JPH04233565A - トナー供給カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、文書複写機において使用される
現像システムに新しいトナー又は補給トナーを供給する
装置に関し、より詳細には、一定量のトナーを現像剤の
サンプの中に選択的に配給することができるトナーカー
トリッジに関する。

【０００２】先行技術の配給装置は、典型的には、水平
平面に位置合わせされたトナー配給装置を採用している
。配給カートリッジが水平に対して或る小さな角度をな
すように傾斜して傾けられるたものは、本発明と同じ譲
受人に譲渡された出願中の米国特許出願番号第０７／４
２６，３４８号において開示されている。そこに開示さ
れた装置は、水平方向に延在するカートリッジ端部に沿
って形成された複数のポートから配給されるトナーを示
している。イケスエ（Ｉｋｅｓｕｅ）の米国特許明細書
第４，６１１，７３０号もまた、図１１において、非水
平面に沿って位置合わせされたトナーカートリッジを備
えているが、異なったトナー出口開口ネットワークを備
えたトナー配給システムを開示している。傾斜トナーシ
ステムを水平システムに対して水平傾斜システムへ適用
することの利点は、重力がトナー配給作用を支援するた
めに使用されてシステムをより効率的にすることである
。 しかしながら、これらのシステムは、或る用途における
困難な配給区域に沿ったトナーカートリッジ内の最適な
トナー密度を準備し得ないかも知れない。

【０００３】本発明は、トナーを集中させる即時トナー
配給作用がカートリッジの単独の出口ポートに配置され
ることを可能とする傾斜式配給システムの改良である。 カートリッジ配給装置の端部は、カートリッジの単独の
出口ポート区域へ配給されるべきトナーを拾い上げて解
放するシャベル部分を組み込んだ端部キャップ組立体の
追加によって改良される。実施例では、歯車／ピン装置
が使用され、出口ポートと連絡する開口をトナー配給信
号に応じて周期的に開閉する。本発明は、より詳細には
、表面に静電潜像が形成される運動可能な記録部材と、
前記画像をトナーで現像する現像手段と、現像された画
像をコピー基質材料へ転写する転写手段とを有する複写
機／印刷機であって、前記現像手段は前記記録部材に隣
接した現像剤ハウジングを包含して、前記ハウジング内
の手段が前記ハウジング内のサンプからの現像剤を前記
記録部材との現像関係へ導き前記記録部材の表面の画像
を現像するように成し、ａ）新しいトナーの供給源を収
容するように準備される管状シリンダと、ｂ）前記シリ
ンダの軸が水平に対して或る角度をなすようにして前記
シリンダを前記サンプの上における離間された関係に支
持する手段と、ｃ）前記シリンダを回転させる駆動手段
と、ｄ）トナー排出開口部を水平の下に位置するカート
リッジ端部に配置した前記シリンダと、ｅ）水平の下に
位置するカートリッジの前記端部に接続される端部キャ
ップ組立体であって、前記端部キャップは内部にシャベ
ル要素を形成し、前記要素は内部を貫通して直交して延
在する中央キャビティであり、前記中央キャビティは回
転の間にトナーを前記キャビティへ導くトナー入口開口
と前記キャビティの他端におけるトナー出口開口とを有
するように成した前記端部キャップ組立体と、ｆ）前記
トナー出口開口からのトナーが前記トナー排出開口部を
介して配給されることを選択的に可能にする手段の組合
せを含む前記複写機／印刷機に関するものである。

【０００４】図１は、本発明のトナー配給カートリッジ
を組み込んだ複写機を断面で示す概略的な側面図である
。

【０００５】図２は、複写機の現像部の側面を部分的に
示す等角投影図である。

【０００６】図３は、図１のトナー配給カートリッジの
側面図である。

【０００７】図４Ａ及び図４Ｂは、トナーが端部キャッ
プから解放される直前及びトナー配給時において示され
る図１のカートリッジの配給端部の内側端面図である。

【０００８】図面の図１に注目すると、参照番号６５で
総体的に示された本発明のトナー供給カートリッジ組立
体を組み込んだゼログラフィー式複写機８が示されてい
る。複写機８は、複写機のゼログラフィー要素を機能的
に支持する適当なフレーム１２を有する。簡単に言えば
、そして当該分野における熟練者に熟知されているよう
に、複写機のゼログラフィー要素には、ここでは回転可
能な感光体１４の形態で示されている記録部材が包含さ
れる。図示された例示的な装置において、感光体１４は
光導電面１６を有するドラムを含んで成る。感光体１４
の周囲には、感光体１４の光導電面１６に均一な電荷を
配する帯電コロトロン１９を備えた帯電部１８と、先に
帯電した光導電面１６が複写され再生される文書９の画
像光線に露光される露光部２２と、光導電面１６に形成
された静電潜像がトナーで現像される現像部２４と、光
導電面１６の現像された画像と時間調節された関係で前
送りされるコピー用紙３２のような適当なコピー基質材
料へ現像された画像を転写するように成した転写コロト
ロン２９及び分離コロトロン３０を備えた転写分離部２
８と、清掃ブレード及び放電コロトロン３６を備えた清
掃部３４とが機能的に配設されている。

