JP3752950B2 - 現像剤カートリッジおよびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式等を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置で使用される現像剤カートリッジと前記現像剤カートリッジが着脱可能に装着される現像器および像担持体を有するプロセスカートリッジとに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、前記種類のプロセスカートリッジとしては次の技術(J01)が知られている。
(J01)実開平4−133263号公報記載の技術
この公報には現像剤補給用の現像剤カートリッジを、円筒型の外筒と前記外筒内に回転可能に挿入された内筒とにより2重構造とし、外筒の現像補給口と内筒の現像剤補給口とを円周方向にずれた位置および円周方向の同一位置の間で回転移動可能に構成したものが記載されている。前記外筒および内筒の現像剤補給口が円周方向にずれた位置にあるときには現像剤カートリッジ内の現像剤は外部に流出することはなく、円周方向の同一位置にあるときに現像剤の補給が可能となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
(前記(J01)の問題点)
前記(J01)の技術では、現像容器に現像剤カートリッジを装着して、現像剤カートリッジの外筒および内筒の現像剤補給口を円周方向の同一位置に配置した状態では、現像剤補給口付近で現像容器と現像剤カートリッジとの隙間から現像剤がこぼれて、現像容器および現像剤カートリッジが汚れるという問題点があった。
【0004】
また従来、像担持体および前記像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像器を有するプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体とにより構成した画像形成装置が知られており、そのような画像形成装置において、前記現像器が現像剤カートリッジ装着部を有する現像容器と前記カートリッジ装着部に着脱可能な現像剤カートリッジとにより構成されたもの(特開平8−286485号公報参照)が知られている。
前記画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジが、プロセスカートリッジに着脱可能な現像剤カートリッジを使用している場合、一般に、プロセスカートリッジの像担持体の寿命は現像剤カートリッジの寿命よりも長い。このため、現像剤カーリトッジを何度か交換してから、像担持体の寿命が尽きる。像担持体の寿命が尽きた場合にはプロセスカートリッジを交換する必要がある。
【0005】
前記プロセスカートリッジの寿命が尽きた時期にプロセスカートリッジを交換した場合、使用済のプロセスカートリッジに装着されていた現像剤カートリッジが無駄になるという問題点がある。
前記使用済のプロセスカートリッジに装着されていた現像剤カートリッジの交換時期からの経過時間が少ないときに、プロセスカートリッジの交換を行った場合には、使用済の現像剤カートリッジに残っている現像剤量が多いために、無駄が多くなる。
使用済のプロセスカートリッジに装着されていた現像剤カートリッジの現像剤残量が分かれば、現像剤残量の多い現像剤カートリッジは保管しておいて、再使用することにより無駄を少なくすることができる。
【0006】
本発明は前述の事情に鑑み下記(O01)〜(O02)の記載内容を課題とする。
(O01)現像容器に設けた現像剤カートリッジ装着部に着脱可能な現像剤カートリッジの現像剤補給口付近において、現像容器と現像剤カートリッジとの隙間からの現像剤のこぼれが発生するのを防止すること。
(O02)現像剤カートリッジの現像剤残量が分かるようにすること。
【0007】
【課題を解決するための手段】
次に、本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0008】
(第1発明)
前記課題を解決するために、本出願の第1発明の現像剤カートリッジは、下記の構成要件(A01)〜(A03)を備えたことを特徴とする。
(A01)円筒状の外側面に外側現像剤補給口(K1b)が形成された外筒(K1)、
(A02)内部に現像剤を収容し且つ円筒状の外側面に内側現像剤補給口(K2a)が形成され且つ前記外筒(K1)の内側で回転可能に装着されるとともに、前記内側現像剤補給口(K2a)が前記外側現像剤補給口(K1b)と連通する連通位置と前記外側現像剤補給口(K1b)から離れた遮断位置との間で回転可能な内筒(K2)、
