JP2006243151A - 現像カートリッジのリフィル方法、現像カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを簡易に再充填して、現像カートリッジの再使用時において良好な画像形成を達成することのできる、現像カートリッジのリフィル方法。
【解決手段】抜き取り工程で残存トナーを抜き取られた現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、計量工程で現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）の重量に基づき残存トナーの重量が計量される（Ｓ２）。判定工程で残存トナーの重量が１７ｇより大きいと判定されると（Ｓ３：ＮＯ）、抜き取り工程に戻り（Ｓ１）、残存トナーの重量が１７ｇ以下になるまで上記工程が繰り返される。残存トナーの重量が１７ｇ以下であると判定されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、元々何色のトナーが充填されていたかが判定され（Ｓ４）、現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、判定されたトナーの色と同色か若しくはそれ以上に濃い色のトナーを再充填される（Ｓ５，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１６）。
【選択図】図７

Description

本発明は、レーザプリンタなどに使用される現像カートリッジのリフィル方法、その現像カートリッジ及びレーザプリンタなどの画像形成装置に関するものである。

従来から、レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置には、トナーが充填される現像カートリッジが、着脱自在に装着されている。

このような現像カートリッジには、充填室と現像室とが形成されており、充填室には、トナーが充填され、回転駆動されるアジテータが設けられており、現像室には、互いに接触して対向配置される供給ローラ及び現像ローラと、現像ローラの表面に圧接される層圧規制ブレードとが設けられている。

そして、現像カートリッジは、レーザプリンタに装着され、レーザプリンタからの動力が、ギヤの連結などを介して入力されると、アジテータの回転駆動により、充填室内に充填されているトナーが現像室内に搬送され、現像室内において、そのトナーは、供給ローラの回転によって現像ローラに供給される。このとき、トナーは、供給ローラと現像ローラとの間で摩擦帯電される。さらに、現像ローラの表面上に供給されたトナーは、現像ローラの回転に伴って、層圧規制ブレードと現像ローラとの間に進入し、一定の厚さの薄層として現像ローラの表面上に担持される。

そして、このような現像カートリッジは、レーザプリンタにおいて、現像ローラと感光ドラムとが対向するように配置されている。現像ローラの表面上に薄層として担持されたトナーは、感光ドラムと対向した時に、その感光ドラムの表面上に形成されている静電潜像を現像して、可視像を形成する。そして、その可視像が転写ローラによって用紙に転写されることで、用紙に所定の画像が形成される。

また、このような現像カートリッジは、上述したように、レーザプリンタに装着されて使用されることにより充填室内のトナーが消費される。そして、トナーエンプティとなると、レーザプリンタはトナーエンプティを表示し、ユーザに対して現像カートリッジの交換を促すので、ユーザは、その使用された現像カートリッジを取り外して、新たな現像カートリッジを装着するようにしている。

然るに、近年、このような現像カートリッジの交換において、リサイクルの観点より、使用済みの現像カートリッジをそのまま廃棄せずに、再び、その使用済みの現像カートリッジにトナーを再充填して、再使用することが普及しつつある。

たとえば、トナーカートリッジ（現像カートリッジ）に設けられた記憶素子からトナーカートリッジのトナー色や製造年月日、印字枚数、リユース回数などを読み込み、読み込んだトナー色に対応する条件値を用いて再使用の可否を判定する判定装置及び判定方法に関する技術が開示されている（特許文献１）。そして、トナーカートリッジが再使用可能であると判定したときに充填可能なトナー色を判定することにより、トナーカートリッジの再使用の判定を容易に行うとともにカートリッジの有効利用を図っている。

このように、トナーカートリッジの再使用の判定を記憶素子によって行い、人の目視による判断基準の違いや、判定に時間や労力を有する課題を解決することが可能となる。

特開２００４−０５４２４３号公報

しかしながら、特許文献１では、カートリッジ内のトナーがどれくらいの量残存しているか不明であるので、カートリッジ内にトナーが全く残存しないレベルまで、カートリッジを洗浄して新たなトナーを再充填する必要があり、結果として著しく時間や手間がかかり、却ってコストの上昇を招くという不具合を生ずる。

そこで、本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであって、トナーを簡易に再充填して、現像カートリッジの再使用時において良好な画像形成を達成することのできる、現像カートリッジのリフィル方法、その方法に用いられる現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、重合法で製造された現像剤を収容した収容部に、収容部内を洗浄することなく、元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の、重合法で製造された新たな現像剤を再充填することを特徴とする。

請求項２に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、現像剤を収容した収容部から残存している現像剤を抜き取る抜き取り工程と、抜き取り工程で抜き取った後の現像カートリッジの重量に基づいて収容部に残存している現像剤の重量を計量する計量工程と、計量工程における計量値が所定値以下か否かを判定する判定工程と、判定工程で計量値が所定値以下と判定された場合に、元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の新たな現像剤を収容部に再充填する充填工程と、から構成されたことを特徴とする。

請求項３に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、判定工程で計量値が所定値よりも大きいと判定された場合に、再度抜き取り工程から順に複数の工程を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、現像剤が収容される現像カートリッジの重量に基づいて収容部に残存している現像剤の重量を計量する計量工程と、計量工程における計量値が所定値以下か否かを判定する判定工程と、判定工程で計量値が所定値以下と判定された場合に、元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の新たな現像剤を収容部に再充填する充填工程と、から構成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、判定工程で計量値が所定値よりも大きいと判定された場合に、収容部から残存している現像剤を抜き取る抜き取り工程をさらに有し、抜き取り工程で現像剤を抜き取った後、再度計量工程から順に複数の工程を行うことを特徴とする。

請求項６に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、現像剤が重合法により製造されていることを特徴とする。

請求項７に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、計量工程は、収容部と収容部に配置された機構部品を含めた重量に基づいて収容部に残存している現像剤の重量を計量することを特徴とする。

請求項８に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、収容部は、収容部に収容する現像剤の色を表す表示部を備え、充填工程では、表示部に基づいて新たに再充填する現像剤の色を決定することを特徴とする。

請求項９に記載の現像カートリッジのリフィル方法では、判定工程における所定値は、１７ｇであることを特徴とする。

請求項１０に記載の現像カートリッジは、重合法により製造された現像剤が収容され、現像剤量が所定値以下になると、元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の、重合法により製造された新たな現像剤が再充填される収容部と、収容部に再充填された現像剤の色に応じて個数が変わり、収容部に設けられ画像形成装置本体側の形状と合致するリブと、を備えたことを特徴とする。

請求項１１に記載の現像カートリッジは、リブの数は、収容部に再充填された現像剤の色が濃くなるほど少なくなることを特徴とする。

請求項１２に記載の画像形成装置は、現像カートリッジを複数着脱可能に備えた枠体と、枠体に設けられ、複数の現像カートリッジの収容部にそれぞれ設けられたリブに、それぞれ合致する溝部とを備えたことを特徴とする。

請求項１の現像カートリッジのリフィル方法によれば、収容部に再充填される現像剤の前に収容部に収容されていた現像剤が残存していても、再充填した現像剤に影響を与えない。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。また、現像剤が重合法で製造されているので、重合現像剤の良好な流動性ゆえに、現像剤を簡単に抜き取ることができ使用された現像剤の残量をより一層低減することができる。さらに、収容部を洗浄する手間が省けるので、リフィルが容易になる。

請求項２の現像カートリッジのリフィル方法によれば、充填工程で充填工程で充填される現像剤の前に収容部に収容されていた現像剤が残存していても、所定値以下であれば再充填した現像剤に影響を与えることがない。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。さらに、収容部を洗浄する手間が省けるので、リフィルが容易になる。

