プロセスカートリッジおよび画像形成装置
【課題】
寿命が長いプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】
プロセスカートリッジにおいて、露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持してトナー像を被転写体に転写する像保持体１１と、像保持体上の潜像をトナーで現像して像保持体上にトナー像を形成する現像器１３と、被転写体へのトナー像の転写後に像保持体１１上に残存するトナーを除去することにより像保持体１１を清掃する清掃器７１とを有する画像形成部１０、画像形成部から離れた位置に設けられた、現像器１３への補給用のトナーが収容されたトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部７３、および画像形成部１０と容器装着部７２とに挟まれた空間に広がる、清掃器７１により像保持体１１から除去されたトナーを収容するトナー収容箱７２を備えた。
寿命が長いプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】
プロセスカートリッジにおいて、露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持してトナー像を被転写体に転写する像保持体１１と、像保持体上の潜像をトナーで現像して像保持体上にトナー像を形成する現像器１３と、被転写体へのトナー像の転写後に像保持体１１上に残存するトナーを除去することにより像保持体１１を清掃する清掃器７１とを有する画像形成部１０、画像形成部から離れた位置に設けられた、現像器１３への補給用のトナーが収容されたトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部７３、および画像形成部１０と容器装着部７２とに挟まれた空間に広がる、清掃器７１により像保持体１１から除去されたトナーを収容するトナー収容箱７２を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジとして、例えば特許文献１には、感光体、帯電手段、クリーニングブレードを備えたプロセスカートリッジが示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、クリーニングブレード、廃トナー回収タンク部、およびトナー供給タンク部が結合されたユニット体が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１９７９３１号公報
【特許文献２】特開平０６−８３１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、カートリッジ内により多くの廃トナーを収容することが可能なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るプロセスカートリッジは、
露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持してこのトナー像を被転写体に転写する像保持体と、像保持体上の潜像をトナーで現像して像保持体上にトナー像を形成する現像部と、上記被転写体へのトナー像の転写後に像保持体上に残存するトナーを除去することにより像保持体を清掃する清掃手段とを有する画像形成部、
上記画像形成部から離れた位置に設けられた、上記現像部への補給用のトナーが収容されたトナー容器が装着される容器装着部、および
上記画像形成部と上記容器装着部とに挟まれた空間に広がる、上記清掃手段により上記像保持体から除去されたトナーを収容するトナー収容部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る画像形成装置は、
請求項１記載のプロセスカートリッジ、
上記プロセスカートリッジが装着されるカートリッジ装着部、
上記カートリッジ装着部に装着されたプロセスカートリッジを構成する上記像保持体を露光してこの像保持体上に潜像を形成する露光手段、
上記被転写体を、上記像保持体からトナー像の転写を受ける位置を経由する搬送経路上を搬送する搬送手段、および
上記像保持体から転写を受けたトナー像を上記被転写体上に定着する定着部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジを構成する上記画像形成部、上記トナー収容部および上記容器装着部が上記カートリッジ装着部への着脱方向に配列されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジが、上記カートリッジ装着部に、上記容器装着部が装着方向最後尾に位置する向きに装着されるものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る画像形成装置は、
上記像保持体が横に延びる回転軸の回りに回転し、上記露光器がこの像保持体を光ビームにより横方向に走査することによってこの像保持体上に潜像を形成するものであって、
上記トナー収容部は、上記光ビームの走査領域よりも上に広がる第１収容部と、上記光ビームの走査領域の両脇からこの走査領域よりも下方にまで、この第１収容部から間仕切りなしに延在した一対の第２収容部とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る画像形成装置は、上記トナー収容部が、上記プロセスカートリッジの着脱方向に広がる、上壁および下壁を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係るプロセスカートリッジおよび請求項２に係る画像形成装置は、トナー収容部が画像形成部と容器装着部とに挟まれた空間に広がらない場合と比較して、プロセスカートリッジ内に廃トナーをより多く収容することができる。
【００１３】
請求項３に係る画像形成装置は、画像形成部、トナー収容部および容器装着部が着脱方向に配列されていない場合と比較してカートリッジを装着する開口の小型化が可能である。
【００１４】
請求項４に係る画像形成装置は、プロセスカートリッジが装着された状態でも、トナー容器が単体で着脱できる。
【００１５】
請求項５に係る画像形成装置は、第２収容部を有していない場合と比較してトナー収容箱の容量が増大する。
【００１６】
請求項６に係る画像形成装置は、本構成を有していない場合と比較してプロセスカートリッジの着脱における他部品との接触が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示す画像形成装置の扉を開いた状態を示す斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジを取り出す途中の状態を示す斜視図である。
【図５】プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図７】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図８】プロセスカートリッジの廃トナー回収容器および感光体を示す図である。
【図９】図５に示すプロセスカートリッジに装着されるトナー容器を示す斜視図である。
【図１０】容器装着部を示す透視図である。
【図１１】トナー容器のロックが解除された状態を示す透視図である。
【図１２】図１に示す画像形成装置から、プロセスカートリッジを取り除いた状態を示す断面図である。
【図１３】プロセスカートリッジの側面を示す図である。
【図１４】画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着される途中の状態を示す図である。
【図１５】画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。また、図２は、図１に示す画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【００２０】
図１および図２に示す画像形成装置１は、用紙上に電子写真方式により画像をプリントするプリンタである。画像形成装置１は、トナー像形成部１０、露光器２０、用紙搬送装置３０、転写器４０、定着器５０、および用紙収容部６０を備えている。トナー像形成部１０は、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を備えている。
【００２１】
感光体１１は、円筒状の表面を有しており、円筒の軸周りである矢印ａ方向に回転する。感光体１１は、表面に形成される静電潜像およびトナー像を保持する。帯電器１２は、感光体１１の表面を帯電させる。帯電器１２は、ここに示す例では、感光体１１に接触して回転する帯電ロールであるが、他の例としては、例えばコロトロンによる非接触式の帯電手段も採用され得る。
【００２２】
露光器２０は、感光体１１を露光して感光体１１上に静電潜像を形成する。露光器２０は、帯電器１２によって帯電された感光体１１の表面を、外部から供給される画像信号に基づいた光ビームＢｍで走査し、感光体１１の表面上に潜像を形成する。露光器２０は光ビームＢｍで感光体１１の表面を、感光体１１の回転軸が延びる軸方向Ｘに走査する。
【００２３】
現像器１３は、感光体１１上の潜像をトナーで現像して感光体１１上にトナー像を形成する。現像器１３は、トナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を攪拌する攪拌部材１３２，１３３と、攪拌された現像剤を感光体１１上に搬送する現像ロール１３１とを有する。
【００２４】
転写器４０は、感光体１１との間に用紙を挟んで回転するロールであり、感光体１１上のトナー像を用紙上に転写する。定着器５０は、感光体１１から転写を受けたトナー像を用紙上に定着する。定着器５０は、加熱ロール５１および加圧ロール５２を備えており、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナーを加熱および加圧する。
【００２５】
用紙収容部６０は、画像が形成される用紙を収容している。用紙収容部６０は、３種類の用紙を収容する３つの用紙収容器６１，６２，６３を備えている。３つの用紙収容器６１〜６３のうち、下に配置された２つの用紙収容器６２，６３は、作業者によって画像形成装置１の前面から前方向Ｆに引き出され、用紙が補給され、後ろ方向Ｂに押し込まれて画像形成装置１内に収容されることで、用紙に画像を形成し得る状態となる。３つの用紙収容器６１〜６３のうち残りの、上に配置された用紙収容器６１は、画像形成装置１の前面に設けられた手差し扉８１が前方向Ｆに開かれることで外部に露出し、用紙が補給される。
【００２６】
用紙搬送装置３０は、用紙を、転写位置を経由する搬送経路Ｒを搬送する。転写位置は、用紙が感光体１１からトナー像の転写を受ける位置であり、感光体１１と転写器４０とに挟まれた位置である。用紙搬送装置３０は、取出しロール３１、捌きロール３２、レジストレーションロール３３、排出ロール３４、および反転搬送ロール３５を備えている。取出しロール３１は、用紙収容器６１〜６３から用紙を取り出す。捌きロール３２は、取出しロール３１で取り出された用紙を１枚ずつに捌く。レジストレーションロール３３は、感光体１１にトナー像が形成されるタイミングに合わせて用紙を転写器４０に送り込む。排出ロール３４は、定着器５０によってトナー像が定着された用紙を画像形成装置１の外部に排出する。排出ロール３４によって排出された用紙は、画像形成装置１の上部に設けられた排出台８３の上に排出される。排出された用紙のうち、排出台８３からはみ出た一部が扉８２の上に載る。扉８２は、画像形成装置１の前面と上面を覆う部材である。扉８２が画像形成装置１の前面に設けられた軸８２ａを中心として前方向Ｆに回転することで、画像形成装置１の内部の機構が露出する。排出ロール３４は、両面プリントが実行される場合には、用紙を途中まで搬送した状態で逆転し、用紙を反転搬送経路Ｒ’に沿って搬送する。反転搬送ロール３５は、用紙を反転搬送経路Ｒ’に沿って搬送し、レジストレーションロール３３に送り込む。これによって用紙の、画像がすでに形成された面の反対面に新たな画像が形成される。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置１は、用紙は画像形成装置１の前面側から補給される。この画像形成装置１では、画像形成装置１より前方向Ｆの位置から用紙収容器６１〜６３に補給された用紙Ｐは、画像形成装置１の後部、具体的には、感光体１１より後ろ方向Ｂに設けられた搬送経路Ｒを下から上に向かって搬送される。画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の上部にある排出台８３の上に前方向Ｆに向かって排出される。この画像形成装置１では、作業者による新たな用紙の補給と、画像が形成された用紙の取り出しが装置より前方向Ｆの位置から行われる。したがって、画像形成装置１の軸方向Ｘの両脇に空間的な余裕がない場所にも設置され得る。また、画像形成装置１の上方には、用紙取出しおよび部品交換のための隙間をあけて、画像読取装置が配置され得る。さらに後述するように、プロセスカートリッジＣＲ、および、トナー容器ＴＣの着脱も前方向Ｆから行われる。