(A03)前記内筒(K2)の下端縁の外側面にのみ固定されるとともに、前記内筒(K2)が前記遮断位置にあるときには内筒(K2)と外筒(K1)との間に配置され且つ前記連通位置にあるときには前記外側現像剤補給口(K1b)の下端縁を被覆するように突出する補給口下端被覆シート(Sa)。
【0009】
前記第1発明の現像剤カートリッジ(K)において、現像剤カートリッジ(K)の現像剤の使用量を記憶する現像剤使用量記憶部材(Me)を設けることが可能である。なお、前記現像剤の使用量の記憶は、現像剤使用量そのものを記憶したり、新しい現像剤カートリッジ(K)の現像剤の総量(新しい現像剤カートリッジの現像剤使用可能量)から実際の現像剤使用量を差し引いた値(現像剤カートリッジの寿命までの現像剤の残量)を記憶したりすることが可能である。
【0010】
(第1発明の作用)
前述の特徴を備えた本出願の第1発明の現像剤カートリッジでは、内筒(K2)は、その内部に現像剤を収容し且つ円筒状の外側面に内側現像剤補給口(K2a)が形成されるとともに、前記内側現像剤補給口(K2a)が前記外側現像剤補給口(K1b)と連通する連通位置と前記外側現像剤補給口(K1b)から離れた遮断位置との間で外筒(K1)の内側において回転可能に装着されている。前記現像剤補給口(K1b,K2a)が遮断位置に配置されているとき、現像剤カートリッジ(K)内の現像剤は現像剤補給口(K1b,K2a)から流出することはない。
補給口下端被覆シート(Sa)は、前記内筒(K2)の下端縁の外側面にのみ固定されるとともに、前記内筒(K2)が前記遮断位置にあるときには内筒(K2)と外筒(K1)との間に配置され且つ前記連通位置にあるときには前記外側現像剤補給口(K1b)の下端縁を被覆するように突出する。この状態では現像剤補給口(K1b)から現像容器(V)内に補給される現像剤が、現像容器(V)と現像剤カートリッジ(K)との隙間からこぼれることを防止することができる。
【0011】
(第2発明)
本出願の第2発明のプロセスカートリッジは、下記の構成要件(A01)〜(A07)を備えたことを特徴とする。
(A01)円筒状の外側面に外側現像剤補給口(K1b)が形成された外筒(K1)、
(A02)内部に現像剤を収容し且つ円筒状の外側面に内側現像剤補給口(K2a)が形成され且つ前記外筒(K1)の内側で回転可能に装着されるとともに、前記内側現像剤補給口(K2a)が前記外側現像剤補給口(K1b)と連通する連通位置と前記外側現像剤補給口(K1b)から離れた遮断位置との間で回転可能な内筒(K2)、
(A03)前記内筒(K2)の下端縁の外側面にのみ固定されるとともに、前記内筒(K2)が前記遮断位置にあるときには内筒(K2)と外筒(K1)との間に配置され且つ前記連通位置にあるときには前記外側現像剤補給口(K1b)の下端縁を被覆するように突出する補給口下端被覆シート(Sa)、
(A04)現像剤カートリッジ(K)の現像剤の使用量を記憶する現像剤使用量記憶部材(Me)、
(A05)前記外筒(K1)、内筒(K2)、補給口下端縁被覆部材(Sa)および現像剤使用量記憶部材(Me)を有する現像剤カートリッジ(K)、
(A06)回転移動する表面に静電潜像が形成される像担持体(PR)を有する像担持体ユニット(U3)と、前記像担持体(PR)に対向して配置され、前記静電潜像をトナー像に現像する現像ユニット(U4)とを有し、画像形成装置本体(U1)に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ(U2)、
(A07)回転移動する現像ロール(Ga)表面に付着した現像剤を前記像担持体(PR)に対向する現像領域(Q3)に搬送する現像ロール(Ga)と、前記現像剤を収容し且つ前記現像ロール(Ga)を回転可能に支持する現像容器(V)と、前記現像容器(V)に隣接して設けられ且つ円筒状の現像剤カートリッジ(器)が着脱可能に装着されるカートリッジ装着部(V4)とを有する前記現像ユニット(U4)。
【0012】
(第2発明の作用)
前述の特徴を備えた本出願の第2発明のプロセスカートリッジは、前記第1発明の現像剤カートリッジを使用するので、前記第1発明の作用と同様に現像剤補給口(K1b)から現像容器(V)内に補給される現像剤が、現像容器(V)と現像剤カートリッジ(K)との隙間からこぼれることを防止することができる。画像形成装置本体(U1)のコントローラ(C)は現像ロールの回転数の積算値を検出して、その検出値を現像剤カートリッジ(K)に設けた前記現像剤使用量記憶部材(Me)に記憶させる。このため、現像剤カートリッジ(K)の現像剤残量が分かるので、現像剤カートリッジ(K)内に多量の現像剤が残った状態で現像剤カートリッジ(K)を廃棄処分してしまう等の無駄を無くすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、右左方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【0014】
