JP2011232366A - 作像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光書込み装置の取り付け状態を調整する調整手段がなくとも、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持できるようにする。
【解決手段】作像装置は、支持部材に、感光体をその軸を保持して回転自在に支持するとともに、光書込み装置を感光体の感光面に対して光書込み装置の光出射部から出射される光の焦点距離に相当する隙間をあけた状態で支持し、帯電装置の帯電部材と現像装置の現像部材が、光書込み装置の光出射部から出射される光の出射方向と直交するとともに感光体の軸の中心点を通過する直線よりも光書込み装置が存在する側の感光体の感光面部分であって、光書込み装置を挟んで反対側になる感光体の感光面部分でそれぞれ接触するよう配置され、かつ、帯電部材に付与される圧力の付与方向と現像部材に付与される圧力の付与方向がいずれも、光出射部から出射される光の出射方向に対して鋭角の角度で交差する状態になるよう設定されている。
【選択図】図５

Description

この発明は作像装置及び画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式等を採用する画像形成装置においては、画像情報に基づく光を感光体に照射することにより静電潜像を形成する手段として、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を感光体の軸方向にほぼ沿う方向（主走査方向）に列状に配置し、その各発光素子から出射される光を収束用のレンズ等の光学素子を通して感光体の表面に照射して潜像の書き込みを行う光書込み装置を採用するものがある。このような光書込み装置を採用する画像形成装置としては、例えば以下のものが知られている。

感光体ドラムを回動自在に架設するサイドフレームに、ＬＥＤアレイを取り付けた構造の画像形成装置が知られている（特許文献１）。感光体ドラムの取り付けは、その両端部におけるフランジに形成された中心孔に、サイドフレームに設けられた支持軸を通すことで支持するか、あるいは、ドラムの両端部の素管露出面外周をサイドフレームに設けた摺動孔に支持することで行われている。

また、感光体ドラムに対してＬＥＤプリントヘッドを副走査方向に移動させる調整手段を備えた画像形成装置が知られている（特許文献２）。調整手段は、ＬＥＤヘッドを感光体ドラムに向けて付勢する付勢手段と、ＬＥＤプリントヘッドに設けられ感光体ドラムの表面に当接してＬＥＤと感光体ドラムとの距離を規定する２本のストッパを備えたものとして構成されている。

実特平５−１５０５１号公報 特開２００１−１３００４７号公報

この発明は、円筒状の感光体を回転自在に支持する支持部材に光書込み装置を固定した状態で取り付ける構造を採用した場合、光書込み装置の取り付け状態を調整する調整手段がなくとも、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持することができる作像装置及びそれを用いた画像形成装置を提供するものである。

この発明（Ａ１）の作像装置は、
感光面を備え、軸を中心に回転する円筒状の感光体と、
前記感光体の感光面に加圧されて接触する帯電部材を介して当該感光面を帯電させる帯電装置と、
前記感光体の軸方向に配置される複数の発光素子を備えた光出射部から前記感光体の帯電された感光面に光を照射して静電潜像を形成する光書込み装置と、
前記感光体の感光面に接触する隙間保持部材を介して当該感光面に対峙する現像部材又は前記感光体の感光面に接触する現像部材により前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記感光体をその軸を保持して回転自在に支持するとともに、前記光書込み装置を前記感光体の感光面に対して前記光出射部から出射される光の焦点距離に相当する隙間をあけた状態で支持する支持部材と
を有し、
前記帯電装置の帯電部材と前記現像装置の現像部材は、
前記光書込み装置の光出射部から出射される光の出射方向と直交するとともに前記感光体の軸の中心点を通過する直線よりも前記光書込み装置が存在する側の前記感光体の感光面部分であって、前記光書込み装置を挟んで反対側になる前記感光体の感光面部分に配置され、
かつ、前記帯電部材に付与される圧力の付与方向と前記現像部材に付与される圧力の付与方向がいずれも、前記光出射部から出射される光の出射方向に対して鋭角の角度で交差する状態になるよう設定されていることを特徴とするものである。

この発明（Ａ２）の作像装置は、上記発明Ａ１の作像装置において、前記帯電装置と前記現像装置が、前記支持部材に取り付けられているものである。

この発明（Ｂ１）の画像形成装置は、
上記発明Ａ１またはＡ２の作像装置と、
前記作像装置における前記感光体の感光面に加圧されて接触する清掃部材と、
前記作像装置における前記感光体に設けられ、駆動歯車と噛み合って回転動力が伝達される被伝達歯車とを有し、
前記帯電部材に付与される圧力、前記現像部材に付与される圧力、前記清掃部材に付与される圧力、及び前記被伝達歯車に伝達される回転動力により発生する圧力は、そのすべての圧力を合成したときの合成力の向きが前記作像装置における前記光書込み装置の光出射部から出射される光の出射方向に沿うよう設定されていることを特徴とするものである。

この発明（Ｂ２）の画像形成装置は、上記発明Ｂ１の画像形成装置において、前記作像装置における前記帯電装置及び現像装置と前記清掃装置が、前記作像装置における支持部材に取り付けられているものである。

