JP6156721B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関する。
従来から、像担持体としての感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等からなる画像形成部を複数備え、複数の画像形成部を中間転写ベルトに対して並列に配置したタンデム型の画像形成装置が知られている。このようなタンデム型の画像形成装置においては、画像形成部の現像装置は、現像装置の現像剤収容部の外壁が、中間転写ベルト移動方向上流側でこの画像形成部に隣接する画像形成部のクリーニング装置と所定の隙間を有して対向している。
現像装置は、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌搬送部材により攪拌搬送し、搬送された現像剤を現像ローラに供給し、現像ローラに担持した現像剤のトナーを感光体の潜像に付着させて、感光体の潜像を現像する。現像剤収容部内の現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動した際に、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像装置内を温度上昇させる。
現像装置内の温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下してトナー付着量が増加し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、像担持体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。特に、近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。
特許文献1には、タンデム型画像形成装置において、互いに隣り合う画像形成部の間に空気を流すことで、各画像形成部を冷却する画像形成装置が記載されている。具体的には、感光体の軸方向一端側に送風手段たる送風ファンを配置し、送風ファンにより感光体の軸方向一端側からから他端側へ向けて空気を送風して、互いに隣り合う画像形成部の間に空気を流している。
また、特許文献2には、タンデム型画像形成装置において、各画像形成部の現像装置を液冷装置で冷却する画像形成装置が記載されている。具体的には、各現像装置の現像剤収容部の外壁に受熱部を設け、冷却液をラジエータと各受熱部との間を循環させて、現像装置を冷却している。
特許文献1に記載の画像形成装置においては、互いに隣り合う画像形成部の間に空気を流すことで、一方の画像形成装置の現像装置の現像剤収容部外壁と他方の画像形成部のクリーニング装置との間の隙間に空気が流れる。これにより、現像装置の現像剤収容部を空冷することができ、現像装置の温度上昇を抑制することができる。
通常、現像装置と中間転写ベルトとの間には、隙間が形成されており、クリーニング装置と中間転写ベルトとの間にも隙間が形成されている。また、通常、現像装置の中間転写ベルトと反対側には、露光装置が配置されており、露光装置と現像装置との間、クリーニング装置と現像装置との間にも隙間が形成されている。よって、現像装置とクリーニング装置との間の隙間は、露光装置と現像装置とのクリーニング装置との間の空間と、中間転写ベルトと現像装置とのクリーニング装置との間の空間とにそれぞれ連通している。
このため、特許文献1に記載の画像形成装置においては、現像装置とクリーニング装置との間に流れた空気の一部が、上記空間に流出してしまう。その結果、空気の流れ方向下流側の流量が低下し、現像装置の現像剤収容部が、良好に冷却できないという課題がある。
また、特許文献2に記載の画像形成装置においては、現像剤収容部の外壁に設けられた受熱部により現像剤収容部の熱を良好に吸熱することができ、現像剤収容部の温度上昇を抑制できる。しかしながら、特許文献2に記載の画像形成装置においては、冷却液を各受熱部とラジエータとの間で循環させるための冷却管、冷却液を搬送させるためのポンプ、冷却液を冷すためのラジエータなど、多くの部品が必要となり、装置のコストアップに繋がる。また、多くの部品を装置内に納める必要があり、装置が大型化するおそれもある。
なお、上記課題は、タンデム型画像形成装置に限られるものではない。例えば、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置においても、現像剤収容部の現像剤を現像装置に補給する際に、現像剤収容部の現像剤が攪拌搬送部材により攪拌搬送される。このとき、攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像剤補給装置が温度上昇する。このため、この現像剤補給装置と、この現像剤補給装置に隣接する装置との間に空気を流して空冷する場合や、液冷する場合においても、上記と同様な課題が生じうる。
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、安価な構成で、現像剤収容部の温度上昇を良好に抑制できる画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材を備えた現像剤収容部を有する第1ユニットと、前記第1ユニットの前記現像剤収容部の外壁と対向配置された第2ユニットとを備えた画像形成装置において、前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と、前記第2ユニットの前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する壁部との隙間の一端から他端に向けて空気を送風する送風手段と、前記送風手段によって第1ユニットと前記第2ユニットとの隙間に送られる空気の送風方向と直交する方向に切った断面において、上記隙間と連通する空間に空気が流出するのを規制する規制部とを備え、前記規制部は、前記第1ユニットから前記第2ユニットに向けて突出させた突出部であり、前記現像剤収容部の第2ユニットと対向する外壁に放熱部が形成されており、前記放熱部、および前記規制部が、同じ金属からなる一体物であることを特徴とするものである。
