JPH096103A - 補給カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーと現像剤を同時に貯蔵して時期をずら
してそれらを現像装置に供給可能な補給カートリッジに
して、組み立て及びトナー充填を効率よく行い、カート
リッジの構造に関する生産コストが低くてすむカートリ
ッジを提供する。 【構成】 円筒状広口容器１１と環状円筒容器１３とを
備え、広口容器１１の開口近傍に形成された嵌合溝部１
２と環状円筒容器の底周縁部近傍に形成された周辺脚内
向き突起１４とが係合して一体化し、環状円筒容器１３
の中抜き空間が広口容器１１の出口開口となるように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、レーザプリンタ等の画像形成装置、特に２成分現像
剤を用いて画像形成を行う画像形成装置に適用される、
現像剤及びトナーの補給カートリッジに関するものであ
る。更に、２種類の異なる粉体を貯蔵する必要のある容
器として適用可能なものであれば、応用されうるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、高品質のコピー画像を得るのに適
するとして、帯電キャリア粒子と当該キャリア粒子に摩
擦帯電的に付着する帯電トナー粒子とからなる所謂２成
分現像剤が広く使用されている。このような２成分現像
剤を用いて現像を行うと、トナーが消費されて次第にト
ナー濃度を低下するのみならず、経時的にキャリア粒子
が劣化する。そこで、フレッシュトナーの補給とキャリ
ア交換を行って現像能力の維持が図られている。多くの
従来技術のおいては、２成分現像剤を補給する機構とト
ナーのみを補給する機構とをそれぞれ別途に備えるよう
にしているが、これら機構を互いに独立に設けること
は、それぞれ現像剤供給容器とトナー供給容器が存在
し、そのための取り付けスペースを必要として、現像ユ
ニット、ひいては画像形成装置全体が大型化したり、設
計上の制約を受けたりしていた。

【０００３】また現像剤容器とトナー容器とが全く異な
る位置に配置するために、それぞれに収容された現像剤
やトナーを現像ユニットの貯留現像剤範囲に供給するに
あたり、例えば特開昭５９−１８８６７８号公報、特開
昭６０−１４６２６５号公報あるいは特開昭６２−６２
８５号公報に示されるように、容器を横向きにする様式
のものにあっては、現像剤容器とトナー容器をそれぞれ
回転するための駆動・伝達装置が必要であり、部品点数
が多くならざるを得なかった。

【０００４】そこで本発明者は先に、円筒状ボトル形態
のトナー容器の径を細くした先端排出口領域の周りに、
当該トナー容器と一体的に現像剤貯蔵室を形成して、ト
ナーの排出口を内側に、現像剤の排出口がその外側に同
心円状になるように構成した補給カートリッジを提案し
た。このような円筒形の補給カートリッジをほぼ横向き
水平に保持し、軸線を中心にして回転することにより、
現像剤貯蔵容器内壁に形成されたスパイラルガイドによ
って新しい現像剤が先ず搬送、投入され、その後、補給
カートリッジを逆回転することで、トナー容器内壁に形
成された現像剤貯蔵容器内のガイドとは逆傾斜のスパイ
ラルガイドによってトナーが補給され、少なくともトナ
ーが所定量消費されて次の新しいカートリッジと交換さ
れる前に、最初に投入したと同量の使用済み現像剤を容
器内に回収させて、現像装置における現像剤を一定水準
の品質に保つものである。

【０００５】例えば図１に示されるように、中央に貫通
した穴を有する環状円筒容器１に対して、当該中央穴に
嵌まり込む段付きの同心状円筒容器２が一体となり、補
給カートリッジが構成される。両容器１、２の摺接する
面には段差をつけることで形成された嵌合部３が互いに
あって、両容器の連結を確実なものとしている。各容器
の同じ側に同心状の開口部が設けられるとともに、図示
を省略している（以下の例でも同じ）が、これら両容器
１、２の内壁には、互いに逆向きの傾斜した凸状螺旋部
が形成されている。凸状螺旋部によって、補給カートリ
ッジの回転に際して、現像剤乃至トナーが現像装置に供
給されることになる。

