JP3633318B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段と、転写後に感光体の外周面に残存した現像剤を除去するクリーニングブレードとを有している。
【0003】
感光体としては、外周面に感光層が形成された硬質の感光体ドラムと、表面に感光層が形成された可撓性を有する感光体ベルトとが一般に知られている。
【0004】
また、現像手段としては、前記感光体の表面に接触させるローラ状のものが知られており、そのローラとしては、硬質のものと軟質ゴムからなるものとが知られている。
【0005】
感光体として硬質の感光体ドラムを用い、またこれに接触させる現像ローラとしても硬質のものを用いる場合には、感光体ドラムおよび硬質ローラを高精度に製造するには自ずと限界があり、必ず誤差が生ずるから、両者を均一に接触させることは困難である。両者が均一に接触しないと、局部的に隙間が生じて現像むらが生じたり、必要以上に強く圧接されて感光ドラムや現像ローラに傷がついたりするという問題が生ずる。
【0006】
したがって、感光体とこれに接触させる現像ローラとを両者とも硬質のもので構成するということは通常行なわれておらず、感光体として硬質の感光体ドラムを用いる場合には、現像ローラを軟質ゴムで構成する、現像ローラとして硬質のものを用いる場合には、感光体として可撓性を有する感光体ベルトを用いる、ということが行なわれている。
【0007】
しかしながら、感光体に接触させる現像ローラを軟質ゴムで構成した場合には、次のような問題があった。
【0008】
感光体に接触させる現像ローラをゴムローラで構成する場合には、これに導電性を付与するために、カーボン等の導電性粒子を分散させるということが行なわれるが、カーボン分散度のムラやバラツキでゴム硬度が変化し、ローラ表面における硬度がばらつくために、感光体に対する良好な密着状態が得られなくなるという問題があった。
【0009】
逆に、感光体に対する良好な密着状態を得るべく、カーボンの分散量を小さくすると、導電性にバラツキが生じ、現像むらの原因になるという問題があった。
【0010】
また、柔軟性を高めるために、配合剤として可塑剤を加えたものを用いると、長期間の使用や使用環境によって、可塑剤が表面に滲み出してくる場合があり、この可塑剤が感光体に付着して感光体中の光導電材料が変性したり、ローラに感光体が張り付いて感光体表面が剥がれてしまうという問題があった。
【0011】
このような問題は、現像ローラとして硬質のものを用い、感光体として可撓性を有する感光体ベルトを用いることにより解決することができる。
【0012】
しかしながら、感光体として感光体ベルトを用いた場合には、これを支持するために少なくとも2本の支持ローラが必要なために、構造が複雑になるばかりでなく装置が大型化してしまうという問題があった。
【0013】
したがって、このような問題を同時に解決することが望まれている。
【0014】
このような要望に応えようとしたものとしては、従来、特開平4−188164号公報記載の感光体駆動装置が知られている。
【0015】
図7は、その感光体駆動装置を示す図で、(a)は側面図、(b)は斜視図である。
【0016】
この感光体駆動装置は、筒状の薄膜シートとして形成された感光体ベルト20と、この感光体ベルト20の内径周長よりも短い外径周長を有し、感光体ベルト20の内側にあって感光体ベルト20を回転駆動する駆動ローラ21と、前記感光体ベルト20との摩擦係数が駆動ローラ21と感光体ベルト20の摩擦係数より小さく設定されており、駆動ローラ21の円周方向の所定範囲内で駆動ローラ21に感光体ベルト20を密着させながら、感光体ベルト20を摺動自在に押圧する押圧部材22とを備えている。なお、図7において、24は帯電器、25は露光装置、26は現像ローラ、27は転写帯電器、28はクリーニングローラである。
【0017】
このような感光体駆動装置によれば、感光体ベルト20は、押圧部材22により駆動ローラ21の表面に部分的に密着された状態で駆動され、押圧部材22が無い部分では、駆動ローラ21との周長差によって、たわみ23が形成される。
【0018】
このため、感光体ベルト20は、押圧部材22による密着部分においては、その硬度が駆動ローラ21の硬度によって疑似されることから、硬質材として使用することができ、押圧部材22が無い部分においては、たわみ23が形成されることから、弾性体として使用することができる。
【0019】
したがって、この装置によれば、感光体ベルト20の押圧部分22との密着部分においては、弾性体からなるクリーニングローラ28を接触させることができ、たわみ23部分においては、硬質材からなる現像ローラ26を接触させることができる。
【0020】
そして、この現像ローラ26の接触は、たわみ23が弾性体として作用することから、現像ローラ26が硬質材からなる場合でも、充分なニップ幅をもって、かつ低圧接力で安定的に行なわれる。
【0021】
すなわち、この装置によれば、硬質の現像ローラを用いても、感光体や現像ローラに傷がつくということがなく、また、装置の大型化も防止することができる。
【0022】
なお、この装置と同様の装置は、特開平6−27859号公報、特開平6−258989号公報等にも開示されている。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平4−188164号公報記載の感光体駆動装置では、感光体ベルト20の周縁部に部分的に設けられた押圧部材22によって感光体ベルト20が案内される構成となっていたため、感光体ベルト20が押圧部材22に進入する際、その入り口部分22aにおいて、感光体ベルト22の周縁部(端縁部)に曲げ応力が生じやすく、これによって感光体ベルト20の端縁部に、折れや割れ、あるいは感光層の剥がれが発生しやすい(耐久性に劣る)という問題がある。これにより、感光体ベルト20が端縁部から破壊する、もしくは破壊までは至らないが重大な画像欠陥を引き起こすおそれがあるという問題がある。
