JP2004333536A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【目的】現像剤規制手段と現像枠体に対する現像剤掻き寄せ部材の位置決め精度を確保しつつ、スペース的に余裕のない現像装置に対して使用できる現像剤掻き寄せ部材の位置決め方法を用いた現像装置を提供すること。
【構成】現像枠体と、現像剤担持体と、現像剤規制部材と、支持部材と、シール部材と、磁性体と、前記現像剤担持体と当接する現像剤掻き寄せ部材とを有する現像装置において、前記現像枠体は、前記支持部材を前記現像枠体に位置決めするための位置決めボスを有し、前記支持部材は、貫通穴を伴わない位置決めボスを有し、前記現像剤掻き寄せ部材は、前記現像枠体の位置決めボスに前記支持部材に重ねて嵌合して位置決めを行う第1の位置決め部と、前記支持部材の位置決めボスに嵌合して位置決めを行う第2の位置決め部とを有する。
【選択図】 図2

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置及び記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザープリンタ、LEDプリンタ等)、ファクミリ装置、ワードプロセッサ及びこれらの複合機(マルチファンクションプリンタ等))が含まれる。
又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。或は、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも1つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更には、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものを言う。
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
このようなプロセスカートリッジの現像装置において、回転する現像剤担持体の両端部には、現像領域外に現像剤が流出するのを防止するためのシール部材が設けてある。
従来、この現像剤の流出を防ぐシール部材には、フエルトや発泡ゴム等の弾性部材が利用されていたが、この他にも内周面をNS極に多磁極に着磁した磁性体シール部材が用いられるようになっている。
この磁性体シール部材は、現像剤担持体に一定間隙をもって非接触に配置され、磁性体シール部材と現像剤担持体内の磁石との間に形成される集中磁界によって現像剤の流出を防ぐ構成となっている。尚、磁性体シール部材は、前出のフエルトや発泡体ゴム等の弾性部材と違い現像剤担持体と非接触であるため、トルクの増加、シール部材の劣化という点で有利である。
更に、この磁性体シール部材の近傍には現像剤担持体上に付着する現像剤を、長手中央側に掻き寄せるための掻き寄せ部材を配置してある(特許文献1)。
ここで、図24及び図25を用いて掻き寄せ部材の固定方法について説明する。
磁性体シール部材151を現像枠体153の取り付け溝154に嵌め込み、現像剤規制部材159aと現像剤規制部材159aを支持する支持部材159bから成る現像剤規制手段159を現像枠体153のボス153i1に対して位置決めし、更にボス153i1,153i2に現像剤掻き寄せ部材160を嵌めて、現像剤規制手段159と現像剤掻き寄せ部材160を小ねじ161でもって共締めしている。
【特許文献1】
特開平11−143226号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例を更に発展させたものであり、その目的とする処は、現像剤規制手段と現像枠体に対する現像剤掻き寄せ部材の位置決め精度を確保しつつ、スペース的に余裕のない現像装置に対して使用できる現像剤掻き寄せ部材の位置決め方法を用いた現像装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、磁性を有する現像剤を収納する現像枠体と、該現像枠体の開口部に回転自在に支持され前記現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制するための現像剤規制部材と、該現像剤規制部材を支持する板金から成る支持部材と、前記現像剤担持体の両端部に現像剤担持体の外周面と所定の間隙を有して配置される磁性体シール部材と、該磁性体シール部材に対向するように前記現像剤担持体に内包された磁性体と、前記現像剤担持体と前記磁性体シール部材の間隙部の近傍に設けられ、前記現像剤担持体と当接する現像剤掻き寄せ部材とを有する現像装置において、前記現像枠体は前記支持部材を前記現像枠体に位置決めするための位置決めボスを有し、前記支持部材は貫通穴を伴わない位置決めボスを有し、前記現像剤掻き寄せ部材は、前記現像枠体の位置決めボスに前記支持部材に重ねて嵌合して位置決めを行う第1の位置決め部と、前記支持部材の位置決めボスに嵌合して位置決めを行う第2の位置決め部とを有することを特徴とする。
又、本発明は、電子写真感光体とこの電子写真感光体に作用するプロセス手段として該電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段を有し、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段として、前記現像装置を備えていることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1及び図2を参照して具体的に説明する。尚、図1はプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図、図2はプロセスカートリッジの構成模式説明図である。ここでは説明の順序として、先ず、プロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置の全体構成を説明し、次に本発明に係る詳細の構成について説明する。
(全体構成)
