JP2017167258A - 軸受、現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストッパ部材を別部品して設けていたため、その設置スペース確保に伴う装置の大型化や、部品点数増加に伴う組み立て工数の増加、製造コストの増加といった課題があった。【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体２１を、潜像を担持する潜像担持体３に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受１００であって、軸受１００は、潜像担持体３の外表面に接触する接触部１００ｃを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、現像剤担持体を回転可能に支持する軸受、これを備える現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、互いに対向して配置される潜像担持体と現像剤担持体とのギャップ又は接触状態を所定の状態に保持しておくために、ギャップコロやプーリ等のストッパ部材を設けることが知られている｛特許文献１（特開２０１０−１９７９２４号公報）参照｝。

しかしながら、従来の構成では、ストッパ部材を別部品として設けていたため、その設置スペース確保に伴う装置の大型化や、部品点数増加に伴う組み立て工数の増加、製造コストの増加といった課題があった。

上記課題を解決するため、本発明は、現像剤を担持する現像剤担持体を、潜像を担持する潜像担持体に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受であって、前記軸受は、前記潜像担持体の外表面に接触する接触部を有することを特徴とする。

本発明によれば、軸受が、潜像担持体の外表面に接触する接触部を有するので、軸受によって潜像担持体に対する現像剤担持体の押込みを規制することができる。このように、軸受が潜像担持体に対する現像剤担持体の押込みを規制するストッパ部材の機能を兼ねることで、ストッパ部材を別部品として設けなくてもよくなる。このため、ストッパ部材を別部品として設けることに伴う装置の大型化や、組み立て工数の増加、製造コストの増加を回避することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係るプロセスユニットの断面図である。 感光体と現像ローラの駆動伝達系の簡略図である。 本実施形態に係るプロセスユニットの部分断面斜視図である。 現像ローラの軸部とハウジングの双方から軸受を取り外した状態を示す分解斜視図である。 軸受の位置で現像ローラの軸方向に対して垂直な面で切断した断面図である。 図６においてＸ−Ｘ線で切断した断面図である。 軸受の組付け方法を説明するための図である。 軸受の組付け方法を説明するための図である。 カラー画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

〔画像形成装置の構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
本実施形態の画像形成装置１は、デジタル化された画像情報に基づき画像を記録媒体としての記録紙に記録するプリンタとして機能する画像形成装置である。ただし、本発明は斯かる画像形成装置に限定されるものではなく、その他に、制御部を設けることにより画像情報を遠隔地と送受信するファクシミリ装置の機能や、原稿を読取る読取装置、原稿搬送装置を設けることにより複写機の機能を有するようにして多機能化された画像形成装置とすることもできる。

図１に示すように、画像形成装置１は、中央にプロセスユニット２が配置されている。

プロセスユニット２は、潜像担持体としての感光体３を有する。感光体３の周囲には、感光体３の表面に帯電処理を行う帯電装置４０と、感光体３の表面に現像剤であるトナーを供給する現像装置２０と、感光体３に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置５０とが設けられている。感光体３は、その他の帯電装置４０、現像装置２０、クリーニング装置５０と共にプロセスユニット２内に配置されている。

プロセスユニット２の下方には、給紙カセット１１と給紙ローラ１２とを有する給紙ユニット１０が配置されている。一方、プロセスユニット２の上方には、感光体３にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置６０が配置されている。

また、画像形成装置１には、感光体３上のトナー像を記録紙に転写する転写装置７０と、記録紙上のトナー像を定着処理する定着装置８０とがそれぞれ配置されている。

以下に、画像形成装置１の構成及び各プロセス工程に関して詳述する。
〔感光体３の構成〕
感光体３としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、例えばドラム状、シート状、エンドレスベルト状などから目的に応じて選択することができる。また、感光体３の大きさは、画像形成装置１の大きさや仕様に応じて任意の大きさに選択することができる。

また、感光体３の材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体、または、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。

このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。単層構造の感光体は、支持体と、支持体上に単層型感光層を設けてなり、さらに必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。また、積層構造の感光体は、支持体と、当該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、さらに必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。

〔帯電工程〕
帯電工程は、感光体３表面を帯電させる工程であり、帯電装置４０により行われ、感光体３の表面に電圧を印加して一様に帯電させる。また、帯電装置４０としては、感光体３と接触して帯電させる接触方式と、感光体３と非接触で帯電させる非接触方式とがある。

接触方式の帯電装置４０としては、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、感光体３の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。

本実施形態の帯電装置４０は、帯電ローラ４１を有する。帯電ローラ４１は、円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層と、抵抗調整層の表面を被覆してリークを防止する保護層とを有する。

