JP2023090223A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー帯電部材と感光ドラムの当接状態を安定化させ、トナー帯電部材による転写残トナーの帯電性能を向上させ、それを維持させることができる技術を提供する。【解決手段】像担持体の回転軸線に沿った長手方向の端部を回転可能に支持する支持部材と、像担持体に接触するブラシと、を備える画像形成装置において、支持部材は、回転軸線に垂直な断面において端部の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第一の接触面と第二の接触面を有し、第一の接触面と第二の接触面は、断面におけるそれぞれの端部外周面との接点を通る接線が、回転軸線を含みブラシと交差する仮想面に対して、仮想面における回転軸線よりもブラシの側の領域において交差し、画像形成動作において、像担持体は、当接部材が当接して回転することによって、第一の接触面、第二の接触面、第三の接触面及び第四の接触面と接触し、回転可能に支持される。【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関するものである。
レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置においては、電子写真感光体(以下、感光ドラムという)の表面を帯電手段によって一様に帯電し、帯電された感光ドラム表面を露光手段によって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像手段で現像して現像剤(以下、トナーという)によってトナー像を形成し、このトナー像を転写手段によって記録材に転写する。その後、定着手段によりトナー像を記録材上に定着し、画像として出力する。
ここで、画像形成装置の小型化等のために、感光ドラム上の転写後残留トナー(以後、転写残トナーと記す)を、専用の像担持体クリーニング手段を具備させない構成で、現像同時クリーニング装置で現像と同時にクリーニングを行う方法が提案されている。いわゆるクリーナレスシステムを採用した画像形成装置においては、前の画像形成で感光ドラム上に残留したトナー粒子は現像手段に回収されて現像剤として再利用され、廃トナーを出さないことによる環境保護などの点で有利性がある。
一方、転写残トナーが帯電手段に付着にすることによる帯電不良や、転写残トナーが現像同時クリーニング手段によって回収できずポジゴースト等の問題を生じていた。そこで、特許文献1においては、転写残トナーの極性を揃えるための、トナー(現像剤)帯電部材を設ける例が開示されている。
しかしながら、感光ドラムとトナー帯電部材の当接圧が低い場合、転写残トナーの帯電ができず帯電手段に付着し、帯電不良が発生する。また、感光ドラムとトナー帯電部材の当接圧が高い場合、トナー帯電部材が変形し不均一な圧分布となり、局所的に圧の低い部分から転写残トナーがすり抜けるために縦スジ状の帯電不良がおこる。つまり、トナー帯電部材と感光ドラムの当接状態が不安定な場合には転写残トナーの帯電性が乱れ、かぶりや縦スジが発生する場合があった。また、トナー帯電部材が、感光ドラム方向へ押圧されておらず、固定設置されているような構成においては、先に示したようなかぶりや縦スジといった画像不良の発生がより顕著であった。
本発明は、トナー帯電部材と感光ドラムの当接状態を安定化させ、トナー帯電部材による転写残トナーの帯電性能を向上させ、それを維持させることができる技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光
部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第一の接触面と第二の接触面を有し、
前記第一の接触面と前記第二の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記一端の外周面との接点を通る接線が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
第二の支持部材は、前記断面において前記他端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第三の接触面と第四の接触面を有し、
前記第三の接触面と前記第四の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記他端の外周面との接点を通る接線が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触面、前記第二の接触面、前記第三の接触面及び前記第四の接触面と接触し、回転可能に支持されることを特徴とする。
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光
部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第一の接触面と第二の接触面を有し、
前記第一の接触面と前記第二の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記一端の外周面との接点を通る接線が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
第二の支持部材は、前記断面において前記他端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第三の接触面と第四の接触面を有し、
前記第三の接触面と前記第四の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記他端の外周面との接点を通る接線が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触面、前記第二の接触面、前記第三の接触面及び前記第四の接触面と接触し、回転可能に支持されることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第一の接触曲面を有し、
前記第一の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記第二の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記他端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第二の接触曲面を有し、
前記第二の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触曲面、前記第二の接触曲面との接触し、回転可能に支持されることを特徴とする。
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第一の接触曲面を有し、
前記第一の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記第二の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記他端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第二の接触曲面を有し、
