JP2014044340A - 画像形成装置 - Google Patents

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英司 天竺
Hiroshi Kubota
宏 久保田
Yasuyuki Ishiguro
康之 石黒
Hisashi Kunihiro
久志 國廣
Hitoshi Nagahama
均 長濱
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Abstract

【課題】部品点数が少なく、簡単かつ安価な構成にてトナーカートリッジを固定する。
【解決手段】画像形成装置は、トナーカートリッジ71を固定機構部111の嵌合受部71fに嵌合凸部65eを嵌合させて装着完了位置に固定する。トナーカートリッジ71は、斜め上方から斜め下方、その逆方方向への移動により、嵌合凸部71dと凸壁部65aとの嵌合、解除が生じ、嵌合状態にて装着完了位置およびその逆方へ回転可能となる。
【選択図】図11

Description

本発明は、トナーカートリッジを備え、トナーカートリッジから供給されるトナーにより可視像を形成する画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、印刷する画像に応じた静電潜像を感光体に形成し、その静電潜像を現像装置から供給するトナーにより可視化している。また、現像によって現像装置のトナーが消費された場合には、トナーカートリッジから現像装置に適宜トナーが補充される。さらに、トナーカートリッジは、トナーが空になると新しいものと交換される。
ここで、従来、スモールオフィスやホームオフィスにて使用される画像形成装置は、小型化および省スペース化が促進されている。一方、スモールオフィスやホームオフィスでは、画像形成装置の側方に書類ファイルや書籍、書棚、キャビネット等が配置されている場合が多く、トナーカートリッジの交換スペースにも制限を受け易くなっている。
そこで、特許文献1に記載されている画像形成装置では、画像形成装置に対してトナーカートリッジを斜め上下方向に挿入および抜脱する構成が採用されている。具体的には、画像形成装置の側面に、下方に開くサイドカバーが設けられ、サイドカバーにはカートリッジ収納部が設けられている。トナーカートリッジは、サイドカバーを開いた状態にて、カートリッジ収納部に対して、斜め上下方向に挿入および抜脱が可能となっている。また、トナーカートリッジは、サイドカバーを閉じることにより画像形成装置の所定位置に装着されるようになっている。
特許文献1の構成では、上記のように、トナーカートリッジは、まずサイドカバーに設けられたカートリッジ収納部に挿入され、その後、サイドカバーを閉じることにより、画像形成装置に装着されるようになっている。これに対し、画像形成装置では、カートリッジ自体を画像形成装置に対して直接装着する例も多数存在する。
例えば、特許文献2に記載されている構成では、ホルダに装着されたインクカートリッジを抜け不能に保持する係合爪を有するロックアーム体を備え、ロックアーム体には、バネ弾性体からなる付勢手段を係合させ、付勢手段は、ロックアーム体の係合爪を付勢し、係合爪をホルダに装着されたインクカートリッジに係合させるようになっている。また、付勢手段は、インクカートリッジがホルダに挿入されるとき、インクカートリッジの挿入方向への移動につれて、係合爪がインクカートリッジに係合する方向に、ロックアーム体を弾性変形させるようになっている。
また、特許文献3に記載されている構成では、インクカートリッジを収納するためのインクキャリアに回動可能に取り付けられたバネ性を有するコの字形状の支持軸と、コの字形状の支持軸の中央部に回転可能に設けられ、インクカートリッジの上面と前面との交差部を固定するための固定部材とを備えている。インクカートリッジは、コの字形状の支持軸のバネ力によって、固定部材をインクカートリッジの上面と前面との交差部に押圧することにより固定されるようになっている。
特開2008−216451号公報(2008年9月18日公開) 特開2006−044236号公報(2006年2月16日公開) 特開2002−240314号公報(2002年8月28日公開)
特許文献2に記載の構成は、ロックアーム体にバネ弾性体からなる付勢手段を係合させ、係合爪をホルダに装着されたインクカートリッジに係合させるものであるから、ロックアーム体、バネ弾性体および係合爪などが必要となり、部品点数が多くなる。このため、生産性が低く、かつ高価な構成となっている。
また、特許文献3に記載の構成は、部品点数が少ないものの、支持軸に固定部材を挿入後、支持軸を曲げ加工する必要がある。このため、生産性が低く、生産コストが上昇する結果、高価な構成となっている。
したがって、本発明は、画像形成装置に装着されたトナーカートリッジを固定する構成を部品点数が少なく、簡単かつ安価な構成とすることができる画像形成装置の提供を目的としている。
上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、トナーカートリッジと、画像形成装置の縦壁部に設けられ、前記トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部と、前記トナーカートリッジに設けられた第1嵌合部、および前記トナーカートリッジ装着部に設けられた第2嵌合部を有し、前記トナーカートリッジが前記トナーカートリッジ装着部に対する装着完了位置に配置された状態にて前記第1嵌合部と前記第2嵌合部とが嵌合し、前記トナーカートリッジを前記装着完了位置に固定する固定機構部と、前記トナーカートリッジの下部に設けられた第1部材、および前記トナーカートリッジ装着部の前記下部に対応する位置に設けられた第2部材を有し、前記トナーカートリッジの前記縦壁部に対する斜め上方から斜め下方への移動およびその逆方方向への移動により、それぞれ前記第1部材と前記第2部材との嵌合状態および嵌合解除状態が生じ、前記嵌合状態にて、前記下部を中心として前記トナーカートリッジを起立した状態の前記装着完了位置およびその逆方向位置へ回転可能に保持する装着機構部とを備えていることを特徴としている。
上記の構成によれば、画像形成装置の縦壁部に対するトナーカートリッジの斜め上方から斜め下方への移動により、装着機構部における、トナーカートリッジの下部に設けられた第1部材とトナーカートリッジ装着部の下部に対応する位置に設けられた第2部材との嵌合状態が生じる。一方、トナーカートリッジの上記の移動とは逆方向への移動により、第1部材と第2部材との嵌合解除状態が生じる。
