JP6569625B2 - 現像装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

現像装置、及びこれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
シートにトナー画像を形成する画像形成装置は、感光体ドラム、現像装置及び現像剤収容容器を備える。現像装置は、現像剤収容容器から現像剤を補給されるとともに、感光体ドラムに現像剤を供給する。特許文献1及び2には、現像装置の現像剤搬送路中に現像剤の滞留部を設ける体積補給方式が採用された画像形成装置が開示されている。前記滞留部は現像剤補給口の現像剤搬送方向下流側に設けられた搬送能力抑制部によって形成され、当該滞留部の現像剤量に応じて、現像剤収容容器から現像装置への現像剤の流入が調整される。
特許第3737824号公報 特許第5775859号公報
前記体積補給方式において留意すべき点は、現像装置の現像剤補給口の周辺における現像剤の凝集の発生である。前記凝集が発生すると、現像剤補給口を通した現像剤の流入が阻害され、現像剤が補給不良となる。もう一つ留意すべき点は、現像剤の急速補給に起因するカブリの発生である。現像剤補給口を通して多くの現像剤が急速に現像装置に流入すると、当該現像剤が十分に撹拌されないまま現像ローラーに供給されてしまい、形成される画像にカブリを発生させてしまう。現像剤の凝集による補給不良と、現像剤の急速補給によるカブリの発生とはトレードオフの関係にあると言え、双方の課題を同時に解決することは難しかった。
本発明の目的は、体積補給方式が採用された現像装置において、現像剤の補給不良の防止と急速補給に起因するカブリの発生防止とを両立させることにある。
本発明の一の局面に係る現像装置は、天板を含むハウジングと、第1軸部を備え、前記ハウジングに前記第1軸部を回転軸として回転可能に支持され、周面に静電潜像が形成される像担持体に現像剤を供給する現像ローラーと、前記現像剤が前記第1軸部の軸方向に沿った第1方向に搬送される第1搬送路と、前記現像ローラーと前記第1搬送路との間に配置され、前記現像剤が前記第1方向とは反対の第2方向に搬送される第2搬送路と、を含み、上方を前記天板によって覆われ、前記現像剤が循環搬送される現像剤搬送路と、前記ハウジングに配置され、両端部において前記第1搬送路と前記第2搬送路とを連通させるように、前記軸方向に沿って前記第1搬送路と前記第2搬送路とを仕切る仕切り板と、前記第1搬送路の上方において前記天板に開口され、所定の現像剤収容容器から排出された補給現像剤が流入する現像剤補給口と、前記第1搬送路に配置され、前記第1軸部と平行な第2軸部を備え、前記第2軸部を回転軸として回転され、前記現像剤補給口の下方を通過するように前記現像剤を前記第1方向に搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤補給口よりも前記第1方向下流側において、前記現像剤搬送部材の前記現像剤の搬送能力を部分的に抑制し、前記第1搬送路のうち前記現像剤補給口が対向する領域に前記現像剤の滞留部を形成する搬送能力抑制部と、を含み、前記現像剤搬送路の現像剤量が増大する
と前記滞留部の前記現像剤が前記現像剤補給口を下方から封止し、前記現像剤搬送路の現像剤量が減少すると、前記滞留部と前記現像剤補給口との間に隙間が生じることで、前記現像剤補給口から前記第1搬送路に前記補給現像剤が流入する現像剤の補給形態が取られる現像装置であって、前記ハウジングは、前記仕切り板に対向して前記第1方向に延びるように立設され、前記仕切り板とは反対側で前記第1搬送路を画定する側壁を備え、前記現像剤搬送部材の外周部が、前記第2軸部と前記仕切り板との間の第1領域を上方から下方に移動し、前記第2軸部と前記側壁との間の第2領域を下方から上方に移動するように、前記現像剤搬送部材が回転駆動され、前記現像剤補給口は、前記側壁側において前記第1方向に延びる第1端縁よりも前記第2軸部側において前記第1方向に延びる第2端縁の方が高い位置に配置されるように、前記第2領域の上方に傾斜した開口であり、前記第2軸部と直交し、かつ、前記現像剤補給口を通る断面で見た場合、前記ハウジングは、前記第1搬送路の前記第2領域の上方に形成され、前記現像剤補給口と前記第1搬送路とを鉛直方向において連通する第1空間と、前記第1搬送路の前記第1領域の上方で、前記第1搬送路に連通するように前記仕切り板よりも高い位置まで形成され、かつ、水平方向において前記第1空間に連通する第2空間と、を備え、前記天板は、前記第2空間の上面部を画定する天井部を備え、前記天井部は、前記第1空間から前記第2空間への前記現像剤の流入を、前記第1方向の下流側よりも上流側において多く規制する形状を具備する。
この現像装置によれば、搬送能力抑制部によって形成される滞留部の現像剤の増減に伴って、補給現像剤の補給量を調整する体積補給方式が実現される。現像剤補給口は、第1端縁よりも第2端縁の方が高くなるように傾斜した開口である。この構造は、例えば高温高湿環境下で低印字密度の画像などが連続して印刷された場合等には、現像剤補給口の下方の第1空間において現像剤の凝集が発生しやすい構造である。しかし、第1空間に連通する第2空間が備えられることで、第1空間の現像剤の圧力が第2空間側に開放される。このため、現像剤の凝集が発生することが抑止され、現像剤補給口から現像剤搬送路の第1搬送路に補給現像剤をスムーズに流入させることができる。
さらに、天板が備える天井部は、前記第1空間から前記第2空間への前記現像剤の流入を、前記第1方向の下流側よりも上流側において多く規制する形状を具備する。体積補給方式では、現像剤は、第1搬送路上の現像剤補給口から現像剤搬送路に入り、現像ローラーと対向する第2搬送路を経由して第1搬送路に戻るように循環する。このため、第1方向において、現像剤補給口の下流側に比べて上流側の方が現像剤の量が少なくなる。これを現像剤の流入のし易さの観点で見ると、現像剤補給口の上流側の方が、現像剤量が少ない分だけ急速補給され易いことになる。従って、現像剤の流入規制を前記上流側において多くすることで、当該上流側における現像剤の急速補給を抑止することができ、急速補給に起因するカブリの発生を抑止できる。一方、前記下流側については、比較的現像剤量が多いことから現像剤の流入規制の必要性は少なく、むしろ規制を緩くして第2空間を有効に活用することで、現像剤が現像剤搬送部材の回転によって圧縮されないようにすることができる。
上記の現像装置において、前記天井部は、前記第1方向の上流側において前記第2空間の上下幅が狭く、前記第1方向の下流側において前記第2空間の上下幅が広くなる形状を持つ天面を有することが望ましい。
この現像装置によれば、第2空間の容積が第1方向の上流側において小さくなり、自ずと現像剤の流入が前記上流側において規制されるようになる。
この場合、前記天面が、前記第1方向の上流側端部が最も低い位置にあり、前記第1方向の下流側端部が最も高い位置にあり、前記上流側端部から前記下流側端部に向けて徐々に高さ位置が変化する傾斜面であることが望ましい。
この現像装置によれば、前記傾斜面によって、前記下流側端部から前記上流側端部に向けて、徐々に現像剤の流入規制を多くすることができる。従って、現像剤補給口付近における現像剤量の分布に即した流入規制を行うことができる。
上記の現像装置において、前記第1方向において、前記第1空間及び前記第2空間は、前記現像剤補給口よりも大きい幅を有していることが望ましい。
この現像装置によれば、第1空間が現像剤補給口よりも大きい幅を有するので、現像剤補給口の周辺を覆うように現像剤の滞留部を形成することができる。このため、補給現像剤の補給及び前記補給の停止を安定して実現することができる。また、第2空間が現像剤補給口よりも大きい幅を有するので、第1空間において現像剤の圧力が増大した場合でも、当該現像剤の圧力を安定して開放することができる。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、静電潜像及び現像剤像を担持する周面を有する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する上記の現像装置と、前記現像装置に補給現像剤を供給する現像剤収容容器と、前記像担持体が担持する前記現像剤像をシートに転写する転写部とを備える。
この画像形成装置によれば、第2空間を具備することによって、第1空間において現像剤の凝集が発生することが抑止され、現像剤補給口から現像剤搬送路の第1搬送路に補給現像剤をスムーズに流入させることができる。他方、第2空間への現像剤の流入が、第1方向の上流側において多く規制されるので、現像剤の急速流入も抑止される。これにより、現像剤の補給不足による画像濃度の低下の抑止、及び、急速補給に起因するカブリの発生の抑止を図ることができる。
