JP5867338B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1には、インパクト加工によって薄肉円筒状の像保持体を製造する製造方法が記載されている。この製造方法には、インパクト加工によって得られた筒状体の両端部を切り落として基材を得る工程が備えられている。
特開2000−10306号公報
本発明の課題は、トナークラウドが、像保持体における軸方向の外側へ飛散するのを簡易な構成で抑制することである。
本発明の請求項1に係る画像形成装置は、軸方向の一端側の端部に閉塞底が一体的に形成され、前記軸方向の他端側の端部が開放されると共に前記一端側の周面に径方向に突出する環状突起が一体的に形成される筒状のロール部材を含んで構成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像を回転しながら現像する現像部材と、前記現像部材の回転軸を支持すると共に、前記環状突起と前記像保持体の径方向で対向する支持部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記像保持体を帯電させる帯電部材が備えられ、前記帯電部材に電圧を印加する給電部位は、前記軸方向において、前記帯電部材の前記他端側に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記現像部材に電圧を印加する給電部位は、前記軸方向において、前記現像部材の前記他端側に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項1の画像形成装置によれば、ロール部材の一端側に形成される環状突起と、現像部材の回転軸を支持する支持部材とが対向していない場合と比して、トナークラウドが、像保持体における軸方向の外側へ飛散するのを簡易な構成で抑制することができる。
本発明の請求項2の画像形成装置によれば、帯電部材に電圧を印加する給電部位が、像保持体の軸方向において、帯電部材に対して一端側に配置されている場合と比して、給電不良を抑制することができる。
本発明の請求項3の画像形成装置によれば、現像部材に電圧を印加する給電部位が、像保持体の軸方向において、現像部材に対して一端側に配置されている場合と比して、給電不良を抑制することができる。
(A)(B)本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体と現像ロールとを示した正面図及び側面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体と帯電部材とを示した正面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体の一端側を示した斜視図である。 (A)(B)(C)本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体を構成するロール部材の製造工程を示した工程図である。 (A)(B)本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体を構成するロール部材の製造工程を示した工程図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる像保持体を構成するロール部材を製造するのに用いられる部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を図1〜図7に従って説明する。なお図中に示す矢印Vは鉛直方向を示し、矢印Hは水平方向であって装置左右方向を示し、矢印Dは水平方向であって装置奥行方向を示す。
(全体構成)
図7に示されるように、画像形成装置10の装置本体10Aの内部には、入力される画像データに対して画像処理を行なう画像処理部12が設けられている。
この画像処理部12は、入力された画像データをイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の階調データに処理するようになっている。そして、画像処理部12によって処理された階調データを受け取って、レーザ光LBによる画像露光を行う露光装置14が装置本体10A内の中央側に設けられている。
