JP2009300821A - 画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

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秀和 中神
Yoshinori Tanaka
美則 田中
Fuminori Moro
文則 毛呂
Yasuhiro Suzuki
康博 鈴木
Naoki Matsui
直樹 松井
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Abstract

【課題】簡単な構成で感光体を帯電できると共に、感光体と帯電ローラとの間の接触部への付着物の堆積を防止できる画像形成ユニットを提供する。
【解決手段】規制部材4は、帯電ローラ3を囲むように配置され、帯電ローラ3の動きを規制する。規制部材4は、押し付け部41を有し、押し付け部41は、感光体2の軸2a方向からみて、帯電ローラ3の中心3aと感光体2の軸2aとを結ぶ方向Lに対して、傾いている。押し付け部41は、感光体2の回転の上流側ほど感光体2から離れるように、傾いている。
【選択図】図1B

Description

この発明は、例えば、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、および、この画像形成装置に用いられる画像形成ユニットに関する。
従来、画像形成ユニットとしては、回転可能な感光体と、シャフトを有すると共にこの感光体の外周面に接触する帯電ローラと備えたものがある(特開昭63−149669号公報:特許文献1参照)。この帯電ローラは、例えば、シャフトをバネにより上記感光体側へ押圧することで、上記感光体に圧接して、上記感光体の回転に追従して回転する。そして、上記帯電ローラは、上記感光体に電荷を付与する。
また、別の構成として、帯電シートを感光体に当接させて帯電を付与するものがある(特開平7−191523号公報:特許文献2参照)。
特開昭63−149669号公報 特開平7−191523号公報
しかしながら、上記従来の画像形成ユニットでは、上記帯電ローラが上記シャフトを有する場合、上記帯電ローラのコストが高くなっていた。また、上記帯電ローラを上記感光体に圧接するために、バネ等の部材が必要であり、構造が複雑であった。
一方、上記帯電シートを上記感光体に当接させる場合、上記帯電シートが固定されていることにより、上記帯電シートと上記感光体との間の接触部に付着物が堆積する。この付着物は、クリーニングブレードをすり抜けたトナーやトナー後処理剤、紙粉などである。この堆積物によって異常放電を誘発して、画像ノイズが発生する不具合があった。
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で上記感光体を帯電できると共に、上記感光体と上記帯電ローラとの間の接触部への付着物の堆積を防止できる画像形成ユニットおよび画像形成装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の画像形成ユニットは、
回転可能な感光体と、
この感光体の外周面に接触してこの感光体の回転に追従して回転すると共に、この感光体を帯電させる弾性変形可能な帯電ローラと、
この帯電ローラを囲むように配置され、この帯電ローラの動きを規制する規制部材と
を備え、
この規制部材は、上記感光体および上記帯電ローラの一方向の回転時に、上記帯電ローラにこの帯電ローラの長手方向に渡って接触して、上記帯電ローラを上記感光体に押し付ける押し付け部を有し、
この押し付け部は、上記帯電ローラが上記押し付け部に接触している状態で、上記感光体の軸方向からみて、上記帯電ローラの中心と上記感光体の軸とを結ぶ方向に対して、傾いており、
この押し付け部は、上記感光体の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体から離れるように、傾いていることを特徴としている。
この発明の画像形成ユニットによれば、上記押し付け部は、上記感光体の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体から離れるように、傾いているので、上記押し付け部は上記感光体とともに楔構造を形成する。そして、上記帯電ローラは、上記感光体の回転に伴って、楔構造に食い込んで、上記感光体に押し付けられる。このように、上記帯電ローラは、上記感光体へ変形圧接されることで、上記帯電ローラは、略一定速度で回転して、上記感光体を均一に帯電する。
また、上記帯電ローラは、上記感光体の回転に追従して回転するので、上記感光体上のトナーやトナー後処理剤等の付着物が、上記感光体と上記帯電ローラとの間の接触部に堆積することがなく、異常放電を抑制できる。
したがって、簡単な構成で上記感光体を帯電できると共に、上記感光体と上記帯電ローラとの間の接触部への付着物の堆積を防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記帯電ローラが上記押し付け部に接触している状態で、上記感光体の軸方向からみて、上記帯電ローラの中心は、上記感光体の軸と上記感光体の頂上とを結ぶ基準線から、上記感光体の上記一方向の回転の下流側で中心角度が90°までの間に、位置している。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記帯電ローラが上記押し付け部に接触している状態で、上記感光体の軸方向からみて、上記帯電ローラの中心は、上記感光体の軸と上記感光体の頂上とを結ぶ基準線から、上記感光体の上記一方向の回転の下流側で中心角度が90°までの間に、位置しているので、上記帯電ローラは、自重で、上記押し付け部と上記感光体との間に嵌り込むことができる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記規制部材の上記押し付け部および上記感光体のうちの少なくとも上記感光体に対して、上記帯電ローラを押し付ける押し付け部材を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、少なくとも上記感光体に上記帯電ローラを押し付ける押し付け部材を有するので、上記帯電ローラは、上記押し付け部材により、上記押し付け部と上記感光体との間に嵌り込むことができる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、
上記規制部材は、上記感光体および上記帯電ローラの上記一方向の回転時に上記帯電ローラに接触する接触面を有し、
