JP3387596B2 - トナーカートリッジ及び現像剤受け入れ装置 - Google Patents

トナーカートリッジ及び現像剤受け入れ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は現像剤を使用して画像を
形成する画像形成装置に現像剤を補給するためのトナー
カートリッジ及び現像剤受け入れ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真複写機や、レーザービームプリ
ンタ等の画像形成装置は、一様に帯電させた感光体ドラ
ムに選択的な露光をして潜像を形成し、その潜像を現像
剤で現像して現像像を形成し、該現像像を記録媒体に転
写して画像記録を行う。このような装置にあっては、現
像剤がなくなる都度補給しなければならないが、画像形
成装置に現像剤を補給するためのトナーカートリッジ
は、収納した現像剤を画像形成装置本体の現像剤受入容
器に一度に全量補給する、所謂補給型カートリッジと、
画像形成装置本体にカートリッジ装着後、そのまま該カ
ートリッジを据え置き、現像剤を使いきるまで徐々に現
像装置に現像剤を補給する、所謂据え置き型カートリッ
ジとに大別される。
【０００３】近年、画像形成装置のコンパクト化を図る
ため、カートリッジは据え置き型が使用される傾向にあ
り、特に円筒状のカートリッジ装着時に回転して該カー
トリッジの長手方向にスリット状に形成した現像剤排出
開口を下方よりむしろ横方向にし、現像剤攪拌部材によ
って現像剤を汲み上げるように構成したものが多くなっ
てきた（例えば特開昭62−86382 号、特開昭62−17098
7、実開昭63−62857 号、実開昭63−188665号）。
【０００４】前記のような構成にする理由は、画像形成
装置のコンパクト化のために現像装置とトナーカートリ
ッジの配置上の自由度を増すと共に、現像剤を過不足な
く補給して現像装置内の現像剤量及び二成分現像剤の場
合にキャリア成分と現像剤成分の混合比を常に一定のレ
ベルに維持させるためである。
【０００５】上記画像形成装置にあっては、トナーカー
トリッジを装着したときは現像剤排出開口と現像装置に
おける現像室の開口とが連通し、トナーカートリッジを
装着しないときは前記現像室の開口を閉鎖して該現像室
から現像剤が逆流するのを防止するためのシャッタ部材
を設けているのが一般的である。
【０００６】例えば実開昭63−62857 号のシャッタ部材
にあっては、円筒状部材の長手方向に貫通するスリット
状の開口を設け、トナーカートリッジの長手方向両端に
設けた突出部を前記シャッタ開口に挿入して係合し、ト
ナーカートリッジの回転に伴ってシャッタ部材が回転す
るようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例にあっては、シャッタ部材のスリット状開口と係合
する突出部は、トナーカートリッジに設けたスリット状
の開口の長手方向延長線上に設けてあるために、シャッ
タ部材の開閉動作に際してトナーカートリッジの円筒部
に捻じれる力が作用し、該円筒部が変形し易い状態にな
っている。
【０００８】そしてトナーカートリッジに大きな捻じれ
力が加わると、トナーカートリッジの排出開口が変形
し、シャッタ部材とトナーカートリッジとのシール性が
悪くなり、前記間から現像剤漏れが発生するおそれがあ
る。この現像剤漏れは、トナーカートリッジの外面を現
像剤で汚し、トナーカートリッジの補給操作を行う作業
者の手や衣服を汚すという問題を発生させるだけでな
く、画像形成装置を長期間使用するうちに堆積し、シャ
ッタ部材の動作不良やトナーカートリッジ内の攪拌部材
を回転させるための駆動系を損傷するおそれがあった。
【０００９】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、シャッタ部材の開閉を
容易に行い、且つシール性を損なうことがないトナーカ
ートリッジ及び現像剤補給方法及び現像装置を提供せん
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、現像剤を収納する円筒
と、前記円筒の長手方向に沿って設けられる開口と、前
記開口を開封可能にシールするシール部材と、を有し、
現像剤受け入れ開口を開閉するシャッターを備える現像
剤受け入れ装置に対して着脱可能なトナーカートリッジ
において、前記トナーカートリッジの回動に伴って前記
現像剤受け入れ開口を開状態にする開位置へ前記シャッ
ターを回動させるべく前記シャッターと当接可能な第１
の突起と、前記トナーカートリッジの回動に伴って前記
現像剤受け入れ開口を閉状態にする閉位置へ前記シャッ
ターを回動させるべく前記シャッターと当接可能な第２
の突起と、を有し、前記第１の突起及び前記第２の突起
は、前記円筒の長手方向において、前記開口の延長上か
ら外れた位置であって、前記開口よりも端部側の位置に
設けられることを特徴とする。
【００１１】
【作用】前記構成にあっては、前記突出部をシャッタ部
材に係合させて回転しても、その力が作用する突出部は
捻じれ力に対して最も変形し易い円筒の開口の延長線上
から外れているために、円筒の長手方向に捻じれが生じ
難く、変形を生じ難くなる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の好適な実施例の説明として、ま
ず第１実施例について説明し、次に他の実施例について
説明し、最後に実験結果を示す。
【００１３】《第１実施例》本発明に係る第１実施例を
図面を参照して具体的に説明する。ここでは、説明の順
序として、（１）トナーカートリッジを装着する現像装
置を用いる複写機の全体構成、（２）トナーカートリッ
ジの構成、（３）トナーカートリッジの現像装置への装
着、（４）トナーカートリッジから現像装置への現像剤
送り動作、（５）トナーカートリッジの現像装置からの
脱着の順に説明する。
【００１４】〔複写機の全体構成〕図１は複写機の全体
構成説明図であり、図２は現像装置の構成説明図であ
る。図１において、１は原稿読取装置であり、原稿台ガ
ラス１ａに載置した原稿に対し、照明ランプ１ｂで光照
射すると共に、ランプ１ｂ及び走査ミラー１ｃを走査
し、原稿からの反射光を前記ミラー１ｃ及び反射ミラー
１ｄ，１ｅ，１ｆ、更には合焦及び変倍機能を有するレ
ンズ１ｇを介して像担持体である感光体ドラム２へ照射
して静電潜像を形成する。
【００１５】感光体ドラム２は表面に感光層を有し、メ
インモータ３によって画像形成動作に応じて図１の矢印
方向へ回転可能である。この感光体ドラム２の周囲には
帯電装置４、現像装置５、転写装置６及びクリーニング
装置７が配置してある。そして回転する感光体ドラム２
の表面を帯電装置４で一様に帯電すると共に、前記原稿
読取装置１からの露光によって静電潜像を形成し、現像
装置５で前記静電潜像に現像剤（以下『トナー』とい
う）を転移させてトナー像を形成する。
【００１６】前記現像装置５は、現像室５ａ内のトナー
をトナー送り部材５ｂによって固定磁石を内蔵した現像
スリーブ５ｃに送り出し、現像スリーブ５ｃを回転させ
ると共に、現像ブレード５ｄによって摩擦帯電電荷を付
与したトナー層を現像スリーブ５ｃの表面に形成し、そ
のトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム２へ転移させ
ることによってトナー像を形成して可視像化するもので
ある。
【００１７】そして前記トナー像を搬送装置８で搬送す
る記録媒体９に、転写装置６の電圧印加によって転写す
る。この転写装置６は転写帯電器６ａと分離帯電器６ｂ
とを有しており、転写帯電器６ａによってトナーと逆極
性の電圧を印加することにより、搬送された記録媒体９
にトナー像を転写し、転写後の記録媒体９に対して分離
帯電器６ｂで電圧印加して感光体ドラム２から分離す
る。
【００１８】トナー像を記録媒体９に転写した後に感光
体ドラム２の表面に残留したトナーは、クリーニングブ
レード７ａで掻き落とし、回収トナー溜め７ｂへ回収す
るクリーニング装置７によって除去する。
【００１９】一方、搬送装置８は、装置本体の下方に上
下カセット８a1，８a2が装着してあり、それぞれのカセ
ット８a1，８a2に収容した記録媒体９がピックアップロ
ーラ８b1，８b2によって一枚ずつレジストローラ対８ｃ
へ供給可能となっている。前記カセット８a1，８a2又は
手差しトレイ８ｄから供給された記録媒体９は、前記感
光体ドラム２による画像形成動作と同期して回転するレ
ジストローラ対８ｃにより搬送され、転写装置６の位置
で前述したようにトナー像が転写される。
【００２０】そして像転写後の記録媒体９を搬送ベルト
