JP4689224B2 - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
両図において符号1はフレーム、2は導電性軸受、3は軸、4は感光体ドラム、5はスタッド、6はブラケット、7は軸受、8は従動プーリ、9はベルト、10はモータ、11は駆動プーリ、12はテンショナ軸、13はテンショナ、14は引っ張りばね、15はテンションプーリをそれぞれ示す。
図25は感光体ドラムの電気的接続を示す図である。
画像形成装置の本体構造である導電性のフレーム1には一般的な軸受7(電気的に特に導電性が保証されていないものを含む)と、少なくとも1個所は導電性が保証されている導電性軸受2を介して導電性(主に金属製で導電性か、更に導電性のめっき処理が施された)のドラムの軸3が貫通し、感光体ドラム4とは図25で示す通り、ドラム軸3に固定されたピン3aと、感光体ボス部4aに施された図23、および図24で示す切り欠き部4bによってトルク伝達され、なおかつ感光体リブ部4c等で最終的には感光体ベース部4dへ電気的にも接続している。しかし、この方法に限らず図示していない方法であっても電気的に接続する手段であれば構わない。
ドラム軸3は従動プーリ8に連結している。連結は圧入その他の方法で空転しないよう固定されていれば構わない。
このような構造により、感光体ベース部4dはフレーム1などと電気的に繋がることにより接地している。
感光体4は図25で示すように感光体層4eと、それの感光体ベース部4dとで構成されており、特に感光体ベース部4dは、電子写真プロセスにおいて良好な画像品質を得るために、常に安定してアースに接地しておかなければ成らない。
そのために、ドラムの軸3へ直接的に電気的接続手段を用いて摺動接触する方式もあり、その一例として、フレームに取り付けられたドラム軸がドラム内のドラムアース接点に摺動接触する例がある(例えば、特許文献1 参照。)。このように軸に接する摺動部材を通じてアースに落とす方法は、歯車などのドラム回転駆動力の伝達手段と、摺動部位とが位置的に離れがちであり、特に、この例のように、摺動抵抗部位が感光体ドラムの駆動力の入力側と反対の側にある場合は、僅かながら感光体ドラムに捩りモーメントが発生し、摺動部から伝達部位までの剛性が低いと、回転による摺動抵抗がドラムへのビビリ(微振動)となってあらわれ、ドラムの正確な等角速度回転に支障をきたし、ドラム面に形成する潜像の画像品質へも影響を与え兼ねないという第2の問題がある。
また、前述の摺動部材と軸との接点にて生ずる微振動は接触圧力の変動となり、電気的な導通性が僅かながらに変動することとなり、画像形成上も好ましくないという第3の問題がある。
また、摺動部材の接点は初期的には導電性が確保されているが、経時的には金属などの導電性表面に、雰囲気中に微量に含まれる、SO2や、H2Sなどにより錆が生成し、それが原因で導電性不良となるという第4の問題がある。
前記画像担持体と、前記軸と、前記従動プーリが電気的に接続され、接地された装置本体に電気的に接続された摺動通電手段を設け、該摺動通電手段は、前記従動プーリの表面に摺動接触することにより、前記画像担持体を接地する摺動アース部材を有する駆動伝達装置において、少なくとも前記摺動アース部材が接する前記従動プーリの表面の摺動軌跡の幅を覆う幅で摺動するクリーニングブレードを設け、前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの表面に選択的に接離可能であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の駆動伝達装置において、前記軸は前記従動プーリと一体的に構成され、前記画像担持体とは接離可能であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の駆動伝達装置において、前記軸は前記画像担持体と前記従動プーリとがそれぞれ有しており、両者の軸を導電性ジョイントによって同軸に接続することを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記従動プーリは導電性の表面処理を施されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材の前記従動プーリの表面に接する摺動部は、前記表面に平行な方向に長さを有することを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材は複数カ所に独立して設けられていることを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動通電手段は複数の摺動部がそれぞれ独立した弾性部材に支えられた1個の摺動アース部材を有することを特徴とする。
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の駆動伝達装置において、前記複数の摺動部を支える弾性部材は、前記摺動アース部材の取り付け位置からの長さが互いに異なることを特徴とする。
請求項14に記載の発明では、請求項13に記載の駆動伝達装置において、前記溝の前側の縁は深さ方向に関して傾斜していることを特徴とする。
請求項15に記載の発明では、請求項13または14に記載の駆動伝達装置において、前記溝は前記従動プーリの進行方向に対し傾斜しており、前記溝の先端部は前記従動プーリの回転軸に近い側にあることを特徴とする。
請求項16に記載の発明では、請求項15に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの表面と接する線状部分を有し、該線状部分は、前記摺動軌跡に対し傾斜して交叉するように配置されていることを特徴とする。
