JP2013174653A - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】メモリ200を小型化することが可能で、且つメモリ200や色表示部材80の固定が容易で安価なカートリッジを提供する。
【解決手段】本体電気接点を有する装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、カートリッジに関する情報を記憶するメモリ200は駆動側カバー部材24のメモリ支持部24aのカートリッジP内側に設けられた開放部24bに長手方向にスライドして挿入される。色表示部材80は、メモリ200が挿入された後に、長手方向にスライドして開放部24bに挿入され、圧入により固定される。そのため、メモリ200及び色表示部材80は各々別手段で固定する必要がない。
【選択図】図1

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着されるカートリッジに関する。また、カートリッジを取り外し可能に装着して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
画像形成装置は、例えば、電子写真画像形成方式、静電記録画像形成方式、磁気記録画像形成方式などの画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。例えば、複写機、プリンタ(レーザービームプリンタ、LEDプリンタなど)、ファクシミリ装置、それらの複合機能機、ワードプロセッサ等が含まれる。
記録媒体は、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、OHTシート等が含まれる。中間転写体や画像表示装置の画像表示部材なども含まれる。
カートリッジとは、例えば、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジであって、画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着された状態で、記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するものである。画像形成装置の装置本体とは、画像形成装置の構成からカートリッジを除いた装置構成部分のことである。
プロセスカートリッジとは、潜像が形成される回転可能な像担持体と、この像担持体に作用する画像形成のためのプロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などの少なくとも一つと、を一体的にカートリッジ化する。そして、装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。像担持体は、電子写真画像形成方式における電子写真感光体、静電記録画像形成方式における静電記録誘電体、磁気記録画像形成方式における磁気記録磁性体などである。
従って、プロセスカートリッジとは、像担持体と画像形成プロセス手段としての現像手段とを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものが含まれる。像担持体と現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂一体型と称される。また、像担持体と、現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂分離型と称される。即ち、現像手段はプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。
また、現像カートリッジとは、像担持体に現像剤を適用する現像剤担持体(現像ローラ)を有し、現像剤担持体によって像担持体に形成された潜像を現像するのに用いられる現像剤(トナー)を収納しており、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。
現像カートリッジの場合には、像担持体は装置本体或いはカートリッジ支持部材に取り付けられている。或いは、像担持体は所謂分離型プロセスカートリッジに設けられている(この場合には、プロセスカートリッジは、現像手段を有してはいない)。
そこで、カートリッジとしては、所謂一体型又は所謂分離型のプロセスカートリッジが含まれる。また、カートリッジとしては、所謂分離型のプロセスカートリッジと現像カートリッジが対になって用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、像担持体が装置本体或いはカートリッジ支持部材に固定して取り付けられており、像担持体に作用可能に現像カートリッジが着脱可能に用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジ等に補給する現像剤(トナー)を収納している現像剤カートリッジが含まれる。
例えば、電子写真プロセスを用いたプリンタ等の電子写真画像形成装置は、像担持体である電子写真感光体を一様に帯電させ、前記電子写真感光体への選択的な露光によって潜像を形成する。そして、前記潜像は現像剤で現像され、現像剤像として顕在化される。そして前記現像剤像を記録媒体に転写する。転写された現像剤像に熱や圧力を加えることで、前記現像剤像を記録媒体に定着させて画像を記録している。
従来、このような電子写真画像形成装置は、現像剤補給や各種プロセス手段のメンテナンスを伴っていた。この現像剤補給作業やメンテナンスを容易にする手段として電子写真感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等の全てもしくは一部を枠体内にまとめてカートリッジ化する。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置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プロセスカートリッジや現像装置の交換という形でユーザ自身が行えるため、格段に操作性を向上させることができた。よって、このプロセスカートリッジ方式は電子写真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(以下、カートリッジと称す)において、カートリッジの情報を記憶するメモリ(ICメモリ等)を搭載したものがある。カートリッジを装置本体に装着した際に、装置本体とカートリッジとが情報をやりとりすることができるようにしている。これまで、カートリッジの使用状況等の状態を装置本体の制御部に報知するものが提案されている(特許文献1)。
