(57)【要約】【課題】ユーザーサイドでの簡易なメンテナンスにより、長期間にわたる使用においても使用初期の性能を維持することができる装置ユニットを提供する。【解決手段】消耗品が充填された交換可能な筐体状部材４２と、その筐体状部材４２を着脱可能に装着するための受容部４６と、を有し、かつ、少なくとも前記筐体状部材４２よりも長い耐用期間または稼動期間を設定された装置ユニット４において、装置ユニット４の受容部４６に装着されている筐体状部材４２が取り外される度毎に、その受容部４６には、筐体状部材４２に充填された消耗品とは特性の異なる消耗品が充填された筐体状部材４２が装着されるように構成する。【選択図】図２
2004053668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消耗品が充填された交換可能な筐体状部材と、前記筐体状部材を着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記筐体状部材よりも長い耐用期間または稼動期間が設定された装置ユニットにおいて、
前記装置ユニットの受容部に装着されている筐体状部材が取り外される度に、前記受容部には、前記筐体状部材に充填された消耗品とは特性の異なる消耗品が充填された筐体状部材が装着されることを特徴とする装置ユニット。
【請求項２】
トナーが充填された交換可能なトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジを着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記トナーカートリッジよりも長期間の使用および稼動が可能な現像ユニットにおいて、
前記現像ユニットの受容部に装着されているトナーカートリッジが取り外される度に、前記受容部には、前記現像ユニット内で保有する現像剤の性能低下に適合する特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されることを特徴とする現像ユニット。
【請求項３】
交換可能なトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジを着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記トナーカートリッジよりも長期間の使用および稼動が可能な現像ユニットにおいて、
前記現像ユニットの受容部に装着されているトナーカートリッジが取り外される度毎に、前記受容部の形状が更新されるとともに、前記受容部には、特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されることを特徴とする現像ユニット。
【請求項４】
前記受容部は、トナーカートリッジが交換される度に縮小されることを特徴とする請求項２または３に記載の現像ユニット。
【請求項５】
前記現像ユニットからトナーカートリッジを取り外す際に、前記トナーカートリッジを構成する第１の部材が部分的に分離されて該現像ユニット側へ残留することを特徴とする請求項４に記載の現像ユニット。
【請求項６】
前記第１の部材は前記現像ユニット側に係止されることを特徴とする請求項５に記載の現像ユニット。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか１項に記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換可能な消耗部品と、該消耗部品を装着するための受容部と、を有して、少なくとも消耗部品よりも長期間の使用が可能な機能部品とを備える装置ユニット、現像ユニット及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体表面上に形成された静電潜像を現像してトナー画像とし、そのトナー画像を記録媒体に転写して画像を形成する現像ユニット（装置ユニット）を備えている。その現像ユニットは、スポンジローラ、撹拌ローラ、および現像ローラ等を含む現像器を有する現像ハウジング部（機能部品）と、トナーカートリッジ（消耗部品）とを備えている。
【０００３】
画像形成を重ねるに従いトナーカートリッジ内のトナーが消費されるため、ある時期に達すると、トナーカートリッジを交換して新しいトナーを補給しなければならなくなるが、現像器を有する現像ハウジング部は寿命が尽きるまで継続して使用される。すなわち、１台（１基）の現像ユニットに対して、複数個のトナーカートリッジが交換されつつ使用される仕組みになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、複数個のトナーカートリッジと現像ユニットとを組合せて使用する場合、トナーカートリッジは、画像形成動作の進展に伴ってカートリッジ内に充填されているトナーが消尽されると、適宜交換されて、未使用のトナーカートリッジに取り換えられる。
【０００５】
一方、現像ユニットに充填されている現像剤は長期間の使用によって、現像ユニット内での現像剤とトナーの摩擦帯電に伴って発生する機械的ストレス（現像剤とトナーとの混合・撹拌を行う際の、現像容器壁面や撹拌部材あるいはキャリア同士の接触、衝突、摺動、摩擦）を受ける。
【０００６】
現像剤中のトナーについては、トナー表面の外添剤の剥離あるいは離脱、埋没が進行し、実質的にはトナー表面の外添剤が消失した状態となり、流動性の劣化、帯電性能の低下等を発生し、画像形成枚数または現像回数を重ねるにつれて徐々に画質の低下を生じる。
【０００７】
従って、１台（１基）の現像ユニットに対して、耐用期間中の画像形成の進展に伴う現像剤特性の変化に合わせて新規に補給する特性が異なるトナーが充填された複数個のトナーカートリッジをセットとして供給するようにし、ユーザー自身がトナーカートリッジの交換を行う際に、現像剤の特性変化に適合するような特性を有するトナーが充填されたトナーカートリッジを適切に選択し、現像剤の特性低下を補うべく交換するような使用形態を適用することができれば、前記のような画質低下の問題を回避できるはずである。
【０００８】
しかし、トナーカートリッジの使用順序を番号表示またはカラーマーキング等の手段によって規定しても、複数個のトナーカートリッジの形状は何れも酷似している上、ユーザー自身による適切なトナーカートリッジの選択、適正な使用順序の管理といった負担を強いることになり、実質的には適用できない。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、ユーザーサイドでの簡易なメンテナンスにより、長期間にわたる使用においても使用初期の性能を維持することができる装置ユニット、現像ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を、以下のように構成している。
【００１１】
（１）消耗品が充填された交換可能な筐体状部材と、前記筐体状部材を着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記筐体状部材よりも長い耐用期間または稼動期間が設定された装置ユニットにおいて、
前記装置ユニットの受容部に装着されている筐体状部材が取り外される度に、前記受容部には、前記筐体状部材に充填された消耗品とは特性の異なる消耗品が充填された複数個の筐体状部材が装着されることを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、一基の装置ユニットと複数個の筐体状部材を１セットで取り扱うことができる。従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する筐体状部材の性能の低下の程度に応じて、逐次、これに適合する特性の異なる消耗品が充填された複数個の筐体状部材を段階的に取り揃えて用意しておくことができる。
【００１３】
このような複数の筐体状部材を揃えて装置ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側では、筐体状部材の交換が必要になった時点で、適合する筐体状部材と適宜取り換えることができ、装置ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【００１４】