(実施例1)
図1は本発明の実施例の現像装置およびプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の全体説明図である。
図1において、本実施例の画像形成装置としてのプリンタUは、画像形成装置本体U1および前記画像形成装置本体U1に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジU2を有している。
前記画像形成装置本体U1の上面には開閉可能なシート排出トレイTRhが形成されている。前記シート排出トレイTRhを開放した状態で、画像形成装置本体U1に対してプロセスカートリッジU2の着脱が行われる。
【0015】
画像形成装置本体U1はマイコンにより構成されたコントローラCと、コントローラCにより作動を制御されるIPS(イメージプロセッシングシステム)、レーザ駆動回路DL、および電源装置E等を有している。電源装置Eは、後述の帯電ロールCR、現像ロールGaおよび転写ロールTR等の被給電部材(給電される部材)にバイアス電圧を印加する。
前記IPS(イメージプロセッシングシステム)は、外部のホストコンピュータ等から入力された印字データをビットマップデータに変換して所定のタイミングで潜像形成用の画像データとしてレーザ駆動回路DLに出力する。レーザ駆動回路DLは、入力された画像データに応じてレーザ駆動信号をROS(潜像形成装置)に出力する。
【0016】
前記開閉可能なシート排出トレイTRhを開放した状態で画像形成装置本体U1に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジU2は、像担持体ユニットU3および現像ユニットU4を有している。後で詳述するプロセスカートリッジU2の像担持体ユニットU3は、像担持体PRを有しており、前記像担持体PR表面にはトナー像が形成される。前記像担持体PRおよび前記転写ロールTRは画像形成動作時には圧接状態で回転し、その圧接領域により転写領域Q4(図1、図2参照)が形成される。前記転写領域Q4は、前記像担持体PR表面に形成されたトナー像が記録シートSに転写される領域である。
【0017】
画像形成装置本体U1の下部に配置された給紙トレイTR1は、その左右両側に前後方向(図1で紙面に垂直な方向)に沿って配置された一対のレールRL1,RL1に沿って前後に移動可能に支持されている。
前記給紙トレイTR1から、ピックアップロールRpにより取出された記録シートSは、リタードロールおよび給紙ロールを有するさばきロールRsにより1枚づつ分離されて、シート搬送路SHに沿って配置されたシート搬送ロールRaにより搬送され、転写領域Q4のシート搬送方向の上流側に配置されたレジロールRrにより所定のタイミングで、前記転写領域Q4に搬送される。
また、前記手差トレイTR0から給紙された記録シートSも前記シート搬送路SHに沿って配置されたシート搬送ロールRa、レジロールRrにより前記転写領域Q4に搬送される。
【0018】
前記コントローラCにより動作が制御される電源装置Eから所定のタイミングで転写バイアスが印加される転写ロールTRは、転写領域Q4を通過する記録シートSに像担持体PR上のトナー像を転写する。
前記転写領域Q4においてトナー像が転写された記録シートSは、トナー像が未定着の状態で定着領域Q6に搬送され、定着領域Q6に配置された定着装置Fの一対の定着ロールFh,Fpによりトナー像が定着される。定着トナー像が形成された記録シートSは、その後、シートガイドSG1,SG2にガイドされて排紙ロール(標準排出ロール)R1に搬送され、前記排紙ロールR1により前記開閉可能なシート排出トレイTRhに排出される。
【0019】
(プロセスカートリッジU2)
図2は前記図1に示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。
図3は前記プロセスカートリッジを構成する像担持体ユニットおよび現像ユニットを分解した状態の斜視図である。
図2、図3において、プロセスカートリッジU2は、像担持体ユニットU3および現像ユニットU4と、前記各ユニットU3およびU4を回転可能に連結する一対の連結ピンPN,PNと、前記各ユニットU3およびU4に回転力を付与する一対の圧縮コイルスプリングSP,SPとを有しており、前記開閉可能なシート排出トレイTRhを上方に開放した状態で画像形成装置本体U1に着脱可能に装着される。
前記現像剤ユニットU4は現像剤を収容した現像剤カートリッジKが着脱可能に装着される現像剤カートリッジ装着部V4を有している。
