JP2006267321A - プロセスカートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】小型、高精度なプロセスカートリッジにおいて、部品点数及び組立工数の削減を実現したプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上に残留する現像剤を除去するクリーニング部材と、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持し、且つ、前記クリーニング部材を固定支持する枠体と有し、前記クリーニング部材は前記枠体内側に設けられ、前記枠体の外側に補強部材を設けられており、前記補強部材が凸状の補強部分を有することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真画像形成装置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(例えば、記録紙、OHPシート等)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、レーザプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、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(以下、「カートリッジ」と称す)とは、少なくとも現像手段(現像部材)と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものを言う。
従来、電子写真画像形成装置(以下、「画像形成装置」と称す)においては、電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と称す)に形成した静電潜像を、現像装置によって現像剤を用いて現像する。
又、プロセスカートリッジを採用する画像形成装置においては、装置のメンテナンスを操作者自身が行うことができ、このカートリッジ方式は、格段に操作性を向上させることができる。
このようなプロセスカートリッジにあっては、感光体ドラム上に残留した現像剤(以下、「トナー」と称す)は、クリーニング部材によって除去され、廃トナーとしてプロセスカートリッジの寿命に対し、十分に収納し得るクリーニング容器に収納され、プロセスカートリッジ交換時に取り除かれる。
ここで、クリーニングには、感光体ドラムに対して所定の侵入量をもって当接し、廃トナーを除去する、板金の支持部とゴム等の弾性部材で形成された当接部を有するクリーニングブレードが一般的に用いられている。このとき、クリーニングブレードはクリーニング枠体に配設されるが、クリーニングブレードの侵入量が不適切であると、クリーニング不良やクリーニングブレードのめくれが発生することがあるため、環境変動や画像形成装置内の昇温によらず、侵入量を高精度に保つ必要があった。
そこで、従来はクリーニングブレードに対向して、クリーニング枠体を挟持するような板金等の補強部材等により、クリーニングブレードの侵入量を高精度に保持する構成が考案されてきた(例えば、特許文献1参照)。
一方、近年の画像形成装置及びプロセスカートリッジの小型化実現のため、クリーニング枠体の扁平化、枠体の薄肉化が求められている。そのようにして小型化されたプロセスカートリッジをユーザが取り扱う際には、プロセスカートリッジ枠体を直接把持する場合も考えられる。
そこで、ユーザによって把持される可能性がある部分が、十分な強度を持つプロセスカートリッジの構成を提案する必要がある。
特開2000−19930号公報(第8頁、図2)
本発明は、前述の従来技術を更に発展させたものである。
本発明の目的は、小型、高精度なプロセスカートリッジにおいて、部品点数及び組立工数の削減を実現したプロセスカートリッジを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上に残留する現像剤を除去するクリーニング部材と、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持し、且つ、前記クリーニング部材を固定支持する枠体と有し、前記クリーニング部材は前記枠体内側に設けられ、前記枠体の外側に補強部材を設けられており、前記補強部材が凸状の補強部分を有することを特徴とする。
本発明によれば、部品点数及び組立工数の削減を実現した簡易な構成で、小型プロセスカートリッジの強度及びユーザビリティ向上が可能となる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。又、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状等は、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
図2〜図5を参照して、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置について説明する。
[画像形成装置の全体の説明]
先ず、カラー画像形成装置の全体構成について図2を用いて説明する。図2は本実施の形態に係る電子写真プロセスを利用した画像形成装置の一形態であるカラーレーザープリンタの概略断面図である。
