JP2726457B2 - 像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は像形成装置に関し、特にたとえば感光体ド
ラム内部に露光用光源を配置して感光体ドラムの内側か
ら露光すると同時もしくは直後にトナー現像する、像形
成装置に関する。

〔従来技術〕

この種の像形成装置の一例が、たとえば、昭和58年９
月13日付で出願公開された特開昭58-193957号公報にお
いて開示されている。この像形成装置においては、透明
基体とその上に形成された透明電極層および光導電体層
とを含む感光体の透明基体側から光導電体層を露光し、
光導電体層側に配置した現像器によって、その露光によ
って帯電されたトナーを露光と同時もしくは直後に光導
電体層表面に選択的に付着してトナー像を形成するよう
にしている。

そして、この像形成装置では、感光体は複数の支持ロ
ーラによって支持され、一方、露光用光源は、上述の特
開昭58-193957号では明らかではないが、感光体とは独
立した形で本体のシャーシに取り付けられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来技術においては、感光体と露光用光源が互
いに独立しているので、露光位置で、露光用光源と感光
体との相対的な位置関係を調整する必要があった。

また、感光体は通常ドラムとして形成され、ガラス管
を透明基体としたものであれば、感光体ドラムの直径や
真円度を精度よく製造するのが難しい。このような状況
において、感光体ドラムと露光用光源とが独立に支持さ
れていると、上述の相対的な位置の調整をしても、さら
に感光体ドラムの回転中に露光光の焦点が変動し、その
焦点を感光体ドラムの光導電体層に完全に一致させるこ
とが困難であった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、露光用光源か
らの露光光が安定的に感光体上に結像し得る、像形成装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、簡単にいえば、最内層の透明基体と、そ
の上に形成された透明導電層および光導電体層とを含み
かつ所定方向に回転させる感光体ドラム、感光体ドラム
の透明基体側に接触してその所定方向への移動を支持す
るための複数の支持ローラ、感光体ドラムの透明基体側
に配置されかつ透明基体および透明導電層を通して光導
電体層を露光するための露光用光源、および感光体ドラ
ムの光導電層側において露光用光源による露光位置また
はその近傍に配置されかつ露光と同時もしくは直後に光
導電体表面に選択的にトナーを付着してトナー像を形成
する現像手段とを備える像形成装置において、複数の支
持ローラのうち少なくとも１個の支持ローラを、露光用
光源からの露光光が照射される位置の延長上において前
記感光体ドラムの透明基体と、感光体ドラムの端部もし
くはその近傍でのみ接触するように配置したことを特徴
とする、像形成装置である。

〔作用〕

感光体ドラムはたとえば駆動ローラのような駆動手段
によって所定方向に回転され、感光体ドラムのそのよう
な回転が透明基体側に接触する複数の支持ローラによっ
て支持される。

感光体ドラムが回転されている状態で、たとえばLED
ヘッドからなる露光用光源からの露光光が、透明基体お
よび透明導電層を通して光導電体層に照射される。一
方、そのような露光位置に配置された現像手段のたとえ
ばマグネットローラと透明導電層との間には直流電圧が
印加される。露光光が照射された部分において、光導電
体層とマグネットローラとの間に存在するトナーは、露
光によって抵抗値が低下した光導電体層を通してマグネ
ットローラと透明導電層との間に流れる電流によって帯
電され、かつ照射されない部分では光導電体層の抵抗値
は高いままであるのでトナーは帯電しない。したがっ
て、帯電トナーが上述の電流によって逆極性に帯電した
光導電体層の潜像電荷によって吸着される。このように
して、露光用光源による露光と同時もしくはその直後に
感光体ドラムの光導電体層上にトナー像が形成される。

このとき、露光光が照射される位置の延長上におい
て、少なくとも１つの支持ローラが感光体ドラムの透明
基体と接触するように配置されているので、露光光が照
射される位置では、感光体ドラムは常に支持ローラによ
って一定位置に維持され、したがって露光光が照射され
る光導電体層の位置の変動が生じない。

