JP2000221768A - 電子写真式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーホッパ内のトナーがほとんどなくなっ
た状態でトナーエンドを認識することができるようにす
る。 【解決手段】 ロータリ現像装置６に４個の現像ユニ
ット４１を設ける。それらの現像ユニット４１のトナー
ホッパ４３内には、それぞれ一対の導光体４７Ａ、４７
Ｂを設け、１の現像ユニットを現像ポジションへと移動
したとき、トナーエンド検知ポジションにきた他の現像
ユニットの一対の導光体がその現像ユニット４１のトナ
ーホッパ４３内の最下となる位置にくるようにする。一
方、ロータリ現像装置６の回転中心軸Ｏの下方であっ
て、トナーホッパ４３の外部には、トナーエンド検知セ
ンサ５２を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機・プリン
タ・ファクシミリやそれらの複合機などの画像形成装置
に関する。詳しくは、現像装置でトナーを付着して、像
担持体上に形成した静電潜像を現像する電子写真式画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばカラーなど、現像装置に複数の
現像ユニットを備える電子写真式画像形成装置がある。
この種の画像形成装置では、従来、発光素子と受光素子
とからなるトナーエンド検知センサを用い、発光素子か
ら発した光を現像ユニットのトナーホッパ内に入れ、ト
ナーホッパ内のトナーが一定量以下となったとき、光が
透過してその透過光を受光素子で受光することにより、
トナーホッパ内のトナーエンドを検知していた。

【０００３】すなわち、トナーホッパ内のトナーが一定
量残存した状態でトナーエンドを認識していた。そし
て、トナーエンドを検知したときには、たとえばトナー
カートリッジを交換するなどしてトナーホッパ内に新し
いトナーを補給していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
トナーエンドを検知したとき、たとえばトナーカートリ
ッジを交換するなどしてトナーホッパ内に新しいトナー
を補給するよりも、１の色のトナーエンドを検知したと
き、その現像ユニットそのものを新しいものと交換して
しまう方が、トータルコストをより低く抑えることがで
きることが判った。

【０００５】しかし、この場合、前記従来のように１の
トナーホッパ内のトナーが一定量残存した状態でトナー
エンドを認識して、トナーホッパ内にトナーをまだ一定
量残存させたままで、その現像ユニットそのものを新し
いものと交換してしまうのでは不経済である。トナーホ
ッパ内のトナーがほとんどなくなった状態でトナーエン
ドを認識し、トナーホッパ内のトナーがほとんどなくな
ってから現像ユニットそのものを新しいものと交換する
ことが好ましい。

【０００６】そこで、この発明の課題は、複数の現像ユ
ニットを備える電子写真式画像形成装置において、トナ
ーホッパ内のトナーがほとんどなくなった状態でトナー
エンドを認識できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、現像器とそ
れにトナーを補給するトナーホッパとを一体に有する現
像ユニットをロータリ現像装置に複数設け、記録媒体に
画像を記録するとき、そのロータリ現像装置を回転駆動
して複数の前記現像ユニットのうちの１の現像ユニット
を選択的に現像ポジションへと移動し、その１の現像ユ
ニットの現像器でトナーを付着して、像担持体上に形成
した静電潜像を現像する電子写真式画像形成装置におい
て、前記現像ユニットのトナーホッパ内に一対の導光体
を設け、前記１の現像ユニットを現像ポジションへと移
動したとき、トナーエンド検知ポジションにきた他の現
像ユニットの前記一対の導光体がその現像ユニットのト
ナーホッパ内の最下となる位置にくるようにし、それら
一対の導光体の一方に光を送り込むトナーエンド検知セ
ンサを当該トナーホッパの外部に固定し、前記一対の導
光体間にトナーがないときは、前記一方の導光体から他
方の導光体へと光を透過し、その他方の導光体から前記
トナーエンド検知センサに光が戻ることから、当該トナ
ーホッパ内のトナーがなくなったと認識してなる、こと
を特徴とする。

【０００８】そして、記録媒体に画像を記録するとき
は、ロータリ現像装置を回転駆動して複数の現像ユニッ
トのうちの１の現像ユニットを選択的に現像ポジション
へと移動し、その１の現像ユニットの現像器でトナーを
付着して、像担持体上に形成された静電潜像を現像し、
その現像により得たトナー画像を最終的に記録媒体に転
写する。

