JPH0646334B2 - 現像剤交換機能を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、
特にトナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を用い
る画像形成装置に関する。

(b)発明の概要 この発明に係る現像剤交換機能を備えた画像形成装置は
要約すれば、現像装置に着脱自在にされ、この現像装置
に対して現像剤を供給する供給カートリッジと、現像装
置内の現像剤を供給カートリッジに回収する回収手段と
を備えることにより、現像剤中のキャリアが劣化した際
にこの現像剤を供給カートリッジに回収し、供給カート
リッジの交換により現像剤を破棄できるようにし、現像
剤交換作業を簡略化するようにしたものである。

(c)従来の技術 複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置では、静
電潜像を担持した感光体表面に現像装置から現像剤を供
給し、静電潜像を顕像化する。この現像装置から供給さ
れる現像剤には、熱可塑性樹脂粉末のトナーと磁性体の
キャリアとから構成される２成分の現像剤がある。この
２成分現像剤は現像装置内で攪拌され、トナーがキャリ
アの表面に静電吸着する。現像装置は、円筒形のスリー
ブとこのスリーブの内部に位置決めされた磁石とからな
るマグネットローラを感光体に対向するように備えてい
る。このスリーブの回転により生じる回転磁界にトナー
を静電吸着したキャリアが磁気吸着し、感光体の表面に
供給される。

感光体表面に担持されている静電潜像の電位は、トナー
が帯電している電位と逆極性であり、トナーはキャリア
の表面から感光体表面の静電潜像に移動する。一方、ト
ナーを失ったキャリアはスリーブに磁気吸着されたまま
現像装置内に戻る。このように画像形成プロセスの現像
工程においてはトナーのみが消費される。一方、繰り返
し使用されるキャリアは数千回〜数十万回の画像形成プ
ロセスの実行により帯電特性の劣化をきたし、トナーと
の間で十分な摩擦帯電が行われなくなる。これを放電す
るとトナーが十分な電位を帯電しなくなり、感光体表面
において静電潜像以外の部分にも付着して画質の劣化を
生じる場合があり、また静電吸着力の低下により現像装
置や感光体表面から容易に落下し、飛散により装置内部
を汚損する。これを防止するため、キャリアの帯電特性
が劣化した場合には現像剤を交換する必要がある。この
現像剤の交換作業時には磁性体であるキャリアがマグネ
ットローラのスリーブ表面から剥離しにくく、また攪拌
装置が複雑な形状を呈しているため現像装置内部の現像
剤を容易に取り除くことが困難で、さらに現像剤の飛散
を防ぐには熟練した技術を必要とし、現像剤の交換作業
はサービスマンの作業によっていた。

そこで従来の２成分現像剤を用いる画像形成装置では特
開昭６０−１０７０５７号および特開昭６０−１５３０
６６号公報に開示されているように、現像装置の底部に
専用の回収容器を装着し、この回収容器内に現像装置内
の現像剤を落下させて破棄するようにしたものがあっ
た。また、現像装置を使い捨て可能に構成し、疲労した
現像剤を収納している現像装置を新しい現像剤を収納し
た現像装置と交換する方法を採用しているものもある。

(d)発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の画像形成装置のうち、現像装置
の下方に回収容器を装着するようにしたものでは、画像
形成装置の内部に現像剤を回収するための容器を収納す
るスペースが必要になり、また現像装置と容器との隙間
から現像剤が装置内に飛散する場合があり作業が煩雑で
あった。一方、現像剤を現像装置の一体的に交換する方
法では、現像装置が備えているマグネットローラ、濃度
センサおよび駆動装置などの耐久性の高い部品まで破棄
してしまうことになり、ランニングコストが上昇する欠
点があった。

この発明の目的は、装置の大型化、ランニングコストの
上昇および装置内の汚損を招くことなく現像剤の交換作
業を簡略化できる現像剤交換機能を備えた画像形成装置
を提供することにある。

