JP5935245B2 - 現像剤収納容器および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、現像剤収納容器および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤収納容器におけるトナー導入機構に関する。
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
現像装置においては、感光体に供給する現像剤中のトナー濃度が低下した場合にトナーボトルあるいはトナーカートリッジと称されるトナー収納容器からトナーを補給することにより画像濃度を所定濃度に維持するトナー補給装置を用いる構成が知られている。
現像剤収納容器には、収納されているトナーを外部に流出されるための補給開口が設けられており、現像装置に装填されるまでの間は開口を閉じてトナーの飛散や流出を防止することが必要となる。
このような要望を達成する構成として、現像剤収納容器に設けられている開口を開閉するシャッターを設ける構成が提案されており、そのシャッターの構成としては、トナーと出口を横断する方向に移動可能な平板状のシャッターを設けた構成(例えば、特許文献1)が提案されている。
ところで、近年では、解像度の向上を図る目的で小粒径のトナーを用いるようになってきており、このようなトナーの使用に対応するために、フィルター機能の向上を図ろうとすると、材料や加工コストの上昇という問題が生じる虞がある。つまり、発泡性材料を用いる場合には、トナーを通過させないような目の細かさ、いわゆる発泡度を規定することが必要となるが、目が細かくなるに従って、柔軟性が失われる傾向となる。このような傾向は、シャッターの移動に追随することができなくなり、シール性が悪化する虞がある。
本発明の目的は、上記従来のトナー補給装置における問題、特に、現像剤導入機構での問題に鑑み、着脱操作により交換される現像剤収納容器からのトナーの漏出を安価で確実に防止できる構成を備えた現像剤収納容器および画像形成装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
(1)画像形成装置本体に対して着脱自在に設置される現像剤収納容器であって、
トナーを容器の外部で鉛直方向に排出するためのトナー排出口を具備したキャップ部と、
前記キャップ部に保持されると共に前記キャップ部の外周に沿って移動することにより前記トナー排出口を開閉可能なシャッターとを備え、
前記シャッターには、前記トナー吐出口に対向する面に撓み変形可能な可撓性材料からなるシール材が設けられ、
前記シール材の前記シャッターを閉じる方向の先端側は、前記シャッターが開位置にあるときには、捲れておらず、
前記シール材は、前記方向に移動すると、該シール材の前記方向の先端部の上側の角がトナー排出口周縁に突き当たることにより捲られ、
前記シャッターが閉位置を占めて前記トナー排出口の閉鎖が完了したときには、前記先端部がトナー排出口周縁に当接して捲れたまま前記シール材が記トナー排出口周縁に密着し、前記角が、当該シール材の捲れた位置よりも前記方向の先端側で前記トナー排出口周縁の該方向の下流側の位置を覆うことを特徴とする現像剤収納容器。
(2)前記トナー排出口周縁には、前記シール材に向けて突出するリブが設けられ、前記シャッターが前記トナー排出口を閉じる方向に移動した際に該シール材が突き当たることで該シール材を捲れさせて前記トナー排出口に密着させることを特徴とする(1)記載の現像剤収納容器。
(3)前記シール材は、前記トナー排出口を閉じる方向に移動する際の移動方向先端が前記シャッターの端部から移動方向先端側に向けて張り出させてあり、該先端が撓み変形して捲れる部分として用いられることを特徴とする(1)または(2)記載の現像剤収納容器。
(4)前記トナー排出口は、多角形状の開口とされていることを特徴とする(1)乃至(3)のうちの一つに記載の現像剤収納容器。
(5)前記トナー排出口は、前記シール材の移動方向先端側に対向する頂部を有する平面視形状が六角形状であることを特徴とする(4)記載の現像剤収納容器。
(6)前記シャッターには、前記シール材が設けられている面を基端として前記トナー排出口を閉じる際の移動方向後方に延長されて自由端が鉛直方向下方に向け傾斜された片持ち梁状のシャッター変形部が設けられ、
前記シャッター変形部の自由端には、前記キャップが装着される前記画像形成装置側に位置する現像剤収納容器収容部のキャップ受け部に設けられた凸状リブからなる係止解除付勢部に対して乗り上げ可能な係止解除部と、前記キャップ部の底部でシャッターを保持する位置に形成された係止端面に対して係脱可能なストッパ部とを備え、前記トナー排出口を閉じる方向に前記キャップが移動する過程で前記係止解除部が前記凸状リブに乗り上げることで傾斜状態から水平に変位して前記係止端面から前記ストッパ部の係合を解除した状態で前記トナー排出口を閉じる位置に向けた前記シャッターの移動を可能にすることを特徴とする(1)または(2)記載の現像剤収納容器。
(7)前記キャップ部には、鉛直方向において前記トナー排出口から離れた位置に情報記憶装置が設けられ、該情報記憶装置は、前記キャップ端面の鉛直方向に設けられている一対の位置決め部間に形成された方形状の凹部に装着可能に設けられ、該凹部は、前記キャップ端面において前記トナー排出口から鉛直方向において離れた上方位置に設けられていることを特徴とする(1)または(2)記載の現像剤収納容器。
(8)(1)乃至(7)のうちの一つに記載の現像剤収納容器を用いることを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、吐出開口周縁に位置するリブに突き当たる際の捲れを容易に起こさせて上述した密着性を確保することが可能となる。
これにより、吐出開口を開閉するために用いられる既存構成部品であるシャッターを用いるだけで特別な構造を付加することなく、吐出開口からのトナー漏出を確実に防止することが可能となる。
本発明によるトナー補給装置を備えた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 図1に示した画像形成装置に用いられる現像装置の構成を説明するための模式図である。 本発明によるトナー補給装置にトナー容器が設置された状態を示す模式図である。 現像剤収納容器搭載部に4つの現像剤収納容器としてのトナー容器が設置された状態を示す概略斜視図である。 現像剤収納容器搭載部に1つの現像剤収納容器としてのトナー容器が設置された状態を示す概略斜視図である。 現像剤収納容器の全体構成を説明するための外観図である。 図6に示した現像剤収納容器に装備されるキャップ部の構成を説明するための斜視図である。 図7に示したキャップ部の断面図である。 図6に示したキャップ部に用いられるシャッターの構成を説明するためにシャッターの底面から見た斜視図である。 図9に示したシャッターの開閉状態を説明するための図9相当の図である。 図9に示したシャッターの構成を背つめするための図である。 図11に示したシャッターの開放状態およびこの状態での断面を示す図である。 シャッター閉機構とシャッターとの関係を説明するための平面図である。 図13に示したシャッター閉機構の一態様を示す平面図である。 図14に示す態様から変化したシャッター閉機構の状態を示す平面図である。 トナー排出口とシャッターとの位置関係およびシール材の密閉状態を説明するための図である。 本発明の実施例に用いられる情報記憶装置の構成を示す図である。 情報記憶装置との電気的接続部の一部をなすキャップ受部側の斜視図である。 情報記憶装置と接続されるコネクタを備えた共通電子基板の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例に用いられる情報記憶装置とキャップ受部側のコネクタとの接続時の状態を説明するための図である。 本発明の実施例におけるキャップ部の構成に関する変形例を示すために、シャッターが閉じている状態でのキャップの挿入方向手前右側から見た斜視図である。 図21に示したキャップの挿入方向手前左側から見た斜視図である。 図21に示したキャップ部の分解斜視図である。 図21に示したキャップ部の要部変形例を示す斜視図である。 図21に示したキャップ部を対象としたシャッター閉機構の一態様を説明するための平面図である。 図25に示したシャッター閉機構の一態様を示す平面図である。 図26に示す態様から変化したシャッター閉機構の状態を示す平面図である。