また、露光装置14の鉛直方向上方には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kが、水平方向に対して傾斜する方向に間隔をおいて配置され、装置本体10Aに着脱可能とされている。この画像形成ユニット16Y、16M、16C、16Kで、各色のトナー画像が形成されるようになっている。なお、Y、M、C、Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y,M,C,Kを省略して記載することがある。
一方、各色の画像形成ユニット16の鉛直方向上方には、各色の画像形成ユニット16で形成されたトナー画像が多重に転写される一次転写ユニット18が設けられている。さらに、一次転写ユニット18の側方(図中右側)には、後述する供給搬送ユニット30によって搬送経路60に沿って搬送された記録媒体としてのシート部材Pに、一次転写ユニット18に多重に転写されたトナー画像を転写する二次転写ロール22が設けられている。
二次転写ロール22に対してシート部材Pの搬送方向の下流側には、シート部材Pに転写されたトナー画像を熱及び圧力によってシート部材Pに定着させる定着装置24が設けられている。また、この定着装置24に対してシート部材Pの搬送方向の下流側には、トナー画像が定着したシート部材Pを画像形成装置10の装置本体10Aの上部に設けられた排出部26に排出する排出ロール28が設けられている。
一方、露光装置14の鉛直方向の下方及び側方には、シート部材Pを供給し搬送する供給搬送ユニット30が設けられている。
〔画像形成ユニット〕
先ず、画像形成ユニット16について説明する。
各色の画像形成ユニット16は、すべて同様に構成されている。そして、各色の画像形成ユニット16は、回転する円柱状の像保持体34と、この像保持体34の周面を帯電させる帯電装置36と、帯電した像保持体34の周面に前述した露光装置14の画像露光によって形成された静電潜像を現像剤(トナー)で現像してトナー画像とする現像装置38と、像保持体34の周面を清掃する清掃装置44とを備えている。なお、像保持体34、帯電装置36、及び現像装置38については、詳細を後述する。
〔露光装置〕
次に、露光装置14について説明する。
露光装置14の筐体14Aの内部には、回転多面鏡であるポリゴンミラー32が配置されている。光源の一例としての半導体レーザ54から出射されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、シリンドリカルレンズ(図示省略)を介してこのポリゴンミラー32に照射され、このポリゴンミラー32によって主走査方向に偏向走査されるようになっている。そして、このポリゴンミラー32によって偏向走査されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、結像レンズ及び複数枚のミラー(図示省略)を介して、像保持体34上の露光位置に、斜め下方から走査露光されるようになっている。
このように、露光装置14は、斜め下方から像保持体34上を走査露光するものである。このため、この露光装置14には、上方に位置する各色の画像形成ユニット16に備えられた現像装置38等からトナー等の異物が落下する虞が有る。そこで、筐体14Aの周面において上方を向いた部分には、4本のレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kを、各色の画像形成ユニット16の像保持体34上に向けて透過させる透明なガラス製の透過部材の一例としての透過ガラス40Y、40M、40C、40Kが設けられている。
〔一次転写ユニット・二次転写ロール〕
次に、一次転写ユニット18及び二次転写ロール22について説明する。
一次転写ユニット18は、各色の画像形成ユニット16の鉛直方向上方に配置されている。この一次転写ユニット18は、無端状の中間転写ベルト42と、中間転写ベルト42が巻き掛けられ回転駆動して中間転写ベルト42を矢印A方向に周回させる駆動ロール46と、中間転写ベルト42が巻き掛けられ、中間転写ベルト42に張力を付与する張力付与ロール48と、張力付与ロール48の鉛直方向上方に配置されて中間転写ベルト42と従動回転する従動ロール50と、中間転写ベルト42を挟んで各色の像保持体34の反対側に夫々配置される一次転写ロール52とを備えている。
これにより、各色の画像形成ユニット16の像保持体34上に順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像が、各色の一次転写ロール52によって、中間転写ベルト42上に多重に転写されるようになっている。
