JP5045714B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
しかし、クリーニングボックスを画像形成部と一体的に設けると、個別アップダウン機構により画像形成部を画像形成位置または非画像形成位置に移動させるときに、クリーニングボックスも一緒に移動させる必要があり、画像形成部周りの構成が複雑化する。
そのため、画像形成部を画像形成位置または非画像形成位置に移動させる度に、感光ドラムを再度位置決めする必要があり、各感光ドラム間の間隔など、感光ドラムの位置精度を保つことが困難である。
記装置本体内に設けられる感光体と、現像剤を収容する現像剤収容室、および、前記感光
体に現像剤を供給する現像剤担持体を有し、前記装置本体に対して着脱自在に設けられる
現像ユニットと、前記感光体と対向し、前記感光体に対する対向方向と直交する方向において、一方側から他方側に向かって移動する無端ベルトと、前記無端ベルトに接触し、前記無端ベルトから前記現像剤を除去するクリーニングユニットと、前記現像ユニットに一体的に設けられ、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を貯留する廃トナー収容部と、前記クリーニングユニットと前記廃トナー収容部とに連結されており、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を前記廃トナー収容部に搬送する搬送ユニットとを備え、前記現像ユニットは、前記搬送ユニットと前記廃トナー収容部との連結部を支点として揺動可能に構成されていることを特徴としている。
そのため、クリーニングユニットによって除去された現像剤(廃現像剤)を、現像ユニットに一体的に設けられる廃トナー収容部に貯留することができ、廃現像剤が貯留された廃トナー収容部を、現像ユニットを交換する作業とともに、交換することができる。
現像ユニットは、搬送ユニットと廃トナー収容部との連結部を支点として揺動可能に構成されている。これにより、現像ユニットを揺動させて現像剤担持体を感光体から離間させることができる。
そのため、感光体、クリーニングユニットおよび搬送ユニットを移動させることなく、現像ユニットを揺動させることにより、現像剤担持体を感光体に対して離間させることができる。
また、第2の発明によれば、感光体に残存した現像剤は、クリーニングユニットによって除去され、その後、搬送ユニットによってクリーニングユニットから廃トナー収容部に搬送され、廃トナー収容部に貯留される。
その結果、クリーニングユニットを容易にメンテナンスすることができる。
また、現像ユニットは、搬送ユニットと廃トナー収容部との連結部を支点として揺動可能に構成されている。これにより、現像ユニットを揺動させて現像剤担持体を感光体から離間させることができる。
その結果、廃トナー収容部を現像ユニットに設け、クリーニングユニットと廃トナー収容部とを搬送ユニットで連結した構成でも、感光体を移動させることなく、感光体の位置精度を保ちながら、現像剤担持体を感光体に対して離間させることができる。
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタ1は、横置きタイプのダイレクトタンデム型カラーレーザプリンタである。カラーレーザプリンタ1は、装置本体の一例としての本体ケーシング2内に、用紙Pを給紙するための給紙部3と、給紙された用紙Pに画像を形成するための画像形成部4と、原稿の画像情報を読み取る画像読取部5とを備えている。すなわち、カラーレーザプリンタ1は、画像形成部4と画像読取部5とを一体的に備える複合機である。
(1)本体ケーシング
本体ケーシング2は、給紙部3、画像形成部4および画像読取部5を収容する側面視略矩形状のボックス状に形成されており、その一方側壁には、後述するプロセスユニット11を着脱させるためのフロントカバー6が設けられている。
(2)給紙部
給紙部3は、用紙Pを収容する給紙トレイ7を備えている。給紙トレイ7は、本体ケーシング2内の底部に着脱自在に装着されている。給紙トレイ7の前端部上方には、給紙ローラ8と、Uターンパスからなる給紙パス9とが配置されている。
(3)画像形成部
画像形成部4は、スキャナユニット10、プロセスユニット11、転写ユニット12、および定着ユニット13を備えている。
(3−1)スキャナユニット
スキャナユニット10は、本体ケーシング2の上部に配置されている。スキャナユニット10は、実線で示すように、4つの感光ドラム16(後述)に向けて、画像データに基づいて、レーザービームをそれぞれ出射し、感光ドラム16(後述)を露光する。
(3−2)プロセスユニット
(3−2−1)プロセスユニットの構成
プロセスユニット11は、スキャナユニット10の下方であって、転写ユニット12の上方に配置されており、保持部材の一例としての1つのプロセスフレーム14と、各色に対応する現像ユニットの一例としての4つの現像カートリッジ15とを備えている。
感光ドラム16は、左右方向に沿うように、前後方向に間隔を隔てて、4つ、並列配置されている。具体的には、前側から後側に向かって、ブラック感光ドラム16K、イエロー感光ドラム16Y、マゼンタ感光ドラム16Mおよびシアン感光ドラム16Cが、順次配置されている。
ドラムクリーニングローラ18は、感光ドラム16の後方において、感光ドラム16と対向して接触するようにそれぞれ配置されている。
各現像カートリッジ15は、各感光ドラム16に対応するように、それぞれ感光ドラム16の上側において、プロセスフレーム14に着脱自在に保持されている。具体的には、前側から後側に向かって、ブラック現像カートリッジ15K、イエロー現像カートリッジ15Y、マゼンタ現像カートリッジ15Mおよびシアン現像カートリッジ15Cが、順次配置されている。また、各現像カートリッジ15は、それぞれ、現像剤担持体の一例としての現像ローラ19を備えている。
なお、現像カートリッジ15は、現像ローラ19にトナーを供給する供給ローラ20、現像ローラ19に供給されたトナーの厚みを規制する層厚規制ブレード21を備え、それらの上方の空間が、各色に対応する現像剤の一例としてのトナーを収容する現像剤収容室の一例としてのトナーボックス34として区画されている。
(3−2−2)プロセスユニットでの現像動作
