JP4721573B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、詳しくは、筺体と、該筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置と、該現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体とを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、装置本体の筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体との、最も近接した部位の間隙である所謂現像ギャップが、画質の良否に大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
上記現像ギャップは、昨今の高画質化のために、より狭くまた調整誤差もより少なくすることが望まれている。この現像ギャップの設定は、通常、上記像担持体としての感光体に対する、上記現像剤担持体としての現像スリーブを固定保持する現像ホルダの固定位置を調整することで行っている。この現像ギャップの調整範囲は、一例をあげると、０．４±０．０５ｍｍといったように、調整値も狭いが調整誤差も０．０５ｍｍというふうに、非常に高精度な調整が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般的に、軸受の軸受穴や、支軸の外径の公差は、比較的高精度を要求したものでも、０．０３ｍｍの公差幅を有している。従って、この軸受と支軸との２部品についてだけでも、最悪の組合せの場合、該支軸と軸受穴との間に、最大で０．０６ｍｍの隙間が生じてしまう。
【０００５】
このため、従来の画像生成装置においては、その像担持体と現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整した場合であっても、該像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が、画質に悪影響を及ぼすガタ成分となってしまう。つまり、このガタ成分は、上記支軸と軸受穴との公差幅が最小の０．０３ｍｍの場合でも、上記現像ギャップの調整誤差０．０５ｍｍの約１／２以上を占めてしまうことになる。
【０００６】
このように、この種の画像形成装置においては、その高画質化を図るために上記現像ギャップを高精度に調整しようとした場合に、上記像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が無視できないものとなってきている。なお、上記支軸の軸受としてベアリングを用いた場合、該ベアリングの内外径はある程度高精度に仕上がっているので、上記現像ギャップを比較的高精度に調整できる。しかし、この場合でも、該ベアリングが０．０１〜０．０２ｍｍの公差幅を有しているため、上記現像ギャップを高精度に調整することは難しい。
【０００７】
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、像担持体と現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、筺体と、該筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置と、該現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体とを有する画像形成装置において、上記像担持体の支軸、及び上記現像剤担持体の支軸のうちの一方は、該支軸の軸受穴に対して圧入し、他方は、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのばね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この画像形成装置においては、上記像担持体の支軸、及び上記現像剤担持体の支軸のうちの一方の支軸が、該支軸の軸受穴に対して圧入される。また、他方の支軸が、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのぱね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めされる。これにより、該支軸と該軸受穴との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
まず、このプリンタ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の概略構成図である。図において、潜像担持体としての感光体ドラム１の表面は、図中反時計回りに回転駆動されながら、帯電チャージャー２によって一様に帯電せしめられた後、レーザ光学装置３によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。この画像情報は、フルカラー画像の画像情報をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色毎に分解した単色の画像情報である。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、回転体としてのリボルバ現像装置１００によって現像され、イエロー、マゼンタ、シアン又は黒トナー像となる。
【００２１】
このようにして感光体ドラム１上には、これらイエロー、マゼンタ、シアン又は黒トナー像が順次形成され、これらトナー像は、感光体ドラム１と同期して図中矢印Ｂ方向に無端移動せしめられる中間転写ベルト５上に順次重ね合わせて転写される。この重ね合わせ転写によって中間転写ベルト５上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２２】
一方、両面複写兼用自動給紙カセット７あるいは手差し給紙トレイ７ａからは、このフルカラートナー像が形成されるタイミングを見計らって転写紙１０が送り出され、給紙ローラ８、８ａと、レジストローラ対９とを経て転写部に搬送される。
【００２３】
この転写部には上記レジストローラ対９から送られてくる転写紙１０を中間転写ベルト５との間に介在させるように２次転写チャージャー１１が配設されており、中間転写ベルト５上の上記フルカラートナー像は、この２次転写チャージャー１１の影響によって転写紙１０上に転写される。
【００２４】
このようにして、フルカラートナー像が転写された転写紙１０は、上記転写部から定着装置１２に送り出され、ここでフルカラートナー像が定着せしめられた後、フルカラープリントとして機外に排出される。
【００２５】
なお、上記中間転写ベルト５上に転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体クリーナ１３によって感光体ドラム１から除去される。また、転写紙１０上に転写されなかった中間転写ベルト５上の残留トナーは、中間転写ベルトクリーナ１４によって中間転写ベルト５から除去される。
【００２６】
図２は、上記リボルバ現像装置１００の現像部の横断面図である。図において、リボルバ現像装置１００は、図示しない駆動手段によって点Ｐを中心に図中反時計回りに回転せしめられる軸部が設けられた糸車状の回転体１０１を備えている。この回転体１０１には、４つの現像器１０３が点Ｐを中心にして公転するように保持されている。図示の例では、感光体ドラム１に対向する現像ポジションにあるのが黒トナーとキャリアとからなる黒現像剤を内部に収容した黒現像器１０３Ｋで、図中反時計回りの順に、イエロー現像剤を収容したイエロー現像器１０３Ｙ、マゼンタ現像剤を収容したマゼンタ現像器１０３Ｍ、シアン現像剤を収容したシアン現像器１０３Ｃとなっている。
【００２７】
上記現像ポジションにある黒現像器１０３Ｋは、感光体ドラム１に向けた開口部から周面を部分的に露出させる現像ローラ１０４Ｋを有している。また、この現像ローラ１０４Ｋに担持されて感光体ドラム１との対向部に搬送される黒現像剤の量を規制するドクタブレード１０５Ｋ、これによって規制された黒現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する上搬送スクリュウ１０６Ｋとそのガイド１０７Ｋ、器内の黒現像剤を撹拌する撹拌パドル１０８Ｋ、器内の現像剤の透磁率を検知するＴセンサ１１８Ｋなども有している。
【００２８】
上記撹拌パドル１０８Ｋは、筒体の外周面に複数のパドル部材が固定された構造となっており、この筒体には図示しない複数の排出孔が形成されている。また、この筒体の内部には、黒現像剤を図中手前側から奥側へと搬送する下搬送スクリュウ１０９Ｋが収容されている。このようにして筒体内で搬送される黒現像剤の一部は、上記排出孔から筒体の外部へと排出される。
【００２９】
なお、図示の例で上記現像ポジションに位置していないイエロー現像剤１０３Ｙ、マゼンタ現像器１０３Ｍ、シアン現像器１０３Ｃについても、ほぼ同様の構成となっている。
【００３０】
４つの現像器１０３Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃを保持する上記回転体１０１の図中背面側には、図示しない４つの入力用歯車がそれぞれ現像器に対応するように回動自在に設けられている。一方、プリンタの筺体内部には、図示しない現像モータによって回転駆動せしめられる出力用歯車が固定されており、この出力用歯車は上記現像ポジションに位置している現像器１０３の入力用歯車と噛み合うようになっている。このように、入力用歯車が筺体内に固定された出力用歯車と噛み合った現像器１０３は、その内部の上搬送スクリュウ１０６、撹拌パドル１０８及び下搬送スクリュウ１０９に上記現像モータの回転駆動力が伝えられる。