上記発明Ａ１の作像装置によれば、光書込み装置の取り付け状態を調整する調整手段がなくとも、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持することができる。

上記発明Ａ２の作像装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、帯電装置と現像装置の取り付け状態等に関する設定を共通の支持部材において行うことができ、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持することが更に実現されやすくなる。

上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、光書込み装置の取り付け状態を調整する調整手段がなくとも、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持することができ、形成する画像の品質を安定化させることが可能になる。

上記発明Ｂ２の画像形成装置によれば、その発明の構成を有しない場合に比べて、帯電装置、現像装置及び清掃装置の取り付け状態等に関する設定を共通の支持部材において行うことができ、光書込み装置と感光体との間隔を安定して維持することが更に実現されやすくなり、形成する画像の品質を安定化させることが可能になる。

実施の形態１に係る画像形成装置の外観を示す概略断面図である。 図１の画像形成装置における作像装置の外観を示す概略側面図である。 図２の作像装置を示す概略断面図である。 感光体ドラムと光書込み装置の取り付け構造を概念的に示す一部断面説明図である。 作像装置における帯電装置及び現像装置の配置条件等の構成を示す説明図である。 感光体ドラムと帯電装置の帯電ロールの取り付け構造及び状態を概念的に示す一部断面説明図である。 感光体ドラムと現像装置の現像ロールの取り付け構造及び状態を概念的に示す一部断面説明図である。 図５の条件を満たす場合の感光体ドラムと光書込み装置の取り付け状態を概念的に示す一部断面説明図である。 作像装置における帯電装置、現像装置、清掃装置及び被伝達ギヤの配置条件等の構成を示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態（以下、単に「実施の形態」という）について添付の図面を参照しながら説明する。

図１から図３は、実施の形態１に係る画像形成装置及び作像装置を示す。図１はその画像形成装置の要部を示す概略断面図、図２はその作像装置の外観を示す側面図、図３はその作像装置の内部を示す断面図である。図中に示す矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは座標軸であり、座標軸Ｘに沿う方向が画像形成装置等における「左右の方向」を、座標軸Ｙに沿う方向が画像形成装置等における「上下の方向」を、座標軸Ｚに沿う方向が画像形成装置等における「前後の方向」を示している。

画像形成装置１は、支持材、外装材等で構成される装置本体１０を有している。装置本体１０の下部には、画像を形成する対象の記録媒体としての記録用紙９を収容して供給する用紙供給装置４が配置されている。さらに、装置本体１０の上部には、画像が形成された後の記録用紙９が排出されて収容される排出収容部１２が形成されている。図１における矢付き一点鎖線は、記録用紙９の主な搬送経路を示す。

用紙供給装置４では、用紙収容体４１に収容されている記録用紙９の最上位にある用紙が供給ロール４２により繰り出された後、供給ロール４２とそのロール４２に接触する捌きロール４３との協働により用紙９が捌かれて１枚ずつ送り出される。この送り出された用紙９は、搬送調整ロール４４により一時停止させられた後、所要のタイミング（後述する二次転写工程に合わせるタイミング）で後述する中間転写ユニット３０と二次転写装置３５の間（二次転写位置）に搬送される。

装置本体１０の内部には、作像装置２、中間転写ユニット３、二次転写装置３７、定着装置４５等が配置されている。作像装置２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色の現像剤（トナー）像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを用いて構成されている。実施の形態１における作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、その設置される位置がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順番で次第に高くなる状態（傾斜した状態）で配置されている。

作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、所要の方向（矢印で示す方向）に回転する感光体ドラム２１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、感光体ドラム２１の表面（感光面）を帯電する帯電装置２２と、潜像形成手段としての光書込み装置２３と、複数の現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、転写後の感光体ドラム２１の感光面に残留するトナー等を除去するドラム清掃装置２５とで構成されている。

感光体ドラム２１としては、軸５６を中心にして回転する円筒状の感光体が使用されている。帯電装置２２としては、感光体ドラム２１の感光面に加圧されて接触した状態で回転する帯電ロール２２１を配置した接触帯電式の帯電装置が使用されている。光書込み装置２３としては、複数のＬＥＤ２６を感光体ドラム２１の軸方向Ａに沿って列状に配置したＬＥＤプリントヘッドが使用されている。現像装置２４としては、感光体ドラム２１の感光面に加圧されて接触する隙間保持円盤２４３を介して所要の間隔Ｓをあけた状態で回転する現像ロール２４１を配置し、その現像ロール２４１によりトナーとキャリアで構成される二成分現像剤を現像域に搬送する現像装置が使用されている。ドラム清掃装置２５としては、感光体ドラム２１の感光面に加圧されて接触する弾性ブレード２５１を配置したものが使用されている。帯電ロール２２１と現像ロール２４１には、図示しない電源装置から帯電用電圧と現像バイアス電圧が印加される。

