(57)【要約】【課題】安価なシャッタ機構を有し、プロセスカートリッジ着脱時にシャッタが誤開閉することなく、また画像形成装置稼動時においても、シール性を確保でき、廃トナーの漏れが無く、廃トナー排出部が汚れることのないトナー排出装置を提供する。【解決手段】廃トナー排出開口部Ａ１２３とバネＡ１２２１の付勢による開閉可能なシャッタＡ１２２を備え、廃トナー排出開口部Ａ１２３と画像形成装置の廃トナー受入開口部Ａ１２４の鉛直方向の位置関係（Ｚ０）が、画像形成装置への着脱動作時とセット完了時で変化する。画像形成装置への着脱動作時はＺ０＞０、セット完了時にはＺ０＝０となる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置へ着脱可能なトナー排出装置において、廃トナー排出開口部と、付勢されつつ開閉可能なシャッタとを備え、前記廃トナー排出開口部と、画像形成装置に設けてある廃トナー受入開口部の鉛直方向の位置関係を、画像形成装置への着脱動作時とセット完了時で変化させることを特徴とするトナー排出装置。
【請求項２】
請求項１記載のトナー排出装置において、前記廃トナー受入開口部から前記廃トナー排出開口部への鉛直方向の距離Ｚ０が、画像形成装置への着脱動作時はＺ０＞０、セット完了時にはＺ０＝０となるように移動させる手段を有することを特徴とするトナー排出装置。
【請求項３】
請求項２記載のトナー排出装置において、前記画像形成装置への着脱動作時の移動を行わせる手段が、着脱動作に必要な水平方向の距離にわたって底面から下方に突出するアシスト部材であることを特徴とするトナー排出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のトナー排出装置において、前記廃トナー排出開口部に可撓性のシール部材を備えていることを特徴とするトナー排出装置。
【請求項５】
請求項４記載のトナー排出装置において、画像形成装置へのセット完了時に前記シール部材の撓みや凹み等により前記廃トナー受入開口部から前記廃トナー排出開口部への鉛直方向の距離Ｚ０が「Ｚ０＜０」となる部位を生じさせ得ることを特徴とするトナー排出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のトナー排出装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、前記廃トナー受入開口部に可撓性のシール部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の画像形成装置において、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の画像形成装置において、形状係数ＳＦ−１が１００ないし１８０であって、形状係数ＳＦ−２が１００ないし１８０の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の画像形成装置において、外観形状がほぼ球形状であって、短軸と長軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の画像形成装置において、トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させてなるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能で、請求項１から６のいずれかに記載のトナー排出装置の一部、感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置のうち少なくとも一つを一体的にしてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これら複合機等の電子写真プロセス方式の画像形成装置に用いられるトナー排出装置またはプロセスカートリッジに関し、これらのいずれかを具えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。可視像を転写後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング装置によりクリーニングされ、次の画像形成プロセスに備えられる。
【０００３】
このクリーニングされたトナー等（廃トナーと呼ぶ）はクリーニング装置外に排出する必要がある。トナー排出装置は廃トナーをクリーニング装置から画像形成装置内に設置された廃トナータンクへと搬送する装置である。
【０００４】
一般的にクリーニング装置とトナー排出装置の一部は一体的に構成されている。クリーニング装置はメンテナンス部品のため、画像形成装置から容易に着脱可能となっており、廃トナー排出装置の一部はメンテナンス時に一時的に分断される。この分断部分から画像形成装置稼動時にから廃トナーが漏れないように、スポンジ状のシール部材によりシールされている。したがって、クリーニング装置着脱時には分断部から廃トナーが漏れないよう開閉可能なシャッタを備えているものも多い。
【０００５】
