JP2015044398A - 光書込ヘッド位置決め機構、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

光書込ヘッド位置決め機構、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度の低下を抑制しつつ、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が可能な光書込ヘッド位置決め機構を提供する。【解決手段】光書込ヘッド位置決め機構20に設けた2つのスペーサ部材21(a,b)に、それぞれ感光体3上のクリーニング領域幅:L3の端部を避けた第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aの2つの感光体接触面を有するように構成した。そして、スペーサ部材21(a,b)を、それぞれ、第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aとの間に感光体3上のクリーニング領域幅:L3の端部が位置するように配置した。【選択図】図5

Description

本発明は、感光体等の潜像担持体に静電潜像を書き込む光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構、光書込ヘッド位置決め機構を設けたプロセスカートリッジ、及びこれらのいずれかを備えた画像形成装置に関するものである。
一様に帯電された潜像担持体上に形成する画像の光を照射(露光)して静電潜像を形成する露光装置として光書込ヘッドを用いる画像形成装置が従来から知られている。
また、潜像担持体と、光書込ヘッドとの間に設けられ、潜像担持体と光書込ヘッドとの間隔を決める複数のスペーサ部材を備えた光書込ヘッド位置決め機構を備えた画像形成装置も知られている。
例えば、特許文献1には、画像形成を行う記録媒体の潜像担持体移動方向(以下、移動方向という)に垂直な方向(以下、幅方向という)の外側であって、潜像担持体の端部近傍に接触するようにスペーサ部材を2箇所設けた画像形成装置が記載されている。
しかし、上記のような画像形成装置では、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置決め精度(以下、位置精度という)が、経年的に低下するおそれがある。
また、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度の低下を抑制するために、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が困難になるおそれがある。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度の低下を抑制しつつ、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が可能な光書込ヘッド位置決め機構を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を露光するための光書込ヘッドとの間に設けられ、前記潜像担持体と接触する担持体接触面と、前記光書込ヘッドと接触するヘッド接触面とを有し、前記潜像担持体と前記光書込ヘッドとの間隔を決めるスペーサ部材を設けた光書込ヘッド位置決め機構において、前記潜像担持体には、その表面を清掃するクリーニング部材が接触しており、少なくとも1つのスペーサ部材は、前記潜像担持体上の前記クリーニング部材によるクリーニング領域の境界を避けた複数の担持体接触面を有し、少なくとも2つの隣り合う担持体接触面の間に前記クリーニング領域の境界が位置するように配置されることを特徴とするものである。
本発明は、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度の低下を抑制しつつ、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が可能な光書込ヘッド位置決め機構を提供できる。
一実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図。 一実施形態に係るプロセスカートリッジの主要な構成を説明する断面説明図。 従来例に係るスペーサ部材の感光体軸方向の配置、及び寸法関係の説明図。 従来例に係るスペーサ部材の問題点の説明図。 実施例1に係るスペーサ部材の感光体軸方向の配置、及び寸法関係の説明図。 実施例1に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面とクリニングブレードのクリーニング領域幅の端部との関係の説明図。 実施例2に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面とクリニングブレードのクリーニング領域幅の端部との関係の説明図。 実施例2に係るスペーサ部材の説明図。 実施例2に係るスペーサ部材の第1感光体接触面の幅である先端幅と荷重との関係を説明するグラフ。 実施例3に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面とクリニングブレードのクリーニング領域幅の端部との関係の説明図。 実施例4に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面と、感光体表面との接触状態の説明図。 実施例5に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面と、感光体表面との接触状態の説明図。 実施例6に係るスペーサ部材の第1感光体接触面及び第2感光体接触面と、感光体表面との接触状態の説明図。
以下、本発明を電子写真方式のモノクロ画像形成装置であるプリンタ(以下、プリンタ100という)に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げて説明する。
本実施形態のプリンタ100は、次の構成に係る点が最大の特徴となっている。
静電潜像を担持する潜像担持体であるドラム状の感光体に対する露光装置として用いる光書込ヘッドの位置決めを行う光書込ヘッド位置決め機構に設ける、感光体と光書込ヘッドとの間隔を決めるスペーサ部材を2つ(複数)設けている。これらのスペーサ部材の内、少なくとも1つは、クリーニング部材によるクリーニング領域の境界を避けた担持体接触面である感光体接触面を複数有している。そして、いずれか2つの隣り合う感光体接触面の間にクリーニング領域の境界が位置するように配置されている点である。
まず、プリンタ100の基本的な全体構成及び動作について、図を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタ100の構成を示す概略構成図、図2は、プロセスカートリッジ2の主要な構成を説明する断面説明図である。
図1に示すように、このプリンタ100は、装置本体110のほぼ中央部に潜像担持体であるドラム状の感光体3を備えたプロセスカートリッジ2を備えている。プロセスカートリッジ2内部の感光体3の上に配置された感光体3に潜像を形成するための露光装置60を配置している。このプロセスカートリッジ2の下方には、プロセスカートリッジ2で形成されたドラム状の感光体3上のトナー像を記録媒体である用紙Pに転写する転写ローラ70を備えている。
装置本体110の下部には、感光体3上のトナー像を転写するための用紙Pを積載して収容する給紙カセット11、給紙カセット11から用紙Pを順次、感光体3と転写ローラ70との間の転写部に送り出す給紙ローラ12を備えている。
また、プロセスカートリッジ2の図中左方には、用紙P上のトナー像を熱定着する定着装置80を備えており、定着装置80の上方には、プリンタ100の上面に設けられた排紙トレーに、熱定着された用紙Pを排紙する排紙ローラ対15が設けられている。
また、図2に示すように、プロセスカートリッジ2は、感光体3の回転方向に対し順に、帯電ローラ6、露光装置60、現像装置の現像ローラ4、感光体クリーニング装置のクリーニングブレード5などが配置され、作像部を構成している。このプロセスカートリッジ2においては、感光体3と感光体3の周囲に配設される帯電ローラ6、露光装置60、現像ローラ4、クリーニングブレード5が1つのユニットとして共通の支持体に支持され、プリンタ本体に対して一体に着脱可能になっている。
ここで、露光装置60には、光書込ヘッド61が用いられており、プロセスカートリッジ2には、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置を決める光書込ヘッド位置決め機構である光書込ヘッド位置決め機構20を備えている。
光書込ヘッド位置決め機構20には、詳しくは後述するが、感光体3と光書込ヘッド61とに接触し、感光体3と光書込ヘッド61との間隔を決めるスペーサ部材21(a,b)が配置されている。つまり、光書込ヘッド位置決め機構20に設けられたスペーサ部材21(a,b)は、感光体3と光書込ヘッド61との間に設けられ、両者の距離を規制する規制部材として機能し、感光体3と光書込ヘッド61の間隔を決める役目を果たしている。
なお、本実施形態の光書込ヘッド61の発光素子としては、LEDもしくは有機EL素子を好適に用いることができる。これらの発光素子を用いることで、露光装置60をコンパクトに構成してプリンタ100の小型化に貢献できるとともに、感光体3上に良好な静電潜像を形成することができる。
本実施形態のプロセスカートリッジ2では、感光体3の回転とともに、まず帯電ローラ6で感光体3表面を一様に帯電する。次いで、画像データに基づき露光装置60から射出された光束を照射して感光体3上に静電潜像を形成する。その後、現像ローラ4によりトナーを付着させ静電潜像を可視像化することで感光体3上にトナー画像を形成する。一方、給紙ローラ12は、給紙カセット11から記録媒体である用紙P(不図示)を1枚ずつ分離して搬送してレジストローラ14に突き当てて止める。
