JP2005274669A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のコンパクト化を妨げない簡易な構成のシールド部材を感光ドラムユニットに配置して、ライン状の露光ヘッドを備えた露光器を静電ノイズから遮断する。
【解決手段】感光ドラム２１と、該感光ドラム２１の外周面を帯電する帯電ワイヤ２３を張設した帯電器２２と、を有する感光ドラムユニット２が、装置本体に着脱可能に配設され、該感光ドラム２１が、装置本体に配設された露光器３にて露光されて静電潜像が形成される画像形成装置１において、帯電器２２から発生するノイズを遮断するシールド部材７０を、前記帯電器２２の側方であって、前記露光器３及び帯電器２２の間に位置するように、前記感光ドラムユニット２に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、より詳細には、帯電器にて感光体ドラム表面の帯電を行うことによって生起される静電ノイズから、感光ドラムユニットの近傍に配設される露光器等の電子機器を保護するための技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、外周面に光導電膜が被覆されている感光ドラムと、該感光ドラムを帯電させるための帯電器とを一体に配設した感光ドラムユニットを、画像形成装置本体に着脱可能に設けたものが公知となっている。

感光ドラムユニットにおける帯電器の構成としては、高電圧が印加されてコロナ放電を発生させる帯電ワイヤが感光体ドラムの長手方向に沿って張設されたもの（コロトロン帯電器）や、さらに帯電ワイヤと感光体の外周面との間にグリッド電極を設けたもの（スコロトロン帯電器）等のコロナ放電方式、接触帯電方式及び固体放電素子帯電方式等が知られている。

これらの帯電器において帯電が行われると、帯電器から放射（静電）ノイズが生起され、この静電ノイズが、感光ドラムユニットを介して画像形成装置内部へと漏出し、近設される電子機器等の誤作動の要因となる電波障害を引き起こす恐れがある。そのため、帯電器の近傍にシールド部材を配設して、かかる静電ノイズの漏出を防止するように構成したものが幾つか提案されている。

例えば、特許文献１及び特許文献２においては、接触帯電方式の帯電プロセスを行う帯電部材と、該帯電部材と被帯電体との間に電圧を印加して該被帯電体を帯電する電源とを備えた画像形成装置に関して、帯電部材と被帯電体とによって形成された接触ニップ部を覆うもしくは囲繞するようにシールド部材を設けたものが開示されている。これらの画像形成装置は、シールド部材によって接触ニップ部を覆うもしくは囲繞することで、接触ニップ部の付近から発生した静電ノイズを遮断して、電子機器等を保護するようにしたものである（特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平５−６０７６号公報 特開平６−１７５４７２号公報

確かに、上記特許文献１及び特許文献２に開示される画像形成装置では、シールド部材によって静電ノイズを遮断し、近傍に配置される電子機器等を静電ノイズから保護することができる。

しかしながら、シールド部材によって前記接触ニップ部を覆うようにするには、ある程度の空間を必要とするため、感光ドラムユニットのコンパクト化の妨げとなっていた。近年の画像形成装置においては、感光ドラムユニットを構成する部材点数を低減させ、隣接する構成部材の間隔を狭めて、画像形成装置全体としてのコンパクト化が図られているところである。かかる点に鑑みれば、上記特許文献１及び特許文献２に開示される画像形成装置では、帯電器周辺にシールド部材を効果的に配置して、装置のコンパクト化を充分に達成しているものではなかった。

特に、露光器としてＬＥＤヘッドやＬＣＤヘッド等のライン状の露光ヘッドを用いた場合は、その焦点距離が短いために、露光ヘッドの露光レンズと感光体ドラムの外周面との距離を短くしなければならず、露光器は、画像形成装置の装置本体側であって感光ドラムに近接するように配設される。かかる場合に、露光器（露光ヘッド）が静電ノイズの影響を受けると画像不具合の要因となるため、露光器（露光ヘッド）を静電ノイズから遮蔽する必要があった。

