JP2019032412A - 帯電装置およびカートリッジ、これらを備えた画像形成装置 - Google Patents

帯電装置およびカートリッジ、これらを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】クリーナーレス方式の画像形成装置において、帯電ローラの清掃部材からトナーが落下しにくく、落下しても画像形成装置本体内を汚さない画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジに設けられた帯電装置であって、像担持体に接触し帯電させる帯電ローラと、帯電ローラを清掃する清掃部材と、を備え、清掃部材は、帯電ローラの表面に当接するブラシ部分を有しており、帯電ローラの回転軸線と略直交する断面において、像担持体の接線のうち、ブラシ部分の、帯電ローラに対する当接領域における帯電ローラの回転方向下流側端部と交わる接線と像担持体の表面との接点が、像担持体の中心を通る水平線よりも鉛直方向上方にあり、なおかつ、回転方向下流側端部を第1端部、当接領域における帯電ローラの回転方向上流側端部を第2端部としたとき、第2端部は、第1端部よりも鉛直方向上方にあることを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、複写機、レーザープリンター等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、帯電部材を清掃する清掃部材に関するものである。
電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、感光ドラム(以下、ドラムと呼ぶ)及びドラム上を帯電する帯電手段、現像手段、ドラム上をクリーニングするクリーニング手段を一体にした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を画像形成装置本体に着脱可能とすることでユーザーがメンテナンスを容易にすることが可能となった。
また、近年では画像形成装置やプロセスカートリッジの小型化を目的として、クリーナーレス方式が提案されている(特許文献1参照)。クリーナーレス方式とは、転写工程後の像担持体であるドラム上に残留する現像剤であるトナー(以下、トナーと呼ぶ)を現像手段において現像同時クリーニングすることで、ドラム上から除去、回収し再利用するクリーニング手段を廃止した方式のことである。このクリーナーレス方式では、クリーニング手段によってドラム上から掻き取られた廃トナーを入れる廃トナー収容部を設ける必要がなく、廃トナー収容部が一杯になることによる交換を必要としない。そのため、ドラムと帯電手段のみを一体化したカートリッジと、現像手段のみを一体化したカートリッジをそれぞれ別体で設けることで、ユーザーは現像手段のみを交換することが可能となる。こういった機能別に設けたカートリッジを採用することで、ユーザーはカートリッジがより小型化することで扱いやすくなる。また、ユーザーが欲しい印字可能枚数のトナー量を収容した現像手段を複数設けることで、ユーザーが欲しい現像手段を組み合わせて使用することが可能となる。
上記プロセスカートリッジにおけるドラムを帯電する帯電手段としては、帯電ローラを用いた接触式帯電装置が実用化されている。これは、被帯電部材であるドラムに帯電部材として導電性の帯電ローラを接触させ、帯電ローラに帯電バイアス電圧を印加してドラム面を所定の極性や電位に帯電するものである。この接触帯電は、帯電ローラとドラム表面間の空隙を通しての放電によりなされるものであり、従来用いられていたコロナ放電手段に比べ、印加する電圧が低く、発生するオゾン量も少ないという利点がある。
この帯電ローラは、ドラム上に接触するためにトナーや、トナーの流動性、帯電性を改善するための外添剤などが汚れとして表面に付着する。そのため、帯電ローラ表面に汚れがある部分とない部分とで抵抗が変化することで、ドラム上の帯電ムラが生じ、それぞれの抵抗に応じて特にハーフトーン画像において濃度差となって顕在化する。特に上記クリーナーレス方式においては、帯電部材のドラム上回転方向上流側に通常配置されるクリーニング手段がないために、主に転写残トナーやかぶりトナーが直接帯電部材にドラムを介して付着し、帯電ムラを生じやすい。
そこで、帯電ローラの汚れを除去する清掃手段として、フェルト状の清掃部材を帯電ローラに当接させる(特許文献1参照)ものや、樹脂発泡体(スポンジ部材)からなる清掃部材を回転可能に接触させる(特許文献2参照)方法が提案されている。こういった清掃手段を用いることによって、帯電ローラ表面から、物理的に、またはバイアス印加などで電気的に汚れをはぎ取ることが行われている。特に構成が簡略であることから固定式の清掃部材を帯電ローラに当接させて汚れを除去する手段が主に採用されている。
上記固定式の帯電ローラ表面を清掃する清掃部材において、帯電ローラ表面からはぎ取られたトナーは清掃部材内に溜めこむことになる。溜めこまれるトナーが徐々に増加すると、ある溜めこみ量からは清掃部材から溢れでて、落下するなどしてカートリッジや画像
形成装置を汚してしまうことがあった。そのため、清掃部材内に溜めこまれたトナーを清掃部材から除去するために、通常定期的にクリーニング動作をおこなう必要がある。このクリーニング動作は、画像形成時にはおこなうことができないために、画像形成時以外のタイミングでおこなうことが多い。
以上のように、帯電部材の清掃部材をクリーニングするクリーニング動作を定期的におこなうことで良好な印刷を継続することが可能となる。
特開平2−272589号公報 特開平8−062948号公報
しかしながら、連続印刷時には、清掃部材のクリーニング動作を十分におこなうことができず、ある枚数印刷したら強制的に印刷動作を止めてクリーニング動作をする必要があった。当然、クリーニング動作をおこなうことで、印刷以外の時間が発生することによりユーザーの生産性は低下してしまう。そのため、清掃部材のクリーニング動作を開始するまでの印刷可能枚数を増やしても画像形成装置本体内を汚すことがない画像形成装置が求められていた。
また、ドラムと帯電手段を一体化したカートリッジを画像形成装置本体内に装着する際に、装着の衝撃で上記帯電ローラを清掃する清掃部材からトナーが落下し本体を汚してしまうという問題が生じた。これは、クリーナーレス方式であるために、先に述べたクリーニング手段や廃トナー収容部のようなドラムと帯電ローラ周囲を完全に封止するようなものがないということが理由である。特にこの問題は、使用初期では発生せず、ある程度印刷をおこない帯電ローラ清掃部材にトナーが溜まった状態において、紙詰まりといった処理のためにユーザーが画像形成装置からカートリッジを取り出す場合に発生する。
