JP7322601B2 - 画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置、ならびにその画像形成装置に搭載される画像形成ユニットに関する。
本出願人は、感光ドラムを露光することにより形成した静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を得たのち、その現像剤像を印刷媒体に転写するようにした電子写真方式の画像形成装置を既に提案している(例えば特許文献1参照)。
特開2018-124362号公報
ところで、このような画像形成装置においては、像担持体(感光ドラム)を含む画像形成ユニットを画像形成装置の本体へ装着したり、あるいは本体から取り外したりする際、ユーザの手が像担持体に触れてしまうおそれがある。その場合、像担持体の寿命の低下や印刷画像の劣化などを招来する可能性がある。
したがって、小型でありながら、像担持体を保護することで優れた画像形成性能を確保することのできる画像形成装置、およびそれに搭載される画像形成ユニットを提供することが望まれる。
本発明の一実施形態としての画像形成ユニットは、像担持体と、本体と、シャッタユニットと、第1のガイド部と、保持部とを備える。像担持体は、現像剤像を担持可能な像担持面を含む。本体は、像担持面の一部が露出するように像担持体を保持する。シャッタユニットは、第1のシャッタ部材と、第2のシャッタ部材とを有する。第1のシャッタ部材は、本体に対し第1の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第1の内面を含む。第2のシャッタ部材は、第1のシャッタ部材に対し第1の回転軸と実質的に平行である第2の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第2の内面、第1の当接部および第2の当接部を含む。また、シャッタユニットは、第1の内面および第2の内面が像担持面を覆うように第1のシャッタ部材および第2のシャッタ部材が展開された閉状態と、第1の内面と第2の内面とが対向するように第1のシャッタ部材と第2のシャッタ部材とが折り畳まれて像担持面が露出した開状態との状態移行が可能である。第1のガイド部は、像担持面と対向する有効画像形成領域以外の周辺領域において本体に支持され、閉状態と開状態との間の状態移行時に第1の当接部と当接しつつ像担持面から離れる方向への第2のシャッタ部材の移動を規制する。保持部は、周辺領域において本体に支持され、第2の当接部と当接してシャッタユニットの開状態を保持する。
本発明の一実施形態としての画像形成装置は、上記本発明の一実施形態としての画像形成ユニットを備えたものである。
本発明の一実施形態としての画像形成ユニットおよび画像形成装置では、上述の構成を有することにより、シャッタユニットが、本体に対する像担持体の配置位置や画像形成ユニットの姿勢によらず、像担持面を覆う閉状態から像担持面を露出させる開状態へ円滑に状態移行することができる。そのうえ、状態移行の際にシャッタユニットが掃引する空間をより小さくすることができる。
本発明の一実施形態としての画像形成ユニットおよび画像形成装置によれば、小型でありながら、像担持面を保護することで優れた画像形成性能を確保することができる。なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。 図1に示した画像形成装置に搭載された画像形成ユニットの要部構成例を表す第1の断面模式図である。 図1に示した画像形成装置に搭載された画像形成ユニットの要部構成例を表す第2の断面模式図である。 図1に示した画像形成装置に搭載された画像形成ユニットの外観を表す斜視図である。 図3に示したシャッタユニットの外観を表す第1の斜視図である。 図3に示したシャッタユニットの外観を表す第2の斜視図である。 図3に示した画像形成ユニットのうちの、閉状態のシャッタユニットおよびその近傍を表す第1の断面図である。 図3に示した画像形成ユニットのうちの、開状態のシャッタユニットおよびその近傍を表す第1の断面図である。 図3に示した画像形成ユニットのうちの、中間状態のシャッタユニットおよびその近傍を表す第1の断面図である。 図3に示した画像形成ユニットのうちの、開状態のシャッタユニットおよびその近傍を表す第2の断面図である。 図3に示した画像形成ユニットのうちの、中間状態のシャッタユニットおよびその近傍を表す第2の断面図である。 図3に示したシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 図7Aに続くシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 図7Bに続くシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成ユニットの外観を表す第1の斜視図である。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成ユニットの外観を表す第2の斜視図である。 図8Aに示したシャッタユニットの外観を表す第1の斜視図である。 図8Aに示したシャッタユニットの外観を表す第2の斜視図である。 図8Aに示した画像形成ユニットの側面図である。 図8Bに示した画像形成ユニットの側面図である。 図8Aに示した画像形成ユニットのレバー近傍を拡大して表す部分拡大斜視図である。 図8Aに示したシャッタユニットが閉状態から開状態への状態移行する際の、第1の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図8Aに示したシャッタユニットが閉状態から開状態への状態移行する際の、第2の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図12Aに続く段階における、第1の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図12Bに続く段階における、第2の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図13Aに続く段階における、第1の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図13Bに続く段階における、第2の位置での画像形成ユニットの様子を表す断面図である。 図8Aに示したシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 図15Aに続くシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 図15Bに続くシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。 図15Cに続くシャッタユニットの状態移行動作を表す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.変形例
<1.第1の実施の形態>
[1.1 画像形成装置の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。この画像形成装置は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙などの媒体(印刷媒体、転写材ともいう。)PMに対して画像(例えばカラー画像)を形成する、電子写真方式のプリンタである。
図1の画像形成装置は、筐体10の内部に、媒体PMを収容する給紙トレイ1と、媒体搬送部2と、画像形成部3と、転写部4と、定着部5と、排出部6と、制御部7と、モータを含む駆動部8とを備えている。なお、本実施の形態では、転写部4において媒体PMが搬送される搬送方向をY軸方向とし、その搬送方向と直交する、媒体PMの幅方向をX軸方向とし、X軸方向およびY軸方向の双方と直交する方向をZ軸方向としている。
(給紙トレイ1)
給紙トレイ1は、媒体PMを積層した状態で収納する部材であり、例えば画像形成装置の下部に着脱自在に装着されている。
(媒体搬送部2)
媒体搬送部2は、給紙ローラ2Aと、一対のレジストローラ2Bとを有している。媒体搬送部2は、給紙トレイ1から媒体PMを1枚ずつ取り出し、給紙ローラ2Aおよび一対のレジストローラ2Bを用いて、その媒体PMを画像形成部3と転写部4との間の搬送路上へ搬送するようになっている。
(画像形成部3)
画像形成部3は、搬送路上へ繰り出された媒体PMに転写されることとなるトナー像の形成を行う機構である。画像形成部3は、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)と、露光装置40(40C,40M,40Y,40K)と、トナーカートリッジ50(50C,50M,50Y,50K)と、トナー供給搬送路51(51C,51M,51Y,51K)とを有する。
露光装置40(40C,40M,40Y,40K)は、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)の外部から後述の感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)の表面を露光することにより、感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)の表面に静電潜像を形成する装置である。露光装置40(40C,40M,40Y,40K)は対応する一の感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)に対し、媒体PMの搬送方向と直交する幅方向に並ぶ複数個の発光部を有する。各発光部は、例えば、照射光を発するLED(Light Emitting Diode)などの光源と、その照射光を感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。
