JP2017194128A - コイルばね、コイルばね保持機構及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1中心軸Oを中心軸として第1の径φ1で形成された弾性部122と、弾性部122の一方の端部側に配置され、第1中心軸Oを所定のシフト量Δyだけ平行移動した第2中心軸O'を中心軸として形成された座巻部123と、を有し、第1の径φ1よりも小さく、第1の径φ1からシフト量Δyを除いた内内寸法dtよりも大きい一体化対象物151を座巻部側から挿入して一体化するコイルばね12。
【選択図】図7
Description
かかるコイルばねを保持するための構造として、コイルばねの中心軸に挿入部を挿入して一体化することで保持するコイルばね保持機構が知られている。
このような従来のコイルばね保持機構においては、コイルばねの内径を、挿入部の外径よりも小さくし、圧入する方法が一般的である。
しかしながら、例えば機器の小型化を目的として、小径のコイルばねを用いる際には、径が変形し難く、挿入部の圧入が困難であるという問題が生じてしまう。
画像形成装置100はまた、記録材たるトナーを収容するユニットであるトナーカートリッジ44と、原稿画像を読み取るスキャナとしての読取装置2と、を有している。
画像形成装置100はまた、筐体101内に、転写体たる無端状の中間転写ベルト47を備えた転写手段たる転写ユニット26と、画像形成部4の近傍に位置する露光手段としての光走査装置55とを有している。
画像形成装置100はまた、用紙Pを搬送し、中間転写ベルト47に担持されているトナー像を、中間転写ベルト47とのニップ部である2次転写位置Nでその用紙Pに転写する2次転写手段である転写搬送手段5を有している。
画像形成装置100はまた、2次転写後の中間転写ベルト47を清掃する中間転写ベルトクリーニング装置84を有している。
画像形成装置100はまた、給紙装置3から供給された用紙Pを所定のタイミングで2次転写位置Nに送り出すレジストローラ対45を有している。
画像形成装置100はまた、転写搬送手段5によって搬送され、2次転写位置Nを通過してトナー像を担持した用紙Pにそのトナー像を定着する定着ユニット6を有している。
画像形成装置100はまた、定着ユニット6を通過してトナー像を定着された用紙Pを外部に排出する排紙部7を有している。
画像形成装置100はまた、CPU並びに不揮発性メモリおよび揮発性メモリを搭載した、上記各部の動作を制御する制御手段としての画像形成制御部93を有している。
給紙ローラ132は、収納状態において、給紙トレイ130上に載置された用紙Pのうち、最上位の用紙Pに当接するように配置された円筒状のローラである。給紙ローラ132は、収納状態において回動して、給送ローラ131に向かって用紙Pを搬送する。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、感光体40Y、40C、40M、40BKの周囲にA方向上流に設けられた、帯電装置43Y、43C、43M、43BKを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、現像手段としての現像装置42Y、42C、42M、42BKと、転写ユニット26に備えられた1次転写手段としての1次転写ローラ475Y、475C、475M、475BKとを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、感光体40Y、40C、40M、40BKの表面電位を検出する表面電位検知手段としての表面電位センサである電位センサを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKは、光走査装置55によって感光体40Y、40C、40M、40BKに潜像を形成することで、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色のトナー像を形成する。
転写搬送手段5は、2次転写位置Nにおいて、2次転写対向ローラ474が中間転写ベルト47に当接して、ニップ部を形成している。
転写搬送手段5は、2次転写位置Nにおいて、2次転写対向ローラ474と2次転写ローラ473との間に中間転写ベルト47を用紙Pとともに挟みこみ、2次転写バイアスをかけて中間転写ベルト47表面のトナー像を用紙Pに転写する。
このとき2次転写バイアスとしては、中間転写ベルト47の表面に帯電されている静電荷とは逆の電荷を付与する。
定着ユニット6は、トナー像を担持した用紙Pを定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
