JPH0668642B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は画像形成装置、特にプロセスカートリッジを適
用する方式の画像形成装置に関する。

（従来技術） 従来、電子写真方式のプロセス手段の主要部分、例えば
感光部材，現像器，クリーニング器，帯電器の一部又は
全部を納めたカートリッジを用いた、所謂カートリッジ
方式の複写装置では、カートリッジ交換を示す指標とし
て、ドラム回転数が所定量になるとカートリッジの一部
に設けられた窓に、赤いマークを表示する方式が知られ
ている。この方式では、現像器のトナー残量はおおよそ
の目安であって、操作者におおよその目安を知らしめる
には適していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような表示方法は、特に無人で動作す
ることの多い電子写真方式のプリンター（例えばレーザ
ービームプリンタ,LEDプリンター,LCDプリンター等）で
は、あまり好ましくはない。なぜならばこれらのプリン
ターは、コンピュータやファクシミリ，あるいはワード
プロセッサー等の端末として使用されることが多いが、
これらの装置は操作者が常にそばにいるわけではないの
で、突然赤マークの表示がなされても、操作者がこれに
気が付くまでに時間が経過してしまい、その間にトナー
が無くなってしまう虞があったからである。

本発明は前述問題点を解消し、操作者にプロセスカート
リッジの交換時期を適切に報知することができるもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 前述問題点を解決するための本発明は、 プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に
画像を形成する画像形成装置において、 ａ、像担持体と、 前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像手
段と、 前記現像手段で現像に用いられるトナーを収納するトナ
ー収納部と、 前記像担持体の回転数を検知するための回転数検知手段
と、 前記トナー収納部のトナー量を検知するためのトナー量
検知手段と、 を有するプロセスカートリッジを装着するための装着手
段と、 ｂ、前記像担持体の回転数が所定回数に達したことによ
って発せられる前記回転検知手段からの信号によってプ
ロセスカートリッジの交換予告の報知を行い、続いて、
前記トナー収納部のトナー量が所定量に達したことによ
って発せられる前記トナー量検知手段からの信号によっ
てプロセスカートリッジの交換の報知を行う報知手段
と、 を有することを特徴とする画像形成装置である。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

なお以下説明する実施例は、電子写真方式のプロセス手
段の主要部材を一つのプロセスカートリッジに収納し、
現像器中のトナー残量を検知する手段と、感光材料の回
転数を検知する手段とを有し、いずれか一方が所定量に
達すると、カートリッジ交換を促す信号を発する画像形
成装置である。また、現像器中のトナー残量を検知する
手段と、感光部材の回転数が検知する手段を有し、感光
部材の回転数が所定量に達したときにカートリッジ交換
を予告する信号を発し、また、トナー残量を所定量に達
したときにカートリッジ交換を促す信号を発する画像形
成装置である。

さて第３図は本発明の一実施例を適用した画像形成装置
の断面図である。図において、1Lはコンピュータ，ワー
ドプロセッサ，ファクシミリ送信機等からの被記録画像
情報信号に対応して点滅変調される半導体レーザーであ
る。レーザー1Lの発振したレーザービーム２はモーター
1Dにより回転駆動される多面鏡1Sに入射し、この多面鏡
1Sの回転により偏向走査される。このビーム２は周知の
ｆ−θレンズ等の結像レンズ1Fを通過後、ミラー1Mによ
って反射され、矢印方向に回転する電子写真感光体ドラ
ム３上にスポット状に結像され、ドラム３をその回転方
向と略垂直な方向に繰り返し走査する。半導体レーザー
1Lは発振波長が通常770〜800nmの範囲内であり、ドラム
３の周面に設けた感光体としてはこの波長に感度のある
感光体、例えば金属フタロシアニン系有機光導電体やセ
レン系光導電体等を用いるとよい。

４は感光体を帯電する帯電器であり、電子写真感光体ド
ラム３にコロナ放電を印加して、次のレーザービーム露
光によりビーム照射された部分においては実質的に消去
される帯電を与える。さて帯電器４によって、有機光導
電体等に被覆された感光ドラム３上に一様帯電を行う。
本実施例では感光体の帯電をさらに均一に行うため、及
び感光ドラム３上の電位を安定にするために、感光ドラ
ム３と一定の距離を保って、帯電器４のコロナ放電電極
とドラム３の間にグリッド17を設けている。後述のよう
にこのグリッド17は電気的に接地された電圧発生部材に
連結されており、コロナ放電電流が流れるとグリッド17
に一定電圧が印加されたドラム３に印加されるコロナ放
電流量を制御し、感光ドラム３の表面電位を制御するよ
うに構成されている。この帯電器４によって帯電された
感光ドラム３は、前述の被記録情報信号に対応して変調
されたレーザービーム２によって走査され、静電潜像が
形成される。この実施例ではトナーの付着すべき部分、
即ち顕像化される部分をレーザービームで照射する、所
謂イメージスキャン方式を用いている。

