JPH02144556A - カラー画像形成装置 - Google Patents

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〕 本発明はカラー電子写真複写機あるいはカラープリンタ
ー等のカラー画像形成装置に関し、特に使い捨て使用さ
れるプロセスカートリッジを有するカラー画像形成装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来像担持体ドラム、フルカラー現像器群及びクリーニ
ング装置等を一体的に内包するフルカラー用プロセスカ
ートリッジと、これと交換可能で、黒（ＢＫ）現像器を
内包する白黒用プロセスカートリッジとを有するカラー
画像形成装置が例えば特開昭５８−７２１５９号公報に
記載されている。

ところでプロセスカートリッジはその使用限度に達した
場合は使い捨てられて新たなカートリッジと交換される
ので、前記使用限度の時期の測定及びその表示が必要と
なる。

そこで例えば特開昭５７−１６３２７６号公報には、白
黒複写機に組み込まれるプロセスカートリッジ内に、像
担持体ドラムの回転毎にスイッチがｒＯＮＪ　、ｒＯＦ
ＦＪして前記ドラムの回転数をカウントし、その回転数
から使用限度を測定する測定器及びその表示装置を有す
ることが記載されている。又上記公報には像担持体ドラ
ムの回転毎に歩進するラチェットギヤーを用い、該ギヤ
ーの歯数から使用限度を測定する測定器及びその表示装
置を有することが記載されている。

又特開昭６２−２００３６６号公報には、赤（Ｒ）、青
（Ｂ）。

黒（ＢＫ）等のモノクロ現像器をそれぞれ内包する複数
種のプロセスカートリッジを交換可能に有し、それぞれ
のカートリッジの使用限度を測定する測定器及びその表
示装置を有することが記載されている。上記公報におい
ては、像担持体の回転数をカウントするカウンターを機
体内に設け、カートリッジ側には前記カウンターをリセ
ットするカートリッジ側の信号伝達手段を設け、前記カ
ートリッジを機体に装着した際、前のカウント値がリセ
ットされ、装着されたカートリッジ側のカウンターによ
りカウントされる。このカウント値がメモリーに格納さ
れたカートリッジ側の使用限度データーと比較され、使
用限度に到れば、表示装置に表示される。

このような各種技術によれば使用中のプロセスキットの
寿命を予測することができ、使用限度に達したものを無
理な使い方をして、品質不良なコピーを作成したり、コ
ピーを中断して時間を浪費したりするトラブルが排除さ
れ、ユーザーサイドのサービスの手を燻すことなく、常
に安定した品質保証が確保される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前記公報記載の技術においては、比較的構
造簡単で低コストなＲ、Ｂ　、Ｂ　Ｋ等のモノクロ（単
色）画像を形成する装置に関するものであり、近時その
需要が増大しているカラー複写機或はカラープリンター
等において使い捨て使用されるカートリッジの寿命測定
及びその表示機構を有するものが見出れていない。

また、カラー複写機或はカラープリンターにおいては、
複数の現像器のうちどの色の現像器が先に消費されるか
は、原稿の画像や入力画像の色によりまちまちである。

従って、現像剤が消費された現像器を生じると、プロセ
スカートリッジを廃棄するようにしたのでは、無駄な浪
費を伴い実用性に乏しい。さらに、装置全体を小型化す
るために複数のカラー用現像器を小型からコンパクトに
設ける場合には各現像器内に収納される現像剤の量が少
なくなるため、単に像担持体の回転数のみでプロセスカ
ートリッジを廃棄することはできなかった。

本発明の目的は、カラー用プロセスカー）　ＩＪッジが
採用されて、メーカーサイドの手を煩すコトなく常に安
定したカラーコピーの品質を保証することができ、又現
像剤が消費されるたびに生ずるコピー作業の中断及びそ
のために生ずるコピー時間の浪費を伴うことなく円滑に
コピー作業を行うことができるカラー画像形成装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的は、複数の現像器を有する現像器ユニ・ット
と、像担持体と、クリーニング手段とを有するプロセス
カートリッジと；前記複数の現像器の各々に現像剤を補
給可能な複数の現像剤補給器と：前記像担持体の交換時
期を表示する表示手段とを有するカラー画像形成装置に
より達成される。

〔具体的構成及びその作用〕

以下に本発明のカラー画像形成装置の具体的構成及びそ
の作用な詳細に説明する。

なお本発明で用いられる現像剤は鮮明な色調の画像が得
られる点で非磁性トナーと磁性ギヤ１ノアから成る二成
分現像剤を用いるのが好ましいが本発明の現像剤はこれ
に限定されない。

（１）本発明のカラー画像形成装置は、像担持体、カラ
ー用現像器、クリーニング装置等をコンパクトにまとめ
てプロセスカートリッジヲ構成し、カラーコピーの品質
保証を確保するようにしている。

そのため、複数の現像器を含む現像器ユニットを組み込
んだプロセスユニットを、機体に設けたガイドレール等
を有して挿脱可能に構成すると共に、前記プロセスカー
トリッジ（又は現像器ユニット）の交換に連動してプロ
セスカートリッジの像担持体の寿命を基準としに使用限
度を測定する測定器又はその使用限度を表示する表示装
置を設けている。又好ましい態様として前記カートリッ
ジ（又は現像器ユニット）の交換に連動して像形成モー
ドを自動的に変更できるようにしている。

（２）次に前記現像器ユニット内の各現像器にトナー補
給機構を設けて現像剤を補給しながらコピーを継続し、
像担持体の寿命に応じてプロセスカートリッジを使い捨
て使用するようにして、コスト面での前記カートリッジ
の実用性を確保するようにしている。

例えば各現像器ユニット又は個々の現像器を適時交換す
るとか、各現像器それぞれにト大−補給用ホツバ−を設
けるか、現像器に挿脱可能な円筒形のトナー補給容器を
設けるなどしてトナーを補給し、プロセスカー　トリッ
ジの使用限度に到る迄コピー継続を可能にしている。

