JP2013181995A - 像担持体ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】像担持体の上方に当接され、トナー漏れを防止するシート部材を備える像担持体ユニット、または画像形成装置において、シート部材の上に堆積したトナーによって、トナー漏れが生じることを防止する。
【解決手段】感光体ドラム31の回転面31Bの上方には、研磨ローラー353が回転可能に当接される。また、研磨ローラー353よりも、感光体ドラム31の回転方向上流側には、トナーシール360が配設される。トナーシール360の先端部が、感光体ドラム31に当接する第1当接点Z1を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第1直線L1と、水平線Hと、がなす角度θは、70度以上に設定される。
【選択図】図3

Description

本発明は、トナー像を担持する像担持体を備える像担持体ユニットおよび画像形成装置に関する。
従来、シートに画像を形成する画像形成装置として、感光体ドラムと、転写ローラーとの間に形成される転写ニップ部を、シートが下方から上方に向かって通過する技術が知られている(特許文献1)。感光体ドラム上に、トナー像が形成され、転写ニップ部において、該トナー像が、シートに転写される。画像形成装置は、更に、定着部を備え、トナー像が転写されたシートは、定着部において、定着処理を施された後、排出される。
特許文献1に記載された技術では、転写ニップ部において、トナー像が転写された後の感光体ドラム上の残留トナーを清掃するために、感光体ドラムに対向して、クリーニング装置が、配置される。上記のように、転写ニップ部をシートが下方から上方に通過する場合、転写ニップ部よりも、感光体ドラムの回転方向下流側に配設されるクリーニング装置は、感光体ドラムの上方に配置されることが多い。
特開2009−8962号公報
クリーニング部材が、感光体ドラムの上方に配置される場合、感光体ドラムから除去された残留トナーが、クリーニング部材の周辺から落下することがある。このため、クリーニング部材の周囲には、残留トナーの落下を防止するために、トナーシール部材が感光体ドラムに当接される。しかしながら、トナーシール部材の上方に多量のトナーが堆積した場合、該トナーがトナーシール部材を感光体ドラムに向かって押圧する。このため、トナーシール部材の感光体ドラムに対する当接圧が高くなり、転写ニップ部において像担持体の円筒面にシートの紙粉が付着し、像担持体の回転に伴ってシート部材の先端部まで移動された紙粉がシート部材の先端部と像担持体の円筒面との間で塊に成長される。この結果、前記紙粉の塊によってシート部材の先端部が浮き上がり、トナー漏れなどの不具合が生じることがあった。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、像担持体の上方に当接され、トナー漏れを防止するシート部材を備える像担持体ユニット、または画像形成装置において、シート部材の上に堆積したトナーによって、トナー漏れが生じることのない像担持体ユニット、または画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係る画像形成装置は、筐体と、前記筐体に回転可能に支持され、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える像担持体と、前記回転軸と直交する第1断面視において、前記回転軸よりも上方の前記円筒面に当接する周面を備え、前記当接位置で前記像担持体と同方向に回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する回転部材と、前記筐体に配設され、前記第1断面視において、前記回転軸よりも上方であって、前記回転部材よりも前記像担持体の前記回転方向上流側の前記円筒面に当接する先端部を備えるシート部材と、を有し、前記第1断面視において、前記シート部材の前記先端部を通り、前記回転部材が前記円筒面に当接する当接位置よりも前記回転方向上流側の前記周面に接線として接する直線と、前記直線よりも前記シート部材側に延伸する水平線とがなす角度が、70度以上に設定されることを特徴とする。
本構成によれば、像担持体は、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える。また、像担持体の回転軸よりも上方の円筒面には、回転部材が当接する。回転部材は、回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する。更に、前記回転部材が円筒面に当接する位置よりも像担持体の回転方向上流側の前記円筒面には、シート部材の先端部が当接する。そして、シート部材の先端部を通り、回転部材が円筒面に当接する当接位置よりも回転方向上流側の周面に接線として接する直線と、前記直線よりもシート部材側に延伸する水平線と、がなす角度が、70度以上に設定される。このため、回転部材の周面から飛散した回収トナーが、シート部材上に、トナーの安息角に従って堆積した場合であっても、トナーの堆積物の斜面に、回転部材の周面が接触することが抑止される。このため、回転部材の周面によって、シート部材上に堆積したトナーが像担持体側に押圧されにくい。このため、シート部材の像担持体に対する当接圧が高く成り難く、シート部材の先端部からトナー漏れが生じることが抑制される。
上記の構成において、前記第1断面視において、前記直線と、前記水平線とがなす角度が、90度以上に設定されることが好ましい。
本構成によれば、シート部材の直上を覆う位置に、回転部材の周面が配置されることがない。このため、シート部材の上に堆積されたトナーが、回転部材の周面によって押圧されることが抑止される。
上記の構成において、前記回転部材よりも、前記像担持体の回転方向下流側の前記円筒面に当接し、前記像担持体上に付着したトナーを除去するクリーニングブレードを更に備えることが好ましい。
本構成によれば、回転部材よりも、像担持体の回転方向下流側には、クリーニングブレードが配置される。このため、像担持体に付着したトナーが精度良く除去される。また、シート部材の上に堆積されたトナーが崩れ落ち、像担持体の円筒面上に付着した場合であっても、回転部材およびクリーニングブレードによって、該トナーが回収される。
上記の構成において、前記シート部材の上方に間隔をおいて配置され、前記シート部材の上方を覆う保護部材を備えることが好ましい。
本構成によれば、保護部材は、シート部材の上方に間隔をおいて配置される。このため、シート部材の上にトナーが堆積しにくい。
