JP2525268Y2 - 現像剤カートリッジ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、現像剤の新旧交換時に現像装置側の現像剤
交換部に装着され、簡便に旧現像材の回収と新現像材の
補給を行うことができる現像剤カートリツジに関するも
のである。

〔従来の技術〕

複写機、フアクシミリ、プリンタなどの画像形成装置
において、潜像担持体に静電潜像を形成する所謂、電子
写真式のものでは、乾式型の現像装置が広く採用されて
いる。このような現像装置のうち、現像剤として、例え
ばトナーとキヤリアを有する二成分系現像剤を用いる現
像装置では、現像剤が経時的に劣化し、これが画質の低
下につながるために、現像剤の新旧交換を行うようにし
ている。このような現像剤交換に、現像剤カートリツジ
を使用すると、その交換作業が簡単になり、手なども現
像剤で汚さないで済む。

従来においては、予め空の現像剤カートリツジを準備
して、これに使用済み現像剤を回収し、このあと、別の
現像剤カートリツジから未使用の新しい現像剤を現像装
置内に入れるようにしていたのであるが、現像剤交換に
２つの現像剤カートリツジを必要とするため、その取り
扱いが誠に面倒なものであつた。

そこで、１つの現像剤カートリツジ内に、未使用の新
現像剤を収容する第１の現像剤収容室と、使用済みの旧
現像剤を収容する第２の現像剤収容室とをそれぞれ設
け、後者の現像剤収容室に旧現像剤を回収したあと、前
者の現像剤収容室から、新現像剤を現像装置内に入れる
ようにすると、１つの現像剤カートリツジで事足り、そ
の取り扱いが簡便になる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、現像剤は環境変化、特に湿度による帯電特
性の変化が大きいことが知られている。すなわち、湿度
が高いと摩擦帯電によるトナーの帯電量が少なくなり、
逆に湿度が低いと帯電量が高くなる。

しかしながら、従来の現像剤カートリツジにおいて
は、未使用状態で長期間保存される可能性があるにも関
わらず、何ら湿度対策がなされていなかつた。

本考案の目的は、１つの現像剤カートリツジで現像剤
交換を同時に行えるようにして、それを容易に行えるよ
うにすると共に、第１の現像剤収容室内の現像剤が湿度
の影響を受けることのない現像剤カートリツジを提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、未使用の新現像剤を収容する第１の現像
剤収容室と使用済みの旧現像剤を収容する第２の現像剤
収容室の互いに対向する位置にそれぞれ設けられた開口
と、該開口に摺接し、現像剤交換部側の駆動手段から伝
達された駆動力により摺動して第１および第２の現像剤
収容室の開閉を行う筒状のシヤツタ部剤と、該シヤツタ
部剤に摺接する第１の現像剤収容室の開口とシヤツタ部
剤の現像剤交換部側の筒口を密封するシール部剤とを有
したことにより達成される。

〔作用〕

旧現像材の回収および新現像材の補給のために現像剤
カートリツジが現像剤交換部に装着されるまでは、シー
ル部剤は第１の現像剤収容室の開口とシヤツタ部剤の現
像剤交換部側の筒口を密封して第１の現像剤収容室内の
現像剤を湿気から保護しているが、新旧現像材の回収・
補給時には剥がされるから、第１の現像剤収容室の開口
とシヤツタ部剤の現像剤交換部側の筒口は封止状態が解
除される。これにより、現像剤カートリツジの現像剤交
換部への装着および第１の現像剤収容室から開口を介し
て現像剤交換部に未使用の新現像剤の補給が可能にな
る。

〔実施例〕 以下、図面を参照して本考案の実施例について説明す
る。

第６図は本考案の前提となる現像装置の要部断面図で
あつて、符号１は現像装置本体を、２は内部に現像剤
（不図示）を収容した現像容器をそれぞれ示し、この現
像容器２には容器外方に突出するようにして現像剤新旧
交換部３が設けられている。この現像剤新旧交換部３
は、現像容器２に突出形成され、上部開口２A₁と下部開
口２A₂とをそれぞれ設けた円筒状部2Aや、これに嵌挿さ
れ、ギア4Aを一体形成したシヤツタ部材４などで構成さ
れている。