トナーボックス34内のトナーは、供給ローラ20に供給され、さらに、現像ローラ19に供給され、供給ローラ20と現像ローラ19との間で正極性に摩擦帯電される。
一方、感光ドラム16の表面は、感光ドラム16の回転に伴って、スコロトロン型帯電器17により一様に正帯電された後、スキャナユニット10からのレーザービーム(図1破線参照。)の高速走査により露光される。これにより、用紙Pに形成すべき画像に対応した静電潜像が感光ドラム16の表面に形成される。
(3−3)転写ユニット
転写ユニット12は、本体ケーシング2内において、給紙部3の上方であって、プロセスユニット11の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写ユニット12は、駆動ローラ22、従動ローラ23、無端ベルトの一例としての搬送ベルト24、および4つの転写ローラ35を備えている。
搬送ベルト24は、各感光ドラム16に対して上下方向に対向し、その上側部分が各感光ドラム16と接触するように、駆動ローラ22および従動ローラ23の周りに巻回されている。また、搬送ベルト24は、駆動ローラ22の駆動により、各感光ドラム16と接触する搬送ベルト24の上側部分が前方から後方に向かって移動するように、周回移動されている。
そして、給紙部3から給紙された用紙Pは、搬送ベルト24によって、前側から後側に向かって、各感光ドラム16と各転写ローラ35とが対向する転写位置を順次通過するように搬送される。その搬送中に、各感光ドラム16に担持されている各色のトナー像が、用紙Pに順次転写され、カラー画像が形成される。
(3−4)定着ユニット
定着ユニット13は、転写ユニット12の後方に配置され、加熱ローラ25、および加熱ローラ25に対向する加圧ローラ26を備えている。転写ユニット12において、用紙Pに転写されたカラー画像は、用紙Pが加熱ローラ25と加圧ローラ26との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙Pに熱定着される。
(4)排紙
トナー像が定着した用紙Pは、Uターンパスからなる排紙パス27を通過して、排紙ローラ28に向けて搬送され、排紙ローラ28によって、スキャナユニット10の上方に形成される排紙トレイ29上に排紙される。
(5)画像読取部
画像読取部5は、排紙トレイ29の上方に設けられ、原稿台30と、原稿台30に揺動自在に支持される押えカバー31とを備えている。
CCDセンサ33は、原稿読取時には、ガラス面32と対向した状態で左右方向に沿ってスライド移動する。
そして、画像読取部5では、原稿が押えカバー31とガラス面32との間に配置された後、CCDセンサ33がスライドすることにより、原稿の画像情報が読み取られる。
2.プロセスユニットの詳細
(1)プロセスフレーム
プロセスフレーム14は、図2(a)に示すように、フロントビーム41およびリヤビーム42と、それらを挟むように左右方向に間隔を隔てて対向配置される1対の側板43とを備えている。
リヤビーム42は、両側板43の後端部間に架設され、左右方向に延びる正面視略矩形の平板状に形成されている。
また、両側板43には、左右方向に間隔を隔てて対向配置される1対の支持板45が、各現像カートリッジ15に対応するように前後方向に沿って4対設けられている。
カラーの現像カートリッジ15(イエロー現像カートリッジ15Y、マゼンタ現像カートリッジ15Mおよびシアン現像カートリッジ15C)に対応する現像ガイド溝46は、支持板45の上端縁から下方に向かって、上方が開放された側面視略U字形状に切り欠かれ、その下端部は、感光ドラム16の近傍に配置されている。
各現像ガイド溝46は、それぞれ、対応する現像カートリッジ15の現像ガイド軸116(後述)を受け入れ、現像カートリッジ15のプロセスフレーム14への装着を案内する。
各現像支持溝47は、それぞれ、左右方向に投影したときに、対応する現像ガイド溝46と重なるように配置されている。
カラーの現像カートリッジ15に対応する各現像支持溝47は、両側板43の上端縁から下方に向かって、上方が開放された側面視略U字形状に切り欠かれ、現像ガイド溝46よりも短い上下方向長さに形成されている。
また、右側側板43Rは、その前端部において、支持部材51を備えている。
支持部材51は、図3(a)に示すように、側面視略矩形状に形成され、受け部材52と押え部材53とを備えている。
現像カートリッジ嵌合部54は、受け部材52の前側に設けられている。現像カートリッジ嵌合部54には、現像カートリッジ嵌合溝56が形成されている。
現像カートリッジ嵌合溝56は、上端縁から下方に向かって切り欠かれ、廃トナー搬送管113(後述)の連結部130(後述)の外周面に沿うように、前方斜め上方に向かって開放される側断面視C字形状に形成されている。現像カートリッジ嵌合溝56は、廃トナー搬送管113(後述)の連結部130(後述)の右端部を受け入れる。
押え部材嵌合溝57は、受け部材52を上下方向に沿って受け入れるように、受け部材52の後端部から前方に向かって切り欠かれ、上下方向に延びる側面視略矩形状に形成されている。また、押え部材嵌合溝57の下端部内には、押え部材嵌合部55の右端部から左方に向かって突出し、左右方向に沿って延びる支持軸58が設けられている。
そして、支持軸58には、コイルばね59が巻回されており、コイルばね59の一端は、受け部材52に連結され、コイルばね59の他端は、押え部材53の前端縁に連結されている。これにより、押え部材53は、常には、前方に向かって付勢され、現像カートリッジ嵌合部54の後端部に後方から当接するように起立している(図3(a)参照)。また、押え部材53は、コイルばね59の付勢力に抗して、下端部を支点に後方に向かって傾倒する(図3(b)参照)。
ガイド穴49は、上下方向に延びる長穴であり、両側板43の下端部において、ブラック感光ドラム16Kよりも前側に貫通形成されている。ガイド穴49は、ベルトクリーニングローラ軸87(後述)を受け入れ、ベルトクリーナ81(後述)の揺動を案内する。
(2)リフト
また、プロセスユニット11は、廃トナーを上方に向かって搬送する搬送ユニットの一例としてのリフト61を備えている。
各リフト側廃トナー貯留部62は、左右方向に沿って延びる中空の略円柱形状に形成され、前後方向に投影したときに互いに重なるように、上方に向かってジグザグ状に、互いに連結配置されている。具体的には、下方のリフト側廃トナー貯留部62と、その前方斜め上方または後方斜め上方に隣接するリフト側廃トナー貯留部62とが互いに連結するように、7つのリフト側廃トナー貯留部62が、順次、連結されている。
