JP4453053B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような構成によると、像担持体がユニットフレームに保持されているので、カートリッジの現像剤収容部に収容されている現像剤がなくなった場合に、像担持体をユニットフレームに残したまま、カートリッジのみをユニットフレームから離脱させて交換することができる。そのため、カートリッジとともに像担持体まで交換されることを防止することができ、カートリッジの交換に伴う費用を低減することができる。
このような構成によると、現像剤担持体がカートリッジに備えられているので、現像剤がなくなったときに、現像剤担持体ごと新品と交換することができる。
請求項3に記載の発明によれば、現像剤担持体がカートリッジに備えられているので、現像剤がなくなったときに、現像剤担持体ごと新品と交換することができる。
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、複数のプロセス部15が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、ボックス形状の本体ケーシング2内に、転写媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4、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、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。
(1)本体ケーシング
本体ケーシング2の上面には、画像が形成された用紙3を受けるための排紙トレイ7が形成されている。また、本体ケーシング2の上面において、排紙トレイ7の一方側には、操作キーやLED表示部を備える操作パネルが埋設されている。そして、本体ケーシング2において、その操作パネル側の側壁には、その上下方向中央部から上方にかけての部分に、本体ケーシング2の内外を連通する前面開口8が形成されている。前面開口8には、その前面開口8を開閉するためのフロントカバー9が設けられている。このフロントカバー9は、その下端部に挿通されたカバー軸(図示せず)に回動自在に支持されている。これによって、フロントカバー9をカバー軸を中心として閉じると、フロントカバー9によって前面開口8が閉鎖され、フロントカバー9をカバー軸を支点として開くと(傾倒させると)、前面開口8が開放される。
(2)給紙部
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙カセット10と、その用紙カセット10の前側上方に設けられる給紙ローラ11と、給紙ローラ11の前側上方に設けられる給紙パス12と、給紙パス12の下流側端部に設けられる1対のレジストローラ13とを備えている。
(3)画像形成部
画像形成部5は、スキャナユニット14、プロセス部15、転写部16および定着部17を備えている。
<スキャナユニット>
スキャナユニット14は、本体ケーシング2内の上部において、後述する複数のプロセス部15の上方にわたって配置されている。このスキャナユニット14は、本体ケーシング2に固定されたスキャナフレーム18と、スキャナフレーム18に固定されるスキャナケーシング19とを備えている。スキャナケーシング19内には、4つの光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射鏡、面倒れ補正レンズなどの光学部材が配置されており、各光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、ポリゴンミラーで偏向および走査されて、fθレンズおよび面倒れ補正レンズを通過し、また、反射鏡で反射された後、プロセス部15の後述する各色の感光ドラム20の表面上に高速走査にて照射される。
<プロセス部>
プロセス部15は、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部15は、イエロープロセス部15Y、マゼンタプロセス部15M、シアンプロセス部15Cおよびブラックプロセス部15Kの4つからなる。これらの4つのプロセス部15は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次、並列配置されている。
感光ドラム20は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。ドラム本体は、ドラム軸に対して回転自在に設けられ、ドラム軸は、後述するプロセスフレーム35の幅方向両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム20は、画像形成時において、後述する搬送ベルト29との接触位置における搬送ベルト29の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
現像カートリッジ22は、感光ドラム20の前方に配置されており、筐体23と、その筐体23内に、現像剤担持体としての現像ローラ24および供給ローラ25を備えている。