上記の画像形成装置において、前記現像装置の前記ハウジングは、前記現像剤収容容器が装着される装着部を前記天板に備え、前記現像剤収容容器は、前記補給現像剤が排出される現像剤排出口を備え、前記現像剤収容容器が、前記第1方向と直交する装着方向に沿って前記装着部に装着された後、前記装着部において前記第1方向と平行に延びる軸心回りに回転されることによって、前記現像剤排出口が、前記現像剤補給口の上方に配置されると共に前記現像剤補給口に連通し、前記天板は、前記現像剤収容容器の前記軸心回りの回転における回転軌跡に沿うように湾曲した湾曲部を備え、前記現像剤補給口は前記湾曲部に開口され、当該湾曲部の湾曲形状によって、前記現像剤補給口の前記第1端縁よりも前記第2端縁の方が高い位置関係が実現されていることが望ましい。
この画像形成装置によれば、現像剤収容容器が回転されながら装着部に装着されるために、現像剤補給口が傾斜して配置される場合であっても、第1空間における現像剤の凝集の発生を抑止することができる。
本発明によれば、現像剤の補給不良の防止と急速補給に起因するカブリの発生防止とを両立させ得る体積補給方式の現像装置、及び、当該現像装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の内部構造を示す概略的な平面図である。 前記現像装置に堆積補給方式により現像剤が補給される様子を示す模式的な断面図である。 前記現像装置に適用される現像剤収容容器の斜視図である。 前記現像剤収容容器の斜視図である。 前記現像剤収容容器の斜視図である。 前記現像剤収容容器の斜視図である。 前記現像装置の斜視図である。 前記現像装置の斜視図である。 前記現像剤収容容器に組み付けられるシャッターの斜視図である。 前記シャッターの斜視図である。 前記シャッターの一部の斜視図である。 前記シャッターの一部の斜視図である。 前記現像装置に組み付けられる本体シャッターの斜視図である。 前記本体側シャッターの斜視図である。 前記現像剤収容容器から前記シャッターが取り外された状態を示す斜視図である。 現像装置に現像剤収容容器が装着される様子を示す斜視図である。 現像装置に現像剤収容容器が装着される様子を示す斜視図である。 前記現像装置への前記現像剤収容容器の装着状態を示す斜視図である。 現像装置に現像剤収容容器が装着される様子を示す断面図である。 現像装置に現像剤収容容器が装着される様子を示す断面図である。 前記現像装置への前記現像剤収容容器の装着状態を示す断面図である。 前記現像装置及び前記現像剤収容容器の断面図である。 前記現像装置のハウジング天板の上面斜視図である。 前記現像装置のハウジング天板の下面斜視図である。 図14Bの天板の一部を拡大した拡大斜視図である。 前記現像装置のトナー補給口付近の正面図である。 図14AのXIVE−XIVE線断面図である。 前記現像装置及び前記現像剤収容容器の断面図であって、天井部の下流側端部付近の断面図である。 前記現像装置及び前記現像剤収容容器の断面図であって、天井部の上流側端部付近の断面図である。
<画像形成装置の全体構成>
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るプリンター100(画像形成装置)の内部構造を示す概略的な断面図である。図1に示される画像形成装置としてのプリンター100は、いわゆるモノクロプリンター機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラープリンター、ファクシミリ装置、これらの機能を備える複合機やトナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。
プリンター100は、シートSに画像を形成するための様々な装置を収容する筐体101を備える。筐体101は、筐体101の上面を規定する上壁102と、筐体101の底面を規定する底壁103と、上壁102と底壁103との間に立設された本体後壁105と、本体後壁105の前方に位置する本体前壁104と、を含む。筐体101は、各種の装置が配置される本体内部空間107を備える。筐体101の本体内部空間107には、シートSが所定の搬送方向に搬送されるシート搬送路PPが延設されている。
上壁102の中央部には、排紙部102Aが配置されている。排紙部102Aは、上壁102の前方部分から後方部分にかけて、下方に傾斜した傾斜面からなる。排紙部102Aには、後記の画像形成部120において、画像が形成されたシートSが排出される。本体前壁104には、手差しトレイ104Aが配置されている。手差トレイ104Aは、下端を支点として、上下に回動可能である(図1の矢印DT)。手差しトレイ104Aに加え、上壁102の前側部分102Bが開放されると、後記のトナーコンテナ30の着脱が可能となる。
プリンター100は、カセット110、ピックアップローラー112、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114、搬送ローラー115、レジストローラー対116、画像形成部120及び定着装置130を備える。
カセット110は、筐体101に対して前方に引き出し可能であり、内部にシートSを収容する。カセット110は、シートSの先頭縁を押し上げるリフト板111を備える。ピックアップローラー112は、リフト板111によって押し上げられたシートSの先頭縁上に配置されている。ピックアップローラー112が回転すると、シートSはカセット110から引き出される。第1給紙ローラー113は、ピックアップローラー112の下流に配設され、シートSを更に下流に送り出す。第2給紙ローラー114は、手差しトレイ104Aの支点の内側(後側)に配設され、手差トレイ104A上のシートSを筐体101内に引き込む。
搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114のシート搬送方向の下流に配設され、シートSを更に下流へ搬送する。レジストローラー対116は、シートSの斜め搬送を矯正する機能を有する。これにより、シートS上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対116は、画像形成部120による画像形成のタイミングに合わせて、シートSを画像形成部120に供給する。
画像形成部120は、感光体ドラム121(像担持体)、帯電器122、露光装置123、現像装置20、トナーコンテナ30(現像剤収容容器)、転写ローラー126(転写部)及びクリーニング装置127を備える。
感光体ドラム121は、静電潜像及び該静電潜像に応じたトナー画像(現像剤像)を担持する周面を有する。帯電器122は、所定の帯電バイアスが印加され、感光体ドラム121の周面を略一様に帯電させる。露光装置123は、帯電器122によって帯電された感光体ドラム121の周面を、画像データで変調されたレーザー光で走査する。この走査により、感光体ドラム121の周面には、前記画像データに対応する静電潜像が形成される。露光装置123は、筐体101の内部に配置された支持フレーム100Hに支持されている。
現像装置20は、静電潜像が形成された感光体ドラム121の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ30は、現像装置20へトナーを補給する。トナーコンテナ30は、現像装置20に対して着脱自在に配設されている。現像装置20がトナーを感光体ドラム121に供給すると、感光体ドラム121の周面に形成された静電潜像が現像(可視化)される。この結果、感光体ドラム121の周面に、トナー画像(現像剤像)が形成される。
転写ローラー126は、感光体ドラム121との間で転写ニップ部を形成し、ドラム周面に担持されたトナー画像をシートSに転写させる。クリーニング装置127は、シートSへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム121の周面に残るトナーを除去する。
定着装置130は、画像形成部120よりも搬送方向下流側に配置され、シートS上のトナー画像を定着させる。定着装置130は、シートS上のトナーを溶融させる加熱ローラー131と、シートSを加熱ローラー131に密着させる圧力ローラー132とを備える。
プリンター100は、定着装置130の下流に配設された搬送ローラー対133と、搬送ローラー対133の下流に配設された排出ローラー対134と、を更に備える。シートSは、搬送ローラー対133によって上方に搬送され、最終的に、排出ローラー対134によって、筐体101から排出される。筐体101から排出されたシートSは、排紙部102A上に積み重ねられる。
<現像装置について>
図2は、現像装置20の内部構造を示す平面図である。現像装置20は、現像ローラー21Aと、現像ハウジング200(ハウジング)と、この現像ハウジング200に収容される第1攪拌スクリュー21B(現像剤搬送部材)及び第2攪拌スクリュー21Cとを備えている。
現像ローラー21Aは、円筒形状を有し、左右方向に延びるローラー軸21A1(第1軸部)と、前記円筒の外周に配置され回転駆動されるスリーブ部分とを有する。現像ローラー21Aは、現像ハウジング200にローラー軸21A1を回転軸として回転可能に支持されている。現像ローラー21Aは、周面に静電潜像が形成される感光体ドラム121にトナー(現像剤)を供給する。
