JPH0619229A - プロセスカートリッジ - Google Patents

プロセスカートリッジ

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JPH0619229A
JPH0619229A JP4173270A JP17327092A JPH0619229A JP H0619229 A JPH0619229 A JP H0619229A JP 4173270 A JP4173270 A JP 4173270A JP 17327092 A JP17327092 A JP 17327092A JP H0619229 A JPH0619229 A JP H0619229A
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drum
main body
cartridge
process cartridge
photosensitive drum
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JP4173270A
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English (en)
Inventor
Koji Miura
幸次 三浦
Hiroo Kobayashi
尋夫 小林
Minoru Sato
実 佐藤
Kazuo Shishido
一男 宍戸
Akira Higeta
明 日下田
Hiroyuki Isobe
裕順 磯部
Shigeo Miyabe
滋夫 宮部
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセ
スカートリッジの感光ドラムの、本体への位置決め精度
を向上させる。 【構成】 カートリッジの感光ドラムと押体を支持する
位置決めピンの面を、駆動時のスラスト力を利用し、直
接に本体内の側面部へ密着させて位置をだす。 【効果】 カートリッジの取付け位置精度を高めること
で、画質の向上を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザービーム
プリンタ・複写機等の画像形成装置に使用されるプロセ
スカートリッジに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真を用いた画像形成装置では、そ
の使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換,現像剤
(トナー)の補給や交換,その他(帯電器,クリーナ容
器など)の調整・清掃・交換が必要となるが、この様な
保守作業は専門知識を有するサービスマン以外では事実
上困難であった。
【0003】この不具合を解決する手段として、像担持
体(感光体ドラム)、現像装置、クリーニング装置等の
画像形成手段をユニット体として一体化したプロセスカ
ートリッジが製品化されている。
【0004】これにより、上記プロセス機器についてメ
ンテナンスの必要が生じれば、使用者が自ら簡単に保守
・交換を行なうことが可能となり、高品位な画質を安価
に、また、容易に得られるようになった。
【0005】上記プロセスカートリッジには、プロセス
手段であるドラムは、画像形成装置本体に対し画像精度
を保つため、決められた位置関係になくてはならない。
そのためプロセスカートリッジの容器側面を装置本体内
の位置決め板に突き当て装置本体とプロセスカートリッ
ジの位置決めとし、プロセスカートリッジ容器側面に対
しドラム位置決めを行なうことにより、装置本体とドラ
ムの位置関係を保っている。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では、プロセスカートリッジ容器自体の反りなど
が生じており装置本体に正しく位置決めされず、しいて
はドラムと装置本体との位置決めがされないという問題
がある。又ドラムに駆動がかかった時、プロセスカート
リッジが容器に対し、ドラムが沈み込む様な起動をし、
容器に対しドラムがねじれた位置に移動したり、容器自
体がねじれたりして、装置本体とドラムの位置関係が正
しく保たれないという問題があった。これは、画像の印
字精度の不具合いとなってしまう。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明は像担持体と、像担持体に作用する少なくとも1つ
のプロセス手段と、像担持体を回動可能に保持する保持
部材と、保持部材を支持するフランジと、を有し、画像
形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおい
て、前記像担持体は前記画像形成装置本体からの付勢力
により長手方向に押圧され、この像担持体が押圧される
ことにより前記保持部材は前記画像形成装置本体に当接
することを特徴とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【0009】図1は本発明の画像形成装置の一例である
レーザービームプリンタの外観斜視図、図2はこのプリ
ンタ本体1の前扉2を開放することにより装置本体1に
着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ3の外観斜
視図である。このカートリッジ3には像担持体である感
光体、像担持体を一様に帯電する帯電手段、像担持体に
形成された潜像を現像する現像手段、像担持体上の残留
物を除去するクリーニング手段が、収容されている。こ
こでプロセスカートリッジは像担持体(感光体)と、帯
電手段・現像手段・クリーニング手段のうちの少なくと
も1つと、を有し、画像形成装置本体に着脱可能なもの
である。
【0010】図3はカートリッジ3を装置本体1に装着
した時の断面図(図1のA方向から見て)である。また
図4は前扉2を開いてカートリッジ3を矢印C方向に着
脱している様子を示した断面図である。尚、図3におい
てカートリッジ3の外装部分には斜線を施してある。
【0011】まず図3を用いて画像形成装置の画像形成
プロセスの概略を説明する。
【0012】表面に感光層を有する感光ドラム4は帯電
ローラ5によって表面を一様に帯電される。次に外部コ
ンピュータ等から入力された画像情報に基づいてレーザ