本発明によれば、第2ユニットの現像剤収容部の外壁と、第1ユニットの第2ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する壁部との間に送られた空気が、規制部により、隙間と連通する空間へ流出するのを抑制することができる。これにより、空気の流れ方向下流側まで第1ユニットと、第2ユニットの現像剤収容部の外壁との間に所定の流量の空気を流すことができる。従って、現像剤収容部の空気の流れ方向下流側まで、良好に冷却することができ、現像剤収容部の温度上昇を良好に抑制することができる。
実施形態に係る複写機の概略構成図。 プロセスカートリッジを示す概略構成図。 現像ユニットの現像ケースの断面図。 現像ケースの斜視図。 現像ユニットの断面斜視図。 K色の現像ユニットと、このK色の現像ユニットに隣接して設けられたC色のドラムクリーニングユニットとを示す概略構成図。 現像ユニットが取り外されたC色のプロセスカートリッジの部分断面斜視図。 支持レールの斜視図。 支持レールを取り付け面側から見た斜視図。 プロセスカートリッジを装置本体に装着するときの様子を支持レールとともに示す図。 プリンタ部を上から見た概略図。 現像ユニットの変形例を示す図。 図12に示した現像ユニットとドラムクリーニングユニットとを上から見た図。 図13の前側付近の断面図。 図13の排気ダクトの連通口付近を示す斜視図。 ドラムクリーニングユニットに規制部を設けた形態を示す図。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機(以下、単に「複写機」という)の一実施形態(以下、単に「実施形態1」という)について説明する。
図1は、実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kからなる画像形成ユニット20を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kの他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25などが配設されている。
光書込ユニット21は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
図2は、プロセスカートリッジ18を示す概略構成図である。ここで、各プロセスカートリッジ18の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字(Y,C,M,K)を省略して、プロセスカートリッジ18の構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ18は、ドラム状の感光体1と、感光体1の周りに配置されたドラムクリーニングユニット72、帯電ユニット71及び現像ユニット4を備えている。
ドラムクリーニングユニット72は、感光体1の回転軸方向に長尺な弾性部材であるクリーニングブレード72aと、排出スクリュ72bとから主に構成されている。クリーニングブレード72aにおけるその長尺方向に延びる一辺(当接辺)をエッジ部として感光体1の表面に押しつけて、感光体1表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去する。除去されたトナーは、排出スクリュ72bによってドラムクリーニングユニット72の外に排出される。また、ドラムクリーニングユニット72には、直流電圧を印加された除電部材72cが配置されている。
帯電ユニット71は、感光体1に当接するように配置された帯電ローラ71aと、この帯電ローラ71aに当接して回転する帯電ローラクリーナ71bとから主として構成されている。
現像ユニット4は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ5と、現像剤を収容する現像剤収容部3とを備えている。また、現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
現像剤収容部3は、第一仕切り壁133と第二仕切り壁134とにより、供給搬送路9と回収搬送路7と攪拌搬送路10とに仕切られている。
供給搬送路9には、現像ローラ5に現像剤を供給しながら図2の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8が配置されている。供給スクリュ8は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側に配置され、現像部を通過した現像済みの現像剤は、回収搬送路7に落下し回収される。回収搬送路7には、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路としての回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
