JP3078037B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ等の電
子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、画像形成装置は、帯電、露光、現
像、転写、剥離、清掃等を行なう電子写真プロセスユニ
ットの画像転写部に用紙を通過させることにより像の転
写が行なわれ、この像が転写された用紙を定着ローラ対
間に通すことにより用紙への像の定着を行なう構成とな
っている。

【０００３】従来、この種の画像形成装置、例えばレー
ザープリンタにおいては、装置本体内に内蔵された現像
ユニットに現像剤（以下、トナーという）を補給するの
に用いられる現像剤補給装置として、使い捨てのカート
リッジ式のものが採用され、このトナー補給用カートリ
ッジ（補給容器）は装置本体内に組み込まれた現像ユニ
ットに対し、取外し交換自在に装填されるような構成と
なっている。

【０００４】また、画像転写部において用紙に転写され
なかった未転写トナーは、清掃装置にて感光体より掻き
取られ、さらに、プロセスユニットの外部へと移送さ
れ、使い捨てのカートリッジ式の容器に溜められてい
た。

【０００５】このトナー回収用カートリッジ（収納容
器）も、また、装置本体内に組み込まれたプロセスユニ
ットに対し、取外し交換自在に装填されるような構成と
なっている。

【０００６】装置本体は補給トナーカートリッジの空の
状態及び回収カートリッジの満杯状態を検知してオペレ
ータに知らせることにより、オペレータはそれぞれのカ
ートリッジを適宜交換していた。

【０００７】ところで、従来、上記補給容器と収納容器
は、各々分離されて構成されているか、あるいは、各々
の手間を一本化するため、補給容器と収納容器を現像手
段、清掃手段、及び感光体ドラム等と一体化していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補給容
器と収納容器とを分離すると、ユーザは現像剤の補給あ
るいは、使用済現像剤の廃棄の毎に各々の容器を交換し
なければならず、手間取るという問題がある。

【０００９】また、後者のように、一体化した場合に
は、交換の手間は一体化されるが、実用的な一体化ユニ
ットの大きさの制限から、補給用現像剤量、使用済現像
剤の収納量が制限される。このため、ユニット全体の交
換サイクルが短期化され、比較的高価な現像手段、清掃
手段、感光体ドラムの寿命より早くユニットを交換する
ことになり、ランニングコストが上昇するという問題が
あった。

【００１０】そこで、この発明は、補給手段と収納手段
を一体化するとともに、清掃手段、現像手段に対し着脱
可能とすることにより、ユーザの保守回数が少なくなる
と同時にランニングコストも削減できる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１に記載の画像形成装置は、像担持体
上に現像剤像を形成する現像手段と、この現像手段にて
形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段と、こ
の転写手段による転写後に前記像担持体に残留する現像
剤を除去する清掃手段と、前記現像手段に現像剤を補給
する補給手段と、前記清掃手段により像担持体から除去
された現像剤を収納する収納手段と、前記補給手段と収
納手段とを一体化して具備し前記現像手段並びに清掃手
段に対して着脱可能であるとともに、その長軸方向の一
端が突出しており突出側を下面にユニットを自立できな
い構造を持ち、かつ前記ユニットの突出方向は前記清掃
手段と収納手段を連結する連結口の開放方向であるユニ
ットと、を具備したことを特徴とする。 請求項２に記載
の画像形成装置は、像担持体上に現像剤像を形成する現
像手段と、この現像手段にて形成された現像剤像を転写
材に転写する転写手段と、この転写手段による転写後に
前記像担持体に残留する現像剤を除去する清掃手段と、
前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記清掃
手段により像担持体から除去された現像剤を収納する収
納手段と、前記補給手段と収納手段とを一体化して具備
し前記現像手段並びに清掃手段に対して着脱可能である
ユニットと、を具備し、前記ユニットが分離もしくは開
閉可能に構成された筐体の固定側に配置されていること
を特徴とする。 請求項３に記載の画像形成装置は、像担
持体上に現像剤像を形成する現像手段と、この現像手段
にて形成された現像剤像を転写材に転写する転写手段
と、この転写手段による転写後に前記像担持体に残留す
る現像剤を除去回収する清掃手段と、前記現像手段に現
像剤を補給する補給手段と、前記清掃手段により像担持
体から除去された現像剤を収納する収納手段と、前記補
給手段と収納手段とを一体化して具備し前記現像手段並
びに清掃手段に対して着脱可能であるユニットと、を具
備し、前記ユニットを装置本体から取り外す際に、清掃
手段の内部に残留した現像剤を排出するモードを有する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】補給手段と収納手段を一体化してユニットを構
成することにより、一度の手間で補給手段と収納手段を
交換でき、また、ユニットを前記現像手段並びに清掃手
段に対して着脱可能とすることにより、ユニットを単独
で交換する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。図１３は、半導体レーザーを用いた電子写
真方式の画像形成装置としてのレーザープリンタの外観
を示し、図１４はその内部構成を示す。

【００１４】このレーザプリンタは、電子計算機、ワー
ドプロセッサなどの外部出力装置であるホストシステム
（図示しない）とインターフェイス回路等の伝送コント
ローラを介して結合された状態となっているとともに、
ホストシステムより印字開始信号を受けると画像記録動
作を開始し、被転写材としての用紙に記録して出力させ
るようになっているものである。すなわち、上記した画
像形成装置は、次のような構成となっている。

【００１５】図１３及び図１４に示すように、図中１は
装置本体であり、この装置本体１内の中央部には、主制
御基板２が配置されている。この主制御基板２の後方
（図１３の状態において右側方向）には、画像を形成す
るための電子写真プロセスユニット３が配置されてお
り、その前方下部には、複数枚の機能追加用制御基板４
…を収容する制御基板収容部５が、また、その前方上部
には、排紙部６が形成された状態となっている。

【００１６】上記制御基板収容部５内には、例えば漢字
等の種類の増設等の機能追加の程度に応じて最大３枚ま
での機能追加用制御基板４が装着することができるよう
になっているとともに、その最下段に位置する機能追加
用制御基板４の前端縁部側には、ＩＣカード用コネクタ
７…に機能追加用ＩＣカード８を挿入することにより、
さらに機能を追加できるようになっている。

