JP2007279390A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ジッタ画像の発生を抑制しながらクリーニング効果を向上できるように工夫した画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム３と同期回転して感光体ドラム３の表面を帯電させる帯電ローラ２６と、この帯電ローラ２６にほぼ真上から当接して、帯電ローラ２６に付着したトナー等をクリーニングするブラシローラ２７とを有する帯電部１３を備え、ブラシローラ２７は、帯電ローラ２６に自重で当接させながら回転駆動されるようにした画像形成装置１において、ブラシローラ２７は、軸心ｆに受ける力がほぼ真横となるように設定することにより、ブラシローラ２７は帯電ローラ２６から離れる方向の力を受けなくなって、帯電ローラ２６に自重で当接するようになるから、ジッタ画像の発生を抑制しながらクリーニング効果が向上するようになる。
【選択図】図１４

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備えた画像形成装置がある（特許文献１参照）。

この背景技術では、帯電ローラにブラシローラを自重で当接させながら従動回転させるものであるから、従動回転ではクリーニング力が弱いために、数十万枚レベルの長寿命化を期待することができない。そして、クリーニング力を強化するために、ブラシローラを重量化すれば、帯電ローラ上にトナー外添材を固着させてしまうので、帯電性能が低下するとともに、帯電ローラの回転が不安定となってジッタ画像（筋状の線）が発生しやすくなるという問題がある。

そこで、本出願人は、感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備えた画像形成装置において、ブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら線速差が生ずるように回転駆動されると同時に、軸方向に往復移動されることを特徴とする画像形成装置を先に提案した。

かかる画像形成装置によれば、ブラシローラを帯電ローラに自重で当接させるから、ブラシローラが帯電ローラの周面に倣って軸直角方向に移動できるので（軸間距離のセルフアジャスト）、密度の高いブラシを選択できて、クリーニング効果が向上するようになり、ブラシローラを帯電ローラに対して線速差が生ずるように回転駆動させるから、クリーニング力が強化されるようになり、ブラシローラを軸方向に往復移動させるから、ブラシ密度の隙が自動的に補填されるので（換言すれば、隙が全く無くなる。）、クリーニング効果が向上して、ジッタ画像の発生を抑制できるようになる。
特開２００５−３０１２１６号公報

しかしながら、図１５に模式図を示すように、感光体ドラムのギア部４０とブラシローラのギア部４２とをアイドルギア４１を介して噛み合わせることで、ブラシローラを回転駆動するようになっているが、アイドルギア４１の軸心ｅは、感光体ドラムのギア部４０の軸心ｄとブラシローラのギア部４２の軸心ｆとを結ぶ直線上Ｕに配置しているものであったから、感光体ドラムのギア部４０の回転（矢印Ｒ１参照）でアイドルギア４１が回転（矢印Ｒ２参照）し、アイドルギア４１の回転でブラシローラのギア部４２が回転（矢印Ｒ３参照）した場合、各ギア部４０〜４２の圧力角θとの関係から、ブラシローラのギア部４２が圧力角方向（矢印Ｓ参照）の力を受けるので、ブラシローラのギア部４２に上向き（矢印Ｔ参照）の分力が働く、つまり、ブラシローラの軸心に受ける力がほぼ真上となり、ブラシローラは帯電ローラから離れる方向の力を受けることになって、クリーニング効果が低下するという問題があった。なお、逆にブラシローラのギア部４２に下向きの分力が働く、つまり、ブラシローラは帯電ローラに近づく方向の力を受けるようにすれば、ブラシローラが帯電ローラに食い込み過ぎて、ジッタ画像が発生しやすくなる。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、ジッタ画像の発生を抑制しながらクリーニング効果を向上できるように工夫した画像形成装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備え、前記ブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら回転駆動されるようにした画像形成装置において、前記ブラシローラは、軸心に受ける力がほぼ真横となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