【００２８】
また、画像形成装置１には、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、トナー供給器７４、および制御部１Ｃも備えられている。
【００２９】
清掃器７１は、感光体１１上に接触し、用紙へのトナー像の転写後に感光体１１上に残存するトナーを除去することにより感光体１１を清掃する。清掃器７１は、感光体１１に沿って延びた板状のブレードである。回収トナー収容箱７２は、清掃器７１により感光体１１から除去されたトナーを収容する。容器装着部７３は、トナー容器（トナーカートリッジ）ＴＣが着脱自在に装着される。トナー容器ＴＣには、現像器１３への補給用のトナーが収容されている。トナーが消耗した場合には、作業者によってトナー容器ＴＣが取り外され、新たなトナー容器ＴＣと交換される。
【００３０】
トナー供給器７４は、トナー容器ＴＣに収容されたトナーを現像器１３に供給する。トナー供給器７４は、トナー容器ＴＣの下部から現像器１３の上部まで延びた管の中に、螺旋形の羽根部材７４ａが配置された構造を有している。トナー供給器７４は、羽根部材７４ａが回転することでトナーをトナー容器ＴＣから現像器１３に向けて搬送する。制御部１Ｃは、画像形成装置１の各部を制御する。
【００３１】
上述したトナー像形成部１０、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、およびトナー供給器７４は、プロセスカートリッジＣＲに備えられている。プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の本体１Ａに対し着脱自在に装着されている。トナー容器ＴＣは、プロセスカートリッジＣＲに対し着脱自在に装着されている。ここで、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａに装着される方向を装着方向Ｊと称し、装着方向Ｊの反対方向を取外し方向Ｋと称する。また、装着方向Ｊおよび取外し方向Ｋを含む双方向を着脱方向ＪＫと称する。プロセスカートリッジＣＲには、本体１Ａに着脱される際に作業者が掴む把手７６も備えられている。プロセスカートリッジＣＲの具体的な構造については、後に説明する。
【００３２】
ここで、プロセスカートリッジＣＲが本発明の一実施形態に相当し、トナー像形成部１０が本発明にいう画像形成部の一例に相当する。また、感光体１１が本発明にいう像保持体の一例に相当し、露光器２０が本発明にいう露光手段の一例に相当する。また、現像器１３が本発明にいう現像部の一例に相当し、用紙搬送装置３０が本発明にいう搬送手段の一例に相当する。また、清掃器７１が本発明にいう清掃手段の一例に相当し、回収トナー収容箱７２が本発明にいうトナー収容部の一例に相当する。
【００３３】
［画像形成装置の基本動作］
図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明すると、トナー像形成部１０では、感光体１１が矢印ａ方向に回転駆動され、感光体１１の表面に帯電器１２によって電荷が付与される。露光器２０は、外部から供給される画像信号に基づく露光光を感光体１１の表面に照射することで、感光体１１の表面に静電潜像を形成する。感光体１１は、静電潜像を保持しながら回転する。
【００３４】
現像器１３は、感光体１１上の静電潜像をトナーで現像することで、トナー像を形成する。現像器１３には、トナー供給器７４によって、トナー容器ＴＣからトナーが供給される。感光体１１は、現像器１３によって形成されたトナー像を保持しながら回転する。
【００３５】
用紙収容器６１，６２，６３に収容された用紙Ｐは、取出しロール３１によって取り出され、捌きロール３２、およびレジストレーションロール３３によって搬送経路Ｒを転写器４０に向かって搬送される。用紙Ｐは、レジストレーションロール３３によって、感光体１１上にトナー像が形成されていくタイミングに合わせて、転写器４０に送り込まれる。転写器４０は、感光体１１と用紙との間に転写用のバイアス電圧を与えることによって、感光体１１のトナー像を用紙に転写する。転写器４０によって、トナー像が転写された用紙は定着器５０に搬送され、転写されたトナー像が用紙上に定着される。このようにして、用紙上に画像が形成される。画像が形成された用紙は排出ロール３４によって排出台８３の上に排出される。
【００３６】
転写器４０による転写後、感光体１１に残存したトナーは、清掃器７１によって除去される。清掃器７１により感光体１１から除去されたトナーは、回収トナー収容箱７２に収容される。
【００３７】
［プロセスカートリッジの着脱］
図３は、図２に示す画像形成装置の扉を開いた状態を示す斜視図である。
【００３８】
図３および図１を参照して説明を続ける。プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の前面および上面を覆う扉８２が前方向Ｆに開かれることで、画像形成装置１の外部に露出する。より詳細には、扉８２が開かれることで、プロセスカートリッジＣＲのうち、容器装着部７３とトナー容器ＴＣと把手７６とが露出する。プロセスカートリッジＣＲは、本体１Ａの装着部９０に設けられた空洞に配置されている。装着部９０の空洞は、画像形成装置１の本体１Ａの前方向Ｆ斜め上に向かって開口した装着開口９１を有する。
【００３９】
図４は、プロセスカートリッジを取り出す途中の状態を示す斜視図である。図４には、画像形成装置１の上部に配置され得る画像読取装置ＲＤの配置位置が破線で示されている。画像読取装置ＲＤは、原稿から画像を読み取る装置であり、読み取った画像データを画像形成装置１に供給することで、画像形成装置１を例えば複写機として機能させる。
【００４０】
操作者が把手７６を掴んで引くと、プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の本体１Ａから、前方向Ｆ斜め上に、すなわち取外し方向Ｋに引き出される。画像形成装置１の上方に画像読取装置ＲＤが配置される場合、画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間には、用紙を取り出すための空間が設けられる。プロセスカートリッジＣＲの着脱の際には、プロセスカートリッジＣＲが、この画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間の用紙を取り出すための空間内を移動することとなる。
【００４１】
［プロセスカートリッジの構成］
図５は、プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。また、図６は、プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【００４２】
図５には、プロセスカートリッジＣＲが画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）に装着された状態における露光器２０および転写器４０の位置も破線で示されている。図６には、プロセスカートリッジＣＲの、装着時の位置決めを担う突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３が示されている。
【００４３】
プロセスカートリッジＣＲは、トナー像形成部１０、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、トナー供給器７４、および把手７６が一体化された交換ユニットである。このうちトナー像形成部１０は、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を有する。したがって、画像形成装置１（図１参照）において、プロセスカートリッジＣＲが交換されると、感光体１１、帯電器１２、現像器１３、清掃器７１、および回収トナー収容箱７２のすべてが新品と交換されることになる。なお、トナー容器ＴＣは、プロセスカートリッジＣＲの容器装着部７３に着脱自在に装着されるので、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａ（図１参照）に装着されたままの状態で、容器装着部７３から取り外して新しいものに交換される。
【００４４】
［回収トナー収容箱の配置］
図５に示すプロセスカートリッジＣＲにおいて、トナー容器ＴＣが装着される容器装着部７３は、トナー像形成部１０に隣接しておらず、トナー像形成部１０から離れた位置に設けられている。回収トナー収容箱７２は、トナー像形成部１０と容器装着部７３とに挟まれた空間に広がっている。
【００４５】
回収トナー収容箱７２を除く、トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０は、プロセスカートリッジＣＲの中で、最も大きな空間を占める部位である。トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０を互いに離れた位置に配置することで、プロセスカートリッジＣＲに突出部分を設けることなく、トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０の間に大きな空間が確保される。回収トナー収容箱７２は、トナー容器ＴＣとトナー像形成部１０とに挟まれた空間に広がっている。このため、例えば、トナー容器ＴＣとトナー像形成部が隣接しプロセスカートリッジに突出部分を設けることなく他の部品の隙間を利用して回収トナー収容箱を配置した場合に比べ、大きい容量が確保される。
【００４６】
回収トナー収容箱７２は、トナーが内部に収容しきれない状態、すなわち、清掃器７１によって感光体１１から除去されたトナーが回収トナー収容箱７２の内部に送り込まれない満杯状態となると、使用不能となる。したがって、プロセスカートリッジＣＲを新たなものに交換することが求められる。つまり、回収トナー収容箱７２の容量は、プロセスカートリッジＣＲの寿命を決める要因の一つである。回収トナー収容箱７２が大容量となることで、プロセスカートリッジＣＲが長寿命化する。
【００４７】
プロセスカートリッジＣＲにおいて、トナー像形成部１０、回収トナー収容箱７２および容器装着部７３は、プロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫに配列されている。このため、プロセスカートリッジＣＲが、本体１Ａ（図１，図３参照）に装着される場合および本体１Ａから取り外される際、トナー像形成部１０、回収トナー収容箱７２および容器装着部７３が、本体１Ａの装着部９０の装着開口９１（図１，図３参照）を、同時ではなく順次に通過する。したがって、本実施形態の画像形成装置１における装着開口９１は、例えば、トナー像形成部、回収トナー収容箱および容器装着部がプロセスカートリッジの着脱方向ＪＫに配列されず、着脱方向ＪＫと交わる方向に重なった構造の場合に比べて、小さい。また、プロセスカートリッジＣＲが着脱の移動の際に必要とする空間も小さい。例えば、プロセスカートリッジＣＲが移動の際に必要とする空間は、トナー容器ＴＣが着脱の移動の際に必要とする空間とほぼ同等である。したがって、図４に示す、画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間の、用紙を取り出したり、トナー容器ＴＣを交換するための隙間を利用してプロセスカートリッジＣＲが画像形成装置１に着脱される。
【００４８】
