图像形成装置和用于其中的处理盒的制作方法

专利名称：图像形成装置和用于其中的处理盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成装置，诸如复印机、打印机、传真机或包含其功能的复合装置，图像形成装置通过电子照相处理过程在诸如记录纸或OHP 纸这样的记录介质上形成调色图像(toner image )，特别是涉及一种由包括一 作为图像载体(image carrier)的感光体和一个显影设备的显影辊集成形成的 处理盒，该处理盒可以安装到图像形成装置也可以从图像形成装置上拆除下 来。
背景技术：
一个图像形成装置包括大量的成像部件，诸如图像载体和显影装置。显 影装置利用封装于其中的显影剂(developer)进行显影处理，因此随着时间 的推移显影剂被消耗掉。在一个阶段消耗预定数量单组分的显影剂或在一个 阶段两组分显影剂的调色剂浓度下降到预定值以下，这时显影剂或调色剂就 必须补充。为了达到此目的，过去已经作出了一些新调色剂(显影剂)自动 补充和托架更换的方案，但这些所有的方案中，显影装置都配有诸如显影辊 和搅拌螺杆这样的旋转部件；随着时间的推移，这些部件逐渐变坏。此外， 由于图像载体被光照射，因此随着时间的推移图像载体也会变坏。在过去，更换这些图像生成部件的操作需要依赖于专业的服务人员，但 现在，图像载体和处理方式都集成到了可安装到图像形成装置主体上的处理 盒中，这样用户自己就可进行更换和维修操作，促进了可搡作性的改进。典型的处理盒至少包括一个图像载体和一个显影装置，每个图像生成部 件有不同的预期寿命，所以处理盒就需要根据预期寿命最短的图像生成部件 进行更换。例如，在公开号为JP3724753的专利文献中公开了一种处理盒包 括图像载体、显影装置、充电装置和清洁装置，该处理盒可以在完全寿命期 后更换，它通过调整显影剂托架的预期寿命和图像载体感光层的预期寿命使 两者相匹配。被更换下来的旧的处理盒被收集起来，更换到了寿命期已变坏的图像生成部件，图像生成部件、附属部件等可被重新利用，因此，实现了资源的有 效利用。在传统的处理盒中，图像载体和显影剂托架夹在上、下框体之间，由两 个侧板支撑，从而形成了位置固定。每个图像生成部件通过使用共同的侧板 和框体而相互固定，当更换完一个达到预定寿命的图像生成部件而重新利用 其它图像生成部件、附属部件，这时重新安装处理盒，此时的安装操作相当 麻烦，另外重新保证部件之间高精度的相对位置关系也是不易的。因此，图 像生成部件的主要部分，图像载体和显影剂托架可以通过分离的框体支撑或 分离包装以形成单独的单元。这样做，当一个单元(多数情况是感光体单元) 包括一达到预期寿命的图像生成部件时，该单元可与其它单元分离并更换上一个新的单元。例如，专利号为JP3658372的专利文献^^开了一种结构，在 该机构中清洗框体支撑的作为图像载体的感光鼓和显影剂机架框体支撑的 作为显影剂托架的显影辊之间旋转耦合。期间，为了重新利用在图像形成过程未使用的墨粉，从图像载体刮下的 墨粉收集起来并返回到显影装置。例如,在专利号为JP平2-171791的专 利文献公开了一种通常集成在处理盒中的废墨粉收集机构。同样地，在前提 到公开号为JP3724753的专利文献中公开一个从附属于图像载体的清洁盒凸 出的墨粉传送器件和一个形成于清洁盒外部的废墨粉传送通道。所以，废墨 粉收集机构基本上集成于处理盒上或至少在图像载体单元上，这就造成这样 一个结果，废墨粉收集机构的组成部件在其预定寿命之前就被丢弃了 。发明内容本发明的一个目的是提供一种可容易重复利用的处理盒，该处理盒能够 解决未达到寿命的图像生成部件随着达到寿命的图像生成部件被丟弃重复 利用不可能的问题。