請求項17に記載の発明では、請求項16に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの選択的接離は電気機械的手段を用いることを特徴とする駆動伝達装置。
請求項18に記載の発明では、請求項15または16に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは前記従動プーリの表面に対し、選択的に接触圧力を切り替える接触圧切換手段を有することを特徴とする。
請求項19に記載の発明では、請求項18に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの接触圧切換は電気機械的手段によって行うことを特徴とする。
請求項20に記載の発明では、請求項18に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの接触圧切換は前記従動プーリの回転方向切換によって行うことを特徴とする。
請求項21に記載の発明では、請求項15ないし20のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは、少なくとも前記従動プーリ表面に接する部分が毛管力のある部材で構成され、該毛管力のある部材にクリーニング液を含浸させた含浸ブレードであることを特徴とする。
請求項22に記載の発明では、請求項21に記載の駆動伝達装置において、前記毛管力のある部材は柔軟性のある多孔質材であることを特徴とする。
請求項23に記載の発明では、請求項21に記載の駆動伝達装置において、前記毛管力のある部材は弾力性のある部材に狭溝加工を施した部材であることを特徴とする。
請求項24に記載の発明では、
請求項22ないし23のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記含浸ブレードは、毛管力によってクリーニング液を含みうる含浸体と密接することにより、クリーニング液の供給を受ける構成にしたことを特徴とする。
請求項25に記載の発明では、請求項24に記載の駆動伝達装置において、前記含浸体は板状含浸体であることを特徴とする。
請求項26に記載の発明では、請求項24に記載の駆動伝達装置において、前記含浸体は管状含浸体であることを特徴とする。
請求項27に記載の発明では、請求項1ないし26のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記通電アース部材および前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの前記無端状ベルトが掛けられる面の裏側の面に接することを特徴とする。
請求項28に記載の発明では、請求項1ないし27のいずれか1つに記載の駆動伝達装置を用いた画像形成装置を特徴とする。
同図において符号1は装置本体の一部を構成する導電性フレーム、3は導電性の軸、4は画像担持体としての感光体ドラム、5はスタッド、6はブラケット、7は軸受、8は導電性従動プーリ、9は無端状のベルト、10はモータ、11は駆動プーリ、15はテンションプーリ、22は摺動アース部材としての摺動アース板をそれぞれ示す。
モータ10の軸に駆動プーリ11を固定し、ベルト9を介して導電性従動プーリ8(以下では「導電性」を省略することがある。フレーム、軸も同様)を駆動する。ベルトに所定の張力を与えるため、従来技術の説明で示したような、テンションプーリとその関連の機構が設けられている。導電性従動プーリ8は、軸受7、7’に支持された導電性軸3に固定されている。軸受7はフレーム1に保持されており、軸受7’はスタッド5によってフレーム1と所定間隔を保たれたブラケット6に保持されている。導電性軸3は感光体ドラム4に取り付けられている。この構成によって、感光体ドラム4は、導電性軸3を介して導電性従動プーリ8に電気的に接続される。感光体ドラム4と軸3の間、あるいは、従動プーリ8と軸3の間は、圧入、もしくはネジ止め等で、相互の回転が生じないようにしておく必要がある。
このような構成にしたことにより、摺動抵抗部位が、トルク伝達経路に関して、感光体ドラム4へのトルク伝達部位より上流側に位置することになり、感光体ドラムに捩りモーメントが働くことがなくなる。したがって、潜像画像の作像に影響を与える阻害要因を取り除けるばかりか、摺動アース板22は比較的接触面積を広くすることが可能なため、アース部材の設計自由度の確保と、電気的接続の信頼性の確保ができる。
摺動アース部材としては弾力性のある板状部材を曲げ加工、プレス加工等で形成すればよい。ただし、これにこだわるものではなく、例えば弾性のある金属の線材を用い、曲げ加工によって形成してもよい。この場合、複数本並べて一端を予め溶接して一体化しておいてもよい。あるいは耐久性のある金属表面処理を施した樹脂製の部材を使うこともできる。このような部材を用いても以下の説明は基本的には同様である。
本実施形態と先の実施形態との違いは、感光体ドラム4と従動プーリ8を接続する軸の構成にある。先の実施形態では、軸3は感光体ドラム4と従動プーリ8に圧入その他で直接固定されていたが、本実施形態では、従動プーリ軸8aは従動プーリ8にのみ固定されていて、その先端部は、感光体ドラム4の端部に設けられた感光体ボス部4aの中心部に穿たれた穴に摺動可能に嵌入する。従動プーリ軸8aの先端部近くには従動プーリ軸の軸径よりも長く形成されたピン8bが軸を貫通して固定されている。感光体ボス部にはピン8bが緩やかに嵌入できる切り欠き部4bが設けられており、従動プーリ軸8aと感光体ドラム4とは、軸方向に着脱可能に構成されている。
従動プーリ軸8aはピン8bを介して切り欠き部4bに対し回転方向に当接することで、従動プーリ8から感光体ドラム4に駆動が伝達される。ピン8aは導電性の材質からなり、上記当接によって、感光体ドラム4と従動プーリ8との間の電気的接続も行われる。