（３）又クリーニング装置内に収容しうる廃トナーには
限りがあり、プロセスカートリッジの使用限度ｉｔコピ
ーが継続できるよう、クリーニング装置内のトナー受け
に溜まった廃トナーをクリーニング装置外に回収するよ
うにしているつそのためクリーニング装置内に溜まった
廃ト→−を像担持体ドラムの空胴内、又は転写ドラムを
用いた毎回転写方式の場合の前記転写ドラムの空胴内に
回収する。さらに又クリーニング装置に廃トカー回収用
カートリッジを挿脱して廃トナーを回収するか、スクリ
ューコンベヤー等によりカートリッジ外又は機外に廃ト
ナーを搬送し、廃トナー回収容器等を設け、それに回収
するようにしでいる。

以下第１図乃至第６図を用いてさらに具体的に説明する
。第１図は像担持体、現像器ユニット、クリーニング装
置、帯電器、クリーニング前除電器等が組み込工れｆニ
プロセスカートリッジを有するカラー画像形成装置及び
制御系の略図である。

前記プロセスカートリッジには、フルカラー現像器ユニ
ット、黒を含むファンクショナルカラー現像器ユニット
等が組み込まれた交換用カートリッジが含まれる。　１
９ａは前記フルカラー用プロセスカートリッジで、Ｙト
ナー補給用円筒状容器５ａを有するＹ現像器５、Ｍトナ
ー補給用円筒状容器６ａを有するＭ現像器６、Ｃトナー
補給用円筒状容器７ａを有するＣ現像器７を一体的に含
むプルカラー用現像器ユニット１２ａ、像担持体１５帯
を器２、クリーニング装置ｔ１６、クリーニング前除電
器１５等が組み込まれている。

また、プロセスカートリッジ１９ｂは前記フルカラー用
プロセスカートリッジ１９ａの現像器ユニット１２ａに
代えで、Ｙ　ｌ−チー補給用円筒状容器５ａを有するＹ
現像器５、Ｍ　ト）−一補給用円筒状容器６ａを有する
Ｍ現像器６、Ｃトナー補給用円筒状容器７ａを有するＣ
現像器７、ＢＫトナー補給用円筒状容器８ａを有するＢ
Ｋ現像器８を有する現像器ユニット１２ｂを組込んだプ
ロセスカートリ・・ノジである。

又１９ｃｌ：ｔＲトナー補給用円筒状容器９ａを有する
Ｒ現像器９、ＢＫ）チー補給用円筒状容器８ａを有する
ＢＫ現像器８を含むＲ、Ｂ　Ｋのファンクンヨナルカラ
ー用現像器ユニット１２ｅが組み込まれたカートリッジ
である。又１９ｄは前記Ｒ現像器９、Ｂ現像器ｌＯの外
にＢＫ現像器８を一体的に含む現像器ユニット１２ｄが
組み込まれたカートリッジである。これらのカートリッ
ジはコピー要請に従って選択され、カラー画像形成装置
２０の空所１９ｅに装着される。

このとき曲記各プロセスカートリッジに設けられ、該カ
ートリッジの種別を判別するｊ；めのマーク１７ａ、１
７ｂ、１７ｃ、１７ｄの−）ち１つが機体側のマーク検
出器１８により検出され、得られた信号はＣＰＵ３０へ
出力される。前記マークの検出方法としては、例えばバ
ーコードマークを光電的に読み取る方法、色マークをフ
ィルターを用いて色分けして光学的に読み分ける方法、
磁気マークを電磁的に読み取る方法等がある。その外環
２図に示すようにカー］・リッジ（又は現像器ユニット
）に対応しｔユ突起を設け、この突起でマイクｒノスイ
ッチをｒ　ＯＮ　Ｊ　、　ｒ　０ＦＦＪして対応する３
ビツトのデジタル信号をＣＰＵ３０に出力するようにし
てもよい。前記ｃｐＵ３０は前記デジタル信号に基づき
予めプロセスカートリッジに対応する像形成プログラム
が格納されたメモリー３１をアクセスして前記プログラ
ムを読み出し、読り出された像形成プログラムと操作パ
ネル３２上に設定された像形成条件に基づきＣＰＬｉ３
０により制御されて像形成が行われる。操作パネル３２
の表示装置３７にはコピー枚数表示部３８があり、機体
のコピー枚数カウンタからの信号にＪ：す、コピーの進
行と共に移動丹ンブ３９が目盛にそって１００枚＝Ｊピ
ー毎に表示板４０内を図面矢印方向に移動点灯してコピ
・−枚数を・表示する。

なお、前記コピー枚数カウンターとしては、像担持体と
同軸」二にあって回転する円板の定位置に設けた孔を通
過する光の通過回数を光電的に検知してカウントする所
謂るエンコーダ一方式を用いることができる。

又前記表示板４０にはカートリッジの使用限度（像担持
体の寿命）の手前１００枚目の所に赤ランプ４１が点灯
されていて、使用限度に到達したことを表示する。又そ
の手前１００枚目には黄ランプ４２が点灯されていて使
用限度に近いことを警告する。

前記カートリッジの使用限度は像担持体の寿命を基準と
して各カートリッジ毎に設定され、像担持体ｌの種類に
より変化するが、通常コピー枚数で１万枚乃至ｌＯ万枚
とされる。前記カートリッジの使用限度に亘るまで、コ
ピーを続行できるようにするためトナー補給がなされる
。例えば第３図に示すようにトナー補給用のホッパー４
５ａ乃至４８ａが設けられると共にその下端にホッパー
内のトナーを輸送するためのスクリューコンベヤーを内
蔵したトナー輸送用パイプ４５ｂ乃至４８ｂが配設され
る。

これらの輸送パイプの先端はカートリッジが機体に装着
されたとき、現像器内にトナーを流下させるｊ：めの連
結パイプ４５ｃ乃至４８ｃに結合される。補給用トナー
はこれらのパイプを介して補給される。

