JP5953930B2 - 支持機構及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、支持機構及び画像形成装置に関する。
画像形成装置の感光体を接地する手段の一例として、特許文献1には、感光体ドラムのドラム支持軸の端面にプランジャ型のアース接点を接触させて接地する構成が記載されている。
特開2000−132058号公報
本発明は、軸受を取り外した場合の軸受の位置決め用の部材と接地用電極との干渉を防ぐことを目的とする。
請求項1に係る発明は、軸受を支持し、当該軸受に支持される回転軸と交差する第1の方向に当該軸受が取り外されるように開放されている軸受支持部と、前記軸受支持部を固定端とする片持ち梁状に形成されており、前記軸受支持部に前記軸受が挿入された場合に前記回転軸の端面に押し退けられた状態で当該端面に接触して接地する接地用電極と、前記軸受の外周面に接触する軸受接触部と、前記回転軸側から前記接地用電極に接触する電極接触部とを有する接触部材とを有し、前記軸受接触部は、前記軸受支持部に前記軸受が挿入され且つ前記接触部材が第1の位置に位置する場合に、前記軸受の前記第1の方向への移動を規制するように前記軸受の外周面に接触すると共に、前記接触部材が前記第1の位置から前記回転軸と交差する第2の方向に移動させられた場合に、前記軸受の前記第1の方向への移動を規制しないように前記軸受から離れ、前記軸受支持部から前記軸受が取り外された場合に、前記接触部材の前記第2の方向と反対方向への移動に伴って前記軸受支持部から離れる方向に前記接地用電極が押し戻されるように、前記電極接触部と、前記接地用電極の前記電極接触部に接触する接触部位との少なくとも一方が前記第2の方向に対して傾斜させて形成されており、前記電極接触部は、前記軸受支持部から前記軸受が取り外された場合に、前記接触部材の前記第2の方向と反対方向への移動に伴って、前記接地用電極と前記接触部材とが干渉しないように、前記接地用電極に接触してガイドすることを特徴とする支持機構を提供する。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の支持機構において、筐体と、前記筐体の一面が開閉されるように設けられた開閉部と、前記開閉部が閉じられている場合に前記接触部材を前記第1の位置に位置させ、前記開閉部が開かれた場合に前記接触部材を前記第1の位置から前記第2の方向に移動させるリンク機構とを有することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の支持機構において、前記接地用電極は、前記軸受支持部に前記軸受が挿入される場合の挿入方向手前側を固定端とする片持ち梁状に形成されていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の支持機構において、前記軸受支持部は、前記軸受の周方向の2箇所で前記軸受の外周面に接触することによって前記軸受を支持し、前記軸受接触部は、前記軸受の周方向の1箇所で前記軸受の外周面に接触することによって前記軸受の前記第1の方向への移動を規制することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の支持機構と、像保持体と、前記像保持体の回転軸を支持するとともに前記軸受支持部に支持される軸受と、前記回転軸に駆動力を伝達する駆動手段と、前記像保持体に像を形成する像形成手段と、前記像保持体に形成された像を記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
請求項1又はに係る発明によれば、回転体を取り外した場合の軸受の位置決め用の部材と接地用電極との干渉を防ぐことができる。
請求項2に係る発明によれば、回転体を取り外した状態で筐体の開閉部を閉じることができる。
請求項3に係る発明によれば、固定端が挿入方向手前側でない場合と比べて、軸受支持部に軸受を容易に挿入することができる。
請求項に係る発明によれば、軸受の周方向の3箇所で軸受を支持する構成でない場合と比べて、軸受を正確に位置決めすることができる。