請求項３の現像カートリッジのリフィル方法によれば、たとえ現像カートリッジの収容部内に所定値よりも大きい重量の現像剤が残存していたとしても、現像剤が所定値以下になるまで抜き取り工程が繰り返されるので、残存していた現像剤が、再充填された現像剤に影響を与えるのを防止することができる。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。

請求項４の現像カートリッジのリフィル方法によれば、充填工程で再充填される新たな現像剤の前に収容部に収容されていた元の現像剤が残存していても、所定値以下であれば再充填した現像剤に影響を与えない。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。また、収容部を洗浄する手間が省けるので、リフィルが容易になる。さらに、画像形成に使用された後に収容部に残存し計量工程で計量された現像剤の重量が、判定工程で所定値以下であると判定されれば、抜き取り工程を省きそのまま充填工程に移ることができるので、現像剤をリフィルする時間を短縮することができる。

請求項５の現像カートリッジのリフィル方法によれば、たとえ現像カートリッジの収容部に所定値よりも大きい重量の現像剤が残存していたとしても、現像剤が所定値以下になるまで抜き取り工程が繰り返されるので、残存していた現像剤が、再充填された現像剤に影響を与えるのを防止することができる。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。

請求項６の現像カートリッジのリフィル方法によれば、重合現像剤の良好な流動性ゆえに、現像剤を簡単に抜き取ることができ、使用された現像剤の残量をより一層低減することができる。また、収容部を洗浄する手間が省け、リフィルが容易になる。

請求項７の現像カートリッジのリフィル方法によれば、現像カートリッジを分解する手間を省くことができる。また、機構部品においても、残存した現像剤が付着している可能性があるが、機構部品も含めた重量に基づいて収容部に残存している現像剤の重量を計量ことにより、再充填される現像剤に影響されない残存トナーの重量を正確に計量することが可能となる。したがって、現像カートリッジの収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。さらに、収容部を洗浄する手間が省け、リフィルが容易になる。

請求項８の現像カートリッジのリフィル方法によれば、現像カートリッジの収容部に収容されている現像剤の色を識別することができ、誤った色の現像剤を収容部に再充填するのを防止することができる。

請求項９の現像カートリッジのリフィル方法によれば、画一的に判定することができるので、現像剤を再充填して良いか否か正確に判断することができる。

請求項１０の現像カートリッジによれば、現像剤が収容部に残存していても、所定値以下であれば再充填した現像剤に影響を与えない。したがって、収容部を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。また、重合現像剤の良好な流動性ゆえに、現像剤を簡単に抜き取ることができ、使用された現像剤の残量をより一層低減することができる。さらに、収容部を洗浄する手間が省け、リフィルが容易になる。

請求項１１の現像カートリッジによれば、リブの数を確認するだけで現像カートリッジ内の現像剤の色を識別することができる。また、現像カートリッジに現像剤を再充填する毎に現像剤の色が変わったとしても、リブをカットするだけでよいので、作業性が向上する。

請求項１２の画像形成装置によれば、現像カートリッジが複数であっても、それぞれのカートリッジを画像形成装置の決められた位置に間違うことなく装着することができる。

〔第１実施形態〕
（全体構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る現像剤としての４色のトナーがそれぞれ充填された、現像カートリッジとしての４つの現像カートリッジ２１（イエロー現像カートリッジ２１（Ｙ），マゼンタ現像カートリッジ２１（Ｍ），シアン現像カートリッジ２１（Ｃ），ブラック現像カートリッジ２１（Ｋ））を備えた画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ１の全体構成を、図１〜図４を参照して説明する。図１は、カラーレーザプリンタ１の一実施形態を示す要部側断面図である。図１において、このカラーレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、用紙３を給紙するための給紙部４や、給紙された用紙３に所定の画像を形成するための画像形成部５などを備えている。図２(a)は、カラーレーザプリンタ１に備えられた枠体としてのプロセス収容部材２０及びそれに収容されている現像カートリッジ２１を示す斜視図、図２(b)は、プロセス収容部材２０から複数の現像カートリッジ２１を引き出した状態を示す斜視図である。また、図３(a)は、現像カートリッジ２１単体を前方（以下、この説明において、図１における右側を前方、左側を後方とする。）から見た正面図、図３(b)は、図３(a)における現像カートリッジ２１のＡ−Ａで切断された状態を示す断面図である。図４は、トナーを充填するための後述するトナー充填口５１を有する現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示す斜視図である。

尚、本体ケーシング２は、その前方を開放するための開閉カバー４９が設けられている。開閉カバー４９は、本体ケーシング２の前壁に設けられ、その下端部を回動支点として、その上方部が、本体ケーシング２の前壁を閉鎖する閉鎖位置と、その閉鎖位置から回動して、略水平方向まで開放される開放位置とに開閉自在に設けられている。

＜給紙部の構成＞
給紙部４は、給紙カセット６、給紙ローラ７及びレジストローラ８を備えている。給紙カセット６は、用紙３を積層状に収容し、本体ケーシング２の下部に着脱自在に装着されており、水平方向前方に引き出し可能に設けられている。給紙ローラ７は、給紙カセット６の後方上側において、本体ケーシング２に回転自在に支持されている。また、レジストローラ８は、１対の駆動ローラ及び従動ローラとから構成されており、給紙ローラ７の上方において、本体ケーシング２に回転自在に支持されている。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナユニット９、プロセスユニット１０、中間転写ユニット１１、転写ローラ２４及び定着部１３などを備えている。以下、これらの各構成要素について詳しく説明する。

＜スキャナユニットの構成＞
スキャナユニット９は、本体ケーシング２内の上部に固定されており、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー１４、複数のレンズ１５及び１６、及び複数の反射鏡１７，１８及び１９を備えている。そして、このスキャナユニット９では、レーザ発光部から発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、ポリゴンミラー１４、レンズ１５、反射鏡１７、レンズ１６、反射鏡１８及び１９を介して通過あるいは反射させて、後述する感光ベルト機構部２２の感光ベルト３２の表面上に高速走査にて照射させている。

＜プロセスユニットの構成＞
プロセスユニット１０は、プロセス収容部材２０、４つの現像カートリッジ２１（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ），２１（Ｋ）、感光ベルト機構部２２及びスコロトロン型帯電器２３などを備えている。尚、本実施形態では、現像カートリッジ２１は４つある４色カラーレーザプリンタを用いて説明するが、６色カラーレーザプリンタ等のように、現像カートリッジ２１が６つなどでもよく、現像カートリッジ２１の個数は変更可能である。

プロセス収容部材２０は、給紙カセット６の上方において、本体ケーシング２に対して着脱可能に設けられており、複数の現像カートリッジ２１及び感光ベルト機構部２２を着脱自在に搭載するとともに、スコロトロン型帯電器２３を支持固定している。

４つの現像カートリッジ２１は、各色毎に、イエローの現像剤としてのトナーが収容されるイエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）、マゼンタの現像剤としてのトナーが収容されるマゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）、シアンの現像剤としてのトナーが収容されるシアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）、及びブラックの現像剤としてのトナーが収容されるブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）のそれぞれが、プロセス収容部材２０上において、上下方向において互いに所定の間隔を隔てて下から上に向かって順次配置されている。尚、各現像カートリッジ２１には、前方に突出する突部３７がそれぞれ形成されている。