上記の構成において、前記シート部材前記先端部の上方に間隔をおいて配置され、前記回転部材に対向して立設される壁部を備えることが好ましい。
本構成によれば、壁部は、シート部材の前記先端部の上方に間隔をおいて配置され、かつ、回転部材に対向して立設される。このため、回転部材から飛散したトナーが、シート部材の上方に到達しにくい。この結果、シート部材の上にトナーが堆積しにくい。
上記の構成において、前記回転部材は、前記像担持体の前記円筒面に付着した付着物を研磨する研磨ローラーであって、前記研磨ローラーの前記周面に当接し、前記周面に付着するトナー量を規制する規制部材を更に備えることが好ましい。
本構成によれば、研磨ローラーによって、像担持体の円筒面に付着した付着物が、効果的に研磨される。また、規制部材が、研磨ローラーの周面に付着するトナー量を規制する。このため、研磨ローラーと像担持体の円筒面との間にトナーが均一に介在することによって、促進される研磨効果が、研磨ローラーの周面上の位置によって、ばらつくことが抑止される。
上記の構成において、前記像担持体に対向して、下方から上方に向かってシートを搬送するシート搬送路と、前記像担持体の前記円筒面に当接され、前記像担持体から前記トナー像を前記シートに転写させる転写ニップ部を形成する転写部材と、を備え、前記像担持体は、前記転写ニップ部において、下方から上方に向かって回転駆動され、前記回転部材は、前記転写ニップ部から、前記回転軸の直上の位置までの間の前記像担持体の前記円筒面に当接することが好ましい。
本構成によれば、回転部材の周面から飛散した回収トナーが、シート部材上に、トナーの安息角に従って堆積した場合であっても、トナーの堆積物の斜面に、回転部材の周面が接触することが抑止される。このため、回転部材の周面によって、シート部材上に堆積したトナーが像担持体側に押圧されにくい。このため、シート部材の像担持体に対する当接圧が高く成り難く、シート部材の先端からトナー漏れが生じることが抑制される。更に、転写ニップ部において、像担持体の円筒面にシートの紙粉が付着した場合であっても、像担持体の回転に伴って、シート部材の先端部まで移動された紙粉が、シート部材の先端部と像担持体の円筒面との間で、塊に成長されることが抑止される。この結果、前記紙粉の塊によって、シート部材の先端部が浮き上がり、トナーが像担持体の円筒面を伝って下方に漏れることが低減される。したがって、下方に漏れたトナーが転写ニップ部において、搬送されるシートを汚すことが抑制される。
本発明の他の局面に係る像担持体ユニットは、支持体と、前記支持体に配設され、画像を形成する画像形成装置本体に固定される固定部と、前記支持体に配設され、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える像担持体と、前記固定部が前記画像形成装置本体に固定された状態の前記回転軸と直交する第2断面視において、前記回転軸よりも上方の前記円筒面に当接する周面を備え、回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する回転部材と、前記第2断面視において、前記回転軸よりも上方であって、前記像担持体の前記回転方向上流側の前記円筒面に当接する先端部を備えるシート部材と、を有し、前記第2断面視において、前記シート部材の前記先端部を通り、前記回転部材が前記円筒面に当接する当接位置よりも前記回転方向上流側の前記周面に接線として接する直線と、前記直線よりも前記シート部材側に延伸する水平線とがなす角度が、70度以上に設定されることを特徴とする。
本構成によれば、像担持体ユニットは、像担持体と、回転部材と、シート部材と、を有する。像担持体ユニットは、更に、固定部を備える。固定部が、画像を形成する画像形成装置本体に固定されることで、像担持体ユニットが画像形成装置本体に固定される。像担持体は、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える。また、像担持体の回転軸よりも上方の円筒面には、回転部材が当接する。回転部材は、回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する。更に、前記回転部材よりも像担持体の回転方向上流側の前記円筒面には、シート部材が当接する。そして、固定部を介して、画像形成装置に装着された像担持体ユニットでは、回転軸と直交する断面視(第2断面視)において、シート部材の前記先端部を通り、回転部材が円筒面に当接する当接位置よりも回転方向上流側の周面に接線として接する直線と、前記直線よりもシート部材側に延伸する水平線と、がなす角度が、70度以上に設定される。このため、回転部材の周面から飛散した回収トナーが、シート部材上に、トナーの安息角に従って堆積した場合であっても、トナーの堆積物の斜面に、回転部材の周面が接触することが抑止される。このため、回転部材の周面によって、シート部材上に堆積したトナーが像担持体側に押圧されにくい。このため、シート部材の像担持体に対する当接圧が高く成り難く、シート部材の先端からトナー漏れが生じることが抑制される。
上記の構成において、前記第2断面視において、前記直線と、前記水平線とがなす角度が、90度以上に設定されることが好ましい。
本構成によれば、固定部が画像形成装置本体に固定された状態の回転軸と直交する第2断面視において、シート部材の直上を覆う位置に、回転部材の周面が配置されることがない。このため、シート部材の上に堆積されたトナーが、回転部材の周面によって押圧されることが抑止される。
本発明によれば、像担持体の上方に当接され、トナー漏れを防止するシート部材を備える像担持体ユニット、または画像形成装置において、シート部材の上に堆積したトナーによって、トナー漏れが生じることが抑止される。特に、シート部材の上にトナーが堆積した場合であっても、該トナーが回転部材の周面によって押圧されることがない。したがって、シート部材の上に堆積されたトナーによって、シート部材の像担持体に対する当接圧が高く成り難い。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る像担持体ユニット31Hの内部構造を示す側断面図である。 本発明と比較される像担持体ユニット31HWの内部構造を示す側断面図である。 トナーシールにトナーが堆積した状態を説明するための模式図である。 トナーシール先端部が紙粉の塊によって浮き上がった状態を説明するための模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の外観を示す斜視図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す側断面図である。ここでは、画像形成装置1としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。