そして、プロセスカートリッジ2のトナー画像形成のタイミングに合わせて、レジストローラ14に突き当てて止めた用紙Pを感光体3と転写ローラ70とが対向する転写部に送り出す。転写部では、転写ローラ70に高電位を印加することによって感光体3と転写ローラ70に電位差を設けて感光体3上に形成されたトナー像を用紙P上に転写する。トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置80によりトナー画像を熱定着後、排紙ローラ対15によりプリンタ100の上面の排紙トレーに排紙される。一方、トナー画像転写後の感光体3の表面は、クリーニングブレード5により残留トナーが除去清掃され、次の画像形成に備える。
次に、本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた、光書込ヘッド位置決め機構20について、複数の実施例を挙げて詳しく説明する前に、本発明の課題を明確にするため、従来の光書込ヘッド位置決め機構の構成について説明する。また、各実施例の光書込ヘッド位置決め機構20、及び従来の光書込ヘッド位置決め機構の構成については、特に区別する必要がない限り、同一の構成部材や同様な機能を有した構成部材については、同一の符号を付して説明する。
(従来例)
従来のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の一例である従来例について、図を用いて説明する。
図3は、本従来例に係るスペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の配置、及び寸法関係の説明図である。なお、図3においては、スペーサ部材21(a,b)については、形状が分かり易いように感光体3の感光体軸を通る平面で切った断面を示し、感光体3やスペーサ部材21(a,b)の各領域幅、及び光書込ヘッド61については側面を示している。
図4は、本従来例に係るスペーサ部材21(a,b)の問題点の説明図である。そして、図4(a)がクリーニングブレード5をすり抜けたクリーニング残留物がスペーサ部材21(a,b)に堆積する前の説明図、図4(b)がクリーニングブレード5をすり抜けたクリーニング残留物のスペーサ部材21(a,b)への堆積時の説明図である。図4(c)が堆積したクリーニング残留物のスペーサ部材21(a,b)から最大画像領域側へこぼれ落ちる時の説明図、図4(d)がこぼれ落ちたクリーニング残留物の感光体3上への固着の説明図である。図4(e)がこぼれ落ちて感光体3上へ固着したクリーニング残留物を起点として固着物が大きくなる時の説明図である。
図3に示すように、露光装置60に用いる光書込ヘッド61は、図示しない発光基板、及びレンズアレイ62を保持するヘッドフレーム63で構成されている。また、光書込ヘッド61の位置決めを行う光書込ヘッド位置決め機構20に備えるスペーサ部材21(a,b)を、感光体3と光書込ヘッド61との間に感光体3の感光体軸方向に2ヶ所設けている。
また、例えば図4(a)に示すように、スペーサ部材21aには、光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211aを2箇所、スペーサ部材21bには、光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211bを1箇所設けている。また、スペーサ部材21(a,b)には、感光体3に接触する担持体接触面である第1感光体接触面212(a,b)を有している。
そして、スペーサ部材21(a,b)のヘッド接触面211(a,b)はレンズアレイ62の感光体軸方向外側のヘッドフレーム63に接触するよう配置されている。
このような光書込ヘッド位置決め機構20を備えたプロセスカートリッジ2やプリンタ100は、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度が、経年的に低下するおそれがある。また、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度の低下を抑制するために、プロセスカートリッジ2やプリンタ100の小型化が困難になるおそれがある。
これらの不具合は、いずれも感光体3とスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)との間に転写残トナー等の残留トナーが入り込むことで、感光体3に対するスペーサ部材21(a,b)の位置精度が低下することが原因で生じてしまう。
以下、上記不具合が発生する理由を詳細に説明する。
この従来例でも、図2を用いて説明した本実施形態のプロセスカートリッジ2と同様に、転写後に感光体3上に残った転写残トナー等をかき取って除去するクリーニング部材であるクリーニングブレード5を有している。このように除去する構成では、クリーニングブレード5の感光体軸方向両端にはクリーニング装置等のケースとの隙間を埋めるためのシール部材があるが、その隙間から除去できなかった転写残トナー等が残留トナーとして感光体3上にスジ状に残る場合がある。すなわち、感光体3上のクリーニングブレード5によるクリーニング領域の境界(クリーニング領域幅:L3の端部。以下、適宜、クリーニング領域端という)近傍に、スジ状の残留トナーが残る場合がある。
このスジ状の残留トナーの単位幅当たりの量は、他の部分で生じるクリーニングブレード5をすり抜けた残留トナー、つまりクリーニング残留物の単位幅当たりの量よりも多い。このため、スペーサ部材(a,b)、現像ローラ4、帯電ローラ6、又は再度、クリーニングブレード5に到達した際に、他の部分に比べで感光体3上に固着し易くなる。
このように、感光体3上に残留トナーの固着が発生すると、感光体3に対する光書込ヘッド位置決め機構20に設けたスペーサ部材21(a,b)の位置精度が低下し、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度も低下する。すなわち、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度が、経年的に低下するおそれがある。
一方、光書込ヘッド61の焦点深度は浅い(100μm程度)ため、高精度に感光体3との距離を決める必要がある。そして、スペーサ部材(a,b)は感光体3と接触しているため、スペーサ部材(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)と感光体3の間に、残留トナー等の異物が侵入しないように配置する必要がある。
そこで、本従来例のスペーサ部材21(a,b)では、感光体3との間に残留トナー等の異物の侵入を避けるため、クリーニングブレード5によるクリーニング領域端近傍に発生する残留トナーのスジを避ける必要がある。このため、スペーサ部材21(a,b)は、クリーニング領域の内側、又は外側、且つ、感光体3上にトナーが付着しない領域に配置することが望ましい。
図3はクリーニング領域内にスペーサ部材21(a,b)を配置した場合を示している。
ここで、クリーニング領域幅の長さをL3、画像形成領域の長さをL1とスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)の長さをL2a、L2bとする。すると、クリーニング領域幅:L3は、少なくともL3>L1+L2a+L2bの長さが必要となり、クリーニング部材であるクリーニングブレード5の感光体軸方向の長さが長くなってしまう。また、スペーサ部材21(a,b)を、クリーニング領域の外側に配置した場合は、クリーニング領域外の感光体3の長さL4a、L4bを、L2a、L2bよりも長くする必要があるため、感光体3の感光体軸方向の全長が長くなってしまう。
本従来例では、スペーサ部材21(a,b)は、クリーニング領域端近傍に発生する残留トナーのスジを避けるようにクリーニング領域端の内側、又は外側に配置する必要があるため、必然的に感光体3やクリーニングブレード5の全長が長くなってしまう。
したがって、上記のように感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度の低下を抑制するために、プロセスカートリッジ2やプリンタ100の小型化が困難になるおそれがある。
ここで、感光体3やクリーニングブレード5の全長が長くなることを抑制するために、スペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の長さ(幅)を短くすることも考えられるが、次の理由により所定の長さが必要である。
感光体3と光書込ヘッド61との間隔を決めるためには、所定の荷重(付勢力)を光書込ヘッド61側から感光体へ加える必要がある。しかし、スペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の長さを短くしずぎると、感光体3とスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)との間に生じる圧力が高くなりすぎて、感光体3とスペーサ部材21(a,b)の磨耗が促進されてしまう。
また、各接触部分の構成によっても異なるが、スペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向への転等防止のためにも、スペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の長さは所定長さ必要である。
なお、上記した特許文献1にも、潜像担持体(感光体ドラム)上に転写後に残った残留トナー等を清掃するクリーニング部材(クリーニングブラシ)が潜像担持体に接触するように設けられている。そして、スペーサ部材の潜像担持体に接触する接触面の潜像担持体移動方向の上流側に、潜像担持体移動方向に垂直な方向に対して傾斜した辺を形成する側面を設け、潜像担持体移動方向に垂直な方向に所定長さを有したスペーサ部材が記載されている。このようにスペーサ部材に潜像担持体移動方向に垂直な方向に対して傾斜した辺を形成する側面を設けることで、残留トナー等を上記傾斜に沿って移動させ、スペーサ部材の潜像担持体移動方向の上流側への残留トナー等の堆積を抑制できると記載されている。
しかし、特許文献1に記載のスペーサ部材は潜像担持体移動方向上流側端部に、傾斜した辺を形成するので、スペーサ部材の上流側では、潜像担持体移動方向に垂直な方向の長さ(幅)が上流側から下流側へ向う程広くなる。このため、経年的な潜像担持体及びスペーサ部材の磨耗や加工誤差により、スペーサ部材の上流側端部の辺を潜像担持体としての感光体ドラム等の曲率に対して隙間無く当接させることは困難であり、残留トナー等が潜像担持体とスペーサ部材との間に入り込み易い。