前記第二の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触曲面、前記第二の接触曲面との接触し、回転可能に支持されることを特徴とする。
本発明によれば、トナー帯電部材と感光ドラムの当接状態を安定化させ、トナー帯電部材で転写残トナーを効果的にかつ安定的に帯電させることが可能となる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
<実施例1>
(画像形成装置の全体構成)
図1を参照して、画像形成装置Aの全体の構成について説明する。図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置Aの概略構成を断面的に示したものであり、各構成について簡略的に示している。
(画像形成装置の全体構成)
図1を参照して、画像形成装置Aの全体の構成について説明する。図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置Aの概略構成を断面的に示したものであり、各構成について簡略的に示している。
なお、図1、図5、図6、図8~図16は、通常想定される設置状態として、画像形成
装置1が水平な設置面に載置された状態における構成配置を示しており、紙面左右方向が水平方向、紙面上下方向が装置上下方向(重力方向、鉛直方向)にそれぞれ対応する。
装置1が水平な設置面に載置された状態における構成配置を示しており、紙面左右方向が水平方向、紙面上下方向が装置上下方向(重力方向、鉛直方向)にそれぞれ対応する。
本実施例に係る画像形成装置Aは、感光体である感光ドラム1、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、定着装置6が設けられている。帯電装置2は、感光ドラム1の表面を帯電する。露光装置3は、帯電された感光体1に対し画像データに対応した静電潜像を形成する。現像装置4は、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像をトナー(現像剤)Tにより現像する。転写装置5は、感光ドラム1との間で記録材Rを挟持し記録材Rにトナー像の転写を行う。定着装置6は、記録材Rを加熱加圧しトナー像(現像剤像)を記録材Rに定着する。また、画像形成装置Aには、帯電装置2、現像装置4、転写装置5等のそれぞれに所定の電圧を印加するための不図示の電源が取り付けられている。
また、本実施例に係る画像形成装置Aは、画像形成動作を実行可能なプロセス手段の一部が、プロセスカートリッジとして、画像形成装置Aの装置本体に対して着脱可能に構成されている。プロセスカートリッジは、現像装置4が現像ユニットとして、感光ドラム1と帯電装置2と後述するトナー帯電装置8とが感光体ユニットとして、をそれぞれ個別に、または両者を一体に、装置本体に対して着脱可能な構成となっている。
感光ドラム1は、円筒型シリンダー上に負帯電性の有機感光体が成形された像担持体である。また、感光ドラム1は、φ24mmで、モーターによって所定の方向(図中時計周り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施例の感光ドラム1は139mm/secのプロセススピードで回転駆動される。
帯電装置2は、第一の帯電手段として、不図示の電源によって所望の帯電電圧を印加された帯電ローラ2が、回転する感光ドラム1に所定の圧接力で接触し、感光ドラム1の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。本実施例では、感光ドラム1は帯電ローラ2により負極性に帯電する。また、帯電装置2によって帯電された電位を暗部電位という。
露光装置3は、外部機器又は読取装置から入力された画像情報に対応した露光を行う露光手段である。感光ドラム1の表面を半導体レーザで走査するスキャナユニットや、感光ドラム1の長手方向に沿って複数のLEDが配列されたLEDアレイを有するLED露光装置があり、本実施例ではスキャナユニットを用いた。また、暗部電位の感光ドラム表面に露光装置で露光し、接地電位付近に減衰した電位を明部電位という。
現像装置4は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ41と、現像装置4の枠体となる現像容器と、現像ローラ41に現像剤を供給可能な供給ローラ42と、現像剤量を規制する現像ブレード43を備えた現像手段である。現像ローラ41及び供給ローラ42は、現像容器によって回転可能に支持されている。また、現像ローラ41は、感光ドラム1に対向するように、現像容器の開口部に配置されている。供給ローラ42は、現像ローラ41に回転可能に当接しており、現像容器に収容されている現像剤としてのトナーは供給ローラ42によって現像ローラ41の表面に塗布される。現像ブレード43は、弾性部材であり、現像ローラ41に対して弾性に抗して撓められて接触配置される。現像ブレード43によって現像ローラ41表面に担持されるトナーは所定の層厚となり、感光ドラム1と対向する現像部に搬送される。
本実施例の現像装置4は、現像方式として接触現像方式を用いている。即ち、現像ローラ41に担持されたトナー層が、感光ドラム1と現像ローラ41とが対向する現像部(現像領域)において感光ドラム1と接触する。現像ローラ41には不図示の電源によって現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ41に担持されたトナーが感光ドラム
1の表面の電位に従って現像ローラ41からドラム表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。
1の表面の電位に従って現像ローラ41からドラム表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。
本実施例の画像形成装置Aで用いられるトナーは、一例として重合法により生成され、粒径が6μmの球形で、負極性を正規の帯電極性とする重合トナーを用いている。また、本実施例の画像形成装置Aで用いられるトナーは、磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力(鏡像力)によってトナーが現像ローラ41に担持される、所謂非磁性の一成分現像剤である。また、一成分現像剤には、トナー粒子以外にもトナーの流動性や帯電性能を調整するための添加物(例えば、ワックスやシリカ微粒子)が含まれている場合がある。また現像剤として、磁性成分を含有する磁性一成分現像剤や、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成された二成分現像剤を用いてもよい。磁性を有する現像剤を用いる場合、現像剤担持体としては、例えば内側にマグネットが配置された円筒状の現像スリーブが用いられる。
転写装置5は、不図示の電源から転写電圧が印加された転写部材としての転写ローラ5によって、感光ドラム1に担持されているトナー像を記録材Rに転写させる転写手段である。トナー像を転写された記録材Rは、定着装置6に搬送される。
定着装置6は、記録材R上のトナーを加熱して溶融させることで画像の定着処理を行う熱定着方式の定着手段である。定着装置6は、定着フィルムと、定着フィルムを加熱するセラミックヒータ等の定着ヒータと、定着ヒータの温度を測定するサーミスタと、定着フィルムに圧接する加圧ローラと、を備える。
