JP6685710B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置では、感光体(電子写真感光体)の表面が一様に帯電され、帯電された感光体の表面が画像情報に応じて露光されることで、感光体の表面に静電潜像が形成される。感光体の表面に形成された静電潜像は、現像装置によってトナーが供給されて、トナー像として現像(可視化)される。感光体の表面に形成されたトナー像は、直接又は中間転写体を介して紙などの記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着装置によって加熱及び加圧されるなどしてその上にトナー像が定着された後に、画像形成装置の外部に排出される。
このような画像形成装置において、感光体や現像装置の下方にレーザスキャナなどとされる露光装置が配置されることがある。例えば、感光体から中間転写体にトナー像が一次転写され、中間転写体から記録材にトナー像が二次転写される中間転写方式の画像形成装置において、感光体や現像装置を有する画像形成部が中間転写体の下方に配置されることがある。このような配置は、中間転写体を隔てて現像装置や露光装置を定着装置から離すことができ、現像装置や露光装置が定着装置の発する熱から受ける影響を低減できるなどの利点がある。そして、例えばこのような配置とする場合、上述のように露光装置は感光体や現像装置の下方に配置されることとなる。
しかし、電子写真方式の画像形成装置では、画像形成時に感光体や現像装置からトナーが飛散することがある。そして、感光体や現像装置の下方に露光装置が配置される場合、感光体や現像装置から飛散したトナーが露光装置の光透過部(例えばレーザスキャナのレーザを透過させるガラス窓)の上に落下することがある。そして、光透過部に許容量以上のトナーが堆積した場合には、光透過部を光が透過することができずに、感光体の表面への静電潜像の形成を適正に行えなくなることがある。その結果、白スジといった画像不良の原因となる。
一方、電子写真方式の画像形成装置では、画像形成装置の電源OFF時などの非画像形成時においても感光体の温度(表面温度)を所定温度以上に保つように、感光体を温める構成とされることがある。これは、感光体の温度が所定温度以下になると、感光体の表面に付着した放電生成物が吸湿することにより、出力されるはずの画像が流れて無くなったような画像が現れる「画像流れ」という画像不良が発生しやすくなるためである。感光体を温める方法として、次のような方法がある。ヒータによってヒータ周辺の雰囲気温度を温め、温めた空気を自然対流により上方へ移動させて感光体の周辺の雰囲気温度を上昇させ、その雰囲気温度の上昇によって感光体の温度を所定温度以上に維持するというものである。この方法は、比較的簡易な構成により感光体を温めることができるなどの利点がある。この方法を用いる場合、ヒータは感光体の下方に配置する必要がある。
ここで、上述のように感光体や現像装置の下方に露光装置が配置される構成において、露光装置の光透過部上へのトナーの落下を抑制するためには、感光体や現像装置と露光装置との間に板金などの隔壁を設けることが考えられる。
なお、感光体をヒータで温める構成に関する先行技術として、ヒータのOFF時に帯電器と感光体との間に遮蔽部材が移動するというものがある(特許文献1)。
特開2007−72212号公報
上述のように、感光体や現像装置の下方に露光装置が配置される構成では、感光体や現像装置と露光装置との間に隔壁を設けることによって、露光装置の光透過部上へのトナーの落下を抑制できると考えられる。
しかしながら、上述のように、ヒータで温めた空気を上方に移動させて感光体を温める構成では、ヒータを感光体の下方に配置する必要がある。また、感光体を含むユニットを保持する保持部材も、感光体の下方に配置されることがある。
そのため、上記の隔壁や保持部材が感光体とヒータとの間に配置された場合には、ヒータで温めた空気が感光体の周辺まで十分に届かず、感光体を十分に温めることができずに、画像流れを抑制する効果が十分に得られなくなる。
したがって、本発明の目的は、感光体の下方に露光装置とヒータとが配置される構成において、露光装置上へのトナーの落下を抑制しつつ、ヒータにより効率よく感光体を温めることのできる画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、重力方向において前記感光体よりも下方に配置され前記感光体を含むユニットを保持する感光体保持部と、重力方向において前記感光体よりも下方に配置され前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する露光装置と、重力方向において前記感光体前記露光装置との間設けられる隔壁と、重力方向において前記隔壁よりも下方に設けられるヒータと、を有し、前記隔壁には、前記ヒータで温められた空気の通過を許す複数の穴が設けられていることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、感光体の下方に露光装置とヒータとが配置される構成において、露光装置上へのトナーの落下を抑制しつつ、ヒータにより効率よく感光体を温めることができる。
画像形成装置の要部の断面図である。 画像形成装置の要部の斜視図である。 現像装置を取り外した状態の画像形成装置の要部の斜視図である。 隔壁部材の斜視図である。 感光体側から見た隔壁部材の上面図である。 画像形成装置の他の例の要部の断面図である。 画像形成装置の他の例の要部の斜視図である。 画像形成装置の他の例の要部の斜視図である。 カートリッジ保持部材の斜視図である。 カートリッジ保持部材の拡大断面図である。 画像形成装置の更に他の例の要部の断面図である。 画像形成装置の更に他の例の要部の斜視図である。 画像形成装置の更に他の例の要部の斜視図である。 カートリッジ保持部材の他の例の斜視図である。 カートリッジ保持部材の他の例の拡大断面図である。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置