現像ハウジング200は、現像ローラー21Aの軸方向に長尺の箱形形状を有する。現像ハウジング200は、現像剤搬送路260、仕切り板265及びハウジング天板200U(図6A)を備える。現像剤搬送路260は、現像剤が充填されると共に、当該現像剤が循環搬送される通路である。本実施形態では一成分現像方式が適用されており、現像剤搬送路260にはトナーが現像剤として充填される。二成分現像方式が適用される他の実施形態では、現像剤搬送路260にはトナーと磁性体キャリアとの混合物が現像剤として充填される。トナーは、現像剤搬送路260内において攪拌搬送され、静電潜像を現像するために、逐次現像ローラー21Aから感光体ドラム121に供給される。
現像剤搬送路260は、第1搬送路261及び第2搬送路262を備える。第1搬送路261では、現像剤がローラー軸21A1の軸方向に沿った第1方向(図2の矢印D1)に搬送される。第2搬送路262は、現像ローラー21Aと第1搬送路261との間に配置されている。第2搬送路262では、現像剤が第1搬送方向とは反対の第2方向(図2の矢印D2)に搬送される。現像剤搬送路260の上方は、ハウジング天板200Uによって覆われる。
仕切り板265は、現像ハウジング200に左右方向に延びるように配置されている。仕切り板265は、左右の両端部において第1搬送路261と第2搬送路262とを連通させるように、現像ローラー21Aの軸方向に沿って第1搬送路261と第2搬送路262とを仕切っている。このため、仕切り板265は、現像ハウジング200の左右方向の幅よりも短く設定されている。これにより、現像剤搬送路260には、第1搬送路261、第1連通路263、第2搬送路262及び第2連通路264に至る循環経路が形成される。トナーは、該循環経路内を図2において時計回りに搬送される。
トナー補給口25(現像剤補給口)は、現像ハウジング200のハウジング天板200U(図6A)に開口された開口部である。トナー補給口25は、第1搬送路261の右端付近の上方において上記の循環経路に対向して配置されており、トナーコンテナ30から補給される補給トナー(補給現像剤)を現像剤搬送路260に受け入れる(流入させる)開口である。
第1攪拌スクリュー21Bは、第1搬送路261に配設されている。第1攪拌スクリュー21Bは、第1スクリュー軸21B1(第2軸部)と、この第1スクリュー軸21B1の周上にスパイラル状に突設された第1螺旋羽根21B2とを含む。第1スクリュー軸21B1は、現像ローラー21Aのローラー軸21A1と平行に左右方向に延びている。第1攪拌スクリュー21Bは、第1スクリュー軸21B1を回転軸として回転され(矢印R2)、図2の矢印D1方向にトナーを搬送する。第1攪拌スクリュー21Bは、トナー補給口25の下方を通過するように、第1搬送路261において現像剤を搬送する。これにより、第1攪拌スクリュー21Bは、トナー補給口25から流入する新しいトナーと、第2搬送路262側から第1搬送路261に搬入されたトナーとを、互いに混合しながら搬送する。
第1攪拌スクリュー21Bのトナー搬送方向(D1方向)下流側には、第1パドル21B3が配設されている。第1パドル21B3は、第1スクリュー軸21B1上に配設された板状部材である。第1パドル21B3は、第1スクリュー軸21B1と共に回転され、図2の矢印D4方向に向かって、第1搬送路261から第2搬送路262に、トナーを受け渡す。
第2攪拌スクリュー21Cは、第2搬送路262に配設されている。第2攪拌スクリュー21Cは、左右方向に延びる第2スクリュー軸21C1と、この第2スクリュー軸21C1の周上にスパイラル状に突設された第2螺旋羽根21C2とを含む。第2攪拌スクリュー21Cは、第2スクリュー軸21C1を回転軸として回転され(矢印R1)、図2の矢印D2方向にトナーを搬送しながら、現像ローラー21Aにトナーを供給する。第2攪拌スクリュー21Cのトナー搬送方向(D2方向)下流側には、第2パドル21C3が配設されている。第2パドル21C3は、第2スクリュー軸21C1と共に回転され、図2の矢印D3方向に向かって、第2搬送路262から第1搬送路261に、トナーを受け渡す。
トナーコンテナ30(図1、図3)は、現像ハウジング200のトナー補給口25の上方に配置されている。トナーコンテナ30は、トナー排出口30P(図2、図3)を備える。トナー排出口30Pは、現像装置20のトナー補給口25に対応して、トナーコンテナ30の底部に配設されている。トナー排出口30Pから落下したトナーは、トナー補給口25から現像装置20に補給される。
<トナー補給について>
次に、トナー補給口25から新たに補給されるトナーの流れについて詳しく説明する。図3は、現像装置20に配設されたトナー補給口25及びトナーコンテナ30に配設されたトナー排出口30P付近の断面図である。トナーコンテナ30のトナー排出口30Pから供給された補給トナーT2は、第1搬送路261に落下して既存のトナーT1と混合され、第1攪拌スクリュー21Bにより矢印D1方向に搬送される。この際、トナーT1、T2は攪拌され、帯電される。
第1攪拌スクリュー21Bは、トナー補給口25よりトナー搬送方向下流側に、当該第1攪拌スクリュー21Bの現像剤の搬送能力を部分的に抑制するための抑制パドル28(搬送能力抑制部)を備える。本実施形態では、抑制パドル28は、第1攪拌スクリュー21Bの隣接する第1螺旋羽根21B2間に配置された板状部材である。抑制パドル28が第1スクリュー軸21B1回りに回転することで、抑制パドル28よりも上流側から搬送されるトナーは滞留し始める。そして、これらのトナーの滞留は、抑制パドル28の直ぐ上流側であって、トナー補給口25が第1搬送路261に対向する位置まで累積していく。この結果、トナー補給口25が対向する領域には、現像剤の滞留部29が形成される。
トナー補給口25から補給トナーT2が補給され、現像剤搬送路260内のトナー量(現像剤量)が増大すると、この滞留部29で滞留するトナーがトナー補給口25を下方から封止し、それ以上のトナーの補給を抑制する。その後、現像剤搬送路260内のトナーが現像ローラー21Aから消費され滞留部29で滞留するトナー量が減少すると、トナー補給口25を塞いでいたトナーが減り、滞留部29とトナー補給口25との間に隙間が生じる。この結果、再び補給トナーT2がトナー補給口25から現像剤搬送路260(第1搬送路261)に流入する。このように、本実施形態では、滞留部29に滞留するトナーの減少に伴って、補給トナー量の受入量が調整される体積補給方式のトナー補給形態が取られている。
<現像剤収容容器及び現像装置について>
次に、図4A乃至図10を参照して、本実施形態に係るトナーコンテナ30及び現像装置20について、更に詳述する。図4A、図4B、図5A及び図5Bは、トナーコンテナ30の斜視図である。図4A及び図5Aは、トナー排出口30Pが後記のコンテナシャッター32によって閉止された状態を示しており、図4B及び図5Bは、トナー排出口30Pが開放された状態を示している。図6A及び図6Bは、現像装置20の斜視図である。図6Aは、トナー補給口25が本体シャッター22によって閉止された状態を示しており、図6Bは、トナー補給口25が開放された状態を示している。図7A及び図7Bは、トナーコンテナ30に組み付けられるコンテナシャッター32の斜視図である。図7Aはトナーコンテナ30の外側から、図7Bはトナーコンテナ30の内側から、それぞれコンテナシャッター32を見た図に相当する。図8A及び図8Bは、コンテナシャッター32の一部(シャッターストッパー32B)の斜視図である。図9A及び図9Bは、現像ハウジング200に組み付けられる本体シャッター22の斜視図である。図9Aは、現像装置20の内側から本体シャッター22を見た図に相当し、図9Bは、現像装置20の外側から本体シャッター22を見た図に相当する。図10は、トナーコンテナ30からコンテナシャッター32が取り外された状態の斜視図である。
トナーコンテナ30は、内部にトナー(補給現像剤)を収容する容器であり、一方向に長い長手形状を備えている。トナーコンテナ30が筐体101内の現像装置20に着脱される際には、トナーコンテナ30の長手方向が左右方向に沿うように配置される。この着脱の際、トナーコンテナ30は前記長手方向に延びる軸心回りに、所定の回転方向に回転される。なお、図4A、図4B、図7A、図7B、図9A、図9Bには、装着時の回転方向を矢印DM(以下、第1回転方向DM)で、取り外される際の回転方向を矢印DN(以下、第2回転方向DN)で示している。トナーコンテナ30は、コンテナ本体31と、コンテナシャッター32(シャッター)と、コンテナスクリュー33(図4B)と、コンテナパドル30K(図12A参照)と、コンテナシール34(図4B)と、を備える。
コンテナ本体31は、本体部31A及び蓋部31Bを備える。本体部31Aは、コンテナ本体31の下方部分に配置される。コンテナ本体31は、筒形状の周面の一部が切り欠かれた形状からなり、トナーコンテナ30の長手方向に沿って開口部を備えている。蓋部31Bは、本体部31Aの開口部に装着され、本体部31Aとの間でトナーが収容される収容空間を形成する。なお、図12Aに示すように、トナーコンテナ30の長手方向と交差する断面視において、本体部31Aは略U字形状を備え、蓋部31Bは略台形形状を備えている。また、図4A乃至図5Bに示すように、トナーコンテナ30は、本体部31A及び蓋部31Bの結合部分に、両者を溶着するためのコンテナフランジ31Fが備えられている。