定着装置6を通過した記録材Rは、排出手段としての排出ローラ対によって画像形成装置Aの外部(機外)に排出され、プリンタ本体の上部に形成された積載部としての排出トレイに積載される。
ここで、画像形成工程は、感光ドラム1への静電像の形成、静電像の現像(トナー像の形成)、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の被転写材(記録材、中間転写体)への転写、トナー像の記録材への定着などを行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。したがって、画像形成動作として、トナー像の転写までと定義してもよいし、トナー像の定着までと定義してもよい。
[転写残トナーの回収]
本実施例は、記録材Rに転写されずに感光ドラム1に残留した転写残トナーを現像装置4に回収し再利用するクリーナレス構成を採用している。すなわち、現像装置4が、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像の露光部にトナーを供給してトナー像を形成する現像動作と、非露光部の転写残トナー(残留現像剤)を回収するクリーニング動作と、を同時に行う構成となっている。転写残トナーは、以下の工程で除去される。
本実施例は、記録材Rに転写されずに感光ドラム1に残留した転写残トナーを現像装置4に回収し再利用するクリーナレス構成を採用している。すなわち、現像装置4が、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像の露光部にトナーを供給してトナー像を形成する現像動作と、非露光部の転写残トナー(残留現像剤)を回収するクリーニング動作と、を同時に行う構成となっている。転写残トナーは、以下の工程で除去される。
本実施例に係る画像形成装置Aは、第二の帯電手段としてのトナー帯電装置(現像剤帯電装置)8を備える。トナー帯電装置8は、感光ドラム1の回転方向において、転写装置5と対向する転写部より下流、かつ帯電装置2と対向する帯電部より上流に配置される。トナー帯電装置8は、感光ドラム1の表面に接触するトナー帯電制御部材としてのブラシ部材80を備え、枠体51に固定されている。
本実施例において画像形成に用いられるトナーの正規帯電極性は負極性であるが、転写残トナーには正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。転写残トナーは、ブラシ部材80によって再び負極性に
帯電させられる。本実施例においては、後述する感光ドラム1の支持、位置決め構成によって、感光ドラム1とブラシ部材80の当接状態を安定させ、転写残トナーの帯電性能を向上させている。
帯電させられる。本実施例においては、後述する感光ドラム1の支持、位置決め構成によって、感光ドラム1とブラシ部材80の当接状態を安定させ、転写残トナーの帯電性能を向上させている。
ブラシ部材80において再び負極性に帯電させられたトナーは、感光ドラム1の回転に伴い現像部に到達する。一方、帯電部を通過した感光ドラム1の表面領域は、トナーが表面に付着した状態のまま、露光装置3により露光されて静電潜像が形成される。
ここで、現像部に到達した感光ドラム1表面のトナーの挙動について、感光ドラム1の非露光部と露光部に分けて説明する。非露光部は、露光装置3により露光されて感光ドラム1に形成される静電潜像において、トナーを付着させない電位が形成される領域であり、露光部は、トナーを付着させる電位が形成される領域である。非露光部は、画像形成プロセスに応じて、非現像部、非画像部乃至非印字部と称してもよく、同様に、露光部も、画像形成プロセスに応じて、現像部、画像部乃至印字部と称してもよい。なお、トナーの帯電特性によっては、非露光部がトナーを付着させる領域となり露光部がトナーを付着させない領域となる場合があり、その場合、非現像部、非画像部乃至非印字部と現像部、画像部乃至印字部の呼び名は逆の関係になる。
感光ドラム1の非露光部に付着しているトナーは、現像部において感光ドラム1の非露光部の電位(暗部電位)と現像電圧との電位差により現像ローラ41に転移し、現像容器に回収される。これは、本実施例においてトナーの正規帯電極性が負極性であり、現像ローラ41に印加される現像電圧が、非露光部の電位に対して相対的に正極性だからである。なお、現像容器に回収されたトナーは、撹拌部材によって現像容器内のトナーと撹拌されて分散すると共に、現像ローラ41に担持されることで再び現像工程に使用される。
一方、感光ドラム1の露光部に付着しているトナーは、現像部において感光ドラム1から現像ローラ41に転移せずにドラム表面に残る。これは、本実施例においてトナーの正規帯電極性が負極性であり、現像ローラ41に印加される現像電圧が、露光部の電位(明部電位)に対して相対的に負極性だからである。ドラム表面に残ったトナーは、現像ローラ41から露光部へと転移する他のトナーと共に感光ドラム1に担持されて転写部へ移動し、転写部において記録材Rに転写される。
このようにクリーナレス構成は、転写残トナー等を回収する回収容器の設置スペースが不要となって画像形成装置のより一層の小型化が可能となり、また、転写残トナーを再利用することで印刷コストの低減を図ることもできる。
図2を参照して、本実施例のブラシ部材の構成について以下に説明する。図2(a)は、単体の状態(感光ドラム1に接触していない状態)のブラシ部材80の、感光ドラム1の回転軸に垂直の仮想面による断面を示す図である。また、図2(b)は、感光ドラム1に当接させた状態のブラシ部材80の上記の断面を示す図である。
図2(a)に示すように、ブラシ部材80が単体の状態(自然状態)、すなわち、導電糸81を屈曲させようとする力が外部からかかっていない状態で、基布82から露出している導電糸81の先端までの距離をL1とする。本実施例では、L1は6.5mmである。ブラシ部材80は、導電糸81aの先端が感光ドラム1に対して接触するように、基布82が、両面テープなどの固定手段によって、画像形成装置Aの所定の位置に設置された支持部材(図示せず)に固定される。すなわち、感光ドラム1の回転軸線方向に見た配置関係において、変形を考慮せずに仮想的にブラシ部材80と感光ドラム1とを重ね合わせたときに、導電糸81aの先端が感光ドラム1に対して侵入したような配置となるように、基布82が固定される。本実施例では、上記支持部材と感光ドラム1との間のクリアラ
ンスは固定されている。そして、上記支持部材に固定されたブラシ部材80の基布82から感光ドラム1までの最短距離をL2とする。本実施例では、L2とL1との差分をブラシ部材80の感光ドラム1に対する侵入量と定義する。本実施例では、ブラシ部材80の感光ドラム1に対する侵入量は1mmある。したがって、本実施例におけるL2に相当する距離は5.5mmとなる。
ンスは固定されている。そして、上記支持部材に固定されたブラシ部材80の基布82から感光ドラム1までの最短距離をL2とする。本実施例では、L2とL1との差分をブラシ部材80の感光ドラム1に対する侵入量と定義する。本実施例では、ブラシ部材80の感光ドラム1に対する侵入量は1mmある。したがって、本実施例におけるL2に相当する距離は5.5mmとなる。
