JPH0484170A

JPH0484170A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0484170A
Application number: JP2200790A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Fukuchi; 真和福地; Shizuo Morita; 森田　静雄; Satoru Haneda; 羽根田　哲; Hisako Sato; 久子佐藤; Tadayoshi Ikeda; 忠義池田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1992-03-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真方式により像担持体上にトナー像を
形成し、転写材上に転写して画像を得るようにした画像
形成装置に関する。特に、像担持体と、現像手段、クリ
ーニング手段の少なくとも一方とを一体化したプロセス
カートリッジを着脱自在に設けたプリンタ、複写機、フ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

高度情報社会化、パーソナル化など時代の流れに応じて
画像形成装置は広く一般に普及してきた。

以前は、画像形成装置の設置台数がさほど多くなかった
ので、画像形成装置を使用するにあたり像担持体の劣化
、現像剤の補給や廃棄等の各種部材の消耗、劣化、調整
、定期点検など保守・管理はサービスマンが行っていた
。しかし、上述のように画像形成装置が広く一般に普及
すると、ユーザにより画像形成装置の使用状況、使用形
態など多種多様になり、しかも、設置台数が膨大な数で
あるのでサービスマンが保守・管理をすべてのユーザに
対して行うことは事実上困難なものとなってい　ｊこ　
。

そこで開発されたのが、担持体と、現像手段、クリーニ
ング手段の少なくとも一方とを一体化したプロセスカー
トリッジを有する画像形成装置である。このプロセスカ
ートリッジを有するプリンタや複写機などの画像形成装
置は、プロセスカートリッジ内の像担持体、現像剤その
他機材が消耗、劣化などプロセスカートリッジの寿命が
きた時、プロセスカートリッジ自体を交換することによ
り、専門知識を有しない一般ユーザであるオペ・、レー
タ自身か画像形成装置の保守・管理を容易に行うことが
できるというものである。このプロセスカートリッジを
有する画像形成装置は、例えば特開昭６１−２７９８７
０号公報に開示されているように、転写材の装填方向と
上部筐体に設けられたプロセスカートリッジの着脱方向
を一致させることにより、プロセスカートリッジを交換
する際には、オペレータが装置前面に立ち、上部筐体を
開放してフロセスカートリッジを上部筐体から取り出す
ことができるので、消耗品の取り扱いや操作を容易にす
ると共に、作業空間の制約を小さくすることのできる画
像形成装置が提案されている。

ところで、プロセスカートリッジを有する画像形成装置
において、そのプロセスカートリッジを交換する時、す
なわちプロセスカートリッジ内の機材の消耗、劣化など
により寿命（耐久寿命、使用寿命等）がきた時は、オペ
レータ自身が交換しなければならないので、その交換時
期をオペレタに知らさなければならない。このプロセス
カートリッジの交換時期を知らせる方法として、例えば
特開昭５７−１６３２７６号公報、特開昭５８−１５２
２６３号公報等が提案された。すなわち、これら公報に
はプロセスカートリッジ内の感光体ドラムの回転数をカ
ウントする機構を設け、所定のカウント数に達するとプ
ロセスカートリッジの交換時期がきたことを表示するこ
とのできる画像形成装置が開示されている。

〔発明の目的〕

しかし、特開昭５７−１６３２７６号公報、特開昭５８
−１５２２６３号公報に開示されている画像形成装置に
よって、プロセスカートリッジの寿命を検出して表示し
たとしても、その表示を見たオペレータが画像形成装置
の外装を開け、内部からプロセスカートリッジを引き出
し、さらに、取り出し交換しなければならない。すなわ
ち、プロセスカートリッジの寿命を検出して表示するの
はよいが、その後のプロセスカートリッジを交換する際
にはオペレータの手だけによって交換作業がなされる。

このような作業は非常に面倒で煩わしい作業であるばか
りでなく、画像形成装置の高機能化、カラー化によりプ
ロセスカートリッジが重く、大きい場合、オペレータは
かなりの力を必要する。しかも、プロセスカートリッジ
を引き出して取り出す際には、どうしても手を持ち変え
ねばならないので、プロセスカートリッジを誤って落と
して現像剤を飛散させるだけではなく、けがをする恐れ
が大いにあるという欠点を有している。

本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、本
発明の目的は、プロセスカートリッジの寿命を自動的に
検出して、オペレータが簡単な操作で寿命のきたプロセ
スカートリッジの移動や交換か行うことかでき、かつ、
メインテナンス性に優れた画像形成装置を提供すること
にある。また、カラー画像形成装置用のプロセスカート
リッジなどの比較的重い場合でも、プロセスカートリッ
ジの寿命がくると、安全に、しかも簡単に交換できるよ
うな画像形成装置を提供することを目的としたものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、静電潜像が形成される像担持体と、現像手
段、クリーニング手段のうち少なくとも一方トヲ一体化
したプロセスカートリッジを着脱自在に設けるとともに
、該プロセスカートリッジを画像形成が可能な第１の位
置から該プロセスカートリッジの挿入方向とは逆方向に
ある第２の位置へ移動させるプロセスカートリッジ移動
手段と、該プロセスカートリッジの使用寿命を検出して
寿命信号を出力する寿命検出手段と、該寿命信号に基づ
いて該プロセスカートリッジ移動手段を制御する制御手
段と、を有することを特徴とする画像形成装置によって
達成される。