そして、各プロセス部15では、画像形成時には、各トナー収容室26に収容されている各色のトナーが、供給ローラ25に供給され、この供給ローラ25の回転により現像ローラ24に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ25と、現像バイアスが印加されている現像ローラ24との間で正に摩擦帯電される。
<転写部>
転写部16は、本体ケーシング2内において、用紙カセット10の上方であって、プロセス部15の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部16は、駆動ローラ27、従動ローラ28、搬送ベルト29および転写ローラ30を備えている。
従動ローラ28は、イエロープロセス部15Yの感光ドラム20よりも前方下側であって、駆動ローラ27と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ28は、駆動ローラ27の回転駆動時に、駆動ローラ27の回転方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
転写ローラ30は、駆動ローラ27および従動ローラ28の間に巻回されている搬送ベルト29内において、各プロセス部15の感光ドラム20と搬送ベルト29を挟んで対向配置されている。各転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ30のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ30は、搬送ベルト29と対向接触する接触面において、搬送ベルト29の周回移動方向と同方向(図中時計回り)に回転する。
<定着部>
定着部17は、転写部16の後方に配置されている。この定着部17は、加熱ローラ31および加圧ローラ32を備えている。加熱ローラ31は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ31の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ32は、加熱ローラ31を押圧するように設けられている。
(4)排紙部
排紙部6は、排紙パス33および排紙ローラ34を備えている。
排紙ローラ34は、排紙パス33の下流側端部に、1対のローラとして設けられている。
2.プロセス部の支持構造
図2は、カラーレーザプリンタ1のフロントカバー9が開かれた状態を示す側断面図である。また、図3は、カラーレーザプリンタ1の前面開口8からプロセス部15が引き出された状態を示す側断面図である。
3.プロセスフレームのスライド構造
プロセスフレーム35は、4つのプロセス部15の周囲を取り囲む略四角枠状に形成されており、幅方向両側外面に、前後方向に直線状に延びるガイド部36を備えている。
そして、プロセスフレーム35は、両ガイド部36がそれぞれガイドレール37に前方から嵌め込まれることにより、両ガイドレール37間に、本体ケーシング2に対して前後方向にスライド可能に取り付けられる。また、その状態において、ガイド部36の上面、下面および幅方向側面がガイドレール37と対向接触し、これによって、プロセスフレーム35は、上下方向および幅方向においてがたつきなくガイドレール37に支持される。
4.誤装着検出手段
プロセスフレーム35を本体ケーシング2外に引き出した状態では、現像カートリッジ22をプロセスフレーム35に対して上方から装着および離脱させることができる。
現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して正しい並び順で装着された状態では、プロセスフレーム35内において、イエロー現像カートリッジ22Y、マゼンタ現像カートリッジ22M、シアン現像カートリッジ22Cおよびブラック現像カートリッジ22Kが前側からこの順に並ぶ。このとき、プロセスフレーム35は、本体ケーシング2外に引き出した状態から後方に向けてスライドさせて、各現像カートリッジ22に設けられている識別部38が本体ケーシング2内の各対向部材39と干渉することなく、本体ケーシング2に対して最奥まで押し込むことができる。そして、プロセスフレーム35が本体ケーシング2の最奥まで押し込まれた状態では、各現像カートリッジ22の識別部38が対向部材39と前後方向に対向する。
図5に示す状態では、マゼンタ現像カートリッジ22Mとブラック現像カートリッジ22Kとが取り違えられて、現像カートリッジ22は、前側から、イエロー現像カートリッジ22Y、ブラック現像カートリッジ22K、シアン現像カートリッジ22Cおよびマゼンタ現像カートリッジ22Mの順で配列されている。このとき、プロセスフレーム35を本体ケーシング2外に引き出した状態から後方に向けてスライドさせると、図6および図7に示すように、マゼンタ現像カートリッジ22Mの識別部38が、本来ならプロセスフレーム35が本体ケーシング2の最奥に押し込まれた状態で対向する対向部材39に対して、そのスライドの途中で対向して当接する。これにより、それ以上のプロセスフレーム35のスライドが阻止されて、プロセスフレーム35に対する現像カートリッジ22の誤装着の検出が達成される。