(e)問題点を解決するための手段 この発明の現像材交換機能を備えた画像形成装置は、ト
ナーとキャリアとからなる現像剤を用いる現像装置から
現像工程を終了した現像剤を回収手段により回収し、回
収した現像剤を再び現像装置に供給する現像剤の循環経
路中であって、原稿台が退避位置に移動した際に露出す
る装着部に、開閉自在の回収口を前記回収手段に対向し
て備え、開閉自在の供給口を前記現像装置に対向して備
えた供給カートリッジを着脱自在に設け、 前記回収口を開閉する第１の開閉部材を閉鎖方向に付勢
する弾性材と、装着部に装着された供給カートリッジの
第１の開閉部材を前記弾性材の弾性力に抗して開放方向
に移動する移動部材と、からなる回収口の開閉機構と、 前記供給口を開閉する第２の開閉部材の開閉動作に連動
するとともに、原稿台の退避位置からイニシャル位置へ
の移動に伴って第２の開閉部材が開放する方向に移動す
るレバーと、このレバーを第２の開閉部材が閉鎖する方
向に移動させるソレノイドと、供給カートリッジの交換
動作が設定された際に原稿台を退避位置に移動させると
ともに、前記ソレノイドを駆動する供給口閉鎖手段と、
前記供給カートリッジが装着部に装着されたことを検出
する装着状態検出手段と、装着状態検出手段が装着部に
供給カートリッジが装着されたことを検出した際に原稿
台をイニシャル位置に移動する供給口開放手段と、から
なる供給口の開閉機構と、 を設けたことを特徴とする。

(f)作用 この発明においては、現像装置に供給する現像剤は供給
カートリッジ内に収納されている。この供給カートリッ
ジは現像装置に着脱自在にされ、開閉自在の開口部から
現像装置に対して現像剤を供給する。また、現像装置内
に供給された現像剤のうち、画像形成プロセスにおいて
消費されなかった現像剤は回収手段を介して供給カート
リッジに回収される。したがって、供給カートリッジか
ら現像装置および回収手段を経て供給カートリッジに戻
る現像剤の循環経路が形成される。今、開口部を閉鎖し
た状態で回収手段を有効にすると、供給カートリッジか
ら現像装置に現像剤が供給されないまま、現像装置内の
現像剤が供給カートリッジに回収され、この状態を継続
すると現像剤の全てが供給カートリッジに回収される。
現像剤を構成するキャリアの帯電特性が劣化した際に供
給カートリッジの開口部を閉鎖し、回収手段を有効にす
れば、劣化したキャリアを含む現像剤の全ては供給カー
トリッジ内に回収されるから、開口部を閉鎖した状態の
ままその供給カートリッジを装置から取り出し、新しい
現像剤を収納した供給カートリッジを装着することによ
って現像剤の交換作業が完了する。

また、供給カートリッジの交換動作を設定すると、原稿
台が退避位置に移動して供給カートリッジが装着されて
いる装着部が露出する。これとともに、ソレノイドの駆
動によりレバーが動作し、第２の開閉部材により供給口
が閉鎖される。

この状態で供給カートリッジを装着部から離脱させる
と、移動部材は第１の開閉部材に係合しなくなり、第１
の開閉部材は第１の弾性材により閉鎖方向に移動する。
したがって、供給口は、供給カートリッジの離脱にとも
なって閉鎖される。

装着部に新たな供給カートリッジを装着すると、回収口
を閉鎖していた第１の開閉部材は、移動部材との係合に
より開放方向に移動して回収口を開放する。また、新た
な供給カートリッジが装着されたことを装着状態検出手
段が検出すると、原稿台がイニシャル位置に移動し、こ
の原稿台の移動に伴うレバーの動作によって第２の開閉
部材が供給口を開放する。

したがって、供給カートリッジの交換に際して、作業者
は、その旨を設定入力するとともに、装置の装着部に対
して供給カートリッジを着脱するだけで、古い現像剤を
収納した供給カートリッジおよび新しい現像剤を収納し
た供給カートリッジの両方において回収口および供給口
が自動的に開閉するため、供給カートリッジの交換作業
が極めて容易になる。