特許文献１には、「トナータンクを遮蔽するトナータンク・シャッタと、廃トナータンク・シャッタとを備え、それらは、プロセスカートリッジが電子写真装置に装着され、電源検出手段が電子写真装置の電源が投入されたことを検出したとき、第２および第３のシャッタ制御手段によって開放される」とある（発明の詳細な説明の段落００２２）。プロセスカートリッジ装着後に電子写真装置の電源をＯＮすると、シャッタ制御手段によりシャッタが開放される構成となっており、シャッタ開放のための駆動手段（同段落００１９）が設けられている。このようにシャッタ開閉のための駆動手段を設けることは機構を複雑化させコストアップの原因となる。
【０００６】
特許文献２には、特許文献１に開示されているようなシャッタ駆動手段を設けることなく、プロセスカートリッジ着脱時にバネ付勢によりシャッタを開閉している。すなわち同文献の発明の詳細な説明の段落００１３には、「シャッタ自体が廃トナー排出パイプの外側に設けられ、または、シャッタを動かす突起が廃トナー排出パイプから突出されており、これらの両者ではシャッタ自体またはこのシャッタを可動させる部材が外部に露出されているので、脱着の際には、これらのシャッタまたは部材に、誤って人手が触れたり装置側の何らかの部材に接触したりすることがある。このため、これらの場合によってはシャッタが開いて、排出口からトナー飛散あるいはトナー落ちするおそれがある。また、一時的であっても、少なくともシャッタによる廃トナー排出口の封止が不完全となって、しかも脱着するために、プロセスカートリッジ自体を動かしていることからも、廃トナー排出パイプからトナーが飛散しやすくなる。」とある。この問題を解決するために、同段落００２２には「プロセスカートリッジおよびトナーボトルは、それぞれ廃トナーを排出する排出口を設けた廃トナーパイプおよびトナーを供給する供給口を設けたトナーパイプを具え、廃トナーパイプおよびトナーパイプにシャッタが設けられ、このシャッタ部材がパイプ外部に突出した部分や部材を有してなく、プロセスカートリッジおよびトナーボトルを装着する対象の画像形成装置本体側に設けられた係合部によって、この装着時にのみシャッタを開位置に移動させるようにしているので、プロセスカートリッジおよびトナーボトルの脱着時などにシャッタ部材が誤って開くことを防止できる」構成としている。
【特許文献１】特許第２７４８８６１号
【特許文献２】特開平11-347858号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この特許文献２のような技術では、廃トナー排出口が廃トナーボトル内に係合される構成となっているため、シャッタ誤開閉による飛散はないが、画像形成装置稼動中に廃トナーボトル内で廃トナーが飛散し、廃トナー排出口が汚れる。そのため、プロセスカートリッジを着脱した際に廃トナー排出口の汚れより廃トナーがこぼれることがある。
【０００８】
また一方で、廃トナー排出装置が不要な構成として、廃トナータンクとクリーニング装置を一体的に構成したものも見られるが、廃トナータンク容量に限界があるため、高寿命化には不利であるため、廃トナータンクを画像形成装置に備えることが多い。
【０００９】
いずれにしても、特にユーザー交換となるプロセスカートリッジにおいてプロセスカートリッジ着脱時に廃トナーがこぼれることは致命的である。また、近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中、現像工程においては、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させようというものである。しかしながら、上記の小粒径化、球形化されたトナーが廃トナーとなった場合には従来の粉砕トナーよりもトナー飛散しやすくなっているので、廃トナー飛散に起因した問題が発生しやすくなっている。
【００１０】
そこで本発明は、安価なシャッタ機構を有し、プロセスカートリッジ着脱時においてもシャッタが誤開閉することなく、また画像形成装置稼動時においても、シール性を確保でき、廃トナーの漏れが無く、廃トナー排出部が汚れることのないトナー排出装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、着脱時にシャッタが画像形成装置と衝突し誤開閉することを防止し、セット時に廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の位置関係を確保できる安価な装置を実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のトナー排出装置のうち請求項１に係るものは、画像形成装置へ着脱可能なトナー排出装置において、廃トナー排出開口部と、付勢されつつ開閉可能なシャッタとを備え、前記廃トナー排出開口部と、画像形成装置に設けてある廃トナー受入開口部の鉛直方向の位置関係を、画像形成装置への着脱動作時とセット完了時で変化させることを特徴とする。
【００１３】
同請求項２に係るものは、請求項１記載のトナー排出装置において、前記廃トナー受入開口部から前記廃トナー排出開口部への鉛直方向の距離Ｚ０が、画像形成装置への着脱動作時はＺ０＞０、セット完了時にはＺ０＝０となるように移動させる手段を有することを特徴とする。