ー光学ユニット6からレーザー光Lが感光体4上に照射
される。これにより感光体4には画像情報に応じた静電
潜像が形成される。次に現像部7において感光体が帯電
されている極性と同極性のトナーtで感光体4のレーザ
ー光Lが照射された部分を現像(反転現像)し、感光体
4上に可視像を形成する。次に可視像が感光ドラム4と
転写ローラ8で形成される転写位置に達するのにタイミ
ングを合わせて給紙カセット10から供給された記録材
Pが感光ドラム4と転写ローラー8の間に挟持され、記
録材Pに可視像が転写される。そしてこの記録材は定着
ローラー対12、13で形成されるニップ9に挟持さ
れ、記録材に可視像が定着される。この後、記録材Pは
排紙トレイ14上に排紙される。転写終了後の感光ドラ
ム4はクリーニングブレード15によって、残留トナー
等の残留物が除去されて再度帯電工程へと進む。
【0013】次に記録材Pの搬送工程について詳細に説
明する。
【0014】記録材Pは、給紙カセット10内に複数枚
積載されており、該記録材Pの先端部は、ひっぱりバネ
16により付勢され回動する積載坂17により、給紙ロ
ーラ18表面に押圧されている。使用者が、本装置に記
録材Pを装填する場合は、給紙カセット10を紙面右方
向(矢印B方向)に引き抜くことで実現できる。この
時、給紙バネ支持軸19が、給紙カセット10の両側壁
(紙面手前側と奥側)に形成されたスライド溝20に沿
って上方に移動するため、積載坂17が給紙カセット1
0の底面まで下がるので記録材Pはスムーズに装填でき
る。
【0015】上記給紙ローラ18は給紙駆動軸21に固
定されており、該給紙駆動軸21の軸端部には不図示の
クラッチとソレノイドが設けられており、給紙ローラ1
8の回転駆動制御が可能に構成されている。記録材の給
紙ローラ側先端部の左右角部には、分離爪22が設けら
れており、さらにその先端近傍にカセット入口ガイド2
3が不図示のバネで回動自在に付勢されている。また、
給紙カセット10から記録材を案内するガイド部24が
装置本体に形成されており、記録材Pをガイドしてレジ
ストローラ対25へ導くようになっている。
【0016】給紙スタート信号により、ソレノイド(不
図示)がONすると、給紙駆動ギア(不図示)の駆動力
がクラッチ(不図示)を介して駆動軸21に伝達され、
給紙ローラ18が回転し記録材Pをカセット入口ガイド
23へ導く。この時、摩擦係数の関係により、最上位の
記録材が1枚だけ導き出される。その後間もなく、記録
材Pは給紙ローラ18の回転によりレジストローラ対2
5のニップ部に到達する。
【0017】一方、装置本体には、レジストローラ対2
5に給紙カセット10以外からの記録材Pを導入する第
2の入口26を設けている。この様な構成により、装置
本体下部に複数枚デッキやカセット等のオプション等、
他の給送手段からの記録材Pの装置本体への導入が可能
となっており、拡張性の優れた構成を実現している。
【0018】レジストローラ25の記録材搬送方向上流
側には、センサーレバー27が設けられている。該セン
サーレバー27は、装置本体のフレームに回動自在に軸
支されており、記録材Pの先端部をフォトインタラプタ
(不図示)等で検知している。記録材の先端位置検知の
後、記録材Pはレジストローラ25により、感光ドラム
4上の顕画像の先端に同期して、感光ドラム4と転写ロ
ーラ8の間に搬送される。
【0019】現像部7のトナー収容部28の一部の表面
に、ガイド部材であるガイドリブ29が長手方向に複数
本形成されており、上記搬送時には、該ガイドリブ29
を記録材のガイド部材として用いることにより、感光ド
ラム4に対して高精度に搬送できるようになっている。
その後、後述する画像形成プロセスにより感光ドラム4
上に形成されたトナー像は、所定の圧で感光ドラム4に
押圧している転写ローラ8により記録材Pへ転写され
る。その際、転写ローラ8には、トナーと逆極性のDC
500〜2000V程度のバイアスが印加され、トナー
が記録材P表面に静電吸着される。
【0020】転写終了後記録材Pを感光ドラム4より分
離する補助手段として、定着入口ガイド30上流側の先
端部に徐電針(不図示)が埋設されており、分離が困難
な種類の記録材をスムーズに分離できる。このため、記
録材の分離不良による、感光ドラム4への記録材Pの巻
き付きを防止できる。更に、万一、記録材の分離不良が
発生しても、定着入口ガイド30の対面に、突入防止ガ
イド31が配設されているため、重大なジャムになるこ
とを回避できる。
【0021】転写を受けた記録材Pは、前記定着入口ガ
イド30により定着部9へ導かれる。定着部9には、熱
源として内部にハロゲンヒータ32を有する定着ローラ
12があり、該定着ローラには加圧ローラ13が所定の
圧力で押圧されており、不図示の駆動ギアにより回転駆
動される。定着ローラ12の温度は、定着ローラ12の
表面に当接している不図示のサーミスタにより検知さ
れ、装置本体の電装部内(不図示)のコントローラによ
り温度制御れている。また、ハロゲンヒータ32の暴走
等の安全対策として、非接触のサーモスイッチ(不図
示)を定着ローラ12の上方に配置している。
【0022】記録材Pは、加熱された定着ローラ12と
加圧ローラ13のニップ部を通過することにより、記録
材P上のトナー像が記録材P上に永久定着される。定着
後の記録材Pは、不図示の分離爪により定着ローラ12
の表面より分離されたのち、定着ローラ12上方に配置
された引張りローラ対33により、上方に搬送される。
この際、引張りローラ33は、定着ローラ12より数%
速い相対速度で回転駆動されており、その為、記録材P
は強制的に引張られながら搬送され、記録材のカール、
シワ等の発生を未然に防止できる構成となっている。そ
の後、記録材Pは排紙ローラ34により装置外へ排出さ
れ、排出口35に設けられた排紙トレイ14上に積載さ
れる。
【0023】上述した、転写ローラ、定着部、引張りロ
ーラ等は前カバー2に一体的に固定されており、装置本
体の軸36にて回動可能に支持されている。該前カバー
2は、図4で示される様に分割でき、装置本体に対して
開閉可能に構成されている。
【0024】次に、画像形成部のレーザ光学系の説明を
図3、図5を用いて行なう。
【0025】高速回転するポリゴンモータ37の回転軸
