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発明の名称 プロセスカートリッジ及びクリーニング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−161133
公開日 平成11年(1999)6月18日
出願番号 特願平9−344374
出願日 平成9年(1997)11月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】新井 一郎
発明者 西上床 力 / 栗原 敏 / 佐々木 輝彦 / 小泉 徹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラム及びクリーニング手段を支持するクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニング手段は、電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるシート状スクイシート部材と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との間が微小隙間となる領域が形成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】 クリーニング枠体の内壁面と微小隙間となる領域は画像形成領域内の1個所以上である請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】 前記クリーニングブレード保持部材はアングル鋼状に折曲して他端側に平らな曲げ面を有し、前記曲げ面とクリーニング枠体の内壁面とがほぼ平行でこれらの間が微小隙間を有する請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】 前記クリーニング枠体の内壁と前記クリーニングブレード保持部材との曲げ面との間においてクリーニング枠体の内壁に突起を設け、該突起と前記曲げ面との間を微小隙間とした請求項3に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項5】 前記曲げ面の先端をクリーニング枠体の内壁面へ向って折曲した部分の端面とクリーニング枠体の内壁面との間が微小隙間を有する請求項3に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項6】 前記クリーニング枠体が長手方向略中央に把手を有す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。
【請求項7】 前記微小隙間とはクリーニング枠体が外力で変形した際にクリーニングブレード保持部材とクリーニング枠体が接してクリーニング枠体の剛性を高める大きさを有する隙間である請求項1から6の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項8】 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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニング手段を支持するクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニング手段は、電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるスクイシート部材と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との隙間に弾性部材が押圧された状態で挟み込まれたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項9】 前記弾性部材はクリーニングブレード保持部材に固着されている請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項10】 前記弾性部材はクリーニング枠体に接着されている請求項8又は9に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項11】 前記クリーニング枠体の弾性部材に接する内壁には突起が設けられている請求項8又は9もしくは10に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項12】 前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、または現像手段とクリーニング手段及び電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである請求項1から11の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項13】 前記プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段の少なくとも一つとクリーニング手段及び電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである請求項1から11の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項14】 前記プロセスカートリッジとは、少なくともクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものである請求項1から11の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項15】 電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるシート状スクイシート部材と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニングブレード保持部材とスクイシートとを取り付けられるクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との間が微小隙間となる領域が形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項16】 電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるスクイシート部材と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニングブレード保持部材とスクイシート部材とを取り付けられるクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との隙間に弾性部材が押圧された状態で挟み込まれたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項17】 前記クリーニング枠体は把手を有し、画像形成装置本体に着脱可能であるクリーニング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】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及び前記画像形成装置に用いるプロセスカートリッジに関するものである。