〔実施例〕

次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明
する。

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断面
を左側面から示したものである。装置本体１０は、その
前面に操作パネル１１と開閉自在の上部カバー１２、ト
ナー供給カバー１３、前面カバー１４等によって包囲さ
れ、内部には着脱自在のプロセスカートリッジ１５と給
紙カセット１６が設けられている。

第１図において、像担持体である感光体ベルト１７は、
可撓性のベルト表面に感光層を塗設したもので、駆動ロ
ーラ１８と従動ローラ１９の間に張設されている。駆動
ローラ１８は、装置本体ＩＯに設けられたギヤと噛合し
ている駆動ギヤを介して回転しく図示せず）、感光体ベ
ルト１７を時計廻り方向に搬送する。また、間隔保持部
材２０により、現像器２３と感光体ベルト１７との距離
を一定に保ち、安定して良好な画像を形成することを可
能としている。

本実施例では、像担持体として感光体ベルト１７を用い
ているが、本発明はこれに限られるものではなく、感光
体ドラム等感光層を有する既存の像担持体にも適用でき
る。

感光体ベルト１７の周囲には、帯電手段２Ｌ露光手段２
２、現像手段２３、転写手段２４およびクリーニング手
段２５が配設されている。

帯電手段は、感光体ベルト１７の表面上の感光層を所定
極性で均一に帯電させるために設けられており、コロナ
帯電器、スコロトロン帯電器など既存の帯電器２Ｉであ
り、ＯＰＣ感光体に対してはスコロトロン帯電器が好ま
しく用いられる。

露光手段は、半導体レーザ書き込み系ユニット２２であ
り、帯電器２１により帯電した感光体ベルト１７の表面
を露光して静電潜像を形成する。

現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイエロマゼンタ
、シアンおよびブラックの各色トナー（現像剤）をそれ
ぞれ収容した複数個の現像器２３ａ〜２３ｄである。こ
れら各現像器２３ａ〜２３ｄは、感光体ベル）１７と所
定の間隙を保つ現像スリーブ２３１ａ〜２３１ｄと各色
トナーを撹拌する撹拌スクリュ２３２　ａ〜２３２ｄを
備え、感光体ベルト１７上の静電潜像をトナー像に非接
触現像法により顕像化する機能を有している。この非接
触現像法は、接触現像法と異なり、感光体ベルト１７上
に形成された先のトナー像を損なわないことと、感光体
ベル）１７の移動を妨げないので、良好なカラー画像を
得ることができる。現像手段は、本実施例のように異な
る４色のトナーを用いるカラー現像に限らず、単色、２
色あるいは３色のトナーを用いてもよく、この場合の現
像手段はトナーの色の数だけの現像器を感光体ベルト１
７の周囲に配設すればよい。

転写手段は、転写コロナ放電器などの転写器２４により
、感光体ベルト１７上に形成されたトナー像を転写材上
に転写する。この転写手段として、転写器２４のかわり
に転写ドラムなど既存の転写部材を用いてもよい。

クリーニング手段２５は、クリーニングブレード２５１
を有しており、画像形成プロセス中は感光体ベルト１７
の表面より離間した位置に保たれ、転写材にトナー像を
転写後のクリーニング時にのみ感光体ベルト１７表面に
圧接して感光体へルト１７をクリーニングするように設
けられている。

回収ボックス２６は、クリーニング手段２５により除去
された感光体ベル）１７上の残留トナーを廃トナースク
リュー２６１によってトナー回収管２６２を経て回収し
、収容するためのものである。

本実施例においては、上述したプリンタの画像形成部を
構成する感光体ベルト１７、帯電器２１、各色トナーを
収容した現像器２３ａ〜２３ｄ１　クリーニング手段２
５８よびトナー回収ボックス２６の各プロセス手段部が
一体のプロセスカートリッジ１５内に収められてユニッ
ト化され、装置本体１０に対して一括して着脱すること
ができる。しかし、プロセスカートリッジ１５内にユニ
ット化されるプロセス部はこれに限られるものではなく
、少なくとも感光体ベルト１７と現像器２３ａ〜２３ｄ
若しくは感光体ベルト１７とクリーニング手段２５がユ
ニット化されていればよく、その他プロセス部が一緒に
ユニット化されてもよい。

上述の構成を有するカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

まず、プロセスカートリッジ１５は第１の位置（後述す
る）に装填されており、画像形成が可能な状態である。

そして、装置本体１０とは別体の画像読み取り装置から
出力される第１の色の画像信号が前記レーザ書き込み系
ユニット２２に入力されると、レーザ書き込み系ユニッ
ト２２における半導体レーザー（図示せず）でレーザー
ビームが発生される。