攪拌搬送路10は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部133a(図4参照)となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの搬送路は第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、回収スクリュ6による現像剤搬送下流側が開口部134a(図4参照)となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
また、供給搬送路9には、供給搬送路9内の現像剤が所定の嵩を越えた場合にその一部を現像ユニット4の外部に排出する現像剤排出口94を有している。さらに、現像剤排出口94から排出された現像剤を現像ユニットの外部に搬送する排出搬送スクリュ2aを備えた排出搬送路2も有している。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように仕切り壁135に設けられた開口である。
帯電手段たる帯電ユニット71によって、感光体1の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1の表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体1表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像手段たる現像ユニット4によって現像されてトナー像となる。
感光体1上に形成されたトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1の表面は、ドラムクリーニングユニット72のクリーニングブレード72aによって転写残トナーがクリーニングされる。クリーニングされた感光体1は、除電部材72cによって除電される。そして、帯電ユニット71によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kについて同様である。
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置22について説明する。
中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
複写機本体の下部に設けられた給紙装置200には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット44が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路46に向けて送り出される。
給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46は、複数の搬送ローラ対47と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対49とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対49に向けて搬送する。レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対49のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対49は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の4色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に送られる。
定着装置25は、定着ベルト26を2本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。これら定着ベルト26と加圧ローラ27とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける2本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト26を加圧する。加圧された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
定着装置25内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部57上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ300による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第1走行体33と第2走行体34とがともに走行を開始し、第1走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第2走行体34内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ35を通過した後、読取センサ36に入射される。読取センサ36は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ18Y,M,C,K内の各機器や、中間転写ユニット17、二次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット21が駆動制御されて、各感光体1Y,M,C,K上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ42の1つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク43内に多段に収容される給紙カセット44の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で1枚ずつ分離されて反転給紙路46に進入した後、搬送ローラ対47によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ50が選択回転せしめられて手差しトレイ51上の転写紙を送り出した後、分離ローラ52が転写紙を1枚ずつ分離してプリンタ部100の手差し給紙路53に給紙する。