【００３１】
各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内には、図示しない専用のトナー収容器に収容されている黒トナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーが補給される。
【００３２】
図３は、黒トナー収容器１１０Ｋを黒トナー補給部１１１Ｋとともに示す斜視図である。図において、黒トナー補給部１１１Ｋは、図示しない上記黒現像器（１０３Ｋ）から図中手前側に突出するように設けられており、図示しない上記攪拌パドルの内部から延在する下搬送スクリュー１０９Ｋを内包している。また、下搬送スクリュー１０９Ｋの上方には、トナー供給ローラ１１２Ｋ、これと黒トナー補給部１１１Ｋのケースとの間をシーリングするシール部材１１３Ｋを内包している。更に、図示のように、黒トナー補給部１１Ｋのケーシングの上部はトナー収容器１１０Ｋと係合するようになっており、ケーシングの図中手前側の面には内部のトナーを後述のトナー検知センサに検知させるための検知窓対１１５Ｋが設けられている。
【００３３】
なお、イエロートナー収容器とイエロートナー補給部との組み合わせ、マゼンタトナー収容器とマゼンタトナー補給部との組み合わせ、シアントナー収容器とシアントナー補給部との組み合わせについても、ほぼ同様の構成となっている。
【００３４】
図４は、リボルバ現像装置１００のトナー収容部の横断面図である。このトナー収容部は、上記回転体（１０１）よりも図中手前側に配設されており、４つのトナー収容器１１０Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃを備えている。図中奥側にある図示しない回転体（１０１）と、各トナー収容器１００Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃとの間には、各トナー収容器に対応する４つの補給入力歯車１１４Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが配設されており、これらのうち、上記現像ポジションに位置する現像器に対応するものは、プリンタの筺体側に固定されている補給用ギヤ１５と噛み合って回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３５】
上記現像ポジションに位置する現像器に対応するトナー収容器１１０（図示の例では黒トナー収容器１１０Ｋ）は、内部のトナーを上記トナー供給ローラ１１２に向けて重力落下させるような姿勢をとり、且つ、上記補給入力歯車１１４をプリンタの筺体側の上記補給用ギヤ１５に噛み合わせる。このような状態から、上記補給用ギヤ１１５と上記補給入力歯車１１４とを介して上記トナー供給ローラ１１２に回転駆動力が伝達されると、これの上に落下・堆積していたトナーが上記トナー補給部１１１内に取り込まれる。このようにして、上記トナー補給部１１１内に取り込まれたトナーは、上記下搬送スクリュー１０９により、対向する現像器の攪拌パドル１０８内に搬送・補給される。
【００３６】
図５は、リボルバ現像装置１００の上記トナー収容部を示す斜視図である。図において、１６はプリンタの筺体側に固定されたセンサ固定フレームを示し、これには図示しない発光素子と受光素子とを有するトナー検知センサ１７が固定されている。
【００３７】
このトナー検知センサ１７は、上記現像ポジションに位置する現像器１０３に対応するトナー補給部１１１の検知窓対１１５（図示の例では検知窓対１１５Ｋ）に向けて発光素子から光を照射し、トナー補給部１１１内の図示しないプリズムを透過して戻ってくる透過光の量を受光素子で検知する。そして、受光量に応じた値の電圧信号を、図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御部に出力する。上記現像ポジションにおいては、トナー補給部１１１内のトナーが上記プリズムに対する光透過を遮るようになっている。
【００３８】
よって、上記制御部は、上記トナー検知センサ１７から送られてくるデジタル信号に基づいて、上記現像ポジションに位置する現像器１０３に対応するトナー収容器１１０について、その内部のトナーの有無を判定することができる。
【００３９】
上記制御部は、このようにしてトナー収容器内のトナーの有無を判定する他、上記Ｔセンサ１１８Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから送られてくる信号に基づいて各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内の現像剤のトナー濃度を判定し、判定結果に応じて、上記現像ポジションに位置する現像器１０３内にトナーを補給させるトナー補給制御を実施するようになっている。
【００４０】
具体的には、まず、各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内の各Ｔセンサ１１８Ｋ（図１参照）、Ｙ、Ｍ、Ｃから、図示しないＡ／Ｄコンバータを介して送られてくるデジタル信号を取得する。各Ｔセンサ１１８Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから出力されるデジタル信号は、それぞれ黒現像剤、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤の透磁率に応じた値で出力される。現像剤（二成分現像剤）の透磁率と、現像剤のトナー濃度とには相関関係があるため、Ｔセンサ１１８からのデジタル信号の値が基準値よりも低い場合には、対応する現像器１０３内の現像剤のトナー濃度が基準濃度よりも低いことになる。そこで、上記制御部は、Ｔセンサ１１８から取得したデジタル信号の値が予め設定されている基準値よりも低い場合には、対応する現像器の上記トナー供給ローラ１１２を値の差分に応じた時間分だけ回転駆動させ、これによって適量のトナーを対応する現像器１０３内に補給させるようになっている。
【００４１】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図６は本プリンタのスライドユニットを示す概略構成図である。図において、スライドユニット１６０は、感光体ドラム１、帯電チャージャー２、感光体クリーナ１３等からなる感光体ユニット１２０や、リボルバ現像装置１００などを支持体１５０に支持してユニットを形成している。なお、本プリンタは、図６の前後方向手前が前面になる構成となっているので、以下「前」という場合にはこの前面の側を示すものとする。また、図６の前後方向奥側が後面になるので、以下「後」という場合にはこの後面の側を示すものとする。
【００４２】
図７は本プリンタの一部を前面の斜め横側から示す斜視図である。本プリンタは、筐体１７０に図示しない開閉可能な前面カバーを備えている。上記スライドユニット１６０は、この前面カバーが開かれた状態で図示しない把手がユーザーによって引っ張られると、図示しないレールに沿って前側にスライドしながら引き出され、筺体１７０内から簡単に離脱するようになっている。即ち、スライドユニット１６０は、筺体１７０に対してスライド着脱可能に構成されている。かかる構成により、リボルバ現像装置１００や感光体ユニット１２０のメンテナンス性の向上が図られている。
【００４３】
なお、スライドユニット１６０を筺体１７０から完全に離脱させないで、スライド移動に伴って筺体１７０から突出させたり引っ込めさせたりするだけでも良いが、完全に離脱させることでメンテナンス性をより向上させることができる。
【００４４】
図８は図６における鎖線Ａ−Ａ’の断面を示す断面図である。図において、上記スライドユニット１６０の支持体１５０は、前板１５１、後板１５２、両板を連結する２つのアーム１５３、後板１５２を強化するためのサポート部１５４などからなる本体部１５５と、後述のユニット位置決め部材に係合するフランジ状の係合部１５６とを備えている。
【００４５】
上記本体部１５５は、後板１５２に接合されたサポート部１５４の穴に軸受１５４ａを嵌合させており、これでリボルバ現像装置１００の支軸１１９の一端側を回転自在に支持している。リボルバ現像装置１００の支軸１１９のもう一端側は、本体部１５５の前板１５１に設けられた軸受１５１ａによって回転自在に支持されている。このように軸部の両端が回転自在に支持されることで、リボルバ現像装置１００が引き出しユニット内で位置決めされる。
【００４６】
上記サポート部１５４には係合部固定用の穴が設けられており、上記係合部１５６はこの穴に挿入された状態で接着剤１９によってサポート部１５４に接着されている。
【００４７】
サポート部材１５４にバックアップされる上記後板１５２には、サポート部材１５４に接着されたフランジ状の係合部１５６の貫通開口に連通する開口が設けられている。
【００４８】
一方、プリンタの筐体（１７０）内には、図示しない筐体後面カバーと平行な位置関係を保つように支持パネル１８が立設せしめられており、この支持パネル１８にはドライバ状のユニット位置決め部材２０が前面側に向けて突設せしめられている。このユニット位置決め部材２０は、グリップ状の位置決め部２０ａ、この内部に設けられた軸受２０ｂ、これに回転自在に支持される感光体支軸２０ｃなどから構成されている。感光体支軸２０ｃは、その先端側を位置決め部２０ａの先端から大きく突出させて突出部を形成している。