また、この少なくとも１つの支持ローラは、感光体ド
ラムの端部またはその近傍においてのみ透明基体と接触
するので、この支持ローラと感光体ドラムとの接触抵抗
（摩擦力）は可及的小さくされる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、露光光が照射される感光体ドラム
の光導電体層の位置の変動が支持ローラによって抑制さ
れるので、露光光の焦点が予めその位置に合致するよう
に調整されていれば、露光光は常に一定位置に結像す
る。したがって、たとえば感光体ドラムの直径や真円度
にばらつきがあるときでも、そのばらつきが焦点に影響
しないので、この発明によれば、安定して鮮明な画像が
得られる。

さらに、上述の少なくとも１つの支持ローラと感光体
ドラムとの接触抵抗（摩擦力）は可及び的小さくされる
ので、このような支持ローラを設けても、駆動用のモー
タ等を大型化する必要がない。

また、実施例におけるように、上述の少なくとも１つ
の支持ローラの取付軸と露光用光源とを一体的に固定す
れば、露光光の焦点位置と支持ローラの位置すなわち感
光体ドラムの光導電体層の位置とを常に一定に維持でき
るので、たとえば感光体ドラムを組立あるいは脱着した
ときでも、光導電体層上への露光光の焦点合わせのため
の調整が不要になるという利点がある。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第２図はこの発明の一実施例としての光プリンタを示
す断面図解図である。以下には、この発明が光プリンタ
に適用されたものとして説明されるが、この発明は他の
像形成装置、たとえば複写機やファクシミリなどにも適
用され得るということを予め指摘しておく。

第２図を参照して、光プリンタ10は本体12を含み、本
体12内部には感光体ドラム14が回転自在に支持される。
この感光体ドラム14は、第３図に示すように、先に引用
した特開昭58-153957号におけると同様に、たとえばガ
ラスなどからなる透明基体14aとその透明基体14aの上に
積層された透明導電層14bおよび光導電体層14cとを含
む。

感光体ドラム14の外表面（光導電体層14c表面）に接
触するように駆動ローラ16が設けられ、この駆動ローラ
16は図示しないモータ等の駆動源からの駆動力によっ
て、感光体ドラム14を回転させる。感光体ドラム14は、
その内表面すなわち透明基体14a表面に接触する２つの
固定支持ローラ18および20と１つの可動支持ローラ22と
によって回転自在に支持されているので、駆動ローラ16
が矢印Ａ方向に回転すると、応じて、感光体ドラム14も
矢印Ｂ方向に回転される。この駆動ローラ16は、図では
明らかでないが、感光体ドラム14の幅方向端部（好まし
くは両端部）に配置され、他方、感光体ドラム14の駆動
ローラ16と接触する端部の表面はやや粗く形成され、そ
れによって両者の摩擦によって感光体ドラム14が正確に
回転駆動される。

上述のように、感光体ドラム14はその内側において固
定支持ローラ18および20ならびに可動支持ローラ22によ
って３点で支持される。第１図からよくわかるように、
これら支持ローラ18〜22はいずれも、感光体ドラム14の
幅方向両端に配置される。そして、可動支持ローラ22
は、好ましくは、駆動ローラ16と感光体ドラム14の中心
を結ぶ線上の中心対称位置に配置される。すなわち、可
動支持ローラ22は感光体ドラム14の回転中心を挟んで駆
動ローラ16と対向する位置に設けられる。また、固定支
持ローラ18は、後述の感光体ドラム14の露光位置の延長
線上に配置される。