特に、上記スジ状の残留トナーが生じるクリーニング領域端では、他の部分で生じるクリーニング残留物の単位幅当たりの量よりも多いため、上記のような傾斜を設けていても、残留トナー等が潜像担持体とスペーサ部材との間に入り込み易くなる。このように残留トナー等が入り込むと、潜像担持体との摩擦熱と、スペーサ部材からの押圧力とにより入り込んだ残留トナー等が潜像担持体上に固着して、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置決め精度が低下して、画像不良を引き起こしてしまうおそれがある。
このような不具合の発生を抑制するためには、本従来例と同様にスジ状の残留トナーの潜像担持体上への固着の発生を抑制するため、上記クリーニング領域の境界の内側、又は外側にスペーサ部材を配置して、上記スジ状の残留トナーを避けざるを得ない。
したがって、スペーサ部材の潜像担持体移動方向上流側に傾斜した辺を形成する側面を設けた構成でも、本従来例と同様にプロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が困難になるおそれがある。
また、特許文献2には、クリーニング部材を有するか否か不明なものの、潜像担持体に接触するスペーサ部材の接触面の、潜像担持体移動方向上流側から残留トナー等が、潜像担持体とスペーサ部材の接触面との間に入り込み難くする構成が記載されている。しかし、仮にクリーニング部材を設け、上記スジ状の残留トナーが生じるクリーニング領域端にスペーサ部材を配置してしまうと、残留トナー等が潜像担持体とスペーサ部材との間に入り込んでしまうおそれがある。
また、後述する本実施形態のスペーサ部材21の一部の構成と類似した、潜像担持体に接触するスペーサ部材の接触面の幅方向略中央に、移動方向に沿った溝を1つ設ける構成が記載されている。しかし、上記したクリーニング領域の境界と、スペーサ部材の各接触面との幅方向の位置に関わる構成は記載も示唆もされていない。
したがって、特許文献2を参照したとしても、上記したようにクリーニング領域の境界を避けてスペーサ部材を配置してしまい、潜像担持体やクリーニング部材の幅方向の長さが長くなって、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が困難になるおそれがある。
また、本従来例のスペーサ部材21(a,b)は、図4(a)に示すように、感光体3の感光体軸方向において、クリーニングブレード5によるクリーニング領域の内側、つまりクリーニング領域端の内側に配置されている。
クリーニングブレード5は、転写後に感光体3に残った転写残トナー等は清掃できるが、トナーから剥がれ落ちた遊離物質(シリカ等)は数nm程度の大きさであるため、クリーニングブレード5で清掃できずにすり抜けて、クリーニング残留物となる場合がある。このクリーニング残留物は、感光体3の回転にともなって、図4(b)に示すように、スペーサ部材21(a,b)の感光体回転方向の上流側に堆積する。
その後、堆積したクリーニング残留物は、図4(c)に示すように、振動等により、あるタイミングで最大画像領域側にこぼれる。この最大画像領域側にこぼれ落ちたクリーニング残留物は、図4(d)に示すように、現像ローラ4(図2参照)やクリーニングブレード5によって感光体3上に押し付けられて、感光体3上に固着する。
そして、図4(e)に示すように、固着したクリーニング残留物が起点となり、固着したクリーニング残留物の上に残留トナー等がさらに付着してしまうため固着物(通称:メダカ)が大きくなってしまい、最終的に画像不良が生じることととなる。
(実施例1)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例1について、図を用いて説明する。
図5は、本実施例に係るスペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の配置、及び寸法関係の説明図である。図6は、本実施例に係るスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)とクリーニングブレード5のクリーニング領域幅:L3の端部との関係の説明図でる。そして、図6(a)がスペーサ部材21(a,b)を上方から見た説明図、図6(a)がスペーサ部材21(a,b)を正面から見た説明図である。なお、図5においては、説明の関係上、感光体3上の各領域幅等や光書込ヘッド61については側面を示し、スペーサ部材21(a,b)については、感光体3の感光体軸を通る平面で切った断面を示している。
本実施例では、上記した参考例の問題点を解消するために、光書込ヘッド位置決め機構20を次のように構成した。
本実施例の露光装置60に用いる光書込ヘッド61は、上記した従来例と同様に、図示しない発光基板、及びレンズアレイ62を保持するヘッドフレーム63で構成されている。また、図5に示すように、光書込ヘッド61の位置決めを行う光書込ヘッド位置決め機構20に備えるスペーサ部材21(a,b)を、感光体3と光書込ヘッド61との間に感光体3の感光体軸方向の両端近傍の2ヶ所設けている。
また、図6(a)に示すように、図中右側のスペーサ部材21aには、光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面であるヘッド接触面211aを2箇所設けられている。一方、図中左側のスペーサ部材21bには、光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211bを1箇所設けられ、3つのヘッド接触面で光書込ヘッド61を受けている。そして、図5に示すように、スペーサ部材21(a,b)のヘッド接触面211(a,b)はレンズアレイ62の感光体軸方向外側のヘッドフレーム63に接触するよう配置されている。
しかし、本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20では、従来例と異なり、スペーサ部材21(a,b)には、図5に示すように感光体3に接触する担持体接触面として、第1感光体接触面212(a,b)に加え、第2感光体接触面213(a,b)を有している。すなわち、スペーサ部材21(a,b)には、それぞれ2つ(複数)の感光体接触面を有している。
また、第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)との間は、図5及び図6(b)に示すように感光体3と接触していない。そして、スペーサ部材21(a,b)は、第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)が感光体3上のクリーニング領域端を避けた位置に接触し、且つ、互いの間に感光体3上のクリーニング領域端が位置するように配置される。つまり、スペーサ部材21(a,b)は、各感光体接触面が感光体3上のクリーニング領域端を避け、且つ、跨ぐように配置されている。
上記のように構成することで、スジ状の残留トナーが感光体3とスペーサ部材21(a,b)との間に入り込んだ後、固着して潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度が低下することを回避することが可能である。
このように回避できるため、例えスペーサ部材21(a,b)の感光体軸方向の長さが同じでも、従来の構成よりも、感光体軸方向に垂直な方向における、各スペーサ部材21(a,b)の配置の自由度を高めることができる。こように自由度を高めることで、各スペーサ部材21(a,b)の配置位置を、クリーニング領域端の位置ではなく、潜像担持体の最大画像領域幅:L1の端部との関係で決めることができる。
したがって、感光体3やクリーニングブレード5の感光体軸方向の長さを、従来例や、特許文献1、2のスペーサ部材を設けた構成よりも短くできる。
よって、感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度の低下を抑制しつつ、プロセスカートリッジ2やプリンタ100の小型化が可能な光書込ヘッド位置決め機構20を提供できる。
また、クリーニングブレード5の長さを短くすることで、感光体3の感光体軸方向の長さを、さらに短くすることも可能である。
また、本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20では、図5等に示すように、スペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)をクリーニングブレード5のクリーニング領域幅:L3内に配置している。このため、スペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側の側面には、クリーニング残留物が堆積するおそれがある。
しかし、図4(a)〜(e)を用いて説明した従来例とは異なり、本実施例では、第1感光体接触面212(a,b)に加え、第2感光体接触面213(a,b)を設けているとともに、各感光体接触面の形状(幅)を異ならせている。
このため、クリーニング領域(クリーニング領域幅:L3)外の第2感光体接触面213(a,b)よりも、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)の感光体軸方向の長さ(幅)を短くできる。したがって、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側にクリーニング残留物が堆積することを抑制し、クリーニング残留物が最大画像領域(最大画像領域幅:L1)内で固着する機会を減らすことが可能となる。
また、クリーニング領域外の第2感光体接触面213(a,b)よりも、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)の感光体軸方向の長さを短くすることで、同じ形状の感光体接触面を複数有する構成に比べて、クリーニング領域幅を短くできる。したがって、同じ形状の感光体接触面を複数有する構成よりも、感光体軸方向の感光体3やクリーニングブレード5の長さを短くすることもできる。
