トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
【課題】規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく廃トナーの再利用を安価に行うことができるトナーカートリッジ、プロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】現像収容部２と廃トナー収容部３を仕切り部４ａによって分断する。仕切り部４ａは、２枚の仕切り材４ｂ、４ｂの間にトナー封止シール２２を貼り付けて連結して構成する。トナー封止シール２２は、トナーホッパー部分の外側まで延長し、トナーホッパー部分の外側からトナー封止シール２２を引っ張ることで仕切り部材４ｂから剥がし取れる。トナー封止シール２２を取り去ることによって、仕切り部４ａが現像収容部２と廃トナー収容部３の分断機能を失い、廃トナー収容部３と現像収容部２がつながる。仕切り部材４ｂは垂れ下がり、廃トナーが廃トナー収容部３に多く残ることなく、ほとんどを現像収容部２に補給することが出来る。
【解決手段】現像収容部２と廃トナー収容部３を仕切り部４ａによって分断する。仕切り部４ａは、２枚の仕切り材４ｂ、４ｂの間にトナー封止シール２２を貼り付けて連結して構成する。トナー封止シール２２は、トナーホッパー部分の外側まで延長し、トナーホッパー部分の外側からトナー封止シール２２を引っ張ることで仕切り部材４ｂから剥がし取れる。トナー封止シール２２を取り去ることによって、仕切り部４ａが現像収容部２と廃トナー収容部３の分断機能を失い、廃トナー収容部３と現像収容部２がつながる。仕切り部材４ｂは垂れ下がり、廃トナーが廃トナー収容部３に多く残ることなく、ほとんどを現像収容部２に補給することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いたレーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる、像担持体に潜像を形成する露光装置に関し、詳しくは、露光装置の主走査倍率の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置の現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法を行い、感光体上に形成されたトナー像を紙等の記録材、あるいは中間転写材に転写した後、感光体上の残トナーをクリーニングブレードにて感光体上より除去した後、トナーカートリッジと一体に設けた廃トナー収容部に搬送し蓄積する構成のトナーカートリッジがある。このトナーカートリッジについて、環境への配慮による廃棄物低減のために回収した廃トナーを廃棄せず、トナーカートリッジ内に戻し、新品トナーと混合することで再利用できるようにした技術が考えられ既に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の廃トナーの再利用を行うトナーカートリッジでは、廃トナーを回収後、規定寿命内にトナーカートリッジ内の新品トナー内に補給し、現像していた。このような構成では、新品トナーのみの現像に対して混合トナーの帯電安定性（帯電立上げ性）低下のため、経時において、トナー飛散、地肌汚れ、クリーニング不良の問題発生や特にカラーユニットで混色による色味変化等の画像品質の劣化が発生してしまい、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加してしまう問題があった。
【０００４】
特許文献１には、トナー再利用時の地汚れの悪化やトナー飛散を軽減する目的で、回収された廃トナー補給するタイミングをさまざまな条件のもと、例えば規定期間内に現像装置において使用されたトナーの量が基準量以上のときに回収された廃トナーを新品トナーと混ぜて使用する構成が開示されている。
【０００５】
回収されたトナーを補給するタイミングを調整する点では改良が図られているが、新トナーのみの現像に対して廃トナーを混ぜると画像が劣化してしまい、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加してしまうという問題が解消できていない。
【０００６】
そこで本発明においては、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく、廃トナーの再利用を安価に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトナーカートリッジのうち請求項１に係るものは、感光体、帯電装置、クリーニング装置を備えた潜像形成手段と、現像剤収容部を備えた現像手段と、前記クリーニング装置にて前記感光体上より除去された転写残トナーを搬送し収納する為の廃トナー処理手段を一体に備え、現像剤収容部と廃トナー収容部が仕切り部を介して隣接しているトナーカートリッジにおいて、該トナーカートリッジの規定寿命終了後に前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【０００８】
同請求項２に係るものは、請求項１のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を２部材から構成してなることを特徴とする。
【０００９】
同請求項３に係るものは、請求項１のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を切り込みが入った部材で構成してなることを特徴とする。
【００１０】
同請求項４に係るものは、請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より引き抜き、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【００１１】
同請求項５に係るものは、請求項４のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材の引き抜き動作を、前記現像手段、前記感光体の駆動源とは別の駆動源より駆動力を得て行うことを特徴とする。
【００１２】