以上のことから、本発明の目的は、クリーナーレス方式の画像形成装置において、できるだけ帯電ローラの清掃部材からトナーが落下しにくい清掃部材と、落下しても画像形成装置本体内を汚さない画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明における帯電装置は、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジに設けられた帯電装置であって、
前記カートリッジに設けられた像担持体に接触し、帯電させる帯電ローラと、
前記帯電ローラを清掃する清掃部材と、を備え、
前記清掃部材は、
前記帯電ローラの表面に当接するブラシ部分を有しており、
前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記像担持体の回転軸線と略直交する断面において、
前記像担持体の接線のうち、接点から前記像担持体の回転に逆らわない方向に向かって延びつつ、前記ブラシ部分の、前記帯電ローラに対する当接領域における前記帯電ローラの回転方向下流側端部と交わる接線を第1接線としたとき、
前記第1接線と前記像担持体の表面との接点が、前記像担持体の中心を通る水平線よりも鉛直方向上方にあり、
なおかつ、前記回転方向下流側端部を第1端部、前記当接領域における前記帯電ローラの回転方向上流側端部を第2端部としたとき、
前記第2端部は、前記第1端部よりも鉛直方向上方にあることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明におけるカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
回転可能な像担持体と、
上記に記載の帯電装置と、
を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
上記に記載の帯電装置と、
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、クリーナーレス方式の画像形成装置本体において、帯電ローラ清掃部材に帯電ローラ上の汚れをより多く溜められ、トナーが画像形成装置本体内に落下しにくくすることが可能となる。そして、もしトナーが画像形成装置本体内に落下しても、画像形成装置本体内をトナーで汚すことがない画像形成装置を提供することが可能となる。
本実施例1に係る清掃部材の配置図 本実施例1に係る画像形成装置 本実施例1に係るプロセスカートリッジ 本実施例1に係る潜像装置ユニット 本実施例1に係る清掃部材の配置図 本実施例1に係るトナー挙動の説明図 本実施例1に係るクリーニング動作 本実施例1に係るトナー挙動説明図 本実施例1に係る清掃部材配置図 本実施例1に係る検証実験説明図 本実施例1に係る清掃部材配置説明図 本実施例2に係るカートリッジ挿入図 本実施例2に係る挿入方向と清掃部材の位置関係 本実施例2に係る比較例の構成図
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
(画像形成装置の構成)
図2において、電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置と称する)は、カートリッジBを画像形成装置本体A(以下、装置本体Aと称する)に着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの上側に露光装置1(レーザスキャナユニット)が配置される。ここで、装置本体Aとは、画像形成装置からカートリッジBを取り除いた残りの部分のことを指している。
また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収容したシートトレイ2が配置されている。更に、装置本体Aには、シート材P
の搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ3、搬送ローラ対4、転写ローラ5、定着装置6、排出ローラ対8、排出トレイ9等が順次配置されている。なお、定着装置6は、加熱ローラ7a及び加圧ローラ7bにより構成されている。
(画像形成プロセス)
次に、画像形成プロセスの概略について図2、3を用いて説明する。印刷スタート信号に基づいて、φ26のドラム10は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード100mm/sec)をもって回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ11は、
ドラム10の外周面に接触し、ドラム10の外周面を均一に帯電する。このときの印加バイアスは−1500Vの直流電圧であり、ドラム10上を−800Vに帯電させる。露光装置1は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBの上面の露光窓部12を通り、ドラム10の外周面を走査露光する。これにより、ドラム10の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3のカートリッジ断面図に示すように、現像装置としての現像装置ユニット20において、トナー室21内のトナーTは、搬送部材22の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室23に送り出される。トナーTは磁性一成分からなり、φ10の磁性体であるマグネットローラ24(固定磁石)の磁力により、φ12のアルミニウムからなる素管に500μmの厚みをもった弾性体の導電性ゴムを被覆した現像ローラ25の表面に担持される。現像ローラ25は本体からの駆動ギアを介して対ドラム周速比140%で140mm/secで矢印R’’の方向に回転駆動されている。そして、トナーTを現像ブレード26によって負極性に摩擦帯電しつつ、現像ローラ25周面の層厚が規制される。現像ローラ25には現像バイアス(−300V)が印加され、トナーTは静電潜像に応じてドラム10へ転移しトナー像として可視像化される。
また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ3、搬送ローラ対4によって、装置本体Aの下部に収納されたシート材Pがシートトレイ2から給送される。そして、そのシート材Pが、ドラム10と転写ローラ5との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム10からシート材Pに順次転写されていく。トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム10から分離されて定着装置6に搬送される。そしてシート材Pは、定着装置6を構成する加熱ローラ7aと加圧ローラ7bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排出ローラ対8まで搬送され、排出トレイ9に排出される。
