JP2010217515A - 作像装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の現像ローラの軸が現像ケースの固定位置に取り付けられ、側板が現像ローラの軸端部を変位可能に支持して現像ギャップを調整する作像装置で、現像装置のユニット重量が現像ローラの軸にかかる負荷を低減して、現像ギャップ調整作業を容易にし、良好な位置決めをおこなう。
【解決手段】現像ローラ411、412の軸が現像前ケース48に取り付けられ、現像ローラ411、412の軸を軸位置調整ホルダ451、452を介して前面板210に支持させて現像ギャップを調整する作像装置において、現像ローラの軸以外に前面板が現像ケースを支持する支持手段として、現像ローラの軸位置の変位を妨げないような自由度を有する従基準ピン60を現像前ケースに、従基準ピン嵌合孔60aを前側板に設ける。
【選択図】図13

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、及び、これに採用される作像装置に関するものである。
高い生産性を目的とした画像形成装置では、高速のプロセス線速に対応する現像能力確保が必要となる。このため、感光体や現像ローラを高速で回転させる必要があるが、高速で回転させることは軸受などの摺擦部や駆動源であるモータへの負担が大きくなる。感光体や現像ローラの回転速度を抑制しつつ、高速のプロセス線速に対応するために、大径の感光体や現像ローラを用いる構成がある。しかしながら、大径の感光体や現像ローラを用いる場合、小径の感光体や現像ローラと比較してどうしても加工時の径のバラツキを押え込むことが難しくなる。また、大径の感光体や現像ローラを用いる構成であっても、高画質化を実現するためには、感光体の表面と現像ローラの表面との間隙である現像ギャップは狭くする方向性にある。
このような状況において、特に複雑な構成となる高速・大型の画像形成装置では、部品精度による現像ギャップ精度の確保が困難である。このため、現像ギャップを調整する機構を追加する必要性が生じてくる。
現像ギャップを調節する機構を備えた画像形成装置としては、特許文献1に記載のものがある。特許文献1では、感光体の軸を支持する一対の側板に、現像ローラとは回転中心が異なり、側板に対して回動可能で現像ローラの軸を支持する位置を調節する現像ローラ軸位置調整ホルダを設ける。この現像ローラ軸位置調整ホルダに現像ローラの軸を嵌合させ、現像ローラ軸位置調整ホルダの回動により現像ローラの軸位置を変位させて現像ギャップを調整する。
また、画像形成装置において、より高速のプロセス線速に対応するために、現像ローラを複数用いて多段現像をおこなう現像装置が知られている。このような現像装置では、各現像ローラで現像ギャップを調整する必要がある。本発明者は、特願2008−119351号にて、2本の現像ローラを用いて多段現像をおこなう画像形成装置で、各現像ローラの現像ギャップを調節する機構として、感光体の軸を支持する側板に、各現像ローラの軸と嵌合する現像ローラ軸位置調整ホルダをそれぞれ設けたものを開示している。
上記先願に記載した画像形成装置の多段現像装置では、複数の現像ローラの軸が現像ケースに回転可能な状態で固定位置に取り付けられている。そして、感光体の軸を支持する側板に、感光体の表面と現像ローラの表面とが現像ギャップを形成して対向するよう、多段現像装置の複数の現像ローラの軸を現像ローラ軸位置調整ホルダを介して支持させている。このため、側板に支持される現像ローラの軸に、現像装置のユニット重量がかかるようになる。
ところで、高速のプロセス線速に対応するために現像装置では、大径現像ローラの使用、複数の現像ローラの使用以外にも、現像装置内で現像剤を高速で循環させる循環搬送系が必要である。このため、現像剤搬送スクリュの大径化、発熱に対応するための現像ケースの金属化、高ユニットトルクに対応する現像ケースの高剛性化等が行われている。これに伴い、現像ローラ、搬送部材、現像ケース等を含む現像装置のユニット重量が大きなものとなってくる。特に、図面出力や印刷プロダクションなどに対応する広幅紙対応の高速の画像形成装置では、現像装置のユニット重量は非常に大きなものとなる。
このように現像装置のユニット重量が大きなものとなった場合、現像装置のユニット重量が現像ローラの軸にかかることにより、上記現像ギャップ調整機構を用いた現像ギャップ調整作業が困難になる場合がある。特に、複数の現像ローラを用いるものでは、各現像ローラの現像ギャップ精度の調整に加え、各現像ローラの現像ギャップのバランスを考慮してギャップ偏差を所定の範囲内に収める必要もあるため、微小なギャップ調整を行う必要があり、現像ギャップ調整作業がさらに困難になる。さらに、現像装置のユニット重量が現像ローラの軸にかかることにより位置決め不良が発生する場合もある。以下、詳しく説明する。
まず、複数の現像ローラの現像ギャップ調整機構について詳しく説明する。
図11は、先願に記載した現像ギャップ調整機構の概略構成図である。図11に示すように、2本の現像ローラ41である上現像ローラ411、下現像ローラ412の軸端部431b、432bに嵌合する現像ローラ位置調整ホルダとしての上偏心ホルダ451、下偏心ホルダ452を側板に設ける。ここで、上偏心ホルダ451が嵌合する側板の嵌合孔451aは丸孔形状であるのに対して、下偏心ホルダ452が嵌合する側板の嵌合孔452aは長孔形状としている。これにより下偏心ホルダ452の側板に対する位置は嵌合孔452aの長手方向に変位可能となっている。これは、上現像ローラ411と下現像ローラの軸間距離は現像装置の中で決められ、上偏心ホルダ451および下偏心ホルダ452の調整において変動しないようにすることで、上現像ローラ411と下現像ローラ412との間での現像剤の受渡しに影響を与えないようにするためである。
このような現像ギャップ調整機構による現像ギャップ調整作業としては、先ず上偏心ホルダ451を回動させることによって、上現像ローラ411の上ローラ軸431bを感光体1に対して変位させて現像ギャップを調整する。次いで、下偏心ホルダ452を回動させることによって、下現像ローラ412の下ローラ軸432bを感光体1に対して変位させて現像ギャップを調整するが、このとき下偏心ホルダ452は上ローラ軸431bと下ローラ軸432bとの軸間距離を一定となるよう下偏心ホルダ452を回動とともに嵌合孔452aの長手方向に移動する。このような現像ギャップ調整作業により所望の現像ギャップに調整した状態で、現像ケースと側板とをネジによる締結で一体に固定する。すなわち、現像装置は上ローラ軸431、下ローラ軸432を基準として側板に対して位置決めされ、固定される。
次に、上述のギャップ調整作業時に現像ユニット重量が複数の現像ローラの軸にかかることによる不具合について詳しく説明する。
図2は、2本の現像ローラ41(上現像ローラ411、下現像ローラ412)を用いた現像装置4の概略構成を示す断面図である。図2の現像装置4では、現像装置4のユニット重量によるユニット重心Gは、現像剤搬送系が配置される下現像ローラ412の左側(感光体1とは反対側)に位置する。このユニット重心Gにおける鉛直方向の力(図2中矢印a)はモーメント力により、各現像ローラ411、412の軸431、432に対して反時計回りの負荷を与える。これにより現像ローラの軸に撓みが発生する。また、この負荷により上現像ローラ411では現像ギャップが広がる方向、下現像ローラ412ではギャップが狭くなる方向にズレが生じる。このため、上現像ローラ411と下現像ローラ412とのギャップ偏差を所定の範囲に調整する作業が困難になってくる。
また、図11のギャップ調整機構を用いて微小なギャップ調整を行う時には、偏心ホルダ451、452のスムーズな動きが望まれる。このため、部品公差も含めて側板と現像ローラ軸位置調整部材である偏心ホルダ451、452の嵌合におけるガタの発生が避けられないが、このガタ分が上記モーメント力により上現像ローラ411と下現像ローラ412とのギャップ偏差を大きくする方向に働くことになる。
また、下偏心ホルダ452では回転とともに下偏心ホルダ452が嵌合孔452aの長手方向に移動する。この移動のなかで、偏心ホルダ外周の移動距離と偏心ホルダの移動距離が一致しない下偏心ホルダ452と長孔形状の嵌合孔452aとの接触点においては、スベリを生じながらの移動となる。この動きも、現像装置4のユニット重量による負荷が現像ローラの軸にかかっているとスムーズな移動を妨げるものとなり、微小な現像ギャップ調整作業が困難になる。
