JP6765806B2 - プロセスカートリッジ、画像形成装置および離間部材 - Google Patents

プロセスカートリッジ、画像形成装置および離間部材 Download PDF

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本発明は、プロセスカートリッジ、画像形成装置、離間部材に関するものである。
ここでプロセスカートリッジとは、像担持体と、この像担持体に作用するプロセス部材(プロセス手段)とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置の本体(装置本体)に対して取り外し可能に装着されるものである。
画像形成装置とは記録媒体に画像を形成するものである。
画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう。)では、像担持体としての一般にドラム型とされる電子写真感光体、即ち、感光体ドラムを一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。
このトナー補給やメンテナンスを容易にするために、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。
プロセスカートリッジの物流時に感光体ドラムを保護するため、感光体ドラムと現像ローラを離間させる離間部材が知られている(特許文献1参照)。
特開2012−3243(図1)
本発明は上記技術をさらに発展させたものである。本発明は、像担持体と像担持体に作用するプロセス部材とを離間することと、およびその解除を行うことを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
像を担持する像担持体と、
前記像担持体を回転可能に支持する枠体と、
前記枠体に取り付けられ、前記像担持体に作用する第一プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第一離間部と、前記像担持体に作用する第二プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第二離間部と、を備える離間部材と、
前記離間部材と係合して該離間部材を移動させる移動作用部と、
を有し、
前記離間部材は
記第一離間部および前記第二離間部によって前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間された状態に保持する保持位置と、
前記像担持体から離間された状態の前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材が、画像形成動作を行うための画像形成位置へ移動するのを許容する許容位置と、を取り得るものであって、
前記像担持体の回転によって、前記移動作用部が前記離間部材を前記保持位置から前記許容位置へ移動させ
前記離間部材が前記許容位置に移動したとき、前記移動作用部と前記離間部材の係合が解消されることを特徴とする。
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、像担持体と像担持体に作用するプロセス部材の離間とその解除を行うことができる。
プロセスカートリッジを装置本体に装着した状態を装置本体の駆動側から見た側面図である。 画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。 プロセスカートリッジの断面図である。 プロセスカートリッジのクリーニング容器内部の断面図である。 画像形成装置本体の斜視図である。 画像形成装置本体の斜視図である。 画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の駆動側位置決め部の斜視図である。 プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の非駆動側位置決め部の斜視図である。 プロセスカートリッジの分解図である。 プロセスカートリッジの分解図である。 プロセスカートリッジの分解図である。 プロセスカートリッジの分解図である。 離間部材を示した斜視図である。 離間部材をプロセスカートリッジに取り付ける説明をした斜視図である。 離間部材が取り付いた状態を説明した駆動側からみた概略側面図である。 離間部材が第1の位置から第2の位置へ移動する過程を説明した駆動側からみた概略側面図である。 現像ユニットの移動構成を説明する説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。
また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
図2および図3を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
図2は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体(以下、装置本体Aと記載する)及びプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。
図3は、カートリッジBの断面図である。
ここで、装置本体Aとは電子写真画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図2に示す電子写真画像形成装置は、カートリッジBを装置本体Aに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
<画像形成プロセス>
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム(以下、ドラム62と記載する)は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。
露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。また現像ユニット20は現像ローラ32を支持する。