従動プーリ8に対する接地のための構成は先の実施形態と同様であるので以下の説明は省略する。以後の実施形態においても同様である。
本構成にすることによって、感光体ドラム4と従動プーリ8とは、複雑な作業をすることなく着脱が可能となるので、組立性やメンテナンス性を向上させることができる。
同図において符号16は導電性セットスクリュウを示す。
本実施形態と先の実施形態との違いも、感光体ドラム4と従動プーリ8を接続する軸の構成にある。先の実施形態では軸が従動プーリ8に固定されていたが、本実施形態では導電性ドラム軸4fが感光体ボス部4aに一体化されている。一体化の方法は任意であるが、例えば一体成形(削り出し等を含む)や圧入などの手法が用いうる。従動プーリ8にはプーリボス部8cが設けられており、ドラム軸4fを貫通させた上で、セットスクリュウ16でプーリボス部8cとドラム軸4fを固定する。セットスクリュウ16を用いることで感光体ドラム4から従動プーリ8間での電気的接続がなされる。
本構成によっても感光体ドラムと従動プーリとは着脱自在になるため、先の実施形態と同様な効果が得られる。
同図において符号17は導電性ジョイントを示す。
本実施形態と先の実施形態との違いも、感光体ドラム4と従動プーリ8を接続する軸の構成にある。先の実施形態では軸は感光体ドラム4の少なくとも感光体ボス部4aから従動プーリ8まで通して一本であったが、本実施形態では、軸を長さ方向で分割し、感光体ドラム4側と従動プーリ側それぞれに短い軸を固定的に持たせている。
導電性ドラム軸4fと導電性従動プーリ軸8aは互いの端部を突き合わせるように導電性ジョイント17にそれぞれ中央部付近まで嵌入させる。ジョイント17はそれぞれの軸を止めることができるように、2個のセットスクリュウ16が螺入できるようになっている。
本構成によれば、感光体ドラム4と従動プーリ8とは着脱可能であるだけでなく、着脱のとき、両者の軸方向の相対移動を、先の実施形態よりも小さくすることができ、さらなる組み立て性・メンテナンス性の向上が望める。
本実施形態は、図2に示した導電性従動プーリ軸8aと導電性従動プーリ8の具体的実施形態である。
同図は導電性従動プーリ8の構成を示す断面図である。導電性従動プーリ8としては、例えば、アルミダイキャスト製のプーリを用い、ベルトに接する面は振れ精度を確保するために旋盤で切削する加工方法を用いれば無難である。しかし、アルミニウム加工面は酸化し易く酸化皮膜は絶縁性が高いため摺動アース板22を摺接しても、経年的に確実な接地が難しくなる。そのため、アルミニウムの表面にプーリ導電性表面処理8dを施している。表面処理を施す範囲は、導電性従動プーリ軸8aの圧入される穴の内径と、少なくとも摺動アース板22が接触する側面と、その両方の範囲を接続する部分である。
表面処理方法としては、まずアルミニウム表面の酸化皮膜の完全な溶解除去を行い、その後に導電性の表面処理、たとえば無電解Niや、無電解Ni−Pなどを代表とするメッキを行う。膜厚が数μm程度の極めて膜厚偏差の少ない表面処理が理想的であるが、それに限らず導電性が良好で耐腐食性がある表面処理であれば他の表面処理でもかまわない。さらには耐磨耗性や平滑性が高くて、摺動性が良好な表面処理であればなおさらよい。
導電性の表面処理ができる材料であれば、従動プーリ本体は、強度と精度が許せば、絶縁材料、または高体積抵抗率の材料などの樹脂材料で形成しても構わない。
同図では導電性表面処理を従動プーリ8の両側面に施しているが、摺動アース板の接触が片面のみの場合は、他面への表面処理は不要なので省略してもよい。ベルトの接する面の裏側に相当する面にも導電性の処理を施しているが、これは後述の実施形態において用いるためのものであって、構成によっては不要になるので、その場合には省略できる。
本構成にすることにより、従動プーリの材質による導電性の良否に関わらず、側面に導電性の高い表面処理を施すことができ、摺動アース板による確実な接地が確保できる。したがって、従動プーリ製造において材質選択の自由度が広がる。
本実施形態は、図3に示した導電性ドラム軸4fと、導電性従動プーリ8の具体的実施形態である。
感光体ボス部4aと一体化されているドラム軸4fの本体であるドラム軸基材4gは、必要な強度を有していれば、材質として導電性の有無を問わない。その代わり、基材の回りには導電性表面処理4hが施されている。ドラム軸4fは感光体ボス部4aと電気的接続を保って圧入されている。この軸に、導電性従動プーリ8の穴部を貫通させ、ネジ穴8eによって図示しないセットスクリュウ16で両者を固定する。導電性従動プーリ8は金属製のような材質自体による導電性か、図5に示したような導電性表面処理を施された導電性を有している。ドラム軸4fはセットスクリュウ16によってネジ穴8eの反対側に押圧されるので、ドラム軸導電性表面と、従動プーリ8の導電性表面とが接触して電気的接続が確保される。
例えば、一般的にドラム軸基材4gとして使用される材料例として、ステンレス材が使われるが、導電性を示す体積抵抗率は、磁性ステンレス(マルテンサイト系ステンレス:SUS403など)で60Ωcm(20℃)、非磁性ステンレス(オーステナイト系ステンレス:SUS304など)で89Ωcm程度であるが、表面処理をニッケルなどにした場合には7.2Ωcm(20℃)に向上し、摺動アース板22を摺接させたときの電気抵抗が小さくなり、確実な接地ができるようになる。当然のことながら、ドラム軸基材4gはステンレス材に限らず、他の特性が許せば樹脂材料であっても構わない。
同図において符号Aは従動プーリの移動方向、Bは摺動部によって従動プーリ側面に描かれる軌跡を示す。
導電性フレーム1に取り付けられた摺動アース板22は、弾力性のある金属等の導電性材料によって形成されている。取り付け位置とは反対側の摺動部22aは、導電性従動プーリ8の側面に或る所定の圧力をもって接触している。接触部は耐摩耗性で潤滑性が高くなるような導電性の処理が施されている。