そのレーザービームが駆動モータ（図示せず）により回
転されるポリゴンミラー２２１により回転走査され、ｆ
Ｏレンズ２２２、シリンドリカルレンズ２２４および３
枚のミラー２２３を経て、予め帯電器２１によって所定
の電荷に一様帯電させられた感光体ベルト１７の周面上
に投射され輝線を形成する。

一方、副走査方向に関しては、感光体ベルト１７の特定
位置に対応したベルトインデックス（図示せず）を検出
して、あるいは、プリント指令信号を受け、この検出あ
るいは指令信号を基準にして画像信号による半導体レー
ザの変調が開始される主走査線が決定される。走査が開
始されると主走査方向に関しては、レーザビームがイン
テ・ンクスセンサ（図示せず）によって検知され、この
検知された信号を基準にして、第１の色の画像信号によ
る半導体レーザの変調が開始され、変調されたレーザー
ビームが感光体ベルト１７の表面上を走査する。従って
、レーザービームによる主走査と感光体ベルト１７の搬
送による副走査により一様帯電された感光体ベルｌ−１
７の表面上に第１の色に対応する潜像が形成される。こ
の潜像は、現像手段のうち第１の色に対応するイエロー
トナーを収容した現像器２３ａにより現像されて、感光
体ベルト１７の表面上にイエロートナー像が形成される
。その後感光体ベルト１７は、その表面上にイエロート
ナー像を保持したまま、感光体ベルト１７の表面より離
間しているクリーニングブレード２５１の下を通過した
後、第２の色の画像形成に入る。すなわち、イエロート
ナー像が形成された感光体ベルト１７は、帯電器２１に
より再び一様帯電され、ついで第２の色の画像信号が前
記レーザー書き込み系ユニット２２に入力され、前述し
た第１の色の画像信号の場合と同様に、感光体ベルト１
７の表面上への書き込みが行われ潜像が形成される。潜
像は第２の色としてマゼンタトナーを収容した現像器２
３ｂによって現像される。マゼンタトナー像は、すでに
形成されているイエロートナー像の存在下に形成される
。

同様にして、第３の色の画像信号による潜像形成後シア
ントナーを収容する現像器２３ｃでシアントナー像が形
成され、さらに、第４の色の画像信号による潜像形成後
ブラックトナーを収容する現像器２３ｄで感光体ベルト
１７の表面上にブラックトナー像を重ね合わせて、カラ
ートナー画像が感光体ベルト１７の表面上に形成される
。

これら各現像器２３ａ〜２３ｄの現像スリーブ２３１ａ
〜２３１ｄには直流あるいはさらに交流のバイアスが印
加され、基体が接地された感光体ベルト１７には非接触
で反転現像（ジャンピング現像）が行われるようになっ
ている。なお、この非接触現像には、１成分現像剤ある
いは２成分現像剤いずれの現像剤でも用いることができ
る。また、■成分現像剤を用いる場合には、後述するト
ナーホッパー３５が不要となり、小型化が図れるが、現
像剤の安定性の点で２成分現像剤を用いる現像法の方が
優れているので色再現上好ましい。

上述の如く感光体ベルト１７の表面上に形成されたカラ
ートナー画像は、給紙カセット１６から給紙ローラ２７
により供給されタイミングローラ２８により前記カラー
トナー画像とタイミングを合わせた転写材に転写される
。転写器２４は、トナーと逆極性の高圧電源出力を印加
して転写を行う。

かくしてカラートナー画像を転写された転写材は、駆動
ローラ１８に沿って急激（小径曲率）に方向変換をする
感光体ベルト１７により確実に分離されて、搬送ベルト
２９により上方に搬送される。なお、この搬送ベルト２
９には、吸引手段２９１が備えてあり吸引しながら確実
に上方へ搬送する。そして、転写材は定着ローラ３０に
よってトナーを溶融固着された後、排紙ローラ３１によ
り排紙皿を兼用した上部カバー１１の上面に排出される
。

一方、転写材へカラートナー画像の転写を終えた感光体
ベルトＩ７はさらに時計方向に搬送されて、クリーニン
グブレード２５１を圧接状態としたクリニング手段２５
によって残留したトナーの除去、清掃が行われる。クリ
ーニング終了後は、再びクリーニングブレード２５１が
感光体ベルト１７から離間して、新たな画像形成のプロ
セスに入る。

次に、寿命検出手段について説明する。

本実施例において、プロセスカートリッジ１５の寿命検
出手段は、トナーホッパー３５内に収容されている供給
用トナーの残量を以て寿命を検出する。

すなわち、イエロー　マゼンタ、シアン、ブラックの各
色トナーホッパー３５ａ〜３５ｄ内に設けられた各色ト
ナー残量センサ４０ａ〜４０ｄにより、トナーの残量を
検出して後述する寿命検出部にその検出したトナー残量
を出力し、寿命検出部において予め設定した所定量以下
になったことを検出するとプロセスカートリッジ１５の
寿命であるとする。

