JP6819927B2 - 対向装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

対向装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 Download PDF

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Description

この発明は、感光体ドラム等の像担持体に対向する対向装置と、それを備えたプロセスカートリッジと、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体に摺接するローラ部材に振動が生じて縞状画像等の異常画像が形成されてしまう不具合を軽減することを目的として、潤滑剤供給ローラ等のローラ部材を玉軸受などの転がり軸受を介して潤滑剤供給装置(対向装置)に保持する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
詳しくは、特許文献1において、潤滑剤供給装置(対向装置)には、潤滑剤供給装置のフレームとの間に玉軸受(転がり軸受)を挟み込んで保持する軸受保持部材が、フレームに対して着脱可能に設置されている。
上述した従来の技術は、ローラ部材を転がり軸受を介して対向装置に保持しているため、ローラ部材が像担持体に摺接しながら回転することによって生じる振動が転がり軸受によって吸収されて、ローラ部材の振動によって縞状画像等の異常画像が形成されてしまう不具合を軽減する効果が大いに期待できる。
しかし、対向装置において、フレームと軸受保持部材との間や、転がり軸受と軸受保持部材との間や、転がり軸受(玉軸受)の内輪(又は外輪)とボールとの間、などに、僅かでも隙間がある場合に、ローラ部材の回転にともない転がり軸受自体がその隙間の範囲内で振動してしまう不具合が生じる可能性があった。そして、そのように転がり軸受が振動してしまうと、ローラ部材の回転ムラによる像担持体に対する負荷変動が生じてしまい、像担持体上に形成されるトナー像に画像濃度ムラが発生してしまうことになる。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ローラ部材の回転にともない転がり軸受自体が振動してしまう不具合が軽減される、対向装置、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にある。
この発明における対向装置は、トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、を備え、前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、前記軸受保持部材は、前記ローラ部材の前記軸部が挿入されて前記フレームに篏合するスベリ軸受部を具備して、前記受部が、前記スベリ軸受部との境界部分を基点として弾性変形するように形成されたものである。
本発明によれば、ローラ部材の回転にともない転がり軸受自体が振動してしまう不具合が軽減される、対向装置、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ができる。
この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。 プロセスカートリッジを示す断面図である。 潤滑剤供給装置とクリーニング装置との近傍を示す拡大図である。 潤滑剤供給装置を幅方向に示す概略図である。 潤滑剤供給装置の幅方向端部を示す拡大断面図である。 潤滑剤供給装置の幅方向端部を幅方向に示す拡大図である。 軸受保持部材を示す斜視図である。 変形例1としての、潤滑剤供給装置の幅方向端部を幅方向に示す拡大図である。 変形例2としての、潤滑剤供給装置の幅方向端部を幅方向に示す拡大図である。 変形例3としての、潤滑剤供給装置を幅方向に示す概略図である。 変形例4としての、潤滑剤供給装置の幅方向端部を幅方向に示す拡大図である。 変形例5としての、潤滑剤供給装置を幅方向に示す概略図である。 変形例6としての、潤滑剤供給装置を幅方向に示す概略図である。 図13の潤滑剤供給装置における軸受保持部材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態2における潤滑剤供給装置の幅方向端部を示す拡大図である。 別形態としての、潤滑剤供給装置の幅方向端部を示す拡大図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
<実施の形態1>
図1〜図7にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は、実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。図2は、図1の画像形成装置1に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ10Yを示す断面図である。
なお、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図2ではイエロー用のプロセスカートリッジ10Yのみを代表的に図示する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ、16は各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト17上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のトナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、19は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、20は記録媒体P上のトナー像(未定着画像)を定着する定着装置、を示す。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11(像担持体)上に向けて発せられる。
一方、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11(図2を参照できる。)は、それぞれ、矢印方向(反時計方向)に回転している。そして、まず、感光体ドラム11の表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11の表面は、それぞれのレーザ光Lの照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光Lが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Lは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
イエロー成分に対応したレーザ光Lは、紙面左側から1番目の感光体ドラム11(像担持体)表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11の表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11の表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ16が設置されている。そして、転写バイアスローラ16の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
そして、転写工程後の感光体ドラム11の表面は、それぞれ、対向装置としてのクリーニング装置14(クリーニング部)との対向位置に達する。そして、この位置で、ブレード部材としてのクリーニングブレード14aと、ローラ部材としてのクリーニングローラ14bと、によって感光体ドラム11上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、除去された未転写トナーが廃トナーとしてクリーニング装置14内に回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11の表面は、潤滑剤供給装置15(対向装置)、除電部(不図示である。)の位置を順次通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
他方、感光体ドラム11上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17の表面は、中間転写ベルトクリーニング部19の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部19に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9(タイミングローラ)に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、プロセスカートリッジ10Yについて詳述する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ10Yは、像担持体としての感光体ドラム11と、帯電部12(帯電ローラ)と、現像部13(現像装置)と、クリーニング装置14(クリーニング部)と、潤滑剤供給装置15と、が一体的にユニットとして構成されている。