トナーカートリッジは、装着機構部の第1部材と第2部材との嵌合状態において、トナーカートリッジ装着部の下部(第1部材と第2部材との嵌合部)を中心として起立した状態の前記装着完了位置およびその逆方向位置へ回転可能に保持される。
トナーカートリッジがトナーカートリッジ装着部に対する装着完了位置(例えばトナーを画像形成装置へ補給する補給位置)に配置されると、固定機構部における、トナーカートリッジに設けられた第1嵌合部とトナーカートリッジ装着部に設けられた第2嵌合部とが嵌合し、トナーカートリッジは装着完了位置に固定される。
したがって、トナーカートリッジに設けられた第1嵌合部、およびトナーカートリッジ装着部に設けられた第2嵌合部を有する、部品点数が少なく、簡単かつ安価な構成の固定機構部により、トナーカートリッジを装着完了位置に固定することができる。
また、トナーカートリッジの縦壁部に対する斜め上方から斜め下方への移動およびその逆方方向への移動により、装着機構部のそれぞれ第1部材と前記第2部材との嵌合状態および嵌合解除状態が生じるようになっているので、画像形成装置に対するトナーカートリッジの交換作業は、狭い作業空間にて行うことができる。したがって、画像形成装置の周りに作業空間を確保し難いスモールオフィスやホームオフィスに好適な構成となっている。
また、トナーカートリッジは、装着機構部における第1部材と第2部材との嵌合状態にて、下部を中心として起立した状態の装着完了位置およびその逆方向位置へ回転可能に保持されるようになっている。
したがって、例えば、トナーカートリッジを開閉扉等のトナーカートリッジ保持部材に一旦保持させた後、トナーカートリッジ保持部材を回転させてトナーカートリッジを装着完了位置に配置する構成と比較して、経年によるトナーカートリッジ保持部材の変形の影響を受けることなく、トナーカートリッジを長期に亘って正確に装着完了位置に配置することができる。
上記の画像形成装置において、前記固定機構部の前記第1嵌合部は、前記装着機構部の前記第1部材と前記第2部材との嵌合部から最も離れた、前記トナーカートリッジの一端面に設けられている構成としてもよい。
上記の構成によれば、固定機構部の第1嵌合部は、装着機構部の第1部材と第2部材との嵌合部から最も離れた、トナーカートリッジの一端面に設けられているので、トナーカートリッジを回転させて起立した状態の装着完了位置に配置する場合において、第1嵌合部の回転半径を大きくすることができる。これにより、トナーカートリッジを装着完了位置に固定する場合の固定機構部の第1嵌合部と第2嵌合部との嵌合動作の安定性を高めることができる。
上記の画像形成装置において、前記固定機構部の前記第1嵌合部は、前記トナーカートリッジの上面に設けられている構成としてもよい。
上記の構成によれば、固定機構部の第1嵌合部は、トナーカートリッジの上面に設けられているので、トナーカートリッジを回転させて起立した状態の装着完了位置に配置する場合において、第1嵌合部の回転半径を大きくすることができる。これにより、トナーカートリッジを装着完了位置に固定する場合の固定機構部の第1嵌合部と第2嵌合部との嵌合動作の安定性を高めることができる。
また、作業者は、トナーカートリッジを回転させて装着完了位置に配置する場合に、固定機構部の第1嵌合部と第2嵌合部との嵌合状態を目視により確認し易くなり、トナーカートリッジを装着完了位置に配置する作業を容易に行うことができる。
上記の画像形成装置において、前記縦壁部は画像形成装置のフレームであり、前記トナーカートリッジおよび前記トナーカートリッジ装着部は、前記フレームと画像形成装置の筐体との間の空間に設けられている構成としてもよい。
上記の構成によれば、トナーカートリッジおよびトナーカートリッジ装着部は、画像形成装置のフレームと画像形成装置の筐体との間の空間を利用して設けられているので、画像形成装置の小型化を促進することができる。
上記の画像形成装置において、前記トナーカートリッジは、画像形成装置の左または右のいずれか一方の側面の側に装着され、前記トナーカートリッジの下には、回収された廃棄用トナーを収容する廃トナーボックスが着脱可能に装着され、画像形成装置の筐体には、前記トナーカートリッジおよび前記廃トナーボックスの装着位置を開放可能な側面開閉扉が形成されている構成としてもよい。
上記の構成によれば、トナーカートリッジおよび廃トナーボックスの交換は、同一の側面開閉扉を開放して行われる。
したがって、トナーカートリッジおよび廃トナーボックスの交換作業を容易に行うことができる。その上、画像形成装置に必要な開閉扉の数を少なくすることができるので、画像形成装置の構造を簡素化することができる。
本発明の構成によれば、トナーカートリッジに設けられた第1嵌合部、およびトナーカートリッジ装着部に設けられた第2嵌合部を有する、部品点数が少なく、簡単かつ安価な構成の固定機構部により、トナーカートリッジを装着完了位置に固定することができる。
本発明の実施の形態における画像形成本体装置を右面側から見た場合における画像形成本体装置の内部構造を示す縦断面図である。 図1に示した画像形成本体装置から抜脱した状態のプロセスユニットを示す斜視図である。 本発明の実施の形態の、自動原稿搬送装置を備え、かつ筐体を取り外した状態における画像形成装置の斜視図である。 図3に示したカートリッジ装着部にトナーカートリッジを装着した状態を示す画像形成装置の斜視図である。 図3に示したカートリッジ装着部にトナーカートリッジを装着した状態を示す画像形成本体装置の右面側から見た正面図である。 図5に示したトナーカートリッジを簡略化して示す側面図である。 図6に示したトナーカートリッジの平面図である。 図3に示したカートリッジ装着部を簡略化して示す正面図である。 図8におけるA−A線矢視断面図である。 図8に示したトナーカートリッジを上方から斜め下方に移動させて、嵌合凸部をカートリッジ装着部の嵌合凹部に挿入した状態を示す説明図である。 図8に示したトナーカートリッジのカートリッジ装着部に対する装着が完了した状態を示す説明図である。 図5に示した画像形成本体装置が備えるトナー中間受け部材、およびトナーカートリッジの嵌合受部の構造を示す縦断面図である。 図13(a)は、本発明の実施の形態の画像形成本体装置において、側面開閉扉が閉位置となっている場合の開放角度調整機構部の状態を示す説明図である。図13(b)は、図13(a)に示した開放角度調整機構部を画像形成本体装置の右面側から見た場合の説明図である。 図13(a)に示した側面開閉扉が第1開放位置に開放されている場合の開放角度調整機構部の状態を示す説明図である。 図13(a)に示した側面開閉扉が第2開放位置に開放されている場合の開放角度調整機構部の状態を示す説明図である。 図13(a)に示した側面開閉扉が第3開放位置に開放されている場合の開放角度調整機構部の状態を示す説明図である。 図3に示した画像形成装置の側面開閉扉を有する右面側の位置に書類ファイルが置かれている状態を示す説明図である。 図3に示した画像形成装置がキャビネットに配置され、画像形成装置の側面開閉扉を有する右面側の位置に花瓶が置かれている状態を示す説明図である。
