JP3931961B2 - Image forming apparatus, process cartridge and developing device used therefor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、特に、像担持体上の潜像を現像剤にて可視像化する方式において、現像剤の補給・廃現像剤の回収を可能とする画像形成装置及びこれに用いられるプロセスカートリッジ、現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の画像形成装置としては、例えば電子写真方式を例に挙げると、感光体ドラム等の像担持体上に例えば走査光にて潜像を形成し、これを現像剤にて可視像化(現像)した後、用紙等のシートに転写するものが一般的である。
このとき、例えば二成分現像方式を使用すると、トナーの消費に伴って、トナー、あるいは、トナー及びキャリアを定期的に補給するようにしたり(例えば特開平9−185234号公報、特開平8−15971号公報)、また、現像装置内において現像剤が長時間に亘って循環使用されると、現像剤の特性(キャリアの帯電性など)が劣化してくるため、この種の劣化現像剤を回収することが行われる(例えば特開平2−6978号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の先行技術のうち、例えば前者の先行技術においては、トナーの補給は可能であるが廃現像剤の回収を行うことができない。
この点、後者の先行技術(例えば特開平2−6978号公報)では、同一の筐体でトナー補給と共に廃現像剤の回収を行うことが可能かも知れない。
しかしながら、例えば現像装置内の廃現像剤はキャリアの混ざった重いものであるから、トナー補給を行う同一筐体まで廃現像剤を持ち上げ搬送することは極めて困難である。
例えばエンドレスベルトを用いて廃現像剤を持ち上げ搬送する方式(例えば特開平8−123275号公報)は有効かも知れないが、機構の複雑さや、ベルトの耐久性の点でコストが嵩む懸念がある。
【0004】
また、像担持体には走査光による潜像が形成されるため、トナー補給ボックスと廃現像剤回収ボックスとのレイアウトについては、走査光の入射位置と干渉しない位置を選定することが必要不可欠である。
例えば像担持体上の可視像が転写されるシートを略鉛直方向上方に向けて搬送する態様において、走査光の入射位置より下方側(下流側に相当)にトナー補給ボックス、及び、廃現像剤回収ボックスを配設するとすれば、例えばトナーの補給量を増加させたいモデル変更を考えた場合では、トナー補給ボックスの容量が増加する分、例えば下側に配設されるシートトレイ位置に影響を与えることになり、トナーの補給量変更に伴う仕様変更がまちまちで共用化が困難になるばかりか、逆に、走査光の入射位置の上方側にデッドスペースが生じ易い。
【0005】
一方、走査光の入射位置の上方側(上流側に相当)にトナー補給ボックス、及び、廃現像剤回収ボックスを配設するとすれば、通常現像装置の現像部は前記走査光の入射位置よりも下方側に配設されるため、トナー補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスと現像部との間を連通する補給路、回収路が必要になる。
このとき、トナー補給ボックスからの補給路、廃現像剤回収ボックスからの回収路はいずれも走査光の入射経路から外れた箇所に相互に干渉することなく二系統設置することが必要になるため、その分、装置の前後方向寸法が嵩み、装置が不必要に大型化してしまうという技術的課題が生ずる。
【0006】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、装置の小型化、現像剤補給量などの仕様変更に容易に対応でき、装置内にデッドスペースを生じさせることなく、現像剤補給機能と廃現像剤回収機能とを両立できるようにした画像形成装置及びこれに用いられるプロセスカートリッジ、現像装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図1に示すように、像担持体1上に潜像を形成する潜像形成手段2像担持体1上に形成された潜像を現像剤にて可視像化する現像装置3、及び、像担持体1上に形成された可視像をシートSに転写する転写装置10を含み、装置本体7内に設けられる作像エンジンと、装置本体7の上部に設けられ且つ装置本体7のシートSが排出される排出口側が低く当該排出口から離れるにつれて高くなる傾斜部を具備する排出トレイ7bと、装置本体7内の作像エンジンの下方に設けられるシート供給装置とを備え、装置本体7の一側にてシート供給装置から供給されたシートSを下方側から上方に向けて搬送すると共に、転写装置10の転写部位を経て前記排出トレイ7bに排出する態様の画像形成装置において、現像装置3としては、現像剤が収容される現像ハウジング4に現像剤が補給可能な現像剤補給ボックス5及び現像ハウジング4内の廃現像剤が回収可能な廃現像剤回収ボックス6を夫々連通接続し、前記排出トレイ7bの傾斜部の下方であって像担持体1上の潜像書込位置Pを挟んで上方側には前記現像剤補給ボックス5を配設し、かつ、前記潜像書込位置Pを挟んで下方側には前記現像ハウジング4及び廃現像剤回収ボックス6を水平方向に隣接して配設し、更に、現像剤補給ボックス5と廃現像剤回収ボックス6とを潜像書込用の走査光経路を挟んで一ユニットとして構成し、かつ、現像ハウジング4に対して現像剤補給ボックス5及び廃現像剤回収ボックス6を一体的に分離可能としたことを特徴とするものである。
【0008】
このような技術的手段において、本件は、現像装置3にて潜像を可視像化する方式の画像形成装置を全て対象とするものであり、モノクロマシンに限らず、例えば像担持体1を複数配列したタンデム型カラーマシンにも適用可能である。
また、現像装置3は、現像剤補給と廃現像剤回収とを行うものであればいずれの現像剤をも仕様することができ、二成分現像剤を始め、供給されたトナーの搬送媒体としてのみ磁性キャリアを用いる態様など適宜選定することができる。
更に、現像剤補給ボックス5は現像剤(トナー、トナー+キャリア)を補給するための容器を広く含む。
更にまた、廃現像剤回収ボックス6は廃現像剤(主として現像装置3内の劣化現像剤を意味するが、クリーニングされた廃トナーなどを除外するものではない)を回収するための容器を広く含む。
【0009】
また、潜像書込位置Pを基準にしているのは、現像剤補給ボックス5、廃現像剤回収ボックス6が潜像書込位置を遮ると、像担持体1上に潜像を形成することができないことによる
本態様のように、潜像書込位置Pの上方に現像剤補給ボックス5を、下方に廃現像剤回収ボックス6を配設すると、装置内スペースを有効に利用しながら、現像剤の補給機能、廃現像剤の回収機能を両立させることができる。
特に、潜像書込位置Pの上方に現像剤補給ボックス5を配設したのは、容量の変化に対応し易いことによる。
【0010】
また、本態様において、現像剤補給ボックス5及び廃現像剤回収ボックス6は一ユニットとして構成されている
この場合、別途廃現像剤回収ボックス6を設けることなく、また、廃現像剤回収ボックス6の満杯検知が不要である。
更に、この種の画像形成装置においては、装置本体7に対して着脱自在に装着され、像担持体1及び少なくとも一つのプロセスユニット9(9a:例えば帯電ユニット,9b:例えばクリーニングユニット)が組み込まれたプロセスカートリッジ8を備え、このプロセスカートリッジ8に前記現像剤補給ボックス5及び廃現像剤回収ボックス6を具備させることが好ましい。
本態様によれば、両ボックス5,6を内包したまま装置本体7からプロセスカートリッジ8を着脱することができる。
【0011】
更にまた、現像剤補給ボックス5及び廃現像剤回収ボックス6はプロセスカートリッジ8に対して着脱自在であることが好ましい。
この場合、現像剤補給ボックス5、廃現像剤回収ボックス6の独自交換を可能とし、プロセスカートリッジ8の有効利用を図ることができる。
また、少なくとも像担持体1を含む像担持体カートリッジがプロセスカートリッジ8に対して着脱自在であることも好ましい。
この場合、像担持体カートリッジの独自交換を可能とし、プロセスカートリッジ8の有効利用を図ることができる。
更に、プロセスカートリッジ8は装置本体7上部の開閉カバー7aを開放することで上方から着脱自在である態様が好ましい。
この場合、プロセスカートリッジ8の着脱操作性を向上させることができるほか、開閉カバー7aの共通化で装置本体7コストの低減が可能である。
【0012】
また、画像形成装置は、像担持体1上の可視像が例えば転写装置10により転写されるシートSを下方側から上方に向けて搬送する態様であり、像担持体1の潜像書込位置Pを挟んで上方側に現像剤補給ボックス5を配設すると共に、前記潜像書込位置Pの下方側に現像ハウジング4及び廃現像剤回収ボックス6を配設するようにしたものである。
この場合、現像剤補給ボックス5を潜像書込位置Pより上方に配設することにより、現像剤補給ボックス5のレイアウトの自由度(容量の増加などに対する対応が容易)が高まる点で好ましい。
更に、略鉛直方向のシートパスを備えた態様にあっては、現像剤補給ボックス5の上方に排出シートが収容される排出トレイ7bを具備させるようにすればよい。
このとき、排出トレイ7bの下部のデッドスペースを現像剤補給ボックス5の設置スペースとして有効に利用することができる。
【0013】
また、略鉛直方向のシートパスを備えた態様において、現像剤補給ボックス5と現像ハウジング4との好ましい連通構造としては、現像剤補給ボックス5の補給口は現像ハウジング4の現像剤収容部より上方に偏位配置されており、現像剤補給ボックス5からの新規現像剤は像担持体1での潜像書込位置Pから外れた位置の供給路を経て現像ハウジング4に供給可能に構成される態様が挙げられる。
