JPH0713418A

JPH0713418A - トナー補給装置

Info

Publication number: JPH0713418A
Application number: JP5156862A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sunaga; 貴行須長; Akihiko Kato; 彰彦加藤; Hideaki Miyata; 英明宮田; Toru Ishikawa; 徹石川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーカートリッジ交換前に、トナーの片寄り
により固化したトナーをくずすと共に、トナー攪拌用モ
ータを所定駆動トルク値内で使用可能にする。【構成】両側フランジと筒体１２によって形成されるト
ナーカートリッジ９と、前記両側フランジ間に回転可能
に配設される攪拌部材１３と、一方のフランジ１０に回
動可能に螺合される回動部材１９と、回動部材１９と攪
拌部材１３とを係止、離脱可能にする係脱機構２１、２
３とを備えることを特徴とする。なお、回動部材１９内
に攪拌部材１３の駆動部材１５を収納するようにしても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いる
複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像記録装置に
おいて、現像装置のハウジング内に着脱自在に装着さ
れ、現像装置内にトナーを供給するためのトナーカート
リッジに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電子
写真方式を用いる画像記録装置は、感光体ドラム上に原
稿画像を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現
像装置によりトナー像に現像し、そのトナー像を転写装
置により用紙に転写した後、定着装置により転写像を定
着するようにしている。前記現像装置は、感光体ドラム
に対向する現像ロールと、トナーを攪拌する攪拌部材と
を有するトナーカートリッジを備え、現像装置のハウジ
ングの壁面にトナー量検知センサーを設け、トナー量が
設定値以下になると警告を出し、それによってオペレー
ターがトナーカートリッジを交換しトナーを補給するよ
うにしている。トナーカートリッジは、単体で種々の運
搬や保管状態を経た後、現像装置に装着される。その
際、感光体ドラムの軸方向の長さに見合う長さを有する
箱状あるいは円筒状という形状の制約より、立て置き状
態が常となる。図４は立て置き運送、保管の長期間状態
でのトナーカートリッジ内トナーの片寄りを示してい
る。

【０００３】その結果、トナーカートリッジ内部のトナ
ーが、下側に片寄り、上側に空間スペースを有してしま
い、運搬時における振動回数、長期保管等の影響で、ト
ナーが自重により固化してしまう場合がある。図５は、
トナーカートリッジの立て置き運送、保管状態をシミュ
レーションするため、トナーカートリッジの端面エッジ
部を床等に衝突させたタッピング回数と初期駆動トルク
値との関係を示す図である。タッピング回数の増大につ
れて、初期駆動トルク値が増大し、このような状態のト
ナーを、トナーカートリッジ交換により現像装置内へ挿
入すると、トナーカートリッジ内の攪拌部材の回転力、
すなわち駆動初期トルク値が、この片寄り状態で非常に
高くなり、モータの過負荷により駆動ギアー類の破損、
歯とびによるトラブルが発生してしまう。また、トナー
片寄りでの他の不具合として、現像ロールの軸方向へ不
均一なトナー補給がなされると、局所的な供給不良によ
る白抜けコピーの発生や、トナー残量の誤検知が発生し
やすくなる。

【０００４】これらのトラブル予防としてトナーカート
リッジ交換前に振動、回転等によりトナーに運動エネル
ギーを与え空気中に浮遊させ流動性を高め、固化したト
ナーをほぐす作業を確実に実施することでトナーの片寄
りを是正することにより、前述の異常なトルク値の発生
を回避出来る可能性はある。しかしながら、現実におい
ては、このほぐし作業は殆ど行われなかったり、行って
も十分に片寄りが是正できないままトナー交換が行わ
れ、前述のトラブルは頻発している。この点につき従来
技術の対策は、例えば、実開昭５８ー１６６５３号公
報においては、交換時、開口被覆シール部材を剥す際に
連動してカートリッジ内のトナーを攪拌させることで、
トナーをほぐすようにしている。しかしながら、ほぐす
時のトナーこぼれやアジテータ内蔵タイプでの構造が複
雑で実用性が低い。

【０００５】また、特開昭５９ー１８９６７号公報に
おいては、カートリッジの収納空間を複数の個部屋に区
切ってトナーの片寄りをより小さくさせているが、トナ
ー充填工程での煩雑さや、構成複雑でのコスト影響があ
る（同様技術として実開昭６１ー１４５９５１号公報、
実開昭６２ー９１６６０号公報、特開昭６３ー３０９９
７９号公報、実開昭６４ー３８６５８号公報）。また、
実開昭５８ー１６６５４号公報では、シール部材内側
にトナーカートリッジ空間を塞ぐ部材を設けている。こ
れもトナー充填工程での複雑さとコンタクトタイム延長
等の弊害がある。

