JPH06130808A - 電子写真画像形成用現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像器に接続するトナー収納容器に対し、簡
易な操作でかつトナー洩れを生ぜずにトナーを補給した
り現像器の寿命時を検出してその現像器を新規のものに
容易に交換することを目的とする。 【構成】 トナー収納容器16（17，18，19）と現像器と
を一体的にしたプロセスカートリッジにおいて、前記ト
ナー収納容器16（17，18，19）へのトナーカートリッジ
Ｔの供給回数により該現像器の使用可否を決めるように
すると共に、該供給回数の限度に達したとき、その回数
限りで使用停止表示又は使用停止信号を出すようにした
り、前記供給回数の限度に達したとき、以後のトナー供
給を不可とする表示又は信号を発することを特徴とする
電子写真画像形成用現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像形成体の周面に複数の
現像器とそれに接続したトナー収納容器を配設する画像
形成装置、特にカラー画像形成装置の現像器の交換の時
機表示と現像器交換の確実容易化の手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置においては、複数色
の画像処理が行われることから、像形成体周縁部にそれ
ぞれ単色の現像機能をもつ複数個の現像器と、それ等の
各現像器に対してトナーを供給する複数個のトナー収納
容器が内蔵される。

【０００３】一方、現像器群はメンテナンスの頻度が高
いことから、像形成体やクリーニング装置と共にプロセ
スカートリッジに収めて一体化されて、装置本体より容
易に取出せるよう構成される例が多く、従ってカートリ
ッジの着脱の都度、現像器とトナー収納容器との接続と
接続解除が行われている現状にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら現像器と
トナー収納容器との接続部分は、トナー洩れ防止のため
に構造が複雑になっていて取扱いが面倒であり、また接
続を解除する場合に僅かながらもトナー洩れが生ずるの
を避けることが出来ないため、長期間の間には装置内部
がトナーによって汚れて画像を損なうこともあり得る。

【０００５】この問題に対処する手段として、トナー収
納容器を現像器と一体とした上でカートリッジ内に含め
る方法がとられるが、カートリッジが大型化すること
と、トナーの補給の都度カートリッジを装置外部に取出
す必要が生じ、日常の取扱い性やメンテナンスの作業性
が極めて悪いものとなる。

【０００６】一方、現像器は非接触現像の形をとり、そ
の現像ローラ表面と感光体との間隔寸法は、所定の一様
寸法に保持されている。このように現像器、特に現像ロ
ーラは高精度を維持しなければならないし、又、高速で
回転することもあり、現像装置には寿命があり、一定の
使用回数以上になると現像むら等が起こり易く不安定に
なるので使用限度回数を安全側に早めに決めて交換しな
ければならない。

【０００７】本発明はこのような点を解決して改良した
結果、トナー供給のための複雑な接続機構を要せず、ま
たカートリッジを僅かに移動する等の極めて簡単な取扱
いによりトナーの補給を行うことができるとともに現像
装置の寿命による交換時機を明確に検知して交換の確実
化と容易化の出来るカラー画像形成装置の提供を課題目
的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ，ｂ及びｃのいずれかによって達成される。

【０００９】（ａ）トナー収納容器と現像器とを一体的
にしたプロセスカートリッジにおいて、前記トナー収納
容器への規定容量のトナーカートリッジの供給回数によ
り該現像器の使用可否を決めるようにしたことを特徴と
する電子写真画像形成用現像装置。

【００１０】（ｂ）前記供給回数の限度に達したとき、
その回数限りで使用停止表示又は使用停止信号を出すよ
うにしたことを特徴とするａ項記載の電子写真画像形成
用現像装置。

【００１１】（ｃ）前記供給回数の限度に達したとき、
以後のトナー供給を不可とする表示又は信号を発するこ
とを特徴とするａ項又はｂ項記載の電子写真画像形成用
現像装置。