帯電ローラ４１は、電源に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ４１の印加電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。このように帯電ローラ４１にＡＣ電圧を印加することにより、感光体３の表面をより均一に帯電することができる。

非接触の帯電装置４０としては、コロナ放電を利用した非接触帯電ワイヤ、針電極デバイス、感光体３に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。

コロナ放電は、空気中のコロナ放電によって発生した正又は負のイオンを感光体３の表面に与える非接触な帯電方法であり、感光体３に一定の電荷量を与える特性を持つコロトロン帯電器と、一定の電位を与える特性を持つスコロトロン帯電器とがある。コロトロン帯電器は、放電ワイヤの周囲に半空間を占めるケーシング電極とそのほぼ中心に置かれた放電ワイヤとから構成される。

スコロトロン帯電器は、上記コロトロン帯電器にグリッド電極を追加したものであり、グリッド電極は感光体３表面から微小距離（例えば１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ）離れた位置に設けられている。感光体３に対して微小な間隙をもって配設された帯電ローラ４１は、感光体３に対して微小なギャップを持つように改良したものである。当該微小なギャップとしては、例えば１０μｍ〜２００μｍが好ましく、１０μｍ〜１００μｍがより好ましい。

〔露光工程〕
露光工程は、帯電された感光体３表面を露光する工程であり、露光装置６０により行われる。 露光工程は、感光体３の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光装置６０における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。

アナログ光学系は、原稿を光学系により直接感光体３上に投影する光学系であり、デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して感光体３を露光し作像する光学系である。

また、露光手段は、帯電された感光体３の表面に、形成すべき画像を情報に基づいて露光を行うことができる限り、例えばロッドレンズアレイ系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系などから目的に応じて選択することができる。露光手段としては、特に、レーザ（ＬＤ）光学系が好ましい。

〔現像工程〕
現像工程は、静電潜像を、トナー（現像剤）を有する現像装置２０を用いて現像して可視像を形成する工程である。現像装置２０は、一成分現像剤を用いて現像する。一成分現像剤としては、磁性トナー、非磁性トナーのいずれであっても良い。なお、この現像装置２０の構成に関しては、後述する。

〔転写工程〕
転写工程は、可視像を記録紙に転写する工程であり、転写装置７０を用いて行われる。本実施形態の転写装置７０としては、感光体３上の可視像を記録紙に直接転写する転写手段と、又は中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を記録紙上に二次転写する二次転写手段とに大別される。ここでは、画像形成装置１の小型化のために直接転写する方式のものが好ましい。また、転写装置７０としては、例えばコロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。本実施形態では、ローラ方式の転写装置７０を用いている。

なお、給紙カセット１１に収納される記録紙としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。

〔定着工程〕
定着工程では、定着装置８０を用いて記録紙に転写された可視像を定着させる。定着装置８０としては、選択することができるが、定着部材と定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置８０が好適に用いられる。 また、定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成可能であれば、選択することができ、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せた構成などが挙げられる。

なお、定着部材がローラである場合、ローラの芯金は、高い圧力による変形を防止するため非弾性部材で形成されるのが好ましい。非弾性部材としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、真鍮等の高熱伝導率体が好適に挙げられる。

また、ローラは、その表面がオフセット防止層で被覆されていることが好ましい。オフセット防止層を形成する材料としては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などから目的に応じて選択することができる。

定着工程においては、トナーによる画像を記録紙に転写し、画像が転写された記録紙を、ニップ部に通過させることにより、画像を記録紙に定着させてもよいし、ニップ部にて画像の記録紙への転写及び定着を同時に行ってもよい。

〔クリーニング工程〕
クリーニング工程は、定着工程後に感光体３上に残留するトナーを除去するもので、クリーニング装置５０により行う。また、現像装置２０が、感光体３表面に当接される後述の現像ローラ（現像剤担持体）によって光体３上の残留トナーを回収することができれば、個別にクリーニング装置５０を設けることなくクリーニングを行うことができる。クリーニング装置５０としては、感光体３上に残留するトナーを除去することができればよく、例えば磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、クリーニングブレード、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどから選択することができる。これらの中でも、トナー除去能力が高く、小型で安価であるクリーニングブレードが特に好ましい。また、クリーニングブレードに用いられるゴムブレードの材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、等が挙げられ、これらの中でも、ウレタンゴムが特に好ましい。

〔画像形成装置１による画像形成動作〕
次に、図１を参照しつつ本実施形態の画像形成装置１による画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、感光体３は、回転駆動されながら、その表面が帯電ローラ４１によって一様に帯電せしめられた後、露光装置６０から感光体３の表面に発せられるレーザ光の走査によって静電潜像が形成される。この露光走査は、外部からの画像情報に基づいて行われる。次いで、現像装置２０によって感光体３上の静電潜像にトナーが供給され、トナー像（可視像）が形成される。