請求項２のように、前記感光体ドラムのギア部とブラシローラのギア部とがアイドルギアを介して噛み合うことで、ブラシローラが回転駆動される一方、前記アイドルギアの軸心は、圧力角方向がほぼ真横になるように、感光体ドラムの回転方向の下流側にオフセットさせている構成とすることが好ましい。

本発明によれば、ブラシローラは、軸心に受ける力がほぼ真横となるように設定することにより、ブラシローラは帯電ローラから離れる方向の力を受けなくなって、帯電ローラに自重で当接するようになるから、ジッタ画像の発生を抑制しながらクリーニング効果が向上するようになる。

請求項２によれば、感光体ドラムのギア部とブラシローラのギア部とをアイドルギアを介して噛み合わせることで、ブラシローラを回転駆動するとともに、アイドルギアの軸心は、圧力角方向がほぼ真横になるように、感光体ドラムの回転方向の下流側にオフセットさせることにより、ブラシローラは帯電ローラから離れる方向の力を受けなくなって、請求項１と同様の効果を得ることができる。また、アイドルギアをオフセットさせるだけであるから、構成が簡単になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンター１の概略構成図である。なお、本発明は、プリンターに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。

プリンター１は、搬送路Ｌに沿って用紙を搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体２の内部に、感光体ドラム３の表面にトナー像を形成した後に、そのトナー像を用紙に転写する画像形成部４と、画像形成部４に用紙を供給する給紙部５と、トナー像を用紙に定着する定着部６とを備えている。

前記搬送路Ｌは、図中、左右方向に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の左端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有している。

前記給紙部５は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１０を有しており、給紙カセット１０に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部４に供給するようになっている。

前記画像形成部４は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の略中央に配設される感光体ドラム３と、感光体ドラム３の上方に配設される帯電部１３と、感光体ドラム３の右方に配設される現像部１４と、感光体ドラム３の下方に配設される転写部１５と、感光体ドラム３の左方に配設されるクリーニング部１６と、帯電部１３及びクリーニング部１６並びに定着部６の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１７とを有している。

前記感光体ドラム３は、図１において時計回りに回転するようになっており、感光体ドラム３の表面が帯電部１３によって一様に帯電された後に、レーザースキャナユニット１７によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３と現像部１４との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部１４からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。

そして、前記給紙部５から供給された用紙は、転写部１５の転写ローラ１５ａによって感光体ドラム３に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部６に送り込まれる。なお、転写後の感光体ドラム３の表面に残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部１６によって除去されるようになっている。

前記定着部６は、ヒートローラ６ａと、圧力ローラ６ｂとを有しており、これらのローラ６ａ，６ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。

そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体２の上面に形成された排出部１９に排出されるようになる。

本実施形態のプリンター１では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１０との間に、スイッチバック部２０が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。また、２１は手差しユニットである。

本実施形態のプリンター１では、現像部１４とトナーコンテナ２３とが一体化された現像ユニット２５が設けられて、装置本体２の上面の出し入れ開口２ａに対して、斜め方向から出し入れ可能になっている。すなわち、現像ユニット２５は、斜め下方の矢印ＩＮ方向から装置本体２に装填することができるとともに、斜め上方の矢印ＯＵＴ方向に装置本体２から取り出すことができるようになっている。

図２（ａ）（ｂ）に略画的に示すように、前記帯電部１３には、感光体ドラム３と同期回転して感光体ドラム３の表面を帯電させる帯電ローラ２６と、この帯電ローラ２６にほぼ真上から当接して、帯電ローラ２６に付着したトナー等をクリーニングするブラシローラ２７とを有している。ブラシローラ２７は、例えば導電性のナイロン製である。

図３、図３の右側拡大図である図６、図３の左側拡大図である図７に詳細に示すように、帯電ローラ２６とブラシローラ２７の両端軸部２６ａ，２７ａは、軸受部材２８でそれぞれ保持されている。軸受部材２８には、帯電ローラ２６の両端軸部２６ａを回転可能に保持する軸穴２８ａが形成されるとともに、ブラシローラ２７の両端軸部２７ａを回転、上下移動、かつ軸方向に往復移動〔図２（ｂ）の矢印ａ参照〕可能に保持する長軸穴２８ｂが形成されている。

