JP2009294410A - 電子装置 - Google Patents

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Naoichi Asakura
直一 浅倉
Hiroshi Hiraguchi
寛 平口
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Abstract

【課題】ユニットの装着又は移動によって、ユニットに設けられた電極端子と装置本体の接続端子とが電気的に接続する電子装置において、電極端子への汚れ付着による導通不良を防止する。
【解決手段】プリンタ本体10の接続端子74よりも、現像ユニット24の回転方向上流側に、現像ユニット24の回転移動の際に電極端子271に摺接する清掃部材75を設ける。電極端子271と接続端子74との間の導通不良を一層確実に防止する観点からは、清掃部材75が導電性を有し且つ接続端子74と電気的に接続し、現像ユニット24が回転移動した後も電極端子271に接触しているようにするのが好ましい。
【選択図】図9

Description

本発明は、ユニットが装置本体に着脱可能又は装置本体内を移動可能に設けられた電子装置に関し、より詳細には、前記ユニットの装着又は移動によって、前記ユニットに設けられた電極端子と前記装置本体の接続端子とが電気的に接続する電子装置に関するものである。
例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体、及び感光体に作用するプロセス手段を一体的にユニット化して、このユニットを画像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスユニット方式が多く採用されている。
このプロセスユニットには、現像バイアスが印加される電極端子や、現像剤量検知電極に印加する電圧を画像形成装置本体から受ける電極端子、検知電極間の静電容量に応じた出力電圧を画像形成装置本体に伝達するための電極端子などが配置される。一方、画像形成装置本体には、プロセスユニットが装着された際にこれらの電極端子と接触する接続端子が配置される。
ところが、画像形成装置を長期間使用していると、装置本体内に飛散するトナーや紙粉、ごみなどが電極端子に付着して導通不良を招くことがあった。導通不良が発生すると画像不良や、現像剤量の誤検知等の不具合が生じる。
そこで、電極端子の汚れに起因する導通不良を防止するために、種々の提案がなされている。例えば、特許文献1では、電極端子に複数の突起を形成して、接続端子との接触箇所を増やし導通不良を解消する技術が提案されている。また特許文献2では、電極端子として、板バネ状の端部が鋸の歯状に形成されたものを用いて、接続端子に付着した汚れを清掃する技術が提案されている。
特開2002-169448 特開2005-17682 特開2005-172993
しかしながら、前者の提案技術では、電極端子に付着した汚れを除去することはできない。また、後者の提案技術では、接続端子に付着した汚れをある程度除去することはできるものの、電極端子を清掃部材として用いているため、電極端子に汚れが蓄積され導通不良を招くおそれがある。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユニットの装着又は移動によって、ユニットに設けられた電極端子と装置本体の接続端子とが電気的に接続する電子装置において、電極端子への汚れ付着による導通不良を防止することにある。
前記目的を達成するため本発明に係る電子装置は、装置本体と、この装置本体に着脱可能又は装置本体内を移動可能に設けられたユニットとを備え、前記ユニットの装着又は移動によって、前記ユニットに設けられた電極端子と前記装置本体の接続端子とが電気的に接続する電子装置であって、前記装置本体の前記接続端子よりも、前記ユニットの装着方向上流側又は移動方向上流側に、前記ユニットの装着又は移動の際に前記電極端子に摺接する清掃部材を設けたことを特徴とする。
ここで、電極端子と接続端子間の導通不良を一層確実に防止する観点からは、前記清掃部材が導電性を有し、且つ前記接続端子と電気的に接続し、前記ユニットが装着又は移動した後も前記電極端子に接触しているようにするのが好ましい。
また、部品点数を少なくし生産性を高める等の観点から、前記清掃部材と前記接続端子とが一体成形してなるものであってもよい。
