JP6428314B2 - 感光体ユニットおよびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、感光体ユニットおよびこれを備えた画像形成装置に関する。より特定的には、本発明は、感光体ユニットを冷却することのできる感光体ユニットおよびこれを備えた画像形成装置に関する。
MFP(Multifunction Peripheral)は、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えている。
MFPを含む画像形成装置は、一般に、感光体上の静電潜像にトナーを吸着させることにより、感光体上にトナー像を形成する。そして画像形成装置は、感光体上にトナー像を形成し、このトナー像を転写材(用紙)に転写して、定着装置にて圧着する。これにより、転写材に画像が形成される。
現像装置や感光体は、消耗部品であり、独立したユニットとして画像形成装置本体に対して着脱可能とされている。現像ユニットや感光体ユニットは、寿命が来た時点で他の部品とは独立して交換される。感光体ユニットは、画像形成装置本体における感光体ユニットを装着する部分の下部に設けられたガイドレールに沿って、感光体ユニットの長手方向に挿入することにより、画像形成装置本体に装着される。
感光体ユニットは、カラーコピー機などでは長手方向に風を流すことにより冷却される。感光体ユニットに送風するためのファンは、背面に配置されている場合が多い。
なお、従来の画像形成装置の構成は、たとえば下記特許文献1などに開示されている。下記特許文献1には、ポリゴンファンと、ポリゴンファンから送風される空気を、分岐部を介して露光装置と感光体ユニットとの各々へ導くエアーフローとを備えた画像形成装置が開示されている。
特開2000−194250号公報
感光体ユニットと定着装置とは近接して設置されているため、定着装置から発生する熱で感光体ユニットが高温になるという問題があった。感光体ユニットが高温になると、ブレードで感光体からかきとった廃トナーなどが高温によって溶けて凝固し、画像不良が発生するおそれがある。
特許文献1では、感光体ユニットに空気を送風して冷却している。しかし、特許文献1の技術では、1つの送風手段による風を露光装置と感光体ユニットとの各々へ導くので、感光体ユニットへ導かれる風の量が少なく、感光体ユニットを効率よく冷却することができなかった。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、感光体ユニットを効率よく冷却することのできる感光体ユニットおよびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
本発明の一の局面に従う感光体ユニットは、画像形成装置本体に対して着脱可能となるように懸架され、トナー像が形成される感光体を含む感光体ユニットであって、画像形成装置本体は、画像形成装置本体内の空気を外部に出すために空気の流れを作るファンと、ファンによって作られた空気の流れを通すフィルターとを含み、感光体ユニットはファンとフィルターとの間に設けられており、感光体ユニットは、感光体ユニットの短手方向の一方の側から画像形成装置本体の本体レールと係合する第1の係合部と、感光体ユニットの短手方向の他方の側から本体レールと係合する第2の係合部とを備え、第1の係合部は、感光体ユニットの懸架方向および感光体ユニットの長手方向に対して直角な方向に第1の係合部を貫通する第1の切欠きを含み、第2の係合部は、感光体ユニットの懸架方向および感光体ユニットの長手方向に対して直角な方向に第2の係合部を貫通する第2の切欠きを含む。
上記感光体ユニットにおいて好ましくは、第1の切欠きは、第1の係合部に開口された穴を含む。
上記感光体ユニットにおいて好ましくは、第2の係合部は、感光体ユニットの懸架方向とは反対の方向に突出する複数の係合片を含み、第2の切欠きは、複数の係合片の各々の隙間を含む。
上記感光体ユニットにおいて好ましくは、第1および第2の切欠きの各々は、感光体ユニットの長手方向に沿った互いに異なる位置に形成されている。
本発明の他の局面に従う画像形成装置は、上記のいずれかの感光体ユニットと、画像形成装置本体とを備え、画像形成装置本体は本体レールを含む。
上記画像形成装置において好ましくは、本体レールは、画像形成装置本体に装着された状態の感光体ユニットと感光体ユニットの懸架方向と反対方向で重なる領域に、開口を含まない。
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置本体は、感光体ユニットの短手方向の一方側に設けられたフィルターと、感光体ユニット短手方向の他方側に設けられたファンとを含む。
上記画像形成装置において好ましくは、フィルターはオゾンフィルターである。
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成装置本体は、感光体ユニットの上部に設けられた定着装置をさらに含む。