画像形成装置1は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング10と、この本体ハウジング10内に収容される給紙部20、画像形成部30、定着部40及びトナーコンテナ50と、を含む。
本体ハウジング10の前面側には前カバー11が、後面側には後カバー12が各々備えられている。前カバー11が開放されることで、トナーコンテナ50が前面側に露出する。これにより、ユーザーは、トナー切れの際にトナーコンテナ50を本体ハウジング10の前面側から取り出すことができる。後カバー12は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。画像形成部30及び定着部40の各ユニットは、後カバー12が開放されることで、本体ハウジング10の後面側から取り出し可能となる。また、本体ハウジング10の側面には、左カバー12L(図1)と、左カバー12Lとは反対側の右カバー12R(図1には表れていない)とが、それぞれ鉛直方向に延伸するように配設されている。左カバー12Lの前側部分には、本体ハウジング10内に空気を取り込むための吸気口12Laが配設されている。また、本体ハウジング10の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部13が備えられている。前カバー11と、後カバー12と、左カバー12Lと、右カバー12Rと、排紙部13とによって画定される内部空間S(図2)に、画像形成を実行するための各種装置が内装される。
給紙部20は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット21を含む(図2)。この給紙カセット21は、その一部が本体ハウジング10の前面からさらに前方に突出している。給紙カセット21のうち、本体ハウジング10内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板21Uによって覆われている。給紙カセット21には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット21の後端側の上部にはシート繰出部21Aが設けられている。このシート繰出部21Aには、給紙カセット21内のシート束の最上層のシートを1枚ずつ繰り出すための給紙ローラー21Bが配置されている。
画像形成部30は、給紙部20から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部30は、感光体ドラム31(像担持体)と、この感光体ドラム31の周囲に配置された、帯電装置32、露光装置(図2には表れていない)、現像装置33、転写ローラー34及びクリーニング装置35とを含む。画像形成部30は、左カバー12Lと右カバー12Rとの間に、配設される。
感光体ドラム31は、回転軸31Aと、回転軸31A回りに回転する円筒面31Bと、を備える。円筒面31Bには、静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー像が円筒面31Bに担持される。感光体ドラム31としては、アモルファスシリコン(a−Si)系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。
帯電装置32は、感光体ドラム31の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム31に当接する帯電ローラーを含む。
クリーニング装置35は、クリーニングブレード等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム31の周面に付着したトナーを清掃するとともに、不図示の回収装置に該トナーを搬送する。また、感光体ドラム31と、帯電装置32と、クリーニング装置35とは、ドラムユニット31H(図3参照)(像担持体ユニット)として一体的に構成されている。ドラムユニット31Hについては、後記で詳述する。
露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム31の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調された光を照射して、静電潜像を形成する。現像装置33は、感光体ドラム31上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム31の周面にトナーを供給する。現像装置33は、感光体ドラム31に供給するトナーを担持する現像ローラー331と、不図示の現像ハウジングの内部で現像剤を攪拌しながら循環搬送する第1搬送スクリュー332及び第2搬送スクリュー333とを含む。
転写ローラー34は、感光体ドラム31の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。転写ローラー34は、感光体ドラム31の円筒面31Bに当接し、転写ニップ部TP(図3)を形成している。この転写ローラー34には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。
定着部40は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部40は、加熱源を内部に備えた定着ローラー41と、この定着ローラー41に対して圧接され、定着ローラー41との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー42とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー41による加熱および加圧ローラー42による押圧により、シート上に定着される。
トナーコンテナ50は、現像装置33に補給するトナーを貯留する。トナーコンテナ50は、トナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体51と、コンテナ本体51の一側面の下部から突設された筒状部52と、コンテナ本体51の他の側面を覆う蓋部材53と、コンテナ内部に収容されトナーを搬送する回転部材54とを含む。トナーコンテナ50内に貯留されたトナーは、回転部材54が回転駆動されることによって、筒状部52の先端下面に設けられたトナー排出口521から現像装置33内に供給される。また、トナーコンテナ50の上方を覆うコンテナ天板50Hは、排紙部13の下方に位置する(図2参照)。