【００１７】また、最下段に位置する機能追加用制御基
板４の左端面部には、２つのインターフェイス（図示せ
ず）が配置された状態となっており、これらインターフ
ェイスは、装置本体１の左側面部に形成された開口部９
に対向するようになっている。また、図中１０は前記装
置本体１内の下部に形成した給紙カセット１１を収容す
るカセット収容部である。

【００１８】そして、前記排紙部６は、図１３に示すよ
うに、装置本体１の前部上面に形成された凹部からな
り、その前端縁部には排紙トレイ１２が、実線矢印方向
に折重ね展開回動可能に設けられているとともに、排紙
される用紙Ｐのサイズに応じて前記排紙部６の大きさを
調整することができるようになっている。

【００１９】さらに、前記排紙部６の左側に位置する装
置本体１の左枠部１ａの上面には、表示用ＬＥＤ１３、
２桁の状態表示用セグメント１４、及びスイッチ１５を
配置したコントロールパネル１６が配置されている。一
方、前記装置本体１の後端面側には、手差しトレイ１７
が装着されている。次に、帯電、露光、現像、転写、剥
離、清掃及び定着等の電子写真プロセスを行なう電子写
真プロセスユニット３の構成を図１４に基づいて説明す
る。図中２０は、装置本体１内のユニット収納部のほぼ
中央部に位置させて配置した像担持体としてのドラム感
光体である。

【００２０】この感光体２０の周囲には、その回転方向
に沿ってスコロトロンからなる帯電手段２１、静電潜像
形成手段としてのレーザー露光ユニット２２の露光部２
２ａ、現像工程を行なう磁気ブラシ式の現像ユニット２
３、スコロトロンからなる転写手段２４、ゴム部材から
なる未転写トナー除去手段２５、及び前露光手段２６が
それぞれ順次配設されている。

【００２１】また、図中２９は、前記装置本体１内に形
成された用紙搬送路で、前記給紙カセット１１から給紙
手段２７を介して給紙された用紙Ｐを手差しトレイ１７
から手差し給紙された用紙Ｐを前記感光体２０と転写手
段２４との間の画像転写部２８を経て装置本体１の上面
側に設けられた排紙部６に導くようになっている。

【００２２】この用紙搬送路２９の画像転写部２８の上
流側には、搬送ローら対３０、アライニングローラ対３
１、及び搬送ローラ対３２が配置され、その下流側に
は、定着ユニット３３及び排紙ローラユニット３４が配
置されている。

【００２３】なお、図中３５は、前記搬送ローラ対３２
の上方に配置した冷却ファンユニット、３６は前記アラ
イニングローラ対３１の近傍に設けたアライニングスイ
ッチ、３７は前記画像転写部２８の近傍に設けた搬送ガ
イドである。

【００２４】しかして、ホストシステムにより印字開始
信号を受けるとドラム状感光体２０が回転するととも
に、感光体２０は帯電手段２１で帯電される。次に、ホ
ストシステムからのドットイメージデータを受けて変調
されたレーザービームａをレーザー露光ユニット２２を
用いて前記感光体２０上に走査露光し、これによって、
前記感光体２０上に画像信号に対応した静電潜像を形成
する。この感光体２０上の静電潜像は、現像ユニット２
３内の図示しない現像剤磁気ブラシ中のトナーによって
現像され顕像化される。

【００２５】一方、このトナー像の形成動作に同期して
給紙カセット１１から取出されたり、あるいは手差しト
レイ１７から手差し供給された用紙Ｐが、アライニング
ローラ対３１を介して送り込まれると、予め感光体２０
上に形成されたトナー像が転写手段２４の働きにより用
紙Ｐに転写される。

【００２６】そして、この転写後の用紙Ｐは、用紙搬送
路２９を通過して定着ユニット３３に送り込まれ、前記
トナー像が用紙Ｐに溶融定着された後、排紙ローラユニ
ット３４を介して排紙部６に排出されるようになってい
るもので、この場合、用紙Ｐ上にトナー像を転写した後
の感光体２０上に残った残留トナーは、ウレタンゴムか
らなりクリーニングブレード２５により除去されて搬送
スパイラル４２によりプロセスユニット外へ移送され
る。

【００２７】また、前記定着ユニット３３は、ヒータラ
ンプが内蔵されたヒートローラ４１と、このヒートロー
ラ４１に圧接された加圧ローラ４２を備え、これら定着
ローラとしてのローラ４１，４２間を用紙Ｐが通過する
ことによりトナー像が用紙Ｐに溶融定着されるようにな
っている。

【００２８】前記ローラ４１，４２及び加圧ローラ４２
は下部ケーシング４３及び上部ケーシング４４により囲
繞されており、定着に必要な温度雰囲気を確保するよう
に外部に極力熱が逃げないような構造となっている。

【００２９】さらに、前記排紙ローラユニット３４は、
下部ローラ３４ａと上部ローラ３４ｂとかならなり、こ
の上部ローラ３４ｂを含む上半部は、前記搬送ガイド３
７、転写手段２４等とともに装置本体１のトップカバー
５０の下面側に設けられている。

【００３０】このトップカバー５０は、装置本体１の後
端側上部に設けた支軸５１を回動支点として、図１５に
示すように、最大１２０°程度の回動範囲まで開閉可能
にし、このカバー開きにより、前記用紙搬送路２９の大
部分及びこの用紙搬送路２９に対向する機器を露出さ
せ、前記用紙搬送路２９途上の用紙Ｐの詰まり除去作業
や機器の点検保守及び交換作業が容易に行なうことがで
きるようになっている。

【００３１】図１６に示すように、トップカバー５０の
右側内側面５０ａには、操作突起５２が設けられ、この
操作突起５２は、前記トップカバー５０の開閉動作と共
に前記現像ユニット２３にトナーが補給される後述する
カートリッジ式のユニットとしてのキット６０のロータ
リーシャッタを開閉させるようになっている。