カートリッジに搭載したメモリに、カートリッジのロット番号、画像形成装置の特性、および、プロセス手段の特性等の情報を登録する。これによって、装置本体、あるいは、カートリッジのメンテナンスを容易にすることができる。さらに、メモリに記録された情報に応じて画像形成の制御を行う。これによって、最良の条件で画像形成を行うことができる。
メモリのカートリッジへの固定方法としては様々な方法が知られている。例えば、メモリをカートリッジの枠体に両面テープ等で固定する方法である。貼付面に比較的広い面を設けることができる場合に有効である。また、メモリを枠体に直接インサート成型する方法などが知られている。また、カートリッジの枠体に開口とガイドを設け、メモリを開口部からスライド挿入することで取り付ける方法もある(特許文献2)。これは開口とガイド部とでメモリの移動が規制されるため、メモリを枠体に対して容易に取り付けることができる。
また、フルカラー電子写真画像形成装置に使用されるカートリッジの場合、収納するトナーの色に応じてカートリッジを識別できるように、色表示手段を搭載したものがある。色表示手段としては、トナー色に応じてそれぞれ着色され、表示する文字や記号等を付したラベルを用いる方法が知られている(特許文献3)。
米国特許第5937239号明細書 特開2006−293003号公報 特開2003−195728号公報
上記従来例では、開口部の端部に突起部を設け、突起部を熱かしめ等で溶融して、開口部を覆うような抜け止部を形成することにより、メモリをカートリッジに固定していた。突起部は、メモリと電子写真画像形成装置の装置本体とを電気的に接続するためにメモリに設けられたカートリッジ電気接点の近傍に設けられており、熱かしめ等で突起部を溶融した際に、抜け止め部が前記カートリッジ電気接点を覆ってしまう可能性があった。
このため、上記従来例では、突起部とカートリッジ電気接点との距離を長くして余白を設けるためにメモリを大きくし、さらに、熱かしめ等の製造条件を管理することで、前述の課題を解決していた。
また、色表示手段については、上述したラベルを固定する場合、両面テープ等でカートリッジに固定する必要があるが、上記メモリとは固定方法が異なるため、各々別工程でカートリッジに固定する必要があった。
本発明は、上記の事情を鑑みて従来技術を更に発展させたものである。本発明の目的は、メモリの小型化が可能なカートリッジ、及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、カートリッジへ組み付けたメモリや色表示手段の固定が容易で安価なカートリッジ、及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
上記の目的を達成するための本発明に係るカートリッジの代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着された状態で画像形成プロセスに寄与するカートリッジであって、画像形成のためのプロセス手段と、前記プロセス手段に関する情報を前記装置本体が有する制御手段に伝達するために、前記装置本体が有する本体電気接点と電気的に接続可能なカートリッジ電気接点を有するメモリと、前記メモリを支持するためのメモリ支持手段と、前記カートリッジが収納する現像剤の色情報を表示するための色表示部材と、を有し、前記色表示部材は前記メモリ支持手段に対する前記メモリの移動を規制する規制部を有することを特徴とする。
本発明によれば、メモリの小型化が可能なカートリッジ、及びこれを用いる画像形成装置を提供することができる。また、カートリッジへ組み付けたメモリや色表示手段の固定が容易で安価なカートリッジ、及びこれを用いる画像形成装置を提供することができる。
実施例1におけるカートリッジの要部の分解斜視図 実施例1における画像形成装置の断面概略図 カートリッジの横断面概略図 非駆動側から見たカートリッジの外観斜視図 カートリッジの駆動側部分の斜視図 現像装置の分解斜視図 メモリの外観斜視図 カートリッジの装置本体への着脱構成の説明図 図4におけるR−R線に沿う拡大断面図 図9におけるJ−J線に沿う拡大断面図 実施例2におけるカートリッジの要部の分解斜視図 要部の平面図 他の例の要部の平面図
[実施例1]
以下、本発明の第一の実施例に係るカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置について図面を用いて説明する。以下の実施例では電子写真画像形成装置として4個のプロセスカートリッジが着脱可能なフルカラー電子写真画像形成装置を例示している。また、以下に説明する実施例では、画像形成装置の一態様としてプリンタを例示している。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置にも適用することができる。
《画像形成装置の概略構成》
まず、本実施例に係る画像形成装置1について図2の断面概略図を用いて説明する。この画像形成装置1は、電子写真プロセスを用いた4色フルカラーレーザプリンタであり、外部ホスト装置300から制御回路部(制御手段:制御部)100に入力する画像情報(電気的画像信号)に基づいて記録媒体Sにカラー画像形成を行う。外部ホスト装置300はパソコン、イメージリーダ、ファクシミリ、ネットワーク等である。
画像形成装置1は画像形成プロセスに寄与するカートリッジが取り外し可能に装着された状態で記録媒体に画像を形成するプロセスカートリッジ方式である。本実施例の画像形成装置1は4つのプロセスカートリッジP(PY、PM、PC、PK:以下、カートリッジと記す)を装置本体2に取り外し可能に装着して、記録媒体Sにカラー画像を形成するものである。
ここで、画像形成装置1に関して、装置開閉ドア3を設けた側を正面(前面)、正面と反対側の面を背面(後面)とする。また、画像形成装置1を正面から見て右側を駆動側、左側を非駆動側と称す。
装置本体2の内部には第1のカートリッジPY、第2のカートリッジPM、第3のカートリッジPC、第4のカートリッジPKの4つのカートリッジPが水平方向に配置されている。各カートリッジPは、それぞれ同様の電子写真プロセス機構を有しており、収容している現像剤(以下、トナーと称す)の色が各々異なるものである。各カートリッジPには装置本体2の駆動出力部(不図示)から回転駆動力が伝達される。また、各カートリッジPには装置本体2のバイアス出力部(不図示)からバイアス電圧(帯電バイアス、現像バイアス等)が供給される。