図1は、本実施例に係る画像形成装置100の要部の断面図である。画像形成装置100は、回転可能なドラム型の感光体(感光ドラム)1を有する。感光体1は、図中矢印R1方向(時計回り)に回転駆動される。回転する感光体1の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ2によって一様に帯電される。帯電された感光体1の表面は、露光手段としての露光装置3によって、画像情報に応じた光Lで走査露光される。これにより、感光体1上に静電潜像(静電像)が形成される。本実施例では、露光装置3は、レーザ光Lを感光体1に照射するレーザスキャナであり、ハウジング3b内にレーザ光源、走査光学系などを有し、該ハウジング3bにはレーザ光の透過を許す光透過部(光照射部)3aが設けられている。本実施例では、光透過部3aはガラス窓で構成されている。
感光体1上に形成された静電潜像は、現像装置4によって現像剤としてのトナーが供給されて、トナー像として現像(可視化)される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した露光部に感光体1の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性に帯電したトナーが付着する。現像装置4は、トナーを収容する現像容器(現像枠体)4aと、トナーを感光体1との対向部(現像部)まで搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ4bと、を有する。現像スリーブ4bは、現像容器4aに回転可能に支持されている。
感光体1上に形成されたトナー像は、被転写体としての例えば無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト(図示せず)に転写(一次転写)される。このとき、中間転写ベルトを介して感光体1と対向して配置された一次転写部材(図示せず)に、現像時のトナーの帯電極性(正規の帯電極性)とは逆極性の一次転写バイアスが印加される。中間転写ベルトに一次転写されたトナー像は、その後紙などの記録材に二次転写される。そして、トナー像が二次転写された記録材は、定着装置(図示せず)によって加熱及び加圧されることによってその上にトナー像が定着された後に、画像形成装置100の外部に排出される。また、感光体1から被転写体へのトナー像の転写後に感光体1上に残留したトナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード5によって感光体1上から除去されて回収される。
本実施例では、感光体1、帯電ローラ2は及びクリーニングブレード5は、カートリッジ容器(カートリッジ枠体)6aによって一体化されて、画像形成装置100の装置本体110に対して着脱可能な感光体カートリッジ6を構成している。感光体1、帯電ローラ2は、それぞれカートリッジ容器6aに回転可能に支持されており、クリーニングブレード5は感光体1に当接されてカートリッジ容器6aに固定されている。また、本実施例では、現像装置4は、感光体カートリッジ6とは別個に、装置本体110に対して着脱可能とされている。
本実施例では、感光体1や現像装置4は、被転写体としての中間転写ベルトの下方に配置されている。そして、本実施例では、感光体1や現像装置4の下方に露光装置3が配置されている。
2.感光体カートリッジ及び現像装置の着脱
次に、図1〜図3を参照して、感光体カートリッジ6及び現像装置4の装置本体110に対する着脱について説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図である。また、図3は、現像装置4を装置本体110から取り外した状態の本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図である。
なお、ここでは、図1の紙面手間側を画像形成装置100の前(手前)、図1の紙面奥側を画像形成装置100の後(奥)とする。この画像形成装置100の前後方向は、感光体1の長手方向(回転軸線方向)と略平行である。また、画像形成装置100について左右方向は、画像形成装置100を前から見たときの左右方向を言うものとする。また、上方、下方とは、重力方向の上方、下方を言うが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする要素や位置を通る水平面よりも上側、下側を含むものである。また、感光体1や現像装置4の位置、あるいは感光体1や現像装置4に対する位置関係は、感光体1や現像装置4の主要部に関して言うものである。この感光体1の主要部には画像形成領域(トナー像が形成可能な領域)が含まれ、現像装置4の主要部には現像容器4a内や現像スリーブ4b上のトナーが存在する領域が含まれるが、例えば駆動伝達部など付随する要素は含んでいなくてよい。これらは後述する他の実施例においても同様である。
本実施例では、上述のように、感光体カートリッジ6と、現像装置4と、は別体となっており、それぞれ個別に装置本体110に対して着脱(挿抜)できるようになっている。
本実施例では、感光体カートリッジ6の装置本体110に対する着脱方向は、画像形成装置100の前後方向である。感光体カートリッジ6は、図2の矢印A方向に引き出すことで、装置本体110から取り外すことができる。逆に、感光体カートリッジ6は、図2の矢印A方向とは反対方向に挿し込むことで、装置本体110に装着することができる。なお、感光体カートリッジ6を装置本体110に対して着脱する時には、現像装置4は図1及び図2の矢印B方向(感光体1の長手方向と略直交する方向に沿って感光体1から離れる方向)へ移動される。これによって、感光体カートリッジ6の移動を可能とする感光体カートリッジ6と現像装置4との間のクリアランスが確保される。
