JPS6310424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数個の画像形成手段をプロセスカー
トリツジとして一体化し、これを着脱することに
より装置の保守、消耗品の補給を行うようなプロ
セスカートリツジ、及びこのカートリツジを用い
る画像形成装置に関するものである。その適用装
置としては電子写真複写機、記録装置等がある。

〔従来技術〕

近年、複写機、レーザビームプリンター等の電
子写真画像形成装置において、電子写真感光体、
帯電器、現像器、クリーニング器等と一体化して
プロセスカートリツジとし、このプロセスカート
リツジを着脱交換することにより装置のメンテナ
ンスを図ることが提案されており、実用化もされ
ている。このような方式は次のような利点をも
つ。

(1) 現像剤（以下トナーと称する）の補給や、ク
リーニング手段内の使用済みトナー（以下排ト
ナーと称す）の処理を行うことが不要で、一括
してしかも簡便に使用者が保守を行うことが出
来る。

(2) 感光ドラム等の所定の寿命を有する部品を別
個に夫々交換する必要がなく、一括して交換す
ることが出来る。

(3) 上記(1)，(2)の作業は従来、専門の技術者が行
つていたが使用者でも容易に出来る。

(4) 異なつた機能をもつプロセスカートリツジ
（例えば色など）を交換することにより簡易に
色交換等が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年、感光体の寿命が技術の進
歩につれ増大してきていることから、上記のプロ
セスカートリツジの中で本来交換すべき時期が部
品毎に大きく異つてくることがある。この場合す
べて一体化して、交換するケースでは最短の寿命
を有する部品に合わせて交換することになるた
め、部品によつても未だ使用可能であるにも拘ら
ず交換廃棄されてしまうことになれば、ある意味
では資源の無駄使いとなる。

そこで、上記プロセスカートリツジを２つの部
分に独立して分割し、夫々のカートリツジの交換
時期を変えることが考えられる。例えば長寿命の
感光体、帯電器、クリーニング器を含む第１プロ
セスカートリツジと、現像器を含む第２プロセス
カートリツジとに分け、第２プロセスカートリツ
ジは収納するナトーの量に限界があるため500枚
〜3000枚の寿命とし、一方の第１プロセスカート
リツジは5000〜20000枚の寿命として交換を行う
ことが考えられる。

しかしながら、この場合にはクリーニング器で
感光体表面から除去した廃棄すべきトナー（以下
廃トナー）の処理が問題となる。即ち、第１プロ
セスカートリツジは長寿命であるのでクリーニン
グ器内の廃トナーの量は膨大な量となり、そのた
め第１プロセスカートリツジの大型化を招き、同
時に装置本体を大型化するから好ましくない。ま
た、すべての部材を一体化したカートリツジの場
合は、最初に現像部に充填されているトナー以上
のトナーはクリーニング器内にたまらないため、
その各量だけもつておけば問題は生じない。しか
し、上述のような現像器とクリーニング器とを別
個にすると、使い方によつては交換時期までは収
納容量以上の廃トナーが蓄積する可能性があり、
そのためクリーニング性能に支障をきたしたり、
トナーがクリーニング器からあふれだすおそれが
ある。

また、従来の一般の複写機等のように廃トナー
収納容器を設け、これに廃トナーを集め、時折使
用者がこれをすてることも考えられる。しかし、
このために廃トナー容器やその容器にたまつたト
ナー量を検知する手段が必要となつたり、また、
いちいち使用者が捨てる手間が必要で、前述のカ
ートリツジ化にする意味がなくなつてしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような２つのカートリツジにおい
ても、廃トナー処理が全く問題とならないような
装置を提供するものである。

〔問題を解決するための構成〕

上記問題点を解決する本発明は次のカートリツ
ジ及びこれらカートリツジを用いる装置であつ
て、そのプロセスカートリツジとは、画像形成装
置本体に装填したとき、電子写真感光体、電子写
真感光体の周囲に静電潜像形成手段、現像手段、
転写手段、クリーニング手段が順次配置されるべ
く、この画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
カートリツジが、このカートリツジとは別体に設
けられたクリーニング手段によりクリーニング除
去された廃トナーを収納する廃トナー収納部と、
電子写真感光体の静電潜像を現像する現像手段
と、上記廃トナー収納部と現像手段とを一体支持
する支持手段とを有するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を述
べる。

