(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に少くともトナーを含む現像剤が収容され、該現像剤を外部へ供給する供給口を備えたカートリッジと、該カートリッジが装着され所定方向に回動されて正規の位置に装着された時に、前記カートリッジの供給口と対向するように受け口が開口された現像器とを備えた現像装置において、
前記受け口と重なる開口を有し、前記カートリッジが前記現像器に装着されて所定方向に回動された時に、前記供給口の周囲に形成された隆起面と摺動するように該受け口の周辺に貼着された所定形状の現像剤漏れ防止用のシール部材を具備し、
前記カートリッジの回動の方向と垂直な方向において、前記カートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面の延伸方向と、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つとが予定の角度傾くようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記カートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面上に現像剤漏れ防止用の凸リブが形成され、該凸リブの延伸方向を、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
前記カートリッジの回動と連動して前記受け口が開閉されるように現像器表面で摺動されるスライドシャッタをさらに備え、
該スライドシャッタの先端部形状を、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像装置において、
前記スライドシャッタの現像器表面摺動面に現像剤漏れ防止用の凸リブが形成され、該凸リブの延伸方向を、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２又は４記載の現像装置において、
前記凸リブの前記シール部材への食い込み量を、シール部材厚みの１／５〜２／５としたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記シール部材を硬質のウレタンフォームで形成したことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は現像装置に関し、特にトナ−カートリッジ側に設けられた現像剤の供給または回収口と、これらの口に対向して現像器側に設けられた受け口との接続を改善し、その信頼性を向上させるようにした現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像用トナーを現像装置に補給する電子写真方式のプリンタ等画像形成装置においては、従来から、トナーボトルから現像器のトナー注入孔にトナーを注入して補給する方法があるが、最近では、トナーカートリッジを用い、該トナーカートリッジを現像装置内に組込む方法が多用されている。
【０００３】
トナーの補給に伴う従来からの問題点は、現像器へのトナーの充填作業またはトナーカートリッジの交換作業中に、トナーがトナー容器の外側または現像装置の外側にこぼれ落ち、画像形成装置あるいはその周辺を汚染してしまうことである。
【０００４】
この問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。例えば、特開昭６０−１５８６８１号公報においては、剛性の外側摺動シールと内側摺動シールを備えたシール装置を用いる方法（第１番目の方法）を提案している。この提案では、内側のシールを外側のシールで覆うことにより、内側のシールをアクセスするようにしている。また、特開昭６０−１２１４７３号公報では、現像装置にトナー掻取り部材を設け、カートリッジを現像装置から引抜く時に、カートリッジ表面に付着したトナーを該トナー掻取り部材で掻取り、カートリッジ表面を清掃する方法（第２番目の方法）が提案されている。また、特公平５−７１０号公報には、使用済みのカートリッジをじゃばら状の袋で覆う方法（第３番目の方法）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した第１番目の方法では、構造が複雑であり、また２つのシールを摺動させる必要があるので、操作のために大きな力が必要になるという問題があった。また、前記の第２番目の方法は、前記トナー掻取り部材で掻取られたトナーが装置の本体内に次第に堆積し、結果として装置内部を汚染してしまうという問題があった。さらに、前記の第３番目の方法は、操作が複雑であり、かつ装置本体がトナーで汚れてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を除去し、現像剤カートリッジを現像器に着脱する時に起きるトナー漏れを効果的に防止できるようにした現像装置を提供することにある。