加熱ローラ161は、アルミニウム製の円筒ローラと、円筒外周に形成されたシリコーンゴム層と、円筒内部に配設された発熱器としてのハロゲンヒータとを有している。
排紙部7はまた、表面、あるいは両面に画像を形成された用紙Pを排紙するため、画像形成部4と読取装置2との間に形成された空間である胴内排紙部74を有している。
画像形成装置100はここで、胴内排紙部74を有するいわゆる胴内排紙型の画像形成装置であるとしたが、画像形成装置100の外側の空間に用紙Pを排紙して積載する排紙トレイ方式を用いてもよい。
画像形成制御部93はまた、上位装置からの画像データを光走査装置55に送る画像データ処理手段としても動作する。
なお、これら機能については、詳細な説明を省略する。
スプリング保持構造10は、図3(a)に示すように、筐体101の−X方向側の壁部に一体化する態様で、電源部と帯電装置43Y、43C、43M、43BKとを接続して給電経路の一部を形成する接点としての機能を有している。図3(a)では帯電装置43Y、43C、43M、43BKを省略している。
なお、本実施形態においては、スプリング保持構造10を特に帯電装置43Y、43C、43M、43BKへの給電用途を目的として用いているが、かかる用途以外にも現像装置などの支持に用いても良いし、その他の部分に用いられても良い。
スプリング保持構造10は、先端部13の少なくとも一部が、帯電装置43Y、43C、43M、43BKの一部に当接した状態で−X方向へ押圧されることで、帯電装置43Y、43C、43M、43BKへ電力を供給する給電経路を形成する。
スプリング保持構造10は、図4に示すように、保持部材15と、スプリング12と、を有している。
スプリング12は、詳細については後述するが、略円筒形状のコイルばねであって、±X方向に直線的に伸縮する圧縮ばねとしての機能を有している。
スプリング12は、−X方向側の端部に、保持部材15に沿って、給電経路を形成するための足部121を有している。
足部121は、本実施形態では、保持部材15の+X側の面に当接して、−Z方向に向かって直線状に延びる直線部121aと、直線部121aから所定の角度θで傾斜した直線状の傾斜部121bとを有している。
保持部材15は、筐体101に固定されて、スプリング12の少なくとも−X方向側の端部と足部121とを支持している。
凸部151は、十字状に+X方向に突出した突起部分であり、凸部151のうち最大部分の幅すなわち最大幅dgは、dg=3.7±0.1mmの精度で形成されている。
なお、本実施形態では凸部151は±Y方向に最大幅dg=3.7±0.1mmをもつ十字状の突起部であるとしたが、円柱状や半球状、あるいは多角形の突出部分であっても良い。
弾性部122は、図6に示すようにX軸と平行な仮想的な中心軸たる第1中心軸Oに沿って、第1の径たる内径φ1=4±0.2mmで形成された圧縮ばねである。
座巻部123は、第1中心軸Oを−Y方向に平行移動した第2中心軸O’に沿って、第2の径たる内径φ2=4±0.2mmで形成されている、所謂座巻部分である。
第2中心軸O’は、YZ平面においてシフト量Δy=0.8mmだけ第1中心軸Oとずれた仮想的な軸である。
言い換えると、スプリング12は、コイルばねとして機能する本体部である弾性部122と、中心軸が弾性部122に対してシフトしたシフト部としての座巻部123と、を有している。ここでシフトとは、第1中心軸Oに対して直交するYZ平面における平行移動を示す。
図6に示したように、φ1=φ2=4mmであり、第1中心軸Oと第2中心軸O’とがシフト量Δyだけずれているとき、弾性部122と座巻部123とで囲まれた部分の幅寸法たる最小幅dtは、dt=3.2mmとなる。
かかる最小幅dtは、言い換えると第1の径φ1からシフト量Δyを除いた内内寸法である。また、かかる内内寸法については、公差±0.2mmを含んでいても良い。
また、本実施形態では、φ1=φ2=4mmとしたが、φ1≠φ2であっても良い。
その場合にも、φ1−Δy<dg<φ2を満たすことが望ましい。
弾性部122は、−X方向側の端部側に、図7に示すように、弾性部122を形成する鋼線が互いに密着して形成された密着巻き部分122aを有している。
ここで、密着巻き部分122aは、2巻き以上の密着巻きであることが望ましく、本実施形態では3巻きの密着巻き部122aが形成されている。
座巻部123の+X方向側の端部は、弾性部122と一体に結合され、−X方向側の端部は、足部121と一体に結合されている。
そのため、凸部151は、図7に示すように、弾性部122の中心部に挿入することができる。
また、図6に既に示したように、凸部151の最大幅dgは、座巻部123と弾性部122とで囲まれた部分の幅である最小幅dtよりも大きい。