符号８は、現像容器２の内部に設けられる現像剤搬送
回転部材を示し、この一端側は前記円筒状部2Aの内部ま
で延び出ている。

第７図は現像剤搬送回転部材の斜視図であつて、現像
剤搬送回転部材８は、第７図に示すように複数の現像剤
汲み上げ羽根9aを一体形成した中空軸９や、その周りに
固定された外部スクリユー11や、中空軸９内の軸12に一
体に設けられた内部スクリユー13などで構成されてい
る。

中空軸９と軸12とがそれぞれ矢印方向に回転駆動され
ると、現像容器２内の現像剤は、外部スクリユー11によ
つて矢印ａ方向に運ばれる。この間、現像剤は現像剤注
入口14を通つて中空軸９内に入り、このあと、内部スク
リユー13によつて上記方向と異なる矢印ｂ方向に運ばれ
る。

そして、現像剤流出口15のところを通つて中空軸９外
に流出し、再び矢印ａ方向に運ばれる。このようにし
て、現像剤は中空軸９の内外を循環し、この循環時に、
必要に応じて図示していないトナーホツパから現像剤中
に現像剤新旧交換部３においてトナーが補給されるよう
になつている。そして、現像剤が矢印ａ方向に搬送され
る間、現像剤汲み上げ羽根9aによつて現像剤が汲み上げ
られつつ、図示されない現像スリーブに供給され、同じ
く図示されない感光体上に形成された静電潜像を可視像
化する。

ここで、第６図において、現像容器２内の現像剤が劣
化したものとして、現像剤の新旧交換を行う場合には、
現像剤カートリツジ６をシヤツタ部材４の外周部に挿入
装填する。

第10図は現像剤カートリツジの斜視図、第11図は現像
剤新旧交換部の縦断面図、第12図は現像剤カートリツジ
の縦断面図であつて、現像剤カートリツジ６は現像剤の
新旧交換用として予め準備されていて、これは、第12図
に示すように、上部に未使用の新現像剤101を収容する
第１の現像剤収容室16が、また、下部に使用済みの旧現
像剤を収容する第２の現像剤収容室17がそれぞれ設けら
れたものとなつている。

現像剤カートリツジ６の円筒状部6Aには、第１の現像
剤収容室16に対応した位置に開口18が、また、第２の現
像剤収容室17に対応した位置に開口19がそれぞれ設けら
れている。さらに、円筒状部6Aの内周部には、外端部に
ギア5Aを一体形成すると共に、複数の開口5bを設けたシ
ヤツタ部材５が嵌挿されている。以後、かかるシヤツタ
部材をカートリツジ側シヤツタ部材と呼び、シヤツタ部
材４の方を現像装置側シヤツタ部材と呼ぶ。

ここで、現像剤の交換を行う場合には、まず、図示さ
れない画像形成装置の前カバーを開けた上、現像剤カー
トリツジ６を第10図に示すごとく片手でつかんで、その
カートリツジ側シヤツタ部材５の内周部を第６図および
第11図に示す現像装置側シヤツタ部材４の外周部に嵌め
込んで、現像剤カートリツジ６を挿入装填する。第12図
はこの挿入装填を終了した状態を示す。なお、この挿入
装填される現像剤カートリツジ６の第１の現像剤収容室
16には新現像剤が予め入れられていて、これに対し、第
２の現像剤収容室17の方は空の状態となつている。

現像剤カートリツジ６を挿入するとき、現像剤カート
リツジ６の上部に設けた溝6B（第10図，第12図）が、現
像容器２に突設させたガイドバー21によつて案内される
ようになつていて、これにより、第１の現像剤収容室16
が必ず上にくるように現像剤カートリツジ６が挿入装填
される。

なお、第12図に示すように、現像剤カートリツジ６の
側にガイドバー22を突設し、これを現像容器２の側に設
けた穴（不図示）に入れるようにしても、同じような機
能を達成することができる。