トナーTは、現像ローラ32の内部に配置されたマグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。現像ローラ32は、現像剤を担持する現像剤担持体である。また、現像ローラ32はドラム62に作用するプロセス部材(第一プロセス部材)である。
トナーTは、現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32周面上での層厚が規制される。
そのトナーTは、現像ローラ32からドラム62の静電潜像に供給される。これによりドラム62上の潜像はトナー像(現像剤像)として現像され、可視像化される。ドラム62は像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。
また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。そして、そのシート材Pが転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。転写ローラ7はドラム62に形成されたトナー像(現像剤像)をシート材Pに転写する転写部材である。また転写ローラ7はドラム62に作用するプロセス部材(第二プロセス部材)である。
なお本実施例では直接転写構成を採用しているので、転写ローラ7によってドラム62からトナー像が転写される被転写体はシート材Pである。しかしながらドラム62からトナー像を直接シート材Pに転写する必要があるわけでない。例えば被転写体として中間転写ベルト(中間転写体)を採用した場合には、転写ローラ7によってドラム62から中間転写ベルトにトナー像を一次転写する。そして、2次転写ローラによって中間転写ベルトからそのトナー像を、シート材Pに二次転写するなどの構成も考えられる。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そしてシート材Pは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナーはクリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。なおクリーニングユニット60はドラム(像担持体)62を支持する像担持体ユニット(ドラムユニット)である。
上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、クリーニングブレード77がドラム62に作用するプロセス手段である。
<カートリッジ着脱>
次に装置本体Aに対するカートリッジBの着脱について、図5、図6を用いて説明する。
図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図6は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態の装置本体AとカートリッジBの斜視図である。図7は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、カートリッジBを着脱している際の装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。カートリッジBは、トレイ18に対して、着脱方向Eに沿って着脱可能である。
装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くとカートリッジ挿入口17が設けられている。そしてカートリッジ挿入口17内にはカートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。トレイ18は、所定の位置まで引き出すと、カートリッジBの着脱が可能である。カートリッジBはトレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。
また、カートリッジBに設けられた第1カップリング70および第2カップリング21(図8)に駆動を伝達するための第1駆動軸14および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14および第2駆動軸19は装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
<カートリッジ支持>
図5に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図8、図9に示すように、駆動側板15には駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられる。非駆動側板16には非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
一方、カートリッジBの被支持部として、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71a、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gがそれぞれ設けられている。そして、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持されることで、カートリッジBは装置本体A内で位置決めされる。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図、図10、図11、図12、図13は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。図11及び図13は、図10及び図12の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット60と、現像ユニット20を有する。なお、一般には、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段(プロセス部材)の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能としたものである。