これは、トナーの残量（使用量）は、現像剤、現像器２
３およびプロセスカートリッジＩ５の使用寿命とは相関
関係があるので、本実施例においては、プロセスカート
リッジ１５の寿命としてトナーの残量を測定して寿命検
出手段とする。なお、トナー残量センサ４０ａ〜４０ｄ
は、ピエゾ素子、磁気セ〉す、容量検出センサ、重量検
出センサ、あるいは、７オトカプラなど光学的検出方法
等の既存のトナ残量検出センサを用いることができる。

まｔ；、特開昭５９−１２６５６８号公報に開示されて
いるように現像器とホッパーが一体型で１成分トナーの
残量を連続検知する方法や、特開昭５９−１９５６７３
号公報に開示されているように断続的電極をホッパー内
部に設けて複数レベルでトナー残量を断続検知してもよ
い。すなわち、トナーの残量が検出されれば、いかなる
方法でも本発明に用いることができる。

次に、プロセスカートリッジ１５の寿命検出手段が寿命
信号を出力して制御部がプロセスカートリッジ移動信号
を出力するまでのプロセスを第２図のフローチャートと
第３図の制御ブロック図によって説明する。

まず、新しいプロセスカートリッジ１５が挿入されると
、プロセスカートリッジ１５が第１の位置（後段におい
て詳述する）にあるかどうかを確認する。

すなわち、プロセスカートリッジ１５が第１の位置にな
ければ、操作パネル１１に設けられた表示部に（例えば
、「プロセスカートリッジをセットしてください」を）
表示する。また、プロセスカートリッジ１５が第１の位
置にあれば後段に進む。

そして、前記トナー残量センサ４０ａ〜４０ｄで供給用
トナーの残量が十分にあるがどうかを判断する。もし供
給トナーが十分になければ、表示部に（例えば、「トナ
ーを補給して下さい」を）表示する。なお、カラー画像
形成装置においてこの場合は、イエロー　マゼンタ、シ
アン、ブラックすべての供給用トナーが十分になければ
ならない。ここで、十分な量とはプロセスカートリッジ
１５の寿命に達するのに相当するトナー量が好ましい。

そして、トナーが十分にあれば操作パネル１１に設けら
れたプリントボタンからのプリント信号を受は付けるこ
とができる、すなわち、画像形成が可能となる。

そして、画像形成がなされると上述のトナー残量センサ
４０ａ〜４０ｄによりトナーホッパー３５ａ〜３５ｄ内
の供給用トナーの残量を連続的、あるいは、断続的に検
出して、供給用トナーの残量が予め設定した第１の所定
量（例えば、トナーホッパー３５ａ〜３５ｄ内の供給用
トナーの残量が２０ｍｇ　ニブリントが２０枚できる程
度）以下になるまで画像形成を繰り返すことができる。

逆に、トナー残量が第１の所定量以下になったことを寿
命検出手段が判断すると、制御部にプロセスカートリッ
ジＩ５の寿命が近いことを知らせる警告信号を出力する
。これを受けた制御部は、表示部に警告（例えば、［プ
ロセスカートリッジを交換して下さい」）を表示して、
オペレータに注意と、早めの交換を促す。

この警告は、表示ランプ（図示せず）を点滅させる、あ
るいは、黄色の表示ランプを点灯させてもよい。

また、警告信号を受けた制御部は、トナー残量が予め設
定した第２の所定量（例えば、トナーホッパー３５ａ〜
３５ｄ内に供給用トナーがなくなる）まで画像形成を継
続することができる。そして、寿命検出部がトナー残量
センサ４０ａ〜４０ｄの検出したトナー残量が第２の所
定量以下になったことを検出すると、制御部に寿命信号
を出力する。寿命信号を受けた制御部は、表示部にプリ
ント禁止（例えば、「プリントでさません。プロセスカ
ートリッジを交換」）を表示して、オペレータにプロセ
スカートリッジ１５の寿命がきたことを知らせるととも
に、画像形成信号の受は入れをしなくなる、すなわち、
画像形成の作動を不可能にする。この禁止は、表示ラン
プ（図示せず）を点灯させる、あるいは、赤色の表示ラ
ンプを点灯させてもよい。

