JP2011047981A - 現像剤貯蔵容器、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

現像剤貯蔵容器、現像装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】開口部の開放作業を忘れずに行うことができる現像剤貯蔵容器、この現像剤貯蔵容器を備えた現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】現像剤(トナー3A)が貯蔵される内空部と現像剤3Aを排出する開口部(供給口31g)とを有するケース部材31と、ケース部材31の内空部に移動自在に設けられ移動し又は停止することにより開口部31gを開閉する攪拌部材34と、を備え、攪拌部材34は、開口部31gの周囲に貼付されることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵容器、この現像剤貯蔵容器を備えた現像装置及び画像形成装置に関する。
従来、電子写真プロセスを用いる画像形成装置には、例えば、現像剤であるトナーの各色に応じて媒体搬送方向に沿って配列された画像形成ユニット(現像装置)と、この画像形成ユニットに対して着脱可能に取り付けられ、トナーを貯蔵する現像剤貯蔵容器とを備えているものがある。また、画像形成ユニットは、感光体と、帯電部と、露光装置と、現像部と、クリーニング機構とを主に備えており、これらの各部が連動して作動するように構成されている。
現像部は、感光体に対して当接又は近接配置され、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化する役割を果たしている。現像部は、感光体の表面に圧接する現像ローラを有しており、この現像ローラを挟んで感光体と対向する位置にトナー供給ローラが配置されている。そして、トナーは、現像剤貯蔵容器に形成された開口部である供給口を介して現像部に供給されている。
ところで、現像剤貯蔵容器には供給口が形成されているため、画像形成ユニットから現像剤貯蔵容器を着脱する際に、この供給口からトナーが漏れるという問題がある。そこで、このような問題を解決するものとして、供給口に開閉部材を設けたり、シール部材を設けたり、又はこれらの部材を同時に設けたりする手段が講じられていた(特許文献1参照。)。
特開2003−35993号公報
前記手段を備えた現像剤貯蔵容器では、使用開始時において開閉部材を開ける作業やシール部材を剥がす作業を使用者が行う構造になっていた。そのため、開閉部材を開け忘れたり、シール部材を剥がさなかったりしたまま画像形成ユニットに現像剤貯蔵容器を取り付ける場合があった。その結果、トナーが画像形成ユニットに供給されないまま印字動作が行われて、印字不良が発生するという問題があった。
本発明はこのような観点から創案されたものであり、開口部の開放作業を忘れずに行うことができる現像剤貯蔵容器及びこの現像剤貯蔵容器を備えた現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため本発明は、現像剤が貯蔵される内空部と前記現像剤を排出する開口部とを有するケース部材と、前記ケース部材の内空部に移動自在に設けられ、前記ケース部材の内空部で移動し又は停止することにより前記開口部を開閉する攪拌部材と、を備え、前記攪拌部材は、前記開口部の周囲に貼付されることを特徴とする。
本発明によれば、攪拌部材の移動に応じて、開口部が開放されるため、開口部の開放作業を忘れずに行うことができる。
本発明によれば、開口部の開放作業を忘れずに行うことができる。したがって、現像剤が現像装置に供給されないまま印字動作が行われることを阻止し、ひいては印字不良が発生することを阻止することができる。
本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。 第一の実施形態に係る画像形成ユニットとトナー貯蔵容器の構成を示す縦断面図である。 第一の実施形態に係るトナー貯蔵容器の構成を示す斜視図である。 第一の実施形態に係るトナー貯蔵容器の構成を示す斜視図である。 第一の実施形態に係る可動部材、回転手段及び攪拌部材の構成を示す斜視図である。 図2のA−A線断面図である。 図2のB−B線断面図である。 第一の実施形態に係る画像形成装置の制御の流れを示すブロック図である。 第二の実施形態に係るトナー貯蔵容器の構成を示す縦断面図である。 第二の実施形態に係る画像形成装置の制御の流れを示すブロック図である。 第三の実施形態に係る画像形成ユニットとトナー貯蔵容器の構成を示す縦断面図である。 図11のC−C線断面図である。 第三の実施形態に係る可動部材及び攪拌部材の構成を示す平面図である。 第三の実施形態に係る画像形成装置の制御の流れを示すブロック図である。 第三の実施形態に係る攪拌部材の開放時における動作の流れを示す縦断面図である。 第三の実施形態に係る攪拌部材の閉塞時における動作の流れを示す縦断面図である。 (a)は、変形例に係る連結部の構成を示す平面図であり、(b)は、変形例に係る連結部の構成を示す平面図である。 (a)は、変形例に係る攪拌部材の構成を示す平面図であり、(b)は、変形例に係る攪拌部材の構成を示す平面図である。 変形例に係るトナー貯蔵容器の構成を示す縦断面図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を用いて詳細に説明する。
なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、本実施形態では、本発明を電子写真カラー記録装置に適用した場合を例にして説明する。
(第一の実施形態)
第一の実施形態に係る画像形成装置1は、図1に示すように、印字される媒体(印刷用紙)40を収納する媒体トレイ42と、媒体40を一枚ずつ分離する分離ローラ44と、媒体トレイ42から送出された媒体40を搬送する一対の搬送ローラ46,46と、一対の駆動ローラ48,48に張設した媒体搬送ベルト50とを備えている。
また、画像形成装置1は、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBの各トナー画像を形成し、媒体40に対して転写させる4つの画像形成ユニット2と、この画像形成ユニット2に着脱可能に取り付けられる4つのトナー貯蔵容器3と、媒体40に転写されたトナー画像を定着させる定着ユニット52とを備えている。
