JP2011145414A - 清掃部材、清掃装置、組立体、画像形成装置 - Google Patents

清掃部材、清掃装置、組立体、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】清掃材を芯材の端側まで巻き付けて、清掃範囲を軸方向に広げることができる清掃部材、清掃装置、組立体、画像形成装置を得る。
【解決手段】芯材70は芯材70の軸方向に渡って筒状とされており、この筒状の筒部70Aへ円柱状の軸受部材80が挿入されている。つまり、芯材70の両端は、芯材70の筒部70Aが軸受部材80に支持されている。このような構成とすることで、芯材の外周面が軸受部材で支持される構成と比して、清掃材72が芯材70の両端部まで螺旋状に巻き付けられる。そして、芯材70の端側でも帯電部材20に外周面に付着した異物を除去することができ、清掃性能が向上する。
【選択図】図1

Description

本発明は、清掃部材、清掃装置、組立体、画像形成装置に関する。
特許文献1には、帯電部材の回転に伴って従動回転することで帯電部材の外周面を清掃するクリーニング装置が記載されている。
そして、このクリーニング装置は、回転する帯電部材の軸方向に延びる支持体(芯材)と、この支持体に螺旋状に巻き付けられたクリーニング材(清掃材)とを備えている。
特開平8−137208号公報
本発明の課題は、清掃材を芯材の端側まで巻き付けて、清掃範囲を軸方向に広げることである。
本発明の請求項1に係る清掃部材は、軸受部材が挿入されるように少なくとも両端部が空洞状とされると共に、前記軸受部材に回転自在に支持される芯材と、前記芯材に螺旋状に巻き付けられた清掃材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る清掃部材は、請求項1に記載において、前記芯材は軸方向に渡って空洞状とされ、前記清掃材は前記芯材の両端部まで巻き付けられていることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る清掃部材は、請求項1又は2に記載において、前記芯材との間で前記清掃材の端部を挟む筒状の保持材が前記芯材の両端部に設けられることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る清掃部材は、請求項1〜3の何れか1項に記載において、前記保持材には、前記芯材の空洞状の部位に挿入されて、前記軸受部材に回転自在に支持される軸受が一体的に形成されることを特徴とする。
本発明の請求項5に係る清掃装置は、周回又は回転すると共に、外表面に異物が付着する被清掃部材と、前記被清掃部材の前記清掃材が接して、前記被清掃部材の周回又は回転に伴って従動回転する請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項6に係る組立体は、像保持体と、回転して前記像保持体の外表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に接して、前記帯電部材の回転に伴って従動回転する請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材と、を備え、本体に対して交換可能に組み付けられることを特徴とする。
本発明の請求項7に係る画像形成装置は、請求項5に記載された清掃装置と、前記清掃装置によって清掃された被清掃部材を用いて形成された画像が転写された記録場体を搬送する搬送部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項8に係る画像形成装置は、請求項6に記載された組立体と、前記組立体に備えられた前記帯電部材によって帯電した前記像保持体の外表面を露光して静電潜像を形成する露光部材と、前記像保持体の外表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項1の清掃部材によれば、軸受部材が芯材の外周面を支持する場合と比して、清掃材を芯材の端側まで巻き付けて、清掃範囲を軸方向に広げることができる。
本発明の請求項2の清掃部材によれば、芯材は軸方向に渡って筒状とされていない場合と比して、効率よく清掃部材を製造することができる。
本発明の請求項3の清掃部材によれば、保持材が両端部に設けられていない場合と比して、清掃材の端部を効果的に保持することができる。
本発明の請求項4の清掃部材によれば、芯材の筒部が軸受部材で支持される構成と比して、芯材が回転する際の摺動性能を向上させることができる。
本発明の請求項5の清掃装置によれば、請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材が採用されていない場合と比して、被清掃部材を効率良く清掃することができる。
本発明の請求項6の組立体によれば、請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材が採用されていない場合と比して、像保持体に形成されるトナー画像の品質を向上させることができる。
本発明の請求項7の画像形成装置によれば、請求項5に記載された清掃装置が採用されてない場合と比して、出力画像の品質を向上させることができる。