【０００９】この場合に、１の現像ユニットを現像ポジ
ションへと移動したとき、トナーエンド検知ポジション
にきた他の現像ユニットのトナーホッパ内の最下となる
位置に設ける一対の導光体の一方に外部のトナーエンド
検知センサから光を送り込み、一対の導光体間にトナー
がないときは、その一方の導光体から他方の導光体へと
光を透過し、その他方の導光体からトナーエンド検知セ
ンサに光が戻ることから、当該トナーホッパ内のトナー
がなくなったと認識する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電子写真式画像形成装置において、前記トナーエンド
検知ポジションにきた現像ユニットのトナーホッパの真
下に位置するように、前記トナーエンド検知センサを固
定してなる、ことを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１、また
は２に記載の電子写真式画像形成装置において、前記ロ
ータリ現像装置に前記現像ユニットを色ごとに複数設
け、カラー画像形成を行う、ことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面にしたがって詳細に説明する。図１はこの発明を適用
する電子写真式カラー画像形成装置の全体概略構成図で
ある。

【００１３】像担持体であるベルト状感光体１は、回転
ローラ２・３により回転可能に支持され、矢印Ａ方向に
循環される。感光体１の外周部には、帯電装置４、除電
ローラ５、感光体１を清掃するクリーニングユニット１
５が配置されている。帯電装置４より下流位置には、レ
ーザ書き込みユニットＬＷより発せられるレーザ光Ｌが
照射される光書き込み部がある。この光書き込み部より
下流の位置には、複数の現像ユニットが切り換え自在に
支持されたロータリ現像装置６が配置されている。ロー
タリ現像装置６は、収容する４色のトナーの色ごとに、
イエロー現像ユニット、シアン現像ユニット、マゼンダ
現像ユニット、およびブラック現像ユニットを備えてい
る。これらの現像ユニットのいずれか一つが、対応する
現像タイミングに同期し、感光体１に対する現像可能な
現像ポジションに移動する。

【００１４】ロータリ現像装置６は、この実施例では、
円周上９０度の回転により、上記４色の現像ユニットの
選択を行う機構を有している。

【００１５】図示していないが、レーザ書き込みユニッ
トＬＷ内において、レーザ光源からの光は、モータによ
り回転駆動されるポリゴンミラーにより走査され、ｆθ
レンズおよびミラーなどを経て、書き込みレーザ光Ｌと
して感光体１に至り、帯電装置４により帯電された感光
体１上に、書き込み情報に対応した静電潜像を形成す
る。

【００１６】感光体１上の静電潜像は、前述の現像ユニ
ットで現像され、トナーによる顕像が感光体表面に形成
・保持される。感光体１は、その上部が中間転写体であ
る中間転写ベルト１０に接している。

【００１７】中間転写ベルト１０は、回転ローラ１１・
１２により回転可能に支持され、矢印Ｂ方向に循環され
る。感光体１上のトナー画像は、中間転写ベルト１０の
裏側にあるバイアス手段１３により中間転写ベルト１０
表面に転写される。

【００１８】感光体１は、クリーニングユニット１５の
クリーニング部材１５Ａにて１色毎にクリーニングさ
れ、所定の色のトナー画像が順次感光体１上に形成さ
れ、その都度、中間転写ベルト１０の１回転毎にその表
面の同じ位置に転写されて、中間転写ベルト１０上に数
色重ねたカラートナー画像が形成される。そして、この
カラートナー画像は、用紙に転写される。

【００１９】用紙への転写に際しては、給紙装置（給紙
カセット）１７に収納されている用紙１７Ａが、給紙ロ
ーラ１８、搬送ローラ対１９Ａ・１９Ｂ、レジストロー
ラ対２０Ａ・２０Ｂを経て、中間転写ベルト１０と転写
ローラ１４のニップに、用紙と画像の位置が正規のもの
となるように、タイミングをとられて搬送される。転写
ローラ１４の作用で、中間転写ベルト１０上の数色のト
ナー画像を一括して転写された用紙は、定着装置８０に
送られ、用紙上のトナー画像が定着され、排紙ローラ対
８１Ａ・８１Ｂにより装置本体９の上部の排紙スタック
部８２に排出される。