【００４９】
上記スライドユニット１６０が上記筺体１７０内に挿入されて装着されると、図示のように、筺体１７０内の上記支持板１８に固定された上記ユニット位置決め部材２０が、その感光体支軸２０ｃの先端から位置決め部２０ａの後端側にかけてをスライドユニット１６０内に挿入した状態になる。
【００５０】
スライドユニット１６０内に挿入された感光体支軸２０ｃは、ユニット内部に位置する感光体ドラム１の中心穴と、上記支持体１５０の前板１５１に設けられた軸受１５１ｂとを貫通して、その先端側が軸受１５１ｂによって回転自在に支持される。このように感光体支軸２０ｃが回転自在に支持されると、これに貫通された感光体ドラム１も回転自在に支持されるとともに、スライドユニット１６０内で位置決めされる。
【００５１】
また、上記位置決め部２０ａは、スライドユニット１６０内に挿入される過程で上記係合部１５６の貫通開口に係合する。この係合により、スライドユニット１６０の筺体１７０内における位置決めが図られる。
【００５２】
スライドユニット１６０が筐体１７０内から引き出されると、図９に示すように、それまでスライドユニット１６０内に挿入されていたユニット位置決め部材２０の感光体支軸２０ｃと位置決め部２０ａとがユニット内から外されて筐体１７０側に残る。すると、スライドユニット１６０内の感光体ドラム１は、感光体支軸２０ｃによる支持を失う。感光体ドラム１の両端側にはドラム周面から突出するコロ部１ａが設けられており、支持を失った感光体ドラム１は自重によってほんの数ｍｍだけ落下してこれらコロ部１ａが支持体１５０の底板に支えられる。よって、スライドユニット１６０が引き出されると、感光体支軸２０ｃが自動的に感光体ドラム１から離脱して、感光体ドラム１がスライドユニット１６０から分離可能な状態になる。これにより、感光体ドラム１のメンテナンス性が更に向上されている。
【００５３】
図９に示したように、感光体支軸２０ｃの根元側には多角錘状のギヤ部２０ｄが設けられている。感光体ドラム１の中心穴の後端部にはギヤ穴１ｂが形成されており、スライドユニット１６０のスライド挿入に伴って上記ギヤ部２０ｄに係合する。この係合は、スライドユニット１６０スライド挿入時におけるストッパーの機能を果たすとともに、ギヤ部２０ｄとギヤ穴１ｂとの噛み合いによる回転駆動力の伝達機能を果たしている。感光体支軸２０ｃが体１７０側に固定された図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、この回転駆動力がギヤ部２０ｄとヤ穴１ｂとを介して感光体ドラム１に伝えられる。
【００５４】
感光体支軸２０ｃによる支持を失った感光体ドラム１は、上述のように、ほんの数ｍｍだけ落下して支持体１５０の底板上に支えられた状態になっているため、その中心穴の中心線と感光体支軸２０ｃの軸線とが少しだけずれている。このようにずれていても、図示のように、感光体支軸２０ｃはその先端が先細に形成されているため、スライドユニット１６０のスライド挿入に伴って感光体ドラム１の中心穴に先端を挿入させながら、感光体ドラム１をすくい上げるようにして中心穴にスムーズに貫通していく。
【００５５】
上記支持体１５０の本体部１５５は、成形容易性及び剛性に優れた材料によって形成されている。具体的には、成形容易性に優れたポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）に、剛性に優れたガラス繊維が分散された材料、剛性に優れたアルミ粉末が成形容易性に優れた樹脂材にバインドされた材料、ダイキャスト成型が容易で且つ剛性に優れたアルミなどによって形成されている。
【００５６】
一方、上記支持体１５０の係合部１５６は、摩擦耐久性に優れたポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の材料によって形成されている。
【００５７】
以上の構成のプリンタにおいては、支持体１５０の本体部１５５について、成形容易性と剛性とに優れた材料を用いて成形時の形状誤差やユニット出し入れ時の変形を生じ難くすることで、これら形状誤差や変形に起因するユニット内でのリボルバ現像装置１００と感光体ドラム１との位置ズレを抑える。よって、かかる位置ズレによる感光体ドラム１とリボルバ現像装置１００との現像ギャップの変動を抑えて、高品質な画像を形成することができる。
【００５８】
また、摩擦耐久性に優れた材料を支持体１５０の係合部１５６に用いることで、ユニット出し入れに伴う係合部１５６の摩耗を抑えることができる。
【００５９】
また、成形容易性、剛性及び摩擦耐久性という３つの条件に優れた特殊な材料を用いて支持体１５０の全部分を形成してこれら位置ズレと摩耗との両方を抑えるといった方法を採用していないので、かかる材料を用いることによる支持体１５０のコストアップを回避することができる。
【００６０】
また、接着剤１９による接着によって本体部１５５と係合部１５６とを一体化せしめて支持体１５０を形成しているので、煩雑な締付具の締付工程を実施することによる支持体１５０のコストアップも回避することができる。
【００６１】
また、係合部１５６の摩耗によるとユニット位置決め部材２０とのガタツキを抑えるとともに、本体部１５５と係合部１５６とを嵌合させないことで嵌合の緩みによる両者のガタツキも抑えるので、これらガタツキを生ずることなく、スライドユニット１６０を筺体１７０内に正確に位置決めすることができる。
【００６２】
更に、支持体１５０の本体部１５５と係合部１５６とを嵌合させないので、嵌合による係合部１５６の圧迫変形を生ずることがなく、スライドユニットを良好に出し入れすることができる。
【００６３】
なお、上記接着剤１９としては、２剤混合硬化型のエポキシ樹脂系接着剤を用いることが望ましい。つまり、かかるエポキシ系接着剤をもいることで、硬化後に弾性を発揮しなくなるため、弾性変形に起因する本体部１５５と係合部１５６との位置ズレを解消して、スライドユニット１６０を更に正確に位置決めすることができるようになる。
【００６４】
以上、現像装置としてリボルバ現像装置１００を備える画像形成装置について説明したが、他の方式の現像装置を備える画像形成装置についても、上述の構成を適用することが可能であることは言うまでもない。
【００６５】
また、これぞれ異なる色のトナーを用いる４つの現像器１０３Ｋ、１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃを用いてフルカラー画像を現像するプリンタについて説明したが、３色、２色あるいは単色画像を現像する画像形成装置にも適用可能である。
【００６６】
ところで、この種の画像形成装置においては、例えば、上記プリンタのように、上記感光体ドラム１の感光体支軸２０ｃが、軸受２０ｂ、１５１ｂにより回転自在に軸支されている。また、現像ローラ１０４を回転させるリボルバ現像装置１００の支軸１１９が、軸受１５１ａ、１５４ａにより回転自在に軸支されている（図８参照）。
【００６７】
ところが、このような軸受２０ｂ、１５１ａ、１５１ｂ、１５４ａの軸受穴や、感光体支軸２０ｃ、支軸１１９の外径の公差は、比較的高精度を要求したものでも、０．０３ｍｍの公差幅を有している。従って、この軸受と支軸との２部品についてだけでも、最悪の組合せの場合、該支軸と軸受穴との間に、最大で０．０６ｍｍの隙間が生じてしまう。
【００６８】
このため、この種の画像生成装置においては、その像担持体（感光体ドラム１）と現像剤担持体（現像ローラ１０４）との間の現像ギャップＧを極めて高精度に調整した場合であっても、該像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が、画質に悪影響を及ぼすガタ成分となってしまう。つまり、このガタ成分は、上記支軸と軸受穴との公差幅が最小の０．０３ｍｍの場合でも、上記現像ギャップの調整誤差０．０５ｍｍの約１／２以上を占めてしまうことになる。
【００６９】
このため、例えば、上記プリンタにおいては、その高画質化を図るために上記現像ギャップＧを高精度に調整しようとした場合に、上記像担持体としての感光体ドラム１の感光体支軸２０ｃと軸受２０ｂ、１５１ｂの軸受穴との隙間、及び上記現像剤担持体としての現像ローラ１０４を回転させるリボルバ現像装置１００の支軸１１９と軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴との隙間である公差幅が無視できないものとなってきている。なお、このプリンタにおいては、該支軸の軸受としてベアリングを用いている。該ベアリングの内外径はある程度高精度に仕上がっているので、上記現像ギャップＧを比較的高精度に調整できる。しかし、この場合でも、該ベアリングが０．０１〜０．０２ｍｍの公差幅を有しているため、上記現像ギャップを高精度に調整することは難しい。
【００７０】
