(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体等の画像形成手段と、上記感光体の軸方向で画像形成装置本体の正面側から奥側へ現像剤を搬送する第１の搬送部材を内蔵するとともにトナーとキャリアーを混合した２成分現像剤を収容する現像器とをケース内に収納し、画像形成装置本体に装着、使用する際に用いられる２成分現像剤を予め収容しかつ該２成分現像剤を上記現像器内へ投入するための底部開口を除去可能なシール材によりシールしてなる現像剤カートリッジを着脱可能に装着して一体にしてなり、画像形成装置本体に対して着脱可能な画像形成装置用のプロセスユニットであって、
上記感光体の軸線よりも下方に上記現像器を、同上方にクリーニング部を配し、上記クリーニング部で回収したトナーを上記画像形成装置本体手前側へ搬送する第２の搬送部材を設け、
上記ケースの上記画像形成装置本体手前側の外側に、上記クリーニング部で回収し、上記第２の搬送部材により搬送してきたトナーを上記ケースの下部へ流れ落とすための斜面を構成する部位を、上記ケースの上記現像器を収納する部位から延設して上記現像剤カートリッジを装着する部位として設け、
該現像剤カートリッジの装着部位の上面部に、上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する開口を設け、
上記ケースの上記画像形成装置本体手前側で上記第２の搬送部材の端部収納部位を上記現像剤カートリッジの装着部位の上方へ延設し、該延設部位の下面に排出開口を設けるとともに、上記現像剤カートリッジの上部に上記排出開口から排出される回収トナーを受け入れるための上部開口を設け、
上記現像剤カートリッジの取り付け時に上記排出開口及び上部開口を一致させて取り付け得るようにするとともに、該上部開口を、除去可能なシール材によりシールしてなり、回収トナーを上記現像器へ戻してトナーリサイクルを行えるようにしてなることを特徴とする画像形成装置用のプロセスユニット。
【請求項２】
上記現像剤カートリッジの装着部位の上面部に、上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する上記開口とともにトナー補給用の開口を設けてなることを特徴とする請求項１の画像形成装置のプロセスユニット。
【請求項３】
上記現像剤カートリッジが、上面に上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する上記開口とともにトナー補給用の開口を有することを特徴とする請求項１の画像形成装置用のプロセスユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置用のプロセスユニットを用いてな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、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンター、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等の画像形成装置において用いるプロセスユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より２成分現像剤を用いる現像器を有するプロセスカートリッジにおいては、開口部をシールした現像剤カートリッジにそのプロセスカートリッジで使用する現像剤を予め収容しておき、プロセスカートリッジを新たに使用する際、現像剤カートリッジのシールを引き剥がし、現像剤を現像器の現像槽に落としこんで使用を開始するものがある。これは、現像器内に予め現像剤を収容した場合、シールをしないと輸送中等に現像剤がこぼれてしまったり、シールをしようとしてもシールを設置する場所やスペースがなく困難な場合があるためである。
【０００３】
上述のようなプロセスカートリッジでは、現像剤カートリッジは現像装置の長手方向上部に長く設置されている（例えば実開平４−１６４５１号公報参照）ため、現像槽の上部に現像剤カートリッジを設置するスペースが必要である。ところが、画像形成装置の小型化が進むなかで、プロセスユニットの小型化、そのまわりの装置の小型化等で現像剤カートリッジを現像槽の上部に設置するスペースが小さくなってきており、上述のような現像剤カートリッジを設置するスペースが確保しづらくなってきている。そこで本発明は、感光体等画像形成部周りの断面レイアウトに影響を与えないで、現像剤カートリッジを設置できる画像形成装置用のプロセスユニットを提供することを目的とする。
【０００４】