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1乃至5において本発明による現像剤収納容器を用いる画像形成装置と、この画像形成装置に装備されている作像部および、作像部に装備された現像装置に用いられる現像剤収納容器収容部の構成を動作と共に説明する。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある現像剤収納容器収容部70には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つの現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kが交換できるように画像形成装置本体100に対して着脱自在に設置されている。
現像剤収納容器収容部70の下方には中間転写ユニット15が配設されている。
中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
交換対象物である現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kが配設されている。
現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kに収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kによって、作像部6Y、6M、6C、6Kの現像装置内に供給(補給)される。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像装置5Y(現像部)、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)、等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって図2中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される帯電工程が実行される。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、図1に示す露光装置7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される露光工程が実行される。
露光工程後の感光体ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される現像工程が実行される。
現像後には感光体ドラム1Yの表面が、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9Yとの対向位置に達し、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写部材として用いられる中間転写ベルト8上に転写される1次転写工程が実行される。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
1次転写工程後の感光体ドラム1Y表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって機械的に回収されて、いわゆる、クリーニング工程が実行される。
クリーニング工程時には、感光体ドラム1Yの表面が不図示の除電部との対向位置に達すると、表面の残留電位が除去される。
このような工程を経ることで感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
中間転写ユニット15は、図1に示すように、中間転写ベルト8、4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K、2次転写バックアップローラ12、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部を備えて構成されている。
中間転写ベルト8は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材12の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。これにより、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体P上に一括転写される。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
一括転写を終えた中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部(不図示である。)の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが回収される。このようにして中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
定着後の記録媒体Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2において、作像部における現像装置の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Y、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Y、現像剤収容部53Y、54Y内に配設された2つの搬送スクリュ55Y、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Y、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部53Y、54Y内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像剤収容部54Yは、その上方に形成された
開口を介してトナー落下搬送経路64Yに連通している。
このように構成された現像装置5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、現像剤収納容器32Yに収容されているトナーが、図3において説明するが、トナー補給装置60Yを介して現像剤収容部54Y内に補給される。
現像剤収容部54Y内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、2つの現像剤収容部53Y、54Yを循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤Gは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置が相当する現像領域まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤Gはスリーブの回転にともない現像剤収容部53Yの上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、図3〜図5において、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kについて詳述する。
図3を参照してトナー収納部70からのトナーの補給状態を説明すると次の通りである。
装置本体100の現像剤収納容器収容部70に設置された各現像剤収納容器32Y、32M、32C、32K内のトナーは、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置60Y、60M、60C、60Kによって適宜に各現像装置内に補給される。
なお、4つのトナー補給装置60Y、60M、60C、60Kや現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、イエローに対応したトナー補給装置50Yや現像剤収納容器32Yのみの説明をおこない、他の3つの色に対応したトナー補給装置60M、60C、60Kや現像剤収納容器32M、32C、32Kの説明を適宜に省略する。
現像剤収納容器32Yを交換する場合には、図1に示した装置本体100の手前側(図1の紙面垂直方向手前側)に設置された不図示の本体カバーを開放し、現像剤収納容器収容部70を露呈させる。
各現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kの長手方向を水平方向とした状態で、装置本体100の手前側から各現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kの挿脱(着脱)操作を行うことができるようになる。
図4は、各色の現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kが装置本体100の現像剤収納容器収容部70に挿入されて装填されている状態を示す図である。