当前发明的一个方面，处理盒具有将收集起来的废墨粉从图像载体返回 到显影装置的构造。处理盒由包括图像载体的图像载体单元、包括显影装置 的显影托架单元和有内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元组成。这三个单 元可拆卸地组装在一起。当前发明的另一个方面，图像形成装置有处理盒。处理盒由包括图像载 体的图像载体单元、包括显影装置的显影托架单元和有内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元组成并且这三个单元可拆卸地组装在一起。当前发明的另一个方面，提供其中具有显影辊的显影托架单元、新墨粉 容纳空间、废墨粉容纳空间和用于分割设置在壳体中的新墨粉容纳空间和废 墨粉容纳空间的柔性分割元件。


以上所述的和其它关于本发明的特点、优点通过下面对照附图的详细描述将会变的更明显，其中图1是彩色打印机作为本发明中图像形成装置的一个实施例的组成示意图；图2是本实施例中处理盒(图像生成单元)的组成示意图； 图3是本实施例中处理盒呈分解状态下各个部件的透视图； 图4A是左面板的外部视图；图4B是显影单元和感光体单元在左面板内部的视图； 图5A是废墨粉传送单元的外部视图；图5B是显影单元和感光体单元在废墨粉传送单元内部的视图；图6是显影单元的外部形状透视图；图7是从不同角度示出显影单元的外部形状的透视图；图8是显影单元和感光体单元在废墨粉传送单元侧的内部的截面透视图；图9是废墨粉传送单元组成的截面示意图； 图IO是示出感光体单元的外部形状的透视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的 一个实施例进行详细的描述。 图1显示出了根据该实施例的作为图像形成装置的彩色打印机的组成的 示意图。在彩色打印机1中，四个图像生成单元6 ( 6Y，6M,6C，6K，也就是 黄色，品红色，青色和黑色，其中每种颜色通过与之相一致的字符标识)在 打印机大体中央位置连续排列，用于在每个图像生成单元的感光鼓上形成潜 像的曝光装置5布置在图像生成单元6的上面。巻绕在多个支撑辊上的传送 带3呈水平布置在图像生成单元6的下方。第二传送装置11和中间传送体清洁装置14布置在图中传送带的右侧。从传送带上收集废墨粉的废墨粉收集容器15和输送/容纳记录介质7的馈纸盒8布置在传送带3的下面。通 过供给辊9供给的记录介质7穿过传送带3和第二传送装置11之间，并被 导引到定影装置12，在这里调色图像被热定影到记录介质7上。图1中的图像生成单元6K， 6C， 6M, 6Y区别仅在于在其上形成的调 色图像颜色不同，用于形成调色图像的结构和作用是相同的。因此，在图2 中仅以 一个图像生成单元6举例说明。作为图像载体的感光鼓61布置在图像生成单元6的下部，以便与中间 传送带3相对，并被驱动沿顺时针方向20旋转。在这个实施例中，图像载 体采用的是鼓的形式，但也可采用由环带组成的感光体。在感光鼓61的圆 周上提供了用于刮落初级传送之后残留墨粉的清洁刀片62和与感光鼓61接 触的充电辊63。在清洁刀片62的附近提供水平传送^皮刮落墨粉的墨粉传送 盘64 (toner conveyance coil 64 )。来自墨粉传送盘64的墨粉被墨粉传送带 65提起，并被收集在显影装置16 (下面再描述)的废墨粉收集室16a内。 被分割部件25从废墨粉收集室16a分割开的显影装置16的中央部分作为未 使用的墨粉室16b,其内装满了彩色粉末状的预定颜色的墨粉。显影装置16 还包括显影辊16c、搅拌器、搅拌辊、墨粉补充辊16g和显影刀片16h。显 影辊16c与感光鼓61接触布置或两者之间有一微小间隙。