また、上現像ローラ411と下現像ローラ412との間での現像剤の受渡しのためには、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを近接させる必要がある。しかしながら、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを近接配置させた場合、現像装置を側板に対して位置決めする上ローラ軸431と、下ローラ軸432も近接してしまい、大型化した現像装置を位置決めする基準として十分な距離が取れない。そこで、位置決め不良が発生する虞がある。具体的には、上記現像ローラの軸の撓み分により、正常なレイアウト位置に対してユニット重心Gのある現像剤搬送系側が下がる位置で取り付けられる位置決め不良が発生する虞が大きい。このため、現像剤攪拌系側にもギヤやカップリング等の駆動入力部品を有している場合は、位置決め不良による振動発生や経時破損などの問題発生にもつながる可能性もある。
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、複数の現像ローラの軸が現像ケースの固定位置に取り付けられた現像装置を用い、像担持体の軸を支持する側板が、現像ローラの軸端部を変位可能に支持して現像ギャップを調整する作像装置および画像形成装置において、現像ギャップ調整の際に現像装置のユニット重量が現像ローラの軸にかかる負荷を低減して、現像ギャップ調整作業を容易にすると共に、良好な位置決めのできる作像装置および画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転駆動される像担持体と、複数の現像ローラの軸が現像ケースの固定位置に取り付けられた現像装置と、該像担持体の軸と該現像装置の複数の現像ローラの軸端部とを、該像担持体の表面と該複数の現像ローラの表面とが現像ギャップを形成して対向するよう支持する側板とを備え、該複数の現像ローラの軸のうち、少なくも一つの軸位置が該側板に対して該現像ギャップを調整する方向に変位可能に構成される作像装置において、
上記現像ローラ軸以外に上記側板が上記現像ケースを支持する支持手段を設け、該支持手段は上記現像ローラの軸位置の変位を妨げないような自由度を有した状態で該現像ケースを支持することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の作像装置において、上記支持手段は略水平方向に対して自由度を有することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の作像装置において、上記支持手段は上記複数の現像ローラの回転中心の中点と上記像担持体の回転中心とを結ぶ直線に対して30°〜60°の角度をなす方向に対して自由度を有することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1の作像装置において、上記支持手段は上記複数の現像ローラの回転中心の中点と上記像担持体の回転中心とを結ぶ直線に対して30°〜60°の角度をなす直線上に位置し、且つ、該30°〜60°の角度をなす直線方向に対して自由度を有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の作像装置において、上記支持手段は略水平方向に対して自由度を有することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5のいずれかの作像装置において、上記支持手段の自由度を有する方向における変位に対して、摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の作像装置において、摺動抵抗低減手段がコロ部材であることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7のいずれかの作像装置において、上記現像ローラの軸位置の変位による現像ギャップ調整後に、上記現像装置が上記側板に対して締結固定されるものであり、該支持手段のうち該現像装置側に設けられた支持部材が該現像装置に対して着脱可能で、且つ、該締結固定後に取り外されることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、少なくとも、像担持体と感光体と現像手段とからなる作像手段を備える画像形成装置において、上記作像手段として請求項1乃至8のいずれかの作像装置を採用することを特徴とするものである。
本発明においては、現像ローラの軸以外に側板が現像ケースを支持する支持手段を設け、現像装置のユニット重量が現像ローラの軸だけでなく、現像ケースを支持する支持手段を介して側板にかかるようにする。これにより、現像ユニット重量によりかかる負荷が分散され、現像ローラの軸にかかる負荷を低減させることができる。なお、支持手段は現像ギャップを調整する方向に変位可能に構成された現像ローラの軸位置の変位を妨げないような自由度を有した状態で現像ケースを支持する。すなわち、支持手段により現像ローラの軸にかかる負荷を低減した状態で、現像ギャップを調整する方向に現像ローラの軸位置を変位させる現像ギャップ調整作業をおこなうことができるので、現像ギャップ調整作業が容易になる。また、現像ローラの軸にかかる負荷を低減しているので、現像ローラの軸の下方への撓みによる位置決め不良を抑制することができる。
本発明によれば、複数の現像ローラの軸が現像ケースの固定位置に取り付けられた現像装置を用い、像担持体の軸を支持する側板が、現像ローラの軸端部を変位可能に支持して現像ギャップを調整する作像装置および画像形成装置において、現像ギャップ調整の際に現像装置のユニット重量が現像ローラの軸にかかる負荷を低減して、現像ギャップ調整作業を容易にすると共に、良好な位置決めができるという優れた効果がある。
本実施形態に係るプリンタの概略構成図。 作像ユニットの概略構成を示す断面図。 作像ユニットの説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視説明図、(b)はユニット前側から見た斜視説明図。 図3に示す作像ユニットから感光体を取り外した状態の説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視説明図、(b)はユニット前側から見た斜視説明図。 図3に示す作像ユニットの前面板及び後面板から各部材を取り外した状態の説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視説明図、(b)はユニット前側から見た斜視説明図。 図5に示す作像ユニットから感光体を取り外した状態の説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視説明図、(b)はユニット前側から見た斜視説明図。 前面板の説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視図、(b)はユニット前側から見た斜視図。 後面板の説明図であり、(a)はユニット後側から見た斜視図、(b)はユニット前側から見た斜視図。 現像ローラの前側軸の前面板に対する位置決めを偏心ホルダによって行う構成の概略構成図。 偏心ホルダの説明図であり、(a)はユニット後側となる側から見た斜視図、(b)はユニット前側となる側から見た斜視図。 上偏心ホルダによって上現像ローラの前側現像ギャップを調節する構成の説明図。 下偏心ホルダによって下現像ローラの前側現像ギャップを調節する構成の説明図。 支持手段を設けた作像ユニットをユニット前側から見た斜視図。 作像ユニットにおける感光体および現像ローラに対する支持手段の一例の位置関係を示す断面図。 作像ユニットにおける感光体および現像ローラに対する支持手段の他の例の位置関係を示す断面図。 作像ユニットにおける感光体および現像ローラに対する支持手段の他の例の位置関係を示す断面図。 作像ユニットにおける感光体および現像ローラに対する支持手段の他の例の位置関係を示す断面図。 作像ユニットにおける感光体および現像ローラに対する支持手段の他の例の位置関係を示す断面図。 支持手段の水平方向に対する変位において摺動抵抗を低減させる手段の一例の概略構成図。 摺動抵抗を低減させる変形例に係る支持手段の説明図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図。 摺動抵抗を低減させる変形例に係る他の支持手段の説明図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタ100という)の一実施形態について説明する。