また、従来の現像剤カートリッジは現像剤を排出するための開口が長手方向に長く開いており、従って現像剤カートリッジを密閉するためには、開口部を塞ぐように長いシール材を用いなければならず、このようなシール材を引き剥がす際は開口の長手方向に沿って長く引き抜かなければならす、操作性が悪かった。そこで本発明は、シール材の接着面積が小さくて済み、シール材を引き剥がしやすい現像剤カートリッジを用い得る画像形成装置用のプロセスユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置用のプロセスユニットのうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、感光体等の画像形成手段と、上記感光体の軸方向で画像形成装置本体の正面側から奥側へ現像剤を搬送する第１の搬送部材を内蔵するとともにトナーとキャリアーを混合した２成分現像剤を収容する現像器とをケース内に収納し、画像形成装置本体に装着、使用する際に用いられる２成分現像剤を予め収容しかつ該２成分現像剤を上記現像器内へ投入するための底部開口を除去可能なシール材によりシールしてなる現像剤カートリッジを着脱可能に装着して一体にしてなり、画像形成装置本体に対して着脱可能な画像形成装置用のプロセスユニットであって、上記感光体の軸線よりも下方に上記現像器を、同上方にクリーニング部を配し、上記クリーニング部で回収したトナーを上記画像形成装置本体手前側へ搬送する第２の搬送部材を設け、上記ケース１の上記画像形成装置本体手前側の外側に、上記クリーニング部で回収し、上記第２の搬送部材により搬送してきたトナーを上記ケースの下部へ流れ落とすための斜面を構成する部位を、上記ケースの上記現像器を収納する部位から延設して上記現像剤カートリッジを装着する部位として設け、該現像剤カートリッジの装着部位の上面部に、上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する開口を設け、上記ケースの上記画像形成装置本体手前側で上記第２の搬送部材の端部収納部位を上記現像剤カートリッジの装着部位の上方へ延設し、該延設部位の下面に排出開口を設けるとともに、上記現像剤カートリッジの上部に上記排出開口から排出される回収トナーを受け入れるための上部開口を設け、上記現像剤カートリッジの取り付け時に上記排出開口及び上部開口を一致させて取り付け得るようにするとともに、該上部開口を除去可能なシール材によりシールしてなり、回収トナーを上記現像器へ戻してトナーリサイクルを行えるようにしてなることを特徴とする。
【０００６】
同請求項２に係るものは、上記現像剤カートリッジの装着部位の上面部に、上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する上記開口とともにトナー補給用の開口を設けてなることを特徴とする。
【０００７】
同請求項３に係るものは、上記現像剤カートリッジが、上面に上記現像剤カートリッジの底部開口位置に対応する上記開口とともにトナー補給用の開口を有することを特徴とする。
【０００８】
同請求項４に係る画像形成装置は、請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置用のプロセスユニットを用いてなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図６は本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第１の実施形態を示す図である。図示のプロセスユニットは、ケース１の中央部に画像形成部２を、同下部に現像ユニット３を、同上部にトナー回収部４を形成してなるものである。画像形成部２は、感光体５、帯電ローラ６及びクリーニングブレード７からなり、トナー回収部４は、トナー搬送スクリュー８を備える。なお図１中において、３０は転写ローラ、３１はレジストローラ、３２はレジスト加圧ローラであり、３３は図示せぬ書き込み装置からの書き込み光である。
【００１０】
現像ユニット３は、現像ローラ９、撹拌パドル１０、セパレータ１１、現像ドクター１２、搬送スクリュー１３及びパドル内スクリュー１４からなる。現像ローラ９は、固定された磁石９ａとその外側を回転する現像スリーブ９ｂとからなり、撹拌パドル１０によって汲み上げられた現像剤は現像スリーブ９ｂの外周面に担持され、セパレータ１１によってある一定量に規制され、さらに現像ドクター１２によって現像に必要な現像剤量に規制される。この時、現像ドクター１２を通過しない余剰の現像剤はセパレータ１１の傾斜を流れ落ち、搬送スクリュー１３によって感光体５の軸方向で図示せぬ画像形成装置本体の正面側、即ち図の手前側へ搬送される。現像ユニット３の図手前側では、搬送スクリュー１３の出口からケース１の傾斜部分１ａを通してパドル内スクリュー１４へとつながっており、搬送スクリュー１３で搬送された現像剤は傾斜部分１ａを流れ落ち、パドル内スクリュー１４へと運ばれる。パドル内スクリュー１４は撹拌パドル１０と一緒に回転して、撹拌パドル１０の円筒内を現像剤を図の奥側へ搬送する。このような現像剤の循環経路を図３中に矢印で示す。また撹拌パドル１０の外周にはスパイラル１０ａが構成されており、撹拌パドル１０の外周でも現像剤は奥側へ搬送される。また、撹拌パドル１０の円筒部分には複数の穴１０ｂが設けてあり、撹拌パドル１０の円筒部分の外と内で現像剤の混合、撹拌を行っている。