【００３２】前記キット６０は、図１７に示すように、
前記装置本体１の右枠部１ｂの側部から取外し可能に差
し込まれて、図１に示すように、前記現像ユニット２３
の上部のトナー補給口２３ａに装填されるようになって
いる。またそれと同時に現像ユニット２３のトナー排出
口２３ｂはキット６０の廃トナー受け入れ口６０ｃへ差
し込まれる。さらにキットを装置方体から取外した場合
は、図１８のように廃トナー受け入れ口６０ｃを上方に
した状態で置ける形状となっている。

【００３３】すなわち、本発明に係るカートリッジ式の
キット６０は、図１に示すように、補給用トナーが貯蔵
される円筒形状の補給手段としての補給用トナー貯蔵部
６０ａと、この補給用トナー貯蔵部６０ａに一体化され
た収納手段としての箱形の廃トナー収容部６０ｂからな
り、双方は完全に仕切られているため補給用トナーと廃
トナーは決して混合されることはない。次に、上記キッ
ト６０の構造について図１から図１２を用いて詳しく説
明する。

【００３４】まず、補給用トナー貯蔵部６０ａは、図２
に示すように、トナーが収容されるホッパー型をなす横
長状のＡＢＳ樹脂等の合成樹脂製容器６１からなり、そ
の長手方向の左側端面６１ａが閉塞されて前記装置本体
１への差込み端とし、かつ、その右側端面６１ｂを解放
してなるとともに、上記左側端面６１ａから右側端面６
１ｂに向け僅かに拡開するテーパ形状を有している。

【００３５】また、前記容器６１の左側閉塞端面６１ａ
には、トナー充填口６２と後述する現像剤補給手段８０
を構成する現像剤攪拌手段８１のパドル枠８２の回転中
心軸８３の駆動側一端部８３ａが挿入保持される軸孔６
３とが開口形成され、この軸孔６３の内面側には、２重
の環状溝６４，６５が形成されている。

【００３６】そして、前記容器６１の右側開口端面６１
ｂ側には、後述する廃トナー攪拌手段９０を構成する磁
石揺動レバー９１の回動軸９２の一端９２ａが挿入保持
される軸受部６６が形成されている。

【００３７】右側端面６１ｂは、後述する現像剤補給手
段８０の組付け後に、カバー７０で溶融密閉されるよう
になっているもので、このカバー７０の内面には、前記
現像剤攪拌手段８１のパドル枠回転中心軸８３の他端部
８３ｂが挿入保持される軸受部７１と、前記廃トナー攪
拌手段９０の磁石揺動レバー回動軸９２の他端部９２ｂ
が挿入保持される軸受部７２とが形成されている。

【００３８】また、図中６７は前記容器６１の底部右側
に片寄らせた位置に形成したトナー補給部で、このトナ
ー補給部６７には、前記現像剤補給手段８０を構成する
トナー搬送手段１００が組み込まれるようになってい
る。

【００３９】容器６１の左側底部には、前記現像ユニッ
ト２３へトナーを落下供給するトナー補給口６８が開口
し、このトナー補給口６８には、後述するシャッタ手段
２００と第２のシャッタ３００氏がそれぞれ対応させ
て、配置されている。

【００４０】すなわち、前記現像剤補給手段８０を構成
する現像剤攪拌手段８１は、図３から図５に示すよう
に、複数のパドル枠８２…を断面十字形の回転中心軸８
３の回りに螺旋状に一体に組合せ連設した、例えば直径
が６０mmのカセ車形状のＡＢＳ樹脂製枠体からなり、そ
の駆動側の一端部８３ａが前記容器６１の閉塞端面６１
ａに形成した軸孔６３に、また、その他端部８３ｂが前
記容器６１の開口端面６１ｂ側を密閉するカバー７０の
軸受部７１にそれぞれ挿入保持させてなる。

【００４１】一方、前記容器６１の閉塞端面６１ａから
外部に突出する駆動側の一端部８３ａには、図３に示す
ように、第１のパッド８０１を介して装置本体１側の図
示しない駆動系の歯車に噛合し得る駆動用歯車８０２が
装着され、この駆動用歯車８０２をスプリングワッシャ
８０３で固定している。

【００４２】さらに、前記回転中心軸８３の駆動側の一
端部８３ａには、環状フランジ部８４が一体形成されて
いて、この環状フランジ部８４は、前記容器６１の閉塞
端面６１ａの軸孔６３の内面側に形成された外側環状溝
６４に嵌合させ、かつ、その内側環状溝６５に第２のパ
ッド８０４を嵌合させた構成となっている。

【００４３】この第２のパッド８０４と前記環状フラン
ジ部８４の内面との間に厚さ約０．３mmの薄型円板状の
パッキン８０５を介装させてなるシールド構造にするこ
とにより、ラビリンス効果による軸周部のシール性及び
潤滑性を高め、トナー洩れ、軸周部へのトナーの侵入、
摩擦熱の発生及び容器６１内への湿気の侵入を防止して
いるものである。

【００４４】前記現像剤攪拌手段８１は、回転駆動時
に、複数のパドル枠８２…によるスパイラル回転と、断
面十字形の回転中心軸８３とで前記容器６１内に収容さ
れた図示しないトナーをダブル攪拌しながら容器６１内
を左側から右側に片寄り位置させたトナー補給部６７へ
と搬送するようになっている。

【００４５】そして、図中８５は、現像剤攪拌手段８１
を構成する複数のパドル枠８２のトナー補給部６７に対
応するパドル枠８２の先端部８２ａに設けたマイラ（商
品名）あるいはゴム等の弾性薄板片からなるトナー掻上
げ板である。トナー掻上げ板８５の先端部８５ａを前記
容器６１の内底面６１ｃに沿って摺動自在に当接させ、
前記現像剤攪拌手段８１の回転で、容器６１の長手方向
の片側である開放端面６１ｂ側に向け搬送されて来たト
ナーを前記トナー補給部６７内に向け掻上げ供給し得る
ようになっている。

【００４６】また、図中８６は前記現像剤攪拌手段８１
を構成する回転中心軸８３の他端部８３ｂ側に一体形成
した大径歯車、８７はこの大径歯車８６の外側に一体に
形成した偏心カムである。