そこで、本発明においては、画像形成装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、装置のコンパクト化を妨げない簡易な構成のシールド部材を感光ドラムユニットに配置して、ライン状の露光ヘッドを備えた露光器を静電ノイズから遮断することを目的とするものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、感光ドラムと、該感光ドラムの外周面を帯電する帯電ワイヤを張設した帯電器と、を有する感光ドラムユニットが、装置本体に着脱可能に配設され、該感光ドラムが、装置本体側に配設された露光器にて露光されて静電潜像が形成される画像形成装置において、帯電器から発生するノイズを遮断するシールド部材を、前記帯電器の側方であって、前記露光器及び帯電器の間に位置するように、前記感光ドラムユニットに設けるものである。

請求項２においては、請求項１において、前記シールド部材は、前記感光ドラムユニットを装置本体に着脱する際のガイドとしても機能するものである。

請求項３においては、請求項１又は請求項２において、前記シールド部材は、導電性材で構成され、前記感光ドラムユニットが装置本体に装着された状態で接地されるものである。

請求項４においては、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置は、装置本体に感光ドラムユニットが装着されているか否かを検知する検知手段を備え、該検知手段は、前記シールド部材の有無を検知するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、簡易な構成によって帯電器からの静電ノイズが露光器に影響することを防止でき、感光ドラムユニット及び画像形成装置のコンパクト化の妨げとならない。

請求項２においては、部品点数を減らして画像形成装置１のコンパクト化や製造コストを低減できる。

請求項３においては、静電ノイズがシールド部材側に引き寄せられ、シールド部材で発生した電荷をアース側に逃すことができる。

請求項４においては、シールド部材が、感光ドラムユニットの装着の有無を検知するための一要素として機能するため、部品点数の増加がない。

次に、発明の実施の形態を、図面を参照して、以下に説明する。なお、以下に示す画像形成装置は、電子写真方式に構成されており、例えば、コピー機、プリンタ及びファクシミリ等に用いられるものである。
図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的な構成を示した正面断面図、図２は感光ドラムユニットの斜視図、図３は支持フレームへの感光ドラムユニットの取り付け状態を示す斜視図、図４は支持フレームへ感光ドラムユニットを挿入する様子を示す側面図である。

まず、画像形成装置の全体構成について、以下に概略する。
図１に示すように、画像形成装置１においては、図示せぬ給紙カセットから繰り込まれた記録紙が主搬送経路１１を搬送される間に、画像形成部において、画像情報を顕像化したトナー画像が記録紙に転写され、そのトナー画像が定着器ユニット５によって記録紙上に定着される。そして、記録紙は、画像形成部の上方に設けられる図示せぬ排紙トレイ上に排出される。

画像形成部は、感光ドラムユニット２、露光器３及び定着器ユニット５等を含み、感光ドラムユニット２は、感光体として外周面に光導電膜を有する感光ドラム２１と、感光ドラム２１の外周面を帯電させる帯電器２２と、クリーニング装置２４等とから構成されている。帯電器２２に張設される帯電ワイヤ２３は、高電圧が印加されるとコロナ放電し、感光ドラム２１の外周面に均一に負の電荷を付与する。クリーニング装置２４は、転写プロセスにて転写されずに残ったトナー及び紙粉が回収される。

露光器３は、感光ドラム２１の斜上方に配設され、本実施例においては露光器３としてＬＥＤやＬＣＤ等を用いた固定走査型のものが配設されている。すなわち、露光器３としてライン状に発光点が配置されている露光ヘッド３１が、そのレンズ面３２を感光ドラム２１に対向するように感光ドラムユニット２に近設されている。露光ヘッド３１は、前記帯電器２２によって帯電された感光ドラム２１の外周面にデジタル化された画像情報に基づいて像露光することによって、感光ドラム２１上の照射部分の負電荷を除去して静電潜像が形成される。

現像器ユニット４は、供給ローラ４１と、現像ローラ４２等とから構成されている。供給ローラ４１は、トナーを収容する図示せぬトナーケースからトナーを負に帯電させつつこれを現像ローラ４２に供給する。現像ローラ４２は、潜像が形成された感光ドラム２１にトナーを供給し、かかるトナーは、静電気によって感光ドラム２１上の静電潜像にのみ付着される。