ここで、像担持体としての感光体ドラム11は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、表面層(保護層)が順次積層されている。
図2を参照して、帯電部12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。帯電部12には不図示の電源部から所定の電圧(AC電圧とDC電圧とが重畳されたものである。)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
ここで、本実施の形態1では、帯電部12が不図示の圧縮スプリングによって感光体ドラム11に対して圧接するように構成されているが、感光体ドラム11に対して帯電部12が微小ギャップをあけて非接触で対向するように構成することもできる。
また、本実施の形態1では、帯電部12の表面をクリーニングするための帯電部クリーニングローラ40が、帯電部12に圧接するように設置されている。
現像装置13(現像部)は、主として、感光体ドラム11に対向する現像ローラ13aと、現像ローラ13aに対向する第1搬送スクリュ13bと、仕切部材を介して第1搬送スクリュ13bに対向する第2搬送スクリュ13cと、現像ローラ13aに対向するドクターブレード13dと、で構成される。現像ローラ13aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ13a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ13a上に現像剤Gが担持されることになる。
現像装置13内には、キャリアCとトナーTとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
なお、本実施の形態1では、画質向上のために、円形度が0.93以上であって、重量平均径D4と個数平均径D1との比(D4/D1)が1.00〜1.40となる球形トナーをトナーTとして使用している。
なお、トナーTの「円形度」は、粒子投影像の周囲長に対する粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長であって、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」(東亜医用電子社製)により計測した値に基いて求めることができる。
また、トナーTの「重量平均径」や「個数平均径」は、粒径測定器「SD2000」(ホソカワミクロン社製)により測定することができる。
クリーニング装置14には、感光体ドラム11に当接して感光体ドラム11の表面をクリーニングするブレード部材としてのクリーニングブレード14aと、感光体ドラム11の表面に接触した状態で所定方向(図2の反時計方向である。)に回転して感光体ドラム11の表面をクリーニングするローラ部材としてのクリーニングローラ14bと、が設置されている。
クリーニングブレード14aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム11の表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナー(記録媒体Pから生じる紙粉、帯電部12による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等の付着物も含むものとする。)が機械的に掻き取られてクリーニング装置14内に回収されることになる。なお、本実施の形態1において、クリーニングブレード14aは、感光体ドラム11の走行方向(回転方向)に対してカウンタ方向にて感光体ドラム11に当接している。
クリーニングローラ14bは、金属材料からなる軸部(芯金)上にブラシ毛が巻装されたブラシ状のローラ部材であって、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動されて、ブラシ毛が感光体ドラム11の表面に摺接する。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナーが機械的に掻き取られてクリーニング装置14内に回収されることになる。なお、クリーニングローラ14bは、クリーニングブレード14aの上流側(感光体ドラム11の回転方向上流側である。)に配設されていて、クリーニングブレード14aによるクリーニング機能を補完することになる。
このように構成されたクリーニング装置14は、感光体ドラム11(像担持体)に対向する対向装置として機能することになる。
図2、図3等を参照して、潤滑剤供給装置15は、感光体ドラム11に摺接する発泡弾性層が周設されて感光体ドラム11上に潤滑剤を供給するローラ部材としての潤滑剤供給ローラ15a、潤滑剤供給ローラ15a(発泡弾性層)に摺接する固形潤滑剤15b、固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aに向けて付勢する付勢部材としての圧縮スプリング15c、感光体ドラム11に当接して感光体ドラム11上に供給された潤滑剤を薄層化(均一化)するブレード部材としての薄層化ブレード15d(均しブレード)、固形潤滑剤15bを保持する潤滑剤保持部材15e(保持板)、圧縮スプリング15cによって付勢されて潤滑剤保持部材15eに保持された固形潤滑剤15bをガイドするガイド部材15f(ホルダ)、等で構成される。
潤滑剤供給装置15は、クリーニング装置14(クリーニングブレード14a)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側(走行方向下流側)であって、帯電部12に対して感光体ドラム11の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード部材は、潤滑剤供給ローラ15aに対して感光体ドラム11の回転方向下流側に配設されている。
潤滑剤供給ローラ15aは、金属材料からなる軸部15a1(芯金)上に発泡ポリウレタン(ウレタンフォーム)からなる発泡弾性層が形成されたローラ部材であって、その発泡弾性層が感光体ドラム11の表面に接触した状態で図2の反時計方向に回転する。これにより、固形潤滑剤15bから潤滑剤供給ローラ15aを介して感光体ドラム11上に潤滑剤が供給される。
ここで、潤滑剤供給ローラ15aは、ポリウレタンフォームの原料から予め発泡弾性層となるポリウレタンフォームをブロック状に形成して、必要な形状に切り出して表面を研磨して、芯金(芯材)を挿入した後に、発泡ポリウレタンを回転させながら、研磨刃を当てて軸方向に平行に刃を移動させて、所定のスポンジ厚まで切削(トラバース研削)する方法で製造されている。挿入する芯金には、発泡弾性層との接着性を高めるために、予め接着材を塗布しておいてもよい。また、トラバース研削をおこなうときに発泡ポリウレタンの回転速度や移動させる速度を変化させることで、発泡弾性層の表面に不規則な凹凸を形成することができる。
なお、潤滑剤供給ローラ15aの製造方法は、これに限定されることなく、例えば、別の製造方法として、芯金を収納した成形型にポリウレタンフォームの原料を注入して、発泡硬化させる方法を用いることもできる。
ローラ部材としての潤滑剤供給ローラ15aは、図2の反時計方向に回転する感光体ドラム11に対してカウンタ方向(逆方向)で摺接するように回転駆動される(図2の反時計方向の回転である。)。すなわち、潤滑剤供給ローラ15aの回転方向は、感光体ドラム11との摺接位置において、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)と逆方向になるように構成されている。
また、潤滑剤供給ローラ15aは、固形潤滑剤15bと感光体ドラム11とに摺接するように配置されていて、潤滑剤供給ローラ15aが回転することによって固形潤滑剤15bから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム11上に塗布する。
また、固形潤滑剤15b(潤滑剤保持部材15e)の後方部には、潤滑剤供給ローラ15aと固形潤滑剤15bとの接触ムラをなくすために圧縮スプリング15cが配置されていて、固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aに付勢している。
なお、潤滑剤供給ローラ15aの幅方向一端側の軸部15a1には、装置本体1の駆動カップリング91(図16を参照して、駆動モータ90のモータ軸に設置されている。)に嵌合する従動カップリング15w(図4、図6を参照できる。)が設置されている。装置本体1の駆動カップリング91(駆動モータ90)から従動カップリング15w(2つの爪部材が180度の位相差で設置されたものである。)に回転駆動力が入力(伝達)されて、潤滑剤供給ローラ15aが所定方向に回転駆動されることになる。
