
容するクリーニング装置内に全ての廃トナーを貯留する
とともに該貯留廃トナーを非現像位置（廃トナー排出位
置）にある現像器の廃トナー回収容器内に排出する廃ト
ナー回収貯留機構を備え、該廃トナー回収貯留機構によ
り非現像位置にある現像器に対する廃トナーの排出状態
を制御する制御部とを備えたカラー画像形成装置におい
て、上記廃トナ−回収容器を上記トナ−カ−トリッジの
外周部に配設することにより現像装置の回転時に遠心力
の作用により廃トナーを廃トナ−回収容器の外周部に凝
集蓄積させるように構成した。現像装置の回転時に発生
する遠心力により廃トナー回収容器内の廃トナーが外径
方向の内壁に凝集して堆積するので廃トナー回収容器の
容量を効率よく活用することができる。

【００３１】請求項２の発明は、請求項１のカラ−画像
形成装置に於いて、一つの現像器がトナ−エンドとなっ
たときに、上記クリーニング装置内の廃トナーを一挙に
該現像器に装備された上記廃トナー回収容器に排出して
満杯状態にするので、現像器に装備したトナーカートリ
ッジ内の未使用のトナーのエンドのタイミングと一致さ
せて廃トナー回収容器を満杯にし、交換に供することが
できる。

【００３２】請求項３の発明は、請求項１のカラ−画像
形成装置に於いて、各色の作像回数に比例した量の廃ト
ナ−を非現像位置にある現像器の廃トナー回収容器内に
戻すようにしたので、請求項２と同様の効果を得ること
ができる。請求項４の発明は、請求項１のカラ−画像形
成装置に於いてあらかじめ予想される各色のトナーの使
用割合に応じて各現像器の廃トナ−回収容器に戻す量を
決定するようにしたので、通常の現像動作中に非現像位
置にある現像器の廃トナー回収容器内に上記割合に応じ
てトナーを排出することとなり、最初にトナーエンドと
なる現像器のトナーカートリッジから交換することが可
能となる。しかも、交換に際してはトナーカートリッジ
内の廃トナー回収容器内は廃トナーで満たされているこ
ととなる。請求項５の発明は、請求項１のカラ−画像形
成装置に於いて、画像デ−タから得られる各色のトナー
の使用割合に応じて廃トナ−回収容器に戻す量を決定す
るようにしたので、トナーの使用割合が現実の使用割合
に一致していることとなり、各トナーカートリッジの未
使用トナーの消費量に見合った量の廃トナーが排出され
ることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を使用する画像形成装置の一
例の全体図。

【図２】図１の画像形成装置に用いる現像装置の拡大
図。

【図３】本発明の現像装置の一例の要部構成説明図。

【図４】図１の画像形成装置の操作説明図。

【図５】廃トナーの循環を示す図。

【図６】図１の画像形成装置の操作説明図。

【図７】(a) 及び(b) はクリーニング装置の出口部のシ
ャッタ機構の説明図。

【図８】トナーカートリッジの連通孔の開閉手段の説明
図。

【図９】廃トナー排出機構の分解斜視図。

【図１０】(a) 及び(b) はトナーカートリッジの構成を
示す断面図。

【符号の説明】

１ ベルト状感光体、２、３ 回動ローラ、４ 帯電部
材（帯電ローラ）、５レ−ザ−書き込み系ユニット、６
現像器（現像手段）、６Ａ 現像装置、１０ 中間転
写体（中間転写ベルト）、１１、１２ 回動ロ−ラ、１
３ バイアスロ−ラ、１５ 感光体ベルトのクリ−ニン
グ装置、１６ 中間転写ベルトのクリ−ニング装置、２
１ ケ−シング、２２ａ 開口部、２３ 現像ローラ、
２５ 供給ロ−ラ、２６ ブレード、２７ 第一のトナ
−搬送部材、２８ 第二のトナ−搬送部材、２９ トナ
−収容部、３０ トナ−カ−トリッジ、４２ 第１のオ
ーガ、４３ 第２のオーガ、４４ 第３のオーガ、４５
出口部、４６第４のオーガ、４７ 廃トナー回収容器
（廃トナー保持領域）

フロントページの続き (72)発明者 本橋 武 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株 式会社 リコー内 (72)発明者 木村 則幸 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株 式会社 リコー内 (72)発明者 藤城 宇貢 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株 式会社 リコー内 (72)発明者 赤藤 昌彦 東京都大田区中馬込一丁目３番６号 株 式会社 リコー内 (56)参考文献 特開 平７−209989（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−237079（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−303271（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−230210（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−324565（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 21/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なった色のトナーを用いる複数の現像
   器を回転軸の廻りに配列し、感光体と対面する現像位置
   に一つの現像器がある時に感光体上の潜像に該現像器か
   らトナーを供給して現像を行う回転型の現像装置を備
   え、 上記各現像器はトナー補給用のトナーカートリッジを着
   脱自在に備え、 該トナーカートリッジ内には廃トナー回収容器が併設さ
   れ、 上記感光体又は中間転写ベルトから回収された廃トナー
   を回収して収容するクリーニング装置内に全ての廃トナ
   ーを貯留するとともに該貯留廃トナーを廃トナー排出位
   置にある現像器の廃トナー回収容器内に排出する廃トナ
   ー回収貯留機構を備え、該廃トナー回収貯留機構により
   廃トナー排出位置にある現像器に対する廃トナーの排出
   状態を制御する制御部とを備えたカラー画像形成装置に
   おいて、上記廃トナ−回収容器を上記トナ−カ−トリッ
   ジの外周部に配設することにより現像装置の回転時に遠
   心力の作用により廃トナーを廃トナ−回収容器の外周部
   に凝集蓄積させるように構成したことを特徴とするカラ
   −画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１のカラ−画像形成装置に於い
   て、一つの現像器がトナ−エンドとなったときに、上記
   クリーニング装置内の廃トナーを一挙に該現像器に装備
   された上記廃トナー回収容器に排出して満杯状態にする
   ことを特徴とするカラ−画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１のカラ−画像形成装置に於い
   て、各色の作像回数に比例した量の廃トナ−を廃トナー
   排出位置にある現像器の廃トナー回収容器内に戻すよう
   にしたことを特徴とするカラ−画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１のカラ−画像形成装置に於いて
   あらかじめ予想される各色のトナーの使用割合に応じて
   各現像器の廃トナ−回収容器に戻す量を決定することを
   特徴とするカラ−画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１のカラ−画像形成装置に於い
   て、画像デ−タから得られる各色のトナーの使用割合に
   応じて廃トナ−回収容器に戻す量を決定することを特徴
   とするカラ−画像形成装置。