【0024】
また、感光体ベルト20は、図7に示したような状態で装置に組み込まれるまでは、それ単体で取り扱われなければならない。しかしながら、感光体ベルト20は、上述したように筒状の薄膜シートとして形成されており、充分な剛性を有していないから、これを取り扱うのが困難であるという問題がある。
【0025】
さらに、上記装置では、感光体ベルト20の両端部を押圧する押圧部材22が無い部分においてたわみ23が形成される構成となっていたため、このたわみ23が形成される部分においては、その両端部において、感光体ベルト20と駆動ローラ21との間に開口29が形成される。
【0026】
このため、装置内で浮遊しているトナー、トナーの外添剤、紙粉等の異物が上記開口29,29から感光体ベルト20と駆動ローラ21との間に入りやすく、これら異物の侵入によって、感光体ベルト20と駆動ローラ21との摩擦力が低下し、感光体ベルト20が駆動されなくなるおそれがあるという問題がある。
【0027】
本発明は、以上のような種々の問題を解決しようとするものであり、その目的は、像担持体と現像ローラおよびその他の当接部材との確実で安定した接触状態を得ることが可能で、像担持体の耐久性および取扱い性に優れ、像担持体を確実に駆動することのできる画像形成装置を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の画像形成装置は、それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記バックアップドラムの表面および/または前記金属製基材の裏面に薄膜状の緩衝層が形成されていることを特徴とする。
【0029】
請求項2記載の画像形成装置は、それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記バックアップドラムがゴムローラで構成されていることを特徴とする。
【0030】
請求項3記載の画像形成装置は、それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記金属製基材とバックアップドラムとの間に筒状緩衝部材が設けられていることを特徴とする。
【0031】
【作用効果】
請求項1記載の画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0032】
(a)薄肉円筒状の像担持体の両端部が、軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材によって支持固定されているので、円板状部材が回転駆動されると、像担持体が確実に回転駆動されることとなる。
【0033】
また、像担持体の両端部が、一対の円板状部材によって支持固定された構成となっているので、耐久性にも優れている。
【0034】
(b)像担持体は、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状であり、その両端部が円板状部材によって支持された構成となっているので、像担持体は、円板状部材によって支持されていない中央部分が内方に変形可能である。
【0035】
したがって、この像担持体の中央部分のうち、バックアップドラムによって内方から支持されていない部分は、いわば疑似軟質材として利用することが可能であるため、これに当接させる現像ローラが硬質ローラであっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0036】
一方、像担持体に対しては、その外周面に、クリーニングブレード等の当接部材が当接されるが、その当接位置においては、像担持体がバックアップドラムによって内方から支持されているので、クリーニングブレード等の当接部材を確実に当接させることができる。
【0037】
しかも、仮にこのバックアップドラムがない状態でクリーニングブレード等の当接部材を像担持体に当接させたとすると、薄肉円筒状である像担持体がクリープ変形するおそれがあるが、請求項1記載の画像形成装置によれば、そのようなおそれもなくなる。
【0038】
(c)像担持体は、軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材によって両端部が支持固定されているとともに、像担持体の内方においてバックアップドラムが軸に取り付けられていることによってユニットとして構成されているので、取扱いが容易になる。
【0039】
以上のように、この請求項1記載の画像形成装置によれば、像担持体と現像ローラおよびその他の当接部材との確実で安定した接触状態を得ることが可能で、像担持体の耐久性および取扱い性に優れ、像担持体を確実に駆動することができるという作用効果が得られる。
【0040】
さらに、バックアップドラムは、像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持された構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
【0041】
(d)バックアップドラムを、軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持する構成であるから、構造が単純であり、したがって、高精度に作成することができるとともに、簡単に組み立てることができる。
