JPH0797256B2 - 画像形成装置のロ−ラ圧接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複写機，プリンタ等の画像形成装置の転写
装置や定着装置などに用いられる加圧ローラの圧接装置
に関する。

〔従来技術〕

一般に複写機やプリンタ等の画像形成装置における、像
担持体上のトナー像を圧力によって転写紙に転写する転
写装置、あるいは転写と同時に定着する装置や、記録紙
上の未定着トナー像を熱又は圧力によって定着させる定
着装置などにおいては、加圧ローラを像担持体や定着ロ
ーラと圧接させるための圧接装置が用いられている。

かかるローラ圧接装置の一例として、第23図に示すよう
な構成のものが知られている（実公昭57-34517号公報，
特表昭57-501348号公報参照）。すなわち、一方のロー
ラ101の軸102を保持体103に軸支させ、この保持体103の
一端にアーム104を係合軸105で軸着し、このアーム104
に他方のローラ106の軸107を、両ローラ101,106が対向
するように軸支させ、前記保持体103の他端とアーム104
の他端にボルト108を緩挿し、コイルばね109を介してナ
ット110で締め付け、前記ローラ101,106を所定の圧力で
圧接するように構成されたものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のローラ圧接装置では、上記のように、ローラ101,
106を軸支する保持体103やアーム104に対してローラ10
1,106の圧接荷重を直接付与しているので、保持体103や
アーム104などのローラ支持部材は、強大な荷重がかか
ることによる歪みや変形、あるいは破壊を防止するため
に、強度の大きな材料を用い、且つ肉厚を大きくするな
どの頑強な構造にすることが必要であった。そのためロ
ーラ圧接装置は大型化すると共に重量も大きくなるなど
の問題点があった。

本発明は、従来のローラ圧接装置における上記問題点を
解消するためになされたもので、小型，軽量なローラ圧
接装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記問題点を解決するため、本発明の画像形成装置のロ
ーラ圧接装置は、第１ローラと、第１ローラの両端を回
転自在に支持する第１ローラ軸受手段と、第１ローラに
圧接する第２ローラと、第２ローラの両端を回転自在に
支持する第２ローラ軸受手段と、前記第１ローラ及び第
２ローラがほぼ平行に対向して保持され、且つ第１ロー
ラ及び第２ローラの軸間隔が変動自在になるように前記
第１ローラ軸受手段と第２ローラ軸受手段との間隔を変
動自在に支持する支持部材と、前記第１ローラ軸受手段
に前記第２ローラ軸受手段を懸吊する第２ローラ懸吊手
段と、前記第２ローラ懸吊手段に作用して前記第１ロー
ラと前記第２ローラとを圧接せしめる加圧付与手段とを
備えている。

このように構成することにより、第１ローラ及び第２ロ
ーラの支持部材には強大なローラ圧接荷重は作用しなく
なるため、支持部材の材料，構造を簡略化することがで
き、ローラ圧接装置の小型，軽量化を計ることができ
る。

〔実施例〕

以下実施例について説明するが、まず最初に本発明が適
用される画像形成装置について説明する。第１図は、か
かる画像形成装置の一構成例の全体の構成を示すもので
あり、この構成例は、イオンフロー方式の記録ヘッドを
用いたプリンタとして構成したものである。すなわち矢
印方向に回転する誘電体ドラム51に、イオン流発生装置
を備える記録ヘッド52によって、記録すべき画像信号に
対応して変調されたイオン流をドット状に投射して静電
荷像を形成し、この静電荷像を現像装置53でトナーによ
り現像してトナー像を形成し、このトナー像を、記録紙
の搬送経路の下側に配置され、誘電体ドラム51の回動に
従動して回動する圧力転写ローラ54の圧力によって、前
記誘電体ドラム51と圧力転写ローラ54間に搬送される記
録紙57上に転写すると共に定着する。そしてドラム51と
ローラ54の圧接転写部において記録紙57に転写されずに
誘電体ドラム51上に残存するトナーは、クリーニングブ
レードを具えるトナー除去装置55により除去され、更に
除電装置56により誘電体ドラム51上の静電荷が除去され
て新たな静電荷像の形成に備えられるようになってい
る。

なお、記録紙57は給紙トレイ58に積層収納されており、
分離ローラ59によって一枚ずつ分離されて給紙ローラ60
により転写部に搬送されて、前述のようにトナー像が転
写，定着されるが、このトナー像が転写，定着された記
録紙57は排紙ローラ61により排紙トレイ62上に順次積層
されるように構成されている。

圧力転写ローラ54は、ばね及びカムにより、例えば約１
トンという大きな圧力で誘電体ドラム51に圧接されるよ
うに構成され、また誘電体ドラム51の軸線と圧力転写ロ
ーラ54の軸線とはある角度をもって交差するように構成
されており、これにより記録紙57は傾行しながら誘電体
ドラム51と圧力転写ローラ54との間を搬送されるように
なっている。

