JP4784733B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定される位置に帯電ローラ位置決め手段で位置決めされて像担持体を非接触帯電する帯電ローラと、像担持体に対して所定の書込みギャップが設定される位置に書込みヘッド位置決め手段で位置決めされて像担持体に静電潜像を書き込む書込みヘッドとを少なくとも備えている、例えば、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置の技術分野に関する。

従来、画像形成装置として、像担持体に対して所定の帯電ギャップを置いてこの像担持体を非接触帯電する帯電ローラを備え、帯電ローラの画像形成領域に対応する部分を像担持体に接触させないようにすることで、帯電ローラの弾性層中に含まれている物質の像担持体への付着や、像担持体の表面に付着したトナー等の付着物の帯電ローラへの転移を防止した画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１および２等参照）。

特許文献１に開示の画像形成装置では、帯電ローラの両端部外周面に、それぞれ、テープ状のフィルム部材を巻き付けてギャップ部材を構成し、帯電ローラを与圧により押圧してこれらのギャップ部材を感光体ドラムの外周面に当接させることにより、帯電ローラと感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを設定している。

また、特許文献２に開示の画像形成装置では、帯電ローラを構成する導電性の基体の両端部外周面に、それぞれスペーサ部を設けるとともに基体およびスペーサ部を抵抗層でコーティングし、スペーサ部によって突出した抵抗層の部分でギャップ部材を構成するか、あるいは帯電ローラの両端部外周面に、それぞれ熱収縮チューブを装着しかつこれらを熱収縮させてギャップ部材を構成し、これらのギャップ部材を像担持体の外周面に当接させることにより、帯電ローラと像担持体との間に所定の帯電ギャップを設定している。

一方、従来の画像形成装置として、像担持体に静電潜像を書き込む書込みヘッドを像担持体に対して位置決め部材で位置決めすることで、書込みヘッドによる像担持体への像の書込みを高精度に行うようにした画像形成装置が知られている（例えば、特許文献３および４等参照）。

特許文献３に開示の画像形成装置では、感光体ドラムが位置決めされたプロセスカ−トリッジのサイドフレ−ムの凸部に書込みヘッドを嵌合することによって、感光ドラムと書込みヘッドとの間に所定の書込みギャップが得られるように書込みヘッドを感光体ドラムに対して位置決めしている。

また、特許文献４に開示の画像形成装置では、書込みヘッドを支持する支持部材にアジャスト機構を介してスペーサを設けるとともにこのスペーサを感光ドラムに当接させることで、感光ドラムと書込みヘッドとの間に所定の書込みギャップが得られるように書込みヘッドを感光体ドラムに対して位置決めしている。
特開２００１−２９６７２３号公報。 特開２００３−２０７９９６号公報。 特開平６−１６６２０９号公報。 特開２００２−３６１９３１号公報。

しかしながら、前述のように所定の帯電ギャップを用いて帯電ローラにより像担持体を非接触帯電する場合、図４に示すように帯電ローラａと像担持体ｂとの間の帯電ギャップＧｃを所定の帯電ギャップとなるように帯電ローラａを像担持体ｂに対して位置決めしなければならないばかりでなく、像担持体ｂと書込みヘッドｃとの間の書込みギャップＧｗを所定の書込みギャップとなるように書込みヘッドｃを像担持体ｂに対して位置決めしなければならない。帯電ローラａで像担持体ｂに対して非接触帯電を行う通常の一般的な画像形成装置では、帯電ギャップＧｃが５０μｍ以下に設定されるとともに、書込みギャップＧｗが１００〜２００μｍに設定される。このため、像担持体に対する帯電ローラおよび書込みヘッドの位置決め作業が煩雑となって、作業性が悪いものとなっている。なお、図４において、ｄは現像ローラ、ｅは像担持体ｂのクリーニングブレード、ｆは帯電ローラａのクリーニングローラである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、帯電ギャップ設定と書込みギャップ設定とを共通の位置決め手段で行うことで、帯電ローラおよび書込みヘッドの各位置決め作業性を向上することのできる画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、静電潜像が書き込まれる像担持体と、前記像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定される位置に帯電ローラ位置決め手段で位置決めされて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラと、前記像担持体に対して所定の書込みギャップが設定される位置に書込みヘッド位置決め手段で位置決めされて前記像担持体に静電潜像を書き込む書込みヘッドとを少なくとも備えている画像形成装置において、前記書込みヘッド位置決め手段と前記帯電ローラ位置決め手段は共通位置決め手段で構成されており、前記帯電ローラを回転可能に支持する軸受と、この軸受を前記像担持体の方へガイドするガイド手段と、前記帯電ローラを前記像担持体の方へ与圧する帯電ローラ与圧手段とを備え、前記ガイド手段が、ハウジングに固定されたガイド部材と、このガイド部材に摺動可能にガイドされかつ前記軸受を支持する軸受支持部材とを有し、前記共通位置決め手段が前記軸受支持部材に一体に設けられ、前記ガイド部材が断面矩形状に形成されており、前記書込みヘッド側と反対側のガイド部を前記書込みヘッド側のガイド部より前記像担持体側に長く設定することを特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記共通位置決め手段が、前記像担持体の外周面に前記像担持体が摺動回転可能に当接する摺動部材からなることを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置によれば、書込みヘッドの位置決め手段と帯電ローラの位置決め手段とを共通位置決め手段としているので、書込みギャップと帯電ギャップとを同時に設定することができる。これにより、非接触帯電により画像形成を行う場合に必要な２つの帯電ギャップおよび書込みギャップの設定のための帯電ローラの位置決め作業および書込みヘッドの位置決め作業を簡単にかつ精度よく行うことができ、各位置決め作業性を向上することができる。しかも、帯電ローラおよび書込みヘッドの各位置決め作業を簡単にかつ精度よく行うことができることから、高画質の画像を得ることができる。