羽根部材63は、各リフト側廃トナー貯留部62内にそれぞれ設けられ、羽根軸67と、羽根68とを備えている。
羽根軸67は、リフト側廃トナー貯留部62と中心軸線を共有するように、リフト側廃トナー貯留部62に対して相対回転自在に挿通されている。なお、図示しないが、リフト側廃トナー貯留部62と羽根軸67との間は、トナーが漏れないようにシールされている。
リフト側中継部64は、最上方のリフト側廃トナー貯留部62の前方斜め上方に設けられ、前方斜め上方に向かって開放される側断面視U字形状に形成されている。また、リフト側中継部64には、その後端部において、最上方のリフト側廃トナー貯留部62に連通する正面視矩形状のリフト側連通口69が形成されている。また、リフト側中継部64には、その左側壁において、左右方向に貫通し、シャッタ65の支持ボス72(後述)を受け入れるシャッタ支持穴70が形成されている。また、リフト側中継部64は、コック122(後述)のシャッタ部124(後述)を上方から受け入れる。
これにより、シャッタ65は、後端部がリフト側連通口69と前後方向に対向する閉位置(図8(c)参照)と、後端部がリフト側連通口69の下方に配置される開位置(図8(b)参照)とに、支持ボス72を支点として揺動する。
(3)ベルトクリーナ
また、プロセスユニット11は、搬送ベルト24に接触し、搬送ベルト24の表面から廃トナーを除去するためのクリーニングユニットの一例としてのベルトクリーナ81を備えている。
筐体82は、左右方向に沿って延びるボックス形状に形成されている。
ベルトクリーニングローラ83は、筐体82内に収容され、筐体82の後端部において、下端部が下方から露出するように、左右方向に沿って配置されている。ベルトクリーニングローラ83は、その下端縁において、搬送ベルト24に接触する。
ベルトクリーニングローラ軸87は、プロセスフレーム14の左右方向長さよりも長い左右方向長さに形成されている。また、ベルトクリーニングローラ軸87は、筐体82の左右方向両端部から左右方向外側に突出するように、筐体82に回転自在に支持されている。
中継ローラ84は、筐体82内に収容され、ベルトクリーニングローラ83の前方斜め上方において、ベルトクリーニングローラ83と接触するように、左右方向に沿って配置されている。また、中継ローラ84は、筐体82に回転自在に支持されている。
第1スクリュー86は、図4に示すように、左ねじ状に形成され、クリーナ側廃トナー貯留部85内において、左右方向に沿って配置されている。
ギヤカバー89は、筐体82の右端部に固定されている。
スクリュー軸受90は、ギヤカバー89の右端面から連続して右方に突出する円筒形状に形成され、第1スクリュー86の右端部を回転自在に支持している。
そして、クリーナ側連結部91は、クリーナ側シール部材92とリフト側シール部材75とが、クリーナ側連結部91とリフト側連結部66との間に介在され、クリーナ側連結部91とリフト側連結部66との間がシールされるように、リフト側連結部66に回転自在に外嵌されている。
また、ベルトクリーニングローラ軸87の左右方向両端部は、それぞれ、両側板43のガイド穴49の下端部に挿通されている。すなわち、ベルトクリーニングローラ軸87は、プロセスフレーム14において、最前方に配置されるブラック現像カートリッジ15Kよりも前方に保持されている。
第1圧縮ばね93は、その後端縁が筐体82に連結され、その前端縁がフロントビーム41に連結されている。
(4)偏心カム
また、プロセスユニット11は、図8(a)に示すように、左右一対の偏心カム101を備えている。
また、両偏心カム101は、常には、前後方向に延びるように配置され(図10参照)、その前端部には、貫通穴が形成されており、その貫通穴に偏心カム揺動軸102が相対回転不能に挿通されている。
そして、偏心カム101は、前後方向に沿うように倒れて、ベルトクリーニングローラ軸87に対する押圧を解除する押圧解除位置(図10参照)と、上下方向に沿うように起立して、ベルトクリーニングローラ軸87を上方に向かって押圧する押圧位置(図8(a)参照)とに移動する。
(5)現像カートリッジ
ブラック現像カートリッジ15Kは、図5および図6に示すように、フレームの一例としての現像筐体111と、廃トナー搬送管113とを備えている。
搬送管支持部110は、廃トナー収容部112内において、上端部の左右方向両端部に1つずつ設けられ、正面断面視略矩形の円筒形状に形成されている。また、搬送管支持部110の左右方向両側壁には、廃トナー搬送管113の外径よりもやや大きな内径を有する搬送管挿通穴131が形成されている。
付勢部材115は、現像筐体111の上端面において、現像把持部114を挟むように左右方向に間隔を隔てて配置されている。また、付勢部材115は、略円盤形状の当接部材118、および、当接部材118と現像筐体111の上端面との間に配置される第2圧縮ばね119を備えている。第2圧縮ばね119は、その上端部が当接部材118に連結され、その下端部が現像筐体111の上端面に連結されている。これにより、当接部材118は、常には、上方に向かって付勢されている。
ギヤ収容部136は、現像筐体111の右端部において、トナーボックス34および廃トナー収容部112の右側に区画されており、内部にギヤ列(図示せず)を収容している。ギヤ収容部136内のギヤ列は、現像カップリング部117から入力された駆動力を、現像ローラ19、供給ローラ20、第2スクリューギヤ135(後述)に伝達する。
また、廃トナー搬送管113には、開口129が形成されている。また、廃トナー搬送管113は、第1突出部の一例としての収容部側中継部121、シャッタ部材の一例としてのコック122、第2突出部の一例としての連結部130、搬送部材の一例としての第2スクリュー128を備えている。
収容部側中継部121は、廃トナー搬送管113の左端部において、開口129の左方に設けられている。また、収容部側中継部121には、開口の一例としての収容部側連通口123(図8(b)参照)が形成されている。また、収容部側中継部121は、パッキン132とパッキンガイド部133とを備えている。
パッキン132は、スポンジなどの弾性を有する材料から、内径が収容部側中継部121の外径よりもやや短く、外径が搬送管支持部110の内径よりもやや長い側面視円環形状に形成されている。