本発明に係るローラ圧接装置は、上記構成例の誘電体ド
ラム51と圧力転写ローラ54とからなる圧力転写同時定着
手段に適用されるものである。

次に本発明の実施例について説明する。第２図は、本発
明に係るローラ圧接装置の一実施例である圧力転写同時
定着装置の斜視図である。第３図は、第２図に示した装
置の画像形成装置本体に支持された状態における一部切
欠断面図であり、第４図は第２図に示した装置の左側面
図であり、第５図はその右側面図である。また第６図は
第２図に示した装置の下半分を上面から透視した図で
り、第７図は第２図の上面図である。

まず最初に主要構成要素である第１ローラとしてのドラ
ム１について説明する。ドラム１は第８図の分解斜視図
に示すように、表面を酸化処理したアルミニウム管の両
端部に段差部1bを持たせ、端面にはそれぞれ３ケ所にタ
ップを設けて形成したドラム本体1aと、該ドラム本体1a
の両端部に、焼ばめによって嵌合し、且つ３本のビスに
よって固定される前フランジ４と後フランジ３により構
成されている。両フランジ3,4は炭素鋼で形成されてお
り、それらのボス部3a,4aには、それぞれベアリング5,5
が圧入されていて、組み立て後のドラム１は、両ベアリ
ング5,5を支持することにより、自由に回転可能に構成
されている。

後フランジ３のボス部3aは、ベアリング５からドラム本
体1aと反対側に更に延長していて、該延長部に駆動用の
プーリー50が嵌合，固定されるようになっている。また
この後フランジ３には、軸芯部に貫通した穴3bが設けら
れている。

このドラム１を両端に設けたベアリング5,5で支持して
回転させた時、該ドラム１の表面の振れがある値以下
（例えば0.02mm以下）になるように、ドラム本体1aと両
フランジ3,4との嵌合部は高精度に作成されている。

後フランジ３には、その側面に第３図及び第８図で示さ
れているように、ドラムリング２が多数の皿ビスで固定
されている。ドラムリング２はドラム本体1aと同心的な
フランジ３の段部3dに嵌合して位置決めされており、そ
の外径2aはドラム本体1aの外径よりも小さく、且つフラ
ンジ３の最大外径部3cよりも大きく構成されている。そ
して該ドラムリング２は炭素鋼で形成されていて、焼き
入れ、焼きなましの熱処理が施されており、硬度はビッ
カースにしてＨ_v＝400°以上をもつようにされている。
このドラムリング２も、ベアリング5,5を支持してドラ
ム１を回転させたとき、第３図に示す、ドラムリング２
のフランジ３の外径部3cより突出した内側端面2bの軸方
向への振れが、ある値以下（例えば0.05mm以下）になる
ように、高精度に作成されている。

次に、前記ドラム１に対向して配設される第２ローラと
しての加圧ローラ６に関して説明する。第９図（Ａ）に
示すように、加圧ローラ６は、鋼管の両端部内周壁に段
差を設けてなる芯金７と、該芯金７の外周一端切欠部7b
を除く外周部7aに圧入されたデルリン等の合成樹脂から
なるパイプ6aと、前記芯金７の外周一端切欠部7bに圧入
された、前記パイプ6aの外径より大なる外径を有する加
圧リング９と、両端内側段部に圧入されたベアリング8,
8とで構成されている。

前記芯金７の外周部7aには軸方向にローレットが刻設さ
れており、該ローレット部に前記パイプ6aが圧入され
て、該パイプ6aは強固に取り付けられるようになってい
る。また前記加圧リング９は、前記芯金７の外周一端切
欠部7bの径方向面7cと、この径方向面7cと同一面となっ
ている前記パイプ6aの端面に接触する位置まで圧入され
るようになっている。なおこの加圧リング９は炭素鋼で
構成され、焼き入れ・焼きなましの熱処理が施されてい
て、硬度はビッカースにしてＨ_v＝400°以上のものが用
いられている。

前記芯金７の内側段部に圧入された２つのベアリング8,
8を介して、該芯金７は回転自在に構成されているが、
その回転時におけるパイプ6aの外径の振れが所定値以下
になるように、パイプ6aの表面部が加工されており、面
精度も滑らかに加工されている。また加圧リング９は、
第９図（Ａ）においてＡで示した部分を拡大して表した
第９図（Ｂ）に示すように、側面の先端部分を軸に直角
な平面より多少パイプ6a側に傾斜するようにした傾斜側
面部9aを形成しており、ｔ₁は例えば2mmで、ｔ₂は例え
ば0.1〜0.2mmである。そして同様に２つのベアリング8,
8を介して加圧ローラ６を回転させたとき、前記傾斜側
面部9aの振れが一定値以下になるように作成されてい
る。

加圧ローラ６には、第３図及び第10図（Ａ）に示すよう
に、そのベアリング8,8に軸14が挿入され、該軸14の回
りに自在に回転できるように構成されている。また該軸
14にはその両端に平面部14a,14bが切欠形成されてい
て、該平面部14a,14bは互いにその平面が同一平面内に
あるように作成されている。そして、その一方の平面部
14aには、第10図（Ｂ）に示すように、Ｄ型嵌合穴を偏
心的に形成した偏芯カム12を、その嵌合穴を介して緊密
に回転不能に嵌合し、更にその外側から同じくＤ型嵌合
穴を形成したハンドル15を緊密に回転不能に嵌合してい
る。そして該ハンドル15の外側からプレート16を当て
て、該プレート16を前記軸14の端面に設けたタップ穴に
螺入したビスで締め付けハンドル15を固定している。一
方、軸14の他方の平面部14bには、同じくＤ型嵌合穴を
有する偏芯カム12を緊密に嵌合し、その外側に嵌合固着
したストッパリング17で軸14に固定している。このよう
に、これらのハンドル15,偏芯カム12,軸14は、組み立て
後には一体的に構成されている。

