JP2009103937A - 現像剤収容器、現像ユニット、画像形成装置、及び現像剤収容器の取付け方法 - Google Patents

現像剤収容器、現像ユニット、画像形成装置、及び現像剤収容器の取付け方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 上方に開口した現像剤受入口から現像剤を受け入れる現像装置に対して供給する現像剤を収容し、現像装置の上方の容器配置スペースの側方から、容器本体をスライドさせることなく現像装置に簡易な構成で取り付けることができる現像剤収容器、並びにこれを備えた現像ユニットを提供する。
【解決手段】 初期剤ボトル150は、トナー補給口95を備える現像装置4に対して供給する初期現像剤を収容する初期剤収容部151と、初期剤収容部151内の初期現像剤を外部に排出する初期剤排出口159が設けられて初期剤排出口159がトナー補給口95に対向するようにボトル本体を現像装置4に対して取り付ける取付け部材152とを有し、取付け部材152が先端凸部96aに直線状に接触してボトル本体を回転させる支軸となる回転支軸Oを形成するゴム部材155と、少なくともセットが完了した状態で現像装置4と係合する奥側壁部152cとを有する。
【選択図】 図19

Description

本発明は、上方に開口した現像剤受入口から現像剤を受け入れる現像装置や現像剤供給装置などの現像剤供給対象装置に供給する供給現像剤を収容する現像剤収容器に関するものである。また、本発明はこの現像剤収容器と現像剤供給対象装置である現像装置とを備える現像ユニット、及びこの現像ユニットを有する画像形成装置に関するものである。さらに、本発明は、上方に開口した現像剤受入口から現像剤を受け入れる現像装置や現像剤供給装置などの現像剤供給対象装置に供給する供給現像剤を収容する現像剤収容器を現像剤供給対象装置に取り付ける、現像剤収容器の取付け方法に関するものである。
従来、画像形成装置で外部から現像剤が供給される現像剤供給対象装置、例えば現像装置や現像剤供給装置等、に対して取り外し可能な現像剤収容器から現像剤供給対象装置に現像剤を供給する画像形成装置が有る。
このような画像形成装置として、特許文献1には、現像剤が入っていない空の現像装置を画像形成装置本体に取り付けたあとに、現像剤収容器内の初期現像剤を空の現像装置に投入する画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、上方に開口した現像剤受入口を備える現像装置の上方に初期現像剤を収容する現像剤収容器を配置する。また、この現像剤収容器は、現像剤収容器を現像装置の上方に取り付けた状態で現像剤受入口と対向する下面に、ヒートシールによって密閉された現像剤排出口が設けられている。このような現像剤収容器であれば、現像装置の上方に配置して、ヒートシールをその下面から取り外すことによって、現像剤収容器内の初期現像剤が自重落下によって現像装置内に供給される。
また、特許文献2には、画像形成装置本体に二成分方式の現像装置を取り付けた状態で、現像剤収容器であるトナー収容器内のトナーを、画像形成によってトナーを消費した現像装置内に供給する画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、現像剤供給対象装置である現像剤供給装置を介して、トナー収容部内のトナーが現像装置に供給される。
特開2006−39077号公報 特開2005−070449号公報
特許文献1のように現像剤受入口が上方に開口している現像剤供給対象装置を画像形成装置に設置した後に現像剤収容器を現像剤供給対象装置に取り付ける場合、現像剤供給対象装置の上方から現像剤収容器を取り付けることが考えられる。しかしながら、画像形成装置のレイアウト上の問題で、現像剤収容器を現像剤供給対象装置の上方から取り付けることができない場合がある。具体的には、現像剤供給対象装置としての現像装置の上方に現像剤収容器を設置する容器配置スペースはあるものの、このスペースの上方に操作パネルが配置され、画像形成装置の現像装置の上方に現像剤収容器の着脱用の開口部を設けることができないレイアウトが有り得る。
このように現像剤供給対象装置の上方に開口部を設けることができない場合、容器配置スペースの側方に開口部を設け、現像剤供給対象装置に対して横方向にスライドさせて現像剤収容器を設置する構成が考えられる。しかし、現像剤排出口と現像剤受入口との連結部で現像剤が漏れることを防止するためには、現像増剤収容器を現像剤供給対象装置の上方に配置した状態で、現像剤排出口と現像剤受入口との間を密閉させる必要がある。このため、現像剤収容器をスライドさせて現像剤供給対象装置に設置する場合、現像剤収容器の現像剤排出口を形成する部分と現像剤供給対象装置の現像剤受入口を形成する部分とを摺擦させながらスライドさせることなる。
このスライドで現像剤の漏れを生じさせるおそれがある。現像剤排出口の周辺と現像剤受入口の周辺との少なくとも一方には、現像剤排出口と現像剤受入口とを対向させたときに密閉性を保つためのシール部材が設けられている。上記スライドで、このシール部材が摺擦によって劣化し、現像剤を投入するときの密閉性を保つことができなくなるからである。これを避けるために摺擦による劣化が起こらないような材料からなるシール部材を用いると、シール部材の材料を選択する自由度の幅が狭まり、高コスト化につながるおそれがある。
また、容器配置スペースの側方から現像剤収容器を現像剤供給対象装置に取り付ける方法としては、特許文献2に記載されている補給用のトナー収容器を現像剤供給対象装置であるトナー搬送装置に取り付ける構造を用いることが考えられる。このトナー搬送装置は、トナー収容器をトナー搬送装置のトナー搬送路に接続できる位置に保持する保持部材を備えている。トナー収容器はトナー排出口が設けられた挿入部を備え、保持部材はトナー収容器の挿入部が挿入される挿入口を備えており、トナー収容器の挿入部を保持部材の挿入口に挿入することで保持部材にトナー収容器を保持させる。また、トナー挿入口にはトナー収容器の挿入部を挿入した状態でトナー排出口と対向するトナー受入口を備えている。トナー収容器をトナー搬送路に接続している状態では保持部材の挿入口は真上を向いているが、挿入口が真上を向く状態から挿入口が斜め上方を向く状態となるように、保持部材はトナー搬送装置本体に対して回転可能となっている。そして、トナー収容器を保持部材に対して着脱するときには、保持部材の挿入口が斜め上方を向く状態として、保持部材に対して斜め上方からトナー収容器を装着する。このようなトナー搬送装置であれば、トナー収容器をトナー搬送路に接続する状態のトナー収容器の配置スペースがケーシングで覆われて、この配置スペースの真上のケーシングにトナー収容器を着脱するための開口部を設けることができない構成であっても、保持部材の挿入口を斜め上方に向けることでトナー収容器の着脱を行うことができる。そして、トナー収容器の挿入部を保持部材の挿入口に挿入した状態で、挿入口が真上を向くように保持部材を回転させることで、トナー受入口の上方の配置スペースにトナー収容器を配置することができる。
しかし、このように現像剤供給対象装置本体に対して回転可能で、且つ、現像剤収容器を保持する保持部材は構造が複雑となり高コスト化につながる。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その一つ目の目的は、上方に開口した現像剤受入口から現像剤を受け入れる現像剤供給対象装置に対して供給する現像剤を収容し、現像剤供給対象装置の上方の容器配置スペースの側方から、容器本体をスライドさせることなく現像剤供給対象装置に簡易な構成で取り付けることができる現像剤収容器、並びにこれを備えた現像ユニット及び画像形成装置を提供することである。
また、本発明の二つ目の目的は、上方に開口した現像剤受入口から現像剤を受け入れる現像剤供給対象装置に対して供給する現像剤を収容する現像剤収容器を、現像剤供給対象装置の上方の容器配置スペースの側方から、容器本体をスライドさせることなく現像剤供給対象装置に簡易な構成で取り付けることができる現像剤収容器の取付け方法を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、上方に開口した現像剤受入口を備える現像剤供給対象装置に供給する現像剤を収容する供給現像剤収容部と、該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤受入口に対向するように容器本体を該現像剤供給対象装置に対して取り付ける取付け部材とを有する現像剤収容器において、該取付け部材の該現像剤排出口から外れた箇所に、該現像剤供給対象装置に直線状に接触し、この接触箇所を支軸として該容器本体を回転させるための接触支軸部を有するとともに、該接触支軸部とは異なる箇所に少なくとも該容器本体の回転が完了した状態で該現像剤供給対象装置と係合する係合部を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像剤収容器において、上記係合部は、上記容器本体を上記現像剤供給対象装置に取り付ける方向に回転させることによって該係合部内の初期接触位置で該現像剤供給対象装置に初めて接触し、さらに回転させていくに従って、該現像剤供給対象装置に接触する該係合部内の接触位置が変わり、各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離が、該係合部内の初期接触位置が該現像剤供給対象装置と接触してから回転が進むほど減少し、その後増大するように該係合部を形成し、該接触支軸部から該係合部までの少なくとも一部を弾性変形可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像剤収容器において、上記弾性変形可能にするため、上記取付け部材の上記接触支軸部を弾性体で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の現像剤収容器において、上記容器本体の回転が完了した状態で、上記接触支軸部から上記係合部までの少なくとも一部が弾性変形したままの状態となるように該係合部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2、3または4の現像剤収容器において、上記容器本体を上記現像剤供給対象装置に取り付けるために回転させたときに上記係合部を上記接触支軸部から離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により該現像剤供給対象装置側から受ける傾斜面となるテーパー形状を該係合部内の初期接触位置に備えることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像剤収容器において、上記テーパー部は、上記係合部内の各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離が最小となる該係合部内の接触位置から該係合部内の初期接触位置までを含む該係合部の表面に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5または6の現像剤収容器において、上記取付け部材は、上記現像剤排出口を挟んで上記接触支軸部の反対側で、該現像剤排出口から外れた箇所に上記係合部を備えることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の現像剤収容器において、上記取付け部材は上記現像剤排出口に対して上記接触支軸部の側に該現像剤排出口の開口方向に向けて突出した支軸側壁部と、該現像剤排出口に対して該接触支軸部の反対側に該現像剤排出口の開口方向に向けて突出した非支軸側壁部とを備え、該支軸側壁部は該現像剤排出口側に該接触支軸部を有し、該非支軸側壁部は該現像剤排出口側で上記現像剤供給対象装置に接触する上記係合部であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像剤収容器において、上記現像剤排出口を塞ぐように接着され、上記容器本体に対して引き抜くことで該現像剤排出口を開放するシート部材を備え、該シート部材をひき抜くことによる接着された位置でのシート部材の移動方向が、該現像剤供給対象装置に取り付けるために該容器本体を回転させたときの該接着された位置の回転方向に対して90[°]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像剤収容器において、上記供給現像剤収容部が収容する現像剤は、現像剤が収容されていない現像装置に供給する初期現像剤であることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1、2,3,4,5,6,7,8または9の現像剤収容器において、上記供給現像剤収容部が収容する現像剤は、収容する現像剤の量が減少した現像装置に供給する補給用現像剤であることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像剤収容器において、上記現像剤供給対象装置は現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像剤収容器において、上記現像剤供給対象装置は上記現像剤収容器内の現像剤を現像装置に供給する現像剤供給装置であることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、上方に開口した現像剤受入口から現像剤収容部に現像剤を受け入れる現像装置と、該現像装置に対して供給する供給現像剤を収容する現像剤収容器とを有し、該現像剤収容器が、該供給現像剤を収容する供給現像剤収容部と、該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤受入口に対向するように該現像剤収容器を該現像装置に対して取り付ける取付け部材とを備える現像ユニットにおいて、該現像剤収容器として、請求項12の現像剤収容器を備えることを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項14の現像ユニットにおいて、上記現像装置は、上記現像剤収容器を該現像装置に取り付ける方向に回転させることによって該現像装置内の初期接触位置で上記取付け部材の上記係合部に初めて接触し、該現像剤収容器本体をさらに回転させていくに従って、該係合部に接触する該現像装置内の係合部接触位置が変わり、各係合部接触位置と接触する該係合部内の各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離と現像装置と接触している状態での距離との差が、該係合部内の初期接触位置が該現装置内の初期接触位置と接触してから回転が進むほど増加し、その後減少するように該係合部と該現像装置内の該係合部に接触する部分とを形成し、該現像剤収容器の該接触支軸部から該係合部までの少なくとも一部を弾性変形可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項15の現像ユニットにおいて、上記現像剤収容器を上記現像装置に取り付けるために回転させたときに上記係合部を上記接触支軸部から離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により該係合部に作用させる傾斜面となるテーパー形状を該現像装置内の初期接触位置に備えることを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項16の現像ユニットにおいて、上記現像装置内の上記テーパー形状は、上記現像装置の上記係合部が接触する部分で、該現像装置の上記接触支軸部が接触する箇所までの距離が最大となる位置から該現像装置内の初期接触位置までの該現像装置の表面に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項14、15、16または17の現像ユニットにおいて、上記現像剤収容器と上記現像装置との何れか一方に、該現像剤収容器を該現像装置に取付けることによって他方の引っ掛け部に引っかかる凸部を備えることを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、請求項18の現像ユニットにおいて、上記凸部の凸方向が上記接触支軸部の軸方向と平行であり、該凸部の凸方向の大きさが上記現像剤収容器を上記現像装置に取り付けた状態での該現像剤収容器と該現像装置との該軸方向のガタの大きさよりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項20の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項14、15、16、17、18または19に記載の現像ユニットを用いることを特徴とするものである。