同図において、現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kは、図中矢印Qで示す方向に挿入されて装填されると、この操作に連動して、図3において符号34dで示されている、現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kのシャッター部材が移動してトナー吐出口に相当するトナー排出口W(以下、トナー吐出口ともいう)が開放される。
シャッター34dが開放されると、トナー補給装置32Y、32M、32C、32Kのトナー補給口(図3において破線の矢印で示すトナーの移動方向上流側)とトナー排出口Wとが連通する。これにより、現像剤収納容器32Y、32M、32C、32K内に収容されたトナーが、トナー排出口Wから排出されて、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kのトナー補給口からトナータンク部61Y内に貯溜されることになる。
現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kには、収納したトナーをトナー排出口Wに向け移動させる構成が用いられており、その構成は次のとおりである。
現像剤収納容器32Yは、図6に示すように、内周面においてトナー排出口Wに至る螺旋状の突起33bが設けられている略円筒状のトナーボトルであって、主として、現像剤収納容器収容部70に非回転で保持されるキャップ部34Yと、33cが一体的に形成された容器本体33Y(ボトル本体)と、で構成されている。
容器本体33Yは、図3に示すように、キャップ部34Yに対して相対的に回転可能に保持されており、図示しない駆動モータにより駆動される駆動81を含む駆動部91によって図3中、回転する矢印で示す方向に回転駆動される。
容器本体33Y自体が回転することで、容器本体33Yの螺旋状突起33bによって、現像剤収納容器32Y(容器本体33Y)の内部に収容されたトナーが長手方向に搬送されてトナー排出口に向け移動し、キャップ部34Yのトナー排出口Wからトナーが排出される。すなわち、駆動部91によって現像剤収納容器32Yの容器本体33Yが適宜に回転駆動されることで、トナータンク部61Yにトナーが適宜に供給される。なお、現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kは、それぞれ、寿命に達したとき(収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったときである。)に新品のものに交換される。この場合には前述したように、装置本体のカバーを開放して行う。
図3において、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kは、現像剤収納容器収容部70、トナータンク部61Y、トナー搬送スクリュ62Y、撹拌部材65Y、トナーエンドセンサ66Yおよび前述した駆動部91等で構成されている。
トナータンク部61Yは、現像剤収納容器32Yのトナー排出口Wの下方に配設されていて、現像剤収納容器32Yのトナー排出口Wから排出されたトナーが貯留される。トナータンク部61Yの底部は、トナー搬送スクリュ62Yの上流部に接続されている。
また、トナータンク部61Yの壁面(底部から所定高さの位置である。)には、トナータンク部61Yに貯留されたトナーが所定量以下になったことを検知するトナーエンドセンサ66Yが設置されている。トナーエンドセンサ66Yとしては、圧電センサ等を用いることができる。そして、トナーエンドセンサ66Yによってトナータンク部61Yに貯留されたトナーが所定量以下になったことが制御部70にて検知(トナーエンド検知)されると、制御部70の制御により駆動部91(駆動81)によって現像剤収納容器32Yの容器本体33Yを所定時間回転駆動してトナータンク部61Yへのトナー補給をおこなう。さらに、このような制御を繰り返してもトナーエンドセンサ66Yによるトナーエンド検知が解除されない場合には、現像剤収納容器32Y内にトナーがないものとして、装置本体100の表示部(不図示である。)に現像剤収納容器32Yの交換を促す旨の表示をおこなう。
また、トナータンク部61Yの中央(トナーエンドセンサ66Yの近傍である。)には、トナータンク部61Yに貯留されたトナーの凝集を防ぐ撹拌部材65Yが設置されている。撹拌部材65Yは、軸部に可撓性部材が設置されたものであって、図3において時計方向に回転することによりトナータンク部61Y内のトナーを撹拌する。
さらに、撹拌部材65Yの可撓性部材の先端が、回転周期でトナーエンドセンサ66Yの検知面に摺接することで、トナーエンドセンサ66Yの検知面にトナーが固着して検知精度が低下する不具合を抑止している。
図示は省略するが、トナー搬送スクリュ62Yは、トナータンク部61Yに貯留されたトナーを斜め上方に搬送するものである。詳しくは、トナー搬送スクリュ62Yは、トナータンク部61Yの底部(最下点)から現像装置5Yの上方に向けてトナーを直線的に搬送する。そして、トナー搬送スクリュ62Yによって搬送されたトナーは、図2に示したように、トナー落下搬送経路64Yを自重落下して現像装置5Yの現像剤収容部54Y内に補給される。
現像剤収納容器収容部70は、図4および図5に示すように、装置本体の現像剤収納容器収容部70に搭載されるようになっており、主として、現像剤収納容器32Yのキャップ部34Yを保持するためのキャップ受部73と、現像剤収納容器32Yの容器本体33Yを保持するためのボトル受部72(容器本体受部)と、現像剤収納容器32Yの装着動作時における挿入口となる挿入口部71とで構成されている。
現像剤収納容器32Yは、把持部33dを把持するユーザーによって、長手方向を水平方向とした状態で、容器本体33Yに対してキャップ部34Yを先頭にして長手方向を挿脱(装着)方向として、挿入口部71から現像剤収納容器収容部70に装着される。
挿入口部71から挿入された現像剤収納容器32Yは、ボトル受部72のボトル受面72aを滑動しながら、キャップ受部73に向けてユーザーによって押し込まれる。
ボトル受部72には、図5に示すように、各色ごとにボトル受面72aが形成されていて、それぞれに対応する現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kが、図5中、紙面左側から右側のキャップ受部73に向けて挿入される。 キャップ受部73は、各色の現像剤収納容器を対象としてボトル受部73Y、73M、73C、73Kが設けられており、それぞれに対応する現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kが挿入(白矢印方向の挿入である。)されて、その位置でキャップ部が非回転で保持される。
図5において、現像剤収納容器収容部70のボトル受部72には、ボトル受面72a、ストッパ解除付勢部72bが設けられている。
ボトル受面72aは、現像剤収納容器32Yの着脱動作時には現像剤収納容器32Yの滑動面として機能し、現像剤収納容器32Yのセットが完了した後には回転駆動する容器本体33Yの保持部として機能する。
前述の図5におけるストッパ解除付勢部72bは、図7に示されている現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kの挿入(装着)操作に連動してキャップ部34Yに設けられているシャッター34d(図8〜図12参照)を閉じ状態から開放状態へと変位させてトナー排出口Wを開放するために用いられる部分であり、ボトル受面72aの上面でシャッターに向け突出するように、上方に突出する台形状のリブで構成されている。
一方、図6および図7には現像剤収納容器32Y、32M、32C、32Kの全体構成(図6参照)および容器に装備されているキャップ部34Yの詳細(図7参照))が示されている。
図6において、現像剤収納容器32Yは、主として、容器本体33Y(ボトル本体)と、その頭部に設けられたキャップ部34Y(ボトルキャップ)とで構成されている。さらに、現像剤収納容器32Yのキャップ部34Yには、シャッター34d、情報記憶装置としてのIDチップ35等が分解可能に設置されている。
上述した各部のうちで、IDチップ35が装備される位置には、IDチップ35を装着できるように、図7に示す構成が用いられている。
キャップ部34Yの先端面には、図7に示すように縦方向(鉛直方向)の2カ所に、キャップ受部73に設けられている第1,第2の位置決めピン(図示されず)に係合可能な第1,第2の位置決め穴部34a、34bが備えられている。これら第1,第2の位置決め穴34a、34bとの間には、現像剤収納容器収容部70(図5参照)側に設けられているコネクタとの接続が可能な形状として、図8および図9に示すように、鉛直方向に延在する方形状の凹部35aが形成され、この凹部内には、図8に示すように、IDチップを装着可能な保持部材34kが取り付けられている。なお、図8において符号33fは、キャップ内に攪拌部を位置させた攪拌部材であり、後述する33cに連動して回転できるようになっている。