ここで、固形潤滑剤15bは、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものである。また、脂肪酸金属亜鉛としては、少なくともステアリン酸亜鉛を含んだものが好ましい。また、無機潤滑剤としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素のうち少なくとも1つであることが好ましい。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム11の表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム11の表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム11の表面を覆うことができる。そして、感光体ドラム11の表面を比較的均等に覆い帯電工程における電気的ストレスから良好に保護できることになる。
また、タルク、マイカ、窒化ホウ素のような板状構造を有する無機潤滑剤を使用することで、クリーニング装置14(クリーニングブレード14a)でのトナーや潤滑剤のすり抜けが生じにくくなり、帯電部12を汚れにくくすることができる。
また、本実施の形態1における固形潤滑剤15bは、原料となる粉を溶かしたものを型に流し込んで圧縮して固形化して略長方体状に形成されたものである。このような製造方法にて形成された固形潤滑剤15bは、製造設備を簡略化することができて部品コストを低くすることができる。
ブレード部材としての薄層化ブレード15dは、ウレタンゴム等のゴム材料からなる板状部材であって、感光体ドラム11の表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。薄層化ブレード15dは、クリーニングブレード14aに対して、感光体ドラム11の回転方向下流側(走行方向下流側)に配設されている。そして、潤滑剤供給ローラ15aによって感光体ドラム11上に供給された潤滑剤は、薄層化ブレード15dによって、感光体ドラム11上に均一かつ適量に薄層化される。
固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aを介して感光体ドラム11の表面に塗布すると、感光体ドラム11の表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、薄層化ブレード15dが潤滑剤を薄層化・均一化する部材として機能することになる。薄層化ブレード15dにより、感光体ドラム11上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。
本実施の形態1において、薄層化ブレード15dは、感光体ドラム11の走行方向(回転方向)に対してカウンタ方向にて感光体ドラム11に当接している。そして、その当接圧は10〜60g/cm程度、当接角θは75〜90度程度に設定されている。薄層化ブレード15dをカウンタ方向に当接させることで、感光体ドラム11上への潤滑剤の薄層化を効率的におこなうことができる。
なお、「当接角θ」は、薄層化ブレード15dが感光体ドラム11に当接した状態(薄層化ブレード15dが撓んだ状態である。)で、そのエッジ部を通る仮想線と、当接位置における接線(法線に直交する線である。)と、がなす角度である。
このように、本実施の形態1では、クリーニングブレード14aと薄層化ブレード15dとの2つのブレード部材を別々に設けているために、クリーニング性と潤滑剤塗布性とを良好に維持することができるとともに、感光体ドラム11への潤滑剤供給によって双方のブレード部材14a、15dの磨耗・劣化を軽減することができる。
ここで、本実施の形態1では、クリーニングブレード14a及び薄層化ブレード15dの表面(感光体ドラム11に当接する部分である。)に、それぞれ、耐摩耗性コーティング処理(例えば、フッ素樹脂コーティング処理等である。)が施されている。これにより、クリーニングブレード14a及び薄層化ブレード15dの摩擦劣化を軽減することができる(耐久性を向上させることができる)。
図3及び図4等を参照して、潤滑剤保持部材15e(保持板)は、固形潤滑剤15bを保持するための板状部材であって、一方の表面に固形潤滑剤15bが貼着されている。
ガイド部材15f(ホルダ)は、固形潤滑剤15bの一部と潤滑剤保持部材15eと圧縮スプリング15cとを内部に収納するように配設された略箱状の部材であって、その内壁面に潤滑剤保持部材15eが摺接するように構成されている。また、ガイド部材15fの内底面には圧縮スプリング15cの一端側が接続され、圧縮スプリング15cの他端側は潤滑剤保持部材15eに接続されている。このような構成によって、固形潤滑剤15bが消耗すると、潤滑剤保持部材15eが圧縮スプリング15cに付勢されてガイド部材15fに案内されながらスライド移動することで、固形潤滑剤15bが潤滑剤供給ローラ15aに押圧されることになる。
このように構成された潤滑剤供給装置15は、感光体ドラム11(像担持体)に対向する対向装置として機能することになる。
なお、本実施の形態1における潤滑剤供給装置15は、潤滑剤供給ローラ15aが玉軸受15m(転がり軸受)を介して装置15に回転可能に保持されているが、これについては図4及び図5等を用いて後で詳しく説明する。
図2にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向に回転している。現像装置13内の現像剤Gは、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b及び第2搬送スクリュ13cの矢印方向の回転によって、トナー補給部30からトナー補給口を介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTは、キャリアCとともに現像ローラ13a上に担持される。現像ローラ13a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード13dの位置に達する。そして、現像ローラ13a上の現像剤Gは、ドクターブレード13dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム11との対向位置(現像領域である。)に達する。
その後、現像領域において、現像剤G中のトナーTが、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ13aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
その後、現像工程にて感光体ドラム11に付着したトナーTは、そのほとんどが中間転写ベルト17上に転写される。そして、感光体ドラム11上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード14aやクリーニングローラ14bによってクリーニング装置14内に回収される。その後、クリーニング工程後の感光体ドラム11の表面は、潤滑剤供給装置15、除電部(不図示である。)を順次通過して、一連の作像プロセスが終了する。
ここで、装置本体1に設けられたトナー補給部30は、交換可能に構成されたトナーボトル31と、トナーボトル31を保持・回転駆動するとともに現像装置13に新品トナーTを補給するトナーホッパ部32と、で構成されている。また、トナーボトル31内には、新品のトナーT(図2では、イエローのトナーである。)が収容されている。また、トナーボトル31の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
なお、トナーボトル31内の新品トナーTは、現像装置13内のトナーT(既設のトナーである。)の消費にともない、トナー補給口から現像装置13内に適宜に補給されるものである。現像装置13内のトナーTの消費は、感光体ドラム11に対向する反射型フォトセンサと、現像装置13の第2搬送スクリュ13cの下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。
以下、本実施の形態1において特徴的な、対向装置としての潤滑剤供給装置15(潤滑剤塗布装置)の構成・動作について説明する。
先に図2及び図3を用いて説明したように、潤滑剤供給装置15(対向装置)には、感光体ドラム11(像担持体)の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材としての潤滑剤供給ローラ15aが設置されている。
ここで、本実施の形態1における潤滑剤供給装置15は、図4に示すように、潤滑剤供給ローラ15aにおける回転軸方向(図4、図6の左右方向であって、図2、図5の紙面垂直方向であって、幅方向と同義である。)の端部(本実施の形態1では両端部である。)の軸部15a1に、転がり軸受としての玉軸受15mが挿入(圧入)されている。そして、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)は、玉軸受15m(転がり軸受)を介して潤滑剤供給装置15に保持されている。
このように構成することで、潤滑剤供給ローラ15aが感光体ドラム11と固形潤滑剤15bとに摺接しながら回転することによって生じる振動が、玉軸受15mによって吸収されることになる。詳しくは、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1から玉軸受15mの内輪に伝達された振動は、外輪との間に点接触するように介在されたボールによって、その振動エネルギーのほとんどが回転エネルギーに変換されることで、外輪への振動伝達が遮断されることになる。そのため、玉軸受15mの外輪が接触する装置の筐体部分(後述するフレーム15gや軸受保持部材15hである。)は、ほとんど振動することなく、感光体ドラム11に振動が伝播されることはほとんどない。したがって、潤滑剤供給ローラ15aの振動によって周期をもった縞状画像等の異常画像が形成されてしまう不具合を確実に軽減することができる。
