JP2010191049A - トナーカートリッジ装填構造及び画像形成装置 - Google Patents

トナーカートリッジ装填構造及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】トナーカートリッジ装填構造を支持する支持部材の剛性を高めることができるトナーカートリッジ装填構造及び画像形成装置を得る。
【解決手段】把持部118を把持した状態で、トナーカートリッジ11の一端をフロントフレーム部に形成された装填口へ装填させる。トナーカートリッジ11を装填しようとすると、突起部124がガイド溝126に案内され、収容部材110は周方向に回転してシャッター部材114を備える開口部112は下方を向いて停止する。このように、収容部材110を回転させることで開口部112が下方を向くようになっており、これにより、フロントフレーム部の装填口に設けられるシャッター部材が通過する切欠を下側に設ける必要がなくなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、トナーカートリッジ装填構造及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、補給用トナーを収容するトナーカートリッジについて記載されている。
詳細には、このトナーカートリッジには、トナーを排出する排出口と、排出口を開放・閉止する蓋体が設けられており、作業者がトナーカートリッジを装置本体に装着後、作業者がトナーカートリッジを回転させることで、蓋体が可動し排出口が開放されるようになっている。
特開平9−106165号公報
本発明は、トナーカートリッジ装填構造を支持する支持部材の剛性を高めることが課題である。
本発明の請求項1に係るトナーカートリッジ装填構造は、補給用のトナーが収容されると共に、トナーを装置本体に供給する開口部が設けられた円筒状の収容部材と、前記収容部材の一端部に設けられ、前記収容部材に対して周方向に回転可能とされる把持部材と、前記把持部を把持して前記収容部材を装置本体に装填させると、前記開口部が下方へ向くように前記収容部材を周方向へ回転させる案内手段と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係るトナーカートリッジ装填構造は、請求項1に記載において、前記案内手段は、前記収容部材の外周面に設けられた突起部と、前記収容部材が装置本体に装填されると前記突起部を案内して前記収容部材を回転させるガイド溝と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項3に係るトナーカートリッジ装填構造は、請求項2に記載において、前記ガイド溝は、装置本体に装填された前記収容部材の外周面の下端部と接する水平面より上側に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項4に係るトナーカートリッジ装填構造は、請求項1〜3何れか1項に記載において、前記把持部材には、作業者が把持可能な把持位置と、把持できない非把持位置とを移動する把持部が設けられ、前記把持部を把持位置に移動すると、前記収容部材と前記把持部材を相対回転可能とし、前記把持部を非把持位置に移動すると、前記収容部材と前記把持部材を相対回転不可能とする回転規制部材が設けられることを特徴とする。
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、請求項1〜4何れか1項に記載のトナーカートリッジ装填構造と、前記トナーカートリッジ装填構造を支持すると共に、前記トナーカートリッジ装填構造に設けられた収容部材が装填される装填口を備える支持部材と、を備え、前記収容部材に備えられた開口部を開閉するシャッター部材が通過する切欠が前記装填口の斜め上方又は上方に設けられることを特徴とする。
本発明の請求項1の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、トナーカートリッジ装填構造を支持する支持部材の剛性を高めることができる。
本発明の請求項2の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、簡易な構成で収容部材を回転させることができる。
本発明の請求項3の構成によれば、本構成を有さない場合と比して、トナーカートリッジ装填構造を支持する支持部材の剛性を高めることができる。
本発明の請求項4の構成によれば、本構成を有しない場合と比して、本構成を有さない場合と比して、収容部材の装置本体への装填作業性を向上させることができる。
本発明の請求項5の構成によれば、本構成を有しない場合と比して、支持部材の剛性を確保した上で、装置本体を小型化することができる。
本発明の実施形態に係る交換ユニットの一例が採用された画像形成装置を図1〜図9に従って説明する。
(全体構成)
図9に示されるように、画像形成装置10の内部には、画像処理装置(図示省略)が設けられている。画像処理装置は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに画像処理を施すようになっている。
画像形成装置10内部の上方には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各トナーを収容するトナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(黒)の各色に対応する部材の符号にY、M、C、Kを付与して区別する。