その取り換え操作は、受容部への筐体状部材の着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができる。従って、装置ユニットを備えた画像形成装置にデッドタイムを発生させることなく、装置の高い稼働率を維持することができる。
【００１５】
（２）トナーが充填された交換可能なトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジを着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記トナーカートリッジよりも長期間の使用および稼動が可能な現像ユニットにおいて、
前記現像ユニットの受容部に装着されているトナーカートリッジが取り外される度に、前記受容部には、前記現像ユニット内で保有する現像剤の性能低下に適合する特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、一基の現像ユニットと複数個のトナーカートリッジを１セットとして取り扱うことができる。従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する現像剤の性能の低下の程度に応じて、逐次、これに適合する特性のトナーが充填された複数個のトナーカートリッジを段階的に取り揃えて用意しておくことができる。
【００１７】
このような複数のトナーカートリッジを揃えて現像ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側では、トナーカートリッジの交換が必要になった時点で、適合するトナー特性を内蔵したトナーカートリッジと適宜取り換えることにより、現像ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【００１８】
その取り換え操作は、受容部へのトナーカートリッジの着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができる。従って、現像ユニットを備えた画像形成装置にデッドタイムを発生させることなく、装置の高い稼働率を維持することができる。
【００１９】
現像剤、特にトナーにおいては、組成そのものを変えることなく、流動性、帯電性等の特性を、所定状態に保つための外添剤の量や種類を変更する等により対処することができ、現像剤のコストアップにはつながらずに、耐久使用でも画質状態を使用初期の状態と同程度に維持することができる。
【００２０】
（３）交換可能なトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジを着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、少なくとも前記トナーカートリッジよりも長期間の使用およひ稼動が可能な現像ユニットにおいて、
前記現像ユニットの受容部に装着されているトナーカートリッジが取り外される度毎に、前記受容部の形状が更新されるとともに、前記受容部には、特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、一基の現像ユニットと複数個のトナーカートリッジを１セットとして取り扱うことができる。従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する現像剤の性能の低下の程度に応じて、逐次、取り換えの度毎に、段階的に更新される受容部の形状に適合する形状を具備し、かつ、特性の異なるトナーが充填された複数個のトナーカートリッジを取り揃えて用意しておくことができる。
【００２２】
このような複数のトナーカートリッジを揃えて現像ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側では、トナーカートリッジの交換が必要になった時点で、装着されているトナーカートリッジを取り外して、更新された受容部に対して嵌合可能で、適合するトナー特性を内蔵したトナーカートリッジと適宜取り換えることにより、現像ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【００２３】
その取り換え操作は、受容部へのトナーカートリッジの着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができる。従って、現像ユニットを備えた画像形成装置にデッドタイムを発生させることなく、装置の高い稼働率を維持することができる。
【００２４】
現像剤、特にトナーにおいては、組成そのものを変えることなく、流動性、帯電性等の特性を、所定状態に保つための外添剤の量や種類を変更する等することで対処することができ、現像剤のコストアップにはつながらずに、耐久使用でも画質状態を使用初期の状態と同程度に維持することができる。
【００２５】
（４）前記受容部は、トナーカートリッジが交換される度に縮小されることを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、使用済トナーカートリッジの交換に伴って現像ユニット側の受容部形状、あるいは受容部および挿入開口部の断面形状が縮小されることにより更新される。つまり、単一の現像ユニットに対するトナーカートリッジ装着順序として、先に装着されるトナーカートリッジが、後から装着されるトナーカートリッジより大きく形成されている。このような簡易な構成によって、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【００２７】
（５）前記現像ユニットからトナーカートリッジを取り外す際に、前記トナーカートリッジを構成する第１の部材が部分的に分離されて該現像ユニット側へ残留することを特徴とする。
【００２８】
この構成においては、現像ユニットより使用済トナーカートリッジを外す際に、前記第１の部材が使用済トナーカートリッジより分離されて現像ユニット側へ残留し、前記受容部の形状、あるいは、前記受容部および該受容部に未使用トナーカートリッジを挿入するための挿入開口部の断面形状が更新され、その形状に嵌合可能な未使用トナーカートリッジのみが装着される。このような簡易な構成によって、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【００２９】
（６）前記第１の部材は前記現像ユニット側に係止されることを特徴とする。
【００３０】
この構成においては、第１の部材は現像ユニット側へ係止され、現像ユニットから使用済トナーカートリッジを取り外す際に、第１の部材は使用済トナーカートリッジより分離され、現像ユニット側に残留する。このような簡易な構成によって、確実に所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【００３１】
（７）請求項２ないし６のいずれか１項に記載の現像ユニットを備えることを特徴とする。
【００３２】
この構成においては、現像ユニットより使用済トナーカートリッジを取り外される度毎に、前記受容部の形状あるいは、受容部および挿入開口部の断面形状が更新され、その形状に嵌合可能な未使用トナーカートリッジが装着される。このような簡易な構成によって、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着することができる。
【００３３】
また、例えば、各々が異なる形状を有した複数個のトナーカートリッジを交換した時点で１基の現像ユニットが耐用寿命に到達すると設定することで、使用限度を越えた現像ユニットの誤使用を確実に防止できる。さらに、トナーカートリッジの挿入順序を誤ることによって現像ユニットの残寿命を間違って認識してしまうようなトラブルの発生を未然に防止できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る装置ユニットとその装置ユニットを具備した画像形成装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３５】
〔装置ユニットが適用される画像形成装置の動作説明〕
図１は、電子写真方式の画像形成装置１４の構成を示し、この画像形成装置１４は、画像形成部２０、給紙部５および給紙部６を備え、その給紙部５および給紙部６はそれぞれ給紙ローラ７および分離ローラ８を具備し、各給紙部には記録紙（記録媒体）が収納されている。その画像形成部２０は、感光体ドラム１、帯電器２、レーザー書き込み系３、現像ユニット（装置ユニット）４、レジストローラ９、転写チャージャ１０、分離チャージャ１１、搬送ベルト１２、定着部１３を備え、画像形成に係る動作を行う。
