JP5611102B2 - カートリッジ、画像形成装置及びドラム取り付け方法 - Google Patents

カートリッジ、画像形成装置及びドラム取り付け方法 Download PDF

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Description

この発明は、カートリッジ、画像形成装置及びドラム取り付け方法に関する。特に、電子写真方式を採用し、記録媒体(例えば、紙、OHPシート)上に画像を形成する複写機やプリンタ(例えばレーザプリンタ、LEDプリンタ)等の画像形成装置に適用するものである。
また、カートリッジとは、少なくとも電子写真感光体ドラムを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるものである。また、プロセスカートリッジとは、前記電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、前記本体に取り外し可能に装着されるものである。ここでカートリッジは、使用者自身によって本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
従来のプロセスカートリッジにおいて、カートリッジ枠体に像担持体としての感光体ドラムを取り付ける方法として、以下のものが知られる。即ち、感光体ドラムの一端側でドラム支持軸を径に余裕をもたせた枠体穴に挿入し、他端側を所定の位置まで押し込み、他端側のドラム穴にドラム軸を挿入させる。次に前記一端側で前記ドラム支持軸が挿入された軸受け部材を後発的に前記枠体穴に嵌合させる(特許文献1)。
特開2000−75733号公報
本発明は従来技術の更なる改善であり、その目的は感光体ドラムを枠体に支持させる際に、簡便且つ精度良く取り付けることができるカートリッジ、画像形成装置及びドラム取り付け方法を提供することにある。
本発明に係るカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、枠体と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部とは反対側に設けられ、前記軸線方向において前記第1軸受け部と隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、前記面に対して、前記第1軸受け部とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、前記面に対して、前記第2軸受け部とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、を有し、前記軸は前記第1軸受け部に支持される過程で、前記第1逃げ部に侵入可能であって、かつ、前記軸は前記第2軸受け部に支持される過程で、前記第2逃げ部に侵入可能であることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、枠体と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記軸線方向において隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、前記軸を前記第1軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、前記軸を前記第2軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第2軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、を有することを特徴とする。
本発明に係るドラム取り付け方法は、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、枠体と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記軸線方向において隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、前記軸を前記第1軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、前記軸を前記第2軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第2軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、を有するカートリッジにおける、前記枠体に前記感光体ドラムを取り付けるドラム取り付け方法において、前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態で、前記軸の一部が前記第1逃げ部に侵入するように前記感光体ドラムを移動させる第一工程と、前記第一工程の後に、前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態で、前記軸の一部が前記第2逃げ部に侵入するように前記感光体ドラムを移動させる第二工程と、前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態から、前記軸が前記第1軸受け部と前記第2軸受け部に接触するように移動させる第三工程と、