この静電潜像は次の現像器５によってトナーにより顕像
化される。

一方積載台Ｓ上のシートＰは、給送ローラ６と感光ドラ
ム３上の画像と同期するようタイミングをとって回転す
るレジストローラ７によって、ドラム３に送り込まれ
る。そして、転写帯電器８によって感光ドラム３上のト
ナー像は、シートＰ上に転写される。その後、分離手段
9aによってドラム３から分離されたシートＰは、ガイド
９によって定着装置10に導かれシートＰ上のトナー像が
定着された後に、排出ローラ11によりトレイ12上に排出
される。

一方、転写後、ドラム３の表面に残留したトナーはクリ
ーニング器13で除去され、次に前露光光源16により一様
に露光される。光源16により露光されることによりドラ
ム３は除電され、ゴースト現象の発生を防止等する。な
お光源16としてはハロゲンランプ，発熱球,LED等が使用
できる。光源16の光をドラム３に均一に導く為に、光学
繊維やシリンドリカルレンズ等を使用してもよい。いず
れにせよ、この前露光後、ドラム３は帯電器４により帯
電される。

ここで、本実施例では、ドラム3,帯電器4,現像器5,クリ
ーニング器13は枠体14a内に収納され、プロセスカート
リッジ14を構成している。第２図に示すようにこのカー
トリッジ14は電子写真本体Ｃに対して抜き差し自在、即
ち着脱自在に設けられており、本体に装填する際には本
体側に設けたガイド15にプロセスカートリッジ14の枠体
14aの摺動部14bが係合して案内される。これにより、感
光体ドラム３の寿命等を目安にして使用済みカートリッ
ジ14を新しいカートリッジと交換することができる。

尚、カートリッジ14の枠体14aにはレーザービーム２が
通過する開口18と、光源16からの前露光光が通過する開
口19が設けられており、ビーム２及び前露光光は夫々開
口18,19を通過後、ドラム３に入射する。

また前記1L,1S,1D,1F,1Mを備えたビーム走査系、光露光
光源16、転写帯電器８等を備えた転写紙搬送系は本体Ｃ
側に設けられている。そして前記帯電器４及び又は現像
器５及び又はクリーニング器もカートリッジ14内ではな
く本体側に設けてもよい。

さてカートリッジ14には、第４図に示すようなドラムの
軸Ｐの回転数と比例して回転するカウンターがついてい
る。これはドラム３の回転を多段のギア結合により、数
万分の１に遅くするものであり、ドラム３の回転が所定
の回転数に達すると最終段のギアに取りつけられる円盤
28の切り欠き部分29が、光センサー21に達し、所定の回
転数に達したことを示す。

またカートリッジ14内の現像器には公知の磁気センサー
又はピエゾセンサーによるトナー量のレベルを検知する
手段がついており、現像器５中のトナーレベルを監視し
ている。このようなセンサーはカートリッジに設けても
よく、又は本体Ｃに設けて、カートリッジ14の外枠の一
部を切り欠いて、この部分に張られた薄いゴム膜を介し
て現像器５中のトナー量を検知するようにしてもよい。

第１図は制御を示す図であり、ドラム20の回転を多段の
ギアで構成された減速機構21で回転をおとし、最終段の
回転円盤（メカカウンター）22の切り欠き部が徐々に回
転する。この切り欠き部が反射型の光センサー23の位置
まで進むとドラムが所定回転に達したことを示す検知信
号を発する。

一方、現像器に取りつけられたピエゾ方式や静電容量方
式のトナー検知センサー26でトナー量を検知し、判別回
路27で基準信号29を比較しトナーなしかどうかを検知す
る。このドラム回転数を示す信号と、トナーセンサーか
らの信号とを論理回路24で判断し、表示回路25で表示す
る。この論理回路はドラム３の回転数が所定の信号に達
したかトナー無しの信号が出たらONとなるOR回路であ
る。