各カートリッジPは一体型のプロセスカートリッジであり、図3に示すように、クリーニングユニット8と現像装置9とを有する。現像装置9はクリーニングユニット8に対して軸W1を中心に揺動可能に結合されている。
クリーニングユニット8は、潜像が形成される回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと称す)4と、この感光体ドラム4に作用するプロセス手段としての帯電手段5及びクリーニング手段7を備えている。帯電手段5としては接触帯電部材である帯電ローラを用いている。クリーニング手段7としてはクリーニングブレードを用いている。
現像装置9は一成分非磁性現像剤(以下、トナーと記す)を用いた接触現像装置であり、現像枠体26に対して現像手段6としての現像剤担持体(以下、現像ローラと称す)が配設されている。現像枠体26は現像剤収容室(現像剤収容部)26cを備え、トナーが収容されている。
第1のカートリッジPYは、現像剤収容室26c内にイエロー(Y)色のトナーを収容しており、感光体ドラム4の表面にY色トナー像を形成する。第2のカートリッジPMは、現像剤収容室26c内にマゼンタ(M)色のトナーを収容しており、感光体ドラム4の表面にM色トナー像を形成する。第3のカートリッジPCは、現像剤収容室26c内にシアン(C)色のトナーを収容しており、感光体ドラム4の表面にC色トナー像を形成する。第4のカートリッジPKは、現像剤収容室26c内にブラック(K)色のトナーを収容しており、感光体ドラム4の表面にK色のトナー像を形成する。
上記4つのカートリッジPの上方には、露光手段としてのレーザスキャナユニットLBが設けられている。このレーザスキャナユニットLBは、画像情報に対応してレーザ光Zを出力する。そして、レーザ光Zは、カートリッジPの露光窓部10を通過して感光体ドラム4の表面を走査露光する。また、上記4つのカートリッジPの下方には、転写部材としての中間転写ベルトユニット11が設けられている。この中間転写ベルトユニット11は、駆動ローラ13、ターンローラ14、テンションローラ15を有し、可撓性を有する無端状(エンドレス)の転写ベルト12が掛け渡されている。
各カートリッジPの感光体ドラム4は、その下面が転写ベルト12の上面に接している。その接触部が一次転写部である。転写ベルト12の内側には、感光体ドラム4に対向させて1次転写ローラ16が設けられている。ターンローラ14には転写ベルト12を介して2次転写ローラ17が当接している。転写ベルト12と2次転写ローラ17の接触部が2次転写部である。
中間転写ベルトユニット11の下方には給送ユニット18が設けられている。この給送ユニット18は記録媒体Sを積載して収容した給紙トレイ19と給紙ローラ20を有する。図2における装置本体2の内部の左上方(背面側上方)には、定着ユニット21と排出ユニット22が設けられている。装置本体2の上面は排出トレイ23とされている。記録媒体Sは前記定着ユニット21に設けられた定着手段により未定着のトナー像が固着像として定着されて画像形成物として前記排出トレイ23へ排出される。給送ユニット18から排出ユニット22までの記録媒体搬送経路が記録媒体を搬送する搬送手段である。
《画像形成動作》
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。各カートリッジPの感光体ドラム4が所定の速度で回転駆動される(図3における矢印D方向、図2において反時計回り)。転写ベルト12も感光体ドラム4の回転に順方向(図2における矢印C方向)に感光体ドラム4の速度に対応した速度で回転駆動される。レーザスキャナユニットLBも駆動される。
レーザスキャナユニットLBの駆動に同期して、各カートリッジPにおいて帯電ローラ5が感光体ドラム4の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。レーザスキャナユニットLBは各感光体ドラム4の表面を対応する色の画像信号に応じてレーザ光Zで走査露光する。これにより、各感光体ドラム4の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。静電潜像は、所定の速度で回転駆動(図3において矢印E方向、図2において時計回り)される現像ローラ6によりトナー像として現像される。
上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、第1のカートリッジPYの感光体ドラム4にはフルカラー画像のY色成分に対応するY色トナー像が形成される。そのトナー像が転写ベルト12上に一次転写される。第2のカートリッジPMの感光体ドラム4にはフルカラー画像のM色成分に対応するM色トナー像が形成される。そのトナー像が、転写ベルト12上にすでに転写されているY色トナー像に重畳されて一次転写される。
また、第3のカートリッジPCの感光体ドラム4にはフルカラー画像のC色成分に対応するC色トナー像が形成される。そのトナー像が、転写ベルト12上にすでに転写されているY色とM色のトナー像に重畳されて一次転写される。第4のカートリッジPKの感光体ドラム4にはフルカラー画像のK色成分に対応するK色トナー像が形成される。そのトナー像が、転写ベルト12上にすでに転写されているY色とM色とC色のトナー像に重畳されて1次転写される。
このようにして、転写ベルト12上にY色、M色、C色、K色の4色フルカラーの未定着の重畳転写トナー像が形成される。
一方、給送ユニット18から所定の制御タイミングで記録媒体Sが1枚ずつ分離されて給送される。その記録媒体Sは、所定の制御タイミングで2次転写ローラ17と転写ベルト12との当接部である2次転写部に導入される。これにより、記録媒体Sが2次転写部で挟持搬送されていく過程で、転写ベルト12上の4色重畳のトナー像が記録媒体Sの面に順次に一括して2次転写される。そして、トナー像の2次転写を受けた記録媒体Sは定着ユニット21に導入されて定着処理を受け、フルカラー画像形成物として排出トレイ23へ排出される。
《カートリッジPの構成》
次に、カートリッジPの構成について説明する。各カートリッジPは、それぞれ同様の電子写真プロセス機構を有しており、収容しているトナーの色が各々異なるものである。図3はカートリッジPの断面概略図、図4は非駆動側から見たカートリッジPの斜視図、図5はカートリッジPの駆動側部分の斜視図、図6は現像装置4の分解斜視図である。カートリッジPは、感光体ドラム4の回転軸線aの方向を長手方向とする横長の形状であり、クリーニングユニット8と、現像装置9と、駆動側カバー部材24、非駆動側カバー部材25を有する。