トナーカートリッジ50(50C,50M,50Y,50K)は、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)へ供給するためのトナーT(TK,TC,TM,TY)を貯蔵する容器である。トナーカートリッジ50CにはシアントナーTCが収容され、トナーカートリッジ50MにはマゼンタトナーTMが収容され、トナーカートリッジ50YにはイエロートナーTYが収容され、トナーカートリッジ50KにはブラックトナーTKが収容されている。トナー供給搬送路51(51C,51M,51Y,51K)は、トナーカートリッジ50(50C,50M,50Y,50K)と画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)とを繋ぐように設けられている。したがって、トナーカートリッジ50(50C,50M,50Y,50K)にそれぞれ貯蔵される各色のトナーは、それぞれ対応するトナー供給搬送路51(51C,51M,51Y,51K)を介して画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)へそれぞれ供給されるようになっている。
ここで、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)が本発明の「画像形成ユニット」の一具体例に対応し、トナーT(TK,TC,TM,TY)が本発明の「現像剤」の一具体例に対応する。なお、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)の詳細な構成については後述する。
(転写部4)
転写部4は、転写ベルトユニットとも呼ばれる。転写部4は、転写ベルト41と、この転写ベルト41を駆動する駆動ローラ42と、この駆動ローラ42に従動するアイドルローラ43と、転写ベルト41を挟んで感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)と対向して配置された転写ローラ44(44C,44M,44Y,44K)とを有する。駆動ローラ42およびアイドルローラ43は、それぞれ、幅方向(X軸方向)に延在する回転軸部を中心として回転可能な略円柱状の部材である。転写部4は、給紙トレイ1から媒体搬送部2を通って搬送される媒体PMを下流の定着部5へ向けて搬送するとともに、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)において各々形成されるトナー像を、媒体PMの表面に順次転写する機構である。
転写ベルト41は、例えば、ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。転写ベルト41は、駆動ローラ42およびアイドルローラ43によって張設(張架)されている。駆動ローラ42は、制御部7の制御に基づき、駆動部8から伝達される回転力により媒体PMが搬送方向に搬送される向きに回転駆動され、転写ベルト41を循環回転させるものである。駆動ローラ42は、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)よりも上流側に配置されている。アイドルローラ43は、付勢部材による付勢力により、転写ベルト41に負荷される張力を調整するものである。アイドルローラ43は、駆動ローラ42と同方向へ回転するようになっており、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)よりも下流側に配置されている。
転写ローラ44(44C,44M,44Y,44K)は、感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)と逆方向に回転することで媒体PMを搬送方向に沿って搬送しつつ、画像形成ユニット30(30C,30M,30Y,30K)で形成されたトナー像を媒体PM上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ44(44C,44M,44Y,44K)は、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。
(定着部5)
定着部5は、転写部4を通過した媒体PM上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体PM上に定着させるための部材である。定着部5は、例えば、上部ローラ5Aと下部ローラ5Bとを含んで構成されている。
上部ローラ5Aおよび下部ローラ5Bは、各々の内部にハロゲンランプ等の加熱ヒータである熱源を含んで構成されており、媒体PM上のトナー像に対して熱を付与する加熱ローラとして機能する。上部ローラ5Aは、制御部7による制御を受け、駆動部8から伝達される回転力により、媒体PMが搬送方向に搬送される向きに回転動作するようになっている。上部ローラ5Aおよび下部ローラ5B内の熱源は、制御部7により制御されるバイアス電圧の供給を受け、上部ローラ5Aおよび下部ローラ5Bの各表面温度を制御するようになっている。下部ローラ5Bは、上部ローラ5Aとの間に圧接部が形成されるように上部ローラ5Aと対向して配置されており、媒体PM上のトナー像に対して圧力を付与する加圧ローラとして機能する。下部ローラ5Bは、弾性体材料からなる表面層を有するとよい。
(制御部7)
制御部7は、例えば予め定められたプログラムを実行することにより画像形成装置における処理動作の全体を制御するようになっている。制御部7は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)などの外部装置からの印刷データや制御コマンドを受信し、あるいは画像形成装置の状態に関する信号を送信するI/F制御部と、マイクロプロセッサ、ROM,RAMおよび入出力ポート等により構成され、I/F制御部からの印刷データや制御コマンドを受信し、印刷動作の制御を行う印刷制御部とを有している。
[1.2 画像形成ユニット30の構成]
図2Aおよび図2Bは、本発明の一実施の形態に係る画像形成ユニット30の概略構成例を表す断面模式図である。なお、図2Aでは、後述するシャッタユニット60が開状態となっており、図2Bでは、後述するシャッタユニット60が閉状態となっている。また、本実施の形態では、画像形成ユニット30K,30C,30M,30Yは、それぞれ使用するトナーの種類が異なることを除き、実質的な構造は同一であるので、以下では原則として画像形成ユニット30と表記して説明するようにする。これに伴い、以降の説明では、原則として露光装置40(40C,40M,40Y,40K)は単に露光装置40と表記し、トナーカートリッジ50(50C,50M,50Y,50K)は単にトナーカートリッジ50と表記し、トナー供給搬送路51(51C,51M,51Y,51K)は単にトナー供給搬送路51と表記し、転写ローラ44(44C,44M,44Y,44K)は単に転写ローラ44と表記し、感光ドラム11(11K,11C,11M,11Y)は単に感光ドラム11と表記する。
トナーは、例えば、ポリエステル樹脂などの結着樹脂と、内部添加剤としての帯電制御剤、離型剤および着色剤と、例えばシリカや酸化チタンなどの外部添加剤とを含む非磁性材料により構成されるものである。このうち、着色剤の色を適宜選択することにより、画像形成ユニット30が形成するトナー像の色を変更することができる。
図2Aに示したように、画像形成ユニット30は、現像装置201とドラムユニット202とを有している。現像装置201の上部には、トナーカートリッジ50に繋がるトナー供給搬送路51が装着されるようになっている。
(現像装置201)
現像装置201は、例えば筐体21の内部空間21Vに、現像ローラ22と、現像ブレード23と、供給ローラ24と、撹拌部材25A,25Bと、トナー量検知部26と、第1トナー搬送スパイラル27と、第2トナー搬送スパイラル28とを有している。
筐体21は、トナー供給搬送路51が装着される上部に、トナーが投入される投入口29を有する。投入口29は、筐体21のうちの、幅方向(X軸方向)における両端以外の部分に設けられ、特に、幅方向の中央部分に設けられているとよい。筐体21の内部空間21Vには、トナーカートリッジ50からのトナーが一時的に収容されるようになっている。なお、筐体21は本発明の「本体」に対応する一具体例である。
現像ローラ22は、その表面にトナーを担持して感光ドラム11にトナーを供給すると共に、感光ドラム11の像担持面11Sに担持された静電潜像にトナーを現像する略円柱状の回転体である。現像ローラ22は、その表面が感光ドラム11と接触するように対向配置されている。現像ローラ22は、例えばシャフトと、そのシャフトの外周(表面)を覆う弾性層とを有している。現像ローラ22のシャフトは、良好な導電性を有する材料、例えば鉄(Fe),アルミニウム(Al)またはステンレス鋼などを含む金属材料からなる円柱状部材である。また、現像ローラ22の弾性層の構成材料としては、例えばシリコーンゴムやウレタンなどのゴム材料が用いられる。具体的には、ポリエーテル系ポリオールおよび脂肪族系イソシアネートをベースポリマーとしたものが挙げられる。現像ローラ22の弾性層は、その抵抗値を調整するために、導電剤として例えばアセチレンブラックやケッチェンブラックなどのカーボンブラックを含有していてもよい。現像ローラ22は、制御部7の制御に基づき、駆動部8から伝達される回転力により、供給ローラ24と同方向(この例では、図2Aに矢印R22で示したように左回りで回転(感光ドラム11とは逆方向))に回転するようになっている。