また、プロセスカートリッジＣＲの向きは、図１に示すように、本体１Ａに装着された状態では、容器装着部７３が装着方向Ｊ最後尾に位置する向きとなっている。すなわち、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａに装着された状態では、プロセスカートリッジＣＲの容器装着部７３が画像形成装置１の本体１Ａの装着部９０における最も手前側に配置されている。このため、図３に示す、本体１Ａの扉８２が開かれた状態では、プロセスカートリッジＣＲのうち、容器装着部７３とこの容器装着部７３に装着されたトナー容器ＴＣとが外部に露出する。したがって、プロセスカートリッジＣＲを画像形成装置１から取り出すことなしに、トナー容器ＴＣが単体で着脱し得る。よって、例えば容器装着部が回収トナー収容箱よりも奥に位置する場合に比べて、作業者によるトナー容器ＴＣの着脱および交換が容易である。
【００４９】
また、画像形成装置１は、図１に示すように、感光体１１を含むトナー像形成部１０が、画像形成装置１内の後ろ方向Ｂ寄り、すなわち作業者から見て奥に配置されている。ここで、容器装着部７３が装着方向最後尾に位置することで、容器装着部７３およびトナー容器ＴＣが画像形成装置１の手前すなわち前方向Ｆ寄りに配置される。したがって、プロセスカートリッジＣＲに大容量の回収トナー収容箱７２が設けられていても、トナー容器ＴＣの着脱は用紙の取り出しと同様に画像形成装置１の前方向Ｆの位置から行われる。そして、回収トナー収容箱７２の交換が必要な場合には、トナー容器ＴＣの取り出しと同様に装着開口９１からプロセスカートリッジＣＲを取り出し交換する。トナー容器ＴＣの装着については後述する。
【００５０】
［回収トナー収容箱の形状］
図７は、プロセスカートリッジの分解斜視図である。図７には、プロセスカートリッジＣＲを構成する部品のうちの一部が示されている。
【００５１】
回収トナー収容箱７２は、上部材７２ａと下部材７２ｂとを備えている。下部材７２ｂは上部材７２ａより下に配置され上向きに開いた器状の部材である。下部材７２ｂは、プロセスカートリッジＣＲ全体の構造を支持する機能を担っている。下部材７２ｂには、清掃器７１および感光体１１が取り付けられる。また、下部材７２ｂには、容器装着部７３を構成する固定部材７３１と、図７には示さない現像器１３（図５参照）が取り付けられる。
【００５２】
上部材７２ａは、下向きに開いた器状の部材である。上部材７２ａが下部材７２ｂに対し蓋のように合わさることで、上部材７２ａおよび下部材７２ｂの双方の縁が、清掃器７１が配置された部分を除いて合わさり、図５に示すような、トナーを収容する空間が画定される。清掃器７１が配置された部分には、清掃器７１で回収されたトナーを受け入れる隙間が形成される。
【００５３】
感光体１１の軸方向Ｘにおける長さＬ１は、用紙の軸方向Ｘにおける幅に、用紙の位置ずれを吸収する余裕分や軸受１１ｂを含んだ長さとなっている。また、回収トナー収容箱７２の軸方向Ｘにおける長さＬ２は、プロセスカートリッジＣＲの装着の際に、感光体１１が通過する装着開口９１を通過し得る最大の長さ、すなわち、感光体１１の長さＬ１とほぼ同等の長さを有している。また、容器装着部７３の軸方向Ｘにおける長さＬ３も、感光体１１の長さＬ１とほぼ同等の長さを有している。
【００５４】
図８は、プロセスカートリッジの廃トナー回収容器および感光体を示す図である。図８のパート（Ａ）は、廃トナー回収容器および感光体を画像形成装置の斜め下から見た斜視図であり、図８のパート（Ｂ）は、廃トナー回収容器および感光体を下から見た底面図である。なお、図８には、露光器２０およびこの露光器２０による光ビームＢｍの走査領域も示されている。
【００５５】
ここで、図８および図５の双方を参照して説明する。回収トナー収容箱７２は、光ビームＢｍの走査領域よりも上に広がる第１収容部７２１と、光ビームＢｍの走査領域よりも下方にまで延在した一対の第２収容部７２２とを有する。一対の第２収容部７２２は、軸方向Ｘにおける光ビームＢｍの走査領域の両脇から下方に、第１収容部７２１から間仕切りなしに延在している。
【００５６】
光ビームＢｍの走査領域は、露光器２０内に中心（かなめ）を有する扇形に広がっており、露光器２０側が感光体１１側より狭い。したがって、光ビームＢｍの照射方向における、感光体１１と露光器２０との中間の位置すなわち回収トナー収容箱７２の位置では、軸方向Ｘにおける光ビームＢｍの走査領域の両脇に、光ビームＢｍが通過しない空間がある。この光ビームＢｍの走査領域の両脇の空間を利用した第２収容部７２２が回収トナー収容箱７２に設けられることによって、第２収容部７２２の分だけ、回収トナー収容箱７２の容量が増大する。
【００５７】
また一対の第２収容部７２２のそれぞれは、図８のパート（Ｂ）に示すように、光ビームＢｍの走査領域の形に相応し、露光器２０に近づくに従い軸方向Ｘにおける幅が広がる形状を有している。このため、回収トナー収容箱７２は、光ビームＢｍの走査領域を避けつつも、幅が広がった分、容量が増大している。
【００５８】
回収トナー収容箱７２のうち、２つの第２収容部７２２のそれぞれの底である下壁７２３（図５，図８パート（Ａ）参照）と、回収トナー収容箱７２の上壁７２４（図５，図７参照）は、プロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫに平面状に広がっている。このため、例えば上壁または下壁が着脱方向ＪＫとは異なる方向に広がった場合に比べ、回収トナー収容箱７２の容量が増大しつつ、プロセスカートリッジＣＲの着脱において、回収トナー収容箱７２が不用意に本体１Ａ（図１参照）の各部品に接触する可能性が低減する。また、回収トナー収容箱７２のうち、光ビームＢｍの走査領域よりも上に広がる第１収容部７２１の底である上げ底７２５（図５，図７参照）は、光ビームＢｍの走査領域に沿って広がっている。したがって、例えば凹凸が設けられた場合に比べ、光ビームＢｍの走査領域を避けつつも、回収トナー収容箱７２容量が増大する。
【００５９】
また、図１に示すように、画像形成装置１の本体１Ａに設けられた排出台８３の底は、これに対向する回収トナー収容箱７２の上壁７２４とはほぼ平行となっている。すなわち、排出台８３の底は、着脱方向ＪＫに広がっている。このため、プロセスカートリッジＣＲが着脱され、排出台８３の下を通過する際に、回収トナー収容箱７２が排出台８３に引っかかる事態が回避される。
【００６０】
また、図５に示すプロセスカートリッジＣＲにおいて、このプロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫおよび軸方向Ｘの双方に垂直な方向を厚み方向Ｔとする。この厚み方向Ｔにおける回収トナー収容箱７２の厚みｈ１、すなわち、下壁７２３から上壁７２４までの高さｈ１は、トナー容器ＴＣが装着された容器装着部７３の厚み方向Ｔにおける高さ（厚み）ｈ２とほぼ等しい。厚み方向Ｔにおけるトナー像形成部１０の高さ（厚み）ｈ３は、回収トナー収容箱７２の厚みｈ１よりも小さい。したがって、大容量の回収トナー収容箱７２を有するプロセスカートリッジＣＲが通過する装着開口９１（図１参照）の、厚み方向Ｔにおける寸法が、トナー容器ＴＣを着脱するために必要な寸法に抑えられる。
【００６１】
［トナー容器および容器装着部］
図９は、図５に示すプロセスカートリッジに装着されるトナー容器を示す斜視図である。
【００６２】
図９に示すトナー容器ＴＣは、側面の一部にこのトナー容器ＴＣの向きを示す突部ＴＣ２が設けられた有底円筒形状を有しており、内部にはトナーが収容されている。トナー容器ＴＣの周面にはトナーの通路を塞ぐ扉ＴＣ３が設けられている。また、トナー容器ＴＣの円状の側面には、突起ＴＣ４が設けられている。トナー容器ＴＣは、図５に示す容器装着部７３に装着される。なお、図５には、トナー容器ＴＣが装着された状態が示されている。
【００６３】
ここで、再び図７の分解図を参照して容器装着部７３について説明する。容器装着部７３は、回収トナー収容箱７２に固定される固定部材７３１と、操作によりトナー容器ＴＣを固定部材７３１に拘束する拘束部材７３２とを備えている。
【００６４】
固定部材７３１には、トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４を案内する直線状に延びた容器案内切欠き７３１ａと、拘束部材７３２を保持しながら案内する円弧状の拘束部案内穴７３２ｂが設けられている。また、固定部材７３１には把手７６が固定されている。
【００６５】
拘束部材７３２は、側面の一部が欠如した有底円筒状であり、固定部材７３１に対し、回転自在に保持される。トナー容器ＴＣは、拘束部材７３２の内側に収容される。円筒形状の拘束部材７３２における底面には、固定部材７３１の拘束部案内穴７３１ｂに嵌り込む突起７３２ｂが設けられている。拘束部材７３２の側面には、固定部材７３１の容器案内切欠き７３１ａを開閉する開閉片７３２ａが設けられている。また、拘束部材７３２の周面には、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３と係合する扉係合部７３２ｄが設けられている。
【００６６】
図１０は、容器装着部を示す透視図である。図１０には、容器装着部７３にトナー容器ＴＣが装着された状態が示されている。拘束部材７３２の突起７３２ｂは、固定部材７３１の拘束部案内穴７３２ｂに嵌り込んでおり、拘束部案内穴７３２ｂの円弧形状に沿って移動自在に保持されている。このことによって、拘束部材７３２が固定部材７３１に回転自在に保持されている。
【００６７】
トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４は、固定部材７３１の容器案内穴７３１ａに入り込んでいるが、図１０に示す状態では、容器案内切欠き７３１が拘束部材７３２の開閉片７３２ａによって閉じられている。このため、トナー容器ＴＣが容器装着部７３から取り出せないロック状態となっている。また、図１０に示すロック状態では、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３（図９参照）が拘束部材７３２の扉係合部７３２ｄに係合して開放状態になり、トナー容器ＴＣ内のトナーが、トナー供給器７４（図１参照）に供給されるようになる。
【００６８】
また、拘束部材７３２には、画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）に設けられた掛止め部８５に掛け止まる掛止め片７３２ｃが設けられている。ただし、図１０に示すロック状態では、拘束部材７３２の掛止め片７３２ｃは、本体１Ａ（図１参照）の掛止め部８５から外れている。このため、ロック状態では、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得る状態となっている。
【００６９】
図１１は、トナー容器のロックが解除された状態を示す透視図である。
【００７０】
作業者が操作によって、図１０に示すロック状態から拘束部材７３２を回転させると、拘束部材７３２の開閉片７３２ａが、容器案内切欠き７３１から退避するため、容器案内切欠き７３１が開いた状態となる。したがって、トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４が容器案内切欠き７３１から外に移動し得る。すなわち、トナー容器ＴＣが容器装着部７３から取外し得るロック解除状態となる。このときは、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３（図９参照）が拘束部材７３２によって閉鎖状態になり、トナー容器ＴＣ内のトナーは外部に漏れない。また、拘束部材７３２がロック解除状態まで回転すると、拘束部材７３２の掛止め片７３２ｃが、本体１Ａ（図１参照）の掛止め部８５に係止する。このため、ロック解除状態では、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得ない。したがって、トナー容器ＴＣが取り出し得る、図１１に示すロック解除状態と、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得る、図１０に示すロック状態とが、拘束部材７３２の操作によって、排他的に選択される。よって、トナー容器ＴＣを取り外す際に、プロセスカートリッジＣＲが意図せず外れる事態や、プロセスカートリッジＣＲの位置がずれる事態が回避される。