そして、固定支持ローラ18および20の取付軸24および
26は、感光体ドラム14の両端に配置される側板28にそれ
ぞれ直接固着される。一方、可動支持ローラ22の取付軸
30は、側板28には直接は固着されない。すなわち、可動
支持ローラ22の取付軸30は、コイルばね32によって可動
支持ローラ22が感光体ドラム14内部に押圧力を与えるこ
とができるように、両側の側板28に取り付けられる。し
たがって、可動支持ローラ22は、感光体ドラム14の内周
の後方向の変動に追従して常に押圧力が与えられた状態
で感光体ドラム14に密着できる。したがって、固定支持
ローラ18および20の感光体ドラム内周への接触位置は感
光体ドラム14の内週が偏心していても一定であるが、可
動支持ローラ22の接触位置は感光体ドラム14の内週の偏
心に追随して変化する。そのため、たとえば感光体ドラ
ム14の直径や真円度がばらついた場合でも、可動支持ロ
ーラ22の変位によって、そのような寸法的なばらつきを
吸収することができる。

なお、第１図からよくわかるように、固定支持ローラ
20の取付軸26および可動支持ローラ22の取付軸30は、そ
れぞれ、感光体ドラム14の幅方向両端を貫通する長さを
有するが、固定支持ローラ18の取付軸24は短く、それぞ
れ、固定支持ローラ18の長さにほぼ等しい。そして、そ
れぞれの取付軸24は、両端の側板28に個別に取り付けら
れる。すなわち、固定支持ローラ18間には、後述の感光
体ドラム14の露光のための間隔が形成される。

感光体ドラム14の内部には、さらに、LEDヘッド34が
配置される。このLEDヘッド34の一方主面には、多数のL
ED素子が感光体ドラム14の幅方向に延びる直線上に配列
されたLEDアレイ34aが形成され、このLEDアレイ34aから
の光は、アーム36aによってLEDヘッド34に固着されたロ
ッドレンズアレイすなわち集束性光伝送体36によって、
固定支持ローラ18間において、感光体ドラム14の透明基
体14aおよび透明導電層14bを通して光導電体層14cへ照
射される。

このように露光光の光軸上に固定支持ローラ18が配置
されることによって、露光光の焦点が確実に感光体ドラ
ム14の光導電体層14c上にもたらされる。すなわち、露
光光が照射される位置では、感光体ドラム14は常に固定
支持ローラ18によって一定位置に維持され、したがって
露光光が照射される光導電体層14cの位置の変動が生じ
ない。したがって、露光光の焦点が予めその位置に合致
するように調整されていれば、露光光は常に光導電体層
14c表面に結像する。したがって、たとえば感光体ドラ
ム14の直径や真円度にばらつきがあるときでも、それが
焦点に影響しない。

なお、LEDヘッド34はその両端において、ビス38によ
って、側板28に一体的に固定される。したがって、集束
性光伝送体36からの光照射位置すなわち露光位置と固定
支持ローラ18が感光体ドラム14の内面に接触する位置と
の関係は、感光体ドラム14が回転しても常に一定であ
る。したがって、集束性光伝送体36の焦点が感光体ドラ
ム14の光導電体層14c表面に合致するように調整されて
いれば、そこからの露光光は常に光導電体層14c表面に
結像される。そのため、たとえば感光体ドラム14を組込
むときや脱着するときでも、集束性光伝送体36の焦点位
置を光導電体層14c表面に合致させるための手間がかか
らない。

第２図に戻って、本体12には、感光体ドラム14の左側
に、現像装置40が設けられる。現像装置40は、本体12の
シャーシにコイルばね42によって常に感光体ドラム14側
へ拘引されるように取り付けられる。現像装置40にはト
ナーカートリッジ44が装填され、そのトナーカートリッ
ジ44から現像剤室46内に供給されたトナーは、搬送スク
リュー48によってマグネットローラ50に搬送される。搬
送されたトナーはマグネットローラ50の円周上で磁気ブ
ラシとして形成される。そして、その磁気ブラシの高さ
すなわち穂立ちの高さは、穂立規制板52で調整され、マ
グネットローラ50の回転に応じて感光体ドラム14と対峙
する部分に転送される。すなわち、トナーはマグネット
ローラ50と感光体ドラム14の光導電体層14cとの間に送
られる。