また、画像形成装置1は、トナー画像が定着した媒体40を搬送する複数の排出ローラ54と、印字された媒体40を保持するスタッカーカバー56とを備えている。さらに、画像形成装置1は、トナー残量検知部10と、制御部11と、表示部12とを備えている(図8参照)。
次に、現像装置である画像形成ユニット2及び現像剤貯蔵容器であるトナー貯蔵容器3について、図1乃至図8を参照して、より詳しく説明する。
なお、4つの画像形成ユニット2及びトナー貯蔵容器3は、各々異なる色(イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックB)のトナー3Aを貯蔵し且つ各トナー画像を形成すること以外は同一の構成となっているため、以下の説明においては1つの画像形成ユニット2及びトナー貯蔵容器3のみを説明し、その他の説明は省略することとする。
画像形成ユニット2は、図2に示すように、保持部21と、トナーホッパー22と、感光体ドラム23と、帯電ローラ24と、露光装置25と、現像部26と、転写ローラ27と、クリーニングブレード28と、廃トナー搬送部材29とから主に構成されている。
保持部21は、トナー貯蔵容器3を保持する役割を果たしている。保持部21は、図2に示すように、曲面形状を呈するとともに、その上面が開口している。保持部21には、トナー貯蔵容器3の供給口31gに対応する位置において、板厚方向に貫通する貫通孔21aが形成されている。
トナーホッパー22は、供給口31g及び貫通孔21aを介して、トナー貯蔵容器3から自重落下したトナー3Aを一時的に貯蔵する役割を果たしている。トナーホッパー22は、トナー貯蔵容器3の供給口31gの下方に配置されている。トナーホッパー22には、トナー3Aの凝集を防止するための攪拌機構22aが媒体搬送方向と交差する方向(図面鉛直方向)に沿って配置されている。
感光体ドラム23は、その表面(外周面)に印刷画像を形成する役割を果たしている。感光体ドラム23は、媒体搬送方向と交差する方向に沿って延在している。また、感光体ドラム23は、媒体搬送ベルト50に当接するように配置されている。
帯電ローラ24は、感光体ドラム23の表面を一様な電位に帯電させる役割を果たしている。帯電ローラ24は、感光体ドラム23の表面に当接するように配置されている。
露光装置(露光ヘッド)25は、印刷データに基づいて感光体ドラム23の表面を露光して静電潜像を形成する役割を果たしている。露光装置25は、感光体ドラム23の表面との間に所定の間隙を空けて配置されている。
現像部26は、トナー供給ローラ26aと、現像ローラ26bと、現像ブレード26cとを備えて構成されている。トナー供給ローラ26aは、トナー貯蔵容器3から排出されたトナー3Aを現像ローラ26bに供給する役割を果たしている。トナー供給ローラ26aは、現像ローラ26bに圧接するように配置されている。
現像ローラ26bは、トナー供給ローラ26aから供給されたトナー3Aを静電潜像に付着させて現像化する役割を果たしている。現像ローラ26bは、感光体ドラム23に当接するように配置されている。
現像ブレード26cは、現像ローラ26bの表面上に付着したトナー3Aを薄層化する役割を果たしている。現像ブレード26cは、現像ローラ26bに圧接するように配置されている。
転写ローラ27は、現像ローラ26bによって現像されたトナー画像を媒体40に対して転写させる役割を果たしている。転写ローラ27は、媒体搬送ベルト50を挟んで感光体ドラム23と対向して配置されている。
クリーニングブレード28は、転写されずに感光体ドラム23の表面に残存したトナー3Aを掻き落とす役割を果たしている。クリーニングブレード28は、感光体ドラム23の表面に当接するように配置されている。
廃トナー搬送部材29は、クリーニングブレード28によって掻き落とされたトナー3Aを、画像形成ユニット2の外部へ搬送する役割を果たしている。廃トナー搬送部材29は、クリーニングブレード28の下方に配置されている。
トナー貯蔵容器3は、図1及び図2に示すように、画像形成ユニット2の上方に配置されており、画像形成ユニット2に対して着脱可能に取り付けられている。
トナー貯蔵容器3は、図2乃至図7に示すように、ケース部材31と、回転軸部32と、回転手段33と、攪拌部材34と、シール部材35とから構成されている。
ケース部材31は、トナー3Aを貯蔵する役割を果たしている。ケース部材31は、図2乃至図4に示すように、内空部を有する略直方体を呈し、この内空部にトナー3Aが貯蔵(充填)されている。ケース部材31の下端側は、保持部21と略同じ曲率の曲面(円弧面)に成形されており、その一部が保持部21の内面に当接している。
ケース部材31は、図3及び図4に示すように、底壁(底面)31aと、底壁31aに対向し離間して配置された上壁(上面)31bと、底壁31aと上壁31bとを連結する4つの側壁(側面)31c〜31fとから主に構成されている。
底壁31aには、図4に示すように、その長手方向に沿って開口部である複数の(例えば、3つの)供給口31gが板厚方向に貫通して形成されている。トナー貯蔵容器3は、図2に示すように、この供給口31gを介して画像形成ユニット2のトナーホッパー22と連通している。
また、図6に示すように、底壁31aを挟んで対向する一対の側壁(側面)31c,31dには、それぞれ支持部31h,31hが形成されている。支持部31hは、その中心に孔部を有する円筒形状を呈しており、一方の支持部31hが側壁31cの内面から突出形成され、他方の支持部31hが側壁31dの外面から突出形成されている。また、側壁31dには、貫通孔31iが板厚方向に貫通して形成されている。側壁31dの外面には、図3及び図4に示すように、平板状を呈する突起部31jが設けられている。
可動部材である回転軸部32は、手動による回転力やギヤ部33a等からの回転力を受けて、攪拌部材34を中心軸P回りに(図2の矢印X方向)に回転させる役割を果たしている。なお、中心軸Pは、回転軸部32の回転中心である。回転軸部32は、図5及び図6に示すように、円柱形状を呈し、その両端が支持部31hの孔部に挿入されており、支持部31hによって回転自在に軸支されている。また、回転軸部32の一端は、ケース部材31内から外側に突出している。
なお、供給口31gの中心は、図2に示すように、回転軸部32の中心軸Pをケース部材31の底壁31aに投影した位置より半径方向外側にずらして形成されている。換言すると、回転軸部32は、供給口31gに対して回転方向上流側に位置している。