を有することを特徴とする。
本発明によれば、感光体ドラムを枠体に支持させる際に、簡便且つ精度良く取り付けることができる。
(A)は軸受部材の基本説明図、(B)は画像形成装置の構成模式説明図である。 プロセスカートリッジの構成説明図である。 (A)は現像装置の現像室の分解斜視説明図、(B)は現像装置のトナー収納部の分解斜視説明図である。 (A)はクリーニング装置の分解斜視説明図、(B)はクリーニングブレードに関する分解斜視説明図である。 感光体ドラム装着時の帯電ローラの退避についての説明図である。 感光体ドラムを枠体に装着する手順に関し、(A)は装着前を示す図、(B)は装着途中を示す図、(C)は装着後を示す図である。 感光体ドラムを軸受部材に装着する手順に関し、(A)は装着前を示す図、(B)は装着途中を示す図、(C)は装着後を示す図である。 第1の実施形態の軸受部材に関し、(A)は軸線方向から見た図、(B)は第1軸受部を示す断面図、(C)は第2軸受部を示す断面図、(D)は接続部を示す断面図、(E)は軸線方向に沿った軸受部材の断面図である。 第2の実施形態の軸受部材に関し、(A)は軸線方向から見た図、(B)は第1軸受部を示す断面図、(C)は第2軸受部を示す断面図、(D)は接続部を示す断面図、(E)は軸線方向に沿った軸受部材の断面図である。 第3の実施形態の軸受部材に関し、(A)は軸線方向から見た図、(B)は第1軸受部を示す断面図、(C)は第2軸受部を示す断面図、(D)は接続部を示す断面図、(E)は軸線方向に沿った軸受部材の断面図である。 第4の実施形態の軸受部材に関し、(A)は軸線方向から見た図、(B)は第1軸受部を示す断面図、(C)は第2軸受部を示す断面図、(D)は接続部を示す断面図、(E)は軸線方向に沿った軸受部材の断面図である。 第5の実施形態の軸受部材に関し、(A)は所定平面に垂直な断面図、(B)は軸線方向から見た図、(C)は軸受部材の斜視図である。 第5の実施形態の軸受部材に関し、(A)は側面方向から見た図、(B)は軸線方向から見た図である。 感光体ドラムを枠体に装着する手順に関し、(A)は装着前を示す図、(B)は装着途中を示す図、(C)は装着後を示す図である。
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
《第1の実施形態》
(全体構成)
図1(B)はプロセスカートリッジBをプロセスカートリッジ装着部Eに着脱可能に装着した電子写真画像形成装置A(例えばレーザービームプリンタ)の構成模式説明図である。プロセスカートリッジBは記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着される。
装置Aは、露光装置1から画像情報に基づいた情報光を予め帯電された像担持体としての感光体ドラム7へ照射してドラム7に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤(以下「トナー」という)で現像してトナー像を形成する。そしてトナー像の形成と同期して、記録媒体(記録シート、OHPシート、布等)2をカセット3aからピックアップローラ3b及びこれに圧接する圧接部材3cで一枚ずつ分離し搬送ガイド3e1に沿って給送する。
感光体ドラム(以下、ドラムという)7に形成したトナー像を、転写手段としての転写ローラ4に電圧印加することによって、記録媒体2に転写し、その記録媒体2を搬送ガイド3e2に沿って定着手段5へと搬送する。定着手段5は駆動ローラ5aと、ヒータ5bを内蔵すると共に支持体5cによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体5dからなり、通過する記録媒体2に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体2を排出ローラ3dで搬送し、反転搬送経路を通して排出部6へと排出する如く構成している。本実施形態では、ピックアップローラ3b、圧接部材3c、排出ローラ3d等により搬送手段3が構成されている。
(プロセスカートリッジ)
本実施の形態で示すプロセスカートリッジBは、図2に示すように、ドラム7を回転可能に支持するクリーニング装置C、ドラム7に可視像を現像する現像装置Dとからなっている。
現像装置Dはクリーニング装置Cに対して回転可能に結合し、両者の間には所定の加圧力が働くように構成されている。カートリッジBにおける画像形成に関しては、感光層を有するドラム7を回転し、帯電ローラ8へ電圧印加してドラム7の表面を一様に帯電し、ドラム7に対して露光装置1(図1(B))からの画像情報に基づいた情報光(光像)を露光開口9bを通して露光する。これにより、ドラム7表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置としての現像手段10によって現像するように構成している。ドラム7に形成したトナー像は、転写開口9aに対向する転写ローラ4(図1(B))により記録媒体2に転写される。
(現像装置)