第３図ではフルカラー用プロセスカートリッジ１９ａが
示され、ホッパー４５ａにはＹトナー　ホッパー４６３
にはＭトナー、ホッパー４８ａにはＣトナーが供給され
、輸送バイブ４５ｂ、４６ｂ、４８ｂ及び連結パイプ４
５ｃ　、　４６ｃ　、　４８ｅにより現像器５．６．７
内へとトナー補給される。なおホッパー４７ａ１輸送バ
イブ４７１〕は第１図のカートリッジ１２ｃが用いられ
たとき現像器１０ａにトナーを補給するためのもので、
このときの連結パイプは４７Ｃ（図示せず）とされる。

なおこの場合カートリッジが機体に装着されてから前記
スクリューを回転してトナー補給を行い、スクリューを
停止してトナー補給をやめた後カートリッジを交換する
ように操作される。

又前記トナー補給の時期の検出手段は磁気コイルを用い
て磁気的にトナー濃度を検出する所謂るし検知器からの
信号により行われるのがよい。又トナー補給の中断は、
好ましくは機体の前扉を開いたときに自動的にトナー補
給が禁止されるように構成される。

又前記第１図で説明したトナー補給用円筒状容器５ａと
しては、例えば第４図の構成のものが用いられる。図中
５１はクラ７］・紙等の丈夫な紙テープをスパイラル状
に捲いて作られた紙管であり堅牢、かつ軽量とされる。

後蓋５２、前蓋５３及び把手５７はアルミ又はプラスチ
ック材で成型され、５６はトナー補給用の開口部で、前
蓋を開いてトナーを充填した後シール部材５８ａをシー
ル面５５に軟接着せしめることにより封止される。なお
前記軟接着されたシール部材５８ａは折り返１２７部５
８ｂを有する。第６図は前記容器５ａを装着しうる現像
器ユニッ）ｉ２ａであって、５１）は容器５ａを装着保
持するための枠体であり、５ｃは現像ロール、５ｄは撹
拌器である。

なお前記説明ではＹトナー現像器用Ｙトナー補給用円筒
形容器５ａを代表例として説明したがＭトナー現像器６
のＹトナー用容器６ａ、Ｃ）ナー現像器７のＣトナー用
容器７ａについても同様であり説明を省略する。但り、
こねらの容器の区別は例えば取手にＹ色、Ｍ色、０色等
の色マークを設けて区別するのがよい。さらに又前記容
器５ａは使用前前記シール部材５８ａの折り返し部５８
ｂをもってンールを剥離して開口部５６を露出させてか
ら現像器５の枠体５　ｂへ装着し、把手５７をもって前
記容量５ａを回転させ、前記開口部５６を下向きとして
トナー補給を行う。又容器５ａを引き出すどきは、前記
開１１部５６を上向きとしてから行うようにする。

次に本発明のカラー画像形成装置においては像担持体の
寿命に基づく使用限度までコピーを継続するため、クリ
ーニング装置で掻き取られた廃トナーをクリーニング装
置外に回収する必要がある。

そのため、例えば先に第１図で示したようにクリーング
装置に掻き取られた廃トナーを輸送バイブ４５によりド
ラム状の像担持体ｌ内に回収する。

その具体的構成が第６図に示される。図においてクリー
ニングブレード１６ａにより掻き取られた廃トナーは廃
トナー受け１６１に落下して蓄積されるが、この廃トナ
ー受け１６１中に配設され、その−端がクリーニング装
置外に延び、像担持体ｌの中空回転軸１ａに結合された
廃トナー輸送バイブ１６２ａのコイルバネ１６２ｂによ
り像担持体ドラムｌの空胴内に回収される。

なお、前記コイルバネ１６２ｂの他端はクリーニング装
置内に回転可能に支持された軸１６４に捲付は固定され
、前記軸１６４は又外部モータＭにより回転される軸１
６３にクラッチ（図示せず）を介して回転可能に連結さ
れる。像担持体ドラム内の中空軸下節には多数のトナー
落下口１６５が設けられていて、コイルバネで搬送され
たトナーが像担持体ｌの空胴内に落下して回収されるよ
うになっている。クリーニング装置に掻き取られた廃ト
ナーをクリーニング装置外に回収する別の具体例として
は先に第４図で示したと同様の構成の廃トナー回収用円
筒状容器をクリーニング装置の廃トナー受け１６１　（
第６図）として挿脱可能に設け、開口部を」二にして装
着し、容器が廃トナーで一杯になったとき、そのままの
形態で引き出し、別の空の容器と交換するようにされる
。但し廃トナー回収に使用される前記容器はシール部材
が不用であり、例えばサイズ等を合わせることによりト
ナー補給用円筒状容器を廃トナー回収用円筒状容器とし
て再使用することができる。但し通常はトナー補給用カ
ートリッジの１回目又は２回目の交換と同時に廃トナー
補給用容器を交換するのがよい。

次に本発明の前記カラー画像形成装置の像形成方法とし
ては、特に限定はないが、例えば第１図で示すフルカラ
ー用カートリッジ１９ａが機体に装着された場合はデジ
タル方式によりカラー画像が形成される。即ち読み取り
装置３によりデジタル的に読み取られ、処理して得られ
たＹ　、Ｍ　、Ｃの記録信号又はコンピューター等から
出力されたＹ。