このような構成を採用することで、取り扱い者による
現像剤カートリツジのセツトミスを防止することができ
るのである。

現像剤カートリツジ６の挿入装填を終了した状態で、
第12図に示すように、現像装置側シヤツタ部材４に設け
た複数の開口4bに、カートリツジ側シヤツタ部材５の複
数の開口5bがそれぞれ合致するようになつている。な
お、この合致は、カートリツジ側シヤツタ部材５の端面
に設けた凹部5cが現像装置側シヤツタ部材４の側に設け
た突部4cに嵌合することで確実に行われる。さらに、現
像剤カートリツジ６の挿入装填を終了した状態で、ギア
部5Aが現像装置側シヤツタ部材４のギア部4Aを噛み合わ
せているモータギア23Aに噛み合うようになつている。

現像剤カートリツジ６を上述の如くセツトし、前カバ
ーを閉じることにより、或いは閉じたあとの手操作によ
つて、図示されない現像剤交換スイツチを押すと、モー
タ23が回転し、これに伴い両シヤツタ部材4,5が回転す
る。

第13図は旧現像剤の回収時のシヤツタ状態の説明図、
第14図は新現像剤の供給時のシヤツタ状態の説明図、第
15図は現像剤封止時のシヤツタ状態の説明図であつて、
両シヤツタ部材4,5が第13図で示す回転位置に来たと
き、モータ23が停止するようになつている。なお、上述
のごとき現像剤交換スイツチを用いることなく、前カバ
ーを閉じた時点で、モータ23を自動的に回転させるよう
にしてもよい。

以上の態勢で、第13図に示すように、開口２A₂と、開
口4bと、開口5bと、開口19とが全て一致した状態とな
る。

このような状態で、現像装置を作動させ、第７図に示
す現像剤搬送回転部材８を回転させると、矢印ａ方向
（第６図）に搬送される現像剤が上記合致した一連の開
口を通つて落下し、第２の現像剤収容室17内に入れられ
る。すなわち、現像容器２内の使用済みの古い現像剤が
第２の現像剤収容室17に回収されるのである。

上述のように古い現像剤を回収したあと、前述のモー
タ23が再び回転し、両シヤツタ部材4,5が第14図の回転
位置に来たとき、モータ23が停止するようになつてい
る。このような停止を正確に行わせるために、モータ23
として、サーボモータやステツプモータなどのモータを
用いると効果的である。

第14図に示す状態で、両開口4b,5bは上部に位置し、
４つの開口が全て合致する。よつて、第１の現像剤収容
室16内の新現像剤101が、それらの開口のところを通つ
て、円筒状部2A内に入る。この状態で現像装置を作動さ
せると、円筒状部2A内に入つた現像剤は、現像剤搬送回
転部材８（第６図）によつて運ばれ、現像容器２内に収
容される。

このようにして現像剤の交換が行われるのであるが、
このあと、モータ23が再び回転し、開口２A₁,2A₂を閉塞
する回転位置、例えば、第15図に示す回転位置まで両シ
ヤツタ部材4,5が回転したとき、モータ23が停止するよ
うになつている。

この状態で、現像剤カートリツジ６を、カートリツジ
側シヤツタ部材５と共に現像装置側シヤツタ部材４の外
周部から抜き出すのであるが、既に現像装置側シヤツタ
部材４の方で開口２A₁,2A₂が閉塞されているので、内部
の現像剤が外へ漏れ出すおそれはない。

なお、カートリツジ側シヤツタ部材５が現像装置側シ
ヤツタ部材４と共に回転するとき、現像剤カートリツジ
６自体がそれにつれ回りしようとする。しかるに、現像
剤カートリツジの溝6B（第12図）がガイドバー21（第６
図）に嵌入しているので、そのようなつれ回りが防止さ
れることとなる。

この他、現像剤交換が終了したのち、当該画像形成装
置の操作パネル部などに、その旨が表示されるようにな
つていて、この表示を見て、現像剤カートリツジ６を取
り出して、これを廃棄する。

ここで、現像剤の交換を終えて取り出した現像剤カー
トリツジ（これを以下、旧現像剤カートリツジと言う）
を廃棄することなく、新品の現像剤カートリツジと混在
させてしまつたりする場合、誤つて旧現像剤カートリツ
ジを次の現像剤交換時に挿入装填してしまうことが起き
得る。もしも、このようなことが起きると、第２の現像
剤収容室17内に回収現像剤が既に入つているので、回収
する現像剤が溢れ出てしまい、回収不能となつたりす
る。また、第１の現像剤収容室16内は空となつているた
め、新しい現像剤を供給することができなくてなつてし
まう。

