JP2552869B2 - 複写機の現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子写真式複写機などにおいて、感光体表
面の静電潜像にトナーを付着させて転写紙に転写可能な
可視像を形成するための乾式現像装置に関する。

〈従来技術〉 従来、この種の乾式現像装置は主として一成分現像方
式と、二成分現像方式とが主流である。キヤリアとトナ
ーの二成分を混合して現像する二成分現像方式において
はトナーは現像時に消費されるが、現像剤は数千枚また
数十万枚程度で寿命となる。

この現像剤は寿命枚数程度の現像を行うと、キヤリア
とトナー間で発生する摩擦帯電が行なわれにくくなる。
帯電されないトナーを使用すると、画質がカブリ現像の
ため悪くなつたり、さらにはトナー飛散が多くなり、複
写機本体内部を汚染したりする。

そこで寿命のきた現像剤は交換する必要がある。

現像剤を交換する場合、磁性体であるキヤリアがマグ
ネツトを内蔵した現像ローラのスリーブ上から離れにく
いとか、複雑な攪拌機構のために現像槽内部の現像剤を
簡単に取除くことが困難であつた。またトナー現像剤交
換時にはトナーが飛散するので専任のサービスマンが行
つていた。

そこで、現像剤交換作業を単時間で行なえるような現
像剤回収装置が提案された。この現像剤回収装置は、実
公昭57−55623号、特開昭54−111354号、特開昭60−153
066号、特開昭60−107057号等の公報に記載されてい
る。

第6,7,8図は特開昭54−111354号に示す技術である。
すなわち現像槽１の循環路中に回収容器２を配置し現像
剤３の大半を回収する。現像槽１の底部の残留現像剤3a
は回収用磁石４により回収する。実公昭57−55623号で
も同様に磁石片４を現像槽１内で移動させて現像剤3aを
回収している。なお、第６図は現像装置の一例であつ
て、この回収装置を適用できるものである。第6,7,8図
において、５は感光体、６はセパレータ、７は回収容器
２の分離板、８は現像ローラ９のマグネツトである。

また、第９図（ａ）（ｂ）は特開昭60−239775号に示
す技術で、凹状のキヤツチバン10を現像槽１の下部に設
けて現像剤を回収容器１に回収するものである。図中12
はトナー補給槽、13は現像槽１の底部排出口である。

第10図は特開昭60−107057号に示す技術で、現像剤循
環部の全長にわたつて底部のシヤツター14を開き、現像
剤を、現像槽１の底部に着脱自在な回収容器15に回収す
る。図中17は攪拌ローラ、18は供給ローラ、19はトナー
補給槽12内の攪拌体、20はトナーカートリツジである。

第11図は特開昭60−140368号に示す技術で、新たな現
像剤を現像部に供給する供給手段21と、現像部内の現像
剤を排出する手段22とを有し、両手段が別々の容器から
構成されたものである。

また一方現像剤を現像装置と共に一体的に廃棄する方
法もメンテナンスが不要なことから採用され始めてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、従来の現像剤回収装置では、専用の現像剤回
収容器を現像装置とは別に設置する必要がある。そのた
め作業が煩雑であつたり、手が汚れやすく専任のサービ
スマンしか交換できず、サービスコストが高くなつてい
た。

また、現像剤を現像槽と一体的に廃棄する場合は、マ
グネツトロールや、トナーセンサー駆動機構等、高価な
耐久部品が現像槽に含まれており、結局ユーザーは高価
なユニットを購入して交換する必要があつた。

本発明は、上記に鑑み、二成分現像方式の現像装置に
おいて、キヤリアの寿命が過ぎたとき、高価な現像装置
本体を再使用し、消耗品である寿命がきた現像剤を、安
価に、しかも簡単に交換できる現像装置を提供すること
にある。