【００４７】前記大径歯車８６は、前記トナー搬送手段
１００をスパイラル軸１０１に一体形成された小径歯車
１０２に噛合させて、このスパイラル軸１０１を回転駆
動させるようになっている。また、前記偏心カム８７に
は、後述する廃トナー攪拌手段９０を構成する磁石揺動
レバー９１が当合して、このエンプティレバー９１を前
記大径歯車８６、すなわち、前記現像剤攪拌手段８１を
構成する回転中心軸８３の回転に追従して上下に揺動自
在になっている。

【００４８】しかして、前記した廃トナー攪拌手段９０
を構成する磁石揺動レバー９１は、図５及び図６に示す
ように、への字形状を有し、その回動軸９２の一端部９
２ａを前記容器６１の右側開口端面６１ｂ側に形成した
軸受部６６に、また、その他端部９２ｂを前記カバー７
０の内面に形成した軸受部７２にそれぞれ挿入保持して
軸支され、かつ、その中央部を前記現像剤攪拌手段８１
を構成する回転中心軸８３の他端部８３ｂ側に一体形成
した偏心カム８７に当合させてなる。磁石揺動レバー９
１の揺動端部９１ａに永久磁石９３を取付けてなる構成
を有する。

【００４９】図６に示すように、磁石揺動レバー９１は
偏心カム８７の回転に伴い揺動回転し、永久磁石９３は
ほぼ上下動をする。この永久磁石９３の上下動により廃
トナー収容部６０ｂ内に送り込まれた回収トナーＴを攪
拌する。

【００５０】ここで廃トナー収容部６０ｂ内の回収トナ
ー攪拌機構について述べる。図６に示すように廃トナー
攪拌レバー１１０はＬ字形状を有し、その回転軸１１２
の両端部は容器６１とカバー７０の内面に形成した図示
しない軸受部にそれぞれ挿入保持して軸支され、その右
端部は磁性体（鉄）１１１が付けられている。また、そ
の下端はヘラ状をしておりトナー攪拌しやすくしてあ
る。

【００５１】通常、廃トナー攪拌レバー１１０は右端部
に付いている磁性体１１１の自重により時計方向に回動
しようとするが、磁性体下部にある突起１１４が容器６
１の面の一部に突当たり、その位置で静止している。こ
の状態で前述した永久磁石９３が下から上方へ動くと、
壁を隔てて近接している磁性体１１１は永久磁石９３の
磁力により上方へ持ち上げられる。それに伴い廃トナー
攪拌レバー１１０は反時計方向へ回動し、その下端部は
容器６１に設けられた突起１１３に突当たりそれ以上は
回動しなくなる。

【００５２】しかしながら、永久磁石９３は上昇をさら
に続けるため、永久磁石９３と磁性体１１１の距離は離
れてしまい、ついには永久磁石９３が磁性体１１１に及
ぼす磁力は磁性体１１１の自重に負けて廃トナー攪拌レ
バー１１０は時計方向へ回動し元の位置に戻る。このよ
うな廃トナー攪拌レバー１１０の揺動回動によりその下
端部のヘラ状をした部分は左右に揺動し近辺に積もった
回収トナーＴを平坦にする。

【００５３】このような回収トナー攪拌機構が必要な理
由であるが、まず図１に示す現像ユニット２３のトナー
排出口２３ｂは容器６１の廃トナー収容部６０ｂ側の廃
トナー受入れ口６０ｃへ差し込まれトナー排出口２３ｂ
の開口部２３ｃは完全に廃トナー収容部６０ｂの内側に
入り込む。この状態で回収トナーの収容が可能になる。

【００５４】しかし、この状態でトナーを回収し始める
と図６に示すように回収トナーＴはまもなく富士山形状
になりその頂がトナー排出口２３ｂの開口部２３ｃを塞
いでしまう。そこで、まず、トナー排出口２３ｂの開口
部２３ｃの位置を横に設けた。

【００５５】通常、このような落下口は下方に開いてい
るのが一般的であるが、この位置だと初期状態ではトナ
ーは非常に落下しやすく支障なくトナーを排出すること
ができるが、排出されたトナーの山の頂が開口部２３ｃ
を塞いでしまい、トナーの排出が困難になりやがてはト
ナー排出口２３ｂ、さらにはもっと上流の図示しないク
リーニング器構内にトナーが詰まってしまい、トナー搬
送用スパイラルをロックさせてしまう。そこで、図６に
示すように開口部２３ｃを横（本実施例では右側）に設
けることにより、トナー排出口２３ｂが完全に回収トナ
ーＴに埋もれてしまわない限りトナーを支障なく排出す
ることが可能である。

【００５６】また、トナー排出口２３ｂの開口部２３ｃ
を右側に設けたのは、そうすることにより、回収トナー
Ｔの山頂をわずかでも廃トナー収容部６０ｂの中央部に
近付けることができ開口部２３ｃが回収トナーＴにより
塞がるまでのトナー収容量を増やすことができる。

【００５７】この逆に、開口部２３ｃを左側に開けてし
まうと、前記の利点はほとんどなくなり、開口部を下方
に開けた場合と同様、廃トナー収容部６０ｂの回収トナ
ー充填効率は悪くなる。以上は実験より明らかである。

【００５８】しかしながら、このような工夫を施しても
なお回収トナーＴの形状は富士山形状になるため、その
山頂部と裾の部分の高低差があり、開口部２３ｃが塞が
った時点での回収トナーの充填効率はあまり良くない。
特に、廃トナー受入れ口６０ｃの右下部１１５に空洞が
できてしまい回収トナーの充填効率に悪影響がでてしま
う。

【００５９】そこで、廃トナー攪拌レバー１１０の下端
部のヘラ形状をした部分が左右に動くことにより、廃ト
ナー収容部６０ｂの右下部１１５にトナーを送り込むこ
とができ、さらに、回収トナーＴの富士山形状の高低差
を減らすことができるため開口部２３ｃが塞がるまでの
回収トナーの充填効率は大幅にアップする。