８ｅにより、駆動ローラ10ａ及びヒータを内蔵した加熱
押圧ローラ10ｂからなる定着装置10へ搬送し、この定着
手段10で熱及び圧力を印加して転写像を定着し、排出ロ
ーラ対８ｆによって装置外へ排出する。
【００２１】尚、この実施例に係る複写機は、原稿ガラ
ス１ａの上部に原稿自動給送装置11が装着してあり、複
数枚の原稿を自動的に一枚毎に分離給送可能にしてい
る。尚、この原稿自動給送装置11の構成は、公知である
ために具体的な説明は省略する。
【００２２】〔トナーカートリッジ〕次にトナーカート
リッジＣの構成について説明する。このトナーカートリ
ッジＣは、図２及び図３に示すように、カートリッジ装
着手段となる現像装置５のカートリッジ装着部５ｅに装
着し、そのまま据え置いてトナーを使いきるまで徐々に
現像室５ａへトナーを補給する、所謂据え置き型（ビル
トイン）のカートリッジである。
【００２３】トナーカートリッジＣは図４の部品分解図
に示すように、トナー補給容器12、フランジ13，14、攪
拌部材15、キャップ16及び把手部材17からなる。以下、
各部材について順次説明し、続いて組立て方法について
説明する。
【００２４】｛トナー補給容器｝まずトナー補給容器12
について説明すると、図４に示すように、これは円筒状
部材であり、その長手方向に延びるスリット状のトナー
排出開口12ａを設け、円筒両端部には後述するフランジ
13，14の突起と嵌合して位置決めするための切欠12ｂが
設けてある。
【００２５】前記容器12の軸線方向の内法長さとして
は、約 160mm〜 400mmの範囲で設定するのが好ましく、
より好ましくは約 180mm〜 330mm、最も好ましくは約 2
00mm〜310mmに設定するのが望ましい。
【００２６】前記円筒の内法長さが 160mmよりも短い
と、現像室内に供給されたトナーが現像スリーブ５ｃの
長手方向端部に充分行きわたらず、白抜け等の画像不良
を発生させ易くなる。一方、円筒の内法長さが 400mmを
越える場合には、容器挿入方向の現像装置５の長さが大
きくなり、現像装置５をコンパクト化する上で好ましく
ない。もっとも、前記長さは画像を記録する記録媒体９
のサイズ（Ａ３、Ａ４、Ｂ４サイズ等）に応じて適宜変
更することが好ましい。
【００２７】また容器12の内法半径としては、約10mm〜
50mmの範囲に設定するのが好ましく、より好ましくは約
15mm〜35mm、最も好ましくは約25mm〜30mmに設定するの
が望ましい。
【００２８】容器12の内法半径がが10mmよりも小さい場
合には、容器内に装着される攪拌部材15がトナーをほぐ
す能力、容器内から現像室にトナーを搬出する能力が低
下するために好ましくない。また前記半径が50mmを越え
る場合には、容器内に装着された攪拌部材15のトナー攪
拌時の回転トルクが大きくなるために好ましくない。
【００２９】尚、本実施例では容器12は、その内法半径
55mm、肉厚 0.8mm、円筒の軸線方向の内法長さ 297.5 m
m の円筒である。また前記トナー排出開口12ａの長手方
向長さはトナー補給容器12の長手方向長さと略等しく 2
96mmであり、短手方向長さは７mmである。
【００３０】前記トナー補給容器12は後述する攪拌部材
15との関係上、円筒の内径精度及び真円度を高精度に出
すことが好ましい。そのために、容器12を構成する材質
としては熱可塑性樹脂が最も好適で、中でもアクリロニ
トリル・スチレン・ブタジエン共重合体（ＡＢＳ）、ポ
リエステルは、精度が出し易く、且つ比較的安価であ
り、しかも落下衝撃にも強いことから特に好ましく、次
いで耐衝撃性ポリスチレン樹脂（ＨＩＰＳ）も好ましく
利用出来る。尚、熱可塑性樹脂以外には紙やアルミニウ
ム等も利用可能である。
【００３１】熱可塑性樹脂で容器12を製造する方法とし
ては、押出成型後にトナー排出開口12ａと切欠12ｂとを
プレス加工によって形成するのが好適で、より好ましく
はコア冷却タイプと呼ばれる内部サイジングを行うこと
で内径精度及び真円度をより高くすることが可能であ
る。更に好ましい製造方法としては、射出成型を利用す
ることが挙げられ、押出成型よりも更に精度が向上し、
フィルム状シール部材のヒートシールやフランジ13，14
のホットメルト接着等の熱履歴によって変形することも
ない。
【００３２】射出成型によって製造する場合、特願平５
-64803号に記載の如く、どちらかのフランジと丸筒とを
一体的に成型すれば、部品点数及び組立て工程を減少出
来るので好ましく、成型機としては高速高圧射出成型機
を利用するのがより好ましい。この場合、射出圧力が 5
00〜1500kgf/cm2 、樹脂の充填時間は 0.005〜0.02秒程
度が好適である。
【００３３】前記トナー補給容器12の開口12ａはシール
部材12ｃで封止される。このシール部材12ｃはトナーカ
ートリッジＣを使用開始するときに、オペレータによっ
て剥離するものである。
【００３４】シール部材12ｃはフィルム状の可撓性シー
トで、例えばポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、
エチレン酢酸ビニル系接着層を積層してなり、厚さ約50
μm〜 200μm 程度、より好ましくは 100μm 〜 150μm
程度が好適である。シール部材12ｃは物流過程におけ
る温湿度変動、気圧変動、振動、落下衝撃等によっても
トナー漏れの発生を防止するに充分で、しかも引き剥が
し可能な強度でトナー補給容器12に固着する。この引き
剥がし強度は、シール部材12ｃを 180度折り返して長手
方向に引いた場合で、最大値が10kgf 以下、より好まし
くは６kgf 以下、最も好ましくは 4.5kgf 以下とするこ
とが望ましい。
【００３５】シール部材12ｃを容器12に接着する方法と
しては、熱板溶着、インパルスシール、超音波溶着、高
周波溶着等が利用出来、特に熱板溶着が好ましい。
【００３６】シール部材12ｃの全長は、トナー排出開口
12ａの長手方向の長さの２倍以上に設定してあり、前記
開口12ａの周囲に固着されていない部分を 180度折り返
して引手とし、粘着剤、ホットメルト接着剤、両面テー
プ等の手段により、シール部材12ｃの固着部分、トナー
補給容器12、フランジ13、把手部材17のいずれかに軽く
固定する。
【００３７】｛フランジ｝フランジ13，14は前述した筒
状のトナー補給容器12の両端部に取り付けるものであ
り、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体
（ＡＢＳ）、ポリエステル、或いは耐衝撃性ポリスチレ
ン（ＨＩＰＳ）のような熱可塑性樹脂を射出成型して製
造する。このフランジ13，14は周面にそれぞれ２個の突
起13a1，13a2、14a1，14a2を有し、これらの突起13a1，
13a2、14a1，14a2を前述したトナー補給容器12の切欠12
ｂに嵌合して位置決めする。
【００３８】更に、一方のフランジ13にはトナーを充填
するための充填口13ｂがあり、その充填口内部には十字
状のリブ13ｃが形成してあり、その中心には後述する攪
拌部材15を軸支するための軸孔13ｄが形成してある。
尚、前記充填口13ｂの口径は、トナー補給容器12の内径
の50％以上、より好ましくは60％以上に設定するのが望
ましい。これはトナー充填時間及び充填効率を向上させ
るためである。
【００３９】また他方のフランジ14には攪拌部材15を挿
入するための孔14ｂが形成してあると共に、この孔14ｂ
の周囲には後述する攪拌部材15のギア部15a2の外周面を
支持するためのリング状鍔部14ｃが設けてある。そして
鍔部14ｃの一部にはギア部15a2に設けたリング状リブ15
a3を係止するための爪部14ｄが設けてある。
【００４０】前記フランジ13，14は、シート部材12ｃを
取り付けたトナー補給容器12の両端に嵌合して結合す
る。この結合方法としては、ホットメルト接着、超音波
溶着、粘着テープ巻き付け等の方法が利用出来、特にホ
ットメルト接着が簡便、且つ充分な密閉性と接着強度が
得られるために好ましい。更にホットメルト接着剤を、
トナー補給容器12の端部内面に塗布する方法がホットメ
ルト接着剤が外側へはみ出すおそれがないために、特に
好ましい。
【００４１】尚、フランジ13，14に設けた前記突起13a
1，13a2、14a1，14a2の高さやトナー排出開口12ａとの
位置関係等については後述する。
【００４２】｛攪拌部材｝攪拌部材15は、図４及び図５
に示すように、攪拌軸15ａと、これに取り付けられる攪
拌翼15ｂとからなる。
【００４３】（攪拌軸）攪拌軸15ａは、例えば断面略Ｈ
字形状の棒状部材であり、軸方向一方端には前記フラン
ジ13の軸孔13ｄに嵌入する嵌入部15a1が形成してあり、