(g)実施例 以下にこの発明の現像剤交換機能を備えた画像形成装置
として複写機を例にあげて説明する。

第２図は、この発明の実施例である現像剤交換機能を備
えた複写機の構成を示す正面断面の略図である。

複写機２１の内部中央部には感光体ドラム２２が回転自
在に設けられ、その外周部の帯電チャージャ２３、転写
チャージャ２４、クリーナ２５などとともに複写プロセ
ス部２８を構成している。複写機２１の上面には原稿台
３３が矢印ＡおよびＢ方向に往復移動可能にして備えら
れている。感光体ドラム２２の上面にはレンズ２６およ
びランプ２７が位置しており、ランプ２７は原稿台３３
上に載置された原稿の画像に対して光を照射し、その反
射光はレンズ２６を経て感光体ドラム２２の表面に配光
される。感光体ドラム２２は画像形成プロセス中におい
て矢印方向に回転し、帯電チャージャ２３により表面に
単一極性の電位を帯電する。この単一極性の電位を帯電
した感光体ドラム２２の表面に対してレンズ２６から原
稿画像の反射光が配光され、静電潜像が形成される。こ
の静電潜像に対して現像装置３４から現像剤が供給さ
れ、静電潜像が顕像化される。現像装置３４の内部には
マグネットローラ３５が矢印方向に回転自在に設けられ
ている。このマグネットローラ３５のスリーブの表面に
現像剤が磁気吸着し、回転により感光体ドラム２２の表
面に導かれる。

複写機２１の一方の側面の給紙部２９には図外の用紙カ
セットが装着され、複写プロセス部２８に対して一枚づ
つ用紙が給紙される。この用紙に対して転写チャージャ
２４からコロナ放電が行われ、感光体ドラム２２上の画
像が用紙に転写される。画像を転写された用紙は搬送ベ
ルト３０により定着ローラ３１に導かれ、加熱および加
圧を受けて画像を定着する。こののち用紙は複写機２１
の他方の側面に設けられた排紙部３２から外部に排出さ
れる。なお、現像装置３４は、供給カートリッジ２およ
び回収ベルト３とともに現像ユニット１を構成してい
る。この供給ユニット１にはトナーとキャリアとからな
る２成分現像剤が収納されており、現像装置３４に対し
てこの２成分現像剤を供給する。

２成分現像剤を構成するトナーとキャリアとは供給カー
トリッジ２内において攪拌により摩擦帯電し、キャリア
の表面にトナーが静電吸着した状態で現像装置３４に供
給される。磁性体であるキャリアは現像装置３４の内部
においてマグネットローラ３５のスリーブの表面に磁気
吸着する。この状態でマグネットローラ３５が回転する
と、感光体ドラム２２の表面に対向する位置でキャリア
に静電吸着していたトナーが帯電電位に引かれ、感光体
ドラム２２の表面に移動する。こののちキャリアおよび
感光体ドラム２２に移動しなかったトナーはドクタ３６
によりマグネットローラ３５の表面から掻き落とされ
る。

ローラ４１，４２に張架された回収ベルト３は、キャリ
アを磁気吸着し、これをローラ４１側に導く。回収ベル
ト３は第３図に示すように、弾性ゴムに磁性体を分散し
て混合し成形した磁気ベルトであり同図に示す状態に着
磁されている。磁性体であるキャリアは回収ベルト３の
表面に磁気吸着する。この回収ベルト３がローラ４１，
４２とともにこの発明の回収手段を構成している。

第１図は、上記複写機の供給カートリッジとその近傍を
示す正面図である。

供給カートリッジ２は現像装置３４の上面に着脱自在に
されている。供給カートリッジ２を現像装置３４に対し
て着脱する際には原稿台３３を矢印Ｂ方向に移動し、複
写機上面２１ａから複写機２１の内部に出し入れする。
供給カートリッジ２の正面にはギア９とともに回転する
レバー８が軸支されている。また、ギア９にはギア１０
が噛み合い、このギア１０にはギア１１が噛み合ってい
る。ギア１１にはギア１２が同軸に固定されており、こ
のギア１２は扇型のビニオンギア６ａに噛み合ってい
る。このピニオンギア６ａはこの発明の第２の開閉部材
であるカバー６とともに支点６ｂに軸支されている。カ
バー６は現像装置３４の内部に連通する開口部（供給
口）７を閉鎖する。ギア９には一端を供給カートリッジ
２の正面に係止したスプリング１３の他端が係止されて
いる。このスプリング１３の矢印Ｎ方向の張力によりギ
ア９およびレバー８はそれぞれ矢印ＦおよびＤ方向に付
勢されており、図中実線で示す状態にある。