まず、プリンタ100の基本的な構成について説明する。図1は、本実施形態に係るプリンタ100を示す概略構成図である。
図1に示すようにプリンタ100は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す)用の4つの作像プロセス部10Y,C,M,Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY,C,M,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Yトナー像を生成するためのY用の作像プロセス部10Yを例にすると、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向(図中矢印A方向)に回転駆動せしめられる感光体1Yの周囲に、クリーニング装置6Y、不図示の除電手段、帯電装置2Y、光書込装置3Y、現像装置4Yなどを有している。
感光体1Yに対向するように配設された帯電装置2Yは、チャージワイヤーに不図示の帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される帯電チャージャーである。そして、帯電装置2Yが感光体1Yとの間に放電を生じせしめることで、感光体1Yの表面を一様帯電せしめる。帯電チャージャーを用いた帯電装置2Yの代わりに、帯電ローラを感光体1Yに対して接触あるいは所定の間隙を介して対向するように配置して、感光体1を一様帯電せしめるものを用いてもよい。
帯電装置2Yによって一様帯電せしめられた感光体1Yの表面は、光書込装置3Yから発せられる走査光によって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。この光書込装置3Yは、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調したレーザー光あるいはLED光を照射するものである。
現像手段たる現像装置4Yは感光体1Yに対向する現像領域で、周知の技術により、感光体1Y表面に担持された静電潜像にYトナーを付着させることで、静電潜像を現像してYトナー像を得る。このYトナー像は、中間転写ベルト7に一次転写される。
図1に示す現像装置4Yは、現像ローラとして、上現像ローラ411Yと下現像ローラ412Yとの2つの現像ローラを備えた構成である。2つの現像ローラを用いて感光体1Y上の潜像を現像することによって、感光体1Yの周速を高速にした場合、1つの現像ローラによって現像を行うものよりも、より確実に潜像の現像を行うことができる。なお、二つの現像ローラを用いた現像装置としては、例えば、特開20007−311915号公報に記載されたものを用いることができる。
クリーニング装置6Yは、一次転写工程を経た後の感光体1Y表面に付着している転写残トナーを除去する。なお、クリーニング装置6としては、クリーニングブレードよりも感光体回転方向下流側の感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラを配し、トナー回収ローラからゴムブレードによってトナーを除去する構成を適用することができる。クリーニング装置としては、この構成に限るものではない。クリーニング装置6Yによって、クリーニング処理が施された感光体1Y表面は、図示しない除電ランプ等の除電手段によって除電されて、次の画像形成に備えられる。
図1において、他色用の作像プロセス部10C,M,Kにおいても、同様にして感光体1C,M,K上にC,M,Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト7上に中間転写される。
作像プロセス部10Y,C,M,Kの図中下方には、トナー像担持体である中間転写ベルト7を張架しながら図中時計回り方向(図中矢印B方向)に無端移動せしめる転写ユニット70が配設されている。転写手段たる転写ユニット70は、中間転写ベルト7の他、二次転写対向ローラ71、及び、2つの張架ローラ(7a、7b)、一次転写部材としての4つの一次転写チャージャー5Y,C,M,K、二次転写ローラ8、図示しないベルトクリーニング装置などを備えている。
中間転写ベルト7は、そのループ内側に配設された第一張架ローラ7a、第二張架ローラ7b、及び、二次転写対向ローラ71によって張架されながら、3つの張架ローラのうちの一つが回転駆動することによって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写チャージャー5Y,C,M,Kは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト7を挟んで感光体1Y,C,M,Kと対向し、Y,C,M,K用の一次転写部を形成している。そして、中間転写ベルト7の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト7は、その無端移動に伴ってY,C,M,K用の一次転写部を順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体1Y,C,M,K上のY,C,M,Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト7上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。なお、一次転写部を構成する一次転写部材としては、転写チャージャーに限るものではなく、例えば、感光体1との間で中間転写ベルト7を挟み込んで一次転写ニップを形成する一次転写ローラであってもよい。
中間転写ベルト7のループ外側には、図示しない電源から出力される二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ8が配設されており、これはベルトループ内側の二次転写対向ローラ71との間に中間転写ベルト7を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
転写ユニット70の下方には、図示しない給紙カセットが配設されている。この給紙カセット内には、記録媒体である記録紙Pが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Pを所定のタイミングで図示しない給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対81が配設されている。レジストローラ対81は、互いに当接しながら回転するローラ間に搬送されてきた記録紙Pを挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Pを中間転写ベルト7上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに向けて送り出す。
中間転写ベルト7上に形成された4色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ8と接地された二次転写対向ローラ71との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Pに一括二次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト7には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、第一張架ローラ7aとの間に中間転写ベルト7を挟み込んでいる図示しないベルトクリーニング装置によって除去される。
二次転写ニップの図中左側には、図示しない定着装置が配設されている。この定着装置は、電子写真方式の画像形成装置で周知になっているように、加圧や加熱によってトナー像を記録紙に定着せしめるものである。
以上の基本的な構成を備えるプリンタ100においては、4つの作像プロセス部10Y,C,M,Kが、潜像担持体たる感光体1Y,C,M,Kの無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。また、4つの作像プロセス部部10Y,C,M,Kと転写ユニット70との組合せが、トナー像担持体たる中間転写ベルト7の無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段ととして機能している。