図１０に、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９を、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴に組み付けるときの状態を示す。軸受１５１ａ、１５４ａは、筺体としての本体側板である支持パネル１８に組み付けられたベアリングで構成されている。リボルバ現像装置１００の支軸１１９は、これらのベアリングからなる軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴に差し込むように組み付けられる。ここで、軸受１５１ａ、１５４ａの外径と支持パネル１８とは、圧入によりガタが無いように組み付けられている。これに対し、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴の内径と支軸１１９の外径とは、すきまバメとなっており、前述したガタ成分が発生してしまう。これが従来の組み付け方である。
【００７１】
このようなガタ成分を無くす方法の１つとして、上記軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９とを軽圧入させる方法がある。このような軽圧入により上記ガタ成分を無くすことにより、上記現像ギャップＧの高精度化におおきな改善効果が認められる。しかしながら、このような組み付け方法では、上記軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９との組み付け性が著しく悪くなり、実際には上記軽圧入に必要な治具等の機械で組まない限り人の手では組めないものとなってしまう。
【００７２】
そこで、上記ガタ成分を無くす他の方法としては、上記軸受１５１ａ、１５４ａを熱して、その軸受穴の内径を熱膨張させた後、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９とを装着させる所謂焼バメによる方法を用いることができる。この方法によれば、上記治具等の機械を必要としないので、軸受１５１ａ、１５４ａと支軸１１９と組み付けｄが比較的容易であり、且つ上記ガタ成分をなくす効果も期待できる。しかし、この方法では、上記焼きバメのための熱源を必要とする。
【００７３】
図１１に、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の参考例を示す。図１１において、上記軸受１５１ａ、１５４ａから一部突出した上記支軸１１９には、回転可能なコロ２００が当接している。このコロ２００は、上記支持パネル１８に揺動自在に枢支されたアーム２０１の揺動側端部に枢支されている。また、このコロ２００には、アーム２０１と支持パネル１８との間に掛渡された緊縮性のコイルスプリング２０２の弾力によって、支軸１１９を矢印方向に押圧する弾力が付勢されている。
【００７４】
これにより、リボルバ現像装置１００が回転した際に、その支軸１１９がコロ２００の押圧によって矢印がわに偏倚して上記ガタ成分が無くなり、支軸１１９が回転時に変動しないようになるので、上記現像ギャップＧを極めて高精度に調整することができるようになる。
【００７５】
図１２は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の他の参考例である。この構成は、図１２に示すように、リボルバ現像装置１００の支軸１１９に、一部欠き形状のスリット１１９ａが数カ所形成されている。また、この支軸１１９の内径には、雌ねじ１１９ｂが形成されている。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９の雌ねじ１１９ｂに、ガタ寄せアタッチメント３００に設けた雄ねじ３００ａを螺合する。このガタ寄せアタッチメント３００には、該螺合によって軸受１５４ａの内径部に当接するテーパ部３００ｂが設けられている。これにより、ガタ寄せアタッチメント３００が軸受１５４ａに螺合されることによって、該支軸１１９のスリット１１９ａがガタ寄せアタッチメント３００のテーパ部３００ｂにより押し広げられて上記ガタ成分が吸収される。この構成のもうひとつ優れたところは、支軸１１９と軸受１５４ａとの回転中心の同軸度が保たれることである。
【００７６】
図１３は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の実施例である。この構成は、図１３に示すように、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９の外周上の一部に凹部１１９ｃを設けてある。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９の凹部１１９ｃに、板ばね４００を取付ける。この板バネ４００は、一旦取り付けた後、凹部１１９ｃから抜けないよう抜け止め用の返りがついた形状としてある。ここで、板バネ４００を支軸１１９の外周上に当分に配列できるように、外支軸１１９に複数の凹部１１９ｃを設けることにより、該支軸１１９と軸受１５４ａの軸受穴との間に均等なばね力を与えて、支軸１１９と軸受１５４ａとの回転中心の同軸度を保つようにすることが可能になる。
【００７７】
図１４は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の更に他の参考例である。この構成は、図１４に示すように、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９の一部にねじ穴１１９ｄを設けてある。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９のねじ穴１１９ｄに、支軸１１９の内径方向から止めねじ５００を螺合させる。これにより、止めねじ５００の先端が軸受１５４ａの内周面に圧接して、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を一方に偏倚させる力が働く。この結果、軸受１５４ａと支軸１１９との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記現像ギャップＧを高精度に調整できるようになる。
【００７８】
なお、これらの構成は、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９と軸受１５４ａとを組み付ける場合に限らず、例えば、上記感光体ドラム１の支軸２９ｃと軸受２０ｂ、１５１ｂとを組み付ける場合にも有効である。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、像担持体の支軸、及び現像剤担持体の支軸のうちの一方の支軸が、該支軸の軸受穴に対して圧入される。また、他方の支軸が、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのばね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めされる。これにより、該支軸と該軸受穴との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタのリボルバ現像装置を示す横断面図。
【図３】同リボルバ現像装置の黒トナー収容器を黒トナー補給部とともに示す斜視図。
【図４】同リボルバ現像装置のトナー収容部を示す横断面図。
【図５】同トナー収容部を示す斜視図。
【図６】同プリンタのスライドユニットを示す概略構成図。
【図７】同プリンタの一部を前面の斜め横側から示す斜視図。
【図８】図６における鎖線Ａ−Ａ’の断面を示す断面図。
【図９】同スライドユニットを引き出した状態の同断面を示す断面図。
【図１０】上記リボルバ現像装置の支軸を軸受の軸受穴に組み付けるときの状態を示す概略断面図。
【図１１】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした構成例を示す概略断面図。
【図１２】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした他の構成例を示す概略断面図。
【図１３】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした更に他の構成例を示す概略断面図。
【図１４】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした更に他の構成例を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（潜像担持体）
２ 帯電チャージャー
３ レーザ光学装置
５ 中間転写ベルト
８ 給紙ローラ
９ レジストローラ対
１０ 転写紙
１１ ２次転写チャージャー
１２ 定着装置
１３ 感光体クリーナ
１４ 中間転写ベルトクリーナ
１５ 補給用ギヤ
１６ センサ固定フレーム
１７ トナー検知センサ
１８ 支持パネル
１９ 接着剤
２０ ユニット位置決め部材
２０ｂ 軸受
２０ｃ 感光体支軸
１００ リボルバ現像装置
１０１ 回転体
１０３ 現像器
１１９ 支軸
１１９ｃ 凹部
１１９ｄ ねじ穴
１２０ 感光体ユニット
１５０ 支持体
１５１ 前板
１５１ａ，１５１ｂ，１５４ａ 軸受
１５２ 後板
１５３ アーム
１５４ サポート部
１５５ 本体部（本体）
１５６ 係合部
１６０ スライドユニット
１７０ 筺体
２００ コロ
２０１ アーム
２０２ コイルスプリング
Ｇ 現像ギャップ
４００ 板ばね
５００ 止めねじ