感光体カートリッジ6は、装置本体110に対して着脱される時には、感光体1を含むユニットを保持する感光体保持部としてのカートリッジレール(ガイドレール)7に支持され、ガイドされた状態で、前後方向へ移動する。感光体カートリッジ6は、カートリッジ容器6aの底部の左右両端部に形成されたカートリッジ保持受部6bがカートリッジレール7と係合することで、カートリッジレール7により支持され、案内される。感光体カートリッジ6は、装置本体110の内部の所定の位置まで挿入されると、図1に示すようにカートリッジレール7の底部から浮く方向に移動され、感光体カートリッジ位置決め部(図示せず)に拘束されて位置が決まる。詳しい説明は省略するが、画像形成装置100の前後側板に穴などの感光体カートリッジ位置決め部が設けられ、感光体カートリッジ6に設けられた凸部がこの穴などに嵌合して位置決めが行われる。
本実施例では、現像装置4の装置本体110に対する着脱方向は、感光体カートリッジ6と同様に、画像形成装置100の前後方向である。現像装置4は、図2の矢印A方向に引き出すことで、装置本体110から取り外すことができる。逆に、現像装置4は、図2の矢印A方向とは反対方向に挿し込むことで、装置本体110に装着することができる。なお、現像装置4を装置本体110に対して着脱する時には、現像装置4は感光体カートリッジ6に対して図1及び図2の矢印B方向へ移動された位置で前後方向に移動される。これによって、現像装置4の移動を可能とする現像装置4と感光体カートリッジ6との間のクリアランスが確保される。
現像装置4は、装置本体110に対して着脱される時には、現像装置4を保持する現像装置保持部としての現像レール(ガイドレール)8に支持され、案内された状態で、前後方向へ移動する。現像装置4は、現像容器4aの底部の左右両端部に形成された現像保持受部4cが現像レール8と係合することで、現像レール8により支持され、案内される。現像装置4は、装置本体110の内部の所定の位置まで挿入されると、図1及び図2の矢印B方向とは逆方向へ移動可能となる。本実施例では、現像レール8が上記矢印B方向に沿って移動可能となっている。図2に示すように、現像装置4には、感光体1と現像スリーブ4bとの間の間隔(SDギャップ)を維持するための突き当て部材4dが設けられている。上述のように現像装置4が矢印B方向とは逆方向へ移動可能となると、現像装置4は突き当て部材4dが感光体1に突き当るまで移動され、感光体1と現像スリーブ4bとの間の間隔が所定の間隔となり、現像装置4の位置決めが行われる。
なお、本実施例では、感光体カートリッジ6と現像装置4とが個別に交換可能とされているが、感光体カートリッジ6と現像装置4とが一体化されてプロセスカートリッジを構成していてもよい。
3.ヒータ
本実施例では、感光体カートリッジ6の下方に、感光体1を温めるための加熱手段としてのヒ−タ9が配置されている。本実施例では、ヒータ9は、感光体1の略真下に配置されている。このように、略重力方向に見たとき、ヒータ9の少なくとも一部(本実施例では全部)は、感光体1と重なる領域に配置されていることが好ましい。ヒータ9は、次のようにして、感光体1の温度(表面温度)を所定温度以上に維持するように構成されている。ヒータ9は、その周辺の雰囲気温度を上昇させる。ヒータ9によって温められた空気は、図1の矢印Cで示すように自然対流によってヒータ9の上方へ移動する。そして、この移動した空気によって、感光体1の周囲の雰囲気温度が上昇する。これによって、感光体1の温度が所定温度以上に維持される。本実施例では、ヒータ9は電熱線を有して構成されており、該電熱線への通電制御が、感光体1の温度を所定温度以上に維持するように設定されている。感光体1の温度を所定温度以上に維持することにより、画像流れを抑制することができる。
4.隔壁
本実施例では、感光体1や現像装置4の下方に露光装置3(より詳細には光透過部3a)が配置されている。このような構成では、前述のように、感光体1や現像装置4から飛散したトナーが露光装置3の光透過部3aの上に落下し、堆積することで、光透過部3aを光が透過できなくなって感光体1への静電潜像の形成が適正に行えなくなることがある。その結果、白スジといった画像不良の原因となる。
そこで、本実施例では、画像形成装置100は、感光体カートリッジ6の下方、かつ、ヒータ9の上方に配置された、感光体1と露光装置3との間を隔てる隔壁部材10を有する。詳しくは後述するように、本実施例では、この隔壁部材10は現像装置4の下方まで延在し、現像装置4と露光装置4との間も隔てる。
しかし、感光体カートリッジ6とヒータ9との間に隔壁部材10が設けられていると、ヒータが温めた空気が感光体1の周辺まで十分に届かず、感光体1を十分に温めることができずに画像流れを抑制する効果が十分に得られなくなることが懸念される。なお、ヒータ9を隔壁部材10の下方に配置することで、ヒータ9へのトナーの落下も抑制される。
そこで、本実施例では、隔壁部材10には、ヒータ9で温められた空気の通過を許す複数のヒータ穴11が設けられている。
以下、図1〜図5を参照して、本実施例における隔壁部材10について更に詳しく説明する。図4は、隔壁部材10の斜視図である。また、図5は、隔壁部材10を感光体カートリッジ6側から見た上面図である。
本実施例では、隔壁部材10は、感光体カートリッジ6の下方から現像装置4の下方にかけて延在する板状の部材である。本実施例では、この板状の隔壁部材10が、感光体1や現像装置4と露光装置3との間を隔てる隔壁として機能する。本実施例では、隔壁部材10は略水平に配置される。本実施例では、隔壁部材10は、合成樹脂を成型することで形成されている。
隔壁部材10は、ヒータ9で温められた空気の通過を許す複数のヒータ穴11を有する。また、隔壁部材10は、露光装置3より出射されたレーザ光Lの通過を許す露光穴12を有する。
複数個のヒータ穴11のそれぞれは、本実施例では一辺が5mmの平面視略正方形の、上下方向に略直線状の角穴とされている。ただし、ヒータ穴11のサイズ及び形状は、本実施例のものに限定されるものではない。感光体1や現像装置4から飛散したトナーが通過して露光装置3側へ入り難く、かつ、ヒータ9で温められた空気が通り易いように、実験などに基づいて適宜決定できるものである。これに限定されないが、ヒータ穴11の隔壁部材10の上面における開口幅(例えば、矩形であれば対向する辺間の幅のうち最も長い幅、円であれば直径)は、1mm以上10mm以下程度、典型的には3mm以上5mm以下程度が好適である。
