JP2010020228A - 現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動や衝撃が現像装置に掛かることにより、現像ローラの回転周期ピッチで横すじ画像が発生するのを防ぐこと、および現像ローラの軸受けの磨耗寿命を延ばすこと。
【解決手段】 現像ローラと、現像ローラ長手一端の長手方向外側から現像ローラを押圧する手段と、前記現像ローラの長手押圧力を受ける力受け部を設け、前記力受け部が少なくとも２箇所あり、第１の力受け部は現像ローラの軸端部中心に相対する位置に設けられ、第２の力受け部は現像ローラ軸に設けられた段差部に相対する位置に設けられ、前記第２の力受け部は現像ローラに設けられた段差部と隙間があいていることを特徴とする現像装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、及びこの装置本体に使用可能な現像装置、及び装置本体に着脱可能な、プロセスカートリッジに関するものである。

従来、電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置には、像担持体である感光体ドラム等の感光体に形成した静電像を現像手段によってトナーを付着させて顕像化（現像）し、用紙などの記録媒体に転写する方式が用いられている。ここで、現像ブレードを現像ローラに押圧させることで、現像剤を現像ローラに担持させる現像剤担持方式がある。この現像方式において、工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動や衝撃が現像装置に掛かることにより、現像ローラの回転周期ピッチで横すじ画像が発生する場合がある。この現象は、前記物流による振動や衝撃により現像ローラが長手方向に移動することで現像ブレードと現像ローラの接触部の現像剤が現像ローラに固着することが原因である。

そこで、この問題の対策として、現像ローラの長手方向に押圧荷重を掛けて、現像ローラの長手ずれを防止する発明があり、この発明において前記押圧荷重の力受け部は、現像ローラ軸に設けられた段差部を現像ローラ軸受けで受ける構成としていた。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
特開２００４−０１２５２３号公報 特開２００６−３０１３８７号公報

前述、背景技術の説明で示した技術は、工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動や衝撃が現像装置に掛かることにより、現像ローラの回転周期ピッチで横すじ画像が発生するのを防ぐ１方策として有効なものである。

本発明は前記発明を更に発展したものであり、その目的とするところは現像ローラの長手方向の隙間を無くし、現像ローラの長手方向位置を常に一定にすることで、画像不良を防止すると共に、現像ローラの軸受け寿命を延ばすことにある。

上記目的を達成するため、
本出願に係る第１の発明の現像装置は、
電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像するための現像ローラと、現像ローラに圧接することで現像ローラに現像剤を担持させる現像ブレードと、現像ローラ長手一端の長手方向外側から現像ローラを押圧する手段とを有する現像装置において、前記現像ローラの長手押圧力を受ける力受け部を設けられ、前記力受け部が少なくとも２箇所あり、第１の力受け部は現像ローラの軸端部中心に相対する位置に設けられ、第２の力受け部は現像ローラ軸に設けられた段差部に相対する位置に設けられ、前記現像装置が新品初期の時、前記第１の力受け部が現像ローラ端部に当接した状態において、前記第２の力受け部は、現像ローラに設けられた段差部と隙間があいていることを特徴とする。

本出願に係る第２の発明のプロセスカートリッジは、
第１の発明に記載の現像装置と、少なくとも電子写真感光体ドラムを有するプロセスカートリッジである。

本出願に係る第３の発明の画像形成装置は、第１の発明に記載の現像装置と、少なくとも現像剤を記録媒体に転写する転写手段を有する画像形成装置である。

以上説明したように、本発明によれば、現像ローラの長手方向の隙間を無くし、現像ローラの長手方向位置を常に一定にすることで、画像不良を防止することが可能になる。また、現像ローラの長手方向の力受け部が２箇所あることで現像ローラの長手方向の軸受け寿命を延ばすことが可能になる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

〔画像形成装置本体の基本構成〕
まず、画像形成装置本体１の基本構成について図１を用いて説明する。

画像形成装置本体１には、記録媒体２を収納する収納部３と記録媒体２を搬送する搬送部４、プロセスカートリッジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を収納する収納部１ａを配置している。また、画像形成装置本体１にはプロセスカートリッジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）に潜像を記録する露光部７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）と、プロセスカートリッジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）で現像された現像剤を中間転写体９に転写する一次転写手段８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を配置している。また、画像形成装置本体１には中間転写手段９に転写された現像剤を記録媒体２に転写させる二次転写手段１０と記録媒体２に現像された現像剤を定着させる定着器１１と記録媒体２を排出する排出部１２を配置している。ここで、前記プロセスカートリッジ５を除いた構成を画像形成装置本体１と定義する。また、前記プロセスカートリッジ５を含む構成を画像形成装置１０１と定義する。

