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JP6659128B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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JP6659128B2
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Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
電子写真画像形成方式(電子写真プロセス)を用いて記録材に画像を形成するプリンタ等の画像形成装置では、画像形成プロセスにかかわる構成の一部を、プロセスカートリッジとして一体化し、装置本体に着脱可能に構成したものがある(特許文献1、2)。
プロセスカートリッジとしてカートリッジ化される構成としては、電子写真感光体ドラム(以下、感光体)、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等が挙げられる。また、プロセスカートリッジを、感光体やクリーニング手段を有するクリーニングユニット(クリーニング装置)、現像手段を有する現像ユニット、現像剤を供給するトナーユニット等のように複数のユニットに分けた構成とすることもある。
これらユニット、またはプロセスカートリッジを装置本体に着脱する構成では、ユニットなどを装置本体に対して位置決めする手段が必要となる。例えば、装着時の案内方向や装着位置における位置ずれが規制されるように、装置本体に設けられた規制部と係合する被規制部をユニットなどの枠体に設ける構成が知られている。
また、画像形成では、帯電後の感光体の表面をレーザ光で露光して静電像を形成し、その静電像を現像剤(トナー)を用いて現像することにより現像剤像として顕在化する。その静電像を形成するための露光手段は、装置本体に設けられ、上記ユニットなどは、感光体を露光するレーザ光の光路を妨げない構成とする必要がある。
さらに、カラープリンタなどのように複数色からなる画像を形成する画像形成装置においては、複数のプロセスカートリッジが装置本体内に並置される構成となる。
ここで、画像形成装置の装置本体内部では埃や塵、あるいは現像剤として用いられるトナーが落下、飛散する場合がある。露光手段であるレーザスキャナは高精度が求められるため埃、塵、トナー等が内部へ侵入することを嫌うため、その内部を密閉状態としている。例えば、レーザスキャナは出射されるレーザ光が通過する開口部を有しており、この開口部から埃、塵、トナー等がレーザスキャナ内部へ侵入することを防止する目的として、開口部にカバーガラスを取り付ける場合がある。
このような構成においては、浮遊する埃、塵や現像装置から落下、飛散するトナーがカバーガラスに付着して光路を遮るとカバーガラスを通過する光量が低下し画像への影響が懸念される。これらを防止するため、定期的にカバーガラスを清掃する構成として、装置本体に設けられた清掃部材をプロセスカートリッジの着脱に連動させて移動させカバーガラスを清掃する構成が提案されている(特許文献3)。
特許第5067913号公報 特開2012−234200号公報 特許第5106213号公報
一般的なプロセスカートリッジとして、クリーニングユニットと現像ユニットを結合ピンで一体的に構成したものが用いられている。このようなプロセスカートリッジは装置本体内において、図13に示す参考例ように、クリーニングユニット113と現像ユニット104との隙間からレーザ光103aを入射させ、感光体101を露光する構成が用いられる。
103はレーザスキャナ、3cは出射されるレーザ光103aが通過する開口部、3dはこの開口部3cから埃、塵、トナー等がレーザスキャナ103の内部へ侵入すること防止するために開口部3cに取り付けられたカバーガラス(光の透過部材)である。118aと117は現像ユニット104における現像剤収納室と現像剤担持体(現像ローラ)である。114はクリーニングユニット113におけるクリーニング枠体である。
また、清掃部材は、レーザ光103aの光路を遮らないために、画像形成時においてはレーザ光103aの出射範囲の外側に位置する必要がある。特許文献3においては、カバーガラスを開閉するシャッタ部材に清掃部材を設け、画像形成時はプロセスカートリッジの長手方向とは直交する方向に清掃部材を退避させる構成を提案している。
一方、部品点数削減等の目的でシャッタ部材を用いない構成においては、装置本体にプロセスカートリッジ107を装着する際に被ガイド部114dのガイドとなる凹状のガイド部150に清掃部材120を取付ける構成が用いられる場合がある。この構成では、レーザ光103aの出射を遮らないために画像形成時には長手方向で外側に配置する必要があるが、装置本体を大型化しないためにはプロセスカートリッジ107の長手方向寸法内に収める必要がある。
しかしながら、長手方向の端部においては、埃や塵とともに現像剤担持体117あるいは感光体ドラム101の端部からの落下トナー(例えば図13に点線140で示す経路からのトナー)や飛散トナーが清掃部材120に付着する可能性がある。
本発明の目的は、光が通過可能な開口を塞ぐ透過部材の汚れによる画像弊害を防止することである
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、装置本体と、感光体と、前記感光体を支持する第1の枠体であって、前記感光体の表面を露光するための光を通過させる開口を有する第1の枠体と、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体を支持する第2の枠体、を有するプロセスカートリッジと、前記光を透過させる透過部材を備え、前記光を前記感光体に照射する光学ユニットと、前記透過部材を清掃する清掃部材と、を有する画像形成装置において、前記第1の枠体は、前記清掃部材と前記感光体との間に形成される壁と、前記装置本体に設けられた規制部によって前記プロセスカートリッジの移動が規制される被規制部と、を有し、前記プロセスカートリッジは、前記被規制部が前記規制部によって規制されることで前記装置本体に着脱可能であり、前記装置本体に前記プロセスカートリッジ装着された状態において、前記被規制部は前記第1の枠体の下方に設けられ、前記感光体は前記第1の枠体の上方に配置され、前記光学ユニットは前記プロセスカートリッジの下方に配置され、前記清掃部材は前記現像剤担持体の下方、かつ、前記プロセスカートリッジの長手方向において前記開口の外側であって前記壁を上方に有する位置に配置され、前記感光体の長手方向に沿って見た場合に、前記被規制部と前記感光体の中心との間において前記開口を有することを特徴とする。