図2に示すように、カラーレーザープリンタ(以下、「プリンタ」と称す)100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)各色ごとに一定速度で回転する感光体ドラム1(1Y,1M,1C,1K)を有するプロセスカートリッジ7(7Y,7M,7C,7K)を持つ画像形成部と、給送部から給送された記録媒体Pに画像形成部で現像された画像を多重転写する転写部と、カラー画像を転写された記録媒体Pに画像を定着する定着部、記録媒体Pを装置上面に排出する排出部からなる。尚、上記4色のプロセスカートリッジ7Y,7M,7C,7Kは、プリンタ本体100に個別に着脱可能に構成されている。
感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電部材としての帯電ローラ2(2Y,2M,2C,2K)、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、前記帯電ローラ2によって帯電された感光体ドラム1上に静電潜像を形成するスキャナユニット3(3Y,3M,3C,3K)を有する。又、前記潜像を現像する現像ユニット4(4Y,4M,4C,4K)を有する。そして、各感光体ドラム1上の現像剤像を、転写部Tで記録媒体Pに転写させる転写ローラ12(12Y,12M,12C,12K)を有する。
又、転写後の感光体ドラム1表面に残った現像剤を除去するクリーニングブレード60を有するクリーニングユニット6(6Y,6M,6C,6K)が配置されている。尚、前記転写ローラ12は、画像形成装置本体Aに設けられている。又、画像形成装置本体Aは、記録媒体Pを静電的に吸着して搬送する静電搬送ベルト5を有している。
現像剤像が転写された記録媒体Pは、定着器8において現像剤像を定着される。そして、排出ローラ対25によって装置上面の排出トレイ26へ排出される。
カートリッジ7は、前述した感光体ドラム1、帯電部材2、現像ユニット4、クリーニングユニット6を有する。又、プリンタ100は、静電搬送ベルト5と一体の開閉カバー11(図3)を有する。そして、カートリッジ7はこの開閉カバー11を開いた状態で、感光体ドラム1を手前にして、プリンタ100への着脱を行う。
以下、感光体ドラム1から順に詳述する。
感光体ドラム1は、例えば直径24mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
帯電装置2としては、接触帯電方式を用いた帯電部材として、ローラ状に形成された導電性の帯電ローラ2を用いる。そして、前記帯電ローラ2を感光体ドラム1表面に当接させるとともに、この帯電ローラ2に帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるものである。
露光手段であるスキャナユニット3は、感光体ドラム1の略水平方向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって高速回転されるポリゴンミラー9(9Y,9M,9C,9K)に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(10Y,10M,10C,10K)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
現像ユニット4は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを、収納した図4に示すような現像容器としてのトナー容器41(41Y,41M,41C,41K)から構成され、トナー容器41内のトナーをトナー搬送機構42によってトナー供給ローラ43へ送り込む。その後図示時計回りに回転するトナー供給ローラ43及び現像剤担持体としての現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって図示時計回りに回転する現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、且つ、トナーに電荷を付与する。そして前記静電潜像が形成された感光体ドラム1と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、前記静電潜像に応じて感光体ドラム1上にトナー現像を行うものである。
全ての感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対向し、接するように循環移動する静電搬送ベルト5が配設される。静電搬送ベルト5は、所定の体積固有抵抗を持たせたフィルム状部材で構成される。静電搬送ベルト5は、垂直方向に4軸でローラに支持され、図中左側の外周面に記録媒体Pを静電吸着して上記感光体ドラム1に記録媒体Pを接触させるべく循環移動する。これにより、記録媒体Pは静電搬送ベルト5により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像を転写される。
この静電搬送ベルト5の内側に当接し、4個の感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対向した位置に転写ローラ12(12Y,12M,12C,12K)が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が静電搬送ベルト5を介して記録媒体Pに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム1に接触中の記録媒体Pに、感光体ドラム1上の負極性のトナー像が転写される。