各軸受部材２８は、スプリング２９で下方に付勢されて、各軸受部材２８を介して帯電ローラ２６がスプリング２９の付勢力で感光体ドラム３に当接するようになっている。ブラシローラ２７の両端軸部２７ａは、各軸受部材２８の長軸穴２８ｂでガイドされて、ブラシローラ２７は自重で帯電ローラ２６に当接するようになっている。

図８に示すように、ブラシローラ２７の一方の軸部２７ａには、別体のアイドルギア４１を介して感光体ドラム３のギア部３ａに噛み合うギア部２７ｂが設けられている。

具体的には、ブラシローラ２７の一方の軸部２７ａには、一方の軸部２７ａの回転を許容するとともに、一方の軸部２７ａの軸方向への移動が規制されたブラケット４３が取り付けられ、このブラケット４３にアイドルギア４１が支持されていて、ブラシローラ２７のギア部２７ｂとアイドルギア４１との噛み合い状態は、ブラケット４３によって常に一定となるように維持されている。

そして、スプリング２９の付勢力で帯電ローラ２６が感光体ドラム３に当接することで、帯電ローラ２６が感光体ドラム３と同期回転されるとともに、ブラシローラ２７のギア部２７ｂと感光体ドラム３のギア部３ａとが別体のアイドルギア４１を介して噛み合うことによって、ブラシローラ２７も自重で帯電ローラ２６に当接した状態で、回転駆動されるようになる。

ブラシローラ２７の上下移動量は、ブラケット４３を介してブラシローラ２７とともに上下移動するアイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い深さで吸収することができる。なお、アイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い状態は、軸受部材２８の長軸穴２８ｂでブラシローラ２７の両端軸部２７ａの上下移動量を規制することで、噛み合いが深すぎたり、浅すぎたりしないようになっている。

ブラシローラ２７の軸方向の往復移動量は、ブラケット４３を介してブラシローラ２７とともに往復移動するアイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い幅で吸収することができる。

また、ギア部２７ｂとアイドルギア４１の歯数を変えることで、帯電ローラ２６に対してブラシローラ２７が線速差を生ずるように回転駆動することができる。

一方、図９および図１０に詳細に示すように、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ａには、軸方向に湾曲変形させた円板状カム３０を設けられている。この円板状カム３０は、図１２に詳細に示すように、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ａの小判状部２７ｃ（図９参照）に回転不自在に嵌合する小判状穴３０ａを有するボス部３０ｂに対して、軸直角方向よりも僅かに傾斜させることで形成されている。

また、図１３に詳細に示すように、有底四角箱状のケース部材３１を設けて、このケース部材３１内に、円板状カム３０が隙間を隔てて嵌り込む凹部３１ａが形成されるとともに、この凹部３１ａの底付近に、円板状カム３０の外周部の一部を軸方向の両側から挟み込む一対の突起３１ｂが形成されている。

図４に示すように、帯電ローラ２６とブラシローラ２７の両端軸部２６ａ，２７ａの軸受部材２８は、帯電ローラ２６のハウジング部材３２の両端箱状部３２Ａ，３２Ｂでそれぞれ支持されている。

そして、ケース部材３１は、図１１を参照すれば、ハウジング部材３２の箱状部３２Ｂの内部で軸方向に移動しないように支持されている。

したがって、ブラシローラ２７が回転駆動されると、ケース部材３１の一対の突起３１ｂでブラシローラ２７の円板状カム３０がガイドされて、ブラシローラ２７が軸方向に往復駆動されるようになる。

図５に詳細に示すように、帯電ローラ２６のハウジング部材３２の両端箱状部３２Ａ，３２Ｂには、取付け部材３３Ａ，３３Ｂが取付けられて、この取付け部材３３Ａ，３３Ｂを装置本体２のフレームに取付けるようになっている。

