JP5494879B1 - 接触部材、像保持体、画像形成装置 - Google Patents

接触部材、像保持体、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】像保持体の断面が周期的に変形するのを抑制することができる接触部材、像保持体、画像形成装置を得る。
【解決手段】筒体108の内部に嵌め込まれた接触部材116では、張出面118A、及び張出面118Bによる内周面108Aに対する押圧力が、凹部116Dによる内周面108Aに対する押圧力より大きくされている。つまり、装置奥行方向において2箇所の押圧力が、他の部位の押圧力に比して大きくなっている。このため、像保持体56の断面が周期的に変形するのが抑制される。
【選択図】図1

Description

本発明は、接触部材、像保持体、及び画像形成装置に関する。
特許文献1に記載の画像形成装置は、感光体ドラム(像保持体)の内壁面と接し、その内壁面を所定の力で押圧する摺接部材を備えている。そして、この摺接部材によって帯電音が低減されている。
特開2000−315036号公報
本発明の課題は、像保持体の断面が周期的に変形するのを抑制することである。
本発明の請求項1に係る接触部材は、像保持体を構成する円筒状の筒体の内部に嵌め込まれて配置され、該筒体の内周面に接して該筒体に支持され、該筒体の軸方向における中央側に該内周面の周方向に延びる凹部が形成され、該凹部と該凹部に対して該軸方向の両側部分とが該内周面を押圧し、該両側部分による該内周面に対する押圧力が該凹部による該内周面に対する押圧力より大きくされることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る接触部材は、請求項1に記載の接触部材において、前記周方向において一部が前記軸方向に亘って離間した離間部が形成される円筒状とされ、前記軸方向に切断した断面形状において前記両側部分が径方向の外側に湾曲状に張り出す張出面とされることで前記凹部が形成され、前記離間部の離間距離を狭めて撓んだ状態で前記筒体の内部に配置されることで一対の前記張出面及び前記凹部が前記筒体の内周面に接することを特徴とする。
本発明の請求項3に係る像保持体は、円筒状で表面に画像を保持する筒体と、前記筒体の内部に配置される請求項1又は2に記載の接触部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る画像形成装置は、請求項3項に記載の像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記像保持体の表面に形成される静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項1の接触部材によれば、本構成を有しない場合と比して、像保持体の断面が周期的に変形するのを抑制することができる。
本発明の請求項2の接触部材によれば、接触部材が像保持体の内部に配置された状態で、接触部材において軸方向の中央側の外周面が像保持体の内周面と離間している場合と比して、像保持体の断面が周期的に変形するのを効果的に抑制することができる。
本発明の請求項3の像保持体によれば、請求項1又は2に記載の接触部材を備えていない場合と比して、像保持体の断面が周期的に変形するのを抑制することができる。
本発明の請求項4の画像形成装置によれば、請求項3に記載の像保持体を備えていない場合と比して、像保持体の断面が周期的に変形することで発生する音を抑制することができる。
(A)(B)本発明の実施形態に係る接触部材を示した斜視図、及び側面図である。 (A)(B)(C)本発明の実施形態に係る接触部材を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る像保持体等を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる画像形成ユニットを示した概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 (A)(B)本発明の実施形態に係る像保持体に対する比較例に係る像保持体、及び比較例に係る接触部材を示した断面図である。
本発明の実施形態に係る接触部材、像保持体、画像形成装置の一例を図1〜図6に従って説明する。なお図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