また、請求項21の発明は、現像剤供給対象装置に供給する供給現像剤を収容する供給現像剤収容部と、該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤供給対象装置の上方に開口した該現像剤受入口に対向するように該現像剤収容器を該現像剤供給対象装置に対して取り付ける取付け部材とを備える現像剤収容器を、該現像剤供給対象装置に取り付ける現像剤収容器の取付け方法において、該取付け部材の該現像剤排出口から外れた箇所に、該現像剤供給対象装置に直線状に接触する接触支軸部を支軸として該現像剤収容器を回転させ、少なくとも該現像剤収容器の回転が完了した状態では、該現像剤収容器が該接触支軸部とは異なる箇所に有する係合部が該現像剤供給対象装置に係合することを特徴とするものである。
上記請求項1乃至21の発明においては、現像剤供給対象装置と直線状に接触する接触支軸部を回転支軸として容器本体を回転させて係合部を現像剤供給対象装置に係合させるため、現像剤収容器を保持して現像剤供給対象装置本体に対して回転する複雑な構造の保持部材を備えなくても、現像剤収容器を現像剤供給対象装置に対して回転させて取り付けることができる。また、容器本体を回転させて現像剤供給対象装置の上方の容器配置スペースに取り付けるため、容器本体をスライドさせることなく容器配置スペースの側方から容器本体を現像剤供給対象装置に取り付けることができる。
請求項1乃至21の発明によれば、接触支軸部を回転支軸として容器本体を回転させることによって、簡易な構成で、現像剤収容器を現像剤供給対象装置の上方の容器配置スペースの側方から、容器本体をスライドさせることなく現像剤供給対象装置に取り付けることができるという優れた効果がある。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機(以下、単に「複写機100」という)の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る複写機100の概略構成図である。複写機100はプリンタ部250、これを載せる給紙装置200、プリンタ部250の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
プリンタ部250は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kからなる画像形成ユニット20を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kの他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25などが配設されている。
光書込ユニット21は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kは、ドラム状の感光体1、帯電器、現像装置4、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ18について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体1Yの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体1Y表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置4Yによって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ18M,C,Kについても同様である。
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1と一次転写バイアスローラ62との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置22について説明する。
中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ23は、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
複写機100本体の下部に設けられた給紙装置200には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット44が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路46に向けて送り出される。
給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46は、複数の搬送ローラ対47と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対49とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対49に向けて搬送する。レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対49のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対49は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の4色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に送られる。
定着装置25は、定着ベルト26を2本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。これら定着ベルト26と加圧ローラ27とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける2本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト26を加圧する。加圧された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
定着装置25内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部57上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機100本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ300による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第1走行体33と第2走行体34とがともに走行を開始し、第1走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第2走行体34内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ35を通過した後、読取センサ36に入射される。読取センサ36は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ18Y,M,C,K内の各機器や、中間転写ユニット17、二次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット21が駆動制御されて、各感光体1Y,M,C,K上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ42の1つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク43内に多段に収容される給紙カセット44の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で1枚ずつ分離されて反転給紙路46に進入した後、搬送ローラ対47によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ50が選択回転せしめられて手差しトレイ51上の転写紙を送り出した後、分離ローラ52が転写紙を1枚ずつ分離してプリンタ部250の手差し給紙路53に給紙する。
複写機100は、2色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体1Y,M,C,Kを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト110を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体1Y,M,Cから離間させる。そして、4つの感光体1Y,M,C,Kのうち、K用の感光体1Kだけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体1だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
複写機100は、複写機100内の下記機器の制御を司るCPU等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、3つのモードの中から1つを選択することができる。この3つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
図2は、4つプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kのうちの1つが備える現像装置4及び感光体1を示す拡大構成図である。4つのプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「4」に付すY,M,C,Kという添字を省略している。
図2に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
現像装置4は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ5を有している。また、現像ローラ5に現像剤を供給しながら図2の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8を有している。供給スクリュ8は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。
現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路としての回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
現像装置4は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して、攪拌搬送路10を設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。
なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
また、現像装置4では、現像剤を収容する現像剤収容部を供給搬送路9、回収搬送路7及び攪拌搬送路10によって構成する。
現像後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図2中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁133の開口部で、攪拌搬送路10へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁133の開口部の付近で攪拌搬送路10の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路10にキャリアを含んだプレミックストナーが補給される。
次に、3つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図3は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置4の模式図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路10から現像剤の供給を受けた供給搬送路9では、現像ローラ5に現像剤を供給しながら、供給スクリュ8の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ5に供給され現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁133の余剰開口部92より攪拌搬送路10に供給される(図3中矢印E)。
現像ローラ5から回収搬送路7に送られ、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁134の回収開口部93より攪拌搬送路10に供給される(図3中矢印F)。
そして、攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側であり、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁133の供給開口部91より供給搬送路9に供給される(図3中矢印D)。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及びトナー補給口95から必要に応じて補給されるプレミックストナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により詳細は後述するトナー搬送装置を作動し、トナーボトルからトナー補給を行う。
図3に示す現像装置4では、供給搬送路9と回収搬送路7とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路9に混入することがない。よって、供給搬送路9の搬送方向下流側ほど現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路7と攪拌搬送路10とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路9に供給されるため、供給搬送路9に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路9内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
次に、現像装置4の供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7からなる現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図4は、現像装置4の外観斜視図である。