ここで、図１５に示した背景技術では、アイドルギア４１の軸心ｅは、感光体ドラムのギア部４０の軸心ｄとブラシローラのギア部４２の軸心ｆとを結ぶ直線上Ｕに配置しているものであった。

これに対して、本実施形態では、図１４に示すように、アイドルギア４１の軸心ｅは、圧力角方向Ｓがほぼ真横になるように、感光体ドラム３の回転方向Ｒ１の下流側にオフセットさせている点が相違する。

ここで、ギアの「圧力角」というのは広い概念であって、平歯車においては、通常は「基準圧力角（＝工具圧力角）」が実際の力のかかる方向を指し、転移した平半車においては、「基準圧力角」が実際の力のかかる方向と若干ずれていて、実際の力のかかる方向を「噛み合い圧力角」という。本実施形態でのギアの「圧力角」は、これらの双方を含む意味である。

この相違点により、感光体ドラム３のギア部３ａの回転（矢印Ｒ１参照）でアイドルギア４１が回転（矢印Ｒ２参照）し、アイドルギア４１の回転でブラシローラ２７のギア部２７ｂが回転（矢印Ｒ３参照）した場合、各ギア部３ａ，４１，２７ｂの圧力角θとの関係から、ブラシローラ２７のギア部２７ｂが圧力角方向（矢印Ｓ参照）の力を受けるので、ブラシローラ２７のギア部２７ｂにほぼ真横向き（矢印Ｖ参照）の分力が働く、つまり、ブラシローラ２７の軸心ｆに受ける力がほぼ真横となり、ブラシローラ２７は帯電ローラ２６から離れる方向の力を受けなくなって、帯電ローラ２６に自重で当接するようになるから、ジッタ画像の発生を抑制しながらクリーニング効果が向上するようになる。また、アイドルギア４１をオフセットさせるだけであるから、構成が簡単になる。

前記実施形態では、アイドルギア４１をオフセットさせることで、ブラシローラ２７は、軸心ｆに受ける力がほぼ真横となるように設定したものであったが、アイドルギア４１のオフセット以外の手段を用いても良いことは言うまでもない。

本発明の実施形態に係るプリンターの構成を示す略画的側面図である。 帯電ローラとブラシローラの略画であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 帯電ローラとブラシローラとの第１の組み付け状態の斜視図である。 帯電ローラとブラシローラとの第２の組み付け状態の斜視図である。 帯電ローラとブラシローラとの第３の組み付け状態の斜視図である。 図３の右側部分の拡大図である。 図３の左側部分の拡大図である。 図６にギアを組み付けた拡大図である。 図７を円板状カム側から見た斜視図である。 図９の正面図である。 図９に取付け部材と組み付けた斜視図である。 円板状カムであり、（ａ）は一側方向から見た斜視図、（ｂ）は他側方向から見た斜視図である。 ケース部材であり、（ａ）は一側方向から見た斜視図、（ｂ）は他側方向から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る感光体ドラムのギア部とブラシローラのギア部とアイドルギアとの配置関係の模式図である。 背景技術の感光体ドラムのギア部とブラシローラのギア部とアイドルギアとの配置関係の模式図である。

符号の説明

１ プリンター（画像形成装置）
２ 装置本体
３ 感光体ドラム
３ａ ギア部
１３ 帯電部
２６ 帯電ローラ
２７ ブラシローラ
２７ｂ ギア部
４１ アイドルギア
４３ ブラケット
ｄ 感光体ドラムのギア部の軸心
ｅ アイドルギアの軸心
ｆ ブラシローラのギア部の軸心
Ｓ 圧力角方向

Claims (2)

1. 感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備え、前記ブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら回転駆動されるようにした画像形成装置において、
   前記ブラシローラは、軸心に受ける力がほぼ真横となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムのギア部とブラシローラのギア部とがアイドルギアを介して噛み合うことで、ブラシローラが回転駆動される一方、前記アイドルギアの軸心は、圧力角方向がほぼ真横になるように、感光体ドラムの回転方向の下流側にオフセットさせていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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