JPH10221942A - トナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 光導電体アセンブリとホッパー・アセンブリ
との間の取り外し自在な連結を為せるトナーカートリッ
ジを提供する。 【解決手段】 ホッパーは、トナー添加ローラ及び現像
ローラ４３を保持する一体的なアセンブリの一部であ
る。ホッパー側部からの第２のピン１３１ａは、以上の
２つのアセンブリを一体的に引っ張って、現像ローラを
光導電体に対して押圧するバネを担持している。ホッパ
ーは、プリンタ内のローラ上での移動のためにその各側
に平坦な押縁１６１ａを更に具備する。これによって、
カートリッジが中央位置決め要素、挿入用の翼状ガイ
ド、下方シャッタを開放するリンク、並びに、光導電体
のシャフトにおけるそのシャフト上での確動的な位置決
めのための障害物がない各端部を更に具備させること可
能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真の現像に関
し、より詳細には、トナーポンプ及び関連構造体を具備
しないトナーカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の譲受人は、２つの異なる一般的
設計のトナーカートリッジを製造し商業的に販売してい
る。大型のレーザプリンタでは、カートリッジの外側構
造は、クラフトらの米国特許第５，１３６，３３３号に
開示されているもののようであるが、カートリッジに
は、アルドリッチらの米国特許第５，０１２，２８９１
号とモリーの米国特許第５，１０１，２３７号とに開示
されている種類のトナーを計量するポンプが備えられて
いる。カートリッジの他の要素の細部は、変更されてい
る。

【０００３】発光ダイオードの小型プリンタでは、カー
トリッジはベーカーらの米国特許第５，３３７，０３２
号に開示されているもののようであり、これは、トナー
を添加するローラが位置する高さより十分下方に延出す
るトナーホッパーを有すると共に、ベーカーらの米国特
許第５，３３１，３７８号に開示されている光導電体ロ
ーラと現像ローラシステムのための独立した駆動システ
ムを有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は光導電体アセ
ンブリとホッパー・アセンブリとの間の取り外し自在な
ハウジング・ピン連結を利用するものである。先行技術
に係るカートリッジでは、トラック上に載置する少なく
とも３つのホイールを具備して、ホッパー・アセンブリ
をハウジング及び光導電体のアセンブリに連結してい
た。これらホイールは、その２つのアセンブリが、ホッ
パー・アセンブリ内の現像ローラとハウジング・アセン
ブリ内の光導電体ローラとの間の接触力をその中で調整
しなければならない１つの平面を画成している。これら
ホイールの全てをカートリッジ内に具備させることは、
それらが現像器ユニットのペーパ経路に対する位置的変
動を付加することで不利益である。また、雑な取り扱い
中に、カートリッジ内の前方ホイールがトナーの重量で
破損する傾向がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のトナーカートリ
ッジは、ハンドル、カバー、並びにクリーナチャンバを
構成すると共に光導電体ドラムを保持する第１又は一体
的要素を備える。２つの側壁の各々はハウジングを有
し、これが第２の単一要素のピンを取り外し自在に受容
する。この第２の単一又は一体的要素は、現像ローラを
保持すると共に、各側部に設けられた２つのピンであ
り、その内の一方が前記ハウジングの各々内に嵌合する
ことから成る２つのピンを有するトナー・ホッパーを具
備する。これら第２ピンは、これら２つの単一要素を連
結して、従来通りに光導電体ドラムに対して現像ローラ
を柔軟に押圧させる。

【０００６】ホッパー要素はカバー要素に取り外し自在
に連結されているのみであるので、このホッパーが取り
付けられているプリンタのフレームに対する移動によっ
て当該ホッパーは調整可能である。こうしたことは、ホ
ッパーがその各側部上に、プリンタ内のローラ上に静止
するための平坦な押縁を有することによって補助されて
いる。好適な設計では、各側部における上部屈曲平面状
のガイド用翼状要素上のプリンタからの圧力を受容する
中央位置決め要素と、ガイドがプリンタ内に挿入された
際にシャッタを開口するように移動させられる翼状ガイ
ド上方の各側部上の下方シャッタに対するリンクとを含
み、光導電体の中央シャフトは下方位置決め器として作
用すべく、妨害を受けることがない。

【０００７】現像器ユニットの下方側は媒体経路の一部
であるので、ホッパー・アセンブリの基準をプリンタと
することで媒体経路の位置決め精度を改善する。先行技
術に係るカートリッジにおけるホイールは破損しがちで
あるが、本カートリッジは荒い取り扱いに耐えるもので
ある。副次的な長所としては、ホイール及びその据え付
けの費用が本カートリッジでは削減されることである。

【０００８】

【発明の実施の形態】ンタカートリッジが、上方及び左
側後方からの斜視図として図１に示される（ハンドグリ
ップ３ａ、３ｂが前方であり、軸支された上方のシャッ
タ５側が上方側である）。

【０００９】図示の目的のため、図１は、下方に回動し
て開口位置にある上方シャッタ５と、後方かつ上方に回
動して開口位置にある下方シャッタ７を示す。実際の運
転では、プリンタ又は他の装置との相互作用によってこ
れらの位置にくるが、カートリッジ１は以下に説明する
ようにしてプリンタ又は他の装置に取付けられる。

【００１０】プリンタへのカートリッジ１の挿入を容易
にするために、カートリッジ１は左ガイド翼９ａと右ガ
イド翼９ｂとを有する。ガイド翼９ａ、９ｂは、前後を
除いて比較的大きな円弧として形成された薄い面であ
り、底部９ａａが下方に広がっている。例示のカートリ
ッジ１が取付けられる特定のプリンタによって与えられ
る幅に単に合うように、記載されたこの特定の実施態様
では左ガイド翼９ａが右ガイド翼９ｂより幅が広い（さ
らに横に延びている）ことを除いて、ガイド翼９ａ、９
ｂは互いの鏡像となっている。

【００１１】ここで記載する実施態様では、底部シャッ
タ７は、左上方の駆動リンクアーム１１ａ上にある左後
方カバー３１ａからと、右上方の駆動リンクアーム１１
ｂ上にある後方カバー（不図示）から回動し、これらリ
ンクアームはシャッタ７の対向する側に位置する。各リ
ンクアーム１１ａ、１１ｂは駆動装置１３ａ、１３ｂと
それぞれ一体であり、これら駆動装置は方形の駆動装置
面１３ａａ、１３ｂｂをそれぞれ有し、これらの面はガ
イド翼９ａ、９ｂを越えてそれぞれ延出している。

【００１２】軸支された下方シャッタリンク１５ａと、
この下方シャッタリンク１５ａに軸支された下方シャッ
タの側部１７ａと、左上方駆動リンクアーム１１ａと
は、４本のバーのリンクを構成し、駆動装置１３ａの回
転に応答してシャッタ７を回転させる。コイルバネ１９
ａの後端がリンクアーム１１ａの下方フック１１ａａに
接続され、カートリッジがプリンタ又は他の装置に挿入
されていないときにシャッタ７が閉じるようにこれを付
勢する。コイルバネ１９ａの前端は駆動装置１３ａのリ
ンクアーム１１ａの下方で孔３１ａａに接続されてい
る。これらの部分の鏡像（図３参照）は対向する側部に
存在し、これに対応する部分が同じ番号に文字”ｂ”付
すことによって表わされる。

【００１３】カートリッジ１がプリンタ内に取付けられ
るとき、図１に示すように、駆動装置面１３ａａ、１３
ｂｂは、プリンタのかみ合い面によって翼９ａ、９ｂの
上方位置まで下方にそれぞれ押される。

【００１４】カートリッジ１は、操作者が孔３ａａを通
してグリップ３ａ、３ｂを握り、カートリッジ１をシャ
ッタ５の方向においてカートリッジを取付けるプリンタ
の後方に向けて移動させることによって挿入される（図
１０の２９１）。孔３ａａと３ｂｂの部分を除いてカー
トリッジ１の幅に沿って所定の間隔で上方に向けて延出
する一連のリブ２１により強度が与えられ、孔３ａａと
３ｂｂはグリップ３ａ、３ｂを握る人の指のための空間
を提供する。左側の上部には、比較的幅が広く、上方に
延出するタブ２１がある。ここで記載する本発明の実施
態様の好ましい組合わせと例示のプリンタでは、タブ２
３の上部はプリンタ内の物理的な検出スイッチと相互作
用し、このスイッチはカートリッジ１が取付けられたこ
とを検出する。

【００１５】グリップ３ａ、３ｂ、リブ２１及びタブ２
３が、上部に一体的に形成されている前方カバー２５
は、後に記載するように分離されたトナーホッパーの上
方にある。クリーナチャンバ２７の上方カバーは、シャ
ッタ５の後方に向いている。

