JP5950611B2 - 現像剤補給容器及び現像剤補給システム - Google Patents

現像剤補給容器及び現像剤補給システム Download PDF

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の画像形成装置にて用いられる現像剤補給容器、及び、現像剤補給システムに関する。
従来、電子写真複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置(以下「装置本体」という)には微粉末の現像剤が使用されている。そして、装置本体の現像剤が消費された場合には、現像剤補給容器を用いて装置本体へ現像剤を補給することが行われる。そのため、現像剤補給容器の補給時の操作性を向上させるために様々な先行技術が提案されている。
特許文献1に開示されている現像剤補給容器は、補給位置において現像剤受け入れ容器にロック手段で固定されている。その際、現像剤補給容器には現像剤受け入れ容器からばね付勢力がかかっており、ロックが解除されるとこのばねの付勢力により、現像剤補給容器は自動的に補給位置から上昇する。これにより、作業者は、現像剤補給容器の脱着動作が確実に行われたことが容易に分かり、現像剤補給容器を取り出し易くすることができる。
しかしながら、特許文献1では、現像剤補給容器を脱着する時に、作業者は現像剤補給容器と現像剤受け入れ容器のロックを解除するために、現像剤受け入れ容器の開閉蓋を押圧する必要があり、操作ステップが多くなっていた。
さらに、特許文献1の現像剤補給容器は、いわゆる「一括補給方式」といって、現像剤補給容器を本体にセットして容器内の現像剤の全量を一括で本体内に補給し、補給が終了したら空になった容器を取り外す方式である。このため、作業者は現像剤補給容器の現像剤の全量が本体に充填されるまでしばらく待っている必要があり、現像剤補給容器の交換時間が長くなっていた。
そこで、特許文献2に開示されている現像剤補給容器は、作業者が本体に据え置いた後、内部の現像剤を少量ずつ補給し、使い終わったら新品の容器に交換するという、現在、主流になっているいわゆる「据え置き方式」を採用している。
さらに、特許文献2の現像剤補給装置では、現像剤補給容器の脱着時において、現像剤を排出するための開口を封止する封止部材を脱着方向へ付勢する付勢部材を設けている。現像剤補給容器の脱着時には、まず現像剤補給容器が前進して開口を封止して、次に封止部材と本体との係合を解除することで、付勢部材の付勢力によって現像剤補給容器が手前に押し出されてくる。このため、作業者は、現像剤補給容器の脱着動作が確実に行なわれたことが容易に分かり、現像剤補給容器を取り出し易くすることができる。
しかしながら、特許文献2の現像剤補給容器は、現像剤補給容器を本体に挿入する際に、現像剤補給容器を所定の位置まで確実に挿入しないと、本体にセットできないことがあった。これは現像剤補給容器が所定の位置からずれていると、封止部材と本体との係合解除が確実にできないためである。このため、封止部材が正しく開封されないために現像剤が本体側に補給されないことがあった。
特開平4−346378号広報 特開2010−175804号広報
このような背景の中で、本発明者等は、次のような構成の現像剤補給容器を検討した。具体的には現像剤補給容器が本体の所定の位置まで挿入されていない場合には、現像剤補給容器が挿入方向に対向して積極的に押し戻される押し戻し機構を設けた。また、現像剤補給容器が本体の所定の位置に挿入されたことを分り易くするため、現像剤補給容器がロックして位置決め固定されるロック機構を設けた。
このため、作業者は、現像剤補給容器が中途半端な挿入位置では押し戻し機構によって押し戻され、現像剤補給容器が所定の挿入位置ではロック機構によってロックされるので、現像剤補給容器が、挿入が完了したのかどうかを明確に知ることができる。
しかしながら、使用済みの現像剤補給容器を本体から脱着する際に、ロック機構にロックしている現像剤補給容器を無理矢理に引き抜く構成の場合、脱着力が大きくなり作業者の操作性が悪化するおそれがある。また、現像剤補給容器を無理矢理に引き抜く操作を止めるために、ロック機構を解除する機構を別に設けてもいいが、その場合、ロック解除するための操作ステップが増えたり、ロック解除機構追加によるコストアップやスペース増等の問題がある。
そこで、本発明の目的は、現像剤補給容器をセットする際にはある程度の位置決めでよく、現像剤補給容器を脱着する際には簡単に取り外せる現像剤補給容器を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、現像剤補給容器を回転中心となる軸線方向に挿入する挿入方向とは反対側に押し戻すための押し戻し機構と、前記現像剤補給容器を収容する収容部と、前記収容部を開閉するための開閉可能な開閉と、前記現像剤補給容器を回転する駆動力を与える駆動伝達部と、を有する現像剤補給装置に着脱可能であり、前記現像剤補給装置内で前記現像剤補給容器が回転することで前記現像剤補給装置内に現像剤を補給する前記現像剤補給容器において、現像剤を収容する容器本体と、前記現像剤補給容器の挿入方向下流側の端部に位置して挿入方向下流側に突出して設けられた小径部と、前記小径部に設けられ前記容器本体内の現像剤を排出する開口と、前記現像剤補給容器が回転することで前記容器本体内の現像剤を前記小径部に向けて搬送する搬送部と、前記容器本体に対して前記軸線方向に相対的に移動して、前記駆動伝達部と嵌合して前記駆動伝達部から駆動力を受ける駆動力受け部と、前記小径部より径方向外側に円環状に設けられ、前記押し戻し機構からの力を受ける押し戻し力受け部と、前記現像剤補給容器の挿入方向上流側の端部に設けられ、前記開閉と係合することで前記押し戻し機構からの力に対向した力を受ける係合部と、を有し、前記現像剤補給容器を前記現像剤補給装置に装着する際に前記現像剤補給容器が前記押し戻し機構から押し戻し力を受ける位置よりも挿入方向の上流側の所定の位置の現像剤補給容器を前記駆動力受け部が前記駆動伝達部と嵌合する位置まで前記開閉部が前記係合部と係合して現像剤補給容器を挿入可能となるような位置に前記係合部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、現像剤補給容器の挿入の際には、ある程度の位置まで現像剤補給容器を挿入すれば、所定の位置まで挿入されていなくても、開閉機構を閉めることで現像剤補給容器を現像剤補給装置内にセットすることができる。