そして、図１及び図２(a),(b)に示すように、各現像カートリッジ２１は、開閉カバー４９を開放した状態において、プロセス収容部材２０から水平方向前方に引き出し可能に構成されている。図２及び図４に示すように、現像カートリッジの両側面に設けられる突起部３８（片方のみ図示）と、プロセス収容部材２０の内側側面に設けられ、前記突起部３８を案内して各現像カートリッジ２１をプロセス収容部材２０対しスライド可能に支持するプロセス収容ガイド３５によって、各現像カートリッジ２１は、プロセス収容部材２０に対して水平方向に着脱自在とされている。

各現像カートリッジ２１は、それぞれ、収容部としてのトナー収容部２５、供給ローラ２６、現像ローラ２７、及び層圧規制ブレード２８、表示部としてのリブ３３などを備えている（図１〜３参照）。

図２(b)に示すように、リブ３３は、現像カートリッジ２１を正面から見て左右の側面のうち左側面に設けられており、イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）には３本、マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）には２本、シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）には１本設けられている。また、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）にはリブ３３は設けられていない。そして、プロセス収容部材２０には、イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）が収容される部分には３本の溝部３４が、マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）が収容される部分には２本の溝部３４が、シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）が収容される部分には１本の溝部３４が形成されており、各現像カートリッジ２１に設けられたリブ３３が溝部３４に嵌合する。また、プロセス収容部材２０のブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）が収容される部分には、溝部３４は形成されていない。

したがって、たとえばユーザが、溝部３４が１本形成されシアン現像カートリッジ２１（Ｃ）が収容されるべき部分に誤ってリブ３３が２本設けられたマゼンタ現像カートリッジ２１（Ｍ）を装着しようとしても、リブ３３の本数と溝部３４の本数とが等しくないので、装着することができない。故に、各色の現像カートリッジ２１をプロセス収容部材２０の収容されるべき部分に間違うことなく装着することができる。

トナー収容部２５に収容されるトナーは、正帯電性の非磁性１成分現像剤であり、懸濁重合法によって球状に形成したスチレン−アクリル系樹脂に、カーボンブラック等の周知の着色剤、及びニグロシン、トリフェニルメタン、４級アンモニウム塩等の荷電制御剤、または荷電制御樹脂を添加してなる平均粒径９μｍのトナー母粒子を有している。そして、上記トナーは、そのトナー母粒子の表面にシリカを外添剤として添加して構成されている。また、上記外添剤としてのシリカには、シランカップリング剤、シリコーンオイル等による周知の疎水化処理が施され、平均粒径が１０ｎｍで、その添加量はトナー母粒子の０．６重量％である。各現像カートリッジ２１（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ），２１（Ｋ）に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーが収容されている。

このように、トナーは懸濁重合法により極めて球状に近いものとなっており、しかも、平均粒径が１０ｎｍの疎水性処理したシリカを０．６重量％、外添剤として添加しているため、極めて流動性に優れている。そのため、摩擦帯電により十分な帯電量が得られる。更に、粉砕トナーのように角部が存在しないため、機械的な力を受け難く、電界に対する追従性に優れ、転写効率が良い。

尚、本実施形態では、懸濁重合法により製造された重合トナーを用いたが、他の重合法で製造された重合トナーを用いても良い。たとえば、水を媒体とし、この中に乳化剤または界面活性剤を溶解させ、これに水に不溶または溶解性の低いモノマーを加えて、水に可溶な開始剤（例：過硫酸カリウム、過酸化水素など）を用いて重合を行う乳化重合法、生成するポリマーが可溶な溶媒にモノマー及び開始剤（例：過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなど）を溶解させて、加熱して重合を行う溶液重合法、溶媒を用いないで、ビニルモノマーだけをそのまま、または少量の開始剤（例：過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなど）を加えて、加熱して重合を行う塊状重合法、及びモノマー及び開始剤（例：過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリルなど）が可溶で、生成するポリマーが溶解せず、膨潤し難い溶媒を使用して、加熱して重合を行う沈殿重合法などが挙げられる。

そして、トナー収容部２５内のトナーは、トナー収容部２５内に設けられるアジテータ３６（図３参照）の攪拌によって、次に述べる供給ローラ２６に向けて放出される。

トナー収容部２５の後方には、供給ローラ２６が回転可能に配設されており、また、供給ローラ２６の後方には、現像ローラ２７が回転可能に配設されている。供給ローラ２６は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラが被覆されている。また、現像ローラ２７は、金属製のローラ軸に、導電性の弾性部材からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ２７のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはＥＰＤＭゴムなどからなる弾性体のローラ部分と、そのローラ部分の表面に被覆される、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされる、コート層との２層構造によって形成されている。また、現像ローラ２７には、所定の現像バイアスが印加されている。尚、これら供給ローラ２６と現像ローラ２７とは、それぞれがある程度圧縮するような状態で互いに接触している。

また、現像ローラ２７の上側には、層圧規制ブレード２８が設けられている。層圧規制ブレード２８は、金属の板ばね部材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えており、ブレード本体の一端部が、現像ローラ２７の上方において現像カートリッジ２１に支持されるとともに、押圧部が、ブレード本体の弾性力によって現像ローラ２７の上側の表面を圧接するように、接触して対向配置されている。

そして、トナー収容部２５から放出されるトナーは、供給ローラ２６の回転により、現像ローラ２７に供給され、このとき、供給ローラ２６と現像ローラ２７との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ２７上に供給されたトナーは、現像ローラ２７の回転に伴って、層圧規制ブレード２８の押圧部と現像ローラ２７との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ２７上に担持される。

＜感光ベルト機構部の構成＞
感光ベルト機構部２２は、４つの現像カートリッジ２１の後方に対向配置され、最下位に位置するイエロー現像カートリッジ２１（Ｙ）と対向配置される第１感光ベルトローラ２９と、第１感光ベルトローラ２９の垂直方向上方で、最上位に位置するブラック現像カートリッジ２１（Ｋ）と対向配置される第２感光ベルトローラ３０と、第１感光ベルトローラ２９の斜め後側上方であって、第２感光ベルトローラ３０の斜め後側下方に配置される第３感光ベルトローラ３１と、これら第１感光ベルトローラ２９乃至第３感光ベルトローラ３１の間に巻回される感光ベルト３２とを備えている。

第１感光ベルトローラ２９乃至第３感光ベルトローラ３１は、プロセス収容部材２０内において、縦長の略三角形状に配置されており、それらの周りに感光ベルト３２が巻回されている。また、感光ベルト３２は、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂からなるエンドレスベルトからなり、その表面に有機感光層を備えている。

そして、図示しないモータからの動力により、第３感光ベルトローラ３１が回転駆動されるとともに、第１感光ベルトローラ２９及び第２感光ベルトローラ３０が従動することにより、感光ベルト３２が、第１感光ベルトローラ２９乃至第３感光ベルトローラ３１の間を反時計方向に周回移動される。

＜スコロトロン型帯電器の構成＞
スコロトロン型帯電器２３は、プロセス収容部材２０の後方上端部に支持固定されており、感光ベルト機構部２２の後方であって、第２感光ベルトローラ３０と第３感光ベルトローラ３１との間において、感光ベルト３２に接触しないように、所定の間隔を隔てて配置されている。このスコロトロン型帯電器２３は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ベルト３２の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