また、感光ドラム20がプロセスフレーム35に保持されているので、現像カートリッジ22のトナー収容室26に収容されているトナーがなくなった場合に、感光ドラム20をプロセスフレーム35に残したまま、その現像カートリッジ22のみをプロセスフレーム35から離脱させて交換することができる。そのため、現像カートリッジ22とともに感光ドラム20まで交換されることを防止することができ、現像カートリッジ22の交換に伴う費用を低減することができる。
5.第2の実施形態
図8および図9は、第2の実施形態に係るカラーレーザプリンタの側断面図である。また、図10は、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に正しい並び順で装着されて、そのプロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容された状態を図解的に示す平面図である。図8〜図10の各図において、上述の各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
スイッチ40は、スキャナユニット14のスキャナフレーム18の下面の前端部に沿って並べて配置されている。具体的には、スイッチ40は、スキャナフレーム18の下面の前端部において、図10に示すように、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容されるときに各識別部38が通過する経路上にそれぞれ1つずつ配置されて、プロセスフレーム35のスライド方向と直交する幅方向に1列に整列している。
図11は、初期設定時(プロセスフレーム35に各現像カートリッジ22が初めて装着されて、そのプロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容されるとき)における各スイッチ40の検出タイミングの一例を示す図である。
なお、以下の説明では、簡便のために、ブラック現像カートリッジ22Kの識別部38を識別部「1」といい、シアン現像カートリッジ22Cの識別部38を識別部「2」といい、マゼンタ現像カートリッジ22Mの識別部38を識別部「3」といい、イエロー現像カートリッジ22Yの識別部38を識別部「4」という。また、識別部「1」の通過経路上に配置されているスイッチ40をスイッチ「A」といい、識別部「2」の通過経路上に配置されているスイッチ40をスイッチ「B」といい、識別部「3」の通過経路上に配置されているスイッチ40をスイッチ「C」といい、識別部「4」の通過経路上に配置されているスイッチ40をスイッチ「D」という。
本体ケーシング2から引き出された空の状態のプロセスフレーム35に現像カートリッジ22に正しい並び順で装着され、そのプロセスフレーム35が、識別部「2」が通過する経路上に配置されているスイッチ「B」がその通過を検出する位置まで、本体ケーシング2に押し込まれた後、本体ケーシング2から一旦引き出され、その後に本体ケーシング2に収容される場合を考える。
図13は、現像カートリッジ22の交換時における各スイッチ40の検出タイミングの例を示す図である。
また、マゼンタ現像カートリッジ22Mが露出するまで、プロセスフレーム35が本体ケーシング2から引き出されて、イエロー現像カートリッジ22Yおよびマゼンタ現像カートリッジ22Mがそれぞれ新品と交換された後、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される場合、図13(b)に示すように、プロセスフレーム35を本体ケーシング2から引き出す過程で、スイッチ「D」およびスイッチ「C」が、この順で、それぞれ識別部「4」および識別部「3」の通過を検出し、その後、プロセスフレーム35を本体ケーシング2に収容する過程で、スイッチ「C」およびスイッチ「D」が、この順で、それぞれ識別部「3」および「4」の通過を検出する。
図14は、現像カートリッジ22の交換時における各スイッチ40の検出タイミングのさらに他の例を示す図である。
図15および図16は、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に誤った並び順で装着された状態を示す側断面図である。また、図17は、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に誤った並び順で装着されて、そのプロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容された状態を図解的に示す平面図である。図15〜図17の各図において、上述の各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
