JP5748987B2 - 軸受保持器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受を内面に配置した軸受保持器およびこの軸受保持器を備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラムの周りに、感光体ドラムを帯電する帯電器、画像読取系から供給される画像情報に基づいたレーザビームを用いて感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光ユニット、このレーザ走査装置によって感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着して可視像を形成する現像器、感光体ドラム上のトナー像をシートに転写する転写ユニット、感光体ドラムとシートとを分離する分離装置、感光体ドラムをクリーニングするクリーナユニット、および、感光体ドラムの残留電荷を除電する除電装置等が順次配設されて構成される。

感光体ドラムの回転軸の両端は、画像形成装置の本体フレームに設けた軸受部材に軸支されている。そして、感光体ドラムの回転軸の両端は、感光体ドラムを本体フレームに対して着脱可能とするために、対応する軸受部材に着脱可能に挿通されている。

このような画像形成装置にあっては、例えば、感光体ドラムと現像器とのギャップが画像品質に大きく影響し、このギャップの偏差を所定範囲内に抑えることが重要となっている。このため、感光体ドラムは、感光体ドラム周りの諸装置に対して高精度に位置決めされる必要がある。

そこで、特別な固定手段を設けなくても、軸受本体をスラスト方向に位置決めして、軸受本体がスラスト方向へ移動することを阻止できるころ軸受が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２３２２７８号公報

電子写真式の画像形成装置においては、感光体ドラムの回転軸の端部は、軸受部材に対して着脱自在に挿通できるように、軸受部材との間に多少のクリアランスが設けられている。そのため、画像形成装置の組み立て後に、感光体ドラムがスラスト方向に変位する場合がある。いわゆるタンデム型カラー画像形成装置では、トナー像が転写される際には、シート上に各色の画像が正確に多重転写されることが重要であるが、感光体ドラムがスラスト方向に変位すると、この重なりがずれ、形成されたカラー画像に色ずれが生じる。また、複数の感光体ドラム間の平行度のずれも色ずれに関係する。

感光体ドラムの回転軸の端部と軸受部材との間のクリアランスを必要以上に詰めると、感光体ドラムの回転時の円滑性が低下する。また、感光体ドラムの回転軸の端部は、軸受部材を貫通する構成であるため、感光体ドラムの交換時に、軸受部材からの感光体ドラム回転軸の着脱の作業性の低下等を招く問題があった。この問題は、上記特許文献１では解決できないものである。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、感光体ドラム等の回転体を高精度に位置決めできるとともに、回転体の回転軸の軸受部材に対する着脱作業性に優れた軸受保持器を提供することにある。

本発明の軸受保持器は、回転体の回転軸の両端部に設けられ、回転軸を回転自在に支持し、一端部から他端部にかけて貫通している円筒状を呈している。また、本発明の軸受保持器は、軸受部材、複数の凹部および複数の凸部を備える。

軸受部材は、軸受保持器本体の内面に配置されていて回転軸を軸支する。複数の凹部は、軸受保持器本体の外周面上において周方向に沿って形成される。複数の凸部は、それぞれの凹部の間に形成される。複数の凸部は、回転軸を支持する支持板の孔に挿入されている、回転軸の方向を基準として、複数の凹部及び複数の凸部の長さは、支持板の厚さより長い。複数の凸部の外径は、支持板の孔の直径と等しい。

この構成における軸受保持器は、感光体ドラム回転軸に用いた場合に有用である。すなわち、ユーザが、感光体ドラム回転軸に対して感光体ドラムを着脱する際、および、軸受保持器に対して感光体ドラム回転軸を着脱する際に、軸受保持器の凹部によって軸受保持器全体が握りやすくなる。したがって、各部材の着脱時の作業性が向上するとともに各部材の着脱時の安全性も向上する。

また、軸受保持器の凸部によって、画像形成装置の本体フレームに対して軸受保持器が強固に保持される。したがって、感光体ドラム回転軸の回転によって生じる軸受保持器の連れ回りやスラスト方向への移動が阻止されるため、感光体ドラム回転軸を所定位置に支持することができる。