本複写機は、2色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体1Y,M,C,Kを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト110を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体1Y,M,Cから離間させる。そして、4つの感光体1Y,M,C,Kのうち、K用の感光体1Kだけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体1だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るCPU等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、3つのモードの中から1つを選択することができる。この3つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
現像ユニット4の現像剤収容部3の各搬送路で現像剤が攪拌搬送されることで現像剤が仕切り壁133、134などと摺擦することで発生する摩擦熱などにより現像ユニット4内が温度上昇する。このように、現像ユニット4内が温度上昇すると、トナーの帯電量が低下してトナー付着量が増加し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、像担持体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。特に、近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。
そこで、本実施形態においては、図2に示すように、現像ユニット4の現像ケース4aの側面に放熱部120が形成されている。
図3は、現像ユニット4の現像ケース4aの断面図であり、図4は、現像ケース4aの斜視図である。また、図5は、現像ユニット4の断面斜視図である。
図3、図4に示すように現像ケース4aは、アルミダイキャストにより、第一仕切り壁133、第2仕切り壁134、放熱部120が一体成形されたものである。この現像ケース4aの上部に、図5に示す現像上ケース4bが取り付けられる。このように、放熱部120と現像剤収容部3の外壁を構成する現像ケース4aとを同じ金属からなる一体物とすることで、現像剤収容部3内の熱を効率よく放熱部120に伝達することができる。放熱部120は、図5に示すように、長手方向に延びる複数の放熱フィンにより構成されている。現像ケース4aの放熱部120が設けられた面には、後述するように、放熱部120へ向けて送られた空気の流出を規制する規制部121が設けられている。規制部121は、放熱部120よりも下方に設けられている。また、現像ケース4aの放熱部120が設けられた面には、後述する支持レール111に支持される現像支持部122が設けられている。
また、現像ケース4aの長手方向一端側である前側に不図示の現像前ケースが取り付けられ、現像ケース4aの長手方向一端側である後側に不図示の現像後ケースとが取り付けられる。このように、現像ケース4aに、現像上ケース4b、不図示の現像前ケースおよび不図示の現像後ケースが取り付けられることで、現像剤収容部3が形成される。
また、本実施形態においては、第1ユニットである現像ユニット4と、この現像ユニット4に隣接している第2ユニットであるドラムクリーニングユニット72とで放熱部120を冷却するための空気が流れる流路を形成している。この流路は、Y色のプロセスカカートリッジ18YとM色のプロセスカートリッジ18Mとの間、M色のプロセスカートリッジ18MとC色のプロセスカートリッジとの間、C色のプロセスカートリッジとK色のプロセスカートリッジとの間にそれぞれ形成される。各プロセスカートリッジ間に形成される流路の構成は、同じであるので、以下の説明では、代表してC色のプロセスカートリッジとK色のプロセスカートリッジとの間に形成される流路について説明する。
図6は、K色の現像ユニット4Kと、このK色の現像ユニット4Kに隣接して設けられたC色のドラムクリーニングユニット72Cとを示す概略構成図である。
図6に示すように、放熱部120Kへ空気を流す流路Rkは、C色のドラムクリーニングユニット72Cの外壁と、支持レール111と、現像ケースの放熱部120が設けられた面と、上記した規制部121Kとに囲われて形成されている(図中、黒色の部分)。
規制部121Kの先端には、スポンジなどの弾性変形部材125が設けられており、規制部121Kは、弾性変形部材125を介してC色のドラムクリーニングユニット72Cの外壁に当接している。また、弾性変形部材125を、ドラムクリーニングユニット72Cに設けてもよい。このように、弾性変形部材125を設けることで、規制部121Kで確実にドラムクリーニングユニット72Cと現像ユニット4Kの間の下側を塞ぐことができる。これにより、ドラムクリーニングユニット72Cと現像ユニット4Kに流れる空気が、中間転写ベルト側(下側)へ流出するのを防止することができる。