【００１６】翼９ａ、９ｂの直ぐ内側には、位置合わせ
面２９ａ、２９ｂが立って伸長している。カートリッジ
１が取付けられるときにその調色機構が適切な場所にし
っかりと配置されるように、この位置合わせ面にはプリ
ンタによって圧力がかけられる。位置合わせ面２９ａと
２９ｂと翼９ａと９ｂは、翼９ａの下方の後方カバー３
１と同様に、クリーナハウジング２７と一体的に成形さ
れる。グリップ３ａ、３ｂと、前方カバー２５の長さに
沿って通常共に延びる左側の外側カバー３３とを有す
る、前方カバー２５もこれらの要素と一体である。カバ
ー３３は、上部にＵ−形状のハウジング３５を、カバー
３３の前方上部近くに組立孔３９ａを、カバー３３の前
方下部近くにバネ保持孔３９ｂを有する。ハウジング３
５は後で説明するスペーサスタッド３７を捕捉する。

【００１７】カプラ４１がプリンタから駆動要素を受
け、このカプラはＯｌｄｈａｍカプラを備え、現像ロー
ラ４３（図１に示していない）とトナー添加ローラ４５
（図１に示されていない）を回転可能に駆動する。

【００１８】図２は、内部要素を示す上部付近の区分さ
れたカートリッジ１の上方と左側前方からの斜視図であ
る。最前部には、パドル６３を有すると共に大きな円筒
状のトナーホッパー６１があり、このパドル６３は運転
中に図２に示すように時計回りに回転する。パドル６３
は外側にトナー移動バー６３ａを有し、後述する嵌込さ
れた左側の遠い部分６３ａａを除いたホッパー６１の幅
を横切って延出する。カートリッジ１が運転のためにプ
リンタ中に取付けられるとき、ホッパー６１の後方壁６
１ａは平坦面６１ａａとしてホッパー６１の全体高さの
約１／３で終端となる（特に、ホッパー６１が直径１０
６ｍｍを有し、ホッパー６１の最低位置から後方壁６１
ａの最高位置面と同じ水平面への距離が、３５．３ｍｍ
である）。後方壁６１ａの上方面６１ａａは薄く、か
つ、型から成形部品を取出し易くするため僅かな下方角
度をもった平面となっている。アジテータバー６５から
の延出部６５ａは支持タブ６５ｂ（図９参照）を有し、
このタブは上方壁６１ａａ上にあり、これによってアジ
テータバー６５を上方壁６１ａａより僅かに上方に位置
付ける。延出部６５ａが上方面６１ａａを通って、パド
ル６３のバー６３ａが回転する際にこのバー１と出会う
位置まで延出する。カートリッジ１が運転のためにプリ
ンタ内に取付けられるときに、面６１ａａの反対側のあ
ってトナー出口がある面６１ａａａは、垂直から約５０
度の平面となっている（図９に最もよく示されるよう
に）。

【００１９】後方壁６１ａの直ぐ後方に位置する垂直リ
ブ６７は、ホッパー６１の上部から約１／３下方に形成
された上方壁６９の補剛材である。後方壁６１ａの上部
と上方壁６９の始点とが、ホッパー６１からカートリッ
ジ１の調色機構へと後方に移送されるトナーのための開
口を形成する部分を除いて、パドル６３のトナー移動バ
ー６３ａはホッパー６１の両側の間直に近接している。
これは図９に最もよく示される。

【００２０】図２では、カプラ４１が直接取付けられた
現像ローラの小部分が、リブ６７を通っているのが示さ
れている。現像ローラ４３は光導電体ドラム４９と平行
にこれと接触している。クリーナチャンバ２７は垂直の
内部バッフル７１で所定間隔に区切られ、このバッフル
は、チャンバ２７内に溜められた均衡を失ったトナー量
を制限する部材は勿論のこと部材を強化する。現像中に
移送されないトナーは、クリーナブレード７３によって
光導電体ドラム４９から除かれる。このクリーナブレー
ドは垂直パネル７３ａに取付けられ、このパネル７３ａ
は強度を増すための水平ガセット７３ａａを有する。図
３に最もよく示されるように、パネル７３ａは対向する
両側にある垂直カラム７５ａ（図２）、７５ｂを有し、
支持部材７５に取付けられる。パネル７３ａは、ネジ７
７ａによってカラム７５ａに、ネジ７７ｂによってカラ
ム７５ｂに取付けられる。

【００２１】図３は、さらにカバー要素とクリーナの部
分を取除いた、カートリッジ１の内部形状を図示する右
側側面図である。一体の、スチールバーのドクターブレ
ード９１が、現像ローラ４３と平行にかつこのローラに
圧接されるように延出する。ブレード９１は、トナー添
加ローラ４５に向かって垂直から約２０度でローラ４３
と接する。同じく図３に示すように、ドクターブレード
９１への金属の電気接触９３、トナー添加ローラ４５へ
の金属の電気接触９５、及び現像ローラ４３への金属の
電気接触９７が設けられている。カートリッジ１が取付
けられる際には、これら接触の外側端部９３ａ、９５
ａ、９７ａがプリンタ内の金属接触に圧接され、これに
よってプリンタからの電圧を受ける電気的接触が得られ
る。

【００２２】カートリッジ１の現像システムは、本発明
の譲受人によって販売されるプリンタのＯｐｔｒａブラ
ンドファミリーのそれと本質的に非常に似ている。その
プリンタファミリーのように、トナー添加ローラ４５
は、導電性のスポンジ状物質であってスチールシャフト
に取付けられており、現像ローラ４３は半導電性物質で
あってスチールシャフトに取付けられている。運転のた
めにカートリッジ１がプリンタ内に取付けられる際に、
カートリッジ１は通常図３に示すように向けられ、か
つ、トナー添加ローラ４５の下方面を含む水平面はホッ
パー６１の最低位置から上方に２２．６ｍｍにある。

【００２３】トナー添加ローラ４５と現像ローラ４３
は、ホッパー６１の端部部材９９、１０１（図４）の後
方の延出部９９ａと１０１ａ（図４）において軸支され
る。アジテータ６５は延出部９９ａと平行になる屈曲部
分６５ａａを有し、これはピン１０３ａ上で延出部９９
ａに軸支されている。パドル６３が回転すると、バー６
３ａは延出部９５ａと接し、これによってアジテータ６
５をピン１０３ａの回りで上方に回転させる。それで、
アジテータ６５は後方壁６１の近くまで回転して重力下
にトナーを取除き、そうでない場合にはトナーは出口面
６１ａａａに溜まる。

【００２４】図４は、カバー要素を取除きホッパー６１
の端部部材９９、１０１とこれらの延出部９９ａ、１０
１ａをより完全に示す右側背面図である。スペーサスタ
ッド３７ｂは端部部材１０１と一体である。スタッド３
７ｂの下方及び前方に柱１３１ｂを取付けたバネがあ
り、この柱にはバネ１３２ｂの一端が取付けられ、バネ
の他端は孔２４２に取付けられている（図２０に最もよ
く示される）。

【００２５】垂直のシールド壁１３３は端部部材と一体
であり、このシールド壁１３３は下方かつ後方に延出
し、エンコーダホイール１３５を物理的に保護するため
のバリアを提供する。壁１３３の底部分は、カートリッ
ジ１が取付けられる際に、プリンタから位置合わせロー
ラを受ける平坦な接触面を形成する。エンコーダホイー
ル１３５は、窓１３５ａの位置を検出することによっ
て、ホッパー６１内のトナーの量についての情報をカー
トリッジ１が取付けられるプリンタに与えるために、耐
ねじり部材１６３（図５参照）を有するパドルギアアセ
ンブリ１６３を介してパドル６３にリンクされる。更
に、他の窓１３５ｂは他の情報を与え、幅広の窓１３５
ｃは本来の基準位置を与える。光を遮る選択ラベル１３
６は、窓１３５ｂと１３５ｃの間に位置して一連の窓１
３５を遮り、これによりホイール１３５への情報を調整
する。エンコーダホイール１３５の詳細と操作は、１９
９６年２月１６日に出願された、題名が”電子写真出力
装置に用いられるカートリッジ用の複数機能のエンコー
ダホイール”である米国特許出願第０８／６０２，６４
８号（現在は、米国特許第５，６３４，１６９号）に記
載されており、本出願の発明には何等の寄与もしていな
い。

【００２６】図４は、ホッパーの延出部１０１ａから垂
直に延出する床１３７によって支持される電気的接触９
３、９５及び９７を示す。垂直リブ１３９は床１３７か
ら接触９３、９５及び９７の間を延出し床１３７を強化
する。

【００２７】取付ローラ１４１ａはホッパーの延出部９
９ａに軸支され、ローラ１４１ａと対称な取付ローラ１
４１ｂはホッパーの延出部１０１ａに取付けられる。ロ
ーラ１４１ａと１４１ｂとは、後述するカートリッジ１
の内側のカバー面に接する。ホッパー６１の面１３３ａ
と１６１ａ（図５）は、更に後述されるようにプリンタ
のローラ上に載置される。

【００２８】ホッパーの端部部材１０１は、弾性を有す
る円筒状プラグ１４３を受入れるためこれにぴったり合
う開口を有する。プラグ１４３に取付けられる前に、こ
の開口を介してトナーがホッパー内に装填され、その後
プラグ１４３が孔を封じる。

【００２９】光導電体ローラ４９は右側端部に移送ロー
ラ駆動ギア１４５を有し、カートリッジ１がプリンタ内
に取付けられる際に、このギアによりプリンタ内のロー
ラが駆動される。