【０００９】コピー用紙３２は給紙ローラ対４０によっ
て転写部２８へ前送りされ、用紙案内４２及び４３が転
写部２８に先立ってほぼ１８０度の回転を介して用紙を
案内するように作用する。転写に続いて、用紙３２は、
転写されたトナー画像が定着ローラ４９によって定着さ
れる定着部４８に向かって搬送される。定着ローラ４９
は、ローラ４９の内部に配設されたランプ４７のような
適切なヒータによって加熱される。定着の後、コピー用
紙３２は排出される。

【００１０】透明プラテン５０は、文書が一定速度型の
搬送機構５４によって走査点５２を越えて移動するとき
、文書９を支持する。理解されるように、走査点５２は
、実際には、プラテン５０に沿った所望の点においてプ
ラテン５０の幅を横断して延在する走査線であり、文書
が搬送機構５４によってプラテン５０に沿って移動され
るとき文書は線毎に走査される。搬送機構５４は、走査
点５２のそれぞれの側に文書入出力給紙ローラ対５５及
び５６を有し、文書９をプラテン５０を通して所定の速
度で移動させる。露光ランプ５８が、走査点５２におけ
るプラテン５０の帯状区域を照射するために準備される
。線走査された文書からの画像光線は、階調指数ファイ
バーレンズ配列６０によって露光部２２へ送られ、運動
している感光体１４の光導電面１６を露光することにな
る。

【００１１】組立体６５の上方部分には、トナー配給カ
ートリッジ６６が、水平に対して僅かな角度をなして回
転可能に装着され、バッフル７６によって分割されて回
転可能に装着される１対のオーガ７２及び７４を包含す
る複式オーガ撹拌組立体７０によって占有されたサンプ
区域６８の中に落ちるように排出ポート６７を介してト
ナー粒子が配給される。カートリッジ６６は、駆動モー
タ７５によって連続的に回転される。

【００１２】現像部２４の説明を続けると、磁気ブラシ
現像剤ローラ８０は現像剤ハウジング６５内において感
光体１４の光導電面１６と所定の効果的な関係になるよ
うにして配設され、現像ローラ８０の長さは光導電面１
６の幅より僅かに大きいか又は等しいものとされ、ロー
ラ８０の軸は感光体１４の軸に平行となる。現像剤ロー
ラ８０は、現像剤ハウジング６５の対向側面上において
回転するように回転可能に滑り軸受された回転可能なシ
リンダ即ちスリーブ８２の中に複数の固定磁石組立体８
１を配設している。磁石組立体８１は、スリーブ８２が
回転するとき、現像剤がスリーブの外側表面へ誘引され
て、ブラシ状の被覆８３を形成するように配列される。 スリーブ８２の回転は、現像剤ブラシ８３を感光体１４
の光導電面１６との現像関係へ導き、静電潜像がそこで
現像される。

【００１３】適当な制御装置８９は、複写機８の様々な
要素に対して所定の調時関係で機能させて、コピーでき
るように準備されている。運転の際は、複写機８は、適
当な始動制御ボタンによって作動される。その後、複写
されるべき文書が、プラテン５０を横断して文書を前へ
運搬する文書搬送ローラ対５５のニップの中に挿入され
る。文書のくわえはしが検出器（図示されていない）に
到達すると、制御装置８９は、文書が文書搬送機構５４
によってプラテン５０を横断して走査点５２を越えて搬
送されるとき、検出器からの信号に応じて、文書９と調
時された関係でコピー用紙３２を前送りする給紙ローラ
対４０を始動させる。感光体１４の光導電面１６に現像
された文書の画像は、コピー用紙が転写部２８を通過す
るとき、コピー用紙３２へ転写される。転写に続いて、
コピー用紙３２は、画像が定着される定着部４８を通過
する。

