JP4940910B2 - イメージングユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、イメージングユニットおよび画像形成装置に関する。

像担持体上に現像剤で画像を形成し、被転写体に画像を転写する画像形成装置において、像担持体が被転写体に対して傾斜すると画像の歪みが発生する。特に多色の現像を行う画像形成装置において、像担持体が被転写体に対して傾斜していると、複数の色の画像を重ね合わせて被転写体に転写する際に、色ずれが発生してしまう。

このため、像担持体の傾斜を補正する様々な手段が提案されている。例えば、特許文献１および２には、ねじを締め込むことで像担持体の回転軸の端部を被転写体の搬送方向に押し込む補正手段が開示されている。また、特許文献３には、カムによって像担持体を傾斜させる補正手段が開示されている。また、特許文献４には、ステッピングモータで駆動するねじによって像担持体に静電潜像を形成するレーザ光を傾斜させる補正手段が開示されている。また、特許文献５および６には、像担持体にレーザ光を照射する光学系をフレームにビス止めするためのビス孔を長孔にすることで、光学系を傾斜させられるようにしたものが開示されている。

特許文献１から４の補正手段は、像担持体の傾きを細かく調整でき、例えば、ねじで軸端を移動させる場合、ねじのピッチの数分の１の精度で軸端を位置決めできる。しかしながら、軸受を調整方向に移動可能に保持する構造が必要であり構造が複雑になるという問題がある。また、特許文献５および６のような長孔による調整では、調整量を定量的に把握する手段がなく、０．１ｍｍ単位の微調整は事実上不可能である。

特許第２６０８３０２号公報 特許第３０１５３００号公報 特開２００３−２６３０００号公報 特開２００４−９８５５８号公報 特開２００１−７１５５２号公報 特開２００２−１６６５９６号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、像担持体の傾きを容易に微調整できるイメージングユニットおよび画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明によるイメージングユニットは、回転軸周りに回転可能であり、表面に現像剤で画像が形成される像担持体と、前記像担持体と並列して配置され、前記像担持体に前記現像剤を供給する現像器と、前記像担持体および前記現像器の一端を支持するメインフレームと、前記像担持体および前記現像器の他端を支持し、前記メインフレームに前記回転軸の軸方向に揺動可能に保持されたサブフレームとを有し、前記現像器は、前記メインフレームに対して前記軸方向に固定位置を移動可能であり、前記現像器は、前記メインフレームに対して前記軸方向に固定位置を移動可能であり、前記サブフレームに対して前記軸方向に移動不能に固定されており、前記回転軸は、前記メインフレームおよび前記サブフレームに軸受を介して支持され、前記軸受に対して傾斜可能であり、前記サブフレームの揺動により、前記サブフレーム側の前記軸受が傾斜して、前記回転軸の前記サブフレーム側の一端を、前記軸方向と垂直な方向に押し出すものとする。

この構成によれば、現像器を軸方向に移動することでサブフレームが揺動し、像担持体の回転軸を支持する軸受がサブフレームの揺動の正弦方向および余弦方向に移動する。像担持体は、サブフレームに支持された端部が移動することで、メインフレームに支持された回転軸の端部を中心に回転する。サブフレームの揺動と回転軸の軸受の移動との間には幾何学的相似性があるので、揺動の中心から現像器の支持位置までの距離と、回転軸の支持構造の幾何学形状とによって、現像器の移動量と像担持体の回転量との比を定めることができる。揺動の中心から現像器の支持位置までの距離を大きくすれば、現像器を大きく移動しても像担持体が少ししか回転しないようにすることができ、像担持体の傾きの微調整が正確に行えるようになる。また、この構成によれば、回転軸の軸受をサブフレームに対して移動させる必要がないので、構造が簡単でよい。

また、本発明のイメージングユニットにおいて、前記サブフレームは、前記回転軸に対して、前記像担持体から画像が転写される被転写体の搬送方向後方において前記メインフレームに保持されていてもよい。