また、供給カートリッジ２の側面上方には、回収口５が
設けられている。この回収口５はこの発明の第１の開閉
部材であるスクレーパ４により開閉可能にされている。
スクレーパ４は支点４ａにより軸支されている。この支
点４ａには供給カートリッジ２の正面において扇型の当
接部材４ｂが軸支されている。この当接部材４ｂには一
端を供給カートリッジ２の正面に係止したスプリング１
４の他端が係止されている。このスプリング１４がこの
発明の弾性材である。スプリング１４の矢印Ｍ方向への
張力により当接部材４ｂおよびスクレーパ４は矢印Ｌ方
向に付勢され、スクレーパ４は回収口５を閉鎖する。供
給カートリッジ２の内部には攪拌板１５が備えられてお
り、供給カートリッジ２の内部に収納された現像剤を攪
拌する。

以上のように構成された供給カートリッジ２を複写機上
面２１ａから複写機２１の内部に挿入すると、複写機２
１の内部に設けられたこの発明の移動部材である突起３
７に当接部材４ｂが当接する。これによって当接部材４
ｂおよびスクレーパ４は支点４ａを中心にスプリング１
４の弾性力に抗して矢印Ｋ方向に回転し、第１図中二点
鎖線で示す状態になる。これによって回収口５が開放さ
れる。これとともにスクレーパ４の先端部は回収ベルト
３の表面に接触する。

また、供給カートリッジ２の側面は複写機２１の内部に
設けられたこの発明の装着状態検出手段であるスイッチ
ＳＷ１に接触し、このスイッチＳＷ１がオンする。さら
に、原稿台３３が矢印Ａ方向に移動されると原稿台３３
の端部３３ａがレバー８の先端に接触し、レバー８は矢
印Ｃ方向に回転する。これによってギア９も矢印Ｅ方向
に回転する。

供給カートリッジ２が複写機２１の内部に装着された際
に、レバー８は複写機２１に設けられたソレノイドＳＯ
Ｌ１のアクチュエータ３８と係合する。このソレノイド
ＳＯＬ１は復帰スプリングを持たず、レバー８が矢印Ｃ
方向に回転するとソレノイドＳＯＬ１のアクチュエータ
３８も矢印Ｏ方向に移動する。レバー８が第１図中二点
鎖線で示す位置まで回転するとレバー８の下端部に設け
られた切欠８ａが複写機２１の内部のストッパ４０に係
合する。これによってレバー８はスプリング１３の矢印
Ｎ方向の張力にも関わらず矢印Ｄ方向に回転せず、図中
二点鎖線で示す状態に停止する。このストッパ４０は若
干の弾力性を備えており、レバー８の回転時には弾性変
形して切欠８ａに係合または離脱する。

レバー８の矢印Ｃ方向の回転はギア９〜ギア１２を介し
てピニオンギア６ａに伝達される。これによってピニオ
ンギア６ａおよびカバー６が矢印Ｊ方向に回転し、カバ
ー６は図中二点鎖線で示す位置６′まで移動する。この
とき、開口部７が開放され、供給カートリッジ２の内部
と現像装着３４の内部とが連通する。

なお、複写機上面２１ａにおける原稿台３３の位置はリ
ミットスイッチＳＷ２，ＳＷ３により検出される。すな
わち、リミットスイッチＳＷ２が原稿台３３の端部３３
ａを検出すると、原稿台３３が供給カートリッジ２を着
脱可能な位置まで移動されたと判断し、リミットイッチ
ＳＷ３が端部３３ａと接触してオンすると原稿台３３が
イニシャル位置に復帰したことを知る。複写機２１の内
部に供給カートリッジ２が装着され、原稿台３３がイニ
シャル位置に復帰すると、スクレーパ４、カバー６、レ
バー８は第１図中二点鎖線で示す状態に維持される。

複写機２１の内部に装着された供給カートリッジ２を抜
き取る場合には原稿台３３を矢印Ｂ方向に移動し、ソレ
ノイドＳＯＬ１を駆動する。これによってソレノイドＳ
ＯＬ１のアクチュエータ３８は矢印Ｐ方向に移動し、レ
バー８は矢印Ｄ方向に移動する。このとき、切欠８ａに
係合していたストッパ４０はその弾力性により変形し、
切欠８ａとの係合を解除する。このレバー８の矢印Ｄ方
向の回転はギア９〜１２を介してピニオンギア６ａに伝
達され、カバー６は矢印Ｉ方向に回転する。この回転に
よりカバー６は開口部７を閉鎖する。この状態において
ギア９は、スプリング１３の弾性力により矢印Ｆ方向に
付勢される。この付勢力はギア１０〜１２およびピニオ
ンギア６ａを介してカバー６に矢印Ｉ方向に作用する。
このため、開口部７の閉鎖状態は確実に維持される。