【００６０】このように現像剤補給及び回収装置６０の
補給用トナー貯蔵部６０ａ内の永久磁石９３の動きを磁
力により、廃トナー収容部６０ｂの廃トナー攪拌レバー
１１０に伝達することにより、壁で完全に仕切られてい
ても動力を伝達することができ、しかも、廃トナー収容
部６０ｂ側にはまったく動力源を持たないですむという
利点がある。しかしながら、こうした機構を備えていて
も、更にトナーが排出され続けると、やがては開口部２
３ｃは回収トナーＴに埋もれてしまう。

【００６１】従来、このような状態ではトナーを排出す
ることは不可能と考えられていた。事実、開口部２３ｃ
が下を向いている場合、トナー排出口２３ｂ内ですぐに
トナー詰まりを起こしてしまう。

【００６２】しかし、前述のように開口部２３ｃが横を
向いていると、それが回収トナーＴに埋もれてしまって
も支障はあるもののトナーを排出することができる。つ
まり、集積された回収トナーＴの圧力を押し退けてトナ
ーを排出する場合下方向は非常に抵抗が大きいが、横方
向及び上方向の抵抗は小さく、開口部２３ｃよりも上の
空間にもトナーを充填することが可能なのである。しか
も、本実施例を実験した結果、回収トナーＴを廃トナー
収容部６０ｂ内にほぼ満杯になるまで充填することがで
きた。このことから、従来不用とされていた開口部２３
ｃよりも上の空間は限度があるものの回収トナー充填が
できるのである。以上、廃トナー収容部６０ｂ内の回収
トナー攪拌機構について説明した。つぎに、前述の補給
用トナー貯蔵部６０ａをさらに詳細に説明する。

【００６３】図２中の容器６１の底部右側に片寄らせた
位置に形成したトナー補給部６７には、前記現像剤補給
手段８０を構成するトナー搬送供給手段１００が組み込
まれている。

【００６４】このトナー搬送供給手段１００は、少なく
とも２条以上の多条に形成した例えば直径が１２mmの中
空のスパイラル軸１０１と、このスパイラル軸１０１の
前記カバー７０側の端部１０１ａに一体形成された小径
歯車１０２とからなり、前記スパイラル軸１０１の中空
軸内には、支軸１０３がスパイラル軸１０１の回転を許
容するように遊嵌状態で挿入されている。

【００６５】この支軸１０３の一端部１０３ａを、前記
トナー補給部６７の閉塞側端面６７ａに軸支させるとと
もに、その他端部１０３ｂを前記容器６１の開口端面６
１ｂを密閉するカバー７０の段付き凹部７３に形成した
軸孔７４に挿入保持して軸支されるようになっている。

【００６６】前記スパイラル軸１０１に一体形成された
小径歯車１０２は、前記現像剤攪拌手段８１を構成する
回転中心軸８３の他端部８３ｂ側に一体形成した大径歯
車８６に噛合し、この大径歯車８６の回転により、前記
スパイラル軸１０１を回転させ、前記トナー補給部６７
内に供給されるトナーを右側から左側のトナー補給口６
８へと搬送するようになっている。

【００６７】この場合、前記スパイラル軸１０１のスパ
イラルが１条，２条，３条と多種なものを用意して交換
するようにすれば、スパイラル条数が多くなるにしたが
って、スパイラル軸１０１の回転数を可変することなく
トナーの補給量を微妙な範囲で制御することが可能にな
る。また、前記トナー補給部６７の左側底部に開口した
トナー補給口６８の上部には、第１のシャッタ手段２０
０が設けられている。

【００６８】この第１のシャッタ手段２００は、前記ス
パイラル軸１０１の中空軸内に遊嵌状態で挿入されて前
記トナー補給部６７の閉塞側端面６７ａに軸支された支
軸１０３の一端部１０３ａに同期回動可能に設けたロー
タリーシャッタ２０１と、このロータリーシャッタ２０
１の切欠口２０１ａが常に前記トナー補給口６８の対応
位置から回避するように容器６１の開口端面６１ｂを密
閉するカバー７０の段付き凹部７３に形成した軸孔７４
に挿入されて外部に突出する支軸１０３の他端部１０３
ｂを一方向に回動付勢する戻しバネ２０２と、この戻し
バネ２０２の付勢力に抗して前記支軸１０３を前記ロー
タリーシャッタ２０１の切欠口２０１ａが前記トナー補
給口６８に対応位置する方向に回動させる操作レバー２
０３とで構成されている。

【００６９】そして、この操作レバー２０３は、前記支
軸１０３の他端部１０３ｂにパッド２０４及びスプリン
グワッシャ２０５を介して固定されているとともに、現
像剤補給装置６０の前記装置本体１への未充填状態にあ
るとき、またはキット６０が前記装置本体１内に装填状
態にあって、かつ前記装置本体１のトップカバー５０
が、図１５及び図１６に示すように、持上げ開放状態に
あるときには、当キットは分離される装置の固定側に配
置されているので、図７、図８及び図９に示すように、
前記トップカバー５０の内側面５０ａに設けた操作突起
５２等の外力によっる押圧動作から開放されて、常にト
ナー補給口６８がロータリーシャッタ２０１で閉塞され
るようになっている。

【００７０】一方、現像剤補給装置６０が、前記装置本
体１内に装填状態にあって、かつ前記装置本体１のトッ
プカバー５０が、図１３及び図１４に示すように、閉塞
状態にあるときは、前記トップカバー５０の内側面５０
ａに設けた操作突起５２による図７に示す実線矢印方向
の押圧動作により、前記操作レバー２０３を戻しバネ２
０２の付勢力に抗して角度θ（約１２°）だけ図６の２
点破線で示すように回動させ、この回動に応動させて前
記支軸１０３をロータリーシャッタ２０１の切欠口２０
１ａが、前記トナー補給口６８に対応位置する方向に同
期回動させることにより、図１０に示すように、トナー
補給口６８の上部を開口させるようになっているもので
ある。さらに、前記トナー補給部６７のトナー補給口６
８の下部には、第２のシャッタ手段３００が設けられて
いる。