回転手段33の一つであるギヤ部(自動回転手段)33aは、回転軸部32に回転力を付与して攪拌部材34を回転移動させる役割を果たしている。ギヤ部33aは、図3乃至図6に示すように、回転軸部32の一端側に設置されており、ケース部材31の外側に配置されている。
なお、ギヤ部33aは、感光体ドラム23を駆動させる駆動ギヤ(図示省略)と噛合している。また、駆動ギヤは、画像形成装置1に設置された駆動機構(図示省略)と噛合している。したがって、本実施形態では、駆動機構によって生じた駆動力が、駆動ギヤを介してギヤ部33aに伝達され、ギヤ部33aが回転する構成になっている。
回転手段33の一つであるレバー部(手動回転手段)33bは、回転軸部32に手動で回転力を付与して攪拌部材34を回転移動させる場合に用いられる。レバー部33bは、図3及び図4に示すように、平板状を呈し、ギヤ部33aの側面から立設されている。
なお、本実施形態では、レバー部33bの径方向が突起部31jの長さ方向の向きと一致する(一方向に沿った)状態で、開閉部34bが供給口31gを閉塞するように設定されている。
攪拌部材34は、ケース部材31に貯蔵されたトナー3Aを攪拌してトナー3Aの凝集を防止する役割を果たしている。本実施形態の攪拌部材34は、図2に示すように、連結部34aと、開閉部34bとから構成されており、回転軸部32の回転に伴って矢印X方向に回転する。
攪拌部材34の基端部である連結部34aは、図5及び図6に示すように、回転軸部32と開閉部34bとを連結している。連結部34aは、例えば、回転軸部32と一体に成形されても良いし、接着剤などの手段によって回転軸部32に固定されても良い。連結部34aは、平板状を呈し、回転軸部32の軸方向に対して略直交する方向(径方向)に向かって延出している。換言すると、連結部34aは、回転軸部32の表面(外周面)からケース部材31の内壁に向かって延出している(図2参照)。
連結部34aは、図2に示すように、回転軸部32から供給口31gまでの距離と略等しい長さを有し、その先端がケース部材31の内壁に近接している。また、連結部34aには、図5及び図6に示すように、回転軸部32の軸方向(連結部34aの長手方向)に沿って、等しい間隔を空けて複数の(例えば、4つの)通過孔34cが板厚方向に貫通して形成されている。
攪拌部材34の先端部である開閉部34bは、回転軸部32の回転に伴って、ケース部材31の供給口31gを開閉する役割を果たしている。開閉部34bは、薄膜のフィルム状の弾性部材(薄膜部材)からなる。開閉部34bは、図2及び図5に示すように、略L字状を呈し、基端側が連結部34aの先端に固定されるとともに、先端側が連結部34aに対して交差する方向(回転方向下流側)に向かって延出している。
開閉部34bは、例えば、接着剤などの手段によって連結部34aに固定されている。開閉部34bの先端側は、図2及び図7に示すように、その大きさ(供給口31gと対向する面の面積)がケース部材31の供給口31gより大きく形成されている。また、開閉部34bの先端側は、図2に示すように、ケース部材31の内壁と同じ曲率の曲面(円弧面)に成形されており、ケース部材31の内壁に面接触(当接)している。なお、本実施形態の開閉部34bは、画像形成装置1の作動開始前において、シール部材35に固着(係着)されており、シール部材35を介してケース部材31の内壁に固定されている(図7参照)。すなわち、開閉部34bは、シール部材35を介してトナー貯蔵容器3の供給口31gを覆うようにケース部材31の内壁(供給口31gの周囲)に貼付されている。
シール部材35は、トナー貯蔵容器3を画像形成ユニット2に装着する際(トナー貯蔵容器3の新品状態)におけるトナー3Aの漏れを阻止するとともに、開閉部34bをケース部材31に固定する役割を果たしている。シール部材35は、図7に示すように、略ロ字状を呈し、画像形成装置1の作動開始前において、トナー貯蔵容器3の供給口31gを囲うようにケース部材31の内壁に貼付されている。すなわち、シール部材35は、画像形成装置1の作動開始前において、トナー貯蔵容器3の供給口31gの周囲に貼付され、開閉部34bとケース部材31との間に形成される微細な隙間から供給口31gを通じてトナー3Aが漏れるのを阻止している。
シール部材35は、例えば、接着剤や両面テープなどの手段によってケース部材31の内壁に固定されている。なお、シール部材35の取り付け手段として、その剥離時に粘着物などの異物の発生が比較的少なく、且つ取り付け作業性が良い両面テープを用いることがより好ましい。また、シール部材35の取り付け手段は、これらに限定されることなく、例えば、超音波による熱溶着などの手段を用いてもよい。
なお、本実施形態では、連結部34aと開閉部34bとの間の固定力Fk、攪拌部材34の回転によって生じる接線方向の力(ギヤ部33a又はレバー部33bの駆動力)Fm、ケース部材31と開閉部34bとの間の固定力Ffは、Fk>Fm>Ffという大小関係になっている。また、固定力Ffは、トナー貯蔵容器3に加わる負荷や振動などによってトナー3Aが漏れない最低限度の固定力Ff−minよりも大きく設定されている。
次に、図8を参照して、本実施形態に係る画像形成装置1に備えられたトナー残量検知部10、制御部11及び表示部12について説明する。
トナー残量検知部10は、トナー3Aの残量を常時検知する機能を有し、検知されたトナー3Aの残量情報が、制御部11に送られるようになっている。
制御部11は、トナー残量検知部10から送られてきた情報を受け取るとともに、その情報に基づいて、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出する機能を有する。また、制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるときに、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する機能を有する。そして、その決定結果は、表示部12に送られるようになっている。
表示部12は、制御部11からの制御信号に基づいて、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する機能を有する。
次に、図1及び図2を参照して、第一の実施形態に係る画像形成装置1の動作について説明する。