〔実施の形態1〕
(画像形成装置の全体構成)
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置に向かって右側の面を画像形成装置の右面、画像形成装置に向かって左側の面を画像形成装置の左面と称する。
本発明の実施の形態における画像形成装置は、画像形成本体装置の上に自動原稿搬送装置を備えたものとなっている。図1は画像形成本体装置2を右面側から見た場合における、画像形成本体装置2の内部構造を示す縦断面図である。図1においては、左側が画像形成本体装置2の前面側、右側が背面側となっている。
本実施の形態において、画像形成本体装置2はフルカラープリンターである。したがって、画像形成本体装置2は、外部から伝達される画像データに応じて用紙(シート状の記録媒体)にカラー画像を印刷する。ここでは、画像形成本体装置2は、プリンターの場合を例示しているが、コピー機、ファクシミリ装置またはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。この場合、画像形成本体装置2は、外部から伝達される画像データおよび/またはスキャナによって原稿から読み取った画像データに応じて用紙に多色または単色の画像を印刷する。
図1に示すように、画像形成本体装置2は、上下方向の中央部に、プロセスユニット11が設けられている。このプロセスユニット11の下方位置には、上から順次、レーザ光学系ユニット12および給紙カセット13が設けられている。また、プロセスユニット11に対する背面側位置には転写部14が設けられ、転写部14の上方位置には定着部15が設けられている。プロセスユニット11の上方における画像形成本体装置2の筐体23の上面は、排紙トレイ16となっている。
給紙カセット13から排紙トレイ16に至る経路には、用紙搬送路17が形成され、この用紙搬送路17には、給紙カセット13側から排紙トレイ16に向かって、給紙ローラ18、タイミングローラ19、上記転写部14、上記定着部15および排紙ローラ20が設けられている。
プロセスユニット11は、第1〜第4画像形成部31〜34、中間転写ベルトユニット35および転写ベルトクリーニング装置36を備えている。
第1〜第4画像形成部31〜34は、それぞれ、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用となっている。
第1画像形成部31は、感光体ドラム41a、帯電器42a、現像装置43a、中間転写ローラ44aおよび感光体クリーナユニット45aを備えている。
帯電器42aは、各感光体ドラム41aの表面を所定電位に帯電させる。現像装置43aは、感光体ドラム41aがレーザ光学系ユニット12からのレーザ光により露光されて、感光体ドラム41aの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。中間転写ローラ44aは、中間転写ベルト51の裏面に配置され、現像により感光体ドラム41aの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトユニット35の中間転写ベルト61の表面に転写する。感光体クリーニング装置45aは、現像および画像転写後に感光体ドラム41aの表面の残留トナーや紙粉を除去して回収する。
同様に、第2画像形成部32は、感光体ドラム41b、帯電器42b、現像装置43b、中間転写ローラ44bおよび感光体クリーニング装置45aを備えている。第3画像形成部33は、感光体ドラム41c、帯電器42c、現像装置43c、中間転写ローラ44cおよび感光体クリーニング装置45cを備えている。第4画像形成部34は、感光体ドラム41d、帯電器42d、現像装置43d、中間転写ローラ44dおよび感光体クリーニング装置45dを備えている。
中間転写ベルトユニット35は、中間転写ベルト51、並びに中間転写ベルト51を支持する駆動ローラ52、従動ローラ53およびテンションローラ54,55を備えている。
転写ベルトクリーニング装置36は、中間転写ベルト51の表面の残留トナーや紙粉を除去する。
レーザ光学系ユニット12は、各感光体ドラム41a〜41dに対応したレーザ光源12a〜12dを備え、それらレーザ光源12a〜12dから感光体ドラム41a〜41dにレーザ光を照射し、画像形成本体装置2において印刷する画像に応じた静電潜像を感光体ドラム41a〜41dの表面に形成する。
転写部14は、中間転写ベルト51を介して中間転写ベルトユニット35の駆動ローラ52に圧接される転写ローラ14aを備え、中間転写ベルト51の表面のトナー像を給紙カセット13から供給される用紙に転写する。
定着部15は、定着ローラ15aと加圧ローラ15bとを備え、用紙上のトナー像を溶融させて用紙に定着させる。
(画像形成動作)
上記構成の画像形成本体装置2では、カラー画像を印刷する場合に、入力された画像データに応じて、レーザ光学系ユニット12から感光体ドラム41a〜41dに対してレーザ光が照射され、感光体ドラム41a〜41dに静電潜像が形成される。それら、静電潜像は、現像装置43a〜43dから供給されるトナーによって現像され、感光体ドラム41a〜41dの表面に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が形成される。
これらトナー像は、中間転写ベルトユニット35の中間転写ベルト51上の同一位置に、順次重なり合うように転写され、さらに転写部14において用紙上に転写される。
上記用紙は、給紙カセット13から給紙ローラ18により用紙搬送路17に送り出され、タイミングローラ19により中間転写ベルト51上のトナー像と合致するタイミングにて転写部14に供給される。