図2(b)に示すように、L2<L1であることから、ブラシ部材80の使用状態、すなわちブラシ部材80が画像形成装置Aに固定され、感光ドラム1の表面に当接した状態では、基布82から延びる導電糸81aの先端側は感光ドラム1の回転方向に向かって屈曲する。屈曲した状態の導電糸11aのうち先端を含む先端側の領域が感光ドラム1の周面と接触して接触部81bを形成する。
また、本実施例では、図2(a)に示すように、ブラシ部材80が単体の状態で、ブラシ部材80の感光ドラム1の周方向(以下、「短手方向」という。)の長さL3は5mmである。また、本実施例では、ブラシ部材80の長手方向(感光ドラム1の回転軸に平行の方向)の長さは216mmである。これにより、感光ドラム1の回転軸線方向に関して、感光ドラム1上の画像形成領域(トナー像が形成されうる領域)の全域にブラシ部材80が接触できるようになっている。また、本実施例では、導電糸81の太さは2デニール(9000mの重さが2gである糸の太さを表す)、密度は280kF/inch2(kF/inch2は、ブラシの密度の単位であり、1平方インチ当たりのフィラメントの数を示す)である。
なお、ブラシ部材80の短手方向(感光ドラム1の周方向、回転方向に平行の方向)の長さは、長寿命対応の観点から3mm以上であることが好ましい。また、ブラシ部材80の長手方向の長さは、画像形成装置Aの最大通紙幅(感光ドラム1の回転軸線方向に関する画像形成領域の最大長さ)に応じて適宜変更することができる。また、導電糸81の太さ、密度は、紙粉捕集性の観点からそれぞれ1~6デニール、150~350kF/inch2であることが好ましい。
また、ブラシ部材80には、不図示の電源により、所定のブラシ電圧(ブラシバイアス)が印加される。本実施例では、画像形成時に、ブラシ部材80には、ブラシ電圧として負極性の直流電圧が印加される。本実施例では、この画像形成時のブラシ電圧は、一例として、-300Vである。
ここで、ブラシ部材80の導電糸81aと感光ドラム1の表面との接触の態様は、複数の導電糸81aの各々と感光ドラム1表面との接触であり、ミクロに見れば、隣り合う導電糸81aの間において感光ドラム1の表面と接触しない隙間領域が存在し得る。すなわち、厳密には、ブラシ部材80の導電糸81aの束と感光ドラム1との接触部81bを、一の領域として明確に画定することは困難である。そこで、本実施例では、次のように規定される一の領域を、接触部81bに相当する領域と仮定することとした。
すなわち、導電糸81aの長さ(L1):6.5mmのうち侵入量(L1-L2):1mmに相当する長さの領域が感光ドラム1の周面に当接していると仮定する。また、ブラシ部材80の感光ドラム1周方向の長さ(L3):5mmを、導電糸81aの束の同方向の長さ(幅)と仮定する。そして、1mmの当接面積で感光ドラム1周面に接触する導電糸81aが、感光ドラム1周方向に5mmの範囲で列をなし、その列がブラシ部材80の長手方向幅:216mmの範囲で感光ドラム1周面の長手方向に広がっていると仮定する。以上の寸法関係で規定される一の略矩形領域(1mm×5mm×216mm)を、本実施例では接触部81bに相当する領域とした。なお、当接面積の定義の仕方は上記の手法に限定されるものではなく、他の手法を用いてもよい。
[感光ドラムの支持、位置決め構成]
感光ドラム1に対するブラシ部材80の侵入量が低い場合、転写残トナーの帯電ができず帯電手段に付着し、帯電不良が発生する。また、感光ドラム1に対するブラシ部材80の侵入量が高い場合、ブラシ部材が変形し不均一な圧分布となり、局所的に圧の低い部分から転写残トナーがすり抜けるために縦スジ状の帯電不良がおこる。つまり、ブラシ部材80が固定配置される構成において感光ドラム1の支持、位置決め構成は、本実施例のクリーナレス構成において重要な要素である。
感光ドラム1に対するブラシ部材80の侵入量が低い場合、転写残トナーの帯電ができず帯電手段に付着し、帯電不良が発生する。また、感光ドラム1に対するブラシ部材80の侵入量が高い場合、ブラシ部材が変形し不均一な圧分布となり、局所的に圧の低い部分から転写残トナーがすり抜けるために縦スジ状の帯電不良がおこる。つまり、ブラシ部材80が固定配置される構成において感光ドラム1の支持、位置決め構成は、本実施例のクリーナレス構成において重要な要素である。
ここでは、本実施例における感光ドラム1を位置決めして支持する構成(ドラム支持装置の構成)について説明する。なお、軸部71と軸受部材90に関して、感光ドラム回転軸の非駆動側と駆動側で同様な形状・作用効果の部材を用いている部分が多い。これらを説明に用いる場合は、非駆動側と駆動側で同じ数字を用いるとともに、非駆動側を示すものには添え字aを、駆動側を示すものには添え字bをつけるものとする。また添え字aまたはbのついていないものは非駆動側と駆動側両方に当てはまることとする。
図3、図4、図5に示すように、感光ドラム1は、感光層が塗布されたシリンダー11と、シリンダー11の長手方向一端側と他端側とに設けられたシリンダー11を支持するための軸部71を有する。即ち、感光ドラム1を支持するための軸部71が設けられている。より詳細には、シリンダー11の両端にはフランジ70が固定されている。そして、一端側(非駆動側)のフランジ70aと他端側(駆動側)のフランジ70bから、シリンダー11の外径よりも径の小さい円柱形状をした軸部71a、71bが突出している。他端側(駆動側)のフランジ70bの軸部71b先端には、画像形成装置本体の本体カップリングと係合するドラムカップリング72が設けられている。そして、感光ドラム1は、その軸部71a、71bの軸線方向の全域が、支持部材としての軸受部材90(90a、90b)に設けられた穴部91(91a、91b)(第一の穴部、第二の穴部)の内面に対して摺動可能に支持される。軸受部材90は、本実施例の画像形成装置Aのようなカートリッジ方式の装置においては、カートリッジの枠体51に設けられており、カートリッジ方式でない装置においては、画像形成装置本体の枠体に設けられる。これにより、感光ドラム1は、カートリッジ乃至装置本体に対して回転可能に支持される。ここで、摺動可能であるとは、軸部外面と穴部内面の間に適切なクリアランスを持ち、摩擦による摺動の阻害が十分に抑えられていることを意味する。
また、第一支持部材としての軸受部材90aは、感光ドラム1の長手方向一端を支持するものである。この軸受部材90aは、軸部71aを回転可能に支持する、第一の穴部としての穴部91aを有する。また、第二支持部材としての軸受部材90bは、感光ドラム1の長手方向他端を支持するものである。この軸受部材90bは、軸部71bを回転可能に支持する、第二の穴部としての穴部92bを有する。
前述のように、感光ドラム1は、軸部71が、軸受部材90の穴部91に回転可能に挿通されて支持される。この際に、感光ドラム1には帯電ローラ2、現像ローラ40、転写ローラ5等の複数のプロセス手段による押圧力が作用する。これにより、感光ドラム1(軸部71)は、穴部91の内面の一方側に押しつけられる。これによって感光ドラム1を支持する枠体51に対する位置決めがなされる。