更に、略鉛直方向のシートパスを備えた態様において、廃現像剤回収ボックス6と現像ハウジング4との好ましい連通構造としては、廃現像剤回収ボックス6の回収口は現像ハウジング4の廃現像剤の排出口より上方に偏位配置されており、現像ハウジング4から排出された廃現像剤は回転搬送体を介して上方に位置する廃現像剤回収ボックス6の回収口に搬送される態様が挙げられる。
ここで、回転搬送体としては、リング状固定枠内に回転フィンを回転自在に具備させ、回転フィンにより廃現像剤を掬い上げるものであってもよいし、リング状回転部材に一時受部を適宜仕切り、リング状回転部材そのものを回転させることで一時受部に収容した廃現像剤を回転移動させるようにする等適宜選定して差し支えない。
【0014】
本発明は、上述した画像形成装置に限られるものではなく、図1に示すように、画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ8や現像装置3単体をも対象とする。
【0015】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は本発明に係る画像形成装置の実施の形態1を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、装置本体20内に例えば電子写真方式の作像エンジン21を搭載し、装置本体20内の作像エンジン21の下方にシート供給装置22を装備すると共に、装置本体20の上部を排出トレイ27として構成し、装置本体20内の背面側(図2では左側に相当)にシート供給装置22から送出されたシートSを作像エンジン21、排出トレイ27へと導くシート搬送路23を略鉛直方向に設けたものである。
【0016】
本実施の形態において、作像エンジン21は、例えば電子写真方式を採用したものであって、感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を帯電する帯電装置(本例では帯電ロール)32と、帯電された感光体ドラム31上に静電潜像(以下潜像という)を書き込むレーザ走査装置等の露光装置33と、感光体ドラム31上の潜像をトナー現像する現像装置34と、感光体ドラム31上の可視像(トナー像)をシートSに転写させる転写装置(本例では転写ロール)35と、感光体ドラム31上の残留トナーを清掃するクリーニング装置36とを備えている。
また、シート搬送路23の感光体ドラム31の上流側にはシートSを位置決め搬送するためのレジストロール24が設けられ、また、シート搬送路23の感光体ドラム31の下流側には定着装置25が配設されると共に、排出トレイ27の直前には排出ロール26が設けられる。
【0017】
更に、本実施の形態では、作像エンジン21の大部分のデバイスがプロセスカートリッジ40として一体的に構成されている。
すなわち、本実施の形態で用いられるプロセスカートリッジ40は、図2及び図3に示すように、感光体ドラム31、帯電装置32、現像装置34及びクリーニング装置36を内包し、装置本体20に対して着脱自在に装着されており、所謂CRU(Customer Replaceable Unit)構成になっている。
そして、本例では、感光体ドラム31と、帯電装置32及びクリーニング装置36とで感光体カートリッジ41が一体的に構成され、プロセスカートリッジ40に対して分離自在に装着される。
【0018】
ここで、この感光体カートリッジ41は、カートリッジケース411のうち、感光体ドラム31の潜像書込位置Pの上流側(本例では上方側に相当)に帯電装置32を配設し、更に、その上流側にクリーニング装置36を配設したものである。
尚、本例では、クリーニング装置36は、カートリッジケース411の一部をクリーニングケース360として構成し、このクリーニングケース360の開口縁に設けられて感光体ドラム31に当接配置されるクリーニングブレード361と、このクリーニングケース360の開口近傍に設けられて前記クリーニングブレード361で掻き取った残トナーをクリーニングケース360の奧側に搬送する搬送パドル362とを備えている。
【0019】
一方、現像装置34は、例えば二成分現像方式を採用したものであって、図3及び図4に示すように、感光体ドラム31の潜像書込位置Pの下流側(本例では下方側に相当)には感光体ドラム31側に開口した現像ハウジング51を有し、この現像ハウジング51の開口部に面して現像ロール52を配設すると共に、この現像ロール52の背面側には現像剤が攪拌搬送される一対の攪拌搬送オーガー53,54を配設し、これらの攪拌搬送オーガー53,54にて攪拌搬送された現像剤を現像ロール52に受け渡し、図示外のトリミング部材にて現像ロール52上の現像剤層厚を規制し、感光体ドラム31上の現像位置に現像剤を供給するものである。
【0020】
更に、現像装置34は現像ハウジング51の背面側にトナーカートリッジ42を備えている。
このトナーカートリッジ42は、図3及び図4に示すように、感光体ドラム31の潜像書込位置Pを跨って上下方向に延びて配設されており、カートリッジケース61のうち潜像書込位置Pに対応した部位に露光装置33からの走査光が通過する走査用通路62を開設する一方、カートリッジケース61の前記潜像書込位置Pの上流側(本例では上方側)にはトナー補給ボックス63を配設すると共に、前記潜像書込位置Pの下流側(本例では下方側)には廃現像剤回収ボックス64を配設したものである。
【0021】
そして、本実施の形態では、トナー補給ボックス63は、現像ロール52の軸方向に沿って延びる円筒状ボックスからなり、この内部にトナーアジテータ631を配設し、トナーが一箇所に固まらないように攪拌混合するようになっている。
そして、このトナー補給ボックス63と現像ハウジング51との間にはトナー補給ダクト65が連通接続されており、このトナー補給ダクト65は走査用通路62を遮らないように走査用通路62から外れた位置に設けられている。
このトナー補給ダクト65はトナー補給ボックス63の一部に開設された長孔状の補給口632に対応したトナー受部651を有すると共に、このトナー受部651の長手方向外側端から現像ハウジング51の補給口511(トナー補給ボックス63の補給口632より下方に配置)とが連通される接続管部652を有し、前記トナー受部651内には受け止められたトナーが所定量ずつ接続管部652側に供給せしめられるディスペンスオーガー653を配設するようにしたものである。
【0022】
また、本実施の形態において、廃現像剤回収ボックス64は、現像ロール52の軸方向に沿って延びる断面略変形扇形状ボックスからなり、その一側端上部に回収口641を備えており、その内部には回収された廃現像剤が均される均しアジテータ642を配設したものである。
一方、現像ハウジング51の長手方向一側端には現像ハウジング51内の廃現像剤を排出する排出口512(通常排出口512は前記回収口641よりも下方に配置)が開設されており、現像ハウジング51内の劣化現像剤が定期的に排出口512から排出されるようになっている。
尚、前記排出口512は通常所定高さ位置に常時開放されるように一若しくは複数設けられていてもよいし、あるいは、適宜タイミングで開閉するシャッタ等を付加するようにしてもよい。
そして、廃現像剤回収ボックス64の回収口641と現像ハウジング51の排出口512との間には廃現像剤搬送機構66が設けられている。
【0023】
この廃現像剤搬送機構66は、例えば図4ないし図6に示すように、現像ハウジング51とトナーカートリッジ42との側部に配設されており、廃現像剤回収ボックス64の回収口641と現像ハウジング51の排出口512とを接続ダクト661にて密封接続し、この接続ダクト661の一部にはリング状空間部662を形成し、このリング状空間部662内に回収フィン663を配設したものである。
ここで、回収フィン663としては、ローター664の周囲に複数のフィン材665を所定間隔毎に設けた態様が用いられ、リング状空間部662を区画する接続ダクト661部分のうち、回収フィン663のフィン移動軌跡に面した位置に前記回収口641が配置されると共に、この回収口641に対応した部位に連通口666が開設されている。尚、回収フィン663を樹脂成形などで製造するようにすればコスト低減を図ることは可能である。
【0024】
更に、本実施の形態において、プロセスカートリッジ40は、例えば図3に示すように、各感光体カートリッジ41やトナーカートリッジ42、その他のデバイスが保持されるカートリッジホルダ401を有し、このカートリッジホルダ401にはトナーカートリッジ42が押さえ込まれる可動ホルダ402を揺動自在に具備させ、この可動ホルダ402とトナーカートリッジ42側の係合片611との係合状態を解除することで、カートリッジホルダ401からトナーカートリッジ42を離脱させるようにしたものである。尚、図4では、トナーカートリッジ42の係合片611は図示を省略している。
【0025】
また、プロセスカートリッジ40には駆動伝達系70が設けられている。
この駆動伝達系70は、例えば図7及び図8に示すように、装置本体20側に駆動モータ71を固着し、この駆動モータ71の駆動軸ギア72に噛合する駆動カップリングギア73に駆動側カップリング74を具備させ、前記駆動カップリングギア73を装置本体20に対して軸方向に移動自在に支承すると共に、この駆動カップリングギア73を付勢スプリング75にてプロセスカートリッジ40から離間する方向に付勢し、更に、前記駆動軸ギア72及び駆動カップリングギア73をいずれもハスバギアで構成すると共に、駆動カップリングギア73軸にはトルクリミッタ76を取り付けたものである。
一方、プロセスカートリッジ40のカートリッジホルダ401にはCRU側カップリング77が設けられており、このCRU側カップリング77が駆動側カップリング74と解除可能に連結されるようになっている。
【0026】
本実施の形態では、駆動伝達系70は以下のように動作する。
すなわち、今、駆動モータ71が所定方向に伝達すると、駆動軸ギア72と駆動カップリングギア73との噛合部には回転方向とトルクリミッタ76負荷により図中矢印A方向へのスラスト力が発生する。すると、このスラスト力により駆動側カップリング74が付勢スプリング75の付勢力に抗してCRU側カップリング77に連結される。