＜中間転写ユニットの構成＞
中間転写ユニット１１は、中間転写ベルト機構部３９などを備えている。

そして、中間転写ベルト機構部３９は、感光ベルト機構部２２の後方に配置されており、次に述べる転写ローラ２４に対向配置される第１中間転写ベルトローラ４０と、第１中間転写ベルトローラ４０の斜め前方上側に配置される第２中間転写ベルトローラ４１と、第２中間転写ベルトローラ４１の鉛直方向下側であって、第１中間転写ベルトローラ４０の斜め前方下側に配置される第３中間転写ベルトローラ４２と、第２中間転写ベルトローラ４１及び第３中間転写ベルトローラ４２の前方において所定の間隔を隔ててそれぞれ配置される２つのテンションローラ４３及び４４と、これら第１中間転写ベルトローラ４０乃至第３中間転写ベルトローラ４２及び２つのテンションローラ４３及び４４に巻回される、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂からなるエンドレスベルトである中間転写ベルト４５とを備えている。

第１中間転写ベルトローラ４０乃至第３中間転写ベルトローラ４２及び２つのテンションローラ４３及び４４は、略五角形状に配置されており、その周りに中間転写ベルト４５が巻回されている。この状態において、中間転写ベルト４５は、２つのテンションローラ４３及び４４の間において、感光ベルト３２と接触するように、感光ベルト３２を挟んで第１感光ベルトローラ２９と対向配置される。

そして、図示しないモータからの動力により、第１中間転写ベルトローラ４０が回転駆動されるとともに、第２中間転写ベルトローラ４１、第３中間転写ベルトローラ４２、２つのテンションローラ４３及び４４が従動することにより、中間転写ベルト４５が、第１中間転写ベルトローラ４０乃至第３中間転写ベルトローラ４２及び２つのテンションローラ４３及び４４の間を時計方向に周回移動される。

＜転写ローラの構成＞
転写ローラ２４は、中間転写ベルト機構部３９の後方において、本体ケーシング２に回転自在に支持されており、中間転写ベルト４５と接触するように、第１中間転写ベルトローラ４０と中間転写ベルト４５を挟んで対向配置され、中間転写ベルト４５に対して所定の転写バイアスが印加さえている。

＜定着部の構成＞
定着部１３は、本体ケーシング２内の上部に固定されており、中間転写ベルト機構部３９の上方に配置され、加熱ローラ４６と、加熱ローラ４６を押圧する加圧ローラ４７とを備えている。加熱ローラ４６は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、転写ローラ２４によって、用紙３上に転写されたカラー画像を、用紙３が加熱ローラ４６と加圧ローラ４７との間を通過する間に熱定着させるようにしている。

（画像形成動作例）
以上のような本実施形態のレーザプリンタ１において、印刷時の動作を、図１を参照して説明する。

給紙カセット６が装着された状態において、給紙カセット６の最上位にある用紙３は、給紙ローラ７の回転によって１枚毎に給紙され、次いで、レジストローラ８によって、所定のレジスト後に画像形成部５に搬送される。

一方、感光ベルト３２の表面は、スコロトロン型帯電器２３により一様に正帯電された後、スキャナユニット９からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像カートリッジ２１を前後に進退させる図示しない駆動機構によって、静電潜像が形成された感光ベルト３２に特定の現像カートリッジ２１の現像ローラ２７を選択的に接触させることにより、感光ベルト３２に、特定の現像カートリッジ２１に収容される単色の可視像が形成される。感光ベルト３２上に形成された単色の可視像は、次いで、中間転写ベルト４５と対向した時に、その中間転写ベルト４５において順次重ね合わされる。これによって、中間転写ベルト４５上にカラー画像が形成される。
そして、中間転写ベルト４５上に形成されたカラー画像は、用紙３が中間転写ベルト４５と転写ローラ２４との間を通る間に、用紙３に一括転写される。中間転写ベルト４５と転写ローラ２４との間でカラー画像を転写された用紙３は、定着部１３に搬送され、用紙３上にカラー画像が熱定着される。定着部１３においてカラー画像が熱定着された用紙３は、本体ケーシング２の上部に形成される排紙トレイ４８上に排紙される。

次に、使用済みの現像カートリッジ２１に新しいトナーを再充填し現像カートリッジ２１を再使用する現像カートリッジ２１のリフィル工程について、図５〜９を参照しながら説明する。図５は、現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー収容部２５内に残存したトナーを抜き取るための抜き取り機構６０を示す概略図である。図６は、実施形態における抜き取り機構６０によって現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー収容部２５内の残存トナーを抜き取る仕組みを表す概念図である。図７は、第１実施形態における、現像カートリッジ２１のリフィル工程を示すフローチャートである。図８は、判定工程の時に用いられる判定装置７０を示す概略図である。図９は、現像カートリッジ２１に再充填するトナーの色によって現像カートリッジ２１の搬送経路を切替える搬送経路切替え機構９０を示す概略図である。図１０は、現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー部収容部２５側面に設けられたリブ３３をカットする前後の２つの状態を示す斜視図である。

（現像カートリッジのリフィル工程で使用される装置の構成）
まず、現像カートリッジ２１のリフィル工程で使用される装置の構成について、図５、図８、及び図９を参照しながら説明する。リフィル工程で使用される装置は、後述するトナー抜き取り機構６０、後述する判定装置７０、及び、後述する搬送経路切替え機構９０などがある。

＜トナー抜き取り機構の構成＞
図５に示すように、残存トナーを抜き取るために使用されるトナー抜き取り機構６０は、吸い取りパイプ６１、コンプレッサ６５、及び吸引機構６６を備えている。吸い取りパイプ６１は、吸込口６２、吸い取りパイプ６１の側面に取付けられ先端が鉤爪状のエアホース６３、及びエアホース６３の先端に設けられたエア噴出口６４とを有している。コンプレッサ６５は、エアホース６３に接続され、エア圧５ｋｇｆ／ｍ^２でエアをエア噴出口６４から噴出させる。吸引機構６６は、吸い取りパイプ６１に接続され、吸込口６２からトナーを吸引するための吸引装置６７、吸引装置６７によって吸引したトナーを貯留するトナー貯留室６８、及び吸引装置６７によって吸引したトナーまたはトナー貯留室６８に貯留しているトナーが吸引装置６７に入らないよう、吸引空気中よりトナーを分離するためのフィルタ６９とを有している。

＜判定装置の構成＞
図８に示すように、判定装置７０は、現像カートリッジ２１の重量に基づき、現像カートリッジ２１のトナー収容部２５内に残存したトナーの重量を計量する量り７１、量り７１によって計量されたトナー収容部２５内に残存したトナーの重量の計量値と基準値７３とを比較する比較器７２、その比較器７２により駆動され、基準値以下であれば緑色に点灯される緑ランプ７４、及び、基準値より大きい場合に赤色に点灯される赤ランプ７５から構成されている。尚、本実施形態において、基準値７３の数値は、「１７」に設定されている。

＜搬送経路切替え装置の構成＞
図９に示すように、搬送経路切替え装置９０は、現像カートリッジ２１に元々充填されていたトナーの色によって搬送経路を切替える切替え装置９３、現像カートリッジ２１に設けられるリブ３３の本数を検出するセンサ９１、及び、センサ９１によって検出したリブ３３の本数に基づいて切替え装置９３に搬送経路を切替える指示を送出するＣＰＵ９２から構成されている。

（現像カートリッジのリフィル工程）
次に、現像カートリッジ２１の新しいトナーを再充填するリフィル工程について、図４〜９を参照しながら説明する。尚、本実施形態のレーザプリンタ１は、４つの現像カートリッジ２１を備えており、後述する判定工程で、現像カートリッジ２１に元々何色のトナーが充填されていたかが判定されるまでは、いずれの現像カートリッジ２１も同じ工程を辿るので、ここまでの工程については、イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）を例に挙げ、説明する。