【０００６】また図２に示されるように、段付きの円筒
容器４の小径部を覆うようにリング状外部材５が組み合
わされ、当該リング状外部材５の縁端部が円筒容器４の
嵌合部６に嵌め合わされることで、上記環状円筒容器１
と同じ収容空間を形成する構成も公知である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】通常、円筒容器２又は
４にトナーが充填され、環状円筒容器１又はリング状外
部材５と円筒容器４の間の空間に充填剤が充填される。
これら容器の開口部を閉じるために、共通蓋７が取り付
けられる（図１では省略する）。これらはいずれも、ト
ナー用の容器２、４の外側に充填剤用収容部を位置さ
せ、同じ側に開口部を形成しているために、トナー用容
器開口部が狭く、そのために、充填効率が低下する問題
を抱えている。即ち、トナーは空気と混じった状態で充
填されるので、容器の充填口が狭いほど、トナーの嵩密
度が下がり、充填後の経時的なトナー面の降下が大きく
なる。そこで開口の面積が小さくなったことによる充填
効率の低下を防ぐために従来では、図３（ａ）に示され
るように、補給カートリッジを、段付き円筒容器４と、
リング状外部材５と、円筒容器４に着脱自在な底蓋８か
ら構成させることが一部に行われている。充填時には図
３（ｂ）に示されるように、底蓋側を上方に向けて、供
給開口を共通蓋７で閉塞した上で、底蓋側から円筒容器
４内にトナー９を充填し、充填終了後に底蓋８を嵌合し
て、天地をひっくり返し、梱包する。しかしながら、こ
のような従来では、天地をひっくり返すプロセスを要す
ることと、別体の底蓋を必要として部品点数が増える問
題がある。

【０００８】そこで本発明は、トナーと現像剤を同時に
貯蔵して時期をずらしてそれらを現像装置に供給可能な
補給カートリッジにして、組み立て及びトナー充填を効
率よく行い、カートリッジの構造に関する生産コストが
低くてすむカートリッジを提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】当該課題は、本発明にし
たがい、円筒状広口容器と環状円筒容器とを備え、広口
容器の開口近傍に形成された嵌合部と環状円筒容器の底
周縁部近傍に形成された嵌合部とが係合して一体化し、
環状円筒容器の中抜き空間が広口容器の出口開口となる
ように構成されることによって、解決される。

【００１０】また、円筒状広口容器と大径リング部材と
これより小径でフランジ部を有した別のリング部材とを
備え、広口容器の開口近傍に形成された嵌合部と両リン
グ部材の周縁部近傍に形成された嵌合部とが係合して一
体化し、大径リング部材と小径リング部材との間に収容
空間が形成されるとともに、小径リング部材の内部空間
が広口容器の出口開口となるように構成された補給カー
トリッジによっても、上記課題が解決される。上記嵌合
部の係合に際して、その係合箇所全体にわたってフィル
タ部材が挟持されていれば、好適である。

【００１１】また、円筒状広口容器と大径リング部材と
これより小径でフランジ部を有した別のリング部材と第
３の中間リング部材とを備え、広口容器の開口近傍に形
成された嵌合部と中間リング部材の一方の周縁部近傍に
形成された嵌合部とが係合するとともに、当該中間リン
グ部材の他方の周縁部近傍に形成された嵌合部が他の２
つのリング部材の周縁部近傍に形成された嵌合部と係合
して一体化し、大径リング部材と小径リング部材との間
に収容空間が形成されるとともに、２箇所の係合部分が
別のシート状部材を挟持可能であるように構成された補
給カートリッジも上記課題を解決するとともに、収容容
積を自在に変更しながらラベルの再使用を容易にする。

【００１２】更に、円筒状広口容器と、これと同径及び
小径の２領域を有する第１リング部材と、当該第１リン
グ部材の大径部と同径の別の第２リング部材とを備え、
広口容器の２箇所の嵌合部のいずれかに第１リング部材
の周縁部近傍に形成された嵌合部が係合し、第１リング
部材の別の位置に形成された嵌合部に第２リング部材の
周縁部近傍に形成された嵌合部が係合し、第１リング部
材は広口容器の両嵌合部の間で摺動可能に構成された補
給カートリッジも、上記課題を解決する。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の詳細を、図に示された実施
例に基づいて、説明する。図４に第１の構成態様を示す
（図示の簡略化のために、軸線に沿った半分のみを示
す。以下の図面においても基本的に同じである）。本例
での補給カートリッジは、広口容器１１の開口周辺縁部
に形成された嵌合溝部１２に、中央に貫通した穴を有す
る環状円筒容器１３の周辺脚内向き突起１４が嵌まり込
んで形成されている。充填に際しては、環状円筒容器１
３を外した状態で、広口容器１１の広口開口からトナー
充填し、充填後に環状円筒容器１３を嵌め込む。

