JP5858766B2 - カートリッジ、カートリッジの製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図21〜図24を参照し、従来のプロセスカートリッジについて説明する。図21は、従来のプロセスカートリッジの概略断面図である。図22は、スクイシート203に初期テンションを付加したときの概略図である。図23は、スクイシート203の先端203aがうねったクリーニング容器201の状態説明図である。図24は、スクイシート203が両面テープ204の貼りズレによって、貼り付けられてしまった一例である。
一般的に、電子写真画像形成装置では、画像形成時に以下のような工程が繰り返される。まず、感光層を外周面に有する像担持体である電子写真像担持体(像担持体202)に静電潜像を形成する。トナー容器300、現像容器301、現像剤担持体302を経由して現像手段から搬送された現像剤によりこの静電潜像を像として現像(顕像化)し、得られた像を転写材に転写する。また、1つの画像形成工程終了後に像担持体表面に残留した現像剤及びその他の付着物を次の画像形成工程開始前にクリーニング手段によって十分に除去している。
クリーニング手段の一例として、クリーニングブレード205と、スクイシート203と、クリーニング容器201とで構成されたものがある。クリーニングブレード205は、像担持体202上に残留したトナーを掻き落とすためのものであり、スクイシート203は、掻き落としたトナーをすくい取るためのものであり、それぞれ像担持体202表面に接触するように設けられている。クリーニング容器201は、すくい取った廃トナーを溜めるための廃トナー室200を備えている。スクイシート203は、二軸延伸ポリエステルからなり、クリーニング容器201の所定位置(取付面201a)に両面テープ204によって貼り付けられている。ここで、像担持体202と接触するスクイシート203は、先端203aのうねりや倒れ等が無く精度良く貼り付けられる必要がある。例えば、図23に示すように、スクイシート203自体のシワや、環境変動等によりスクイシート203の先端203aにうねりwが生じることがある。このようなうねりを防止するため、スクイシート203は、先端203aに張力(テンション)を与えられて反り量m(初期テンション量)を得るように貼り付けられている。また、両面テープ204が像担持体202側にはみ出して貼り付けられてしまった場合、スクイシート203が両面テープ204に沿って図24に示すように貼り付けられ、像担持体202との間に隙間qが生じてしまうことがある。このように貼り付けられてしまうと、スクイシート203の先端203aが像担持体202表面に完全に密着できず、その結果、クリーニングブレード205で掻き落とした現像剤を確実にすくい取れなくなる。このような貼り付け状態を防止するため、両面テープ204がはみ出さないようにクリーニング容器201の取付面201aの幅o1を十分に確保することが行われている(特許文献1参照)。なお、206a、206bは、像担持体端部シール部材であり、207は、帯電ローラである。
また、現像手段の一例として、現像ブレードユニット305と、吹き出し防止シート303と、を備えたものがある。現像ブレードユニット305は、現像剤担持体302の回転方向の上流側に現像剤担持体302に担持されている現像剤の層厚を規制するためのものである。吹き出し防止シート303は、現像剤担持体302の回転方向の下流側に現像容器301内部から外部への現像剤の吹き出し(漏出)を防止するためのものである。これら現像ブレードユニット305及び吹き出し防止シート303は、現像剤担持体302の表面に接触するように設けられている。また、吹き出し防止シート303は、ニ軸延伸ポリエステルにより形成されており、現像容器301の所定位置(取付面)に両面テープ304によって貼り付けられている。吹き出し防止シート303に関しても前述のスクイシート203と同様、吹き出し防止シート303は先端部のうねりや倒れ等が無く精度良く貼り付けられる必要がある。精度良く貼り付けられていない場合、吹き出し防止シート303先端が現像剤担持体302表面に完全に密着できず、その結果、この間隙から現像容器301内の現像剤が吹き出してしまうからである。また、スクイシート203と同様、吹き出し防止シート303自体のシワや環境変動等により、吹き出し防止シート303の先端部にうねりが生じることがある。このようなうねりを防止する為、吹き出し防止シート303も先端に張力(テンション)を与えられ、ある反り量(初期テンション量)を得るように貼り付けられている。なお、306a、306bは、現像剤担持体端部シール部材である。
以上のように、スクイシート203や吹き出し防止シート303(以下、薄板部材)等は、両面テープを用いてクリーニング容器201や現像容器301(以下、枠体)に貼り付けられる。そして、その貼り付け位置は枠体からの現像剤漏れ防止に大きく影響するため重要である。このため、現像剤の漏れ防止のため両面テープを高精度に枠体に貼り付ける必要があり、薄板部材先端のうねりや倒れを防止することが重要である。
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体よりも縦弾性係数の小さい熱可塑性樹脂で、前記枠体に射出成形される接着部材と、を備え、
前記薄板部材は、短手方向の一端部が前記接着部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられるととともに、他端部が前記回転体に当接する構成であり、
前記枠体は、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制されるように前記薄板部材に当接可能な規制部を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジの製造方法は、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジは、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体よりも縦弾性係数の小さい熱可塑性樹脂で、前記枠体に形成された接着部材と、を備え、