また、画像形成動作が開示されると、給紙ローラ１２が回転し、給紙カセット１１から記録紙が送り出される。送り出された記録紙は、タイミングローラ対１４によって一旦静止された後、感光体３上のトナー像とタイミングを合わせて転写装置７０と対向する位置（転写領域）に搬送される。そして、感光体３上のトナー像が記録紙に転写される。その後、感光体３の表面は、クリーニング装置５０によってクリーニングされ、残留トナーが除去される。

トナー像が転写された記録紙は、定着装置８０に搬送される。 定着装置８０に搬送された記録紙は、定着ローラと加圧ローラとの当接によって形成された定着領域に挟み込まれながら送出される。記録紙上のトナー像は、定着ローラからの加熱や、定着領域内での加圧力の影響を受けて記録紙上に定着せしめられる。その後、記録紙は、排紙ローラ１５によって排紙トレイ１６に排出される。

〔プロセスユニット２の構成〕
図２に示すように、プロセスユニット２の筐体は、感光体３と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。本実施形態のプロセスユニット２では、プロセス手段として、感光体３を帯電させる帯電ローラ４１を有する帯電装置４０と、感光体３に形成された潜像を現像する現像装置２０と、感光体３の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード５１を有するクリーニング装置５０とが設けられている。

このプロセスユニット２は、画像形成装置１に対して着脱可能に設けられており、画像形成装置１の側面（図１における左側の側面）からレール等の案内手段に沿って画像形成装置１に装着される。 これにより、感光体３やその他プロセス手段の交換を短時間で容易に行うことができるようになるので、メンテナンスに要する時間が短縮でき、コストダウンにつながる。また、感光体３と他のプロセス手段とが一体となっているので、相対的な位置の精度向上などの利点もある。

本実施形態の現像装置２０は、下部筐体３３と、上部筐体３７とから成るハウジング３０を有する。下部筐体３３の内面には、山形状の壁部で構成される仕切部３６が設けられている。この仕切部３６によって、下部筐体３３及び上部筐体３７に囲まれた内部空間は、トナー（一成分現像剤）Ｔを収納している収納室３４と、感光体３にトナーを供給する現像室３５とに分けられている。現像室３５には、感光体３上の静電潜像を現像するトナーを担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ２１と、現像ローラ２１にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２２とが設けられている。

現像装置２０は、現像ローラ２１上にトナー層を形成し、現像ローラ２１上のトナー層を感光体３と接触させるように搬送することにより、感光体３上の静電潜像を現像する接触一成分現像を行うものである。

トナー供給ローラ２２は、発泡ポリウレタン等で形成され、可撓性を有し、５０μｍ〜５００μｍの径のセルでトナーを保持し易い構造となっている。 また、トナー供給ローラ２２のＪＩＳ−Ａ硬度は、例えば１０°〜３０゜と比較的低く、現像ローラ２１に対して均一に当接させることができる。

トナー供給ローラ２２は、現像ローラ２１と同方向、即ち両ローラの接触する領域では、互いに表面が逆方向に移動するように回転駆動されている。両ローラ２１，２２の線速比（トナー供給ローラ２２／現像ローラ２１）は、例えば０．５〜１．５が好ましい。本実施形態では、両ローラ２１，２２の線速比（トナー供給ローラ２２／現像ローラ２１）は、０．９に設定されている。また、トナー供給ローラ２２を、現像ローラ２１と逆方向、即ち両ローラの対向部で互いに表面が同方向に移動するように回転させてもよい。

トナー供給ローラ２２の現像ローラ２１に対する喰い込み量は、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定されている。本実施形態において、ユニット有効幅が２４０ｍｍ（Ａ４サイズ縦）の場合、必要なトルクとしては、例えば１４．７Ｎ・ｃｍ〜２４．５Ｎ・ｃｍである。

現像ローラ２１は、導電性基体上にゴム材料からなる表層を有しており、直径が例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍであり、表面を適宜荒らして表面粗さＲｚを例えば１μｍ〜４μｍとしたものである。この表面粗さＲｚの値は、トナーＴの平均粒径に対して１３％〜８０％が好ましい。 これにより現像ローラ２１表面に埋没することなくトナーが搬送される。

特に、現像ローラ２１の表面粗さＲｚは、著しく低帯電のトナーを保持しないように、トナーの平均粒径の２０％〜３０％の範囲が好ましい。また、ゴム材料としては、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ＮＢＲゴム、ヒドリンゴム、ＥＰＤＭゴムなどが挙げられる。