一方、供給カートリッジ２を複写機２１の内部から引き
抜くにつれ、当接部材４ｂに対する突起３７の位置が相
対的に下方に移動する。このため、当接部材４ｂにはス
プリング１４の矢印Ｍ方向の弾性力が作用し、当接部材
４ｂはスクレーパ４とともに矢印Ｌ方向に回転してい
く。供給カートリッジ２が十分に上方に引き抜かれると
当接部材４ｂは突起３７と当接しなくなり、スクレーパ
４は回収口５を完全に閉鎖する。このスクレーパ４は回
収口５を閉鎖した状態でもスプリング１４の弾性力によ
り矢印Ｌ方向に付勢されており、回収口５の閉鎖状態は
確実に維持される。

第４図は、上記複写機の制御部のブロック図である。

ＣＰＵ４１にはＩ／Ｏインターフェイス４４を介してパ
ネルコントローラ４５から操作パネルに設けられた現像
剤交換キー４９のオンデータが入力される。この現像剤
交換キー４９はオペレータが現像剤の交換作業の実行を
指示するキーである。また、ＣＰＵ４１にはスイッチＳ
Ｗ１、リミットスイッチＳＷ２，ＳＷ３のオンデータお
よび濃度Ｓ１の検出データが入力される。この濃度セン
サＳ１は現像装置３４において現像剤の透磁率を検出す
る。すなわち、画像形成プロセスの実行によりトナーが
消費され、現像剤中においてトナーの濃度が減少すると
相対的にキャリアの濃度が増加するので、濃度センサＳ
１の近傍の空間において透磁率が増加する。この原理を
利用してトナー濃度を測定している。よってトナー濃度
センサの出力は透磁率とは反比例の関係にある。すなわ
ち、トナー濃度が大のときはセンサ出力も大きくなるよ
うにしている。この濃度センサの検出値が所定値を下回
ったとき、トナーが著しく減少したとしてＣＰＵ４１は
供給カートリッジ２内へのトナーの補給を促す。なお、
このトナーの補給はオペレータの手動によるか、または
自動供給装置を設けることとしてもよい。

ＣＰＵ４１はＲＯＭ４２に予め書き込まれた処理プログ
ラムにしたがってパネルコントローラ４５、クラッチド
ライバ４６、モータドライバ４７およびソレノイドドラ
イバ４８に制御データを出力する。パネルコントローラ
４５は制御データにしたがって表示器５０を駆動する。
この表示器５０はオペレータ２に現像剤の交換タイミン
グを表示する。また、クラッチドライバ４６はテーブル
フィードクラッチ５１またはテーブルリターンクラッチ
５２の何れかを駆動する。テーブルフィードクラッチ５
１が駆動されると原稿台３３は矢印Ｂ方向に移動し、テ
ーブルリターンクラッチ５２が駆動されると原稿台３３
は矢印Ａ方向に移動する。モードドライバ４７は現像モ
ータＭ１を駆動する。この現像モータＭ１は現像装置３
４内においてマグネットローラ３５のスリーブに回転力
を供給するとともに回収ベルト３を張架したローラ４
１，４２にも駆動力を供給する。したがって、マグネッ
トローラ３５のスリーブが回転する画像形成プロセス中
において回収ベルト３も常に回転している。さらにソレ
ノイドドライバ４８はソレノイドＳＯＬ１を駆動する。

ＣＰＵ４１に接続されたＲＡＭ４３のメモリエリアＭＡ
１〜ＭＡ６は第５図に示すように、それぞれカウンタ
Ｃ、フラグＦ１，Ｆ２およびタイマＴ１〜Ｔ４に割り当
てられている。