また、現像剤補給容器の脱着の際には、開閉機構を開けるだけで現像剤補給容器が挿入方向とは反対側に押し戻されてくるので、作業者は現像剤補給容器を取り出すだけでよい。現像剤補給装置に格納した現像剤補給容器を脱着するためのロック解除操作をする必要も無い。
よって、現像剤補給容器の交換において、挿入時においても、脱着時においても、作業者の操作性の負荷を軽減してユーザビリティ性の優れた現像剤補給容器を提供することができる。
本発明を適用し得る画像形成装置の一例を示す断面図である。 図1の画像形成装置を示す斜視図である。 図1の画像形成装置で現像剤補給容器を挿入する前の斜視図である。 (A)は実施例の現像剤ホッパを示す斜視図、(B)は図4(A)を下側から見た斜視図である。 実施例の現像剤ホッパの断面図である。 (A)は実施例の現像剤補給容器を示す後端側から見た斜視図、(B)は図6(A)を先端側から見た斜視図である。 (A)は実施例の現像剤補給容器の断面図、(B)は図7(A)の封止部材を開封した状態を示す封止部材と小径部の詳細図である。 (A)、(B)は現像剤補給容器を挿入する際の様子を示す断面図である。 (A)、(B)は現像剤補給容器を挿入する際の様子を示す断面図である。 (A)は係合部1a外径が胴体部1f外径と同じ場合の模式図、(B)は係合部外径が胴体部外径よりも小さい場合の模式図である。 実施例の現像剤補給容器からの補給の様子を示した部分断面図である。 (A)、(B)は現像剤補給容器を取り外すときの状態を示す断面図である。 (A)、(B)は現像剤補給容器を取り外すときの状態を示す断面図である。 (A)は現像剤補給容器が押し戻し力を下側に受けた時の力のかかり方を示す部分断面図、(B)は図9(A)の比較例(押し戻し力が上側に受けた時)を示す部分断面図である。 (A)は現像剤補給容器の係合部1Xの変形例1を示す斜視図、(B)は現像剤補給容器の係合部1Yの変形例2を示す斜視図である。 (A)は現像剤補給容器の係合部1Zの変形例3を示す斜視図、(B)は現像剤補給容器を挿入する際の様子を示す断面図、(C)は現像剤補給容器を挿入した後の様子を示す断面図である。
以下、本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤補給システムを図面に則して更に詳しく説明する。
〔実施例〕
まず、本発明に係る現像剤収納容器としての現像剤補給容器が挿入される画像形成装置の一例である電子写真画像形成装置の構成について図1〜図3に基づいて説明する。
<電子写真画像形成装置>
図1に示す電子写真複写機本体(以下、「装置本体」ともいう)100において、原稿101が原稿台ガラス102の上に置かれると、原稿101の画像情報に応じた光像が光学部103の複数のミラーMとレンズLnにより、電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」という)104上に結像する。カセット105,106,107,108に積載された記録媒体(以下、「用紙」という)Pのうち、図2に示す操作部100aから使用者(作業者)が入力した情報もしくは原稿101の紙サイズから最適な用紙Pをカセット105〜108の用紙サイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としては用紙に限定されずに、例えばOHPシート等適宜選択できる。
そして、給送・分離装置105A,106A,107A,108Aにより搬送された1枚の用紙Pを、搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。更にレジストローラ110により用紙Pを感光体ドラム104の回転と、光学部103のスキャンのタイミングを同期させて転写部に搬送する。転写部では、転写放電器111によって、感光体ドラム104上に形成された現像剤像を用紙Pに転写する。そして、分離放電器112によって、現像剤像の転写された用紙Pを感光体ドラム104から分離する。
この後、搬送部113により定着部114へ搬送された用紙Pは、定着部114において熱と圧力により用紙P上の現像剤像を定着させる。その後、片面コピーの場合には、用紙Pは排出反転部115を通過し、排出ローラ116により排出トレイ117へ排出される。また、両面コピーの場合には、用紙Pは排出反転部115のフラッパ118の制御により、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
また、多重コピーの場合には、用紙Pは排出反転部115を通り、一度排出ローラ116により一部が装置外へ排出される。そして、この後、用紙Pの終端がフラッパ118を通過し、排出ローラ116にまだ挟持されているタイミングでフラッパ118を制御すると共に排出ローラ116を逆回転させることにより、再度装置本体100内へ搬送される。更にこの後、再給送搬送路119,120を経由してレジストローラ110まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排出トレイ117へ排出される。
ところで、上記構成の装置本体100において、感光体ドラム104の回りには現像部201、クリーナ部202、一次帯電器203等が配置されている。