なお、上記した本実施例では、スペーサ部材21(a,b)の両方に第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)を設け、それぞれ有した各感光体接触面の間にクリーニング領域端が位置するように配置する構成の例を挙げて説明している。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、スペーサ部材21aにだけ、第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aとを設けて、これらの間にクリーニング領域端の片方が位置するように配置しても良い。
上記のように、少なくとも一方のスペーサ部材21aを構成することで、上記した従来例や特許文献1、2に記載の構成よりも、感光体3やクリーニングブレード5の感光体軸方向の長さを短くできる。
但し、スペーサ部材21(a,b)の両方に第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)を設け、各感光体接触面の間にクリーニング領域端を位置させた方が、片方に設ける構成よりも感光体3やクリーニングブレード5を短くできる。
また、上記した本実施例では、スペーサ部材21(a,b)に、第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)の2つの感光体接触面を設ける構成の例を挙げて説明している。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、スペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)との間に、それぞれ第3の感光体接触面(a,b)を設ける。そして、第1感光体接触面212(a,b)と第3の感光体接触面(a,b)との間に、それぞれクリーニング領域端が位置するようにスペーサ部材21(a,b)を配置しても良い。
上記のように3つ以上の感光体接触面(a,b)を設けることで、各感光体接触面の感光体軸方向の長さ(幅)を短くして、クリーニング領域内に設けられる第1感光体接触面212(a,b)の感光体軸方向の長さを短くすることが可能となる。そして、感光体回転方向上流側端部に堆積するクリーニング残留物の量を減らして、堆積したクリーニング残留物の固着に起因した、画像不良の発生を抑制することができる。
但し、スペーサ部材21(a,b)に設ける感光体接触面を、2つにした方が、3つ以上設ける構成よりも、加工誤差や磨耗の影響を低減でき、感光体3と各感光体接触面との接触状態を安定させることができる。
また、上記した本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20を備えることで、プロセスカートリッジ2、及びプリンタ100は、光書込ヘッド位置決め機構20と同様な効果を奏することができる。
(実施例2)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例2について、図を用いて説明する。
図7は、本実施例に係るスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)とクリーニングブレード5のクリーニング領域幅:L3の端部との関係の説明図でる。そして、図7(a)がスペーサ部材21(a,b)を上方から見た説明図、図7(a)がスペーサ部材21(a,b)を正面から見た説明図である。
図8は、本実施例に係るスペーサ部材21aの説明図である。そして、図8(a)がスペーサ部材21aの斜め上からの斜視説明図、図8(b)がスペーサ部材21aの感光体軸方向内側からの側面説明図、図8(c)がスペーサ部材21aの感光体3側からの底面説明図である。また、図8(d)がスペーサ部材21aの第1感光体接触面212aの幅である先端幅:t1、及び第1感光体接触面212aを設けたリブ形状部の根元の幅であるリブ幅:t2の斜め下からの斜視説明図である。図9は、本実施例に係るスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)の幅である先端幅:t1と荷重との関係を説明するグラフである。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例1の光書込ヘッド位置決め機構と、スペーサ部材21(a,b)の形状に係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1及び従来例と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20では、上記したように、スペーサ部材21(a,b)に有した第1感光体接触面212(a,b)を、上記した実施例1のスペーサ部材に有した第1感光体接触面と異なり、感光体回転方向に対して傾斜させている。なお、第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)の間に、クリーニング領域端が位置するようにスペーサ部材21(a,b)が配置されている点は、上記した実施例1と同様である。つまり、スペーサ部材21(a,b)は、各感光体接触面が感光体3上のクリーニング領域端を避け、且つ、クリーニング領域端を跨ぐように配置されている。したがって、上記した実施例1と同様な効果を奏することができる。
また、図7(a)、(b)に示すように図中右側のスペーサ部材21aには光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211aが2ヶ所設けられている。一方、図中左側のスペーサ部材21bには光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211bが1ヶ所設けられ、3つの面で光書込ヘッド61を受けている。
そして、スペーサ部材21(a,b)に有した第1感光体接触面212(a,b)を感光体3の回転方向に対して傾斜させており、感光体回転方向に対して上流側から下流側に向かって、傾斜の方向は内側から外側に広がるような構成となっている。
この傾斜により、スペーサ部材21(a,b)に有した第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側にクリーニング残留物が堆積することを防げるため、図4を用いて説明した従来例とは異なり、画像不良の発生を抑制することが可能となる。
具体的には、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)を傾斜させることで、感光体3の回転にともなって、傾斜に沿って第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側のクリーニング残留物を移動させる(流す)ことができる。したがって、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側にクリーニング残留物が堆積することを抑制し、クリーニング残留物が最大画像領域幅:L1などの最大画像領域内で固着する機会を減らすことが可能となる。
また、中央側に配置される第1感光体接触面212(a,b)の傾斜を感光体回転方位上流から下流に向かって中央側から離れる傾斜とすることで、クリーニング残留物を傾斜に沿って移動させ、最大画像領域内(最大画像領域幅:L1)から遠ざけることができる。このように遠ざけることで、上記した実施例1の構成よりもクリーニング残留物が最大画像領域内で固着する機会を減らして、画像不良の発生を抑制できる。
次に、本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20に設けたスペーサ部材21(a,b)の構成について、さらに詳しく説明する。
なお、スペーサ部材21(a,b)は、感光体軸方向にほぼ対称な形状をしており、それぞれの構成も光書込ヘッド61とのヘッド接触面(a,b)の数を除き、ほぼ同様であるため、以下の説明では、スペーサ部材21aを例にとって説明する。
本実施例のスペーサ部材21aは、実施例1のスペーサ部材21と同様に、感光体3との感光体接触面を、第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aの2つ設けている。
具体的には、図8(a)乃至(d)に示すように、スペーサ部材21aは光書込ヘッド61に接触するヘッド接触面211aを2箇所、感光体3と接触する感光体接触面を第1感光体接触面212a、第2感光体接触面213aの2箇所有している。そして、光書込ヘッド61がヘッド接触面211a上に当接した際に、コイルばねなどからなる付勢手段(不図示)により、ヘッド接触面211aは光書込ヘッド61から感光体3方向への荷重を受ける構成となっている。
第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aとは、スペーサ部材21aの2つのヘッド接触面211aを設けた平板状の部分の、各ヘッド接触面211aを設けた面とは反対側(感光体3側)にそれぞれ形成されたリブ形状部の先端に形成された面である。また、第1感光体接触面212a、第2感光体接触面213aを設けた各リブ形状部の他にはリブ形状部は設けず、図8(c)に示すようにスペーサ部材21aの第1感光体接触面212a、第2感光体接触面213aの各リブ形状部は、離して配置している。
また、図8(b)、(c)に示すように、感光体3と接触するリブ形状部に切欠かられた部分の先端の面である傾斜した第1感光体接触面212aの形状は円弧形状で、且つ傾斜を有する形状となっている。そして、上記したようにスペーサ部材21aの傾斜部分の接触面でもある第1感光体接触面212aは、スペーサ部材21aに設けられたリブ形状部の先端の面であるため、弾性変形し易くなり、感光体3との隙間をなくすことができる。したがって、クリーニング残留物のすり抜けを抑制できる。
加えて、図8(c)、(d)に示すように感光体3との第1感光体接触面212aの幅である先端幅:t1は、第1感光体接触面212aを設けたリブ形状部の根元の幅であるリブ幅:t2よりも細く(小さく)形成されている。このように構成することで、先端幅:t1とリブ幅:t2とが同じ構成のものよりも弾性変形し易くなり、感光体3にさらに当接し易くなるように構成されている。