一方、転写後のドラム10に残された転写残トナーは転写ローラ5に印加された転写バイアス(+1kV)の放電で正極性になったトナーや正極性のかぶりトナーであり、ドラム10の回転に伴い、帯電ローラ11当接位置に送られる。帯電ローラ11の当接位置近傍で、帯電ローラ11に印加された帯電バイアス(−1500V)による放電によって負極性のトナーVになり、ドラム10の回転に伴い、現像ローラ25とドラム10が対向する現像領域Gに送られる。現像領域Gにおいては、ドラム10と現像ローラ25の電位差によって負極性のトナーTはドラム10から現像ローラ25側に回収され再利用される。
(カートリッジBの構成)
次にカートリッジBの全体構成について図3を用いて説明する。カートリッジBはドラム10と帯電ローラ11からなる潜像を形成するための潜像装置ユニットB1と、トナーTや現像ローラ25、現像ブレード26などからなる潜像を現像するための現像装置ユニットB2を備えている。そして、それぞれ装置本体A内に挿入し、位置決めすることで構成される。潜像装置ユニットB1と現像装置ユニットB2はそれぞれ装置本体Aからの駆動手段によって回転駆動される。また、ドラム10と現像ローラ25は、装置本体A内で
不図示の当接離間機構によって当接と離間をおこなえるようになっている。これは、現像ローラ25がドラム10との長期放置による当接時の変形を防ぐためである。
(潜像装置ユニットB1の構成)
次に潜像装置ユニットB1の構成について図4を用いて説明する。図4(a)は潜像装置ユニットB1の斜視図であり、図4(b)は潜像装置ユニットB1の断面図である。潜像装置ユニットB1は図4(a)、(b)にあるように、容器枠体13によってドラム10と帯電ローラ11が固定支持されている。ドラム10は装置本体A内で矢印Rの方向で回転しており、ドラム10に当接した帯電ローラ11がドラム10に対して矢印R‘の方向に回転している。このとき、帯電ローラ11はドラム10からギアを介して対ドラム周速比110%で回転している。これは、帯電ローラ11の当接位置を通過する際に摺擦することで負極性を持たせ、現像同時クリーニングしやすくするためである。
また、帯電ローラ11上に付着したトナーを除去するために、清掃部材12が当接した状態で配設されている。清掃部材12は潜像装置ユニットB1と容器枠体13にバネ14を介して帯電ローラ11に圧設されている。清掃部材12は帯電ローラ11に均一に当接できるように、図4(c)に示すように、本実施例では帯電ローラ11の芯金15方向において等間隔に5点をバネ14で当接されており、その当接圧は総圧として300gfで当接している。この当接圧は帯電ローラ11の汚れ除去効果とトナーTの含み量の両立できるところで随時設定する。つまり、当接圧が軽圧の場合、帯電ローラ11表面のトナーTを除去できないが、トナーTを掻き取らないで通過させることが可能となり、清掃部材12がトナーTで一杯になるまでの時間が延びる。一方、当接圧が高いと帯電ローラ11表面のトナーTを除去する能力が高くなるが、帯電ローラ11表面上のトナーTを掻き取り過ぎてすぐに清掃部材12がトナーTで一杯になってしまう。つまり、帯電ローラ11上のトナーTを積極的には掻き取らず、帯電ムラを生じない最適な当接圧にする必要がある。
(清掃部材12の構成)
次に、本実施例における清掃部材12の構成に関して図4(d)を用いて説明する。清掃部材12はバネ14を受ける台座16に、溶着部17を介してブラシ部分となる起毛部18をもつブラシ状の清掃部材12となる。溶着部17は0.5mmの厚みをもち、起毛部18は1.5mmの長さをもつブラシ状に形成され、材質としてはナイロンに導電性をもたせている。その抵抗としては1MΩとしている。この抵抗とはΦ8の加圧子にて100gfで加圧して、加圧子と溶着部間に絶縁抵抗器HIOKI IR4051―11で50V印加して10秒後の抵抗値を測定している。また、起毛部18はトナーTをできるだけ帯電ローラ11との当接部内で、ある程度トナーTを掻き取りつつ帯電ムラを発生させないようにするために、帯電ローラ11の回転方向に対して順方向に起毛するように形成され当接している。
また、清掃部材12と帯電ローラ11は通常は同電位にしておく。これは清掃部材12の電位を帯電ローラ11に対して負極性側にすると、正極性のトナーが清掃部材12に突入するため、清掃部材12側に捕集されすぎてしまい、クリーニング動作を頻繁におこなう必要があるからである。逆に清掃部材12の電位を帯電ローラ11に対して正極性側にすると、清掃部材12による摺擦の効果が小さくなることから、通常は清掃部材12と帯電ローラ11は同電位になるように不図示の電源から−1500Vの直流電圧を印加する。
(清掃部材12の当接位置)
次に本実施例における清掃部材12の当接位置に関して図5を用いて説明する。清掃部材12は帯電ローラ11に当接した状態で配設されている。そのときの当接部にはある程
度の幅をもった当接領域Hが形成される。このときの当接領域Hの帯電ローラ11の回転方向上流側端部をH1、帯電ローラ11の回転方向下流側端部をH2、その中心位置(当接領域中央部)をH3とする(以下、上流側端部H1、下流側端部H2、中央部H3と称する)。また、帯電ローラ11の回転軸中心oを通り、装置本体Aに装着された状態での水平線hから、帯電ローラ11の中心oと中央部H3を通る仮想線である直線のなす角をαとする。このときのαを清掃部材12の当接角度と呼ぶ。
(トナーTの挙動)
次にトナーTのドラム10近傍の挙動に関して図6を用いて説明する。図6(a)にあるように現像ローラ25上で現像ブレード26によって摩擦帯電されたトナーTは、負極性に帯電しており、現像ローラ25からドラム10上に電位差によって現像される。ドラム10上に現像されたトナーTは、転写ローラ5に印加された正のバイアスによって被転写体であるシート材Pに転写される。このとき、転写ローラ5を通過後のドラム10上に残留する転写残トナーとしては、正極性をもつトナーTである。このトナーTはドラム10の回転にともない、図6(b)にあるように帯電ローラ11との当接位置に送られる。その後正極性のトナーTは、帯電ローラ11の当接位置近傍で−1500Vの直流電圧の帯電バイアスによって放電を受けることによって、負極性に帯電される。負極性に帯電したトナーTは帯電ローラ11(−1500V)とドラム10の表面電位(−800V)から得られる電位差によって、帯電ローラ11の当接位置を通過する。帯電ローラ11を通過した負極性のトナーTは、ドラム10の回転に伴い、現像ローラ25との現像領域Gに送られる。その後現像領域Gに送られたトナーTは、現像ローラ25(−300V)とドラム10(−800V)との電位差によって現像ローラ25側に移動し、図6(c)にあるように最終的に現像装置ユニットB2に回収される。