【０００６】また、実開昭６１ー６５４６３号公報に
おいては、アジテータ形状に着目し螺旋形状でかつ複数
個分割にすることにより、片寄りトナーからの回転時で
の反力分散化を狙っているが、駆動初期トルク値に対す
る効果は望めるものの、現像装置としては、ホッパー部
上側でトナー落下させるタイプに限定される。即ち、よ
り小型、省スペースへの展開を考えると、前記特開昭６
２ー８６３８２号公報タイプの現像装置器には不適であ
り、現像ロール側への的確、適量なトナー供給能力の両
立が困難である。また、実開平４ー７４６１０号公報
の様に、トナーカートリッジの運送、保管方法に改善策
を考えて包装箱も含む形状を立て置き不可となる様な、
突出部を備え、これにより、横置き状態を提供せしめる
ようにしているが、物流時の効率化背反の問題や、単体
運送時他との抱き合わせにより、立て置き状態も十分に
あり得ることにより、大きな効果は望み薄である。以上
幾つかの従来技術の代表例について述べてきた。その他
種々の例があるものの、本件での不具合を解消できる決
定的な対策は今迄無かった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであって、簡単な構成でしかも確実に、トナーカート
リッジ交換前に、トナーの片寄りにより固化したトナー
をくずすと共に、トナー攪拌用モータを所定駆動トルク
値内で使用できるトナー補給装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために本発明のトナ
ー補給装置は、両側フランジと筒体によって形成される
トナーカートリッジと、前記両側フランジ間に回転可能
に配設される攪拌部材と、一方のフランジに回動可能に
螺合される回動部材と、該回動部材と前記攪拌部材とを
係止、離脱可能にする係脱機構とを備えることを特徴と
する。なお、回動部材内に攪拌部材の駆動部材を収納す
るようにしてもよい。

【０００９】

【作用】本発明においては、トナーカートリッジを現像
装置に挿入する前に、片手でトナーカートリッジを保持
し他方の手で回動部材を回動させると、攪拌部材の回転
により、トナーカートリッジ内の固化したトナーを崩す
ことができ、回動部材をさらに回転させると、回動部材
と攪拌部材の係脱機構が外れた状態になり、攪拌部材が
駆動源により回転可能になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図３は、本発明が適用される現像装置の例を示
し、図３（Ａ）は現像装置の断面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図３
（Ｃ）はトナーカートリッジ装着時の断面図である。

【００１１】図３（Ａ）および図３（Ｂ）において、感
光体ドラム１には、現像装置２が対向して配置される。
現像ハウジング３内には、現像ロール部４と現像剤供給
部５とが設けられ、両者の間に弾性シートからなる仕切
部材３ａが設けられ、後述するカートリッジ本体１２の
開口部１２ａの周縁部と密着し、現像剤がカートリッジ
本体１２の外側にこぼれるのを防止している。また、現
像剤供給部５において、現像ハウジング３の下面には、
一対のリブ３ｂが形成されるとともに、現像ハウジング
３の上面には嵌合部３ｃが形成されている。

【００１２】現像ロール部４には、軸方向に均一な磁場
を形成するためのマグネットロール６と、このマグネッ
トロール６の外周に回転可能に装着される現像スリーブ
７と、現像スリーブ７に圧接される軟弾性体からなる接
触ブレード８とが配設されている。マグネットロール６
は、現像スリーブ７内において現像ハウジング３に固定
されている。現像スリーブ７は、非磁性材料からなる円
筒部材の外周面に半導体樹脂層を設けてなり、現像ハウ
ジング３に回転自在に支持されている。

【００１３】現像剤供給部５には、トナーカートリッジ
９が着脱自在に装着される。トナーカートリッジ９は、
奥側フランジ１０と手前側フランジ１１間に設けられる
筒体１２を有し、内部空間に磁性一成分現像剤Ｔが収容
されている。筒体１２の外周面には開口部１２ａが形成
されるとともに、筒体１２内には、現像剤Ｔを攪拌する
ための攪拌部材１３が両フランジ１０、１１間に回転可
能に支持され、攪拌部材１３は奥側フランジ１０側に設
けられた駆動歯車１５により回転され、現像剤Ｔを攪拌
し開口部１２ａから現像材Ｔを現像ロール部４へ供給可
能にしている。

【００１４】奥側フランジ１０と手前側フランジ１１に
は、外周の一部が筒体１２の外周面より突出した扇状突
出部１０ａ、１１ａが形成され、また、奥側フランジ１
０には、扇状突出部１０ａよりさらに突出し、ぞれぞれ
前記リブ３ｂおよび嵌合部３ｃに嵌合可能な突起１０
ｂ、１０ｃ（図３（Ｃ））が形成されている。リブ３ｂ
の奥側フランジ１０側は切れており、突起１０ｂの回動
を可能にする空間１６が形成され、同様に嵌合部３ｃの
奥側フランジ１０側は切れており、突起１０ｃの回動を
可能にする空間（図示せず）が形成されている。