次にその位置決め構成について詳細に説明する。前述した通り、感光ドラム1にはプロセス手段としての帯電ローラ2等が当接部材として所定の弾性押圧力(弾性付勢力)によって当接している。感光ドラム1に作用する押圧力としては、例えば、帯電ローラ2の当接による押圧力、現像ローラ40の当接による押圧力、回転する感光ドラム1に対する現像ローラ40の摩擦力、感光ドラム1のドラムカップリング72に連結し感光ドラム1に
回転力を伝達する本体カップリング(不図示)に回転力を伝達する、本体Aに設けられた本体ギア(不図示)と、本体ギアに回転力を伝達するために本体ギアと噛み合う本体駆動ギア(不図示)との噛み合い力、転写ローラ50による押圧力、感光ドラム1の自重、及び、搬送される前記記録媒体Rによる摩擦力等がある。また、現像ローラ40の当接による押圧力には、現像加圧バネの弾性力と、現像ローラ40に回転駆動力を伝達するために装置本体Aに設けられた本体駆動ギア(不図示)と噛み合う、現像駆動ギア(不図示)との噛み合い力、及び、供給ローラ43による押圧力等が関係する。
回転力を伝達する本体カップリング(不図示)に回転力を伝達する、本体Aに設けられた本体ギア(不図示)と、本体ギアに回転力を伝達するために本体ギアと噛み合う本体駆動ギア(不図示)との噛み合い力、転写ローラ50による押圧力、感光ドラム1の自重、及び、搬送される前記記録媒体Rによる摩擦力等がある。また、現像ローラ40の当接による押圧力には、現像加圧バネの弾性力と、現像ローラ40に回転駆動力を伝達するために装置本体Aに設けられた本体駆動ギア(不図示)と噛み合う、現像駆動ギア(不図示)との噛み合い力、及び、供給ローラ43による押圧力等が関係する。
尚、本実施例にあっては、上記の各力による合力Fは1000~5000gf程度に設定している。
図4、図5を用いて、軸部71を支持する軸受部材90の穴部91について説明する。一方の軸部側についてのみ説明するが、他方の軸部側も同様に構成されている。図4は、軸受部材90の概略構成を示す模式的断面図(感光ドラム1の回転軸線に垂直な断面)である。図5(a)は、図3のA矢視方向に見たときの、非駆動側における感光ドラム軸部70aと軸受部材90aの嵌合状態およびブラシ部材80との位置関係を示す模式的断面図である。図5(b)は、図3のB矢視方向に見たときの、駆動側における感光ドラム軸部70bと軸受部材90bの嵌合状態およびブラシ部材80との位置関係を示す模式的断面図である。以下、駆動側および非駆動側に共通な構成に関しては添え字を省略し、まとめて説明を行う。図4、図5に示すように、軸部71を支持する穴部91の形状は、軸部71の外周に接する2つの接触面92(以下、断面で説明する際は、接線と言う)と、各接線面92の感光ドラム1との接点を通る接線を延長して交差する交点X側であるブラシ対向面93と、軸部71の外径(軸線方向の断面が丸円形状)よりも大きい内径(丸円形状)の円弧状の逃がし面94と、を有する。
前述した通り、公差を考慮して軸部71が穴部91に嵌合および回転可能なようにクリアランスを設けており、穴部91の内径が軸部71の外径よりも大きく設計した。すなわち、感光ドラム1の回転軸に垂直な断面において、軸部71に対向する穴部91の内側面における、円弧状の逃がし面94の円弧中心を通る仮想線との交点間の幅は、いずれの角度の仮想線においても軸部71の直径よりも大きい。
尚、図4、図5等に示す感光ドラム1の軸線に垂直な断面の配置構成において、穴部91を形成する軸受部材90の内側面のうちブラシ対向面93は、軸受部材90においてブラシ部材80(図2)に対向する対向部に設けられた面である。また、接触面92は、上記断面の配置構成において、ブラシ対向面93の一端側と他端側とに配置されている。また、このブラシ対向面93は、支持する軸部71の外面に対して隙間Zを有する。隙間Zの距離は、各々の接触面92が軸部71と当接することによって、仮に軸受部材90が変形しても当接部94において当たらない距離である。
軸部71は、各接触面92との接触により、上記断面において、2点P、Qで支持される。これによって、軸受部材90(枠体51)に対する感光ドラム1の位置が精度良く決まる。
即ち、本実施例においては、第一の支持部材としての軸受部材90aは、感光ドラム1の長手方向一端を支持する、第一の穴部としての穴部91aを有する。軸部71aの外周面を囲むように対向する穴部91aを形成する軸受部材91aの内側面(略内周面)は、軸部71aに対してそれぞれ点Pa、Qaで接触する二つの接触面92-1a、92-2aを有する。感光ドラム1は、ドラム外周面に対して、帯電ローラ2や現像ローラ40、転写ローラ50等がそれぞれ異なる角度で当接するが、それらの押圧力とバランスをとることで、軸受部材90aは、二つの接触面92-1a、92-2aのみで接触する態様を
取り得る。これらの押圧力のバランスにより、感光ドラム1は、軸部71aが軸受部材90の穴部91によって回転可能に支持されることになる。ただし、二つの接触面のみによる接触は、少なくとも画像形成動作時において形成される接触形態であり、例えば、メンテナンス時に感光ドラム1を押圧する部材の一部が取り外される等により、押圧力のバランスが変化するような場合は、この限りでない。すなわち、軸受部材90は、感光ドラム1がカートリッジ乃至装置本体から脱落するのを防止すべく軸部71の外周を囲む形態を有しており、例えば、逃がし面94が軸部71を支えるような支持状態となることもあり得る。
取り得る。これらの押圧力のバランスにより、感光ドラム1は、軸部71aが軸受部材90の穴部91によって回転可能に支持されることになる。ただし、二つの接触面のみによる接触は、少なくとも画像形成動作時において形成される接触形態であり、例えば、メンテナンス時に感光ドラム1を押圧する部材の一部が取り外される等により、押圧力のバランスが変化するような場合は、この限りでない。すなわち、軸受部材90は、感光ドラム1がカートリッジ乃至装置本体から脱落するのを防止すべく軸部71の外周を囲む形態を有しており、例えば、逃がし面94が軸部71を支えるような支持状態となることもあり得る。
二つの接触面92-1a、92-2aは、軸部71aの外周面に対して略線接触となり、上記断面においては点Pa、Qaで示されるように略点接触のような態様となる。第一の斜面(突き当て面)としての接触面92-1aは、上記断面において、感光ドラム1の軸線とブラシ部材80の接触部81bとを通過する(感光ドラム1の回転軸線を含みブラシ部材80の接触部81bと交差する)仮想面Iに対して一方側に位置し、感光ドラム1の軸部71aの外周面に接触するように仮想面Iに対して傾斜した方向に延びている。第二の斜面(突き当て面)としての接触面92-2aは、上記断面において、仮想面Iに対して他方側に位置し、感光ドラム1の軸部71aの外周面に接触するように仮想面Iに対して傾斜して傾斜した方向に延びている。二つの接触面92-1a、92-2aの交点Xaは、仮想面上にある。
また、第二の支持部材としての軸受部材90bは、感光ドラム1の長手方向他端を支持する、第二の穴部としての穴部91bを有する。軸受部材90aと同様、軸部71bの外周面を囲むように対向する穴部91bを形成する軸受部材91bの内側面(略内周面)は、軸部71bに対してそれぞれ点Pb、Qb接触する二つの接触面92-1b、92-2bを有する。第三の斜面(突き当て面)としての接触面92-1bは、上記断面において、仮想面Iに対して一方側に位置し、感光ドラム1の軸部71bの外周面に接触するように仮想面Iに対して傾斜した方向に延びている。第四の斜面(突き当て面)としての接触面92-2bは、上記断面において、仮想面Iに対して他方側に位置し、感光ドラム1の軸部71bの外周面に接触するように仮想面Iに対して傾斜した方向に延びている。
