JP3795763B2 - 画像形成装置及び像担持体ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光層を有する像担持体と、その像担持体を帯電する帯電部材を有する帯電手段とを備えた画像形成装置及びその画像形成装置に装着される像担持体ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、像担持体である感光体の表面に帯電部材の帯電有効幅の部分を近接させて配置し、その帯電部材と感光体との間に電圧を印加して感光体の表面を帯電する非接触方式の帯電装置がある。このような帯電装置では、帯電部材の帯電有効幅の部分が感光体の表面に接触しないため、帯電部材が汚れにくいという利点がある。
【0003】
このような非接触方式の帯電装置では、例えば帯電部材である帯電ローラのローラ部分の両端部にテープ部材を取り付けることにより凸部を形成し、それによって帯電ローラの両端部を除く他の部分が像担持体である感光体の表面に対して非接触になるようにしている。
その帯電ローラの一例を図14に示す。この帯電ローラ114は、例えばステンレス製の芯金116の外周に導電性を持たせた弾性部117を設け、その弾性部117の両端部に樹脂製のテープ部材118,118を周方向に巻き付けて一体に固定している。
【0004】
そして、芯金116の両端部が、加圧スプリング119,119により滑り軸受130,130を介して感光体ドラム105側に所定の加圧力で加圧されている。それにより、帯電ローラ114は、両側の各テープ部材118,118の部分が感光体ドラム105の表面に接触し、弾性部117の帯電有効幅Wacの部分が感光体ドラム105の表面に対して非接触(テープ部材118の厚さに応じたギャップGを形成)になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように帯電ローラの両端部に所定の厚さのテープ部材を一体に固定し、そのテープ部材の部分を感光体ドラムに接触させることにより、その帯電ローラと感光体ドラムの表面との間に帯電有効幅の部分において所定のギャップを形成するようにしている非接触方式の帯電装置では、テープ部材の摩耗が問題になるということがあった。
【0006】
すなわち、図14に示したギャップGは、それをあまり広くしすぎると所定の帯電性能が得られなくなるので、そのギャップGは例えば100μm程度、あるいはそれ以下にする必要がある。そのため、テープ部材の厚さは100μm程度以下という極めて薄い厚さになる。
ところが、そのテープ部材は、外周面が感光体ドラムの表面に対して接触しながら回転し続けるため、経時的にその外周面が摩耗していくのは避けられない。
【0007】
そのテープ部材が早期に摩耗してしまうと、帯電ローラが帯電有効幅の部分において感光体ドラムの表面に接触するようになる(ギャップがゼロ)。このようになると、帯電ローラの帯電有効幅の部分に感光体ドラム上の残留トナー等が転移したりするため、その汚れにより帯電不良を生じたりするようになる。
【0008】
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、テープ部材等のギャップ管理部材が摩耗しにくいようにすることにより、長期に亘って良好な帯電性能を維持して、高い画像品質が得られるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、感光層を形成する塗工部とその両側に塗工部よりも硬い材料で形成された非塗工部を有する像担持体と、その像担持体の塗工部を帯電する帯電部材を有する帯電手段とを備えた画像形成装置において、上記帯電部材を像担持体の塗工部の非帯電領域に接触させたギャップ管理部材を介して像担持体の表面に接触させ、上記帯電手段の帯電有効幅の部分の帯電部材と像担持体の表面との間に所定のギャップを形成するようにしたものである。
【0010】
また、像担持体の塗工部に摺接することにより所定のクリーニング幅でクリーニングするクリーニング手段を設け、そのクリーニング手段のクリーニング幅が上記ギャップ管理部材の内側に位置するようにしたものである。
【0011】
上記画像形成装置において、クリーニング手段のクリーニング部材をそのクリーニング部材の像担持体に対する摺接方向に直交する方向に揺動させるクリーニング部材揺動機構を設け、そのクリーニング部材揺動機構により揺動される上記クリーニング部材のクリーニング揺動領域幅を上記クリーニング幅とするとよい。
【0012】
上記クリーニング手段は、クリーニングブレードを像担持体の塗工部に摺接させてその塗工部をクリーニングする手段であるようにするとよい。
上記いずれかの画像形成装置において、像担持体の表面に形成された可視像を転写材に転写する転写部材を設け、その転写部材による転写有効幅を上記帯電手段の帯電有効幅よりも狭くするとよい。
また、上記いずれかの画像形成装置において、像担持体上の潜像を現像剤により現像して可視像にする現像装置を備え、その現像装置による現像幅を帯電手段の帯電有効幅よりも狭くするとよい。
【0013】
上記の像担持体上の潜像を現像剤により現像して可視像にする現像装置を備えた画像形成装置において、その現像装置による現像幅を転写有効幅よりも狭くするとよい。
そして、その画像形成装置は、現像剤にトナーとキャリアを使用した2成分現像剤を使用したときに、より効果的である。
【0014】
上記帯電部材は、金属軸の外周面の両端部を除く部分に弾性部を形成した帯電ローラとし、上記ギャップ管理部材を弾性部の両端部にそれぞれ固定された一対のテープ部材とし、その一対のテープ部材の内側間の幅が上記帯電有効幅になるようにするとよい。
そして、そのテープ部材は厚さを100μm以下にするとよい。
【0015】
また、その一対のテープ部材は、上記弾性部の両端部に周方向に巻き付けられて、その周方向の両端が互いに重なり合うことなく、一周全ての位置についてローラの軸方向に上記テープ部材が存在しない部分がないようにそれぞれ固定されているようにするとよい。
さらに、その一対のテープ部材のそれぞれ両端は斜めにカットされて互いに切り口の端縁が対向し、そのカットされた両端の端縁間に隙間が形成されるようにするとよい。また、その一対のテープ部材のそれぞれ両端の斜めにカットされた部分のカット線のテープ部材の側縁に対する傾斜角度を略45度に形成するとよい。
【0016】