一方、帯電バイアスの放電によって全てのトナーが負極性に帯電するわけではなく、正極性のままのトナーも存在する。正極性のままのトナーは帯電ローラ11(−1500V)とドラム10の表面電位(−800V)から得られる電位差によって、図6(d)にあるように帯電ローラ11に転移する。帯電ローラ11上に付着したトナーTは帯電ローラ11の回転に伴い、清掃部材12が当接している位置に移動する。清掃部材12近傍に移動したトナーTは清掃部材12に捕集されたり、そのまま通過したりする。このとき、帯電ローラ11に付着したトナーTが最初に清掃部材12に突入する上流側端部H1において最もトナーTが捕集されやすく、当接領域Hにおいて下流側端部H2に行くにしたがって捕集されるトナーTは少なくなる。捕集されずに清掃部材12を通過したトナーTは、清掃部材12のブラシの摺擦によって負極性に帯電され、再度帯電ローラ11とドラム10との当接領域に移動する。その後、帯電ローラ11とドラム10との当接領域近傍で帯電バイアスによって、トナーTは更に負極性に帯電される。帯電ローラ11とドラム10の当接部において電位差によって負極性のトナーTは帯電ローラ11からドラム10上に移動し、再度図6(b)、(c)にあるように現像ローラ25に移動する。また、正極性に帯電したままのトナーは帯電ローラの回転にともない、再度清掃部材12に移動することになる。以上のようにして、帯電ローラ11上のトナーTが清掃部材12に次第に捕集され堆積していく。
(清掃部材12のクリーニング動作)
次に清掃部材12に捕集されたトナーTを吐き出すためのクリーニング動作を図7で説明する。図7(a)はこのときの動作概略図を示している。この清掃部材12のクリーニング動作時は、現像ローラ25とドラム10を離間することで正極性のかぶりトナーTをドラム10上に移行しないようにする。正極性のかぶりトナーTがドラム10上に移行しなくなると、帯電ローラ11上や、清掃部材12に突入する正極性のトナーTが減少する。清掃部材12に突入する正極性のトナーTが減少すると、帯電ローラ11上のトナー量に対して清掃部材12に溜まったトナー量が相対的に多くなる。捕集されるトナー量がす
り抜けるトナー量より多くなると、捕集とすり抜けの均衡を再度形成するために帯電ローラ11上に清掃部材12からトナーTが移行するようになる。なぜなら、トナー同士の物理的な付着力よりも、トナーと帯電ローラ11間の物理的な付着力が大きいため、帯電ローラ11の表面がきれいになるとトナーは帯電ローラ11上に物理的に付着しやすくなるためである。
また、クリーニング動作時は清掃部材12に帯電ローラ11に対して正極性となるように−1300Vの直流電圧を印加する。このとき清掃部材12と帯電ローラ11の電位差から、清掃部材12から帯電ローラ11にトナーTが移行する。清掃部材12を通過する際の摺擦の効果は小さくなるが、帯電ローラ11に印加される帯電バイアスの放電によって負極性のトナーになることで、ドラム10上に移行するようになる。そして、ドラム10上に移行した負極性トナーは再度現像ローラ25をドラム10に当接させることで現像領域Gにおいて現像装置ユニットB2に回収される。図7(b)は清掃部材12に捕集されたトナーTが上記クリーニング動作でどのように変化するかを模式的に示している。清掃部材12に捕集されたトナーTは、クリーニング動作前後において完全になくすことはできないがある程度減らすことは可能となる。
以上のように、清掃部材12に捕集されたトナーは印字動作後や所定枚数印字された後などに定期的にクリーニング動作をおこなうことで清掃部材12に捕集されたトナーを減らせ、通常動作では良好な印刷を継続することが可能となる。
(清掃部材12当接部の上流側端部H1における本実施例の構成)
次に、トナーTが清掃部材12から落下する場合について図8を用いて説明する。清掃部材12にトナーが捕集されるのは上流側端部H1が主になる。特に上流側端部H1において、清掃部材12に捕集されるトナーTが増えてトナー同士が凝集してくると落下しやすくなる。そのため、図8(a)にあるように、清掃部材12の上流側端部H1が下流側端部H2よりも下方にある場合にトナーが落下しやすくなる。落下したトナーは現像装置ユニットB2上に直接落下して現像装置ユニットB2を汚したり、また、図8(b)にあるように、現像ローラ25上に落下した場合には再度ドラム10上に移動してそのままシート材Pや装置本体A内に落下して汚してしまう。また、図8(c)にあるようにドラム10上に落下したとしても、ドラム10の回転に伴って正極性のトナーは現像領域を通過して、最終的に重力によってドラム10から離脱することでシート材Pや装置本体A内に落下することとなる。図8(b)、(c)のようにドラム10から重力で離脱するのは、清掃部材12から落下したトナーが凝集塊状Jであることから、通常のトナーの挙動とは異なりドラム10表面上に保持できないためである。
以上のことから、図9(a)にあるように、まず、帯電ローラ11の回転軸に垂直な断面において、回転軸を原点として、鉛直方向をY軸、鉛直方向に直交する方向(水平方向)をX軸と仮定する。そのとき、清掃部材12の起毛部であるブラシ部分の帯電ローラ11に対する当接領域Hが、第2象限に配置されていることが必要となる。そして、特に清掃部材12のトナーTが溜まりやすい上流側端部H1が下流側端部H2よりも鉛直方向上方にあれば良い。図1も参照すると、上流側端部H1が下流側端部H2よりも鉛直方向上方にある位置関係となる場合、前述の清掃部材12の当接角度αは、0°<α<90°の範囲内に限られる。そして、上流側端部H1は、帯電ローラの最頂部よりも下方に位置している。さらには、帯電ローラ11とドラム10との接触部が、帯電ローラ11の回転軸中心を通る水平線より鉛直方向下方に位置し、当接領域Hとは、帯電ローラ11の回転軸中心を通る鉛直線を挟み、互いに反対側に位置する関係となる。上流側端部H1が下流側端部H2よりも鉛直方向上方にあれば、トナーTが清掃部材12の起毛部18に捕集されやすく、また、捕集しきれなくなった場合にもトナーが装置本体A内に落下しにくくなる。図9(b)は清掃部材12に溜めこまれる捕集量の模式図であり、上流側端部H1が下流側端部H2よりも鉛直方向上方にあることで全体のトナー捕集量が増えることとなる。そのため、連続通紙時に定期的に清掃部材12のクリーニング動作を開始するまでの印字
可能枚数を増やすことが可能となり、ユーザーにとっては生産性の向上につながる。
(清掃部材12当接部の下流側端部H2における本実施例の構成)
清掃部材12の上流側端部H1を下流側端部H2よりも鉛直方向上方側にすることで、トナーTが清掃部材12から落下するまでのトナー保持量が増える一方、図9(c)にあるように下流側端部H2からトナーTが落下する場合がある。これは、上流側端部H1を下流側端部H2よりも鉛直方向上方にすることによって、今度は下流側端部H2が鉛直方向下方側になることと、清掃部材12に溜められるトナー総量が増えたことにより下流側にも溜まるトナー量が増えたことが要因である。ただし、図10(a)のように清掃部材12の下流側端部H2からのトナー落下地点がドラム10上でなければ、直接装置本体A内を汚してしまうが、図10(b)のようにトナー落下地点がドラム10上であれば再度回収することが可能である。これは、図10(b)のように下流側端部H2からドラム10上に落ちたトナーTは、ドラム10の回転にともない帯電ローラ11の当接位置近傍に送られ、再度これまで説明してきたようなトナーTの挙動を繰り返すことになるからである。