【００３０】図５は、カバー要素を取除きホッパー６１
の部材９９、９９ａの外側をより完全に示す左側背面図
である。スペーサスタッド３７ａの下方かつ前方には柱
１３１ａを取付けたバネがあり、この柱にはバネ１３２
ａの一端が取付けられ、バネの他端は部材４３１の孔
（図１９）に取付けられており、この部材はカバー３３
の内部に延出する（図２）。

【００３１】垂直なシールド壁１６１は端部部材９９と
一体であり、捩りパドルギアアセンブリ１６３を物理的
に保護するためのバリアを提供するために、下方かつ後
方に延出する。壁１６１の底部分には、カートリッジ１
が取付けられる際にプリンタから位置合わせローラを受
ける平坦な接触面１６１ａが形成されている。パドルギ
アアセンブリ１６３の詳細は本発明部分ではなく、上述
の特許出願第０８／６０２，６４８（現在、米国特許第
５，６３４，１６９）により完全に開示されている。

【００３２】ギア４９ａは光導電体ドラム４９と一体で
あり、カートリッジ１がプリンタに取付けられる際にプ
リンタのかみ合いギアから動力を受取る。カプラ４１は
現像ローラ４３と一体であり遊びギア１６５を駆動し、
このギアはトナー添加ローラ４５と一体のギア１６７と
かみ合うことによってトナー添加ローラ４５（図３）を
駆動する。カプラ４１はプリンタ内の駆動装置から動力
を受取り、このカプラは、駆動装置と好ましくはプリン
タ内の単一モータとドラムを離間している。

【００３３】ギア１６７は、複式ギア１６９の大きなギ
アを駆動する。ギア１６９は複式ギア１７１の大きなギ
アを駆動し、このギア１７１はパドルギアアセンブリ１
６３を駆動する。ギア１６５と１６９を取付けたギアプ
レート１７３は、取付ネジ１７５によってホッパーの延
出部９９ａに取付けられている。

【００３４】図５は、図３に示した反対側のアジテータ
６５の端部を示す。この端部は屈曲部分６５ｂｂを有
し、これがピン１０３ａ上で延出部１０１ａに軸支され
たときに端部部材１０１ａと平行となる。

【００３５】本発明の好ましい実施態様に用いられるカ
ートリッジの詳細な説明を続けると、図６は、図２の部
分に類似した上部近くの部分の右側背面図である。図６
は、板バネ１９１の付勢の下、現像ローラ４３を圧する
ために取付けられたドクターブレード９１の取付をより
明確に図示する。ブレード９１は、ホッパーの端部部材
９９の延出部１９６ａ（図１２）によって後方で据えら
れており、この延出部は、タブ３６１によって左後方で
（図１４に最もよく示される）ドクターブレード９１の
左側部を保持するための前後バリアを形成する、同様に
右側では、後方延出部３６５（図１３に最もよく示され
る）と前方延出部３６６（図１３）を備えた、延出部１
０１ａから延出する２つの面が、ドクターブレード９１
の右側部を保持する前後を形成し、これらはドクターブ
レード９１の左側部を保持する構造と対称である。ブレ
ード９１の上部はバネ１９１によって保持される。ドク
ターブレード９１の上部に亙たる接着テープ１９２が通
常の方法でシーリング壁６９（図２）の隣り合う水平端
に渡される。

【００３６】バネ１９１は、先が尖っていない中央から
離れた端部１９１ａ、１９１ｂを有し、これら端部はブ
レード９１に接してこれを現像ローラ４３上で下方に付
勢する。リブ６７と一体の中央押縁１９７は、バネ１９
１の中央を支持する空間を形成する。水平方向の押縁１
９９ａと１９９ｂは、バネ１９１の中央部分に対して反
対側にあってこのバネと一体に成形され、バネ１９１が
前方に移動するのを防止する水平バリアである。発送の
間に起こるかもしれない手荒な取扱いを許容するよう
に、上方の一体の止め部材（不図示）が、押縁１９９
ａ、１９９ｂと両側部９９ａ、１０１ａとの間の各側に
それぞれ両面接着により取付けられるのが好ましい。こ
れらは、ブレード９１から上方に０.１８ｍｍ離間し、
それゆえ手荒な取扱いの間のみブレード９１と接触す
る。

【００３７】図６はまた、部材９９ａと１０１ａの延出
部としてそれぞれ成形されると共に取付ローラ１４１
ａ、１４１ｂをそれぞれ支持する、柱１４４ａａと１４
４ｂｂ（図５）を図示する。

【００３８】図７は、カートリッジ１の左前方の底部を
外側から見た図である。開口３ａａ、３ｂｂを通して指
でカートリッジ掴む際に、ホッパー６１の裏側に沿った
一連の水平凹部２２１により、親指にはざらざらした面
が触れる。比較的長い一連の垂直リブはホッパー６１底
部と一体であり、紙や他のメディアのガイドとして働
き、一方、一連の短いリブ２２５はリブ２２３の始点後
方であってリブ２２３の間に位置し、メディアがリブ２
２３と２２５の直後に位置する光導電体と出会うときに
メディアによる障害を防止する。ドラム４９を通過した
メディアはさらに、シャッタ７の底部に位置するメディ
アガイドリブ２２７と出会う。図７はまた、遊びギア１
６５と１６７の明瞭な描写を提供する。

【００３９】図８は、カートリッジ１の右側後方の底部
を外側から見た図である。これは、前方の延出部分９ｂ
ｂを備えた右側ガイド翼９ｂの全体を示す。図８は、図
６で省略した右カバー要素を示す。前方の下方部分２４
１は大部分のエンコーダホイール１３５上にあり、組立
てを容易にするためのアクセス孔２４３とアクセス開口
２４４を有する（図２０に最もよく示されている）。カ
バー部分２４１は、柱１１３ｂ（図４）と孔２４２（図
２０に最もよく示されている）との間を延出するバネ１
３２ｂ（図２０）のための室を与えるために外側に少し
段状になっている。通常、カバー部分２４１の上方と前
方にはこれと一体のカバー部分２４５があり、このカバ
ー部分２４５はカートリッジ１の前方上部の残部上にあ
る。部分２４５はその上部に、スペーサスタッド３７を
捉えるＵ−形状のにハウジング２４７を有する。光導電
体ドラム４９の上方部分に対向する部分２４５の後方部
分には、カートリッジ１の運転中に光導電体ドラム４９
を冷却するための空気を通す、第２番目の方形チャネル
２４９ａと最後の方形チャネル２４９ｂとを備えた方形
チャネル２４９が位置している。

【００４０】ここに記載する本発明の特定の実施態様の
最後方部分２５１によって、リンク１１ｂと１７ｂとが
シャッタ７に取付けられる。チャネル２４９ａと２４９
ｂの下方かつ前方に位置するカバーの底部分２５３に
は、光導電体ドラム４９のシャフト４７が取付けられる
と共に、この底部分２５３の上部にはドラム４９を冷却
するための空気を通す２つの対称な排気孔２５５ａと２
５５ｂが設けられている。

【００４１】図９は、プラスチック成形部材であるハウ
ジング２７１の、右側前方の斜視図であり、このハウジ
ングは、端部部材９９とアジテータ６５とを備えたホッ
パー６１の中央部分と中央延出部分を形成する。壁６９
と壁６１ａとの間に形成された出口開口を備えた円筒状
チャンバーが形成されているのが、示されている。ホッ
パー６１の後方底部の嵌め込み部２３７によってプリン
タ内のローラのための空間が与えられる。図２に最もよ
く示されているように、パドルバー６３ａは嵌め込み部
の最も左側部分６３ａａを有し、これにより嵌め込み部
２３７が明瞭になる。

【００４２】部材２７１はその右側の周囲にスロット２
７５を有する。全く同様のスロットが左側にもある。端
部部材１０１は、かみ合いうね３２１を有する（図１
３）。製造の際には、スロット２７５は端部部材１０１
のかみ合いうね３２１とかみ合い、これら２つは超音波
によって発生する熱で共に溶接される。部材２７１の左
側でかみ合いスロット（不図示）に挿入されたかみ合い
うね３２２（図１２）と同様の方法で、部材９９は部材
２７１の左側に溶接される。

【００４３】アジテータ６５の完全な回転を防止する一
方、パドルアーム６３ａがアジテータの延出部６５ａを
越えて通過できるように、アジテータの延出部６５ａ上
部の切欠き２７７によりアジテータ６５が十分に回転可
能となっている。

【００４４】現像アセンブリ ハウジング２７１とそれに取付けられた端部部材９９、
１０１とが、トナーホッパー６１を形成する。延出部１
０１ａは、トナー添加ローラ４５と現像ローラ４３とを
軸支する。ネジ１７５によって延出部９９ａに取付けら
れたギアプレート１７３は、トナー添加ローラ４５と現
像ローラ４３の反対側を軸支する。したがって一単位の
アセンブリが、後方の現像ローラ４３に向くと共にこの
ローラを備えたホッパー６１から形成される。

