JP2003114601A - プロセスユニット - Google Patents

プロセスユニット

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JP2003114601A
JP2003114601A JP2002288650A JP2002288650A JP2003114601A JP 2003114601 A JP2003114601 A JP 2003114601A JP 2002288650 A JP2002288650 A JP 2002288650A JP 2002288650 A JP2002288650 A JP 2002288650A JP 2003114601 A JP2003114601 A JP 2003114601A
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JP
Japan
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unit
developing
developing device
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photoconductor
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JP2002288650A
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Hideaki Kawai
秀明 河合
Masahiro Fujimaru
政広 藤丸
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Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
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  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像記録装置の装置の本体に、現像器ユニッ
トと感光体ユニットとを装着する装置において、2つの
ユニットを組み合わせた状態で装着可能とし、外した時
に容易に分離可能に構成する。 【解決手段】 画像記録装置の画像形成部には、現像器
ユニット30と現像器ユニット60とを組み合わせたも
のを着脱可能に構成している、前記現像器ユニット30
に対して感光体ユニット60を組み合わせるために、現
像器ユニット30から突出させて設けた両側一対の支持
板40に、感光体ドラム軸66を支持する凹溝41を設
けて、2つのユニットを組み合わせ、感光体ドラム65
と現像ローラ35とを相互に位置決めできるようにす
る。そして、前記2つのユニットを措置本体から取り出
した後で、溝41から軸63を外して分離できるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像記
録装置に用いられるプロセスユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子写真方式を用いた画像記
録装置では、感光体ドラムおよび帯電器、現像器等を一
体に構成したプロセスユニットが用いられており、前記
ユニットを装置本体に対して着脱可能に設けている。そ
して、前記一体化したプロセスユニットにおいて、例え
ば、1万枚のコピー可能なユニットとして構成した場合
には、その画像形成装置に設けたカウンターの計数値を
用いてユニットの寿命を推定すること等により、ユニッ
トの交換を指令する等の情報を出力させるようにしてい
る。したがって、前述したようなユニットを使用する場
合には、感光体ドラムや現像器等の寿命に個別に注意を
払う必要がなく、装置本体の表示部にユニットの交換指
令が出力された時に、そのプロセスユニットの交換を行
うのみで、画像記録装置を使用することができる。
【0003】前記プロセスユニットに配置される感光体
ドラムや現像器は消耗品であり、これ等の各部材が寿命
に達すると、新しいユニットと交換されるが、前記感光
体ドラムや現像器の寿命には大きな差がある。そこで、
これ等の寿命の異なる部材を一括して交換すると、いず
れかの部材には無駄が生じることになる。これに対し
て、感光体ドラムユニットと、現像器ユニットとを別体