画像形成装置100の右側面図。 画像形成装置100の平面図。 画像形成装置100の右側面図。 画像形成装置100の右側面図。 画像形成装置100の左側面図。 画像形成装置100の左側面図。 リンク機構44の左側面図。 リンク機構44の右側面図。 接触部材45を示す図。 接地用電極50を示す図。 支持機構41Aを正面側から示した図。 軸受支持部42から軸受112が取り外された場合の図。 開閉部43が閉じられた場合の図。 図12におけるII-II方向の断面図。
図1は、画像形成装置100の右側面図である。同図は、画像形成に関連する主な構成要素を示している。同図において、右側が画像形成装置100の背面側、左側が正面側、手前側が右側面側、奥側が左側面側である。以下の説明において、「正面側」、「背面側」、「右側面側」、「左側面側」と記した場合、いずれも画像形成装置100を基準とした方向を指す。また、画像形成装置100の正面側から背面側に向かう方向を+X方向とし、画像形成装置100の右側面側から左側面側に向かう方向を+Y方向とし、画像形成装置100の下側から上側に向かう方向を+Z方向とする。図2以降の座標軸も同様の定義である。
制御部1は、演算装置であるCPU(Central Processing Unit)と、記憶装置であるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有し、CPUがROMに記憶されているOSを実行することによって画像形成装置100の各部を制御する。制御部1は、通信I/F(Interface)を有し、LAN(Local Area Network)を介して他の装置からデータを受信する。制御部1は、受信したデータをビットマップ形式の画像データに変換して書込部13に出力する。
媒体収容部31には、紙等、シート状の記録媒体Pが積み重ねられて収容されており、送り出しローラ32が感光体11の動作と同期させて記録媒体Pを1枚ずつ搬送路34に送り出す。搬送路34上に設けられた搬送ローラ33が駆動されることにより、記録媒体Pが搬送路34に沿って矢印Bの方向に搬送される。
感光体11(回転体、像保持体の一例)の周囲には、帯電部12、書込部13、現像部14、転写部15が設けられている。
感光体11は、モータ等の駆動手段(図示省略)により矢印Aの方向に回転駆動される回転体であり、その表面には、光の照射によって電位が変化する半導体で作製された感光層が設けられている。
帯電部12(像形成手段の一例)は、例えば、コロトロン型帯電装置、ローラ式帯電装置等であり、感光体11の表面を予め定められた電位に帯電させる。
書込部13(像形成手段の一例)は、画像データに基づいて感光体11に潜像を書き込む。具体的には、書込部13は、制御部1から供給された画像データで表される各画素の階調に対応するレーザビームLBを生成し、このレーザビームLBで感光体11の表面を感光体11の軸方向(主走査方向)に走査することによって潜像を形成する。感光体11が回転駆動されることによって主走査方向の走査線単位での潜像の書き込みが感光体11の周方向(副走査方向)に繰り返される。
現像部14(像形成手段の一例)は、感光体11に書き込まれた潜像を現像する。具体的には、現像部14の内部には、トナーとキャリアからなる2成分現像剤が収容されている。トナーは、樹脂製の粉体を黒色の色材で着色したものである。キャリアは、磁性体で作製された粉体である。現像部14の筐体は、感光体11に対向する側が開口しており、その内部には、感光体11と互いの外周面が対向するように現像ローラが設けられている。2成分現像剤は、回転駆動される現像ローラの外周面に付着する。現像ローラには、潜像と逆極性の現像バイアス電圧が印加され、この現像バイアス電圧によってトナーが帯電させられる結果、静電引力によりトナーが潜像上に移送される。このようにして潜像がトナーで現像され、感光体11にトナー像が形成される。
転写部15(転写手段の一例)は、例えば、コロトロン型帯電装置、ローラ式帯電装置等であり、搬送路34を挟んで感光体11と対向する位置に設けられている。転写部15には、感光体11上のトナー像と逆極性の転写バイアス電圧が印加され、この転写バイアス電圧によって記録媒体Pが帯電させられる結果、静電引力によりトナー像が記録媒体Pに転写される。
定着部16は、熱源を有する加熱部材と、加熱部材に押し当てられる加圧部材とを有し、加熱部材と加圧部材との間に媒体Pを挟んでトナー像を溶融・加圧することによって、トナー像を記録媒体Pに定着させる。