本体ハウジング10内には、シートを搬送するために、主搬送路22F及び反転搬送路22Bが備えられている。主搬送路22Fは、給紙部20のシート繰出部21Aから画像形成部30及び定着部40を経由して、本体ハウジング10上面の排紙部13に対向して設けられている排紙口14まで延びている。反転搬送路22Bは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路22Fにおける画像形成部30の上流側に戻すための搬送路である。
主搬送路22F(シート搬送路)は、感光体ドラム31および転写ローラー34によって形成される転写ニップ部TPを、下方から上方に向かって、通過するように延設される。また、主搬送路22Fの、転写ニップ部TPよりも上流側には、レジストローラー対23が配置されている。シートは、レジストローラー対23にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路22F及び反転搬送路22Bの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口14の近傍には排紙ローラー対24が配置されている。
反転搬送路22Bは、反転ユニット25の外側面と、本体ハウジング10の後カバー12の内面との間に形成されている。なお、反転ユニット25の内側面には転写ローラー34及びレジストローラー対23の一方のローラーが搭載されている。後カバー12及び反転ユニット25は、それらの下端に設けられた支点部121の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路22Bにおいてシートジャムが発生した場合、後カバー12が開放される。主搬送路22Fでシートジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム31のユニットや現像装置33が外部に取り出される場合には、後カバー12に加えて反転ユニット25も開放される。
次に、図3から図6を参照して、本実施形態に係るドラムユニット31Hの構成について、詳述する。図3は、本実施形態に係るドラムユニット31Hの拡大断面図である。また、図4は、ドラムユニット31Hに対して、比較参照されるためのドラムユニット31Wの拡大断面図である。なお、図3おとび図4は、図2において、紙面上の左右方向(画像形成装置1の前後方向)を反転させた図として示されている。
図3を参照して、ドラムユニット31Hは、感光体ドラム31と、帯電装置32と、クリーニング装置35と、を備える。ドラムユニット31Hは、左右方向(図3の紙面に直交する方向)の両端部に、不図示の一対の側板(支持体)を備える。該一対の側板によって、感光体ドラム31が回転可能に支持される。また、前記一対の側板によって、帯電装置32およびクリーニング装置35が、感光体ドラム31に対向して、支持される。感光体ドラム31は、図3において、矢印DP方向に回転駆動される。また、ドラムユニット31Hは、前記側板に配設される固定部(不図示)を備える。ドラムユニット31Hが、画像形成装置1の本体ハウジング10に装着された際に、前記固定部が、画像形成装置1の本体ハウジング10に固定される。この結果、画像形成装置1において、ドラムユニット31Hの位置が固定される。前記固定部は、スクリューが締結される締結用穴などから構成される。
帯電装置32は、感光体ドラム31よりも、前側に配置される。帯電装置32は、帯電ローラー321と、クリーニングローラー322と、帯電ハウジング32Hとを備える。帯電ハウジング32Hは、感光体ドラム31の回転軸と直交する断面視において、略コの字型の形状を有する。帯電ハウジング32Hの中に、帯電ローラー321およびクリーニングローラー322が、それぞれ回転可能に支持される。
帯電ローラー321は、表面がゴム材料から構成されるロール部材である。帯電ローラー321には、不図示のバイアス印加手段から、帯電電圧が印加される。帯電ローラー321は、感光体ドラム31の周面に当接することで、感光体ドラム31に従動しながら回転される。帯電電圧が印加された帯電ローラー321によって、感光体ドラム31の周面が一様に帯電される。
クリーニングローラー322は、帯電ローラー321に当接し、帯電ローラー321と線速差をもって回転する。クリーニングローラー322は導電性ナイロンの繊維で形成されたブラシローラーである。帯電ローラー321が、感光体ドラム31の表面に当接することによって、帯電ローラー321の表面にトナーや異物などが付着する。クリーニングローラー322が、帯電ローラー321に接触しながら、線速差をもって回転されることによって、帯電ローラー321の表面に付着したトナー、異物などが、好適に除去される。
クリーニング装置35は、感光体ドラム31の回転軸31Aと直交する断面視(第1断面視)において、感光体ドラム31の上方に配置される。換言すれば、クリーニング装置35は、ドラムユニット31Hが画像形成装置1に装着された状態の感光体ドラム31の回転軸31Aと直交する断面視(第2断面視)において、感光体ドラム31の上方に配置される。クリーニング装置35は、クリーナーハウジング35Hと、クリーニングブレード351と、搬送スクリュー352と、研磨ローラー353と、を備える。また、クリーニング装置35は、スクレーパ354と、スクレーパホルダ355と、上部シール356とを備える。更に、クリーニング装置35は、第1プレート357と、第2プレート358と、カバーシール359と、トナーシール360とを備える。
クリーナーハウジング35Hは、クリーニング装置35内の各部材を支持する筐体である。クリーニング装置35は、感光体ドラム31および帯電装置32を上方で覆うように配置される。特に、クリーナーハウジング35Hの前方部分は、帯電ローラー321の上方に配置される。また、感光体ドラム31の回転軸と直交する断面視において、クリーナーハウジング35Hの前後方向の中央部は、上方に円弧状に突出した形状を備える。更に、クリーナーハウジング35Hの後方部分は、ハウジング後壁35H1(壁部)によって画定される。ハウジング後壁35H1は、鉛直方向に延設される壁部である。ハウジング後壁35H1は、後記の研磨ローラー353に対向して配置される。ハウジング後壁35H1の下端は、感光体ドラム31の周面に間隔をおいて、配置される。また、ハウジング後壁35H1の下端は、後記のトナーシール360の上方に間隔をおいて配置され、トナーシール360の上方を覆う。