に構成しておき、それ等のユニットの個々の寿命に応じ
て、個別のユニット毎に交換するようにした装置も使用
されている。そして、前記2つのユニットを別個に交換
可能に構成する場合には、それぞれのユニットの能力を
十分に利用し尽くすことが可能になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うに、現像器ユニットや感光体ユニットを個別に交換可
能に構成した装置において、用紙搬送路での紙のジャム
等が発生した場合には、前記2つのユニットを装置本体
から外してジャム処理を行う必要があり、そのユニット
の着脱作業が煩わしいという新たな問題が発生する。ま
た、現像器ユニットを装置本体の上側から装着する形式
の画像記録装置においては、画像形成部に現像器ユニッ
トを装着してトップカバーを閉じた状態で、現像器ユニ
ットを上から押圧して位置決めする必要がある。そこ
で、従来の装置においては、現像器ユニットの上面の4
つの角部に対応させる位置で、トップカバーには4個の
押圧バネを配置し、現像器ユニットを押圧して固定する
手段を設けている。しかしながら、現像器ユニットに対
してトップカバーに設けた4個のバネで押圧固定して保
持する手段を用いる場合には、トップカバーに設ける押
圧バネの位置決めを正確に行う必要があり、部品点数も
多くなるという問題もある。
【0005】本発明は、前述したような従来の装置の問
題を解消するもので、感光体ドラムユニットと現像器ユ
ニットとを組み合わせた装置で、前記2つのユニットを
一体に装置本体に着脱可能で、取り外した後で、前記感
光体ユニットを現像器ユニットから分離可能な装置を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、感光体ドラム
を備えた感光体ユニットと、トナー容器部と現像ローラ
を備えた現像器ユニットとをを別体に構成するプロセス
ユニットに関する。請求項1の発明は、前記感光体ユニ
ットと現像器ユニットを組み合わせた状態で固定保持す
る固定保持手段を備えたことを特徴とする。請求項2の
発明は、前記固定保持手段は、感光体ユニットと現像器
ユニットとを組み合わせた状態で一体に装置本体から着
脱可能とするとともに、装置本体から取り外した状態で
は、感光体ユニットと現像器ユニットとを離間可能に組
み合わせることを特徴とする。前述したように構成した
ことにより、画像記録装置の画像形成部に2つのユニッ
トを組み合わせて位置決めすることが容易にでき、現像
器ユニットとともに感光体ユニットを着脱することが可
能であり、用紙ジャム等の処理の際の動作を容易に行う
ことができる。また、2つのユニットを組み合わせた状
態で装置本体から外した後に容易に分離できるので、1
つのユニットを交換でき、メンテナンスを容易に行うこ
とができる。
【0007】請求項3の発明は、前記固定保持手段は、
現像器ユニットの両側に平行に配置される一対の支持板
に形成される凹溝に挿入された感光体ユニットのドラム
軸両端を押圧するフック部材であることを特徴とする。
したがって、2つのユニットの組み合わせ機構の構成が
簡単であり、感光体ドラムの軸と現像器ユニットの現像
ローラとの間隔を正確に位置決めすることが可能であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明するが、まず、本発明の装置を適
用可能な画像記録装置を、図1にもとづいて説明する。
図1に示される画像記録装置1は、小型の画像形成装置
として構成しているもので、装置の本体部2には任意の
サイズの用紙を収容する給紙カセットを装着し、用紙を
用紙搬送路3に向けて送り出す手段を設けている。前記
用紙搬送路3は本体部2の上部フレーム4と、上ガイド
板5の間に形成されているもので、レジストローラ装置
として作用を行う搬送ローラ装置6により用紙を画像転
写部に向けて搬送し、感光体ドラム65に形成されたト
ナー画像を、転写ローラ71と感光体ドラムの間の電位
差により用紙に転写し、トナー画像を担持する用紙を定
着装置に向けて送り出すように構成する。本実施例にお
いては、前記画像記録装置の画像形成部8に、現像器ユ
ニット30と感光体ユニット60との2つのユニットを
組み合わせて構成しており、前記2つのユニットは、後
述するように、装置本体の画像形成部に設けた位置決め
手段に対して装着される。
【0009】前記2つのユニットは、装置本体の上部に
開閉可能に設けたトップカバー10の部分を介して、着