第１図は本発明の一実施例を適用した電子写真
複写装置の主要部断面図である。

図の装置１は電子写真法を用いた複写装置で、
導電性ドラム基体上に光導電層を設けた電子写真
感光ドラム２が、矢印方向に回転可能なように軸
支されている。このドラム２の周囲にはドラムの
回転方向に従つて、コロナ放電器３、短焦点光学
素子アレイ４、現像器５、転写コロナ放電器６、
クリーニング器７が配設されている。そしてこの
装置１では、感光ドラム２と共に放電器３、クリ
ーニング器７が筐体８により一体的に支持されて
おり、これを第１プロセスカートリツジと呼ぶ。

この筐体８は本体側に固設されているガイドレ
ール９により案内支持され、本体装置の所定の受
容部に対して着脱される。

一方、現像器５は第１プロセスカートリツジと
は別体となつており、本体側に固設されているガ
イドレール２０，２１により支持され、第１プロ
セスカートリツジとは独立に着脱可能である。こ
れを第２プロセスカートリツジと呼ぶ。現像器５
としては、従来周知の上部にトナーを収納するホ
ツパー５ａとクリーニング器から排出される廃ト
ナー収納部５ｃを有し、下部にはトナーを感光ド
ラム２に供給するための回転体５ｂを有してい
る。具体的にはトナーとしては磁性トナーによる
一成分現像剤やトナーと磁性キヤリアとを使用す
る二成分現像剤の使用が適用できる。また、回転
体５ｂとしては、表面に磁極を有した回転する磁
気ローラ、又は内部に磁気ローラを有しその周面
に沿う様に非磁性スリーブを設けたもの等の使用
が可能である。また、クリーニング器としては、
感光ドラム面からトナーを除去する部材としてブ
レード板を使用したもの、又はフアーブラシを使
用したものが適用できる。

上記第１図の実施例においては、現像器は一成
分磁性トナーを用い後者の構成の回転体を適用
し、クリーニング手段７は前者の構成を適用して
いる。

上記複写装置においては、コロナ放電器３で感
光ドラム２の表面を所定極性で均一に帯電し、次
いで装置本体上部の往復移動する原稿台１０の原
稿をランプ１１で照明し、反射光を素子アレイ４
を介してドラム２上に露光して潜像を形成する。
形成された潜像は現像器５により現像され、その
現像像は転写コロナ放電器６により転写される。
転写材は転写材供給トレイ１２に操作者の手動作
により供給され、搬送ローラ１３とタイミングロ
ーラ１４を介して転写部に搬送される。転写を終
了した転写材は分離部材１５により分離され、移
動路１６を介して定着器１７に送られて定着さ
れ、更に排出ローラ１８を介して排紙トレイ１９
上に送り出される。

第２図は、上記装置本体と第１プロセスカート
リツジＡとの着脱関係を示す斜視図で、上記感光
ドラムを内包する第１プロセスカートリツジは、
本体の前とびら２２を開け、操作者が手動作で上
記レール９に沿つて筐体８を引出すこと、又は押
し込むことにより行う。図中の矢印２３は第１プ
ロセスカートリツジの着脱にともなう第１プロセ
スカートリツジ筐体の移動方向を示す。

この第１プロセスカートリツジを取出すとき
は、第２プロセスカートリツジＢを装置本体から
あらかじめ取出しておくことによりおこない、第
２プロセスカートリツジを取出す場合は、第１プ
ロセスカートリツジを装填したままでカートリツ
ジ取出すことが出来る。この第２プロセスカート
リツジの着脱方向も第２図の矢印２３の方向にお
なじである。

前述のように第２プロセスカートリツジは現像
に供されるトナーを収納するホツパー５ａと、ク
リーニング器で回収された廃トナーを収納する部
分５ｃの２つの空間を有し、これらの２つの空間
は壁５ｄで仕切られており、互に混ざらないよう
になつている。廃トナー収納部５ｃとクリーニン
グ器はパイプによつて接続されており、クリーニ
ング器内部にあるスクリユー２４によつてパイプ
内に押し出された廃トナーは、上記収納部５ｃに
収納される。第３図はその様子を示す模式図であ
る。

