JP6143101B2 - 粉体容器、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、トナー容器がトナー補給装置から離脱されると、その離脱動作に連動してシャッタ部材がトナー排出口を閉鎖する方向に移動して、トナー容器のトナー排出口から容器内に残留するトナーがこぼれ落ちるのが防止されることになる。
しかし、従来の技術は、トナー容器の着脱(交換)がおこなわれるときに、トナー排出口(排出口)を開閉するシャッタ部材がトナーで汚れてしまうことがあった。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。
書込み部2A〜2Dは、画像情報に基いて帯電工程後の感光体ドラム21(像担持体)に静電潜像を書き込むための装置である。書込み部2A〜2Dは、ポリゴンミラー3A〜3Dや光学素子4A〜4D等を用いた光走査装置である。なお、書込み部として、光走査装置の替わりにLEDアレイを用いることもできる。
給紙部61は、記録紙、OHP等の被転写材Pを格納して、画像形成時には被転写材Pを転写ベルト30に向けて給送する。
転写ベルト30を介して感光体ドラム21に対向する転写ローラ24は、芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有する。転写ローラ24の導電性弾性層は、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を中抵抗に調整した弾性体である。
転写ベルト30に沿って縦方向に配設された4つのプロセスカートリッジ20Y、20C、20M、20BKは、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するためのものである。
プロセスカートリッジ20Y、20C、20M、20BKは、転写ベルト30を回転支軸を中心に回動して装置内部を露呈した状態で、装置本体1の側方(図1の右方である。)から着脱することができる。
また、粉体容器28Y、28C、28M、28BKは、装置本体1の手前側(図1の紙面垂直方向手前側である。)に設けられた開閉ドアー(粉体容器28を着脱するための専用のドアーである。)を開放して粉体補給装置80の容器設置部を露呈した状態で、装置本体1の手前側から着脱することができる。なお、図1及び図2では、装置全体の構成の理解を容易にするため、粉体容器28と粉体補給装置80の貯留部81の向きを90度回転して図示している。
なお、各プロセスカートリッジ20Y、20C、20M、20BKはほぼ同一構造であって、各粉体容器28Y、28C、28M、28BKもほぼ同一構造であるために、図2にてプロセスカートリッジ及び粉体容器は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。また、書込み部は符号のアルファベット(A〜D)を除して図示する。
図2は、装置本体1に設置されたプロセスカートリッジ20、粉体容器28(現像剤容器)、粉体補給装置80(現像剤補給装置)を示す概略構成図である。図3は、プロセスカートリッジ20に設置された現像装置23を示す拡大図である。
像担持体としての感光体ドラム21は、負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
クリーニング部25は、感光体ドラム21に摺接するクリーニングブラシ(又は、クリーニングブレード)が設置されていて、感光体ドラム21上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
図2を参照して、粉体容器28は、その内部に現像装置23内に補給するための現像剤G(トナーT及びキャリアC)を収容している。そして、粉体容器28は、現像装置23に新品のトナーTを補給するように機能するとともに、現像装置23に新品のキャリアCを補給するように機能する。具体的に、現像装置23に設置された磁気センサ(不図示である。)によって検知されるトナー濃度(現像剤G中のトナーの割合である。)の情報に基いて、粉体補給装置80の搬送スクリュ82を回転駆動して、貯留部81に貯留された現像剤Gを落下経路部85に向けて搬送して、落下経路部85から現像装置23内に向けて現像剤Gを自重落下させて補給する。
なお、本実施の形態では、粉体容器28の現像剤Gにおける、キャリアCに対するトナーTの混合率(トナー濃度)が比較的高く設定されている。
図2を参照して、感光体ドラム21が反時計方向に回転駆動されると、まず、帯電部22の位置で感光体ドラム21の表面が一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム21表面は、露光光Lの照射位置に達して、書込み部2による露光工程がおこなわれる。すなわち、露光光Lの照射によって感光体ドラム21上を画像情報に応じて選択的に除電することで、照射されなかった非画像部の電位との差(電位コントラスト)を発生させて静電潜像を形成する。なお、この露光工程は、感光体ドラム21の感光層中で電荷発生物質が光を受けて電荷を発生して、このうち正孔が感光体ドラム21表面の帯電電荷と打ち消しあうものである。