【００７１】
［プロセスカートリッジの位置決め］
図１２は、図１に示す画像形成装置から、プロセスカートリッジを取り除いた状態を示す断面図である。図１２には、画像形成装置１からプロセスカートリッジＣＲ（図１参照）を除いた本体１Ａが示されている。
【００７２】
画像形成装置１の本体１Ａには、プロセスカートリッジＣＲが装着される装着部９０が備えられている。装着部９０には、画像形成装置１の上部前方向Ｆ寄りの部分から装着方向Ｊに延びて転写器４０まで達する空洞を有する。装着部９０は、扉８２が開くことで、画像形成装置１の外部に露出する。装着部９０の軸方向Ｘにおける両脇の壁には、着脱方向ＪＫに延びた案内溝９２が設けられている。案内溝９２は、画像形成装置１において、感光体１１の軸受が配置される位置まで延びている。
【００７３】
また、本体１Ａの装着部９０には、案内溝９２を途中で閉鎖する閉鎖部材９３と、扉８２の開閉に応じて閉鎖部材９３を移動させる閉鎖駆動部材９４も備えられている。閉鎖駆動部材９４は、一端が扉８２に接続されており、扉８２の回転運動を前方向Ｆまたは後ろ方向Ｂの運動に変換するクランク機構を形成している。また、閉鎖駆動部材９４には、閉鎖駆動部材９４の移動に応じて閉鎖部材９３に作用するカム溝９４ａが設けられている。閉鎖駆動部材９４は、扉８２が閉じることで後ろ方向Ｂに移動し、閉鎖部材９３は、閉鎖駆動部材９４のカム溝９４ａからの作用によって、案内溝９２を閉鎖する位置に駆動される。
【００７４】
図１３は、プロセスカートリッジの側面を示す図である。図１３には、プロセスカートリッジＣＲの外形が示されている。
【００７５】
プロセスカートリッジＣＲの、軸方向Ｘにおける側面ＣＲａには、軸方向Ｘに突出した３つの突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３が設けられている。図１３には、プロセスカートリッジＣＲの両側面のうち片面ＣＲａにおける３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３が示されている。３つの突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３は円筒形状を有している。３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３のうちの第１の突起ＣＲ１は、感光体１１の回転軸１１ａを支持する軸受１１ｂ（図７参照）と一体に設けられている。第３の突起ＣＲ３は、容器装着部７３の位置から突出している。第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３は、画像形成装置１の本体１Ａに設けられた案内溝９２の中をガタつきなく移動できるように、案内溝９２の幅と同程度の径を有している。また、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３は、着脱方向ＪＫに並んでいる。第２の突起ＣＲ２は、第１の突起ＣＲ１と第３の突起ＣＲ３とに挟まれた位置に配置されており、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３の径よりも小さい径を有している。より詳細には、第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅よりも小さく、案内溝９２に入った場合に、案内溝９２に対し、この第２の突起ＣＲ２の径以上の隙間が生じる。第２の突起ＣＲ２は、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３に下から接する共通の接線のうち、重力方向Ｚ下側の接線Ｌ１に上から接している。すなわち、３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３は、共通の接線Ｌ１を有する位置に配置されている。
【００７６】
図１４は、画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着される途中の状態を示す図である。
【００７７】
画像形成装置１の本体１ＡにプロセスカートリッジＣＲを装着する場合、プロセスカートリッジＣＲの把手７６を一方の手で把持するとともに、他方の手で回収トナー収容箱７２の下壁７２３（図５参照）付近を支え、図１４に示す姿勢に保持する。次に、プロセスカートリッジＣＲの第１の突起ＣＲ１を、本体１Ａの案内溝９２に合わせ、把手７６を把持したまま、装着方向Ｊに移動させる。すると、第１の突起ＣＲ１が案内溝９２に沿って移動し、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａの装着部９０に装着されていく（図４参照）。プロセスカートリッジＣＲの角は露光器２０の上を通過し、排出台８３の下を通過する。プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａの装着部９０に完全に収納される前には、第３の突起ＣＲ３も案内溝９２に入り込み、プロセスカートリッジＣＲの姿勢が固定されることとなる。第３の突起ＣＲ３が案内溝９２に入る前、より詳細には、プロセスカートリッジＣＲの下部の角が、露光器２０の上部の角の上を通過する前に、第２の突起ＣＲ２が案内溝９２に入る。第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅に比べて小さいため、最終的には、プロセスカートリッジＣＲの位置決めには関与しない。しかし、第２の突起ＣＲ２が案内溝９２に入ることによって、プロセスカートリッジＣＲが突起ＣＲ１を中心に回転して下方に下がる事態が回避される。このため、プロセスカートリッジＣＲの装着途中または取外し途中でプロセスカートリッジＣＲが露光器２０に接触して露光器２０の精度に影響を与える事態が回避される。また、第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅に比べて小さいため、プロセスカートリッジＣＲは、図１３に示す姿勢から上方に持ち上げられる余裕を有している。
【００７８】
図１５は、画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着された状態を示す図である。図１５には、図１に示す画像形成装置１における、装着部９０に関連する部分が示されている。
【００７９】
画像形成装置１の本体１ＡにプロセスカートリッジＣＲが完全に装着された状態では、プロセスカートリッジＣＲの第１の突起ＣＲ１および第２の突起ＣＲ２が、本体１Ａの案内溝９２に入り、プロセスカートリッジＣＲの姿勢が固定されている。第１の突起ＣＲ１は、案内溝９２の最先端の縁に当たって止まっている。
【００８０】
扉８２が閉じることで、閉鎖部材９３は、閉鎖駆動部材９４の動作およびカム溝９４ａとの係合によって、案内溝９２を閉鎖する位置に移動する。このとき、閉鎖部材９３は、第１の突起ＣＲ１と接する位置に移動する。このため、第１の突起ＣＲ１は、案内溝９２と閉鎖部材９３によって、三角印で示す３点で位置決めされる。閉鎖部材９３によって、装着されたプロセスカートリッジＣＲの位置ずれが抑えられる。また、第１の突起ＣＲ１は、感光体１１の回転軸１１ａを支持する軸受１１ｂ（図７参照）と一体であるため、感光体１１が上記の３点を介して本体１Ａに精密に位置決めされる。感光体１１の転写器４０に対する位置の精度は、形成される画像の画質に直接影響を及ぼすが、本実施形態の画像形成装置では、例えば、上記の３点で位置決めがされない場合に比べて、画質が向上する。
【００８１】
なお、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成部の例として、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を備えたトナー像形成部１０が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、さらに転写器や定着器を備えたものであってもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、本発明にいうトナー収容箱の例として、上部材７２ａと下部材７２ｂとを備えた回収トナー収容箱７２が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、トナー収容箱は、例えば、３つ以上の部品で構成されたものであってもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、本発明にいう像保持体の例として、円筒状の表面を有する感光体１１が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、像保持体は例えば、ベルト状であってもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、本発明にいう清掃器の例として、板状のブレードが示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、清掃器は例えば、ブラシであってもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成部の例として、感光体１１上のトナー像が用紙に直接転写される構成が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、像保持体上のトナー像が中間転写体への転写を経て用紙に間接転写される構成であってもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明にいう被転写体の例として用紙が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、被転写体は画像が形成される記録媒体であればよく、例えば、樹脂製のシートでもよい。
【００８７】
なお、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてモノクロプリンタが示されている。しかし、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、カラー画像を形成するカラープリンタであってもよい。
【００８８】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてプリンタが示されている。しかし、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ 画像形成装置
１Ａ 本体
１０ トナー像形成部
１１ 感光体
１２ 帯電器
１３ 現像器
２０ 露光器
３０ 用紙搬送装置
４０ 転写器
５０ 定着器
７１ 清掃器
７２ 回収トナー収容箱
７２１ 第１の収容部
７２２ 第２の収容部
７２３ 下壁
７２４ 上壁
７３ 容器装着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジとして、例えば特許文献１には、感光体、帯電手段、クリーニングブレードを備えたプロセスカートリッジが示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、クリーニングブレード、廃トナー回収タンク部、およびトナー供給タンク部が結合されたユニット体が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１９７９３１号公報
【特許文献２】特開平０６−８３１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、カートリッジ内により多くの廃トナーを収容することが可能なプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るプロセスカートリッジは、
露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持してこのトナー像を被転写体に転写する像保持体と、像保持体上の潜像をトナーで現像して像保持体上にトナー像を形成する現像部と、上記被転写体へのトナー像の転写後に像保持体上に残存するトナーを除去することにより像保持体を清掃する清掃手段とを有する画像形成部、