また、軸受支持部材をガイドするガイド手段の書込みヘッド側と反対側のガイド部を書込みヘッド側のガイド部より長く設定することで、軸受支持部材とガイド部材との間のがたに起因するガイド部材に対する軸受支持部材の傾きを抑制することができる。これにより、帯電ローラを与圧する帯電ローラ与圧手段の比較的小さい与圧力で、軸受支持部材と帯電ローラガイド部材との間のがたを効果的に抑制することができる。しかも、帯電ローラ与圧手段の与圧力を小さくすることができることから、軸受を押圧する力を小さくできるので、軸受の回転での摺動性を良好に保持することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、ハウジング本体２を備えている。このハウジング本体２には、画像形成ユニット３、一次転写ユニット４、給紙ユニット５、二次転写ユニット６，定着ユニット７、排紙トレイ８がそれぞれ配設されている。

画像形成ユニット３は、複数個（この例では、４個：以下、４個として説明する）の異なる色、つまりイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの画像をそれぞれ形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。その場合、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は、図１において左側から右側に向かってこれらのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順にタンデムに配置されている。なお、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は図１に示す順序に限定されることはなく、任意に設定することができる。以下の説明では、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は図１に示す順序に設定されるものとして説明する。

また、これらの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、感光ドラムからなり静電潜像が書き込まれる像担持体９と、この像担持体９の周囲に配設された、帯電手段１０、像書込み手段１１、現像手段１２、および除電手段１３を備えている。
各色の画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体９、帯電手段１０、像書込み手段１１、現像手段１２、および除電手段１３は、いずれも同一に構成されている。

各像担持体９は、いずれもそれらの最上面が同一水平面内で左方から右方へ向かって等間隔になるように配設されている。
各帯電手段１０はいずれも帯電ローラ１４を備えており、これらの帯電ローラ１４は対応する像担持体９に対して所定の帯電ギャップを有して像担持体９の表面を一様に非接触で帯電させる。

各像書込み手段１１は、いずれもセルフォックレンズを像担持体９の軸方向に列状に配置したセルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）からなる書込みヘッド１５を備えている。前述の従来例と同様にこの書込みヘッド１５は像担持体２に対して所定の書込みギャップが設定されている。この書込みギャップの詳細な設定については後述する。

各現像手段１２は、像担持体９にトナーを搬送する現像ローラ１６、トナーを貯留するトナー貯留部１７、およびこのトナー貯留部１７のトナーを現像ローラ１６に供給するトナー供給ローラ１８を少なくとも備えている。そして、現像ローラ１６上に図示しない規制ブレードにより所定の厚さの層厚に規制されて薄層化されたトナーは、この現像ローラ１６によって像担持体９へと搬送されて像担持体９の潜像を現像し、像担持体９上にトナー像を形成する。