一方、図示しないが、マグネットローラ50と感光体ド
ラム14の透明導電層14bとの間にはたとえば200Vの直流
電圧が印加されている。そして、マグネットローラ50と
対峙する感光体ドラム14の光導電体層14cには、先のLED
ヘッド34および集束性光伝送体36によって画像情報に応
じた露光光が照射されている。露光光を受けた光導電体
層14cの部分では、その抵抗値が低下し、したがってマ
グネットローラ50と透明導電層14bとの間に上述の電圧
によって電流が流れる。したがって、その部分に存在す
るトナーはその電流によって帯電される。他方、露光さ
れない部分では光導電体層の抵抗は高いままであり、電
流が流れないので、トナーは殆ど帯電しない。また、露
光された感光体ドラム14すなわち光導電体層14c上に
は、上述の電流によってトナーの帯電極性とは逆極性の
潜像電荷が生じており、帯電トナーは感光体ドラム14の
光導電体層14c表面に静電気力によって吸着される。こ
のようにして、LEDヘッド34による露光とほぼ同時に、
現像装置40によって感光体ドラム14上にトナー像が形成
される。

良好なトナー現像を行うためには、上述のマグネット
ローラ50と感光体ドラム14とが対峙する部分の間隔を正
確に設定する必要があるばかりでなく、その部分が露光
光の光軸に対して正確に直交するように、マグネットロ
ーラ50および感光体ドラム14が位置決めされる必要があ
る。そこで、この実施例では、この部分の上述の位置決
めは、第１図に示すように間ドラム14の幅方向両端に配
置されかつ互いに平行な２つの位置決め部材54によって
設定される。他方、上述の間隔は、第１図図示のように
マグネットローラ50の両端に回転自在にギャップローラ
51を設け、そのギャップローラ51を感光体ドラム14表面
に当接させることによって規定され得る。なお、各々の
位置決め部材54の左端には、マグネットローラ50の取付
軸56が嵌合される半円状の嵌合部58が形成される。

一方、前述のようにLEDヘッド34等を一体固定した２
枚の側板28には、マグネットローラ50との間隙を位置決
め部材54によって設定するために、それぞれ支持軸60お
よび62が形成される。第４図からもよくわかるように、
支持軸60は円板状の側板28の略中心に固着され、支持軸
62は側板28の端部近傍に固着される。そして、各々の位
置決め部材54には、支持軸60および62を同時に嵌合する
ための略Ｌ字形の嵌合部64が形成される。なお、一方の
すなわち第１図では手前の側板28には、後述の感光体ド
ラム14の回転をし易くするために、回動把持部66が一体
的に形成される。

そして、すでに本体12に取り付けられた位置決め部材
54の嵌合部64に支持軸60および62を嵌め込むことによっ
て感光体ドラム14およびそれとの一体物が本体12に取り
付けられる。このとき、嵌合部64の入口が狭いので、支
持軸60および62を同時に嵌合部64に嵌合させることはで
きない。そこで、まず支持軸60を嵌合部64へ嵌合し、両
側の支持軸60が嵌合部64へ嵌まり込んだ段階で、感光体
ドラム14を支持軸60を中心として回転させると、支持軸
62も嵌合部64へ嵌め込まれる。このようにして支持軸60
（および62）が嵌合部64に嵌合されると、マグネットロ
ーラ50と感光体ドラム14の光導電体層14cとが対峙する
部分が露光光の光軸と直交するように両者が位置決めさ
れる。そして、ギャップローラ51の直径を最適に設定す
ることにより、マグネットローラ50と感光体ドラム14と
の間隙が最適に設定される。

しかしながら、上述のように嵌合部64に支持軸60およ
び62をそれぞれ嵌め込んだだけではマグネットローラ50
と対峙する部分が正確に露光光の光軸に対して直交する
とは限らない。その場合には、嵌合部64に支持軸60およ
び62を嵌め込んだ後、特に第４図からよくわかるよう
に、支持軸60を中心にして感光体ドラム14を回動させる
ように、回動把持部66を若干回動させてやればよい。こ
のとき、支持軸62が嵌合部64に摺接してその回動のガイ
ドとなる。そして、回動把持部66に形成された突起68が
本体12のシャーシ70に付されている目盛72の中心に一致
するように、回動把持部66を回動させる。突起68と目盛
72の中心とが一致すれば、集束性光伝送体36からの露光
光の光軸に対してマグネットローラ50と感光体ドラム14
とが対峙する部分が正確に直交した状態となる。