上記帯電ローラは、金属軸と像担持体との間に電圧を印加した際にその金属軸の両端部から像担持体の非塗工部にリークが発生しない位置に上記金属軸の両端部を上記非塗工部から離して配置するとよい。
さらにまた、上記いずれかの画像形成装置に装着される像担持体ユニットとして、上記像担持体と上記帯電部材とを一体に設けた像担持体ユニットを提供する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1はこの発明の一実施形態例である画像形成装置が備えている帯電ローラと感光体ドラムを示す概略図、図2は同じくその帯電ローラの一方の端部側を拡大して示す拡大図、図3は同じくその画像形成装置であるカラーの小型プリンタを示す全体構成図である。
【0018】
図3に示す画像形成装置であるカラーの小型プリンタは、4ドラムフルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、装置本体1内には、4個の像担持体ユニットである感光体ユニット2A,2B,2C及び2Dを、装置本体1に対してそれぞれ着脱可能に装着している。
この小型プリンタは、装置本体1内の略中央に転写ベルト3を複数のローラ間に矢示A方向に回動可能に張装している。
【0019】
そして、その転写ベルト3の図3で上側の面に、4個の感光体ユニット2A,2B,2C,2Dにそれぞれ設けられている感光体ドラム5が接触するように、その感光体ユニット2A〜2Dをそれぞれ配設している。
そして、その感光体ユニット2A〜2Dに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置10A〜10Dを配設している。
【0020】
その感光体ユニット2A〜2Dの上方には書込みユニット6を、下方には両面ユニット7をそれぞれ配設している。
さらに、この小型プリンタは、装置本体1の図3で左方に、画像形成後の転写紙Pを反転させて排出したり、両面ユニット7へ搬送したりする反転ユニット8を装着している。
【0021】
転写ベルト3と反転ユニット8との間には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置9が設けられている。
その定着装置9の転写紙搬送方向下流側には、反転搬送路20を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙Pを排紙ローラ対25により排紙トレイ26上に排出可能にしている。
【0022】
また、装置本体1内の下部には、上下2段にサイズの異なる転写紙Pを収納可能な給紙カセット11と12を、それぞれ配設している。
さらに、装置本体1の右側面には、手差しトレイ13を矢示B方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ13を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
【0023】
感光体ユニット2A〜2Dは、同一の構成をしたユニットであり、感光体ユニット2Aはイエロー色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Bはマゼンタ色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Cはシアン色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Dはブラック色に対応する画像を形成する。そして、それらを転写紙の搬送方向に間隔を置いてそれぞれ配置している。
【0024】
その感光体ユニット2A〜2Dは、図4に示すようにそれぞれ帯電手段である帯電装置4が有する帯電ローラ14と、その帯電ローラ14によって表面が帯電され、露光により静電潜像が形成されるOPCドラム方式の像担持体である感光体ドラム5と、その感光体ドラム5の表面をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング手段)を構成するクリーニングブレード47,ブラシローラ15とを一体のユニットに構成し、それを図3に示した装置本体1に対して着脱可能にしたものである。
【0025】
帯電装置4は、図1に示すように感光体ドラム5の被帯電面(表面)に、帯電部材である帯電ローラ14の帯電有効幅Wacの部分を後述する構成により近接させて配置し、その帯電ローラ14と感光体ドラム5との間に電圧を印加して、感光体ドラム5の被帯電面を帯電するものである。
【0026】
その帯電装置4の帯電ローラ14は、例えばSUM−Niメッキ(鋼の表面をニッケルメッキ仕上げ)で形成した金属軸である芯金16の外周面の両端部を除く部分に、例えばエピクロルヒドリンゴムからなり、体積固有抵抗値を1×103〜1×108Ω・cmとした弾性部である導電性ゴムローラ部17を形成したものである。
【0027】
その導電性ゴムローラ部17の両端部には、それぞれ例えばポリエステル又はポリエチレンテレフタレートからなる片面が粘着面に形成された粘着シートであり、ギャップ管理部材であるテープ部材18,18を粘着面側を下にして周方向に巻き付けている。
【0028】
そして、その両側の各テープ部材18,18を、図2に一方の側のテープ部材18を示すように、それぞれ周方向の両端となる両側の端縁18a,18bが互いに重なり合うことなく、一周全ての位置について矢示Eのローラの軸方向にテープ部材18が存在しない部分がないように、粘着面側を貼着により固定している。
【0029】
そのため、図示のように、各テープ部材18の両端部をそれぞれ斜めにカットして、それら互いの切り口の端縁18a,18bが対向し、そのカットされた両端の端縁18aと18bの間に隙間Sを形成している。
また、その一対のテープ部材18,18のそれぞれ両端の斜めにカットされた部分のカット線となる端縁18a,18bのテープ部材18の側縁に対する傾斜角度θ1,θ2を、共に略45度に形成している。
【0030】
このように、テープ部材18のカット線の傾斜角度θ1,θ2をそれぞれ略45度にすれば、そのテープ部材18の巻き付け方向の両端の先端を弾性部17に対して剥がれにくくすることができる。また、テープ部材18の継ぎ目部分(隙間Sができる部分)における感光体ドラムとの接触幅も多くすることができるので、その傾斜角度θ1,θ2を鋭角にしたときに比べて、両端の先端部分の弾性部17に対する貼着力が大きくなる。したがって、テープ部材18の両端の先端部分を剥がれにくくすることができる。