各除電手段１３は、各現像手段１２より像担持体９の回転方向下流側で一次転写ユニット４よりに像担持体９の回転方向上流側に配置されている。これらの除電手段１３は、一次転写ユニット４による一次転写前に像担持体９を除電するようになっている。このように各像担持体９を除電することで、一次転写前の各像担持体９の電位を一定にすることができるため、静電吸着力を一定にすることができる。

一次転写ユニット４は、ハウジング本体２の右方に配置されて図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１９、ハウジング本体２の左方に配置されて駆動ローラ１９より若干上方に配設された従動ローラ２０、これらの駆動ローラ１９と従動ローラ２０との間に張架されて図示矢印方向に回転駆動される中間転写ベルト２１、中間転写ベルト２１の各像担持体９に対向するベルト部分２１ａの裏面に配設されかつ転写バイアスが印加された一次転写ローラ２２、およびこの中間転写ベルト２１の表面に離接可能に設けられたクリーニング手段２３を備えている。

中間転写ベルト２１のベルト部分２１ａは一次転写ローラ２２によって押圧されて各像担持体９に当接されている。そして、中間転写ベルト２１が図１において反時計回りに回動しかつ各像担持体９がそれぞれ時計回りに回動することで、そのベルト部分２１ａに各像担持体９からそれぞれトナー像が一次転写ローラ２２により一次転写（中間転写）されて色重ねされたカラートナー像が形成される。その場合、前述のように一次転写前の各像担持体９の電位が一定にされてそれらの静電吸着力が一定となっていることから、一次転写部での各像担持体９と中間転写ベルト２１との間の摩擦力の変動が防止されて、中間転写ベルト２１の伸びの変動が抑制されている。

給紙ユニット５は、紙等の記録媒体（不図示）が積層保持されている給紙カセット２４およびこの給紙カセット２４から記録媒体を１枚ずつ給送するピックアップローラ２５を備えている。

二次転写ユニット６は、二次転写ローラ２６および前述の一次転写ユニット４の駆動ローラ１９を備えている。二次転写ローラ２６は、給紙カセット２４からレジストローラ対２７で給紙タイミングが規定されて給送されてくる記録媒体を中間転写ベルト２１に押し付けてこれらの記録媒体と中間転写ベルト２１とを駆動ローラ１９との間に挟圧して中間転写ベルト２１上のカラートナー像を記録媒体に二次転写させる。したがって、駆動ローラ１９は二次転写ローラ２６のバックアップローラとして機能している。
二次転写後に中間転写ベルト２１に残った転写残りトナーはクリーニング手段２３により中間転写ベルト２１から除去されて回収されるようになっている。その場合、従動ローラ２０がクリーニング手段２３のバックアップローラとして機能している。

定着ユニット７は、回転可能に設けられた加熱ローラ２８、この加熱ローラ２８を押圧付勢する加圧ローラ２９と、この加圧ローラ２９に揺動可能に配設されたベルト張架部材３０と、加熱ローラ２８とベルト張架部材３０間に張架された耐熱ベルト３１とを備えている。そして、記録媒体に二次転写されたカラートナー像が、この定着ユニット７の加熱ローラ２８と耐熱ベルト３１で形成するニップ部において所定の温度で記録媒体に定着され、記録媒体にフルカラーのカラー画像が形成される。
定着によってカラー画像が形成された記録媒体は排紙トレイに収納される。

ところで、この例の画像形成装置１においては、図２に示すように帯電ローラ１４の両端面からそれぞれ軸方向に同軸に突設された回転軸３４,３５がそれぞれ軸受３６,３７に回転可能に支持されている。そして、前述の従来例と同様に帯電ローラ１４の回転軸３４,３５の軸受３６,３７を介して圧縮スプリング３８,３９の与圧荷重により、帯電ローラ１４が像担持体９の方向に押圧されている。

図３に示すように軸受３６は横断面矩形状に形成された軸受支持部材４０に支持されており、この軸受支持部材４０は帯電手段１０のハウジング４１（図１に図示）に固定された横断面矩形状の有底角筒状に形成された帯電ローラガイド部材４２に、帯電ローラ１４が像担持体９に対してこの像担持体９の径方向に沿って接近および離間する方向に摺動可能にガイドされている。

書込みヘッド１５側と反対側の側壁４２ａの長手方向の寸法が書込みヘッド１５側の側壁４２ｂの長手方向の寸法より像担持体９側にαだけ長く設定されている。その場合、側壁４２ａの先端部４２ａ₁は、帯電ローラ１４の中心より像担持体９に接近した位置となるように設けられ、側壁４２ｂの先端部４２ｂ₁は、像担持体９に対して帯電ローラ１４の中心とほぼ同じ位置に設けられている。