なお、本実施の形態1では、潤滑剤供給ローラ15aを保持する転がり軸受として玉軸受15mを用いたが、潤滑剤供給ローラ15aを保持する転がり軸受としてコロ軸受、針軸受、円錐コロ軸受、球面コロ軸受、等を用いることもできる。ただし、玉軸受15mは、内輪と外輪との間に介在されたボールの内輪や外輪に対する接触面積が小さいため、特に、内輪から外輪への振動の伝達が遮断されやすい内部構造となっている。玉軸受15mにおける外輪15m1、内輪15m2、ボール15m3の構成については、図15を参照できる。
ここで、本実施の形態1では、図4、図5を参照して、潤滑剤供給装置15のフレーム15g(本実施の形態1では、樹脂材料で形成されていて、プロセスカートリッジ10Yのフレーム(外装)に対して一体的に形成されている。)に対して感光体ドラム11に近接する位置に、軸受保持部材15hが着脱可能に設置されている。この軸受保持部材15hは、樹脂材料で形成されていて、フレーム15gとの間に玉軸受15mを外輪の側から挟み込んで保持するためのものである。
詳しくは、図5に示すように、フレーム15gは、玉軸受15mの外輪に当接する部分が、玉軸受15mの外輪に沿うように略円弧状に形成されている。換言すると、フレーム15gは、玉軸受15mを保持する部分が、玉軸受15mの形状に合わせてU字状に形成されている。
一方、軸受保持部材15hは、樹脂材料からなり、図5〜図7等を参照して、玉軸受15mを保持する部分(受部15h1)が玉軸受15mの外輪に面接触するように略円弧状に形成されるとともに、外周部の一部(後述するスベリ軸受部15h2である。)がフレーム15gに嵌合するように形成されている。そして、玉軸受15mは、フレーム15gの略円弧状(U字状)に形成された部分に嵌合した状態で、玉軸受15mに当接するように軸受保持部材15hがフレーム15gに対して挿嵌されることで、潤滑剤供給装置15に保持(支持)されることになる。
このような構成により、潤滑剤供給装置15(フレーム15g)に対する潤滑剤供給ローラ15aの位置が比較的高精度に定められることになる。また、滑剤供給装置15(フレーム15g)に対して潤滑剤供給ローラ15aを比較的簡単に組み付けたり取り外したりすることができる。したがって、潤滑剤供給装置15における潤滑剤供給ローラ15aのメンテナンス性が向上することになる。
ここで、本実施の形態1において、軸受保持部材15hは、図5〜図7等を参照して、玉軸受15m(転がり軸受)の外輪に当接する受部15h1が、玉軸受15mを挟み込む方向であってフレーム15gの側に付勢するように構成されている。すなわち、図5において、玉軸受15mは、軸受保持部材15hにおいて弾性部として機能する受部15h1によって白矢印方向に付勢されて、軸受保持部材15hの受部15h1との密着性が高められるとともに、フレーム15gの受部(略円弧状の部分である。)との密着性が高められることになる。
これにより、フレーム15gと軸受保持部材15hとの間(図6のA2部を参照できる。)や、玉軸受15mと軸受保持部材15hとの間(図6のA1部を参照できる。)などに、隙間が形成されにくくなる。そのため、それらの部分A1、A2に隙間が形成されてしまって潤滑剤供給ローラ15aの回転にともない玉軸受15m自体がその隙間の範囲内で図6の上下方向に振動してしまう不具合を確実に軽減することができる。したがって、そのように玉軸受15mが振動してしまい、潤滑剤供給ローラ15aの回転ムラによる感光体ドラム11に対する負荷変動が生じてしまい、感光体ドラム11上に形成されるトナー像に画像濃度ムラが発生してしまう不具合も確実に軽減されることになる。
さらに詳しくは、図6、図7等を参照して、軸受保持部材15hには、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1が挿入されてフレーム15gに篏合するスベリ軸受部15h2が設けられている。また、スベリ軸受部15h2には、軸受保持部材15hをフレーム15gの側面に面接触させてネジ締結するための座部15h3が形成されている。
そして、軸受保持部材15hにおいて、受部15h1が、スベリ軸受部15h2(軸受保持部材15hの主部である。)との境界部分を基点として弾性変形するように形成されている。そして、この受部15h1の弾性力(スベリ軸受部15h2との境界部分を基点とした弾性変形による弾性力である。)によって、玉軸受15mが図6の上方(図5の白矢印方向に対応する方向である。)に付勢されて、軸受保持部材15hの受部15h1との密着性が高められるとともに、フレーム15gの受部(略円弧状の部分である。)との密着性が高められることになる。すなわち、玉軸受15mが、軸受保持部材15hの受部15h1とフレーム15gの受部とに隙間が生じることなく、受部15h1の弾性力によって挟み込まれることになる。
なお、本実施の形態1では、設計上、受部15h1に弾性変形が生じないものとしたときに、玉軸受15mに対して受部15h1が0.1〜0.3mm程度喰い込むようなレイアウトとなっている。すなわち、その喰い込み分が受部15h1の弾性力として設定されている。
また、本実施の形態1において、軸受保持部材15hの受部15h1は、図5、図7を参照して、玉軸受15mの外輪に沿うように周方向の離れた位置にそれぞれ略円弧状に形成されて、スベリ軸受部15h2との境界部分からそれぞれ起立する2つの起立部である。
本実施の形態1において、受部15h1は、スベリ軸受部15h2との境界部分からの突出量(図6の左右方向の長さである。)が5〜6mm程度に設定されている。また、受部15h1は、スベリ軸受部15h2との境界部分から玉軸受15mの位置までの長さ(図6の左右方向の長さである。)が1〜2mm程度に設定されている。
また、本実施の形態1において、軸受保持部材15hは、図6、図7等を参照して、受部15h1の肉厚が、スベリ軸受部15h2(座部15h3を含めた部分であって、受部15h1以外の部分である。)の肉厚に比べて薄くなるように形成されている。受部15h1の肉厚としては、2mm未満が好ましく、さらに1.5mm未満がより好ましい。また、本実施の形態1では、スベリ軸受部15h2の肉厚が、2mm以上に設定されている。
このように、受部15h1の肉厚を薄く設定することで、玉軸受15mを付勢する弾性部として良好に機能することになる。また、受部15h1以外のスベリ軸受部15h2の肉厚を厚く設定することで、弾性部として機能する受部15h1を保持する高剛性部として良好に機能することになる。
ここで、本実施の形態1では、図6等を参照して、軸受保持部材15hは、フレーム15gに対してネジ締結によって固定されている。
詳しくは、ネジ15vが、軸受保持部材15hの座部15h3に形成された穴部15h30(図7を参照できる。)を介して、フレーム15gの側面に形成された雌ネジ部に螺合される。
これにより、軸受保持部材15hにおいて高剛性部として機能するスベリ軸受部15h2(及び、座部15h3)が、より強固にフレーム15gに固定されることになり、上述した受部15h1の弾性によって玉軸受15mの振動を防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
なお、本実施の形態1では、図4に示すように、玉軸受15m(転がり軸受)と軸受保持部材15hとが、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、これらの2つの軸受保持部材15hのうち、潤滑剤供給ローラ15aに回転駆動力が入力される駆動側の回転軸方向端部に設けられた軸受保持部材15h(図4の左方の軸受保持部材15hである。)のみが、図6に示すようにフレーム15gに対してネジ締結によって固定されている。すなわち、駆動側ではない非駆動側の回転軸方向端部に設けられた軸受保持部材15h(図4の右方の軸受保持部材15hである。)は、駆動側のものとは異なり、ネジ15vによる締結はおこなわれないで、フレーム15gに対する軸受保持部材15hの嵌合によって軸受保持部材15hの位置決めがされている。
これは、フレーム15gと軸受保持部材15hと玉軸受15mとの間に隙間が生じてしまったときに玉軸受15mが隙間内で振動する現象が、駆動源から遠い非駆動側に比べて、駆動源に近い駆動側で生じやすいためである。
なお、図5等を参照して、本実施の形態1において、フレーム15gは、略円弧状(U字状)に形成された部分における先端部(嵌合した状態にある玉軸受15mとの境界に相当する部分である。)が、C面状(又は、R面状)に面取りされている。これにより、フレーム15gへの玉軸受15mの組み付け作業性が向上することになる。