この接触面を含む平面は、上記感光体の軸に対して、交差する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記規制部材は、上記感光体および上記帯電ローラの上記一方向の回転時に上記帯電ローラに接触する接触面を有し、この接触面を含む平面は、上記感光体の軸に対して、交差するので、上記接触面は、上記感光体の軸に対して、平行にならずに傾斜している。このため、上記感光体の回転に伴って上記帯電ローラを長手方向(軸方向)の一方に片寄せすることができ、上記帯電ローラの長手方向の位置を安定させることができる。
これに対して、上記接触面を上記帯電ローラの中心に対して平行にすると、上記帯電ローラが長手方向に微振動したり蛇行したりして、上記帯電ローラの長手方向の位置が安定しない。このため、上記帯電ローラの長手方向の大きさを余分に大きくして、上記帯電ローラが長手方向に往復移動しても、上記感光体を均一に帯電できるようにする必要があった。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、画像形成終了時に、上記感光体を他方向に回転する制御部を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、画像形成終了時に、上記感光体を他方向に回転する制御部を有するので、画像形成終了時に、上記帯電ローラを自由状態に復帰できて、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記帯電ローラは、中空のローラである。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記帯電ローラは、中空のローラであるので、上記帯電ローラを容易に弾性変形できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有するので、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記制御部は、画像形成終了時に、上記感光体の回転を停止して、所定時間経過後に、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記制御部は、画像形成終了時に、上記感光体の回転を停止して、所定時間経過後に、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動するので、上記帯電ローラに癖がつくことを確実に防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記制御部は、画像形成開始時に、上記規制部材を上記帯電ローラに接近する方向に移動して、所定時間経過後に、上記感光体の回転を開始する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記制御部は、画像形成開始時に、上記規制部材を上記帯電ローラに接近する方向に移動して、所定時間経過後に、上記感光体の回転を開始するので、上記帯電ローラが、変形した状態で、上記感光体を帯電することを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記押し付け部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記押し付け部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有するので、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有するので、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、
上記押し付け部材は、上記規制部材に取り付けられ、
画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記押し付け部材と共に上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有する。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記押し付け部材と共に上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有するので、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記感光体の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗は、上記規制部材の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗と同等または大きい。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記感光体の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗は、上記規制部材の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗と同等または大きいので、上記帯電ローラを上記感光体の回転に追従して確実に回転できると共に、上記帯電ローラを上記押し付け部と上記感光体との間に確実に押し込むことができる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記規制部材における上記帯電ローラと接触する部分に、すべり部材を設けている。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記規制部材における上記帯電ローラと接触する部分に、すべり部材を設けているので、上記規制部材の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗を、上記感光体の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗よりも小さくできて、上記帯電ローラを上記感光体の回転に追従して確実に回転できると共に、上記帯電ローラを上記押し付け部と上記感光体との間に確実に押し込むことができる。
また、一実施形態の画像形成ユニットでは、上記規制部材は、自由状態の帯電ローラを収容する大きさに、形成されている。
この実施形態の画像形成ユニットによれば、上記規制部材は、自由状態の帯電ローラを収容する大きさに、形成されているので、上記帯電ローラに癖がつくことを防止できる。
また、この発明の画像形成装置は、上記画像形成ユニットを備えたことを特徴としている。
この発明の画像形成装置によれば、上記画像形成ユニットを備えているので、構成を簡単にできて、画像品質を向上できる。