【００１４】
同請求項３に係るものは、請求項２記載のトナー排出装置において、前記画像形成装置への着脱動作時の移動を行わせる手段が、着脱動作に必要な水平方向の距離にわたって底面から下方に突出するアシスト部材であることを特徴とする。
【００１５】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかに記載のトナー排出装置において、前記廃トナー排出開口部に可撓性のシール部材を備えていることを特徴とする。
【００１６】
同請求項５に係るものは、請求項４記載のトナー排出装置において、画像形成装置へのセット完了時に前記シール部材の撓みや凹み等により前記廃トナー受入開口部から前記廃トナー排出開口部への鉛直方向の距離Ｚ０が「Ｚ０＜０」となる部位を生じさせ得ることを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像形成装置のうち請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかに記載のトナー排出装置を用いたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項７に係るものは、請求項６記載の画像形成装置において、前記廃トナー受入開口部に可撓性のシール部材を備えていることを特徴とする。
【００１９】
同請求項８に係るものは、請求項６または７記載の画像形成装置において、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
【００２０】
同請求項９に係るものは、請求項６から８のいずれかに記載の画像形成装置において、形状係数ＳＦ−１が１００ないし１８０であって、形状係数ＳＦ−２が１００ないし１８０の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
【００２１】
同請求項１０に係るものは、請求項６〜９のいずれかに記載の画像形成装置において、外観形状がほぼ球形状であって、短軸と長軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーを用いることを特徴とする。
【００２２】
同請求項１１に係るものは、請求項６〜１０のいずれかに記載の画像形成装置において、トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させてなるものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１２に係るプロセスカートリッジは、請求項６から１１のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能で、請求項１から６のいずれかに記載のトナー排出装置の一部、感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置のうち少なくとも一つを一体的にしてなることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１により本発明の実施対象とする画像形成装置の一例の全体構成を説明する。ここでは、フルカラー複写機を例に挙げて説明する。図示の装置は、画像形成部Ａ、給紙部Ｂ、原稿読み取り部Ｃ、排紙収納部Ｄからなる。画像形成部Ａは、プロセスカートリッジＰＣ、露光装置Ａ１０、中間転写装置Ａ４、転写装置Ａ５、定着装置Ａ８からなる。すなわち排紙型画像形成装置の略中央に画像形成部Ａが配置され、この画像形成部Ａのすぐ下方に給紙部Ｂが配置されている。必要に応じ別の給紙装置を下部に増設することができる。画像形成部Ａの上方には、原稿を読み取るための読み取り部Ｃが、排紙収納部Ｄを隔てて配設されている。画像形成部Ａと読み取り部Ｃとの空間部が排紙収納部Ｄとしてあり、画像形成された記録媒体（以下、用紙と言う）が排紙収納されるようになっている。なお図１内の矢印は用紙の通紙経路を示している。
【００２６】
画像形成部Ａでは、ドラム状をした感光体Ａ１の周囲に、感光体Ａ１の表面に帯電処理を行う帯電装置Ａ２、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する露光装置Ａ１０、感光体Ａ１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化する現像装置Ａ３、複数の感光体Ａ１上でそれぞれ現像されたトナー像を重ね合わせる中間転写装置Ａ４、用紙に転写する転写装置Ａ５、転写後感光体表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置Ａ６、感光体Ａ１等の像担持体表面の摩擦係数を下げるための潤滑剤塗布装置Ａ７、トナー像を得た用紙上のトナーを定着処理する定着装置Ａ８が用紙の搬送経路での下流に配置され、定着装置を通過した用紙は排紙ローラＡ９を経て排紙収納部Ｄに排紙収納されるようになっている。
【００２７】