さらに、ガイドバー21や溝6Bなどを設けないものとす
ると、現像剤カートリツジが上下逆に装填されてしまう
こともあり、第２の現像剤収容室17内の回収現像剤が現
像装置内に入れられてしまうことがある。この場合には
劣化現像剤がこのまま現像に供されてしまうので、画質
が低下したままとなる。

ここで、第６図に示すように、現像剤カートリツジ６
の側には、該現像剤カートリツジ挿入装填に伴つて、電
気的な導通状態が遮断されるような電気的導通部材24が
設けられている。本例では、かかる部材としてヒユーズ
が用いられていて、これは、ホルダ26によつて現像剤カ
ートリツジ６の側に不動状態に保持されている。

また、現像剤カートリツジ６には突子26が設けられ、
現像剤カートリツジ６を挿入装填すると、その突子26が
第８図に示すように現像容器２側に設けた孔27内へ入り
込み、導通スプリング28を押して接点29が閉成される。
また、ヒユーズ24の両端が第９図に示す現像容器２側の
両電気端子32,32に接続されるようになつている。

接点29が閉成した状態で、電気制御部31を介して、現
像剤カートリツジ６がセツトされた旨が画像形成装置の
操作パネル部（不図示）に表示されると共に、接点閉成
後、古い現像剤の回収と新たな現像剤の供給に必要な一
定時間だけヒユーズ24に電流が流れて該ヒユーズが自動
的に切れるようになつている。すなわち、現像剤交換を
終えて取り出した現像剤カートリツジについては、必
ず、ヒユーズ24が切れた状態となつているのである。ヒ
ユーズ24が切れると、この現像剤カートリツジ６の前述
のごとく現像装置本体に装填しても、モータ23に給電さ
れず、該モータ23が作動することはない。

このように現像剤カートリツジ６に、この挿入装填に
伴つて切れるヒユーズのごとき電気的導通部材を設ける
ことにより、旧現像剤カートリツジを誤つて再装填して
しまつた場合の前述したごとき不具合の発生を防止する
ことができる。

例えば、新しい現像剤カートリツジを挿入装填したと
き、ヒユーズ24には電流が流れ、旧現像剤カートリツジ
を挿入装填したとき、ヒユーズ24には電流が流れなくな
るが、この違いによつて操作パネル上にメツセージ等を
表示させることができ、同時に、現像装置を作動させな
いようにすることもできる。

これにより、旧現像剤カートリツジによつて現像剤交
換が行われてしまうようなことが未然に防止される。よ
つて、現像剤の回収が不能になることや、新現像剤がい
つまでたつても現像装置内に供給されないことや、古い
現像剤が現像装置内へ供給されてしまうことなどが防止
される。このようにして、一般のユーザであつても、現
像剤の交換作業を簡単に行うことが可能となる。

なお、電気的導通部材としては、電流が流れることに
よつて生じる熱で切れるものの他、電気端子32,32（第
９図）間にかかる電圧の大きさによつて切れるものなど
を用いることができる。

第１図は本考案の実施例に係る現像剤カートリツジの
縦断面図であつて、弾性部材で形成された第１の現像剤
収容室16の下端部の開口18を密閉するシール部材40が設
けられている。

このシール部材40は開口18を密閉した後、二つ折りさ
れカートリツジ側シヤツタ部材５の端面に沿つて垂下さ
れてこの開口面5dを塞ぎ、さらに第２の現像剤収容室17
にその端部近傍が貼り付けられている。

この現像剤カートリツジ６を現像装置本体１側（具体
的には現像容器２）にセツトする場合、シール部材40の
先端を摘んで引き離してから使用する。

第２図は本考案の実施例に係る現像装置の縦断面図で
あつて、上述したように、シール部材40を剥がされた現
像剤カートリツジ６が現像容器２に装填されることにな
る。なお、ここでシール部材40を付けたままだとカート
リツジ側シヤツタ部材５を現像装置側シヤツタ部材４に
外嵌することができないので、剥がし忘れを確実に防止
することができる。