この発明の画像形成ユニットによれば、上記押し付け部は、上記感光体の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体から離れるように、傾いており、上記帯電ローラは、上記感光体の回転に追従して回転するので、簡単な構成で、上記帯電ローラと上記感光体の接触状態を維持することができ、上記感光体を良好に帯電できると共に、上記感光体と上記帯電ローラとの間の接触部への付着物の堆積を防止できる。
この発明の画像形成装置によれば、上記画像形成ユニットを備えているので、構成を簡単にできて、画像品質を向上できる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1Aは、この発明の画像形成ユニットの一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成ユニット1は、感光体2、帯電ローラ3、この帯電ローラ3を囲う規制部材4、現像部6、トナー収容部7、クリーナブレード10およびトナー回収部11を有し、図2に示す画像形成装置に対して着脱可能になっており、この装置からの制御により画像形成に関わる一連の動作を行う。
画像形成においては、帯電ローラ3により一様の電荷を付与された感光体2に、画像データに基づく露光が行われ、潜像が形成された後、現像部6において感光体2上にトナー像が形成される。図中の矢印5は、露光手段により露光が行われることを示している。
一次転写部9は、感光体2上に形成されたトナー像を、給紙部20および搬送ベルト8から送られてくる用紙に転写する。その後、用紙は、定着装置21に搬送されて、トナー像が定着され、排紙される。
転写されずに感光体2上に残留したトナーやその他の付着物は、クリーナブレード10により、掻き取られる。掻き取られたトナー等の不要物は、トナー回収部11に回収される。
帯電ローラ3へは、導電性の規制部材4または図示しない導電部材を介して、帯電電圧が入力されることにより、感光体2に狙いの電荷が付与される。
この画像形成装置は、直接転写方式のタンデム型画像形成装置である。ブラック(BK)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット1、イエロー(Y)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット1、マゼンタ(M)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット1、および、シアン(C)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット1は、上記搬送ベルト8の上流から下流に沿って順に配置される。
図1Bに示すように、上記感光体2は、ドラム状であり、軸2aを中心として回転可能である。上記帯電ローラ3は、この感光体2の外周面に接触して、この感光体2の回転に追従して回転する。
上記帯電ローラ3は、シャフトを有さない弾性変形可能な中空のローラである。上記帯電ローラ3は、上記感光体2を帯電させ、上記帯電ローラ3の表面抵抗は、例えば、10〜10Ωであり、上記帯電ローラ3の肉厚は、例えば、0.05〜0.8mmである。上記帯電ローラ3は、例えば、PA、PI、PFA、PTFE、PPS、PCなどの導電性樹脂や、非導電樹脂に導電コートを処理したチューブや、導電性ゴム等からなる。
上記規制部材4は、上記帯電ローラ3を囲むように配置され、この帯電ローラ3の動きを規制する。上記規制部材4は、自由状態の帯電ローラ3を収容する大きさに、形成されている。上記規制部材4は、例えば、Niメッキを施した鉄や、ステンレスからなる。なお、自由状態とは、帯電ローラ3がどの方向からも力を受けていないことによって、帯電ローラ3が円筒形を保っている状態を意味する。
上記規制部材4は、前壁部と、後壁部と、上壁部と、上記上壁部と上記前壁部とを接続する押し付け部41とを有する。上記前壁部とは、上記感光体2の(矢印に示す)一方向の回転の下流側をいう。
上記押し付け部41は、上記感光体2および上記帯電ローラ3の一方向の回転時に、上記帯電ローラ3にこの帯電ローラ3の中心3a方向に渡って接触して、上記帯電ローラ3を上記感光体2に押し付ける。
上記押し付け部41は、上記帯電ローラ3が上記押し付け部41に接触している状態で、上記感光体2の軸2a方向からみて、上記帯電ローラ3の中心3aと上記感光体2の軸2aとを結ぶ方向Lに対して、傾いている。
上記押し付け部41は、上記感光体2の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体2から離れるように、傾いている。
図3の背面断面図に示すように、上記感光体2は、この軸部を、ケーシング1aに保持され、上記軸部に取り付けられた駆動ギア13を駆動することで、上記感光体2は、回転する。上記規制部材4は、上記ケーシング1aに、取り付けられている。上記帯電ローラ3は、上記ケーシング1aと上記規制部材4と上記感光体2とに囲まれた空間に、遊嵌されている。
上記感光体2の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗は、上記規制部材4の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗と同等または大きい。なお、上記規制部材4における上記帯電ローラ3と接触する部分に、すべり部材を設けてもよい。このすべり部材は、例えば、テフロンテープ、乾性潤滑剤などである。
次に、上記帯電ローラ3の動きを説明する。
図4に示すように、上記帯電ローラ3は、上記感光体2に対して軽く当接しており、上記感光体2の矢印A方向(一方向)の回転に追従して、仮想線に示す状態から実線に示す状態となるように、前方(図中左方)に移動する。
上記帯電ローラ3は、実線に示すように、上記押し付け部41に接触している状態で、上記感光体2の軸2a方向からみて、上記帯電ローラ3の中心3aは、上記感光体2の軸2aと上記感光体2の頂上とを結ぶ基準線Sから、上記感光体2の上記一方向の回転の下流側で中心角度が90°までの間に、位置している。
そして、上記帯電ローラ3は、上記規制部材4の上記押し付け部41に接触し、上記感光体2の回転に追従して、矢印B方向(一方向)に回転する。このとき、上記押し付け部41の傾斜により、上記帯電ローラ3は、上記感光体2へ矢印C方向に押し付けられる。上記帯電ローラ3は、断面略楕円状に変形しながら、上記感光体2に接触して、上記感光体2を帯電する。
その後、上記感光体2の回転が停止すると、上記帯電ローラ3の回転も止まり、上記押し付け部41による押し付け力が無くなるため、上記帯電ローラ3は、上記押し付け部41から離れて、自由状態に復帰して、クリープ変形が防止できる。このとき、上記帯電ローラ3は、自由状態に戻っていれば、上記規制部材4内のどの位置にあっても、次の感光体2の回転で前記の動きを行うことができる。
