JP5349913B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潜像担持体上の静電潜像を現像装置により可視像化する複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。

図４に示すように画像形成装置の感光ドラム１と現像スリーブ１２とは、両者の間の微少なギャップであるＳＤギャップＧｓｄを一定に保持して配置されることにより、所定の現像を行うことができるようになっている。このＳＤギャップＧｓｄが変動すると、画像の濃度ムラ等の画像形成不良が発生する。

そこで、従来、感光ドラムと現像スリーブのギャップを一定にすべく、現像スリーブの両端にＳＤギャップ分だけ径が大きい位置決めコロを設け、このコロを感光ドラムに突き当てることでＳＤギャップが一定となるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１と同様な構成を図５に示す。図５に示すように現像スリーブ１２は、両端にベアリング２４を介して位置決めコロ２０が回転可能に保持されている。現像スリーブ１２の一端には現像スリーブ１２に回転の駆動力を与えるギア２３が設けられており、現像装置３の外から駆動力が入力されるようになっている。

ＳＤギャップＧｓｄは、現像スリーブ１２の両端に設けた位置決めコロ２０を感光ドラム外周面に当接させることにより、所定のＳＤギャップＧｓｄを保って現像スリーブ１２が配置されるようになる。

この場合、位置決めコロ２０は、ベアリング２４を介して設けられているので、位置決めコロ２０は、当接している感光ドラム１に伴って回転し、ベアリング２４の内周が現像スリーブ１２に伴って回転するようになっている。

位置決めコロ２０を感光ドラム１の外周面に突き当てるには、まず現像容器２２の後方にバネ１８の基端を取り付ける。そして、バネ１８の先端を画像形成装置本体に設けられた固定版１９に支持させることにより、現像装置３を感光ドラム１の方向に押し付けるようにしている。

図４のように現像装置３は現像スリーブ１２の使用により現像スリーブ１２のメンテナンス等が必要なときなどに、固定板１９を取り外すとガイド部材１３、１４に沿ってスライドさせて着脱できるようになっている。

このような感光ドラム１にＳＤコロを突き当て方式では、耐久や汚れによって位置決めコロ２０と感光ドラム１の間にトナーが入り込み、振動やＳＤギャップにより画像不良を発生させる。

そこで、図６、図７示すように感光ドラム１の同心円上に設けられ、現像スリーブ１２を感光ドラム１へ突き当てる方向（以下ＳＤ方向）の力を受けるＳＤ方向突き当てブロック１６に設ける構成も考えられている。
特開平０６−０６７５２５号公報

上述した従来のＳＤコロを感光ドラム１に直接突き当てる構成や、ＳＤ方向突き当てブロックに突き当てる構成のいずれの場合も、図６のように現像装置３を感光体に向けてに加圧する構成のでは、以下のような課題がある。即ち、現像装置３とガイド部材１３、１４の間には公差分の隙間が設けられているためガタが生じてしまう。そのため、図１０と図１１に示すように、現像装置３の位置が決まらない状態になり、結果、ＳＤコロの位置が決まらなくなってしまう。このように、現像装置３とガイド部材１３、１４の間のガタが原因でＳＤコロが振動が生じてしまいＳＤギャップを保障することが困難となってしまう。

上記課題を解決するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体を備えた現像装置であって、前記現像装置は、前記現像剤担持体の両端側にそれぞれ設けられ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間にギャップを形成するギャップ形成部材と、前記現像装置を前記像担持体に向けて加圧する加圧装置と、を備え、前記像担持体の両端側にそれぞれ配置され、前記現像装置が前記加圧装置により加圧されることで前記ギャップ形成部材が突き当てられる第１被突き当て部と、
前記像担持体の両端側にそれぞれ配置され、前記現像装置が前記加圧装置により加圧されることで、前記第１被突き当て部とは異なる位置でギャップ形成部材が突き当てられる第２被突き当て部と、を備え、前記第１被突き当て部における前記ギャップ形成部材が当接する位置における接線と、前記第２被突き当て部における前記ギャップ形成部材が当接する位置における接線が鋭角となるように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体に対して現像剤担持体をガタなく高精度に位置決めしながら、像担持体と現像剤担持体とのギャップを高精度に保証することができる。

（実施例１）
［画像形成装置］
本実施例での画像形成装置を図３に示す。本実施例の画像形成装置は、画像読取部８で原稿の画像を読み取る。そして、読み取られた画像データに基づいたコントローラ（図示せず）からの指令により、画像書き込み部９が像担持体としての感光ドラム１の表面を露光することで感光ドラム１上に静電潜像を形成する。感光ドラム１は、装置本体に回転可能に支持されており、略円筒状である。なお、露光の前に、感光ドラム１の表面が帯電装置としての帯電器２により所定の電位に一様に帯電させられており、一様に帯電させられた感光ドラム１上に、画像書き込み部９からレーザー光等を照射することにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置３のトナーにより現像され、その後、現像されたトナー画像が感光ドラム１の回転により転写装置４との対向部へ搬送される。

