JP6033105B2 - 現像剤補給カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、像坦持体や像坦持体に作用するプロセス手段は、それぞれ耐用寿命が異なることから、像坦持体と現像装置を一体化したプロセスカートリッジと、プロセスカートリッジに現像剤の補給を行う現像剤補給カートリッジとを別体に構成したものがある。このような構成において、現像剤補給カートリッジとプロセスカートリッジは、両方が画像形成装置に装着された状態で、現像剤補給カートリッジからプロセスカートリッジへ現像剤の補給が行われる。そして、現像剤補給カートリッジに設けられた現像剤補給開口から、プロセスカートリッジに設けられた現像剤受入開口に対して少量ずつ現像剤を供給する方式が取られている。
また、ユーザがプロセスカートリッジ及び現像剤補給カートリッジを交換する際には、ユーザの手や衣服を現像剤で汚さない対策が必要となる。そのため、現像剤補給開口、および現像剤受入開口には、周辺への現像剤の漏れを防止するために、さまざまな構成の開閉可能なシャッタ機構が考えられている。その一例として、ロータリーバルブ方式が知られている(特許文献1参照)。
ロータリーバルブ方式を用いたシャッタ機構は、現像剤補給カートリッジの現像剤補給開口を開閉するものであり、円柱形状を有する回転部材が、現像剤補給開口に設けられた枠体に回転可能に支持された構成を有している。回転部材には、その外周面で開口する貫通孔が形成されており、回転部材が回転することで、現像剤補給開口と貫通孔が連通する状態と、連通しない状態とが生じるように構成されている。現像剤補給開口と貫通孔が連通する状態は、現像剤補給開口が開いた状態であり、現像剤補給開口と貫通孔が連通しない状態は、現像剤補給開口が閉じた状態である。
シャッタ機構による現像剤補給開口の開閉は、現像剤補給カートリッジに設けられた補給側移動部と、プロセスカートリッジに設けられた受入側移動部との係合によって、回転部材を回転させることで行う。補給側移動部は回転部材の回転軸と同軸に設けられており、回転部材と補給側移動部は一体的に回転する。画像形成装置にプロセスカートリッジが装着された状態で現像剤補給カートリッジを装置本体内の所定の装着位置まで進入させる際に、プロセスカートリッジに設けられた受入側移動部と補給側移動部が係合して、補給側移動部が回転し、回転部材が回転する。これにより、現像剤補給開口が閉じた状態で現像剤補給カートリッジを画像形成装置に装着すると、現像剤補給開口は、閉じた状態から開いた状態へと切り替わる。すなわち、現像剤補給カートリッジが所定の装着位置まで装着されるまでの間、現像剤補給開口を閉じた状態とすることができ、装着中の現像剤の漏れを防止することができる。
現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱可能に構成された現像剤補給カートリッジであって、
現像剤が収容されるとともに、現像剤を排出するための補給開口を有する収容部と、
前記収容部の前記補給開口を前記収容部の外部に対して塞ぐ閉位置と、前記外部に対して開放する開位置と、の間を移動可能なシャッタ部と、
前記シャッタ部を移動させる第一移動部であって、前記シャッタ部を前記閉位置に位置させる第一位置と、前記開位置に位置させる第二位置との間を移動可能であり、現像剤補給カートリッジが装置本体に装着される際に装着位置まで移動する間に、装置本体側に固定された係合部との係合により現像剤補給カートリッジの移動にともなって移動し、前記第一位置で前記係合部と係合して移動を開始すると現像剤補給カートリッジが前記装着位置に到達したときに前記第二位置に位置するように構成された第一移動部と、
前記第一移動部を移動させる第二移動部であって、前記第一移動部が前記係合部と係合する前に前記第一位置以外の位置にあるときに、前記第一移動部が前記係合部と係合するまでに前記第一移動部を前記第一位置に移動させる第二移動部と、
を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
上記現像剤補給カートリッジを備えたことを特徴とする。
[画像形成装置の全体構成]
図2、図3を参照して、本発明の実施例に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図2は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。図3は、本実施例におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの概略構成を示す模式的断面図である。
セスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTは、それぞれ独立に装置本体100に着脱可能である。
る。装置本体100内の上方には、定着ユニット130が配設されている。装置本体100の上面は、排出トレイ100aとなっている。なお、記録媒体S上に転写されずに転写ベルト111上に残留した現像剤は、転写ベルト111に当接して配置されるベルトクリーニングユニット116によって除去、回収される。
