JP2883159B2 - 像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、像形成装置に関し、特に、例えば感光体
ドラム内部に露光用光源を配置して、感光体ドラムの内
側から露光すると同時もしくは直後に、トナー現像する
像形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の画像形成装置において、圧力転写ロー
ラは全域にわたって、導電性からなる材料で形成されて
いた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の方法であると、圧力転写ローラの幅が記録
紙の幅より大きい場合、直接感光体ドラムに接触するた
め、転写電圧により感光体の光導電体層を破壊する恐れ
があった。また、感光体に打痕などがあり、感光体の背
面に電極に通ずる導電路が形成され、しかも、その部分
に直接転写ローラが接触すると、転写部材から過剰な電
流が流れ転写ローラに印加された電圧が降下する。

上記の感光体へのリーク電流による転写ローラの電圧
降下は、転写ローラの感光体長手方向の接触領域にわた
って、転写率がいちじるしく低下するという問題点が発
生する。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされた
もので、圧力転写ローラからのリーク電流を防止し、転
写効率の向上をはかった像形成装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる像形成装置は、圧力転写ローラは用
紙幅以下の長さの画像領域に対向する位置を導電性と
し、前記画像領域に対向する位置以外を絶縁性としたも
のである。

［作用］ この発明において、圧力転写ローラが直接感光体の光
導電体層に接触する部分は圧力転写ローラの絶縁性部分
であるため、転写バイアスを印加してもその影響を受け
ない。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例としての光プリンタを示
す断面図である。また、第２図は、第１図の実施例にお
ける感光体ドラム，位置決め部材およびマグネットロー
ラの嵌合状態を示す分解斜視図、第３図は感光体ドラム
の一例を示す部分拡大断面図、第４図は一部を破断して
示した要部の側面図である。以下には、この発明が光プ
リンタに適用されたものとして説明するが、この発明は
他の像形成装置、例えば複写機やファクシミリなどにも
適用され得る。

第１図において、光プリンタ10は本体11を含み、本体
11内部には感光体ドラム12が回転自在に支持される。こ
の感光体ドラム12は第３図に示すように、例えばガラス
などからなる透明基体12aとその透明基体12aの上に積層
された透明導電層12bおよび光導電体層12cとを含む。

感光体ドラム12の外表面（光導電体層12c表面）に接
触するように駆動ローラ13が設けられ、この駆動ローラ
13は図示しないモータ等の駆動源からの駆動力によっ
て、感光体ドラム12を回転させる。感光体ドラム12はそ
の内表面、すなわち透明基体12a表面に接触する２つの
固定支持ローラ14および15と、１つの可動支持ローラ16
とによって回転自在に支持されているので、駆動ローラ
13が矢印Ａ方向に回転すると、これに応じて感光体ドラ
ム12も矢印Ｂ方向に回転する。この駆動ローラ13は、図
では明らかでないが、感光体ドラム12の幅方向端部（好
ましくは両端部）に配置され、他方、感光体ドラム12の
駆動ローラ13と接触する端部の表面はやや粗く形成さ
れ、それによって両者の摩擦によって感光ドラム12が正
確に回転駆動される。

上述のように、感光体ドラム12はその内側において固
定支持ローラ14および15ならびに可動支持ローラ16によ
って３点で支持される。第１図からよくわかるように、
これら各支持ローラ14〜16はいずれも、感光体ドラム12
の幅方向両端に配置される。そして、可動支持ローラ16
は、好ましくは、駆動ローラ13と感光体ドラム12の中心
を結ぶ線上の中心対称位置に配置される。すなわち、可
動支持ローラ16は感光体ドラム12の回転中心を挟んで駆
動ローラ13と対向する位置に設けられる。また、固定支
持ローラ14は、後述の感光体ドラム12の露光位置の延長
線上に配置される。