この作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、次のようにして像が作成される。まず、回転する感光体ドラム２１の感光面が帯電装置２２の帯電ロール２２１を介して所要の電位に帯電された後、その帯電後の感光体ドラム２１に対して光書込み装置２３から画像形成装置１に入力された画像情報に基づく光が照射されて所要の電位からなる各色成分の静電潜像が形成される。続いて、各感光体ドラム２１上の各色成分の静電潜像が、その対応する色の現像剤を収容する現像装置２４の現像ロール２５１を介して供給される現像剤で現像されて前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像がそれぞれ形成される。各感光体ドラム２１上のトナー像は、後述するように中間転写ユニット３の中間転写ベルト３１に一次転写される。感光体ドラム２１のトナー像が転写された後の感光面はドラム清掃装置２５により清掃される。

中間転写ユニット３は、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム２１上にそれぞれ形成される各色のトナー像が外周面に転写される無端状の中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１を各感光体ドラム２１に接する状態となるよう掛け渡して回転させる複数の支持ロール３２ａ，３２ｂと、各感光体ドラム２１上のトナー像を中間転写ベルト３１の外周面に一次転写させる一次転写装置３３とを有している。複数の支持ロールのうち支持ロール３２ｂは駆動ロールであり、図示しない回転駆動装置から回転動力が伝達されて中間転写ベルト３１を矢印で示す方向に回転させる。一次転写装置３３としては、中間転写ベルト３１の内周面から接触してベルト３１の外周面を各感光体ドラム２１の感光面にそれぞれ押し付ける状態で配置されるとともに一次転写バイアス電圧が印加される一次転写ロール３３を採用している。

中間転写ユニット３では、矢印で示す方向に回転する中間転写ベルト３１の外周面に対し、一次転写ロール３３の作用により各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム２１からトナー像がそれぞれ静電的に一次転写される。中間転写ベルト３１の外周面には、一次転写により、複数色のトナー像が重ね合わされた状態のトナー像か又は１色（この例ではブラック）のトナー像が保持される。

二次転写装置３５は、中間転写ベルト３１の外周面に一次転写されたトナー像を記録用紙９に二次転写するものである。二次転写装置３５としては、中間転写ベルト３１の支持ロール３２ｂに掛けられている部分の外周面に接触して従動回転するように配置されるとともに二次転写バイアス電圧が印加される二次転写ロール３５を使用している。この二次転写装置３５では、中間転写ベルト３１と二次転写ロール３５の間に搬送して供給される記録用紙９に対し、中間転写ベルト３１上に保持されている未定着のトナー像が静電的に二次転写される。

定着装置４５は、二次転写された未定着のトナー像を記録用紙９に定着するものであり、二次転写装置３５の上方の位置に配置されている。定着装置４５は、加熱手段により所要の温度に加熱される定着面を有するロール形態、ベルト形態の加熱回転体４６と、加熱回転体４６の定着面に所要の圧力で接触して未定着のトナー像を保持する記録媒体９（定着対象物）を通過させる定着処理部を形成するロール形態、ベルト形態の加圧回転体４７で構成されている。定着装置４５では、未定着のトナー像が転写された記録媒体９が加熱回転体４６と加圧回転体４７の間の定着処理部に導入され、その定着処理部において加熱及び加圧されることで未定着トナー像が溶融して記録用紙９に定着される。

定着後の記録用紙９は、定着装置４５から排出された後に排出ロール４８により搬送され、排出収容部１２に排出されて収容される。これにより、記録用紙９の片面に現像剤からなる単色又は多色の画像が形成される。

次に、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等について説明する。

まず、４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２から図４等に示すように、感光体ドラム２１を回転自在に支持する支持プレ−ト１５に、帯電装置２２、光書込み装置２３、現像装置２４及び清掃装置２５を取り付けて一体化した構造物として構成されている。

感光体ドラム２１は、図３、図４等に示すように、円筒状の基材５１の外周面に感光層５２が形成されたドラム本体部５３と、その基材５１の両端部の開口した内部にそれぞれ嵌め入れて固定されるとともに軸受け孔５４が形成される２段円盤状の端部保持板（フランジ）５５Ａ、５５Ｂと、端部保持板５５Ａ、５５Ｂの軸受け孔５４を貫通させてドラム本体部５３を回転自在に保持する軸５６とで構成されている。感光層５２は、有機感光材料等で形成される光誘導層であり、表面保護層などを含む層である。この感光層５２が形成された基材５１の表面部分が感光面となる。２つの端部保持板５５のうち一方の端部保持板５５Ｂは、その大径部（の外周部）が図示しない駆動伝達装置の駆動伝達ギアとかみ合う被伝達ギア５７として形成されており、いわばギア付きの端部保持板として構成されている。

感光体ドラム２１は、作像装置２０の支持フレーム１５に形成される位置決め機能を兼ねた軸支持孔１６に軸５６を固定した状態で支持される。また、感光体ドラム２１は、軸５６に対して摺動性に優れた特性を有する合成樹脂を用いて構成された端部保持板５５に貫通した形状の軸受け孔５４を形成し、その軸受け孔５４に貫通させた状態で取り付けた軸５６に対して回転可能に支持されている。