そして、パッキン132は、両パッキンガイド部133の間に嵌合されるように、収容部側中継部121に外嵌されている。
シャッタ部124は、図5および図8(b)に示すように、コック122の前側部分であり、右側が開放された断面視略コ字形状の中空円柱形状に形成され、収容部側中継部121の左端部に回転自在に外嵌されている。また、シャッタ部124には、その径方向において、取っ手部125の反対側に、嵌合突起127が形成されている。
取っ手部125は、シャッタ部124の上端縁から連続して後方に向かって延びる平面視略矩形状の平板形状に形成され、側面視において、後端部が後方に向かうに従って下方に屈曲している。
コック122は、シャッタ部124が収容部側中継部121とリフト61との間を連通させる開位置(図8(b)参照)に位置される傾倒位置と、シャッタ部124が収容部側中継部121とリフト61との間を遮蔽する閉位置(図8(c)参照)に位置される起立位置との間を移動する。
また、第2スクリュー128の右端部には、第2スクリューギヤ収容部134内において、第2スクリューギヤ135が相対回転不能に設けられている。第2スクリューギヤ135は、第2スクリューギヤ収容部134の開口(図示せず)を介して、ギヤ収容部136内のギヤ列(図示せず)が噛合されることにより、現像カップリング部117内の現像カップリング部材(図示せず)と、ギヤ収容部136内のギヤ列(図示せず)を介して駆動伝達可能に連結されている。そして、本体ケーシング2から現像カップリング部117に駆動力が入力されると、その駆動力がギヤ収容部136内のギヤ列(図示せず)を介して第2スクリューギヤ135に伝達される。これにより、第2スクリューギヤ135は、左側面視反時計回りに回転する。
また、廃トナー搬送管113の収容部側中継部121は、現像筐体111の左端縁から左方に向かって突出し、廃トナー搬送管113の連結部130は、現像筐体111の右端縁から右方に向かって突出している。
カラーの現像カートリッジ15は、図6に示すように、廃トナー収容部112および廃トナー搬送管113が備えられていない以外はブラック現像カートリッジ15Kと同様に形成されている。
(6)現像カートリッジのプロセスフレームへの装着
ブラック現像カートリッジ15Kをプロセスフレーム14に装着する前には、ブラック現像カートリッジ15Kのコック122は起立位置に配置され、リフト61のシャッタ65は、閉位置に配置されている。
すると、押え部材53が、コイルばね59の付勢力によって起立し、連結部130の上方を被覆する。
これにより、ブラック現像カートリッジ15Kのプロセスフレーム14への装着が完了される。
すると、現像ローラ19が上方から感光ドラム16に当接して、カラーの現像カートリッジ15のプロセスフレーム14への装着が完了される。
また、コック122の嵌合突起127は、シャッタ65の嵌合穴74に上方から嵌合される。これにより、コック122とシャッタ65とが連動可能になる。
また、ブラック現像カートリッジ15Kをプロセスフレーム14から取り外すときには、図8(c)に示すように、まず、取っ手部125を上方に引き上げ、コック122を起立位置に配置する。
これにより、シャッタ65は、収容部側中継部121とリフト側中継部64との間を遮蔽する閉位置に配置される。
すると、コック122の嵌合突起127とシャッタ65の嵌合穴74との嵌合が解除され、シャッタ65が閉位置に配置された状態で、ブラック現像カートリッジ15Kのプロセスフレーム14からの取り外しが完了する。
3.本体ケーシングの詳細
(1)本体ケーシングの構成
本体ケーシング2は、図1および図8(a)に示すように、直動カム機構141、左右1対の駆動伝達ギヤ142および左右1対の突条143を備えている。
両直動カム144は、本体ケーシング2内において、プロセスユニット11の左右方向長さよりも広い左右方向間隔を隔てて互いに対向し、前後方向に沿って延びている。また、直動カム144は、4つの凹部146およびラック部147を備えている。
両直動カム駆動ギヤ145は、それぞれ、直動カム144の下方に配置され、ラック部147に噛合している。また、両直動カム駆動ギヤ145は、図示しない構成により、互いに連結されている。
両突条143は、スキャナユニット10の下方において、左右方向に間隔を隔てて対向配置され、前後方向に延びるように形成されている。また、両突条143は、プロセスユニット11が本体ケーシング2に装着されたときに、各現像カートリッジ15の付勢部材115に当接するように設けられている。
(2)プロセスユニットの本体ケーシングへの装着
プロセスユニット11を本体ケーシング2に装着するには、まず、本体ケーシング2のフロントカバー6を開放し、プロセスユニット11の後端部を本体ケーシング2内に挿入する。次いで、フレーム把持部44を把持して、プロセスユニット11を、後方に向かって押し込む。すると、プロセスユニット11の本体ケーシング2への装着が完了する。
また、各現像カートリッジ15の各付勢部材115は、本体ケーシング2の突条143に対して下方から当接している(図1参照)。そして、各現像カートリッジ15は、第2圧縮ばね119の付勢力により、感光ドラム16に向かって付勢されている。これにより、各現像ローラ19は、各感光ドラム16に対して、弾性的に接触されている。
また、ブラック現像カートリッジ15Kの最上方の現像ガイド軸116は、直動カム機構141の最前方の凹部146の前端部に、上方から嵌合されている。また、カラーの現像カートリッジ15の最上方の現像ガイド軸116は、直動カム機構141の対応する各凹部146に、上方から嵌合されている。
(3)各ギヤの噛合
ベルトクリーナ81は、図4に示すように、ギヤカバー89の内部において、ギヤ列151を備えている。ギヤ列151は、第1スクリューギヤ152を備えている。ギヤ列151は、第1スクリューギヤ152に入力された駆動力を、ベルトクリーニングローラ83および中継ローラ84に伝達する。
リフト61は、図2(a)に示すように、各リフト側廃トナー貯留部62に対応するように、7つの羽根ギヤ153を備えている。
各羽根ギヤ153は、対応するリフト側廃トナー貯留部62の左側において、羽根軸67または第1スクリュー86の左端部に相対回転不能に設けられている。
偏心カムギヤ154は、偏心カム揺動軸102と中心軸線を共有するように、形成されている。