【0020】
前記プロセスカートリッジU2は、画像形成装置本体U1への着脱時に画像形成装置本体U1に設けたコネクタ(図示せず)に着脱される本体接続用コネクタ(図示せず)と、現像剤カートリッジKが着脱されたときに現像剤カートリッジKに設けたコネクタ(図示せず)に着脱される現像剤カートリッジ接続用コネクタ(図示せず)との2個のコネクタが設けられており、前記2個のコネクタは信号ケーブルにより接続されている。
したがって、画像形成装置本体U1にプロセスカートリッジU2が接続され、且つ、プロセスカートリッジU2の現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKが装着された状態では、画像形成装置本体U1と現像剤カートリッジKとの間で電気信号の伝送ができるように構成されている。
【0021】
(像担持体ユニットU3)
図4は前記図3に示す像担持体ユニットの下面の斜視図である。
図5はROSと現像ユニットと像担持体との位置関係を示す図である。
図2〜図5において像担持体ユニットU3は、像担持体PR、帯電ロール(帯電部材、電圧印加部材)CRおよびそれらを回転可能に支持するトナー回収容器Tを有している。トナー回収容器Tは、トナー回収容器Tの上面には凹部が形成されており、その凹部には持ち運びするためのハンドルH(図3参照)が回動可能(起伏可能)に収容されている。
【0022】
像担持体ユニットU3は、前記像担持体PRの軸方向の両端部(前後両端部)にそれぞれ設けた側壁の内側にピン装着部T1を有している。像担持体ユニットU3の前記ピン装着部T1は導電性の連結ピンPNが挿入されるピン挿入孔を有しており、後述の現像ユニットU4のピン装着部V1と連結ピンPNにより回転可能に連結される。前記ピン装着部T1の右側に隣接してばね支持部T2が設けられている。ばね支持部T2は後で詳細に説明するが、圧縮コイルスプリング(弾性部材)SPを支持する部材である。
像担持体ユニットU3の前側部分には、帯電ロール用給電プレート(カートリッジ側給電部材)PL1が設けられており、その一端部は、前側に配置されたピン装着部T1に装着される連結ピンPNの内端に接続しており、他端部は帯電ロールCRに接続されている。
【0023】
プロセスカートリッジU2が画像形成装置本体U1に装着された際、前記連結ピンPNの外端は、画像形成装置本体U1に設けた本体側給電部材(図示せず)に接続するように配置されている。したがって、本体側給電部材から前記前側の連結ピンPN、帯電ロール用給電プレートPL1を介して帯電ロールCRに給電可能である。
また、像担持体PRの軸は、プロセスカートリッジU2が画像形成装置本体U1に装着された際、画像形成装置本体U1に設けた図示しないアース部材(接地部材)に接続してアースされるように構成されている。
【0024】
図2において、前記トナー回収容器Tの下部に回転可能に支持された前記像担持体PRの後端部にはギヤG1(図4参照)が設けられており、ギヤG1は、プロセスカートリッジU2を画像形成装置本体U1に装着したときに、画像形成装置本体U1に設けたギヤ(図示せず)と噛み合うように構成されている。帯電ロールCRは図示しない押圧ばねにより常時像担持体PRに押圧されている。帯電ロールCRを像担持体PRに押圧する手段としては従来公知の種々の手段を採用することが可能である。
回転する像担持体PRの表面は、帯電領域Q1において前記帯電ロールCRにより帯電され、潜像書込位置Q2において前記ROS(潜像書込装置)から出射するレーザビームLにより静電潜像が書き込まれる。前記静電潜像は現像領域Q3において現像ユニットU4によりトナー像に現像され、前記転写領域Q4において転写ロールTRにより記録シートSに転写される。
像担持体PR表面の残留トナーは、転写領域Q4の下流側のクリーニング領域Q5においてクリーニングブレードCBにより除去され(擦り取られ)、トナー回収容器Tに回収される。
なお、前記クリーニングブレードCBの対向する側にはフィルムシールFSが設けられており、フィルムシールFSは前記トナー回収容器T内に回収されたトナーが外にこぼれ出るのを防止する。
【0025】
(現像ユニットU4)
図6は前記図3に示す現像ユニットの分解斜視図である。
図2〜図6において現像ユニットU4は、現像容器Vを有しており、現像容器V内部には現像ロールGaおよび現像剤攪拌部材Gbが回転可能に支持されている。現像ロールGaの軸の後端部にはギヤG2が装着されており、ギヤG2は前記像担持体PR後端部のギヤG1と噛み合っている。したがって、画像形成装置本体U1のギヤ(図示せず)により前記像担持体PR後端部のギヤG1に回転力が伝達されると、ギヤG2を介して現像ロールGaが回転し、現像ロールGaの回転は図示しないギヤを介して現像剤攪拌部材Gbに伝達される。