【００３６】
具体的には、感光体ドラム１が、図１において矢印で示すように、時計方向に回転する過程で、帯電器２により感光体ドラム１の外周面が一様に帯電する。この帯電部分に、原稿画像情報に基づいてレーザー書き込み系３からレーザービームが照射され、感光体ドラム１の周表面に静電潜像が形成される。次いで、該静電潜像に対し、感光体ドラム１の周表面に対面して配置されている現像ユニット４によりトナーを供給し、トナー画像を形成する。
【００３７】
一方、給紙部５または給紙部６に収納された記録紙（記録媒体）は、給紙ローラ７によって引き出され、分離ローラ８により一枚ずつ分離して搬送される。記録紙は、その後、停止状態のレジストローラ９のニップ部に当接して待機し、感光体ドラム１の回転周期に同期してレジストローラ９が回転すると、感光体ドラム１の外周に向けて搬送される。
【００３８】
感光体ドラム１の周表面上にあるトナー画像は、転写チャージャ１０によって記録紙に転写され、分離チャージャ１１によって記録紙が感光体ドラム１から分離される。感光体ドラム１から分離した記録紙は、搬送ベルト１２によって定着部１３に搬送される。定着部１３では転写された画像を記録紙上に定着させる。そして、記録紙は排紙ローラ１５によって排出部（図示せず）へ搬送される。
【００３９】
〔装置ユニットとしての現像ユニット〕
次に、図２に基づいて現像ユニット４を説明する。この現像ユニット４は、現像器４７を有する現像ハウジング部（機能部品）４１と、カバー形状部材（第１の部材，外枠）６３を有するトナーカートリッジ（筐体状部材）４２とを備えている。現像ハウジング部４１は、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、変性ポリフェニレンオキサイド（Ｍ−ＰＰＯ）等の熱可塑性樹脂を肉厚２〜４ｍｍ程度に射出成形されたものである。
【００４０】
現像ハウジング部４１は、現像器４７、トナーカートリッジ受容部４６（以下、受容部４６と記載する）および現像器４７にトナーを供給するトナーホッパ部（図示せず）を有している。現像器４７は、スポンジローラ（図示せず）、撹拌ローラ（図示せず）、現像ローラ４３、層厚規制ブレード４４、および駆動ギア４８を備えている。
【００４１】
現像ローラ４３は、感光体ドラム１（図１参照）の静電潜像にトナーを供給するためものであり、層厚規制ブレード４４は現像ローラ４３上のトナーの層厚を規制し、駆動ギア４８は、駆動モータ（図示せず）等の駆動源から駆動力を受けて現像ローラ４３を回転させる。
【００４２】
受容部４６は、上記トナーホッパ部の上面開口部にトナーカートリッジ４２を装着するためのものである。具体的には、受容部４６は、現像ハウジング部４１の端壁に挿入開口部４５を備え、該挿入開口部４５からトナーカートリッジ４２を挿入することにより、トナーホッパ部の上面にトナーカートリッジ４２が装着されるように構成されている。
【００４３】
トナーカートリッジ４２からトナーホッパ部に供給されたトナーは、上記スポンジローラを介して上記現像器内へ投入される。なお、現像器内部の詳細は図示していないが、トナーとキャリア（鉄粉）とが撹拌ローラによって撹拌され、キャリアに保持されたトナーが現像ローラ４３の表面に所定の厚さで現出し、そのトナーは、感光体ドラム１の静電潜像に応じて感光体ドラム１の周表面に電着され、トナー画像が形成されるように構成される。
【００４４】
〔装置ユニットへ装着可能な筐体状部材としてのトナーカートリッジ〕
次に、トナーカートリッジ４２について、図３ないし図８に基づいて説明する。このトナーカートリッジ４２は、矩形または台形の断面形状を有するトナーを収納するための容器であり、ＰＳあるいはＭ−ＰＰＯ等の熱可塑性樹脂を肉厚１〜３ｍｍ程度に射出成形したものであり、下面に開口部５１を有しており、その開口部５１の全周にわたってフランジ部（ツバ部）５３が形成されている。
【００４５】
このフランジ部５３は、トナーカートリッジ４２全体の剛性を向上させるとともに、トナーカートリッジ４２に、後述するフィルムシール５２を接着あるいは溶着する際の取付面となり、また、現像ハウジング部４１へトナーカートリッジ４２を装着する際の係合案内面としても機能する。
【００４６】
このように構成されるトナーカートリッジ４２に所定量の粉体トナーを充填した後、開口部５１は、フィルムシール５２（封止部材）によって、例えば両面テープの貼着、接着剤塗布により接着するか、あるいは、熱板溶着法、超音波溶着法により熱溶着する等の方法で閉鎖され、内部のトナーが封止される。
【００４７】
そのフィルムシール５２には、トナーカートリッジ４２の開口面に接着あるいは熱溶着しない余長部分（引き剥がす際の掴み手となる）があり、その部分は折り返され、その先端部は剥離テープ等によってトナーカートリッジ４２の適所に固着される。なお、フィルムシール５２は、低密度ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の厚さ５０〜２００μｍ（ミクロン）程度の可撓性材料からなる。
【００４８】
一方、トナーカートリッジ４２に設けられたカバー形状部材６３は、トナーカートリッジ４２を現像ハウジング部４１に装着させるためのものであり、密着した状態でトナーカートリッジ４２全体を蓋うように構成されている。
【００４９】
他方、カバー形状部材６３は、一端に開口部６６を有し、他端は壁面６５として閉鎖された蓋体状に形成され、トナーカートリッジ４２は、そのカバー形状部材６３に対して、開口部６６より挿脱可能となっている。
【００５０】
そして、トナーカートリッジ４２の一方の側面には取手部６１が設けられており、また、カバー形状部材６３の開口部６６と反対側の壁面６５には、フック状の爪（掛止爪）６２が一対突設されている。
【００５１】
その取手部６１は、現像ハウジング部４１の挿入開口部４５から受容部４６（図２参照）へカバー形状部材６３を伴ったトナーカートリッジ４２を挿入し、トナー使用後には、（カバー形状部材６３を受容部４６内に残して、）トナーカートリッジ４２のみを抜き出すためのものである。
【００５２】
一方、カバー形状部材６３の爪６２は、現像ハウジング部４１の受容部４６内にカバー形状部材６３を係止させ、トナー使用後に、トナーカートリッジ４２を抜き出す際に、カバー形状部材６３のみを現像ハウジング部４１に留めておくためのものである。
【００５３】
図４（ｃ）に示すように、一個目のトナーカートリッジ４２Ａに付随している外枠６３Ａにおいては、爪６２Ａは、カバー形状部材６３Ａの壁面６５Ａ上に一対設けられており、この両爪６２Ａは、現像ハウジング部４１の対応する壁面（一端壁面）４６Ｂに配列間隔（ピッチ）Ｐ１　に合わせて設けられた二箇所のスロット状の小孔６４Ａに嵌合掛止し、これにより、カバー形状部材６３Ａが現像ハウジング部４１の受容部４６内に係止される。なお、図４（ｃ）は、現像ハウジング部４１の上方から見た嵌合掛止部の断面図である。
【００５４】
ここで、１基の新品現像ユニット４で使用されるトナーカートリッジ４２のトータル個数はあらかじめ設定されており、設定個数のトナーカートリッジ４２が使用されると、現像ハウジング部４１に設けられた現像器４７が寿命に到達し、現像ユニット４は交換時期にあると判断される。
【００５５】
なお、１台の現像ユニット４において最後に使用されるトナーカートリッジ４２はカバー形状部材６３を有しておらず、トナーカートリッジ４２のみが現像ハウジング部４１に挿入される。
【００５６】
上記説明では、トナーカートリッジ４２およびカバー形状部材６３を組合せた状態で説明を行っているが、それぞれ独立したトナーカートリッジ４２およびカバー形状部材６３が一体的に組合わされる状態を示した図５（ａ）および（ｂ）を参照すれば、個々の構造は一層明らかとなる。
【００５７】
すなわち、図５（ａ）および（ｂ）では、現像ユニット４にトナーカートリッジ２を挿入する前に、カバー形状部材６３に対してトナーカートリッジ４２を組み合わせる過程を示しており、図示のように、トナーカートリッジ４２の取手部６１を持って、カバー形状部材６３の開口部６６からトナーカートリッジ４２を嵌め込み、図４（ａ）（ｂ）のように一体化させればよい。
【００５８】