また、プロセスフレーム14は、左右1対の中継ギヤ155を備えている。
そして、プロセスユニット11の本体ケーシング2への装着が完了すると、プロセスフレーム14の中継ギヤ155と、本体ケーシング2の駆動伝達ギヤ142とが噛合する。
(4)プロセスユニットへの駆動伝達
(4−1)ベルトクリーナおよびリフトへの駆動伝達
本体ケーシング2の図示しない駆動源から第1スクリューギヤ152へ駆動力が伝達されると、第1スクリューギヤ152は左側面視反時計回り(正回転、以下同じ)に回転する。
これにより、第1スクリュー86、中継ローラ84およびベルトクリーニングローラ83は、正回転する。
また、第1スクリューギヤ152に入力された駆動力(正回転の駆動力)は、第1スクリュー86を介して、第1スクリュー86の左端部に設けられる第1羽根ギヤ153aに伝達される。すると、第1羽根ギヤ153aは、正回転する(図3参照)。
次いで、第4羽根ギヤ153dから、第5羽根ギヤ153eおよび第6羽根ギヤ153fを介して、第7羽根ギヤ153gへ駆動力が伝達される(図2(a)参照)。すると、第5羽根ギヤ153eは逆回転し、第6羽根ギヤ153fは正回転し、第7羽根ギヤ153gは逆回転する。
(4−2)偏心カムへの駆動伝達
本体ケーシング2の図示しない駆動源から駆動伝達ギヤ142に逆回転の駆動力が入力されると、駆動伝達ギヤ142から、中継ギヤ155を介して、偏心カムギヤ154に駆動力が伝達される。すると、駆動伝達ギヤ142は逆回転し、中継ギヤ155は正回転し、偏心カムギヤ154は逆回転する。これにより、偏心カム101は、傾倒位置(図10参照)から起立位置(図8(a)参照)へ移動する。
4.プロセスユニットの動作
(1)画像形成動作
プロセスユニット11が本体ケーシング2へ装着された後、本体ケーシング2から駆動伝達ギヤ142に逆回転の駆動力が入力されると、上記したように駆動力が偏心カム101に伝達され、偏心カム101は、左側面視時計回りに回転して押圧位置に配置されて、ベルトクリーニングローラ軸87を上方に向かって押圧する。
これにより、ベルトクリーニングローラ83は、図8(a)に示すように、離間位置において、搬送ベルト24から離間され、カラーレーザプリンタ1は、まず、カラー画像を形成するカラーモードになる。
次いで、モノクロ画像を形成するには、図9に示すように、ブラック現像カートリッジ15Kを感光ドラム16に接触させたまま、カラーの現像カートリッジ15を、感光ドラム16から離間させる。
すると、カラーの現像カートリッジ15の最上方の現像ガイド軸116が、直動カム144の対応する各凹部146の前端部の傾斜に沿って上方に押し上げられることにより、カラーの現像カートリッジ15が、現像ガイド溝46によって案内されながら、付勢部材115の付勢力に抗して、上方に持ち上げられる。
これにより、ブラック現像カートリッジ15Kを感光ドラム16に接触されたまま、カラーの現像カートリッジ15が、感光ドラム16から離間され、カラーレーザプリンタ1は、黒色の画像を形成するモノクロモードになる。
(2)廃トナー回収動作
上記した画像形成動作が終了すると、ドラムクリーニングローラ18に捕獲されている廃トナーを回収する。
すべての現像カートリッジ15を、対応する感光ドラム16から離間させるには、直動カム駆動ギヤ145を左側面視反時計回りに回転させ、直動カム144をカラーモードにおける位置(図8(a)参照)よりも後方に移動させる。
これにより、ブラック現像カートリッジ15Kの現像筐体111は、廃トナー搬送管113の軸心を支点として、廃トナー搬送管113に対して相対的に左側面視時計回りに回動し、現像ローラ19ブラック感光ドラム16Kから離間する離間位置に移動される。
これにより、すべての現像カートリッジ15が、対応する感光ドラム16から離間される。
すると、上記したように駆動力が偏心カム101に伝達され、偏心カム101は、左側面視反時計回りに回転して押圧解除位置に配置されて、ベルトクリーニングローラ軸87に対する押圧を解除する。
これにより、ベルトクリーニングローラ83は、図10に示すように、接触位置に配置され、搬送ベルト24に接触される。
そして、搬送ベルト24に放出された廃トナーは、搬送ベルト24の周回移動により、転写ユニット12の下方を通って、ベルトクリーニングローラ83と対向する。
クリーナ側廃トナー貯留部85へ貯留された廃トナーは、図4に示すように、第1スクリュー86の回転(左側面視反時計周り)により、左方に向かって搬送され、リフト61の最下方のリフト側廃トナー貯留部62へ供給される。
収容部側中継部121へ供給された廃トナーは、図6に示すように、第2スクリュー128の回転(左側面視反時計回り)により、右方に向かって搬送され、廃トナー収容部112へ収容される。このように、廃トナーの回収が完了する。
5.作用効果
(1)このカラーレーザプリンタ1によれば、搬送ベルト24に付着した廃トナーは、ベルトクリーナ81によって除去され、その後、リフト61によってベルトクリーナ81から廃トナー収容部112に搬送され、廃トナー収容部112に貯留される。
その結果、ベルトクリーナ81を容易にメンテナンスすることができる。
そのため、感光ドラム16、ベルトクリーナ81およびリフト61を移動させることなく、ブラック現像カートリッジ15Kを揺動させることにより、現像ローラ19を感光ドラム16に対して離間させることができる。
(2)また、このカラーレーザプリンタ1によれば、ブラック現像カートリッジ15Kは、リフト61と廃トナー収容部112との連結部(収容部側中継部121)を支点として揺動することにより、現像ローラ19が感光ドラム16に近接する近接位置と、現像ローラ19が感光ドラム16から離間する離間位置とに移動する。
その結果、廃トナー収容部112をブラック現像カートリッジ15Kに設け、ベルトクリーナ81と廃トナー収容部112とをリフト61で連結した構成でも、感光ドラム16を移動させることなく、感光ドラム16の位置精度を保ちながら、現像ローラ19を感光ドラム16に対して接触または離間させることができる。
(3)また、このカラーレーザプリンタ1によれば、図2(a)および図5に示されるように、ブラック現像カートリッジ15Kを着脱自在に保持するプロセスフレーム14を備えている。
