JP4232719B2

JP4232719B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4232719B2
Application number: JP2004278644A
Authority: JP
Inventors: 誠川本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006088598A

Description

本発明は、一様に帯電された感光体ドラムに静電潜像を形成するために、書込み手段として発光ダイオード（ＬＥＤ）ヘッドを用いた画像形成装置に関し、特に、ＬＥＤ本体と装置本体の支持フレームとの間で、接地手段を設けてなる画像形成装置に関する。

画像形成装置において、感光体ドラムに画像情報を書込みするために、書込み装置としてレーザ光を用いた装置を用いる他に、ＬＥＤを用いた書込み装置を用いることも一般的に行われている。前記ＬＥＤを用いた書込み装置においては、ＬＥＤ素子にレンズ集合体（セルフォックレンズ）とを組み合わせて、感光体ドラムの表面に対して点状に光を照射するように設けている。そして、画像記録装置の画像情報出力回路からＬＥＤ素子の各々に画像情報が伝達され、一様に帯電された感光体ドラムに対して、点状に画像の光を照射することにより静電潜像が形成される。前記静電潜像に対して、現像ローラからトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として可視像化され、用紙に対する転写位置で、用紙の裏面から逆極性の電圧が印加されることにより、前記感光体ドラムに担持されているトナー画像が用紙に転写される。その後に、前記トナー画像を担持する用紙を定着装置を通して定着して、記録紙（コピー）として排出トレイに向けて排出される。一般的な画像形成装置において、記録部に配置している部材のうち、ＬＥＤ本体のように、特に静電気が帯電しやすい電気的な部品に対しては、装置本体のフレーム等に対してアースを接続することで、静電気を容易に逃がし得るように設けている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平５−１５０５６８号公報

前述したような画像形成装置においては、ＬＥＤ本体にアースを接続する際には、接地線をＬＥＤ本体の一部に直接ネジ止めすることが一般的であり、その他に、板バネをＬＥＤ本体の一部に当てたりして、導通を設定することも行われている。ところが、アース線を直接ねじ止めする場合には、ＬＥＤ本体に対して端子部材を設ける等の、余分なものを取付ける加工を行うことが必要であり、そのアース線が周囲の機器に対して邪魔になることが心配される。また、板バネをＬＥＤ本体に接触させてアースをとる場合には、良好な接触状態を常時維持するための工夫を加えることが要求され、接地状態を良好に維持できなくなることもあった。

本発明は、ＬＥＤヘッドを感光体ドラム側に向けて付勢するために、ＬＥＤ本体を押圧保持する作用を行うコイルスプリングと、その上部に配置する板バネ部材、および、接地線を用いて、アースを容易に設定できるようにすることを目的としている。

本発明は、一様に帯電された感光体ドラムの表面に対して光信号を出力して静電潜像を形成するＬＥＤヘッドを記録部に配置してなる画像形成装置であって、前記ＬＥＤヘッドは、複数のＬＥＤ素子を配列したＬＥＤ本体と、前記ＬＥＤ本体を摺動自在に保持して前記ＬＥＤ本体を前記感光体ドラムに対して離接方向に移動させる保持枠部材と、前記保持枠部材の上側に突出して内部に凹所が形成されるとともに側部に側孔が貫通して設けられた取付スタッドと、前記取付スタッドの凹所内に介挿されるとともに前記ＬＥＤ本体を押圧して位置決めする金属製の圧縮コイルバネと、前記取付スタッドに取り付けられるとともに金属製の板状本体の端部から上下に向けて突出形成された折曲片のうち上部の折曲片をアース線に接続し下部の折曲片を前記側孔から前記圧縮コイルバネに接触するように設けた板バネ部材とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の記録部に配置している部材のうち、特に帯電しやすいＬＥＤ本体のような部材に対して、スプリングのような常時接触している導電体を用いて導通を設定でき、接地されている導電体で構成された支持フレームに対して、静電気を容易に逃がすことができる。また、前記スプリングに対して板バネ部材を配置して、支持フレームとの間でコイルスプリングのような伸縮可能で、装着と維持が容易な部材を用いることで、その導通の設定を容易に行うことかできる。そして、ＬＥＤ本体が移動可能な状態に装備されている場合でも、前記ＬＥＤ本体に対する付勢手段をアース部材として、安定した状態で用いることができる。