図2を参照して、本実施例に係る画像形成装置100によるフルカラー画像の形成動作について説明する。第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の感光体ドラム2が図2の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。転写ベルト111は、矢印Bの方向(感光体ドラム回転に順方向)に回転駆動される。このとき、転写ベルト111の速度は、感光体ドラム2の速度に対応している。同時にレーザスキャナユニットLBが駆動される。
図3〜図5を参照して、プロセスカートリッジの全体構成について説明する。図4は、装置本体内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図である。図5は、プロセスカートリッジの全体像を示す斜視図である。
クリーニングユニット1は、クリーニング枠体7に、感光体ドラム2と、帯電ローラ3と、クリーニング部材6を有している。
カップリング2aは、装置本体100のカップリング(不図示)と係合する。ドラム駆動カップリング2aに装置本体100の駆動モータ(不図示)の駆動力が伝達されることで、感光体ドラム2が図3の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。
現像ユニット10は、図3に示すように、現像ユニット10内の各種要素を支持する現像枠体14を有する。現像枠体14は、現像部16と受入側現像剤収容部15とに分けられる。
図5に示すように、クリーニング枠体7は、クリーニング結合穴8(8R、8L)を有する。現像枠体14には、図3と図5に示すように、長手方向両端に現像側板19(19R、19L)が設けられている。現像側板19(19R、19L)は、現像結合穴20(20R、20L)を有する。クリーニング結合穴8(8R、8L)と現像結合穴20(20R、20L)は、図5に示すように、結合軸21(21R、21L)と嵌合することにより揺動可能に結合される。これにより、クリーニングユニット1と現像ユニット10が結合する。
体ドラム2に当接する。本実施例において、現像ローラ11は、感光体ドラム2に接触して配置されているが、所定間隔を設けて配置される構成であってもよい。
次に、図6〜10を用いて、現像剤受入側シャッタ24の構成を説明する。図6は、現像剤受入側シャッタの現像剤受入許容状態を示す模式的断面図である。図7は、現像剤受入側シャッタの現像剤受入停止状態を示す模式的断面図である。図8は、現像剤受入側シャッタの組立構成を示す分解斜視図である。図9は、現像剤受入側シャッタと受入側現像剤収容部との接続部の構成を示す分解斜視図である。図10は、規制部材の構成を説明するための模式図である。
図8に示すように、受入シャッタ枠体25の取り付け部25dには、受入回転部材26、受入回転シール部材27、受入シャッタ枠体カバー28が取り付けられる。受入シャッタ枠体25と受入シャッタ枠体カバー28は、受入シャッタ枠体カバー28の取り付け穴28aを受入シャッタ枠体25の爪部25eに引っ掛けることで結合される。受入シャッタ枠体カバー28を組み付けた後、受入回転部材26の軸部26cの先端には、受入側移動部29が圧入にて取り付けられる。受入回転部材26と受入側移動部29は、回転止めにより一体的に回転する。受入側移動部29は4つの突起部29a(29a1、29a2、29a3、29a4)を有する。
図3、図4、図11を参照して、本実施例に係る現像剤補給カートリッジの全体的な構成について説明する。図11は、現像剤補給カートリッジの構成を示す斜視図であり、内部構造を示すために、ハウジングの一部を取り除いて図示している。
が設けられている。補給搬送部材41と補給攪拌部材42は、現像剤収容部40によって回転可能に支持されている。
現像剤収容部40内の現像剤は、補給攪拌部材42によって攪拌され、補給搬送部材41へ送られる。補給搬送部材41に送られた現像剤は、カバー部材47まで搬送されるとカバー部材47によって一部が規制される。これにより、現像剤補給開口43から排出される現像剤の量が一定となる。カバー部材47内に搬送された現像剤は、現像剤補給開口43からプロセスカートリッジPへ排出される。現像剤補給開口43から排出されなかった現像剤は、戻しフィン41bによって、戻し穴47aから補給攪拌部材42へ送られ、再び撹拌される。
図1、図7、図12〜図14を参照して、現像剤補給側シャッタ44の構成をより詳細に説明する。図1は、現像剤補給停止状態における第二の補給側移動部の位相を示す説明図である。図12は、現像剤補給側シャッタの現像剤補給許容状態を示す模式的断面図である。図13は、現像剤補給側シャッタの組立構成を示す分解斜視図である。図14は、現像剤補給許容状態における第二の補給側移動部の位相を示す説明図である。
回転可能に構成されている。また、補給回転部材49は、外周面49aで開口する貫通孔49bを有している。補給回転部材49の回転軸は、補給シャッタ枠体48の貫通孔と直交する方向に設定されており、この方向は各カートリッジの装着時の移動方向と直交する方向でもある。
図13に示すように、補給シャッタ枠体48の取り付け部48dには、補給回転部材49、補給回転シール部材50、補給シャッタ枠体カバー51が取り付けられる。補給シャッタ枠体48と補給シャッタ枠体カバー51は、補給シャッタ枠体カバー51の取り付け穴51aを補給シャッタ枠体48の爪部48eに引っ掛けることで結合される。補給シャッタ枠体カバー51を組み付けた後、補給回転部材49の軸部49cには、第一のギア54が取り付けられる。さらに、軸部49cの先端には、第一移動部としての第一の補給側移動部52が圧入にて取り付けられる。補給回転部材49と第一のギア54と第一の補給側移動部52は、回転止めにより一体的に回転する。すなわち、第一の補給側移動部52は、補給回転部材49を現像剤補給停止位置に位置させる位相(第一位置)と、現像剤補給許容位置に位置させる位相(第二位置)を繰り返しとるように回転する。第一の補給側移動部52には、第一突起部52aが4箇所設けられている(第一突起部52a1、52a2、52a3、52a4)。
