(57)【要約】【課題】従来は開口部の凹凸に起因する振動により画像を乱すおそれがあった。また、開口部に設けられたカバー部材の剛性が低く、この部分に転写体が接触すると容易にたわんで画像を乱していた。さらにカバー部材と感光体シートとの隙間に液体トナー等が入り込んで、感光体シートを汚染し支持ドラムの信頼性を低下させていた。【解決手段】開口部３０の長手方向の二辺のうち一辺を支持ドラム３の回転軸５ａ、５ｂに対して斜めに配置し、支持ドラム３の両端部に位置するフランジ４ａ、４ｂにカバー部材６の支持部材を設け、カバー部材６の巻き取り側の感光体シート２を押さえつけて固定し、巻き取り側の感光体シート２は隙間９を設け、巻き取り側の感光体シート２に設けた隙間９に弾性部材を設けて液体の侵入を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置で用いられる感光体において、
中空構造の支持ドラムと、
前記支持ドラムの表面上に巻かれる感光体シートと、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面に形成された開口部を経て表面上へ前記感光体シートを巻き出す巻き出し部と、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面上の前記感光体シートを前記開口部を経て巻き取る巻き取り部と、を備え、
前記開口部における辺のうち、回転軸に沿う長手方向の少なくとも一辺が、前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成されていることを特徴とする感光体。
【請求項２】
前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成された前記開口部の少なくとも一辺は、前記巻き出し部から巻き出された前記感光体シートが通過し、
前記開口部における長手方向の他の辺は、前記支持ドラムの回転軸に対して平行に形成されており、前記巻き取り部によって巻き取られる前記感光体シートが通過することを特徴とする請求項１記載の感光体。
【請求項３】
前記開口部を覆うカバー部材をさらに備え、
前記カバー部材は、前記開口部において前記感光体シートを巻き取る側よりも、巻き出す側の方が、前記開口部との間の隙間が大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の感光体。
【請求項４】
前記支持ドラムの回転軸方向における両端部に位置するフランジに、前記カバー部材が取り付けられた支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の感光体。
【請求項５】
前記カバー部材に設けられ、前記開口部付近の前記感光体シートと前記カバー部材との隙間から液体が侵入することを防止するための弾性部材をさらに備えることを特徴とする請求項３又は４記載の感光体。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記カバー部材における前記感光体シートが通過する端面に設けられ、前記感光体シートと接触する突起状の形状を有することを特徴とする請求項５記載の感光体。
【請求項７】
静電潜像が形成された感光体表面にトナーを供給してトナー画像を形成し、前記感光体に圧接して配置された中間転写ローラに前記トナー画像を転写し、前記中間転写ローラから前記トナー画像を印刷媒体へ転写する画像形成装置において、
前記画像形成体は、
中空構造の支持ドラムと、
前記支持ドラムの表面上に巻かれる感光体シートと、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面に形成された開口部を経て表面上へ前記感光体シートを巻き出す巻き出し部と、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面上の前記感光体シートを前記開口部を経て巻き取る巻き取り部と、を備え、
前記開口部における辺のうち、回転軸に沿う長手方向の少なくとも一辺が、前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置において用いられる感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光体シートを用いずに支持ドラムの表面に有機感光層が形成された感光体は、ほぼ３〜１０万枚で寿命に達し、出力画質を維持するためには感光体自体を交換する必要があり、多大の時間をかけてこれをメンテナンス等により実施しなければならない。
【０００３】
これに対し、後述する特許文献１に開示された感光体は、感光体シートの巻き取り部と巻き出し部とを中空の支持ドラム内部に設け、支持ドラムの表面に設けられたスリット状の開口部から感光体シートを送り出し、支持ドラムの外周表面上に感光体シートを巻きつける方式を採用している。
【０００４】
この感光体は、中空構造の支持ドラムの内部に感光体シートを巻き取り、一定期間使用後に新しい感光体シートを内部から送り出し、結果的に長寿命を実現することができる。