次に、4つの作像プロセス部10Y,C,M,Kが備える、現像装置4Y,C,M,K及び感光体1Y,C,M,Kとをユニットとして一体的に支持する作像装置としての作像ユニット200Y,C,M,Kについて説明する。作像ユニット200Y,C,M,Kは、使用するトナーの色が異なる点以外は共通する構成となっているので、以下の説明ではY,C,M,Kは省略して説明する。
図2は、作像ユニット200の概略断面を示す断面図である。本実施形態の作像ユニット200は、現像装置4及び感光体1以外の作像部材として、クリーニング装置6、不図示の除電装置、帯電装置2を一体として支持し、プリンタ100本体に対して着脱可能となっている。作像ユニット200は、潜像形成手段である光書込装置3Yは一体的に支持する構成ではないが、潜像形成手段を構成する部材も作像ユニット200として、プリンタ100本体から着脱可能に構成しても良い。
現像装置4は、筺体としての現像ケース40と、現像剤を図2中の手前側から奥側へと搬送しながら2つの現像ローラである上現像ローラ411及び下現像ローラ412と、上現像ローラ411及び下現像ローラ412現像剤を供給する供給スクリュ51とを備える。また、現像ローラに供給され、現像ローラと感光体1との対向部である現像領域を通過した後の現像剤を回収し、図2中手前側から奥側へと搬送する回収スクリュ52を備える。さらに、回収スクリュ52の搬送方向下流端まで到達した現像剤を供給スクリュ51の搬送方向上流端に受け渡して現像剤を循環させる循環スクリュ53を備える。循環スクリュ53は、現像装置4の図2中の奥側端部では、回収スクリュ52と同じ高さとなり、手前側端部では供給スクリュ51と同じ高さとなるように、奥側から手前側に向けて斜め上方となるように配置されている。ここで、現像装置4の供給スクリュ51が配置されている空間を供給搬送路51a、回収スクリュ52が配置されている空間を回収搬送路52a、そして、循環スクリュ53が配置されている空間を循環搬送路53aとする。また、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを配置し、感光体1と対向する空間を現像室59とする。また、下現像ローラ412の下方で感光体1と対向するキャッチローラ56を備えている。
上現像ローラ411やこれの下方に配設された下現像ローラ412は、それぞれ、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図中時計周り方向に回転駆動される非磁性パイプからなる現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しないマグネットローラとを有している。
上現像ローラ411や下現像ローラ412を収容している現像室59は、感光体1と対向する側の壁に開口を有しており、そこから2つの現像ローラ41の現像スリーブ周面の一部を露出させている。この現像室59における感光体1との対向側とは反対側は、両現像ローラの軸線方向の全域に渡って、供給搬送路51a及び回収搬送路52aが連通している。供給搬送路51aは回収搬送路52aの鉛直方向の真上に配設されており、これら供給搬送路51a及び回収搬送路52aが何れも図中右側(感光体側)を長手方向の全域に渡って現像室59に連通しているのである。
供給搬送路51a内に配置されている供給スクリュ51は、感光体1、上現像ローラ411及び下現像ローラ412と同様に水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、供給スクリュ51は、棒状の軸部材とこれの周面に螺旋状に立設せしめられたスクリュウ羽根とが、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図2中の反時計回り方向に一体的に回転駆動される。
回収搬送路52a内に収容されている回収スクリュ52も、感光体1、上現像ローラ411及び下現像ローラ412、供給スクリュ51と同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段によって軸部材とスクリュウ羽根とが図中時計回り方向に一体的に回転駆動される。
供給搬送路51aや回収搬送路52aにおける現像室59側とは反対側には、循環搬送路53aが隣接している。この循環搬送路53aは、他の現像剤搬送路とは異なり、水平方向から傾いた姿勢で延在するように形成されている。そして、軸部材の周面上にスクリュウ羽根が立設せしめられた循環スクリュ53も、かかる循環搬送路53a内において傾斜した姿勢で延在しており、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。なお、循環搬送路53aは、仕切壁58によってその大部分が供給搬送路51aや回収搬送路52aから仕切られている。但し、仕切壁58に設けられた開口によって、供給搬送路51aや回収搬送路52aと部分的に連通している。
供給搬送路51a内においては、供給スクリュ51aの羽根内に保持された図示しない現像剤が、供給スクリュ51の回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。この搬送の過程において、現像剤は現像室59内の上現像ローラ411に順次供給されていく。そして、上現像ローラ411内のマグネットローラの磁力によって上現像ローラ411に汲み上げられる。
上現像ローラ411に汲み上げられた現像剤は、先端を上現像ローラ411の表面と所定の間隙を介して対向させているドクタブレード57によって上現像ローラ411上での層厚が規制される。そして、感光体1に対向する第1現像領域まで搬送されて、ここで現像に寄与する。
上現像ローラ411に汲み上げられずに供給スクリュ51の剤搬送方向下流側端部付近(図中奥側端部付近)まで搬送された現像剤は、供給搬送路51aの底壁に設けられた不図示の落とし込み開口から回収搬送路52a内に落下する。
また、上現像ローラ411の回転に伴って、上現像ローラ411と感光体1とが対向する第1現像領域まで搬送されて現像に寄与した現像剤は、その後、上現像ローラ411の回転に伴って第1現像領域を通過する。そして、上現像ローラ411の下方に配設された下現像ローラ412に受け渡される。その後、下現像ローラ412の回転に伴って、下現像ローラ412と感光体1とが対向する第2現像領域に送られて、ここで再び現像に寄与する。2度目の現像工程を終えた現像剤は、現像室59と回収搬送路52aとの連通位置まで搬送される。そして、下現像ローラ412のマグネットローラの形成する反発磁界の影響によって下現像ローラ412表面から離脱した後、回収搬送路52a内に落下する。
下現像ローラ412の回転とともに第2現像領域を通過した後、回収搬送路52aから比較的離れた位置で下現像ローラ412表面から離脱してしまった現像剤は、下現像ローラ412の直下に配設されたキャッチローラ56の回転力により、回収搬送路52aに向けて搬送される。
回収搬送路52a内では、回収スクリュ52の羽根内に保持された図示しない現像剤が、回収スクリュ52の回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。そして、この搬送の過程において、不図示のトナー補給装置によって回収搬送路52a内の現像剤にトナーが補給される。また、供給搬送路51aの上記落とし込み開口から落下してくる現像剤を取り込む。その後、回収スクリュ52の剤搬送方向下流側端部付近(図2中奥側端部付近)まで搬送された現像剤は、仕切壁58に設けられた開口部を通って、循環搬送路53a内に進入する。
循環搬送路53a内に進入した現像剤は、循環スクリュ53aの剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。そして、剤搬送方向上流側から剤搬送方向下流側への斜め上向きの姿勢で配設された循環スクリュ53aの回転に伴って、昇り勾配で搬送される。現像剤が循環スクリュ53の剤搬送方向下流側端部付近まで搬送されると、仕切壁58に設けられた開口部を通って、供給搬送路51aに戻される。そして、供給スクリュ51の剤搬送方向上流側端部に取り込まれる。
図3は、作像ユニット200の斜視説明図であり、作像ユニット200から、現像装置4及び感光体1以外の作像部材を取り外した状態で有る。作像ユニット200が備える感光体1は、OPC感光体であり、その大きさは直径100[mm]、上現像ローラ411及び下現像ローラ412の大きさはともに、直径30[mm]である。