また、複数のヒータ穴11は、ヒータ9によって効率よく感光体1を温められるように配置する。図5において、略重力方向に沿って感光体1を隔壁部材10上に投影した領域を破線10aで示し、略重力方向に沿って現像装置4を隔壁部材10上に投影した領域を破線10bで示す。なお、これらの領域10a、10bは、感光体1、現像装置4の主要部の概略の位置を示すものである。
複数のヒータ穴11の少なくとも一部は、感光体1の略真下に配置されていることが好ましい。つまり、複数のヒータ穴11の少なくとも一部は、略重力方向に見たとき感光体1と重なる領域10aに配置されていることが好ましい。本実施例では、複数のヒータ穴11の全部が感光体1の略真下に配置されている。また、上述のように、本実施例では、ヒータ9も感光体1の略真下に配置されていることから、複数のヒータ穴11の少なくとも一部は、ヒータ9の略真上に配置されている。また、本実施例では、複数のヒータ穴11は、感光体1の長手方向においても十分に熱が伝わるように、感光体1の長手方向の長さの略全域に配置されている。なお、ヒータ9は、上記感光体1と重なる領域10aにおいて感光体1の長手方向のいずれの位置に配置されていてもよいが、少なくとも中央部、更には両端部に配置されていることが好ましく、略全域に設けられていてもよい。特に、本実施例では、複数のヒータ穴11は、感光体1の長手方向と略平行に3列配置されている。また、本実施例では、感光体1の長手方向及び該長手方向と略直交する方向における、隣接するヒータ穴11同士の間隔は略等間隔とされている。
一方、現像装置4は、一般にその温度上昇を抑制することが望まれる。そのため、複数のヒータ穴11は、略重力方向に見たとき現像装置4と重なる領域10bには設けられていないことが好ましい。ただし、現像装置4の温度上昇を抑制する必要が無い場合などには、上記領域10b内に少なくとも1つのヒータ穴11が配置されていてもよい。
隔壁部材10は、感光体1や現像装置4と露光装置3との間を上下方向に隔てることにより、感光体1や現像装置4から飛散したトナーが露光装置3の光透過部窓3a上に落下して堆積することを抑制する。
なお、露光装置3の光透過部3a上に堆積したトナーは、画像形成装置100の内部のエアフローや温度変化による自然対流などにより画像形成装置100の内部で浮遊する。この浮遊するトナーが露光装置3の光透過部3a上に落下し、光透過部3aの汚れとなると、その汚れによって感光体1の適正な露光ができずに、出力された画像が白スジといった画像不良となる。露光装置3の光透過部3a上へのトナーの落下による光透過部3aの汚れの対策として、防塵シャッターを設ける方法がある。しかし、画像形成中にはレーザを照射するために防塵シャッターは開いている。そして、上述のように堆積したトナーは画像形成中に再度浮遊するため、防塵シャッターのみでは、上記白スジの対策としては十分とは言えない。
以上のように、本実施例によれば、複数のヒータ穴11を備えた隔壁部材10を設けることで、露光装置3の光透過部3a上へのトナー落下を抑制しつつ、ヒータ9で温められた空気を感光体1の周辺へ効率よく移動させることができる。これにより、白スジなどの露光装置3の光透過部3aの汚れによる画像不良と、感光体1を十分に温められないことによる画像流れとを同時に抑制することができる。
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図6は、本実施例の画像形成装置100の要部の断面図である。図7は、本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図である。図8は、本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図であって、感光体1にレーザ光Lを照射している様子を模式的に示している。
本実施例では、実施例1における隔壁部材10の機能を、感光体カートリッジ6を保持するカートリッジ保持部材20と、現像装置4を保持する現像保持部材30と、が有している。このように、本実施例では、隔壁と感光体保持部とが一体的に形成されている。また、本実施例では、隔壁と現像装置保持部とも一体的に形成されている。つまり、本実施例では、隔壁と感光体保持部及び現像装置保持部の両方とが一体的に形成されている。ただし、本実施例では、隔壁の感光体保持部と一体化された部分と、隔壁の現像装置保持部と一体化された部分(他の隔壁)と、は分割されている。以下さらに詳しく説明する。
カートリッジ保持部材20は、板状のカートリッジ隔壁部21と、このカートリッジ隔壁部21から上方に突出するカートリッジレール部(ガイドレール)22と、を有する。カートリッジ隔壁部21が、実施例1における隔壁部材10と同様に、感光体1と露光装置3との間を隔てる隔壁の機能を有する。本実施例では、カートリッジ隔壁部21は略水平に配置される。カートリッジレール部22が、実施例1におけるカートリッジレール7と同様に、感光体カートリッジ6の着脱時に感光体カートリッジ6をガイドする感光体保持部の機能を有する。本実施例では、カートリッジレール部22は、感光体カートリッジ6の底部の左右両端部に設けられたカートリッジ保持受部6bを左右両側から挟むように、カートリッジ隔壁部21の左右両端部に設けられている。そして、主にこの両端部のカートリッジレール部22の間のカートリッジ隔壁部21の平面部が、感光体カートリッジ6と露光装置3との間を上下に隔てる隔壁の機能を有する。本実施例では、カートリッジ保持部材20は、合成樹脂を成型することで形成されている。
本実施例では、感光体カートリッジ6は、装置本体110に対して着脱される時には、カートリッジレール部22にガイドされた状態で、カートリッジ隔壁部21上を前後方向へ移動する。また、装置本体110の内部の所定位置まで挿入された感光体カートリッジ6は、カートリッジ隔壁部21から浮く方向に移動され、実施例1と同様に感光体カートリッジ位置決め部による位置決めが行われる。