次に、このように構成されているドラム１及び加圧ロー
ラ６を保持する２枚のユニットフレーム18について説明
する。この各ユニットフレーム18は、第11図（Ａ）に示
すように、１枚の鉄板で形成されており、上部中央には
円形穴18a,下部には角穴18b,下端縁中央にはＵ字状溝18
cがそれぞれ形成されており、前記角穴18bは前記円形穴
18aと溝18cのセンターを結ぶ中心線に対して対称的に形
成されている。そして該角穴18bには、第11図（Ｂ），
（Ｃ）に示した、両側につば部13b,13cを有する樹脂製
の交叉軸受け13が、そのつば部13b,13cを介して上下方
向に摺動可能に嵌合されている。また該交叉軸受け13に
は、摺動嵌合部間の中心から偏った位置に、前記加圧ロ
ーラ軸14が回転可能に緊密に嵌合する大きさの円形穴13
aが形成されている。なお、前記交叉軸受け13のつば部1
3b,13cの厚みｔ₃,t₄は、それぞれ異なるように形成され
ており（例えばｔ₃＝1.5mm,t₄＝1mm）、そしてこのよう
な構成の交叉軸受け13を別の寸法のものに交換すること
により、後述の前記ドラム１に対する加圧ローラ６の交
叉角θは、容易に変えることができるようになってい
る。

２枚のユニットフレーム18,18の各円形穴18aには、ドラ
ム１に設けたベアリング5,5をそれぞれ支持するハウジ
ング19,20がビス止め固定される（第３図）。該ハウジ
ング19,20は、第12図（Ａ），（Ｂ）に示すように、ド
ラム１に圧入されたベアリング５と嵌合する内壁面20a
（19a）と、前記ユニットフレーム18の円形穴18aと嵌合
する、一方の端面に設けた環状突出部20b（19b）と、メ
インフレーム22（第３図参照）と嵌合する、他方の端面
に設けた環状突出部20c（19c）と、加圧ワイヤーを掛け
るための外周面に設けた溝20d（19d）がそれぞれ同心的
に形成されている。そして２枚のユニットフレーム18,1
8の円形穴18a,18aにそれぞれ環状突出部20b（19b）を嵌
合させたのち、２個のビスでハウジング20,19を固定す
るようにしている。

このようにしてハウジング19,20をそれぞれ取り付けた
２枚のユニットフレーム18,18は、ドラム1,加圧ローラ
６を挟むような位置関係で対向配置するものであるが、
この２枚のユニットフレーム18,18の間隔は、第13図に
示すマウント26,28及びタイプレート27により規定され
るようになっている（第３図参照）。マウント26,28
は、第13図に示すような形状を備えているもので、アル
ミニウムの押し出し材で形成されている。そして後述の
書き込みヘッドカートリッジの基板を支持する支持面26
a,28aが、その平面度がある値以下（例えば0.01mm以
下）に入るように高精度に仕上げ形成されている。また
前記マウント26,28のそれぞれの両端面には、前記支持
面26a,28aに対して垂直で且つ互いに平行に仕上げられ
ており、一つの端面に２つのタップが設けられていて、
前記ユニットフレーム18とマウント26,28とを固定する
ために使用されるようになっている。そして一方のマウ
ント26には後述のカートリッジの位置決めピン26bが、
支持面26aに垂直に圧入されている。また他方のマウン
ト28の支持面28aには、同じく前記カートリッジの側面
を前記位置決めピン26bに向けて押圧するばね片（図示
せず）が設けられている。

タイプレート27は、第13図に示すように、長方形の平板
の両端部を同じ方向に折り曲げたような形状をしてお
り、鉄板（厚さ2mm）で作成されている。前記折り曲げ
部には２個所にタップが設けられており、前記ユニット
フレーム18との固定に使用される。なお27aは加圧リン
グ９の一部挿入用切欠部である。

以上のように本実施例に係るローラ圧接装置は、２枚の
ユニットフレーム18,18にそれぞれハウジング19,20が固
定され、該ハウジング19,20の内周壁にドラム１のベア
リング5,5の外周部を嵌合保持し、そしてユニットフレ
ーム18,18間に、マウント26,28、及びタイプレート27が
挟まれて固定された状態で、骨組みが形成されている。

対向する２枚のユニットフレーム18,18の角穴18b（第11
図）には、それぞれ交叉軸受け13,13が組み立て後の外
側から嵌合するようになっているが、嵌合した状態にお
ける軸受け13,13の各円形穴13a,13aのセンター同士を結
ぶ軸線は、ドラム１の軸線と交叉する方向に嵌合される
ようになっている。この円形穴13aには加圧ローラ６の
軸14が貫通しており、ユニットフレーム18,18間で、該
軸14の回りに加圧ローラ６が回転自在に保持されるよう
になっている。これにより、組み立て状態において、ド
ラム１と加圧ローラ６の軸心は、第６図に示すように、
角度θで交叉するように構成されており、この実施例で
は交叉角θは45分に設定されている。