作像ユニット200は図中の矢印C方向にスライドさせることにより、プリンタ100本体に対して装着する。ここで、作像ユニット200のスライド方向である図中矢印C方向をユニット後側、ユニット後側とは逆側をユニット前側と呼ぶ。そして、図3(a)は、ユニット後側から見た斜視説明図であり、図3(b)は、ユニット前側から見た斜視説明図である。
作像装置である作像ユニット200は、感光体1と、その表面が感光体1の表面との間で現像ギャップPGを形成し、感光体1の潜像を現像する現像ローラ411、412を備える現像装置4を備える。また、感光体1の軸方向のユニット前側の感光体1と現像装置4の前側端部となる現像前ケース48を支持する前面板210と、感光体1及び現像装置4を挟んで前面板210に対向して配置され、ユニット後側の感光体1と現像装置4との後側端部となる現像後ケース49を支持する後面板220とを有する。さらに、前面板210と後面板220との軸方向の距離を決めるステー部材として、前面板210側から見て右側には金属からなる板状ステー230を備える。また、前面板210側から見て左側の前面板210と後面板220との軸方向の距離は、現像装置4によって決まり、現像装置4が左側のステー部材として機能する。
また、前面板210には、ドラムノブホルダ212及びドラムノブ211を備える。ドラムノブ211には、感光体軸の軸受部材として玉軸受からなる感光体軸受(不図示)が内蔵されている。さらに、後面板220には、軸受ホルダ221及び玉軸受からなる感光体軸受12を備える。そして、後面板220の軸受ホルダ221の凹み部分に、感光体1に駆動を伝達する駆動ギヤ及びカップリングが入る配置となっている。
また、現像ローラ411、412の前側の現像ローラ軸431b、432bを前面板210に対して位置決めを行う、現像ローラ位置調整ホルダとしての偏心ホルダ45(451、452)をそれぞれ備える。詳細は後述するが、偏心ホルダ45(451、452)によってローラ軸431b、432bの前面板210に対する位置を調節することができる。
また、プリンタ100に装着した状態の作像ユニット200は、図2に示す第一スライドレール110と、第二スライドレール120によって支持されている。このため、作像ユニット200は第一スライドレール110及び第二スライドレール120によって、プリンタ100の前面側に引き出し可能となっている。なお、作像ユニット200を引き出した状態では、ユニット前側はアクセスが容易であるが、ユニット後側はアクセスが困難である。
本実施形態の作像ユニット200は、ユニットの状態で感光体1と2つの現像ローラ411、412との間隙である現像ギャップPGをそれぞれ調節して、ユニット単位で現像ギャップPGの調整が成された状態で、プリンタ100本体に設置する。
また、プリンタ100本体側には、感光体1に駆動を伝達する感光体駆動軸(不図示)が配置されている。そして、感光体1を配置した作像ユニット200をプリンタ100本体に装着することによって、感光体駆動軸(不図示)が感光体1と係合し、感光体駆動軸の回転駆動を感光体1に伝達することができる。
図4は、図3に示す作像ユニット200から感光体1を取り外した状態の斜視説明図である。図5は、図3に示す作像ユニット200の前面板210及び後面板220から各部材を取り外した状態の斜視説明図である。図6は、図5に示す作像ユニット200から感光体1を取り外した状態の斜視説明図である。図4〜図6おいて、(a)は、ユニット後側から見た斜視説明図であり、(b)は、ユニット前側から見た斜視説明図である。
図7は、前面板210の説明図であり、図7(a)は、ユニット後側から前面板210を見た斜視説明図であり、図7(b)は、ユニット前側から前面板210を見た斜視説明図である。また、図8は、後面板220の説明図であり、図8(a)は、ユニット後側から後面板220を見た斜視説明図であり、図8(b)は、ユニット前側から後面板220を見た斜視説明図である。図7及び図8中の数字に「a」を付した符号は、数字に該当するネジ、または、偏心ホルダの嵌合孔である。
作像ユニット200では、現像装置4と後面板220とは後側のローラ軸431a、432aに対して嵌合する玉軸受からなる現像ローラ軸受461、462を介した位置決め基準にて、ネジ止めによって固定される。現像装置4と前面板210とは、現像ローラ411、412の前側のローラ軸431b、432bを偏心ホルダ451、452に嵌合し、後述するようにギャップ調整をして偏心ホルダ451、452を介した位置決め基準にて、ネジ止めによって固定される。図4〜図6に示すように、現像装置4と前面板210とは、第一現像前面ネジ941、第二現像前面ネジ942、及び、第三現像前面ネジ943によって固定される。また、現像装置4と後面板220とは、第一現像後面ネジ944、第二現像後面ネジ945、及び、第三現像後面ネジ946によって固定される。
なお、後面板220側では、現像ローラ411、412の後側のローラ軸431a、432aの軸受部材であり、後面板220に対して現像ローラ41を位置決めする後側現像ローラ軸受461、462がセットされた後、後側の現像ローラ軸431a、432aに駆動を伝達する駆動ギヤおよびカップリング等が取り付けられる。このため、作像ユニット200の後面板220の外側は、駆動ギヤ等の多くの部材が設けられているため、後面板220側に現像ギャップPGを調節する調節機構を配置することは困難である。
また、板状ステー230と前面板210とは、第一ステー前面ネジ931と第二ステー前面ネジ932とによって固定され、板状ステー230と後面板220とは、第一ステー後面ネジ933と第二ステー後面ネジ934とによって固定される。
前面板210と後面板220との距離である面板間スパンについては、前面板210側から見て左側の第二スパンS2は、現像装置4が固定ステー部材として機能しているため一定となっている。一方、前面板210側から見て右側の第一スパンS1は、前面板210と板状ステー230との間のスペーサー部材としてのシム231の装着数を変えることによって変更可能となっている。
作像ユニット200では、シム231の装着数を増加させることにより、第一スパンS1が長くなる。これにより、後面板220は後側に傾くように撓みが生じる。後面板220に撓みが生じることにより、後面板220に固定された玉軸受である感光体軸受12の位置が変位する。このように、感光体軸受12が変位することによって、後面板220側の現像ギャップPGが広がる方向の調節を行うことができる。一方、シム231の装着数を減少させることにより、第一スパンS1が短くなり、後面板220は前側傾くように撓みが生じ、シム231の装着数を増加させた場合とは逆に現像ギャップPGが狭まる方向の調節を行うことができる。
上述した第一スパンS1を変更することによる現像ギャップPGの調節は、前側の現像ギャップPGにも影響はあるものの、後側の現像ギャップPGを調節することを主とする調節である。
次に、作像ユニット200における前側の現像ギャップPGの調節について説明する。
図9は、現像ローラ411、412のローラ軸431b、432bの前面板210に対する位置決めを偏心ホルダ45によって行う構成の概略構成図である。作像ユニット200は、偏心ホルダ45として、上現像ローラ411に対する上偏心ホルダ451と、下現像ローラ412対する下偏心ホルダ452とを備えている。上偏心ホルダ451、下偏心ホルダ452は図9中の矢印εで示すようにそれぞれ独立して回動させることができ、上現像ローラ411の現像ギャップPG1と下現像ローラ412の現像ギャップPG2とをそれぞれ独立で調節することができる。
図10は、偏心ホルダ45の斜視説明図であり、図10(a)は、前面板210に取り付けた際にユニット後側となる側から見た斜視図であり、図10(b)は、前面板210に取り付けた際にユニット前側となる側から見た斜視図である。なお、上偏心ホルダ451と下偏心ホルダ452との単体での形状は図10に示すように同一である。
偏心ホルダ45(451、452)は、前面板210の嵌合孔(451a、452a)に嵌合し、外形の断面が円形となる面板嵌合部45b、調節ネジ止め部45d、及び、つまみ部45eとからなる。面板嵌合部45bにはローラ軸431b、432bの端部と嵌合する軸嵌合孔45aが設けられている。軸嵌合孔45aの断面形状と、面板嵌合部45bの外形の断面形状は共に円形であるが、軸嵌合孔45aは面板嵌合部45bの外形に対して偏心孔となっている。また、調節ネジ止め部45dには、面板嵌合部45bの外形に沿った形状の調節ネジ止め孔45cが設けられている。