このようにして、マグネットローラ50による現像位置
と露光光の照射位置との相対位置関係を微調整する際
に、支持軸60を中心として回動把持部66を回動させるだ
けで、感光体ドラム14内に設けられたLEDヘッド34すな
わち集束性光伝送体36の位置を簡単に調整できる。

上述のようにして露光位置をマグネットローラ50と対
峙する位置に配置した状態で側板28をシャーシ70に固定
する。すなわち、回動把持部66にはシャーシ70に一方の
側板28を一体的に固定するための長楕円状の孔74が形成
されている。したがって、突起68と目盛72との一致をみ
て、孔74を通して、ビス76で側板28をシャーシ70に一体
固定すればよい。

第２図に示すように、本体12において、現像装置40の
上方には、給紙カセット78が斜めに着脱可能に装着され
る。給紙カセット78には、多数の記録紙80が積層されて
収納され、その記録紙80はプレート82上に配置される。
プレート82はコイルばね84によって押し上げられている
ので、積層された一番上の記録紙80は給紙ローラ86に押
し付けられる。このため、給紙ローラ86が駆動される
と、用紙80が駆動ローラ88および従動ローラ90からなる
レジスタローラ対に送られる。

感光体ドラム14の上部近傍、詳しくは固定支持ローラ
20と対向する位置には、感光体ドラム14とほぼ等しい幅
方向長さをもつ転写ローラ92が設けられる。駆動ローラ
88および従動ロータ90からなるレジスタローラ対によっ
てタイミング制御されて送られてきた記録紙80には、転
写ローラ92によって、感光体ドラム14表面に上述のよう
にして形成されたトナー像が転写される。

転写後の記録紙80は感光体ドラム14から分離爪96によ
って剥がされる。そして、記録紙80の未定着のトナー像
が乱れないように、記録紙80は、吸引ファン98で若干上
方への吸引力が与えられた状態で、加熱ローラ100およ
び加圧ローラ102からなる定着装置へと搬送される。

加熱ローラ100の内部には、たとえば850W程度のハロ
ゲンランプが内蔵され、表面の一部にはシリコンオイル
が含浸されたフェルト104が圧接される。したがって、
記録紙80が加熱ローラ100および加圧ローラ102の間を通
過すると、トナー像は加熱，加圧され定着処理を終了す
る。そして、加熱ローラ100の表面から、記録紙80は分
離爪106で剥がされて排紙ローラ108および110からなる
排紙ローラ対へと搬送され、本体12の外に排出される。

分離爪96の下方で、かつ感光体ドラム14の周側面近傍
には、一部が感光体ドラム14表面に当接するように、ク
リーニングブレード112が取り付けられる。このクリー
ニングブレード112は、ゴム製で、感光体ドラム14表面
に当接することによって残留トナーを掻き落とす。掻き
落とされた残留トナーは、下方の廃トナー容器114に溜
められる。この廃トナー容器114も、先の現像カートリ
ッジ44と同様、本体12に装脱自在に装填される。したが
って、廃トナーが充満すると、廃トナー容器114を空の
ものと交換する。

なお、この実施例では、本体12の一部は、シャムを生
じた記録紙80を簡単に取り除けるように、開放可能な分
離ユニット116として構成される。この分離ユニット116
には、レジスタローラ対、定着ローラ対および排紙ロー
ラ対を構成する一方の従動ローラ90,加圧ローラ102およ
び排紙ローラ110ならびに転写ローラ92が含まれる。そ
して、分離ユニット116は、支持軸118を回動中心とし
て、上方に開放可能に本体12に装着される。したがっ
て、たとえばジャムが生じたときなど、分離ユニット11
6を支持軸118を中心として上方に開放すると、記録紙搬
送経路が露出する。これにより、詰まっている記録紙80
を記録紙搬送経路から簡単に取り除ける。