上記規制部材4の形状以外に、図5A〜図5Dに示す形状がある。
図5Aは、規制部材4Aの断面形状が略コ字状に形成されている。つまり、規制部材4Aは、前後の壁部と上壁部とを有し、この上壁部は、鉛直方向に対して傾斜しており、(押し付け部41と同様の)押し付け部41Aを構成する。なお、感光体2の回転が停止したときは、帯電ローラ3は、図中右側へ移動して、自由状態に戻る。つまり、規制部材4Aの図中右側の部分には、帯電ローラ3が自由状態に復帰する空間がある。
図5Bは、規制部材4Bの断面形状が略コ字状に形成されている。つまり、規制部材4Bは、前後の壁部と上壁部とを有し、この前壁部は、鉛直方向に対して傾斜しており、(押し付け部41と同様の)押し付け部41Bを構成する。
図5Cは、規制部材4Cの断面形状が略U字状に形成されている。つまり、規制部材4Cは、前後の壁部と上壁部とを有し、この上壁部は、湾曲しており、(押し付け部41と同様の)押し付け部41Cを構成する。この押し付け部41Cは、湾曲しているので、帯電ローラ3が自由状態に復帰しやすい。
図5Dは、規制部材4Dの断面形状が略ハ字状に形成されている。つまり、規制部材4Dは、前後の壁部を有し、この前壁部は、鉛直方向に対して傾斜しており、(押し付け部41と同様の)押し付け部41Dを構成する。
上記構成の画像形成ユニットによれば、上記押し付け部41は、上記感光体2の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体2から離れるように、傾いているので、上記押し付け部41は上記感光体2とともに楔構造を形成する。そして、上記帯電ローラ3は、上記感光体2の回転に伴って、楔構造に食い込んで、上記感光体2に押し付けられる。このように、上記帯電ローラ3は、上記感光体2へ変形圧接されることで、上記帯電ローラ3は、略一定速度で回転して、上記感光体2を均一に帯電する。
また、上記帯電ローラ3は、上記感光体2の回転に追従して回転するので、上記感光体2上のトナーやトナー後処理剤等の付着物が、上記感光体2と上記帯電ローラ3との間の接触部に堆積することがなく、異常放電を抑制できる。
したがって、簡単な構成で上記感光体2を帯電できると共に、上記感光体2と上記帯電ローラ3との間の接触部への付着物の堆積を防止できる。
また、上記帯電ローラ3が上記押し付け部41に接触している状態で、上記感光体2の軸2a方向からみて、上記帯電ローラ3の中心3aは、上記感光体2の軸2aと上記感光体2の頂上とを結ぶ基準線Sから、上記感光体2の上記一方向の回転の下流側で中心角度が90°までの間に、位置しているので、上記帯電ローラ3は、自重で、上記押し付け部41と上記感光体2との間に嵌り込むことができる。
また、上記帯電ローラ3は、中空のローラであるので、上記帯電ローラ3を容易に弾性変形できる。
また、上記感光体2の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗は、上記規制部材4の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗と同等または大きいので、上記帯電ローラ3を上記感光体2の回転に追従して確実に回転できると共に、上記帯電ローラ3を上記押し付け部41と上記感光体2との間に確実に押し込むことができる。
また、上記規制部材4における上記帯電ローラ3と接触する部分に、すべり部材を設けているので、上記規制部材4の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗を、上記感光体2の上記帯電ローラ3に対する摩擦抵抗よりも小さくできて、上記帯電ローラ3を上記感光体2の回転に追従して確実に回転できると共に、上記帯電ローラ3を上記押し付け部41と上記感光体2との間に確実に押し込むことができる。
また、上記規制部材4は、自由状態の帯電ローラ3を収容する大きさに、形成されているので、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
上記構成の画像形成装置によれば、上記画像形成ユニット1を備えているので、構成を簡単にできて、画像品質を向上できる。
(第2の実施形態)
図6Aと図6Bは、この発明の画像形成ユニットの第2の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第2の実施形態では、押し付け部材の構成が相違する。なお、この第2の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図6Aと図6Bに示すように、押し付け部材14は、規制部材4Eの押し付け部41Eおよび感光体2のうちの少なくとも感光体2に対して、帯電ローラ3を押し付ける。
上記押し付け部材14は、上記帯電ローラ3の中心3a方向の両端のそれぞれに、配置されている。上記押し付け部材14の一端側に軸部14aが設けられ、この軸部14aがケーシング1aに取り付けられている。上記押し付け部41の他端側が、上記帯電ローラ3に後方から接触する。上記押し付け部材14は、上記軸部14aを中心として、揺動して、上記他端側が上記帯電ローラ3に接近または離隔する。上記押し付け部材14は、画像を形成する領域の外側に位置する上記帯電ローラ3の端部に、接触する。
上記押し付け部材14には、制御部15が電気的に接続されている。この制御部15は、例えば、ソレノイドを含む。この制御部15は、画像形成開始時に、上記帯電ローラ3が上記感光体2の回転に従動できるように、上記押し付け部材14を上記帯電ローラ3に接近する方向に移動する一方、画像形成終了時に、上記帯電ローラ3が自由状態に復帰するように、上記押し付け部材14を上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動する。なお、上記帯電ローラ3への通電は、上記規制部材4Eまたは上記押し付け部材14の少なくとも一方でおこなう。
上記構成の画像形成ユニットによれば、少なくとも上記感光体2に上記帯電ローラ3を押し付ける押し付け部材14を有するので、上記帯電ローラ3は、上記押し付け部材14により、上記押し付け部41Eと上記感光体2との間に嵌り込むことができる。
また、画像形成終了時に、上記帯電ローラ3が自由状態に復帰するように、上記押し付け部材14を上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動する制御部15を有するので、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
(第3の実施形態)