【００１５】トナーカートリッジ９の脱着方法について
説明する。現像ハウジング３内のトナーＴが減少してこ
れをセンサが検知すると、新しいトナー補給装置９を交
換するが、このとき、トナー補給装置９をセットしたと
き、または挿入しながら開口部１２ａを密閉しているシ
ール材を引き剥す。そして、図３（Ｃ）に示すように、
奥側フランジ１０の突起１０ｂ、１０ｃを現像ハウジン
グ３のリブ３ｂおよび嵌合部３ｃに嵌合させ押し込んで
ゆく。このとき、筒体１２の開口部１２ａは上方を向い
ており、筒体１２内の現像剤Ｔはこぼれない。また、現
像ロール部３の現像剤Ｔも仕切部材３ａに遮られ、筒体
１２の外側にこぼれない。また、両フランジ１０、１１
および筒体１２は、仕切部材３ａから離れた位置にある
ため、仕切部材３ａに現像剤Ｔが付着していたとしても
これが付着することがない。トナー補給装置９を奥まで
挿入すると、突起１０ｂ、１０ｃは、リブ３ｂおよび嵌
合部３ｃから外れ、トナー補給装置９を図１（Ａ）にお
いて矢印Ａ方向に回転させると、扇状突出部１０ａ、１
１ａの一端が、現像ハウジング３の背壁３ｄに当たり、
その反力で筒体１２が現像ロール部３側へ移動し、開口
部１２ａ周縁が仕切部材３ａに押し付けられる。この状
態では、開口部１２ａが現像ロール部３と連通され、現
像剤Ｔの搬送が可能となる。

【００１６】図１は本発明のトナー補給装置の１実施例
を示し、図１（Ａ）はトナーカートリッジの保管状態を
示す断面図、図１（Ｂ）はトナーカートリッジの装着時
の状態を示す断面図である。

【００１７】トナーカートリッジ９の奥側フランジ１０
には、筒状の嵌合部１７が形成され、嵌合部１７内には
回動部材１９がネジ結合にて嵌合されている。回動部材
１９の内側には、歯車収納部２０が形成されており、歯
車収納部２０内に攪拌部材１３の駆動部材としての駆動
歯車１５が配設され、歯車収納部２０の底部には係止突
起２１が設けられている。駆動歯車１５の回転軸２２
は、攪拌部材１３と一体に形成されており、回転軸２２
には前記係止突起２１と係止可能な係止ピン２３が固定
されている。そして、回転軸２２は、回動部材１９およ
び奥側フランジ１０を貫通して、筒体１２内の攪拌部材
１３を回転可能にしている。係止突起突起２１と係止ピ
ン２３は、回動部材１９と攪拌部材１３とを係止、離脱
可能にする係脱機構であり、回動部材１９を押し込んだ
状態にしないと、所定の現像装置に組み込めない構造に
なっている。

【００１８】上記構成からなるトナーカートリッジ９の
装着方法について説明する。図１（Ａ）はトナーカート
リッジ９の保管状態を示し、回動部材１９は図で上方に
移動した状態にあり、回動部材１９の底部と奥側フラン
ジ１０の嵌合部１７との間には空間が形成され、また、
駆動歯車１５は歯車収納部２０内に完全に収納され、さ
らに、回転軸２２の係止ピン２３は係止突起２１に係止
されている。この状態で、片手でトナーカートリッジ９
を保持し他方の手で回動部材１９を図示矢印の如く回動
させると、回転軸２２および攪拌部材１３が回転するた
め、トナーカートリッジ９内の固化したトナーを崩すこ
とができる。攪拌部材１３の回転は、０．５〜１回転程
度であれば、トナーの崩れにより駆動トルクが急減し、
最悪ケースの運送、保管状態を経たトナーカートリッジ
が存在していても、回動部材１９の回転を逆回転させた
り、トナーカートリッジの持ち替え等により振動を付加
させることにより、トナーを崩すことができる。

【００１９】そして、回動部材１９は、奥側フランジ１
０内を下降してゆき、回転部材１９の底部が嵌合部１７
の底部に達すると、図１（Ｂ）に示すように、駆動歯車
１５は歯車収納部２０から突出するとともに、回転軸２
２の係止ピン２３が係止突起２１から外れた状態にな
り、駆動歯車１５を図示しない駆動源に接続し、駆動歯
車１５の回転が回転軸２２および攪拌部材１３に伝達可
能になる。