上記画像形成部から離れた位置に設けられた、上記現像部への補給用のトナーが収容されたトナー容器が装着される容器装着部、および
上記画像形成部と上記容器装着部とに挟まれた空間に広がる、上記清掃手段により上記像保持体から除去されたトナーを収容するトナー収容部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る画像形成装置は、
請求項１記載のプロセスカートリッジ、
上記プロセスカートリッジが装着されるカートリッジ装着部、
上記カートリッジ装着部に装着されたプロセスカートリッジを構成する上記像保持体を露光してこの像保持体上に潜像を形成する露光手段、
上記被転写体を、上記像保持体からトナー像の転写を受ける位置を経由する搬送経路上を搬送する搬送手段、および
上記像保持体から転写を受けたトナー像を上記被転写体上に定着する定着部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジを構成する上記画像形成部、上記トナー収容部および上記容器装着部が上記カートリッジ装着部への着脱方向に配列されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジが、上記カートリッジ装着部に、上記容器装着部が装着方向最後尾に位置する向きに装着されるものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る画像形成装置は、
上記像保持体が横に延びる回転軸の回りに回転し、上記露光器がこの像保持体を光ビームにより横方向に走査することによってこの像保持体上に潜像を形成するものであって、
上記トナー収容部は、上記光ビームの走査領域よりも上に広がる第１収容部と、上記光ビームの走査領域の両脇からこの走査領域よりも下方にまで、この第１収容部から間仕切りなしに延在した一対の第２収容部とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る画像形成装置は、上記トナー収容部が、上記プロセスカートリッジの着脱方向に広がる、上壁および下壁を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係るプロセスカートリッジおよび請求項２に係る画像形成装置は、トナー収容部が画像形成部と容器装着部とに挟まれた空間に広がらない場合と比較して、プロセスカートリッジ内に廃トナーをより多く収容することができる。
【００１３】
請求項３に係る画像形成装置は、画像形成部、トナー収容部および容器装着部が着脱方向に配列されていない場合と比較してカートリッジを装着する開口の小型化が可能である。
【００１４】
請求項４に係る画像形成装置は、プロセスカートリッジが装着された状態でも、トナー容器が単体で着脱できる。
【００１５】
請求項５に係る画像形成装置は、第２収容部を有していない場合と比較してトナー収容箱の容量が増大する。
【００１６】
請求項６に係る画像形成装置は、本構成を有していない場合と比較してプロセスカートリッジの着脱における他部品との接触が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示す画像形成装置の扉を開いた状態を示す斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジを取り出す途中の状態を示す斜視図である。
【図５】プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図７】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図８】プロセスカートリッジの廃トナー回収容器および感光体を示す図である。
【図９】図５に示すプロセスカートリッジに装着されるトナー容器を示す斜視図である。
【図１０】容器装着部を示す透視図である。
【図１１】トナー容器のロックが解除された状態を示す透視図である。
【図１２】図１に示す画像形成装置から、プロセスカートリッジを取り除いた状態を示す断面図である。
【図１３】プロセスカートリッジの側面を示す図である。
【図１４】画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着される途中の状態を示す図である。
【図１５】画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。また、図２は、図１に示す画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【００２０】
図１および図２に示す画像形成装置１は、用紙上に電子写真方式により画像をプリントするプリンタである。画像形成装置１は、トナー像形成部１０、露光器２０、用紙搬送装置３０、転写器４０、定着器５０、および用紙収容部６０を備えている。トナー像形成部１０は、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を備えている。
【００２１】
感光体１１は、円筒状の表面を有しており、円筒の軸周りである矢印ａ方向に回転する。感光体１１は、表面に形成される静電潜像およびトナー像を保持する。帯電器１２は、感光体１１の表面を帯電させる。帯電器１２は、ここに示す例では、感光体１１に接触して回転する帯電ロールであるが、他の例としては、例えばコロトロンによる非接触式の帯電手段も採用され得る。
【００２２】
露光器２０は、感光体１１を露光して感光体１１上に静電潜像を形成する。露光器２０は、帯電器１２によって帯電された感光体１１の表面を、外部から供給される画像信号に基づいた光ビームＢｍで走査し、感光体１１の表面上に潜像を形成する。露光器２０は光ビームＢｍで感光体１１の表面を、感光体１１の回転軸が延びる軸方向Ｘに走査する。
【００２３】
現像器１３は、感光体１１上の潜像をトナーで現像して感光体１１上にトナー像を形成する。現像器１３は、トナーおよび磁性キャリアを含む現像剤を攪拌する攪拌部材１３２，１３３と、攪拌された現像剤を感光体１１上に搬送する現像ロール１３１とを有する。
【００２４】
転写器４０は、感光体１１との間に用紙を挟んで回転するロールであり、感光体１１上のトナー像を用紙上に転写する。定着器５０は、感光体１１から転写を受けたトナー像を用紙上に定着する。定着器５０は、加熱ロール５１および加圧ロール５２を備えており、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナーを加熱および加圧する。
【００２５】
用紙収容部６０は、画像が形成される用紙を収容している。用紙収容部６０は、３種類の用紙を収容する３つの用紙収容器６１，６２，６３を備えている。３つの用紙収容器６１〜６３のうち、下に配置された２つの用紙収容器６２，６３は、作業者によって画像形成装置１の前面から前方向Ｆに引き出され、用紙が補給され、後ろ方向Ｂに押し込まれて画像形成装置１内に収容されることで、用紙に画像を形成し得る状態となる。３つの用紙収容器６１〜６３のうち残りの、上に配置された用紙収容器６１は、画像形成装置１の前面に設けられた手差し扉８１が前方向Ｆに開かれることで外部に露出し、用紙が補給される。
【００２６】
用紙搬送装置３０は、用紙を、転写位置を経由する搬送経路Ｒを搬送する。転写位置は、用紙が感光体１１からトナー像の転写を受ける位置であり、感光体１１と転写器４０とに挟まれた位置である。用紙搬送装置３０は、取出しロール３１、捌きロール３２、レジストレーションロール３３、排出ロール３４、および反転搬送ロール３５を備えている。取出しロール３１は、用紙収容器６１〜６３から用紙を取り出す。捌きロール３２は、取出しロール３１で取り出された用紙を１枚ずつに捌く。レジストレーションロール３３は、感光体１１にトナー像が形成されるタイミングに合わせて用紙を転写器４０に送り込む。排出ロール３４は、定着器５０によってトナー像が定着された用紙を画像形成装置１の外部に排出する。排出ロール３４によって排出された用紙は、画像形成装置１の上部に設けられた排出台８３の上に排出される。排出された用紙のうち、排出台８３からはみ出た一部が扉８２の上に載る。扉８２は、画像形成装置１の前面と上面を覆う部材である。扉８２が画像形成装置１の前面に設けられた軸８２ａを中心として前方向Ｆに回転することで、画像形成装置１の内部の機構が露出する。排出ロール３４は、両面プリントが実行される場合には、用紙を途中まで搬送した状態で逆転し、用紙を反転搬送経路Ｒ’に沿って搬送する。反転搬送ロール３５は、用紙を反転搬送経路Ｒ’に沿って搬送し、レジストレーションロール３３に送り込む。これによって用紙の、画像がすでに形成された面の反対面に新たな画像が形成される。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置１は、用紙は画像形成装置１の前面側から補給される。この画像形成装置１では、画像形成装置１より前方向Ｆの位置から用紙収容器６１〜６３に補給された用紙Ｐは、画像形成装置１の後部、具体的には、感光体１１より後ろ方向Ｂに設けられた搬送経路Ｒを下から上に向かって搬送される。画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の上部にある排出台８３の上に前方向Ｆに向かって排出される。この画像形成装置１では、作業者による新たな用紙の補給と、画像が形成された用紙の取り出しが装置より前方向Ｆの位置から行われる。したがって、画像形成装置１の軸方向Ｘの両脇に空間的な余裕がない場所にも設置され得る。また、画像形成装置１の上方には、用紙取出しおよび部品交換のための隙間をあけて、画像読取装置が配置され得る。さらに後述するように、プロセスカートリッジＣＲ、および、トナー容器ＴＣの着脱も前方向Ｆから行われる。
【００２８】
また、画像形成装置１には、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、トナー供給器７４、および制御部１Ｃも備えられている。
【００２９】
清掃器７１は、感光体１１上に接触し、用紙へのトナー像の転写後に感光体１１上に残存するトナーを除去することにより感光体１１を清掃する。清掃器７１は、感光体１１に沿って延びた板状のブレードである。回収トナー収容箱７２は、清掃器７１により感光体１１から除去されたトナーを収容する。容器装着部７３は、トナー容器（トナーカートリッジ）ＴＣが着脱自在に装着される。トナー容器ＴＣには、現像器１３への補給用のトナーが収容されている。トナーが消耗した場合には、作業者によってトナー容器ＴＣが取り外され、新たなトナー容器ＴＣと交換される。
【００３０】
トナー供給器７４は、トナー容器ＴＣに収容されたトナーを現像器１３に供給する。トナー供給器７４は、トナー容器ＴＣの下部から現像器１３の上部まで延びた管の中に、螺旋形の羽根部材７４ａが配置された構造を有している。トナー供給器７４は、羽根部材７４ａが回転することでトナーをトナー容器ＴＣから現像器１３に向けて搬送する。制御部１Ｃは、画像形成装置１の各部を制御する。
【００３１】
上述したトナー像形成部１０、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、およびトナー供給器７４は、プロセスカートリッジＣＲに備えられている。プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の本体１Ａに対し着脱自在に装着されている。トナー容器ＴＣは、プロセスカートリッジＣＲに対し着脱自在に装着されている。ここで、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａに装着される方向を装着方向Ｊと称し、装着方向Ｊの反対方向を取外し方向Ｋと称する。また、装着方向Ｊおよび取外し方向Ｋを含む双方向を着脱方向ＪＫと称する。プロセスカートリッジＣＲには、本体１Ａに着脱される際に作業者が掴む把手７６も備えられている。プロセスカートリッジＣＲの具体的な構造については、後に説明する。
【００３２】
ここで、プロセスカートリッジＣＲが本発明の一実施形態に相当し、トナー像形成部１０が本発明にいう画像形成部の一例に相当する。また、感光体１１が本発明にいう像保持体の一例に相当し、露光器２０が本発明にいう露光手段の一例に相当する。また、現像器１３が本発明にいう現像部の一例に相当し、用紙搬送装置３０が本発明にいう搬送手段の一例に相当する。また、清掃器７１が本発明にいう清掃手段の一例に相当し、回収トナー収容箱７２が本発明にいうトナー収容部の一例に相当する。