ここで言う所定の圧力とは、接触に関与する両方の部材の材質や平面性に基づいて、確実な導通が得られる最小の圧力と、両材質の摩耗耐久性に悪影響を与えない範囲の最大の押圧力より以下の範囲内でできるだけ上記大小両極端の圧力に対し余裕を持たせた圧力のことを言う。
導電性従動プーリの側面は平滑面に形成されており、同プーリの1回転により、摺動部22aが上記側面をほぼ一定の圧力で円滑に360°を途切れなく摺動する。従動プーリ8は前述のように、感光体ドラム4と電気的接続が確保されているので、本構成により、感光体ドラム4は、確実にフレーム1に電気的接続がなされ、安定した接地が保証される。
摺動アース板22の取り付け位置から見た摺動部22aの方向は、従動プーリの移動方向Aにほぼ一致させた方向、いわゆる順方向が良い。なぜなら、この方向は、摺動アース板22にとっていわゆる逃げ勝手の方向になっているからである。これと逆の関係になるよう、すなわち逆方向に取り付けると、いわゆる食い込み勝手となって、摺動部22aに予期しない摩擦力が発生したときに、摺動アース板22に折れ曲がりが起きるなどの破損が生じたりする。破損に到らない場合でも、摩擦力の変化で跳ね上がりが起きるなど、導通が不安定になる。
同図(a)において、2本ある摺動アース板の個々の構成は図7に示した摺動アース板と同様なので説明は省略する。本構成は、ほぼ同形状の2本の互いに独立した摺動アース板22を並べてフレーム1に取り付けた構成となっている。したがって、従動プーリ8の側面に描かれる2つの摺動部22aによる軌跡Bも2本になる。勿論2本に限らず、3本以上にすることも構わない。
このように摺動部を複数にする利点は、それぞれの摺動部がたとえ僅かでも瞬時的に接触不良を起こす確率がある場合でも、摺動部が複数になれば、その確率もその個数分だけの積になって、確率が極めて小さくなるからである。
ただし、2本の摺動アース板22を真横に並べないで、回転方向の前後に僅かに位置をずらしてもよい。また、位相を大きくずらした位置に設けてもよい。その場合、摺動部22aが同一軌跡をなぞるようにしてもよい。ずらす位相は、同図に1点鎖線で示した摺動アース板22’のように、180°にするのが好適である。なぜなら、万一、従動プーリ8の回転に面ぶれが生じたときには、従動プーリの側面上の或る位置がフレーム1から遠ざかる方向に動いたとしても、軸を挟んで反対側の位置では必ずフレーム1に近づく方向に動くため、一方の摺動部22aの接触圧が不足になっても、必ず他方の摺動部22aの接触圧が大きくなるため、接地に対する導通が不安定になることはない。同様な考えによれば、3個の場合は120°、4個の場合は90°ずらすのがよい。
バネ部22bの長さは互いに同じ長さであっても差し支えないが、同図に示すように互いの長さを変えておくと、それぞれの持つ固有振動数が異なるので、何らかの振動が装置から伝わってきても、その振動に共振しないバネ部が必ず存在するため、導通が不安定になることがない。なお、長さの大小関係は、同図では半径方向の外側に行くほど短くなるように示してあるが、逆に外側に行くほど長くしても構わない。このような摺動アース部材を複数設けることも可能である。
同図において符号8fはプーリ側面に設けた溝部である。
本実施形態は、従動プーリ8の側面の内、摺動部22aによる軌跡Bを含む領域に溝部8fを設けた構成になっている。なお、同図では摺動アース板22を1本だけ用いた図で示しているが、摺動部は先に示した他の実施形態でも構わない。
従動プーリ8の側面を平滑に構成してあっても、長期間使用していたり、短期間でも使用せず放置されていたりすると、雰囲気中の水分や、SO2、H2S、Cl2、NO2などの腐食性ガスにより、酸化腐食膜が生成し、絶縁性の物質に変化することがある。このような現象は当然、摺動部22aの接触不良を引き起こすので好ましくない。ただし、通常の使用状態では、酸化腐食膜が生じる初期の段階で常に、摺動部22aが従動プーリ側面を所定圧力で摺動するため、絶縁状態を引き起こす前に実質的な掻き取りが行われている。したがって、掻き取られた絶縁性物質がいつまでも摺動部22aに付着していてはやがて堆積物となって、本当の接触不良を引き起こす。そこで、摺動部22aは常に清潔に保つようにする。すなわち、掻き取った絶縁性物質を、摺動部22aからぬぐい取ることが必要になる。
溝の幅が大きければ摺動部22aが溝に入ってから出るまでに若干の時間がある。そのため、溝に入るときの過渡的現象と、溝から出るときの過渡的現象がほぼ同時に生じることがなくなり、瞬断の危険性がより小さくなる。
さらに、溝の前側の縁を摺動面に対して垂直に落とし込まないで深さ方向に傾斜を付けると、摺動部22aが緩やかに溝内に入り込むので、前側の縁における過渡的現象をほとんどなくすことができる。傾斜は緩やかな方が過渡的現象を減らすことができる。この対策は溝の幅の大小に関わりなく有効である。
溝の傾斜方向は原理的にはどちらに向いていてもよいが、同図(b)に示すように、好ましくは、溝の長手方向の先端部(進行方向に向かって前の方にある部分)が従動プーリの回転軸に近い方になるよう傾斜させるのがよい。こうすれば、溝の終端部は従動プーリの回転軸から遠い方に位置し、回転に伴う遠心力が作用して付着物の上記移動も生じやすくなる。終端部に到るほど溝の深さを浅くしておけば、付着物の移動に伴い、剥離もしやすくなる。
同図において符号Cは広幅摺動部軌跡を示す。
本実施形態は摺動部を進行方向に向かって左右方向に幅の広い、広幅摺動部22bとしている。すなわち、摺動部22aでは従動プーリ8の側面に点接触していたのに対し、広幅摺動部22bは線接触するように構成されている。局部的な接触圧を所定の大きさに保つため、全体としては、点接触よりも大きな押し付けのための弾性力を必要とする。
摺動部の軌跡も、広幅摺動部軌跡Cで示すように、幅の広い軌跡が生ずる。このようにすることにより、局部的な汚れやゴミの付着があっても、そのことだけで接触不良が生ずることはなくなる。