プロセス部材の例として帯電手段、現像手段及びクリーニング手段等が挙げられる。
プロセスカートリッジは、クリーニングユニット60を有する。
図3に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71と、クリーニング枠体71に溶着等で固定された蓋部材72を有する。クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図4は、クリーニング枠体71の断面図である。図3、図4に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬送される。搬送された廃トナーは、クリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
また、第1スクリュー86は(不図示の)ギアによって、図13中に示すカップリング21から駆動を伝達されて回転する。そして、第2スクリュー87は第1スクリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88の回転軸線はドラム62の回転軸線と平行であり第2スクリュー87の回転軸線はドラム62の回転軸線と直交している。
また、図3に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
ドラム62は、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印R方向に回転駆動される。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図3に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。また現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図10、図12に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図3に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50が設けられている。第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
図10、図12に示すように、カートリッジBはクリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
クリーニングユニット60には、クリーニング枠体71、蓋部材72、ドラム62、ドラム62を回転支持するためのドラム軸受73及びドラム軸78が設けられている。図13に示すように、駆動側においてドラム62の端部には、端部部材としての駆動側ドラムフランジ63が設けられている。この駆動側ドラムフランジ63が、ドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。
一方、図11に示すように、非駆動側は、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78が、非駆動側ドラムフランジ64の穴部(不図示)を回転可能に支持する構成となっている。
図3、図10、図12に示すように、一方、現像ユニット20は、底部材22、現像容器23、駆動側現像サイド部材26、現像ブレード42、現像ローラ32等からなる。また現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27、37により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
そして、図11、図13に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20を結合ピン69で互いに回動可能に結合することによってカートリッジBを構成する。
具体的には、現像ユニット20の長手方向両端部には、現像容器23に現像第1支持穴23a、現像第2支持穴23bが設けられている。また、クリーニングユニット60の長手方向両端部には、クリーニング枠体71に第1吊り穴71i、第2吊り穴71jが設けられている。第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69と現像第1支持穴23a、現像第2支持穴23bが嵌合することにより、クリーニングユニット60と現像ユニット20は互いに回動可能に連結される。
また、駆動側付勢部材46Rの第1穴部46Raはドラム軸受73のボス73cに掛けられ、第2穴部46Rbが駆動側現像サイド部材26のボス26aに掛けられている。
また非駆動側付勢部材46Fの第1穴部46Faはクリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbが軸受部材37のボス37aに掛けられている。
本実施例においては駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fは引っ張りバネで形成されている。このバネの付勢力により現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させることで現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けるよう構成する。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
<現像ユニットの移動構成>
次に、現像ユニット20がクリーニングユニット60に対して移動する構成について図18を用いて説明する。既に説明したように、現像ローラ32は両端部に取り付けられた間隔保持部材38がドラム62に当接することによって、ドラム62から所定の間隔をもって保持されている。
しかしながら、この状態でカートリッジBに振動や衝撃(例えば物流によるもの)が加わると、間隔保持部材38やドラム62の当接部が変形・破損する可能性がある。
