JP2017154391A - 光書込装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明では、潜像担持体と位置決め部材との間に挟み込まれる異物を除去することのできる光書込装置を提供することを課題としている。【解決手段】感光体ドラム10に光を照射して潜像を書き込む光書込ヘッド30と、感光体ドラム10と光書込ヘッド30の間に設けられて感光体ドラム10に当接し、光書込ヘッド30を感光体ドラム10に対して位置決めする位置決め部材32と、位置決め部材32を感光体ドラム10の側へ付勢する第一バネ31とを有し、位置決め部材32が、第一バネ31の付勢方向および感光体ドラム10の軸方向と交差する方向へ移動可能に設けられ、位置決め部材32は、交差方向への移動により、光書込ヘッド30を位置決めする位置決め位置と、位置決め位置よりも感光体ドラム10から退避した退避位置とを往復可能であることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、光書込装置および光書込装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置においては、潜像担持体としての感光体ドラムに画像光を照射し、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する書込部材を備えた光書込装置が設けられる。この光書込装置においては、画像光を正確に照射して適切な静電潜像を感光体ドラムに形成するために、書込部材を感光体ドラムに対して高精度に位置決めし、両者の距離を適切に保つことが重要である。
上記の課題に対して、例えば特許文献1(特開2015−13445号公報)では、バネによって感光体の側に付勢された光書込ヘッドと、感光体との間にスペーサ部材が設けられ、光書込ヘッドが感光体に対して所定の距離を保っている。また、特許文献2(特開2012−247792号公報)では、光照射ユニットに設けられた突き当て部が像保持体に突き当てられることにより、光照射部と像保持体が所定の距離を保っている。
しかし、潜像担持体と光書込部材の間に位置決めの部材を設けて潜像担持体に当接させ、潜像担持体と光書込部材を所定の距離に保つ構成の場合、潜像担持体と位置決め部材の間に異物が挟み込まれることが問題になる。つまり、潜像担持体の画像形成時等の回転動作により、位置決め部材と潜像担持体の間に摩擦が生じ、両者の表面が摩耗する。この様にして発生した摩耗粉や、潜像担持体上の現像剤等が潜像担持体と位置決め部材との間に異物として挟み込まれることで、両者の間の摩擦力がさらに大きくなって両者の摩耗が促進されたり、位置決め部材の位置決め精度を悪化させたり、位置決め部材と潜像担持体の間で異音を生じさせたりするという課題があった。
この様な事情から、本発明では、潜像担持体と位置決め部材との間に挟み込まれる異物を除去することのできる光書込装置を提供することを課題としている。
上記の課題を解決するため、本発明は、潜像担持体に光を照射して潜像を書き込む書込部材と、前記潜像担持体と前記書込部材の間に設けられて前記潜像担持体に当接し、前記書込部材を前記潜像担持体に対して位置決めする位置決め部材と、前記位置決め部材を前記潜像担持体の側へ付勢する付勢部材とを有し、前記位置決め部材が、前記付勢部材の付勢方向および前記潜像担持体の軸方向と交差する方向へ移動可能に設けられ、前記位置決め部材は、前記交差方向への移動により、前記書込部材を位置決めする位置決め位置と、前記位置決め位置よりも前記潜像担持体から退避した退避位置とを往復可能であることを特徴とする
本発明の光書込装置では、位置決め部材が位置決め位置と退避位置を往復可能に設けられる。位置決め部材の退避位置への移動により、位置決め部材と潜像担持体の間に挟み込まれた異物を取り除くことができる。また、位置決め部材の位置決め位置への移動により、位置決め部材が、再び書込部材を潜像担持体に対して位置決めすることができる。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1に示すカラー画像形成装置1の中央には、4つのプロセスユニット9Y,9M,9C,9Bkが着脱可能に設けられた画像形成部2が配置されている。各プロセスユニット9Y,9M,9C,9Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
具体的な各プロセスユニット9としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である、潜像担持体としての感光体ドラム10と、感光体ドラム10の表面を一様に帯電させる帯電ローラ11と、一次転写後の感光体ドラム10に残留するトナーを取り除くクリーニングブレード28と、感光体ドラム10の表面にトナーを供給する現像ローラ13を有する現像装置12等を備えている。
プロセスユニット9の上方には、光書込装置3が配置されている。光書込装置3に設けられたLEDアレイは、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。