一方、駆動モータ71が停止すると、駆動軸ギア72と駆動カップリングギア73との噛合部には前記スラスト力がなくなるため、駆動側カップリング74が付勢スプリング75の付勢力によって後退移動し、駆動側カップリング74とCRU側カップリング77との連結状態は解除される。
尚、カップリングの連結状態を解除する際に、駆動モータ71を連結時とは逆回転させ、これにより、駆動軸ギア72と駆動カップリングギア73との噛合部に連結時とは逆方向のスラスト力を生じさせ、両者の連結状態を解除するようにしてもよい。
このような連結解除機構を用いるようにすれば、カップリングの連結を解除するために専用の別部品が不要になり、その分、連結解除機構の構造を簡略化することができる。
【0027】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
今、図2に示すように、プロセスカートリッジ40では、感光体ドラム31が帯電装置32により帯電され、露光装置33により感光体ドラム31上に潜像が形成された後に、現像装置34により可視像(トナー像)が形成される。
一方、シート供給装置22からは所定のタイミングでシートがシート搬送路23に送出され、レジストロール24で位置決めされた後に転写部位へと搬送される。
そして、感光体ドラム31上のトナー像は転写装置35によりシートに転写され、定着装置25にてシート上の未定着トナー像が定着された後、定着済みのシートは排出トレイ27へ排出される。尚、感光体ドラム31上の残留トナーはクリーニング装置36にて清掃される。
【0028】
このような作像過程において、露光装置33からの走査光は、プロセスカートリッジ40の走査用通路62を通じて感光体ドラム31の潜像書込位置Pに到達するから、プロセスカートリッジ40が露光装置33の露光走査性を損なう懸念は全くない。
また、現像装置34では、作像過程が進むにつれてトナーの消費量が増えるが、図示外のトナー補給制御装置のアルゴリズムに従って、トナー補給ボックス63内の新規トナーはトナー補給ダクト65を通じて現像ハウジング51に逐次補給される。
そして、現像ハウジング51内に補給された新規トナーは攪拌搬送オーガー53,54によって現像ハウジング51内の現像剤と攪拌混合され、所定の帯電特性を具備した状態で現像ロール52側に供給され、この現像ロール52に保持された現像剤が感光体ドラム31との現像領域へ供給される。
【0029】
また、現像装置34において、現像ハウジング51内の現像剤の一部は、現像に供されることなく、攪拌搬送オーガー53,54によって現像ハウジング51内を循環移動することになる。
このような現像剤は劣化しており、帯電特性などを維持することが困難になるため、本実施の形態では、現像ハウジング51の排出口512から廃現像剤(主として劣化現像剤)が定期的あるいは所定のタイミングで排出される。
この廃現像剤は、図4及び図5に示すように、廃現像剤搬送機構66内の回収フィン663に搬送されて廃現像剤回収ボックス64の回収口641を通じて廃現像剤回収ボックス64内に落下回収された後、均しアジテータ642にて適宜均される。
【0030】
このようなプロセスカートリッジ40の装置本体20内におけるレイアウトを図9に示す。
尚、比較の形態として、感光体ドラム31の潜像書込位置Pより下流側(本例では下方側)にトナーカートリッジ42’(本例ではトナー補給ボックス63’のみを具備)が組み込まれたプロセスカートリッジ40’を示す。
ここで、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ40と、比較の形態に係るプロセスカートーリッジ40’とを対比してみるに、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ40の底部位置が比較の形態に比べてhだけ上方に上がり、その分、装置本体20内の下部に配置されるシート供給装置22などへのレイアウト上の制約は解消される。
【0031】
また、本実施の形態では、感光体ドラム31の潜像書込位置Pの上流側(本例では上方側)にトナー補給ボックス63が配設されるため、比較の形態に比べて、装置本体20内の走査光ラインkよりも上方空間の占有スペースは増加する。しかしながら、もともと、比較の形態にあっては、装置本体20内の排出トレイ27の下部空間はデッドスペースDであったため、このデッドスペースDを有効に利用し、前記トナー補給ボックス63の占有スペースとしたに過ぎないため、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ40を使用するに当たって、装置本体20の上部仕様を大幅に変更する必要はない。
更に、トナー補給ボックス63のトナー補給量を例えば増加変更するような場合であっても、前記装置本体20内の上部スペースを有効に利用するようにすれば、装置本体20の上部仕様(排出トレイ27周辺)をほとんど変更せずに済む。
このため、各種仕様の画像形成装置を構築するに当たって、装置本体20の共用化を図ることができる。
尚、やむを得ず装置本体20の上部仕様を変更するにしても、排出トレイ27位置を僅かに上方に上げる等の軽度の仕様変更で済む。このため、比較の形態のように、装置本体20の下部スペースが圧迫される場合には、シート供給装置22側のレイアウトを変更する等の大幅な仕様変更が必要になるが、本実施の形態では、大幅な仕様変更は不要である。
【0032】
次に、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ40の着脱操作について説明する。
本実施の形態において、装置本体20内には、プロセスカートリッジ40が着脱自在なカートリッジ受部80が形成されており、こののカートリッジ受部80は、プロセスカートリッジ40のカートリッジホルダ401の被案内部が移動自在に係合する案内溝などの案内部81を備えている。
また、本実施の形態では、排出トレイ27の底壁の一部が開閉カバー82として形成されており、この開閉カバー82解放時の開口部がプロセスカートリッジ40の着脱操作のための作業用開口83として利用されるようになっている。
【0033】
先ず、装置本体20からプロセスカートリッジ40を取り外す場合には、例えば図10に示すように、開閉カバー82を開放した後、作業用開口83を通じて装置本体20のカートリッジ受部80からプロセスカートリッジ40を引き出すようにすればよい。
この状態において、例えば感光体カートリッジ41を交換するような場合には、図11に示すように、プロセスカートリッジ40から感光体カートリッジ41を取り外すようにすればよい。
尚、図3に示すように、感光体カートリッジ41のカートリッジケース411は、カートリッジホルダ401側の複数の被係合部403に対して係脱自在な係合部412を有し、カートリッジホルダ401に対して着脱自在に位置決め装着されるようになっている。
【0034】
また、本実施の形態においては、プロセスカートリッジ40からトナーカートリッジ42を取り外すこともできる。
この場合、図12に示すように、カートリッジホルダ401の可動ホルダ402を倒し移動することで、可動ホルダ402によるトナーカートリッジ42の拘束状態を解除し、しかる後、カートリッジホルダ401からトナーカートリッジ42を略上方へ向けて引き出すようにすればよい。
ここで、本実施の形態では、装置本体20からプロセスカートリッジ40を取り出した後に、トナーカートリッジ42を交換しても差し支えないが、図13に示すように、装置本体20からプロセスカートリッジ40を取り外すことなく、可動ホルダ402によるトナーカートリッジ42の拘束状態を解除し、しかる後、プロセスカートリッジ40からトナーカートリッジ42を略上方へ向けて引き出すようにすることが可能であり、トナーカートリッジ42の交換作業性が良好に保たれている。
【0035】
特に、本実施の形態では、プロセスカートリッジ40に対して着脱自在な感光体カートリッジ41、トナーカートリッジ42を備えているので、夫々のカートリッジの寿命時期が異なるが、夫々の最長期限まで有効に利用することができる上で好ましい。
また、本実施の形態では、トナーカートリッジ42にトナー補給ボックス63と廃現像剤回収ボックス64とが一体的に設けられているため、トナーカートリッジ42を交換することで、トナー補給ボックス63及び廃現像剤回収ボックス64を同時に交換することが可能である。
従って、本実施の形態によれば、廃現像剤回収のための別のカートリッジを用いる必要がなく、操作性の向上とコスト低減が図れる。更に、補給トナーの空検知を行うことでトナーカートリッジ42の交換タイミングを規定すれば済むため、廃現像剤回収ボックス64の満杯検知などを行う必要はない。
【0036】
更に、本実施の形態では、トナーカートリッジ42は、トナー補給ボックス63と廃現像剤回収ボックス64とを備えているが、例えば図14に示すように、クリーニング装置36からの廃トナーなどが収容される別異の廃現像剤回収ボックス68を必要に応じて付加するようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスのレイアウトを工夫し、像担持体上の潜像書込位置を挟んで上側に現像剤補給ボックスを、下側に現像ハウジング及び廃現像剤回収ボックスを配設するようにしたので、装置の小型化という要請を満たしながら、現像剤補給機能と廃現像剤回収機能とを両立することができる。
特に、本発明では、潜像書込位置の上側に現像剤補給ボックスを配設したので、例えば略鉛直方向上方に向けてシートを搬送する態様の画像形成装置にあっては、潜像書込位置の上部空間をデッドスペースにすることなく、現像剤の補給スペースとして有効に利用でき、しかも、現像剤補給量などの仕様変更に対しても他の要素にほとんど影響を与えずに容易に対応することができる。