【００１２】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置の実施例を図１
ないし図８に示す。

【００１３】図１は第１の実施例を示したもので、１は
ベルト状像形成体たる可撓性の感光体ベルトで、該感光
体ベルト１は回動ローラ２及び３の間に水平方向に架設
されていて回動ローラ２の駆動により矢印で示す方向に
搬送される。

【００１４】４は転写手段を兼ねる帯電器、５はレーザ
書込み系ユニット、６ないし９はそれぞれ特定色の現像
剤を収容する各現像器、さらに10はクリーニング装置、
11は定着装置である。前記各現像器６，７，８，９は感
光体ベルト１の周面に並列配置され例えばイエロー、マ
ゼンタ、シアン、黒色の各現像剤をそれぞれ収納するも
ので前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリ
ーブ６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａを備え、感光体ベルト１上
の潜像を非接触反転現像法により顕像化する機能を有し
ている。この非接触現像は接触現像と異なり、感光体ベ
ルト１の移動を妨げない長所を有する。

【００１５】また前記クリーニング装置10のブレード10
Ａは画像形成中には感光体ベルト１の表面より離間した
位置に保たれ画像転写後のクリーニング時のみ図示の如
く感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００１６】前記のカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００１７】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ー画像データ入力部で得ら
れたデータを、画像データ処理部で演算処理して画像デ
ータを作成し、これは一旦画像メモリに格納される。次
いで該画像メモリは、記録時取り出されて記録部である
例えば図１の実施例で示したカラー画像形成装置へと入
力される。

【００１８】即ち、前記画像形成装置とは別体の画像読
取装置から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニ
ット５に入力されると、レーザ書込み系ユニット５にお
いては半導体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビ
ームは駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミラー
５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラー
５Ｄにより光路を曲げられ、予め前記帯電器４によって
電荷を付与された感光体ベルト１の周面上に投射され輝
線を形成する。

【００１９】前記帯電器４は転写電極を兼ねる帯電電極
を内蔵していて、図７にあるようにコピー釦の操作によ
って画像形成開始信号が制御部に入力されると、切換ス
イッチの作動により帯電電源がＯＮになって感光体ベル
ト１に帯電電圧を印加する。その際転写電源はＯＦＦに
切換えられる。

【００２０】一方では、走査が開始されるとビームがイ
ンデックスセンサによって検知され、第１の色信号によ
るビームの変調が開始され、変調されたビームが前記感
光体ベルト１の周面上を走査する。従ってレーザビーム
による主走査と感光体ベルト１の搬送による副走査によ
り感光体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像が
形成されて行く。この潜像は現像手段の内イエロー
（Ｙ）のトナー（顕像媒体）の装填された現像器６によ
り非接触の状態で反転現像されて、ベルト表面にトナー
像が形成される。得られたトナー像はベルト面に保持さ
れたまま感光体ベルト１の周面より引き離されている清
掃手段たるクリーニング装置10の下を通過して、次のコ
ピーサイクルに入る。

【００２１】即ち、前記感光体ベルト１は前記帯電器４
により再び帯電され、次いで信号処理部から出力された
第２の色信号が前記レーザ書込み系ユニット５に入力さ
れ、前述した第１の色信号の場合と同様にしてベルト表
面への書込みが行われ潜像が形成されている。潜像は第
２の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現像器
７によって非接触の状態で反転現像される。

【００２２】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００２３】８はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器
で、信号処理部で発生される制御信号に基づいてベルト
表面にシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。

【００２４】さらに９は黒色のトナーを有する現像器に
あって、同様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像
を重ね合せて形成する。これ等各現像器６，７，８及び
９の各スリーブには直流或いはさらに交流バイアスが印
加され、顕像手段である１成分あるいは２成分現像剤に
よるジャンピング現像が行われ、基体が設置された感光
体ベルト１には非接触で反転現像が行われるようになっ
ている。

