JP2003076117A

JP2003076117A - 帯電ローラの感光ドラムへの加圧当接力を軽減ないし解除及び復帰させる方法及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2003076117A
Application number: JP2001312024A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Sato; 正倫佐藤; Kazuko Sato; 和子佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】安価な構成で且つ既に市販された通常のプロ
セスカートリッジにも適用できる、帯電ローラの永久変
形を防止手段を有するプロセスカートリッジ。【解決手段】帯電ローラ２の両端部側の露出している
シャフト４と感光ドラム１の間に、感光ドラム１に加圧
当接するスペーサ３を取り付ける。スペーサ３の外周部
は、シャフト４の中心からの距離が帯電ローラ２の半径
より大きい円弧状の部分Ａを有し、工場出荷の際はスペ
ーサ３の外周部Ａを感光ドラム１表面に加圧当接させて
帯電ローラ２と感光ドラム１を離間あるいは加圧力を軽
減させる。使用開始すると感光ドラム１の回転に従動し
てスペーサ３が回転し、感光ドラム１がＡ部から離れる
ので帯電ローラ２が感光ドラム１に当接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真画像形成装
置（複写機、プリンター、ファクシミリ等）に使用され
るプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真画像形成装置は、帯電装置によ
って一様に帯電された感光ドラムに画像状の露光を行っ
て静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置によって
トナーを付着させてトナー像として現像し、次いでこの
トナー像を紙等の記録材に転写し、更に転写されたトナ
ー像を定着して画像を形成するものである。トナー像の
転写後に感光ドラムは、表面に残留したトナーをクリー
ニングして次の画像形成に供される。

【０００３】近年、感光ドラム、帯電装置、現像装置、
クリーニング装置等をカートリッジ容器に一体的に組み
込んでプロセスカートリッジ化したものが知られてい
る。このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に
対して着脱自在に構成されているので、これをユーザー
が画像形成装置本体に装着することによって、トナーの
供給や感光ドラムの交換をユーザー自身で簡単に行うこ
とができ、メンテナンスの容易化を図っている。

【０００４】上述のプロセスカートリッジにおける帯電
装置としては、コロナ放電を用いた非接触方式と、帯電
ローラ等を用いた接触方式が一般的であるが、近年では
オゾン発生の防止のため後者の接触方式が一般的に用い
られるようになってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
帯電ローラ方式の帯電装置は、帯電ローラを感光ドラム
に対して長期間接触させたままの状態に放置しておく
と、帯電ローラのうちの感光ドラムと接触する部分が永
久変形を起こし帯電能力に変化をきたし、濃度ムラ等の
画像不良を生ずる場合があった。

【０００６】これらの解決手段としては、従来から感光
ドラム表面と帯電部材との間の特に画像が形成される領
域の外側の領域にスペーサ部材を挟み込み、未使用状態
では両者を離間させた状態に保持しておく方法（特開平
２−３９１６９号公報）やソレノイドを用いて加圧、離
間を行う方法（特開平３−４８８７９号公報）等が開示
されている。しかし、特開平２−３９１６９号公報に記
載の方法によると、ユーザーがプロセスカートリッジを
使用する前にスペーサを取り外さねばならないので、ユ
ーザーの負担が大きくなる問題があった。また、上記両
公報に記載の方法においてはプロセスカートリッジを画
像形成装置本体に装填して電源を入れると、上記スペー
サがはずれるようにした特別な機構を、プロセスカート
リッジ及び画像形成装置本体に設けるものであるが、こ
れらの機構が複雑でコストがかかるという問題があっ
た。また、この機構は画像形成装置本体及びプロセスカ
ートリッジ特有のものであり、過去に発売された画像形
成装置本体及びプロセスカートリッジには適用できない
問題があった。