(全体構成)
図5に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置10には、上下方向(矢印H方向)の下方から上方へ向けて、記録媒体としてのシート部材Pが収容される収容部14と、収容部14に収容されたシート部材Pを搬送する搬送部16と、収容部14から搬送部16によって搬送されるシート部材Pに画像形成を行う画像形成部20と、読取原稿Gを読み取る原稿読取部22とが、この順で備えられている。さらに、画像形成装置10は、シート部材Pを手差しで供給する手差給紙部90を備えている。
〔収容部〕
収容部14には、画像形成装置10の装置本体10Aから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な収容部材26が備えられており、この収容部材26にシート部材Pが積載されている。さらに、収容部14には、積載されたシート部材Pを、搬送部16を構成する搬送経路28に送り出す送出ロール32が備えられている。
〔搬送部〕
搬送部16には、送出ロール32に対してシート部材Pの搬送方向の下流側(以下単に「搬送方向下流側」と記載する)に配置され、シート部材Pを一枚ずつ分離して搬送する分離ロール34が備えられている。
また、搬送経路28において、分離ロール34に対して搬送方向の下流側には、シート部材Pを一端停止させるとともに、決められたタイミングでシート部材Pを後述する転写位置Tへ送り出す位置合せロール36が配置されている。
また、搬送経路28の終端側には、画像形成部20によって画像が形成されたシート部材Pを、画像形成部20の上方に形成された排出部74に排出させる排出ロール76が配置されている。
一方、シート部材Pの両面に画像を形成させるために、シート部材Pの表裏を反転させる両面用搬送ユニット78が装置本体10Aの側方に備えられている。この両面用搬送ユニット78は、排出ロール76を逆転させることで搬送されるシート部材Pが送り込まれる反転経路82を備えている。さらに、反転経路82に沿って複数の搬送ロール84が配置され、これらの搬送ロール84によって搬送されるシート部材Pは表裏が反転された状態で、位置合せロール36に再度搬送されるようになっている。
〔手差給紙部〕
さらに、両面用搬送ユニット78の隣なりには、折り畳み式の手差給紙部90が備えられている。手差給紙部90には、開閉可能な手差給紙部材92が備えられている。また、開放された手差給紙部材92から給紙されるシート部材Pを搬送する給紙ロール94及び複数の搬送ロール96が手差給紙部90に備えられており、搬送ロール96によって搬送されたシート部材Pは、位置合せロール36に搬送されるようになっている。
〔原稿読取部〕
一方、画像形成装置10の上側に設けられた原稿読取部22には、読取原稿Gを搬送する自動原稿搬送装置40によって搬送された読取原稿Gに、又はプラテンガラス42に載せられた読取原稿Gに光を照射する光源44が備えられている。
さらに、原稿読取部22には、光源44によって照射されて読取原稿Gから反射された反射光をプラテンガラス42と平行な方向に反射させるフルレートミラー46と、フルレートミラー46によって反射した反射光を下方へ反射させるハーフレートミラー48と、ハーフレートミラー48によって反射した反射光をプラテンガラス42と平行な方向に反射させて折り返すハーフレートミラー50と、ハーフレートミラー50によって折り返された反射光が入射される結像レンズ52と、から構成される光学系が備えられている。
また、原稿読取部22には、結像レンズ52によって結像された反射光を電気信号に変換する光電変換素子54が備えられ、さらに、光電変換素子54によって変換された電気信号を画像処理する画像処理部24が備えられている。
そして、光源44、フルレートミラー46、ハーフレートミラー48及びハーフレートミラー50は、プラテンガラス42に沿って移動可能となっている。プラテンガラス42に載せられた読取原稿Gを読み取る場合には、光源44、フルレートミラー46、ハーフレートミラー48及びハーフレートミラー50を移動させながら、光源44がプラテンガラス42に載せられた読取原稿Gに光を照射し、読取原稿Gから反射された反射光が光電変換素子54へ結像するようになっている。