剤補給開口43を開放する現像剤補給許容位置になると、第二の補給側移動部55も90°回転し、図14に示すように、第二突起部55a1、55a2を結ぶ直線Rが鉛直方向になる。
図15〜図17を参照して、装置本体100にプロセスカートリッジPが装着されている状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100に装着する際の現像剤受入側シャッタ24の開閉動作について説明する。図15は、現像剤受入側シャッタの開閉動作を行う際の第一の動作を示す説明図である。図16は、現像剤受入側シャッタの開閉動作を行う際の第二の動作を示す説明図である。図17は、現像剤受入側シャッタの開閉動作を行う際の第三の動作を示す説明図である。
剤補給カートリッジTの係合部材58がプロセスカートリッジPの規制部材31を下降させる動作である。第二の動作は、係合部材58がプロセスカートリッジPの受入側移動部29と係合し、受入側移動部29を回転させる動作である。第三の動作は、係合部材58が規制部材31を通過して、規制部材31が上昇する動作である。これら3つの動作が連続的に行われることで現像剤受入シャッタ24が開閉される。
図15を参照して説明する。装置本体100にプロセスカートリッジPが装着された状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100における所定の装着位置に位置させるべく長手方向に移動させていく(図15(a)の矢印H方向)。現像剤補給カートリッジTを図15(b)の位置まで進入させると、係合部材58の係合部58aが規制部材31のガイド面31bの第一斜面部31cと接触する。更なる現像剤補給カートリッジTの進入に伴い、図15(c)に示すように、規制部材31が第一斜面部31cで係合部材58にガイドされる(係合部材58によって下方(矢印U1方向)に押される)。このため、圧縮バネ34の弾性力によって上方(矢印U2方向)の規制位置に付勢されていた規制部材31が、弾性力に抗して、受入側現像剤収容部15が設けられている下方(矢印U1方向)へ移動していく。係合部58aがガイド面31bの平面部31dに到達すると、規制部材31の規制凹部31aと受入側移動部29の突起部29a1の係合が解除される。これにより、受入側移動部29は、回転を許容された状態となる(図15(d))。
図16を参照して説明する。上記第一の動作により、受入側移動部29が回転を許容された状態となってから、係合部58aが規制部材31の平面部31dと接触しながら(規制部材31を平面部31dで下方に押さえつけつつ平面部31dと摺動しながら)移動する。そして、図16(a)に示すように、係合部58aが受入側移動部29の突起部29a3と係合し、受入側移動部29を反時計方向に回転させながら、現像剤補給カートリッジTをさらに移動させる。受入側移動部29の回転に伴い、現像剤受入側シャッタ24の受入回転部材26が反時計方向に回転する。係合部58aと突起部29a3の係合が解除される位置まで現像剤補給カートリッジTをさらに移動させると、受入回転部材26が90°回転する。これにより、受入回転部材26は現像剤受入許容位置となって回転が停止し、現像剤受入開口23が開いた状態となる(図16(b))。
図17を参照して説明する。上記第二の動作により、現像剤受入開口23が開状態となってから現像剤補給カートリッジTをさらに装置本体100内部へ進入させると、規制部材31は、第二斜面部31eで係合部58aにガイドされる状態となる。すなわち、規制部材31が、圧縮バネ34の付勢力によって第二斜面部31eで係合部58aと摺動しながら上方に移動する。これにより、規制部材31が受入側現像剤収容部15に対して上方(図17(a)の矢印U2方向)の規制位置へ移動していく。そして、係合部58aがガイド面31bを通過すると(第二斜面部31eから離れると)、規制部材31の規制凹部31aに突起部29a2が係合して、規制位置に戻る。これにより、受入側移動部29は、回転を規制された状態に戻る(図17(b))。
図18〜図21を参照して、現像剤補給側シャッタの開閉動作について説明する。図18は、現像剤補給開口が閉じられた状態にある場合での現像剤補給側シャッタの開閉動作の第一の動作を示す説明図である。図19は、現像剤補給開口が閉じられた状態にある場合での現像剤補給側シャッタの開閉動作の第二の動作を示す説明図である。図20は、現像剤補給開口が開放された状態にある場合での現像剤補給側シャッタの開閉動作の第一の動作を示す説明図である。図21は、現像剤補給開口が開放された状態にある場合での現
像剤補給側シャッタの開閉動作の第二の動作を示す説明図である。