同請求項６に係るものは、請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より巻き取り、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【００１３】
同請求項７に係るものは、請求項６のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材の巻き取り動作を、前記現像手段または前記感光体の駆動源と同一の駆動源より駆動して行い、前記現像手段または前記感光体が通常動作時の回転方向とは逆方向に駆動された場合にのみ前記シール部材の巻き取り動作を行うようにしてなることを特徴とする。
【００１４】
同請求項８に係るものは、請求項４から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材にヒートシールを用いることを特徴とする。
【００１５】
同請求項９に係るものは、請求項２から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材が可撓性材料からなり、前記廃トナー収容部の廃トナーの重量によって前記仕切り部材による仕切り面が移動可能とし、前記廃トナー収容部の容量を可変としてなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項１０に係るものは、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、規定寿命終了して前記廃トナー収容部と前記現像収容部とを連結した後にも印刷動を可能にする手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項１１に係るプロセスカートリッジは、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項１２に係る画像形成装置は、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジまたは請求項１１のロセスカートリッジを用いた画像形成装置において、
画像形成時の現像ローラバイアス、規制ブレードバイアス、帯電バイアス、補給ローラバイアスの制御値を前記廃トナー収容部と前記現像収容部の連結前後で少なくとも１つ以上変更すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく廃トナーの再利用を安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】カラー電子写真装置の中央断面概略構成図
【図２】従来のトナーカートリッジ、プロセスカートリッジの断面図
【図３】本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジの断面図
【図４】図３のカートリッジからトナー封止シールを巻き取る構造を示す斜視図
【図５】トナー封止シールを剥がし取った後のトナーカートリッジの断面図
【図６】本発明の実施例２を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、トナーカートリッジの規定寿命終了後に、廃トナーをトナーカートリッジに残っている新品トナーと混ぜ再利用可能にすることで、ユーザーが画像未保証での使用もしくは新品トナーカートリッジと交換する選択を行うことを可能とし、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく廃トナーの再利用を安価に行えるようにするものである。
【００２２】
すなわち、感光体上に残った残トナーをクリーニングして回収するトナーカートリッジに関して、回収した廃トナーを新品トナーと混合して再利用するトナーカートリッジに際して、トナーカートリッジの規定寿命内には回収した廃トナーを廃トナー回収スペースに保管しておき、トナーカートリッジの規定寿命が終了したときに自動的に廃トナーが新トナーと混合されて、現像を可能な状態にし、ユーザーに新品トナーカートリッジに交換もしくは画像未保証モードでの使用を選択できるようにすることを特徴としている。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置の実施例を図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明に係るトナーカートリッジの現像剤収容部と廃トナー回収部の連結機構をカラー電子写真装置に用いた場合に説明する。図１はカラー電子写真装置の中央断面概略構成図であり、まず、カラー電子写真装置の構成および動作をこの図１を参照して説明する。ただし、本発明の実施対象がこの図示の画像形成装置に限定されるものではないことはもちろんである。
【００２５】
カラー電子写真装置１０１は、機枠体のほぼ中央部にプロセスカートリッジ１０６（１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ）を並べており、プロセスカートリッジ１０６の上側には像担持体としての感光体１に潜像を形成するための露光装置１０５を配置している。そして、プロセスカートリッジ１０６の下側に中間転写体である転写ベルト１０３を設置し、その下側には記録媒体１０７を積載・収容する給紙カセット１０８を配置している。供給装置１０９にて給紙された記録媒体１０７は、転写ベルト１０３と第二転写装置１１１との間を通り、定着器１１２へ導かれて記録媒体１０７にトナー像を熱定着させる。
【００２６】
プロセスカートリッジ１０６が転写ベルト１０３と接する位置に第一転写ローラ１０３ａが設置されており、第一転写ローラ１０３ａに高電位を印加することによって感光体１と転写ベルト１０３に電位差を設けて感光体１表面に形成されたトナー像を転写する。各プロセスカートリッジ１０６にてこれら色毎のトナー像が順次転写ベルト１０３に転写され、転写ベルト１０３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。
【００２７】