ここで、先端幅:t1とスペーサ部材21aにかける荷重の条件を変化させて、クリーニング残留物の除去効果と、感光体3及びスペーサ部材21aの耐久性の変化を検証する、発明者らが行った実験結果を図9を用いて説明する。なお、図9に示した実験結果を得た実験は以下のような条件のもとに行った。
<実験条件>
・感光体3の線速:240[mm/s]
・感光体径:φ30[mm]
・押圧方法:ヘッド接触面211aを2箇所を押圧
・第1感光体接触面212aの形状:
感光体回転方向(第2感光体接触面213a)に対するリブ形状部の角度:23[°]
感光体軸方向に垂直なリブ形状部が設けられた平面に投影した場合の長さ:12.8[mm]
・第2感光体接触面213aの形状:
感光体軸方向長さ(幅):2.0[mm]
感光体3と接触している部分の円弧の長さ:9.7[mm]
図9に示すように、スペーサ部材21aの第1感光体接触面212aの先端の幅である先端幅:t1については、小さいほうが第1感光体接触面212aは感光体3に当接し易いが、小さくしすぎると部品製作し難くなる。或いは、感光体3上の付着物により、スペーサ部材21aの第1感光体接触面212a(,b)を設けたリブ形状部の先端近傍が欠ける等の問題が発生する。このようにリブ形状部の先端近傍が欠けると、欠けた以降、感光体3上のクリーニング残留物のすり抜けが発生してしまい好適にクリーニング残留物の除去が行えなくなってしまう。
このようなリブ形状部の先端近傍の欠けの発生を抑制するためには、図9に示すように、先端幅:t1を0.1[mm]以上に設定することが望ましい。
一方、スペーサ部材21aの第1感光体接触面212aの幅である先端幅:t1を、大きくすると部品製作が容易になるが、第1感光体接触面212aが感光体3に当接し難くなる。このように、リブ形状部の先端の第1感光体接触面212aが感光体3に当接し難くなると、感光体3との間に隙間ができてしまい、感光体3上のクリーニング残留物のすり抜けが発生してしまい好適にクリーニング残留物の除去が行えなくなってしまう。
このように感光体3との間に隙間が発生を抑制するためには、図9に示すように、先端幅:t1を0.6[mm]以下に設定することが望ましい。
また、スペーサ部材21aにかける荷重については、大きい方がスペーサ部材21aは感光体3に当接し易くなるが、感光体3やスペーサ部材21aが摩耗してしまい、耐久試験後半での耐久性が低下する(磨耗NG)。そして、光書込ヘッド61と感光体3の距離が近づきすぎて光書込ヘッド61の焦点ボケが発生してしまう。
このような感光体3やスペーサ部材21aの耐久性の低下を抑制するためには、図9に示すように、スペーサ部材21aにかける荷重を8[N]以下に設定することが望ましい。
一方、スペーサ部材21aにかける荷重を小さくすると、感光体3やスペーサ部材21aの摩耗を抑制して耐久性を向上させることができるが、スペーサ部材21aの第1感光体接触面212aが感光体3に当接し難くなる。このように、リブ形状部の先端の第1感光体接触面212aが感光体3に当接し難くなると、感光体3との間に隙間ができてしまい、感光体3上のクリーニング残留物のすり抜けが発生してしまい好適にクリーニング残留物の除去が行えなくなってしまう。
このように感光体3との間に隙間が発生を抑制するためには、図9に示すように、スペーサ部材21aにかける荷重を3[N]以上に設定することが望ましい。
以上の結果により、本実施例の構成においてはスペーサ部材21aの先端の先端幅:t1は0.1[mm]〜0.6[mm]の範囲、スペーサ部材21aにかける荷重は3[N]〜8[N]の範囲に設定することが望ましいといえる。
すなわち、傾斜した、スペーサ部材21aのリブ形状部の先端に形成された第1感光体接触面212aの先端幅:t1を0.1[mm]〜0.6[mm]の範囲に設定することで、次のような効果を奏することができる。感光体3表面に付着したクリーニング残留物によるスペーサ部材21aに形成された傾斜を有する第1感光体接触面212aの欠けを抑制できる。また、傾斜を有する第1感光体接触面212aと感光体3との当接不足により生じた隙間から、クリーニング残留物のすり抜けの発生も抑制できる。
また、スペーサ部材21aにかける荷重を3[N]〜8[N]の範囲に設定することで、次のような効果を奏することができる。感光体3やスペーサ部材21aの磨耗による感光体3に対する光書込ヘッド61の位置精度の低下に起因した光書込ヘッド61の焦点ボケの発生を抑制できる。また、スペーサ部材21aに形成された傾斜を有する第1感光体接触面212aと感光体3との当接不足によるクリーニング残留物のすり抜けの発生を抑制できる。
(実施例3)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例3について、図を用いて説明する。
図10は、本実施例に係るスペーサ部材21(a,b)の第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)とクリーニングブレード5のクリーニング領域幅の端部との関係の説明図である。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例2の光書込ヘッド位置決め機構と、スペーサ部材21(a,b)の配置に係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1、2及び従来例と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例2と、第1感光体接触面212(a,b)の感光体軸方向内側の端部を最大画像領域幅:L1内に配置していることに係る点のみ異なる。
具体的には、本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20では、図10(a)、(b)に示すように、上記した実施例2のスペーサ部材よりも、感光体軸方向内側にスペーサ部材21(a,b)を配置している。そして、スペーサ部材21(a,b)に有した傾斜した第1感光体接触面212(a,b)を、その先端部に形成するリブ形状部の感光体回転方向上流側端部を最大画像領域幅:L1内に、下流側端部を最大画像領域幅:L1外になるように配置している。なお、スペーサ部材21(a,b)の配置位置は、第1感光体接触面212(a,b)を、その先端部に形成するリブ形状部で、光書込ヘッド61による感光体3の最大画像領域幅:L1の範囲を妨げない位置としている。
つまり、光書込ヘッド位置決め機構20の感光体軸方向の中央側に配置される第1感光体接触面212(a,b)は、感光体回転方向上流から下流に向かって、感光体3における最大画像領域の内側から外側にわたって接触するような傾斜を有している。
このように光書込ヘッド位置決め機構20を構成することで、次のような効果を奏することができる。
中央側に配置される第1感光体接触面212(a,b)の感光体方向上流側であって、最大画像領域内のクリーニング残留物を最大画像領域外に移動させることができる。したがって、クリーニング残留物が最大画像領域内で固着する機会を、上記した実施例2の構成よりも減らして、画像不良の発生をさらに抑制できる。つまり、クリーニング残留物が最大画像領域内で固着する機会を大幅に減らして、画像不良の発生をさらに抑制できる。また、上記した実施例2よりも、スペーサ部材21(a,b)を、感光体軸方向内側に配置できるので、実施例2の構成よりも、感光体3の感光体軸方向の長さを短くすることもできる。
また、上記した実施例2の構成では、僅かではあるが、第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側の端部から感光体軸方向外側に移動されずに、クリーニング残留物が感光体軸方向内側にこぼれることがある。このため、第1感光体接触面212(a,b)の感光体軸方向内側の端部付近の感光体3上に、クリーニング残留物の固着が、僅かではあるが発生するおそれがある。この固着を放置したまま、画像形成動作を長期に亘り継続すると、固着したクリーニング残留物の上に残留トナー等がさらに付着してしまい、固着物が大きくなって最終的に画像不良が生じてしまうおそれがある。
一方、本実施例の構成のように第1感光体接触面212(a,b)の感光体回転方向上流側の端部を最大画像領域内に設けることで、これらの端部からこぼれる僅かなクリーニング残留物を、最大画像領域内にこぼすことができる。
このように、最大画像領域内にこぼすことで、仮にこぼれたクリーニング残留物が感光体3上に固着したとしても、次回、クリーニングブレード5を通過するときに、転写残トナーによる研磨作用を利用して、かき取ることが可能となる。また、定期的に、感光体3上に、クリーニング用のトナーを担持させ、上記した固着物を積極的に除去するように構成することもできる。
(実施例4)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例4について、図を用いて説明する。
図11は、本実施例に係るスペーサ部材21bの第1感光体接触面212b及び第2感光体接触面213bと、感光体3の表面との接触状態の説明図である。そして、図11(a)が付勢手段により付勢する前の状態を示し、図11(b)が付勢手段により付勢した後の状態を示している。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例2、3の光書込ヘッド位置決め機構と、付勢手段により付勢される前のスペーサ部材21(a,b)の形状を規定したことに係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1乃至3及び従来例と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
上記した実施例2、3の光書込ヘッド位置決め機構20は、実施例2で説明したように、光書込ヘッド61がヘッド接触面211(a,b)上に当接した際に、ヘッド接触面211aは、付勢手段により光書込ヘッド61側から感光体3方向への荷重を受ける。この荷重により、スペーサ部材21(a,b)の、少なくとも第1感光体接触面212(a,b)は、弾性変形して感光体3との隙間をなくすことができ、クリーニング残留物のすり抜けを抑制できる旨、実施例2では説明した。また、第1感光体接触面212(a,b)の感光体3に接触する先端幅:t1の好適な範囲や、スペーサ部材21(a,b)にかける荷重の好適な範囲について説明した。