詳しくは、上方の現像ローラ23a1の磁極による磁力で汲み上げられた現像剤Gは、ドクターブレード23cによって適量化された後に、感光体ドラム21との対向部である現像領域(2つの現像ローラ23a1、23a2と感光体ドラム21との対向領域である。)に搬送される。現像領域において穂立ちされたキャリアCが感光体ドラム21を摺擦する。このとき、キャリアCに混合されているトナーTは、キャリアCとの摩擦によって負帯電されている。これに対して、キャリアCは正帯電されている。不図示の電源部から現像ローラ23a1、23a2に対して、所定の現像バイアスが印加される。これによって、現像ローラ23a1、23a2と感光体ドラム21との間に電界が形成されて、負帯電されたトナーTが電界によって感光体ドラム21上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。
その後、トナー像が転写された被転写材Pは、定着部66を通過して、排出ローラ69から装置外部に排出される。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
図3を参照して、現像装置23は、現像ローラ23a1、23a2(現像剤担持体)、搬送スクリュ23b1〜23b3(搬送部材)、ドクターブレード23c、キャリア捕集ローラ23k、スクレーパ23m、排出スクリュ23n、等で構成されている。また、現像装置23内には、現像剤Gを搬送して循環経路を形成する3つの現像剤搬送部B1〜B3(搬送経路)が形成されている。
ドクターブレード23cは、現像領域の上流側に設置されていて、第1の現像ローラ23a1上の現像剤を適量に規制する。
詳しくは、第1搬送スクリュ23b1による搬送経路(第1現像剤搬送部B1)と、第2搬送スクリュ23b2による搬送経路(第2現像剤搬送部B2)と、第3搬送スクリュ23b3による搬送経路(第3現像剤搬送部B3)と、は壁部によって隔絶されている。そして、第2現像剤搬送部B2の下流側と、第3現像剤搬送部B3の上流側と、は第1中継部を介して連通している。また、第3現像剤搬送部B3の下流側と、第1現像剤搬送部B1の上流側と、は第2中継部を介して連通している。また、第1現像剤搬送部B1の下流側と、第3現像剤搬送部B3の上流側と、は落下経路を介して連通している。このような構成により、3つの現像剤搬送部B1〜B3(搬送スクリュ23b1〜23b3)によって、現像装置23において現像剤Gを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。
また、図3を参照して(図2では図示を省略している。)、第2の現像ローラ23a2の下方(回転方向下流側)であって、感光体ドラム21に対向する位置に、現像装置23内から移動(飛翔)して感光体ドラム21に付着したキャリアを捕集するための、キャリア捕集ローラ23kが設置されている。さらに、キャリア捕集ローラ23kに当接する位置に、キャリア捕集ローラ23k上に担持されたキャリアを機械的に掻き取るための、スクレーパ23mが設置されている。
図4〜図7(及び、図2)を参照して、本実施の形態における粉体容器28は、略箱状の容器であって、排出口W(粉体排出口)を開閉するシャッタ部材280、搬送スクリュ285、撹拌部材286、第1カップリング295、第2カップリング296、等が設けられている。
粉体容器28は、ユーザーの手動操作によって、略水平方向を着脱方向として粉体補給装置80(画像形成装置1)に対して着脱される(図9、図10等を参照できる)。図5、図7等を参照して、粉体容器28の底部には、粉体容器28の内部に収容された現像剤Gを粉体補給装置80の貯留部81に向けて排出するための、排出口Wが下方に向けて開口するように形成されている。また、図4、図7等を参照して、粉体容器28には、粉体補給装置80に対する着脱方向と同じ方向に移動して排出口Wを開閉するシャッタ部材280が設けられている。具体的に、粉体容器28が装着方向に移動する動作に連動してシャッタ部材280が離脱方向に相対的に移動して排出口Wを開放して、粉体容器28が離脱方向に移動する動作に連動してシャッタ部材280が装着方向に相対的に移動して排出口Wを閉鎖する。
図6(A)を参照して、第1シャッタ部材281は、シャッタ主部281aとシャッタ変形部281bとからなる。シャッタ主部281aの装着方向先端側の両端には、粉体補給装置80の保持部85(図8、図11を参照できる。)に保持される被保持部281dが、上方に起立するように設けられている。また、シャッタ主部281aの上面には、シャッタ部材280が排出口Wを閉鎖しているときに排出口Wから現像剤Gが容器外に漏出するのを防止するための、シール材281cが貼着されている。シャッタ変形部281bは、シャッタ主部281aとの接続位置を基点として弾性変形可能に形成されている。
