JP3503909B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
リ、プリンターなどの画像形成装置に係り、詳しくは、
像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
と、互いに異なる現像剤を用いる複数の現像器を有し、
各現像器を該像担持体と対向する現像位置に移動させて
該潜像を顕像化する現像ユニットと、該現像ユニットの
対応する現像器に補給するトナーを収容し、該対応する
現像器と一体移動する着脱自在の複数のトナー容器とを
備えた画像形成装置に関するものである。
担持体上に形成した潜像を、互いに異なる現像剤を用い
る複数の現像器を有する現像ユニットを駆動し、各現像
器を像担持体と対向する現像位置に移動させて該潜像を
顕像化するものが知られている。この画像形成装置にお
いて、所望の現像器を像担持体と対向する現像位置に移
動させるために、前もって各現像器が所定のホーム位置
に装着されているかどうか検知して確認しておく必要が
ある。また、各現像器には一定の寿命を有しているた
め、この寿命を何らかの方法で検知し、各現像器の交換
時期を知ることが安定した現像動作を行う上で望まし
い。
現像ユニットの対応する現像器に補給するトナーを収容
し、該対応する現像器と一体移動する着脱自在の複数の
トナー容器を設けてもよい。この構成の場合には、トナ
ー容器のトナーエンドを検知してユーザに知らせたり、
トナー容器未装着で動作させた場合のトナー飛散を防止
するためにトナー容器の装着の有無を検知したりする必
要性がでてくる。
ナーの残量を検知するために、現像剤容器の撹拌・搬送
手段が摺擦する部位に光透過性の透明部材を配設し、該
透明部材を通過する光を検知するものは知られている
(例えば、特開平1−316765号公報参照)。
1−316765号公報で提案されているような現像装
置に用いられている光学的な検知装置を、前述の複数の
現像器やトナー容器を備えた画像形成装置に採用した場
合には、各現像器及び各トナー容器ごとに検知装置を設
ける必要がでてくるため、装置の小型化及び低コスト化
を図ることが難しい。このような問題点は、現像装置内
のトナー残量検知すなわち各トナー容器のトナーエンド
の検知に限らず、各トナー容器の装着の有無検知、各現
像器が所定のホーム位置に装着されているか否かを検知
するホーム位置検知、及び各現像器の交換時期検知を行
う際にも生じるものである。
及びトナー容器に対する複数の検知を一つの光学的検知
装置で行うことにより、装置構成を簡便にし、装置の小
型化及び低コスト化を図ることができる画像形成装置を
提供することを目的とする。
に、 請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体に潜像
を形成する潜像形成手段と、互いに異なる現像剤を用い
る複数の現像器が回転中心軸の周りに配置され、各現像
器を該像担持体と対向する現像位置に移動させて該潜像
を顕像化する回転型の現像ユニットと、該現像ユニット
の対応する現像器のトナーホッパ部に補給するトナーを
収容し、該対応する現像器と一体移動する着脱自在の複
数のトナー容器とを備えた画像形成装置において、該複
数の現像器のトナーホッパ部のそれぞれが、互いに異な
る種類の検知を行うための複数の異なる被検知部を有す
るとともに、該複数のトナー容器のそれぞれが、トナー
容器の装着の有無検知用の被検知部を有し、該複数のト
ナーホッパ部における被検知部と該複数のトナー容器に
おける被検知部とを、該現像ユニットの回転中心軸を中
心とした同心円に沿った異なる位置に設け、該被検知部
に対して光を発する発光部と該被検知部からの透過光又
は反射光を受ける受光部とを有する光学的検知装置を、
該現像ユニットの回転駆動によって各被検知部が通過す