このように現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に誤った並び順で装着されている場合において、そのプロセスフレーム35が現像カートリッジ22に収容されるときの各スイッチ40の検出タイミングの例を図18〜図21に示す。
本体ケーシング2から空の状態のプロセスフレーム35が引き出され、図15に示すように、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して誤った並び順で装着されて、図16に示すように、そのプロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される場合、図18に示すように、その過程で、スイッチ「A」、スイッチ「B」、スイッチ「D」およびスイッチ「C」が、この順で、それぞれ識別部「1」、識別部「2」、識別部「4」および識別部「3」の通過を検出する。
図19は、初期設定時における各スイッチ40の検出タイミングの他の例を示す図である。
図20は、現像カートリッジ22の交換時における各スイッチ40の検出タイミングの例を示す図である。
また、マゼンタ現像カートリッジ22Mが露出するまで、プロセスフレーム35が本体ケーシング2から引き出されて、イエロー現像カートリッジ22Yおよびマゼンタ現像カートリッジ22Mがそれぞれプロセスフレーム35から離脱された後、イエロー現像カートリッジ22Yとマゼンタ現像カートリッジ22Mとを取り違えて、これらがそれぞれマゼンタプロセス部15Mおよびイエロープロセス部15Yに装着され、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される場合、図20(b)に示すように、プロセスフレーム35が本体ケーシング2から引き出される過程で、スイッチ「D」およびスイッチ「C」が、この順で、それぞれ識別部「4」および識別部「3」の通過を検出し、その後、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される過程で、スイッチ「D」およびスイッチ「C」が、この順で、それぞれ識別部「4」および「3」の通過を検出する。
ブラック現像カートリッジ22Kが露出するまで、プロセスフレーム35が本体ケーシング2から引き出されて、各現像カートリッジ22がプロセスフレーム35から離脱された後、イエロー現像カートリッジ22Yとマゼンタ現像カートリッジ22Mとを取り違え、これらがそれぞれマゼンタプロセス部15Mおよびイエロープロセス部15Yに装着されて、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される場合、図21に示すように、プロセスフレーム35が本体ケーシング2から引き出される過程で、スイッチ「D」、スイッチ「C」、スイッチ「B」およびスイッチ「A」が、この順で、それぞれ識別部「4」、識別部「3」、識別部「2」および識別部「1」の通過を検出する。そして、プロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容される過程で、スイッチ「B」、スイッチ「A」、スイッチ「C」およびスイッチ「D」が、この順で、それぞれ識別部「2」、識別部「1」、識別部「3」および識別部「4」の通過を検出する。
なお、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して、正しい並び順で装着されているか、誤った並び順で装着されているかの判断は、たとえば、CPU、RAMおよびROMを含む構成のマイクロコンピュータ(図示せず)により行うことができる。この場合、フロントカバー9の開閉を検出するカバー開閉検出スイッチ(図示せず)を設け、これをマイクロコンピュータに接続するとともに、各スイッチ40をマイクロコンピュータに接続する。そして、マイクロコンピュータにおいて、カバー開閉検出スイッチの出力に基づいて、フロントカバー9が開かれていると判断される期間にわたって、各スイッチ40の検出状態(オン/オフ状態)出力を監視し、各スイッチ40の検出タイミングと上述したような検出タイミングのパターンとを比較して、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して、正しい並び順で装着されているか、誤った並び順で装着されているかが判断されるとよい。
6.第3の実施形態
図22および図23は、第3の実施形態に係るカラーレーザプリンタの側断面図である。また、図24は、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に正しい並び順で装着されて、そのプロセスフレーム35が本体ケーシング2に収容された状態を図解的に示す平面図である。図22〜図24の各図において、上述の各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