本発明によれば、感光体ユニットを効率よく冷却することのできる感光体ユニットおよびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施の形態における画像形成装置100の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131付近の詳細な構成を示す断面図である。 図2の感光体ユニット131の上部付近の拡大図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の構成を示す上面図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の構成を示す左側面図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の構成を示す右側面図である。 本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における本体レール181の構成を示す斜視図である。 本発明の変形例の感光体ユニット131における、ユニット側ガイド22および24の位置を模式的に示す図である。
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、画像形成装置がモノクロコピー機である場合について説明する。画像形成装置は、モノクロコピー機である場合の他、カラーコピー機、MFP、ファクシミリ装置、またはプリンターなどであってもよい。
以降の説明において、感光体ユニットを除く画像形成装置の部分を「画像形成装置本体」と記すことがある。また、画像形成装置本体に感光体ユニットを装着する際の、感光体ユニットの挿入方向の手前側を「手前側」、奥側を「奥側」と記すことがある。
図1は、本発明の一実施の形態における画像形成装置100の構成を示す断面図である。
なお、以降の図において、X軸の方向は、感光体ユニットの短手方向を示している。Y軸方向は、感光体ユニットの長手方向を示している。Z軸の正の方向は、画像形成装置本体に感光体ユニットが懸架する方向(懸架方向)を示している。X軸、Y軸、およびZ軸の各々は互いに直交している。
図1を参照して、画像形成装置100は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、給紙部110と、用紙搬送部120と、画像形成部130と、定着装置140と、排紙トレイ150と、ADF(Auto Document Feeder)部160と、スキャナー170とを備えている。
給紙部110は、サイズ毎に用紙を収納しておくための複数の給紙カセットと、複数の給紙カセットのいずれかから用紙を繰り出すための給紙ローラーとを含んでいる。
用紙搬送部120は、搬送経路RTに沿って用紙を搬送する。搬送経路RTは、図1中下方向から上方向へ延びている。用紙搬送部120は、転写ローラー135へ用紙を繰り出すタイミングをとるためのレジストローラーや、画像形成後の用紙を排紙トレイ150へ排紙するための排紙ローラーなどを含んでいる。
画像形成部130は、電子写真方式により用紙上に画像を転写する。画像形成部130は、感光体ユニット131と、露光装置133と、現像ユニット134と、転写ローラー135とを含んでいる。感光体ユニット131は、感光体ドラム11(感光体の一例)と、帯電装置12と、ブレード13などを含んでいる。感光体ユニット131および現像ユニット134の各々は、画像形成装置本体に対して着脱可能である。
帯電装置12は、感光体ドラム11上に帯電する。露光装置133は、画像データに基づいて、帯電装置12により一様に帯電された感光体ドラム11上に潜像を形成する。現像ユニット134は、潜像が形成された感光体ドラム11上にトナーを付着させることにより、トナー像を形成する(現像する)。転写ローラー135は、感光体ドラム11に形成されたトナー像を用紙に転写する。転写ローラー135には高電圧が印加されている。ブレード13は、現像後に感光体ドラム11上に残ったトナーを除去する。
定着装置140は、用紙上に転写されたトナー像を定着させる。定着装置140は、搬送経路RTにおける転写ローラー135よりも下流側に配置されている。
ADF部160は、原稿トレイ161に配置された原稿を1枚ずつスキャナー170に送る。
スキャナー170は、原稿の画像を読み取り、画像データを作成する。
図2は、本発明の一実施の形態における感光体ユニット131付近の詳細な構成を示す断面図である。
図2を参照して、感光体ユニット131は、図2中中央部に配置されている。感光体ユニット131は、感光体ドラム11と、帯電装置12と、ブレード13と、除電部材14と、搬送スクリュー15と、撹拌スクリュー16と、ユニット筐体17と、区画壁18とを含んでいる。
