JP6256809B2 - ローラ装置、作像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

ローラ装置、作像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、ローラ部材を備えるローラ装置、ローラ装置としての作像装置、この作像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
従来、例えば電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置における現像装置では、非接触現像方式が多く用いられている。
非接触現像方式においては、現像剤担持体である現像ローラを像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下、「感光体ドラム」という。)との間に所定の隙間を形成して配置する。そして、現像ローラ上のトナーを感光体ドラム上の静電潜像に飛翔させて静電潜像をトナー像として顕在化する。飛翔するトナー量は現像と感光体ドラムの隙間である現像ギャップの大きさに依存する。現像ギャップが小さいほど現像するトナー量は多く、現像ギャップが大きいほど現像するトナー量は小さくなる。
現像ギャップのばらつきが大きいと、現像するトナー量のばらつきが大きくなり、画像の濃淡ムラになるため、好ましくない。このため、現像ギャップは高精度に保つ必要があるが、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。
特許文献1には、現像ローラと感光体ドラムとを一体的支持する作像ユニットに現像ローラと感光体ドラムとを組み付けた後に、現像ローラと感光体ドラムとの距離を調節して、現像ギャップを調節する構成が記載されている。組み付け後に、現像ギャップを調節することができるため、部品精度に誤差があっても現像ギャップ精度の確保が可能となる。
しかしながら、組み付け後に現像ギャップ精度を確保しても、作像ユニットを駆動させたときに、現像ギャップが変動することがあった。これは以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、作像ユニットとして、軸受を介して現像ローラの回転軸を回転可能に保持する一対の現像ローラ保持板を備え、軸受に現像ローラの回転軸を通すために現像ローラの回転軸の外径よりも軸受の内径を大きく設定する構成がある。このような構成の場合、現像ローラの回転軸の外周面と軸受の内周面との間には隙間があるため、現像ローラの回転軸に駆動を入力するように作像ユニットを駆動させたときに駆動時の振動等によって上記隙間の範囲で現像ローラの位置が変動する。現像ローラの位置が変動すると、感光体ドラムと現像ローラとの距離も変動し、現像ギャップが変動する。
現像ギャップが変動すると、転写紙等の記録媒体に作像した際に、記録媒体の搬送方向の位置によって画像濃度が変動する画像の濃淡ムラが生じる。
特許文献2には、現像ローラを感光体ドラムに向けて加圧する構成が記載されている。現像ローラを感光体ドラムに向けて加圧することで、軸受における感光体ドラム側の内周面に現像ローラの回転軸を突き当てた状態を維持することができ、駆動時の振動等で現像ローラの位置が変動することを抑制でき、現像ギャップが変動することを抑制できる。
しかしながら、現像ローラを感光体ドラムに向けて加圧する機構が、装置の複雑化の要因となり、装置のコストアップや装置の大型化、作像ユニットの設置の自由度を制限してしまう等の課題がある。このため、現像ローラを感光体ドラムに向けて加圧しなくても、現像ローラの位置が変動することを抑制できる構成が望ましい。
また、以上の説明では、所定の現像ギャップとなるように近接配置される感光体ドラムと現像ローラとを備えた作像ユニットについて説明した。しかし、このような問題は、作像ユニットに限るものではなく、現像ローラのようなローラ部材と、軸受を介してこのローラ部材を回転可能に保持するローラ保持側板とを備えるローラ装置であれば、装置におけるローラ部材の位置の変動が生じ得る。ローラ部材の位置の変動が不具合となるローラ装置としては、ローラ部材としての帯電ローラを感光体ドラムに対して近接させる帯電装置や、ローラ部材としての加圧ローラを定着ローラ当接させる定着装置などを挙げることができるが、これらに限るものではない。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次のとおりである。すなわち、ローラ保持側板が軸受を介してローラ部材を保持する構成で、駆動時のローラ部材の位置の変動を抑制することができるローラ装置、ローラ装置としての作像装置、この作像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、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、回転可能なローラ部材と、軸受を介して前記ローラ部材を回転可能に保持する一対のローラ保持側板とを備えるローラ装置において、前記ローラ部材の回転軸と平行な方向である軸方向について、一対の前記ローラ保持側板の内側に配置され、且つ、前記ローラ部材が回転可能となるように軸受を介して前記ローラ部材に連結する内側ローラ連結側板と、一対の前記ローラ保持側板の一方である第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板とのそれぞれにおける軸受を設けた箇所とは異なる箇所同士の軸方向に直交する方向である軸直交方向の相対的な位置を固定する軸直交方向固定手段と、前記第一ローラ保持側板または前記内側ローラ連結側板の少なくとも一方に軸方向の力を加え、前記第一ローラ保持側板における軸受を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における軸受を設けた箇所との軸方向の距離に対して、前記第一ローラ保持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を広げる、または、狭める方向に力を加える側板加圧手段と、を備え、前記側板加圧手段は、前記第一ローラ保持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を狭めるように力を加えるものであり、前記第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板との間に挟まれて突っ張ることで前記側板加圧手段の狭める作用に反発する反発部材を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ローラ保持側板が軸受を介してローラ部材を保持する構成で、ローラ部材の位置の変動を抑制することができるという優れた効果がある。
複写機に装着した状態の実施例1の画像形成ユニットを上方から見た断面模式図。 実施形態に係る複写機の概略構成を説明する構成図。 画像形成ユニットが備える現像装置と感光体との拡大断面図。 画像形成ユニットの斜視図。 複写機から取り外した状態の実施例1の画像形成ユニットを上方から見た断面模式図。 複写機の本体側に設けられた感光体軸の上面図。 実施例1の画像形成ユニットにおける面板現像軸受近傍の拡大断面図。 スペーサーを装着していない状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の上方斜視図。 スペーサーを装着した状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の上方斜視図。 スペーサーを装着していない状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の側面図。 スペーサーを装着した状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の側面図。 スペーサーを装着していない状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の下方斜視図。 スペーサーを装着した状態の画像形成ユニットにおけるトナー補給口近傍の下方斜視図。 スペーサーを装着した状態の画像形成ユニットと、スペーサー等の部材単体の状態との対応関係を示す説明図。 フレームスペーサーを差し込む構成を模式的に示した斜視図。 複写機に装着した状態の実施例2の画像形成ユニットを上方から見た断面模式図。 複写機から取り外した状態の実施例2の画像形成ユニットを上方から見た断面模式図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図2は、本発明を適用した画像形成装置としての複写機500の概略構成を説明する構成図である。複写機500はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300等を備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400等も備えている。
プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。画像形成ユニット20(Y,M,C,K)の他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25等が配設されている。
光書込ユニット21は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて四つの感光体1(Y,M,C,K)の表面にレーザ光を照射する。
図3は、四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)のうちの一つが備える現像装置2と感光体1とを図2の紙面奥側から見た拡大断面図である。また、図4は、画像形成ユニット20(Y,M,C,K)のうちの一つを、図2の紙面奥側の斜め上方から見た斜視図である。
画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、それぞれドラム状の感光体1(Y,M,C,K)の周囲に備える帯電装置302、現像装置2、ドラムクリーニング装置301、除電器等を一つのユニットとして、共通の支持体(フレーム)に支持している。画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、一つのユニットとして共通の支持体に支持してプロセスカートリッジを構成し、四つのプロセスカートリッジのそれぞれが複写機500本体に対して着脱可能になっている。本実施形態の複写機500は、図4に示すようなプロセスカートリッジを四つプリンタ部100に並べて配置する構成である。プロセスカートリッジとすることで、画像形成ユニット20の交換性が向上する。
四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、使用するトナーの色を示す「Y」、「M」、「C」、「K」という添字は適宜省略する。
感光体1は図3中時計回り方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は露光装置である光書込ユニット21より照射されたレーザー光により静電潜像を形成され、この静電潜像に現像装置2からトナーを供給され、トナー像が形成される。
現像装置2は、図3中反時計回り方向に回転して表面移動しながら感光体1の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ3を有している。また、現像ローラ3に現像剤を供給しながら図3の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8を有している。供給スクリュ8は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。
現像ローラ3の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ3に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