図18、図19を参照して、装置本体100にプロセスカートリッジPが装着され、且つ、現像剤補給開口43が閉じられた状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100に装着する場合について説明する。通常、現像剤補給カートリッジTが装置本体100に装着されていない状態において、補給回転部材49は現像剤補給停止位置にあり、現像剤補給開口43は閉じられた状態にある。なお、現像剤受入側シャッタ24の開閉動作の説明と同様、ここでは動作を分かり易く説明するため、現像剤補給側シャッタ44の開閉動作についてのみ説明する。さらに、現像剤補給側シャッタ44の補給回転部材49の貫通孔49bを破線で示す。
図18を参照して説明する。装置本体100にプロセスカートリッジPが装着された状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100内の所定の装着位置に位置させるべく装置本体100内を長手方向に移動させる(図18(a)の矢印H方向)。このとき、補給回転部材49が現像剤補給停止位置にあり現像剤補給開口43は閉じた状態にあるため、第二の補給側移動部55の第二突起部55a1、55a2を結ぶ直線Rは、水平方向(矢印H方向と平行)になっている。この状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100内で移動させても、図18(b)に示すように、第二突起部55a1、55a2は、受入側移動部29と係合せずに通過する。
図19を参照して説明する。上記第一の動作において第二の補給側移動部55が受入側移動部29を通過してから、さらに現像剤補給カートリッジTを移動させる。そうすると、第一の補給側移動部52の第一突起部52a1が、回転が規制された受入側移動部29の突起部29a4に係合する(突き当たる)ことで、第一の補給側移動部52は反時計方向に回転する(図19(a))。第一の補給側移動部52の回転に伴い、現像剤補給側シャッタ44の補給回転部材49が反時計方向に回転する。受入側移動部29と第一突起部52a1の係合が解除される位置まで現像剤補給カートリッジTが進むと、補給回転部材49が90°回転する。これにより補給回転部材49は現像剤補給許容位置となって回転を停止し、現像剤補給開口43が開放された状態になる(図19(b))。
図20、図21を用いて、装置本体100にプロセスカートリッジPが装着され、且つ、現像剤補給開口43が開放された状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100に装着する場合について説明する。前述したように、通常、補給回転部材49は現像剤補
給停止位置にあり、現像剤補給開口43は閉じた状態にある。しかし、例えば、ユーザが誤って第一の補給側移動部52に触れることで、補給側移動部52が回転して現像剤補給停止位置にある補給回転部材49が現像剤補給許容位置に移動し、現像剤補給開口43が解放された状態となる可能性がある。なお、ここでも現像剤補給側シャッタ44の開閉動作についてのみ説明する。現像剤受入側シャッタ24の状態も現像剤補給開口43が現像剤補給停止状態にある場合と同じである。さらに、現像剤補給側シャッタ44の補給回転部材49の貫通孔49bを破線で示す。
図20を参照して説明する。装置本体100にプロセスカートリッジPが装着された状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100内の所定の装着位置に位置させるべく装置本体100内を長手方向に移動させていく(図20(a)の矢印H方向)。このとき、補給回転部材49が現像剤補給許容位置にあり現像剤補給開口43が開いた状態となっているため、第二の補給側移動部55の第二突起部55a1、55a2を結ぶ直線Rは、鉛直方向(矢印H方向と垂直)になっている。この状態で、現像剤補給カートリッジTを装置本体100内で移動させると、図20(b)に示すように、第二突起部55a1がプロセスカートリッジPの受入側移動部29の突起部29a4と係合し、第二の補給側移動部55が反時計方向に回転する。第二の補給側移動部55の回転は、第二のギア56からアイドラギア57を介して第一のギア54に伝達し、第一の補給側移動部52が回転する。第一の補給側移動部52の回転に伴い、現像剤補給側シャッタ44の補給回転部材49が反時計方向に回転する。受入側移動部29と第二突起部55a1の係合が解除される位置まで現像剤補給カートリッジTをさらに移動させると、補給回転部材49が90°回転する。これにより補給回転部材49は現像剤補給停止位置となって回転を停止し、現像剤補給開口43が閉じられた状態になる(図20(c))。
図21を参照して説明する。上記第一の動作を経て第二の補給側移動部55が受入側移動部29との係合状態が解除されると、今度は、第一の補給側移動部52の第一突起部52a3が受入側移動部29と係合し、第一の補給側移動部52が反時計方向に回転する(図21(a))。第一の補給側移動部52の回転に伴い、補給回転部材49が反時計方向に回転する。受入側移動部29の突起部29a4と第一突起部52a3の係合が解除される位置まで現像剤補給カートリッジTをさらに移動させると、補給回転部材49が90°回転する。これにより補給回転部材49は現像剤補給許容位置となって回転を停止し、現像剤補給開口43が開放された状態になる(図21(b))。
内容と同じになる。つまり、第一の補給側移動部52が第一位置以外の位置している場合(補給回転部材49が閉位置に位置していない場合)には、どのような開閉状態であってもこの動作が行われることになる。