支持プレート１５は、図４等に示すように、所要の間隔をあけて配置される左右１対の側板部１５ａ、１５ｂを連結する連結部１５ｃを有する形状のものである。側板部１５ａ、１５ｂに設けられる軸支持孔１６は、その軸支持孔１６に支持される軸５６と後述する光書込み装置の発光部（２３１）とが平行な状態に保たれる位置に配置されている。

光書込み装置２３は、感光体ドラム２１の軸方向Ａに沿って列状に配置される複数のＬＥＤ２６が実装される発光部２３１と、発光部２３１の各ＬＥＤ２６から発光される光を収束させるセルフォックレンズ２７と、発光部２３１のＬＥＤ２６とセルフォックレンズ２７の間の距離を保持する保持部（ハウジング）２３２とで構成される光出射部２８を有している。光書込み装置２３は、光出射部２８のセルフォックレンズ２７が感光体ドラム２１の感光面（像形成領域部）に対向する状態となるよう、保持部２３２を支持プレート１５の連結部１５ｃ等に固定した状態で取り付けられている。また、保持部２３２の軸方向Ａの中央部には、発光部２３１における複数のＬＥＤ２６の発光を制御するための制御基板２３５が取り付けられている。そして、発光部２３１は、図示しない画像処理部から接続線を介して送信される画像信号に基いて該当するＬＥＤ２６が点滅駆動するようになっている。

また、光書込み装置２３は、感光体ドラム２１の感光面に対し、光出射部２８から出射される光の焦点距離に相当する間隔Ｅをあけた状態で連結部１５ｃに取り付けられる。これにより、光書込み装置２３は、感光体ドラム２１との間隔が支持プレート１５を介して簡易に保たれるようになっている。

帯電装置２２は、図３、図５等に示すように、軸２２２に対して所要の抵抗値に調整された弾性層２２３を形成した構造の帯電ロール２２１を使用している。帯電ロール２２１は、図３、図６等に示すように、その軸２２２を回転自在に保持する軸受け具（ベアリング）２２４が、感光体ドラム２１にむけて加圧する加圧スプリング２２５を主として構成される加圧機構２２６を介した状態で支持プレート１５の連結部１５ｃに取り付けられている。

これにより、帯電ロール２２１は、弾性層２２３が感光体ドラム２１の感光面（軸方向に沿う部分）に所要の圧力が付与されて加圧された状態で接触する。図３における符号２２７は、帯電ロール２２１の表面に接触してそのロール表面を清掃するための清掃ロールである。

現像装置２４は、図２、図３等に示すように、現像剤を収容する収容部と感光体ドラム２１にむけて開口する現像開口部を有する筐体（ハウジング）２４０を有し、筐体２４０の現像開口部に現像ロール２４１を一部だけ露出させた状態で回転自在に保持させている。現像ロール２４１は、軸２４２にロール状のマグネット部２４３を配置し、そのマグネット部２４３の周囲において矢印で示す方向に回転する円筒状のスリーブ２４５を配置した構造のものである。また、現像ロール２４１は、図５、図７等に示すように、その両端部となる軸２４２の部分に現像ロール２４１（実際にはスリーブ２４５）を感光体ドラム２１の感光面との隙間Ｍをあけた状態で保持するため、感光体ドラム２１の感光面（像形成域外）に接触して回転する隙間保持ロール２４６を設けている。隙間保持ロール２４６は、スリーブ２４５の半径よりも隙間Ｓだけ大きい半径の円盤状に形成されている。

また、現像装置２４は、図２に示すように、筐体２４０の現像剤収容部側において上方に突出した状態で形成される第一取付け部２４０ａが、支持プレート１５の側板部１５ｂの下部外側に設けた軸１７を介して矢印Ｂ１，Ｂ２で示す方向に揺動自在に取り付けられている。また、筐体２４０の現像ロール２４１の配置側において上方に突出した状態で形成される第二取付け部２４０ｂが、引張りスプリング２４７を介して支持プレート１５の側に引き寄せられる状態で取り付けられている。引張りスプリング２４７は、その一端部が第二取付け部２４０ｂに引っ掛けられ、その他端部が支持プレート１５の側板部１５ｂの上部（軸支持孔１６の上方となる位置）外側に設けたばね取付け部１８に引っ掛けられている。

これより、現像装置２４は、筐体２４０が、引っ張りスプリング２４７の引っ張り力を受けることにより軸１７を中心に矢印Ｂ１で示す方向に揺動した状態に保たれるので、現像ロール２４１が、隙間保持ロール２４６を介して感光体ドラム２１の感光面に所要の圧力を付与されて加圧された状態で接触するとともに、感光体ドラム２１の感光面と隙間Ｍをあけて対向した状態になる。図３における符号２４８は筐体２４０の収容部に収容される現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材（回転スクリュー）、符号２４９は現像ロール２４１に保持される現像剤を所要の厚さ（層）に規制する層厚規制ロール（トリマー）である。図２における符号２４０ｃは、図示しない現像剤補給装置から搬送される補給現像剤を受け入れる補給現像剤受入れ部である。また、図７においては、引っ張りスプリング２４７を加圧スプリングに置き換えて図示している。