他方端には駆動系と連結するギア部15a2が形成してあ
る。このギア部15a2には外周面にリング状のリブ15a3が
設けてある。また軸胴部には数カ所に攪拌翼15ｂを取り
付けるためのカシメボス15a4が形成してある。
【００４４】前記攪拌軸15ａは真直度を出すことが重要
であり、このために攪拌軸15ａの縦断面形状としては略
Ｈ字型、略Ｌ字型、略Ｔ字型等の反り難い形状にするの
が好ましいが、特に断面略Ｈ字型にするのが最も好まし
い。
【００４５】攪拌軸15ａの材質としては、軸両端の軸支
部分の摺動性と耐クリープ性を考慮すると、ポリアセタ
ール（ＰＯＭ）が最も好ましい。また製造方法として
は、製法の容易性から射出成型が好ましく用いられる。
【００４６】（攪拌翼）前記攪拌軸15ａに取り付ける攪
拌翼15ｂは、軸15ａから少なくとも２方向以上へ張り出
した翼部を有するものであり、本実施例では２方向へ張
り出した可撓性の主翼部15b1と補助翼部15b2を有するも
のである。主翼部15b1は軸15ａの略全長にわたって端面
を有し、且つ所々にスリット15b3を有する。そして前記
スリット15b3部分と連通して矩形状の孔部15b4を有して
いる。補助翼部15b2は前記スリット15b3に対応する位置
に端面を有する。
【００４７】また前記攪拌翼15ｂの長手方向中央部には
攪拌軸15ａのカシメボス15a4が嵌入するカシメ孔部15b5
が複数設けてある。
【００４８】前記攪拌翼15ｂを構成する材質としては、
適度な弾性と耐クリープ性のあるものが利用出来、例え
ばポリウレタンゴムのシートやゴム引き布でもよいが、
特に好ましいのはポリエステル（ＰＥＴ）のフィルムで
ある。そして厚さは約50μm〜 500μm 程度が好まし
く、特に好ましくは約 150μm 〜 300μm が好適であ
る。前記厚さが約50μm よりも薄いと弾性が弱くなって
トナー搬送力が低下し、約500μm よりも厚くなると、
弾性が強くなり過ぎて攪拌翼15ｂが容器12の内壁に摺擦
して回転するときに大きな回転トルクが必要となる。
尚、本実施例では厚さを 188μm で構成している。
【００４９】攪拌翼15ｂの加工方法としては、前記のよ
うな材質をプレス加工で打ち抜いて製造するのが高精度
且つ安価であるために好ましい。
【００５０】前記の如くして製造した攪拌軸15ａと攪拌
翼15ｂは、カシメボス15a4をカシメ孔部15b5に挿入し、
且つ熱カシメ、或いは超音波カシメによって両者を結合
して一体化する。この攪拌部材15をトナー補給容器12内
に挿入し、両端をフランジ13，14で支持して回転可能に
取り付ける。尚、この攪拌部材15の取り付け方法は後述
する。
【００５１】ここで、前記攪拌翼15ｂの形状について説
明する。攪拌翼15ｂは攪拌軸15ａから少なくとも２方向
以上の方向に張り出していることが好ましく、特に本実
施例のように２方向に張り出した翼部がそれぞれトナー
補給容器12の内壁に摺擦する接線の長さを異ならせるよ
うにするのが望ましい。即ち、一方の主翼部15b1は所々
にスリット15b3を設けているものの、攪拌翼15ａの略全
長にわたっているので充分な復元力を持ち、高いトナー
搬送能力を有する。しかも、主翼部15b1に設けたスリッ
ト15b3と矩形孔部15b4のために回転トルクを上昇させる
こともない。更に前記スリット15b3と孔部15b4の位置に
対応した部分にのみ張り出した補助翼部15b2により、ト
ナー残量を極めて少なくすることが出来る。このように
することにより、例えば２方向に均等に張り出した翼部
の場合と比較すると、本実施例の形状にした攪拌翼15ｂ
にあってはトナー搬送能力が高いにも拘わらず、回転ト
ルクはむしろ小さくなる。
【００５２】前記トナー搬送能力の向上及び回転トルク
の低減の観点から、主翼部15b1に設けるスリット15b3の
幅は約 0.5mm〜３mmであることが好ましい。またスリッ
ト相互間の間隔は約20mm〜60mm、より好ましくは 約30
mm〜55mmに、最も好ましくは約34mm〜52mmに設定するの
が望ましい。
【００５３】前記矩形孔部15b4の回転軸方向の長さは前
記スリット相互間の間隔の約20％〜80％であることが好
ましい。また前記孔部15b4の攪拌軸15ａに平行で、該軸
15ａに近い方の辺が、略攪拌軸15ａに接するように構成
するのが望ましい。
【００５４】また送り出すトナー残量を少なくし、且つ
回転トルクを低減する観点から、前記補助翼部15b2の端
面の回転軸方向長さは、スリット15b3の幅よりも約５mm
〜15mm長くなるように設定することが好ましい。
【００５５】次に前記攪拌翼15b1，15b2の回転半径方向
の距離について説明する。これはトナー補給容器12ａの
内法半径よりも若干長く、回転時に容器12ａの内壁を軽
く摺擦しながら回転する。これにより、攪拌翼15b1，15
b2は軽く撓みながら回転し、トナー排出開口12ａにおい
て攪拌翼15b1, 15b2の弾性で復元して突出したときに、
トナーを弾き飛ばすことによりトナー供給効果を高める
ものである。
【００５６】そのために、攪拌部材15の回転中心から翼
部の先端までの距離は、トナー補給容器12の内法半径よ
りも約 0.5mm〜５mm、より好ましくは 1.0mm〜４mm、最
も好ましくは 1.5mm〜３mm程度長くなるように構成する
ことか望ましい。
【００５７】前記長さが 0.5mmよりも短いと攪拌翼の充
分な復元が望めず、逆に３mmよりも長いとトナー搬送能
力が必要以上に大きくなるために、過剰のトナーを現像
室５ａに送り込んでトナーの凝集を発生させるばかり
か、回転トルクも大きくなってしまうために好ましくな
い。
【００５８】尚、本実施例では前述したように、攪拌軸
15ａと攪拌翼15ｂとを個別に構成し、これをカシメによ
って一体化した例を示したが、好ましくは攪拌軸15ａと
攪拌翼15ｂとを射出成型等によって一体的に構成するの
がよい。このようにすれば、部品点数や組立て工程を減
少することが出来るばかりか、回転軸中心から翼部先端
までの長さの精度を出す上でも有利である。
【００５９】この場合は、射出成型機は高速高圧射出成
型機を利用するのが好ましく、軸部の肉厚部分と翼部の
肉薄部分を同時に精度よく成型するのに適している。こ
の一体射出成型の場合、射出圧力は約 500kgf/cm2 〜15
00kgf/cm2 、樹脂の充填時間は約 0.005秒〜0.02秒程度
が好適である。前記値で攪拌軸15ａと攪拌翼15ｂとが一
体となった攪拌部材15を射出成型してみたが、攪拌翼15
ｂの部分に波打ち等の不都合は発生しなかった。
【００６０】更に好ましい製造方法としては、ガスアシ
スト射出成型機を用いることが挙げられる。この場合は
攪拌軸15ａを中空にすることが出来るので、攪拌軸15ａ
の真直度を出す上で非常に好都合であり、断面形状とし
ては中空の二方取りした円形が最も好ましい。この二方
取りは攪拌翼15ｂを取り付けるための座面とするためで
ある。
【００６１】｛キャップ｝キャップ16はトナー補給容器
12にトナーを充填した後、フランジ13に設けた充填口13
ｂを閉塞するものであり、低密度ポリエチレン、高密度
ポリエチレン、ポリプロピレン等の材質（好ましくは低
密度ポリエチレン）によって底部を有する円筒状に形成
した部材からなる。
【００６２】このキャップ16を充填口13ｂに圧入するこ
とにより、充填口13ｂを密閉し、トナー漏れを防止す
る。
【００６３】｛把手部材｝次に把手部材17について説明
すると、これはトナー補給容器12内にトナーを充填した
後、充填口13ｂを密閉したキャップ16を覆うと共に、ト
ナーカートリッジＣを現像装置５に着脱するときの把手
となるものである。その構成は、図４及び把手部材の断
面説明図である図６に示すように、嵌合部17ａと把手部
17ｂ及びトナーカートリッジＣの回転を阻止するための
ロック手段を構成する可動レバー17ｃを一体的に構成し
ている。この把手部材17の材質としては、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）、或いはアクリロニトリル・スチレン・ブタ
ジエン共重合体（ＡＢＳ）、又は耐衝撃性ポリスチレン
（ＨＩＰＳ）のような熱可塑性樹脂が利用出来るが、そ
の有する弾性力によって可動な可動部であるレバー17ｃ
を有することから、特にポリプロピレンが好ましく用い
られる。
【００６４】嵌合部17ａは把手部材17をフランジ13に嵌
合する部分であり、筒状に形成されると共に、筒状端部
には前述したフランジ13の突起13a1，13a2と対応した位
置に切欠17a1が設けてあると共に、その内周面の数カ所
（本実施例では円周方向等間隔で３箇所）に係止爪17a2
が設けてある。この切欠17a1をフランジ13の突起13a1，