この電子写真画像形成装置(レーザービームプリンタ、以下「画像形成装置」と言う)Aは、図1に示すように、光学手段としての露光装置1から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体(以下「感光体ドラム」と言う)7へ照射して該感光体ドラム7に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤(以下「トナー」と言う)で現像してトナー像を形成する。
そして、前記トナー像の形成と同期して、記録媒体(記録シート、OHPシート、布等)2をカセット3aからピックアップローラ3b及びこれに圧接する圧接部材3cで1枚ずつ分離給送し、搬送ガイド3f1 に沿ってプロセスカートリッジBの感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ4に電圧印加することによって記録媒体2に転写し、その記録媒体2を搬送ガイド3f2に沿って定着手段5へと搬送する。
前記定着手段5は、駆動ローラ5aとヒータ5bを内蔵すると共に支持体5cによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体5dから成り、通過する記録媒体2に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そして、この記録媒体2を排出ローラ3dで搬送し、反転搬送経路を通して排出部6へと排出するよう構成している。
尚、本実施の形態では、ピックアップローラ3b、圧接部材3c、排出ローラ3d等により搬送手段3を構成している。
(プロセスカートリッジ)
一方、前記プロセスカートリッジBは、電子写真感光体と、少なくとも1つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段、電子写真感光体に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
本実施の形態のプロセスカートリッジBは、図2に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム7を回転し、帯電手段である帯電ローラ8へ電圧印加して前記感光体ドラム7の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム7に対して前記露光装置1からの画像情報に基づいた情報光(光像)を露光開口9bを通して露光して感光体ドラム7表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置としての現像手段10によって現像するように構成している。
(現像装置)
次に、プロセスカートリッジBに組み込まれた現像装置Dを図2〜図4に基づいて説明する。
現像装置Dは、トナー収納部10aを形成する第1現像枠体10f1、第2現像枠体10f2、端部部材10g、更にはトナー担持体としての現像ローラ10dに給電するための部品類、トナー担持体である現像ローラ10d、現像ローラ10d上のトナーの層厚を規制する現像剤規制手段(以下「現像ブレード」と言う)10e1及び該現像ローラ10dの両端部からのトナーの漏出を防止するための磁性体シール部材10r等から成る(図3参照)。
現像装置Dではトナー収納部10a内のトナーをトナー送り手段である回転可能な送り部材10bで送り出す。そして、固定磁石10cを内蔵した現像回転体(トナー担持体)である現像ローラ10dを回転させると共に、現像ブレード10eによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ10dの表面に形成し、そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム7に転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。
そして、第1現像枠体10f1は、現像装置Dの現像ローラ10dが感光体ドラム7に対し所定の隙間をあけて平行に対向できるようにクリーニング枠体11dに対し回動可能に支持され、現像ローラ10dと感光体ドラム7との間の隙間保持を行う隙間保持部材10m(図3参照)を現像ローラ10dの両端部に配置してある。
又、図3に示すように、第1現像枠体10f1の両側面にはホルダ部材(以下「端部部材」と言う)10gがあり、後述のクリーニング装置に回転可能に吊るための結合穴10g8が形成されたアーム部10g7を持つ。
トナー収納部10a及び現像室10iは、第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2とを結合して形成している。即ち、本実施の形態の現像枠体は第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2から成る。第1現像枠体10f1は、図4に示すように、トナーを供給するための攪拌軸10b1と攪拌軸10b1に固定されるシート部材10b2を内包し、駆動伝達と攪拌軸10b1の長手を規制する搬送ギヤ10b3が第1現像枠体10f1外へのトナーの流出を防ぐシール部材10b4と共に攪拌軸10b1に結合されている。
又、第1現像枠体10f1には、トナー収納部10aに収納されているトナーが現像ローラ10dに供給される際に通過するトナー通過開口10kが設けられている。
又、図4に示すように、トナーシール部材27が前記トナー通過開口10kの4辺の縁に沿ってシール取付部10hに加熱固定されている。又、第1現像枠体10f1の長手方向における一端部には、図3に示すように、トナー収納部10aにトナーを充填するためのトナー充填口10uが設けられ、トナー充填後キャップ部材10jで封止される。
現像装置Dは、前記トナー収納部10aに収納されたトナーを送り部材10bで送り出すとともに、固定磁石10cの磁力により現像ローラ10dにトナー層を形成して供給し、現像バイアスの印加によって感光体ドラム7に形成された潜像をトナーによって現像して可視像化する。このトナー像を、転写ローラ4に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体2に転写する。