ドラム清掃装置２５は、図３に示すように、感光体ドラム２１の軸方向Ａにそって長く延びる長方形状の弾性ブレード２５１が、支持プレート１５の連結部１５ｃに下端部が固定された取付け板２５２の上端部に取り付けられている。弾性ブレード２５１は、取付け板２５２にその端部から所要の長さだけ飛び出した状態で取り付けられているとともに、そのブレード先端部が感光体ドラム２１の感光面に所要の食い込み量となる条件で設置されている。図３等においては、便宜上、弾性ブレード２５１の先端下部の角部が感光体ドラム２１の感光面に食い込んだ状態で図示している。また、弾性ブレード２５１は、その先端部が感光体ドラム２１の矢印で示す回転方向と向かい合う状態で接触するように設置されている。

これにより、弾性ブレード２５１は、感光体ドラム２１の感光面に所要の圧力を付与されて加圧された状態で接触するようになっている。図３における符号２５３は、弾性ブレード２５１によりかき取られるトナー等の付着物を回収して図示しない回収部に搬送する回転搬送部材であり、符号２５４はトナー等の付着物が浮遊して外部に漏れだすことを防止するためのフィルム状のシール材である。

この作像装置２においては、図４に示すように、光書込み装置２３が感光体ドラム２１を回転自在に支持する支持プレート１５に固定して取り付けているため、その光書込み装置２３と感光体ドラム２１の間隔Ｅが、光書込み装置２３の光出射部２８における光の焦点距離に相当する距離に保たれるようになる。

しかし、厳密には、感光体ドラム２１の軸５６と接触する取付け部に不要な隙間Ｓが存在している場合には、その間隔Ｅが変動するおそれがある。軸５６と接触する取付け部とは、図４に示すように、端部保持板５５Ａ，５５Ｂにおける軸受け孔５４や支持プレート１５における軸支持孔１６である。この軸受け孔５４と軸支持孔１６における不要な隙間Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）は、例えば作像装置２の製造段階で存在している場合や、その後の使用頻度等に応じて生じる場合が考えられる。隙間Ｓ１，Ｓ２は、例えば１０〜１００μｍ程度の大きさのものである。このような不要な隙間Ｓが存在すると、感光体ドラム２１は軸５６を介して隙間Ｓの分だけ（支持プレート１５に対して）変位して位置がずれることがある。この結果、支持プレート１５に位置が固定された状態（不動の状態）で取り付けられている光書込み装置２３に対して感光体ドラム２１が相対的に変位することになるので、光書込み装置２３と感光体ドラム２１との間の隙間Ｅが変動してしまうおそれがある。

実施の形態１では、感光体ドラム２１に接触する状態で配置される構成部品（帯電ロール２２１、現像ロール２４１、弾性ブレード２５１、一次転写ロール３３、被伝達ギア５７など）のうち特に感光体ドラム２１の位置変動に影響を及ぼしやすいと予測される帯電装置２２の帯電ロール２２１と現像装置２４の現像ロール２４１について、以下の条件を満たすように配置（設置）している。

すなわち、帯電装置２２の帯電ロール２２１と現像装置２４の現像ロール２４１は、図５に示すように、光書込み装置２３の光出射部２８から出射される光の出射方向Ｃと直交するとともに、感光体ドラム２３の軸５６の中心点Ｐ１を通過する直線ＤＬよりも光書込み装置２３が存在する側の感光体ドラム２３の感光面部分であり、かつ光書込み装置２３を挟んで互いに反対側になる感光体ドラム２３の感光面部分でそれぞれ接触するよう配置されている。ここで、直交するとは、９０°±５°の範囲内の交差角で交差する場合である。また、感光体ドラム２１に接触する状態で配置される構成部品のうちから弾性ブレード２５１、一次転写ロール３３及び被伝達ギア５７を除いたのは、帯電ロール２２１と現像ロール２４１と比べると、感光体ドラム２１の位置を変動させる影響力が小さいからである。

具体的には、例えば、光書込み装置２３は、その光の出射方向Ｃが重力方向Ｇ（座標軸Ｙに沿う方向）とのなす角度θ１が「４°」となる状態で設置されている。また、帯電ロール２２１は、その光書込み装置２３の出射方向Ｃと直交する直線ＤＬから光書込み装置２３側に近づいた位置の角度θ２（感光体ドラムの軸５６の中心点Ｐ１と帯電ロール２２１の回転中心点Ｐ２とを通過する直線Ｌ１が直線ＤＬとなす角度）が「５７°」となる感光体ドラム２１の表面部分で接触する状態で設置されている。さらに、現像ロール２４１は、直線ＤＬから光書込み装置２３側に近づいた位置の角度θ３（感光体ドラムの軸５６の中心点Ｐ１と現像ロール２４１の回転中心点Ｐ３とを通過する直線Ｌ２が直線ＤＬとなす角度）が「４９°」となる感光体ドラム２１の表面部分で接触する状態で設置されている。このときの条件は、例えば感光体ドラム２１としてロール径が３０ｍｍのものを使用し、帯電ロール２２１としてロール径が９ｍｍのものを使用し、現像ロールとしてロール径（スリーブ径）が約１２ｍｍのものを使用したときの設定値である。現像ロール２４１の感光体ドラム２１との間の隙間Ｍは約０．４ｍｍとしている。