この実施形態に対応した溝部8fを設けるときは若干工夫が必要である。溝の向きが進行方向に垂直であると、摺動部22bが全部同時に溝に落ち込み、全部同時に溝から出ることになり、押し付け力が大きくなっている分、過渡期における衝撃が大きくなる。先の実施形態で示したように、進行方向に対して傾斜した溝を設けた場合でもなお問題は残る。例えば、同図に「溝幅小」として示した1点鎖線のように溝幅が狭いと、摺動部22bの左右どちらかの一方の端、ここでは例えば左端として、左端が溝8fの前側の縁に達した後、後側の縁に到ったとき、右端がまだ前側の縁に達していない場合、摺動部22bが溝8fに落ち込まないうちに左端が溝部から離れて平坦部に到ってしまう。そのため、摺動部22bの先端部に酸化金属などの付着物があっても、溝の後側の縁でしごかれることがなくなり、付着物の除去の効果が現れなくなる。
これに対し、後側の縁は、縁の高さを左右端で一定にせず、後側の縁に先に到達する側の端部(上記例で言えば左端)の高さを低くし、逆側の高さを高くする。ただし、高い側は従動プーリ側面の本来の面に一致させるものとする。
このようにすると、摺動部22bの左端が後側の縁に到り、縁を乗り上がりながら先端部をしごかれて付着物が除去された場合、左端に連接する摺動部22bの他の部分が、後側の縁の他の部分に接触し、このようにして接触点が順次右端へ移動していく。したがって、摺動部22bの幅方向全長にわたって、付着物の除去が行われる。しかも、この構成の場合、後側の縁における衝撃はほとんどなくなり、過渡的現象による接触不良等の問題も回避できる。接触点の移動は、上記例に示したように、従動プーリの半径方向の内側から外側に向けて移動するのが、遠心力利用の面から望ましい。
同図において符号30はクリーニングブレードを示す。
本実施形態は、これまでのすべての実施形態に対し適用可能なクリーニングブレード30を装備するものである。クリーニングブレード30は弾性変形可能で、或る程度の剛性を持った材質からなり、一端がフレーム1に固定され、他端が従動プーリ8側面に所定の圧力を以て接触し、従動プーリ側面の酸化金属などのゴミや汚れを取る役割をする。クリーニングブレード30は従動プーリと接する部分が線状に形成されており、その従動プーリの円周方向に直交する方向の幅(線状部分の長さ)は、クリーニングブレード30の摺動部の幅が、摺動部22aが描く摺動部軌跡B、ないし22bが描く摺動部軌跡Cの幅より大きくなるよう構成し、従動プーリの回転による軌跡が、上記摺動部軌跡を覆う位置に配置する。ただし、接触部の幅が大きいとそれだけ回転トルクに対する抵抗が大きくなるので、必要以上に大きくすることは避けた方がよい。
同図では摺動アース板22の取り付け位置に対し180°位相をずらして取り付けているが、この位置は必須ではない。また、同図において、従動プーリ8との接触部が進行方向に対して直交させてあるが、これも必須ではない。例えば、同図に点線で示したクリーニングブレード30’のような配置でもかまわない。この配置によれば、ブレードに接することで従動プーリ側面から剥がされたゴミ等は、後から剥がされたゴミ等によって、半径方向外側に押し出され、やがてはブレード端部から外側へこぼれ出す。これらのゴミ等は遠心力によって従動プーリから離れていくか、あるいはその位置にとどまるかするが、その位置にとどまっていても、その位置は摺動部22a(あるいは22b)の軌跡の範囲外になるので、接触不良を引き起こすような問題は生じない。
また先の実施形態で示した付着物除去のための溝は、クリーニングブレード30に対しても有効である。クリーニングブレード30は弾力性があるので、溝の後側の縁による付着物の掻き取りは摺動部22aの場合よりも容易になる。
同図(a)において、クリーニングブレード30は、摺動アース板22と同様に、順方向に取り付けられている。したがって、クリーニングブレード30は従動プーリ8の側面をいわばふき取るような動作で面上の異物を除去する。
同図(b)において、クリーニングブレード30は、摺動アース板22と逆に、逆方向に取り付けられている。したがって、クリーニングブレード30は、その端面によって従動プーリ8の側面を掻き取るような動作で面上の異物を除去する。
順方向の取付は回転トルクに対する抵抗が少ない代わり、異物除去の能力が若干劣る。これに対して逆方向の取付は異物除去の能力は高い代わりに、回転トルクに対する抵抗が大きくなる。
同図において符号31はクリーニングブレードの回転軸、40はソレノイド、41はアクチュエータ、42はソレノイドとクリーニングブレードを連結するリンクをそれぞれ示す。
本実施形態は、通常状態ではクリーニングブレード30は、従動プーリ8の側面から離れた位置において離間状態に保持され、電気機械的手段によって必要なときだけ接触状態に切り換える構成である。ここでは電気機械的手段として、いわゆるプランジャーと呼ばれる、ソレノイドとアクチュエータの組み合わせを用いるが、一般に電気的入力で機械的な動作をするものであれば他の構成でも構わない。
ソレノイド40に対する所定の電気信号の入力があると、アクチュエータ41が吸引され、連結されたリンク42の回動に伴ってクリーニングブレード30の先端が上記側面に所定の押圧力で接触状態になる。なお、アクチュエータ41が吸引されていないときは、クリーニングブレード30が離間する位置までアクチュエータ41をソレノイド40から引き離すよう、図示しないバネ等の公知の機構が設けられている。
ソレノイドへの電気信号の入力は、一定間隔で行ってもよいし、画像形成時以外の例えば予備回転中に行ってもよい。電気信号の入力がない間は離間状態にあるため、装置が使用されていないときは離間状態を保つことができ、クリーニングブレード30のクリープ現象を避けることができる。このような構成にすることで、常時押圧状態におくことを避け、クリーニングブレード30の永久変形や摩耗などの経時変化を極力小さくすることができる。