支持レール111は、装置本体に取り付けられており、K色のプロセスカートリッジ18Kの現像ユニット側を支持する現像支持レール113を有している。また、支持レール111は、C色のプロセスカートリッジのクリーニングユニット側を支持するクリーニング支持レール112を有している。現像支持レール113には、現像ユニット4Kの現像支持部122が載っており、クリーニング支持レール112には、C色のドラムクリーニングユニット72Cのクリーニング支持部172Cが載っている。
図7は、現像ユニット4が取り外されたC色のプロセスカートリッジ18Cの部分断面斜視図である。
図7に示すように、C色のドラムクリーニングユニット72Cのクリーニングケース170のK色の現像ユニットと対向する側面には、長手方向に延びるクリーニング支持部172Cが形成されている。このクリーニング支持部172Cの下側には、クリーニング支持部172Cに対して所定の隙間を開けて形成された長手方向に延びる補強リブ171Cが設けられている。クリーニング支持レール112は、上記補強リブ171Cとクリーニング支持部172Cとの間に挿入される(図6参照)。
図8は、支持レール111の斜視図である。
図8に示すように、支持レール111は、板金を折り曲げ加して形成されたものである。板金に5箇所、等間隔でコの字状の切り欠きを形成して、90°折り曲げ加工を施すことで、長手方向に等間隔で5個配置されたクリーニング支持レール112と、長手方向に延びる現像支持レール113とが形成される。また、板金の上部側を、クリーニング支持レール112側に90°折り曲げ加工を施すことで、プリンタ部100に取り付けるための取り付け面114が形成される。
図9は、支持レール111を取り付け面114側から見た斜視図である。
図9に示すように、取り付け面114の長手方向両端部付近には、プリンタ部100に支持レール111を位置決めするための位置決め穴114aが設けられている。長手方向一方(図中左側)側端部付近に設けられた位置決め穴は、長手方向に延びる長孔形状をしており、長手方向他方(図中右側)側端部付近に設けられた位置決め穴は、円形状をしている。これら位置決め穴114aにプリンタ部100に設けられた不図示の位置決め突起が挿入されることで、支持レール111がプリンタ部100に位置決めされる。
また、これら位置決め穴114aの近傍には、長手方向に延びる長孔状のネジ挿入穴114bが設けられている。これらネジ挿入穴114bにネジを挿入し、プリンタ部100に設けられた不図示のネジ孔に不図示のネジを締結することにより、支持レール111が、プリンタ部100に取り付けられる。
支持レール111は、プリンタ部のY色とM色のプロセスカートリッジの間、M色とC色のプロセスカートリッジの間、C色とK色プロセスカートリッジの間に配置されている。また、プリンタ部には、Y色のプロセスカートリッジの現像ユニット側のみを支持する不図示の支持レールと、K色のプロセスカートリッジのクリーニングユニット側のみを支持する不図示の支持レールとを備えている。
Y色のプロセスカートリッジは、Y色のプロセスカートリッジ18Yの現像ユニット側のみを支持する不図示の支持レールと、Y色とM色のプロセスカートリッジの間の支持レールとにより、装置本体に対して着脱可能に支持される。M色のプロセスカートリッジ18Mは、Y色とM色のプロセスカートリッジの間の支持レールと、M色とC色のプロセスカートリッジの間の支持レールとにより着脱可能に支持される。C色のプロセスカートリッジ18Cは、M色とC色のプロセスカートリッジの間の支持レールと、C色とK色のプロセスカートリッジの間の支持レールとにより着脱可能に支持される。K色のプロセスカートリッジ18Kは、C色とK色のプロセスカートリッジの間の支持レールとK色のプロセスカートリッジのクリーニングユニット側のみを支持する支持レールとにより着脱可能に支持される。
図10は、プロセスカートリッジ18Cを装置本体に装着するときの様子を支持レール111とともに示す図である。
C色のプロセスカートリッジ18Cを装着するときは、C色の現像ユニット4Cに設けられた現像支持部122Cを、M色とC色のプロセスカートリッジの間に配置された支持レール111の現像支持レール113に乗せる。また、C色のドラムクリーニングユニット72Cに設けられたクリーニング支持部172Cを、C色とK色のプロセスカートリッジの間に配置された支持レール111のクリーニング支持レール112に乗せる。そして、C色のプロセスカートリッジ18Cを装置本体に装着することで、C色のプロセスカートリッジ18Cが装置本体に装着される。
図11は、プリンタ部100を上から見た概略図である。
図11に示すように、プリンタ部100の前側板100aには、各現像ユニット4Y,M,C,Kの放熱部120Y,M,C,Kに向けて空気を送る送風手段としての送風ファン155Y,M,C,Kが設けられている。K色の送風ファン155Kは、K色の現像ユニット4KとC色のドラムクリーニングユニット72Cとの間に形成されたK色の流路Rkに対向して設けられている。C色の送風ファン155Cは、C色の現像ユニット4CとM色のドラムクリーニングユニット72Mとの間に形成されたC色の流路Rcに対向して設けられている。M色の送風ファン155Mは、M色の現像ユニット4MとY色のドラムクリーニングユニット72Yとの間に形成されたM色の流路Rmに対向して設けられている。Y色の送風ファン155Yは、Y色の現像ユニット4Yとプリンタ部100に設けた側壁154との間に形成されたY色の流路Ryに対向して設けられている。