【0042】
(e)バックアップドラムは、像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持されているので、像担持体に対してその外方からクリーニングブレード等の当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から広い範囲に亙って支持することができる。
【0043】
(f)バックアップドラムは、前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持されているので、その外周面が前記像担持体の内周面と当接することによって従動回転する。したがって、像担持体に対する負荷を小さくすることができ、像担持体の駆動トルクを低減させることができる。
【0044】
しかも、請求項1記載の画像形成装置によれば、前記バックアップドラムの表面および/または前記金属製基材の裏面に薄膜状の緩衝層が形成されているので、次のような作用効果が得られる。
【0045】
(g)上記像担持体が可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状であり、この像担持体に対してその外方からクリーニングブレード等の当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムを備えた構成において、仮に、何等の方策も講ぜられないとすると、次のような問題が生ずる。
【0046】
すなわち、像担持体の薄肉円筒状の金属製基材には、その製造工程において、裏面に局部的な異常突起が生ずることがある。例えば、薄肉円筒状の金属製基材を電鋳法により作成した場合には、母型の表面の欠陥に応じた突起が金属製基材の裏面に形成されることとなる。この場合、突起が生じないようにするためには、母型の欠陥を無くせばよいのであるが、それは極めて困難であり、実現不可能であるといっても過言ではない。
【0047】
像担持体における金属製基材の裏面に局部的な異常突起があると、図6(a)に示すように、その突起部2aがバックアップドラム4による支持部に達した際、像担持体1の裏面の突起部2aに対応した表面の部位1aが凸状に盛り上がることとなる。そしてこの凸部1aが図(b)に示すようにクリーニングブレード等の当接部材5との当接位置に達すると、他の部位1bよりも当接部材5に対して強く当接することとなる。したがって、装置の使用が長期に亙ると、上記凸部1aにおける像担持層3が他の部位1bに比べて徐々に削り取られて行くこととなる。このようにして削り取られた部位(1a)は、像担持体1がバックアップドラム4によって支持されていない位置においては、図(c)に示すように、凹部3aとなるため、この位置において像担持体1に対して当接される現像ローラ6と凹部3aとの当接状態が不完全となり、結果として点状の画像欠陥が生じてしまうという問題が生ずる。
【0048】
これに対し、この請求項1記載の画像形成装置によれば、前記バックアップドラムの表面および/または前記金属製基材の裏面に薄膜状の緩衝層が形成されているので、金属製基材(2)の裏面に局部的な異常突起2aがあり、その突起部2aがバックアップドラム(4)による支持部に達したとしても、突起部2aに対応した表面の部位の凸状の変形が防止(少なくとも著しく緩和)されることとなる。
【0049】
したがって、前述した凹部3aも生じないため、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0050】
請求項2記載の画像形成装置によれば、上述した(a)〜(f)の作用効果が得られる。
【0051】
さらに、請求項2記載の画像形成装置によれば、バックアップドラムがゴムローラで構成されているので、上述した(g)の作用効果と略同様な作用効果が得られる。
【0052】
すなわち、金属製基材(2)の裏面に局部的な異常突起2aがあり、その突起部2aがバックアップドラム(4)による支持部に達したとしても、突起部2aがバックアップドラム(4)に入り込むこととなる。すなわち、バックアップドラムがゴムローラで構成されているので、突起部がバックアップドラムに埋もれることとなる。
【0053】
したがって、像担持体1の裏面の突起部2aに対応した表面の部位1aが凸状に盛り上がるということがなくなり、結果として、前述した凹部3aも生じないため、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0054】
請求項3記載の画像形成装置によれば、上述した(a)〜(f)の作用効果が得られる。
【0055】
さらに、請求項3記載の画像形成装置によれば、金属製基材とバックアップドラムとの間に筒状緩衝部材が設けられているので、上述した(g)の作用効果と略同様な作用効果が得られる。
【0056】
すなわち、金属製基材(2)の裏面に局部的な異常突起2aがあり、その突起部2aがバックアップドラム(4)による支持部に達したとしても、突起部2aが筒状緩衝部材に入り込むこととなる。
【0057】
したがって、像担持体1の裏面の突起部2aに対応した表面の部位の凸状の変形が防止(少なくとも著しく緩和)され、結果として、前述した凹部3aも生じないため、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0058】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0059】