前記接着部材は、前記枠体に射出成型により形成した後、
前記薄板部材は、短手方向の一端部を前記接着部材に溶着し、他端部が前記回転体に当接するように前記枠体に取り付けたものであって、
前記枠体に設けた規制部を前記薄板部材に当接可能とし、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係るカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体に成形された、前記枠体よりも縦弾性係数の小さい接着部材と、を備え、
前記薄板部材は、短手方向の一端部が前記枠体に成形された前記接着部材に取り付けられるととともに、他端部が前記回転体に当接する構成であり、
前記枠体は、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制されるように前記薄板部材に当接可能な規制部を有することを特徴とする。
上記カートリッジを備えることを特徴とする。
軸線方向)である。また、プロセスカートリッジの左右とはプロセスカートリッジを電子画像形成装置本体に装着する方向から見て左または右である。また、プロセスカートリッジの上面とはプロセスカートリッジを電子画像形成装置本体に装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
図1を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置本体の構成について説明する。図1は、画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタ(以下「画像形成装置本体」という)の概略断面図である。画像形成装置本体100は、Y、M、C、Bk各色のプロセスカートリッジ2と、中間転写ベルト(中間転写体)35と、定着部50と、排出ローラ群53、54、55と、排出トレイ56と、を備える。4色のプロセスカートリッジ2は、画像形成装置本体100に対して個別に着脱可能に構成されている。
図2を参照して、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジ2の構成について説明する。図2は、プロセスカートリッジ2の概略断面図である。なお、Y、M、C、Bkの各カートリッジは同一構成である。プロセスカートリッジ2は、クリーニングユニット2aと、現像ユニット2bに分かれている。
供給ローラ72は、図2の矢印Z方向に回転することによって、トナーを現像剤担持体22に供給する。現像剤担持体22上に供給されたトナーは、現像剤担持体22のY方向の回転によって現像剤規制部材(現像ブレードユニット)73のところに至る。現像剤規制部材73は、トナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層を形成する。現像剤規制部材73によって規制されたトナーは、像担持体21と現像剤担持体22とが接触した現像部に搬送された上で、現像剤担持体22に印加された現像バイアスによって像担持体21上に現像される。像担持体21上に現像されたトナーが中間転写体35に一次転写された後、像担持体21上に残留した廃トナーがクリーニングブレード28によって除去される。除去された廃トナーは、廃トナー室(現像剤収納部)30に溜められる。
図3〜図5を参照して、クリーニングユニット2aの構成について説明する。図3は、クリーニング部材と像担持体21を示す模式構成断面図、図4は、クリーニング部材の構成を示す模式断面図、図5は、クリーニング手段を図4中の矢印a方向から見た構成説明図である。
図6〜図8を参照して、現像ユニット2bの構成について説明する。図6は、吹き出し防止シート16と現像ブレードユニット73と現像剤担持体端部シール部材95a、95bと現像剤担持体22を示す模式構成断面図である。図7は、吹き出し防止シート16と現像ブレードユニット73と現像剤担持体端部シール部材95a、95bの構成を示す模式断面図である。図8は、図7中の矢印a方向から見た構成説明図である。
シート16が設けられている。また、トナーを収納する現像容器71と、現像容器71からトナーが漏れ出ないように現像ブレードユニット73の両端部に配した現像剤担持体端部シール部材95a、95bと、現像ブレード下シール93とを有している。これら各部材が現像容器71に組み込まれて現像ユニット2bが構成されている。
図9〜図11を参照して、エラストマ部材10を成形する工程を説明する。図9は、接着部材としてのエラストマ部材の成形について説明する図である。図9(a)は、クリーニング容器24の概略図と注入口部の概略拡大図である。図9(b)は、クリーニング容器24にエラストマ成形金型83を型締めした状態の概略図である。図9(c)は、図9(b)のA−A概略断面図である。図9(d)は、図9(b)のB−B概略断面図である。図10は、図9(b)のA−A概略断面図であり、エラストマ部材10の成形時の様子を示す図である。図11は、エラストマ部材10の成形時の様子を示す概略図である。
り、クリーニング容器24に一体的なエラストマ部材10が成形される。
図12を参照して、クリーニング容器24または現像容器71(以下、枠体)に射出成形で一体成形されるエラストマ部材10、11、12、13の成形形状について説明する。図12は、本発明の実施例におけるエラストマ部材を枠体に成形したときの成形形状の概略図であり、図12(a)は概略正面図、図12(b)は概略断面図である。