トナーコンテナ30は、さらに、前述のトナー排出口30P(現像剤排出口)、左ガイド301(図4A)、パドル軸受部302(図4A)、一対のコンテナシャッター押圧部305(図4B)、一対の弾性片押圧部306(図4B)、一対のガイドリブ307(図4A)、排出突起部308(図10)、コンテナシャッターロックリブ309(図10)及び右ガイド311(図5A)を備える。
トナー排出口30Pは、本体部31Aの下面の右端側に開口されたトナー排出用の開口部である。詳しくは、トナー排出口30Pは、本体部31Aの下面部から更に円弧形状をもって突設された排出突起部308の周面において、略矩形形状に開口されている。トナーコンテナ30の内部に収容されたトナーは、トナー排出口30Pから排出され、現像装置20に供給される。
左ガイド301は、本体部31Aの左側面において、所定の方向に延びるように長手形状をもって形成された突起である。左ガイド301は、後記の現像装置20の左ガイド溝201Lに係合し、ガイドされる。この結果、トナーコンテナ30の現像装置20に対する装着方向(図11Aの矢印DA方向;以下、装着方向DAという)が規制される。なお、左ガイド301の内部は空洞とされている。パドル軸受部302は、左ガイド301の内部に配置された軸受部である。パドル軸受部302は、コンテナパドル30Kのパドル軸30K1(図12A)を軸支する。
コンテナシャッター押圧部305は、トナーコンテナ30の長手方向(左右方向)において、トナー排出口30Pが形成された排出突起部308を挟むように突設された一対のリブである。一対のコンテナシャッター押圧部305は、それぞれトナーコンテナ30の着脱時における回転方向に沿って延びるとともに、先端部(コンテナシャッター押圧片305S)がトナーコンテナ30の長手方向に沿うように(左右方向にそれぞれ広がるように)屈曲された形状を備えている。
弾性片押圧部306は、コンテナシャッター押圧部305のコンテナシャッター押圧片305Sに隣接して、本体部31Aから突設された一対の突片である。ガイドリブ307は、本体部31Aから突設され、コンテナシャッター押圧部305に連結された円弧状の一対のリブ部材である。ガイドリブ307は、コンテナシャッター32を所定の軸心回りにスライド移動可能に支持する。
コンテナシャッターロックリブ309は、排出突起部308の左右の側縁からトナーコンテナ30の前記回転方向に沿って延びる一対のリブである。より詳しくは、一対のコンテナシャッターロックリブ309は、第2回転方向DNに向かって、排出突起部308の側縁から延びている。コンテナシャッターロックリブ309の先端には、爪状の段差部からなるコンテナシャッター係合部309Sが設けられている。コンテナシャッター係合部309Sには、後記のシャッターストッパー32Bのストッパーロック片32B4が係合される。
右ガイド311は、本体部31Aの右側面に形成された突起である。右ガイド311は、トナーコンテナ30の現像装置20に対する装着方向DAに沿って延びるように突設されている。右ガイド311は、後記の現像装置20の右ガイド溝201Rに係合可能である。なお、右ガイド311の内部にも、左ガイド301側のパドル軸受部302と同様の軸受部が配置されており、該軸受部はコンテナパドル30Kのパドル軸30K1を軸支している。
コンテナシャッター32(図4A)は、トナー排出口30Pに対してスライド移動可能にコンテナ本体31に支持され、トナー排出口30Pを封止及び開放する。この際、コンテナシャッター32は、コンテナ本体31のガイドリブ307に沿って、スライド移動する。コンテナシャッター32は、シャッター本体32Aと、シャッターストッパー32Bとを備える。シャッターストッパー32Bは、シャッター本体32A上に装着される。
図7A、図7Bを参照して、シャッター本体32Aは、コンテナ本体31の周面に沿う曲面を備えた、略矩形形状の部材である。シャッター本体32Aは、シャッタープレート部32A1、解除片支持部32A2、ストッパー軸支部32A3、弾性片支持部32A4、シャッター孔部32A6、シャッター当接部32A7、シャッター係合片32A8、コンテナシャッターシート320、被ガイド面321及び被ガイド片322を備える。
シャッタープレート部32A1は、シャッター本体32Aの本体部分であり、略矩形形状の板状部材である。解除片支持部32A2は、シャッタープレート部32A1の長手方向の中央部から突設された一対の突片である。一対の解除片支持部32A2の間に、後記のシャッターストッパー32Bのストッパー解除片32B2が配置される。ストッパー軸支部32A3は、一対の解除片支持部32A2の長手方向外側に配置される一対の軸受部である。ストッパー軸支部32A3は、後記のストッパー支点部32B3を回動可能に軸支する。弾性片支持部32A4は、一対のストッパー軸支部32A3の長手方向外側に配置される一対の溝部である。それぞれの弾性片支持部32A4は、シャッタープレート部32A1と面一の底面と、一対の側壁とによって形成されている。弾性片支持部32A4の内部には、後記の弾性片32B5が収容される。
シャッター孔部32A6は、シャッタープレート部32A1を貫通するように開口された一対の細長の孔部である。シャッター孔部32A6は、シャッタープレート部32A1のうち、第2回転方向DNの先端部に開口されている。シャッター当接部32A7は、一対のシャッター孔部32A6の間に形成された細長の突片であり、長手方向の両端部は、第1回転方向DMの下流側に屈曲されている。シャッター当接部32A7は、コンテナシャッター32の第2回転方向DNへの移動を規制する機能を備えている。シャッター係合片32A8は、長手方向において、シャッタープレート部32A1と一対の弾性片支持部32A4との間から突設された一対の突片である。シャッター係合片32A8は、略三角形状を有し、現像装置20の後記のコンテナシャッター固定部207に係合される。コンテナシャッターシート320は、シャッター本体32Aのうち、トナー排出口30Pを封止する面に貼り付けられた、樹脂製のフィルム部材からなるシート部材である。
被ガイド面321は、シャッタープレート部32A1と弾性片支持部32A4との間において、両者に対して段差をもって配置された面である。被ガイド片322は、被ガイド面321の第1回転方向DMの上流側及び下流側において、弾性片支持部32A4の底面から突設された一対の突起である。被ガイド面321と被ガイド片322との間には、第1回転方向DMに沿って延びる空間部が形成されている。トナーコンテナ30のガイドリブ307の一端が、ガイド挿入口32Tから当該空間部に挿入されることで、コンテナシャッター32がコンテナ本体31に装着される。この結果、コンテナシャッター32がコンテナ本体31においてスライド移動可能となる。
シャッターストッパー32Bは、シャッター本体32Aのうち、トナー排出口30Pを封止する面とは反対側の面に装着される。シャッターストッパー32Bは、コンテナシャッター32のスライド移動を規制する機能を備えている。図8A、図8Bを参照して、シャッターストッパー32Bは、ストッパープレート32B1、ストッパー解除片32B2、一対のストッパー支点部32B3、一対のストッパーロック片32B4、及び一対の弾性片32B5を備える。
ストッパープレート32B1は、シャッターストッパー32Bの本体部分であり、略矩形形状を備えた板状部材である。ストッパー解除片32B2は、ストッパープレート32B1の長手方向の中央部から突設された突片である。なお、図7Aに示すように、ストッパー解除片32B2は、ストッパープレート32B1から第1回転方向DMの下流側に突出している。前述のように、ストッパー解除片32B2は、シャッター本体32Aの一対の解除片支持部32A2の間に配置される。ストッパー支点部32B3は、ストッパープレート32B1の長手方向の端部付近から突設された一対の突片であって、その先端部には僅かに突出した軸部を備えている。当該軸部は、シャッター本体32Aのストッパー軸支部32A3に挿入される。この結果、一対のストッパー支点部32B3を結ぶ軸線回りに、シャッターストッパー32Bがシャッター本体32Aに対して回動可能となる。
ストッパーロック片32B4は、ストッパープレート32B1の長手方向の両端部から突設された、略三角形形状を備える一対の突片である。ストッパーロック片32B4は、ストッパー支点部32B3に連結されている。弾性片32B5は、シャッターストッパー32Bの両端部に備えられた一対の細長状の突片である。弾性片32B5の先端側は、第1回転方向に延びた自由端とされている。
一対のストッパー支点部32B3が一対のストッパー軸支部32A3に挿入され、シャッター本体32Aとシャッターストッパー32Bとが一体化されると、一対のストッパーロック片32B4がシャッター孔部32A6に挿入される(図7B)。更に、一対の弾性片32B5は、弾性片支持部32A4の内部に収容される。この際、弾性片32B5の先端部は、コンテナシャッター32の裏側に露出する。