13a2に嵌合して位置決めすると共に、係止爪17a2をフラ
ンジ13の外周面に対応して設けた係止凹部13ｅにハメ殺
し状態に係止（所謂パッチン止め）することにより、把
手部材17をフランジ13に嵌合係止する。
【００６５】また前記嵌合部17ａの内面には数本（特に
限定はないが、４本程度が好ましい）のリブ17a3が設け
てある。このリブ先部における相互間の内径はキャップ
16の外径と略等しく、把手部材17をフランジ13に嵌合す
ると、前記リブ内径部分がキャップ16の外周面を押さえ
るようにしている。更に前記リブ17a3の所定位置には段
部17a4が設けてあり、この段部17a4は把手部材17をフラ
ンジ13に嵌合したときに、図６に示すように、キャップ
16の端部を押さえる位置にある。
【００６６】これにより、把手部材17をフランジ13に嵌
合するとキャップ16が完全に隠蔽されると共に、リブ17
a3によって押さえられ、キャップ16が充填口13ｂから脱
落することが完全に防止される。
【００６７】尚、把手部材17をフランジ13に取り付ける
方法としては、前述したパッチン止めに限定する必要は
なく、ホットメルト接着や超音波溶着、圧入嵌合、粘着
テープ巻き付け等の種々の方法が可能である。しかし、
簡便性であることから前述したパッチン止めが特に好ま
しい。またパッチン止めの場合、前述したハメ殺し状態
の係止でなく、着脱可能にするようにしてもよい。
【００６８】可動レバー17ｃは、前記嵌合部17ａの一部
に切込みを入れ、嵌合部17ａの弾性により上下動可能に
したものであり、所定位置にロック突起17c1を突設して
いる。このロック突起17c1は、後述するようにトナーカ
ートリッジＣを現像装置５に回転して装着したときに、
現像装置５の所定位置に係止して画像形成時にトナーカ
ートリッジＣの回転を阻止するものである。
【００６９】｛トナーカートリッジの組立て方法｝次に
前述した各部材を組み付け、トナーカートリッジＣを組
立てる手順について説明する。
【００７０】前述したように、まずトナー補給容器12の
開口12ａにシート部材12ｃを取り付けて前記開口12ａを
塞ぎ、このトナー補給容器12の両端部内面にホットメル
ト接着剤を塗布する。そしてフランジ13，14に設けた突
起13a1，13a2、14a1，14a2をトナー補給容器12の切欠12
ｂに嵌合するように位置合わせし、フランジ13，14をト
ナー補給容器12の両端部に嵌入接着する。
【００７１】次に攪拌軸15ａに攪拌翼15ｂを取り付けた
攪拌部材15を、フランジ14の孔14ｂから差し込んで前記
トナー補給容器12内へ組み付けるわけであるが、攪拌翼
15ｂは可撓性を有する薄手のものであり、且つ主翼部15
b1の端部から補助翼部15b2の端部までの長さが前記孔14
ｂの径よりも大きいために、そのままでは差し込み難
い。
【００７２】そこで、図７（ｂ）に示すように、フラン
ジ14に治具18を取り付ける。この治具18は、大径孔から
小径孔へ連続した漏斗状の孔18ａが穿孔してあり、この
漏斗孔18ａの小径部はフランジ14の孔14ｂと同じ大きさ
に設定してある。そして治具18をフランジ14に取り付け
ると前記小径部と孔14ｂとが連通する。このため、攪拌
部材15を前記治具18の漏斗孔18ａから挿入すると、翼部
15b1，15b2は漏斗孔18ａの面に沿って撓み、かつ孔面に
ガイドされながらフランジ14の孔14ｂにスムーズに挿入
される。
【００７３】前記の如くして攪拌部材15をトナー補給容
器12内へ挿入し、攪拌部材15の挿入先端に設けた嵌入部
15a1をフランジ13の軸孔13ｄに嵌入する。このとき前記
嵌入を容易にするために、図７（ｂ）に示すように、フ
ランジ13に治具19を取り付ける。
【００７４】前記治具19は、フランジ13の充填口13ｂに
嵌入し得る外径を有し、且つ充填口13ｂに設けた十字リ
ブ13ｃを避けられるように十字溝（図示せず）が切って
ある。そして治具19の挿入先端には漏斗状の穴19ａが形
成してあり、先端部は大径であり、徐々にその穴径が小
さくなり、最小径部は軸孔13ｄに連続するようになって
いる。このため、トナー補給容器12のフランジ14側から
挿入された攪拌部材先端の嵌入部15a1は、前記漏斗穴19
ａにガイドされてスムーズに軸孔13ｄに嵌入する。
【００７５】前記のように嵌入部15a1を軸孔13ｄに嵌入
した後、攪拌部材15を強く押し込むと、ギア部15a2に設
けたリング状リブ15a3（図４参照）がフランジ14の爪部
14ｄに係止して（所謂パッチン止め）回転軸方向に移動
不能となり、且つギア部15a2の外周がフランジ14のリン
グ状鍔部14ｃ（図４参照）に支持されて回転半径方向に
移動不能となる。このため、攪拌部材15は両フランジ1
3，14に両端が支持され、ガタツクことなく回転可能と
なる。尚、この攪拌部材15の取り付けに際し、フランジ
14の孔14ｂと攪拌部材15のギア部15a2の間からトナーが
漏れるのを防止するために、前記間にトナー漏れ防止シ
ールを取り付けておくのが好ましい。
【００７６】次に前記治具18，19を取り外し、充填口13
ｂからトナーを充填する。これは例えば図８に示すよう
に、現像ホッパー30を利用する等によってトナー（本実
施例では一成分磁性トナー）Ｔを充填することが出来
る。この現像ホッパー30は、漏斗状の本体30ａの上部
に、トナーＴを充填するための供給口30ｂが形成されて
おり、また下端部にはトナーカートリッジＣの充填口13
ｂに適合するアダプタ30ｃが装着されている。更に本体
30ａの内部には、回転自在のオーガ30ｄが配置され、こ
のオーガ30ｄの回転を適宜制御することによって、トナ
ーの充填速度を調整する。尚、本体30ａの内面等にフッ
素処理を施す等して、摩擦係数を低減させるようにする
と、現像ホッパー30からトナーカートリッジＣに対する
トナーの充填効率をよくすることが可能である。このよ
うにしてトナーＴを充填した後、その充填口13ｂにキャ
ップ16を圧入して充填口13ｂを閉塞する。
【００７７】次にフランジ13の突起13a1，13a2と把手部
材17の切欠17a1とを位置合わせし、把手部材17をの嵌合
部17ａをフランジ13に圧入すると、嵌合部17ａに設けた
係止爪17a2がフランジ13の係止凹部13ｅに係止して脱落
不能状態に固定される。これによって前述の如くキャッ
プ16が完全に隠蔽されると共に、リブ17a3によってキャ
ップ16が固定される（図６参照）。
【００７８】前述の如くして図３に示すようなトナーカ
ートリッジＣを組み立てることが出来る。
【００７９】〔トナーカートリッジの現像装置への装
着〕前記トナーカートリッジＣを、図９に示すように、
現像装置５にのカートリッジ装着部５ｅに挿入して装着
する。即ち、現像装置５は、図２に示すように、現像室
５ａ側にトナーカートリッジＣを装着するカートリッジ
装着部５ｅを有しており、この装着部５ｅと現像室５ａ
とを開口部５ｆを介して連通している。そして前記連通
部分には開口部５ｆを開閉可能なシャッタ部材20を設け
ている。このシャッタ部材20はトナーカートリッジＣの
着脱に伴って回動する。
【００８０】次に前記シャッタ部材20の構成及びトナー
カートリッジＣの装着手順について説明する。
【００８１】｛シャッタ部材｝シャッタ部材20はトナー
カートリッジＣを装着部５ｅに装着していないときは、
図10（ａ）に示すように、開口部５ｆを閉鎖して現像室
５ａから装着部５ｅ側へトナーが逆流しないようにす
る。尚、この閉鎖状態にあっては、シャッタ部材20はカ
ートリッジ装着部５ｅの内天面に取り付けたバネ部材29
によって押さえされ、ずり落ちが防止されている。
【００８２】またトナーカートリッジＣを装着部５ｅに
装着したときは、シャッタ部材20が回転し、図10（ｂ）
に示すように、開口部５ｆを開放してトナーカートリッ
ジＣから現像室５ａへトナーを補給可能にするものであ
る。
【００８３】このシャッタ部材20は、図11に示すよう
に、トナー補給容器12の周面形状に沿った半円筒面の一
部に開口20ａを有している。そして開口20ａの形状及び
大きさは、トナー補給容器12のトナー排出開口12ａと略
同一又はシャッタ部材20の開口20ａの方が若干大きい。
このシャッタ部材20はＳＵＳ等の板金を打ち抜き、曲げ
加工したものが好ましく用いられ、開口20ａの内周囲に
はトナー漏れを防止するためにシール部材20ｂを取り付
けている（図10参照）。このシール部材20ｂは弾性体で
あることが好ましく、ポリエステルシートやポリウレタ
ンの発泡体等がより好ましく用いられる。 装着部５ｅ
にトナーカートリッジＣを挿入すると、前記シール部材
20ｂがトナーカートリッジＣの外側面に当接してシャッ