本実施例では、現像剤補給カートリッジ及びプロセスカートリッジを各々4個用いるカラー電子写真画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、単色の電子写真画像形成装置に用いられる現像剤補給カートリッジ及びプロセスカートリッジにおいても本発明は適用することができる。
Claims (15)
- 現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱可能に構成された現像剤補給カートリッジであって、
現像剤が収容されるとともに、現像剤を排出するための補給開口を有する収容部と、
前記収容部の前記補給開口を前記収容部の外部に対して塞ぐ閉位置と、前記外部に対して開放する開位置と、の間を移動可能なシャッタ部と、
前記シャッタ部を移動させる第一移動部であって、前記シャッタ部を前記閉位置に位置させる第一位置と、前記開位置に位置させる第二位置との間を移動可能であり、現像剤補給カートリッジが装置本体に装着される際に装着位置まで移動する間に、装置本体側に固定された係合部との係合により現像剤補給カートリッジの移動にともなって移動し、前記第一位置で前記係合部と係合して移動を開始すると現像剤補給カートリッジが前記装着位置に到達したときに前記第二位置に位置するように構成された第一移動部と、
前記第一移動部を移動させる第二移動部であって、前記第一移動部が前記係合部と係合する前に前記第一位置以外の位置にあるときに、前記第一移動部が前記係合部と係合するまでに前記第一移動部を前記第一位置に移動させる第二移動部と、
を備えることを特徴とする現像剤補給カートリッジ。 - 前記第一移動部は、装置本体に装着されたプロセスカートリッジに設けられた前記係合部との係合によって移動することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第一移動部は、装置本体に設けられた前記係合部との係合によって移動することを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第二移動部は、前記係合部との係合により現像剤補給カートリッジの移動にともなって移動するとともに、該移動と連動して前記第一移動部を移動させることができるように構成されており、前記第一移動部よりも先に前記係合部に係合し、前記第一移動部を前記第一位置に移動させてから前記係合部との係合状態が解除されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第二移動部は、現像剤補給カートリッジが装置本体に装着される際に前記第一移動部が前記第一位置にあるときは、前記係合部と係合しないことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記シャッタ部は、前記開位置と、前記閉位置との間を繰り返し移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第一移動部は、前記第一位置と、前記第二位置との間を繰り返し移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第二移動部は、前記第一移動部を前記第一位置に位置させる位置と、前記第二位置に位置させる位置との間を繰り返し移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記シャッタ部は、回転部材であり、前記閉位置となる回転位相において前記補給開口を前記外部に対して塞ぐことが可能、かつ前記開位置となる回転位相において前記補給開口を前記外部に対して開放することが可能な形状を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記シャッタ部は、前記閉位置となる回転位相において前記補給開口と前記外部とを連通可能とするように形成された貫通孔を有することを特徴とする請求項9に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 装置本体に装着されたプロセスカートリッジの現像剤収容部の受入開口を開閉するシャッタ機構を駆動させる駆動手段を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記第一移動部及び前記第二移動部は、前記シャッタ機構に設けられた前記係合部と係合することを特徴とする請求項11に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 前記駆動手段は、前記シャッタ部が移動を開始する前に、前記受入開口が開いた状態となるように前記シャッタ機構を駆動させることを特徴とする請求項12に記載の現像剤補給カートリッジ。
- 現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項1〜13のいずれか1項に記載の現像剤補給カートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 装置本体に着脱可能に構成された、現像剤により記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスを行うためのプロセスカートリッジを備えることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
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