さらに現像剤カートリツジの内部に現像剤を効率よく
回収でき、省スペース化を図り得る現像装置の提供を目
的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明による問題点解決手段は、第1,2図の如く、ト
ナー及びキャリアからなる現像剤（３）を現像部へと搬
送する現像ローラ（38）、該現像ローラ（38）より分離
した現像剤を搬送する現像剤搬送部（39）、搬送された
現像剤を再び現像ローラ（38）へと供給する現像剤の循
環経路（44）を有する複写機本体に配置される現像装置
（34）において、 該現像装置本体（40）の上記循環経路（44）中に現像
剤カートリッジ（41）が着脱可能に設けられ、該現像剤
カートリッジ（41）に現像剤を現像ローラ（38）へと供
給する開閉可能な供給口（42）が設けられ、該供給口
（42）を閉じることにより上記現像剤カートリッジ（4
1）が現像剤回収用容器とされることを特徴とする。

また、上記現像剤カートリッジ（41）の内部の循環経
路（44）に現像剤攪拌部材（46）を備えたことを特徴と
する。

〈作用〉 上記問題点を解決するための手段において、寿命がき
た現像剤を交換するために、現像剤カートリッジの供給
口を閉じた状態で、現像装置を動作させれば、現像ロー
ラ回転により付着する現像剤が分離され現像剤搬送部を
介して循環経路を経由して現像ローラへと供給されるこ
となく現像剤カートリッジ内に順次回収される。

現像装置内の現像剤が全て現像剤カートリッジに回収
されれば、該現像剤カートリッジを現像装置本体より離
脱し、現像剤が所定量収容された新たな現像剤カートリ
ッジをその位置に装着させる。そして、供給口を開放す
ることで現像剤カートリッジ内の現像剤が現像ローラへ
と供給され、現像ローラの回転及び現像剤搬送手段を駆
動させることで、現像剤が循環供給されることになる。

従って、現像剤の自動回収を可能にでき、現像剤の交
換のための手間を省き、その時間短縮を行え、ユーザ側
での現像剤の交換を可能にできる。

上記現像剤カートリッジは現像装置本体とは別途スペ
ースを設けて配置する必要がなく、現像装置本体を大き
くすることはなく、省スペース設計を可能にできる。

また、現像剤カートリッジ内に攪拌部材を設けること
で、循環される現像剤の攪拌を十分に行い、攪拌された
現像剤を現像ローラへと供給できる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。ま
ず、第１図ないし第４図に示す本発明の第一実施例につ
いて説明する。

第１図は本発明の第一実施例である現像装置を複写機
本体に装着したときの全体を示す正面断面図、第２図は
現像剤カートリツジの正面断面図、第３図（ａ）は攪拌
装置の斜視図、第３図（ｂ）は搬送手段一部の正面図、
第４図は開閉装置の構成を示す正面図である。

まず、複写機の概略を示すと、第１図の如く、複写機
本体30には、感光体31を中心として、帯電器32、露光用
集光性レンズアレー33、現像装置34、転写装置35および
クリーニング装置36が順に配置されている。そして感光
体31上に静電潜像を形成し、現像装置34で現像し、転写
装置35によつて給紙装置37から送られてきた用紙を現像
剤（トナー）を転写する。

現像装置34は、複写機本体30に設置され内部に現像ロ
ーラ38および現像剤搬送手段39を有する現像装置本体40
と、該現像装置本体40に着脱自在に取付けられた現像剤
カートリツジ41とを具えている。

現像剤カートリツジ41に現像ローラ38への現像剤供給
口42と現像剤回収口43とが形成され、前記現像剤カート
リツジ41の内部と前記現像剤装置本体40との間に現像剤
循環路44が形成されている。そして前記供給口42および
回収口43を開閉する開閉装置45が設けられている。さら
に、前記現像剤カートリツジ41の内部循環路44に現像剤
攪拌装置46が設けられている。