現像保持部材30は、板状の現像隔壁部31と、この現像隔壁部31から上方に突出する現像レール部(ガイドレール)32と、を有する。現像隔壁部31が、実施例1における隔壁部材10と同様に、現像装置4と露光装置3との間を隔てる隔壁の機能を有する。本実施例では、現像隔壁部31は略水平に配置される。現像レール部32が、実施例1における現像レール8と同様に、現像装置4の着脱時に現像装置4をガイドする現像装置保持部の機能を有する。本実施例では、現像レール32は、現像装置4の底部の左右両端部に設けられた現像保持受部4cを左右両側から挟むように、現像隔壁部31の左右両端部に設けられている。そして、主にこの両端部の現像レール部32の間の現像隔壁部31の平面部が、現像装置4と露光装置3との間を上下に隔てる隔壁の機能を有する。本実施例では、現像保持部材30は、合成樹脂を成型することで形成されている。
本実施例では、現像装置4は、装置本体110に対して着脱される時には、現像レール部32にガイドされた状態で、現像隔壁部31上を前後方向へ移動する。また、本実施例では、現像保持部材30は、図6及び図7の矢印B方向に沿って移動可能となっている。そして、感光体カートリッジ6、現像装置4の着脱時には、実施例1と同様に現像装置4は上記矢印B方向へ移動される。また、装置本体110の内部の所定位置まで挿入された現像装置4は、突き当て部材4dが感光体1に突き当たるまで上記矢印B方向とは逆方向に移動されて位置決めが行われる。
カートリッジ隔壁部21の左側端部には、左側のカートリッジレール部22よりも左側に延長された延長部21aが設けられている。また、現像隔壁部31の右側端部には、右側の現像レール部32よりも右側に延長された延長部31aが設けられている。そして、上述のように現像装置4が感光体1に対して位置決めされた状態で、上記延長部21a、31a同士が所定のクリアランスを持って対向する。このクリアランスは、トナーの落下を十分に抑制できるように十分に小さく設定されている。また、本実施例では、カートリッジ隔壁部21の延長部21aの前後方向の中央部には、切り欠き部21bが設けられている。そして、この切り欠き部21bと現像隔壁部31の延長部31aとの間の空隙が、実施例1の隔壁部材10における露光穴12の機能を有している。なお、カートリッジ隔壁部21と現像隔壁部31とのクリアランス自体を、露光装置3から出射されたレーザ光Lが通る程度の最低限度のクリアランスとして、実施例1の隔壁部材10における露光穴12の機能を持たせてもよい。
ヒータ9は、カートリッジ隔壁部21、すなわち、カートリッジ保持部材20の下方に配置されている。
なお、本実施例ではカートリッジ保持部材20と現像保持部材30とを別部品としたが、これらを一体化してもよい。
このように、本実施例では、実施例1における隔壁部材10の機能をカートリッジ保持部材20、現像保持部材30に持たせることにより、部品を削減することできる。これにより、画像形成装置100の上下方向の断面サイズを小型化することが可能となり、またコストダウンを図ることが可能となる。
また、本実施例では、実施例1における隔壁部材10の機能をカートリッジ保持部材20に持たせることで、図6に示すように、実施例1(図1)と比較してヒータ9を感光体カートリッジ6に近づけることが可能となる。そのため、より効率的に感光体1を温めることができ、ヒータ9の出力を低減すことができる。その結果、消費電力の低減などによる省エネルギーのメリット、より低出力のヒータ9を使用可能であることなどによるコストダウンのメリットもある。
図9は、本実施例におけるカートリッジ保持部材20の斜視図である。また、図10は、本実施例におけるカートリッジ保持部材20の拡大断面図である。
カートリッジ保持部材20のカートリッジ隔壁部21は、ヒータで温められた空気の通過を許す複数のヒータ穴23を有する。本実施例では、複数のヒータ穴23のそれぞれは、カートリッジ隔壁部21の上面21c、下面21dのいずれにおいても開口部の形状が平面視略矩形の角穴である(本実施例では上面21c側が略正方形、下面21d側が略長方形)。そして、本実施例では、カートリッジ隔壁部21の上面21cと下面21dとで、ヒータ穴23の開口部の面積は異なっている。図10に示すように、本実施例では、カートリッジ隔壁部21の上面21c、下面21dにおけるヒータ穴23の開口部の面積は、それぞれ次のようになっている。つまり、上面21cにおける開口部の面積をS1、下面21dにおける開口部の面積をS2とした場合、S1<S2の関係となるように、ヒータ穴23の形状が設定されている。
本実施例ではヒータ穴23の形状は、上面21c、下面21dのいずれにおいても開口部の形状が平面視略矩形の角穴形状であるが、これに限定されるものではない。S1<S2の関係となるように形成されるのであれば、ヒータ穴23の上面21c、下面21dにおける開口部の形状のいずれか又は両方が矩形以外の形状、例えば三角形、五角形以上の多角形、円形、長円形、楕円形などなどであってもよい。
なお、S1が大き過ぎると感光体1や現像装置4から落下してくるトナーがヒータ穴23を通り抜けて露光装置3に到達してしまう。また、S1<S2の関係となっているため、ヒータ穴23の間隔はS2のサイズの影響を受ける。そのため、S2が大き過ぎると、ヒータ穴23の数を減らす必要が生じ、ヒータ9で温められた空気がカートリッジ隔壁部21で遮られて感光体1を効率的に温めることが難しくなることが考えられる。したがって、ヒータ9の出力、感光体1の目標温度などに応じて、S2の上限値を実験などに基づいて適宜設定することができる。また、S1の下限値もS2の上限値と同様に、ヒータ9の出力、感光体1の目標温度などに応じて、実験などに基づいて適宜設定することができる。カートリッジ保持部材20が樹脂成型部品である場合など、その量産性による寸法の制限もあるため、製造上の問題点にて下限値が設定される場合もある。これに限定されないが、ヒータ穴23のカートリッジ隔壁部21の上面21cにおける開口幅は、実施例1と同程度が好適である。