現像器ユニット４の配設位置を通過した記録紙は、感光ドラム２１の外周面と接触するように主搬送経路１１を挟んで配設された転写ローラ６１と感光ドラム２１とのニップ部に送り込まれる。転写ローラ６１による転写プロセスは、感光ドラム２１に密着された記録紙の裏側の転写ローラ６１にバイアス電圧が印加されると、負に帯電しているトナーが感光ドラム２１から記録紙へと転写される。トナーが転写された記録紙は、主搬送経路１１の下流の定着器ユニット５に送られる。

定着器ユニット５は、ヒートローラ５１と、ヒートローラ５１の外周面に圧接するように主搬送経路１１を挟んで配設されたプレスローラ５２等とで構成されている。そして、該ヒートローラ５１と該プレスローラ５２とのニップ部に記録紙が送り込まれて、トナー転写後の記録紙が加熱・加圧されて、記録紙上のトナー画像が定着される。

次に、感光ドラムユニット２について、以下に詳述する。
図１及び図２に示すように、感光ドラムユニット２は、上部に帯電器２２、下部に感光ドラム２１が配設されており、上部であって該帯電器２２の側方（図１において右方）にクリーニング装置２４が配設されている。感光ドラムユニット２のフレーム２０は、下方が開口されており、感光ドラム２１が、帯電器２２の直下方に位置するようにフレーム２０の長手方向の両側壁によって回転自在に軸支されている。

帯電器２２は、感光ドラム２１の表面にコロナ放電する帯電ワイヤ２３と、該帯電ワイヤ２３によるコロナ放電を感光ドラム２１の表面に均一に分布させるためのグリッド２５等とで構成されている。帯電ワイヤ２３は、フレーム２０の下方側（感光ドラム２１が配設される側）に両端をフレーム２０の側壁に支持されて、該フレーム２０の長手方向に沿って張設されている。帯電ワイヤ２３の下方であって感光ドラム２１の表面と帯電ワイヤ２３との間にグリッド２５がフレーム２０に固定されている。なお、このように、本実施例における帯電器２２は、スコロトロン帯電器として構成されているが、これに限定するものではない。

フレーム２０は、帯電器２２に対してクリーニング装置２４の配置と逆方向（図１において左方）に、感光ドラム２１の上方を覆うように延設されている。このフレーム２０の延設部には、開口部２０ｂが感光ドラム２１の形状に沿って長手方向に開口され、該開口部２０ｂから感光ドラム２１の一部が露出されている。そして、感光ドラムユニット２の側方には、露光器３の露光ヘッド３１が、そのレンズ面３２を該開口部２０ｂを介して感光ドラム２１の外周面に向くように配設される。すなわち、開口部２０ｂは、露光ヘッド３１からの光線が感光ドラム２１の外周面に照射される経路を妨げない大きさで、フレーム２０の長手方向に沿って略矩形となるように開口されている。

感光ドラム２１の下方は、フレーム２０等の部材に覆われることなく外部に開放されており、この開放部分において、前記現像器ユニット４の現像ローラ４２や転写ローラ６１が感光ドラム２１の外周面に当接されて、トナー供給や転写プロセスが行われる。

フレーム２０の上面部には、感光ドラム２１の長手方向に沿って、長手方向長さが開口部２０ｂと略同一となるように開口部２０ａが開口され、開口部２０ａに帯電ワイヤ２３を清掃するための清掃部材２７が摺動可能に配設されている。清掃部材２７は、帯電ワイヤ２３に当接するワイヤ清掃部と、露光ヘッド３１のレンズ面３２に当接するレンズ清掃部とを有する。そして、清掃部材２７は、感光ドラム２１と略平行に配設されたレバー部材２８の一端に連設され、レバー部材２８が、感光ドラムユニット２の長手方向に摺動操作されると、これに連動して摺動されて帯電ワイヤ２３等が清掃される。