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関し、詳しくは、筺体と、該筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置と、該現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体とを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、装置本体の筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体との、最も近接した部位の間隙である所謂現像ギャップが、画質の良否に大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
上記現像ギャップは、昨今の高画質化のために、より狭くまた調整誤差もより少なくすることが望まれている。この現像ギャップの設定は、通常、上記像担持体としての感光体に対する、上記現像剤担持体としての現像スリーブを固定保持する現像ホルダの固定位置を調整することで行っている。この現像ギャップの調整範囲は、一例をあげると、０．４±０．０５ｍｍといったように、調整値も狭いが調整誤差も０．０５ｍｍというふうに、非常に高精度な調整が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般的に、軸受の軸受穴や、支軸の外径の公差は、比較的高精度を要求したものでも、０．０３ｍｍの公差幅を有している。従って、この軸受と支軸との２部品についてだけでも、最悪の組合せの場合、該支軸と軸受穴との間に、最大で０．０６ｍｍの隙間が生じてしまう。
【０００５】
このため、従来の画像生成装置においては、その像担持体と現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整した場合であっても、該像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が、画質に悪影響を及ぼすガタ成分となってしまう。つまり、このガタ成分は、上記支軸と軸受穴との公差幅が最小の０．０３ｍｍの場合でも、上記現像ギャップの調整誤差０．０５ｍｍの約１／２以上を占めてしまうことになる。
【０００６】
このように、この種の画像形成装置においては、その高画質化を図るために上記現像ギャップを高精度に調整しようとした場合に、上記像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が無視できないものとなってきている。なお、上記支軸の軸受としてベアリングを用いた場合、該ベアリングの内外径はある程度高精度に仕上がっているので、上記現像ギャップを比較的高精度に調整できる。しかし、この場合でも、該ベアリングが０．０１〜０．０２ｍｍの公差幅を有しているため、上記現像ギャップを高精度に調整することは難しい。
【０００７】
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、像担持体と現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、筺体と、該筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置と、該現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体とを有する画像形成装置において、上記像担持体の支軸、及び上記現像剤担持体の支軸のうちの一方は、該支軸の軸受穴に対して圧入し、他方は、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのばね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この画像形成装置においては、上記像担持体の支軸、及び上記現像剤担持体の支軸のうちの一方の支軸が、該支軸の軸受穴に対して圧入される。また、他方の支軸が、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのぱね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めされる。これにより、該支軸と該軸受穴との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
まず、このプリンタ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の概略構成図である。図において、潜像担持体としての感光体ドラム１の表面は、図中反時計回りに回転駆動されながら、帯電チャージャー２によって一様に帯電せしめられた後、レーザ光学装置３によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。この画像情報は、フルカラー画像の画像情報をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色毎に分解した単色の画像情報である。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、回転体としてのリボルバ現像装置１００によって現像され、イエロー、マゼンタ、シアン又は黒トナー像となる。
【００２１】
このようにして感光体ドラム１上には、これらイエロー、マゼンタ、シアン又は黒トナー像が順次形成され、これらトナー像は、感光体ドラム１と同期して図中矢印Ｂ方向に無端移動せしめられる中間転写ベルト５上に順次重ね合わせて転写される。この重ね合わせ転写によって中間転写ベルト５上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２２】
一方、両面複写兼用自動給紙カセット７あるいは手差し給紙トレイ７ａからは、このフルカラートナー像が形成されるタイミングを見計らって転写紙１０が送り出され、給紙ローラ８、８ａと、レジストローラ対９とを経て転写部に搬送される。
【００２３】
この転写部には上記レジストローラ対９から送られてくる転写紙１０を中間転写ベルト５との間に介在させるように２次転写チャージャー１１が配設されており、中間転写ベルト５上の上記フルカラートナー像は、この２次転写チャージャー１１の影響によって転写紙１０上に転写される。
【００２４】
このようにして、フルカラートナー像が転写された転写紙１０は、上記転写部から定着装置１２に送り出され、ここでフルカラートナー像が定着せしめられた後、フルカラープリントとして機外に排出される。
【００２５】
なお、上記中間転写ベルト５上に転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、感光体クリーナ１３によって感光体ドラム１から除去される。また、転写紙１０上に転写されなかった中間転写ベルト５上の残留トナーは、中間転写ベルトクリーナ１４によって中間転写ベルト５から除去される。
【００２６】
図２は、上記リボルバ現像装置１００の現像部の横断面図である。図において、リボルバ現像装置１００は、図示しない駆動手段によって点Ｐを中心に図中反時計回りに回転せしめられる軸部が設けられた糸車状の回転体１０１を備えている。この回転体１０１には、４つの現像器１０３が点Ｐを中心にして公転するように保持されている。図示の例では、感光体ドラム１に対向する現像ポジションにあるのが黒トナーとキャリアとからなる黒現像剤を内部に収容した黒現像器１０３Ｋで、図中反時計回りの順に、イエロー現像剤を収容したイエロー現像器１０３Ｙ、マゼンタ現像剤を収容したマゼンタ現像器１０３Ｍ、シアン現像剤を収容したシアン現像器１０３Ｃとなっている。
【００２７】
上記現像ポジションにある黒現像器１０３Ｋは、感光体ドラム１に向けた開口部から周面を部分的に露出させる現像ローラ１０４Ｋを有している。また、この現像ローラ１０４Ｋに担持されて感光体ドラム１との対向部に搬送される黒現像剤の量を規制するドクタブレード１０５Ｋ、これによって規制された黒現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する上搬送スクリュウ１０６Ｋとそのガイド１０７Ｋ、器内の黒現像剤を撹拌する撹拌パドル１０８Ｋ、器内の現像剤の透磁率を検知するＴセンサ１１８Ｋなども有している。
【００２８】
上記撹拌パドル１０８Ｋは、筒体の外周面に複数のパドル部材が固定された構造となっており、この筒体には図示しない複数の排出孔が形成されている。また、この筒体の内部には、黒現像剤を図中手前側から奥側へと搬送する下搬送スクリュウ１０９Ｋが収容されている。このようにして筒体内で搬送される黒現像剤の一部は、上記排出孔から筒体の外部へと排出される。
【００２９】
なお、図示の例で上記現像ポジションに位置していないイエロー現像剤１０３Ｙ、マゼンタ現像器１０３Ｍ、シアン現像器１０３Ｃについても、ほぼ同様の構成となっている。
【００３０】
４つの現像器１０３Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃを保持する上記回転体１０１の図中背面側には、図示しない４つの入力用歯車がそれぞれ現像器に対応するように回動自在に設けられている。一方、プリンタの筺体内部には、図示しない現像モータによって回転駆動せしめられる出力用歯車が固定されており、この出力用歯車は上記現像ポジションに位置している現像器１０３の入力用歯車と噛み合うようになっている。このように、入力用歯車が筺体内に固定された出力用歯車と噛み合った現像器１０３は、その内部の上搬送スクリュウ１０６、撹拌パドル１０８及び下搬送スクリュウ１０９に上記現像モータの回転駆動力が伝えられる。
【００３１】