図4に示すように、トナーを補給するトナー補給口95を攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口95は現像ローラ5の幅方向端部よりも外側に設けてある。
また、トナー補給口95としては、攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路7の下流端部の上方に設けても良い。
さらに、回収搬送路7から攪拌搬送路10へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部93の真上にトナー補給口95を設けるようにしても良い。受渡し部である回収開口部93では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことにより、より効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
次に、現像装置4のトナー補給口95から現像装置4内にプレミックストナーを補給する現像剤供給装置としてのトナー搬送装置500について説明する。
図5は、複写機100が有するトナー搬送装置500の斜視説明図であり、図6はトナー搬送装置500の概略を示す概略説明図である。また、図7は、トナー収容器であるトナーボトル120の外観斜視図であり、図8は、トナー搬送装置500が備えるトナーポンプ60とサブホッパ68との駆動伝達部の説明図、図9は、サブホッパ68を斜め上方から見た透視図である。
トナーボトル120は、トナーとキャリアとからなり、トナーの割合が現像装置4内の現像剤よりも多い現像剤であるプレミックストナーを収納するトナー収容器である。なお、図5中の符号Tfはプレミックストナーの流れを示している。
タンデム方式の画像形成装置である複写機100は、図5のように各色のプレミックストナーを収納するトナー収容器であるトナーボトル120が並んで配置される構成をとる。各色のトナーボトル120はそれぞれ現像剤の搬送路部材であるトナー補給チューブ65を介して粉体ポンプであるトナーポンプ60、サブホッパ68等と接続し、現像装置4のトナー補給口95側の端部はサブホッパ68の下方に接続している。
ポンプ装置であるトナーポンプ60としては、筒状の内壁面に螺旋状溝を有する弾性部材のステータ69とステータ69内部で回転することにより軸方向にプレミックストナーを移動させるロータ61を備えたスクリューポンプであるモーノポンプを用いている。トナーポンプ60としては、特開2000−98721に記載のものを用いることができる。
トナーボトル120は図6及び図7に示すように、トナー収容部であるトナー収容体121と、唯一の排出口であるトナー排出口122に取り付けられる口金部材130とで構成されている。このトナーボトル120の具体的な構成については後に詳述する。
トナーボトル120は複写機100本体にセットされた状態で、トナーボトル120内に、口金部材130に連結される装置本体側の連結部材としてのノズル80の先端が挿入された状態となる。これにより、トナー排出口122とノズル80のトナー受入口が連通する。ノズル80にはチューブ接続用ジョイント形状部を有し、トナー補給チューブ65はトナーポンプ60に連通しており、さらに、トナーポンプ60は、サブホッパ68を介して現像装置4と連通している。このように、トナーボトル120は複写機100本体にセットされることで、現像装置4と連通する。
ポンプ装置であるトナーポンプ60は、吸引型の一軸偏心スクリューポンプといわれているものであって、ロータ61とステータ69の2つの主要部品を備えている。ロータ61は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、駆動モータ66に対して駆動伝達部とユニバーサルジョイント64とを介して連結されている。ステータ69はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ69の螺旋のピッチはロータ61の螺旋のピッチの2倍の長さに形成されている。このような2つの部品を嵌合し、ロータ61を回転することでロータ61とステータ69の間にできるスペースに入ったプレミックストナーを移送することができる。
すなわち、トナーポンプ60では、ロータ61及びステータ69の2つの部材のうちの一方であるロータ61を回転させることによって、他方であるステータ69に対し摺動を伴う運動をさせてトナー吸引口63に負圧を発生させる。トナー吸引口63に負圧を発生させることで搬送路部材であるトナー補給チューブ65の内部に気流を発生させる。
このように構成されたトナーポンプ60は、ロータ61が回転駆動されると、トナーボトル120内のプレミックストナーがトナー吸引口63からトナーポンプ60に入る。そして、図6中の左から右に吸引搬送されてトナー吐出口67からサブホッパ68を介して下方に配置された現像装置4のトナー補給口95から現像装置4内に供給される。
なお、図6の説明図では、駆動モータ66からユニバーサルジョイント64への駆動の伝達を模式的に示している。ここで、図8を用いて駆動モータ66からユニバーサルジョイント64へ駆動を伝達する駆動伝達部について説明する。
図5に示した駆動モータ66が回転することにより駆動シャフト66bが回転し、駆動シャフト66bに固定された第一シャフトギヤ66a及び第二シャフトギヤ66cが回転する。第一シャフトギヤ66aが回転することによりポンプ駆動クラッチ60aへ駆動が伝達される。そして、不図示の本体制御基板である制御部における所定の制御により、ポンプ駆動クラッチ60aがONになると、ポンプアイドラギヤ64bを介して、シャフト駆動ギヤ64aに駆動が伝達され、ロータ61が回転駆動する。
一方、第二シャフトギヤ66cが回転することによりサブホッパ駆動クラッチ68aへ駆動が伝達される。そして、不図示の制御部における所定の制御により、サブホッパ駆動クラッチ68aがONになると、アイドラギヤ列68bを介してサブホッパ68に駆動が伝達され、後述するサブホッパ68の各スクリュが回転駆動する。
次に、図9を用いてサブホッパ68について説明する。
サブホッパ68は、上部ケーシング608と下部ケーシング609とによって形成され、上部ケーシング608によって形成される空間と下部ケーシング609によって形成される空間とは上下仕切り板604によって仕切られている。
上部ケーシング608の内部には、第一上スクリュ601と第二上スクリュ602とを備え、第一上スクリュ601と第二上スクリュ602との間には二つのスクリュの軸方向両端部が開口部となっている上部仕切り壁603を備える。
また、下部ケーシング609の内部には、下スクリュ606を備え、上下仕切り板604にはサブホッパ68の上部の空間と下部の空間とを連通する上下連通開口部605が設けられている。
図9中の矢印はサブホッパ内でのトナーの流れを示しており、図9中の矢印αはトナーポンプ60からのトナー供給位置を示しており、図9中の矢印βは現像装置4へのトナーの受渡しを示している。
アイドラギヤ列68bを介してサブホッパ68に駆動が入力されると、第一上スクリュ601、第二上スクリュ602及び下スクリュ606とが回転駆動する。回転駆動すると、第一上スクリュ601と第二上スクリュ602とはそれぞれ異なる方向にトナーを移送し、上部ケーシング608内でトナーを攪拌しながら循環させる。
サブホッパケース下部はジョイント開口部611において現像装置4の前端部のスクリュ部ケースに設けられた開口部であるトナー補給口95に接合してある。そして、サブホッパ内のスクリュの回転によって、ジョイント開口部611を通じてサブホッパ68から現像装置4へのトナー供給が行われる。
第一上スクリュ601および第二上スクリュ602において撹拌されるトナーの一部は、上下連通開口部605を通じて下部ケーシング609の一端に供給される。下部ケーシング609内に供給されたトナーは、下スクリュ606の回転により他端のジョイント開口部611へと移送され、現像装置4へとトナー供給される。
ここで、サブホッパ68の上部ケーシング608の第一上スクリュ601の近傍には振動式のトナーセンサ610が設置されている。そして、上部ケーシング608の内部のトナーに接触するトナーセンサ検知面において、サブホッパ68内における所定トナー量の有無を検出する。
図7は、トナーボトル120を示す外観斜視図である。
図7において、トナーボトル120のプレミックストナーTpを収容するトナー収容体121は軟包材と呼ばれるシート状の樹脂を溶着して袋状に形成したものである。トナー収容体121を構成するシート状の樹脂は、材質の異なる複数の樹脂のフィルムを積層して1枚のフィルムとしたものを使用している。具体的には袋状に形成したときに内側になる層から、溶着しやすい材料からなる溶着層、気密性に優れた材料からなる気密層、及び剛性に優れた剛性層の3層で構成する。
溶着層としては比較的低温で溶解する材質であるポリエチレン等が用いられ、気密層や剛性層には内容物の種類(固体、液体、粉体等)や目的(食品、医薬品等)等に合わせて、PET、ナイロン、アルミ、紙等が用いられる。
なお、複写機100で用いるトナーボトル120では、トナー収容体121の内側から外側に向かってポリエチレン、ナイロン、PETの3つの材質の複合材で構成されている。
ここで、トナー収容体121の各層についてより詳しく説明する。
トナー収容体121を袋状に形成したときに内側になる溶着層として比較的低温で溶解する材質を用いることにより、熱を加えたときに全体がむらなく溶けて、隙間なくシート状部材を貼り合わせることができる。
また、プレミックストナーTpを保管中に外気に触れるとプレミックストナーTpが劣化することがある。特に湿気が高い環境ではプレミックストナーTpが凝集してトナー補給不良の原因となることがある。これを防止するため、袋部材を構成するシート状部材に気密層を設けることでトナーボトル120の気密性を高めている。
さらに、トナーボトル120はユーザーが直接触れるため、持ちやすさを考慮する必要がある。袋部材を構成するシート状部材に、比較的剛性の高い材質を用いるとこの材質の厚みを変えることでトナーボトル120の剛性を調整できるため、トナーボトル120に望ましい剛性を持たせることができる。
なお、この3つの層以外の層をさらに備えても良い。
トナー収容体121は、溶着層どうしが向かい合うようにシート状部材を折りたたんで溶着する、という工程を繰り返して袋を形成する。溶着しないトナー収容体121の例としては、シート状部材を接着剤で貼り合わせたものがある。(例:紙袋状の袋部材)この場合は、容器を折って稜線を形成しているので、稜線の強度は他の部分と同じである。
それに対して、トナー収容体121では、その稜線には溶着代123があり、溶着代123では2枚のシートが溶着されて、シートの厚みが他の部分の倍の厚みになっている。このため、容器の稜線が「柱」のような役割りを果たすため、容器全体の剛性が高くなる。これによって、輸送時の振動や落下時の衝撃で容器が座屈したり、プレミックストナーTp補給中にトナー排出口122の付近で面部分が変形してトナーボトル120が閉塞したり、ということを防止することができる。
上述のようにトナー収容体121はシートで形成されているため、内容物の形や量の多少等に応じて変形可能であり、例えば使い終わったトナーボトル120は小さく丸めて回収することができる。
変形可能なトナー収容体121をトナー搬送装置500と固定するのは難しいため、硬質樹脂等で構成された口金部材130にトナー収容体121を取り付けておき、口金部材130とトナー搬送装置500が勘合するように形成すると確実にトナーボトル120をトナー搬送装置500にセットできる。
口金部材130はトナー収容体121に比べて小さいもので剛性のある成形樹脂で構成されている。トナー収容体121の内側層と口金部材130の材質をポリエチレンで形成すると、溶着によって隙間なく取り付けることができる。詳しくは、口金部材130の一部をトナー収容体121の中に差し込んで加熱した溶着コテで荷重を加えると、口金部材130とトナー収容体121とを溶着できる。
このような柔軟なトナー収容体121と口金部材130からなるトナーボトル120では、口金部材130の本体側との係合部である口金係合部136は、各色のトナーボトル120間で異なる形状をしている。これにより、誤った色のトナーボトル120をセットするのを防止することができる。さらに、情報記録部材であるRFタグ124を口金部材130の側面に設けている。ここで、RFタグ124とは、電波(電磁波)を用いて、内蔵したメモリのデータを非接触で読み書きする情報媒体である。このRFタグ124には、例えば、そのトナーボトル120と容器内に収納されているプレミックストナーに適合する画像形成装置の機種、トナーの色、製造日、トナー残量等の情報が記録されている。
次に、現像装置4内の現像剤の入れ替えについて説明する。
上述したように、現像剤供給装置であるトナー搬送装置500は、トナー収容器であるトナーボトル120内のトナーとキャリアとを含むプレミックストナーをトナー補給口95から現像装置4に補給する。
現像装置4には、供給搬送路9内の現像剤が所定の嵩を越えた場合にその一部を現像装置4の外部に排出する現像剤排出手段である現像剤排出口94と、現像剤排出口94から排出された現像剤を現像装置4の外部に搬送する排出搬送路2とを有する。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように仕切り壁135に設けられた開口である。
現像装置4では、供給搬送路9の現像剤の搬送量、現像ローラ5への現像剤の供給量、及び、余剰開口部92を通る供給搬送路9から攪拌搬送路10への現像剤の移動量のバランスにより、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍で現像剤が滞留する。現像装置4内の現像剤量が一定の間は、時間当りに供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量と、時間当りに余剰開口部92を通って攪拌搬送路10へと移動する現像剤量とが一致し、滞留する現像剤の嵩は一定となる。一方、現像装置4内の現像剤量が増加すると、時間当りに余剰開口部92を通って攪拌搬送路10へと移動する現像剤量よりも時間当りに供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に到達する現像剤量の方が多くなる。これにより、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩が増加する。
また、現像剤排出口94は、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の現像剤が滞留する位置に配置されており、滞留する現像剤の嵩が増したときに、現像剤排出口94の高さに到達した現像剤を排出搬送路2へ排出する。
このような現像装置4では、トナー搬送装置500からのプレミックストナーの供給がない状態では、現像装置4内の現像剤量がほとんど変化せず、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩も変動はほとんどない。一方、トナー搬送装置500によってプレミックストナーが現像装置4内に補給されると、現像装置4内の現像剤量が増加し、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍で滞留する現像剤の嵩が増加する。そして、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の現像剤の嵩が、現像剤排出口94の高さまで上昇すると、現像剤排出口94の高さに到達した現像剤が排出搬送路2へと排出され、排出搬送路2を通って現像装置4の外部に排出される。