ユニットフレーム18の外側における軸14の一方側には、
第10図（Ａ）に示すように、前記偏芯カム12が固定され
ているが、第３図，第14図に示すように、該カム12の外
周面にはベアリング11を介してアーム10を回転自在に配
置し、その外側から偏芯カム12の外側面に接するように
ハンドル15を軸14の平面部14aに嵌合し、該軸14の端面
にビスで固定したプレート16により該ハンドル15を軸14
に固着している。

また軸14の他方側には、同様に該軸14に取り付けられて
いる偏芯カム12の外周面に、ベアリング11を介してアー
ム10を回転自在に嵌合し、該軸14に外側から取り付けた
ストッパリング17で偏芯カム12を押圧保持している。

次に偏芯カム12にベアリング11を介して嵌合したアーム
10の構造について説明する。第15図に示すように、アー
ム10は鉄製で、中心に設けた穴にベアリング11が圧入さ
れている。また該アーム10の左右両側には突出部が形成
されていて、該突出部の一方にはベアリング11の軸方向
と平行な穴10bが形成されており、他方の突出部にはベ
アリング11の軸方向と直角な穴10cが設けられている。
また軸14の両端に設けられている２個のアーム10は、そ
れぞれ殆ど同形であるが、ハンドル15が固定されている
方のアーム10には、その外側面にピン10aが設けられて
いる。

次にドラム１と加圧ローラ６とを加圧接触させるために
用いるプリテンション機構付のスプリング装置30とワイ
ヤー21について、第16図（Ａ），（Ｂ）を参照しながら
説明する。スプリング装置30はばね32を保持するボルト
31を備えており、該ボルト31は中空状のパイプ部31aと
該パイプ部31aの一端に二股に分岐したコ字状部31bとか
らなり、前記パイプ部31aの他端にはねじ部31cが設けら
れており、前記コ字状部31bの二股部にはそれぞれパイ
プ部31aの軸方向と直交するように穴31dが貫通形成され
ている。ボルト31のパイプ部31aには、その外周との間
に適度の隙間をもつ内径を有するばね32（ばね定数ｋは
この実施例では約35kgf/mm）を嵌合する。そしてパイプ
部31aのねじ部31cと係合するめねじを有するつまみ33を
パイプ部31aに螺合し、ばね32を押し縮め所定の力を受
けるようにする。この実施例では、ばね32が自由長より
約6mm押し縮められた状態でボルト31のコ字状部31bとつ
まみ33は、約210kgfの力を受けるようになっている。ば
ね32のこの所定の加圧状態でつまみ33が緩まぬように、
ビス33aを締め付けてつまみ33をねじ部31cに固定してい
る。

一方、ワイヤー21はその径がこの実施例では約3mmで、
前記ボルト31に挿通されており、その両端部には同形状
のおねじ34,34′がかしめにより取り付けられている。
一方のおねじ34は中央に該おねじ34と係合するタップを
有するコ字状のパッケージ35と係合している。そして更
に該パッケージ35を挟むように、ナット36が螺着されて
いる。前記パッケージ35は鉄材で形成されており、これ
と係合している一方のおねじ34と一体化されている。そ
して、このコ字状パッケージ35の底面35aが前記ボルト3
1のコ字状部31bの底面31eと対応し、またコ字状パッケ
ージ35の突出面35bは前記ばね32の一端面に対応するよ
うに組み合わされている。

以上のように構成したスプリング装置30とワイヤー21と
を、アーム10とハウジング20（19）とに組み付けるに
は、第14図に示すように、ワイヤー21の一端に設けた一
方のおねじ34′をまずアーム10の穴10cに緩く貫通させ
たのち、ダブルナット37,37′を先端に螺着して抜け止
めにする。次いでワイヤー21のほぼ中央部をハウジング
20（19）の溝部20d（19d）に巻きつけ、ボルト31のコ字
状部31bの二股部でアーム10の穴10bを設けた突出部を挟
み込み、コ字状部31bの穴31dとアーム10の穴10bに軸41
を同時に貫通させ、コ字状部31bの両外部で止め輪を嵌
め込んで、該軸41の抜け止めを行う。このようにしてボ
ルト31は軸41の回りにある角度だけ回転自在にアーム10
に連結される。

次に、ドラム１に加圧ローラ６を所定の力量で押し付け
る加圧操作について説明する。第17図は加圧前の各部の
状態を示しており、第18図は加圧時の各部の状態を示
す。前述のように、軸14の回りに回転自在な加圧ローラ
６は、該軸14を支える軸受け13が上下方向にのみ摺動可
能であるため、特定形状の軸受け13を選択することによ
り、ドラム１と所定の交叉角を保ったままの状態で、上
下動が可能である。

第17図において、一点鎖線で示されるハンドル15を、第
18図に示されている位置へ図において時計方向に回転さ
せると、第10図（Ａ）に示されるように、軸14と共に偏
芯カム12が軸14の軸心の回りに回転する。その結果、第
10図（Ｂ）に示す偏芯カムのセンターC2は、軸14のセン
ターC1の下方へ回り込んでくるようになる。偏芯カム12
には、アーム10が嵌合しているので、該アーム10もその
中心が軸14のセンターC1の下方に回り込み、第18図に示
す状態になる。