【００３３】
［画像形成装置の基本動作］
図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明すると、トナー像形成部１０では、感光体１１が矢印ａ方向に回転駆動され、感光体１１の表面に帯電器１２によって電荷が付与される。露光器２０は、外部から供給される画像信号に基づく露光光を感光体１１の表面に照射することで、感光体１１の表面に静電潜像を形成する。感光体１１は、静電潜像を保持しながら回転する。
【００３４】
現像器１３は、感光体１１上の静電潜像をトナーで現像することで、トナー像を形成する。現像器１３には、トナー供給器７４によって、トナー容器ＴＣからトナーが供給される。感光体１１は、現像器１３によって形成されたトナー像を保持しながら回転する。
【００３５】
用紙収容器６１，６２，６３に収容された用紙Ｐは、取出しロール３１によって取り出され、捌きロール３２、およびレジストレーションロール３３によって搬送経路Ｒを転写器４０に向かって搬送される。用紙Ｐは、レジストレーションロール３３によって、感光体１１上にトナー像が形成されていくタイミングに合わせて、転写器４０に送り込まれる。転写器４０は、感光体１１と用紙との間に転写用のバイアス電圧を与えることによって、感光体１１のトナー像を用紙に転写する。転写器４０によって、トナー像が転写された用紙は定着器５０に搬送され、転写されたトナー像が用紙上に定着される。このようにして、用紙上に画像が形成される。画像が形成された用紙は排出ロール３４によって排出台８３の上に排出される。
【００３６】
転写器４０による転写後、感光体１１に残存したトナーは、清掃器７１によって除去される。清掃器７１により感光体１１から除去されたトナーは、回収トナー収容箱７２に収容される。
【００３７】
［プロセスカートリッジの着脱］
図３は、図２に示す画像形成装置の扉を開いた状態を示す斜視図である。
【００３８】
図３および図１を参照して説明を続ける。プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の前面および上面を覆う扉８２が前方向Ｆに開かれることで、画像形成装置１の外部に露出する。より詳細には、扉８２が開かれることで、プロセスカートリッジＣＲのうち、容器装着部７３とトナー容器ＴＣと把手７６とが露出する。プロセスカートリッジＣＲは、本体１Ａの装着部９０に設けられた空洞に配置されている。装着部９０の空洞は、画像形成装置１の本体１Ａの前方向Ｆ斜め上に向かって開口した装着開口９１を有する。
【００３９】
図４は、プロセスカートリッジを取り出す途中の状態を示す斜視図である。図４には、画像形成装置１の上部に配置され得る画像読取装置ＲＤの配置位置が破線で示されている。画像読取装置ＲＤは、原稿から画像を読み取る装置であり、読み取った画像データを画像形成装置１に供給することで、画像形成装置１を例えば複写機として機能させる。
【００４０】
操作者が把手７６を掴んで引くと、プロセスカートリッジＣＲは、画像形成装置１の本体１Ａから、前方向Ｆ斜め上に、すなわち取外し方向Ｋに引き出される。画像形成装置１の上方に画像読取装置ＲＤが配置される場合、画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間には、用紙を取り出すための空間が設けられる。プロセスカートリッジＣＲの着脱の際には、プロセスカートリッジＣＲが、この画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間の用紙を取り出すための空間内を移動することとなる。
【００４１】
［プロセスカートリッジの構成］
図５は、プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。また、図６は、プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【００４２】
図５には、プロセスカートリッジＣＲが画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）に装着された状態における露光器２０および転写器４０の位置も破線で示されている。図６には、プロセスカートリッジＣＲの、装着時の位置決めを担う突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３が示されている。
【００４３】
プロセスカートリッジＣＲは、トナー像形成部１０、清掃器７１、回収トナー収容箱７２、容器装着部７３、トナー供給器７４、および把手７６が一体化された交換ユニットである。このうちトナー像形成部１０は、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を有する。したがって、画像形成装置１（図１参照）において、プロセスカートリッジＣＲが交換されると、感光体１１、帯電器１２、現像器１３、清掃器７１、および回収トナー収容箱７２のすべてが新品と交換されることになる。なお、トナー容器ＴＣは、プロセスカートリッジＣＲの容器装着部７３に着脱自在に装着されるので、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａ（図１参照）に装着されたままの状態で、容器装着部７３から取り外して新しいものに交換される。
【００４４】
［回収トナー収容箱の配置］
図５に示すプロセスカートリッジＣＲにおいて、トナー容器ＴＣが装着される容器装着部７３は、トナー像形成部１０に隣接しておらず、トナー像形成部１０から離れた位置に設けられている。回収トナー収容箱７２は、トナー像形成部１０と容器装着部７３とに挟まれた空間に広がっている。
【００４５】
回収トナー収容箱７２を除く、トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０は、プロセスカートリッジＣＲの中で、最も大きな空間を占める部位である。トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０を互いに離れた位置に配置することで、プロセスカートリッジＣＲに突出部分を設けることなく、トナー容器ＴＣおよびトナー像形成部１０の間に大きな空間が確保される。回収トナー収容箱７２は、トナー容器ＴＣとトナー像形成部１０とに挟まれた空間に広がっている。このため、例えば、トナー容器ＴＣとトナー像形成部が隣接しプロセスカートリッジに突出部分を設けることなく他の部品の隙間を利用して回収トナー収容箱を配置した場合に比べ、大きい容量が確保される。
【００４６】
回収トナー収容箱７２は、トナーが内部に収容しきれない状態、すなわち、清掃器７１によって感光体１１から除去されたトナーが回収トナー収容箱７２の内部に送り込まれない満杯状態となると、使用不能となる。したがって、プロセスカートリッジＣＲを新たなものに交換することが求められる。つまり、回収トナー収容箱７２の容量は、プロセスカートリッジＣＲの寿命を決める要因の一つである。回収トナー収容箱７２が大容量となることで、プロセスカートリッジＣＲが長寿命化する。
【００４７】
プロセスカートリッジＣＲにおいて、トナー像形成部１０、回収トナー収容箱７２および容器装着部７３は、プロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫに配列されている。このため、プロセスカートリッジＣＲが、本体１Ａ（図１，図３参照）に装着される場合および本体１Ａから取り外される際、トナー像形成部１０、回収トナー収容箱７２および容器装着部７３が、本体１Ａの装着部９０の装着開口９１（図１，図３参照）を、同時ではなく順次に通過する。したがって、本実施形態の画像形成装置１における装着開口９１は、例えば、トナー像形成部、回収トナー収容箱および容器装着部がプロセスカートリッジの着脱方向ＪＫに配列されず、着脱方向ＪＫと交わる方向に重なった構造の場合に比べて、小さい。また、プロセスカートリッジＣＲが着脱の移動の際に必要とする空間も小さい。例えば、プロセスカートリッジＣＲが移動の際に必要とする空間は、トナー容器ＴＣが着脱の移動の際に必要とする空間とほぼ同等である。したがって、図４に示す、画像形成装置１と画像読取装置ＲＤとの間の、用紙を取り出したり、トナー容器ＴＣを交換するための隙間を利用してプロセスカートリッジＣＲが画像形成装置１に着脱される。
【００４８】
また、プロセスカートリッジＣＲの向きは、図１に示すように、本体１Ａに装着された状態では、容器装着部７３が装着方向Ｊ最後尾に位置する向きとなっている。すなわち、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａに装着された状態では、プロセスカートリッジＣＲの容器装着部７３が画像形成装置１の本体１Ａの装着部９０における最も手前側に配置されている。このため、図３に示す、本体１Ａの扉８２が開かれた状態では、プロセスカートリッジＣＲのうち、容器装着部７３とこの容器装着部７３に装着されたトナー容器ＴＣとが外部に露出する。したがって、プロセスカートリッジＣＲを画像形成装置１から取り出すことなしに、トナー容器ＴＣが単体で着脱し得る。よって、例えば容器装着部が回収トナー収容箱よりも奥に位置する場合に比べて、作業者によるトナー容器ＴＣの着脱および交換が容易である。
【００４９】
また、画像形成装置１は、図１に示すように、感光体１１を含むトナー像形成部１０が、画像形成装置１内の後ろ方向Ｂ寄り、すなわち作業者から見て奥に配置されている。ここで、容器装着部７３が装着方向最後尾に位置することで、容器装着部７３およびトナー容器ＴＣが画像形成装置１の手前すなわち前方向Ｆ寄りに配置される。したがって、プロセスカートリッジＣＲに大容量の回収トナー収容箱７２が設けられていても、トナー容器ＴＣの着脱は用紙の取り出しと同様に画像形成装置１の前方向Ｆの位置から行われる。そして、回収トナー収容箱７２の交換が必要な場合には、トナー容器ＴＣの取り出しと同様に装着開口９１からプロセスカートリッジＣＲを取り出し交換する。トナー容器ＴＣの装着については後述する。
【００５０】
［回収トナー収容箱の形状］
図７は、プロセスカートリッジの分解斜視図である。図７には、プロセスカートリッジＣＲを構成する部品のうちの一部が示されている。
【００５１】
回収トナー収容箱７２は、上部材７２ａと下部材７２ｂとを備えている。下部材７２ｂは上部材７２ａより下に配置され上向きに開いた器状の部材である。下部材７２ｂは、プロセスカートリッジＣＲ全体の構造を支持する機能を担っている。下部材７２ｂには、清掃器７１および感光体１１が取り付けられる。また、下部材７２ｂには、容器装着部７３を構成する固定部材７３１と、図７には示さない現像器１３（図５参照）が取り付けられる。
【００５２】
上部材７２ａは、下向きに開いた器状の部材である。上部材７２ａが下部材７２ｂに対し蓋のように合わさることで、上部材７２ａおよび下部材７２ｂの双方の縁が、清掃器７１が配置された部分を除いて合わさり、図５に示すような、トナーを収容する空間が画定される。清掃器７１が配置された部分には、清掃器７１で回収されたトナーを受け入れる隙間が形成される。
【００５３】
感光体１１の軸方向Ｘにおける長さＬ１は、用紙の軸方向Ｘにおける幅に、用紙の位置ずれを吸収する余裕分や軸受１１ｂを含んだ長さとなっている。また、回収トナー収容箱７２の軸方向Ｘにおける長さＬ２は、プロセスカートリッジＣＲの装着の際に、感光体１１が通過する装着開口９１を通過し得る最大の長さ、すなわち、感光体１１の長さＬ１とほぼ同等の長さを有している。また、容器装着部７３の軸方向Ｘにおける長さＬ３も、感光体１１の長さＬ１とほぼ同等の長さを有している。
【００５４】
図８は、プロセスカートリッジの廃トナー回収容器および感光体を示す図である。図８のパート（Ａ）は、廃トナー回収容器および感光体を画像形成装置の斜め下から見た斜視図であり、図８のパート（Ｂ）は、廃トナー回収容器および感光体を下から見た底面図である。なお、図８には、露光器２０およびこの露光器２０による光ビームＢｍの走査領域も示されている。
【００５５】