給送部16は、画像形成部に記録媒体Pを給送するものであり、複数枚の記録媒体Pが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18(半月ローラ)、レジストローラ対21が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット17内の記録媒体Pを1枚毎に分離給送するとともに、記録媒体P先端はレジストローラ対21に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電搬送ベルト5の回転と画像書出し位置の同期を取って、レジストローラ対21によって静電搬送ベルト5へと給送されていく。
定着器8は、記録媒体Pに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ23と、これに圧接して記録媒体Pに熱および圧力を与える加圧ローラ24とから成る。即ち、感光体ドラム1上のトナー像を転写した記録媒体Pは、定着器8を通過する際に加熱ローラ23、加圧ローラ24で搬送されるとともに、熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が記録媒体P表面に定着される。
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ7が、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1が、反時計回りに回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム1周面上に静電潜像を形成する。現像装置4内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
最上流の感光体ドラム1(図中感光体ドラム1Y)周面上のトナー像の先端が、静電搬送ベルト5との対向点に回転搬送されて来るタイミングで、その対向点に記録媒体Pの印字開始位置が一致するように、レジストローラ対21が回転を開始して記録媒体Pを静電搬送ベルト5へ給送する。
記録媒体Pは、静電吸着ローラ22と静電搬送ベルト5とによって挟み込むようにして静電搬送ベルト5の外周に圧接し、且つ、静電搬送ベルト5と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である記録媒体Pと静電搬送ベルト5の誘電体層に電荷を誘起し、記録媒体Pを静電搬送ベルト5の外周に静電吸着するように構成している。これにより、記録媒体Pは静電搬送ベルト5に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。このように搬送されながら記録媒体Pは、各感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写される。
4色のトナー像を転写された記録媒体Pは、ベルト駆動ローラ14の曲率により静電搬送ベルト5から曲率分離され、定着器8に搬入される。記録媒体Pは、定着器8で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対25によって、排出トレイ26から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
[プロセスカートリッジの着脱]
次に、画像形成装置100に対するカートリッジ7の着脱方法について図3を用いて説明する。
画像形成装置100の開閉カバー11は、画像形成装置100の正面下方側に回転中心を有している。開閉カバー11に前述の静電搬送ベルト5が設けられている。そのため、開閉カバー11を開くと、操作者がカートリッジ7Y,7M,7C,7Kへのアクセスが可能となる。カートリッジ7は画像形成装置100の開閉カバー11が開いた状態において、水平方向に抜き差しされる構成となっている。
[プロセスカートリッジの構成]
次に、カートリッジ7の構成について図4及び図5を用いて説明する。図4は現像剤tを収納したカートリッジ7の主断面、図5はその斜視図である。但し、図5は現像ユニット4とクリーニングユニット6とを分解した状態を図示している。
図3に示すように、カートリッジ7は、ドラム形状の電子写真感光体、即ち電子写真感光ドラム体1と、帯電ローラ2及びクリーニングブレード60を備えたクリーニングユニット6と、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像ローラ40を有する現像ユニット4とに分かれている。
クリーニングユニット6を構成するクリーニング枠体61には、感光体ドラム1が軸受部材(カートリッジ位置決め部材)31を介して回転自在に取り付けられている。感光体ドラム1の周面には、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ2及び感光体ドラム1上に残った現像剤を除去するためのクリーニングブレード60が配置されている。
クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去された現像剤は、現像剤送り機構62によってクリーニング枠体61の後方に設けられた廃現像剤室63に順次送られる。
そして、感光体ドラム1は画像形成装置本体Aに設けられた駆動モータ(不図示)の駆動力を伝達されることによって、画像形成動作に応じて反時計回りに回転する。