次にプロセスカートリッジBに組み込まれた現像装置Dについて、図2および図3で説明する。図2に示すように、本実施形態の現像枠体は第1現像枠体10f1と第2現像枠体10f2からなり、トナーを収納するトナー収納部10aと、トナーによる現像を行う現像室10iが構成される。トナー収納部10a内のトナーは、トナー送り手段である回転可能な送り部材10bによって、トナー通過開口10kを通過して現像室101へ送り出される。送り部材10bは、トナーを供給するための攪拌軸10b1とこれに固定されるシート部材10b2を備える。
固定磁石10cを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ10dの表面には、現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレード10eによって、摩擦帯電電荷を付与したトナー層が形成される。そのトナー層は前記静電潜像に応じてドラム7に転移され、トナー像を形成して可視像化される。このトナー像は、転写ローラ4(図1(B)参照)に前記トナー像と逆極性の電圧が印加され、記録媒体2に転写される。
図3(A)で、現像装置Dには現像ローラ10d、現像ブレード10e、現像ローラ10dに給電するための部品が組み込まれる。現像ローラ10dの長手方向両端部には、現像ローラ10dとドラム7との間の間隔保持を行う隙間保持部材10m、トナーの漏出を防止するためのシール部材10r、端部部材10gが設けられる。そして、端部部材10gには、現像装置Dをクリーニング装置Cに対し回転可能に吊る為の結合穴10g8が形成されたアーム部10g7が設けられる。これにより、第1現像枠体10f1は、クリーニング枠体11dに対し回動可能に支持され、現像ローラ10dがドラム7に対し所定の間隔をあけて平行に対向できるようになっている。
図3(B)で、第1現像枠体10f1の長手方向における一端部には、トナー収納部10aにトナーを充填するためのトナー充填口10uが設けられ、トナー充填後にキャップ部材10jで封止される。第2現像枠体10f2と接合される第1現像枠体10f1には、トナーを供給するための攪拌軸10b1とこれに固定されるシート部材10b2、トナー通過開口10kの他、トナーシール部材27が内包される。
トナーシール部材27は、トナー収納部10aに収納されているトナーを現像ローラ10dに供給するためのトナー通過開口10kの4辺の縁に沿って、シール取付部10hに加熱固定される。また、第1現像枠体10f1外へのトナーの流出を防ぐシール部材10b4が、駆動伝達のためおよび攪拌軸10b1の長手方向を規制するための搬送ギヤ10b3とともに攪拌軸10b1に結合される。
(クリーニング装置)
次に、ドラム7を備えるクリーニング装置Cについて、図2および図4で説明する。図2で、現像装置Dによって現像されたトナー像は転写開口9aの転写部において記録媒体2に転写されるが、転写後にドラム7上に残留したトナーは、クリーニング枠体11dのクリーニング手段11によりドラム7上から除去・収納される。即ち、クリーニングブレード11aによって掻き落とされると共に、スクイシート11bによってすくい取られ、シール部材11hでシールされた除去トナー収納部11cへ集められる。
クリーニング手段11として、クリーニングブレード11aの替わりに、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いることもできる。図4(A)で、ドラム7、帯電ローラ8、帯電ローラ8に給電する電極8c、クリーニングブレード11a、ドラムシャッタ12等がクリーニング枠体11dに取り付けられ、クリーニング装置Cが構成される。ドラムシャッタ12はドラム7の転写ローラ4に対向する転写開口9aを非使用時に覆うように構成されている。
ドラム7は、一端側で駆動伝達用のカップリング部71bと、ドラムギヤ71cおよび支持軸71aを備えた一端側フランジ71と、他端側で支持穴85a(図6(A))を備えた他端側フランジ85とが結合している。ここで、ドラムギヤ71cは現像ローラ10、転写ローラ4に駆動伝達するために設けられている。クリーニングブレード11aについては、図4(B)に示すように、クリーニング枠体11dの所定の位置に、ビス11kで固定される。
また、クリーニングブレード11aのゴム両端裏から除去トナー収容部11cの外へ漏れるのを防ぐシール部材11e、クリーニングブレード11aの裏のトナー漏れを防ぐシール部材11hが、クリーニング枠体11dの所定の位置に両面テープ等で固定される。更に、クリーニングブレード11aのゴム両端からのトナー漏れ防止用、ドラム7上のトナーを含む付着物等のふき取り用として、夫々シール部材11f、すくい取り部材であるスクイシート11bが両面テープ等により、クリーニング枠体11dに固定される。
帯電ローラ8については、帯電ローラ8に画像形成装置本体Aから給電するための電極8c、さらに、帯電ローラ8に電極8cから給電し、帯電ローラ8を回転可能に支持するローラ軸受8b、他方の軸受8aが設けられる。電極8cはクリーニング枠体11dにはめ込まれており、ローラ軸受8b、他方の軸受8aはクリーニング枠体に組み込まれ、帯電ローラ8の軸部が前記軸受8a,8bにはめ込まれている。ここで、軸受8a,8bはバネにより付勢され、帯電ローラ8はドラム7に当接する方向に向かって加圧されている。