尚、現像ローラ10dの長手方向端部におけるトナーシール構成については後述する。
(クリーニング装置)
次に、クリーニング装置Cの構成を図2及び図5〜図7を用いて詳細に説明する。
前記のように、現像手段によって現像されたトナー像は転写部において記録媒体2に転写するが、転写後に感光体ドラム7に残留したトナーは、クリーニングブレード11aによって掻き落とすと共に、スクイシート11bによってすくい取り、除去トナー収納部11cへ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去・収納する。
クリーニング手段11は、転写後に感光体ドラム7上に残留したトナーを感光体上から除去・収納する手段である。除去手段として前述のクリーニングブレード11a、スクイシート11b、除去トナー収納部11c、更には収納手段として除去トナー収容部11cからのクリーニングブレード11aのゴム両端裏からのトナー漏れを防ぐ第1のシール部材11e、クリーニングブレード裏のトナー漏れを防ぐ第2のシール部材11hがクリーニング枠体11dの所定の位置に両面テープ等で固定される。
次に、クリーニングブレードがクリーニング枠体11dの所定の位置にビスで固定され、クリーニングブレード11aを該クリーニングブレード11aのゴム両端からのトナー漏れ防止及び感光体ドラム7上のトナー等の付着物の拭き取り部材としての第3のシール部材11f、すくい取り部材であるスクイシート11bが両面テープ11g等によりクリーニング枠体11dに固定されている。
クリーニング装置Cは、上述のクリーニング手段11、感光体ドラム7、ドラムシャッタ12、帯電ローラ8に画像形成装置本体Aから給電するための電極8c、更に、帯電ローラ8に電極8cから給電し、且つ、軸受となるローラ軸受8b、他方の軸受8a等から成る。
電極8cは、クリーニング枠体11dに嵌め込まれており、ローラ軸受8bと他方の軸受8aはクリーニング枠体に組み込まれ、帯電ローラ8の軸部が前記軸受8a,8bに嵌め込まれている。
本実施の形態で示すプロセスカートリッジBは、感光体ドラム7を回転可能に支持するクリーニング装置C、感光体ドラム7の可視像を現像する現像装置Dとから構成されている。
現像装置Dとクリーニング装置Cの間には間隔を保持するために所定の加圧力が与えられている。感光体ドラム7は一方に駆動伝達用の三角カップリング部70と現像ローラ10、転写ローラ4に駆動伝達するギヤ、アース接点等々が一体となったドラムギヤ71が結合され、他方には軸受を有するフランジ85が結合されている。感光体ドラム7は三角カップリング部70側には軸受18cがビスにより結合され、他方は位置決めピン18dが位置決め部18b内に収まるようにクリーニング枠体11dに圧入されて支持されている。
本実施形態のプロセスカートリッジBには、図2に示すように、感光体ドラム7の転写ローラ4に対向する転写開口9aと露光開口9bを一体的に覆うことができるドラムシャッタ12がクリーニング枠体11dに回転可能に設けられている。
(ドラムシャッタ)
ここで、簡単にドラムシャッタ12の構成を説明する。
ドラムシャッタ12は、感光体ドラム7が転写ローラ4と当接する転写開口9aを覆うことができるドラム保護部12aを有する。クリーニング枠体11dの帯電ローラ8付近で回転可能に支持されるための回転軸12b(図2参照)には、回転軸12bの両端でクリーニング枠体11dと摺動する摺動部12b1と両端の摺動部12b1を繋ぐつなぎ部分12b3が設けてある。
ドラムシャッタ12は、ドラム保護部12aの両端部と回転軸12bの外側で両者を繋ぐ左右2箇所に設けた連結部12cを有する。回転軸12b1の外側に配置され、右側の連結部12cに設けられドラムシャッタ12の長手方向で外側に延びたリブ12eがあり(図7参照)、このリブ12eは画像形成装置本体側のシャッタガイド面に受けられ、ドラムシャッタ12が開いた姿勢が保持される。
このドラムシャッタ12には、シャッタバネ12dのバネ力によって、ドラムシャッタ12が感光体ドラム7を覆う方向に付勢力が加えられている。これによりプロセスカートリッジBが装置本体より取り出されている状態では、ドラムシャッタ12は、図6及び図7に示す状態で、感光体ドラム7の転写開口9aを覆う閉じた状態を維持する。
一方、装置本体内にあって画像形成動作可能な状態では、画像形成装置本体側のドラムシャッタ開閉手段によって回転し、図1及び図2に示すような転写開口9aを露出させて感光体ドラム7と転写ローラ4が当接可能な姿勢を取る。
(現像装置における磁性体シール部材及び取付方法)
次に、前述した現像装置Dにおいて、トナー漏れを防止するためのシール構成について図8〜図13を参照して説明する。尚、図8は磁性体シールのを示すものであり、(a)は第1現像枠体10f1、第2現像枠体10f2と現像ローラ10d、弾性部材30及び磁性体シール部材10rの位置関係を示す断面図、(b)は磁性体シール部材10rの斜視図、(c)は磁性体シール部材10rにおける磁界の発生状況を示す説明図である。又、図9は磁性体シール部材の磁石10r1と磁性板10r2との位置関係を示すものであり、(a)は全体図、(b)は(a)のX部拡大詳細説明図である。
図8(a)に示すように、磁性体シール部材10rは第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2に対して取り付けられており、これと現像ローラ10dの外周面との間には間隙g2が形成されている。
又、図8(b)に示すように、磁性体シール部材10rの磁石10r1の幅方向(現像ローラ10dの長手方向)側面には磁性材料から成る磁性板10r2が接合されている。尚、磁性体シール部材10rの構成要素である磁石10r1はNd−Fe−Bの磁性粉末を含有するナイロンバインダを備えた幅2.5mmの射出成形品であって、その側面に接合された前記磁性板10r2は厚さ0.5mmの鉄材で構成され、両者は射出成形のインサート成形によって接合されている。