図7Aは、この発明の画像形成ユニットの第3の実施形態を示している。上記第2の実施形態と相違する点を説明すると、この第3の実施形態では、帯電ローラの位置が相違する。なお、この第3の実施形態において、上記第2の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図7Aに示すように、帯電ローラ3、規制部材4Eおよび押し付け部材14は、感光体2の下側に、位置する。上記押し付け部材14は、上記規制部材4Eの押し付け部41Eおよび上記感光体2のうちの少なくとも上記感光体2に対して、上記帯電ローラ3を押し付ける。
次に、上記帯電ローラ3の動きを説明する。
図7Bに示すように、上記帯電ローラ3は、上記押し付け部材14により、仮想線に示す状態から実線に示す状態に移動して、上記感光体2および上記規制部材4Eに対して軽く当接する。
そして、上記帯電ローラ3は、上記感光体2の回転に追従して、回転する。このとき、上記押し付け部41Eの傾斜により、上記帯電ローラ3は、上記感光体2へ押し付けられる。上記帯電ローラ3は、弾性変形しながら、上記感光体2に接触して、上記感光体2を帯電する。
その後、上記感光体2の回転が停止すると、上記帯電ローラ3の回転も止まり、上記押し付け部41Eおよび上記押し付け部材14による押し付け力が無くなるため、上記帯電ローラ3は、自由状態に復帰して、クリープ変形が防止できる。
図8は、この第3の実施形態の画像形成ユニットを有する画像形成装置を示している。この画像形成装置は、記録材Pに未定着のトナーを付着して画像を形成する作像装置80と、トナーを溶融して記録材Pに定着させる定着装置81とを備える。この画像形成装置は、電子写真4色カラープリンタである。
上記作像装置80は、中間転写ベルト61と、この中間転写ベルト61に沿って配置されると共にトナー像を形成する4つの画像形成ユニット51と、この各画像形成ユニット51によって形成されたトナー像を上記中間転写ベルト61上に転写する一次転写部62と、上記中間転写ベルト61に転写された像を上記記録材Pに転写する二次転写部63とを備える。
ブラック(BK)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット51、イエロー(Y)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット51、マゼンタ(M)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット51、および、シアン(C)のトナー像を形成する上記画像形成ユニット51は、上記中間転写ベルト61の上流から下流に沿って順に配置されている。
上記各画像形成ユニット51は、感光体52と、この感光体52を一様に帯電させるための帯電ローラ53と、帯電した上記感光体52に画像露光を行うための露光部59と、露光によって形成された静電潜像に各色のトナーで現像を行うための現像部54とを備える。
この画像形成装置は、この画像形成装置全体を制御する制御装置68と、この制御装置68から画像に応じた信号が送られる露光制御装置69とを備える。この露光制御装置69は、各色に応じて上記露光部59のそれぞれを駆動する。
次に、この画像形成装置の作用を説明する。
上記画像形成ユニット51の上記感光体52上に現像されたトナー画像は、上記中間転写ベルト61との接触位置で、上記一次転写部62によって、上記中間転写ベルト61上に一次転写される。
上記中間転写ベルト61上に転写されたトナー画像は、各画像形成ユニット51を通過するごとに、各色がその上に重ねられて、最終的に、フルカラーのトナー画像が、上記中間転写ベルト61上に形成される。
その後、上記中間転写ベルト61上のフルカラーのトナー画像は、上記中間転写ベルト61の下流において、上記二次転写部63によって、上記記録材Pに一括して二次転写される。
そして、上記記録材Pは、上記記録材Pの搬送路の下流にある上記定着装置81を通過することによって、トナー画像が定着されて、排紙トレー66上に排紙される。
上記記録材Pは、最下部のカセット67に納められており、このカセット67から1枚ずつ上記二次転写部63にまで搬送される。
なお、一次転写後、上記感光体52に残留したトナーは、下流に配置されたクリーニング部55によって除去され、このクリーニング部55の下側から回収される。
また、二次転写後に、上記中間転写ベルト61上に残留したトナーは、クリーニングブレード65によって、上記中間転写ベルト61上から除去され、図示しない搬送スクリューで搬送され、図示しない廃トナー容器に回収される。
(第4の実施形態)
図9Aと図9Bは、この発明の画像形成ユニットの第4の実施形態を示している。上記第2の実施形態と相違する点を説明すると、この第4の実施形態では、帯電ローラを自由状態に復帰する構成が相違する。なお、この第4の実施形態において、上記第2の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図9Aに示すように、押し付け部材14Aは、感光体2に対して相対的に移動しないように、ケーシングに固定されている。上記押し付け部材14Aは、規制部材4Fの押し付け部41Fおよび上記感光体2のうちの少なくとも上記感光体2に対して、上記帯電ローラ3を押し付ける。
上記規制部材4Fには、制御部15Aが電気的に接続されている。図9Bに示すように、上記制御部15Aは、画像形成終了時に、上記帯電ローラ3が自由状態に復帰するように、上記規制部材4Fを上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動する。したがって、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
(第5の実施形態)
図10Aと図10Bは、この発明の画像形成ユニットの第5の実施形態を示している。上記第2の実施形態と相違する点を説明すると、この第5の実施形態では、帯電ローラを自由状態に復帰する構成が相違する。なお、この第5の実施形態において、上記第2の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図10Aに示すように、押し付け部材14Bは、規制部材4Gに取り付けられている。上記押し付け部材14Bは、上記規制部材4Gの押し付け部41Gおよび上記感光体2のうちの少なくとも上記感光体2に対して、上記帯電ローラ3を押し付ける。
上記規制部材4Gには、制御部15Bが電気的に接続されている。図10Bに示すように、上記制御部15Bは、画像形成終了時に、上記帯電ローラ3が自由状態に復帰するように、上記規制部材4Gを上記押し付け部材14Bと共に上記感光体2から離隔する方向に移動する。したがって、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
(第6の実施形態)