転写部14においてトナー像が転写された用紙は定着部15に搬送され、定着部15においてトナー像が用紙に定着される。その後、用紙は、排紙ローラ20によって排紙トレイ16上に排出される。
なお、画像形成装置1では、定着部15が背面側に位置しているので、定着部15にて発生した熱(熱風)が画像形成装置1の前面側に位置する使用者に伝わって使用者が不快感を受けるといったことがない。
(プロセスユニット)
ここで、プロセスユニット11は、例えば所定枚数の印刷を経ると新しいものと交換される。この場合、プロセスユニット11は、画像形成本体装置2に対して、画像形成本体装置2の右面側(図1における紙面手前側)に抜脱し、かつ挿入できるようになっている。図2は、画像形成本体装置2から抜脱した状態のプロセスユニット11を示す斜視図である。
図2に示すように、プロセスユニット11では、転写ベルトクリーニング装置36とつながっている廃トナー搬送パイプ36a、および感光体クリーニング装置45a〜45dとつながっている廃トナー搬送パイプ45a1〜45d1が画像形成本体装置2における右面側へ突出している。
次に、画像形成装置1における自動原稿搬送装置、カートリッジ装着部、トナーカートリッジおよび廃トナーボックスの配置状態について説明する。図3は、自動原稿搬送装置3を備え、かつ筐体23を取り外した状態における画像形成装置1の斜視図である。
(自動原稿搬送装置)
図3に示すように、自動原稿搬送装置3は、画像形成本体装置2の上に設けられ、原稿セットトレイ61および排紙トレイ62を備え、原稿セットトレイ61に配置された原稿を原稿読取部(図示せず)に搬送した後、排紙トレイ62上に排出する。原稿読取部は、自動原稿搬送装置3の内部および画像形成本体装置2の上部に設けられている。
(カートリッジ装着部およびトナーカートリッジ)
図3に示すように、プロセスユニット11に対する画像形成本体装置2の右面側位置の上部には、4個のカートリッジ装着部65〜68が設けられ、下部には廃トナーボックス69が設けられている。カートリッジ装着部65〜68は、上下方向に縦長の形状を有し、同じ高さ位置において画像形成装置1の前後方向に並んでいる。カートリッジ装着部65〜68は、隣り合うもの同士がつながって一体となった構造であり、それぞれ現像装置43a〜43dに対応して設けられている。
カートリッジ装着部65〜68には、図4および図5に示すように、それぞれトナーカートリッジ71〜74が装着される。図4は、図3に示したカートリッジ装着部65〜68にトナーカートリッジ71〜74を装着した状態を示す画像形成装置1の斜視図である。図5は、図3に示したカートリッジ装着部65〜68にトナーカートリッジ71〜74を装着した状態を示す画像形成本体装置2の右面側から見た正面図である。
トナーカートリッジ71〜74は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーを収容している。トナーカートリッジ71〜74は、カートリッジ装着部65〜68に装着された状態において、それぞれ対応する現像装置43a〜43dへのトナーの補給が可能になる。一群をなすトナーカートリッジ71〜74は、画像形成本体装置2の右面側において、画像形成本体装置2の前後方向の中心位置に対して、前面寄りの位置に配置されている。
ここで、カートリッジ装着部65〜68の上部は、図12にも示すように、画像形成本体装置2の左右の縦壁部81,82のうちの右側の縦壁部82の内部に配置されている。縦壁部81,82は、排紙トレイ16の左右位置に設けられ、用紙を排紙トレイ16上に保持するために、筐体23の上面が排紙トレイ16の上面よりも高くなるように形成されている。これにより、筐体23の縦壁部82を利用して、縦長のカートリッジ装着部65〜68すなわち縦長のトナーカートリッジ71〜74を効率よく配置でき、かつトナーカートリッジ71〜74は所望の容量を確保し易くなっている。
また、カートリッジ装着部65〜68は、図12に示すように、画像形成本体装置フレームとなるADF用支柱部85に取り付けられている。したがって、トナーカートリッジ71〜74は、ADF用支柱部85(画像形成本体装置フレーム)と側面開閉扉101が形成されている画像形成本体装置2の筐体23との間に装着されている。したがって、トナーカートリッジ71〜74およびカートリッジ装着部65〜68は、画像形成本体装置2(画像形成装置1)に存在する空間を有効に利用して配置されている。
なお、このADF用支柱部85は、縦壁部81の内部にも同様に設けられており、これらADF用支柱部85は、縦壁部81,82上に配置された自動原稿搬送装置3を支持するようになっている。
(廃トナーボックス)
廃トナーボックス69は、薄型の長方形の箱形状となっており、プロセスユニット11の各クリーニング装置にて回収された廃トナーや紙粉を収容する。廃トナーボックス69は、画像形成本体装置2に対して容易に着脱可能となっている。
(トナーカートリッジおよびカートリッジ装着部の詳細構造)
次に、トナーカートリッジ71〜74およびカートリッジ装着部65〜68の構造について説明する。以下では、トナーカートリッジ71およびカートリッジ装着部65を例に説明する。図6は、図5に示したトナーカートリッジ71を簡略化して示す側面図である。図7は、図6に示したトナーカートリッジ71を上から見たときの平面図である。図8は、図3に示したカートリッジ装着部65を簡略化して示す正面図、図9は図8におけるA−A線矢視断面図である。
図8に示すように、トナーカートリッジ71は、上下方向に長い縦長形状に形成され、内部にトナーを収容するトナー収容部71aを備えている。トナー収容部71aの下端部には、トナー補給口71bが形成され、さらにこのトナー補給口71bを開閉するシャッタ71cが設けられている。トナー補給口71bが形成されている下端面は、円弧状に湾曲しており、これに対応して、シャッタ71cは円弧状に形成されている。シャッタ71cは、トナーカートリッジ71がカートリッジ装着部65に装着されていない通常状態において、ばね(図示せず)の作用により閉状態となっている。
トナー収容部71aの両側面には、トナー補給口71bの上、かつトナー補給口71bの位置に近いトナーカートリッジ71の下部の位置に、嵌合凸部(第1部材、装着機構部)71dが設けられている。すなわち、一方の嵌合凸部71dは、画像形成本体装置2の前面方向に突出し、他方の嵌合凸部71dは、画像形成本体装置2の背面方向に突出している。