また、自動原稿搬送装置40によって搬送された読取原稿Gを読み取る場合には、光源44、フルレートミラー46、ハーフレートミラー48及びハーフレートミラー50を停止させ、自動原稿搬送装置40によって搬送された読取原稿Gに光源44が光を照射し、読取原稿Gから反射された反射光が光電変換素子54へ結像するようになっている。
〔画像形成部〕
図4に示されるように、画像形成部20は、像保持体56と、像保持体56の表面を帯電させる帯電装置の一例としての帯電ロール58と、画像データに基づいて帯電した像保持体56の表面に露光光を照射して静電潜像を形成させる露光装置60(図5参照)と、この静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置62とを備えている。
さらに、画像形成部20は、搬送経路28に沿って搬送されるシート部材Pに像保持体56の表面に形成されたトナー画像を転写する転写ロール64と、加熱ロール66Hと加圧ロール66Nとから構成され、シート部材P上のトナー画像を加熱・加圧してシート部材Pに定着させる定着装置66(図5参照)と、トナー画像が転写された後の像保持体56に残留するトナーを像保持体56から掻き落として像保持体56を清掃するクリーニングブレード68と、を備えている。
また、図5に示されるように、露光装置60の斜め上方には、現像装置62と図示せぬ供給管で接続されたトナーカートリッジ72が配置されている。このトナーカートリッジ72には、供給管を介して現像装置62へ供給されるトナーが充填されている。
この構成において、位置合せロール36から送り出されたシート部材Pは、像保持体56と転写ロール64とで構成される転写位置Tへ搬送され、像保持体56と転写ロール64との間を挟持搬送される。これにより、像保持体56に形成されたトナー画像がシート部材Pに転写されるようになっている。
ここで、像保持体56、帯電ロール58、現像装置62及びクリーニングブレード68は、画像形成ユニット70を構成しており、この画像形成ユニット70は、装置本体10Aに対して着脱可能とされている。
なお、像保持体56、帯電ロール58等については、詳細を後述する。
(全体構成の作用)
画像形成装置10では、次のようにして画像が形成される。
先ず、電圧が印加された帯電ロール58は、像保持体56の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、原稿読取部22によって読み取られた画像データ又は外部から入力されたデータに基づいて露光装置60が帯電された像保持体56の表面に露光光を照射して静電潜像を形成させる。
これにより、画像データに対応した静電潜像が像保持体56の表面に形成される。さらに、この静電潜像は、現像装置62によって現像され、トナー画像として可視化される。
そこで、収容部材26から送出ロール32によって搬送経路28へ送り出され、又は手差給紙部材92から給紙ロール94によって搬送経路28へ給紙されたシート部材Pが、位置合せロール36によって決められたタイミングで転写位置Tへ送り出される。転写位置Tでは、シート部材Pが像保持体56と転写ロール64とに挟持搬送されることで、像保持体56の表面に形成されたトナー画像がシート部材Pの表面に転写される。
シート部材Pに転写されたトナー画像は、シート部材Pが定着装置66に備えられた加熱ロール66Hと加圧ロール66Nとの間を通過することでシート部材Pに定着される。そして、表面にトナー画像が定着されたシート部材Pは、排出ロール76によって排出部74へ排出される。
一方、シート部材Pの裏面にも画像を形成させる場合には、シート部材Pを排出部74へ排出させずに排出ロール76を逆転させて、表面にトナー画像が形成されたシート部材Pを反転経路82へ送り出す。これにより、シート部材Pの表裏を反転させ、搬送ロール84がシート部材Pを再度位置合せロール36へ搬送する。
今度は、転写位置Tでシート部材Pの裏面にトナー画像が転写され、裏面にトナー画像が転写されたシート部材Pは、前述した手順で排出部74へ排出される。
(要部構成)
次に、像保持体56、帯電ロール58等について説明する。
〔帯電ロール〕
帯電ロール58は、図3に示されるように、装置奥行方向に延び、金属材料(例えば、ステンレス)で成形された軸部58Aと、内部に軸部58Aが挿入される円筒状で、ゴム材料で成形されたロール部58Bと、を備えている。