本発明によれば、透過部材の汚れによる画像弊害を防止することができる
実施例のプロセスカートリッジ及び装置本体側の一部構成の概略斜視図 実施例の電子写真画像形成装置の概略断面図 プロセスカートリッジ及び装置本体側の一部構成の断面図 本体搬送部の概略断面図 本体搬送部の概略断面図 プロセスカートリッジの着脱構成を示す概略斜視図 プロセスカートリッジの位置決め構成を示す概略斜視図 レーザ光の照射範囲の説明図 プロセスカートリッジ及び装置本体側の一部構成の断面図 プロセスカートリッジの挿入と清掃ユニットの移動の説明図 清掃ユニットの第2の位置から第1の位置への移動過程の動作説明図 清掃ユニットの第1の位置から第2の位置への移動過程の動作説明図 参考例を説明するプロセスカートリッジ及び装置本体側の一部構成の概略断面図
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
<実施例>
[電子写真画像形成装置]
本発明に係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)の一実施例の全体構成について説明する。図2は本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材(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、複写機、プリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)等が含まれる。記録材としては、例えば、記録用紙、プラスチックシート等が挙げられる。
画像形成装置100は、装置本体100Aの内部に複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。本実施例では、第1〜第4の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なる点を除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、Y、M、C、Kは省略し、総括的に説明する。
即ち、この画像形成装置100は、4個の像担持体としての感光体ドラム1(1Y、1M、1C、1K:以下、ドラムと記す)を有する。ドラム1は、図示矢印A方向に回転し、その周囲には帯電ローラ2(2Y、2M、2C、2K)及びレーザスキャナユニット(露光装置:光学ユニット)3が配置されている。ここで、帯電ローラ2は、ドラム1の表面を均一に帯電する帯電手段である。スキャナユニット3は、画像情報に基づきレーザ光3a(3aY、3aM、3aC、3aK)を照射してドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。
ドラム1の周囲には、現像装置(以下、現像ユニット)4(4Y、4M、4C、4K)及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード6(6Y、6M、6C、6K)が配置されている。更に、4個のドラム1に対向して、ドラム1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト5が配置されている。
また、現像ユニット4は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーT(TY、TM、TC、TK)を用いる。本実施例では、現像ユニット4は、現像剤担持体としての現像ローラ17(17Y、17M、17C、17K)をドラム1に対して接触させて接触現像を行うものである。
クリーニングユニット13(13Y、13M、13C、13K)は、ドラム1と、帯電ローラ2、および、クリーニングブレード6とを有する。また、クリーニングユニット13は、ドラム1上に残留している転写残トナー(除去トナー)を収容する除去現像剤収容部(以下、除去トナー収容部と称す)14a(14aY、14aM、14aC、14aK)を有する。
プロセスカートリッジ7(7Y、7M、7C、7K)は、現像ユニット(現像カートリッジ)4およびクリーニングユニット(クリーニング装置)13を、一体的にカートリッジ化して構成となっている。本実施例に係る画像形成装置100は、現像ユニット4とクリーニングユニット13とからなるプロセスカートリッジ7が複数(4個)着脱可能に構成されたものである。
プロセスカートリッジ7は、画像形成装置100の装置本体100Aに設けられた後述する装着ガイドや位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体100Aのカートリッジ装着部に着脱可能となっている。すなわち、本実施例では、画像形成装置100を構成する各要素のうちプロセスカートリッジ7を構成する要素を除いたものが装置本体100Aとなる。
各色用のプロセスカートリッジ7は、全て互いに同一形状を有している。各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー(TY)、マゼンタ(TM)、シアン(TC)、ブラック(TK)の各色のトナーT(TY、TM、TC、TK)が収容されている。