さらに、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kには、それぞれトナー供給路(図示省略)の一端が接続されている。また、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kは、交換可能とされており、空のトナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kを取り出して、新しいトナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kを装填できるようになっている。なお、トナーカートリッジ装填構造100については、詳細を後述する。
さらに、画像形成装置10内部の中央には、Y、M、C、Kの現像剤に対応する4つの画像形成ユニット12(12Y、12M、12C、12K)が、右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている(図7参照)。
この現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路の他端が、4つの画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kにそれぞれ接続されており、各色のトナーが各画像形成ユニット12に供給されるようになっている。
一方、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの上方には、転写部14が設けられている。転写部14は、中間転写体の一例としての中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の内側に配置され、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの各トナー画像を中間転写ベルト16に多重転写させる4つの一次転写部材としての一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kと、中間転写ベルト16上で重ねられたトナー画像を、記録媒体としてのシート部材Pに転写させる二次転写ロール20とを有している。
中間転写ベルト16は、図示しないモータで駆動される駆動ロール22と、中間転写ベルト16の張力を調整するテンションロール24と、二次転写ロール20と対向配置されたバックアップロール26との間に巻き掛けられており、駆動ロール22により、矢印X方向(反時計回り方向)に循環駆動されるようになっている。
一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kは、中間転写ベルト16を挟んでそれぞれの画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kに設けられた像保持体としての感光体28(28Y、28M、28C、28K)と対向配置されている。また、一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kは、給電ユニット(図示省略)によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール20も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。
また、中間転写ベルト16の駆動ロール22が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置30が設けられている。クリーニング装置30は、クリーニングブラシ32及びクリーニングブレード34を備えており、クリーニングブラシ32及びクリーニングブレード34によって、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
さらに、画像形成装置10の内部には、画像形成装置10の各部の駆動制御を行う制御ユニット36が設けられている。また、画像形成ユニット12の下側には、帯電された感光体28の表面に各色に対応した露光光L(LY、LM、LC、LK)を照射して静電潜像を形成する露光ユニット40が設けられている。
また、露光ユニット40の内部には、各露光光Lを主走査方向に走査するためのf−θレンズ(図示省略)及びポリゴンミラー42が設けられている。さらに、4本の露光光LY、LM、LC、LKを、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの感光体28に向けて出射するためのガラス窓44Y、44M、44C、44Kが設けられている。
一方、露光ユニット40の下側には、シート部材Pが収納された給紙カセット46が配置されている。また、給紙カセット46の端部から鉛直方向上方には、シート部材Pを搬送する用紙搬送路50が設けられている。
用紙搬送路50には、シート部材Pを給紙カセット46から送り出す給紙ロール48と、シート部材Pを1枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対52と、中間転写ベルト16上の画像の移動タイミングとシート部材Pの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール54とが設けられている。
また、二次転写ロール20の上方には、定着装置60が設けられている。定着装置60は、加熱された加熱ロール62と、この加熱ロール62に圧接された加圧ロール64とを備えている。ここで、二次転写ロール20によって各色のトナー画像が転写されたシート部材Pは、加熱ロール62と加圧ロール64との圧接部で熱及び圧力により定着され、シート部材Pの搬送方向下流側に設けられた排紙ロール66によって、画像形成装置10の上部に設けられた排出トレイ68に排出されるようになっている。また、トナー画像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト16の表面は、クリーニング装置30によって残留トナーや紙粉等が除去される。