嵌合凸部71dは、上下の面が円弧状の湾曲面71d1となり、上下の湾曲面71d1の間が両湾曲面71d1間の幅よりも狭い幅の直状部71d2となっている。
トナーカートリッジ71の上面、すなわちトナー収容部71aの上には嵌合受部71f(第1嵌合部)が上方に突出した状態に設けられている。嵌合受部71fはカートリッジ装着部65の嵌合凸部65e(第2嵌合部、図8参照)と共に固定機構部111を構成している。
嵌合受部71fは、画像形成装置1へのトナーカートリッジ71の装着状態での画像形成装置1との対向面側(図中上側)からその反対面側(図中下側)に向かって、嵌合案内部71f1、嵌合保持部71f2およびU字形部71f3を有している。
嵌合案内部71f1は、所定の間隔をおいて互いに対向する2個の円弧状の壁部によって形成されている。嵌合保持部71f2は、嵌合案内部71f1の場合よりも狭い間隔をおいて互いに対向し、嵌合案内部71f1の円弧状の壁部とつながった2個の円弧状の壁部によって形成されている。U字形部71f3は、嵌合保持部71f2の円弧状の壁部とつながったU字形の壁部よって形成されている。
したがって、嵌合案内部71f1と嵌合保持部71f2との接続部、および嵌合保持部71f2とU字形部71f3との接続部は、対向する壁部同士の間隔が狭くなり、くびれた形状となっている。これにより、嵌合受部71fに嵌合される嵌合凸部65e(図8参照)は、画像形成装置1への装着時のトナーカートリッジ71の移動に伴って、嵌合案内部71f1経て嵌合保持部71f2へ到達し、嵌合保持部71f2により包み込まれるようにして保持される。
嵌合案内部71f1、嵌合保持部71f2およびU字形部71f3を形成する壁部の厚みは、トナー収容部71aの周壁部の厚みと同様、1.0mmから2.0mmの範囲に設定されている。また、嵌合受部71fは、トナーカートリッジの樹脂成形時において、トナー収容部71aと同時に成形される。
カートリッジ装着部65は、図8および図9に示すように、画像形成本体装置2の右面に沿って垂直に配置されるカートリッジ対向部65cを有している。また、カートリッジ対向部65cの下端部付近の左右位置(画像形成本体装置2を基準とすれば前面方向位置および背面方向位置)に、凸壁部(第2部材、装着機構部)65aを有している。また、カートリッジ対向部65cの上端部から、画像形成装置1との対向面側(図中左側)とは反対面側(図中下側)に延びる上壁部65dを有している。さらに、上壁部65dの下面には、下方に突出する嵌合凸部65eが設けられている。
両凸壁部65aには、互いに対向する内面に、嵌合凹部(装着機構部)65bが形成されている。嵌合凹部65bは、導入部が直状凹部65b2となり、その先の終端部が円形凹部65b1となっている。直状凹部65b2は、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dにおける直状部71d2よりも若干広い幅であり、円形凹部65b1は、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dにおける両湾曲面71d1の間の幅よりも若干広い径である。また、直状凹部65b2は、垂直上下方向に対して、画像形成本体装置2の右面側に傾斜している。
したがって、トナーカートリッジ71をカートリッジ装着部65に装着する場合、作業者は、まず、トナーカートリッジ71を、カートリッジ装着部65に対して、上方から斜め下方へ移動させ、嵌合凸部71dの直状部71d2を嵌合凹部65bの直状凹部65b2に挿入する。さらに、嵌合凸部71dが嵌合凹部65bの円形凹部65b1に到達するまで、トナーカートリッジ71を斜め下方へ移動させる。その後、トナーカートリッジ71をカートリッジ装着部65のカートリッジ対向部65cに当接するまで回転させ、トナーカートリッジ71を起立状態とする。これにより、トナーカートリッジ71は装着完了状態となる。この場合のトナーカートリッジ71の回転は、嵌合凸部71dが嵌合凹部65bの円形凹部65b1に回転可能に保持されているので、円滑に行うことができる。
また、トナーカートリッジ71を上記のように装着完了状態とした場合、カートリッジ装着部65の嵌合凸部65eがトナーカートリッジ71の嵌合受部71fにおける嵌合保持部71f2に嵌合される。したがって、トナーカートリッジ71は、装着完了状態において、カートリッジ装着部65に確実に固定される。
この場合、嵌合凸部65eは、嵌合案内部71f1に案内されて嵌合保持部71f2に嵌合されるので、嵌合保持部71f2に対する嵌合凸部65e嵌合を円滑に行うことができる。また、作業者によるトナーカートリッジ71の回転操作によって、嵌合凸部65eが嵌合案内部71f1から嵌合保持部71f2に移動する場合、嵌合凸部65eは嵌合案内部71f1と嵌合保持部71f2との間の幅が狭くなった部分を通過する。
したがって、作業者は、トナーカートリッジ71を回転操作する場合の力の変化、弱(嵌合案内部71f1)→強(嵌合案内部71f1と嵌合保持部71f2との間の幅が狭くなった部分)→弱(嵌合保持部71f2)という力の変化によって、トナーカートリッジ71の装着完了状態を手や指の感触でも容易に確認することができる。
さらに、嵌合受部71fは、前段の嵌合案内部71f1、および後段の嵌合保持部71f2を有しているので、嵌合凸部65eが嵌合保持部71f2に嵌合されるまでの経緯を目視によっても確認し易くなっている。すなわち、トナーカートリッジ71を操作する作業者は、まず嵌合凸部65eが嵌合案内部71f1に嵌合された状態を目視することにより、トナーカートリッジ71が装着完了状態に向かっていることを確認することができる。その後、嵌合凸部65eが嵌合保持部71f2に嵌合された状態を目視することにより、トナーカートリッジ71が確実に正規の装着完了状態となったことを確認することができる。
(トナーカートリッジから現像装置へのトナーの補給)
図5に示すように、カートリッジ装着部65〜68に装着されたトナーカートリッジ71〜74の下には、それぞれトナー中間受け部材76〜79が配置されている。また、トナー中間受け部材76〜79の下には、それぞれ現像装置43a〜43dのトナー取込部43a1〜43d1の端部が配置されている。したがって、トナーカートリッジ71〜74のトナーはそれぞれトナー中間受け部材76〜79を介して、対応する現像装置43a〜43dに供給される。