現像ローラ3の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ3の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路としての回収搬送路7は現像ローラ3の下方に並設されている。
現像装置2は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して、攪拌搬送路10を設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。図3は、軸方向の手前側の端部近傍であり、この位置には、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを連通し、攪拌搬送路10から供給搬送路9に現像剤を受け渡す攪拌下流側端部開口部133aが設けられている。
なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との二つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、図3で示す軸方向手前側端部近傍の断面の位置では、開口部となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とを連通し、回収搬送路7から攪拌搬送路10に現像剤を受け渡す回収下流側端部開口部134aが設けられている。
現像ローラ3上で現像ドクタ12によって薄層化された現像剤を感光体1との対抗部である現像領域まで搬送し現像を行う。
現像後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図3中の断面手前側に搬送され、第二仕切り壁134における非画像領域部に設けられた回収下流側端部開口部134aを通過して、攪拌搬送路10へ移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側端部付近で攪拌搬送路10の上側に設けられたトナー補給口201から攪拌搬送路10にトナーが補給される。
次に、三つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
攪拌搬送路10から現像剤の供給を受けた供給搬送路9では、現像ローラ3に現像剤を供給しながら、供給スクリュ8の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ3に供給され現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は、第一仕切り壁133の図3中の奥側端部近傍に設けられた不図示の供給下流側端部開口部から攪拌搬送路10に供給される。
現像ローラ3から回収搬送路7に送られ、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第二仕切り壁134の回収下流側端部開口部134aより攪拌搬送路10に供給される。
そして、攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側で、且つ、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁133の攪拌下流側端部開口部133aより供給搬送路9に供給する。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
図3に示す現像装置2では、供給搬送路9と回収搬送路7とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路9に混入することがない。よって、供給搬送路9の搬送方向下流側ほど現像ローラ3に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路7と攪拌搬送路10とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路9に供給されるため、供給搬送路9に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路9内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
また、図3に示すように、供給搬送路9の搬送方向上流側端部近傍には、現像剤排出口18aが形成されており、供給搬送路9と排出搬送路18とを連通する。供給搬送路9の上流側端部に到達した現像剤の量が所定量よりも多くなると、現像剤排出口18aの高さまで現像剤が到達し、現像剤排出口18aを通過して排出搬送路18へと現像剤が受け渡される。排出搬送路18に受け渡された現像剤は、排出スクリュ18bによって現像装置2の外部に設けられた不図示の排出現像剤回収部に回収される。このように現像剤を排出する構成を備えることにより、現像装置2内の現像剤の量を一定に保つことができる。また、現像装置2に補給するトナーとして、キャリアを含有するプレミックストナーを補給する場合は、劣化したキャリアがトナーとともに排出搬送路18から排出され、キャリアが入れ替わることで、現像装置2内の現像剤の劣化を抑制することができる。
以下、イエロー用の画像形成ユニット20Yについて説明する。帯電手段である帯電装置302Yによって、感光体1Yの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射され、照射部(露光部)の電位が減衰する。この電位の減衰により、感光体1Y表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段である現像装置2Yによって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置301Yによって転写残トナーがクリーニングされる。Y用の画像形成ユニット20Yにおいて、ドラムクリーニング装置301Yによってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電装置302によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。
以上のような一連のプロセスは、他の三つの画像形成ユニット20(M,C,K)についても同様である。
次に、中間転写ユニット17について説明する。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90等を有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)等も有している。中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)は、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)は、中間転写ベルト110をその内周面側から四つの感光体1(Y,M,C,K)に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1(Y,M,C,K)と一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1(M,C,K)上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像である四色重ね合わせトナー像(以下、四色トナー像という)が形成される。中間転写ベルト110上に形成された四色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置22について説明する。
中間転写ユニット17の図中下方には、二本の紙搬送張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の紙搬送張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。二本の紙搬送張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。
そして、この一方の紙搬送張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の四色トナー像を二次転写バックアップローラ16側からこの一方の紙搬送張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。レジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の四色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた四色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の紙搬送張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
複写機500本体の下部に設けられた給紙装置200には、ペーパーバンク43内に複数の給紙カセット44が鉛直方向に多段に収容される。各給紙カセット44内には、複数の転写紙が紙束の状態で重ねて収容されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路46に向けて送り出される。給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46は、複数の搬送ローラ対47と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対49とを有している。そして、給紙路46では受け入れた転写紙を搬送ローラ対47によってレジストローラ対49に向けて搬送する。
レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対49のローラ間に挟まれ、停止する。一方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された四色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上述した二次転写ニップに進入する。レジストローラ対49は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて四色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の四色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に送られる。
定着装置25は、定着ベルト26を二本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。これら定着ベルト26と加圧ローラ27とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける二本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト26を加熱する。加熱された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
定着装置25内で定着処理が施された転写紙は、排出ローラ56により複写機500の筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部57上に排出されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