メンテナンスを容易にするため、感光体Ａ１、帯電装置Ａ２、現像装置Ａ３、クリーニング装置Ａ６等をプロセスカートリッジＰＣとして１つのユニットに組み込み本体装置に対して着脱可能としてある。また、同様の理由からクリーニング装置Ａ６と潤滑剤塗布装置Ａ７とを一つのユニット内に収容し、中間転写装置Ａ４に対して着脱可能としてある。
【００２８】
プロセスカートリッジＰＣは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する４つのユニットを並列して備える。各プロセスカートリッジＰＣの中央には、それぞれ感光体Ａ１が備えられ、その周囲に、帯電装置Ａ２、現像装置Ａ３、クリーニング装置Ａ６を備え、さらに、クリーニング装置Ａ６と潤滑剤塗布装置Ａ７と転写部材Ａ５１とを一体的に収容し、本体装置に対して着脱可能としてある。
【００２９】
露光装置Ａ１０は、原稿読み取り部Ｃで読み取ったデータ、又は図示しないパソコン等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザ光をスキャンさせ、ミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体Ａ１上に静電潜像を形成する。
【００３０】
中間転写装置Ａ４は、各感光体Ａ１上に形成されたトナー像を順次重ね合わせて保持し、中間転写装置Ａ４上に形成されたカラートナー像は転写装置Ａ５により記録紙に転写される構成となっている。この他、転写搬送ベルトによって記録紙を搬送し、各感光体１上に形成されたトナー像を直接記録紙に転写する構成であってもよい。
【００３１】
定着装置Ａ８は、内部にハロゲンヒータ等を有するローラに張架されたベルトと加圧ローラとから構成されており、両者によって形成されるニップ部にて記録紙上のトナーに熱と圧を加えてトナー像を定着させる。この他、一対のローラ、あるいは一対のベルトを用いるものであってもよい。
【００３２】
給紙部Ｂにおいては、未使用の用紙が収容されており、給紙ローラＢ１の回転により、最上紙は給紙カセットから送り出され、レジストローラＡ１１へと搬送される。レジストローラＡ１１は用紙の搬送を一時止め、感光体表面のトナー像と用紙の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転が開始するよう制御される。
【００３３】
読み取り部Ｃでは、コンタクトガラスＣ２上に載置される原稿（不図示）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体Ｃ１が往復移動する。この読み取り走行体Ｃ１により走査された画像情報は、レンズＣ３の後方に設置されているＣＣＤ（Ｃ４）に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、露光装置Ａ１０のレーザダイオード（不図示）の発光により感光体Ａ１の表面に静電潜像が形成される。レーザダイオードからの光信号は、公知ポリゴンミラーやレンズを介して感光体に至る。
【００３４】
トナーには重合トナーを用いる。重合トナーとしては、乳化重合、分散重合、懸濁重合などいずれに限定されるものではないが、例えば、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させてなるものを用いることができる。
【００３５】
従来の重合法に使用される樹脂はスチレン−アクリル系が主体であったが、スチレン−アクリル系樹脂はポリエステル系樹脂に比べ、低温定着性に劣っていた。この原因は、定着温度と転移点Ｔｇのバランスにあることが判明した。同一定着温度を有するスチレン−アクリル系樹脂からなるトナーと、ポリエステル系樹脂からなるトナーのＴｇを比較すると、スチレン−アクリル系樹脂からなるトナーのＴｇが明らかに低くなる。このため、スチレン−アクリル系樹脂からなるトナーの耐熱保存性は、ポリエステル系樹脂からなるトナーに比べ悪くなる。なお、使用するポリエステル系樹脂は、アクリル、エポキシ、ウレタンなどで変性して用いる。変性することにより、トナー物性のコントロールが容易となるほか、製造性も向上する。
【００３６】
また本発明に用いるトナーは、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２がともに１００〜１８０とする。形状係数を示すＳＦ−１は、例えば株式会社日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（型式Ｓ−８００）を用い、１０００倍に拡大した２μｍ以上のトナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介して、例えばニコレー社製画像解析装置（商品名ＬｕｚｅｘＩＩＩ）に導入して解析を行い、
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ×π／４×１００