帯電方法に関しては、帯電ローラ8を用いた所謂接触帯電でも良いし、他に従来から用いられている方法を用いても良い。例えば、タングスワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、ワイヤに高電圧を印加することで生じた正または負のイオンをドラム7の表面に移動させ、一様に帯電しても良い。また、帯電手段としてはローラ型でも良いし、他の構成として従来から用いられているブレード(帯電ブレード)、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
(ドラムの装着)
次にクリーニング枠体11dに対するドラム7(画像が形成される回転可能なドラム型の像担持体)の装着について、図5〜図7、図14を用いて説明する。クリーニング枠体11dに設けられた軸18dと軸受部材11dを介して、ドラム7がクリーニング枠体11dに装着され支持される。ドラム7をクリーニング枠体11dに装着する際には、図5に示すように帯電ローラ8をドラム7と干渉しないように矢印方向に逃がした状態で作業を行う。
(ドラム装着の全体手順)
図6(A)で、クリーニング枠体11dの一端には、ドラムギヤ71に設けられたドラム支持軸71aが挿入される軸受部材11gが設けられ、他端側にはドラム軸18dが圧入されるドラム軸挿入穴11iが設けられている。図6(B)で、ドラム7の装着時には、まず、ドラムギヤ71に設けられたドラム支持軸71aを矢印AR1方向から軸受部材11gに挿入する。
続いて、軸受部材11gに挿入されたドラム支持軸71aを中心としてドラム7のフランジ85側を矢印AR2方向に回動して、フランジ85の支持穴85aとクリーニング枠体11dのドラム軸挿入穴11iとが同軸になる位置に移動させる。その後、図6(C)に示すように、ドラム軸18dを矢印AR3方向に移動させ、クリーニング枠体11dのドラム軸挿入穴11i、次いでフランジ85の支持穴85aに挿入する。
(支持軸の軸受部材への挿入)
図7(A)で、ドラム支持軸71aは、画像形成装置A本体からの駆動力が伝達されるカップリング部71bと同軸に設けられている。ドラムギヤ71に設けられた支持軸71aは軸受部材11gの軸線方向に対して傾いた方向から挿入され、最終的に図7(C)に示すように第1軸受部11g1および第2軸受部11g2に装着される。ここで、第1軸受部11g1と第2軸受部11g2はドラム支持軸71aの外径と嵌合する形状であり、ドラム7を精度良く位置決めすることができる。
軸線方向に対して傾いた方向からの挿入を可能とするために、詳細は後述するが、図7(A)で、第1軸受部11g1には第1逃げ部11g3、第2軸受部11g2には第2逃げ部11g4が設けられている。また、第1軸受部11g1と第2軸受部11g2の間の接続部11g5には第1逃げ部11g3および第2逃げ部11g4が設けられている。図7(A)で、第2軸受部11g2から端部側に延伸する延伸部11g6(例えば接続部11g5と同じ肉厚でリング状)が示されているが、延長部11g6は、一体化される軸受全体の強度を高めるためのものであり、必ずしも設けなくても良い。
すなわち、ドラム7をクリーニング枠体11dに取り付けるドラム取り付け方法として以下に示す手順でおこなわれる。まず、図7(A)に示すように、ドラム7を軸受部材11gの軸線Ceとは交差した状態で、ドラム支持軸71aの一部が第1逃げ部11g3に侵入するようにドラム7を移動させる(第一工程)。更に、図7(B)、図14(A)に示すように、ドラム7を軸受部材11gの軸線Ceとは交差した状態で、ドラム支持軸71aの一部が第2逃げ部11g4に侵入するようにドラム7を移動させる(第二工程)。
そして次に、図7(C)、図14(B)に示すように、ドラム7を軸受部材11gの軸線Ceとは交差した状態から、ドラム支持軸71aが第1軸受部11g1と第2軸受部11g2で支持されるように移動させる(第三工程)。これによって、軸受部材11gの軸線Ceとドラム7の軸線とは一致する。そして次に、図14(B)、図14(C)に示すように、ドラム軸18dをクリーニング枠体11dのドラム軸挿入穴11iに挿入し、次いでフランジ85の支持穴85aに挿入する(第四工程)。これによってドラム7の軸線と直交する方向において、クリーニング枠体11dに対してドラム7の位置決めが完了する。
また、ドラム7の軸線方向においても、クリーニング枠体11dに設けられた第1規制部である側面部11d1と、軸受11gに設けられた第2規制部である側面部11g7によって、ドラム7の移動が規制される。すなわち、ドラム7は、クリーニング枠体11dに取り付けられた状態で、側面部11d1と当接可能な第1被規制部である他端側端部85dと、側面部11g7と当接可能な第2被規制部である一端側端部71c1を有する。端側端部71c1は、ドラムギヤ71cにおいて支持軸71aが突出している面でもある。また、図14(C)に示すように軸線方向のドラム7、クリーニング枠体11dの長さの次式(1)の様になる。
d1<d2<d3 …(1)
ここで、d1は軸線方向におけるクリーニング枠体11dの側面部11d1と側面部11g7の距離である。また、d2は軸線方向におけるドラム7の一端側端部71c1と他端側端部85dの距離である。さらに、d3は軸線方向におけるドラム7のカップリング部71bの先端部と他端側端部85dの距離である。