【００４５】光導電体とカバーのアセンブリ 前方カバーグリップ３ａ、３ｂ；左外側カバー３３；後
方壁３１（図１）；右側カバー部分２４１、２４５、２
４９、２５１（図８）；翼９ａ、９ｂ；及びクリーニン
グチャンバ２７は、単一の成形部品である。光導電体４
９はカバーを通って反対側まで延出するシャフト４７で
この部分に軸支される。シャッタ７は左側カバー３１と
右側の後方カバー２５１に移動可能に支持される。した
がって、一単位のアセンブリが、カバー部材、光導電体
ドラム４９及びシャッタ７から形成される。

【００４６】使用においては、バネ１３２ａ、１３２ｂ
によって現像ローラ４３が光導電体ドラム４９を背にし
て所定の張力で引っ張られる。カートリッジ１がつまみ
上げられると、現像アセンブリならびに光導電体４９と
カバーとのアセンブリとが重力下において、スタッド３
７ａ（図１）がハウジング３５と接すると共にスタッド
３７ｂ（図８）がハウジング２４７と接するまで回転
し、これによってこれら２つのアセンブリを共に保持す
る。

【００４７】熱バリアとしての下方シャッタ 下方シャッタ７が開いているときは、このシャッタによ
りクリーナチャンバの下方面全体が覆われる。シャッタ
７の材質はポリカーボネートであり、光導電性ドラム４
９と接触して後方へ紙が移動した後に行われる定着操作
において発生する熱を逸らせるための材料である。光導
電体とカバーとのアセンブリ本体；ホッパー６１；端部
部材９９、１０１；ならびにシャッタ７の材質はポリス
チレンであり、このコストはポリカーボネートのコスト
より低い。シャッタ７をポリカーボネートに替えること
によってコストは増加するが、シャッタ７によってクリ
ーナ２７に熱保護が与えられる。

【００４８】アジテータバーシステム カートリッジ１のトナーは単一成分であり、しばらくの
間かき乱さないで放っておくと非流動性かつ凝集性とな
る。この非流動性と安定性とは、レーザプリンタ内のプ
リンタモータとギアトレインとにより発生する振動によ
って増加する。

【００４９】傾斜した出口面６１ａａａによって壁６１
ａからトナーを移送できないのは、ホッパー６１内の単
一成分トナーのもつ安定性、非流動性及び凝集性という
性質の結果による。安定したトナーの安息角は（すなわ
ち、安定トナーが自重で落下する前に乗っている表面の
傾斜角度）、９０度以上に達することができる。出口面
６１ａａａは、運転中は鉛直から約５０度上方に傾斜し
ており（図９の角度Ａ）、これによりトナー添加ローラ
に届かないパイル内にトナーが流入しないようにでき
る。このことは、空のカートリッジを使用した結果に生
じる“欠乏”といわれる時ならぬ印刷不良を導く。トナ
ー添加ローラ４５へのトナーの移送を防止する非流動性
のトナーパイルの存在によって欠乏が起こった際に、実
験的には、ホッパー６１内のトナー容量４６５ｇのうち
２３０ｇものトナーが、カートリッジ１のホッパー６１
内に見られた。

【００５０】アジテータ６５によって、トナーの非流動
性と、トナー添加ローラ４５へトナーが移送されないこ
ととが克服される。アジテータの主な機能は、トナーの
非流動性を防止することと、現像剤溜めの入口からトナ
ー添加ローラまでトナーを移送することであり、したが
って、これにより時ならぬ印刷不良が防止される。

【００５１】ホッパーパドル６３が反時計回りに回転す
ると（図３）、回転中に延出部６５ａと接し始める点に
到達しアジテータバー６５を持ち上げる。パドル６３は
延出部６５ａとの係合を解除するまで、アジテータバー
６５を持ち上げ続ける。この点において、アジテータバ
ー６５は、現像チャンバ全体からトナー添加ローラまで
トナーを運びながら支持される位置まで重力によって後
方に落下する。（開示した実施態様では有用ではが、延
出部６５ａまたは上方壁６１ａａの上に落下の衝撃を和
らげるパッドを設けてもよい。このようパッドはまた、
下方位置にあるアジテータの位置を制御すると共にタブ
６５ａをなくすためのスペーサとして働く。）

【００５２】アジテータ６５の上部移動点で、アジテー
タ６５は主な溜めパドル６３の方向から外れ、ホッパー
ハウジング２７１の切欠き２７７に近づく（図９）。切
欠き２７７によって、アジテータバー６５にホッパーパ
ドル６３の端部に触れない空間が与えられると共に、ア
ジテータアーム６５が行き過ぎるのが防止され、また、
カートリッジが輸送され、貯蔵され、またはその機械の
外部をいじられたときには、アジテータアームは上方位
置にロックされる。

【００５３】この上方位置では、アジテータバー６５が
ホッパー６１壁６１ａ上に鉛直に近い壁を形成する。壁
６１ａ上の当初の隙間は約２６.７ｍｍであり、この隙
間に面したバー６５の高さは７ｍｍである。これは、主
溜りからのトナーがアジテータ６５と傾斜壁６１ａａａ
との間を流れることを許容する。これはまた、ホッパー
６１からトナー添加ローラ４５への過剰量のトナーの移
送を防止するためのバリアとして働く。アジテータバー
６５がその支持される位置に落下するとき、新たに移送
されるトナーと壁６１ａａａ上で支持される非流動性ト
ナーの双方が、トナー添加ローラ４５に向けて押され
る。アジテータ６５の移動はまた、現像ローラ上であっ
てこのローラに向かうと共にドクターブレードニップ９
１に至る部分のトナーをかきまわし、この容量内のトナ
ーの詰め込みと非流動化を防止するのに役立つ。

【００５４】アジテータ６５は、好ましくは打ち抜き
（またはレーザカッティング）によって製造することが
でき、かつ、組立て及び運転の間アジテータ形状を維持
する、バネ特性を有する金属シートから形成することが
できる。全体部分はバー６５と屈曲部分６５ａａ、６５
ｂｂとを備え、これらは１回の操作ですべての形状を打
ち抜くことによって製造するのが好ましい。ここで図示
した好ましい実施態様として構想したように、バー６５
はトナー添加ローラの長さとほぼ等しい長さを有し、こ
の長さは例えば２２０ｍｍであり、例えば約７ｍｍの高
さと１.３ｍｍの厚さを有し、例えば約２０グラムの全
体打ち抜き部分となるアジテータ質量を与えられるよう
に選択される。アジテータバー６５は重力で駆動し、非
流動化したトナーを壁６１ａａａに沿ってトナー添加ロ
ーラ４５まで押すのに十分な推進力が得られるようにア
ジテータバーの質量が選択される。しかしながら、この
質量は、ホッパーパドル６３のトルク検出機能に影響を
及ぼさないように制限される。

【００５５】蝶番部分６５ａａ、６５ｂｂ、ならびにピ
ン１０３ａ、１０３ｂからアジテータバー６５までを結
ぶ距離によって、バー６５が上方位置から下方位置に落
下する際にバー６５が回動する弧が決定される。この好
ましい実施態様では例えば、１３.５ｍｍのピボット距
離により、バー６５の底部と壁６１ａａとの間に３ｍｍ
の隙間を残した上方位置から、トナー添加ローラ４５の
上方３ｍｍの下方位置までパドルが回動可能となる。こ
の設計では、回動する弧の距離に亙ってパドルの重量が
効果的にかけられる。ピボット距離が短いと、トナーを
捉えて移送するのに移動距離が不十分となり、回動する
弧の距離に亙ってトナーに同じ力を作用させるにはより
重いパドルが必要となる。ピン１０３ａ、１０３ｂは嵌
入される孔より直径（例えば、１ｍｍ）が小さく、これ
ら孔の部分６５ａａ、６５ｂｂによりトナーの蓄積によ
る結合が防止される。

【００５６】延出部６５ａは、パドル６３の動いている
部分と係合するのに十分な長さである。さらに延出部６
５ａの長さは、パドル６３の表面が削られるのを防ぐた
めに延出部６５ａが最初にパドル６３と係合するとき
に、パドル６３の動いている部分と重なるのに十分な長
さである。延出部６５ａがパドル６３から離れるとき、
パドル６３が削られるのを防ぐため、延出部６５ａの底
部の先端上に小半径（例えば、０.５ｍｍ）のものが設
けられる。

【００５７】アジテータ６５の全体長さと弾性は、ピン
１０３ａと１０３ｂの部分を単に逸らすことにより、こ
れらのピンに亙たる組立てを許容する。

【００５８】したがって、このアジテータの設計はトナ
ーの非流動性を克服し、かつホッパー６１の入口からト
ナー添加ローラ４５の活動部分へとトナーを移送するよ
うに機能する。アジテータ６５とその延出部６５ａ、６
５ａａ、６５ｂｂは単一部分である。アジテータ６５
は、外部駆動されるアジテータにより要求されるような
外部のギア、カム、またはシールなしに内部で駆動され
る。ギアのコストならびに、複雑さ、シール性、摩擦
性、トナー漏れは問題部分として排除される。トナーを
移動させ、かつ、過剰に撹拌したりトナーを損傷させる
ことなく、非流動化を防止するのに十分頻繁にアジテー
タ６５が動かされる。この設計は、上方位置に過剰なト
ナーの移送を防止し、かつ、トナー添加ローラ４５部分
からホッパー６１へトナーが戻ることによって、ホッパ
ー６１からトナー添加ローラ４５を含むより小さな領域
に、最初に入り最初に出るトナー移送を向上させる。