図示しない原稿のコピーがとられるときには、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機500本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ300による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第一走行体33と第二走行体34とがともに走行を開始し、第一走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第一走行体33及び第二走行体34内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ35を通過した後、読取センサ36に入射される。読取センサ36は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各画像形成ユニット20(Y,M,C,K)内の各機器や、中間転写ユニット17、二次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット21が駆動制御されて、各感光体1(Y,M,C,K)上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写されることで四色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ42の一つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク43内に多段に収容される給紙カセット44の一つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で一枚ずつ分離されて反転給紙路28に進入した後、搬送ローラ対47によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ50が選択回転せしめられて手差しトレイ51上の転写紙を送り出した後、手差し分離ローラ52が転写紙を一枚ずつ分離してプリンタ部100の手差し給紙路53に給紙する。
複写機500は、二色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に四つの感光体1(Y,M,C,K)の全てを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト110を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体1(Y,M,C)から離間させる。そして、四つの感光体1(Y,M,C,K)のうち、K用の感光体1Kだけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体1だけでなく、現像装置2も駆動を停止させて、感光体1や現像剤の不要な消耗を防止する。
複写機500は、複写機500内の下記機器の制御を司るCPU等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等から構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、三つのモードの中から一つを選択することができる。この三つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
〔実施例1〕
次に、本発明に係るローラ装置としての画像形成ユニット20の一つ目の実施例(以下、「実施例1」という。)について説明する。
図1は、複写機500に装着した状態の実施例1の画像形成ユニット20を上方から見た断面模式図である。また、図5は、複写機500から取り外した状態の実施例1の画像形成ユニット20を上方から見た断面模式図である。但し、図1及び図5では、ローラ装置としての本発明の特徴部に関与しない帯電装置302とドラムクリーニング装置301は図示していない。また、図1中の下方向が図2の画像形成装置の手前側であり、図3の断面図の紙面奥方向、且つ、図4の斜視図の右上側である。
現像剤を担持する現像ローラ3は、現像装置2の現像ケース側板240(前現像ケース側板240a、後現像ケース側板240b)によって、現像ケース軸受243(前現像ケース軸受243a、後現像ケース軸受243b)を介して回転可能に保持されている。現像ローラ3の回転軸である現像ローラ軸310の軸方向の奥側(図1中の上側)端部には、現像ローラカップリング304が取り付いている。そして、画像形成ユニット20を複写機500本体に装着することで、現像ローラカップリング304と複写機500の本体側に設けられた対になるカップリングとが噛み合って、本体側のカップリングの回転が現像ローラ3へ伝達される。
現像装置2は画像形成ユニット20の筐体を構成するユニットフレーム205により感光体1と一体のユニットとして保持されている。ユニットフレーム205には、感光体1と現像ローラ3との軸間距離を決めるための前後一対のギャップ面板207(207a、207b)が取り付いている。ギャップ面板207は、ユニットフレーム205に対してネジで締結されることで一体となっている。
ギャップ面板207は、現像ローラ軸310及び感光体軸151を面板現像軸受208(前面板現像軸受208a、後面板現像軸受208b)及び感光体軸受(153、209)を介して回転可能に保持する。そして、ギャップ面板207は軸受同士の距離によって現像ローラ軸310と感光体軸151との距離を規制する。
ギャップ面板207は、面板現像軸受208(208a、208b)を備え、面板現像軸受208を介して、現像ローラ軸310を回転可能に保持する。面板現像軸受208と現像ケース軸受243とが、現像ローラ軸310を保持することで、ギャップ面板207に対する現像ケース軸受243の位置が決まる。これにより、現像装置2における現像ケース軸受243を設けた箇所のギャップ面板207に対する位置決めがなされ、現像ローラ軸310が現像装置2のギャップ面板207に対する位置決めの主基準となる。
現像装置2は、現像ケース側板240に従基準スタッド241(前従基準スタッド241a、後従基準スタッド241b)を備える。また、ギャップ面板207には従基準スタッド241が入り込む面板従基準穴270(前面板従基準穴270a、後面板従基準穴270b)が設けられている。面板従基準穴270は水平方向(図中左右方向)に長い長穴であり、従基準スタッド241の上下方向の移動を規制しつつ、水平方向には長穴の長手方向の範囲である程度の自由度を持たせて保持する。現像ケース軸受243は現像ローラ軸310を回転可能に保持するため、上述した主基準のみによる位置決めでは、現像装置2がギャップ面板207に対して現像ローラ軸310を中心に回転するおそれがある。これに対して、面板従基準穴270が従基準スタッド241の上下方向の移動を規制するように従基準スタッド241を保持することで、現像装置2が回転することを規制し、現像装置2のギャップ面板207に対する位置決めがなされる。このように、従基準スタッド241が現像装置2のギャップ面板207に対する位置決めの従基準となる。
上述した主基準と従基準との組み合わせによって、現像装置2は、主基準を構成する現像ローラ3に追従するように、ギャップ面板207に対する位置が決まる。そして、従基準である従基準スタッド241が面板従基準穴270に保持されることで、現像ローラ軸310を中心に現像装置2が回転することを規制され、ギャップ面板207に対する現像装置2の位置決めがなされる。
上述した従基準を備えず、ギャップ面板207における固定された二箇所と、現像装置2における固定された二箇所とを固定する構成では、次のような問題が生じ得る。
すなわち、部品誤差や組み付け誤差によって固定する二箇所同士の位置を完全に一致させることは困難であり、固定する二箇所同士の位置がずれた状態で固定を行うと、ギャップ面板207と現像装置2との少なくとも一方に変形が生じてしまう。この変形は、誤差の程度によって個々の装置で異なるため、変形の制御は困難である。
一方、上述した主基準と従基準との組み合わせによって位置決めを行う構成であれば、ギャップ面板207における従基準の位置は、主基準に合わせて面板従基準穴270の長穴の範囲で変動可能である。このため、部品誤差や組み付け誤差によって主基準と従基準との位置にバラツキが生じても、従基準の位置が変動することで、ギャップ面板207及び現像装置2を変形させることなく、ギャップ面板207に対する現像装置2の位置決めを行うことができる。
図6は、複写機500の本体側に設けられた感光体軸151の上面図である。実施例1では、図5に示す画像形成ユニット20を複写機500の本体に装着した際に、二つのギャップ面板207のうちの後ギャップ面板207bの面板穴250が図6に示す感光体軸151を拾う。さらに、面板穴250を通過した感光体軸151の先端は、感光体1の感光体中心穴(101b、101a)を通過し、二つのギャップ面板207のうちの前ギャップ面板207aに固定された感光体前軸受209に入り込む。そして、画像形成ユニット20の複写機500の本体に対する装着が完了すると、感光体軸151に固定された感光体後軸受153が面板穴250に入り込む。これにより、前後のギャップ面板の感光体軸151に対して位置決めされ、感光体中心穴101(101a、101b)が感光体軸151に対して位置決めされることで、図1に示す状態となり、現像ギャップPGが定まる。
図6に示すように、感光体軸151には、感光体軸カップリング152が固定されている。そして、図1に示すように、画像形成ユニット20の装置本体に装着すると、感光体軸カップリング152は、二つの感光体中心穴101のうちの感光体後中心穴101bの軸方向外側で感光体1にかかり、装置本体側の感光体軸151の回転を感光体1に伝達する。これにより、感光体軸151は感光体1の中央部で感光体1と一体となって回転する。
ギャップ面板207は、ユニットフレーム205(205a、205b)に対して、図5中の矢印「20−a」、「20−b」及び「20−c」の位置でネジによって締結され、一体となっている。
図5に示すように、「20−a」及び「20−b」で示す締結位置は、現像ローラ3を位置決めする穴(面板現像軸受208を配置した穴)を挟んだ両側に配置されている。また、「20−b」及び「20−c」で示す締結位置は、感光体1を位置決めする穴(感光体後軸受153及び感光体前軸受209を配置した穴)を挟んだ両側に配置されている。このように現像ローラ3を位置決めする穴の両側と、感光体1を位置決めする穴の両側とに、締結位置を設けることが、現像ギャップPGを調節可能とするために重要である。
図1に示すように、画像形成ユニット20では、ギャップ面板207における現像ローラ軸310を保持する面板現像軸受208が、長手方向(軸方向)について感光体軸151を保持する感光体前軸受209及び感光体後軸受153よりも外側にある。すなわち、ギャップ面板207における現像ローラ軸310の保持位置と、感光体軸151の保持位置との軸方向の位置が一致せずオフセットしている。
このように、両者の保持位置がオフセットしていることで、ギャップ面板207をユニットフレーム205に対して傾けることで、現像ギャップPGの微調整が可能となる。具体的には、感光体軸151の保持位置を挟んだ「20−b」及び「20−c」で示す締結位置のギャップ面板207とユニットフレーム205との間に不図示の軸間距離調整スペーサーを入れると、現像ギャップPGを大きくする調整を行うことができる。これは、以下の理由による。
すなわち、「20−b」及び「20−c」で示す締結位置に軸間距離調整スペーサーを入れると、感光体軸151の保持位置が軸方向外側に移動する。これにより、感光体前軸受209と感光体後軸受153との軸方向の距離が広がるようにギャップ面板207がユニットフレーム205に対して傾斜し、オフセットが小さくなる。
ギャップ面板207における現像ローラ軸310の保持位置と、感光体軸151の保持位置とを結んだ仮想線分の長さは一定である。また、現像ローラ軸310の保持位置よりも感光体軸151の保持位置が軸方向内側にあるため、軸方向に直交する仮想平面に対して上記仮想線分は傾斜した状態となる。このため、現像ローラ軸310の保持位置と、感光体軸151の保持位置との軸方向に直交する方向である軸直交方向の距離、すなわち、現像ローラ軸310と感光体軸151との軸間距離は、上記仮想線分よりも短い。
