JP2006276130A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 クリーニングブレードに固着した付着物を効果的に除去することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供する。
【解決手段】 その表面に静電潜像が形成されるドラム部材21dと、該ドラム部材21dを駆動する回転軸21sとを有する静電潜像担持体21と、該静電潜像担持体21に像光を照射して静電潜像を形成する露光手段23と、静電潜像担持体21上の静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像手段24と、可視像化されたトナー像を被記録媒体28に転写する転写手段26と、その先端が前記静電潜像担持体の表面と接触するように固設され、転写後の静電潜像担持体上の残トナーをクリーニングするクリーニング手段29とを備え、静電潜像担持体21のドラム部材21dは、回転自在に形成されていると共に、非画像形成時に、回転軸21sに対して軸方向に相対移動可能に形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式、静電転写方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、静電潜像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有する画像形成装置に関する。
特開平6−282207号公報 特開平9−160455号公報 特開平6−004014号公報 特開平11−24521号公報 特開2000−112187号公報 特開2000−356935号公報
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置における静電潜像担持体(例えば、感光体ドラム)のクリーニング装置として、低コストで簡易な構成で比較的安定したトナー除去性能が得られるクリーニングブレードが広く用いられている。このようなクリーニングブレードにおいて、そのブレード先端に、紙紛の噛み込み、トナー、外添剤等の付着物の堆積などが生じると、クリーニング性能が著しく低下してしまう。
さらに、クリーニングブレードが感光体ドラムの軸方向位置に関して常に同じ位置で感光体ドラムと相対していると、クリーニングブレード先端に生じた上記の付着物等がドラムの同一周面と接触し続けるため、感光体ドラムに筋状の傷を形成しやすい。
こうした問題に対処するために、種々のクリーニングブレードが提案されている(例えば、特許文献1〜6参照)。
例えば、特許文献1では、感光体ドラムとクリーニングブレードとが離間した状態でクリーニングブレードに衝撃を与えて付着物を除去する先行技術が開示されている。
また、特許文献2では、感光体ドラムとクリーニングブレードとが圧接した状態でクリーニングブレードに衝撃を与えて付着物を除去する先行技術が開示されている。
また、特許文献3では、クリーニングブレードの先端以外を圧電素子により加振して、付着物を除去する先行技術が開示されている。
さらに、特許文献4では、正回転停止後に感光体ドラムを一定量逆回転させて、付着物を除去する先行技術が開示されている。
さらに、特許文献5では、所定枚数ごとに感光体ドラムの回転を一時停止させ、感光体ドラムとクリーニング部材とのニップ形状を変化させて、付着物を除去する先行技術が開示されている。
さらにまた、特許文献6では、クリーニング部材を軸方向に摺動させて、付着物を除去する先行技術が開示されている。
これらの先行技術は、感光体ドラムとクリーニング部材とのニップ部において経時で成長するトナーや外添剤の凝集塊の除去または蓄積防止を目的としたものであるが、いずれも以下のような問題を有していた。
例えば、特許文献1〜3に開示された先行技術においては、衝撃・振動により付着物を除去する構成としているため、衝撃音の発生や、加振装置の信頼性が問題となるとと共に、装置の大型化やコストの増大といった問題を生じていた。
また、特許文献4に開示された先行技術においては、トナーや外添剤の凝集塊は、クリーニングブレードに固着しているため、感光体ドラムと、クリーニングブレードとを周方向に相対移動させるだけでは、除去効果が不十分であるという問題を生じていた。
また、特許文献5に開示された先行技術においては、構成が複雑となって、装置の大型化やコストアップを伴い、除去効果も不十分であるという問題を生じていた。
さらに、特許文献6に開示された先行技術においては、良好な除去効果を発現するものの、クリーニング部材の保持機構が複雑化すると共に、装置の大型化やコストの増大といった問題が生じていた。特に、クリーニングブレードに自由度を持たせて移動可能に構成することは、製作公差のばらつきの累積により、信頼性が低下するといった問題を生じていた。すなわち、クリーニング部材の保持機構が複雑化することは、定変位、定荷重となるように規定されているクリーニングブレードと感光体ドラムとの間で形成される所定の食い込み量や押し付け力のバラツキの要因となり、クリーニングブレードと感光体ドラムとの安定した当接状態を維持することが困難であり、所定のクリーニング性能が維持できないといった問題が生じていた。また、クリーニングブレードを移動可能に構成する場合は、交換部品が多くなり、交換作業が煩雑になってランニングコストが増大するといった問題も生じていた。