本発明の請求項8の画像形成装置によれば、請求項6に記載された組立体が採用されてない場合と比して、出力画像の品質を向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る清掃部材等を示した正面図である。 本発明の第1実施形態に係る清掃部材等を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る清掃部材、清掃装置及び交換カートリッジを示した正面図である。 本発明の第1実施形態に係る清掃部材等を示した斜視図である。 (A)(B)(C)本発明の第1実施形態に係る清掃部材及び清掃装置を示した側面図である。 (A)(B)本発明の第1実施形態に係る清掃部材を示した正面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係る清掃部材等を示した正面図である。
本発明の第1実施形態に係る清掃部材、清掃装置、組立体及び画像形成装置の一例を図1〜図7に従って説明する。なお図中に示す矢印UPは鉛直方向上方を示す。
(全体構成)
図7に示されるように、画像形成装置10の本体10Aの内部には、入力される画像データに対して画像処理を行なう画像処理部12が設けられている。
この画像処理部12は、入力された画像データをイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の階調データに処理するようになっており、この処理された階調データを受け取って、レーザ光LBによる画像露光を行う露光装置14が本体10A内の中央に設けられている。
また、露光装置14の上方には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kが、水平方向に間隔をおいて配置されている。なお、Y,M,C,Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y,M,C,Kを省略して記載することがある。
これらの4つの画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kは、すべて同様に構成されており、予め決められた速度で回転駆動される円柱状の像保持体18と、この像保持体18の外周面を帯電する一次帯電用の帯電部材20と、前述した露光装置14の画像露光によって帯電した像保持体18の外周面に形成された静電潜像を、予め決められた色のトナーで現像してトナー画像として可視化する現像部材22と、像保持体18の外周面を清掃する清掃ブレード24とを含んで構成されている。また、帯電部材20の下側には、円柱状の帯電部材20と接して帯電部材20の外周面を清掃する清掃部材64が設けられている。
そして、画像形成ユニット16を構成する被清掃部材の一例としての帯電部材20及び清掃部材64により、清掃装置68が構成されており、像保持体18、帯電部材20及び清掃部材64により、組立体の一例としての交換カートリッジ66(図3参照)が構成されており、この交換カートリッジ66は、夫々本体10Aに対して交換可能とされている。なお、清掃部材64については詳細を後述する。
また、露光装置14には、4つの画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kに共通に構成された、図示しない4つの半導体レーザが設けられており、これらの半導体レーザからレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kが階調データに応じて出射されるようになっている。
なお、半導体レーザから出射されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、図示しないf−θレンズを介して回転多面鏡であるポリゴンミラー26に照射され、このポリゴンミラー26によって偏向走査されるようになっている。そして、このポリゴンミラー26によって偏向走査されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、像保持体18上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光されるようになっている。
また、この露光装置14は、下方から像保持体18上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置14には、上方に位置する4つの画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kの現像部材22等からトナー等が落下する虞が有る。そのため、露光装置14は、その周囲が直方体状のフレーム28によって密閉されている。そして、フレーム28の上部には、4本のレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kを、各画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kの像保持体18上に向けて透過させる透明なガラス製のウインドウ30Y、30M、30C、30Kが設けられている。