以下に説明する画像形成装置は、電子写真方式を用いて用紙に画像を記録する画像形成装置を対象としている。また、単独の機能のみを有するプリンタ、複写機の他に、ファクシミリやプリンタの機能を複写機に複合した複合機を対象とすることもできる。以下の実施例として説明する画像形成装置においては、一様に帯電された感光体ドラムの表面に画像の書込みを行って、静電潜像を形成するために、ＬＥＤヘッドを用いている。

図示される例にしたがって、本発明の実施の一形態の画像形成装置の概略構成を説明する。図１に示す画像形成装置１はプリンタ機能を有する小型の装置として構成されるものである。そして、この画像形成装置１に画像読取装置を接続することによって、複写機としての機能を持たせることができ、また、ＦＡＸモデムを装備することによって、ファクシミリ装置としての機能を持たせることができる。前記画像形成装置１において、装置本体の下部の給紙部と、上部に設けている排出トレイ１９との間に、略垂直方向（上方）に延びる用紙搬送路４が設けられている。前記画像形成装置本体の下部の給紙部には、給紙トレイ２が装備されており、給紙ローラ３によって給紙トレイ２上の用紙束から１枚ずつ用紙が分離され、用紙が用紙搬送路４に送り出される。送り出された用紙は、レジストローラ装置５に一時的に保持されて停止され、感光体ドラム１１に形成されたトナー画像とタイミングが合うように再び送り出される。

前記レジストローラ装置５の下流部（図１では上側の部分）には、記録部１０が設けられており、前記記録部１０には、感光体ドラム１１とクリーニング装置１２、帯電部材１３および転写ローラ１４が、それぞれの配置関係にしたがって設けられている。さらに、前記感光体ドラム１１に画像情報の書込みを行うために、ＬＥＤヘッド１５が感光体ドラムに近接して設けられている。このＬＥＤヘッド１５は、複数個の発光素子（ＬＥＤ）の発光面側にセルフォックレンズを位置させるように構成しているもので、少なくとも画像形成の動作を行う時には、その発光面が感光体ドラム１１の表面に対して、８〜１０ｍｍ程度まで近接させて位置される。また、前記ＬＥＤヘッド１５よりも感光体ドラムの回転方向の下流側には、トナーを供給するための現像ローラ８を配置している。

前記記録部１０においては、前記感光体ドラム１１に帯電手段１３が放電することで、感光体ドラム１１の表面が一様に帯電され、ＬＥＤヘッド１５から出力された光信号によって、感光体ドラム１１の感光層に静電潜像が形成される。前記静電潜像に対して現像ローラ８からトナーを供給し、トナーが感光体ドラム１１の静電潜像に付着されることによって、可視像としてのトナー画像が形成される。前記感光体ドラム１１上のトナー画像の先端部、つまり、画像形成領域の先端部が、転写ローラ１４とのニップ位置に達すると同時に、用紙先端が到達するようなタイミングに合わせて、レジストローラ装置５が駆動されて、用紙が画像転写位置に向けて送られる。そして、感光体ドラム１１と転写ローラ１４の間で用紙をニップした状態で、用紙を搬送しながら、用紙の裏面側に転写ローラ１４により転写電圧を印加することによって、トナー画像が用紙上に転写される。前記トナー画像を担持する用紙は、定着装置１６に向けて送り出される。

前記現像ローラ８を備える現像器７は、図示されるように、装置本体の現像器７の装着スペースが上下方向に間隔が狭いことから、上下方向に薄くて、左右方向に巾の広いトナー収容ケーシングを有している。このケーシングは、左右方向に複数の室を持つように構成され、各室毎に回転軸がそれぞれ平行となるように配置され、各回転軸に各室内のトナーを攪拌するとともに、現像ローラ８の側の室に向けて送り出すためのパドル９を設けている。そして、現像ローラ８に隣接する室から送り出されたトナーが、現像ローラ８の表面に薄層状態となるように付着・担持され、感光体ドラム１１とのニップ部で、前記静電潜像にトナーを移転させることによって、可視像化されたトナー画像が、感光体ドラム１１の表面に形成されることになる。