現像剤排出口94から排出搬送路2を通って現像装置4の外部に排出される現像剤にはトナーとキャリアとが含まれており、プレミックストナーには未使用のトナーとキャリアとが含まれている。このため、トナー搬送装置500のプレミックストナーの補給と現像剤排出口94からの現像剤の排出とによって、現像装置4内の現像剤の入れ替えを行うことができる。
トナーとキャリアとからなる現像剤を使用する二成分現像装置を備えた従来の画像形成装置としては、現像によって使用されたトナーを補充するために、トナー搬送装置によってトナーのみを現像装置に補給するものがある。このような画像形成装置では、使用していくにつれて現像装置内の現像剤が劣化して、画像劣化やトナー飛散などが発生する。このため、トナーのみを現像剤に補給するものであると、定期的にサービスマンが現像剤を交換するメンテナンス作業を行っていた。
一方、本実施形態の複写機100のように、現像装置4にトナーとキャリアとからなるプレミックストナーを補給することにより、作像中に現像装置4内の現像剤を入れ替え、現像剤の寿命を延長することができる。これにより、メンテナンス間隔を広げてダウンタイムを低減することができる。
次に、トナーボトル120の複写機100本体へのセット方法について説明する。
図10は、K用のトナーボトル120Kを交換するときの複写機100本体の外観を模式的に示す斜視図である。また、図11は、K用のトナーボトル120Kを交換するときの複写機100内に設置されている補給ユニット600の斜視図である。なお、図11に示すように、補給ユニット600は容器支持ホルダ75、トナーポンプ60、サブホッパ68、及びトナーボトル120等からなる4つのトナー搬送装置500を一体的に支持するユニットである。
図10に示すように、トナーボトル120を収容する容器支持ホルダ75の上方の外装上面部160には、操作表示部である操作パネル140が配置されている。このため、トナーボトル120の設置位置の上方の外装上面部160にはトナーボトル120を着脱する開口部を設けることができず、図10のようにトナーボトル120はその設置位置の側方から複写機100にセットされる。
図示のように、複写機100の筐体前面には、回転軸75aを中心に回動して開閉可能な4つの容器収納装置としての容器支持ホルダ75Y,75M,75C,75Kが設けられている。これらは、それぞれに対応する色用のトナー搬送装置の一部を構成しており、対応する色のトナーボトル120を内部に収納して支持する。作業者は、例えばK用のトナーボトル120Kを容器支持ホルダ75Kにセットする場合、図示しないロックを外して、容器支持ホルダ75Kを図示のように手前側に回動するように開ける。そして、作業者は、口金部材130が鉛直方向下側となるようにトナー収容体121を手で把持し、そのトナーボトル120Kを容器支持ホルダ75Kの内部に落し込むよう(図中矢印Q)に挿入する。そして、トナーボトル120Kを挿入した容器支持ホルダ75Kを押して起こす(図中矢印B)ことにより、トナーボトル120Kをその設置位置の側方から複写機100にセットすることができる。
容器支持ホルダ75は、補給ユニット600本体に固定された固定部76を有している。容器支持ホルダ75の下部には容器支持部材としての容器ガイド部材70が設けられている。板金からなる容器ガイド部材70の下部には、回転軸75aが固定されている。この回転軸75aは、固定部76に回転自在に取り付けられている。これにより、容器支持ホルダ75は、この回転軸75aを中心に回動することができる。また、容器ガイド部材70の上部両側面には、それぞれ突起75bが設けられていて、これらの突起75bは、一端が補給ユニット600置本体に回転自在に取り付けられた2つのスライド部材72にそれぞれ係合している。容器支持ホルダ75が開く範囲は、上記突起75bによってスライド部材72が係止されることによって規制されている。このように、トナーボトル120を着脱するための着脱位置とトナーボトル120を装置内部に収容する収容位置との間で、容器支持ホルダ75を移動させる容器支持部材移動手段としてのホルダ駆動機構が構成されている。
また、容器支持ホルダ75には、トナーボトル120の補給ユニット600本体側を支持する背面支持部75dが設けられている。この背面支持部75dは、その下端部が容器支持ホルダ75の本体に回動自在に支持されている。背面支持部75dは、容器支持ホルダ75が開いた状態のときには、図11に示すように自重により容器ガイド部材70とともに手前に前傾した姿勢をとるが、補給ユニット600本体側に逃げることもできる。容器支持ホルダ75を押し起こして、容器支持ホルダ75が閉じると、背面支持部75dは、トナーボトル120と補給ユニット600本体との間で挟持された状態で保持される。
次に、複写機100が備える現像装置4への初期現像剤の投入について説明する。新品の複写機100をユーザー先に設置したときや、現像装置4内の現像剤が寿命に到達したときには、現像装置4内に初期現像剤を投入する。初期現像剤は現像装置4で画像形成に用いるのに適したトナー濃度に調節された現像剤であり、本実施形態の複写機100では、トナーが7[w%]、キャリアが93[w%]となるように調節された現像剤である。なお、現像装置4内の現像剤が寿命に到達したときには、現像装置4内の現像剤を全て排出して空にした後に初期現像剤を投入する。
また、トナーボトル120の複写機100本体へのセットは、ユーザーにも行うことができるが、現像装置4への初期現像剤の投入はサービスマンが行う。
複写機100が備える補給ユニット600は複写機100本体から着脱可能となっており、初期現像剤を投入するときには、補給ユニット600を複写機100から取り外して、後述する初期剤ボトルを現像装置4に取り付ける。これは、本実施形態の複写機100では補給ユニット600が備えるトナー搬送装置500を用いては初期現像剤を現像装置4に供給することができないためである。
これは、以下の理由による。
すなわち、補給ユニット600が備えるトナー搬送装置500はトナーポンプ60の吸引力によってトナーボトル120内のプレミックストナーを現像装置4まで搬送している。しかし、トナーポンプ60は初期現像剤のようにキャリアの割合が多い現像剤を搬送することができない。複写機100で用いるトナーポンプ60はキャリアの割合が80[w%]を超える現像剤は搬送することができず、トナー搬送装置500ではキャリアの割合が93[w%]の初期現像剤を搬送することができない。
よって、本実施形態では、補給ユニット600を複写機100本体から取り外した状態で、現像装置4への初期現像剤の投入を行う。
図12は、補給ユニット600を取り外した状態の複写機100の前面近傍の斜視説明図である。また、図13は図12に示す補給ユニット600を取り外した状態の複写機100の前面近傍の側面図である。また、図14は、図12に示すように補給ユニット600を取り外すことで視認することができる現像装置4のトナー補給口95側の端部である現像装置4の補給側端部の斜視拡大図である。
図5では記載を省略したが、図12に示すように、複写機100に現像装置4を装着した状態での現像装置4の現像ローラ5側の配置スペースとトナー補給口95側の配置スペースとの間に内部筺体壁部620がある。そして、複写機100から補給ユニット600を取り外すと、内部筺体壁部620の装置手前側が視認できる状態となる。また、内部筺体壁部620には4つの筺体壁面開口部611(Y,M,C,K)が設けられている。そして、現像装置4を複写機100に配置した状態では、現像装置4の補給側端部が筺体壁面開口部611を通って内部筺体壁部620よりも装置手前側の位置となる。このため、補給ユニット600を取り外すと、図12に示すように、現像剤供給対象装置である現像装置4の上方に開口した現像剤受入口であるトナー補給口95が視認できる状態となる。
図15は、現像装置4に供給する初期現像剤を収容する現像剤収容器である初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けた状態を図13と同じ方向から見た側面図である。
図16は、図15に示した初期剤ボトル150を取り付けた状態の現像装置4の補給側端部の斜視図である。
図17は、図14に示した現像装置4の補給側端部に初期剤ボトル150を取り付けた状態であり、初期剤ボトル150の取付け部材152の斜視拡大図である。
図18は、現像装置4の補給側端部に初期剤ボトル150を取り付けた状態の上面図であり、図19は図18中のN−N断面における現像装置4の補給側端部と初期剤ボトル150との側方断面図である。
図15〜図19に示すように、初期剤ボトル150は、現像装置4に対して供給する初期現像剤を収容する初期剤収容部151と初期剤ボトル150本体を現像装置4に対して取り付ける取付け部材152とを有する。また、取付け部材152は、図19に示すように初期剤収容部151内の初期現像剤を外部に排出する初期剤排出口159が設けられており、この初期剤排出口159がトナー補給口95と対向するように初期剤ボトル150を現像装置4に対して取り付けるものである。
また、図19に示すように、初期剤ボトル150は、取付け部材152の下部のケーシングでトナー補給口95を形成する補給口形成部96を覆うようにして、現像装置4に取り付けられる。
図19に示すように、初期剤ボトル150のセットが完了した現像装置4で、初期剤排出口159を塞ぐように接着されたヒートシール153をひき抜き、現像装置4を駆動させることによって、初期剤ボトル150内の初期現像剤が現像装置4の現像剤収容部内に供給される。
図13及び図15に示すように、複写機100は現像装置4の補給側端部の上方に初期剤ボトル150を設置するボトル配置スペースはあるものの、このスペースの上方の外装上面部160には操作パネル140が配置されている。このため、複写機100では現像装置4の補給側端部の上方の外装に初期剤ボトル150の着脱用の開口部を設けることができない。このため、複写機100では初期剤ボトル150を現像装置4に対して上方から取り付けることができない。
このように現像装置4の上方の外装に開口部を設けることができない場合は、初期剤ボトル150を設置する容器配置スペースの外装が開口している側方(図13中左側)から現像装置4に対して横方向(図13中右方向)にスライドさせて初期剤ボトル150を設置することが考えられる。しかし、初期剤ボトル150と補給口形成部96とを摺擦させながらスライドさせると、補給口形成部96の上面に初期剤排出口159と対向させたときに密閉性を保つためのシール部材97がスライドによる摺擦によって劣化し、初期現像剤を投入するときの密閉性を保つことができなくなるおそれがある。これを避けるために摺擦による劣化が起こらないような材料からなるシール部材97を用いると、シール部材97の材料を選択する自由度の幅が狭まり、高コスト化につながるおそれがある。
そこで、本実施形態の初期剤ボトル150は、現像装置4に対して、初期剤ボトル150をボトル配置スペースの横方向から回転させながら現像装置4の上方に配置する。このように横方向から配置するため、ボトル配置スペースの上方の外装に開口部がなくても、初期剤ボトル150を現像装置4の上方に配置することができる。さらに、回転させて取り付けることにより、スライドさせる必要が無く、初期剤ボトル150と現像装置4とを摺擦させないため、シール部材97が初期剤ボトル150との摺擦により劣化することを防止できる。
ここで、初期剤ボトル150と現像装置4とについて、より具体的に説明する。
図20は、図19と同じ断面における初期剤ボトル150の取付け部材152の拡大断面図であり、図21(a)は図19と同じ断面における現像装置4の拡大断面図である。
なお、図21(b)は図21中の領域γの拡大説明図である。また、図19以降の図面では、補給口形成部96の上面に固定されたシール部材97の記載を省略している。
図20に示すように、取付け部材152は、初期剤ボトル150を現像装置4にセットした後の状態で、初期剤排出口159に対して手前側となる位置に下方に向けて突出する手前側壁部152aを有する。さらに、初期剤排出口159に対して手前側壁部152aの反対側に下方に向けて突出する奥側壁部152cを備える。
また、手前側壁部152aの初期剤排出口159側の壁面である前側内壁面152fと、奥側壁部152cの初期剤排出口159側の壁面である後側内壁面152bとの間に空間を備える。セット後の状態では、この空間に補給口形成部96が入り、図19に示すように、取付け部材152によって補給口形成部96を覆うよう状態となる。
また、図20に示すように、取付け部材152は前側内壁面152fには弾性部材としてのゴム部材155を備えている。ゴム部材155としては、厚さが3[mm]で、25%圧縮加重が3.4[kg/cm]のものを使用した。弾性部材としてはゴム製のものに限らず、スポンジ等の他の弾性材料でもよい。また、後述する先端凸部96aとの接触部が本実施形態のゴム部材155の表面と同様の変位が可能であれば、弾性部材としてバネ部材を用いることもできる。
図20に示すように、初期剤ボトル150単体の状態では、ゴム部材155が弾性変形していおらず、自然長の状態である。この状態での、取付け部材152のゴム部材155の表面から後側内壁面152bまでの距離である取付け部材内距離L1は、42.5[mm]である。
一方、図14や図21(a)に示すように、現像装置4の補給側端部の先端側は、補給口形成部96の一部が突き出した形状であり、先端凸部96aを形成している。この先端凸部96aの先端は、図14に示すように、図14中矢印X方向に直線状となっている。また、図21(a)に示すように、補給口形成部96の上面部は後側(図21中右方向)ほど高くなるように傾斜した形状である。なお、補給口形成部96の後端である後端面96eの補給受上端部96tと先端凸部96aとの距離である補給口形成部上端距離L2は44.2[mm]であり、先端凸部96aの先端と後端面96eとの最短距離となる補給口形成部最短距離L3は、43.8[mm]である。
図22は、初期剤ボトル150を回転させる直前であるセット開始時の初期剤ボトル150と現像装置4との説明図である。初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けるときには、取付け部材152のゴム部材155の表面を、現像装置4の先端凸部96aに接触させる。そして、図22に示すように、ゴム部材155表面の先端凸部96aと接触している部分を回転支軸Oとして、初期剤ボトル150を図22中の矢印S方向に回転させる。この回転によって、初期剤排出口159が徐々に下方を向くようになり、初期剤ボトル150が現像装置4の上方に設置された図19に示すようにボトル配置スペースに移動した状態となり、初期剤排出口159がトナー補給口95と対向する。
本実施形態の初期剤ボトル150では、ゴム部材155表面の先端凸部96aとの接触部を回転支軸Oとして初期剤ボトル150を回転させる。このため、初期剤ボトル150を保持して回転する複雑な構造の保持部材を備えなくても、初期剤ボトル150を現像装置4に対して回転させることができる。また、初期剤ボトル150を回転させて初期剤排出口159がトナー補給口95と対向するボトル配置スペースに初期剤ボトル150を移動させることができるので、初期剤ボトル150をボトル配置スペースの側方から現像装置4に取り付けることができる。このように、初期剤ボトル150は、ゴム部材155の一部を回転支軸としてボトル本体を回転させるため、簡易な構成で、初期剤ボトル150を現像装置4の上方のボトル配置スペースの側方から現像装置4に取り付けることができる。