即ち、前述した軸受部材11gの構成によって、クリーニング枠体11dの側面部11d1と側面部11g7の距離を、カップリング部71bと他端側端部85dの距離よりも大きくする必要がない。したがって、軸線方向においてプロセスカートリッジBの大きさを小さくすることが可能になる。
(軸受部材の詳細形状)
本実施形態において、軸受部材11gは図1(A)に示すように、ドラム7の長手方向一端側に設けられるドラム支持軸71aの軸線方向に第1軸受部11g1、および第1軸受部11g1に対しより端部側(軸線方向で外側)の第2軸受部11g2を備える。図8に示すように第1軸受部11g1、第2軸受部11g2は、支持軸に対し精度良く円周方向の支持がされるように径が設定されている。第2軸受部11g2は、前記第1軸受部11g1の中心軸Ceを含む面M(図8参照)に対して、第1軸受部11g1が設けられた側とは反対側に設けられている。
そして、第2軸受部11g2の第1軸受部11g1に近い側の端面11g2aが、前記第1軸受部11g1における端面11g1aから軸線方向において隙間Δの距離をおいて配置されている(図1参照)。そして、軸受部材11gは、面Mに対して第1軸受部11g1が設けられた側と反対側の位置(感光体ドラムの半径方向においてドラム支持軸71aに対する第2軸受け部の接触部よりも外側で、かつ、軸線方向において第2軸受け部よりも内側の位置)にある第1逃げ部11g3と、第2軸受部11g2が設けられた側と反対側の位置(感光体ドラムの半径方向においてドラム支持軸71aに対する第1軸受け部の接触部よりも外側で、かつ、軸線方向において第1軸受け部よりも外側の位置)にある第2逃げ部11g4を備える。これにより、支持軸71aと軸受部材11gを嵌合させてドラム7をクリーニング枠体11dに取り付ける際に、支持軸71aの傾いた状態での侵入を許容する。
即ち、ドラム7が第1軸受部11g1、第2軸受部11g2に対し傾き角αで挿入可能とされている。具体的には、傾き角αで第1軸受部11g1の角部11g1bを通る直線L1と、傾き角αで第2軸受部11g2の角部11g2bを通る直線L2とする。そしてこの直線L1と直線L2との間隔を2L、ドラム支持軸71aの半径をRとするとき、2L>2Rという条件が充たされている必要がある。
2L=(2R+Δtanα)×cosα=2Rcosα+Δsinαより、
Δ>2R(1−cosα)/sinαが必要な条件となり、Δ>0とされている。即ち、Δ=0の場合には、傾いた状態での挿入を行うことができない。
ここで、支持軸71aの軸線方向から見た軸受部の断面図を示す。図8(A)〜(D)は、図8(E)に示す位置において軸線方向から見た断面図である。すなわち、図8(A)は断面A1-A1、図8(B)は断面B1-B1、図8(C)は断面C1-C1、図8(D)は断面D1-D1である。図8(B)に示すように、支持軸71aの斜めからの侵入を許容するように、軸受部の中心軸Ce(支持軸71aの中心軸あるいはドラム7の回転軸)を含む所定平面Mに関し、一方側に第1軸受部11g1、他方側に第1逃げ部11g3が設けられている。
また、図8(C)に示すように、平面Mに関し、第2軸受部11g2の反対側には第2逃げ部11g4が設けられている。本実施形態では、第1逃げ部11g3は切り欠き部、第2逃げ部11g4は段差部(凹部)で構成されるが、逃げ部という点で同じである。
図8(D)に示すように、接続部11g5は第1軸受部11g1と同様に平面Mに関して一方側に設けられ、他方側に逃げ部11g3が備わっている。また図8(C)に示すように、平面Mに関し、第2軸受部11g2の反対側には延長部11g6によってつながっており、この領域の内側が第2逃げ部11g4となっている。
本実施形態では、支持軸71aがドラム7に設けられ、軸受部材11gおよびドラム7に残留する現像剤を除去するクリーニング手段11がクリーニング枠体11dに設けられる。そして、軸線Ce方向においてクリーニング枠体11dの内側、すなわち、ドラム7の周面7aに近い側にある第1軸受部11g1は、ドラム7の半径方向においてクリーニング手段11から離れる側に逃げ部11g3を備える。
従来、軸受部の軸線方向に対して支持軸を傾けて挿入しようとすると、軸受部と支持軸との干渉が起こるため、支持軸の外径と軸受部の内径とのクリアランスによって許容される分だけしか支持軸を傾けることができない。これに対し、軸受部材11gに逃げ部11g3、11g4を設けることで、支持軸71aと軸受部材11gとが干渉することなく、軸受部材11gの軸線方向に対し、支持軸71aを傾けることができる(図7(A))。
ここで、ドラム7に働く力について説明する。ドラム7の周囲には、図2に示すように、プロセス手段であるクリーニングブレード11a、帯電ローラ8、現像ローラ10d、転写ローラ4等が配置され、それぞれドラム7に圧力が加わっている。さらに、画像形成時には、クリーニングブレード11aとドラム7とが摺擦することにより発生する摩擦力、ドラムギヤ71が転写ローラ4、現像ローラ10dを駆動することにより生じるギヤの噛合い力がドラム7に加わる。このため、ドラム7を支持するドラム支持軸71aは、軸受部材11gの中で常にこれらの力の合力の方向に加圧されている。