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態における像担持体ユニットを示す横断面図(図3における部分省略I−I断面図)、図2は上記像担持体ユニットを組み込んだ画像形成装置の概略的な部分側面図、図3は図2の部分拡大図である。
【0060】
図1および図3に示すように、像担持体ユニット100は、それ自身では回転しない軸110と、この軸110に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材120,120と、これら一対の円板状部材120,120によって両端部が支持固定され円板状部材120,120とともに回転する可撓性を有する薄肉円筒状の像担持体140と、この像担持体140の内方において軸110に取り付けられ、像担持体140に対してその外方から当接部材としてのクリーニングブレード210が当接されるその当接位置において像担持体140を内方から支持するバックアップドラム150とを備えている。
【0061】
一対の円板状部材120,120は、いずれもベアリング114を介して軸110に回転可能に設けられており、これら円板状部材120,120の外周面121,121によって像担持体140の両端部141が支持されている。像担持体140の両端部141は適宜の手段、例えば接着等によって外周面121,121に固定されている。なお、少なくとも一方の円板状部材120には、その外側面に、図示しない駆動用のギアが固定される。
【0062】
像担持体140は、この実施の形態では感光体として構成されており、図4(a)にその拡大断面図を示すように、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材140bの表面(外周面)に感光層140cを形成することにより構成されている。金属製基材140bとしては、例えば、電鋳法にて作製したニッケルシームレス管等を用いることができる。感光層140cは、いわゆるOPC(有機感光体)をディッピング法で形成することができる。このような感光体140の可撓性すなわち柔軟さは、基材の厚みと径とを調整することにより決定することが可能であるから、使用される画像形成装置に応じて適宜設定することが可能である。例えば、基材厚み20〜200μm、基材直径10〜300mmの範囲で適宜設定する。なお、OPCは主として樹脂からなるので、可撓性の面では優れるが、基材との密着性を確保し、レーザー光の干渉対策を施すために、基材140bとOPCとの間に下引き層を形成することが望ましい。下引き層としては、酸化亜鉛、酸化チタン等のレーザー光を吸収可能な粒子をナイロン樹脂等の樹脂に分散させた層が好適である。
【0063】
バックアップドラム150は、一対の側板151,151と、これら側板151,151の外周面によって両端が固定された円筒部材152とで構成されている。円筒部材152の外径D1は像担持体140の内径D2よりも僅かに小さく形成されている。側板151には、軸受け穴153が設けられており、この軸受け穴153と軸110との間に偏心軸受154が介装されている。したがって、バックアップドラム150は、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持されている。偏心軸受154は、図3に示すように、クリーニングブレード210、帯電ローラ220(帯電ローラ220も当接部材である)が当接されるその当接位置側(図3において右側)に、偏心量Eだけ偏心しており、これによって、バックアップドラム150の外周面(円筒部材152の外周面)の一部が前記当接位置において比較的広い範囲に亙って像担持体140を内方から支持するようになっている。
【0064】
バックアップドラム150は、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持されているので、図3に示すように、少なくとも前記クリーニングブレード210,帯電ローラ220の当接位置において、円筒部材152の外周面152aが感光体140の内周面140aと当接することによって感光体140に従動して回転する。
【0065】
以上のような像担持体ユニット100は、図2に示すように、画像形成装置に組み込まれ、円板状部材120に設けられた図示しない駆動用のギアに画像形成装置本体の駆動ギア(図示せず)が噛み合うことによって、その像担持体(感光体)140が矢印方向に回転駆動される。
【0066】
図2において、Lは感光体140表面を選択的に露光するレーザー光、300(Y,M,C,K)は現像器、210は前述したクリーニングブレード、220は前述した帯電ローラである。
【0067】
帯電ローラ220は、感光体140の外周面に当接して外周面を一様に帯電させるようになっている。帯電ローラ220は、サブケース240に組み込まれており、圧縮バネ221(図3参照)により感光体140に圧接され、感光体140に従動して回転する。
【0068】
レーザー光Lは、図示しない露光手段から発せられ、感光体140の表面を選択的に露光して感光体140の表面に静電潜像を形成するようになっている。
【0069】
各現像器300(Y,M,C,K)は、それぞれ内部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを内蔵している。各現像器300は、それぞれ感光体140に対して接離可能に構成されており、画像形成時にいずれか1つの現像器のみが感光体140に当接し得るようになっている。310(Y,M,C,K)は感光体140と当接する現像ローラであり、表面を粗面化した金属ローラ、または、硬質の樹脂ローラで構成されている。