さらに、中間転写ベルト42の周面に接して中間転写ベルト42の周面を清掃する清掃ブレード56が、中間転写ベルト42を挟んで駆動ロール46の反対側に配置されている。また、中間転写ベルト42を挟んで従動ロール50の反対側には、中間転写ベルト42上に転写されたトナー画像を、搬送されるシート部材Pに転写する二次転写ロール22が設けられている。
以上により、中間転写ベルト42上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像は、中間転写ベルト42によって搬送される。搬送されるトナー画像は、従動ロール50と二次転写ロール22とに挟まれ、後述する供給搬送ユニット30により搬送経路60に沿って搬送されてきたシート部材Pに二次転写されるようになっている。
〔供給搬送ユニット〕
次に、シート部材Pを供給して搬送する供給搬送ユニット30について説明する。
供給搬送ユニット30は、装置本体10A内において露光装置14の鉛直方向下方に配置され、複数のシート部材Pが積載される給紙部材62を備えている。
さらに、供給搬送ユニット30は、給紙部材62に積載されたシート部材Pを搬送経路60へ送り出す給紙ロール64と、給紙ロール64によって送り出されたシート部材Pを1枚ずつ分離する分離ロール66と、シート部材Pの搬送タイミングを合わせる位置合せロール68と、を備えている。そして、各ロールが、シート部材Pの搬送方向上流側から下流側に向けてこの順番で配置されている。
この構成により、給紙部材62から供給されたシート部材Pは、回転する位置合せロール68によって中間転写ベルト42と二次転写ロール22とが接触する位置(二次転写位置)へ定められたタイミングで送り出されるようになっている。
さらに、供給搬送ユニット30は、定着装置24によって一方の面にトナー画像が定着されたシート部材Pを、排出ロール28によって排出部26にそのまま排出させずに、他方の面にトナー画像を形成するために用いる両面搬送装置70を備えている。
そして、この両面搬送装置70は、排出ロール28から位置合せロール68に向けてシート部材Pの表裏を反転させるようにシート部材Pが搬送される両面搬送経路72と、両面搬送経路72に沿ってシート部材Pを搬送する搬送ロール74及び搬送ロール76とを備えている。
(全体構成の作用)
この構成により、以下のようにシート部材Pに画像が形成される。
先ず、画像処理部12から露光装置14に各色の階調データが順次出力さる。そして、この露光装置14から階調データに応じて出射されたレーザ光LB−Y、LB−M、LB−C、LB−Kは、帯電装置36によって帯電した像保持体34の周面を走査露光する(主走査方向に露光する)。これにより、像保持体34の周面には静電潜像が形成される。像保持体34上に形成された静電潜像は、各色の現像装置38によって現像され、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像として可視化される。
さらに、一次転写ユニット18の一次転写ロール52によって、像保持体34上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像が、周回する中間転写ベルト42上に多重に転写される。
周回する中間転写ベルト42上に多重に転写された各色のトナー画像は、給紙部材62から給紙ロール64、分離ロール66、位置合せロール68によって搬送経路60に沿って搬送されてきたシート部材Pに二次転写ロール22によって二次転写される。
さらに、トナー画像が転写されたシート部材Pは、定着装置24へと搬送される。そして、トナー画像が定着装置24によってシート部材Pに定着される。トナー画像が定着されたシート部材Pは、排出ロール28によって排出部26に排出される。
一方、シート部材Pの両面に画像を形成させる場合は、定着装置24によって一方の面(表面)にトナー画像が定着されたシート部材Pは、排出ロール28によって排出部26にそのまま排出されない。排出ロール28を逆転させることで、シート部材Pの搬送方向が切り替えられる。そして、このシート部材Pは、搬送ロール74、76により両面搬送経路72に沿って搬送される。
両面搬送経路72に沿って搬送されるシート部材Pは、表裏が反転されて再度位置合せロール68へと搬送される。今度は、シート部材Pの他方の面(裏面)にトナー画像が転写・定着された後、シート部材Pは、排出部26に排出ロール28によって排出される。
(要部構成)
次に、像保持体34、現像装置38、帯電装置36について説明する。
〔像保持体〕