現像部201は、原稿101の情報が光学部103により感光体ドラム104に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像するものである。
また、現像部201は、現像剤ホッパ201aと現像器201bとを有している。現像剤ホッパ201aは、現像剤補給容器1から補給された現像剤を撹拌するための搬送部材201cを有している。そして、この搬送部材201cにより撹拌された現像剤は、マグネットローラ201dにより現像器201bに送られる。現像器201bは、現像ローラ201fと、搬送部材201eを有している。そして、マグネットローラ201dにより現像剤ホッパ201aから送られた現像剤は、搬送部材201eにより現像ローラ201fに送られて、この現像ローラ201fにより感光体ドラム104に供給される。
尚、クリーナ部202は、感光体ドラム104に残留している現像剤を除去するためのものである。また、一次帯電器203は、感光体ドラム104を帯電するためのものである。
図2は、図1に示した装置本体の外観を斜め上からみた斜視図である。現像剤補給容器の交換時に開閉する交換用扉15(以下、本体前扉という)は、作業者が交換し易いように、装置本体の正面からみて右上に開閉可能に配置されている。
図3は、図2に示す本体前扉15を作業者が開けた状態を示した図である。装置本体100内には現像剤ホッパ201aが設けられており、ここに現像剤補給容器1Aを挿入するようになっている。作業者が現像剤補給容器1Aを装置本体100に挿入する際には、この現像剤ホッパ201aに現像剤補給容器1Aを矢印a方向に挿入して、本体前扉15を閉める。すると、現像剤補給容器1Aから現像剤を補給することが可能となる。すなわち、現像剤補給容器1Aは、装置本体100内における現像剤補給装置としての現像剤ホッパ201aに着脱可能となっている。
現像剤補給容器1Aの挿入・脱着、及び、本体前扉15が現像剤補給容器1Aを圧することで現像剤補給容器1Aを所定の位置に位置決めするための開閉可能な開閉機構として機能することについては後で詳細に述べる。
<現像剤ホッパ>
次に、現像剤ホッパ201aの詳細について図4及び図5を用いて説明する。図4(A)は現像剤ホッパ201aの構成を示す斜視図、図4(B)は図4(A)を斜め下から見た斜視図、図5は現像剤ホッパ201aの断面図、である。
現像剤ホッパ201aには、現像剤補給容器1Aから補給された現像剤を一時的に貯めるホッパ201jが設けられ、その下端にはホッパ201jに貯まった現像剤を装置本体100側へ搬送するために搬送部材201cが設けられている。
また、現像剤ホッパ201aには、後述する現像剤補給容器1Aの小径部4aに設けられた開口4cを開封して、現像剤補給容器1Aに本体からの回転駆動を伝達するための駆動伝達部201mが設けられている。駆動伝達部201mは、現像剤補給容器1Aを封止する封止部材2(後述する)と連結して開口4cを開封する。そして、本体側の駆動モータ(不図示)からの回転駆動力を封止部材2を介して現像剤補給容器1Aに伝達可能に構成される。封止部材2は、現像剤補給容器1A(容器本体1)に対して軸線方向に相対移動して現像剤補給装置内の駆動伝達部201mからの駆動力を受ける駆動力受け部として機能する。
また、現像剤ホッパ201aには、現像剤補給容器1Aを載置するトレイ201kを設けてある。現像剤補給容器1Aは、挿入時はこのトレイ201k上を滑りながら載置され、回転時はトレイ201k上に接触しながら回転駆動するので、トレイ201kの表面は平滑な面で形成して、極力摩擦抵抗を小さくしている。本実施例ではトレイ201kの表面はABS樹脂の成形で平滑に仕上げているが、トレイ201kの表面に円筒形状や球形状をしたコロ等の転がり軸受けを別に設けてさらに摩擦抵抗を小さくしてもよい。
さらに、現像剤ホッパ201aには押し戻し機構201Aを設けてある。押し戻し機構201Aは、現像剤補給容器1Aを回転中心となる軸線方向に挿入する挿入方向とは反対側に押し戻すためのものである。押し戻し機構201Aは、押し戻し部材201g、及び、引張ばね201hから構成されている。図4(A)に示すようにトレイ201k表面には押し戻し機構201Aの一部である押し戻し部材201gが突出している。押し戻し部材201gは、ガイド部201iを挿入方向(矢印a方向)にスライドするように設けられている。そして、トレイ201kの底部に引っ掛けられた引張ばね201hと係合して付勢力が得られるようになっている。これにより、押し戻し部材201gは、矢印a方向に移動すると、引張ばね201hの付勢力によって、矢印a方向とは反対側に押し戻そうとする力が発生する。押し戻し機構201Aの作用に関しては後で詳細に述べる。
<現像剤補給容器>
次に、本発明における現像剤補給容器1Aについて図6及び図7を用いて説明する。図6(A)は本発明における現像剤補給容器1Aを後端側からみた斜視図、図6(B)は現像剤補給容器1Aを先端側からみた斜視図である。図7(A)は現像剤補給容器1Aを軸線方向で切った断面図、図7(B)は図7(A)の封止部材と小径部の詳細図で封止部材を開封した状態を示す図である。
図6及び図7において、現像剤補給容器1Aは、略中空円筒形状に形成された容器本体1と、現像剤を汲み上げて搬送する搬送部材3と、容器本体1の端部を密閉するフランジ4と、フランジ4の開口4cを封止する封止部材2と、を有している。
容器本体1は内周面に螺旋状の突起部(以下、螺旋突起という)1eが形成されており、現像剤補給容器1Aの回転に伴って現像剤をフランジ4の開口4c側に向けて搬送することができる。なお、容器本体1は、インジェクションブロー成形によって成形されているが、一般的に広く知られているダイレクトブロー成形や射出成形などの各種製法を用いてもよい。本実施例では生産性が高く薄肉成形できるインジェクションブロー成形にて製作している。
