(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
請求項２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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
請求項１ないし７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。
【発明の詳細な説明】
【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方側に現像剤補給ボックスを、下方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、潜像書込位置の上方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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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