中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)5は、全てのドラム1に当接し、図示矢印B方向に回転する。ベルト5は、複数の支持部材(駆動ローラ61、二次転写対向ローラ62、従動ローラ63)に掛け渡されている。ベルト5の内周面側には、各ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ8(8Y、8M、8C、8K)が並設されている。ベルト5の外周面側において二次転写対向ローラ62に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ9が配置されている。
[画像形成プロセス]
画像形成時には、先ず、ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザ光3aによって、帯電したドラム1の表面が走査露光され、ドラム1上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次いで、ドラム1上に形成された静電潜像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によってベルト5上に転写(一次転写)される。
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、ベルト5上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、ベルト5の移動と同期して、カセット40から記録材12が二次転写部へと搬送される。
そして、記録材12を介してベルト5に当接している二次転写ローラ9の作用によって、ベルト5上の4色トナー像は、一括して記録材12上に二次転写される。トナー像が転写された記録材12は、定着手段としての定着装置10に搬送される。定着装置10において記録材12に熱及び圧力を加えられることで、記録材12に未定着のトナー像が固着像として定着される。そして、定着装置10を出た記録材12がフルカラー画像形成物として排出トレイ22に送り出される。
上記において、ベルト5に対するトナー像の一次転写工程後にドラム1上に残留した一次転写残トナーは、クリーニングブレード6によって除去される。また、記録材12に対する二次転写工程後にベルト5上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置11によって除去される。除去された転写残トナー(除去トナー)は、装置本体100Aの内部の除去トナーボックス86に排出される。除去トナーの搬送方法については、後述する。
画像形成装置100は、所望の単独又はいくつか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
[プロセスカートリッジ]
プロセスカートリッジ7の全体構成について更に詳細に説明する。図3はプロセスカートリッジ7及び装置本体100Aの一部を示す概略断面図である。現像ユニット4は、現像ユニット4内の各種要素を支持する現像枠体18を有する。現像ユニット4には、トナー(現像剤)を担持し、ドラム1と接触して図示矢印D方向(反時計方向)に回転する現像剤担持体としての現像ローラ17が設けられている。現像ローラ17は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部にて、軸受を介して回転可能に現像枠体18に支持される。
また、現像枠体18(現像剤収容部)は、現像剤収納室(以下、トナー収納室)18a(収容室)と、現像ローラ17が配設された現像室18bと、を有する。現像室18bには、現像ローラ17に接触して矢印E方向に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ20と現像ローラ17のトナー層を規制するための現像剤規制部材としての現像ブレード21が配置されている。また、現像枠体18のトナー収納室18aには、収容されたトナーTを撹拌するとともにトナー供給ローラ20へトナーを搬送するための撹拌部材23が設けられている。
図3のように、現像ユニット4は、クリーニング枠体14に固定支持された嵌合軸24を中心にして、クリーニングユニット13に対して回動自在に結合されている。また、現像ユニット4は、加圧バネ(引張りバネ)25により付勢されている。そのため、プロセスカートリッジ7の画像形成時においては、現像ユニット4は嵌合軸24を中心に回転し、ドラム1と現像ローラ17は当接する。
また、現像ユニット4には押圧部18eが設けられている。装置本体100Aには離間レバー52が設けられている。非画像形成時において、離間レバー52が押圧部18eを押して矢印L方向に移動することで、現像ユニット4は嵌合軸24を中心に回転し、ドラム1と現像ローラ17が離間される。本実施例においては、現像ユニット4をクリーニングユニット13に対して回転可能な構成としているが、この限りではなく、たとえば現像ユニット4がスライドする構成や、現像ユニット4が移動しない構成でも本発明は適用可能である。
[クリーニングユニット]
クリーニングユニット13は、クリーニングユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、軸受部材を介してドラム1が図3に示す矢印A方向に、回転可能に取り付けられ(支持され)ている。
また、クリーニング枠体14には、帯電ローラ軸受15が、帯電ローラ2(帯電部材)の回転中心とドラム1の回転中心とを通る線に沿って、取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受15は、図3に示す矢印C方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受15に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受15は、付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ16によりドラム1に向かって付勢される。
また、クリーニングブレード6は、一次転写後にドラム1の表面に残った転写残トナー(除去トナー)を除去するための弾性部材6aと、弾性部材6aを支持するための支持部材6bとが一体に形成されている。クリーニングブレード6によってドラム1の表面から除去された除去物としての除去トナーは、クリーニングブレード6とクリーニング枠体14により形成される空間を重力方向(鉛直方向)に落下し、除去トナー収容部14a内に収容される。