タ部材20とトナーカートリッジＣの間からトナーが漏れ
るのを防止する。また図10に示すように、現像室５ａの
開口５ｆ周囲とシャッタ部材20との間にも前記と同様な
シール部材21を設け、両者間からのトナー漏れを防止し
ている。
【００８４】｛トナーカートリッジの装着手順｝次にオ
ペレータが前述したトナーカートリッジＣを現像装置５
へ装着する手順について説明する。まずトナーカートリ
ッジＣを装着する概略手順を図12を参照して説明する
と、装着する場合には複写機のサイドカバー22を開け
（図12（ａ））、使用済みトナーカートリッジＣを抜き
取った後、現像装置５のカートリッジ装着部５ｅに新し
いトナーカートリッジＣのトナー排出開口12ｃが上方を
向くようにして挿入する（図12（ｂ））。次に前記トナ
ー排出開口12ａを塞いでいるシール部材12ｃを引き抜い
た後（図12（ｃ））、トナー排出開口12ａの位置が現像
装置５の開口部５ｆと一致するように、トナーカートリ
ッジＣを略90度回転してセットする（図12（ｄ）。この
ときトナーカートリッジＣは、後述するように攪拌部材
15の回転につれ回りしないようにロックされる。そして
前記サイドカバー22を閉じてトナーカートリッジＣの装
着を完了する（図12（ｅ））。
【００８５】尚、トナーカートリッジＣを脱着する場合
には、可動レバー17ｃを操作して前記ロックを解除し
（図12（ｆ））、前記装着する場合と逆に操作して現像
装置５から取り外すことが出来る。
【００８６】次に前記手順に従ってオペレータがトナー
カートリッジＣを現像装置５へ装着するときの、各部の
作用について説明する。
【００８７】トナーカートリッジＣをカートリッジ装着
部５ｅに挿入する場合、装着部５ｅの挿入側端部には、
図13（ａ）（ｂ）に示すように、フランジ14に設けた突
起14a1，14a2と対応する位置に２個の溝23ａ，23ｃが設
けてあり、両者が一致しないとトナーカートリッジＣを
挿入出来ないようになっている。フランジ13にも突起13
a1，13a2が設けてあるが、その角度位置は突起14a1，14
a2に合わせ、且つ対応する突起13a1，13a2をそれぞれ同
一形状か、または突起13a1，13a2を小さくしてあるため
に、フランジ突起13a1，13a2も前記溝23ａ，23ｂに自動
的に挿入可能である。尚、前記溝23ａとフランジ突起14
a1の形状を、トナーカートリッジＣの種類（トナーの種
類等により使用する現像装置が異なる）毎に変えておく
ことにより、種類の異なるトナーカートリッジＣを誤っ
て装着してしまうことを防止することが出来る。
【００８８】前記２個のフランジ突起14a1，14a2は大き
さを違えてあり、且つ 180度反対の位置に来ないように
配設してあるので、トナーカートリッジＣの挿入角度は
一義的に決定される。そしてトナーカートリッジＣの挿
入時にはトナー排出開口12ａが略上方を向くように構成
している。これは、トナーカートリッジＣの着脱時にト
ナーが飛散するのを防止するためで、特に使用済みトナ
ーカートリッジＣを引き出した際に、内部に残留した微
量のトナーがこぼれて飛散しないようにするためであ
る。
【００８９】そして図13（ａ）に示すように、カートリ
ッジ装着部５ｅの内面には、カートリッジ挿入方向に平
行なガイドレール24が設けてあり、フランジ突起14a1は
これに沿って挿入されていく。従って、オペレータがト
ナーカートリッジＣを所定位置まで挿入しきらないと、
トナーカートリッジＣを装着方向（図13（ｂ）の矢印方
向）に回転させることは出来ない。このガイドレール24
は、図13（ａ）に示すように、カートリッジ装着部５ｅ
の挿入前部及び奥部において途切れており、トナーカー
トリッジＣを所定位置まで挿入しきると、フランジ突起
14a1が前記ガイドレール24から外れると共に、フランジ
13の突起13a2が溝23ｂから外れ、トナーカートリッジＣ
を装着方向に回転させることが出来るようになる。
【００９０】またカートリッジ装着部５ｅのカートリッ
ジ挿入側縁部には、図13（ａ）に示すように、鍔部25が
設けてある。そしてオペレータが前記のようにしてトナ
ーカートリッジＣをカートリッジ装着部５ｅに挿入しき
ると、図14（ａ）示すように、可動レバー17ｃが弾性変
形してロック突起17c1が前記鍔部25を乗り越える。これ
により、オペレータがシール部材12ｃの端部12c1を掴ん
でトナー排出開口12ａを覆っているシール部材12ｃを引
き抜くときでも、前記のようにロック突起17c1が鍔部25
に係止するために、トナーカートリッジＣがシール部材
12ｃの引き抜きに連れてカートリッジ装着部５ｅから引
き抜かれてしまうことはない。
【００９１】またトナーカートリッジＣを完全に挿入し
終えると、図11に示すように、シャッタ部材20とはトナ
ー排出開口12ａとシャッタ開口20ａとが連通した状態と
なり、しかもフランジ突起13a1，13a2、14a1，14a2がそ
れぞれシャッタ部材20の４隅を挟み込むようにしてシャ
ッタ部材20の両端部と係合する。これにより、トナーカ
ートリッジＣの回転によってシャッタ部材20が一体的に
回転可能となる。
【００９２】ここで、トナー排出開口12ａのシール部材
12ｃを引き剥がすが、トナーカートリッジＣは完全にカ
ートリッジ装着部５ｅ内に収まっているために、トナー
が飛散したり、こぼれ出てくることはない。特に従来ト
ナーカートリッジ内でのトナーの長手方向における偏り
を解消するために、トナーカートリッジを振るというこ
とが一般的に行われているが、このようにトナー補給容
器12内のトナーが充分に空気を含んで容器内のトナー嵩
密度が低下し、流動性が高いトナーカートリッジにあっ
ては、本実施例のように構成するとトナー飛散防止の効
果が顕著である。
【００９３】さて、オペレータは前記シール部材12ｃを
引き剥がしてトナーカートリッジＣを開封したら、次に
トナーカートリッジＣを回転し、トナー排出開口12ａを
所定の向きにする。本実施例では現像装置５の開口５ｆ
がトナーカートリッジＣの略真横にあるため、トナー排
出開口12ａは略水平方向を向かせる。前述したように、
トナーカートリッジＣのフランジ突起13a1，13a2、14a
1，14a2によってシャッタ部材20を挟み込むように係合
しているために、トナーカートリッジＣの把手部17ｂを
持って回転させるとシャッタ部材20が従動して一体的に
回転する。このときトナーカートリッジＣの外面とシャ
ッタ部材20の間、及び現像室５ａとシャッタ部材20の間
はシール部材20ｂ，21によって密着性が保持されてい
る。
【００９４】尚、前記トナーカートリッジＣを回転して
いるときは、図13（ａ）に示すように、フランジ13の突
起13a2がカートリッジ装着部５ｅに設けた段部26に係止
しているために、回転途中でトナーカートリッジＣを引
き抜こうとしても、前記突起13a2が段部26に規制されて
引き抜くことは出来ない。
【００９５】ここで、本実施例におけるトナーカートリ
ッジＣのフランジ突起と、トナー排出開口12ａとの関係
について説明する。まずフランジ突起はトナー排出開口
12ａの長手方向延長線上から外れた位置にあれば、少な
くともフランジ13，14のどちらか一方のみに設けてある
場合でもシャッタ部材20を回転させることは可能であ
る。しかし、シャッタ部材20の開閉に伴う作用力をシャ
ッタ部材20及びトナーカートリッジＣの回転軸方向両端
部に略均等に分散することでトナーカートリッジＣの変
形を少なくし、シャッタ部材20の開閉の移動をよりスム
ーズにするには、前記フランジ突起がトナーカートリッ
ジＣの回転軸方向両端に少なくとも１つずつ設けてある
方が好ましく、更には本実施例のようにトナーカートリ
ッジＣの軸方向両端部にトナー排出開口12ａの延長線を
挟むようにして対向する位置に開操作用と閉操作用それ
ぞれ２つの突起13a1，13a2、14a1，14a2を設けているの
がより好ましい。
【００９６】また前記突起13a1，13a2、14a1，14a2は、
トナー補給容器12上に該容器12と一体的に成型若しくは
別部材として溶着、接着等してもよいが、強度的、コス
ト的な観点からすれば、本実施例のようにトナー補給容
器12の軸方向両端に取り付けるフランジ13，14に一体的
に成型してある方がより好ましい。
【００９７】更にフランジ突起13a1，13a2、14a1，14a2
のトナー排出開口12ａ側の端部は、シャッタ部材20の開
閉動作時に、該シャッタ部材20と係合する部位であり、
シャッタ開閉の作用力が最もかかるところである。その
ため、その係合面にかかる作用力の分力が、トナー補給
容器12の筒の中心線から離れる方向に作用する分力及び
筒の中心に向かって作用する分力は、可能な限り小さい
