JPH0356474B2

JPH0356474B2 -

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Publication number: JPH0356474B2
Application number: JP57197936A
Authority: JP
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1991-08-28
Also published as: JPS5987464A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は画像形成装置の本体に対し着脱可能に
したプロセスカートリツジに関し、更に詳しくは
操作者にこのカートリツジの使用可能な限界を知
らせる機構を有したプロセスカートリツジに関す
るものである。

電子写真複写機を例にとると、感光体、現像
器、帯電器等が劣化したり、又は消耗材を使いつ
くすことにより、その機能を失う部材を一体化
し、本体装置に対して交換可能に構成したプロセ
スカートリツジが提案されている。これにより操
作者は専問知識を必要とすることなく、複写装置
を常に安定した状態で使用できる。

本発明の目的は上記プロセスカートリツジに対
して、消耗部材の供給を可能にし、更にこのカー
トリツジ自体の使用限界を操作者に知らせること
が可能なプロセスカートリツジを提供することに
ある。

第１図は本発明を適用した電子写真複写機の要
部説明図を示す。

図において、１は感光ドラムで導電ドラムとそ
の上の表面光導電層で構成され、矢印方向に回転
する。この感光ドラム１の周囲にはドラムの回転
方向に沿つて、コロナ放電器２と現像器３そして
クリーニング器４が、枠体５によりこのドラム１
とともに一体に支持されている。そしてこの枠体
５は本体装置に対しレール６，７に案内され着脱
できる。即ち、感光ドラム１が使用に伴う劣化の
ため、使用に耐えなくなる時期に対応させてクリ
ーニング器内のトナーが十分留まる様に設定して
おき、枠体ごとに新しい別のカートリツジと交換
することで、再び複写操作を行える。本発明で
は、この様に枠体で支持され使用寿命の終了とと
もに本体から取出し、新しいものと交換可能なも
のをプロセスカートリツジと称す。

上記装置による画像形成は、先ず感光ドラム１
が放電器２により均一に帯電され、次にランプ８
により照明された原稿台ガラス９上の原稿像が、
短焦点光学素子アレイ１０を介して感光ドラム１
上に結像される。上記帯電と露光により形成され
たドラム上の潜像は、現像器３によりトナーで現
像される。その後、本体側の転写用放電器１１を
用い、図示しない給紙手段により搬送されて来た
転写紙１２にトナー像を転写する。トナー像を転
写した転写紙１２は、給送路下流側の定着器（図
示せず）によりトナー像を転写紙上に定着し、本
体装置外に排出する。一方、ドラム１の残留トナ
ーはクリーニング器４により清掃され、次の複写
工程に備える。

第２図は上記プロセスカートリツジの斜視図を
示す。

ところで、上記カートリツジ内の現像器３は、
感光ドラム１が劣化して使用不可能にならない範
囲内で、このドラムを繰返し使用できる様に、ト
ナーの消耗を補給できる構成を有している。第３
図は特に現像器３のトナー補給機構を示す斜視図
である。説明を理解し易くするため、第１図の感
光ドラム１及び枠体５は除いて描いてある。

第３図において、１３は現像器３の外枠で、現
像動作及びトナーの供給に使用する部分以外を遮
つている。１４は回転する非磁性スリーブで、こ
のスリーブ内には複数の磁極を有する磁石ローラ
が固定してある。なお、このスリーブは上記枠体
５に取付けた歯車の駆動が伝達されて回転し、こ
の枠体５の歯車は本体装置にプロスセカートリツ
ジが装填されたときに、本体側の歯車と噛合して
駆動力を受ける。または、他の変形例としては、
感光ドラムに設けた歯車に、スリーブ１４を駆動
する歯車を噛合させ、これによりプロセスカート
リツジを本体に装填することでこのドラム１に伝
達される駆動力で従動させても良い。

このスリーブ１４の上部の１５はプレード板
で、スリーブ上にトナーを均一の厚さに塗布する
のに用いられ、上記枠体１３に固定してある。上
記枠体の手前側の開口１６は、トナーを補給する
ためのトナーカートリツジ１７を装填するための
もので、トナーカートリツジ１７は矢印方向に挿
入することで装填を完了する。そして、装填した
状態でこのカートリツジ１７を半回転してから、
シール材１８を引き抜くことにより、トナーは現
像器３内に開口１８ａを通つて落下して補給を終
了する。そして再びトナーを補給するときは、ト
ナーカートリツジを更に同方向に半回転し、トナ
ーカートリツジの開口を上向きにした状態で引き
抜く。なお、図の１９はハンドル部で、トナーカ
ートリツジの着脱及び回転操作に用いる。そし
て、２０はガイド用の突起で、現像器の枠体１３
の開口部１６に設けた切欠き部２１に嵌合させる
ことで、トナーカートリツジ１７の着脱方向を誤
らせないためにあり、２２はカートリツジの筐体
を示す。