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、クリーニングブレードに固着した付着物を効果的に除去することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、その表面に静電潜像が形成されるドラム部材と、該ドラム部材を駆動する回転軸とを有する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体に像光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像担持体上の静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像手段と、可視像化されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段と、その先端が前記静電潜像担持体の表面と接触するように固設され、転写後の静電潜像担持体上の残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備え、前記静電潜像担持体のドラム部材は、回転自在に形成されていると共に、非画像形成時に、回転軸に対して軸方向に相対移動可能に形成されていることを特徴とするものである。
このように構成した本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを備え、静電潜像担持体のドラム部材は、回転自在に形成されていると共に、非画像形成時に、回転軸に対して軸方向に相対移動可能に形成されているので、クリーニング手段に何ら移動機構を設けることなく、クリーニングブレードと静電潜像担持体との安定した当接状態を維持すると共に、クリーニングブレードの先端に固着した凝集トナー等を効果的に除去することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することができる。
また、前記静電潜像担持体のドラム部材は、非画像形成時に、画像形成時と逆方向に回転してもよい。
このように構成した場合には、静電潜像担持体のドラム部材は、非画像形成時に、画像形成時と逆方向に回転するので、画像形成時のドラム部材の回転方向下流側に配置されている帯電手段に対して、残トナー等の付着による汚れを防止することができる。なお、上流側に配設されている転写手段に対しては、通常、トナーの付着を防止するための廃トナー回収ユニットが設けられているので、上述のように構成することにより、クリーニングブレード先端から除去した凝集トナー等による周辺機器に対する汚れを防止することができる。
さらに、前記静電潜像担持体の回転軸を回転させる駆動源は、前記静電潜像担持体のドラム部材を軸方向に移動させる駆動源を兼用してもよい。
このように構成した場合には、静電潜像担持体の回転軸を回転させる駆動源は、静電潜像担持体のドラム部材を軸方向に移動させる駆動源を兼用するので、装置の小型化が可能となると共に、コストダウンに寄与することができる画像形成装置を実現することができる。
また、前記静電潜像担持体のドラム部材は、回転軸の回転状態に関わらず、軸方向へ任意に移動可能であってもよい。
このように構成した場合には、静電潜像担持体のドラム部材は、回転軸の回転状態に関わらず、軸方向へ任意に移動可能であるので、静電潜像担持体の軸方向への移動を、回転軸の回転状態とは独立して行うことができる。これにより、静電潜像担持体を軸方向に移動させる際に、静電潜像担持体の停止や再起動を伴わずに、画像形成に影響のない任意のタイミングにおける迅速なクリーニングモードの実施が可能となる。
本発明によれば、クリーニングブレードに固着したトナーや外添剤等の付着物を効果的に除去することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に実現することができる。
<第一の実施形態>
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図1に示されるように、本発明に係る画像形成装置10は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム21を備えており、この周囲に、感光体ドラム21の表面を一様に帯電させる帯電装置22と、感光体ドラム21に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置23と、感光体ドラム21上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置24と、感光体ドラム21と対向し、被記録媒体28を挟んで感光体ドラム21との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール26と、トナー像の転写後に感光体ドラム21に残留するトナーを除去するクリーニング装置29とが設けられている。そして、感光体ドラム21と転写ロール26との対向部(ニップ部)の上流側から被記録媒体28を供給するようになっており、下流側には被記録媒体28上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し被記録媒体28に圧着する定着装置50が設けられている。
ここで、感光体ドラム21は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。
また、帯電装置22は、例えば、タングステンなどからなる細いワイヤーに高電圧を印加すると共にそれと離間したアルミなどからなるシールド及び感光体ドラム21側に隙間のあるグリッド電極を配置したスコロトロンを用いることができる。