しかも、帯電ロール２２１と現像ロール２４１は、図５に示すように、帯電ロール２２１に付与される圧力Ｆ１の付与方向Ｄ１と現像ロール２４１に付与される圧力Ｆ２の付与方向Ｄ２がいずれも、光書込み装置２３の光出射部２８から出射される光の出射方向Ｃに対して鋭角の角度α（α１、α２）で交差する状態になるよう設定されている。

帯電ロール２２１に付与される圧力Ｆ１は、加圧スプリング２２６のばね力により及ぼす圧力である。この圧力Ｆ１の付与方向Ｄ１は、感光体ドラムの軸５６の中心点Ｐ１と帯電ロール２２１の回転中心点Ｐ２とを通過する直線Ｌ１と同じである。圧力Ｆ１は、２つの加圧スプリング２２６のばね力を合計したものになる。また、現像ロール２４１に付与される圧力Ｆ２、引っ張りスプリング２４７のばね力により及ぼす圧力である。この圧力Ｆ２の付与方向Ｄ２は、現像ロール２４１（隙間保持ロール２４６）が感光体ドラムの感光面と接触する部分と支持プレート１５のばね取付部１８の中心点とを結ぶ直線に沿う方向である。圧力Ｆ２は、２つの引っ張りスプリング２４７のばね力を合計したものになる。このとき圧力Ｆ１の付与方向Ｄ１の出射方向Ｃとの交差角度α１は約３３°である。また、圧力Ｆ２の付与方向Ｄ２の出射方向Ｃとの交差角度α２は約２０°である。

作像装置２は、帯電装置２２の帯電ロール２２１と現像装置２４の現像ロール２４１を上記したような条件を満たすように配置したことにより、感光体ドラム２１が少なくとも帯電ロール２２１と現像ロール２４１により押され続けた状態に保たれ、光書込み装置２３から離れた方向に変位した状態におかれる。これにより、感光体ドラム２１の軸５６は、図６及び図７に示すように、端部保持板５５Ａ，５５Ｂの軸受け孔５４と支持プレート１５の軸支持孔１６において帯電ロール２２１と現像ロール２４１により押される方向に変位させられた状態になるので、その軸受け孔５４における不要な隙間Ｓ１（図４）と軸支持孔１６における不要な隙間Ｓ２（図４）が消失した状態になる。

この結果、感光体ドラム５１（の本体部５３）は、図８に例示するように、その変位した位置で固定された状態の軸５６に押し付けられた状態で回転するようになる。そして、その感光体ドラム５１の感光面と光書込み装置２３の光出射部２８（セルフォックレンズ２７の上面）との間隔Ｅは、「Ｅ１」という値で安定して維持されるようになる。このような状態で得られるときの間隔Ｅ１が前記焦点距離に相当する間隔として設定される。図６〜図８において括弧書きの符号Ｓ１ａ，Ｓ２ａは、軸受け孔５４及び軸支持孔１６における不要な隙間Ｓ１，Ｓ２が感光体ドラム２１の変位により各孔の片側に押し付けられた状態となることで残存したとき状態を誇張して示す隙間である。

したがって、作像時においては、光書込み装置２３の光出射部２８から出射される光が焦点距離に相当する間隔をおいて感光体ドラム２１の感光面に安定して照射（収束）されることになるので、感光体ドラム２１の感光面に対して静電潜像が安定して形成されるようになり、最終的に品質が安定した画像が得られるようになる。また、光書込み装置２３と感光体ドラム２１の間隔Ｅ１は、作像装置２ひいては画像形成装置１の長期の使用に対しても変動しにくく安定したものとなる。

また、実施の形態１においては、上記した帯電ロール２２１と現像ロール２４１の設置の条件に加えて、感光体ドラム２１に接触する状態で配置される構成部品である弾性ブレード２５１及び被伝達ギア５７による影響も考慮して条件設定を行うこともできる。

すなわち、図９に示すように、帯電ロール２２１に付与される圧力Ｆ１、現像ロール２４１に付与される圧力Ｆ２、弾性ブレード２５１に付与される圧力Ｆ３、及び被伝達ギア５７に伝達される回転動力により発生する圧力Ｆ４について、そのすべての圧力Ｆ１〜Ｆ４を合成したときの合成力Ｋの向きが、光書込み装置２３の光出射部２８から出射される光の出射方向Ｃに沿うように設定する。図９における符号５８は、装置本体１０に設置される図示しない回転駆動装置で発生する回転動力を伝達する駆動伝達ギアであり、感光体ドラム２１における被伝達ギア５７と噛み合うものである。