これらの軸受支持部材４０と帯電ローラガイド部材４２とにより本発明のガイド手段が構成されている。その場合、軸受３６を像担持体９の方へ押圧（与圧）する本発明の帯電ローラ与圧手段である圧縮スプリング３８は、軸受支持部材４０と帯電ローラガイド部材４２との間に縮設されている。

更に、軸受支持部材４０には、像書込み手段１１の方に延びる書込みヘッド位置決め部材（本発明の書込みヘッド位置決め手段に相当）４３が一体に設けられている。この書込みヘッド位置決め部材４３の像担持体９との対向面が円弧状面に形成されており、この円弧状面が像担持体９の外周面に像担持体９が摺動回転可能に面接触している。この書込みヘッド位置決め部材４３は像担持体９との摺動部材であることから、例えばポリアセタール、ポリカーボネイト、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂から形成されるのが好ましい。

一方、書込みヘッド１５は書込みヘッド支持部材４４に支持されており、この書込みヘッド支持部材４４は書込みヘッドガイド部材４５に、書込みヘッド１５が像担持体９に対してこの像担持体９の径方向に沿って接近および離間する方向に摺動可能にガイドされている。その場合、書込みヘッド支持部材４４を像担持体９の方へ押圧（与圧）する書込みヘッド与圧手段である圧縮スプリング４６が、帯電ローラガイド部材４２内で書込みヘッド支持部材４４と書込みヘッドガイド部材４５との間に縮設されている。

書込みヘッド支持部材４４には、像担持体９の方へ向かって突出する位置決め設定突出部４７が設けられており、この位置決め設定突出部４７は、書込みヘッド支持部材４４が圧縮スプリング４６により像担持体９の方へ押圧されることで、書込みヘッド位置決め部材４３に常時当接している。このように、像担持体９の外周面に当接する書込みヘッド位置決め部材４３に位置決め設定突出部４７が当接することで書込みヘッド支持部材４４を介して書込みヘッド１５が像担持体９に対して位置決めされ、これにより、書込みヘッド１５と像担持体９との間に所定の書込みギャップＧｗが設定されている。同時に、像担持体９の外周面に当接する書込みヘッド位置決め部材４３により、軸受支持部材４０および軸受３６を介して帯電ローラ１４が像担持体９に対して位置決めされ、これにより、帯電ローラ１４の帯電部１４ａと像担持体９との間に所定の帯電ギャップＧｃが設定されている。すなわち、書込みヘッド位置決め部材４３が書込みヘッド１５の位置決め手段と帯電ローラ１４の位置決め手段との共通位置決め手段として構成されている。

なお、書込みヘッドガイド部材４５はハウジング本体２に、図３に示す書込みヘッド１５が像担持体９に書込み可能な書込み位置と、図示しないが帯電ローラ１４が交換可能な退避位置との間で回動可能に設けられていて、帯電ローラ１４の軸受支持部材４０に書込みヘッド位置決め部材４３を一体に設けかつこの書込みヘッド位置決め部材４３に書込みヘッド支持部材４４の位置決め設定突出部４７を当接させる構成にしても、帯電ローラ１４の交換を容易に行うことができるようになっている。

図示しないが、もう一方の軸受３７側においても、軸受３６側の軸受支持部材４０、帯電ローラガイド部材４２、書込みヘッド位置決め部材４３、書込みヘッドガイド部材４５、圧縮スプリング４６、および位置決め設定突出部４７とそれぞれ図２において左右対称ではあるがまったく同じ軸受３７を支持する軸受支持部材、ハウジング４１に固定されてこの軸受支持部材をガイドする帯電ローラガイド部材、軸受支持部材と一体の書込みヘッド位置決め部材、ハウジング４１に回動可能に支持された書込みヘッドガイド部材、書込みヘッドガイド部材内に設けられて、書込みヘッド１５を支持する書込みヘッド支持部材４４を像担持体９の方へ押圧する圧縮スプリング、および位置決め設定突出部が設けられている。