脱可能に設けられている。前記トップカバー10の一端
部は装置本体の上部フレームに設けたヒンジ部11を支
点にして支持され、トップカバー10の他端部にはロッ
ク部材12を設けている。前記ロック部材12は、支軸
13に支持されるレバー14と係合爪15とから構成さ
れ、装置本体の係合軸16に対して係合爪15を係止す
ることにより、トップカバー10を閉じた位置に固定す
る。また、前記トップカバー10の下面には、現像器ユ
ニットの上面の角部に対応する位置に押圧バネ17……
を配置しており、トップカバーを閉じた位置に保持する
ことにより、前記押圧バネ17……を介して現像器ユニ
ットを押圧保持する作用を行わせる。
【0010】前記装置本体の画像形成部8に配置する2
つのユニットのうちの現像器ユニット30は、図2の平
面図と図3の正面図に示されるような外観を有し、その
上面の角部にはトップカバーに設けた押圧バネ17、1
7a……が各々係合される。前記図2、3に示されるよ
うに、現像器ユニット30の本体フレームの上部に、用
紙の搬送方向の上下流方向の側面に複数条のリブを平行
に突出させて設け、容器部の補強を行うとともに、ユニ
ットの取扱い性を向上させるためのハンドル部材31、
31aとして構成している。前記フレーム部材の側部に
配置する側フレーム37、37aには、外側に向けて支
持ピン38、38aを突出させて設け、前記支持ピンを
介して画像記録装置本体に対する取り付けと位置決め手
段として用いる。また、前記現像器ユニット30には、
画像記録装置に装着した際の用紙の搬送方向下流側に位
置させて、一対の支持板40、40aをフレームと一体
に設けている。前記支持板40……は現像器ユニットの
側フレーム37から延長した状態で配置し、後述する感
光体ユニット60のドラム軸等を収容する凹溝と、装着
した軸等を係止保持するためのフック部材とを設けてい
る。
【0011】前記図2、3に示される現像器ユニット3
0においては、図1に示すように、容器部32の内部に
トナーを攪拌しながら供給ローラ34に供給するための
攪拌部材(パドル部材)33を設けている。また、前記
容器部32からのトナー排出側には、供給ローラ34と
感光体ドラム65に接する現像ローラ35、および前記
現像ローラ35に接する層厚規制部材36とを設けてい
る。前記供給ローラ34は軸にスポンジ状の導電性を有
する弾性体、または導電性の繊維を有する植毛体を所定
の厚さで設けた弾性体ローラとして構成することができ
る。そして、前記供給ローラ34には、軸を介して図示
を省略した給電部材から、−600〜−700V、望ま
しくは−650V前後の値のバイアス電圧が印加され
る。
【0012】前記現像ローラ35はステンレス等の金属
製のローラ軸に、導電性のゴム(シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、NBR)を所定の厚さで被覆したもので構成し
ており、そのローラ表面を平滑に構成する。前記現像ロ
ーラ35に対しては、−300〜−400V、望ましく
は−350V前後の値のバイアス電圧が印加される。ま
た、前記現像ローラ35に対して配置する層厚規制部材
36は、現像ローラ35の表面に形成するトナーの薄層
の均一に設定するためのものであり、ウレタン樹脂シー
トまたはステンレス製等の弾性板部材で構成する。そし
て、前記層厚規制部材36に対しては、−600V〜−
700Vの範囲、望ましくは−650V前後の値のバイ
アス電圧が印加される。
【0013】前記供給ローラ34と現像ローラ35との
軸芯間距離は、2つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向(矢印X方
向)に回転させることにより、ローラの接触部では圧接
されながら反対方向に摺動される状態となる。つまり、
前記供給ローラ34と現像ローラ35との接触部では、
両ローラが圧接状態で摺動するために、ローラの摺動部
では大きな抵抗があるので、単純に2つのローラを圧接
せずに各々回転させる場合に比較して、両ローラに対す
る駆動力を大きい値に設定する必要があるという特徴を
有している。前記現像器ユニットにおいては、両ローラ
の摩擦作用と両ローラに印加されている電圧の差によ
り、両ローラ間でトナーが帯電されるとともに、現像ロ
ーラ35の表面にトナーが付着される。そして、前記現
像ローラ35の表面に付着されたトナーを層厚規制部材
36により均一な厚さの薄層に形成し、感光体ドラムに