除去トナー収容部14aには、内部に収容された除去トナーを搬送するための搬送路14b(14bY、14bM、14bC、14bK:図2)が設けられ、搬送路14b内には搬送スクリュー27が配置される。搬送スクリュー27は、軸線方向がドラム1の軸線方向と平行に配設される。
図4に示すように、搬送路14bの除去トナー搬送方向の下流側端部(奥側端部)には、搬送路14bの搬送方向に対して垂直、かつ重力方向に延伸した除去トナーが通過するための第2搬送路70(70Y、70M、70C、70K:図5)が配置される。図4は、本実施例における除去物回収構成を説明する図であって、プロセスカートリッジ7及び装置本体100A側の搬送部の概略断面図である。除去トナーは、除去トナー収容部14aから搬送路14b内を搬送スクリュー27(搬送部材)にて軸線方向に搬送される。
そして、第2搬送路70の排出口からクリーニングユニット13の外部に出て、装置本体100Aの内部の奥側に設けられた本体メイン搬送路80cの流入口80dへと排出される。そして、図5に示すように、除去トナーは本体メイン搬送路80c内に設けられた搬送スクリュー85にて除去トナーボックス86へと搬送、収容される。図5は、本実施例における除去物回収構成を説明する図であって、プロセスカートリッジ7及び本体搬送部の概略断面図である。
本実施例においては、上記のように、プロセスカートリッジ7にて回収した除去トナーを本体搬送部80d、80c、85により除去トナーボックス86に搬送して収容する構成としているが、この限りではない。例えば、現像ユニット4に搬送する構成や、除去トナーを搬送しない構成でも本発明は適用可能である。
[プロセスカートリッジの着脱]
図3、図6、図7を参照して、装置本体100Aに対するプロセスカートリッジ7の着脱構成について説明する。図6は、プロセスカートリッジ7及び装置本体100Aの内部内の装着部への着脱構成を示す斜視図である。図7は、プロセスカートリッジ7の装置本体100Aの内部の装着部への位置決め構成を示す概略斜視図である。
図6に示すように、装置本体100Aの手前側(正面側)には本体扉53が開閉操作可能に配設されている。図6は本体扉53が開かれている状態時を示している。この状態において、装置本体100Aの正面側の操作開口部100Bが大きく開放された状態となる。各プロセスカートリッジ7はそれぞれこの開放された操作開口部100Bを通して装置本体100Aの内部の各装着部に対して挿入・引き出し操作される。
図6に示すように、プロセスカートリッジ7は装置本体100Aの内部の装着部に対してドラム1の軸線方向(矢印G方向)に着脱される。ここで、プロセスカートリッジ7の装着方向上流側を手前側、装着方向下流側を奥側と定義する。また、図3、図7のように、装置本体100Aの鉛直方向下側に、着脱方向に沿って延伸した凹形状の第1ガイド50、上側には凹形状の第2ガイド51が設けられている。
一方、図7、図3のように、クリーニングユニット13のクリーニング枠体14には、第1ガイド50(第1規制部)に対応する位置に、ドラム1の軸線方向に沿って延伸した凸形状の第1被ガイド部14d(第1被規制部)が設けられている。また、クリーニング枠体14の第2ガイド51(第2規制部)に対応する位置の長手両端に凸形状の第2被ガイド部14e(14e1,14e2)(第2被規制部)が設けられている。なお、図7では、第1被ガイド部14dの構成をわかりやすく示すため、第1ガイド50を構成の一部を取り除いて図示している。
第1ガイド50及び第2ガイド51に対して、第1被ガイド部14d及び第2被ガイド部14e1,14e2が各々接触規制されることで、着脱時のプロセスカートリッジ7の鉛直方向及び水平方向の姿勢を規制する。すなわち、第1被ガイド部14d、第2被ガイド部14eは、装置本体100Aへの着脱時にプロセスカートリッジ7の移動方向の移動は許容され、該移動方向とは異なる方向の移動は規制されるように、第1ガイド50、第2ガイド51によって規制される。
ここで、本実施例においては第1ガイド50及び第2ガイド51を凹形状、第1被ガイド部14dおよび第2被ガイド部14e1,14e2を凸形状としているが、この限りではない。例えば、第1ガイド50及び第2ガイド51を凸形状、第1被ガイド部14dおよび第2被ガイド部14e1,14e2を凹形状としてもよい。
また、第1被ガイド部14dは着脱方向の全体にわたって延伸した構成としているが、この限りではなく、例えば、長手両端部のみに延在する構成でもよいし、長手1箇所にのみ延在する構成でもよい。同様に、第2被ガイド部14e1,14e2は長手両端部にのみ延在するように設けられているが、この限りではなく、例えば、長手方向に全体にわたって延伸した形状でもよく、長手1箇所のみに延在する構成でもよい。
また、装置本体100Aには前述の離間レバー52(図3)が設けられており、プロセスカートリッジ7を着脱する状況において、離間レバー52はドラム1と現像ローラ17とを離間させる離間位置となっている。一方、プロセスカートリッジ7は、装着前状態において、ドラム1と現像ローラ17とが当接する当接状態となっている。そのため、プロセスカートリッジ7の装着過程にて、離間レバー52と現像ユニット4に設けられた押圧部18eが接触する。
そして、現像ユニット4は、クリーニングユニット13に対して嵌合軸24を中心に回転し、装着完了状態においては、ドラム1と現像ローラ17とが離間される。現像ユニット4は着脱過程においてクリーニングユニット13に対して移動する。そのため、プロセスカートリッジ7の装置本体100Aに対する着脱時の被ガイド部14d、14e1,14e2を現像ユニット4ではなく、クリーニングユニット13に設けることで着脱時のプロセスカートリッジ7の姿勢が安定し、操作性が向上する。
[プロセスカートリッジの位置決め]
次に、プロセスカートリッジ7の位置決め構成について、図6、図7を用いて説明する。装置本体100Aに設けられた第1ガイド50は、本体扉53の開閉動作(図6矢印H方向)と連動して上下方向(図7矢印P方向)に移動する構成である。第1ガイド50は、リンク機構(不図示)等により、本体扉53の開状態において所定の下方位置、閉状態において所定の上方位置に移動する。