〔プロセスカートリッジの基本構成〕
次に、プロセスカートリッジ５の基本構成について図２を用いて説明する。

プロセスカートリッジ５にはプロセスカートリッジ５の枠体１３に感光体ドラム６を回転自在に支持している。そして、感光体ドラム６の周囲には少なくとも感光体ドラム６の表面を帯電させる帯電手段１４、感光体ドラム６上に形成された潜像を現像する現像装置１５、転写されずに感光体ドラム６に残存した現像剤を回収するクリーニング手段１６を配置している。

プロセスカートリッジ５は前記構成を一体化して画像形成装置本体１に着脱自在としたものである。

〔画像形成プロセス〕
つぎに画像形成プロセスについて図１を用いて説明する。

画像出力信号が画像形成装置本体１に送られると、感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が回転される。次に、感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の外周面に配置された帯電手段１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）に画像形成装置本体１より電圧が印加され、感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の表面が一様に帯電される。露光部７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、画像出力信号に応じて選択的に感光体ドラム６に露光し、感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の表面に潜像を形成する。次に感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の表面に形成された潜像は現像装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）によって現像剤が現像されることにより顕像化される。次に感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の表面に現像された現像剤は、一次転写手段８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）によって中間転写手段９に転写される。ここで、記録媒体収納部３に収納された記録媒体２は搬送部４によって二次転写手段１０に搬送される。そして、中間転写手段９上の現像剤が二次転写手段１０により記録媒体２に転写される。さらに記録媒体２が搬送部４によって搬送され、定着器１１で熱と圧力によって現像剤が記録媒体２に定着された後、排出部１２に排出される。

ここで、一次転写手段８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）によって中間転写手段９に転写されず、感光体ドラム６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の表面に残留したトナーは、クリーニング手段１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）によりプロセスカートリッジ５に回収される。

〔現像装置および現像ローラの支持構成〕
次に、現像装置１５、および現像ローラ１９の支持構成について図３、図４、図５、及び図６を用いて説明する。図３は、プロセスカートリッジ５の現像装置１５を表す斜視図である。図４は、現像装置１５の短手方向の概略断面図である。図５は現像ローラの支持構成を表す断面図であり、図６は、本発明の特徴をなす現像ローラ１９の力受け部の拡大断面図である。

図３及び図４に示す様に現像装置１５は、現像剤収納容器１７に現像ブレード１８を固定支持している。この現像ブレード１８は、図４に示す様に、厚み０．１ｍｍのステンレス材で構成し、現像ローラ１９に対し所定の押圧力が掛かる状態で現像剤収納容器１７に固定支持されている。

また、図３及び図５に示す様に現像剤収納容器１７に現像ローラ１９を回転自在に支持する軸受け（１）２０及び軸受け（２）２１を取り付けている。図５に示す様に軸受け（２）２１は、現像ローラ１９の駆動伝達機構であるはすば歯車２２を回転自在に支持している。はすば歯車２２は、画像形成装置本体１に設けられた駆動伝達部（不図示）によって駆動され、現像ローラ１９に駆動力を伝達する。軸受け（２）２１には、前記はすば歯車２２をカバーするカバー部材（２）２７を取り付けている。

このカバー部材（２）２７には、図５に示す様に現像ローラ１９の軸の長手端部に接触する押圧部材２３と現像ローラ１９を矢印Ａ方向に押圧する圧縮ばね２４を取り付けている。この時、圧縮ばね２４のばね圧は、物流時の振動により現像ローラ１９が長手方向に動かない値に設定している。次に図５に示す様に現像ローラ１９の長手端部には、はすば歯車２５をはすば歯車２２と噛み合う位置に取り付けている。このはすば歯車２５は、ギヤ歯面がねじれている事により、駆動力がギヤの回転方向と軸線方向の2方向に分力される。そして、はすば歯車２５のギヤのねじれ方向は、前述した軸線方向の分力が矢印Ａ方向に押圧する向きに設定している。この事により、はすば歯車２５は、画像形成装置本体１からの駆動力を受けて、現像ローラ１９を回転させると共に現像ローラ１９を矢印Ａ方向に押圧する方向に付勢させる。