２個目のトナーカートリッジ４２Ｂを挿入した場合の爪６２Ｂの係止状態を図６（ａ）及び（ｂ）に示す。現像ハウジング部４１の一端壁面４６Ｂには、一回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ａの外枠６３Ａの壁面６５Ａに設けられた爪６２Ａの配列間隔（ピッチ）Ｐ１　と、二回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ｂの外枠６３Ｂの壁面６５Ｂに設けられた爪６２Ｂの配列間隔（ピッチ）Ｐ２　とに合わせて、二対のスロット状の小孔６４Ａ及び６４Ｂを設けている（図４（ｃ）参照）。
【００５９】
これらの二対のスロット状の小孔６４Ａ及び６４Ｂのうち、外側の小孔の対６４Ａについては、一個目のトナーカートリッジ４２Ａが挿入された場合に爪６２Ａが嵌合したままとなり（図４（ｃ）参照）、内側の小孔の対６４Ｂについては、二個目のトナーカートリッジ４２Ｂが挿入された場合に爪６２Ｂが嵌合することになる。
【００６０】
なお、一回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ａの外枠６３Ａの壁面６５Ａには、二回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ｂの外枠６３Ｂに設けた爪６２Ｂの配列間隔（ピッチ）Ｐ２　に合わせて、一対のスロット状の小孔６４Ｂ’を設けている。
【００６１】
したがって、二個目のトナーカートリッジ４２Ｂを挿入した場合には、トナーカートリッジ４２Ｂの外枠６３Ｂの壁面６５Ｂに設けられた爪６２Ｂは、現像ハウジング部４１の一端壁面４６Ｂのスロット状小孔６４Ｂと、外枠６３Ａの一側壁面６５Ａに設けられたスロット状小孔６４Ｂ’とを介して嵌合する（即ち、爪６２Ｂは互いに密着状態で重なり合う二枚の壁面を貫通して嵌合する）ことになり（図６（ｂ）参照）、フック形状となった爪６２Ｂの先端部が一端壁面４６Ｂに引掛り、外枠６３Ｂが係止される。
【００６２】
よって、外枠６３Ａが一個目のトナーカートリッジ４２Ａに付随する状態で挿入され、このトナーカートリッジ４２Ａの抜脱操作に伴い現像ハウジング部４１の一端壁面４６Ｂに係止されることによって留め置かれても、外枠６３Ａの壁面６５Ａが、２個目のトナーカートリッジ４２Ｂの挿入操作の妨げになることがない。そして、三個目のトナーカートリッジ４２Ｃは、外枠６３を伴わず、トナーカートリッジ本体（二個目のトナーカートリッジ本体と同一形状である）のみが挿入される。
【００６３】
もし、現像ハウジング４１へ挿入するカートリッジの順番を誤れば、受容部４６内でカートリッジが適正に位置決めされないので、適切にトナー補給を行えないといった不都合が生じることになる（一個目のトナーカートリッジ４２Ａは現像ハウジングに装着された状態で出荷することが可能なので、この装着順序は誤り難い）。
【００６４】
しかし、二個目のトナーカートリッジ４２Ｂを装着すべきところで、三個目トナーカートリッジ４２Ｃを装着してしまうと、一個目のトナーカートリッジ４２Ａに付随して装着され、現像ハウジング４１内に留め置かれた外枠６３Ａの断面形状に対して、三個目のトナーカートリッジ４２Ｃの断面形状が小さ過ぎるため、過剰なガタが発生し、カートリッジ装着順序が誤っていることがこの時点で作業者に認識されることになる。
【００６５】
なお、上記説明では一回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ａに付随する外枠６３Ａの壁面６５Ａに設けた爪６２Ａの配列間隔Ｐ１と、二回目に挿入されるトナーカートリッジ４２Ｂに付随する外枠６３Ｂの壁面６５Ｂに設けた爪６２Ｂの配列間隔Ｐ２について、それぞれ対をなす爪の水平方向の対向間隔（ピッチ）を異ならせ、この爪対向間隔に合せて現像ハウジングの壁面の小孔６４Ａ及び６４Ｂを設けるように対応しているが、配列間隔Ｐ１及びＰ２の大小関係を上記説明における関係と逆の関係とすることによっても対応することができる。
【００６６】
また、爪６２の対向間隔を異ならせる方法以外に、異なる実施形態として、外枠６３Ａの壁面６５Ａにおける爪６２Ａと、外枠６３Ｂの壁面６５Ａにおける爪６２Ｂの高さ方向の取付位置を異ならせ、この爪取付位置に合せて現像ハウジングの壁面の小孔６４Ａ及び６４Ｂを設けるよう対応することもできる。
【００６７】
この場合については、図７および図８を参照すること。図７および図８は、現像ハウジング部４１の側方から見た嵌合部の断面図である。例えば、カートリッジ４２のフランジ部５３の下面を高さ方向の基準とした爪６２の高さ方向の取付位置Ｈに関して、一回目に装着するトナーカートリッジ４２Ａの外枠６３ＡでＨ１とし、二回目に装着するトナーカートリッジ４２Ｂの外枠６３ＢでＨ２とし、Ｈ１とＨ２に対して大小関係を与えるようにすればよい。
【００６８】
さらに、また上記説明を総合すれば、壁面６５における爪６２の配置については、対向間隔（ピッチ）Ｐと、基準面からの取付高さＨとを、同時に異ならせる設定でもよいことは明らかである。
【００６９】
〔現像ユニットが交換時期に達するまでの流れ〕
次に、１台の新品現像ユニット４で使用される複数個のトナーカートリッジ４２を交換し、この現像ユニット４が交換時期に達するまでの流れを図９に基づいて説明する。図９（ａ）に１個目のトナーカートリッジ４２ａを装着する前の現像ハウジング部４１を示し、図９（ｂ）に１個目のトナーカートリッジ専用のカバー形状部材６３ａを有する使用前のトナーカートリッジ４２ａを示す。
【００７０】
図９（ｃ）に２個目のトナーカートリッジ４２ｂを装着する前の現像ハウジング部４１を示し、図９（ｄ）に使用済みのトナーカートリッジ４２ａならびに２個目のトナーカートリッジ専用のカバー形状部材６３ｂを有する使用前のトナーカートリッジ４２ｂを示す。
【００７１】
図９（ｅ）に３個目のトナーカートリッジ４２ｃを装着する前の現像ハウジング部４１を示し、図９（ｆ）に使用済みのトナーカートリッジ４２ｂならびに使用前の３個目のトナーカートリッジ４２ｃを示す。図９（ｇ）にトナーカートリッジ４２ｃを装着した現像ハウジング部４１を示す。
【００７２】
ここでは、１台の新品現像ユニット４で使用されるトナーカートリッジ４２の個数は３個に設定されており、設定個数のトナーカートリッジ４２が使用されると、現像ハウジング部４１に設けられた現像器４７が寿命に到達し、現像ユニット４は交換時期にあると判断されるとする。この場合、例えば１台の新品現像ハウジング部４１と３個の未使用トナーカートリッジ４２とが１セットになって出荷される。
【００７３】
１個目のトナーカートリッジ４２ａおよび２個目のトナーカートリッジ４２ｂは未使用時、すなわち現像ハウジング部４１に装着する前は、それぞれカバー形状部材６３ａおよびカバー形状部材６３ｂを有している。一方、最後に現像ハウジング部４１に装着する３個目のトナーカートリッジ４２ｃは未使用時でもカバー形状部材６３を有していない。
【００７４】
ここで、トナーカートリッジ４２ａに設けられたカバー形状部材６３ａ、トナーカートリッジ４２ｂに設けられたカバー形状部材６３ｂ、およびトナーカートリッジ４２ｃにおける、それぞれの上面の幅をＷ０、Ｗ１、Ｗ２、それぞれの高さをＨ０、Ｈ１、Ｈ２、それぞれの下面の幅をＢ０、Ｂ１、Ｂ２とすると、ぞれぞれの断面形状は以下の関係になるように形成されている。
【００７５】
Ｗ０＞Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ０＞Ｈ１＞Ｈ２、Ｂ０＞Ｂ１＞Ｂ２
すなわち、トナーカートリッジ４２ａに設けられたカバー形状部材６３ａの断面形状を最大として、それ以降は順に断面形状は小さくなっている。
【００７６】
また、カバー形状部材６３ａの断面形状は、トナーカートリッジ４２を一度も装着していない新品の現像ハウジング部４１における受容部４６ならびに挿入開口部４５の断面形状（以下、単に受容部４６の断面形状と記載する）と、ほぼ一致するようにカバー形状部材６３ａは形成されている。ただし、厳密には、両者の嵌合動作を円滑に行うために、受容部４６の断面形状が若干大きく設定され、カバー形状部材６３ａの断面形状が若干小さく設定されている。
【００７７】
したがって、新品の現像ハウジング部４１に装着できるのはカバー形状部材６３ａを有するトナーカートリッジ４２ａのみとなる。すなわち、他のトナーカートリッジは断面形状が小さ過ぎるので、現像ハウジング部４１内で適切な位置決めを行うことができない。これにより、現像ハウジング部に対するトナーカートリッジのガタが過大であると認識され、操作者が誤って正規装着順序でないトナーカートリッジを装着することを防ぐことができる。