る同心円の通過軌跡上の検知位置に対向するように固定
配置したことを特徴とするものである。
装置において、上記トナー容器の交換位置で、上記光学
的検知装置の検知位置と上記トナー容器の装着の有無検
知用の被検知部とが対向することを特徴とするものであ
る。
装置において、上記各トナーホッパ部における複数の被
検知部の一つが、各現像器の交換時期の検知を行うため
の被検知部であり、上記トナー容器の1回の着脱動作に
伴って可動部材が所定の移動量だけ移動する着脱回数計
数機構を該現像器に設け、該トナー容器の着脱回数が所
定回数になったときにのみ上記光学的検知装置の検知位
置に対向するように、該交換時期検知用の被検知部を該
可動部材に設けたことを特徴とするものである。
ットを回転駆動することにより、複数の現像器のトナー
ホッパ部及びトナー容器のそれぞれに設けた互いに異な
る種類の検知を行うための複数の異なる被検知部が、光
学的検知装置の検知位置を通過するため、複数の被検知
部を光学的検知装置一つで検知できる。
記トナー容器の交換位置で、上記光学的検知装置の検知
位置と該トナー容器の装着の有無検知用の被検知部が対
向するため、各トナー容器の交換の際に、トナー容器の
装着の有無を確実に検知できる。
記トナー容器を交換するたびに、上記現像器に設けた着
脱回数計数機構の可動部材が所定の移動量だけ移動し、
該トナー容器の着脱回数が所定回数になったときに、上
記光学的検知装置で該可動部材に設けた現像器の交換時
期検知用の被検知部を検知することにより、現像器の交
換時期すなわち寿命を判断できる。
ープリンタ(以下「プリンタ」という)に適用した一実
施例について説明する。図1は、本実施例に係るプリン
タの概略構成図である。図1のプリンタにおいて、像担
持体としての可撓性の感光体ベルト1は回動ローラ2,
3の間に架設され、この回動ローラの回転により矢印A
の時計方向に駆動される。また、この2つの回動ローラ
の一方の回動ローラ3による感光体ベルト1の支持部分
には、潜像形成手段の一部としての帯電ローラ4及び感
光体用クリーニング装置6が配設され、同じく潜像形成
手段の一部としてのレーザ光学装置5からのレーザビー
ムLが照射するようになっている。上記レーザ光学装置
5は、上面にスリット状の露光用開口部を有する保持ケ
ース5aに図示しないレーザ光源、駆動モータ5bで回
転駆動されたポリゴンミラー5c、f−θレンズ5d、
ミラー5e等が納められ、装置本体に組み込まれてい
る。このレーザ光学装置5としては図示のもののほか
に、光源と収束性光伝送体を一体構成したものを用いる
こともできる。
ルト1の張架部には、複数の現像器を有する回転型の現
像ユニット7が配設されている。この現像ユニット7の
複数の現像器8Y,8M,8C,8Kは、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、黒色のトナーを含む現像剤をそれぞれ
収容するもので、所定の現像位置で感光体ベルト1と近
接又は接触する現像剤担持体としての現像スリーブを備
え、感光体ベルト1上の潜像を非接触現像又は接触現像
法により顕像化する機能を有している。
される中間転写体としての中間転写ベルト9は回動ロー
ラ10,11の間に架設され、この回動ローラの回転に
より矢印Bの反時計方向に駆動される。感光体ベルト1
と中間転写ベルト9は上記回動ローラ2による支持部分
で接触しており、感光体ベルト1上の第1回目の顕像が
中間転写ベルト内に設けられたバイアスローラ12によ
り中間転写ベルト9上に転写される。そして、同じよう
な転写プロセスを反復することにより、感光体ベルト1
上に形成される第2回目の顕像、第3回目の顕像及び第
4回目の顕像が中間転写ベルト9上にそれぞれ重ねられ
て位置ズレを生じないように転写される。
写材としての転写紙に転写する転写手段としての転写ロ