現像装置本体40は、マグネツトおよびスリーブから成
る現像ローラ38を内装する現像槽47と、現像槽47の感光
体31と離間する側にあつて現像槽47と連通する搬送手段
収納ケース48とから構成される。さらに現像槽47と搬送
手段収納ケース48は一体的に支持されている。複写機本
体30の上端には原稿49がスリツト露光のためにレール
（図示せず）上を左右方向（矢印AB方向）へ摺動自在に
載置される。そして、複写機本体30の給紙側上端の原稿
台下部50に、ホツパー形の現像剤カートリツジ挿入凹部
51が形成され、該凹部51に隣接して給紙側端部に前記収
納ケース48が位置している。凹部51の底面には現像槽47
の上端面47aと接触する斜壁52が設けられている。

前記現像剤カートリツジ41の内部には、現像装置本体
40で１回の現像剤の交換サイクルまでに使用される必要
量の現像剤３が収容されている。前記供給口42はホルパ
ー形現像剤カートリツジ41の底面斜壁52の最下端位置に
形成され、回収口43は収納ケース48に隣接する垂直壁53
の上端部に形成されている。

そして、前記供給口42を開閉する供給蓋54が垂直壁53
の下端に第一軸55を介して開閉回動自在に支持されてい
る。また回収口43を開閉する回収蓋56が第二軸57を介し
て垂直壁53に開閉回動自在に枢支される。回収蓋56およ
び供給蓋54は複写機本体から引抜かれたときは閉じてい
るので現像剤が現像剤カートリツジ41内から流出するこ
とはない。

前記搬送手段39は、収納ケース48内で上下に配された
一対のベルトローラ58,59と、該ベルトローラ58,59間に
掛巻された磁気ベルト60と、前記ベルトローラ58,59を
駆動するためのモータ等から成る。磁気ベルト60は、弾
性ゴム材に磁性体を分散して混合されたものが使用さ
れ、図のように表面から裏面の方向に、着磁しても良
く、また磁極S,Nを表面に交互に着磁しても良い。

62は現像ローラ38のスリーブに接触して配された現像
剤掻落し板、63は掻落し板62の下側に配され掻落された
現像材を搬送手段39に導びく現像剤転送板である。また
収納ケース48にはトナー補給パイプ63が別に接続されて
いる。64はドクタ、65はトナー濃度センサである。

前記開閉装置45は、供給口42を開閉する供給口開閉手
段66と、回収口43を開閉する回収口開閉手段67とからな
る。

供給口開閉手段66は、第４図の如く、前記供給蓋54
と、前記現像剤カートリツジ41の側面で前記第一軸55に
固定された扇形歯車68と、これに噛合して回転する歯車
69,70,71と、該歯車71を供給蓋の開姿勢で開方向へ付勢
するばね72とから成る。

なお、ばね72は、引張ばねであつて、供給蓋の開姿勢
で供給蓋54を開方向へ、供給蓋54の閉姿勢で蓋54を閉方
向へ付勢するよう、一端が歯車71の中心軸73より感光体
31側で現像剤カートリツジ41の側壁にピン74により固定
され、他端が歯車71の中心軸73より給紙側でピン75によ
り固定される。

さらに現像剤カートリツジ41を現像槽47に位置決めす
るための位置決め機構76が設けられる。位置決め機構76
は、歯車71の軸73に歯車71と一体回転可能に固定され上
端が前記原稿台49の摺動面に突出するセツトレバー77
と、該セツトレバー77の下端に形成されたフツク78と、
前記現像槽47の側壁に固定されセツトレバー77の位置決
め姿勢でフツク78に係合する係合ピン79と、前記セツト
レバー77を解除方向へ作動するソレノイド80とから成
る。ソレノイド80はセツトレバー77の上端に接続され、
現像剤カートリツジ41の側壁でセツトレバー77よりも感
光体31側に配される。