【０００５】
この場合、画質が劣化して感光体シートが寿命と判断されると、感光体シートを内部に巻き取って常に新しい感光シートを供給することになる。そして、開口部にはその形状に嵌合するカバー部材が設けられ、内部にトナー等が侵入することを防止している。
【０００６】
しかしこのような感光体では、画像形成プロセスで不可欠な転写体等のローラーが感光体シートと接触しているのでこのカバー部材上をローラが通過する際に振動が発生し、画像を乱すという問題があった。また、カバー部材には開口部に嵌め込むタイプのものがあったが、開口部とカバー部材との隙間から粉体や液体が入り込むという問題があった。
【０００７】
一方、後述する特許文献２には、巻き取り式支持ドラムにおける開口部にカバー部材を設け、この部分の帯電位を検出して寿命を判定する装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、この装置では、カバー部材に力が加わると容易に変形し、画像形成において用紙等の搬送時に画像を乱す問題があった。
【０００９】
また、後述する特許文献３には、感光体シート間の部材を中心部から支持する装置が記載されているが、この場合、強度性を確保するためには材料がかなり必要で全体の重量も重くなり、さらに外周からの力に耐えるような構造となっていなかった。即ち、単に感光体シートと開口部との隙間を埋めるためにカバー部材が設けられており、隙間の低減や感光体シートの保持において問題があった。
【００１０】
以下に、従来の感光体を開示する文献を記載する。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第３，５８８，２４２号公報
【特許文献２】
特許第３，１０８，９９４号公報
【特許文献３】
米国特許第４，０９７，１３８公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の感光体シートを用いた巻き取り式の感光体においては、開口部の凹凸に起因する振動により画像を乱すという問題があった。
【００１３】
また、開口部に設けられたカバー部材の剛性が低く、この部分に他の部材が接触すると容易にたわみ、その結果画像を乱すおそれがあった。
【００１４】
さらに、カバー部材と感光体シートとの隙間に液体や粉体のトナーが入り込むおそれがあり、感光体シートを汚染し、感光体の信頼性を著しく低下させる原因ともなっていた。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑み、開口部の凹凸に起因する振動を抑制して高画質を実現すると共に、開口部と感光体シートとの隙間からトナー等が支持ドラム内部に侵入することを防止し、高い信頼性を確保することが可能な感光体を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の感光体は、
画像形成装置で用いられる感光体において、
中空構造の支持ドラムと、
前記支持ドラムの表面上に巻かれる感光体シートと、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面に形成された開口部を経て表面上へ前記感光体シートを巻き出す巻き出し部と、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面上の前記感光体シートを前記開口部を経て巻き取る巻き取り部とを備え、
前記開口部における辺のうち、回転軸に沿う長手方向の少なくとも一辺が、前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成されていることを特徴とする。
【００１７】
前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成された前記開口部の少なくとも一辺は、前記巻き出し部から巻き出された前記感光体シートが通過し、
前記開口部における長手方向の他の辺は、前記支持ドラムの回転軸に対して平行に形成されており、前記巻き取り部によって巻き取られる前記感光体シートが通過するように構成してもよい。
【００１８】
前記開口部を覆うカバー部材をさらに備え、
前記カバー部材は、前記開口部において前記感光体シートを巻き取る側よりも、巻き出す側の方が、前記開口部との間の隙間が大きいように構成してもよい。
【００１９】
前記支持ドラムの回転軸方向における両端部に位置するフランジに、前記カバー部材が取り付けられた支持部材をさらに備えることもできる。
【００２０】
前記カバー部材に設けられ、前記開口部付近の前記感光体シートと前記カバー部材との隙間から液体が侵入することを防止するための弾性部材をさらに備えてもよい。
【００２１】
前記弾性部材は、前記カバー部材における前記感光体シートが通過する端面に設けられ、前記感光体シートと接触する突起状の形状を有するものであってもよい。
【００２２】
また本発明は、静電潜像が形成された感光体表面にトナーを供給してトナー画像を形成し、前記感光体に圧接して配置された中間転写ローラに前記トナー画像を転写し、前記中間転写ローラから前記トナー画像を印刷媒体へ転写する画像形成装置において、