そして、固定支持ローラ14および15の取付軸17および
18は、第２図に示されるように感光体ドラム12の両端に
配置される側板19にそれぞれ直接固着される。

一方、可動支持ローラ16の取付軸20は、側板19には直
接は固着されない。すなわち、可動支持ローラ16の取付
軸20は、コイルばね21によって可動支持ローラ16が感光
体ドラム12の内部に押圧力を与えることができるよう
に、両側の側板19に取り付けられる。したがって、可動
支持ローラ16は感光体ドラム12の内周の径方向の変動に
追従して、常に押圧力が与えられた状態で感光体ドラム
12に密着できる。したがって、固定支持ローラ14および
15の感光体ドラム12の内周への接触位置は、感光体ドラ
ム12の内周が偏心していても一定であるが、可動支持ロ
ーラ16の接触位置は、感光体ドラム12の内周の偏心に追
随して変化する。そのため、たとえば感光体ドラム12の
直径や真円度がばらついた場合でも、可動支持ローラ16
の変位によって、そのような寸法的ばらつきを吸収する
ことができる。なお、第２図からよくわかるように、固
定支持ローラ15の取付軸18および可動支持ローラ16の取
付軸20は、それぞれ、感光体ドラム12の幅方向両端を貫
通する長さを有するが、固定支持ローラ14の取付軸17は
短く、それぞれ、固定支持ローラ14の長さにほぼ等し
い。そして、それぞれの取付軸17は、両端の側板19に個
別に取り付けられる。すなわち、両端の固定支持ローラ
14間には、後述の感光体ドラム12の露光のための間隔が
形成される。

感光体ドラム12の内部には、さらにLEDヘッド22が配
置される。このLEDヘッド22の一方の主面には、多数のL
ED素子が感光体ドラム12の幅方向に延びる直線上に配列
されたLEDアレイ22aが形成され、このLEDアレイ22aから
の光は、アーム23aによってLEDヘッド22に固着されたロ
ッドレンズアレイ、すなわち集束性光伝送体23によっ
て、両端の固定支持ローラ14間において、感光体ドラム
12の透明基体12aおよび透明導電層12bを通して光導電体
層12cへ照射される。

このように、露光光の光軸上に固定支持ローラ14が配
置されることによって、露光光の焦点が確実に感光体ド
ラム12の光導電体層12c上にもたらされる。すなわち、
露光光が照射される位置では、感光体ドラム12は常に固
定支持ローラ14によって一定位置に維持され、したがっ
て、露光光が照射される光導電体層12cの位置の変動が
生じない。したがって、露光光の焦点があらかじめその
位置に合致するように調整されていれば、露光光は常に
光導電体層12c表面に結像する。したがって、例えば感
光体ドラム12の直径や真円度にばらつきがあるときで
も、それが焦点に影響しない。

なお、LEDヘッド22はその両端において、ビス24によ
って、側板19に一体的に固定される。したがって、集束
性光伝送体23からの光照射位置、すなわち露光位置と固
定支持ローラ14が感光体ドラム12の内面に接触する位置
との関係は、感光体ドラム12が回転しても常に一定であ
る。したがって、集束性光伝送体23の焦点が感光体ドラ
ム12の光導電体層12cの表面に合致するように調整され
ていれば、そこからの露光光は常に光導線体層12c表面
に結像される。そのため、例えば、感光体ドラム12を組
込むときや脱着するときでも、集束性光伝送体23の焦点
位置を光導電体層12c表面に合致させるための手間がか
からない。

第１図に戻って、本体11には、感光体ドラム12の左側
に現像装置25が設けられる。現像装置25は、本体11のシ
ャーシにコイルばね26によって常に感光体ドラム12側へ
拘引されるように取り付けられる。現像装置25にはトナ
ーカートリッジ27が装填され、そのトナーカートリッジ
27から現像剤室28内に供給されたトナーは、搬送スクリ
ュー29によってマグネットローラ30に搬送される。搬送
されたトナーはマグネットローラ30の円周上で磁気ブラ
シとして形成される。そして、その磁気ブラシの高さ、
すなわち穂立ちの高さは穂立規制板31で調整され、マグ
ネットローラ30の回転に応じて感光体ドラム12と対峙す
る部分に転送される。すなわち、トナーはマグネットロ
ーラ30と感光体ドラム12の光導電体層12cとの間に送ら
れる。