【００２５】かくして、感光体ベルト１の４周により周
面上に形成されたカラーのトナー像は、帯電器４におい
て給紙カセット12により搬送されタイミングローラ13の
駆動によって給紙される転写紙に転写される。

【００２６】即ち、制御部からのタイミングローラ13の
駆動信号と前後して、切換スイッチの作動により転写電
源がＯＮになり、転写紙に転写電圧が印加されて感光体
ベルト１上のトナー像が転写される。その際帯電電源は
ＯＦＦに切換えられている。

【００２７】トナー像の転写を受けた転写紙は、感光体
ベルト１の周面より分離して吸着機能をもつ搬送ベルト
14を経て定着装置11においてトナー像を溶着したのちト
レイ15上に排出される。

【００２８】一方、転写紙を分離した感光体ベルト１
は、５周目においてクリーニング装置10のブレード10Ａ
の圧接を受けて残留トナーを除去・清掃し、１周して再
び帯電器４において帯電を受けて次なる画像形成のプロ
セスに入る。

【００２９】16は前記現像器６に供給するトナーを収容
した直方体のトナー収納容器であって、現像器６に対し
直交する形態で接続し一体化されている。

【００３０】一方、他の現像器７，８および９に対する
各トナー収納容器17，18および19もまた前記トナー収納
容器16と同様それぞれの現像器に対し直交した形態で接
続、一体化されていて、従って図１に示すトナー収納容
器16の背面側に並列して位置されている。

【００３１】前記の各トナー収納容器16，17，18および
19は、それぞれ循環搬送手段として図６に示すような時
計方向に回転されるベルト状の搬送部材20を内蔵してい
る。

【００３２】前記搬送部材20は、その外周面に可撓性の
複数のフィン20Ａを突設していて、収容するトナーを矢
印方向に搬送し、底面の落下口21より現像器側の受入口
22にトナーを落下して供給する。その際、前記のフィン
20Ａが受入口22のしごき板22Ａに摺接して搬送したトナ
ーを効率良く落下させる。

【００３３】そして、常に現像器内のトナーが適量にな
るように前記ベルト状の搬送部材20の作動のＯＮ，ＯＦ
Ｆがなされるようにしてある。現像器内のトナー濃度即
ちトナーのキャリヤに対する割合の変化の検知はインダ
クタンス変化検知器（以下Ｌ検知器という）76，77，7
8，79によって行う。即ち、トナー収納容器内のトナー
が殆んどなくなると現像器のＬ検知器のインダクタンス
も極度に変化するのでトナーカートリッジＴによる新補
給の指示信号を発生させると共に画像形成装置の画像形
成機能を停止させるようにする。それについての制御は
図７のブロック回路図のようになされる。

【００３４】Ｌ検知器は２成分現像剤の場合は磁性をも
ったキャリヤと磁性をもたないトナーとが混合して現像
器に設けられた透磁率検知用トンネルを通過するときト
ナーの濃度が適当の時に較べてトナーが減るとインダク
タンスが変化しその変化が所定のレベル内になるように
トナー収納容器内のコンベヤ20のＯＮ，ＯＦＦを作動さ
せてトナー濃度を一定レベルに保持するようにしてい
る。それと共にトナー収納容器内のトナー量がなくなっ
て来ると現像器内への供給も少くなり、Ｌ検知器のイン
ダクタンスの変化が大きくなりトナーカートリッジＴに
よる補給指示信号を発するようにする。

【００３５】前記の各トナー収納容器に対するトナーの
補給口23は図示の如く各トナー収納容器の端部に直列し
て設けられ、平素はキャップ24によって覆われている。

【００３６】前記の各現像器ならびに各トナー収納容器
は、前述した感光体ベルト１、帯電器４、クリーニング
装置10と共にプロセスカートリッジ30（二点鎖線をもっ
て示す）に組込まれ一体化されている。

【００３７】前記プロセスカートリッジ30は、図２
（ａ）に示すように、装置側面の扉31の開放によりガイ
ドレール（図示せず）に沿って右方向に移動することが
出来る。