また、本実施例では現像容器２に磁気センサ41が設け
られており、これにより、磁性体で構成される現像剤が
検知される。

この磁気センサ41がオンされれば、新現像剤が入つて
いる未使用の現像剤カートリツジ６がセツトされたと判
断して、現像剤交換動作が行われる。

第３図は現像剤交換のフローチヤートであつて、セツ
トされた現像剤カートリツジ６が未使用のものでない場
合は、両シヤツタ部材4,5はオフのままであるが（３−
１でNO,3−２）、新現像剤カートリツジの場合は旧現像
剤の回収をｔ秒間行い（３−１でYES,3−3,3−４でYE
S）、その後新現像剤の供給を開始し（３−５）、供給
終了後（３−６でYES）にセツト終了数字を行う。

第４図は現像剤を徐々に交換する場合のフローチヤー
トであつて、磁気センサ41により第１の現像剤収容室16
に新現像剤が入つていることが検知されると、シヤツタ
部材4,5の駆動がスタンバイされる。そして、現像ロー
ラの回転数（ｎ）をカウントし、予め設定された回転数
値Ｎと比較し、現像ローラの回転数が設定値と等しくな
つたとき、コピー中かどうか判断して、コピーが終了し
たときにモータ23が作動し、シヤツタ部材4,5を回動さ
せる。そして、まず旧現像剤回収動作をｔ秒間行い、次
に新現像剤供給動作をｔ秒間行う。この繰り返しにより
現像剤の交換が少しずつ行われることになる（４−１〜
４−12）。

第５図は現像剤カートリツジの他の構成を示す縦断面
図であつて、溝6Bは第２の現像剤収容室17側に設けられ
ている。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、現像剤カート
リツジの第１の現像剤収容室の開口をシール部材で密閉
したから、現像剤を、湿度の影響を受けることなく長期
間保存することができ、また、シヤツタ部剤の現像剤交
換部側の筒口をも密封したので、シール部剤の現像剤カ
ートリツジからの剥がし忘れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による現像装置の現像剤カートリツジの
一実施例の縦断面図、第２図は本考案による現像装置の
一実施例の要部縦断面図、第３図は現像剤交換のフロー
チヤート、第４図は現像剤を徐々に交換する場合のフロ
ーチヤート、第５図は現像剤カートリツジの他の構成を
示す縦断面図、第６図は本考案の前提となる現像装置の
一実施例の要部縦断面図、第７図は現像剤搬送回転部材
の斜視図、第８図および第９図は現像剤カートリツジと
本体側の電気的な接続構造の説明図、第10図は現像剤カ
ートリツジの斜視図、第11図は現像剤新旧交換部の縦断
面図、第12図は現像剤カートリツジの縦断面図、第13図
は現像剤の回収時のシヤツタ位置を示す断面図、第14図
は新現像剤の供給時のシヤツタ位置を示す断面図、第15
図は現像剤カートリツジの取り出し時のシヤツタ位置を
示す断面図である。 ２…現像容器、３…現像剤交換部、4,5…シヤツタ部
材、5d…開口面、６…現像剤カートリツジ、16…第１の
現像剤収容室、17…第２の現像剤収容室、40…シール部
材。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】未使用の新現像剤を収容する第１の現像剤
   収容室と、使用済みの旧現像剤を収容する第２の現像剤
   収容室を有し、該第１および第２の現像剤収容室の互い
   に対向する位置で現像装置側の現像剤交換部に対して着
   脱自在とされた現像剤カートリツジにおいて、前記第１
   および第２の現像剤収容室の互いに対向する位置にそれ
   ぞれ設けられた開口と、該開口に摺接し、前記現像剤交
   換部側の駆動手段から伝達された駆動力により摺動して
   前記第１および第２の現像剤収容室の開閉を行う筒状の
   シヤツタ部剤と、該シヤツタ部剤に摺接する前記第１の
   現像剤収容室の前記開口と前記シヤツタ部剤の前記現像
   剤交換部側の筒口を密封するシール部剤とを有したこと
   を特徴とする現像剤カートリツジ。