【００１４】図５に第２の構成態様を示す。本例での補
給カートリッジは、広口容器１１の開口周辺縁部に形成
された嵌合溝部１２に、比較的径が小さくフランジ底面
１５を有したリング状内部材１６の周辺脚内向き突起１
７が嵌まり込み、更に当該内向き突起１７の外側溝にリ
ング状外部材１８の周辺脚内向き突起１９が嵌まり込ん
で形成されている。即ち、内部材１６と外部材１８とは
同一箇所で嵌合している。充填に際しては、リング状内
部材１６、外部材１８を外した状態で、広口容器１１の
広口開口からトナー充填し、充填後にこれら両部材１
６、１８を嵌め込む。同一箇所で嵌合しない例を示し
て、その欠点を述べる。図６（ａ）に示されるように、
広口容器１１の開口周辺縁部に形成された嵌合溝部１２
に、当該容器１１と同じ径を有する部分とそれより小径
の部分とからなるリング状内部材２０の周辺脚内向き突
起２１が嵌まり込み、当該内部材２０の径の大きさが変
わる移行部近傍の嵌合溝部２２に、リング状外部材１８
の周辺脚内向き突起１９が嵌まり込んでカートリッジを
構成する場合、広口容器１１への充填自体は図５の例と
同じように可能であるが、当該広口容器１１に内部材２
０を嵌め込んだ際にｉで示した距離の分だけ更にトナー
を補給する必要が生じる。しかもこの範囲は、図６
（ｂ）から明らかなように、２箇所の嵌め合い部を備え
る内部材２０によって生じるものなので、広口容器１１
への充填を終了した後に当該内部材２０を嵌め込み、そ
の上で内部材２０の狭い開口部から充填するので、トナ
ー充填過程が２段階になるとともに、充填効率の低下を
伴う。またこのようなカートリッッジでは外部材を組み
合わせずに単純なトナー容器として用いる場合には、内
部材２０の嵌合溝部２２が露出し、外観的にすっきりし
ない欠点を表すこととなる。

【００１５】図７（ａ）においては、リング状外部材１
８の周辺脚内向き突起１９とフランジ底面を有した小径
のリング状内部材１６の周辺脚溝部３２との間に、広口
容器１１の開口周辺縁部に形成された嵌合溝部１２と、
メッシュシート３３の周辺縁とが挟持されて補給カート
リッジを形成している。メッシュシート３３の存在によ
り、容器１１内で凝集して大径化したトナーをトラップ
することができる。このようなカートリッジを、トナー
／現像剤をリサイクルするための容器として用いれば、
図７（ｂ）に示されるように、クリーニングユニットか
ら回収される廃トナー３５は、メッシュシート３３によ
って異物３６を除去された上でカートリッジ内に貯蔵さ
れることになり、再使用時の不具合を防止することがで
きる。

【００１６】図８に、上記例を用いて更に大容量のカー
トリッジを形成する例を示す。即ち、図８（ａ）に示さ
れるように、開口周辺縁部に嵌合溝部１２を形成した広
口容器１１と、比較的径が小さくフランジ底面を有する
とともに周辺脚内向き突起１７を備えたリング状内部材
１６及び内向き突起１７の外側溝に周辺脚内向き突起１
９を嵌め込んで一体化したリング状外部材１８との間
に、端部にそれぞれ内向き突起２３と嵌合溝部２４を形
成した中間リング部材２５を組み合わせることによっ
て、大型カートリッジを作る。この場合、中間リング部
材２５と広口容器１１を嵌合させた状態でトナー充填
し、その後にリング状内部材１６、リング状外部材１８
を組み合わせる。中間リング部材２５の代わりに、長さ
の異なる別の中間リング部材２６を用いれば、トナー容
量を簡単に変えることができる。即ち、長さの異なる複
数の中間リング部材を用意するだけで多くの容量の異な
るカートリッジを作ることができ、複数種の広口容器を
用意する場合に比べて、部品コストが低くすむことにな
る。