一方、各画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kの上方には、一次転写ユニット21が設けられている。そして、この一次転写ユニット21は、無端状の中間転写ベルト32と、中間転写ベルト32が巻き掛けられ、回転駆動して中間転写ベルト32を矢印方向に周回させる駆動ロール40と、中間転写ベルト32が巻き掛けられ、中間転写ベルト32に張力を付与する張力付与ロール36と、中間転写ベルト32の外周面を清掃する清掃ブレード38と、中間転写ベルト32を挟んで像保持体18Y、18M、18C、18Kの反対側に配置される一次転写ロール34Y、34M、34C、34Kと、を含んで構成されている。
そして、この4つの一次転写ロール34Y、34M、34C、34Kによって、画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kの像保持体18上に順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像が、中間転写ベルト32上に、多重に転写される構成となっている。
また、中間転写ベルト32を挟んで駆動ロール40の反対側には、二次転写ロール42が設けられている。中間転写ベルト32上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像は、中間転写ベルト32により搬送され、駆動ロール40と二次転写ロール42に挟まれ、用紙搬送経路56に沿って搬送される記録媒体としてのシート部材Pに二次転写されるようになっている。
さらに、二次転写ロール42に対してシート部材Pの搬送方向下流側(以下単に下流側と言う)には、シート部材Pに転写されたトナー画像を熱及び圧力によりシート部材Pに定着する定着装置44が設けられている。
また、定着装置44の下流側には、トナー画像が定着したシート部材Pを画像形成装置10の本体10Aの上部に設けられた排出部48に排出する排出ロール46が設けられている。
一方、画像形成装置10の本体10A内の下側には、シート部材Pが積載される給紙部材50が設けられている。さらに、この給紙部材50に積載されたシート部材Pを用紙搬送経路56へ送り出す給紙ロール52が設けられ、給紙ロール52の下流側には、シート部材Pを1枚ずつ分離して搬送る分離ロール54が設けられている。また、分離ロール54の下流側には、搬送タイミングを合わせる位置合せロール58が設けられている。これにより、給紙部材50から供給されたシート部材Pは、予め決められたタイミングで回転する位置合せロール58によって中間転写ベルト32と二次転写ロール42とが接する位置(二次転写位置)へ送り出される構成となっている。
さらに、排出ロール46の隣りには、定着装置44によって片面に画像が定着されたシート部材Pを、排出ロール46によって排出部48上にそのまま排出せずに、両面用搬送経路62に搬送する搬送ロール60が設けられている。これにより、両面用搬送経路62に沿って搬送されるシート部材Pは、 表裏が反転された状態で、位置合せロール58へと再度搬送され、今度は、シート部材Pの裏面にトナー画像が転写・定着されて排出部48上に排出されるようになっている。
この構成により、以下のようにシート部材Pに画像が形成される。
先ず、画像処理部12から露光装置14に各色の階調データが順次出力され、この露光装置14から階調データに応じて出射されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、帯電部材20によって帯電した像保持体18の外周面に走査露光され、像保持体18の外周面に静電潜像が形成される。像保持体18上に形成された静電潜像は、現像部材22Y、22M、22C、22Kによって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像として可視化される。
さらに、各画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kの上方に渡って配置された一次転写ユニット21の一次転写ロール34によって、像保持体18上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像が、周回する中間転写ベルト32上に多重に転写される。
また、周回する中間転写ベルト32上に多重に転写された各色のトナー画像は、二次転写ロール42により、給紙部材50から給紙ロール52、分離ロール54、位置合せロール58によって用紙搬送経路56に予め定められたタイミングで搬送されたシート部材Pに二次転写される。
さらに、トナー画像が転写されたシート部材Pは、定着装置44へと搬送される。シート部材Pに転写されたトナー画像は、定着装置44によってシート部材Pに定着され、定着された後、画像形成装置10の本体10Aの上部に設けられた排出部48に排出ロール46によって排出される。