本実施形態は先の実施形態と類似である。異なる点は、先の実施形態ではアクチュエータ41を作動させないときクリーニングブレード30が離間状態におかれたのに対し、本実施形態では弱接触状態におかれるよう、接触圧の切換を行う点である。弱接触状態ではクリーニングブレード30の変形が弾性限界より十分小さく設定できるのでクリープ現象を引き起こすことはない。
このような構成にすることにより、積極的な異物の除去を目的とした強い接触状態と、単にほこりを払う程度の弱い接触状態を使い分け、常時従動プーリ側面を清潔に保ちながら、クリーニングブレード30の摩耗や、永久歪みを防止することができる。
両図において(a)はクリーニング時を示す図、(b)は離間状態を示す図である。
本実施形態は画像形成時はクリーニングブレード30を従動プーリ8に接触させず、
画像形成時以外のときに従動プーリを逆転させてクリーニングを行う構成である。こうすることによって、画像形成時にクリーニングブレード30の接触抵抗が生じず、画像に悪影響をもたらすことがなく、画像形成時以外のときにクリーニングブレード30を従動プーリ8に接触させるので従動プーリの清潔さも保たれる。クリーニングのとき、従動プーリを画像形成時と同方向回転にした図13に示した実施形態の場合、クリーニング時も感光体ドラム4を回転させることになる。それを避けるためには従動プーリ8と感光体ドラム4の間の連結にクラッチを用いて、両者の接続と遮断を電気的に制御することになる。
それに比べ、本実施形態は従動プーリを逆方向A’に回転させているので、従動プーリ8と感光体ドラム4との間の連結に一方向クラッチを用いるだけで、電気的制御を必要とせず、簡単に実現出来る。
同図において符号27はブレード押さえ、28はワッシャ、29はねじをそれぞれ示す。
本実施形態ではソレノイドを使わず、従動プーリ8の回転方向の変更だけで押圧状態の強弱を切り換える構成である。
図示しないフレーム1に取り付けられたブレード押さえ27は従動プーリ8の側面近くまで立ち上がっている。クリーニングブレード30は若干腰の弱い材質を用い、その立ち上がり部にワッシャ28を介してねじ29で固定されている。クリーニングブレード30は若干撓んで従動プーリ8に接する程度の長さに形成されている。従動プーリ8が画像形成時の回転方向Aに回転しているときは、クリーニングブレード30は、ワッシャ28に押さえられて、比較的長い部分が撓んで従動プーリ8の側面に順方向に当接する。画像形成が終わって、従動プーリ8が反対方向A’に回転すると、クリーニングブレード30は回転方向に対し、一時的に逆方向の当接となる。しかし、クリーニングブレード30はその接触抵抗によって先端部が引きずられ、反対方向に撓んで、結果的に順方向の当接となる。ところが、ブレード押さえ27の先端がワッシャ28よりも従動プーリに近いところまで延びているため、クリーニングブレード30のたわみに寄与する長さが短くなり、A方向回転時よりも接触圧が高くなる。したがって、図14で示した実施形態に似て、しかも、ソレノイドを用いないでクリーニングブレード30の接触状態を強弱に切り換えることができる。
同図において符号301は発泡材からなるクリーニングブレード、302は狭溝加工を施した弾性体材料をそれぞれ示す。
クリーニングブレード301として用いる発泡材は、例えば発泡ウレタンなどのように、連泡性で気泡による毛管力のある柔軟な材料を用いる。これをクリーニングブレードとして用いるときは、目的とする従動プーリ側面に対しクリーニング性のある液体を含浸させて用いる。液体の一例としては、酸化皮膜などを溶かす有機溶剤として、アルファオレフィンや、ポリアルキレングリコールなどを例とする電気接点の復活材として利用されている液体が有効である。
本実施形態によれば、従動プーリ8の側面に発生する酸化金属などの錆を取り除くばかりでなく、液によるプーリ側面の保護により錆発生の予防にもなるので、摺動部22a等の付着物を未然に防ぐことができ、安定した接地機能が発揮出来る。
同図において符号33は板状含浸体、Fは液の流れを模式的に表す矢印をそれぞれ示す。
板状含浸体33はクリーニング用の液体を十分の量含むことができる。液を十分含ませるためにはなるべく空隙率が大きい方がよい。ただし、液の自重で液滴が落ちない程度に毛管力が働くような材料を選ぶ。含浸ブレード301(または302)は板状含浸体33に密接して図示しない手段で保持されており、互いの毛管の連通により接触面から液の供給を受ける。そして、従動プーリ8の側面のブレード摺動部に接触して液をその面に塗布しながらクリーニングを行う。塗布量があまり多いと上記側面が必要以上に濡れて、かえって埃等が付きやすくなるので、液の含有量はあまり多くない方がよい。そのため、含浸ブレード301の場合なら空隙率を小さくし、含浸ブレード302の場合なら狭溝の数を少なくすればよい。
両者の毛管力はほぼ等しくてもよいが、含浸ブレード301の毛管力の方を大きくしておくと、板状含浸体33からの液の供給が滑らかに行われ、液を無駄なく利用することができる。
同図において符号34は管状含浸体、Dは軸の回動方向を示す。
管状含浸体34の材質や使い方は、先の板状含浸体と原理的に同じである。本実施形態は、ソレノイド40を用いてクリーニングブレードを従動プーリ側面に接触・離間(あるいは接触圧の強弱を切り替え)させる実施形態に応用したものである。管状含浸体34は、ブレード回転軸31の円周を包むように取り付けられ、アクチュエータ41の移動に伴い、僅かの角度範囲であるがブレード軸31と共にDで示す方向に回動する。含浸ブレード301(または302)は、その一部が管状含浸体34に密接した状態で図示しない手段により保持されている。同図に示した状態は、ソレノイド40に電気信号が与えられているときを示し、アクチュエータ41が一部分ソレノイド40の中へ吸引(同図において右方向への移動)されている。この状態では、含浸ブレード301はブレード摺動部に強く押し付けられている。