上述したように、感光体軸151の保持位置が軸方向外側に移動すると、軸方向に直交する仮想平面に対する上記仮想線分の傾きが小さくなり、現像ローラ軸310と感光体軸151との軸間距離が上記仮想線分の長さに近付く。すなわち、現像ローラ軸310と感光体軸151との軸間距離が長くなるため、現像ギャップPGを大きくする調整を行うことができる。
一方、現像ローラ軸310の保持位置を挟んだ「20−a」で示す締結位置のギャップ面板207とユニットフレーム205との間に不図示の軸間距離調整スペーサーを入れると、現像ギャップPGを小さくする調整を行うことができる。これは、以下の理由による。
すなわち、「20−a」及び「20−b」で示す締結位置に軸間距離調整スペーサーを入れると、現像ローラ軸310の保持位置が軸方向外側に移動する。これにより、二つの面板現像軸受208同士の軸方向の距離が広がるようにギャップ面板207がユニットフレーム205に対して傾斜し、オフセットが大きくなる。
現像ローラ軸310の保持位置と感光体軸151の保持位置とのオフセットが大きくなると、軸方向に直交する仮想平面に対する上記仮想線分の傾きが大きくなり、現像ローラ軸310と感光体軸151との軸間距離が短くなる。これにより、現像ギャップPGを小さくする調整を行うことができる。
次に、駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制する構成について説明する。
図7は、実施例1の画像形成ユニット20における面板現像軸受208近傍の拡大断面図である。
図7に示すように、面板現像軸受208に現像ローラ軸310を通すために現像ローラ軸310の外径D2よりも面板現像軸受208の内径D1を大きく設定している。このため、現像ローラ軸310の外周面と面板現像軸受208の内周面との間には隙間Δd(=Δd1+Δd2)がある(実施例1では、Δd=十数[μm])。よって、現像ローラ軸310に駆動を入力するように画像形成ユニット20を駆動させたときに駆動時の振動等によって隙間Δdの範囲で、ギャップ面板207に対する現像ローラ3の図1、図5及び図7中の左右方向の位置が変動するおそれがある。ギャップ面板207に対する現像ローラ3の位置が変動すると、感光体1に対する現像ローラ3の位置も変動し、現像ギャップPGが変動するおそれがある。
このような駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制する構成として、実施例1の画像形成ユニット20は前後一対の加圧ネジ210(210a、210b)を備える。加圧ネジ210は、ギャップ面板207の軸方向外側から面板従基準穴270にその先端部を挿入し、従基準スタッド241の先端に設けられた不図示のネジ穴に締結する部材である。また、加圧ネジ210は、頭部分の径が面板従基準穴270の短手方向の幅よりも広くなっており、締め込むことでギャップ面板207を軸方向外側から現像装置2に向けて軸方向に力を加える。本発明者らは、このような加圧ネジ210を締め込むことで、駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制することを見出した。これは以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、加圧ネジ210を締め込むことで、加圧ネジ210の頭の軸方向内側が、ギャップ面板207の軸方向外側の面に突き当たる。この突き当たりの加圧力によって作用する摩擦力によって、ギャップ面板207における面板従基準穴270を設けた箇所に対する加圧ネジ210の軸直交方向の位置が固定される。加圧ネジ210は上記ネジ穴に締結し、従基準スタッド241に対する軸直交方向の相対的な位置は固定される。このため、ギャップ面板207における面板従基準穴270を設けた箇所に対する現像ケース側板240(現像装置2)の軸直交方向の位置が従基準スタッド241及び加圧ネジ210を介して固定される。
ユニットフレーム205のフレーム前側板205aとフレーム後側板205bとを繋ぐ不図示のフレームステーによって、面板現像軸受208を設ける位置におけるフレーム前側板205aとフレーム後側板205bとの軸方向の距離を固定する構造となっている。また、前ギャップ面板207aはフレーム前側板205aに固定され、後ギャップ面板207bはフレーム後側板205bに固定されている。このため、面板現像軸受208を設ける位置における前ギャップ面板207aと後ギャップ面板207bとの軸方向の距離は、フレーム前側板205a、不図示のフレームステー及びフレーム後側板205bを備えるユニットフレーム205を介して固定される。
一方、面板従基準穴270を設ける箇所のフレーム前側板205aとフレーム後側板205bとの間にはフレームステーが設けられていない。このため、面板従基準穴270を設ける箇所の軸方向の位置が変位するように、フレーム前側板205a及びフレーム後側板205bと、前ギャップ面板207a及び後ギャップ面板207bとが撓むことを許容する構造となっている。
二つの加圧ネジ210のうちの前加圧ネジ210aを前従基準スタッド241aに対して締め込むと、前現像ケース側板240aを介して現像装置2を前ギャップ面板207aに近づけようとする軸方向の力が作用する。しかし、後従基準スタッド241bを介して現像装置2に固定された後加圧ネジ210bの頭が後ギャップ面板207bの軸方向外側に突き当たり現像装置2が前ギャップ面板207a側に移動することを規制する。前加圧ネジ210aとは反対側の後加圧ネジ210bが後ギャップ面板207bの外側に突き当たることで、前現像ケース側板240aの前現像ケース軸受243aと前ギャップ面板207aの前面板現像軸受208aとの軸方向の相対的な位置が維持されている。
このような構成で、加圧ネジ210をさらに締め込むと、ギャップ面板207における面板従基準穴270を設けた箇所と、現像ケース側板240における従基準スタッド241を設けた箇所との軸方向の距離が縮まるようにギャップ面板207が撓む。すなわち、面板従基準穴270を設けた箇所が軸方向内側に変位するようにギャップ面板207が撓む。また、ユニットフレーム205もギャップ面板207とともに撓む。
ギャップ面板207が撓むと、面板現像軸受208に対する面板従基準穴270の軸直交方向の距離が短くなる。このとき、面板従基準穴270に対する現像装置2の軸直交方向の位置は固定されているため、加圧ネジ210の締め込みでギャップ面板207が撓むことによって現像装置2は感光体1に近付く方向(図1及び図5中の右方向)に移動する。
現像装置2が、図1及び図5中の右方向に移動することで、面板現像軸受208に対して現像ケース軸受243が図中右方向に移動し、現像ローラ軸310の図中左側を現像ケース軸受243が押圧する。そして、現像ローラ軸310の図中右側が面板現像軸受208の図中右側の内周面に突き当たる。よって、現像ケース軸受243と面板現像軸受208とで現像ローラ軸310を挟み込み、ギャップ面板207に対する現像ローラ3の図1、図5及び図7中の左右方向の位置が固定され、駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制することができる、と考えられる。
現像ローラ軸310の外径よりも面板現像軸受208の内径の方が大きい場合は、現像ローラ3がギャップ面板207に対してガタが生じる。これに対して、実施例1の加圧ネジ210を締め込むことで、ギャップ面板207に対する現像ローラ3の図1、図5及び図7中の左右方向の位置が固定され、ガタ寄せを行うことができる。
なお、現像ローラ軸310の外径と面板現像軸受208の内径との差に起因するガタに限らない。例えば、玉軸受である面板現像軸受208のボールを挟んで対向するインナー(内周面を形成部材)とアウター(外周面を形成する部材)との間にガタが生じている場合も実施例1の構成であればガタ寄せを行うことができる。
また、実施例1では、加圧ネジ210という簡易な構成でガタ寄せを行うことができるので、ガタ寄せを行うことができる装置のコストの削減を図ることが出来る。
また、実施例1の画像形成ユニット20は、面板従基準穴270を挟んで面板現像軸受208の反対側にス前後一対のスペーサー600(600a、600b)を配置する構成である。スペーサー600は、加圧ネジ210を締め込んでギャップ面板207及びユニットフレーム205が撓んだときに、ユニットフレーム205を介してギャップ面板207と現像ケース側板240との両方に突き当たり、加圧ネジ210の加圧力に対して突っ張る。これにより、ギャップ面板207における面板従基準穴270を設けた箇所と、現像ケース側板240における従基準スタッド241を設けた箇所との軸方向の距離が縮まる範囲を規制する。なお、スペーサー600の軸方向の長さは、加圧ネジ210の締め込みを行う前の現像ケース側板240とユニットフレーム205との隙間の軸方向の長さよりも少し短い長さとなっている。
また、少し短い長さに限らず、上記隙間とスペーサー600の軸方向の長さとが同じであっても加圧ネジ210を締め込むことで、スペーサー600やギャップ面板207が弾性変形で軸方向に縮み、ギャップ面板207を撓ますことが可能である。実施例1の画像形成ユニット20は、ユニットフレーム205と現像ケース側板240との隙間の軸方向の長さが十数[mm]である。そして、主スペーサー601としては軸方向の長さが十数[mm]のものを用い、調節用スペーサー602としては、軸方向の長さ(厚み)が0.1[mm]と、0.3[mm]とのものを用いた。そして、主スペーサー601を配置し、調節用スペーサー602の枚数や厚みを適宜選択することでスペーサー600全体の軸方向の長さを調節している。
スペーサー600を備えない構成では、ギャップ面板207及びユニットフレーム205の撓み量が大きくなるほど、弾性変形の反力によって加圧ネジ210の締め込みに対する反力が大きくなるが、締め込みを止めるものがない。このため、加圧ネジ210の締め込みを適切な位置で停止させることが困難である。
加圧ネジ210を締め込み過ぎると、現像ケース軸受243が現像ローラ軸310を感光体1に近づける方向に押圧し、面板現像軸受208が現像ローラ軸310を感光体1から遠ざける方向に押圧するような状態となり、現像ローラ3に撓みが生じる。具体的には、現像ローラ3の中央部が感光体1に近付くように撓む。このような撓みが生じると、軸方向の位置によって現像ギャップPGの値がばらついてしまう。
一方、加圧ネジ210の締め込みが足りないと現像ケース軸受243と面板現像軸受208とでの現像ローラ軸310の挟み込みが不十分となり、駆動時の現像ギャップPGの変動を十分に抑制することができなくなるおそれがある。
これに対して、スペーサー600を備えることで、加圧ネジ210を所定のトルクである程度締め付けたときに、現像ケース側板240における従基準スタッド241を設けた箇所との軸方向の距離が縮まる範囲を規制し、締め込みを止めることができる。これにより、加圧ネジ210の締め込みを適切な位置で停止させることが可能となる。
実施例1では、加圧ネジ210を締め込むことでギャップ面板207とユニットフレーム205が現像装置2側に倒れる。これにより、現像ケース軸受243と面板現像軸受208とが現像ローラ軸310に対して互いに逆方向に寄せられる。現像ローラ軸310は、現像ケース軸受243と面板現像軸受208とによって逆向きの力を受け、現像ローラ軸310周りのガタが寄せられ、ガタが無くなる。
現像ローラ軸310周りのガタが無くなることで、現像ローラ3が駆動力でガタの中を動き回ることが無くなり、現像ギャップPGが安定して高画質となる。
実施例1の画像形成ユニット20は、現像ローラ軸310のガタ寄せを行うために現像装置2を感光体1に向けて付勢する付勢手段としての加圧機構が不要となる。このため、特許文献2のように、画像形成ユニット20または複写機500本体に加圧機構を備える構成に比べて、画像形成ユニット20または複写機500本体の小型化を図ることができる。
スペーサー600の軸方向の厚さとしては、加圧ネジ210を締め込みが停止するまで締め込んだときに、現像ケース軸受243と面板現像軸受208とで現像ローラ軸310を挟み込み、且つ、現像ローラ軸310に撓みが生じない程度の厚みが望ましい。