1)クリーニングユニット8の構成
クリーニングユニット8は、図3に示すように、感光体ドラム4と、帯電ローラ5と、クリーニングブレード7を有するクリーニング容器29により構成される。感光体ドラム4は、駆動側カバー部材24側の軸受部24Hと非駆動側カバー部材25側の軸受部25Hによって回転可能に支持されている。そして、感光体ドラム4は駆動側カバー部材24側のドラム駆動カップリング4a(図5)に対して装置本体2側の駆動出力カップリング(不図示)が係合してモータ(不図示)の駆動力を得て回転駆動される(図3における矢印D方向)。
クリーニング容器29は、画像形成のためのプロセス手段としての帯電ローラ5とクリーニングブレード7を保持するための枠体として機能している。帯電ローラ5は、クリーニング容器29の駆動側と非駆動側との帯電ローラ軸受27によって両端部を回転可能に支持されており、感光体ドラム4の表面に接触して従動回転し、帯電バイアスの供給を受けて感光体ドラム4の表面を帯電させる。このとき、感光体ドラム4の表面を均一に帯電させるため、帯電ローラ5の両端部は加圧バネ28によって感光体ドラム4の表面に加圧されている。
クリーニングブレード7はクリーニング容器29に固定されており、先端の弾性ゴム部を感光体ドラム4の回転方向(図3における矢印D方向)に対してカウンター方向に当接させて設けている。画像形成時には、感光体ドラム4上に残留した転写残トナーを掻きとって感光体ドラム4の表面をクリーニングする。このとき、転写残トナーを十分に掻き取るためにクリーニングブレード7の先端は感光体ドラム4の表面に対して所定の圧をもって当接している。
また、クリーニングブレード7によって感光体ドラム4の表面から掻き取られた転写残トナーは、廃トナーとしてクリーニング容器29の廃トナー収容部29cに収容される。そのためクリーニング容器29には、感光体ドラム4やクリーニングブレード7との隙間からの廃トナーの漏れ出しを防止するための廃トナー回収シート部材44を感光ドラム4の長手方向に固定している。また、クリーニングブレー7ドの長手方向両端部にクリーニングブレード端部シール部材(不図示)が設けられている。
2)現像装置9の構成
図3と図6により現像装置9の構成を説明する。現像装置9は現像手段としての現像ローラ(現像剤担持体)6の回転軸線方向を長手方向とする横長の形状である。現像ローラ6の他に、現像枠体26、現像ブレード31、現像剤供給ローラ33、現像端部シール部材34R・34L、可撓性シート部材35、供給ローラ軸シール37R・37Lなどによって構成される。
現像ローラ6および現像剤供給ローラ33は現像枠体26の開口部に配置され、現像ローラ6および現像剤供給ローラ33の軸両端部はそれぞれ現像枠体26の両側面に取り付けられた駆動側軸受38、非駆動側軸受39によって回転自在に支持されている。
また、現像ローラ6の芯材(芯金)6aと現像剤供給ローラ33の芯材(芯金)33aの駆動側端部にはそれぞれ現像ローラギア40と供給ローラギア41が配置され、現像駆動入力ギア42と噛み合っている。現像駆動入力ギア42は、現像駆動カップリング42aを備えている。この現像駆動カップリング42a(図5、図6)に対して置本体2側の駆動出力カップリング(不図示)が係合して装置本体2の駆動モータ(不図示)の駆動力の伝達がなされる。これにより、現像ローラ6と現像剤供給ローラ33が所定の速度で回転駆動される(図3における矢印E方向と矢印F方向)。
現像ブレード31は、厚み0.1mm程度の弾性を有する金属薄板であり、現像ローラ6の回転軸線方向に長い部材である。現像ブレード31は支持板金32に支持されており、支持板金32が現像枠体26に対して取り付けられている。現像ブレード31と支持板金32とで現像ブレードユニット30をなしている。現像ブレード31の短手方向の自由端は現像ローラ6の回転方向(図3における矢印E方向)に対してカウンター方向に当接している。36は現像ブレード下シールである。
現像端部シール部材34R・34Lは、図6に示すように、現像枠体26の開口部の両端に配置され、現像ブレード31および現像ローラ6と、現像枠体26との隙間からのトナー漏れを防止している。
また、可撓性シート部材35は、現像枠体26の開口部における現像ブレード31と対向する側の長手方向側面に現像ローラ6と当接するように配置され、現像枠体26と現像ローラ6との隙間からのトナー漏れを防止している。また、供給ローラ軸シール37R・37Lは、現像剤供給ローラ33の芯材33aにおける現像枠体26の外側に露出した部分に装着されており、現像枠体26に設けられた芯材通し穴と芯材33aの隙間からのトナー漏れを防止している。
現像装置9は駆動側カバー部材24と非駆動側カバー部材25の間に軸W1により揺動可能に支持されている。即ち、クリーニングユニット8と現像装置9は軸W1により互いに結合されている。そして、現像装置9は、自由状態において、現像ローラ6がクリーニングユニット8側の感光体ドラム4に対して所定の押圧力で当接するように付勢部材(不図示)により軸W1を中心に回動付勢されている。現像駆動カップリング42aは軸W1の軸線bと同軸に配設されている。
各カートリッジPは装置本体2の装着部に所定に装着されている状態においてクリーニングユニット8が装置本体側の位置決め部に位置決め固定されている。現像装置9は画像形成装置の画像形成時には自由状態にされる。即ち、現像ローラ6がクリーニングユニット8側の感光体ドラム4に対して所定の押圧力で当接するように付勢部材により軸W1を中心に回動付勢されている。
そして、画像形成時には、駆動により現像剤供給ローラ33と現像ローラ6とが回転して摺擦することで現像剤収容室26c内のトナーが現像ローラ6上に担持される。現像ブレード31は、現像ローラ6の周面に形成されるトナー層の厚みを規制すると共に、当接圧により現像ローラ6との間で摩擦帯電による電荷をトナーに付与する。そして、現像ローラ6と感光体ドラム4の接触部で現像ローラ6上の電荷を帯びたトナーが感光体ドラム4上の静電潜像に付着し、潜像が現像される。
また、現像装置9は画像形成装置の非画像形成時には現像ローラ6が感光体ドラム4から離間する方向に装置本体側の作用部材(不図示)により付勢部材に抗して軸W1を中心に回動された位置に保持される。
3)メモリと色表示部材