このため、本実施例のカートリッジBは、未使用時は現像ローラ32をドラム62から離間し、間隔保持部材38がドラム62と接触しないようにしている。
現像ユニット20は現像第1支持穴23a(および現像第2支持穴23b)周りに矢印Fの方向に回動な構成である。現像ユニット20が矢印F方向に回転すると、現像ローラ32に設けられた間隔保持部材38がドラム62から離間する(図18(b))。
これは現像ユニット20が離間位置に移動した状態である。離間位置とは、カートリッジBが使用されていない時(非画像形成時)に、カートリッジBが使用されている時(画像形成時)よりも現像ローラ32とドラム62の距離を広げるための位置である。
一方、画像形成動作をおこなうときは、現像ユニット20は間隔保持部材38がドラム62と接触する位置に保持される(図18(a))。つまり現像ユニット20が図18(a)に示すように画像形成位置(現像位置)に移動した状態となる。画像形成位置とは、現像ユニット20が、現像ローラ32によってドラム62の潜像を現像するための位置(現像位置)である。現像ユニット20が画像形成位置にあるとき、現像ローラ32はドラム62の潜像に現像剤を供給してドラム62に現像剤像(トナー像)を形成する。
本実施例では、現像ユニット20を離間部材48によって離間位置に保持しているので以下、詳しく説明する。
<離間部材の構成>
次に離間部材48について図14、図15用いて詳細に説明する。図14は離間部材48を示した斜視図である。図15は離間部材48をプロセスカートリッジBに取り付ける説明をした斜視図である。
図14に示すように離間部材48は離間部(第一離間部)48a、規制部(第二離間部)48b、被ガイド部48cをもつ。
そして、被ガイド部48cの外側に円弧形状の弾性変形部48dをもっている。また、被ガイド部48cと弾性変形部48dに挟まれた空間に溝部48hが形成されている。
弾性変形部48dの一部には溝部48hの中に突出した形状の凸部48eをもつ。
そして、後述するドラム62の駆動側ドラムフランジ63に設けられた係合部63aと係合する被係合部48fをもつ。
図15に示すようにクリーニングユニット60は取り付け部60a、ドラム62軸線を中心にした円弧形状のガイド部60bをもつ。この取り付け部60aに離間部材48の被ガイド部48cと弾性変形部48dで形成した溝部48hを挿入することで離間部材48をクリーニングユニット60へ取り付ける。
次に離間部48aをクリーニングユニット60の当接部60dと現像ユニット20の当接部20aの間に挿入することで(矢印U)で離間部材48はプロセスカートリッジBに取り付けられる。現像ユニット20には規制部20bが設けられており、離間部48aがドラム62の軸線方向に関して外側へ移動することを規制する。振動、落下の衝撃が加わった際にも離間部48aが外れることはない。
また機能については後述するがドラム62には軸線端部に端部部材となる駆動側ドラムフランジ63があり、その一部に係合部63aをもつ。
図1は離間部材48をプロセスカートリッジBに取り付け、装置本体Aに装着した状態を装置本体Aの駆動側からみた側面図ある。
離間部材48は被ガイド部48cがガイド部60bに沿ってドラム62軸線を中心に回転可能に支持されており移動可能である。本説明の中で移動する離間部材48は第1の位置(保持位置)と第2の位置(許容位置)との間を移動可能である。
離間部材48の第1の位置(保持位置)とは、離間部材48が現像ローラ32をドラム62から離間した位置になるように現像ユニット20を保持する位置である。また第1の位置(保持位置)とは離間部材48が、転写ローラ7をドラム62から離間した位置になるように転写ローラ7を規制する位置である。
また離間部材48の第2の位置(許容位置)とは、離間部材48が現像ユニット20の保持を解除する位置であり現像ローラ32が画像形成位置に移動するのを許容する位置である。更に許容位置とは、離間部材48が転写ローラ7の規制を解除する位置であり転写ローラ7がドラム62に圧接するのを許容する位置である。
図1を用いドラム62と現像ローラ32の離間と離間解除、ドラム62と転写ローラ7の離間と離間解除の説明をする。
<ドラムと現像ローラの離間と離間解除>
まずドラム62と現像ローラ32の離間と離間解除について詳細に説明する。
[現像ローラの離間状態]
図1(a)は離間部材48が第1の位置(保持位置)にある状態を示している。
離間部材48の離間部(第一離間部)48aはクリーニングユニット60の当接部60dと現像ユニット20の当接部20a間に挿入されており双方と当接している。
現像ユニット20は挿入された離間部48aの厚み分、前述したクリーニングユニット60のクリーニング枠体71に設けられた第1吊り穴71i、第2吊り穴71j(不図示)を回動中心にし、矢印V1方向に回動させられ保持されている。この状態での現像ローラ32表面とドラム62表面の距離はl1でありこの距離l1は後述する画像形成時での現像ローラ32表面とドラム62表面との距離l2よりも大きい。
つまり、間隔保持部材38とドラム62は離れているか、もしくは画像形成に必要な圧よりも低い圧で当接している。離間部48aを挿入することでドラム62と現像ローラ32の距離を画像形成時に必要な距離よりも離している。これが現像ローラ32の離間状態である。離間部材48が第1の位置(図1(a))にある際は、第2の位置(図1(b):後述)にある際よりも、現像ローラ32とドラム62の距離(両者の中心間距離もしくは表面間距離)が大きくなる。
[現像ローラの離間解除]
図1(b)は離間部材48が第2の位置にある状態を示している。
離間部材48が第1の位置から第2の位置へ移動することによって、離間部48aは当接部20aと離れた位置に移動する。離間部48aと当接部20aとの当接がなくなるため、現像ユニット20は前述したクリーニングユニット60のクリーニング枠体71に設けられた第1吊り穴71i、第2吊り穴71j(不図示)を回動中心にドラム62方向(矢印V2方向)に回動可能となる。