【0031】
この帯電ローラ14は、図4に示すように、感光体ドラム5に両端部のテープ部材18,18の部分を接触させて、その帯電ローラ14と感光体ドラム5との間に図示しない電源より電圧を印加することにより、その感光体ドラム5の表面を帯電する帯電装置4を構成している。
【0032】
その帯電ローラ14は、図1に示すように、芯金16の両端部が加圧スプリング19,19により滑り軸受30,30を介して感光体ドラム5側に、所定の加圧力で加圧されている。
なお、帯電ローラ14は、加圧スプリング19を使用せずに、自重により感光体ドラム5に両端部のテープ部材18,18を接触させるようにしてもよい。
【0033】
その芯金16の図1で右側の一端には、駆動用ギヤ40を固定し、そこに図示しないモータからの駆動力を伝達し、帯電ローラ14を感光体ドラム5と同一の線速で回転させるようにしている。
帯電ローラ14への電圧の印加は、芯金16の部分に、例えばDC−700Vを定電圧制御で印加すると共に、AC電圧を定電流制御で印加する。
【0034】
帯電ローラ14は、例えば芯金16の外径をφ9mmに形成し、導電性ゴムローラ部17を肉圧が1.5mmの前述したエピクロルヒドリンゴムからなるゴム層に形成する。また、導電性ゴムローラ部17の両端部に巻付けるテープ部材18は、この実施の形態ではテープ幅を例えば8mm、厚さを25〜125μmとしたものを使用する。なお、テープ部材18の厚さは、100μm以下にすれば、より安定した帯電性能が得られる。
さらに、導電性ゴムローラ部17は、ゴム硬度が旧JIS−Aで77度ぐらいで、ゴム自体のテストピース硬度が50度以上のものを使用する。
【0035】
感光体ドラム5は、ドラム駆動タイミングベルト及びドラム駆動プーリ(共に図示せず)等を介して回転駆動するモータによって図4の矢示C方向に回転駆動される。
その感光体ドラム5が設けられている各感光体ユニット2A〜2Dは、感光体ドラム5の表面の後述する塗工部61に先端を摺接させて、その塗工部61に付着している転写残トナー等を掻き落としてクリーニングするクリーニングブレード47を備えており、そのクリーニングブレード47により掻き落としたトナーを、ブラシローラ15でトナー搬送オーガ48側に移動させ、そのトナー搬送オーガ48を回転させることにより回収した廃トナーを、所定の廃トナー収納部に搬送するようにしている。
【0036】
また、この感光体ユニット2A〜2Dは、帯電ローラ14の導電性ゴムローラ部17の表面にも、例えばスポンジからなる帯電ローラクリーナ49を接触させ、機内に浮遊するトナーやゴミ等が導電性ゴムローラ部17の表面に付着したときでも、それをクリーニングできるようにしている。
【0037】
なお、この感光体ユニット2A〜2Dには、それを装置本体1(図3参照)に対して着脱する際の基準として、位置決め主基準部51を設けると共に、手前側位置決め従基準部52と奥側位置決め従基準部53とをブラケット50にそれぞれ一体に設け、その感光体ユニット2A〜2Dを装置本体1に装着する際に、それらの基準部により、感光体ユニット2A〜2Dを所定の装着位置に確実に位置決めできるようにしている。
【0038】
この感光体ユニット2A〜2Dの各感光体ドラム5は、前述したようにそれぞれ矢示C方向に回転するが、それらの線速はモノクロ速度優先モード、モノクロ画質優先モード、カラー速度優先モード、カラー画質優先モード、厚紙・OHP通紙モードなどいくつかのモードによって185mm/sec、125mm/sec、62.5mm/secの三段階に調整することができるようになっている。
なお、この感光体ユニットは、ブラシローラ15を構成から外して、帯電ローラ14と感光体ドラム5とで一体のユニットに構成するようにしてもよい。
【0039】
図3に示した現像装置10A〜10Dは、構成が全て同一のものであり、それらは使用するトナーの色のみが異なる。そして、現像装置10Aはイエロー色のトナーを使用し、現像装置10Bはマゼンタ色のトナーを使用し、現像装置10Cはシアン色のトナーを使用し、現像装置10Dはブラック色のトナーをそれぞれ使用する。
【0040】
図5に示す書込みユニット6は、レーザダイオード(LD)方式のカラー1ビーム、モノクロ2ビームで、2つの6面の回転多面鏡22a,22bを有する1ポリゴンモータの書込みユニットである。
その書込みユニット6は、光源となる図示しないレーザダイオードから射出されてポリゴンモータ21により回転される回転多面鏡22a,22bにより、イエロー用の走査光及びマゼンタ用の走査光と、シアン用の走査光及びブラック用の走査光とを右と左に分けて反射させる。
【0041】
そのイエロー用の走査光及びマゼンタ用の走査光は、2層fθレンズ23をそれぞれ通り、イエロー用の走査光はミラー27に反射されて長尺WTL24を通って、ミラー28,29を介して感光体ユニット2Aの感光体ドラム5上に照射される。
また、マゼンタ用の走査光は、ミラー31に反射されて長尺WTL32を通って、ミラー33,34を介して感光体ユニット2Bの感光体ドラム5上に照射される。
【0042】
さらに、シアン用の走査光及びブラック用の走査光は、2層fθレンズ35をそれぞれ通り、シアン用の走査光はミラー36に反射されて長尺WTL37を通って、ミラー38,39を介して感光体ユニット2Cの感光体ドラム5上に照射される。
また、ブラック用の走査光は、ミラー41に反射されて長尺WTL42を通って、ミラー43,44を介して感光体ユニット2Dの感光体ドラム5上に照射される。
【0043】
図3に示す両面ユニット7は、対をなす搬送ガイド板45a,45bと、対をなす複数(この例では4組)の搬送ローラ46とからなり、転写紙の両面に画像を形成する両面画像形成モード時には、片面に画像が形成されて反転ユニット8の反転搬送路54に搬送されてスイッチバック搬送された転写紙Pを受入れて、それを感光体ユニット2A〜2Dが設けられている作像部に向けて再搬送する。
【0044】
反転ユニット8は、それぞれ対をなす複数の搬送ローラと、対をなす複数の搬送ガイド板とからなり、上述したように両面画像形成する際の転写紙Pを表裏反転させて両面ユニット7へ搬出したり、画像形成後の転写紙Pをそのままの向きで機外に排出したり、表裏を反転させて機外に排出したりする働きをする。
給紙カセット11と12とが設けられている給紙部には、転写紙Pを1枚ずつ分離して給紙する分離給紙部55,56が、それぞれ設けられている。
【0045】