上には、回転多面鏡のポリゴンミラー38が固定されて
いる。そして、レーザユニット39より出射されたレー
ザ光Lは、コリメータレンズ40、シリンドリカルレン
ズ41を通過した後、前記ポリゴンミラー38面で反射
され、球面レンズ42、FΘレンズ43を介して感光ド
ラム4上にレーザ光を集光する。
【0026】レーザ光Lは、ポリゴンミラー38の回転
駆動により、感光ドラム4の母線方向を走査し、レーザ
ユニット39のON、OFFドライブによって、レーザ
光Lの照射ポイントを所定の電位に変化させ、静電潜像
を感光ドラム上に形成する。この時、ポリゴンミラー3
8による感光ドラム4母線方向のレーザ走査(主走査と
呼ぶ)の基準を得るため、主走査方向の始りの画像域外
の位置にBDミラー44を設けている。レーザ光Lは、
BDミラー44で反射させられたのち、感光体ドラム4
とほぼ等価かな位置に設けられたレーザ受光面45に導
入される。その後、レーザ光Lは、レーザ受光面45内
の光ファイバー46でDCコントローラ(不図示)上の
レーザ受光素子(不図示)へ導かれる。
【0027】この様に構成し、ビームディテクトするこ
とで、レーザ走査の基準タイミングを、画像出力タイミ
ングより得て、この基準タイミングからクロックにより
画像信号をレーザユニットへ出力することで、主走査方
向のスキャンが行なわれる。以上の、ポリゴンモータ、
ミラー類、レンズ類等の光学機器は、スキャナーユニッ
ト6内に一体的に収められており、スキャナーユニット
6は、装置本体上に高精度に位置決め固定されている。
【0028】次に、画像形成部であるプロセスカートリ
ッジ3の説明を行なう。
【0029】このプロセスカートリッジを装置本体に挿
入した時の画像形成方法としては前述した電子写真プロ
セスが用いられているが、このプロセスに従ってプロセ
スカートリッジ3の構成を簡単に説明する。
【0030】一次帯電部は、レーザビームLの露光位置
より上流側に配置され、本実施例においては、回転従動
可能な半導電性弾性体である帯電ローラ5が、感光ドラ
ム4に所定の押圧で当接している。該帯電ローラ5は、
例えば、DC−600V〜−700V、AC1200V
〜1800Vのバイアスを印加することにより、感光ド
ラム4の表面を−600V〜−700Vに均一に帯電で
きる。
【0031】次に、前述したレーザビーム光学系による
静電潜像の形成が行なわれ、静電潜像部の電位が−50
V〜−150Vに変化する。
【0032】一方、一次帯電と同極性のトナーtはトナ
ー容器28から撹拌部材47によって汲み上げられ、開
口48より現像部7内へ送り込まれる。そして、現像ロ
ーラ11表面は、現像ブレード49の摺擦により摩擦帯
電されたトナーtが、薄く均一にコーティングされる。
このトナーtは、感光ドラム4と200μm〜350μ
mで近接した状態でACバイアスを現像ローラ11に印
加することにより、前述の静電潜像に応じて、感光ドラ
ム4表面に反転現象(ジャンピング現像)し、感光ドラ
ム4表面にトナー像として顕像化される。
【0033】そして、感光ドラム4上のトナー像は前述
のごとく、転写ローラ8のバイアスにより記録材P上に
転写される。
【0034】一方、感光ドラム4表面上の転写残りであ
る残留トナーtは、クリーニング部の入口に設けられた
スクイシート50(50μm〜100μmの厚みのPE
Tシート)を潜り抜け、クリーニングブレード15によ
って掻き落とされ、クリーニング容器51内に蓄えられ
る。そして、クリーニングされた感光ドラム4は、再び
次の画像形成プロセスが可能となる。
【0035】プロセスカートリッジ3は、各プロセス部
材(感光ドラム、クリーニングブレード、帯電ローラ
等)の寿命、トナーなしなどのことを考えて、ある一定
量の画像形成後は新しいものと交換するように構成され
ている。その交換の際、プロセスカートリッジ3は、前
カバー2が開放される側に抜き挿し可能に構成されてお
り、前カバー2を開けると、プロセスカートリッジ3は
装置本体外へ、感光ドラムの母線方向と直角方向に取り
出しが可能となる。また、新品のプロセスカートリッジ
を装置本体内へ装着した後は、前カバー2を閉めること
で、プロセスカートリッジ3は、転写ローラ8の押圧等
により、所定位置にセットされる。
【0036】ところで、感光ドラム4は、外光に長時間
さらされると特性が劣化し、またその表面に異物が付着
したり、物流等で傷がつくと画像不良が発生する。本実
施例では、図1、図6、図7に示すように像担持体の露
出部を覆う第1の位置と第1の位置から退避した第2の
位置とに移動可能なドラムシャッター(カバー)52
が、プロセスカートリッジ3の筐体に回動自在に支持さ
れている。尚、図6はドラムカバー52を正面に置いた
カートリッジの正面図と側面図であり、図7はカバー5
2を開放した時のカートリッジの斜視図である。プロセ
スカートリッジ3が装置本体外へ取り出された状態、ま
たは、装置本体に装着されていて前カバー2が開放され
た状態では、ドラムシャッター52は、シャッターバネ
53の付勢力により閉じられている(第1の位置)。該
ドラムシャッター52の端部には、棒状の腕部であるド
ラムシャッターピン54が突出して設けられており、装
置本体側に設けられたシャッターオープンレバー55と
係合するようになっている。該シャッターオープンレバ
ー55は、前カバー2の開閉に連動して支点56を中心
に回動するよう構成されている。プロセスカートリッジ
3が装置本体に装着された状態で、前カバー2が閉じら
れると、シャッターオープンレバー55が回動し、これ
に係合するシャッターピン54と共にドラムシャッター
52が開かれる(第2の位置)。
【0037】ここで、ドラムシャッター52は回転軸5
7を中心に開放自在に構成されている。回転軸57は像
担持体4長手方向略両端部の回動支点58、59に回動
可能に支持されている。回動支点の一方58は回動軸5
7と円形の嵌合穴60を有し、他方の回動支点59は回
動軸57とスリット入りの嵌合穴61を有している。軸
57を有するカバー52をカートリッジ枠体に取り付け
る際にはまず円形の嵌合穴60側の軸57先端を穴60
に挿入し、次いでスリット入りの嵌合穴61側の軸57
先端を穴61にスリットからはめ込む。
【0038】このように回動支点の一方は回動軸と円形
の嵌合穴を有し、他方の回動支点は回動軸とスリット入