前記画像形成体は、
中空構造の支持ドラムと、
前記支持ドラムの表面上に巻かれる感光体シートと、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面に形成された開口部を経て表面上へ前記感光体シートを巻き出す巻き出し部と、
前記支持ドラムの内部に配置され、前記支持ドラムの表面上の前記感光体シートを前記開口部を経て巻き取る巻き取り部とを備え、
前記開口部における辺のうち、回転軸に沿う長手方向の少なくとも一辺が、前記支持ドラムの回転軸に対して斜めに形成されていることを特徴とする。
【００２３】
【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。
【００２４】
図１に、本発明の実施の形態による画像形成装置１０１の構成を示す。本装置は液体トナーを用いた湿式画像形成装置である。
【００２５】
画像形成装置１０１は、装置全体を覆うハウジング１０６と、感光体１０２と、感光体１０２の周囲に配置され、帯電を行う帯電器１０３と、感光体１０２の周囲に配置され、露光ビーム１０５を照射して露光する露光装置１１９と、感光体１０２の周囲に配置され、帯電された感光体１０２に現像を行いトナー画像を形成する現像器１０４と、感光体１０２の表面に形成されたトナー画像を転写する中間転写ローラ１０７と、中間転写ローラ１０７上の画像を印刷媒体１１６に転写するために必要な圧力を発生させるバックアップローラ１０８と、転写された印刷媒体を把持し、図示されない用紙トレイへ向けて矢印１１２の方向に搬送する複数の把持ローラ１１５とを備えている。
【００２６】
ここで現像器１０４は、現像タンク１１４から現像液供給配管１１２を介して供給された現像液を用いてトナー画像を形成する現像ローラ１２０と、トナー画像が形成された感光体１０２の表面から余分なトナーを除去するスクイーズローラ１２１とを有する。除去されたトナーは、現像液回収配管１１３を介して現像タンク１１４に回収される。また、現像タンク１１４は、図示されない濃縮現像液供給容器に接続されており、必要に応じて濃縮現像液が現像タンク１１４に供給される。
【００２７】
感光体１０２は中空構造を有し、回転軸１２４を中心に矢印１１１の方向に回転自由に支持されている。
【００２８】
このような構成を有する本装置における画像形成プロセスについて説明する。
【００２９】
まず、矢印１１の方向に回転している感光体１０２の表面が、帯電器１０３によって、ほぼ均一に一定の電荷が付与されて帯電される。
【００３０】
次に、露光装置１１９からの露光ビーム１０５によって感光体１０２の表面上に静電潜像が形成される。
【００３１】
さらに、現像器１０４の現像ローラ１２０によってトナーが感光体１０２の表面に供給され、静電潜像にトナーが付着して、感光体１０２の表面上にトナー画像が形成される。
【００３２】
現像器１０４のスクイズローラ１２１は、必要に応じて配置されるものであって、感光体１０２上の余剰現像液を掻き取る機能を有しており、スクイズローラ１２１通過後の現像液膜厚は非常に薄いものとなる。
【００３３】
この現像液薄膜を、ブロワ１２５に接続された乾燥機構１２７が出力した空気によって、必要に応じて乾燥させる。
【００３４】
乾燥機構１２７により乾かされた感光体１０２上のトナー画像は、感光体１０２に圧接するように配置された中間ローラ１０７の表面上に離型性の差によって転写され、さらにバックアップローラ１０８と中間転写ローラ１０７との間に印加される圧力によって印刷媒体１６に転写されて画像が形成される。
【００３５】
ここでは、中間転写ローラ１０７は、通常１００℃から１３０℃程度に加熱されている。従って、中間転写ローラ１０７に接触している感光体１０２は徐々に暖められることになる。
【００３６】
但し、印刷時以外は感光体１０２と中間転写ローラ１０７との間は、図示されていない機構によって離間された状態にあり、感光体１０２には直接熱は伝わらない構成となっている。
【００３７】
しかし連続画像印刷時には、感光体１０２は中間転写ローラ１０７と接触して熱が伝わり暖められるので、感光層の特性劣化は避けられないものとなる。
【００３８】
このような画像形成装置において、本実施の形態では、以下のような感光体を使用することを特徴としており、以下にその説明をする。
【００３９】
（１）第１の実施の形態
図２から図６に、本発明の第１の実施の形態による感光体の構成を示す。
【００４０】
図２に示されたように、この感光体１は回転軸５ａを中心に回転自在に支持され、その外周表面に沿って感光体シート２が巻き付けられる構成を有する。
【００４１】
感光体１は、表面に感光体シート２が巻き付けられる支持ドラム３と、支持ドラム３における回転軸５ａ、５ｂの両端に固着されたフランジ４ａ、４ｂと、フランジ４ａ、４ｂにそれぞれ固着された回転軸５ａ、５ｂとを備えている。
【００４２】
支持ドラム３には、感光体シート２を内部に巻き取るための開口部３０が設けられ、この開口部３０に嵌合するように、感光体シート２の一方の側を固定し、他方の側を開放するカバー部材６が設けられている。