ここで、図８および図５の双方を参照して説明する。回収トナー収容箱７２は、光ビームＢｍの走査領域よりも上に広がる第１収容部７２１と、光ビームＢｍの走査領域よりも下方にまで延在した一対の第２収容部７２２とを有する。一対の第２収容部７２２は、軸方向Ｘにおける光ビームＢｍの走査領域の両脇から下方に、第１収容部７２１から間仕切りなしに延在している。
【００５６】
光ビームＢｍの走査領域は、露光器２０内に中心（かなめ）を有する扇形に広がっており、露光器２０側が感光体１１側より狭い。したがって、光ビームＢｍの照射方向における、感光体１１と露光器２０との中間の位置すなわち回収トナー収容箱７２の位置では、軸方向Ｘにおける光ビームＢｍの走査領域の両脇に、光ビームＢｍが通過しない空間がある。この光ビームＢｍの走査領域の両脇の空間を利用した第２収容部７２２が回収トナー収容箱７２に設けられることによって、第２収容部７２２の分だけ、回収トナー収容箱７２の容量が増大する。
【００５７】
また一対の第２収容部７２２のそれぞれは、図８のパート（Ｂ）に示すように、光ビームＢｍの走査領域の形に相応し、露光器２０に近づくに従い軸方向Ｘにおける幅が広がる形状を有している。このため、回収トナー収容箱７２は、光ビームＢｍの走査領域を避けつつも、幅が広がった分、容量が増大している。
【００５８】
回収トナー収容箱７２のうち、２つの第２収容部７２２のそれぞれの底である下壁７２３（図５，図８パート（Ａ）参照）と、回収トナー収容箱７２の上壁７２４（図５，図７参照）は、プロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫに平面状に広がっている。このため、例えば上壁または下壁が着脱方向ＪＫとは異なる方向に広がった場合に比べ、回収トナー収容箱７２の容量が増大しつつ、プロセスカートリッジＣＲの着脱において、回収トナー収容箱７２が不用意に本体１Ａ（図１参照）の各部品に接触する可能性が低減する。また、回収トナー収容箱７２のうち、光ビームＢｍの走査領域よりも上に広がる第１収容部７２１の底である上げ底７２５（図５，図７参照）は、光ビームＢｍの走査領域に沿って広がっている。したがって、例えば凹凸が設けられた場合に比べ、光ビームＢｍの走査領域を避けつつも、回収トナー収容箱７２容量が増大する。
【００５９】
また、図１に示すように、画像形成装置１の本体１Ａに設けられた排出台８３の底は、これに対向する回収トナー収容箱７２の上壁７２４とはほぼ平行となっている。すなわち、排出台８３の底は、着脱方向ＪＫに広がっている。このため、プロセスカートリッジＣＲが着脱され、排出台８３の下を通過する際に、回収トナー収容箱７２が排出台８３に引っかかる事態が回避される。
【００６０】
また、図５に示すプロセスカートリッジＣＲにおいて、このプロセスカートリッジＣＲの着脱方向ＪＫおよび軸方向Ｘの双方に垂直な方向を厚み方向Ｔとする。この厚み方向Ｔにおける回収トナー収容箱７２の厚みｈ１、すなわち、下壁７２３から上壁７２４までの高さｈ１は、トナー容器ＴＣが装着された容器装着部７３の厚み方向Ｔにおける高さ（厚み）ｈ２とほぼ等しい。厚み方向Ｔにおけるトナー像形成部１０の高さ（厚み）ｈ３は、回収トナー収容箱７２の厚みｈ１よりも小さい。したがって、大容量の回収トナー収容箱７２を有するプロセスカートリッジＣＲが通過する装着開口９１（図１参照）の、厚み方向Ｔにおける寸法が、トナー容器ＴＣを着脱するために必要な寸法に抑えられる。
【００６１】
［トナー容器および容器装着部］
図９は、図５に示すプロセスカートリッジに装着されるトナー容器を示す斜視図である。
【００６２】
図９に示すトナー容器ＴＣは、側面の一部にこのトナー容器ＴＣの向きを示す突部ＴＣ２が設けられた有底円筒形状を有しており、内部にはトナーが収容されている。トナー容器ＴＣの周面にはトナーの通路を塞ぐ扉ＴＣ３が設けられている。また、トナー容器ＴＣの円状の側面には、突起ＴＣ４が設けられている。トナー容器ＴＣは、図５に示す容器装着部７３に装着される。なお、図５には、トナー容器ＴＣが装着された状態が示されている。
【００６３】
ここで、再び図７の分解図を参照して容器装着部７３について説明する。容器装着部７３は、回収トナー収容箱７２に固定される固定部材７３１と、操作によりトナー容器ＴＣを固定部材７３１に拘束する拘束部材７３２とを備えている。
【００６４】
固定部材７３１には、トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４を案内する直線状に延びた容器案内切欠き７３１ａと、拘束部材７３２を保持しながら案内する円弧状の拘束部案内穴７３２ｂが設けられている。また、固定部材７３１には把手７６が固定されている。
【００６５】
拘束部材７３２は、側面の一部が欠如した有底円筒状であり、固定部材７３１に対し、回転自在に保持される。トナー容器ＴＣは、拘束部材７３２の内側に収容される。円筒形状の拘束部材７３２における底面には、固定部材７３１の拘束部案内穴７３１ｂに嵌り込む突起７３２ｂが設けられている。拘束部材７３２の側面には、固定部材７３１の容器案内切欠き７３１ａを開閉する開閉片７３２ａが設けられている。また、拘束部材７３２の周面には、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３と係合する扉係合部７３２ｄが設けられている。
【００６６】
図１０は、容器装着部を示す透視図である。図１０には、容器装着部７３にトナー容器ＴＣが装着された状態が示されている。拘束部材７３２の突起７３２ｂは、固定部材７３１の拘束部案内穴７３２ｂに嵌り込んでおり、拘束部案内穴７３２ｂの円弧形状に沿って移動自在に保持されている。このことによって、拘束部材７３２が固定部材７３１に回転自在に保持されている。
【００６７】
トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４は、固定部材７３１の容器案内穴７３１ａに入り込んでいるが、図１０に示す状態では、容器案内切欠き７３１が拘束部材７３２の開閉片７３２ａによって閉じられている。このため、トナー容器ＴＣが容器装着部７３から取り出せないロック状態となっている。また、図１０に示すロック状態では、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３（図９参照）が拘束部材７３２の扉係合部７３２ｄに係合して開放状態になり、トナー容器ＴＣ内のトナーが、トナー供給器７４（図１参照）に供給されるようになる。
【００６８】
また、拘束部材７３２には、画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）に設けられた掛止め部８５に掛け止まる掛止め片７３２ｃが設けられている。ただし、図１０に示すロック状態では、拘束部材７３２の掛止め片７３２ｃは、本体１Ａ（図１参照）の掛止め部８５から外れている。このため、ロック状態では、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得る状態となっている。
【００６９】
図１１は、トナー容器のロックが解除された状態を示す透視図である。
【００７０】
作業者が操作によって、図１０に示すロック状態から拘束部材７３２を回転させると、拘束部材７３２の開閉片７３２ａが、容器案内切欠き７３１から退避するため、容器案内切欠き７３１が開いた状態となる。したがって、トナー容器ＴＣの突起ＴＣ４が容器案内切欠き７３１から外に移動し得る。すなわち、トナー容器ＴＣが容器装着部７３から取外し得るロック解除状態となる。このときは、トナー容器ＴＣの扉ＴＣ３（図９参照）が拘束部材７３２によって閉鎖状態になり、トナー容器ＴＣ内のトナーは外部に漏れない。また、拘束部材７３２がロック解除状態まで回転すると、拘束部材７３２の掛止め片７３２ｃが、本体１Ａ（図１参照）の掛止め部８５に係止する。このため、ロック解除状態では、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得ない。したがって、トナー容器ＴＣが取り出し得る、図１１に示すロック解除状態と、プロセスカートリッジＣＲ（図１参照）が画像形成装置１の本体１Ａ（図１参照）から取り出し得る、図１０に示すロック状態とが、拘束部材７３２の操作によって、排他的に選択される。よって、トナー容器ＴＣを取り外す際に、プロセスカートリッジＣＲが意図せず外れる事態や、プロセスカートリッジＣＲの位置がずれる事態が回避される。
【００７１】
［プロセスカートリッジの位置決め］
図１２は、図１に示す画像形成装置から、プロセスカートリッジを取り除いた状態を示す断面図である。図１２には、画像形成装置１からプロセスカートリッジＣＲ（図１参照）を除いた本体１Ａが示されている。
【００７２】
画像形成装置１の本体１Ａには、プロセスカートリッジＣＲが装着される装着部９０が備えられている。装着部９０には、画像形成装置１の上部前方向Ｆ寄りの部分から装着方向Ｊに延びて転写器４０まで達する空洞を有する。装着部９０は、扉８２が開くことで、画像形成装置１の外部に露出する。装着部９０の軸方向Ｘにおける両脇の壁には、着脱方向ＪＫに延びた案内溝９２が設けられている。案内溝９２は、画像形成装置１において、感光体１１の軸受が配置される位置まで延びている。
【００７３】
また、本体１Ａの装着部９０には、案内溝９２を途中で閉鎖する閉鎖部材９３と、扉８２の開閉に応じて閉鎖部材９３を移動させる閉鎖駆動部材９４も備えられている。閉鎖駆動部材９４は、一端が扉８２に接続されており、扉８２の回転運動を前方向Ｆまたは後ろ方向Ｂの運動に変換するクランク機構を形成している。また、閉鎖駆動部材９４には、閉鎖駆動部材９４の移動に応じて閉鎖部材９３に作用するカム溝９４ａが設けられている。閉鎖駆動部材９４は、扉８２が閉じることで後ろ方向Ｂに移動し、閉鎖部材９３は、閉鎖駆動部材９４のカム溝９４ａからの作用によって、案内溝９２を閉鎖する位置に駆動される。
【００７４】
図１３は、プロセスカートリッジの側面を示す図である。図１３には、プロセスカートリッジＣＲの外形が示されている。
【００７５】
プロセスカートリッジＣＲの、軸方向Ｘにおける側面ＣＲａには、軸方向Ｘに突出した３つの突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３が設けられている。図１３には、プロセスカートリッジＣＲの両側面のうち片面ＣＲａにおける３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３が示されている。３つの突起ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３は円筒形状を有している。３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３のうちの第１の突起ＣＲ１は、感光体１１の回転軸１１ａを支持する軸受１１ｂ（図７参照）と一体に設けられている。第３の突起ＣＲ３は、容器装着部７３の位置から突出している。第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３は、画像形成装置１の本体１Ａに設けられた案内溝９２の中をガタつきなく移動できるように、案内溝９２の幅と同程度の径を有している。また、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３は、着脱方向ＪＫに並んでいる。第２の突起ＣＲ２は、第１の突起ＣＲ１と第３の突起ＣＲ３とに挟まれた位置に配置されており、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３の径よりも小さい径を有している。より詳細には、第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅よりも小さく、案内溝９２に入った場合に、案内溝９２に対し、この第２の突起ＣＲ２の径以上の隙間が生じる。第２の突起ＣＲ２は、第１の突起ＣＲ１および第３の突起ＣＲ３に下から接する共通の接線のうち、重力方向Ｚ下側の接線Ｌ１に上から接している。すなわち、３つの突起ＣＲ１〜ＣＲ３は、共通の接線Ｌ１を有する位置に配置されている。
【００７６】
図１４は、画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着される途中の状態を示す図である。
【００７７】