このアーム10の移動によって、このアーム10に係合して
いるワイヤー21に張力が生じ、ボルト31に組み込まれて
いるばね32は、つまみ33とパッケージ35の突出面35bと
の間に挟まれて押し縮められ、ばね32の端面がボルト31
のコ字状部31bから僅かに離れた状態になり、したがっ
てワイヤー21にはこのばね32により、例えば約210kgfの
張力が生じる。

このようにワイヤー21に210kgfの張力が生ずると、アー
ム10はその左右突出部をナット37,37′及び軸41を介し
て、それぞれ210kgfの力で引き上げられるので、軸14は
前記アーム10を介して片側で420kgfの力で、ハウジング
20,19の方向へ引き上げられる。したがって加圧ローラ
６は、全体として840kgfの力で、ドラム１に押し付けら
れることになる。なお、この際力を受けているのは、ド
ラム１及び加圧ローラ６自体、ハウジング19,20のワイ
ヤー21とベアリング５で挟まれた部分、ワイヤー21,ア
ーム10等の部材であり、ユニットフレーム18はこれらの
自重を受けるだけで、加圧力は全くかかっていない。

このような加圧操作を行う場合、ワイヤー21の長さと偏
芯カム12の偏芯量によって、ドラム１に対する加圧ロー
ラ６の正常な加圧が行われる場合と、行われない場合が
生ずる。例えば、偏芯カム12の偏芯量に対してワイヤー
21が長すぎる場合は、ワイヤー21には張力が生じない
か、あるいは発生しても、ワイヤー21自身の強性変形の
みで、ばね32の端面がボルト31のコ字状部31bから離れ
るには到らない。逆に、ワイヤー21の長さに比較して偏
芯カム12の偏芯量が大きい場合には、ばね32を押し縮め
すぎて、ばね32の端面とボルト31のコ字状部31bとの間
に大きな隙間が生じ、ばね32による力量が所定値、例え
ば210kgfを大きく越えたものになる可能性がある。この
場合は、当然ハンドル15を回すための力量も大きなもの
となる。

したがって、おねじ34′に螺合するダブルナット37,3
7′の位置を調整して、偏芯カム12の偏芯量に対してワ
イヤー21の長さを適正化して、適正なドラム１と加圧ロ
ーラ６との間の圧接力、すなわち適正なニップ圧を得る
ようにしている。

次に上記のように加圧した状態（第18図）から加圧しな
い状態にする場合、すなわちニップ部を解除する場合に
は、第18図に示す位置から第17図に示す位置へハンドル
15を反時計方向に回動する。このハンドル15の回動によ
りアーム10が移動し、ワイヤー21に対する張力が小さく
なっていき、そしてばね32の端面がボルト31のコ字状部
31bに接触した瞬間から、ワイヤー21に掛かる力はアー
ム10,軸14,加圧ローラ６の自重（数kgf）のみとなり、
ばね32による力量は掛からなくなる。更にアーム10が移
動すると、ドラム１と加圧ローラ６の間に隙間が生じ、
軸受け13の下面がユニットフレーム18に当接するまで軸
14は降下して停止する。

ハンドル15の回動可能範囲は、アーム10に設けられてい
るピン10a（第14図）と、ハンドル15に設けた２つの突
起15a,15bとの当接によって規制されている。すなわ
ち、加圧ローラ６をドラム１に加圧する場合には、ピン
10aに一方の突起15aが当たるまで、加圧を解除する場合
にはピン10aに他方の突起15bが当たるまで、ハンドル15
は回動可能になっている。

ところで、アーム10は偏芯カム12の回りにベアリング11
を介して回動自在に配置されているため、該アーム10に
設けたピン10aの位置が定まらず、したがってハンドル1
5の停止位置が定まらない状態が生ずる。本実施例で
は、このような状態になるのを防止するためと、ドラム
１と加圧ローラ６とのニップ圧がピークになる位置を少
しオーバーランした位置で、ハンドル15の突起15aがピ
ン10aに当接して停止し、該ハンドル15が逆回転しない
ようにするために、前記のようにワイヤー21の長さを調
整してドラム１と加圧ローラ６間に適正圧が発生するよ
うにしたのち、ピン10aが適正な位置にくるように調整
し、その後でワイヤー21のほぼ中央部を、第12図（Ｂ）
に示すようにハウジング20（19）に設けたタップ20e（1
9e）にビスをねじ込むことにより、ハウジング20（19）
に固定するものである（第３図参照）。これにより、偏
芯カム12との関係で加圧状態において該ピン10aが定位
置に維持されるようになっている。