また、現像ローラ２１の表面に、特に経時品質を安定化させるためにコート層を被覆することが好ましい。コート層の材料としては、シリコーン系材料、テフロン（登録商標）系材料などが挙げられる。

シリコーン系材料はトナー帯電性に優れ、テフロン（登録商標）系材料は離型性に優れている。なお、導電性を得るために、カーボンブラック等の導電性材料を含有させることもできる。コ−ト層の厚みは、例えば５μｍ〜５０μｍが好ましい。この範囲を外れると、割れ易い等の不具合が発生しやすくなることがある。

トナー供給ローラ２２上又は内部に存在する、所定極性（本実施形態の場合は、負極性）のトナーは、回転する現像ローラ２１との摺接よる摩擦帯電効果で負の帯電電荷を得る。この負の帯電電荷による静電気力と、現像ローラ２１の表面粗さによる搬送効果とが相俟って、トナーは現像ローラ２１上に保持される。

しかし、この時の現像ローラ２１上のトナー層は、均一ではなくかなり過剰に付着している（１〜３ｍｇ／ｃｍ^２）。そこで、トナー層厚を規制する規制部材２３の先端側面を、現像ローラ２１の外周表面に当接させることにより、現像ローラ２１上に均一な層厚を有するトナー薄層を形成する。

規制部材２３は、現像装置２０の上部筐体３７の端部に取り付けられている。また、規制部材２３は、可撓性を有する薄板状に形成され、上端が上部筐体３７に固定され、下端が垂下方向（重力方向）に延在する自由端となっている。さらに、規制部材２３の横幅は、現像ローラ２１の軸方向の横幅と略同じ寸法に形成されている。

規制部材２３は、先端が現像ローラ２１の回転方向に対して下流側を向き、規制部材２３の下端より上部が当接する、いわゆる腹当て当接であるが、逆方向でも設定可能であるし、エッジ当接を実現することも可能である。また、規制部材２３の材料としては、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属が好ましく、規制部材２３の厚みとしては、弾性変形可能な例えば０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍである。

また、規制部材２３は、金属以外にも厚み１ｍｍ〜２ｍｍのポリウレタンゴム等のゴム材料やシリコーン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料が使用可能である。なお、金属以外でもカ−ボンンブラック等を混ぜ込むことにより低抵抗化できるので、バイアス電源を接続して現像ローラ２１との間に電界を形成することも可能である。

収納室３４には、撹拌・搬送部材２４が回転可能に設けられている。撹拌・搬送部材２４は、現像装置２０の収納室３４の略中心に設けられている。撹拌・搬送部材２４が回転することにより、収納室３４内のトナーＴが撹拌されて帯電し、さらに、仕切り部３６を超えて収納室３４から現像室３５へ機械的にトナーＴが搬送される。現像室３５に搬送されたトナーＴは、現像室３５の底部に配置されているトナー供給ロ−ラ２２に供給される。

現像室３５内には、現像室３５内のトナー残量を検知するトナー残量検知部材２７と、トナー残量検知部材２７周辺のトナーの移動を塞ぎ止めるトナー流制限部材９０とが設けられている。

トナー流制限部材９０は、現像ローラ２１とトナー残量検知部材２７との間に設けられ、上端が下部筐体３３に横架された取付部材９２に保持されている。また、トナー流制限部材９０の自由端（下端）は、垂下方向（重力方向）に延在しており、トナー残量検知部材２７の回動軸に対して現像ローラ２１側（図１における右側位置）に配置されている。

トナー残量検知部材２７は、現像室３５に回動可能に設けられている。すなわち、トナー残量検知部材２７は、現像室３５内のトナーＴの残量に対応して回動する位置が変化するものであり、その回動位置によってトナーＴの残量がトナー交換時期に達したか否かを検知する。

また、現像装置２０内の仕切部３６の近傍に、同期部材２６が揺動可能に設けられている。同期部材２６は、撹拌・搬送部材２４の回転によりトナー残量検知部材２７へ駆動力を伝達する。すなわち、同期部材２６は、撹拌・搬送部材２４の回転とトナー残量検知部材２７の回動とのタイミングを同期させるものである。

詳しくは、トナーＴが収納室３４内に多量にある状態、いわば新品状態であると、トナー残量検知部材２７は、撹拌・搬送部材２４の回転により同期部材２６が揺動することで、トナー供給ローラ２２から離れる方向に回動する力を受け、図２における破線で示す位置に持ち上げられる。これにより、トナー残量検知部材２７の略真下部（現像装置筐体底部）にトナーＴが潤沢に介在する。この場合、トナー残量検知部材２７は、トナー残量が十分あることを検知する回動位置（図２における破線で示す位置）に保持される。