そして、実施例2、3では、第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)が感光体3に向けて付勢手段により付勢される前の形状については、第1感光体接触面212(a,b)の形状が円弧形状であるとしか規定していなかった。
しかし、スペーサ部材21(a,b)の加工誤差や取り付け誤差等により、スペーサ部材21(a,b)が、感光体3に向けて付勢手段により付勢されて接触したときの、位置及び姿勢が不安定になるおそれがある。このように不安定になると、第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)が、感光体3に接触する位置や姿勢が、設計時に想定したものと異なって、光書込ヘッド61と感光体3との間の、所望の距離を得られなくなってしまう。つまり、正常に光書込ヘッド61の位置決めを行うことができなくなってしまう。
また、第1感光体接触面212(a,b)及び第2感光体接触面213(a,b)の内のいずれかと、感光体3との当接圧が高まってしまい、当接圧が高まった感光体接触面や感光体3の部分の磨耗が進んで、これらにキズが付いてしまう。
そこで、本実施例のスペーサ部材21(a,b)では、第1感光体接触面212(a,b)と第2感光体接触面213(a,b)の曲率半径を次のように設定(規定)することとした。感光体3の回転方向と傾斜を持っている第1感光体接触面212(a,b)の曲率半径を感光体3の曲率半径よりも小さく、第2感光体接触面213(a,b)の曲率半径を感光体3の曲率半径よりも大きく設定した。
ここで、本実施例のスペーサ部材21(a,b)の構成は、ヘッド接触面211(a,b)の個数、及び、各スペーサ部材21の平板部に設ける位置に係ることが異なるだけであるので、以下の具体的な説明では、スペーサ部材21bについて説明する。
本実施例では、付勢手段により、スペーサ部材21bが付勢される前の各感光体接触面の形状を次のように設定した。図11(a)の右図に示すように第1感光体接触面212bの曲率半径を感光体3の曲率半径よりも小さくし、図11(a)の左図に示すように第2感光体接触面213bの曲率半径を感光体3の曲率半径よりも大きくした。
このように設定することで、付勢手段により付勢される前の第1感光体接触面212bは、図11(a)の右図に示すように、感光体3の回転方向上流側の端部である第1接触箇所と、回転方向下流側の第2接触箇所で、感光体3に接触する。また、付勢手段により付勢される前の第2感光体接触面213bは、図11(a)の左図に示すように、感光体3の回転方向上流側の端部と回転方向下流側の端部との間の第3接触箇所で、感光体3に接触する。
いずれの接触箇所でも、感光体3の軸方向断面においおては点接触するように接触し、図11(a)の中央の平面図に示すように、感光体3と3箇所で接触している。
そして、付勢手段によりスペーサ部材21bが付勢されると、第1感光体接触面212bは、図11(b)の右図に示すように、弾性変形して感光体3の対向する部分と第1感光体接触面212bの全体である第1接触領域で、感光体3に面接触する。一方、第2感光体接触面213bは、僅かに弾性変形するものの、感光体3の対向する部分と第3接触箇所である小さな部分で点接触するように接触する。
上記のように第1感光体接触面212bと感光体3とが面接触して密着し、第1感光体接触面212bと感光体3との間へのクリーニング残留物の侵入を、より低減することができる。
加えて、面接触する第1感光体接触面212bと、点接触するように接触する第2感光体接触面213bとで感光体3に接触する。つまり、2つの感光体接触面の感光体3に接触する曲面の軸が若干ずれていても、感光体3とスペーサ部材21の接触する位置(場所)や姿勢は大きく変わらず、光書込ヘッド61と感光体3の距離を安定させることができる。
また、付勢手段により付勢して、荷重をかけた際に変形させる必要のあるスペーサ部材21bの感光体接触面は2つの内、第1感光体接触面212bの1つだけなので、かける荷重も小さくてすむ。
さらに、荷重をかける前後共にスペーサ部材21bと感光体3は、面接触する第1感光体接触面212bと、点接触するように接触する第2感光体接触面213bの2箇所、つまり、3点以上で接触している。このため、スペーサ部材21bは感光体3に対して位置が安定し、光書込ヘッド61と感光体3の距離も安定する。
(実施例5)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例5について、図を用いて説明する。
図12は、本実施例に係るスペーサ部材21bの第1感光体接触面212b及び第2感光体接触面213bと、感光体3の表面との接触状態の説明図である。そして、図12(a)が付勢手段により付勢する前の状態を示し、図12(b)が付勢手段により付勢した後の状態を示している。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例4の光書込ヘッド位置決め機構と、スペーサ部材21(a,b)に設けた第2感光体接触面213(a,b)の形状に係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1乃至4及び従来例と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
上記した実施例4のスペーサ部材21(a,b)では、第2感光体接触面213(a,b)の曲率半径を、感光体3の曲率半径よりも大きくするとしか、規定していなかった。
本実施例のスペーサ部材21(a,b)では、第2感光体接触面213(a,b)の曲率半径を無限大、すなわち、第2感光体接触面213を平面とする構成とした。
具体的には、図12(a)、(b)の左図に示すように、第2感光体接触面213bを平面とした。
このようにスペーサ部材21(a,b)の形状を設定することで、スペーサ部材21(a,b)の製作が単純化され、部品精度を向上させることができる。
したがって、光書込ヘッド61と感光体3の距離の精度を、より向上させることができる。
(実施例6)
本実施形態のプリンタ100のプロセスカートリッジ2に備えた光書込ヘッド位置決め機構20の構成の実施例6について、図を用いて説明する。
図13は、本実施例に係るスペーサ部材21bの第1感光体接触面212b及び第2感光体接触面213bと、感光体3の表面との接触状態の説明図である。そして、図13(a)が付勢手段により付勢する前の状態を示し、図13(b)が付勢手段により付勢した後の状態を示している。
本実施例の光書込ヘッド位置決め機構20は、上記した実施例4、5の光書込ヘッド位置決め機構と、スペーサ部材21(a,b)に設けた第2感光体接触面213(a,b)の形状に係る点のみ異なる。したがって、上記した実施例1乃至5及び従来例と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
上記した実施例4のスペーサ部材21(a,b)では、第2感光体接触面213(a,b)の曲率半径を、感光体3の曲率半径よりも大きくするとし、実施例5のスペーサ部材21(a,b)では、第2感光体接触面213(a,b)を、平面としていた。
本実施例のスペーサ部材21(a,b)では、第2感光体接触面213(a,b)に凸部を設け、感光体3との接触部をこの凸部の底面とする構成とした。
具体的には、図13(a)、(b)の左図に示すように、感光体3の曲率半径よりも大きい曲率半径を有した第2感光体接触面213bに凸部を設け、感光体3との接触部をこの凸部の底面とする構成とした。
このようにスペーサ部材21(a,b)の形状を設定することで、部品の精度を確保する必要がある部分が、第2感光体接触面213(a,b)全体ではなく凸部の底面部のみでよくなる。
したがって、光書込ヘッド61と感光体3の距離の精度を、より向上させることができる。
上記本実施形態では、本発明を直接転写方式のモノクロ画像形成装置であるプリンタ100に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、4回転方式のカラー対応の画像形成装置、直転タンデム方式のカラー対応の画像形成装置、中間転写タンデム方式のカラー対応の画像形成装置にも適用可能である。
また、潜像担持体としてドラム状の感光体3を用いたプリンタ100について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、無端ベルト状の感光体、所謂、感光体ベルトを用いた画像形成装置にも適用可能である。より具体的には、感光体ベルトの架張ローラ(バックアップローラ)に感光体ベルトを介してスペーサ部材を当接させ、このスペーサ部材により感光体ベルトに対して光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構を備えた画像形成装置にも適用可能である。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体3などの静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を露光するための光書込ヘッド61などの光書込ヘッドとの間に設けられ、前記潜像担持体と接触する第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの担持体接触面と、前記光書込ヘッドと接触するヘッド接触面(a,b)などのヘッド接触面とを有し、前記潜像担持体と前記光書込ヘッドとの間隔を決めるスペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材を設けた光書込ヘッド位置決め機構20などの光書込ヘッド位置決め機構において、前記潜像担持体には、その表面を清掃するクリーニングブレード5などのクリーニング部材が接触しており、スペーサ部材21aなどの少なくとも1つのスペーサ部材は、前記潜像担持体上の前記クリーニング部材によるクリーニング領域幅:L3の端部などのクリーニング領域の境界を避けた複数の担持体接触面を有し、少なくとも2つの隣り合う第1感光体接触面212aと第2感光体接触面213aなどの担持体接触面の間に前記クリーニング領域の境界が位置するように配置されることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。