【００１４】トナー画像が形成されてトナーが消耗する
と、新しいトナーが、以下に更に詳細に説明するように
開口６７を介して配給される。オーガ７４は、新しいト
ナーを疲弊したキャリア粒剤及び既存のトナーとを連続
的に撹拌する。その混合物はオーガ７２の中に移動し、
時計廻り方向に回転しているオーガ７２は、オーガ及び
現像ローラ８０の長さの端から端まで延在するサンプ区
域６８を効果的に形成する。その後、トナー混合物は、
ローラ８０に非常に接近してオーガ７２によって回転可
能に軸方向へ循環される。ローラ、より適切にはスリー
ブ８２が回転すると、トナー混合物はスリーブ８２の外
側表面へ配分されてトナーブラシ８３を形成し、続いて
トナーブラシは現像帯域の中で回転されて現像された画
像を形成することになる。

【００１５】図２は、カートリッジ６６の端部に取付け
られた端部キャップ組立体９０を図示する、トナーカー
トリッジ６６の配給端部の側面の部分的な等角投影図を
示している。図３は、端部キャップ９０の内部を示して
いる。図４Ａ及び図４Ｂは、トナーが端部キャップから
解放される直前（４Ａ）及びトナー配給時（４Ｂ）にお
けるトナーを示している。

【００１６】各図面に注目すると、端部キャップ組立体
９０は、トナーシャベル要素９４が取付けられる端面９
２を有する略円形のカップ状部材である。この組立体の
外側リップ９５は、カートリッジ６６の端面に固定され
ている。端部キャップ組立体９０は、このようにして、
カートリッジの延長部を効果的に形成する。シャベル要
素９４は、長手方向に貫通して延在する中央キャビティ
９６を有する。通路９６の一方の端部は、図２及び図３
に示されるように、トナー入口開口９８の中において終
端し、回転の間にカートリッジからトナーを拾い上げる
ように準備されている。通路９６のもう一方の端部は、
トナー出口開口１００の中において終端する。理解され
るであろうように、トナーは、或る条件下で開口１００
からトナーサンプの中へ配給される。

【００１７】端部キャップ組立体９０の説明を続けると
、歯車１０２が回転シャフト１０４に取付けられている
。歯車１０２は、長さの等しい４本のつめ１０２Ａ、１
０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを有する。シャフト１０４
は、組立体９０の寸法幅を介して延在し、図２に示され
るようにネジ１０６によって水平に位置合わせされて保
持される。シャフト１０４は、貫通して延在する開口１
０８を有する。開口１０８は、非配給モードにおいては
、出口開口１００から外れていることによって、シャベ
ル要素９４の中央キャビティ区域９６へトナーを閉じ込
めている。開口１０８が以下に示される条件の下で出口
開口１００に位置合わせされると、サンプ区域６８への
トナーの配給が生じることになる。

【００１８】ここで、図３、図４Ａ及び図４Ｂに注目す
ると、歯車１０２のステップピン１１０及び１１２との
相互作用が認識され得る。第１のステップピン１１０は
、フレーム１１４上の固定位置に装着される。ピン１１
２は、これもまたフレーム１１４に固定されるソレノイ
ド１１６に連結される。ソレノイド１１６は、制御装置
８９へ電気的に接続される。歯車１０２のピン１１０及
び１１２との相互作用は、運転サイクルを説明すること
によって最も良く理解される。図１において示されるよ
うに、カートリッジ６６は、水平に対して或る小さな角
度をなして（４度が効果的であると判明している）傾け
られている。従って、カートリッジ内のトナーは、水平
軸より下に延在する端部の中に、とりわけ端部キャップ
組立体９０のカップ部分の中に凝集される。カートリッ
ジ６６は、現像剤ハウジング６５の対向側面内において
適当な軸受ジャーナルの中に回転可能に支持される。 このカートリッジは、連続的か又は間歇的に回転され得
る。回転の間において、トナーは、トナー入口開口９８
を介し、回転の下方円弧の間にシャベル要素９４によっ
て拾い上げられる。拾い上げられたトナーは、中央通路
９６を介して落下し、トナーの配給が開始されるまでは
通路の底部に蓄積される。非配給運転の間において、歯
車シャフト１０４の開口１０８は、シャベル要素９４の
出口開口１００との位置合わせから外れている。このた
め、トナーは出口ポート６７を介して排出されない。１
０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、及び１０２Ｄの各つめは
、引き込んだ位置における固定ピン１１０及びソレノイ
ドピン１１２を通過するように位置合わせされる。運転
の或る時点において、トナー追加信号が制御装置８９へ
送信され、この制御装置は信号を発生させるために先行
技術において採用された従来型のトナー放出方式を使用
する。１例としては、現像剤の密度の変化を検出するト
ナーサンプ内のフォトセンサ装置であることが可能であ
る。トナー追加信号を受信すると、制御装置８９は、ソ
レノイド１１６へ信号を送って、ソレノイドに電圧を印
加し、端部キャップ組立体９０に向かって内側への短い
距離だけ、歯車１０２の回転づめの通路の中へピン１１
２を移動させる。図３は、つめ１０２Ａ（或いは適所に
存在する他のいずれかのつめ）がピン１１２と遭遇する
ときの歯車の位置を示している。つめはそのピンを跨ぎ
越えて、シャフト１０４を回転させ、シャベル要素の開
口１００を開口１０８及びシャフト１０４と水平に位置
合わせさせることになる。このシャフト運動は、シャベ
ル要素９４の中央キャビティ９６内に包含されたトナー
がカートリッジ６６のトナー配給ポート６７を介して重
力によって自由に落下するという前述の状態を産み出す
。配給活動は、つめ１０２Ｂが固定ピン１１０に衝突す
るまで継続する。この衝突作用は、位置ずれ状態、即ち
ソレノイドピン１１２が電圧を印加される直前における
、開口１００及び１０８が位置合わせされていないとい
う状態を回復する。ソレノイド１１６は、トナー補充要
求の連続的表示に応じて電圧を印加されたままに留まる
ことが可能であり、或いは不活性にされてピン１１２を
引っ込めておくことも可能である。回転が継続すると、
シャベル要素が、次の軌跡において追加のトナーを拾い
上げ、もう１回の配給サイクルは、ピン１１２が未だ不
活性状態にある場合には、歯車がピン１１２との遭遇へ
戻る完全な回転を構成するときに実施され得る。