【００７８】
未使用のトナーカートリッジ４２ａが現像ハウジング部４１へ装着され、所定位置まで押し込まれると、爪６２によってカバー形状部材６３ａが係止される。画像形成動作に伴ってトナーカートリッジ４２ａ内に充填されていたトナーが全て消費されると、例えば画像形成装置１４に設けられた表示手段には次の未使用トナーカートリッジ４２ｂへ交換するように表示され、操作者に指示する。
【００７９】
トナーカートリッジ４２ａをトナーカートリッジ４２ｂに交換するためには、まず、使用済みのトナーカートリッジ４２ａを現像ハウジング部４１から抜去する。ここで、カバー形状部材６３ａは、現像ハウジング部４１に係止状態となっているので、現像ハウジング部４１に留まる。これにより、受容部４６の断面形状は、トナーカートリッジ４２ａが装着される前の受容部４６の断面形状よりも、カバー形状部材６３ａの肉厚分に相当する分だけ縮小する。
【００８０】
次に、２個目のトナーカートリッジ４２ｂを現像ハウジング部４１に挿入する。ここで、トナーを収容したトナーカートリッジ４２ｂを蓋うカバー形状部材６３ｂの断面形状と、トナーカートリッジ４２ａが現像ハウジング部４１から除去されて、カバー形状部材６３ａが現像ハウジング部４１に留まった状態の受容部４６の断面形状とは、ほぼ一致するように、カバー形状部材６３ｂは形成されている。これにより、トナーカートリッジ４２ｂは現像ハウジング部４１に嵌合する。なお、厳密には、両者の嵌合を円滑に行うために、受容部４６の断面積が若干大きく設定され、カバー形状部材６３ｂの断面形状は若干小さく設定されることになる。
【００８１】
また、使用済みのトナーカートリッジ４２ａも、この時点で現像ハウジング部４１への装着は可能であるが、使用済みトナーカートリッジとして容易に認識され得る。すなわち、使用済みのトナーカートリッジ４２ａを装着したとしても、例えば画像形成装置１４に設けられた表示手段には、エラーメッセージとして出力されるか、またはトナーカートリッジ交換を指示されるためである。
【００８２】
一方、未使用の３個目のトナーカートリッジ４２ｃはトナーカートリッジ４２ｂよりも小さい断面形状となっているので、この時点で現像ハウジング部４１へ装着することはできない（寸法的には、開口部を通過可能であるが、現像ハウジング部４１内でカートリッジの適切な位置決めを行うことができない）。
【００８３】
未使用のトナーカートリッジ４２ｂを受容部４６の所定位置まで押し込むと、爪６２によってカバー形状部材６３ｂが係止され、トナーカートリッジ４２ｂは現像ハウジング部４１へ装着される。なお、カバー形状部材６３ｂの爪６２は、カバー形状部材６３ａの爪６２の取付間隔（ピッチ）よりも狭められ、取付位置がトナーカートリッジ４２ｂの中央寄りに設定される。カバー形状部材６３ｂの爪６２が嵌合する現像ユニットの端部壁面に設けられるスロット状の小穴も、カバー形状部材６３ｂの爪６２の取付間隔に合致するように設けられている。
【００８４】
画像形成動作に伴ってトナーカートリッジ４２ｂ内に充填されていたトナーが全て消費されると、例えば画像形成装置１４に設けられた表示手段には次の未使用トナーカートリッジ４２ｃへ交換するように表示され、操作者に指示する。
【００８５】
トナーカートリッジ４２ｂをトナーカートリッジ４２ｃに交換するためには、まず、使用済みのトナーカートリッジ４２ｂを現像ハウジング部４１から抜去する。ここで、カバー形状部材６３ｂは、現像ハウジング部４１に係止状態となっているので、現像ハウジング部４１に留まる。これにより、受容部４６の断面形状は、トナーカートリッジ４２ｂが装着される前の受容部４６の断面形状よりも、カバー形状部材６３ｂの肉厚分に相当する分だけ縮小する。
【００８６】
次に、３個目のトナーカートリッジ４２ｃを現像ハウジング部４１に挿入する。３個目のトナーカートリッジ４２ｃに関しては、トナーカートリッジ４２ａおよび４２ｂのようなカバー形状部材６３は有していないが、トナーカートリッジ４２ｃの断面形状と、トナーカートリッジ４２ｂが現像ハウジング部４１から除去されて、カバー形状部材６３ｂが現像ハウジング部４１に留まった状態の受容部４６の断面形状とは、ほぼ一致するように、トナーカートリッジ４２ｃは形成されている。
【００８７】
これにより、トナーカートリッジ４２ｃは現像ハウジング部４１に嵌合する。なお、厳密には、両者の嵌合を円滑に行うために、受容部４６の断面積が若干大きく設定され、カバー形状部材６３ｂの断面形状は若干小さく設定されることになる。
【００８８】
一方、使用済みのトナーカートリッジ４２ｂも、この時点で現像ハウジング部４１への装着は可能であるが、使用済みトナーカートリッジとして容易に認識され得る。すなわち、使用済みのトナーカートリッジ４２ｂを装着したとしても、例えば画像形成装置１４に設けられた表示手段には、エラーメッセージとして出力されるか、またはトナーカートリッジ交換を指示されるためである。
【００８９】
未使用のトナーカートリッジ４２ｃを受容部４６の所定位置まで押し込むと、トナーカートリッジ４２ｂは現像ハウジング部４１へ装着される。トナーカートリッジ４２ｃは、現像ハウジング部４１に装着するために、トナーカートリッジ４２ｂから、カバー形状部材６３ｂを除去した構成になっている。
【００９０】
画像形成動作に伴ってトナーカートリッジ４２ｃ内に充填されていたトナーが全て消費されると、例えば画像形成装置１４に設けられた表示手段によって、次の未使用現像ユニット４へ交換するように操作者に指示する。
【００９１】
以上のような１基の新品現像ハウジング部４１、および３個の未使用トナーカートリッジ４２を１セットとすれば、３回のトナーカートリッジ４２の交換装着が順次行われ、３回目のトナーカートリッジ４２を消尽してしまうと、使用中の現像ハウジング部４１に設けられた現像器４７が寿命に到達したことを操作者は認識でき、現像器４７の寿命限度を越えて現像ユニット４を使用することによる不具合発生を防止することができる。
【００９２】
〔第１の実施形態〕
トナーホッパー部（図示省略）内には、予めトナーを現像槽内に補給するための新規トナーがトナーカートリッジ４２を介して補充されており、このトナーが必要時に現像槽に補給される。トナーの現像槽内への補給は、図示は省略するが、トナー濃度センサが現像槽の底面部適所等に配置されており、該トナー濃度センサがトナー濃度不足を検出した時点で行われる。すなわち、トナー補給ローラ（図示省略）が回転され、トナー補給ローラに吸着・保持されたトナーが、現像槽内に補給される。
【００９３】
本実施形態では、画像形成装置１４を新たに配置した時、あるいは現像装置を新たに交換した時、または現像装置の現像槽内の現像剤を新規な現像剤に交換した時につき、現像装置による初期の現像において使用する現像剤、例えば２成分系の現像剤においては初期のトナーと、トナーホッパー部内の初期トナーが無くなり、追加補充する時の補充トナーとにおいては、新規トナーによる外添剤の量、もしくは外添剤の材料が異なるものを使用するようにしている。すなわち、例えば、初期トナーと、初期トナーが無くなり新規に補充する補充トナーとでは、外添剤が両者間で異なるようにしている。
【００９４】
しかして、画像形成装置１４において、現像装置にて感光体ドラム１の静電潜像を初めて現像する時の初期トナーをトナーカートリッジ４２を介してトナーホッパー部に充填しておき、該初期トナーにて現像をおこなってゆくと、トナーホッパー部内の初期トナーが徐々に減少していく。そして、トナーホッパー部内のトナーが所定量以下になれば、画像形成装置１４側では、新規にトナーを充填するようにユーザ等に報知する。これによりユーザは、新たにトナーをトナーホッパー部に補充する。
【００９５】
この時の補充トナーは、初期トナーに添加されている外添剤の量や、材料が異なっている。つまり、トナーには、流動性や帯電性を良好にするために外添剤が添加されている。例えば、トナーホッパー部に補充する前記新規トナーの外添剤の量を、初期トナーの外添剤の量よりも多くしておくことで、画像形成装置１４の使用開始時に現像器４７へ投入された現像剤がストレスを受けていても、外添剤が十分に添加されるため、流動性や帯電性の低下による画質の劣化を抑制することが可能となる。
【００９６】