一方、図示しないが、マグネットローラ30と感光体ド
ラム12の透明導電層12bとの間には、例えば200Vの直流
電圧が印加されている。そして、マグネットローラ30と
対峙する感光体ドラム12の光導電体層12cには、先のLED
ヘッド22および集束性光伝送体23によって画像情報に応
じた露光光が照射され。露光光を受けた光導電体層12c
の部分では、その抵抗値が低下し、したがって、マグネ
ットローラ30と透明導電層12bとの間に、上述の電圧に
よって電流が流れる。したがって、その部分に存在する
トナーはその電流によって帯電される。他方、露光され
ない部分では光導電体層12cの抵抗は高いままであり、
電流が流れないのでトナーはほとんど帯電しない。ま
た、露光された感光体ドラム12、すなわち光導電体層12
c上には、上述の電流によってトナーの帯電極性とは逆
極性の潜像電荷が生じており、帯電トナーは感光体ドラ
ム12の光導電体層12c表面に静電気力によって吸着され
る。このようにして、LEDヘッド22による露光とほぼ同
時に、現像装置25によって感光体ドラム12上にトナー像
が形成される。

良好なトナー現像を行うためには、上述のマグネット
ローラ30と感光体ドラム12とが対峙する部分の間隙を正
確に設定する必要があるばかりでなく、その部分が露光
光の光軸に対して正確に直交するようにマグネットロー
ラ30および感光体ドラム12が位置決めされる必要があ
る。

そこで、この実施例では、この部分の上述の位置決め
は第２図に示すように、感光体ドラム12の幅方向両端に
配置され、かつ互いに平行な２つの位置決め部材32によ
って設定される。他方、上述の間隔は、第２図に示され
るようにマグネットローラ30の両端に回転自在にギャッ
プローラ33を設け、そのギャップローラ33を感光体ドラ
ム12の表面に当接させることによって規定される。な
お、各々の位置決め部材32の左端には、マグネットロー
ラ30の取付軸34が嵌合される半円状の嵌合部35が形成さ
れる。

一方、前述のように、LEDヘッド22等を一体固定した
２枚の側板19には、マグネットローラ30との間隙を位置
決め部材32によって設定するために、それぞれ支持軸36
および37が形成される。第２図からもよくわかるよう
に、支持軸36は円板状の側板19のほぼ中心に固着され、
支持軸37は側板19の端部近傍に固着される。そして、そ
れぞれの位置決め部材32には、支持軸36および37を同時
に嵌合するためのほぼＬ字形の嵌合部38が形成される。
なお、一方の側板19、すなわち第２図では手前の側板19
には、後述の感光体ドラム12の回動をしやすくするため
に、回動把持部39が一体的に形成される。

そして、すでに本体11に取り付けられた位置決め部材
32の嵌合部38に支持軸36および37を嵌め込むことによっ
て感光体ドラム12およびそれと一体物が本体11に取り付
けられる。この時、嵌合部38の入口が狭いので、支持軸
36および37を同時に嵌合部38に嵌合せることはできな
い。そして、まず、支持軸36を嵌合部38へ嵌合し、両側
の支持軸36が嵌合部38へ嵌まり込んだ段階で、感光ドラ
ム12を支持軸36を中心として回転させると、支持軸37も
嵌合部38へ嵌め込まれる。このようにして支持軸36,37
が嵌合部38に嵌合されると、マグネットローラ30と感光
体ドラム12の光導電体層12cとが対峙する部分が、露光
光の光軸と直交するように両者が位置決めされる。そし
て、ギャップローラ33の直径を最適に設定することによ
り、マグネットローラ30と感光体ドラム12との間隙が最
適に設定される。