ところで、ドラム１と加圧ローラ６とが加圧された状態
において、駆動プーリ50によりドラム１が回転すれば、
加圧ローラ６は軸14の回りに従動する。ドラム１と加圧
ローラ６の間には、この実施例では約840kgfの力が掛か
っているが、プリント用紙が１枚通過する時は、その用
紙の厚み分だけドラム１と加圧ローラ６とのニップ部が
押し広げられ、それによって大きな力が掛かる。このニ
ップ部を一つのばねとみなして、加圧ローラ６の変位方
向へのばね定数を考察してみる。まず、 ワイヤー21のばね定数;k_w（kgf/mm） ばね32のばね定数:k（kgf/mm） ドラムと加圧ローラの変位：α ワイヤーの張力０のときのワイヤの長さ:L ワイヤーの張力Ｐ₀のときのワイヤーの長さ:L₀ ワイヤーの張力Ｐ₁のときのワイヤーの長さ:L₁ とすれば、 Ｌ₀＝Ｌ＋Ｐ₀/k_w Ｌ₁＝Ｌ＋Ｐ₁/k_w この時、次式が成立する。

（Ｐ₁−Ｐ₀）/k＋（Ｌ−Ｌ₀）＝２α ∴（Ｐ₁−Ｐ₀）/k＋Ｐ₁Ｐ₀/k_w＝２α 系のばね定数をＫとすれば、 Ｋ＝（Ｐ₁−Ｐ₀）／α＝２・ｋ・ｋ_w／（ｋ_w＋ｋ） で示される。このＫの値は、ニップ部への用紙の突入時
の駆動系のトルクアップ、又は用紙が抜けるときの回転
変動，振動の大きさ等に影響を与える。したがってこの
Ｋの値は小さい程よい。そのためにはｋ_w,kは小さい程
よいことになるが、ｋ_wが小さすぎると張力によってワ
イヤーの伸びが大きくなり、それに伴って偏芯カム12の
偏芯量を大きくとる必要が生じるので、適度なｋ_wが必
要である。本実施例ではワイヤー21に一度張力を掛けて
戻し、ｋ_wを大きくし伸びを少なくして用いている。す
なわち、第19図に示すように、対切断荷重比と伸び率と
の特性曲線図で示すように、特性曲線Ａ（縦弾性係数Ｅ
＝11000kg/mm²）を持つ張力を掛けないワイヤーに、張
力を加えて特性曲線Ｂ（縦弾性係数Ｅ＝12000kg/mm²と
したワイヤーを用いるようにしている。

本実施例においては、ドラム１の表面への潜像の形成に
はイオンフロー方式の書き込みヘッドカートリッジを用
いているが、ドラム１の表面との間隔は非常に厳密に維
持されなければならない。したがって、イオンフローヘ
ッドカートリッジの位置決め基準面（前記支持面26a,28
a、及び後述の支持面23a,24a）は高精度で、ある公差内
（例えば0.01mm以内）の同一平面内に組み立てられ、且
つドラム１の表面との距離も所定寸法（例えば1.35±0.
02mm）内に入るように配置される。この際、ドラム１と
加圧ローラ６間にニップ部を形成している状態と、ニッ
プ部を形成していない状態とでは、ハウジング20（19）
の内周壁に設けたベアリング５内のガタ等のために、ド
ラム表面との間の寸法が変わってくるため、すべてニッ
プ部を形成した状態において所望の寸法が得られるよう
に組み立てられている。

カートリッジ25は、第20図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、厚さ5mmのアルミニウム製の支持板25aの下にスクリ
ーン電極を含む基板25bとからなっている。カートリッ
ジ25の装着は、マウント26,28の支持面26a,28aに載置し
てスライドさせ、先端部が一方のユニットフレーム18の
上端部に配設した支板23の支持面23aの端部に設けた折
曲停止片23bに突き当たるまで挿入する（第３図及び第
５図参照）。この状態でカートリッジ25の後端部は他方
のユニットフレーム18の上端部に設けた支板24の支持面
24aで支持され、またその側縁は先に述べたように、マ
ウント26上に立てられたピン26bに、他方のマウント28
に設けられたばね片（図示せず）により押圧して位置決
めされている。ドラム１の表面とカートリッジ25のイオ
ンフロー開口部25cとの間隔は、支板23,24の各支持面23
a,24aでカートリッジ25の両端部25bを支持することによ
って適正値に保持されるようになっている。これによ
り、カートリッジ25の支持板25aからはみ出している基
板25b部分に形成されている給電端子25dに、図示しない
給電用接触針列を押圧して給電する際に生ずる撓みによ
る前記イオンフロー開口部25cとドラム１の表面との間
隔の変動を防止するようにしている。

また本実施例においては、先に述べたように、ドラム１
の軸線と加圧ローラ６の軸線が交叉角θ（45分）を有す
るように構成されているが、このように交叉角を設けて
いるために、ドラム１と加圧ローラ６の接触部における
回転方向の速度ベクトルがそれぞれ異なっている。すな
わち第21図に示すように、ドラム１の周速ベクトルを
とし、加圧ローラ６の周速ベクトルをとし、両ベクト
ルの差をとすると、ドラム１の周速ベクトルは（
＋）となる。加圧ローラ６は方向にしか回らないの
で、加圧ローラ６全体が軸14に沿って方向へ移動しよ
うとする。軸14と、加圧ローラ６の内周壁に設けたベア
リング８との摩擦係数は小さいので、実際はローラ６に
は軸14上において方向に、すなわちベアリング８のス
ラスト方向に移動力が加わることとなる。