【0026】
現像容器Vの上面には前後両端部にピン装着部V1,V1およびばね支持部V2,V2が設けられている。前記ピン装着部V1は前記連結ピンPNが挿入される現像ユニット側ピン挿入孔を有しており、前記現像ユニットU4のピン装着部V1および像担持体ユニットU3のピン装着部T1のピン挿入孔を貫通する前記連結ピンPNにより前記現像ユニットU4および像担持体ユニットU3は回転可能に連結される。
前記像担持ユニットU3のばね支持部T2,T2(図4参照)と前記ばね支持部V2,V2との間に、圧縮コイルスプリング(弾性部材)SP,SPが支持されており、前記圧縮コイルスプリングSP,SPにより像担持体ユニットU3および現像ユニットU4は前記連結ピンPN回りの回動力を受けている。前記回動力により像担持体PRおよび現像ロールGaは互いに圧接する方向の力を受けている。
【0027】
前記現像容器Vの上面の前端部には電極プレート装着凸部V3が形成されており、電極プレート装着凸部V3には現像ロール用給電プレート(プロセスカートリッジ側給電部材)PL2が装着されている。現像ロール用給電プレート(プロセスカートリッジ側給電部材)PL2と前記帯電ロール用給電プレートPL1とはこの実施例1では、プロセスカートリッジU2の前側(X側)に配置されている。現像ロール用給電プレートPL2の一端部分は前記現像ロールGaの導電性の金属軸に電気的に接続されている。現像ロール用給電プレートPL2は、プロセスカートリッジU2が画像形成装置本体U1に装着された際、画像形成装置本体U1に設けた本体側給電部材(図示せず)に接触して現像バイアスが供給される。
図6に示すように、前記現像容器Vには現像剤カートリッジ装着部V4が設けられており、現像剤カートリッジ装着部V4と現像容器Vの内部とを隔てる隔壁には現像剤補給口V5が形成されている。また、現像剤カートリッジ装着部V4にはカートリッジ回転防止用凹部V6が形成されている。
【0028】
(現像剤カートリッジK)
図7は現像剤カートリッジの説明図で、図7Aは現像剤カートリッジを前側上方から見た斜視図、図7Bは前記図7Aに示す現像剤カートリッジの後部拡大斜視図である。
図8は現像ユニットへの現像剤カートリッジの装着時の回転力伝達機構の説明図である。
【0029】
図2、図6〜図10において、前記現像剤カートリッジ装着部V4に着脱可能に装着される現像剤カートリッジKは、外筒K1およびその内側に回転可能に装着された内筒K2を有している。前記現像剤カートリッジKの外筒K1には、その軸方向の前部および後部に回転防止突出部K1a,K1aが設けられている。前記現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKを挿入する際、前記回転防止突出部K1a,K1aは前記凹部V6に挿入される(図6参照)。したがって、現像剤カートリッジKを現像剤カートリッジ装着部V4に挿入した状態では、前記凹部V6に挿入された回転防止突出部K1a,K1aにより外筒K1は回転不可能となる。
【0030】
図7、図8において、前記現像剤カートリッジKの内筒K2内部には現像剤を攪拌しながら前記現像剤補給口K2a,K1bに搬送する攪拌部材Gc(図2、図8参照)が回転可能に支持されている。前記攪拌部材Gcの軸の後端にはカップリングCP1が設けられており、前記カップリングCP1は、現像剤カートリッジKをプロセスカートリッジU2に装着した際にプロセスカートリッジU2に設けた回転力伝達用のカップリングCP2と結合するように構成されている。
図8において、カップリングCP2の軸に装着されたギヤG3はギヤ列G4を介して前記現像ロールGaに装着された前記ギヤG2と噛み合っている。
したがって、像担持体PRの後端部のギヤG1の回転力は、現像ロールGaの軸に装着されたギヤG2(図6参照)と、図8に示すギヤ列G4、ギヤG3、カップリングCP2,CP1等を介して現像剤カートリッジKの攪拌部材Gcに伝達される。
【0031】
図7Bにおいて、前記現像剤カートリッジKの後端面には現像剤カートリッジKの現像剤の使用量を記憶する現像剤使用量記憶メモリ(現像剤使用量記憶部材)MeおよびコネクタCNが装着されている。
コネクタCNは、現像剤カートリッジKをプロセスカートリッジU2の現像ユニットU4に装着したときに、プロセスカートリッジU2に設けた現像剤カートリッジ側コネクタ(図示せず)と接続される。また、前記プロセスカートリッジU2に設けられ且つ前記現像剤カートリッジ側コネクタ(図示せず)と信号ケーブルにより接続された本体接続用コネクタは、画像形成装置本体U1に設けたコネクタと接続されるので、画像形成装置本体U1のコントローラCからの出力信号は現像剤使用量記憶メモリMeに伝送可能である。