ここでは、トナーカートリッジ71、カートリッジ装着部65、トナー中間受け部材76および現像装置43aの場合を例に、トナーカートリッジ71から現像装置43aへトナーを補給するための構成について説明する。
図10は、上方から斜め下方にトナーカートリッジ71を移動させて、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dをカートリッジ装着部65の嵌合凹部65bに挿入した状態を示す説明図である。図11は、カートリッジ装着部65に対するトナーカートリッジ71の装着が完了した状態を示す説明図である。
図11に示すように、トナー中間受け部材76には、トナー取込口76aが形成されている。トナー取込口76aの位置は、トナーカートリッジ71がカートリッジ装着部65に装着された状態においてトナーカートリッジ71のトナー補給口71bと対向する位置である。
また、図10に示すように、トナーカートリッジ71のシャッタ71cには、係合凸部71eが形成され、トナー中間受け部材76には、係合凸部71eと係合する係合受部76bが形成されている。
係合受部76bには、上方から斜め下方にトナーカートリッジ71を移動させて、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dをカートリッジ装着部65の嵌合凹部65bに挿入した状態において、係合凸部71eが係合する。
この状態において、図11に示すように、トナーカートリッジ71をカートリッジ装着部65のカートリッジ対向部65cに当接するように回転させると、シャッタ71cが開き、トナー補給口71bが開放される。これにより、トナーカートリッジ71内のトナーが、トナー補給口71b、トナー中間受け部材76のトナー取込口76a、トナー中間受け部材76の内部、トナー中間受け部材76のトナー補給口76cおよびトナー取込部43a1のトナー取込口43a2を経て、現像装置43aに補給される。
トナー中間受け部材76は、図12に示す構造となっている。図12は、トナー中間受け部材76の構造を示す縦断面図である。トナー中間受け部材76は、画像形成本体装置2に固定されており、図12に示すように、内部にトナー搬送スクリュー76dを備えている。トナー中間受け部材76では、トナー取込口76aから取り込んだトナーをトナー搬送スクリュー76dによって搬送し、トナー補給口76cから、トナー取込口43a2を通じて現像装置43aに補給する。トナー搬送スクリュー76dは、画像形成本体装置2から駆動力を受けて回転する。
(側面開閉扉)
画像形成本体装置2の筐体23には、図13〜図16に示すように、右面に側面開閉扉101が形成されている。側面開閉扉101は、図5に示すように、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の配置領域を開閉可能に覆っている。側面開閉扉101は、取手101aを有し、下端部の回転支点軸102を中心として、上下方向へ開閉可能となっている。
側面開閉扉101は、第1〜第3開放角度の3段階の角度に開放されるようになっている。このために、画像形成本体装置2は、側面開閉扉101を3段階の角度、すなわち閉位置101b0から第1開放位置101b1、第2開放位置101b2および第3開放位置101b3に開放する開放角度調整機構部151を備えている。
(開放角度調整機構部)
図13(a)は、側面開閉扉101が閉位置101b0となっている場合の開放角度調整機構部151の状態を示す説明図である。図13(b)は、図13(a)に示した開放角度調整機構部151を画像形成本体装置2の右面側から見た場合の説明図である。図14は、側面開閉扉101が第1開放位置101b1に開放されている場合の開放角度調整機構部151の状態を示す説明図である。図15は、側面開閉扉101が第2開放位置101b2に開放されている場合の開放角度調整機構部151の状態を示す説明図である。図16は、側面開閉扉101が第3開放位置101b3に開放されている場合の開放角度調整機構部151の状態を示す説明図である。
図13(a)および図13(b)に示すように、開放角度調整機構部151は、細長い板形状の開放角度調整部材152を備えている。開放角度調整機構部151は、画像形成本体装置2の内部において、画像形成本体装置2の前後方向に配置され、後方側の端部が軸部材153によって側面開閉扉101の側面に回転可能に連結されている。
開放角度調整部材152には、画像形成本体装置2の左右方向に延びる案内穴152aが形成され、この案内穴152aには、画像形成本体装置2に固定された案内ピン154が挿入されている。開放角度調整部材152における案内穴152aの周りの下辺は直線形状である。一方、案内穴152aの上辺は、案内穴152aの右端部(側面開閉扉101側の端部)から左端部に向かって、第1案内部152a1、第1係止部152a2、第2案内部152a3および第2係止部152a4が形成されている。また、第2係止部152a4よりもさらに左方位置となっている案内穴152aの左端部(終端部)は、第3係止部152a5となっている。
第1案内部152a1および第2案内部152a3は、斜め上方に傾斜した後に水平となっている。第1係止部152a2および第2係止部152a4は、第1案内部152a1および第2案内部152a3の終端部から下方に延びている。第1係止部152a2、第2係止部152a4および第2案内部152a3には案内ピン154が係合され、側面開閉扉101の開放に伴う画像形成本体装置2の右面側への開放角度調整部材152の移動が阻止される。
開放角度調整機構部151を備えていることにより、作業者が側面開閉扉101の取手101aを引いて、側面開閉扉101を図13(a)に示す閉位置101a0から開放した場合、案内ピン154に第1係止部152a2が係合し、側面開閉扉101は、図14に示すように、第1開放位置101b1まで開放された状態となる。
上記の状態から、案内ピン154と第1係止部152a2との係合を解除し、第1開放位置101b1からさらに側面開閉扉101を開放すると、案内ピン154に第2係止部152a4が係合し、側面開閉扉101は、図15に示すように、第2開放位置101b2まで開放された状態となる。
次に、案内ピン154と第2係止部152a4との係合を解除し、さらに側面開閉扉101を開放すると、案内ピン154に第3係止部152a5が係合し、側面開閉扉101は、図16に示すように、第3開放位置101b3まで開放された状態となる。