【００３８】あるいは装置上向の蓋32をヒンジＨを支点
とし、時計方向に開放して図２（ｂ）に示す如くプロセ
スカートリッジ30の上部を露出させることも出来る。

【００３９】従って本発明の装置においては、トナーの
補給に際してプロセスカートリッジ30を若干引き出すか
若しくは装置上面の蓋32を開放した状態にて、前述した
すべてのトナー収納容器へのトナーカートリッジＴの装
着が可能となり、トナーの補給作業を極めて容易に実施
することが出来る。

【００４０】なお、プロセスカートリッジ30内における
クリーニング装置10の位置としては、図３に示す如く、
現像器群の搬送上流側に隣接して配置するレイアウトを
とることも出来る。この場合にも画像形成のプロセスは
全く同じシーケンスで行われ、感光体ベルト１の５周を
もって一つのカラー画像形成のサイクルを終了する。

【００４１】図４は第２の実施例を示したもので、転写
紙は装置上部に装着した給紙カセット112から下方に向
けて給紙され、装置底部の定着装置111を経て排紙トレ
イ115上に排出される構造がとられている。

【００４２】本実施例においては、感光体ベルト101は
矢示のように反時計方向に搬送されるが、画像形成のプ
ロセスは第１の実施例におけると全く同一のシーケンス
で行われ、感光体ベルト101の５周をもって一つのカラ
ー画像形成のサイクルを終了する。

【００４３】本実施例の場合、各トナー収納容器116，1
17，118および119に対するトナーの補給は、図４（ｂ）
に示す如く扉131を開放して、プロセスカートリッジ130
を装置より若干引き出すことによってのみ行われる。

【００４４】また図５はクリーニング装置110を現像器
群の搬送上流側に隣接して配置したレイアウトを示した
ものである。

【００４５】なお、前述した第１および第２の各実施例
共に、使用する現像剤が２成分現像剤である場合には図
８（ａ）に示すタイプの現像器が用いられ、搬送部材20
によって供給されたトナーは一旦トナー溜り６Ｂに入っ
たのち、現像剤槽６Ｄ内のトナー濃度の低下に応じてト
ナー供給ローラ６Ｃが回転することによって現像剤槽６
Ｄ内に搬送され、撹拌部材６Ｅの作動によりキャリアと
均一に混合したのち現像スリーブ６Ａに供給される。

【００４６】そして前記トナー濃度の低下が回復しない
ときはトナー収納容器内にトナーがなくなっているので
トナー収納容器内へトナーを補給するためプロセスカー
トリッジ30を少し引き出すか、蓋32を上方に開いてトナ
ーカートリッジＴをトナー収納容器の補給口に差しこん
で補給する。

【００４７】そして図７のブロック回路図に示すように
そのトナーカートリッジＴによる補給回数を個々の色毎
に対応したトナー補給毎に記憶させておき個々の色毎に
その使用状況に応じて決められる現像剤寿命からのトナ
ー補給可能回数（予め、図示せぬＲＯＭに設定してお
く）との比較により、最終回の補給が終った時点で、交
換すべき予備信号を出したり、又は、更にその回のトナ
ー濃度の検出がＬ検知器によって検出されその低下が回
復しなくなったときには、トナーカートリッジＴによる
補給信号でなく、寿命の来た現像器を新現像器に交換す
る信号を出すようにする。

【００４８】一方、１成分現像剤の場合には図８（ｂ）
に示すタイプの現像器が用いられ、搬送部材20によって
供給されたトナーはその消費に応じて直接現像剤槽６Ｄ
内に搬送され、撹拌部材６Ｅの作動により新旧のトナー
を均等に分布するよう撹拌した上で現像スリーブ６Ａに
供給される。このときも前述と同様のレベル検知器86を
設け二成分系の場合と同様に現像器内のトナー量のレベ
ルが或る時間以上たっても回復しないときにトナーカー
トリッジＴによりトナー収納容器への補給を行い、その
回数を記憶してしおき、その最終回の補給を終ったと
き、又は、更に、その回のトナーレベルの低下が回復し
なくなったときにはトナーカートリッジＴによる補給信
号ではなく、寿命のきた現像器を新規の現像器に交換す
る信号を出すようにする。