しかし、上述のように嵌合部38に支持軸36および37を
それぞれ嵌め込んだだけでは、マグネットローラ30と対
峙する部分が正確に露光光の光軸に対して直交するとは
限らない。その場合には、嵌合部38に支持軸36および37
を嵌め込んだ後、特に第４図からよくわかるように、支
持軸36を中心にして感光体ドラム12を回動させるよう
に、回動把持部39を若干回動させたやればよい。この
時、支持軸37が嵌合部38に摺接してその回動のガイドと
なる。そして、回動把持部39の形成された突起40が本体
11のシャーシ41に付されている目盛42の中心に一致する
ように、回動把持部39を回動させる。突起40と目盛42の
中心とが一致すれば、集束性光伝送体23からの露光光の
光軸に対してマグネットローラ30と感光体ドラム12とが
対峙する部分が正確に直交した状態となる。

このようにして、マグネットローラ30による現像位置
と露光光の照射位置との相対的位置関係を微調整する際
に、支持軸36を中心として回動把持部39に回動させるだ
けで、感光体ドラム12内に設けられたLEDヘッド22、す
なわち集束性光伝送体23の位置を簡単に調整できる。

上述のようにして露光位置を、マグネットローラ30と
の対峙する位置に配置した状態で側板19をシャーシ41に
固定する。すなわち回動把持部39にはシャーシ41に一方
の側板19を一体的に固定するための長楕円上の孔43が形
成されている。したがって、突起40と目盛42との一致を
みて、孔43を通してビス44で側板19をシャーシ41に一体
に固定すればよい。

第１図に示すように、本体11において、現像装置25の
上方には、給紙カセット45が斜めに着脱可能に装着され
る。給紙カセット45には、多数の記録紙46が積層されて
収納され、この記録紙46はプレート47上に配置される。
プレート47はコイルばね48によって押し上げられている
ので、積層された一番上の記録紙46は給紙ローラ49に押
し付けられる。このため、給紙ローラ49が駆動される
と、記録紙46が駆動ローラ50および従動ローラ51からな
るレジスタローラ対に送られる。

感光体ドラム12の上部近傍、詳しくは固定支持ローラ
15と対向する位置には、感光ドラム12とほぼ等しい幅方
向長さをもつ転写ローラ52が設けられる。この転写ロー
ラ52は支持軸53を中心として回転できるように支持され
て構成されている。また、軸方向の断面は第５図のよう
になっており、支持軸52a,導電性ゴムローラ52b,その両
端の絶縁性ゴムローラ52cからなり、図示はしていない
が転写バイアスは支持軸52a,導電性ゴムローラ52bを介
して記録紙46に印加される。

第１図に戻って、駆動ローラ50および従動ローラ51か
らなるレジスタローラ対によってタイミング制御されて
きた記録紙46には、転写ローラ52によって、感光ドラム
12表面に上述のようにして形成されたトナー像が転写さ
れる。

転写ローラ52は第５図に示すように、両端に絶縁性ゴ
ムローラ52cを備え、かつ中央部に導電性ゴムローラ52b
を備え中心に支持軸52aを挿通固定した構造であって、
前記転写ローラ52の長さは、両端の絶縁性ゴムローラ52
cの外側間の距離であり、この長さは記録紙の幅よりも
長く、かつ前記導電性ゴムローラの長さが記録紙の幅と
同じ、あるいはそれよりちいさくしてなる構造である。
外部電源54からの電圧は支持軸52aに印加される。ここ
で、感光体ドラム12と転写ローラ52の導電性ゴムローラ
52bが転写電圧印加時に直接接すると、感光体ドラム12
の光導電体層12cが絶縁破壊する恐れがある。また、光
導電体層12cに打痕等によりピンホールが生じた場合、
ピンホールに対して周囲から電流が流れ込み易く、すな
わち、ピンホールに向う電流経路が増加し電圧効果が生
じ易い。