この小型プリンタは、転写ベルト3を使用したローラ曲率分離方式を採用しており、転写ベルト3の内側には4つの転写ブラシ57が4個の感光体ドラム5に対応してそれぞれ設けられている。
【0046】
この小型プリンタは、作像動作を開始させると、各感光体ドラム5が図3で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体ドラム5の表面が、その感光体ドラム5と各帯電装置の帯電ローラ14との間に電圧が印加されることにより一様に帯電される。
そして、感光体ユニット2Aの感光体ドラム5の帯電面には、書込みユニット6によりイエロー色の画像に対応するレーザ光が照射される。
【0047】
また、感光体ユニット2Bの感光体ドラム5の帯電面には、書込みユニット6によりシアン色の画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット2Cの感光体ドラム5の帯電面にはマゼンタ色の画像に対応するレーザ光が、さらに感光体ユニット2Dの感光体ドラム5の帯電面にはブラック色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、そこに各色に対応した潜像がそれぞれ形成される。
そして、その各潜像は、感光体ドラム5が回転することにより現像装置10A,10B,10C及び10Dの位置に達すると、そこでイエロー,マゼンタ,シアン及びブラックの各トナーにより現像されて、4色のトナー像となる。
【0048】
一方、給紙カセット11あるいは12のうち、選択された給紙段から転写紙Pが分離給紙部55あるいは56により給紙され、それが感光体ユニット2Aの直前に設けられているレジストローラ対59により、各感光体ドラム5上に形成されているトナー像と一致する正確なタイミングで、それが感光体ユニット2Aの感光体ドラム5と転写ベルト3との間に向けて搬送される。
【0049】
その際、転写紙Pは、転写ベルト3の入口付近に配設している紙吸着ローラ58によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト3の表面に静電的に吸着される。
そして、転写紙Pは、転写ベルト3に吸着した状態で、その転写ベルト3の矢示A方向への回動により同方向に搬送されながら、図3で上側の面にイエロー,マゼンタ,シアン及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、感光体ユニット2Dを通過したときには4色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。
【0050】
その転写紙Pは、定着装置9で熱と加圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた排紙系を通って、装置本体上部の排紙トレイ26に反転排紙されたり、定着装置9から直進して反転ユニット8内を通ってストレート排紙されたりする。
【0051】
あるいは、両面画像形成モードが選択されているときには、前述した反転ユニット8内の反転搬送路54に送り込まれた後にスイッチバックされて両面ユニット7に搬送され、そこから再給紙されて感光体ユニット2A〜2Dが設けられている作像部で、裏面に画像が形成された後に排出される。
以後、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【0052】
ところで、この小型プリンタは、図1で説明したように感光体ドラム5を備えているが、その感光体ドラム5は感光層を形成する塗工部61と、その両側に塗工部61よりも硬い材料で形成された非塗工部62,62を有しており、その塗工部61の帯電有効幅Wacの部分を帯電装置4が帯電する。
そして、その帯電装置4の帯電ローラ14を、感光体ドラム5の塗工部61の非帯電領域に接触させたテープ部材18,18を介して感光体ドラム5の表面に接触させ、帯電装置4の帯電有効幅Wacの部分の帯電ローラ14と感光体ドラム5の表面との間に所定のギャップGを形成している。
【0053】
したがって、各テープ部材18が塗工部61よりも硬い材料で形成されている非塗工部62に接している場合に比べてテープ部材18の摩耗や傷つきを少なくすることができる。
そのため、テープ部材18を良好な帯電性能が得られるように厚さを100μm以下のものにしても、それが摩耗しにくいので、帯電ローラ14と感光体ドラム5の表面との間のギャップGを、長期に亘って良好な帯電性能が得られる所定のギャップ量に維持し続けることができる。それにより、経時に亘って良好な画像品質を維持することができる。
【0054】
図6は図3の小型プリンタの作像系を構成する参考技術として各部の幅関係を相対比較した概略図である。
この小型プリンタの作像系を構成する各部は、図6に示すような幅関係に、感光体ドラム5の長手方向の全幅Wdoと、その感光体ドラム5の塗工部61の塗工幅Wtと、感光体ドラム5の非塗工部62の非塗工幅Wntと、帯電装置4の帯電有効幅Wacと、左右のテープ部材18,18の各テープ幅Wtaと、現像装置10A〜10Dの各現像幅Wdeと、転写ベルト3を有する転写装置の転写有効幅Wteと、クリーニングブレード47のクリーニング幅Wcとがある(図3及び図4も参照)。
【0055】
すなわち、感光体ドラム5の表面の塗工部61に摺接してその塗工部61をクリーニングするクリーニングブレード47のクリーニング幅Wc内に、一対のテープ部材18,18(テープ幅Wtaの位置に配設されている)が位置するようにしている。
それにより、感光体ドラム5の塗工部61がクリーニングブレード47(図4参照)の摺接によりクリーニング幅Wcの領域が経時的に摩耗しても、その摩耗した部分に一対のテープ部材18,18が共に接触することにより、図1に示した帯電ローラ14の帯電有効幅Wacの部分と感光体ドラム5の表面との間のギャップGを常に一定に保つことができる。それにより、経時においても良好な画像が得られる。
なお、この小型プリンタでは、一対のテープ部材18,18の内側間の幅が帯電有効幅Wacになる(必要に応じて図1も参照)。
【0056】
また、感光体ドラム5の塗工部61に接触してその感光体ドラム5の表面に形成された可視像を転写紙(転写材)に転写する転写部材である転写ベルト3(図3参照)による転写有効幅Wteを、帯電装置4の帯電有効幅Wacよりも狭くしている。