また、他の目的は、現像器側の受け口の周辺に設けられた現像剤漏れ防止用のシール部材の剥離または破損を防止または軽減することのできる現像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、内部に少くともトナーを含む現像剤が収容され、該現像剤を外部へ供給する供給口を備えたカートリッジと、該カートリッジが装着され所定方向に回動されて正規の位置に装着された時に、前記カートリッジの供給口と対向するように受け口が開口された現像器とを備えた現像装置において、前記受け口と重なる開口を有し、前記カートリッジが前記現像器に装着されて所定方向に回動された時に、前記供給口の周囲に形成された隆起面と摺動するように該受け口の周辺に貼着された所定形状の現像剤漏れ防止用のシール部材を具備し、前記カートリッジの回動の方向と垂直な方向において、前記カートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面の延伸方向と、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つとが予定の角度傾くようにした点に第１の特徴がある。また、前記カートリッジの隆起面上に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブの延伸方向を、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けた点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、前記カートリッジの回動と連動して前記受け口が開閉されるように現像器表面で摺動されるスライドシャッタをさらに備え、該スライドシャッタの先端部形状を前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けた点に第３の特徴がある。さらに、前記スライドシャッタの現像器表面摺動面に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブの延伸方向を、前記シール部材の周囲の辺および該シール部材の開口形状の辺の少なくとも一つに対し、前記回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けた点に第４の特徴がある。
【０００９】
上記の第１〜第４の特徴によれば、前記カートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面、該隆起面上に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブ、前記スライドシャッタの先端部形状、および該スライドシャッタの現像器表面摺動面に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブが、それぞれ、前記シール部材の周囲の辺またはその開口形状の辺に対して点接触するので、前記カートリッジの回動によって両者が衝突しても、該シール部材の周囲の辺またはその開口形状の辺に印加される力は、線または面接触に比べて小さくなり、該辺部においてシール部材が剥離されたり破損されたりする恐れを防止または軽減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の現像装置の一実施形態の分解斜視図を示す。図２、図３、図４は、それぞれ図１の各部の構成の拡大斜視図である。
【００１１】
図１〜図４を参照して、本実施形態の構成を説明する。現像器１は、上方が開いた長状のケース２を備えており、その内部にはトナーとキャリアとを混合した現像剤が充填されている。ケース２の横側壁３には、マグネットロール４が回転可能に軸支されており、軸部５に設けられた図示されていないギア機構によって矢印Ａ方向に回転するようになっている。マグネットロール４は、現像剤に含まれるキャリアを磁力により吸着して磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを図示されていない感光体ドラムに供給する。これにより、該感光体ドラムに形成されていた静電潜像が顕像化される。
【００１２】
また、該マグネットロール４と平行に２本のスパイラルオーガ６、７が前記横側壁３に軸支されている。該２本のスパイラルオーガ６、７のシャフト６ａ、７ａの端部にはギア機構が設けられており、マグネットロール４と同方向に回転するようになっている。シャフト６ａに設けられたスパイラル部６ｂは矢印Ｂ方向に傾いた螺旋形状となっており、またシャフト７ａに設けられたスパイラル部７ｂは矢印Ｂとは逆方向に傾いた螺旋形状となっている。これにより、マグネットロール４が回転すると、スパイラルオーガ６は現像剤を攪拌しながら矢印Ｂ方向に搬送し、またスパイラルオーガ７は現像剤をマグネットロール４に供給しながら、矢印Ｂと逆方向に搬送する。スパイラルオーガ６が配されている攪拌室とスパイラルオーガ７が配されている供給室とは、仕切板９で隔離されている。このようにして、現像剤は、現像器１内を循環する。