りの嵌合穴を有する構成とすることで、カートリッジ枠
体からのカバー52の不用意な脱落を防止すると共に、
容易に組み立てが可能となる。
【0039】特に、図6に示すように装置本体からの駆
動力を受けるために感光ドラムの端部に設けられた駆動
力受け部(ギヤ)は装置本体の駆動ギアの駆動により、
基準ピッチ円の接線lに対して圧力角α分だけ傾いた方
向にFの力を受ける。よって駆動力受けギア側に円形の
丸穴60があれば、力Fを受けてドラムシャッターピン
がカートリッジからはずれる側に力が働いてもドラムカ
バーがはずれる心配はない。
【0040】更にドラムシャッターは、シャッターバネ
53で一方向に回転するよう付勢されており、該シャッ
ターバネはドラムシャッターピン54の近傍即ち、穴6
0であるボス57に組み付けられている。この様に配置
することにより、シャッターバネが反対側(穴61側)
に組み付けられた場合と比較すると、ドラムシャッター
52が終点まで開ききったときのドラムシャッター52
の捩れ量を大幅に減少できる。従って、捩れることによ
る障害(部品の干渉、塑性変形)を防止できる。
【0041】また、本実施例のドラムシャッター52の
ドラムシャッターピン54の長さSは、プロセスカート
リッジのスラスト基準面Tより、S<19mmに設定さ
れている。この様にすることにより、プロセスカートリ
ッジの梱包袋の破損を未然に防ぐようになっている。S
≧19の場合は、落下試験などで、梱包材を破損するた
め、特別なパッキンを被せなければならなくなり、コス
トアップとなる。
【0042】ところで、本実施例においては、ドラムシ
ャッターの両端に軸を設けたが、プロセスカートリッジ
側に軸を形成し、ドラムシャッター側に穴を形成しても
よく、また、それぞれを組合せてもよいことは言うまで
もない。
【0043】プロセスカートリッジ3の装置本体に対す
る脱着動作は、プロセスカーリッジ3の筐体に設けられ
た、把手部材62を使用者が保持して行う。該把手部材
62は、プロセスカートリッジ3に対して回動自在に取
付けられており、前述したドラムシャッター52が回動
すると、これに従動して回転し、装置本体内のプロセス
機器と干渉しない位置に移動する構成となっている。使
用者は、上記把手部材62を保持し、装置ベース内に確
保されたプロセスカートリッジ3の設置部を目標にセッ
トする。この、プロセスカートリッジの設置動作は、以
下に述べる位置決め及びガイド機構を使用して正確に行
うことが出来る。
【0044】プロセスカートリッジ3には、位置決めの
ための円弧状のフランジ部70と、プロセスカートリッ
ジ3の傾き防止と装置本体へ装着する際に案内となるガ
イドリブ部71が像担持体両端側のカートリッジ筐体に
それぞれ形成されている。また、感光ドラム4は、ドラ
ム位置決めピン98で長手方向両端を軸支されており、
該ドラム位置決めピン98は、上記円弧状のフランジ部
79と同芯の位置決め穴に挿入固定されている。
【0045】一方、装置本体には、上記ガイドリブ部7
1をガイドしプロセスカートリッジ3の傾きを規制する
ガイド穴97と、プロセスカートリッジ3の位置決めを
行なうための円弧状の位置決め部96が形成されてい
る。
【0046】この様に、プロセスカートリッジ3のフラ
ンジ部79が、装置本体の位置決め部96に係合するこ
とにより、感光ドラム4は装置本体に対して、高精度に
位置決めされる構成となっている。
【0047】従って、使用者は、前記プロセスカートリ
ッジ3のガイドリブを装置本体のガイド穴97に挿入し
たのち、そのまま装置本体の奥へ押込むことでプロセス
カートリッジ3を簡単に装着できる構成となっている。
なお、本体内へ装着する際の補助的案内手段として、プ
ロセスカートリッジ3の天面中央(図12)と、装置本
体側には、プロセスカートリッジ挿入口の上部中央にそ
れぞれ目印(不図示)が設けられており、これらの目印
を突き合せることにより、プロセスカートリッジの装着
性の向上を図っている。
【0048】ところで、装置本体内の内カバー116に
は、レーザシャッター117が穴118を中心に回動自
在に取付けられている。プロセスカートリッジ3が、装
置本体内に無い場合は、レーザシャッター117は自重
で下方に降りて(図4の状態)レーザの光路は閉じられ
ている。従って、誤動作等で、万一レーザ光が照射され
た場合には、閉じられたレーザシャッター117により
装置本体外へ漏れることを防止している。
【0049】一方、プロセスカートリッジ3の容器後部
には、前記レーザシャッター117をアクチュエートす
るための、レーザシャッターリブ119が設けられてい
る。プロセスカートリッジ3を装置本体へ装着すると、
前記レーザシャッターリブ119が、レーザシャッター
117を上方に押上げ(図3の状態)、レーザ光の光路
を開放する構成となっている。
【0050】感光ドラム4の駆動は、感光ドラム4の端
部に接着固定されたドラムギア78が、装置本体の内側
面部に軸支されるドラム駆動ギア77と噛み合うことに
より行なわれる。不図示の駆動モータが回転すると、不
図示のモータギア、アイドラギア、クラッチギア等を介
してドラム駆動ギア77が回転し、続いて感光ドラム4
が回転駆動され、前述した画像形成が行なわれる。この
際、ドラムギアの歯面に加わる噛み合い力Fの方向は、
図6及び図23に示されるように、ドラムギア78とド
ラム駆動ギア77の回転中心を結ぶ直線に引いた垂線1
からギアの噛み合い圧力角αだけずれている。この噛み
合い力F方向は、プロセスカートリッジ3の装置本体へ
の取付け方向側に向っている。
【0051】従って、ドラム駆動ギア77が回転駆動す
ると、上記ギアの噛み合い力Fにより、プロセスカート
リッジのフランジ部79は、装置本体の位置決め部96
に押し付けられる。よって、万一プロセスカートリッジ
のフランジ部79が装置本体の位置決め部96に対して
ズレた状態で支持されていた場合も、感光ドラム4に駆
動が加わると、該フランジ部79は正規な状態に係合さ
れる。
【0052】また、上記噛み合い力Fにより、プロセス
カートリッジ3には感光ドラム4の回転中心を基点とし
て、半時計方向のモーメントが発生するため、プロセス
カートリッジ3のガイドリブ部71の支持面130が、
装置本体のガイド穴97の受面131に押し付けられ
る。よって、万一プロセスカートリッジのガイドリブ部