図11Aと図11Bは、この発明の画像形成ユニットの第6の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第6の実施形態では、規制部材の位置が相違する。なお、この第6の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図11Aと図11Bに示すように、規制部材4Hは、感光体2および帯電ローラ3の一方向(矢印方向)の回転時に上記帯電ローラ3に接触する接触面を有する。この接触面を含む平面は、上記感光体2の軸2aに対して、交差している。
この接触面は、上記規制部材4Hの押し付け部41Hに、形成されている。上方からみて、この接触面は、上記感光体2の軸2aに対して、角度θ傾いている。
上記感光体2は、矢印方向に回転することにより、上記帯電ローラ3は、上記押し付け部41Hの接触面に接触しながら回転する。このとき、上記帯電ローラ3は、上記接触面から力Fを受ける。上記接触面が角度θ傾いていることにより、上記帯電ローラ3は、上記感光体2の軸2aに平行な力として、F*sinθを受けることになる。この力により、上記帯電ローラ3は、この端部が上記規制部材4Hのストッパー部12に当たる位置まで、左方向に移動する。また、当然に、上記帯電ローラ3は、上記押し付け部41Hにより、上記感光体2に押し付けられる。
図12に、上記規制部材4Hの接触面の傾き角度θと上記帯電ローラ3の移動時間との関係を示す。図12では、上記帯電ローラ3の移動量を固定して比較している。上記感光体2の回転速度も一定である。
図12から分かるように、傾き角度θが大きいほど、上記帯電ローラ3は早く移動する。また、上記規制部材4Hによる上記帯電ローラ3の変形量によっても異なり、中程度の変形量において、上記帯電ローラ3が最も速く移動する。ただし、傾き角度θが大きくなるほど、上記帯電ローラ3の変形量の影響は小さくなる。
なお、傾き角度θが大きいほど、上記帯電ローラ3の長手方向の移動速度は速くなるが、帯電性能等に悪影響を及ぼす可能性があり、1度以下が望ましい。
上記構成の画像形成ユニットによれば、上記接触面は、上記感光体2の軸2aに対して、平行にならずに傾斜している。このため、上記感光体2の回転に伴って上記帯電ローラ3を中心3a方向(長手方向)の一方に片寄せすることができ、上記帯電ローラ3の中心3a方向の位置を安定させることができる。
これに対して、上記接触面を上記帯電ローラ3の中心3aに対して平行にすると、上記帯電ローラ3が中心3a方向に微振動したり蛇行したりして、上記帯電ローラ3の中心3a方向の位置が安定しない。このため、上記帯電ローラ3の中心3a方向の大きさを余分に大きくして、上記帯電ローラ3が中心3a方向に往復移動しても、上記感光体2を均一に帯電できるようにする必要があった。
(第7の実施形態)
図13Aと図13Bは、この発明の画像形成ユニットの第7の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第7の実施形態では、規制部材の位置が相違する。なお、この第7の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図13Aと図13Bに示すように、規制部材4Iは、感光体2および帯電ローラ3の一方向(矢印方向)の回転時に上記帯電ローラ3に接触する接触面を有する。この接触面を含む平面は、上記感光体2の軸2aに対して、交差している。
この接触面は、上記規制部材4Iの上壁部42Iに、形成されている。前方からみて、この接触面は、上記感光体2の軸2aに対して、角度φ傾いている。
上記感光体2は、矢印方向に回転することにより、上記帯電ローラ3は、上記上壁部42Iの接触面に接触しながら回転する。このとき、上記帯電ローラ3は、上記接触面から力Fを受ける。上記接触面が角度φ傾いていることにより、上記帯電ローラ3は、上記感光体2の軸2aに平行な力として、F*sinφを受けることになる。この力により、上記帯電ローラ3は、この端部が上記規制部材4Iのストッパー部12に当たる位置まで、左方向に移動する。また、当然に、上記帯電ローラ3は、上記規制部材4Iの押し付け部41Iにより、上記感光体2に押し付けられる。
図14に、上記規制部材4Iの接触面の傾き角度φと上記帯電ローラ3の移動時間との関係を示す。図14では、上記帯電ローラ3の移動量を固定して比較している。上記感光体2の回転速度も一定である。
図14から分かるように、上記規制部材4Iによる上記帯電ローラ3の変形量が中程度までは、傾き角度φが大きいほど、上記帯電ローラ3は早く移動する。ただし、傾き角度φが大きくなるほど、上記帯電ローラ3の変形量の影響は小さくなる。
ここで、上記規制部材4Iによる上記帯電ローラ3の変形量が大きい場合には、上記帯電ローラ3は狙いの挙動を示さない。この変形量は、図13Bにおける左側を基準としているため、上記規制部材4Iの傾きにより、上記帯電ローラ3の右側に行くほど大きく変形している。図14に示す変形量が大の場合には、変形量が大きすぎると考えられる。
なお、傾き角度φが大きいほど、上記帯電ローラ3の長手方向の移動速度は速くなるが、帯電性能等に悪影響を及ぼす可能性があり、1度以下が望ましい。
上記構成の画像形成ユニットによれば、上記接触面は、上記感光体2の軸2aに対して、平行にならずに傾斜している。このため、上記感光体2の回転に伴って上記帯電ローラ3を中心3a方向(長手方向)の一方に片寄せすることができ、上記帯電ローラ3の中心3a方向の位置を安定させることができる。
これに対して、上記接触面を上記帯電ローラ3の中心3aに対して平行にすると、上記帯電ローラ3が中心3a方向に微振動したり蛇行したりして、上記帯電ローラ3の中心3a方向の位置が安定しない。このため、上記帯電ローラ3の中心3a方向の大きさを余分に大きくして、上記帯電ローラ3が中心3a方向に往復移動しても、上記感光体2を均一に帯電できるようにする必要があった。
(第8の実施形態)
図15は、この発明の画像形成ユニットの第8の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第8の実施形態では、制御部の構成が相違する。なお、この第8の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図15に示すように、感光体2に制御部15Cが接続されている。この制御部15Cは、画像形成終了時に、上記感光体2を他方向(逆方向)に回転する。
次に、帯電ローラ3の動作を説明する。
図16Aに示すように、上記感光体2は、矢印の方向(反時計周りの方向)に回転し始めると、上記帯電ローラ3は、上記感光体2との摩擦力により、規制部材4に規制される位置まで左の方向に移動する。