ことが好ましい。そのために、前記フランジ突起13a1，
13a2、14a1，14a2のトナー排出開口12ａ側の側端は、該
部分の円筒の外周面接線に対して略垂直であることが好
ましい。
【００９８】また突起13a1，13a2、14a1，14a2の高さ
は、シャッタ部材20と確実に係合し、シャッタ部材20を
開閉させるため、トナー補給容器12の外周面よりも約２
mm〜10mmの範囲で突出していることが好ましく、４mm〜
６mmであればより好ましい。この突出量が２mmよりも小
さいと、係合部のかかり量が少なく、シャッタ部材20の
開閉時にシャッタ部材20の係合部が突起13a1，13a2，14
a1，14a2に乗り上げ作動不良を起こし易くなる。逆に前
記突出量が10mmよりも大きいと、現像装置５のカートリ
ッジ装着部５ｅのコンパクト化の妨げとなって好ましく
ない。
【００９９】次に前記トナー排出開口12ａと、該開口12
ａを挟んで対向して設けられた突起13a1，13a2（第１の
突起）及び14a1，14a2（第２の突起）との筒周方向の位
置関係は、図15に示すように、トナー補給容器12の円筒
中心とトナー排出開口12ａの長手方向の中心c1とを結ん
だ直線と、円筒中心とシャッタ部材開操作用の突起13a
1，14a1のトナー排出開口側の側端とを結んだ直線との
なす角度をθ1 、トナー補給容器12の円筒中心とトナー
排出開口12ａの長手方向の中心c1とを結んだ直線と、円
筒中心とシャッタ部材閉操作用の突起13a2，14a2のトナ
ー排出開口側の側端とを結んだ直線とのなす角度をθ2
とした場合、角度θ1 は約20度〜90度の範囲に、より好
ましくは約30度〜50度、最も好ましくは約40度〜50度に
設定するのが望ましい。また前記角度θ2 は約70度〜 1
60度の範囲に、より好ましくは約 105度〜 130度、最も
好ましくは約 110度〜 120度に設定するのが望ましい
（尚、本実施例では前記角度θ1 を45±１度、θ2 を 1
15±１度に設定している）。
【０１００】前記角度θ1 が20度、θ2 が70度よりも小
さいと、剛性の弱いトナー補給容器12のトナー排出開口
12ａに突起13a1，13a2、14a1，14a2が近くなるため、シ
ャッタ部材20の開閉動作中にトナー排出開口12ａの変形
が生じ易くなると共に、シャッタ開口20ａの周囲に付設
するシール部材20ｂを設けるスペースが得られなくなっ
てしまうので好ましくない。また前記角度θ1 が90度、
θ2 が 160度よりも大きいと、シャッタ部材20の周方向
長さが必然的に長くなり、シャッタ部材20の開閉に伴う
操作力が不要に大きくなってしまうために好ましくな
い。
【０１０１】尚、本実施例にあっては前述のようにトナ
ー補給容器12の長手方向両端にそれぞれ一対のシャッタ
部材開操作用の突起13a1，14a1及びシャッタ部材閉操作
用の突起13a2，14a2を設けたが、前記突起をトナー補給
容器12の長手方向一方端にのみ設けた場合は、前記場合
と同様の理由により、トナー排出開口12ａを挟んで対向
した突起の位置は、円筒の中心とトナー排出開口12ａの
長手方向の中心とを結んだ直線と、円筒の中心と前記突
起のトナー排出開口12ａ側の側端とを結んだ直線とのな
す角度が約20度〜 160度の範囲に設定することが望まし
い。
【０１０２】さて、カートリッジ装着部５ｅに挿入した
トナーカートリッジＣを、装着方向に回転すると、前記
のようにシャッタ閉操作用のフランジ突起13a1，14a1が
シャッタ部材20に係止してカートリッジＣとシャッタ部
材20とが一体的に回転する。この回転は、図13（ａ）に
示すように、フランジ突起13a2，14a2がカートリッジ装
着部５ｅに設けた段部27に突き当たった時点で規制され
る。このときトナー補給容器12及びシャッタ部材20の開
口12ａ，20ａは略水平方向を向き、現像装置５の開口部
５ｆと連通する（図10（ｂ）参照）。
【０１０３】このように、トナー補給容器12を回転規制
位置まで回転すると、図14（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、可動レバー17ｃが弾性変形し、ロック突起17c1がカ
ートリッジ装着部５ｅに設けた鍔部25の端部25ａを乗り
越えて該端部に自動的に係止してロックする。これによ
り、トナーカートリッジＣを図14（ｂ）において時計回
り方向に回転しようとしても、前記ロック突起17c1が鍔
部端部に係止しているために、回転が規制される。
【０１０４】尚、前記ロック突起17c1はトナーカートリ
ッジＣを装着方向に回転したときに前記端部25ａを乗り
越え易いように、前記回転方向へ傾斜した傾斜面17c2が
形成してある。このために可動レバー17ｃを押さえなく
ても、トナーカートリッジＣを装着方向に回転させ、ロ
ック突起17c1が鍔部端部25ａに当接すると前記傾斜面17
c2に沿って可動レバー17ｃが弾性変形し、ロック突起17
c1が端部25ａを乗り越える。そして乗り越えた時点で可
動レバー17ｃが弾性復帰して自動的に係止する。このと
きのクリック感により、オペレータはトナーカートリッ
ジＣが確実にロックされたことを知ることが出来る。
【０１０５】前記トナーカートリッジＣの装着により、
図13（ａ）に示すように、攪拌部材15のギア部15a2が装
置本体側の駆動ギア28と連結し、駆動回転可能となる。
【０１０６】〔トナー送り動作〕前述の如くしてトナー
カートリッジＣを現像装置５に装着して画像形成を行う
が、次に画像形成時におけるトナーカートリッジＣ内の
トナー送り動作について説明する。
【０１０７】画像形成時には攪拌部材15に駆動力が伝達
され、該部材15が図10（ｂ）の時計回り方向に、例えば
10.2rpm の速度で回転する。これによってトナー補給容
器12内のトナーは、攪拌翼15ｂによって充分に攪拌、均
一化され、且つ適度に帯電を付与されながらトナー排出
開口12ａ、シャッタ開口20ａ、現像装置開口部５ｆを通
って現像装置５の現像室５ａに送られる。このときトナ
ー排出開口12ａが略水平方向を向いているために、一度
に大量の未攪拌、未帯電のトナーが現像装置５へ殺到す
るようなことはない。そして現像が進行していくと、ト
ナー補給容器12内のトナーは減少していくが、攪拌部材
15によるトナー送り出し力が充分であるために、現像装
置５の現像室５ａ内のトナーは常に一定量に保たれる。
【０１０８】これは攪拌翼15ｂが弾性体であって、しか
も攪拌翼15ｂの回転半径がトナー補給容器の筒半径より
も若干長く、翼先端がトナー排出開口12ａから僅かに外
へ飛び出すように構成されているためである。即ち、攪
拌翼15ｂは容器12の内壁に摺擦しながら回転していると
きに撓んで付勢された状態だったものが、トナー排出開
口12ａにさしかかると、攪拌翼15ｂの弾性で復元する際
に、トナーを跳ね飛ばすようにしてトナーを現像装置５
へ送り込むためである。
【０１０９】前記トナー跳ね飛ばし作用は、トナー補給
容器12内にトナー量が多いときは、多量のトナーが抵抗
となるために顕著ではなく、過剰のトナーを現像装置５
へ送り込んでトナーの凝集と、これに起因する画像不良
の発生を防止する。しかも、攪拌翼15ｂが撓むので、回
転トルクの上昇が防止される。一方、トナー補給容器12
内のトナー量が少なくなるに従って、攪拌翼15ｂの復元
動作がスムーズに行われるようになり、高いトナー送り
込み力が発揮される。
【０１１０】これにより、トナー補給容器12内のトナー
は殆ど残ることなく現像装置５へ送り込むことが出来
る。また前記攪拌翼15ｂが容器内壁に摺擦するために、
トナーの粗粒発生が防止される。
【０１１１】尚、前述したように攪拌翼15ｂがトナー補
給容器12の内壁に摺擦しながら回転するために、攪拌部
材15の回転にトナーカートリッジＣがつれ回りすること
が考えられるが、本実施例にあっては前述したように、
ロック突起17c1がカートリッジ装着部５ｅの鍔部25に係
止しているために（図14（ｂ），（ｃ）参照）、トナー
カートリッジＣがつれ回りすることなく、トナー排出開
口12ａの位置（特に下側縁の角度位置）が常に安定的に
保証され、トナー供給量及び画像品質の安定化が保証さ
れる。
【０１１２】尚、前記トナーカートリッジＣを装着した
状態において、トナー排出開口12ａの下側縁がトナー補
給容器12の円筒軸線に対して水平方向を０度とした場
合、±10度の角度範囲に、より好ましくは±５度の角度
範囲にあるように設定するのが好ましい。本実施例では
前記角度が− 3.6度となるように設定している。
【０１１３】〔現像装置からのトナーカートリッジの脱
着〕次に前記トナーカートリッジＣを現像装置５から取
り外す場合には、図14（ｂ），（ｃ）に示す状態から、