画像形成部2の直下には転写部4が配置されている。転写部4は、二次転写対向ローラ26、第一従動ローラ14、第二従動ローラ15、クリーニング対向ローラ27等に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト16、各プロセスユニット9の感光体ドラム10に対して中間転写ベルト16を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ17等で構成されている。各一次転写ローラ17はそれぞれの位置で中間転写ベルト16の内周面を押圧しており、中間転写ベルト16の押圧された部分と各感光体ドラム10とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。
また、中間転写ベルト16の二次転写対向ローラ26と、中間転写ベルト16を挟んで二次転写対向ローラ26に対向した位置には二次転写ローラ18が配設されている。二次転写ローラ18は中間転写ベルト16の外周面を押圧しており、二次転写ローラ18と中間転写ベルト16とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
給紙部5は、画像形成装置1の下部に位置しており、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙カセット19や、給紙カセット19から用紙Pを搬出する給紙ローラ20等からなっている。
搬送路6は、給紙部5から搬出された用紙Pを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ21の他、後述する排紙部8に至るまで、搬送ローラ対が搬送路6の途中に適宜配置されている。
定着部7は、加熱源によって加熱される定着ローラ22、その定着ローラ22を加圧可能な加圧ローラ23等を有している。
排紙部8は、画像形成装置1の搬送路6の最下流に設けられる。この排紙部8には、用紙Pを外部へ排出するための一対の排紙ローラ24と、排出された用紙Pをストックするための排紙トレイ25とが配設されている。
以下、図1を参照して上記画像形成装置1の基本的動作について説明する。
画像形成装置1において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット9Y,9C,9M,9Bkの感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム10に光書込装置3によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム10上には静電潜像が形成され、各現像装置12に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラ13によって感光体ドラム10に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像(現像剤像)として可視像化される。
転写部4では、二次転写対向ローラ26の回転駆動により中間転写ベルト16が図の矢印Aの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ17には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム10に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト16上に順次重ね合わせて転写される。そして一次転写後の感光体ドラム10に残留するトナーは、感光体ドラム10に当接するクリーニングブレード28によって取り除かれる。
一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置1の下部では、給紙部5の給紙ローラ20が回転駆動することによって、給紙カセット19に収容された用紙Pが搬送路6に送り出される。搬送路6に送り出された用紙Pは、レジストローラ21によってタイミングを計られて、二次転写ローラ18と二次転写対向ローラ26との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト16上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト16上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。
トナー画像が転写された用紙Pは、定着部7へと搬送され、定着ローラ22と加圧ローラ23とによって用紙Pが加熱および加圧されてトナー画像が用紙Pに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Pは、定着ローラ22から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部8において排紙ローラ24によって排紙トレイ25へと排出される。