本態様では、少なくとも1つのスペーサ部材は、潜像担持体上のクリーニング領域の境界であるクリーニング領域端を避けた複数の担持体接触面の内、少なくとも2つの隣り合う担持体接触面の間に前記クリーニング領域の境界が位置するように配置される。
このため、少なくとも1つのスペーサ部材は、スジ状の残留トナーが潜像担持体とスペーサ部材の各担持体接触面との間に入り込んだ後、固着して潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度が低下することを回避することが可能である。
このように回避できるため、例えスペーサ部材の感光体軸方向などの潜像担持体移動方向に垂直な方向の長さが同じでも、従来の構成よりも、潜像担持体移動方向に垂直な方向における、少なくとも1つのスペーサ部材の配置の自由度を高めることができる。こように自由度を高めることで、少なくとも1つのスペーサ部材の配置位置を、クリーニング領域端の位置ではなく、潜像担持体の最大画像領域幅:L1の端部などの最大画像領域端部の位置との関係で決めることができる。
したがって、潜像担持体やクリーニング部材の潜像担持体移動方向に垂直な方向の長さを、従来例や、特許文献1、2のスペーサ部材を設けた構成よりも短くできる。
よって、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置精度の低下を抑制しつつ、プロセスカートリッジ2などのプロセスカートリッジやプリンタ100などの画像形成装置の小型化が可能な光書込ヘッド位置決め機構を提供できる。
(態様B)
(態様A)において、前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材は、第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの2つの担持体接触面を有していることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、スペーサ部材の担持体接触面と感光体3などの潜像担持体の表面との接触状態を安定させることができる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材は、前記クリーニング領域の両側の境界を跨ぐように2つ設けられていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。
クリーニング領域の境界を跨ぐスペーサ部材をクリーニング領域の一方に配置する構成よりも、感光体3などの潜像担持体の回転方向などの移動方向に垂直な感光体軸方向などの方向の潜像担持体やクリーニングブレード5などのクリーニング部材の長さを短できる。
(態様D)
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの前記複数の担持体接触面は、それぞれ形状が異なっていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1乃至3で説明したように、次のような効果を奏することができる。
例えば、クリーニング領域幅:L3などのクリーニング領域外の第2感光体接触面213(a,b)などの担持体接触面よりも、クリーニング領域内の第1感光体接触面212(a,b)などの担持体接触面の潜像担持体移動方向に垂直な方向の幅を短くできる。また、クリーニング領域内の担持体接触面を傾斜させることもできる。これらのように構成することで、クリーニング領域内の担持体接触面の潜像担持体移動方向上流側にクリーニング残留物が堆積することを抑制し、クリーニング残留物が最大画像領域幅:L1などの最大画像領域内で固着する機会を減らすことが可能となる。
また、クリーニング領域外の担持体接触面よりも、クリーニング領域内の担持体接触面の潜像担持体移動方向に垂直な方向の長さを短くすることで、同じ形状の担持体接触面を複数有する構成に比べて、クリーニング領域幅を短くできる。したがって、同じ形状の担持体接触面を複数有する構成よりも、潜像担持体の移動方向に垂直な方向の感光体3などの潜像担持体やクリーニングブレード5などのクリーニング部材の長さを短くすることもできる。
(態様E)
(態様D)において、第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの前記複数の担持体接触面の内、感光体3などの前記潜像担持体の回転方向などの移動方向に垂直な感光体軸方向などの方向における該潜像担持体の中央側の第1感光体接触面212(a,b)などの担持体接触面は、前記潜像担持体の移動方向に対して傾斜を有していることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(又は3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。
傾斜を有した担持体接触面に沿ってクリーニング領域幅:L3などのクリーニング領域内のクリーニング残留物を移動させることができ、スペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材の潜像担持体移動方向上流側に堆積することを抑制できる。
また、中央側に配置される担持体接触面の傾斜を潜像担持体の移動方向上流から下流に向かって中央側から離れる傾斜とすることで、クリーニング残留物を傾斜に沿って移動させ、最大画像領域幅:L1などの最大画像領域内から遠ざけることができる。このように遠ざけることで、クリーニング残留物が最大画像領域内で固着する機会を減らして、画像不良の発生を抑制できる。
(態様F)
(態様E)において、第1感光体接触面212(a,b)などの前記中央側の担持体接触面は、感光体3などの前記潜像担持体の回転方向などの移動方向上流から下流に向かって、前記潜像担持体における最大画像領域幅:L1の端部などの最大画像領域の内側から外側にわたって接触するような傾斜を有していることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例3で説明したように、次のような効果を奏することができる。
中央側に配置される担持体接触面の潜像担持体移動方向上流側であって、最大画像領域内のクリーニング残留物を最大画像領域外に移動させて、クリーニング残留物が最大画像領域内で固着する機会を(態様E)よりも減らして、画像不良の発生をさらに抑制できる。また、(態様E)よりも、スペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材を、感光体軸方向などの潜像担持体移動方向に垂直な方向内側に配置できるので、(態様E)よりも、潜像担持体の潜像担持体移動方向に垂直な方向の長さを短くすることもできる。
また、(態様E)では、僅かではあるが、中央側の担持体接触面の潜像担持体移動方向上流側の端部から潜像担持体の軸方向外側に移動されずに、クリーニング残留物が潜像担持体の軸方向内側にこぼれることがある。このため、中央側の担持体接触面の潜像担持体方向内側の端部付近の潜像担持体上に、クリーニング残留物の固着が、僅かではあるが発生するおそれがある。
一方、本態様の構成のように中央側の担持体接触面の潜像担持体移動方向上流側の端部を最大画像領域内に設けることで、これらの端部からこぼれる僅かなクリーニング残留物を、最大画像領域内にこぼすことができる。
このように、最大画像領域内にこぼすことで、仮にこぼれたクリーニング残留物が潜像担持体上に固着したとしても、次回、クリーニング部材を通過するときに、転写残トナーによる研磨作用を利用して、かき取ることが可能となる。また、定期的に、潜像担持体上に、クリーニング用のトナーを担持させ、上記した固着物を積極的に除去するように構成することもできる。
(態様G)
(態様E)又は(態様F)において、第1感光体接触面212(a,b)などの前記中央側の担持体接触面は、該担持体接触面を有するスペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材に形成されたリブ形状部の先端の面であることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(又は3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。
傾斜を有する担持体接触面をリブ形状部の先端の面とすることで、この担持体接触面が弾性変形しやすくなり、感光体3などの潜像担持体との隙間をなくすことができ、クリーニング残留物のすり抜けを抑制できる。
(態様H)
(態様A)乃至(態様G)のいずれかにおいて、第1感光体接触面212(a,b)や第2感光体接触面213(a,b)などの前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材を感光体3などの潜像担持体側へ向って付勢するスプリングなどの付勢手段を備え、前記複数の担持体接触面は、前記クリーニング領域の境界を跨ぐように2つ設けられ、前記2つの担持体接触面の内、前記潜像担持体の移動方向に垂直な方向における該潜像担持体の中央側の第1感光体接触面212(a,b)などの担持体接触面は、曲率半径が前記潜像担持体の曲率半径よりも小さく、他方の第2感光体接触面213(a,b)などの担持体接触面の曲率半径が前記潜像担持体の曲率半径よりも大きいことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例4(乃至6)で説明したように、付勢手段によりスペーサ部材を潜像担持体側へ向って付勢したときに、スペーサ部材の中央側の担持体接触面は、弾性変形して潜像担持体の対向する部分と第1接触領域などで面接触する。一方、他方の担持体接触面は、僅かに弾性変形するものの、潜像担持体の対向する部分と第3接触箇所などの小さな部分で点接触するように接触する。
上記のように中央側の担持体接触面と潜像担持体とが面接触して密着し、中央側の担持体接触面と潜像担持体との間へのクリーニング残留物の侵入を、より低減することができる。