ところで、書込みギャップＧｗのギャップ変動は、±１００μｍ以下程度に抑えることがよく、好ましくは±５０μｍ以下程度が望ましい。このように書込みギャップＧｗのギャップ変動を設定することは、書込みヘッド位置決め部材４３および書込みヘッド支持部材４４の加工精度を所定精度以上に設定することで容易に行うことができる。
また、帯電ギャップＧｃのギャップ変動は、±５０μｍ以下程度に抑えることがよく、好ましくは±２５μｍ以下程度が望ましい。このように帯電ギャップＧｃのギャップ変動を設定することは、書込みヘッド位置決め部材４３の精度を確保することに加えて、軸受支持部材４０の加工精度を所定精度以上に設定することで容易に行うことができる。

この例の画像形成装置１によれば、書込みヘッド１５の位置決め手段と帯電ローラ１４の位置決め手段とを共通位置決め手段としているので、書込みギャップＧｗと帯電ギャップＧｃとを同時に設定することができる。これにより、非接触帯電により画像形成を行う場合に必要な２つの帯電ギャップＧｃおよび書込みギャップＧｗの設定のための帯電ローラ１４の位置決め作業および書込みヘッド１５の位置決め作業を簡単にかつ精度よく行うことができ、各位置決め作業性を向上することができる。しかも、帯電ローラ１４および書込みヘッド１５の各位置決め作業を簡単にかつ精度よく行うことができることから、高画質の画像を得ることができる。

また、書込みヘッド１５側と反対側の側壁４２ａを書込みヘッド１５側の側壁４２ｂより長く設定することで、軸受支持部材４０と帯電ローラガイド部材４２との間のがたに起因する帯電ローラガイド部材４２に対する軸受支持部材４０の傾きを抑制することができる。これにより、圧縮スプリング３８の比較的小さいばね力で、軸受支持部材４０と帯電ローラガイド部材４２との間のがたを効果的に抑制することができる。しかも、圧縮スプリング３８のばね力を小さくすることができることから、軸受３６を押圧する力を小さくできるので、軸受３６の回転での摺動性を良好に保持することができる。

本発明の画像形成装置は、像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定される位置に帯電ローラ位置決め手段で位置決めされて像担持体を非接触帯電する帯電ローラと、像担持体に対して所定の書込みギャップが設定される位置に書込みヘッド位置決め手段で位置決めされて像担持体に静電潜像を書き込む書込みヘッドとを少なくとも備えている、例えば、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置に好適に利用することができる。

本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。 非接触帯電の一例を説明する図である。 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例における像担持体に対する帯電ローラおよび書込みヘッドを模式的にかつ部分的に示す図である。 非接触帯電を行う従来の画像形成装置の帯電ギャップおよび書込みギャップを説明する図である。

符号の説明

１…画像形成装置、９…像担持体、１０…帯電手段、１１…像書込み手段、１４…帯電ローラ、１５…書込みヘッド、３２…第１ギャップ部材、３３…第２ギャップ部材、３６,３７…軸受、３８,３９…圧縮スプリング、４０…軸受支持部材、４２…帯電ローラガイド部材、４３…書込みヘッド位置決め部材、４４…書込みヘッド支持部材、４５…書込みヘッドガイド部材、４６…圧縮スプリング、４７…位置決め設定突出部、４８,４９…ばね受け部材

Claims (2)

1. 静電潜像が書き込まれる像担持体と、前記像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定される位置に帯電ローラ位置決め手段で位置決めされて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラと、前記像担持体に対して所定の書込みギャップが設定される位置に書込みヘッド位置決め手段で位置決めされて前記像担持体に静電潜像を書き込む書込みヘッドとを少なくとも備えている画像形成装置において、
   前記書込みヘッド位置決め手段と前記帯電ローラ位置決め手段は共通位置決め手段で構成されており、
   前記帯電ローラを回転可能に支持する軸受と、この軸受を前記像担持体の方へガイドするガイド手段と、前記帯電ローラを前記像担持体の方へ与圧する帯電ローラ与圧手段とを備え、
   前記ガイド手段は、ハウジングに固定されたガイド部材と、このガイド部材に摺動可能にガイドされかつ前記軸受を支持する軸受支持部材とを有し、
   前記共通位置決め手段は前記軸受支持部材に一体に設けられ、
   前記ガイド部材は断面矩形状に形成されており、前記書込みヘッド側と反対側のガイド部を前記書込みヘッド側のガイド部より前記像担持体側に長く設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記共通位置決め手段は、前記像担持体の外周面に前記像担持体が摺動回転可能に当接する摺動部材からな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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