プロセスカートリッジ１５の寿命を知らされたオペレー
タは、装置本体１０に設けられた確認ボタン（図示せず
）を押すことによりそのことをを確認する。制御部は確
認ボタンからの確認信号を入力されると、プロセスカー
トリッジ移動手段に移動信号を出力する。なお、とうし
てもプロセスカートリッジ１５を交換する前にプリント
を続行したい場合は、装置本体１０に設けられた強制プ
リントボタン（図示せず）により、プリント可能状態に
強制的にできることが望ましい。なお、カラー画像形成
装置においては、各色のトナーホッパー３５ａ〜３５ｄ
内のトナー残量センサ４０ａ〜４０ｄにより検出された
トナーの残量のうちいずれか１つでも第１の所定量、あ
るいは、第２の所定量以下になると、寿命検出部は警告
信号、あるいは、寿命信号を制御部に出力する。また、
トナーホ・７パー３５の容量が小さくて、プロセスカー
トリッジ１５の寿命に相当するだけのトナーの量を収容
できない場合は、２．３回トナーをトナーホッパー３５
に補給後のトナー残量検出をするとよい。また、本実施
例のように供給用トナーの残量を以てプロセスカートリ
ッジ１５の寿命（現像手段２３あるいは現像剤の寿命）
を検出してもよいが、トナーの使用量で以て寿命を検出
しても同じことである。さらに、各上色トナーの使用量の総和が所定量以干になったことで以
て寿命を検出してもよい。

次に、上述したプロセスカートリッジ１５の寿命検出手
段に基づくプロセスカートリッジ移動について、第１図
のＡＡ断面の矢視図である第４図と、プロセスカートリ
ッジ１５の移動を模式的に示した第５図を用いて説明す
る。

プロセスカートリッジ１５には、その側面に移動のだめ
の突出部材３６とラックＲが設けられ、また、画像形成
のための駆動ギヤＧ１４、現像器駆動ギヤＧ　２７ａ　
−Ｇ　２７ｄおよび廃トナースクリュー駆動ギヤＧ３７
が設けられている。

一方、装置本体１０のプロセスカートリッジ収納室内に
は、プロセスカートリッジ１５を懸吊することのできる
ガイド部材３７と、ギヤＧ１３、ギヤＧ２６ａ”Ｇ２６
ｄおよびギヤＧ３６が配設されている。また、プロセス
カートリッジ移動用のモータＭと、前記ラックＲに噛合
可能なピニオンＰが配設されている。

まず、画像形成中のプロセスカートリッジ１５は、第５
図（ａ）に示すようにプロセスカートリッジＩ５は第１
の位置（後述する）にあり、画像像形成が最適に行うこ
とが可能な状態である。

そして、上述のように寿命検出手段によりプロセスカー
トリッジの寿命が検出され、制御部に寿命信号を出力さ
れた後、制御部はプロセスカートリッジ移動手段にプロ
セスカートリッジ移動信号を出力する。すなわち、制御
部は、装置本体ＩＯに設けられたプロセスカートリッジ
移動手段の駆動部であるモータＭを回転させ、その軸に
設けられたピナニオンＰを回転させて、装置本体に配設
されたガイド部材３７に沿って、第５図（ｂ）に示すよ
うに左方向、すなわち、第２の位置の方向へプロセスカ
ートリッジ１５を移動させる。

さらに、第５図（Ｃ）に示すようにプロセスカートリッ
ジＩ５が移動すると、第２の位置を検出する第２のマイ
クロスイッチＳ２によりプロセスカートリッジ１５が第
２の位置にまで移動したことを検出して制御部にその信
号を送る。制御部はその信号を受けると、モータＭの回
転を止めて移動しているプロセスカートリッジ１５を停
止させる。

従って、プロセスカートリッジが寿命に達した場合、制
御部からプロセスカートリッジ移動信号を受けたプロセ
スカートリッジ移動手段により、自動的にプロセスカー
トリッジ１５は第１の位置から第２の位置まで移動した
ことになる（第６図参照）。この第２の位置ではプロセ
スカートリッジ１５は着脱可能となっているので、第２
の位置からプロセスカートリッジ１５をわずかに引き出
すだけで装置本体１０から取り出すことができプロセス
カートリッジ１５を交換することができる。なお、前面
カバー１４は、プロセスカートリッジ１５の移動を阻害
しないように構成されている（後述する）。

逆に、プロセスカートリッジ１５を交換後、装置本体１
０内に挿入する場合、プロセスカートリッジＩ５の両側
面に設けられた突出部３６をプロセスカートリッジ収納
室内のガイド部材３７に沿わして挿入し、ラックＲとビ
ニオンＰを噛合し、プロセスカートリッジ１５が第２の
位置にくるまで挿入する（第５図（Ｃ））。

そして、プロセスカートリッジ１５が第２の位置にある
状態から画像形成が可能な第１の位置に移動させるため
に、プロセスカートリッジ１５をさらに挿入すると、制
御部は移動信号をモータＭに信号を送り、プロセスカー
トリッジ１５を第２の位置から第１の位置に移動させる
ためにモータＭを逆回転させ、ガイド部材３７に沿って
第１の位置の方向へプロセスカートリッジ１５を移動さ
せる（第５図（ｂ乃。