本実施の形態において、閉位置101a0に対する第1開放位置101b1の開放角度(第1開放角度)は30°〜45°であり、第2開放位置101b2の開放角度(第2開放角度)は、45°〜75°であり、第3開放位置101b3の開放角度(第3開放角度)は、90°〜110°である。
第1開放位置101b1では、トナーカートリッジ71〜74の交換作業が可能となっており、第2開放位置101b2では、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業が可能となっており、第3開放位置101b3では、トナーカートリッジ71〜74、廃トナーボックス69およびプロセスユニット11の交換作業が可能となっている。
上記の構成において、トナーカートリッジの交換作業では、作業者は、側面開閉扉101を第1開放位置101b1に開放した状態において、右手により、トナーカートリッジ71〜74のうち、交換すべきものを交換する。
例えば、トナーカートリッジ71を交換する場合、作業者は、図11に示したように、トナーカートリッジ71がカートリッジ装着部65に装着されている位置(装着完了状態)から、図10に示したように、トナーカートリッジ71のトナー補給口71bがシャッタ71cによって閉じられる位置まで、嵌合凸部71dを中心としてトナーカートリッジ71を右方向(時計回り)に回転させる。この場合には、固定機構部111において、嵌合凸部65eと嵌合受部71f(嵌合保持部71f2)との嵌合が外れる。図11に示した位置から図10に示した位置までのトナーカートリッジ71の回転角度は、例えば30°である。
図10に示した状態では、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dにおける直状部71d2は、カートリッジ装着部65の嵌合凹部65bにおける直状凹部65b2と平行になる。そこで、作業者は、トナーカートリッジ71を図10に示した角度の状態にて、斜め上方に移動させる。これにより、トナーカートリッジ71の嵌合凸部71dがカートリッジ装着部65の嵌合凹部65bから抜脱される。なお、この場合には、トナーカートリッジ71のシャッタ71cにおける係合凸部71eと、現像装置43aのトナー取込部43a1における係合受部76bとの係合が解除される。したがって、シャッタ71cが閉じられ、トナー補給口71bが塞がれた状態にて、トナーカートリッジ71を画像形成本体装置2から抜き出すことができる。
一方、新しいトナーカートリッジ71を装着する場合、作業者は、トナーカートリッジ71を抜き出す場合の上記の動作と逆の動作を行い、トナーカートリッジ71を図11に示した装着完了状態とすればよい。この状態では、シャッタ71cが開き、トナーカートリッジ71内のトナーをトナー補給口71bおよびトナー取込部43a1のトナー取込口43a2を通じて、現像装置43aに補給可能となる。また、固定機構部111において、嵌合凸部65eと嵌合受部71f(嵌合保持部71f2)とが嵌合され、トナーカートリッジ71は装着完了状態に固定される。
また、廃トナーボックス69の交換は、側面開閉扉101を第2開放位置101b2に開放することにより、行うことができる。また、プロセスユニット11の交換は、側面開閉扉101を第3開放位置101b3に開放することにより、行うことができる。この場合、プロセスユニット11の交換に先立って、トナーカートリッジ71〜74、カートリッジ装着部65〜68および廃トナーボックス69等を取り外される。
(画像形成装置の利点)
以上のように、本実施の形態の画像形成装置1では、作業者は、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業を画像形成装置1の前面に位置した状態にて、画像形成装置1の右面側に形成された側面開閉扉101を開放することにより右手にて行うことができる。
これにより、画像形成装置1の前面側位置において作業者の前後方向の動きが生じ難く、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業が、他の人の通行の妨げになる事態が生じ難くなっている。これにより、スモールオフィスやホームオフィスにおいても、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業を円滑に行うことができる。
また、側面開閉扉101が画像形成装置1の右面側に形成されていることから、人口割合で7割程度と言われている右利きの人は、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業を利き手にて容易に行うことができる。
また、トナーカートリッジ71〜74、廃トナーボックス69およびプロセスユニット11の交換作業を、同一の側面開閉扉101を開放して行うことができるので、これら作業を容易に行うことができる。その上、画像形成装置1に必要な開閉扉の数を少なくすることができるので、画像形成装置1の構造を簡素化することができる。
また、特に、トナーカートリッジ71〜74の交換作業については、側面開閉扉101を第1開放位置101b1に開放した状態、すなわち例えば30°〜45°といった狭い角度(鋭角)に開放した状態にて行うことができる。したがって、画像形成装置1の側方に、側面開閉扉101を開放できる比較的小さいスペースを確保できれば、トナーカートリッジ71〜74の交換作業が可能となる。この点は、トナーカートリッジ71〜74の交換頻度が廃トナーボックス69やプロセスユニット11の交換頻度と比較して格段に高いことから、大きな利点である。
これにより、図17に示すように、画像形成装置1の側面開閉扉101を有する右面側の位置に書類ファイル121が置かれている場合や、図18に示すように、画像形成装置1がキャビネット122に配置され、画像形成装置1の側面開閉扉101を有する右面側の位置に例えば花瓶123が置かれている場合であっても、画像形成装置1や画像形成装置1の周りに配置されているものを移動させることなく、トナーカートリッジ71〜74の交換作業を行うことができる。
また、トナーカートリッジ71〜74の画像形成装置1に対する装着は、側面開閉扉101を第1開放位置101b1に開放した状態にて、トナーカートリッジ71〜74を画像形成装置1に対して上方から斜め下方に移動させて挿入した後、トナーカートリッジ71〜74を画像形成装置1方向(反時計回り)に回転させることにより行うようになっている。すなわち、トナーカートリッジ71〜74の画像形成装置1に対する装着は、トナーカートリッジ71〜74を側面開閉扉101に装着した後、側面開閉扉101を閉じることによりトナーカートリッジ71〜74を所定の装着位置に装着するものではない。したがって、側面開閉扉101が経年により変形して、側面開閉扉101を閉じた場合に、所定の装着位置にトナーカートリッジ71〜74が装着され難くなるといった不具合を生じない。