また、現像装置4側に初期剤ボトル150を保持する保持部材など、他に支えが無くとも現像装置4と初期剤ボトル150のみで安定にセットすることが可能となるため、余計な部品費を抑えて経済的であり、省スペース化が可能である。さらに、初期剤ボトル150を直接現像装置4に取り付けるため、現像装置4の現像剤の充填口であるトナー補給口95と初期剤排出口159との接合部の位置精度を高める事が可能である。
また、本実施形態の複写機100では、現像装置4に初期剤ボトル150を取り付けて、初期剤ボトル150内の初期現像剤を現像装置4に供給し終わると、初期剤ボトル150を図22中の矢印Sとは逆方向に回転させて、現像装置4から取り外す。そして、複写機100本体に対して補給ユニット600を取り付ける。このように、初期現像剤を補給したあとに、現像装置4から初期剤ボトル150を取り外す構成では、初期剤ボトル150を回転させるためだけの機構を現像装置4側に残しておくことは好ましくない。本実施形態の初期剤ボトル150では初期剤ボトル150の一部が回転支軸となって現像装置4に対して回転するため、初期剤ボトル150を取り外したあとに通常の画像形成動作に不要な部材が現像装置4に残らないという利点がある。
図22に示すように、初期剤ボトル150を回転させると奥側壁部152cが補給口形成部96の後端面96eの補給受上端部96tと接触する。このため、初期剤ボトル150ゴム部材155を先端凸部96aに接触させた後、最初に補給口形成部96に接触する奥側壁部152cの下部にテーパー部を備えている。
詳しくは、図20に示すように、奥側壁部152cの下部には取付けテーパー部152tが形成されている。取付けテーパー部152tの上端部は後側内壁面152bの下端部である。このため初期剤ボトル150単体の状態では取付けテーパー部152tの上端からゴム部材155の表面までの距離は取付け部材内距離L1であって、42.5[mm]である。
一方、取付けテーパー部152tの下端部からゴム部材155の表面の先端凸部96aが接触する位置までの距離は、初期剤ボトル150単体の状態で、補給口形成部上端距離L2よりも長くなるように設定されている。
また、本実施形態の取付け部材152は、ゴム部材155表面における先端凸部96aの接触位置の上端部を規定する位置決め部156を備える。そして、取付け部材152は、後側内壁面152bの下端で後側内壁面152bに直交する平面とゴム部材155の表面とが交わる位置が、ゴム部材155と先端凸部96aとが接触する上端部となる。
接触支軸部を構成するゴム部材155は、弾性変形していない自由長の状態から、現像装置4側の接触部である先端凸部96aが食い込むように変形可能な弾性部材である。なお、先端凸部96aが食い込むように変形するゴム部材155の変形方向は、初期剤ボトル150を図22中の矢印S方向に回転させたときの奥側壁部152cの回転方向に対して実質的に垂直な方向である。
図23は、図22の状態から矢印S方向に初期剤ボトル150を回転させて、奥側壁部152cが補給口形成部96の補給受上端部96tに初めて接触した状態である第一のセット途中の状態の説明図である。
図24は、図23の状態から初期剤ボトル150をさらに矢印S方向に回転させて、取付けテーパー部152tの上端が補給口形成部96の補給受上端部96tに接触する状態を示す、第二のセット途中の状態の説明図である。
また、図25は、図19、図23及び図24の領域δ近傍の拡大図であり、図25(a)は図23の状態の拡大図、図25(b)は図24の状態の拡大図、図25(c)は図19の状態の拡大図である。
また、図26は、領域δ近傍の取付け部材152の斜視拡大図であり、図26に示すように、取付け部材152は、ゴム部材155の両端部に先端凸部96aの接触位置の上端部を規定する位置決め部156を備える。そして、図26中の破線で示す位置が接触支軸部となる。
次に、初期剤ボトル150を回転させて現像装置4に取り付ける動作についてより詳しく説明する。
図22のセット開始時の状態では、ゴム部材155が現像装置4の先端凸部96aに接触するだけで、初期剤ボトル150と現像装置4との他の部分は接触していない。図22の状態から初期剤ボトル150を図22中の矢印S方向に回転させ図23に示す状態(拡大図:図25(a))で、初期剤ボトル150及び現像装置4がゴム部材155及び先端凸部96a以外の箇所でお互いに初めて接触する。
図23の状態で取付け部材152に初めて接触する現像装置4側の位置は補給口形成部96の補給受上端部96tである。一方、図23の状態でこの補給受上端部96tに初めて接触する取付け部材152側の位置は、取付けテーパー部152tの傾斜の途中である。
図23の状態から初期剤ボトル150の回転を進める間、現像装置4側では補給受上端部96tが取付け部材152側と接触しつづける。この間、取付け部材152側が補給受上端部96tと接触する位置は、取付けテーパー部152t上で図中上方に刻々と移動する。そして、取付けテーパー部152t上の補給受上端部96tとの接触位置が取付けテーパー部152tの上端部の後側内壁面152bとの境界となる角部に到達し、図24の状態(拡大図:図25(b))の状態となる。
図24の状態からさらに初期剤ボトル150の回転を進める間、現像装置4側では補給受上端部96tがさらに取付け部材152側と接触しつづける。その間、取付け部材152側の補給受上端部96tと接触する位置は、後側内壁面152b上で図中上方に刻々と移動する。
図24の状態から初期剤ボトル150を回転させつづけることで、図19にしめすように初期剤ボトル150の現像装置4へのセットが完了した状態(拡大図図25(c))となる。セットが完了した状態の、回転支軸Oに対して初期剤排出口159を挟んで反対側では、図25(c)に示すように補給口形成部96の後端面96eと後側内壁面152bとが接触する。
上述したように、初期剤ボトル150単体での取付けテーパー部152tの下端部からゴム部材155表面の回転支軸Oまでの距離は、補給口形成部上端距離L2よりも長い。このため、図23に示すように、初期剤ボトル150及び現像装置4がゴム部材155及び先端凸部96a以外の箇所でお互いに初めて接触する状態では、補給受上端部96tが取付けテーパー部152tの傾斜の途中に接触する。このとき、補給受上端部96tと接触する取付けテーパー部152t上の初期接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体の状態での距離は、補給口形成部上端距離L2と略同じ長さである。
図23の状態から初期剤ボトル150の回転を進めると、取付け部材152側が補給受上端部96tと接触する位置は、取付けテーパー部152t上で図中上方に刻々と移動する。このとき、取付けテーパー部152tはその傾斜面により、補給受上端部96tからゴム部材155から奥側壁部152cを離間させる方向の成分を有する抗力を受ける。そして、取付けテーパー部152t上の補給受上端部96tとの各接触位置と回転支軸Oとの初期剤ボトル150単体の状態(ゴム部材155が自然長の状態)での距離である接触部間距離は、接触位置が取付けテーパー部152t上の上方に移動するのに従って減少する。これにより、接触部間距離は補給口形成部上端距離L2よりも短くなり、その差が増大する。接触部間距離と補給口形成部上端距離L2との差がゴム部材155の弾性変形の変形量となって、先端凸部96aがゴム部材155に食い込んでいく。よって、図23の状態から初期剤ボトル150の回転を進めていくに従ってゴム部材155の変形量が増加し、ゴム部材155から先端凸部96aにかかる弾性力も増加する。
図23の状態から初期剤ボトル150を矢印S方向に回転させ続けて、図24の状態とすると、補給受上端部96tと取付けテーパー部152tの上端部となる。取付けテーパー部152tの上端部と回転支軸Oとの初期剤ボトル150単体の状態(ゴム部材155が自然長の状態)での距離である接触部間距離は、上述したように距離(接触部間距離)は取付け部材内距離L1である。そして、L1=42.5[mm]であり、L2=44.2[mm]であるので、図24に示すの第二のセット途中の状態では、先端凸部96aがゴム部材155に1.7[mm]食い込んだ状態となる。
図24の状態から初期剤ボトル150をさらに矢印S方向に回転させると、取付け部材152側が補給受上端部96tと接触する位置は、取後側内壁面152b上で図中上方に刻々と移動する。初期剤ボトル150単体の状態(ゴム部材155が自然長の状態)で、取後側内壁面152bと回転支軸Oとの距離は取後側内壁面152bの下端部で最小となり、取付け部材内距離L1である。すなわち、各接触位置と回転支軸Oとの初期剤ボトル150単体の状態(ゴム部材155が自然長の状態)での距離である接触部間距離は、接触位置が取後側内壁面152b上の上方に移動するのに従って増加する。このため、図24の状態から初期剤ボトル150の回転を進めていくに従ってゴム部材155の変形量が減少し、ゴム部材155から先端凸部96aにかかる弾性力も減少する。
図24の状態から初期剤ボトル150を矢印S方向に回転させ続けて、図19に示すようにセットが完了した状態となる。このとき、先端凸部96aの先端と後端面96eとの最短距離である補給口形成部最短距離L3は、43.8[mm]であり、取付け部材内距離L1は、42.5[mm]であるので、図19や図25(c)に示すセット後の状態では、先端凸部96aがゴム部材155に1.3[mm]食い込んだ状態となる。
このように、ゴム部材155の変形量は、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付ける過程では、補給受上端部96tが取付けテーパー部152tに接触した後、初期剤ボトル150の回転が進むほど増加する。その後、図24で示すように、取付けテーパー部152tの上端部に先端凸部96aが接触下後、回転が進むほどゴム部材155の変形量は減少する。よって、図24に示す第二のセット途中の状態のときに、ゴム部材155の変形量が最大となり、ゴム部材155によって働く弾性力が最大となる。
また、図19や図25(c)に示すセット後の状態では、接触部間距離が取付け部材内距離L1で、現像装置4が取付け部材152と接触する箇所の間の距離は補給口形成部最短距離L3であり、接触部間距離との間に差がある。この差の分だけゴム部材155が弾性変形しており、この弾性変形による弾性力によって初期剤ボトル150と現像装置4との間のガタを抑制している。
さらに、図24や図25(b)に示す2つ目のセット途中の状態がゴム部材155によって働く弾性力が最大となり、その後のセット動作で弾性力が減少するため、補給口形成部96の補給受上端部96tが取付けテーパー部152tの上端部を乗り越えるときに、操作者に対して程よいセット感を認識させることができる。
よって、現像装置4への初期剤ボトル150の取付け動作は、動作の当初は軽く、2つ目のセット途中の状態で重くなり、その後軽くなる。
ここで、ゴム部材155の弾性力の変化を線形と仮定し、弾性係数をK[N/mm]として、初期剤ボトル150を現像装置4にセットするときのゴム部材155の変形量ΔL[mm]と発生する弾性力P[N]は各過程において以下のように示すことができる。
・セット前(図22):変形量ΔL=0[mm]、弾性力P=0[N]
・二つ目のセット途中(図24):変形量ΔL=L2−L1=1.7[mm]、弾性力P=1.7×K[N]
・セット後(図19):変形量ΔL=L3−L1=1.3[mm]、弾性力P=1.3×K[N]
図19に示すセット後であっても、1.3[mm]の長さだけゴム部材155が縮み、弾性力が生じる。この弾性力によって、初期剤ボトル150を現像装置4にセットした後の、現像装置4内のスクリュ軸方向(図19中の左右方向)の初期剤ボトル150と現像装置4との間のガタをなくすことができる。
このようにセット後の初期剤ボトル150と現像装置4との間のガタをなくすことにより、初期剤ボトル150を現像装置4に対して安定して取り付けることができ、初期剤ボトル150から現像装置4に初期現像剤を安定して供給することができる。
また、セット後(P=1.3×K[N])よりも第二のセット途中(P=1.7×K[N])の方がゴム部材155による弾性力は大きくなる。このため、図19に示すセット後の状態から図24に示す第二のセット途中の状態に初期剤ボトル150を動かすには、セット途中とセット後との弾性力の差である0.4×K(1.7×K−1.3×K)[N]分の力を加える必要がある。このように、セット後よりもセット途中の方がゴム部材155による弾性力が大きくなるように構成することにより、ゴム部材155の弾性力を初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用させることができる。また、セット後の弾性力によって、後端面96eと後側内壁面152bとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力(μ×1.3×K:μは摩擦係数)は図19に示すセット後の状態から初期剤ボトル150が外れる方向に移動することを阻害するため、この摩擦力は初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用する。
このように、セット途中とセット後の弾性力の差、及び、セット後の弾性力によって後端面96eと後側内壁面152bとの間に生じる摩擦力は初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用するため、現像装置4に対して安定して初期剤ボトル150を保持することができている。
図19及び図25(c)で示すように、初期剤ボトル150を現像装置4にセット完了した状態となる直前まで、現像装置4側で初期剤ボトル150の係合部である奥側壁部152cと接触するのは補給受上端部96tのみである。一方、取付け部材152側で回転支軸O以外で現像装置4と接触するのは、補給口形成部96の回りを回転するように移動する奥側壁部152cの内側の面である取付けテーパー部152t及び後側内壁面152bである。
現像装置4側で奥側壁部152cと接触する箇所が補給受上端部96tのみであるのは、現像装置4の補給口形成部96と取付け部材152が次のような形状となっているからである。補給口形成部96は、初期剤ボトル150を回転させる課程で奥側壁部152cの内側の面と対向する補給口形成部96の上面から後端面96eまでの表面のうち、補給受上端部96tが回転支軸Oと接触する先端凸部96aに対して最も距離が離れるような形状となっている。一方、取付け部材152は、初期剤ボトル150を回転させる課程で、取付けテーパー部152t上の初期接触位置から奥側壁部152cまでの表面は、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oからの距離が、補給口形成部上端距離L2よりも短くなる形状となっている。現像装置4及び取付け部材152がこのような形状となっているため、セット完了直前までの間に現像装置4側で奥側壁部152cと接触するのは補給受上端部96tのみとなる。
また、取付け部材152は、取付けテーパー部152tから後側内壁面152bまでの表面では、取付けテーパー部152tと後側内壁面152bとの境界となる角部が、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oからの距離が最も短くなる形状となっている。
このような形状により、初期剤ボトル150を回転させる課程では、この角部が補給受上端部96tと接触するタイミングでゴム部材155の変形量と弾性力とが最大となり、その後の回転によりゴム部材155の変形量と弾性力とが減少するので、この角部が補給受上端部96tを通過するときに操作者にセット感を認識させることができる。