さらに、プロセスカートリッジ１５が移動すると、第５
図（ａ）に示すように第１の位置を検出する第１のマイ
クロスイッチＳｌによりプロセスカートリッジ１５が第
１の位置にまで移動したことを検出して制御部にその信
号を送る。制御°部はその信号を受けると、モータＭを
止めてプロセスカートリッジ１５を第１の位置に停止さ
せる。すなわち、プロセスカートリッジ１５は、第１の
位置で停止し画像形成が可能な状態となる。この時、プ
ロセスカートリッジ１５内の各現像器２３ａ〜２３ｄの
トナー補給口３８ａ〜３８ｄに対し、対応するトナーホ
ッパ３５ａ〜３５ｄのイエロー　マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色のトナー搬送管３５３ａ〜３５３ｄが自動
的に接続してトナーの補給が行われる状態となる。

従って、簡単な操作をするだけで画像形成が可能な状態
、すなわち、プロセスカートリッジ１５を第１の位置へ
セットできるので、オペレータの煩わしさが大幅に軽減
されるばかりでなく、最適な位置にプロセスカートリッ
ジ１５を自動的にセットできる。

なお、第１および第２のマイクロスイッチ５１１Ｓ２は
、プロセスカートリッジ１５の位置を検出するだめの検
出手段であり、それぞれ、プロセスカートリッジ１５に
設けられた駆動ローラ１８を駆動する駆動ギヤＧ１４、
現像器２３を駆動する現像器駆動ギヤＧ　２７ａ　−Ｇ
　２７ｄ　、廃トナースクリ、−２６１を駆動する廃ト
ナースクリュー駆動ギヤＧ３７と装置本体ｌＯに設けら
れそれぞれに駆動力を伝達するギヤＧ１３、ギヤＧ　２
６ａ　−Ｇ　２６ｄ、ギヤＧ３６とが噛合し、また、駆
動ローラ１８と転写器２４とは所望の距離を保っており
、画像形成が可能となる第１の位置、および、＄１の位
置と比べさらに転写器２４から離間した位置すなわちプ
ロセスカートリッジ１５の挿入方向と逆方向に第１の位
置から退避した第２の位置を検出し、その位置信号を制
御部へ出力する。ただし、第２の位置は、ラックＲとピ
ニオンＰの噛み合いが悪くならないように、プロセスカ
ートリッジ１５の重心が装置１０内になるようにすると
よい（第１の位置からプロセスカートリッジｌ５の長さ
の約３分の１〜２分の１程度移動するように設定する）
。また、これら第１および第２の位置を検出する位置検
出センサは、マイクロスイッチだけに限られるものでは
なく、光電スイッチ、磁気スイッチ等を用いた既存の各
種センサを用いてもよい。さらに、第１および第２のマ
イクロスイッチＳｉＳ２はガイド部材３７に設ける必要
性はなく、第１および第２の位置が検出できればよいの
で、装置本体１０に設けてもよい。さらに、本実施例で
示したプロセスカートリッジ移動の駆動用のモータＭは
、専用のものを用いたが、画像形成プロセスの駆動モー
タを兼用してもよいことはいうまでもない。また、プロ
セス１５の移動のための突出部材３６、ガイド部材３７
１、ラックＲおよびビニオンＰ等は本実施例に限られる
ものではなく、例えは、トレイ上にプロセスＩ５を載せ
、トレイを＄１の位置と第２の位置との間を移動させて
もよい。

また、プロセスカートリッジ１５の寿命がきた時以外に
、オペレータの意志でプロセスカートリッジ１５を移動
させるために操作パネル１１に設けられた取り出しボタ
ンを押すことによりそれぞれを移動させることができる
。すなわち、操作パネル１１の取り出しボタンを押すこ
とにより取り出し信号が制御部に入力され、この時に操
作部のプリントボタンからのプリント信号および感光体
ベルト駆動部、定着・排紙部、給紙部などの画像形成プ
ロセスが作動しているという感光体ベルト駆動信号、定
着・排紙駆動信号、給紙駆動信号などの画像形成プロセ
ス信号が出ていない状態であれば、寿命信号が制御部に
入力されていなくてもプロセスカートリッジ移動手段に
プロセスカートリッジ移動信号を発し、前述したように
プロセスカートリッジ１５を第１の位置から第２の位置
に移動させることができる。逆に、プロセスカートリッ
ジ１５を第２の位置から第１の位置へ移動させる場合も
、上述以外に操作パネル１１に設けられたセットボタン
が押されると、制御部はプロセスカートリッジ移動手段
に第２の位置にあるプロセスカートリッジ１５を第１の
位置移動させる移動信号を発し、プロセスカートリッジ
１５を第１の位置まで移動させ、画像形成が可能な状態
に画像形成装置をセットできる。