クリーニングブレード351は、クリーナーハウジング35Hの底部に沿って、水平方向に配置される。クリーニングブレード351は、ゴム材料から構成される板状部材である。クリーニングブレード351は、ブレードホルダ351Hによって支持される。ブレードホルダ351Hは、前記断面視において、L字型形状を備えた板金部材である。ブレードホルダ351Hの中央部分が、第1固定スクリュー351Bによって、クリーナーハウジング35Hに固定される。クリーニングブレード351とブレードホルダ351Hは、接着剤によって固定される。この結果、クリーニングブレード351の固定端が形成される。一方、クリーニングブレード351の先端は自由端とされ、感光体ドラム31の周面に当接される。クリーニングブレード351の前記先端は、後記の研磨ローラー353よりも、感光体ドラム31の回転方向(矢印DP方向)下流側の円筒面31Bに当接する。この結果、クリーニングブレード351の前記先端によって、感光体ドラム31の周面上に残留(付着)したトナーが除去される。
搬送スクリュー352は、クリーニングブレード351の上方において、クリーナーハウジング35Hに回転可能に支持される。搬送スクリュー352は、軸部と、該軸部周りに配設されたスパイラル状の羽根部材と、を備える。搬送スクリュー352は、クリーニングブレード351によって掻き取られ、クリーニングブレード351上に堆積した回収トナーPTを感光体ドラム31の回転軸31Aの軸方向に搬送する。
研磨ローラー353は、搬送スクリュー352の後方に配設される。研磨ローラー353は、感光体ドラム31の回転軸31Aよりも上方の円筒面31Bに当接する周面を備える。また、研磨ローラー353は、転写ニップ部TPから感光体ドラム31の回転軸31Aの直上の位置までの、感光体ドラム31の円筒面31Bに当接する。より詳しくは、研磨ローラー353は、感光体ドラム31の回転軸31Aの直上または、該直上よりも僅かに感光体ドラム31の回転方向上流側の円筒面31Bに当接する。該円筒面31B上の研磨ローラー353が当接する位置を当接位置CPと定義する。研磨ローラー353は、周面が粗面化処理されたゴムローラーである。研磨ローラー353は、感光体ドラム31の周面に当接しながら、感光体ドラム31に従動して回転される(矢印DC)。研磨ローラー353は、感光体ドラム31の円筒面31Bに付着したトナーを回収する。また、研磨ローラー353は、感光体ドラム31の表面に付着した放電生成物などの付着物を、研磨する。この際、研磨ローラー353の周面に、所定量のトナーが付着することによって、前記放電生成物の除去性能(研磨性能)が向上される。
スクレーパ354(規制部材)は、上下方向(鉛直方向)に延設される板状部材である。本実施形態では、スクレーパ354は、0.05mmのSUS板から構成される。スクレーパ354の下端は、研磨ローラー353の周面に当接される。スクレーパ354の下端は、研磨ローラー353の回転方向(矢印DC方向)に対向するように、研磨ローラー353の周面に当接される。スクレーパ354が、所定の弾性力をもって、研磨ローラー353の周面に当接することによって、研磨ローラー353の周面に付着したトナーの量が規制される。この結果、研磨ローラー353の周面に付着するトナー量が、均一になることによって、研磨ローラー353による放電生成物の除去性能にばらつきが生じることが抑止される。
スクレーパホルダ355は、研磨ローラー353の上方を覆うように配置される。スクレーパホルダ355は、屈曲された板金部材から構成される。スクレーパホルダ355の中央部は、水平方向に延設される。スクレーパホルダ355の前側部分は、下方に向かって屈曲され、前記スクレーパ354を支持する。また、スクレーパホルダ355の後側部分は、後方かつ下方に向かって、屈曲される。
上部シール356は、スクレーパホルダ355の上に固定される。上部シール356の一端は、スクレーパホルダ355の中央部において支持され、上部シール356の他端は、前方に向かって、スクレーパホルダ355から突出するように配置される。上部シール356は、研磨ローラー353の周面に付着したトナーが、スクレーパ354によって掻き取られた際に、上方に跳ね上がったトナーを塞ぎとめる機能を備える。
第1プレート357は、クリーナーハウジング35Hのハウジング後壁35H1に対向して、配置される。第1プレート357は、上下方向に延設される板金部材である。第1プレート357の上下方向の中央部は、第2固定スクリュー357Bによって、ハウジング後壁35H1に固定される。また、第1プレート357の上側端部である第1プレート上部357Tは、後方に向かって屈曲される。更に、第1プレート357の下側端部である第1プレート下部357S(保護部材)は、前方に向かって屈曲される。この際、第1プレート下部357Sは、ハウジング後壁35H1の下端に対向して、ハウジング後壁35H1の下端と感光体ドラム31の周面との間に、進入するように配置される。また、第1プレート下部357Sは、後記のトナーシール360の上方に間隔をおいて配置され、トナーシール360を覆う。
第2プレート358は、第1プレート357の後方において、第1プレート357に対向して配置される。第2プレート358は、上下方向に延設される板金部材である。第2プレート358の上端部である第2プレート上部358Tは、後方向に屈曲された後、上方に湾曲するように屈曲される。また、第2プレート358は、通紙域外において固定スクリューにより、クリーナーハウジング35Hに固定されている。第2プレート358の下端部である第2プレート下部358Sは、前方に向かって屈曲するように配置される。第2プレート下部358Sは、第1プレート下部357Sの後側で、第1プレート下部357Sと平行に配置される。
カバーシール359は、第2プレート358に沿って、上下方向に延設される。カバーシール359の上側部分は、第2プレート358に接着固定され、カバーシール359の固定端を形成する。また、カバーシール359の下側部分は、第2プレート358から下方に突出するように配置され、カバーシール359の自由端を形成する。カバーシール359の下側の先端部は、感光体ドラム31の周面に近接して配置される。