又、図8(c)に示すように、磁石10r1 の内周面10r3(現像ローラ10dの外周面と対向する面)には複数のNS極が着磁され、現像ローラ10dとの間隙g2に磁気ブラシの穂立ちが形成されて現像ローラ10dの端部からのトナーの漏出が防がれる。本実施の形態では、前記間隙g2は0.1〜0.7mmに設定されており、そのときの磁性体シール部材10rの磁力による磁束密度は現像ローラ6上で1000〜2000Gs程度である。
ところで、磁性体シール部材10r内の磁石10r1 と磁性板10r2との位置関係は、図9(a)に示すように、第1現像枠体10f1の開口部側に磁石10r1が配置され、開口部よりも外側(現像ローラ10dの長手方向の両端部)に磁性板10r2が配置されている。
上述のように磁石10r1を第1現像枠体10f1の開口部側に、磁性板10r2を開口部より外側にそれぞれ配置することによって、磁性体シール部材10rの磁力線は、図9(b)に示すように、磁石10r1と磁性板10r2との間に形成されて透磁率の高い磁性板10r2に入っていくため、磁性体シール部材10rの幅の外側まで広がる磁力線が発生しない。従って、磁性体シール部材10r上のトナーは磁性板10r2より外側に広がらないため、磁性体シール部材10rの表面の磁力の強い範囲でトナーを確実に保持することが可能となり、ユーザによってプロセスカートリッジBを画像形成装置本体へ着脱する際に衝撃等が加えられてもトナーが漏れることのない良好なシール性が得られる。
次に、磁性体シール部材10rの取付方法を図8及び図10〜図13を参照して説明する。尚、図10は磁性体シール部材10rの斜視説明図であり、図11は磁性体シール部材10rの取付部の斜視説明図、図12は磁性体シール部材10rの取付方法を示す断面説明図、図13は第1現像枠体の磁性体シール部材10r取付部を説明する斜視説明図である。
図8(a)及び図10に示すように、磁性体シール部材10rは、内周側(現像ローラ10d側)に現像ローラ10dとの間に間隙g2を形成する半円弧形状の内周面10r3を有し、この内周面10r3と反対側に位置する外周側(第1現像枠体10f1及び第2現像枠体10f2側)には第1現像枠体10f1及び第2現像枠体10f2と接する半円弧形状の外接面10r4を有している。
又、第1現像枠体10f1に取り付けられた現像ブレード10eの板金10e1(図8(a)参照)と磁性体シール部材10間に圧縮して配置する弾性部材30(図8(a)参照)が当接する弾性部材当接面10r5を有している。
更に、弾性部材外接面10r4から見て内周面10r3を隔てた反対側にあり、第2現像枠体と当接する枠体当接端面10r6を有している。
一方、第1現像枠体10f1には、図11(a)に示すように、磁性体シール部材10rの外接面10r4と接する取付円弧部10f14が設けられている。
又、第2現像枠体10f2には、図11(b)に示すように、磁性体シール部材10rの外接面10r4と接する取付円弧部10f24が設けられるとともに、磁性体シール部材10rの枠体当接端面10r6と当接する取付端面10f25が設けられている。尚、磁性体シール部材10rは、図8(a)に示すように、第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2が結合されている状態で取り付けるが、取付端面10f25をより分かり易く説明するために、図11(b)においては第2現像枠体10f2だけを図示し、第1現像枠体10f1を省略してある。
磁性体シール部材10rを第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2から成る現像枠体に組み付ける際には、先ず図12(a)に示すように、第1現像枠体10f1の取り付け円弧部10f14に磁性体シール部材10rの外接面10r4が接するまで持ち込み、図中矢印ア方向に回転させる。
そして、図12(b)に示すように、磁性体シール部材10rの枠体当接端面10r6が第2現像枠体10f2の取付端面10f25に突き当たるまで回転すると磁性体シール部材10rが所定の位置に決まる。
尚、弾性部材当接面10r5の裏面10r7が第1現像現像枠体10f1に突き当たるのを避けるため、隙間s1が設けられている。この隙間s1は第1現像枠体10f1、第2現像枠体10f2、磁性体シール部材10rの製造上の形状寸法誤差を吸収し得る値を採用している。
尚、磁性体シール部材10rの長手端面10r8,10r9(図8(b)参照)を、第1現像枠体10f1の位置決め面10f15,10f16(図11(a)及び図13参照)の間に挿入することで磁性体シール部材10rの長手方向の位置決めを行っている。
次に、磁性体シール部材10rの弾性部材当接面10r5に弾性部材30を配置する。弾性部材30は、両面テープ等の接着手段等を使用して弾性部材当接面10r5に取り付ける。
弾性部材30の厚みは現像ブレード10eの板金10e1と弾性部材当接面10r5に圧縮狭持された状態で磁性体当接面10r5に弾性力を生じるように予め圧縮代だけ大きく設定されている。
(現像ブレードとトナー掻き寄せ部材)
図19〜図23を用いて説明を行う。
尚、図19は現像ブレード及びトナー掻き寄せ部材を示す現像枠体の正面側から見る分解斜視図(右側)、図20は現像ブレード及びトナー掻き寄せ部材を示す現像枠体の正面側から見る分解斜視図(左側)、図21は支持部材の突起の説明を行う断面図、図22は現像ユニットの一部縦断面図、図23はトナー掻き寄せ部材を示すための模式的斜視図である
上記磁性体シール部材10rを取り付けた上で現像ブレード10eが取り付けられる。この現像ブレード10e9dに重ねて共締めして現像剤掻き寄せ部材であるトナー掻き寄せ部材15が取り付けられる。
現像ブレード10eは、弾性体から成る現像剤規制部材(以下「弾性ブレード」と言う)10e2と、この弾性ブレード10e2を支持する支持部材(以下「板金」と言う)10e1から成る。板金10e1は鋼板を必要に応じて曲げ加工、穴あけ加工したものである。
弾性ブレード10e2は、両側の磁性体シール部材10r間にあって両端部は磁性体シール部材10rの磁石10r1の側面にほぼ一致している。