ーラ13が、中間転写ベルト9に接離するように設けら
れている。また、中間転写ベルト9の回動ローラ10に
よる支持部分には中間転写ベルト9の表面をクリーニン
グするクリーニング装置14が配設されている。このク
リーニング装置14のブレード14aは、画像形成中に
は中間転写ベルト9の表面から離間した位置に保たれ、
顕像転写後のクリーニング時のみ図示のごとく中間転写
ベルト9の表面に圧接される。
ルト9はそれぞれシームレスのベルト材で構成されてい
る。
次のように行われる。まず、プリンタとは別体の画像読
み取り装置において、原稿のオリジナル画像をカラー画
像データ入力部の撮像素子が走査して読み取り、その読
み取ったデータを画像データ処理部に送って演算処理し
て画像データを作成し、一旦画像メモリに格納する。そ
して、プリント動作開始時に、画像メモリ内の画像デー
タが取り出されて、本実施例に係るプリンタに送られ
る。このプリンタのレーザ光学装置5では、図示しない
半導体レーザで発生したレーザビームが駆動モータ5b
で回転駆動されたポリゴンミラー54cで回転走査さ
れ、f−θレンズ5dを経て、ミラー5eにより光路を
曲げられて、予め除電ランプ15で除電され帯電ローラ
4で一様に帯電された感光体ベルト1の周面上に露光さ
れ、静電潜像が形成される。
望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、黒
に色分解したときの単色の画像パターンである。感光体
ベルト1上に異なるタイミングで形成された各々の静電
潜像は、現像ユニット7を適宜回転駆動して各色の現像
器8Y,8M,8C,8Kによって現像され、顕色化及
び単色化されて単色画像が形成される。感光体ベルト1
上に形成された各単色画像は、感光体ベルト1に接触し
ながら反時計回りに回転する中間転写ベルト9上に転写
され、順次重ね合わされる。中間転写ベルト9上に重ね
合わせられたイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の顕像
は、給紙台16から給紙ローラ17、レジストローラ1
8を経て転写部に転写されてきた転写紙19に転写ロー
ラ13により一括転写される。この転写が終了した後、
転写紙19は定着装置20で定着されてフルカラー画像
が完成する。
る現像ユニット7の斜視図である。この現像ユニット7
は、回転中心軸Oを中心に回転自在に設けられ、図示を
省略した駆動機構により矢印C方向に回転される。この
現像ユニット7の回転により、感光体ベルト1に対向す
る現像位置に各現像器8Y,8M,8C,8Kを移動さ
せることができる。また、各色のトナーが収容されたト
ナー容器としてのトナーカートリッジ21Y,21M,
21C,21Kが、各現像器8Y,8M,8C,8Kの
トナーホッパ部81Y,81M,81C,81Kに連結
され、現像ユニット7の回転駆動によって現像器と一体
移動するようになっている。また、各トナーカートリッ
ジは、それぞれ独立して現像ユニット7から着脱できる
ようになっている。
学検知装置としての反射型のフォトインタラプタ22
が、現像ユニット7手前側のトナーホッパ部81及びト
ナーカートリッジ21の端面に設けられた後述の被検知
部に対向し、且つ上記回転中心軸Oから所定距離だけ離
れた位置に配設されている。このフォトインタラプタ2
2は、LED等からなる発光部と、フォトトランジスタ
等からなる受光部とにより構成され、上記トナーホッパ
部81又はトナーカートリッジ21に対して光を照射
し、そこからの反射光を検知することにより、トナーカ
ートリッジ21の装着の有無検知、トナーカートリッジ
21のトナーエンド検知、現像器8のホーム位置検知、
及び現像器8の交換時期検知を行っている。
2で検知する複数の被検知部KS1〜KS4,YS1〜