それにより、感光体ドラム5の表面の帯電有効幅Wacの両端の外側付近は帯電電位が不安定になるため現像剤の付着が起こりやすいが、転写有効幅Wteを帯電有効幅Wacよりも狭くすることにより、帯電有効幅Wacの両端の外側付近に付着した現像剤(2成分現像剤の場合はトナーとキャリア)が転写ベルト3に転移するのを防止することができる。
【0057】
さらに、感光体ドラム5上の潜像を現像剤により現像して可視像にする現像装置10A〜10Dの各現像幅Wdeを、帯電有効幅Wacよりも狭くしている。
それにより、現像剤が感光体ドラム5上の帯電有効幅Wacの両端部付近に付着するのを防止することができる。したがって、現像剤が図1で説明したテープ部材18と感光体ドラム5の表面との間に入り込んで、ギャップGを大きくしてしまったり、その帯電有効幅Wacの両端部付近に現像剤が付着した場合に生じる悪影響を防止することができる。
【0058】
また、現像幅Wdeを転写有効幅Wteよりも狭くしている。それにより、一層現像剤が感光体ドラム5上の帯電有効幅Wacの両端部付近に付着しにくいようにすることができる。
なお、現像剤がトナーとキャリアを使用する2成分現像剤であるときには、そのトナーとキャリアが共に感光体ドラム5上の帯電有効幅Wacの両端部付近に付着するのを防止することができる。
【0059】
さらに、クリーニング幅Wcを帯電有効幅Wacよりも広くしている。それにより、感光体ドラム5上の帯電有効幅Wacの両端部に位置する部分に現像剤等の付着物が付着したとしても、その部分はクリーニングブレード47(図4参照)によりクリーニングすることができるので、その付着物による悪影響を防止できる。
【0060】
図7は図6の小型プリンタに関連する参考技術における作像系各部の幅関係を相対比較した図6と同様な概略図である。
この小型プリンタは、図6で説明した小型プリンタに対して、図8に示すクリーニングブレード47が感光体ドラム5に対する摺接方向に直交する矢示F方向に揺動する点のみが異なる。その他の各部の構成は、図1乃至図6で説明した小型プリンタと同様であるため、小型プリンタ全体の図示及び説明は省略する。
【0061】
この小型プリンタは、図8に示すように、クリーニング手段のクリーニング部材であるクリーニングブレード47を、そのクリーニングブレード47の感光体ドラム5に対する摺接方向に直交する矢示F方向に揺動させるクリーニング部材揺動機構70を設けている。
【0062】
そのクリーニング部材揺動機構70は、クリーニングブレード47を保持して矢示F方向に揺動可能に支持されたブレード保持部材71と、そのブレード保持部材71の左端部に形成した突出部71aの先端の半球部にカム面が摺接するカム72と、そのカム72のカム面に突出部71aの先端の半球部を押し当てるようにブレード保持部材71を押圧付勢する圧縮コイルスプリング73と、カム72を回転させるモータ74とによって構成されている。
【0063】
そして、そのカム72を1回転させたときに、ブレード保持部材71と共にクリーニングブレード47が揺動して1往復する。そして、そのクリーニング部材揺動機構70により揺動されるクリーニングブレード47のクリーニング揺動領域幅Wscをクリーニング幅とし、そのクリーニング幅が感光体ドラム5の塗工部61内に位置し、そのクリーニング揺動領域幅Wsc内に、図7に示すように一対のテープ部材18,18(各テープ幅Wtaの位置に配設)を配設している。
【0064】
この小型プリンタによれば、クリーニングブレード47は感光体ドラム5の塗工部61と非塗工部62の継ぎ目部分や非塗工部を摺接するようなことがないので、クリーニングブレード47のめくれを防止することができると共に、それが早期に損耗してしまうのを防止することができる。
【0065】
また、この小型プリンタでは、クリーニング部材揺動機構70により揺動されたクリーニングブレード47の両側の移動限の位置(クリーニング揺動領域幅Wscの左端と右端の各位置)がそれぞれ帯電有効幅Wacの外側に位置するようにしている。
したがって、感光体ドラム5上の帯電有効幅Wacの両端部に位置する部分に現像剤等の付着物が付着するようなことがあったとしても、それをクリーニングブレード47によりクリーニングすることができるので、その付着物による悪影響を防止することができる。
【0066】
図9はこの発明による画像形成装置である小型プリンタの特徴であるクリーニング手段のクリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ内側に位置するようにした点を説明するための図6と同様な概略図である。なお、この実施形態による画像形成装置である小型プリンタは、図1乃至図6で説明した小型プリンタに対し、クリーニング幅Wcに対する一対のテープ部材18,18の幅方向の位置関係のみが異なるだけであり、その他の構成は同一であるため、その各部の構成の図示は省略し、必要に応じて図1乃至図6で使用した符号を用いて説明する。
【0067】
この実施形態による小型プリンタは、クリーニングブレード47のクリーニング幅Wcが、対をなす両側のテープ部材18と18(図9で左右の各テープ幅Wtaの位置に配設されている)の内側に位置するようにしている。
そのため、この実施形態では、感光体ドラム5の表面の感光層を形成している塗工部61(塗工幅Wtの部分に位置する)は、クリーニングブレード47による摺接によりクリーニング幅Wcの領域が経時的に摩耗していく。一方、両側のテープ部材18,18は、クリーニングブレード47によるクリーニング幅Wcよりも外側にそれぞれ位置しているので、そのテープ部材18,18が接している部分の塗工部61はクリーニングブレード47によって削られない。
【0068】
そのため、塗工部61のクリーニング幅Wcの領域がクリーニングブレード47により次第に削られていくと、図1で説明した帯電ローラ14と感光体ドラム5の表面との間のギャップGは次第に大きくなっていき、帯電不良が発生するギャップにまで広がっていく。したがって、この小型プリンタでは、その帯電不良が発生する時期を利用して、感光体ドラム5が寿命に達したことを判断することができる。
なお、クリーニングブレード47の両端からは、一般的に感光体ドラム5上から回収した転写残トナー等がこぼれやすく、それが感光体ドラム5に再度付着した後にテープ部材18に付着すると、感光体ドラム5と帯電ローラ14とのギャップGが大きくなってしまうことがある。