ここで、本実施の形態において、シャッタ主部281aの側面には、第1シャッタ部材281を外部に露呈させるように第2シャッタ部材282が移動したときに、第2シャッタ部材282の腕状部材282cを弾性変形させないための、溝部281eが形成されているが、これについては後で詳しく説明する。
また、このとき、粉体容器28の搬送スクリュ285の回転軸方向端部に設置された第1カップリング295が、粉体補給装置80の駆動カップリング90(図10(B)等を参照できる。)に嵌合して、粉体補給装置80に設置された駆動モータによる搬送スクリュ285の回転駆動が可能になる。この搬送スクリュ285は、粉体容器28に収容された現像剤G(粉体)を排出口Wに向けて搬送するためのものである。
また、図示は省略するが、粉体容器28が粉体補給装置80にセットされると、粉体容器28の撹拌部材286(図2を参照できる。)の回転軸方向端部に設置された第2カップリング296が、粉体補給装置80の第2駆動カップリングに嵌合して、粉体補給装置80に設置された駆動モータによる撹拌部材286の回転駆動が可能になる。この撹拌部材286は、粉体容器28に収容された現像剤Gを撹拌して、現像剤Gの凝集を防止するためのものである。
なお、粉体補給装置80(画像形成装置1)に対して、粉体容器28を取り出すとき(離脱時)には、上述した装着時の動作と逆の操作がおこなわれて、逆の手順で各部が動作することになる。
上述したように本実施に形態における粉体容器28には、第1シャッタ部材281と第2シャッタ部材282とが設けられている。
第1シャッタ部材281は、所定方向(画像形成装置本体1に対する粉体容器28の着脱方向と同方向である。)に移動して、粉体を外部に排出する排出口Wを開閉するものである。
第2シャッタ部材282は、第1シャッタ部材281を外部から覆うように配設されていて、第1シャッタ部材281を外部に露呈させるように所定方向(画像形成装置本体1に対する粉体容器28の着脱方向と同方向である。)に移動可能に形成されている。
そして、本実施の形態における粉体容器28は、第1シャッタ部材281の所定方向(着脱方向)の移動が規制された状態を解除するように1対の腕状部材282c(係止部)が弾性変形して第2シャッタ部材282が所定方向(着脱方向)に相対的に移動した後に、1対の腕状部材282cが弾性変形していない元の状態に戻って第1シャッタ部材281が外部に露呈するように形成されている。
また、粉体補給装置80(画像形成装置本体1)に対して粉体容器28が離脱される動作に連動して、1対の腕状部材282c(係止部)が弾性変形した状態で第1シャッタ部材281が離脱方向に移動して排出口Wを閉鎖して、1対の腕状部材282cが弾性変形していない元の状態に戻って第1シャッタ部材281の装着方向の移動を規制するとともに第2シャッタ部材282が第1シャッタ部材281を覆った後に、第2シャッタ部材282が第1シャッタ部材281とともに離脱方向に移動する。
そして、1対の腕状部材282c(係止部)は、幅方向(着脱方向に交差する方向であって、図11の左右方向である。)の両側から第1シャッタ部材281を挟持するとともに、1対の腕状部材282cの自由端側(先端部282c1)を第1シャッタ部材281の他端側(被保持部281d)に嵌合させて第1シャッタ部材281の着脱方向の移動を規制する。そして、1対の腕状部材282cは、幅方向の内側から力(第2シャッタ部材282に対して第1シャッタ部材281が相対的にスライド移動するときに第1シャッタ部材281から受ける力である。)を受けて、自由端側(先端部282c1)が幅方向に広がるように弾性変形することで第1シャッタ部材281の移動を規制解除する。すなわち、1対の腕状部材282cは、双方の腕状部材282cの自由端側先端部282c1の幅方向の間隔が、弾性変形していないときには第1シャッタ部材281の幅方向の範囲よりも狭くなり、弾性変形しているときには第1シャッタ部材281の幅方向の範囲よりも広くなるように形成されている。
一方、第1シャッタ部材281には、第1シャッタ部材281が外部に露呈した状態(第2シャッタ部材282に対して第1シャッタ部材281が相対的にスライド移動した状態)で、1対の腕状部材282cの自由端側(先端部282c1)が嵌合する溝部281eが形成されている。
すなわち、第1シャッタ部材281に溝部281eが設けられていない場合には、開放された状態の第1シャッタ部材281の側面に先端部282c1が当接して腕状部材282cが弾性変形した状態で長時間セットされることになるため、腕状部材282cに永久変形や破損などが生じてしまいやすくなる。
粉体補給装置80(現像剤補給装置)は、粉体容器28に収容された現像剤G(粉体)を現像装置23(被補給体)に向けて補給するものであって、先に説明したように粉体容器28が着脱可能(交換可能)に設置されるように構成されている。