排出部35は、筐体40の上面において搬送路34の出口に設けられた、記録媒体Pが収まる大きさを有する窪みである。定着部16によってトナー像が定着された記録媒体Pが、搬送路34の出口から排出部35に排出される。
図2は、画像形成装置100の平面図(透視図)であり、感光体11の支持に関連する主な構成要素を示している。感光体11の回転軸111は、右側面側の端部を支持機構41Aに支持され、左側面側の端部を支持機構41Bに支持される。以下の説明では、特に断りのない場合、回転軸111の長手方向を軸方向といい、感光体11が回転する方向を周方向という。
図3、図4は、画像形成装置100の右側面図(透視図)である。図3は、接触部材45が第1の位置に位置する場合の図であり、図4は、接触部材45が第1の位置から第2の方向(矢印Dの方向)に移動させられて第2の位置に位置する場合の図である。
図5、図6は、画像形成装置100の左側面図(透視図)であり、支持機構41Aを拡大して示した図である。図5は、接触部材45が第1の位置に位置する場合の図であり、図6は、接触部材45が第1の位置から第2の方向(矢印Dの方向)に移動させられて第2の位置に位置する場合の図である。
図3、図4に示すように、開閉部43は、筐体40の正面側の側面と、それに連なる天板の一部とが一体化された扉である。開閉部43は、ヒンジ431によって筐体40と結合されており、ヒンジ431を支点として開閉される。接触部材45は、開閉部43が閉じられている場合に第1の位置に位置し(図3、図5参照)、開閉部43が開かれた場合に、第1の位置から第2の方向に移動させられて第2の位置に位置する(図4、図6参照)。
軸受支持部42は、軸受112を支持し、軸受112に支持される回転軸111と交差する第1の方向(矢印Cの方向)に軸受112が取り外されるように開放されている。具体的には、次のとおりである。
感光体11の回転軸111の端部は軸受112によって支持され、軸受112は軸受支持部42によって支持される。軸受支持部42は、第1支持部421と第2支持部422とを有する。第1支持部421と第2支持部422は、平面状に形成されており、軸受112の周方向の2箇所でそれぞれが軸受112の外周面に接触する。第1支持部421は、軸受112の下方に位置し、第2支持部422は、軸受112の背面側に位置する。第1支持部421は背面側に向かって下降するように傾斜を付けて設けられているため、第1支持部421と第2支持部422とにより、軸受112が脱落することなく支持される。軸受支持部42は、正面側斜め上方向(矢印Cの方向、第1の方向)に向けて開放されている。第1支持部421と第2支持部422から第1の方向に向かって延びる2本の軸受ガイド部423が筐体40に形成されており、感光体11の交換時には、軸受112が2本の軸受ガイド部423の間の空間を通過させられる。
図7は、リンク機構44の左側面図である。図8は、リンク機構44の右側面図である。リンク機構44は、開閉部43と接触部材45を連動させるための機構である。
第1リンク部材441の正面側の端部は、ヒンジ432(図2参照)によって開閉部43の背面側の面と連結されている。第2リンク部材442の正面側の端部付近には、第2リンク部材442の長手方向に延びる断面を有するガイド穴442aが形成されている。第1リンク部材441の背面側の端部に設けられたピン441aはガイド穴442aに通されており、第1リンク部材441は第2リンク部材442に対してピン441aを支点として回転し得るとともに、ガイド穴442aにそって移動し得る。
第2リンク部材442には、第2リンク部材442の長手方向に延びる断面を有するガイド穴442bが長手方向の2箇所に形成されている。ガイド穴442bの各々には、筐体40に固定された軸方向に延びる支柱444が通されており(図2参照)、第2リンク部材442は長手方向に移動し得る。
接触部材45は、支持部材454によって支持される。支持部材454は、例えば、箱状の部材であり、背面側斜め上方向に開口した開口部を有する。支持部材454の内部に接触部材45が収容され、接触部材45の外面と支持部材454の内面とが接触し合い、支持部材454に対して接触部材45が第2の方向(矢印Dの方向)とその反対の方向とに移動し得る。接触部材45の外側の底面と支持部材454の内側の底面との間には、バネ456が介在させられている。