トナーシール360(シート部材)は、第2プレート358の第2プレート下部358Sに沿って、水平方向に延設される。トナーシール360は、厚さ100μmのウレタンシートである。トナーシール360の後側部分は、第2プレート下部358Sに接着固定され、トナーシール360の固定端を形成する。一方、トナーシール360の前側部分(先端部)は、トナーシール360の自由端を形成し、かつ、感光体ドラム31の周面に当接する。トナーシール360の前側部分は、感光体ドラム31の回転軸31Aと直交する断面視において、回転軸31Aよりも上方であって、研磨ローラー353よりも感光体ドラム31の回転方向上流側の円筒面31Bに、当接する。この際、トナーシール360は、感光体ドラム31の回転軸31Aと直交する断面視において、回転軸31Aと研磨ローラー353の当接位置CPとを結ぶ基準直線RLに近づく方向に向かって、円筒面31Bに当接する。トナーシール360は、ウレタンシート以外の薄板状のシート部材から構成されるものでもよい。感光体ドラム31の円筒面31Bに傷がつかないために、トナーシール360は柔らかく、変形可能な部材であることが好ましい。
トナーシール360の前側部分の上方には、第1プレート357の第1プレート下部357Sが配置される。すなわち、トナーシール360の上方には、トナーシール360が第2プレート下部358Sに固定される固定端360Fよりも、前側(研磨ローラー353側)に突出するように、第1プレート下部357Sおよびハウジング後壁35H1が配置される。トナーシール360は、クリーナーハウジング35Hの内部から、トナーが漏れることを防止する機能を備える。
トナーシール360の前側部分が、感光体ドラム31の周面に当接する点を、第1当接点Z1と定義する。本実施形態では、第1当接点Z1を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第1直線L1と、第1直線L1よりもトナーシール360側に延伸する水平線Hと、がなす角度θは、80度である。なお、第1直線L1は、換言すれば、研磨ローラー353が感光体ドラム31の円筒面31Bに当接する当接位置CPよりも前記回転方向上流側の研磨ローラー353の周面において、最も前記回転方向上流側に突出する点と、第1当接点Z1とを結ぶ直線である。
帯電装置32の帯電ローラー321によって、周面が一様に帯電された感光体ドラム31は、帯電装置32よりも回転方向下流側において、不図示の露光装置によって静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム31の下方に配置された現像装置33(図2)によって、静電潜像がトナー像として可視化される。感光体ドラム31は、転写ニップ部TPにおいて、下方から上方に向かって回転される。そして、感光体ドラム31上に形成されたトナー像は、転写ニップ部TPを下方から上方に向かって搬送されるシートに転写される。
転写ニップ部TPにおいて、シートに転写されたトナー像の一部が、残留トナーとして感光体ドラム31上に残留する。感光体ドラム31上の残留トナーは、感光体ドラム31の回転に伴って、下方から上方に向かって、クリーニング装置35が感光体ドラム31に対向する領域に搬送される。
クリーニング装置35が対向する領域に搬送された残留トナーの一部は、研磨ローラー353の周面に付着する。また、研磨ローラー353の周面に付着しなかった残留トナーは、クリーニングブレード351によって掻き取られる。
次に、クリーニング装置35に配設されたトナーシール部材(シート部材)の課題について説明する。研磨ローラー353の周面に付着したトナーの一部は、スクレーパ354によって掻き取られる。スクレーパ354の先端部を越えて、研磨ローラー353の周面に残留したトナーは、スクレーパホルダ355およびハウジング後壁35H1と対向する領域を通過しながら、研磨ローラー353上を周回される。この際、研磨ローラー353の遠心力によって、研磨ローラー353の周面に付着したトナーが、研磨ローラー353から離脱される。研磨ローラー353から離脱されたトナーは、スクレーパホルダ355、ハウジング後壁35H1および感光体ドラム31の周面によって囲まれた領域に飛散する。
図4は、本発明の実施形態に係るトナーシール360と比較されるための図であって、トナーシール380を備えたドラムユニット31HWの断面図である。トナーシール380は、トナーシール360と同様に、水平方向に配設されたウレタンシートから構成される。トナーシール380の後側部分は、第1プレート下部357Sに固定支持される。また、トナーシール380の前側部分は、自由端をなし、感光体ドラム31の周面に当接される。この際、トナーシール380の前側の先端部が、感光体ドラム31の周面に当接する点を、第2当接点Z2と定義する。トナーシール380の前側部分は、研磨ローラー353の下方であって、研磨ローラー353と感光体ドラム31の間に進入するように配置される。第2当接点Z2を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第2直線L2と、第2直線L2よりもトナーシール380側に延伸する水平線Hとがなす角度θpは、45度である。
研磨ローラー353の周面から飛散したトナーは、トナーシール380の上に堆積しトナー溜まりTNを形成する。図5および図6は、この際の、トナーシール380の周辺の様子を示した図である。図5を参照して、トナーシール380上に堆積したトナー溜まりTNは、山の形状をなすように積みあがっていく。一般的に、クリーニング装置35によって回収されたトナーの安息角は、30度から40度である。しかしながら、前記回収されたトナーは、静電気をもって、周囲に位置する樹脂材料やゴム材料からなる部材に付着しやすい。このため、研磨ローラー353やハウジング後壁35H1が近接する領域では、回収されたトナーの安息角は、60度から70度となることがある。すなわち、トナー溜まりTNが山形状に堆積した場合、トナー溜まりTNの斜面と水平線Hとがなす角度が70度を超えた場合に、トナー溜まりTNの斜面が崩れ始める。換言すれば、トナー溜まりTNの山形状の斜面と水平線Hとがなす角度が70度以内であれば、トナー溜まりTNは崩れることなく、堆積し続ける。
前述のとおり、トナーシール380は、研磨ローラー353と感光体ドラム31の間に進入するように配置される。そして、第2当接点Z2を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第2直線L2と水平線Hとがなす角度θpは、45度である(図4)。図5において、トナーシール380の上に堆積するトナーが、前記安息角(60度〜70度)をもって積み上がった場合、トナー溜まりTNの斜面が、研磨ローラー353の周面と接触する。このため、矢印Gに示されるように、研磨ローラー353の回転に伴って、トナー溜まりTNに、下方に向かう押圧力が付与される。この結果、トナーシール380が、感光体ドラム31の周面に付与する当接圧が上昇する。