搬送部材3は、容器本体1と一体的に組付けられており、これにより搬送部材3は容器本体1と一体的に回転することができる。また、搬送部材3には軸線方向に対して傾斜して交差した傾斜板3aがそれぞれの面に回転対称に設けられている。
前記螺旋突起1eと前記搬送部材3は、現像剤補給容器1Aが回転することで容器本体内の現像剤を小径部4aに向けて搬送する搬送部として機能する。
フランジ4は、略円筒形状をしており、フランジ4の外径φf1よりも小さい外径を有する円筒状の小径部4aを設けており、その端部には現像剤を排出するための開口4cを設けている。また、フランジ4の外径φf1は容器本体1の外径φe1と略同径で構成されている。また、小径部4aの内周面には後述の封止部材2の係合部2bと係合して回転を規制する回転係止突起4dが設けられている。
封止部材2は、スナップフィット形状をした係合爪2aが形成されており、係合爪2aが弾性変形することで駆動伝達部201mと係合して、軸線方向、及び、径方向に連結することができる。また、封止部材2にはフランジ4と軸線方向に移動し、回転方向には回転係止突起4dと係合をする係合部2bが設けられている。これにより封止部材2は、開封時には現像剤補給容器1Aに対して相対的にスラスト移動でき、回転駆動時には現像剤補給容器1Aと一体的に回転できる。
さらに、フランジ4には、現像剤補給容器1Aの挿入方向下流側の端部に押し戻し機構201Aからの力を受ける押し戻し力受け部4bが設けられている。押し戻し力受け部4bは、現像剤補給容器1Aが回転駆動中でも常に押し戻し部材201gからの付勢力を受けられるように、小径部4aよりも径方向外側に円環状に設け、回転軸に対して同心円状で平滑な面を有している。
さらに、現像剤補給容器1Aの小径部4aとは反対側には、現像剤補給容器1Aの挿入時に装置本体100側からの規制を受けるための係合部1aが設けられている。係合部1aは、小径部4aとは反対側の現像剤補給容器1Aの挿入方向上流側の端部に設けられている。このように構成することで、例えば、現像剤補給容器1Aの周面に突起等を設けて規制を受けるようにした場合に比べて、径方向の余分なスペースが必要ないので装置本体100の容積効率をアップすることができる。これは現像剤補給容器1Aの周面に規制突起を設けると、現像剤補給容器1Aは装置本体100に挿入されて回転するので、装置本体100には現像剤補給容器1Aの全周に渡って突起を収容するためのスペースが必要になるためである。
さらに係合部1aは軸線方向に円筒状に突出して容器本体1と一体的に形成されており、現像剤補給容器1Aの挿脱着時に作業者が把みやすいように根元が括れた形状をしている。また、係合部1aの外径φa1は容器本体1の外径φe1よりも小さくしている。これは現像剤補給容器1Aの挿入時に、装置本体100側からの規制によって、挿入方向(矢印a方向)へアシストし易くするためにこのような形状になっている。現像剤補給容器1Aが挿入方向(矢印a方向)へアシストされる原理については後で詳しく述べる。
本発明に係る現像剤補給容器1Aは、装置本体100側の押し戻し機構201Aからの力を受ける押し戻し力受け部4bと、前記押し戻し力を受けた現像剤補給容器1Aを装置本体100側の本体前扉15で軸線方向に規制する係合部1aを設けている。以下に詳しく述べる。
<現像剤補給容器の挿入動作の説明>
次に、本発明における現像剤補給容器1Aの挿入動作について図8及び図9を用いて説明する。図8(A)、図8(B)、図9(A)、図9(B)は現像剤補給容器1Aが装置本体100内に挿入される過程を段階毎に部分断面図で現わしている。
図8(A)は、現像剤補給容器1Aの作業者による装置本体100への載置が完了した様子を示す。作業者は、現像剤補給容器1Aをトレイ201kに挿入方向(矢印a方向)に移動させて載置する。このとき、現像剤補給容器1Aの押し戻し力受け部4bは、現像剤ホッパ201aの押し戻し部材201gに当接しても当接してなくてもどちらでもよい。ここでは図8(A)のように当接していない場合を示す。
ここで、作業者は、現像剤補給容器1Aの挿入位置を正確に所定の位置まで押し込む必要は無く、ある程度の位置まで挿入して載置すればよい。具体的には、本体前扉15を閉めた時に係合部1aが本体前扉15と当接する位置であればどの位置でもよい。係合部1aが本体前扉15と当接する位置とは、図中の扇形状点線領域であり、本体前扉15の支点15aを回転中心としたときに、本体前扉15が開閉するときの空間上の領域を示す。
図8(B)は、作業者が本体前扉15を閉めて、現像剤補給容器1Aの係合部1aに当接した直後の状態を示す図である。図8(A)である程度の位置に挿入された現像剤補給容器1Aは、本体前扉15を閉めると、ちょうど係合部1aの一部が当接するようになっている。なおも作業者が本体前扉15を閉めると、係合部1aは本体前扉15に押されて挿入方向(矢印a方向)に力が作用する。すると、現像剤補給容器1Aはトレイ201k上を滑りながら挿入方向(矢印a方向)に移動する。
よって、本体前扉15を閉める動作のみで現像剤補給容器1Aの挿入をアシストするので、作業者は現像剤補給容器1Aを前述のある程度の位置に載置するだけでよい。
さらに、このとき現像剤補給容器1Aは、押し戻し力受け部4bが押し戻し部材201gに当接しながら挿入方向(矢印a方向)に移動する。この状態で作業者が本体前扉15の閉め動作を中断して手を離すと、現像剤補給容器1Aは押し戻し部材201gからの付勢力を受けてトレイ201kの表面を滑って挿入方向(矢印a方向)とは反対方向に押し戻される。この際、押し戻し部材201gからの付勢力は、現像剤補給容器1Aの係合部1aが図中の扇形状点線領域に押し戻されるように設定しておくとよい。これは、再度、本体前扉15を閉めたときに、図8(A)で示したように係合部1aが本体前扉15からの挿入方向(矢印a方向)へ作用する力を受ける為である。なお、押し戻し部材201gからの付勢力は、引張ばね201hの付勢力や、現像剤補給容器1Aがトレイ201k表面上を滑るときの摩擦力、現像剤補給容器1Aの重量、等を考慮して設定する必要がある。