図11は、上偏心ホルダ451によって上現像ローラ411の前側の現像ギャップPG1を調節する構成の説明図であり、図12は、下偏心ホルダ452によって下現像ローラ412の前側の現像ギャップPG2を調節する構成の説明図である。
図11、12中の破線は、感光体1の表面と現像ローラ411、412の表面とを示している。偏心ホルダ45(451、452)は、前面板210の嵌合孔451a,452aに対して嵌合されるため、感光体1に対する偏心ホルダ451、452の位置は変化しない。一方、偏心ホルダ45(451、452)の面板嵌合部45bと現像ローラ411,412のローラ軸431b、432bとは偏心しているため、現像ローラ411、412の回転中心411P、412Pに対して偏心ホルダ45(451、452)の回動中心は偏心して、偏心ホルダ451、452を回動させることによって、現像ローラ411、412が感光体1に対してそれぞれ変位する。
まず、図11において、前面板210の嵌合孔451aに嵌合した上偏心ホルダ451を時計回り方向(図11中の矢印ε1方向)に回転させることによって、上ローラ軸431bが感光体1から遠ざかる方向に変位し、前側の現像ギャップPGを広げるように調節することができる。逆に、上偏心ホルダ451を反時計回り方向(図11中の矢印ε1とは逆方向方向)に回転させることによって、前側の現像ギャップPG1を狭めるように調節することができる。このように、上ローラ軸431bの前面板210に対する位置を調節することにより、上現像ローラ411を感光体1に対して変位させて現像ギャップPG1の調整を行う。なお、上偏心ホルダ451によって上現像ローラ411の前側の現像ギャップPG1を調節するときには、調節ネジ止め孔45c(図10参照)に嵌合する偏心ホルダ調節ネジ471(図9参照)を緩めて上偏心ホルダ451を回動させ、上偏心ホルダ調節ネジ471を締めることによって上偏心ホルダ451の回動を調節した状態で上現像ローラ411の現像ギャップPG1固定する。
ついで、図12において、前面板210の嵌合孔452aに嵌合した下偏心ホルダ452を反時計回り方向(図12中の矢印ε2方向)に回転させることによって、下ローラ軸432bが感光体1に近づく方向に変位し、前側の現像ギャップPG2を狭めるように調節することができる。この際、下ローラ軸432bと上ローラ軸431b間距離は変位するが、下偏心ホルダ452を長孔形状の嵌合孔452aに対して下ローラ軸432bと上ローラ軸431b間距離が変位しないように(図12中の矢印η方向)へ移動する。このため、上現像ローラ411と下現像ローラ412の軸間距離は上偏心ホルダ451および下偏心ホルダ452の調整において変動しない。逆に、下偏心ホルダ452を時計回り方向(図12中の矢印ε2とは逆方向)に回転させることによって、前側の現像ギャップPG2を狭めるように調節することができる。この際、下偏心ホルダ452を長孔形状の嵌合孔452aに対して下ローラ軸432bと上ローラ軸431b間距離が変位しないように移動させる。このように、下ローラ軸432bの前面板210に対する位置を調節することにより、下現像ローラ412を感光体1に対して変位させて現像ギャップPG2の調整を行う。また、下偏心ホルダ452の前面板210に対する位置は嵌合孔452aの長手方向に変位させることにより、上現像ローラ411と下現像ローラ412の軸間距離は現像装置4の中で決められ、上偏心ホルダ451および下偏心ホルダ452の調整において変動しない。よって、上現像ローラ411と下現像ローラ412の間での現像剤の受渡しに影響を与えないようにできる。なお、偏心ホルダ452によって下現像ローラ412の前側の現像ギャップPG2を調節するときには、調節ネジ止め孔45c(図10参照)に嵌合する下偏心ホルダ調節ネジ472(図9参照)を緩めて下偏心ホルダ452を回動させ、下偏心ホルダ調節ネジ472を締めることによって下偏心ホルダ452の回動を調節した状態で下現像ローラ412の現像ギャップPG2固定する。
上述の作像ユニット200のように、2つの現像ローラ41(411、412)を備えた2段現像をおこなう現像装置4においては、上述した偏心ホルダ45(451、452)による調節機構のように、後側の現像ギャップPGに応じて、二つの現像ローラ41をそれぞれ独立で前側の現像ギャップPG1、PG2を調整することにより、狭い設定範囲での現像ギャップの公差の改善と現像ギャップの前後偏差の改善との両立をさせることが可能となる。
上述の作像ユニット200においては、現像ローラ41(上現像ローラ411、下現像ローラ412)のローラ軸43(上ローラ軸431、下ローラ軸432)が現像ケース48に回転可能な状態で固定位置に取り付けられている。そして、感光体1の軸を支持する前面板210に、感光体1の表面と上現像ローラ411、下現像ローラ412の表面とが現像ギャップPG1、PG2を形成して対向するよう、上ローラ軸431、下ローラ軸432を上偏心ホルダ451、下偏心ホルダ452を介して支持させている。このため、前面板に支持される上ローラ軸431、下ローラ軸432に、現像装置4のユニット重量がかかるようになる。この負荷に起因する現像ギャップ調整作業の困難化や、位置決め不良が発生するおそれがある。
そこで、本実施形態のプリンタでは、上記作像ユニット200において、上現像ローラ411,下現像ローラ412の上ローラ軸431b,下ローラ軸432bを、上偏心ホルダ451,下偏心ホルダ452を介して前面板210に対して位置決め基準とした作像ユニット200において、上ローラ軸431b、下ローラ軸432b以外に、前面板210が現像ケース48を支持する支持手段としての従基準を設ける。図13は、現像ローラの軸以外に従基準を設けた作像ユニット200(一部分解したもの)のユニット前側から見た斜視図である。図13に示す作像ユニット200では、現像装置4の現像前ケース48の下部左側にボス状突起である従基準ピン60を設けるとともに、前面板210の下部左側を図3(b)より延ばして、従基準ピン60と対応する位置に水平方向長孔形状の従基準ピン嵌合孔60aを設ける。この従基準ピン60が従基準ピン嵌合孔60aに嵌合して、現像装置4のユニット重量を支持して現像ケース48を前面板210に鉛直方向に位置決めすることにより、上ローラ軸431、下ローラ軸432にかかる負荷が低減される。よって、上ローラ軸431,下ローラ軸432にかかる負荷に起因する現像ギャップ調整作業の困難化や、位置決め不良を抑制することができる。
これは、上現像ローラ411の上ローラ軸431を主基準とし、下現像ローラ412の下ローラ軸432を従基準として現像ケース48が前面板210に対して位置決め支持されている状態において、さらに位置決め支持手段としての従基準を追加するものであるため、物理的に無理が生じる可能性がある。このような状況において、不具合の小さい構成としたい。具体的には、従基準ピン60を設ける位置は、図13に示した位置以外であっても良いが、軸位置を変位させて現像ギャップの調整する軸位置調整作業をおこなう作像ユニットにでは、図13の位置付近がより効果的であることを、以下に説明する。
図14、15、16、17、18は、感光体1および上現像ローラ411、下現像ローラ412に対する従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aの位置関係を示す作像ユニット200の断面図である。
図14では、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と、感光体1の中心を結ぶ直線上の近傍に、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aを配置したものである。図14では、従基準ピン嵌合孔60aの長孔は上現像ローラ411、下現像ローラ412方向に中心軸が向けられているが、長孔の方向は概ね水平に近いものであるため、現像装置4のユニット重量を支持するという従基準ピン60の目的に対して適合する。図14の位置関係の場合、上現像ローラ411と下現像ローラ412の軸位置調整方向(図14中矢印c)に対して従基準ピン嵌合孔60aの長孔方向が概ね向いているという面においては正しい構成である。しかしながら、上ローラ軸431位置がギャップ調整作業によって固定され、下現像ローラ412の軸432位置をさらに移動させるという作業においてみると、固定された側の上ローラ軸431位置を中心として現像装置4が回転する方向の変位である。この変位は従基準ピン嵌合孔60aの長孔において拘束される方向(図14中矢印d)と同じ方向になってしまうため、従基準ピン嵌合孔60aにより下ローラ軸432位置調整作業が阻害される構成となってしまう。