現像ユニット20の回動によって現像ローラ32は前述した駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fの付勢力によりドラム62の方向へ押し付けられ、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38はドラム62に当接する。現像ローラ32表面とドラム62表面は所定の間隔(l2)をもって留まる。これが現像ローラ32の離間が解除された状態である。すなわち、現像ローラ32がドラム62に作用可能な状態である。現像ローラ32はこの状態にあるとき、ドラム62に形成された潜像(静電潜像)を現像剤(トナー)によって現像可能である。
<ドラムと転写ローラの離間と離間解除>
次にドラム62と転写ローラ7の離間と離間解除について説明を行う。
[転写ローラの離間]
前述したように図1(a)は離間部材48が第1の位置にある状態である。
転写ローラ7は芯金7aを中心にして回転可能な弾性体ローラ部7bをもっている。そして、芯金7aを回転可能に支持する軸受(不図示)を介して、バネ(不図示)によってドラム62の方向に付勢することで弾性体ローラ部7bをドラム62に圧接するようにしている。なお、芯金7aはバネ(不図示)の付勢範囲内で矢印S方向移動可能である。
離間部材48が第1の位置にある状態のプロセスカートリッジBを装置本体Aに装着した際は、規制部(第二離間部)48bと転写ローラ7の両端部の芯金7aが当接する構成となっている。
プロセスカートリッジBが装着方向(矢印C)に装着されるにつれ、規制部48bは芯金7aを矢印Sの‘−’方向へ押し下げる。これによって転写ローラ7はドラム62から離れる方向へ移動する。
規制部48bは転写ローラ7の弾性体ローラ部7bをドラム62表面から離れているか、もしくは画像形時の圧接時よりも低い圧で当接している状態に保持する。これが転写ローラ7の離間状態である。離間部材48が第1の位置(図1(a))にある際は、第2の位置(図1(b))にある際よりも、転写ローラ7とドラム62の距離(両者の中心間距離もしくは表面間距離)が大きくなる。
[転写ローラの離間解除]
前述したように図1(b)は離間部材48が第2の位置にある状態である。
離間部材48が第1の位置から第2の位置への移動することによって、規制部48bは芯金7aと離れた位置に移動する。規制部48bと芯金7aとの当接がなくなるため、転写ローラ7は矢印Sの‘+’方向へ移動可能となる。そして、弾性体ローラ部7bがドラム62に圧接し転写ローラ7は画像形成位置に留まる。これが転写ローラ7の離間が解除された状態である。すなわち、転写ローラ7がドラム62に作用可能な状態である。転写ローラ7はこの状態にあるとき、ドラム62に担持された現像剤像(トナー像)を被転写体(シート材P)に転写可能である。
以上、説明してきた内容の離間部材48は第1の位置にある時、1つの部品でドラム62からの現像ローラ32の離間、ドラム62からの転写ローラ7の離間の2つのことを同時に行うことが可能である。
プロセスカートリッジBを装置本体Aに装着した状態で運搬する際は離間部材48が第1の位置にある状態とする。
この状態はドラム62に対して現像ローラ32と転写ローラ7の離間が施されているため、この状態で物流による衝撃や振動がかかった場合にドラム62表面、現像ローラ32表面、転写ローラ7の表面への傷付きを防ぐことが可能である。
また離間部材48は複数の位置で(クリーニングユニット60の当接部60dと現像ユニット20の当接部20aで当接し、転写ローラ7と当接している。)当接し固定されているため衝撃や振動に対して外れ難い。
<離間部材の第1の位置から第2の位置への移動>
次に離間部材48の第1の位置から第2の位置への移動について詳細を説明する。
図16、図17を用いて離間部材48が第1の位置(図16)から第2の位置(図17(c))へ移動していく状態を説明する。
図16は離間部材48が取り付いた状態を説明した装置本体Aの駆動側からみた概略側面図である。図17は離間部材48が第1の位置から第2の位置へ移動する過程を説明した装置本体Aの駆動側からみた概略側面図である。
図16を用いて離間部材48と離間部材48を移動させる機構の構成を説明する。
前述したように離間部材48は被ガイド部48cと弾性変形部48dに挟まれた空間で形成された溝部48hを取り付け部60aに挿入し取り付けられている。
離間部材48は被ガイド部48cがガイド部60bにガイドされることでドラム62の軸線を中心として回転移動が可能となっている。
そして、ガイド部60bはドラム62軸線を中心として角度αの範囲に設けられた円弧形状である。つまりドラム62の回転方向に沿った曲線状のガイドである。そしてガイド部60bはドラム62回転方向R下流側に終点60cをもつ。さらにガイド部60bはその先端に取り付け部60aを持つ。
なお、離間部材48は弾性変形部48dの先端に取り付け部60aと係合する被係止部48gを設けている。この取り付け部60aと被係止部48gの係合によって、離間部材48は第1の位置(保持位置)にある際にドラム62の回転方向Rと逆方向へ回転するのが抑えられている。
つまり取り付け部60aは、第1の位置から離間部材48がドラム回転方向Rの上流側(反対側)に移動するのを抑える係止部(第一係止部)である。また被係止部48gは、離間部材48が第1の位置にある際に、取り付け部60aと係合することで移動が抑えられる被係止部(第一被係止部)である。
溝部48hの幅をW1、凸部48eがある箇所の溝部48hの幅をW2とし、取り付け部60aの幅をW3とすると、その関係はW3≒W1>W2となっている。
また、ドラム62の軸線(中心)からドラムフランジ63に設けられた係合部63aまでの距離をr1とし、ドラム62の軸線から離間部材48の被係合部48fまでの距離をr2とする。距離r1と距離r2の関係はr1>r2となっている。
図17(a)に示すようにドラム62がR方向に回転することによって係合部63aと被係合部48fとが当接する。そして、ドラム62の回転が継続すると、係合部63aが被係合部48fに力を加える。前述したように離間部材48の被ガイド部48cがガイド部60bにガイドされているため、離間部材48はドラム62軸線を中心とした回転方向Rの回転移動を始める。