71の支持面130が装置本体のガイド穴97の受面1
31に対して浮いた状態で支持されていた場合も、感光
ドラム4に駆動が加わると、該支持面130、受面13
1が互いに密着し正規な状態に支持される。
【0053】プロセスカートリッジ3を装置本体より取
り出す場合は、前カバー2を開放することで行う。この
開放時には、ドラム駆動ギア77は不図示のリンク機構
により、駆動モータより連結されているギア類との噛み
合いが解除され、ドラム駆動ギア77は装置本体側のギ
ア類に対して回転自在となる。従って、前述した噛み合
い力Fが消滅し、プロセスカートリッジは、装置本体よ
りスムーズに取り出し可能となる。
【0054】次に、プロセスカートリッジ3と装置本体
1との電気的接続構成について説明する。図31に示さ
れるように、ドラムギア78と反対側のプロセスカート
リッジ3の側面に、一次バイアス132、現像バイアス
133、トナー残検134の接点部が所定の間隔で配置
されている。また、前述したドラム位置決めピン98に
は、ドラムアースをとるための電極91が側方へ突出し
て設けられている。
【0055】一方、装置本体の内側側面には、高圧基盤
135が取付けられており、該高圧基盤135には、プ
ロセスカートリッジ3と電気的導通をとるための、一次
バイアス136、現像バイアス137、トナー残検13
8、ドラムアース139の接点部が配置されている。こ
の高圧基盤が装置本体に取付けられると、該接点類の頂
上部が装置本体内部の側壁に形成された穴より内側へ突
出する。
【0056】プロセスカートリッジを装置本体内に装着
すると、各々の対応する接点部が互いに接触し電気的結
合が終了する。ここで、上記プロセスカートリッジ側と
装置本体側の接点は、同一材料または同一グループ列の
材料で構成することが望ましい。本実施例の場合、高圧
基盤上の接点類はすべて、リン青銅板にKNメッキが施
されており、プロセスカートリッジ側の接点(一次バイ
アス、現像バイアス、トナー残検)はステンレス鋼板
が、ドラムアースの電極は鋼の表面にKNメッキが施さ
れたものを用いている。
【0057】次にカートリッジ3の把手62について図
8、図9を用いて詳細に説明する。把手部材62には、
回動中心となる軸63が一体に設けられている。又、カ
ートリッジ筐体にはヒンジ部64が設けられている。ヒ
ンジ部64には開口部65があり、把手部材62は軸6
3を開口部65から挿入して取り付ける。開口部65の
スキマは軸63の径よりも若干小さくしてあり、云わゆ
るパッチン方式で把手部材を取り付ける。把手部材を取
り付けた状態では、把手部材62はヒンジ64を中心に
軽く回動自在となる。カートリッジ3を装置本体から取
り出す時は把手部材62を持って矢印C(図4、図9参
照)の方向に引張る。この時開口部65は矢印C方向と
反対側に設ける事により把手部材62がカートリッジ筐
体から不用意に外れる事を防止できる。
【0058】図10、図11に他の実施例を示す。
【0059】把手部材66には回動中心となる軸67が
一体に設けられている。又スリット69が設けられてい
る為、軸67は内側(矢印D方向)にたわませる事がで
きる。(樹脂材料の弾性変形内)把手部材をカートリッ
ジ筐体のヒンジ部68に取り付ける時は上記の様に軸6
7を矢印D方向に弾性変形させてヒンジ部68に嵌め込
む。嵌め込んだ後は弾性復元する為外れる事はない。本
実施例はヒンジ部に図8の様な溝70がない為嵌め台に
関してより安全性が得られる利点がある。
【0060】このように、把手部材はカートリッジとは
別体にして、カートリッジ筐体の一部に設けられたヒン
ジ部に把手部材の回動軸を嵌め込み回動軸を中心に把手
部材が軽い力で回動可能にした事により、 (1)大きな重量のカートリッジでも支えられる様にな
る。 (2)把手部材の組立も簡単になり、又把手部材の回動
も軽く復元力も無いので梱包作業性も向上し、梱包袋の
破損の恐れもなくなる。 (3)カートリッジを装置本体に挿入し、前カバーを閉
じるとそれに連動してドラムシャッターが回動し更にド
ラムシャッターが把手部材を容易に押し上げる。把手部
材が軽い力で回動可能になった事によりドラムカバーを
傷つけることもない。という効果がある。
【0061】次にプロセスカートリッジの着脱操作時の
カートリッジの位置決めについて詳細に説明する。
【0062】図2に示すようにカートリッジの長手方向
端部付近には、装置本体に設けられたカートリッジ挿入
用ガイド部と凹凸の関係をもって係合する係合部であっ
て、少なくともカートリッジ長手方向一端部に設けられ
た凸部71と、凸部71のカートリッジ長手方向先端面
72と略平行な面であって、装置本体のガイド部と係合
する第2の面73とが形成される。ここでは第2の面7
3はリブ74のカートリッジ長手方向先端面である。
【0063】そして第2の面73はカートリッジ挿入方
向Cの略先端(図2中aの位置)から後端方向に亘って
おり、凸部71はカートリッジ挿入方向略中央部(図2
中bの位置)から後端方向に亘っている。
【0064】これにより図12、図13に示すようにカ
ートリッジを挿入する際、まずはじめに第2の面73
が、装置本体1に設けられカートリッジの形状に沿った
カートリッジ挿入ガイド75の内面に沿って挿入される
ことにより、カートリッジ長手方向の位置決めがなされ
る。つづいて凸部71がガイド75に沿って挿入される
ことによりカートリッジの挿入方向が決定される。
【0065】このように図2中aの位置でカートリッジ
の長手方向と挿入方向を同時に合わせずに、まず長手方
向のみを合わせ、次に挿入方向を合わせるのでカートリ
ッジ挿入時の操作性が向上した。
【0066】尚、図9に示すように凸部(ガイドリブ)
71を本体側ガイド75の穴に挿入するとカートリッジ
のドラムギア(後述する)が本体側のドラム駆動ギア7
7と係合する。
【0067】また、リブ74の形状は第2の面73を有
していれば図14に示すようなものでもよい。
【0068】次に感光ドラムと装置本体との位置決めに
ついて図15を用いて詳細に説明する。
【0069】感光ドラム4に接着固定されたドラムギア
78はドラム駆動ギア77によって矢印E方向の回転駆
動を得た際、ドラムギア78はハスバ歯であるため、そ
の性能上から矢印Fの方向にスラスト力を得る。そのた
めプロセスカートリッジ3の容器フランジ部79、ドラ