Y色の現像ユニット4Yの放熱部120が形成された面に対向するユニットは、存在しない。このため、側壁154を対向させて、Y色の放熱部120Yを冷却するための流路Ryを形成している。この場合は、Y色の現像ユニット4Yに設けた規制部121は、弾性変形部材125を介して、側壁154に当接させている。Y色の流路Ryは、現像ユニットと、側壁と、Y色のプロセスカートリッジの現像ユニット側を支持する支持レールと、Y色の現像ユニット4Yに設けた規制部121とにより形成されている。
プリンタ部100の後側には、排気ダクト150が設けられている。この排気ダクトには、各色の流路Rk,Rc,Rm,Ryと連通する連通口151K,C,M,Yが設けられている。また、排気ダクト150は、プリンタ部100の排気口に対向して設けられた排気ファン152に接続されている。各色の放熱部120K,C,M,Yを冷却した空気は、排気ダクト150を通って、排気ファン152により機外へ排気される。
本実施形態においては、第1ユニットである現像ユニット4に規制部121を設けて、現像ユニット4とドラムクリーニングユニット72との間に流れ込んできた空気が、中間転写ベルト110側の空間へ流出することがない。また、現像ユニット4とドラムクリーニングユニット72との間に流れ込んできた空気が、光書込ユニット21側の空間へ流出するのを、支持レール111により規制することができる。これにより、現像ユニット4とドラムクリーニングユニット72との間の流路Rに流れてきた空気が、流路R内での空気の流れ方向に対して直交する方向へ流出することがない。その結果、現像ユニット4とドラムクリーニングユニット72との間の流路Rに流れてきた空気は、流量が低下することなく、排気ダクト150へ流れる。よって、流路R内での空気の流れ方向下流側の放熱部120も良好に空冷することができる。また、空気の流量が低下することがないため、送風ファン155の回転数を抑えることができる。これにより、送風ファン155の風切り音などの騒音を抑えることができる。
また、先の図11に示すように、送風ファン155Y,M,C,Kが設けられたプリンタ部100の前側板と、現像ユニット4Y,M,C,Kとの間には、隙間が形成されている。このため、送風ファン155Y,M,C,Kから送られた空気の一部が、流路Rに流れず、現像ユニット4の前側面に沿って流れる。その結果、流路Rに流れる空気の流量が低下する。また、現像ユニット4の後側面には、供給スクリュ8などにモータの駆動力を伝達するためのギヤ部が設けられている。このため、現像ユニット4の放熱部120が設けられた面は、ドラムクリーニングユニット72よりも短い。よって、装置本体に装着されたとき、現像ユニット4の放熱部120が設けられた面の後端は、ドラムクリーニングユニット72の後端よりも前側に位置する。従って、排気ダクト150の連通口151と現像ユニットとの間にギヤ部の分、隙間ができる。その結果、放熱部120から熱を奪って温度上昇した空気の一部が、現像ユニット4の後側面に回り込んで、現像ユニットの後側が熱せられてしまうおそれがある。
そこで、図12に示すように、現像ユニットの放熱部120が設けられた面の前側端部から、送風ファン155へ向かって延びる給気側延設部としての前側壁部123を設ける。また、現像ユニット4の放熱部120が設けられた面の後側端部から、排気ダクト150の連通口151に向かって延びる排気側延設部としての後側壁部124を設ける。また、図12に示すように、規制部121の後側が、連通口151に向かって傾斜している。
前側壁部123は、シート状の部材からなり、現像ユニット4の放熱部120が設けられた面の前側端部に設けた接着部に両面テープなどで貼付されている。後側壁部124も、シート状の部材からなり、現像ユニットの放熱部120が設けられた面の前側端部に設けた接着部に両面テープなどで貼付されている。
図13は、図12に示した現像ユニット4とドラムクリーニングユニット72とを上から見た図であり、図14は、図13の前側付近の断面図であり、図15は、排気ダクト150の連通口151付近を示す斜視図である。
図13、図14に示すように、前側壁部123を設けることで、送風ファン155からの空気を、前側壁部123により流路Rへ導くことができ、流路Rに流れる空気の流量の低下を抑制することができる。また、ドラムクリーニングユニット72の放熱部120との対向面の前側端部にも送風ファン155に延びる前側壁部を設けてもよい。かかる構成とすることで、流路Rに流れる空気の流量の低下をより一層、抑制することができる。
また、図13、図15に示すように、後側壁部124を設けることで、放熱部120から熱を奪って温度上昇した空気が、ギヤ部4cへ流出するのを抑制することができる。これにより、現像ユニット4の後側が、放熱部120を冷却した後の空気により熱せられるのを防止することができる。また、規制部121も排気ダクト150の連通口151へ向けて傾斜させている。よって、規制部121と連通口151との間の隙間から、放熱部120から熱を奪って温度上昇した空気が、流出するのを防止することができる。これにより、放熱部120から熱を奪って温度上昇した空気によりプロセスカートリッジ18の後側などが熱せられるのを抑制することができる。
また、上述では、現像ユニット4に規制部121を設けているが、図16に示すように、ドラムクリーニングユニット72に規制部121を設けてもよい。また、ドラムクリーニングユニット72と現像ユニット4のそれぞれに規制部を設けて、各ユニットに設けた規制部の先端が当接するようにしてもよい。
