JPH06258941A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH06258941A
JPH06258941A JP5048270A JP4827093A JPH06258941A JP H06258941 A JPH06258941 A JP H06258941A JP 5048270 A JP5048270 A JP 5048270A JP 4827093 A JP4827093 A JP 4827093A JP H06258941 A JPH06258941 A JP H06258941A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】トナーカートリッジの誤交換によるトナーこぼ
れの防止を行い実用性を向上する。 【構成】感光体ドラム1、トナー貯蔵部を有する現像装
置4、この現像装置にトナーを補給するトナーカートリ
ッジ14、感光体ドラム上の転写残りトナーをクリーニ
ングする弾性ブレード16及びこの弾性ブレードにより
除去されたトナーを収納する廃トナー収納部17を有す
るプロセッサユニットにおいて、現像装置に配設され、
装着されるトナーカートリッジを交換不能にロックする
係止部材21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センサと、
このセンサ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解除部
材25を設けている。

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、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や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の実現、あるいはユー
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、実用性を向上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
廃トナー収納部を有する画像形成装置において、現像装
置もしくは少なくとも現像装置を含むユニットに配設さ
れ、装着される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ものである。
【0012】請求項2対応の発明は、現像装置もしくは
少なくとも現像装置を含む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ものである。
【0013】請求項3対応の発明は、請求項2対応の発
明において、係止部材は、トナーカートリッジが交換さ
れる毎に一方向に回転して位置を移動する回動部を有
し、この回動部が所定の角度回転したときトナーカート
リッジを交換不能にロックするものである。
【0014】請求項4対応の発明は、現像装置もしくは
少なくとも現像装置を含む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現像装置を含むユニットにト
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ものである。
【0015】請求項5対応の発明は、請求項4対応の発
明において、係止部材は、トナーカートリッジをロック
する係止部と、外力を受けることにより係止部のロック
状態を解除する係止解除部からなり、2個目のトナーカ
ートリッジに設けられた係止部材のロック解除を不能に
する部材は、係止部材の係止解除部を外部から隠蔽する
部材からなるものである。
【0016】請求項6対応の発明は、請求項1、2又は
4対応の発明において、少なくとも像担持体、トナー貯
蔵部を有する現像装置、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
組み込んで装置本体に対して着脱自在なユニットとし、
トナーカートリッジは、そのユニットに着脱されるもの
である。
【0017】請求項7対応の発明は、現像装置もしくは
少なくとも現像装置を含むユニットに配設され、装着さ
れる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
段と、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ロック解除手段
によるトナーカートリッジのロック解除を不能にする手
段を設けたものである。
【0018】請求項8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。
【0019】請求項9対応の発明は、請求項8対応の発
明において、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
るものである。
【0020】請求項10対応の発明は、請求項8又は9
対応の発明において、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もの
である。
【0021】請求項11対応の発明は、請求項10対応
の発明において、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ものである。
【0022】請求項12対応の発明は、請求項1、2、
4又は7対応の発明において、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とし、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。
【0023】
【作用】このような構成の本発明においては、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。
【0024】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。
【0025】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。
【0026】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、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
にロック解除手段により係止部材によるロック状態が解
除される。そして予め決められた規定個数目のトナーカ
ートリッジが装着されると、ロック解除手段によるトナ
ーカートリッジのロック解除が不能となる。
【0027】さらに、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。
【0028】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。
【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
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
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
2 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
1 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
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
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
3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本発明によれば、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
止し、又はトナーカートリッジは、全て同じ形状からな
り、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が現像装置もしくは
少なくとも現像装置を有したユニットから外せなくし、
また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ると、トナーカートリッ
ジが現像装置もしくは少なくとも現像装置を有したユニ
ットから外せなくすることにより、ユーザのトナーカー
トリッジ誤交換を防止し、又はプロセスユニットのライ
フ管理を確実に実行し、さらには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画像形成装置を提供できる。
【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

Claims (12)

    【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有する画像形成装
    置において、前記現像装置もしくは少なくとも前記現像
    装置を含むユニットに配設され、装着される前記トナー
    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画像形成装置。
  2. 【請求項2】 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有する画像形成装
    置において、前記現像装置もしくは少なくとも前記現像
    装置を含むユニットに配設され、前記トナーカートリッ
    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画像形成装
    置。
  3. 【請求項3】 係止部材は、トナーカートリッジが交換
    される毎に一方向に回転して位置を移動する回動部を有
    し、この回動部が所定の角度回転したとき前記トナーカ
    ートリッジを交換不能にロックすることを特徴とする請
    求項2記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 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有する画像形成装
    置において、前記現像装置もしくは少なくとも前記現像
    装置を含むユニットの寿命を前記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現像装置を含むユニットにトナ
    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
    画像形成装置。
  5. 【請求項5】 係止部材は、トナーカートリッジをロッ
    クする係止部と、外力を受けることにより前記係止部の
    ロック状態を解除する係止解除部からなり、2個目のト
    ナーカートリッジに設けられた前記係止部材のロック解
    除を不能にする部材は、前記係止部材の係止解除部を外
    部から隠蔽する部材からなることを特徴とする請求項4
    記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 少なくとも像担持体、トナー貯蔵部を有
    する現像装置、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ん
    で装置本体に対して着脱自在なユニットとし、トナーカ
    ートリッジは、そのユニットに着脱されることを特徴と
    する請求項1、2又は4記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 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有する画像形成装
    置において、前記現像装置もしくは少なくとも前記現像
    装置を含むユニットに配設され、装着される前記トナー
    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
    手段と、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前記ロック解
    除手段によるトナーカートリッジのロック解除を不能に
    する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
  8. 【請求項8】 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。
  9. 【請求項9】 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8記載の画像形成
    装置。
  10. 【請求項10】 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8又は9記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 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10記載の画像形成装
    置。
  12. 【請求項12】 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請求項
    1、2、4又は7記載の画像形成装置。
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