【００１３】
該現像器１のケース２の開口縁部にはパッキン８が貼着されており、長蓋１０で密閉されるようになっている。この長蓋１０には鍔１１が突設されており、ケース２に形成された鍔１２との間に、マグネットロール４の外周部を一部露出させた状態で保持する。また、該長蓋１０には、図示されていない爪が突設されており、ケース２に形成された凹部２ａに係止され、長蓋１０を該ケース２に仮止めするようになっている。
【００１４】
前記長蓋１０の上面には、両端が開口した筒状のホルダ２１が固定されている。このホルダ２１の内周壁には、長手方向に沿ってガイド溝２２が延設されている。該長蓋１０の中央部から左寄りには、現像剤を現像器１内に補給する矩形状の補給口（図示されていない）が貫通している。該補給口の表側には、取付板２３が立設されている。取付板２３の側面は円弧状に湾曲しており、この円弧面にほぼ円筒状のケーシング２４が装着されている。該ケーシング２４中には、スパイラルオーガが配設され、該ケーシング２４中の現像剤を前記矢印Ｂ方向に搬送する。  さらに、ケーシング２４の左側の外周面には、両側にガイド溝２８が形成され、半円を描くように湾曲された受け板２５が取付けられている。この受け板２５には、本発明によって、図示されているように、前記ホルダ２１の中心軸方向の２辺のうちの少なくとも一方が該中心軸方向に対して不平行にされた孔が２個開けられている。この二つの孔は、後述する説明から明らかになるように、トナーカートリッジからの補給現像剤を受け入れる現像剤受け口２６と古くなった排現像剤を回収する回収口（図示されていない）からなっている。現像剤受け口２６はケーシング２４に繋がっていてこれに現像剤を供給し、回収口は排出管２７に連通している。
【００１５】
また、該受け板２５上には、前記２個の孔を除いて、発泡ウレタン等の弾性材で構成されたシール部材が貼着されている。また、該受け板２５の前記ガイド溝には、前記現像剤受け口２６と回収口を開閉するスライドシャッタ２９が前記シール部材上を摺動可能に装着されている。このスライドシャッタ２９の上端には、溝３０ａを有する係止片３０が形成されている。該係止片３０が受け板２５の上端２５ａ（図３参照）に当たると、スライドシャッタ２９は現像剤受け口２６と回収口を遮蔽した位置で止まることになる。逆に、後述されるように、該係止片止３０が現像剤カートリッジ３１の一部に突設されている嵌合突部と係合して、該現像剤カートリッジ３１の回動と連動して時計方向に回動されると、スライドシャッタ２９は現像剤受け口２６と回収口を開くことになる。
【００１６】
前記ホルダ２１中に装着される現像剤カートリッジ３１は、筒状の現像剤収容部３２と、該現像剤収容部３２の開口に嵌め込まれる筒状の回収ケース３３を備えており、現像剤カートリッジ３１は、キャップ３４から突設されたガイド突起３５がガイド溝２２に案内されて該ホルダ２１中に装着される。該回収ケース３３の外周面には、現像剤カートリッジ３１をホルダ２１に装着した時に、前記現像剤収容部３２中の現像剤を前記現像剤受け口２６を通って前記ケーシング２４に供給する供給口３６と、前記回収口を通ってきた古くなった現像剤を前記回収ケース３３に取込む取込口３７が形成されている。現像剤カートリッジ３１の外周面に沿って円弧状に湾曲したシャッタ３８はその周方向へスライド可能に設けられており、現像剤カートリッジ３１をホルダ２１の外に取り出した時には該シャッタ３８は前記供給口３６と取込口３７を遮蔽して、現像剤がこぼれ落ちないようにする。一方、該現像剤カートリッジ３１がホルダ２１のガイド溝２２に沿って装着され、その後時計方向に回動されると、該シャッタ３８は前記供給口３６と取込口３７の上から去るようにスライドされる。回収ケース３３にはキャップ３９が設けられ、該キャップ３９にはハンドル４０が設けられている。
【００１７】
図５(a) は、図１または図４の現像剤カートリッジ３１の外周面に形成された前記供給口３６と取込口３７の説明図であり、該供給口３６と取込口３７は現像剤カートリッジ３１の外周面に比べて外側に少し隆起した隆起面５２、５３で囲まれて形成されており、該隆起面の中央には該供給口３６と取込口３７を取り囲むように、現像剤漏れ防止用の凸リブ３６ａと３７ａが設けられている。
【００１８】