YS4,MS1〜MS4,CS1〜CS4の位置を示し
ている。この複数の被検知部は、現像ユニット7の回転
中心軸Oに垂直なトナーホッパ部81及びトナーカート
リッジ21の側面の該回転中心軸0を中心とした同心円
Dに沿った異なる位置に設けられている。また、図中の
被検知部KS1,YS1,MS1,CS1はトナーカー
トリッジ21の装着の有無検知用であり、被検知部KS
2,YS2,MS2,CS2はトナーカートリッジ21
のトナーエンド検知用であり、被検知部KS3,YS
3,MS3,CS3は現像器8の交換時期検知用であ
り、被検知部KS4,YS4,MS4,CS4は現像器
8のホーム位置検知用である。
は、黒塗装を施したり、表面粗し加工を施したりするこ
とによって光を反射しにくくなっているが、トナーカー
トリッジ21の装着の有無検知用の被検知部KS1,Y
S1,MS1,CS1の部分だけ、鏡面塗装を施した
り、表面粗し加工をしないことによって光を反射しやす
くなっている。そして、各トナーカートリッジ21Y,
21M,21C,21Kの交換時の現像ユニット7の回
転位置で、それぞれ対応する被検知部KS1,YS1,
MS1,CS1が、フォトインタラプタ22の検知位置
に対向するようになっている。
図である。このトナーホッパ部81はトナーカートリッ
ジ21から供給されるトナーを受け入れるためのトナー
受け口81aと、手前側面にフォトインタラプタ22の
入出力光が通る透明窓81bと、内部に取り付けられた
該入力光を反射するための反射板81cを備えている。
この透明窓81b及び反射板81cにより上記トナーエ
ンド検知用の各被検知部KS2,YS2,MS2,CS
2を構成している。通常は、トナーホッパ部81にトナ
ーが満たされているため、フォトインタラプタ22から
の光は反射板81cに届かず検知されないが、トナーが
なくなってくると次第に透明窓81bと反射板81cと
の間の光の障害物となるトナーがなくなってくるためフ
ォトインタラプタ22は光を検知し、トナーエンドを検
知できる。
明図であり、図6はトナーカートリッジ21の着脱回数
計数機構の動作の説明図である。図5に示すように、ト
ナーカートリッジ21はトナーホッパ部81の上辺に沿
って装着される。そして、図6(a)に示すように、ト
ナーカートリッジ21には、アームストッパ23に支え
られたアーム24が取り付けられている。このアーム2
4は軸24aを中心に揺動可能であり、反時計方向に付
勢されている。また、現像器8側には所定の形状の歯が
形成された可動部材としてのラチェット板25が取り付
けられている。このラチェット板25は、軸25aを中
心に回動自在に軸支されているが、逆転防止部材26に
より、時計方向の回転が抑制されている。図6(a)〜
(c)に示すトナーカートリッジ21の矢印E方向の装
着動作の際には、ラチェット板25の歯をアーム24で
押すため、ラチェット板25が反時計方向に所定角度だ
け回転する。一方、図6(d)に示すトナーカートリッ
ジ21の矢印F方向の取り外しの際には、アーム24は
ラチェット板25の歯に沿って上下動するが、ラチェッ
ト板25は逆転防止部材26により抑制されているため
回転しない。
そトナーカートリッジを4回分使いきった時期なので、
図6(e)に示すようにラチェット板25がトナーカー
トリッジ21の装着を4回行った以上は回転しないよう
に、ラチェット板25の歯が形成されている。このラチ
ェット板25の手前側面には、マーク25bがプリント
されており、4回目のトナーカートリッジの交換のとき
にマーク25bが上記現像器8の交換時期検知用の被検
知部KS3,YS3,MS3,CS3の位置に現れるよ
うになっている。また、このマーク25bは銀色又は白
色で、それ以外のラチェット板25の側面は黒色になっ
ている。従って、上記被検知部KS3,YS3,MS