そして、図16Bに示すように、上記帯電ローラ3は、上記感光体2および上記規制部材4の摩擦力や上記帯電ローラ3自体の形状や物性により、力のバランスが取れた状態(形状)で回転する。
上記感光体2が停止すると、上記帯電ローラ3は、弾性変形した状態で停止することがある。この状態が長時間継続すると、上記帯電ローラ3は、クリープ変形する。上記帯電ローラ3が変形すると、上記帯電ローラ3の回転速度や、上記感光体2と上記帯電ローラ3の接触位置が、安定せずに帯電ムラとなり、結果として良好な画像を得られないことになる。
そこで、図16Cに示すように、上記感光体2の停止時に、上記感光体2を逆方向(時計周りの方向)に、一定量回転する。これにより、上記帯電ローラ3は、自由状態に復帰した後、図15に示す状態となる。
上記構成の画像形成ユニットによれば、上記制御部15Cは、画像形成終了時に、上記感光体2を他方向に回転するので、画像形成終了時に、上記帯電ローラ3を確実に自由状態に復帰できて、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
(第9の実施形態)
図17Aは、この発明の画像形成ユニットの第9の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第9の実施形態では、帯電ローラは規制部材の上壁によって押されている。なお、この第9の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図17Aに示すように、規制部材4Jには、制御部15Dが電気的に接続されている。この制御部15Dは、帯電動作時に、上記規制部材4Jの上壁によって、上記帯電ローラ3を上記感光体2側へ押さえつけ、上記帯電ローラ3と上記感光体2との接触状態を維持することができる。一方、図17Bに示すように、上記制御部15Dは、画像形成終了時に、帯電ローラ3が自由状態に復帰するように、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3から離隔する上方向に移動する。したがって、上記帯電ローラ3に癖がつくことを防止できる。
なお、図18に示すように、上記規制部材4Jを、上記規制部材4Jの前方側(図中左側)を中心として、揺動するようにしてもよく、また、図19に示すように、上記規制部材4Jを、上記規制部材4Jの後方側(図中右側)を中心として、揺動するようにしてもよい。
次に、上記制御部15Dによる、感光体2の回転と規制部材4Jの位置との制御タイミングを説明する。
図20に示すように、画像形成開始時に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3に接近する方向に移動して圧接位置に配置すると同時に、上記感光体2の回転を開始する。そして、画像形成(印字)を行い、画像形成終了時に、上記感光体2の回転を停止すると同時に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動して離間位置に配置する。
また、図21に示すように、上記制御部15Dによる他の制御タイミングを行ってもよい。図21に示すように、画像形成開始時に、上記感光体2の回転を開始して、所定時間経過後に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3に接近する方向に移動して圧接位置に配置する。そして、画像形成(印字)を行い、画像形成終了時に、上記感光体2の回転を停止して、所定時間経過後に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動して離間位置に配置する。したがって、画像形成終了時では、上記帯電ローラ3に癖がつくことを確実に防止できる。
また、図22に示すように、上記制御部15Dによる他の制御タイミングを行ってもよい。図22に示すように、画像形成開始時に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3に接近する方向に移動して、所定時間経過後に、上記感光体2の回転を開始する。そして、画像形成(印字)を行い、画像形成終了時に、上記規制部材4Jを上記帯電ローラ3から離隔する方向に移動して、所定時間経過後に、上記感光体2の回転を停止する。したがって、画像形成開始時では、上記帯電ローラ3が、変形した状態で、上記感光体2を帯電することを防止できる。
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第1から上記第9の実施形態の特徴点を、自由に組み合わせてもよい。また、上記第2、上記第4から上記第9の実施形態の画像形成ユニットを、上記第1の実施形態の画像形成装置に適用してもよい。また、画像形成装置としては、モノクロ/カラーの複写機、プリンタ、FAXやこれらの複合機など、どれであってもかまわない。
本発明の画像形成ユニットの第1実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの拡大図である。 この発明の画像形成装置を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの背面断面図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 規制部材の他の形状を示す簡略構成図である。 規制部材の他の形状を示す簡略構成図である。 規制部材の他の形状を示す簡略構成図である。 規制部材の他の形状を示す簡略構成図である。 本発明の画像形成ユニットの第2実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの背面図である。 本発明の画像形成ユニットの第3実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 この発明の画像形成装置を示す簡略構成図である。 本発明の画像形成ユニットの第4実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 本発明の画像形成ユニットの第5実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 本発明の画像形成ユニットの第6実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの平面図である。 規制部材の接触面の傾き角度θと帯電ローラの移動時間との関係を示すグラフである。 本発明の画像形成ユニットの第7実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの正面図である。 規制部材の接触面の傾き角度φと帯電ローラの移動時間との関係を示すグラフである。 本発明の画像形成ユニットの第8実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 本発明の画像形成ユニットの第9実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成ユニットの作用説明図である。 他の構成の画像形成ユニットの作用説明図である。 他の構成の画像形成ユニットの作用説明図である。 制御部による、感光体の回転と規制部材の位置との制御タイミングを示すグラフである。 制御部による、感光体の回転と規制部材の位置との他の制御タイミングを示すグラフである。 制御部による、感光体の回転と規制部材の位置との他の制御タイミングを示すグラフである。