具体的には図2においてドラム7はクリーニングブレード11aに近づく方向に加圧されている。よって、図7に示すようにそのクリーニングブレード11aに近づく方向の加圧力を受ける第1軸受部11g1を、ドラム7の軸線方向においてドラム7の周面7aの近く側に設けている。そして、軸線方向において第1軸受部11g1の長さは、第2軸受部11g2の長さよりも長く設定されている。また、第1軸受部11g1は、ドラム7を斜めにした状態で挿入する際に、ドラム支持軸71aによる衝撃をより受け易い。そのため、第1軸受部11g1の長さを長くして、第2軸受部11g2よりも強度を強めておくことが好ましい。
《第2の実施形態》
図9に第2の実施形態としての、軸受部材111gを示す。軸受部材111gは、第1の実施形態の軸受部材11g(図8)と比較して、開口部が全て円周状ではなく一部においてストレート開口部Sを備えている点だけが異なる。図9(A)〜(D)は、図9(E)に示す位置において軸線方向から見た断面図である。すなわち、図9(A)は断面A2-A2、図9(B)は断面B2-B2、図9(C)は断面C2-C2、図9(D)は断面D2-D2である。
ストレート部Sは前述の平面Mに対して互いに垂直な二つの平行部となっており、その間隔Hはドラム支持軸71aの外径と嵌合する寸法となっている。ストレート開口部Sによって、これに垂直な方向が規制されるため、斜めからの挿入が行ない易くなる。
本実施形態では、第1軸受部111g1に関しては、図9(B)に示すように下側領域における円周部の一部と、平面Mとストレート開口部Sの交差位置により、円周方向の支持がなされる。また、第2軸受部111g2に関しては、図9(C)に示すように上側領域における円周部の一部と、平面Mとストレート開口部Sの交差位置により、円周方向の支持がなされる。
《第3の実施形態》
図10に第3の実施形態としての、軸受部材211gを示す。図10に示す実施形態は、第2の実施形態(図9)と比較して、平面Mに対し軸受部のストレート開口部Sを形成する領域Q(図10(B))が、逃げ部211g3が存在する側の空間に入り込んでいる点が異なる。しかし、本実施形態においても、第1逃げ部211g3(平面Mに対して上側に存在)は平面Mに対して第1軸受部211g1が設けられた側と反対側の位置に設けられる関係となる。
これは、実質的な第1軸受部211g1が平面Mに対して下側に存在するためである。即ち、図10(B)において、下側領域における円周部の一部と、平面Mとストレート開口部S2の交差位置により、円周方向の支持がなされる。本実施形態で、第2逃げ部211g4(平面Mに対して下側に存在)についても、平面Mに対して第2軸受部211g2と反対側の位置に設けられる関係となっている。
図10(A)〜(D)は、図10(E)に示す位置において軸線方向から見た断面図である。すなわち、図10(A)は断面A3-A3、図10(B)は断面B3-B3、図10(C)は断面C3-C3、図10(D)は断面D3-D3である。図10(B)でストレート開口部S2を備える第1軸受部211g1は平面Mを越えて逃げ部211g3の空間に入り込んでいるが、ドラム支持軸71aを軸受部に斜めから挿入しようとする際の障害とならない。
これは平面Mを越えて入り込んでいる部分の開口が円周状ではなくストレート状であるためである。本実施形態では、平面Mに関して、第1軸受部211g1と第2軸受部211g2が全て互いに反対側となるように位置する関係とはならないが、第1逃げ部211g3と第2逃げ部211g4は平面Mに関して互いに反対側となるように位置する関係となっている。即ち、平面Mに関して、第1逃げ部211g3は一方側に存在し、第2逃げ部211g4は他方側に存在する。
《第4の実施形態》
図11に第4の実施形態としての、軸受部材311gを示す。図11に示す実施形態は、前述した第1乃至第3の実施形態と比較して、軸受開口が円周部を備えない点だけが異なる。本実施形態における具体的な軸受開口の形状としては、ストレート開口部が1組でなく、3組備わる正六角形の形状となっている。図11(A)〜(D)は、図11(E)に示す位置において軸線方向から見た断面図である。すなわち、図11(A)は断面A4-A4、図11(B)は断面B4-B4、図11(C)は断面C4-C4、図11(D)は断面D4-D4である。
《第5の実施形態》
ここでは、接続部の変形例を示す。図12に示す軸受部材411gでは、接続部411g5が第1軸受部11g1、第2軸受部11g2と軸線方向に垂直な面ではなく斜めの面を介して接続されている。前述した第1乃至第4の実施形態では支持軸71aを斜めに挿入するとき、接続部の境界面は支持軸71aに対し斜めの面となっていたが、本実施形態では斜めに挿入するとき、接続部の境界面は支持軸71aに対し垂直の面となる。
また、図13に示す軸受部材511gでは、第1軸受部511g1と第2軸受部511g2が面M近傍に設けられた接続部511g5のみで接続されている。特に面Mに対して第2軸受部511g2の反対側は第1の実施形態で示した延長部11g6はない。このような構成にすることで軸受部材511gを小さくすることが可能になる。