用紙やＯＨＰシート等の記録媒体１０７はタイミングをとって給紙装置１０９と用紙搬送装置１１０から第二転写装置１１１に供給され、転写ベルト１０３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置１１１に高電位を印加することによって転写ベルト１０３と第二転写装置１１１に電位差を設けて転写ベルト１０３表面に形成されたトナー像を記録媒体１０７上に転写される。トナー像が転写された記録媒体１０７は、転写ベルト１０３から剥離され、定着器１１２によってトナー像を記録媒体１０７に溶融定着し、排紙装置１１３によりカラー電子写真装置１０１の上面の排紙トレーに排紙される。
【００２８】
記録媒体１０７へトナー像を転写した後の転写ベルト１０３の表面に残っている余剰トナーは、中間転写体清掃装置１１４により清掃され、トナー回収装置１１５に回収される。清掃された転写ベルト１０３は、次のトナー像の転写に備える。
【００２９】
次に、電子写真画像形成プロセスについて説明する。
図２はプロセスカートリッジ１０６の断面図である。なおこの図２に示すプロセスカートリッジについては従来公知のものであるが、参考のために、この図２をも用いて、従来の技術におけるトナーカートリッジを説明する。図１と図２を参照すると、像担持体である感光体１は、画像形成装置本体に設置された図示しない駆動装置により矢印の方向に回転し、その表面の感光層１Ｂが帯電ローラ１１によって一様な高電位に帯電される。一様帯電された感光層１Ｂは、露光装置１０５からの光学像を有する光線Ｌにより露光される。この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が感光層１Ｂに形成される。
【００３０】
次いで、この静電潜像の低電位部（または高電位部）が感光体１と現像ローラ１２との対向位置に至ると、表面にトナー薄層が形成された現像ローラ１２からトナーが感光体１に移され、感光体１の表面にトナー像が形成される。感光体１の回転が進むと、このトナー像は中間転写ベルト１０３に転写される。このとき、感光体１上には、中間転写ベルト１０３に転写されずに残った転写残トナーが存在するが、この転写残トナーはクリーニングブレード１３によって感光体１から除去される。このクリーニングブレード１３よりも感光体１の回転方向下流側には、図示しない除電装置が設けられている。除電装置では、感光体１の表面の残留電荷が除去される。除電装置の感光体１下流側には帯電ローラ１１が設けられており、感光体１は再び一様な高電位に帯電される。
【００３１】
図２の装置は、電子写真装置の交換カートリッジとして、ユーザーのメンテナンス性を高めるため、感光体１、帯電ローラ１１、クリーニングブレード１３を備えた潜像形成手段と、現像ローラ１２、現像剤収容部２を備えた現像手段を一体化したプロセスカートリッジ１０６を構成しているが、感光体１上に残った転写残トナー（以下、廃トナー）はクリーニングブレード１３により除去され、廃トナー回収手段１４により紙面奥方向に搬送され、図示しない廃トナー搬送ベルトにより汲み上げられ、廃トナー入口１５より廃トナー回収部３に回収された後、廃トナー搬送スクリュー１６により紙面手前側に搬送され廃トナー回収部３内に略均一に蓄積される。また環境への配慮による廃棄物低減のために回収した廃トナーを廃棄せず、廃トナー回収部３と現像材収容部２の仕切り板４を設置せず、廃トナーを再び現像剤収容部２に戻す廃トナーリサイクル方式がある。ただし、トナーの劣化や紙粉の混入等画質悪化の要因となる為、特にカラーユニットにおいては図２に示すように現像剤収容部２と廃トナー収容部３を個別に備えた構成が一般的である。
【００３２】
＜実施例１＞
図３から図６により、本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジにおける具体的な廃トナーの再利用方法について説明する。
図３に示すように、現像収容部２と廃トナー収容部３は仕切り部４ａによって分断されており、トナーカートリッジの輸送時や規定寿命枚数内で印刷している際には新品トナーと廃トナーが混合することはない。仕切り部４ａは、２枚の仕切り材４ｂ、４ｂの間にトナー封止シール２２を貼り付けて連結して構成されている。このトナー封止シール２２は、図示は省略するが、トナーホッパー部分の外側まで延長されており、トナーホッパー部分の外側からトナー封止シール２２を引っ張ることで仕切り部材４ｂから剥がし取ることが出来るように構成されている。
【００３３】
トナー封止シール２２の引っ張る方法としては、図４に示すように、プロセスカートリッジ１０６のトナーホッパー部分の外部に取り付けられた駆動ギア２４より駆動を受けるシール巻き取りギア２３にトナー封止シール２２を貼り付け、矢印ｅで示す回転方向に駆動させることでトナー封止シール２２を巻き取るように構成にすることによって、ギア駆動により自動的にトナー封止シール２２が巻き取れる。駆動ギア２４は図示しない画像形成装置本体に設置されたモータにより駆動力を受けることで簡単な制御によりシール巻き取り動作が行える。
【００３４】
なお、駆動ギア２４をトナーカートリッジの現像ローラ１２もしくは感光体１から連結させ、さらに駆動ギア２４もしくはシール巻き取りギア２３にワンウェイクラッチ等を用い通常の作像回転方向時には駆動を受けないように構成し、通常の作像回転方向と逆転のときに駆動を受け巻き取り動作が行われるように構成することで、通常の作像動作を邪魔せず最小限の部品でシール巻き取り動作が行える。また、現像ローラ１２、感光体１、補給ローラのギアにもワンウェイクラッチを用い、作像回転方向時にのみ駆動を受けるように構成することで逆転によるシール巻き取り動作時に逆転によるトナー漏れ等の不具合をなくすことが出来る。またトナー封止シール２２にヒートシールを用いることでトナー漏れを防止し、さらに巻き取り動作において仕切り部４ａから剥がしやすくすることが出来る。
【００３５】
図５はトナー封止シール２２を剥がし取った後のトナーカートリッジの断面図である。上述したシール巻き取り動作が行われると、その後は仕切り部４ａが現像収容部２と廃トナー収容部３の分断機能を失い、廃トナー収容部３と現像収容部２がつながる。このとき仕切り部材４ｂが図４のように垂れ下がる構成にすることで、廃トナーが廃トナー収容部３に多く残ることなく、ほとんどを現像収容部２に補給することが出来る。
【００３６】
また図示は省略するが、仕切り部材４ｂを２ピース使うのではなく、１枚の仕切り部材４ｂを用いて構成し、仕切り部材４ｂのトナー封止シール２２貼り付け部位に切れ込みをいれておく構成も可能である。この場合も、図５のように仕切り部材４ｂが垂れ下がった後、攪拌部材１７と接触することを防ぐことが出来る。