支持部材454にはピン455が設けられている。第2リンク部材442の背面側の端部付近には、背面側斜め下に向かって延びる断面を有するガイド穴442cが形成されており、ピン455はガイド穴442cに通されている(図8参照)。正面側斜め下方向(矢印Dの方向、第2の方向)に延びる2つのガイド部46が筐体40に形成されており、接触部材45は2つのガイド部46に挟まれた状態で第2の方向とその反対方向とに移動し得る。
図9は、接触部材45を示す図である。
接触部材45は、軸受112の外周面に接触する軸受接触部451と接地用電極50に接触する電極接触部452とを有する。軸受支持部42に軸受112が挿入され、且つ、接触部材45が第1の位置に位置する場合に、軸受112の第1の方向への移動を規制するように軸受接触部451が軸受112の外周面に接触する。また、接触部材45が第1の位置から回転軸111と交差する第2の方向に移動させられた場合に、軸受112の第1の方向への移動を規制しないように軸受接触部451が軸受112から離れる。
軸受接触部451は、平面状に形成されており、軸受112の正面側から軸受112の外周面に接触させられる。また、接触部材45の外側の底面と支持部材454の内側の底面との間には、バネ456が介在させられているおり、バネ456の反発力により支持部材454に対して接触部材45が第2の方向と反対の方向に押し出されるので、第1の位置において、軸受接触部451が軸受112の外周面に押し当てられる。
電極接触部452は、軸受支持部42から軸受112が取り外された場合に、接触部材45の第2の方向と反対方向への移動に伴って、接地用電極50と接触部材45とが干渉しないように、接地用電極50に接触してガイドする。具体的には、次のとおりである。
軸受支持部42から軸受112が取り外された場合に、接触部材45の第2の方向と反対方向への移動に伴って軸受支持部42から離れる方向に接地用電極50が押し戻されるように、電極接触部452と、接地用電極50の電極接触部452に接触する接触部位54との少なくとも一方が第2の方向に対して傾斜させて形成されている。電極接触部452は、平面状に形成されており、回転軸111側から接地用電極50に接触させられる。電極接触部452は、第2の方向に対して傾斜させて形成されている。
図10は、接地用電極50を示す図である。
接地用電極50は、ネジ穴52が形成された固定部51を有し、固定部51が筐体40にネジで固定される。固定部51の上部には、接地用の電線を接続するための電線接続部55が設けられている。固定部51の下部には、固定部51から背面方向に延びる回転軸接触部53が形成されている。固定部51が筐体40に固定される結果、回転軸接触部53は固定部51を固定端とする片持ち梁を形成し、軸受支持部42に軸受が挿入された場合に、回転軸111の端面に接触させられる。回転軸接触部53の下部には、接触部材45の電極接触部452に接触させられる接触部位54が形成されている。接触部位54は、第2の方向に対して傾斜させて設けられている。
なお、支持機構41Bは、接触部材45が電極接触部452を備えない以外は支持機構41Aと同様に構成されている。また、支持機構41B側において、軸継手、歯車列等(図示省略)によって回転軸111がモータ70に接続される。
次に、本実施形態の動作について説明する。
まず、軸受支持部42に軸受112が挿入されている場合を想定する。
開閉部43が閉じられている場合、第1リンク部材441及び第2リンク部材442が背面側に押し込まれた状態となり、接触部材45は、第1の位置に位置させられる(図3、図7(b)、図7(c)、図8(b)、図8(c)参照)。第1の位置において、接触部材45の軸受接触部451が軸受112に接触することにより、軸受112の第1の方向への移動が規制される(図5参照)。軸受112は、軸受接触部451と、軸受支持部42の第1支持部421及び第2支持部422とにより、周方向の3点で支持されることにより位置決めがなされる。
