JP2016103006A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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そして、これらのクリーニング装置では、像担持体に当接するクリーニングブレードのエッジ部(当接部)に紙粉が噛み込んでしまって、この紙粉がトナーとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう問題が知られている。
また、特許文献3には、クリーニングブレードのエッジ部に紙粉が入り込まないようにするために、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に対向するように、所定の電圧が印可されて紙粉を静電気的に吸着する紙粉除去部材を設置する技術が開示されている。
また、上述した特許文献3の技術は、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に対向するように設置された紙粉除去部材に比較的大きな電圧が印可されるため、紙粉除去部材と像担持体との間に放電が生じて、像担持体の劣化が早まってしまう不具合や、像担持体の摩擦係数が上昇してクリーニングブレードの捲れが生じてしまう不具合、などが発生してしまう可能性があった。
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置における全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態1における画像形成装置1は、複数のプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKが中間転写体としての中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17(中間転写体)との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、除電部(不図示である。)の位置を通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング装置9(クリーニング装置)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置9(クリーニング装置)に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2は、黒色用のプロセスカートリッジ10BKを示す構成図である。その他の3つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ10BKとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明とを省略する。
帯電部12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電部12(帯電ローラ)に不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
現像部13内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。本実施の形態1において、トナーは、画質向上のために小粒径(5μm程度である。)で略球形のものであって、定着部20で消費される熱量を低減するために低融点のものを用いている。また、トナー中に含有される添加物は、その粒径が数10〜数100nmのものを多く用いている。
なお、本実施の形態1では、クリーニングブレード15aが感光体ドラム11に対してカウンタ方向(感光体ドラム11の回転方向に逆らう方向である。)に当接するように構成したが、クリーニングブレード15aが感光体ドラム11に対してトレーディング方向(感光体ドラム11の回転方向に沿う方向である。)に当接するように構成することもできる。
ここで、本実施の形態1におけるクリーニング装置15には、感光体ドラム11に付着した大きな紙粉が通過しないように規制する紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)や、紙粉規制ブレード16によって規制された大きな紙粉を除去・回収する紙粉回収部26、が設けられているが、これについては後で詳しく説明する。
なお、感光体ドラム11や中間転写ベルト17上に付着(残留)する付着物(クリーニング対象物)としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電部12(帯電ローラ)による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等があるが、本願では適宜にこれらを総称して「未転写トナー」と呼んでいる。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像部13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器28から補給されたトナー(及び、リサイクル搬送部25を介して補給されたリサイクルトナー)とともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
先に図1及び図2を用いて説明したように、クリーニング装置15には、像担持体としての感光体ドラム11の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレード15aが、所定方向(図2の時計方向である。)に走行(回転)する感光体ドラム11に対してカウンタ方向に配置されている。
この紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)は、ゴム材料、樹脂材料、金属材料等で形成された略板状部材であって、そのギャップGの位置を未転写トナーTと所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)とを通過させて、所定値以上の大きさの紙粉S0(大きな紙粉)を通過させないように形成されている。具体的に、紙粉規制ブレード16と感光体ドラム11とのギャップGは、0.05〜0.5mmの範囲内に設定することが好ましく、本実施の形態1では0.1mmに設定されている。また、ギャップGの位置に放電が生じるのを防止するために、紙粉規制ブレード16には電荷は印可されない。
ここで、クリーニングブレード15aの位置に達した小さな紙粉S1は、そのほとんどが、未転写トナーTとともに、クリーニングブレード15aによって感光体ドラム11の表面から掻き取られて未転写トナー回収部15cの内部に回収されることになるが、微量のものが微量な未転写トナーTとともにエッジ部(クリーニングブレード15aと感光体ドラム11との当接部である。)に堆積される。そして、クリーニングブレード15aのエッジ部に堆積された小さな紙粉S1が徐々に増えていって一定量を超えると、エッジ部に堆積した小さな紙粉S1が未転写トナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまい、クリーニング不良などの異常画像の原因となる。しかし、このように小さな紙粉S1がクリーニングブレード15aのエッジ部に堆積することによって生じる異常画像は、製品の初期時には生じないで、クリーニングブレード15a(クリーニング装置15)が寿命に達する前後のタイミングで生じるため、クリーニング装置15(プロセスカートリッジ)の交換メンテナンスによって、ほとんど問題として顕在化しないことが多い。
