JP2006039421A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラと感光体ドラムとの間の間隔規制を正確に行うことのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体ドラム１１と現像ローラ１４１とは、互いに並列するように配置されており、感光体ドラム１１の一対の位置決め環１１４の外周面は、ローラ部１４１ｂの両端付近の外周面に当接している。なお、この位置決め環１１４が当接するローラ部１４１ｂの部分には、上述のトナー像の転写動作においてトナーは担持されない。これにより、位置決め環１１４を介して、感光体ドラム１１と、現像ローラ１４１との間隔が一定に規制される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムおよび現像ローラを含む画像形成装置に関する。

複写機などの画像形成装置においては、画像形成時には、まず、感光体ドラムの表面が一様に帯電され、その感光体ドラムの表面に対して形成すべき画像に対応した光が照射されることで、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。そして、その感光体ドラムに現像装置から現像剤としてのトナーが供給されることで、静電潜像は、トナー像として現像される。そして、感光体ドラム表面のトナー像が転写装置により用紙に転写され、さらに、定着装置により用紙に定着されることで、用紙に画像が形成される。

このような、画像形成動作においては、高品質の画像を用紙に形成するために、感光体ドラムに常に安定したトナー供給がされなければならない。
また、現像装置は、現像ローラを備えており、この現像ローラが回転することによって、現像装置内のトナーが感光体ドラムに供給される。現像装置からのトナー供給を安定させるためには、感光体ドラムと現像ローラとの距離が常に一定に保たれていることが必要である。なぜなら、感光体ドラムと現像ローラとの距離が変動すると、トナーの供給量が変動してしまうからである。

このため、現像ローラの回転軸の両端に位置決めコロまたはベアリングを設け、この位置決めコロまたはベアリングを、感光体ドラム表面に当接するように配置することで、感光体ドラム表面と現像ローラ表面との間隔を常に一定に保持する画像形成装置が提供されている。
また、感光体ドラムと現像ローラとの距離を一定に保つために、現像ローラの両端部に位置決めコロを備え、感光体ドラムの両端部に一定の厚みを有する環状スペーサーを備え、位置決めコロと環状スペーサーとが当接するように配置することで、感光体ドラム表面と現像ローラ表面との間隔を常に一定に保持する画像形成装置が提供されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１−１２５４３４号公報

しかしながら、現像ローラの回転軸の両端に位置決めコロまたはベアリングを設けた画像形成装置では、現像ローラの真円度や振れ精度が悪いと、回転ムラが生じるため、感光体ドラムと現像ローラとの距離を一定化させようとする効果よりも、感光体ドラムと現像ローラとの距離を変動させる影響の方が大きくなり、現像ローラの回転周期毎に画像の濃淡ムラが発生することがある（いわゆるピッチムラが現れることがある）。

また、引用文献１の画像形成装置では、現像ローラと感光体ドラムとの距離を一定に保つために位置決めコロおよび環状スペーサーという２つの部材が必要となるためコスト高となってしまう。また、環状スペーサーと位置決めコロとが当接することにより、現像ローラと感光体ドラムとの距離を一定に保つので、環状スペーサーまたは位置決めコロのいずれか一方の構成（形状）に不備、たとえば、真円度や振れ精度が悪ければ、現像ローラと感光体ドラムとの距離が変動してしまい、上述したピッチムラが発生するおそれがある。さらに、環状スペーサーおよび位置決めコロ両方の振れ精度や真円度が足し合わさってしまい、現像ローラと感光体ドラムとの距離がさらに大きく変動してしまうおそれもある。

従って、現像ローラと感光体ドラムとの間の距離を一定に保つためには、コスト面、及び性能面においても、必要とされる部材が少ない方が好ましいといえる。
また、現像ローラと感光体ドラムとの間の距離を一定に保つための部材を設ける場合には、その距離を一定に保つために、現像ローラから供給される現像剤が当該部材に流れないように構成されることが望ましい。なぜなら、部材間に現像剤が入り込むと距離が変動してしまうからである。