前記定着装置１６において、トナー画像を担持した用紙に対して、対向配置されている加熱と加圧作用を付与し、熱で溶融されたトナーを用紙に押圧して定着する。そして、定着装置を通過してトナー画像が定着された用紙は、排出路１７を通って排出ローラ装置１８によって、排出トレイ１９上に排出される。なお、本実施例に示す画像形成装置１は、表面に画像が形成された用紙（表面記録済み用紙）を、その表裏を反転させて記録部１０に戻してから、用紙の裏面にも画像を記録するような、両面記録可能な装置として構成されている。

前記画像形成装置１においては、両面記録可能に構成するために、前記排出路１７の端部に配置している排出ローラ装置１８を、正逆転可能な装置として構成している。前記定着装置１６から排出ローラ装置１８に至る排出路１７は、切換ゲート２１を配設した部分で、戻し路２０に連結されている。定着装置１６を出た表面記録済み用紙は、その用紙自体の紙の腰の強さによって、切換ゲート２１を押し上げながら排出路１７に入り、排出方向に回転している排出ローラ装置１８によって、排出トレイ１９上に排出されることになる。これに対して、用紙の裏面に画像を記録する場合には、用紙を全て排出する前に排出ローラ装置１８を逆回転させて、排出路１７内の用紙を逆方向に送り出す。

前記逆方向に送り出された用紙は、排出路１７および切換ゲート２１の上面に案内されながら戻し路２０内に向けて搬送され、戻し路２０内に配設された搬送ローラ装置２２、２２ａにより、用紙は再び記録部１０に向けて送り出される。この状態では、用紙の裏面が感光体ドラム１１の表面に臨み、用紙の表面に記録する場合と同様の動作が繰り返されて、記録部１０で用紙の裏面に画像が記録されることになる。なお、本実施例に示す画像形成装置１においては、手差しトレイ２５を配設しており、給紙ローラ２６によって記録部１０に向けて給紙される。

前記感光体ドラム１１および現像器７は、いずれも装置本体よりも寿命が短くて、交換可能とされる消耗品であり、感光体ドラム１１が使用により劣化したり、現像器７のケーシング内のトナーが不足して、その本来の機能を発揮できなくなった時には交換される。これらの消耗品１１、７は、装置本体のフロント側に取付けたフロントカバー（図示を省略）が開かれた状態で、装置のフロント側に引き抜かれて装置本体から取り外され、その後に交換する部品を装置本体の奥の側に押し込んで、その押し込まれた位置に保持されるようにして、再び動作を行わせるように構成されている。

本発明は、前記感光体ドラム１１または現像器７を装置本体から取り外す際に、前記感光体ドラム１１や現像ローラ８に付着しているトナーが舞い散り、ＬＥＤヘッド１５のレンズ面を汚染する恐れがあるという問題に対処しようとするものである。そのために、これらの消耗部品１１、７を装置本体から取り外す際には、ＬＥＤヘッド１５をこれらの消耗品１１、７から離間させた位置に保持することを特徴としているものである。前記ＬＥＤヘッド１５は、図２〜図５に示すような構成を有するものであり、図２の分解斜視図に示すような複数の構成部品を、図３の組み立て斜視図に示すように組み立てている。装置本体のフレーム４０に取付けられるＬＥＤヘッド１５は、ＬＥＤ本体３０、保持枠部材３３、被押圧板４２および、これ等を組立るための各機能部品としてのネジ部材３６ｂ、コイルバネ３９と４３とから構成されている。

前記ＬＥＤ本体３０の筐体内に、複数のＬＥＤ素子を配列した基板が収容されており、そのＬＥＤ素子の発光面側に、光出力部としてのセルフォックレンズ３１が、ＬＥＤ本体３０に筐体の下端面よりも突出して固定されているものを用いており、従来公知の装置と同様に構成されている。そして、前記セルフォックレンズ３１の光出力側の端部が、感光体ドラム１１の表面との間に、約８〜１０ｍｍの間隔を持たせるように位置決めされた状態で、感光体ドラム１１の表面に向けて、画像情報に応じた光信号が出力される。