現像されたトナー画像の搬送に対応して、ピックアップローラ３２により用紙３９が用紙カセットから１枚づつ給紙されるとともに、レジストローラ対３５によってタイミングを取って感光ドラム１と転写装置４との対向部へ搬送される。そして、用紙３９が感光ドラム１と転写装置４との対向部を通過する際に、感光ドラム１上の現像されたトナー画像が転写装置４により用紙３９の上に転写される。

トナー画像が転写された用紙３９は、所定の搬送装置により定着ローラ対７の位置に搬送され、定着ローラ対７で圧接されるとともに、ローラ内に設けられたヒーターにより加熱されて、用紙３９上のトナーが用紙３９に溶融定着させられる。その後、トナー画像が定着させられた用紙３９は、排紙ローラ１１により装置本体外部のトレー１５に収納され一連の画像形成プロセスが終了する。

［現像装置］
次に、現像装置３の加圧構成について図１、図２を用いて詳しく説明する。

現像装置３の現像スリーブ１２には、両端にベアリング２４を介してギャップ形成部材としての位置決めコロ２０が回転可能に保持されている。現像剤担持体としての現像スリーブ１２は、感光ドラム１と現像スリーブ１２が対向する現像位置にて感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する構成となっている。

また、現像スリーブ１２は現像容器２２に対してはベアリング２１を介して回転可能に保持されている。現像スリーブ１２の一端には現像スリーブ１２に回転の駆動力を与えるギア２３が設けられており、側板１７に固定された駆動源２９から駆動力が入力されるようになっている。

現像スリーブ１２の位置は、位置決めコロ２０を突き当てブロック３０及びＳＤ方向突き当てブロック１６の高精度面Ｓにバネホルダー２７で加圧することで決まる。現像容器２２は、現像スリーブ１２を中心として回転しないように、ガイド部材１４によって回転方向が規制される。

ＳＤ方向突き当てブロック１６は、感光ドラム１と同心円上で感光ドラム１の径よりもＳＤギャップ分だけ径が大きい形状となっている。

ＳＤ方向突き当てブロック１６は、側板１７に固定されている。また感光ドラム１も図示しないベアリングを介して側板１７に回転可能に保持されている。したがって感光ドラム１とＳＤ方向突き当てブロック１６との介在部品は少ないため、感光ドラム１の表面からＳＤ方向突き当てブロック１６の高精度面Ｓまでの寸法精度は保証されている。また、高精度面Ｓはドラム表面と同心円状に設けられているため、突き当てブロック３０の位置が多少上下しても、コロが高精度面Ｓに突き当たってさえいればＳＤギャップＧｓｄは保証される。

このように位置決めコロ２０を突き当てブロック３０とＳＤ方向突き当てブロック１６の２面に突き当てて決めることでガタや変形がなく、現像スリーブ１２の位置を高精度に決めることができる。

現像装置３を装置本体に加圧解除するバネ１８は、片端が固定板１９に固定されており、他端にはバネホルダー２７が固定してある。バネホルダー２７はバネホルダーガイド２５、２６によって側板１７に対して加圧方向にスライド可能に保持されている。メンテナンスの時は固定板１９を側板１７から取り外すことによって現像装置３が着脱可能になっている。図８に示すように現像装置３の着脱方向は水平（Ａ方向）である。

図１２は現像装置３が装置本体にない状態を示している。この状態から図１３のように現像装置３を矢印方向に挿入していき、位置決めコロ２０をＳＤ方向突き当てブロック１６に突き当てる（図１４）。その後、作業者は固定板１９、バネ１８、バネホルダーが一体的に保持された加圧部材を保持して、図１５に示すように現像装置３を感光ドラム１の方向へ加圧していき、固定ビス５０で固定板１９を締結する（図２）。

［突き当て部材］
本実施例の特徴部分を説明する。本実施例では、図８のように位置決めコロ２０はそれぞれ、突き当てブロック３０の面と、ＳＤ方向突き当てブロック１６の高精度面Ｓが断面が略Ｖ字形状を形成しており、現像容器はこのＶ字形状に食い込むように加圧されている。即ち、バネ１８により現像装置３が加圧された際に、位置決めコロ２０はＳＤ突き当てブロック１６及び突き当てブロック３０の両方に当接される。そして、位置決めコロ２０はＳＤ突き当てブロック１６に当接したときに生じる反力Ｆ１の分力により突き当てブロック３０に対して加圧されることで位置が決めがなされる。こうして、位置決めコロ２０が感光ドラム１に位置決めされている。