保持部材34kの装着位置は、図11を用いて後で説明するシャッター34dにより開閉されるトナー排出口(W)よりも鉛直方向で高い位置(図8中、便宜上、凹部35aの底部35a1とトナー排出口Wとの間の高さHを有する位置)とすることでトナー排出口Wから離され、さらに方形状の凹部周縁には凸壁が設けられている。これにより、凹部35aの一部がトナー排出口Wに対し、その横断方向の一部と重なりにくい状態が得られる。換言すれば、凹部35aの底部35a1がトナー排出口Wに近づかないようにしてその底部35a1によりトナー排出口Wの一部が塞がれるのを防止してトナーの排出を阻害しないようにすることができる。しかも、現像剤収納容器32Yのトナー排出口Wから外部にトナーが漏洩して飛散した場合でも、飛散トナーが自重に逆らってコネクタまで到達するようなことがなく、さらに、凸壁によって飛散トナーが遮られるので、コネクタへのトナー付着による接触不良を防止でき、通信不良の発生が防止できるようにされている。上記凹部35aは、第1の位置決め穴34a側に設けられている。
一方、図7に示した容器本体33Yの頭部には、図8に示すように、容器本体33Yとともに一体的に回転する33cと、開口部Aとが長手方向(図8において左右方向)の一端側に設けられている。
開口部Aは、容器本体33Yが装着される際の先方に位置する頭部に設けられていて、容器本体33Y内に収容されたトナーをキャップ部34Y内の空洞部Bに向けて排出するためのものである。
なお、容器本体33Y内からキャップ部34Y内の空洞Bへのトナー搬送(容器本体33Yの回転駆動)は画像形成装置本体側のトナー消費に応じて適宜におこなわれる。
次に、現像剤収納容器32Yのキャップ部34Yの構成を図7、8、9において説明すると次の通りである。
現像剤収納容器32Yのキャップ部34Yには、IDチップ35(情報記憶装置)、シャッター部材34d、シャッターシール36が設置されている。
キャップ部34Yは、図9に示すように、大まかには容器本体33Y側からシャッター部材34d側に向けて、3段階(大、中、小)に外径および内径を小さくする円筒体と、その底部に2段階(広幅、狭幅)に水平方向の幅を小さくする箱部とを組み合わせた構造体から成る。キャップ部34Yは、その円筒部のうちの大径部と中径、及び広幅の箱部34nからなる内挿部を有する。
キャップ部34Yの大径部は、図9に示すように、その外周の一部が欠如された欠除穴34P0が設けられ、33cの歯の一部が外部に露呈するようになっている。
内挿部のうちで、図9において欠除穴34P0と軸方向において隣接する周部34P1は、周方向で欠除穴34P0と隣接していない周部34P2に対して外径を小さくされている。図9には、便宜上、周部34P1,34P2の符号に外径を示す符号D1、D2が付けられており、これら外径の関係は、D1<D2とされている。
このように、内挿部の軸方向において欠除穴34P0と隣接する周部の外径を周方向で他の部分よりも小さくすることにより、欠除穴34P0から外部に露呈している33cに対して軸方向に噛み合う歯面が内挿部外周と干渉しにくい状態となる。この結果、33cの軸方向に移動してくるとの噛み合い作業が内挿部の一部に邪魔されることなく円滑に行えることになる。
また、図9および主要部を図9に示す構成と共通化させた変形例を示す図23(この図に示した例に関しては後で説明する)において、符号34YG0は、ガイドレール34YGの先端側において段部で構成された抜け止め部を示している。抜け止め部34YG0は、後述するが、シャッター34d側に設けられているスライド突起部34d1c(図11参照)が突き当たることでシャッター34dがそれ以上前に移動しないようにしてシャッター34dを抜け止めする部分である。
ガイドレール34YGの上方には、図23において詳細が示されているように、ガイドレール34YGと一定の距離を置いて平行するレール上リブ34SGが設けられている。レール上リブ34SGは、図13以降の図において説明する本体側シャッター閉鎖機構73d(図13参照)の挟持部がキャップ34Yの円筒周面およびガイドレール34YGの間に入り込むのを防止するようになっている。
図23において、上述したガイドレール34YGの上面部には、抜け止め部34YG0にシャッター34dが突き当たる前に到達する位置に、突部からなるシャッター突部34YG2が設けられている。シャッター突部34YG2は、シャッター34dが閉状態にあるとき、シャッター34dの動きを規制する部分として用いられる。
現像剤収納容器33Yの挿脱(着脱)作業は、図18において符号33dで示すように、容器本体33Y挿入(装着)方向後方側端部に設けられた把持部をユーザーが把持することで行えるようになっている。
キャップ部34Yの小径円筒部には、狭幅の箱部34Y1が形成されており、箱部34Y1の内部には、図10(B)に示すように、容器本体33Yの開口部Aから排出されたトナーを容器外であって鉛直方向下方に排出(自重落下)させるためのトナー吐出口Wが、図8に示した空洞部Bに連通させて設けられている。
トナー吐出口Wは、図10(B)に示すように、多角形状の一つである六角形状に形成されて一定の流路面積を有し、小径円筒部内空間Bの下側周面とトナー排出口W(排出口)とを連通させる。これによって、容器本体33Yの開口部Aからキャップ部34Yの小径円筒部内空間Bに排出されたトナーは、六角柱状のトナー排出口Wを自重落下して容器外(トナータンク部61Y)にスムーズに排出されることになる。
上述したトナー排出口Wには、図8および図10(B)に示すように、後述するシャッター34dのシール材36に向けて突出するリブW1が開口周縁に沿って形成されている。 このリブW1は、後述するシール材36の端部を折り返して捲れさせる機能と端部以外の部分と押圧接触することによりシール材36との密着性を向上させる機能を持ち、さらには、トナー排出口Wから漏出しようとするトナーを堰き止める機能を備えている。
図10において、キャップ部34Yの下方に設けられた狭幅箱部34Y1の底部には、現像剤収納容器収容部70への現像剤収納容器32Yの着脱動作に連動してトナー排出口Wの開閉を行うためのシャッター34dが、スライド移動可能に保持されている。
シャッター34dは、本発明の特徴部であり、その構成を、図11により説明すると次の通りである。なお、図11(A)は、シャッター34dの下面側から見た斜視図を示し、図11(B)はシャッター34dの上面側から見た斜視図である。
シャッター34dは、ポリスチレン等の樹脂製であり、大まかには板状のシャッター主部34d1と、シャッター主部34d1から突出してシャッター主部34d1より厚さが薄くて弾性をもたせたシャッター変形部34d2とで構成されている。
シャッター主部34d1には、板部の両外側に起立する縦壁34d1a(図面内の符号指示位置を修正しました)及びそれらから突出する突起物から成る一対のシャッタースライダ34d12を備えている。
前記縦壁34d1aには、それぞれ縦壁の内側面に互いに対向して突出する一対のスライド突起部34d1cと、スライド突起34d1cとは反対側の外側面に設けられたL字状の被係合突起部34d1bとが設けられている。
被係合突起部34d1bの形状は、シャッター移動方向に伸びる板部が上面に存在し、当該板部の現像剤収納容器の装入方向前方に位置する部分から下方に向かって、後述する狭持部に係合する突起34d1b1が伸びている。
前記シャッタースライダ34d12は、前記縦壁34d1aにおける被係合突起部34d1bと同じ側の面に突出して設けられ、矢印で示す、シャッター34dのトナー排出口Wに対する閉じ方向の後方に向けて延出する一対の角柱部で構成されている。
本実施例では、被係合突起部34d1bに設けられている突起34d1b1は、図11(B)に示すように、シャッター主部34d1の前端面からオフセットした位置(図11(B)において符号S1で示す距離分が欠如された位置)に設けられている。これは、図13以降の図において説明するが、本体側シャッター閉鎖機構73dに設けられている挟持部の一つ73d2(図13参照)が回動し始める際に干渉するのを防止する部分として用いられるようになっている。
シャッター34dにおいて、シャッター変形部34d2は、片持ち梁状に構成され、シャッター主部34d1に連結されている基端部の内側の角部が円弧状の曲率形状部(図11中、符号Rで示す形状)に形成されて撓み変形した際の応力集中を回避するようになっている。