各カートリッジPには、それぞれ、カートリッジPのロット番号、画像形成装置の特性およびプロセス手段の特性等の情報を記憶するメモリ200が設けられている。また、カートリッジPが収納するトナーの色等の種類に応じてそれぞれ識別できるように色表示部材80(80Y、80M、80C、80K)が設けられている(図4参照)。
各カートリッジPは、それぞれ、装置本体2内の装着部に所定に装着されている状態においてメモリ200側の電気接点(カートリッジ電気接点)に対して装置本体側の本体電気接点(接点部材)が電気的に接続する。これにより、装置本体2側の制御回路部100とカートリッジP側のメモリ200との間で情報の授受が可能となる。制御回路部100はメモリ200に格納した情報をやり取りすることで、カートリッジPの使用状況等の状態を把握して情報に応じて画像形成の制御を行う。これによって、最良の条件で画像形成を行う。
図7は本実施例におけるメモリ200の外観斜視図である。メモリ200は、メモリ基板200a、一対のカートリッジ電気接点200b、200c及びIC(不図示)から構成されている。メモリ200は四角形の板部材である。そして、本実施例においては、メモリ200は、駆動側カバー部材24をメモリ支持手段としてこのカバー部材24に設けられた後述するメモリ支持部(スリット部)24aに取り付けられている。
即ち、メモリ200はカートリッジPのプロセス手段に関する情報を装置本体2が有する制御回路部100に伝達するために、装置本体2が有する本体電気接点(不図示)と電気的に接続可能なカートリッジ電気接点200b、200cを有する。
カートリッジ電気接点200b、200cは、カートリッジPが装置本体2に装着された際に、装置本体2側の本体電気接点(不図示)と電気的に接続する。そして、本体電気接点を介してメモリ200に記憶した情報を装置本体2側の制御回路部に伝達する。メモリ200は、カートリッジ電気接点200b、200cが外側になるように、メモリ支持部24aに取り付けられている。
カートリッジPの色表示部材80はカートリッジPが収納するトナーの色等の種類を色や文字で識別できる部材である。第1のカートリッジPYの色表示部材80Yは収納されているトナーの色がY色であることを表示している。第2のカートリッジPMの色表示部材80Mは収納されているトナーの色がM色であることを表示している。第3のカートリッジPCの色表示部材80Cは収納されているトナーの色がC色であることを表示している。第4のカートリッジPKの色表示部材80Kは収納されているトナーの色がK色であることを表示している。
《カートリッジPの装置本体2への着脱構成》
次に、各カートリッジP(PY・PM・PC・PK)の装置本体2への着脱動作について説明する。本実施例の画像形成装置において、各カートリッジの交換は、使用者が各カートリッジを引き出しユニット(カートリッジトレイ)51に乗せ、フロントアクセスにより交換する方式である。引き出しユニット51が各カートリッジPを着脱可能に支持する。引き出しユニット51はレール部材52に対して、カートリッジPを装置本体2の外側において着脱出来る引き出し位置と、装置本体2の内側に装着する装着位置と、の間を直線移動(押し込み/引き出し)可能に構成されている。
図2は引き出しユニット51が各カートリッジPを装置本体2の内側に装着する装着位置に移動されて、かつ装置開閉ドア3が閉じられている状態時を示している。図8は装置開閉ドア3が開かれて、かつ引き出しユニット51が各カートリッジPを装置本体2の外側において着脱出来る引き出し位置に移動されている状態時を示している。矢印D2は引き出しユニット51の引き出し移動方向、矢印D1は引き出しユニット51の押し込み移動方向である。引き出しユニット51の引き出し移動方向D2と押し込み移動方向D1は実質的に水平方向である。
各カートリッジPの装置本体2への装着動作について説明する。使用者は装置開閉ドア3をヒンジ軸3aを中心に回動して開ける。そして、装置本体2内の引き出しユニット51を引き出し移動して装置本体2の外側において各カートリッジPを着脱出来る引き出し位置に位置させる。
ここで、装置開閉ドア3の開き動作に連動して、各カートリッジPのドラム駆動カップリング4aと現像駆動カップリング42aに対する装置本体側の駆動駆動出力部の接続が解除される。各カートリッジPにおけるクリーニングユニット8の装置本体側位置決め部(不図示)に対する押さえ込みが解除される。また、各カートリッジPに対する装置本体側のバイアス出力部の接続が解除される。また、各カートリッジPにおけるメモリ200の電気接点200b・200cに対する本体電気接点の接続が解除される。
また、レール部材45或いは中間転写ベルトユニット11の移動により各カートリッジPの感光体ドラム4と転写ベルト12との離間がなされる。この状態において、引き出しユニット51を装置本体2内の装着位置から引き出し位置に移動することが可能となる。
引き出しユニット51が引き出し位置に移動された状態において、カートリッジPを引き出しユニット51に対して着脱交換することができる。即ち、カートリッジPは、引き出しユニット51から矢印C2の上方に取り出され、矢印C1の方向(実質的に重力方向)からカートリッジトレイ43に装着され、保持される。
各カートリッジPは、その長手方向(感光体ドラム4の軸線方向)が引き出しユニット51の移動方向と直交する方向となるように、移動方向に並べて配列されている。また、引き出しユニット51には、4つのカートリッジP(PY、PM、PC、PK)を装着するための4つのカートリッジ装着部51aが一列に設けられている。そして、4つのカートリッジ装着部51aの端部には、装着するカートリッジPのトナーの色に応じてそれぞれ異なった本体色表示ラベル53(53Y、53M、53M、53K)が設けられている。
各本体色表示ラベル53はそれぞれ第1〜第4のカートリッジに設けた色表示部材80に対応するものである。具体的には、図9に示すように、所定の色のトナーを収納するカートリッジPと、そのカートリッジPを装着するカートリッジ装着部51aには、トナー色によってそれぞれ同じ表示を付した色表示部材80と本体色表示ラベル53が設けられている。
これにより、使用者は、カートリッジPを新規の装置本体2に装着する際や、あるいは、カートリッジPの寿命によりカートリッジPを交換する際に、色表示部材80とカートリッジ装着部51aの前面に設けられた本体色表示ラベル53とを視認する。そして、色表示部材80と本体色表示ラベル53が一致するのを確認することで、カートリッジPを対応するカートリッジ装着部51aに正しく装着することができる。