図7のように、第1ガイド50には、奥側、手前側にそれぞれ押圧部材収容部5b1、5b2が設けられている。押圧部材収容部5b1、5b2にはそれぞれ押圧部材54a、54bと圧縮バネ等の付勢手段55a、55bが収容されている。押圧部材54a、54bは第1ガイド50に対して、第1ガイド50の上下方向(図7矢印P方向)にスライド可能であり、付勢手段55a、55bにより上方方向に付勢されている。
一方、クリーニングユニット13の第1被ガイド部14dの奥側、手前側にはそれぞれ受け部14g1、14g2が設けられている。受け部14g1、14g2はプロセスカートリッジ7が第1と第2のガイド50、51に沿って装置本体100Aの内部の装着部に対して十分に挿入された状態においてそれぞれ図7のように上記の押圧部材54a、54bに対応して位置する。
また、装置本体100Aには奥側フレーム板100Cと手前側フレーム板100DにそれぞれV字状の位置決め部56a、56bが設けられている。また、奥側フレーム板100Cには第1ガイド50の上下移動方向に延びた長丸穴形状の穴部57が設けられている。
また、R形状の規制部14h1、14h2がクリーニングユニット13の奥側、手前側にそれぞれ設けられている。そして、クリーニングユニット13の奥側には円筒状の回転止めボス14jが設けられている。
第1ガイド50及び第2ガイド51に対して第1被ガイド部14d及び第2被ガイド部14e1,14e2を係合させてプロセスカートリッジ7を操作開口部100Bから装置本体100Aの内部の装着部に対してドラム1の軸線方向G(図6)に挿入する。十分に挿入するとプロセスカートリッジ7が装置本体100A側の挿入規制部(不図示)に受け止められてそれ以上の挿入移動が阻止される。
この状態において、図7のように、第1被ガイド部14dの受け部14g1、14g2がそれぞれ第1ガイド50の押圧部材54a、54bに対応して位置している。また、クリーニングユニット13の回転止めボス14jが本体穴部57に嵌合している。また、規制部14h1、14h2がそれぞれV字状の位置決め部56a、56bに対応して位置している。
次に、本体扉53の閉動作により、第1ガイド50が上方位置に移動する。その際、押圧部材54a、54bは、付勢手段55a、55bの付勢力によって受け部14g1、14g2を上方に押圧する。そして、クリーニングユニット13の規制部14h1、14h2が装置本体100Aの位置決め部56a、56bに突き当たり、また回転止めボス14jが穴部57に係合する。これにより、受け部14g1、14g2の装置本体100Aの内部の装着部に対するプロセスカートリッジ7の位置が決まる。
また、このプロセスカートリッジ7の装着状態において本体扉53が開かれると、その開動作により、第1ガイド50が下方位置に移動する。これにより、位置決め部56a、56bに対する規制部14h1、14h2の上方への押圧が解除される。即ち、プロセスカートリッジ7の装置本体100Aの内部の装着部に対する位置決め固定が解除される。これにより、プロセスカートリッジ7を第1ガイド50及び第2ガイド51に沿わせて挿入方向とは逆方向に引き出し移動して操作開口部100Bを通して装置本体100Aの外に取り出すことができる。
[クリーニングユニットの開口]
図3に示すように、クリーニングユニット13には、ドラム1の中心と第1被ガイド部14dとの間において、クリーニング枠体14に、ドラム1を露光するための光(レーザ光)3aが通過可能な開口14c()を設けている。開口14cは、クリーニングユニット13と現像ユニット4とが対向する方向(図3、矢印N方向)に設けられている。
前述のように、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザ光3aによってドラム1上に画像情報に従った静電潜像を形成する。画像形成時において、レーザ光3aは、開口14cを通過し、ドラム1上に照射される。ここで、第1被ガイド部14dは、レーザ光3aを跨いで現像ユニット4側に配置されている。
すなわち、クリーニング枠体14は、概略、開口14cを挟んで、ドラム1から遠い側の部分(第1枠体部分)14Aと、ドラム1に近い側の部分(第2枠体部分)14Bと、を有し、第1被ガイド部14dは、第1枠体部分14Aに設けられている。第2被ガイド部14e1,14e2は、第2枠体部分14Bに設けられている。つまり、クリーニング枠体14は、第1被ガイド部14dが設けられた部分14Aと、第2被ガイド部14e1,14e2が設けられた部分14Bと、これらをレーザ光3aの光路を跨いで接続する接続部14Cと、を有するような構成となっている。
第1枠体部分14Aと第2枠体部分14Bは、レーザ光3aの光路を挟んで、互いに反対に位置し、第1枠体部分14Aは、レーザ光3aの光路に対し、現像ユニット4と同じ側に位置する。また、第1枠体部分14Aは、隣接するプロセスカートリッジ7の現像ユニット4(さらに別の現像カートリッジ)に対し、レーザ光3aの光路を挟んで反対側に位置する。
プロセスカートリッジ7は、第1枠体部分14Aに形成された第1被ガイド部(第1被規制部)14dが装置本体100Aに設けられた第1ガイド50によって規制される。また、第2枠体部分14Bに形成された第2被ガイド部14e1,14e2がドラム1を露光するためのレーザ光3aの光路を挟んで第1ガイド50とは反対側において装置本体100Aに設けられた第2ガイド(第2規制部)51によってによって規制される。この構成によって、プロセスカートリッジ7が長手方向に沿って装置本体100Aに対して着脱可能である。
上述したように、クリーニング枠体14に開口14cを設け、クリーニング枠体14がレーザ光3aの光路を跨って光路の一方側から他方側に延在する形状を有するように構成する。これにより、プロセスカートリッジ7が隣接する方向における枠体寸法を小さくすることができる。すなわち、プロセスカートリッジ7の、クリーニングユニット13と現像ユニット4の対向方向(図3矢印N方向)の幅を、開口14c及び開口14cのドラム1の中心から離れる領域において小さくすることができる。