各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内には、図示しない専用のトナー収容器に収容されている黒トナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーが補給される。
【００３２】
図３は、黒トナー収容器１１０Ｋを黒トナー補給部１１１Ｋとともに示す斜視図である。図において、黒トナー補給部１１１Ｋは、図示しない上記黒現像器（１０３Ｋ）から図中手前側に突出するように設けられており、図示しない上記攪拌パドルの内部から延在する下搬送スクリュー１０９Ｋを内包している。また、下搬送スクリュー１０９Ｋの上方には、トナー供給ローラ１１２Ｋ、これと黒トナー補給部１１１Ｋのケースとの間をシーリングするシール部材１１３Ｋを内包している。更に、図示のように、黒トナー補給部１１Ｋのケーシングの上部はトナー収容器１１０Ｋと係合するようになっており、ケーシングの図中手前側の面には内部のトナーを後述のトナー検知センサに検知させるための検知窓対１１５Ｋが設けられている。
【００３３】
なお、イエロートナー収容器とイエロートナー補給部との組み合わせ、マゼンタトナー収容器とマゼンタトナー補給部との組み合わせ、シアントナー収容器とシアントナー補給部との組み合わせについても、ほぼ同様の構成となっている。
【００３４】
図４は、リボルバ現像装置１００のトナー収容部の横断面図である。このトナー収容部は、上記回転体（１０１）よりも図中手前側に配設されており、４つのトナー収容器１１０Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃを備えている。図中奥側にある図示しない回転体（１０１）と、各トナー収容器１００Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃとの間には、各トナー収容器に対応する４つの補給入力歯車１１４Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが配設されており、これらのうち、上記現像ポジションに位置する現像器に対応するものは、プリンタの筺体側に固定されている補給用ギヤ１５と噛み合って回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３５】
上記現像ポジションに位置する現像器に対応するトナー収容器１１０（図示の例では黒トナー収容器１１０Ｋ）は、内部のトナーを上記トナー供給ローラ１１２に向けて重力落下させるような姿勢をとり、且つ、上記補給入力歯車１１４をプリンタの筺体側の上記補給用ギヤ１５に噛み合わせる。このような状態から、上記補給用ギヤ１１５と上記補給入力歯車１１４とを介して上記トナー供給ローラ１１２に回転駆動力が伝達されると、これの上に落下・堆積していたトナーが上記トナー補給部１１１内に取り込まれる。このようにして、上記トナー補給部１１１内に取り込まれたトナーは、上記下搬送スクリュー１０９により、対向する現像器の攪拌パドル１０８内に搬送・補給される。
【００３６】
図５は、リボルバ現像装置１００の上記トナー収容部を示す斜視図である。図において、１６はプリンタの筺体側に固定されたセンサ固定フレームを示し、これには図示しない発光素子と受光素子とを有するトナー検知センサ１７が固定されている。
【００３７】
このトナー検知センサ１７は、上記現像ポジションに位置する現像器１０３に対応するトナー補給部１１１の検知窓対１１５（図示の例では検知窓対１１５Ｋ）に向けて発光素子から光を照射し、トナー補給部１１１内の図示しないプリズムを透過して戻ってくる透過光の量を受光素子で検知する。そして、受光量に応じた値の電圧信号を、図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御部に出力する。上記現像ポジションにおいては、トナー補給部１１１内のトナーが上記プリズムに対する光透過を遮るようになっている。
【００３８】
よって、上記制御部は、上記トナー検知センサ１７から送られてくるデジタル信号に基づいて、上記現像ポジションに位置する現像器１０３に対応するトナー収容器１１０について、その内部のトナーの有無を判定することができる。
【００３９】
上記制御部は、このようにしてトナー収容器内のトナーの有無を判定する他、上記Ｔセンサ１１８Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから送られてくる信号に基づいて各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内の現像剤のトナー濃度を判定し、判定結果に応じて、上記現像ポジションに位置する現像器１０３内にトナーを補給させるトナー補給制御を実施するようになっている。
【００４０】
具体的には、まず、各現像器１０３Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ内の各Ｔセンサ１１８Ｋ（図１参照）、Ｙ、Ｍ、Ｃから、図示しないＡ／Ｄコンバータを介して送られてくるデジタル信号を取得する。各Ｔセンサ１１８Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから出力されるデジタル信号は、それぞれ黒現像剤、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤の透磁率に応じた値で出力される。現像剤（二成分現像剤）の透磁率と、現像剤のトナー濃度とには相関関係があるため、Ｔセンサ１１８からのデジタル信号の値が基準値よりも低い場合には、対応する現像器１０３内の現像剤のトナー濃度が基準濃度よりも低いことになる。そこで、上記制御部は、Ｔセンサ１１８から取得したデジタル信号の値が予め設定されている基準値よりも低い場合には、対応する現像器の上記トナー供給ローラ１１２を値の差分に応じた時間分だけ回転駆動させ、これによって適量のトナーを対応する現像器１０３内に補給させるようになっている。
【００４１】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図６は本プリンタのスライドユニットを示す概略構成図である。図において、スライドユニット１６０は、感光体ドラム１、帯電チャージャー２、感光体クリーナ１３等からなる感光体ユニット１２０や、リボルバ現像装置１００などを支持体１５０に支持してユニットを形成している。なお、本プリンタは、図６の前後方向手前が前面になる構成となっているので、以下「前」という場合にはこの前面の側を示すものとする。また、図６の前後方向奥側が後面になるので、以下「後」という場合にはこの後面の側を示すものとする。
【００４２】
図７は本プリンタの一部を前面の斜め横側から示す斜視図である。本プリンタは、筐体１７０に図示しない開閉可能な前面カバーを備えている。上記スライドユニット１６０は、この前面カバーが開かれた状態で図示しない把手がユーザーによって引っ張られると、図示しないレールに沿って前側にスライドしながら引き出され、筺体１７０内から簡単に離脱するようになっている。即ち、スライドユニット１６０は、筺体１７０に対してスライド着脱可能に構成されている。かかる構成により、リボルバ現像装置１００や感光体ユニット１２０のメンテナンス性の向上が図られている。
【００４３】
なお、スライドユニット１６０を筺体１７０から完全に離脱させないで、スライド移動に伴って筺体１７０から突出させたり引っ込めさせたりするだけでも良いが、完全に離脱させることでメンテナンス性をより向上させることができる。
【００４４】
図８は図６における鎖線Ａ−Ａ’の断面を示す断面図である。図において、上記スライドユニット１６０の支持体１５０は、前板１５１、後板１５２、両板を連結する２つのアーム１５３、後板１５２を強化するためのサポート部１５４などからなる本体部１５５と、後述のユニット位置決め部材に係合するフランジ状の係合部１５６とを備えている。
【００４５】
上記本体部１５５は、後板１５２に接合されたサポート部１５４の穴に軸受１５４ａを嵌合させており、これでリボルバ現像装置１００の支軸１１９の一端側を回転自在に支持している。リボルバ現像装置１００の支軸１１９のもう一端側は、本体部１５５の前板１５１に設けられた軸受１５１ａによって回転自在に支持されている。このように軸部の両端が回転自在に支持されることで、リボルバ現像装置１００が引き出しユニット内で位置決めされる。
【００４６】
上記サポート部１５４には係合部固定用の穴が設けられており、上記係合部１５６はこの穴に挿入された状態で接着剤１９によってサポート部１５４に接着されている。
【００４７】
サポート部材１５４にバックアップされる上記後板１５２には、サポート部材１５４に接着されたフランジ状の係合部１５６の貫通開口に連通する開口が設けられている。
【００４８】
一方、プリンタの筐体（１７０）内には、図示しない筐体後面カバーと平行な位置関係を保つように支持パネル１８が立設せしめられており、この支持パネル１８にはドライバ状のユニット位置決め部材２０が前面側に向けて突設せしめられている。このユニット位置決め部材２０は、グリップ状の位置決め部２０ａ、この内部に設けられた軸受２０ｂ、これに回転自在に支持される感光体支軸２０ｃなどから構成されている。感光体支軸２０ｃは、その先端側を位置決め部２０ａの先端から大きく突出させて突出部を形成している。
【００４９】