向けて露出させて、感光体ドラムに形成された静電潜像
にトナーを移転させてトナー画像を形成する。
【0014】前記現像器ユニット30に組み合わせて配
置する感光体ユニット60には、感光体ドラム65と、
表面が植毛部材等により構成されるブラシローラのよう
な帯電ローラ67とを配置している。そして、感光体ド
ラム65に対して配置する書き込みユニット70により
画像の書き込みを行うとともに、感光体ドラムに形成し
たトナー画像を転写ローラ71の放電により用紙に転写
する。また、前記書き込みユニット70はLEDヘッド
アレイより構成されるもので、画像情報出力装置からの
情報にもとづいてLEDを発光させ、感光体ドラムに光
を照射する。前記感光体ドラム65の表面はアースされ
た光導電体よりなり、帯電ローラ67により−750V
の帯電が行われ、書き込みユニット70より光が照射さ
れた部位、すなわち画像情報の黒に対する部分の電位が
−50V程度となる。そして、光の照射部位と非照射部
位(画像情報の白に対応する部分)とで電位差が生じ、
画像情報に対応する静電潜像として形成される。
【0015】前記感光体ドラムに形成される静電潜像に
対して、現像ローラ35の表面に付着しているトナー
が、略−650Vに帯電している状態で接すると、トナ
ーは感光体ドラム65の表面の光照射部位に吸引され、
感光体ドラムの表面にはトナー画像が形成される(反転
現像)。このトナー画像の転写位置では、用紙の裏面に
位置する転写ローラ71により500V〜2kVのバイ
アス電圧が印加されて、用紙にトナー画像が転写され
る。前記トナー画像が転写された用紙は、感光体ドラム
の回転により定着器に向けて送られ、前記定着器におい
て、加熱と押圧作用が付与されて定着されてコピーとし
て完成される。また、前記トナー画像を用紙に転写した
後で、感光体ドラムの表面に残留するトナーは、帯電ロ
ーラ67により掻き乱されて感光体ドラムの表面に分散
されると同時に、感光体ドラムの表面と同じ電位に帯電
される。そして、感光体ドラムが現像ローラ35に接す
る位置で、両者の間の電位差により現像ローラ35側に
残留トナーが移転され、容器部から新たに供給されるト
ナーに混合されて再使用される。
【0016】前記現像器ユニット30に組み合わせて、
画像記録装置の画像形成部に装着される感光体ユニット
60は、プラスチック材料で構成された本体フレーム6
1と一体に側フレームを設け、軸受け部材を介して金属
製のドラム軸66を支持させ、前記ドラム軸に感光体ド
ラム65を設けている。また、前記側フレームの外側に
は、前記ドラム軸66の端部を突出させることの他に、
その上部に所定の間隔をおいてピン部材63を突出させ
て設け、画像記録装置と現像器ユニットに対する位置決
め手段として構成する。さらに、前記ユニット60の本
体フレーム61の上部にはハンドル部材62を設けてお
り、感光体ユニットを着脱する際の取扱い部材として用
いることができるようにする。
【0017】前述したように、2つのユニットを画像記
録装置に対して装着し、各ユニットの相互の位置決めを
行うために、装置本体の画像形成部には、図4に示す板
金フレーム20を本体フレームの内面に配置している。
前記板金フレーム20は導電性を有する金属板で構成さ
れるもので、ピン受け溝21とドラム軸受け溝22と
の、上部に向けて開口する2つの凹溝を設けるととも
に、現像器ユニット30に対する駆動伝達のために使用
する本体出力ギヤ23を、ユニット装着部に突出させて
配置している。図5には、前記板金フレーム20に対し
て2つのユニットを組み合わせて配置する場合を示して
いるもので、最初に、板金フレーム20のピン受け溝2
1に現像器ユニット30の支持ピン38を装着すること
により、現像器ユニット30の画像形成部に対する位置
決めを行う。この状態で、現像器ユニット30の支持板
40に設けた凹溝41と、板金フレーム20のドラム軸
受け溝22とが重なる状態となる。
【0018】前記現像器ユニット30に対して感光体ユ
ニット60を装着する際には、前記支持板40の凹溝4
1に感光体ユニット60の側部に突出配置されているド
ラム軸66の端部を挿入し、2つの凹溝41、22の底
部にドラム軸66を位置決めする。その状態では、前記
ドラム軸66の上部に配置されている上ピン63が凹溝
41の上部に位置するのであるから、前記上ピン63は
フック部材42により、斜め下方に向けて押圧される状
態となる。そして、感光体ユニットの2つの突出部材6