なお、この第3の実施形態においても、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して、正しい並び順で装着されているか、誤った並び順で装着されているかの判断は、たとえば、CPU、RAMおよびROMを含む構成のマイクロコンピュータ(図示せず)により行うことができる。この場合、第2の実施形態の場合と同様に、フロントカバー9の開閉を検出するカバー開閉検出スイッチ(図示せず)を設け、これをマイクロコンピュータに接続するとともに、各スイッチ41をマイクロコンピュータに接続する。そして、マイクロコンピュータにおいて、カバー開閉検出スイッチの出力に基づいて、フロントカバー9が開かれた後、そのフロントカバー9が閉じられたことに応答して、各スイッチ40の検出状態(オン/オフ状態)を取得し、その取得した各スイッチ41の検出状態に基づいて、現像カートリッジ22がプロセスフレーム35に対して、正しい並び順で装着されているか、誤った並び順で装着されているかが判断されるとよい。
7.第4の実施形態
図28は、第4の実施形態に係るカラーレーザプリンタにおいて、本体ケーシング2から引き出されたプロセスフレーム35に現像カートリッジ22が正しい並び順で装着された状態を示す側断面図および平面図である。また、図29、図30、図31および図32は、図28に示すプロセスフレーム35を本体ケーシング2に途中まで収容した状態を示す側断面図および平面図である。さらに、図33は、図28に示すプロセスフレーム35を本体ケーシング2に完全に収容した状態を示す側断面図および平面図である。図28〜図33の各図において、上述の各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。
案内溝48は、幅方向に延び、回動軸レール44側の端部が後方に向かうように少し湾曲している。
この図34に示す状態では、シアン現像カートリッジ22Cとブラック現像カートリッジ22Kとが取り違えられて、プロセスフレーム35には、前側から、イエロー現像カートリッジ22Y、マゼンタ現像カートリッジ22M、ブラック現像カートリッジ22Kおよびシアン現像カートリッジ22Cの順で配列されている。このとき、各現像カートリッジ22の識別用溝42は同一円弧上に整列しない。そのため、図34(a)に示すように、プロセスフレーム35が本体ケーシング2外に引き出した状態から本体ケーシング2内に向けて押される、ブラック現像カートリッジ22Kのみが本体ケーシング2内に入った段階で、図34(b)に示すように、揺動部材46の遊端部47が、シアン現像カートリッジ22Cの後面における識別用溝42が形成されていない位置に対向して当接する。これにより、それ以上にプロセスフレーム35が後方に押されても、プロセスフレーム35のスライドが阻止されて、プロセスフレーム35に対する現像カートリッジ22の誤装着の検出が達成される。
2 本体ケーシング
20 感光ドラム
22 現像カートリッジ
22 識別用溝
24 現像ローラ
26 トナー収容室
35 プロセスフレーム
38 識別部
39 対向部材
Claims (3)
- 本体ケーシングと、
前記本体ケーシングに収容された状態と前記本体ケーシングから引き出された状態とにスライド変位されるユニットフレームと、
各色ごとに設けられ、現像剤を収容する現像剤収容部をそれぞれ備え、前記ユニットフレームに対して着脱可能に装着されるカートリッジと、
各前記カートリッジにおいて当該カートリッジの外方へ突出した状態に設けられ、各色ごとに前記ユニットフレームのスライド方向と直交する方向に異なる位置に配置される識別部と、
前記ユニットフレームが前記本体ケーシングに収容される過程において、前記識別部の位置に基づいて、前記ユニットフレームに対する前記カートリッジの誤装着を検出する誤装着検出手段とを備え、
各色の前記カートリッジは、前記スライド方向に並列配置され、
前記誤装着検出手段は、前記本体ケーシング内に設けられ、前記ユニットフレームに対して各前記カートリッジが正規の位置に装着されて、前記ユニットフレームが前記本体ケーシングに収容された状態で、各前記識別部に対して前記ユニットフレームが前記本体ケーシングに収容されるときのスライド方向の下流側に対向する対向部材を含み、
前記ユニットフレームに対して各前記カートリッジのうちの1つでも正規の位置に装着されていないときには、前記ユニットフレームがスライドにより前記本体ケーシングに収容される途中で、当該正規の位置に装着されていない前記カートリッジの前記識別部と前記対向部材とが当接し、それ以上の前記ユニットフレームのスライドが阻止されるように、前記対向部材が前記スライド方向に互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記ユニットフレームに保持され、表面に静電潜像が形成される像担持体を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記カートリッジは、前記像担持体に現像剤を供給して、前記静電潜像を可視像化する現像剤担持体を備えていることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
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