【０００７】特開２００１−１９４８６６号公報にはプ
ロセスカートリッジ側のガイド部材と軸受部材との間に
引っ張りバネを介装し、画像形成装置本体に対するプロ
セスカートリッジの未装着時には、帯電ローラを感光ド
ラムから離間させ、プロセスカートリッジを画像形成装
置本体に装着すると、画像形成装置本体側の、加圧バネ
によって付勢された加圧部材が、前記ガイド部材と軸受
との間に入り込んで軸受部材を感光ドラムの方に付勢し
て、帯電ローラを感光ドラム表面に加圧する手段が記載
されている。更に、特開２００１−１９４９７７号公報
には画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの
装着時にアームが画像形成装置本体の一部に係合してド
ラムシャッターが閉鎖位置から開放位置に移動するのに
連動して、アームの切換えピンが帯電ローラを保持して
いるハウジングを移動させて、帯電ローラを感光ドラム
に当接させることが開示されている。しかしながら、こ
れらのプロセスカートリッジも機構が複雑であるばかり
でなく、この技術を採用しないですでに市販された画像
形成装置及びプロセスカートリッジには適用できない問
題がある。また、この機構を有する使用済みのカートリ
ッジを回収して、クリーニングしたり劣化した部品を交
換してカートリッジを再生しても、この技術採用前の画
像形成装置には適用できない問題がある。

【０００８】本発明の第１の目的は、帯電ローラの変形
による画像ムラの発生を、ユーザーに負担をかけること
なく、しかも簡単な構成で防止し得るプロセスカートリ
ッジを提供することである。本発明の第２の目的は、す
でに市販されて市場に出回っている画像形成装置及び回
収したカートリッジの再利用の際にも適用できるプロセ
スカートリッジを提供することである。本発明の第３の
目的は、帯電ローラの変形による画像ムラの発生を防止
するために、使用開始時までの帯電ローラの感光ドラム
への加圧当接力を軽減ないし解除し、使用時にそれを復
帰させる方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、少
なくとも回転駆動される電子写真感光体、感光体に加圧
当接し得る程度に付勢され、しかも該感光体に加圧当接
された際に該感光体の回転駆動に従動して回転し得る帯
電ローラ、及び該帯電ローラに対する加圧付勢のための
機構を内部に備え、且つ電子写真画像形成装置本体に着
脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記帯電ロー
ラは、導電性シャフトと、この導電性シャフトの周りに
設けられた導電性弾性円筒、及びこの導電性弾性円筒の
周りに設けられた帯電層又はシームレス帯電チューブと
を有するものであって、前記シャフトの両端側の露出し
ている部分と感光ドラムの間にこの両方に加圧当接して
帯電ローラの感光ドラムに対する押し圧を軽減ないし解
除するためのスペーサが設けられており、該スペーサの
外周の感光ドラムに加圧当接し得る部分は、感光ドラム
が回転した際にこれと従動し得る形状であり、このプロ
セスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着
し、プロセスカートリッジの使用開始と同時に、スペー
サが感光ドラムの回転に従動して移動し、感光ドラムを
加圧当接している部分が感光ドラムから離れることによ
り、帯電ローラの感光ドラムに対する加圧当接が行われ
るようにしたプロセスカートリッジによって達成され
る。