【００７１】この第２のシャッタ手段３００は、前記ト
ナー補給部６７の底部にトナー補給口６８を間に存して
形成したスライド溝６９間に切欠口３０１ａを有するパ
ッド３０１を介してスライド自在に設けたスライドシャ
ッタ３０２と、このスライドシャッタ３０２の片側に形
成した開放部３０３と、この開放部３０３が常に前記ト
ナー補給口６８の対応位置から回避するように前記スラ
イドシャッタ３０２を一方向に付勢する圧縮バネ３０４
とで構成されている。

【００７２】前記スライドシャッタ３０２には、前記開
放部３０３側の一端部に前記スライド溝６９の係止段部
６９ａに係止可能な係止爪３０２ａが形成され、これに
よって、前記スライドシャッタ３０２によるトナー補給
口６８の閉塞時の抜けを防止しているものである。

【００７３】すなわち、前記第２のシャッタ手段３００
は、図１７に示すように、前記キット６０の装置本体１
への装填時の差し込みまたは交換時の引き抜き動作にの
み応動し得るようになっている。

【００７４】図８に示すように、例えばキット６０の装
置本体１への装填時に、前記装置本体１側に固定的に設
けた現像ユニット２３の図示しないトナー補給口と対応
する補給口５３ａが形成された突当て板５３の前記スラ
イド溝６９への相対的な押し込み動作で、前記スライド
シャッタ３０２を、図９の実線矢印で示す開方向に向け
圧縮バネ３０４の付勢力に抗してスライドさせることに
より、その開放部３０３を前記トナー補給口６８に対応
位置させ、図１０に示すように、前記トナー補給口６８
の下部を開口させるようになっている。

【００７５】この場合、前記装置本体１のトップカバー
５０が開放状態にあるときは、たとえ第２のシャッタ手
段３００がトナー補給口６８の下部を開口しても、図９
に示すように、第１のシャッタ手段２００は開動作しな
い。

【００７６】また、図８に示すキット６０の装置本体１
への未装填時、第１のシャッタ手段２００の操作レバー
２０３を誤って回動操作しても第２のシャッタ手段３０
０で前記トナー補給口６８を閉塞維持し、これによっ
て、現像剤補給装置６０の装置本体１への装填状態と装
置本体１のトップカバー５０の閉塞状態との双方を満た
さない限りは、持ち運びあるいは装填時にあっても、ト
ナー補給口６８からトナーがこぼれるのを確実に防止す
ることが可能になるものである。

【００７７】なお、図中４００は、前記キット６０を構
成する容器６１の閉塞端面６１ａに開口したトナー充填
口６２をトナー充填後に密栓するゴム等からなるキャッ
プである。図６の４０１は、前記キット６０の収容部６
０ｂの壁面に開口した廃トナー排出口６０ｅを密栓する
ゴム等からなるキャップである。

【００７８】この２つのキャップ４００，４０１によ
り、前記キット６０の容器６１のみを再使用する際、使
用後内部に残ったトナ−を取り出し、内部を清掃し、再
びキャップ４００から新しいトナ−を充填することが可
能な構造になっている。つぎに、前記キット６０の廃ト
ナー収容部６０ｂの構造について説明する。

【００７９】図１１に示すように、容器６１ｃとカバー
７０ａはそれぞれ補給用トナー貯蔵部６０ａの容器６１
とカバー７０と一体形成されており、互いに融着密閉さ
れている。

【００８０】キャップ１２１は、圧縮バネ１２２により
外部へ押され回収トナー受け入れ口１２３を塞いでい
る。そして、前記回収トナー受け入れ口１２３へ差し込
まれる現像ユニットのトナー排出口２３ｂの先端にはス
ライドシャッタ２３ｄがスライド可能に取付けられてお
り、圧縮バネ２３ｅにより排出ノズル２３ｆの先端方向
へ押し込まれ、開口部２３ｃを塞いでいる。

【００８１】つぎに、キット６０が画像形成装置本体１
に装着されると、図１に示すように予め装置本体１に装
着されている現像ユニットのトナー排出口２３ｂがキッ
ト６０の廃トナー受入れ口６０ｃへと差し込まれ図１２
に示す状態となる。スライドシャッタ２３ｄは、廃トナ
ー受入れ口６０ｃに入り込み、そのフランジ部は圧縮バ
ネ２３ｅにより容器６１に押し付けられている。

【００８２】また、スライドシャッタ２３ｄは、容器６
１ｃと排出ノズル２３ｆとの間隙を埋め容器６１ｃ内の
回収トナーは漏れない。また、排出ノズル２３ｆの開口
部２３ｃは容器６１ｃ内で完全に開放状態になるため搬
送スパイラル４２により送られた回収トナーは支障なく
排出される。

【００８３】そして、キット６０を装置本体１から外す
と、再度、図１１に示す状態になり、現像ユニットのト
ナー排出口２３ｂ及び補給用トナー貯蔵部６０ａの回収
トナー受け入れ口１２３はそれぞれスライドシャッタ２
３ｄ及びキャップ１２１により塞がれ、トナー漏れはな
い。

【００８４】さらに、圧縮バネ１２２の取付部の中央に
は空気孔７０ｃが設けられており、容器内部と外部の空
気の流路が形成されている。空気孔７０ｃの周囲は圧縮
バネ１２２の位置決めも兼ねて壁面７０ｂが形成されて
おり、現像ユニット排出口が差し込まれた状態、すなわ
ち、通常の使用時では容器内のトナーが容易に７０ｃの
空気孔７０ｃに到達しない。

【００８５】また、空気孔７０ｃを塞ぐようにしてフィ
ルター７１が取付けられている。フィルター７１は、不
織布等で作られており、トナ−はほとんど通さず空気は
通過する特性を備えている。