ソレノイド40に対する電気信号がなくなると、アクチュエータ41は、図示しないばね等の復元力によってソレノイド40の吸引力から解放され、同図において左方向に移動する。この移動によって、ブレード回転軸31は反時計方向に回動し、軸と共に回る管状含浸体に一体に取り付けられている含浸ブレードはブレード摺動部から離間するか、または弱接触状態に切り替えられる。
本実施形態はブレード押さえを用いる図17に示した実施形態に応用したものである。
ブレード押さえ27はブレード押さえボス27aを有しており、板状含浸体33と含浸ブレード301(または302)には上記ボス27aにはまる大きさの穴があけてあり、これらの穴をボス27aに貫通させて、ワッシャ28を介してネジ29で止めたとき、含浸ブレード33と板状含浸体301は僅かに押圧される程度で取り付けられる。あまり押し付けすぎると、両者の毛管力に影響を与え、正常なクリーニング動作ができなくなる。
その他の必要条件はすでに述べた実施形態において述べたのと同様なので重複は避ける。
本実施形態は、摺動アース板の摺動部を従動プーリ8の側面に設けず、従動プーリ8のベルト9に接するベルト接触面の裏側にあたる環状の内周面8gに設ける構成である。従動プーリのベルト接触面に連なる最外側にフランジ8hを設けてある。
このように構成する理由は、摺動部を従動プーリ8側面に設けた場合、含浸ブレード301(あるいは302)でクリーニングしたときの液が、従動プーリ8の回転に伴う遠心力によりプーリの外周部に移動してしまい、従動プーリ8側面に付着した液が摺動部にとどまらなくなる。その結果、絶えず新たな液の供給を必要とし、液の消耗が激しくなってしまう。これに対し、本実施形態の構成では、従動プーリの内周面8gに付着した液は遠心力でそれ以上遠くへ移動することがない。この状態で液が遠心力を受けると、その力により、液は側方へ広がろうとするが、フランジ8hが取り付けてあるので、液が外部へ漏れることはない。摺動面に液がある間は含浸ブレード301からの新たな液の供給はほとんどないので、液の無駄な消耗がなくなる。
なお、このような構成にしても、先の実施形態のいくつかで示した、摺動部の付着物を除去するための溝は、摺動部22a(22b)やクリーニングブレードに対して有効である。
この位置に摺動アース板22を取り付けたときは、摺動部22aへの付着物を除去するための溝8fは、その長手方向を進行方向に対して傾斜させるとき、外側に近い方を後端とし、僅かでも軸から遠ざかるように、若干深さを変えると良い。そうすれば、従動プーリの回転に伴う遠心力の分力が外側方向に働き、付着物が1ヵ所に堆積することがなくなる。
2 導電性軸受
3 軸
4 感光体ドラム
7 軸受
8 従動プーリ
9 ベルト
22 摺動アース板
27 ブレード押さえ
30 クリーニングブレード
33 板状含浸体
34 管状含浸体
40 ソレノイド
41 アクチュエータ
42 リンク
301、302 クリーニングブレード
Claims (28)
- 駆動プーリと、少なくとも表面が導電性の従動プーリと、該従動プーリと前記駆動プーリとに掛け渡された無端状ベルトと、前記従動プーリと同軸に接続されて該従動プーリから軸を介して駆動力の伝達を受ける画像担持体とを有する駆動伝達装置であって、
前記画像担持体と、前記軸と、前記従動プーリが電気的に接続され、接地された装置本体に電気的に接続された摺動通電手段を設け、該摺動通電手段は、前記従動プーリの表面に摺動接触することにより、前記画像担持体を接地する摺動アース部材を有する駆動伝達装置において、
少なくとも前記摺動アース部材が接する前記従動プーリの表面の摺動軌跡の幅を覆う幅で摺動するクリーニングブレードを設け、前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの表面に選択的に接離可能であることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1に記載の駆動伝達装置において、前記軸は前記従動プーリと一体的に構成され、前記画像担持体とは接離可能であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1に記載の駆動伝達装置において、前記軸は前記画像担持体と一体的に構成され、前記従動プーリとは接離可能であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1に記載の駆動伝達装置において、前記軸は前記画像担持体と前記従動プーリとがそれぞれ有しており、両者の軸を導電性ジョイントによって同軸に接続することを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記軸は導電性の表面処理を施されていることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし5のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記従動プーリは導電性の表面処理を施されていることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材は前記従動プーリの回転によっても所定範囲内の押圧力で常に接触を保つことを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材の前記従動プーリの表面に接する摺動部は、前記表面に平行な方向に長さを有することを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし8のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