【００３７】
＜実施例２＞
図６は本発明の実施例２を示す。本実施例は、仕切り部４がトナー量によって位置が変わるよう構成されたトナーカートリッジの断面図である。
【００３８】
本実施例では、現像収容部２と廃トナー収容部３を分断する仕切り部材４ｂを可撓性材料で形成し、廃トナーが廃トナー収容部３に存在しないとき、つまり新品のトナーカートリッジの場合には廃トナー収容部３の容量が少なくなるような形状としてある。この仕切り部材４ｂは、廃トナー量が増えることで図中符号４ｂ’で示すように変形し、廃トナー収容部３の容量が増える構成になっている。初期の廃トナー収容部３の容量を減らすことで、現像収容部２に搭載できる新品トナー容量を増やすし、それができることでコンパクトなトナーカートリッジ構成にすることができる。
【００３９】
なお以上の実施例で紹介したような構成にすることで廃トナー収容部３に溜まった廃トナーを任意のタイミングで現像収容部２に補給し、新トナーと混合し画像形成をすることができる。ただし一般的に新トナーのみの現像に対して廃トナーを混ぜると画像が劣化してしまいユーザー使用時の画像不良率が増加してしまう。そこで通常トナーカートリッジには規定寿命印刷枚数が設定されているが、廃トナーを補給するタイミングをトナーカートリッジのこの規定寿命が終了時にし、ユーザーに新品トナーカートリッジに交換もしくは廃トナーと新トナーの混合されたトナーによる画像未保証モードでの使用を選択できるようにする。このような制御にすることで、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加させることがなく廃トナーの再利用をユーザーの意思で行うことができる。
【００４０】
廃トナーと新トナーの混合されたトナーによる画像未保証モードの場合に発生する画像不良に関してはトナー飛散、地肌汚れ、クリーニング不良等が考えられる。そこで画像未保証モードでの現像特性の制御について、通常の規定寿命枚数内での制御から帯電バイアス、現像ローラバイアス、補給ローラバイアス、規制ブレードバイアスの変更を行うことで画像不良を簡単な制御で最小限に抑えることができる。例として帯電バイアス、現像ローラバイアス、補給ローラバイアスを下げ、規制ブレードバイアスを上げることで地汚れの改善が確認されている。これらの制御はすべてのバイアスの変更する必要はなく一部のバイアスを変更するだけでも効果がある。
【符号の説明】
【００４１】
１：感光体
１Ｂ：感光層
２：現像剤収容部
３：廃トナー収容部
４：仕切り板
４ａ：仕切り部
４ｂ：仕切り材
１１：帯電ローラ
１２：現像ローラ
１３：クリーニングブレード
１４：廃トナー回収手段
１５：廃トナー入口
１６：廃トナー搬送スクリュー
２２：トナー封止シール
２３：シール巻き取りギア
２４：駆動ギア
１０１：カラー電子写真装置
１０３：転写ベルト
１０３ａ：第一転写ローラ
１０５：露光装置
１０６（１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ）：プロセスカートリッジ
１０７：記録媒体
１０８：給紙カセット
１０９：供給装置
１１０：用紙搬送装置
１１１：第二転写装置
１１２：定着器
１１４：中間転写体清掃装置
１１５：トナー回収装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開平０７‐０９２８７３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いたレーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる、像担持体に潜像を形成する露光装置に関し、詳しくは、露光装置の主走査倍率の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置の現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法を行い、感光体上に形成されたトナー像を紙等の記録材、あるいは中間転写材に転写した後、感光体上の残トナーをクリーニングブレードにて感光体上より除去した後、トナーカートリッジと一体に設けた廃トナー収容部に搬送し蓄積する構成のトナーカートリッジがある。このトナーカートリッジについて、環境への配慮による廃棄物低減のために回収した廃トナーを廃棄せず、トナーカートリッジ内に戻し、新品トナーと混合することで再利用できるようにした技術が考えられ既に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の廃トナーの再利用を行うトナーカートリッジでは、廃トナーを回収後、規定寿命内にトナーカートリッジ内の新品トナー内に補給し、現像していた。このような構成では、新品トナーのみの現像に対して混合トナーの帯電安定性（帯電立上げ性）低下のため、経時において、トナー飛散、地肌汚れ、クリーニング不良の問題発生や特にカラーユニットで混色による色味変化等の画像品質の劣化が発生してしまい、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加してしまう問題があった。
【０００４】
特許文献１には、トナー再利用時の地汚れの悪化やトナー飛散を軽減する目的で、回収された廃トナー補給するタイミングをさまざまな条件のもと、例えば規定期間内に現像装置において使用されたトナーの量が基準量以上のときに回収された廃トナーを新品トナーと混ぜて使用する構成が開示されている。
【０００５】
回収されたトナーを補給するタイミングを調整する点では改良が図られているが、新トナーのみの現像に対して廃トナーを混ぜると画像が劣化してしまい、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加してしまうという問題が解消できていない。
【０００６】