図４および図５に示すように、ＬＥＤ本体３０の筐体の長手方向の両側壁に、外側に突出する突部材３２が形成されている。前記ＬＥＤ本体３０は、その周囲と上部とが、フレーム４０と保持枠部材３３等により囲まれた状態で、前記突部材３２を保持枠部材３３の両側板３４に穿設したガイド孔３５にはめ込んで、このガイド孔３５の長手方向（図５の上下方向）に摺動自在に保持枠部材３３に保持されている。前記保持枠部材３３の天板３３ａ（図２に示す）の長手方向両端から、上突部材３７が上側に突出されており、この上突部材３７の内部には、図示を省略する円柱状の凹所が形成されている。前記上突部材３７の凹所内に圧縮コイルバネ３９が介挿され、この圧縮コイルバネ３９は、ＬＥＤ本体３０の筐体の上面を押圧する。そして、前記ガイド孔３５の下部が規定する下面部分に、ＬＥＤ本体３０の突部材３２の下面が当接し、ＬＥＤ本体３０の保持枠部材３３に対する位置決めがなされる。

前記保持枠部材３３に保持されたＬＥＤ本体３０は、装置本体のフレーム４０と感光体ドラム１１の間に配置され、装置本体のフレーム４０に近接・離間する方向（感光体ドラム１１の表面に対して離間・近接する方向）に変位させることができる。なお、前記フレーム４０は板状の部材であって、その長手方向の両端に孔４１ａが穿設され、これらの孔４１ａに円柱状のガイドロッド３６が挿通される。前記ガイドロッド３６は、保持枠部材３３の天板３３ａに対して、その長手方向両端部に形成されている部材である。前記フレーム４０の上側には長い板状の被押圧板４２が配置され、ガイドロッド３６が孔４１ａに挿通された状態で、被押圧板４２の長手方向端部とガイドロッド３６とを、ネジ部材３６ｂで締結することで、前記被押圧板４２と保持枠部材３３とが固定される。このように、被押圧板４２と保持枠部材３３とを組み付けることによって、保持枠部材３３に保持されたＬＥＤ本体３０は、フレーム４０に対して被押圧板４２と一体的に、感光体ドラム１１に離間・近接する方向に移動可能となる。

また、前記フレーム４０の上面には、孔４１ａの内側寄りの位置に、上側に開口した凹部４１ｂが形成され、前記被押圧板４２の下面には、両端よりも内側寄りの位置に、下側に開口する凹部（図示を省略）が形成されている。そして、前記ＬＥＤ本体３０、保持枠部材３３および被押圧板４２からなるＬＥＤヘッド１５を、フレーム４０に取付けた状態では、フレーム４０の凹部４１ｂと被押圧板４２の凹部とが対向し、圧縮コイルバネ４３の一端がフレーム４０の凹部４１ｂに嵌め込まれ、他端が被押圧板４２の凹部に嵌め込まれている。前記圧縮コイルバネ４３は、被押圧板４２をフレーム４０から離間させる方向に常に付勢している部材である。

したがって、被押圧板４２に締結された保持枠部材３３に対して、ＬＥＤ本体３０が保持されていることから、前記ＬＥＤ本体３０がフレーム４０に近接する方向に、常に付勢されていることになる。そこで、被押圧板４２に力が作用していない状態では、圧縮コイルバネ４３のバネ力によって、被押圧板４２がフレーム４０から離間した位置に移動された状態となる。この位置は、保持枠部材３３およびＬＥＤ本体３０がフレーム４０に近接し、感光体ドラム１１から離間した位置である。この状態で、ＬＥＤ本体３０がフレーム４０側に移動すると、保持枠部材３３の上突部材としての取付スタッド３７がフレーム４０に突き当たって、それ以上の移動が阻止されることになる。しかし、フレーム４０には前記取付スタッド３７を逃がすために、貫通孔４１が穿設されているため、ＬＥＤ本体３０はできるだけ感光体ドラム１１の表面から離間するように保持される。

感光体ドラム１１に対する書込み位置に向けて、前記ＬＥＤヘッド１５を移動させる際に、前記押圧手段４４が作動されて、押圧レバー４５によりＬＥＤヘッド１５（この例では、被押圧板４２）が押圧されると、ＬＥＤヘッド１５は圧縮コイルバネ４３の力に抗って、感光体ドラム１１の表面に向けて接近される。これに対して、感光体ドラム１１または現像器７を取り外すために、フロントカバーを開いた状態では、被押圧板４２に対する押圧力が付与されない状態となる。したがって、圧縮コイルバネ４３のバネ力によって、ＬＥＤヘッド１５が感光体ドラム１１から離間した位置に保持されている。