よって、作業者は、現像剤補給容器1Aの挿入をし過ぎても、押し戻し部材201gによって押し戻されるので、現像剤補給容器1Aの載置位置は適当でよい。
図9(A)は、作業者がさらに本体前扉15を閉めて、現像剤補給容器1Aが挿入方向(矢印a方向)に移動している状態の図を示している。現像剤補給容器1Aの係合部1aは、本体前扉15の閉め動作に連動して、本体前扉15に当接しながら挿入方向(矢印a方向)に移動している。また、現像剤補給容器1Aは、押し戻し力受け部4bが押し戻し部材201gに当接しながら挿入方向(矢印a方向)に移動する。さらに、封止部材2は、装置本体100の駆動伝達部201m内に押し込まれて、係合爪2aが弾性変形して駆動伝達部201mの係合部(不図示)と係合して、軸線方向、及び、径方向に連結することができる。
図9(B)は、作業者が本体前扉15を完全に閉め切って、現像剤補給容器1Aの封止部材2を開封した状態を示している。作業者は、本体前扉15を最後のひと押しすることで、現像剤補給容器1Aは挿入方向(矢印a方向)に移動して装置本体100内に押し込まれる。これとほぼ同時に、駆動伝達部201mと係合した封止部材2は、本体前扉15の閉め動作に連動して現像剤補給容器1Aに対して相対的にスラスト移動(矢印a方向)して現像剤補給容器1Aの小径部4aの開口4cを開封する。これにより現像剤補給容器1Aは、内部の現像剤を現像剤ホッパ201aに補給することが可能になる。また、装置本体100からの回転駆動力を受けることで現像剤補給容器1Aと一体的に回転することが可能になる。
ここで、本体前扉15は装置本体100に保持される。本体前扉15の装置本体100への保持はラッチ(図示せず)等の保持でよく、鉤状のフック形状やマグネット等の磁力によるものでもよい。また、本体前扉15の装置本体100への保持力は、現像剤補給容器1Aの回転中も押し戻し部材201gからの付勢に対向して保持できる程度の力に設定している。
以上、図8及び図9で説明したように、作業者は、本体前扉15の閉め動作によって現像剤補給容器1Aを装置本体100内に簡単かつ的確にセットすることができる。
なお、現像剤補給容器1Aの載置位置が、図8(A)の点線位置P1のような場合は、本体前扉15が閉められない。点線位置P1は、前述の現像剤補給容器1Aの載置位置が、ある程度の位置よりも明らかに挿入方向(矢印a方向)の手前に載置された場合である。本体前扉15を閉めようとするとすぐに胴体部1fの側面部1f'に当接することで、現像剤補給容器1Aが上方に移動させられ、現像剤ホッパ201aの上部201l(図5)と干渉したところでそれ以上移動できなくなるため、本体前扉15が閉められない。このため、現像剤補給容器1Aには挿入方向(矢印a方向)へアシストする力が働かない。この場合、作業者は現像剤補給容器1Aが現像剤ホッパ201aの上部201lと干渉して扉が閉められない状況を目で見て容易に判断できる。よって、現像剤補給容器1Aを本体前扉15が閉められるようになる位置、つまり、係合部1aが扇形状点線領域内に入った位置に移動させてから再度、本体前扉15を閉めればよいことを認識し易い。
図8(A)の点線位置P2は、係合部1aが扇形状点線領域に入っている場合である。本体前扉15を閉めるとすぐに胴体部1fの丸みの付いた部分1g'に当接するので、本体前扉15によって僅かに挿入方向(矢印a方向)に力が作用する。すると、現像剤補給容器1Aはトレイ201k上を滑りながら挿入方向(矢印a方向)に移動する。このため、現像剤補給容器1Aには挿入方向(矢印a方向)へアシストする力が働く。
<挿入アシストの原理>
次に、本実施例の係合部1aが挿入アシストされる原理について図10を用いて詳しく説明する。図10(A)は係合部1aの外径φa1が胴体部1fの外径φe1と同じ場合の模式図、図10(B)は、係合部1aの外径φb1が胴体部の外径φe1よりも小さい場合の模式図である。また、図中で、係合部1aは、本体前扉15を閉める時に本体前扉15と当接する箇所を当接部1a1、1b1で示し、本体前扉15を閉めた後に本体前扉15と当接する箇所を当接部1a2、1b2で示す。また、本体前扉15の回動位置と水平方向の面がなす角度を閉め角度θ1,θ2で示す。
図10(A)は、作業者が本体前扉15を閉めて現像剤補給容器1Aの係合部1aに当接した直後の状態を示している。現像剤補給容器1Aがある程度の位置に載置されている場合に、本体前扉15を閉めると、本体前扉15が係合部1aの一部である当接部1a1に当接する。この際に、係合部1aの外径φa1は現像剤補給容器1Aの外径φe1と略同等であり、本体前扉15は閉め角度θ1が生じて当接部1a1に当接する。このとき、当接部1a1には本体前扉15を閉める力を受けて本体前扉15に対して法線方向の力Sが発生する。この法線方向の力Sによって挿入方向(矢印a方向)への推進力Sx(=Ssinθ1)が働き、現像剤補給容器1Aは挿入方向(矢印a方向)に移動する。但し、係合部1aの外径が胴体部1fの外径と同じなので閉め角度θ1が浅く、推進力Sxよりも垂直方向の力Syの方が大きく働くため、挿入方向(矢印a方向)へのアシストは働くものの不十分である。
そこで、係合部1aの外径φa1を小さくした場合の例を次に示す。図10(B)は、図10(A)と同様の状態を示しており、現像剤補給容器1Aの挿入完了時の載置位置が同じ場合を示している。図10(B)の現像剤補給容器1Aは係合部1bの外径φb1が、現像剤補給容器の外径φe1よりも小さくなっている。このため、現像剤補給容器1Aの載置位置が同じあれば、本体前扉15と当接する閉め角度θ2は大きくなる。係合部1bの外径φb1が現像剤補給容器の外径φe1よりも小さければ小さいほど閉め角度θ2が大きくなり、推進力Sxは大きく働くようになるので、よりスムーズに挿入され易くなる。特に閉め角度θ2>45°になると垂直方向の推進力Syよりも挿入方向(矢印a方向)の推進力Sxの方が大きくなるため、さらに挿入され易くなる。