そこで本発明においては、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく、廃トナーの再利用を安価に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトナーカートリッジのうち請求項１に係るものは、感光体、帯電装置、クリーニング装置を備えた潜像形成手段と、現像剤収容部を備えた現像手段と、前記クリーニング装置にて前記感光体上より除去された転写残トナーを搬送し収納する為の廃トナー処理手段を一体に備え、現像剤収容部と廃トナー収容部が仕切り部を介して隣接しているトナーカートリッジにおいて、該トナーカートリッジの規定寿命終了後に前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【０００８】
同請求項２に係るものは、請求項１のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を２部材から構成してなることを特徴とする。
【０００９】
同請求項３に係るものは、請求項１のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を切り込みが入った部材で構成してなることを特徴とする。
【００１０】
同請求項４に係るものは、請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より引き抜き、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【００１１】
同請求項５に係るものは、請求項４のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材の引き抜き動作を、前記現像手段、前記感光体の駆動源とは別の駆動源より駆動力を得て行うことを特徴とする。
【００１２】
同請求項６に係るものは、請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より巻き取り、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させることを特徴とする。
【００１３】
同請求項７に係るものは、請求項６のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材の巻き取り動作を、前記現像手段または前記感光体の駆動源と同一の駆動源より駆動して行い、前記現像手段または前記感光体が通常動作時の回転方向とは逆方向に駆動された場合にのみ前記シール部材の巻き取り動作を行うようにしてなることを特徴とする。
【００１４】
同請求項８に係るものは、請求項４から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前記シール部材にヒートシールを用いることを特徴とする。
【００１５】
同請求項９に係るものは、請求項２から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前記仕切り部を構成する部材が可撓性材料からなり、前記廃トナー収容部の廃トナーの重量によって前記仕切り部材による仕切り面が移動可能とし、前記廃トナー収容部の容量を可変としてなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項１０に係るものは、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、規定寿命終了して前記廃トナー収容部と前記現像収容部とを連結した後にも印刷動を可能にする手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項１１に係るプロセスカートリッジは、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項１２に係る画像形成装置は、請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジまたは請求項１１のロセスカートリッジを用いた画像形成装置において、
画像形成時の現像ローラバイアス、規制ブレードバイアス、帯電バイアス、補給ローラバイアスの制御値を前記廃トナー収容部と前記現像収容部の連結前後で少なくとも１つ以上変更すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく廃トナーの再利用を安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】カラー電子写真装置の中央断面概略構成図
【図２】従来のトナーカートリッジ、プロセスカートリッジの断面図
【図３】本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジの断面図
【図４】図３のカートリッジからトナー封止シールを巻き取る構造を示す斜視図
【図５】トナー封止シールを剥がし取った後のトナーカートリッジの断面図
【図６】本発明の実施例２を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、トナーカートリッジの規定寿命終了後に、廃トナーをトナーカートリッジに残っている新品トナーと混ぜ再利用可能にすることで、ユーザーが画像未保証での使用もしくは新品トナーカートリッジと交換する選択を行うことを可能とし、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加することがなく廃トナーの再利用を安価に行えるようにするものである。
【００２２】
すなわち、感光体上に残った残トナーをクリーニングして回収するトナーカートリッジに関して、回収した廃トナーを新品トナーと混合して再利用するトナーカートリッジに際して、トナーカートリッジの規定寿命内には回収した廃トナーを廃トナー回収スペースに保管しておき、トナーカートリッジの規定寿命が終了したときに自動的に廃トナーが新トナーと混合されて、現像を可能な状態にし、ユーザーに新品トナーカートリッジに交換もしくは画像未保証モードでの使用を選択できるようにすることを特徴としている。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置の実施例を図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明に係るトナーカートリッジの現像剤収容部と廃トナー回収部の連結機構をカラー電子写真装置に用いた場合に説明する。図１はカラー電子写真装置の中央断面概略構成図であり、まず、カラー電子写真装置の構成および動作をこの図１を参照して説明する。ただし、本発明の実施対象がこの図示の画像形成装置に限定されるものではないことはもちろんである。