また、新規トナーと補充トナーの外添剤の材料を異ならせるようにしてもよい。例えば初期トナーの外添剤には外添されない別の材質の異なる外添剤を補充トナーに添加しておくことで、外添剤が十分に添加され、帯電性や流動性の低下を防止でき、これにより、画質の劣化を防止することができる。
【００９７】
トナーに外添する外添剤としては、トナーの流動性を良好にし、トナーの凝集等を阻止するものとしてシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等がある。また、帯電性能に影響を及ぼす外添剤としては、イミダゾール誘電体、ハイドロサルタイト類化合物等がある。
【００９８】
また、外添剤としては、感光体ドラム１表面の研磨に影響を及ぼす材料として、マグネタイト等がある。このような外添剤をトナーに添加することで、感光体ドラム１の表面にトナーが付着したり、酸化されたりした時の画質劣化、特に画像ボケ等を解消するために、感光体ドラム１の表面を研磨するようにしている。
【００９９】
従って、初期トナーの外添剤として、シリカが添加されている時に、そのシリカの量を多くするか、あるいはシリカ以外に酸化亜鉛やハイドロサルタイト類化合物等を合わせて添加するようにすればよい。このような外添剤は、単数又は複数を組み合わせて使用でき、必要に応じてその添加量を設定すればよい。
【０１００】
以下に、実施例を通じて、本実施形態による作用・効果をより具体的に説明する。
（実施例１）
現像装置の現像槽に収容される現像剤への外添剤を添加する前のトナーの組成は、結着樹脂であるポリスチレンを９０重量部、着色剤であるカーボンブラックを５重量部、帯電制御剤を２重量部、そして粘着防止剤であるポリエチレンワックスを３重量部、とし、これらをミキサーで十分に撹拌混合し、この混合物を加熱下において、スクリュー押し出し機で混練する。この混練物を冷却後に粗粉砕し、粗粉砕物をジェット粉砕機で微粉砕し、その微粉砕物を分級処理して平均粒径約９μｍ程度の外添前のトナーを得た。
【０１０１】
トナーを構成する組成物である結着樹脂は、上述のものに限らず、スチレン・ブタジエン共重合体及びスチレン・アクリル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンビニルアルコール共重合体のようなエチレン系重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂を使用することができる。
【０１０２】
また、着色剤としては、カーボンブラック以外に、例えばニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロームイエロー、ウルトラマリンイエロー、メチレンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーン、オクサレート、ランプブラック、ローズベルガル、及びこれらの混合物を使用することができる。
【０１０３】
さらに、帯電制御剤としては、アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物及び有機染料、特に塩基性染料とその塩が知られており、ベンジルジメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロライド、デジル−トリメチルアンモニウムクロライド、ニグロシン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニン、及びクリスタルバイオレット等を使用することができる。
【０１０４】
そして、粘着防止剤としては、ポリエチレンワックス以外に、ポリプロピレンワックス及びパラフィンワックス等を使用することができ、これはトナーの定着装置（定着ローラ）に対する離型性の向上に極めて有効に作用する。一方、上述のように製造したトナーに、以下の表１に示す各種外添剤をミキサーで撹拌混合し、外添処理を行った。なお、外添剤の量は、外添前のトナー１００重量部に対する割合を示す。
【０１０５】
【表１】
2004053668.tif 000003
【０１０６】
表１において、外添処理した初期トナーとして、Ｎｏ．１のトナーを使用し、該Ｎｏ．１が消費された後に補充する補充トナーとしては、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．６のトナーを使用し、加速試験的にトータルで４万枚ずつの現像を行った。
【０１０７】
この現像後のトナー画像を用紙に転写し、定着後の画像状態を確認した結果を下記の表２に示した。ここで、比較のために、トナーＮｏ．１のトナーを初期トナーとして、補充トナーを初期トナーと同一のＮｏ．１のトナーを用いた場合の結果を合わせて付記している。
【０１０８】
【表２】
2004053668.tif 000004
【０１０９】
表２において、画像カブリは白紙を白色コピーすることで、コピー前の用紙と、排出された用紙の濃度を白度計で測定し、その測定値の差で評価を行った。つまり、数値が大きくなれば、画像カブリが大きくなる。また、トナー飛散については、現像装置の下部に溜まったトナー量である。さらに、画像ボケについては、ライン画像を形成し、それを目視にて評価した。この時、コピーのために、白色部分及びライン部分を有するテストチャートを容易して画像形成を行った。
【０１１０】
表２から理解できるように、トナーＮｏ．１に代えて補充トナーとして、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．６のトナーを使用した時には、画像のカブリが軽減でき、またトナー飛散等も軽減できた。従って、初期トナー（Ｎｏ．１）と補充トナー（Ｎｏ．２）のように、外添剤の量、特にシリカの量を多くすることで、画像カブリ、画質劣化の生じることのない良好な安定した画質の画像を得られることが判る。
【０１１１】
また、初期トナー（トナーＮｏ．１）と補充トナー（トナーＮｏ．３〜６）のように、外添剤の材料を変更することによっても、つまり初期トナーの外添剤とは別の外添剤をさらに加えることによっても、量的な調整とほぼ同様の効果が得られた。
【０１１２】
これに対し、初期トナー（Ｎｏ．１）と補充トナー（Ｎｏ．１）のように、補充トナーを初期トナーの外添剤と全く同一量、及び同一材料を用いると、画像カブリが増し、しかもトナー飛散の量も多くなる。そして、画像ボケが生じ、安定した画質を得られなかった。
【０１１３】
トナー表面の流動性に影響を及ぼす外添剤の欠落、埋没により流動性が劣化し、特に２成分系の現像剤を継続して使用し、トナー濃度検出用の透磁率センサを用いてトナー濃度制御を行うと、トナー濃度が上昇し、画像カブリやトナー飛散を生じる原因となり、表２に示すような結果となる。
【０１１４】
これに対して、補充トナーの外添剤としてのシリカの量を初期トナーより多くすることで、流動性低下を補い、結果として表２のトナーＮｏ．２に示すように画像カブリを防止し、画質を安定させることができた。また、外添剤としてシリカ及びマグネタイトを同一量とし、この外添剤の外に酸化チタン、酸化亜鉛等を別に加えたトナーＮｏ．３及び４を補充トナーとした時にも同等の効果を得ることができる。
【０１１５】
また、トナーの帯電性に影響を及ぼす外添剤として、イミダゾール誘電体やアルカマイザーを別に加えたトナーＮｏ．５や６を補充トナーとして使用した場合には、特に効果的であった。
【０１１６】
一方、画質を良好に保つために、感光体ドラム１の表面を研磨し、常に良好な状態にすることを目的としてトナーに添加する外添剤として、マグネタイトがよく用いられる。この外添剤の添加により、感光体ドラム１の研磨効果が低下するのを補い、良好な画質状態に保つことができる。
【０１１７】
特に、感光体ドラム１は、帯電器２や転写チャージャ１０等において発生した窒素酸化物が付着し、これを除去するために、マグネタイトが外添剤として用いられている。マグネタイトは感光体ドラム１の研磨効果を維持し、それにより画質の劣化、特に画像ボケ等を阻止し、画像ボケのない良好なる画質状態を維持することができる。特に、感光体ドラム１としては、ＯＰＣ感光体において効果が顕著になる。
【０１１８】
以上より、トナーカートリッジ４２Ａ〜４２Ｃに充填するトナーＮｏ．の組合わせの一例として、表３のような設定が可能である。
【０１１９】
【表３】
2004053668.tif 000005
【０１２０】
〔第２の実施形態〕