そして、この紙粉回収部26は、未転写トナー回収部15cに大きな紙粉S0(所定値以上の大きさの紙粉)が混在しないように、未転写トナー回収部15cに対して隔絶されて形成されている。これにより、現像部13でリサイクルトナーとして用いられる未転写トナーに大きな紙粉S0が混在しないことになり、大きな紙粉S0が原因となる異常画像の発生を確実に軽減することができる。
詳しくは、本実施の形態1において、感光体ドラム11を回転駆動する駆動モータ41(図2を参照できる。)は、正逆回転型のモータであって、通常の画像形成プロセス(画像形成動作)をおこなうとき(通常時)には感光体ドラム11を正方向(図2の時計方向である。)に回転駆動して、逆回転モード時には感光体ドラム11を逆方向(図2の反時計方向である。)に回転駆動するように制御部40によって制御される。なお、この「逆回転モード(清掃モード)」は、クリーニングブレード15aのエッジ部に付着した未転写トナー、小さな紙粉S1等の付着物(本来、クリーニングブレード15aによって掻き取られてクリーニング装置15内に回収されるべきものである。)を除去するとともに、紙粉規制ブレード16によってせき止められた大きな紙粉S0がギャップGに噛み込まないようにして紙粉回収部26への除去・回収を促進するためのモードであって、本実施の形態1ではカウンタ43でカウントされるプリント枚数が50枚に達するごとに、非画像形成時であるジョブ終了時に実行される。
紙粉規制ブレード16によってせき止められた大きな紙粉S0がギャップGに噛み込まれてしまった場合、感光体ドラム11の回転によって、その大きな紙粉S0が粉砕されて小さな紙粉S1(炭酸カルシウム)と紙繊維(セルロース)に分離されることが少なからず生じるため、ギャップGの位置で大きな紙粉S0が凝集して感光体ドラム11の表面を傷つけてしまうような不具合はすぐには発生しない。本実施の形態1では、逆回転モードを適当なタイミングで間欠的におこなって、ギャップGの位置に滞留した大きな紙粉S0を除去しているため、大きな紙粉S0によって感光体ドラム11の表面を傷つけてしまう不具合を未然に防止することができる。
このような構成により、紙粉規制ブレード16によって大きな紙粉S0を確実にせき止めて、大きな紙粉S0が紙粉規制ブレード16の位置を通過してクリーニングブレード15aに入力されるのを確実に防止することができる。
具体的に、図5(A)に示す紙粉規制ブレード16は、感光体ドラム11に対向する対向面が、幅方向中央部が上流側に位置して幅方向両端部が下流側に位置するように略V字状に形成されている。また、図5(B)に示す紙粉規制ブレード16は、感光体ドラム11に対向する対向面が、幅方向中央部が上流側に位置して幅方向両端部が下流側に位置するように略弓状に形成されている。
このように構成することで、紙粉回収部26に回収されずに紙粉規制ブレード16のギャップGの位置にせき止められて滞留した紙粉S0は、感光体ドラム11の回転によって、紙粉規制ブレード16の傾斜に沿うように幅方向両端部に向けて白矢印方向に移動して、やがて画像領域外に移動することになるため、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合を防止することができる。
このようにして、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合がさらに確実に防止されることになる。
このように構成した場合には、幅方向中央部において大きな紙粉S0が紙粉規制ブレード16A、16Bによって除去・回収されないことになるが、そもそも幅方向中央部は幅方向両端部に比べて印字比率(画像面積率)が高くなる領域であって、感光体ドラム11上における1次転写ニップの位置において印字比率が高くなる領域では大きな紙粉S0が付着しにくいため、このような構成であっても上述した本実施の形態1における効果とほぼ同等の効果を得ることができる。特に、このように幅方向に分割して2つの紙粉規制ブレード16A、16Bを設置する場合には、幅方向にわたって延在する1つの紙粉規制ブレードを設置する場合に比べて、感光体ドラム11とのギャップGを幅方向にわたって均一に精度よく設定しやすくなるため、大きな紙粉S0のみをせき止めて未転写トナーTと小さな紙粉S1を通過させる機能が幅方向にわたって確実に達成されることになる。
このように構成することで、先に説明した図5のものと同様に、紙粉回収部26に回収されずに紙粉規制ブレード16のギャップGの位置にせき止められて滞留した紙粉S0が、感光体ドラム11の回転によって、紙粉規制ブレード16A、16Bの傾斜に沿うように幅方向両端部に向けて移動して、やがて画像領域外に移動することになるため、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合を防止することができる。また、感光体ドラム11を非画像形成時に逆回転させる「逆回転モード」を適宜におこなうことで、その効果がさらに確実に発揮されることになる。
これにより、感光体ドラム11の劣化を早めたり、クリーニングブレード15aの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15aのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉S0がトナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合を確実に軽減することができる。
図7〜図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における作像部示す構成図であって、前記実施の形態1における図2に相当する図である。また、図8は、感光体ドラム11に対してクリーニングブレード15aの先端部と紙粉清掃部材24とが当接して紙粉規制ブレード16の先端部が対向した状態を拡大して示す概略図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。さらに、図9は、クリーニングブレード15aと紙粉清掃部材24とを幅方向に示す概略図である。
本実施の形態2におけるクリーニング装置15は、クリーニングブレード15aの下流側の位置に紙粉清掃部材24が設置されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
そして、図7、図8に示すように、本実施の形態2におけるクリーニング装置15にも、前記実施の形態1のものと同様に、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向上流側(走行方向上流側)の位置であって、1次転写ローラ14(1次転写ニップ)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように、大きな紙粉S0を取り除くための紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)が配設されている。
このように紙粉清掃部材24を設けることで、先に前記実施の形態1で説明したように、経時においてクリーニングブレード15aのエッジ部からすり抜けた小さな紙粉S1が、紙粉清掃部材24によって捕集されることになるため、小さな紙粉S1によるクリーニング不良などの異常画像(黒スジ画像である。)が生じにくくなる。
このように構成したのは、小さな紙粉S1も、大きな紙粉S0と同様に、記録媒体Pの幅方向端部(通紙領域Xの端部)で生じやすく、これに対応するクリーニングブレード15aの位置で小さな紙粉S1が堆積してすり抜けやすいためである。本実施の形態2では、紙粉清掃部材24を必要最小限の幅方向両端部の位置にのみ設置しているため、紙粉清掃部材を幅方向全域にわたって設置する場合に比べて、紙粉清掃部材24と感光体ドラム11との間に生じる摺動抵抗を小さくすることができる。