【００１９】即時応答型の環境において集中したトナー
配給運転を準備する効果的なトナー配給運転が可能にさ
れていることが理解されるであろう。トナーカートリッ
ジが連続的ではなく周期的にのみ回転されるという状況
で機能し得るシステムも存在し、図４Ａ及び図４Ｂの検
討から明らかであるように、配給間隔は、ピン１１０及
び１１２の相対的な位置を変更するだけで簡単に延ばし
たり縮めたりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明のトナー配給カートリッジを組み込
んだ複写機を断面で示す概略的な側面図である。

【図２】　　複写機の現像部の側面を部分的に示す等角
投影図である。

【図３】　　図１のトナー配給カートリッジの側面図で
ある。

【図４】　　Ａはトナーが端部キャップから解放される
直前において示される図１のカートリッジの配給端部の
内側端面図である。Ｂはトナー配給時において示される
図１のカートリッジの配給端部の内側端面図である。

【符号の説明】

６５　　トナー供給カートリッジ組立体、６６　　トナ
ーカトリッジ、６７　　排出ポート、６８　　サンプ区
域、７０　　複式オーガ組立体、７５　　駆動モータ、
９０端部キャップ組立体、９４　　トナーシャベル要素
、９６　　中央キャビティ、９８　　トナー入口開口、
１００　　トナー出口開口、１０４　　シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面に静電潜像が形成される運動可能
   な記録部材と、前記画像をトナーで現像する現像手段と
   、現像された画像をコピー基質材料へ転写する転写手段
   とを有する複写機／印刷機であって、前記現像手段は前
   記記録部材に隣接した現像剤ハウジングを包含して、前
   記ハウジング内の手段が前記ハウジング内のサンプから
   の現像剤を前記記録部材との現像関係へ導き前記記録部
   材の表面の画像を現像するように成した前記複写機／印
   刷機における、ａ）新しいトナーの供給源を収容するよ
   うに準備される管状シリンダと、ｂ）前記シリンダの軸
   が水平に対して或る角度をなすようにして前記シリンダ
   を前記サンプの上における離間された関係に支持する手
   段と、ｃ）前記シリンダを回転させる駆動手段と、ｄ）
   トナー排出開口部を水平の下に位置するカートリッジの
   端部に配置した前記シリンダと、ｅ）水平の下に位置す
   るカートリッジの前記端部に接続される端部キャップ組
   立体であって、前記端部キャップは内部にシャベル要素
   を形成し、前記要素は内部を貫通し直交して延在する中
   央キャビティであり、前記中央キャビティは回転の間に
   トナーを前記キャビティへ導くトナー入口開口と前記キ
   ャビティの他端におけるトナー出口開口とを有する前記
   端部キャップ組立体と、ｆ）前記トナー出口開口からの
   トナーが前記トナー排出開口部を介して配給されること
   を選択的に可能にする手段とから成る組合せ。