【0032】
したがって、画像形成装置本体U1のコントローラにより現像剤カートリッジK内の現像剤使用量(現像ロールGaの回転数)を検出して、検出した現像剤使用量を現像剤カートリッジKの現像剤使用量記憶メモリMeに記憶させることができる。
なお、前記現像剤カートリッジKの使用量は、現像ロールGaの回転数の代わりに、画像記録ドット数の積算値、現像剤カートリッジK内部の攪拌部材Gcの回転時間または回転数等の積載値により検出することが可能である。また、前記現像剤使用量記憶メモリMeに記憶させる値は、実際の使用量の代わりに、新規現像剤カートリッジKの使用可能量(初期現像剤量)から実際の現像剤使用量を差し引いた値(現像剤残量)とすることが可能である。
【0033】
図9はプロセスカートリッジおよび現像剤カートリッジの説明図で、図9Aはプロセスカートリッジに現像剤カートリッジを装着する前の状態の断面図、図9Bは前記図9Aのプロセスカートリッジに現像剤カートリッジを挿入した状態の断面図、図9Cは前記図9Bの現像剤カートリッジを使用位置に回転させた状態の断面図である。
図10は現像剤カートリッジの説明図で、図10Aは現像剤カートリッジの外筒および内筒の現像剤補給口が円周方向の異なる位置に配置された出荷時の状態を示す図で前記図9Bの要部拡大図、図10Bは現像剤カートリッジの外筒および内筒の現像剤補給口が円周方向の同一位置に配置された使用時の状態を示す図で前記図9Cの要部拡大図である。
【0034】
図9、図10において、前記現像剤カートリッジ装着部V4に着脱可能に装着される現像剤カートリッジKは、円筒状の外筒K1およびその内側に回転可能に装着された内筒K2を有している。前記現像剤カートリッジKの外筒K1には、その軸方向の前部および後部に回転防止突出部K1a,K1aが設けられている。前記現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKを挿入する際、前記回転防止突出部K1a,K1aは前記凹部V6に挿入される。したがって、現像剤カートリッジKを現像剤カートリッジ装着部V4に挿入した状態では、前記凹部V6に挿入された回転防止突出部K1a,K1aにより外筒K1は回転不可能となる。
前記外筒K1には現像剤補給口K1bが形成されている。
【0035】
外筒K1の内側に回転可能に支持された内筒K2には現像剤補給口K2aが形成されている。
図9Aの状態(現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKが装着されていない状態)において、図9B、図10Aに示すように現像剤カートリッジKを現像剤カートリッジ装着部V4に挿入した状態では、前記現像剤カートリッジKの現像剤補給口K1bおよびK2aは、円周方向の位置がずれている。この状態は現像剤カートリッジKの出荷時の状態であり、現像剤カートリッジ装着部V4に装着する以前の状態である。この出荷時の状態では内筒K2は、前記現像剤補給口K1b,K2aが遮断位置に配置されており、現像剤カートリッジK内の現像剤は現像剤補給口K1b,K2aから流出することはない。
【0036】
図9B、図10Aに示すように、内筒K2の現像剤補給口K2aの下端の外側面には内筒K2の軸方向に沿って補給口下端被覆シートSaが接着されている。補給口下端被覆シートSaは、前記内筒K2が前記遮断位置にあるときには内筒K2と外筒K1との間に配置されている。
前記図9Bの状態では、外筒K1は回転防止突出部K1a,K1aが前記凹部V6に回転不可能に挿入されている。この図9Bの状態で内筒K2を反時計方向に回転させると、内筒K2は内側現像剤補給口K2aが外側現像剤補給口K1bと連通する連通位置(図9C、図10Bに示す位置)に移動する。外筒K1および内筒K2が前記連通位置にあるときには、補給口下端被覆シートSaは、前記外側現像剤補給口K1bの下端縁を被覆するように突出(図7参照)する。
【0037】
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の画像形成装置Uでは、プロセスカートリッジU2は、前記シート排出トレイTRhを開放した状態で、画像形成装置本体U1に装着される。プロセスカートリッジU2が画像形成装置本体U1に装着されると、前記プロセスカートリッジU2の前側の連結ピンPNの外端および現像ロール用給電プレートPL2の外端は画像形成装置本体U1に設けた本体側給電部材(図示せず)にそれぞれ接触し、また、像担持体PRの軸は画像形成装置本体U1に設けたアース電極に接続される。
また、前記プロセスカートリッジU2が画像形成装置本体U1に装着されると、像担持体PRの後端部(−X端部)に設けたギヤG1が画像形成装置本体U1のギヤ(図示せず)と噛み合って回転力の伝達が可能となる。