さらに、シャッター変形部34d2は、シャッター主部34d1側に位置する基端の一部が、被係合突起34d1bが省かれている図11(C)に示すように、水平面(図11(C)において符号S2で示す部分)とされ、この水平面の先端から傾斜するように形成されている。この構成においては、シャッター変形部34d2の傾斜基端とシャッター主部34d1とを直接連結する場合と違って、シャッター変形部34d2の基端側が揺動する際にシャッター変形部34d2の傾斜基端とシャッター主部34d1との連結位置に応力集中が生じるのを避けることができるようになっている。
シャッター変形部34d2は、シャッター主部34d1を基端として現像剤収納容器の挿入方向後方側に延長された(図11において符号Lで示す長さを持たせた部分)片持ち梁状の片部で構成され、基端側から上記挿入方向後方側に向けて下方に下がる状態で傾斜させてある。
シャッター変形部34d2の自由端同士は、横架された連接板部34d2aにより一体化されており、その横架方向中央には、キャップ受部73側に設けられている台形状のリブで構成されたストッパ解除付勢部72b(図5参照)に対向可能なストッパ解除部34d21が設けられ、横架方向両側には、後述するように、トナー排出口Wの不用意な開放を防止するためにシャッター34dを固定するストッパ部34d22が設けられている。
ストッパ解除部34d21は、断面三角形状に形成され、キャップ受部73側に設けられているストッパ解除付勢部72b(図5参照)に乗り上げることでシャッター変形部34d2を傾斜態位から水平態位に変化させ、これに連動して、ストッパ部34d22とキャップ部34Yの底部にある広幅箱部34nに位置する係止端面34n1(図10参照)との係合を解除することができる。これにより、シャッター34dはトナー排出口Wを開閉する方向に移動できるようになる。
広幅箱部34nに位置する係止端面34n1は、トナー排出口Wを閉鎖した状態からトナー排出口Wを開放する方向へのシャッター34dの移動を規制する部分として設けられている。
つまり、図12(B),(C)は、係止端面34n1とシャッター変形部34d2側のストッパ部34d22との関係を説明するための図であり、図12(C)に示すトナー排出口Wの閉鎖時には、シャッター34d側のシャッター変形部34d2が初期状態として傾斜態位とされているので、その傾斜した自由端に位置するストッパ部34d22が係止端面34n1に対向することで、シャッター34dが独自に移動することができなくされることにより、トナー吐出口Wが不用意に開放されない状態を維持するようになっている。
また、図10(B)および図12(B)に示すように、トナー吐出口Wを開放する向きにシャッター34dが移動した際には、係止端面34n1に対してシャッター主部34d1における移動方向前方端34d1dが当接するようになっており、これにより、シャッター主部34d1の移動位置を規定できるようにもなっている。なお、図12(C)は、トナー吐出口Wを閉じる向きにシャッター34dが移動した場合を示しており、この場合、上述した係止端面34n1には、シャッター変形部34d2の自由端部が傾斜することにより自由端部に位置するストッパ部34d22が対向当接する。これにより、ストッパ解除部34d21が押し上げられない限りシャッター34dの移動が阻止される。
シール材36は、シャッター主部34d1に貼付された、平たい直方体から成り、図8に示したリブW1に突き当たることにより端部が折り返されて捲れると共に端部以外の部分がリブW1に押圧接触することで摩擦接触した状態でトナー排出口Wに向けて撓み変形することが可能な可撓性材料からなる弾性シールであり、その材料は、表面の摺動性及び弾性維持性に考慮して、高密度マイクロセルウレタンシートが採用されている。
シール材36は、シャッター34dによりトナー吐出Wを閉じる方向の先端がシャッター主部34d1の先端よりも外側に張り出す長さ(図11において符号L1で示す長さ)を有しており、張り出した先端部分がトナー吐出口Wの周縁に設けられているリブW1に突き当たった際に捲れやすくなる部分とされている。
シャッター34Yは、キャップ部34Yの大径円筒部の下方に位置する広幅箱部34nの内部に収容されて摺動可能とされている。
広幅箱部34nは、側面に有する4壁面のうち、長手方向に対向する(キャップ部円筒の軸方向)の2壁面は開放されている。特に、トナー排出口W側の壁面には底側の角に一部壁面を残すのみで大部分は水平方向に延在する開口が形成されている。この開口は広幅箱部34nの長手方向においてトナー排出口W側にある側面、及び底面の2面を切り欠くようにして形成されている。
一方、図7、9,10および12において、キャップ部34Yの両側方部には、それぞれ、画像形成装置本体100(キャップ受部73)におけるキャップ部34Yの回転方向の姿勢を規制する側方突起34cが形成されている。
側方突起34cは、中径筒部の外周面において、位置決め穴34a,34bの縦列方向と同一面内で直角な方向の両側にそれぞれ位置し、平面視形状が三角形状とされ、キャップ部34Yの頭部側から後方にかけて中径筒部の外周面から遠ざかる位置に頂部を有している。
側方突起34cの傾斜面のうちで、頂部を基準としてキャップ部34Yの頭部側に位置する傾斜片の立ち上がり角度に対して頂部を基準として後方側に位置する傾斜片の立ち上がり角度が大きくされている。
頭部側の傾斜片は、キャップ受部73側に設けられて弾性力の付勢により側方突起34cを挟み込む習性が付与されている押動部材(図示されず)に当接しながら移動することができる。つまり、押動部材に向けて押し動かされたときに傾斜角度が小さい部分、いわゆる勾配面が押動部材に対向すると、押動部材に対して勾配面を抵抗なく、入り込ませることができる。勾配面での頂部が押動部材を超えると、後方側の傾斜面は、傾斜角度が上記テーパ面よりも大きいので押動部材に係止されるようになるとともに、押動部材を超えた直後に押動部材からの移動抵抗が急激に小さくなり、押動部材に嵌り込んだ際の抵抗感、いわゆる、クリック感を生じさせるようになっている。
本実施例では、側方突起における傾斜片のうちで頭部側の傾斜片の角度が30°、後方側の傾斜片の角度が45°に設定されている。
なお、図7,9,10,11において符号34g、34hは、キャップ部34Yの底部の両端に設けられていて、現像剤収納容器32Y(現像剤収納容器)の非互換性を担保するための凸部である。
つまり、この凸部34g、34hは、現像剤収納容器収容部70への現像剤収納容器32Yの装着操作の正否を判別できる部分であり、現像剤収納容器収容部70側に設けられている嵌合部(図示されず)に対する嵌合状態が正常である場合に、所定の位置にこの位置で規定されている所定色のトナーを収納した現像剤収納容器が装着操作されて正しく装着されたと判断できるようになっている。従って、現像剤収納容器内に収納されているトナーの色が、所定の搭載部に装着されない場合の誤操作、いわゆる、誤セットを防止することができる。
一方、シャッター34dは、図13〜図15に示す本体側シャッター閉鎖機構73dによってトナー排出口Wを閉じた状態に維持されるようになっている。本体側シャッター閉鎖機構73dは、現像剤収納容器の交換時などにトナー排出口Wを完全に閉鎖しないうちにトナー容器32Yが装置本体100から取出される不具合を解消するために設けられている。
図13において本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)は、キャップ受部73内の底部であって、トナー排出口Wに対して、現像剤収納容器32Yの装着方向上流側に配設されている。
図13において本体側シャッター閉鎖機構73dは、図13の左右方向に対向するように配設された一対の略馬蹄形の部材であって、ねじりコイルスプリングが設置された支軸部73d3を中心にして回動可能に構成されている。
本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)は、一端側に第1挟持部73d1が形成され、他端側に第2挟持部73d2が形成されている。
各挟持部では、現像剤収納容器32Yにおけるシャッター34dの開閉動作時に、シャッター34dの被係合突起部34d1bが第2挟持部材73d2に挟持され、キャップ部34Yにおけるガイドレール34YG(図9,図10および図12参照)の鉛直面(図14において符号34YGの引き出し線先端部が位置している面)が第1挟持部材73d1に挟持されることにより(図14に示す状態)、シャッター34dの開閉動作時におけるキャップ受部73でのシャッター34d及びキャップ部34Yの姿勢が定められてスムーズな開閉動作が可能になる。
図13〜15は、シャッター34dを開閉させるときの本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)の動作を示す図である。