現像ブレード10eは厚さ1〜2mmの板金10e1にシリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性ブレード10e2がホットメルト、両面接着テープ、接着剤等で固定されたもので、弾性ブレード10e2が現像ローラ10dの母線に接することによって現像ローラ10d周面上のトナー量を規制する。
第1現像枠体10f1に設けられた現像ブレード取付部としてのブレード突当て平面10vの長手方向の両端部には、ボス10v1 ,10v2及び子ねじ161用下穴10v3が設けられている。
ボス10v1,10v2の高さは何れも、現像ブレード10eの板金10e1の厚さよりも大きい。詳しくは、ボス10v1,10v2は何れも先端が面取りされているが、この面取り部分を除いて第1現像枠体10f1のブレード突当て平面10vからの高さが現像ブレード10eの板金10e1の厚さと、後述するトナー掻き寄せ部材の位置決め嵌合長を合わせた厚さよりも大きい。
上記ボス10v1は弾性ブレード10e2の外側で弾性ブレード10e2の両端近くの位置に対応して設けられている。ボス10v1 はDカット面を有する略円筒形、そしてボス10v2は円筒形である。
そこで、板金10e1に設けられた切欠き10e3、丸穴10e4を前記ボス10v1,10v2にそれぞれ嵌合する。すると、第1現像枠体10f1のボス10v2に板金10e1の丸穴10e4が丁度嵌合するため、現像ブレード10eの一端側で長手方向及び短手方向(ほぼ上下方向)位置が決まる。又、第1現像枠体10f1の他端側のボス10v1に板金10e2の長手方向に長い切欠き10e3が嵌合するため、現像ブレード10eの他端側の短手方向の位置が決まる。この状態では板金10e1の両端の長穴10e5は第1現像枠体10f1の平面10vに設けた下穴10v3と一致する。
又、現像ブレード10eの板金10e1の長穴10e5の長手内側にはそれぞれボス10e7が設けられている。このボスは後述のトナー掻き寄せ部材の取り付け面側にボス(突起)10e7cを有し、その先端には略球面形状10e7a、裏側にはくぼみ10e7bを有する釣り鐘エンボスと呼ばれる形状となっている。又、このボスには貫通穴を伴わない形状としている。
ボス10v1(若しくは10v2),10e7にはトナー掻き寄せ部材10t に設けた第1の位置決め部である丸穴10t1、第2の位置決め部である長穴10t2が嵌合するようになっている。この長穴10t2は、ボス10v1(ボス10v2)とボス10e7の中心を結ぶ方向に長い長穴である。
又、トナー掻き寄せ部材10tの丸穴10t1がボス10v1(若しくは10v2)に嵌合し、長穴10t2がボス10e7に嵌合すると、板金10e1の両端の長手方向に長い長穴10e5、第1現像枠体10f1に設けた2つの下穴10v3とそれぞれ一致する小ねじ用穴10t3を有する。この穴10t3は円形凹座10t4の中心に設けられている。丸穴10t1、長穴10t2及び小ねじ用穴10t3は一直線上に並んでおり、現像ブレード10eの長手と平行である。
前記磁性体シール部材10rと長手方向においてほぼ一致する位置において現像ローラ10dに弾力で接する第1の先端10t5をトナー掻き寄せ部材10tは備えている。この第1先端10t5は板金10e1と当接する面とは逆側の(板金10e1に接しない側)にあって薄片である。
又、前記隙間保持部材10mと長手方向においてほぼ一致する位置において隙間保持部材10mに弾力で接する第2の先端10t6をトナー掻き寄せ部材10tは備えている。この第2先端10t6も板金10e1と当接する面とは逆側の(板金10e1に接しない側)にあって薄片である。
図22に示すように、トナー掻き寄せ部材10tは、感光体ドラム7上の潜像を現像する領域aに対して現像ローラ10dの周面の移動方向で見て上流側、即ち磁性体シール部材の間隙g2の出口部g2a近傍に配置される。又、既に述べたように、この掻き寄せ部材10tの第1の先端10t5長手方向の位置は、図23に示すように、上記磁性体シール部材10rとほぼ同位置になっている。
そして、トナー掻き寄せ部材10tの第1の先端10t5は上記現像ローラ10dに対し、該現像ローラ10dの回転方向に対してカウンタ方向に当接しており、現像ローラ10dが回転したときに現像ローラ10dの表面のトナーを長手方向内側に掻き寄せるようにテーパが付いている。これにより、磁性体シール部材10rの領域で現像ローラ10dの感光体ドラム7との対向側表面にトナー層が形成されるのを防ぐことができるので、磁性体シール部材の間隙g1の入口部g1aにトナーが溜ることがない。従って、磁性体シール部材10rの磁力を上げることができ、ユーザが操作時にもトナーのシール性が高く、且つ、耐久時にも良好なシール性を維持することができる。
又、掻き寄せ部材10tの第2の先端10t6の長手方向の位置は、図23に示すように、上記隙間保持部材10mとほぼ同位置になっている。隙間保持部材10mは、現像ローラ10dに外嵌され、現像ローラ10dと感光体ドラム7に挟まれており、感光体ドラム7と現像ローラ10dが回転することによって現像ローラ10dと同じ方向に回転する。
そして、トナー掻き寄せ部材10tの第2の先端10t5は、上記隙間保持部材10mに対し、該間隔保持部材10mの回転方向に対してカウンタ方向に当接しており、間隔保持部材10mが回転したときに間隔保持部材10mの表面のトナーを掻き取ることができる。これにより、間隔保持部材10m上のトナーを除去できるため、現像ローラ10dと感光体ドラム7の隙間が変化することはなく常に一定に保つことができる。従って、感光体ドラム7、現像ローラ10dの隙間増大による画像濃度の低下や隙間変動に伴う画像濃度ムラを防止することができる。
又、上記掻き寄せ部材10tは現像ローラ10d及び隙間保持部材10mに接触しているが、接触圧が小さいので、トルクの増加は殆んどなく、磁性体シール部材10rを用いることによって得たトルク減少の効果を損なうことはない。
上記掻き寄せ部材10tは合成樹脂、例えばポリアセタール、ポリカーボネート等で射出成形して作られる。又、上記材質の中でも射出成形時の流動性に優れた高流動性グレードを用いるのが望ましい。