ここで、合成力Ｋは、各圧力Ｆ１〜Ｆ４の向き及び大きさを考慮して合成し、最終的に感光体ドラム２１の軸５６の中心点Ｐ１を始点として表したときのベクトル（線）である。また、各圧力Ｆ１〜Ｆ４は、感光体ドラム２１の感光面（又は被伝達ギア５７との噛み合う地点）を始点として表される。圧力Ｆ１は、加圧スプリング２２５が付与するばね力の向きと大きさで表される。圧力Ｆ２は、引っ張りスプリング２４７が付与するばね力の向きと大きさで表される。圧力Ｆ３は、弾性ブレード２５１が感光体ドラム２１の感光面に接触する地点での食い込む方向及び食い込み量で表される。圧力Ｆ４は、駆動伝達ギア５８の圧力角で発生するときのモーメント力の向きと大きさである。そして、合成力Ｋの向きが出射方向Ｃに沿うとは、その双方の向きを示す線の交差角が０°±３０°程度の範囲に収まるときの状態をいう。

実施の形態１では、例えば、圧力Ｆ１〜Ｆ４について以下に示すような内容に設定している。圧力Ｆ１は、前記した付与方向Ｄ１の向きであり、その大きさを５００ｇｆ（≒４．９Ｎ）×２に設定されている。圧力Ｆ２は、前記した付与方向Ｄ２の向きであり、その大きさが７００ｇｆ（≒６．８６Ｎ）×２に設定されている。圧力Ｆ３は、感光体ドラムの軸５６の中心点Ｐ１と弾性ブレード２５１の感光面に接触する角部Ｐ３とを通過する直線Ｌ３で示す付与方向となる向きであり、その大きさが１００ｇｆ（≒０．９８Ｎ）に設定されている。圧力Ｆ４は、駆動伝達ギア５８の圧力角（２０°）の示す向きであり、その大きさが０．１９５Ｎｍに設定されている。また、弾性ブレード２５１は、前記直線ＤＬとなす角度θ３が１２°となる位置で感光面に接触するように配置されている。また、駆動伝達ギア５８は、感光体ドラム２１における被伝達ギア５７の出光方向Ｃとほぼ交差する位置（噛み合い位置）ＤＰで噛み合わせている。

この設定にした場合、圧力Ｆ１〜Ｆ４を合成したときの合成力Ｋの向きは、光書込み装置２３の光出射部２８における光の出射方向Ｃとの交差角が０〜３０°の範囲になり、その出射方向Ｃに沿うものになる。

作像装置２は、圧力Ｆ１〜Ｆ４の合成力Ｋの向きが上記したような内容になるように設定したことにより、感光体ドラム２１が合成力Ｋの向き（及び力）により押され続けた状態に保たれ、光書込み装置２３から離れた方向に確実に変位した状態におかれる。これにより、感光体ドラム２１の軸５６は、図６及び図７に示すように、端部保持板５５Ａ，５５Ｂの軸受け孔５４と支持プレート１５の軸支持孔１６において合成力Ｋが示す方向に変位させられた状態になるので、その軸受け孔５４における不要な隙間Ｓ１（図４）と軸支持孔１６における不要な隙間Ｓ２（図４）が消失した状態になる。

この結果、感光体ドラム５１（の本体部５３）は、図８に例示するように、その変位した位置で固定された状態の軸５６に押し付けられた状態で安定して回転するようになる。そして、感光体ドラム５１の感光面と光書込み装置２３の光出射部２８との間隔Ｅは、「Ｅ１」という値でより一層安定して保持されるようになる。

したがって、作像時においては、光書込み装置２３の光出射部２８から出射される光が焦点距離に相当する間隔Ｅ１をおいて感光体ドラム２１の感光面に更に安定して照射（収束）されることになるので、感光体ドラム２１の感光面に対して静電潜像が更に安定して形成されるようになり、最終的に品質がより安定した画像が得られるようになる。また、光書込み装置２３と感光体ドラム２１の間隔Ｅ１は、作像装置２ひいては画像形成装置１の長期の使用に対してもより一層変動しにくく安定したものとなる。

ちなみに、完成した作像装置２における圧力Ｆ１〜Ｆ４については、例えば、ばね定数を測定して算出することから求めたり、また、市販の圧力計を用いて測定することができる。また、合成力Ｋについては、例えば、受け孔５４及び軸支持孔１６における不要な隙間Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）において軸５６から受ける圧力（の状態）を測定することで確認することができる。

また、合成力Ｋの向きの条件を満たすように調整するためには、圧力Ｎ１〜Ｎ４に関係する各構成部品の感光体ドラム２１に対する配置（接触）位置を調整してもよい。なお、一次転写ロール３３（中間転写ベルト３１を含む）の感光体ドラム２１に接触するときに付与する圧力は、例えば０．０５Ｎ程度であって感光体ドラム２１に接触する他の構成部品の圧力Ｎ１〜Ｎ４に比べて相対的に小さいので、合成力Ｋの算出に含めていない。