シャッター34dの開放動作時には、まず、図13に示すように、白矢印方向の現像剤収納容器32Yの装着動作にともない、第1挟持部材73d1が、シャッター34dのガイドレール34YGにおける先端34YG1(図9,10および図12参照)に当接し、次いで、後述するように、第2挟持部材73d2がシャッター34dの被係合突起部34d1bに位置する突起34d1b1に当接する。
図14に示すように、白矢印方向で示す現像剤収納容器32Yの装着動作が進むと、本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)が支軸部73d3を中心に回転する。
本体側シャッター閉鎖機構73dが回転すると、第1挟持部材73d1がキャップ部34Yのガイドレール34YGの鉛直面(図14において符号34YGの引き出し線先端部が位置する面)を挟持し、第2挟持部材73d2がシャッター34dの被係合突起部34d1bに位置する突起34d1b1に係合しながら被係合突起34d1bの基端が位置するシャッター主部34d1の側壁面に対向当接して該側壁面を挟持する。
その後、シャッター34dは、図示しないが、キャップ受部73側のトナー補給口周囲に形成されている壁部に当接して装着方向への移動を阻止され、そして、上述したガイドレール34YGの鉛直面が第1挟持部73d1によって挟み込まれるようにしてキャップ受部73におけるシャッター34dの移動が規制される(シャッター34dは長手方向に絶対的に移動しないことになる)。
シャッター34dの移動を規制されている状態で現像剤収納容器32Yが装着方向に向けさらに移動すると、装着方向への移動を阻止されているシャッター34dがキャップ部34Yの装着方向への移動に対して相対的な方向に移動し、移動を阻止されているシャッター34dよりもキャップ部34Yが装着方向前方側に移動すると、図15に示すようにトナー排出口Wが開放される。
このとき、図15に示すように、第1挟持部材73d1によってキャップ部34Yの鉛直面が挟持され、第2挟持部材73d2によってシャッター34dの被係合突起部34d1bに位置する突起34d1b1が係合した状態となり、シャッター34dを挟持した状態でシャッター34dの開放動作が行われるので、キャップ受部73でのシャッター34d及びキャップ部34Yの姿勢が定められて、シャッター34dのスムーズな開放動作が可能になる。
一方、現像剤収納容器32Yを現像剤収納容器収容部70(キャップ受部73)から取り出す(離脱)場合には、上述の装着時の手順と逆の手順で操作がおこなわれる。すなわち、図15,図14,図13の順に、シャッター34dの閉鎖動作にともなう本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)の動作が行われる。
上記シャッターの開閉動作に従ってトナー排出口Wに対するシール部材36のシール状態を、図16を用いてシャッター34dの移動位置に対応させて説明する。
図16(A)は、キャップ34のトナー排出口Wがシャッター34dにより閉じられている状態を示している。この状態では、現像剤収納容器がキャップ受部73に装填されていないので、シャッター34dがトナー排出口Wは閉じられている。シール材36がトナー排出口Wの周縁に位置するリブW1に押圧接触していることで、シャッター34dは、トナー排出口Wに対して密着した状態を維持される。図16(A)の破線は、キャップ受部73側のストッパ解除付勢部72bによりシャッター34dのストッパ解除部34d21が押し上げられた状態を表す。シャッター変形部34d2は傾斜態位から水平態位に撓み変形する。シャッター変形部34d2の自由端に位置するストッパ部34d22が、図10において示したように、キャップ部34Yの底部にある広幅箱部34nに位置する係止端面34n1との係合を解除される。
これにより、図13〜15において説明したように、本体側シャッター閉鎖機構73dの第2挟持部材73d2によりシャッター34d側の被係合突起部34d1bが挟持される位置まで移動することができる。このように、シャッター34dは、図14において説明したように、装着方向の移動を規制され、これに対してキャップ部34Yが装着方向に移動できることで、トナー排出口Wを開放し、図16(B)の状態になる。図16(B)は、キャップ受部73に向けて現像剤収納容器が挿入される状態を示す。
図16(C)は、図16(B)において符号(C)で示す部分、つまり、トナー容器が本体から脱離する動作が開始され、その途中のトナー排出口Wをシャッター34dが閉じ始める寸前の状態を示している。同図において、シャッター34dがトナー排出口Wを閉じる向きに更に移動すると、シール材36の先端上側の角(稜線部分)がトナー排出口Wの周縁に位置するリブW1に突き当たることでリブW1とシール上面との間に巻き込まれる(捲れる)。
図16(D)は、シャッター34dのトナー排出口閉鎖完了の状態を示す。閉鎖完了時には、シール材36の先端上側の角が捲れたままリブW1側に密着する。そして、シール材36の先端面は巻き込まれた稜線部分に引っ張られて変形し、キャップ部34Yを正面から見たときにリブW1とシール材36との接触部を覆うように捲れる。
これにより、現像剤収納容器を装着完了までの間、トナー排出口Wがシール材36によって封止されることになるので、不用意にトナー排出口Wからトナーが漏洩するのを防止することができる。
以上のような構成を備えたシャッター機構は、既存構成部品として用いられるシール材を対象として、リブW1に対して突き当たることで捲れることができる部分を有するシール材36の構成により、特別な部品の追加などを要することなくトナー排出口Wへの密着性を高めてトナーの漏洩を確実に防止することができるという効果を提供する。
特に、トナー排出口Wの形状が、六角形状とされることにより、シール材36の端部において捲れが生じるための負荷を集中させて作用させて捲れやすくすることができると共に、負荷が集中する六角形の頂部に連続させて端部全域に摺動抵抗を軽減しながら捲れを生じさせることができるのでトナー排出口Wの周縁全域にわたる密着性を確保することが可能となる。
次に、上述した形態の現像剤収納容器に、IDチップを搭載した形態の他の例に関して実施例を挙げて説明する。
本実施例においては、図17に示したIDチップ2035と電気的接続関係が設定されているキャップ受部側のコネクタとが接続位置の整合を高められると共に、接触位置でのトナーによる接触不良を防止するようにもなっている。これに関する構成は以下の通りである。
図17は、IDチップ2035の構成を示す正面図及び、そのIDチップ2035を搭載したトナー容器2032Yを示す図である。同図においてIDチップ2035は、方形状端子板本体の長手方向中央部を境にして、右方には端子2035aがそして左方には無線などの非接触の通信領域(アンテナ部)2035bを設けた構成(図17(A)参照)が用いられる。
接触方式と非接触方式を両方持つことによって、以下のメリットがある。トナー容器工場での組み立てやトナー充填工程でのIDチップへの書き込みには流れ作業の中では非接触通信でトナーの情報等をIDチップに書き込む。これによって製造スピードを著しく向上でき、結果、製造コストを抑制した安価なトナー容器を量産することができる。一方、画像形成装置内では、本体側の通信装置に接触式の安価の電子基板を採用することができ、画像形成装置のコストダウンにも寄与することができる。
次に実施の形態16のIDチップのトナー容器への取り付け構成を説明する。IDチップ2035は、中央部に半円弧状の切り欠き部2035dがある。図17(B)にあるように、トナー容器2032Yのキャップ部2034Y先端面にIDチップ2035が長手を水平方向にして微少量移動可能に保持されている。その保持方法は、係る先端面の概ね中央に配置された2つのフランジ付きピン2034fの間に上記IDチップ2035を切り欠き部2035dの箇所で挟んで保持する。2本のフランジ付きピン2034fの間隔は、2箇所の切り欠き部2035d間の最短巾よりも大きく、そのためIDチップ2035は、キャップ部2034Yにガタを持って保持される。
一方、図18は、現像剤収納容器収容部70のキャップ受部2073を示す図であり、同図において、キャップ受部2073には、後述するが、IDチップ2035に対する電気的接続部に用いられるコネクタ2073e(図20に示されているが、便宜上、図18には示されていない)が露呈する貫通穴2073fおよび、壁部2073gが設けられている。
壁部2073gは、後述するコネクタ2073eの周囲を遮蔽する部分であり、後述するコネクタ2073eが貫通穴2073fから露呈した際に、コネクタ2073eへのトナーの進入を阻むようになっている。