上記スライドユニット１６０が上記筺体１７０内に挿入されて装着されると、図示のように、筺体１７０内の上記支持板１８に固定された上記ユニット位置決め部材２０が、その感光体支軸２０ｃの先端から位置決め部２０ａの後端側にかけてをスライドユニット１６０内に挿入した状態になる。
【００５０】
スライドユニット１６０内に挿入された感光体支軸２０ｃは、ユニット内部に位置する感光体ドラム１の中心穴と、上記支持体１５０の前板１５１に設けられた軸受１５１ｂとを貫通して、その先端側が軸受１５１ｂによって回転自在に支持される。このように感光体支軸２０ｃが回転自在に支持されると、これに貫通された感光体ドラム１も回転自在に支持されるとともに、スライドユニット１６０内で位置決めされる。
【００５１】
また、上記位置決め部２０ａは、スライドユニット１６０内に挿入される過程で上記係合部１５６の貫通開口に係合する。この係合により、スライドユニット１６０の筺体１７０内における位置決めが図られる。
【００５２】
スライドユニット１６０が筐体１７０内から引き出されると、図９に示すように、それまでスライドユニット１６０内に挿入されていたユニット位置決め部材２０の感光体支軸２０ｃと位置決め部２０ａとがユニット内から外されて筐体１７０側に残る。すると、スライドユニット１６０内の感光体ドラム１は、感光体支軸２０ｃによる支持を失う。感光体ドラム１の両端側にはドラム周面から突出するコロ部１ａが設けられており、支持を失った感光体ドラム１は自重によってほんの数ｍｍだけ落下してこれらコロ部１ａが支持体１５０の底板に支えられる。よって、スライドユニット１６０が引き出されると、感光体支軸２０ｃが自動的に感光体ドラム１から離脱して、感光体ドラム１がスライドユニット１６０から分離可能な状態になる。これにより、感光体ドラム１のメンテナンス性が更に向上されている。
【００５３】
図９に示したように、感光体支軸２０ｃの根元側には多角錘状のギヤ部２０ｄが設けられている。感光体ドラム１の中心穴の後端部にはギヤ穴１ｂが形成されており、スライドユニット１６０のスライド挿入に伴って上記ギヤ部２０ｄに係合する。この係合は、スライドユニット１６０スライド挿入時におけるストッパーの機能を果たすとともに、ギヤ部２０ｄとギヤ穴１ｂとの噛み合いによる回転駆動力の伝達機能を果たしている。感光体支軸２０ｃが体１７０側に固定された図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、この回転駆動力がギヤ部２０ｄとヤ穴１ｂとを介して感光体ドラム１に伝えられる。
【００５４】
感光体支軸２０ｃによる支持を失った感光体ドラム１は、上述のように、ほんの数ｍｍだけ落下して支持体１５０の底板上に支えられた状態になっているため、その中心穴の中心線と感光体支軸２０ｃの軸線とが少しだけずれている。このようにずれていても、図示のように、感光体支軸２０ｃはその先端が先細に形成されているため、スライドユニット１６０のスライド挿入に伴って感光体ドラム１の中心穴に先端を挿入させながら、感光体ドラム１をすくい上げるようにして中心穴にスムーズに貫通していく。
【００５５】
上記支持体１５０の本体部１５５は、成形容易性及び剛性に優れた材料によって形成されている。具体的には、成形容易性に優れたポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）に、剛性に優れたガラス繊維が分散された材料、剛性に優れたアルミ粉末が成形容易性に優れた樹脂材にバインドされた材料、ダイキャスト成型が容易で且つ剛性に優れたアルミなどによって形成されている。
【００５６】
一方、上記支持体１５０の係合部１５６は、摩擦耐久性に優れたポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の材料によって形成されている。
【００５７】
以上の構成のプリンタにおいては、支持体１５０の本体部１５５について、成形容易性と剛性とに優れた材料を用いて成形時の形状誤差やユニット出し入れ時の変形を生じ難くすることで、これら形状誤差や変形に起因するユニット内でのリボルバ現像装置１００と感光体ドラム１との位置ズレを抑える。よって、かかる位置ズレによる感光体ドラム１とリボルバ現像装置１００との現像ギャップの変動を抑えて、高品質な画像を形成することができる。
【００５８】
また、摩擦耐久性に優れた材料を支持体１５０の係合部１５６に用いることで、ユニット出し入れに伴う係合部１５６の摩耗を抑えることができる。
【００５９】
また、成形容易性、剛性及び摩擦耐久性という３つの条件に優れた特殊な材料を用いて支持体１５０の全部分を形成してこれら位置ズレと摩耗との両方を抑えるといった方法を採用していないので、かかる材料を用いることによる支持体１５０のコストアップを回避することができる。
【００６０】
また、接着剤１９による接着によって本体部１５５と係合部１５６とを一体化せしめて支持体１５０を形成しているので、煩雑な締付具の締付工程を実施することによる支持体１５０のコストアップも回避することができる。
【００６１】
また、係合部１５６の摩耗によるとユニット位置決め部材２０とのガタツキを抑えるとともに、本体部１５５と係合部１５６とを嵌合させないことで嵌合の緩みによる両者のガタツキも抑えるので、これらガタツキを生ずることなく、スライドユニット１６０を筺体１７０内に正確に位置決めすることができる。
【００６２】
更に、支持体１５０の本体部１５５と係合部１５６とを嵌合させないので、嵌合による係合部１５６の圧迫変形を生ずることがなく、スライドユニットを良好に出し入れすることができる。
【００６３】
なお、上記接着剤１９としては、２剤混合硬化型のエポキシ樹脂系接着剤を用いることが望ましい。つまり、かかるエポキシ系接着剤をもいることで、硬化後に弾性を発揮しなくなるため、弾性変形に起因する本体部１５５と係合部１５６との位置ズレを解消して、スライドユニット１６０を更に正確に位置決めすることができるようになる。
【００６４】
以上、現像装置としてリボルバ現像装置１００を備える画像形成装置について説明したが、他の方式の現像装置を備える画像形成装置についても、上述の構成を適用することが可能であることは言うまでもない。
【００６５】
また、これぞれ異なる色のトナーを用いる４つの現像器１０３Ｋ、１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃを用いてフルカラー画像を現像するプリンタについて説明したが、３色、２色あるいは単色画像を現像する画像形成装置にも適用可能である。
【００６６】
ところで、この種の画像形成装置においては、例えば、上記プリンタのように、上記感光体ドラム１の感光体支軸２０ｃが、軸受２０ｂ、１５１ｂにより回転自在に軸支されている。また、現像ローラ１０４を回転させるリボルバ現像装置１００の支軸１１９が、軸受１５１ａ、１５４ａにより回転自在に軸支されている（図８参照）。
【００６７】
ところが、このような軸受２０ｂ、１５１ａ、１５１ｂ、１５４ａの軸受穴や、感光体支軸２０ｃ、支軸１１９の外径の公差は、比較的高精度を要求したものでも、０．０３ｍｍの公差幅を有している。従って、この軸受と支軸との２部品についてだけでも、最悪の組合せの場合、該支軸と軸受穴との間に、最大で０．０６ｍｍの隙間が生じてしまう。
【００６８】
このため、この種の画像生成装置においては、その像担持体（感光体ドラム１）と現像剤担持体（現像ローラ１０４）との間の現像ギャップＧを極めて高精度に調整した場合であっても、該像担持体の支軸と軸受穴との隙間、及び該現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間である公差幅が、画質に悪影響を及ぼすガタ成分となってしまう。つまり、このガタ成分は、上記支軸と軸受穴との公差幅が最小の０．０３ｍｍの場合でも、上記現像ギャップの調整誤差０．０５ｍｍの約１／２以上を占めてしまうことになる。
【００６９】
このため、例えば、上記プリンタにおいては、その高画質化を図るために上記現像ギャップＧを高精度に調整しようとした場合に、上記像担持体としての感光体ドラム１の感光体支軸２０ｃと軸受２０ｂ、１５１ｂの軸受穴との隙間、及び上記現像剤担持体としての現像ローラ１０４を回転させるリボルバ現像装置１００の支軸１１９と軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴との隙間である公差幅が無視できないものとなってきている。なお、このプリンタにおいては、該支軸の軸受としてベアリングを用いている。該ベアリングの内外径はある程度高精度に仕上がっているので、上記現像ギャップＧを比較的高精度に調整できる。しかし、この場合でも、該ベアリングが０．０１〜０．０２ｍｍの公差幅を有しているため、上記現像ギャップを高精度に調整することは難しい。
【００７０】
図１０に、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９を、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴に組み付けるときの状態を示す。軸受１５１ａ、１５４ａは、筺体としての本体側板である支持パネル１８に組み付けられたベアリングで構成されている。リボルバ現像装置１００の支軸１１９は、これらのベアリングからなる軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴に差し込むように組み付けられる。ここで、軸受１５１ａ、１５４ａの外径と支持パネル１８とは、圧入によりガタが無いように組み付けられている。これに対し、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴の内径と支軸１１９の外径とは、すきまバメとなっており、前述したガタ成分が発生してしまう。これが従来の組み付け方である。