さらに、軸部58Aの両端側は、ロール部58Bから外部に露出しており、一対の軸受部材102に回転可能に支持されている。また、夫々の軸受部材102を像保持体56側に向けて付勢する付勢部材104が、軸部58Aを挟んで像保持体56の反対側に配置されている。この構成より、帯電ロール58のロール部58Bが像保持体56に押し付けられ、像保持体56が回転すると、帯電ロール58が従動して回転するようになっている。
また、軸部58Aには、図示せぬ電源から直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧が印加されるようになっている。
〔像保持体〕
像保持体56は、図3に示されるように、装置奥行方向に延びる円筒状の筒体108と、筒体108において装置奥行方向(本実施形態では筒体108の軸方向と同様の方向)の一端側(図中上側)に固定される伝達部材110と、筒体108において装置奥行方向の他端側(図中下側)に固定される支持部材112と、を備えている。さらに、像保持体56は、筒体108の内部に配置され、筒体108の断面が変形するのを抑制する接触部材116を備えている。
筒体108は、金属材料(例えば、アルミニウム)を円筒状に成形した基材の外表面に感光層を形成したものである。
伝達部材110は、樹脂材料で円盤形状に成形され、筒体108の内部に一部が嵌め込まれることで筒体108の一端側に固定され、開放された筒体108の一端側を閉止している。さらに、伝達部材110には、筒体108の軸中心F上に円柱状の貫通孔110Aが形成されている。また、伝達部材110において装置奥行方向の外側を向いた外表面には、貫通孔110Aを挟むように複数(図3では2個)の凹部110Bが形成されている。
支持部材112は、樹脂材料で円盤形状に成形され、筒体108の内部に一部が嵌め込まれることで筒体108の他端側に固定され、開放された筒体108の他端側を閉止している。さらに、支持部材112には、筒体108の軸中心F上に円柱状の貫通孔112Aが形成されている。
接触部材116は、図3に示されるように、筒体108の内部で筒体108の内部に嵌め込まれて筒体108の装置奥行方向の中央側に配置され、図2(C)に示されるように、筒体108の内周面108Aに接して筒体108に支持されている。
具体的には、接触部材116は、樹脂材料(例えば、ABS樹脂(Acrylonitrile、Butadiene、Styrene))で成形され、図1(A)(B)に示されるように、周方向において一部が離間した離間部116Aが装置奥行方向に亘って形成されて装置奥行方向に延びている。そして、接触部材116は、装置奥行方向における中央側に全周方向に延びる凹部116Dが形成される円筒状(C字状)とされている。像保持体56の軸方向に切断した断面形状(図1(A)の2A−2A断面)において、図2(A)に示されるように、凹部116Dに対して装置奥行方向の両側部分が、接触部材116の径方向の外側に湾曲状に張り出す張出面118A、張出面118Bとされている。そして、接触部材116の外周面118は、張出面118A、及び張出面118Bから構成されている。つまり、外周面118が張出面118Aと張出面118Bとから構成されることで、張出面118Aと張出面118Bとの間に凹部116Dが形成されるようになっている。
さらに、図2(C)に示されるように、接触部材116が筒体108の内部に配置された状態で、筒体108の軸中心Fを挟んで離間部116Aの反対側における接触部材116の外周面118には、装置奥行方向に延びる溝部116Bが形成されている。
なお、凹部116Dに対する張出面118A、118Bの最大張出量(図2(A)に示すD寸法)は、一例として0.02〔mm〕とされており、各図では、張出面118A、118Bの湾曲度合が誇張して示されている。この0.02〔mm〕の張出面118A、118Bについては、レーザスキャンマイクロメータを用いて検出することができる。
また、接触部材116が筒体108の内部に配置されていない状態での離間部116Aにおける離間距離(図2(B)の距離K)は、図1(A)(B)、図2(B)に示されるように、接触部材116が筒体108の内部に配置された場合(図2(C)参照)と比して、長くなっている。