開閉部43が開かれると(図4、図7(a)、図8(a)参照)、第1リンク部材441が回転しながら正面側に移動させられ、これに伴って、第2リンク部材442が正面側に移動させられる。ガイド穴442cは背面側斜め下に向かって延びているため、第2リンク部材442の移動に伴って、接触部材45が第2の方向に移動させられる。その結果、軸受接触部451が軸受112から離され、軸受112の第1の方向への移動が規制されなくなる(図6参照)。こうして、軸受112の位置決めが解除される。
図11は、上記の状態における支持機構41Aを正面側から示した図である。接地用電極50の回転軸接触部53は、回転軸111(同図では、軸受112に隠されている。)の端面に押し退けられた状態で当該端面に接触している。言い換えると、回転軸接触部53は、回転軸接触部53の部材自体の変形によって生じる復元力によって回転軸111の端面に押し当てられている。
図12は、軸受支持部42から軸受112が取り外された場合の図である。図14は、図12におけるII-II方向の断面図である。回転軸接触部53を押し退けていた回転軸111が取り外された結果、回転軸接触部53が軸受支持部42の方向に張り出している。
図12からわかるとおり、接触部材45の電極接触部452と接地用電極50の接触部位54とは、第2の方向(矢印Dの方向)に対して傾斜させて形成されており、互いに対向するように位置している。そのため、接触部材45が第2の方向と反対の方向に移動させられると、電極接触部452と接触部位54とが接触し、電極接触部452と接触部位54とが擦れ合いながら、軸受支持部42から離れる方向に接地用電極50が押し戻されることになる。
図13は、軸受支持部42から軸受112が取り外された状態で開閉部43が閉じられた場合の図である。接触部材45は、第1の位置に位置している。接地用電極50は、軸受支持部42から離れる方向に押し戻されている。
本実施形態によれば、感光体11を取り外した場合に接触部材45と接地用電極50とが干渉しない。つまり、本実施形態は、感光体11を取り外したままでも開閉部43が閉じるように構成されている。
また、本実施形態では、接触部材45が、軸受112の位置決めの機能と、接地用電極50を押し戻す機能とを兼ね備えるから、これらの機能を別々の部品で実現する構成と比べて、部品数が少なくなる。
また、本実施形態では、軸受112の周方向の3箇所で軸受112を支持するから、このような構成でない場合と比べて、軸受112が正確に位置決めされる。
<変形例>
上記の実施形態を以下に示す変形例のように変形してもよい。また、実施形態と変形例を組み合わせてもよい。また、複数の変形例を組み合わせてもよい。
実施形態では、接触部材45の電極接触部452と、接地用電極50の接触部位54との両方が第2の方向に対して傾斜させて形成されている例を示したが、電極接触部452と接触部位54とのいずれか一方が第2の方向に対して傾斜させて形成されていてもよい。また、電極接触部452と接触部位54は曲面でもよい。要するに、接触部材45が第2の方向と反対の方向に移動させられた場合に、電極接触部452と接触部位54とが擦れ合いながら、軸受支持部42から離れる方向に接地用電極50が押し戻されるように構成されていればよい。
実施形態では、接地用電極50の固定部51がネジ等で筐体40に固定され、回転軸接触部53の部材自体の復元力によって回転軸接触部53が回転軸111の端面に押し当てられる例を示したが、例えば、固定部51をヒンジとし、ヒンジを開かせる方向の復元力を生じるバネが設けられた構成を採用してもよい。
実施形態では、回転体の一例として感光体11を示したが、例えば、現像ローラ、ローラ式の帯電装置、ローラ式の転写装置等の回転軸の軸受の支持機構として本発明を適用してもよい。
実施形態では、感光体11を単独で交換する例を示したが、帯電部12、現像部14、感光体11に残留したトナーを取り除く除去部等、感光体11の周辺に設けられる構成要素の1つ以上を感光体11と一体化したカートリッジを用いる画像形成装置に本発明を適用してもよい。
実施形態では、周方向の3点で軸受112を支持することにより軸受112を位置決めする例を示したが、例えば、軸受112の外周面に沿う曲面が形成された軸受支持部を設けてもよい。
実施形態では、接触部材45の移動を開閉部43の開閉に連動させる例を示したが、例えば、リンク機構44を設けずに、ユーザが接触部材45を操作するようにしてもよい。