現像ブレード23は、回転する現像ローラ22の表面にトナーからなる層(トナー層)を形成すると共に、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)するトナー規制部材である。現像ブレード23は、例えばJIS規格のSUS304などのステンレスからなる板状弾性部材(板ばね)であり、この板状弾性部材の先端部が現像ローラ22の表面に僅かに当接するように配置されている。
供給ローラ24は、内部空間21Vの最も下方、すなわち、投入口29と反対側に位置し、現像ローラ22へトナーTを供給する現像剤供給部材としての略円柱状の回転体である。図2Aに示したように、供給ローラ24は、例えばシャフト(芯金)と、そのシャフトの外周面を覆う弾性層との2層構造を有している。供給ローラ24の弾性層の外周面(表面)を覆うようにコート層をさらに設けるようにしてもよい。供給ローラ24のシャフトは、良好な導電性を有する材料、例えば鉄(Fe),アルミニウム(Al)、SUM材またはステンレス鋼などを含む金属材料からなる円柱状部材である。供給ローラ24の弾性層の構成材料としては、例えば内部にセル(空隙)を複数含む発泡弾性材料、具体的には発泡シリコーンゴムや発泡ウレタンなどのゴム材料が好適に用いられる。また、供給ローラ24は、供給ローラ24の表面が現像ローラ22の表面と接触するように配置されている。ここで、供給ローラ24は、制御部7の制御に基づき、駆動部8から伝達される回転力により、X軸方向に伸びるシャフトを中心として現像ローラ22と同方向に(この例では図2Aに矢印R24で示したように左回りで)回転することにより、現像ローラ22の表面へトナーTを供給するようになっている。よって、供給ローラ24と現像ローラ22との接触部において、供給ローラ24の表面と現像ローラ22の表面とは互いに逆方向に移動する。
撹拌部材25A,25Bは、例えば直径数mm程度の棒状部材をクランク状に折り曲げた回転部材であり、筐体21の内部空間21Vに存在するトナーを攪拌するものである。撹拌部材25A,25Bには、制御部7の制御に基づき、駆動部8から回転力が伝達されるようになっている。撹拌部材25A,25Bは、駆動部8から回転力により、例えばX軸方向に伸びる回転軸をそれぞれ中心として例えば図2中において矢印R25A,R25Bで示した方向に、例えば一定の回転速度で同期回転(図2Aでは右回転)するようになっている。撹拌部材25A,25Bは、供給ローラ24と第1トナー搬送スパイラル27との間に設けられている。
第1トナー搬送スパイラル27は、筐体21の内部空間21Vに設けられ、駆動部8からの回転力により回転することでトナーを攪拌しつつトナーをX軸方向に搬送する部材である。第1トナー搬送スパイラル27には、制御部7の制御に基づき、駆動部8から回転力が伝達されるようになっている。図2Aに示したように、第1トナー搬送スパイラル27は、水平方向においてトナー量検知部26と第2トナー搬送スパイラル28との間に設けられており、例えばトナー量検知部26および第2トナー搬送スパイラル28の斜め下方に配置されているとよい。また、第1トナー搬送スパイラル27は、例えば筐体21の投入口29の鉛直方向の直下に位置するとよい。
第2トナー搬送スパイラル28は、第1トナー搬送スパイラル27と同様に、筐体21の内部空間21Vに設けられている。第2トナー搬送スパイラル28は、制御部7の制御に基づき、駆動部8から伝達される回転力により回転することで、トナーを攪拌しつつトナーをX軸方向へ搬送する部材である。図2Aに示したように、第2トナー搬送スパイラル28は、水平方向において筐体21の壁面と第1トナー搬送スパイラル27との間に設けられており、例えば第1トナー搬送スパイラル27の斜め上方に配置されているとよい。
トナー量検知部26(図2A)は、筐体21の内部空間21Vに収容されるトナーの残量を検知する機構である。トナー量検知部26は、筐体21における内部空間21Vのうち、水平方向において第1トナー搬送スパイラル27を挟んで第2トナー搬送スパイラルと反対側に位置する。すなわち、トナー量検知部26は、水平方向において、第1トナー搬送スパイラル27と、筐体21の、第2トナー搬送スパイラルと反対側にある壁部との間に設けられている。また、トナー量検知部26は、第1トナー搬送スパイラル27の斜め上方に位置するとよい。
現像装置201は、例えば筐体21にそれぞれ支持されたシャッタユニット60およびガイド部材70をさらに有している。なお、シャッタユニット60およびガイド部材70の詳細については後述する。
(ドラムユニット202)
続いて、画像形成ユニット20におけるドラムユニット202の構成要素について、図2Aおよび図2Bを参照して説明する。
ドラムユニット202は、例えば現像装置201と共通の筐体21の内部に、感光ドラム11、帯電ローラ12、クリーニングブレード13およびトナー搬送スパイラル14を有している。
感光ドラム11は、静電潜像を表面(像担持面)11Sに担持可能な円柱状の部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム11は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う光導電層とを有する。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有する。感光ドラム11は、像担持面11Sの一部が露出するように、かつ、回転可能に筐体21によって保持されている。感光ドラム11は、制御部7による制御を受け、媒体PMが搬送方向に搬送される向きである、矢印で示した回転方向R11へ所定の回転速度で回転動作するようになっている。
なお、像担持面11Sが本発明の「像担持面」に対応する一具体例である。
帯電ローラ12は、感光ドラム11の表面(表層部分)を帯電させる部材(帯電部材)であり、感光ドラム11の像担持面11Sに接するように配置されている。帯電ローラ12は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ゴム層(例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層)とを有している。帯電ローラ12は、感光ドラム11と例えば同じ向きに回転動作するようになっている。
クリーニングブレード13は、感光ドラム11の像担持面11Sに残留するトナーTを掻き取って回収することで、感光ドラム11の像担持面11Sをクリーニングする部材である。クリーニングブレード13は、像担持面11Sに対してカウンタで当接する(感光ドラム11の回転方向R11に対して逆向きで突出する)ようにして配置されている。このようなクリーニングブレード13は、例えば、ポリウレタンゴム等の弾性体により構成されている。
トナー搬送スパイラル14は、クリーニングブレード13により掻き取られたトナーTを、例えばX軸方向へ搬送し、筐体21の外部へ排出する部材である。
(シャッタユニット60)
次に、図3ならびに図4Aおよび図4Bを参照して、現像装置201におけるシャッタユニット60の詳細な構成について説明する。図3は、斜め下方から見上げたときの画像形成ユニット30の外観を表す斜視図であり、図4Aおよび図4Bは、シャッタユニット60の外観を表す斜視図である。特に図4Aは、感光ドラム11から見た外観を表し、図4Bは、感光ドラム11と反対側から見た外観を表している。
シャッタユニット60は、感光ドラム11のうち、筐体21から露出した像担持面11Sの一部を覆うことができるように、筐体21に支持されている。シャッタユニット60は、第1シャッタ部材61と、第2シャッタ部材62とを有している。シャッタユニット60は、筐体21に対する第1シャッタ部材61および第2シャッタ部材62の姿勢が変化することにより、閉状態と開状態との間の状態移行が可能となっている。ここでいう閉状態とは、シャッタユニット60が感光ドラム11の像担持面11Sの一部を覆うように展開した状態という。一方、開状態とは、感光ドラム11の像担持面11Sのより多くの部分を露出させるように縮退した状態という。
なお、シャッタユニット60は本発明の「シャッタユニット」に対応する一具体例であり、第1シャッタ部材61は本発明の「第1のシャッタ部材」に対応する一具体例であり、第2シャッタ部材62は本発明の「第2のシャッタ部材」に対応する一具体例である。
第1シャッタ部材61は、X軸方向に延在する丸棒状の第1シャフト611と、その第1シャフト611に対し実質的に平行に延在する丸棒状の第2シャフト612と、第1シャフト611と第2シャフト612とを繋ぐ平板状の第1平板部613とを有する。第1平板部613は、第1シャフト611および第2シャフト612の双方に固定されており、閉状態において像担持面11Sと対向可能な第1の内面613Sを含んでいる。第1シャフト611の第1の端部にはレバー614が設けられ、第1シャフト611におけるレバー614と反対側の第2の端部には付勢部材としてのスプリング615が設けられている。本実施の形態では、第1の端部にあるレバー614と、第2の端部にあるスプリング615との間において分散して配置されるように複数の第1平板部613が設けられている。第1シャッタ部材61は、筐体21に対し第1シャフト611の回転軸611Jを中心として回動可能に筐体21によって保持されている。さらに、第2シャフト612におけるX軸方向の一部には、第1当接面631S(後出の図5A参照)を含む第1回転角規制部631(図4B参照)が設けられている。