この発明は、かかる技術背景のもとになされたもので、現像ローラと感光体ドラムとの間の間隔規制を正確に行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、感光体ドラム（１１）と、その感光体ドラムに対してトナーを供給するための現像ローラ（１４１）とを含む画像形成装置において、上記感光体ドラムの両端部に、上記感光体ドラムの直径よりも大きな直径のリング状をした位置決め環（１１４）が外嵌されていて、上記現像ローラの両端は、上記位置決め環に当接することにより、上記感光体ドラムとの間隔が一定間隔に規制されていることを特徴とする画像形成装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、感光体ドラムの両端部に外嵌された位置決め環により、感光体ドラムと現像ローラとの間隔が一定間隔に規制される。よって、正確な間隔規制を行うことができる。特に、感光体ドラムは、現像ローラに比べてその直径が大きく、直径の大きな感光体ドラムに外嵌された位置決め環により感光体ドラムと現像ローラとの間隔が規制されるので、感光体ドラムの回転周期毎にピッチムラが現われたとしても、ムラが現われる周期が長くなるため、結果として１枚の転写紙上に現われるピッチムラを少なくすることができ、より正確な間隔規制を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、上記位置決め環（１１４）は、上記感光体ドラム（１１）両端の、感光層（１１３）が形成されていないドラム素管（１１２）に外嵌されており、上記現像ローラ（１４１）は、トナーが付着しない領域が上記位置決め環に当接することを特徴とする請求項１に記載画像形成装置である。
この構成によれば、位置決め環の外周面と現像ローラの外周面との間にトナーが付着しない。よって、感光体ドラムと現像ローラとの間隔が経年変化により変動しない(狂わない)。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる画像形成装置の要部である画像形成機構１の構成を概略的に示す断面図である。なお、以下では、図１において左側を前方、右側を後方として説明する。
画像形成機構１は、たとえば、複写機などに用いられ、複写動作において、読取った原稿内容に対応したトナー像を用紙に転写するためのものである。すなわち、所定の用紙収容機構から画像形成機構１に送られた用紙は、画像形成機構１内を通過することによりその表面にトナー像が転写される。そして、トナー像が所定の定着装置により用紙に定着された後、機外に排出される。画像形成装置では、このようにして用紙に画像が形成される。

画像形成機構１の構成を説明すると、画像形成機構１は、一定速度で回転する感光体ドラム１１を備えており、さらに、感光体ドラム１１の周囲に、その回転方向に沿って、メインチャージャ１２、露光器１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーニング装置１６および除電装置１７を備えている。
感光体ドラム１１は、その表面（周面）に感光層が形成され、紙面に垂直方向に延びる円筒状の部材である（詳しくは、後述する）。

メインチャージャ１２は、感光体ドラム１１を一定電位に帯電させるためのものである。
露光器１３は、感光体ドラム１１の感光層に対して、形成すべき画像に対応したレーザ光を照射するためのものである。
現像装置１４は、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナーを供給するためのものであり、紙面に垂直方向に延びる長手の現像ローラ１４１（詳しくは、後述する）と、現像ローラ１４１を囲む現像用ケーシング１４２とを備えている。

転写ローラ１５は、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を用紙に転写するためのものであり、紙面に垂直方向に延びる長手の部材であって、その表面が導電性を有していて一定電位に帯電される。
クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去するためのものであり、感光体ドラム１１の表面に当接して残留トナーを掻き落とすためのクリーニングブレード１６１と、紙面に垂直方向に延びる長手であって、その表面が導電性を有する弾性材料で形成されたクリーニングローラ１６２と、これらを囲むクリーニング用ケーシング１６３とを備えている。

除電装置１７は、帯電された感光体ドラム１１の電位を除電するためのものであり、ランプで構成される。
そして、画像形成動作が開始されると、まず、一定速度で回転する感光体ドラム１１の表面が、メインチャージャ１２からの放電により一定電位に帯電される。そして、一定電位に帯電した感光体ドラム１１の表面（後述の感光層１１３）に、露光器１３から、形成すべき画像に対応したレーザ光が照射される。これにより、感光体ドラム５１の表面では、レーザ光に照射された部分の帯電電荷が除去され、形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

また、現像装置１４の現像用ケーシング１４２内にはトナーが貯留されていて、そのトナーが現像用ケーシング１４２内で一定電位に帯電され、現像ローラ１４１の表面に磁気吸引される。そして、現像ローラ１４１が回転し、さらに、現像ローラ１４１の表面に担持されているトナーが、感光体ドラム１１の静電潜像との間の静電気力により感光体ドラム１１に移り、静電潜像は、トナーにより現像される。

また、用紙収容機構から用紙が所定のタイミングで感光体ドラム１１へと導かれる。そして、用紙を感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間を矢印Ａ方向に通過させることで、静電気力により、トナー像を用紙に転写する。
そして、感光体ドラム１１の表面に残った残留トナーは、クリーニングローラ１６２またはクリーニングブレード１６１によりクリーニング用ケーシング１６３に貯められる。

さらに、除電装置１７により、感光体ドラム１１の表面の電位が除電された後、上述の動作が繰り返される。すなわち、上述の一連の動作が、用紙に画像を転写するための動作の１サイクルであり、この動作が必要に応じて繰り返される。
ところで、用紙にトナー像を転写するにあたっては、感光体ドラム１１の表面に常に安定してトナーが供給されなければならない。すなわち、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との距離が常に一定に保たれていることが必要とされる。なぜなら、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との距離が変動すると、トナーの供給量が変動してしまい、トナー像の濃度がばらつく等の不具合が生じるからである。より具体的に言うと、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間の距離が変動することによって、画像の濃淡ムラが一定間隔で現われる、いわゆるピッチムラが発生してしまう。

