JP3167019U - 現像カートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】ボスが固定配置されていた従来の現像カートリッジに対する改良技術を提供する。【解決手段】現像カートリッジ33は、感光体ドラム32を有するドラムカートリッジ31に着脱可能に装着される現像カートリッジであって、現像ローラ36と、ドラムカートリッジとの接触により感光体ドラムに対して現像ローラを押圧する押圧力を発生させる接触部材50と、接触部材の配置位置を、感光体ドラムからの距離が互いに異なる第1位置と第2位置とに変更可能にする変更手段70と、を備える。【選択図】図3

Description

本考案は、現像カートリッジに関する。
画像形成装置は、感光体ドラム及び現像ローラを有するプロセスカートリッジを着脱可能に備える。このプロセスカートリッジの中には、互いに別体であるドラムカートリッジ及び現像カートリッジを備え、ドラムカートリッジに感光体ドラムを設ける一方で、現像カートリッジに現像ローラを設けて、現像カートリッジをドラムカートリッジに組み付ける構造を有するものがある。このような構造であれば感光体ドラムと現像ローラとを個別に交換できるため、例えば感光体ドラムと現像ローラとでは製品寿命が異なる場合に有効である。
ところで、画像形成時には、現像ローラの表面に形成された現像剤の薄層を感光体ドラムの表面の静電潜像に供給して可視像を形成するため、現像ローラを感光体ドラムの表面に押圧させる必要がある。上記構造のプロセスカートリッジには、現像カートリッジにボスが設けられている。その一方で、ドラムカートリッジあるいは画像形成装置本体側には押圧部材が設けられており、この押圧部材が上記ボスを押圧することで感光体ドラムに対する現像ローラの押圧力を発生させるようになっている(下記特許文献1参照)。
特開2000−250378号公報
ところが、上記構造を有する従来の現像カートリッジは、上記ボスが所定の位置に固定されている構成になっていた。
本考案は、ボスが固定配置されていた従来の現像カートリッジに対する改良技術を提供するものである。
上記の目的を達成するための手段として、第1の考案に係る現像カートリッジは、感光体ドラムを有するドラムカートリッジに着脱可能に装着される現像カートリッジであって、現像ローラと、前記ドラムカートリッジとの接触により前記感光体ドラムに対して前記現像ローラを押圧する押圧力を発生させる接触部材と、前記接触部材の配置位置を、前記感光体ドラムからの距離が互いに異なる第1位置と第2位置とに変更可能にする変更手段と、を備える。
本考案によれば、接触部材の配置位置を変更させることで、当該接触部材と前記感光体ドラムとの距離を変えて、感光体ドラムに対する現像ローラの押圧力を適切なものに変更することができる。
第2の考案は、第1の考案の現像カートリッジであって、前記変更手段は、前記接触部材が、前記第1位置と前記第2位置との間でスライド移動するよう構成される移動手段である。
本考案によれば、接触部材を現像カートリッジから着脱することなく、接触部材の配置位置を変更できる。
第3の考案は、第2の考案の現像カートリッジであって、前記移動手段は、前記接触部材が、前記第1位置と前記第2位置との間で直線移動するよう構成されている。
本考案によれば、第1位置と前記第2位置との間における接触部材の移動経路を最短にすることができる。
第4の考案は、第2又は第3の考案の現像カートリッジであって、前記接触部材の移動方向に沿った直線と、前記ドラムカートリッジからの押圧力の方向に沿った直線とが交差する構成である。
仮に、移動手段による接触部材の移動方向に沿った直線と、ドラムカートリッジからの押圧力の方向に沿った直線とが平行である構成とすると、当該押圧力が、接触部材の移動方向に集中してしまう。これに対して、本考案では、上記両直線を交差する構成(換言すれば非平行)とした。従って、両直線を平行とする上記構成に比べて、上記押圧力を上記移動方向以外の方向にも分散させることができる。即ち、両直線を平行とする上記構成に比べて弱い力で接触部材を各位置に位置決めすることができる。
第5の考案は、第2から第4のいずれか一つの考案の現像カートリッジであって、前記移動手段は、前記接触部材の移動をガイドするガイド部を有し、当該ガイド部には前記接触部材を各位置で係止する複数の係止部が形成されている。
本考案によれば、接触部材を各位置に確実に配置することができる。
第6の考案は、第5の考案の現像カートリッジであって、前記ガイド部は、前記感光体ドラムに対して接近及び離間する方向に延びる長穴を有する構成である。
第7の考案は、第5または第6の考案の現像カートリッジであって、現像剤を収容する収容部を備え、前記ガイド部は、前記現像ローラと前記収容部との並び方向に延びる長穴を有する構成である。
本考案によれば、ボスが固定配置されていた従来の現像カートリッジに対する改良技術を提供できる。
本考案の実施形態1に係る画像形成装置の側断面図 現像カートリッジ及びドラムカートリッジを前側から見た斜視図 プロセスカートリッジの側面図(その1) プロセスカートリッジの側面図(その2)
本考案の一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
(画像形成装置の全体構成)