また、図12(b)に示すようにエラストマ部材10の成形時自由長(高さ)hを0.5mm以上確保して成形し、且つ枠体にk=0.3mm喰い込ませて成形している。すなわち、エラストマ部材10の一部が枠体の凹部内に注入し成形される。これは、高温下の環境放置で枠体の線膨張での伸びの影響をエラストマ部材10のシート溶着部に与えないための構成であると同時に、枠体にエラストマ部材を固定するための構成である。また、エラストマ部材10の溶着前のシート部材取付面(接触位置)24の高さは、枠体のシート部材規制部のシート部材との接触面(接触位置)の高さより、エラストマ部材溶けシロiだけ高くなるように構成されている。
m、r:1.6mm、p1、p2:0.75〜1.05mmである。ここで、hはエラストマ部材成形時自由長、iはエラストマ部材溶けシロ、jはエラストマ部材成形幅(上辺)、kはエラストマ部材の容器への喰い込み量、rはエラストマ部材成形幅(底辺)である。
図13〜図18を参照して、本発明の実施例におけるシートを溶着する工程について、レーザ溶着を用いた場合を例にとり、説明する。図13は、スクイシートを取り付けたクリーニング容器の概略構成図であり、図13(a)は、スクイシート15にうねりが発生していない状態、図13(b)は、スクイシート15の短手方向の他端部である先端15aがうねった状態をそれぞれ示す。図14は、スクイシート上端にテンションを付与する方法を説明する図である。図14(a)は、スクイシート15にテンションをかけた状態でクリーニング容器24のシート部材取付面24dに置いた状態を示す図である。テンションは、不図示のシート引張り治具によってスクイシート15の上端15a側における長手方向の両端部2箇所15c、15dを把持して矢印L1,L2方向に引っ張ることにより発生させる。図14(b)は、スクイシート15の上端15aにテンションが付与された状態を示す図である。図15は、クリーニング容器24に成形されたエラストマ部材10を溶融させスクイシート15の一端部15bを溶着させている状態を示す説明図である。図16は、図15の状態の断面図である。図17は、図16の部分拡大図である。図18は、スクイシート15をエラストマ部材10に溶着させたクリーニング容器24を示す説明図である。
シート15を透過して、クリーニング容器24に成形されたエラストマ部材10のシート部材取付面24dで吸収される。シート部材取付面24dで吸収されたレーザ光は熱に変換され、シート部材取付面24dは発熱しその熱で、エラストマ部材10が溶融しシート部材取付面24dに接しているスクイシート15の一端部15bと溶着(接着)させることが可能となる。加熱溶着後、押圧治具45が外されて圧縮された状態から解放されることでエラストマ部材10は押圧方向に弾性的に復元して高さが増す。これにより、エラストマ部材10とスクイシート15の接触位置が、シート規制面49の高さよりも高くなる。
Claims (26)
- 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体よりも縦弾性係数の小さい熱可塑性樹脂で、前記枠体に射出成形される接着部材と、を備え、
前記薄板部材は、短手方向の一端部が前記接着部材に溶着されることにより前記枠体に取り付けられるととともに、他端部が前記回転体に当接する構成であり、
前記枠体は、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制されるように前記薄板部材に当接可能な規制部を有することを特徴とするカートリッジ。 - 前記接着部材の縦弾性係数は、前記薄板部材の縦弾性係数よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
- 前記接着部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のカートリッジ。 - 前記接着部材は、前記枠体に設けられた凹部内に射出成形されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカートリッジ。
- 前記接着部材は、短手方向に延びる断面において、前記枠体と接触する面と、前記薄板部材を接着する面とを有し、それ以外の面の少なくとも一部は前記枠体と接触しないように構成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のカートリッジ。
- 前記回転体は、像担持体であり、
前記枠体は、前記像担持体から除去された現像剤を収容するクリーニング容器であり、
前記薄板部材は、除去された現像剤を前記クリーニング容器に導くべく、前記像担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 前記枠体は、現像容器であり、
前記回転体は、像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤担持体であり、
前記薄板部材は、前記現像容器と前記現像剤担持体との間から現像剤が漏れるのを防ぐべく、前記現像剤担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジは、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、
前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体よりも縦弾性係数の小さい熱可塑性樹脂で、前記枠体に形成された接着部材と、を備え、
前記接着部材は、前記枠体に射出成型により形成した後、
前記薄板部材は、短手方向の一端部を前記接着部材に溶着し、他端部が前記回転体に当接するように前記枠体に取り付けたものであって、