感光ドラムユニット２は、画像形成装置１の前後方向であって主搬送経路１１に対して略直角方向から着脱可能に構成されており、後述するように、支持フレーム１３に沿って案内され、画像形成装置１の前後のメインフレーム１２に係合して位置決めされている（図３参照）。

次に、感光ドラムユニット２に配設されたシールド部材７０について、以下に説明する。
本実施例におけるシールド部材７０は、感光ドラムユニット２において、帯電ワイヤ２３からの静電ノイズから露光器３等の電子機器を遮蔽する部材として用いるものである。また、可能な実施の態様として、感光ドラムユニット２を画像形成装置１に着脱する際のガイド部材としてや、装着の有無を検知する検知部７５と連動する部材等として用いることができる。

図１及び図２に示すように、シールド部材７０は、側面視長板状に形成され、感光ドラムユニット２の長手方向に沿って感光ドラム２１等と略平行となるようにフレーム２０の外壁に配設され、前後両端においてネジ７１・７１でフレーム２０の側壁に対してネジ締め固定されている。シールド部材７０は、帯電器２２の側方であって露光器３及び帯電器２２の間に位置して、かかる空間を上下方向に遮断するように配設され、露光器３の長手方向長さと同じかそれ以上の長手方向長さであり、帯電器２２の上方に延出するように構成されている。

帯電ワイヤ２３によって帯電が行われると、帯電器２２から静電ノイズが生起され、この静電ノイズは、帯電器２２に近設される電子機器等の誤差動を引き起こす要因となる。このように静電ノイズを遮断するシールド部材７０を帯電器２２の側方に配置することで、近傍に配置されるセンサ（図略）等の電子機器を保護することができるのである。

特に、本実施例に示すように、ライン状の露光ヘッド３１を備えた露光器３を用いる場合には、露光器３を感光ドラム２１の近傍に配設する必要がある。この露光器３は静電ノイズの影響を受け易く、露光器３が静電ノイズの影響を受けると画像不具合の原因となる。そのため、シールド部材７０を、帯電器２２の側方であって、露光器３及び帯電器２２の間に位置するように配設することによって、帯電器２２からの静電ノイズを遮断して、露光器３への影響を低減させることができる。帯電器２２の周囲を囲繞するのではなく、帯電器２２と露光器３を配設する間の空間に静電ノイズを遮断するように延設されるとともに、感光ドラムユニット２と支持フレーム１３との間隙に配置されるため、感光ドラムユニット２及び画像形成装置１のコンパクト化の妨げとならない。

また、シールド部材７０は、感光ドラムユニット２を画像形成装置１に着脱する際のガイド部材として形成されている。
図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、筐体を構成するメインフレーム１２と、メインフレーム１２内部において前後方向に施設される感光ドラムユニット２の支持フレーム１３等で構成されている。シールド部材７０は、フレーム２０との当接面の上端を左方に屈曲して上平面が形成され、その上平面の縁部が略直角に折り曲げられてガイド部７０ａが形成されている。ガイド部７０ａは、支持フレーム１３の内側縁部から右方に突出された係合縁部１３ａに係合される。また、フレーム２０の上面にもガイド部２０ｃが形成され、支持フレーム１３の内側縁部から左方に突出された係合縁部１３ｂと係合可能とされている。

そして、感光ドラムユニット２は、シールド部材７０のガイド部７０ａの端部が係合縁部１３ａと、フレーム２０のガイド部２０ｃの端部が係合縁部１３ｂと、それぞれ係合されて、支持フレーム１３に対して長軸方向にガイドされながら摺動可能に係合されている。感光ドラムユニット２は、前後のメインフレーム１２とその端部において係合して、感光ドラムユニット２の半径方向の位置決めがなされ、画像形成装置１内において位置変動不能に取り付けられる。なお、ガイド部７０ａ・２０ｃの形状や係合方法については限定されるものではなく、例えば、ガイド部７０ａ・２０ｃと係合縁部１３ａ・１３ｂとの当接面にそれぞれ凹凸の溝を設け、この溝に沿って係合するように構成してもよい。