［他の実施の形態］
実施の形態１では、作像装置２として、帯電装置２２の帯電ロール２２１、現像装置２４の現像ロール２４１及びドラム清掃装置２５（の弾性ブレード２５１等）を支持プレート１５に一体に取り付ける構造のものを例示したが、前記した条件を満たす配置が可能であれば、それらの全部または一部は支持プレート１５に取り付けず、装置本体１０側に取り付ける（配置）するように構成しても構わない。また、作像装置２１は、画像形成装置１の装置本体１０に対して着脱自在に装着される着脱構成品として構成したものであってもよい。

感光体ドラム２１としては、軸５６と共に回転する構造のものであってもよい。この場合、軸５６は回転軸となるので、支持プレート１５の軸支持部１６は軸５６を回転自在に支持する構造となる。光書込み装置２３の光出射部２８を構成する発光素子としては、ＬＥＤ以外の発光素子を適用してもよい。帯電装置２２については、接触式帯電方式が可能なものであれば、例示した帯電ロール２２１のごときロール形態の帯電部材に限定されず、他の形態の帯電部材を使用するものであってもよい。また、現像装置２４についても、静電潜像の現像が可能なものであれば、例示した間隔保持ロール２４６を有する現像ロール２４１の形態のものに限定されず、例えば、感光体ドラム２１の感光面に直接接触した状態で回転する現像ロール等を使用するものであってもよい。

画像形成装置１は、中間転写方式を採用せず、作像装置２の感光体ドラム２１に形成したトナー像を記録媒体９に直接転写する方式を採用したものであってもよい。この場合、記録媒体９は、作像装置２の感光体ドラム２１と転写ロールの間に直接送り込む方式のほか、搬送ベルトに記録媒体９を保持して感光体ドラム２１と転写ロールの間に搬送する方式を採用することが可能である。

１ …画像形成装置
２ …作像装置
１５…支持プレート（支持部材）
２１…感光体ドラム（円筒状の感光体）
２２…帯電装置
２３…光書込み装置
２４…現像装置
２５…ドラム清掃装置
２６…ＬＥＤ（発光素子）
２８…光出射部
５６…軸
２２１…帯電ロール（帯電部材）
２４１…現像ロール（現像部材）
２４６…間隔保持ロール（間隔保持部材）
Ａ …感光体の軸方向
Ｃ …出射方向
Ｄ１…帯電ロールに付与される圧力の付与方向
Ｄ２…現像ロールに付与される圧力の付与方向
ＤＬ…直線
Ｅ１…間隔
Ｍ …隙間
Ｃ２…位置決め溝に入る方向
Ｐ１…軸の中心点
α１，α２…鋭角の角度

Claims (4)

1. 感光面を備え、軸を中心に回転する円筒状の感光体と、
   前記感光体の感光面に加圧されて接触する帯電部材を介して当該感光面を帯電させる帯電装置と、
   前記感光体の軸方向に配置される複数の発光素子を備えた光出射部から前記感光体の帯電された感光面に光を照射して静電潜像を形成する光書込み装置と、
   前記感光体の感光面に接触する隙間保持部材を介して当該感光面に対峙する現像部材又は前記感光体の感光面に接触する現像部材により前記静電潜像を現像する現像装置と、
   前記感光体をその軸を保持して回転自在に支持するとともに、前記光書込み装置を前記感光体の感光面に対して前記光出射部から出射される光の焦点距離に相当する隙間をあけた状態で支持する支持部材と
   を有し、
   前記帯電装置の帯電部材と前記現像装置の現像部材は、
   前記光書込み装置の光出射部から出射される光の出射方向と直交するとともに前記感光体の軸の中心点を通過する直線よりも前記光書込み装置が存在する側の前記感光体の感光面部分であって、前記光書込み装置を挟んで反対側になる前記感光体の感光面部分に配置され、
   かつ、前記帯電部材に付与される圧力の付与方向と前記現像部材に付与される圧力の付与方向がいずれも、前記光出射部から出射される光の出射方向に対して鋭角の角度で交差する状態になるよう設定されていることを特徴とする作像装置。
2. 前記帯電装置と前記現像装置が、前記支持部材に取り付けられている請求項１に記載の作像装置。
3. 請求項１または２に記載の作像装置と、
   前記作像装置における前記感光体の感光面に加圧されて接触する清掃部材と、
   前記作像装置における前記感光体に設けられ、駆動歯車と噛み合って回転動力が伝達される被伝達歯車とを有し、
   前記帯電部材に付与される圧力、前記現像部材に付与される圧力、前記清掃部材に付与される圧力、及び前記被伝達歯車に伝達される回転動力により発生する圧力は、そのすべての圧力を合成したときの合成力の向きが前記作像装置における前記光書込み装置の光出射部から出射される光の出射方向に沿うよう設定されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記作像装置における前記帯電装置及び現像装置と前記清掃装置が、前記作像装置における支持部材に取り付けられている請求項３に記載の画像形成装置。

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