【００５９】寸法 運転のために取付けられたたカートリッジでは、現像ロ
ーラ４３といっしょのトナー添加ローラ４５のニップの
位置は鉛直から１０５度である。現像ローラ４３への光
導電体ドラム４９のニップ角度は、鉛直から９５度であ
る。前述のように、ドクターブレードニップは鉛直から
２０度である。

【００６０】ホッパー６１の底部からホッパー６１近傍
の上方面６９の端部と一致する水平面までの長さは、６
１.９６ｍｍであり、約２６.７ｍｍの初期隙間を作り出
す（前述のように、底部面６１ａａは３５.３ｍｍにあ
る）。上方面６９は、最高点６４.３４ｍｍに向かう僅
かな上方角度を有する。

【００６１】トナー添加ローラ４５の外径は１４ｍｍで
あり、その直下のホッパー本体２７１の底部の上方１ｍ
ｍにその円周部が位置している。現像ローラ４３の外径
は２０.１１ｍｍであり、その直下のホッパー本体２７
１の底部の上方２ｍｍにその円周部が位置している。ホ
ッパー６１の底部から現像ローラ４３の底部に一致する
水平面までの長さは２３.７ｍｍであり、対応するトナ
ー添加ローラ４５までの長さは２２.６ｍｍである。光
導電体ドラム４９の直径は３０ｍｍである。

【００６２】ローラ４３と４５の下方の本体２７１の底
部は６度の上方角度であり、本体２７１の外側にガイド
リブ２２５のための十分な空間を提供する。

【００６３】カートリッジの取付 図１０は、例示した好ましい実施態様の方法によりここ
で記載される本発明のカートリッジが用いられるプリン
タ内部の左側の正面図である。カートリッジ１は、プリ
ンタ２９１の適当な内部の前方から最終位置へ向けてプ
リンタ２９１内に取付けられる。これを達成するためま
ず最初に、曲がったトラックに亙ってガイド翼９ａ、９
ｂが下方トラック２９３により導かれ、この下方トラッ
クはレーザプリンタヘッド（不図示）の下方で、かつ紙
供給要素２９５の上方にカートリッジ１を導く。

【００６４】カートリッジ１を挿入する通路は重力を利
用できる下方を向いており、これにより容易に挿入でき
る。ガイド２９３（及び、プリンタ２９１の反対側でガ
イド２９３と鏡像となるガイド）は、翼９ａ、９ｂとそ
の反対側のガイドにしたがって動くことができように翼
９ａ、９ｂと同じ曲率を有する。

【００６５】上方ガイド２９７はガイド２９３と平行で
ある。ガイド２９７はガイド２９３よりもさらにプリン
タ内部へ延びている。ガイド２９７と鏡像となるガイド
（不図示）が、プリンタの反対側にある。ガイド２９７
は、カートリッジ１が挿入される初期に駆動装置の表面
１３ｂｂと出会う。カートリッジ１が後方に移動すると
き、駆動装置の表面１３ｂｂはシャッタ７を開けるため
に回転する（プリンタの左側にある、ガイド２９７の鏡
像に出会うことによって表面１３ａａが回転するよう
に）。もしも、カートリッジ１が挿入される終期に駆動
が生じる場合に必要となる空間と機構の必要性をなくす
という点で、このシャッタ７の初期の動きは非常に有利
である。

【００６６】図１０に示すように、カートリッジが挿入
される際に接触面１３３ａを支持するローラ２９９は、
右側に表示される位置にある。接触面１６１ａがプリン
タ２９１の反対側の同一のローラ（不図示）に支持され
るであろう。図１１に明瞭に示すように、Ｖブロック３
０１と関連の電気的接触３０２がローラ２９９の後方に
ある。さらに、シャッタ７と接し所望の場合はこれを開
いた状態に保持する、起立した突出部３０３が後方にあ
る。

【００６７】カートリッジ１が挿入されるとき、翼９
ａ、９ｂｂは、ガイド２９３、２９７とプリンタ２９１
の反対側にある鏡像のガイド（不図示）によって導かれ
る。挿入が続けられると、翼９ａ、９ｂは下方のガイド
２９３（及び、その鏡像のガイド）から落下し、光導電
体ドラム４９のシャフト４７がＶブロック３０１とプリ
ンタ２９１の反対側にある鏡像のＶブロック（不図示）
内に落下する。Ｖブロック３０１によってシャフト４７
が導かれるときに、付随の薄い金属板３０２（図１１の
内部に示される）は、シャフト４７に接すると共にこれ
によって幾分曲げられる。これにより、シャフト４７に
接してこれを操作する力が与えられる。カートリッジ１
がＶブロック３０１内に落ちると、突出部３０３がシャ
ッタ７に接しこれを開状態に保持する。以前において
は、上方ガイド２９７の長さ方向の全長が、シャッタ７
を開状態に保持するのに十分であった。

【００６８】最終位置では、カートリッジ１は機能要素
に対してより正確に配置される。カートリッジ１は、
“基準面”と見出しが付された下記に記載するようにプ
リンタ２９１内に保持される。

【００６９】カートリッジを取除くためには、グリップ
３ａと３ｂを握って上方かつ前方に強く引っ張る。翼９
ａ、９ｂはガイド２９３と２９７との間に再び入り、カ
ートリッジを自由に引っ張ることができる。

【００７０】カートリッジの製造 全ての成形部分は、隣接した面を同一の厚さに維持する
という技術的な指示に従う。したがって、後方から見え
る成形されたスタッド（例えば、図１３に示される）
は、その部分の孔のように見える。交差する弓形の線で
描かれた円は、成形される樹脂が型に入るときの通路を
示す（例えば、これも図１３に示される）。

【００７１】カートリッジ１の組立ては、取付けられた
パドル６３と共にホッパー本体をその端部部材９９、１
０１で接合することにより行われる。端部部材９９の内
部は図１２に示され、部材１０１の内部は図１３に示さ
れる。これらは共にポリスチレン樹脂の成形部品であ
る。部材９９と１０１のそれぞれは、本体２７１の対応
する側とかみ合う（図９）。部材１０１のうね３２１
は、部材２７１の右端でスロット２７５に入る。部材９
９のうね３２２は、部材２７１の左端でうね３２２とか
み合うスロット（不図示）に入る。これらの部分は取付
具にしっかり保持され、２つの端部部材の後の方が溶接
される前に、挿入されたパドル６３に超音波で溶接され
る。次いで、ブッシング（不図示）が部材１０１の中央
孔３２５内でパドル６３のシャフト周囲に圧入され、第
２のブッシング（不図示）も同様に中央孔３２５内でパ
ドル６３のシャフトの周囲に圧入される。

【００７２】次いで、アジテータバー６５（図９）が曲
げられ、端部部分６５ａａをピン１０３ａに取付けると
共に端部部分６５ｂｂをピン１０３ｂに取付けることに
よって据付けられる。

【００７３】次いで、各端部に低摩擦ワッシャを備えた
トナー添加ローラ４５を、部材９９の孔３３３（図１
２）を通してそのシャフトを所定角度動かしてまっ直ぐ
にし、さらにそのシャフトを部材１０１のソケット３３
５内の圧入ブッシングに通して持ち上げることによって
ローラ４５を横方向に移動させる。

【００７４】トナー添加ローラ４５とギアプレートとを
取付ける前に、半円形の中央本体（不図示）を有する鎌
の形をしたシール部材が、現像ローラ４３の位置の各側
に取付けられる。このようなシールは、ＩＢＭ技術開示
公報、３３巻、３Ｂ号、２９〜３０ページ、１９９０年
８月、の題名“プリンタ用トナーシール”に図示されて
いる。このシールの右側の位置は、図１３の３８３と表
示した面である。シール位置の両端に接合剤を最初に塗
布し、かつ、弾性を有するシール延出部の両端を接合剤
中に押すようにする前述のシールは、本質的に標準的な
ものである。このシールは、僅かに中央に向いたうねを
有する。このようなシールシステムは、従来のカートリ
ッジと本質的に同じである。

【００７５】次いで、ドクターブレード９１（図６に最
もよく示される）を右側のうね３６５（図１３）の後ろ
を垂直上方にもっていってこれっを取付ける。完成した
カートリッジ１では、ブレード９１は現像ローラ４３に
接することによって底部に保持される。部材９９（図１
２）を通してローラ４３のシャフトの左端を位置づける
と共に、図１５に示すように、このシャフトの右端をブ
ッシング３７５の中央孔に通すことによって、各端部に
低摩擦のワッシャを備えた現像ローラ４３が取付けられ
る。

【００７６】ギアプレート１７３は図１４に単独で示さ
れる。これは、トナー添加ローラ４５のシャフトを受け
る孔３５１と、現像ローラ４３のシャフトのための孔３
５９とを有する。中央孔３５３はネジ１７５を受けるた
めのものであるが、この孔はネジ１７５のシャフトより
かなり大きい。ギアプレート１７３は、シャフト３５
５、シャフト３５７、及び右方向に延出するタブ３６１
を有する。