そのため、この実施形態では、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との距離を一定に保つため、以下のような工夫がされている。
図２は、画像形成機構１の構成を詳しく示す平面図であり、図１の矢印Ｂ方向にみた図であって、一部省略して示されている。
感光体ドラム１１は、左右方向に延びる略円柱形状のドラム軸１１１と、ドラム軸１１１と一体的に備えられた略円筒形状のドラム素管１１２と、ドラム素管１１２の両端付近を除く周面に形成された有機感光層である感光層１１３と、ドラム素管１１２の感光層１１３が形成されていない両端部に外嵌された一対の位置決め環１１４とを備えており、ドラム素管１１２の両端からドラム軸１１１が左右方向に突出している。また、ドラム軸１１１、ドラム素管１１２および位置決め環１１４は、その軸心を同一とし、軸心まわりに一体的に回転可能とされている。位置決め環１１４は、たとえば、樹脂などで形成される所定の厚みを有したリング状の部材であり、その外周面が円周面とされており、ドラム素管１１２の両端から所定寸法内側に外嵌されている。

現像ローラ１４１は、左右方向に延びる略円柱形状のローラ軸１４１ａと、ローラ軸１４１ａと一体的に備えられた略円柱形状のローラ部１４１ｂとを備えており、ローラ部１４１ｂの両端からローラ軸１４１ａが左右方向に突出している。また、ローラ軸１４１ａおよびローラ部１４１ｂは、その軸心を同一とし、軸心まわりに一体的に回転可能とされている。

そして、現像ローラ１４１のローラ部１４１ｂの径よりも感光体ドラム１１のドラム素管１１２の径が大きく、さらに、ドラム素管１１２の径よりも位置決め環１１４の径が大きくなるようにされている。
感光体ドラム１１と現像ローラ１４１とは、互いに並列するように配置されており、感光体ドラム１１の一対の位置決め環１１４の外周面は、ローラ部１４１ｂの両端付近の外周面に当接している。なお、この位置決め環１１４が当接するローラ部１４１ｂの部分には、上述のトナー像の転写動作においてトナーは担持されない。

これにより、位置決め環１１４を介して、感光体ドラム１１と、現像ローラ１４１との間隔が一定に規制される。
上述の構成では、現像ローラ１４１よりも感光体ドラム１１の振れや真円度の方が、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間隔に影響を与えやすくなる。しかし、感光体ドラム１１（ドラム素管１１２）は、現像ローラ１４１に比べてその直径が大きく、直径の大きな感光体ドラム１１に位置決め環１１４が外嵌された構成であるので、感光体ドラム１１の回転周期毎に上述したピッチムラが現われたとしても、ムラが現われる周期が、たとえば、現像ローラ１４１の両端部に位置決め環を設けた場合よりも長く、結果として１枚の転写紙上に現われるピッチムラが少なくなる。

また、位置決め環１１４を感光体ドラム１１に設ける箇所としては、ドラム軸１１１上またはドラム素管１１２上の２つが考えられるが、ドラム軸１１１上に位置決め環１１４を設けると、位置決め環１１４の回転精度は、ドラム軸１１１とドラム素管１１２との間の回転方向の振れや寸法公差の影響を受けるため、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間隔が変動しやすくなる。一方、上述のように、ドラム素管１１２に位置決め環１１４を外嵌する構成であれば、ドラム素管１１２の振れや真円度のみが位置決め環１１４の回転精度に影響を与えるため、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間隔変動をより正確に抑制することができる。

以上のように、ドラム素管１１２の両端部に、ドラム素管１１２の直径よりも大きな直径のリング状をした位置決め環１１４が外嵌されていて、位置決め環１１４が、現像ローラ１４１のローラ部１４１ｂの両端に当接しているので、現像ローラ１４１の振れや真円度が、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間隔に影響を与えにくく、正確な間隔規制を行うことができる。また、ローラ部１４１ｂの径よりもドラム素管１１２の径が大きく、さらに、ドラム素管１１２の径よりも位置決め環１１４の径が大きくなる構成であるので、ピッチムラの発生を少なくすることができ、より正確な間隔規制を行うことができる。

また、位置決め環１１４の外周面と現像ローラ１４１のローラ部１４１ｂの外周面との間にトナーが付着しないので、感光体ドラム１１と現像ローラ１４１との間隔が経年変化により変動しない(狂わない)。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態にかかる画像形成装置の要部である画像形成機構の構成を概略的に示す断面図である。 図１の矢印Ｂ方向にみた平面図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１１１ ドラム軸
１１２ ドラム素管
１１３ 感光層
１１４ 位置決め環
１４１ 現像ローラ

Claims (2)

1. 感光体ドラムと、その感光体ドラムに対してトナーを供給するための現像ローラとを含む画像形成装置において、
   上記感光体ドラムの両端部に、上記感光体ドラムの直径よりも大きな直径のリング状をした位置決め環が外嵌されていて、
   上記現像ローラの両端は、上記位置決め環に当接することにより、上記感光体ドラムとの間隔が一定間隔に規制されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記位置決め環は、上記感光体ドラム両端の、感光層が形成されていないドラム素管に外嵌されており、
   上記現像ローラは、トナーが付着しない領域が上記位置決め環に当接することを特徴とする請求項１に記載画像形成装置。
   
   

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