この構成によれば、サブフレームが像担持体の回転軸を移動させる方向が被転写体の搬送方向になるので、被転写体に転写する画像の傾きを補正できる。

また、本発明のイメージングユニットにおいて、前記サブフレームは、前記現像器の前記軸方向の位置に応じて弾性的に撓むことで揺動してもよい。

この構成によれば、メインフレームに対するサブフレームの取り付けが容易であり、構造が簡単になる。

また、本発明のイメージングユニットにおいて、前記軸受は、前記サブフレームから前記軸方向内側に突出して、前記回転軸と嵌合してもよい。

この構成によれば、サブフレームの揺動による軸受の傾斜が回転軸を移動させる。

また、本発明のイメージングユニットにおいて、前記現像器は、前記メインフレームに長孔でねじ止めしてもよい。

この構成によれば、簡単な構成で、現像器の位置を変更できる。

また、本発明による画像形成装置は、前記イメージングユニットのいずれかを備えるものとする。

この構成によれば、現像器の移動によって像担持体の傾きの微調整を行うことができ、傾斜や色ずれのない画像を形成できる。

現像器を移動することで、サブフレームを揺動させ、像担持体の回転軸を支持する位置を移動させることができ、像担持体の傾きの微調整を容易に行うことができる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の１つの実施形態である画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによって異なる現像色の画像を形成する４つのイメージングユニット２と、転写ベルト（被転写体）３と、各現像色のイメージングユニット２が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４と、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、記録紙Ｓを加熱してトナー画像を定着させる定着器６と、各現像色のイメージングユニット２にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給する４つのトナーカートリッジ７とを有している。

各現像色のイメージングユニット２は、それぞれ、回転するドラム状の感光体（像担持体）８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を露光して静電潜像を形成する露光器１０と、静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー画像を形成する現像器１１と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーナ１２とを有している。

転写ベルト３は、駆動される駆動ローラ１３と、自由ローラ１４と、張力を与えるテンションローラ１５とに掛け渡されて、駆動ローラ１３によって矢印Ｘ方向に回動させられる。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット１６を有している。

記録紙Ｓは、給紙部１７に供給され、供給ローラ１８で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ１９で２次転写ローラ５に搬送され、定着器６を通って排紙ローラ２０によって排紙部２１に排出される。

図２に、イメージングユニット２の感光体８および現像器１１の支持構造を簡略化して示す。図は、画像形成装置１を下側から見た様子を示す。感光体８は、回転軸２２を中心に回転可能であり、回転軸２２の一方の軸端部２２ａはイメージングユニット２のメインフレーム２３に設けた軸受２４に支持され、回転軸２２の他方の軸端部２２ｂは、メインフレーム２３にビス２５で固定されたサブフレーム２６に設けた軸受２７に支持されている。

現像器１１は、一端がメインフレーム２３に設けた長孔２８を貫通するねじ２９によって、メインフレーム２３に固定され、他端に突設した接続部３０がビス３１でサブフレーム２６に固定されている。

メインフレーム２３は、感光体８を初めとするイメージングユニット２の各構成要素を位置決めできるように、剛性のある材料で形成されており、変形のない剛体とみなすことができる。

サブフレーム２６は、例えば、ばね鋼からなり、メインフレーム２３から片持ち状態に延伸する部分が弾性変形して撓み、回転軸２２の軸方向に揺動することができる。しかしながら、現像器１１を固定した状態では、現像器１１がサブフレーム２６の自由端とメインフレーム２３との距離を固定するので、サブフレーム２６は変形することがない。

図３に示すように、現像器１１は、長孔２８の中でねじ２９を移動することで回転軸２２と平行な方向に位置をずらして固定することができる。現像器１１を回転軸２２の軸方向に移動すると、サブフレーム２６が撓んで揺動する。

サブフレーム２６が揺動すると、軸受２７が傾斜し、回転軸２２の軸端部２２ｂを転写ベルト３の回転方向Ｘと逆方向に押し出す。回転軸２２の軸端部２２ｂが移動すると、感光体８は、メインフレーム２３に支持されている回転軸２２の軸端部２２ａを中心に回動して転写ベルト３の回転方向Ｘに対して傾斜する。

図４に、現像器１１の移動量と感光体８の軸端部２２ｂの移動量の関係を説明するために、サブフレーム２６の周囲を分かりやすくモデル化して示す。サブフレーム２６は、上記実施形態では、弾性変形して揺動するが、支点Ｐを中心に回動する剛体であるものとみなして図示して説明する。