また、本実施例における複数のヒータ穴23の配置は、実施例1における隔壁部材10のヒータ穴11の配置と概略同様である。ただし、本実施例では、複数のヒータ穴23は、感光体1の長手方向と略平行に4列配置されている。
このように、本実施例では、ヒータ穴23の断面形状を上下方向で変化さることにより、ヒータ9で温められた空気は通り易く、感光体1や現像装置4から落下してくるトナーは通りにくい形状としている。特に、本実施例では、ヒータ穴23の開口部の面積をカートリッジ隔壁部21の上面21cでは相対的に小さく、下面21dでは相対的に大きくしている。
ここで、図6の矢印Dで示すように、装置本体110の内部に飛散しているトナーの発生源の一つは現像装置4の現像スリーブ4bである。そのため、現像スリーブ4b側から感光体1側へとトナーは飛散してくることとなる。逆に、感光体1の回転中心を通る鉛直線に対してクリーニングブレード5側からのトナーの飛散はほとんど無い。そのため、ヒータ穴23の断面形状(感光体1の長手方向と略直交する断面の形状)の設定により、トナーの落下を抑制する効果を向上させることが可能である。
本実施例では、図10に示すように、ヒータ穴23の断面形状は、次のようになっている。まず、左側(現像装置4により近い側)の内面は、カートリッジ隔壁部21の上面21c側から下面21d側に行くに従って現像装置4に近づくように上面21cに対して傾斜した形状とされている。つまり、感光体1に対する現像剤の供給が行われる位置(現像部)を通る鉛直面に略直交する方向において、ヒータ穴23の該鉛直面側の内面は、カートリッジ隔壁部21の上面側から下面側に行くに従って該鉛直面に近づくように該上面に対して傾斜している。一方、右側(現像装置4からより遠い側)の内面は、カートリッジ隔壁部21の上面21cから下面21dまで、上面21cに対して略垂直に延びた形状とされている。上述のように、現像スリーブ4b側からのトナーの飛散が多いことを考えると、図10の矢印Eで示すような経路でトナーが飛散してくることとなる。ヒータ穴23の断面形状を現像スリーブ4b側のみ末広がりの形状とすることにより、感光体1や現像装置4から飛散したトナーがヒータ穴23の中へ落下し難くなり、効率的に露光装置3へのトナーの落下を抑制することができる。
また、例えば、感光体1の回転中心を通る鉛直線よりも現像スリーブ4b側のヒータ穴23の形状と、該鉛直線よりもクリーニングブレード5側のヒータ穴23の形状とを異ならせることができる。この場合、例えば、現像スリーブ4b側のヒータ穴23の上面21cにおける開口部の面積を、クリーニングブレード5側のそれよりも小さくすることができる。
以上のように、本実施例によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、本実施例では、カートリッジ保持部材20、現像保持部材30に隔壁の機能を持たせることにより、断面サイズの小型化、低コスト化が可能となる。また、ヒータ穴23の形状を非対称の形状とすることにより、より効率的に露光装置3へのトナーの落下を抑制することが可能となる。
[実施例3]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1、2のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1、2の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図11は、本実施例の画像形成装置100の要部の断面図である。図12は、本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図である。図13は、本実施例の画像形成装置100の要部の斜視図であって、感光体1にレーザ光Lを照射している様子を模式的に示している。また、図14は、本実施例におけるカートリッジ保持部材20の斜視図である。また、図15は、本実施例におけるカートリッジ保持部材20の拡大断面図である。
本実施例では、実施例2と同様に、実施例1における隔壁部材10の機能を、カートリッジ保持部材20と、現像保持部材30と、が有している。本実施例における現像保持部材30の構成は、実施例2のものと同じであるので詳しい説明は省略する。本実施例におけるカートリッジ保持部材20の構成は、実施例2のものと概略同様であるが、ヒータ穴23の形状、及び後述する遮蔽部24が設けられていることが異なる。
本実施例におけるカートリッジ保持部材20は、実施例2と同様に、カートリッジ隔壁部21と、カートリッジレール部22と、を有する。また、本実施例におけるカートリッジ保持部材20のカートリッジ隔壁部21は、複数のヒータ穴23を有する。本実施例では、複数のヒータ穴23のそれぞれは、平面視略矩形(本実施例では感光体1の長手方向に長い長方形)の、上下方向に略直線状の角穴とされている。本実施例では、実施例2と同様に、複数のヒータ穴23は、感光体1の長手方向と略平行に4列配置されている。
そして、本実施例におけるカートリッジ保持部材20は、カートリッジ隔壁部21の上面21cから上方に突出する遮蔽部24を有する。本実施例では、遮蔽部24は、上面21cから略垂直方向に延びる壁部24aと、壁部24aの先端部から略直角方向に右側へと延びるひさし部24bと、を有する。本実施例では、カートリッジ保持部材20は、合成樹脂を成型することで形成されている。
壁部24aは、複数のヒータ穴23のそれぞれの左側の稜線に隣接して立てられている。本実施例では、感光体1の長手方向に配列された複数のヒータ穴23に対応する壁部24は一体に連結されている。
ひさし部24bは、略重力方向に見たときヒータ穴23の少なくとも一部と重なるように設けられている。本実施例では、ひさし部24bは、略重力方向に見たとき、ヒータ穴23の左側の略半分と重なるように設けられている。また、本実施例では、感光体1の長手方向に配列された複数のヒータ穴23に対応するひさし部24bは一体に連結されている。ただし、本実施例では、この一体に連結されたひさし24bには、略重力方向に見たときに感光体1の長手方向で隣接するヒータ穴23間の間隔と重なる部分に、スリット24cが形成されている。