第６図は、上記複写機の制御部の処理手順を示すフロー
チャートである。

ＣＰＵ４１は画像形成プロセスが一度行われる毎にＲＡ
Ｍ４３のメモリエリアＭＡ１に割り当てられたカウンタ
Ｃの内容をインクリメントする。ＲＡＭ４３はバッテリ
バックアップされており、電源がオフされてもカンウタ
Ｃの内容は維持される。電源がオンされたときＣＰＵ４
１は現像剤交換キー４９が操作されているか否か、およ
びカウンタＣの内容が所定値Ｃａ以上であるか否かのチ
ェックを行う（ｎ１，ｎ２）。この所定値Ｃａは現像剤
を構成するキャリアの帯電特性が劣化するに至る平均的
な画像形成プロセスの回数である。現像剤交換キー４９
が操作されておらず、カウンタＣの内容が所定値Ｃａを
下回る場合には通常の画像形成プロセスの実行にかかる
処理が行われる。

ｎ２においてカウンタＣの内容が所定値Ｃａを上回る場
合には表示器５０をオンし、オペレータに現像剤の交換
作業の実行を促す。オペレータが現像剤交換キー４９を
操作するとＲＡＭ４３のメモリエリアＭＡ２に割り当て
られているフラグＦ１をセットし（ｎ４）、表示器５０
を点滅する（ｎ５）。このフラグＦ１は現像剤の回収作
業の実行状態を記憶し、フラグＦ１がセットされている
場合には現像剤の回収作業中である。

現像剤の回収作業時には先ずテーブルフィードクラッチ
５１がオンされ（ｎ６）、原稿台３３が矢印Ｂ方向に移
動する。テーブルフィードクラッチ５１の駆動はリミッ
トスイッチＳＷ２がオンするまで行われる（ｎ７，ｎ
８）。以上の処理によって供給カートリッジ２が複写機
２１の内部から引出可能な状態になる。

こののちソレノイドＳＯＬ１を駆動するとともに現像モ
ータＭ１を駆動する（ｎ９，ｎ１０）。この現像モータ
Ｍ１の駆動は、濃度センサＳ１の出力が所定値Ｇａ以上
になったのちタイマＴ１がタイムアップするまでの間継
続して行われる（ｎ１１〜ｎ１４）。ｎ９においてソレ
ノイドＳＯＬ１が駆動されることによりレバー８が矢印
Ｄ方向に回転し、カバー６が矢印Ｉ方向に回転する。こ
れによって開口部７が閉鎖され、供給カートリッジ２の
内部は現像装置３４の内部に連通しなくなる。したがっ
て、ソレノイドＳＯＬ１が駆動されたのちは供給カート
リッジ２からは現像剤が供給されない。上記ｎ６〜ｎ９
がこの発明の供給口閉鎖手段に相当する。

この状態で現像モータＭ１が駆動されると、マグネット
ローラ３５のスリーブと回収ベルト３とが回転し、現像
装置３４内の現像剤はマグネットローラ３５のスリーブ
を介して回収ベルト３の表面に磁気吸着する。回収ベル
ト３に磁気吸着した現像剤はスクレーパ４により掻き落
とされ、回収口５から供給カートリッジ２の内部に回収
される。したがって、現像装置３４の内部においては現
像剤が供給カートリッジ２から供給されることがなく、
残留した現像剤が回収ベルト３により供給カートリッジ
２の内部に回収される。これによって現像装置３４の内
部においてキャリアの量が徐々に減少していき、濃度セ
ンサＳ１が検出する透磁率は徐々に減少するため、その
結果として濃度センサＳ１の出力は高くなる。ｎ１１に
おける所定値Ｇａは、濃度センサＳ１の出力がその所定
値ＧａとなったのちタイマＴ１が計時する時間が経過す
ると現像装置３４の内部に現像剤がなくなる値である。

尚、現像剤交換サイクル中はトナー濃度信号が適正出力
から変化してもトナーの補給を行わない。

タイマＴ１がタイムアップすると現像装置３４の内部に
現像剤が全くなくなったとして現像モータＭ１をオフし
（ｎ１４）、表示器５０を常時点灯する（ｎ１５）。こ
れによってオペレータに現像剤の回収作業が終了したこ
とを表示し、供給カートリッジ２の取り出しを促す。