第３図において２４はクリーニング器内のスク
リユー、２５はクリーニング器と現像器５を結ぶ
パイプである。

第４Ａ図はクリーニング器からのパイプ２５の
先端部分の断面図で第４Ｂ図は排トナーの収納部
の部分断面図を示す。一方、第５図は着脱時にお
けるクリーニング器からのパイプと第２プロセス
カートリツジとの結合の様子を示したもので、ま
ず両者いずれか装填されていないとき第２プロセ
スカートリツジの廃トナー収納部５ｃは、周部部
材２６と部分的な開口３４を有し、この開口はふ
た２７で閉じられている。ふた２７は軸２８を中
心に開閉自在でありレバー２９を押すことによ
り、例えば本体のガイドレール２０などにより押
されることにより開口３４が開けられる。クリー
ニング器からのパイプ２５の先端は、絞りこんで
先を細くした部分３１を有し、その中に弁３２を
もつておりこれはバネ３３によりパイプの先端を
閉じるように先端側に押しつけられている。両者
が結合されるとき、ふた２７が開き、第２カート
リツジの廃トナー収納部５ｃの内部にあるピン３
０が弁３２をおすことによりパイプ２５の先端が
あき、同時にパイプ２５が開口部３４に装填され
る。

このようにして両者の結合がなされ、クリーニ
ング器の中のスクリユー２４によつて押し出され
た廃トナーは、その圧力により第２プロセスカー
トリツジの廃トナー収納部５ｃの中に送りこま
れ、同時に一方を本体よりとり外した場合には、
両者共トナーがもれだすおそれはない。

第６図、第７図は第２プロセスカートリツジの
別の実施例を示したものである。

第６図において、現像されるトナーのホツパー
５ａと、廃トナー収納部５ｃとは可撓性の部材３
５で仕切られている。可撓性の部材３５は例えば
薄いゴムシートや、折りたたまれたプラスチツク
シートなどからなり、第６図のように第２プロセ
スカートリツジの使用初期のうちは末だ廃トナー
が少ないため、その空間体積はほとんどない。し
かし、第２プロセスカートリツジが使用され現像
することで収容トナーが減少するに従い、ホツパ
ー５ａの容積は少なくて良くなり、同時に廃トナ
ーが送りこまれる排トナー収納部の容積は、可撓
性部材３５が第７図のように広がると共に増大し
ていく。

このような構成にすることにより予め、現像ト
ナー収納用のホツパー５ａと廃トナー収納用の空
間５ｃとをはじめからそれぞれ確保する必要がな
く、第２プロセスカートリツジの大きさを極力小
さくすることが可能であり、ひいては本体を小さ
くすることができる。

〔他の実施例〕

前記実施例中、第１プロセスカートリツジの構
成として、クリーニング器と電子写真感光体のみ
で構成してもよいし、更にこれに帯電器や補助露
光手段や、除電器のような補助帯電器等をも含ん
でもよい。また、第２プロセスカートリツジの構
成として、第８図の如く現像器の他の補助露光手
段や補助帯電器等を含んでもよい。

第８図の実施例においては、本発明による第２
プロセスカートリツジの別の実施例を示したもの
で第２プロセスカートリツジは、現像器３５、転
写前帯電器３６、廃トナー収納容器３７及びこれ
らを結合する枠体３８からなるものである。

上記転写前帯電器はシールド板３９と帯電ワイ
ヤ４０からなり第１プロセスカートリツジが本体
に装填されたとき、トナーと同極性の電圧が帯電
ワイヤに印加され、コロナ放電により、現像後の
ドラム上のトナーを同極性で更に帯電するもので
あり、これはドラム上のトナーの電荷を大きくす
ることにより転写の効率を向上させるためのもの
である。

本実施例においてもクリーニング器により回収
されたトナーは、第３図に示したような手段で廃
トナー収納容器に回収され、第２プロセスカート
リツジがその寿命に達したとき、例えばトナーが
なくなつた場合や、転写前帯電器が汚れ等で寿命
に達したときなどに一括して第２プロセスカート
リツジが交換される。この場合においても廃トナ
ーは特別に捨てる必要はなく、かつクリーニング
器を大きくとる必要がないため、装置の小型化が
容易であり、使用者にも非常に操作が容易な形で
保守が可能である。