以上、上述した実施形態で示したプロセスカートリッジは、軸がドラム側に設けられ、軸受部が枠体側に設けられるものであったが、これを逆にして軸が枠体側に設けられ、軸受部がドラム側に設けられる構成としても良い。この場合、枠体側に設けられた軸に対して相対的にドラムを傾けて取り付けを行うこととなる。そして、ドラム側に設けられる軸受部に関しては、前述した第1軸受部と前記第2軸受部を逆に配置したものとし、枠体側に設けられた軸の先端が最初に挿入される側にある軸受部を新たに第1軸受部とし、他方の軸受部を第2軸受部とする。ここで、軸の先端が最初に挿入される側にある軸受部は他方の軸受部より軸線方向に長く設けられると、強度的に好ましいことは前述した通りである。
また上述した実施形態で示したプロセスカートリッジは、単色画像を形成する場合を示したが、本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像あるいはフルカラー等)を形成するものとすることもできる。
従来のドラム組付け方法では、軸受部材、もしくは軸部材を感光体ドラムの両端に取り付けなければならず、部品点数が増え、組付け工数がかかってしまう。しかし、上述した実施形態では、軸受部材を一方の端部に取り付ければよい。また、ドラム支持軸の外径と枠体のリング状の軸受部の内径とのクリアランスを前提に、ドラム支持軸を軸線方向に対して傾けて挿入する方法と比較すると、本実施形態ではドラム支持軸の外径と軸受部材の内径とのクリアランスが小さくてすむ。そのため、位置決め精度を高くすることができる。また、枠体の軸線方向の長さ小さくすることができ、カートリッジの小型化に適する。
以上、電子写真画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限らず、光を用いずに磁気あるいは電気を作用させて潜像を形成するものであっても良い。
本発明によれば、感光体ドラムを枠体に支持させる際に、簡便に且つ精度良く取り付けることができる。
A…画像形成装置、B…プロセスカートリッジ、7…感光体ドラム、11g…軸受部材、11g1…第1軸受部、11g2…第2軸受部、11g3…第1逃げ部、11g4…第2逃げ部、71a…ドラム支持軸、Δ…隙間

Claims (14)

  1. 画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
    軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、
    枠体と、
    前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、
    前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部とは反対側に設けられ、前記軸線方向において前記第1軸受け部と隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、
    前記面に対して、前記第1軸受け部とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、
    前記面に対して、前記第2軸受け部とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、
    を有し、
    前記軸は前記第1軸受け部に支持される過程で、前記第1逃げ部に侵入可能であって、かつ、前記軸は前記第2軸受け部に支持される過程で、前記第2逃げ部に侵入可能であることを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記第1軸受け部は、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも前記感光体ドラムの周面に近くに位置していることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 感光体ドラムは、前記軸線方向の他端側に設けられた前記軸線方向の移動を規制する、前記枠体に設けられた第1規制部と当接する第1被規制部を有し、前記軸線方向において第1被規制部と前記軸の先端部との距離は、前記第1規制部と前記第1軸受け部の端部の距離よりも長いことを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
  4. 感光体ドラムは、前記軸線方向の一端側に設けられた前記軸線方向の移動を規制する、前記枠体に設けられた第2規制部と当接する第2被規制部を有し、前記第2規制部は、前記軸線方向において前記第1軸受け部の端部に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のカートリッジ。
  5. 感光体ドラムは、前記軸線方向の他端側に設けられた支持穴であって、前記感光体ドラムの前記軸線方向と直交する方向の位置決めをするための支持穴を有することを特徴とする特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  6. 前記軸線方向において前記第1軸受け部の長さは、前記第2軸受け部の長さよりも長いことを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
  7. 前記カートリッジは、前記感光体ドラムに作用するプロセス手段を備えたプロセスカートリッジである請求項1に記載のカートリッジ。