先ず、像保持体34について説明する。像保持体34は、図1(A)に示されるように、筒状のロール部材80と、ロール部材80の周面に形成された半導電層82(感光層)と、を含んで構成されている。
[ロール部材]
このロール部材80は、ロール部材80の軸方向の一端側(図中左側:以下単に「ロール軸方向の一端側」と記載する)に閉塞底80Aが一体的に形成され、ロール部材80の軸方向の他端側(図中右側:以下単に「ロール軸方向の他端側」と記載する)が開放されている(図5(B)参照)。
さらに、ロール部材80の閉塞底80Aには、像保持体34の回転軸となる円筒状の軸突起88が、一体的に形成されている。また、軸突起88には、頂壁88Aが形成され、この頂壁88Aには、図3に示されるように、三角凹状の三角凹部位90が形成されている。この三角凹部位90に、後述するモータ104の出力軸105の先端部に形成された三角部位105A(図1(A)参照)が差し込まれることで、出力軸105を介して回転力がロール部材80(像保持体34)に伝達されるようになっている。
また、この軸突起88の周面88Bと閉塞底80Aとを連結する三角リブ92が、閉塞底80Aと一体的に形成されている。具体的には、三角リブ92は、軸突起88の周方向に一定(例えば90度)間隔で4個形成されている。
なお、本実施形態では、画像形成ユニット16が装置本体10Aに取り付けられた状態で、ロール軸方向と装置奥行方向とは同一方向である。そして、ロール軸方向の一端側は、装置奥行方向の装置奥側であって、ロール軸方向の他端側は、装置奥行方向の装置手前側である。
[ロール部材の製造方法]
ここで、ロール部材80の製造方法について説明する。ロール部材80は、インパクト加工により形成(製造)される。
インパクト加工には、図6に示されるように、材料202(例えばアルミニウム)が収められる凹状型204と、凹状型204に収められた材料202を押圧して材料202を筒状とする円柱形状のパンチ型200と、が用いられる。
円柱状とされたパンチ型200の先端部には、軸突起88を形成させるための突起200Aが備えられている。さらに、凹状型204は、パンチ型200の先端側が挿入されるようになっており、パンチ型200の先端側の形状に沿った平面視円形とされている。また、材料202は、凹状型204に収まるように、軸方向で短い円柱状とされている。
インパクト加工により筒状のロール部材80を形成するインパクト工程では、先ず、パンチ型200が、凹状型204の上方に配置された状態で、材料202が凹状型204に収納される(図4(A)参照)。
次に、図4(B)、図4(C)に示されるように、パンチ型200が、下方に移動して凹状型204に収納された材料202を押し潰して変形させる。これにより、材料202が、パンチ型200の周面に沿うように筒状に変形し、ロール部材80が形成される。
次に、図5(A)に示されるように、パンチ型200が上方に移動して、パンチ型200に密着したロール部材80が凹状型204から離間する。
次に、図5(B)に示されるように、ロール部材80が、パンチ型200から取り外される(脱型される)。この状態で、ロール部材80におけるロール軸方向の一端側には、閉塞底80A、及び軸突起88等が一体的に形成され、ロール部材80におけるロール軸方向の他端側は開放されている。
また、インパクト工程において、材料202における下方の角部202A(図6参照)は、図4(A)、図4(B)に示されるように、他の部位と比して強く凹状型204の内周壁に押し付けられる。そして、ロール部材80が凹状型204から離間することで、環状突起の一例としてのショックライン突起80Dが、図5(A)(B)に示されるように、ロール部材80のロール軸方向の一端側に環状に形成される。つまり、角部202Aが変形してショックライン突起80Dとなる。
ショックライン突起80Dは、一般面(ショックライン突起80Dが形成されていない周面)に対して、例えば、100〔μm〕程度突出している。
なお、各図では、ショックライン突起80Dが一般面に対して突出しているのが容易に分かるように、突出している様子が誇張して記載されている。
[像保持体の配置]
次に、像保持体34の配置(レイアウト)等について説明する。
画像形成ユニット16が装置本体10Aに取り付けられた状態で、像保持体34におけるロール軸方向の一端側には、図1(A)に示されるように、像保持体34を回転させるモータ104が配置されている。このモータ104の出力軸105は、画像形成ユニット16の筐体17に支持されており、出力軸105の先端部に形成された三角部位105Aは、軸突起88の三角凹部位90に差し込まれている。