【００２０】中間転写ベルト１０の外周には、回転ロー
ラ１１の部位に中間転写ベルト用クリーニング装置１６
が設けられ、そのクリーニングブレード１６Ａがクリー
ニングブレード接離用アーム１６Ｃを介して接離自在な
構成となっている。このクリーニングブレード１６Ａ
は、中間転写ベルト１０が感光体１からトナー画像を受
け取る工程では、中間転写ベルト１０から離れ、中間転
写ベルト１０より用紙にトナー画像を転写した後に接触
するようになっていて、その転写後に残留トナーを掻き
取る。

【００２１】中間転写ベルト１０から掻き取られた廃ト
ナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置１６の内部
に設けたオーガ１６Ｂにて搬送され、更に不図示の搬送
手段にて、クリーニングユニット１５の交換可能な回収
容器１５Ｃに回収される。また、上記のようにクリーニ
ング部材１５Ａにて感光体１から掻き取られた廃トナー
もこの回収容器１５Ｃに回収される。

【００２２】上記のような感光体１、帯電装置４、中間
転写ベルト１０、クリーニングユニット１５、クリーニ
ング装置１６、および用紙搬送路を形成する搬送ガイド
３０などは、プロセスカートリッジ３１として一体にユ
ニット化され、寿命到来時に交換できるようになってい
る。

【００２３】プロセスカートリッジ３１の交換のほか
に、ロータリ現像装置６なども寿命到来時に交換する
が、その交換性やジャムした用紙の処理を容易とするた
め、前フレーム８は、開けることができるように、装置
本体９の支軸９Ａにて枢支されている。

【００２４】また、装置本体９内の後部には、電装・制
御装置Ｅが収納され、その上方には、機内の温度過昇防
止のために排風するファンが配置されている。さらに、
装置本体９には、比較的小規模の別の給紙装置を付設で
きるようになっている。

【００２５】ところで、上述したロータリ現像装置６は
図２に示す外観を有する。このロータリ現像装置６は、
図３（ａ）に示す回転支持体４０に、図３（ｂ）に示す
現像ユニット４１を4個着脱自在に設けてなる。

【００２６】この現像ユニット４１は、図３（ｂ）に示
すように、現像器４２とそれにトナーを補給するトナー
ホッパ４３とを一体に有する。現像器４２は、不図示の
現像ローラ、トナー供給ロ−ラ、およびブレードを１／
４円筒状ケース内に収納してなる。トナーホッパ４３
は、１／４円缶状のケース内に、図４に示すように、仕
切り板４４と開口部４５とを設けてなる。

【００２７】開口部４５は、トナーホッパ４３の上流側
側部の中心寄りに、現像器４２へと連通して設ける。仕
切り板４４は、そのロータリ現像装置６の回転駆動とと
もに、トナーホッパ４３内のトナーを開口部４５へと集
めるように設ける。

【００２８】記録媒体に画像を記録するとき、そのロー
タリ現像装置６を回転駆動して４個の現像ユニットのう
ちの１の現像ユニット４１を選択的に現像ポジションへ
と移動し、その１の現像ユニット４１の現像器４２でト
ナーを付着して、像担持体上に形成した静電潜像を現像
する。

【００２９】さて、上述したロータリ現像装置６には、
図５に示すように、トナーエンド検知装置４６を備え
る。このトナーエンド検知装置４６として、トナーホッ
パ４３内には、外周円弧部に、一対の導光体４７Ａ、４
７Ｂを設ける。

【００３０】また、図６に示すように、外周円弧部に立
てた一対の支柱４８で支軸４９を水平に支持する。この
支軸４９は、重錘５０の基端に固定する。また、重錘５
０の基端には、矩形板状の清掃部材５１を取り付けてな
る。

【００３１】ここで、図示ロータリ現像装置６では、た
とえば図５に示すように、１のシアンの現像ユニット４
１Ｃを現像ポジションへと移動したとき、その下流側に
隣接するイェローの現像ユニット４１Ｙがトナーエンド
検知ポジションにくるようになっている。

【００３２】そして、このトナーエンド検知ポジション
にきたイェローの現像ユニット４１Ｙの一対の導光体４
７Ａ、４７Ｂが、そのイェローの現像ユニット４１Ｙの
トナーホッパ４３内の最下となる位置にくるようになっ
ている。