レバー614は、第1シャフト611と一体化されており、例えば筐体10の内面に設けられた突起10T(後出の図7A~7C参照)などと当接し、その突起から回転力を受けることで第1シャフト611(第1シャッタ部材61)を回転させるようになっている。
スプリング615は、開状態から閉状態へ状態移行させるための付勢力を第1シャッタ部材61へ付与する付勢部材である。
第2シャッタ部材62は、第1シャッタ部材61に対し第2シャフト612の回転軸612Jを中心として回動可能に第1シャッタ部材61によって保持されている。第2シャッタ部材62は、第2シャフト612を回転可能に保持する把持部621と、その把持部621に固定された第2平板部622とを有する。本実施の形態では、複数の把持部621が複数の第1平板部613同士の隙間に配置されている。また、第2平板部622は、閉状態において像担持面11Sと対向可能な第2の内面622Sを含んでいる。さらに、第2平板部622の一部には、第1回転角規制部631と対応する位置に第2回転角規制部632(図4A参照)が設けられている。第2回転角規制部632は、閉状態において第1当接面631Sと当接することとなる第2当接面632S(後出の図5A参照)を含んでいる。また、第2シャッタ部材62には、画像形成ユニット30の長手方向(X軸方向)における像担持面11Sの有効画像形成領域の外側に位置する周辺領域に、後述するガイド部材70と当接する第1当接部623および第2当接部624が設けられている。有効画像形成領域とは、媒体PMに転写され得る画像が形成される領域をいう。なお、第1当接部623は本発明の「第1の当接部」に対応する一具体例であり、第2当接部624は本発明の「第2の当接部」に対応する一具体例である。
図5A~図5Cに、シャッタユニット60およびその近傍の断面模式図を示す。図5A~図5Cは、図3に示したV-V線に沿った矢視方向の断面を表している。図5Aではシャッタユニット60が閉状態となっており、図5Bではシャッタユニット60が開状態となっており、図5Cでは、閉状態と開状態との中間である中間状態となっている。また、図6Aおよび図6Bは、図3に示したVI-VI線に沿った矢視方向の断面を表している。図6Aでは、シャッタユニット60が閉状態となっている。図6Aでは、ガイド部材70のうちの保持部72が第2当接部624の外面624Gと当接し、シャッタユニット60の開状態が保持されている様子を表している。この開状態において、第2当接部624は、保持部72に乗り上げるように保持部72によって保持されるようになっている。なお、外面624Gは、第2当接部624の表面のうち、感光ドラム11の像担持面11Sと対向する内面以外の表面をいう。図6Bは、シャッタユニット60が閉状態から開状態へ状態移行する際に、第2シャッタ部材62の一部(例えば後出の外面623G)がガイド部材70のガイド部71のうちのガイド面71Sと当接した時点の様子を表している。
このシャッタユニット60では、図5Aに示したように、閉状態において、第1当接面631Sと第2当接面632Sとが当接することにより、第1シャッタ部材61に対する第2シャッタ部材62のなす角度が規制されるようになっている。すなわち、シャッタユニット60では、開状態から閉状態へ状態移行することにより、第1の内面613Sと第2の内面622Sとのなす角度θは最小角θminから最大角θmaxへ移行する。閉状態に到達したシャッタユニット60では、第1当接面631Sと第2当接面632Sとが当接することにより、角度θは所定の最大角θmaxを超えることのないように規制される。
なお、第1当接面631Sおよび第2当接面632Sは、それぞれ、本発明の「第1の当接面」および「第2の当接面」に対応する一具体例である。
図5Aに示したように、シャッタユニット60では、閉状態において、第1の内面613Sおよび第2の内面622Sがそれぞれ像担持面11Sと対向するように、第1シャッタ部材61および第2シャッタ部材62が展開される。一方、図5Bに示したように、開状態では、第1の内面613Sと第2の内面622Sとが互いに対向するように、第1シャッタ部材61と第2シャッタ部材62が折り畳まれることとなる。開状態では、角度θは最小角θminとなる。
X軸と直交する断面において、シャッタユニット60は、筐体21と重なり合う領域からはみ出すことなく閉状態と開状態との間の状態移行が行われるようになっているとよい。状態移行時にシャッタユニット60が掃引する空間を確保するために筐体21の寸法を大きくする必要がなく、画像形成ユニット30の全体構成のコンパクト化に有利だからである。
第2シャッタ部材62の第2の内面622Sは、像担持面11Sのうちの有効画像形成領域から外れた周辺領域と当接可能なリブ64(図4A)を有するとよい。シャッタユニット60の閉状態において、第2シャッタ部材62の第2の内面622Sが像担持面11Sの有効画像形成領域と接触することで、像担持面11Sの有効画像形成領域に傷を付けてしまうのを確実に回避できるからである。
(ガイド部材70)
ガイド部材70は、筐体21に支持されており、図6Aおよび図6Bに示したようにガイド面71Sを含むガイド部71を有している。ガイド部71は、第1シャフト611および感光ドラム11から離れた位置に設けられて第2シャッタ部材62の第1当接部623における第2の内面622Sと反対側の外面623Gと当接しつつ第2シャッタ部材62をガイドするようになっている。ガイド部71は、シャッタユニット60の状態移行時に、第2シャッタ部材62が像担持面11Sから離れる方向へ移動するのを規制するようになっている。
X軸と直交する断面において、第1シャフト611とガイド部材70のガイド面71Sとの間隔は、第1シャフト611と第2シャフト612との第2の間隔よりも広くなっているとよい。これにより、シャッタユニット60が開状態と閉状態との間を移行するとき、ガイド部材70が第1シャフト611に対して干渉しない、すなわち直接接触しないようにすることができる。さらに、X軸方向において、像担持面11Sにおける有効画像形成領域より外側にガイド部材70を設けることにより、シャッタユニット60が開状態と閉状態との間を状態移行するとき、ガイド部材70とシャッタユニット60の干渉を防ぐことができる。
また、X軸と直交する断面において、像担持面11Sとガイド部材70のガイド面71Sとの間隔は、像担持面11Sと第1シャフト611との間隔よりも広くなっているとよい。シャッタユニット60の状態移行時にシャッタユニット60が掃引する空間をより小さくできるからである。
X軸と直交する断面において、第1シャフト611の回転軸611Jから第2シャフト612の回転軸612Jまでの第1の長さは、第2シャフト612の回転軸612Jから回転軸612Jと反対側の先端までの第2の長さよりも短いとよい(図2Aおよび図2B参照)。第1シャッタ部材61の長さが第2シャッタ部材62の長さよりも短いことにより、シャッタユニット60の状態移行時に掃引する空間をより小さくできるからである。
さらに、ガイド部材70は、保持部72をさらに含むようにしてもよい。図6Aに示したように、保持部72は、開状態において第2シャッタ部材62の第2当接部624と当接することにより、折り畳まれたシャッタユニット60の姿勢を保持するようになっている。開状態において、保持部72が第2当接部624の外面624Gと当接することにより、第2シャッタ部材62が、その自重によって筐体21からはみ出すように垂下して他の部材(例えば転写部4)に干渉してしまうことを防ぐようになっている。なお、開状態では、ガイド部材70におけるガイド部71のガイド面71Sは、第1当接部623の外面623Gから離間するようになっているとよい。
[1.3 作用・効果]
(A.基本動作)
この画像形成装置では、以下のようにして、媒体PMに対してトナー像が転写される。
起動状態の画像形成装置に対してPCなどの外部機器から印刷画像データおよび印刷命令が制御部7に入力されると、制御部7は、画像形成装置の各構成要素に対し、印刷命令に応じて印刷画像データの印刷動作を開始させる。
例えば図1に示したように、給紙トレイ1に収容されている媒体PMがピックアップローラなどによって最上部から1枚ずつピックアップされ、フィードローラによって斜行が矯正されつつ下流の画像形成部3へ向けて矢印Y1で示した方向に搬送される。画像形成部3では、以下のようにしてトナー像が媒体PM上に転写される。
画像形成部3では、制御部7の印刷命令により、以下の電子写真プロセスによって各色のトナー像が形成される。具体的には、制御部7は、駆動部8を起動し、トナーカートリッジ50に収容されたトナーを筐体21の内部空間21Vへ投入口29から投入すると共に、感光ドラム11を矢印Y11の方向へ一定速度で回転させる。これに伴い、帯電ローラ12、現像ローラ22および供給ローラ24も所定の方向に回転動作を開始することとなる。
一方、制御部7は、各色の帯電ローラ12に対し所定の電圧を印加し、各色の感光ドラム11の表面を一様に帯電させる。次いで、制御部7は露光装置40を起動し、画像信号に基づく印刷画像の色成分に対応する光を各色の感光ドラム11へ各々照射し、各色の感光ドラム11の表面に静電潜像をそれぞれ形成する。