また、図5等を参照して、本実施の形態1では、軸受保持部材15hと感光体ドラム11との間に、双方の部材11、15hの隙間を封止するように、発泡ポリウレタン、植毛シール等の弾性材料からなる厚さが0.5〜3mm程度のシール部材15n(封止部材)が、軸受保持部材15hの貼着面15h4(感光体ドラム11との対向面であって、図5において一点鎖線で示す部分である。)に貼着されている。これにより、潤滑剤供給装置15の外部(潤滑剤の供給を予定していない部分である。)に潤滑剤が飛散する不具合を防止することができる。また、このシール部材15nは、潤滑剤供給装置15で生じた振動を感光体ドラム11に伝達しにくくする緩衝材としても機能することになり、上述した縞状画像を軽減する効果がさらに確実に発揮されることになる。さらに、このシール部材15nは、受部15h1とともに玉軸受15mをフレーム15gの受部の側に付勢する弾性材としても機能することになり、上述した玉軸受15mの振動を防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
なお、シール部材15nと感光体ドラム11との摺動抵抗を減ずるために、シール部材15nの表面(感光体ドラム11に摺接する摺接面である。)に、低摩擦コーティングを施したり、マイラー等の低摩擦材料を貼着したりすることもできる。
なお、本実施の形態1では、先に図6を用いて説明したように、軸受保持部材15hが、フレーム15gに対して側方(潤滑剤供給ローラ15aの回転軸方向に対応する方向)からネジ締結によって固定されている。
これに対して、図8に示すように、軸受保持部材15hを、フレーム15gに対して、玉軸受15mを挟み込む方向からネジ締結によって固定することもできる。
詳しくは、ネジ15vが、軸受保持部材15hの受部15h1に形成された穴部を介して、フレーム15gの底面に形成された雌ネジ部に螺合される。
これにより、軸受保持部材15hにおいてスベリ軸受部15h2との境界部分が、より強固にフレーム15gに固定されることになり、上述した受部15h1の弾性によって玉軸受15mの振動を防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
また、本実施の形態1において、図9に示すように、軸受保持部材15hのスベリ軸受部15h2を、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)の軸部15a1が挿入される内径部の直径が、軸部15a1が挿入される方向に沿って連続的に漸減するように形成して、軸部15a1が圧入されるように構成することもできる。すなわち、図9に示すように、軸受保持部材15hのスベリ軸受部15h2を、右方から左方にかけて、内径が連続的に漸減するようにテーパ状に形成して、その最小径が軸部15a1の外径よりも僅かに小さく圧入可能に形成することができる。
これにより、軸受保持部材15hのスベリ軸受部15h2に対する軸部15a1(玉軸受15m)の径方向の位置が精度よく定められて、上述した受部15h1の弾性によって玉軸受15mの振動を防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
また、本実施の形態1では、フレーム15gに対して着脱可能に構成された軸受保持部材15hを、玉軸受15mとともに、回転軸方向両端部にそれぞれ設置した。
これに対して、フレーム15gに対して着脱可能に構成された軸受保持部材15hを、一方の回転軸方向端部にのみ設置することもできる。詳しくは、図10に示すように、玉軸受15m(転がり軸受)は、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられる。そして、軸受保持部材15hは、回転軸方向両端部のうち、潤滑剤供給ローラ15aに回転駆動力が入力される駆動側ではない非駆動側(図10の右方である。)の回転軸方向端部にのみ設けられる。
また、フレーム15gは、回転軸方向両端部のうち駆動側(図10の左方である。)の回転軸方向端部に、軸受保持部材15hと同等に構成された軸受保持部15g1が一体的に形成されている。すなわち、フレーム15gの駆動側には、軸受保持部材15hと同様に玉軸受15mを挟む方向に付勢する受部を有する軸受保持部15g1が形成されている。さらに換言すると、非駆動側ではフレーム15gに対して軸受保持部材15hが着脱可能に設置されていて、駆動側ではフレーム15gに対して軸受保持部材15hが着脱できないように軸受保持部15g1として一体的に設置されていている。
このような構成により、駆動側では、軸受保持部15g1が形成されるフレーム15gの部品精度を高めることで、フレーム15g単体として、玉軸受15mとフレーム15g(軸受保持部15g1)との間に隙間を生じにくくすることができるため、上述した受部15h1の弾性によって玉軸受15mの振動を防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。特に、先に説明したように、駆動側では非駆動側に比べて、玉軸受15mが隙間内で振動する現象が生じやすいため、この図10に示した構成が有用になる。また、この図10に示した構成によれば、一方の回転軸方向端部ではフレーム15gに対して軸受保持部材15hが着脱可能に構成されているため、他方の回転軸方向端部ではフレーム15gに対して軸受保持部15g1が一体化されていても、潤滑剤供給装置15(フレーム15g)に対して潤滑剤供給ローラ15aを組付けたり取り外したりすることが可能になる(メンテナンスをおこなうことが可能になる)。
また、本実施の形態1では、軸受保持部材15hの受部15h1が、玉軸受15mの外輪に直接的に当接するように構成した。
これに対して、図11(A)に示すように、軸受保持部材15hの受部15h1が、弾性部材15xを介して、玉軸受15mの外輪に間接的に当接するように構成することもできる。すなわち、玉軸受15m(転がり軸受)の外輪と軸受保持部材15h(フレーム15gに対してネジ締結されている。)の受部15h1との間に、弾性部材15xを設置することができる。弾性部材15xとしては、例えば、ゴム材料、板バネなどで形成されたものを用いることができる。
このように、弾性部材15xを設けることで、受部15h1の弾性を補完するように弾性部材15xが作用することになるため、フレーム15gと軸受保持部材15hとの間や、玉軸受15mと軸受保持部材15hとの間などに、隙間が形成されにくくなる効果がさらに確実に発揮されることになる。したがって、潤滑剤供給ローラ15aの回転にともない玉軸受15m自体が図11の上下方向に振動してしまう不具合をさらに確実に軽減することができる。
また、図11(B)に示すように、玉軸受15m(転がり軸受)の外輪とフレーム15gとの間に、弾性部材15xを設置した場合であっても、同じような効果が発揮されることになる。
また、図12に示すように、本実施の形態1において、軸受保持部材15hに、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)の軸部15a1が隙間をあけて挿入される貫通穴部を形成することもできる。
詳しくは、図12に示すように、軸受保持部材15hは、本実施の形態のものと同様に、受部15h1から離れた座部15h3の位置で、ネジ15vによってネジ締結によりフレーム15gに固定されている。そして、軸受保持部材15hのスベリ軸受部15h2における貫通穴部(穴径がBに設定されている。)は、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1に対して、0.01〜0.1mm程度の隙間が形成されるように構成されている。すなわち、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1の外径Eに比べて、スベリ軸受部15h2における貫通穴部の穴径Bが、大きくなるように形成されている(B>E)。したがって、スベリ軸受部15h2は、いわゆる「スベリ軸受」としては、ほとんど機能しないことになる。
このように構成することにより、スベリ軸受部15h2が潤滑剤供給ローラ15aの軸部15aにしっかりと嵌合(保持)された状態ではなくなるため、軸受保持部材15hは、ネジ締結によってフレーム15gに接触して固定された座部15h3の部分と、フレーム15gに接触していない自由端側の部分と、の境界部分を基点として弾性変形しやすくなる。したがって、その基点から離れた受部15h1が、充分な弾性によって付勢されて玉軸受15mに接触して、フレーム15gと軸受保持部材15hとの隙間や、軸受保持部材15hと玉軸受15mとの隙間が軽減されることになるため、玉軸受15mの振動を抑えることができる。
また、スベリ軸受部15h2における貫通穴部と潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1との間に隙間を設けない場合に比べると、軸受保持部材15hが弾性変形する範囲が広がるため、軸受保持部材15hに応力集中による破損が生じたり、永久歪が生じたりする不具合も軽減することができる。
また、図13、図14に示すように、本実施の形態1において、軸受保持部材15hの受部15h1に、玉軸受15m(転がり軸受)の外輪に接触する略半球状の突起部15h10を形成することもできる。
詳しくは、図13、図14に示すように、2つの受部15h1(起立部)には、それぞれ、玉軸受15m(外輪)の回転軸方向のほぼ中央位置に略点接触するように、付勢方向に突起する略半球状の突起部15h10が形成されている。すなわち、受部15h1は、玉軸受15m(外輪)に対して、面接触するのではなくて、突起部15h10が点接触するような状態になる。