また、図3のように、隣接するプロセスカートリッジ7の現像ユニット4の一部を上記の小型化した領域に配置することで必要なトナー収容容積を確保し、隣接するプロセスカートリッジ7間の距離または現像ユニット4の高さを小さくすることができる。したがって、プロセスカートリッジ7を小型化し、隣接するプロセスカートリッジ7の隣接間隔を短くすることが可能となる。これにより、装置本体100Aにおける複数のプロセスカートリッジ7の装着スペースの省スペース化が可能となり、画像形成装置100の小型化を図ることができる。
図8に示すように、開口14cは、クリーニングユニット13と現像ユニット4との対向方向(図3矢印N方向)から見た際に、台形形状である。これは、ドラム1上の印字可能領域Jにレーザ光3aを照射可能とする形状としている。すなわち、開口14cは、レーザ光3aの照射範囲の走査方向における幅が、レーザ光3aの光源の側からドラム1の側に近づくにつれて広くなるように構成されている。
これにより、レーザ光3aの光路を妨げることを避けつつ、クリーニング枠体14における開口14cを挟んで開口14cの一方側の部分と他方側の部分とを接続する接続部の大きさを確保し、枠体の強度を確保することができる。なお、本実施例においては、開口14cの形状を台形形状としているが、この限りではなく、感光体ドラム1上の印字可能領域にレーザ光3aを照射可能とする大きさの開口があればよく、例えば、矩形でもよい。
また、図1及び図7に示すようにクリーニングユニット13に開口14cがあり、第1被ガイド部14dを、レーザ光3aを跨いで現像ユニット4側に配置していることで、長手中央付近にて現像ユニット4が外観部に露出する。こうすることで、長手中央付近において外観部に露出した現像ユニット4のみを把持することが可能となる。
実施例のように、現像ユニット4のみを把持可能とすることで、ユーザの取扱い時において、現像ユニット4とクリーニングユニット13との回動を防止できる。そのため、操作性が向上する。
[レーザスキャナユニット及び清掃ユニットの構成]
次に図1〜3及び9を用いてレーザスキャナユニット(光学ユニット)3のレーザ光出射口まわりの構成を説明する。図1は装置本体100内でのプロセスカートリッジ7及び清掃ユニット90を示す斜視図である。図9はプロセスカートリッジ7と清掃ユニット90の構成を示す断面図である。
図2、3に示すように、レーザスキャナユニット3はスキャナケース3bとレーザ光出射口3cに取り付けられたカバーガラス3d(3dY、3dM、3dC、3dK:図2)により密閉状態で構成され、光学系ユニット(不図示)を保護している。レーザ光出射口3cはドラム1にドラム1を露光するための光3aを照射するための開口部である。カバーガラス3dはレーザ光出射口3cをカバーさせた光が透過する透過部材である。また、清掃ユニット90はカバーガラス3dに対して移動することでカバーガラス3dを清掃する清掃部材である。
図1に示すように、第1ガイド50にはスライド部50aが設けられ、清掃ユニット90に設けられた被スライド部90a(図9)が係合している。スライド部50aは、図1に示すように第1ガイド50の長手方向に渡って形成されており、清掃ユニット90はスライド部50aに沿って長手方向に移動可能である。
そして、清掃ユニット90は、保持部90bに取り付けられた拭き取り部材90cを第1の付勢部材90dにより図中矢印R方向に付勢している。つまり、拭き取り部材90cをカバーガラス3dの表面方向に押圧することで清掃ユニット90の移動に伴いカバーガラス3dの表面を拭き取り可能としている。
また、画像形成時においては、図1に示すように、清掃ユニット90はカバーガラス3dの奥側の一端部を第1の位置(ホームポジション)HPとして位置するように構成されている。この位置は、レーザ光出射口3cにおけるレーザ光3aの出射範囲の長手方向外側であり、レーザ光3aによる感光体ドラム1の照射を遮らない位置である。即ち、プロセスカートリッジ7が装置本体100Aに装着された際に、清掃ユニット90はプロセスカートリッジ7の長手方向において現像ローラ17の一端部の下方でかつレーザ光出射口3cの外側の第1の位置HPに位置している。
次に、図10〜12を用いてプロセスカートリッジ7の着脱に伴うカバーガラス3dの清掃構成を説明する。図10はプロセスカートリッジ7の装置本体100への挿入初期状態を示す斜視図である。図11(a)〜(d)、図12(a)、(b)はプロセスカートリッジ7の着脱に伴う清掃ユニット90の状態を示す図9中矢印S方向から見た図である。また、便宜上、清掃ユニット90は長手方向の断面図を示している。
先ず、図10に示すように、清掃ユニット90は、プロセスカートリッジ7の装置本体への未装着の際もしくは挿入初期状態においては、カバーガラス3dの手前側の他端部を第2の位置OPとして位置している。即ち、清掃ユニット90は、第1ガイド50のスライド部50aの他端部(手前側)に設けられた突き当て部50a2にケース90fが受け止められた状態で位置している。
そして、プロセスカートリッジ7の挿入に伴い、クリーニングユニット13のクリーニング枠体14に設けられた突起部14pが、清掃ユニット90に設けられた回転部材(被係合部)90e(図11(a)参照)の第1の係合部90e1と係合する。
さらに、図11(a)〜(d)及び図12(a)、(b)を用いてプロセスカートリッジ7の挿入時の清掃ユニット90の状態を詳細に説明する。図11(a)に示すように、プロセスカートリッジ7は図中矢印G1の方向に挿入される。清掃ユニット90は、ケース90fに設けられた回転軸90f1に回転可能に支持された回転部材90eを有する。上述したように、挿入の初期状態でクリーニング枠体14の突起部14pが清掃ユニット90の回転部材90eに形成された第1の係合部90e1と係合する。
この際、回転部材90eは突起部14pから力F1を受け、回転軸90f1周りのモーメントM1を受けることとなる。しかしながら、清掃ユニット90に設けられた固定部材90gが第2の付勢部材90hにより付勢され、回転部材90eの第2の係合部90e2と第3の係合部90e3で形成される凹部に嵌まることにより回転部材90eの回転を阻止している。