外部装置(図示省略)から画像形成装置1に対して印字指令が出されると、媒体40が分離ローラ44によって1枚ずつ分離され、搬送ローラ46を介して媒体搬送ベルト50に搬送される。このとき制御部11からの制御信号が、各画像形成ユニット2に送られて、駆動機構(図示省略)によってトナー供給ローラ26aが矢印V方向に回転し(図2参照)、トナー貯蔵容器3に貯蔵されているトナー3Aが現像ローラ26bの表面上に供給される。現像ローラ26bは矢印V方向に回転し(図2参照)、現像ローラ26bの表面に付着したトナー3Aは、現像ブレード26cによって薄層化される。
感光体ドラム23は、その表面が帯電ローラ24により帯電され、駆動機構の駆動力によって矢印Z方向に回転する(図2参照)。そして、露光装置25が、回転している感光体ドラム23の表面を露光して静電潜像を形成する。現像ブレード26cにより薄層化されたトナー3Aは、現像ローラ26bによって静電潜像に付着されてトナー画像が現像される。現像されたトナー画像は、転写ローラ27によって媒体40に転写される。転写されたトナー画像は、定着ユニット52によって媒体40に定着され、トナー画像が定着された媒体40は、排出ローラ54によってスタッカーカバー56に排出される。
次に、図2を参照して、第一の実施形態に係るトナー貯蔵容器3の供給時の動作について詳しく説明する。
外部装置(図示省略)から画像形成装置1に対して印字指令が出されると、駆動機構が駆動され、駆動ギヤを介してギヤ部33aが回転する。ギヤ部33aの回転に伴って、回転軸部32、連結部34a及び開閉部34bが一体的に矢印X方向に回転する。
開閉部34bの回転に伴って、開閉部34bに固着しているシール部材35がケース部材31の内壁から剥離される。すなわち、ケース部材31とシール部材35との間の固定力が、開閉部34bの回転によって生じる接線方向の力Fmよりも小さく設定されているため、開閉部34bの回転に伴ってシール部材35がケース部材31から剥離される。
また、連結部34aが開閉部34bに対して回転方向上流側に位置し、連結部34aの先端が開閉部34bの回転方向上流側の端部(基端側)に連結されていることによって、回転時に連結部34aが開閉部34bを上方に向かって押し上げる力が作用するため、シール部材35がケース部材31から容易に剥離する。
そして、開閉部34bが回転することによって、シール部材35が剥離されるとともに、供給口31gが開放され、ケース部材31に貯蔵されているトナー3Aが画像形成ユニット2のトナーホッパー22に供給される。
その後、開閉部34bは、連結部34aに固定された状態でケース部材31の内壁を摺動しながら回転し続けて、トナー3Aがケース部材31から供給口31gを通じてトナーホッパー22に供給され続ける。そのため、ケース部材31の内壁に付着するトナー3Aを掻き落とすことができる。
次に、図8を参照して、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満になった場合の制御システムについて説明する。
トナー残量検知部10は、トナー3Aの残量を常時検知し、検知したトナー3Aの残量に応じた信号を、制御部11に送る。
信号を受け取った制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出し、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満のときは、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する。そして、決定した結果に応じた信号を表示部12に送る。信号を受け取った表示部12は、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する。
なお、トナー貯蔵容器3を交換する場合には、使用済みのトナー貯蔵容器3のレバー部33bを操作して、レバー部33bの径方向が突起部31jの長さ方向の向きと一致する(一方向に沿った)状態まで移動させる(図2及び図3参照)。このようにすると、開閉部34bが供給口31gを閉塞するため、画像形成ユニット2からトナー貯蔵容器3を取り外す際にトナー3Aが漏れることを阻止することができる。そして、供給口31gの閉塞後、使用済みトナー貯蔵容器3を画像形成ユニット2から取り外し、新しいトナー貯蔵容器3を画像形成ユニット2に取り付ける。
なお、使用済みのトナー貯蔵容器3において、開閉部34bが供給口31gを閉塞する力(シール性)は、使用開始時における開閉部34b及びシール部材35が供給口31gを閉塞する力(シール性)に比べると低い。しかし、使用済みトナー貯蔵容器3には、トナー3Aが残存していないため、開閉部34bのシール性によって供給口31gからトナー3Aが漏れることを阻止することができる。
以上説明した第一の実施形態に係る画像形成装置1によれば、画像形成ユニット2にトナー貯蔵容器3を取り付ける際には、開閉部34b及びシール部材35が供給口31gを閉塞するため、トナー3Aが漏れることを阻止することができる。また、画像形成ユニット2からトナー貯蔵容器3を取り外す際には、開閉部34bが供給口31gを閉塞するため、トナー3Aが漏れることを阻止することができる。つまり、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、トナー貯蔵容器3の着脱時においてトナー3Aが漏れることを阻止することができる。
また、画像形成装置1が作動すると、開閉部34bが回転するとともに、シール部材35がケース部材31の内壁から剥離されて、供給口31gが開放される。そのため、使用者が供給口31gの開放作業を忘れること自体が起こり得ず、開放作業を忘れることによって生じる印字不良を阻止することができる。また、供給口31gを開放する作業自体を省くことが可能となるため、使用者が行う作業を簡略化することができる。
さらに、レバー部33bの径方向が突起部31jの長さ方向の向きと一致する(一方向に沿った)状態で、開閉部34bが供給口31gを閉塞するように設定されていることによって、レバー部33bと突起部31jの位置合わせをするだけで、供給口31gを閉塞することができるため、供給口31gの開閉作業が簡易になる。
なお、本実施形態では、駆動機構の駆動力を利用して開閉部34bを回転させてシール部材35を剥離し、供給口31gを開放したが、使用者が、レバー部33bを操作して開閉部34bを回転させてシール部材35を剥離し、供給口31gを開放してもよい。