露光装置23は、レーザ書込み装置やLEDアレイを有し、画像信号に基づいて点滅する露光光を発生し、これをポリゴンミラーによって感光体ドラム21の主走査方向にスキャンするものであり、これにより感光体ドラム21の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、光の当たった部分の感光体ドラム21の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。
また、現像装置24は、ハウジング内に着色粒子であるトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体24Rに二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体24Rにバイアス電源25からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体24Rを静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。
転写装置26は、例えば感光体ドラム21に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源27によって感光体ドラム21上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム21上のトナー像を被記録媒体28に転与させるようにしたものである。
また、定着装置50は、例えばヒートロール方式であり、加熱ロール51と加圧ロール52とを有し、この加熱ロール51と加庄ロール52との間に被記録媒体28を通過させることによりトナー像を被記録媒体28に定着するようになっている。
さらに、本実施の形態において、感光体ドラム21上に残留したトナーは、ブレード式のクリーニング装置29によって除去されるように構成されている。このブレード式のクリーニング装置29は、断面が略L字状の支持部材30の先端に感光体ドラム21の軸方向に亘って延在するクリーニングブレード31を設けたものであり、不図示の画像形成装置の筐体に固定設置されている。そして、クリーニングブレード31の先端は、所定の押し付け力及び食い込み量で、感光体ドラム21の表面と当接するように形成されている。
また、クリーニング装置29の感光体ドラム21の回転方向上流側(図中、クリーニングブレード31の下側)には、クリーニング装置29により、回収された転写残トナーを収容する廃トナー回収容器35が配設されている。
次に、本発明に係る画像形成装置の感光体ドラム21の駆動機構について、図2を参照して説明する。
図2に示されるように、本発明に係る感光体ドラム21は、回転軸21sと中空円筒状のドラム部材21dとを備えると共に、回転軸21sの軸方向の一端部側に、らせん状に形成されたギア部21gが形成されており、このギア部21gと噛合するように、駆動歯車Gwが配設されている。そして、ドラム部材21dと回転軸21sとは、例えば、キーにより回転方向に結合されており、駆動歯車Gwの回転軸Gsの一端に接続された不図示の駆動源により、駆動歯車Gwが回転駆動されることにより、回転軸21sのギア部21gを介して、感光体ドラム21のドラム部材21dが回転駆動されるようになっている。
また、ドラム部材21dは、回転軸21sに対して、例えば、スラスト軸受けBsにより支持されており、これにより、ドラム部材21dは回転自在に形成されていると共に、回転軸21sに対して軸方向への移動が可能なように構成されている。
さらに、ドラム部材21dの軸方向両端部には、ドラム部材21dの軸方向の移動量を所定の範囲内に規制するストッパーSL及びSRがそれぞれ配設されている。
また、本実施の形態において、駆動歯車Gwとギア部21gとの噛み合いは、はすば歯車(ヘリアカルギア)の噛み合い関係となるように形成されているので、駆動歯車Gwが矢印CCW方向(例えば、反時計回り方向)に回転駆動されると、回転軸21sのギア部21gは、矢印CW方向(例えば、時計回り方向)に回転し、回転軸21sは、矢印CW方向に回転駆動される。
このとき、ドラム部材21dには、回転力と同時に、軸方向への推進力が生じており、この軸方向の推進力により、ドラム部材21dは、回転軸21sの回転に伴って、軸方向に徐々に移動するようになっている。
さらに、本実施の形態における画像形成装置10は、通常の画像形成行なう画像形成モードと非画像形成時にクリーニング装置29のクリーニングブレード31先端の付着物を除去するクリーニングモードとを備えており、画像形成モードと非画像形成時のクリーニングモードとでは、感光体ドラム21の回転軸21sが互いに逆方向に回転駆動されるようになっている。
以下、それぞれのモードにおける感光体ドラム21の動作について、図3を参照して説明する。
まず、通常の画像形成モードにおいては、図3(a)に示されるように、感光体ドラム21の回転軸21sが、ギア部21gを介して、所定の方向に回転(正回転)し、感光体ドラム21のドラム部材21dは、正回転すると共に、例えば、矢印方向に沿った軸方向の推進力F1により、軸方向(例えば本例では、図中、右から左)に移動して、ストッパーSLにより軸方向の移動を規制され、当該位置で回転運動のみを行い、通常の画像形成が行なわれる。なお、ストッパーSLのドラム部材21dとの対向面には、不図示のベアリングが配設されており、ドラム部材21dの所定の画像形成位置での円滑な回転運動を妨げないように構成されている。