【0070】
感光体140には中間転写ベルト400が当接され、この当接位置が一次転写部T1を形成している。中間転写ベルト400は、駆動ローラ410、テンションローラ420、二次転写ローラ460に対するバックアップローラ430、クリーニングブレード470に対するバックアップローラ440、一次転写部T1を形成するための位置決めローラ450に巻き回されており、駆動ローラ410によって図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。中間転写ベルト400が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、感光体140上のトナー像が中間転写ベルト400上に転写され、中間転写ベルト400上に転写されたトナー像が、二次転写ローラ460と中間転写ベルト400との間に供給される用紙等の記録媒体(図示せず)に転写されるようになっている。
【0071】
クリーニングブレード210は、図3に示すように、その上部がブレードホルダ211に固定されている。ブレードホルダ211は、その両端に設けられたアーム212(一方のみ図示)が軸213によってサブケース240の側部241に対して揺動可能に取り付けられている。サブケース240とブレードホルダ211との間には、ブレード付勢バネ(圧縮コイルバネ)242が設けられており、このブレード付勢バネ242の付勢力およびブレード210自体の弾性力によってクリーニングブレード210の先端部(縁部)が感光体140の表面に圧接されるようになっている。
【0072】
サブケース240には、ブレード210により掻き落とされたトナーを受ける受け部243が形成されている。
【0073】
また、クリーニングブレード210先端の下方には、すくいシート244が設けられている。すくいシート244は、その基部がサブケース240に固定されており、その先端縁部がシート244自体の弾性力によって感光体140の表面に圧接され、感光体140の表面と摺接しつつ、クリーニングブレード210で掻き落とされたトナーの下方への漏れを防止する。
【0074】
サブケース240内には、トナー搬送スクリュー245が設けられており、このトナー搬送スクリュー245によって、トナーが図示しない廃トナータンクに向けて搬送される。
【0075】
これらクリーニングブレード210等が組み込まれたサブケース240は、像担持体ユニット100と組み合わせて単一のユニットとすることができる。
【0076】
以上のような画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成することのできる装置であり、その作動は次の通りである。
【0077】
(i)図示しないホストコンピュータ(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が入力されると、感光体140および中間転写ベルト400が回転駆動される。
【0078】
(ii)感光体140の外周面が帯電ローラ220によって一様に帯電される。
【0079】
(iii)一様に帯電した感光体140の外周面に、図示しない露光手段によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【0080】
(iv)感光体140には、第1色目(例えばイエロー)用の現像器300Yの現像ローラ310Yのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第1色目(例えばイエロー)のトナー像が感光体140上に形成される。
【0081】
(v)感光体140上に形成されたトナー像が、一次転写部T1すなわち、感光体140と一次転写ローラ230との間において中間転写ベルト400上に転写される。このとき、二次転写ローラ460は中間転写ベルト400から離間している。
【0082】
(vi)感光体140上に残留しているトナーがクリーニングブレード210によって除去された後、除電手段(図示せず)によって感光体140が除電される。
【0083】
(vii)上記(ii)〜(vi)の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第2色目、第3色目、第4色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト400上において重ね合わされて中間転写ベルト400上に形成される。
【0084】
(viii)所定のタイミングで二次転写部T2(中間転写ベルト400と二次転写ローラ460との接触部)に用紙等の記録媒体が供給され、中間転写ベルト400上のトナー像(基本的にはフルカラー画像)が記録媒体上に転写される。
【0085】
ところで、例えば以上のような画像形成装置のように、像担持体140が可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材140bおよびこの基材140bの表面に形成された像担持層140cを有する可撓性のある薄肉円筒状であり、この像担持体140に対してその外方からクリーニングブレード210等の当接部材が当接されるその当接位置において像担持体140を内方から支持するバックアップドラム150を備えた構成のものにおいて、仮に、何等の方策も講ぜられないとすると、先に図6を参照して説明したような問題が生ずる。
【0086】
すなわち、像担持体140の薄肉円筒状の金属製基材140bには、その製造工程において、裏面に局部的な異常突起が生ずることがある。
【0087】