トナーTは供給ローラ24を介して現像ローラ22へ供給され、現像ローラ22の表面に担持される。現像ローラ22は感光ドラム11上に形成された静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する。さらに、転写部4における転写ローラ44に所定の電圧が印加され、感光ドラム11と転写ローラ44との間に電界が発生する。その状態で感光ドラム11と転写ローラ44との間を媒体PMが走行すると、その媒体PM上に、感光ドラム11に形成されたトナー像が転写される。すなわち、この画像形成装置では、像担持面11Sが媒体PMに直接触れることによりトナー像が媒体PMに転写されるようになっている。
そののち、媒体PM上のトナー像は、定着部5において熱および圧力が付与されることで媒体PMに定着させられる。トナー像が定着した媒体PMは、図1に示した矢印Y4の方向へ搬送され、排出部により画像形成装置の外部のスタッカに排出される。
(B.シャッタユニット60の状態移行の動作について)
本実施の形態では、画像形成ユニット30が筐体10の内部における所定位置に装着される際に、閉状態にあるシャッタユニット60が開状態へ状態移行するようになっている。以下、図7A~7Cを参照してシャッタユニット60の状態移行の動作について説明する。図7A~7Cは、筐体10の内部の所定位置に装着される際の画像形成ユニット30の要部を拡大して表した断面図である。
まず、画像形成ユニット30は上方から筐体10へ近づくように移動され、図7Aに示したように、筐体10の内部に設けられた突起10Tがレバー614と当接する。これにより、レバー614が、回転軸611Jを回転中心として矢印で示した回転方向R614への回転を開始する。
さらにそのまま画像形成ユニット30を下方へ移動させると、図7Bに示したようにレバー614は、回転方向R614へさらに回転し、最終的に図7Cに示した状態までレバー614は、回転方向R614へ回転する。図7Cは、所定の位置への画像形成ユニット30の装着が完了した状態を表している。
シャッタユニット60では、レバー614と共に第1シャフト611が回転するようになっている。このため、レバー614が突起10Tと当接して図7Aの位置から図7Cの位置まで回転方向R614へ回転することにより、第1シャッタ部材61と第2シャッタ部材62とが連動して図5Aに示した閉状態から開状態へと状態移行を開始する。このとき、図5Cおよび図6Bに示したように、第1回転角規制部631の第1当接面631Sと第2回転角規制部632の第2当接面632Sとの当接が解除され、第1当接部623の外面623Gとガイド部71のガイド面71Sとが当接する。そののち、ガイド部材70により、第2シャッタ部材62が、第1当接面631Sと第2当接面632Sとの当接の解除によって、自重により筐体21の外側(像担持面11Sから離れた方向)への垂下を規制するよう、ガイド部材70により外面623Gがガイドされつつ図5Bに示した開状態に至るまで状態移行することとなる。このように、ガイド部材70により外面623Gがガイドされることにより、状態移行の際に第2シャッタ部材62がその自重によって像担持面11Sから離れることを防ぐことができる。その状態移行の際、第1シャッタ部材61は筐体21に対し第1の回転方向R61(図5A)へ回転し、第2シャッタ部材62は第1シャッタ部材61に対して第1の回転方向R61と反対の第2の回転方向R62(図5A)へ回転する。なお、閉状態から開状態への状態移行の際には、例えば図5Aの紙面上では、第1の回転方向R61は左回転であり、第2の回転方向R62は右回転である。また、開状態から閉状態への状態移行の際には、それぞれ逆方向となる。さらに、開状態において、図6Aに示したように保持部72が第2当接部624と当接することにより、第2シャッタ部材62が、その自重によって筐体21からはみ出すように垂下して他の部材(例えば転写部4)に干渉してしまうのを規制する。
反対に、画像形成ユニット30が筐体10の所定位置に装着された状態から、その画像形成ユニット30を筐体10から取り外す際には、上述と逆の動作をシャッタユニット60が行うこととなる。すなわち、レバー614はスプリング615から付勢力を常に付与されているので、画像形成ユニット30を筐体10から離すように上方へ持ち上げると、レバー614は突起10Tと当接しつつ図7Cの位置から図7Aの位置まで回転方向R614と逆方向へ回転する。これにより、シャッタユニット60は、第1シャッタ部材61と第2シャッタ部材62とが連動して図5Bに示した開状態から、ガイド部材70により外面623Gがガイドされつつ図5Aに示した閉状態に至るまで状態移行することとなる。
(C.画像形成装置の作用効果)
このように、本実施の形態では、上述の構成を有するシャッタユニット60およびガイド部材70を備えるようにしたので、シャッタユニット60が、筐体21に対する感光ドラム11の配置位置や画像形成ユニット30の姿勢によらず、像担持面11Sを覆う閉状態から像担持面11Sを露出させる開状態へ円滑に状態移行することができる。そのうえ、その状態移行の際にシャッタユニット60が掃引する空間をより小さくすることができる。したがって、本実施の形態の画像形成ユニット30および画像形成装置によれば、小型でありながら、像担持面11Sを保護することで優れた画像形成性能を確保することができる。
また、本実施の形態では、第1シャッタ部材61が第1当接面631Sを含む第1回転角規制部631を有し、第2シャッタ部材62が第2当接面632Sを含む第2回転角規制部632を有し、閉状態において第1当接面631Sと第2当接面632Sとが当接することにより、第1シャッタ部材61に対する第2シャッタ部材62のなす角度θを規制するようにした。したがって、閉状態において、シャッタユニット60は、ガイド部材70に頼ることなく自己支持可能に構成されている。すなわち、閉状態において第2シャッタ部材62を支持する部材を別途設ける必要がないので、閉状態において像担持面11Sを覆う位置に不要な部材が存在することがない。よって、使用時(画像形成時)において像担持面の露出を妨げることがない。
<2.第2の実施の形態>
[2.1 画像形成ユニット130の構成]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成ユニット130について説明する。図8Aおよび図8Bは、斜め下方から見上げたときの画像形成ユニット130の全体構成例を表す斜視図である。画像形成ユニット130は、上記第1の実施の形態における画像形成ユニット30と同様に、図1に示した画像形成装置に搭載可能である。図8Aおよび図8Bに示したように、画像形成ユニット130は、シャッタユニット60やガイド部材70の代わりにシャッタユニット100(後述)やガイド部材170(後述)を有する。特に、図8Aは、シャッタユニット100が閉状態であるときの様子を表し、図8Bは、シャッタユニット100が開状態であるときの様子を表している。画像形成ユニット130は、それらの相違点を除き、他は画像形成ユニット30と実質的に同一の構成を有している。したがって以下では、画像形成ユニット30と異なる構成要素について説明し、画像形成ユニット30と実質的に同じ構成要素についての説明を適宜省略する。
[2.2 シャッタユニット100の構成]
図8Aおよび図8Bに加えて図9A~図14Bを参照して、シャッタユニット100の詳細な構成について説明する。図9Aおよび図9Bは、シャッタユニット100の外観を表す斜視図である。特に図9Aは、感光ドラム11から見た外観を表し、図9Bは、感光ドラム11と反対側から見た外観を表している。
シャッタユニット100は、感光ドラム11のうち、筐体21から露出した像担持面11Sの一部を覆うことができるように、筐体21に支持されている。シャッタユニット100は、第1シャッタ部材101と、第2シャッタ部材102とを有している。シャッタユニット100は、筐体21に対する第1シャッタ部材101および第2シャッタ部材102の姿勢が変化することにより、閉状態と開状態との間の状態移行が可能となっている。ここでいう閉状態とは、シャッタユニット100が感光ドラム11の像担持面11Sの一部を覆うように展開した状態という。一方、開状態とは、感光ドラム11の像担持面11Sのより多くの部分を露出させるように縮退した状態という。
なお、シャッタユニット100は本発明の「シャッタユニット」に対応する一具体例であり、第1シャッタ部材101は本発明の「第1のシャッタ部材」に対応する一具体例であり、第2シャッタ部材102は本発明の「第2のシャッタ部材」に対応する一具体例である。
第1シャッタ部材101は、X軸方向に延在する丸棒状の第1シャフト103と、その第1シャフト103に対し実質的に平行に延在する丸棒状の第2シャフト104と、第1シャフト103と第2シャフト104とを繋ぐ平板状の第1平板部105とを有する。第1平板部105は、第1シャフト103および第2シャフト104の双方に固定されている。第1平板部105は、閉状態において像担持面11Sと対向可能な第1の内面105Sと、その第1の内面105Sと反対側の第1の外面105SSとを含んでいる。図9Aに示したように、例えば第1平板部105は複数設けられており、隣り合う第1平板部105同士の間には第1開口部101Kが設けられている。