本発明者らが調節用スペーサー602による調節を行ったところ、使用する調節用スペーサー602が0.1[mm]か0.3[mm]かの違いによって、現像ギャップPGの軸方向の中央部と端部との偏差が5〜20[μm]の範囲で変化することがわかった。この偏差をできるだけ小さくし、現像ギャップPGを軸方向に均一にするように、調節用スペーサー602による調節を行う。実施例1では、軸方向両端部の現像ギャップPGの平均値と、軸方向中央部の現像ギャップPGの値との差が、20[μm]以下となるように調節する。具体的には、調節用スペーサー602の枚数や厚みを変更する度に、レーザー測定器によって軸方向両端部と中央部との現像ギャップPGの値を測定し、偏差が20[μm]以下となるよう調節する。
加圧ネジ210の締め込み具合に対する現像ケース軸受243の移動量は、現像装置2と、ユニットフレーム205と、ギャップ面板207との寸法に依存し、加圧ネジ210の締め込み具合が同じであっても現像ギャップPGのばらつきが生じ得る。このため、スペーサー600の軸方向の長さが調節可能であることが求められる。
これに対して、実施例1の画像形成ユニット20は、スペーサー600を複数部品で構成し、スペーサー600の部品数を調節することで、スペーサー600の軸方向の長さを調節可能としている。このため、部品寸法にバラツキがあってもギャップ面板207を適切な状態まで変位させ撓ますことが可能となる。
以下、図8〜図14を用いてスペーサー600の詳細について説明する。
図8は、スペーサー600を装着していない状態の画像形成ユニット20のトナー補給口201近傍(図4中の右上近傍、図1及び図5中の右下部近傍)を斜め上方から見た上方斜視図である。また、図9は、図8に示す画像形成ユニット20にスペーサー600を装着した上方斜視図である。
図10は、スペーサー600を装着していない状態の画像形成ユニット20のトナー補給口201近傍の側面図であり、図11は、図10に示す画像形成ユニット20にスペーサー600を装着した側面図である。
図12は、スペーサー600を装着していない状態の画像形成ユニット20のトナー補給口201近傍を斜め下方から見た下方斜視図であり、図13は、図12に示す画像形成ユニット20にスペーサー600を装着した下方斜視図である。図14は、スペーサー600及び後述するフレームスペーサー700が図13に示す画像形成ユニット20に装着された状態と、部材単体の状態との対応関係を示す説明図である。
図8〜図14に示すように、スペーサー600は複数の部材の組み合わせ(具体的には二つの部材)で構成されている。一つはスペーサー600の主たる部分を占める主スペーサー601であって、もう一つは幅の微調整に用いられる調節用スペーサー602である。図14中の画像形成ユニット20に装着した主スペーサー601における斜線を引いた部分がユニットフレーム205や現像装置2の現像ケース側板240と突き当たり、ギャップ面板207やユニットフレーム205が移動し過ぎて撓み過ぎるのを抑制する。また、主スペーサー601と現像ケース側板240との間に挟み込む調節用スペーサー602の枚数を変えることで、スペーサー600の軸方向の長さを調節可能としている。なお、実施例1では、スペーサー600を複数部材で構成しているが、寸法のバラツキによってはスペーサー600を主スペーサー601のみとすることもある。
ユニットフレーム205は、フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052とを不図示のネジでネジ締結して構成されている。図14等に示すように主スペーサー601は、直方体の一面の中間部分に突き出て凸部を備える構成であり、直方体におけるユニットフレーム205と突き当たる側の面にこの凸部を形成した形状である。そして、図14中の斜線で示す部分のように、この凸部の両側の面が、ユニットフレーム205に突き当たる。また、主スペーサー601の凸部とは反対側の面が、現像装置2側に向いており、実施例1では、この凸部とは反対側の面と、現像装置2側のつきあて部との間に調節用スペーサー602を挿入することができ、調整が行われる。
ここで、スペーサー600としては、主スペーサー601の一つで構成しても良いし、調節用スペーサー602を複数設けても良い。また、調節用スペーサー602を主スペーサー601とユニットフレーム205との間に挿入しても良い。
フレーム樹脂板2052には、主スペーサー601の凸部が入り込む樹脂部側切り欠き部2052dが形成されている。主スペーサー601は、画像形成ユニット20の側面から装着する構成であるが、加圧ネジ210を締め込む前は下方に落下するおそれがある。これに対して、主スペーサー601の凸部を樹脂部側切り欠き部2052dに入れることで、凸部の下面が樹脂部側切り欠き部2052dを形成する箇所のフレーム樹脂板2052に支持され、主スペーサー601が落下することを防止できる。主スペーサー601の凸部は加圧ネジ210を締め込む前の落下を防止する部分であり、加圧ネジ210を締め込んだときの突き当たりには寄与しない部分である。
また、調節用スペーサー602も画像形成ユニット20の側面から装着する構成であるため、加圧ネジ210を締め込む前は下方に落下するおそれがある。これに対して、図14に示すように、調節用スペーサー602は、装着方向の先端側が凹みを挟んで上方となる部分が長い形状となっている。この凹みの位置に従基準スタッド241が入り込むように調節用スペーサー602を装着することで、調節用スペーサー602が従基準スタッド241に引っかかった状態となり、加圧ネジ210を締め込む前に調節用スペーサー602が落下することを防止できる。
ユニットフレーム205は部品の精度誤差や部品の歪み等により、フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052とをネジ締結したときに、フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052との間に隙間が形成されることがある。フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052との間に隙間が形成されると、加圧ネジ210を締め込んだときにギャップ面板207やユニットフレーム205の加圧されることによる軸方向の移動量である撓み量が安定しなくなるおそれがある。
これに対して、実施例1の画像形成ユニット20では、この隙間を埋めて補強する部材として、フレームスペーサー700を備える。フレームスペーサー700の枚数を適宜選択することで、上記隙間を埋めて、加圧ネジ210を締め込んだときのギャップ面板207やユニットフレーム205の撓み量を安定させることができる。
図15は、ユニットフレーム205のフレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052との間を埋めるためにフレームスペーサー700を差し込む構成を模式的に示した斜視図である。フレームスペーサー700は、加圧ネジ210で締め付けられる箇所近傍の隙間を埋めるように設けられている。具体的には、フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052とには組立時に現像装置2のネジ止め用のボスである従基準スタッド241が進入する切り欠き部(金属部側切り欠き部2051d及び樹脂部側切り欠き部2052d)が設けられている。そして、この切り欠き部を上下方向に横断するように、フレームスペーサー700を配置する。このように配置することで、フレーム金属板2051とフレーム樹脂板2052との間をフレームスペーサー700で埋めることができると共に、切り欠き部で力が分散してしまうのを防ぐようにすることが可能になる。
図14及び図15に示すようにフレームスペーサー700は、軸方向外側に突き出すように折り曲げられた突き出し部を備えた形状であり、フレーム金属板2051には、この突き出し部が入り込む金属部側切り欠き部2051dが形成されている。フレームスペーサー700は、画像形成ユニット20の側面から装着する構成であるが、加圧ネジ210を締め込む前は下方に落下するおそれがある。これに対して、フレームスペーサー700の突き出し部を金属部側切り欠き部2051dに入れることで、突き出し部が金属部側切り欠き部2051dを形成する箇所のフレーム金属板2051に支持され、フレームスペーサー700が落下することを防止できる。
実施例1の画像形成ユニット20では、加圧ネジ210を締め込むことで現像ローラ軸310の面板現像軸受208に対するガタを寄せることができる。よって、画像形成ユニット20や複写機500本体に、現像装置2を感光体1側に付勢する付勢手段を備えない簡易な構成であっても、現像ローラ3のギャップ面板207に対するガタを寄せることができ、駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制することができる。
図1及び図5では、スペーサー600を現像装置2に対して軸方向の両端側の外側に配置しているが、軸方向の片側だけにスペーサー600を配置する構成としても良い。
具体的には、画像形成ユニット20を複写機500の装置本体に挿入する方向の上流側(フロント側、図1及び図5中の下側)にのみスペーサー600を配置する構成が考えられる。
この構成の場合、画像形成ユニット20を複写機500の装置本体に挿入する方向の下流側(リア側、図1及び図5中の上側)は、スペーサー600をかまさずに、固定用のネジで締結しておく。そして、フロント側の締結力を、スペーサー600を利用して調整することで、ガタ寄せを実現することが可能である。
また、フロント側にスペーサー600を設け、フロント側の加圧ネジ210の締結でガタ寄せ調整を行えるようにすることで、画像形成ユニット20を複写機500に取り付けた後でも、加圧ネジ210やスペーサー600の部分にアクセスすることが容易になる。このため、加圧ネジ210とスペーサー600とを用いたガタ寄せの作業性が向上する。
また、図7に示すように、実施例1では、面板現像軸受208が玉軸受であるが、本発明を適用するローラ装置が備えるローラ部材の軸受としては、滑り軸受等、他の軸受を用いることも可能である。
実施例1では、スペーサー600の軸方向の長さが加圧ネジ210の締め込みを行う前の現像ケース側板240とユニットフレーム205との隙間の軸方向の長さよりも少し短い長さとなっている。このようなスペーサー600を挟んで加圧ネジ210を締め込むことで、面板従基準穴270を設けた箇所が軸方向内側に移動するようにギャップ面板207が撓み、現像装置2が感光体1に近付く方向に移動する。
スペーサー600としては、軸方向の長さが加圧ネジ210の締め込みを行う前の現像ケース側板240とユニットフレーム205との隙間の軸方向の長さよりも少し長いものを用いてもよい。この場合、スペーサー600を上記隙間に配置することで、この隙間が広がるように面板従基準穴270を設けた箇所が軸方向外側に変位するようにギャップ面板207が撓む。面板従基準穴270を設けた箇所が軸方向外側に移動する場合であっても、ギャップ面板207が撓むと、面板現像軸受208に対する面板従基準穴270の軸直交方向の距離が短くなる。
実施例1の画像形成ユニット20は、回転可能なローラ部材である現像ローラ3と、軸受である面板現像軸受208を介して現像ローラ3を回転可能に保持する一対のローラ保持側板であるギャップ面板207とを備えるローラ装置である。また、画像形成ユニット20は、現像ローラ3の回転軸と平行な方向である軸方向について、一対のギャップ面板207の内側に配置された内側ローラ連結側板である前現像ケース側板240を有する現像装置2を備える。この現像ケース側板240は、現像ローラ3が回転可能となるように軸受である現像ケース軸受243を介して現像ローラ3に連結する。
画像形成ユニット20は、軸直交方向固定手段としての機能を有する従基準スタッド241及び加圧ネジ210を備える。従基準スタッド241及び加圧ネジ210は、加圧ネジ210を締め込むことで、ギャップ面板207における面板従基準穴270と、現像ケース側板240における従基準スタッド24の根元部との軸直交方向の相対的な位置を固定する。面板従基準穴270は、ギャップ面板207における面板現像軸受208を設けた箇所とは異なる箇所であり、従基準スタッド24の根元部は、現像ケース側板240における現像ケース軸受243を設けた箇所とは異なる箇所である。また、軸直交方向は、現像ローラ軸310に直交する方向である。