図５(b) は図１または図３の現像剤受け口２６と回収口５０の説明図である。該現像剤受け口２６と回収口５０の辺２６ａ、２６ｂ；５０ａ、５０ｂは、該受け口２６と回収口５０が前記供給口３６と取込み口３７とが連通される時、前記隆起面５２、５３の対向する辺と所定の角度だけずれるように、換言すれば不平行になるように形成されている。受け板２５上であって、該現像剤受け口２６と回収口５０の周辺には、該受け口２６と回収口５０に重なる開口を有する所定形状、例えば四辺形のシール部材５１が貼着されている。前記供給口３６と取込口３７を形成する隆起面５２、５３と、凸リブ３６ａと３７ａは、現像剤カートリッジ３１がホルダ２１に挿入され、続いて回動されて正規の位置に装着された時に、前記シール部材５１と密に当接して、現像剤が漏れ落ちないようにする働きをする。
【００１９】
また、図６は前記スライドシャッタ２９の概念図であり、その上部には溝３０ａを有する係止片３０が取付けられている。また、該スライドシャッタ２９の裏面、すなわち前記シール部材５１の当接面には該スライドシャッタ２９の内側周辺を取り囲むように、現像剤漏れ防止用の凸リブ２９ａが形成されている。
【００２０】
次に、本実施形態の動作を、図７および図８を参照して説明する。図７は、図１において、現像剤カートリッジ３１のガイド突起３５をホルダ２１のガイド溝２２に沿わせ、該現像剤カートリッジ３１を該ホルダ２１の最奥部まで単に挿入した時のＡ−Ａ´線断面図を、また図８は、操作者が前記ハンドル４０を持って、現像剤カートリッジ３１をホルダ２１内で時計方向に回動させて、現像剤カートリッジ３１内の現像剤が現像器に補給できるようにすると共に該現像器から排現像剤を回収ケース３３に回収できるようにした時の同断面図を示す。図７および図８において、図１ないし図６と同じ符号は、同一、または同等物を示している。
【００２１】
図７に示されているように、前記供給口３６と取込口３７は、それぞれ隆起面５２と５３により囲繞されて形成されており、該隆起面５２と５３の上に該供給口３６と取込口３７を囲繞するように凸リブ３６ａと３７ａが形成されている。また、スライドシャッタ２９の係止片３０は、現像剤カートリッジ３１の一部に突設されている嵌合突部６１と係合している。
【００２２】
さて、図７の状態から現像剤カートリッジ３１が矢印Ｃ方向に回動されると、図８の状態になる。この過程において、スライドシャッタ２９が現像剤カートリッジ３１の回動と共にシール部材５１上を摺動して同方向に移動されると共に、前記供給口３６の隆起面５２の先端立上部５２ａがシール部材５１の周囲の一辺である先端５１ａに衝突し、さらに現像剤カートリッジ３１の回動が進むと、該供給口３６の隆起面５２、その上に形成された凸リブ３６ａが該シール部材５１の先端５１ａに掛り、さらに回動が進むと、該隆起面５２、凸リブ３６ａが順次前記回収口５０を通り、その先のシール部材５１に当接し、さらに前記現像剤受け口２６を通り、その先のシール部材５１に当接して回動を終了する。また、前記取込口３７の隆起面５３と凸リブ３７ａは前記隆起面５２、凸リブ３６ａとは所定時間だけ遅れて、シール部材５１の先端５１ａに衝突し、回収口５０を通り、その先のシール部材５１に当接して回動を終了する。
【００２３】
また、前記シール部材５１上をスライドして離れていく前記スライドシャッタ２９の裏面には、前記したように凸リブ２９ａ（図６参照）が形成されているので、該凸リブ２９ａも、前記シール部材５１と当接しながら、回収口５０および現像剤受け口２６を通り、時計方向に移動することになる。
【００２４】
このように、現像剤カートリッジ３１を図７の状態から図８の状態へ、またこれとは逆に図８の状態から図７の状態へ回動させると、前記供給口３６と取込口３７の隆起面５２、５３および凸リブ３６ａ、３６ｂ、ならびにスライドシャッタ２９の裏面の凸リブ２９ａが、シール部材５１の周囲の一辺である先端５１ａまたは後端５１ｂに掛る時、および回収口５０および現像剤受け口２６を通り過ぎてその先のシール部材５１の端部、すなわち開口形状の辺に掛る時に、シール部材５１の先端、後端および端部と衝突して、該シール部材５１の先端、後端または端部に大きな力を及ぼすことになる。
【００２５】
この動作が繰り返し行われると、場合によっては、前記の力により、シール部材５１の先端５１ａ、後端５１ｂまたは端部が、受け板２５から剥がされたり、最悪の場合には破損されたりする恐れが生じる。
【００２６】
そこで、本実施形態では、図７の隆起面５２の先端立上部５２ａがシール部材５１の先端５１ａに線または面で衝突せずに点で衝突するように、該先端立上部５２ａとシール部材５１の先端との延伸方向に予定の角度を持たせた。すなわち、図９に模式的に示されているように、隆起面５２の先端立上部５２ａとシール部材５１の先端５１ａとの間に予定の角度を持たせ、該隆起面５２がａ方向に移動していく時に、先端立上部５２ａがシール部材５１の先端５１ａと点Ｐで接触し、該点Ｐが隆起面５２のａ方向の移動につれてｂ方向に移動して行くようにした。
【００２７】