次に図６に示す様に軸受け（１）２０には、現像ローラ１９の長手方向の荷重を受ける為に、現像ローラ１９の回転中心に当接する凸形状（第１の力受け部）２０ａを設けている。また、軸受け（１）２０は、現像ローラ１９を回転自在に支持するすべり軸受２５を介して現像ローラ１９を支持する構成としている。このすべり軸受け２５は、現像ローラ１９のラジアル方向の荷重を受けると共に現像ローラ１９の長手方向の荷重を受ける為に、現像ローラ１９の段差部１９ｂに相対した領域に、つば形状２５ａ（第２の力受け部）を設けている。

この時、現像ローラ１９の長手端部が軸受け（１）２０に設けた凸形状（第１の力受け部）２０ａに当接した状態で、現像ローラ１９の段差部１９ｂとつば形状２５ａ（第２の力受け部）にはすきまＢを設けている。

次に、現像ローラ１９の支持構成の作用について図５を用いて説明する。

工場出荷からユーザが使用するまでの間、現像ローラ１９には、圧縮ばね２４の押圧力が押圧部材２３を介して矢印Ａ方向に作用する。ここで、現像ローラ１９の他端側の軸受け（１）２０に設けられた凸形状（第１の力受け部）２０ａが前記押圧力を受ける。このことで、工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動により、現像ローラ１９が長手方向に動くのを防いでいる。次にユーザが使用を開始し印字動作が開始されることで現像ローラ１９が駆動されると、前記押圧力に加えて、はすば歯車２２のねじれ角により生じた力が矢印Ａ方向に現像ローラ１９に作用する。この状態において、前記圧縮ばね２４とはすば歯車２２により発生した押圧力は、現像ローラ１９の他端側の軸受け（１）２０に設けられた凸形状（第１の力受け部）２０ａ一箇所で受け止めている。この時、前記凸形状（第１の力受け部）２０ａは、現像ローラ軸１９の回転中心で受ける構成としていることより、凸形状（第１の力受け部）２０ａの磨耗は最小限に押さえられている。さらにユーザの使用が進み凸形状（第１の力受け部）２０ａがすきまｂＢの寸法分磨耗する。この段階で、前記現像ローラ１９に作用した矢印Ａ方向の力が、現像ローラ１９に設けられた段差部１９ｂを介してすべり軸受け２５のつば形状（第２の力受け部）２５ａに作用する。この事により前記押圧力を凸形状（第１の力受け部）２０ａとつば形状（第２の力受け部）２５ａの２箇所で２分して受ける構成に変化する。従って、前記押圧力が２分していることにより、摺動部分の面圧がさがる。この事により、凸形状（第１の力受け部）２０ａが無い状態と比較して、磨耗寿命が伸びることになる。

以上のことより、現像装置の工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動や衝撃により、現像ローラの回転周期ピッチで横すじ画像が発生するのを防ぐことが可能になる。さらに、現像ローラ１９の軸受けの寿命を延ばすことが可能になる。

画像形成装置の基本構成、プロセスカートリッジの基本構成、および画像形成プロセスは、実施例１と同様の構成の為説明を省略する。

〔現像装置および現像ローラの支持構成〕
実施例２としての、現像装置１５、および現像ローラ１９の支持構成について図７、及び図８を用いて説明する。図７は現像ローラ１９の支持構成を表す断面図であり、図８は、本発明の特徴をなす現像ローラ１９の力受け部の拡大断面図である。

次に図８に示す様に現像ローラ１９には、現像ローラ１９の長手方向の荷重を軸受け（１）２０に受けさせる為に、現像ローラ１９の長手他端の回転中心に凸形状１９ａを設けている。また、軸受け（１）２０には前記凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂを設けている。更に、軸受け（１）２０は、現像ローラ１９を回転自在に支持するすべり軸受２５を介して現像ローラ１９を支持する構成としている。このすべり軸受け２５には、現像ローラ１９のラジアル方向の荷重を受けると共に現像ローラ１９の長手方向の荷重を受ける為に、現像ローラ１９の段差部１９ｂに相対した領域に、つば形状２５ａ（第２の力受け部）を設けている。