一方、非画像形時のクリーニングモードにおいては、図3(b)に示されるように、感光体ドラム21の回転軸21sが、ギア部21gを介して、正回転方向と逆方向に回転(逆回転)し、感光体ドラム21のドラム部材21dも、逆回転すると共に、例えば、矢印方向に沿った軸方向の推進力F2により、画像形成時の所定の回転位置(本例では、ストッパーSLとの当接位置)から軸方向(例えば本例では、図中、左から右)に所定の距離ΔL移動した後、ストッパーSRにより、軸方向の移動を規制される。なお、ストッパーSRのドラム部材21dとの対向面には、ストッパーSLと同様に不図示のベアリングが配設されており、ドラム部材21dの円滑な回転運動を妨げないように構成されている。そして、このようなドラム部材21dの軸方向への移動により、クリーニングブレード31の先端が摺接され、先端に固着した付着物が除去されるようになっている。
このように構成した本実施に形態に係る感光体ドラム21においては、クリーニング装置29に複雑な保持機構や移動機構を設けることがないので、クリーニングブレード31と感光体ドラム21との安定した当接状態を維持することができる。また、付着物が固着したクリーニングブレード31の先端に対して、ドラム部材21dを回転させつつ軸方向に移動させることにより、クリーニングブレード31先端の凝集トナー等を効果的に確実に除去することが可能となると共に、クリーニングブレード31先端に固着した付着物が、ドラム部材21dの同一周面に接触し続ける状態を解消して、ドラム部材21dの周面に筋状の傷が発生することを抑制することができる。
さらに、感光体ドラム21のドラム部材21dを軸方向へ移動させるための駆動源は、回転駆動源を兼用しているので、新たな駆動源を設けることなく、装置の小型化、コストダウンに寄与することができる。
さらにまた、クリーニングモードにおいては、画像形成時と逆方向に感光体ドラム21のドラム部材21dを回転させるので、クリーニングブレード31の先端から除去された凝集トナー等は、回転方向下流側に配設された廃トナー回収容器35により回収され、当該トナー等による周辺機器の汚損を防止することができる。
なお、非画像形成時のクリーニングモードにおいては、回転軸21sの回転方向を適宜逆転させることにより、ドラム部材21dをストッパーSL,SR間で往復移動させてもよいが、軸方向への移動ストロークΔLが、約0.5mm〜3mm程度あれば、単一の軸方向移動によりクリーニングブレード31の先端の付着物を十分に除去できることが確認されている。
<第二の実施形態>
次に、本発明に係る感光体ドラムの第二の実施の形態について、図4を参照して説明する。
なお、本実施の形態に係る感光体ドラム21Aは、回転軸21sの回転方向に関わらず、ドラム部材21dが軸方向に独立に移動できるように構成したものであり、先の実施の形態と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。
図4に示されるように、本実施の形態に係る感光体ドラム21Aは、キー部21kを有する回転軸21sと、中空円筒状のドラム部材21dとを備え、ドラム部材21dと回転軸21sとは、軸受けとして機能するフランジ部材21fによって、軸方向に互いに相対移動可能に形成されている。また、ドラム部材21dは、一端部のフランジ部材21fと一体化されキー溝が形成された軸受け部材21bにより回転軸21sと嵌合され、回転軸21sの一端部に接続された駆動源21mにより回転自在に駆動される。
さらに、ドラム部材21dの駆動源21m側の軸方向側面21Lには、ベアリングBを介して当接すると共に、軸方向に移動可能に形成された当接部材PLが、該軸方向側面21Lと対向配置されている。そして、この当接部材PLの外周側(本例の場合は、図中、上下2箇所)には、感光体ドラム21Aのドラム部材21dの軸方向への移動を可能とするカム部材Cがさらに配設されている。このカム部材Cは、回転軸21sの駆動源21mとは独立した不図示の駆動源に接続され、回転中心C0回りに回転自在に形成されている。
一方、感光体ドラム21Aの駆動源21mと反対側の軸方向端部には、ドラム部材21dの軸方向の移動を所定の移動量(例えば、0.5〜3.0mm程度)で塞き止めるための規制部材PRが配設されている。この規制部材PRは、例えば、軸方向側面21Lと反対側の軸方向側面21Rと対向配置され、フレームに固設された板状のプレート部材211と、このプレート部材211と軸方向側面21Rとの間に圧縮バネSを介して配設され、この圧縮バネSにより、常時、軸方向側面21Rに当接するように付勢された当接部材213とから構成されている。
このように構成された本実施の形態における感光体ドラム21Aにおいては、カム部材Cを不図示の駆動源により回転軸21sの回転とは独立に駆動することにより、感光体ドラム21Aの回転軸21sの回転方向、回転状態に関わらず、感光体ドラム21Aのドラム部材21dを軸方向に移動させることができる。具体的な作動を以下に説明する。
まず、図4に示された状態にあるときは、規制部材PRの圧縮バネSの付勢力により、感光体ドラム21Aのドラム部材21dは、図中、軸方向左側(駆動源21m側)に最大変位している。この状態から、不図示の駆動源によりカム部材Cを回転中心C0回りに90度回転させると、ドラム部材21dは、当接部材PL及びベアリングBを介して、図中、軸方向右側に最大変位し、さらに、この状態からカム部材Cを90度回転させて、図示された状態に戻ると、規制部材PRの圧縮バネSによる付勢力により、図中、軸方向左側に最大変位するように構成されている。すなわち、感光体ドラム21Aの、ドラム部材21dは、回転軸21sの回転方向に関わらず、カム部材Cの回転角度に応じて、軸方向に所定のストローク範囲内で移動可能なように構成されている。