したがって、前記現像器７を収容スペース７ａから引き出す際に、現像ローラ８に付着していたトナーが舞い散ったとしても、前記ＬＥＤヘッド１５は感光体ドラム１１および現像器７から離れた位置に退避しているために、そのレンズ面がトナーによって汚染されることを抑えることができる。他方、前記感光体ドラム１１および現像器７を装着して、フロントカバーを閉じた状態では、前記被押圧板４２に押圧力が作用する。この状態において、ＬＥＤヘッド１５は圧縮コイルバネ４３のバネ力に抗して、レンズを感光体ドラム１１表面に近接させた位置に押圧保持する。

前述したような構成を有する装置において、特に静電気が帯電しやすいＬＥＤ本体３０から、静電気を逃がす接地系統を形成することが必要とされる。そこで、本実施例においては、図６〜８に示すように、ＬＥＤ本体３０を保持枠３３内で付勢するように作用させる機構を、アース部材の一部として用いることを意図している。つまり、図６の分解斜視図に示すように、保持枠３３の端部付近で、コイルバネ３９により、ＬＥＤ本体３０を感光体ドラムに向けて付勢する手段のうち、前記取付スタッド３７の中に収容されているコイルバネ３９が金属であって、電気を通す良好な導体であり、その下部がＬＥＤ本体３０に直接押圧されて、電気的に接続されている。

また、以下の説明は、図６〜８を一括して説明するが、前記取付スタッド３７においては、下端部が開口している円筒状の部材の本体の上部に、蓋部材３７ａが一体にまたは必要に応じてねじ止め等の固定手段を用いて取付けられる。なお、前記蓋部材３７ａの中央上部には、突起部材３７ｂを突出させて設けている。さらに、前記円筒の上部の側部に、内外を貫通する状態で、角型の側孔３８ａが所定の間隔で設けられており、その側孔３８ａを用いて、内部空間３８に収容しているコイルバネ３９から、アース部材を接続できるようにしている。前記コイルバネ３９とアース線とを接続するために、取付スタッド３７の上に板バネ部材５０を取付けて、その本体板５１の上に折り曲げた折曲片としての上舌片５３をアース線部材５５に接続し、下方に折り曲げた下舌片５２を、コイルバネ３９に弾性的に接触させるように設けている。

前述したように、コイルバネ３９から板バネ部材５０を介して、アース線部材により接地される対象としては、前記書込装置を支持しているフレーム４０か、または、そのフレーム４０を支持している本体フレーム４０ａを対象とすることができる。前記本体フレーム４０ａは、鉄またはその他の電気を通す金属で形成されているもので、画像形成装置の他の構成部材に対しても、アースが接続されており、その本体フレームに対しては、主たるアース線が接続されて、装置内部で発生した静電気を、メインのアース線を通して逃がすようにする接地系統を構成している。したがって、前記接地系統としては、本体フレームを用いて、コイルバネと本体フレームに設けた接点５６のような部材との間を、コイルスプリングのような金属部材で接続すると良い。

前記取付スタッド３７の上部に装着して、コイルバネ３９と接続バネ５５を導通させるために設けられる板バネ部材５０は、りん青銅のような電気的な特性が良好で、バネ性を有する金属製の板部材を切り抜いて、折り曲げ加工を施して構成できる。そして、前記板バネ部材５０の板状の本体５１の中央部に設けた孔に、取付スタッド３７の蓋部材から突出配置した突起部材３７ｂを挿入して、板本体を固定支持できるようにする。前記板本体５１の端部から、上下に舌部材としての巾の狭い板を折り曲げて突出させるので、前記下舌片５２と上舌片５３は、巾が狭くて長いものでも、それ自体がバネ性を良好に発揮できるものとされる。そして、下舌片５２を取付スタッド３７の側面開口３８ａから挿入し、コイルバネ３９に当接させるようにすれば、取付スタッド３７の内部の空洞部３８で、前記コイルバネ３９が伸縮したとしても、前記板バネ部材との接触状態を良好に維持できるものとされる。