3,CS3の位置をフォトインタラプタ22で検知する
ことにより、現像器8の交換時期、すなわち現像器8が
寿命に達しているか否かを検知できる。本実施例では、
上記フォトインタラプタ22がマーク25bを検知した
時点で、現像器8の交換時期である旨を図示しない表示
装置に表示するように制御している。
ナーホッパ部81に設けた現像器8のホーム位置検知用
の被検知部KS4,YS4,MS4,CS4のコードを
示している。図中のハッチングしている部分が反射状態
であり、他の白い部分が非反射状態であり、色ごとにコ
ードを変えて色情報を含むようにしている。例えば、黒
トナーの被検知部KS4の場合は全面が反射状態であ
り、シアントナーの被検知部CS4は全面のうち1カ所
非反射状態である。そして、例えば、角度θ4〜θ5の
間にわたってフォトインタラプタ22が光の反射を検知
し続けた場合は被検知部KS4を検知したと判断する。
また、角度θ4〜θ5の間にわたってフォトインタラプ
タ22が1カ所に非反射状態を検知した場合には、被検
知部CS4を検知したと判断する。
ス動作終了時の現像ユニット7の回転位置(図3の回転
位置)では、黒トナーのトナーカートリッジ21Kの被
検知部KS1がフォトインタラプタ22の検知位置に対
向するようになっているため、画像形成シーケンス動作
開始時には、常に黒トナーのトナーカートリッジ21K
が装着されているかどうかを確認できる。
2−θ1だけ回転したときのフォトインタラプタ22の
検知位置には、黒トナーのトナーカートリッジ21Kの
トナーエンド検知用の被検知部KS2が対向する。更に
現像ユニット7をθ3−θ2だけ回転したときのフォト
インタラプタ22の検知位置には、上記現像器8の交換
時期検知用の被検知部KS3が対向する。更に、現像ユ
ニット7がθ4−θ3だけ回転したときのフォトインタ
ラプタ22の検知位置には、現像器8のホーム位置検知
用の被検知部KS4が対向する。この被検知部KS4で
はは色情報をコードとして有しているため、現像ユニッ
ト7を角度θ4からθ5まで回転させながらフォトイン
タラプタ22で検知することにより、色情報コードを判
別することになる。
チャートである。プリンタの電源立ち上げ時又はリセッ
ト時に状態検知をスタートし、ステップ1で現像ユニッ
ト7を時計方向に回転して黒現像器のH.P.を検知す
る。黒現像器のH.P.は、前述のように現像ユニット
7の回転角度θ4〜θ5の間に被検知部KS4を検知し
て判断する。次に、ステップ2〜5でシアン、マゼン
タ、イエロー、黒の各色の現像器8及びトナーカートリ
ッジ21に関係した部分の状態検知を行う。そして、最
後のステップ6で現像ユニット7を角度θ5の位置から
θ1の位置まで戻して終了する。
である。なお、各色の検知位置関係はそれぞれ角度90
度ずれているだけなので、以下の説明ではシアンに関す
る検知を例に挙げ、他の色に関する検知は同様とする。
まず、ステップ1で現像ユニット7を角度θ5〜θ6ま
で回転し、ステップ2で被検知部CS1を検知し、トナ
ーカートリッジ21Cの装着の有無検知を行う。ここ
で、トナーカートリッジ21Cの有無検知の結果、OK
ならば次の検知を行い、NGであればステップ3でシア
ントナーカートリッジ21C無しの表示を行う。
θ1〜θ2に回転し、ステップ5で被検知部CS2を検
知し、トナーカートリッジ21Cのトナーエンド検知を
行う。ここで、トナーエンド検知の結果、OKならば次
の検知を行い、NGであればステップ6でシアントナー
エンドの表示を行う。
θ2〜θ3に回転し、ステップ8で被検知部CS3を検
知し、現像器8Cの交換時期を検出する寿命検知を行
う。ここで、現像器8Cの寿命検知の結果、OKならば
次の検知を行い、NGであればステップ9でシアン現像
器8Cの交換時期の表示を行う。
度θ3からθ4まで回転し、ステップ11で現像ユニッ