こういった下流側端部H2でトナーTがドラム10上に落下する条件としては、図1にあるように、帯電ローラ11の回転軸線と略直交する断面において、清掃部材12の下流側端部H2を通り、ドラム10に接する第1接線M1とする。さらに、ドラム10の接線M1の接点Pとすると、接点Pがドラム10の中心oを通る水平線hよりも鉛直上方側にあることが必要である。また、このときの水平線hはドラム10が装置本体A内に挿入された状態における水平線であり、水平線hと線分OPとのなす角度をβとする。角度βは、静電部材と帯電ローラ、感光ドラム等の位置関係から、0°<β<90°の範囲内に限られる。この条件であれば、清掃部材12の下流側端部H2からトナーTが落下したとしても装置本体A内を汚すことはない。
以上のことより、清掃部材12の上流側端部H1からのトナー落下を防止しつつ、下流側端部H2からの装置本体A内の汚れを防止することが可能となる。
(検証実験)
次に帯電ローラ11に対する清掃部材12の配置によるトナーTの捕集度合を検証した。実施例として図11(a)のような構成であり、比較例(1)として図11(b)にあるように上流側端部H1が下流側端部H2より鉛直方向下方にある場合とする。また比較例(2)として、図11(c)にあるように、帯電ローラ11がドラム10の下側に配置されている場合を検証する。さらに、比較例(3)として、上流側端部H1は下流側端部H2よりも鉛直方向上方にあるが、下流側端部H2を通るドラム上接線M1の接点Pがドラム10の水平線hより下方にある場合を検証する。それぞれの構成における清掃部材12と帯電ローラ11との当接角α、ドラム10の中心oと接点Pを通る線分が水平線hとのなす角度βを、それぞれ表1に示す。評価環境の温度は20℃、湿度50%でおこない、印字モードは印字率4%の横線で印字した。評価項目として、清掃部材12のクリーニング動作までの印刷枚数とは、連続印刷時に清掃部材12からトナーが捕集しきれず装置本体A内にトナーが落下するまでの枚数を示している。
また、トナー落下状態とは同じ印字枚数を印字した場合に装置本体A内にトナーが落下しているかどうかを同時に評価している。このときの印字枚数は100枚とした。装置本体A内にトナーが落ちていなければ○、装置本体A内に軽微にトナーが落ちている場合には△、装置本体A内に多量にトナーが落ちている場合には×としている。表1にそのときの検証実験の結果を示す。
比較例(1)、(2)は、前述のように清掃部材12に捕集されたトナーが凝集する上流側端部H1が、下流側端部H2よりも鉛直方向下方にあり、清掃部材12にトナーTを保持できずに落下しやすい。また、比較例(1)では、角度αが0°<α<90とは異なる。さらに、比較例(2)では角度αと角度βの両方が0°<α<90°や0°<β<90°という実施例1での角度範囲とは大きく異なる。このことから、比較例(1)、(2)における清掃部材12のクリーニング動作までの印刷枚数は少なくなってしまう。また、比較例(3)は、上流側端部H1が下流側端部H2よりも、鉛直方向上方にあるため、比較例(1)、(2)に比べると、角度αは実施例1と同じ数値となっている。だが、落下量が少ないものの下流側端部H2からのトナー落下がみられる。これは、下流側端部H2を通るドラム上接線M1の接点Pがドラム10の水平線hより下方にあることにより、下流側端部H2からトナーが落下しやすくなっているのが原因である。そのため、清掃部材12のクリーニング動作までの印刷枚数が実施例1に比べて少なくなってしまった。
以上の結果より、本実施例1の構成により、清掃部材12からのトナー落下をより少なくすることができ、それによって清掃部材12のクリーニング動作をおこなうまでの印刷枚数を増やすことが可能となる。
(実施例2)
実施例1では、通常印刷時での清掃部材12からのトナー落下に対して説明してきた。実施例2ではトナーが清掃部材12からトナーが落下する他の場合として、カートリッジBの装着時の衝撃が発生する場合に対して説明する。
実施例1で説明したように、連続印刷時には通常、強制的に印刷動作を停止して清掃部材12のクリーニング動作をおこなう。しかし、ある特定の場合として、紙詰まりが発生してそれを復帰させるために、ユーザー自身がカートリッジを取り出すといった行為が行われることがある。特に、連続印刷時に強制的に清掃部材12のクリーニング動作をおこなう前にカートリッジを取り出す場合などは、清掃部材12にトナーが溜まった状態になることになる。そして、復帰後に再度カートリッジを装着する場合に装着時の衝撃で清掃部材12からトナーが落下して装置本体A内を汚してしまうという問題が生じた。このような状況においても、本実施例2では装置本体A内を汚さない画像形成装置を提供できるようにする。本実施例における装置本体AとカートリッジBは基本的に実施例1と同様のものを用い、実施例2特有の部分のみ説明する。
(衝撃発生メカニズム)
ここで装着時の衝撃が発生する理由を説明する。図12(a)は、カートリッジBを着脱するために開閉扉31を開いた装置本体A、カートリッジBの斜視図である。装置本体Aには開閉扉31が回動可能に取り付けられている。この開閉扉31を開くとガイドレール32が備えてあり、カートリッジBはガイドレール32に沿って装置本体A内に装着される。そして、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される駆動軸33が、カートリッジBに設けられた駆動力受け部と係合する。これにより、駆動力受け部と結合しているドラム10が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。
通常は図12(b)のように潜像装置ユニットB1側の側面にガイドレール32に沿っ
て移動するように案内用の突起部41を設け、ユーザーによらず一定の軌跡を描いて図12(c)中矢印の方向にカートリッジB1を装置本体A内に挿入できるようにする。その後、ガイドレール32を通して一定の方向に挿入されたカートリッジB1は駆動部を装置本体A内と結合させるためにある定位置に位置決めする必要がある。装置本体内に設けられた位置決め部51にカートリッジB1が挿入されることで最終的にカートリッジB1は装置本体A内に位置決めされ、駆動軸33と結合して駆動することが可能となる。このとき、装置本体A内の位置決め部51にユーザーがカートリッジB1の突起部41を突き当てることで、カートリッジB1の位置決めが完了するが、突き当ててカートリッジB1の移動を止めることから、カートリッジB1に突き当て時の衝撃が生じる。この衝撃によって先に説明したように清掃部材12からトナーが落下して装置本体A内を汚してしまう。