一方、色表示部材80と本体色表示ラベル53が一致していない場合には、カートリッジPが誤挿入されたことを視覚的に認識することができるため、カートリッジPのカートリッジ装着部51aへの誤挿入を防止することができる。なお、万が一、カートリッジPが無理やり誤挿入された場合でも、カートリッジPやカートリッジ装着部51aに識別用の突起や切欠きを設けるものではないため、カートリッジPや装置本体2を破損することはない。
引き出しユニット51の所定のカートリッジ装着部51aに対応する必要なカートリッジPについての新旧交換操作をしたら、引き出しユニット51を装置本体2内に十分に押し込み移動する。そして、装置開閉ドア3を閉じ込む。
ここで、装置開閉ドア3の閉じ込み動作に連動して、レール部材45或いは中間転写ベルトユニット11の移動により各カートリッジPの感光体ドラム4と転写ベルト12との接触がなされる。各カートリッジPにおけるクリーニングユニット8の装置本体側位置決め部(不図示)に対する押さえ込みがなされる。各カートリッジPのドラム駆動カップリング4aと現像駆動カップリング42aに対する装置本体側の接続がなされる。
また、各カートリッジPに対する装置本体側のバイアス出力部の接続がなされる。また、各カートリッジPにおけるメモリ200の電気接点200b・200cに対する本体電気接点の接続がなされる。
これにより各カートリッジPが装置本体2に対して所定の装着位置に装着された状態となり、画像形成装置1は画像形成動作が可能となる。
《メモリ200及び色表示部材80の支持構成》
次に、各カートリッジPにおけるメモリ200及び色表示部材80の支持構成について、図1、図4、図9、図10を用いて説明する。図1は、メモリ200と色表示部材80、駆動側カバー部材24の分解斜視図、図9はメモリ200の支持構成の一例を示す断面図、図10はメモリ200と色表示部材80の支持構成の一例を示す断面図である。各カートリッジPにおけるメモリ200及び色表示部材80の支持構成は同じである。
本実施例においては、図4に示すように、カートリッジP(PY、PM、PC、PK)には、駆動側カバー部材24をメモリ支持手段として該部材24の上面に、情報を記録するメモリ200と色情報を表示する為の色表示部材80が設けられる。色表示部材80は各カートリッジP(PY、PM、PC、PK)の各色(Y、M、C、K)に対応して着色された部材が取り付けられる。ここで、図4に示す矢印X方向はメモリ200の挿入方向に対して平行な方向、矢印Y方向はメモリ200の挿入方向(X方向)に対して直交する方向、矢印Z方向はメモリ200の厚み方向とそれぞれ定義する。
以下に、メモリ200と色表示部材80の取り付け方法について詳細に説明する。前述したように、メモリ200と色表示部材80は、駆動側カバー部材24の上面に取り付けられている。駆動側カバー部材24には、メモリ200を支持するためのメモリ支持部24aが設けられている。本実施例において該メモリ支持部24aはメモリ200を挿入するため一方向が開放されたスリット部である。
そして、図1に示すように、メモリ200は、駆動側カバー部材24のメモリ支持部(スリット部)24aのカートリッジ内側に設けられた開放部24bに矢印W方向にスライドして挿入される。色表示部材80は、メモリ200が挿入された後に、メモリ支持部24aの開放された部位(開放部24b)に矢印W方向にスライドして挿入される。
図9は図4に示すR−R線に沿う断面図であり、メモリ200はメモリ支持部24aの凸部24a5に支持され、さらにメモリ支持部24aの凸部24a1及び24a2により矢印Z方向へ抜けることを防止している。また、メモリ200はメモリ支持部24aの面24a3及び24a4により矢印Y方向への移動が規制される。面24a3及び24a4がY方向の移動規制部となる。凸部24a5、凸部24a1及び24a2がZ方向の移動規制部となる。
また、メモリ200の挿入方向先端側はメモリ支持部24aの開放部24bとは反対側の面24a6で規制される。メモリ200の挿入方向後端側はメモリ支持部24aの開放部24b挿入された色表示部材80の挿入部80aを規制部として規制される。面24a6と挿入部80aが、X方向の移動規制部となる。
ここで、カートリッジP(PY、PM、PC、PK)が装置本体2に装着されると、本体電気接点(不図示)がメモリ支持部24aの開放部24cを通じてメモリ200の電気接点200b・200cに当接する。それにより、装置本体2側の制御回路部とカートリッジP側のメモリ200との通信が可能となる。
図10は図9に示すJ−J線に沿う断面図である。ここで、図10にはメモリ200と色表示部材80の支持構成を明確に説明する為に、本来はJ−J断面では表れない色表示部材80も示している。メモリ200は、色表示部材80が取り付けられることによって、矢印X方向への規制をされて抜けることを防止される。色表示部材80は、メモリ支持部24aの開放部24b(図1参照)に挿入される挿入部80aを有する。そして、色表示部材80は、メモリ支持部24aに対して挿入部80aが開放部(被固定部)24bに圧入される。それにより、色表示部材80は駆動側カバー部材24に固定される。
また、色表示部材80の最大幅mと開放部24bの幅nの関係はm>nとする。その結果、色表示部材80の挿入過程で、色表示部材80の面80d、80eとメモリ支持部24aの面24d、24eとが当接し、色表示部材80の挿入量を所定の位置で規制できる。
色表示部材80の面80d、80eとメモリ支持部24aの面24d、24eとが当接した状態において、X方向(挿入方向)の移動規制部である面24a6と挿入部80aとの間の距離は、挿入方向におけるメモリ200の長さよりも大きく設定される。それにより、色表示部材80を挿入しすぎることによるメモリ200の変形や破損を防止することができる。
また、色表示部材80の最大幅mを拡大することで、色の表示面積が大きくなるのと同時に、色表示部材80に色の文字情報を書き込むこともできるため、使用者への視認性が良くなり、従って、よりユーザビリティを向上させることができる。面80d、80eは、色表示部材80がスリット部24aに挿入される量を規制する規制面である。
上記の実施例のカートリッジの構成をまとめると次のとおりである。記録媒体Sに画像を形成する画像形成装置1の装置本体2に取り外し可能に装着された状態で画像形成プロセスに寄与するカートリッジである。画像形成のためのプロセス手段を有する。プロセス手段に関する情報を装置本体2が有する制御手段100に伝達するために、装置本体が有する本体電気接点と電気的に接続可能なカートリッジ電気接点200b、200cを有するメモリ200を有する。