【００７１】
このようなガタ成分を無くす方法の１つとして、上記軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９とを軽圧入させる方法がある。このような軽圧入により上記ガタ成分を無くすことにより、上記現像ギャップＧの高精度化におおきな改善効果が認められる。しかしながら、このような組み付け方法では、上記軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９との組み付け性が著しく悪くなり、実際には上記軽圧入に必要な治具等の機械で組まない限り人の手では組めないものとなってしまう。
【００７２】
そこで、上記ガタ成分を無くす他の方法としては、上記軸受１５１ａ、１５４ａを熱して、その軸受穴の内径を熱膨張させた後、軸受１５１ａ、１５４ａの軸受穴と上記支軸１１９とを装着させる所謂焼バメによる方法を用いることができる。この方法によれば、上記治具等の機械を必要としないので、軸受１５１ａ、１５４ａと支軸１１９と組み付けｄが比較的容易であり、且つ上記ガタ成分をなくす効果も期待できる。しかし、この方法では、上記焼きバメのための熱源を必要とする。
【００７３】
図１１に、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の参考例を示す。図１１において、上記軸受１５１ａ、１５４ａから一部突出した上記支軸１１９には、回転可能なコロ２００が当接している。このコロ２００は、上記支持パネル１８に揺動自在に枢支されたアーム２０１の揺動側端部に枢支されている。また、このコロ２００には、アーム２０１と支持パネル１８との間に掛渡された緊縮性のコイルスプリング２０２の弾力によって、支軸１１９を矢印方向に押圧する弾力が付勢されている。
【００７４】
これにより、リボルバ現像装置１００が回転した際に、その支軸１１９がコロ２００の押圧によって矢印がわに偏倚して上記ガタ成分が無くなり、支軸１１９が回転時に変動しないようになるので、上記現像ギャップＧを極めて高精度に調整することができるようになる。
【００７５】
図１２は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の他の参考例である。この構成は、図１２に示すように、リボルバ現像装置１００の支軸１１９に、一部欠き形状のスリット１１９ａが数カ所形成されている。また、この支軸１１９の内径には、雌ねじ１１９ｂが形成されている。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９の雌ねじ１１９ｂに、ガタ寄せアタッチメント３００に設けた雄ねじ３００ａを螺合する。このガタ寄せアタッチメント３００には、該螺合によって軸受１５４ａの内径部に当接するテーパ部３００ｂが設けられている。これにより、ガタ寄せアタッチメント３００が軸受１５４ａに螺合されることによって、該支軸１１９のスリット１１９ａがガタ寄せアタッチメント３００のテーパ部３００ｂにより押し広げられて上記ガタ成分が吸収される。この構成のもうひとつ優れたところは、支軸１１９と軸受１５４ａとの回転中心の同軸度が保たれることである。
【００７６】
図１３は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の実施例である。この構成は、図１３に示すように、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９の外周上の一部に凹部１１９ｃを設けてある。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９の凹部１１９ｃに、板ばね４００を取付ける。この板バネ４００は、一旦取り付けた後、凹部１１９ｃから抜けないよう抜け止め用の返りがついた形状としてある。ここで、板バネ４００を支軸１１９の外周上に当分に配列できるように、外支軸１１９に複数の凹部１１９ｃを設けることにより、該支軸１１９と軸受１５４ａの軸受穴との間に均等なばね力を与えて、支軸１１９と軸受１５４ａとの回転中心の同軸度を保つようにすることが可能になる。
【００７７】
図１４は、上記治具等の機械や熱源を必要とせずに上記ガタ成分を無くす構成の更に他の参考例である。この構成は、図１４に示すように、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９の一部にねじ穴１１９ｄを設けてある。そして、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を軸受１５４ａに隙間バメにて組み付けた後、この支軸１１９のねじ穴１１９ｄに、支軸１１９の内径方向から止めねじ５００を螺合させる。これにより、止めねじ５００の先端が軸受１５４ａの内周面に圧接して、リボルバ現像装置１００の支軸１１９を一方に偏倚させる力が働く。この結果、軸受１５４ａと支軸１１９との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記現像ギャップＧを高精度に調整できるようになる。
【００７８】
なお、これらの構成は、上記リボルバ現像装置１００の支軸１１９と軸受１５４ａとを組み付ける場合に限らず、例えば、上記感光体ドラム１の支軸２９ｃと軸受２０ｂ、１５１ｂとを組み付ける場合にも有効である。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、像担持体の支軸、及び現像剤担持体の支軸のうちの一方の支軸が、該支軸の軸受穴に対して圧入される。また、他方の支軸が、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのばね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めされる。これにより、該支軸と該軸受穴との間の隙間によるガタ成分が無くなり、上記像担持体と上記現像剤担持体との間の現像ギャップを極めて高精度に調整することができるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタのリボルバ現像装置を示す横断面図。
【図３】同リボルバ現像装置の黒トナー収容器を黒トナー補給部とともに示す斜視図。
【図４】同リボルバ現像装置のトナー収容部を示す横断面図。
【図５】同トナー収容部を示す斜視図。
【図６】同プリンタのスライドユニットを示す概略構成図。
【図７】同プリンタの一部を前面の斜め横側から示す斜視図。
【図８】図６における鎖線Ａ−Ａ’の断面を示す断面図。
【図９】同スライドユニットを引き出した状態の同断面を示す断面図。
【図１０】上記リボルバ現像装置の支軸を軸受の軸受穴に組み付けるときの状態を示す概略断面図。
【図１１】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした構成例を示す概略断面図。
【図１２】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした他の構成例を示す概略断面図。
【図１３】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした更に他の構成例を示す概略断面図。
【図１４】軸受の軸受穴から一部突出した上記リボルバ現像装置の支軸を一方に寄せるようにした更に他の構成例を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（潜像担持体）
２ 帯電チャージャー
３ レーザ光学装置
５ 中間転写ベルト
８ 給紙ローラ
９ レジストローラ対
１０ 転写紙
１１ ２次転写チャージャー
１２ 定着装置
１３ 感光体クリーナ
１４ 中間転写ベルトクリーナ
１５ 補給用ギヤ
１６ センサ固定フレーム
１７ トナー検知センサ
１８ 支持パネル
１９ 接着剤
２０ ユニット位置決め部材
２０ｂ 軸受
２０ｃ 感光体支軸
１００ リボルバ現像装置
１０１ 回転体
１０３ 現像器
１１９ 支軸
１１９ｃ 凹部
１１９ｄ ねじ穴
１２０ 感光体ユニット
１５０ 支持体
１５１ 前板
１５１ａ，１５１ｂ，１５４ａ 軸受
１５２ 後板
１５３ アーム
１５４ サポート部
１５５ 本体部（本体）
１５６ 係合部
１６０ スライドユニット
１７０ 筺体
２００ コロ
２０１ アーム
２０２ コイルスプリング
Ｇ 現像ギャップ
４００ 板ばね
５００ 止めねじ
Claims (1)
- 筺体と、該筺体に対して回転自在に軸支された像担持体と、該筺体に支持された現像装置と、該現像装置のケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体とを有する画像形成装置において、
上記像担持体の支軸、及び上記現像剤担持体の支軸のうちの一方は、該支軸の軸受穴に対して圧入し、他方は、該支軸の軸受穴と該支軸との隙間に弾力的に挿入した板ばねのばね力によって該支軸の軸受穴に対して該支軸を位置決めしたことを特徴とする画像形成装置。
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