本実施の形態における粉体補給装置80には、貯留部81や落下経路部85が設けられている。図2等を参照して、貯留部81は、粉体容器28の排出口Wから排出された現像剤Gが補給口81aから補給されて貯留されるものであって、補給口81aが上方に向けて開口するように形成されている。
また、貯留部81は、補給口81aの下方の位置から略水平方向に現像剤Gを搬送する搬送経路が形成されている。詳しくは、貯留部81は、その内部が略円筒状に形成されていて、搬送スクリュ82が内設されている。そして、不図示の駆動モータによって搬送スクリュ82が回転駆動されることによって、貯留部81に貯留された現像剤Gが落下経路部85に向けて搬送されて、落下経路部85を自重落下した現像剤Gが現像装置23に補給されることになる。
また、図8、図11等を参照して、本実施の形態における粉体補給装置80(画像形成装置本体1)には、粉体容器28が着脱されるときに第2シャッタ部材282(シャッタ部材280)をガイドして案内する壁部81eが形成されている。そして、この壁部81eには、1対の腕状部材282cが弾性変形したときに1対の腕状部材282cを壁部81eに干渉させないための凹部81e1が形成されている。この凹部81e1は、第2シャッタ部材282が当接する天井面81dの段差の近傍において、幅方向外側への空間を広げるように設けられている。そして、粉体容器28の装着動作にともない第2シャッタ部材282が天井面81dの段差に当接すると、第1シャッタ部材281の相対的なスライド移動によって、先端部282c1が凹部81e1において壁部81eに干渉することなく腕状部材282cが幅方向に広がるように弾性変形して、その後に溝部281eに先端部282c1が嵌合して腕状部材282cが元の状態に戻ることになる。
図9(A)〜(C)、図10(A)、(B)は、粉体補給装置80に粉体容器28が装着される動作を順に側方から示す概略図である。図11(A)〜(C)は、粉体補給装置80に粉体容器28が装着されるときのシャッタ部材280(第1シャッタ部材281及び第2シャッタ部材282)の動作を順に上方から示す概略図である。
まず、図9(A)に示すように、ユーザーに把持された粉体容器28(排出口Wがシャッタ部材281、282によって閉鎖された状態のものである。)は、装着方向(図の白矢印方向)に略水平に移動される。このとき、粉体容器28は、第2シャッタ部材282の底面が貯留部81の天井面81dに沿うように壁部81eにガイドされながら移動される。このとき、図11(A)に示すように、第2シャッタ部材282の腕状部材282c(係止部)の先端部282c1が、第1シャッタ部材281の被保持部281dに嵌合した状態になっていて、第2シャッタ部材282に対する第1シャッタ部材281の装着方向の相対的な移動が係止されている(第2シャッタ部材282が第1シャッタ部材281を覆っている)。
そして、粉体容器28の装着方向の移動が進められると、図9(B)に示すように、第2シャッタ部材282が天井面81dの段差に当接して、第2シャッタ部材282の移動が規制されて、第1シャッタ部材281が図の黒矢印方向に移動することになる。このとき、図11(B)に示すように、第2シャッタ部材282の腕状部材282cは、第1シャッタ部材281の側面に押し広げられて、第2シャッタ部材282に対する第1シャッタ部材281の装着方向の相対的な移動が可能になる(第2シャッタ部材282に対して第1シャッタ部材281が開放される)。
そして、粉体容器28の装着方向の移動がさらに進められると、図9(C)に示すように、第1シャッタ部材281が補給部83に当接する。このとき、図11(C)に示すように、第2シャッタ部材282の腕状部材282cは、その先端部282c1が第1シャッタ部材281の溝部281eに嵌合して、弾性変形していない元の状態に戻る。また、第1シャッタ部材281が外部に露呈した状態になる。
そして、粉体容器28の装着方向の移動がさらに進められると、図10(B)に示すように、排出口Wが補給口81aに合致して連通する位置で、粉体容器28の着脱方向の位置が定められ、粉体補給装置80に対する粉体容器28の装着が完了する。このとき、第1カップリング295が駆動カップリング90に嵌合した状態になる。そして、排出口Wが補給口81aに連通した状態で、粉体容器28から貯留部81(粉体補給装置80)に向けて現像剤Gの補給がおこなわれることになる。
また、粉体容器28内の現像剤Gがほぼ空になって粉体容器28を交換する場合などにおいて、粉体補給装置80(貯留部81)に対して粉体容器28を取り出すとき(離脱時)には、上述した装着時の動作と逆の操作がおこなわれて、逆の手順で各部が動作することになる。
なお、離脱動作に連動して腕状部材282cが第1シャッタ部材281の側面に押し広げられて、その先端部282c1が溝部281eからスムーズに抜け出すように、溝部281eにはその底部(幅方向内側の部分である。)から側面(幅方向外側の部分である。)にかけて装着方向側に傾斜面が形成されている。