また、本体前扉15を閉めれば閉めるほど閉め角度θ2が大きくなり、推進力Sxは大きくなる。すなわち、図7及び図8で説明したように本体前扉15を閉めると現像剤補給容器1Aは挿入方向(矢印a方向)に徐々に移動するため、閉め角度θ2は徐々に大きくなり、挿入方向(矢印a方向)の推進力Sxが大きくなる。そのため、現像剤補給容器1Aはさらにスムーズに挿入され易くなる。
なお、本実施例では現像剤補給容器1Aを挿入アシストするための当接部は1箇所のみであるが、当接部1a1以外にも挿入アシストするための当接部を複数箇所設けていても同様の効果が得られればこれに限らない。また、本実施例では係合部1aの軸線方向に垂直な断面形状を円形としたが、惰円や、三角であってもそれぞれ挿入方向(矢印a方向)への推進力Sが働く形状であれば同様の効果が得られるのでこれに限らない。但し、本実施例のように円形状であれば、作業者は現像剤補給容器1Aの載置時の位相を気にしなくてもよいのでさらに操作性がよい。
<現像剤補給容器の補給動作の説明>
次に、本発明における現像剤補給容器1Aの補給動作について図11を用いて説明する。図11は現像剤補給容器1Aから装置本体100へ現像剤を補給するときの様子を示している。
駆動伝達部201mからの回転駆動を、封止部材2を介して現像剤補給容器1Aが受けて回転することで、現像剤は容器本体1に設けられた螺旋突起1eに沿って小径部4a側に搬送される。さらに現像剤補給容器1Aが回転すると、現像剤は搬送部材3で掬い上げられ、掬い上げられた現像剤は傾斜板3aに受け渡される。傾斜板3aは回転軸線方向に対して傾斜しているため、受け渡された現像剤は重力によって下方へ滑り落ちながら小径部4aに導かれる。そして、小径部4aに導かれた現像剤は開口4cからホッパ201j内へ順次排出される。ホッパ201j内の現像剤は搬送部材201cによって撹拌、及び、搬送されて少量ずつ定量的に装置本体100へ補給される。
ここで、押し戻し力受け部4bは押し戻し部材201gからの付勢力を受けているので、現像剤補給容器1Aは、装置本体100内で常に本体前扉15側に片寄せされて所定の位置に規制することができる。つまり、現像剤補給容器1Aの回転中においても、封止部材2が小径部4aの開口4cを開けているときの開口幅を常に一定に保つことができる。このためホッパ201j内への現像剤の排出量が安定して補給精度が向上する。また、ホッパ201j内での開口位置が一定にでき現像剤が常に一定の位置に落せる。このため、ホッパ201j内での現像剤の堆積状態を一定にすることができるので残量検知精度が向上する。さらに、現像剤の堆積状態が一定なので、搬送部材201cからの現像剤の搬送量も安定する。
また、現像剤補給容器1Aから現像剤を補給中では、係合部1aと本体前扉15とが接触する構成になっている。よって、係合部1aの外径φa1は容器本体1の外径φe1よりも小さければ小さいほど現像剤補給容器1Aと本体前扉15との接触面積を小さくできるので、現像剤補給容器1Aが回転駆動中の回転負荷を低減できる。
<現像剤補給容器の脱着動作の説明>
次に、本実施例における現像剤補給容器1Aの脱着動作について図12及び図13を用いて説明する。図12(A)、図12(B)、図13(A)、図13(B)は現像剤補給容器1Aが装置本体100内から脱着される過程を段階毎に部分断面図で現わしている。
図12(A)は、使用済みの現像剤補給容器1Aの脱着操作を開始する直前の状態を示している。現像剤補給容器1Aは、押し戻し力受け部4bが押し戻し部材201gからの付勢力を受けており、さらに、係合部1aは本体前扉15と当接している。また、このとき駆動伝達部201mと封止部材2とが係合状態で、開口4cは開いた状態になっている。
図12(B)は、作業者が本体前扉15を少し開けた状態を示す図である。この際、本体前扉15に連動した駆動伝達部201mは挿入方向(矢印a方向)とは反対方向(矢印a'方向)に移動して、封止部材2はこれに押されて現像剤補給容器1Aの小径部4aの開口4cを封止する。また、現像剤補給容器1Aは、押し戻し力受け部4bからの付勢力を受けているので、本体前扉15を開けた分だけ挿入方向(矢印a方向)とは反対方向(矢印a'方向)に移動する。但し、現像剤補給容器1Aの移動量は駆動伝達部201mの移動量よりもはるかに小さくなっているので、封止部材2が開口4cを封止するのを妨げないようになっている。
図13(A)は、本体前扉15をさらに開けた状態を示す図である。図12(B)から図13(A)に動作する途中で、封止部材2は、係合爪2aが径方向の内側へ弾性変形して、駆動伝達部201mの係合部(不図示)と係合解除される。また、現像剤補給容器1Aは、押し戻し力受け部4bからの付勢力により、図12(B)よりも本体前扉15を開けた分だけ挿入方向(矢印a方向)とは反対方向(矢印a'方向)にさらに移動する。
図13(B)は、本体前扉15を完全に開けて全開にした状態を示す図である。現像剤補給容器1Aは、係合部1aが本体前扉15からの規制を受けなくなったので、押し戻し部材201gから受けた付勢力によって、挿入方向(矢印a方向)とは反対方向(矢印a'方向)に押し出されてくる。このとき、現像剤補給容器1Aの係合部1aの位置は、作業者が現像剤補給容器1Aの脱着可能を認識できる位置まで押し出される。好ましくは図中で示した扇形状点線領域であればなおよい。何故ならば、再セットする際には、作業者が現像剤補給容器1Aの載置位置を再調整せずに、そのまま本体前扉15を閉めれば再セットできるためである。作業者は、現像剤が無くなった現像剤補給容器1Aを挿入方向(矢印a方向)とは反対方向(矢印a'方向)に引き出し、装置本体100から取り出すことが可能となる。