ところで本実施例の現像器には、消耗部材であ
るトナーの補給回数を制限する機構が設けてあ
る。これにより、感光ドラムの劣化に起因するプ
ロセスカートリツジの使用限界をユーザに知らせ
ることができ、必要に応じてプロセスカートリツ
ジを新しいものと交換することで、常に高品質の
画像を得ることが可能になる。

次に上記の如くトナーカートリツジの現像器に
対する装填回数を規制する機構（以下、限定機構
と称す）を図面に従つて説明する。

第１の実施例の限定機構は、トナーカートリツ
ジの装填方向の奥側に設けてある。第４図はトナ
ーカートリツジの側面図で、第３図のトナーカー
トリツジ１７に対応している。図の２３はかさ歯
車で、このカートリツジ１７ａの奥側先端に固設
してあり、径の小さい側を先端に向けてある。

第５図は上記第４図のトナーカートリツジ１７
ａをプロセスカートリツジに取付けた状態を示す
平面図で、図の５ａはプロセスカートリツジの奥
側枠体を示す。この枠体５ａには上記トナーカー
トリツジ側のかさ歯車２３と噛合し、一方向にの
み回転するかさ歯車２４が取付けられている。こ
の一方向に回転する機構については、第６図の両
かさ歯車２３，２４の歯合状態を示す平面図、及
び上記第５図に従つて説明する。

第５図、第６図において、２５は枠体５ａに固
設した回転中心軸で、この中心軸２５につめ車２
６を一体構成したかさ歯車２４が回転自在に取付
けられている。そして、このつめ車２６に対して
は押えつめ２７が作用し、つめ車２６の回転を反
時計方向にのみ許している。従つて、トナーカー
トリツジ側の回転は、このつめ車２６とつめ２７
により規制され、けして逆転しない。

ところで、上記プロセスカートリツジ側のかさ
歯車２４には、１本のピン２８が固設してあり、
このピン２８はかさ歯車２４の回転にともない、
上記枠体５ａに固定したストツパ２９に当接し、
かさ歯車２４の回転を規制する。従つて、上記両
かさ歯車２３，２４の歯数を選ぶことにより、ト
ナーカートリツジの交換可能な回数として２回以
上の回数を任意に設定することが可能となる。ま
た、一方又は両方のかさ歯車の固設状態を若干ゆ
るめておくことにより、トナーカートリツジを装
填したときの両歯車の歯合がより円滑になる。

このように、本実施例によれば、かさ歯車２
３，２４の歯数を適宜設定し、かさ歯車２４がト
ナーカートリツジの回転動作を検知することによ
りトナーの補給回数を把握することができる。

次の実施例は同じくトナーカートリツジのプロ
セスカートリツジに対する装填回数を規制するも
ので、この実施例では現在の交換回数、又は更に
何回交換が可能であるかを示す表示手段をプロセ
スカートリツジ側に有している。

第７図は本実施例に適用するトナーカートリツ
ジ１７ｂの側面図を示し、第３図のカートリツジ
１７に対応する。このカートリツジ１７ｂにはハ
ンドル１９側の筐体周面の一部にかさ歯車３０が
固設してある。

第８図は上記カートリツジ１７ｂをプロセスカ
ートリツジ側に装填したときの状態を示すもの
で、図中５ｂはプロセスカートリツジの手前側の
枠体を示し、この枠体５ｂには上記第５図で述べ
たものと同様の限定機構が取付けてあり、同一部
材は同一番号が付してある。この実施例において
は、プロセスカートリツジ側のかさ歯車２４ａの
手前側には第９図の如きトナーカートリツジを交
換することが可能な回数を表示する指標３１があ
り、この示標３１の１つが枠体５ｂの開口５ａか
ら観察することが可能となる。即ち、このかさ歯
車２４はトナーカートリツジのかさ歯車３０が歯
合するときのみ回転することで指標を前進させ
る。尚、かさ歯車２４ａは第１実施例のかさ歯車
２４と同様に機能するものである。

上記構成により操作者は、プロセスカートリツ
ジの使用可能な限界が来る前に、予め指標により
予知できるため、新たなプロセスカートリツジを
準備することで、使用中のカートリツジが使用不
可になつても、新たなプロセスカートリツジと交
換することで連続して複写機本体を使うことが可
能となる。なお、上記第８図の実施例において
は、かさ歯車２４ａの軸２５に対する取付けをゆ
るめておくことにより、両かさ歯車２４ａ，３０
の歯合はより円滑になる。