感光体ドラム14は、たとえば感光体ドラム14表面を調
べる必要が生じたときなど、次の手順で本体12から外
す。まず、分離ユニット116を支持軸118を中心として上
方へ回動させ、転写ローラ92を感光体ドラム14表面から
引き離す。そうすると、感光体ドラム14の上部には、転
写ローラ92が配置されていた部分に作業空間ができる。
次に、第４図で示すようなビス76を緩めて取り外す。そ
うすると、回動把持部66は、位置決め部材54の嵌合部64
に嵌合されている支持軸60を中心として回動可能な状態
になる。そこで、回動把持部66を上方に少し回動させ、
支持軸62を嵌合部64の底部から少し浮かせ、支持軸62を
嵌合部64の出口に導く。そして、両方の支持軸60が嵌合
部60から外せる状態にした後、回動把持部66を持ち上げ
て感光体ドラム14全体を側板28とともに横方向に引き抜
くと、感光体ドラム14およびそれとの一体物が本体12か
ら完全に外れる。

感光体ドラム14の本体12への装着は、本体12から取り
外したときとは反対の手順で行う。このときのマグネッ
トローラ50と感光体ドラム14の露光位置との間隙はギャ
ップローラ51の直径によって決定されているので、本体
12に感光体ドラム14を装着するだけで、マグネットロー
ラ50と露光位置との間隙は自動的に設定される。そし
て、このとき、必要に応じて回動把持部66によるマグネ
ットローラ50と感光体ドラム14との相対的な位置の調整
が行われる。

なお、上述の実施例では、感光体ドラム14がその外側
に接触する駆動ローラ16によって回転された。しかしな
がら、感光体ドラム14は、たとえばモータによって直接
駆動され、またはタイミングプーリおよびタイミングベ
ルトの組合せもしくは歯車列など他の駆動手段を介して
駆動されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての光プリンタにおけ
る感光体ドラム，位置決め部材およびマグネットローラ
の嵌合状態を示す分解斜視図である。 第２図はこの実施例の光プリンタの全体を示す断面図解
図である。 第３図はこの実施例に用いられ得る感光体ドラムの一例
を示す拡大部分断面図解図である。 第４図はこの実施例の光プリンタにおける感光体ドラ
ム，位置決め部材およびマグネットローラの嵌合状態を
示す側面図である。 図において、10は光プリンタ、12は本体、14は感光体ド
ラム、16は駆動ローラ、18,20は固定支持ローラ、22は
可動支持ローラ、28は側板、34はLEDヘッド、36は集束
性光伝送体、40は現像装置、50はマグネットローラ、51
はギャップローラ、54は位置決め部材、56は取付軸、5
8,64は嵌合部、60,62は支持軸、66は回動把持部を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 担之 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 鉄谷 信二 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 小沢 勝 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−217259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−98748（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−129263（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−130946（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最内層の透明基体と、その上に形成された
   透明導電層および光導電体層とを含みかつ所定方向に回
   転される感光体ドラム、感光体ドラムの透明基体側に接
   触してその所定方向への移動を支持するための複数の支
   持ローラ、感光体ドラムの透明基体側に配置されかつ透
   明基体および透明導電層を通して光導電体層を露光する
   ための露光用光源、および感光体ドラムの光導電体層側
   において露光用光源による露光位置またはその近傍に配
   置されかつ露光と同時もしくは直後に光導電体表面に選
   択的にトナーを付着してトナー像を形成する現像手段と
   を備える像形成装置において、 前記複数の支持ローラのうち少なくとも１個の支持ロー
   ラを、前記露光用光源からの露光光が照射される位置の
   延長上において前記感光体ドラムの前記透明基体と、前
   記感光体ドラムの端部もしくはその近傍でのみ接触する
   ように配置したことを特徴とする、像形成装置。
2. 【請求項２】前記少なくとも１つの支持ローラの取付軸
   と前記露光用光源とを一体的に固定するようにした、請
   求項１記載の像形成装置。