図1は、本考案の実施形態1に係る画像形成装置1の側断面図である。以下の説明では、図1の紙面右を「画像形成装置1の前(F)」、紙面左を「画像形成装置1の後(B)」として説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、本体ケーシング2内に用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5などを備える。本体ケーシング2の前側には、フロントカバー11が開閉自在に設けられており、フロントカバー11を開いたときにできる開口から、後述するプロセスカートリッジ30を着脱できるようになっている。
(1)フィーダ部の構成
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ12と、給紙トレイ12内に設けられた用紙押圧板13を備えている。また、フィーダ部4は、給紙トレイ12の前端部の上方に設けられる給紙ローラ14および給紙パット15と、給紙ローラ14に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ16,17を備える。さらに、フィーダ部4は、紙粉取りローラ16,17に対して下流側に設けられるレジストローラ18を備える。
そして、このように構成されるフィーダ部4では、給紙トレイ12内の用紙3が、用紙押圧板13によって給紙ローラ14側に寄せられ、この給紙ローラ14および給紙パット15で送り出されて各種ローラ16〜18を通った後一枚ずつ画像形成部5に搬送されるようになっている。
(2)画像形成部の構成
画像形成部5は、スキャナ部20、プロセスカートリッジ30、定着装置40などを備える。
A.スキャナ部
スキャナ部20は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず。)、回転駆動されるポリゴンミラー21、レンズ22,23、反射鏡24,25,26などを備える。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー21、レンズ22、反射鏡24,25、レンズ23、反射鏡26の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ30の感光体ドラム32の表面上に高速走査にて照射される。
B.プロセスカートリッジ
図2は、現像カートリッジ33及びドラムカートリッジ31を前側から見た斜視図である。プロセスカートリッジ30は、スキャナ部20の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ30は、ドラムカートリッジ31と現像カートリッジ33とを備える。
現像カートリッジ33は、ドラムカートリッジ31の外枠を構成する中空のドラムフレーム31Aに対して着脱自在に装着される構成になっている(図2参照)。現像カートリッジ33は、現像ローラ36、層厚規制ブレード37、供給ローラ38およびトナーホッパ39を備える(図1参照)。現像ローラ36は、現像カートリッジ33の外枠を構成する中空の現像フレーム33Aに回転可能に支持されている。そして、トナーホッパ39内のトナーは、図1に示す供給ローラ38の矢印方向(反時計方向)への回転により、現像ローラ36に供給され、このとき、供給ローラ38と現像ローラ36との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ36上に供給されたトナーは、現像ローラ36の矢印方向(反時計方向)への回転に伴って、層厚規制ブレード37と現像ローラ36との間に進入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定厚さの薄層として現像ローラ36上に担持される。
ドラムカートリッジ31には、感光体ドラム32、スコロトロン型の帯電器34、転写ローラ35が主に設けられている。感光体ドラム32は、ドラムフレーム31Aに、図1に示す矢印方向(時計方向)へ回転可能に支持されている。この感光体ドラム32は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分がポリカーボネートからなる正帯電性の感光層により形成されている。
帯電器34は、感光体ドラム32の上方に、感光体ドラム32に接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。この帯電器34は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム32の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
転写ローラ35は、感光体ドラム32の下方において、この感光体ドラム32に対向して接触するように配置され、ドラムフレーム31Aに、矢印方向(反時計方向)へ回転可能に支持されている。この転写ローラ35は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。この転写ローラ35には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。