【００１０】本発明の上記目的はまた、少なくとも回転
駆動される電子写真感光体、感光体に加圧当接し得る程
度に付勢され、しかも該感光体に加圧当接された際に該
感光体の回転駆動に従動して回転し得る帯電ローラ、及
び該帯電ローラに対する加圧付勢のための機構を内部に
備え、且つ電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロ
セスカートリッジにおいて、前記帯電ローラは、導電性
シャフトと、この導電性シャフトの周りに設けられた導
電性弾性円筒、及びこの導電性弾性円筒の周りに設けら
れた帯電層又はシームレス帯電チューブとを有するもの
であって、前記シャフトの両端側の露出している部分と
感光ドラムの間にこの両方に加圧当接して帯電ローラの
感光ドラムに対する押し圧を軽減ないし解除するための
スペーサを設け、該スペーサの外周の感光ドラムに加圧
当接し得る部分は、感光ドラムが回転した際にこれと従
動し得る形状であり、このプロセスカートリッジを電子
写真画像形成装置本体に装着し、プロセスカートリッジ
の使用開始と同時に、スペーサを感光ドラムの回転に従
動して移動させることにより、感光ドラムに加圧当接し
ている部分を感光ドラムから離し、帯電ローラの感光ド
ラムに対する加圧当接を行うようにする方法によって達
成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図８はプロセスカートリッジ１０
を有する一般的な画像形成装置の一部を表す図である。
感光ドラム１を画像状に露光するための不図示の露光手
段、感光ドラム上に形成されたトナー像を紙の如き記録
材１４に転写するための転写手段１５、転写部に記録材
を給紙するための不図示の給紙手段、トナー像が転写さ
れた記録材を加熱・加圧してトナー像を記録材表面に定
着するための定着手段１６等から構成されている。

【００１２】次に一般的なプロセスカートリッジについ
て図８を用いて説明する。プロセスカートリッジ１０
は、カートリッジ容器１１に感光ドラム１、帯電ローラ
２、帯電ローラのシャフトを押圧する加圧バネ６、帯電
ローラのシャフトを支持する軸受８、現像手段１２、ク
リーニング手段１３を一体的に組み込んでカートリッジ
化したものであり、画像形成装置本体に対して着脱自在
である。１９はクリーニング手段により回収されたトナ
ーを収容するトナー回収室を他の部分から仕切るための
仕切り部材で、その先端部にはクリーニングブレードが
取り付けられている。

【００１３】画像形成は次のように行われる。プロセス
カートリッジを画像形成装置本体に装着し、プリント開
始操作を行うと感光ドラム１が回転し、それに帯電ロー
ラ２が従動して回転することにより感光ドラム１が一様
に帯電され、次いで露光手段により発生されカートリッ
ジ容器１１に設けられた露光窓１８を通る露光ビーム１
７により画像状に露光されて静電潜像が形成され、この
静電潜像は現像手段１２によってトナー像が形成され
る。このトナー像は転写手段１５により記録材に転写さ
れ、定着手段１６に案内されて定着された後、不図示の
排紙トレイに排出される。トナー像が記録材１４に転写
された感光ドラム１は、感光ドラム１上に残っているト
ナーがクリーニング手段１３のクリーニングブレードに
より除去され、次の工程に備えられる。

【００１４】本発明のスペーサの第１の例としては、ス
ペーサがシャフトの両端側の露出している部分に回転自
在に取り付けられており、スペーサの外周の一部であっ
てシャフトの中心からの距離が、感光ドラムを帯電ロー
ラの感光ドラムに対する押圧より大きい圧力で加圧当接
し得る程度に大きく、且つ感光ドラムが回転した際にこ
れと従動し得る形状である外周部Ａと、前記シャフトの
中心からの距離が感光ドラムを加圧当接し得ない程度で
ある外周部Ｂと、スペーサが感光ドラムの回転に従動し
て回転し、感光ドラムを加圧当接している部分が感光ド
ラムから離れた後、帯電ローラ近傍の部材に当接してス
ペーサの回転が停止する外周部Ｃを有する形状のもので
ある。

【００１５】次に第１の例のスペーサを使用した本発明
の特徴を図１を用いて説明する。図１は本発明の具体例
の一つのプロセスカートリッジ内に装填されている感光
ドラム１と帯電ローラ２の位置関係を示す図である。図
１の例では、帯電ローラ２は導電性シャフト４と、この
導電性シャフト４の周りに一体的に設けられた導電性弾
性円筒２ａと、この導電性弾性円筒の外周に一体的に設
けられた帯電層あるいはシームレス帯電チューブ２ｂと
を有している。帯電層あるいはシームレス帯電チューブ
の表面に保護層を設けてもよい。帯電層及び保護層は、
塗布方式によって、或いはシームレスフィルムを被覆す
る方法等によって設けられる。導電性弾性円筒は、導電
性ゴム、導電性スポンジ等が用いられ、各種ゴム、エラ
ストマー、スポンジ等にカーボンの如き導電性微粒子を
含有させたものである。導電性弾性円筒、帯電層、シー
ムレス帯電チューブ、保護層等は公知のものが使用でき
る。