前記回収口開閉手段67は、前記回収蓋56と、回収蓋56
の端部に固定され下端が現像剤カートリツジ41の側壁か
ら突出する回収レバー81と、前記複写機本体30に固定さ
れ現像剤カートリツジ41の挿入時に該回収レバー81の下
端に当接してこれを回収蓋56の開方向へ回動させる複写
機本体30側の当接ピン82と、前記回収レバー81を回収蓋
閉方向へ付勢するばね83とから成る。

なお回収蓋56は、その開姿勢で前記搬送手段39の磁気
ベルト60に接触する長さに設定される。また当接ピン82
の位置は、現像剤カートリッジ41のセツト時に回収蓋56
が現像剤カートリッジ41側へ下向きに傾斜するよう設定
される。

前記攪拌装置46は、前記現像剤カートリツジ41の垂直
壁53に対して、現像剤の中は前記回収口43の下端から右
上方へ開姿勢の回収蓋56とほぼ等しい傾斜角となるよう
傾斜して形成された第一攪拌板84およびこれに突設され
た複数の攪拌フイン84aと、前記現像剤カートリツジ41
の底部斜壁41aにそれと等しい傾斜角で配された第二攪
拌板85およびこれに突設された複数の攪拌フイン85aと
から構成される。そして、攪拌フイン84aは第一攪拌板8
4上で第３図（ａ）の如く一側方にθ１だけ傾斜されて
いる。攪拌フイン85aは第二攪拌板85上で他側方（前記
一側方と逆方向）にθ２だけ傾斜されている。

上記構成において、現像剤カートリツジ41を複写機本
体30にセツトするには、まず、第１図のように原稿台49
を矢印Ａのように左方に押しやり原稿台49の下となつて
いたカートリツジ挿入凹部51を露出させる。そして上方
から現像剤カートリツジ41を第１図のように挿入する。
そして、原稿台49をＢ方向（右方向）に移動させると、
第４図の如く現像剤カートリツジ41の側面に所定の角度
回動可能なセツトレバー77の上端部77aが原稿台49に押
されて右回転する。そうすると、セツトレバー77の下端
部に設けたフツク78が現像装置本体40の側壁に立てられ
た係合ピン79に係合してセツトレバー77の回転が停止
し、位置決めされる。このときばね72のピン75はセツト
レバー77の軸73よりも下側に位置するので、セツトレバ
ー77を位置決め方向に付勢し、現像剤カートリッジ41を
確実に位置決めする。

次に、開閉装置45の動作を説明する。セツトレバー77
が位置決めされるとき、歯車71は右回転し、歯車70は左
回転し、歯車69は右回転し、歯車68は左回転して次々に
回転力が伝達されるので、第一軸55に固定された供給蓋
54は開位置に回動する。よつて現像剤カートリツジ41内
の現像剤は現像装置内へ流出を開始する。

また、複写機本体30の凹部51に現像剤カートリツジ41
を挿入するとき、複写機本体30に設けられたピン82に回
収レバー81が当接する。その状態からさらに、現像剤カ
ートリツジ41の底面が、現像槽47の上端47aに当接して
停止するまで挿入すると、回収レバー81は第４図の位置
まで第二軸57を中心として回動する。回収レバー81は回
収蓋56に一体的に構成されているので、第二軸57と同じ
角度だけ回動し、開位置で停止する。そして回収蓋56の
先端は搬送手段39の磁気ベルト60を、わずかに押した状
態で停止する。

この供給口42および回収口43が開の状態で現像装置を
駆動させると、現像ローラ38は左回転し、現像槽47の固
定マグネツトの磁界により、現像スリーブに吸着された
現像剤はドクタ64によつて規制され、所定高さの穂立ち
を形成して感光体上の静電潜像を現像する。そしてトナ
ー濃度センサ65の表面付近を通過した後、掻き落し板63
によつて現像ローラ38上からかき落された現像剤はDV転
送板62上に落下し、磁気ベルト60方向に移動する。