加えて、面接触する中央側の担持体接触面と、点接触するように接触する他方の担持体接触面で潜像担持体に接触することで、光書込ヘッド61などの光書込ヘッドを位置決めするときに付勢されるスペーサ部材の位置や姿勢が安定しする。したがって、光書込ヘッドと潜像担持体の間の距離の精度を高めることができる。
(態様I)
(態様H)において、前記他方の第2感光体接触面213(a,b)などの担持体接触面が平面であることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例5で説明したように、次のような効果を奏することができる。
スペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材の他方の担持体接触面を曲面ではなく平面にすることで、スペーサ部材の製作が単純化され、部品精度を向上させることができる。
したがって、光書込ヘッド61などの光書込ヘッドと感光体3などの潜像担持体の距離の精度を、より高めることができる。
(態様J)
(態様H)又は(態様I)において、前記他方の第2感光体接触面213(a,b)などの担持体接触面に凸形状部261などの凸部が設けられ、前記他方の担持体接触面と感光体3などの前記潜像担持体は前記凸部のみで接触していることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例6で説明したように、次のような効果を奏することができる。
スペーサ部材21(a,b)などのスペーサ部材の他方の担持体接触面に凸部を設け、潜像担持体と接触する部分を、凸部の底面とすることで、部品の精度を確保する必要がある部分が、担持体接触面全体ではなく凸部の底面部のみでよくなる。
したがって、光書込ヘッド61などの光書込ヘッドと潜像担持体の距離の精度を、より高めることができる。
(態様K)
光書込ヘッド61などの光書込ヘッドの露光により静電潜像が形成される感光体3などの潜像担持体と、該潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを有したプロセスカートリッジ2などのプロセスカートリッジにおいて、前記光書込ヘッド位置決め機構として、(態様A)乃至(態様J)のいずれかの光書込ヘッド位置決め機構20などのド位置決め機構を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至6)で説明したように、(態様A)乃至(態様G)のいずれかの光書込ヘッド位置決め機構と同様な効果を奏することができるプロセスカートリッジを提供できる。
(態様L)
光書込ヘッド61などの光書込ヘッドと、該光書込ヘッドの露光により静電潜像が形成される感光体3などの潜像担持体と、該潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを備えたプリンタ100などの画像形成装置において、前記光書込ヘッド位置決め機構として、(態様A)乃至(態様J)のいずれかの光書込ヘッド位置決め機構20などの光書込ヘッド位置決め機構、又は(態様K)のプロセスカートリッジに有した光書込ヘッド位置決め機構を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至6)で説明したように、(態様A)乃至(態様J)のいずれかの光書込ヘッド位置決め機構、又は(態様K)のプロセスカートリッジと同様な効果を奏することができる画像形成装置を提供できる。
(態様M)
(態様L)において、光書込ヘッド61などの前記光書込ヘッドの発光素子がLEDもしくは有機EL素子であることを特徴とするものである。
これによれば、上記した本実施形態で説明したように、露光装置60などの露光装置をコンパクトに構成してプリンタ100などの画像形成装置の小型化に貢献できるとともに、感光体3などの潜像担持体上に良好な静電潜像を形成することができる。
2 プロセスカートリッジ
3 感光体
4 現像ローラ
5 クリーニングブレード
6 帯電ローラ
11 給紙カセット
12 給紙ローラ
14 レジストローラ
15 排紙ローラ対
20 光書込ヘッド位置決め機構
21(a,b) スペーサ部材
60 露光装置
61 光書込ヘッド
62 レンズアレイ
63 ヘッドフレーム
70 転写ローラ
80 定着装置
100 プリンタ
110 装置本体
211(a,b) ヘッド接触面
212(a,b) 第1感光体接触面
213(a,b) 第2感光体接触面
P 用紙
特開2007−076031号公報 特許第4073234号公報

Claims (13)

  1. 静電潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体を露光するための光書込ヘッドとの間に設けられ、前記潜像担持体と接触する担持体接触面と、前記光書込ヘッドと接触するヘッド接触面とを有し、前記潜像担持体と前記光書込ヘッドとの間隔を決めるスペーサ部材を設けた光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記潜像担持体には、その表面を清掃するクリーニング部材が接触しており、
    少なくとも1つのスペーサ部材は、前記潜像担持体上の前記クリーニング部材によるクリーニング領域の境界を避けた複数の担持体接触面を有し、少なくとも2つの隣り合う担持体接触面の間に前記クリーニング領域の境界が位置するように配置されることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  2. 請求項1に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材は、2つの担持体接触面を有していることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  3. 請求項1又は2に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材は、前記クリーニング領域の両側の境界を跨ぐように2つ設けられていることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記複数の担持体接触面は、それぞれ形状が異なっていることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  5. 請求項4に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記複数の担持体接触面の内、前記潜像担持体の移動方向に垂直な方向における該潜像担持体の中央側の担持体接触面は、前記潜像担持体の移動方向に対して傾斜を有していることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  6. 請求項5に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記中央側の担持体接触面は、前記潜像担持体の移動方向上流から下流に向かって、前記潜像担持体における最大画像領域の内側から外側にわたって接触するような傾斜を有していることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  7. 請求項5又は6に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記中央側の担持体接触面は、該担持体接触面を有するスペーサ部材に形成されたリブ形状部の先端の面であることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記複数の担持体接触面を有したスペーサ部材を潜像担持体側へ向って付勢する付勢手段を備え、
    前記複数の担持体接触面は、前記クリーニング領域の境界を跨ぐように2つ設けられ、
    前記2つの担持体接触面の内、前記潜像担持体の移動方向に垂直な方向における該潜像担持体の中央側の担持体接触面は、曲率半径が前記潜像担持体の曲率半径よりも小さく、
    他方の担持体接触面の曲率半径が前記潜像担持体の曲率半径よりも大きいことを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  9. 請求項8に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記他方の担持体接触面が平面であることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  10. 請求項8、又は9に記載の光書込ヘッド位置決め機構において、
    前記他方の担持体接触面に凸部が設けられ、前記他方の担持体接触面と前記潜像担持体は前記凸部のみで接触していることを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
  11. 光書込ヘッドの露光により静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを有したプロセスカートリッジにおいて、
    前記光書込ヘッド位置決め機構として、請求項1乃至10のいずれか一に記載の光書込ヘッド位置決め機構を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  12. 光書込ヘッドと、該光書込ヘッドの露光により静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを備えた画像形成装置において、
    前記光書込ヘッド位置決め機構として、請求項1乃至10のいずれか一に記載の光書込ヘッド位置決め機構、又は請求項11に記載のプロセスカートリッジに有した光書込ヘッド位置決め機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  13. 請求項12に記載の画像形成装置において、
    前記光書込ヘッドの発光素子がLEDもしくは有機EL素子であることを特徴とする画像形成装置。
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