【0002】尚ここで画像形成装置としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター(例えばLEDプリンター、レーザビームプリンター等)、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【0003】
【従来の技術】電子写真技術を用いた画像形成装置は、一様に帯電させた像担持体(感光体ドラム)に選択的な露光を行なうことで該像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像剤(トナー)で顕像化し、該顕像(トナー像)を記録媒体に転写し、該転写像を記録媒体に定着することで画像記録を行なう。ここで、像の転写を終えた感光体ドラムはクリーニング手段で残留トナーを除去された後に帯電手段で一様に帯電され、再び露光に始まる像形成プロセスが施される。
【0004】このような画像形成装置では、現像剤の補給や各プロセス手段(帯電手段、現像手段、クリーニング手段等)の調整・清掃・交換等のメンテナンスが必要となるが、これらメンテナンスを容易とするために帯電手段、現像手段、クリーニング手段の何れか1つ以上と感光体ドラムを一体化したプロセスカートリッジが実用化されている。
【0005】前述の画像形成装置のクリーニング手段としては、ウレタンゴム等の弾性部材で形成されたクリーニングブレードを感光体ドラムに圧接して該感光体ドラムから残留トナー(廃トナー)を剥ぎ取ってクリーニング枠体(クリーニング枠体)内に収納するクリーニング装置が実用化されている。
【0006】ここで、良好なクリーニングを実現するためにはクリーニングブレードを確実に所定位置に保持して均一な圧力で感光体ドラム表面に押圧する必要があるが、そのために弾性体であるクリーニングブレードを高剛性のクリーニングブレード保持部材に取り付け、該クリーニングブレード保持部材をクリーニング枠体に取り付けた構成が用いられている。ここで、クリーニングブレード保持部材としては、曲げ加工を施すことで剛性を確保したブレード保持板金が広く用いられている。
【0007】尚、感光体ドラムから剥ぎ取った廃トナーの枠体外への流出を防止するために、感光体ドラムの回転方向を基準としてクリーニングブレードより上流の位置には、クリーニング枠体と感光体ドラムとの隙間を閉鎖する弾性のスクイシートが配置される。
【0008】ここで、感光体ドラム上の残留トナーは該スクイシートをすり抜けさせてクリーニングブレードで剥ぎ取らせるために、該スクイシートを、残留トナーを剥ぎ取らない当接圧でかつ確実に感光体ドラムに当接させる必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図8、(従来例)図9(本発明であるが従来例の説明に用いる)に示すようにクリーニング枠体52は長手方向の一面(現像装置40に面する側)を開放された箱形状となるため、部品単品でのねじり剛性の確保が困難である。一般に、ブレード保持板金51bがその両端部付近で小ねじ55を用いてクリーニング枠体52に締結されるため、装置としての両端部のねじり剛性は向上されるが、中央部のねじり剛性はクリーニング枠体52単品のねじり剛性に依存するため、クリーニング枠体52の薄肉化等のコストダウンの妨げとなっていた。
【0010】特に図示例のようにクリーニング枠体52の長手両端面に本体装着状態での位置・角度決め手段となるガイドボス52e、クリーニング枠体52中央部に把手52fが形成されたプロセスカートリッジ2では、該プロセスカートリッジ2を画像形成装置1(図1参照)に装着する際には、図10、図11に示すように、ガイドボス52eを画像形成装置1に設けられたガイド溝1aにはめ込むため、クリーニング枠体52には、両端部をガイドボス52eで固定した状態で把手52fに図11中F方向の力が加えられた状態となるため、クリーニング枠体52の中央部にはスクイシート54が感光体ドラム20から離れる方向(図中R方向)のねじり応力が発生する。
【0011】このため、クリーニング枠体52のねじり強度が不十分であると、図12(a)に示すように、シート材54の自由端54aが感光体ドラム20から離脱してクリーニング枠体52に貯えられたトナーが流出する可能性があった。特に、スクイシート54が伸縮性に乏しい材料で形成されている場合には、スクイシート54がその取り付け面側54bで発生した変形を吸収できないため、図12(b)に示すように、シート材54の自由端54aは波打ってしまい、該自由端54aと感光体ドラム20との間に隙間が発生しやすかった。
【0012】そこで、従来は前述のように、シート材54が感光体ドラム20から離脱してクリーニング枠体52からトナーが流出するのを防止するために、クリーニング枠体52の肉厚を厚く設定したり、補強リブ(不図示)を設けたりする必要があった。
【0013】本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、クリーニング枠体単体での剛性に頼らずに長手中央部のねじり剛性を確保可能なクリーニング手段を有するプロセスカートリッジ及びクリーニング装置を提供することで、クリーニング枠体の薄肉化や形状の簡略化等のコストダウンを可能とすることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本出願に係るプロセスカートリッジは、シート材が感光体ドラムから離される方向のモーメントがクリーニング枠体中央領域に働いた際に該クリーニング枠体の内壁面を、直接又は間接に部材を間挿して比較的高強度のブレード保持板金に突き当てる構成とすることで、ブレード保持板金の強度を用いることで枠体中央部のねじれに起因するスクイシートの感光体ドラムからの離脱・トナー流出の問題を解決しており、クリーニング枠体の薄肉化等のコストダウンを可能としている。
【0015】主要な本発明を請求項の番号を付して示せば以下のとおりである。