この構成において、接触部材116を筒体108の内部に配置させる際には、接触部材116を把持して離間部116Aの離間距離が短くなるように溝部116Bを変形させて接触部材116を撓ませる。この状態で、接触部材116を筒体108の内部に挿入し、把持力を解放する。これにより、接触部材116は、撓んだ状態で筒体108の内部に配置され、装置奥行方向に亘って接触部材116の外周面118が筒体108の内周面108Aに接する。そして、張出面118A、及び張出面118Bによる内周面108Aに対する押圧力が、凹部116Dによる内周面108Aに対する押圧力より大きくなるようになっている。
〔その他〕
像保持体56の装置奥行方向の一端側には、図3に示されるように、像保持体56(伝達部材110)に伝達される回転力を発生する駆動源の一例としてのモータ122が配置されている。
モータ122の本体122Aは、装置本体10A(図5参照)内に配置された板状のフレーム124に取り付けられている。さらに、モータ122のモータ軸部122Bは、筒体108の軸中心F上に延び、画像形成ユニット70(図4参照)のハウジング126に形成された貫通孔126Aを通って伝達部材110の貫通孔110Aに挿入されている。また、モータ軸部122Bの外周面には、先端部128Aが屈曲して伝達部材110の凹部110Bに挿入される板状のブラケット128が固定されている。これにより、伝達部材110は、モータ軸部122Bに対して一体的に(ガタ無く)組み付けられている。そして、伝達部材110は、モータ122が発生する回転力を筒体108に伝達するようになっている。
一方、像保持体56の装置奥行方向の他端側には、像保持体56(支持部材112)を回転可能に支持する軸部130Cを有する軸部材130が配置されている。
軸部材130は、樹脂材料(例えば、ABS)で成形され、ハウジング126の内側面126Bに取り付けられる台座部130Aと、台座部130Aから段差を介して像保持体56側に配置される段差部130Bと、を有している。さらに、軸部材130は、段差部130Bから 筒体108の軸中心F上に延びて支持部材112の貫通孔112Aに挿入される前述した円柱状の軸部130Cを有している。
軸部130Cに対して支持部材112は、所謂滑り軸受として機能しており、貫通孔112Aの内周面と軸部130Cの外周面との間には空隙が設けられている。
この構成において、モータ122を稼働させると、モータ軸部122Bが回転する。モータ軸部122Bの回転は、ブラケット128及び筒体108の一端側に固定された伝達部材110を介して筒体108に伝達される。そして、筒体108の他端側に固定された支持部材112が、軸部130Cに対して回転することで、像保持体56が軸中心F周りに回転するようになっている。
(作用)
次に、像保持体56、帯電ロール58等の作用について説明する。
モータ122を稼働させると像保持体56が回転する。像保持体56が回転すると、帯電ロール58が従動して回転する。像保持体56の図示せぬ感光層を帯電させるため、帯電ロール58の軸部58Aには、図示せぬ電源から直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧が印加される。
重畳電圧を構成する交流電圧により、帯電ロール58と像保持体56との間には交番電界が発生する。これにより、像保持体56と帯電ロール58との間には、周期的な静電吸引力が生じる。
ここで、本実施形態の接触部材116に対して比較例としての接触部材202、及びこの接触部材202を備えた像保持体200について図6(A)(B)を用いて説明する。像保持体200については、接触部材202が異なる以外は、像保持体56と同様の構成とされている。
接触部材202について、接触部材116と異なる部分を主に説明する。接触部材202は、図6(A)に示されるように、装置奥行方向における中央側に周方向に延びる凹部は形成されておらず、接触部材202は、装置奥行方向の両端部に対して装置奥行方向の中央側が径方向の外側に湾曲状に張り出した張出面204を有している。そして、この張出面204によって接触部材202の外周面206が構成されている。
この構成において、接触部材202を筒体108の内部に配置した状態では、図6(B)に示されるように、接触部材202が撓んで装置奥行方向に亘って接触部材202の外周面206が筒体108の内周面108Aに接するようになっている。これにより、接触部材202の外周面206において装置奥行方向の中央側による内周面108Aに対する押圧力が、外周面206において装置奥行方向の両端側による内周面108Aに対する押圧力より大きくされている。つまり、装置奥行方向において中央側1箇所の押圧力が、他の部位の押圧力に比して大きくなっている。