【００１７】図９に表示ラベルをカートリッジに装着す
る例を示す。開口内周部に嵌合溝３７を形成した広口容
器３８と、比較的径が小さくフランジ部を有するととも
に周辺脚外周２段溝３９を備えたリング状内部材４０及
び当該２段溝３９の一方に係合する内向き凸部４１を有
するとともに他方の溝とで嵌合鍔部を形成するスカート
部４２を備えたリング状外部材４３との間に、端部にそ
れぞれ係合突起４４、４５を形成した中間リング部材４
６を組み合わせて、カートリッジが形成される。中間リ
ング４６は、内部材４０と外部材４３とによる係合鍔部
及び広口容器３８の内周溝３７に保持され、両端に挟持
部を形成するので、その外周面にラベル４７を位置させ
ると、当該ラベル４７は中間リング４６の両端挟持部に
押さえられることになって、接着剤等を用いることなし
にその固定が簡単確実で、しかも当該ラベル４７を取り
外して再使用することも可能となる。

【００１８】図１０に別の構成によって充填効率を上げ
る例を示す。図１０（ａ）は充填前のカートリッジの組
み立て状態である。リング状外部材１８は周辺脚内向き
突起１９で第３容器２７に嵌合している。周辺脚内向き
突起１９での嵌合は比較的きつめで固定されている。中
間部材２７は、その端部周縁の内向き突起２８が広口容
器２９の開口周辺縁部の嵌合溝部３０と嵌合して、広口
容器２９と連結している。このような組み立て状態で、
開口側を上向きにして中間部材２７の開口側からトナー
が充填される。充填が小径の開口から行われるので嵩密
度が低く、経時的にトナーの高さが低下する。そこで、
充填が終了し、時間が経ち、トナーの間からガスが抜け
た後に、図１０（ｂ）に示されるように、中間部材２７
を広口容器２９側に押し込む。中間部材２７の内向き突
起２８は、広口容器２９の第２嵌合溝部３１に嵌合し
て、トナー高さの低下分に相当するＬだけカートリッジ
全体が短くなり、トナーの充填効率として向上すること
となる。

【００１９】なお上記の各実施例における嵌合箇所の接
合は、溝部と突起部の嵌め合わせによって行っている
が、当該接合を、接着、ネジ嵌合、あるいは各部材同士
における弾力作用を用いて行うように変更することも当
然ながら可能である。そしていずれの接合法において
も、必要な密閉性が保たれなければならない。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、円筒状
広口容器と環状円筒容器とを備え、広口容器の開口近傍
に形成された嵌合部と環状円筒容器の底周縁部近傍に形
成された嵌合部とが係合して一体化し、環状円筒容器の
中抜き空間が広口容器の出口開口となるように補給カー
トリッジが構成されるので、広口容器への材料充填に際
しては、環状円筒容器を取り外して行うことができ、構
造を複雑にすることなく、充填開口を大きくすること
で、充填効率を改善することができた。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、円筒状広
口容器と大径リング部材とこれより小径でフランジ部を
有した別のリング部材とを備え、広口容器の開口近傍に
形成された嵌合部と両リング部材の周縁部近傍に形成さ
れた嵌合部とが係合して一体化し、大径リング部材と小
径リング部材との間に収容空間が形成されるとともに、
小径リング部材の内部空間が広口容器の出口開口となる
ように補給カートリッジが構成されるので、請求項１と
同様に、構造を複雑にすることなく、充填開口を大きく
することで、充填効率を改善することができた。請求項
３に記載の発明では、上記嵌合部の係合に際して、その
係合箇所全体にわたってフィルタ部材が挟持されている
ので、材料供給の際にブロッキング化していない材料を
確実に供給することが可能である。

【００２２】請求項４に記載の発明によれば、円筒状広
口容器と大径リング部材とこれより小径でフランジ部を
有した別のリング部材と第３の中間リング部材とを備
え、広口容器の開口近傍に形成された嵌合部と中間リン
グ部材の一方の周縁部近傍に形成された嵌合部とが係合
するとともに、当該中間リング部材の他方の周縁部近傍
に形成された嵌合部が他の２つのリング部材の周縁部近
傍に形成された嵌合部と係合して一体化し、大径リング
部材と小径リング部材との間に収容空間が形成されると
ともに、２箇所の係合部分が別のシート状部材を挟持可
能であるように補給カートリッジが構成されるので、請
求項１と同様に、構造を複雑にすることなく、充填開口
を大きくすることで、充填効率を改善することができる
とともに、収容容積を自在に変更しながらラベルの再使
用を容易にする。