また、図５(b) に示した、前記回収口５０と前記現像剤受け口２６の、前記現像剤カートリッジ３１の回動方向と垂直な方向に延びる２辺、すなわち５０ａと５０ｂ、および２６ａと２６ｂと、供給口３６および取込口３７の隆起面５３、５２の回動方向と垂直な方向に延びる隆起面とが重なる時に、予定の角度を持たせるようにした。
【００２８】
また、前記スライドシャッタ２９においても、その先端部と前記凸リブ２９ａが、回収口５０および前記現像剤受け口２６の前記２辺と、予定の角度を持たせるようにした。
【００２９】
このようにすると、前記供給口３６と取込口３７の隆起面および凸リブ、ならびにシール部材５１の裏面の凸リブが、シール部材５１の先端５１ａに掛る時、および回収口５０および現像剤受け口２６を通り過ぎてその先のシール部材５１の端部に掛る時に、前記隆起面および凸リブがシール部材５１の先端または端部と線又は面で衝突せずに、前記各２辺の点での衝突になるため、該シール部材５１の先端または端部を受け板２５から剥がそうとする力が弱まり、該シール部材５１の先端または端部が受け板２５から剥離されたり、破損されたりするのを、防止または軽減できるようになる。
【００３０】
次に、前記供給口３６と取込口３７の凸リブ、ならびにシール部材５１の裏面の凸リブの高さ、すなわちシール部材５１に対する食い込み量を変化させて、現像剤漏れおよびシール部材５１の破損を調べた所、図１０に示されているようなデータが得られた。この実験では、シール部材５１として厚さが１．５ｍｍおよび２．０ｍｍの２種類の高密度ウレタンフォームを使用し、現像剤漏れは現像器に３０Ｇの衝撃を与えて判断した。また、シール部材５１の破損は、現像剤カートリッジ３１を１００回脱着後に判断した。この実験結果から、厚さが１．５ｍｍのシール部材５１に対しては凸リブの食い込み量が０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの時に現像剤漏れとシール部材破損について良い結果を得た。また、厚さが２．０ｍｍのシール部材５１の時には、凸リブの食い込み量が０．４ｍｍ〜０．７ｍｍの時に現像剤漏れとシール部材破損について良い結果を得た。したがって、シール部材５１の厚さに対して凸リブの食い込み量が、該厚さの１／５〜２／５の間、特に１／３程度の時に良いことが分かった。
【００３１】
【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、カートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面、該隆起面上に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブ、スライドシャッタの先端部形状、および該スライドシャッタの現像器表面摺動面に形成された現像剤漏れ防止用の凸リブの延伸方向を、それぞれ、シール部材の周囲の辺またはその開口形状の辺に対し、カートリッジの回動の方向と垂直な方向において予定の角度傾けるようにしたので、前記隆起面、その上の凸リブ、先端部形状、およびその一面の凸リブは、それぞれ、前記シール部材の周囲の辺またはその開口形状の辺に対して点接触するので、前記カートリッジの回動によって両者が衝突しても、該シール部材の周囲の辺またはその開口形状の辺に印加される力は、線または面接触に比べて小さくなり、シール部材が該辺部において剥離されたり破損されたりする恐れを防止または軽減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される現像器と現像剤カートリッジの組付け関係を示す分解斜視図である。
【図２】  現像器の拡大斜視図である。
【図３】  現像器の長蓋の拡大斜視図である。
【図４】  現像剤カートリッジの拡大斜視図である。
【図５】  現像剤カートリッジの外周面に形成された供給口と取込口、および現像器側に形成された現像剤受け口と回収口の説明図である。
【図６】  スライドシャッタの斜視図である。
【図７】  現像器に現像剤カートリッジを挿入した時の断面図である。
【図８】  現像器に現像剤カートリッジを挿入し、回動して、正規の位置に組付けた時の断面図である。
【図９】  シール部材の端部とカートリッジの供給口の周囲に形成された隆起面との接触関係を示す説明図である。
【図１０】  凸リブのシール部材の食い込み量と、現像剤漏れおよびシール破損の実験例を示す図である。
【符号の説明】
１…現像器、２１…ホルダ、２５…受け板、２６…現像剤受け口、２９…スライドシャッタ、２９ａ…凸リブ、３０…係止片、３１…現像剤カートリッジ、３６…供給口、３６ａ…凸リブ、３７…取込口、３７ａ…凸リブ、５０…回収口、５１…シール部材、５２、５３…隆起面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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