【００４３】
ここで、開口部３０における回転軸方向に沿う長手方向の二辺のうち、巻き取り側の一辺は回転軸５ａ、５ｂと平行に形成されている。しかし、この辺と対向する巻き出し側の一辺は、回転軸５ａ、５ｂに対して斜めに形成されている。また、これらの開口部３０における感光体シート２が接触する各辺は、図４、図６に示されたように、感光体シート２に損傷を与えないようにエッジの部分が滑らかに加工されている。
【００４４】
カバー部材６は、図３に示されるように、支持ドラム３の両端に設けられたフランジ４ａ、４ｂにそれぞれ支持部材１２ａ、１２ｂが一体化あるいは固着されており、このうちの一方の支持部材１２ｂに回転ヒンジ７が設けられており、この回転ヒンジ７にカバー部材６の一端が取り付けられており、図示しないロック機構によって図中矢印８の方向に固定される。このクランプ機構は、例えば米国特許第４，３５７，０９３号公報に記載されたものであってもよく、あるいは公知の他の技術を用いたものであってもよい。
【００４５】
図４、図５に示されたように、カバー部材６が開口部３０に固定されるとき、感光体シート２の片側（巻き取り側）は、カバー部材６と開口部３０との間に挟み込まれてずれないように固定される。感光体シート２のもう一方（巻き出し側）は、開口部３０においてカバー部材６との間にわずかな隙間９が設けられており、感光体シート２の伸びを吸収するようになっている。
【００４６】
また、カバー部材６は支持部材１２ａ、１２ｂにも当接する。これにより、支持ドラム３の外部から転写体が接触し圧力が印加される場合においても、カバー部材６の撓みが抑制され安定した回転駆動が実現される。
【００４７】
次に、感光体シート２の巻き取り方法について図４、図６を参照しながら説明する。
【００４８】
感光体シート２は、その一端が支持ドラム３の内部において回転中心から所定の距離離れた位置に設置された巻き取りローラ１０に固定され、他端が支持ドラム中心から巻き取りローラ１０と対称な位置に配置された巻き出しローラ１１に固定されている。
【００４９】
感光体シート２は、図示されていない回転バネ等によって巻き取る方向に回転力を発生している巻き出しローラ１１に初期段階において巻かれた状態にある。カバー部材６を開放し、図示されていないワンウェイクラッチ等を装着された巻き取りローラ１０を巻き取る方向に回転させることによって、巻き取りローラ１０側に巻き取られていく。
【００５０】
感光体シート２において、支持ドラム３の外部表面上に巻かれた部分が、使用されて寿命に達すると、カバー部材６が開放され、巻き取りローラ１０が回転して所定量巻き取られることで、感光ドラム３の表面上の感光体シート２が新しくなり、再び画像形成を行うことができる。
【００５１】
ここで、感光体シート２の巻き取りを自動的に行うには、カバー部材６をモータ等の駆動部によって一旦開放し、巻き取りローラ１０を巻き取る方向に回転駆動すればよい。
【００５２】
上述したように、開口部３０における長手方向の二辺のうち、巻き取り側の一辺は回転軸５ａ、５ｂと平行に形成されているが、この辺と対向する巻き出し側の一辺は、回転軸５ａ、５ｂに対して斜めに形成されている。
【００５３】
このようなスキューが開口部３０に付いていることで、巻き取り時に感光体シート２がずれる可能性が考えられる。これに対しては、逆方向のスキューを感光体シート２に対して与えるため、図示されていない逆スキューローラを巻き出しローラ１１と開口部との間に設置すればよい。
【００５４】
また、図４に示された巻き取りローラ１０と巻き出しローラ１１とを逆にすることも考えられるが、この場合には巻き出しローラ１１側に回転ばねを装着する必要がある。
【００５５】
カバー部材６について、開口部３０付近を拡大した図６を用いて説明する。
【００５６】
カバー部材６は、支持部材１２ａ、１２ｂに当接することによって、転写体等が圧力が印加された状態で接触した際に生ずる外周からの力を受け止めることができ、さらに感光体シート２を支持ドラム３の表面上に強固に保持する役目も担っている。
【００５７】
カバー部材６が感光体シート２と接触する面には、感光体シート２を押さえ込むことができるように、滑りにくいゴム等、摩擦係数の大きい材料を貼り付けるか塗布することが望ましい。
【００５８】
カバー部材６について、図６におけるカバー部材６の周辺を拡大した図７を用いてさらに述べる。上述したように、開口部３０において、カバー部材６と感光体シート２との間には、巻き出し側においてわずかな隙間が形成される。これは、感光体シート２が転写体等によってしごかれて生じたシート自体の伸びを吸収するため、感光体シート２が矢印２０方向に移動する必要があるからである。
【００５９】
即ち、矢印２０の方向に、図示されていない回転バネ等によって巻き出しローラ１１へ巻かれる方向に引っ張られた状態にあり、この引っ張り力によって伸びが吸収される。
【００６０】
カバー部材６において、感光体シート２との間に隙間が存在する側面には、図７におけるＡ部を拡大した図８に示されたように、弾性体で形成されている浸入防止部材２１が設けられていることが望ましい。この浸入防止部材２１は、ベース２２と複数の突起２３を有し、隙間から液体トナー等の液体や粉体が支持ドラム３の内部に入り込むのを防止するものである。