一方、トナーＴが印刷動作で消費されて残量が少なくなった場合、トナー残量検知部材２７は、撹拌・搬送部材２４の回転により同期部材２６が揺動することで、上記と同様に図２における破線で示す位置に持ち上げられるが、このときは、トナー残量検知部材２７の略真下部にトナーＴが潤沢に介在しないため、その後、トナー残量検知部材２７は、トーションバネのバネ力と自重で図２における実線で示す位置（トナー残量が減少して少ないことを検知する回動位置）まで回動する。そして、このトナー残量検知部材２７の動きを画像形成装置本体側に設けられたセンサが検知することで、ユーザにトナー交換時期が近いことが報知される。

図３は、感光体３と現像ローラ２１の駆動伝達系の簡略図である。
図３に示すように、本実施形態では、感光体３の軸方向の一端部側に、駆動力を感光体３に伝達するための感光体ギヤ３Ｇが設けられている。また、現像ローラ２１の一端部側には、感光体ギヤ３Ｇと噛み合う現像ギヤ２１Ｇが設けられている。画像形成装置本体に設けられた駆動源から感光体ギヤ３Ｇに駆動力が伝達されると、現像ギヤ２１Ｇを介して現像ローラ２１にも駆動力が伝達され、感光体３と現像ローラ２１がそれぞれ図の矢印Ａ，Ｂに示す方向に回転する。

ここで、駆動力が伝達される際、感光体ギヤ３Ｇと現像ギヤ２１Ｇとの噛み合いにより、現像ギヤ２１Ｇは、感光体ギヤ３Ｇと現像ギヤ２１Ｇの噛み合いピッチ円の接線からギヤの圧力角の方向（例えば２０°傾いた方向）に力Ｆを受ける。この力Ｆは、現像ローラ２１の軸部２１ａを、プロセスユニット２の側板２００（図４参照）に設けられたガイド２０１に沿って感光体３に近づける方向に移動させる分力Ｆｄを生じさせる。これを駆動による引き込み力Ｆｄと称すると、この引き込み力Ｆｄは、ギヤの精度や現像ローラ２１と感光体３との軸間距離の変動に伴うギヤの噛み合い状態に応じて大きさが変わる。つまり、引き込み力Ｆｄは、現像ローラ２１と感光体３の回転に伴って周期変動する。

このような周期変動する引き込み力Ｆｄの影響を受けて、仮に、感光体３に対する現像ローラ２１の接触状態が駆動中に維持されなくなると、現像ローラ２１から感光体３へトナーを供給できなくなり、白抜け等の不良画像が発生する。そのため、現像ローラ２１は、引き込み力Ｆｄが最も弱いときでも感光体３に対して接触した状態で保持されるように感光体３に対して押し付けられている。

しかしながら、現像ローラ２１が感光体３に対して押し付けられていると、感光体３の表面が次第に削られて摩耗する。特に、現像ローラ２１は感光体３に対して周速差をもって回転する上、現像ローラ２１の表面に担持されたトナーの外添剤（シリカ等）が研磨剤となるため、感光体３の摩耗は避けられない。感光体３の表面が摩耗すると、感光層が薄くなることで帯電電位が高くなり、画像濃度が薄くなるといった不具合が発生する。特に、このような画像濃度が薄くなる現象は、ハーフトーン画像を出力する際に顕著となる。また、本実施形態のように、現像ローラ２１の片側の端部のみに現像ギヤ２１Ｇを設けて駆動力を伝達する構成においては、駆動側（現像ギヤ２１Ｇ側）の端部の方が他方の端部よりも感光体３に対して強く押し付けられるため、感光体３の駆動側の方が多く削れ、感光体３の長手方向に渡って画像濃度が不均一となる。そして、さらに感光体３の表面の摩耗が進行すると、感光体３の表面が帯電できなくなり、トナーが感光体３に付着してしまい、地汚れ等の不良画像が発生する。特に、この現象は、製品寿命が長く設定されるプロセスユニットにおいて画像品質の維持という面で課題となる。

そこで、本実施形態においては、感光体３に対する現像ローラ２１の押込み量を規制するため、現像ローラ２１を回転可能に支持する軸受に、ストッパ部材としての機能を持たせている。以下、この軸受の構成及び機能について詳しく説明する。

図４は、本実施形態に係るプロセスユニット２の部分断面斜視図、図５は、現像ローラ２１の軸部２１ａとハウジング３０の双方から軸受１００を取り外した状態を示す分解斜視図、図６は、軸受１００の位置で現像ローラ２１の軸方向に対して垂直な面で切断した断面図、図７は、図６においてＸ−Ｘ線で切断した断面図である。