一方、転写ニップ部TPにおいて、トナー像がシートPに転写される際、シートPの表面に付着していた紙粉が、感光体ドラム31の表面に移動される場合がある。感光体ドラム31の周面に付着した紙粉は、感光体ドラム31の回転に伴って、トナーシール380の先端に向かって搬送される。トナーシール380の上に、トナー溜まりTNが形成されていない場合、トナーシール380の先端は、低い当接圧をもって、感光体ドラム31の周面に当接している。この場合、感光体ドラム31上を搬送された紙粉は、トナーシール380の先端と感光体ドラム31の周面との間を通過して、クリーニングブレード351によって回収される。
しかしながら、トナーシール380の上に堆積したトナー溜まりTNによって、トナーシール380の先端が、感光体ドラム31の周面に強く当接されている場合、紙粉は、トナーシール380の先端と感光体ドラム31の周面との間を通過することができない。この結果、図5に示すように、トナーシール380の先端と感光体ドラム31の周面との間に、紙粉の塊PDが形成される。
やがて、紙粉の塊PDが成長されると、感光体ドラム31の回転軸31Aの軸方向において、該塊PDが存在する部分に対応して、トナーシール380が感光体ドラム31の周面から浮き上がる。この結果、トナー溜まりTNから、トナーTN1が漏れ始める。トナーTN1は、重力に従って、感光体ドラム31の周面に沿って落下する(矢印DT)。そして、転写ニップ部TPに至ったトナーTN1が、転写ニップ部TPに搬送されたシートPに付着する。この結果、シートPにトナー汚れが生じる。
上記のように、角度θpが45度となるように配設されたトナーシール380は、紙粉の塊PDを生成し、シートPのトナー汚れをもたらす。本実施形態に係るトナーシール360は、上記課題を解決するために、研磨ローラー353および感光体ドラム31との位置関係が規定される。
すなわち、トナーシール360の先端部は、トナーシール380の先端部よりも後側に配置される(図3、図4)。そして、前述の通り、トナーシール360の先端部が、感光体ドラム31の周面に当接する点が、第1当接点Z1と定義される。第1当接点Z1を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第1直線L1と水平線Hとがなす角度θは、80度である。図3に示すように、トナーシール360の先端部(前側部分)にトナーが堆積されるに際し、該トナーが安息角(60度〜70度)に従って堆積されても、トナー溜まりの斜面が研磨ローラー353の周面に接触することがない。したがって、トナーシール360の上に堆積されるトナーは、研磨ローラー353の周面から押圧力を受けることがない。すなわち、トナーシール360の上に堆積されるトナーが、研磨ローラー353の周面によって押し固められることがない。このため、トナーシール360の上に堆積されるトナーが崩れやすく、トナーシール360の先端から、感光体ドラム31の周面に移動しやすい。この結果、トナーシール360の上に、多くのトナーが堆積することが抑止される。
このように、本実施形態に係るトナーシール360では、トナーシール360の上に堆積するトナーによって、トナーシール360の感光体ドラム31に対する当接圧が上昇することが抑制される。したがって、トナーシール360の先端と感光体ドラム31の周面との間に、紙粉PDの塊が形成されにくい。このため、トナーシール360の先端が、感光体ドラム31の周面から浮き上がることによって、トナー漏れが生じることが抑止される。この結果、トナーシール360の先端から下方に落下するトナーによって、転写ニップ部TPに搬送されるシートPが汚れることが効果的に抑制される。
更に、本実施形態では、トナーシール360の上方には、トナーシール360が第2プレート下部358Sに固定される固定端360Fよりも、前側(研磨ローラー353側)に突出するように、第1プレート下部357Sおよびハウジング後壁35H1が配置される。換言すれば、第1プレート357の第1プレート下部357Sが、トナーシール360の上方を、覆うように配設される。また、第1プレート下部357Sの上方には、ハウジング後壁35H1の下端が配置される。このため、トナーシール360の上方が覆われ、トナーシール360の上に多量のトナーが堆積することが、一層抑止される。
また、トナーシール360の先端部の上方であって、研磨ローラー353の周面の後側には、ハウジング後壁35H1が、研磨ローラー353に対向して配置される。このため、研磨ローラー353の回転に伴って、研磨ローラー353の周面から後方に向かって飛散したトナーは、ハウジング後壁35H1に衝突し、下方に落下する。したがって、ハウジング後壁35H1によって、トナーシール360の上に、トナーが飛散することが抑止される。
以上、本発明の実施形態に係るトナーシール360を備えたドラムユニット31Hおよび画像形成装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
(1)上記の実施形態では、ドラムユニット31Hに、トナーシール360が配設されるにあたり、第1当接点Z1を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第1直線L1と水平線Hとがなす角度θが、80度である態様にて説明した。トナーシール360の配置は、これに限定されるものではない。すなわち、回収トナーが、安息角(60度〜70度)をもって堆積された場合であっても、堆積したトナー溜まりの斜面に、研磨ローラー353の周面が接触しない態様であればよい。このため、トナーシール360の先端(自由端)を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する直線と、水平線とがなす角度θが、70度以上であることが望ましい。更に、前記角度θが90度以上であれば、トナーシール360の先端は、研磨ローラー353の周面よりも、水平方向の外側(後側)に位置することとなる。この場合、トナーシール360の上に堆積したトナーに、研磨ローラー353の周面が接触することがない。したがって、トナーシール360の上に堆積したトナーが、研磨ローラー353から下方に向かう押圧力を付与されることが抑止される。