そしてまた、構造の簡素化及び装置の小型・軽量化等の観点から、前記接続端子に曲部を設け、その弾性力によって電極端子に圧接するようにしてもよい。同様に、前記清掃部材に曲部を設け、その弾性力によって電極端子に摺接するようにしてもよい。
前記装置本体が画像形成装置本体であり、前記ユニットが画像形成ユニットであってもよい。ここで画像形成装置とは、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成するものであって、例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写機などが含まれる。また、画像形成ユニットとは、帯電手段や現像手段、クリーニング手段、感光体などのうち2以上の手段を組み合わせて一体化したものをいう。
本発明の電子装置では、装置本体の接続端子よりも、ユニットの装着方向上流側又は移動方向上流側に清掃部材を設け、ユニットの装着又は移動の際に清掃部材を電極端子に摺接させるので、電極端子にトナー等の汚れが付着していても清掃部材で清掃され、電極端子と接続端子間の導通不良が防止される。
また、清掃部材に導電性を持たせ且つ接続端子と電気的に接続し、ユニットが装着又は移動した後も清掃部材が電極端子に接触しているようにすると、清掃部材も接続端子としての役割を発揮するので、電極端子と接続端子間の導通不良を一層確実に防止できる。
そしてまた、清掃部材と接続端子とを一体成形したものとすると、部品点数が減少しし生産性が高まる。
接続端子及び清掃部材に曲部を設け、その弾性力によって電極端子に圧接するようにすると、構造が簡素化され装置の小型・軽量化も図れる。
以下、本発明に係る電子装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
図1は、本発明に係る電子装置の一つとしての画像形成装置(カラープリンタ)の概説図である。図1のカラープリンタ1は、現像部20、感光体部30、露光部40、中間転写部50および定着部60を備えている。なお、以下において、説明の対象である装置または部材がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)またはブラック(K)のいずれのものであるかを明確にする必要がある場合は、「(Y)」、「(M)」、「(C)」、「(K)」の文字を符号に付加して説明し、それ以外の場合はそれら文字を省略して説明する。
現像部20は、矢印a方向に回転駆動される回転ラック22を有している。回転ラック22には、4つの現像ユニット24Y,24M,24C,24Kが周方向に並んで保持されている。各現像ユニット24Y,24M,24C,24Kには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収容されている。そして、各色トナーは、各現像ユニット24Y,24M,24C,24Kに回転可能に設けられた現像ローラ26Y,26M,26C,26Kの表面に担持され、感光ドラム32へ供給される。
感光体部30は、時計回りに回転駆動される感光体ドラム32を有している。感光体ドラム32は、回転ラック22の回転により現像位置に来た各現像ユニット24Y,24M,24C,24Kの現像ローラ26Y,26M,26C,26Kと対向する。なお、図1において現像ユニット24Yがある位置が現像位置となる。感光体ドラム32の周囲には、感光体ドラム32の表面を均一帯電させる帯電器34が配置されている。
露光部40は、外部から入力された画像情報に応じて、均一帯電された感光体ドラム32の表面にレーザビーム42を照射する。これにより、感光体ドラム32の表面には、各色トナー像のための静電潜像がそれぞれ形成される。
中間転写部50は、4つのローラ51,52,53,54の周囲に掛け渡されて矢印方向に回転駆動される中間転写ベルト56を有している。ローラ54に隣接して一次転写ローラ58が設けてあり、この一次転写ローラ58の近傍で中間転写ベルト56は感光体ドラム32に対向している。また、中間転写ベルト56は、ローラ51によって支持された部分が二次転写ローラ59に対向している。この二次転写ローラ59と中間転写ベルト56との対向部が画像形成部になっている。中間転写ベルト56の外面には、二次転写後に中間転写ベルト56の表面に残留するトナーを除去するクリーナ57とが配置されている。なお、中間転写体は、ベルト形状のものに限らず、他の形状、例えばドラム形状のものであってもよい。