トナー濃度センサ65は現像槽47内で循環する現像剤の
トナー濃度を検出し、トナー濃度が低い場合は図示して
いないトナーモータに信号を送りトナーをトナー補給パ
イプ63より補給させて、現像剤のトナー濃度を安定化さ
せる。トナー補給パイプ63より落下したトナーは、上方
の現像剤カートリツジ41から流入する一部の現像剤と共
に磁気ベルト60の方に流れる。磁気ベルト60は左回転し
ており、現像を終え掻き落し板62でかき落された現像剤
とトナー補給された現像剤が混合されて磁気ベルト60に
吸着する。そのときにも、両者は攪拌作用を受ける。

さらに、磁気ベルト60によつて現像剤はベルトローラ
59の上まで搬送される。この搬送手段39によつて上方に
くみ上げられた現像剤はその後、先端がベルト60に摺接
する回収蓋56によつてかき落され、回収蓋56上を現像剤
カートリツジ41内へ自重で落下していく。

現像剤カートリツジ41の内部に入つた現像剤は第一攪
拌板84および攪拌フイン84aに案内されて一側方に傾斜
しながら落下し、次に第二攪拌板85および攪拌フイン85
aに案内されて他側方に傾斜しながら落下し、このよう
に現像剤は流れ形を種々に変られることによつて攪拌さ
れる。再び現像剤カートリツジ41の底部の供給口42から
現像ローラ38に向かつて供給される。

現像剤は、以上の現像剤カートリツジ内部を循環路44
の一部として、しかも攪拌されながら通過するように構
成されている。したがつて、現像剤カートリツジ41の設
置スペースが、現像装置の現像中にも、有効に使用され
ているので、現像装置本体40側に、攪拌装置を設けなく
ても良いか、もしくは小さく設計できることになる。

次に現像剤の回収工程について説明する。現像剤を寿
命回数以上使用したときは複写機本体のカウンタからの
信号か、もしくはオペレータによつて現像剤交換指示信
号が図示していない入力キーより入力される。

そうすると、原稿台49が左方向に移動し、第１図の位
置で停止する。次にソレノイド80がONすると、セツトレ
バー77は第４図の二点鎖線の位置まで回動して停止す
る。このときセツトレバー77の左回転に連動して歯車7
1,69,69aが左回転し、歯車70,68、第一軸55が右回転す
るので、第一軸55と一体的に構成された供給蓋54は現像
剤カートリツジ41の底面のエツジ部に当接するまで回動
して停止する。

この動作によつてセツトレバー77の下端部に設けられ
たフツク78は係合ピン79の係止状態から解除されるの
で、現像剤カートリツジ41は上方に引抜き可能となる。
次に現像剤カートリツジ41を上方に抜くと、複写機本体
側のピン82が回収レバー81から離れていくので、現像剤
カートリツジ41の側壁と回収レバー81の一部に張架され
ていたばね83の収縮作用により回収蓋56は第二軸57を中
心として左回転し現像剤カートリツジ41の上方の回収口
43を閉鎖する。

次に第５図（ａ）（ｂ）に示す本発明の第二実施例に
ついて説明する。第５図（ａ）は、複写機本体に対して
前後方向へ引出し自在な現像剤カートリツジに本発明を
適用した複写機本体の斜視図、第５図（ｂ）は制御フロ
ーチヤートである。

図示の如く、本実施例においては、現像剤カートリツ
ジ41は複写機本体30に対して前後方向へ引出し自在とさ
れ、供給口開閉手段66は、第一軸55の後端に取付けられ
た一対の係合ピン90と、複写機本体30側に該係合ピン90
を嵌脱自在に係合するための係合孔91を有しモータ（図
示せず）によつて回転する供給用駆動輪92とから成る。
また回収口開閉手段67は、第二軸57の後端に取付けられ
た一対の係合ピン93と、複写機本体30側に該係合ピン93
を嵌脱自在に係合するための係合孔94を有しモータによ
つて回転する回収用駆動輪95とから成る。そして、これ
らの駆動輪92,95は夫々別々に駆動制御される。