現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触して回転する(矢印Y方向)現像ローラ40及び現像剤が収納された現像剤収納部41と現像容器45とを有する。現像ローラ40は、現像軸受47,48を介して回転自在に現像容器45に支持されている。又、現像ローラ40の周面上には、現像ローラ40と接触して回転する(矢印Z方向)現像剤供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。更に、現像剤収納部41内には収納された現像剤を撹拌するとともに、現像剤を現像剤供給ローラ43に搬送するための現像剤搬送機構42が設けられている。
そして、図5に示すように、現像ユニット4は、現像ユニット4の両端に取り付けられた現像軸受47,48にそれぞれ設けられた支持穴49を中心にして、ピン50によって現像ユニット4全体がクリーニングユニット6に対して揺動自在に支持されている。
カートリッジ7は、単体(装置本体Aに装着されていない)状態においては、支持軸50を中心にして、回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム1の方向へ付勢されるよう、加圧バネ64によって現像ユニット4が常に付勢されている。
現像時、現像剤攪拌部材42によって、収納された現像剤が現像剤供給ローラ43へ搬送される。そして、回転する(矢印Z方向)現像剤供給ローラ43が、その現像剤を回転する(矢印Y方向)現像ローラ40との摺擦によって現像ローラ40に供給する。そして現像剤を現像ローラ40の周面に担持させる。現像ローラ40上に担持された現像剤は、現像ローラ40の回転に伴い現像ブレード44に至る。そして、現像ブレード44が現像剤に対して電荷を付与する。これによって、現像ローラ40の周面に所定の現像剤薄層を形成し、現像剤が感光体ドラム1と現像ローラ40とが接触した現像部に搬送される。現像部において、画像形成装置100が有する電源(不図示)から現像・供給電気接点(不図示)を介して現像ローラ40に印加した直流現像バイアスにより、現像剤は感光体ドラム1の表面に形成されている静電潜像に付着して潜像を現像する。
現像に寄与しないで現像ローラ40の表面に残留した現像剤は、現像ローラ40の回転にともない現像器内に戻される。そして、現像剤供給ローラ43との摺擦部で現像ローラ40から剥離、回収される。回収された現像剤は、現像剤攪拌機構42により残りの現像剤と撹拌混合される。
[クリーニングブレードと補強部材の構成]
次に、本発明に係るクリーニングブレードと補強部材の構成について図1、図6及び図7を用いて詳細に説明する。
図1は本発明を適用した実施の形態におけるプロセスカートリッジの部分断面図、図6は本発明を適用した実施の形態におけるクリーニングユニットの下面図、図7は本発明を適用した実施の形態におけるクリーニングユニットの上面図である。尚、図6及び図7の破線部はそれぞれ補強部材90とクリーニングブレード60を示す。
図1に示すように、クリーニングブレード60は、クリーニング枠体61に支持される金属板金の支持部60aと感光体ドラム1に当接するゴム等の弾性部材で形成された当接部60bから成る。そして、感光体ドラム1に対して所定の侵入量を持って当接するよう、クリーニング枠体61に対して、感光体ドラム1の軸方向でクリーニング枠体61内側の両端部近傍に設けられたクリーニングブレード支持部68にビス99aにより固定される(図1及び図6)。
又、図1に示すように、補強部材90はクリーニング枠体60外側に配置される。そして、感光体ドラム1の軸方向でクリーニング枠体61の両端部近傍に設けられた補強部材支持部69にビス99bにより固定される。補強部材支持部69は、クリーニングブレード支持部68よりもクリーニング枠体61の外側に配置されている(図6及び図7)。又、補強部材90は凸状の曲げによって形成される凸状補強部90aを有している(図1)。ここで、図1に示すように、補強部材支持部69はクリーニングブレード支持部68と平行な面であり、その面方向に対してクリーニングブレード60と補強部材90は少なくとも一部が対向するように配置されている。
尚、補強部材90は、クリーニングブレード60の支持部61a同じく金属材料で形成されており、一方クリーニング枠体61は樹脂成形品である。
上記構成では、熱膨張率が大きく、一方剛性の小さいクリーニング枠体61を、樹脂より熱膨張率が低く、剛性の高い金属のクリーニングブレード支持部60aと補強部材90で挟み込むため、周囲温度の変化によるクリーニング枠体61の変形を抑え、それによりクリーニングブレード60の取り付け位置の変動を抑え、感光体ドラム1に対するクリーニングブレード60の侵入量を、高精度に保つことが可能となる。特に、本発明の実施の形態におけるクリーニング枠体61では、枠体両側の補強部材支持部69の間の領域のクリーニング枠体61の樹脂肉厚を一般部分よりも薄く構成することで、温度変化によるクリーニング枠体61の変形を防止する補強部材90の効果を向上させている。
ここで、補強部材90は、プロセスカートリッジ7が画像形成装置本体Aに装着される際の上流側縁部にある。通常プロセスカートリッジ7を画像形成装置本体Aに着脱する際には、プロセスカートリッジ7の感光体ドラム1の軸方向両端部に設けられたハンドル98を把持することができるが、ユーザによってはプロセスカートリッジ7の装着方向上流側の中央部に当たる補強部材90取り付け部付近を把持することも可能である。