図15では、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ直線上の近傍に、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aを配置したものである。図15の位置関係の場合、現像装置4のユニット重量を支持し上ローラ軸431、下ローラ軸432にかかる負荷を減らすという趣旨において、従基準ピン嵌合孔60aとして横方向の長孔を配置が適合するが、主基準である上ローラ軸431との距離を部品寸法で正確に出すことは困難である。また、本実施形態のように、現像ローラ軸位置調整手段として偏心ホルダ45を用いる場合は、現像ギャップ調整方向と直交する方向にも現像ローラの軸位置の変位があるため、従基準として成立しない。一方、従基準ピン嵌合孔60aとして方向を現像ローラ方向にフリーとなるように向けた場合では、現像装置4のユニット重量を支持するという機能を従基準ピン60に持たせることができなくなってしまう。また、この長孔方向は、図14の構成と同様、下ローラ軸432位置調整作業においては不具合の生じる構成である。
図16では、現像装置4のユニット重心Gの直下近傍に、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aを配置したものである。図16の位置関係の場合、図15の位置関係と近いため、図15で説明したものと似た不具合がある。特に、現像ローラの本数が多くなるほど、ユニット重量に占める現像ローラの重量の比率が高く、重心Gは現像ローラ寄りになる。ここで、現像装置4のユニット重心Gの直下を従基準ピン60で支持した場合、現像装置4は回転方向のバランスにおいて従基準の当接点を中心として時計方向、反時計方向で微妙な釣り合いとなる。この状態においては、微小な外力によって簡単に現像装置4の傾き方向が変化してしまう。これは、偏心ホルダ45による現像ギャップの調整において、測定→再調整→締結→再測定の作業を繰り返していく際に、偏心ホルダ45と前面板210、および、現像ローラの軸431、432と偏心ホルダ45の間に生じるガタ分の寄り方向が一定しないという現象となり、調整結果の安定性が損なわれるという不具合につながる。
図17は、図13の斜視図で示した従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aの位置関係を示す断面図である。図17では、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と、感光体1の中心を結ぶ直線に対して45°に近い位置に、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aを配置したものであり、さらに従基準ピン嵌合孔60aの長孔方向は概ね水平に向けられている。これは、図14と図15の構成の中間に位置するものといえる。図17の位置関係における水平方向の長孔は、現像装置4のユニット重量を支持するという点で適合すると共に、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と従基準中心とを結ぶ直線に対して45°に近い角度となっている。この上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と従基準中心とを結ぶ直線とは、下ローラ軸432位置調整作業の現像装置4回転方向の変位に対し、従基準ピン60の位置においてはこの直線に対して直交する方向(図17中矢印e)に変位が生じるものである。このため、この上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と従基準ピン60中心とを結ぶ直線に対して従基準ピン嵌合孔60aによる拘束を45°に近い方向とすることで、軸位置と従基準ピン位置における誤差吸収と、軸位置調整時の現像装置回転変位への対応の折り合いをつける構成としている。このように、図17に示すような従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aの位置関係とし、従基準ピン嵌合孔60を水平方向の長孔とすることで、現像ギャップ調整機能を妨げずに、現像装置4のユニット重量を支持する。
また、図17の構成では、現像ローラの軸位置調整作業の際に従基準ピン60の位置変位が発生することになる。この際の従基準ピン60に対しては現像装置4のユニット重量と共に、上述の現像装置回転方向変位におけるモーメント力はかかることになる。微妙な現像ローラの軸位置調整を行うに際しては、従基準ピン60は水平方向(非拘束方向)に対してよりスムーズな変位となることが望ましいが、上記従基準ピン60にかかる力は前面版210に設けられた従基準ピン嵌合孔60aとの接触において面圧を増加させることになり、摺動抵抗となる。このため、摺動抵抗を減らすように従基準部に改良を加えたものについて説明する。
図19は、従基準の水平方向に対する変位において摺動抵抗を低減させる手段の一例の概略構成図を示す斜視図である。摺動抵抗を低減させる手段として、従基準ピン60に対して嵌合することにより位置決めされるコロ部材、具体的にはラジアル玉軸受61を設ける。このラジアル玉軸受61を嵌める際には、前面板210の従基準ピン嵌合孔60aの長孔の拘束方向においても微小な隙間が必要となる。しかし、上記現像装置4のユニット重量または現像装置回転変位のモーメント力により、どちらか片側に突き当てられた状態において、軸位置調整作業において従基準ピン60のスムーズな移動が行われる。
また、この作像ユニット200では、現像ローラも軸位置調整後にネジ締結により前面板と現像装置の現像前ケース48との固定が行われる構成であるため、締結固定後は従基準による位置決めは必要としない。このため、締結固定後、ラジアル玉軸受61は取り外して回収し、再び治具として再使用する。また、寸法精度が確保され汎用性の高いラジアル玉軸受61を治具として使用していることで、修理や耐久部品を交換してのユニットリユースなどのケースで工場出荷後に現像ユニット面板の分解・再組立が発生する際も、特殊な治具を使用することなく、再度の従基準位置決めによる組立を実施することが可能である。
<変形例>
作像ユニット200の現像装置4に、現像ローラの軸以外に現像ケース48を前面板210に対して位置決め支持する支持手段としての従基準を設けた構成の変形例を説明する。図20は、変形例に係る現像ローラの軸以外に従基準を設けた作像ユニット200(一部分解したもの)の従基準部の概略構成をしめすものであり、(a)は斜視図、(b)は断面図である。図20では、従基準は現像前ケース48の自重による前面板210への突き当て拘束とし、水平方向にはフリーとなる方式を採用するものである。これは、図13の従基準よりも単純化な構成であり、現像装置4のユニット重量が十分に重く、軸位置調整で発生するモーメント力に対してユニット重量による鉛直方向への荷重分が十分に大きいユニット構成において、適用可能である。
変形例においても、従基準の水平方向に対する変位において摺動抵抗を低減するために、現像前ケース48側には凸部48aを設けるとともに、前面板210側には絞りによる凸部213を設けている。また、前面板210側の絞りによる凸部213に摺動コートを加えたり、現像前ケース48側の従基準となる当接面付近を摺動グレードの樹脂材料にて構成したりするなど、摺動性を高くする方式が考えられる。また、図21に示すように、取り外し可能なピン形状64の治具63を用いることも可能である。
以上、本実施形態では本発明を、作像ユニット200の前側の現像ギャップを偏心ホルダ45(451、452)による軸位置調整、後側の現像ギャップを第一スパンS1の変更による調整という構成であるものを用いて説明した。詳しくは、本発明を、現像ローラ41(411、412)の前側の現像ローラ軸43b(431b、432b)を支持する現像前ケース48および前側面210において説明した。しかしながら、後側の現像ギャップを現像ローラの軸位置調整により調整する構成においても、同様に適用可能である。
また、現像ローラの軸位置調整後、前面板210に対して現像前ケース48がネジにより締結固定されるユニットを用いて説明を行ったが、例えば、現像装置4を画像形成装置本体にセット後に感光体やクリーニング装置等の位置決めを行う面板を取り付けるものや、面板別体の構成のものに適用することも可能である。