符号の説明
1 画像形成ユニット
2 感光体
2a 軸
3 帯電ローラ
3a 中心
4,4A〜4J 規制部材
41,41A〜41J 押し付け部
14,14A,14B 押し付け部材
15,15A〜15D 制御部
L 感光体軸と帯電ローラ中心とを結ぶ方向

Claims (16)

  1. 回転可能な感光体と、
    この感光体の外周面に接触してこの感光体の回転に追従して回転すると共に、この感光体を帯電させる弾性変形可能な帯電ローラと、
    この帯電ローラを囲むように配置され、この帯電ローラの動きを規制する規制部材と
    を備え、
    この規制部材は、上記感光体および上記帯電ローラの一方向の回転時に、上記帯電ローラにこの帯電ローラの長手方向に渡って接触して、上記帯電ローラを上記感光体に押し付ける押し付け部を有し、
    この押し付け部は、上記帯電ローラが上記押し付け部に接触している状態で、上記感光体の軸方向からみて、上記帯電ローラの中心と上記感光体の軸とを結ぶ方向に対して、傾いており、
    この押し付け部は、上記感光体の上記一方向の回転の上流側ほど上記感光体から離れるように、傾いていることを特徴とする画像形成ユニット。
  2. 請求項1に記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記帯電ローラが上記押し付け部に接触している状態で、上記感光体の軸方向からみて、上記帯電ローラの中心は、上記感光体の軸と上記感光体の頂上とを結ぶ基準線から、上記感光体の上記一方向の回転の下流側で中心角度が90°までの間に、位置していることを特徴とする画像形成ユニット。
  3. 請求項1に記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記規制部材の上記押し付け部および上記感光体のうちの少なくとも上記感光体に対して、上記帯電ローラを押し付ける押し付け部材を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  4. 請求項1から3の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記規制部材は、上記感光体および上記帯電ローラの上記一方向の回転時に上記帯電ローラに接触する接触面を有し、
    この接触面を含む平面は、上記感光体の軸に対して、交差することを特徴とする画像形成ユニット。
  5. 請求項1から4の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    画像形成終了時に、上記感光体を他方向に回転する制御部を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  6. 請求項1から5の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記帯電ローラは、中空のローラであることを特徴とする画像形成ユニット。
  7. 請求項1から6の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  8. 請求項7に記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記制御部は、画像形成終了時に、上記感光体の回転を停止して、所定時間経過後に、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動することを特徴とする画像形成ユニット。
  9. 請求項7または8に記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記制御部は、画像形成開始時に、上記規制部材を上記帯電ローラに接近する方向に移動して、所定時間経過後に、上記感光体の回転を開始することを特徴とする画像形成ユニット。
  10. 請求項3に記載の画像形成ユニットにおいて、
    画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記押し付け部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  11. 請求項3に記載の画像形成ユニットにおいて、
    画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  12. 請求項3に記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記押し付け部材は、上記規制部材に取り付けられ、
    画像形成終了時に、上記帯電ローラが自由状態に復帰するように、上記規制部材を上記押し付け部材と共に上記帯電ローラから離隔する方向に移動する制御部を有することを特徴とする画像形成ユニット。
  13. 請求項1から12の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記感光体の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗は、上記規制部材の上記帯電ローラに対する摩擦抵抗と同等または大きいことを特徴とする画像形成ユニット。
  14. 請求項1から13の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記規制部材における上記帯電ローラと接触する部分に、すべり部材を設けていることを特徴とする画像形成ユニット。
  15. 請求項1から14の何れか一つに記載の画像形成ユニットにおいて、
    上記規制部材は、自由状態の帯電ローラを収容する大きさに、形成されていることを特徴とする画像形成ユニット。
  16. 請求項1から15の何れか一つに記載の画像形成ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
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