材は複数カ所に独立して設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項9に記載の駆動伝達装置において、前記複数の摺動アース部材は従動プーリの円周方向を互いに等分に分割した位置に設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし8のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動通電手段は複数の摺動部がそれぞれ独立した弾性部材に支えられた少なくとも1個の摺動アース部材を有することを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項11に記載の駆動伝達装置において、前記複数の摺動部を支える弾性部材は、前記摺動アース部材の取り付け位置からの長さが互いに異なることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし12のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記摺動アース部材が接する前記従動プーリの表面の摺動軌跡範囲に、少なくとも1ヵ所の溝を設けたことを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項13に記載の駆動伝達装置において、前記溝の前側の縁は深さ方向に関して傾斜していることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項13または14に記載の駆動伝達装置において、前記溝は前記従動プーリの進行方向に対し傾斜しており、前記溝の先端部は前記従動プーリの回転軸に近い側にあることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項15に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの表面と接する線状部分を有し、該線状部分は、前記摺動軌跡に対し傾斜して交叉するように配置されていることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項16に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの選択的接離は電気機械的手段を用いることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項15または16に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは前記従動プーリの表面に対し、選択的に接触圧力を切り替える接触圧切換手段を有することを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項18に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの接触圧切換は電気機械的手段によって行うことを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項18に記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードの接触圧切換は前記従動プーリの回転方向切換によって行うことを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項15ないし20のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記クリーニングブレードは、少なくとも前記従動プーリ表面に接する部分が毛管力のある部材で構成され、該毛管力のある部材にクリーニング液を含浸させた含浸ブレードであることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項21に記載の駆動伝達装置において、前記毛管力のある部材は柔軟性のある多孔質材であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項21に記載の駆動伝達装置において、前記毛管力のある部材は弾力性のある部材に狭溝加工を施した部材であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項22ないし23のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記含浸ブレードは、毛管力によってクリーニング液を含みうる含浸体と密接することにより、クリーニング液の供給を受ける構成にしたことを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項24に記載の駆動伝達装置において、前記含浸体は板状含浸体であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項24に記載の駆動伝達装置において、前記含浸体は管状含浸体であることを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし26のいずれか1つに記載の駆動伝達装置において、前記通電アース部材および前記クリーニングブレードは、前記従動プーリの前記無端状ベルトが掛けられる面の裏側の面に接することを特徴とする駆動伝達装置。
- 請求項1ないし27のいずれか1つに記載の駆動伝達装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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