(2)上記の実施形態では、トナーシール360よりも、感光体ドラム31の回転方向下流側に、研磨ローラー353およびクリーニングブレード351が配置される態様にて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。研磨ローラー353は、感光体ドラム31の表面を清掃するクリーニングローラーであってもよい。この場合、該クリーニングローラーよりも、感光体ドラム31の回転方向下流側には、クリーニングブレード351が配設されてもよく、また、クリーニングブレード351が配設されない態様でもよい。
(3)また、上記の実施形態では、トナーシール360の上方に、第1プレート下部357Sおよびハウジング後壁35H1が配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第1プレート下部357Sおよびハウジング後壁35H1が配設されない場合であっても、第1当接点Z1を通り、研磨ローラー353の周面に接線として接する第1直線L1と水平線Hとがなす角度θが70度以上に設定されることによって、トナーシール360からトナー漏れが生じることが好適に抑止される。
(4)また、上記の実施形態では、トナーシール360を備えるクリーニング装置35は、ドラムユニット31Hに配設される態様にて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。トナーシール360を備えるクリーニング装置35は、画像形成装置1に対して、個別に装着されるものであってもよい。
30 画像形成部
31 感光体ドラム
31H ドラムユニット
32 帯電装置
321 帯電ローラー
322 クリーニングローラー
32H 帯電ハウジング
33 現像装置
34 転写ローラー
35 クリーニング装置
35H クリーナーハウジング
35H1 ハウジング後壁(壁部)
351 クリーニングブレード
351H ブレードホルダ
351B 第1固定スクリュー
352 搬送スクリュー
353 研磨ローラー(回転部材)
354 スクレーパ
355 スクレーパホルダ
356 上部シール
357 第1プレート
357T 第1プレート上部
357S 第1プレート下部(保護部材)
357B 第2固定スクリュー
358 第2プレート
358T 第2プレート上部
358S 第2プレート下部
359 カバーシール
360 トナーシール(シート部材)

Claims (9)

  1. 筐体と、
    前記筐体に回転可能に支持され、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える像担持体と、
    前記回転軸と直交する第1断面視において、前記回転軸よりも上方の前記円筒面に当接する周面を備え、前記当接位置で前記像担持体と同方向に回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する回転部材と、
    前記筐体に配設され、前記第1断面視において、前記回転軸よりも上方であって、前記回転部材よりも前記像担持体の前記回転方向上流側の前記円筒面に当接する先端部を備えるシート部材と、を有し、
    前記第1断面視において、前記シート部材の前記先端部を通り、前記回転部材が前記円筒面に当接する当接位置よりも前記回転方向上流側の前記周面に接線として接する直線と、前記直線よりも前記シート部材側に延伸する水平線とがなす角度が、70度以上に設定されることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1断面視において、前記直線と、前記水平線とがなす角度が、90度以上に設定されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記回転部材よりも、前記像担持体の回転方向下流側の前記円筒面に当接し、前記像担持体上に付着したトナーを除去するクリーニングブレードを更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記シート部材の上方に間隔をおいて配置され、前記シート部材の上方を覆う保護部材を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記シート部材の前記先端部の上方に間隔をおいて配置され、前記回転部材に対向して立設される壁部を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記回転部材は、前記像担持体の前記円筒面に付着した付着物を研磨する研磨ローラーであって、
    前記研磨ローラーの前記周面に当接し、前記周面に付着するトナー量を規制する規制部材を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記像担持体に対向して、下方から上方に向かってシートを搬送するシート搬送路と、
    前記像担持体の前記円筒面に当接され、前記像担持体から前記トナー像を前記シートに転写させる転写ニップ部を形成する転写部材と、を備え、
    前記像担持体は、前記転写ニップ部において、下方から上方に向かって回転駆動され、
    前記回転部材は、前記転写ニップ部から、前記回転軸の直上の位置までの間の前記像担持体の前記円筒面に当接することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。
  8. 支持体と、
    前記支持体に配設され、画像を形成する画像形成装置本体に固定される固定部と、
    前記支持体に支持され、回転軸と、前記回転軸周りに一の方向に回転され、トナー像を担持する円筒面と、を備える像担持体と、
    前記固定部が前記画像形成装置本体に固定された状態の前記回転軸と直交する第2断面視において、前記回転軸よりも上方の前記円筒面に当接する周面を備え、該当接位置で前記像担持体と同方向に回転駆動され、前記像担持体上に付着したトナーを回収する回転部材と、
    前記第2断面視において、前記回転軸よりも上方であって、前記回転部材よりも前記像担持体の前記回転方向上流側の前記円筒面に当接する先端部を備えるシート部材と、を有し、
    前記第2断面視において、前記シート部材の前記先端部を通り、前記回転部材が前記円筒面に当接する当接位置よりも前記回転方向上流側の前記周面に接線として接する直線と、前記直線よりも前記シート部材側に延伸する水平線とがなす角度が、70度以上に設定されることを特徴とする像担持体ユニット。
  9. 前記第2断面視において、前記直線と、前記水平線とがなす角度が、90度以上に設定されることを特徴とする請求項8に記載の像担持体ユニット。
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