しかし、上記実施例のように、転写ローラ52の絶縁性
ゴムローラ52cを画像領域外に対向する位置に配置す
る、すなわち、感光体ドラム12と転写ローラ52の導電性
ゴムローラ52bが直接接しないようにすることにより、
上記の問題は生じない。ここで、画像領域は記録紙46と
同じ、あるいはそれ以下である。

また、転写ローラ52は第１図のように記録紙46が無い
状態では感光体ドラム12より離脱している。記録紙46が
給紙カセット45から走行を開始し、記録紙46の始端が駆
動ローラ50を通過すると同時に図示しないセンサにより
一定時間後、すなわち、記録紙46の始端が転写ローラ52
と感光体ドラム12を結ぶ線上に到達すると同時に、感光
体ドラム12に圧接し、次に転写バイアスを印加する構造
としてある。

さらに、転写終了直前、すなわち、記録紙46の後端が
感光体ドラム12と転写ローラ52を通過する直前に転写バ
イアスの電圧印加を停止し、次に転写ローラ52を感光体
ドラム12から離脱する構造を設けてある。このことによ
り、転写ローラ52の感光体ドラム12への直接的な接触が
無く、感光体ドラム12の破損を防止する。

転写後の記録紙46は感光ドラム12から分離爪55によっ
て剥がされる。そして、記録紙46の未定着のトナー像が
乱れないように、記録紙46は吸引ファン56で若干上方へ
の吸引力が与えられた状態で、加熱ローラ57および加圧
ローラ58からなる定着装置へと搬送される。

加熱ローラ57の内部には、例えば850W程度のハロゲン
ランプが内蔵され、表面の一部にはシリコンオイルが含
浸されたフェルト59が圧接される。したがって、記録紙
46が加熱ローラ57および加圧ローラ58の間を通過する
と、トナー像は加熱，加圧された定着処理を終了する。
そして、加熱ローラ57の表面から記録紙46は分離爪60で
剥されて、排紙ローラ61および62からなる排紙ローラ対
へと搬送され、本体11の外に排出される。

分離爪55の下方で、かつ感光ドラム12の周側面近傍に
は、一部が感光ドラム12の表面に当接するようにクリー
ニングブレード63が取り付けられる。このクリーニング
ブレード63は、ゴム性で、感光ドラム12の表面に当接す
ることによって残留トナーを掻き落す。掻き落とされた
残留トナーは、下方の廃トナー容器64に溜められる。こ
の廃トナー容器64も、先のトナーカートリッジ27と同
様、本体11に装脱自在に装填される。したがって、廃ト
ナーが充満すると、廃トナー容器64を空のものと交換す
る。

なお、この実施例では、本体11の一部は、ジャムを生
じた記録紙46を簡単に取り除けるように、開放可能な分
離ユニット65として構成される。この分離ユニット65に
は、レジスタローラ対，定着ローラ対，および排紙ロー
ラ対を構成する一方の従動ローラ51,加圧ローラ58,およ
び排紙ローラ62ならびに転写ローラ52が含まれる。そし
て、分離ユニット65は、支持軸53を回動中心として、上
方に開放可能に本体11に装着される。したがって、例え
ばジャムが生じたときなど、分割ユニット65を支持軸53
を中心として上方に開放すると、記録紙搬送経路が露出
する。これにより、詰まっている記録紙46を記録紙搬送
経路から簡単に取り除ける。