ムギア78に挿入されたドラム位置決めピン80は感光
ドラム4と共に矢印F方向に移動する。この移動により
ドラム位置決めピン80の面は装置本体内の位置決め側
板81と密着する。これにより、駆動がかかった際のド
ラム4の沈み込みによるドラム4と装置本体とのねじれ
が発生せず、装置本体と感光ドラム4との位置決めが正
確にされる。よって画像精度を高度に保つことができ
る。尚、82はカートリッジa枠体である。
【0070】次に同様な原理を用いた他の実施例を図1
6に示す。図16において感光ドラム4に接着固定され
たドラムギア83が平歯車の場合は、感光ドラム4の長
手方向他端の感光ドラム位置決めピン84の面に、装置
本体側からバネ材85等の弾性力でスラスト力を得て矢
印Fの方向に感光ドラム4を直接押すことにより、ドラ
ム位置決めピン80の面を装置本体の位置決め板に密着
させることができる。これにより装置本体と感光ドラム
4の位置関係を正確に行うことができる。
【0071】次に更に他の実施例を図17に示す。図1
7において感光ドラム4に接着固定されたドラムギア7
8と、プロセスカートリッジ3の容器のフランジ部86
に挿入される位置決めピン87の一点をビス85でフラ
ンジ部86に締結していても1点締結のため、89付近
のフランジ86と位置決めピン87とは弱冠浮いてい
る。よってスラスト力がかかった際装置本体内の位置決
め板81と位置決めピン87の面が密着することができ
て、感光ドラムと装置本体との位置決めを正確に行うこ
とができる。又、1点締結をすれば、カートリッジの物
流等で位置決めピンが抜けてしまうことがないという効
果がある。又図18に示すようにドラム位置決めピン9
0の面をできるだけ大きく確保すれば、感光ドラム4に
駆動がかかり、沈み込みの姿勢になろうとするのを防止
するのにさらに有利となり、装置本体との位置関係をさ
らに正確に保つことができる。
【0072】次に図19を用いて、プロセスカートリッ
ジ3のドラムアース電極91、および画像形成装置本体
1のドラムアース高圧接点92周辺について詳しく述べ
る。
【0073】プロセスカートリッジ3の非駆動側のドラ
ム位置決めピンの中心には、導電性の平行ピンであるド
ラムアース電極(回転軸)91が差し込まれている。こ
の回転軸91はカートリッジ長手方向端部より突出して
いる。その周囲は、肉抜き(製造コストが下がるため)
溝(凹部)93となっている。その溝93には、プロセ
スカートリッジ3が画像形成装置本体1に装着する時の
ガイドリブ94と、ドラムアース電極91を結ぶ線上
に、リブ(保護部)95が設けられている。ガイドリブ
94は、図2中のリブ71とは他端側にある。また、画
像形成装置1には、プロセスカートリッジ3の位置決め
部96の中心付近にドラムアース高圧接点(付勢部材)
92が取り付けられている。
【0074】したがって、このプロセスカートリッジ3
のガイドリブ94が矢印C方向に、画像形成装置本体1
のガイド穴97に沿って挿入されると、画像形成装置本
体1のドラムアース高圧接点92は、まず、プロセスカ
ートリッジ3のガイドリブ94上をしゅう動し、さらに
ドラム位置決め部98のリブ95上をしゅう動し、位置
決めピン98が、装置本体1の位置決め部96に位置決
めされると、ドラムアース電極91上で確実に接する。
【0075】したがって、画像形成装置本体のドラムア
ース高圧接点は、プロセスカートリッジ3ドラム位置決
めピンの溝にひっかかることなく、ドラムアース電極に
確実に接することができる。
【0076】図20を用いて、他の実施例を説明する。
先の実施例では、ドラム位置決めピンのリブとドラムア
ース電極に段差があった。本実施例では、図20に示す
ように、ドラム位置決めピン99のリブ100の高さ
を、ドラムアース電極101側では、その電極の高さと
等しくし、ガイドリブ102側でも、リブと等しくなる
ようにし、なめらかな曲線になるようにした。
【0077】したがって、プロセスカートリッジを画像
形成装置に装着する時、本体側のドラムアース高圧接点
(不図示)は、プロセスカートリッジ1のガイドリブ、
ドラム位置決めピン99のリブ100上をしゅう動し、
段差なく、よりスムーズにドラムアース電極101に接
することができる。
【0078】次に図21において、感光ドラムの支持方
法を詳細に説明する。
【0079】図において103はドラム支軸であり、ク
リーナー容器104より延びた腕部105の穴106に
かん合して、つば部107にてビスにて固定される。
【0080】ドラム支軸103のボス部108は、感光
ドラム4の端部に接着、圧入、カシメ等の手段で固定さ
れたギアフランジ109の中心の穴110と係合し、感
光ドラムは摺動回転する。なお、ドラム支軸103はポ
リアセタール等の自己潤滑性のプラスチックより成って
おり、ギアフランジ109との摺動において円滑に回転
できるようになっている。なお、ギアフランジ109の
内径とドラム支軸103のボス108のかん合は摺動さ
せるためすき間バメとなっている。
【0081】一方、ドラム支軸103の主径部111に
はリブ112が周方向3ヶ所設けられており、その頂点
の外接円はかん合の相手であるクリーナー容器の腕部1
05の取付け穴106より約0.1〜0.3mm大き
い。従ってリブ112 3ヶ所において取付け穴106
としまりバメとなり、ドラム支軸103は取付け穴へ圧
入され、さらにビスで固定される。クリーナー容器は変
性PPOやポリカーボネイト、ポリスチレン、ABS等
のプラスチック材でできており、ドラム支軸103が圧
入されるとリブ112により凹みが生じる。一方ドラム
支軸103のリブ112も圧入によりつぶれる。従って
取付け穴106の内壁とドラム支軸103のリブ112
は互いに変形させ合い、反力を受けているため、強くガ
タなく固定される。
【0082】図22、図23を用いて、本発明のドラム
支軸の主径部上のリブの配置について、更に詳しく説明
する。図22は、ドラム支軸がクリーナー容器に圧入さ
れた時の正面図であり、図23は力の方向を表わした単
純化した図である。ドラム支軸103の主径部111上
の3本のリブ112は等間隔(120°間隔)で配置さ
れている。また、感光ドラム4上には、駆動ギア77と
ドラムギア78の噛み合い力、帯電ローラの押付け力、