コンテナスクリュー33(図4B)は、コンテナ本体31の内部において左右方向に延びるように配置されたスクリュー部材である。コンテナスクリュー33は、コンテナ本体31内のトナーを左側から右側に搬送し、更に、トナー排出口30Pからトナーを排出する。コンテナパドル30K(図12A参照)は、コンテナ本体31の内部において回転可能に配置され、コンテナ本体31内のトナーを攪拌する。コンテナパドル30Kは、パドル軸30K1及びパドル部30K2を備える。パドル軸30K1は、コンテナパドル30Kの回転における軸部であり、前述のパドル軸受部302に軸支されている。パドル部30K2は、パドル軸30K1から延設された板状部材であり、コンテナ本体31の内部で、パドル軸30K1を軸心として回転される。
コンテナシール34(図4B、図5B)は、トナー排出口30Pの周囲を囲むように排出突起部308に配置された弾性シールである。コンテナシール34は、例えばウレタンスポンジである。コンテナシール34は、コンテナシャッター32のコンテナシャッターシート320(図7B)によって圧縮されることで、コンテナシャッター32の閉止状態において、トナー排出口30Pからのトナー漏れを防止する。
続いて、現像装置20に関して説明を加える。図6A、図6Bを参照して、現像ハウジング200は、ハウジング右壁200R、ハウジング左壁200L、ハウジング天板200U、左ガイド溝201L、右ガイド溝201R、本体シャッターガイド部203、本体シール205、ストッパー押圧部206、コンテナシャッター固定部207、シャッタースプリング208及び現像ギア群20Gを備える。
ハウジング右壁200Rは現像ハウジング200の右端部に、ハウジング左壁200Lは現像ハウジング200の左端部に、各々立設される側壁である。ハウジング右壁200Rとハウジング左壁200Lとの間に、コンテナ装着部20Hが形成されている。ハウジング天板200Uは、現像ハウジング200の天板であって、ハウジング右壁200Rとハウジング左壁200Lとの間に延設されている。ハウジング天板200Uの前端部は、トナーコンテナ30の外周面に沿った円弧面からなる。
左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rは、それぞれ、ハウジング左壁200L及びハウジング右壁200Rに形成された溝部である。左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rは、トナーコンテナ30のコンテナ装着部20Hへの装着をガイドする。このため、左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rの入口側は、トナーコンテナ30の装着方向DAに沿って延びるように形成されている。一方、左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rの奥側は、後記のとおり、左ガイド301及び右ガイド311の回転を許容するように、扇形形状を備えている。
本体シャッターガイド部203は、ハウジング天板200Uの一部が僅かな高さをもって隆起することで形成され、左右方向に所定の幅をもって前後方向に延びている。本体シャッターガイド部203は、左ガイドレール203L及び右ガイドレール203Rを備えている。左ガイドレール203L及び右ガイドレール203Rは、本体シャッターガイド部203の左右の側縁に形成されたレールであって、後記の本体シャッター22のスライド移動をガイドする機能を備えている。
トナー補給口25は、本体シャッターガイド部203に略矩形形状をもって開口された開口部である。トナー補給口25は、現像ハウジング200の内部に連通している。また、トナー補給口25は、コンテナ装着部20Hに装着されたトナーコンテナ30に対向して配置されている。
本体シール205は、トナー補給口25の周囲を囲むように本体シャッターガイド部203に配置された弾性シールである。本体シール205は、例えばウレタンスポンジからなる。本体シール205は、本体シャッター22によって圧縮されることで、本体シャッター22の閉止状態において、トナー補給口25からのトナー漏れを防止する。
ストッパー押圧部206は、トナー補給口25の後方に隣接して、現像ハウジング200のハウジング天板200Uから突設された突起部である。ストッパー押圧部206は、トナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着された際に、トナーコンテナ30のコンテナシャッター32のストッパー解除片32B2を押圧する機能を備えている。換言すれば、ストッパー押圧部206は、コンテナシャッター32に対するトナー排出口30Pのスライド移動を許容する。
コンテナシャッター固定部207は、左右方向において、ストッパー押圧部206を挟むようにハウジング天板200Uから突設された突起部である。左右方向と交差する断面視において、コンテナシャッター固定部207は略台形形状を備えている。コンテナシャッター固定部207の前側の側面には、楔形状の切欠き部が形成されている。トナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着された際に、当該切欠き部には、トナーコンテナ30のコンテナシャッター32のシャッター係合片32A8(図7A)が係合する。この結果、コンテナシャッター固定部207は、コンテナシャッター32を固定し、コンテナシャッター32の移動を規制する。
シャッタースプリング208は、一対のコンテナシャッター固定部207の左右方向の外側に配置された一対のばね部材である。シャッタースプリング208は、前後方向に延びるように配置され、その一端側がハウジング天板200Uに備えられた本体ばね係止部200T(図6A)に係止されている。また、シャッタースプリング208の他端は、後記の本体シャッター22のシャッターばね係止部222(図6A)に係止されている。
現像ギア群20Gは、ハウジング右壁200Rの内側において、現像ハウジング200に回転可能に支持された複数のギアである。現像ギア群20Gは、現像ローラー21A、第1、第2攪拌スクリュー21B、21C、トナーコンテナ30のコンテナスクリュー33(図4B)及びコンテナパドル30K(図12A)に回転駆動力を伝達する。
現像装置20は、さらに本体シャッター22を備える。本体シャッター22は、トナー補給口25に対してスライド移動可能に現像ハウジング200に支持されている。本体シャッター22は、トナー補給口25を封止または開放する。図9A及び図9Bを参照して、本体シャッター22は、本体シャッタープレート220、サイドピース221、シャッターばね係止部222、本体シャッター押圧部223、シャッターリブ224及び本体シート22Fを備える。
本体シャッタープレート220は、本体シャッター22の本体部分であって、所定の湾曲面を備えた矩形形状の板状部材である。図9Aに示された本体封止面220Sが、トナー補給口25を封止する面である。サイドピース221は、本体シャッタープレート220の両側縁に連設された略三角形状の一対の板状部材である。シャッターばね係止部222は、一対のサイドピース221の先端部にそれぞれ開口された孔部である。既述の通り、シャッターばね係止部222には、シャッタースプリング208の他端が係止される。
本体シャッター押圧部223は、一対のサイドピース221にそれぞれ形成された押圧面であり、トナーコンテナ30のコンテナシャッター押圧片305Sに係合可能である。本体シャッター押圧部223は、コンテナシャッター押圧片305Sを押圧する機能、及び、コンテナシャッター押圧片305Sに押圧される機能を備えている。シャッターリブ224は、サイドピース221において本体シャッター押圧部223とは反対側に立設されるリブである。シャッターリブ224によってサイドピース221の剛性が維持されている。
シャッタースプリング208は、本体シャッター22がトナー補給口25(図6B)を封止する方向に、本体シャッター22を付勢する。従って、図6Aに示すように、トナーコンテナ30が現像装置20から取り外された状態において、本体シャッター22はシャッタースプリング208の付勢力をうけてトナー補給口25を封止する。この際、本体シャッター22の本体シャッター押圧部223が、現像ハウジング200の本体シャッター規制部203Sに当接することで、本体シャッター22の位置が規制される。本体シャッター22の本体シャッターガイド部22Gは、円弧形状からなる左ガイドレール203L及び右ガイドレール203Rにガイドされる。このため、シャッタースプリング208は、本体シャッター22を第2回転方向DNに付勢している。なお、シャッタースプリング208は、左右方向に延びるトナーコンテナ30のパドル軸30K1(図12A)上に形成された軸心回りにスライド移動される。
トナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着されると、本体シャッター押圧部223が、トナーコンテナ30のコンテナシャッター押圧部305が備えるコンテナシャッター押圧片305Sを押圧する。このため、シャッタースプリング208は、本体シャッター22を介して、コンテナ装着部20Hに装着されたトナーコンテナ30を前記軸心回りに第2回転方向DNに向かって付勢することとなる。
<現像装置に対する現像剤収容容器の装着>