感光ドラム12は、例えば、その表面を調べる必要が生
じたときなど、次の手順で本体12から外す。まず、分離
ユニット65を支持軸53を中心として上方へ回動させ、転
写ローラ52を感光ドラム12表面から引き離す。そうする
と、感光ドラム12の上部には転写ローラ52が配置されて
いた部分に作業空間ができる。次に、第４図で示すよう
なビス44を緩めて取り外す。そうすると、回動把持部39
は、位置決め部材32の嵌合部38に嵌合されている支持軸
36を中心として回動可能な状態になる。そこで、回動把
持部39を上方に少し回動させ、支持軸37を嵌合部38の底
部から少し浮かせ、支持軸37を嵌合部38の出口に導く。
そして、両方の支持軸36が嵌合部38から外せる状態にし
た後、回動把持部39を持ち上げて感光体ドラム12全体を
側板19とともに横方向に引き抜くと、感光体ドラム12お
よびそれとの一体物が本体11から完全に外れる。

感光体ドラム12の本体11への装着は、本体11から取り
外したときとは反対の手順で行う。このときのマグネッ
トローラ30と感光体ドラム12の露光位置との間隙は、ギ
ャプローラ33の直径によって決定されているので、本体
11に感光体ドラム12を装着するだけで、マグネットロー
ラ30と露光位置との間隙は自動的に設定される。そして
このとき、必要に応じて回動把持部39によるマグネット
ローラ30と感光体ドラム12との相対的な位置の調整が行
われる。

なお、上述の実施例では、感光体ドラム12がその外側
に接触する駆動ローラ13によって回転された。しかしな
がら、感光体ドラム12は、例えばモータによって直接駆
動され、またはタイミングプーリおよびタイミングベル
トの組合せもしくは歯車列など他の駆動手段を介して駆
動されてもよい。また、感光体は必ずしもドラム状でな
くともよい。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、圧力転写ローラは用
紙幅以下の長さの画像領域に対向する位置を導電性と
し、前記画像領域に対向する位置以外を絶縁性としたの
で、圧力転写ローラのバイアスが感光体の光導電体層に
影響を与える恐れがなくなり、印字不良や転写効率に関
して大きな改善をもたらすことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての光プリンタの全体
を示す断面図、第２図は、第１図の実施例中の光プリン
タにおける感光体ドラム，位置決め部材およびマグネッ
トローラの嵌合状態を示す分解斜視図、第３図は、第１
図の実施例に用いられる感光体ドラムの一例を示す部分
拡大断面図、第４図は同じく一部を破断して示した要部
の側面図、第５図は転写ローラの軸方向を示す断面図で
ある。 図において、10は光プリンタ、11は本体、12は感光体ド
ラム、13は駆動ローラ、14,15は固定支持ローラ、16は
可動支持ローラ、19は側板、22はLEDヘッド、23は集束
性光伝送体、25は現像装置、30はマグネットローラ、32
は位置決め部材、33はギャップローラ、34は取付軸、3
5,38は嵌合部、36は支持軸、45は給紙カセット、46は記
録紙、57は加熱ローラ、58は加圧ローラである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能勢 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 浜田 文彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−217259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−46784（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−165173（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/16 103 G03G 15/00 115

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基体とその上に形成された透明導電層
   および光導電体層とを含み、かつ所定方向に移動させる
   感光体と、感光体の前記透明基体側に接触して前記所定
   方向への移動を支持するための複数の支持ローラと、前
   記感光体の透明基体側に配置され、かつ透明基体および
   透明導電層を通して光導電体層を露光するための露光用
   光源と、前記感光体の光導電体層側において、露光用光
   源による露光位置またはその近傍に配置され、かつ露光
   と同時もしくは直後に光導電体層表面に選択的にトナー
   を付着してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体
   外面に形成されたトナー像を用紙に転写する圧力転写ロ
   ーラを有する転写装置とを備えた像形成装置において、 前記圧力転写ローラは用紙幅以下の長さの画像領域に対
   向する位置を導電性とし、前記画像領域に対向する位置
   以外を絶縁性としたことを特徴とする像形成装置。