Ｍ、Ｃの記録信号のうち例えばＹ記録信号がレーザ、Ｌ
ＣＤ、ＬＥＤ等の書き込み装置に出力され、例えばＹ信
号により変調されたレーザビームが像担持体ｌに書き込
まれ、静電潜像が形成され、Ｙトナー現像器５により例
えば交流バイアス下に非接触で反転現像され、Ｙトナー
像が形成される。次いで同様にしてＭ信号とＭトナー現
像器により前記Ｙトナー像存在下にＭトナー像が形成さ
れ、Ｃ信号とＣトナ・−現像器により前記Ｙトナー像、
Ｍトナー像存在下にＣ１−ナー像が形成される。これら
の重ね合わされた像担持体上のトナー像は供給手段９に
より供給された転写材上に静電転写極１０により転写さ
れる。又トナー像が転写された転写材は分離器１１によ
り像担持体から分離され搬送ベルト１２により搬送さ１
１定着器１３によりトナー像が定着される。以上のよう
にしてフルカラー画像が得られる。転写後の像担持体ｌ
はクリーニング装置１６により清掃され、次の像形成に
備えられる。

次にカートリッジ１９ｂが機体に装着された場合は前記
カートリッジ１９ａの場合のＹ、Ｍ、Ｃの記録信号によ
る像担持体上への書込みに加えてＢＫ倍信号記録信号の
書込みが行われ、像担持体上にはＹ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの４
色トナー像が形成される。これらのトナー像は転写材上
に一括転写され、定着されて４色から成るフルカラー画
像が形成される。

又１９ｃｉ、９ｄのカー１−リングが機体に装着された
場合はデジタル方式で前記カートリッジ１９ａの場合ど
ほぼ同様にして像形成が行われる。

前記像形成モードの変更は現像器ユニットの異なるカー
トリッジの交換により自動的に行われるが、現像器ユニ
ットをカートリッジから挿脱可能な構成とし、現像器ユ
ニット毎に第２図のようなマークを設け、それに対応す
るマーク検出器を機体側に設けて、カートリッジは交換
せず、現像器ユニットの交換により、カートリッジの交
換によるモード切換えと同様にして自動的に像形成モー
ドを変更するようにしてもよい。

又像形成方法としては、転写ドラムを用いた転写タイプ
としたもの、アナログ方式でフルカラー画像や、責、赤
、黒等のファンクシ−ナルカラー画像を形成するもの等
も利用できる。但し上記いずれの像形成方法においても
プロセスカートリッジの使用限度は像担持体の寿命に基
づいて定められ、使用限度測定器及びその表示装置に基
づいてプロセスカートリッジ又必要に応じて現像器ユニ
ットの交換が行われる。

又各現像器にはトナー補給装置が設けられ、廃トナーは
クリ−０−フグ装置外に回収される。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明するが本発明の実施の態
様はこれにより限定されるものではない。

（実施例１） 第７図（イ）は本実施例に用いられるアナログ方式で下
部筐体に、に対して上部筐体に、を開放可能としてクラ
ムシール構造とされたカラー画像形成装置の構成及び該
装置を用いｔ；画像形成方法を説明する。第７因の装置
には第１図のカートリッジ１９ａと同様なフルカラー用
プロセスカートリッジが装着されているが、゛これと交
換可能な第７図（ロ）の白黒用プロセスカートリッジ２
３２が用意された。前記第７図（ロ）のカートリッジ２
３１には現像器ユニット２３２が組込まれていて、該ユ
ニット２３２はＢＫ現像剤を収容した現像器２６８ａ　
、　２６８ｂ　。

２６８ｃから構成され、現像器２６８ａにはトナー室２
６９ａ。

現像器２６８ｂにはトナー室２６９ｂ、現像器２６８ｃ
にはトナー補給用円筒状容器２６９ｃが装着されている
。

現像の進行とともに、現像器２６８ａのトナー室２６９
ａのトナーが消費されたとき（現像器内の図示しないし
検出器からの信号により）現像は次の現像器２６８ｂに
切り換えられる。現像器２６８ｂのトナーが消費された
ときは現像が現像器２６８ｃに切り換えられるがトナー
補給用容器２６９ｃの挿脱により像担持体の使用限度ま
で継続して現像される。

図中２００はカラー原稿、２０１は原稿台、２０２は像
露光のための光学系を表し、該光学系は光源２０３、反
射ミラー２０４乃至２０７、レンズ２０８．Ｂ、Ｇ、Ｈ
のフィルター群２０９及びフィルター検出装置２０１か
ら成っている。

ナオ光［２０３’、反射ミラー２０４’乃至２０６’ｌ
ｔ光学系の光源及び反射ミラーの移動後の位置を示して
いる。ここでフルカラー用プロセスカートリッジの場合
は、前記第１図の像担持体ドラム２２ｏ１帯電器２２１
．　Ｙ現像器２２５、Ｍ現像器２２６、Ｃ現像器２２７
を組み込んだ現像器ユニット２２２、クリーニング前除
電器２２８、クリーニング装置２２９を組み込んだ、プ
ロセスカートリッジ２３０が組み込まれている。前記プ
ロセスカートリッジ２３０は上部筐体に２に固定された
懸架装置２３５及び２３６のガイドレール２３８及び２
３９によりスライド可能に懸架されている、２４０は転
写ドラムで２４１は転写材先端を転写ドラム２４０に固
定するグリッパ−１２４２は転写材をソレノイド２４３
の作用で転写ドラムに押しつけ、吸着帯電器２４４の作
用と協同して前記転写ドラムに巻き付けるための押付器
、２４５は転写器、２４６及び２４７は除電器、２４８
は転写材分離器である。

２５０及び２５１は転写材分離後の転写ドラム表面のク
リーニング装置であり、２５２は前記グリッパ−・２５
３０オン・オフを行うカム、２５４は前記分離爪２４８
のオン・オフを行うカムである。

２６０は矢印方向に回転する像担持体ドラム２２０の中
空軸、２６１はクリーニング装置２２９の廃トナー受け
であり、両者は、ＦｊＭＩ−：＃−輸送用コイルバネ２
６３を内蔵する輸送バイブ２６２により連結されている
。

その具体的構成は第６図で説明した通りであり、クリー
ニング装置で掻き取られた廃トナーは継続して像担持体
ドラム２２０内に回収され、プロセスカートリッジの交
換と共に廃（・ナーが機外に廃棄される。