第1シャフト103の第1の端部にはレバー107が設けられ、第1シャフト103におけるレバー107と反対側の第2の端部には付勢部材としてのスプリング106が設けられている。本実施の形態では、第1の端部にあるレバー107と、第2の端部にあるスプリング106との間において分散して配置されるように複数の第1平板部105が設けられている。
第1シャッタ部材101は、筐体21に対し第1シャフト103の回転軸103Jを中心として回動可能に筐体21によって保持されている。さらに、第2シャフト104におけるX軸方向の一部には、第1の実施の形態の第2シャフト612と同様に第1回転角規制部108(図9B参照)が設けられている。
レバー107は、例えば第1シャフト103と一体化されている。レバー107は、例えば図1に示した画像形成装置の筐体10の内面に設けられた突起10T(図7A~7C参照)などと当接し、その突起から力Fを受けることで回転方向107Rへ回転するようになっている(図10Aおよび図10B参照)。レバー107の回転に伴い、第1シャフト103(第1シャッタ部材101)が回転軸103Jを中心として回転するようになっている。なお、図10Aは、シャッタユニット100が展開された閉状態のときの画像形成ユニット130を表し、図10Bは、シャッタユニット100が折り畳まれた開状態のときの画像形成ユニット130を表している。すなわち、画像形成装置の筐体10から離脱した状態の画像形成ユニット130ではシャッタユニット100が閉状態であるところ、画像形成装置の筐体10へ装着する際にはシャッタユニット100が開状態となり、印刷動作が可能となる。
スプリング106は、開状態から閉状態へ状態移行させるための付勢力を第1シャッタ部材101へ付与する付勢部材である。
第2シャッタ部材102は、第1シャッタ部材101に対し第2シャフト104の回転軸104Jを中心として回動可能に第1シャッタ部材101によって保持されている。第2シャッタ部材102は、第2シャフト104を回転可能に保持する把持部109と、その把持部109に固定された第2平板部110とを有する。本実施の形態では、複数の把持部109が複数の第1平板部105同士の隙間に配置されている。また、第2平板部110は、第2の内面110Sと、その第2の内面110Sと反対側の第2の外面110SSとをさらに含んでいる。第2の内面110Sは、閉状態において像担持面11Sと対向可能に設けられている。図9Aに示したように、例えば第2平板部110は複数設けられており、隣り合う第2平板部110同士の間には第2開口部102Kが設けられている。なお、開状態において、シャッタユニット100は、第1平板部105が第2開口部102Kに収容されると共に第2平板部110が第1開口部101Kへ収容されるように折り畳まれることとなる。さらに、第2平板部110の一部には、第1回転角規制部108と対応する位置に第2回転角規制部111(図9A参照)が設けられている。第2回転角規制部111は、閉状態において第1回転角規制部108と当接することとなる。また、第2シャッタ部材102には、画像形成ユニット130の長手方向(X軸方向)における像担持面11Sの有効画像形成領域の外側に位置する周辺領域に、後述するガイド部材170と当接可能な第1当接部102a、第2当接部102bおよび第3当接部102cが設けられている。有効画像形成領域とは、媒体PMに転写され得る画像が形成される領域をいう。ここで、第2シャッタ部材102は、第1シャッタ部材101により第2シャフト104において回転可能に保持されており、第1当接部102aは第2当接部102bと第2シャフト104との間に設けられ、第3当接部102cは第2当接部102bと第1当接部102aとの間に設けられている。
なお、第1当接部102aは本発明の「第1の当接部」に対応する一具体例であり、第2当接部102bは本発明の「第2の当接部」に対応する一具体例であり、第3当接部102cは本発明の「第3の当接部」に対応する一具体例である。
[2.3 ガイド部材170の構成]
図11は、図8Aに示した画像形成ユニット130のレバー107の近傍を拡大して表している。図10に示したように、ガイド部材170は、第1ガイド部171と、保持部172と、第2ガイド部173とを有している。第1ガイド部171、保持部172および第2ガイド部173は、例えば一体化されており、例えば筐体21に支持されている。ただし、第1ガイド部171、保持部172および第2ガイド部173は、それぞれ別体であってもよい。あるいは、第1ガイド部171、保持部172および第2ガイド部173の3つの構成要素のうちの任意の2つの構成要素が一体化されていてもよい。
なお、第1ガイド部171は本発明の「第1のガイド部」に対応する一具体例であり、保持部172は本発明の「保持部」に対応する一具体例であり、第2ガイド部173は本発明の「第2のガイド部」に対応する一具体例である。
図12Aおよび図12Bは、シャッタユニット100が閉状態から開状態へ移行する際の中間段階における画像形成ユニット130の様子を表す断面図である。図12Aは図11に示したV-V線に沿った矢視方向の断面を表している。図12Bは図11に示したW-W線に沿った矢視方向の断面を表している。図13Aおよび図13Bは、図12Aおよび図12Bに続く段階の画像形成ユニット130の様子を表す断面図である。図13Aは図11に示したV-V線に沿った矢視方向の断面を表している。図13Bは図11に示したW-W線に沿った矢視方向の断面を表している。図14Aおよび図14Bは、シャッタユニット100が開状態である画像形成ユニット130の様子を表す断面図である。図14Aは図11に示したV-V線に沿った矢視方向の断面を表している。図14Bは図11に示したW-W線に沿った矢視方向の断面を表している。
第1ガイド部171は、有効画像形成領域以外の周辺領域において筐体21によって支持されている。図12A~図14Bに示したように、第1ガイド部171は、図10Aに示した閉状態と図10Bに示した開状態との間の状態移行時の際、周辺領域において第1当接部102aと当接するようになっている。第1ガイド部171は、周辺領域において第1当接部102aと当接することにより、像担持面11Sから離れる方向への第2シャッタ部材102の移動を規制するようになっている。
保持部172は、有効画像形成領域以外の周辺領域において筐体21によって支持されている。保持部172は、周辺領域において第2当接部102bと当接してシャッタユニット100の開状態を保持するようになっている。
第2ガイド部173は、シャッタユニット100の閉状態と開状態との間の状態移行時において、第1当接部102aと第1ガイド部171とが当接したのちに第3当接部102cと当接し、像担持面11Sから離れる方向への第2シャッタ部材102の移動を規制するようになっている。第2ガイド部173は、閉状態から開状態への状態移行の際、第3当接部102cと当接して第3当接部102cを案内することにより、第2の内面110Sを第1の内面105Sに近づけるようになっている。第3当接部102cは、第2の外面110SSにおいて第2の内面110Sと反対へ突出した突起部分を含んでいる。
[2.4 作用・効果]
(シャッタユニット100の状態移行の動作について)
本実施の形態では、上述したように、画像形成ユニット30と同様、画像形成ユニット130が画像形成装置の筐体10の内部における所定位置に装着される際に、閉状態にあるシャッタユニット100が開状態へ状態移行するようになっている。
例えば図15Aに示した閉状態、すなわち、シャッタユニット100の第2シャッタ部材102が感光ドラム11の像担持面11Sを覆った状態から、図15Bに示した第1段階と、図15Cに示した第2段階とを経て、図15Dに示した開状態、すなわち印刷可能な状態に移行するようになっている。図15A~15Dは、シャッタユニットの状態移行動作を段階的に表す断面図であり、図11に示したX-X線に沿った矢視方向の断面を表している。また、図15Bは図12Aおよび図12Bに対応しており、図15Cは図13Aおよび図13Bに対応しており、図15Dは図14Aおよび図14Bに対応している。
シャッタユニット100では、レバー107と共に第1シャフト103が回転するようになっている。このため、図10Aおよび図10Bに示したように、レバー107が力Fを受けて回転方向107Rへ回転することにより、第1シャッタ部材101と第2シャッタ部材102とが連動して閉状態から開状態へと状態移行を開始する。このとき、第1回転角規制部108と第2回転角規制部111との当接が解除され、図12Aおよび図12Bに示した第1段階へ移行する。具体的には、図12Aに示したように、第1当接部102aの外面と第1ガイド部171のガイド面171Sとが当接する。そののち、第2シャッタ部材102の自重により第2シャッタ部材102が筐体21の外側(像担持面11Sから離れた方向)へ垂下するのを規制するよう、第1ガイド部171により第1当接部102aの外面がガイドされつつ、シャッタユニット100は図13Aおよび図13Bに示した第2段階へ移行する。なお、第3当接部102cは第1ガイド部171に当接しない(図12Bおよび図15B参照)。
このように、第1ガイド部171のガイド面171Sによって第2シャッタ部材102の第1当接部102aがガイドされるので、状態移行の際に第2シャッタ部材102がその自重によって像担持面11Sから離れることを防ぐことができる。