このように構成することで、受部15h1が玉軸受15m(外輪)の角部(回転軸方向端部)に片当りしてしまって、玉軸受15mを狙いの付勢方向(図13の垂直方向上方に向かう方向である。)に付勢できなくなってしまう不具合を防止することができる。また、受部15h1が面接触する場合に比べて、玉軸受15mとの間に生じる摩擦抵抗を減ずることができるため、玉軸受15mをロスなく効率的に付勢することができる。さらに、突起部15h10が略半球状に形成されているため、玉軸受15mを付勢するために弾性変形する受部15h1の姿勢によらず、玉軸受15mに対して受部15h1が安定的かつ確実に点接触することになる。
したがって、フレーム15gと軸受保持部材15hとの隙間や、軸受保持部材15hと玉軸受15mとの隙間がさらに確実に軽減されて、玉軸受15mの振動がさらに確実に抑えられることになる。
なお、ここまで、対向装置としての潤滑剤供給装置15における特徴的な構成について説明したが、対向装置としてのクリーニング装置14にも同じような特徴的な構成が採用されている。詳しくは、図示は省略するが、ローラ部材としてのクリーニングローラ14bの回転軸方向両端の軸部にそれぞれ玉軸受(転がり軸受)が挿入(圧入)されていて、その玉軸受を介してクリーニングローラ14bがクリーニング装置14に保持されている。さらに、潤滑剤供給装置15におけるフレーム15g、軸受保持部材15h、シール部材15nなどの構成も、クリーニング装置14で同様に採用されている。
これにより、クリーニング装置14においても、上述した種々の効果と同様の効果が発揮されることになる。
以上説明したように、本実施の形態1によれば、感光体ドラム11(像担持体)に摺接するローラ部材としての潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)における回転軸方向端部の軸部15a1に玉軸受15m(転がり軸受)を挿入して、その玉軸受15mをフレーム15gとの間に外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材15hを、フレーム15gに対して着脱可能に設置している。そして、玉軸受15mは、軸受保持部材15hにおいて玉軸受15mの外輪に当接する受部15h1により、玉軸受15mを挟み込む方向であってフレーム15gの側に付勢されている。
これにより、フレーム15gと軸受保持部材15hとの間や、玉軸受15mと軸受保持部材15hとの間などに、隙間が形成されて、潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)の回転にともない玉軸受15m自体がその隙間の範囲内で振動してしまう不具合を軽減することができる。
<実施の形態2>
図15にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図15は、実施の形態2における潤滑剤供給装置の幅方向端部を示す拡大図である。また、図16は、別形態としての潤滑剤供給装置の幅方向端部を示す拡大図であって、前記実施の形態1における図6に相当する図である。
本実施の形態2における潤滑剤供給装置15(対向装置)は、玉軸受15mにおいてボール13m3が自由に移動しにくくなるように外輪13m1が位置決めされた状態の玉軸受15mの内輪13m2を潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)とともに回転軸方向に付勢している点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
本実施の形態2における潤滑剤供給装置15(対向装置)も、前記実施の形態1のものと同様に、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)、固形潤滑剤15b、玉軸受15m、フレーム15g、軸受保持部材15h、などで構成されている。また、本実施の形態2においても、前記実施の形態1のものと同様に、軸受保持部材15hには、玉軸受15m1を図15の上方に付勢する受部15h2が形成されている。
また、本実施の形態2においても、前記実施の形態1のものと同様に、玉軸受15mは、外輪15m1、内輪15m2、ボール15m3等で構成されている。
ここで、本実施の形態2における潤滑剤供給装置15は、図15に示すように、従動側において軸受保持部材15hがフレーム15gに対してネジ15vの締結によって固定されている。また、軸受保持部材15hには、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1を覆うように、カバー部15h3が形成されている。
また、図15を参照して、本実施の形態2において、玉軸受15mは、外輪15m1がフレーム15gに当接(嵌合)して、フレーム15gに対する外輪15mの回転軸方向(図15の左右方向である。)の位置が定められている。具体的に、玉軸受15mの外輪15m1は、フレーム15gの凹部に嵌合されていて、そのフレーム15gに対する回転軸方向の位置が定められている。
また、玉軸受15mは、内輪15m2が潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)の軸部15a1に嵌合して、潤滑剤供給ローラ15aに対する内輪15m2の回転軸方向の位置が定められている。具体的に、玉軸受15mの内輪15m2は、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1に圧入されていて、その潤滑剤供給ローラ15aに対する回転軸方向の位置が定められている。
そして、図15を参照して、本実施の形態2における潤滑剤供給装置15には、玉軸受15mの内輪15m2を潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)とともに回転軸方向一端側(図15の左方である。)に向けて付勢する付勢手段15zが設けられている。
このように付勢手段15zを設けるのは、玉軸受15mの外輪15m1とボール15m3との間や、玉軸受15mの内輪15m2とボール15m3との間に、隙間がある場合に、潤滑剤供給ローラ15aの回転にともないボール15m3がその隙間の範囲内で振動して、玉軸受15mが振動してしまう不具合が生じる可能性があるためである。そして、そのように玉軸受15mが振動してしまうと、潤滑剤供給ローラ15aに回転ムラが生じて、感光体ドラム11上に形成されるトナー像に画像濃度ムラが発生してしまうことになる。
これに対して、本実施の形態2では、図15に示すように、付勢手段15zによる付勢によって、玉軸受15mの内輪15m2が白矢印方向(図15の左方)に付勢されて、ボール15m3を白矢印方向に押動した状態で外輪15m1に当接させている。したがって、ボール15m3が外輪15m1と内輪15m2とによって回転軸方向に挟まれるように規制されて、玉軸受15m内でボール15m3が振動しにくくなる。そのため、上述したような不具合(ボール15m3が振動して、玉軸受15mが振動してしまう不具合である。)が確実に軽減されることになる。
さらに詳しくは、付勢手段15zは、軸受保持部材15h(カバー部材15h3)と、潤滑剤供給ローラ15aの軸部15a1の端面と、の間に設置された摺動体(又は,弾性体)である。
付勢手段15zとして剛性を有する摺動体を用いる場合には、特に、軸部15a1の端面との摺動による摩擦抵抗が小さくなるように付勢手段15zの材料を選定する必要があるとともに、白矢印方向に付勢される内輪15m2によってボール15m3が白矢印方向に押動された状態で外輪15m1に確実に当接するように付勢手段15zの回転軸方向の長さを設定する必要がある。
付勢手段15zとして弾性体を用いる場合には、弾性体として、例えば、ゴム材料、板バネなどで形成されたものを用いることができる。弾性体による弾性力によって、内輪15m2が潤滑剤供給ローラ15aとともに付勢されることになる。
なお、図16を参照して、本実施の形態2において、玉軸受15mの内輪15m2を付勢する付勢手段として、潤滑剤供給ローラ15a(ローラ部材)の軸部15a1に設置された従動カップリング15wに嵌合する駆動カップリング91を回転軸方向一端側(図16の右方であって、白矢印方向である。)に向けて付勢するスプリング92(圧縮スプリング)を用いることもできる。
詳しくは、駆動カップリング91は、装置本体1に設置された駆動モータ90のモータ軸に、回転軸方向に移動可能に設置されている。また、駆動モータ90のモータ軸には、駆動カップリング91を白矢印方向に付勢するスプリング92と、駆動カップリング91の白矢印方向の移動を規制する止め輪と、が設置されている。このような構成により、潤滑剤供給装置15が図16の右方から左方に移動されて装置本体1に装着されると、装置本体1の駆動カップリング91に、潤滑剤供給装置15の従動カップリング15wが嵌合することになる。このとき、付勢手段としてのスプリング92による付勢によって、玉軸受15mの内輪15m2が潤滑剤供給ローラ15aとともに白矢印方向(図16の右方)に付勢されて、ボール15m3を白矢印方向に押動した状態で外輪15m1に当接させることになる。したがって、上述した本実施の形態2のものと同様の効果が発揮されることになる。