画像形成装置１の本体１ＡにプロセスカートリッジＣＲを装着する場合、プロセスカートリッジＣＲの把手７６を一方の手で把持するとともに、他方の手で回収トナー収容箱７２の下壁７２３（図５参照）付近を支え、図１４に示す姿勢に保持する。次に、プロセスカートリッジＣＲの第１の突起ＣＲ１を、本体１Ａの案内溝９２に合わせ、把手７６を把持したまま、装着方向Ｊに移動させる。すると、第１の突起ＣＲ１が案内溝９２に沿って移動し、プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａの装着部９０に装着されていく（図４参照）。プロセスカートリッジＣＲの角は露光器２０の上を通過し、排出台８３の下を通過する。プロセスカートリッジＣＲが本体１Ａの装着部９０に完全に収納される前には、第３の突起ＣＲ３も案内溝９２に入り込み、プロセスカートリッジＣＲの姿勢が固定されることとなる。第３の突起ＣＲ３が案内溝９２に入る前、より詳細には、プロセスカートリッジＣＲの下部の角が、露光器２０の上部の角の上を通過する前に、第２の突起ＣＲ２が案内溝９２に入る。第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅に比べて小さいため、最終的には、プロセスカートリッジＣＲの位置決めには関与しない。しかし、第２の突起ＣＲ２が案内溝９２に入ることによって、プロセスカートリッジＣＲが突起ＣＲ１を中心に回転して下方に下がる事態が回避される。このため、プロセスカートリッジＣＲの装着途中または取外し途中でプロセスカートリッジＣＲが露光器２０に接触して露光器２０の精度に影響を与える事態が回避される。また、第２の突起ＣＲ２の径は案内溝９２の幅に比べて小さいため、プロセスカートリッジＣＲは、図１３に示す姿勢から上方に持ち上げられる余裕を有している。
【００７８】
図１５は、画像形成装置の本体にプロセスカートリッジが装着された状態を示す図である。図１５には、図１に示す画像形成装置１における、装着部９０に関連する部分が示されている。
【００７９】
画像形成装置１の本体１ＡにプロセスカートリッジＣＲが完全に装着された状態では、プロセスカートリッジＣＲの第１の突起ＣＲ１および第２の突起ＣＲ２が、本体１Ａの案内溝９２に入り、プロセスカートリッジＣＲの姿勢が固定されている。第１の突起ＣＲ１は、案内溝９２の最先端の縁に当たって止まっている。
【００８０】
扉８２が閉じることで、閉鎖部材９３は、閉鎖駆動部材９４の動作およびカム溝９４ａとの係合によって、案内溝９２を閉鎖する位置に移動する。このとき、閉鎖部材９３は、第１の突起ＣＲ１と接する位置に移動する。このため、第１の突起ＣＲ１は、案内溝９２と閉鎖部材９３によって、三角印で示す３点で位置決めされる。閉鎖部材９３によって、装着されたプロセスカートリッジＣＲの位置ずれが抑えられる。また、第１の突起ＣＲ１は、感光体１１の回転軸１１ａを支持する軸受１１ｂ（図７参照）と一体であるため、感光体１１が上記の３点を介して本体１Ａに精密に位置決めされる。感光体１１の転写器４０に対する位置の精度は、形成される画像の画質に直接影響を及ぼすが、本実施形態の画像形成装置では、例えば、上記の３点で位置決めがされない場合に比べて、画質が向上する。
【００８１】
なお、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成部の例として、感光体１１、帯電器１２、および現像器１３を備えたトナー像形成部１０が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、さらに転写器や定着器を備えたものであってもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、本発明にいうトナー収容箱の例として、上部材７２ａと下部材７２ｂとを備えた回収トナー収容箱７２が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、トナー収容箱は、例えば、３つ以上の部品で構成されたものであってもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、本発明にいう像保持体の例として、円筒状の表面を有する感光体１１が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、像保持体は例えば、ベルト状であってもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、本発明にいう清掃器の例として、板状のブレードが示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、清掃器は例えば、ブラシであってもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、本発明にいう画像形成部の例として、感光体１１上のトナー像が用紙に直接転写される構成が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、像保持体上のトナー像が中間転写体への転写を経て用紙に間接転写される構成であってもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明にいう被転写体の例として用紙が示されている。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、被転写体は画像が形成される記録媒体であればよく、例えば、樹脂製のシートでもよい。
【００８７】
なお、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてモノクロプリンタが示されている。しかし、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、カラー画像を形成するカラープリンタであってもよい。
【００８８】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてプリンタが示されている。しかし、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ 画像形成装置
１Ａ 本体
１０ トナー像形成部
１１ 感光体
１２ 帯電器
１３ 現像器
２０ 露光器
３０ 用紙搬送装置
４０ 転写器
５０ 定着器
７１ 清掃器
７２ 回収トナー収容箱
７２１ 第１の収容部
７２２ 第２の収容部
７２３ 下壁
７２４ 上壁
７３ 容器装着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持して該トナー像を被転写体に転写する像保持体と、該像保持体上の潜像をトナーで現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像部と、前記被転写体へのトナー像の転写後に該像保持体上に残存するトナーを除去することにより該像保持体を清掃する清掃手段とを有する画像形成部、
前記画像形成部から離れた位置に設けられた、前記現像部への補給用のトナーが収容されたトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部、および
前記画像形成部と前記容器装着部とに挟まれた空間に広がる、前記清掃手段により前記像保持体から除去されたトナーを収容するトナー収容部を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のプロセスカートリッジ、
前記プロセスカートリッジが着脱自在に装着されるカートリッジ装着部、
前記カートリッジ装着部に装着されたプロセスカートリッジを構成する前記像保持体を露光して該像保持体上に潜像を形成する露光手段、
前記被転写体を、前記像保持体からトナー像の転写を受ける位置を経由する搬送経路上を搬送する搬送手段、および
前記像保持体から転写を受けたトナー像を前記被転写体上に定着する定着部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記プロセスカートリッジを構成する前記画像形成部、前記トナー収容部および前記容器装着部が前記カートリッジ装着部への着脱方向に配列されていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記プロセスカートリッジが、前記カートリッジ装着部に、前記容器装着部が装着方向最後尾に位置する向きに装着されるものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像保持体が横に延びる回転軸の回りに回転し、前記露光器が該像保持体を光ビームにより横方向に走査することによって該像保持体上に潜像を形成するものであって、
前記トナー収容部は、前記光ビームの走査領域よりも上に広がる第１収容部と、前記光ビームの走査領域の両脇から該走査領域よりも下方にまで、該第１収容部から間仕切りなしに延在した一対の第２収容部とを有することを特徴とする請求項２から４のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収容部が、前記プロセスカートリッジの着脱方向に広がる、上壁および下壁を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
露光を受けて潜像を保持しトナーによる現像を受けてトナー像を保持して該トナー像を被転写体に転写する像保持体と、該像保持体上の潜像をトナーで現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像部と、前記被転写体へのトナー像の転写後に該像保持体上に残存するトナーを除去することにより該像保持体を清掃する清掃手段とを有する画像形成部、
前記画像形成部から離れた位置に設けられた、前記現像部への補給用のトナーが収容されたトナー容器が着脱自在に装着される容器装着部、および
前記画像形成部と前記容器装着部とに挟まれた空間に広がる、前記清掃手段により前記像保持体から除去されたトナーを収容するトナー収容部を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のプロセスカートリッジ、
前記プロセスカートリッジが着脱自在に装着されるカートリッジ装着部、
前記カートリッジ装着部に装着されたプロセスカートリッジを構成する前記像保持体を露光して該像保持体上に潜像を形成する露光手段、
前記被転写体を、前記像保持体からトナー像の転写を受ける位置を経由する搬送経路上を搬送する搬送手段、および
前記像保持体から転写を受けたトナー像を前記被転写体上に定着する定着部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記プロセスカートリッジを構成する前記画像形成部、前記トナー収容部および前記容器装着部が前記カートリッジ装着部への着脱方向に配列されていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記プロセスカートリッジが、前記カートリッジ装着部に、前記容器装着部が装着方向最後尾に位置する向きに装着されるものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像保持体が横に延びる回転軸の回りに回転し、前記露光器が該像保持体を光ビームにより横方向に走査することによって該像保持体上に潜像を形成するものであって、
前記トナー収容部は、前記光ビームの走査領域よりも上に広がる第１収容部と、前記光ビームの走査領域の両脇から該走査領域よりも下方にまで、該第１収容部から間仕切りなしに延在した一対の第２収容部とを有することを特徴とする請求項２から４のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収容部が、前記プロセスカートリッジの着脱方向に広がる、上壁および下壁を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２３０２３４（Ｐ２０１２−２３０２３４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８１６９（Ｐ２０１１−９８１６９）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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