定着部60は、定着器62と、排出部を構成する排出ローラ対64とを有している。定着器62を通過することにより画像定着されたシートSは、排出ローラ対64の回転により排紙トレイ68上に排出されるようになっている。なお、排出部はベルト対で構成されてもよい。
現像部20の下部には、各現像ユニット24に設けられたIC基板27(図2に図示)と、プリンタ本体(装置本体)10との情報通信を行うための接続装置70が設けられている。接続装置70については後述する。
プリンタ本体10の下部には、給紙部である給紙カセット80が配置されている。給紙カセット80には、記録紙等のシートSが積載収容されている。シートSは、給紙ローラ81の回転により最上部のものから順に一枚ずつ送り出される。
給紙カセット80からはシート搬送経路82が総じて縦方向に延びて形成されている。シート搬送経路82は、給紙カセット80から画像形成部および定着器62を経て排出ローラ対64まで延びている。給紙カセット80から送り出されたシートSは、それぞれ回転する搬送ローラ対83,84によってシート搬送経路82を上方に搬送される。
また、プリンタ本体10の側壁12の外側には、手差しトレイ13が取り付けられている。手差しトレイ13は、軸14を中心として回動することにより開閉可能になっており、開かれた状態(図1に示す状態)でシートSが手差しによりセットされる。手差しトレイ13上にセットされたシートSは、前記と同様に、給紙ローラ81の回転により最上部のものから一枚ずつシート搬送経路82に送り出されるようになっている。
画像形成は、4サイクル方式(感光体ドラム32を4回転させてフルカラー画像を形成する方式)で行われる。すなわち、感光体ドラム32上に一つの色の静電画像が形成され、当該色に対応する現像ユニット24によって現像が行われ、感光体ドラム32上に当該色のトナー画像が形成される。形成されたトナー画像は、一次転写ローラ58から付与される電界によって中間転写ベルト56に転写される。次に、回転ラック22が90°回転されて、他色の現像ユニット24が現像位置に移動し、他色の静電潜像が感光体ドラム32上に形成され、前記と同様の現像そしてトナー画像の一次転写が行われる。この操作が4つの色について繰り返されると、4色の画像が重ね合わされたフルカラー画像が中間転写ベルト56上に形成される。
一方、シートSは、給紙カセット80から給紙されシート搬送路82を通って、中間転写ベルト56と二次転写ローラ59との対向部(画像形成部)に至り、ここで、中間転写ベルト56上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ59から付与される電界によってシートSへ転写される。そして、定着器62を通過することにより、フルカラー画像はシートSに定着し、排出ローラ対64の回転によりシートSは排紙トレイ68上に排出される。
図2に、現像部20の部分斜視図を示す。各現像ユニット24Y,24M,24C,24Kの外周面には、現像ユニット24の有無や現像ユニット24が新品かどうか、トナー消費量などの情報を蓄積するIC基板27が設けられ、IC基板27の表面にはプリンタ本体10と通信するための電極端子271が形成されている。また、現像ユニット24の幅方向の一方端部には第1の凹部28が、そして、IC基板27の側部には第2の凹部29がそれぞれ形成されている。この第1の凹部28と第2の凹部29には、後述する接続装置70に形成された退避用突起723と位置決め用突起724(図3に図示)が嵌り込む。
次に、接続装置70の斜視図を図3に示す。接続装置70は、基板711の両端に一対の側板712a,712bが垂設されてなる基台71と、一対の側板712a,712bに揺動可能に軸支されたホルダ72と、ホルダ72の一方側に設けられた、接続端子74及び清掃部材75を収納するケース73とを備える。基台71は、ピンPによって回動可能にプリンタ本体10に取り付けられている。また、ホルダ72の両側端から下方へ延出した腕部722a,722bの先端部が、基台71の側板712a,712bに軸支されていることにより、ホルダ72は基台71に揺動自在に取り付けられている。また、ホルダ72の下方側面から外方へ延出した突片721の先端部と、基台71との間に引きバネBが取り付けられ、図3において、ホルダ72は時計回りに常に付勢されている。ケース73には、細長い開口部731が幅方向に所定間隔で形成されており、これらの開口部731から、後述する接続端子74及び清掃部材75の一部が突出している(図4を参照)。また、ホルダ72の幅方向両側には、退避用突起723と位置決め用突起724とが形成されている。