【００３３】一方、トナーエンド検知装置４６として、
トナーホッパ４３の外部には、図５に示すように、図示
ロータリ現像装置６の回転支持体４０の回転中心軸Ｏの
下方で、トナーエンド検知ポジションにきたイェローの
現像ユニット４１Ｙのトナーホッパの真下に位置するよ
うに、前記一対の導光体の一方に光を送り込むトナーエ
ンド検知センサ５２を、装置本体９内の適宜部材に固定
する。なお、このときトナーエンド検知センサ５２は、
前記一対の導光体４７Ａ、４７Ｂの対応位置に設置す
る。

【００３４】以上のように構成されるから、一対の導光
体４７Ａ、４７Ｂ間にトナーがあるときは、図７（ａ）
に示すように、一方の導光体４７Ａへと光を送り込んで
も、トナーによって光が遮られ、その他方の導光体４７
Ｂからトナーエンド検知センサ５２に光が戻らないこと
から、当該トナーホッパ４３内に未だトナーがあると認
識する。

【００３５】ところが、一対の導光体４７Ａ、４７Ｂ間
にトナーがないときは、図７（ｂ）に示すように、一方
の導光体４７Ａから他方の導光体４７Ｂへとそれぞれの
光透過面５３を通して光を透過し、その他方の導光体４
７Ｂからトナーエンド検知センサ５２に光が戻ることか
ら、当該トナーホッパ４３内のトナーがなくなったと認
識する。

【００３６】この発明では、一対の導光体４７Ａ、４７
Ｂを、トナーエンド検知ポジションで、当該トナーホッ
パ４３内の最下となる位置に設けているから、図８に示
すように、トナーは外周部の湾曲に沿って最下部に集ま
り、この最下部でトナーエンドを検知すれば、トナーホ
ッパ４３内のトナーがほとんどなくなった状態でトナー
エンドを認識することができる。

【００３７】現像を行うときには、図９に示すように、
ロータリ現像装置６の矢印Ｃ方向への回転駆動に伴な
い、重力に基づき重錘５０は支軸４９を中心として回動
し、それに伴ない清掃部材５１が移動する。

【００３８】図９の下のトナーエンド検知ポジションで
は、重錘５０は倒れた状態となるように重心が設定され
ており、清掃部材５１、および重錘５０が、一対の導光
体４７Ａと４７Ｂとの間に入り込まず、トナーエンド検
知に何の影響も与えない。

【００３９】そして、ロータリ現像装置６が矢印Ｃ方向
へと１／４回転して、トナーエンド検知ポジションから
図９の回転中心軸Ｏの左横のポジションにきても、その
ままの状態が保持される。

【００４０】ところが、ロータリ現像装置６がさらに矢
印Ｃ方向へと１／４回転して図９の上のポジションへく
ると、重力に基づき、重錘５０は垂下されたままの状態
に保持されるが、一対の導光体４７Ａと４７Ｂが下向き
となり、それにつれて、清掃部材５１が、導光体４７Ａ
と４７Ｂとの間に入り込むように移動し、これら一対の
導光体の光透過面５３をこすって清掃する。

【００４１】さらにロータリ現像装置６が矢印Ｃ方向へ
と１／４回転して図９の回転中心軸Ｏの右横のポジショ
ンにきても、重錘５０の基端がトナーホッパ４３の外周
円弧部に当たり、そのままの状態が保持される。

【００４２】さらにロータリ現像装置６が矢印Ｃ方向へ
と１／４回転して図９の下のトナーエンド検知ポジショ
ンに戻ると、重力に基づき、重錘５０が支軸４９を中心
として時計方向へと回動し、それにつれて清掃部材５１
が、導光体４７Ａと４７Ｂとの間から出るよう移動し、
これら一対の導光体の光透過面５３を再びこすって清掃
する。

【００４３】清掃部材５１の幅は導光体４７Ａ、４７Ｂ
間の幅より図示例では狭くし、清掃部材５１の移動に際
し負荷とはならない。このように清掃部材５１の幅が狭
くても、重錘５０の支持において図６中に示す矢印Ｄ方
向にガタがあるから、このガタの分で清掃部材５１が左
右双方の導光体に接触し清掃することができる。