更に、現像剤補給ボックスと廃現像剤回収ボックスとを一ユニット化したので、廃現像剤回収のための別のカートリッジを用いる必要がなく、操作性の向上とコストの低減が図れる。更にまた、補給現像剤の空検知を行うことで両ボックスを含むユニットの交換タイミングを規定すれば済むため、廃現像剤回収ボックスの満杯検知などを行う必要がない。
【0038】
また、本発明に係る画像形成装置で用いられるプロセスカートリッジ、現像装置によれば、画像形成装置の小型化、現像剤補給量などの仕様変更に容易に対応でき、装置内にデッドスペースを生じさせることなく、現像剤補給機能と廃現像剤回収機能とを両立することができる、画像形成装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像形成装置、プロセスカートリッジ、及び、現像装置の概要を示す説明図である。
【図2】 実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図3】 本実施の形態で用いられるプロセスカートリッジの詳細を示す説明図である。
【図4】 廃現像剤搬送機構を含めたプロセスカートリッジの要部分解斜視図である。
【図5】 廃現像剤搬送機構を含めたプロセスカートリッジの詳細を示す説明図である。
【図6】 (a)は廃現像剤搬送機構を示す説明図、(b)は(a)中B−B線断面説明図である。
【図7】 プロセスカートリッジの駆動伝達系を示す説明図である。
【図8】 図7中VIII方向から見た矢視図である。
【図9】 実施の形態に係るプロセスカートリッジと、比較の形態に係るプロセスカートリッジとのレイアウト上の差異を示す説明図である。
【図10】 本実施の形態に係るプロセスカートリッジの着脱操作例を示す説明図である。
【図11】 プロセスカートリッジと感光体カートリッジとの関係を示す説明図である。
【図12】 プロセスカートリッジと現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスとの関係を示す説明図である。
【図13】 現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスの交換作業例を示す説明図である。
【図14】 現像補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスの変形形態を示す説明図である。
【符号の説明】
1…像担持体,2…潜像形成手段,3…現像装置,4…現像ハウジング,5…現像剤補給ボックス,6…廃現像剤回収ボックス,7…装置本体,7a…開閉カバー,7b…排出トレイ,8…プロセスカートリッジ,9(9a,9b)…プロセスユニット,10…転写装置,P…潜像書込位置,S…シート
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. In particular, in a method of visualizing a latent image on an image carrier with a developer, it is possible to replenish the developer and collect the waste developer. And an image forming apparatus, a process cartridge used in the image forming apparatus, and a developing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an example of this type of image forming apparatus, for example, an electrophotographic system, a latent image is formed on an image carrier such as a photosensitive drum by scanning light, for example, and a visible image is formed by a developer. Generally, after transfer (development), the image is transferred to a sheet such as paper.
At this time, for example, when the two-component development method is used, the toner or the toner and the carrier are periodically replenished as the toner is consumed (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-185234 and 8-15971). In addition, if the developer is circulated for a long time in the developing device, the characteristics of the developer (such as the chargeability of the carrier) deteriorate, so this kind of deteriorated developer is recovered. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-6978).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, among the prior arts of this type, for example, in the former prior art, the toner can be replenished, but the waste developer cannot be recovered.
In this regard, in the latter prior art (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-6978), it may be possible to collect waste developer and supply toner in the same casing.
However, for example, since the waste developer in the developing device is heavy with a mixture of carriers, it is extremely difficult to lift and transport the waste developer to the same housing where toner is supplied.
For example, a method of lifting and transporting the waste developer using an endless belt (for example, JP-A-8-123275) may be effective, but there is a concern that the cost is increased in terms of the complexity of the mechanism and the durability of the belt.
[0004]
In addition, since a latent image is formed by scanning light on the image carrier, it is essential to select a position that does not interfere with the incident position of the scanning light for the layout of the toner supply box and the waste developer recovery box. is there.
For example, in a mode in which a sheet onto which a visible image is transferred on an image carrier is conveyed upward in a substantially vertical direction, a toner replenishment box and waste development on the lower side (corresponding to the downstream side) from the scanning light incident position If the agent recovery box is arranged, for example, when considering a model change in which the toner replenishment amount is to be increased, the amount of the toner replenishment box increases, which affects the position of the sheet tray disposed on the lower side, for example. Thus, not only is the specification change associated with the change in the toner replenishment amount different, but it is difficult to share it, and conversely, a dead space is likely to occur above the scanning light incident position.