3、66は、支持板40の凹溝41に対して移動不能に
固定保持されるために、感光体ユニット60は現像器ユ
ニット30と一体に着脱可能に組み合わされ、画像記録
装置本体に装着されることになる。
【0019】前述したようにして、画像記録装置の画像
形成部に現像器ユニットを位置決めすることにより、板
金フレーム20に配置する本体出力ギヤ23に対して、
現像器ユニットの駆動伝導部に設けた伝導ギヤ51が噛
合うようにされる。そして、前記本体出力ギヤ23に噛
合う伝導ギヤ51を介して、現像器ユニットに設けた攪
拌部材33、供給ローラ34および現像ローラ35に対
する駆動を行うようにする。図6に示す例は、前記図5
の背面側から見た現像器ユニットの駆動伝導部50の構
成を示すもので、前記本体出力ギヤ23に噛合う伝導ギ
ヤ51を介して供給ローラギヤ52、現像ローラギヤ5
3およびアイドラギヤ54に駆動伝達が行われる。ま
た、前記アイドラギヤ54には同軸にパドル駆動ギヤ5
5を配置しており、パドルギヤ56を介して攪拌部材3
3を低速で回転させる。前記現像器ユニットに設けた駆
動伝導部50においては、先に説明したように、供給ロ
ーラ34と現像ローラ35との接触部では、両ローラが
圧接状態で摺動するために、ローラの摺動部では大きな
抵抗があり、両ローラに対する駆動力を大きい値に設定
する必要がある。したがって、前記駆動伝導部50の伝
導ギヤ51と、本体出力ギヤ23の噛合い部には大きな
抵抗が作用することになる。
【0020】前述したような課題に対応させて、図6に
示す駆動伝導部の駆動の例においては、本体出力ギヤ2
3と伝導ギヤ51の噛み合い部で、両ギヤの回転方向を
現像器ユニット30のフレームに対して下向きの力が作
用する方向に設定している。そして、前記現像器ユニッ
トに設ける伝導ギヤ51と本体出力ギヤ23との噛合い
部での下向きの力は、図5に示されたように、支持ピン
38を中心にして、ユニット30を時計方向に回転させ
る力として作用する状態となる。したがって、前記現像
器ユニットのフレームの後部(用紙搬送方向の上流側の
部分)には、前記フレームを下向きに押圧する力Fが作
用することになる。
【0021】前述したようにして、装置本体の本体出力
ギヤ23と現像器ユニットに設けた駆動伝導部の伝導ギ
ヤ51との噛合いによる反力を利用すると、本発明の現
像器ユニット30に対しては、図2の符号17cに示す
位置に押圧バネを配置しなくても、その部分が浮き上が
るような不都合が生じないことになる。そして、本実施
例においては、トップカバー10の下面に配置する押圧
バネにおいては、前記駆動ギヤの噛合いにより押圧力が
作用する部分の押圧バネ(押圧バネ17cに対応する部
分)を省略することが可能になる。したがって、他の3
つの現像器ユニットの上面の角の部分に対して、押圧バ
ネ17…17a、17bをそれぞれ配置することによ
り、現像器ユニットを装置に固定保持させることができ
るために、トップカバーの配置する押圧バネの数を減ら
して、トップカバーの構成を簡素化することができる。
また、前記トップカバーに設ける押圧バネとしては、板
バネを所定の形状に折り曲げたものを使用するが、その
他に、現像器ユニットを押圧保持可能なものであれば、
他の任意の弾性体を用いて構成することもできる。
【0022】前記実施例において、現像器ユニットの構
造と駆動伝導部に配置するギヤの組み合わせは任意に設
定が可能である。前記装置本体の本体出力ギヤに対して
駆動伝導部の伝導ギヤを噛合わせる位置では、両ギヤの
噛合い部で伝導ギヤが下向きに回転する方向に設定でき
る。そして、現像器ユニットのフレームに対して上向き
の反力が作用する状態に設定することにより、現像器ユ
ニットを押圧する押圧バネの数を減少させることができ
るものとなる。また、前記現像器ユニットに生じる下向
きの力Fは、図2の押圧バネ17bの位置に対しても作
用することになるが、前記現像器ユニットが比較的長い
ものである場合に、前記押圧バネ17bに対応する位置
では大きな反力(下向きの力)は期待できない場合があ
る。そこで、現像器ユニットを安定した状態で装置本体
に支持させるためには、図示されるように、3つの押圧
バネをトップカバーに配置すると良い。なお、前記実施
例においては、画像記録装置を構成する場合について説
明したが、本発明の装置は、画像読取り手段と画像情報
送信手段と組み合わせて、ファクシミリ装置を構成する
場合にも適用が可能である。
【0023】