つまり係合部63aとは、被係合部48fと係合することで被係合部48fに力を加え、離間部材48を移動させる移動作用部である。被係合部48fは離間部材48が移動するための力を係合部63aから受け取る被移動作用部である。
図17(b)に示すように更に離間部材48の移動が進むと溝部48h内にある凸部48eと取り付け部60aが接触する位置に到達する。
図16で説明したように溝部48hの幅W2と取り付け部60aの幅W3はW3>W2の関係となっている。したがって、凸部48eは、取り付け部60aに接触し乗り越えようとした際に、取り付け部60aから力を受ける。この力によって弾性変形部48は弾性変形を始めドラム62半径方向の外側(矢印Q側)へ変形する。
弾性変形部48がドラム62の半径方向外側に向けて変形することによって、弾性変形部48に設けられた凸部48eは、取り付け部60aを乗り越える(図17(b))。つまり凸部48eは取り付け部60aを通過する。そして離間部材48は第2の位置へ向けた移動を継続する。
取り付け部60aは弾性変形部48を変形させる力を凸部48eに加える変形作用部である。凸部48eは弾性変形部48が変形するための力を取り付け部60aから受ける被変形作用部である。
弾性変形部48dが弾性変形をしている状態の時に被ガイド部48cはガイド部60bの終点60cに到達する。
図17(c)に示すように凸部48eが取り付け部60aを乗り越えることで、離間部材48がドラム62の回転方向Rと逆方向へ回転するのが抑えられる。これと共に凸部48eがガイド部60bに当接することによって離間部材48の姿勢が規制され、離間部材48は第2の位置(許容位置)に保持させる。
取り付け部60aは、第2の位置にある離間部材48が回転方向Rの上流側(反対側)に向けて移動するのを抑えるための係止部(第二係止部)である。一方、凸部48eは離間部材48が第二の位置にある際、取り付け部60aによって移動が抑えられる被係止部(第二被係止部)である。
なお凸部48eは被変形作用部も兼ねているが、第二被係止部と被変形作用部が異なる部分で構成されていてよい。
また上記したように取り付け部60aは、離間部材48が第1の位置から回転方向Rの上流に向けて移動することも抑えていた(図16参照)。つまり取り付け部60aは、離間部材48が第1の位置から移動するのを抑える係止部(第一係止部)と、離間部材が第2の位置から移動するのを抑える係止部(第二係止部)を兼ねた構成である。更にいうと、取り付け部60aは弾性変形部48dを変形させるための変形作用部も兼ねていた。しかしながら、第一係止部、第二係止部、変形作用部が異なる部分で構成されていてもよい。
凸部48eの移動が取り付け部60aやガイド部60bによって規制されている状態(離間部材48が第2の位置にある状態)で、ドラム62の軸線から凸部48eまでの距離をr4とする。また図16で説明したように離間部材48が第1の位置にあった時のドラム62の軸線から凸部48eまでの距離をr3とする。このとき距離r4と距離r3の関係がr4>r3となる。
つまり、離間部材48が第2の位置に移動すると、凸部48eはドラム62の軸線中心から、ドラム62の半径方向外側に向けて離された位置で保持されることになる。
離間部材48が第2の位置に移動すると、被ガイド部48cはガイド部60bにガイドされた状態を解消する。つまり両者は接触しなくなる(図17(c))。
被ガイド部48cはガイド部60bにガイドされた状態では弾性変形していたが、ガイド状態が解消されると弾性変形も解消させて元の形状へ戻る。この際に凸部48eを固定点とし元の形状へ戻るため、被ガイド部48cは、凸部48eとともにドラム62半径方向の外側(矢印Q)方向へ移動することとなる。同時に被係合部48fも矢印Q方向へ移動を行う。
その結果、ドラム62の軸線から被係合部48fまでの距離はr5となる。つまりドラム62の軸線から被係合部48fまでの距離は、離間部材48が第1の位置にある際(図16)よりも、離間部材48が第2の位置にある際(図17(c))の方が長くなる(r2<r5)。
そしてドラム62の軸線から係合部63aまでの距離r1(図16)と、距離r5との関係はr1<r5となる。
そのため、被係合部48fと係合部63aの係合は解除され、両者は接触しなくなる。つまり離間部材48が第2の位置に移動すると、ドラム62の回転が離間部材48に伝わらなくなり、第2の位置から離間部材48はそれ以上移動しない。
最後に、本実施例の構成をまとめると以下の通りである。
プロセスカートリッジBは、ドラム62と離間部材48と係合部63aとを有する。ドラム62は、像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。離間部材48はプロセス部材(現像ローラ32、転写ローラ7)をドラム62から離間させるためのものである。係合部63aは離間部材48を移動させる移動作用部である。
離間部材48は、現像ローラ32(第一プロセス部材)を離間させるための離間部(第一離間部)48aと、転写ローラ7(第二プロセス部材)を離間させるための規制部(第二離間部)48bを備えている。
離間部材48は、離間部48aおよび規制部48bによって現像ローラ32および転写ローラ7をドラム62から離間した状態に保持する第一の位置(保持位置)を取り得る(図1(a)参照)。また離間部材48は、現像ローラ32および転写ローラ7がドラム62に近づくのを許容する第2の位置(許容位置)を取り得る(図1(b))。
係合部63aは、離間部材48の被係合部48fと係合することでドラム62が図1(a)の矢印R方向に回転することに伴って、離間部材48を移動させる。つまり係合部63aは、離間部材48を第一の位置(図1(a)、図16)から第二の位置(図1(b)、図17(c))へ移動させる。
更に詳しく言うと、プロセスカートリッジBは、現像ローラ32を支持する現像ユニット20と、ドラム62を支持するクリーニングユニット(像担持体ユニット)60とを有している(図3参照)。