ところで、このプロセスカートリッジ１５の移動に際し
、バネ付勢された上部カバー１２および前面カバー１４
をソレノイドによりそれぞれ掛止して、制御部からプロ
セスカートリッジ１５を移動させる信号が発するのと同
時にそれぞれのソレノイドに信号を発して掛止を止めて
そのバネの復元力により上部カバー１２および前面カバ
ー１４を解放するようにしてもよい。また、モータとギ
ヤによって解放するようにした場合は、プロセスカート
リッジ１５が第１の位置から第２の位置へ移動を開始す
る時に上部カバー１２および前面カバー１４が解放する
だけではなく、第２の位置から第１の位置へ移動する際
には第１のマイクロスイッチＳ１によりプロセスカート
リッジ１５が第１の位置に移動したことを検出すると上
部カバー１２および前面カバー１４を自動的に閉じるよ
うにもできる。

なお、プロセスカートリッジ１５を装置本体ｌＯに装填
する際に、該プロセスカートリッジ１５の新旧を区別で
きることが好ましい。例えば、プロセスカートリッジ１
５に突起を設け、装置本体１０に装填すると該突起が検
出された後プリントスタートとともに折れることにより
新旧を区別するとよい。

また、特開昭６２−１９８８７９号公報のように化学的
変化を検出して区別してもよい。

さらに、本実施例では供給用トナーの残量を検出してプ
ロセスカートリッジ１５の寿命としたが、この他にトナ
ー回収ボックス２６内の回収された廃トナーの量で以て
プロセスカートリッジ１５の寿命とすることもできる。

具体的な方法として、本実施例中で示したピエゾ素子、
磁気センサ、容量検出センサ、重量検出センサ、あるい
は、７オトカプラなど光学的検出方法等の既存のトナー
残量センサを用いるトナー残量検出方法と同様の方法が
適用できる。例えば、特開昭６３−２０７２４３号公報
のようにフォトカプラを用いて光学的に検出する方法な
ども適用できる。これらの場合、トナー回収ボックス２
６内に廃トナーの量が所定量以上に増えるとプロセスカ
ートリッジ１５の寿命となる。また、現像器２３の現像
スリーブ２３１の回転数で以てプロセスカートリッジ１
５の寿命としてもよい。

なお、本実施例ではモノクロプロセスを利用した通常の
モノクロプリンタにも適用可能である。

また、現像方法として非接触現像法の場合にについて述
べたが、本発明はこの非接触現像に限られるものではな
く、接触現像にも適用できる。また、画像形成プロセス
として、感光体ベルト上にカラートナー像を形成した後
１回で転写材に転写する作像法について述べたが、転写
ドラム上の転写材上に重ねてトナー像を転写するカラー
作像法であってもよい。

第７図には、本発明を適用した他の実施例として転写ド
ラム形式の画像形成装置を示している。

プロセスカートリッジ１５部分については、先の実施例
と大略向じだが、トナーホッパー３５ａをプロセスカー
トリッジ１５内にユニット化したものである。転写ドラ
ム形式の画像形成装置は、感光体ベルト１７の転写部分
に転写ドラム５０を当接するようにしたもので、その転
写ドラム５０は感光体ベルト１７と同期を保って反時計
方向に回転する。転写ドラム５０の外周には転写材を巻
き付けた状態として、巻き付けた転写材上に感光体ベル
ト１７上に形成した各色毎のトナー像を転写し、転写材
上で各色のトナー像を重ね合わせた後、転写ドラム５０
より分離し、定着後装置本体１０の上部に排出したもの
である。

転写ドラム５０の周縁部には、転写材を静電的に吸着す
るよう設けられた帯電器５０１１転写材を転写ドラム５
０に機械的に巻き付けるための巻き付は部材５０２が設
けられていて、巻き付は部材５０２は先端部にローラを
有していて、最初に転写材が転写ドラム５０に巻き付く
時のみ当接する。また、転写ドラム５０の局面には、グ
リッパ５０３が設けられていて、同期して搬送された転
写材の先端部を保持するよう作用する。転写器５０４は
、感光体ベルト１７上のトナー像を転写材上に静電的に
転写する。

分離除電極５０５と分離爪５０６は転写後の転写材を転
写ドラム５０より分離させる。また、接離可能なりリー
チ５０７は、転写材分離後の転写ドラム５０上に残留し
た付着トナーを除去するものである。

カゼッ１−１６から給紙された転写材は、同期を保ちな
がら帯電器５０１によって帯電した転写ドラム５０へと
進入し、巻き付は部材５０２で巻き付き、転写材先端が
グリッパ５０３で保持されて、転写部はと回転し、転写
部において転写器５０４によって感光体ベルト１７上に
形成されたイエロートナ像を転写材上に転写する。最初
の転写を終えた転写ドラム５０は回転を継続しクリーナ
５０７によりクリーニングされて次のトナー像を転写す
る。すなわち、２回転目にはマゼンタトナー像を、３回
転目にはシアントナー像を、４回転目にはブラックトナ
ー像を順次重ね合わせるようにして転写する。４色のト
ナー像の転写が終えたところで、転写材は分離除電極５
０５で除電がなされ、分離爪５０６で転写材先端の保持
を解除したうえ分離して定着ローラ３０へと搬送される
。