このような構成により、紙粉清掃部材24によって捕集された小さな紙粉S1は、白矢印方向に回転する感光体ドラム11との摺接によって、図9の破線矢印で示すように、紙粉清掃部材24の織目に沿うように通紙領域Xの外側に向けて徐々に移動していくことになる。そのため、クリーニングブレード15aのエッジ部からすり抜けた小さな紙粉S1が、感光体ドラム11上の通紙領域Xに対応する範囲に留まって、クリーニング不良などの異常画像の原因となる不具合が確実に軽減されることになる。
また、感光体ドラム11を非画像形成時に逆回転させる「逆回転モード」を適宜におこなうことで、先に図5(C)を用いて説明したメカニズムと同様に、その効果がさらに確実に発揮されることになる。
このように構成することで、上述したように紙粉清掃部材24(繊布シート)の織目によって幅方向端部に向けて追いやられた小さな紙粉S1が、シール材27に付着して堆積して、堆積した紙粉S1が一気に落下して異常画像の原因となる不具合が軽減されることになる。
これにより、感光体ドラム11の劣化を早めたり、クリーニングブレード15aの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15aのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉S0がトナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合を確実に軽減することができる。
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーをリサイクルトナーとして現像部13に向けて搬送するように構成したが、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナーと同様に、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器に向けて搬送するように構成することもできる。
なお、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
また、前記各実施の形態では、カラー画像形成装置1に設置されたクリーニング装置15に対して本発明を適用したが、モノクロ画像形成装置に設置されたクリーニング装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
9 中間転写ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)、
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ(作像部)、
11 感光体ドラム(像担持体)、
15 クリーニング装置(クリーニング部)、
15a クリーニングブレード(ブレード部材)、
15c 未転写トナー回収部、
16、16A、16B 紙粉規制ブレード(紙粉規制部材)、
24 紙粉清掃部材、
25 リサイクルトナー搬送部、
26 紙粉回収部、
T 未転写トナー(トナー)、
S0 大きな紙粉(紙繊維と炭酸カルシウムの混合物)、
S1 小さな紙粉(炭酸カルシウム)。
Claims (11)
- 所定方向に走行する像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側の位置において前記像担持体に対して所定のギャップをあけて対向するように配設されるとともに、当該ギャップの位置を未転写トナーと所定値に満たない大きさの紙粉とを通過させて、前記所定値以上の大きさの紙粉を通過させないように形成された紙粉規制部材と、
を備えたことを特徴とするクリーニング装置。 - 前記紙粉規制部材によって規制された前記所定値以上の大きさの紙粉が除去されて回収される紙粉回収部を備え、
前記紙粉回収部は、前記クリーニングブレードによって除去された未転写トナーが回収される未転写トナー回収部に前記所定値以上の大きさの紙粉が混在しないように、当該未転写トナー回収部に対して隔絶されて形成されたことを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。 - 前記紙粉規制部材は、その幅方向の範囲が前記クリーニングブレードの幅方向の範囲を含むように、幅方向にわたって延在するように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置。
- 前記紙粉規制部材は、幅方向にわたって前記ギャップの大きさが一定になるように形成されるとともに、幅方向両端部が幅方向中央部に対して前記像担持体の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成されたことを特徴とする請求項3に記載のクリーニング装置。
- 前記紙粉規制部材は、幅方向両端部にそれぞれ分割して2つ配設されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置。
- 前記2つの紙粉規制部材は、それぞれ、幅方向にわたって前記ギャップの大きさが一定になるように形成されるとともに、幅方向端部が幅方向中央部に対して前記像担持体の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成されたことを特徴とする請求項5に記載のクリーニング装置。
- 前記像担持体は、所定のタイミングで、非画像形成時に前記所定方向の逆方向に所定時間だけ走行されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のクリーニング装置。
- 前記所定のギャップは、0.01〜0.5mmの範囲内であって、
前記紙粉規制部材に電圧は印可されないことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のクリーニング装置。 - 前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向下流側の位置において前記像担持体に対して接触するように配設されて、前記クリーニングブレードの位置を通過した前記所定値に満たない大きさの紙粉を清掃する紙粉清掃部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のクリーニング装置。
- 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項9のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項9のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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JP2018036603A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
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- 2015-10-20 JP JP2015206402A patent/JP6598012B2/ja active Active
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