下面，将描述与光电图像形成相关的处理过程。在图2中，感光鼓61被驱动装置(未示出)驱动沿转动方向20转动， 借助其表面的一个感光层被充电辊63充电到一个均匀的高电压，从而被初 始化。被均匀充电的感光层被曝光装置5根据图像数据选择性的曝光，由于 这个曝光作用，就形成一幅由电压削弱产生的低电压部分和初始化形成的高 电压部分组成的静电潜像。接下来，当静电潜像的低电压部分(或高电压部 分)到达感光辊和显影辊之间的接触位置时，墨粉从表面有一薄层墨粉的显 影辊16c上传送过来，由此一幅调色图像在感光鼓61上形成。下面会描述 第一传送后，在感光鼓61表面残留的墨粉将被与感光鼓61接触的清洁刀片 62清洁，随之鼓表面残留的电量将被中和装置中和，图中未显示，这为下一 步的调色图像形成操作做准备。返回图1，第一传送中使用的第一传送辊3a布置在图像生成单元6和传 送带3接触的位置，通过对第一传送辊3a施加高电压， 一个电压差就在感传送。在每个图像生成单元6中，每种颜色的调色图像依次传送到传送带3 上，结果是由单色调色图像重叠组成的多色调色图像就在传送带3上形成。与此同时，记录介质7以预定的时间从供给辊9和纸张传送装置10被 供给到第二传送装置11。通过对第二传送装置11施加高电压从而在传送带 3和第二传送装置ll之间产生电压差，在传送带3表面形成的调色图像(在 某些情况下是单色调色图像)被传送到记录介质7上。在调色图像传送之后， 记录介质7从传送带3剥离，随之调色图像被定影装置12定影到记录介质7 上。记录介质7借助于排出辊对13被排出到位于打印机上表面的排出托盘 中。在调色图像传送到记录介质7之后，传送带3表面上残留的剩余墨粉被 中间传送体清洁装置14清洁，并被收集到废墨粉收集容器15中。随后被清 洁的传送带3为下一个调色图像传送操作做准备。在这个实施例中，记录介质7从供给到排出的路径大体上呈弧形，且有 一个大曲率半径。传送带3、图像生成单元6和曝光装置5布置在记录介质 传送路径的内圆周区域一侧上以便有效利用内部空间，能够减小尺寸。另夕卜， 传送路径组成简单，记录介质7以有图像一面朝下的方式排出。此外，打印 机1的记录介质传送路径侧面(图1中的右侧面)作为操作前表面。这种构 成结构避免了在传送过程中卡纸，能够提高可靠性，并且由于传送路径紧接 壳体框架，所以传送路径容易被打开，因此当发生卡纸时有利于进行消除处 理操作。这种构成也适用于使用多种记录介质的彩色图像形成装置，在该装 置中使用诸如厚纸等。此外，由于记录介质7以有图像一面朝下的方式排出到彩色打印机1上， 因此当将有图像一面翻转向上时，记录介质7按照打印顺序从上到下地堆叠 到彩色打印机1上。此外，彩色打印机1的上部在保持着曝光装置5的情况下可相对于位于 打印机外壳背部(图1中的左侧面)的连接轴la打开，因此消耗品图像生 成单元6可以从前面板被更换。换句话说，彩色打印机1提供了一个所有一 系列操作可以在所述装置的前面板完成的前部舱口构造，由此，可以实现在 任何位置安装彩色打印机。下面，将详细描述本发明一个特色的构造。图2中显示的包括感光鼓61、充电辊63、显影装置16和清洁刀片62200710300774.6说明书第6/9页的图像生成单元6，作为通过滑动操作可以安装到打印机主体上或从打印机主体上拆除的处理盒。图3图示出了处理盒。处理盒由四个部分组成，即显 影托架单元(此后称为显影单元)26、图像载体单元(此后称为感光体单元) 17、左侧面板18和兼做右侧面板的废墨粉传送单元19，左侧面板18和废墨 粉传送单元19用于支撑单元26和单元17。左侧面板18和废墨粉传送单元 19包夹并保持着显影单元26和感光体单元17的方式可能与传统的左右面板 的方式相同，凹进/凸出型或相似的配合形式是期望的。