前記枠体に設けた規制部を前記薄板部材に当接可能とし、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制することを特徴とするカートリッジの製造方法。 - 前記接着部材の縦弾性係数は、前記薄板部材の縦弾性係数よりも小さいことを特徴とする請求項8に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記薄板部材は、加熱することで前記接着部材に溶着することを特徴とする請求項8または9に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記接着部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であり、
前記接着部材に近赤外線を吸収させ、発熱させることにより、前記薄板部材を溶着することを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。 - 前記薄板部材を前記接着部材に溶着する際において、前記規制部は、前記接着部材を圧縮する方向に前記薄板部材の位置を規制可能であることを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記接着部材と前記薄板部材との接触位置は、前記規制部が前記薄板部材を規制する際における前記薄板部材と前記規制部との接触位置よりも高くなるように配置した後、溶着することを特徴とする請求項12に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記接着部材は、前記枠体に設けられた凹部内に注入し成形することを特徴とする請求項8〜13のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記接着部材は、短手方向に延びる断面において、前記枠体と接触する面と、前記薄板部材を接着する面とを有し、それ以外の面の少なくとも一部は前記枠体と接触しないようにして構成することを特徴とする請求項8〜14のいずれか1項に記載のカートリッジの
製造方法。 - 前記接着部材は、前記枠体に型を当接して形成する成形空間内に、前記枠体とは異なり前記枠体よりも縦弾性係数の小さい熱可塑性樹脂を注入し成形することにより、前記枠体に一体成形することを特徴とする請求項8〜15のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。
- 前記回転体は、像担持体であり、
前記枠体は、前記像担持体から除去された現像剤を収容するクリーニング容器であり、
前記薄板部材は、除去された現像剤を前記クリーニング容器に導くべく、前記像担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項8〜16のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。 - 前記枠体は、現像容器であり、
前記回転体は、像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤担持体であり、
前記薄板部材は、前記現像容器と前記現像剤担持体との間から現像剤が漏れるのを防ぐべく、前記現像剤担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項8〜16のいずれか1項に記載のカートリッジの製造方法。 - 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
現像剤収納部を備えた枠体と、
前記現像剤収納部の開口部において前記枠体に対して回転可能に構成された回転体と、前記枠体に取り付けられ、前記枠体と前記回転体との間から現像剤が漏れ出るのを防ぐべく、前記回転体に当接する薄板部材と、
前記枠体に成形された、前記枠体よりも縦弾性係数の小さい接着部材と、を備え、
前記薄板部材は、短手方向の一端部が前記枠体に成形された前記接着部材に取り付けられるととともに、他端部が前記回転体に当接する構成であり、
前記枠体は、前記薄板部材の前記他端部の位置が前記回転体に当接する位置に規制されるように前記薄板部材に当接可能な規制部を有することを特徴とするカートリッジ。 - 前記接着部材の縦弾性係数は、前記薄板部材の縦弾性係数よりも小さいことを特徴とする請求項19に記載のカートリッジ。
- 前記接着部材は、近赤外線を吸収するカーボンブラックを含み、
前記薄板部材は、近赤外線を透過することが可能であることを特徴とする請求項19または20に記載のカートリッジ。 - 前記接着部材は、前記枠体に設けられた凹部内に成形されることを特徴とする請求項19〜21のいずれか1項に記載のカートリッジ。
- 前記接着部材は、短手方向に延びる断面において、前記枠体と接触する面と、前記薄板部材を接着する面とを有し、それ以外の面の少なくとも一部は前記枠体と接触しないように構成されていることを特徴とする請求項19〜22のいずれか1項に記載のカートリッジ。
- 前記回転体は、像担持体であり、
前記枠体は、前記像担持体から除去された現像剤を収容するクリーニング容器であり、
前記薄板部材は、除去された現像剤を前記クリーニング容器に導くべく、前記像担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項19〜23のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 前記枠体は、現像容器であり、
前記回転体は、像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤担持体であり、
前記薄板部材は、前記現像容器と前記現像剤担持体との間から現像剤が漏れるのを防ぐべく、前記現像剤担持体に当接する可撓性シート部材であることを特徴とする請求項19〜23のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 請求項1〜7、19〜25のいずれか1項に記載のカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
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