さらに、シート部材Pの両面に画像を形成させる場合は、定着装置44によって片面に画像が定着されたシート部材Pを、排出ロール46によって排出部48上にそのまま排出せずに、搬送方向を切り替え、搬送ロール60を介して両面用搬送経路62へと搬送する。そして、両面用搬送経路62に沿ってシート部材Pを搬送することで、シート部材Pの表裏が反転され、シート部材Pが再度位置合せロール58へと搬送される。今度は、シート部材Pの裏面にトナー画像が転写・定着され、転写・定着された後、排出部48上に排出ロール46によって排出される。
(要部構成)
次に、円柱状の帯電部材20の外周面を清掃する清掃部材64について説明する。
図1、図3に示されるように、帯電部材20と対向して、帯電部材20の軸方向(以下単に軸方向と言う)に延びる清掃部材64が設けられている。そして、清掃部材64は、軸方向に延びる円柱状の芯材70と、芯材70に螺旋状に巻き付けられた断面矩形状の清掃材72とを備えている。本実施形態では、清掃材72は、一例として弾性変形可能なウレタン樹脂の発泡材により形成されており、両面テープ(図示省略)を用いることで、芯材70の外周面に固定されるようになっている。
さらに、図1、図4に示されるように、清掃材72は、芯材70の両端部まで巻き付けられており、清掃材72の端部は、円筒状の保持材78の内周面と芯材70の外周面との間に挟まれることで、芯材70から剥離しないようになっている。
また、図1、図2に示されるように、芯材70は空洞状の一形態である芯材70の軸方向に渡って筒状とされており、この筒状の筒部70Aへ円柱状の軸受部材80が挿入されている。つまり、芯材70の端部を挟んで、軸受部材80と保持材78とは対向するようになっている。そして、芯材70の両端は、芯材70の筒部70Aが軸受部材80に支持されており、軸受部材80は、清掃材72が帯電部材20の外周面に予め定められた量圧縮された状態で接触する位置に清掃部材64を支持している。この構成により、帯電部材20の回転に伴い清掃部材64が従動回転するようになっている。尚、空洞状であれば、芯材70の軸方向に渡った筒状に限られる必要はなく、空洞状の部位に挿入される軸受によって芯材70が支持されて回転される範囲内で適宜形状や大きさ等を変更しても良い。
一方、図5(A)に示されるように、発泡体72の長手方向に直交する断面において、発泡体72の両方の端部72Aは、中央部よりも芯材70の径方向(以下単に、径方向と言う)に突出している(反り立っている)。
(作用)
図7に示されるように、画像形成ユニット16において、回転する像保持体18の外周面に形成されたトナー画像は、周回する中間転写ベルト32に転写される。さらに、中間転写ベルト32に転写されずに像保持体18の外周面に残留したトナー等の異物は、清掃ブレード24によって像保持体18の外周面から除去される。
ここで、トナーに外添されているトナー外添剤等の異物は、トナーよりもさらに粒子径が小さいため清掃ブレード24をすり抜けやすい。清掃ブレード24をすり抜けたトナー外添剤等の異物は、帯電部材20の外周面に付着する。
図5(A)(B)に示されるように、矢印方向に回転する帯電部材20の外周面に付着したトナー外添剤等の異物は、従動回転する清掃部材64の清掃材72の端部72Aが帯電部材20の外周面に押されて清掃部材64の厚さ方向(図5(A)に示すG方向)と、幅方向(図5(A)に示すH方向)に弾性変形(弾性圧縮)することで清掃材72に押圧されて凝集する。そして、図5(C)に示されるように、凝集したトナー外添剤等の異物は、従動回転する清掃部材64の清掃材72の端部72Aが復元することで、この復元力より、密な状態からほぐされたり、帯電部材20の外周面からはじかれたりする。
なお、図5の図面においては、発泡体72の径方向の変形が容易に理解されるように、発泡体72の径方向の寸法を誇張して記載している。
次ぎに、清掃部材64の製造方法について説明する。
前述したように、清掃材72は、芯材70の両端部まで巻き付けられている。つまり、図6(A)に示されるように、規定長さより長い芯材70に清掃材72を螺旋状に巻き付け、図6(B)に示されるように、分割することで、複数個の清掃部材64が製造される。
以上説明したように、芯材70を筒状として、芯材70の筒部70Aが軸受部材80で支持される構成とすることで、芯材の外周面が軸受部材で支持される構成と比して、清掃材72が芯材70の両端部まで螺旋状に巻き付けられる。これにより、芯材70の端側でも帯電部材20に外周面に付着した異物を除去することができ、清掃性能が向上する。
また、芯材70の端側でも帯電部材20に外周面に付着した異物を除去することができる。これにより、帯電部材20の軸方向に渡って付着した異物が除去される。
また、芯材70を挟んで、軸受部材80と保持材78とを対向するように配置することで、芯材の外周面が軸受部材で支持される構成と比して、軸方向で画像形成装置10の小型化が可能となる。
また、規定長さより長い芯材70に清掃材72を螺旋状に巻き付け、これを分割することで、複数個の清掃部材64を製造することで、効率良く清掃部材64が製造される。
また、規定長さより長い芯材70に清掃材72を螺旋状に巻き付け、これを分割する分割長さを変えることで、長さ違いの清掃部材64が製造される。
また、清掃部材64の清掃材72で帯電部材20の外周面に付着したトナー外添剤等の異物をはじくこと(除去すること)で、像保持体18の帯電不良が抑制される。このため、像保持体18に形成されるトナー画像の品質が向上する。