なお、前記プロセスカートリッジ２３０へのトナーの補
給は、第４図で示したトナー補給用円筒状容器２６５　
、２６６　、２６７の交換により達成される。２７１は
転写材２７０の供給手段であり、Ａ４版横サイズカセッ
ト２７２から給紙ロール２７３により給紙された転写材
２７０は搬送ロール２７４．２７５及びタイミングロー
ル２７６を介して給紙ガイド２７７により転写ドラム２
４０へと供給される。前記転写ドラム２４０では、前記
グリッパ−２４１１押圧器２４２、吸着電極２４２等の
作用で転写材２７０が巻き付き固定されて搬送され転写
極２４５の作用で像担持体ドラム２２０及び転写ドラム
２４０の回転によりＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー
像が順次積層して転写される。前記各色トナー像を担持
した転写材２７０は除電極２４６及び２４７により節電
され、分離爪２４８により分離された後搬送ベル！−２
８０により定着器２８１へと搬送され、定着後の転写材
２７０は排紙ロール２８２によりトレイ２８３へと排出
される。

次にフラノ４ンエルの具体的構成を説明する。２９゜は
母体の下部筐体に１と上部筐体に、との係止部材であり
、３００は解放位置規制部材である。把手２８５を持ち
、軸Ｐ、を回転軸として下部筐体に１に対して」二部筐
体に、を開放する際、上部筐体に、に支持されｊ；係止
部材２９０のノブ２９１をバネ２９２に抗して上方に押
し上げる。それによって操作子２９３が軸２９４を中心
にして時計方向に回転し、連動子２９５の上部先端を押
し上げ、該連動子２９５を軸２９６を中心にしてバネ２
９７に抗して反時計方向に回転させる。

かくして前記連動子２９５の下部後端と係止具２９８と
の係合がはずれ、前記把手により上部筐体に、が上方に
開放可能となり、前記位置規制部材３００のバネ３０１
のバネ圧により緩やかに開放される。

なお、前記位置規制部材３００は、下部筐体に、に設け
た軸３０１にその一端が回転可能に支持された環体３０
２と、上部筺体に２に設けた軸３０３にその一端が回転
可能に支持された環体３０４とを有し、前記環体３０２
と環体３０４の他端は筐体に支持されていない軸３０５
を共通の軸として回転可能に結合されている。又前記軸
３０１と３０３との間にはバネ３０６が設けられ、該バ
ネ３０６のバネ圧に基づく緩障作用により筐体の閉蓋及
び開放が緩やかに操作される。

前記位置規制部材３００は筐体に２が閉蓋されていると
きは、前記環体３０２及び３０４は折畳まれているが上
部筐体に２が開放されるにつれてバネ３０６のバネ圧に
抗して立ち上がり、前記開放時（開放角２０”）のどき
前記両環体は直線状にのびて上部筐体Ｋ。

の開放をストップすると共に、上部筐体に２を支持する
ようになる。

閉蓋時には、前記位置規制部材３００は前記ど逆の工程
を経て前記環体３０２及び３０４が折畳される。

他方閉蓋時の前記係止部材２９０の作用は連動子の下端
が係止具２９８上面の肩に蹴られて廻り込みながらバネ
３０７の作用で前記係止具２９８に自動に係合される。

又、上記閉蓋動作によりプロセスカートリッジ２３０と
転写ドラム２４０との位置合わせが自動的に達成される
。

以上説明したのはフルカラー用プロセスカートリッジ２
３０が機体に組み込まれてフルカラー画像を形成する場
合であったが、その外来実施例ではプロセスカートリッ
ジに２３０代えて、ＢＫ現像器ユニット２３２を有する
プロセスカートリッジ２３１を用いて白黒画像を形成し
た。この場合はグリッパ−２４１を用いることなく転写
材２７０を静電吸着のみにより転写ドラムに固定搬送し
、像担持体２２０上に形成されたＢＫ）ナー像を転写後
直ちに分離・搬送・定着して白黒画像を得る。

上記フルカラーコピー及び白黒コピーに際してカートリ
ッジの交換に連動してカートリッジ毎のマーク２５０を
センサー２５１で読み取り、その信号によりＣＰＵを介
してメモリーから前記カートリッジに対応する像形成プ
ログラムを自動的に読み出して像形成を行う。

又カートリッジ２３０又は２３１の使用限度は、カート
リッジからの信号により特有の限度コピー枚数のデータ
を読み出し該データーによりＣＰＵを介して表示装置を
駆動して使用限度が表示される。前記カートリッジには
２３０又は２３１は第２図のフルカラーモードの突起の
配列及び白黒モードの突起の配列が用いられ、それらの
出力信号はｒｏｏｌ」又はｒｌｌＯ」とされた。

又表示装置は第１図の表示装置が用いられた。

本実施例ではまずプロセスカートリッジ２３ｏヲｍ体に
装着し径６０ｍｎ＋のＯＰＣ感光体ドラムを用いてＡ４
版の転写材を横送りで毎分１０枚の早さで連続コピーし
て３万枚のカラー画像を形成した。この時点で第１図の
１ビ一ランプ３９０点灯が警告ランプ４２に達し、その
ｌ−！１１００枚コピーを継続しＩ；所、使用限度を示
す赤ランプ４１が点灯したので機械を停止しプロセスカ
ートリッジ２３０をプロセスカートリッジ２３１と交換
した。

なお、この間Ｙ現像器２２５、Ｍ現像器２２６、Ｃ現像
器２２７のトナー補給用容器２６５　、２６６　、２６
７はいずれも５回ずつ更新された。又クリ−・ニング装
置２２９内の廃トナーはＯＰＣ感光体ドラム２２０の空
胴内の約６割の領域に回収されていた。