また、本実施の形態では、略箱状の粉体容器28に対して本発明を適用したが、その他の形態の粉体容器(例えば、特許文献1等に開示された円筒ボトル状の粉体容器である。)に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、被補給体としての現像装置23に粉体を補給する粉体補給装置に設置される粉体容器28に対して本発明を適用したが、現像装置23以外の被補給体に粉体を補給する粉体補給装置に設置される粉体容器に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
20、20Y、20C、20M、20BK プロセスカートリッジ、
21 感光体ドラム(像担持体)、
23 現像装置(現像部)、
28 粉体容器(現像剤容器)、
80 粉体補給装置(現像剤補給装置)、
81 貯留部(搬送経路)、
81a 補給口、
81e 壁部、
81e1 凹部、
280 シャッタ部材、
281 第1シャッタ部材、
281e 溝部、
282 第2シャッタ部材、
282c 腕状部材(係止部)、
282c1 先端部(自由端側先端部)、
W 排出口、
G 現像剤(粉体)、 T トナー、 C キャリア。
Claims (6)
- 内部に粉体が収容されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置される粉体容器であって、
所定方向に移動して粉体を外部に排出する排出口を開閉する第1シャッタ部材と、
前記第1シャッタ部材を外部から覆うように配設されて、前記第1シャッタ部材を外部に露呈させるように前記所定方向に移動可能に形成された第2シャッタ部材と、
を備え、
前記第2シャッタ部材は、前記第1シャッタ部材を覆った状態のときに前記第1シャッタ部材の前記所定方向の移動を規制する係止部を具備し、
前記第1シャッタ部材の前記所定方向の移動が規制された状態を解除するように前記係止部が弾性変形して前記第2シャッタ部材が前記所定方向に相対的に移動した後に、前記係止部が弾性変形していない元の状態に戻って前記第1シャッタ部材が外部に露呈するように形成されたことを特徴とする粉体容器。 - 前記第2シャッタ部材の前記係止部は、前記所定方向の一端側が固定端となって他端側が自由端となるように形成された1対の腕状部材であって、前記所定方向に交差する幅方向の両側から前記第1シャッタ部材を挟持するとともに前記1対の腕状部材の自由端側を前記第1シャッタ部材の他端側に嵌合させて前記第1シャッタ部材の前記所定方向の移動を規制して、前記幅方向の内側から力を受けて前記1対の腕状部材の自由端側が前記幅方向に広がるように弾性変形することで前記第1シャッタ部材の移動を規制解除して、
前記第1シャッタ部材は、当該第1シャッタ部材が外部に露呈した状態で、前記1対の腕状部材の自由端側が嵌合する溝部が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の粉体容器。 - 前記1対の腕状部材は、双方の腕状部材の自由端側先端部の前記幅方向の間隔が、弾性変形していないときには前記第1シャッタ部材の前記幅方向の範囲よりも狭くなり、弾性変形しているときには前記第1シャッタ部材の前記幅方向の範囲よりも広くなるように形成され、
前記画像形成装置本体は、当該粉体容器が着脱されるときに前記第2シャッタ部材をガイドして案内する壁部を備え、
前記壁部は、前記1対の腕状部材が弾性変形したときに前記1対の腕状部材を干渉させないための凹部が形成されたことを特徴とする請求項2に記載の粉体容器。 - 前記画像形成装置本体に対して前記所定方向を着脱方向として装着される動作に連動して、前記第2シャッタ部材の装着方向の移動が規制されて前記第1シャッタ部材の前記装着方向の移動が規制された状態を解除するように前記係止部が弾性変形して前記第1シャッタ部材が前記装着方向に移動した後に、前記係止部が弾性変形していない元の状態に戻って前記第1シャッタ部材が外部に露呈して、前記第1シャッタ部材に開放された前記排出口が前記画像形成装置本体の補給口に連通することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の粉体容器。
- 前記画像形成装置本体に対して前記所定方向を着脱方向として離脱される動作に連動して、前記係止部が弾性変形した状態で前記第1シャッタ部材が離脱方向に移動して前記排出口を閉鎖して、前記係止部が弾性変形していない元の状態に戻って前記第1シャッタ部材の前記装着方向の移動を規制するとともに前記第2シャッタ部材が前記第1シャッタ部材を覆った後に、前記第2シャッタ部材が前記第1シャッタ部材とともに前記離脱方向に移動することを特徴とする請求項4に記載の粉体容器。
- 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の粉体容器が前記画像形成装置本体に設置されたことを特徴とする画像形成装置。
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