本発明における軸受保持器は、感光体ドラム等の回転体を高精度に位置決めできるとともに、回転体の回転軸の軸受部材に対する着脱作業性に優れる。

本発明の実施形態に係る軸受保持器を備える画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器が感光体ドラム回転軸の端部に取り付けられている状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器が本体フレームに挿入されている状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器における凹部にシボ加工が施されている状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る軸受保持器における凹部にローレット加工が施されている状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る軸受保持器を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００を備える画像形成装置１００の構成を示す図である。

画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色または単色の画像を形成するものである。画像形成装置１００は、原稿処理装置１２０、給紙部８０、画像形成部１１０および排紙部９０から構成されている。

原稿処理装置１２０は、原稿載置台１２１、原稿搬送装置１２２および原稿読取部１２３を有する。原稿載置台１２１は、透明ガラスからなり、原稿が載置可能な構成となっている。原稿搬送装置１２２は、原稿トレイに積載された原稿を１枚ずつ搬送する。また、原稿搬送装置１２２は、矢印１２４方向に回動自在に構成され、原稿載置台１２１の上を開放することにより原稿載置台１２１に原稿を置くことができるようになっている。原稿読取部１２３は、原稿搬送装置１２２で搬送中の原稿または原稿載置台１２２に載置された原稿を読み取る。

給紙部８０は、給紙カセット８１、手差し給紙カセット８２、ピックアップローラ８３およびピックアップローラ８４が設けられている。給紙カセット８１は、定形シートを蓄積しておくためのトレイである。手差し給紙カセット８２は、不定形シートを載置することができるトレイである。ピックアップローラ８３は、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路１０１に供給する。同様にピックアップローラ８４は、手差し給紙カセット８２の端部近傍に設けられ、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路１０１に供給する。

画像形成部１１０は、画像形成ステーション３１，３２，３３，３４、露光ユニット３０、中間転写ベルトユニット５０および定着ユニット７０から構成されている。画像形成ステーション３１，３２，３３，３４は、それぞれ感光体ドラム１０、帯電器２０、現像器４０およびクリーナユニット６０が設けられており、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。本実施形態では、画像形成ステーション３１について説明する。

感光体ドラム１０は、画像形成時に回転し、現像剤像を担持するためのものである。また、感光体ドラム１０の回転軸１２の端部には、軸受保持器２００が取り付けられている。軸受保持器２００については図２以降で説明する。感光体ドラム１０の周囲には、回転方向上流から帯電器２０、露光ユニット３０、現像器４０、中間転写ベルトユニット５０、クリーナユニット６０の順に配置されている。定着ユニット７０は、搬送路１０１上において画像形成部１１０の最も下流に位置する。

帯電器２０は、感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。

露光ユニット３０は、帯電された感光体ドラム１０を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。露光ユニット３０は、レーザ射出部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット３０は、レーザ光を走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム１０に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット３０としては、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書き込みヘッドを用いる手法も採用できる。

現像器４０は、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像をトナーにより顕像化するものである。

中間転写ベルトユニット５０は、中間転写ベルト５１、中間転写ベルト駆動ローラ５２、中間転写ベルト従動ローラ５３、中間転写ローラ５４および中間転写ベルトクリーニングユニット５５を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ５２、中間転写ベルト従動ローラ５３および中間転写ローラ５４は、中間転写ベルト５１を張架して回転駆動させる。また、中間転写ローラ５４は、感光体ドラム１０のトナー像を、中間転写ベルト５１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト５１は、感光体ドラム１０に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム１０に形成されたトナー像を中間転写ベルト５１に転写することによって、中間転写ベルト５１上にトナー像を形成する機能を有している。中間転写ベルト５１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム１０から中間転写ベルト５１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト５１の裏側に接触している中間転写ローラ５４によって行われる。中間転写ローラ５４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ５４は、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト５１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように感光体ドラム１０上で顕像化された静電潜像は中間転写ベルト５１で積層される。このように積層された画像情報は、中間転写ベルト５１の回転によって、用紙と中間転写ベルト５１との接触位置に配置される転写ローラ５６によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト５１と転写ローラ５６は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ５６にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ５６は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ５６もしくは中間転写ベルト駆動ローラ５２のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）としている。