次に白黒用プロセスカートリッジ２３１が装着された装
置を用い、８４版転写材を縦送りで毎分３０枚の早さで
連続してコピーし、６万枚の白黒画像を形成した。この
時点で使用限度を示す赤ランプ４１が点灯したのでコピ
ーを停止し、白黒コピーを終了した。この場合トナー補
給用容器２６９Ｃは２回交換された。以上の結果終始色
調鮮明なカラー画像及び高濃度、高解像力の白黒画像を
うろことができｌ；。

以上説明した実施例によればメーカーサイドの手を煩す
ことなく、フルカラーコピー及び白黒コピーモードが保
証され、カラーコピーに複数の現像器が組込まれるため
コスト面で高めとなるプロセスカートリッジを採用して
もコスト面での実用性が確保された。又コピーモードの
切り換えが自動化されてコピー作業の時間的浪費が排除
された。

さらにはタラムシエル構造としているＩ；め、カートリ
ッジの挿脱、ジャム処理、部品交換等が容易とされた。

さらにはアナログ方式としているため複数な回路構成が
不用であり、装置が簡単で、かつ低コストとされた。

（実施例２） 第８図は本発明の他の実施例を説明するためのデジタル
方式のカラー画像形成装置の断面図である。本装置に組
込まれるプロセスカートリッジとして、先に第１図１９
ａと同じ構成のＹ　、Ｍ　、Ｃの各現像器を含む現像器
ユニットを有するフルカラー用プロセスカートリッジ６
３０と、第１図１９ｄで示し？、Ｒ，Ｂ、ＢＫの各現像
器を含む現像器ユニ・ントを有する交換用のファンクシ
ョナルカラー用プロセスカートリッジ６３１とを有する
。前記フルカラー用プロセスカートリッジ６３０には、
Ｙ現像器６２５、Ｍ現像器６２６、Ｃ現像器６２７を内
包する現像器ユニ・７ト６２２、帯電器６２１１　クリ
ーニング装！１１６２９が組込まれている。又前記ファ
ンクショナルカラー用プロセスユニット６３１には、前
記ユニット６２２に代えてＲ現像器６３５、Ｂ現像器６
３６、ＢＫ現像器６２７を内包する現像器ユニット６４
２が組込まれている。

又前記プロセスカートリッジ６３０には、該カートリッ
ジ６３０特有の像形成プログラム及び使い捨ての時機を
決める使用限度（コピー枚数）の情報が格納されたＩＣ
メモリー板６５０が設けられ、機体側には、前記カート
リッジ６３０の装着の過程でＩＣメモリー情報を読取る
読取器６６０が設けられている。又前記プロセスカート
リッジ６３１には該カートリッジ６３１特有の像形成プ
ログラム及び使用限度（コピー枚数）が格納されたＩＣ
メモリー板６５１が設けられている。コピースタートと
同時にＣＰＵを倉して前記ＩＣメモリー内のプログラム
が読み出され、フルカラー画像形成モードか、ファンク
ショナルカラー画像形成モードかのいずれかが選択され
て以下に説明する態様で像形成が行なわれる。

まず原稿第５旧上に載置されたフルカラー原稿５００ａ
又はファンクショナル多色カラー原稿５００ｂは下記読
取系により読取られ、得られた読取信号により変調され
たレーザビームにより像担持体ドラム６００上に書き込
まれて像形成が行なわれる。前記読取系において５１０
には原稿走査ユニットであり、フルカラー用走査系５２
０とファンクショナルカラー用走査系５３０の２系統が
切り換え可能に組込まれている。

フルカラーモードの場合はまずシャッタ５２１が開かれ
、シャッタ５３１が閉じられて、光源５１５の反射光が
ハーフミラ−５３２を通過後反射ミラー５２２で反射さ
れ３色分解プリズム５２３でＢ　、Ｇ　、Ｈに色分解さ
れ、３個のＣＣＤから成る光電交換装置５２４でＢ。

Ｇ、Ｒの３系統の電気信号に変換された。これらの信号
は増幅器５２５でそれぞれ増幅された後、Ａ／Ｄ変換器
５２６でデジタル信号５２７とされ画像処理装置５４０
へと出力された。該画像処理装置では前記３系統のＢ、
Ｇ、Ｒのデジタル信号が色判別部において処理されＹ　
、Ｍ　、Ｃの３色に色判別されて前記３色の記録信号が
得られるが、まずその内Ｙ信号のみがとり出されてレー
ザスキャナ５５０に出力された。５５１はポリゴンミラ
ー、５５２はｆ−θレンズである。

なお前記フルカラー読取系及びファンクショナルカラー
読取系については本出願人が先に提案した特開昭６２−
２６９７６号公報、特願昭６１−２８５３４０号、特願
昭６２−１６５５４号、特願昭６３−１６４１３号の各
号明細書に詳細が記載されている。

前記スキャナ５５０では前記Ｙ記録信号によりレーザビ
ームが変調され、反射ミラー５５３をへてプロセスカー
トリッジ６３０内に組込まれた像担持体ドラム６００に
投射された。前記カートリッジ６３０内には前記像担持
体ドラム６００の外、帯電器６２１１　クリニング装置
６２９、現像器ユニット６２２を内包していて、前記帯
電器６２１により一様な帯電が付与された像担持体ドラ
ム６００に前記Ｙ信号に基づくレーザ露光が施されて静
電潜像が形成された。この静電潜像はＹ現像器６２５に
より非接触で反転現像され像担持体上にＹトナー像が形
成された。次いでクリーニング装置６２９、転写・分離
器７００，７０１等が解除された状態で像担持体が回転
され、続いて同様にして次のＭ記録信号に基づくレーザ
露光が施されて静電潜像が形成され、Ｍ現像器６２６で
同様非接触で現像され前記Ｙトナー像上に重ねてＭトナ
ー像が形成された。さらに同様にしてＣ記録信号に基づ
くレーザ露光及びＣ現像器６２７による現像が行なわれ
て前記Ｙトナー像及びＭトナー像上に重ねてＣトナー像
が形成された。これらの重ね合わされたトナー像はカセ
ット７１０から送出しロール７１１搬送ロール７１２、
タイミングロール７１３により搬送されたＡ４横送りの
転写材上に転写極７００の作用で一括転写さね、分離極
７０１で分離され、搬送ベルト７１４で定着器７１５へ
と搬送された。熱ロールで加熱定着された後排出ロール
７１６により排紙皿７１７へ排出され所望のフルカラー
画像が得られ　ｌこ　。