【００２５】
カラー電子写真装置１０１は、機枠体のほぼ中央部にプロセスカートリッジ１０６（１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ）を並べており、プロセスカートリッジ１０６の上側には像担持体としての感光体１に潜像を形成するための露光装置１０５を配置している。そして、プロセスカートリッジ１０６の下側に中間転写体である転写ベルト１０３を設置し、その下側には記録媒体１０７を積載・収容する給紙カセット１０８を配置している。供給装置１０９にて給紙された記録媒体１０７は、転写ベルト１０３と第二転写装置１１１との間を通り、定着器１１２へ導かれて記録媒体１０７にトナー像を熱定着させる。
【００２６】
プロセスカートリッジ１０６が転写ベルト１０３と接する位置に第一転写ローラ１０３ａが設置されており、第一転写ローラ１０３ａに高電位を印加することによって感光体１と転写ベルト１０３に電位差を設けて感光体１表面に形成されたトナー像を転写する。各プロセスカートリッジ１０６にてこれら色毎のトナー像が順次転写ベルト１０３に転写され、転写ベルト１０３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。
【００２７】
用紙やＯＨＰシート等の記録媒体１０７はタイミングをとって給紙装置１０９と用紙搬送装置１１０から第二転写装置１１１に供給され、転写ベルト１０３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置１１１に高電位を印加することによって転写ベルト１０３と第二転写装置１１１に電位差を設けて転写ベルト１０３表面に形成されたトナー像を記録媒体１０７上に転写される。トナー像が転写された記録媒体１０７は、転写ベルト１０３から剥離され、定着器１１２によってトナー像を記録媒体１０７に溶融定着し、排紙装置１１３によりカラー電子写真装置１０１の上面の排紙トレーに排紙される。
【００２８】
記録媒体１０７へトナー像を転写した後の転写ベルト１０３の表面に残っている余剰トナーは、中間転写体清掃装置１１４により清掃され、トナー回収装置１１５に回収される。清掃された転写ベルト１０３は、次のトナー像の転写に備える。
【００２９】
次に、電子写真画像形成プロセスについて説明する。
図２はプロセスカートリッジ１０６の断面図である。なおこの図２に示すプロセスカートリッジについては従来公知のものであるが、参考のために、この図２をも用いて、従来の技術におけるトナーカートリッジを説明する。図１と図２を参照すると、像担持体である感光体１は、画像形成装置本体に設置された図示しない駆動装置により矢印の方向に回転し、その表面の感光層１Ｂが帯電ローラ１１によって一様な高電位に帯電される。一様帯電された感光層１Ｂは、露光装置１０５からの光学像を有する光線Ｌにより露光される。この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が感光層１Ｂに形成される。
【００３０】
次いで、この静電潜像の低電位部（または高電位部）が感光体１と現像ローラ１２との対向位置に至ると、表面にトナー薄層が形成された現像ローラ１２からトナーが感光体１に移され、感光体１の表面にトナー像が形成される。感光体１の回転が進むと、このトナー像は中間転写ベルト１０３に転写される。このとき、感光体１上には、中間転写ベルト１０３に転写されずに残った転写残トナーが存在するが、この転写残トナーはクリーニングブレード１３によって感光体１から除去される。このクリーニングブレード１３よりも感光体１の回転方向下流側には、図示しない除電装置が設けられている。除電装置では、感光体１の表面の残留電荷が除去される。除電装置の感光体１下流側には帯電ローラ１１が設けられており、感光体１は再び一様な高電位に帯電される。
【００３１】
図２の装置は、電子写真装置の交換カートリッジとして、ユーザーのメンテナンス性を高めるため、感光体１、帯電ローラ１１、クリーニングブレード１３を備えた潜像形成手段と、現像ローラ１２、現像剤収容部２を備えた現像手段を一体化したプロセスカートリッジ１０６を構成しているが、感光体１上に残った転写残トナー（以下、廃トナー）はクリーニングブレード１３により除去され、廃トナー回収手段１４により紙面奥方向に搬送され、図示しない廃トナー搬送ベルトにより汲み上げられ、廃トナー入口１５より廃トナー回収部３に回収された後、廃トナー搬送スクリュー１６により紙面手前側に搬送され廃トナー回収部３内に略均一に蓄積される。また環境への配慮による廃棄物低減のために回収した廃トナーを廃棄せず、廃トナー回収部３と現像材収容部２の仕切り板４を設置せず、廃トナーを再び現像剤収容部２に戻す廃トナーリサイクル方式がある。ただし、トナーの劣化や紙粉の混入等画質悪化の要因となる為、特にカラーユニットにおいては図２に示すように現像剤収容部２と廃トナー収容部３を個別に備えた構成が一般的である。
【００３２】
＜実施例１＞
図３から図６により、本発明に係るトナーカートリッジ、プロセスカートリッジにおける具体的な廃トナーの再利用方法について説明する。
図３に示すように、現像収容部２と廃トナー収容部３は仕切り部４ａによって分断されており、トナーカートリッジの輸送時や規定寿命枚数内で印刷している際には新品トナーと廃トナーが混合することはない。仕切り部４ａは、２枚の仕切り材４ｂ、４ｂの間にトナー封止シール２２を貼り付けて連結して構成されている。このトナー封止シール２２は、図示は省略するが、トナーホッパー部分の外側まで延長されており、トナーホッパー部分の外側からトナー封止シール２２を引っ張ることで仕切り部材４ｂから剥がし取ることが出来るように構成されている。
【００３３】
トナー封止シール２２の引っ張る方法としては、図４に示すように、プロセスカートリッジ１０６のトナーホッパー部分の外部に取り付けられた駆動ギア２４より駆動を受けるシール巻き取りギア２３にトナー封止シール２２を貼り付け、矢印ｅで示す回転方向に駆動させることでトナー封止シール２２を巻き取るように構成にすることによって、ギア駆動により自動的にトナー封止シール２２が巻き取れる。駆動ギア２４は図示しない画像形成装置本体に設置されたモータにより駆動力を受けることで簡単な制御によりシール巻き取り動作が行える。