ここで、ＳＤ方向突き当てブロック１６は、感光ドラム１と略同一半径の同心円の曲面を有し、現像スリーブ１２の両端側に設けられた位置決めコロ２０がそれぞれ突き当たる第１の突き当て面を有する第１被突き当て部材である。また、突き当てブロック３０は、現像スリーブ１２の両端側に配置され、位置決めコロ２０がそれぞれ突き当たる第２の突き当て面を有する第２被突き当て部材である。

突き当てブロック３０は、加圧装置により位置決めコロ２０が加圧される向きと略平行であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。

本実施例では、図８のように、前記加圧手段（加圧装置）としてのバネ１８による現像容器２２は感光ドラム１に向けて加圧されている。このとき、バネ１８が現像容器２２を加圧する向きＦは、感光ドラム１の回転中心と現像スリーブ１２の回転中心とを結んだ直線に対して交差する方向となっている。こうすることで、位置決めコロ２０がＳＤ方向突き当てブロック１６に突き当たった際に生じる反力Ｆ１の向きが加圧手段による加圧する向きに対して傾く構成となる。このため、位置決めコロ２０に生じる反力Ｆ１により、位置決めコロ２０が突き当てブロック３０に対して加圧される。更に、位置決めコロ２０は、反力Ｆ１により突き当てブロック３０に対して加圧することで突き当てブロック３０から反力Ｆ２を受けて位置決めされる構成とすることができる。

また、バネ１８により現像容器２２が加圧された際に、位置決めコロ２０が少なくとも突き当てブロック３０もしくはＳＤ方向突き当てブロック１６のいずれか一方に当接される。更に、位置決めコロ２０は、突き当てブロック３０もしくはＳＤ方向突き当てブロック１６のうち、少なくとも一方に当接したときに生じる反力により他方に向けて加圧されればよい。本実施例では、位置決めコロ２０は、ＳＤ方向突き当てブロック１６に突き当たる構成となっているが、これに限らない。例えば、バネ１８により位置決めコロ２０が突き当てブロック３０に突き当たることで、位置決めコロ２０が突き当てブロック３０から反力を受け、この反力でＳＤ方向突き当てブロック１６に加圧される構成であっても良い。

次に、位置決めコロ２０にかかる力の釣り合いについて述べる。

バネ１８によってバネホルダー２７が位置決めコロ２０を加圧する力をＦとし、Ｆの値を片側２４Ｎとすると現像装置３をメンテナンスするときに作業者が固定板１９を保持するのに必要な力は４８Ｎである。

ＳＤ突き当てブロック１６から位置決めコロ２０が受ける垂直抗力Ｆ１、
突き当てブロック３０は位置決めコロ２０に対する垂直抗力をＦ２、
とし、
Ｆ１とＦ２のなす角度をθ１
ＦとＦ２のなす角度をθ２
とする。

今、Ｆ２が現像着脱方向（Ａ方向）と成す角度が９０°になるように突き当てブロック３０が配置されている。こうすることで、突き当てブロック３０が現像装置３の着脱を阻害することなく、現像装置３を装置本体から容易に着脱できる。

ここで、図９は、位置決めコロ２０が加圧装置により加圧されてつりあった状態における、突き当てコロにかかる力の釣り合いのベクトル図である。

本実施例では、
θ１＝１２６．７°
θ２＝９０°
すなわちθ１＞θ２
となるように突き当てブロック３０を配置している。

すると
Ｆ１＝２４Ｎ／ｓｉｎ（１８０−１２６．７）°＝３０Ｎ
となり
Ｆ＜Ｆ１
が達成され、バネ１８の力を大きくすることなく必要な付勢力を得ることができる。

一般に、図９のように力のつりあいのベクトル図である三角形ＨＩＪを考えると、Ｆ＜Ｆ１となるためには、∠ＨＩＪ＜∠ＩＪＨである。

即ち、（１８０°−θ１）＜（１８０°−θ２）となり、θ１＞θ２であれば、Ｆ＜Ｆ１とすることができる。

このように、バネ１８の力を小さくすることができため、サービスマンが現像装置を着脱する際に小さな力で現像装置を着脱することができ、メンテナンス性を向上することができる。

以上、本実施例では、位置決めコロ２０がＳＤ方向突き当てブロック１６及び突き当てブロック３０の両方から挟まれるように加圧保持される構成としている。こうすることで、位置決めコロをガタが生じることなく保持することができるとともに、現像スリーブ１２と感光ドラム１のＳＤギャップを一定に保持することが可能となる。