続く図13Aおよび図13Bに示した第2段階では、第3当接部102cが第2ガイド部173のガイド面173Sと当接し、その結果、第1当接部102aがガイド面171Sから離間することとなる。レバー107の回転方向107R(図10B)への回転がさらに進むと、第3当接部102cがガイド面173Sによってガイドされながら、第2シャッタ部材102が第1シャッタ部材101に近づくようにシャッタユニット100は徐々に折り畳まれる。最終的には、図14Aに示したように、第2当接部102bが保持部172と当接し、シャッタユニット100は開状態となる。なお、開状態では、図14Bに示したように、第3当接部102cはガイド面173Sから離間した状態となる。このように、開状態において、図14Aに示したように保持部172が第2当接部102bと当接することにより、第2シャッタ部材102が、その自重によって筐体21からはみ出すように垂下して他の部材(例えば転写部4)に干渉してしまうのを規制する。
このように、本実施の形態では、上述の構成を有するシャッタユニット100およびガイド部材170を備えるようにしたので、シャッタユニット100が、筐体21に対する感光ドラム11の配置位置や画像形成ユニット130の姿勢によらず、像担持面11Sを覆う閉状態から像担持面11Sを露出させる開状態へ円滑に状態移行することができる。そのうえ、その状態移行の際にシャッタユニット100が掃引する空間をより小さくすることができる。したがって、本実施の形態の画像形成ユニット130によれば、小型でありながら、像担持面11Sを保護することで優れた画像形成性能を確保することができる。
また、本実施の形態では、第1シャッタ部材101が第1回転角規制部108を有し、第2シャッタ部材102が第2回転角規制部111を有するようにし。閉状態において第1回転角規制部108と第2回転角規制部111とが当接することにより、第1シャッタ部材101に対する第2シャッタ部材102のなす角度θを規制するようにした。したがって、閉状態において、シャッタユニット100は、ガイド部材170に頼ることなく自己支持可能に構成されている。すなわち、閉状態において第2シャッタ部材102を支持する部材を別途設ける必要がないので、開状態において像担持面11Sを覆う位置に不要な部材が存在することがない。よって、使用時(画像形成時)において像担持面の露出を妨げることがない。
さらに、本実施の形態では、ガイド部材170に第2ガイド部173を設けると共に第2シャッタ部材102に第3当接部102cを設け、第2ガイド部173を、シャッタユニット100の閉状態と開状態との間の状態移行時において、第1当接部102aと第1ガイド部171とが当接したのちに第3当接部102cと当接するようにした。これにより、第1当接部102aが第1ガイド部171を通過した後においても、像担持面11Sから離れる方向への第2シャッタ部材102の移動を規制することができる。この結果、第2シャッタ部材102における第2当接部102bが保持部172によって保持されずに保持部172の下方に潜り込んでしまうのを確実に防ぐことができる。なお、第1ガイド部171のガイド面171Sを延長してもよいが、その場合には、より長いストロークが必要となり、限られた空間を有効に利用することが困難となってしまう。
さらに、本実施の形態では、閉状態から開状態への状態移行の際、第1当接部102aは、保持部172から見て感光ドラム11と反対側である保持部172の外側を通過する。また、第3当接部102cは、第1当接部102aが保持部172の外側を通過したのちに第2ガイド部173と当接する。さらに、第2当接部102bは、第3当接部102cが第2ガイド部173と当接したのちに保持部172と当接するようになっている。したがって、第1ガイド部171、保持部172および第2ガイド部173が、第2シャッタ部材102の軌跡よりも外側(筐体21や感光ドラム11から遠く離れた位置)へはみ出すことなく、シャッタユニット100を折りたたむことができる。
さらに、閉状態から開状態に状態移行する際、シャッタユニット100は、第1平板部105が第2開口部102Kに収容されると共に第2平板部110が第1開口部101Kへ収容されるように折り畳まれるようにした。このため、開状態において、折り畳まれたシャッタユニット100の厚みおよび重量を低減でき、よりコンパクト化が可能となる
<3.変形例>
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態ではカラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばモノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、直接転写方式の画像形成装置について説明したが、本発明は2次転写方式にも適用されうる。
また、上記実施の形態で説明したシャッタユニットなどの構造、形状および寸法比などはあくまでも例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。シャッタユニット以外の構成要素についても同様である。
さらに、上記第1の実施の形態では、第1当接部623および第2当接部624は、第2シャッタ部材62のうちの1箇所(X軸方向の一端部)にのみ設けられた形態としたが、本発明はそれに限定されるものではない。すなわち、本発明では、第2のシャッタ部材において、第1の当接部および第2の当接部をそれぞれ複数設けるようにしてもよい。本発明では、例えばX軸方向における第2のシャッタ部材のうちのX軸方向の両端部に第1の当接部および第2の当接部をそれぞれ設けてもよい。その場合、複数のガイド部材(ガイド部および保持部)を、第1の当接部の各々に対応する位置および第2の当接部の各々に対応する位置に設けるようにするとよい。複数のガイド部材により第2のシャッタ部材における複数の第1の当接部および複数の第2の当接部を規制することで、閉状態と開状態との状態移行の際や開状態保持の際にシャッタユニットを安定させることができるからである。例えば、シャッタユニットが樹脂などで形成される場合、ガイド部材によって規制されない方向への湾曲などが生じることによって第2のシャッタ部材が自重によって垂下することを規制させることができる。
また、上記実施の形態では、露光装置として発光ダイオードを光源とするLEDヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
1…給紙トレイ、2…媒体搬送部、3…画像形成部、4…転写部、5…定着部、6…排出部、7…制御部、8…駆動部、30(30C,30M,30Y,30K)…画像形成ユニット、40(40C,40M,40Y,40K)…露光装置、50(50C,50M,50Y,50K)…トナーカートリッジ、51(51C,51M,51Y,51K)…トナー供給搬送路、201…現像装置、202…ドラムユニット、11(11K,11C,11M,11Y)…感光ドラム、11S…像担持面、12…帯電ローラ、13…クリーニングブレード、14…トナー搬送スパイラル、21…筐体、21V…内部空間、22…現像ローラ、23…現像ブレード、24…供給ローラ、25A,25B…撹拌部材、26…トナー量検知部、27…第1トナー搬送スパイラル、28…第2トナー搬送スパイラル、29…投入口、60…シャッタユニット、61…第1シャッタ部材、611…第1シャフト、612…第2シャフト、613…第1平板部、614…レバー、615…スプリング、62…第2シャッタ部材、621…把持部、622…第2平板部、623…第1当接部、624…第2当接部、631…第1回転角規制部、631S…第1当接面、632…第2回転角規制部、632S…第2当接面、70…ガイド部材、71…ガイド部、72…保持部、100…シャッタユニット、101…第1シャッタ部材、102…第2シャッタ部材、103…第1シャフト、104…第2シャフト104、105…第1平板部、106…スプリング、107…レバー、108…第1回転角規制部、109…把持部、110…第2平板部、111…第2回転角規制部、130…画像形成ユニット、170…ガイド部材、171…第1ガイド部、172…保持部、173…第2ガイド部。

Claims (21)

  1. 現像剤像を担持可能な像担持面を含む像担持体と、
    前記像担持面の一部が露出するように前記像担持体を保持する本体と、
    前記本体に対し第1の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第1の内面を含む第1のシャッタ部材と、前記第1のシャッタ部材に対し前記第1の回転軸と実質的に平行である第2の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第2の内面、第1の当接部および第2の当接部を含む第2のシャッタ部材とを有し、前記第1の内面および前記第2の内面が前記像担持面を覆うように前記第1のシャッタ部材および前記第2のシャッタ部材が展開された閉状態と、前記第1の内面と前記第2の内面とが対向するように前記第1のシャッタ部材と前記第2のシャッタ部材とが折り畳まれて前記像担持面が露出した開状態との状態移行が可能なシャッタユニットと、
    記本体に支持され、前記閉状態と前記開状態との間の状態移行時に前記第1の当接部を挟んだ前記像担持体の反対側において前記第1の当接部と当接するガイド面を有し、前記像担持面から離れる方向への前記第2のシャッタ部材の移動を規制する第1のガイド部と、
    記本体に支持され、前記開状態において前記第2の当接部を挟んだ前記像担持体の反対側に前記第2の当接部と当接する保持面を有し、前記保持面が前記第2の当接部と当接して前記シャッタユニットの前記開状態を保持する保持部と
    を備えた画像形成ユニット。
  2. 前記第1のシャッタ部材は第1の当接面を含み、