次に、図11A〜図12Cを参照して、現像装置20に対するトナーコンテナ30の装着について説明する。図11A〜図11Cは、現像装置20にトナーコンテナ30が装着される様子を示す斜視図である。ここで、図11A及び図11Bは、トナーコンテナ30が装着される途中の様子を示し、図11Cは、最終的にトナーコンテナ30が現像装置20に装着された状態を示している。図12A〜図12Cは、現像装置20にトナーコンテナ30が装着される様子を示す断面図である。ここで、図12A及び図12Bは、トナーコンテナ30が装着される途中の様子を示し、図12Cは、最終的にトナーコンテナ30が現像装置20に装着された状態を示している。
トナーコンテナ30が現像装置20に装着されるまでの間は、コンテナシャッター32が誤ってトナー排出口30Pを塞ぐ位置から移動されると、トナー排出口30Pからトナーが漏れ出してしまう。本実施形態では、トナーコンテナ30単体の状態では、コンテナシャッター32がトナー排出口30Pからスライド移動することが防止されている。
すなわち、図4A及び図5Aに示すように、コンテナシャッター32がトナー排出口30Pを塞いでいる状態では、シャッター孔部32A6を貫通したストッパーロック片32B4(図7B)が、コンテナ本体31側のコンテナシャッターロックリブ309のコンテナシャッター係合部309Sに係合する。そして、弾性片支持部32A4からコンテナシャッター32の裏側に露出した弾性片32B5(図7B)の先端部は、弾性片押圧部306(図10)によってトナーコンテナ30の径方向外側に向かって付勢される。弾性片32B5の先端部がこのように付勢されていることで、シャッターストッパー32B(図8A)では、一対のストッパー支点部32B3を支点として、ストッパーロック片32B4側がコンテナシャッター係合部309S(図10)に強く係合する方向にモーメントが付与されている。従って、トナーコンテナ30が単体で保管、輸送される際には、コンテナシャッター32がガイドリブ307に沿ってスライド移動することが防止される。この結果、トナー排出口30Pが安定してコンテナシャッター32によって封止される。
図11A及び図12Aを参照して、プリンター100のユーザーによってトナーコンテナ30が現像装置20に装着される。このとき、ユーザーは、トナーコンテナ30の上側に位置するコンテナフランジ31Fに人差し指から中指までを引っ掛け、トナーコンテナ30の下側に位置するコンテナフランジ31Fに親指を引っ掛けることで、トナーコンテナ30を容易に把持することができる。ユーザーによってトナーコンテナ30の左ガイド301及び右ガイド311が左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rに挿入されることで、トナーコンテナ30は、左ガイド溝201L及び右ガイド溝201Rによって装着方向DAに沿ってガイドされながら、コンテナ装着部20Hの第1の位置に装着される。図11B及び図12Bは装着後の状態を示し、このときのトナーコンテナ30の姿勢を、第1の姿勢とする。
この際、図11Bに示すように、現像ハウジング200のストッパー押圧部206が一対の解除片支持部32A2の間に配置されたストッパー解除片32B2(図7A、図8A)を押圧する。この結果、シャッターストッパー32Bが一対のストッパー支点部32B3を支点として回動し、一対のストッパーロック片32B4が、それぞれコンテナシャッター係合部309S(図10)から脱離する。これにより、シャッターストッパー32Bによるコンテナシャッター32のロックが解除され、コンテナシャッター32のスライド移動が可能となる。
一方、第1の姿勢をもってトナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着された際、コンテナシャッター32の一対のシャッター係合片32A8(図7A、図11B)が、コンテナシャッター固定部207の楔形の切欠き部に係合する。この結果、コンテナシャッター32がコンテナシャッター固定部207に固定される。この後、ユーザーによって、トナーコンテナ30のコンテナ本体31が、第1の位置から、装着方向と交差する左右方向に沿った軸心回りに第1回転方向DMに回転される。この際、トナー排出口30Pがコンテナシャッター32から離間し、スライド移動されながら、コンテナ本体31が図11C、図12Cに示す第2の位置に至る。当該第2の位置において、開放されたトナー排出口30Pが、現像装置20のトナー補給口25に連通する。このように、ユーザーは、連続的な2つの動作によって、現像装置20に対するトナーコンテナ30の装着及びトナー排出口30Pの開放を行うことができる。
トナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着されていない状態では、本体シャッター22がトナー補給口25を封止している。図11B及び図12Bに示すように、第1の姿勢をもってトナーコンテナ30がコンテナ装着部20Hに装着されると、トナーコンテナ30のコンテナシャッター押圧片305S(図10)が、本体シャッター22の本体シャッター押圧部223に対向して配置される。そして、トナーコンテナ30が前述のように第1回転方向DMに回転され、第1の姿勢から第2の姿勢に姿勢変更されると、シャッタースプリング208(図6A)の付勢力に抗して、コンテナシャッター押圧片305Sが本体シャッター押圧部223を第1回転方向DMに押圧する。この結果、本体シャッター22がトナーコンテナ30のコンテナ本体31とともに第1回転方向DMにスライド移動し、図6Bに示すように、トナー補給口25が開放される。したがって、トナー排出口30Pとトナー補給口25とが上下方向において連通する(図12C)。
なお、トナーコンテナ30がプリンター100(現像装置20)から取り外される際には、上記と逆の手順によって、トナーコンテナ30が回動された後、脱離される。
<現像剤の流入部分の構造>
本実施形態では、体積補給方式が採用された現像装置20に対する現像剤の補給不良の防止と急速補給に起因するカブリの発生防止とを両立させるために、トナーが流入するトナー補給口25付近の構造に工夫を加えている。以下、この点について説明する。図13は、現像装置20及びトナーコンテナ30の断面図である。図14Aは、現像ハウジング200のハウジング天板200Uの上面斜視図、図14Bはハウジング天板200Uの下面斜視図である。図14Cは、図14Bの一部拡大斜視図、図14Dは、トナー補給口25付近の正面図、図14Eは、図14AのXIVE−XIVE線断面図である。
図13に示されているように、トナーコンテナ30が上述の通りに現像装置20に装着されると、トナー補給口25の上方にトナー排出口30Pが配置されると共に、両者は連通状態となる。これにより、トナー排出口30Pからトナー補給口25へトナーが流入可能となる。流入したトナーは、現像装置20の第1搬送路261に入る。
現像ハウジング200は、側壁200Hを備える。側壁200Hは、仕切り板265に対向して第1方向(左方向、図2の矢印D1)に延びるように立設され、仕切り板265とは反対側で第1搬送路261の側部を画定している。また、ハウジング天板200Uは、突出部200Jを備える。突出部200Jは、トナー補給口25の周辺において、ハウジング天板200Uの一部が上方に突出するように形成された突起部である(図6B参照)。この突出部200Jの内部には、後記の第2空間P2が形成されている。
図14B、図14Cに示すように、ハウジング天板200Uの下面部には、当該下面部を部分的に窪ませてなる凹部Qが形成されている。凹部Qが形成されることによって、ハウジング天板200Uの上面側に上述の突出部200Jが形成されている。凹部Qの、トナー補給口25に隣接する部位には、天井部200Kが備えられている。天井部200Kは、後記の第2空間P2の上面部を画定する。また、突出部200Jには、図6Bのストッパー押圧部206及びコンテナシャッター固定部207が一体的に形成されている。
ハウジング天板200Uは、ローラーカバー21AS、第1覆い部261S、第2覆い部262S及び仕切り板係合片265Sを備える。ローラーカバー21ASは、ハウジング天板200Uの端部に形成された湾曲面であり、図13に示すように、現像ローラー21Aの周面の一部を覆っている。第1覆い部261S及び第2覆い部262Sは、それぞれ、第1搬送路261及び第2搬送路262の上方を覆っている。仕切り板係合片265Sは、第1覆い部261Sと第2覆い部262Sとの間から僅かな高さで突設された凸条であり、図13に示すように、仕切り板265の上端部に当接する。
図13を参照して、第1搬送路261のうち、第1スクリュー軸21B1の軸心よりも仕切り板265側(第1スクリュー軸21B1と仕切り板265との間)の領域を、第1領域L1と定義する。一方、第1搬送路261のうち、第1スクリュー軸21B1の軸心よりも側壁200H側(第1スクリュー軸21B1と側壁200Hとの間)の領域を、第2領域L2と定義する。これらの定義下において、本実施形態では、第1攪拌スクリュー21Bの外周部が、第1領域L1を上方から下方に移動し、第2領域L2を下方から上方に移動するように、第1攪拌スクリュー21Bが回転駆動される(図13の矢印参照)。