このような効果を確実に発揮させるために、付勢手段としてのスプリング92による付勢力は潤滑剤供給装置15を全体的に白矢印方向に移動させない程度の大きさに設定するか、又は、付勢手段としてのスプリング92による付勢力によって潤滑剤供給装置15が白矢印方向に移動しないように規制するストッパ部を設けるか、することが好ましい。
以上説明したように、本実施の形態2によれば、感光体ドラム11(像担持体)に摺接するローラ部材としての潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)における回転軸方向端部の軸部15a1に設置される玉軸受15mは、外輪15m1がフレーム15gに当接してフレーム15gに対する外輪15m1の回転軸方向の位置が定められて、内輪15m2が潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)の軸部15a1に嵌合して潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)に対する内輪15m2の回転軸方向の位置が定められている。そして、玉軸受15mの内輪15m2を潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)とともに回転軸方向一端側に向けて付勢する付勢手段15z(92)が設けられている。
これにより、玉軸受15mの内輪15m2(又は外輪15m1)とボール15m3との間に隙間があっても、潤滑剤供給ローラ15a(又は、クリーニングローラ14b)の回転にともない玉軸受15m自体が振動してしまう不具合を軽減することができる。
なお、前記各実施の形態では、クリーニング装置14及び潤滑剤供給装置15を、感光体ドラム11及び帯電部12及び現像部13と一体化してプロセスカートリッジ10Yを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
これに対して、クリーニング装置14や潤滑剤供給装置15を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で装置本体1に交換可能に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部(クリーニング装置)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム11に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置15に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。さらには、前記各実施の形態における像担持体としての中間転写ベルト17に対して、潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置や、未転写トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング部19に対しても本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、潤滑剤供給ローラ15aとして芯金上に発泡弾性層が形成されたものを用いたが、潤滑剤供給ローラ15aとして芯金の外周に直毛状又はループ状のブラシ毛が巻装されたものを用いることもできる。その場合、ブラシ毛としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、塩化ビニル等の樹脂繊維を用いることができ、必要に応じてカーボン等の導電付与剤が混入された導電繊維を用いることができる。また、ブラシ毛は、長さ(毛足)が0.2〜20mm、ブラシ密度が2〜10万F/inch2のものを用いることができる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態と同様に玉軸受15m(転がり軸受)を設けることで、前記各実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、潤滑剤供給ローラ15aとクリーニングローラ14bとをそれぞれ玉軸受(転がり軸受)を介して装置に保持するように構成したが、潤滑剤供給ローラ15aのみを玉軸受(転がり軸受)を介して装置に保持するように構成することもできる。特に、潤滑剤供給ローラ15aは、感光体ドラム11と固形潤滑剤15bとに摺接していて大きな振動が生じやすいために、作像系全体において異常画像を軽減する方策としての寄与率が高くなる。
さらに、前記各実施の形態では、潤滑剤供給ローラ15aやクリーニングローラ14bに対して玉軸受(転がり軸受)を介して装置に保持するように構成したが、感光体ドラム11に接触する帯電ローラ(帯電部12)に対して玉軸受(転がり軸受)を介して帯電装置(対向装置)に保持するように構成することもできる。
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1 画像形成装置本体(装置本体)、
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ、
11 感光体ドラム(像担持体)、 12 帯電部、
13 現像装置(現像部)、
14 クリーニング装置(対向装置)、
14a クリーニングブレード、
14b クリーニングローラ(ローラ部材)、
15 潤滑剤供給装置(対向装置)、
15a 潤滑剤供給ローラ(ローラ部材)、
15b 固形潤滑剤(保護剤)、
15c 圧縮スプリング(付勢部材)、
15d 薄層化ブレード、
15g フレーム、
15g1 軸受保持部、
15h 軸受保持部材、
15h1 受部(起立部)、
15h2 スベリ軸受部、
15h3 座部、 15h30 穴部、
15m 玉軸受(転がり軸受)、
15n シール部材、
15v ネジ、
15w 従動カップリング。
特開2014−16390号公報

Claims (32)

  1. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、
    装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、
    を備え、
    前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、
    前記軸受保持部材は、
    前記ローラ部材の前記軸部が挿入されて前記フレームに篏合するスベリ軸受部を具備して、
    前記受部が、前記スベリ軸受部との境界部分を基点として弾性変形するように形成されたことを特徴とする対向装置。
  2. 前記軸受保持部材の前記受部は、前記転がり軸受の前記外輪に沿うように周方向の離れた位置にそれぞれ略円弧状に形成されて、前記スベリ軸受部との前記境界部分からそれぞれ起立する2つの起立部であることを特徴とする請求項1に記載の対向装置。
  3. 前記軸受保持部材は、前記受部の肉厚が、前記スベリ軸受部の肉厚に比べて薄くなるように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の対向装置。
  4. 前記軸受保持部材の前記スベリ軸受部は、前記ローラ部材の前記軸部が挿入される内径部の直径が、前記軸部が挿入される方向に沿って連続的に漸減するように形成されて、前記軸部が圧入されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の対向装置。
  5. 前記軸受保持部材は、前記フレームに対してネジ締結によって固定されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の対向装置。
  6. 前記軸受保持部材は、前記ローラ部材の前記軸部が隙間をあけて挿入される貫通穴部を具備したことを特徴とする請求項5に記載の対向装置。
  7. 前記転がり軸受と前記軸受保持部材とは、前記ローラ部材における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、
    2つの前記軸受保持部材のうち、前記ローラ部材に回転駆動力が入力される駆動側の回転軸方向端部に設けられた軸受保持部材のみが、前記フレームに対してネジ締結によって固定されたことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の対向装置。
  8. 前記転がり軸受は、前記ローラ部材における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、
    前記軸受保持部材は、前記回転軸方向両端部のうち、前記ローラ部材に回転駆動力が入力される駆動側ではない非駆動側の回転軸方向端部にのみ設けられ、
    前記フレームは、前記回転軸方向両端部のうち前記駆動側の回転軸方向端部に、前記軸受保持部材と同等に構成された軸受保持部が一体的に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の対向装置。
  9. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、
    装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、
    を備え、