感光体ドラム11は、ユニット筐体17に対して回転可能に軸支されている。感光体ドラム11の一部は、ユニット筐体17から露出している。感光体ドラム11の露出領域は、感光体ドラム11の長手方向(Y軸方向)全体にわたって形成されている。帯電装置12およびブレード13は、感光体ドラム11の近傍に設けられている。除電部材14は、ブレード13の下部に設けられている。除電部材14は、現像後に感光体ドラム11上に残った静電潜像を除去する。
搬送スクリュー15および撹拌スクリュー16の各々は、区画壁18によって区画された廃トナー回収室の内部に設けられている。ブレード13によって回収された廃トナーは、搬送スクリュー15および撹拌スクリュー16の作用によって、感光体ユニット131の外部(感光体ユニット131のY軸の正方向の側面)に取り付けられた廃トナーボックス(図示無し)に搬送される。
感光体ユニット131の図2中右側には、リブ184が設けられている。感光体ユニット131の上部には、定着装置140が配置されている。転写ローラー135(図1)によってトナー像を転写された用紙は、感光体ユニット131とリブ184との間の搬送経路RTに沿って定着装置140へ搬送される。
定着装置140は、感光体ユニット131の図2中上部に設けられている。定着装置140は、加熱ローラー141と、加圧ローラー142とを含んでいる。定着装置140は、加熱ローラー141と加圧ローラー142とで用紙を挟み込むことによって、用紙に対して熱および圧力を加え、トナー像を用紙に定着させる。定着装置140は発熱源であり、感光体ユニット131に対して熱を及ぼす。
感光体ユニット131の図2中左側(X軸の負の方向の側)には、オゾンフィルター182aが配置されている。オゾンフィルター182aは、オゾンダクト182の中に配置されている。オゾンフィルター182aは、帯電装置12で発生したオゾンを吸着する。オゾンフィルター182aは、活性炭を織布、不織布、または薄板などの基材に担持させる吸着フィルタや、ハニカム状構造のフィルタなどによりなっている。
感光体ユニット131の図2中右側(X軸の正の方向の側)には、サクションファン183が配置されている。サクションファン183は、矢印AR1で示す方向の風を生み出すことで、画像形成装置100の内部の空気を画像形成装置100の外部へ排出する。具体的には、サクションファン183は、帯電装置12付近の空気をオゾンフィルター182aに吸着させる。そしてサクションファン183は、オゾンフィルター182aから排出された空気を、感光体ユニット131の上部およびリブ184を経由して、画像形成装置100の筐体に設けられた排気部185に導く。排気部185に導かれた空気は、画像形成装置100の外部へ排出される。矢印AR1で示す風の流れは、オゾンの吸引、感光体ユニット131の上部の冷却、およびリブ184への用紙の引き付けなどに用いられる。
図3は、図2の感光体ユニット131の上部付近の拡大図である。
図3を参照して、画像形成装置100は、画像形成装置本体側に固定された本体レール181をさらに備えている。本体レール181は、棒状であり、その長手方向がY軸方向に延在している。
感光体ユニット131は、その上部にユニット側ガイド22(第1の係合部の一例)と、ユニット側ガイド24(第2の係合部の一例)とを含んでいる。感光体ユニット131は、像形成装置本体に対して懸架されており、本体レール181からZ軸の正の方向に吊り下げられている。感光体ユニット131は、ユニット側ガイド22および24の各々で、本体レール181と係合している。ユニット側ガイド22は、図3中左側から本体レール181と係合している。ユニット側ガイド24は、図3中右側から本体レール181と係合している。ユニット側ガイド22および24の各々には切欠きが形成されている。オゾンフィルター182aから排出された空気は、矢印AR1で示すように、ユニット側ガイド22の切欠きを通って本体レール181と感光体ユニット131との間の空間SPに入り込み、その後ユニット側ガイド24の切欠きを通って空間SPから出る。
図4〜図7は、本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の構成を示す図である。図4は斜視図であり、図5は上面図であり、図6は左側面図であり、図7は右側面図である。
主に図4〜図6を参照して、ユニット側ガイド22は、切欠きとして穴23および隙間26(第1の切欠きの一例)を含んでいる。穴23および隙間26の各々は、X軸方向にユニット側ガイド22を貫通している。
隙間26は、ユニット側ガイド22が形成されていない箇所である。ユニット側ガイド22は、隙間26によって係合片22a、22b、22c、および22dの各々に分断されている。係合片22a、22b、22c、および22dの各々は、Z軸の負の方向に突出しており、奥側から手前側に向かってこの順序で配置されている。穴23は、係合片22a、22b、22c、および22dの各々に開口されている。係合片22aは、手前側の部分に2つの穴23を含んでいる。係合片22bは3つの穴23を含んでいる。係合片22cは2つの穴23を含んでいる。係合片22dは、奥側の部分に2つの穴23を含んでいる。