先に述べたように、本実施形態の初期剤ボトル150の取付け部材152は、後側内壁面152bの下端となる取付けテーパー部152tと後側内壁面152bとの境界となる角部で、後側内壁面152bに直交する平面とゴム部材155の表面とが交わる位置が、ゴム部材155と先端凸部96aとが接触する上端部となる。すなわち、現像装置4の初期剤ボトル150をセットした状態では、後端内壁面152bが鉛直になり、このときの上記角部と回転支軸Oとが略同じ高さとなる。このような形状とすることにより、取付けテーパー部152tと後側内壁面152bとの境界となる角部が、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oからの距離が最も短くなり、この角部が補給受上端部96tと通過するときに操作者にセット感を認識させることができる。
また、取付けテーパー部152tの上端部が図20に示す形状よりも上方で、テーパー部152tの角度が図20に示す形状よりも緩やかな形状であっても、取付けテーパー部152tと後側内壁面152bとの境界となる角部が、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oからの距離が最も短く形状とすることができる。
なお、取付けテーパー部152tの上端部が図20に示す形状よりも下方の場合は、取付けテーパー部152tと後側内壁面152bとの境界となる角部ではなく、後側内壁面152bが鉛直な面となる状態で回転支軸Oと同じ高さとなる後側内壁面152b面上の位置が、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oからの距離が最も短くなる。この場合、上記角部が補給受上端部96tと接触するときに操作者が認識するセット感は少ないが、回転支軸Oと同じ高さとなる後側内壁面152b面上の位置が補給受上端部96tを通過した後の回転でゴム部材155の変形量と弾性力とが減少する。このため、ゴム部材155の弾性力を初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用させることができる。
初期現像剤を現像装置4に供給する前の初期剤ボトル150は、図20に示すように初期剤排出口159を塞ぐようにシート部材であるヒートシール153が接着面153aで接着されている。図19に示すように初期剤ボトル150を現像装置4にセットした状態で、ヒートシール153を図20中の矢印U方向に引っ張ることで初期剤排出口159が開放され、初期剤収容部151内の初期現像剤が自重落下によりトナー補給口95を通って現像装置4内に供給される。
また、ヒートシール153を引っ張るときの接着面153aにおけるヒートシール153の移動方向(図20中矢印U´方向)は、現像装置4に対して取り付けるために初期剤ボトル150を回転させたときの初期剤排出口159の移動方向(図20中矢印R方向)に対して90[°]以下となっている。これにより、ヒートシール153を引き抜く動作によって初期剤ボトル150に掛かる力は、初期剤ボトル150をセットする方向(図20中の矢印R方向)、または、この方向に直交する方向の力となる。このため、ヒートシール153を引き抜く動作によって初期剤ボトル150を現像装置4から取り外す方向に力が生じず、初期剤ボトル150が現像装置4から外れにくいため、安定した現像剤の供給を行うことができる。
また、上述したように取付けテーパー部152tの下端部からゴム部材155の表面の先端凸部96aが接触する位置までの距離は、補給口形成部上端距離L2よりも長くなるように設定されている。一方、取付けテーパー部152tの上端部からゴム部材155の表面の先端凸部96aが接触する位置までの距離は、取付け部材内距離L1である。初期剤ボトル150本体を現像装置4に取り付ける間のゴム部材155の変形幅は、補給口形成部上端距離L2と取付け部材内距離L1との差であるので、取付けテーパー部152tの幅の方はゴム部材155の変形幅よりも広くなっている。このように設定することによって、初期剤ボトル150を回転させ始めてから、ゴム部材155の変形量が最大となる図24に示す第二のセット途中の状態まで、初期剤ボトル150をセットする際の回転方向の力によって、(ゴム部材155を縮める方向の力)に変換することができる。このため、初期剤ボトル150を回転支軸O中心に回転させるという一つの動作で、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。
また、本実施形態の現像装置4は、図21(b)に示すように、補給口形成部96の補給受上端部96tにテーパーを形成している。このように、取付けテーパー部152tが接触する現像装置4側にも小さいテーパーを設けることにより、初期剤ボトル150を回転させて取付けテーパー部152tが接触することによって、現像装置4側の補給受上端部96tが削れることを防止できる。補給受上端部96tの削れを防止することにより、削れ粕が現像装置4内に入って画像形成時の不具合を発生させることを防止できる。
〔変形例1〕
なお、本実施形態では、初期剤ボトル150の取付け部材152側にゴム部材155の変形幅よりもテーパーの斜面が広いテーパー部を形成しているが、現像装置4の補給口形成部96側にこのようなテーパー部を設けても良い。詳しくは、図21(b)に示す補給口形成部96の補給受上端部96tのテーパー部の幅を、ゴム部材155の変形幅よりも広く設定し、取付け部材152の取付けテーパー部152tのテーパーの幅を接触による削れが生じない程度の小さい幅に設定する。
図27は、補給口形成部96の補給受上端部96t位置に斜面の広いテーパー部96sを設けた変形例1の、補給口形成部96と取付け部材152との説明図である。なお、図27では、取付け部材152に設ける初期剤排出口159や初期剤ボトル150の取付け部材152以外の構成は記載を省略する。
図27中のL1は、初期剤ボトル150単体での回転支軸Oから後側内壁面152bまでの距離の取付け部材内距離であり、L3は、後端面96eと先端凸部96aの先端との最短距離の補給口形成部最短距離L3である。そして、図27中のLaはテーパー部96sの上端部から先端凸部先端までの距離であり、Lbはテーパー部96sの下端部から先端凸部先端までの距離である。このとき、各距離が、Lb>L3>L1>Laの関係を満たすことにより、本実施形態と同様に初期剤ボトル150を回転支軸O中心に回転させるという一つの動作で、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。
〔変形例2〕
なお、本実施形態及び図27を用いて説明した変形例1では、取付け部材152のケーシングでトナー補給口95を形成する補給口形成部96を覆うようにして、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付ける構成である。取付け部材152と補給口形成部96との形状としては、補給口形成部96側の二つの部材の間に取付け部材152をはめ込むような形状であっても良い。
図28は、補給口形成部96側の二つの部材の間に取付け部材152をはめ込む構成である変形例2の説明図である。なお、図28においても、取付け部材152に設ける初期剤排出口159や初期剤ボトル150の取付け部材152以外の構成は記載を省略する。
図28中のLcは、初期剤ボトル150が単体の状態での取付け部材152の取付けテーパー部152tの下端から回転支軸Oまでの距離であり、Ldは、初期剤ボトル150が単体の状態での取付けテーパー部152tの上端から回転支軸Oまでの距離である。また、Leは、初期剤ボトル150が単体の状態での取付け後端面152eから回転支軸Oまでの距離である。また、図28中のLfは、回転支軸Oとなる位置から現像装置4側の補給口形成部96の補給受後側内壁面96bまでの距離である。そして、図28に示す変形例2では、Ld>Le>Lf>Lcの関係を満たす。
初期剤ボトル150を現像装置4にセットするときには、取付け部材152の図28中の右端に設けたゴム部材155を、補給口形成部96の補給受手前側内壁面96fと補給受前側上面96uとに突き当てながら、ゴム部材155を回転支軸Oとして、初期剤ボトル150を図28中の矢印S方向に回転させる。
Lf>Lcであるので、回転させることによって、補給受後側内壁面96bの上端の角部に取付けテーパー部152tの斜面が接触する。
その後、さらに回転させることで補給受後側内壁面96bの上端の角部の接触する位置が取付けテーパー部152tの上方に刻々と移動する。この間、初期剤ボトル150単体の状態での補給受後側内壁面96bの上端の角部の接触する各接触位置から回転支軸Oまでの距離は増加する。回転支軸Oから補給受後側内壁面96bの上端の角部までの距離はLfよりも少し長い距離で一定であるため、回転が進むにつれて、ゴム部材155が圧縮されるように変形していく。
そして、取付けテーパー部152t上の補給受後側内壁面96bの上端の角部との接触位置が、取付けテーパー部152tと取付け後端面152eとの境界となる角部に到達する。その後、さらに回転を進める間は、奥側壁部152c側の接触部が取付けテーパー部152tの上端部が補給口形成部96に接触しつづける。この間、取付けテーパー部152tの上端部と接触する補給口形成部96の係合部接触位置は、補給受後側内壁面96b上を下方に刻々と移動する。このとき、取付けテーパー部152tの上端部と接触する係合部接触位置が、補給受後側内壁面96b上の回転支軸Oとの距離が最短(Lf)となる位置まではゴム部材155はさらに圧縮される弾性変形を続ける。取付けテーパー部152tの上端部と接触する係合部接触位置が、補給受後側内壁面96b上の回転支軸Oとの距離が最短(Lf)となる位置を過ぎると、ゴム部材155は圧縮された弾性変形が戻り始める。
その後、さらに回転を続けて初期剤ボトル150の現像装置4へのセットが完了すると、取付け後端面152e上の補給受後側内壁面96bと取付け後端面152eとが面で接触する状態となる。Le>Lfであるので、セット後の状態でもゴム部材155は自然長よりも圧縮されるように弾性変形した状態である。この弾性変形による弾性力によって、上述した本実施形態と同様に初期剤ボトル150と現像装置4との間のガタを抑制している。さらに、セット途中の状態がゴム部材155によって働く弾性力が最大となり、その後のセット動作で弾性力が減少するため、取付けテーパー部152tの上端部と接触する係合部接触位置が、補給受後側内壁面96b上の回転支軸Oとの距離が最短(Lf)となる位置を通過するときに、操作者に対して程よいセット感を認識させることができる。
本実施形態の現像装置4の補給側端部には、図14に示すように側面凸部41を備える。この側面凸部41は、初期剤ボトル150を現像装置4に対して回転させて、ボトル配置スペースに移動させることによって、図17に示すように、初期剤ボトル150の取付け部材152の引っ掛け部154に引っかかる。
側面凸部41及び引っ掛け部154を備えない構成で、初期剤ボトル150に初期現像剤を650[g]充填したところ、図18に示すボトル重心151Gの位置が沈むようにして、ボトル重心151Gに対して取付け部材中心152Gを挟んで反対側となる取付け部材152の一部が現像装置4に対して浮き気味となった。そこで、本実施形態では、図18に示すようにボトル重心151Gに対して取付け部材中心152Gを挟んで反対側となる位置の取付け部材152と現像装置4とに、引っ掛け部154と側面凸部41とを設けている。初期剤ボトル150を現像装置4にセット完了することで側面凸部41に引っ掛け部154が引っかかることによって、ボトル重心151Gに対して取付け部材中心152Gを挟んで反対側となる取付け部材152の一部が現像装置4に対して浮き気味となることを防止することができる。
また、初期剤ボトル150を現像装置4にセットした状態で、回転支軸Oの軸方向について初期剤ボトル150と現像装置4との間にガタが生じると、ゴム部材155の弾性力ではこのガタを吸収することができない。そこで、側面凸部41の凸方向を回転支軸Oの軸方向と平行とし、初期剤ボトル150と現像装置4との回転支軸Oの軸方向のガタの大きさよりも、側面凸部41の凸方向の大きさが大きくなるように設定する。これにより、ゴム部材155の弾性力では吸収できない方向のガタが生じても、初期剤ボトル150が現像装置4から外れることを防止することができる。
なお、取付け部材152の後側内壁面152bおよび現像装置4の補給受上端部96tにテーパーがなくても弾性部材であるゴム部材155があれば初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。例えば、本実施形態で説明した初期剤ボトル150及び現像装置4で、取付けテーパー部152tを備えず、後側内壁面152bが奥側壁部152cの下端まで至る形状が考えられる。
ゴム部材155の回転支軸Oを先端凸部96aに接触させて初期剤ボトル150を現像装置4に取り付ける方向に回転させ、テーパーを備えない奥側壁部152cの下端が補給受上端部96tに接触したときに、初期剤ボトル150を複写機100本体側に押し込む方向(図19中左方向)に力を加える。初期剤ボトル150を複写機100本体側に押し込むことで、ゴム部材155に先端凸部96aが食い込んで、後側内壁面152bに補給受上端部96tが接触する。そして、補給受上端部96tとの接触位置が後側内壁面152bに沿って移動するように初期剤ボトル150を回転させることで、図19に示すように現像装置4に取り付けることができる。
なお、このように奥側壁部152c及び補給受上端部96tにテーパーを備えない構成では、初期剤ボトル150を回転させる動作の途中で、初期剤ボトル150を複写機100本体側に押し込む動作が必要である。一方、本実施形態では、奥側壁部152cの下端に取付けテーパー部152tを備えることにより、初期剤ボトル150を回転させるという一つの動作で、現像装置4に取り付けることができ、取付けが容易である。
また、取付け部材152の先端凸部96aに接触させる接触支軸部である前側内壁面152fに弾性部材を設けていなくても、取付け部材152がある程度の弾性変形が可能な部材であれば、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。この場合も奥側壁部152cの下端に取付けテーパー部152tを備えることにより、初期剤ボトル150を回転させるという一つの動作で、現像装置4に取り付けることができる。また、現像装置4の補給口形成部96がある程度の弾性変形が可能な部材である場合でも、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。
また、上述した本実施形態では、先端凸部96aが接触する取付け部材152の前側内壁面152fに、回転支軸Oを構成するように弾性部材としてのゴム部材155を設けている。弾性部材を設ける位置としては、取付け部材152の接触支軸部となる位置に設ける構成に限るものではない。現像装置4側の回転支軸Oと接触する部分である先端凸部96aの先端に設けても本実施形態と同様に現像装置4に対して初期剤ボトル150を取り付けることができる。なお、先端凸部96aの先端または前側内壁面152fの回転支軸Oとなる位置に弾性部材を設ける場合、初期剤ボトル150の回転によって、弾性部材が接触する部材によって摺擦され磨耗するおそれがある。本実施形態のように、消耗品である初期剤ボトル150側の前側内壁面152fに弾性部材であるゴム部材155を設けるものであれば、弾性部材として磨耗に対する高い耐久性が不要となる。
また、本実施形態では、現像剤収容器である初期剤ボトル150を現像剤供給対象装置である現像装置4に取り付ける構成について説明したが、現像剤収容器と現像剤供給対象装置との組み合わせとしてはこれに限るものではない。現像剤収容器としては、収容する現像剤の量が減少した現像装置に供給する、トナーやプレミックストナーなどの補給用現像剤を収容するものであっても良い。さらに、現像剤供給対象装置としては、現像剤収容器から供給された現像剤を現像装置に供給する現像剤供給装置であってもよい。