以上、図12及び図13で説明したように、本体前扉15を開ける動作に連動して、現像剤補給容器1Aが挿入方向手前に押し出されてくるので、現像剤補給容器1Aの露出が大きくなり、作業者が触れる部分が広くなるので把み易くなる。
また、作業者は、現像剤補給容器1Aを取り出すだけでよく、現像剤補給容器1Aを脱着するためのロック機構の解除や、ロック機構から無理矢理に抜き去る等の操作をする必要がないので、操作性を改善することができる。
なお、本実施例では現像剤補給容器1Aの小径部4aの開口4cは端部に口が開いた端部開口の構成になっているが、これに限定されるものではなく、例えば、小径部4aの周面に開口を設けてシャッター部材がスライドする周面開口の構成であってもよい。さらに、いかなる封止部材の開封方法であっても、本発明の作用効果が得られればこれに限らない。
また、本実施例では、本体前扉15は現像剤補給容器1Aを挿脱着(交換)するための専用扉であるが、装置本体100の前面扉100cの開閉に連動して、現像剤補給容器1Aを挿入、及び、脱着する構成であっても構わない。
<押し戻し機構の動作原理の説明>
次に、本発明における現像剤補給容器1Aの押し戻し機構201Aの動作原理について図14を用いて説明する。
図14(A)は本実施例の押し戻し部材201gの当接部201g2が下側から押し戻す場合の模式図の一例である。図14(B)は比較例として押し戻し部材201g'の当接部201g2'が上側から押し戻す場合の模式図の一例である。図中で、Fは押し戻し力、μ1は現像剤補給容器1Aがトレイ201kを滑るときの摩擦力、Wは現像剤補給容器1Aに働く重力、Nは現像剤補給容器にかかる垂直抗力、P1は現像剤補給容器1Aが押される力、F1は現像剤補給容器に作用する力、を示す。現像剤補給容器1Aの重心位置Gは、図14に示すように現像剤補給容器1Aの径方向で略回転中心線近傍にある。
図14(A)では、現像剤補給容器1Aの重心Gの位置よりも下側である押し戻し力受け部4bが、押し戻し力Fによって押されている。この際、現像剤補給容器1Aには、押し戻し力Fがかかると、紙面上で斜め右上方向に作用する力F1が発生する。これにより、現像剤補給容器1Aは、後端(係合部1a)側が浮き気味にできるので、摩擦力μ1を低減して、よりスムーズで円滑な押し出しができるようになる。
一方、図14(B)では、現像剤補給容器1Aの重心Gの位置よりも上側である押し戻し力受け部4bが、押し戻し力Fによって押されている。このとき、紙面上で斜め右下方向に作用する力F2が発生する。これにより、現像剤補給容器1Aは、後端(係合部1a)側が下方に押され気味になるので、摩擦力μ容器本体1を増大して、スムーズで円滑な押し出しができなくなる。
このように本実施例では押し戻し力受け部4bは現像剤補給容器1Aが回転方向のどの位相でも常に現像剤補給容器1Aの重心よりも下側を押されるようになっているので、摩擦力を極力少なくしてスムーズに押し戻すことができる。そのため、上側から押し戻す時よりも現像剤補給容器1Aを挿入する際にかかる押し戻し機構201Aの付勢力を極力弱くして作業者の挿入性を向上させることができる。
また、本実施例の構成では、前述のように現像剤補給容器1Aの後端側である係合部1a側が浮き気味にできるので、図11で述べたように現像剤補給容器1Aから装置本体100へ現像剤を補給するときに、現像剤補給容器1A内部の現像剤の残量を低減できる。すなわち、現像剤補給容器1Aの後端(係合部1a)側が先端(小径部4a)側よりも高くなるので、内部に滞留している現像剤が、より開口4c側に集まり易くなる。よって、搬送部材3によって掬い上げ易くなり、排出効率をアップして残量を低減できる。
上述したように、本実施例によれば、現像剤補給容器の挿入の際には、ある程度の位置まで現像剤補給容器を挿入すれば、所定の位置まで挿入されていなくても、本体前扉を閉めることで現像剤補給容器を装置本体内にセットすることができる。
また、現像剤補給容器の脱着の際には、本体前扉を開けるだけで現像剤補給容器が挿入方向とは反対側に押し戻されてくるので、作業者は現像剤補給容器を取り出すだけでよい。現像剤補給装置に格納した現像剤補給容器を脱着するためのロック解除操作をする必要も無い。
よって、現像剤補給容器の交換において、挿入時においても、脱着時においても、作業者の操作性の負荷を軽減してユーザビリティ性の優れた現像剤補給容器を提供することができる。
〔変形例〕
次に、本発明における現像剤補給容器1Aの変形例について図15及び図16を用いて説明する。
図15(A)は係合部1Xが小球形状をした変形例1の斜視図、図15(B)は係合部1Yが半球状をした変形例2の斜視図、図16(A)〜(C)は係合部1Zがすり鉢状に窪んだ形状を示した変形例3を示す。実施例とは係合部1aの形状が異なるのみで、それ以外の箇所については本実施例にて示した形状と同等であるため説明を省略する。
図15(A)は係合部1Xは小球形状をしている。また、図15(B)は係合部1Yは半球形状をしている。装置本体にセットした後、係合部1X、及び、係合部1Yは、本体前扉15と点接触で当接して回転する。このため、実施例の構成に対して現像剤補給容器1Aと本体前扉15との摩擦力を低減でき、回転負荷も軽減できる。さらに、係合部1Xは根元が括れているので作業者が指を引っ掛けて把み易くなっているので操作性がさらによい。また、係合部1Yには指が入る大きさの凹部1Y1を4箇所で設けており、取り出し時に作業者が現像剤補給容器1Aを把み易いので操作性がさらによい。
図16は係合部1Zがすり鉢状に窪んだ形状をしている。図16(A)は現像剤補給容器の変形例3を示す斜視図、図16(B)は現像剤補給容器を挿入する際の様子を示す断面図、図16(C)は現像剤補給容器を挿入して本体前扉15を閉めた後の様子を示す断面図である。