そして、感光体ドラム32の表面は、帯電器34により一様に正帯電された後、スキャナ部20からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光体ドラム32の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ36の回転により、現像ローラ36上に担持されているトナーが、感光体ドラム32に対向して接触する時に、感光体ドラム32の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光体ドラム32の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム32と転写ローラ35とは、用紙3を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光体ドラム32と転写ローラ35との間を用紙3が搬送されることにより、感光体ドラム32の表面に担持されているトナー像が用紙3上に転写される。
C.定着装置
定着装置40は、プロセスカートリッジ30の下流側に配設され、加熱ローラ41、加熱ローラ41と対向配置され加熱ローラ41を押圧する加圧ローラ42、および、これら加熱ローラ41および加圧ローラ42の下流側に設けられる1対の搬送ローラ43を備える。そして、このように構成される定着装置40では、用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ43およびフラッパ49によって、排紙パス44に搬送するようにしている。排紙パス44に送られた用紙3は、排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
(感光体ドラムに現像ローラを押圧させるための構成)
図3,図4は、ドラムカートリッジ31の後側部分を切り欠いたプロセスカートリッジ30の側面図である。なお、各図では、プロセスカートリッジ30の左側面に設けられた接触部材50及び押圧機構60(後述)だけが示されているが、右側面にも同様に接触部材50及び押圧機構60が設けられている。
前述したように、現像カートリッジ33はドラムカートリッジ31に着脱可能に装着される。具体的には、現像カートリッジ33は、現像ローラ36のローラ軸36Aの左右両端部が現像フレーム33Aから突出している。一方、ドラムカートリッジ31のドラムフレーム31Aは、感光体ドラム32の前側に収容部31Bを備える。この収容部31Bは、上部が開口し、上記現像カートリッジ33を収容可能な形状を有する。
また、ドラムフレーム31Aの左右両壁には、案内溝31C、31Cがそれぞれ形成されている。各案内溝31Cは、収容部31Bの側壁上部から感光体ドラム32の回転軸32A側に向けて延びた形状を有する。現像カートリッジ33をドラムカートリッジ31に装着する際、現像ローラ36のローラ軸36Aの左右両端部がドラムフレーム31Aの各案内溝31C、31Cに案内されることで、現像ローラ36は感光体ドラム32に接触する位置まで案内される。
ところで、上述したように、画像形成時には、現像ローラ36の表面に形成されたトナーの薄層を感光体ドラム32の表面の静電潜像に供給して可視像を形成するため、現像ローラ36を感光体ドラム32の表面に押圧させる必要がある。
そこで、本実施形態では、現像カートリッジ33の左右両側壁には接触部材50,50がそれぞれ設けられている。一方、ドラムカートリッジ31には、上記各接触部材50,50を感光体ドラム32側に押圧する押圧機構60,60が設けられている。具体的には、収容部31Bの前壁左右端それぞれに押圧機構60が設けられている。各押圧機構60は、上記接触部材50に接触する押圧部材61と、接触部材50に対して押圧部材61を押し付ける力を発生させる付勢手段(バネ62)と、を備える。押圧部材61は、その下部側が回転軸63を中心に回転可能にドラムカートリッジ31に軸支されることで、上部側が揺動可能になっている。バネ62は、押圧部材61の上部を後方に傾動させる方向に当該押圧部材61を付勢するように設けられている。
なお、押圧部材61の上部は感光体ドラム32側へと下方に傾斜したテーパ面61Aが形成されている。このため、現像カートリッジ33をドラムカートリッジ31に装着する際、各押圧部材61のテーパ面61Aによって各接触部材50を、収容部31B内に容易に案内することができる。
以上の構成により、現像カートリッジ33をドラムカートリッジ31に装着すると、押圧部材61と接触部材50とが接触すると共に、バネ62が圧縮変形する。よって、このバネ62の反発力によって押圧部材61が接触部材50を感光体ドラム32側に押し付ける力が生じ、これにより現像ローラ36を感光体ドラム32の表面に押圧させることができる。
但し、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力は適切な大きさでなければならない。なぜならば、当該押圧力が弱すぎると、現像ローラ36上のトナーを、感光体ドラム32上の静電潜像に十分に供給できないおそれがある。逆に、押圧力が強すぎると、感光体ドラム32上において静電潜像以外の部分にもトナーが供給されてしまうおそれがある。従って、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を適切な値に設定する必要がある。