  8. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって
    軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、
    枠体と、
    前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、
    前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記軸線方向において隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、
    前記軸を前記第1軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、
    前記軸を前記第2軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第2軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  9. 前記第1軸受け部は、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも前記感光体ドラムの周面の近くに位置していることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 感光体ドラムは、前記軸線方向の他端側に設けられた前記軸線方向の移動を規制する、前記枠体に設けられた第1規制部と当接する第1被規制部を有し、前記軸線方向において第1被規制部と前記軸の先端部との距離は、前記第1規制部と前記第2軸受け部の端部の距離よりも長いことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 感光体ドラムは、前記軸線方向の一端側に設けられた前記軸線方向の移動を規制する、前記枠体に設けられた第2規制部と当接する第2被規制部を有し、前記第2規制部は、前記軸線方向において前記第1軸受け部の端部に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 感光体ドラムは、前記軸線方向の他端側に設けられた支持穴であって、前記感光体ドラムの前記軸線方向と直交する方向の位置決めをするための支持穴を有することを特徴とする特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  13. 画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、軸線方向の一端側に設けられた軸を備えた感光体ドラムと、枠体と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第1軸受け部と、前記枠体に設けられた、前記軸の円周を支持する第2軸受け部であって、前記軸が前記第1軸受け部に支持された際の軸線を含む面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記軸線方向において隙間を持って配置され、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2軸受け部と、前記軸を前記第1軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第1軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記感光体ドラムの半径方向において前記軸に対する前記第2軸受け部の接触部よりも外側に位置し、かつ、前記軸線方向において前記第2軸受け部よりも内側に位置する第1逃げ部と、前記軸を前記第2軸受け部に支持させる際に、前記軸の侵入を許容する、前記面に対して、前記第2軸受け部が設けられた側とは反対側に設けられ、前記半径方向において前記軸に対する前記第1軸受け部の接触部よりも外側であって、かつ、前記軸線方向において前記第1軸受け部よりも外側に位置する第2逃げ部と、を有するカートリッジにおける、前記枠体に前記感光体ドラムを取り付けるドラム取り付け方法において、
    前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態で、前記軸の一部が前記第1逃げ部に侵入するように前記感光体ドラムを移動させる第一工程と、
    前記第一工程の後に、前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態で、前記軸の一部が前記第2逃げ部に侵入するように前記感光体ドラムを移動させる第二工程と、
    前記感光体ドラムを前記軸線とは交差した状態から、前記軸が前記第1軸受け部と前記第2軸受け部に接触するように移動させる第三工程と、
    を有することを特徴とするドラム取り付け方法。
  14. 感光体ドラムの前記軸線方向の他端側に設けられた支持穴を、前記感光体ドラムの前記軸線方向と直交する方向において前記枠体に対して位置決めをする第四工程を有することを特徴とする特徴とする請求項13に記載のドラム取り付け方法。
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