次に、画像形成ユニット12について説明する。
ここでは、一例として、画像形成ユニット12Mについて説明する。なお、他の各色に対応した画像形成ユニット12Y、12C、12Kは、画像形成ユニット12Mと同様の構造であるため、説明を省略する。また、画像形成ユニット12の各構成部材については、符号Mを省略して表示する。
図8に示されるように、画像形成ユニット12は、矢印A(時計回り)方向に回転駆動される感光体28を備えている。
さらに、画像形成ユニット12には、感光体28の表面に接触して感光体28を一様に帯電する帯電部材としての帯電ロール72と、前述の露光光Lにより感光体28上に形成された静電潜像を各色の現像剤(トナー)で現像する現像部70と、転写後の感光体28の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプ74と、除電後の感光体28の表面を清掃する感光体清掃部材としてのクリーニングユニット76とが設けられている。帯電ロール72、現像部70、イレーズランプ74、及びクリーニングユニット76は、感光体28の表面と対向して、感光体28の回転方向上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。
帯電ロール72は、画像形成ユニット12の筐体に回転可能に設けられ、帯電ロール72の外周面で感光体28と反対側には、帯電ロール72の表面に付着したトナー等を取り除くクリーニングロール79が回転可能に設けられている。
現像部70は、画像形成ユニット12の左端部に配置され、現像剤Gが充填された現像剤収容室80と、現像剤収容室80と感光体28の間に設けられた現像室82と、現像剤収容室80及び現像室82の下側に設けられ、現像剤収容室80から供給された現像剤Gを攪拌(混合)して現像室82に搬送する攪拌搬送室84とを有している。
現像剤収容室80の上部には、矩形状の第1開口部83が形成されている。そして、第1開口部83を介して外部から現像剤Gが流入され充填されている。
さらに、現像剤収容室80の下部には、矩形状の第2開口部87が形成されている。ここで、現像剤収容室80と攪拌搬送室84は、第2開口部87を介して連通しており、現像剤収容室80に充填され現像剤収容室80内を流下した現像剤Gは、第2開口部87を通って攪拌搬送室84に流入するようになっている。
ここで、第2開口部87は、予め、封止部材85Bで封止されており、画像形成装置10への画像形成ユニット12の取付け前に、封止部材85Bが画像形成ユニット12の一方の側面から引き抜かれることで、開放されるようになっている。
攪拌搬送室84は、仕切壁93で仕切られ、第1攪拌路84Aと第2攪拌路84Bの2条の攪拌路が設けられている。仕切壁93の両端部位置には、開口された連通口が(図示省略)が形成されており、連通口によって、第1攪拌路84Aと第2攪拌路84Bが連通している。
第2攪拌路84Bの上面は開口となっており、上方に現像ロール78が配置され、現像室82と連通している。
第1攪拌路84Aの一端(図8の紙面奥側)は、トナー供給路が接続されるトナー供給口が形成されている。これにより、トナーカートリッジ11(図9参照)のトナーが、トナー供給路を流下して、画像形成ユニット12に供給されるようになっている。
また、第1攪拌路84Aには、第1攪拌搬送部材91が配置されている。同様にして、第2攪拌路84Bには、第2攪拌搬送部材92が配置されている。第1攪拌搬送部材91が矢印C方向、第2攪拌搬送部材92が矢印D方向(矢印C、Dは異なる方向)にそれぞれ回転することで、攪拌搬送室84内の現像剤Gは、供給されたトナーと混合され、それぞれ第1攪拌路84A内、及び第2攪拌路84B内を攪拌混合されながら搬送されて、第1攪拌路84Aと第2攪拌路84Bとの間を循環するようになっている。
さらに、現像室82には、感光体28の長手方向を軸方向とし、矢印B方向(反時計方向)に回転し、現像時に現像剤G中のトナーを感光体28の潜像に向けて移動させ、トナー画像を形成させる現像ロール78が設けられている。さらに、現像室82は、層規制部材としての薄層形成ロール97が設けられている。
次に、画像形成装置10の画像形成工程について説明する。
図9に示すように、画像処理装置(図示省略)で画像処理が施された画像データは、さらにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の色材階調データに変換され、露光ユニット40に順次出力される。露光ユニット40では、各色の色材階調データに応じて各露光光Lを出射して、各感光体28に走査露光を行い、静電潜像が形成される。
感光体28上に形成された静電潜像は、現像部70(図8参照)によって、各色のトナー画像として顕在化され現像が行われる。そして、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの感光体28上に順次形成された各色のトナー画像は、4つの一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kによって中間転写ベルト16上に順次多重転写される。
中間転写ベルト16上に多重転写された各色のトナー画像は、二次転写ロール20によって、搬送されてきたシート部材P上に二次転写される。そして、シート部材P上の各色のトナー画像が定着装置60で定着され、定着後のシート部材Pは、排出トレイ68に排出される。
トナー画像の転写工程が終了した後の感光体28の表面は、クリーニングユニット76によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置30で除去される。