画像形成ユニット20が備える加圧ネジ210は、側板加圧手段としての機能を有する。加圧ネジ210を締め込むことで、ギャップ面板207に軸方向の力を加える。そして、面板現像軸受208と現像ケース軸受243との軸方向の距離に対して、面板従基準穴270と従基準スタッド24の根元部との軸方向の距離を狭めるようにギャップ面板207を撓ます。また、現像装置2は現像ケース側板240が撓み難い構造となっているため、加圧ネジ210を締め込んだときに現像ケース側板240はほとんど撓まず、ギャップ面板207が撓む構成となっている。すなわち、加圧ネジ210を締め込んで力を加えたときのギャップ面板207と現像ケース側板240との撓み量が異なる構成となっている。
実施例1では、面板従基準穴270と従基準スタッド24の根元部との軸方向の距離を狭めることでギャップ面板207を撓ます構成となっているが、面板従基準穴270と従基準スタッド24の根元部との軸方向の距離を広げる構成としてもよい。また、ギャップ面板207を撓ませる構成としているが、現像ケース側板240を撓ませる構成としてもよい。さらに、加圧ネジ210によって軸方向の力を加えたときの撓み量が異なる構成であれば、ギャップ面板207と現像ケース側板240との両方を撓ます構成としてもよい。
実施例1では、ギャップ面板207の方が現像ケース側板240よりも撓み量が大きい構成であり、撓みが生じたときに、面板現像軸受208に対して現像装置2が図1中の右側に相対的に移動する。よって、現像ケース軸受243の図1中左側の内周面が現像ローラ軸310に接触し、面板現像軸受208の図1中右側の内周面が現像ローラ軸310に接触する。
一方、図1に示す構成でギャップ面板207よりも現像ケース側板240の方が撓み量が大きい構成とした場合は、撓みが生じたときに、面板現像軸受208に対して現像装置2が図1中の左側に相対的に移動する。よって、現像ケース軸受243の図1中右側の内周面が現像ローラ軸310に接触し、面板現像軸受208の図1中左側の内周面が現像ローラ軸310に接触する。
また、面板従基準穴270と従基準スタッド24の根元部との軸方向の距離が変動する際に、面板現像軸受208と現像ケース軸受243との軸方向の距離が変動してもよい。さらに、面板従基準穴270と従基準スタッド24の根元部との軸方向の距離を固定して、面板現像軸受208と現像ケース軸受243との軸方向の距離を変更して、ギャップ面板207と現像ケース側板240との少なくとも一方を撓ます構成としてもよい。
〔実施例2〕
次に、本発明に係るローラ装置としての画像形成ユニット20の二つ目の実施例(以下、「実施例2」という。)について説明する。
図16は、複写機500の本体に装着された状態の実施例2の画像形成ユニット20を上方から見た断面模式図である。図17は、複写機500の本体から取り外された状態の実施例2の画像形成ユニット20を上方から見た断面模式図である。但し、図16及び図17では、ローラ装置としての本発明の特徴部に関与しない帯電装置302とドラムクリーニング装置301は図示していない。また、図16及び図17中の下方向が図2の画像形成装置の手前側であり、図3の断面図の紙面奥方向、且つ、図4の斜視図の右上側である。
実施例1の画像形成ユニット20は、加圧ネジ210の締め込みに反発して、ギャップ面板207と、現像ケース側板240との軸方向の距離が縮まる範囲を規制する反発部材としてスペーサー600を備える構成であった。
実施例2は、反発部材として、スペーサー600ではなく圧縮バネ800(800a、800b)を備える点で実施例1と異なり、他の点は共通するため、共通する点についての説明は省略する。
実施例2は、実施例1と同様に加圧ネジ210を従基準スタッド241に締め込むことで、ギャップ面板207に対する現像ローラ3のガタ寄せを行うことができ、駆動時の現像ギャップPGの変動を抑制することができる。
また、現像装置2とユニットフレーム205との間に、反発部材としての圧縮バネ800を挿入することで、加圧ネジ210が現像装置2を引き込む量が部品寸法によりばらついても、現像装置2を感光体1側に寄せる力がばらつくことを抑制できる。
圧縮バネ800を備えることで、加圧ネジ210をある程度締め付けたときに、現像ケース側板240における従基準スタッド241を設けた箇所との軸方向の距離が縮まる範囲を規制し、締め込みを抑えることができる。これにより、加圧ネジ210の締め込みを適切な位置で停止させることが可能となる。
これにより、部品寸法がばらついて加圧ネジ210を締め込んだときのギャップ面板207とユニットフレーム205との撓み量にバラツキが生じても、圧縮バネ800を受ける座面間隔を管理することで、適正な加圧力でガタ寄せを実現できる。
実施例2の圧縮バネ800は、スペーサー600のように締め込みを止めることは出来ないが、締め込むほど、反力を大きくすることができ、過剰な締め込みを抑制し、加圧ネジ210の締め込みを適切な位置で停止させることが可能となる。
しかしながら、圧縮バネ800を用いる構成では、加圧ネジ210による締め込み圧力と圧縮バネ800の反発力との調整が難しいことがある。一方、実施例1のように、ブロック状のスペーサー600を用いると、加圧ネジ210の締め込みができなくなる状態まで締め込めばよく、ギャップ面板207を適切な状態まで移動させ撓ますように加圧ネジ210を締め込むことが容易となる。
また、上述した実施例1及び実施例2では、感光体の軸受(153、209)に対して面板現像軸受208を軸方向についてオフセットした位置に配置して軸間距離調整スペーサーを挟むことで現像ギャップPGを調節可能としている。加圧ネジ210を締め込むことで、現像装置2をギャップ面板207に対して固定し、さらに締め込むことで現像ローラ3のガタ寄せを行う構成は、感光体の軸受(153、209)に対して面板現像軸受208をオフセットする構成に限らず適用可能である。
図1、図5及び図16に示すように、実施例1のスペーサー600及び実施例2の圧縮バネ800等の反発部材の位置を、現像ローラ3を挟んで感光体1の反対側としている。上述したように、軸間距離調整スペーサーの数を変えることで現像ギャップPGを調節する構成では、現像ローラ3と感光体1との間に反発部材と加圧ネジ210とを設けると、次のような不具合が生じるおそれがある。すなわち、現像ローラ3と感光体1との間でギャップ面板207を移動させて撓ますと、感光体の軸受(153、209)と面板現像軸受208との軸直交方向の距離が変化し、調節した後の現像ギャップPGの値が変化してしまう。
また、軸間距離調整スペーサーによって現像ギャップPGを調節する構成でなくても、現像ローラ3と感光体1との間に反発部材と加圧ネジ210とを設けると、その位置のギャップ面板207が移動して撓むことで、現像ギャップPGが変動してしまう。
これに対して、現像ローラ3を挟んで感光体1の反対側のギャップ面板207が移動して撓む構成とすることで、加圧ネジ210を締め込んだときに現像ギャップPGが変動することを抑制できる。
また、現像ローラ3を挟んで感光体1の反対側で、軸間距離調整スペーサーを配置することがある、図5中の矢印「20−a」よりも感光体1から離れる側の箇所に加圧ネジ210と反発部材とを設けることが望ましい。軸間距離調整スペーサーを配置することがある位置よりも感光体1側で加圧ネジ210を締め込み、ギャップ面板207を撓ますと、調節した現像ギャップPGが変動するおそれがあるためである。
また、スペーサー600及び圧縮バネ800等の反発部材や加圧ネジ210は、現像ローラ軸310と感光体軸151とを結ぶ仮想直線上に配置することが望ましい。この仮想直線上から反発部材や加圧ネジ210が外れていると、ギャップ面板207が現像装置2に対して捻れるように撓むおそれがあるためである。
実施例1及び実施例2の画像形成ユニット20では、反発部材を配置する位置は現像ローラ軸310と略同じ高さであり、且つ、加圧ネジ210によってねじ止めする位置とも略同じ高さである。
実施例1及び実施例2では、スペーサー600及び圧縮バネ800等の反発部材を加圧ネジ210で締め込む位置を挟んで、面板現像軸受208とは反対側、すなわち、締め込む位置よりも外側に配置している。反発部材の配置としては、加圧ネジ210で締め込む位置と面板現像軸受208との間としてもよい。しかし、加圧ネジ210で締め込む位置よりも外側の方が締め込みよってギャップ面板207が撓んだときの変位量が大きいため、その変位量を規制することで、ギャップ面板207の撓み量を精度良く規制することができる。
本実施形態では、ローラ部材と、軸受を介してローラ部材を回転可能に保持する一対のローラ保持側板とを備えるローラ装置として、ローラ部材が現像ローラ3である作像装置(画像形成ユニット20)について説明した。しかし、加圧ネジ210のような側板加圧手段によってギャップ面板207のようなローラ保持板が移動し、ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との軸受同士の軸直交方向の位置を変位させるローラ装置としては作像装置に限るものではない。ローラ装置としては、ローラ部材である帯電ローラを感光体に対向させる帯電装置、ローラ部材である加圧ローラを定着部材に対向させる定着装置等を挙げることができるが、これらに限るものではない。
また、ローラ装置としては、作像装置のように現像装置と感光体とを一体的に備えるものに限らず、ローラ部材である現像ローラを感光体に対向させる現像装置でもよいし、ローラ部材である感光体を現像ローラに対向させる感光体駆動装置であってもよい。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
回転可能な現像ローラ3等のローラ部材と、面板現像軸受208等の軸受を介してローラ部材を回転可能に保持する一対のギャップ面板207等のローラ保持側板とを備える画像形成ユニット20等のローラ装置において、ローラ部材の回転軸と平行な方向である軸方向について、一対のローラ保持側板の内側に配置され、且つ、ローラ部材が回転可能となるように前現像ケース軸受243a等の軸受を介してローラ部材に連結する前現像ケース側板240a等の内側ローラ連結側板と、一対のローラ保持側板の一方である前ギャップ面板207a等の第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板とのそれぞれにおける前面板現像軸受208a及び前現像ケース軸受243a等の軸受を設けた箇所とは異なる箇所同士(前面板従基準穴270a及び前従基準スタッド24aの根元部分等)の軸方向に直交する方向である軸直交方向の相対的な位置を固定する前従基準スタッド241a及び前加圧ネジ210a等の軸直交方向固定手段と、第一ローラ保持側板または内側ローラ連結側板の少なくとも一方に軸方向の力を加え、第一ローラ保持側板における軸受を設けた箇所と内側ローラ連結側板における軸受を設けた箇所との軸方向の距離に対して、第一ローラ保持側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と内側ローラ連結側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を広げる、または、狭める方向に力を加える前加圧ネジ210a等の側板加圧手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、本発明者らが、側板加圧手段によって加圧したところ、ローラ部材の回転軸とローラ保持側板の軸受との隙間によるガタを無くすことが出来た。これは以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、一対のローラ保持側板が備える二つの軸受でローラ部材の回転軸を支持している状態では、ローラ部材はその回転軸と軸受との隙間の範囲で軸直交方向に移動が可能であり、ガタとなる。また、一対のローラ保持側板が備える二つの軸受と内側ローラ連結側板が備える軸受との三つの軸受でローラ部材の回転軸を保持する構成では、一対のローラ保持側板の軸受の中心同士を結ぶ仮想直線上に内側ローラ連結側板の軸受の中心が位置する場合がある。この場合は、三つの軸受が同一直線上に位置し、ローラ部材はその回転軸と軸受との隙間の範囲で軸直交方向に移動が可能であり、ガタとなる。