より算出して得られた値を形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２と定義する。ＭＸＬＮＧは粒子ｐの絶対最大長（外接円Ｃの周長）、ＰＥＲＩは粒子ｐの周囲長、ＡＲＥＡは粒子ｐの投影面積を示す。なお形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合いを示す。粒子ｐの形状が円（球形）から離れると形状係数ＳＦ−１は大きくなる。
【００３７】
形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２がともに１００〜１８０の範囲であることが好ましく、範囲外では粒子の形状が球形から離れて不定形に近づき、トナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、像担持体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
【００３８】
また本発明に用いるトナーは、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲のものであることが好ましい。トナーの平均円形度が０．９３以下の場合、形状係数ＳＦ−１と同様にトナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、像担持体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。平均円形度の測定は株式会社ＳＹＳＭＥＸ製のフロー式粒子像分析装置（型式ＦＰＩＡ−２１００）を用いて測定することができる。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後、０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加え、これを超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて行った。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得られる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出できる。
【００３９】
また本発明に用いるトナーは、外観形状がほぼ球形状であって、短軸と長軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーを用いることが好ましい。
【００４０】
なお図示の装置は、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。今日、電子写真方式等の画像形成装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきている。カラー電子写真装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆるリボルバ型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。リボルバ型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には限界がある欠点があり、後者には、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が可能である利点がある。しかし、最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型の方が注目されてきている。
【００４１】
タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、図示の装置のように、各感光体上の画像を１次転写（転写装置Ａ５）によりいったん中間転写体（中間転写装置Ａ４）に順次転写し、その後、中間転写体上の画像を２次転写装置（中間転写装置Ａ４の転写装置Ａ５）によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体を並べたタンデム型画像形成装置の上流側に給紙装置を、下流側に定着装置を配置しなければならず、大型化する欠点があるが、これに対し、後者は、２次転写位置を比較的自由に設置することができるから、給紙装置および定着装置を画像形成部と重ねて配置することができ、小型化が可能となる等の利点がある。また、前者は、大型化しないように定着装置を画像形成部に接近して配置することとなるから、シートがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置を配置することができず、シートの先端が定着装置に進入するときの衝撃や、定着装置を通過するときのシート搬送速度差等で、定着装置が後端側の画像形成に影響を及ぼす欠点がある。これに対し、後者は、シートがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置を配置することができるから、定着装置がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。このようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