ここで、本実施例でのカートリッジ挿入方向Wを定義する。図12(c)では最初に装置本体A内にカートリッジBを挿入する方向と、突起部41が突き当て部51に突き当たる方向が同じ場合を示している。しかし、図12(d)や(e)のように形状によっては装置本体AにカートリッジBを挿入開始した方向と、最終的に突き当て部51に突き当たる方向が必ずしも一致しない場合がある。突き当て時の衝撃は、駆動軸33と駆動できるように位置決めされた位置に突き当たるときの突き当て方向が実際の衝撃に関与してくることから、本実施例では最終的に突き当て部51で衝撃を生じる突き当て方向をカートリッジ挿入方向Wと呼ぶこととする。
(カートリッジ挿入方向Wとトナーの飛翔方向の関係)
カートリッジB1を挿入する際に、位置決め部51に突き当たることで清掃部材12から二つの方向にトナーは飛翔するようになる。一つは慣性の法則でトナー自体はカートリッジ挿入方向Wと同じ方向に飛翔する。もう一つの方向は、位置決め部51に突き当たることで清掃部材12が受ける力の方向に清掃部材12に押されてトナーは飛翔することになり、その方向はカートリッジ挿入方向Wと逆方向にトナーは飛翔しやすくなる。つまり、カートリッジ挿入方向Wに沿った方向とその逆方向のどちらにもトナーは飛翔することになる。そのため、カートリッジ挿入方向Wと清掃部材12の位置関係を以下に説明していく。
(本実施例における清掃部材12の上流側端部H1)
清掃部材12の上流側端部H1に関しては、実施例1と同様に下流側端部H2よりも鉛直方向上方にあるために、どの方向に挿入時の衝撃が生じてもトナーが装置本体A内に落ちることはない。以下に図13を用いて、それぞれのカートリッジ挿入方向Wに関して説明する。ここでは、上流側端部H1に関してのみ順に説明していく。図13(a)は大きな矢印で示すようにカートリッジ挿入方向Wが上の場合を示している。この場合トナーTは上下に飛翔することから、清掃部材12と帯電ローラ11上に移動するだけなので装置本体A内を汚すことはない。
次に図13(b)のように右方向にカートリッジ挿入方向Wとする場合を示す。このときは清掃部材12内のトナーは帯電ローラ11上に飛翔することになる。しかし、帯電ローラ11上に飛翔する場合には、帯電ローラ11の回転によって再度清掃部材12にトナーを送り込むために装置本体A内を汚すことはない。
次に図13(c)はカートリッジ挿入方向Wが下方の場合を示している。この場合は帯電ローラ11と清掃部材12方向にトナーが飛翔するだけなので装置本体A内を汚すことはない。最後に図13(d)に関しても図13(b)と同じ様に帯電ローラ11上に飛翔するが、帯電ローラ11の回転によって再度清掃部材12にトナーを送り込むために装置本体A内を汚すことはない。以上のことから、清掃部材12の上流側端部H1に関してはどのカートリッジ挿入方向Wにしても装置本体A内を汚すことはない。
(本実施例における清掃部材12の下流側端部H2)
次に清掃部材12の下流側端部H2における、それぞれのカートリッジ挿入方向Wに関して説明する。このとき様々なカートリッジ挿入方向Wを考慮すると、あるカートリッジ挿入方向Wになる場合に下流側端部H2からトナーが飛翔し装置本体A内を汚してしまう場合がある。それは、以下に説明するような挿入方向となる場合である。まず、図13(e)にあるように帯電ローラ11表面と帯電ローラ11と清掃部材12との当接領域Hの中央部H3との接点を通る第2接線M2と、清掃部材12の下流側端部H2を通るドラム10との第1接線M1とする。そうすると、これら2つの接線の交点を中心として、この接線M1と接線M2に挟まれた方向に挿入方向(図13(e)中γ1、γ2方向)があるときトナーが落下して装置本体A内を汚してしまうことになる。
上記方向にカートリッジ挿入方向Wがある場合は、下流側端部H2からトナーが落下した場合においてドラム10上に落下せず、直接装置本体A内にトナーが落下するためである。一方、装置本体A内にトナーが落下せず汚すことはないのは、上記二つの接線に挟まれない方向にカートリッジ挿入方向Wがあるときにトナーが落下しないことになる。
すなわち、接線M1、M2が交差することによって、帯電ローラ11やドラム10などを含む領域が、4つに区切られることになる。4つに区切られた領域のうち、帯電ローラ11が含まれる領域を第1領域とし、第1領域以外の領域を、帯電ローラ11の回転方向と同方向つまり、図13で反時計周りに第2領域、第3領域、第4領域とする。なお、本実施例では、帯電ローラ11が全体的に第1領域に収まっているが、多少他の領域に帯電ローラ11の一部がはみ出すような構成であっても、本発明の効果は得られる。これら4つの領域のうち、カートリッジの挿入方向Wが、第1接線M1と第2接線M2の交点を起点として、第1領域もしくは第3領域に向かう方向であるとき、トナーが落下しないことになる。より厳密に言えば、清掃部材12と帯電ローラ11とで構成される帯電装置が、前述の第1接線M1と第2接線M2の交点が第1領域もしくは第3領域に向かう方向に移動すれば、トナーは落下しないことになる。
(検証実験)
本実施例2における構成が装置本体A内をトナーで汚さない構成であるのかどうか検証実験をおこなった。検証方法としては、カートリッジ挿入方向Wと清掃部材12の当接配置を変えて装置本体A内をトナーで汚すかどうかを検証する。具体的には、図14(a)にあるように、実施例2としてカートリッジ挿入方向Wは左側であり、また清掃部材12の当接角度α=45°、接点Pのドラム10の中心を通る水平線hからの角度β=30°の場合を示している。すなわち、実施例1と同様に、角度α、βは、0°<α<90°、0°<β<90°の範囲内に収まっている。
また、比較例(1)としては、カートリッジ挿入方向Wは先に示したようにM1とM2に挟まれた領域γ1方向であり、清掃部材12の当接角度α=45°、接点Pのドラム10の中心を通る水平線hからの角度β=30°の場合を示している。この比較例(1)は実施例2と同じ構成でカートリッジ挿入方向Wが違う場合を比較している。比較例(2)としては、カートリッジ挿入方向Wは左側であり、また、清掃部材12の当接角度α=135°、接点Pのドラム10の中心を通る水平線hからの角度β=70°の場合を示している。この比較例(2)は実施例2とカートリッジ挿入方向Wは同じ方向で、清掃部材12の位置が違う場合を比較している。
この検証実験では清掃部材12に捕集された量を一定にし、またカートリッジ挿入時の速度も一定として検証する。具体的には清掃部材12のクリーニング動作を開始する前に一度強制的に駆動を停止し、清掃部材12に捕集されるトナー量が一定になる印刷枚数を確認した上で強制的に駆動を停止させる。その後本体からカートリッジBを取り出して再度装置本体A内にカートリッジBを挿入する。このときにトナーTが装置本体A内に落下しているかどうか再度カートリッジBを取り出して目視で確認した。このときの清掃部材