本実施例では、感光体カートリッジ6は、装置本体110に対して着脱される時には、カートリッジレール部22にガイドされた状態で、遮蔽部24のひさし部24b上を前後方向へ移動する。また、装置本体110の内部の所定位置まで挿入された感光体カートリッジ6は、遮蔽部24のひさし部24bから浮く方向に移動され、実施例1と同様に感光体カートリッジ位置決め部による位置決めが行われる。
ヒータ9は、カートリッジ隔壁部21、すなわち、カートリッジ保持部材20の下方に配置されている。
ここで、本実施例では、壁部24a、ひさし部24bはそれぞれ直線形状である。また、本実施例では、壁部24aはカートリッジ隔壁部21の上面21cに対して略垂直に配置され、ひさし部24bは壁部24aに対して略直角に配置されている。しかし、壁部24aやひさし部24bの形状や配置角度は、本実施例のものに限定されるものではない。感光体1や現像装置4から飛散してきたトナーがヒータ穴23に入るのを遮る効果が得られ、またヒータ9で温められた空気が感光体1の周辺へと移動することを許容量以上妨げないものであればよく、実験などに基づいて任意に設定できる。
例えば、遮蔽部24は、本実施例における壁部24aに対応する部分のみを有していてもよい。ただし、略重力方向に見たとき、遮蔽部24の少なくとも一部は、当該遮蔽部に隣接するヒータ穴23の上面21cにおける開口部と重なるように設けられていることが好ましい。例えば、遮蔽部24は、本実施例における壁部24aに対応する壁がヒータ穴23の方向に傾いて設けられている構成であってもよい。つまり、カートリッジ隔壁部21の上面21cから上方に突出する壁の形状は、直線若しくは曲線の一種類又は複数種類が組み合わされた形状であってよい。
また、本実施例では、感光体1の長手方向に配列された複数のヒータ穴23に対応する壁部24a及びひさし部24bをそれぞれ連結して構成を簡易化すると共に、スリット24cを設けることで温められた空気の移動を促進させている。しかし、これに限定されるものではなく、それぞれのヒータ穴23に個別の遮蔽部24を設けてもよい。また、本実施例では、遮蔽部24の壁部24aはヒータ穴23の稜線に接触して(ヒータ穴23の内面と略面一で)設けられているが、遮蔽部24はヒータ穴23に対して所定の間隔をあけて設けられていてもよい。遮蔽部24が対応するヒータ穴23に隣接して設けられているとは、該ヒータ穴23にトナーが入ることを少なくとも部分的に妨げられるように該ヒータ穴23に接触又は近接して設けられていることをいう。
また、本実施例では、ヒータ穴23は平面視略長方形の角穴である。この形状は、露光装置3へのトナーの落下の抑制、ヒータ9からの伝熱の点で比較的効率が良い形状と言えるが、前述の各実施例と同様、ヒータ穴23の形状は限定されるものではない。
本実施例では、図15に示すように、ヒータ穴23、壁部24a及びひさし部24bで形成される空気の通路の断面形状(感光体1の長手方向と略直交する断面の形状)はクランク形状となる。そのため、感光体1や現像装置4から飛散したトナーが、この通路を通過して露光装置3側に入り難くなる。そのため、ヒータ穴23の上面21cにおける開口部の面積を比較的大きくすることが可能となる。また、実施例2のようにヒータ穴23の開口部の面積をカートリッジ隔壁部21の上面21cと下面21dとで異ならせ、上面21c側の開口部の面積を縮小する必要性は低くなる。そのため、ヒータ9で温められた空気は、その通路を効率よく通過することができ、実施例1、2と比較してより高効率に感光体1の周囲にヒータ9で温められた空気を移動させることができる。その結果、熱伝導率が向上し、ヒータ9の出力を低減することが可能となり、省エネルギーやコストダウンを図ることが可能となる。
また、本実施例では、図15に示すように、壁部24a及びひさし部24bは、ヒータ穴23の左側(現像装置4により近い側)に設けられている。つまり、感光体1に対する現像剤の供給が行われる位置(現像部)を通る鉛直面に略直交する方向において、遮蔽部24は、該遮蔽部24に隣接するヒータ穴23の該鉛直面側の稜線に隣接して設けられている。そのため、図15の矢印Dで示すように現像スリーブ4b側から飛散してくるトナーを効率よく遮ることが可能となり、ヒータ穴23を通過して露光装置3側へトナーが落下することを効率よく抑制することができる。
以上のように、本実施例によれば、実施例1、2と同様の効果が得られる。また、本実施例では、遮蔽部24を設けることにより、より効率的に露光装置3へのトナーの落下を抑制することができる。また、ヒータ穴23と遮蔽部24とにより断面形状がクランク型の空気の通路を形成することにより、穴の一部で断面積を小さくする必要性を低くし、ヒータ9の熱を感光体1へ効率的に伝えることが可能となる。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例2で説明したヒータ穴の形状、実施例3で説明した遮蔽部を、実施例1のヒータ穴に関して適用してもよい。また、実施例2で説明したヒータ穴の形状(上下方向で断面形状が変化)は、複数のヒータのうち少なくとも一部に適用することができる。同様に、実施例3で説明した遮蔽部は、複数のヒータ穴のうち少なくとも一部に対して設けることができる。
また、上述の実施例では、感光体を含むユニット、現像装置、あるいはプロセスカートリッジがそれぞれ画像形成装置の装置本体に対して容易に着脱可能である場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体を含むユニットや現像装置は、上述の実施例における保持部に対応する部材に容易には着脱できないように固定されていてもよい。
また、実施例1で説明した隔壁部材は、感光体と露光装置との間を隔てるように、実施例2、3におけるカートリッジ隔壁部に対応する部分のみが設けられていてもよい。