以上の説明は、用紙P上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット9Y,9C,9M,9Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニット9を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
次に、本実施形態の光書込装置について、図2を用いて詳細な構成の説明をする。なお、図2の下方向は、画像形成装置を水平面に載置した状態における重力方向の下方向を示している。
光書込装置3は、書込部材としての光書込ヘッド30と、光書込ヘッド30を感光体ドラム10の側へ付勢する、付勢部材としての第一バネ31と、感光体ドラム10に当接し、感光体ドラム10に対して光書込ヘッド30を所定の位置に位置決めする位置決め部材32と、フレーム部材33とを有する。
光書込ヘッド30は、感光体ドラム10の側の面に発光部301を有し、発光部301を有する面とは反対側の面が第一バネ31に接続されている。
発光部301は、例えば、多数のLEDが配置したLEDアレイである。LEDアレイの場合、焦点距離の特性により、感光体ドラム10に近接して精度良く配置することが必要になるため、特に本実施形態の後述の異物を取り除くことができる構成が有効になる。
位置決め部材32は、感光体ドラム10の側に、感光体ドラム10の表面に当接する当接面321を有する。当接面321は、感光体ドラム10の表面に沿う様に円弧状に形成される。位置決め部材32は、感光体ドラム10との間で摩擦を生じるため、ポリアセタールなどの摺動性に優れた樹脂材料が用いられる。
位置決め部材32は、2本の脚部を有している。一方の第一脚部322は、光書込ヘッド30の側へ延在し、光書込ヘッド30に当接する。他方の第二脚部323は、光書込ヘッド30の側へ延在する垂直部と、垂直部の一端から垂直部が延在する方向と略直角方向へ延在する水平部とを有するL字形状をしている。
フレーム部材33は、光書込ヘッド30に対向する位置に開口部331を有する。位置決め部材32は、開口部331を介して、光書込ヘッド30の側から感光体ドラム10の側へ延在し、位置決め部材32の第一脚部322および第二脚部323は、開口部331を貫通する。
開口部331に面するフレーム部材33の側壁を左側壁333、右側壁334とすると、位置決め部材32は、第一脚部322が左側壁333に当接する位置決め位置(図2の位置)から、第二脚部323が右側壁334に当接する退避位置(後述する図3の位置)を往復可能に設けられる。つまり、位置決め部材32は、第一バネ31の付勢方向および感光体ドラム10の軸方向(図2の紙面手前から奥方向)と交差する方向において、上記の位置決め位置から退避位置の間を移動可能に設けられる。
フレーム部材33は、感光体ドラム10の右下に回収部332を有する。回収部332は、後述する位置決め部材32の摩耗粉やクリーニングブレード28によって取り除かれた感光体ドラム10の表面上の残トナー等を回収する部分である。
画像形成時には、感光体ドラム10は図2の矢印B1の方向へ回転する(以下、この回転を感光体ドラム10の正転動作ともよぶ)。感光体ドラム10の表面は、帯電ローラ11によって帯電し、発光部301によって画像光を照射されて静電潜像を形成する。そして、現像ローラ13からトナーを供給されることで静電潜像が顕像化し、一次転写ニップにおいてトナー画像が中間転写ベルトに転写される。一次転写後の感光体ドラム10表面に残留するトナーは、クリーニングブレード28により取り除かれる。
画像形成動作時には、第一バネ31に付勢されて感光体ドラム10に当接している位置決め部材32は、感光体ドラム10の正転動作により矢印C1の方向の力を受ける。
位置決め部材32は、感光体ドラム10から矢印C1方向の力を受けることにより、第一脚部322がフレーム部材33の左側壁333に当接する位置決め位置まで移動し、この位置で固定される。
このように、位置決め部材32は、第一バネ31に付勢されて感光体ドラム10に当接し、画像形成時には感光体ドラム10の正転動作により矢印C1方向の力を受けて図2の位置決め位置まで移動する。位置決め部材32が位置決め位置で固定されることにより、光書込ヘッド30(発光部301)が感光体ドラム10の表面に対して所定の距離で位置決めされる。これにより、発光部301が、感光体ドラム10の表面との間で適切な焦点距離を確保することができる。
この際、感光体ドラム10の正転動作により、感光体ドラム10と位置決め部材32が摩擦する。そして、この摩擦により、感光体ドラム10および位置決め部材32の表面が摩耗し、両者の間に摩耗粉が生じる。この摩耗粉が異物Dとして両者の間に挟み込まれることで、位置決め部材32の位置決め精度が低下し、光書込ヘッド30を感光体ドラム10に対して適切に位置決めすることができなくなる。また、異物Dが感光体ドラム10と位置決め部材32の間に挟み込まれることで、感光体ドラム10の摺動が阻害されて両者の間に発生する摩擦力が増大し、感光体ドラム10と位置決め部材32の摩耗を促進される。さらに、異物Dの挟み込みにより、感光体ドラム10と位置決め部材32の間での異音を発生させる原因にもなる。なお、感光体ドラム10と位置決め部材32の間に挟み込まれる異物Dとして、上記の摩耗粉の他、クリーニングブレード28によって取り除かれずに感光体ドラム10の表面に残留したトナー等も含まれる。