【００７７】トナー添加ローラ４５と現像ローラ４３と
のシャフトが、孔３５１と孔３５９をそれぞれ通って配
置される際に、ギアプレート１７３は部材９９に向けて
移動する。タブ３６１がドクターブレード９１に接する
まで、ギアプレート１７３が回転する。これは、ギアプ
レート１７３とドクターブレード９１との位置合わせと
して作用する。次いで、ネジ１７５を孔３５３に固定し
てプレート１７３をこの位置に固定する。

【００７８】ギア１６９、１６５及び１７１により、シ
ャフト３５５、３５７及び３６３に力がかかる（図５
の、部材９９上）。（図１４に示すように、このような
シャフトは、圧入力を受けたときにねじり可能なように
するためのギャップと共に拡大された頭部を有する。）
ギア１６７もまた、トナー添加ローラ４５のシャフトに
圧入される。パドルギアアセンブリ１６３は、パドル６
３のシャフトに圧入される。これらのギアと駆動カプラ
ー４１は、マッチング“Ｄ”断面を有するこの２つによ
って、これらシャフトに対して締められる。

【００７９】開口３７９は半円よりも少ない開口の円形
部分をもった円状であり、ブッシング３７５はこの円状
の中で一方向で嵌入できるので、ブッシング３７５は、
これが部材１０１の開口３７９（図１２）に入るのを許
容する平坦な外側部分３７７を有する。次いで、ブッシ
ング３７５は下方のタブ３８１を下方に回転させるため
にある方向に回転し、タブ３８１が移動した方向で、ブ
ッシング３７５が３７９の不完全な部分を通って入れら
れ、かつ、ブッシング３７５をロックできるようにす
る。ブッシング３７５は図１６に示すように取付けられ
る。運転において、現像ローラ４３はタブ３８１を下方
に回転させる方向に回転する。ブッシング３７５の利点
は、後の試験中に部材を交換する必要がある場合に、ブ
ッシング自身が比較的容易に取付けられ、かつ、現像ロ
ーラ４３の交換を比較的容易にする点にある。

【００８０】次いで、カプラー４１をカバー３１から僅
かに離間させるためにシムを配置することによって、駆
動カプラー４１が現像ローラ４３のシャフトの左端に圧
入される。ホッパー６１が完成する間に、取付ローラ１
４１ａと１４１ｂが前もって圧入される。接着テープが
ドクターブレード９１の上部を横切って貼られる。次い
で、バネ１９１がドクターブレード９１を下方に付勢す
るように適所に固定される。トナーが装備され漏れ試験
の後に、前記の押縁１９９ａ、１９９ｂの各側の上方の
止め部材が個々に付けられて適所に残され、それらの後
方の接着層によって保持される。エンコーダホイール１
３５もまた、圧入によって取付けられる。

【００８１】適所にある、ローラ４３と４５とドクター
ブレード９１では、リブ１３９の間に金属接触９３が挿
入される。接触９３は、このリブ１３９内に結び付けら
れた矢じり形の側部を有し、部材１０１a中を上方かつ
２つの柱３８５（図４）に亙って延出し、ドクターブレ
ード９１に圧力を加える屈曲した端部まで延出する。接
触９５と９７は、リブ１３９内に突っ込まれた矢じり形
の側部を同様に有し、短い屈曲した端部までそれぞれ延
出し、これらの屈曲端部はローラ４５と４３のシャフト
に対してそれぞれ圧力を加える。接触グリースが接触部
とシャフトに加えられる。

【００８２】これまでは全て現像アセンブリの部分であ
る。光導電体４９とカバーとのアセンブリは、別個に組
立てられる。クリーナブレードパネル７３ａ（図３参
照）は、ネジ７７ａと７７ｂを用いて取付けられる。リ
ンクアーム１１ａ、１１ｂ、１７ａ、１７ｂ及び１５
ａ、１５ｂは、隣接したアームのマッチング孔に入る延
出部を有する公知の方法で組立てられる。次いで、アー
ムは運転位置まで回転し、この位置では前記延出部には
隙間が見られず、それゆえ部材を自由に回転できるよう
にしている間にこの部材がロックされる。１３ａから１
１ａへのリンクと、１３ｂから１１ｂへのリンクとは、
図１７に示すようにラッチを備えたピン４０によって保
持される。

【００８３】ピン４０１は、可撓性の円形アーム４０３
と、マッチング押縁４０５（及び、示されていない反対
側の押縁）を備えたアーム１１ａ、１１ｂとを有する。
ピン４０１は部材１３ａと１１ａの孔を通って挿入さ
れ、もう一方のピン４０１は部材１３ｂと１１ｂの孔を
通って挿入される。次いで、双方のピン４０１は、それ
らのアーム４０３が押縁４０５ｂと反対側の押縁の回り
で曲がって、さらに押縁４０５ｂと反対側の押縁の下で
ラッチをはずすまでそれぞれ回転する。これは、４つの
バーリンクを適所に保持する。ピン４０１はシャフト４
０７（図４に最もよく示される）を有し、このシャフト
は４つの各バーリンクに安定性を与えるためクリーナの
各側の溝（不図示）内に延出する。

【００８４】シャッタ７は自身を曲げられて取付けら
れ、各側にピン４０１ｂと反対側のピン（不図示）が配
置され、配置面２９ａ、２９ｂの各側の孔にピン４０１
ｂと反対側のピンがそれぞれ挿入される。ピン４３１ｂ
は、このピンに巻かれたコイル圧縮バネ４３３を有し、
このバネはカバー７を上方に付勢するように引っ張られ
る。

【００８５】図１９に最もよく示されるように、バネ１
３２ａの一端はカバー３３の接続タブ４３１の孔を通っ
て一方の端部に取付けら、バネ１３２ａの他端はカバー
３３の孔３９ａに一時的に取付けられる。図２０に示さ
れるように、バネ１３２ｂはカバー２４１の接続タブ２
４２の孔を通って一方の端部に取付けら、バネ１３２ｂ
の他端はカバー２４１の孔２４３に一時的に取付けられ
る。

【００８６】光導電体ドラム４９は、ドラムと２つのギ
ア４９ａ、１４５（図４及び図５を参照）を薄いワッシ
ャー（不図示）で左側の適所に配置すると共に、前記ア
センブリとハウジング３１（図２）、２５３（図８）を
通してシャフト４７を挿入することによって、クリーナ
ハウジングアセンブリ内に取付けられる。標準のＥ−ク
リップがシャフトの各端部に取付けられ、横方向の動き
からドラムとシャフトを保持する。図１８に示すよう
に、ギア１４５の延出ハブ１４５ａは、内部に３つの先
の尖った部分４２１ａを備えた銅シート４２１を有す
る。銅シート４２１は中央孔上に延出する伸長部材４２
１ｂを有する。ハブ１４５ａはドラム４９内部に挿入さ
れる。先の尖った部分４２１ａは、ドラム４９の内側を
形成するアルミニウムシリンダ内に突っ込まれ物理的か
つ電気的接続を形成する。次いでシャフト４７が、ギア
１４５、ドラム４９とそれからギア４９ａに通される。
これは、シャフト４７に力を加えて電気的接触を形成す
るように、伸長部４２１ｂを曲げる。

【００８７】次いで現像アセンブリが光導電体とカバー
とのアセンブリの前に配置され、これら２つがいっしょ
に動かされる。カバー３３、２４１、２４５は外側に曲
げられ、次いで最終位置で閉じられる。バネ１３２ａ、
１３２ｂは、孔３９ａ、２４３から取除かれ、手でスタ
ッド１３１ａと１３１ｂにそれぞれ取付けられる。これ
でカートリッジ１が完成する。

【００８８】トナーが収容されているあらゆるジョイン
トをシールする必要があることは、容易に理解されるで
あろう。トナーパドル６３とトナー添加ローラ４５のベ
アリングのすぐ内側には、合成ゴムの端部シールが配置
されている。図１３には、上方と下方のタブを有するソ
ケット３３５が示され、このソケットは、タブ内に嵌入
してシールの回転を防止するマッチング延出部を備える
ようなシールを収容する。クリーナチャンバ２７の端部
は発泡壁を有し、この発泡壁はその位置を固定するため
の接着部を外側に備える。従来から知られているよう
に、他の延出ジョイントはプラスチック（ポリエチレン
テレフタレート）テープを有し、このテープの一方の側
には、前記ジョイントに沿って塗布される感圧性接着剤
が備えられている。従来から知られているように、現像
ローラ４３は、ローラ４３の前方に位置する本体２７１
の底部から片持ばりのように上方に向かってテープでシ
ールされている。本体２７１の遠い後方端は第２の片に
よってシールされている。このようなシールは基本的に
は標準的なものであり、本発明部分を形成するものでな
い。