しかしながら、上述したようにクリーニング幅Wcを、両側のテープ部材18と18の内側に位置させるようにした場合には、クリーニングブレード47からこぼれた回収トナー等がテープ部材18に付着しにくくなるので、ギャップGが増大するのを防止することができる。
【0069】
図10はこの発明による画像形成装置のさらに異なる実施形態における作像系各部の幅関係を相対比較した図7と同様な概略図である。
この実施形態における画像形成装置である小型プリンタは、図9で説明した実施形態に対して、図8で説明した小型プリンタと同様にクリーニングブレード47がクリーニング部材揺動機構70により感光体ドラム5に対する摺接方向に直交する方向に揺動し、そのクリーニング部材揺動機構70により揺動されるクリーニングブレード47のクリーニング揺動領域幅Wscをクリーニング幅とし、そのクリーニング幅が図10に示すように感光体ドラム5の塗工部61(塗工幅Wtの部分に位置する)内に位置し、クリーニングブレード47のクリーニング揺動領域幅Wscの左端と右端が、対をなす両側のテープ部材18,18(図10の左右のテープ幅Wtaの位置にそれぞれ配設してある)のそれぞれ内側に位置するようにしている。
【0070】
この実施形態においても、クリーニングブレード47は感光体ドラム5の塗工部61と非塗工部62の継ぎ目部分や非塗工部を摺接するようなことがないので、クリーニングブレード47が早期に損耗してしまうのを防止することができる。
【0071】
また、クリーニング部材揺動機構70により揺動されたクリーニングブレード47の両側の移動限の位置(クリーニング揺動領域幅Wscの左端と右端の各位置)が両側のテープ部材18,18のそれぞれ内側に位置するので、図9の実施形態と同様に、塗工部61のクリーニング揺動領域幅Wscの部分がクリーニングブレード47により次第に削られていくことにより、図1で説明した帯電ローラ14と感光体ドラム5の表面との間のギャップGが次第に大きくなっていく。
したがって、そのギャップGの増大に伴って帯電不良が発生する時期を利用して、感光体ドラム5が寿命に達したことを判断することができる。
【0072】
図11はクリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした画像形成装置の参考技術を示す図6と同様な概略図である。
この画像形成装置である小型プリンタは、図6で説明した小型プリンタに対し、クリーニング幅Wcが一対のテープ部材18,18のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした点のみが異なるだけであり、その他の構成は同一であるため、その各部の構成の図示は省略し、必要に応じて図1乃至図6で使用した符号を用いて説明する。
【0073】
このように、一対のテープ部材18,18のそれぞれ外側の端縁よりも外側までをクリーニング幅Wcとすれば、図6で説明した小型プリンタと同様に、感光体ドラム5の塗工部61がクリーニングブレード47(図4参照)の摺接によりクリーニング幅Wcの領域が経時的に摩耗しても、その摩耗した部分に一対の図11にテープ幅Wtaで示した位置にそれぞれ配設してあるテープ部材18,18が、幅方向(同図で左右方向)で余裕を持って接触する。
したがって、図1に示した帯電ローラ14の帯電有効幅Wacの部分と感光体ドラム5の表面との間のギャップGを常に一定に保つことができ、それにより経時においても良好な画像が得られる。
【0074】
図12は揺動するクリーニングブレードのクリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした画像形成装置の参考技術を示す図7と同様な概略図である。
この画像形成装置である小型プリンタは、図7で説明した小型プリンタと同様にクリーニングブレード47がクリーニング部材揺動機構70により感光体ドラム5に対する摺接方向に直交する方向に揺動し、そのクリーニング部材揺動機構70により揺動されるクリーニングブレード47のクリーニング揺動領域幅Wscをクリーニング幅とし、そのクリーニング幅が一対のテープ部材18,18(図12の左右のテープ幅Wtaの位置にそれぞれ配設してある)のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした点のみが、図11で説明した小型プリンタと異なる。
【0075】
このようなクリーニング揺動領域幅Wscをクリーニング幅とすれば、図7で説明した小型プリンタと同様に、感光体ドラム5の塗工部61がクリーニングブレード47(図4参照)の摺接によりクリーニング幅Wcの領域が経時的に摩耗しても、その摩耗した部分に一対のテープ部材18,18が幅方向(図11で左右方向)に余裕を持って接触する。
したがって、この小型プリンタにおいても、図1に示した帯電ローラ14の帯電有効幅Wacの部分と感光体ドラム5の表面との間のギャップGを常に一定に保つことができ、それにより経時においても良好な画像が得られる。
【0076】
図13はギャップ管理部材をコロとした参考技術を示す正面図である。
このギャップ管理部材は、帯電ローラ14′の金属軸で形成された芯金16の両端部にそれぞれ取り付けられたコロ81,81である。そのコロ81は、例えばゴムで外径D2を、帯電ローラ14′の導電性ゴムローラ部17′の外径D1よりも大きく形成し、その外径D1とD2の差によりギャップG(例えば100μm以下)を形成している。
【0077】
なお、この参考技術においても、一対のコロ81,81は、共に感光体ドラム5の非塗工部62よりもやわらかい塗工部61の非帯電領域に接触している。したがって、上記ギャップGを例えば100μm以下に設定しても、コロ81は摩耗しにくいので長期に亘ってギャップGを良好な帯電が可能なギャップ量に維持し続けることができる。
【0078】
以上、この発明による画像形成装置の各種の実施形態について説明してきたが、その各実施形態において帯電ローラ14,14′は、芯金(金属軸)16と感光体ドラム5との間に電圧を印加した際にその芯金16の両端部から感光体ドラム5の非塗工部62にリークが発生しない位置に芯金16の両端部を非塗工部62から離して配置するとよい。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次に記載する効果を奏する。