    前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、
    前記軸受保持部材は、前記フレームに対してネジ締結によって固定され、
    前記転がり軸受と前記軸受保持部材とは、前記ローラ部材における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、
    2つの前記軸受保持部材のうち、前記ローラ部材に回転駆動力が入力される駆動側の回転軸方向端部に設けられた軸受保持部材のみが、前記フレームに対してネジ締結によって固定されたことを特徴とする対向装置。
  10. 前記軸受保持部材は、前記ローラ部材の前記軸部が隙間をあけて挿入される貫通穴部を具備したことを特徴とする請求項9に記載の対向装置。
  11. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、
    装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、
    を備え、
    前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、
    前記転がり軸受は、前記ローラ部材における回転軸方向両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、
    前記軸受保持部材は、前記回転軸方向両端部のうち、前記ローラ部材に回転駆動力が入力される駆動側ではない非駆動側の回転軸方向端部にのみ設けられ、
    前記フレームは、前記回転軸方向両端部のうち前記駆動側の回転軸方向端部に、前記軸受保持部材と同等に構成された軸受保持部が一体的に形成されたことを特徴とする対向装置。
  12. 前記フレームは、前記転がり軸受の前記外輪に当接する部分が、前記転がり軸受の前記外輪に沿うように略円弧状に形成され、
    前記軸受保持部材と前記像担持体との間にシール部材を設置したことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の対向装置。
  13. 前記転がり軸受の前記外輪と前記軸受保持部材の前記受部との間に、又は、前記転がり軸受の前記外輪と前記フレームとの間に、弾性部材を設置したことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の対向装置。
  14. 前記軸受保持部材の前記受部は、前記転がり軸受の前記外輪に接触する略半球状の突起部を具備したことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載の対向装置。
  15. 前記転がり軸受は、玉軸受であることを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれかに記載の対向装置。
  16. 前記玉軸受は、前記外輪が前記フレームに当接して前記フレームに対する前記外輪の回転軸方向の位置が定められて、内輪が前記ローラ部材の前記軸部に嵌合して前記ローラ部材に対する前記内輪の回転軸方向の位置が定められ、
    前記玉軸受の前記内輪を前記ローラ部材とともに回転軸方向一端側に向けて付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項15に記載の対向装置。
  17. 前記付勢手段は、前記軸受保持部材と、前記ローラ部材の前記軸部の端面と、の間に設置された摺動体又は弾性体であることを特徴とする請求項16に記載の対向装置。
  18. 前記付勢手段は、前記ローラ部材の前記軸部に設置された従動カップリングに嵌合する駆動カップリングを回転軸方向一端側に向けて付勢するスプリングであることを特徴とする請求項16に記載の対向装置。
  19. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、
    装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、
    を備え、
    前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、
    前記転がり軸受の前記外輪と前記軸受保持部材の前記受部との間に、又は、前記転がり軸受の前記外輪と前記フレームとの間に、弾性部材を設置したことを特徴とする対向装置。
  20. 前記軸受保持部材の前記受部は、前記転がり軸受の前記外輪に接触する略半球状の突起部を具備したことを特徴とする請求項19に記載の対向装置。
  21. 前記転がり軸受は、玉軸受であることを特徴とする請求項19又は請求項20に記載の対向装置。
  22. 前記玉軸受は、前記外輪が前記フレームに当接して前記フレームに対する前記外輪の回転軸方向の位置が定められて、内輪が前記ローラ部材の前記軸部に嵌合して前記ローラ部材に対する前記内輪の回転軸方向の位置が定められ、
    前記玉軸受の前記内輪を前記ローラ部材とともに回転軸方向一端側に向けて付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項21に記載の対向装置。
  23. 前記付勢手段は、前記軸受保持部材と、前記ローラ部材の前記軸部の端面と、の間に設置された摺動体又は弾性体であることを特徴とする請求項22に記載の対向装置。
  24. 前記付勢手段は、前記ローラ部材の前記軸部に設置された従動カップリングに嵌合する駆動カップリングを回転軸方向一端側に向けて付勢するスプリングであることを特徴とする請求項22に記載の対向装置。
  25. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    前記ローラ部材における回転軸方向端部の軸部に挿入された転がり軸受と、
    装置のフレームに対して着脱可能に設置されて、前記フレームとの間に前記転がり軸受を外輪の側から挟み込んで保持する軸受保持部材と、
    を備え、
    前記転がり軸受は、前記軸受保持部材において前記転がり軸受の前記外輪に当接する受部により、前記転がり軸受を挟み込む方向であって前記フレームの側に付勢され、
    前記転がり軸受は、玉軸受であって、
    前記玉軸受は、前記外輪が前記フレームに当接して前記フレームに対する前記外輪の回転軸方向の位置が定められて、内輪が前記ローラ部材の前記軸部に嵌合して前記ローラ部材に対する前記内輪の回転軸方向の位置が定められ、
    前記玉軸受の前記内輪を前記ローラ部材とともに回転軸方向一端側に向けて付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする対向装置。
  26. 前記付勢手段は、前記軸受保持部材と、前記ローラ部材の前記軸部の端面と、の間に設置された摺動体又は弾性体であることを特徴とする請求項25に記載の対向装置。
  27. 前記付勢手段は、前記ローラ部材の前記軸部に設置された従動カップリングに嵌合する駆動カップリングを回転軸方向一端側に向けて付勢するスプリングであることを特徴とする請求項25に記載の対向装置。
  28. トナー像が担持される像担持体に対向する対向装置であって、
    前記像担持体の表面に接触した状態で所定方向に回転するローラ部材と、
    外輪が装置のフレームに当接して前記フレームに対する前記外輪の回転軸方向の位置が定められて、内輪が前記ローラ部材の軸部に嵌合して前記ローラ部材に対する前記内輪の回転軸方向の位置が定められた玉軸受と、
    前記玉軸受の前記内輪を前記ローラ部材とともに回転軸方向一端側に向けて付勢する付勢手段と、
    を備えたことを特徴とする対向装置。
  29. 当該対向装置は、前記像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、
    所定方向に回転して前記像担持体に摺接する潤滑剤供給ローラと、
    前記潤滑剤供給ローラに圧接するように付勢部材によって付勢されるとともに、前記潤滑剤供給ローラに摺接する固形潤滑剤と、
    を備え、
    前記ローラ部材は、前記潤滑剤供給ローラであることを特徴とする請求項1〜請求項28のいずれかに記載の対向装置。
  30. 当該対向装置は、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、
    所定方向に回転して前記像担持体に摺接するクリーニングローラと、
    前記像担持体に当接するクリーニングブレードと、
    を備え、
    前記ローラ部材は、前記クリーニングローラであることを特徴とする請求項1〜請求項28のいずれかに記載の対向装置。
  31. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
    請求項1〜請求項30のいずれかに記載の対向装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  32. 請求項1〜請求項30のいずれかに記載の対向装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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