また、本実施形態では、手動による操作手段としてレバー部33bを用いたが、これに限定されることなく、例えば、操作部材の位置に応じて開閉部34bの開閉動作を行えるように構成にしてもよい。すなわち、この操作部材は、開閉部34bを移動させて供給口31gを開放する解除位置(開放位置)と、開閉部34bを移動させて供給口31gを閉塞する固定位置(閉塞位置)とを備えて構成されている。したがって、画像形成ユニット2にトナー貯蔵容器3を取り付ける際には、操作部材を解除位置に移動(設定)させると、開閉部34bが移動するとともにシール部材35がケース部材31の内壁から剥離して、供給口31gが開放される。そして、ケース部材31から供給口31gを通じてトナーホッパー22にトナー3Aが供給される。一方、トナー3Aが切れて画像形成ユニット2からトナー貯蔵容器3を取り外す際には、固定部材を解除位置から固定位置に移動(設定)させると、開閉部34bが移動して、供給口31gが閉塞される。このようにしてもトナー貯蔵容器3の着脱時においてトナー3Aが漏れることを阻止することができる。
また、本実施形態の攪拌部材34は、二つの部材を連結して構成されているが、これに限定されることなく、例えば、連結部34aの先端を折り曲げて略L字状に形成して、単一の部材で構成されてもよい。
また、本実施形態では、攪拌部材34が回転軸部32の中心軸Pを中心に回転しているが、これに限定されることなく、ケース部材31のトナー3Aを攪拌することができればどのような構成を採用してもよい。例えば、攪拌部材34が、ケース部材31の内壁に沿って一対の側壁31c,31d間を往復移動する構成にしてもよい。
また、本実施形態ではシール部材35を設けたが、シール部材35を省略してもよい。なお、シール部材35を省略する場合には、開閉部34bの角度や形状などを適宜微調整して、トナー3Aが漏れない程度に開閉部34bとケース部材31との固定力を確保する。このようにすると、トナー貯蔵容器3の攪拌部材34が、トナー3Aを攪拌する作業と供給口31gを開閉する作業の両方を兼ねるため、開閉部材やシール部材などを別途設ける必要がなくなる。したがって、部品数が削減し、ひいてはコスト軽減及び環境負荷の軽減を図ることができる。
(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態について、図9及び図10を参照して説明する。なお、第二の実施形態に係る画像形成装置1の説明においては、第一の実施形態に係る画像形成装置1と重複する部分については、説明を省略する。
第二の実施形態に係る画像形成装置1は、画像形成ユニット2と、トナー貯蔵容器3とを備えている。また、画像形成装置1は、図10に示すように、トナー残量検知部10と、制御部11と、表示部12と、位置センサ(反射センサ)13と、攪拌用モータ14cとを備えている。なお、第二の実施形態では、側壁31cの支持部、突起部及びレバー部を省略した。
図9に示すように、ケース部材31の一対の側壁31c,31dには、貫通孔31k,31kが板厚方向に貫通して形成されている。側壁31cの側方には、反射センサ13が離間して設置されている。
回転軸部32は、その両端がケース部材31の貫通孔31kに挿入されており、貫通孔31kによって回転自在に軸支されている。回転軸部32の両端は、貫通孔31kからケース部材31の外側に突出している。回転軸部32の一端にはギヤ部33aが設置されており、他端には反射板32aが設置されている。
また、ギヤ部33aには、攪拌用モータ部14が接続されている。攪拌用モータ部14は、ギヤ14aと、シャフト14bと、攪拌用モータ14cとから構成されている。ギヤ14aは、ギヤ部33aに噛み合わされて設置されている。また、ギヤ14aと攪拌用モータ14cは、シャフト14bを介して連結している。
なお、反射板32aに代えてマグネットを設置し、反射センサ13に代えて磁気センサを設置してもよい。
次に、図10を参照して、本実施形態に係る画像形成装置1に備えられたトナー残量検知部10、制御部11、表示部12、反射センサ13及び攪拌用モータ14cについて説明する。
トナー残量検知部10は、トナー3Aの残量を常時検知する機能を有し、検知されたトナー3Aの残量情報が、制御部11に送られるようになっている。
検知部である反射センサ13は、反射板32aの位置を検知する機能を有し、検知された反射板32aの位置情報が、制御部11に送られるようになっている。
制御部11は、トナー残量検知部10から送られてきた情報を受け取るとともに、その情報に基づいて、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出する機能を有する。また、制御部11は、反射センサ13から送られてきた情報を受け取るとともに、その情報に基づいて、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるときに、攪拌用モータ14cの停止タイミングを決定する機能を有する。さらに、制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるときに、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する機能を有する。そして、その決定結果は、攪拌用モータ14c及び表示部12に送られるようになっている。
駆動部である攪拌用モータ14cは、制御部11からの制御信号に基づいて、駆動又は停止するように設定されている。
表示部12は、制御部11からの制御信号に基づいて、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する機能を有する。
なお、本実施形態では、反射板32aが反射センサ13の側方に位置する状態で、開閉部34bが供給口31gを閉塞するように設定されている。また、本実施形態では、開閉部34bが供給口31gを閉塞する状態で攪拌用モータ14cを停止するように設定されている。
次に、第二の実施形態に係る画像形成装置1の供給時の動作について詳しく説明する。
外部装置(図示省略)から画像形成装置1に対して印字指令が出されると、制御部11から攪拌用モータ14cに信号が送られて、攪拌用モータ14cが駆動しギヤ部33aが回転する。ギヤ部33aの回転に伴って、回転軸部32、連結部34a及び開閉部34bが一体的に矢印X方向に回転する(図2参照)。
開閉部34bが回転に伴って、開閉部34bに固着しているシール部材35がケース部材31の内壁から剥離される。そして、開閉部34bが回転することによって、シール部材35が剥離されるとともに、供給口31gが開放され、ケース部材31に貯蔵されているトナー3Aが画像形成ユニット2のトナーホッパー22に供給される。その後、開閉部34bは、連結部34aに固定された状態でケース部材31の内壁を摺動しながら回転し続けて、トナー3Aがケース部材31から供給口31gを通じてトナーホッパー22に供給され続ける。