[0005]
On the other hand, if a toner replenishment box and a waste developer recovery box are arranged above the scanning light incident position (corresponding to the upstream side), the developing unit of the normal developing device is located more than the incident position of the scanning light. Since it is disposed on the lower side, a replenishment path and a recovery path that communicate between the toner replenishment box and the waste developer recovery box and the developing unit are required.
At this time, both the supply path from the toner supply box and the recovery path from the waste developer recovery box need to be installed in two systems without interfering with each other at a position outside the incident path of the scanning light. Accordingly, a technical problem arises that the longitudinal dimension of the apparatus is increased and the apparatus is unnecessarily enlarged.
[0006]
The present invention has been made to solve the above technical problems, and can easily cope with changes in specifications such as downsizing of the apparatus and developer replenishment amount without causing dead space in the apparatus. The present invention provides an image forming apparatus capable of achieving both a developer replenishing function and a waste developer collecting function, and a process cartridge and a developing device used therefor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  That is, in the present invention, as shown in FIG. 1, latent image forming means 2 for forming a latent image on an image carrier 1 is used.,Developing device 3 that visualizes the latent image formed on image carrier 1 with a developer.And a transfer device 10 for transferring the visible image formed on the image carrier 1 to the sheet S, an image forming engine provided in the device main body 7, and an upper portion of the device main body 7 and the device main body. 7 is provided with a discharge tray 7b having an inclined portion that is lower on the discharge port side from which the sheet S is discharged and becomes higher as the distance from the discharge port increases, and a sheet supply device provided below the image forming engine in the apparatus body 7. The sheet S supplied from the sheet supply device is transported from the lower side to the upper side on one side of the apparatus main body 7 and discharged to the discharge tray 7b through the transfer portion of the transfer device 10.In the image forming apparatus, the developing device 3 includes a developing housing 4 in which a developer is accommodated.Developer can be replenishedDeveloper supply box 5 andThe waste developer in the development housing 4 can be collected.The waste developer recovery boxes 6 are connected to each other,Below the inclined portion of the discharge tray 7bLatent image writing position P on the image carrier 1On the upper side acrossThe developer supply box 5 is disposed, and the latent image writing position PThe developing housing 4 andWaste developer collection box 6Horizontally adjacentInstalledFurther, the developer supply box 5 and the waste developer collection box 6 are configured as one unit with the scanning light path for latent image writing interposed therebetween, and the developer supply box 5 and the waste are disposed with respect to the development housing 4. The developer recovery box 6 can be integrally separated.It is characterized by this.
[0008]
In such technical means, the present case is intended for all image forming apparatuses of a type in which a latent image is visualized by the developing device 3, and is not limited to a monochrome machine, for example, the image carrier 1 The present invention can also be applied to a tandem type color machine arranged in plural.
Further, the developing device 3 can specify any developer as long as it performs developer replenishment and waste developer recovery, and it can be used only as a carrier medium for the supplied toner, including a two-component developer. An embodiment using a magnetic carrier can be selected as appropriate.
Further, the developer supply box 5 includes a wide range of containers for supplying developer (toner, toner + carrier).
Furthermore, the waste developer collection box 6 includes a wide range of containers for collecting waste developer (mainly a deteriorated developer in the developing device 3 but not excluding cleaned waste toner). .
[0009]
  The latent image writing position P is used as a reference when a latent image is formed on the image carrier 1 when the developer supply box 5 and the waste developer collection box 6 block the latent image writing position. Due to not being able to.
  As in this embodiment, the latent image writing position PUpwardDeveloper supply box 5DownIf the waste developer collection box 6 is provided, the developer replenishment function and the waste developer collection function can be made compatible while effectively using the space in the apparatus.
  In particular,Above the latent image writing position PThe reason why the developer replenishment box 5 is disposed is that it is easy to cope with a change in capacity.
[0010]
  In this embodiment, the developer supply box 5 and the waste developer collection box 6 are configured as one unit.ing.
  In this case, a separate waste developer collection box 6 is not provided, and full detection of the waste developer collection box 6 is unnecessary.
  Further, in this type of image forming apparatus, the apparatus main body 7 is detachably mounted, and the image carrier 1 and at least one process unit 9 (9a: for example, charging unit, 9b: for example, cleaning unit) are incorporated. The process cartridge 8 is provided with the developer supply box 5 and the waste developer collection box 6.thingIs preferred.
  According to this aspect, the process cartridge 8 can be attached to and detached from the apparatus main body 7 with both the boxes 5 and 6 included.
[0011]
Furthermore, the developer supply box 5 and the waste developer collection box 6 are preferably detachable from the process cartridge 8.
In this case, the developer replenishment box 5 and the waste developer collection box 6 can be independently replaced, and the process cartridge 8 can be effectively used.
It is also preferable that the image carrier cartridge including at least the image carrier 1 is detachable from the process cartridge 8.
In this case, the image carrier cartridge can be uniquely replaced, and the process cartridge 8 can be effectively used.
Further, it is preferable that the process cartridge 8 is detachable from above by opening the opening / closing cover 7a at the top of the apparatus body 7.
In this case, the detachability of the process cartridge 8 can be improved, and the cost of the apparatus main body 7 can be reduced by sharing the opening / closing cover 7a.
[0012]
  Image forming apparatusIsThe visible image on the image carrier 1 is, for example,Transfer deviceA mode in which the sheet S transferred by the sheet 10 is conveyed from the lower side toward the upper side.AndA developer replenishment box 5 is disposed above the latent image writing position P of the image carrier 1, and at the lower side of the latent image writing position P.Development housing 4 andA waste developer recovery box 6 is provided.It is a thing.
  In this case, it is preferable to dispose the developer supply box 5 above the latent image writing position P in that the degree of freedom in layout of the developer supply box 5 (easy to cope with an increase in capacity) is increased.
  Furthermore, in an aspect provided with a substantially vertical sheet path, a discharge tray 7b for storing discharged sheets may be provided above the developer supply box 5.
  At this time, the dead space below the discharge tray 7 b can be effectively used as the installation space for the developer supply box 5.
[0013]
Further, in a mode in which a substantially vertical sheet path is provided, as a preferable communication structure between the developer supply box 5 and the development housing 4, the supply port of the developer supply box 5 is located above the developer accommodating portion of the development housing 4. The new developer from the developer supply box 5 can be supplied to the developing housing 4 via a supply path at a position deviated from the latent image writing position P on the image carrier 1. An embodiment is mentioned.
Further, in a mode provided with a substantially vertical sheet path, as a preferable communication structure between the waste developer collection box 6 and the development housing 4, the collection port of the waste developer collection box 6 serves as a waste developer of the development housing 4. There is a mode in which the waste developer discharged from the developing housing 4 is displaced upward from the discharge port, and conveyed to the recovery port of the waste developer recovery box 6 positioned above via the rotary transport body. .
Here, as the rotary conveyance body, a rotary fin may be rotatably provided in the ring-shaped fixed frame, and the waste developer may be scooped up by the rotary fin, or a temporary receiving portion may be provided on the ring-shaped rotary member. It may be appropriately selected, for example, by appropriately partitioning and rotating the ring-shaped rotating member itself so that the waste developer accommodated in the temporary receiving portion is rotated.
[0014]
The present invention is not limited to the above-described image forming apparatus, but also covers a process cartridge 8 and a developing device 3 used in the image forming apparatus as shown in FIG.
[0015]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 2 is an explanatory view showing Embodiment 1 of the image forming apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, the image forming apparatus includes, for example, an electrophotographic image forming engine 21 in the apparatus main body 20, a sheet supply device 22 below the image forming engine 21 in the apparatus main body 20, and an apparatus main body. 20 is configured as a discharge tray 27, and a sheet S sent from the sheet supply device 22 to the back side (corresponding to the left side in FIG. 2) in the apparatus main body 20 is guided to the image forming engine 21 and the discharge tray 27. The conveyance path 23 is provided in a substantially vertical direction.