また、上記のように、感光体ドラム１０に接触することにより中間転写ベルト５１に付着したトナーもしくは転写ローラ５６によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト５１上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット５５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット５５には、中間転写ベルト５１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト５１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ５３で支持されている。

クリーナユニット６０は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

定着ユニット７０は、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２を備えており、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。また加熱ローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写されたトナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。また、加熱ローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。

排紙部９０は、排紙トレイ９１および排紙ローラ９２を有する。定着ユニット７０を通過した用紙は、排紙ローラ９２を経て排紙トレイ９１に排出される。排紙トレイ９１は、印刷済みのシートを集積するためのトレイである。

また、両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７０を通過したシートの後端が排紙ローラ９２で把持されたときに、排紙ローラ９２が逆回転することによってシートを搬送ローラ１０２，１０３に導く。そしてその後レジストローラ１０４を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９１に排出される。

図２は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００が感光体ドラム回転軸１２の端部に取り付けられている状態を示す図である。

図２においては、軸受保持器２００が感光体ドラム回転軸１２の端部に取り付けられている状態を示すため、感光体ドラム１０を省略している。感光体ドラム１０に関連する部材として、感光体ドラム回転軸１２、駆動伝達ギア１４および軸受保持器２００が該当する。

感光体ドラム回転軸１２は、ビス穴１６を有する。ビス穴１６は、感光体ドラム１０を感光体ドラム回転軸１２に固定するために設けられた穴である。感光体ドラム１０の端部にはビス孔が設けられており、感光体ドラム１０のビス孔とビス穴１６とをビスで連結することにより、感光体ドラム１０を感光体ドラム回転軸１２に固定する。そして、感光体ドラム１０のビス孔とビス穴１６とのビスによる連結を解除すれば、感光体ドラム１０は感光体ドラム回転軸１２から脱離可能となる。

また、感光体ドラム回転軸１２は、感光体ドラム１０に挿入され、感光体ドラム１０を回転させる機能を有する。駆動伝達ギア１４は、図示しない駆動モータからの駆動力を感光体ドラム回転軸１２に伝達するためのギアである。軸受保持器２００は、一端部から他端部にかけて貫通している円筒状を呈している。また、軸受保持器２００は、感光体ドラム回転軸１２の両端にそれぞれ取り付けられ、本体フレーム１３０の固定位置に挿入され、感光体ドラム回転軸１２の位置決めをする機能を有する。

図３および図４は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００の構成を示す斜視図である。

軸受保持器２００は、軸受部材２１０、凹部２２０Ａ〜Ｄ、凸部２３０Ａ〜Ｄ、ストッパ２４０Ａ，Ｂおよび軸支持部材２５０Ａ，Ｂを備える。

軸受部材２１０は、軸受保持器２００の内面に配置されていて感光体ドラム回転軸１２を軸支する。感光体ドラム１０は、本発明の回転体に相当する。凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００の外周面上において周方向に沿って形成される。凸部２３０Ａ〜Ｄは、それぞれの凹部（例えば、凹部２２０Ａと凹部２２０Ｂ）の間に形成される。ストッパ２４０Ａ，Ｂは、軸受保持器２００の本体フレーム１３０への挿入時に、軸受保持器２００が本体フレーム１３０へ挿入されすぎるのを防止する機能を有する。軸支持部材２５０Ａ，Ｂは、軸受部材２１０に軸支された感光体ドラム回転軸１２を補助的に支持する機能を有する。