そのため従来は頑強なフレームを用いてこの移動力を阻
止するようにしていたが、本発明においては、前述のよ
うに、ドラム１にはドラムリング２を、加圧ローラ６に
は加圧リング９をそれぞれ取り付けて、そしてドラムリ
ング２の内側端面2bと加圧リング９の傾斜側面9aとが当
接させることによって、加圧ローラ６の、ドラム１に対
する相対運動を防止するようにしている（第３図，第９
図（Ａ），（Ｂ）参照）。これらの部材間の接触力は、
ドラム１と加圧ローラ６の摩擦係数が0.3位であるか
ら、（ニップ部圧力）×0.3≒250kgf位と考えられる。
前記ドラムリング２の内側端面2bと加圧リング９の傾斜
側面部9aとは摺動しながら回るが、僅かな速度差がある
ため摩耗が発生する。その摩耗量を最小限に防ぐため、
２つのリング2,9は焼き入れ，焼き戻し後、Ｈ_v＝400°
以上の硬度にしてあり、摺動面にはグリースが塗布され
ている。あるいはまた摺動面にオイルを含浸した繊布パ
ットを当接させて、潤滑油を塗布供給するように構成す
るのも好ましい。

ドラム１と加圧ローラ６との軸線に交叉角をもたせたこ
とによる接触力はスラスト力と呼ばれ、ドラム１に対し
て発生しているが、上記のように両リング2,9を当接さ
せることにより、この接触力はユニットフレーム18へは
全く掛からない。また上記のように交叉角をもたせてい
ると、軸線が傾いているため、ドラムリング２と加圧リ
ング９の先端縁部分が当接して、かじるという現象が発
生する。本実施例ではこの現象を防ぐため、先に述べた
ように、少なくとも両リング2,9の先端縁部分同士が当
接するのを防止するように、加圧リング９の当接面を傾
斜側面部9aとし（第９図参照）、0.1〜0.2mm程度の逃げ
を形成する形状にしている。

組み立て時にドラムリング２と加圧リング９の間に隙間
があっても、一旦ドラム１と加圧ローラ６とが圧接して
ニップ部が形成され、ドラム１が回り始めると、直ちに
加圧リング９はドラムリング２に当接して摺動し始め
る。またニップ部の解除時も、加圧リング９がドラム１
の端面とドラムリング２の間から外れることがないよう
になっている。

このように構成されたローラ圧接装置の画像形成装置本
体への着脱は、次のようにして行われる。すなわち第３
図及び第22図に示すように、一対の本体フレーム22に設
けられたＵ字型切り欠き溝22aに、ハウジング19,20の外
側環状突出部19c,20cを合わせて上方から下方へ落とし
込み緊密に嵌合させ、更にその際、本体フレーム22から
突出して配設したボス27の小径部27aを、ユニットフレ
ーム18の下端溝18c（第11図（Ａ）参照）と緊密に嵌合
して、装置全体が切り欠き溝22aを中心に回動するのを
防ぐようにしている。そして上記のような本体フレーム
22への落とし込み作業が完了した時点で、本体フレーム
22の外側から、ハウジング19,20をそれぞれ２個のビス
で呼び込み固定している。装置の本体フレーム22よりの
取り外しは、これと逆の操作を行うことにより容易に取
り外すことができる。

上記実施例においては、ドラム軸を構成するフランジ3,
4に加圧ローラ軸14を懸吊して、ドラムに加圧ローラを
加圧するようにしているため、ドラムフランジ3,4を支
持しているユニットフレーム18には加圧力は全く加わら
ず、したがってこのユニットフレーム18等からなるドラ
ムフランジ等の支持構造を簡略にすることができる。ま
た加圧ローラ軸14の両端を、スプリング装置を介してワ
イヤー21で懸吊して加圧するようにしているので、ワイ
ヤー１本への張力は加圧ローラの全圧接力の1/4で済
み、細いワイヤーを使うことができる。またドラム軸受
け５を支持しているハウジング19,20には、ドラム軸受
け５とワイヤー21による圧縮力しか加わらないため、ア
ルミニウム材などの低張力材を用いることができ、軽量
化できる。

また加圧ローラ軸14に交叉角をもたせたことによる該加
圧ローラ軸の軸受け支持部分の位置ずれも、ワイヤー懸
吊により吸収できるので、交叉角軸受け13やユニットフ
レーム18等の、加圧ローラ軸の懸吊方向に対して垂直な
方向での位置出し機構を簡略なものにすることができ
る。

また本実施例では、ドラム１と加圧ローラ６とそれらの
圧接手段をユニット化できるように構成されているの
で、一体的に画像形成装置本体への着脱を行うことがで
き、容易に交換作業を行うことができる。更にイオンフ
ローヘッドカートリッジ等の潜像形成手段の取り付け手
段を、上記ユニット化されたローラ圧接装置に一体的に
形成しているので、ドラム交換毎の煩雑なカートリッジ
の位置出し作業を省くことができる。更にまた加圧ロー
ラ軸に偏芯カム，軸受けを介して該加圧ローラをドラム
支持部材に懸吊しているので、加圧ローラのドラムへの
圧接力の解除，付与が容易にでき、またこれらの圧接力
付与手段を容易にユニット化することができる。