そこで、本実施形態の現像カートリッジ33は、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を変更できる構成になっている。具体的には、各接触部材50は、現像フレーム33A上での配置位置を、感光体ドラム32からの距離が互いに異なる第1位置(図3に示す位置)と第2位置(図4に示す位置)とに変更可能に構成されている。
より具体的には、各接触部材50は、上記第1位置と第2位置との間で直線状にスライド移動できるようになっている。まず、接触部材50は、例えば箱形の基台部51と、その基部51から側方に突出するように設けられた突出部52とを備える。
一方、現像フレーム33Aの両側面それぞれにはガイド部70(移動手段、変更手段の一例)が設けられている。このガイド部70は、上記接触部材50を直線移動可能に案内する。具体的には、ガイド部70は一方向に長く延びた長穴71が形成された枠形状を有する。そして、この長穴71内に、接触部材50の基台部51が挿入され、これにより、接触部材50が、ガイド部70の長穴71の長手方向に沿って直線的にスライド移動するようになっている。
また、接触部材50は、各位置で、バネ62に付勢力に抗して位置決めされなければならない。そこで、ガイド部70の内側面には、接触部材50を第1位置と第2位置にそれぞれ係止するための2つの係止部72,72が形成されている。具体的には、接触部材50の移動方向に沿った上面には突起部53が設けられ、上記各係止部72は、その突起部53が挿入される凹所になっている。そして、突起部53が各係止部72に挿入されることで、接触部材50を第1位置または第2位置に係止できる。
更に、接触部材50の移動方向に沿った直線(図3の直線X)と、押圧部材61による押圧力(ドラムカートリッジからの押圧力)の方向に沿った直線(図4の直線Y)とが交差する構成である。ここで、仮に、上記直線Xと直線Yとが平行である構成とすると、押圧部材61による押圧力が、接触部材50の移動方向に集中してしまう。これに対して、本実施形態では、上記両直線X、Yを交差する構成(換言すれば非平行)とした。従って、両直線X、Yを平行とする上記構成に比べて、押圧部材61による押圧力を上記移動方向以外の方向にも分散させることができる。即ち、両直線X、Yを平行とする上記構成に比べて弱い力で接触部材50を各位置に位置決めすることができる。
(本実施形態の作用効果)
以上の構成によれば、本実施形態の現像カートリッジ33は次のような場合に有用である。
(1)周囲環境が異なる場合
感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力は、周囲環境の変化によって変化し得る。例えば周囲温度や周囲湿度が変化すればバネ62のバネ係数が変化する。このため、周囲温度等の変化前後において、たとえ接触部材50及び押圧部材61の位置関係が同じであっても、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力が変動してしまう。
しかし、本実施形態の現像カートリッジ33は、接触部材50を移動させることで、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を調整することができる。従って、周囲環境が変化しても、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を所定の適切な値に設定することができる。
(2)ドラムカートリッジ、現像カートリッジに製造ばらつきがある場合
前述したように、感光体ドラム32と現像ローラ36との製品寿命の相違を考慮して、ドラムカートリッジ31と現像カートリッジ33とは独立に交換可能になっている。このため、製造時期、製造環境が全く異なるドラムカートリッジ31と現像カートリッジ33とが組み付けられることがある。従って、例えばドラムカートリッジ31を交換した場合、たとえ交換前後で周囲環境が同じで、且つ、接続部材50の位置が同じであっても、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力が変化してしまうことがある。
例えば図3、図4は、ある現像カートリッジ33に対して、ドラムカートリッジ31を同一機種の別のドラムカートリッジ31に交換した場合を示す。ここでは、図3に示す交換前のドラムカートリッジ31では、感光体ドラム32の位置P1に対して、押圧機構60(例えば回転軸63)は位置P2に配置されていたとする。これに対して、図4に示す交換後のドラムカートリッジ31は、感光体ドラム32の位置P1に対して、押圧機構60(例えば回転軸63)は上記位置P2よりも後方にずれた位置P3に配置されていたとする。この場合、現像カートリッジ33の接続部材50を、ドラムカートリッジ31の交換前後で同じ第1位置にしたのでは、感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力が変化してしまう。
そこで、接続部材50を第1位置から第2位置に移動させて、各接触部材50と感光体ドラム32との距離をL1からL2に変位させる。これにより、ドラムカートリッジ31の交換前後でバネ62の圧縮変形の度合いをほぼ同じ程度にし、交換後でも感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を所定の適切な値に設定することができる。