従って、上記構成では、前記凸状補強部90aはクリーニング枠体61を補強し、更に、ユーザにクリーニング枠体61を直接把持させることなくプロセスカートリッジ7を把持させることが可能である。又、凸状補強部90aはユーザがプロセスカートリッジ7を把持する際の滑り止めとしても機能する。
以上のように、部品点数を増やすことなく、簡易な構成によってプロセスカートリッジの補強とユーザビリティの向上を実現したプロセスカートリッジを提供することができる。
本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジの部分断面図である。 電子写真プロセスを利用した画像形成装置の一形態であるカラーレーザプリンタの概略断面図である。 電子写真プロセスを利用した画像形成装置の一形態であるカラーレーザプリンタの概略断面図である。 プロセスカートリッジの概略構成を示す断面図である。 プロセスカートリッジの概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るクリーニングユニットの下面図である。 本発明の実施の形態に係るクリーニングユニットの上面図である。
符号の説明
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ(帯電部材)
3 スキャナユニット
4 現像ユニット
5 静電搬送ベルト
6 クリーニングユニット
7 プロセスカートリッジ
8 定着器
9 ポリゴンミラー
10 結像レンズ
11 開閉カバー
12 転写ローラ
13 従動ローラ
14 駆動ローラ
16 テンションローラ
17 給送カセット
18 給送ローラ
19 分離パッド
21 レジストローラ対
22 静電吸着ローラ
23 加熱ローラ
24 加圧ローラ
25 排出ローラ対
26 排出トレイ
30 駆動力受け部
31 軸受部材
40 現像ローラ(現像部材)
41 現像剤収納部
42 搬送部材
43 供給ローラ
44 現像ブレード
45 現像枠体
47 現像軸受
49 支持穴
50 支持軸
60 クリーニングブレード
60a 支持部
60b 当接部
61 クリーニング枠体
62 現像剤送り機構
63 収容室
64 加圧バネ
68 クリーニングブレード支持部
69 補強部材支持部
90 補強部材
90a 凸状補強部
98 ハンドル
99 ビス
99a クリーニングブレード固定ビス
99b 補強部材固定ビス
100 電子写真画像形成装置(プリンタ)
101 本体フレーム
102 本体位置決め部
A 電子写真画像形成装置本体
t 現像剤

Claims (7)

  1. 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、
    電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上に残留する現像剤を除去するクリーニング部材と、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持し、且つ、前記クリーニング部材を固定支持する枠体と有し、前記クリーニング部材は前記枠体内側に設けられ、前記枠体の外側に補強部材を設けられており、前記補強部材が凸状の補強部分を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 前記補強部材は、前記枠体の前記クリーニング部材を支持するクリーニング部材支持面の鉛直方向から見て、少なくとも一部が前記枠体を挟んで、前記クリーニング部材と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項1記載のプロセスカートリッジ。
  3. 前記補強部材は前記プロセスカートリッジの装着方向上流側縁部に設けられることを特徴とする請求項1又は2記載のプロセスカートリッジ。
  4. 前記クリーニング部材は前記枠体に支持される支持部と前記電子写真感光体ドラムに当接する当接部を有しており、前記補強部材は前記支持部と同等の熱膨張率を有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
  5. 前記クリーニング部材の支持部と前記補強部材は金属材料であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
  6. 前記枠体の前記クリーニング部材支持面と前記補強部材を支持する補強部材支持面は平行であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
  7. 前記補強部材支持面は前記クリーニング部材支持面より、前記電子写真感光体ドラム軸方向で対向する領域、又はより外側領域に配設されており、前記補強部材は前記補強部材支持面に対してビスにより締結されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
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WO2013067892A1 (zh) * 2011-11-11 2013-05-16 珠海天威飞马打印耗材有限公司 刮刀及处理盒

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