まず、ユーザは、レーザプリンタ１前側の開閉カバー４９を開放し、トナーが少なくなった現像カートリッジ２１（Ｙ）の突部３７を掴んで水平方向に引き出し、レーザプリンタ１本体から取出す。取出した現像カートリッジ２１（Ｙ）は、リサイクルのために工場へ回収される。

＜抜き取り工程＞
回収された現像カートリッジ２１（Ｙ）に対し、トナー抜き取り機構６０を用いて、現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取る工程が行われる。まず、図４に示すように、現像カートリッジ２１（Ｙ）の側面にトナー充填口５１があるので、トナー充填口５１を塞いでいるキャップ５０を開栓する。そして、上述したトナー抜き取り機構６０の吸い取りパイプ６１が、図６に示すように、トナー充填口５１から現像カートリッジ２１内に挿入され、現像カートリッジ２１（Ｙ）がトナー充填口５１を上にして傾けられる。その後、コンプレッサ６５と吸引機構６６が駆動を開始し、エア圧５ｋｇｆ／ｍ^２でエア噴出口６４から噴出されるエアによって現像カートリッジ２１（Ｙ）内のトナー収容部２５内に付着しているトナーを３０秒間吹き飛ばし、吸込口６２からトナーを３０秒間吸い取る（Ｓ１）。尚、トナーを抜き取っている間、吸い取りパイプ６１を抜き差ししたりパイプ６１長手方向の軸を中心として回転したりして、エアを現像カートリッジ２１（Ｙ）内部のトナー収容部２５表面、供給ローラ２６、現像ローラ２７等全体に当てることにより、効率良くトナーを抜き取ることができる。

＜計量工程＞
次に、抜き取り工程（Ｓ１）でトナーを抜き取られた現像カートリッジ２１（Ｙ）に対し、判定装置７０の量り７１（図８参照）を用いて、リブ３３を含めた現像カートリッジ２１（Ｙ）の重量に基づき、現像カートリッジ２１（Ｙ）の残存トナーの重量が計量される（Ｓ２）。量り７１には、現像カートリッジ２１（Ｙ）の重量の設計値をマイナス値として予め設定されているので、現像カートリッジ２１（Ｙ）が量り７１に載せられ計量された計量値が、現像カートリッジ２１（Ｙ）の残存トナーの重量となる。現像カートリッジ２１の重量の設計値と製造時の実際の重量との公差は、１ｇ以内である。

尚、トナー収容部２５内に配置された機構部品としての供給ローラ２６、現像ローラ２７、層圧規制ブレード２８、及びアジテータ３６にも残存トナーが付着している可能性があるので、これら機構部品の重量も、量り７１によってトナー収容部２５とともに計量される。このようにすれば、現像カートリッジ２１（Ｙ）を分解する手間を省くことができる。また、機構部品も含めて計量することにより、再充填されるトナーに影響されない残存トナーの重量を正確に計量することが可能となる。したがって、現像カートリッジ２１（Ｙ）のトナー収容部２５を洗浄することなく良好な画像を得ることができる。

＜判定工程＞
計量工程（Ｓ２）で残存トナーの重量を計量された現像カートリッジ２１（Ｙ）に対し、残存トナーの重量が１７ｇ以下か否かが、判定工程における判定装置７０を用いて判定される（Ｓ３）。

現像カートリッジ２１（Ｙ）に残存したトナーの重量の計量値が基準値７３よりも大きい場合には、比較器７２から赤ランプ７５にランプを点灯させる信号が送出されて、赤ランプが点灯する。赤ランプ７５が赤色に点灯した場合、すなわち、残存トナーの重量が１７ｇより大きいと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）、再び抜き取り工程（Ｓ１）に戻り、現像カートリッジ２１（Ｙ）に残存したトナーが抜き取られ、現像カートリッジ２１（Ｙ）の重量に基づき計量工程（Ｓ２）で残存トナーの重量が計量される。これらの工程は、残存トナーの重量が１７ｇ以下になるまで繰り返される。
尚、判定材料に用いられる１７ｇという閾値は、実験により求めた。実験結果を、表１〜３に示す。表１は、感光ベルト３２の白ベタ部分（文字や画像を印字しない部分）を１０枚の用紙３に印字したときの官能を評価する、カブリ復帰試験を行った結果を示す表である。表２は、１枚印字直後の感光ベルト３２のカブリを測定した表である。表３は、残存トナー重量（ｇ）を横軸、カブリ基準値とカブリ測定値との差（ΔＹ）を縦軸にとったときのカブリ濃度を示すグラフである。

表１に示すように、感光ベルト３２の白ベタ部分（非印字部分）を１０枚の用紙３に印字したときの官能を評価する、カブリ復帰試験を行った。このように、黒点がなくなる印字枚数は、残存トナー重量が(1)１０．５ｇのときは２枚目から、(2)１６．６ｇのときは５枚目からであり、(3)２１．０ｇのときは７〜９枚目は黒点がなかったが、１０枚目は３つ以下の黒点が出現、(4)２３．４ｇのときは１０枚目まで全て黒点が４個以上ありカブリから復帰できなかった。

また、表２に示すように、１枚印字直後の感光ベルト３２のカブリを測定すると、残存トナー重量が(1)１０．５ｇのときは０．４、(2)１６．６ｇのときは０．４８、(3)２１．０ｇのときは３．８６、(4)２３．４のときは１３．１１となり、表３に示すように、カブリが高品質な画像を提供するための許容限度を表す赤線（ΔＹ＝１）よりも低くなるのは、残存トナー重量が(1)１０．５ｇのときと(2)１６．６ｇのときであった。

以上の実験結果から、白ベタ１０枚印字の官能評価の結果が「○（黒点がない）」または「△（黒点が４個未満）」となるときの残存トナーの重量が高品質な画像を得るために印字に影響を与えない重量であるとして、表１の(2)の試験の残存トナー重量１６．６ｇの小数点第一位以下を四捨五入し、上限を１７ｇと設定した。これにより、判定工程（Ｓ３）で条件を満たしているか否か画一的に判定でき、現像カートリッジ２１（Ｙ）が新たなトナーを再充填できる状態になったか否かを、正確に判断することが可能となる。尚、高品質な画像を得るために印字に影響を与えない残存トナーの重量の上限は、(1)１０．５ｇの残存トナー重量と(2)１６．６ｇの残存トナー重量との中間値１３．５５ｇの小数点第一位以下を四捨五入した値である、１４ｇであるのがより好ましい。

[表１]感光ベルト３２の白ベタ部分（非印字部分）を１０枚の用紙３に印字したときの官能を評価する、カブリ復帰試験を行った結果を示す表である。

[表２]１枚印字直後の感光ベルト３２のカブリを測定した表である。

[表３]残存トナー重量（ｇ）を横軸、カブリ基準値とカブリ測定値との差（ΔＹ）を縦軸にとったときのカブリ濃度を示すグラフである。

現像カートリッジ２１（Ｙ）に残存したトナーの重量の計量値が基準値７３以下である場合には、比較器７２から緑ランプ７４にランプを点灯させる信号が送出されて、緑ランプが点灯する。緑ランプ７４が緑色に点灯した場合、すなわち、残存トナーの重量が１７ｇ以下であると判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、現像カートリッジ２１（Ｙ）に元々何色のトナーが充填されていたかが判定される（Ｓ４）。前述したように、現像カートリッジ２１に元々充填されていたトナーの色によって現像カートリッジ２１に設けられているリブ３３の本数が異なっているので、リブ３３の本数を識別することができる。