この実施の形態では、薄肉円筒状の金属製基材140bを電鋳法により作成しているので、母型の表面の欠陥に応じた突起140b1(図4参照)が金属製基材140bの裏面に形成されることとなる。
【0088】
そして、このような局部的な異常突起140b1があると、突起部140b1がバックアップドラム150による支持部に達した際、像担持体140の裏面の突起部140b1に対応した表面の部位が凸状に盛り上がってこの凸部における像担持層140cが他の部位に比べて徐々に削り取られて行き、この削り取られた部位は、像担持体140がバックアップドラム150によって支持されていない位置においては、凹部となるため、この位置において像担持体140に対して当接される現像ローラ310と凹部との当接状態が不完全となり、結果として点状の画像欠陥が生じてしまうという問題が生ずる。なお、このような問題は、異常突起の高さが数μm〜数十μm程度でも発生する。
【0089】
そこで、この実施の形態では、前記バックアップドラム150の表面および/または前記金属製基材140bの裏面に薄膜状の緩衝層を形成する。
【0090】
より詳しくは、図4(b)に示すように、バックアップドラム150、より正確には、少なくとも金属製基材140bと当接する(直接支持する)円筒部材152の表面152a全面に薄膜状の緩衝層155を形成する。
【0091】
または、図4(a)に示すように、金属製基材140bの裏面、より正確には、少なくともバックアップドラム150と当接する(直接支持される)部分全面にに薄膜状の緩衝層145を形成する。
【0092】
あるいはまた、バックアップドラム150の表面152aおよび金属製基材140bの裏面にそれぞれ薄膜状の緩衝層145,155を形成する。
【0093】
バックアップドラム150の表面152aまたは金属製基材140bの裏面のいずれか一方に緩衝層155または145を形成する場合、その緩衝層の厚さは少なくとも異常突起140b1の高さと同程度とすることが望ましく、バックアップドラム150の表面152aおよび金属製基材140bの裏面の両方に緩衝層155および145を形成する場合、これら緩衝層の厚さの総和は少なくとも異常突起140b1の高さと同程度とすることが望ましい。
【0094】
緩衝層は、ウレタン等の柔軟性を有する合成樹脂をバックアップドラム150の表面152aおよび/または金属製基材140bの裏面に塗布することによって形成することができる。金属製基材140bの裏面に塗布する場合には、感光層140cをディピングする際に、同時に形成することができ、製造工程数を減らすことができる。
【0095】
以上のような画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0096】
(a)薄肉円筒状の像担持体140の両端部141が、軸110に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材120,120によって支持固定されているので、円板状部材120が回転駆動されると、像担持体140が確実に回転駆動されることとなる。
【0097】
また、像担持体140の両端部141が、一対の円板状部材120,120によって支持固定された構成となっているので、耐久性にも優れている。
【0098】
(b)像担持体140は、可撓性を有する薄肉円筒状であり、その両端部141が円板状部材120,120によって支持された構成となっているので、像担持体140は、円板状部材120,120によって支持されていない中央部分142(図1参照)が内方に変形可能である。
【0099】
したがって、この像担持体の中央部分142のうち、バックアップドラム150によって内方から支持されていない部分は、いわば疑似軟質材として利用することが可能であるため、これに当接させる部材が上記現像ローラ310等の硬質ローラ等であっても、確実で安定した接触状態を得ることができ、確実に像担持体140に像を形成し、あるいは像を担持させることができる。
【0100】
一方、像担持体140に対しては、その外周面に、当接部材としてのクリーニングブレード210、帯電ローラ220が当接されるが、その当接位置においては、像担持体140がバックアップドラム150によって内方から支持されているので、クリーニングブレード210、帯電ローラ220を確実に当接させることができる。
【0101】
すなわち、クリーニングブレード210を像担持体140に確実に当接させて、像担持体140の外周面に残存したトナーを確実に除去し、確実に帯電させることができる。
【0102】
しかも、仮にバックアップドラム150がない状態でクリーニングブレード210等を像担持体140に当接させたとすると、薄肉円筒状である像担持体140がクリープ変形するおそれがあるが、この実施の形態によれば、そのようなおそれもなくなる。
【0103】
(c)像担持体140は、軸110に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材120,120によって像担持体140の両端部141が支持固定されているとともに、像担持体140の内方においてバックアップドラム150が軸110に取り付けられていることによってユニット化されているので、取扱いが容易になる。
【0104】
以上のように、この実施の形態の画像形成装置によれば、像担持体140と現像ローラ310およびその他の当接部材210等との確実で安定した接触状態を得ることが可能で、像担持体140の耐久性および取扱い性に優れ、像担持体140を確実に駆動することができるという作用効果が得られる。
【0105】