【００８９】好ましい実施態様では、カートリッジ１に
は基本的には従来の、単一成分の電子写真トナーが用い
られる。ホッパー６１内のトナー量は、印刷の品質を損
なうと共にパドル６３に対するトナー抵抗によってトナ
ーレベルを検出する圧力により制限される。カートリッ
ジ１が取付位置に在るとき、トナーの通常の最上レベル
は、上方バリア壁６１ａａの上方１０ｍｍとなるであろ
う。この通常の最上レベルでのトナー圧力は、トナー面
を示す４２５によって図９に示される。もちろん、実際
のトナーは不透明でかつ乾燥した粉末である。使用の際
には、トナーは消費されて下方レベルに至り、パドル６
３によって移動動させられる。従来のように、トナーは
現像ローラ４３によって光導電体ドラム４９に転写さ
れ、光導電体ドラム４９上に静電像を現像する。

【００９０】基準面 図１９は、最後に取付けられるものとしてのホッパーア
センブリのローラ１４１ａをまさに示すものであり、こ
のローラはカバー３３の延出部である平面４４１の上に
位置している。同様に、図２０は最後に取付けられるも
のとしてホッパーアセンブリのローラ１４１ｂをまさに
示すものであり、このローラはカバー２４１の延出部で
ある平面４４３の上に位置している。光導電体ローラを
備えたアセンブリと現像ローラを備えたアセンブリを横
方向の調整のためにこのように配置することは、本質的
には従来のカートリッジと同じである。

【００９１】しかしながら、本発明のカートリッジの説
明した実施態様では、カートリッジ１は平面１３３ａ、
１６１ａを有し、プリンタ２９１は第２のローラセット
（図１０のローラ２９９とこの鏡像）を有し、これらロ
ーラ上に平面１３３ａ、１６１ａがそれぞれ支持されて
いる。従来のカートリッジでは、第２のローラセットが
カートリッジ１の一部分であった。従来のカートリッジ
におけるように、１４１ａ、１４１ｂ、２９９、及び２
９９の鏡像ローラの２つのローラセットにより、光導電
体ドラム４９と接触させるように現像ローラ４３を導く
動平面が画成される。

【００９２】図１９は、カバー２３の延出部であって、
図１９に示すようにカートリッジ１がプリンタ内に取付
けられる際にプリンタ枠の平面４４５の上方に通常位置
するタブ２３を示す。同様に、図２０に示すように、上
部の平坦な押縁４４７はカバー２４１の延出部であり、
カートリッジ１がプリンタ内に取付けられる際にプリン
タ枠の平面（図１０の４４８）の上方に位置する。

【００９３】カバー３３のタブ２３の下方に平坦な底面
４４９（図１９）が在り、押縁４４７の下方にカバー２
４５の平坦な底面４５１（図２０）が在る。底面４４９
と４５１は、枠面４４５と４４８上でそれぞれ支持され
る位置合わせ面である。

【００９４】図２１は、位置合わせ面２９ｂを下方に押
す片持ばりローラ４６１を強調して、プリンタ内に取付
けられたカートリッジ１の右側を示す。ローラ４６１の
鏡像である第２の片持ばりローラ（不図示）が存在し、
位置合わせ面２９ａを下方に押す。ローラ４６１とその
鏡像ローラとは、プリンタ枠に取付けられる。これらの
ローラは、ローラ４６１に対してはコイルバネ４６３に
よって、鏡像ローラに対しては鏡像コイルバネによって
下方にしっかりと付勢されている。ガイド２９３、２９
７による翼９ａと対応する鏡像ガイドによる翼９ｂとの
動きによって、カートリッジ１がプリンタ内に挿入され
る際には、位置合わせ面２９ｂが片持ばりローラ４６１
と対面し、位置合わせ面２９ａが対応する鏡像の片持ば
りローラと対面し、カートリッジ１が移動し続けると位
置合わせ面２９ａ、２９ｂはこれらのローラを上方に回
転させる。

【００９５】翼９ａがガイド２９３から離れ最終的にシ
ャフト４７によりＶブロック内に位置すると、図２１に
示すように、片持ばりローラ４６１全体が面２９ｂと接
する。プリンタの上方カバーが閉じられると、プリンタ
カバー上で下方に向いて位置する板バネがカバー３３の
左側前方でタブ２３と接し、プリンタカバー上で下方に
向いて位置する第２のバネが右側カバー２４１で面４４
７と接する。べーカーらの米国特許第５，３６５，３１
５号に図示されているように、カートリッジとプリンタ
の蓋のこのような相互作用は、概して従来のものであ
る。

【００９６】プリンタの蓋が閉じられると、電荷ローラ
機構がシャッタ５に移動し、次いでシャッタ５を押すこ
とによりこれを開けると共に電荷ローラを光導電体ロー
ラに接するように移動させるために、電荷ローラ機構は
下方に移動し続ける。シャッタ５が下方に回動した後
に、リームの米国特許第５，５２６，０９７に示される
ように、ドラム４９を放電させるためのレーザビームが
開口を通して左側に向けて当てられる。

【００９７】要約すると、光導電体とカバーのアセンブ
リが、４４９と４５１の前面よって下方に向いて位置
し、Ｖブロックとこれの鏡像Ｖブロック内のシャフト４
７によって下方に向いて位置し、面２９ｂ上の片持ばり
ローラ４６１と面２９ａ上の鏡像片持ばりローラとによ
って下方位置に保持される。現像アセンブリは、現像ロ
ーラ４３が光導電体ローラ４９に接するように、このア
センブリを移動させるバネ１３２ａと１３２ｂによって
横方向に位置し、ローラ２９９上に支持される押縁１３
３ａならびにローラ２９９に対する鏡像ローラ上に支持
される押縁１６１ａとによって下方に向いて位置する。
現像アセンブリは十分な重量を有し上方に離れることが
ないので、上方への位置合わせ部材を必要としない。

【００９８】ローラ２９９とその鏡像ローラの上にそれ
ぞれ支持される押縁１３３ａ、１６１ａにより、現像ア
センブリは横方向に調整可能となる。従来のカートリッ
ジでは、双方のローラセットはカートリッジのトラック
に配置していた。これより、プリンタ内にカートリッジ
の底部を配置するのに、困難な許容差が要求されること
になる。対象となるカートリッジでは、押縁１３３ａ、
１６１ａはこれと同一成形部品であるメディアガイドリ
ブ２２３、２２５へのリンク部分を有しない。

【００９９】図２２は、カバー２５の底部のスロット４
７１内に保持される側部部材９９の延出部を示す。これ
により、ホッパーアセンブリとカバー２５の間の横方向
の位置合わせが行われる。通常、同様の横方向の位置合
わせ構造が、従来のカートリッジに用いられている。も
し所望であれば、端部部材９９と１０１の上方部分に上
方に向かううね又は突出部を設けてもよく、このうね又
は突出部は手荒な取扱い中にカバー２５に打当たり、こ
れによってホッパーアセンブリのカバー２５に対する上
方への相対的な移動が制限されるであろう。

【０１００】プリンタ内に取付けられる際に枠部材は左
側カバー３１と右側カバー２４１に接するので、これに
より、これら部材はホッパーアセンブリには確実に接し
ないと共に、押縁１３３ａと１６１ａ上にそれぞれ位置
するローラ２９９とその鏡像ローラ上におけるホッパー
アセンブリの自由な動きが確実に妨げられないことにな
る。

【０１０１】プラグによる排気 好ましい形状のプラグ１４３（図２４）は、トナーを封
止している間に空気がカートリッジ１から逃げることが
できる排気要素である。説明した実施態様のカートリッ
ジ１は、１分当たり８〜２４又はこれ以上の標準頁を印
刷する高速運転として設計されている。この運転では、
不利となる可能性のある内部圧力レベルが運転中に発生
し、この内部圧力レベルはカートリッジ１からのトナー
漏れの一因となる。このような圧力を低減するために、
プラグ１４３は端部がフェルトのフィルタの複雑に入り
組んだ設計となっている。

【０１０２】カートリッジが動かなくなった直後に、た
だしこれに限られるものではないが、漏れがしばしば起
こる。ホッパー６１内の内部圧力は、現像ローラ４３に
よって運ばれるトナー４２５と共に、現像ローラ４３の
下方のシール（不図示）を通った空気が入ってくること
によって発生する。トナー添加ローラ４５が現像ローラ
からこの空気／トナー混合物を吸い込み、この混合物に
よりホッパー６１内の圧力は平衡圧力に達するまで増加
する。図２３に示すように、プラグ１４３は、環状ベー
ス部材４８３と環状キャップ部材４８５とを有するの単
一成形部品４８１から形成され、これらの部材は薄い接
続アーム４８７によって分離され、このアームは中央に
一体型ヒンジとして撓むことができる切欠き４８９を有
する。

【０１０３】ベース４８３は、ベース４８３底部の周囲
全体に、等間隔の一連の外部くぼみ４９１を有する。ベ
ース４８３の底部から延出すると共に内部に位置する延
出部が、壁４９３の外端部に離間した方形開口４９５を
有する環状壁４９３であり、この開口は壁４９３の周囲
全体に等間隔で配置している。

【０１０４】同様にキャップ４８５は、壁４９７の外端
部に離間した矩形開口４９９を有するキャップ４８５上
部から延出する環状壁４９７を有し、この開口は壁４９
７の周囲全体に等間隔で配置している。標準のＦ３フェ
ルトのディスク５０１がキャップ４８５の中央に押し入
れられ、このディスクはキャップ４８５の中央にある孔
５０３（図２４）の内側と接する。