また、像保持体18に形成されるトナー画像の品質が向上することで、シート部材Pに形成される出力画像の品質が向上する。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、被清掃部材としての帯電部材20の外周面に付着したトナー外添剤等の異物を、清掃部材64を用いて除去したが、特に帯電部材22に限定されることなく、例えば、像保持体、転写ベルト及び転写ロールに付着した紙粉、トナー及び外添剤や、中間転写ベルト及び中間転写ロールに付着したトナー及びトナー外添剤を、清掃部材で除去してもよい。
また、上記実施形態では、清掃材72の材料として、弾性変形可能なウレタン樹脂の発泡材を採用したが、特にこれに限定されることなく、ゴム材料の発泡材、ブラシ、不織布等の他の材料であってもよい。
また、上記実施形態では、像保持体18、帯電部材20及び清掃部材64により、交換カートリッジ66が構成されたが、現像部材等の他の部材が、交換カートリッジ66の構成部品として追加されてもよい。
次ぎに、本発明の第2実施形態に係る清掃部材の一例を図8に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図8に示されるように、第2実施形態の清掃部材100の芯材102に螺旋状に巻き付けられた清掃材104の端部を保持する保持材106には、芯材102の筒部102Aに挿入されて、円柱状の軸受部材110に回転自在に支持される軸受108が一体的に樹脂材料(本実施形態では一例としてポリアセタール樹脂)で成形されている。
さらに、清掃部材100が回転する際には、円柱状の軸受部材110の頂面110Aと軸受108の底面108Aが摺動するように、各部の寸法が決められている。
以上説明したように、軸受108を保持材106と一体的に樹脂材料で成形させることで、例えば芯材102が金属材料で形成され、芯材102と軸受部材110が摺動する場合と比して、軸受部材110との摺動性能が向上する。
また、円柱状の軸受部材110の頂面110Aと軸受108の底面108Aとを摺動させることで、芯材102の端面102Bが摺動する場合と比して、摺擦速度が低減する。
また、円柱状の軸受部材110の外周面と保持材106の内周面とを摺動させることで、第1実施形態のように、軸受部材の外周面と芯材の内周面とを摺動させる場合と比して、摺擦速度が低減する。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、保持材106をポリアセタール樹脂で成形したが、特にポリアセタール樹脂に限定されることは無く、要求性能や他の部品との整合等を考慮して決めれば他の樹脂材料であってもよい。
10 画像形成装置
20 帯電部材(被清掃部材)
64 清掃部材
66 交換カートリッジ(組立体)
68 清掃装置
70 芯材
70A 筒部
72 清掃材
78 保持材
80 軸受部材
100 清掃部材
102 芯材
102A 筒部
104 清掃材
106 保持材
108 軸受
110 軸受部材

Claims (8)

  1. 軸受部材が挿入されるように少なくとも両端部が空洞状とされると共に、前記軸受部材に回転自在に支持される芯材と、
    前記芯材に螺旋状に巻き付けられた清掃材と、
    を備える清掃部材。
  2. 前記芯材は軸方向に渡って空洞状とされ、
    前記清掃材は前記芯材の両端部まで巻き付けられている請求項1に記載の清掃部材。
  3. 前記芯材との間で前記清掃材の端部を挟む筒状の保持材が前記芯材の両端部に設けられる請求項1又は2に記載の清掃部材。
  4. 前記保持材には、前記芯材の空洞状の部位に挿入されて、前記軸受部材に回転自在に支持される軸受が一体的に形成される請求項1〜3の何れか1項に記載の清掃部材。
  5. 周回又は回転すると共に、外表面に異物が付着する被清掃部材と、
    前記被清掃部材の前記清掃材が接して、前記被清掃部材の周回又は回転に伴って従動回転する請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材と、
    を備えた清掃装置。
  6. 像保持体と、
    回転して前記像保持体の外表面を帯電させる帯電部材と、
    前記帯電部材に接して、前記帯電部材の回転に伴って従動回転する請求項1〜4の何れか1項に記載された清掃部材と、
    を備え、本体に対して交換可能に組み付けられる組立体。
  7. 請求項5に記載された清掃装置と、
    前記清掃装置によって清掃された被清掃部材を用いて形成された画像が転写された記録場体を搬送する搬送部材と、
    を備える画像形成装置。
  8. 請求項6に記載された組立体と、
    前記組立体に備えられた前記帯電部材によって帯電した前記像保持体の外表面を露光して静電潜像を形成する露光部材と、
    前記像保持体の外表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像部材と、
    を備える画像形成装置。
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