在废墨粉传送单元 19中，废墨粉传送带内置于机架单元80内以便从感光体17上携带的废墨粉 被向上提升并且运送到显影单元26。在显影单元26中，显影辊16c通过连接于显影单元外壳26a左右侧的 第一轴承26b、 26c支撑。因此第一轴承以从轴末端部分向内预定距离保持 着显影辊16c。例如，当外壳的长度为268mm、轴的长度为300mm时，从 轴末端部分到第一轴承的距离为30mm。同样的在感光体单元17中，感光 鼓61被连接于感光体机架17a左右侧面板的第一轴承17b(为了说明的目的， 图3中仅示出了在左侧面板18上的第一轴承)支撑着。因此感光体单元17 的第一轴承17b以从轴末端部分向内预定距离保持着感光鼓61。例如，当外 壳的长度为285mm、轴的长度为315mm时，从轴末端部分到第一轴承的距 离为25mm。分别如图4A、 4B、 5A和5B所示，用于>^人两侧面分别支撑显影单元26 和感光体单元17的左侧面板18和废墨粉传送单元19配有用于支撑显影辊 轴末端的第二轴承18a、 19a和用于支撑感光体轴末端的第三轴承18d、 19d。 左侧面板18和废墨粉传送单元19也配有借助于第二轴承18a、 19a (压力弹 簧19b容纳于废墨粉传送单元外壳内，在图8中显示的最清楚，图8是废墨 粉传送单元的一个截面视图)将显影辊16c压靠在感光鼓61上的压力弹簧 18b、 19b。由于这种结构，第二轴承18a，19a可以沿感光鼓的方向被更换。如图6、图7所示，在显影单元外壳26a的两个上部侧面上设置有轮毂 20、 21。同时，如图4A、 4B所示，滑动配合部分18c形成为左侧面^反18 上的一个延伸孔，如图5A、 5B所示，滑动配合部分19c形成为废墨粉传送 单元19上的一个延伸孔。借助于这些部分，显影单元外壳26a被如此支撑 以至于当显影单元26被夹于左侧面板18和废墨粉传送单元19之间时，能 相对于左右面板18， 19滑动。通过面板表面延伸孔型滑动配合部分的长轴方向大体上与压力弹簧的动作方向相匹配，可以容易地将显影辊16c与感光 鼓61分离。利用这些构造，在运输过程中通过将楔形填充插入在第二轴承 18a、 19a到压力弹簧18b、 19b的相对侧上的各位置中可使显影辊16c从感 光鼓61分离，例如，位置18e(图4A和4B )和19e(图5A和5B )。因 此，当显影辊不断地挤压感光鼓时，可以采用与前面提到的日本专利公开 No. 3658372中的相同处理方式避免显影辊的弹性变形。现在将描述当处理盒具有上面所述的四部分结构时的废墨粉传送装置 的安装。正如从图8和图9看到的，在感光鼓61上残留的墨粉被清洁刀62刮掉， 于是被刮掉的废墨粉被墨粉传送盘64从感光单元向废墨粉传送单元传送(沿 图9中箭头V的方向)并且被废墨粉传送带65沿箭头W和X的向上提起。 接下来，废墨粉一皮废墨粉传送螺杆66沿箭头Y和Z (图8中显示出了箭头 Z)的方向传送并被收集到废墨粉收集室16a中。特别指出通过从内侧面向 外侧面延伸的V方向的设置，废墨粉传送单元可以设置于一个没有相关驱动 部件的空间内，因此简化了布局。当废墨粉收集室16a充满了废墨粉，柔性分割部件25，包括一个向上弯 曲、向下凸出的区域。分割部件25下面的空间作为未使用墨粉室16b,由于 未使用墨粉室中墨粉数量的减少，分割部件25变的能够向下凸出，因此增 加了废墨粉收集室16a的废墨粉容积。换句话说，在一个限定的空间内通过 提高废墨粉的收集效率减小了粉盒的尺寸。特别指出用PUR或发泡PUR作 为柔性分割部件的材料。