【００８６】このように空気孔７０ｃを設けるのは現像
ユニットのトナー排出口２３ｂがキット６０の受入れ口
６０ｃへ差し込まれるとキット６０内の容積がトナー排
出口２３ｂの差し込まれた分だけ減少して内部の圧力が
上昇して、現像剤搬送部４２を通じクリーナ手段と感光
体２０の隙間（図示しない）または結合部２３ｄ付近か
らトナーを吹き出し、機械内部を汚すことを防止するた
めである。空気孔７０ｃを通じ上述のようにキット内で
生じた圧力上昇を７０ｃから空気が逃げることを防止
し、ひいては機械内部の汚れを防止するものである。空
気孔７０ｃから空気が流出する際トナーが伴に流出しな
いよう壁面７０ｂ、フィルター７１が設けられている。

【００８７】以上のようにキット６０の回収トナー受入
れ口１２３及び前述した図７に示すトナー補給口６８は
キット６０の着脱時、装填時及び持運び時の何時いかな
る時も閉塞されトナーがこぼれることはない。

【００８８】しかも、回収トナー受け入れ口１２３及び
トナー補給口６８を開閉するための動作方向は同一であ
るため、キット６０を図１７に示すように装置本体１の
右枠部１ｂの側部より差し込む操作のみで現像ユニット
２３へのトナー補給及び現像ユニット２３からの回収ト
ナーの受け入れが可能となる。

【００８９】また、図１に示すように、現像ユニット２
３のトナー補給口２３ａ及びトナー排出口２３ｂは現像
ユニット２３の一方端側に配置されているためキット６
０は非常に単純な形状でありながら、トナー補給とトナ
ー回収という異なる機能を一体に収めることが可能とな
り、しかも、図１４に示す装置本体１の右枠部１ｂの僅
かなスペースを有効に利用して、回収トナーを収容でき
るという利点がある。

【００９０】さて、図１に示すように、キット６０のト
ナー補給部６０ｄ及び廃トナー受入れ口６０ｃをそれぞ
れ現像ユニット２３のトナー補給口２３ａ及びトナー排
出口２３ｂに差し込み、装填する際には、次のような問
題があった。

【００９１】キット６０におけるトナー補給部６０ｄと
廃トナー受入れ口６０ｃとの距離と、現像ユニット２３
におけるトナー補給口２３ａとトナー排出口２３ｂとの
距離は、同寸法になるよう製作されてはいるが若干の誤
差は免れない。そのため、双方の挿入部を間隙なく製作
してしまうと現像剤補給及び回収装置６０はスムースに
装填されなくなる。そのため、双方の挿入部の一方に適
当なクリアランスを設ける必要がある。

【００９２】本実施例ではトナー補給口２３ａとトナー
補給部６０ｄとの間に間隙を設けた。 しかし、このま
まではトナー排出口２３ｂと廃トナー受入れ口６０ｃと
の位置が合いずらくなる。そこで本実施例では、図１１
に示すように廃トナー受入れ口６０ｃに面取り１２４を
施した。これによりキット６０はいたってスムースに装
填することができる。以上説明したように、トナー補給
と回収の両機能を一体にすることにより以下のような利
点がある。

【００９３】従来、トナー補給と回収機能はそれぞれ別
々の容器になっており、装置本体１にはそれぞれの有無
を検知するための検知スイッチを備えているのが一般的
であった。つまり２個の検知スイッチを持たなければな
らなかった。これに対し、トナー補給と回収機能を一体
にすれば、それの有無を検知するためのスイッチは１個
で済むことになり、装置本体１のコストを低減できる。

【００９４】また、もう一つの利点としてトナー収容部
６０ｂの満杯を検知するためのスイッチを削減できる。
従来、装置本体１はトナー収容部６０ｂの内の満杯か否
かをチェックする検知機能を備えており、容器内が満杯
であることを検知した場合、装置本体は音声または表示
等の手段を通じオペレータにその内容を知らせることに
より、オペレータはトナー収容部６０ｂを新しいものに
交換していた。

【００９５】ところが、本実施例の場合、トナー補給容
器６０ａのトナーの有無のみを装置本体１が検知し、補
給用トナーが空になった時点でオペレータがキット６０
を新しいものに交換するようにしている。つまり、トナ
ー収容部６０ｂ内の状態はまったく検知していない。当
然のことながらトナー収容部６０ｂが回収トナーで満杯
になってしまっても、装置本体１が印字動作を続けてし
まう虞れがある。そこで、本実施例では図１に示すキッ
ト６０における補給用トナー貯蔵部６０ａと廃トナー収
容部６０ｂの容量の割合を次に示す（式１）の関係に設
定した。補給用トナー貯蔵容量＞廃トナー実効収容量＞
補給トナー量×未転写率。

【００９６】廃トナー実効収容量は、安全のため多いほ
ど望ましく、補給用トナー貯蔵容量とほぼ同等の容量が
あれば、いかなるトラブルに遭遇しても廃トナー収容部
６０ｂは満杯になることはない。しかし、装置本体１内
のスペースにも制限があり、廃トナー実効収容量はおの
ずと必要最小限に制限される。この必要最小限が補給ト
ナー量×未転写率である。

【００９７】つまり、補給用トナー貯蔵部６０ａのトナ
ーをすべて使い果たした後の、用紙Ｐに転写されなかっ
た分量は必要最小限としてその容量を確保しなければな
らない。

【００９８】通常、転写効率は７５〜９０％程度であ
り、補給したトナーの１０〜２５％は未転写トナーとし
て回収される。よって補給トナーの２５％の容量のトナ
ーを廃トナー収容部６０ｂに収容しなければならないの
である。しかし、実際は、帯電、転写、及びバイアスの
不良等種々のトラブルが想定されるため廃トナー収容部
６０ｂの実効収容量は補給トナー容量の３０％は必要と
考えられる。そのため本実施例では補給トナー容量が５
００ccであるのに対し廃トナー実効収容量は１５０ccと
した。

【００９９】さらに、安全を期す意味で、つぎのような
制御を取り入れている。すなわち、当キットの交換時期
は補給用トナーが空になったことを検知することで行な
っている。この場合、現像器ユニットのクリーナ部にト
ナーが一際無く、かつ、 補給用トナー貯蔵容量＞廃トナー実効収容量＞補給トナ
ー量×未転写率 の前記（式１）を満たしていれば理論的に収納容器から
溢れることはない。