上記のメモリを支持するためのメモリ支持手段24を有する。カートリッジが収納する現像剤の色情報を表示するための色表示部材80を有する。そして、色表示部材80はメモリ支持手段24に対するメモリの移動を規制する規制部80aを有する。
メモリ支持手段24はメモリ200を挿入するため一方向が開放されたスリット部24aを有し、このスリット部にメモリ200を挿入後、スリット部24aの開放された部位24bに色表示部材80が挿入される。色表示部材80はスリット部24aに挿入される挿入部80aの幅nが色表示部材80の最大幅mに対して狭くなっている。スリット部24aは色表示部材80の挿入部80aが圧入される被固定部を有し、色表示部材80はスリット部24aに挿入部80aを圧入して固定される。
このように、メモリ支持手段としての駆動側カバー部材24に対してメモリ200の組付け後に色表示部材80を組付ける工程順序にすることで、色表示部材80の固定によりメモリ200を固定することができる。逆に、駆動側カバー部材24に圧入された色表示部材80を取り外すことで、メモリ200を容易に取り出すことができる。つまり、カートリッジPをリサイクルする場合や、万が一メモリ200に不都合があった場合に、部品を破壊することなく簡単にメモリ200の取り外しや交換を行うことができる。従って、リサイクル効率やメモリ交換の作業効率の良いカートリッジを提供することができる。
ここで、カートリッジPに充填されたトナー色に応じて画像形成の制御を行う場合、充填されたトナー色を照合してメモリ200にそのカートリッジPの色情報を書き込む必要がある。本実施例のメモリ200は、色表示部材80により固定されるため、メモリ200及び色表示部材80は近接して配置されている。そのため、色表示部材80の色照合及びその色情報のメモリ200への書き込みを同一工程で行なうことが可能である。従って、メモリ200への書き込み工程をより簡略化することが可能である。
また、従来、各々別手段(熱カシメや両面テープ)で固定していたメモリ200や色表示部材80を、色表示部材80の圧入のみで固定することで、組立て性の向上とコストの低減を実現することができる。
更に、本実施例における色表示部材80は、駆動側カバー部材24のメモリ支持部24aに圧入可能となるよう剛性のある樹脂板を使用している。このメリットとしては、従来使用していたラベル等の柔軟性のあるシート材に対し、剛性のある樹脂板は部品供給やハンドリング等の組立の自動化により適している。従って、剛性のある色表示部材80を用いることにより、組立性を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施例においては、駆動側カバー部材24に対してメモリ200を挿入した後に、色表示部材80を圧入して固定する構成にしている。これにより、熱かしめ等で固定部を溶融することでカートリッジ電気接点を覆ってしまうことがないため、固定部とカートリッジ電気接点との距離を短くできる。従って、メモリ200を小型化することが可能となる。
また、色表示部材80を固定することによりメモリ200の固定がなされる構成のため、メモリ200や色表示部材80の固定が容易となり、組立性が向上した安価なカートリッジを提供することができる。
なお、本実施例においては、駆動側カバー部材24のメモリ支持部24aはカートリッジPの内側方向に開放部24bを設けているが、これに限定されるものではない。例えば、カートリッジP外側方向に開放部24bを設け、外側方向からメモリ200及び色表示部材80を順次スライドして挿入する構成でも良く、同様の効果を得ることができる。
[実施例2]
次に、本発明の第二の実施例によるカートリッジについて図11乃至図13を用いて説明する。図11は本実施例におけるメモリ200と色表示部材80の構成の一例を示す分解斜視図、図12は要部の平面図、図13は他の例の要部の平面図である。なお、本実施例では、前述した実施例1と異なる構成、動作について説明し、同様の構成、機能を有する部材については同一の参照番号を付して実施例1の説明を援用する。
実施例1においては、駆動側カバー部材24のメモリ支持部24aにメモリ200を挿入した後に、色表示部材80を圧入して固定する構成を示した。本実施例においては、色表示部材80が圧入された駆動側カバー部材24をカートリッジPに組み付けた際に、更にクリーニング容器29に、色表示部材80の抜け止め形状を設けた構成にしている。
詳しくは、図11に示すように、クリーニング容器29の駆動側カバー部材24を取り付ける側の側面には、可撓性を有する押圧部29aが一体的に設けられている。そして、メモリ200及び色表示部材80が固定された駆動側カバー部材24をクリーニング容器29に組み付けると、図12に示すように、クリーニング容器29の押圧部29aが色表示部材80の挿入方向の上流側先端面に当接する。
この時、押圧部29aは可撓性を有しており、駆動側カバー部材24の組み付け時に色表示部材80に押されることで所定量撓む。これにより、色表示部材80は押圧部29aから所定の押圧力を受けるため、色表示部材80が抜けてしまうのを防止することができる。
なお、クリーニング容器29に設けた抜け止め形状としては、前述した可撓性を有する押圧部29aで色表示部材80を押さえる構成だけでなく、図13のように規制部29bを設ける構成でも良い。この場合、図13に示すように、クリーニング容器29の規制部29bは、色表示部材80に対して隙間uで配置される。ここで、隙間uは、色表示部材80の開放部24bへの圧入長さに対して十分小さく設定されている。従って、色表示部材80の抜け方向への移動は規制部29bにより規制されるため、色表示部材80が抜けてしまうのを防止することができる。
上記の実施例のカートリッジの構成をまとめると次のとおりである。メモリ支持手段24はプロセス手段を保持するための枠体29に取り付けられ、色表示部材80はメモリ支持手段24を枠体29に取り付けた際に枠体29に設けられた規制部29aにより移動が規制される。
このように、色表示部材80を圧入して固定するのに加え、クリーニング容器29にも色表示部材80の抜け止め形状を設ける構成により、物流等の振動や衝撃により色表示部材80が抜けてしまうのを確実に防止できる。
また、本実施例においても、色表示部材80を固定することによりメモリ200の固定がなされる構成である。従って、実施例1と同様にメモリ200を小型化することが可能であり、且つメモリ200や色表示部材80の固定が容易で安価なカートリッジを提供することができる。