接続装置70のホルダ72は引きバネBによって現像部20の回転ラック22と接触する方向に付勢されており、所定の現像ユニット24が現像位置にあるときは、ホルダ72の退避用突起723及び位置決め用突起724が現像ユニット24に形成された第1の凹部28及び第2の凹部29にそれぞれ嵌り込み、現像ユニット24の電極端子271に接続端子74及び清掃部材75が圧接する。一方、現像色を変えるために回転ラック22が回転するときは、退避用突起723が現像ユニット24の端部の周面に摺接し、ホルダ72は、引きバネBの付勢力に抗して現像ユニットから離れる方向に揺動する。これによって、現像ユニット24の電極端子271と、接続端子74及び清掃部材75との接触が解除されるとともに、接続端子74及び清掃部材75が、現像ユニット24の電極端子271以外の部分と接触するのが防止される。
そして、回転ラック22が90°回転して、次の現像ユニット24が現像位置になると、ホルダ72の退避用突起723及び位置決め用突起724が、次の現像ユニット24に形成された第1の凹部28及び第2の凹部29にそれぞれ嵌り込み、現像ユニット24の電極端子271に接続端子74及び清掃部材75が圧接するようになる。
図5及び図6に、ケース73内に収納されている接続端子74及び清掃部材75の斜視図を示す。図5に示すように、接続端子74は、導電部材からなる細板であって、略中央部に曲部741を有する略C字形状を有し、その略中央から外方にリード部742が延出してなる。接続端子74の上肢部743には外方へ突出した接点部744が形成され、接点部744の先端が電極端子271と接触する。また接続端子74の下肢部745には、略円形状の2つの開口部746a,746bと四角形状の開口部747とが形成されている。一方、清掃部材75は、図6に示すように、接続端子74と同様に導電性部材からなる細板であって、略中央部に曲部751を有する略C字形状を有し、上肢部753の先端部には、外方へ屈曲され突出した清掃部754が形成されている。また清掃部材75の下肢部755には2つの突起756a,756bと、折り曲げ可能な舌状片757が形成されている。
図7(a)に示すように、接続端子74と清掃部材75とは、清掃部材75の2つの突起756a,756bを、接続端子74の2つの開口部746a,746bにそれぞれ嵌め入れいることによって位置決めされた状態で重ね合わされる。そして同図(b)に示すように、清掃部材75の舌状片757を接続端子74の開口部747に挿通し、接続端子74の外表面と接するように折り曲げることによって、接続端子74と清掃部材75とは重ね合った状態で固定される。このような構成の接続端子74と清掃部材75との接合体は、回転移動する現像ユニット24に対して、接点部744よりも回転移動方向上流側に清掃部754が位置するように配置される。
接続端子74及び清掃部材75は、それぞれが有する曲部741,751によって弾性を備えると共に、両者は電気的に接続している。また、図8に示すように、清掃部材75の清掃部754は、接続端74の接点部744よりも現像ユニットの方向(図の上方)に突出している。加えて、清掃部754は、接点部744よりも幅広く形成されている。これによって、清掃部754と、現像ユニット24の電極端子271との接触領域が、回転方向に長く且つ幅方向に広くなり、清掃部754による電極端子271の清掃効果が向上する。また、清掃部754は、その形状が四角形状で、接点部744の上流側に盾のように位置するので、現像ユニット24から漏れ出たトナー等が接点部744に付着するのを効果的に防止する。
なお、清掃部754の、現像ユニット24の方向(図の上方)への突出量は、接点部744と同じであってもよいが、電極端子271の、接点部744が接触する領域を効果的に清掃する観点からは、接点部744よりも若干突出しているのが望ましい。清掃部754の突出量は、接続部744よりも先に電極端子271に接触する範囲内において、清掃部材75の弾性力、すなわち接続部744の電極端子271との圧接力等を考慮し適宜決定すればよい。電極端子271の摩耗等の観点から、清掃部754の圧接力は、接点部744のそれよりも弱くするのが好ましい。