【００３４】
なお、駆動ギア２４をトナーカートリッジの現像ローラ１２もしくは感光体１から連結させ、さらに駆動ギア２４もしくはシール巻き取りギア２３にワンウェイクラッチ等を用い通常の作像回転方向時には駆動を受けないように構成し、通常の作像回転方向と逆転のときに駆動を受け巻き取り動作が行われるように構成することで、通常の作像動作を邪魔せず最小限の部品でシール巻き取り動作が行える。また、現像ローラ１２、感光体１、補給ローラのギアにもワンウェイクラッチを用い、作像回転方向時にのみ駆動を受けるように構成することで逆転によるシール巻き取り動作時に逆転によるトナー漏れ等の不具合をなくすことが出来る。またトナー封止シール２２にヒートシールを用いることでトナー漏れを防止し、さらに巻き取り動作において仕切り部４ａから剥がしやすくすることが出来る。
【００３５】
図５はトナー封止シール２２を剥がし取った後のトナーカートリッジの断面図である。上述したシール巻き取り動作が行われると、その後は仕切り部４ａが現像収容部２と廃トナー収容部３の分断機能を失い、廃トナー収容部３と現像収容部２がつながる。このとき仕切り部材４ｂが図４のように垂れ下がる構成にすることで、廃トナーが廃トナー収容部３に多く残ることなく、ほとんどを現像収容部２に補給することが出来る。
【００３６】
また図示は省略するが、仕切り部材４ｂを２ピース使うのではなく、１枚の仕切り部材４ｂを用いて構成し、仕切り部材４ｂのトナー封止シール２２貼り付け部位に切れ込みをいれておく構成も可能である。この場合も、図５のように仕切り部材４ｂが垂れ下がった後、攪拌部材１７と接触することを防ぐことが出来る。
【００３７】
＜実施例２＞
図６は本発明の実施例２を示す。本実施例は、仕切り部４がトナー量によって位置が変わるよう構成されたトナーカートリッジの断面図である。
【００３８】
本実施例では、現像収容部２と廃トナー収容部３を分断する仕切り部材４ｂを可撓性材料で形成し、廃トナーが廃トナー収容部３に存在しないとき、つまり新品のトナーカートリッジの場合には廃トナー収容部３の容量が少なくなるような形状としてある。この仕切り部材４ｂは、廃トナー量が増えることで図中符号４ｂ’で示すように変形し、廃トナー収容部３の容量が増える構成になっている。初期の廃トナー収容部３の容量を減らすことで、現像収容部２に搭載できる新品トナー容量を増やすし、それができることでコンパクトなトナーカートリッジ構成にすることができる。
【００３９】
なお以上の実施例で紹介したような構成にすることで廃トナー収容部３に溜まった廃トナーを任意のタイミングで現像収容部２に補給し、新トナーと混合し画像形成をすることができる。ただし一般的に新トナーのみの現像に対して廃トナーを混ぜると画像が劣化してしまいユーザー使用時の画像不良率が増加してしまう。そこで通常トナーカートリッジには規定寿命印刷枚数が設定されているが、廃トナーを補給するタイミングをトナーカートリッジのこの規定寿命が終了時にし、ユーザーに新品トナーカートリッジに交換もしくは廃トナーと新トナーの混合されたトナーによる画像未保証モードでの使用を選択できるようにする。このような制御にすることで、規定寿命内でユーザー使用時の画像不良率が増加させることがなく廃トナーの再利用をユーザーの意思で行うことができる。
【００４０】
廃トナーと新トナーの混合されたトナーによる画像未保証モードの場合に発生する画像不良に関してはトナー飛散、地肌汚れ、クリーニング不良等が考えられる。そこで画像未保証モードでの現像特性の制御について、通常の規定寿命枚数内での制御から帯電バイアス、現像ローラバイアス、補給ローラバイアス、規制ブレードバイアスの変更を行うことで画像不良を簡単な制御で最小限に抑えることができる。例として帯電バイアス、現像ローラバイアス、補給ローラバイアスを下げ、規制ブレードバイアスを上げることで地汚れの改善が確認されている。これらの制御はすべてのバイアスの変更する必要はなく一部のバイアスを変更するだけでも効果がある。
【符号の説明】
【００４１】
１：感光体
１Ｂ：感光層
２：現像剤収容部
３：廃トナー収容部
４：仕切り板
４ａ：仕切り部
４ｂ：仕切り材
１１：帯電ローラ
１２：現像ローラ
１３：クリーニングブレード
１４：廃トナー回収手段
１５：廃トナー入口
１６：廃トナー搬送スクリュー
２２：トナー封止シール
２３：シール巻き取りギア
２４：駆動ギア
１０１：カラー電子写真装置
１０３：転写ベルト
１０３ａ：第一転写ローラ
１０５：露光装置
１０６（１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ）：プロセスカートリッジ
１０７：記録媒体
１０８：給紙カセット
１０９：供給装置
１１０：用紙搬送装置
１１１：第二転写装置
１１２：定着器
１１４：中間転写体清掃装置
１１５：トナー回収装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開平０７‐０９２８７３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、帯電装置、クリーニング装置を備えた潜像形成手段と、
現像剤収容部を備えた現像手段と、
前記クリーニング装置にて前記感光体上より除去された転写残トナーを搬送し収納する為の廃トナー処理手段を一体に備え、現像剤収容部と廃トナー収容部が仕切り部を介して隣接しているトナーカートリッジにおいて、
該トナーカートリッジの規定寿命終了後に前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を２部材から構成してなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を切り込みが入った部材で構成してなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より引き抜き、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項４のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材の引き抜き動作を、前記現像手段、前記感光体の駆動源とは別の駆動源より駆動力を得て行う