【０１０５】図２４に示すようなプラグ１４３を完成す
るために、キャップ４８５とベース４８３とは、ヒンジ
点４８９において折り畳みアーム４８７によって互いに
かみ合わされる。このヒンジ点４８９において、開口４
９９のいずれの部分も外部くぼみ４９１と対向すること
はなく、開口４９５のいずれの部分も開口４９９と対向
することはない。図２５は図２４の重ね断面図であり、
開口４９５と４９９の全てを示すと共に、矢印５０５の
向き５０５ａ、５０５ｂによって重ねられた流路を示
す。

【０１０６】図２５に示すように、ベース４８３の周囲
底部がキャップ４８５の周囲より僅かに小さいので、プ
ラグは圧入によって共に保持される。運転において、カ
ートリッジ１内で圧力が増加すると、トナー粒子を含ん
でいる可能性のある空気がホッパー６１の内側にあるく
ぼみ４９１に入る。この空気は、矢印５０５によって示
すように環状チャンバ５０７に入り、くぼみ４９１の直
ぐ向いの壁４９７によって阻止され、それにより、曲が
った矢印５０５ａによって示されるように左右に動くこ
とになり開口４９９に到達する。次いで空気は、チャン
バ５０９に入る。この空気は壁４９３によって阻止さ
れ、曲がった矢印５０５ｂによって示されるように左右
に動くことになり、チャンバ５０９の反対側の端部であ
る開口４９５に到達する。矢印５０５によって示すよう
に、開口４９５を通った空気は中央チャンバ５１１に入
りフェルトフィルタ５０１を透過し、次いで孔５０３を
通ってカートリッジ１の外部に出る（図２３には、チャ
ンバ５１１を４つの等しい部分に分割する４つの中央フ
ランジ５１３ａ〜５１３ｄが示されている。しかしなが
ら、フランジ５１３ａ〜５１３ｄはフェルトディスク５
０１の構造支持体であり、機能的には、チャンバ５１１
は単一チャンバとなることができる。）。

【０１０７】このプラグ１４３の構造の複雑に入り組ん
だ形状は、プラグ１４３の内側に溜まるほんの少量のト
ナーと共に空気が排気されるので、運転を続ける結果と
なる。内部チャンバ５０７、５０９及び５１１は、同心
円状である。

【図面の簡単な説明】

【図１】上方及び左側後方からのトナーカートリッジの
斜視図。ここで、左側とはカートリッジ１が挿入される
プリンタの前方側からプリンタに面した際に決定され
る。

【図２】上方及び左側前方からの、上部近傍のトナーカ
ートリッジ部分の斜視図。

【図３】カバー要素を取り除いたカートリッジ上部の右
側正面図。

【図４】カバー要素を取り除いたカートリッジ上部の右
側背面図。

【図５】カバー要素を取り除いたカートリッジ上部の左
側背面図。

【図６】図２の部分に類似したカートリッジ部分の上部
の右側背面図。

【図７】カートリッジ底部の左側正面図。

【図８】カートリッジ底部の右側背面図。

【図９】ホッパーハウジング部材の右側正面からの斜視
図。

【図１０】カートリッジが取付けられるプリンタ内部の
左側正面図。

【図１１】取付けられたカートリッジと共に、図１０に
示された部分をより詳細に示す、右側面の部分断面図。

【図１２】ホッパーの一方の端部部材の内部を示す斜視
図。

【図１３】ホッパーの他方の端部部材の内部を示す斜視
図。

【図１４】ギアプレートの斜視図。

【図１５】容易に移動可能なブッシングの斜視図。

【図１６】取付けられ移動可能なブッシングを示す斜視
図。

【図１７】シャッタの詳細を示す右側背面図。

【図１８】光導電体ドラム内に挿入された延出ハブの斜
視図。

【図１９】カートリッジのカバーの内側要素を示す、右
側からの斜視図。

【図２０】カートリッジのカバーの内側要素を示す、左
側底部の斜視図。

【図２１】プリンタ内に取付けられたカートリッジの一
部分を示す、右側からの斜視図。

【図２２】ホッパーからの延出部を受ける、カートリッ
ジのカバーの内側を示す斜視図。

【図２３】組立前のホッパープラグ要素の斜視図。

【図２４】組立られたホッパープラグ要素のみを示す斜
視図。

【図２５】空気の流れを示すために相互に重ねられたホ
ッパープラグの断面図。

【符号の説明】

１ トナーカートリッジ ３ａ，３ｂ ハンドル ７ 下方シャッタ ９ａ，９ｂ 翼状ガイド １３ａ，１３ｂ リンク ２５ カバー ２７ クリーナチャンバ ２９ａ，２９ｂ 中央位置決め要素 ３３，２４５ 側壁 ３５，２４７ Ｕ形状ハウジング ３７ａ，３７ｂ ホッパー側部ピン ４３ 現像ローラ ４７ 光導電体シャフト ４９ 光導電体ドラム ６１ ホッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン・アラン・カリー アメリカ合衆国 40356 ケンタッキー、 ニコラスヴィル、ベント・トリー・コート 197 (72)発明者 ラリー・スティーヴン・フォスター アメリカ合衆国 40515 ケンタッキー、 レキシントン、ウォルナット・ヒル・ロー ド 3888 (72)発明者 ポール・ダグラス・ホーラル アメリカ合衆国 40504 ケンタッキー、 レキシントン、ビーコン・ヒル・ロード 1551 (72)発明者 ジョン・ランドルフ・マッキンタイアー アメリカ合衆国 40517 ケンタッキー、 レキシントン、ゲートウッド・コート 3376 (72)発明者 リチャード・アルデン・ラムスデル アメリカ合衆国 40511 ケンタッキー、 レキシントン、ペッパー・ドライブ 220 (72)発明者 デイヴィッド・アーウィン・レニック アメリカ合衆国 40324 ケンタッキー、 ジョージタウン、キャンバスバック・コー ト 105

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーカートリッジであって、 上方前端の握り、後端のクリーナチャンバ、並びに、各
   々がハウジングを有して、該ハウジング内に位置決めさ
   れたスタッドを取り外し自在に受容する左右側壁を具備
   する第１の一体的要素であり、光導電性ドラムを取り付
   けるべく前記クリーナチャンバに近辺に開口を有する第
   １の一体的要素と、 トナー・ホッパー、該ホッパーの各側部から延出するポ
   スト及びスタッド、並びに、回転によって前記ホッパー
   からのトナーを受容すべく現像ローラを取り付けるため
   の手段を具備する第２の一体的部材と、 前記第２の一体的部材の左側部における前記ポストと前
   記左側壁との間に連結された第１バネと、 前記第２の一体的部材の右側部における前記ポストと前
   記右側壁との間に連結された第２バネと、 前記カートリッジの左側における前記スタッドが前記左
   側における前記ハウジングによって保持されるように前
   記左側の前記ハウジング内に位置決めされていること
   と、 前記カートリッジの右側における前記スタッドが前記右
   側における前記ハウジングによって保持されるように前
   記右側の前記ハウジング内に位置決めされていること
   と、を備えるトナーカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記像形成装置内におけるローラ上に静
   止するために障害物とならない、前記ホッパーの前記側
   部上における平坦な押縁を更に備える、請求項１に記載
   のカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記カートリッジ中央内における、該カ
   ートリッジの両側部上の長尺状位置決め器要素を更に備
   える、請求項２に記載のカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記カートリッジが、ガイドされた移動
   のための屈曲された平面状部材を具備し、該平面状部材
   が、実質的に連続的な複数のスロットによってガイドさ
   れることに関して実質的に連続的であり、各側部上のリ
   ンクに取り付けられて前方及び上方へ回転させるための
   下方シャッタをも具備しており、その各リンクが、前記
   平面状部材各々の略上方に位置決めされた作動面と一体
   的となって、前記平面状部材の１つのスロット内への挿
   入が前記作動面を前記翼へ向けて回転させ、該回転が前
   記シャッタを前方及び上方へ移動させる、請求項３に記
   載のカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記カートリッジの各側部上に位置決め
   面をも備える前記カートリッジが、前記光導電性ローラ
   の中央シャフトを備えて、該中央シャフトが障害物とな
   らない下方位置決め器として作用する、請求項４に記載
   のカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記ホッパーが、静電像を現像するため
   の電子写真術用トナーを有する、請求項５に記載のカー
   トリッジ。
7. 【請求項７】 前記ホッパーが、静電像を現像するため
   の電子写真術用トナーを有する、請求項１に記載のカー
   トリッジ。
8. 【請求項８】 前記ホッパーが、静電像を現像するため
   の電子写真術用トナーを有する、請求項２に記載のカー
   トリッジ。
9. 【請求項９】 前記ホッパーが、静電像を現像するため
   の電子写真術用トナーを有する、請求項３に記載のカー
   トリッジ。
10. 【請求項１０】 前記ホッパーが、静電像を現像するた
    めの電子写真術用トナーを有する、請求項４に記載のカ
    ートリッジ。