そのため、プロセスフレーム14に保持されている収容部側中継部121および連結部130を支点として、ブラック現像カートリッジ15Kを揺動させることができる。
(4)また、このカラーレーザプリンタ1によれば、図4に示すように、収容部側中継部121内には、リフト61によって搬送された廃トナーを右側に向かって搬送する第2スクリュー128が、設けられている。
(5)また、このカラーレーザプリンタ1によれば、図8(a)に示すように、収容部側中継部121には、リフト61からの廃トナーの通過を許容する収容部側連通口123が形成されており、収容部側中継部121は、収容部側連通口123を露出する開位置と、収容部側連通口123を被覆する閉位置とに移動可能なコック122を備えている。
その結果、ブラック現像カートリッジ15Kの交換作業において、廃トナー収容部112から廃トナーがこぼれることを防止することができる。
(6)また、このカラーレーザプリンタ1によれば、図1に示されるように、感光ドラム16は、各色に対応して4つ備えられ、互いに間隔を隔てて並列配置されている。
そのため、カラーの画像を形成することができる。
6.第2実施形態
第2実施形態では、図11に示すように、プロセスユニット11の代わりにプロセスユニット201を備えている以外は、第1実施形態と同様の部材を備えている。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
(1)プロセスユニットの構成
第2実施形態のプロセスユニット201は、ベルトクリーナ81を備えておらず、各色の現像カートリッジ204がそれぞれ廃トナー収容部を備え、各色の現像カートリッジ204に対応してリフト231が設けられている。以下、第2実施形態のプロセスユニット201について説明する。
プロセスフレーム202は、本体ケーシング2に対して、前後方向に沿ってスライド可能であり、着脱自在に設けられ、各ドラムユニット203を一体的に保持している。
帯電ローラ205は、感光ドラム16の斜め後側上方に配置され、感光ドラム16に接触されている。
第1スクリュー208は、左ねじ状に形成され、ドラムクリーニング部206内において、左右方向に沿って回転自在に設けられている。
(2)第2実施形態での画像形成動作
第2実施形態のプロセスユニット201においても、上記した第1実施形態と同様にして画像形成される。
一方、感光ドラム16は、感光ドラム16の回転に伴って、帯電ローラ205により一様に正帯電された後、スキャナユニット10からのレーザービーム(図1破線参照。)の高速走査により露光され、その表面に、用紙Pに形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
その後、上記した第1実施形態と同様にして、各感光ドラム16に担持されている各色のトナー像が、転写ユニット12に搬送される用紙Pに順次転写され、定着ユニット13において、加熱および加圧されることによって用紙Pに熱定着される。
なお、感光ドラム16から用紙Pへのトナー像の転写後に感光ドラム16の外周面上にトナーが残留する場合がある。その場合、この残留した廃トナーは、感光ドラム16の回転に伴って、スクレーパ207によって掻き取られ、開口209を通過してドラムクリーニング部206内に一旦貯留される。
(3)プロセスユニットの詳細
(3−1)プロセスフレーム
プロセスフレーム202は、図12に示すように、平面視略矩形枠形状に形成されている。また、プロセスフレーム202には、その左右方向両側板において、ドラムユニットガイド溝210が形成されている。
(3−2)ドラムユニット
各ドラムユニット203は、上記し、図13および図14に示すように、左右1対の側壁211(以下、側壁211について、左右方向における配置に言及する時には、左側の側壁211を左側側壁211L、右側の側壁211を右側側壁211Rとする。)と、両側壁211間に支持される感光ドラム16と、両側壁211間に架設されるドラムフレーム212とを備えている。
外板215は、側壁211の左右方向外側に配置される平板であり、側面視略矩形状に形成されている。
内板216は、側壁211の左右方向内側に配置される平板であり、外板215と同じ側面視略矩形状に形成されている。
ドラム軸220は、その左右方向両端部がプロセスユニット201のドラムユニットガイド溝210に嵌合されるように、ドラムユニット203の左右両外板215間の間隔よりも長い左右方向長さに形成されている。
ドラムフレーム212は、ドラムユニット203の下端部の後端部において、感光ドラム16の後方に隣接配置されている。また、ドラムフレーム212は、上記したドラムクリーニング部206と、帯電ローラ被覆部222とを一体的に備えている。
また、ドラムユニット203には、現像ガイド溝213が形成されている。また、ドラムユニット203は、板ばね218および現像ガイド部材214を備えている。
また、現像ガイド溝213の後端部には、現像支持部217が設けられている。
現像支持部217は、現像ガイド溝213の下端部において、廃トナー搬送管252(後述)の収容部側中継部254(後述)および連結部256(後述)の外周面に沿う円弧形状に形成されている。
また、ドラムユニット203は、図13および図16に示すように、搬送ユニットの一例としてのリフト231とシャッタ232とを備えている。
また、リフト231は、リフトフレーム233とベルトコンベヤ234とを備えている。
前壁235および後壁236は、上方に向かうに従って前方に傾斜するように、上下方向に延び、左右方向に投影したときに一直線状の平板形状に形成され、互いに前後方向に間隔を隔てて並列配置されている。また、後壁236には、上端部において、リフト側連通口239が前後方向に貫通形成されている。
上壁238は、下側が開放される側断面視略半円形状に形成され、その後端部において後壁236の上端部に連続し、その前端部において前壁235の上端部に連続している。
ベルトコンベヤ234は、リフトフレーム233内に設けられ、ベルト部材240と、ベルト軸241とを備えている。
各突条242は、それぞれ、ベルト部材240の周方向と直交する左右方向に沿って延びるように形成されており、互いに等しい間隔を隔てて、ベルト部材240の外周面すべてにわたって設けられている。また各突条242は、リフトフレーム233の内周面に内側から接触するように、突出している。