【0016】本出願に係る第1の発明は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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラム及びクリーニング手段を支持するクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニング手段は、電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるシート状スクイシート部材と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との間が微小隙間となる領域が、形成されていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0017】本出願に係る第8の発明は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、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニング手段を支持するクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニング手段は、電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるスクイシート部材と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との隙間に弾性部材が押圧された状態で挟み込まれたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0018】本出願に係る第15の発明は電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付けけたクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるシート状スクイシート部材と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニングブレード保持部材とスクイシートとを取り付けられるクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との間が微小隙間となる領域が形成されていることを特徴とするクリーニング装置である。
【0019】本出願に係る第16の発明は電子写真感光体ドラムに当接するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを一端に取り付たクリーニングブレード保持部材と、前記クリーニングブレードが剥ぎ取ったトナーをすくい集めるスクイシート部材と、前記電子写真感光体ドラムとクリーニングブレード保持部材とスクイシート部材とを取り付けられるクリーニング枠体と、を有し、前記クリーニングブレード保持部材のクリーニングブレードと結合した側に対して他端側と、前記クリーニング枠体の内壁面との隙間に弾性部材が押圧された状態で挟み込まれたことを特徴とするクリーニング装置である。
【0020】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、図1、図2に沿って本発明の実施の形態1について説明する。
【0021】図1に、本発明にかかわる画像形成装置1、及び、プロセスカートリッジ2の概略を図示する。この画像形成装置1は、プロセスカートリッジ2を装着した電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。
【0022】プロセスカートリッジ2が画像形成装置本体1に装着された状態で、プロセスカートリッジ2の上側には露光装置の主要部をなすレーザスキャナユニット3が配置され、前記プロセスカートリッジ2の奥側(図1において右側)には画像形成対象となるシート材Pを収容したシートトレイ4が配置されている。更に、前記画像形成装置本体1には、シート材Pの搬送方向に沿って、給紙ローラ5、転写ガイド6、転写用帯電ローラ7、搬送ガイド8、定着器9、排紙ローラ10、排紙トレイ11等が配置されている。
【0023】プロセスカートリッジ2は、図2に示すように、カートリッジ枠体内に、像担持体としての回転自在な感光体ドラム20と、帯電装置30と、現像装置40と、クリーニング装置50との4種のプロセス装置を一体的に収容している。
【0024】尚、前述プロセスカートリッジとは、帯電手段、または現像手段とクリーニング手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段少なくとも一つとクリーニング手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくともクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。
【0025】次に、画像形成の概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光体ドラム20は矢印K1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。感光体ドラム20の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電装置30が接触していて、この帯電装置30によって前記感光体ドラム20の外周面は、一様均一に帯電される。
【0026】レーザースキャナユニット3からは、目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光Lが出力され、カートリッジ本体の上面の露光窓部12からカートリッジ本体内に入光して感光体ドラム20の外周面を走査露光する。これにより、感光体ドラム20の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置40の現像剤規制部材(現像ブレード)43によって層厚規制されて現像剤担持体(現像スリーブ)42上に塗布された現像剤(トナー)Tによって現像される。
【0027】一方、レーザの出力するタイミングとあわせて給紙ローラ5によってシート材Pがシートトレイ4から給紙されて、転写ガイド6を経由して、感光体ドラム20と転写用帯電ローラ7との間の転移位置へタイミング供給される。これにより感光体ドラム20側のトナー像がシート材Pに順次転写されていく。
【0028】トナー像が転写されたシート材Pは、感光体ドラム20から分離されて搬送ガイド8にそって定着器9に搬送され、定着ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通ることでトナー像の定着処理を受け、排紙ローラ10により、排紙トレイ11に排紙される。転写後の感光体ドラム20は、クリーニング装置50により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。
【0029】次に、図3にそって本実施の形態にかかわるクリーニング装置50について説明する。