この実施例では「カートリッジ交換」の表示だけでもよ
いがより効果的には、画像形成装置を停止したり、通信
回線と接続されているプリンターであればホスト側又は
送信側に信号を送り、相手側の装置にこのプリンターの
状態を表示してもよい。

第４図は、カートリッジにとりつけるメカカウンターの
例を示したもので、ドラムの軸Ｐが１回転すると軸の周
囲につき出た凸起30aが、ギア31の歯を一歯だけ進め
る。またギア31が一回転する凸起30bが次のギアを一歯
だけ進める。このような減速装置を数段配置することに
よって所定の減速比を達成する。

最終段には円板33があり切り欠き部32が反射センサー23
の位置にくるとこの切り欠きを検知し、所定の回転数に
達したことになる。このようなメカカウンターを用いる
と異なるカートリッジを本体に入れても、各々のカート
リッジ毎に回転数を記憶していることになるので不都合
は生じない。

さて第５図は本発明を適用した実施例を示すものであ
り、ドラム回転数がある所定量回転すると、カートリッ
ジ交換の予告の信号又は表示25aを発する。一方、トナ
ー残量が所定量以下になると、カートリッジ交換の信号
又は表示25bを発する。これはトナーがなくなるとこの
カートリッジでは画出しは不可能になるが、ドラム３の
回転数が所定量に達してもすぐにはカートリッジを使用
できなくなるわけではないからである。

前記実施例ではレーザービームプリンタで説明したが、
LEDプリンター,LCDプリンターまた複写装置のプロセス
カートリッジであってもよい。また前記実施例ではドラ
ム回転数を検知し、記憶する手段としてメカカウンター
を示したが、他のICメモリー等のメモリー手段を用いて
もよい。

このように、カートリッジの寿命を決める主要項目、即
ち、ドラムの耐摺擦性、帯電特性と現像器のトナー量の
２つを検知し、これらを合わせてカートリッジ交換や交
換予告信号を出すことにより、より効率的により正確に
カートリッジの交換時期を示すことができる。これによ
り画像比率の少ない画像をプリントする場合や、反対に
画像比率の多い画像をプリントする場合でも、正確にカ
ートリッジの交換時期を指示することが可能である。

（発明の効果） 以上詳述した通り本発明によれば、回転数検知手段から
の信号によってプロセスカートリッジの交換予告の報知
を行い、続いて、トナー量検知手段からの信号によって
プロセスカートリッジの交換の報知を行う。そこで、操
作者はきたるべくプロセスカートリッジの交換の時期に
備えて、交換の準備を行うことができるので、利便性が
向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御系統を示したブロック図、第２図は第３図
に示したレーザービームプリンターのカートリッジの交
換状態を示した斜視図、第３図は本発明を適用したレー
ザービームプリンターの断面図、第４図はメカカウンタ
ーの概要を示した説明図、第５図は本発明の実施例の制
御系を示すブロック図である。 図において、 ３は感光部材である感光ドラム、 ５は現像器、 14はプロセスカートリッジ、 15はガイド、 Ｐはドラム軸、 21、23は光センサー、 24は論理回路、 25は表示回路、 25a、25bは表示、 27は判別回路、 28は基準信号、 31はギア、 33は表示用円板を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセスカートリッジを着脱可能であっ
   て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 ａ、像担持体と、 前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像手
   段と、 前記現像手段で現像に用いられるトナーを収納するトナ
   ー収納部と、 前記像担持体の回転数を検知するための回転数検知手段
   と、 前記トナー収納部のトナー量を検知するためのトナー量
   検知手段と、 を有するプロセスカートリッジを装着するための装着手
   段と、 ｂ、前記像担持体の回転数が所定回数に達したことによ
   って発せられる前記回転検知手段からの信号によってプ
   ロセスカートリッジの交換予告の報知を行い、続いて、
   前記トナー収納部のトナー量が所定量に達したことによ
   って発せられる前記トナー量検知手段からの信号によっ
   てプロセスカートリッジの交換の報知を行う検知手段
   と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記報知手段は、前記像担持体としての感
   光体ドラムの回転数を示す信号と、トナーセンサーから
   の信号とを論理回路で判断し、表示回路で表示する特許
   請求の範囲第（１）項に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記プロセスカートリッジは更に帯電手段
   を有する特許請求の範囲第（１）項に記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】前記プロセスカートリッジは更にクリーニ
   ング手段を有する特許請求の範囲第（１）項に記載の画
   像形成装置。