次にフルカラー用プロセスカートリッジ６３０に代えて
ファンクシ３ナルカラー用プロセスカートリツジ６３１
が装着され、該カートリッジ６３１のＩＣメモリー板６
５１からの読取信号によりによりＣＰＵを介してファン
クシジナルカラーモードに変換された。

まずシャッタ５２１が閉じられシャッタ５３１が開かれ
て、光源５２０の反射光がハーフミラ−５３２で反射さ
れ、２色分解プリズム５３３で赤（Ｒ）、シアン（Ｃ）
に色分解され、２個のＣＣＤから成る光電変換装置５３
４でＲ，Ｃの２系統の電気信号に変換された。これらの
信号は増幅器５３５で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５３
６でデジタル信号５３７とされ、前記画像処理装置５４
０へと出力された。該画像処理装置では、前記２系統の
Ｒ，Ｃのデジタル信号が色判別部において処理され、Ｒ
、Ｂ　、Ｂ　Ｋの３色に色判別されて３色の記録信号が
得られるが、そのうちＲ信号のみがとり出されてレーザ
スキャナ５５０に出力される。前記スギャナ５５０では
Ｒ記録信号によりレーザビ・−ムが変調され像担持体ド
ラム６００に書き込まれ静電潜像が形成され、Ｒ現像器
５３５で非接触で現像され前記像担持体ドラム６００上
にＲトナー像が形成されＩ−８同様にして像担持体ドラ
ム６００の次の回転によりＢ信号に基づくレーザビーム
が像担持体ドラム６００上に書き込まれ、Ｂ現像器６３
６で非接触反転現像され前記Ｒトナー像上にＢトナー像
が形成された。又同様にしてＢＫ倍信号基づくレーザビ
ームの書き込み及びＢＫ現像器６３７による現像が行な
われて、前記Ｒトナー像、Ｂトナー像上にＢＫトナー像
が重ねて形成され、カセット７１Ｏからタイミングを合
わせて供給された転写材上に一括転写され、定着されて
Ｒ、Ｂ　、Ｂ　Ｋのファンクショナルカラー画像が得ら
れｔ；。

なお、前記プロセスカートリッジ６３０及び６３１はカ
ーｉ・リッジ懸架装！［６８０及び６８１により懸架さ
れ、ガイド溝６８３及び６８４に前記カートリッジの突
起６８５及び６８６を嵌合スライドさせて機体に対して
挿脱された。又前記プロセスカートリッジ６３０及び６
３１の挿脱には機体の前扉を（図示せず）開放し、転写
器７００及び分離器７０１を保持する容器７２０をカム
７２１の回転とバネ７２２の張力により引下げた状態で
挿脱された。現像器ユニット６２２及び６４２のトナー
補給は第８図に示すようにトナーが消費されそれが現像
器内に何段されたし検知器により検知されｔ二場合、ユ
ニットの前面に設けた壁板の把手により前記ユニットを
引出し、新な現［ｉユニットと交換することにより達成
されｔ−０又クリ−；ニング装置内の廃トナーはスクリ
ューコンベヤー７３０により機内の廃トナー回収容器７
３１に回収された。

本実施例ではプロセスカートリッジ６３０を機体に装着
し、径１２０ｍｍのＯＰＣ感光体ドラムを用いて、Ａ４
版の転写材を横送りで毎分１０枚の早さで連続コピーし
て４万枚のフルカラー画像を形成しｔ−０この時点で第
１図のコピーランプ３９の点灯が限度赤ランプ４１に達
したので機械を停止しプロセスカ、−トリッジ６３０を
交換した。このとき迄に現像器ユニット６２２は５回交
換された。

又プロセスカートリッジ６３１を機体に装着し、同様の
コピーテストを行なった結果使用限度である４万枚のフ
ァンクショナルカラー画像を形成する迄に６回に亘り現
像器ユニット６４２の交換を行なった。

なお前記現僚器ユニットの交換の時期は３つの現像器の
各々Ｉこ設げたトナー残量検知器のうちの１つから信号
が出力されたときとした。

かくして本実施例によればデジタル方式としているため
画質の制御が容易となり、高品質の画像が得られ、常に
使用限度内で交換されるようにしたプロセスカートリッ
ジの採用により品質保証が確保されかつ、像担持体の寿
命を基準とし、て前記カートリッジの交換又は現像ユニ
ットの交換を行なっているため、コスト面での実用性が
確保された。又カートリッジの交換によりコピーモード
が自動的に設定されるためユ・−ザーの多様な要望に対
して迅速に対応”づることができる。又転写ドラムを用
いていないため装置をより小型、軽量とすることができ
た。

（実施例３） 実施例２の改良例として、カートリッジ６３０及び６３
１を第１θ図のようにした。即ちカートリッジ６３０に
おいて、現像器ユニット６２２の各現像器６２５，６２
６゜６２７のトナー補給を各現像器室に設けた保持部材
６４１．６４２．６４３にトナー補給用円筒形容器６４
４．６４５゜６４６を装着してトナー補給を行なうよう
にした。

又クリーニング室６２９内に溜る廃トナーの回収を、保
持部材６７２に廃トナー回収用円筒容器６７３を装着し
、該容器６７３にガイド部材６７１を介して流下せしめ
て行なうようにした。又カートリッジ６３１においても
同様に各現像器室に設けた保持部材６６１，６６２゜６
６３にトナー補給用円筒状容器６６４　、６６５　、６
６６を装着してトナー補給行なうようにし、又クリーニ
ング室に設けた保持部材６７２に廃トナー回収用円筒状
容器６７３を装着して、廃トヅー回収を行なうようにし
た。