尚、本実施例では、ＳＤ方向突き当てブロック１６を例に説明したが、ＳＤ方向突き当てブロック１６を設けずに位置決めコロ２０を感光ドラム１に対して直接当接させてもよい。この場合、位置決めコロ２０が当接する感光ドラム１の表面が、位置決めコロ２０が突き当たる第１の突き当て面となる。

（実施例２）
本実施例の説明をする。本実施例と実施例１と異なっている点は、突き当てブロック３０が配置される位置のみが異なっている。それ以外は、実施例１と同じである。

本実施例では、図１６に示すように、現像器を脱する方向であるＡ方向と、突き当てブロック３０から受ける反力Ｆ２の成す角度φとすると、０°＜φ＜９０°となるように突き当てブロック３０が配置されている。

このとき、θ１＞θ２が満たされていれば、Ｆ＜Ｆ１となり、現像器の着脱を容易に行うことができるのは実施例１と同じである。図１７に示しようにθ１＞θ２であってもＡ方向とＦ２の成す角度が９０°以上であると、現像器を着脱する際に突き当てコロ２０が突き当てブロック３０に引掛り、着脱性が悪化してしまう。

このように、本実施例では、現像器を脱する方向であるＡ方向と、突き当てブロック３０から受ける反力Ｆ２の成す角度φとすると、０°＜φ＜９０°となるように構成することで、実施例１の効果に加え、現像装置の着脱性の向上を図ることができる。

本発明にかかる実施例の側面図 本発明にかかる実施例の上面図 画像形成装置を示す概略断面図 従来例の側面図 従来例の上面図 その他従来例の側面図 その他従来例の上面図 突き当てコロにかかる力のベクトル図 突き当てコロにかかる力の釣り合いのベクトル図 従来の課題を示した図 従来の課題を示した図 本発明の現像器の着脱を表した図 本発明の現像器の着脱を表した図 本発明の現像器の着脱を表した図 本発明の現像器の着脱を表した図 その他実施例として突き当てブロックの位置を示した図 現像器着脱性が悪化する例を示した図

符号の説明

１ 感光ドラム
３ 現像装置
１２ 現像スリーブ
１６ ＳＤ方向突き当てブロック
１７ 側板
１８ 加圧バネ
１９ 固定板
２０ 突き当てコロ
２１、２４ ベアリング
２２ 現像容器
２３ ギア
２５、２６ バネホルダーガイド
２７ バネホルダー
３０ 突き当てブロック

Claims (8)

1. 像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体を備えた現像装置であって、前記現像装置は、前記現像剤担持体の両端側にそれぞれ設けられ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間にギャップを形成するギャップ形成部材と、前記現像装置を前記像担持体に向けて加圧する加圧装置と、を備え、
   前記像担持体の両端側にそれぞれ配置され、前記現像装置が前記加圧装置により加圧されることで前記ギャップ形成部材が突き当てられる第１被突き当て部と、
   前記像担持体の両端側にそれぞれ配置され、前記現像装置が前記加圧装置により加圧されることで、前記第１被突き当て部とは異なる位置でギャップ形成部材が突き当てられる第２被突き当て部と、を備え、前記第１被突き当て部における前記ギャップ形成部材が当接する位置における接線と、前記第２被突き当て部における前記ギャップ形成部材が当接する位置における接線が鋭角となるように設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加圧装置により前記現像装置が加圧された際に、前記ギャップ形成部材は少なくとも前記第１被突き当て部もしくは前記第２被突き当て部のいずれか一方に当接したときに生じる反力により他方に加圧されるように前記第１被突き当て部及び前記第２被突き当て部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記加圧装置により前記ギャップ形成部材が加圧される力をＦ
   前記第１被突き当て部から前記突き当て部材にかかる反力をＦ１
   前記第２被突き当て部から前記突き当て部材にかかる反力をＦ２
   とし、
   Ｆ１とＦ２の成す角度θ１
   ＦとＦ２の成す角度θ２
   とすると
   θ１＞θ２
   となるように前記第１被突き当て部及び前記第２被突き当て部が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置は装置本体に着脱可能に設けられており、前記Ｆ２の方向と前記現像装置を装置本体から脱する方向との成す角度をφとすると、０°＜φ≦９０°となるように前記第１被突き当て部及び前記第２被突き当て部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第２被突き当て部は、前記加圧装置により前記ギャップ形成部材が加圧される向きと略平行となるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記加圧装置により前記ギャップ形成部材が加圧される向きが、前記像担持体の中心と前記突き当て部材の中心を結ぶ直線と交差する向きであることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記第１被突き当て部は、前記像担持体と同心円の表面を有し、前記像担持体の両端側に設けられた被突き当て部材であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記第１被突き当て部は、前記像担持体であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。

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