以下、本実施形態において、上記の感光体ドラム10と位置決め部材32の間に挟み込まれる異物Dを取り除く方法について説明する。
本実施形態では、図3に示すように、クリーニングブレード28と感光体ドラム10の間に滞留するトナー等の除去、および、前述の感光体ドラム10と位置決め部材32の間に挟み込まれた異物Dの除去等を目的として、画像形成動作の合間に、感光体ドラム10が画像形成時とは逆方向の矢印B2の方向へ回転する(以下、この回転を感光体ドラム10の逆転動作ともよぶ)。
位置決め部材32は、第一バネ31に付勢されて感光体ドラム10に当接しており、感光体ドラム10の逆転動作により、矢印C2の方向の力を受ける。矢印C2方向の力を受けた位置決め部材32は、第二脚部323がフレーム部材33の右側壁334に当接し、第二脚部323の水平部が、フレーム部材33に乗り上げた状態の図3の位置まで移動する。図3に示す位置決め部材32の位置は、位置決め部材32が位置決め位置よりも感光体ドラム10から退避した退避位置であり、位置決め部材32の上記の逆転方向下流側の少なくとも一部が、位置決め位置よりも感光体ドラム10から離間または脱圧している。
上記の様に、位置決め部材32は、位置決め位置から退避位置へ移動する過程で、当接面321の一部が感光体ドラム10から離間(脱圧)する。これにより、感光体ドラム10と位置決め部材32の間の当接圧が解除され、両者の間に挟み込まれた異物Dを位置決め部材32から取り除くことができる。なお、異物Dの自重や、位置決め部材32の位置決め位置から退避位置への移動によって異物Dに働く慣性力により、異物Dは位置決め部材32から取り除かれ、回収部332に回収される。また、図4に示すように、光書込装置3に送風部材36を設け、送風部材36により、位置決め部材32に対して位置決め位置から退避位置の方向(図の矢印Eの方向)へ送風することで、異物Dを取り除いてもよい。
画像形成装置を水平面に載置した状態で、退避位置は位置決め位置よりも重力方向の下側に配置されることが好ましい。これとは逆に、図5に示すように、退避位置が位置決め位置よりも重力方向の上側に配置される場合、言い換えると、感光体ドラム10と位置決め部材32の対向位置において、感光体ドラム10の逆転方向下流側が、重力方向の上側である場合、異物Dが落下によって感光体ドラム10と位置決め部材32のニップ位置に戻されてしまう。
ところで、本実施形態においては、図2および図3(そして、後述する図6および図7)の紙面下方向は、画像形成装置を水平面に載置した状態における重力方向下側を示している。つまり、本実施形態では、画像形成装置を水平面に載置した状態で、退避位置が位置決め位置よりも重力方向の下側に配置されており、異物Dが重力により回収部332の側へ落下するため、異物Dを効率よく感光体ドラム10と位置決め部材32の間から取り除くことができる。
位置決め部材32から取り除かれた異物Dは、クリーニングブレード28によって取り除かれた廃トナー等と一緒に、フレーム部材33の回収部332に一時的に蓄積され、搬送コイル等の搬送部材等により廃トナー容器に搬送される。
退避位置に配置された位置決め部材32は、画像形成動作の開始に伴う感光体ドラム10の正転動作により、図2で示す矢印C1の方向へ移動し、再び位置決め位置に配置される。このように、本実施形態の位置決め部材32は、感光体ドラム10の回転動作により、位置決め位置と退避位置を往復可能に設けられ、位置決め部材32の退避位置への移動により、感光体ドラム10と位置決め部材32の間に挟み込まれた摩耗粉やトナー等の異物Dを取り除くことができる。
以上の実施形態では、位置決め部材32は、感光体ドラム10の回転動作に直接受ける力のみにより、位置決め位置と退避位置を往復する例を示したが、以下に示す第二実施形態の光書込装置3においては、位置決め部材32を退避位置の側へ押圧する押圧部材が設けられる。
図6に示すように、第二実施形態においては、感光体ドラム10に伝達部材としての一方向クラッチ34が設けられる。一方向クラッチ34は、押圧部材35に連結されており、感光体ドラム10の逆転動作時のみ、その回転力を押圧部材35に伝達する。
位置決め部材32は、紙面手前方向へ突出した押圧ボス325を有する。押圧ボス325には、押圧部材35の一端部が当接している。
フレーム部材33には第二バネ335が設けられている。第二バネ335は、位置決め部材32に接続され、位置決め部材32を位置決め位置の側へ付勢している。
画像形成時には、位置決め部材32は、感光体ドラム10から直接受ける回転力と、第二バネ335の付勢力とによって、矢印C1の方向へ移動し、位置決め位置まで移動する。なお、感光体ドラム10の正転動作時には、一方向クラッチ34は空転し、感光体ドラム10の矢印B1方向への回転力は押圧部材35には伝達されない。