この時、現像ローラ１９の長手端部に設けた凸形状１９ａが軸受け（１）２０に設けた平面（第１の力受け部）２０ｂに当接した状態で、現像ローラ１９の段差部１９ｂとつば形状２５ａ（第２の力受け部）にはすきまＢを設けている。

次に、現像ローラ１９の支持構成の作用について図７を用いて説明する。

工場出荷からユーザが使用するまでの間、現像ローラ１９は、圧縮ばね２４の押圧力が押圧部材２３を介して矢印Ａ方向に現像ローラ１９に作用する。ここで、軸受け（１）２０に設けられた前記凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂが前記押圧力を受ける。このことで、工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動により、現像ローラ１９が長手方向に動くのを防いでいる。次にユーザが使用を開始し印字動作が開始されることで現像ローラ１９が駆動されると、前記押圧力に加えて、はすば歯車２２のねじれ角により生じた力が矢印Ａ方向に現像ローラ１９に作用する。この状態において、前記圧縮ばね２４とはすば歯車２２により発生した押圧力は、軸受け（１）２０に設けられた、前記現像ローラ１９の凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂ一箇所で受け止めている。この時、前記現像ローラ１９の凸形状１９ａは、現像ローラ軸１９の回転中心に設置していることより、凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂの磨耗は最小限に押さえられている。さらにユーザの使用が進み、前記現像ローラ１９の凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂがすきまＢの寸法分磨耗する。この段階で、前記現像ローラ１９に作用した矢印Ａ方向の力が、現像ローラ１９に設けられた段差部１９ｂを介してすべり軸受け２５のつば形状（第２の力受け部）２５ａに作用する。この事により前記押圧力を前記現像ローラ１９の凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂとつば形状（第２の力受け部）２５ａの２箇所で２分して受ける構成に変化する。従って、前記押圧力が２分していることにより、摺動部分の面圧がさがる。この事により、前記押圧力を前記凸形状１９ａに相対する平面（第１の力受け部）２０ｂが無い状態と比較して、磨耗寿命が伸びることになる。以上のことより、現像装置の工場出荷からユーザが使用するまでの物流による振動や衝撃により、現像ローラの回転周期ピッチで横すじ画像が発生するのを防ぐことが可能になる。さらに、現像ローラ１９の軸受けの寿命を延ばすことが可能になる。

画像形成装置を表す断面図 プロセスカートリッジを表す断面図 現像装置を表す斜視図 現像装置を表す断面図 現像ローラの支持構成を表す断面図 現像ローラの力受け部を表す詳細断面図 現像ローラの支持構成を表す断面図 現像ローラの力受け部を表す詳細断面図

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１ａ プロセスカートリッジ収納部
２ 記録媒体
３ 収納部
４ 搬送部
５ プロセスカートリッジ
６ 感光体ドラム
７ 露光部
８ 一次転写手段
９ 中間転写手段
１０ 二次転写手段
１１ 定着器
１２ 排出部
１３ 枠体
１４ 帯電手段
１５ 現像装置
１６ クリーニング手段
１７ 現像剤収納容器
１８ 現像ブレード
１９ 現像ローラ
１９ａ 凸形状
１９ｂ 段差部
２０ 軸受け（１）
２０ａ 凸形状（第１の力受け部）
２０ｂ 平面（第１の力受け部）
２１ 軸受け（２）
２２ はすば歯車
２３ 押圧部材
２４ 圧縮ばね
２５ すべり軸受
２５ａ つば形状（第２の力受け部）
２６ カバー部材（１）
２７ カバー部材（２）
１０１ 画像形成装置

Claims (3)

1. 電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像するための現像ローラと、現像ローラに圧接することで現像ローラに現像剤を担持させる現像ブレードと、現像ローラ長手一端の長手方向外側から現像ローラを押圧する手段とを有する現像装置において、前記現像ローラの長手押圧力を受ける力受け部を設けられ、前記力受け部が少なくとも２箇所あり、第１の力受け部は現像ローラの軸端部中心に相対する位置に設けられ、第２の力受け部は現像ローラ軸に設けられた段差部に相対する位置に設けられ、前記現像装置が新品初期の時、前記第１の力受け部が現像ローラ端部に当接した状態において、前記第２の力受け部は、現像ローラに設けられた段差部と隙間があいていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置と、少なくとも電子写真感光体ドラムを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 請求項１に記載の現像装置と、少なくとも現像剤を記録媒体に転写する転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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