本実施形態では、初期トナーと補充トナーとで異なるものを使用して、定着性を安定させることで画質の劣化を阻止するようにしている。つまり、初期トナーと補充トナーとで定着性に影響を及ぼす材料を異ならせ、良好な画質状態を維持させるようにする。
【０１２１】
現像剤中のトナーが受けるストレスにより定着性が悪くなり、定着部１３の定着ローラ（ヒートローラ等）にトナーが付着し、これが用紙に転写されるといったオフセット現象が生じ、画質を劣化することがある。しかも、定着性が劣化し、定着後の画像が剥離され画像が乱れ、またユーザーの手を汚すこともある。すなわち、現像剤中のトナーは、各種ストレスを与えられ、外添剤の消失や微粉トナーが増加する。これにより、用紙への定着強度や定着オフセットが生じ、用紙表面の画像、つまりトナー像が剥がれ易くなると同時に、オフセット現象により用紙が汚され画質が悪くなる。
【０１２２】
このような問題を解消するために、本実施形態においては、トナーホッパー部に初期に充填されている初期トナーがなくなり新たに補充する補充トナーによって定着性が良好になり、定着オフセットが生じない特性を有するトナーとする。そのために、補充トナーとしては、ガラス転移点及びトナー溶融粘度を定着強度が向上する方向にシフトさせたものを使用する。これにより、微粉砕されたトナーが現像部へ搬送・供給に寄与された時に、定着性等が悪くなり画質が劣化するのを防止することができる。
【０１２３】
トナーのガラス転移点を変える方法としては、トナーを構成する結着樹脂等の分子量分布を異ならせる方法がある。例えば、トナーを構成する組成の一つの結着樹脂の分子量を低くすることで、ガラス転移点を下げ、溶融温度が下がるため用紙への定着強度が上がる。従って、結着樹脂の分子量を初期トナーと補充トナーとで異なるものを選定し、これを使用するようにすればよい。
【０１２４】
また、分子量を異ならせる方法としては、予め分子量の異なるものを選択するだけではなく、トナーを製造する過程においても容易に行える。例えば、トナーを製造する時の混練過程において、その条件を変更すればよく、例えば、温度や押し出し速度等を変えればよい。すなわち、混練温度を下げて材料にストレスをかけた状態で混練することで、分子が切断され、分子量が低い状態に移行する。
【０１２５】
また、定着部１３を構成する定着ローラ等にトナーが付着し、これが用紙に再転写されるといった定着オフセットの現象を押さえるには、粘着防止剤であるワックスの量を変えればよい。すなわち、初期トナーに対して補充トナーのワックス量を多くすれば、リサイクルトナーが微粉トナーとして回収される時にも、定着ローラへのトナーの付着を抑制し、定着オフセットによる画質の劣化を防止できる。
【０１２６】
以上のように、初期トナーと補充トナーとで、ガラス転移点及びトナー溶融粘度を、定着強度を向上させる方向にシフトさせるようにする。つまり、初期トナーのガラス転移点の温度に比べて補充トナーのガラス転移点の温度を低く設定している。また、分子量を変化させることで、トナー溶融粘度が定着強度を向上させる方向にシフトさせ、定着強度を向上させている。
【０１２７】
以下に、実施例を通じて、本実施形態による作用・効果をより具体的に説明する。
（実施例２）
使用する現像剤としては、（実施例１）と同様に、２成分系の現像剤を用い、画像形成装置は、電子写真方式によるものを採用した。トナーの組成としては、結着樹脂であるポリスチレンを９０重量部、着色剤であるカーボンブラックを５重量部、帯電制御剤を２重量部、そして粘着防止剤であるポリエチレンワックスを３重量部又は５重量部、とし、これをミキサーで十分に撹拌混合し、この混合物を加熱下において、スクリュー押し出し機で混練し、この混練物を冷却後に粗粉砕し、粗粉砕物をジェット粉砕機で微粉砕し、その微粉砕物を分級処理して平均粒径約９μｍ程度の外添前のトナーを製造した。
【０１２８】
このようにして得た外添前のトナー１００重量部に対して、シリカ０．３重量部、マグネタイト０．２重量部の外添剤をミキサーで撹拌混合し、外添処理を施した。また、使用したトナーの物性及び粘着防止剤であるワックス量は下掲の表４の通りである。この場合、トナーを構成する結着樹脂であるポリエチレンの分子量を種々選択して使用した。
【０１２９】
ここで、トナーＮｏ．８（Ａ）とトナーＮｏ．９（Ｂ）とでは、結着樹脂である分子量分布を異ならせている。つまり、トナーＮｏ．９（Ｂ）の分子量の数平均分子量（Ｍｎ）を低くし、よってガラス転移点の温度を低く設定するようにした。また、トナーＮｏ．１０（Ｃ）の結着樹脂の分布量の重量平均分子量（Ｍｗ）を多くし、さらにトナーＮｏ．１１（Ｄ）を構成するワッスク量を、Ｎｏ．１０（Ｃ）のトナーのワックス量より多くした。
【０１３０】
【表４】
2004053668.tif 000006
【０１３１】
表４において、トナーＮｏ．８（Ａ）を初期トナーとして使用し、該初期トナーがなくなった後に、補充するトナーを、トナーＮｏ．８（Ａ）の同一のトナーを使用した時を比較例とし、その他トナーＮｏ．９（Ｂ）〜１１（Ｄ）のトナーを補充トナーとして使用し、それぞれにおい加速試験的に４万枚の画像形成、特に現像（コピー）を行った結果を下記の表５に示す。
【０１３２】
【表５】
2004053668.tif 000007
【０１３３】
表５におていは、定着ローラの汚れを、白紙を定着ローラに通過させる時の、通過前と通過後の白度計の測定値の差で評価した。この場合、画像形成においては、白色部と文字やその他の画像によるテストチャートを用いて画像形成を行った。ここで、数値が大きいほど定着ローラの汚れが甚だしいことが判る。
【０１３４】
表５に示す結果から、定着ローラは、トナーＮｏ．Ａのトナーを初期トナーとし、かつ、該初期トナーがなくなった後の補充トナーとした時には、甚だしく汚れることとなった。この点、初期トナーと補充トナーがそれぞれ異なる場合（トナーＮｏ．Ｂ〜Ｄ）には、定着ローラの汚れは少なくなり、トナーＮｏ．Ｄに示すように、ワックス量を多くしたものを補充トナーとして利用することで、定着ローラの汚れを顕著に軽減できることが判った。
【０１３５】
また、定着性能を確認した結果につき、特に初期トナーをトナーＮｏ．Ａ（ＲＥＦ）とし、その後に補充する補充トナーを、トナーＮｏ．Ａ（ＲＥＦ）とした比較例の場合（一点鎖線で示す）と、補充トナーとしてトナーＮｏ．９（Ｂ）を使用した場合（実線で示す）と、トナーＮｏ．１０（Ｃ）のトナーを使用した場合（点線で示す）と、を図１０に示す。
【０１３６】
この図１０において、定着強度を確認するために、中間調の画像を形成した部分を、消しゴムで擦った後の濃度と、擦る前の濃度との比で評価した。この時の濃度は、マクベス濃度計で測定した。同図において、縦座標における数値が高いほど、消しゴムで擦った前後での濃度（ＩＤ）差がなく、定着強度が良好であることを示す。
【０１３７】
同図から判るように、初期トナーと補充トナーの結着樹脂の分子量が異なるようにして定着強度を上げる方向に設定しているため、定着不良等による画質低下も合わせて解消された。すなわち、初期トナーと補充トナーとを異ならせることで定着ローラの汚れも軽減でき、定着オフセットによる画質の低下を防止することができる。この時、初期トナーと補充トナーのワックス量を異ならせるようにし、かつ、補充トナーの方のワックス量を多くすることで、画質の低下を免れることができる。
【０１３８】
ここで、初期の状態から表４に示したトナーＮｏ．Ｂ，Ｃ，Ｄ等のトナーを使用すれば、初期の状態での定着等において問題が生じる。つまり、初期においては却って定着ローラに初期のストレスを受けていないトナーが付着し、オフセット現象や、定着ローラを汚すことにもなる。
【０１３９】
そのため、表５に示したように初期トナーと補充トナーとを区分して使用することによって、同表及び図１０で確認できるような良好な結果を得ることができる。以上から、トナーカートリッジ４２Ａ〜４２Ｃに充填するトナーＮｏ．の組合わせの好ましい一例として次の表６に示すような設定が可能となる。
【０１４０】
【表６】
2004053668.tif 000008
【０１４１】
なお、本発明は、画像形成装置を、図１に示す構成に限定するものではなく、トナー等の消耗品が充填された交換可能なトナーカートリッジ等の筐体状部材と、前記筐体状部材を着脱可能に装着するための受容部と、を有して、少なくとも前記筐体状部材よりも長い耐用期間または稼動期間を設定された装置ユニットを備える画像形成装置であれば、その構成や形式の如何を問わず、本発明を適用することができる。
【０１４２】