12の捕集されるトナー総量は10mgであり、挿入時の挿入速度は0.5m/secと
した。
以下にこのときの検証結果の一覧を表2に示す。評価環境は、温度20℃、湿度50%でおこない、装置本体A内にトナーが落下しない場合を〇、装置本体A内に軽微にトナーが落ちている場合には△、装置本体A内に多量にトナーが落ちている場合には×としている。
実施例2の構成においては、上流側端部H1、下流側端部H2の両方においてトナー落下は見られなかった。比較例(1)は、角度α、βは実施例2と同じであるものの、カートリッジ挿入方向が、下流側端部H2を通るドラム10との接線M1と、帯電ローラ11と清掃部材12との当接領域の中央部H3との接点を通る接線M2に挟まれる方向となっている。そのため、下流側端部H2からのトナー落下がみられ、装置本体A内を汚していた。比較例(2)では、角度αが実施例2の範囲よりも大きくなっており、上流側端部H1が鉛直方向下方に向いていることから、清掃部材12の上流側端部H1から多量のトナー落下がみられて比較例(1)よりも装置本体A内を汚していた。
以上の結果から、帯電ローラ11と清掃部材12との当接領域の中央部H3との接点を通る帯電ローラ11との接線M2と、清掃部材12の下流側端部H2を通るドラム10との接線M1とする。このような場合、このM1、M2に挟まれない方向にカートリッジ挿入方向Wがあるときに装置本体A内を汚さず、良好な画像を提供することが可能となる。
A…画像形成装置本体、B…カートリッジ、H…当接領域、H1…帯電ローラ11の回転方向上流側端部、H2…帯電ローラ11の回転方向下流側端部、M1…清掃部材12の帯電ローラ回転方向下流側端部H2を通るドラムの接線、M2…清掃部材12の当接点H3を通る帯電ローラの接線、R’…帯電ローラ11の回転方向、10…感光ドラム、11…帯電ローラ

Claims (17)

  1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジに設けられた帯電装置であって、
    前記カートリッジに設けられた像担持体に接触し、帯電させる帯電ローラと、
    前記帯電ローラを清掃する清掃部材と、を備え、
    前記清掃部材は、
    前記帯電ローラの表面に当接するブラシ部分を有しており、
    前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記像担持体の回転軸線と略直交する断面において、
    前記像担持体の接線のうち、接点から前記像担持体の回転に逆らわない方向に向かって延びつつ、前記ブラシ部分の、前記帯電ローラに対する当接領域における前記帯電ローラの回転方向下流側端部と交わる接線を第1接線としたとき、
    前記第1接線と前記像担持体の表面との接点が、前記像担持体の中心を通る水平線よりも鉛直方向上方にあり、
    なおかつ、前記回転方向下流側端部を第1端部、前記当接領域における前記帯電ローラの回転方向上流側端部を第2端部としたとき、
    前記第2端部は、前記第1端部よりも鉛直方向上方にあることを特徴とする帯電装置。
  2. 前記カートリッジの前記装置本体への挿入時において、
    前記帯電ローラの接線のうち、前記帯電ローラと前記当接領域中央部との接点を通る接線を第2接線とし、
    前記第1接線と、前記第2接線と、が交わることで区切られる4つの領域のうち、
    前記帯電ローラが含まれる領域を第1領域、第1領域以外の領域を前記帯電ローラの回転方向と同方向に沿って、第2領域、第3領域、第4領域としたとき、
    前記第1接線と、前記第2接線と、の交点を起点とする方向において、
    前記交点が前記第1領域もしくは前記第3領域に向かう方向に移動するように、移動することを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
  3. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記第1端部が、前記帯電ローラの回転軸中心を通る水平線よりも鉛直方向上方にあることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。
  4. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記帯電ローラの回転軸中心を通る水平線と、前記帯電ローラと前記当接領域中央部との接点と前記帯電ローラの回転軸中心とを結ぶ仮想線と、がなす角度αが、0°<α<90°であることを特徴とする請求項3に記載の帯電装置。
  5. 前記角度αが45°であることを特徴とする請求項4に記載の帯電装置。
  6. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記像担持体の回転軸中心を通る水平線と、前記第1接線と前記像担持体の表面との接点と前記像担持体の回転軸中心とを結ぶ仮想線と、がなす角度βが、0°<β<90°であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の帯電装置。
  7. 前記角度βが30°であることを特徴とする請求項6に記載の帯電装置。
  8. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記第2端部が、前記帯電ローラの最頂部よりも下方にあることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の帯電装置。
  9. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記帯電ローラと前記像担持体との接触部が、前記帯電ローラの回転軸中心を通る水平線よりも鉛直方向下方にあることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の帯電装置。
  10. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記当接領域と、前記帯電ローラと前記像担持体との接触部と、は、前記帯電ローラの回転軸中心を通る鉛直線を挟んで互いに反対側にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の帯電装置。
  11. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記回転軸を原点とし、鉛直方向をY軸とし、水平方向をX軸としたとき、前記当接領域は、第2象限に配置されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の帯電装置。