第1現像枠体10f1に、現像ブレード10eを位置決め保持した状態で、現像ブレード10eの板金10e1の切り欠き10e3、丸穴10e4から第1現像枠体10f1のボス10v1,10v2が突出している。又、板金10e1の両端の長穴10e5はそれぞれ第1現像枠体10f1のブレード取付平面10vに設けた下穴10v3と一致している。
ここで、トナー掻き寄せ部材10tの丸穴10t1を第1現像枠体10f1のボス10v1及び10v2に嵌合すると共に、長穴10t2を板金10e1のボス10e7に嵌合する。すると、トナー掻き寄せ部材10tの小ねじ用穴10t3と、現像ブレード10eの板金10e1の長穴10e5と、第1現像枠体10f1のブレード取付平面10vに設けた下穴10v3が一直線上に位置する。
次に、トナー掻き寄せ部材10tの小ねじ用下穴10t3、現像ブレード10eの板金10e1の長穴10e5を挿通して小ねじ161を第1現像枠体10f1のブレード取付平面10vの下穴10v3にねじ込む。すると、現像ブレード10eの板金10e1は、磁性体シール部材10rに取り付けられた弾性部材30を圧縮して磁性体シール部材10rの位置が固定されると共にトナー掻き寄せ部材10tはこの板金10e1に圧接し、第1現像枠体10f1に対して現像ブレード10e及びトナー掻き寄せ部材10tが固定される。
このとき、第1現像枠体10f1の先端が細くなったリブ10f3は、現像ブレード10e2に必ず食い込む寸法に設定されており、弾性ブレード10e2と第1現像枠体10f1は密封されたままとなる。
トナー掻き寄せ部材10tの第1の位置決め部である丸穴10t1を第1現像枠体10f1のボス10v1及び10v2に嵌合し、第2の位置決め部である長穴10t2を板金10e1のボス10e7に嵌合するので、第1現像枠体10f1及び現像ブレード10eに対してトナー掻き寄せ部材10tの位置決めを正確に行うことができる。
位置決めボス10e7及びこのボスと嵌合する長穴10t2にはビス161締め付けの際に曲げ荷重が加わる。この曲げ荷重によるボスの変形が生じると、トナー掻き寄せ部材10tの位置決めが正確に行われない。これを考慮して従来で説明したPS(ポリスチレン)等の合成樹脂を用いた位置決めボスにおいては、ボス径φ3〜5mmとしている。
本実施の形態では、トナー掻き寄せ部材10tの第2の位置決め部である長穴10t2と嵌合するボス10e7は板金10e1に設けている。板金は強度面で合成樹脂に比べ優位であるので、強度を確保しつつボス径の小径化が可能となる(本実施の形態では、加工上の効率も考慮してφ2mmとした)。このように位置決め部の強度が向上するので、ビス161締付時の変形も圧倒的に減少し、前述した第1現像枠体10f1と現像ブレード10eに対するトナー掻き寄せ部材10tの位置決めを高精度に維持できる。
又、本来デッドスペースだった板金10e1上に係合部を設けているので、スペース的に余裕のない現像装置にも使用できる。
ボス10e7に貫通穴を伴い、弾性ブレード10e2を板金10e1に固定にホットメルトや接着剤等の流動性の高い結合剤を使用すると、この貫通穴から流れ出す可能性がある。流れ出すことで固定が不安定になることや、流れ出た結合剤によってトナー掻き取り部材10tの取付精度が悪化する。しかし、本実施の形態では、くぼみ10e7bに少量弛むだけで事実上問題はない。つまり、貫通穴を伴わないくぼみだけの形状とすることで、弾性ブレード10e2を板金10e1に固定する結合方法の自由度が向上する。
又、トナー掻き取り部材10tの位置決め部である丸穴10t1と長穴10t2から第1現像枠体10f1のボス10v1及び10v2と板金10e1のボス10e7を目視可能で、又、丸穴10t1、長穴10t2及び小ねじ用穴10t3の中心は一直線上に且つ現像ブレード10eと平行であるため、組立作業者はトナー掻き取り部材10tを所定の位置へ容易に運ぶことが可能であり、組立時間が減って組立性が向上する。
(現像装置とクリーニング装置の結合)
上記現像装置Dとクリーニング装置Cの結合は図14に示すように以下のように結合される。
2つの端部部材10gにはクリーニング枠体11dへ向かってアーム部10g7が突出しており、該アーム部10g7の先端に設けた長手方向の結合穴10g8とクリーニング枠体11dに設けた不図示の結合穴に嵌入するピン60によりクリーニング枠体11dと端部部材10gは回動可能に結合することができる。
一方の端部部材10gのバネ止めに内径が嵌入する圧縮コイルバネ10g9aがクリーニング枠体11dとの間に縮設され、又、一方ではクリーニング枠体11dと端部部材10gには引っ張りバネ10g9bが掛けられ、現像ローラ10d両側の隙間保持部材10mと感光体ドラム7が圧接し、現像ローラ10dと感光体ドラム7が所定の隙間をもって保持され、プロセスカートリッジBが完成する。
ユーザがプロセスカートリッジBを購入して使用する際には、図15のトナーシール端部27aを持ち、引き抜くことで、第1現像枠体10f1のトナー通過開口10kが開封され、トナー収納部10aからトナーを現像室10iへ送り出し可能となり、画像形成装置本体Aへ挿入する準備ができる。
(プロセスカートリッジBの画像形成装置本体への着脱)
前述のように組み立てられたプロセスカートリッジBを画像形成装置本体に装着するには、図16(a)及び(b)に示すように、プロセスカートリッジの一方側側面に設けた円弧部18c1及び回転止め部18c2を装置本体に設けた装着手段としてのガイド部材Ga(図17参照)に沿わせるとともに、他方側側面に設けた位置決め部18b及び突起18eを装置本体に設けた装着手段としてのガイド部材Gb(図18参照)に沿わせて挿入することによって装着する。そして、プロセスカートリッジBが画像形成装置本体に装着されると、三角カップリング部70が装置本体の駆動伝達部90(図17参照)と嵌合し、該カートリッジに駆動伝達可能となる。
<他の実施形態>
前述した実施の形態で示したプロセスカートリッジは単色画像を形成する場合を例示したが、本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複数設け、複数色の画像(例えば、2色画像、3色画像或はフルカラー等)を形成するカートリッジにも好適に適用することができる。