【００１１】
現像ユニット３で感光体５に現像されたトナーは、ユニット外の転写ローラ３０によって転写紙に転写され、転写残トナーはクリーニングブレード７によって感光体５の表面から除去され、このクリーニングされたトナーはトナー搬送スクリュー８によって、トナー回収部４内を図の手前側へ搬送される。ケース１のトナー回収部４の部位には図の手前側へ突出するようにリサイクル用突出部１５が設けてあり、その下面には回収トナーを排出するための排出開口１５ａを設けてあり、そこからトナーが排出されるようになっている。
【００１２】
また図４によく示されるように、ケース１から画像形成装置本体の正面側へ延出した傾斜部分１ａと、同じく画像形成装置本体の正面側へ突出したリサイクル用突出部１５の間は、現像剤カートリッジ２０の装着部１ｂとしてある。この装着部１ｂの上面には、リサイクル用突出部１５の排出開口１５ａと上下方向で対応する位置に、現像剤カートリッジ２０から現像剤を供給するための供給開口１ｃと、図示せぬトナー補給ユニットからトナーを補給するためのトナー補給開口１ｄが設けてある。
【００１３】
現像剤カートリッジ２０には、図５、図６に示すように、傾斜部１ａの供給開口１ｃ及びリサイクル用突出部１５の排出開口１５ａと一致するように上下に開口２０ａ、２０ｂが設けられ、それぞれフィルム状のシール材２１、２１を接着してシールして密閉し、内部に収納した現像剤がこぼれないようにしてある。なおこれら現像剤カートリッジ２０の開口２０ａ、２０ｂは、図７、８に示すように、１枚のシール材２２でシールしてもよい。
【００１４】
即ち、開口２０ａは傾斜部１ａの供給開口１ｃを通って現像ユニット３内に通じ、開口２０ｂはリサイクル用突出部１５の排出開口１５ａを通してトナー回収部４内に通じ、トナー回収部４で回収され、排出開口１５ａから排出される回収トナーが入り、現像剤カートリッジ２０内を通り、傾斜部１ａ内でパドル内スクリュー１４の手前側へ落ち、パドル内スクリュー１４及び撹拌パドル１０によって現像ローラ９を収納する現像槽部分へと運ばれる。また、新しいトナーは図示せぬトナー補給ユニットから必要に応じて所定量が開口２０ｂから現像ユニット３内へ供給される。なおトナー補給は、現像ユニット３内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサー、感光体５上の画像濃度を検知する画像濃度センサー、書込ユニットの書込信号を積算カウントする画素カウンター等の信号に基づいて周知の手段により行われるが、もちろん上述のセンサー等の信号を組み合わせて処理する手段も知られている。
【００１５】
このようなプロセスユニットを使用する際は、現像剤カートリッジ２０のシール材２１、２１を引き剥がして使用する。引き剥がす作業は、プロセスユニットを図示せぬ画像形成装置本体に装着する前でも後でも良い。シール材２１、２１を引き剥がした時は現像剤は現像ユニット３のパドル内スクリュー１４の周辺に落ちるが、全ての現像剤は落ち得ないで、現像剤カートリッジ２０内にいくらかは残る。プロセスカートリッジを画像形成装置本体にセットして、シール材２１、２１を引き剥がした後、画像形成装置本体のカバーを閉めた時、撹拌パドル１０等を予備回転させ、現像剤を現像ユニット３内に搬送させ、使用可能状態とする。撹拌パドル１０等の予備回転時間は、現像剤が現像ユニット３内に均一に装填される時間とする。画像形成装置本体にプロセスユニットが新品であることを検知する手段を設けて、新品プロセスユニットがセットされた場合のみ、カバーを閉めた時に予備回転が行われるようにし得る。また、新品プロセスユニットがセットされた場合のみ、カバーを閉めた時に通常の予備回転時間よりも長く、現像剤が現像ユニット３内で確実に均一になる時間にわたって撹拌パドル１０等を回転させることもでき得る。
【００１６】
図９ないし図１１は、本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第２の実施形態を示す図である。本実施形態のプロセスユニットは、トナー補給開口をケース１の傾斜部１ａに設けず、現像剤カートリッジ２０の上面に設けたものである。このトナー補給開口２０ｃももちろん使用前にはシール材２１でシールする。その他の構成及び動作は先の実施形態と同様に尽き説明を省略する。なおこれら現像剤カートリッジ２０においても、図１２に示すように、上面の開口２０ｂ、２０ｃと下面の開口２０ａを１枚のシール材２３でシールしてもよい。