【0038】
前記画像形成装置本体U1にプロセスカートリッジU2を装着した状態で、プロセスカートリッジU2の現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKを装着する。現像剤カートリッジKを現像剤カートリッジ装着部V4に装着した時および現像剤カートリッジKを工場から出荷した時には、図9B、図10Aに示すように、現像剤カートリッジKの外筒K1および内筒K2の現像剤補給口K1b,K2aは円周方向に離れた遮断位置にある。この場合、現像剤補給口K1b,K2aは連通していないので、現像剤カートリッジK内の現像剤は外部に流出しない。
図9B、図10Aの状態から、内筒K2を反時計方向に回転させて前記現像剤補給口K1b,K2aが円周方向の同一位置である連通位置(図9C、図10Bに示す位置)に回転させると、弾性材料製の補給口下端被覆シートSaは、前記外側現像剤補給口K1bの下端縁を被覆するように突出する。この状態では現像剤補給口K1bから現像容器V内に補給される現像剤が、現像容器Vと現像剤カートリッジKとの隙間からこぼれることを防止することができる。
【0039】
前記プロセスカートリッジU2の本体接続用コネクタ(図示せず)は、画像形成装置本体U1への装着時に画像形成装置本体U1に設けたコネクタ(図示せず)に装着され、前記プロセスカートリッジU2の現像剤カートリッジ用接続コネクタ(図示せず)は、現像剤カートリッジKが現像剤カートリッジ装着部V4に装着されたときに現像剤カートリッジKに設けたコネクタCN(図7B参照)に装着される。したがって、画像形成装置本体U1にプロセスカートリッジU2が接続され、且つ、プロセスカートリッジU2の現像剤カートリッジ装着部V4に現像剤カートリッジKが装着された状態では、画像形成装置本体U1と現像剤カートリッジKとの間で電気信号の伝送ができる。
このため、画像形成装置本体U1のコントローラCは現像ロールの回転数の積算値を検出して、その検出値を前記現像剤使用量記憶メモリMeに記憶させることができる。このため、現像剤カートリッジの現像剤残量が分かるので、現像剤カートリッジK内に多量の現像剤が残った状態で現像剤カートリッジKを廃棄処分してしまう等の無駄を無くすることができる。
【0040】
(実施例2)
図11は本発明の実施例2の画像形成装置の要部の説明図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例2は、下記の点で前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
図11において、現像剤使用量を記憶する現像剤カートリッジKの現像剤使用量記憶部材は、実施例1の現像剤使用量記憶メモリMeを使用する代わりに、メカニカルカウンタMeを使用している。
メカニカルカウンタMeは、現像剤カートリッジK内の攪拌部材Gcが例えば200回転したときに1°回転する着色回転部材と、前記着色回転部材を収容するとともに前記着色回転部材の表面が見える窓を設けたケースとにより構成されている。前記着色回転部材は、前記窓から見える着色回転部材の表面の色が回転量に応じて変化するように色を付けられているため、メカニカルカウンタMeにより現像剤使用量を知ることができる。
なお、メカニカルカウンタMeとしては従来公知の種々のものを使用可能である。
【0041】
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)現像剤カートリッジKの現像剤使用量を記憶する場合、現像剤使用量そのものを記憶する代わりに、新規現像剤カートリッジの使用可能量(使用開始時の現像剤カートリッジK内の現像剤量)から現像剤使用量を差し引いた値(現像剤カートリッジK内の現像剤残量)を記憶することにより、前記現像剤使用量を記憶することが可能である。
(H02)プロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置だけでなく現像剤カートリッジのみ着脱可能な画像形成装置においても、本発明を適用することができる。
【0042】
【発明の効果】
前述の本発明の現像装置およびプロセスカートリッジは、下記の効果を奏することができる。
(E01)現像容器に設けた現像剤カートリッジ装着部に着脱可能な現像剤カートリッジの現像剤補給口付近において、現像容器と現像剤カートリッジとの隙間からの現像剤のこぼれが発生するのを防止することができる。
(E02)現像剤カートリッジの現像剤残量が分かる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施例の現像装置およびプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の全体説明図である。