この実施例の画像形成装置では、転写ドラム５０は装置
本体１０側にあって、移動可能なプロセスカートリッジ
１５には含まれない構造となっている。

従って、プロセスカートリッジ１５の移動については前
記実施例と同様に行われる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は寿命検出手段がプロセス
カートリッジの寿命を検出することによりプロセスカー
トリッジが画像形成可能な位置から退避する。一方、挿
入に際しては最適な位置にプロセスカートリッジを設定
できる画像形成装置を提供するものである。

その結果本発明の画像形成装置は、オペレータは確認ボ
タンを押すだけで自動的にプロセスカートリッジが移動
するので、第２の位置にあるプロセスカートリッジをわ
ずかに引き出すだけで、交換できる。すなわち、オペレ
ータは寿命検出手段がプロセスカートリッジの寿命を検
出し、第２の位置まで移動させてくれるので、迷うこと
なく、楽に、大きな力を必要とせずに、簡単にプロセス
カートリッジを交換できる。また、機械的にプロセスカ
ートリッジを移動させるので、プロセスカ−トリッジに
余計な振動を与えず、現像剤の飛散を殆ど生じることな
くプロセスカートリッジを交換でき、メインテナンス性
の向上という効果を奏するものである。また、プロセス
カートリッジの寿命に先だってオペレータに注意を促す
ので、多数枚画像形成する場合、濃度の低下したプリン
トやカラーバランスの思いプリントをする前にプロセス
カートリッジの交換が確実に行える。さらに、寿命検出
手段が各色トナーホッパーのうち１つでも所定量以下に
なると、プロセスカートリッジの寿命であると判断する
ので、カラーの画像形成装置の場合カラーバランスの崩
れた画像は決して得ることがない。すなわち、常にカラ
ーバランスのよい優れた画像を得ることができるという
効果も奏する。

なお、本画像形成装置がカラープリンタの場合、プロセ
スカートリッジの出し入れ、カセットの出し入れ、ジャ
ム処理、トナー補給等を本体前面からすべて操作できる
構成としたもので、モノクロプリンタの一方向操作性と
同様の使い勝手、メインテナンス性か実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断面
を左側面から示す図。第２図は、寿命検出のプロセスを
示すフローチャート。第３図は、プロセスカートリッジ
移動の制御系を示す制御ブロック図。第４図は、第１図
におけるＡＡ断面の矢視図。第５図は、プロセスカート
リッジの移動を模式的に示す模式図。第６図は、プロセ
スカートリッジが第２の位置にあるときのカラープリン
タを左側面から示した主要断面図。第７図は、本発明を
適用した転写ドラム形式の画像形成装置の主要断面図。１０・・・装置本体　　　　ＩＩ・・・操作パネル１２
・・・上部カバー１５・・・プロセスカートリッジ１６・・・カセット１７・・・感光体ベルト１８・・・
駆動ローラ　　　２１・・・帯電器２２・・・レーザー
書き込み系ユニット２３・・・現像器　　　　　２４・
・・転写器２５・・・クリーニング手段２６・・・トナー回収ボックス３６・・・突出部材　　　　３７・・・ガイド部材２７
・・・給紙ローラ　　　２８・・・タイミングローラ２
９・・・搬送手段　　　　３０・・・定着ローラ３１・
・・排紙ローラ　　　４０・・・トナー残量センサ５０
・・・転写ドラム　　　Ｇ１４・・・駆動ギヤＧ　２７
ａ　−Ｇ　２７ｄ・・・現像器駆動ギヤＧ１３．Ｇ２６
ａ−Ｇ２６ｄ−−−ギヤＰ・・・ピニオン　　　　Ｒ・
・・う・ンクＭ・・・モータＳ　１　、Ｓ　２・・・プロセスカートリ・ンジの位置
検出センサ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電潜像が形成される像担持体と、現像手段、ク
リーニング手段のうち少なくとも一方とを一体化したプ
ロセスカートリッジを着脱自在に設けるとともに、該プロセスカートリッジを画像形成が可能な第１の位置
から該プロセスカートリッジの挿入方向とは逆方向にあ
る第２の位置へ移動させるプロセスカートリッジ移動手
段と、該プロセスカートリッジの使用寿命を検出して寿命信号
を出力する寿命検出手段と、該寿命信号に基づいて該プロセスカートリッジ移動手段
を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記寿命検出手段において、前記現像手段に供給
する現像剤の使用量で以て前記プロセスカートリッジの
使用寿命を検出することを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
（３）前記現像手段が複数色の現像剤を使用する複数個
の現像手段であって、前記寿命検出手段が該複数色の現
像剤の使用量のうち少なくとも１つの現像剤の使用量で
以て前記プロセスカートリッジの使用寿命を検出するこ
とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
（４）前記クリーニング手段により回収された現像剤を
収納する現像剤回収手段を有し、前記寿命検出手段が該
現像剤回収手段の収納した該現像剤の量をもつて使用寿
命を検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。