(要部構成)
次に、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kを装填するトナーカートリッジ装填構造100Mについて説明する。なお、他の各色に対応したトナーカートリッジ装填構造100Y、100C、100Kは、トナーカートリッジ装填構造100Mと同様の構造であるため、説明を省略する。また、トナーカートリッジ装填構造100Mの各構成部材については、符号Mを省略して表示する。
図2に示されるように、トナーカートリッジ装填構造100に備えられたトナーカートリッジ11には、補給用のトナーが収容されると共に、トナーを装置本体のトナー供給路に供給する開口部112が一端に形成された円筒状の収容部材110が設けられている。
さらに、収容部材110の開口部112を開閉するシャッター部材114が備えられ、収容部材110の他端には、収容部材110に対して周方向に回転可能とされる把持部材116が設けられている。詳細には、把持部材116には、周方向に沿って長穴状の案内穴116Aが形成され、この案内穴116A内を周方向に移動可能な、凸部110Aが収容部材110の外表面に設けられている。この構成により、把持部材116は、収容部材110に対して周方向に回転可能とされている。なお、シャッター部材114は図示せぬ付勢部材に付勢され、通常時には、付勢部材によって付勢され、開口部112を閉止するようになっている。
さらに、図3(A)(B)(C)に示されるように、把持部材116には、作業者が把持可能な把持位置(図3(B)参照)と、把持できない非把持位置(図3(A)(C)参照)とを移動する環状の把持部118が設けられている。
詳細には、把持部118には、円柱状の軸118Aが形成されており、軸118Aが、把持部材116の本体部120に回転可能に支持されることで、把持部118が把持位置と非把持位置の間を回転移動可能となっている。
さらに、案内穴116Aの両端部に配置された凸部110Aの移動を禁止する円弧状のストッパー部材128が設けられている。また、ストッパー部材128は、把持部118の軸118Aとリンク機構122で連結されている。そして、図3(A)(C)に示されるように、把持部118を非把持位置に移動させると、ストッパー部材128は、リンク機構122より移動力が伝達され凸部110Aの移動を禁止する移動禁止位置へ移動するようになっている。
これに対し、図3(B)に示されるように、把持部118を把持位置に移動させると、ストッパー部材128は、リンク機構122より移動力が伝達され凸部110Aの移動を許可する移動許可位置へ移動するようになっている。
一方、図6に示されるように、トナーカートリッジ装填構造100は、支持部材としてのフレーム部材102に支持されている。
詳細には、フレーム部材102には、トナーカートリッジ11が装填される側である前側に配置された板状のフロントフレーム部104と後側に配置されたリアフレーム部106とを備えている。
そして、装置本体に装填される収容部材110を保持する円孔状の保持部材108が、その両端部をフロントフレーム部104とリアフレーム部106に固定されることで支持されている。
図2に示されるように、保持部材108に保持される収容部材110の一端側には、円柱状の突起部124が開口部112と反対側に形成され、保持部材108には、この突起部124を案内するガイド溝126が設けられている。そして、このガイド溝126は、矢印D方向から装填される収容部材110の周方向の位置を収容部材110に形成された突起部124を案内しながら規制するようになっている。
詳細には、図1(A)(B)(C)、図4(A)(B)(C)に示されるように、トナーカートリッジ11を装置本体へ装填しようとすると、斜め上方を向いていた開口部112が装填完了後に下方へ向くように、ガイド溝126の形状は決められている。
この際に、収容部材110に形成された凸部110Aは、案内穴116Aの一端(図3(A))から案内穴116Aの他端(図3(C))へ移動するようになっている。
そして、図4(A)(B)(C)に示されるように、このガイド溝126は、装置本体に装填された収容部材110の外周面の下端部と接する水平面(図4に示すF面)より上側に配置されるようになっている。
また、図5、図6に示されるように、保持部材108の 前側を支持するフロントフレーム部104には、カートジッリ11が装填される装填口130が設けられ、装填口130には、突起部124が通過する切欠132と、開口部112を開閉するシャッター部材114が通過する切欠134が形成されている。
詳細には、図4(A)に示されるように、切欠132と切欠134は、対向するように設けられ、装置本体に装填された収容部材110の外周面の下端部と接する水平面(図4に示すF面)より上側に配置されるようになっている。
(作用)
次に、新しいトナーカートリッジ11を装置本体に装填する装填作業について説明する。
図3(A)に示されるように、把持部118は非把持位置され、ストッパー部材128は案内穴116Aの一端部に配置される凸部110Aの移動を禁止する移動禁止位置に配置されている。
図3(B)に示されるように、作業者は把持部118を非把持位置から把持位置へ移動させて把持する。把持部118を非把持位置から把持位置へ移動させると、リンク機構122が可動してストッパー部材128を移動禁止位置から移動許可位置へ移動させる。これにより、収容部材110は、把持部材116に対して周方向に回転可能となる。
図1(A)、図4(A)、図5に示されるように、把持部118を把持した状態で、トナーカートリッジ11の一端をフロントフレーム部104に形成された装填口130へ装填させる。