以上、本実施形態では、現像装置4の現像前ケース48の下部左側にボス状突起である従基準ピン60を設けるとともに、従基準ピン60と対応する位置に水平方向長孔形状の従基準ピン嵌合孔60aを設ける。この従基準ピン60が従基準ピン嵌合孔60aに嵌合して、現像装置4のユニット重量を支持して前面板210に鉛直方向に位置決めを行うことにより、上ローラ軸431、下ローラ軸432にかかる負荷が低減される。よって、上ローラ軸431、下ローラ軸432にかかる負荷に起因する現像ギャップ調整作業の困難化や、位置決め不良を抑制することができる。
また、本実施形態では、従基準ピン嵌合孔60aは水平方向長孔形状であり、従基準ピン60はは略水平方向に対して位置決め自由度を有しており、現像前ケース48は前面板210に対して概ね鉛直方向に対して位置決め拘束される。よって、重量による鉛直方向の力を受けるのに有効な方向と拘束方向が一致して、従基準が現像装置のユニット重量を支持するという機能を効率よく果たすことができる。
また、本実施形態では、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aによる従基準は、上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と感光体1の中心を結ぶ直線L1に対して30°〜60°の角度をなす方向に対して位置決め自由度を持つことようにする。この上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と従基準中心とを結ぶ直線L2とは、上述の下現像ローラ412の軸432位置調整作業の際の現像装置4回転方向の変位に対し、従基準ピン60の位置においてはこの直線に対して直交する方向に変位が生じる。このため、この上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と従基準ピン60中心とを結ぶ直線に対して従基準ピン嵌合孔60aによる拘束を30〜60°の方向とすることで、軸位置と従基準ピン位置における誤差吸収と、軸位置調整時の現像装置回転変位へのバランスを取ることができる。
また、本実施形態では、従基準ピン60および従基準ピン嵌合孔60aによる従基準を上現像ローラ411と下現像ローラ412とを結ぶ線の中点と感光体1の中心を結ぶ直線L1に対して30°〜60°の角度をなす方向に対して位置し、且つ、30°〜60°の角度をなす直線方向に対して位置決め自由度を持つようにする。これにより、重量による鉛直方向の力を受けるのに有効な方向と拘束方向が一致して、従基準が現像装置のユニット重量を支持するという機能を効率よく果たすことができる。また、軸位置と従基準ピン位置における誤差吸収と、軸位置調整時の現像装置回転変位への対応のバランスを取ることができる。
また、本実施形態では、従基準の位置決め自由度を持つ方向における変位に対して、摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減手段を設ける。現像ローラ411、421の軸位置調整作業の従基準ピン60の位置変位のとき、従基準ピン60に対しては現像装置4のユニット重量と共に、現像装置回転方向変位におけるモーメント力はかかることになる。微妙な現像ローラの軸位置調整を行うに際しては、従基準ピン60は水平方向(非拘束方向)に対してよりスムーズな変位となることが望ましいが、上記従基準ピン60にかかる力は前面版210に設けられた従基準ピン嵌合孔60aとの接触において面圧を増加させることになり、摺動抵抗となる。このため、摺動抵抗を減らすように従基準部に摺動抵抗低減手段を設ける。これにより、従基準ピン60のスムーズな移動を確保し、微小な調整作業を可能とする。
また、本実施形態では、摺動抵抗低減手段としてコロ部材を用いることにより、簡易な手段で容易に摺動抵抗を低減することができる。
また、本実施形態では、現像ローラの軸位置の変位による現像ギャップ調整後に、現像前ケース48が前側板210に対して締結固定されるものであり、従基準ピン60が現像前ケース48に対して着脱可能で、締結固定後に取り外されるものとする。従基準ピン60は組立、調整作業においてのみ必要となる機能であるため、作業後に取り外す治具とすることでコストダウン、省資源化を図ることができる。
1 感光体
2 帯電装置
3 光書込装置
4 現像装置
5 一次転写チャージャー
6 クリーニング装置
7 中間転写ベルト
8 二次転写ローラ
9 ローラ装置
10 作像プロセス部
12 感光体軸受
40 現像ケース
41 現像ローラ
42 現像ローラ軸受
43 軸
44 ドクタブレードホルダ
45 偏心ホルダ
45a 嵌合孔
45b 面板嵌合部45b
45d 調節ネジ止め部
45e つまみ部
48 現像前ケース
48a 凸部
49 現像後ケース
51 供給スクリュ
51a 供給搬送路
52 回収スクリュ
52a 回収搬送路
53 循環スクリュ
53a 循環搬送路
57 ドクタブレード
58 仕切壁
59 現像室
60 従基準ピン
60a 従基準ピン嵌合孔
61 ラジアル玉軸受
70 転写ユニット
71 二次転写対向ローラ
81 レジストローラ対
100 プリンタ
110 第一スライドレール
120 第二スライドレール
113 感光体駆動軸
200 作像ユニット
210 前面板
213 絞りによる凸部
220 後面板
221 軸受ホルダ
230 板状ステー
231 シム
411 上現像ローラ
411p 上現像ローラ回転中心
412 下現像ローラ
412p 下現像ローラ回転中心
431 上ローラ軸
432 下ローラ軸
451 上偏心ホルダ
451a 嵌合孔
452 下偏心ホルダ
452a 嵌合孔
471 偏心ホルダ調整ネジ
特開平11−038722号公報

Claims (9)

  1. 回転駆動される像担持体と、複数の現像ローラの軸が現像ケースの固定位置に取り付けられた現像装置と、該像担持体の軸と該現像装置の複数の現像ローラの軸端部とを、該像担持体の表面と該複数の現像ローラの表面とが現像ギャップを形成して対向するよう支持する側板とを備え、該複数の現像ローラの軸のうち、少なくも一つの軸位置が該側板に対して該現像ギャップを調整する方向に変位可能に構成される作像装置において、
    上記現像ローラ軸以外に上記側板が上記現像ケースを支持する支持手段を設け、該支持手段は上記現像ローラの軸位置の変位を妨げないような自由度を有した状態で該現像ケースを支持することを特徴とする作像装置。
  2. 請求項1の作像装置において、上記支持手段は略水平方向に対して自由度を有することを特徴とする作像装置。
  3. 請求項1の作像装置において、上記支持手段は上記複数の現像ローラの回転中心の中点と上記像担持体の回転中心とを結ぶ直線に対して30°〜60°の角度をなす方向に対して自由度を持つことを特徴とする作像装置。
  4. 請求項1の作像装置において、上記支持手段は上記複数の現像ローラの回転中心の中点と上記像担持体の回転中心とを結ぶ直線に対して30°〜60°の角度をなす直線上に位置し、該従基準が該30°〜60°の角度をなす直線方向に対して自由度を持つことを特徴とする作像装置。
  5. 請求項4の作像装置において、上記支持手段は略水平方向に対して自由度を有することを特徴とする作像装置。
  6. 請求項1、2、3、4または5のいずれかの作像装置において、上記支持手段の自由度を持つ方向における変位に対して、摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減手段を設けたことを特徴とする作像装置。
  7. 請求項6の作像装置において、摺動抵抗低減手段がコロ部材であることを特徴とする作像装置。
  8. 請求項1、2、3、4、5、6または7のいずれかの作像装置において、上記現像ローラの軸位置の変位による現像ギャップ調整後に、上記現像装置が上記側板に対して締結固定されるものであり、該支持手段のうち該現像装置側に設けられた支持部材が該現像装置に対して着脱可能で、且つ、該締結固定後に取り外されることを特徴とする作像装置。
  9. 少なくとも、像担持体と感光体と現像手段とからなる作像手段を備える画像形成装置において、上記作像手段として請求項1乃至8のいずれかの作像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
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