【００６１】
突起２３は、例えば自動車のワイパにおける、窓ガラスとの接触面に設けられた弾性体から成る突起状の形状を有するものであってもよい。
【００６２】
また突起２３は、図示されたような形状を有するものに限らず、例えば断面がチューブ状や円弧状等の形状を有するものであってもよい。
【００６３】
このような浸入防止部材２１は、液体等の浸入を防止するだけでなく、上述した感光体シート２の伸びを吸収する作用も奏する。即ち、浸入防止部材２１がカバー部材６の側面に渡って一様な厚さを有すると、感光体シート２との間の摩擦力が大きすぎて伸びを内部へ吸収する動きを妨げることになる。しかし、図示されたような突起２３の先端が感光体シート２と部分的に接触することで、感光体シート２の動きを妨げることなく、液体等の浸入を防止することが可能となる。
【００６４】
以上のような構成を備える本実施の形態による感光体によれば、次のような作用、効果が得られる。
【００６５】
開口部３０における感光体シート２の巻き取り側の一辺が、回転軸５ａ、５ｂに対して斜めに設定されている。このため、感光体１と例えば転写体が圧力が印加された状態で接触し、開口部３０を通過する際に生ずる衝撃を大幅に抑制することができる。
【００６６】
また、カバー部材６が支持部材１２ａ、１２ｂによって支持されているため、感光体１と例えば転写体が接触し開口部３０付近を通過する際に生ずるカバー部材６の変形を、極めて小さく抑制することができ、安定した感光体１の駆動が可能となる。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、従来の回転軸方向に平行な開口部や単純なキャップ部材を有する装置では回避できなかった感光体の速度変動や振動という問題を解決することができるので、高画質画像の形成を実現することができる。
【００６８】
なお、上記本実施の形態では、開口部３０における長手方向の二辺のうちの一辺が、回転軸５ａ、５ｂに対して斜めに形成されている。しかし、開口部３０の長手方向の２辺が共に回転軸５ａ、５ｂに対してほぼ平行であっても、カバー部材６が支持部材１２ａ、１２ｂによって強固に支持されるため、転写体の通過時に生ずるカバー部材の変形を極めて少なくすることができ、安定した感光体の駆動が可能となる。
【００６９】
上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
【００７０】
例えば、上記実施の形態では、カバー部材６に図７に示されたような浸入防止材２１が設けられているが、必ずしもこれが設けられている必要はない。また、浸入防止部材を設ける場合にも、図７に示された構成には限定されず、例えばチューブ状の弾性部材や円弧状の弾性部材等をカバー部材６の側面に設けてもよい。即ち、感光体シートの伸びを吸収し、かつ外部からの液体や粉体の浸入を防止できる部材であれば、自由に変形することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の感光体によれば、感光体シートの巻き出し及び巻き取りのために支持ドラムに形成された開口部の少なくとも一辺が回転軸に対して斜めに形成されているため、感光体に転写体等が接触し通過する際に、開口部の凹凸に起因する振動や衝撃を大幅に抑制し、高画質を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の構成を示す断面図。
【図２】同画像形成装置における感光体の外観を示す斜視図。
【図３】同感光体のカバー部材の動作を説明する縦断面図。
【図４】同実施の形態による感光体の断面構造を示した縦断面図。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面構造を示した縦断面図。
【図６】図４に示された感光体を拡大して示した縦断面図。
【図７】同感光体におけるカバー部材周辺を部分的に拡大して示した縦断面図。
【図８】同感光体におけるカバー部材に設けられた浸入防止部材を拡大して示した、図７のＡ部の部分拡大図。
【符号の説明】
１  感光体
２  感光体シート
３  支持ドラム
４ａ、４ｂ  フランジ
５ａ、５ｂ  回転軸
６  カバー部材
７  回転ヒンジ
１０  巻き出しローラ
１１  巻き取りローラ
１２ａ、１２ｂ  支持部材
１４  転写体
２１  侵入防止部材
２２  ベース
２３  突起
１０１  画像形成装置
１０２  感光体
１０７  中間転写体ローラ
１２４  回転軸
【図１】
2005043554.tif 000003
【図２】
2005043554.tif 000004
【図３】
2005043554.tif 000005
【図４】
2005043554.tif 000006
【図５】
2005043554.tif 000007
【図６】
2005043554.tif 000008
【図７】
2005043554.tif 000009
【図８】
2005043554.tif 000010