[0016]
In the present embodiment, the image forming engine 21 employs, for example, an electrophotographic system, and includes a photosensitive drum 31, a charging device (charging roll in this example) 32 that charges the photosensitive drum 31, and An exposure device 33 such as a laser scanning device for writing an electrostatic latent image (hereinafter referred to as a latent image) on the charged photosensitive drum 31, a developing device 34 for developing the latent image on the photosensitive drum 31, and a photosensitive member. A transfer device (transfer roll in this example) 35 that transfers a visible image (toner image) on the drum 31 to the sheet S and a cleaning device 36 that cleans residual toner on the photosensitive drum 31 are provided.
A registration roll 24 for positioning and conveying the sheet S is provided on the upstream side of the photosensitive drum 31 in the sheet conveying path 23, and a fixing device 25 is provided on the downstream side of the photosensitive drum 31 in the sheet conveying path 23. And a discharge roll 26 is provided immediately before the discharge tray 27.
[0017]
Further, in the present embodiment, most of the devices of the image forming engine 21 are integrally configured as a process cartridge 40.
That is, the process cartridge 40 used in the present embodiment includes the photosensitive drum 31, the charging device 32, the developing device 34, and the cleaning device 36 as shown in FIGS. It is detachably mounted and has a so-called CRU (Customer Replaceable Unit) configuration.
In this example, the photosensitive drum 31, the charging device 32, and the cleaning device 36 integrally form the photosensitive cartridge 41 and are detachably attached to the process cartridge 40.
[0018]
Here, in the photosensitive cartridge 41, the charging device 32 is arranged on the upstream side (corresponding to the upper side in this example) of the latent image writing position P of the photosensitive drum 31 in the cartridge case 411. A cleaning device 36 is disposed on the upstream side.
In this example, the cleaning device 36 includes a part of the cartridge case 411 as a cleaning case 360, a cleaning blade 361 provided at the opening edge of the cleaning case 360 and disposed in contact with the photosensitive drum 31. A transport paddle 362 that is provided near the opening of the cleaning case 360 and transports the residual toner scraped off by the cleaning blade 361 to the heel side of the cleaning case 360.
[0019]
On the other hand, the developing device 34 adopts, for example, a two-component developing method, and as shown in FIGS. 3 and 4, the downstream side of the latent image writing position P of the photosensitive drum 31 (the lower side in this example). 2) has a developing housing 51 opened to the photosensitive drum 31 side, and a developing roll 52 is disposed facing the opening of the developing housing 51. On the back side of the developing roll 52, developing is performed. A pair of agitating / conveying augers 53 and 54 to which the agent is agitated and conveyed are provided, and the developer agitated and conveyed by the agitating and conveying augers 53 and 54 is transferred to the developing roll 52 and developed by a trimming member (not shown). The developer layer thickness on the roll 52 is regulated, and the developer is supplied to the developing position on the photosensitive drum 31.
[0020]
Further, the developing device 34 includes a toner cartridge 42 on the back side of the developing housing 51.
As shown in FIGS. 3 and 4, the toner cartridge 42 is disposed so as to extend in the vertical direction across the latent image writing position P of the photosensitive drum 31. While a scanning passage 62 through which scanning light from the exposure device 33 passes is opened at a site corresponding to the position P, toner is provided on the upstream side (upper side in this example) of the latent image writing position P of the cartridge case 61. A replenishment box 63 is disposed, and a waste developer collection box 64 is disposed on the downstream side (lower side in this example) of the latent image writing position P.
[0021]
In the present embodiment, the toner replenishment box 63 is a cylindrical box extending along the axial direction of the developing roll 52, and a toner agitator 631 is disposed therein so that the toner does not harden in one place. Stir and mix.
A toner supply duct 65 is connected in communication between the toner supply box 63 and the development housing 51, and the toner supply duct 65 is positioned away from the scanning passage 62 so as not to block the scanning passage 62. Is provided.
The toner supply duct 65 has a toner receiving portion 651 corresponding to a long hole-shaped supply port 632 opened in a part of the toner supply box 63, and from the outer end in the longitudinal direction of the toner receiving portion 651. A connecting pipe 652 communicates with a replenishing port 511 (disposed below the replenishing port 632 of the toner replenishing box 63), and the received toner in the toner receiving part 651 is connected to the connecting pipe 652 by a predetermined amount. A dispense auger 653 to be supplied to the side is arranged.
[0022]
In the present embodiment, the waste developer recovery box 64 is a substantially deformed fan-shaped box that extends along the axial direction of the developing roll 52, and has a recovery port 641 at the upper part of one side thereof. A leveling agitator 642 for leveling the collected waste developer is disposed inside.
On the other hand, a discharge port 512 for discharging the waste developer in the development housing 51 (the normal discharge port 512 is disposed below the collection port 641) is opened at one end in the longitudinal direction of the development housing 51. The deteriorated developer in the housing 51 is periodically discharged from the discharge port 512.
One or a plurality of the discharge ports 512 may be provided so as to be normally opened at a predetermined height position, or a shutter or the like that opens and closes at an appropriate timing may be added.
A waste developer transport mechanism 66 is provided between the recovery port 641 of the waste developer recovery box 64 and the discharge port 512 of the development housing 51.
[0023]
The waste developer transport mechanism 66 is disposed on the side of the development housing 51 and the toner cartridge 42 as shown in FIGS. 4 to 6, for example. The waste developer collection box 64 has a recovery port 641 and a developer. A discharge duct 512 of the housing 51 is hermetically connected by a connection duct 661, a ring-shaped space portion 662 is formed in a part of the connection duct 661, and a recovery fin 663 is disposed in the ring-shaped space portion 662. Is.
Here, as the recovery fins 663, a mode in which a plurality of fin members 665 are provided at predetermined intervals around the rotor 664 is used, and among the connection ducts 661 that define the ring-shaped space portion 662, the recovery fins 663. The recovery port 641 is disposed at a position facing the fin movement locus, and a communication port 666 is opened at a portion corresponding to the recovery port 641. Note that it is possible to reduce the cost if the recovery fins 663 are manufactured by resin molding or the like.
[0024]
Further, in the present embodiment, the process cartridge 40 includes a cartridge holder 401 for holding each photosensitive member cartridge 41, the toner cartridge 42, and other devices as shown in FIG. Is provided with a movable holder 402 to which the toner cartridge 42 is pressed in a swingable manner, and the engagement state between the movable holder 402 and the engagement piece 611 on the toner cartridge 42 side is released, whereby the toner cartridge 42 is removed from the cartridge holder 401. Is made to leave. In FIG. 4, the engagement piece 611 of the toner cartridge 42 is not shown.
[0025]
The process cartridge 40 is provided with a drive transmission system 70.
For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the drive transmission system 70 has a drive motor 71 fixed to the apparatus body 20 side, and a drive coupling gear 73 that meshes with a drive shaft gear 72 of the drive motor 71. A coupling 74 is provided, and the drive coupling gear 73 is supported so as to be movable in the axial direction with respect to the apparatus body 20, and the drive coupling gear 73 is separated from the process cartridge 40 by a biasing spring 75. Further, the drive shaft gear 72 and the drive coupling gear 73 are both helical gears, and a torque limiter 76 is attached to the drive coupling gear 73 shaft.
On the other hand, the cartridge holder 401 of the process cartridge 40 is provided with a CRU side coupling 77, and the CRU side coupling 77 is releasably connected to the drive side coupling 74.
[0026]
In the present embodiment, the drive transmission system 70 operates as follows.
That is, when the drive motor 71 is transmitted in a predetermined direction, a thrust force in the direction of arrow A in the figure is generated at the meshing portion of the drive shaft gear 72 and the drive coupling gear 73 due to the rotational direction and the torque limiter 76 load. . Then, the driving side coupling 74 is coupled to the CRU side coupling 77 against the biasing force of the biasing spring 75 by this thrust force.