【0030】クリーニング装置50はウレタン等で形成されたクリーニングブレード51aがクリーニングブレード保持部材としてのブレード保持板金51bに一体的に取り付けられたクリーニング部材51と、クリーニング枠体52と、スクイシート54でその主要部が形成される。クリーニング枠体52は現像装置40に向って開放された箱形であって、内部は廃トナー溜め51cとなっている。
【0031】クリーニング枠体52には、その長手両端面に配置されたガイドボス52e(図9参照)と、長手中央領域に配置された把手52fとが一体的に形成されている。該ガイドボス52eは画像形成装置1に設けられたガイド溝1a(図11参照)に入り込むように設定されており、プロセスカートリッジ2の着脱時にはプロセスカートリッジ2の角度を決めるとともに、プロセスカートリッジ2が装着された際にはプロセスカートリッジ2の角度と位置とを決めている。
【0032】クリーニング部材51はブレード保持板金51bがその長手両端部付近においてクリーニング枠体52に小ねじ55で締結され(図9参照)、また、ブレード保持板金51bとクリーニング枠体52との間には、その長手全域に渡って弾性シール53が配置される。一方、感光体ドラム20の回転方向を基準としてクリーニングブレード51aの感光体ドラム20への当接部より上流の位置には、弾性のスクイシート54が配置される。該スクイシート54はクリーニングブレード51aと略同一の長手寸法を有し、その先端が感光体ドラム20に当接する位置でクリーニング枠体52に取り付けられる。
【0033】ここで、クリーニング枠体52の内壁面52aと該内壁面52aとほぼ平行で対向するアングル形鋼状のブレード保持板金51bの平面となった曲げ面51cとの隙間は、クリーニング枠体52の中央部にねじりモーメントRが作用した場合にスクイシート54の先端と感光体ドラム20外周面とに隙間が生じない範囲内で内壁面52aと曲げ面51cとが当接するように0.2mmから1.0mm、好ましくは0.5mm以下の隙間gに設定されている。
【0034】尚、実施の形態1の実施例では内壁面52aと、該内壁面52aと対向するブレード保持板金51bの曲げ面51cとは平行であって、その隙間gは、全域において0.5mmに設定されているが、曲げ面51c側の端面51d近くの領域の前記隙間gが0.5mmに設定されていればよく、図4記載のように曲げ面51cの先端部を内壁面52a側に折り曲げたり、図5記載のように、内壁面52aにリブ状突起52bを用意してもよい。
【0035】この隙間gを設けるのは図3、図4に示すように画像形成領域全域にわたるか図5に示すようにこの領域のうち1個所以上とする。そして隙間gを1箇所に設ける場合は画像形成領域の中央部に設けるのが好ましい。
【0036】(実施の形態2)以下、図6、図7に添って実施の形態2にかかわるクリーニング装置50の構成について説明する。
【0037】クリーニング装置50は、実施の形態1同様に、ウレタン等で形成されたクリーニングブレード51aがブレード保持板金51bに一体的に取り付けられたクリーニング部材51と、クリーニング枠体52と、廃トナー溜め51eを密封した弾性シール56と、スクイシート54とを有する。この実施の形態2においてもクリーニング部材51はブレード保持板金51bの長手両端部付近でクリーニング枠体52に小ねじ55で締結され、また、スクイシート54はその先端が感光体ドラム20に当接する位置でクリーニング枠体52に取り付けられる。
【0038】本実施の形態2においては、クリーニング枠体52がクリーニング部材51の下流側に帯電装置30の保持手段を一体的に有する。また、弾性シール56はブレード保持板金51bの曲げ角部51fから曲げ先端面51dの近傍に至る幅とブレード保持板金51bの全長と等しい長さを有する厚み2.5mmの発砲ウレタン材で形成されており、クリーニング枠体52の内壁面52aと、該内壁面52aと対向するブレード保持板金51bの曲げ面51cとの間に配置される。この弾性シール53は内壁面52aと曲げ面51cで押圧された状態で挟み込まれている。施工方法としては曲げ面51cに弾性シール56を接着又は溶着もしくは内壁面52aに弾性シール56を接着しておいて、クリーニングブレード保持板金51bの曲げ面51cを内壁面52aに向って押圧し、保持板金51bの長手方向一端側の位置決め穴51gをクリーニング枠体52のダボ52gに嵌合し、また保持板金51bの両端の切り欠き51hをクリーニング枠体52の突起52h(両側であって、片側は図7では見えない)に嵌め込む。ここで小ねじ55をブレード保持板金51bの穴51iを挿通してクリーニング枠体52の長手方向両側に設けた座部52jに設けためねじ52iにねじ込むと、ブレード保持板金51bは該座部52jに圧接される。
【0039】ここで、図7に示すようにクリーニング枠体52の内壁面52aにはリブ状突起52bが設けられており、該リブ状突起52b先端面52cとブレード保持板金51bの曲げ面51cとの隙間は0.5mmから1.5mm、好ましくは1.0mm程度の隙間を形成しており、クリーニング枠体52の中央部にねじりモーメントRが作用した場合には、リブ状突起52bと曲げ面51cとの隙間内で押圧された弾性シール53の反発力PがねじりモーメントRのカウンター方向に作用することで、スクイシート材54と感光体ドラム20との当接を維持している。
【0040】なお、リブ状突起52bの側面52dは弾性シール53が確実に密着するように、図7記載のように、傾斜面を形成しているのが好ましい。
【0041】この実施の形態では廃トナー溜めを密封する弾性シールがクリーニング枠体のねじりに対する剛性を高めることができる。
【0042】ここでリブ状突起52bは画像形成領域全域にわたって複数配設するか、又は一個所以上部分的に配設する。一個所の場合は画像形成領域の中央部に当たる位置が好ましい。
【0043】
【発明の効果】以上の説明したように、本発明では、クリーニングブレードがブレード保持部材に一体的に取り付けられたクリーニング部材と、クリーニング枠体と、クリーニングブレードより上流の位置にてクリーニング枠体と電子写真感光体ドラムとの隙間を遮蔽するスクイシートとを有するクリーニング手段において、クリーニング枠体内壁面の一部とブレード保持部材の一部、好ましくはブレード保持部材の曲げ面付近とを近接して配置し、クリーニング枠体中央領域にシート材が電子写真感光ドラムから離される方向にモーメントが働いた際には、該クリーニング枠体の内壁面がブレード保持部材に突き当たる構成とすることで、該スクイシートと該電子写真感光体ドラムとの接触を維持してトナーが流出するのを防止している。
【0044】また、クリーニング枠体の内壁面、あるいは該内壁面に設けられた突起と、ブレード保持部材との隙間を規定したが、該隙間に弾性部材を配置して同様の効果を得ることももちろん可能である。




 

 


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