図４に示すように、現像ギヤ２１Ｇが設けられた側の現像ローラ２１の端部には、現像ローラ２１を回転可能に支持する軸受１００が取り付けられている。軸受１００は、現像ギヤ２１Ｇよりも現像ローラ２１の軸方向内側に配置されている。また、軸受１００は、ハウジング３０に設けられた軸受保持部３１に嵌め込まれ保持されている。

図５に示すように、軸受１００は、筒状に形成され、中央に現像ローラ２１の軸部２１ａが挿入される孔部１００ａを有する。軸受１００の外周面の一部は、軸受１００が軸受保持部３１に嵌め込まれた状態で、軸受保持部３１の内周面である断面Ｃ形状の保持面３１ａ（図６参照）と接触する被保持面１００ｂを構成する。

また、軸受１００の外周面の一部には、感光体３の外表面に接触する接触部１００ｃが設けられている。接触部１００ｃは、軸受１００の被保持面１００ｂよりも外径方向に突出する凸形状に形成されている。軸受保持部３１の周方向の一部には、軸受１００が軸受保持部３１に嵌め込まれた状態で接触部１００ｃを露出させるための開口部３１ｃが設けられている。

また、軸受１００の外周面の一部には、軸受保持部３１に設けられた係合部３１ｂに対して係合する係合部１００ｄが設けられている。係合部１００ｄは、軸受１００の被保持面１００ｂよりも外径方向に突出し、かつ、接触部１００ｃの外周面よりは突出しない凸形状に形成されている。また、軸受１００の係合部１００ｄは、外周面の軸方向内側に配置されている。

図６において、軸受１００の接触部１００ｃと係合部１００ｄとの位置関係を、感光体３の回転方向Ａを基準に説明すると、係合部１００ｄは、接触部１００ｃに対して感光体３の回転方向Ａの下流側に配置されている。また、両者の位置関係を、現像ローラ２１の回転方向Ｂを基準に説明すると、係合部１００ｄは、接触部１００ｃに対して現像ローラ２１の回転方向Ｂの下流側に配置されている。

軸受保持部３１の係合部３１ｂは、軸受１００の係合部１００ｄと係合可能な位置、すなわち、開口部３１ｃにおける現像ローラ２１の回転方向Ｂの下流側の縁であって、軸方向内側に配置されている。

図５に示すように、軸受１００の外周面の軸方向外側には、外径方向に突出する２つの突片部１００ｅ，１００ｆが設けられている。一方の突片部１００ｅは、接触部１００ｃに対して現像ローラ２１の回転方向Ｂの下流側へ間隔をあけて設けられている。反対に、他方の突片部１００ｆは、接触部１００ｃに対して現像ローラ２１の回転方向Ｂの上流側に配置され、接触部１００ｃと連続して設けられている。さらに、上流側に配置される突片部１００ｆは、その外周面の一部に接触部１００ｃの外周面よりも突出する突出部１００ｇを有している。

続いて、軸受１００の組付け方法について説明する。
まず、図５に示す状態から、図８に示すように、軸受１００を軸受保持部３１に対して矢印Ｃ方向に挿入して嵌め込む。このとき、軸受１００の接触部１００ｃと係合部１００ｄが軸受保持部３１の開口部３１ｃの縁と干渉せずに挿入されるように、開口部３１ｃの周方向長さＬ１は、現像ローラ２１の回転方向Ｂにおける接触部１００ｃの上流側端部から係合部１００ｄの下流側端部までの長さＬ２以上に設定されている。

なお、図５及び図８に示す例では、予め現像ローラ２１の軸部２１ａを軸受保持部３１の位置に配置し、軸受保持部３１に対する軸受１００の嵌め込みと、現像ローラ２１の軸部２１ａに対する軸受１００の装着を同時に行っているが、必ずしも同時でなくてよい。例えば、軸受保持部３１に対する軸受１００の嵌め込み後に、現像ローラ２１の軸部２１ａを軸受１００の孔部１００ａに挿入して装着してもよい。

次に、図９に示すように、軸受１００を矢印Ｄ方向に回転させる。このとき、作業者は、軸受１００の各突片部１００ｅ，１００ｆ（あるいは突出部１００ｇ）に指を引っ掛けるなどすることで軸受１００の回転を容易に行うことができる。この軸受１００の回転によって、軸受１００の係合部１００ｄと軸受保持部３１の係合部３１ｂとが所謂スナップフィット係合し、軸受１００の組付けが完了する。

上記のように、軸受１００の組付けを完了し、感光体３と現像ローラ２１とを対向させて配置した状態（初期状態）では、軸受１００の接触部１００ｃは感光体３の外表面に対して間隔を介した非接触状態で配置されている。その後、現像ローラ２１が感光体３に対して所定量以上押し込まれた状態になると、図６及び図７に示すように、接触部１００ｃが感光体３の外表面に対して接触する。これにより、感光体３に対する現像ローラ２１の過度の押込みが規制され、感光体３の摩耗が抑制される。