現像器１１の接続部３０は、サブフレーム２６の支点Ｐから距離Ａだけ離れた位置を、距離Ｂだけ外側に押し出してサブフレーム２６を角度αだけ回動させるものとする。このとき、軸受２７も、角度αだけ傾斜する。軸受２７と軸端部２２ｂとの嵌合長さをＣとし、軸端部２２ｂの位置ずれ量をＤとすると、角度αが小さい場合にはＢ／Ａ＝Ｄ／Ｃの関係にあることが分かる。よって、軸端部２２ｂの位置ずれ量は、Ｄ＝Ｂ・Ｃ／Ａとなる。

これより、軸端部２２ｂの位置ずれ量Ｄは、現像器１１の移動量Ｂに比較して、サブフレーム２６の揺動の中心から現像器１１に固定された部分までの距離Ａが長いほど小さくなり、軸受２７と軸端部２２ｂとの嵌合長さＣが長いほど大きくなることが分かる。

例えば、現実的な数値として、サブフレーム２６の揺動の中心から現像器１１に固定された部分までの距離Ａが１００ｍｍ、軸受２７と軸端部２２ｂとの嵌合長さＣが４ｍｍである場合、現像器１１を３ｍｍ（＝Ｂ）移動したとすると、軸端部２２ｂのＸ方向の移動量Ｄ＝３×４／１００＝０．１２ｍｍとなる。つまり、本実施形態では、現像器１１を人間の視覚によって確認可能な１ミリ単位で移動させることで、感光体８の軸端部２２ｂを１０分の１ミリ以下の精度で移動させて、感光体８を転写ベルト３の移動方向Ｘに対する傾斜を微調整することができる。

これにより、画像形成装置１では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像の傾きを一致させて、色ズレしないように転写ベルト３上に重ねて転写することが可能である。

また、本発明のサブフレームは、実際に図４のモデルのように揺動するように、メインフレームに対して、例えばヒンジにより、揺動可能に枢支されてもよい。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成図。 図１イメージングユニットの感光体および現像器の支持構造に係る概略図。 図２のイメージングユニットの現像器を移動した様子を示す概略図。 図３の感光体および現像器の移動量をモデル化した概略図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ イメージングユニット
３ 転写ベルト（被転写体）
８ 感光体（像担持体）
１１ 現像器
２２ 回転軸
２２ａ 軸端部
２２ｂ 軸端部
２３ メインフレーム
２４ 軸受
２６ サブフレーム
２７ 軸受
２８ 長孔
２９ ねじ
３０ 接続部

Claims (6)

1. 回転軸周りに回転可能であり、表面に現像剤で画像が形成される像担持体と、
   前記像担持体と並列して配置され、前記像担持体に前記現像剤を供給する現像器と、
   前記像担持体および前記現像器の一端を支持するメインフレームと、
   前記像担持体および前記現像器の他端を支持し、前記メインフレームに前記回転軸の軸方向に揺動可能に保持されたサブフレームとを有し、
   前記現像器は、前記メインフレームに対して前記軸方向に固定位置を移動可能であり、前記サブフレームに対して前記軸方向に移動不能に固定されており、
   前記回転軸は、前記メインフレームおよび前記サブフレームに軸受を介して支持され、前記軸受に対して傾斜可能であり、
   前記サブフレームの揺動により、前記サブフレーム側の前記軸受が傾斜して、前記回転軸の前記サブフレーム側の一端を、前記軸方向と垂直な方向に押し出すことを特徴とするイメージングユニット。
2. 前記サブフレームは、前記回転軸に対して、前記像担持体から画像が転写される被転写体の搬送方向後方において前記メインフレームに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージングユニット。
3. 前記サブフレームは、前記現像器の前記軸方向の位置に応じて弾性的に撓むことで揺動することを特徴とする請求項１または２に記載のイメージングユニット。
4. 前記軸受は、前記サブフレームから前記軸方向内側に突出して、前記回転軸と嵌合することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のイメージングユニット。
5. 前記現像器は、前記メインフレームに長孔でねじ止めすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のイメージングユニット。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のイメージングユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
   ト。

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