本体前扉15には突状突起15bが設けられている。装置本体100にセットした後、現像剤補給容器1Aは、本体前扉15に設けられた突状突起15bが当接部1z1と点接触で当接して回転する。このため、現像剤補給容器1Azの回転駆動中に心出しがされて、現像剤補給容器1Aの回転による振れ、振動、騒音を低減することができる。よって、現像剤補給容器1Aの振動が、作像部(光学部103、感光体ドラム104等)に伝わって画像上のむらを生じるような問題も防止できる。
本変形例1、変形例2、及び、変形例3においても、実施例の構成と同様に、作業者は、本体前扉15の開閉動作によって、現像剤補給容器1Aを装置本体100内に簡単にかつ的確にセット、及び、脱着することができる。
なお前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置にて用いられる現像剤補給容器及び現像剤補給システムに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
F …押し戻し力
F1,F2 …力
G …重心
P …用紙
θ1,θ2 …角度
1 …容器本体
1A,1Az …現像剤補給容器
1X,1Y,1Z,1a …係合部
1a1,1b1 …当接部
1e …螺旋突起
1f …胴体部
1z1 …当接部
2 …封止部材
2a …係合爪
2b …係合部
3 …搬送部材
3a …傾斜板
4 …フランジ
4a …小径部
4b …押し戻し力受け部
4c …開口
4d …回転係止突起
15 …本体前扉
15a …支点
15b …突状突起
100 …装置本体
201 …現像部
201A …押し戻し機構
201a …現像剤ホッパ
201b …現像器
201c …搬送部材
201d …マグネットローラ
201e …搬送部材
201f …現像ローラ
201g …押し戻し部材
201g2 …当接部
201h …引張ばね
201i …ガイド部
201j …ホッパ
201k …トレイ
201l …上部
201m …駆動伝達部

Claims (6)

  1. 現像剤補給容器を回転中心となる軸線方向に挿入する挿入方向とは反対側に押し戻すための押し戻し機構と、前記現像剤補給容器を収容する収容部と、前記収容部を開閉するための開閉可能な開閉と、前記現像剤補給容器を回転する駆動力を与える駆動伝達部と、を有する現像剤補給装置に着脱可能であり、前記現像剤補給装置内で前記現像剤補給容器が回転することで前記現像剤補給装置内に現像剤を補給する前記現像剤補給容器において、
    現像剤を収容する容器本体と、前記現像剤補給容器の挿入方向下流側の端部に位置して挿入方向下流側に突出して設けられた小径部と、前記小径部に設けられ前記容器本体内の現像剤を排出する開口と、前記現像剤補給容器が回転することで前記容器本体内の現像剤を前記小径部に向けて搬送する搬送部と、前記容器本体に対して前記軸線方向に相対的に移動して、前記駆動伝達部と嵌合して前記駆動伝達部から駆動力を受ける駆動力受け部と、前記小径部より径方向外側に円環状に設けられ、前記押し戻し機構からの力を受ける押し戻し力受け部と、前記現像剤補給容器の挿入方向上流側の端部に設けられ、前記開閉と係合することで前記押し戻し機構からの力に対向した力を受ける係合部と、を有し、前記現像剤補給容器を前記現像剤補給装置に装着する際に前記現像剤補給容器が前記押し戻し機構から押し戻し力を受ける位置よりも挿入方向の上流側の所定の位置の現像剤補給容器を前記駆動力受け部が前記駆動伝達部と嵌合する位置まで前記開閉部が前記係合部と係合して現像剤補給容器を挿入可能となるような位置に前記係合部が設けられていることを特徴とする現像剤補給容器。
  2. 前記係合部は前記容器本体の端部から軸線方向に突出して設けられ、前記係合部の外径は前記容器本体の外径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。
  3. 前記係合部は小球形状に設けられ、前記所定の位置に位置決めした際に前記開閉と点接触で当接することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。
  4. 前記係合部は前記容器本体の端部にすり鉢状に窪んだ形状に設けられ、前記所定の位置に位置決めした際に、前記係合部と対向するように設けた前記開閉の突状突起が前記係合部と点接触で当接することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給容器。
  5. 現像剤補給容器が前記現像剤補給装置に装着されているときには、前記押し戻し機構により前記係合部は前記開閉部と係合することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の現像剤補給容器。
  6. 現像剤補給装置と、前記現像剤補給装置に着脱可能な現像剤補給容器と、を有する現像剤補給システムにおいて、
    前記現像剤補給装置は、前記現像剤補給容器を回転中心となる軸線方向に挿入した時に所定の位置に位置決めするための開閉可能な開閉と、前記現像剤補給容器を挿入方向とは反対側に押し戻すための押し戻し機構と、を有し、
    前記現像剤補給容器は、前記開閉を閉めることで前記開閉の開閉する領域に達した前記係合部が前記開閉からの規制を受けて挿入方向に移動し、前記開閉を開けることで前記規制が解除されて前記押し戻し機構からの力により挿入方向とは反対側に押し戻されることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の現像剤補給容器であることを特徴する現像剤補給システム。
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