そして、リフト231の下端部には、内板216を貫通するように、ドラムクリーニング部206が右方から連結され、リフト231の下端部とドラムクリーニング部206とは、左右方向に連通されている。また、リフト231の下端部には、第1スクリュー208の左端部が、外板215に回転自在に支持されるように、挿通されている。
シャッタ232は、側面視略扇形の部分円筒形状に形成されている。詳しくは、中心角が約120°の側面視略扇形状の支持部243、支持部243の中心角部分から左方に突出する支持ボス244、および、支持部243の円弧部分から右方に向かって延びる被覆部245を一体的に備えている。また、シャッタ232には、被覆部245の前端部において、嵌合突起262(後述)を受け入れる嵌合穴246が、左右方向に延びるように形成されている。
これにより、シャッタ232は、後端部がリフト側連通口239と前後方向に対向する閉位置(図17参照)と、後端部がリフト側連通口239の下方に配置される開位置(図16参照)とに、支持ボス244を支点として揺動する。
(3−3)現像カートリッジ
現像カートリッジ204は、図11および図18に示すように、左右方向に延びるボックス形状に形成されており、フレームの一例としての現像筐体251と、廃トナー搬送管252とを備えている。
廃トナー搬送管252は、第1実施形態のブラック現像カートリッジ15Kと同様に形成されており、第1突出部の一例としての収容部側中継部254、シャッタ部材の一例としてのコック255、第2突出部の一例としての連結部256、搬送部材の一例としての第2スクリュー257を備えている。
収容部側連通口258は、収容部側中継部254の左端部の後端縁において、上方斜め後方に向かって貫通形成されている(図19参照)。
シャッタ部259は、図18および図19に示すように、コック255の後側部分であり、右側が開放された断面視略コ字形状の中空円柱形状に形成され、収容部側中継部254の左端部に回転自在に外嵌されている。また、シャッタ部259には、その径方向において、取っ手部260の反対側に、嵌合突起262が形成されている。
取っ手部260は、シャッタ部259の上端縁から連続して前方に向かって延びる平面視略鉤形状に形成され、側面視において、前端部が下方に屈曲している。
操作部側連通口261は、シャッタ部259において、取っ手部260の後方に、コック255が傾倒位置(後述)に配置されているときに上下方向に沿うように、貫通形成されている。
連結部256は、廃トナー搬送管252の右端部に設けられている。
そして、廃トナー搬送管252は、廃トナー収容部253の上端部に回転自在に支持されている。
また、廃トナー搬送管252の収容部側中継部254は、現像筐体251の左端縁から左方に向かって突出し、廃トナー搬送管252の連結部256は、現像筐体251の右端縁から右方に向かって突出している。
(3−4)現像カートリッジのドラムユニットへの装着
現像カートリッジ204をドラムユニット203に装着する前には、現像カートリッジ204のコック255は傾倒位置に配置され、リフト231のシャッタ232は、閉位置に配置されている。
そして、さらに現像カートリッジ204を後方斜め下方に向かって押し込むと、両板ばね218が、その弾性力に抗して下方に向かって屈曲して現像ガイド溝213の後端面と板ばね218との間隔が広がり、現像ガイド溝213の後端面と板ばね218との間に対するシャッタ部259および連結部256の通過が許容される。
また、現像ガイド軸250が揺動ガイド溝219の後端部に嵌合されて、現像ローラ19が感光ドラム16に前方から当接し、現像カートリッジ204のドラムユニット203への装着が完了される。
そして、コック255を傾倒位置から起立位置に移動させると、図16に示すように、コック255のシャッタ部259が閉位置から右側面視時計周りに回転し、操作部側連通口261が下方にスライドして、操作部側連通口261と収容部側連通口258とが前後方向に連通される。同時に、コック255に連動して、シャッタ232が閉位置から右側面視時計周りに回転し、リフト側連通口239の下側に配置される。
また、ブラック現像カートリッジ15Kをプロセスフレーム14から取り外すときには、まず、取っ手部260を下方に倒し、コック255を傾倒位置に配置する。
次いで、コック255を傾倒位置に位置させたまま、板ばね218の弾性力に抗して、現像カートリッジ204を前方斜め上方に向かって引き抜いて、現像カートリッジ204をドラムユニット203から取り外す。
(3−5)ドラムユニットのプロセスフレームへの装着
現像カートリッジ204を装着したドラムユニット203をプロセスフレーム202に装着するには、プロセスフレーム202のドラムユニットガイド溝210に感光ドラム16のドラム軸220が嵌合されるように、上方からドラムユニット203をプロセスフレーム202に装着する。
(4)プロセスユニットの動作
(4−1)画像形成動作
現像カートリッジ204およびドラムユニット203を装着したプロセスユニット201を本体ケーシング2内に装着すると、カラーレーザプリンタ1は、図11に示すように、まず、カラー画像を形成するカラーモードになる。
次いで、モノクロ画像を形成するには、図22に示すように、ブラックの現像カートリッジ204を感光ドラム16に接触させたまま、カラーの現像カートリッジ204を、感光ドラム16から離間させる。
すると、カラーの現像カートリッジ204の現像筐体251は、廃トナー搬送管252の軸心を支点として、廃トナー搬送管252に対して相対的に左側面視反時計回りに回動し、現像ローラ19が感光ドラム16から離間する離間位置に移動される。
モノクロモードにおいては、ブラック現像カートリッジ204Kとブラック感光ドラム16Kとが接触しており、カラーの現像カートリッジ204と感光ドラム16とが離間しているので、カラーレーザプリンタ1は、黒色の画像を形成することができる。
(4−2)廃トナー回収動作
また、画像形成動作において、感光ドラム16から用紙Pへのトナー像の転写後に感光ドラム16の外周面上に残留した廃トナーは、上記したように、感光ドラム16の回転に伴って、スクレーパ207によって掻き取られ、開口209を通過してドラムクリーニング部206内に一旦貯留される。
そして、リフト231の下端部に供給された廃トナーは、リフト231のベルトコンベヤ234の左側面視時計回りの周回移動によって、下方から上方に向かって搬送され、リフト231の上端部において、リフト側連通口239、操作部側連通口261および収容部側連通口258を通過して廃トナー搬送管252の左端部に供給される。