また、本実施例においては、ドラム１と加圧ローラ６の
軸心に交叉角を設けることにより発生するドラム１及び
加圧ローラ６の軸方向へのスラスト力によるずれをドラ
ム１の端部に設けたドラムリング２と加圧ローラ６の端
部に設けた加圧リング９とを当接させることにより、ス
ラスト力を互いに打ち消して防止しているので、ドラム
１及び加圧ローラ６の各軸受けやそれを支持するユニッ
トフレーム18などのスラスト力によるずれ力が加わらな
いため、これらの部材を簡略にすることができる。

また本実施例では、イオンフローヘッドカートリッジ25
の給電端子25dを設けた基板25bを、マウント26,28の支
持面26a,28aで受け、該基板25bを図示しない接触針列で
上方より押圧することにより給電を行い、またカートリ
ッジ25の支持板25aの両端部25bを支板23,24の支持面23
a,24aで受けるようにしている。したがって、ドラム１
とカートリッジとの間の間隙は支持板両端部25bを支板2
3,24の支持面23a,24aで受けることで一定に保証され、
給電端子25dを設けた基板25bに対する接触針列の押圧に
よる撓みの影響をなくしている。

また、本実施例におけるプリテンション機構を備えたス
プリング装置30は、従来のばねを支持部材で囲むように
した構成のものとは異なり、ボルト31のパイプ部31aの
外側に配置するように構成しているので、ばねの外径を
大きくしてばね定数を大きくすることができ、プリテン
ション機構をもつスプリング装置をコンパクトに構成す
ることができる。

なお、本実施例では、加圧ローラ軸をワイヤーで懸吊し
たものを示したが、ワイヤーの代わりにベルトを用いる
こともできる。また加圧ローラ軸を、ワイヤーをドラム
フランジに掛け回して懸吊するものを示したが、掛け回
しワイヤーを省略し、プリテンション機構をもつスプリ
ング装置により、直接加圧ローラ軸の保持部材をドラム
フランジに懸吊するように構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よれば、小型，軽量な画像形成装置のローラ圧接装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される画像形成装置の一構成例
を示す図、第２図は、本発明に係るローラ圧接装置の一
実施例を示す概略斜視図、第３図は、その一部切欠断面
図、第４図は、その左側面図、第５図は、その右側面
図、第６図は、その下半分を上面より透視した図、第７
図は、その上面図、第８図は、ドラムの分解斜視図、第
９図（Ａ）は、加圧ローラの一部を断面で示した平面
図、第９図（Ｂ）は、第９図（Ａ）のＡで示した部分の
拡大図、第10図（Ａ）は、加圧ローラの支持部材を示す
分解斜視図、第10図（Ｂ）は、偏芯カムの平面図、第11
図（Ａ）は、ユニットフレームの平面図、第11図
（Ｂ），（Ｃ）は、交叉軸受けの側面図及び平面図、第
12図（Ａ）は、ハウジングの一部切欠平面図、第12図
（Ｂ）は、その一部を断面で示した側面図、第13図は、
ユニットフレーム支持部材の分解斜視図、第14図は、加
圧ローラ懸吊部材及び加圧力付与部材の分解斜視図、第
15図は、アームの斜視図、第16図（Ａ）は、スプリング
装置及びワイヤーの分解斜視図、第16図（Ｂ）は、スプ
リング装置の一部断面で示した平面図、第17図は、本実
施例の加圧前の各部の態様を示す一部断面側面図、第18
図は、加圧時の各部の態様を示す一部断面側面図、第19
図は、ワイヤーの荷重と伸び率との関係を示す特性曲線
図、第20図（Ａ），（Ｂ）は、イオンフローヘッドカー
トリッジの裏面図及び上面図、第21図は、ドラムと加圧
ローラの交叉角に基づく移動力を示す図、第22図は、本
体フレームの斜視図、第23図は、従来のローラ圧接装置
の一例を示す図である。 図において、１はドラム、２はドラムリング、3,4はフ
ランジ、６は加圧ローラ、９は加圧リング、10はアー
ム、12は偏芯カム、13は交叉軸受け、14はローラ軸、15
はハンドル、18はユニットフレーム、19,20はハウジン
グ、21はワイヤー、22は本体フレーム、23,24は支板、2
5はカートリッジ、26,28はマウント、30はスプリング装
置を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 晶 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−4046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−66445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−84966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−225180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−36751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−79478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−77636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−47076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149073（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−61332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−97129（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−125660（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−134442（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１ローラと、 第１ローラの両端を回転自在に支持する第１ローラ軸受
   手段と、 第１ローラに圧接する第２ローラと、 第２ローラの両端を回転自在に支持する第２ローラ軸受
   手段と、 前記第１ローラ及び第２ローラがほぼ平行に対向して保
   持され、且つ第１ローラ及び第２ローラの軸間隔が変動
   自在になるように前記第１ローラ軸受手段と第２ローラ
   軸受手段との間隔を変動自在に支持する支持部材と、 前記第１ローラ軸受手段に前記第２ローラ軸受手段を懸
   吊する第２ローラ懸吊手段と、 前記第２ローラ懸吊手段に作用して前記第１ローラと前
   記第２ローラとを圧接せしめる加圧付与手段とを備えて
   いることを特徴とする画像形成装置のローラ圧接装置。