ここで、三つの軸受の中心が同一直線上に位置して回転軸と連結する状態から内側ローラ連結側板の軸受の中心の位置が上記仮想直線上から離れるようにローラ保持側板の軸受に対する内側ローラ連結側板の軸受の軸直交方向の相対的な位置を変化させるとする。このように相対的な位置を変化させていくと、一対のローラ保持側板の二つの軸受の内周面に回転軸の表面が接触し、この接触位置に対して回転軸を挟んで反対側の回転軸の表面に内側ローラ連結側板の軸受の内周面が接触する状態となる。このような状態になると、回転軸が軸直交方向に移動しようとしても、ローラ保持側板の軸受の内周面、または、内側ローラ連結側板の軸受の内周面に突き当たり、ローラ部材は軸直交方向に移動できず、ガタを無くすことができる、と考えられる。
態様Aでは、側板加圧手段が力を加えることによって第一ローラ保持側板または内側ローラ連結側板に撓みが生じると、撓みが生じた側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と、軸受を設けた箇所との相対的な軸方向の位置が離れるように変化する。このとき、一つの側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と軸受を設けた箇所との側板上における距離は変化しない。このため、側板に撓みが生じると、その側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と軸受を設けた箇所との軸直交方向の距離が、側板に撓みが生じる前よりも短くなる。
側板における軸方向に荷重を受けた部分の軸方向への移動量である撓み量が大きいほど軸直交方向固定手段を設けた箇所と、軸受を設けた箇所との軸直交方向の距離が短くなる。また、本態様Aでは、第一ローラ保持側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と、内側ローラ連結側板における軸直交方向固定手段を設けた箇所と、の軸直交方向の相対的な位置は固定である。このため、側板加圧手段が力を加えたときの第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との撓み量が異なれば、第一ローラ保持側板における軸受を設けた位置と内側ローラ連結側板における軸受を設けた位置との軸直交方向についての相対的な位置が変化する。具体的には、第一ローラ保持側板の方が撓み量が大きい場合は、第一ローラ保持側板の軸受に対する内側ローラ連結側板の軸受の軸直交方向についての相対的な位置が、軸直交方向固定手段を設けた箇所から軸受を設けた箇所に向かう方向に沿って移動する。また、第一ローラ保持側板の方が撓み量が小さい場合は、第一ローラ保持側板の軸受に対する内側ローラ連結側板の軸受の軸直交方向についての相対的な位置が、軸受を設けた箇所から軸直交方向固定手段を設けた箇所に向かう方向に沿って移動する。
このように軸受同士の軸直交方向についての相対的な位置が変化することで、第一ローラ保持側板の軸受と他方のローラ保持側板の軸受との中心同士を結ぶ仮想直線に対する内側ローラ連結側板の軸受の軸直交方向についての位置を変化させることができる。そして、内側ローラ連結側板の軸受の中心が上記仮想直線から離れるようにローラ保持側板の軸受に対する内側ローラ連結側板の軸受の軸直交方向の相対的な位置を変化させる。このように相対的な位置を変化させていくと、一対のローラ保持側板の二つの軸受の内周面に回転軸の表面が接触し、この接触位置に対して回転軸を挟んで反対側の回転軸の表面に内側ローラ連結側板の軸受の内周面が接触する状態となる。このような状態になると、回転軸が軸直交方向に移動しようとしても、ローラ保持側板の軸受の内周面、または、内側ローラ連結側板の軸受の内周面に突き当たり、ローラ部材は軸直交方向に移動できず、ガタを無くすことができた、と考えられる。
態様Aでは、ローラ保持側板が軸受を介してローラ部材を保持する構成で、ローラ部材の回転軸とローラ保持側板の軸受との間のガタを無くすことができるので、駆動時のローラ部材の位置の変動を抑制することができる。
上述した実施形態では、保持側板間距離である加圧ネジ210が、第一ローラ保持側板であるギャップ面板207を内側ローラ連結板である現像ケース側板240に向けて可圧する構成について説明した。しかし、側板加圧手段が第一ローラ保持側板を内側ローラ連結板から離れる方向に加圧する構成としてもよい。加圧することにより、第一ローラ保持側板の軸受と内側ローラ連結板の軸受との軸直交方向の相対的な位置が変化すれば、ローラ部材の回転軸とローラ保持側板の軸受との間のガタを無くすことができる。
(態様B)
態様Aにおいて、前加圧ネジ210a等の側板加圧手段は、前ギャップ面板207a等の第一ローラ保持側板における前従基準スタッド241a及び前加圧ネジ210a等の軸直交方向固定手段を設けた箇所(前面板従基準穴270a等)と前現像ケース側板240a等の内側ローラ連結側板における該軸直交方向固定手段を設けた箇所(前従基準スタッド241aの根元部)との軸方向の距離を狭めるように力を加えるものであり、第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との間に挟まれて突っ張ることで側板加圧手段の狭める作用に反発するスペーサー600等の反発部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、側板加圧手段による第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との軸方向の距離の変更を、反発部材の作用により、停止させることができる。このため、第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との軸方向の距離が過剰に変更されることを抑制できる。
(態様C)
態様Bにおいて、反発部材が、変形の生じ難い部材からなるスペーサー600等のスペーサー部材である。
これによれば、上記実施例1について説明したように、前加圧ネジ210a等の側板加圧手段によって第一ローラ保持側板と内側ローラ連結側板との軸方向の距離を狭めることができなくなるまで、板加圧手段を作用させることができる。これにより、第一ローラ保持側板または内側ローラ連結側板の少なくとも一方を適切な状態まで移動させるように側板加圧手段を作用させることが容易となる。
(態様D)
態様Cにおいて、スペーサー600等のスペーサー部材は、主スペーサー601及び調節用スペーサー602等の複数の部材を組み合わせることで軸方向の長さが変更可能である。
これによれば、上記実施例1について説明したように、部品寸法にバラツキがあってもギャップ面板207等の第一ローラ保持側板または内側ローラ連結側板の少なくとも一方を適切な状態まで移動させることが可能となる。
(態様E)
態様Bにおいて、反発部材が、軸方向の両端からの加圧により圧縮し、前ギャップ面板207a等の第一ローラ保持側板と前現像ケース側板240a等の内側ローラ連結側板との距離を広げる方向に反力を作用させる圧縮バネ800等の圧縮バネである。
これによれば、上記実施例2について説明したように、第一ローラ保持側板または内側ローラ連結側板の少なくとも一方を適切な状態まで移動させるように前加圧ネジ210a等の側板加圧手段を作用させることが容易となる。
(態様F)
態様B乃至Eの何れかの態様において、スペーサー600等の反発部材を、前ギャップ面板207a等の第一ローラ保持側板または前現像ケース側板240a等の内側ローラ連結側板の少なくとも一方における加圧ネジ210等の側板加圧手段の軸方向の力が作用する箇所を挟んで現像ローラ3等のローラ部材とは反対側に配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、第一ローラ保持側板や内側ローラ連結側板の移動量を精度良く規制することができる。
(態様G)
態様A乃至Fの何れかの態様において、側板加圧手段は、前ギャップ面板207a等の第一ローラ保持側板の軸方向の外側から前現像ケース側板240a等の内側ローラ連結側板の従基準スタッド241等の一部とねじ締結し、締め込むことで頭部が第一ローラ保持側板の軸方向外側の面に突き当たり、第一ローラ保持側板を内側ローラ連結側板に向けて加圧する加圧ネジ210等のねじ部材である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、ガタ寄せを行うことができる装置のコストの削減を図ることができる。
また、態様Gのねじ部材では、締め込むことで頭部が第一ローラ保持側板に突き当たる。そして、この突き当たりの加圧力によって作用する摩擦力によって、第一ローラ保持側板におけるネジ部材を取り付ける箇所に対するネジ部材の軸直交方向の位置が固定される。ネジ部材は、ねじ締結によって内側ローラ連結側板に対する軸直交方向の位置が固定される。このため、摩擦力によって第一ローラ保持側板との位置が固定されるネジ部材は、軸直交方向固定手段としての機能を有する。ネジ部材が、側板加圧手段としての機能と、軸直交方向固定手段としての機能とを備えるため、部品点数の削減を図ることができ、装置のコストの削減を図ることができる。
(態様H)
感光体1等の感光体と、現像剤を担持して感光体上の潜像を現像する現像ローラ3等の現像ローラを備える現像装置2等の現像装置と、感光体と現像ローラとの軸方向の両端を支持する一対のギャップ面板207等の作像装置支持側板と、を有し、感光体と現像装置とを一体的に支持する画像形成ユニット20等の作像装置において、作像装置が、ローラ部材としての現像ローラと、ローラ保持側板としての作像装置支持側板と、内側ローラ連結側板として現像ケース側板240等の現像装置の側板と、を備える態様A乃至Gの何れかの態様に係るローラ装置である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、駆動時の現像ローラの位置の変動を抑制することができ、感光体に対する現像ローラの距離である現像ギャップの変動を抑制できる作像装置を実現出来る。
(態様I)
態様Hにおいて、ギャップ面板207等の作像装置支持側板または現像ケース側板240等の現像装置の側板の少なくとも一方における加圧ネジ210等の側板加圧手段の軸方向の力が作用する箇所が、現像ローラ3等の現像ローラを挟んで感光体1等の感光体の反対側に配置されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、側板加圧手段の作用によって、現像ギャップが変動することを抑制できる。これは、以下の理由による。
すなわち、側板加圧手段によって現像ローラと感光体との間のギャップ面板207等の作像装置支持側板を加圧して撓ますと、感光体を保持する軸受に対する現像ローラを保持する軸受の軸方向の位置が変動するおそれがある。この軸方向の位置が変動すると、軸受同士の距離が変動し、現像ギャップの変動が生じるおそれがある。これに対して、態様Iでは、現像ローラと感光体との間とは異なる箇所の作像装置支持側板または現像装置の側板を加圧して撓ますことで、軸受同士の距離が変動することを抑制でき、現像ギャップが変動することを抑制できる。
(態様J)
態様HまたはIの何れかの態様において、ギャップ面板207等の作像装置支持側板が現像ローラ3等の現像ローラを回転可能に支持する面板現像軸受208等の現像ローラ軸受は、作像装置支持側板が感光体1等の感光体を回転可能に支持する感光体軸受(153、209)等の感光体軸受に対して軸方向の位置が異なるように配置されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、不図示の軸間距離調整スペーサー等の調整手段によって、作像装置支持側板の傾きを調整することで、現像ギャップの調節を行うことが可能となる。
(態様K)