【００４２】
図２は、図１中のプロセスカートリッジＰＣを拡大して示す図である。感光体Ａ１は、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、あるいは、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることができる。環境問題及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物を用いた感光体が好ましい。
【００４３】
帯電装置Ａ２１は、コロナ方式、ローラ方式、ブラシ方式、ブレード方式のいずれであってもよく、ここでは、ローラ方式の帯電ローラＡ２１を示す。帯電ローラＡ２１は、付勢部材Ａ２２により感光体Ａ１に押し当てられている。帯電ローラＡ２１に接続される図示しない電源を備える。帯電ローラＡ２１に高電圧を印加して、感光体Ａ１との間でコロナ放電を発生させ感光体Ａ１の表面を一様に帯電するものである。
【００４４】
現像装置Ａ３は、現像剤を担持して感光体Ａ１に供給する現像剤担持体Ａ３１と、現像ドクタＡ３２、攪拌スクリューＡ３３、トナー供給室等を備える。現像剤担持体Ａ３１は、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持体Ａ３１と、現像剤担持体Ａ３１の内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持体Ａ３１の外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。
【００４５】
現像剤担持体Ａ３１は導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための図示しない電源が接続されている。現像剤担持体Ａ３１と感光体Ａ１との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。中間転写ベルトＡ４を挟んで感光体Ａ１に対向する位置には、転写バイアスローラＡ４２が備えられている。転写バイアスローラＡ４２は図示しない電源が接続されていて、感光体Ａ１上のトナー像を中間転写ベルトＡ４に転写する際電圧が印加されて、感光体Ａ１と中間転写ベルトＡ４の間に電界が形成され、静電気的にトナー像の転写が行われる。
【００４６】
そして、感光体Ａ１から中間転写ベルトＡ４に転写しきれなかったトナーはクリーニング装置Ａ６によって感光体Ａ１上から除去され、トナー排出装置Ａ１２によりプロセスカートリッジ外へ排出される。感光体Ａ１には固形潤滑材Ａ７２が潤滑材塗布部材Ａ７１、均し材Ａ７４により塗布され、感光体Ａ１表面の電気的ハザードから保護されるとともに、クリーニング性が向上する。
【００４７】
これら帯電装置Ａ２、クリーニング装置Ａ６、感光体Ａ１、トナー排出装置Ａ１２の一部は一体となった現像装置Ａ３であり、一体的に交換可能なプロセスカートリッジＰＣとなっている。
【００４８】
図３、図４を用いて、本例のトナー排出装置Ａ１２を説明する。クリーニング装置Ａ６によって感光体Ａ１上から除去されたトナー（廃トナーと呼ぶ）は、廃トナー搬送パイプＡ１２１、シャッタＡ１２２、廃トナー排出開口部Ａ１２３、画像形成装置本体に備えられた廃トナー受入開口部Ａ１２４、シールＡ１２４１、廃トナー搬送パイプＡ１２５を通り、廃トナータンクＡ１２６に搬送される（図中搬送方向を矢印βで示す）。トナー排出装置Ａ１２の一部はプロセスカートリッジＰＣと一体的に構成されており、画像形成装置から着脱可能である。廃トナー排出開口部Ａ１２３と廃トナー受入開口部Ａ１２４でトナー排出装置Ａ１２は分断される。
【００４９】
図５を用いて、シャッタＡ１２２の構成について説明する。シャッタＡ１２２は、バネＡ１２２１の伸縮により開閉可能としてある。プロセスカートリッジＰＣを画像形成装置にセットする時は、バネＡ１２２１が画像形成装置の所定の個所より圧縮されることでシャッタＡ１２２が開き（図５Ａ）、着脱時はバネＡ１２２１が伸びることでシャッタＡ１２２が閉じる（図５Ｂ）。このようにバネの弾性力のみで開閉可能な簡易な構成であるため、トナー漏れや、汚れ等の防止を低コストで実現可能である。なおバネＡ１２２１が伸びた状態では、廃トナー排出開口部Ａ１２３の外側に位置するシャッタＡ１２２の先端側の凹部Ａ１２２２が廃トナー搬送パイプＡ１２１の直下に位置し、廃トナー搬送パイプＡ１２１から落ちてくる廃トナーを受け止め、外に漏らさないようになっている。
【００５０】
図６、図７をも用いて、プロセスカートリッジＰＣの装着について説明する。着脱時はプロセスカートリッジＰＣのアシスト部材Ａ１３Ｐが、画像形成装置側のアシスト部材Ａ１３Ｕに乗る上げ、それによってプロセスカートリッジＰＣが鉛直方向上向きに持ち上げられ（図６Ａ左側部分参照）、シャッタＡ１２２の下面にある廃トナー排出開口部Ａ１２３が、廃トナー受入開口部Ａ１２４よりも上側に位置する。この状態を図７（Ａ）にも示す。廃トナー排出開口部Ａ１２３と廃トナー受入開口部Ａ１２４の距離Ｚ０は、Ｚ０＞０である。なお距離Ｚ０は、廃トナー排出開口部Ａ１２４を基準とした時の廃トナー受入開口部Ａ１２３の鉛直方向の位置でもある。