オペレータが把手部材17に設けた可動レバー17ｃを把手
部17ｂ側へ押し下げ、ロック突起17c1と鍔部25の端部25
ａとの係止状態を解除しながらトナーカートリッジＣを
時計回り方向に回転し（シャッタ部材20も一体的に回転
する）、トナー排出開口12ａが上向きの状態に戻した
後、トナーカートリッジＣをカートリッジ装着部５ｅか
ら引き抜く。このとき、トナーカートリッジＣの装着時
と逆に、トナー排出開口12ａが上向きになるまで回転さ
せないと、トナーカートリッジＣを引き抜けないように
なっている。
【０１１４】前記トナーカートリッジＣは装着、使用、
脱着のすべての過程を通じ、トナー補給容器12ａの外面
とシャッタ部材20とは密着した状態にあり、シール性が
維持される。従って、現像装置５から取り外した使用済
みトナーカートリッジＣの外面にトナーの付着はなく、
オペレータが手や衣服をトナーで汚すことなく、使用済
みのトナーカートリッジＣを処分することが出来る。更
に、前述したように、攪拌部材15の高いトナー送り込み
力により、使用済みカートリッジＣ中に残留したトナー
の量も極めて少ないために、使用済みカートリッジＣを
処分する過程においても、トナーがこぼれたり、飛散し
たりすることがない。
【０１１５】《他の実施例》次に他の実施例について説
明する。まず攪拌部材15の他例を図16に示す。尚、前述
した第１実施例と同一機能を有する部分は同一符号を付
して説明を援用する。図16に示す実施例にあっては、主
翼部15b1及び補助翼部15b2が途中から攪拌部材15の回転
方向に対して下流側へ屈曲している。この形状の場合、
翼部の先端側の部分がトナーに対して斜めに向かってい
くので、攪拌部材15の回転トルクをより低くする効果が
ある。
【０１１６】更に前記形状の攪拌部材15の場合、攪拌翼
先端がトナー排出開口12ａにさしかかり、翼部の弾性が
開放されてトナーを跳ね飛ばす際に、トナーを水平方向
に送り込む力の成分が増加し、トナーをトナー補給容器
12の底部よりトナー排出開口12ａまで汲み上げるのみな
らず、トナー排出開口12ａから現像装置５へと送り込む
力が増強される。
【０１１７】従って、現像室５ａとカートリッジ装着部
５ｅとが略水平に並んでいるコンパクトな現像装置にお
いては、攪拌翼15ｂを前記の如く構成するのが有効であ
る。また前記のように、攪拌翼15ｂを途中で屈曲させる
と、攪拌翼先端とトナー補給容器12の内壁面との接触角
が、前述した第１実施例の場合と比較して小さくなるた
めに、トナーの粗粒もより発生し難くなる。
【０１１８】ここで、攪拌翼15ｂを前記のように途中か
ら屈曲する場合、前述したトナー送り込み力の増加及び
回転トルクの減少の観点から、その屈曲角度は約０度〜
90度に、より好ましくは約20度〜90度に、最も好ましく
は約40度〜90度に設定するのが望ましい。また前記屈曲
した翼部の屈曲部が、翼部の回転径方向全長の回転軸か
ら約50％〜95％、より好ましくは約60％〜90％、最も好
ましくは約70％〜80％の位置となるように構成するのが
望ましい。
【０１１９】また前記現像装置５によってトナー像を形
成する像担持体としては、前述した第１実施例の感光体
ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれ
る。まず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体
としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセ
レン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰ
Ｃ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状とし
ては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート
状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状
のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体
にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を
蒸着又は塗工等を行ったものである。
【０１２０】更に前述した第１実施例では、現像装置５
を用いた画像形成装置として複写機を例示したが、トナ
ーを使用して画像を形成する装置であれば、前記複写機
に限定する必要はなく、例えばレーザービームプリンタ
やＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置等であっても本発
明を適用することが可能であることはいうまでもない。
【０１２１】《実験結果》 〔実験−１〕前述した第１実施例で示したトナーカート
リッジＣを用い、内径55mm、内法全長322.5mm の円筒状
のトナー補給容器12に図５に示すような攪拌部材15をセ
ットし、これに一成分トナーを 380ｇ充填して図２に示
すような現像装置５に装着して画出しテストを行った。
攪拌部材15の回転数は10.2rpm とした。Ａ４サイズの5.
24％原稿を使用し間欠耐久モードで画出しをしながら、
現像室５ａ内のトナー量とトナー補給容器12内のトナー
量とを測定した。
【０１２２】ここで現像室５ａ内のスペースから、現像
装置内のトナー量は約100gが適正量である。画出し当初
は現像室５ａ内は空であるため、トナー補給容器12から
現像室５ａへトナーがどんどん供給され、比較的急激に
現像室５ａ内のトナー量は増加するが、約 100ｇに達す
ると飽和して一定値を保つようになった。
【０１２３】こうして画出しの進行とともにトナー補給
容器12内のトナー量は減少する一方であるが、それにも
関わらず現像室５ａ内のトナー量はずっと 100ｇ前後に
維持された。やがてトナー補給容器12内のトナーをほぼ
全部使い切ると、現像室５ａ内のトナー量も減りはじめ
た。
【０１２４】現像室内に配設されたトナー量検出手段
は、現像室内のトナー量が70ｇ以下になると作動するよ
うに設定してあるため、やがて現像室内のトナー量が70
ｇ以下となったときにトナー補給容器12の交換を促す表
示を出した。この時までに約7000枚の画出しが行われて
いた。
【０１２５】現像室５ａ内のトナー量として70ｇは、た
とえベタ黒であっても良好な画像が得られるのに充分な
量であり、なおかつ新しいトナーカートリッジＣに交換
して新しいトナーが入ってきても、自己コンタミによる
反転カブリの発生しない充分な量である。
【０１２６】こうして画出しを終了したトナー補給容器
12中のトナー残量を調べたところ、３〜５ｇの極めて低
いレベルであった。
【０１２７】同様のテストをＡ４サイズの25％原稿を使
って行ったところ、約1500枚の画出しをした時点でトナ
ー量検出手段が作動した。このときトナー補給容器12内
のトナー残量は５〜10ｇであった。
【０１２８】トナー残量と汚れの関係は、トナー補給容
器12の形状、特にトナー排出開口12ａの大きさにより左
右されるが、前述した実施例のごとく、トナー排出開口
12ａが７mmと狭い場合には10ｇ程度までのトナー残量で
あれば、廃棄処理の過程でトナーがこぼれたり飛散した
りするようなことはまずない。
【０１２９】〔実験−２〕前記実験−１と同様のトナー
補給容器12に 380ｇのトナーを充填し、トナー排出開口
12ａを開封しない状態で攪拌部材15を10.2rpm の速さで
10時間連続して回転させた。
【０１３０】前記10時間連続回転は7000枚の画出しに相
当するものである。このとき回転トルクの測定を続けた
が、初期に僅かに低下した後は一定レベルを保ち続け、
上昇するようなことはなかった。
【０１３１】更に10時間回転終了後に、トナー補給容器
12内のトナーを取り出して150mesh（100 μm ）の目開
きの篩い網に通したところ、網上に残留する粗粒の発生
はなかった。尚、このトナーの重量平均粒径は 7.6μm
であった。
【０１３２】〔実験−３〕図17に示す従来例の攪拌部材
を前述した第１実施例と同一のトナー補給容器12に組み
込んで同様の実験を行った。この攪拌部材50は、回転軸
51の一方側に弾性体からなる保持部材52を介してトナー
送り羽根53を設け、このトナー送り羽根53の回転半径方
向に延びたスリット54を設けたものであり、トナー送り
羽根53の回転半径は円筒55の内半径と同一にしたもので
ある。
【０１３３】その結果Ａ４サイズ４％原稿の場合、6300
枚の画出し後にトナー量検出手段が作動し、この時のト
ナー補給容器内のトナー残量は10〜20ｇであった。