【発明の効果】前述したように、感光体ユニットと現像
器ユニットを組み合わせ、前記固定保持手段を用いて装
置本体に装着可能としたことにより、画像記録装置の画
像形成部に2つのユニットを組み合わせて位置決めする
ことが容易にでき、現像器ユニットとともに感光体ユニ
ットを着脱することが可能であり、用紙ジャム等の処理
の際の動作を容易に行うことができる。また、2つのユ
ニットを組み合わせた状態で装置本体から外した後に、
容易に分離できるので、ユニットの交換やメンテナンス
を容易に行うことができる。また、前記固定保持手段
を、現像器ユニットの両側に平行に配置される一対の支
持板と、支持板に形成される凹溝にドラム軸両端を保持
するようにしているので、2つのユニットの組み合わせ
機構の構成が簡単であり、感光体ドラムの軸と現像器ユ
ニットの現像ローラとの間隔を正確に位置決めすること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 現像器ユニットと感光体ユニットとを組み合
わせた画像形成部の構成の説明図である。
【図2】 本発明に用いる現像器ユニットの平面図であ
る。
【図3】 図2の現像器ユニットの正面図である。
【図4】 装置本体に配置する板金フレームの説明図で
ある。
【図5】 板金フレームを介して2つのユニットを組み
合わせた状態の説明図である。
【図6】 現像器ユニットに配置する駆動伝導部の説明
図である。
【符号の説明】
1 画像記録装置、 10 トップカバー、 12
ロック部材、17 押圧バネ、 20 板金フ
レーム、 21 ピン受け溝、22 ドラム軸受け
溝、 23 本体出力ギヤ、30 現像器ユニッ
ト、 34 供給ローラ、 35 現像ローラ、3
8 支持ピン、 40 支持板、 41 凹溝、
42 フック部材、 50 駆動伝導部、 51
伝導ギヤ、52 供給ローラギヤ、 53 現像
ローラギヤ、54 アイドラギヤ、 55 パドル
駆動ギヤ、 56 パドルギヤ、60 感光体ユニ
ット、 61 本体フレーム、 63 上ピン、6
5 感光体ドラム、 66 ドラム軸、 67
帯電ローラ、70 書き込みユニット、 71 転
写ローラ。
フロントページの続き Fターム(参考) 2H035 CA07 CB04 CD02 CD05 CD07 CD09 CD14 CG03 2H077 AB03 AB14 AC04 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AE04 BA03 BA07 BA08 BA09 DB08 EA15 FA22 FA25 GA04 GA17 2H171 FA02 FA03 FA09 FA13 GA11 GA12 GA13 HA23 JA06 JA23 JA27 JA31 JA40 JA48 JA52 KA05 KA06 KA18 KA22 KA23 KA25 KA26 KA27 LA10 LA17 QA02 QA08 QA11 QB03 QB16 QB17 QB32 QB38 QB41 QB47 QB49 QC03 QC11 QC36 QC42 SA07 SA12 SA23 SA28 TB02 UA03 UA08 UA12 UA22 UA23 VA02 VA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体ドラムを備えた感光体ユニット
    と、トナー容器部と現像ローラを備えた現像器ユニット
    とをを別体に構成するプロセスユニットにおいて、 前記感光体ユニットと現像器ユニットを組み合わせた状
    態で固定保持する固定保持手段を備えたことを特徴とす
    るプロセスユニット。
  2. 【請求項2】 前記固定保持手段は、感光体ユニットと
    現像器ユニットとを組み合わせた状態で一体に装置本体
    から着脱可能とするとともに、 装置本体から取り外した状態では、感光体ユニットと現
    像器ユニットとを離間可能に組み合わせることを特徴と
    する請求項1に記載のプロセスユニット。
  3. 【請求項3】 前記固定保持手段は、現像器ユニットの
    両側に平行に配置される一対の支持板に形成される凹溝
    に挿入された感光体ユニットのドラム軸両端を押圧する
    フック部材であることを特徴とする請求項2に記載のプ
    ロセスユニット。
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