前記接地系統を構成する各部材において、本体フレーム４０ａに設ける接点５６と、板バネ部材５０の上舌片５３との間を接続するアース線としては、特に、コイルスプリング５５を用いることに限定されるものではなく、任意の電線を用いることが可能である。また、前記コイルスプリングを用いる場合には、その端部を接点に対して容易に接続できることになるけれども、任意の電線等を使用した場合には、ネジ等を用いて固定するか、半田付け等の接続手段を用いることも可能である。

前記取付スタッド３７に板バネ部材５０を取付けて支持させるに際して、前記板バネ部材５０の中央部の孔に、取付スタッドの突起部材３７ａを入り込ませるようにして、固定保持させることを想定しているが、前記装着方式では固定が安定しないと考えられることもある。そのような場合には、取付スタッド３７の内部空間３８の上部に、板バネ部材５０を挿入することにより、コイルバネ３９の上部分が、板バネ部材５０の本体板５１に当接させるように位置させることができる。そして、側面開口３８ａから上に向けて上舌片５３を突出させて、本体フレームとの間にアース線５５を接続して設けることで、接地状態を良好に維持できることも考えられる。

前述したように、ＬＥＤ本体と本体フレームとの間での接地系統を形成する場合に、コイルバネのような伸縮可能なアース接続部材を用いることに代えて、任意の種類の被覆電線をコイル状に巻いたものを用いることも可能である。また、前記ＬＥＤ本体の接地の相手を、本体フレームに限定するものでもなく、その部材に近接しているフレームの一部を用いることも可能である。さらに、プラスチックで成型されている保持枠部材３３と、それ等と一体に形成される取付スタッド等が、電気を通さない不導体であることから、その内外を導通させるための部材としては、できるだけ単純な形状の接続手段を用いることが必要である。その他に、取付スタッドに設ける板バネ部材の保持手段と、コイルバネと本体フレームのアース接点とを接続する機構と、取付スタッドに設ける開口等は、任意の形状のものとして構成することも可能であり、特に実施例に限定するものではない。

画像形成装置の構成を示す説明図である。ＬＥＤヘッドの分解斜視図である。ＬＥＤヘッドの組立斜視図である。ＬＥＤヘッドの側面図である。ＬＥＤヘッドを発光面側から見た斜視図である。アース部材として利用する機構の分解斜視図である。図６の組み立て状態の外観図である。図７のスタッドの断面図である。

符号の説明

１画像形成装置、７現像器ユニット、１０記録部、
１１感光体ドラム、１５ＬＥＤヘッド、１８排出トレイ、
３０ＬＥＤ本体、３１光出力部、３２側突部、３３保持枠、
３５ガイド溝、３６上突部材、３７取付スタッド、
３７ｂ突起部材、３８内部孔、３８ａ側面開口、
３９コイルバネ、４０フレーム、４２押し板、
４３スプリング、４４押圧手段、４５押圧レバー、
４６シャフト、４７ブラケット、４８動作レバー、
４９ワイヤ、５０板バネ部材、５２・５３折曲片、
５５アース部材、５６接点。

Claims

一様に帯電された感光体ドラムの表面に対して光信号を出力して静電潜像を形成するＬＥＤヘッドを記録部に配置してなる画像形成装置であって、前記ＬＥＤヘッドは、複数のＬＥＤ素子を配列したＬＥＤ本体と、前記ＬＥＤ本体を摺動自在に保持して前記ＬＥＤ本体を前記感光体ドラムに対して離接方向に移動させる保持枠部材と、前記保持枠部材の上側に突出して内部に凹所が形成されるとともに側部に側孔が貫通して設けられた取付スタッドと、前記取付スタッドの凹所内に介挿されるとともに前記ＬＥＤ本体を押圧して位置決めする金属製の圧縮コイルバネと、前記取付スタッドに取り付けられるとともに金属製の板状本体の端部から上下に向けて突出形成された折曲片のうち上部の折曲片をアース線に接続し下部の折曲片を前記側孔から前記圧縮コイルバネに接触するように設けた板バネ部材とを備えていることを特徴とする画像形成装置。