把持部118を水平状態に保ちながら装填口130に向けて収容部材110をアプローチさせると、収容部材110に備えられた突起部124及びシャッター部材114が切欠132及び切欠134を通過する。
図1(B)、図4(B)に示されるように、把持部118を水平状態に保ちながら収容部材110を押し込むと、切欠132を通過した突起部124がガイド溝126に案内され、収容部材110は周方向に回転する。
図1(C)、図4(C)に示されるように、収容部材110が周方向に回転することで、斜め上方に向いていた開口部112及びシャッター部材114も回転し、収容部材110を押し切ると(装填が終了すると)、開口部112及びシャッター部材114は下方を向いて停止する。
回転途中でシャッター部材114は、図示せぬ開放部材と当り、シャッター部材114は、付勢部材の付勢力に対向して移動して下方を向く開口部112を開放させる。これより、収容部材110に収容されたトナーがトナー供給路へ供給可能となる。
以上説明したように、収容部材110を回転させることで開口部112を下方に向くようになっており、これにより、フロントフレーム部104の装填口130の切欠132及び切欠134は、装置本体に装填された収容部材110の外周面の下端部と接する水平面(図4に示すF面)より上側に配置される。つまり、切欠を、収容部材110の外周面の下端部と接する水平面(F面)より下側に配置する必要がない。
そして、切欠を下側に設ける必要がないため、フロントフレーム部104の剛性が高くなる。さらには、トナーカートリッジ装填構造100を下方に配置することが可能となり、画像形成装置10の高さが下がる。
(A)(B)(C)本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造を示し、トナーカートリッジが装填される状況を時系列で示した斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造を示した拡大斜視図である。 (A)(B)(C)本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造に採用された把持部材及び把持部等を示した斜視図である。 (A)(B)(C)本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造を示し、トナーカートリッジが装填される状況を時系列で示した正面図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造及びトナーカートリッジ装填構造を支持するフレーム部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造及びトナーカートリッジ装填構造を支持するフレーム部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造が採用された画像形成装置の画像形成ユニットを示した正面図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造が採用された画像形成装置の画像形成ユニットを示した正面図である。 本発明の実施形態に係るトナーカートリッジ装填構造が採用された画像形成装置を示した概略構成図である。
10 画像形成装置
100 トナーカートリッジ装填構造
102 フレーム部材(支持部材)
104 フロントフレーム部(支持部材)
106 リアフレーム部(支持部材)
110 収容部材
112 開口部
114 シャッター部材
116 把持部材
118 把持部
122 リンク機構(回転規制部材)
124 突起部
126 ガイド溝
128 ストッパー部材(回転規制部材)
130 装填口
134 切欠

Claims (5)

  1. 補給用のトナーが収容されると共に、トナーを装置本体に供給する開口部が設けられた円筒状の収容部材と、
    前記収容部材の一端部に設けられ、前記収容部材に対して周方向に回転可能とされる把持部材と、
    前記把持部を把持して前記収容部材を装置本体に装填させると、前記開口部が下方へ向くように前記収容部材を周方向へ回転させる案内手段と、
    を備えるトナーカートリッジ装填構造。
  2. 前記案内手段は、
    前記収容部材の外周面に設けられた突起部と、
    前記収容部材が装置本体に装填されると前記突起部を案内して前記収容部材を回転させるガイド溝と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のトナーカートリッジ装填構造。
  3. 前記ガイド溝は、装置本体に装填された前記収容部材の外周面の下端部と接する水平面より上側に配置される請求項2に記載のトナーカートリッジ装填構造。
  4. 前記把持部材には、作業者が把持可能な把持位置と、把持できない非把持位置とを移動する把持部が設けられ、
    前記把持部を把持位置に移動すると、前記収容部材と前記把持部材を相対回転可能とし、前記把持部を非把持位置に移動すると、前記収容部材と前記把持部材を相対回転不可能とする回転規制部材が設けられる請求項1〜3何れか1項に記載のトナーカートリッジ装填構造。
  5. 請求項1〜4何れか1項に記載のトナーカートリッジ装填構造と、
    前記トナーカートリッジ装填構造を支持すると共に、前記トナーカートリッジ装填構造に設けられた収容部材が装填される装填口を備える支持部材と、
    を備え、
    前記収容部材に備えられた開口部を開閉するシャッター部材が通過する切欠が前記装填口の斜め上方又は上方に設けられる画像形成装置。
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