【００４９】この信号は図７のブロック回路図のように
発生すると共にその信号表示は図９のカラー画像形成装
置の上面図の操作盤70に設けられた表示装置71によって
なされる。

【００５０】尚、電子写真画像形成装置でもカラー画像
形成装置の場合には、トナーカートリッジＴもトナー収
納容器も現像器もそれぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の４種類の
トナーを使うため、それぞれ４個ずつ用意されている。

【００５１】そして、これ等は、トナーカートリッジを
除きベルト感光体と共に１つのプロセスカートリッジを
形成している。

【００５２】このようなフルカラーの画像形成装置は、
勿論フルカラーの画像を形成できると共に単色の画像も
形成できる。従って、一番頻度の高い使い方をする現像
器の寿命が一番早くなる。そして、現像器は４種類一体
にしてある場合が多いのでこの頻度の高い現像器のトナ
ーカートリッジＴによる補給回数によって交換時期を決
めるようにすることが望ましい。

【００５３】このとき、現像器だけ交換することも可能
であり、それにトナー収納容器を合わせてもよいし、更
に感光体も合わせてプロセスカートリッジ全体を交換し
てしまってもよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、プロセスカートリッジの内蔵
するトナー収納容器に対し、カートリッジを装置本体に
装着したままの状態で、トナーカートリッジＴによって
トナーを補給することを可能としたものであり、更にそ
の回数によって寿命になった現像器も新規のものに交換
できるようにしたものであり、その結果トナー補給作業
及び現像器交換作業が極めて確実容易なものとなり、か
つカートリッジの着脱に際してもトナー洩れのおそれの
ないカラー画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の組込まれたカラー画像形成
装置の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】前記装置のトナー補給の状況を示す構成図であ
る。

【図３】前記装置の別のレイアウト例を示す構成図であ
る。

【図４】本発明の現像器の組込まれたカラー画像形成装
置の第２の実施例を示す構成図である。

【図５】前記装置の別のレイアウト例を示す構成図であ
る。

【図６】各現像器の各トナー収納容器との接続を示す説
明図である。

【図７】現像器交換時機を示すブロック回路図である。

【図８】前記各装置に使用される現像器の断面構成図で
ある。

【図９】本発明の現像装置の組込まれたカラー画像形成
装置の上面図。

【符号の説明】

１，101 感光体ベルト ４，104 帯電器 ５，105 レーザ書込み系ユニット ６，７，８，９，106，107，108，109 現像器 10 クリーニング装置 11 定着装置 12 給紙カセット 13 タイミングローラ 14 搬送ベルト 15 トレイ 16，17，18，19，116，117，118，119 トナー収納容器 20 搬送部材 20Ａ フィン 21 落下口 22 受入口 22Ａ しごき板 23 補給口 24 キャップ 30 プロセスカートリッジ 31 扉 32 蓋 70 操作盤 71 表示装置 76，77，78，79 インダクタンス変化検知器（Ｌ検知
器） Ｔ トナーカートリッジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー収納容器と現像器とを一体的にし
   たプロセスカートリッジにおいて、前記トナー収納容器
   への規定容量のトナーカートリッジの供給回数により該
   現像器の使用可否を決めるようにしたことを特徴とする
   電子写真画像形成用現像装置。
2. 【請求項２】 前記供給回数の限度に達したとき、その
   回数限りで使用停止表示又は使用停止信号を出すように
   したことを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成
   用現像装置。
3. 【請求項３】 前記供給回数の限度に達したとき、以後
   のトナー供給を不可とする表示又は信号を発することを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子写真画像形
   成用現像装置。