シールド部材７０が、感光ドラムユニット２を装置本体に着脱する際のガイド部材を兼ねるため、部品点数を減らして画像形成装置１のコンパクト化や製造コストを低減することができる。また、支持フレームの内側下方とシールド部材７０が、係合縁部１３ａ・１３ｂを介して当接するため、支持フレーム１３の下方と感光ドラムユニット２の上方とで構成される空隙を小さくして画像形成装置１の内部構成をコンパクトにできる。さらに、かかる状態においては、シールド部材７０によって、帯電器２２と露光器３との間の空隙を遮断し、上述した静電ノイズを効果的に遮断することができる。

また、シールド部材７０は、帯電器２２からの静電ノイズを効果的に遮断するために、鉄等の金属製の導電性材で構成され、画像形成装置１の装置本体に感光ドラムユニット２が配設された状態においてアース側に接地されるように構成されている。
図３及び図４に示すように、感光ドラムユニット２は、画像形成装置１の前後方向に沿ってメインフレーム１２の内壁に略垂直となるように配設された支持フレーム１３に、前方から挿入されて取り付けられる。支持フレーム１３の上面であって、メインフレーム１２側の一端部に、平面視略長形状に開口された開口部１３ｃと、シールド部材７０に当接可能な金属部材７２と、金属部材７２を介してシールド部材７０と連通されるハーネス７３が配設されている。

図４に示すように、金属部材７２は、支持フレーム１３に挿入される感光ドラムユニット２のシールド部材７０と当接可能に構成され、本実施例では、弾性を有する板ばね部材からなり、略中央部が下方に凸となるように側面視略「く」字型に屈曲されている。金属部材７２は、開口部１３ｃを介して挿入方向（図４においてＸ方向）に沿って下斜方に延設され、支持フレーム１３の下方であって感光ドラムユニット２（シールド部材７０）の経路上に位置される（位置Ｐ１）。

シールド部材７０は、鉄等の導電性材で構成され、ハーネス７３は、図示せぬ基板等を介してアース側に接地されている。金属部材７２とハーネス７３とは、支持フレーム１３の上面において一端部がそれぞれ重なるようにピン軸７４によって枢支されている。支持フレーム１３に感光ドラムユニット２が挿入されてＸ方向に摺動されると、やがて、金属部材７２にシールド部材７０の上平面の端部が当接する。この状態において、シールド部材７０とハーネス７３とが金属部材７２を介して接続され、シールド部材７０がアース側に接地されて、シールド部材７０が導通される。

このようにシールド部材７０を導電性材とし、感光ドラムユニット２が支持フレーム１３に挿入された状態でアース側に接地されるように構成することで、帯電器２２からシールド部材７０の方向に向けて放射される静電ノイズを低減することができる。また、ハーネス等を別途配置する必要がなく、感光ドラムユニット２をコンパクトにすることができる。

なお、金属部材７２として弾性を有する板ばね部材で構成することで、金属部材７２とシールド部材７０とを確実に当接させることができる。金属部材７２は、感光ドラムユニット２がＸ方向に摺動されるにつれて、シールド部材７０の上平面の端部に押圧されてピン軸７４を中心として上方に回動され、やがて、位置Ｐ２において、上方への回動を停止する。その後は、下方向（シールド部材７０の上平面方向）へ付勢されながらシールド部材７０の上平面を摺接する。そのため、シールド部材７０と金属部材７２との当接状態を安定に維持し、また、感光ドラムユニット２の押入を妨げない。支持フレーム１３から感光ドラムユニット２を引き抜いてシールド部材７０と金属部材７２との当接が解除されると、金属部材７２は付勢力によって元位置Ｐ１に復帰され、シールド部材７０の接地の切り替えを簡易な構成で行うことができる。

次に、検知部７５について、以下に説明する。
本実施例においては、装置本体（支持フレーム１３）に感光ドラムユニット２が載置されているか否かを検知する検知手段としての検知部７５を備え、検知部７５は、感光ドラムユニット２が支持フレーム１３に挿入されて固定位置にまで至ると、金属部材７２を介して導通され、検知部７５に接続された制御部においてアースされたこと（電圧０となる）が検知されるように構成される。