＜充填工程＞
図７のフローチャートにおいて、充填工程（Ｓ５）以降では、４つの現像カートリッジ２１は、搬送経路切替え機構９０によって全て異なるフローを辿るので、４つの現像カートリッジ２１（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ），２１（Ｋ）それぞれの場合について、図７及び図９を参照しながら説明する。

判定工程（Ｓ４）で、センサ９１によって現像カートリッジ２１のリブ３３の本数が識別され、ＣＰＵ９２で現像カートリッジ２１は元々ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）としてブラックのトナーを充填されていたと判定されると（Ｓ４：Ｋ）、ＣＰＵ９２は判定結果を切替え装置９３に送出する。判定結果を受信した切替え装置９３は、搬送経路をブラックトナー充填経路９４（Ｋ）に切替える。そして、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）は、ブラックトナー充填経路９４（Ｋ）を搬送され、ブラックのトナーを再充填される（Ｓ５）。新たなブラックのトナーを再充填されたブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ６）、梱包出荷される（Ｓ７）。以上で、回収されたブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）のリフィル工程が終わる。

判定工程（Ｓ４）で、センサ９１によって現像カートリッジ２１のリブ３３の本数が識別され、ＣＰＵ９２で現像カートリッジ２１は元々シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）としてシアンのトナーを充填されていたと判定されると（Ｓ４：Ｃ）、ＣＰＵ９２は判定結果を切替え装置９３に送出する。判定結果を受信した切替え装置９３は、搬送経路をシアントナー充填経路９４（Ｃ）またはブラックトナー充填経路９４（Ｋ）に切替える。そして、シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）は、シアントナー充填経路９４（Ｃ）またはブラックトナー充填経路９４（Ｋ）を搬送され、シアンのトナー若しくはシアンよりも濃いブラックのトナーを再充填される（Ｓ８）。現像カートリッジ２１（Ｃ）に再充填された新たなトナーがシアンのトナーであれば、現像カートリッジ２１（Ｃ）に設けられた１本のリブ３３はそのまま残され（Ｓ９）、不具合がないか検査を経て（Ｓ１０）、現像カートリッジ２１（Ｃ）はシアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）として梱包出荷される（Ｓ１１）。一方、現像カートリッジ２１（Ｃ）に再充填された新たなトナーがブラックのトナーであれば、図１０に示すように、１本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｃ）は、リブ３３がない状態になる（Ｓ９）。そして、リブ３３を１本カットされた現像カートリッジ２１（Ｃ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１０）、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）として梱包出荷される（Ｓ１１）。以上で、回収されたシアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）のリフィル工程が終わる。

判定工程（Ｓ４）で、センサ９１によって現像カートリッジ２１のリブ３３の本数が識別され、ＣＰＵ９２で現像カートリッジ２１は元々マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）としてマゼンタのトナーを充填されていたと判定されると（Ｓ４：Ｍ）、ＣＰＵ９２は判定結果を切替え装置９３に送出する。判定結果を受信した切替え装置９３は、搬送経路をマゼンタトナー充填経路９４（Ｍ）、シアントナー充填経路９４（Ｃ）、ブラックトナー充填経路９４（Ｋ）のいずれか１つの充填工程に切替える。そして、マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）は、マゼンタトナー充填経路９４（Ｍ）、シアントナー充填経路９４（Ｃ）またはブラックトナー充填経路９４（Ｋ）を搬送され、マゼンタのトナー、マゼンタよりも濃いシアン、またはブラックのトナーのいずれか１色を再充填される（Ｓ１２）。現像カートリッジ２１（Ｍ）に再充填された新たなトナーがマゼンタのトナーであれば、現像カートリッジ２１（Ｍ）に設けられた２本のリブ３３は、そのまま残され（Ｓ１３）、不具合がないか検査を経て（Ｓ１４）、マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）として梱包出荷される（Ｓ１５）。一方、現像カートリッジ２１（Ｍ）に再充填された新たなトナーがシアンのトナーであれば、１本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｍ）は、リブ３３が１本設けられた状態になる（Ｓ１３）。そして、リブ３３を１本カットされた現像カートリッジ２１（Ｍ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１４）、シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）として梱包出荷される（Ｓ１５）。また、現像カートリッジ２１（Ｍ）に再充填された新たなトナーがブラックのトナーであれば、２本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｍ）は、リブ３３がない状態になる（Ｓ１３）。そして、リブ３３を２本カットされた現像カートリッジ２１（Ｍ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１４）、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）として梱包出荷される（Ｓ１５）。以上で、回収されたマゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）のリフィル工程が終わる。

判定工程（Ｓ４）で、センサ９１によって現像カートリッジ２１のリブ３３の本数が識別され、ＣＰＵ９２で現像カートリッジ２１は元々イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）としてイエローのトナーを充填されていたと判定されると（Ｓ４：Ｙ）、ＣＰＵ９２は判定結果を切替え装置９３に送出する。判定結果を受信した切替え装置９３は、搬送経路をイエロートナー充填経路９４（Ｙ）、マゼンタトナー充填経路９４（Ｍ）、シアントナー充填経路９４（Ｃ）、ブラックトナー充填経路９４（Ｋ）のいずれか１つの充填工程に切替える。そして、イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）は、イエロートナー充填経路９４（Ｙ）、マゼンタトナー充填経路９４（Ｍ）、シアントナー充填経路９４（Ｃ）またはブラックトナー充填経路９４（Ｋ）を搬送され、イエローのトナー、イエローよりも濃いマゼンタ、シアン、またはブラックのトナーのいずれか１色のトナーを再充填される（Ｓ１６）。現像カートリッジ２１（Ｙ）に再充填された新たなトナーがイエローのトナーであれば、現像カートリッジ２１（Ｙ）に設けられた３本のリブ３３は、そのまま残され（Ｓ１７）、不具合がないか検査を経て（Ｓ１８）、イエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）として梱包出荷される（Ｓ１９）。一方、現像カートリッジ２１（Ｙ）に再充填された新たなトナーがマゼンタのトナーであれば、１本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｙ）は、リブ３３が２本設けられた状態になる（Ｓ１７）。そして、リブ３３を１本カットされた現像カートリッジ２１（Ｙ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１８）、マゼンタの現像カートリッジ２１（Ｍ）として梱包出荷される（Ｓ１９）。現像カートリッジ２１（Ｙ）に再充填された新たなトナーがシアンのトナーであれば、２本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｙ）は、リブ３３が１本設けられた状態になる（Ｓ１７）。そして、リブ３３を２本カットされた現像カートリッジ２１（Ｙ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１８）、シアンの現像カートリッジ２１（Ｃ）として梱包出荷される（Ｓ１９）。また、現像カートリッジ２１（Ｙ）に再充填された新たなトナーがブラックのトナーであれば、３本のリブ３３がカットされ、現像カートリッジ２１（Ｙ）は、リブ３３がない状態になる（Ｓ１７）。そして、リブ３３を３本カットされた現像カートリッジ２１（Ｙ）は、不具合がないか検査を経て（Ｓ１８）、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）として梱包出荷される（Ｓ１９）。以上で、回収されたイエローの現像カートリッジ２１（Ｙ）のリフィル工程が終わる。