さらに、バックアップドラム150は、像担持体140の内径D2よりも僅かに小さな外径D1を有し、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持された構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
【0106】
(d)バックアップドラム150を、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持する構成であるから、構造が単純であり、したがって、高精度に作成することができるとともに、簡単に組み立てることができる。
【0107】
(e)バックアップドラム150は、像担持体140の内径D2よりも僅かに小さな外径D1を有し、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持されているので、像担持体140に対してその外方からクリーニングブレード210等が当接されるその当接位置において像担持体140を内方から広い範囲に亙って支持することができる(図2,図3参照)。
【0108】
(f)バックアップドラム150は、軸110に対して偏心軸受154を介して回転可能に支持されているので、その外周面152aが像担持体140の内周面140aと当接することによって従動回転する。したがって、像担持体140に対する負荷を小さくすることができ、像担持体140の駆動トルクを低減させることができる。
【0109】
(g)バックアップドラム150の表面および/または金属製基材140bの裏面に薄膜状の緩衝層155,145が形成されているので、金属製基材140bの裏面に局部的な異常突起140b1があり、その突起部140b1がバックアップドラム150による支持部に達したとしても、突起部140b1に対応した像担持体140表面の部位の凸状の変形が防止(少なくとも著しく緩和)されることとなる。
【0110】
より詳しくは、バックアップドラム150の表面に緩衝層155が形成されている場合には、突起部140b1が緩衝層155に入り込み(埋もれる)ことによって、像担持体140の裏面の突起部140b1に対応した表面の部位が凸状に盛り上がるということがなくなる。
【0111】
また、金属製基材140bの裏面に緩衝層145が形成されている場合には、突起部140b1のバックアップドラム150に対する当接状態が緩和されることにより、突起部140b1に対応した像担持体140表面の部位の凸状の変形が防止されることとなる。
【0112】
また、バックアップドラム150の表面および金属製基材140bの裏面に薄膜状の緩衝層155,145が形成されている場合には、上記2つの場合の相乗効果によって、突起部140b1に対応した像担持体140表面の部位の凸状の変形が防止されることとなる。
【0113】
以上のように、いずれにしても突起部140b1に対応した像担持体140表面の部位の凸状の変形が防止されることとなるので、結果として、前述した凹部(図6(c)の3a参照)も生じなくなり、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0114】
<第2の実施の形態>
この実施の形態が上述した第1の実施の形態と異なる点は、緩衝層145,155を設ける代わりに、バックアップドラム150をゴムローラで構成する点にあり、その他の点に変わりはない。
【0115】
より具体的には、少なくともバックアップドラム150の円筒部材152をゴムで構成する。この場合、円筒部材152は像担持体140を内方から十分に支持し得るように、その内側(軸110方向)に向かって肉厚とし、その分、側板151を小径とする。ゴムとしては硬質ゴムを採用することが望ましい。
【0116】
あるいは、バックアップドラム150全体をゴムローラで構成することもできる。
【0117】
この実施の形態によっても、上述した(a)〜(f)の作用効果が得られる。
【0118】
さらに、バックアップドラムがゴムローラで構成されているので、上述した(g)の作用効果と略同様な作用効果が得られる。
【0119】
すなわち、金属製基材140bの裏面に局部的な異常突起140b1があり、その突起部140b1がバックアップドラム150による支持部に達したとしても、突起部140b1がバックアップドラム150に入り込むこととなる。
【0120】
したがって、像担持体140の裏面の突起部140b1に対応した表面の部位が凸状に盛り上がるということがなくなり、結果として、前述した凹部も生じないため、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0121】
<第3の実施の形態>
図5は本発明に係る画像形成装置の第3の実施の形態の要部を示す概略的な断面図とその部分拡大図を同時に示した図である。この図において、前述した第1の実施の形態と同様な部分には同じ符号を付してある。
【0122】
この実施の形態が上述した第1の実施の形態と異なる点は、緩衝層145,155を設ける代わりに、像担持体140の金属製基材140bとバックアップドラム150との間に筒状緩衝部材160を設けた点にあり、その他の点に変わりはない。
【0123】
筒状緩衝部材160は、PET(ポリエチレンテレフタレート),ポリイミド,ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)等の合成樹脂で構成し、その肉厚は少なくとも異常突起140b1の高さと同程度とする。
【0124】
この筒状緩衝部材160は、像担持体140とバックアップドラム150との間に単に介装されているだけであり、したがって、像担持体140に対するバックアップドラム150による支持部において像担持体140とバックアップドラム150とで挟圧されることにより、像担持体140およびバックアップドラム150と同方向に回転する。