貫通穴2073fは、図19において説明する共通電子基板に設けられているコネクタ2073eが露呈して、図20に示すように、IDチップ2035と対面できるようにするための箇所である。
図19は、共通電子基板に設けられているコネクタ2073eの構成を示す図であり、同図においてコネクタ2073eは、コネクタ本体2073e0に設けられた複数の端子板2073e1を備えている。端子板2073e1は、折り曲げ加工された良伝導性の可撓性金属板が用いられている。
コネクタ2073eには、IDチップ2035との接触時での位置決めを行う構成が設けられている。以下、この構成について説明する。
図19において、コネクタ2073eに設けられている端子板2073e1の周囲あるいはその一部には、図18に示した壁部2073gが設けられており、壁部2073gの一部には、IDチップ2035側に設けられている位置決め穴2035b1、2035c(図17(A)参照)に嵌合可能な位置決めピン2073e3が形成されている。
位置決め穴2035b1、2035cは、IDチップ2035側の端子2035aに対するコネクタ2073e側の端子板2073e1との接触位置決め用であり、位置決めピン2073e3との嵌合を容易化するために、一つが丸穴で、そして他の一つが長穴で形成されている。なお、後述する説明に用いる図21においてフランジ付きピン2034fは、凹部2035aに固定された保持部材2034kから突出している。符号34qは、保持部材2034kの台座を示している。
共通電子基板側のコネクタ2073eとIDチップ2035との接続状態は、図20に示されている。図20において、キャップ受部2073に対して現像剤収納容器のキャップ部2034Yが挿入されると、キャップ部2034Y 側の位置決め穴部34a、34bにキャップ受部2073側の位置決めピン73a、73bが挿入されて、キャップ受部2073に対するキャップ部2034Yの位置決めがされる。
キャップ部2034Yがさらに挿入されると、コネクタ2073eの位置決めピン2073e3がIDチップ2035側の位置決め穴2035b1、2035c(図17(A)参照)内を移動することでIDチップ2035側の端子2035a1とコネクタ2073e側の端子板2073e1との位置が整合されて位置の不整合による接触不良を防止される。
キャップ部2034Yが挿入されるのに合わせて、コネクタ2073eの周囲に位置する壁部2073gが、図20中、二点鎖線の矢印で示すように、コネクタ周囲と共にIDチップ2035の周囲も覆う状態となるので、IDチップ2035の設置位置がトナー排出口Wから離れた上方に位置することも相俟って、端子同士の接触位置にトナー排出口Wから飛散したトナーが付着するのを防止することができるようになっている。
次に、IDチップ及びシャッター構成を備えたトナー容器に関する他の例を、図21以降の図面を用いて以下に説明する。
他の例として、以前に説明した例と異なる構成は、図13〜16を用いて説明した本体側シャッター閉鎖機構73dに関する構成およびIDチップの取り付けに関する構成である。
図21は、シャッター34dが閉じている状態でのキャップ2134Yの挿入方向(図中、白抜きの矢印で示す方向)手前右側から見た斜視図であり、図22は、シャッター34dが開放されている状態でのキャップ2134Yの挿入方向手前左側から見た斜視図である。これら各図において、これらの図以前に示した構成と異なる点を説明すると次の通りである。
図21において、キャップ2134Y の前面には、図8に示した構成と違って、凹部35a内に装填されるIDチップ535の脱落を防止するための前面カバー2134Pが設けられている。
前面カバー2134Pを取り付けるための構成として、図23に示すように、キャップ2134Yの前面で前面中心下方に設けられている熱カシメピン2134P10と、このピン2134P10とは別位置で、水平方向で凹部35aを挟んで一対に設けられたに設けられている主基準ピン734S3、従基準ピン734S4とが用いられる。熱カシメピン2134P10は、前面カバー2134P固定後、冶具によって加熱されながら先端を押しつぶされた状態になるが、図24から図28では押しつぶされる前の状態で表している。
前面カバー2134Pには、上記各ピン2134P10、734S3、734S4を挿入できる孔、そして、IDチップ535の一部を外部に露呈させる開口部がそれぞれ形成されている。
前面カバー2134Pは、主基準ピン734S3,従基準ピン734S4に嵌合し、さらに熱カシメピン2134P10に挿入されることでIDチップ535を外部に露呈させる状態に位置決めされ、熱カシメピン2134P10が加熱されながら外力により押圧されて潰されることによりキャップ2134Yの前面に固定される。
上述した各ピンが嵌合する前面カバー2134P側の孔は、基準ピンを対象とした場合に一方が真円、他方は水平方向が長手方向となる長孔とされ、熱カシメピン2134P10の挿入孔は熱カシメピン2134P10よりもやや大きめの直径を有している。
上記固定状態により、トナー容器2132Yのトナー容器収納部への挿脱がされてもIDチップ535が脱落することはなく、かつ開口部から外部に露呈するIDチップ535の通信あるいは電気的接続が可能となる。
一方、本体側シャッター閉鎖機構73dと関係する構造として、キャップ2134Yの狭幅箱体34Y1の側面に設けてあるガイドレール2134YGがある。
このガイドレール2134YGは、図9等で示したガイドレール34YGとは構成が異なる。図22、23に示すように、ガイドレール2134YGは狭幅箱部34Y1の先端面よりも前方に突出し、そこからさらに突出部分が中央側に向けて回り込むようにして構成された突起部2134YG3を備える。突起部2134YG3は、狭幅箱体34Y1の両側に対称に設けられている。
また、前述した実施例の構成と異なる構成として、図24に示すように、中径円筒部34Y2周面におけるシャッター34dの被係合突起部34d1bと対向する箇所(符号2134P3で示す位置)は、その外径(D3)が、中径円筒部2134P2の外径(D2)よりも小さくした凹状部が形成されている。凹状部をなす周面2134P3は、図13に示した本体側シャッター閉鎖機構73dに有する挟持部材73d2の回動の際に干渉しないように構成されている。
以上のような構成においては、図13〜15に示した手順と同様にキャップ34Yが装置本体のキャップ受部73に対して装填される際に、キャップ34Yが本体側シャッター閉鎖機構73dにより挟持される。図25〜27は、上記構成を用いたキャップ部34Yの装填状態を示す図13〜15相当の図である。
シャッター34dの開放動作時には、まず、図25に示すように、白抜き矢印方向の現像剤収納容器32Yの装着動作にともない、第1挟持部材73d1が突起部2134YG3に当接する。
その後、図26に示すように、白矢印方向の現像剤収納容器32Yの装着動作が進むと、突起部2134YG3に押されて本体側シャッター閉鎖機構73d(シャッター挟持機構)が支軸部73d3を中心に回転する。
本体側シャッター閉鎖機構73dが回転すると、図26に示すように、第1挟持部材73d1が突起部2134YG3に連続するガイドレール2134YGの鉛直面を挟持し、第2挟持部材73d2がシャッター34dの被係合突起部34d1bに位置する突起34d1b1に係合しながらシャッター主部34d1の側壁面を挟持する。
その後、シャッター34dは、キャップ受部73側のトナー補給口周囲に形成されている壁部(不図示)に当接して装着方向への移動を阻止される。このとき、上述したガイドレール34YGの鉛直面が第1挟持部73d1によって挟み込まれた状態になっている。
上記シャッター34dの移動が阻止されている状態でトナー容器2132Yが装着方向に向けさらに移動すると、装着方向への移動を阻止されているシャッター34dはキャップ部2134Yから見て相対移動し、キャップ部2134Yの狭幅箱部34Y12がシャッター部34dよりも装着方向前方側に移動する。この相対動作によって図27に示すようにトナー排出口Wが開放される。
このとき、図26に示すように、第1挟持部材73d1によってキャップ部2134YGの鉛直面が挟持され、第2挟持部材73d2によってシャッター34dの被係合突起部34d1bに位置する突起34d1b1が係合した状態となり、シャッター34dを挟持した状態でシャッター34dの開放動作が行われるので、キャップ受部73でのシャッター34d及びキャップ部2134Yの姿勢が定められて、シャッター34dのスムーズな開放動作が可能になる。
他方、現像剤収納容器2132Yを現像剤収納容器収容部70(キャップ受部73)から取出(離脱)する場合には、上述の装着時の手順と逆の手順で操作が実行される。すなわち、図27,図26,図25の順に、シャッター34dの閉鎖動作に伴う本体側シャッター開閉構73d(シャッター挟持機構)の動作が行われる。