本実施の形態のように、感光体ドラム21Aの回転に関わらず、感光体ドラム21Aのドラム部材21dを軸方向に移動可能に構成することにより、先の実施の形態と同様に、クリーニング装置29に複雑な保持機構や移動機構を設けることがないので、クリーニングブレード31と感光体ドラム21との安定した当接状態を維持することができると共に、付着物が固着したクリーニングブレード31の先端に対して、ドラム部材21dを回転させつつ軸方向に移動させることにより、クリーニングブレード31先端の凝集トナー等を効果的に確実に除去することが可能となる。また、先の実施の形態に比し、通常の画像形成モードから、クリーニングブレードの先端に固着した付着物を除去するためのクリーニングモードに移行する際に、感光体ドラム21Aの回転方向を逆転させる必要がなくなる。すなわち、感光体ドラム21Aを一旦停止させてから、所定の方向に回転するように再起動させるといった起動停止によるロスがなくなり、これにより、画像形成に影響のない任意のタイミングにおいて迅速なクリーニングモードの実施が可能となる。
また、軸方向の任意の位置において、ドラム部材21dの回転駆動が可能となるので、ドラム部材21dの回転位置を適宜変更することにより、クリーニングブレード31先端に固着した付着物が、ドラム部材21dの同一周面に接触し続ける状態を容易に回避することができ、ドラム部材21dの表面に筋状の傷が発生することをより効果的に抑制することができる。
なお、本実施の形態における軸方向移動手段としては、カム部材Cを用いたが、このようなカム部材Cの変わりに、ウォームギアや、軸方向に積層した積層型圧電素子を用いてもよい。
本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る感光体ドラムの駆動部の構成を示す模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る感光体ドラムの作動を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る感光体ドラムの駆動部の構成を示す模式図である。
符号の説明
10:画像形成装置、21,21A:感光体ドラム、21d:ドラム部材、21g:ギア部、21s:回転軸、21m:駆動源、22:帯電装置、23:露光装置、24:現像装置、24R:現像剤担持体、25:バイアス電源、26:転写装置、27:バイアス電源、28:被記録媒体、29:クリーニング装置、30:支持部材、31:クリーニングブレード、35:廃トナー回収容器、50:定着装置、51:加熱ロール、52:加圧ロール、211:プレート部材、213:当接部材、C:カム部材、Gs:回転軸、Gw:駆動歯車、PL:当接部材、PR:規制部材、S:圧縮バネ、SL,SR:ストッパー、ΔL:移動ストローク

Claims (4)

  1. その表面に静電潜像が形成されるドラム部材と、該ドラム部材を駆動する回転軸とを有する静電潜像担持体と、
    該静電潜像担持体に像光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
    静電潜像担持体上の静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像手段と、
    可視像化されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段と、
    その先端が前記静電潜像担持体の表面と接触するように固設され、転写後の静電潜像担持体上の残トナーをクリーニングするクリーニング手段と
    を備え、
    前記静電潜像担持体のドラム部材は、回転自在に形成されていると共に、非画像形成時に、回転軸に対して軸方向に相対移動可能に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記静電潜像担持体のドラム部材は、非画像形成時に、画像形成時と逆方向に回転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. 前記静電潜像担持体の回転軸を回転させる駆動源は、前記静電潜像担持体のドラム部材を軸方向に移動させる駆動源を兼用することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記静電潜像担持体のドラム部材は、回転軸の回転状態に関わらず、軸方向へ任意に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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CN110716408A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 富士施乐株式会社 图像形成装置
JP2020154243A (ja) * 2019-03-22 2020-09-24 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置

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