請求項1乃至13の画像形成装置によれば、ギャップ管理部材が像担持体の塗工部に接して帯電部材と像担持体の表面との間に所定のギャップを形成しているので、ギャップ管理部材を塗工部よりも硬い材料で形成されている非塗工部に接触させた場合に比べてギャップ管理部材の摩耗や傷つきを少なくすることができる。したがって、ギャップ管理部材が摩耗しにくい分だけ帯電部材と像担持体の表面との間のギャップを長期に亘って略一定に保つことができる。
【0080】
また、像担持体の感光層を形成している塗工部はクリーニング手段による摺接によりクリーニング幅の領域が経時的に摩耗していくため所定の使用時間に達すると像担持体が寿命に達するようになるが、この画像形成装置ではクリーニング手段のクリーニング幅がギャップ管理部材の内側に位置するので、そのギャップ管理部材が接している部分の塗工部はクリーニング手段により摩耗されない。
【0081】
したがって、塗工部のクリーニング幅の領域がクリーニング手段により次第に削られていくと、帯電部材と像担持体の表面との間のギャップが次第に大きくなっていき帯電不良が発生する時期がくる。そこで、その帯電不良の発生時期を利用して、像担持体が寿命に達したことを判断することができる。
また、一般的にクリーニング幅がギャップ管理部材の位置まであるときには、像担持体上から回収した転写残トナー等がクリーニング手段の両端からこぼれた際に、それが像担持体に再度付着した後にギャップ管理部材に付着すると、像担持体と帯電部材とのギャップが大きくなってしまうことがあるが、上述したようにクリーニング幅がギャップ管理部材の内側に位置するようにすれば、クリーニング手段からこぼれた回収トナー等をギャップ管理部材に付着しにくくすることができるので、ギャップの増大を防止することができる。
【0082】
請求項2の画像形成装置によれば、クリーニング部材はクリーニング部材揺動機構により揺動されるので、クリーニング部材と像担持体の表面との間に紙粉等が挾まり続けるのを防止することができ、そのクリーニング部材は揺動されても塗工部の領域の外には出ないので、クリーニング部材が像担持体の塗工部と非塗工部との継ぎ目部分や非塗工部を摺接することによって生じるクリーニング部材のめくれや早期損耗を防止することができる。
【0083】
請求項3の画像形成装置によれば、クリーニング手段のクリーニングブレードは像担持体の塗工部と非塗工部の継ぎ目部分や非塗工部を摺接するようなことがないので、そのクリーニングブレードのめくれを防止することができると共に、そのクリーニングブレードの早期損耗を防止することができる。
【0084】
請求項4及び7の画像形成装置によれば、一般的に像担持体表面の帯電有効幅の両端の外側付近は帯電電位が不安定になるためそこに現像剤の付着が起こりやすいが、転写部材による転写有効幅を帯電手段の帯電有効幅よりも狭くすることにより、上記帯電有効幅の両端の外側付近に付着した現像剤が転写部材に転移するのを防止することができる。
【0085】
請求項5の画像形成装置によれば、現像装置の現像幅が帯電手段の帯電有効幅よりも狭いので、現像剤が像担持体上の帯電有効幅の両端部付近に付着するのを防止することができる。したがって、現像剤がギャップ管理部材と像担持体の表面との間に入り込んで上記ギャップを大きくしてしまうのを防止することができると共に、その帯電有効幅の両端部付近に現像剤が付着した場合に生じる問題も起きないようにすることができる。
【0086】
請求項6の画像形成装置によれば、現像幅を転写有効幅よりも狭くし、その転写有効幅は帯電有効幅よりも狭いので、一層現像剤が像担持体上の帯電有効幅の両端部付近に付着しにくくなる。
【0087】
請求項8の画像形成装置によれば、ギャップ管理部材は一対のテープ部材であるため、それを帯電部材の弾性部の両端部に巻きつけることにより、それらを容易に固定することができる。したがって、ギャップ管理部材を取り付ける際の作業性の向上が図れる。
【0088】
請求項9の画像形成装置によれば、上記テープ部材は厚さが100μm以下という極めて薄い板厚に形成するため、それが像担持体の表面との接触により摩耗すると、当初の厚さに対する厚さ減少割合の影響度が非常に大きくなる。したがって、そのテープ部材を非塗工部よりもやわらかい塗工部に接触させることにより摩耗の低減を図る効果が大きい。
【0089】
請求項10の画像形成装置によれば、一対のテープ部材は、それぞれ弾性部の両端部に一周全ての位置についてローラの軸方向に上記テープ部材が存在しない部分がないように巻き付けられているので、その両端部のフィルム材の部分をそれぞれ像担持体に接触させて転接させても、各フィルム材の周方向の両端の端縁間に像担持体が周期的に落ち込むのを防止できる。
したがって、その端縁間に像担持体が落ち込んだときに生じる微振動の発生を防止することができる。
【0090】
請求項11の画像形成装置によれば、一対のテープ部材のそれぞれ両端は斜めにカットされて互いに切り口の端縁が対向し、そのカットされた両端の端縁間に隙間を形成するようにしているので、フィルム材の巻き付け方向の長さの寸法管理をそれほど厳しくしなくても、そのフィルム材の周方向の両端が互いに重なるのを防止することができる。
【0091】
請求項12の画像形成装置によれば、一対のテープ部材のそれぞれ両端の斜めにカットされた部分のカット線のテープ部材の側縁に対する傾斜角度を略45度に形成しているので、フィルム材の両端の先端を剥がれにくくすることができながらフィルム材の合わせ目部分における像担持体との接触幅を多くすることができる。
【0092】
請求項13の画像形成装置によれば、帯電ローラは金属軸の両端部から像担持体の非塗工部にリークが発生しない位置に、その金属軸の両端部を非塗工部から離して配置するので、帯電ローラの金属軸から像担持体の非塗工部へのリークを防止して良好な帯電性能を得ることができる。
【0093】
請求項14の像担持体ユニットによれば、像担持体と帯電部材とは一体のユニットに形成されているので、その像担持体や帯電部材のメンテナンスを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態例である画像形成装置が備えている帯電ローラと感光体ドラムを示す概略図である。
【図2】 同じくその帯電ローラの一方の端部側を拡大して示す拡大図である。
【図3】 同じくその画像形成装置であるカラーの小型プリンタを示す全体構成図である。
【図4】 同じくその小型プリンタが備えている感光体ユニットを示す構成図である。
【図5】 図3の小型プリンタに設けられている書込みユニットを示す構成図である。