クリーニングブレードの当接力等の力が加わるが、この
うち、駆動ギアとドラムギアの噛み合い力Fに対して、
他の力はギアフランジを介して、ドラム支軸に伝わる。
この力Fは駆動ギアとドラムギア78のピッチ円の共通
接線から、ドラムギア78側に圧力角の傾いた方向に働
く。3本のリブのうち2本のリブで均等にこの力Fを受
けている。
【0083】この時、ドラム支軸103の主径部111
の外径はφ13h9、リブの高さは0.1、この主径部
111とかん合するクリーナ容器104の取り付け穴1
11の穴径をφ13H8とすることにより、リブ112
のつぶれは適度なつぶれ量となる。
【0084】もし、この力Fが、リブ112とリブ11
2の中間に働くと、もう一方のリブ112にこの力Fが
すべて働くことになりリブ112の変形量が他の2本の
リブより大きくなってしまい、ドラム中心がわずかにず
れてしまう。
【0085】したがって、ドラム支軸主径部上のリブを
このような配置にすることにより、ドラム支軸に働く力
を均等に受けることができ、ドラム中心はずれることは
ない。
【0086】なお、リブ112の断面形状は、三角形で
も半円形でも、これらの複合形でもよい。さらに、リブ
112の本数も力Fを受けるような位置にあれば3本以
上あってもよい。また、ドラム支軸103を取り付け穴
106へ挿入させる力はリブ112を変形させる力だけ
でよく、作業者が容易に行うことができ、特別な圧力工
具は必要ない。また、リブ112は取り付け穴106側
に付いても同様の効果が得られる。
【0087】図24にドラム支軸の他の例の正面図を示
す。ドラム支軸113はクリーナ容器104より延びた
腕部105の取付け穴106にかん合して、つば部10
7にてビスにて固定され、ボス部108が感光ドラム4
の端部のギアフランジ109と係合し、感光ドラム4を
回転自在に支軸している。
【0088】ドラム支軸113の主径部111には凸部
114が3ヶ所設けてあり、その外接円はクリーナ容器
104の取付け穴106の内径より少しだけ大きくなっ
ている。凸部114の内側には肉抜き穴115が設けて
あり、従って凸部114は肉薄となっている。3ヶ所の
うち1ヶ所は力Fの作用方向に位置し、他の2ヶ所でこ
の力Fを受けている。
【0089】よって、ドラム支軸113をクリーナ容器
104の取付け穴106へ挿入すると、凸部114は変
形し、肉抜き穴115がつぶれる。
【0090】凸部114の反力によりドラム支軸113
は取付け穴106に強く、ガタなく固定され、感光ドラ
ムの回転軸が安定する。またギアフランジ109が画像
形成装置本体の駆動ギア(図示せず)より歯車の圧力角
方向へ力Fを受けても変位してしまうことはない。
【0091】また、この場合でもドラム支軸を取付け穴
へ挿入する力は充分小さく、組立てを容易にしている。
【0092】次に図25を用いてレーザシャッタの開閉
機構を詳細に説明する。前述したように装置本体内の内
カバー116には、レーザシャッタ117が、穴118
を中心に回転自在に取付けられている。プロセスカート
リッジ3が装置本体内に無い場合は、レーザー光路遮断
手段であるレーザシャッタ117は自重で下方に閉じら
れている(図4参照)。従って、誤動作等で万一レーザ
光が照射された場合でもレーザー光路は遮断されている
ので装置本体外へ漏れることはない。一方、プロセスカ
ートリッジ3の枠体120には、図26のようにカート
リッジ長手方向のほぼ中央に、前記レーザシャッタ11
7をアクチュエートするための第1の突起であるレーザ
シャッタリブで119が枠体120より突出し設けられ
ている。プロセスカートリッジ3を装置本体へ装着する
と、前記レーザシャッタリブで119が、内カバー11
6に設けられた穴121を突き抜けレーザシャッタ11
7に当接してレーザシャッタ117を押すため、レーザ
シャッタ117は118部を中心に上方へ押上げられ、
装置本体に設けられたレーザ光開口122を開放する構
成となっている(図3も参照)。
【0093】ここで、前記レーザシャッタリブ119の
両脇には第1の突起よりも突出量が小さく第1の突起に
隣接して設けられた第2の突起123がある。そのため
プロセスカートリッジ3を袋124に入れて保管してい
る際、不意の衝撃力等が加わっても図1のように4個の
並設のレーザシャッタリブの先端部が袋124の内側に
均等に当たるため、一点に力が加わるのを防止し、プロ
セスカートリッジ3の運搬時等に袋124が破れるのを
防止したものである。
【0094】それによって、プロセスカートリッジ内の
現像トナーTの吸湿によりトリボ付与能力が低下して、
画像濃度低下や地カブリ等の問題発生を防止することが
可能となった。
【0095】また、第1の突起119の両脇に第2の突
起123があるので、第2の突起123が第1の突起を
保護する役目もしている。
【0096】ここで、前記レーザーシャッタリブ119
の枠体120からの突出量は前記レーザシャッタ117
を開放するためには、具体的に6mm以上であり、ま
た、突出量が大きすぎるとリブ119自体の強度が弱く
なり破損の原因となるので、18mm以下の高さが適当
である。また、カートリッジを本体装置に装着した時、
レーザ光路遮断手段は第1の突起とは当接するが、第2
の突起とは当接しない。
【0097】次にレーザーシャッタリブに関する他の実
施例について図2を用いて説明する。
【0098】図2の実施例ではレーザー光路遮断手段に
当接してレーザー光路を開放するレーザーシャッタリブ
(当接部)119が、感光体(カートリッジ)長手方向
略中央部よりもドラムギア(駆動力受け部)78側のカ
ートリッジ枠体に設けられている(ドラムギアは図13
に示す本体側の駆動ギア77と係合するように図2のカ
ートリッジ右側端部に設けられている(図28、図29
参照)。
【0099】よってドラムギア78に装置本体の駆動ギ
ア77から駆動力が加わると図23に示す力Fが加わる
ので、たとえカートリッジの装着が所定の位置まで行な
われていなくても力Fにより所定の位置まで十分に装着
される。これにより、レーザーシャッタの開放が不十分
なまま画像形成が行なわれるという心配はない。
【0100】また、もし前記レーザーシャッタの自重が
重い場合でもプロセスカートリッジはシャッターの自重
に敗けることなく、噛み合い力Fにより装置本体の正現
の位置へ係合されるため、前記レーザーシャッタを確実