上記実施例はプロセスカートリツジが現像器を
有し、この現像器に対するトナー補給回数とプロ
セスカートリツジ側の寿命とを関連させた。この
様な構成によりプロセスカートリツジの寿命内
で、トナーの補給を複数設けられるため、トナー
収納量を大きく設定する必要がなくなつた。従つ
て、プロセスカートリツジの容積を極力小さくで
き、且つ大量のトナーが雰囲気に晒されることが
ないため、トナーが吸湿等による悪影響を受ける
ことが防止できる。

このプロセスカートリツジの寿命の判断につい
ては、繰返し使用による感光体の劣化、摩耗やク
リーニング器のブレード板の摩耗等を考慮する。
また、クリーニング器がプロセスカートリツジ内
に配設されているときは、回収トナーを収納する
容器をこのカートリツジから取出せる様にしても
良い。しかし、この様な取出す手間は、クリーニ
ング器のトナー回収容器を、トナーカートリツジ
の交換可能な期間中に回収されるトナー量を収納
できる大きさに設定することで解消できる。

上記実施例の変形例としては、プロセスカート
リツジが現像器と感光ドラムのみを持つ形態等が
考えられる。勿論、ここで用いる現像器は磁性絶
縁トナーによる一成分現像剤を用いるものに限ら
れず、磁性キヤリアとトナーの二成分現像剤を用
いるものでも良い。後者の場合、補給トナーはト
ナーのみならずキヤリアもトナーとともに補給し
ても良い。

本発明の変形例としては、トナーカートリツジ
の装填回数を制限するのみならず、プロセスカー
トリツジの感光ドラムも繰返し交換可能な消耗部
材としても良い。この場合、現像器のトナー搬送
スリーブ（第３図の１４）の表面劣化に合せて感
光ドラム、必要ならば更にトナーカートリツジの
交換可能な回数を設定する。勿論、プロセスカー
トリツジにクリーニング器を設け、上記スリーブ
の劣化とクリーニングブレードの劣化を対応させ
ても良い。

以上の様に本発明によれば、本体装置に対して
交換するプロセスカートリツジに対し、消耗部材
を補給できるため、不必要にプロセスカートリツ
ジの容量を大きくする必要がなかつたり、又は、
プロセスカートリツジに塔載した帯電器や現像器
等の各構成体の耐久性が異なる場合でも、最も長
い耐久度を持つ構成体の寿命に合せて、プロセス
カートリツジを交換することもでき、経済的な効
果も大きい。そして、消耗部材の交換可能な回数
をプロセスカートリツジ側で判断しているから、
耐久寿命を終了したプロセスカートリツジを誤つ
て使用してしまうことにより、低画質の像を得る
ということもなくなる。また更には、本体に対し
てプロセスカートリツジを取出しても、取出した
カートリツジに交換回数を記憶しているので、同
一の本体装置に付して現像色の異なるプロセスカ
ートリツジを装填しても何ら問題を生じることが
ない。

なお、本発明で述べたプロセスカートリツジの
使用対象としては、実施例の如く電子写真法を適
用した複写機以外の画像形成装置としては、
LED素子アイレやレーザ光を用いた記録装置に
対しても適用でき、更には上記感光体を誘電体に
置換し、本体装置側からマルチスタイラスヘツド
を作用させることでフアクシミリ装置や記録装置
にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロセスカートリツジと本体装置の関
係を示す断面図、第２図は同カートリツジの斜視
図、第３図はプロセスカートリツジとトナー補給
カートリツジとの着脱関係を示す斜視図、第４図
はトナーカートリツジの側面図、第５図はトナー
カートリツジのプロセスカートリツジの結合状態
を示す平面図、第６図は両カートリツジのかさ歯
車の歯合状態の正面図、第７図は別のトナーカー
トリツジの側面図、第８図は他の実施例でトナー
カートリツジの手前側にかさ歯車があるときの噛
合例を示す平面図、第９図は第８図のかさ歯車の
指標部を示す斜視図を示す。図において、１は感光ドラム、３は現像器、５
はプロセスカートリツジ枠体、１７，１７ａ，１
７ｂはトナーカートリツジ、２４，２４ａは限定
機構の一部を示すかさ歯車、２８はピン、２９は
ストツパーを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカ
ートリツジにおいて、上記プロセスカートリツジ
に対して消耗部材を補給するときの動作を検知し
て消耗部材の補給回数を知る手段と、所定回数補
給後の消耗部材の補給を不能とする手段と、を有
するプロセスカートリツジ。