現像ユニット20はクリーニングユニット60に対して移動することで、現像位置(図18(a)、図1(b))と離間位置(図18(b)、図1(a))とを取り得る。現像位置とは、現像ローラ32によって、ドラム62に形成された潜像を現像可能にする位置である。一方、離間位置とは、現像位置よりも現像ローラ32をドラム62から離す位置である。
離間部材48が第1の位置(図1(a)、図16)から第2の位置(図1(b)図17(c))へ移動することで、現像ユニット20は離間位置(図18(b)、図1(a))から現像位置(図18(a)、図1(b))へ移動する。
以上、説明してきた構成によれば、カートリッジBや、カートリッジBを装着した画像形成装置の物流時(運搬時)に、離間部材48によってドラム62とプロセス部材を離間できる。これによりドラム62やプロセス部材が傷つくのを抑えることができる。
なお本実施例では離間部材48によってドラム62から複数のプロセス部材を一度に離間できた。離間部材を各プロセス部材に対応させて複数設ける必要がないので、プロセスカートリッジBや画像形成装置の小型化やコストダウンに寄与する。
なおプロセス部材の例として現像ローラ32と転写ローラ7を例示したがこれに限らない。例えば、離間部材48は、プロセス部材としての帯電ローラ66(図3)を離間する構成であってもよい。
そして、プロセスカートリッジBのドラム62の回転によって離間部材48を第1の位置から第2の位置へ移動させることが可能となる。
つまりドラム62を回転させることで、ドラム62と現像ローラの離間解除、ドラム62と転写ローラ7の離間解除を一度に行うことが可能となる。
また、本実施例ではドラム62や現像ローラ32をカートリッジBが備え、そのカートリッジBを装置本体Aに対して着脱可能な構成を前提として説明した。しかしながら、必ずしもドラム62や現像ローラ32が装置本体Aから着脱な必要はない。
例えば、ドラム62と現像ローラ32を装置本体Aから取り外ししない構成であってもよい。その場合であっても、画像形成装置の運搬時に、ドラム62からプロセス部材(現像ローラ32、転写ローラ7)を離間部材48によって離間して、ドラム62を保護することが可能である。
また、離間部材48がドラム62の軸線方向におけるカートリッジBの両端にそれぞれ設けられていてもよい。
本実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
7 転写ローラ(第二プロセス部材、転写部材)
32 現像ローラ(第一プロセス部材、現像剤担持体)
48 離間部材
48a 離間部(第一離間部)
48b 規制部(第二離間部)
62 ドラム(像担持体)
63a 係合部(移動作用部)
A 画像形成装置本体(装置本体)
R 回転方向

Claims (19)

  1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
    像を担持する像担持体と、
    前記像担持体を回転可能に支持する枠体と、
    前記枠体に取り付けられ、前記像担持体に作用する第一プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第一離間部と、前記像担持体に作用する第二プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第二離間部と、を備える離間部材と、
    前記離間部材と係合して該離間部材を移動させる移動作用部と、
    を有し、
    前記離間部材は、
    前記第一離間部および前記第二離間部によって前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間された状態に保持する保持位置と、
    前記像担持体から離間された状態の前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材が、画像形成動作を行うための画像形成位置へ移動するのを許容する許容位置と、を取り得るものであって、
    前記像担持体の回転によって、前記移動作用部が前記離間部材を前記保持位置から前記許容位置へ移動させ、
    前記離間部材が前記許容位置に移動したとき、前記移動作用部と前記離間部材の係合が解消されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 前記離間部材は、前記移動作用部と係合することで前記保持位置から前記許容位置へ移動するための力を受ける被移動作用部を備え、
    前記離間部材が前記許容位置に移動された状態で、前記被移動作用部と前記移動作用部の係合が解消されることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 前記被移動作用部は、前記離間部材が前記保持位置から前記許容位置へ移動する過程で変形し、前記移動作用部との係合が解消されることを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 前記像担持体の軸線から前記被移動作用部までの距離は、前記離間部材が前記保持位置にある際よりも前記許容位置にある際の方が、長いことを特徴とする請求項2または3に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 前記第一離間部の前記像担持体の軸線方向に関して外側への移動を規制する規制部を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  6. 前記離間部材と接触することで、前記離間部材が前記保持位置から前記許容位置へ移動するのをガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  7. 前記ガイド部は、前記離間部材に設けられた第一被係止部と係合することで、前記離間部材が前記保持位置から前記像担持体の回転方向の上流側に移動するのを抑える係止部を有することを特徴とする請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 前記係止部は、前記離間部材に設けられた第二被係止部と係合することで、前記離間部材が前記許容位置から前記像担持体の回転方向の上流側に移動するのを抑えることを特徴とする請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 前記離間部材が前記保持位置から前記許容位置へ移動する過程で変形することで、前記第二被係止部は前記係止部を通過することを特徴とする請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