また、本実施形態では、現像ユニットを装置ユニットとして説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、少なくとも、消耗品が充填された交換可能な筐体状部材と、前記筐体状部材を着脱可能に装着するための受容部と、を有し、かつ、前記筐体状部材よりも長い耐用期間または稼動期間を設定された装置ユニットであれば、その機能や目的、構成、形式等の如何を問わず、本発明を適用することができる。
【０１４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【０１４４】
（１）装置ユニットの受容部に着脱自在に装着されている筐体状部材が取り外される度毎に、前記受容部には、前記筐体状部材に充填された消耗品とは特性の異なる消耗品が充填された筐体状部材が装着されるので、一基の装置ユニットと複数個の筐体状部材を１セットとして取り扱うことができる。
【０１４５】
従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する筐体状部材の性能の低下の程度に応じて、逐次、これに適合する特性の異なる消耗品が充填された筐体状部材を段階的に取り揃えて用意しておき、装置ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側にて、筐体状部材の交換が必要になった時点で、適合する筐体状部材と適宜取り換えることができるため、装置ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【０１４６】
その取り換え操作は、受容部への筐体状部材の着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができるため、装置ユニットを備えた画像形成装置にデッドタイムを発生させることなく、装着の高い稼働率を維持することができる。
【０１４７】
（２）現像ユニットの受容部に着脱自在に装着されているトナーカートリッジが取り外される度毎に、前記受容部には、前記現像ユニット内で保有する現像剤の性能低下に適合する特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されるので、一基の現像ユニットと複数個のトナーカートリッジを１セットとして取り扱うことができる。
【０１４８】
従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する現像剤の性能の低下の程度に応じて、逐次、これに適合する特性のトナーが充填された複数のトナーカートリッジを段階的に取り揃えて用意しておき、現像ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側にて、トナーカートリッジの交換が必要になった時点で、適合するトナー特性を内蔵したトナーカートリッジと適宜取り換えることにより、現像ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【０１４９】
その取り換え操作は、受容部へのトナーカートリッジの着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができるため、現像ユニットを備えた画像形成装置にデッドタイムを発生させることなく、装着の高い稼働率を維持することができる。
【０１５０】
現像剤、特にトナーにおいては、組成そのものを変えることなく、流動性、帯電性等の特性を、所定状態に保つための外添剤の量や種類を変更する等により対処することができ、現像剤のコストアップにはつながらずに、耐久使用でも画質状態を使用初期の状態と同程度に維持することができる。
【０１５１】
（３）現像ユニットの受容部に装着されているトナーカートリッジが取り外される度毎に、前記受容部の形状が更新されるとともに、前記受容部には、特性の異なるトナーが充填されたトナーカートリッジが装着されるので、一基の現像ユニットと複数個のトナーカートリッジを１セットとして取り扱うことができる。
従って、予め製造段階において、使用段階を経て進行する現像剤の性能の低下の程度に応じて、逐次、取り換えの度毎に、段階的に更新される受容部に適合する形状を具備し、かつ、特性の異なるトナーが充填された複数のトナーカートリッジを取り揃えて用意し、これを現像ユニットとセットとしてユーザーに提供することで、ユーザー側では、トナーカートリッジの交換が必要になった時点で、装着されているトナーカートリッジを取り外して、更新された受容部に適合する形状を具備したトナーカートリッジと適宜取り換えることにより、現像ユニットの性能を所定の水準に維持することができる。
【０１５２】
その取り換え操作は、受容部へのトナーカートリッジの着脱交換作業のみであるから、特別の操作や熟練を要することもなく、ユーザーサイドで、メンテナンスを容易におこなうことができるため、現像ユニットにデッドタイムを発生させることなく、高い稼働率を維持することができる。
【０１５３】
現像剤、特にトナーにおいては、組成そのものを変えることなく、流動性、帯電性等の特性を、所定状態に保つための外添剤の量や種類を変更する等することで対処することができ、現像剤のコストアップにはつながらずに、耐久使用でも画質状態を使用初期の状態と同程度に維持することができる。
【０１５４】
（４）受容部が、トナーカートリッジを交換される毎に縮小されるので、先に装着されるトナーカートリッジを、後から装着されるトナーカートリッジより大きく形成することで、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【０１５５】
（５）現像ユニットより使用済トナーカートリッジを取り外す際に、前記第１の部材が使用済トナーカートリッジより分離されて現像ユニット側へ残留し、前記受容部の形状、あるいは、前記受容部および該受容部に未使用トナーカートリッジを挿入するための挿入開口部の断面形状が更新され、これらの形状に嵌合可能な未使用トナーカートリッジのみが装着されるので、簡易な構成によって、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【０１５６】
（６）第１の部材は現像ユニット側へ係止され、現像ユニットより使用済トナーカートリッジを取り外す際に、第１の部材は使用済トナーカートリッジより分離され、現像ユニット側に残留するので、簡易な構成によって、所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【０１５７】
（７）現像ユニットから使用済トナーカートリッジが取り外される度毎に、前記受容部の形状あるいは、受容部および挿入開口部の断面形状が更新され、これらの形状に嵌合可能な未使用トナーカートリッジを装着させるようにした簡易な構成により、確実に所定の使用順序に基づいて未使用トナーカートリッジを間違いなく装着できる。
【０１５８】
また、例えば、各々が異なる形状を有した複数個のトナーカートリッジを交換した時点で１基の現像ユニットが耐用寿命に到達すると設定することで、使用限度を越えた現像ユニットの誤使用を確実に防止できる。さらに、トナーカートリッジの挿入順序を誤ることによって現像ユニットの残寿命を間違って認識してしまうようなトラブルの発生を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の構成説明図である。
【図２】同装置ユニットとしての現像ユニットの分解斜視図である。
【図３】同トナーカートリッジの斜視図と断面図である。
【図４】同第１の部材と一体のトナーカートリッジの斜視図と要部断面図である。
【図５】同第１の部材にトナーカートリッジを組み合わせる工程の説明図である。
【図６】同トナーカートリッジ挿入時の説明図である。
【図７】同異なるトナーカートリッジの要部断面図である。
【図８】同トナーカートリッジ挿入時の説明図である。
【図９】同現像ユニットの交換時期に達するまでの流れの説明図である。
【図１０】同実施例における定着強度を比較例と比較して示す説明図である。
【符号の説明】
４−装置ユニット，現像ユニット
４２−筐体状部材，トナーカートリッジ
４６−受容部
６１−第１の部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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