なお、本体レール181との係合をスムーズにするために、係合片22a、22b、22c、および22dの各々は、面取りされることが好ましい。
主に図4、図5、および図7を参照して、ユニット側ガイド24は、隙間25(第2の切欠きの一例)を含んでいる。隙間25は、X軸方向にユニット側ガイド24を貫通している。
隙間25は、ユニット側ガイド24が形成されていない箇所である。ユニット側ガイド24は、隙間25によって係合片24a、24b、24c、24d、24e、24f、および24gの各々に分断されている。係合片24a、24b、24c、24d、24e、24f、および24gの各々は、Z軸の負の方向に突出しており、奥側から手前側に向かってこの順序で配置されている。係合片24a、24b、24c、24d、24e、24f、および24gの各々には、穴は形成されていない。
なお、本体レール181との係合をスムーズにするために、係合片24a、24b、24c、24d、24e、24f、および24gの各々は、面取りされることが好ましい。
ユニット側ガイド22に形成される切欠きは、穴のみであってもよいし、隙間のみであってもよい。ユニット側ガイド24に形成される切欠きは、穴のみであってもよいし、穴および隙間であってもよい。
主に図7を参照して、感光体ユニット131は、ガイド爪27と、分離爪28と、廃トナーシャッター29とをさらに含んでいる。ガイド爪27は、搬送経路RTに沿って搬送する用紙をガイドするためのものである。分離爪28は、感光体11からの用紙の分離を促進するためのものである。廃トナーシャッター29は、廃トナーを廃トナーボックス(図示無し)へ排出するものである。廃トナーシャッター29は、ユニット筐体17のY軸の負の方向の側面から突出している。
図8は、本発明の一実施の形態における感光体ユニット131の一部を拡大して示す斜視図である。
図6および図8を参照して、係合片22a、22b、22c、および22dの各々は、L字型の断面形状を有しており、柱部31と天井部32とを含んでいる。柱部31は感光体ユニット131の筐体からZ軸の負の方向に突出している。天井部32は、柱部31の上端部からX軸の正の方向に突出している。複数の穴23の各々は、柱部31に形成されている。
図7および図8を参照して、係合片24a、24b、24c、24d、24e、24f、および24gの各々は、L字型の断面形状を有しており、柱部33と天井部34とを含んでいる。柱部33は感光体ユニット131の筐体からZ軸の負の方向に突出している。天井部34は、柱部33の上端部からX軸の負の方向に突出している。
図9は、本発明の一実施の形態における本体レール181の構成を示す斜視図である。
図9を参照して、本体レール181は、レール部181aと、固定部181bおよび181cとを含んでいる。レール部181aは、ユニット側ガイド22および24の各々と係合する部分である。固定部181bは、レール部181aの手前側においてZ軸の負の方向に突出している。固定部181cは、レール部181aの奥側においてZ軸の負の方向に突出している。固定部181bおよび181cの各々は、本体レール181を画像形成装置本体に固定する部分である。
レール部181aは、領域RG1を含んでいる。領域RG1は、画像形成装置本体に装着された状態の感光体ユニット131とZ軸方向で重なる領域である。本体レール181は、領域RG1に開口を含んでいない。これにより、空間SP(図3)にX軸方向の風を流しやすくなる。
本実施の形態によれば、本体レール181と感光体ユニット131の上部との間の空間SPに対して、X軸方向に抜けるように風を流すことができる。これにより、感光体ユニット131の上部を効率よく冷却することができ、定着装置140から受ける熱の影響を低減することができる。加えて、サクションファン183の動作よって生じる風の流れが改善されるので、オゾンフィルター182aで吸引する風量を増加することができ、帯電装置12付近におけるオゾン濃度を低減することができる。
[変形例]
図10は、本発明の変形例の感光体ユニット131における、ユニット側ガイド22および24の位置を模式的に示す図である。
図10を参照して、本変形例において、ユニット側ガイド22の切欠きおよびユニット側ガイド24の切欠きの各々は、Y軸方向に沿った互いに異なる位置に形成されている。本変形例では、ユニット側ガイド22には、切欠きとして隙間26aおよび26bが形成されており、穴は形成されていない。ユニット側ガイド24には、切欠きとして隙間25aおよび25bが形成されており、穴は形成されていない。