また、現像ユニットに現像剤を供給する現像剤補給ユニットも、現像ユニットに現像剤を供給するために、現像剤を攪拌搬送する。そのため、現像ユニットと同様、現像剤を攪拌搬送する際に、現像剤同士の摩擦による摩擦熱などにより現像剤補給ユニットの現像剤収容部が温度上昇する。よって、トナー補給装置の現像剤収容部の外壁と、このトナー補給装置の現像剤収容部の外壁と対向するユニットとの間に空気を送風して、トナー補給装置の現像剤収容部を冷却してもよい。この場合も、トナー補給装置の現像剤収容部の外壁と対向するユニットとの間に流れた空気が、空気の流れ方向と直交する方向に流出しないように、規制部を設ける。これにより、トナー補給装置の現像剤収容部の空気の流れ方向下流側も良好に冷却することができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
現像剤を攪拌搬送するスクリュなどの攪拌搬送部材を備えた現像剤収容部3を有する現像ユニット4などの第1ユニットと、第1ユニットの現像剤収容部の外壁と対向配置されたドラムクリーニングユニット72などの第2ユニットとを備えた画像形成装置において、第2ユニットの現像剤収容部の外壁と、第1ユニットの第2ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する壁部との隙間の一端から他端に向けて空気を送風する送風ファン155などの送風手段と、送風手段によって第1ユニットと第2ユニットとの隙間に送られる空気の送風方向と直交する方向に切った断面において、隙間と連通する空間に空気が流出するのを規制する規制部121とを備えた。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、空気の送風方向下流側の流量の低下を抑制することができ、空気の送風方向下流側まで良好に空冷することができる。
また、規制部と送風手段とで、現像剤収容部を効率よく冷却することができる。これにより、液冷で現像剤収容部を冷却する場合に比べて、少ない部品点数で良好に現像剤収容部を冷却することができる。従って、液冷で現像剤収容部を冷却する場合に比べて、安価に現像剤収容部を冷却することができる。
(態様2)
また、(態様1)において、規制部121は、現像ユニット4などの第1ユニットまたはドラムクリーニングユニット72などの第2ユニットの一方ユニットから他方のユニットに向けて突出させた突出部である。
かかる構成とすることで、簡単な構成で、空気の送風方向と直交する方向から流出するのを規制することができる。
(態様3)
また、(態様2)において、突出部は、弾性変形部材125を介して、他方のユニットに当接する。
かかる構成を備えることで、規制部121と他方のユニットとの間の隙間から、空気が流出するのを防止することができる。
(態様4)
また、(態様1)乃至(態様3)いずれかにおいて、現像剤収容部の外壁に放熱部120が形成されている。
かかる構成とすることで、現像剤収容部の熱を効率よく逃がすことができ、現像剤収容部3の温度上昇を抑制することができる。
(態様5)
また、(態様4)において、放熱部120および現像剤収容部3の外壁が、同じ金属からなる一体物である。
かかる構成とすることで、放熱部120が、現像剤収容部3の外壁から取り外し可能なものに比べて、現像剤収容部3の熱を放熱部120に効率よく伝達することができる。さらに、これらが、熱伝導率の高い金属材料で構成することで、現像剤収容部の熱を効率よく放熱部120へ伝導させることができる。
(態様6)
また、(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、現像ユニット4などの第1ユニットの現像剤収容部3の外壁に、送風ファン155などの送風手段に向かって延びる前側壁部123などの給気側延設部を設けた。
かかる構成を備えることで、送風ファン155など送風手段から送られた空気を、給気側延設部により現像ユニット4などの第1ユニットと、ドラムクリーニングユニット72などの第2ユニットとの間に送ることができる。これにより、ドラムクリーニングユニット72などの第2ユニットとの間の流路Rの流量の低下を抑制することができる。
(態様7)
また、(態様1)乃至(態様6)いずれかにおいて、現像ユニット4などの第1ユニットの現像剤収容部の外壁と、ドラムクリーニングユニット72などの第2ユニットの第1ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する部分との間を流れた空気を、装置本体に設けられた排気ダクト150に流す。
かかる構成を備えることで、現像剤収容部の外壁から熱を奪って温度上昇した空気が画像形成装置の熱に弱い箇所に流れ込んでこの箇所が加熱されるのを防止することができる。
(態様8)
また、(態様7)において、現像ユニット4などの第1ユニットの現像剤収容部の外壁に、排気ダクト150に向かって延びる後側壁部124などの排気側延設部を設けた。
かかる構成を備えることで、現像剤収容部の外壁から熱を奪って温度上昇した空気が、排気ダクト150外へ流出するのを抑制することができる。
(態様9)
また、(態様1)乃至(態様8)いずれかにおいて、第1ユニットは、現像装置である。
かかる構成とすることで、現像装置の温度上昇を抑制することができる。
(態様10)