  12. 前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態における前記帯電ローラの回転軸に垂直な断面において、前記回転軸を原点とし、鉛直方向をY軸とし、水平方向をX軸としたとき、前記帯電ローラと前記像担持体との接触部は、第4象限に配置されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の帯電装置。
  13. 被転写体へ転写されずに前記像担持体に残留したトナーを、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置によって回収する画像形成装置に用いられる帯電装置であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の帯電装置。
  14. 前記清掃部材は、前記帯電ローラに付着したトナーと摺擦することで、前記トナーが前記帯電ローラから前記像担持体を介して前記現像装置に回収されるように、前記トナーの極性を変えるための清掃部材であることを特徴とする請求項13に記載の帯電装置。
  15. 前記清掃部材は、前記帯電ローラと同電位となるべく前記装置本体の電源から電圧が印加されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の帯電装置。
  16. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
    回転可能な像担持体と、
    請求項1〜14のいずれか1項に記載の帯電装置と、
    を備えることを特徴とするカートリッジ。
  17. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    回転可能な像担持体と、
    請求項1〜14のいずれか1項に記載の帯電装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019032412A (ja) * 2017-08-07 2019-02-28 キヤノン株式会社 帯電装置およびカートリッジ、これらを備えた画像形成装置
JP7435229B2 (ja) * 2020-05-13 2024-02-21 コニカミノルタ株式会社 画像形成システム、画像形成システムの制御方法、および、当該制御方法をコンピューターに実行させるためのプログラム
CN113515026A (zh) * 2021-06-16 2021-10-19 珠海天威飞马打印耗材有限公司 一种无废粉粉盒

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008185989A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US20110249983A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Wazana Brothers International, d/b/a Micro Solutions Enterprises Remanufactured Toner Cartridge with Added Primary Charge Roller Cleaner, and Methods
JP2013054220A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2017058661A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 キヤノン株式会社 画像形成装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02272589A (ja) 1989-04-14 1990-11-07 Canon Inc 画像形成装置
JPH0862948A (ja) 1994-08-16 1996-03-08 Ricoh Co Ltd 接触式帯電装置
US5765076A (en) * 1995-05-26 1998-06-09 Oki Data Corporation Method and apparatus for forming an electrostatic latent image with toner recovery
EP1467261B1 (en) * 2003-04-11 2011-11-02 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus for preventing image deterioration caused by fallen conductive brush and scatter of developer
JP5284201B2 (ja) * 2008-08-29 2013-09-11 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP5473588B2 (ja) 2009-12-24 2014-04-16 キヤノンファインテック株式会社 画像形成装置
US9563144B2 (en) * 2015-03-06 2017-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Charging device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2019032412A (ja) * 2017-08-07 2019-02-28 キヤノン株式会社 帯電装置およびカートリッジ、これらを備えた画像形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008185989A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US20110249983A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Wazana Brothers International, d/b/a Micro Solutions Enterprises Remanufactured Toner Cartridge with Added Primary Charge Roller Cleaner, and Methods
JP2013054220A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2017058661A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 キヤノン株式会社 画像形成装置

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