    前記第2のシャッタ部材は、前記閉状態において前記第1の当接面と当接する第2の当接面を含み、
    前記閉状態において前記第1の当接面と前記第2の当接面とが当接することにより、前記第1のシャッタ部材に対する前記第2のシャッタ部材のなす角度が規制されるようになっている
    請求項1記載の画像形成ユニット。
  3. 前記第1の回転軸と直交する断面において、
    前記第1の回転軸と前記第1のガイド部との第1の間隔は、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との第2の間隔よりも広い
    請求項1または請求項2に記載の画像形成ユニット。
  4. 前記第1の回転軸と直交する断面において、
    前記像担持面と前記第1のガイド部との第3の間隔は、前記像担持面と前記第1の回転軸との第4の間隔よりも広い
    請求項3に記載の画像形成ユニット。
  5. 前記第1の回転軸と直交する断面において、
    前記第1のシャッタ部材における前記第1の回転軸から前記第2の回転軸までの第1の長さは、前記第2のシャッタ部材における前記第2の回転軸から前記第2の回転軸と反対側の先端までの第2の長さよりも短い
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  6. 前記開状態において、前記第1のガイド部は前記第1の当接部から離間する
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  7. 前記状態移行の際、前記第1の回転軸の回転に伴い、前記第1のシャッタ部材と前記第2のシャッタ部材とが連動して回転動作が行われるようになっている
    請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  8. 前記状態移行の際、前記第1のシャッタ部材は前記本体に対し第1の回転方向へ回転し、前記第2のシャッタ部材は前記第1のシャッタ部材に対して前記第1の回転方向と反対の第2の回転方向へ回転する
    請求項7記載の画像形成ユニット。
  9. 前記第1の回転軸と直交する断面において、
    前記シャッタユニットは、前記本体と重なり合う領域からはみ出すことなく前記状態移行が行われるようになっている
    請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  10. 前記第2のシャッタ部材の前記第2の内面は、前記像担持面のうちの有効画像形成領域から外れた周辺領域と当接可能な突起を有する
    請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  11. 記本体に支持された第2のガイド部をさらに備え、
    前記第2のシャッタ部材は、第3の当接部をさらに含み、
    前記第2のガイド部は、前記閉状態と前記開状態との間の状態移行時において、前記第1の当接部と前記第1のガイド部とが当接したのちに前記第3の当接部と当接し、前記像担持面から離れる方向への前記第2のシャッタ部材の移動を規制するようになっている
    請求項1記載の画像形成ユニット。
  12. 前記第2のガイド部は、前記閉状態から前記開状態への状態移行の際、前記第3の当接部と当接して前記第3の当接部を案内することにより、前記第2の内面を前記第1の内面に近づけるようになっている
    請求項11記載の画像形成ユニット。
  13. 前記第1のシャッタ部材は前記第1の内面と反対側の第1の外面をさらに含み、
    前記第2のシャッタ部材は前記第2の内面と反対側の第2の外面をさらに含み、
    前記第3の当接部は、前記第2の外面において前記第2の内面と反対へ突出した突起部分を含む
    請求項11または請求項12記載の画像形成ユニット。
  14. 前記閉状態から前記開状態への状態移行の際、
    前記第1の当接部は、前記保持部から見て前記像担持体と反対側である前記保持部の外側を通過し、
    前記第3の当接部は、前記第1の当接部が前記保持部の外側を通過したのちに前記第2のガイド部と当接し、
    前記第2の当接部は、前記第3の当接部が前記第2のガイド部と当接したのちに前記保持部と当接するようになっている
    請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  15. 前記第1のシャッタ部材は、第1平板部と、第1開口部とを含み、
    前記第2のシャッタ部材は、第2平板部と、第2開口部とを含み、
    前記閉状態において、前記シャッタユニットは、前記第1平板部が前記第2開口部に収容されると共に前記第2平板部が前記第1開口部へ収容されるように折り畳まれる
    請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  16. 前記第2のシャッタ部材は、前記第1のシャッタ部材により前記第2の回転軸において回転可能に保持されており、
    前記第2のシャッタ部材において、前記第1の当接部は前記第2の当接部と前記第2の回転軸との間に設けられ、前記第3の当接部は前記第2の当接部と前記第1の当接部との間に設けられている
    請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  17. 前記開状態において、前記第2の当接部は、前記保持部に乗り上げるように前記保持部によって保持される
    請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  18. 請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の画像形成ユニットを備えた画像形成装置。
  19. 前記像担持面が媒体に直接触れることにより前記現像剤像が前記媒体に転写されるようになっている
    請求項18記載の画像形成装置。
  20. 現像剤像を担持可能な像担持面を含む像担持体と、
    前記像担持面の一部が露出するように前記像担持体を保持する本体と、
    前記本体に対し第1の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第1の内面を含む第1のシャッタ部材と、前記第1のシャッタ部材に対し前記第1の回転軸と実質的に平行である第2の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第2の内面、第1の当接部および第2の当接部を含む第2のシャッタ部材とを有し、前記第1の内面および前記第2の内面が前記像担持面を覆うように前記第1のシャッタ部材および前記第2のシャッタ部材が展開された閉状態と、前記第1の内面と前記第2の内面とが対向するように前記第1のシャッタ部材と前記第2のシャッタ部材とが折り畳まれて前記像担持面が露出した開状態との状態移行が可能なシャッタユニットと、
    前記本体に支持され、前記閉状態と前記開状態との間の状態移行時に前記第1の当接部と当接しつつ前記像担持面から離れる方向への前記第2のシャッタ部材の移動を規制する第1のガイド部と、
    前記本体に支持され、前記第2の当接部と当接して前記シャッタユニットの前記開状態を保持する保持部と
    を備え、
    前記第1のシャッタ部材は第1の当接面を含み、
    前記第2のシャッタ部材は、前記閉状態において前記第1の当接面と当接する第2の当接面を含み、
    前記閉状態において前記第1の当接面と前記第2の当接面とが当接することにより、前記第1のシャッタ部材に対する前記第2のシャッタ部材のなす角度が規制されるようになっている
    画像形成ユニット。
  21. 現像剤像を担持可能な像担持面を含む像担持体と、
    前記像担持面の一部が露出するように前記像担持体を保持する本体と、
    前記本体に対し第1の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第1の内面を含む第1のシャッタ部材と、前記第1のシャッタ部材に対し前記第1の回転軸と実質的に平行である第2の回転軸を中心として回動可能に保持されると共に第2の内面、第1の当接部および第2の当接部を含む第2のシャッタ部材とを有し、前記第1の内面および前記第2の内面が前記像担持面を覆うように前記第1のシャッタ部材および前記第2のシャッタ部材が展開された閉状態と、前記第1の内面と前記第2の内面とが対向するように前記第1のシャッタ部材と前記第2のシャッタ部材とが折り畳まれて前記像担持面が露出した開状態との状態移行が可能なシャッタユニットと、
    前記本体に支持され、前記閉状態と前記開状態との間の状態移行時に前記第1の当接部と当接しつつ前記像担持面から離れる方向への前記第2のシャッタ部材の移動を規制する第1のガイド部と、
    前記本体に支持され、前記第2の当接部と当接して前記シャッタユニットの前記開状態を保持する保持部と、
    前記本体に支持された第2のガイド部と
    を備え、
    前記第2のシャッタ部材は、第3の当接部をさらに含み、
    前記第2のガイド部は、前記閉状態と前記開状態との間の状態移行時において、前記第1の当接部と前記第1のガイド部とが当接したのちに前記第3の当接部と当接し、前記像担持面から離れる方向への前記第2のシャッタ部材の移動を規制するようになっている
    画像形成ユニット。
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