すなわち、第５図（ｂ）のフローチヤーとの如く、複
写機本体かもしくはカートリツジの複写枚数が所定値以
上になつたとき、キヤリアの寿命と判断し、まず供給用
の駆動輪92を逆回転して供給蓋54を閉鎖する。このと
き、搬送手段39の磁気ベルト60は所定時間駆動をし続
け、現像槽47内の現像剤３を現像剤カートリツジ41に回
収する。そして、所定時間経過後、回収用駆動輪95を逆
転させて回収蓋56を閉じる。そして、現像剤カートリツ
ジ41を前方向へ引出せば、係合ピン90,93は駆動輪92,95
の係合孔91,94から容易に抜出すことができる。そして
新たな現像剤カートリツジ41を挿入する場合も上記と逆
の操作で容易に設置できる。したがつて、現像剤カート
リツジ41側の開閉装置45の構成部品は小にできコストを
さらに低くできる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

また、この現像剤をくみ上げる搬送手段39は、搬送機
能が有れば良く、複数のマグネツトローラで構成する
か、または窪みのついたベルトコンベアで構成しても良
い。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の現像装置によれば、寿命
現像剤を新しい現像剤と交換するための作業が非常に簡
単になる。

特に現像剤カートリッジに寿命現像剤が回収されるの
で、現像剤カートリッジを交換するだけでよく、寿命現
像剤を回収するために特別な回収容器等を別途用意しセ
ットするといった面倒な作業が不要になり、ユーザ側で
も簡単に現像剤の交換を行える。

しかも交換した現像剤カートリッジがそのまま利用さ
れて循環経路となるため、特別なスペースを設ける必要
もなく、現像装置全体を大きくすることもなく省スペー
ス設計を可能にできる。

さらに、現像剤カートリッジ内に攪拌部材を設けてい
ることから現像剤の循環中に現像剤の攪拌を行い、この
攪拌現像剤を現像ローラへと供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例である現像装置を複写機本
体に装着したときの全体を示す正面断面図、第２図は同
じく現像装置の現像剤カートリツジ正面図断面図、第３
図（ａ）は同じく攪拌装置の斜視図、第３図（ｂ）は搬
送手段の正面図、第４図は開閉装置の構成を示す正面
図、第５図（ａ）は、複写機本体に対して前後方向へ引
出し自在な現像剤カートリツジに本発明を適用した複写
機本体の斜視図、第５図（ｂ）はその制御フローチヤー
ト、第６図は従来の現像装置の一例を示す正面断面図、
第７図は第６図に示す現像装置に回収装置を使用した場
合の正面断面図、第８図は同じく現像槽の底部に残留す
るトナーを回収する磁極片を配した状態を示す正面断面
図、第９図（ａ）は従来の回収装置の別の一例を示す側
面図、同図（ｂ）は同じくその正面図、第10図は従来の
別の回収装置を示す正面断面図、第11図は従来のその他
の回収装置を示す正面断面図である。 3:現像剤、30:複写機本体、38:現像ローラ、39:搬送手
段、40:現像装置本体、41:現像剤カートリツジ、42:供
給口、43:回収口、44:循環路、45:開閉装置、46:攪拌装
置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー及びキャリアからなる現像剤を現像
   部へと搬送する現像ローラ、該現像ローラより分離され
   た現像剤を搬送する現像剤搬送部、搬送された現像剤を
   再び現像ローラへと供給する現像剤の循環経路を有する
   現像装置において、 該現像装置本体の上記循環経路中に現像剤カートリッジ
   が着脱可能に設けられ、該現像剤カートリッジに現像剤
   を現像ローラへと供給する開閉可能な供給口が設けら
   れ、該供給口を閉じることにより上記現像剤カートリッ
   ジが現像剤回収容器とされることを特徴とする複写機の
   現像装置。
2. 【請求項２】上記現像剤カートリッジの内部の循環経路
   内に現像剤攪拌部材を備えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の複写機の現像装置。