【０１００】しかし、新しいキットが装着された時に現
像ユニットクリーナ部に残量していたトナー（量Ｂｇ）
があり、この同じキットが交換時にクリーナ部に残留す
るトナー（量Ｃｇ）の量を比べ、Ｂ＞Ｃの場合、Ｂ−Ｃ
＝ＤのＤｇだけこのキットの廃トナー収容部へ入る量が
増すことになる。これを避けるにはクリーナ部へキット
交換時残留するトナーの絶対値を減らすことが重要であ
る。

【０１０１】このため補給トナーの空を検知し、キット
の交換をオペレータに知らせる前に、プリント動作を停
止し感光体ドラムに現像されない状態、すなわち新しい
回収トナーがクリーナに入らない状態でクリーナが回転
して、できる限り廃トナーを収納容器へ移す専用モード
を設け制御する。こうすることにより、クリーヘナ内の
残留トナーが減り、（式１）の理論へ与える影響が事実
上無視できる。これにより、装置本体１の廃トナーの満
杯検知を削除しても支障なく印字動作を続けることが可
能となり、装置本体のコストを低減できるのである。ま
た、さらにオペレータは廃トナー収容部６０ｂを交換す
る煩わしさから解放される。

【０１０２】さらに、当キットを装置本体から取り出し
一時机等へ置く際（当キットの交換時、または内部の現
像ユニットの交換時）現像ユニットの清掃手段と収納手
段を連結する廃トナー受入れ口６０ｃの開放側を下方に
向け置こうとすると補給用トナー貯蔵部６０ａ６０ａの
突出や、先端部の突起８３ａやギア８０２があり、こち
ら側を立てて置くのは不可能な形態となっており、オペ
レータはそれ以外の置き方、例えば図１８のように廃ト
ナー受入れ口６０ｃの開放口を上方にする置き方か、側
方にする置き方（図示無し）を選択せざるを得ない。こ
のような形態を取ることにより、廃トナー受入れ口６０
ｃ付近に溜まったトナーが机の上等に落下し周囲を汚す
可能性がより少なくなる。なお、本発明は、上記の実施
例に限定されないものであり、本発明の要旨を変えない
範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

【０１０３】

【発明の効果】本発明は以上、説明したように、現像剤
の補給手段と使用済現像剤の収納手段を一体化してユニ
ットを構成するから、一度の手間で補給手段と収納手段
の交換作業を行なうことができ、作業性を向上できる。

【０１０４】また、ユニットを清掃手段及び現像手段に
対し、着脱可能とするから、ユニットを単独で交換で
き、清掃手段及び現像手段を無駄に交換する必要がな
く、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像剤補給及び回収装置の一実施
例を示す斜視図。

【図２】図１の現像剤補給部を示す縦断側面図。

【図３】図２中Ａ部における現像剤攪拌手段のアッセン
ブリの組付け状態を示す拡大断面図。

【図４】図２中Ｂ−Ｂ線における断面図。

【図５】組付け状態を示す分解斜視図。

【図６】廃トナー攪拌手段を示す説明図。

【図７】現像剤補給装置の側面図。

【図８】第１及び第２のシャッタ手段の動作状態をそれ
ぞれ示す要部拡大断面図。

【図９】第１及び第２のシャッタ手段の動作状態をそれ
ぞれ示す要部拡大断面図。

【図１０】第１及び第２のシャッタ手段の動作状態をそ
れぞれ示す要部拡大断面図。

【図１１】図７のＣ−Ｃ線における断面図。

【図１２】図７のＣ−Ｃ線における断面図。

【図１３】画像形成装置としてのレーザープリンタの外
観図。

【図１４】レーザープリンタの内部構造を概略的に示す
説明図。

【図１５】レーザープリンタのトップカバーの開放状態
をそれぞれ示す説明図。

【図１６】レーザープリンタのトップカバーの開放状態
をそれぞれ示す説明図。

【図１７】レーザープリンタのトップカバーの開放状態
をそれぞれ示す説明図。

【図１８】ユニットの置きかたを示す斜視図。

【符号の説明】

６０…キット（ユニット）、６０ａ…補給用トナー貯蔵
部（補給手段）、６０ｂ…廃トナー収容部６０ｂ（収納
手段）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−102271（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219870（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−154463（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/00 550

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に現像剤像を形成する現像手段
   と、 この現像手段にて形成された現像剤像を転写材に転写す
   る転写手段と、 この転写手段による転写後に前記像担持体に残留する現
   像剤を除去する清掃手段と、 前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、 前記清掃手段により像担持体から除去された現像剤を収
   納する収納手段と、 前記補給手段と収納手段とを一体化して具備し前記現像
   手段並びに清掃手段に対して着脱可能であるとともに、
   その長軸方向の一端が突出しており突出側を下面にユニ
   ットを自立できない構造を持ち、かつ前記ユニットの突
   出方向は前記清掃手段と収納手段を連結する連結口の開
   放方向であるユニットと、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体上に現像剤像を形成する現像手段
   と、 この現像手段にて形成された現像剤像を転写材に転写す
   る転写手段と、 この転写手段による転写後に前記像担持体に残留する現
   像剤を除去する清掃手段と、 前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、 前記清掃手段により像担持体から除去された現像剤を収
   納する収納手段と、 前記補給手段と収納手段とを一体化して具備し前記現像
   手段並びに清掃手段に対して着脱可能であるユニット
   と、 を具備し、 前記ユニットが分離もしくは開閉可能に構成された筐体
   の固定側に配置されていることを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】像担持体上に現像剤像を形成する現像手段
   と、 この現像手段にて形成された現像剤像を転写材に転写す
   る転写手段と、 この転写手段による転写後に前記像担持体に残留する現
   像剤を除去回収する清 掃手段と、 前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、 前記清掃手段により像担持体から除去された現像剤を収
   納する収納手段と、 前記補給手段と収納手段とを一体化して具備し前記現像
   手段並びに清掃手段に対して着脱可能であるユニット
   と、 を具備し、 前記ユニットを装置本体から取り外す際に、清掃手段の
   内部に残留した現像剤を収納手段に排出するモードを有
   することを特徴とする画像形成装置。