JP2525271Y2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、現像剤の新旧交換に、現像剤カートリツジ
を使用する現像装置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、これに使用済みの現像剤を回収し、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〕

上記従来技術においては、現像剤カートリツジを現像
装置に装填後、現像装置側とカートリツジ側に設けた円
筒状のシヤツタ部材を回転させて、第１の現像剤収容室
の開口と両シヤツタ部材の開口を合致させて、新現像剤
を現像容器側に供給し、一方、第２現像剤収容室の開口
と両シヤツタ部材の開口を合致させて、旧現像剤を現像
容器側から回収することが行われる。

ところで、現像剤の回収，供給時において、各開口の
入口側（上流側）の径が大きくないとスムーズな現像剤
の移動ができない。

しかしながら、両シヤツタ部材は、第１の現像剤収容
室と第２の現像剤収容室の間を回転するものであり、両
位置では開口の向きが逆転するので、どちらか一方の収
容室に対応した開口の形状にすることはできないという
不具合があつた。

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,第２の現像剤収容室、現像剤カー
トリツジ側および現像装置側のシヤツタ部材の開口形状
を工夫して現像剤の供給，回収時間を短縮することがで
きる現像装置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、現像剤カートリツジの円筒状部が嵌挿着
脱自在とされる旧現像剤の排出と新現像剤の収納を行う
円筒状の現像剤交換部の外周部に円筒状のカートリツジ
側シヤツタ部材に摺接する円筒状の現像装置側シヤツタ
部材を有し、該現像装置側シヤツタ部材およびカートリ
ツジ側シヤツタ部材の開口の径は両周面から内部に向か
つて狭くなり、第１および第２の現像剤収容室の円筒状
部側にそれぞれ設けられた開口の径は現像剤の移動方向
に向かつて狭くなるような形状に形成されたことにより
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
カートリツジの円筒状部が現像剤交換部に装着される時
は、現像装置側シヤツタ部材およびカートリツジ側シヤ
ツタ部材の開口は第１および第２の現像剤収容室の開
口、現像剤交換部の開口とは連通しない回転位置にあつ
て第１および第２の現像剤収容室の開口、現像剤交換部
の開口を閉鎖している。旧現像材の回収時には、現像装
置側およびカートリツジ側シヤツタ部材が所定角度だけ
回転駆動され、該シヤツタ部材の開口はそれぞれ第２の
現像剤収容室の開口と連通する回転位置に到達し、現像
剤交換部内の旧現像剤は現像剤交換部の開口、現像装置
側およびカートリツジ側シヤツタ部材の径が両周面から
内部に向かつて狭くなるような形状の開口、第２の現像
剤収容室の径が現像剤の移動方向に向かつて狭くなるよ
うな形状の開口を経て第２の現像剤収容室内にスムーズ
に落下する。

未使用の新現像材の補給時には、現像装置側シヤツタ
部材およびカートリツジ側シヤツタ部材が所定角度だけ
回転駆動され、該シヤツタ部材の開口はそれぞれ第１の
現像剤収容室の開口と連通する回転位置に到達し、第１
の現像剤収容室内の新現像剤は第１の現像剤収容室の径
が現像剤の移動方向に向かつて狭くなるような形状の開
口、現像装置側およびカートリツジ側シヤツタ部材の径
が両端面から内部に向かつて狭くなるような形状の開
口、現像剤交換部の開口を経て現像剤交換部内にスムー
ズに落下する。

〔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図および第３図は現像剤カ
ートリツジの要部拡大断面図であつて、５はシヤツタ部
材、5bは開口、６は現像剤カートリツジ、6aは円筒状
部、6bは溝、16は第１の現像剤収容室、17は第２の現像
剤収容室、18,19は開口、22はガイドバー、40,41は把持
部、101は新現像剤である。

また、2aは円筒状部、2A₁，2A₂は開口、４はシヤツタ
部材、4bは開口であり、これらは、現像装置本体側に設
けられている。

ここで、開口18,19は現像剤の移動方向に対し径が小
さくなつており、一方、シャツタ4,5の開口4b,5bはその
径が両周面から内部に向かつて狭くなるように形成され
ている。

したがつて、第１図，第２図に示す現像剤回収位置お
よび第３図に示す現像剤供給位置のいずれにおいても、
現像剤が流れ始める開口端が拡がつているため、スムー
ズに現像剤を搬送することができる。なお、円筒状部2A
の開口2A₁，2A₂も同様の形状になつている。

現像剤の回収および供給動作についてはさらに後述す
るが、本考案の要部である開口形状については、第１図
ないし第３図に示す以外は省略した。

第４図は本考案による現像装置の一実施例の要部断面
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５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５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４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８図は現像剤カートリツジの斜視図、第９図は現像
剤新旧交換部の縦断面図、第10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10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８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４図および
第９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10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８図，第10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10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10図に示すように、現像装置側シヤツタ部材４に設け
た複数開口4bに、カートリツジ側シヤツタ部材５の複数
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11図は旧現像剤の回収時のシヤツタ状態の説明図、
第12図は新現像剤の供給時のシヤツタ状態の説明図、第
13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11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。

以上の姿勢で、第11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５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４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12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12図に示す状態で、両開口4b,5bの一方の組は上部
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４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13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10図）がガイドバー21（第４
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内には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４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６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７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を前述
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
７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。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、第1,第２の現
像剤収容室の開口の径は現像剤の移動方向に向かつて狭
くなり、現像装置側およびカートリツジ側シヤツタ部材
の開口の径は両周面から内部に向かつて狭くなるような
形状に形成したので、１つの現像剤カートリツジで現像
剤交換を同時に容易に行えると共に、旧現像剤の回収と
新現像材の補給を行う際に現像剤が上記各開口をスムー
ズに通過できるから、新・旧現像剤の補給・回収作業を
短時間に行うことができる。

【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図および第３図は現像剤カー
トリツジの要部拡大断面図、第４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５図は現像剤搬送回
転部材の斜視図、第６図および第７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８図は現
像剤カートリツジの斜視図、第９図は現像剤新旧交換部
の縦断面図、第10図は現像剤カートリツジの縦断面図、
第11図は現像剤の回収時のシヤツタ位置を示す断面図、
第12図は新現像剤の供給時のシヤツタ位置を示す断面
図、第13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。 4,5…シヤツタ部材、4b,5b…開口、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、18,19…開口。

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一方の第１の
   現像剤収容室と、使用済みの旧現像剤を収容する他方の
   第２の現像剤収容室と、該第１および第２の現像剤収容
   室のの間に介装される円筒状部と、該円筒状部の内面に
   回転自在に摺接して前記第１および第２の現像剤収容室
   の開閉を行う円筒状のカートリツジ側シヤツタ部材とか
   ら成り、前記第１および第２の現像剤収容室はそれぞれ
   前記円筒状部側に開口を有した現像剤カートリツジの前
   記円筒状部が前記カートリツジ側シヤツタ部材を介して
   旧現像剤の排出と新現像剤の収納を行う円筒状の現像剤
   交換部に対して嵌挿着脱自在とされた現像装置におい
   て、前記現像剤交換部は外周部に前記カートリツジ側シ
   ヤツタ部材に摺接する円筒状の現像装置側シヤツタ部材
   を有し、該現像装置側シヤツタ部材および前記カートリ
   ツジ側シヤツタ部材の開口の径は両周面から内部に向か
   つて狭くなり、前記第１および第２の現像剤収容室の開
   口の径は現像剤の移動方向に向かつて狭くなるような形
   状に形成されたことを特徴とする現像装置。