【図6】 図3の小型プリンタの作像系を構成する参考技術として各部の幅関係を相対比較した概略図である。
【図7】 図6の小型プリンタに関連する参考技術における作像系各部の幅関係を相対比較した図6と同様な概略図である。
【図8】 同じくその画像形成装置が有するクリーニング部材揺動機構を説明するための概略図である。
【図9】 この発明による画像形成装置である小型プリンタの特徴であるクリーニング手段のクリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ内側に位置するようにした点を説明するための図6と同様な概略図である。
【図10】 この発明による画像形成装置のさらに異なる実施形態における作像系各部の幅関係を相対比較した図7と同様な概略図である。
【図11】 クリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした画像形成装置の参考技術を示す図6と同様な概略図である。
【図12】 揺動するクリーニングブレードのクリーニング幅が一対のテープ部材のそれぞれ外側の端縁よりも外側まであるようにした画像形成装置の参考技術を示す図7と同様な概略図である。
【図13】 ギャップ管理部材をコロとした参考技術を示す正面図である。
【図14】 従来の帯電ローラの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
2A,2B,2C,2D:感光体ユニット(像担持体ユニット)
3:転写ベルト(転写部材)
4:帯電装置(帯電手段)
5:感光体ドラム(像担持体)
10A,10B,10C,10D:現像装置
14,14′:帯電ローラ(帯電部材)
16:芯金(金属軸)
17,17′:導電性ゴムローラ部(弾性部)
18:テープ部材(ギャップ管理部材)
47:クリーニングブレード(クリーニング部材)
61:塗工部 62:非塗工部
70:クリーニング部材揺動機構 81:コロ
Claims (14)
- 感光層を形成する塗工部とその両側に該塗工部よりも硬い材料で形成された非塗工部を有する像担持体と、該像担持体の前記塗工部を帯電する帯電部材を有する帯電手段とを備えた画像形成装置において、
前記帯電部材を前記像担持体の前記塗工部の非帯電領域に接触させたギャップ管理部材を介して前記像担持体の表面に接触させ、前記帯電手段の帯電有効幅の部分の前記帯電部材と前記像担持体の表面との間に所定のギャップを形成するようにし、前記像担持体の前記塗工部を摺接することにより所定のクリーニング幅でクリーニングするクリーニング手段を設け、該クリーニング手段の前記クリーニング幅が前記ギャップ管理部材の内側に位置するようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、前記クリーニング手段のクリーニング部材を該クリーニング部材の前記像担持体に対する摺接方向に直交する方向に揺動させるクリーニング部材揺動機構を設け、該クリーニング部材揺動機構により揺動される前記クリーニング部材のクリーニング揺動領域幅を前記クリーニング幅とすることを特徴とする画像形成装置。
- 前記クリーニング手段は、クリーニングブレードを前記像担持体の前記塗工部に摺接させて該塗工部をクリーニングする手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記像担持体の表面に形成された可視像を転写材に転写する転写部材を設け、該転写部材による転写有効幅を前記帯電手段の帯電有効幅よりも狭くしたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記像担持体上の潜像を現像剤により現像して可視像にする現像装置を備え、該現像装置による現像幅を前記帯電手段の帯電有効幅よりも狭くしたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項4記載の画像形成装置において、前記像担持体上の潜像を現像剤により現像して可視像にする現像装置を備え、該現像装置による現像幅を転写有効幅よりも狭くしたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項5又は6記載の画像形成装置において、前記現像剤はトナーとキャリアを使用した2成分現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記帯電部材は金属軸の外周面の両端部を除く部分に弾性部を形成した帯電ローラであり、前記ギャップ管理部材は前記弾性部の両端部にそれぞれ固定された一対のテープ部材であり、その一対のテープ部材の内側間の幅が前記帯電有効幅になることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記テープ部材は厚さが100μm以下に形成されていることを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 請求項8又は9記載の画像形成装置において、前記一対のテープ部材は前記弾性部の両端部に周方向に巻き付けられて、その周方向の両端が互いに重なり合うことなく、一周全ての位置についてローラの軸方向に前記テープ部材が存在しない部分がないようにそれぞれ固定されていることを特徴とする画像形成装置。
- 前記一対のテープ部材のそれぞれ両端は斜めにカットされて互いに切り口の端縁が対向し、そのカットされた両端の端縁間に隙間を形成していることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
- 前記一対のテープ部材のそれぞれ両端の斜めにカットされた部分のカット線のテープ部材の側縁に対する傾斜角度が略45度に形成されていることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 前記帯電ローラは、前記金属軸と像担持体との間に電圧を印加した際に該金属軸の両端部から前記像担持体の非塗工部にリークが発生しない位置に前記金属軸の両端部を前記非塗工部から離して配置していることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の画像形成装置に装着される像担持体ユニットであって、前記像担持体と前記帯電部材とを一体に設けた像担持体ユニット。
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