【００１７】
図１３は本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第３の実施形態を示す図である。本実施形態のプロセスユニットは、第１の実施形態からのトナーリサイクル機構をはずしたものである。その他の構成及び動作は第１の実施形態と同様に尽き説明を省略する。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る画像形成装置用のプロセスユニットは、装置の小型化等で感光体周りのスペースが狭く、現像器の上部長手方向にスペースがない場合でも、現像剤を予め収容した現像剤カートリッジをプロセスユニットの画像形成装置本体手前側に設置して、感光体周りのスペースが現像剤カートリッジによって圧迫されることなく現像剤カートリッジのスペースを確保でき、現像剤をスムーズに現像器内に補給できる。また、現像剤カートリッジの底部開口は当然あまり大きくないので、シール材の接着面積が小さく、シール材が非常に引き剥がしやすくなる。また、現像剤カートリッジをトナーリサイクル経路としても使用しているため、小型化、部品点数の低減化が図れる。
【００２０】
請求項２、３に係る画像形成装置用のプロセスユニットは、転写後の感光体上残トナーをクリーニングし、現像器に戻してトナーを再使用するプロセスユニットにおいて、現像剤カートリッジをリサイクルトナーの経路およびトナー補給装置からのトナーの経路として使用するため、上記共通の効果に加え、装置構成をさらに簡単なものにできる。
【００２１】
請求項４に係る画像形成装置用のプロセスユニットは、現像剤カートリッジの複数の開口を１枚のシールでシールするため、使用する際のシールの引き剥がす作業が１回で済み、簡単であり、剥がし忘れもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第１の実施形態の外観斜視図である。
【図２】同断面図である。
【図３】図１のプロセスユニットの現像槽部における余剰現像剤の搬送経路を示す斜視図である。
【図４】図１のプロセスユニットの現像剤カートリッジを除いたケースの外観を示す斜視図である。
【図５】図１のプロセスユニットで用いる現像剤カートリッジの外観を示す斜視図である。
【図６】図５の現像剤カートリッジの断面図である。
【図７】現像剤カートリッジの開口を１枚のシール材でシールする例の外観を示す斜視図である。
【図８】図７の現像剤カートリッジの断面図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第２の実施形態の外観斜視図である。
【図１０】図９のプロセスユニットで用いる現像剤カートリッジの外観を示す斜視図である。
【図１１】図１０の現像剤カートリッジの断面図である。
【図１２】図１０の現像剤カートリッジの開口を１枚のシール材でシールする例の外観を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置用のプロセスユニットの第３の実施形態の外観斜視図である。
【符号の説明】
１  ケース
１ａ  ケースの傾斜部分
１ｂ  現像剤カートリッジの装着部
１ｃ  現像剤の供給開口
１ｄ  トナー補給開口
２  画像形成部
３  現像ユニット
４  トナー回収部
５  感光体
６  帯電ローラ
７  クリーニングブレード
８  トナー搬送スクリュー
９  現像ローラ
９ａ  磁石
９ｂ  現像スリーブ
１０  撹拌パドル
１０ａ  スパイラル
１０ｂ  穴
１１  セパレータ
１２  現像ドクター
１３  搬送スクリュー
１４  パドル内スクリュー
１５  リサイクル用突出部
１５ａ  排出開口
２０  現像剤カートリッジ
２０ａ、２０ｂ  開口
２０ｃ  トナー補給開口
２１、２２、２３  シール材
３０  転写ローラ
３１  レジストローラ
３２  レジスト加圧ローラ
３３  書き込み光
【図１】
0003611266.tif 000002
【図２】
0003611266.tif 000003
【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】
0003611266.tif 000008
【図８】
0003611266.tif 000009
【図９】
0003611266.tif 000010
【図１０】
0003611266.tif 000011
【図１１】
0003611266.tif 000012
【図１２】
0003611266.tif 000013
【図１３】
0003611266.tif 000014