図9に、現像ユニット24の電極端子271と、清掃部754及び接点部744との接続過程を示す状態図を示す。同図(a)に示すように、まず、回転移動してくる現像ユニット24の電極端子271に、清掃部材75の清掃部754が摺接する。これによって、電極端子271の表面が清掃される。さらに現像ユニット24が回転すると、同図(b)に示すように、清掃部754で清掃された電極端子271に、接続端子74の接点部744が摺接する。この時、所定色の現像ユニットが現像位置に到達し、回転ラックの回転は停止する。この状態のとき、電極端子271には、接点部744のみならず清掃部754も圧接する。このように接続部744と清掃部754の2つの接触点において、電極端子と接続装置との導通が図れるようになるので、トナー付着等による接触不良が格段に低減される。
前記実施形態では、接続端子74と清掃部材75とを別々に作製した後、接合して一体化していたが、図10に示すように、接続端子74と清掃部材75とを一体成形してもよい。この図の一体成形物は、導電性基板を打ち抜き加工した後、折り曲げ加工して作製したものであって、接点部744及び清掃部754の弾性は、例えば、上肢部743及び下肢部755の板幅を変えることによってそれぞれ調整される。
なお、接続端子74と清掃部材75とを別体とし、清掃部材75を非導電部材から構成しても構わない。この場合、清掃部材75を接続端子74と接合させる意味はないので、清掃部材75は、接続装置70の、現像ユニット24の移動方向上流側にいずれかの位置に別途取り付けてもよい。
前記実施形態では、曲部741,751によって接続端子74及び清掃部材75に弾性力を生じさせていたが、例えば図11に示すように、接点部744と清掃部754とが形成された上肢部743を、基部740に対して、軸79を中心として揺動可能に取り付け、上肢部743と基部740との間に弾性部材としての押しバネBを取り付けて、接点部744及び清掃部754に弾性を付与してももちろん構わない。
図12に、本発明に係る電子装置の他の実施形態を示す。この図の電子装置は、前記実施形態と同様に、画像形成装置(カラープリンタ)である。現像ユニット24Y,24M,24C,24K、感光体ドラム32、露光部40、中間転写ベルト56および定着部60を備えている点は前記実施形態のカラープリンタと同様であるが、この図のカラープリンタは、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであって、それぞれに感光体ドラム32を備えた4つの現像ユニット24Y,24M,24C,24Kが、中間転写ベルト56の回転方向に順に並んで配置されている点が前記実施形態のものと異なる。そして、このカラープリンタでは、現像ユニット24Y,24M,24C,24Kはプリンタ本体10に対して着脱自在に取り付けられている。
各現像ユニット24は、画像形成を実行する構成要素として、感光体ドラム32と、この感光体ドラム32の周りに設けられた帯電器33、現像器34、およびクリーナ35を備えている。また、各現像ユニット24は、対応する色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーを、内蔵する現像器34に供給するためのトナーホッパ35Y,35M,35C,35Kを備えている。また、各現像ユニット24の感光体ドラム32は、ローラ51,52に架け渡された中間転写ベルト56を介してそれぞれ一次転写ローラ58に対向している。そして、各現像ユニット24の下部には、各現像ユニット24に設けられたIC基板27(図13に図示)と、プリンタ本体10との情報通信を行うための接続装置70が設けられている。これについては後述する。また、プリンタ本体10の下部には、前記実施形態と同様に、給紙カセット80と、給紙カセット80に収容されたシートSを最上紙から順に引き出す給紙ローラ81とが配置されている。
画像形成は次のようにして行われる。まず、帯電器33によって感光体ドラム32の表面が一様に帯電される。続いて、露光部40から、各色の画像データに基づく光が出射され、各感光体ドラム32に静電潜像が形成される。そして、現像器34によって、各感光体ドラム32上に形成された静電潜像に各色のトナーが供給されて、各色のトナー画像が形成(現像)される。感光体ドラム32上に形成された各色のトナー画像は、一次転写ローラ58によって中間転写ベルト56上に転写され、4色の画像が重ね合わされたフルカラー画像が中間転写ベルト56上に形成される。