なお、本実施例のように、クリーニング容器29に色表示部材80の抜け止めを設ける構成の場合、表示部材80は押圧部29aもしくは規制部29bにより抜け止めがなされる。従って、色表示部材80の挿入部80aをメモリ支持部24aの開放部24bに圧入しなくても良く、その場合、色表示部材80は挿入するだけでいいため、組立て性をより向上することができる。
さらに、クリーニング容器29に色表示部材80の抜け止めを設け、色表示部材80の挿入部80aをメモリ支持部24aの開放部24bに圧入しない構成の場合には次の効果がある。即ち、駆動側カバー部材24をクリーニング容器29から取り外すことのみでメモリ200及び色表示部材80も取り外しできるため、メモリ200をさらに容易に取り出すことができる。
従って、本実施例においても、カートリッジPをリサイクルする場合や、万が一メモリ200に不都合があった場合に、部品を破壊することなく簡単にメモリ200の取り外しや交換を行うことができる。従って、実施例1と同様に、リサイクル効率やメモリ交換の作業効率の良いカートリッジを提供することができる。
[その他の実施形態]
(1)上記の実施例においては、記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体のカートリッジ装着部に取り外し可能に装着されるカートリッジがプロセスカートリッジである例を説明したけれども、カートリッジは現像カートリッジであってもよい。また、カートリッジは現像剤カートリッジであってもよい。また、プロセスカートリッジは所謂一体型に限られず、分離型であってもよい。
(2)画像形成装置は、上記の実施例のように、像担持体として電子写真感光体を用いる電子写真画像形成方式に限られない。例えば、像担持体として静電記録誘電体を用いる静電記録画像形成方式や像担持体として磁気記録磁性体を用いる磁気記録画像形成方式の装置であってもよい。また、中間転写方式の画像形成装置に限られない。像担持体に形成された現像剤像を記録媒体Sに直接転写する方式の画像形成装置であってもよい。モノカラーの画像形成装置であってもよい。
1・・画像形成装置、2・・装置本体、S・・記録媒体、P・・カートリッジ、200・・メモリ、200b、200c・・カートリッジ電気接点、24・・メモリ支持手段(駆動側カバー部材)、80・・色表示部材、80a・・規制部

Claims (11)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着された状態で画像形成プロセスに寄与するカートリッジであって、
    画像形成のためのプロセス手段と、
    前記プロセス手段に関する情報を前記装置本体が有する制御手段に伝達するために、前記装置本体が有する本体電気接点と電気的に接続可能なカートリッジ電気接点を有するメモリと、
    前記メモリを支持するためのメモリ支持手段と、
    前記カートリッジが収納する現像剤の色情報を表示するための色表示部材と、
    を有し、前記色表示部材は前記メモリ支持手段に対する前記メモリの移動を規制する規制部を有することを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記メモリ支持手段は前記メモリを挿入するため一方向が開放されたスリット部を有し、前記スリット部に前記メモリを挿入後、前記スリット部の開放された部位に前記色表示部材が挿入されるを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記色表示部材は前記スリット部に挿入される挿入部の幅が前記色表示部材の最大幅に対して狭くなっていることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
  4. 前記メモリ支持手段の前記スリット部は前記色表示部材の挿入部が圧入される被固定部を有し、前記色表示部材は前記スリット部に前記挿入部を圧入して固定されることを特徴とする請求項2または3に記載のカートリッジ。
  5. 前記色表示部材は、メモリ支持手段と当接して前記色表示部材が前記スリット部に挿入される量を規制する規制面を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  6. 前記規制面がメモリ支持手段に当接した際において、挿入方向の移動規制部の間の距離は、挿入方向におけるメモリの長さよりも大きく設定されることを特徴とする請求項5に記載のカートリッジ。
  7. 前記メモリ支持手段は前記プロセス手段を保持するための枠体に取り付けられ、前記色表示部材は前記メモリ支持手段を前記枠体に取り付けた際に前記枠体に設けられた規制部により移動が規制されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  8. 前記カートリッジは、潜像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体に作用するプロセス手段と、を有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  9. 前記プロセス手段が、少なくとも、前記像担持体に現像剤を供給して前記潜像を現像するための現像剤担持体と現像剤を収容した現像剤収容部とを有する現像装置であることを特徴とする請求項8に記載のカートリッジ。
  10. 前記カートリッジは、潜像が形成される回転可能な像担持体に現像剤を供給して前記潜像を現像するための現像剤担持体と、現像剤を収納した現像剤収容部と、を有する現像カートリッジであることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  11. 画像形成プロセスに寄与するカートリッジが取り外し可能に装着された状態で記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    請求項1乃至10のいずれか一項に記載のカートリッジと、
    前記カートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、
    前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
    前記メモリのカートリッジ電気接点に接続する本体電気接点と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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