また、(態様9)において、表面に画像を担持する回転可能に設けられた感光体1などの像担持体と、現像装置と、現像装置により現像された像担持体の画像を転写体に転写する転写手段によって転写がなされた後の像担持体表面をクリーニングするドラムクリーニングユニット72などのクリーニング装置とを備えたプロセスカートリッジ18などの画像形成部を複数備え、これら画像形成部が、中間転写ベルト110などの転写体の移動方向に並べて配置されており、第2ユニットは、クリーニング装置であって、クリーニング装置と、現像装置の現像剤収容部3の外壁との隙間に送られる空気の送風方向が像担持体の回転軸方向である。
かかる構成を備えることで、現像装置の現像剤収容部を長手方向に亘って、良好に空冷することができる。
1:感光体
2a:排出搬送スクリュ
2:排出搬送路
3:現像剤収容部
4:現像ユニット
4a:現像ケース
4b:現像上ケース
4c:ギヤ部
5:現像ローラ
6:回収スクリュ
7:回収搬送路
8:供給スクリュ
9:供給搬送路
10:攪拌搬送路
11:攪拌スクリュ
12:現像ドクタ
18:プロセスカートリッジ
71:帯電ユニット
71a:帯電ローラ
71b:帯電ローラクリーナ
72:ドラムクリーニングユニット
72a:クリーニングブレード
72b:排出スクリュ
72c:除電部材
94:現像剤排出口
100:プリンタ部
100a:前側板
111:支持レール
112 クリーニング支持レール
113:現像支持レール
114:取り付け面
120:放熱部
121:規制部
122::現像支持部
123:前側壁部
124:後側壁部
125:弾性変形部材
133:第一仕切り壁
134:第二仕切り壁
150:排気ダクト
151:連通口
152:排気ファン
154:側壁
155:送風ファン
170:クリーニングケース
171:補強リブ
172:クリーニング支持部
R:流路
特開2009−300519号公報 特開2009−300852号公報

Claims (8)

  1. 現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材を備えた現像剤収容部を有する第1ユニットと、
    前記第1ユニットの前記現像剤収容部の外壁と対向配置された第2ユニットとを備えた画像形成装置において、
    前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と、前記第2ユニットの前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する壁部との隙間の一端から他端に向けて空気を送風する送風手段と、
    前記送風手段によって第1ユニットと前記第2ユニットとの隙間に送られる空気の送風方向と直交する方向に切った断面において、上記隙間と連通する空間に空気が流出するのを規制する規制部を備え
    前記規制部は、前記第1ユニットから前記第2ユニットに向けて突出させた突出部であり、
    前記現像剤収容部の第2ユニットと対向する外壁に放熱部が形成されており、
    前記放熱部、および前記規制部が、同じ金属からなる一体物であることを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項の画像形成装置において、
    前記突出部は、弾性変形部材を介して、前記第2ユニットに当接することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1または2の画像形成装置において、
    前記放熱部および前記現像剤収容部の外壁が、同じ金属からなる一体物であることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1乃至いずれかの画像形成装置において、
    前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁に、前記送風手段に向かって延びる給気側延設部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1乃至いずれかの画像形成装置において、
    前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と、前記第2ユニットの前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁と対向する部分との間を流れた空気を、装置本体に設けられた排気ダクトに流すことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項の画像形成装置において、
    前記第1ユニットの現像剤収容部の外壁に、前記排気ダクトに向かって延びる排気側延設部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項1乃至いずれかの画像形成装置において、
    前記第1ユニットは、現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項の画像形成装置において、
    表面に画像を担持する回転可能に設けられた像担持体と、前記現像装置と、前記現像装置により現像された前記像担持体の画像を転写体に転写する転写手段によって転写がなされた後の前記像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成部を複数備え、これら画像形成部が、前記転写体の移動方向に並べて配置されており、
    前記第2ユニットは、クリーニング装置であって、
    前記クリーニング装置と、前記現像装置の現像剤収容部の外壁との隙間に送られる空気の送風方向が前記像担持体の回転軸方向であることを特徴とする画像形成装置。
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