ここで、図22及び図24に示す構成においては、ガイドレール2134YG前端である突起部2134YG3が狭幅箱部34Y1(図24参照)の前面よりも前方に張り出していることから、本体側シャッター閉鎖機構73dの回動開始タイミングを遅らせるようになっている。つまり、突起部2134YG3は、狭幅箱部34Y1の前面から外側に突出しているので、キャップ部2134Yが取り出される際には、第1挟持部73d1がより長い時間、突起部2134YG3に回動を阻止され、シャッター34dが挟持されている状態の時間が、突起部2134YG3を設けない場合よりも長くなる。
キャップ部2134Yが取り出し方向に移動するとき、第1挟持部73d1がシャッター34dの被係合突起34d1と対向していることにより回動できない状態に維持される。このため、シャッター34dが完全に閉じるまでの間、本体側シャッター閉鎖機構73dを回動できない状態に維持し、シャッター34dがトナー排出口Wを完全に閉じた時点で第1挟持部73d1によるガイドレール2134YGの挟持を解除できるタイミングを設定できるように、上記突起部2134YG3での突出量を設定されている。
シャッター34dによるトナー排出口Wが完全に閉じられるまでの間、第2挟持部34d2によりシャッター34d側の被係合突起34d1bが挟持されているので、シャッター34dは、キャップ34Yが取り出し方向へ移動すると、挟持されたままでトナー排出口Wを横断する状態となりトナー排出口Wを閉じることになる。
次に、本発明による現像剤補給装置に用いられるトナーの特性について説明すると次の通りである。
トナー容器32Y、32M、32C、32K内に収容するトナーとして、体積平均粒径をDv(μm)として個数平均粒径をDn(μm)としたときに、
3≦Dv≦8 …(1)
1.00≦Dv/Dn≦1.40 …(2)
なる関係が成立するように形成されたものを用いている。これによって、現像工程時に画像パターンに応じたトナー粒子の選択がおこなわれて良好な画質が維持されるとともに、現像装置で長時間撹拌されても良好な現像性が維持される。さらには、トナー補給経路が閉塞することなく、トナーが効率的かつ確実に搬送されることになる。
なお、トナーの体積平均粒径及び個数平均粒径の測定は、代表的には、コールカウンター式粒度分布測定器「コールターカウンターTA−2」(コールター社製)又は「コールターマルチサイザー2」(コールター社製)を用いて測定することができる。
さらに、本実施例では、現像剤収納容器32Y、32M、32C、32K内に収容するトナーとして、形状係数SF−1が100〜180の範囲になって、形状係数SF−2が100〜180の範囲になるように形成された略球形トナーを用いている。これにより、高い転写効率を維持しつつ、クリーニング性能の低下を抑止することができる。さらには、チューブ71等のトナー補給経路が閉塞することなく、トナーが効率的かつ確実に搬送されることになる。
ここで、形状係数SF−1は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
SF−1=(M2/S)×(100π/4)
上式において、Mはトナー粒子の投影面における最大粒径(まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。)であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−1が100であるトナー粒子は真球であって、100から大きくなるほど球形度が低くなる。
また、形状係数SF−2は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
SF−2=(N2/S)×(100/4π)
上式において、Nはトナー粒子の投影面における周長であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−2が100であるトナー粒子は凹凸がなくて、100から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数SF−1及び形状係数SF−2は、走査型電子顕微鏡「S−800」(日立製作所社製)にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「LUSEX3」(ニレコ社製)にて解析して求める。
5Y 現像装置
32Y、32M、32C、32K 現像剤収納容器(現像剤収納容器、着脱可能装置)
33Y 容器本体
33b 突起(螺旋状の突起)
33c
34Y キャップ部、
34d シャッター
34d1 シャッター主部
34d1a 縦壁
34d1b 被係合突起部
34d2 シャッター変形部
34d21 ストッパ解除部
34d22 ストッパ部
36 シール材
72b ストッパ解除付勢部
73 キャップ受部
100 画像形成装置
L1 シール材の端部張り出し部分
W トナー排出口
W1 リブ
特開2010−066638公報

Claims (8)

  1. 画像形成装置本体に対して着脱自在に設置される現像剤収納容器であって、
    トナーを容器の外部で鉛直方向に排出するためのトナー排出口を具備したキャップ部と、
    前記キャップ部に保持されると共に前記キャップ部の外周に沿って移動することにより前記トナー排出口を開閉可能なシャッターとを備え、
    前記シャッターには、前記トナー吐出口に対向する面に撓み変形可能な可撓性材料からなるシール材が設けられ、
    前記シール材の前記シャッターを閉じる方向の先端側は、前記シャッターが開位置にあるときには、捲れておらず、
    前記シール材は、前記方向に移動すると、該シール材の前記方向の先端部の上側の角がトナー排出口周縁に突き当たることにより捲られ、
    前記シャッターが閉位置を占めて前記トナー排出口の閉鎖が完了したときには、前記先端部がトナー排出口周縁に当接して捲れたまま前記シール材が記トナー排出口周縁に密着し、前記角が、当該シール材の捲れた位置よりも前記方向の先端側で前記トナー排出口周縁の該方向の下流側の位置を覆うことを特徴とする現像剤収納容器。
  2. 前記トナー排出口周縁には、前記シール材に向けて突出するリブが設けられ、前記シャッターが前記トナー排出口を閉じる方向に移動した際に該シール材が突き当たることで該シール材を捲れさせて前記トナー排出口に密着させることを特徴とする請求項1記載の現像剤収納容器。
  3. 前記シール材は、前記トナー排出口を閉じる方向に移動する際の移動方向先端が前記シャッターの端部から移動方向先端側に向けて張り出させてあり、該先端が撓み変形して捲れる部分として用いられることを特徴とする請求項1または2記載の現像剤収納容器。
  4. 前記トナー排出口は、多角形状の開口とされていることを特徴とする請求項1乃至3のうちの一つに記載の現像剤収納容器。
  5. 前記トナー排出口は、前記シール材の移動方向先端側に対向する頂部を有する平面視形状が六角形状であることを特徴とする請求項4記載の現像剤収納容器。
  6. 前記シャッターには、前記シール材が設けられている面を基端として前記トナー排出口を閉じる際の移動方向後方に延長されて自由端が鉛直方向下方に向け傾斜された片持ち梁状のシャッター変形部が設けられ、
    前記シャッター変形部の自由端には、前記キャップが装着される前記画像形成装置側に位置する現像剤収納容器収容部のキャップ受け部に設けられた凸状リブからなる係止解除付勢部に対して乗り上げ可能な係止解除部と、前記キャップ部の底部でシャッターを保持する位置に形成された係止端面に対して係脱可能なストッパ部とを備え、前記トナー排出口を閉じる方向に前記キャップが移動する過程で前記係止解除部が前記凸状リブに乗り上げることで傾斜状態から水平に変位して前記係止端面から前記ストッパ部の係合を解除した状態で前記トナー排出口を閉じる位置に向けた前記シャッターの移動を可能にすることを特徴とする請求項1または2記載の現像剤収納容器。
  7. 前記キャップ部には、鉛直方向において前記トナー排出口から離れた位置に情報記憶装置が設けられ、該情報記憶装置は、前記キャップ端面の鉛直方向に設けられている一対の位置決め部間に形成された方形状の凹部に装着可能に設けられ、該凹部は、前記キャップ端面において前記トナー排出口から鉛直方向において離れた上方位置に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の現像剤収納容器。
  8. 請求項1乃至7のうちの一つに記載の現像剤収納容器を用いることを特徴とする画像形成装置。
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