また、本実施形態では現像剤としてトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を現像剤収容器に収容する構成について説明したが、一成分方式の現像剤収容器にも適用可能である。
以上、本実施形態によれば、現像剤収容器である初期剤ボトル150は、上方に開口した現像剤受入口であるトナー補給口95を備える現像剤供給対象装置である現像装置4に対して供給する初期現像剤を収容する供給現像剤収容部である初期剤収容部151を有する。また、初期剤収容部151内の初期現像剤を外部に排出する現像剤排出口である初期剤排出口159が設けられて初期剤排出口159がトナー補給口95に対向するようにボトル本体を現像装置4に対して取り付ける取付け部材152を有する。取付け部材152の初期剤排出口159から外れた箇所に、現像装置4に直線状に接触し、この接触箇所を支軸としてボトル本体を回転させるための接触支軸部である回転支軸Oを有する。また、回転支軸Oとは異なる箇所に、少なくともボトル本体の回転が完了した状態で現像装置4と係合する係合部である奥側壁部152cを有する。このような初期剤ボトル150であれば、回転支軸Oを中心にボトル本体を回転させて奥側壁部152cを現像装置4に係合させるため、初期剤ボトル150を保持して現像装置4本体に対して回転する複雑な構造の保持部材を備えなくても、初期剤ボトル150を現像装置4に対して回転させて取り付けることができる。また、ボトル本体を回転させて現像装置4の上方の容器配置スペースに取り付けるため、ボトル本体をスライドさせることなく容器配置スペースの側方から初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。これにより、接触支軸部である回転支軸Oを中心に初期剤ボトル150を回転させることによって、簡易な構成で、初期剤ボトル150を現像装置4の上方の容器配置スペースの側方から、初期剤ボトル150をスライドさせることなく現像装置4に取り付けることができる。
また、初期剤ボトル150の係合部である奥側壁部152cは、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付ける方向に回転させることによって奥側壁部152cの取付けテーパー部152t上の初期接触位置で現像装置4に初めて接触する。この接触の後、さらに回転させていくに従って、現像装置4側の係合部接触位置で補給受上端部96tに接触する奥側壁部152c内の接触位置が変わる。取付けテーパー部152t上の初期接触位置が補給受上端部96tと接触してから回転が進むほど、取付け部材152側が補給受上端部96tと接触する位置は、取付けテーパー部152t上で上方へと刻々と移動する。この間、奥側壁部152c内の各接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体での距離である接触部間距離が、刻々と減少する。その後、取付けテーパー部152tの上端部に到達した後は、取付け部材152側の補給受上端部96tと接触する位置は、後側内壁面152b上で上方へと刻々と移動する。この間、回転が進むほど接触部間距離は増大する。このように、補給受上端部96tとの接触位置が移動するように係合部である奥側壁部152cを形成し、回転支軸Oから奥側壁部152cまでの一部である回転支軸Oの位置にゴム部材155を設け、弾性変形可能に構成している。このように構成することにより、取付けテーパー部152tの上端部である後側内壁面152bとの境界の角部に補給受上端部96tが接触するタイミングで、接触部間距離が最小となり、その後、増大していく。このため、上記角部に補給受上端部96tが接触するタイミングでゴム部材155の変形量が最大となり、ゴム部材155による弾性力も最大となる。このように、セット後よりもセット途中の方がゴム部材155による弾性力が大きくなるように構成することにより、ゴム部材155の弾性力を初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用させることができる。
また、接触位置の変化に合わせて弾性変形可能なように、回転支軸Oとなる接触支軸部をゴム製のゴム部材155等の弾性体を用いることにより、バネ部材などの他の弾性部材を用いる構成に比べて、構成が簡易になり、製造コストが高くなることを抑制できる。
また、初期剤ボトル150は、初期剤ボトル150の回転が完了した状態で、接触支軸部である回転支軸Oから係合部である奥側壁部152cまでの一部である回転支軸Oを構成するゴム部材155が弾性変形したままの状態となるように奥側壁部152cを形成している。すなわち、セット後の状態の現像装置4側の接触位置の間の距離でる補給口形成部最短距離L3と、初期剤ボトル150単体での接触部間距離である取付け部材内距離L1とに差があることにより、セット後であっても、1.3[mm]の長さだけゴム部材155が縮み、弾性力が生じる。この弾性力によって、初期剤ボトル150を現像装置4にセットした後の、現像装置4内のスクリュ軸方向(図19中の左右方向)の初期剤ボトル150と現像装置4との間のガタをなくすことができる。
また、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けるために回転させたときに、奥側壁部152cを回転支軸Oから離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により現像装置4側の補給受上端部96tから受ける傾斜面となる取付けテーパー部152tを奥側壁部152cの補給受上端部96tに最初に接触する位置に備える。これにより、初期剤ボトル150を回転させて奥側壁部152cが補給受上端部96tに接触することによって、初期剤ボトル150の奥側壁部152cが削れることを防止することができる。これにより、削れ粕が現像装置4内に入って画像形成時の不具合を発生させることを防止できる。
また、本実施形態のように取付けテーパー部152tが、接触部間距離が最小となる位置まで形成されていることにより、初期剤ボトル150を回転させるという一つの動作だけで、奥側壁部152cの回転方向に直交する方向の力を奥側壁部152cと補給受上端部96tとの接触部に作用させることができる。これにより、本実施形態では、取付け部材152全体に奥側壁部152cの回転方向に直交する方向である、奥側壁部152cが回転支軸Oから離れる方向の力が作用し、ゴム部材155に先端凸部96aが食い込むようにゴム部材155を変形させることができる。
また、取付け部材152は、初期剤排出口159を挟んで回転支軸Oの反対側で、初期剤排出口159から外れた箇所に係合部である奥側壁部152cを備えるため、初期剤排出口159及びトナー補給口95を挟むよう位置で現像装置4と係合することができる。接触する位置を広く取れるため、安定した係合状態となり、初期剤ボトル150が現像装置4から外れることを防止することができる。
また、取付け部材152は初期剤排出口159に対して回転支軸Oの側に初期剤排出口159の開口方向である下方に向けて突出した支軸側壁部である手前側壁部152aを備える。また、初期剤排出口159に対して回転支軸Oの反対側に初期剤排出口159の開口方向である下方に向けて突出した非支軸側壁部である奥側壁部152cを備える。そして、手前側壁部152aは初期剤排出口159側の壁面である前側内壁面152fに回転支軸Oを構成するゴム部材155を有し、奥側壁部152cは初期剤排出口159側の壁面である奥側壁部152c及び取付けテーパー部152tで現像装置4の補給受上端部96tに接触して、係合する係合部である。2つの壁部である手前側壁部152a及び奥側壁部152cの内壁面が補給口形成部96に接触することで、取付け部材152のケーシングでトナー補給口95を形成する補給口形成部96を覆うようにして、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。
また、取付け部材152の前側内壁面152f接触支軸部となる位置に、現像装置4側の接触部である供給対象接触部である先端凸部96aが食い込むように変形可能な弾性部材としてのゴム部材155を備える。これにより、初期剤ボトル150を図22中の矢印S方向に回転させたときの初期剤排出口159の移動方向に対して実質的に垂直な方向に、ゴム部材155の弾性力が働き、本実施形態では、ゴム部材155の弾性力の変化により、操作者に対して程よいセット感を認識させたり、現像装置4に取り付けた状態初期剤ボトル150が現像装置4から外れることを防止したりすることができる。さらに、ゴム部材155を初期剤ボトル150の取付け部材152に設けているため、初期剤ボトル150を取り外したあとに通常の画像形成動作に不要な弾性部材が現像装置4に残らないという利点がある。
また、初期剤ボトル150は、初期剤排出口159を塞ぐように接着され、初期剤ボトル150に対して引き抜くことで初期剤排出口159を開放するシート部材であるヒートシール153を備える。これにより、初期剤ボトル150を現像装置4にセットした後、ヒートシール153を引き抜くという簡易な動作で、初期剤収容部151内の初期現像剤を現像装置4内に供給することができる。また、ヒートシール153を引っ張るときの接着面153aにおけるヒートシール153の移動方向(図20中矢印U´方向)は、現像装置4に対して取り付けるために初期剤ボトル150を回転させたときの初期剤排出口159の回転方向(図20中矢印R方向)に対して90[°]以下となっている。これにより、ヒートシール153を引き抜く動作によって初期剤ボトル150に掛かる力は、初期剤ボトル150をセットする方向(図20中の矢印R方向)、または、この方向に直交する方向の力となる。このため、ヒートシール153を引き抜く動作によって初期剤ボトル150を現像装置4から取り外す方向に働く力が生じず、初期剤ボトル150が現像装置4から外れにくいため、安定した現像剤の供給を行うことができる。
また、供給現像剤収容部である初期剤収容部151が収容する現像剤が、現像剤が収容されていない現像装置4に供給する初期現像剤であるため、初期現像剤を現像装置4に供給し終わった後は初期剤ボトル150を現像装置4から取り外す。このとき、初期剤ボトル150のように、ゴム部材155の先端凸部96aとの接触位置を回転支軸Oとして初期剤ボトル150を回転させる構成であれば、初期剤ボトル150を回転させるためだけに用いる部材を現像装置4側に配置する必要が無く、初期剤ボトル150を取り外したあとに通常の画像形成動作に不要な部材が現像装置4に残らない。
また、初期剤ボトル150の代わりに、収容する現像剤の量が減少した現像装置に供給する補給用現像剤を収容する現像剤収容器を現像装置に設置する構成に対しても、本実施形態の初期剤ボトル150と同様の構成が適用可能であり、簡易な構成で、現像剤収容器を現像装置の上方のボトル配置スペースの側方から現像装置に取り付けることができる。
また、本実施形態では、初期剤ボトル150を取り付ける現像剤供給対象装置は現像装置4である。
また、本実施形態の特徴部を備えた初期剤ボトルを取り付ける現像剤供給対象装置は、現像装置に限らず、初期剤ボトル内の現像剤を現像装置に供給する現像剤供給装置であってもよい。
また、本実施形態の現像装置4は、初期現像剤収容器を取り付けることで、初期現像剤収容器を備える現像ユニットとなり、初期現像剤収容器として初期剤ボトル150を備えることにより、簡易な構成で現像装置4に対して初期剤ボトル150を取り付ける構成を実現することができる。
また、図27を用いて説明した変形例1では、現像装置4は、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付ける方向に回転させることによって現像装置4のテーパー部96s内の初期接触位置で取付け部材152の係合部である奥側壁部152cに初めて接触する。この接触の後、初期剤ボトル150をさらに回転させていくに従って、奥側壁部152cの後側内壁面152bの下端に接触する補給口形成部96内の係合部接触位置が変わる。テーパー部96s上の初期接触位置に奥側壁部152cが初めて接触してから、回転が進むほど、補給口形成部96が後側内壁面152bの下端と接触する係合部接触位置はテーパー部96s上で下方へと刻々と移動する。この間、奥側壁部152cでテーパー部96sと接触する後側内壁面152bの下端から回転支軸Oまでの距離は刻々と広がっていく。すなわち、初期剤ボトル150単体での距離と現像装置4に接触している状態との距離の差が増大していく。後側内壁面152bの下端がテーパー部96sの下端に到達すると、係合部接触位置はテーパー部96sの下端で固定となり、奥側壁部152c側の接触位置が、後側内壁面152b上で上方へと刻々と移動する。そして、後側内壁面152b上の位置で初期剤ボトル150単体の状態で回転支軸Oからの距離がL1となる位置である回転支軸対向位置にテーパー部96sの下端が到達するまでの間は、奥側壁部152c内の各接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体での距離である接触部間距離が、刻々と減少する。このため、各接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体での距離と現像装置4に接触している状態での距離との差は増大していく。その後、テーパー部96sの下端が上記回転支軸対向位置に到達した後も、取付け部材152側のテーパー部96sの下端と接触する位置は、後側内壁面152b上で上方へと刻々と移動するが、この間は回転が進むほど接触部間距離は増大する。このため、各接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体での距離と現像装置4に接触している状態での距離との差は減少していく。このように、奥側壁部152cと接触する補給口形成部96内の係合部接触位置と、現像装置4の補給口形成部96と接触する奥側壁部152c内の接触位置とが移動するように係合部である奥側壁部152cと補給口形成部96の奥側壁部152cと接触する部分とを形成する。そして、回転支軸Oの位置にゴム部材155を設け、弾性変形可能に構成している。このように構成することにより、上記回転支軸対向位置にテーパー部96sの下端が接触するタイミングで、各接触位置から回転支軸Oまでの初期剤ボトル150単体での距離と現像装置4に接触している状態での距離との差が最大となり、その後減少していく。このため、上回転支軸対向位置にテーパー部96sの下端が接触するタイミングでゴム部材155の変形量が最大となり、ゴム部材155による弾性力も最大となる。このように、セット後よりもセット途中の方がゴム部材155による弾性力が大きくなるように構成することにより、図26までで説明した実施形態と同様に、ゴム部材155の弾性力を初期剤ボトル150が外れることを防止するように作用させることができる。
また、図21(b)に示すように、初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けるために回転させたときに奥側壁部152cを回転支軸Oから離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により奥側壁部152cに作用させる傾斜面となるテーパー形状を現像装置4内の奥側壁部152cが最初に接触する接触位置に備える。これにより、現像装置4側の補給受上端部96tが削れることを防止できる。補給受上端部96tの削れを防止することにより、削れ粕が現像装置4内に入って画像形成時の不具合を発生させることを防止できる。