ト7を角度θ4〜θ5まで回転して被検知部CS4の色
情報コードを読み取って現像器8Cのホーム位置を検知
する。ここで、現像器8Cのホーム位置検知の結果、色
が合っているか否か、すなわちシアンであるか否かを判
断し、色が合っていれば終了し、合っていなければステ
ップ13で現像器の誤挿入の表示を行って終了する。
ユニットを回転駆動することにより、複数の現像器のト
ナーホッパ部のそれぞれに設けた互いに異なる種類の検
知を行うための複数の異なる被検知部だけでなく、複数
のトナー容器のそれぞれに設けたトナー容器の装着の有
無検知用の被検知部を、光学的検知装置一つで検知でき
るので、上記各検知ごとに検知装置を設けた場合に比較
して、装置構成を簡便にし、装置の小型化及び低コスト
化を図ることができるという効果がある。
トナー容器の交換位置で、上記光学的検知装置の検知位
置と該トナー容器の装着の有無検知用の被検知部が対向
するため、各トナー容器の交換の際に、トナー容器の装
着の有無を確実に検知できるので、トナー容器を装着し
てから現像ユニットの所定の動作をさせた後にトナー容
器の装着の有無を検知するようなものに比較して、トナ
ー容器の装着時から現像ユニットの所定動作後までのト
ナー容器の装着忘れによるトナー飛散を未然に回避でき
るという効果がある。
トナー容器を交換するたびに、上記現像器に設けた着脱
回数計数機構の可動部材が所定の移動量だけ移動し、該
トナー容器の着脱回数が所定回数になったときに、上記
光学的検知装置で該可動部材に設けた現像器の交換時期
検知用の被検知部を検知するという簡便な構成で、現像
器の交換時期すなわち寿命を判断できるという効果があ
る。
の説明図。
ーカートリッジの装着回数計数機構の動作の説明図。
ホーム位置検知用の被検知部の説明図。
ト。
Claims (3)
- 【請求項1】像担持体と、該像担持体に潜像を形成する
潜像形成手段と、互いに異なる現像剤を用いる複数の現
像器が回転中心軸の周りに配置され、各現像器を該像担
持体と対向する現像位置に移動させて該潜像を顕像化す
る回転型の現像ユニットと、該現像ユニットの対応する
現像器のトナーホッパ部に補給するトナーを収容し、該
対応する現像器と一体移動する着脱自在の複数のトナー
容器とを備えた画像形成装置において、 該複数の現像器のトナーホッパ部のそれぞれが、互いに
異なる種類の検知を行うための複数の異なる被検知部を
有するとともに、該複数のトナー容器のそれぞれが、ト
ナー容器の装着の有無検知用の被検知部を有し、 該複数のトナーホッパ部における被検知部と該複数のト
ナー容器における被検知部とを、該現像ユニットの回転
中心軸を中心とした同心円に沿った異なる位置に設け、 該被検知部に対して光を発する発光部と該被検知部から
の透過光又は反射光を受ける受光部とを有する光学的検
知装置を、該現像ユニットの回転駆動によって各被検知
部が通過する同心円の通過軌跡上の検知位置に対向する
ように固定配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】上記トナー容器の交換位置で、上記光学的
検知装置の検知位置と上記トナー容器の装着の有無検知
用の被検知部とが対向することを特徴とする請求項1の
画像形成装置。 - 【請求項3】上記各トナーホッパ部における複数の被検
知部の一つが、各現像器の交換時期の検知を行うための
被検知部であり、 上記トナー容器の1回の着脱動作に伴って可動部材が所
定の移動量だけ移動する着脱回数計数機構を該現像器に
設け、 該トナー容器の着脱回数が所定回数になったときにのみ
上記光学的検知装置の検知位置に対向するように、該交
換時期検知用の被検知部を該可動部材に設けたことを特
徴とする請求項1の画像形成装置。
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