しかし、本実施形態の接触部材116では、前述したように、張出面118A、及び張出面118Bによる内周面108Aに対する押圧力が、凹部116Dによる内周面108Aに対する押圧力より大きくされている。つまり、装置奥行方向において2箇所の押圧力が、他の部位の押圧力に比して大きくなっている。
このため、筒体108の内部に配置された状態での本実施形態に係る接触部材116の姿勢は、筒体108の内部に配置された状態での接触部材202の姿勢に比して、安定している。これにより、接触部材116を用いることで、接触部材202を用いる場合と比して、帯電ロール58により像保持体56の表面が帯電される際に、像保持体56と帯電ロール58との間で周期的な静電吸引力よって、筒体108の断面が周期的に変形するのが抑制される。
また、接触部材116が筒体108の内部に配置された状態では、図3に示されるように、接触部材116は撓んだ状態で筒体108の内部に配置され、装置奥行方向に亘って外周面118が筒体108の内周面108Aに接する。このため、接触部材116を用いることで、装置奥行方向の中央側が筒体108の内周面108Aと離間する接触部材を用いる場合と比して、筒体108の断面が周期的に変形するのが効果的に抑制される。
また、筒体108の断面が周期的に変形するのが抑制されることで、筒体108の断面が周期的に変形することにより画像形成装置10から発生する音が抑制される。
また、筒体108の断面が周期的に変形するのが抑制されることで、画像形成装置10から出力される画像の品質低下が抑制される。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、凹部116Dに対して装置奥行方向の両側部分が、接触部材116の径方向の外側に湾曲状に張り出したが、特に湾曲状でなくてもよく、例えば、直線状に張り出してもよい。
また、上記実施形態では、接触部材116は撓んだ状態で筒体108の内部に配置され、装置奥行方向に亘って外周面118が筒体108の内周面108Aに接したが、装置奥行方向の中央側や両端側等の一部が離間していてもよい。
また、上記実施形態では、接触部材116は、ABS樹脂により成形されたが、他の材料(樹脂材、金属材)等で成形されてもよい。
また、上記実施形態では、接触部材116には、張出面118A,118Bが2個形成されたが、3個以上であってもよい。
10 画像形成装置
56 像保持体
58 帯電ロール(帯電装置の一例)
60 露光装置
62 現像装置
108 筒体
108A 内周面
116 接触部材
116A 離間部
116D 凹部
118 外周面
118A 張出面
118B 張出面

Claims (4)

  1. 像保持体を構成する円筒状の筒体の内部に嵌め込まれて配置され、該筒体の内周面に接して該筒体に支持され、該筒体の軸方向における中央側に該内周面の周方向に延びる凹部が形成され、該凹部と該凹部に対して該軸方向の両側部分とが該内周面を押圧し、該両側部分による該内周面に対する押圧力が該凹部による該内周面に対する押圧力より大きくされる接触部材。
  2. 前記周方向において一部が前記軸方向に亘って離間した離間部が形成される円筒状とされ、
    前記軸方向に切断した断面形状において前記両側部分が径方向の外側に湾曲状に張り出す張出面とされることで前記凹部が形成され、
    前記離間部の離間距離を狭めて撓んだ状態で前記筒体の内部に配置されることで一対の前記張出面及び前記凹部が前記筒体の内周面に接する請求項1に記載の接触部材。
  3. 円筒状で表面に画像を保持する筒体と、
    前記筒体の内部に配置される請求項1又は2に記載の接触部材と、
    を備える像保持体。
  4. 請求項3項に記載の像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、
    帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
    前記像保持体の表面に形成される静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、
    を備える画像形成装置。
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