(5)第2実施形態の作用効果
第2実施形態のカラーレーザプリンタ1によれば、上記した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
そのため、ドラムクリーニング部206によって除去されたトナー(廃トナー)を、現像カートリッジ204に一体的に設けられる廃トナー収容部253に貯留することができ、廃トナーが貯留された廃トナー収容部253を、現像カートリッジ204を交換する作業とともに、交換することができる。
また、現像カートリッジ204は、リフト231と廃トナー収容部253との連結部(収容部側中継部254)を支点として揺動可能に構成されている。これにより、現像カートリッジ204揺動させて現像ローラ19を感光ドラム16から離間させることができる。
その結果、廃トナー収容部253を現像カートリッジ204に設け、ドラムクリーニング部206と廃トナー収容部253とをリフト231で連結した構成でも、感光ドラム16を移動させることなく、感光ドラム16の位置精度を保ちながら、現像ローラ19を感光ドラム16に対して離間させることができる。
2 本体ケーシング
14 プロセスフレーム
15 現像カートリッジ
16 感光ドラム
19 現像ローラ
24 搬送ベルト
34 トナーボックス
61 リフト
81 ベルトクリーナ
111 現像筐体
112 廃トナー収容部
121 収容部側中継部
122 コック
123 収容部側連通口
128 第2スクリュー
130 連結部
203 ドラムユニット
204 現像カートリッジ
206 ドラムクリーニング部
231 リフト
251 現像筐体
253 廃トナー収容部
254 収容部側中継部
255 コック
256 連結部
257 第2スクリュー
258 収容部側連通口
Claims (7)
- 装置本体と、
前記装置本体内に設けられる感光体と、
現像剤を収容する現像剤収容室、および、前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体を有し、前記装置本体に対して着脱自在に設けられる現像ユニットと、
前記感光体と対向し、前記感光体に対する対向方向と直交する方向において、一方側から他方側に向かって移動する無端ベルトと、
前記無端ベルトに接触し、前記無端ベルトから前記現像剤を除去するクリーニングユニットと、
前記現像ユニットに一体的に設けられ、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を貯留する廃トナー収容部と、
前記クリーニングユニットと前記廃トナー収容部とに連結されており、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を前記廃トナー収容部に搬送する搬送ユニットとを備え、
前記現像ユニットは、前記搬送ユニットと前記廃トナー収容部との連結部を支点として揺動可能に構成されていることを特徴とする、画像形成装置。 - 装置本体と、
前記装置本体内に設けられる感光体と、
現像剤を収容する現像剤収容室、および、前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体を有し、前記装置本体に対して着脱自在に設けられる現像ユニットと、
前記感光体に接触し、前記感光体に残存した現像剤を除去して収容するクリーニングユニットと、
前記現像ユニットに一体的に設けられ、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を貯留する廃トナー収容部と、
前記クリーニングユニットと前記廃トナー収容部とに連結されており、前記クリーニングユニットに収容された現像剤を前記廃トナー収容部に搬送する搬送ユニットとを備え、
前記現像ユニットは、前記搬送ユニットと前記廃トナー収容部との連結部を支点として揺動可能に構成されていることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記現像ユニットは、揺動することにより、前記現像剤担持体が前記感光体に近接する近接位置と、前記現像剤担持体が前記感光体から離間する離間位置とに移動す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。
- 前記現像ユニットを着脱自在に保持する保持部材を備え、
前記現像ユニットは、前記現像剤担持体、前記現像剤収容室および前記廃トナー収容部を収容するフレームを備え、
前記廃トナー収容部は、
前記感光体の長手方向において、前記フレームの一方側の端部から外部に向かって突出し、前記搬送ユニットに連結される第1突出部と、
前記第1突出部と軸線を共有し、前記感光体の長手方向において、前記フレームの他方側の端部から外部に向かって突出する第2突出部とを備え、
前記第1突出部および前記第2突出部は、前記保持部材に保持されていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記第1突出部内には、前記搬送ユニットによって搬送された現像剤を前記長手方向他方側に向かって搬送する搬送部材が設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第1突出部には、前記搬送ユニットからの現像剤の通過を許容する開口が形成されており、
前記第1突出部は、前記開口を露出する開位置と、前記開口を被覆する閉位置とに移動可能なシャッタ部材を備え、
前記第1突出部および前記第2突出部は、前記保持部材に対して固定されるとともに、前記フレームに対して回動自在に設けられており、
前記現像ユニットは、前記フレームが前記第1突出部および前記第2突出部の軸心を支点として回動することにより、前記現像剤担持体が前記感光体に近接する近接位置と、前記現像剤担持体が前記感光体から離間する離間位置とに移動することを特徴とする、請求項4または5に記載の画像形成装置。 - 前記感光体は、複数備えられ、互いに間隔を隔てて並列配置されていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
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