〔発明の効果〕 以上述べたように電子写真感光体とクリーニン
グ器を含む第１プロセスカートリツジと、現像器
を含む第２プロセスカートリツジが各々が独立に
一体的に着脱・交換可能な画像形成装置に、第１
プロセスカートリツジのクリーニング器によつて
回収された廃トナーを第２プロセスカートリツジ
内に収納することにより、第１プロセスカート
リツジの大きさを小さくするとか可能であり装置
全体の小型化が可能となる。廃トナー処理は不
要であり、寿命となつた第２プロセスカートリツ
ジを交換するのみで操作が簡便であり、且つ使用
者の手を汚したりするおそれがない。それとと
もに第１カートリツジの使用寿命を極力のばすこ
とが可能となるという利点をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置全体の断面図、第２図は
第２プロセスカートリツジを着脱する様子を示す
斜視図、第３図は第１及び第２プロセスカートリ
ツジの動作時の平面図、第４Ａ図はクリーニング
器からのパイプの先端部分の断面図、第４Ｂ図は
排トナー収納部の部分断面図、第５図は排トナー
を第１プロセスカートリツジに送り込むための結
合部断面図、第６図と第７図は現像器の長手方向
断面図、第８図は他の実施例を示す第２プロセス
カートリツジの断面図である。 図において、２……電子写真感光体である感光
ドラム、５……現像器、７……クリーニング器、
２５……クリーニング器と現像器を結ぶパイプを
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像形成装置本体に装填したとき、電子写真
   感光体、電子写真感光体の周囲に静電潜像形成手
   段、現像手段、転写手段、クリーニング手段が順
   次配置されるべく、この画像形成装置本体に着脱
   可能なプロセスカートリツジが、 このカートリツジとは別体に設けられたクリー
   ニング手段によりクリーニング除去された廃トナ
   ーを収納する廃トナー収納部と、 電子写真感光体の静電潜像を現像する現像手段
   と、 上記廃トナー収納部と現像手段とを一体支持す
   る支持手段と、 を有することを特徴とするプロセスカートリツ
   ジ。 ２ 画像形成装置本体に装填したとき、電子写真
   感光体、電子写真感光体の周囲に静電潜像形成手
   段、現像手段、転写手段、クリーニング手段が順
   次配置されるべく、この画像形成装置本体に着脱
   可能なプロセスカートリツジが、 このカートリツジとは別体に設けられたクリー
   ニング手段によりクリーニング除去された廃トナ
   ーを収納する廃トナー収納部と、 装填に連動して上記廃トナー収納部の開口を開
   放する開閉ぶたと、 電子写真感光体の静電潜像を現像する現像手段
   と、 上記廃トナー収納部と現像手段とを一体支持す
   る支持手段と、 を有することを特徴とするプロセスカートリツ
   ジ。 ３ 電子写真感光体に形成した静電潜像をトナー
   で現像する現像手段と、トナー画像転写後感光体
   の表面から残留トナーをクリーニング除去するク
   リーニング手段とを有する画像形成装置が、 電子写真感光体と、電子写真感光体の表面から
   残留トナーをクリーニング除去するクリーニング
   部材と、除去した廃トナーをこのカートリツジと
   は別体に設けられた廃トナー収納部に廃出するト
   ナー廃出手段とを有するクリーニング手段と、電
   子写真感光体とクリーニング手段とを一体支持す
   る支持手段とを有する第１プロセスカートリツジ
   と、 電子写真感光体の静電潜像を現像する現像手段
   と、第１プロセスカートリツジに設けられた電子
   写真感光体の表面からクリーニング除去された廃
   トナーを収納する廃トナー収納部と、現像手段と
   廃トナー収納部とを一体支持する支持手段とを有
   する第２プロセスカートリツジと、 上記第１及び第２プロセスカートリツジを装置
   本体の所定の位置に支持する受容部と、 を有することを特徴とする画像形成装置。 ４ 電子写真感光体に形成した静電潜像をトナー
   現像する現像手段と、トナー画像転写後感光体の
   表面からトナーを回収するクリーニング手段とを
   有する画像形成装置が、 電子写真感光体と、電子写真感光体の表面から
   残留トナーをクリーニング除去するクリーニング
   部材と、除去した廃トナーをこのカートリツジと
   は別体に設けられた廃トナー収納部に排出するト
   ナー排出手段とを有するクリーニング手段と、電
   子写真感光体とクリーニング手段とを一体支持す
   る支持手段とを有する第１プロセスカートリツジ
   と、 電子写真感光体の静電潜像を現像する現像手段
   と、第１プロセスカートリツジに設けられた電子
   写真感光体の表面からクリーニング除去された廃
   トナーを収納する廃トナー収納部と、装填に連動
   して廃トナー収納部の開口を開放する開閉ぶた
   と、現像手段と廃トナー収納部とを一体支持する
   支持手段と有する第２プロセスカートリツジと、 第１及び第２プロセスカートリツジを装置本体
   の所定の位置に支持する受容部と、 を有することを特徴とする画像形成装置。