又、電子写真感光体としては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先ず、感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体(OPC)等が含まれる。又、前記感光体を搭載する形状としては例えばドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミニウム合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或は塗工を行ったものである。又、現像方法としても、公知の2成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
又、帯電手段の構成も、前述した実施の形態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングスワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングスワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード(帯電ブレード)、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
又、感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
又、前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体と、少なくともプロセス手段の1つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施の形態のもの以外にも、例えば、電子写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には、電子写真感光体と、現像手段と、帯電手段又はクリーニング手段の何れかを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
即ち、前述したプロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものを言う。そして、このプロセスカートリッジは、使用者自身が装置本体に着脱することができる。従って、装置本体のメンテナンスを使用者自身で行うことができる。
更に、前述した実施の形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば、電子写真複写機、LEDプリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、或はこれらの複合機(マルチファンクションプリンタ等)等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能である。
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、トナー掻き寄せ部材と現像ブレード(板金)を前述したように構成したために以下のような効果を得ることができる。
1.トナー掻き寄せ部材の位置決めを第1現像枠体及び現像ブレードの板金で行っているので、第1現像枠体及び現像ブレードに対してトナー掻き寄せ部材の位置決めを正確に行うことができる。
2.板金に位置決めボスを設けたため、位置決め部の強度が向上し、ビス締め付け時の変形も圧倒的に減少し、前述した第1現像枠体と現像ブレードに対するトナー掻き寄せ部材の位置決めを高精度に維持できる。
3.間隔保持部材上のトナーを除去できるので、現像ローラと感光体ドラムの隙間が変化することはなく常に一定に保つことができる。従って、感光体ドラム、現像ローラの隙間増大による画像濃度の低下や隙間変動に伴う画像濃度ムラを防止することができる。
4.本来デッドスペースだった板金上に係合部を設けているので、スペース的に余裕のない現像装置にも使用できる。
5.板金に設けたボスは貫通穴を伴わないくぼみだけの形状とすることで、弾性ブレードを板金に固定する結合方法の自由度が向上する。
6.トナー掻き取り部材の位置決め部である丸穴と長穴から第1現像枠体のボスと板金のボスを目視可能で、又、丸穴、長穴及び小ねじ用穴の中心は一直線上に且つ現像ブレードと平行であるため、組立作業者はトナー掻き取り部材を所定の位置へ容易に運ぶことが可能であり、組み立て時間が減り組み立て性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】プロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図である。
【図2】プロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図3】現像装置の分解斜視説明図である。
【図4】現像装置の分解斜視説明図である。
【図5】クリーニング装置の分解斜視説明図である。
【図6】クリーニング装置の斜視説明図である。
【図7】クリーニング装置の斜視説明図である。
【図8】磁性体シールの説明図である。
【図9】磁性体シール部材の磁石と磁性板との位置関係の説明図である。
【図10】磁性体シール部材の斜視説明図である。
【図11】磁性体シール部材の取付部の斜視説明図である。
【図12】磁性体シール部材の取付方法を示す断面説明図である。
【図13】第1現像枠体の磁性体シール部材の取付部を説明する斜視説明図である。
【図14】現像装置とクリーニング装置を分割した説明図である。
【図15】現像装置とクリーニング装置を結合した状態説明図である。
【図16】プロセスカートリッジの側面説明図である。
【図17】画像形成装置本体のプロセスカートリッジ装着ガイドの説明図である。
【図18】画像形成装置本体のプロセスカートリッジ装着ガイドの説明図である。
【図19】現像ブレード及びトナー掻き寄せ部材を示す現像枠体の正面側から見る分解斜視図(右側)である。
【図20】現像ブレード及びトナー掻き寄せ部材を示す現像枠体の正面側から見る分解斜視図(左側)である。
【図21】支持部材の突起の説明を行う断面図である。