次に、図10を参照して、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満になった場合の制御システムについて説明する。
トナー残量検知部10は、トナー貯蔵容器3内のトナー3Aの残量を常時検知し、検知したトナー3Aの残量に応じた信号を、制御部11に送る。また、反射センサ13は、反射板32aの位置を常時検知し、検知した反射板32aの位置に応じた信号を、制御部11に送る。
信号を受け取った制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出し、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満のときは、反射センサ13からの情報に基づいて、攪拌用モータ14cを停止するタイミングを決定する。そして、決定した結果に応じた信号を攪拌用モータ14cに送る。
また、制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満のときは、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する。そして、決定した結果に応じた信号を表示部12に送る。
信号を受け取った攪拌用モータ14cは、攪拌用モータ14cの回転を停止する。また、信号を受け取った表示部12は、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する。
なお、攪拌部材34の回転に対して反射センサ13の検知が遅れるときに、反射センサ13から送られてくる複数回の情報に基づいて、制御部11が攪拌用モータ14cを停止するタイミングを算出するように設定してもよい。
以上、説明した第二の実施形態に係る画像形成装置1によっても、第一の実施形態に係る画像形成装置1と略同等の効果を得ることができる。
また、開閉部34bが供給口31gを自動的に閉塞するため、画像形成ユニット2からトナー貯蔵容器3を取り外す際において、使用者が供給口31gを閉塞する作業を省くことが可能となる。したがって、使用者が行う作業をより簡略化することができる。
(第三の実施形態)
次に、本発明の第三の実施形態について、図11乃至図16を参照して説明する。なお、第三の実施形態に係る画像形成装置1の説明においては、第一の実施形態に係る画像形成装置1と重複する部分については、説明を省略する。
第三の実施形態に係る画像形成装置1は、画像形成ユニット2と、トナー貯蔵容器3とから主に構成されている。また、画像形成装置1は、トナー残量検知部10と、制御部11と、表示部12と、攪拌用モータ14cと、記憶部15とを主に備えている。なお、第三の実施形態では、突起部及びレバー部を省略した。
図11に示すように、ケース部材31の底壁31aには、当接部31mが形成されている。当接部31mは、ケース部材31の底壁31aから回転軸部32に向かって突出形成されている。また、当接部31mは、供給口31gの開口近傍に形成されている。なお、当接部31mは、供給口31gに対して回転方向上流側に形成されている。
図12に示すように、回転軸部32の一端側にはギヤ部33aが設置されている。ギヤ部33aには、攪拌用モータ部14が接続されている。攪拌用モータ部14は、ギヤ14aと、シャフト14bと、攪拌用モータ14cとから構成されている。ギヤ14aは、ギヤ部33aに噛み合わされて設置されている。また、ギヤ14aと攪拌用モータ14cは、シャフト14bを介して連結している。
図11に示すように、攪拌部材34’は、螺旋形状を呈し、連結部34a’と開閉部34b’とから構成されている。本実施形態の連結部34a’及び開閉部34b’は、薄膜状の弾性部材(薄膜部材)からなり、同一材料からなる。また、本実施形態の連結部34a’及び開閉部34b’は、連続して一体的に形成されている。
連結部34a’は、比較的板厚が薄く且つ弾性力が低く設定されている。また、図13に示すように、連結部34a’には、回転軸部32の軸方向(連結部34a’の長手方向)に沿って、等しい間隔を空けて複数の(例えば、9つの)通過孔34c’が形成されている。連結部34a’の一端は、図11に示すように、回転軸部32の表面(外周面)に固定されており、他端は開閉部34b’と連結している。なお、回転軸部32に固定されている連結部34a’の一端が、攪拌部材34’の巻き取り始点となっている。
開閉部34b’は、連結部34a’よりも板厚が大きく且つ弾性力が高く設定されている。開閉部34b’の回転方向(巻き取り方向)の長さは、図11に示すように、回転軸部32の中心軸Pからケース部材31の内壁までの距離より長く形成されている。開閉部34b’は、画像形成装置1の作動開始前において、供給口31gを閉塞するとともに、その一端が当接部31mに当接(接触)している。
なお、供給口31gの中心は、図15(a)に示すように、回転軸部32の中心軸Pをケース部材31の底壁31aに投影した位置より半径方向外側に長さLだけずらして形成されている。換言すると、回転軸部32の中心軸Pは、供給口31gの中心に対して回転方向上流側(当接部31m側)に位置している。
次に、図14を参照して、本実施形態に係る画像形成装置1に備えられたトナー残量検知部10、制御部11、表示部12、攪拌用モータ14c及び記憶部15について説明する。
トナー残量検知部10は、トナー3Aの残量を常時検知する機能を有し、検知されたトナー3Aの残量情報が、制御部11に送られるようになっている。
記憶部15は、開閉部34b’で開放されている供給口31gを閉塞するために必要な攪拌用モータ14cの駆動量を予め記憶している。そして、制御部11からの要求に応じて、攪拌用モータ14cの駆動量に関する情報は、制御部11に送られるようになっている。
制御部11は、トナー残量検知部10から送られてきた情報を受け取るとともに、その情報に基づいて、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出する機能を有する。また、制御部11は、トナー3Aの残量が所定値未満のときは、記憶部15に記憶されている情報を参照し、開閉部34b’で供給口31gを閉塞するために必要な攪拌用モータ14cの駆動量を算出する機能を有する。