【図2】 図2は前記図1に示すプロセスカートリッジの拡大説明図である。
【図3】 図3は前記プロセスカートリッジを構成する像担持体ユニットおよび現像ユニットを分解した状態の斜視図である。
【図4】 図4は前記図3に示す像担持体ユニットの下面の斜視図である。
【図5】 図5はROSと現像ユニットと像担持体との位置関係を示す図である。
【図6】 図6は前記図3に示す現像ユニットの分解斜視図である。
【図7】 図7は現像剤カートリッジの説明図で、図7Aは現像剤カートリッジを前側上方から見た斜視図、図7Bは前記図7Aに示す現像剤カートリッジの後部拡大斜視図である。
【図8】 図8は現像ユニットへの現像剤カートリッジの装着時の回転力伝達機構の説明図である。
【図9】 図9はプロセスカートリッジおよび現像剤カートリッジの説明図で、図9Aはプロセスカートリッジに現像剤カートリッジを装着する前の状態の断面図、図9Bは前記図9Aのプロセスカートリッジに現像剤カートリッジを挿入した状態の断面図、図9Cは前記図9Bの現像剤カートリッジを使用位置に回転させた状態の断面図である。
【図10】 図10は現像剤カートリッジの説明図で、図10Aは現像剤カートリッジの外筒および内筒の現像剤補給口が円周方向の異なる位置に配置された出荷時の状態を示す図で前記図9Bの要部拡大図、図10Bは現像剤カートリッジの外筒および内筒の現像剤補給口が円周方向の同一位置に配置された使用時の状態を示す図で前記図9Cの要部拡大図である。
【図11】 図11は本発明の実施例2の画像形成装置の要部の説明図である。
【符号の説明】
Ga…現像ロール、K…現像剤カートリッジ、K1…外筒、K1b…外側現像剤補給口、K2…内筒、K2a…内側現像剤補給口、Me…現像剤使用量記憶部材、PR…像担持体、Q3…現像領域、Sa…補給口下端被覆シート、U1…画像形成装置本体、U2…プロセスカートリッジ、U3…像担持体ユニット、U4…現像ユニット、V…現像容器、V4…カートリッジ装着部。
Claims (3)
- 次の要件(A01)〜(A03)を備えた現像剤カートリッジ、
(A01)円筒状の外側面に外側現像剤補給口が形成された外筒、
(A02)内部に現像剤を収容し且つ円筒状の外側面に内側現像剤補給口が形成され且つ前記外筒の内側で回転可能に装着されるとともに、前記内側現像剤補給口が前記外側現像剤補給口と連通する連通位置と前記外側現像剤補給口から離れた遮断位置との間で回転可能な内筒、
(A03)前記内筒の下端縁の外側面にのみ固定されるとともに、前記内筒が前記遮断位置にあるときには内筒と外筒との間に配置され且つ前記連通位置にあるときには前記外側現像剤補給口の下端縁を被覆するように突出する補給口下端被覆シート。 - 次の要件(A04)を備えた請求項1記載の現像剤カートリッジ、
(A04)現像剤カートリッジの現像剤使用量を記憶する現像剤使用量記憶部材。 - 次の要件(A01)〜(A07)を備えたプロセスカートリッジ、
(A01)円筒状の外側面に外側現像剤補給口が形成された外筒、
(A02)内部に現像剤を収容し且つ円筒状の外側面に内側現像剤補給口が形成され且つ前記外筒の内側で回転可能に装着されるとともに、前記内側現像剤補給口が前記外側現像剤補給口と連通する連通位置と前記外側現像剤補給口から離れた遮断位置との間で回転可能な内筒、
(A03)前記内筒の下端縁の外側面にのみ固定されるとともに、前記内筒が前記遮断位置にあるときには内筒と外筒との間に配置され且つ前記連通位置にあるときには前記外側現像剤補給口の下端縁を被覆するように突出する補給口下端被覆シート、
(A04)現像剤カートリッジの現像剤の使用量を記憶する現像剤使用量記憶部材、
(A05)前記外筒、内筒、補給口下端縁被覆部材および現像剤使用量記憶部材を有する現像剤カートリッジ、
(A06)回転移動する表面に静電潜像が形成される像担持体を有する像担持体ユニットと、前記像担持体に対向して配置され、前記静電潜像をトナー像に現像する現像ユニットとを有し、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ、
(A07)回転移動する現像ロール表面に付着した現像剤を前記像担持体に対向する現像領域に搬送する現像ロールと、前記現像剤を収容し且つ前記現像ロールを回転可能に支持する現像容器と、前記現像容器に隣接して設けられ且つ円筒状の現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部とを有する前記現像ユニット。
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