【0125】
この実施の形態によっても、上述した(a)〜(f)の作用効果が得られる。
【0126】
さらに、金属製基材140bとバックアップドラム150との間に筒状緩衝部材160が設けられているので、上述した(g)の作用効果と略同様な作用効果が得られる。
【0127】
すなわち、金属製基材140bの裏面に局部的な異常突起140b1があり、その突起部140b1がバックアップドラム150による支持部に達したとしても、突起部140b1が筒状緩衝部材160に入り込むこととなる。
【0128】
したがって、像担持体140の裏面の突起部140b1に対応した表面の部位が凸状に盛り上がるということがなくなり、結果として、前述した凹部も生じないため、点状の画像欠陥が生じなくなる。
【0129】
【実施例】
軸110は金属製の軸で構成する。
【0130】
バックアップドラム150の側板151、円筒部材152は、アルミニウムで構成する。円筒部材152の表面152a全面にウレタンを塗布することによって、薄膜状の緩衝層155を形成する。
【0131】
バックアップドラム150の半径方向の位置精度は、±100μm程度とすることが望ましい。また、円周方向(像担持体140の回転方向)の位置精度は、±1゜以内程度とする事が望ましい。
【0132】
像担持体140に対する、帯電ローラ220、現像ローラ310の当接量(像担持体140の凹み量)は0.5mm以下とすることが望ましい。
【0133】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態あるいは実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【0134】
例えば、上記実施の形態では像担持体ユニットを感光体ユニットとして説明したが、本発明の像担持体ユニットは、これに限らず、中間転写媒体ユニットとしても構成することができる。この場合、像担持体は薄肉円筒状の中間転写媒体となる。
【0135】
【発明の効果】
請求項1〜3記載のいずれの画像形成装置によっても、像担持体と現像ローラおよびその他の当接部材との確実で安定した接触状態を得ることが可能で、像担持体の耐久性および取扱い性に優れ、像担持体を確実に駆動することができるという効果が得られる。
【0136】
さらに、高精度に作成することができるとともに、簡単に組み立てることができ、像担持体に対してその外方から当接部材としてのクリーニングブレード等が当接されるその当接位置において像担持体を内方から広い範囲に亙って支持することができるとともに、像担持体に対する負荷を小さくすることができ、像担持体の駆動トルクを低減させることができるという効果が得られる。
【0137】
しかも、点状の画像欠陥が生じないという効果が得られる。
【0138】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態における像担持体ユニットを示す横断面図(図3における部分省略I−I断面図)。
【図2】上記像担持体ユニットを組み込んだ画像形成装置の概略的な部分側面図。
【図3】図2の部分拡大図。
【図4】(a)は像担持体の部分拡大断面図、(b)はバックアップドラムの部分拡大断面図。
【図5】本発明に係る画像形成装置の第3の実施の形態の要部を示す概略的な断面図とその部分拡大図を同時に示した図。
【図6】(a)〜(c)は課題を説明するための概念図。
【図7】(a)(b)は従来技術の説明図。
【符号の説明】
100 像担持体ユニット
110 軸
120 円板状部材
140 像担持体
140b 金属製基材
140c 感光層(像担持層)
145 緩衝層
150 バックアップドラム
154 偏心軸受
155 緩衝層
160 筒状緩衝部材
210 クリーニングブレード(当接部材)
310 現像ローラ
Claims (3)
- それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記バックアップドラムの表面および/または前記金属製基材の裏面に薄膜状の緩衝層が形成されていることを特徴とする画像形成装置。 - それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記バックアップドラムがゴムローラで構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - それ自身では回転しない軸と、この軸に対して回転可能に取り付けられた一対の円板状部材と、これら一対の円板状部材によって両端部が支持固定され円板状部材とともに回転駆動される、可撓性を有する薄肉円筒状の金属製基材およびこの基材の表面に形成された像担持層を有する可撓性のある薄肉円筒状の像担持体と、この像担持体の内径よりも僅かに小さな外径を有し、像担持体の内方において前記軸に対して偏心軸受を介して回転可能に支持され、像担持体に対してその外方から当接部材が当接されるその当接位置において像担持体を内方から支持するバックアップドラムとを備えた像担持体ユニットと、
この像担持体ユニットの像担持体に対し、前記バックアップドラムにより支持されていない位置において当接する現像ローラとを備え、
前記金属製基材とバックアップドラムとの間に筒状緩衝部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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