一方、像保持体34におけるロール軸方向の他端側には、開放された像保持体34(ロール部材80)のロール軸方向の他端側を閉止するキャップ108が取り付けられている。このキャップ108には、像保持体34の回転軸を構成する軸部位108Aが一体的に形成され、この軸部位108Aは、筐体17に支持されている。
また、前述した半導電層82は、ショックライン突起80Dに対してロール軸方向の他端側に形成されている(塗装されている)。
〔現像装置〕
次に、現像装置38について説明する。
現像装置38は、図1(A)に示されるように、ロール軸方向に沿って延び、回転する像保持体34の周面に対向して回転しながらトナーを像保持体34に形成された静電潜像に受け渡す現像部材の一例としての現像ロール130を備えている。さらに、現像装置38は、現像ロール130の回転軸130Aにおけるロール軸方向の他端側の端部に接触して現像ロール130に電圧を印加する給電部位の一例としての給電板132を備えている。そして、現像ロール130及び給電板132は、筐体17に支持されている。
ここで、筐体17の一部を構成すると共に回転軸130Aにおけるロール軸方向の一端側を支持する支持部材134は、像保持体34の径方向でショックライン突起80Dと対向して配置されている。そして、ロール軸方向から見て、図1(B)に示されるように、トナークラウドが生じる像保持体34と現像ロール130との対向部において、ショックライン突起80Dと支持部材134との隙が狭くなっている。
また、支持部材134に対してロール軸方向の一端側には、回転軸130Aに固定されるトラッキングロール136が備えられている。このトラッキングロール136の周面が像保持体34の周面に接触することで、現像ロール130の周面と像保持体34の周面とが一定の距離(本実施例では、40〔μm〕程度)に保たれるようになっている。
さらに、トラッキングロール136に対してロール軸方向の一端側には、回転軸130Aに固定されるギア部材138が備えられている。そして、現像ロール130を回転させる回転力が、このギア部材138を介して現像ロール130に伝達されるようになっている。
一方、現像ロール130に対してロール軸方向の他端側に配置される給電板132は、逆U字状とされている。そして、給電板132の板面と回転軸130Aの端面とがロール軸方向で接触するようになっている。
〔帯電装置〕
次に、帯電装置36について説明する。
帯電装置36は、図2に示されるように、ロール軸方向に沿って延び、回転する像保持体34の周面と接触して従動回転しながら像保持体34の周面を帯電させる帯電部材の一例としての帯電ロール120を備えている。さらに、帯電装置36は、帯電ロール120の回転軸120Aにおけるロール軸方向の他端側の端部に接触して帯電ロール120に電圧を印加する給電部位の一例としての給電板122を備えている。そして、帯電ロール120及び給電板122は、筐体17に支持されている。
ここで、筐体17の一部を構成すると共に回転軸120Aにおけるロール軸方向の一端側を支持する支持部材124は、ショックライン突起80Dに対して、ロール軸方向の一端側に配置されている。つまり、ロール軸方向において、支持部材124は、ショックライン突起80Dと異なる位置に配置されている。また、支持部材124は、非導電性材料で形成されている。
一方、ロール軸方向の他端側に配置される給電板122は、筐体17に支持され、逆U字状とされている。そして、給電板122の板面と回転軸120Aの端面とが接触するようになっている。
(要部構成の作用)
以上説明したように、回転軸130Aにおけるロール軸方向の一端側を支持する支持部材134は、像保持体34の径方向でショックライン突起80Dと対向して配置されている(図1(A)参照)。このため、支持部材134がショックライン突起80Dと対向していない場合と比して、支持部材134と像保持体34との隙が狭くなる。
これにより、一端側に閉塞底80Aを有し、他端側が開放されたロール部材80を含んで構成される像保持体34において、現像ロール130と像保持体34との間に発生するトナークラウド(霧状に舞い上がるトナー)のロール軸方向の外側への飛散が抑制される。
また、ロール軸方向の外側へのトナークラウドの飛散が抑制されることで、支持部材134に対してロール軸方向の一端側に配置されているトラッキングロール136の外周面及びこの外周面に接触する像保持体34の周面にトナーが付着するのが抑制される。このため、現像ロール130の周面と像保持体34の周面との距離が変化するのが抑制される。