100…画像形成装置、1…制御部、11…感光体、111…回転軸、112…軸受、12…帯電部、13…書込部、14…現像部、15…転写部、16…定着部、31…媒体収容部、34…搬送路、35…排出部、40…筐体、41A…支持機構、41B…支持機構、42…軸受支持部、421…第1支持部、422…第2支持部、423…軸受ガイド部、43…開閉部、431…ヒンジ、432…ヒンジ、44…リンク機構、441…第1リンク部材、441a…ピン、442…第2リンク部材、442a…ガイド穴、442b…ガイド穴、442c…ガイド穴、444…支柱、45…接触部材、451…軸受接触部、452…電極接触部、454…支持部材、455…ピン、456…バネ、46…ガイド部、50…接地用電極、51…固定部、52…ネジ穴、53…回転軸接触部、54…接触部位、55…電線接続部、70…モータ

Claims (5)

  1. 軸受を支持し、当該軸受に支持される回転軸と交差する第1の方向に当該軸受が取り外されるように開放されている軸受支持部と、
    前記軸受支持部を固定端とする片持ち梁状に形成されており、前記軸受支持部に前記軸受が挿入された場合に前記回転軸の端面に押し退けられた状態で当該端面に接触して接地する接地用電極と、
    前記軸受の外周面に接触する軸受接触部と、前記回転軸側から前記接地用電極に接触する電極接触部とを有する接触部材と
    を有し、
    前記軸受接触部は、前記軸受支持部に前記軸受が挿入され且つ前記接触部材が第1の位置に位置する場合に、前記軸受の前記第1の方向への移動を規制するように前記軸受の外周面に接触すると共に、前記接触部材が前記第1の位置から前記回転軸と交差する第2の方向に移動させられた場合に、前記軸受の前記第1の方向への移動を規制しないように前記軸受から離れ、
    前記軸受支持部から前記軸受が取り外された場合に、前記接触部材の前記第2の方向と反対方向への移動に伴って前記軸受支持部から離れる方向に前記接地用電極が押し戻されるように、前記電極接触部と、前記接地用電極の前記電極接触部に接触する接触部位との少なくとも一方が前記第2の方向に対して傾斜させて形成されており、
    前記電極接触部は、前記軸受支持部から前記軸受が取り外された場合に、前記接触部材の前記第2の方向と反対方向への移動に伴って、前記接地用電極と前記接触部材とが干渉しないように、前記接地用電極に接触してガイドする
    ことを特徴とする支持機構。
  2. 筐体と、
    前記筐体の一面が開閉されるように設けられた開閉部と、
    前記開閉部が閉じられている場合に前記接触部材を前記第1の位置に位置させ、前記開閉部が開かれた場合に前記接触部材を前記第1の位置から前記第2の方向に移動させるリンク機構と
    を有することを特徴とする請求項1に記載の支持機構。
  3. 前記接地用電極は、前記軸受支持部に前記軸受が挿入される場合の挿入方向手前側を固定端とする片持ち梁状に形成されている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の支持機構。
  4. 前記軸受支持部は、前記軸受の周方向の2箇所で前記軸受の外周面に接触することによって前記軸受を支持し、
    前記軸受接触部は、前記軸受の周方向の1箇所で前記軸受の外周面に接触することによって前記軸受の前記第1の方向への移動を規制する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の支持機構。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の支持機構と、
    像保持体と、
    前記像保持体の回転軸を支持するとともに前記軸受支持部に支持される軸受と、
    前記回転軸に駆動力を伝達する駆動手段と、
    前記像保持体に像を形成する像形成手段と、
    前記像保持体に形成された像を記録媒体に転写する転写手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
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