また、トナーカートリッジ71〜74をカートリッジ装着部65〜68に装着した状態においては、トナーカートリッジ71〜74をカートリッジ装着部65〜68に固定する固定機構部111は、例えばトナーカートリッジ71とカートリッジ装着部65とについて、嵌合受部71fと嵌合凸部65eとによる、部品点数が少なく、簡単かつ安価な構成となっている。
また、例えば作業者がトナーカートリッジ71を回転させてカートリッジ装着部65の装着完了位置に装着する場合、固定機構部111において、嵌合凸部65eは嵌合案内部71f1と嵌合保持部71f2との間の幅が狭くなった部分を通過して嵌合案内部71f1から嵌合保持部71f2に移動する。したがって、作業者は、トナーカートリッジ71を回転操作する場合の力の変化によって、トナーカートリッジ71の装着完了状態を手や指の感触でも容易に確認することができる。
さらに、嵌合受部71fは、前段の嵌合案内部71f1、および後段の嵌合保持部71f2を有しているので、嵌合凸部65eが嵌合保持部71f2に嵌合されるまでの経緯を目視によっても確認し易くなっている。
また、トナーカートリッジ71〜74を画像形成装置1に装着する場合に、側面開閉扉101の開放とともに、カートリッジ装着部65〜68をトナーカートリッジ71〜74の挿入を受け入れる位置まで回転させないので、側面開閉扉101の開放角度を小さくすることができ、これによっても狭い作業領域での作業が可能となっている。
したがって、本実施の形態の画像形成装置1は、トナーカートリッジ71〜74、廃トナーボックス69およびプロセスユニット11の交換作業を容易に行うことができ、かつ必要な開閉扉の数を抑制して構造を簡素化することができる。
本実施の形態の画像形成装置1では、側面開閉扉101を第1開放角度(30°〜45°)の第1開放位置101b1に開放した状態にてトナーカートリッジ71〜74の交換作業を行うことができる。また、側面開閉扉101を第2開放角度(45°〜75°)の第2開放位置101b2に開放した状態にて、廃トナーボックス69の交換作業を行うことができる。すなわち、トナーカートリッジ71〜74の交換作業に加えて、廃トナーボックス69の交換作業においても、同一の側面開閉扉101を小さい角度に開放した状態にて、右手にて行うことができる。これにより、画像形成装置1の側方に、側面開閉扉101を開放できる比較的小さいスペースを確保できれば、トナーカートリッジ71〜74および廃トナーボックス69の交換作業が可能となる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1 画像形成装置
2 画像形成本体装置
11 プロセスユニット
23 筐体
31〜34 第1〜第4画像形成部
35 中間転写ベルトユニット
36 転写ベルトクリーニング装置
36a 廃トナー搬送パイプ
41a〜41d 感光体ドラム
43a〜43d 現像装置
51 中間転写ベルト
65〜68 カートリッジ装着部
65a 凸壁部(第2部材、装着機構部)
65b 嵌合凹部(装着機構部)
65c カートリッジ対向部
65e 嵌合凸部(第2嵌合部)
69 廃トナーボックス
71〜74 トナーカートリッジ
71a トナー収容部
71d 嵌合凸部(第1部材、装着機構部)
71f 嵌合受部(第1嵌合部)
71f1 嵌合案内部
71f2 嵌合保持部
76〜79 トナー中間受け部材
85 ADF用支柱部
101 側面開閉扉
111 固定機構部
151 開放角度調整機構部

Claims (5)

  1. トナーカートリッジと、
    画像形成装置の縦壁部に設けられ、前記トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部と、
    前記トナーカートリッジに設けられた第1嵌合部、および前記トナーカートリッジ装着部に設けられた第2嵌合部を有し、前記トナーカートリッジが前記トナーカートリッジ装着部に対する装着完了位置に配置された状態にて前記第1嵌合部と前記第2嵌合部とが嵌合し、前記トナーカートリッジを前記装着完了位置に固定する固定機構部と、
    前記トナーカートリッジの下部に設けられた第1部材、および前記トナーカートリッジ装着部の前記下部に対応する位置に設けられた第2部材を有し、前記トナーカートリッジの前記縦壁部に対する斜め上方から斜め下方への移動およびその逆方方向への移動により、それぞれ前記第1部材と前記第2部材との嵌合状態および嵌合解除状態が生じ、前記嵌合状態にて、前記下部を中心として前記トナーカートリッジを起立した状態の前記装着完了位置およびその逆方向位置へ回転可能に保持する装着機構部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記固定機構部の前記第1嵌合部は、前記装着機構部の前記第1部材と前記第2部材との嵌合部から最も離れた、前記トナーカートリッジの一端面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記固定機構部の前記第1嵌合部は、前記トナーカートリッジの上面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記縦壁部は画像形成装置のフレームであり、前記トナーカートリッジおよび前記トナーカートリッジ装着部は、前記フレームと画像形成装置の筐体との間の空間に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記トナーカートリッジは、画像形成装置の左または右のいずれか一方の側面の側に装着され、
    前記トナーカートリッジの下には、回収された廃棄用トナーを収容する廃トナーボックスが着脱可能に装着され、
    画像形成装置の筐体には、前記トナーカートリッジおよび前記廃トナーボックスの装着位置を開放可能な側面開閉扉が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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