特に、本実施形態では、感光体３に対して現像ローラ２１が強く押し付けられる駆動側の軸受１００にストッパ部材（押込み規制部材）としての機能を持たせているので、感光体３に対して現像ローラ２１が駆動側で強く押し付けられることによる感光体３の偏摩耗を効果的に抑制することができる。なお、駆動側と反対側の端部に配置される軸受にも、感光体３の外表面と接触する接触部を設け、ストッパ部材として機能するようにしてもよい。

また、軸受１００の接触部１００ｃは、感光体３と現像ローラ２１とが組み付けられた初期状態から感光体３の外表面に対して接触するようにしてもよい。ただし、接触部１００ｃとの接触による感光体３の摩耗を抑制する点では、初期状態では接触部１００ｃが感光体３の外表面に対して接触しないように配置されることが望ましい。

また、接触部１００ｃとの接触による感光体３の摩耗を低減するには、軸受１００（特に接触部１００ｃ）が摺動性を有する材料で構成されていることが望ましい。具体的に、摺動性を有する材料としては、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）や、ＰＯＭにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等を添加したもの、又はＰＴＦＥそのものや、ナイロン等が挙げられる。

本実施形態では、軸受保持部３１に対する軸受１００の組付けを、軸受保持部３１に対して軸受１００を軸方向に挿入し、さらに周方向に回転させるだけで行うことができるため、組付けが容易である。ここで、軸受１００を回転させて軸受保持部３１に対して係合させる際、その係合方向Ｄ（図９参照）と、現像ローラ２１の回転方向Ｂとが同じ方向であるため、現像ローラ２１の回転に伴って軸受１００が連れ回りする力を受けても、軸受１００は軸受保持部３１から外れることはない。また、軸受１００の係合方向Ｄは、現像ローラ２１と感光体３との対向位置での感光体３の表面移動方向（回転方向Ａ）と同じであるため、感光体３の回転に伴って軸受１００が連れ回りする力を受けても、軸受１００は軸受保持部３１から外れることもない。また、軸受１００が現像ローラ２１や感光体３が回転しても外れないようにするため、軸受１００の係合部１００ｄは接触部１００ｃよりも感光体３及び現像ローラ２１のそれぞれの回転方向Ａ，Ｂの下流側に配置されている。

以上のように、本実施形態では、現像ローラ２１を回転可能に支持する軸受１００に、感光体３に対する現像ローラ２１の押込みを規制するストッパ部材としての機能を持たせているので、ストッパ部材を別部材として設けなくてもよい。これにより、ストッパ部材を別部材として設けることに伴う装置の大型化や、組み立て工数の増加、製造コストの増加を回避することができる。

上述の実施形態では、現像ローラが感光体に対して接触して配置される構成に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、現像ローラが感光体に対してギャップを介して（非接触で）配置される構成にも適用可能である。また、本発明は、図１に示すようなモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置にも適用可能である。

図１０は、カラー画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
以下、カラー画像形成装置の構成及び画像形成動作について説明する。

図１０に示す画像形成装置３００は、画像形成装置本体に対して着脱可能な４つのプロセスユニット３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋを備える。各プロセスユニット３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各プロセスユニット３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３０２と、感光体３０２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３０３と、感光体３０２の表面に現像剤を供給する現像装置３０４と、感光体３０２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード３０５等を備える。なお、図１０では、イエローのプロセスユニット３０１Ｙが備える感光体３０２、帯電ローラ３０３、現像装置３０４、クリーニングブレード３０５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋにおいては符号を省略している。

また、画像形成装置３００は、感光体３０２の表面を露光して潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置３０６と、記録紙Ｐを収容する給紙カセット３１５と、給紙カセット３１５に収容されている記録紙Ｐを給送する給紙ローラ３１６と、感光体３０２上の画像を記録紙Ｐに転写する転写装置３０７と、記録紙Ｐに転写された画像を定着する定着装置３２０とを備える。

転写装置３０７は、無端状のベルトで構成される中間転写ベルト３０８と、中間転写ベルト３０８を張架する駆動ローラ３０９及び従動ローラ３１０と、一次転写手段としての複数の一次転写ローラ３１１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３１２等で構成される。複数の一次転写ローラ３１１は、感光体３０２と対向する位置で中間転写ベルト３０８の内周面を押圧するように配置されている。各一次転写ローラ３１１が中間転写ベルト３０８を押圧する位置では、中間転写ベルト３０８と感光体３０２とが接触し、一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ３１２は、駆動ローラ３０９と対向する位置で中間転写ベルト３０８の外周面を押圧している。この二次転写ローラ３１２が中間転写ベルト３０８を押圧する位置では、両者の接触により二次転写ニップが形成されている。