検知部７５は、前記金属部材７２、導通部材７６、前記ハーネス７３、ハーネス７７及び図示せぬ制御部等から構成されている（図３参照）。導通部材７６及びハーネス７７は、支持フレーム１３の上面において、一端部がそれぞれ重なるように固設されている。上述のように、金属部材７２及びハーネス７３は、ピン軸７４によって枢支されている。導通部材７６は、導電性材で構成され、端部７６ａが前記支持フレーム１３の開口部１３ｃに位置し、他端がハーネス７７に当接している。この導通部材７６及び金属部材７２は、それぞれハーネス７３及びハーネス７７を介して、前記制御部もしくはアース側に接続されている。

図４を参照すると、上述した実施例と同様に、支持フレーム１３に感光ドラムユニット２が挿入されてＸ方向に摺動されると、やがて、金属部材７２にシールド部材７０の上平面の端部が当接する。金属部材７２は、感光ドラムユニット２がＸ方向に摺動されるにつれて、シールド部材７０の上平面の端部に押圧されてピン軸７４を中心として上方に回動し、金属部材７２がピン軸７４に枢支される側と反対の端部７２ａが導通部材７６の端部７６ａと当接して上方への回動を停止する（位置Ｐ２）。

金属部材７２（端部７２ａ）が導通部材７６（端部７６ａ）に当接すると、金属部材７２及び導通部材７６を介してハーネス７３・７７が接続され、制御部においてアースされたことが検出される。この電流値に基づいて、制御部は感光ドラムユニット２が支持フレーム１３に載置されたことを検知するのである。なお、かかる場合に、制御部によって画像形成装置１の給紙用の伝動装置や警報装置等の制御がなされる。

このように、検知部７５において、帯電器２２から発生する電磁ノイズを遮断する部材としてのシールド部材７０と連動して金属部材７２が回動されて、感光ドラムユニット２が支持フレーム１３に載置されたか否かを検知するように構成することで、シールド部材７０を介してスイッチ（ＯＮ／ＯＦＦ）操作することができ、金属部材７２を導通部材７６に当接させるための部材を別途設ける必要がなく、シールド部材７０の有無を検知し、画像形成装置１をコンパクトに構成でき、製造コストを低減することができる。

なお、シールド部材７０は、検知部７５を構成する部材として用いる場合には、導電性材で構成される必要はなく、樹脂等で構成されてもよく、好ましくは感光ドラムユニット２を支持フレーム１３に着脱する際のガイド部材として用いることができる程度の剛性を有する樹脂等で構成されるのがよい。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的な構成を示した正面断面図。 感光ドラムユニットの斜視図。 支持フレームへの感光ドラムユニットの取り付け状態を示す斜視図。 支持フレームへ感光ドラムユニットを挿入する様子を示す側面図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 感光ドラムユニット
３ 露光器
２１ 感光ドラム
２２ 帯電器
２３ 帯電ワイヤ
７０ シールド部材

Claims (4)

1. 感光ドラムと、該感光ドラムの外周面を帯電する帯電ワイヤを張設した帯電器と、を有する感光ドラムユニットが、装置本体に着脱可能に配設され、該感光ドラムが、装置本体側に配設された露光器にて露光されて静電潜像が形成される画像形成装置において、帯電器から発生するノイズを遮断するシールド部材を、前記帯電器の側方であって、前記露光器及び帯電器の間に位置するように、前記感光ドラムユニットに設けることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シールド部材は、前記感光ドラムユニットを装置本体に着脱する際のガイドとしても機能する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記シールド部材は、導電性材で構成され、前記感光ドラムユニットが装置本体に装着された状態で接地されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置は、装置本体に感光ドラムユニットが装着されているか否かを検知する検知手段を備え、該検知手段は、前記シールド部材の有無を検知することを特徴とする画像形成装置。

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