本実施例では、図5(a)に示すように、感光ドラム1の回転軸Oを含みトナー帯電装置8と交わる仮想面Iに対して、第一の斜面(突き当て面)としての接触面92-1aと第二の斜面(突き当て面)としての接触面92-2aは、対称に配置される。また、図5(b)に示すように、第三の斜面(突き当て面)としての接触面92-1bと第四の斜面(突き当て面)としての接触面92-2bも、仮想面Iに対して対称に配置される。
図6に、第一の斜面(第三の斜面)と第二の斜面(第四の斜面)における当接及び力の関係を示す。なお、図6には非駆動側の構成を図示するが、駆動側の構成も、駆動側の構成と同様(軸対称)に構成されており、図示は省略する。第一の斜面としての接触面92-1aは点Paで、第二の斜面としての接触面92-2aは点Qaで、それぞれ軸部外周面に接触することになる。点Paにおいて接触面92-1aから受ける力Fp、点Qaにおいて接触面92-2aから受ける力Fq、それぞれの合力Fpqが、プロセス手段による合力Fと釣り合う形になる。すなわち、合力Fpqと合力Fは、それぞれの作用方向が仮想面Iに沿った方向であって互いに対向する方向となる。同様に、第三の斜面としての接触面92-1bと第四の斜面としての接触面92-2bから受ける力の合力もFと釣り合う。このようにすることで、例えば、感光ドラム1の軸部71を押圧する押圧手段(ばね等の付勢手段)を追加で配置することなく、各種のプロセス手段から感光ドラム1に負荷される力のみで、軸受部材90に対する感光ドラム1の位置を決定することができる。従って、感光ドラム1とブラシ部材80の位置関係を安定的に保つことができる。
また、本実施例において、上述の合力の発生原因として考慮したものはあくまで一例であり、それらに限定されるものではない。他に感光ドラム1に押圧している部材があれば考慮すべきである。
図7(a)、図7(b)に、本実施例の軸受構成を採用した場合の効果を示す。図7(a)、図7(b)は、縦軸にドラム変動量、横軸に時間を取ったグラフである。そして、ドラム一周期におけるドラムの変動量を示している。図7(a)に示すように、本実施例の軸受構成によれば、感光ドラムユニット単品の形状に起因する振れ量しか測定されない。これに対して、図7(b)に示すように、従来の軸受穴部形状(丸形状)では、感光ドラムユニット単品の形状に起因する振れ量以上の変動が測定される。これは、感光ドラム1の位置が軸受とのクリアランス内において変動していることを表している。以上より、感光ドラム1を2点で支持する構成は、感光ドラム1の位置変動を抑制するのに効果的である。
また、本実施例では、感光ドラム1の両端の軸部フランジを支持する構成を例示したが、例えば、シリンダー1aの外径を直接、樹脂軸受で支持する構成においても、同様の効果を得ることができる。しかしながら、本実施例の構成によれば、シリンダー1aの外径よりも軸部71の外径の方が小さい。そのために、本実施例のように、軸部を支持した方が感光ドラム支持装置を小型化できる。
また、本実施例では、感光ドラム1に対して帯電ローラ2や現像ローラ41の複数のプロセス手段が付勢するようにしたが、全てのプロセス手段が感光ドラム1を付勢する必要はない。少なくともいずれかのプロセス手段が感光ドラム1を付勢するような構成であれば本発明の支持構成を採用し得る。
前述のようにして、軸受部材90に形成した平行でない2つの接触面に感光ドラム1を当接させ、これによって感光ドラム1を位置決めすることで、感光ドラム1の位置変動が抑制される。これによって、画像品位を向上させることが実現できる。そして、感光ドラム1の当接をプロセス手段の押圧(付勢)によって行うことで、別途押圧手段(付勢手段)を設ける必要がなく、部品点数を減少することができる。またカートリッジ、しいては画像形成装置を小型化することができる。また、安定した感光ドラム1の支持構成を低コストで実現することができる。
本実施例では、図1に示すように、感光ドラム1の中心に対し、トナー帯電装置8、帯電ローラ2を上方から、転写ローラ5を右側から、現像同時クリーニング手段たる現像ローラ41を下方から当接させた構成を示したが、この配置に限られるものではない。一例として、図8に示したように、図1の画像形成装置の配置構成に対して、感光ドラム1に当接する部材の配置を感光ドラム1の中心軸に対して回転させた配置構成が考えられる。具体的には、感光ドラム1の中心に対してトナー帯電装置8を感光ドラム1の左側、帯電ローラ2を上側から、転写ローラ5を下側から、現像ローラ41を感光ドラム1の右側から当接させる構成としている。プロセス手段には、感光ドラム1に作用する力に鉛直方向の上向きの成分が含まれるように感光ドラム1に当接する当接部材、すなわち、感光ドラム1を挟んでブラシ部材80と対向する側に配置される当接部材が含まれる。
図9に、図8において不図示の位置決め部材としての軸受部材90との位置関係も示す。なお、図9には非駆動側の構成を図示するが、駆動側の構成も、駆動側の構成と同様(軸対称)に構成されており、図示は省略する。図1の場合の図3に対し、軸受部材90も感光ドラム1の中心に対し、回転させた構成であり、各プロセス手段の合力が接触面92-1及び92-2に対し同じように作用するので、図1の場合と同じく、図8の構成でも同じようにブラシ部材80と感光ドラム1の当接状態を安定化させる効果を発揮させるこ
とができる。
とができる。
今まで述べてきたものは、感光ドラム1の片側端部において、円筒部材を2つの面に当接させることでその面から受ける力と、トナー帯電装置以外のプロセス手段から受ける力の合力が釣り合う構成であったが、別の構成も考えられる。
図10に、図6に対比する形で、感光ドラム1の長手両端それぞれの円筒形の軸部71に対し、円筒部の半径(曲率半径)よりも大きな曲率半径を有する曲面(第一の接触曲面、第二の接触曲面)930で当接させた構成を示す。曲面930の曲率半径は感光ドラム1のシリンダー11の外周面の半径よりも小さい。ここでは、点Uで点接触する。この場合、曲面930から点Uにて受ける力Fuと、プロセス手段による合力Fと、が釣り合うことになって、感光ドラム1の位置が安定する。中心Oと点Uを結ぶ直線上にトナー帯電装置8(ブラシ部材80)を配置することにより、この構成においてもトナー帯電装置8と感光ドラム1の位置関係を安定に保つことが可能になる。
<実施例2>
本発明の実施例2に係る画像形成装置は、画像形成動作以外に適用した場合、より具体的にはトナー飛散に対しさらに好適となる構成を示す。
本発明の実施例2に係る画像形成装置は、画像形成動作以外に適用した場合、より具体的にはトナー飛散に対しさらに好適となる構成を示す。
実施例1では、トナー帯電手段を感光ドラムに対して上側に配置した場合と横側に配置した場合とを示した。しかしながら、トラップされたトナーが感光ドラム1との当接ニップ内でトナー帯電装置8のブラシ部材80に保持されていることを考えると、トナー帯電手段は、重力方向に対し落下のリスクを小さくする意味で上側に配置することがより好ましい。そこで、本実施例では、トナー帯電制御部材を上側に配置した場合について説明する。図11に、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す。なお、本実施例において、実施例1と同様の構成については、同じ符号を付し説明は省略する。