また、制御部11は、それらの算出結果に基づいて、攪拌用モータ14cの駆動又は停止を決定するとともに、攪拌用モータ14cの回転方向を決定する機能を有する。さらに、制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるときに、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する機能を有する。そして、その決定結果は、攪拌用モータ14c及び表示部12に送られるようになっている。
攪拌用モータ14cは、制御部11からの制御信号に基づいて、駆動又は停止するように設定されているとともに、回転方向を変更するように設定されている。
表示部12は、制御部11からの制御信号に基づいて、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する機能を有する。
次に、図15を参照して、第三の実施形態に係る画像形成装置1の供給時の動作について詳しく説明する。
外部装置(図示省略)から画像形成装置1に対して印字指令が出されると、制御部11から攪拌用モータ14cに信号が送られて、攪拌用モータ14cが駆動しギヤ部33aが回転する。ギヤ部33aの回転に伴って、回転軸部32、連結部34a’及び開閉部34b’が一体的に矢印X方向に回転する。
具体的には、連結部34a’が回転軸部32の表面に巻き取られて、開閉部34b’は当接部31mから離間するとともに供給口31gから離間する。開閉部34b’の回転に伴って、開閉部34b’に固着しているシール部材35がケース部材31の内壁から剥離される。そして、開閉部34b’が回転することによって、シール部材35が剥離されるとともに、供給口31gが開放され、ケース部材31に貯蔵されているトナー3Aが画像形成ユニット2のトナーホッパー22に供給される(図11参照)。
なお、連結部34a’は、比較的弾力性が低く且つ回転軸部32に巻き取られる部位であるため、徐々に小さくなる螺旋軌道を描きながら巻き取られていき、開閉部34b’は、比較的弾力性が高いため、大きな円弧軌道を描き、その一端がケース部材31の内壁に摺動しながら回転する。
次に、図14及び図16を参照して、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満になった場合の制御システム及び動作について説明する。
トナー残量検知部10は、トナー貯蔵容器3内のトナー3Aの残量を常時検知し、検知したトナー3Aの残量に応じた信号を、制御部11に送る。
信号を受け取った制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満であるか否かを算出し、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満のときは、記憶部15にある供給口31gを閉塞するために必要な攪拌用モータ14cの駆動量を参照して、最適な攪拌用モータ14cの駆動量を算出する。また、制御部11は、攪拌用モータ14cの回転方向を逆方向に回転させることを決定する。そして、制御部11は、算出した結果及び決定した結果に応じた信号を攪拌用モータ14cに送る。
また、制御部11は、トナー3Aの残量が予め設定した所定値未満のときは、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示部12に表示することを決定する。そして、決定した結果に応じた信号を表示部12に送る。
信号を受け取った攪拌用モータ14cは、制御部11で算出した結果及び決定した結果に基づいて、矢印X方向の回転から矢印W方向へ逆回転して停止する。また、信号を受け取った表示部12は、トナー貯蔵容器3を交換する旨のメッセージを表示する。
そして、攪拌用モータ14cが逆回転すると、連結部34a’は、徐々に大きくなる螺旋軌道を描きながら巻き解かれて(巻き出されて)いき、開閉部34b’は、その一端が当接部31mに当接するとともに供給口31gを閉塞する。
以上、説明した第三の実施形態に係る画像形成装置1によっても、第一の実施形態に係る画像形成装置1と略同等の効果を得ることができる。
また、開閉部34b’が供給口31gを閉塞するために必要な攪拌用モータ14cの駆動量を予め記憶部15に記憶するとともに、この駆動量に基づいて攪拌用モータ14cが逆回転して開閉部34b’が供給口31gを閉塞することによって、攪拌用モータ14cを停止するタイミングを計る制御動作を省くことができる。従って、供給口31gを閉塞するための制御をより一層簡略化することができる。
さらに、連結部34a’に通過孔34c’が形成されていることによって、連結部34a’の巻き取り時にトナー3Aが通過孔34c’を通るため、巻き取られた連結部34a’の各層間にトナー3Aが多量に滞留することを抑制できる。
なお、本実施形態では、連結部34a’に複数の通過孔34c’を形成したが、これに限定されることなく、少なくとも1つ以上あればよい。例えば、図17(a)に示すように、回転軸部32の軸方向の略全長に亘って、矩形状を呈する通過孔34c’を形成してもよいし、図17(b)に示すように、回転軸部32の軸方向に沿って、円形状を呈する複数の通過孔34c’を千鳥状に形成しても構わない。
また、本実施形態の攪拌部材34’は、供給口31g側に比較的弾力性の高い弾性部材と、回転軸部32側に比較的弾力性の低い弾性部材とを有することが必須であるが、この条件を満たす限り攪拌部材34’を構成する弾性部材の枚数及び配列パターンを適宜変更してもよい。例えば、図18(a)に示すように、攪拌部材34’を板厚の異なる3枚の弾性部材341〜343で構成してもよい。また、図18(b)に示すように、攪拌部材34’を板厚の異なる2枚の弾性部材341,342で構成するとともに、回転軸部32側に配置される弾性部材342の一部を二枚重ねに貼り合わせて構成しても構わない。
また、本実施形態では当接部31mを設けたが、これに限定されることなく、例えば、図19に示すように、ケース部材31の一部に肉厚部31nを設けてもよい。回転軸部32の中心軸Pから肉厚部31nの内壁までの半径Raは、回転軸部32の中心軸Pから肉厚部31n以外の内壁までの半径Rbより小さく設定されている。また、肉厚部31nの内壁は、滑らかな円弧形状(曲面形状)を呈している。このようにすると、当接部31mに当接した場合の接触負荷に比べて、開閉部34b’の一端とケース部材31の肉厚部31nとの接触負荷が小さくなる。また、ケース部材31の一部を滑らかな円弧形状に形成することによって、トナー3Aの滞留をより一層抑制できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できるのはいうまでもない。本実施形態の画像形成装置1を、電子写真カラー記録装置に適用したが、これに限定されることなく、トナーを使用する装置に適用してもよい。例えば、複写機、LEDプリンタ、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、MFPなどに適用してもよい。