Y軸方向に沿って奥側から手前側に向かって、隙間26a、25a、26b、および25bの各々がこの順序で形成されている。隙間26aは、最も奥側に形成されている。隙間25aの奥側端部の位置は、隙間26aの手前側端部よりも手前側であるので、隙間26aと隙間25aとはY軸方向で重ならない。隙間26bの奥側端部の位置は、隙間25aの手前側端部よりも手前側であるので、隙間25aと隙間26bとはY軸方向で重ならない。隙間25bの奥側端部の位置は、隙間26bの手前側端部よりも手前側であるので、隙間26bと隙間25bとはY軸方向で重ならない。
本変形例によれば、ユニット側ガイド22および24がY軸方向に沿って互い違いに形成されるので、感光体ユニット131の本体レール181からの脱落を防止することができ、感光体ユニット131を安定して懸架することができる。
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
11 感光体ドラム
12 帯電装置
13 ブレード
14 除電部材
15 搬送スクリュー
16 撹拌スクリュー
17 ユニット筐体
18 区画壁
22,24 ユニット側ガイド
22a,22b,22c,22d,24a,24b,24c,24d,24e,24f,24g 係合片
23 穴
26,26a,26b,25,25a,25b 隙間
27 ガイド爪
28 分離爪
29 廃トナーシャッター
31,33 柱部
32,34 天井部
100 画像形成装置
110 給紙部
120 用紙搬送部
130 画像形成部
131 感光体ユニット
133 露光装置
134 現像ユニット
135 転写ローラー
140 定着装置
141 加熱ローラー
142 加圧ローラー
150 排紙トレイ
160 ADF(Auto Document Feeder)部
161 原稿トレイ
170 スキャナー
181 本体レール
181a レール部
181b 固定部
181c 固定部
182 オゾンダクト
182a オゾンフィルター
183 サクションファン
184 リブ
185 排気部
AR1 矢印
RG1 画像形成装置本体に装着された状態の感光体ユニットとZ軸方向で重なる領域
RT 搬送経路
SP 本体レールと感光体ユニットとの間の空間

Claims (9)

  1. 画像形成装置本体に対して着脱可能となるように懸架され、トナー像が形成される感光体を含む感光体ユニットであって、
    前記画像形成装置本体は、前記画像形成装置本体内の空気を外部に出すために空気の流れを作るファンと、ファンによって作られた空気の流れを通すフィルターとを含み、前記感光体ユニットは前記ファンと前記フィルターとの間に設けられており、
    前記感光体ユニットは、
    前記感光体ユニットの短手方向の一方の側から前記画像形成装置本体の本体レールと係合する第1の係合部と、
    前記感光体ユニットの短手方向の他方の側から前記本体レールと係合する第2の係合部とを備え、
    前記第1の係合部は、前記感光体ユニットの懸架方向および前記感光体ユニットの長手方向に対して直角な方向に前記第1の係合部を貫通する第1の切欠きを含み、
    前記第2の係合部は、前記感光体ユニットの懸架方向および前記感光体ユニットの長手方向に対して直角な方向に前記第2の係合部を貫通する第2の切欠きを含む、感光体ユニット。
  2. 前記第1の切欠きは、前記第1の係合部に開口された穴を含む、請求項1に記載の感光体ユニット。
  3. 前記第2の係合部は、前記感光体ユニットの懸架方向とは反対の方向に突出する複数の係合片を含み、
    前記第2の切欠きは、前記複数の係合片の各々の隙間を含む、請求項1または2に記載の感光体ユニット。
  4. 前記第1および第2の切欠きの各々は、前記感光体ユニットの長手方向に沿った互いに異なる位置に形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載の感光体ユニット。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の感光体ユニットと、
    前記画像形成装置本体とを備え、
    前記画像形成装置本体は前記本体レールを含む、画像形成装置。
  6. 前記本体レールは、前記画像形成装置本体に装着された状態の前記感光体ユニットと前記感光体ユニットの懸架方向と反対方向で重なる領域に、開口を含まない、請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記画像形成装置本体は、
    記感光体ユニットの短手方向の一方側に設けられた前記フィルターと、
    前記感光体ユニット短手方向の他方側に設けられた前記ファンとを含む、請求項5または6に記載の画像形成装置。
  8. 前記フィルターはオゾンフィルターである、請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記画像形成装置本体は、前記感光体ユニットの上部に設けられた定着装置をさらに含む、請求項7または8に記載の画像形成装置。
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