に開放することが可能である。
【0101】ここで装置本体側の内カバーには、前記レ
ーザーシャッタリブに対応する位置にリブが突き出るた
めの穴を設けておくことは言うまでもない。
【0102】次にレーザーシャッタリブに関する他の実
施例について図28を用いて説明する。
【0103】本実施例では、図28のようにカートリッ
ジの長手方向に伸びるリブ125がカートリッジ枠体に
設けてある。
【0104】このように長手方向に伸びるレーザーシャ
ッタリブ125がたて方向に2個並設し、リブ125の
先端形状は扇型形状にすることにより前述の袋124に
リブ先端の全面が当たるため袋124のやぶれに対して
効果がある。
【0105】更にはプロセスカートリッジ3の長手方向
にリブ125を伸ばすことによりカートリッジ枠体の補
強にもなる。
【0106】次にレーザーシャッタリブに関する更に他
の図29を用いて説明する。図29ではレーザーシャッ
タリブ126の形状を「コ」の字形状にしたものであ
る。
【0107】これによって前記同様、袋の破れを防止す
る。
【0108】更には、リブ形状を「コ」の字形状にする
ことにより、レーザーシャッタリブがレーザーシャッタ
リブに突き当たった際、前記リブがシャッタの自重によ
り変形するのを防止できる。
【0109】次にレーザーシャッタに関する更に他の実
施例について図30を用いて説明する。
【0110】図30では、前記レーザーシャッタリブ1
27をカートリッジ枠体と別部材とし、前記カートリッ
ジ枠体に穴128を設け、前記レーザーシャッタリブ1
27にはスナップフィット129を設け、前記穴128
に挿入することにより、前記カートリッジ枠体とレーザ
ーシャッタリブ127は、一体に固定される。これによ
り以下の効果がある。
【0111】本実施例に用いられるようなプロセスカー
トリッジは外観上同じであっても、粒径が5〜6μm位
の小粒径のトナーや、15μm位のトナー等、様々なプ
ロセスカートリッジが用意されている。そして記録装置
本体のスペック(例えば、高精細画像対応や高速プリン
ト対応等)に合わせて使い分けをしている。そのため、
前記シャッターリブ127がカートリッジ枠体に着脱可
能にすることによって、リブ形状やリブ高さによってそ
れを識別することができる。
【0112】
【発明の効果】以上説明したように、ドラムギアのハス
バ歯車のスラスト力が発生する側の軸の面を装置本体の
位置決めとし、スラスト力が発生した際、この軸の面が
装置本体の位置決め板に密着する構成とすることによ
り、本体とドラムの位置決めを確実に行うことができ
る。このことにより画像の印字精度が向上する効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の外観斜視図。
【図2】プロセスカートリッジの外観斜視図。
【図3】カートリッジを装置本体に装着した時の断面
図。
【図4】カートリッジを装置本体に着脱している様子を
示した断面図。
【図5】レーザースキャナー及びレーザー光路を示した
図。
【図6】カートリッジの正面図と断面図。
【図7】カートリッジのドラムカバーを開放した時の斜
視図。
【図8】カートリッジの把手部を示した斜視図。
【図9】カートリッジの把手部を示した断面図。
【図10】カートリッジの把手部の他の実施例を示した
斜視図。
【図11】カートリッジの把手部の他の実施例を示した
断面図。
【図12】カートリッジを装置本体に装着する時の図。
【図13】カートリッジと装置本体のガイド部分の拡大
図。
【図14】カートリッジの他の実施例を示す斜視図。
【図15】カートリッジの感光ドラム支持部の断面図。
【図16】他のカートリッジの感光ドラム支持部の断面
図。
【図17】更に他のカートリッジの感光ドラム支持部の
断面図。
【図18】更に他のカートリッジの感光ドラム支持部の
断面図。
【図19】カートリッジと装置本体のドラムアース部分
を示した図。
【図20】他のカートリッジのドラムアース部分を示し
た図。
【図21】カートリッジのドラム支持部の分解図。
【図22】感光ドラム駆動時に感光ドラムが受ける力を
示した図。
【図23】感光ドラム駆動時に感光ドラムが受ける力を
示した図。
【図24】ドラム支持部の他の実施例を示した図。
【図25】レーザーシャッタ部を示した図。
【図26】カートリッジの斜視図。
【図27】カートリッジのレーザーシャッタリブと梱包
材の係合状態を示した図。
【図28】カートリッジの他の実施例を示した図。
【図29】カートリッジの更に他の実施例を示した図。
【図30】カートリッジの更に他の実施例を示した図。
【図31】カートリッジの電気接点と本体の電気接点を
示した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宍戸 一男 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 日下田 明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 磯部 裕順 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 宮部 滋夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と、像担持体に作用する少なく
    とも1つのプロセス手段と、像担持体を回動可能に保持
    する保持部材と、保持部材を支持するフランジと、 を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカート
    リッジにおいて、 前記像担持体は前記画像形成装置本体からの付勢力によ
    り長手方向に押圧され、この像担持体が押圧されること
    により前記保持部材は前記画像形成装置本体に当接する
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 【請求項2】 前記像担持体ははす歯ギアを有し、前記
    はす歯ギアは前記装置本体からの駆動力を受けて前記像
    担持体を長手方向に付勢する請求項1のプロセスカート
    リッジ。
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