一方、図7に示すように、感光体ドラム10の逆転動作時には、感光体ドラム10の回転力が押圧部材35に伝達され、押圧部材35は押圧ボス325を矢印C2の方向へ押圧する。そして、位置決め部材32は、感光体ドラム10から直接受ける回転力と、押圧部材35の押圧力とにより、第二バネ335の付勢力に抗して矢印C2の方向へ移動し、退避位置まで移動する。
感光体ドラム10が逆転動作を終えると、位置決め部材32への矢印C2方向への力が解除され、位置決め部材32は、第二バネ335の付勢力により再び位置決め位置へ移動する。
以上のように、本実施形態では、位置決め部材32が退避位置から位置決め位置へ移動する際には第二バネ335の付勢力が働き、位置決め位置から退避位置へ移動する際には、押圧部材35の押圧力が働く。よって、位置決め部材32が感光体ドラム10から受ける力が十分でない場合にも、位置決め位置と退避位置の間を円滑に往復することができる。
以上の各実施形態において、感光体ドラム10の逆転動作は画像形成動作の合間に行われ、特に画像形成動作の終了直後に行われる。画像形成動作により、前述の様に感光体ドラム10と位置決め部材32の間に摩耗粉やトナー等の異物Dが挟み込まれるため、画像形成動作の終了直後に逆転動作を行うことで、効率良く異物Dを取り除くことができる。また画像形成動作直後の逆転動作により、クリーニングブレード28と感光体ドラム10の間に滞留するトナーも同時に効率よく取り除くことができるので、画像形成装置に余分なダウンタイムを発生させることがない。
また、各実施形態の画像形成装置が、画像形成動作の回数あるいは装置の作動時間を記憶し、これらの回数や作動時間に基づいて、逆転動作のタイミングを決定することもできる。位置決め部材32や感光体ドラム10の摩耗は、装置の作動時間(感光体ドラム10の回転数)に応じて促進され、位置決め部材32や感光体ドラム10の間に挟み込まれる摩耗粉等の異物も多くなっていくため、画像形成動作の回数や装置の作動時間が所定の閾値を超えた時に逆転動作を実行することで、効率よく異物を除去することができ、画像形成装置に余分なダウンタイムを発生させることもない。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
記録媒体としては、用紙P(普通紙)の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。
1 画像形成装置
3 光書込装置
10 感光体ドラム(潜像担持体)
30 光書込ヘッド(書込部材)
31 第一バネ(付勢部材)
32 位置決め部材
33 フレーム部材
34 一方向クラッチ(伝達部材)
35 押圧部材
36 送風部材
3 光書込装置
10 感光体ドラム(潜像担持体)
30 光書込ヘッド(書込部材)
31 第一バネ(付勢部材)
32 位置決め部材
33 フレーム部材
34 一方向クラッチ(伝達部材)
35 押圧部材
36 送風部材
Claims (10)
- 潜像担持体に光を照射して潜像を書き込む書込部材と、
前記潜像担持体と前記書込部材の間に設けられて前記潜像担持体に当接し、前記書込部材を前記潜像担持体に対して位置決めする位置決め部材と、
前記位置決め部材を前記潜像担持体の側へ付勢する付勢部材とを有し、
前記位置決め部材が、前記付勢部材の付勢方向および前記潜像担持体の軸方向と交差する方向へ移動可能に設けられ、
前記位置決め部材は、前記交差方向への移動により、前記書込部材を位置決めする位置決め位置と、前記位置決め位置よりも前記潜像担持体から退避した退避位置とを往復可能であることを特徴とする光書込装置。 - 前記潜像担持体の正転動作により、前記位置決め部材は前記潜像担持体から前記位置決め位置の方向への力を受け、
前記潜像担持体の逆転動作により、前記位置決め部材は前記潜像担持体から前記退避位置の方向への力を受ける請求項1記載の光書込装置。 - 前記潜像担持体の逆転動作時に、前記位置決め部材の前記逆転方向下流側の少なくとも一部が前記潜像担持体から離間または脱圧する請求項2記載の光書込装置。
- 前記逆転動作が、画像形成装置の画像形成動作の終了直後に行われる請求項2または3いずれか記載の光書込装置。
- 画像形成装置の画像形成の回数あるいは画像形成装置の作動時間の少なくともいずれか一方に基づいて、前記逆転動作を行う請求項2から4いずれか1項に記載の光書込装置。
- 画像形成装置を水平面に載置した状態で、前記退避位置が前記位置決め位置よりも重力方向下側に位置する請求項1から5いずれか1項に記載の光書込装置。
- 前記書込部材に送風する送風部材を有する請求項1から6いずれか1項に記載の光書込装置。
- 前記潜像担持体の逆転動作によって前記位置決め部材を前記退避位置の側へ押圧する押圧部材と、
前記潜像担持体の逆転動作時に前記潜像担持体の回転力を前記押圧部材に伝達する伝達部材とを有する請求項1から7いずれか1項に記載の光書込装置。 - 前記書込部材がLEDアレイである請求項1から8いずれか1項に記載の光書込装置。
- 請求項1から9いずれか1項に記載の光書込装置を備えた画像形成装置。
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