【００５１】
この状態を維持したままプロセスカートリッジＰＣをスラスト方向αに移動させていくと、バネＡ１２２１が画像形成装置側のアシスト部材Ａ１３Ｕの側面に当たり、圧縮され始めるが、その状態になると、プロセスカートリッジＰＣのアシスト部材Ａ１３Ｐはほぼ画像形成装置側のアシスト部材Ａ１３Ｕを乗り越えており、プロセスカートリッジＰＣを持ち上げるという機能はほぼ作用しなくなり、さらにプロセスカートリッジＰＣをスラスト方向αに移動させていってバネＡ１２２１を圧縮させきった状態では、既にプロセスカートリッジＰＣの持ち上がりは解除されている。これと同時にシャッタＡ１２２が開く。
【００５２】
また廃トナー受入開口部Ａ１２３または廃トナー排出開口部Ａ１２４に例えばスポンジ状の部材等の可撓性を有するシール材Ａ１２４１を備えている。プロスカートリッジＰＣが画像形成装置にセットされた状態では廃トナー排出開口部Ａ１２３がシールＡ１２４１に食込んだ状態となる。このため、距離Ｚ０は、Ｚ０＝０またはＺ０＜０となる。これにより、スラスト方向αへの移動時にシャッタＡ１２２が廃トナー搬出パイプＡ１２６に衝突し、所定の位置以外でシャッタＡ１２２が開閉することを防止できる。すなわち、廃トナー受入開口部Ａ１２３のシール部材から廃トナー排出開口部廃トナー受入開口部Ａ１２４へのシール部材への鉛直方向の位置を「ｚ１」としたとき、画像形成装置への着脱動作時は「ｚ１＞０」、セット完了時には一部分が「ｚ１＜０」、もう一方は「ｚ１＝０」となることで、セット時に廃トナー排出開口部廃トナー受入開口部Ａ１２４と廃トナー受入開口部廃トナー受入開口部Ａ１２３の位置関係を確保し、シール性を十分に確保できる。
【００５３】
以上のように、本発明では、着脱時にシャッタが画像形成装置と衝突し誤開閉することを防止し、セット時に廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の位置関係を確保する安価なトナー排出装置の提供が実現できる。また着脱時に意図することなく、シャッタが画像形成装置と衝突し誤開閉することを防止し、セット時に廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の位置関係を確保でき、セット時に廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の位置関係を確保してシール性を確保することができ、高画質、高精細な画像形成装置の提供を可能としている。また感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の交換が容易なので、サービス性の向上した画像形成装置をも提供できる。
【００５４】
なお、トナーについては上述のものに限定されることはないが、上述のような重合トナーを用いれば、高画質、高精細な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施対象とする画像形成装置の一例の全体構成を示す概略断面図
【図２】図１中のプロセスカートリッジを拡大して示す図
【図３】本発明のトナー排出装置の実施例を示す斜視図
【図４】同正面図
【図５】同シャッタの構造を示す側面断面図
【図６】プロセスカートリッジの装着途中状態の断面図（Ａ）と、プロセスカートリッジの装着完了状態の断面図（Ｂ）
【図７】廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の距離関係を示す図
【符号の説明】
【００５６】
Ａ：画像形成部
Ａ１：感光体
Ａ２：帯電装置
Ａ２１：帯電部材
Ａ２２：付勢部材
Ａ３：現像装置
Ａ３１：現像ローラ
Ａ３２：現像ドクタ
Ａ３３：攪拌スクリュー
Ａ４：中間転写装置
Ａ４１：中間転写ベルト
Ａ４２：転写バイアスローラ
Ａ５：転写装置
Ａ６：クリーニング装置
Ａ７：潤滑材塗布装置
Ａ７１：潤滑材塗布部材
Ａ７２：固形潤滑材
Ａ７３：付勢部材
Ａ７４：均し部材
Ａ８：定着装置
Ａ９：排紙ローラ
Ａ１０：露光装置
Ａ１１：レジストローラ
Ａ１２：トナー排出装置
Ａ１２１：廃トナー搬送パイプ（＠ＰＣ）
Ａ１２２：シャッタ
Ａ１２２１：バネ
Ａ１２２２：シャッタの先端側の凹部
Ａ１２３：廃トナー排出開口部
Ａ１２４：廃トナー受入開口部
Ａ１２４１：シール
Ａ１２５：廃トナータンク
Ａ１２６：廃トナー搬送パイプ（＠画像形成装置）
Ａ１３Ｐ：プロセスカートリッジ側のアシスト部材
Ａ１３Ｕ：画像形成装置側のアシスト部材
Ｂ：給紙部
Ｂ１：給紙ローラ
Ｃ：読み取り部
Ｃ１：読み取り走行体
Ｃ２：コンタクトガラス
Ｃ３：レンズ
Ｃ４：ＣＣＤ
Ｄ：排紙収納部
ＰＣ：プロセスカートリッジ
Ｚ０：廃トナー排出開口部と廃トナー受入開口部の鉛直方向の距離
【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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