また、上述の実施例では、ヒータは感光体の下方かつ露光装置の上方に設けられていたが、本発明は感光体より下方に露光装置とヒータとが配置されていれば適用することができる。露光装置の構成などによって配置可能である場合には、ヒータは露光装置と略同じ高さ又は露光装置より下方に配置されていてもよい。
1 感光体
3 露光装置
4 現像装置
7 カートリッジレール(感光体保持部)
8 現像レール(現像装置保持部)
9 ヒータ
10 隔壁部材(隔壁)
20 カートリッジ保持部材
21 カートリッジ隔壁部(隔壁)
22 カートリッジレール部(感光体保持部)
24 遮蔽部
30 現像装置保持部材
31 現像隔壁部(隔壁)
32 現像レール部(現像装置保持部)

Claims (16)

  1. 感光体と、
    重力方向において前記感光体よりも下方に配置され前記感光体を含むユニットを保持する感光体保持部と、
    重力方向において前記感光体よりも下方に配置され前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する露光装置と、
    重力方向において前記感光体前記露光装置との間設けられる隔壁と、
    重力方向において前記隔壁よりも下方に設けられるヒータと、
    を有し、
    前記隔壁には、前記ヒータで温められた空気の通過を許す複数の穴が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記ヒータは、重力方向において前記感光体よりも下方かつ前記露光装置よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記複数の穴のうち少なくとも一部は、重力方向から見た場合に前記感光体と重なる領域に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記隔壁と前記感光体保持部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか項に記載の画像形成装置。
  5. 前記感光体に現像剤を供給する現像装置と、
    重力方向において前記現像装置よりも下方に配置され前記現像装置を保持する現像装置保持部と、
    を有し、
    前記隔壁は前記感光体と前記現像装置の両方の下方に配置されており、
    前記複数の穴の少なくとも一部は、重力方向から見た場合に、前記感光体と重なる領域に配置され、前記現像装置と重なる領域には配置されていないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記隔壁と前記現像装置保持部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記感光体に現像剤を供給する現像装置と、
    重力方向において前記現像装置よりも下方に配置され前記現像装置を保持する現像装置保持部と、
    重力方向において前記現像装置と前記露光装置との間に設けられ、前記現像装置保持部と一体的に形成される他の隔壁と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記露光装置は、前記隔壁と前記他の隔壁との間を通過するように前記レーザ光を出射することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記複数の穴のうち少なくとも一部の前記隔壁の上面における開口部の面積をS1、下面における開口部の面積をS2としたとき、S1<S2の関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか項に記載の画像形成装置。
  10. 前記感光体に対する現像剤の供給が行われる位置を通る鉛直面に略直交する方向において、前記複数の穴のうち少なくとも一部の前記鉛直面側の内面は、前記隔壁の上面側から下面側に行くに従って前記鉛直面に近づくように前記上面に対して傾斜していることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  11. 前記隔壁の上面には、前記複数の穴のうち少なくとも一部に隣接して上方に突出した遮蔽部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか項に記載の画像形成装置。
  12. 前記遮蔽部の少なくとも一部は、重力方向から見た場合に当該遮蔽部に隣接する前記穴の前記上面における開口部と重なるように設けられていることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
  13. 前記感光体に対する現像剤の供給が行われる位置を通る鉛直面に略直交する方向において、前記遮蔽部は、当該遮蔽部に隣接する前記穴の前記鉛直面側の稜線に隣接して設けられていることを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形成装置。
  14. 記ヒータの少なくとも一部は、重力方向から見た場合に前記感光体と重なる領域に配置されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか項に記載の画像形成装置。
  15. 前記感光体を含むユニットは、前記画像形成装置に対して前記感光体の回転軸線方向に挿抜可能であって、
    前記感光体保持部は、前記ユニットを前記画像形成装置に対して挿抜する場合に前記ユニットをガイドするガイドレールを有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか項に記載の画像形成装置。
  16. 前記現像装置は、前記画像形成装置に対して挿抜可能であって、
    前記現像装置保持部は、前記画像形成装置に対して前記現像装置を挿抜する場合に前記現像装置をガイドするガイドレールを有することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか項に記載の画像形成装置。
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