このように、トナー収容部２５内に残存している古いトナーが簡単に抜き取られた後、残存トナーの重量が所定値以下になったら、古いトナーと同色もしくはそれ以上の濃さの新しいトナーが再充填されることにすれば、機構部品としての供給ローラ２６、現像ローラ２７、層圧規制ブレード２８、及びアジテータ３６が内蔵されているために現像カートリッジ２１のトナー収容部２５内の構造が複雑で洗浄し難くなっていたとしても、トナー収容部２５内に残存したトナーが完全になくなるまで洗浄する必要がなくなり、時間や手間がかからない。しかも、元々現像カートリッジ２１内に残存していた古いトナーが、新しく再充填されたトナーに影響を及ぼすことがないので、再充填されたトナーの帯電量を維持することができ、良好な画質を得ることができる。さらに、重合トナーは極めて流動性に優れているため、残存トナーをより一層低減することができる。

尚、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）が搬送経路切替え機構９０に到達した場合、切替え装置９３は、搬送経路をブラックトナー充填経路９４（Ｋ）のみに切替えればよいが、ブラックの現像カートリッジ２１（Ｋ）以外の現像カートリッジ２１（Ｙ,Ｍ,Ｃ）が搬送経路切替え機構９０に到達した場合は、切替える搬送経路は複数の搬送経路の中から１つを選択しなければならない。即ち、再充填するトナーの色を１つだけ選択しなければならない。このとき、再充填するトナーの色を選択する方法としては、以下のような方法がある。

第１の方法として、通常は、元々現像カートリッジ２１に充填されていたトナーと同色のトナーを再充填し、再充填完了したトナーの色毎の現像カートリッジ２１のうち数量が所定量よりも少ない現像カートリッジ２１が存在する場合は、所定量よりも数量が少ない現像カートリッジ２１の色を再充填する方法がある。

第２の方法として、現像カートリッジ２１に再利用された回数を現像カートリッジ２１に表示させ、現像カートリッジ２１に元々充填されていたトナーと同色のトナーが２回再充填されたら、次回と次々回は前回充填されていたトナーの色よりも１ランク濃い色を再充填する方法がある。

第３の方法として、回収された各色の現像カートリッジ２１の数量の割合に基づき、リフィル工程を経て再出荷される各色の現像カートリッジ２１の数量の割合が均等に、または、多く使用される色の現像カートリッジ２１の数量の割合が大きくなるように、トナーを再充填する方法がある。

このようにトナー充填経路９４を搬送され、充填工程を経て出荷された現像カートリッジ２１は、再度レーザプリンタ１のプロセス収容部材２０に装着される。そして、レーザプリンタ１における印字によってトナーが消費された現像カートリッジ２１は、再度回収され、リフィル工程に回される。尚、多くの現像カートリッジ２１が回収されると想定されるので、現像カートリッジ２１は、各工程にベルトコンベアを用いて搬送されれば良い。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る、４つの現像カートリッジ２１（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ），２１（Ｋ）を備えたカラーレーザプリンタ１について、図１１を参照して具体的に説明する。尚、第１実施形態と対応する構成部分には同一の符号を付け、第１実施形態と重複する説明は省略することにする。図１１は、第２実施形態における、現像カートリッジ２１のリフィル工程を示すフローチャートである。

（現像カートリッジのリフィル工程）
第１実施形態の現像カートリッジ２１のリフィル工程では、抜き取り工程（Ｓ１）を経て計量工程（Ｓ２）が行われるのに対し、本実施形態の現像カートリッジ２１のリフィル工程では、計量工程が初めに行われる。

＜計量工程＞
まず、回収された現像カートリッジ２１に対し、現像カートリッジ２１の重量に基づき、現像カートリッジ２１内に残存しているトナーの重量が計量される（Ｓ１'）。

＜判定工程＞
計量工程（Ｓ１'）で計量された残存トナーの重量が１７ｇ以下か否かが、判定工程で判定される（Ｓ２'）。

＜抜き取り工程＞
残存トナーの重量が１７ｇより大きいと判定されると（Ｓ２'：ＮＯ）、現像カートリッジ２１内の残存トナーを抜き取る工程が行われる（Ｓ３'）。抜き取り工程（Ｓ３'）でトナーを抜き取られた現像カートリッジ２１に対し、再び計量工程（Ｓ１'）に戻って現像カートリッジ２１の重量に基づいて残存トナーの重量が計量される。残存トナーの重量が１７ｇ以下になるまで、これらの工程が繰り返される。

＜充填工程＞
残存トナーの重量が１７ｇ以下であると判定されると（Ｓ２'：ＹＥＳ）、第１実施形態と同様に、現像カートリッジ２１に元々何色のトナーが充填されていたかが判定される判定工程（Ｓ４）から現像カートリッジ２１を梱包出荷する作業（Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１５，Ｓ１９）までが行われる。

将来、現像カートリッジ２１内により残存しにくいトナーを用いたときに残存トナーの重量が概ね１７ｇ以下になるようならば、本実施形態のように、抜き取り工程を省き初めに計量工程が行われることで、現像カートリッジ２１のリフィルにかかる時間や手間を少なくすることができる。

〔変形例〕
以上、各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能である。

たとえば、本発明は、レーザプリンタ１のような構成だけに囚われない。上記実施形態のレーザプリンタ１では、複数の現像カートリッジ２１が縦に配置され、画像が感光ベルト３２に形成された後中間転写ベルト４５に転写され、最終的に用紙３に転写される構成となっており、ユーザはレーザプリンタ１の前面に設けられた開閉カバー４９を開放して、現像カートリッジ２１を水平方向に着脱していたが、図１２に示すようなレーザプリンタ１００では、４つの現像カートリッジ２１０（Ｙ），２１０（Ｍ），２１０（Ｃ），２１０（Ｋ））が横に配置され、画像が感光ドラム３２０に形成された後、直接用紙３００に転写される構成、所謂横型のダイレクトタンデムとなっており、レーザプリンタ１００を用いて、ユーザがレーザプリンタ１００の上面に設けられた開閉カバー４９０を開放して、現像カートリッジ２１を上下方向に着脱するようにしても、本発明の現像カートリッジのリフィル方法を適用することができる。

また、現像カートリッジ２１０内に内蔵される機構部品として、供給ローラ２６０、現像ローラ２７０等に加え、感光ドラム３２０が内蔵されても良い。

現像カートリッジ２１または２１０に充填されたトナーの色を識別するために、リブ３３を設けるとともに、図１０に示すようなリブ３３をカットする作業時に、新しく再充填したトナーの色を表すシールを貼付しても良い。このようにすれば、速やかにトナーの色を識別することができる。

現像カートリッジ２１または２１０に再充填する色についても、元々充填されていたトナーの色がマゼンタ若しくはシアンの一方であった場合には、ブラックのトナーを再充填するようにしても良い。マゼンタとシアンの濃さに微々たる差異しかないときに、元々充填されていたトナーの色がマゼンタ若しくはシアンの一方である現像カートリッジ２１に他方の色のトナーを再充填してしまうと、たとえ一方の色の残存トナーが１７ｇ以下であっても、他方の色のトナーがもう一方の色の残存トナーに影響され易く、再充填した他方のトナーが劣化してしまう虞が生じるが、上述したように、ブラックのトナーを再充填するようにすれば、上記の問題が生じるのを防止することができる。

さらに、抜き取り工程における現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取る方法についても、種々の改良変形が可能である。図１３は、現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取るためのトナー抜き取り機構６００を示す概略図である。図１４は、トナー抜き取り機構６００によって現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取る仕組みを表す概念図である。