On the other hand, when the drive motor 71 is stopped, the thrust force disappears in the meshing portion of the drive shaft gear 72 and the drive coupling gear 73, so that the drive side coupling 74 is moved backward by the biasing force of the biasing spring 75, The connection state between the drive side coupling 74 and the CRU side coupling 77 is released.
When releasing the coupled state of the coupling, the drive motor 71 is rotated in the reverse direction to that at the time of coupling, and thereby the meshing portion of the drive shaft gear 72 and the drive coupling gear 73 is in the direction opposite to that at the time of coupling. A thrust force may be generated to release the connection state between the two.
If such a connection release mechanism is used, a separate separate part is not required for releasing the coupling of the coupling, and the structure of the connection release mechanism can be simplified correspondingly.
[0027]
Next, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in the process cartridge 40, the photosensitive drum 31 is charged by the charging device 32, and a latent image is formed on the photosensitive drum 31 by the exposure device 33, and then visible by the developing device 34. An image (toner image) is formed.
On the other hand, the sheet is fed from the sheet supply device 22 to the sheet conveyance path 23 at a predetermined timing, positioned by the registration roll 24 and then conveyed to the transfer site.
Then, the toner image on the photosensitive drum 31 is transferred to a sheet by the transfer device 35, and after the unfixed toner image on the sheet is fixed by the fixing device 25, the fixed sheet is discharged to the discharge tray 27. . The residual toner on the photosensitive drum 31 is cleaned by the cleaning device 36.
[0028]
In such an image forming process, the scanning light from the exposure device 33 reaches the latent image writing position P of the photosensitive drum 31 through the scanning path 62 of the process cartridge 40. There is no concern of impairing exposure scanning.
In the developing device 34, the amount of toner consumption increases as the image forming process proceeds. However, according to the algorithm of the toner supply control device (not shown), new toner in the toner supply box 63 enters the development housing 51 through the toner supply duct 65. It is replenished sequentially.
The new toner replenished in the developing housing 51 is agitated and mixed with the developer in the developing housing 51 by the agitating / conveying augers 53 and 54, and supplied to the developing roll 52 side with a predetermined charging characteristic. The developer held on the developing roll 52 is supplied to the developing area with the photosensitive drum 31.
[0029]
Further, in the developing device 34, a part of the developer in the developing housing 51 is circulated and moved in the developing housing 51 by the agitating / conveying augers 53 and 54 without being used for development.
Since such a developer is deteriorated and it becomes difficult to maintain charging characteristics and the like, in this embodiment, waste developer (mainly deteriorated developer) is periodically discharged from the discharge port 512 of the development housing 51. Alternatively, it is discharged at a predetermined timing.
As shown in FIGS. 4 and 5, the waste developer is transported to the recovery fins 663 in the waste developer transport mechanism 66 and enters the waste developer recovery box 64 through the recovery port 641 of the waste developer recovery box 64. After falling and recovered, the material is appropriately leveled by a leveling agitator 642.
[0030]
A layout of the process cartridge 40 in the apparatus main body 20 is shown in FIG.
As a comparative form, a toner cartridge 42 ′ (in this example, only a toner replenishing box 63 ′ is provided) is incorporated downstream of the latent image writing position P of the photosensitive drum 31 (downward in this example). A process cartridge 40 'is shown.
Here, when comparing the process cartridge 40 according to the present embodiment with the process cartridge 40 ′ according to the comparative embodiment, the bottom position of the process cartridge 40 according to the present embodiment is in the comparative embodiment. Compared with the sheet feeding device 22 and the like disposed in the lower part of the apparatus main body 20, the restrictions on the layout are eliminated.
[0031]
In the present embodiment, since the toner supply box 63 is disposed on the upstream side (the upper side in this example) of the latent image writing position P of the photosensitive drum 31, the apparatus main body is compared with the comparative embodiment. The occupied space in the space above the scanning light line k in 20 increases. However, originally, in the comparative form, the lower space of the discharge tray 27 in the apparatus main body 20 was a dead space D. Therefore, the dead space D is effectively used, and the space occupied by the toner supply box 63 is Therefore, when using the process cartridge 40 according to the present embodiment, it is not necessary to significantly change the upper specification of the apparatus main body 20.
Further, even when the toner supply amount in the toner supply box 63 is increased, for example, if the upper space in the apparatus main body 20 is used effectively, the upper specification (discharge tray) of the apparatus main body 20 is used. 27 around) is almost unchanged.
Therefore, the apparatus main body 20 can be shared when constructing image forming apparatuses of various specifications.
In addition, even if the upper specification of the apparatus main body 20 is unavoidably changed, a slight specification change such as slightly raising the position of the discharge tray 27 is sufficient. For this reason, when the lower space of the apparatus main body 20 is compressed as in the comparative embodiment, a large specification change such as changing the layout on the sheet supply apparatus 22 side is required. So, no major specification changes are required.
[0032]
Next, the attaching / detaching operation of the process cartridge 40 according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, a cartridge receiving portion 80 in which the process cartridge 40 is detachable is formed in the apparatus main body 20, and this cartridge receiving portion 80 is a guided portion of the cartridge holder 401 of the process cartridge 40. A guide portion 81 such as a guide groove that is movably engaged is provided.
In this embodiment, a part of the bottom wall of the discharge tray 27 is formed as an opening / closing cover 82, and the opening when the opening / closing cover 82 is released is a work opening 83 for attaching / detaching the process cartridge 40. It has come to be used as.
[0033]
First, when removing the process cartridge 40 from the apparatus main body 20, for example, as shown in FIG. 10, after opening the opening / closing cover 82, the process cartridge 40 is pulled out from the cartridge receiving portion 80 of the apparatus main body 20 through the work opening 83. What should I do?
In this state, for example, when the photoconductor cartridge 41 is replaced, the photoconductor cartridge 41 may be removed from the process cartridge 40 as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the cartridge case 411 of the photoconductor cartridge 41 has engaging portions 412 that can be freely engaged with and disengaged from the plurality of engaged portions 403 on the cartridge holder 401 side. On the other hand, it is detachably positioned and mounted.
[0034]
In the present embodiment, the toner cartridge 42 can be removed from the process cartridge 40.
In this case, as shown in FIG. 12, the movable holder 402 of the cartridge holder 401 is moved down to release the restraint state of the toner cartridge 42 by the movable holder 402, and then the toner cartridge 42 is substantially removed from the cartridge holder 401. What is necessary is just to make it pull out upwards.
Here, in the present embodiment, the toner cartridge 42 may be replaced after the process cartridge 40 is taken out from the apparatus main body 20, but the process cartridge 40 is removed from the apparatus main body 20 as shown in FIG. In addition, it is possible to release the restraint state of the toner cartridge 42 by the movable holder 402, and then draw the toner cartridge 42 from the process cartridge 40 substantially upward. It is kept good.
[0035]
In particular, in the present embodiment, since the photosensitive cartridge 41 and the toner cartridge 42 that are detachable from the process cartridge 40 are provided, the lifetimes of the respective cartridges are different, but they are effectively used up to the respective longest expiration dates. This is preferable.
In this embodiment, since the toner supply box 63 and the waste developer recovery box 64 are integrally provided in the toner cartridge 42, the toner supply box 63 and the waste development can be replaced by replacing the toner cartridge 42. It is possible to replace the agent recovery box 64 at the same time.
Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to use another cartridge for collecting the waste developer, and the operability can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, since it is only necessary to define the replacement timing of the toner cartridge 42 by detecting empty of the replenished toner, it is not necessary to detect whether the waste developer collection box 64 is full.
[0036]
Further, in the present embodiment, the toner cartridge 42 includes a toner replenishment box 63 and a waste developer collection box 64. For example, as shown in FIG. 14, waste toner from the cleaning device 36 is accommodated. Different waste developer collection boxes 68 may be added as necessary.