供給カートリッジ２が複写機２１から取り出されるとス
イッチＳＷ１がオフする。スイッチＳＷ１がオフすると
（ｎ１６）、フラグＦ１をリセットするとともにフラグ
Ｆ２をセットする。このフラグＦ２はＲＡＭ４３のメモ
リエリアＭＡ３に割り当てられており、新しい供給カー
トリッジの挿入状態を記憶する。複写機２１の内部に新
しい現像剤を収納した供給カートリッジ２が挿入される
と、スイッチＳＷ１がオンする。スイッチＳＷ１がオン
すると（ｎ１９）、タイマＴ２がタイムアップするまで
待機する。このタイマＴ２が計時する時間は供給カート
リッジ２が複写機２１内に挿入されたのちオペレータが
供給カートリッジ２から手を離すに十分な時間である。
このタイマＴ２がタイムアップする間に複写機２１の各
装置の動作を停止しておくことにより、オペレータの安
全性を確保する。

タイマＴ２がタイムアップするとリミットスイッチＳＷ
３がオンするまでテーブルリターンクラッチ５２を駆動
する（ｎ２２，ｎ２３）。これによって原稿台３３はイ
ニシャル位置に復帰するまで矢印Ａ方向に移動する。原
稿台３３が矢印Ａ方向に移動することによりレバー８が
矢印Ｃ方向に回転し、カバー６が矢印Ｊ方向に回転す
る。したがって、供給カートリッジ２が収納する新しい
現像剤は開口部７を経由して現像装置３４の内部に落下
する。このｎ２２，ｎ２３がこの発明の供給口開放手段
に相当する。

リミットスイッチＳＷ３がオンし、原稿台３３がイニシ
ャル位置に復帰するとテーブルリターンクラッチ２２を
オフするとともに（ｎ２４）、フラグＦ２をリセットし
て新しい供給カートリッジの挿入作業を終了する（ｎ２
５）。

さらに、濃度センサＳ１の出力が所定値Ｇｂ以下になっ
た後、タイマＴ３がタイムアップするまで現像モータＭ
１を駆動する（ｎ２６〜ｎ３０）。この所定値Ｇａは、
濃度センサＳ１の出力がこの値をとった後にタイマＴ３
が計時する時間が経過した際、現像剤中のトナー濃度が
適正になるように決定されている。タイマＴ３のタイム
アップにより現像モータＭ１が停止されると、表示器５
０をオフするとともに（ｎ３１）、カウンタＣをクリア
して（ｎ３２）、現像剤の交換作業を終了する。

以上のようにこの実施例によれば、オペレータが現像剤
交換キー４９を操作するとテーブルフィードクラッチ５
１を駆動し、原稿台３３を供給カートリッジの取り出し
が可能な位置まで移動する。さらにソレノイドＳＯＬ１
を駆動してカバー６により開口部７を閉鎖し、この状態
で現像モータＭ１を駆動して回収ベルト３を動作させ
る。これによって現像装置３４の内部には現像剤が供給
されず、現像装置３４の内部に残留している現像剤が供
給カートリッジ２に回収される。この回収作業により現
像装置３４の内部に現像剤がなくなるとオペレータに供
給カートリッジ２の取り出しを促し、新たな現像剤を収
納した供給カートリッジ２の装着を待機する。供給カー
トリッジ２を複写機２１の内部から取り出す際には、開
口部７および回収口５はカバー６およびスクレーパ４に
より閉鎖されており、さらにカバー６およびスクレーパ
４はスプリング１３およびスプリング１４の弾性力によ
って閉鎖状態を確実に維持されている。したがって、供
給カートリッジ２を取り出す際に現像剤が外部に漏洩
し、複写機２１の近傍やオペレータの手を汚損すること
がない。

また、新たな現像剤を収納した供給カートリッジ２を複
写機２１の内部に挿入すると、原稿台３３の移動により
開口部７が開放される。このように、供給カートリッジ
２は複写機２１の内部に挿入されたのち、現像装置３４
の内部と連通されるため、供給カートリッジ２の内部は
その挿入前において外部と連通せず、内部の現像剤が漏
洩することがない。

さらに本実施例によれば、オペレータが現像剤交換キー
４９を操作したのちは自動的に現像剤の回収作業が行わ
れる。回収作業終了後にオペレータが供給カートリッジ
２を交換すると所定のタイミングで現像装置３４内に現
像剤が満たされる。このためオペレータはキー操作およ
び供給カートリッジ２の挿脱のみを行えばよく、現像剤
の交換作業は極めて容易である。また、供給カートリッ
ジ２の内部には攪拌板１５が備えられているため、現像
装置３４内に複雑な攪拌装置を備える必要がない。