在上文描述的一系列废墨粉传送操作的箭头V和箭头Y的位置，感光 体单元17的感光体机架17a的末端表面和废墨粉传送单元19的末端表面上 分别设置有密封部件27 (图10)和密封部件28 (图5A和5B)，兼作单元 外壳80的右侧面板，以避免墨粉从感光体单元17和显影单元26之间的接 缝泄漏。注意在图6中，阻塞新墨粉充入口的盖帽29连接于配有轮毂20的显影 单元26的显影单元外壳26a的末端表面。盖帽29阻止充墨粉后墨粉的泄漏。 在这一侧的末端表面也形成有一个用于向上提升废墨粉和被废墨粉传送单 元传送到废墨粉收集室的废墨粉传入口 22。通过在新墨粉充入口的同一表面 设置废墨粉传入口 22,在重新充入新墨粉的操作中抑制了废墨粉通过废墨粉传入口 22的泄漏。此外，由于是四体结构的处理盒，新墨粉充入口的外侧 面被废墨粉传送单元19覆盖，因此当将一个新处理盒安装到图像形成装置 时，用户接触不到在新墨粉充入口上的盖帽29。因此，没有由盖帽29被移 动引起的墨粉泄漏的危险。顺便说一下，在显影单元才几架26a的两个末端侧 面各自配有废墨粉吸入孔23、 24并通过密封件阻塞。在光电图像形成过程中，必须对显影辊16c、墨粉补充辊16g和显影刀 片16h施加一偏压。如图5A和5B中所示，废墨粉传送单元19配有用于传 导来自打印机主体电源的墨粉补充辊接线端30和显影刀片接线端31。如图 6所示，这些接线端30、 31与墨粉补充辊轴末端部分32和显影刀片末端部 分33接触，并对各部件施加一偏压。通过提供也作侧面板功能的废墨粉传 送单元19,采用这种方式的电源接线端，可以减少部件的数量。如图10所示，充电辊63的电源接线端34被连接到感光体单元17的外 壳17a上并通过废墨粉传送单元19与打印机主体侧接线端电连接。通过弹 簧部分或导电性轴承和接线端之间的接触实现与充电部分之间的传导，因而 是不稳定的。因此，接线端最好预先连接到感光体单元的外壳上，牢固地与 弹簧部分接触，然后直接与打印机主体部侧接线端接触。根据以上对本发明的描述，以下特点被呈现出来。(1) 提供了包括图像载体的图像载体单元、包含显影装置的显影剂托架 单元和内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元，这三个单元可拆卸地装配在 一起。因此，回收操作将容易执行，可以避免在一个还未达到其寿命的图像 生成部件随着已达到寿命的图像生成部件被丢弃而使重复利用不可能的情 形。(2) 废墨粉传送单元的机架侧面起到了夹持图像载体单元和显影剂托架 单元的两侧面板其中之一的功能，因此减少了部件的数量。当显影剂托架单 元和图像载体单元的机架以从各自轴末端部分向内预定距离支撑着显影剂 托架和图像载体时，即便是在废墨粉传送单元和侧面板被移走的情况下显影 剂托架和图像载体被各自相应的单元保持着，因此显影剂托架和图像载体不 会落下。同时，显影剂托架和图像载体各自轴末端用于实现在废墨粉传送单 元和侧面板上的准确定位。(3) 当至少一个支撑着显影剂托架和图像载体各自轴末端位置的轴承部 分在弹簧作用下朝另一轴承部分偏斜时，安全可靠地实现了显影剂托架和图像载体支架之间的偏斜接触。特别是，当支撑着显影剂托架轴末端部分的轴 承在弹簧作用下朝支撑着图像载体轴末端部分的轴承偏斜时，在显影剂托架 单元机架的两侧面上配有轮毂，轮穀与在废墨粉传送单元侧面和侧面板上分 别设置的延伸孔配合，安全可靠地实现了两部件之间的偏斜接触。此外，这 两个部件可以在安装之前和装置储存期间分开，图像载体和其它图像生成部 件之间的准确定位位置关系可以确保。(4) 当电源接线端连接到废墨粉传送单元的外壳时，减少了部件的数量。 此外，当充电电源接线端连接到图像载体单元的支架以便能够通过废墨粉传 送单元接触到图像形成装置主体侧上的接线端时，改善了接触的稳定性。(5) 当在显影托架单元的外壳上配有显影辊、新墨粉容纳空间、废墨粉 容纳空间和用于分割新墨粉容纳空间与废墨粉容纳空间的柔性分割元件时， 废墨粉可以被收集在处理盒内，在每次更换处理盒时废墨粉可被移除。当在 外壳同一侧面配有废墨粉的传入口和新墨粉充入口时，在充入墨粉时废墨粉 泄漏的情形可以避免。对于本领域的技术人员来说，在获得当前发明的启示后，可以作出各种 不脱离本发明范围的改变。