【図22】現像ユニットの一部縦断面図である。
【図23】トナー掻き寄せ部材を示すための模式的斜視図である。
【図24】従来例の現像剤掻き取り部材の取付方法を示す斜視図である。
【図25】従来例の現像剤掻き取り部材の取付方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
A 画像形成装置
B プロセスカートリッジ
C クリーニング装置
D 現像装置
P1 回転中心
g2 間隙
s1 隙間
s2,s3 距離
1 露光装置
2 記録媒体
3 搬送手段
3a カセット
3b ピックアップローラ
3c 圧接部材
3d 排出ローラ
3f1 搬送ガイド
3f2 搬送ガイド
4 転写ローラ
5 定着手段
5a 駆動ローラ
5b ヒータ
5c 支持体
5d 定着回転体
6 排出部
7 感光体ドラム
8 帯電ローラ
8a 軸受
8b ローラ軸受
8c 電極
9a 転写開口
9b 露光開口
10 現像手段
10a トナー収納部
10b 送り部材
10b1 攪拌軸
10b2 シート部材
10b3 搬送ギヤ
10b4 シール部材
10c 固定磁石
10d 現像ローラ
10e 現像ブレード
10e1 板金部
10e2 弾性ブレード
10e3 切り欠き
10e4 丸穴
10e5 長穴
10e7 ボス
10f1 第1現像枠体
10f14 取付円弧部
10f15,10f16 位置決め面
10f2 第2現像枠体
10f24 取付円弧部
10f25 取付端面
10f3 リブ
10g 端部部材
10g7 アーム部
10g8 結合穴
10g9a 圧縮コイルバネ
10g9b 引っ張りバネ
10h シール取付部
10i 現像室
10j トナー充填後キャップ部材
10k トナー通過開口
10m 隙間保持部材
10r 磁性体シール部材
10r1 磁石
10r10 突起部
10r11 突き当て面
10r2 磁性板
10r3 内周面
10r4 外接面
10r5 弾性部材当接面
10r6 枠体当接端面
10r7 裏面
10r8,10r9 長手端面
10s シール部材
10t トナー掻き寄せ部材
10t1 丸穴
10t2 長穴
10t3 穴
10t4 円形凹座
10t5 第1の先端
10t6 第2の先端
10u トナー充填口
10v ブレード取り付け平面
10v1,10v2 ボス
10v3 下穴
11 クリーニング手段
11a クリーニングブレード
11b スクイシート
11c 除去トナー収納部
11d クリーニング枠体
11e,11f,11h シール部材
11g 両面テープ
12 ドラムシャッタ
12a ドラム保護部
12b 回転軸
12b1 摺動部
12b3 つなぎ部分
12c 連結部
12d シャッタバネ
12e リブ
18b 位置決め部
18c 軸受
18c1 円弧部
18c2 回転止め部
18d 位置決めピン
18e 突起
27 トナーシール部材
27a トナーシール端部
30 弾性部材
60 ピン
70 三角カップリング部
71 ドラムギヤ
85 フランジ
90 駆動伝達部
151 磁性体シール部材
153 現像枠体
154 取り付け溝
159 現像剤規制手段
159a 現像剤規制部材
159b 支持部材
153i1,153i2 現像枠体のボス
160 現像剤掻き寄せ部材
161 小ねじ

Claims (6)

  1. 磁性を有する現像剤を収納する現像枠体と、該現像枠体の開口部に回転自在に支持され前記現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制するための現像剤規制部材と、該現像剤規制部材を支持する板金から成る支持部材と、前記現像剤担持体の両端部に現像剤担持体の外周面と所定の間隙を有して配置される磁性体シール部材と、該磁性体シール部材に対向するように前記現像剤担持体に内包された磁性体と、前記現像剤担持体と前記磁性体シール部材の間隙部の近傍に設けられ、前記現像剤担持体と当接する現像剤掻き寄せ部材とを有する現像装置において、
    前記現像枠体は、前記支持部材を前記現像枠体に位置決めするための位置決めボスを有し、前記支持部材は、貫通穴を伴わない位置決めボスを有し、前記現像剤掻き寄せ部材は、前記現像枠体の位置決めボスに前記支持部材に重ねて嵌合して位置決めを行う第1の位置決め部と、前記支持部材の位置決めボスに嵌合して位置決めを行う第2の位置決め部とを有することを特徴とする現像装置。
  2. 前記現像剤掻き寄せ部材における、前記第1の位置決め部及び前記第2の位置決め部は貫通穴から成ることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  3. 前記現像剤掻き寄せ部材は、前記第1の位置決め部と前記第2の位置決め部の中心軸上に中心を持つ貫通穴を有し、前記現像剤掻き寄せ部材は、前記支持部材と重ねられ、前記貫通穴を通じてねじで共締めされ前記現像枠体に対して固定されていることを特徴とする請求項1又は2記載の現像装置。
  4. 前記現像剤掻き寄せ部材は、薄片として突出する第1の先端部を有し、この第1の先端部が前記現像剤担持体に接することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の現像装置。
  5. 前記現像剤掻き寄せ部材は、薄片として突出する第2の先端部を有し、該第2の先端部は、前記現像剤担持体の両端部に設けられ前記現像剤担持体と像担持体との隙間を一定に保つための隙間保持部材に接することを特徴とする請求項1〜4の何れか記載の現像装置。
  6. 電子写真感光体とこの電子写真感光体に作用するプロセス手段として該電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段を有し、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像手段として、請求項1〜5の何れか1項に記載の現像装置を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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