【００２０】図２は本発明のトナー補給装置の他の実施
例を示している。本実施例においては、攪拌部材１３の
駆動部材である駆動歯車１５の代わりに、接続部材２５
が回転軸２２の端部に連結され、接続部材２５に水平に
係止ピン２５ａが固定されている。奥側フランジ１０の
外周には、蓋状の回動部材２６がネジ結合にて嵌合され
ている。回動部材２６の内面中央部には、筒状リブ２６
ａが形成されるとともに、筒状リブ２６ａの先端には溝
２６ｂが形成され、前記係止ピン２５が溝２６ｂ内に挿
入されている。接続部材２５の係止ピン２５と回動部材
２６の溝２６ｂは、回動部材２６と攪拌部材１３とを係
止、離脱可能にする係脱機構を構成している。

【００２１】上記構成からなるトナーカートリッジ９の
装着方法について説明する。図２はトナーカートリッジ
９の保管状態を示し、回動部材２６は奥側フランジ１０
に嵌合された状態にあり、回動部材２６を取り外さない
と現像装置に組み込めない構造になっている。この状態
で回動部材２６を図示矢印の如く回動させると、係止ピ
ン２５ａが筒状リブ２６ａに当接するため、回転軸２２
および攪拌部材１３が回転し、トナーカートリッジ９内
の固化したトナーをほぐすと共にトナーの片寄りを是正
することができる。そして、回動部材２６を回転させて
ゆくと、回動部材２６が奥側フランジ１０から外れると
ともに、係止ピン２５ａが筒状リブ２６ａの溝２６ｂか
ら外れた状態になり、接続部材２５を図示しない駆動源
に接続し、接続部材２５の回転が回転軸２２および攪拌
部材１３に伝達可能になる。なお、取り外した回動部材
２６は、使用済みトナーカートリッジに再装着でき、こ
れを回収することにより再使用が可能となる。

【００２２】上記各実施例においては、回動部材１９、
２６を回すのに必要な力ｘが、従来の駆動歯車１５や接
続部材２５が回す力ｙに比較して回転半径が３〜４倍長
いため、ｘ≒（１／３〜１／４）ｙとなり、図５で示し
たタッピング２００回での１５ｋｇｆｃｍを３．７５〜
５ｋｇｆｃｍに低減させることができる。また、従来行
われてきたトナーカートリッジへの現像剤充填工程、運
送、保管状態、交換時のトナーこぼれ等について、変更
および２次障害の影響はなく、トナーカートリッジの包
装工程での回動部材１９、２６の取り付けを行うだけで
よい。回動部材１９、２６には、トナーカートリッジの
形状、素材、色等の識別を付けることにより、他のトナ
ーカートリッジを共通の包装にしても識別が可能とな
り、全体のコスト低減を図ることができる。さらに、従
来は、駆動側の奥側フランジ端面に駆動歯車や接続部材
が突出した状態となり、運送、保管時において、包装箱
を損傷させ外に飛び出たり、外部取り出し時において危
険な場合があったが、回動部材１９、２６が駆動歯車１
５や接続部材２５を覆っているため、この問題をも解消
することができる。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の属する技術分野における通常の知
識を有する者にとって種々の変更が可能である。例え
ば、上記実施例においては、回動部材１９、２６を奥側
フランジに設けているが、手前側フランジに設けるよう
にしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、簡単な構成でしかも確実に、トナーカートリッ
ジ交換前に、トナーの片寄りにより固化したトナーをく
ずすと共に、トナー攪拌用モータを所定駆動トルク値内
で使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー補給装置の１実施例を示し、図
１（Ａ）はトナーカートリッジの装着前の状態を示す断
面図、図１（Ｂ）はトナーカートリッジの装着時の状態
を示す断面図である。

【図２】本発明のトナー補給装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明が適用される現像装置の例を示し、図３
（Ａ）は現像装置の断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図３（Ｃ）は
トナーカートリッジ装着時の断面図である。

【図４】立て置き運送、保管の長期間状態でのトナーカ
ートリッジ内トナーの片寄りを示す図である。

【図５】トナーカートリッジの立て置き運送、保管状態
をシミュレーションするため、タッピング回数と初期駆
動トルク値との関係を示す図である。

【符号の説明】

９…トナーカートリッジ、１０…奥側フランジ、１１…
手前側フランジ１５…駆動歯車、１７…嵌合部、１９、２６…回動部
材、２０…歯車収納部２１…係止突起、２２…回転軸、２３、２５ａ…係止ピ
ン、２５…接続部材２６ａ…筒状リブ、２６ｂ…溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川徹神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両側フランジと筒体によって形成されるト
ナーカートリッジと、前記両側フランジ間に回転可能に
配設される攪拌部材と、一方のフランジに回動可能に螺
合される回動部材と、該回動部材と前記攪拌部材とを係
止、離脱可能にする係脱機構とを備えることを特徴とす
るトナー補給装置。
【請求項２】前記回動部材内に攪拌部材の駆動部材が収
納されることを特徴とする請求項１に記載のトナー補給
装置。