一方、シートSは、給紙カセット80から給紙されシート搬送路82を通って、中間転写ベルト56と二次転写ローラ59との対向部(画像形成部)に至り、ここで、中間転写ベルト56上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ59から付与される電界によってシートSへ転写される。そして、定着器62を通過することにより、フルカラー画像はシートSに定着し、排出ローラ対64の回転によりシートSは排紙トレイ68上に排出される。
図13に、図12のカラープリンタの側面から見た図を示す。この図から理解されるように、各現像ユニット24はプリンタ本体10に対して略水平方向に着脱可能である。そして図14に示すように、現像ユニット24がプリンタ本体10に装着される際、接続装置70の清掃部材75によってIC基板27の電極端子271が清掃された後、電極端子271に接続端子74が接触する。すなわち、現像ユニット24がプリンタ本体10に挿入されると(図14(a))、まず、清掃部材75の清掃部754が、IC基板27の電極端子271に摺接し、電極端子271の表面を清掃する(同図(b))。これによって、電極端子271の表面のトナー等の付着物が除去される。続いて、清掃された電極端子271に接続端子74の接点部744が摺接する。これによって、IC基板27とプリンタ本体10との情報通信が可能となる。このとき、清掃部材75を導電性部材から構成し、接続端子74と清掃部材75とを電気的にさせるとともに、同図(c)に示すように、電極端子271に、接点部744のみならず清掃部754も圧接するようにすれば、接続部744と清掃部754の2つの接触点において、電極端子271と接続装置70との導通が図れるようになるので、トナー付着等による接触不良が格段に低減される。
以上、説明した実施形態はいずれも画像形成装置に関するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置本体に対して着脱可能又は装置本体内を移動可能なユニットを備え、装置本体とユニットとを電気的に接続する電極端子と接続端子を有する電子装置であればいずれにも適用可能である。
本発明に係る電子装置の一例を示す概説図である。 現像部の部分斜視図である。 接続装置の一例を示す全体斜視図である。 清掃部材と接続端子とが開口部から突出しているケースの部分斜視図である。 接続端子の一例を示す全体斜視図である。 清掃部材の一例を示す全体斜視図である。 接続端子と清掃部材との接合状態を示す斜視図である。 接点部と清掃部とを示す部分拡大斜視図である。 図1の電子装置における、電極端子と、清掃部材及び接続端子との接触状態を示す状態図である。 接続端子と清掃部材とを一体成形したものの一例を示す斜視図である。 接続端子と清掃部材とを一体成形したものの他の例を示す斜視図である。 本発明に係る電子装置の他の例を示す概説図である。 図12の電子装置における、現像ユニットの着脱を説明する図である。 図12の電子装置における、電極端子と、清掃部材及び接続端子との接触状態を示す状態図である。
符号の説明
10 プリンタ本体
24 現像ユニット
27 IC基板
74 接続端子
75 清掃部材
741 曲部
751 曲部
271 電極端子

Claims (6)

  1. 装置本体と、この装置本体に着脱可能又は装置本体内を移動可能に設けられたユニットとを備え、前記ユニットの装着又は移動によって、前記ユニットに設けられた電極端子と前記装置本体の接続端子とが電気的に接続する電子装置において、
    前記装置本体の前記接続端子よりも、前記ユニットの装着方向上流側又は移動方向上流側に、前記ユニットの装着又は移動の際に前記電極端子に摺接する清掃部材を設けたことを特徴とする電子装置。
  2. 前記清掃部材が導電性を有し、且つ前記接続端子と電気的に接続し、前記ユニットが装着又は移動した後も前記電極端子に接触している請求項1記載の電子装置。
  3. 前記清掃部材と前記接続端子とが一体成形されてなる請求項2記載の電子装置。
  4. 前記接続端子は曲部を有し、その弾性力によって電極端子に圧接する請求項1〜3のいずれかに記載の電子装置。
  5. 前記清掃部材は曲部を有し、その弾性力によって電極端子に摺接する請求項1〜4のいずれかに記載の電子装置。
  6. 前記装置本体が画像形成装置本体であり、前記ユニットが画像形成ユニットである請求項1〜5のいずれかに記載の電子装置。
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