また、現像ロール130に電圧を印加する給電板132は、現像ロール130の回転軸130Aにおけるロール軸方向の他端側の端部に接触するように配置されている(図1(A)参照)。ここで、前述したようにショックライン突起80Dは、一般面に対して突出しているため、ショックライン突起80Dの基端部には、前述したトナークラウドによってトナーが溜まることが考えられる。そして、この溜まったトナーが給電板132に付着することで給電不良が発生してしまうことが考えられる。しかし、給電板132は、現像ロール130に対してロール軸方向の他端側に配置され、一方、ショックライン突起80Dは、現像ロール130に対してロール軸方向の一端側に配置されている。
これより、給電板132とショックライン突起80Dとが同一側に配置される場合と比して、ショックライン突起80Dに溜まったトナーが給電板132に付着することに起因する給電不良が抑制される。
また、帯電ロール120に電圧を印加する給電板122は、回転軸120Aにおけるロール軸方向の他端側の端部に接触するように配置されている(図2参照)。ここで、前述したように、ショックライン突起80Dの基端部には、トナーが溜まることが考えられる。そして、この溜まったトナーが給電板122に付着することで給電不良が発生してしまうことが考えられる。しかし、給電板122は、帯電ロール120に対してロール軸方向の他端側に配置され、一方、ショックライン突起80Dは、帯電ロール120に対してロール軸方向の一端側に配置されている。
これより、給電板122とショックライン突起80Dとが同一側に配置される場合と比して、ショックライン突起80Dに溜まったトナーが給電板122に付着することに起因する給電不良が抑制される。
また、ロール軸方向の一端側の回転軸120Aを支持する支持部材124は、ショックライン突起80Dに対して、ロール軸方向の一端側に配置されている(図2参照)。つまり、ロール軸方向において、支持部材124は、ショックライン突起80Dと異なる位置に配置されている。ここで、前述したようにショックライン突起80Dの基端部には、トナーが溜まることが考えられる。そして、この溜まったトナーが支持部材124と回転軸120Aとの摺動部に付着して帯電ロール120の回転不良が発生してしまうことが考えられる。しかし、前述したように、ロール軸方向において、支持部材124は、ショックライン突起80Dと異なる位置に配置されている。
これにより、ショックライン突起80Dの基端部に溜まったトナーが支持部材124と回転軸120Aとの摺動部に付着して帯電ロール120の回転不良が発生してしまうのが抑制される。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、支持部材124は、ショックライン突起80Dに対して、ロール軸方向の一端側に配置されることで、ロール軸方向において、ショックライン突起80Dと重ならないようにしたが、支持部材を、ショックライン突起80Dに対して、ロール軸方向の他端側に配置することで、ロール軸方向において、ショックライン突起80Dと重ならないようにしてもよい。
10 画像形成装置
34 像保持体
80 ロール部材
80A 閉塞底
80D ショックライン突起(環状突起の一例)
120 帯電ロール(帯電部材の一例)
122 給電板(給電部位の一例)
130 現像ロール(現像部材の一例)
132 給電板(給電部位の一例)
134 支持部材

Claims (3)

  1. 軸方向の一端側の端部に閉塞底が一体的に形成され、前記軸方向の他端側の端部が開放されると共に前記一端側の周面に径方向に突出する環状突起が一体的に形成される筒状のロール部材を含んで構成される像保持体と、
    前記像保持体に形成された静電潜像を回転しながら現像する現像部材と、
    前記現像部材の回転軸を支持すると共に、前記環状突起と前記像保持体の径方向で対向する支持部材と、
    を備える画像形成装置。
  2. 前記像保持体を帯電させる帯電部材が備えられ、
    前記帯電部材に電圧を印加する給電部位は、前記軸方向において、前記帯電部材の前記他端側に配置される請求項1項に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像部材に電圧を印加する給電部位は、前記軸方向において、前記現像部材の前記他端側に配置される請求項1項に記載の画像形成装置。
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