少なくとも、感光体1等の感光体と現像装置2等の現像手段とからなる作像手段を備える複写機500等の画像形成装置において、作像手段として、態様H乃至Jの何れかの態様に係る画像形成ユニット20等の作像装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、作像装置における現像ギャップが変動することを抑制できるため、画像濃度が安定し、画像品質の向上を図ることができる。また、現像ローラを感光体に向けて加圧しなくても、現像ローラの位置が変動することを抑制できる構成であるため、画像形成装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
(態様L)
少なくとも、感光体1等の感光体と現像装置2等の現像手段とからなる作像手段を備え、複写機500等の画像形成装置本体に対して着脱可能な画像形成ユニット20等のプロセスカートリッジにおいて、作像手段として、作像手段として、態様H乃至Jの何れかの態様に係る作像装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像ギャップが変動することを抑制できる作像装置の交換性を向上することができる。
1 感光体
2 現像装置
3 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 現像ドクタ
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 排出搬送路
18a 現像剤排出口
18b 排出スクリュ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 紙搬送張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転給紙路
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ対
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 手差し分離ローラ
53 手差し給紙路
56 排出ローラ
57 スタック部
62 一次転写バイアスローラ
90 ベルトクリーニング装置
100 プリンタ部
101 感光体中心穴
101b 感光体後中心穴
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
133a 攪拌下流側端部開口部
134 第二仕切り壁
134a 回収下流側端部開口部
151 感光体軸
152 感光体軸カップリング
153 感光体後軸受
200 給紙装置
201 トナー補給口
205 ユニットフレーム
205a フレーム前側板
205b フレーム後側板
207 ギャップ面板
207a 前ギャップ面板
207b 後ギャップ面板
208 面板現像軸受
208a 前面板現像軸受
208b 後面板現像軸受
209 感光体前軸受
210 加圧ネジ
210a 前加圧ネジ
210b 後加圧ネジ
240 現像ケース側板
240a 前現像ケース側板
240b 後現像ケース側板
241 従基準スタッド
241a 前従基準スタッド
241b 後従基準スタッド
243 現像ケース軸受
243a 前現像ケース軸受
243b 後現像ケース軸受
250 面板穴
270 面板従基準穴
270a 前面板従基準穴
270b 後面板従基準穴
300 スキャナ
301 ドラムクリーニング装置
302 帯電装置
304 現像ローラカップリング
310 現像ローラ軸
400 原稿自動搬送装置
500 複写機
600 スペーサー
601 主スペーサー
602 調節用スペーサー
700 フレームスペーサー
800 圧縮バネ
2051 フレーム金属板
2051d 金属部側切り欠き部
2052 フレーム樹脂板
2052d 樹脂部側切り欠き部
PG 現像ギャップ
特許5190678号 特開2010−078730号公報

Claims (13)

  1. 回転可能なローラ部材と、
    軸受を介して前記ローラ部材を回転可能に保持する一対のローラ保持側板とを備えるローラ装置において、
    前記ローラ部材の回転軸と平行な方向である軸方向について、一対の前記ローラ保持側板の内側に配置され、且つ、前記ローラ部材が回転可能となるように軸受を介して前記ローラ部材に連結する内側ローラ連結側板と
    対の前記ローラ保持側板の一方である第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板とのそれぞれにおける軸受を設けた箇所とは異なる箇所同士の軸方向に直交する方向である軸直交方向の相対的な位置を固定する軸直交方向固定手段と、
    前記第一ローラ保持側板または前記内側ローラ連結側板の少なくとも一方に軸方向の力を加え、前記第一ローラ保持側板における軸受を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における軸受を設けた箇所との軸方向の距離に対して、前記第一ローラ保持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を広げる、または、狭める方向に力を加える側板加圧手段と、を備え
    前記側板加圧手段は、前記第一ローラ保持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を狭めるように力を加えるものであり、
    前記第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板との間に挟まれて突っ張ることで前記側板加圧手段の狭める作用に反発する反発部材を備えることを特徴とするローラ装置
  2. 求項に記載のローラ装置において、
    前記反発部材が、変形の生じ難い部材からなるスペーサー部材であることを特徴とするローラ装置。
  3. 請求項に記載のローラ装置において、
    前記スペーサー部材は、複数の部材を組み合わせることで軸方向の長さが変更可能であることを特徴とするローラ装置。
  4. 請求項に記載のローラ装置において、
    前記反発部材が、軸方向の両端からの加圧により圧縮し、前記第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板との距離を広げる方向に反力を作用させる圧縮バネであることを特徴とするローラ装置。
  5. 請求項乃至の何れかに記載のローラ装置において、
    前記反発部材を、前記第一ローラ保持側板または前記内側ローラ連結側板の少なくとも一方における前記側板加圧手段の軸方向の力が作用する箇所を挟んで前記ローラ部材とは反対側に配置することを特徴とするローラ装置。
  6. 請求項1乃至の何れかに記載のローラ装置において、
    前記側板加圧手段は、前記第一ローラ保持側板の軸方向の外側から前記内側ローラ連結側板の一部とねじ締結し、締め込むことで頭部が前記第一ローラ保持側板の軸方向外側の面に突き当たり、前記第一ローラ保持側板を前記内側ローラ連結側板に向けて加圧するねじ部材であることを特徴とするローラ装置。
  7. 回転可能なローラ部材と、
    軸受を介して前記ローラ部材を回転可能に保持する一対のローラ保持側板とを備えるローラ装置において、
    前記ローラ部材の回転軸と平行な方向である軸方向について、一対の前記ローラ保持側板の内側に配置され、且つ、前記ローラ部材が回転可能となるように軸受を介して前記ローラ部材に連結する内側ローラ連結側板と、
    一対の前記ローラ保持側板の一方である第一ローラ保持側板と前記内側ローラ連結側板とのそれぞれにおける軸受を設けた箇所とは異なる箇所同士の軸方向に直交する方向である軸直交方向の相対的な位置を固定する軸直交方向固定手段と、
    前記第一ローラ保持側板または前記内側ローラ連結側板の少なくとも一方に軸方向の力を加え、前記第一ローラ保持側板における軸受を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における軸受を設けた箇所との軸方向の距離に対して、前記第一ローラ保持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を広げる、または、狭める方向に力を加える側板加圧手段と、を備え、
    前記側板加圧手段は、前記第一ローラ保持側板の軸方向の外側から前記内側ローラ連結側板の一部とねじ締結し、締め込むことで頭部が前記第一ローラ保持側板の軸方向外側の面に突き当たり、前記第一ローラ保持側板を前記内側ローラ連結側板に向けて加圧するねじ部材であることを特徴とするローラ装置。
  8. 感光体と、
    現像剤を担持して前記感光体上の潜像を現像する現像ローラを備える現像装置と、
    前記感光体と前記現像ローラとの軸方向の両端を支持する一対の作像装置支持側板と、を有し、
    前記感光体と前記現像装置とを一体的に支持する作像装置において、
    前記作像装置が、前記ローラ部材としての前記現像ローラと、前記ローラ保持側板としての作像装置支持側板と、前記内側ローラ連結側板として前記現像装置の側板と、を備える請求項1乃至7の何れかに記載のローラ装置であることを特徴とする作像装置。
  9. 感光体と、
    現像剤を担持して前記感光体上の潜像を現像する回転可能な現像ローラを備える現像装置と、
    前記感光体と前記現像ローラとの軸方向の両端を支持し、軸受を介して前記現像ローラを回転可能に保持する一対の作像装置支持側板と、を有し、
    前記感光体と前記現像装置とを一体的に支持する作像装置において、
    前記現像ローラの回転軸と平行な方向である軸方向について、一対の前記作像装置支持側板の内側に配置され、且つ、前記現像ローラが回転可能となるように軸受を介して前記現像ローラに連結する内側ローラ連結側板と、
    一対の作像装置支持側板の一方である第一作像装置支持側板と前記内側ローラ連結側板とのそれぞれにおける軸受を設けた箇所とは異なる箇所同士の軸方向に直交する方向である軸直交方向の相対的な位置を固定する軸直交方向固定手段と、
    前記第一作像装置支持側板または前記内側ローラ連結側板の少なくとも一方に軸方向の力を加え、前記第一作像装置支持側板における軸受を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における軸受を設けた箇所との軸方向の距離に対して、前記第一作像装置支持側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所と前記内側ローラ連結側板における前記軸直交方向固定手段を設けた箇所との軸方向の距離を広げる、または、狭める方向に力を加える側板加圧手段と、を備えることを特徴とする作像装置。
  10. 請求項8または9の何れかに記載の作像装置において、
    前記作像装置支持側板または前記現像装置の側板の少なくとも一方における前記側板加圧手段の軸方向の力が作用する箇所が、前記現像ローラを挟んで前記感光体の反対側に位置することを特徴とする作像装置。
  11. 請求項8乃至10の何れかに記載の作像装置において、
    前記作像装置支持側板が前記現像ローラを回転可能に支持する現像ローラ軸受は、前記作像装置支持側板が前記感光体を回転可能に支持する感光体軸受に対して軸方向の位置が異なるように配置されていることを特徴とする作像装置。
  12. 少なくとも、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、
    前記作像手段として、請求項8乃至11の何れかに記載の作像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
  13. 少なくとも、感光体と現像手段とからなる作像手段を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
    前記作像手段として、請求項8乃至11の何れかに記載の作像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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