画像形成動作中は、帯電ローラ2、転写ローラ5、現像ローラ41といった各プロセス手段が感光ドラム1に対して押圧(付勢)することにより、軸受部材90に対する感光ドラム1の位置が精度良く決まる。それ故、トナー帯電装置8と感光ドラム1との位置関係も精度よく定めることができ、転写残トナーの再帯電に対し、好適な条件を維持しやすくできる構成である。一方、非画像形成時に関しては、画像形成時とは異なった状況になることも起こり得ると考えられる。
図12に、一例として、図1の画像形成装置本体に設けられた開閉可能なドア(開閉部材)に転写ローラ5が配置される構成を想定し、ドアZが開けられた場合を示した。印字中に通紙した紙が画像形成装置本体内でジャムとなった場合、ジャム処理をユーザが行う際にドアZを開ける動作に伴って、ドアZに配置された転写ローラ5が感光ドラム1から離間することになる。
一方、本実施例たる図11に対して、その比較例として図13として現像ローラ41と転写ローラ5の配置を変えた構成を示した。現像ローラ41と転写ローラ5の感光ドラム1に対する当接位置が図11と異なっている。現像ローラ41は向かって右側から、転写ローラ5は下側から当接させている。同じように開閉可能なドアZに転写ローラ5を配置し、ドアが開けられた状態を図14に示した。
まず、図11に示す画像形成装置の場合であるが、説明のため、図12に示したようにドアZが開けられ、感光ドラム1から転写ローラ5が離間した状態において、感光ドラム1周りを抜粋した図15を用いて説明する。なお、図15(a)、図15(b)には非駆動側の構成を図示するが、駆動側の構成も、駆動側の構成と同様(軸対称)に構成されて
おり、図示及び説明は省略する。
おり、図示及び説明は省略する。
画像形成動作中は、図15(a)で示したように実施例1でも説明したようにプロセス手段の合力Fの作用により、面92-1aは点Paで、面92-2aは点Qaで、それぞれ感光ドラム1の軸部71aに当接することで感光ドラム1の位置が定まる。
一方、ドアZを開ける動作が行われた時は、転写ローラ5による感光ドラム1への加圧が失われるものの、現像ローラ41の加圧により面92-1a、面92-2aに当接させる方向の力の成分は失われていない。そのため、画像形成動作時とは合力は変わってくるが、図15(b)に示したように、点Pa及び点Qaで当接させたままとできる。点Pa及び点Qaでの当接自体は変わらないため、感光ドラム1とトナー帯電装置8(ブラシ部材80)の相対位置関係は変わることはない。すなわち、安定した当接状態を維持できることになる。
次に図13の画像形成装置の場合についても、図14に示したようにドアが開けられた場合において、感光ドラム1周りを抜粋した図16を用いて説明する。なお、図15(a)、図15(b)には非駆動側の構成を図示するが、駆動側の構成も、駆動側の構成と同様(軸対称)に構成されており、図示及び説明は省略する。
画像形成動作中は、図16(a)に示したように、プロセス手段の合力Fの作用により、接触面92-1aは点Paで、接触面92-2aは点Qaで、それぞれ感光ドラム1の軸部に当接することで感光ドラム1の位置が定まる。
一方、ドアを開ける動作が行われた時は、転写ローラ5の加圧による面92-1a、92-2aに当接させる方向の力の成分が失われる。一方、現像ローラ41による加圧では面92-1aに対しては当接させる方向に働くことにより、一例としては図16(b)に示したように、面92-1aでは点Raと面94aでは点Saでの当接となる場合が起こり得ると考えられる。
この当接が行われると、点Paと点Qaでの当接と比べると、転写ローラ5の離間に伴い、感光ドラム1が明らかに動いてしまっている。それゆえ、ブラシに対して感光ドラムの表面移動が起こることになり、トナー帯電装置8との相対位置関係が移動に伴い時々刻々変化し、画像形成動作時の安定した状態から大きく変化してしまう。それゆえ、トナー帯電装置8のブラシ部材80と感光ドラム1表面のニップ部でトラップされていたトナーなどがドラム表面に露出してくることで本体内に飛散する可能性が出てくることになり、好ましくない。それ故、トナー帯電装置8のブラシ部材80を上側に配置する場合は大きく離間するようなプロセス手段を感光ドラム1の下側に配置することは好ましくない。つまり図12のように離間しない現像ローラ41を下側から当接させることが好ましい。より好ましくは感光ドラム1の中心を挟んで、トナー帯電装置8に対向するように配置することが好ましい。
ここでは、トナー帯電装置8のブラシ部材80を感光ドラム1に対して上側に配置するような場合、感光ドラム1に当接するプロセス手段として、現像同時クリーニング手段である現像ローラ41を下側から当接させる構成を示したが、これに限定されない。離間しない構成であるなら、帯電ローラ2や転写ローラ5を下側から当接させる構成としても構わない。
一方で、感光ドラム1周りの電子写真プロセスを考えると、一般的に帯電→露光→現像(同時クリーニング)→転写の順を経ることになる。それ故、トナー帯電装置8のブラシ部材80を感光ドラム1に対して上側に配置した場合、その直前や直後にあたるプロセス
手段である転写ローラ5や帯電ローラ2よりは現像同時クリーニング手段たる現像ローラ41をブラシ部材80に対向するように当接させる図1のような配置とすると配置上無理が無い。さらに一般的な加圧も帯電や転写に比べ大きいため、感光ドラム1をブラシ部材80に向かう方向に加圧するプロセス手段としては好適である。
手段である転写ローラ5や帯電ローラ2よりは現像同時クリーニング手段たる現像ローラ41をブラシ部材80に対向するように当接させる図1のような配置とすると配置上無理が無い。さらに一般的な加圧も帯電や転写に比べ大きいため、感光ドラム1をブラシ部材80に向かう方向に加圧するプロセス手段としては好適である。
上記実施例では、感光ドラム1に形成されたトナー像が、直接、被転写材としての記録材に転写される直接転写方式の画像形成装置について説明したが、中間転写方式の画像形成装置に対しても本発明は適用することができる。すなわち、感光ドラム1上のトナー像を、先ず、中間転写体乃至被転写体としての中間転写ベルトに一次転写し、次に中間転写ベルトから記録材へ二次転写する構成である。
1…感光ドラム、2…帯電ローラ、3…露光装置、4…現像装置、41…現像ローラ、5…転写ローラ、70…軸部、8…トナー帯電装置、80…ブラシ部材、90…軸受部材、91…穴部、92…接触面、93…ブラシ対向面、94…逃げ面、A…画像形成装置
Claims (11)
- 回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第一の接触面と第二の接触面を有し、
前記第一の接触面と前記第二の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記一端の外周面との接点を通る接線が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
第二の支持部材は、前記断面において前記他端の外周面とそれぞれ異なる位置で接触する第三の接触面と第四の接触面を有し、