1 画像形成装置
2 画像形成ユニット(現像装置)
3 トナー貯蔵容器(現像剤貯蔵容器)
3A トナー(現像剤)
31 ケース部材
31g 供給口(開口部)
31j 突起部
31m 当接部
32 回転軸部(可動部材)
33a(33)ギヤ部(回転手段)
33b(33)レバー部(回転手段)
34、34’ 攪拌部材
34a、34a’ 連結部
34b、34b’ 開閉部
35 シール部材
10 トナー残量検知部
11 制御部
12 表示部
13 反射センサ(検知部)
14c 攪拌用モータ(駆動部)
15 記憶部
P 中心軸

Claims (21)

  1. 現像剤が貯蔵される内空部と前記現像剤を排出する開口部とを有するケース部材と、
    前記ケース部材の内空部に移動自在に設けられ、前記ケース部材の内空部で移動し又は停止することにより前記開口部を開閉する攪拌部材と、を備え、
    前記攪拌部材は、前記開口部の周囲に貼付されることを特徴とする現像剤貯蔵容器。
  2. 移動可能に形成され且つ前記攪拌部材を移動自在に支持する可動部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像剤貯蔵容器。
  3. 前記攪拌部材は、シール部材を介して前記開口部の周囲に貼付されており、
    前記シール部材は、前記攪拌部材の移動に応じて前記開口部の周囲から剥離することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像剤貯蔵容器。
  4. 前記攪拌部材の基端部は前記可動部材に連結されるとともに、前記攪拌部材の先端部は、前記シール部材に連結されていることを特徴とする請求項3に記載の現像剤貯蔵容器。
  5. 前記ケース部材は、離間して対向配置される一対の側壁を有しており、
    前記可動部材は、一対の前記側壁間に回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  6. 前記可動部材に回転力を付与する回転手段をさらに備え、
    前記回転手段は、前記可動部材の一端に接続され、前記攪拌部材を回転移動させることを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  7. 前記ケース部材は、その外面に突起部をさらに備え、
    前記攪拌部材の先端部は、前記突起部の長さ方向の向きと前記回転手段の径方向が一方向に沿った状態において、前記ケース部材の開口部を閉塞していることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  8. 前記攪拌部材は、螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  9. 前記攪拌部材は、前記シール部材を剥離した後、その先端部が前記ケース部材の内面を摺動することを特徴とする請求項3乃至請求項8のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  10. 前記ケース部材は、前記攪拌部材の先端部が当接する当接部をさらに備え、
    前記当接部は、前記開口部に対して前記攪拌部材の移動方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  11. 前記攪拌部材の先端部は、薄膜部材から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  12. 前記攪拌部材の先端部は、弾性力を備えた薄膜部材から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  13. 前記攪拌部材は、板厚が異なる少なくとも2つの薄膜部材から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  14. 前記攪拌部材は、弾性力が異なる少なくとも2つの薄膜部材から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の現像剤貯蔵容器。
  15. 前記板厚又は弾性力が異なる少なくとも2つの薄膜部材は、連続して一体的に形成されていることを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の現像剤貯蔵容器。
  16. 請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の現像剤貯蔵容器を備えた現像装置。
  17. 請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の現像剤貯蔵容器を備えた画像形成装置。
  18. 請求項16に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
  19. 前記攪拌部材の位置を検知する検知部と、
    前記可動部材を移動させる駆動部と、
    前記検知部からの前記攪拌部材の位置データに基づいて、その先端部が前記開口部を閉塞する位置まで前記攪拌部材が移動するのに必要な駆動部の駆動量を算出し、前記算出した駆動量に基づいて前記駆動部を停止するように制御する制御部と、
    を有することを特徴とする請求項17又は請求項18に記載の画像形成装置。
  20. 前記検知部は、光学センサ又は磁気センサであることを特徴とする請求項19に記載の画像形成装置。
  21. 前記可動部材を移動させる駆動部と、
    前記開口部を閉塞するために必要な前記駆動部の駆動量データを記憶する記憶部と、
    前記記憶部から読み出した駆動量データに基づいて、前記駆動部を停止するように制御する制御部と、
    を有することを特徴とする請求項17又は請求項18に記載の画像形成装置。
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