【０１３４】同様にＡ４サイズ15％原稿の場合には、20
〜35g ものトナーが容器内に残留した。この状態だとト
ナー補給容器を僅かに傾けただけでもトナーの飛散が発
生した。
【０１３５】そこで攪拌部材の回転数を31.2rpm に上げ
たところ、トナー残量は減少したが、前記実験−２と同
様のを実施したところ、微量の粗粒（100 μm 以上）の
発生が認められた。
【０１３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シャッターを開閉するべくトナーカートリッジが回動し
ても、円筒が捻じれて変形してしまうのを防止でき、円
筒とシャッターとの間の距離を短くして、トナーカート
リッジとシャッターとの間から現像剤が漏れるのを防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複写機の全体構成説明図である。
【図２】現像装置の構成説明図である。
【図３】トナーカートリッジの斜視説明図である。
【図４】トナーカートリッジの部品分解説明図である。
【図５】攪拌部材の説明図である。
【図６】把手部材を取り付けた部分の断面説明図であ
る。
【図７】トナー補給容器に攪拌部材を組み付ける説明図
である。
【図８】トナーを充填する説明図である。
【図９】現像装置とトナーカートリッジの斜視説明図で
ある。
【図１０】（ａ）はトナーカートリッジを装着部に挿入
した状態説明図、（ｂ）は挿入したトナーカートリッジ
を回転して使用可能状態にした状態説明図である。
【図１１】シャッタ部材とトナーカートリッジの突起と
の係止状態の説明図である。
【図１２】トナーカートリッジの装着手順を示す説明図
である。
【図１３】トナーカートリッジとカートリッジ装着部の
関係説明図である。
【図１４】（ａ）はトナーカートリッジをカートリッジ
装着部に挿入した状態説明図、（ｂ），（ｃ）はトナー
カートリッジをカートリッジ装着部にロックした状態説
明図である。
【図１５】トナー排出開口とフランジ突起の位置関係を
示す説明図である。
【図１６】攪拌部材の他の実施例の説明図である。
【図１７】実験に用いた従来例の攪拌部材の説明図であ
る。
【符号の説明】
１…原稿読取装置、１ａ…原稿台ガラス、１ｂ…照明ラ
ンプ、１ｃ〜１ｆ…ミラー、１ｇ…レンズ、２…感光体
ドラム、３…メインモータ、４…帯電装置、５…現像装
置、５ａ…トナー収容部、５ｂ…トナー送り部材、５ｃ
…現像スリーブ、５ｄ…現像ブレード、５ｅ…カートリ
ッジ装着部、５ｆ…開口部、６…転写装置、６ａ…転写
帯電器、６ｂ…分離帯電器、７…クリーニング手段、７
ａ…クリーニングブレード、７ｂ…回収トナー溜め、８
…搬送装置、８a1，８a2…カセット、８b1，８b2…ピッ
クアップローラ、８ｃ…レジストローラ、８ｄ…手差し
トレイ、８ｅ…搬送ベルト、８ｆ…排出ローラ、９…記
録媒体、10…定着装置、10ａ…駆動ローラ、10ｂ…加熱
押圧ローラ、 11…原稿自動給送装置、12…トナー補給
容器、12ａ…トナー排出開口、12ｂ…切欠、12ｃ…シー
ル部材、12c1…端部、13…フランジ、13a1，13a2…突
起、13ｂ…充填口、13ｃ…リブ、13ｄ…軸孔、13ｅ…係
止凹部、14…フランジ、14a1，14a2…突起、14ｂ…孔、
14ｃ…リング状鍔部、14ｄ…爪部、15…攪拌部材、15ａ
…攪拌軸、15a1…嵌入部、15a2…ギア部、15a3…リング
状リブ、15a4…カシメボス、15ｂ…攪拌翼、15b1…主翼
部、15b2…補助翼部、15b3…スリット、15b4…孔部、15
b5…カシメ孔部、16…キャップ、17…把手部材、17ａ…
嵌合部、17a1…切欠、17a2…係止爪、17a3…リブ、17a4
…段部、17ｂ…把手部、17ｃ…可動レバー、17c1…ロッ
ク突起、17c2…傾斜面、18…治具、18ａ…漏斗孔、19…
治具、19ａ…漏斗穴、20…シャッタ部材、20ａ…開口、
20ｂ…シール部材、21…シール部材、22…サイドカバ
ー、23ａ，23ｂ…溝、24…ガイドレール、25…鍔部、25
ａ…端部、26…段部、27…段部、28…ギア、29…バネ
フロントページの続き (72)発明者 宮野 和幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−38670（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−86652（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08 112 G03G 15/08 507

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 現像剤を収納する円筒と、前記円筒の長
    手方向に沿って設けられた開口と、前記開口を開封可能
    にシールするシール部材と、を有し、現像剤受け入れ開
    口を開閉するシャッターを備えた現像剤受け入れ装置に
    対して着脱可能なトナーカートリッジにおいて、 前記トナーカートリッジの回動に伴って前記現像剤受け
    入れ開口を開状態にする開位置へ前記シャッターを回動
    させるべく前記シャッターと当接可能な第１の突起と、
    前記トナーカートリッジの回動に伴って前記現像剤受け
    入れ開口を閉状態にする閉位置へ前記シャッターを回動
    させるべく前記シャッターと当接可能な第２の突起と、
    を有し、 前記第１の突起及び前記第２の突起は、前記円筒の長手
    方向において、前記開口の延長上から外れた位置であっ
    て、前記開口よりも端部側の位置に設けられることを特
    徴とするトナーカートリッジ。
  2. 【請求項２】 前記第１の突起及び前記第２の突起は、
    前記円筒の周方向において前記開口の延長線を挟んで互
    いに対向して設けられ、前記開口及び前記現像剤受け入
    れ開口と連通可能な開口を備えた前記シャッターと当接
    可能であることを特徴とする請求項１のトナーカートリ
    ッジ。
  3. 【請求項３】 前記第１の突起及び前記第２の突起は前
    記長手方向一端側に設けられることを特徴とする請求項
    １又は２のトナーカートリッジ。
  4. 【請求項４】 前記第１の突起及び前記第２の突起は対
    をなして前記長手方向両端側に設けられることを特徴と
    する請求項１又は２のトナーカートリッジ。
  5. 【請求項５】 前記トナーカートリッジが前記現像剤受
    け入れ装置に装着されるとき、前記第１の突起及び前記
    第２の突起は前記トナーカートリッジの開口が前記シャ
    ッターの開口と連通するように前記現像剤受け入れ装置
    によって案内されることを特徴とする請求項２乃至４の
    いずれかのトナーカートリッジ。
  6. 【請求項６】 前記トナーカートリッジは前記トナーカ
    ートリッジの開口が略上方を向くように前記現像剤受け
    入れ装置に装着されることを特徴とする請求項１乃至５
    のいずれかのトナーカートリッジ。
  7. 【請求項７】 前記円筒の中心と前記トナーカートリッ
    ジの開口の中心とを結んだ直線と、前記円筒の中心と前
    記第１の突起側端とを結んだ直線とのなす角度θ１は２
    ０度〜９０度であることを特徴とする請求項１乃至６の
    いずれかのトナーカートリッジ。
  8. 【請求項８】 前記θ１は３０度〜５０度であることを
    特徴とする請求項７のトナーカートリッジ。
  9. 【請求項９】 前記θ１は４０度〜５０度であることを
    特徴とする請求項８のトナーカートリッジ。
  10. 【請求項１０】 前記円筒の中心と前記トナーカートリ
    ッジの開口の中心とを結んだ直線と、前記円筒の中心と
    前記第２の突起側端とを結んだ直線とのなす角度θ２は
    ７０度〜１６０度であることを特徴とする請求項１乃至
    ９のいずれかのトナーカートリッジ。
  11. 【請求項１１】 前記θ２は１０５度〜１３０度である
    ことを特徴とする請求項１０のトナーカートリッジ。
  12. 【請求項１２】 前記θ２は１１０度〜１２０度である
    ことを特徴とする請求項１１のトナーカートリッジ。
  13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかの前記ト
    ナーカートリッジを着脱可能に装着する装着手段と、前
    記シャッターと、を有することを特徴とする現像剤受け
    入れ装置。
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