本実施の形態においては、カバーガラス3dと拭き取り部材90cとの間の摩擦力(図中矢印F2)は、第3の係合部90e3が固定部材90gを乗り越えるために必要な力よりも十分小さく設定されている。このため、清掃ユニット90は突起部14pから力F1を受けてG1方向に移動可能である。これにより、プロセスカートリッジ7の挿入につれて清掃ユニット90は第1ガイド50(図10参照)のスライド部50aに沿って長手方向に移動する。
そして、図11(b)に示すように、第1ガイド50のスライド部50aの一端部(奥側)に設けられた突き当て部50a1に清掃ユニット90のケース90fが突き当たり、清掃ユニット90の長手方向の移動が規制される。この状態からさらにプロセスカートリッジ7の挿入を続けると、図11(c)に示すように、回転部材90eは第2の付勢部材90gの付勢力に打ち勝って矢印M1方向に回転する。
そして、図11(d)に示すように、第3の係合部90e3が固定部材90gを乗り越え、回転部材90eの第1の係合部90e1がケース90fの突き当て部90f2に突き当たる。回転部材90eは最終的に図11(d)に示す状態で保持され、クリーニング枠体14の突起部14pとの係合が解除される。いわゆるトグル機構により係合が解除されることとなる。
次に、図12(a)、(b)を用いてプロセスカートリッジ取り出し時の構成を説明する。図12(a)に示すように、プロセスカートリッジ7は図中矢印G2方向に引き出され、長手方向の一端部に位置する清掃ユニット90の第2の係合部90e2に対して、クリーニング枠体14の突起部14pが突き当たる。この際、回転部材90eは図中矢印M2方向のモーメントを受けるが、上述の挿入時の構成と同様に、固定部材90gによりその回転は規制される。
また、回転部材90e2が突起部14pから受ける力F1’に対して、カバーガラス3dと拭き取り部材90cとの間の摩擦力F2’は十分小さく設定されている。そのため、プロセスカートリッジ7の取り出しに伴い清掃ユニット90は図中矢印G2方向に移動する。そして、長手方向の他端部(手前側)まで移動した清掃ユニット90は第1ガイド50のスライド部50aの他端部に設けられた突き当て部50a2に突き当たり長手方向の移動が規制される。
さらにプロセスカートリッジ7の移動が進むと、図12(b)に示すように、挿入時と同様にトグル機構により回転部材90の第3の係合部が固定部材90gを乗り越えて、回転部材90と突起部14pとの係合が解除される。これにより、プロセスカートリッジ7が装置本体100から取り出し可能となる。
上記をまとめると次のとおりである。清掃ユニット90は、第1ガイド部50Aに移動可能に保持され、かつクリーニング枠体14の第1枠体部分14Aに設けられた突起部14pと係合可能な被係合部90eを有している。清掃ユニット90は、プロセスカートリッジ7が装置本体100Aへ未装着の際は、前記長手方向の一端部とは反対側の他端部である第2の位置OPに位置している。そして、プロセスカートリッジ7の装置本体100Aへの装着時は第2の位置OPから第1の位置HPへ移動し、また取り出しの際は第1の位置HPから第2の位置OPへ移動することで、カバーガラス3dを清掃する。
以上のように、プロセスカートリッジ7の装置本体100への着脱に伴い清掃ユニット90は長手方向に往復移動するため、カートリッジ交換等の際にカバーガラス3dの清掃が可能となる。
[装置本体内での清掃ユニットの配置]
次に図1、9を用いて、装置本体100A内での清掃ユニット90とプロセスカートリッジ7の相対的な位置関係を説明する。
上述したように、清掃ユニット90はレーザ光3aの出射範囲を遮らないために画像形成時においてはレーザ光3aの出射範囲の長手方向の外側に位置している。この場合、長手方向に大型化させないためにプロセスカートリッジ7の端部とオーバーラップしている(図1)。このため、装置本体100A内の埃や塵だけでなく、現像剤担持体17や感光体ドラム1の長手方向端部からのトナー落下等により清掃ユニット90のケース90f等にトナーが付着する可能性がある。
例えば、図9に点線130で示したような経路で清掃ユニット90の上方に落下するトナーである。仮に清掃ユニット90にトナー等が付着した状態でカバーガラス3dの清掃を行った場合、移動時の振動等で清掃ユニット90上に付着したトナー等がカバーガラス3d上に落下する場合が想定される。図13に参考例を示しているが、この構成においては、レーザ光103aの光路は現像ユニット104とクリーニングユニット113との間に形成されており、清掃ユニット120の上部を遮るものがない。
これに対して本実施例においては、図3、図9に示すように、レーザ光3aの光路をクリーニング枠体14に設けられた開口14cを通しているため、現像剤担持体17あるいは感光体ドラム1と清掃ユニット90の間に容易に壁を設けることができる。具体的には、図1、図9等のように、清掃ユニット90の直上部にある第1の壁14kと第2の壁14mであり、この2つの壁14k,14mが塵や埃とともに現像剤担持体17や感光体ドラム1の長手端部からの落下トナーを遮る。
一方、開口14cの長手方向一端部側にも第3の壁14nを設けている。この第3の壁14nは長手方向内側の開口14c、つまりレーザ光3aの光路からくる塵や埃、飛散トナーを遮る。この3つの壁14k,14m,14nが清掃ユニット90の上部を覆うように構成されているため、清掃ユニット90の上部からの塵や埃、あるいは現像担持体17の端部等からの落下トナーが清掃ユニット90に付着することを防止可能となる。
上記をまとめると次のとおりである。清掃ユニット90自体がトナー汚れを被ることを防止するため、清掃ユニット90が第1の位置(ホームポジション)HPに位置している時にトナーが清掃ユニット90に落下することを防ぐひさし(壁)14k,m,nをクリーニング枠体14に具備させている。