トナー補給口25は、側壁200H側において左右方向(第1方向)に延びる第1端縁251よりも、第1スクリュー軸21B1側において左右方向に延びる第2端縁252の方が高い位置に配置されるように、第2領域L2の上方に傾斜した開口である。これは、前述のように、トナーコンテナ30の装着段階において、トナーコンテナ30が第1回転方向DMに回転されることを許容するためである。すなわち、図14Aに示すように、トナーコンテナ30のコンテナ装着部20H(図6B)を画定するハウジング天板200Uは、トナーコンテナ30の回転における回転軌跡に沿うように湾曲した湾曲部25Hを備えている。この湾曲部25Hに、トナー補給口25が開口されている。この湾曲部25Hの湾曲形状によって、第1端縁251よりも第2端縁252の方が高いという位置関係が実現されている。
現像ハウジング200は、第1攪拌スクリュー21Bの第1スクリュー軸21B1と直交し、かつ、トナー補給口25を通る断面で見た場合において、その内部に第1空間P1と第2空間P2とを備えている。第1空間P1は、第1搬送路261の第2領域L2の上方に形成され、トナー補給口25と第1搬送路261とを鉛直方向において連通する空間である。第2空間P2は、第1搬送路261の第1領域L1の上方で、第1搬送路261に連通するように仕切り板265よりも高い位置まで形成された空間である。第2空間P2は、水平方向において第1空間P1に連通している。また、前述のように、第2空間P2の上端部は、天井部200Kによって画定されている。
トナー補給経路を確保するという観点では、トナー補給口25と第1搬送路261とを連通させる第1空間P1が有れば足りる。しかし、本実施形態では、トナーコンテナ30が現像装置20のコンテナ装着部20Hに回転装着されることに対応して、トナー排出口30P及びトナー補給口25は、前下がりに傾斜した開口とされている。このため第1空間P1の後方側は、上下長さが長くなる。第1空間P1は第1攪拌スクリュー21Bの攪拌力が及ばない領域であることから、第2空間P2に相当する領域を壁面にした場合、第1空間P1に相当する領域でトナーが凝集し易くなる。特に、高温高湿環境下で低印字密度の画像などが連続して印刷された場合などには、トナー補給口25の下方でトナーがトンネル状に凝集し易い。また、トナー補給口25の下方の第1領域L1においては、第1攪拌スクリュー21Bが上方に向かって回転しているため、トナーがトナー補給口25側に押し上げられることから、一層凝集が発生し易い。この結果、トナー凝集体がトナーの補給経路を塞いでしまい、補給トナーが第1搬送路261へスムーズに流入せず、補給不良が発生する。この場合、プリンター100において印字される画像濃度が低下する。
しかしながら、第1空間P1に隣接して第2空間P2を設けることで、前記補給不良の問題を解消することができる。すなわち、第1空間P1に連通する第2空間P2が備えられえることで、第1空間P1のトナーの圧力が第2空間P2側に開放され易くなる(図13の白抜き矢印参照)。このため、第1空間P1においてトナーの凝集が発生することが抑止され、トナー補給口25から第1搬送路261に補給トナーをスムーズに流入させることができる。
一方、第2空間P2を設けることで、トナーの急速補給の問題が新たに生じる。トナー補給口25から多くのトナーが急速に第1搬送路261に流入すると、当該トナーが十分に撹拌されないまま、つまり十分帯電されない状態で現像ローラー21Aに供給されることになる。この場合、形成される画像にカブリを発生させてしまう。現像ハウジング200が第2空間P2を具備している場合、トナーコンテナ30の新品交換時に、新しい補給トナーが勢いよく第1空間P1から第2空間P2に流入することがある。第2空間P2に多量の補給トナーが堆積した状態で第1攪拌スクリュー21Bが回転駆動されると、これらの補給トナーが、現像剤搬送路260上の現像剤層の上面部分(喫水面)に沿って十分撹拌されないまま、現像ローラー21Aに供給され得る。
このように、トナーの凝集による補給不良と、トナーの急速補給によるカブリの発生とはトレードオフの関係にあり、双方の課題を同時に解決することは難しい。第2空間P2を過剰な大きさにすると、補給不良の問題は解消できるものの、急速補給の問題が顕著になる。第2空間P2を廃止乃至は小さくしすぎると、急速補給の問題は解消できるものの、補給不良の問題が顕著になる。
本実施形態では、補給不良の抑止と急速補給の防止との双方を両立させるために、第2空間P2の上面を画定する天井部200Kに、第1空間P1から第2空間P2へのトナーの流入を、トナー搬送方向である第1方向(図2、図14A〜14Eの矢印D1;以下、第1方向D1という)の下流側よりも上流側において多く規制する形状を具備するスペーサ50を配置している。スペーサ50は、第1方向D1の上流側において第2空間Pの上下幅が狭く、第1方向D1の下流側において第2空間P2の上下幅が広くなる形状を持つ天面を、その下面側に有している。
体積補給方式では、トナーは、第1搬送路261上のトナー補給口25から現像剤搬送路260に入り、トナーの消費部分となる現像ローラー21Aと対向する第2搬送路262を経由して再び第1搬送路261に戻るように循環する。このため、第1方向D1において、第1搬送路261ではトナー補給口25の下流側に比べて上流側の方がトナーの量が少なくなる。これをトナーの流入のし易さの観点で見ると、トナー補給口25の上流側の方が、トナー量が少ない分だけ急速補給され易いことになる。従って、トナーの流入規制を前記上流側において多くすることで、当該上流側における急速補給を抑止することができ、急速補給に起因するカブリの発生を抑止できる。一方、前記下流側については、比較的トナー量が多いことからトナーの流入規制の必要性は少ない。むしろ前記下流側では、トナーの流入規制を緩くして第2空間P2の機能を有効に活用することで、トナーが第1攪拌スクリュー21Bの回転によって圧縮、凝集されないようにすることができる。
スペーサ50は、正面視で直角三角形の形状を有し、上流側端部51、下流側端部52、対向面53及び傾斜面50Sを含む。スペーサ50は、図14Eに示されているように、第2空間P2を区画する突出部200Jの右側壁200JR(第1方向D1の上流側側壁)から、突出部200Jの左側壁200JL(第1方向D1の下流側側壁)まで延びている。なお、図14Dと図14Eとの比較で明らかな通り、第1空間P1及び第2空間P2は、第1方向D1においてトナー補給口25よりも大きい幅を有している。すなわち、第1空間P1及び第2空間P2の左右方向の両端部は、トナー補給口25の両端部よりも外側まで延びている。
上流側端部51は、第1方向D1の上流側に位置し、右側壁200JRに隣接している。下流側端部52は、第1方向D1の下流側に位置し、左側壁200JLに隣接している。スペーサ50において、上流側端部51が最も低い位置にあり、下流側端部52が最も高い位置にある。傾斜面50Sは、上流側端部51から下流側端部52に向けて徐々に高さ位置が高くなるよう変化するように勾配を持つ平面である。この傾斜面50Sが第2空間P2の天面である。対向面53は、トナー補給口25と対向する面であり、このトナー補給口25から流入するトナーを受け止める面となる。
スペーサ50は、ハウジング天板200Uが樹脂成型で成形時において、天井部200Kや他の部分と一体的に形成することができる。或いは、平坦な天面を有する天井部200Kに、別途成形した直角三角形の形状のスペーサ50を、接着剤や超音波溶着等の手段によって後付けするようにしても良い。
前記天面、つまりスペーサ50の下面は、上述の第1搬送路261におけるトナー量分布に鑑みて傾斜面50Sとすることが望ましいが、これに限定されない。すなわち、第1方向D1の上流側において第2空間Pの上下幅が狭く、第1方向D1の下流側において第2空間P2の上下幅が広くなる形状であれば良く、例えば、階段状に第2空間Pの上下幅が変化するものとしても良い。また、傾斜面50Sは、必ずしも平面でなくとも良く、例えば下方に向けて緩い凸形状の曲面、或いは上方に向けて緩い凹形状の曲面としても良い。
図15は、スペーサ50の下流側端部52付近における現像装置20及びトナーコンテナ30の拡大断面図である。下流側端部52付近においては、第2空間P2の天面である傾斜面50Sの高さ位置は高く、第2空間P2の上下幅は広い。従って、第1空間P1に存在するトナーには圧力が加わりにくい。第1攪拌スクリュー21Bが回転駆動した場合でも、トナーは図中の矢印r1で示すように第1空間P1から第2空間P2に逃げることができる。また、下流側端部52付近は比較的トナー量が多いので、新品のトナーコンテナ30が新たに現像装置20へ取り付けられたような場合でも、トナーが急速に流入することはない。