なお、電源がオンされた時、フラグＦ１〜Ｆ２の状態を
チェックし、フラグＦ１がセットされていればｎ５から
処理を開始し、フラグＦ２がセットされている場合には
ｎ２６から処理を開始するようにしてもよい。このよう
にすれば、新しい供給カートリッジの調達のために作業
の途中で電源が落とされても、次に電源がオンされたと
きに中断中の作業から実行することができる。

また、本実施例では複写機を例に挙げて説明したが、レ
ーザプリンタ等の他の画像形成装置にもこの発明を同様
に実施できる。

(h)発明の効果 この発明によれば、供給カートリッジ、現像装置および
回収手段により現像剤の循環経路が構成され、現像剤の
交換作業時にはこの循環経路中において供給カートリッ
ジと現像装置との間を閉鎖して回収手段を有効にすれ
ば、現像装置内の現像剤は全て供給カートリッジ内に回
収される。また、極一部の現像剤が残っても画質にはほ
とんど影響しない。このように、画像形成装置内におい
て現像装置に常時装着されている供給カートリッジ内に
劣化した現像剤を回収し、この供給カートリッジの交換
によって現像剤の交換作業を行う事ができるため、その
作業が極めて簡略になる。また、現像剤は常に供給カー
トリッジから現像装置に供給される状態にあるため現像
装置の現像剤の収納力はさほど大きくする必要はなく、
装置の大型化を招くことがない。しかも現像剤の交換に
際して供給カートリッジのみを取り換えればよく、マグ
ネットローラなど高価な装置を内臓する現像装置を破棄
する必要がないためランニングコストを低く抑えること
ができる。加えて、供給カートリッジに現像装置内の現
像剤を回収する作業は回収手段によって行われるため、
オペレータの手を煩わすことがなく、現像剤交換作業を
簡略化できる。

また、装置の装着部に対して供給カートリッジを着脱す
るだけで、古い現像剤を収納した供給カートリッジおよ
び新しい現像剤を収納した供給カートリッジの両方にお
いて回収口および供給口が自動的に開閉するため、供給
カートリッジの交換作業を極めて容易に行うことができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である現像剤交換機能を備え
た画像形成装置の供給カートリッジおよびその近傍を示
す正面図、第２図は同画像形成装置である複写機の構成
を示す正面断面の略図、第３図は同複写機の回収手段で
ある回収ベルトの構成を示す模式図、第４図は同複写機
の制御部のブロック図、第５図は同複写機の制御部の一
部を構成するＲＡＭの要部のメモリマップ、第６図は同
複写機の制御部の処理手順の一部を示すフローチャート
である。 １……現像ユニット、 ２……供給カートリッジ、 ３……回収ベルト、 ３４……現像装置、 ４１，４２……ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーとキャリアとからなる現像剤を用い
   る現像装置から現像工程を終了した現像剤を回収手段に
   より回収し、回収した現像剤を再び現像装置に供給する
   現像剤の循環経路中であって、原稿台が退避位置に移動
   した際に露出する装着部に、開閉自在の回収口を前記回
   収手段に対向して備え、開閉自在の供給口を前記現像装
   置に対向して備えた供給カートリッジを着脱自在に設
   け、 前記回収口を開閉する第１の開閉部材を閉鎖方向に付勢
   する弾性材と、装着部に装着された供給カートリッジの
   第１の開閉部材を前記弾性材の弾性力に抗して開放方向
   に移動する移動部材と、からなる回収口の開閉機構と、 前記供給口を開閉する第２の開閉部材の開閉動作に連動
   するとともに、原稿台の退避位置からイニシャル位置へ
   の移動に伴って第２の開閉部材が開放する方向に移動す
   るレバーと、このレバーを第２の開閉部材が閉鎖する方
   向に移動させるソレノイドと、供給カートリッジの交換
   動作が設定された際に原稿台を退避位置に移動させると
   ともに、前記ソレノイドを駆動する供給口閉鎖手段と、
   前記供給カートリッジが装着部に装着されたことを検出
   する装着状態検出手段と、装着状態検出手段が装着部に
   供給カートリッジが装着されたことを検出した際に原稿
   台をイニシャル位置に移動する供給口開放手段と、から
   なる供給口の開閉機構と、 を設けたことを特徴とする現像剤交換機能を備えた画像
   形成装置。