前記第三の接触面と前記第四の接触面は、前記断面におけるそれぞれの前記他端の外周面との接点を通る接線が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において、それぞれ交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触面、前記第二の接触面、前記第三の接触面及び前記第四の接触面と接触し、回転可能に支持されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記断面において、前記第一の接触面と前記第二の接触面のそれぞれから前記像担持体に作用する力の合力の作用方向、又は前記第三の接触面と前記第四の接触面のそれぞれから前記像担持体に作用する力の合力の作用方向は、前記当接部材から前記像担持体に作用する力の合力の作用方向に対向する方向であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第一の接触面の前記接線と前記第二の接触面の前記接線は、前記断面において、前記仮想面上に交点を有し、
前記第三の接触面の前記接線と前記第四の接触面の前記接線は、前記断面において、前記仮想面上に交点を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記第一の接触面と前記第二の接触面は、前記仮想面に対して傾斜した方向に延びる面であり、
前記第三の接触面と前記第四の接触面は、前記仮想面に対して傾斜した方向に延びる面であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第一の支持部材は、前記第一の接触面と前記第二の接触面を含み前記一端の外周面を囲む第一の穴部を有し、
前記第二の支持部材は、前記第三の接触面と前記第四の接触面を含み前記他端の外周面を囲む第二の穴部を有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する第1の帯電手段と、
前記第1の帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像の露光部に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
前記像担持体から被転写材に現像剤像を転写する転写手段と、
被転写材に転写されずに前記像担持体に残留した残留現像剤を、前記第1の帯電手段が前記像担持体を帯電する前に、帯電する第2の帯電手段であって、前記像担持体の表面に接触部において接触するブラシを有する第2の帯電手段と、
前記像担持体の回転軸線に沿った長手方向の一端を回転可能に支持する第一の支持部材と、
前記像担持体の前記長手方向の他端を回転可能に支持する第二の支持部材と、
を備え、
前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段の少なくともいずれかは、前記像担持体に当接する構成を有し、被転写材に画像形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置において、
前記第一の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記一端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第一の接触曲面を有し、
前記第一の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記回転軸線を含み前記接触部と交差する仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記第二の支持部材は、前記像担持体の回転軸線に垂直な断面において前記他端の外周面の半径よりも大きい曲率半径を有する第二の接触曲面を有し、
前記第二の接触曲面は、前記断面における前記一端の外周面との接点が、前記仮想面に対して、前記仮想面における前記回転軸線よりも前記ブラシの側の領域において交差し、
前記画像形成動作において、前記像担持体は、前記第1の帯電手段と前記現像手段と前記転写手段のうちの少なくともいずれかに含まれる当接部材が当接して回転することによって、前記第一の接触曲面、前記第二の接触曲面との接触し、回転可能に支持されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体は、感光ドラムであり、
前記一端は、前記感光ドラムの一端に設けられた第一の軸部であり、
前記他端は、前記感光ドラムの他端に設けられた第二の軸部であり、
前記第一の接触曲面の曲率半径は、前記第一の軸部の半径よりも大きく、前記感光ドラムの半径よりは小さく、
前記第二の接触曲面の曲率半径は、前記第二の軸部の半径よりも大きく、前記感光ドラムの半径よりは小さいことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記断面において、前記第一の接触曲面又は前記第二の接触曲面から前記像担持体に作用する力の合力の作用方向は、前記当接部材から前記像担持体に作用する力の合力の作用方向に対向する方向であることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
- 前記第一の支持部材及び前記第二の支持部材と、少なくとも前記ブラシと、をそれぞれ固定して支持する枠体をさらに備えることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記当接部材は、前記第1の帯電手段が備える帯電部材、前記現像手段が備える現像剤
担持体、前記転写手段が備える転写部材の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記ブラシは、前記当接部材よりも鉛直方向に高い位置に配置され、
前記当接部材は、複数あり、
複数の前記当接部材には、前記像担持体に作用する力に鉛直方向の上向きの成分が含まれるように前記像担持体に当接する前記当接部材が含まれることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021205085A JP2023090223A (ja) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021205085A JP2023090223A (ja) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023090223A true JP2023090223A (ja) | 2023-06-29 |
Family
ID=86937200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021205085A Pending JP2023090223A (ja) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023090223A (ja) |
-
2021
- 2021-12-17 JP JP2021205085A patent/JP2023090223A/ja active Pending
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