  10. 前記プロセスカートリッジは、像担持体に形成された潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体を有し、
    前記第一プロセス部材は、前記現像剤担持体であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  11. 前記プロセスカートリッジは、
    前記現像剤担持体を備える現像ユニットと、
    前記像担持体を備える像担持体ユニットと、
    を有し、
    前記離間部材が前記保持位置から前記許容位置へ移動することによって、前記現像ユニットは前記像担持体ユニットから離間された位置から前記画像形成位置へ移動することを特徴とする請求項10に記載のプロセスカートリッジ。
  12. 前記第一離間部は、前記現像ユニットと前記像担持体ユニットの間に挿入されて前記現像ユニットを前記像担持体ユニットから離間した位置に保持することを特徴とする請求項11に記載のプロセスカートリッジ。
  13. 前記装置本体は、前記像担持体に形成された現像剤像を被転写体に転写させるための転写部材を有し、
    前記第二プロセス部材は前記転写部材であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  14. 前記プロセスカートリッジは、前記像担持体の端部に設けられた端部部材を有し、
    前記移動作用部は、前記端部部材に設けられることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  15. 前記離間部材は、前記像担持体の軸線方向における前記プロセスカートリッジの両端にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  16. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に作用する第一プロセス部材および第二プロセス部材と、
    前記像担持体を回転可能に支持する枠体と、
    前記枠体に取り付けられ、前記第一プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第一離間部と、前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第二離間部と、を備える離間部材と、
    前記離間部材と係合して該離間部材を移動させる移動作用部と、
    を有し、
    前記離間部材は、
    前記第一離間部および前記第二離間部によって前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間された状態に保持する保持位置と、
    前記像担持体から離間された状態の前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材が、画像形成動作を行うための画像形成位置へ移動するのを許容する許容位置と、を取り得るものであって、
    前記像担持体の回転によって、前記移動作用部が前記離間部材を前記保持位置から前記許容位置へ移動させ、
    前記離間部材が前記許容位置に移動したとき、前記移動作用部と前記離間部材の係合が解消されることを特徴とする画像形成装置。
  17. 前記像担持体は、プロセスカートリッジの一部として前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
  18. 前記プロセスカートリッジが、請求項1乃至15のいずれか1項に記載されたプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
  19. 像担持体と前記像担持体を回転可能に支持する枠体を備えるプロセスカートリッジの前記枠体に取り付けられて、前記像担持体から、前記像担持体に作用する第一プロセス部材および第二プロセス部材を離間させる離間部材において、
    前記第一プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第一離間部と、
    前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間させるための第二離間部と、
    前記プロセスカートリッジに設けられた移動作用部と係合して、前記離間部材が移動するための力を受ける被移動作用部と、
    を有し、
    前記離間部材は、
    前記プロセスカートリッジに取り付けられた際に、前記第一離間部および前記第二離間部によって前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材を前記像担持体から離間された状態に保持する保持位置と、
    前記像担持体から離間された状態の前記第一プロセス部材および前記第二プロセス部材が、画像形成動作を行うための画像形成位置へ移動するのを許容する許容位置と、を取り得るものであって、
    前記像担持体の回転によって、前記移動作用部が前記離間部材を前記保持位置から前記許容位置へ移動させ、
    前記離間部材が前記許容位置に移動したとき、前記移動作用部と前記離間部材の係合が解消されることを特徴とする離間部材。
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