【００４４】

【発明の効果】トナーホッパ内に少しでもトナーが残っ
ている場合には、そのトナーホッパがトナーエンド検知
ポジションにきたとき、トナーは重力でトナーホッパ内
の最下位置へと移動する。この発明によれば、トナーエ
ンド検知ポジションで、トナーホッパ内の最下となる位
置に一対の導光体を設けるから、トナーホッパ内に少し
でもトナーが残っている場合には、光がトナーエンド検
知センサに戻ることを阻止し、当該トナーホッパ内にま
だトナーがあることを確実に認識することができる。し
たがって、トナーホッパ内のトナーがほとんどなくなっ
た状態でトナーエンドを認識することができ、よって現
像ユニットそのものを新しいものと交換する場合にも、
トナーホッパ内の残存トナー量をほとんどない状態とす
ることができ、経済的である。

【００４５】また、１つのトナーエンド検知センサで、
複数の現像ユニットに各々設けるトナーホッパ内のトナ
ーの有無を検知することができ、トナーエンド検知セン
サを複数設ける必要がないから、ロータリ現像装置に設
ける複数の現像ユニットのトナーエンドを安価に検知す
ることができる。

【００４６】さらに、トナーエンド検知センサを現像ユ
ニットの外部に設けるから、現像ユニットの交換ととも
に廃棄することなく、経済的である。

【００４７】請求項２に係る発明によれば、トナーエン
ド検知ポジションにきた現像ユニットのトナーホッパの
真下に位置するように、トナーエンド検知センサを固定
するから、トナーエンド検知センサの設置を容易とする
ことができる。

【００４８】請求項３に係る発明によれば、ロータリ現
像装置に現像ユニットを色ごとに複数設け、カラー画像
形成を行うから、カラー画像形成装置において、各色現
像ユニットのトナーエンドを正確に認識することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用する電子写真式カラー画像形成
装置の全体概略構成図である。

【図２】その画像形成装置で用いるロータリ現像装置の
斜視図である。

【図３】（ａ）はそのロータリ現像装置で用いる回転支
持体の斜視図、（ｂ）は現像ユニットの斜視図である。

【図４】そのロータリ現像装置のトナーホッパ部分の断
面図である。

【図５】そのロータリ現像装置のトナーエンド検知装置
の概略構成説明図である。

【図６】そのトナーエンド検知装置の部分斜視図であ
る。

【図７】トナーエンド検知を説明する説明図で、（ａ）
は一対の導光体間にトナーがあるとき、（ｂ）は一対の
導光体間にトナーがないときである。

【図８】トナーエンド検知を説明するトナーホッパ部分
の断面図である。

【図９】ロータリ現像装置の回転駆動に伴なう、清掃部
材による清掃を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体） ６ ロータリ現像装置 ４１ 現像ユニット ４２ 現像器 ４３ トナーホッパ ４４ 仕切り板 ４５ 開口部 ４６ トナーエンド検知装置 ４７Ａ 導光体 ４７Ｂ 導光体 ４９ 支軸 ５０ 重錘 ５１ 清掃部材 ５２ トナーエンド検知センサ ５３ 光透過面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像器とそれにトナーを補給するトナー
   ホッパとを一体に有する現像ユニットをロータリ現像装
   置に複数設け、記録媒体に画像を記録するとき、そのロ
   ータリ現像装置を回転駆動して複数の前記現像ユニット
   のうちの１の現像ユニットを選択的に現像ポジションへ
   と移動し、その１の現像ユニットの現像器でトナーを付
   着して、像担持体上に形成した静電潜像を現像する電子
   写真式画像形成装置において、 前記現像ユニットのトナーホッパ内に一対の導光体を設
   け、 前記１の現像ユニットを現像ポジションへと移動したと
   き、トナーエンド検知ポジションにきた他の現像ユニッ
   トの前記一対の導光体がその現像ユニットのトナーホッ
   パ内の最下となる位置にくるようにし、 それら一対の導光体の一方に光を送り込むトナーエンド
   検知センサを当該トナーホッパの外部に固定し、 前記一対の導光体間にトナーがないときは、前記一方の
   導光体から他方の導光体へと光を透過し、その他方の導
   光体から前記トナーエンド検知センサに光が戻ることか
   ら、当該トナーホッパ内のトナーがなくなったと認識し
   てなる、電子写真式画像形成装置。
2. 【請求項２】前記トナーエンド検知ポジションにきた現
   像ユニットのトナーホッパの真下に位置するように、前
   記トナーエンド検知センサを固定してなる、請求項１に
   記載の電子写真式画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ロータリ現像装置に前記現像ユニッ
   トを色ごとに複数設け、カラー画像形成を行う、請求項
   １、または２に記載の電子写真式画像形成装置。