なお、仮に、感光体ドラム32に対する押圧機構60の相対位置が異なるよう設計された機種が異なる複数のドラムカートリッジ31が存在する場合であっても、本実施形態の現像カートリッジ33であれば、接続部材50の位置を調整することにより、どの機種のドラムカートリッジ31に装着される場合であっても感光体ドラム32に対する現像ローラ36の押圧力を所定の適切な値に設定することができる。
しかも、接触部材50は、ガイド部70によって直線状にスライド移動する構成であるから、第1位置と前記第2位置との間における接触部材50の移動経路を最短にすることができる。
<他の実施形態>
本考案は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本考案の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、接触部材50とガイド部70との対向面に凹凸を設けて、接触部材を各位置に係止させる構成としたが、このような凹凸を設けずに接触部材50とガイド部70とを圧接させて両者間の摩擦力で係止させる構成であってもよい。
(2)上記実施形態では、係止部72をガイド部70の2箇所に設けた構成であったが、3箇所以上に設けてもよい。
(3)上記実施形態では、接触部材50に突起部53を設ける一方で、ガイド部70に係止部72として凹所を設ける構成であったが、逆に、接触部材50に凹所を設ける一方で、ガイド部70に突起部を設ける構成であっても勿論よい。また、接触部材50に突起部及び凹所を設けずに、ガイド部70の各位置に、接続部材50の縁部に当接して係止する係止部(例えば係止突起など)を設ける構成であってもよい。
(4)上記実施形態では、押圧部材61が揺動する構成としたが、これに限らず、押圧部材が、例えば感光体ドラム32に対して現像ローラ36を押圧する方向(例えば図3の一点鎖線X方向)に沿って直線移動し、当該押圧する方向に付勢手段によって付勢させる構成であってもよい。
(5)上記実施形態では、接触部材及び押圧機構をプロセスカートリッジ30の左右両側に設けた構成であったが、これに限らず、1組でも3組以上であってもよい。但し、例えば1組設ける場合には、プロセスカートリッジ30の左右方向中央位置に設けて、感光体ドラムに対する現像ローラの押圧力を左右方向に亘って均一にすることが好ましい。
(6)上記実施形態では、接触部材50をスライド移動させる構成であったが、これに限らず、例えば現像カートリッジのうち少なくとも第1位置と第2位置とに取付部(例えば取付穴)を形成し、接触部材(例えばボス部材)を、第1位置の取付部から外して第2位置の取付部に取り付けることで、接触部材の配置位置を変更する構成であってもよい。この構成は変更手段の一例である。但し、上記実施形態のような移動手段を備えれば、接触部材を現像カートリッジから着脱する必要がない。
(7)上記実施形態では、接触部材50を直線状に移動させる構成であったが、これに限らず、円弧状に移動する構成などでもよい。
31…ドラムカートリッジ
32…感光体ドラム
33…現像カートリッジ
36…現像ローラ
50…接触部材
70…ガイド部(移動手段、変更手段)
73…係止部
X、Y…直線

Claims (7)

  1. 感光体ドラムを有するドラムカートリッジに着脱可能に装着される現像カートリッジであって、
    現像ローラと、
    前記ドラムカートリッジとの接触により前記感光体ドラムに対して前記現像ローラを押圧する押圧力を発生させる接触部材と、
    前記接触部材の配置位置を、前記感光体ドラムからの距離が互いに異なる第1位置と第2位置とに変更可能にする変更手段と、を備える現像カートリッジ。
  2. 請求項1に記載の現像カートリッジであって、
    前記変更手段は、前記接触部材が、前記第1位置と前記第2位置との間でスライド移動するよう構成される移動手段である。
  3. 請求項2に記載の現像カートリッジであって、
    前記移動手段は、前記接触部材が、前記第1位置と前記第2位置との間で直線移動するよう構成されている。
  4. 請求項2又は請求項3に記載の現像カートリッジであって、
    前記接触部材の移動方向に沿った直線と、前記ドラムカートリッジからの押圧力の方向に沿った直線とが交差する構成である。
  5. 請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の現像カートリッジであって、
    前記移動手段は、前記接触部材の移動をガイドするガイド部を有し、当該ガイド部には前記接触部材を各位置で係止する複数の係止部が形成されている。
  6. 請求項5に記載の現像カートリッジであって、
    前記ガイド部は、前記感光体ドラムに対して接近及び離間する方向に延びる長穴を有する構成である。
  7. 請求項5または請求項6に記載の現像カートリッジであって、
    現像剤を収容する収容部を備え、
    前記ガイド部は、前記現像ローラと前記収容部との並び方向に延びる長穴を有する構成である。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016145905A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 ブラザー工業株式会社 プロセスカートリッジおよびドラムカートリッジ

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