図16は、スペーサ50の上流側端部51付近における現像装置20及びトナーコンテナ30の拡大断面図である。上流側端部51付近においては、傾斜面50Sの高さ位置は低く、第2空間P2の上下幅は狭い。このため、スペーサ50の対向面53が、第1空間P1に隣接することになる。従って、スペーサ50は、第1空間P1を通して第1搬送路261に流入しようとするトナーを阻害する機能を果たす。上流側端部51付近は比較的トナー量が少ないので、新品のトナーコンテナ30の装着時にはトナーが急速流入し易い箇所となる。しかし、図中の矢印r2で示すように、第1空間P1にトナーが入り込んできたとしても、対向面53がこれをブロックするので、当該トナーは第1搬送路261へ容易に流入することはできない。従って、現像ハウジング200内へ流入したばかりの補給トナーが、現像剤搬送路260上のトナー層の上面部分に沿って充分撹拌されないまま現像ローラー21Aに供給されてしまうことが抑止される。すなわち、画像にカブリが発生することを防止できる。
下流側端部52から上流側端部51にかけて、傾斜面50Sの高さ位置は徐々に低くなる。第1搬送路261上のトナー量も、第1方向D1の下流側から上流にかけて徐々に少なくなる。従って、第1方向D1におけるトナー量分布に応じて、第1方向D1の各地点においてスペーサ50がトナーの流入を阻害する。逆に言えば、スペーサ50は、前記トナー量分布に応じて、補給トナーの第1搬送路261への進入を許容する。
以上の通り、本実施形態によれば、体積補給方式が採用された現像装置20において、トナー補給口25の近傍に、第1空間P1及び第2空間P2が備えられているので、第1空間P1のトナーの圧力が第2空間P2側に開放され易い。このため、第1空間P1においてトナーの凝集が発生し難い構成である。これに加え、トナーの急速流入を抑止するため、トナー量が少ない上流側端部51付近についてスペーサ50によりトナーをブロックする。従って、十分撹拌されていないトナーが現像ローラー21Aへ供給されることを抑止できる。つなり、トレードオフの関係にあるトナーの凝集による補給不良の問題と、トナーの急速補給によるカブリの発生の問題との双方を解決することができる。
また、第1空間P1及び第2空間P2が、トナー補給口25よりも左右方向に大きい幅を有しているので、トナー補給口25の周辺を覆うようにトナーの滞留部29(図3)を形成することができる。このため、補給トナーの補給及び前記補給の停止を安定して実現することができる。さらに、トナー補給口25から流入したトナーが、トナー補給口25の第1方向D1の上流側及び下流側の双方に進入することができる。このため、第1空間P1においてトナーの圧力が増大し難くすることができる。
以上、本発明の実施形態に係る現像装置20及びこれを備えたプリンター100について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、プリンター100としてモノクロプリンターをもって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。プリンター100は、タンデム式のカラープリンターなどであってもよい。また、本発明に係る画像形成装置は、FAX、複合機などのその他の構造からなるものでも良い。
また、上記の実施形態では、搬送能力抑制部として、第1攪拌スクリュー21Bの抑制パドル28が、隣接する第1螺旋羽根21B2間に配置された板状部材からなる態様にて説明した。これに代えて、搬送能力抑制部を、第1螺旋羽根21B2が部分的に欠落された形状からなるものとしてもよい。
100 プリンター(画像形成装置)
121 感光体ドラム(像担持体)
20 現像装置
200 現像ハウジング(ハウジング)
200H 側壁
200K 天井部
200U ハウジング天板
20H コンテナ装着部(装着部)
21A 現像ローラー
21A1 ローラー軸(第1軸部)
21B 第1攪拌スクリュー(現像剤搬送部材)
21B1 第1スクリュー軸(第2軸部)
25 トナー補給口(現像剤補給口)
251 第1端縁
252 第2端縁
260 現像剤搬送路
261 第1搬送路
262 第2搬送路
265 仕切り板
28 抑制パドル(搬送能力抑制部)
30 トナーコンテナ(現像剤収容容器)
30P トナー排出口(現像剤排出口)
50 スペーサ
50S 傾斜面(天面)
51 上流側端部
52 下流側端部
L1 第1領域
L2 第2領域
P1 第1空間
P2 第2空間

Claims (6)

  1. 天板を含むハウジングと、
    第1軸部を備え、前記ハウジングに前記第1軸部を回転軸として回転可能に支持され、周面に静電潜像が形成される像担持体に現像剤を供給する現像ローラーと、
    前記現像剤が前記第1軸部の軸方向に沿った第1方向に搬送される第1搬送路と、前記現像ローラーと前記第1搬送路との間に配置され、前記現像剤が前記第1方向とは反対の第2方向に搬送される第2搬送路と、を含み、上方を前記天板によって覆われ、前記現像剤が循環搬送される現像剤搬送路と、
    前記ハウジングに配置され、両端部において前記第1搬送路と前記第2搬送路とを連通させるように、前記軸方向に沿って前記第1搬送路と前記第2搬送路とを仕切る仕切り板と、
    前記第1搬送路の上方において前記天板に開口され、所定の現像剤収容容器から排出された補給現像剤が流入する現像剤補給口と、
    前記第1搬送路に配置され、前記第1軸部と平行な第2軸部を備え、前記第2軸部を回転軸として回転され、前記現像剤補給口の下方を通過するように前記現像剤を前記第1方向に搬送する現像剤搬送部材と、
    前記現像剤補給口よりも前記第1方向下流側において、前記現像剤搬送部材の前記現像剤の搬送能力を部分的に抑制し、前記第1搬送路のうち前記現像剤補給口が対向する領域に前記現像剤の滞留部を形成する搬送能力抑制部と、を含み、
    前記現像剤搬送路の現像剤量が増大すると前記滞留部の前記現像剤が前記現像剤補給口を下方から封止し、前記現像剤搬送路の現像剤量が減少すると、前記滞留部と前記現像剤補給口との間に隙間が生じることで、前記現像剤補給口から前記第1搬送路に前記補給現像剤が流入する現像剤の補給形態が取られる現像装置であって、
    前記ハウジングは、前記仕切り板に対向して前記第1方向に延びるように立設され、前記仕切り板とは反対側で前記第1搬送路を画定する側壁を備え、
    前記現像剤搬送部材の外周部が、前記第2軸部と前記仕切り板との間の第1領域を上方から下方に移動し、前記第2軸部と前記側壁との間の第2領域を下方から上方に移動するように、前記現像剤搬送部材が回転駆動され、
    前記現像剤補給口は、前記側壁側において前記第1方向に延びる第1端縁よりも前記第2軸部側において前記第1方向に延びる第2端縁の方が高い位置に配置されるように、前記第2領域の上方に傾斜した開口であり、
    前記第2軸部と直交し、かつ、前記現像剤補給口を通る断面で見た場合、前記ハウジングは、前記第1搬送路の前記第2領域の上方に形成され、前記現像剤補給口と前記第1搬送路とを鉛直方向において連通する第1空間と、前記第1搬送路の前記第1領域の上方で、前記第1搬送路に連通するように前記仕切り板よりも高い位置まで形成され、かつ、水平方向において前記第1空間に連通する第2空間と、を備え、
    前記天板は、前記第2空間の上面部を画定する天井部を備え、
    前記天井部は、前記第1空間から前記第2空間への前記現像剤の流入を、前記第1方向の下流側よりも上流側において多く規制する形状を具備する、現像装置。
  2. 請求項1に記載の現像装置において、
    前記天井部は、前記第1方向の上流側において前記第2空間の上下幅が狭く、前記第1方向の下流側において前記第2空間の上下幅が広くなる形状を持つ天面を有する、現像装置。
  3. 請求項2に記載の現像装置において、
    前記天面が、前記第1方向の上流側端部が最も低い位置にあり、前記第1方向の下流側端部が最も高い位置にあり、前記上流側端部から前記下流側端部に向けて徐々に高さ位置が変化する傾斜面である、現像装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置において、
    前記第1方向において、前記第1空間及び前記第2空間は、前記現像剤補給口よりも大きい幅を有している、現像装置。
  5. 静電潜像及び現像剤像を担持する周面を有する像担持体と、
    前記像担持体に現像剤を供給する、請求項1〜4いずれか1項に記載の現像装置と、
    前記現像装置に補給現像剤を供給する現像剤収容容器と、
    前記像担持体が担持する前記現像剤像をシートに転写する転写部と、
    を備える画像形成装置。
  6. 請求項5に記載の画像形成装置において、
    前記現像装置の前記ハウジングは、前記現像剤収容容器が装着される装着部を前記天板に備え、
    前記現像剤収容容器は、前記補給現像剤が排出される現像剤排出口を備え、
    前記現像剤収容容器が、前記第1方向と直交する装着方向に沿って前記装着部に装着された後、前記装着部において前記第1方向と平行に延びる軸心回りに回転されることによって、前記現像剤排出口が、前記現像剤補給口の上方に配置されると共に前記現像剤補給口に連通し、
    前記天板は、前記現像剤収容容器の前記軸心回りの回転における回転軌跡に沿うように湾曲した湾曲部を備え、
    前記現像剤補給口は前記湾曲部に開口され、当該湾曲部の湾曲形状によって、前記現像剤補給口の前記第1端縁よりも前記第2端縁の方が高い位置関係が実現されている、画像形成装置。
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