この構成では、ユーザが、感光体ドラム回転軸１２に対して感光体ドラム１０を着脱する際、および、軸受保持器２００に対して感光体ドラム回転軸１２を着脱する際に、軸受保持器２００の凹部２２０Ａ〜Ｄによって軸受保持器２００全体が握りやすくなる。したがって、各部材の着脱時の作業性が向上するとともに各部材の着脱時の安全性も向上する。

なお、本実施形態では、本発明の回転体として感光体ドラム１０を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。回転体としての他の例として、例えば、加熱ローラ７１や加圧ローラ７２が挙げられる。

図５は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００が本体フレーム１３０に挿入されている状態を示す斜視図である。

軸受保持器２００は、外周面上に凹部２２０Ａ〜Ｄを備えているため、仮に凸部２３０Ａ〜Ｄを備えていない場合において軸受保持器２００をそのまま孔１３２に挿入すると、凹部２２０Ａ〜Ｄに係る外径と孔１３２の直径とに差が生じる。そこで、凸部２３０Ａ〜Ｄを備えることにより、孔１３２の直径と凸部２３０Ａ〜Ｄに係る外径とをほぼ同じとすることができるため、軸受保持器２００が孔１３２に対してがたつきが生じることを防止することができる。

また、軸受保持器２００の凸部２３０Ａ〜Ｄによって、画像形成装置１００の本体フレーム１３０に対して軸受保持器２００が強固に保持される。したがって、感光体ドラム回転軸１２の回転によって生じる軸受保持器２００の連れ回りやスラスト方向への移動が阻止されるため、感光体ドラム回転軸１２を所定位置に支持することができる。

図６は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００の構成を示す断面図である。

凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００の外周面上において周方向に形成されるのであれば、軸受保持器２００における周方向の長さおよびその配置間隔はどのような態様であっても構わないが、図６に示すように、凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００における周方向の長さが全て等しく、かつ、等間隔に配置されると好ましい。

この構成では、ユーザが、感光体ドラム回転軸１２に対して感光体ドラム１０を着脱する際、および、軸受保持器２００に対して感光体ドラム回転軸１２を着脱する際に、軸受保持器２００の凹部２２０Ａ〜Ｄによって軸受保持器２００全体がさらに握りやすくなる。したがって、各部材の着脱時の作業性がさらに向上するとともに各部材の着脱時の安全性もさらに向上する。

また、凸部（本実施形態においては、２３０Ａ〜Ｄ）は、軸受保持器２００の外周面上においてその配置箇所は２箇所以上であれば何箇所であっても構わないが、図６に示すように、凹部２２０Ａ〜Ｄが、軸受保持器２００における周方向の長さが全て等しく、かつ、等間隔に配置されることに加えて、凸部２３０Ａ〜Ｄは、４箇所に配置されると好ましい。

この構成では、軸受保持器２００の外周面上における周方向において９０度間隔で凸部２３０Ａ〜Ｄが配置されるため、画像形成装置１００の本体フレーム１３０における孔１３２に対してバランスがよいので、軸受保持器２００が本体フレーム１３０に対してさらに強固に保持される。したがって、感光体ドラム回転軸１２の回転によって生じる軸受保持器２００の連れ回りやスラスト方向への移動が効果的に阻止されるため、感光体ドラム回転軸１２を所定位置に支持することができる。

さらに、凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００における周方向の長さはどのような態様であっても構わないが、図６に示すように、凹部２２０Ａ〜Ｄは、凸部２３０Ａ〜Ｄの長さよりも長く形成されていると好ましい。

この構成では、ユーザが、感光体ドラム回転軸１２に対して感光体ドラム１０を着脱する際、および、軸受保持器２００に対して感光体ドラム回転軸１２を着脱する際に、軸受保持器２００の凹部２２０Ａ〜Ｄによって軸受保持器２００全体がさらに握りやすくなる。したがって、各部材の着脱時の作業性がさらに向上するとともに各部材の着脱時の安全性もさらに向上する。

図７は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００における凹部２２０Ａ〜Ｄにシボ加工が施されている状態を示す斜視図である。

凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００の外周面上において周方向に沿って形成されていれば、それに加えて必須の条件はないが、図７に示すように、凹部２２０Ａ〜Ｄは、シボ加工が施されていると好ましい。

この構成では、ユーザが、感光体ドラム回転軸１２に対して感光体ドラム１０を着脱する際、および、軸受保持器２００に対して感光体ドラム回転軸１２を着脱する際に、軸受保持器２００の凹部２２０Ａ〜Ｄにおけるシボ加工よって手が滑り難くなる。したがって、各部材の着脱時の作業性がさらに向上するとともに各部材の着脱時の安全性もさらに向上する。

図８は、本発明の実施形態に係る軸受保持器２００における凹部２２０Ａ〜Ｄにローレット加工が施されている状態を示す斜視図である。

凹部２２０Ａ〜Ｄは、軸受保持器２００の外周面上において周方向に沿って形成されていれば、それに加えて必須の条件はないが、図８に示すように、凹部２２０Ａ〜Ｄは、ローレット加工が施されていると好ましい。

この構成では、ユーザが、感光体ドラム回転軸１２に対して感光体ドラム１０を着脱する際、および、軸受保持器２００に対して感光体ドラム回転軸１２を着脱する際に、軸受保持器２００の凹部２２０Ａ〜Ｄにおけるローレット加工によって手が滑り難くなる。したがって、各部材の着脱時の作業性がさらに向上するとともに各部材の着脱時の安全性もさらに向上する。

また、軸受部材２１０は、すべり軸受から構成されてもよいし、玉軸受から構成されてもよいし、ころ軸受から構成されてもよい。本実施形態に用いられる軸受部材２１０は、上記のように、軸受の種類が限定されないため、用途に応じて軸受の種類を任意に選択できる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ −感光体ドラム
１２ −感光体ドラム回転軸
１００ −画像形成装置
１１０ −画像形成部
２００ −軸受保持器
２１０ −軸受部材
２２０Ａ−凹部
２２０Ｂ−凹部
２２０Ｃ−凹部
２２０Ｄ−凹部
２３０Ａ−凸部
２３０Ｂ−凸部
２３０Ｃ−凸部
２３０Ｄ−凸部

Claims (10)

1. 回転体の回転軸の両端部に設けられ、前記回転軸を回転自在に支持する軸受保持器であって、
   一端部から他端部にかけて貫通している円筒状を呈し、
   前記軸受保持器本体の内面に配置されていて前記回転軸を軸支する軸受部材と、
   前記軸受保持器本体の外周面上において周方向に沿って形成される複数の凹部と、
   それぞれの前記凹部の間に形成される複数の凸部と、
   を備え、
   前記複数の凸部は、前記回転軸を支持する支持板の孔に挿入され、
   前記回転軸の方向を基準として、前記複数の凹部及び前記複数の凸部の長さは、前記支持板の厚さより長く、
   前記複数の凸部の外径は、前記支持板の孔の直径と等しく、
   前記凹部には、滑り止め加工が施されている、軸受保持器。
2. 前記凹部は、前記軸受保持器本体における周方向の長さが全て等しく、かつ、等間隔に配置される
   請求項１に記載の軸受保持器。
3. 前記凸部は、４箇所に配置される
   請求項２に記載の軸受保持器。
4. 前記凹部は、前記軸受保持器本体における周方向の長さが前記凸部の長さよりも長く形成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受保持器。
5. 前記凹部は、シボ加工が施されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受保持器。
6. 前記凹部は、ローレット加工が施されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受保持器。
7. 前記軸受部材は、すべり軸受から構成される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の軸受保持器。
8. 前記軸受部材は、玉軸受から構成される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の軸受保持器。
9. 前記軸受部材は、ころ軸受から構成される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の軸受保持器。
10. シート上に画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部に含まれる感光体ドラムの回転軸を軸支する請求項１〜９のいずれか１項に記載の軸受保持器と、
    を備える画像形成装置。

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