図１３に示すように、トナー抜き取り機構６００は、吸い取りパイプ６１０、コンプレッサ６５０、及び吸引装置６７０を備えている。吸い取りパイプ６１０は、吸込口６２０、吸い取りパイプ６１０の側面に設けられ吸込口６２０よりも突出している一直線状のエアホース６３０、及びエアホース６３０の先端に設けられたエア噴出口６４０とを有している。第１実施形態と同様に、コンプレッサ６５０は、エアホース６３０に接続され、エアをエア噴出口６３０から噴出させる。吸引機構６６０は、トナーを吸込口６２０から吸引する吸引装置６７０、吸引装置６７０によって吸引されたトナーを貯留するトナー貯留室６８０、及び吸引装置６７０によって吸引されたトナーまたはトナー貯留室６８０に貯留しているトナーが吸引装置６７０に入らないよう、吸引空気中よりトナーを分離するためのフィルタ６９０とを有している。

以上のようなトナー抜き取り機構６００を用いて、現像カートリッジ２１内に残存したトナーが抜き取られる。まず、図４に示すように、キャップ５０を開栓する。そして、上述したトナー抜き取り機構６００の吸い取りパイプ６１０が、図１４に示すように、トナー充填口５１から現像カートリッジ２１内に挿入され、現像カートリッジ２１がトナー充填口５１を下にして傾けられる。その後、コンプレッサ６５０と吸引機構６６０が駆動を開始し、エア圧５ｋｇｆ／ｍ^２でエア噴出口６４から噴出されるエアで現像カートリッジ２１内のトナーを３０秒間吹き飛ばし、吸込口６２０からトナーを３０秒間吸い取る。尚、落下してきたトナーが吸込口６１０とトナー充填口５１との隙間から零れ落ちないようにするには、吸い取りパイプ６１０の現像カートリッジ２１内に挿入する側の先端部が、スポンジやゴムなどの弾性部材８００で形成されるか、若しくは、弾性部材８００で被覆されて、弾性部材８００がトナー充填口５１に栓をするようにすれば良い。

カラーレーザプリンタ１の実施形態を示す要部側断面図である。 (a)はカラーレーザプリンタ１に備えられた枠体としてのプロセス収容部材２０及びそれに収容されている現像カートリッジ２１を示す斜視図であり、(b)はプロセス収容部材２０から複数の現像カートリッジ２１を引き出した状態を示す斜視図である。 (a)は現像カートリッジ２１単体を前方から見た正面図であり、(b)は(a)における現像カートリッジ２１のＡ−Ａで切断された状態を示す断面図である。 トナーを充填するためのトナー充填口５１を有する現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）を示す斜視図である。 実施形態における現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー収容部２５内に残存したトナーを抜き取るための抜き取り機構６０を示す概略図である。 実施形態におけるトナー抜き取り機構６０によって現像カートリッジ２１（Ｙ）（Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー収容部２５内の残存トナーを抜き取る仕組みを表す概念図である。 第１実施形態における、現像カートリッジ２１のリフィル工程を示すフローチャートである。 判定工程の時に用いられる判定装置７０を示す概略図である。 現像カートリッジ２１に再充填するトナーの色によって現像カートリッジ２１の搬送経路を切替える搬送経路切替え機構９０を示す概略図である。 現像カートリッジ２１のトナー収容部２５側面に設けられたリブ３３をカットする前後の２つの状態を示す斜視図である。 第２実施形態における、現像カートリッジ２１のリフィル工程を示すフローチャートである。 変形例におけるカラーレーザプリンタ１００の要部側断面図である。 現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取るためのトナー抜き取り機構６００を示す概略図である。 トナー抜き取り機構６００によって現像カートリッジ２１内に残存したトナーを抜き取る仕組みを表す概念図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ（画像形成装置）
１０ プロセスユニット
２０ プロセス収容部材（枠体）
２１ 現像カートリッジ
２５ トナー収容部（収容部）
２６ 供給ローラ
２７ 現像ローラ
２８ 層圧規制ブレード
３３ リブ
３４ 溝部
３６ アジテータ
３７ 突部
４９ 開閉カバー
５０ キャップ
５１ トナー充填口
６０ トナー抜き取り機構
６１ 吸い取りパイプ
６５ コンプレッサ
６６ 吸引機構
７０ 判定装置
７１ 量り
７２ 比較器
７４ 緑ランプ
７５ 赤ランプ
９０ 搬送経路切替え機構
９１ センサ
９２ ＣＰＵ
９３ 切替え装置
９４ トナー充填経路
１００ レーザプリンタ（画像形成装置）
２１０ 現像カートリッジ
２６０ 供給ローラ
２７０ 現像ローラ
３２０ 感光ドラム
４９０ 開閉カバー
６００ トナー抜き取り機構
６１０ 吸い取りパイプ
６５０ コンプレッサ
６６０ 吸引機構
８００ 弾性部材

Claims (12)

1. 重合法で製造された現像剤を収容した収容部に、前記収容部内を洗浄することなく、前記元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の、重合法で製造された新たな現像剤を再充填することを特徴とする現像カートリッジのリフィル方法。
2. 現像剤を収容した収容部から残存している現像剤を抜き取る抜き取り工程と、
   前記抜き取り工程で抜き取った後の該現像カートリッジの重量に基づいて前記収容部に残存している現像剤の重量を計量する計量工程と、
   前記計量工程における計量値が所定値以下か否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程で前記計量値が所定値以下と判定された場合に、前記元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の新たな現像剤を前記収容部に再充填する充填工程と、から構成されたことを特徴とする現像カートリッジのリフィル方法。
3. 前記判定工程で前記計量値が所定値よりも大きいと判定された場合に、再度前記抜き取り工程から順に前記複数の工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の現像カートリッジのリフィル方法。
4. 現像剤が収容される該現像カートリッジの重量に基づいて前記収容部に残存している現像剤の重量を計量する計量工程と、
   前記計量工程における計量値が所定値以下か否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程で前記計量値が所定値以下と判定された場合に、前記元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の新たな現像剤を前記収容部に再充填する充填工程と、から構成されたことを特徴とする現像カートリッジのリフィル方法。
5. 前記判定工程で前記計量値が所定値よりも大きいと判定された場合に、前記収容部から残存している現像剤を抜き取る抜き取り工程をさらに有し、
   前記抜き取り工程で前記現像剤を抜き取った後、再度前記計量工程から順に前記複数の工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の現像カートリッジのリフィル方法。
6. 前記現像剤が重合法により製造されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の現像カートリッジのリフィル方法。
7. 前記計量工程は、前記収容部と前記収容部に配置された機構部品を含めた重量に基づいて前記収容部に残存している現像剤の重量を計量することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の現像カートリッジのリフィル方法。
8. 前記収容部は、前記収容部に収容する現像剤の色を表す表示部を備え、
   前記充填工程では、前記表示部に基づいて新たに再充填する現像剤の色を決定することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の現像カートリッジのリフィル方法。
9. 前記判定工程における所定値は、１７ｇであることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の現像カートリッジのリフィル方法。
10. 重合法により製造された現像剤が収容され、前記現像剤量が所定値以下になると、前記元の現像剤の色と同じもしくはそれ以上に濃い色の、重合法により製造された新たな現像剤が再充填される収容部と、
    前記収容部に再充填された現像剤の色に応じて個数が変わり、前記収容部に設けられ画像形成装置本体側の形状と合致するリブと、を備えたことを特徴とする現像カートリッジ。
11. 前記リブの数は、前記収容部に再充填された現像剤の色が濃くなるほど少なくなることを特徴とする請求項１０に記載の現像カートリッジ。
12. 請求項１０または１１に記載の現像カートリッジを複数着脱可能に備えた枠体と、
    前記枠体に設けられ、該複数の現像カートリッジの前記収容部にそれぞれ設けられた前記リブにそれぞれ合致する溝部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
    

Images