【００２３】請求項５に記載の発明によれば、円筒状広
口容器と、これと同径及び小径の２領域を有する第１リ
ング部材と、当該第１リング部材の大径部と同径の別の
第２リング部材とを備え、広口容器の２箇所の嵌合部の
いずれかに第１リング部材の周縁部近傍に形成された嵌
合部が係合し、第１リング部材の別の位置に形成された
嵌合部に第２リング部材の周縁部近傍に形成された嵌合
部が係合し、第１リング部材は広口容器の両嵌合部の間
で摺動可能に補給カートリッジが構成されるので、充填
材料の脱ガスが進んで、嵩密度が高くなる場合にも、当
該カートリッジの容量を小さくでき、充填効率が改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２成分現像剤用の補給カートリッジの従来例を
示す断面図である。

【図２】別の２成分現像剤用の補給カートリッジの従来
例を示す断面図である。

【図３】図２に係るカートリッジでのトナー充填の様子
を説明する図で、（ａ）は構成断面図、（ｂ）は充填後
の底蓋を取り付ける直前の断面図である。

【図４】本発明に係る補給カートリッジの部分断面図で
ある。

【図５】別の構成に係る補給カートリッジの部分断面図
である。

【図６】２箇所の嵌合部を持つ補給カートリッジの問題
を指摘するための図で、（ａ）は通常の組み立て部分断
面図、（ｂ）は現像剤用部材を取り外した状態での部分
断面図である。

【図７】（ａ）は凝集したトナーをトラップするための
構成に係る補給カートリッジの部分断面図で、（ｂ）は
そのカートリッジを用いて廃トナーの回収を行う場合の
様子を説明する断面図である。

【図８】図５の補給カートリッジを用いて収容量を変え
る構成を説明する図で、（ａ）は図５の補給カートリッ
ジの容量を増大する際の説明用の部分断面図、（ｂ）は
そのカートリッジの容量を更に変更するための中間部材
を示す部分断面図である。

【図９】ラベルの再使用が容易な構成に係る補給カート
リッジの部分断面図である。

【図１０】本発明に係る更に別の補給カートリッジの部
分断面図で、（ａ）はトナー充填前の状態図、（ｂ）は
トナー充填後の状態図である。

【符号の説明】

１１ 広口容器 １２ 嵌合溝部 １３ 環状円筒容器 １４ 周辺脚内向き突起

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状広口容器と環状円筒容器とを備
   え、広口容器の開口近傍に形成された嵌合部と環状円筒
   容器の底周縁部近傍に形成された嵌合部とが係合して一
   体化し、環状円筒容器の中抜き空間が広口容器の出口開
   口となるように構成されたことを特徴とする補給カート
   リッジ。
2. 【請求項２】 円筒状広口容器と大径リング部材とこれ
   より小径でフランジ部を有した別のリング部材とを備
   え、広口容器の開口近傍に形成された嵌合部と両リング
   部材の周縁部近傍に形成された嵌合部とが係合して一体
   化し、大径リング部材と小径リング部材との間に収容空
   間が形成されるとともに、小径リング部材の内部空間が
   広口容器の出口開口となるように構成されたことを特徴
   とする補給カートリッジ。
3. 【請求項３】 上記嵌合部の係合に際して、その係合箇
   所全体にわたってフィルタ部材が挟持されることを特徴
   とする請求項２に記載の補給カートリッジ。
4. 【請求項４】 円筒状広口容器と大径リング部材とこれ
   より小径でフランジ部を有した別のリング部材と第３の
   中間リング部材とを備え、広口容器の開口近傍に形成さ
   れた嵌合部と中間リング部材の一方の周縁部近傍に形成
   された嵌合部とが係合するとともに、当該中間リング部
   材の他方の周縁部近傍に形成された嵌合部が他の２つの
   リング部材の周縁部近傍に形成された嵌合部と係合して
   一体化し、大径リング部材と小径リング部材との間に収
   容空間が形成されるとともに、２箇所の係合部分が別の
   シート状部材を挟持可能であるように構成されたことを
   特徴とする補給カートリッジ。
5. 【請求項５】 円筒状広口容器と、これと同径及び小径
   の２領域を有する第１リング部材と、当該第１リング部
   材の大径部と同径の別の第２リング部材とを備え、広口
   容器の２箇所の嵌合部のいずれかに第１リング部材の周
   縁部近傍に形成された嵌合部が係合し、第１リング部材
   の別の位置に形成された嵌合部に第２リング部材の周縁
   部近傍に形成された嵌合部が係合し、第１リング部材は
   広口容器の両嵌合部の間で摺動可能に構成されたことを
   特徴とする補給カートリッジ。