即ち、プロセスカートリッジ7が装置本体100Aに装着された際に、清掃ユニット90はプロセスカートリッジ7の長手方向において現像剤担持体17の一端部の下方でかつ開口14cの外側である第1の位置HPに位置する。クリーニング枠体14は清掃ユニット90とドラム1との間に第1の壁14kを有する。また、クリーニング枠体14は、プロセスカートリッジ7が装置本体100Aに装着された際に、ドラム1と開口14cとの間に第2の壁14mを有する以上説明したように、本実施例においては、スキャナユニット3からのレーザ光3aの光路をクリーニング枠体14に設けられた開口14cを通す構成とする。これにより、現像剤担持体17あるいは感光体ドラム1との間に容易に壁14k,14m,14nを構成できる。
図13に示す参考例においても壁を形成することは可能であるが(例えば図中114g)、本実施例の方がクリーニング枠体14を小型化できる。
また、清掃ユニット90の上部を覆うように第1の壁14k、第2の壁14m、第3の壁14n(ひさし)を設ける。これにより、装置本体100内の塵や埃、現像担持体17あるいは感光体ドラム1の長手端部からの落下トナー等が清掃ユニット90に付着することが防止できる。これにより、清掃ユニット90の清掃動作中の振動等でカバーガラス3d等を汚すことを防止できる。
100・・画像形成装置、100A・・装置本体、7・・プロセスカートリッジ、1・・感光体、17・・現像剤担持体、3・・光学ユニット、3a・・光、3c・・開口部、3d・・透過部材、14・・クリーニング枠体、14c・・開口、14k・・第1の壁、90・・清掃部材、HP・・第1の位置

Claims (8)

  1. 装置本体と、
    感光体と、前記感光体を支持する第1の枠体であって、前記感光体の表面を露光するための光を通過させる開口を有する第1の枠体と、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像剤担持体を支持する第2の枠体と、を有するプロセスカートリッジと、
    前記光を透過させる透過部材を備え、前記光を前記感光体に照射する光学ユニットと、
    前記透過部材を清掃する清掃部材と、を有する画像形成装置において、
    前記第1の枠体は、前記清掃部材と前記感光体との間に形成される壁と、前記装置本体に設けられた規制部によって前記プロセスカートリッジの移動が規制される被規制部と、を有し、
    前記プロセスカートリッジは、前記被規制部が前記規制部によって規制されることで前記装置本体に着脱可能であり、
    前記装置本体に前記プロセスカートリッジ装着された状態において、
    前記被規制部は前記第1の枠体の下方に設けられ、前記感光体は前記第1の枠体の上方に配置され、前記光学ユニットは前記プロセスカートリッジの下方に配置され、
    前記清掃部材は前記現像剤担持体の下方、かつ、前記プロセスカートリッジの長手方向において前記開口の外側であって前記壁を上方に有する位置に配置され
    前記感光体の長手方向に沿って見た場合に、前記被規制部と前記感光体の中心との間において前記開口を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1の枠体は、前記感光体から遠い側の第1枠体部と前記感光体に近い側の第2枠体部と、で形成され、前記第1枠体部と前記第2枠体部は前記光の光路を挟んで互いに反対に位置することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記規制部を第1規制部、前記被規制部を第1被規制部とすると、
    前記プロセスカートリッジは、前記装置本体に設けられた前記第1規制部と、前記光路を挟んで前記第1規制部とは反対側において前記装置本体に設けられた第2規制部と、によって規制され、前記第1枠体部に形成された前記第1被規制部と、前記第2枠体部に形成された第2被規制部と、によって、前記プロセスカートリッジの前記長手方向に沿って前記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2に記載の画像形成装置。
  4. 前記装置本体に前記プロセスカートリッジを装着した時、前記清掃部材が位置する前記現像剤担持体の下方、かつ、前記長手方向において前記開口の外側であって前記壁を上方に有する位置を第1の位置とし、前記装置本体に前記プロセスカートリッジが未装着の時、前記清掃部材が位置する前記現像剤担持体の下方、かつ、前記長手方向において前記第1の位置と反対側の前記開口の外側であって前記壁を上方に有する位置を第2の位置とすると、
    前記清掃部材は、前記プロセスカートリッジの前記装置本体への装着時に前記第2の位置から前記第1の位置へ移動し、前記プロセスカートリッジを前記装置本体から取り出す時に前記第1の位置から前記第2の位置へ移動することで、前記透過部材を清掃することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記清掃部材は、前記第1規制部に移動可能に保持され、かつ、前記第1枠体部に設けられた突起部と係合可能な被係合部を有することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 前記開口は、前記光の照射範囲の走査方向における幅が、前記光学ユニットにより照射される前記光の光源から前記感光体に近づくにつれて広くなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1の枠体が有する、前記清掃部材と前記感光体との間に形成される前記壁を第1の壁とすると、
    前記第1の枠体は、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態において、前記第1の壁とは異なる、前記感光体と前記開口との間に形成される第2の壁を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記感光体を露光するための前記光はレーザ光であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の画像形成装置。
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