权利要求
1、一种具有将从图像载体收集到的废墨粉返回到显影装置的构造的处理盒，包括具有所述图像载体的图像载体单元；具有所述显影装置的显影剂托架单元(developer carrier unit)；以及具有内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元，其中，所述三个单元被可拆卸地组装。
2、 如权利要求1所述的处理盒，其中所述废墨粉传送单元的一个外壳 侧面起到夹持所述图像载体单元和所述显影剂托架单元的两个侧面板其中 之一的作用。
3、 如权利要求2所述的处理盒，其中起到所述侧面板作用的所述废墨 粉传送单元的所述外壳侧面，以及另一侧面板支撑着显影剂托架和所述图像 载体相应轴末端部分。
4、 如权利要求3所述的处理盒，其中分别支撑着所述显影剂托架和所 述图像载体的所述相应轴末端部分的轴承部分的至少其中之一通过弹簧被 偏压向另一轴承部分。
5、 如权利要求3所述的处理盒，其中支撑所述显影剂托架的所述轴末 端部分的所述轴承部分通过弹簧被偏压向支撑所述图像载体的所述轴末端 部分的所述轴承部分，所述显影剂托架单元机架的各自所述侧面配有轮毂，并且 所述轮毂与所述废墨粉传送单元侧面和所述侧面板上各自配有的延伸 孔相配合。
6、 如权利要求1所述的处理盒，其中所述显影剂托架单元的外壳以从 其轴末端部分向内预定的距离支撑着显影剂托架。
7、 如权利要求1所述的处理盒，其中所述图像载体单元的外壳以从其 轴末端部分向内预定的距离支撑着图像载体。
8、 如权利要求1所述的处理盒，其中，电源接线端连接到所述废墨粉 传送单元的外壳。
9、 如权利要求8所述的处理盒，其中充电电源接线端连接到所述图像 载体单元的外壳以便能够通过所述废墨粉传送单元接触图像形成装置主体侧上的接线端。
10、 一种具有处理盒的图像形成装置，其中所述处理盒包括 具有图像载体的图像载体单元； 具有显影装置的显影剂托架单元；和 具有内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元，以及 所述三个单元可拆卸地组装起来。
11、 一种显影剂托架单元，其中在外壳内配有显影辊、新墨粉容纳空间、 废墨粉容纳空间和用于分割所述新墨粉容纳空间与所述废墨粉容纳空间的 柔性分割元件。
12、 如权利要求11所述的显影剂托架，其中在所述外壳同一侧面上设 置有废墨粉传入口和新墨粉充入口 。
全文摘要
本发明涉及易于执行循环再利用包括一种在图像形成中将未使用的废墨粉从图像载体返回到显影装置的返回机构的处理盒的一种操作，并且可以抑制一个未达到寿命的图像生成部件随着已达到寿命的图像生成部件被丢弃而使重复利用不可能的情形。所述处理盒包括具有图像载体的图像载体单元、具有显影装置的显影剂托架单元和具有内置废墨粉传送机构的废墨粉传送单元。这三个单元可拆卸地组装起来。
文档编号G03G21/18GK101221406SQ20071030077
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月13日 优先权日2006年12月13日
发明者久保田智广, 加藤孝二, 吉田知史, 大吉浩文, 川上善弘, 巽谦三, 清水义之 申请人:株式会社理光