そのため、スプリング12の中心部に、凸部151を挿入しようとするときには、凸部151は、最小幅dtを押し広げながら圧入される態様で挿入される。
言い換えると凸部151がスプリング12に挿入されるときには、座巻部123の中心が、第1中心軸Oに一致するように変形するから、かかる変形に対する応力が、凸部151を挟み込む方向の力として生じる。
すなわち、スプリング12は、挿入された凸部151を弾性部122と座巻部123とで挟みこむことで一体化して固定する。
しかしながら、かかる構成においては、圧縮ばねを小径化すると変形に要する力も大きくなるという弊害があり、圧入作業が困難になる一因となっていた。
さらに、径寸法に対して公差幅が相対的に大きくなり、部品精度の要求も高くなってしまっていた。
またさらに、dt<dg<φ1との関係式を満たすとすれば、凸部151の最大幅dgが、弾性部122に容易に挿入されるから、より簡易に保持部材11とスプリング12とを一体化して固定することができる。
かかる構成により、凸部151を容易に挿入しながらも、凸部151が弾性部122と座巻部123とで挟み込むようにして固定されるから、コイルばね本体を小径化しながらも、組み付け時の作業性が向上する。
スプリング12は、第1の径φ1よりも小さく、第1の径φ1からシフト量Δyを除いた内内寸法たる最小幅dtよりも大きい凸部151を−X方向側から挿入されて、凸部151を挟み込むように一体化する。
かかる構成により、コイルばね本体を小径化しながらも、組み付け時の作業性が向上する。
かかる構成において、足部121の延伸された方向は、第1中心軸Oと第2中心軸O’とを結ぶ方向、言い換えると平行移動の方向とは、直交していることが望ましい。
かかる構成により、凸部151の圧入時のスプリング12の変位が、足部121の傾きや撓みによって吸収されやすくなり、座巻部123が凸部151の挿入によって変位する方向に変形しやすくなって作業に要する力が減少する。
さらに、弾性部122の−X方向の端部側が2巻き以上の密着巻きで形成されている。
図8(a)に示すようなスプリング固定構造10を用いた場合には、構成が簡易になる一方で、スプリング12’をY方向またはZ方向に変形させるような外力がはたらくと、図8(b)のように容易に変形してしまうおそれがある。
このようにスプリング12’がYZ方向に倒れてしまうと、±X方向に力が伝わり難い状況となってしまう懸念があった。
なお、本実施形態では、座巻部123と、弾性部122の少なくとも−X方向側の端部と、が何れも2巻き以上の密着巻きで形成されるとしたが、何れか1方が密着巻きであれば良い。
また、本実施形態では、特に偏心の方向たる平行移動の方向について、Y方向に移動させるとしたが、かかる構成に限定されるものではない。
11 保持部材(カバー)
12 コイルばね(スプリング)
15 保持部材
121 足部
122、122’ 弾性部
123、123’ 座巻部(シフト部)
151 一体化対象物(凸部)
dt 内内寸法
dg (一体化対象物の)最大幅
φ1 第1の径
φ2 第2の径
Δy シフト量
O 第1中心軸
O’ 第2中心軸
Y 平行移動の方向
Claims (6)
- 第1中心軸を中心軸として第1の径で形成された弾性部と、前記弾性部の一方の端部側に配置され、前記第1中心軸を所定のシフト量だけ平行移動した第2中心軸を中心軸として形成された座巻部と、を有し、
前記第1の径よりも小さく、前記第1の径から前記シフト量を除いた寸法よりも大きい一体化対象物を前記座巻部側から挿入して一体化するコイルばね。 - 請求項1に記載のコイルばねであって、
前記コイルばねは、前記座巻部の前記弾性部とは反対側の端部に、前記第2中心軸と直交する平面上に延伸された足部を有し、
前記平行移動の方向は、前記足部の延伸された方向と直交する方向であることを特徴とするコイルばね。 - 請求項1または2に記載のコイルばねであって、
前記座巻部は2巻き以上の密着巻きで形成されたことを特徴とするコイルばね。 - 請求項3に記載のコイルばねであって、
前記弾性部の前記一方の端部側が2巻き以上の密着巻きで形成されたことを特徴とするコイルばね。 - 請求項1乃至4の何れか1つに記載のコイルばねと、
前記一体化対象物と一体に形成され、当該コイルばねを保持するための保持部材と、を有し、前記一体化対象物が前記弾性部と前記座巻部とに挟持されて一体化して保持されることを特徴とするコイルばね保持機構。 - 請求項5に記載のコイルばね保持機構を有する画像形成装置。
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