また、図27に示す変形例1では、現像装置4内の奥側壁部152cが最初に接触する接触位置のテーパー形状が、補給口形成部96の奥側壁部152cが接触する部分で、補給口形成部96の接触支軸部が接触する箇所である先端凸部96aまでの距離が最大(図27中のLb)となる位置から補給口形成部96内の奥側壁部152cが最初に接触する初期接触位置までの補給口形成部96の表面に形成されたテーパー部96sである。このようなテーパー部96sを現像装置4側に備えることにより、図27に示す変形例1でも、本実施形態と同様に、初期剤ボトル150を回転させるという一つの動作だけで、奥側壁部152cの回転方向に直交する方向の力を奥側壁部152cと補給口形成部96との接触部に作用させることができる。これにより、図27の変形例1では、取付け部材152全体に奥側壁部152cの回転方向に直交する方向である、奥側壁部152cが回転支軸Oから離れる方向の力が作用し、ゴム部材155に先端凸部96aが食い込むようにゴム部材155を変形させることができる。
また、現像装置4の補給側端部には、図14に示すように側面凸部41を備え、この側面凸部41は初期剤ボトル150を現像装置4に対して回転させて、ボトル配置スペースに移動させることによって、図17に示すように、初期剤ボトル150の取付け部材152の引っ掛け部154に引っかかる。これにより、ボトル重心151Gに対して取付け部材中心152Gを挟んで反対側となる取付け部材152の一部が現像装置4に対して浮き気味となることを防止することができる。
また、側面凸部41の凸方向を回転支軸Oの軸方向と平行とし、初期剤ボトル150と現像装置4との回転支軸Oの軸方向のガタの大きさよりも、側面凸部41の凸方向の大きさが大きくなるように設定する。これにより、ゴム部材155の弾性力では吸収できない方向のガタが生じても、初期剤ボトル150が現像装置4から外れることを防止することができる。
また、画像形成装置である複写機100のように、初期剤ボトル150を配置するスペースの上方に操作パネル140が配置され、外装上面部160に初期剤ボトル150を着脱する開口部を設けることができない構成であっても、複写機100の現像手段として、本実施形態の初期剤ボトル150を取り付ける現像装置4であれば、初期剤ボトル150を配置するスペースの側方から容易に初期剤ボトル150を現像装置4に取り付けることができる。
また、本実施形態の現像装置4と初期剤ボトル150であれば、上方に開口した現像剤受入口であるトナー補給口95から現像剤を受け入れる現像剤供給対象装置である現像装置4に対して供給する現像剤を収容する現像剤収容器としての初期剤ボトル150を、現像装置4の上方のボトル配置スペースの側方から現像装置4に簡易な構成で取り付けることができる。
本実施形態に係る複写機の概略構成図。 現像装置及び感光体の概略構成図。 現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置の外観斜視図。 トナー補給装置の斜視説明図。 トナー補給装置の断面説明図。 トナーボトルの外観斜視図。 トナーポンプとサブホッパとの駆動伝達部の説明図。 サブホッパを斜め上方から見た透視図。 トナーボトルを交換するときの複写機本体の外観を模式的に示す斜視図。 トナーボトルを交換するときの補給ユニットの斜視図。 補給ユニットを取り外した状態の複写機の前面近傍の斜視説明図。 補給ユニットを取り外した状態の複写機の前面近傍の側面図。 現像装置の補給側端部の斜視拡大図。 初期剤ボトルを現像装置に取り付けた状態の複写機の前面近傍の側面図。 初期剤ボトルを取り付けた状態の現像装置の補給側端部の斜視図。 現像装置に初期剤ボトルのセットが完了した状態での取付け部材の斜視拡大図。 現像装置に初期剤ボトルのセットが完了した状態の上面図。 図18中のN−N断面における現像装置の補給側端部と初期剤ボトルとの側方断面図。 取付け部材の拡大断面図。 現像装置の拡大断面図、(a)は、現像装置の補給側端部、(b)は、(a)中の領域γの拡大図。 セット開始時の説明図。 第一のセット途中の状態の説明図。 第二のセット途中の状態の説明図。 領域δ近傍の拡大図、(a)は図23の拡大図、(b)は図24の拡大図、(c)は図19の拡大図。 領域δ近傍の取付け部材の斜視拡大図。 変形例1の補給口形成部と取付け部材との説明図。 変形例2の補給口形成部と取付け部材との説明図。
符号の説明
1 感光体
2 排出搬送路
4 現像装置
41 側面凸部
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
25 定着装置
60 トナーポンプ
60a ポンプ駆動クラッチ
61 ロータ
63 トナー吸引口
64 ユニバーサルジョイント
65 トナー補給チューブ
66 駆動モータ
67 トナー吐出口
70 容器ガイド部材
72 スライド部材
75 容器支持ホルダ
75a 回転軸
75b 突起
75d 背面支持部
76 固定部
68 サブホッパ
68a サブホッパ駆動クラッチ
69 ステータ
95 トナー補給口
96 補給口形成部
96a 先端凸部
96b 補給受後側内壁面
96e 後端面
96f 補給受手前側内壁面
96s テーパー部
96t 補給受上端部
96u 補給受前側上面
97 シール部材
100 複写機
120 トナーボトル
140 操作パネル
150 初期剤ボトル
151 初期剤収容部
152 取付け部材
152a 手前側壁部
152b 後側内壁面
152c 奥側壁部
152e 取付け後端面
152f 前側内壁面
152t 取付けテーパー部
153 ヒートシール
154 引っ掛け部
155 ゴム部材
156 位置決め部
159 初期剤排出口
160 外装上面部
250 プリンタ部
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
500 トナー搬送装置
600 補給ユニット
620 内部筺体壁部
L1:取付け部材内距離
L2:補給口形成部上端距離
L3:補給口形成部最短距離
O:回転支軸

Claims (21)

  1. 上方に開口した現像剤受入口を備える現像剤供給対象装置に供給する現像剤を収容する供給現像剤収容部と、
    該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤受入口に対向するように容器本体を該現像剤供給対象装置に対して取り付ける取付け部材とを有する現像剤収容器において、
    該取付け部材の該現像剤排出口から外れた箇所に、該現像剤供給対象装置に直線状に接触し、この接触箇所を支軸として該容器本体を回転させるための接触支軸部を有するとともに、
    該接触支軸部とは異なる箇所に少なくとも該容器本体の回転が完了した状態で該現像剤供給対象装置と係合する係合部を有することを特徴とする現像剤収容器。
  2. 請求項1の現像剤収容器において、
    上記係合部は、上記容器本体を上記現像剤供給対象装置に取り付ける方向に回転させることによって該係合部内の初期接触位置で該現像剤供給対象装置に初めて接触し、
    さらに回転させていくに従って、該現像剤供給対象装置に接触する該係合部内の接触位置が変わり、
    各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離が、該係合部内の初期接触位置が該現像剤供給対象装置と接触してから回転が進むほど減少し、その後増大するように該係合部を形成し、
    該接触支軸部から該係合部までの少なくとも一部を弾性変形可能に構成したことを特徴とする現像剤収容器。
  3. 請求項2の現像剤収容器において、
    上記弾性変形可能にするため、上記取付け部材の上記接触支軸部を弾性体で形成したことを特徴とする現像剤収容器。
  4. 請求項2または3の現像剤収容器において、
    上記容器本体の回転が完了した状態で、上記接触支軸部から上記係合部までの少なくとも一部が弾性変形したままの状態となるように該係合部を形成したことを特徴とする現像剤収容器。
  5. 請求項2、3または4の現像剤収容器において、
    上記容器本体を上記現像剤供給対象装置に取り付けるために回転させたときに上記係合部を上記接触支軸部から離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により該現像剤供給対象装置側から受ける傾斜面となるテーパー形状を該係合部内の初期接触位置に備えることを特徴とする現像剤収容器。
  6. 請求項5の現像剤収容器において、
    上記テーパー部は、上記係合部内の各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離が最小となる該係合部内の接触位置から該係合部内の初期接触位置までを含む該係合部の表面に形成されていることを特徴とする現像剤収容器。
  7. 請求項1、2、3、4、5または6の現像剤収容器において、
    上記取付け部材は、上記現像剤排出口を挟んで上記接触支軸部の反対側で、該現像剤排出口から外れた箇所に上記係合部を備えることを特徴とする現像剤収容器。
  8. 請求項7の現像剤収容器において、
    上記取付け部材は上記現像剤排出口に対して上記接触支軸部の側に該現像剤排出口の開口方向に向けて突出した支軸側壁部と、該現像剤排出口に対して該接触支軸部の反対側に該現像剤排出口の開口方向に向けて突出した非支軸側壁部とを備え、
    該支軸側壁部は該現像剤排出口側に該接触支軸部を有し、
    該非支軸側壁部は該現像剤排出口側で上記現像剤供給対象装置に接触する上記係合部であることを特徴とする現像剤収容器。
  9. 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像剤収容器において、
    上記現像剤排出口を塞ぐように接着され、上記容器本体に対して引き抜くことで該現像剤排出口を開放するシート部材を備え、
    該シート部材をひき抜くことによる接着された位置でのシート部材の移動方向が、該現像剤供給対象装置に取り付けるために該容器本体を回転させたときの該接着された位置の回転方向に対して90[°]以下であることを特徴とする現像剤収容器。
  10. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像剤収容器において、
    上記供給現像剤収容部が収容する現像剤は、現像剤が収容されていない現像装置に供給する初期現像剤であることを特徴とする現像剤収容器。
  11. 請求項1、2,3,4,5,6,7,8または9の現像剤収容器において、
    上記供給現像剤収容部が収容する現像剤は、収容する現像剤の量が減少した現像装置に供給する補給用現像剤であることを特徴とする現像剤収容器。
  12. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像剤収容器において、
    上記現像剤供給対象装置は現像装置であることを特徴とする現像剤収容器。
  13. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像剤収容器において、
    上記現像剤供給対象装置は上記現像剤収容器内の現像剤を現像装置に供給する現像剤供給装置であることを特徴とする現像剤収容器。
  14. 上方に開口した現像剤受入口から現像剤収容部に現像剤を受け入れる現像装置と、
    該現像装置に対して供給する供給現像剤を収容する現像剤収容器とを有し、
    該現像剤収容器が、該供給現像剤を収容する供給現像剤収容部と、該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤受入口に対向するように該現像剤収容器を該現像装置に対して取り付ける取付け部材とを備える現像ユニットにおいて、
    該現像剤収容器として、請求項12の現像剤収容器を備えることを特徴とする現像ユニット。
  15. 請求項14の現像ユニットにおいて、
    上記現像装置は、上記現像剤収容器を該現像装置に取り付ける方向に回転させることによって該現像装置内の初期接触位置で上記取付け部材の上記係合部に初めて接触し、
    該現像剤収容器本体をさらに回転させていくに従って、該係合部に接触する該現像装置内の係合部接触位置が変わり、
    各係合部接触位置と接触する該係合部内の各接触位置から上記接触支軸部までの現像剤収容器単体での距離と現像装置と接触している状態での距離との差が、該係合部内の初期接触位置が該現装置内の初期接触位置と接触してから回転が進むほど増加し、その後減少するように該係合部と該現像装置内の該係合部に接触する部分とを形成し、
    該現像剤収容器の該接触支軸部から該係合部までの少なくとも一部を弾性変形可能に構成したことを特徴とする現像剤ユニット。
  16. 請求項15の現像ユニットにおいて、
    上記現像剤収容器を上記現像装置に取り付けるために回転させたときに上記係合部を上記接触支軸部から離間させる方向の成分を有する抗力を、接触により該係合部に作用させる傾斜面となるテーパー形状を該現像装置内の初期接触位置に備えることを特徴とする現像ユニット。
  17. 請求項16の現像ユニットにおいて、
    上記現像装置内の上記テーパー形状は、上記現像装置の上記係合部が接触する部分で、該現像装置の上記接触支軸部が接触する箇所までの距離が最大となる位置から該現像装置内の初期接触位置までの該現像装置の表面に形成されていることを特徴とする現像ユニット。
  18. 請求項14、15、16または17の現像ユニットにおいて、
    上記現像剤収容器と上記現像装置との何れか一方に、該現像剤収容器を該現像装置に取付けることによって他方の引っ掛け部に引っかかる凸部を備えることを特徴とする現像ユニット。
  19. 請求項18の現像ユニットにおいて、
    上記凸部の凸方向が上記接触支軸部の軸方向と平行であり、
    該凸部の凸方向の大きさが上記現像剤収容器を上記現像装置に取り付けた状態での該現像剤収容器と該現像装置との該軸方向のガタの大きさよりも大きいことを特徴とする現像ユニット。
  20. 少なくとも潜像担持体と、
    該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
    該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
    該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
    該現像手段として、請求項14、15、16、17、18または19に記載の現像ユニットを用いることを特徴とする画像形成装置。
  21. 現像剤供給対象装置に供給する供給現像剤を収容する供給現像剤収容部と、該供給現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する現像剤排出口が設けられて該現像剤排出口が該現像剤供給対象装置の上方に開口した該現像剤受入口に対向するように該現像剤収容器を該現像剤供給対象装置に対して取り付ける取付け部材とを備える現像剤収容器を、
    該現像剤供給対象装置に取り付ける現像剤収容器の取付け方法において、
    該取付け部材の該現像剤排出口から外れた箇所に、該現像剤供給対象装置に直線状に接触する接触支軸部を支軸として該現像剤収容器を回転させ、少なくとも該現像剤収容器の回転が完了した状態では、該現像剤収容器が該接触支軸部とは異なる箇所に有する係合部が該現像剤供給対象装置に係合することを特徴とする現像剤収容器の取付け方法。
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