これらの円筒形容器は第４図と同一構成とされるが、廃
トナー回収用容器はシール部材を不要としている。又実
施例２でコピーモード及びコピー限度枚数を読取るため
に設けｔ、　Ｉ　Ｃメモリー板６５０及び６５１はコピ
ーモード設定情報の格納専用とし、コピー限度を決定す
る手段としては第１Ｏ図のバッチ潜像電位の検出器６７
０ａ及び６７０ｂを設け、その検出信号を用いるように
（，７た。即ち原稿台上の原稿中央先端部に白黒バッチ
原稿（ｔｏｘ　２０ｍｍ角）５０３を配置しく第８図参
照）し、コピ−１ｏｏｏ枚毎に検出器６７０ａ及び６７
０ｂを作動させて、バッチ原稿の白の領域に対応する白
層像電位ｖ　ｉ（ｖ　＋　’　）及びバッチ原稿の黒の
領域に対応ず（か熱潜像電位■。

（ｖｚ’）を測定する。これらの電位データは信号処理
装置６７５に出力される。この信号処理装置内では、バ
ッチ潜像のうちの白潜東の電位と黒潜像の電位との電位
差が演算器により演算され、基準電位差と比較され、基
準値未満の場合はコピー限度［１ｊｃＴ）信号がＣＰＵ
に出力され、基準値以下の場合は、第（図で示した表示
装置により、使用限度（寺ランプ点灯）の表示がなされ
る。ヌ基準値を越える場合は、コピーａ続１’　Ｏｊの
信号がＣＰＵに出力され、コピーが継続される。

本実施例では、径１２０　ｍ　ｍの角帯ＴＩＬ性ＯＰＣ
感光体ドラムが用いられ、Ａ４版横送りで毎分１０枚の
コピースピードでコピーが行なわれた。現像剤は径１０
μｍのポリエステル樹脂とバインダ・−とした非磁性ト
ナ〜と径２０μｍのフェライト球形芯材にスチレンアク
リル樹脂をコートしｔニコーテッドキャリアから成る二
成分系現像剤が用いられ、５万枚の連続コピーで赤ラン
プが点灯されカートリッジが交換された。また現像では
ＩＫＶ（Ｐ−Ｐ）２ＫＨのＡＣバイアスと一５３０ｖの
ＤＣバ・イアスがイマ１与されて非接触で反転現像され
た。このときの電位特性を第１１［Ｅに示した。即ち初
期電位特性としては、感光体上・＼の帯電電位（黒潜＠
電位）−５５０Ｖ、バイアス電位５３０Ｖ、露光部電位
（白層像電位１−１００Ｖ、測定電位差−４５０ｖであ
った。又このときの現像に寄与する電位差は一４３０Ｖ
であった。さらに５万枚コピー時の電位特性としては、
帯電電位（熱潜像電位）−４５０Ｖ、バイアス電位−４
２０Ｖ、露光部電位（白潜像電位）−１５０Ｖ、測定電
位差は一３００ｖであった。

又このときの現像に寄与する電位は一２７０ｖであった
。なお今回の基準値は一３００ｖに設定された。

前記５万枚のコピー中前記トナー補給用容器は６回、廃
トナー回収容器は４回交換された。又本発明の装置を用
いてのフルカラー画像及びファンクショナルカラー画像
の形成プロセスは実施例２の場合と同様とされＩ；。

かくして本実施例によれば、プロセスカートリッジの使
い捨ての時期が、コピー環境、コピー条件、カー　トリ
ッジの種類等の全ての条件が折り込まれて選択されるの
で、無駄がなくコスト面及び品質の面、作業能率等の面
で最適のコピー操作が遂行される利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のカラー画像形成装置によれ
ば、コスト面で実用性のあるカラー用プロセスカートリ
ッジを採用して、カラーコピーの品質保証を確保すると
共に、前記プロセスカートリッジの使用限度を測定、及
び表示して、コピー品質の安定化及びコピー時間の浪費
を大幅に軽減できたなどの効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種プロセスユニットを交換可能に有するカラ
ー画像形成装置の略図及び制御系統図、第２図はプロセ
スカートリッジの信号取出し用マーク及び信号の種類を
示す図、第３図はトナー補給用ホッパーを有するカラー
画像形成装置の略図、第４図はトナー補給用円筒状容器
の斜視図である。 第５図はトナー補給用容器の装着部を有する現像器ユニ
７）、第６図は廃トナー回収機構を説明する斜視図、第
７図及び第８図は実施例を説明するためのカラー画像形
成装置の概略構成図、第９図は現像器ユニットをカート
リッジから引出す機構を説明する斜視図である。 第１Ｏ図は実施例３を説明するプロセスカートリッジの
断面図及びその制御系統図、第１１図は電位特性図であ
る。 １．２２０．６００・・・像担持体 １９ａ、　１９ｂ、　１９ｅ、　１９ｄ、２３０，２３
１．６３０，６３１−プロセスカートリッジ １２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ、　１２ｄ、２２２，６２
２−現像Ｉ＄　−１−＝−ｚト１６．２２９，６２９．
・・・クリーニング装置５　、６　、７　、８　、９　
、１０　、２２５　、２２６　、２２７　、６２５　、
６２６　、６２７・・・現像器５ａ、６ａ、７ａ、８ａ
、９ａ、ｌｏａ、２６５，２６６．２６７’＝　ｔ−ナ
ー補給用円尚状容器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の現像器を有する現像器ユニットと、像担持体と、
   クリーニング手段とを有するプロセスカートリッジと、 前記複数の現像器の各々に現像剤を補給可能な複数の現
   像剤補給器と； 前記像担持体の交換時期を表示する表示手段とを有する
   カラー画像形成装置。