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項６】
請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より巻き取り、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項７】
請求項６のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材の巻き取り動作を、前記現像手段または前記感光体の駆動源と同一の駆動源より駆動して行い、前記現像手段または前記感光体が通常動作時の回転方向とは逆方向に駆動された場合にのみ前記シール部材の巻き取り動作を行うようにしてなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材にヒートシールを用いる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項９】
請求項２から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材が可撓性材料からなり、前記廃トナー収容部の廃トナーの重量によって前記仕切り部材による仕切り面が移動可能とし、前記廃トナー収容部の容量を可変としてなることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、規定寿命終了して前記廃トナー収容部と前記現像収容部とを連結した後にも印刷動を可能にする手段を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジまたは請求項１１のロセスカートリッジを用いた画像形成装置において、
画像形成時の現像ローラバイアス、規制ブレードバイアス、帯電バイアス、補給ローラバイアスの制御値を前記廃トナー収容部と前記現像収容部の連結前後で少なくとも１つ以上変更すること特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
感光体、帯電装置、クリーニング装置を備えた潜像形成手段と、
現像剤収容部を備えた現像手段と、
前記クリーニング装置にて前記感光体上より除去された転写残トナーを搬送し収納する為の廃トナー処理手段を一体に備え、現像剤収容部と廃トナー収容部が仕切り部を介して隣接しているトナーカートリッジにおいて、
該トナーカートリッジの規定寿命終了後に前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を２部材から構成してなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を切り込みが入った部材で構成してなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より引き抜き、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項４のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材の引き抜き動作を、前記現像手段、前記感光体の駆動源とは別の駆動源より駆動力を得て行う
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項６】
請求項２または３のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材に貼り付けたシール部材を前記現像剤収容部の外部より巻き取り、前記仕切り部から剥がしとることで前記仕切り部の機能をなくし、前記廃トナー収容部と前記現像収容部を連結させる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項７】
請求項６のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材の巻き取り動作を、前記現像手段または前記感光体の駆動源と同一の駆動源より駆動して行い、前記現像手段または前記感光体が通常動作時の回転方向とは逆方向に駆動された場合にのみ前記シール部材の巻き取り動作を行うようにしてなる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前記シール部材にヒートシールを用いる
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項９】
請求項２から７のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前記仕切り部を構成する部材が可撓性材料からなり、前記廃トナー収容部の廃トナーの重量によって前記仕切り部材による仕切り面が移動可能とし、前記廃トナー収容部の容量を可変としてなることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、規定寿命終了して前記廃トナー収容部と前記現像収容部とを連結した後にも印刷動を可能にする手段を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載のトナーカートリッジまたは請求項１１のロセスカートリッジを用いた画像形成装置において、
画像形成時の現像ローラバイアス、規制ブレードバイアス、帯電バイアス、補給ローラバイアスの制御値を前記廃トナー収容部と前記現像収容部の連結前後で少なくとも１つ以上変更すること特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９７０６３（Ｐ２０１１−１９７０６３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０７２５（Ｐ２０１０−６０７２５）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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