さらに、画像形成装置３００は、中間転写ベルト３０８をクリーニングするベルトクリーニング装置３１３と、廃トナーを収容する廃トナー収容器３１４と、給紙ローラ３１６によって給送された記録紙Ｐをタイミングを計って搬送するタイミングローラ３１９と、記録紙Ｐを装置外に排出する排紙ローラ３１７と、装置外に排出された記録紙Ｐを載置する排紙トレイ３１８とを備える。

続いて、図１０を参照しつつ、画像形成装置３００の画像形成動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋの感光体３０２が図の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３０３によって各感光体３０２の表面が所定の極性に一様に帯電される。読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、露光装置３０６から、各感光体３０２の帯電面にレーザ光が照射されて、各感光体３０２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体３０２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に、各現像装置３０４からトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー像（可視画像）として現像される。

各感光体３０２上のトナー像は、図の矢印の方向に回転駆動する中間転写ベルト３０８上に順次重ね合せて転写される。詳しくは、感光体３０２上の画像が一次転写ニップの位置に達すると、一次転写ローラ３１１に所定の電圧を印加して形成された転写電界によって感光体３０２上のトナー像が中間転写ベルト３０８上に転写される。かくして中間転写ベルト３０８はその表面にフルカラーのトナー像を担持することになる。なお、中間転写ベルト３０８に転写しきれなかった各感光体３０２上のトナーは、クリーニングブレード３０５によって除去される。

また、画像形成動作が開始されると、給紙ローラ３１６が回転して、給紙カセット３１５から記録紙Ｐが給送される。給送された記録紙Ｐは、タイミングローラ３１９によって搬送が一旦停止される。その後、所定のタイミングでタイミングローラ３１９の回転駆動が開始され、中間転写ベルト３０８上のトナー像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、記録紙Ｐが二次転写ニップへ搬送される。

記録紙Ｐが二次転写ニップに搬送された際、二次転写ローラ３１２には所定の電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー像が記録紙Ｐに一括して転写される。また、このとき、中間転写ベルト３０８上に残ったトナーはベルトクリーニング装置３１３によって除去され、廃トナー収容器３１４に送られる。

その後、記録紙Ｐは定着装置３２０へと搬送され、定着装置３２０によってトナー像が記録紙Ｐに定着される。そして、記録紙Ｐは排紙ローラ３１７によって装置外に排出され、排紙トレイ３１８上に載置される。

以上の説明は、フルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

以上、カラー画像形成装置の構成及び画像形成動作について説明したが、斯かるカラー画像形成装置においても本発明を適用可能である。

３ 感光体（潜像担持体）
２０ 現像装置
２１ 現像ローラ（現像剤担持体）
３０ ハウジング
３１ 軸受保持部
３１ａ 保持面
３１ｂ 係合部
１００ 軸受
１００ｂ 被保持面
１００ｃ 接触部
１００ｄ 係合部

特開２０１０−１９７９２４号公報

Claims (10)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体を、潜像を担持する潜像担持体に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受であって、
   前記軸受は、前記潜像担持体の外表面に接触する接触部を有することを特徴とする軸受。
2. 前記接触部は、前記現像剤担持体が前記潜像担持体に対して所定量以上押し込まれると、前記潜像担持体の外表面に接触する請求項１に記載の軸受。
3. 前記軸受は、前記現像剤担持体に駆動力が伝達される側の軸受である請求項１又は２に記載の軸受。
4. 前記軸受は、摺動性を有する材料で構成される請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受。
5. 軸受外周面の一部に形成されると共に、前記軸受が保持されるハウジングの保持面と接触する被保持面と、
   軸受外周面の一部に形成されると共に、前記ハウジングと係合する係合部とを有する請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受。
6. 前記係合部は、前記接触部に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側に設けられる請求項５に記載の軸受。
7. 前記係合部は、前記接触部に対して前記潜像担持体の回転方向下流側に設けられる請求項５又は６に記載の軸受。
8. 現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を、潜像を担持する潜像担持体に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受とを備える現像装置において、
   前記軸受として、請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受を用いたことを特徴とする現像装置。
9. 潜像を担持する潜像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を前記潜像担持体に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受とを備えるプロセスユニットにおいて、
   前記軸受として、請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受を用いたことを特徴とするプロセスユニット。
10. 潜像を担持する潜像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体を前記潜像担持体に対して対向させた状態で回転可能に支持する軸受とを備える画像形成装置において、
    前記軸受として、請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受を用いたことを特徴とする画像形成装置。