[0037]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the layout of the developer replenishment box and the waste developer collection box is devised so that the latent image writing position on the image carrier is sandwiched between them.DirectionThe developer supply box on the side,DirectionOn the sideDevelopment housing andSince the waste developer collection box is provided, the developer replenishment function and the waste developer collection function can be compatible while satisfying the demand for downsizing the apparatus.
  In particular, in the present invention, the latent image writing position is overwritten.DirectionSince the developer supply box is disposed on the side, for example, in an image forming apparatus that conveys a sheet substantially upward in the vertical direction, the upper space of the latent image writing position is not set as a dead space. It can be effectively used as a developer replenishment space, and can easily cope with changes in specifications such as the developer replenishment amount with little influence on other elements.
  Furthermore, since the developer replenishment box and the waste developer collection box are integrated into one unit, it is not necessary to use a separate cartridge for collecting the waste developer, and the operability can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, since it is only necessary to define the replacement timing of the unit including both boxes by detecting empty of the replenishment developer, it is not necessary to detect the fullness of the waste developer collection box.
[0038]
Further, according to the process cartridge and the developing device used in the image forming apparatus according to the present invention, it is possible to easily cope with a change in specifications such as downsizing of the image forming apparatus and a developer replenishment amount, and a dead space is generated in the apparatus. Therefore, it is possible to easily realize an image forming apparatus that can achieve both the developer replenishing function and the waste developer collecting function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an image forming apparatus, a process cartridge, and a developing device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an overall configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing details of a process cartridge used in the present embodiment.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part of a process cartridge including a waste developer conveyance mechanism.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing details of a process cartridge including a waste developer conveyance mechanism.
6A is an explanatory view showing a waste developer transport mechanism, and FIG. 6B is a cross-sectional explanatory view taken along line BB in FIG. 6A.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a drive transmission system of a process cartridge.
8 is a view as seen from an arrow VIII in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a layout difference between a process cartridge according to an embodiment and a process cartridge according to a comparative embodiment;
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a process cartridge attaching / detaching operation according to the present embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a process cartridge and a photosensitive cartridge.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between a process cartridge, a developer supply box, and a waste developer collection box.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of replacement work of a developer supply box and a waste developer recovery box.
FIG. 14 is an explanatory view showing a modified form of a development supply box and a waste developer collection box.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Latent image formation means, 3 ... Developing apparatus, 4 ... Developing housing, 5 ... Developer supply box, 6 ... Waste developer collection box, 7 ... Apparatus main body, 7a ... Opening / closing cover, 7b ... Ejection tray, 8 ... process cartridge, 9 (9a, 9b) ... process unit, 10 ... transferapparatus, P ... latent image writing position, S ... sheet

Claims (9)

像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段像担持体上に形成された潜像を現像剤にて可視像化する現像装置、及び、像担持体上に形成された可視像をシートに転写する転写装置を含み、装置本体内に設けられる作像エンジンと、
装置本体の上部に設けられ且つ装置本体のシートが排出される排出口側が低く当該排出口から離れるにつれて高くなる傾斜部を具備する排出トレイと、
装置本体内の作像エンジンの下方に設けられるシート供給装置とを備え、
装置本体の一側にてシート供給装置から供給されたシートを下方側から上方に向けて搬送すると共に、転写装置の転写部位を経て前記排出トレイに排出する態様の画像形成装置において、
現像装置は、現像剤が収容される現像ハウジングに現像剤が補給可能な現像剤補給ボックス及び現像ハウジング内の廃現像剤が回収可能な廃現像剤回収ボックスを夫々連通接続し、
前記排出トレイの傾斜部の下方であって像担持体上の潜像書込位置を挟んで上方側には前記現像剤補給ボックスを配設し、かつ、前記潜像書込位置を挟んで下方側には前記現像ハウジング及び廃現像剤回収ボックスを水平方向に隣接して配設し
更に、現像剤補給ボックスと廃現像剤回収ボックスとを潜像書込用の走査光経路を挟んで一ユニットとして構成し、かつ、現像ハウジングに対して現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスを一体的に分離可能としたことを特徴とする画像形成装置。
A latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, a developing device for visualizing the latent image formed on the image carrier with a developer , and a visible image formed on the image carrier An image forming engine provided in the apparatus main body, including a transfer device for transferring an image to a sheet;
A discharge tray provided at an upper part of the apparatus main body and having an inclined portion that is lower on the discharge outlet side from which the sheet of the apparatus main body is discharged and becomes higher as the distance from the discharge outlet increases;
A sheet supply device provided below the image forming engine in the apparatus main body,
In the image forming apparatus of the aspect in which the sheet supplied from the sheet supply apparatus is conveyed from the lower side to the upper side on one side of the apparatus main body and discharged to the discharge tray through the transfer portion of the transfer apparatus.
The developing device communicates with each other a developer replenishment box capable of replenishing the developer and a waste developer collection box capable of recovering the waste developer in the development housing in a development housing in which the developer is accommodated.
Lower the a lower inclined portion of the discharge tray on the upper sides of the latent image writing position on the image bearing member is disposed to the developer-supply box, and, across the latent image writing position On the side, the developing housing and the waste developer recovery box are disposed adjacent to each other in the horizontal direction ,
Further, the developer supply box and the waste developer recovery box are configured as one unit with the scanning light path for latent image writing interposed therebetween, and the developer supply box and the waste developer recovery box are provided with respect to the development housing. An image forming apparatus characterized by being separable integrally .
請求項1記載の画像形成装置において、
装置本体に対して着脱自在に装着され、像担持体及び少なくとも一つのプロセスユニットが組み込まれたプロセスカートリッジを備え、
このプロセスカートリッジに前記現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスを具備させたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
A process cartridge that is detachably attached to the apparatus main body and includes an image carrier and at least one process unit;
An image forming apparatus, wherein the process cartridge includes the developer supply box and a waste developer recovery box.
請求項記載の画像形成装置において、
現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスはプロセスカートリッジに対して着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2 .
An image forming apparatus, wherein the developer supply box and the waste developer collection box are detachable from the process cartridge.
請求項2又は3記載の画像形成装置において、
少なくとも像担持体を含む像担持体カートリッジがプロセスカートリッジに対して着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2 or 3 ,
An image forming apparatus, wherein an image carrier cartridge including at least an image carrier is detachable from a process cartridge.
請求項2ないし4いずれかに記載の画像形成装置において、
プロセスカートリッジは装置本体上部の開閉カバーを開放することで上方から着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2 ,
An image forming apparatus, wherein the process cartridge is detachable from above by opening an opening / closing cover at an upper part of the apparatus main body.
請求項1ないし5いずれかに記載の画像形成装置において、
現像剤補給ボックスの補給口は現像ハウジングの現像剤収容部より上方に偏位配置されており、現像剤補給ボックスからの新規現像剤は像担持体での潜像書込位置から外れた位置の供給路を経て現像ハウジングに供給可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 ,
The replenishment port of the developer replenishment box is offset above the developer accommodating portion of the development housing, and the new developer from the developer replenishment box is positioned away from the latent image writing position on the image carrier. An image forming apparatus configured to be supplied to a developing housing through a supply path.
請求項1ないし5いずれかに記載の画像形成装置において、
廃現像剤回収ボックスの回収口は現像ハウジングの廃現像剤の排出口より上方に偏位配置されており、現像ハウジングから排出された廃現像剤は回転搬送体を介して上方に位置する廃現像剤回収ボックスの回収口に搬送されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 ,
The collection port of the waste developer collection box is offset above the waste developer discharge port of the development housing, and the waste developer discharged from the development housing is disposed above the rotating conveyance body. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is transported to a recovery port of an agent recovery box.
請求項2ないし5いずれかに記載の画像形成装置で用いられるプロセスカートリッジ。A process cartridge used in the image forming apparatus according to claim 2 . 請求項1ないしいずれかに記載された画像形成装置に用いられる現像装置。A developing device for use in an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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