【００１６】図１（ａ）は第１の例のスペーサ３のＡ部
が感光ドラムに加圧当接されており、このため帯電ロー
ラ２と感光ドラム１の表面が離間している状態を示して
いる。図１（ｂ）はスペーサ３のＢ部が感光ドラムと対
面し、帯電ローラ２が感光ドラム１の表面に加圧当接し
た状態を示している。図１のスペーサ３は本発明に用い
られるスペーサの第１の例の中の１具体例を示すもの
で、Ａ部が２箇所、Ｂ部が２箇所あり、Ａ部とＢ部は交
互に設けられており、Ａ部は円弧、Ｂ部は直線である。
また、２箇所のＡ部は、シャフト４の中心軸を含む平面
に関して対称である。更に、２箇所のＢ部も、シャフト
の中心軸を含む平面に関して対称である。Ａ部はシャフ
トの中心からの距離が、帯電ローラの半径（シャフトの
半径＋導電性弾性円筒の肉厚＋帯電層又はシームレス帯
電チューブの厚さ＋保護層の厚さ）より大きく、Ｂ部の
シャフトの中心からの最短距離は帯電ローラの半径より
小さく設定されている。図１では、２箇所のＡ部のうち
感光ドラム１の表面に接している側をＡ１、反対側をＡ
２とする。２箇所のＢ部も図示のようにＢ１、Ｂ２とし
た。Ａ部とＢ部の境界部の感光ドラムに当接している部
分がＣ部である。

【００１７】図１（ｃ）は、図１（ａ）の感光ドラムの
軸に対して直角方向から見た図で、感光ドラム１と帯電
ローラ２の一方の端部近傍のみ示されている。シャフト
が露出している部分は、シャフトに導電性弾性円筒及び
シームレス帯電チューブの何れも存在しない領域であ
り、当然帯電機能が無いから画像形成に寄与しない領域
である。

【００１８】図１を用いてスペーサ３の作用について説
明する。図１（ａ）では、シャフト４に取り付けられた
スペーサ３のＡ部が感光ドラム１の表面に図８に示され
た加圧バネ６により加圧当接されており、このためスペ
ーサ３のシャフト４に接触している部分がバネ６の感光
ドラム１への押圧に抗して帯電ローラ２を感光ドラム１
から離す方向へ圧力を及ぼす。その結果、帯電ローラ２
と感光ドラム１の表面とは離間される。生産工場あるい
はリサイクル工場からは、このような状態で出荷され
る。ユーザーがこのプロセスカートリッジを画像形成装
置本体に装着し、電源スイッチを入れると画像形成装置
がウォーミングアップ動作を開始する。ウォーミングア
ップ動作により、感光ドラム１が回転を行う。感光ドラ
ム１が図１（ａ）のように時計まわりに回転すると、そ
れに従動してスペーサ３が反時計まわりに回転し、Ａ１
部が感光ドラム１表面から離れると同時に、加圧バネに
より付勢されている帯電ローラ２が直接感光ドラム１に
接触して加圧する。その結果、帯電ローラ２は感光ドラ
ム１の表面に加圧当接される。帯電ローラ２の回転とと
もにスペーサ３も回転を続け、図１（ｂ）のようにＡ２
部のＣ部である端部Ｃが感光ドラム１の表面に当接す
る。その時点でスペーサ３の回転は停止し、以後は感光
ドラム１が回転を続けても、スペーサ３の端部Ｃにおい
て感光ドラム１の表面を滑るのである。

【００１９】スペーサ３は端部Ｃにおいて感光ドラム１
に摺動するのであるが、後述のようにスペーサ３の形状
と材質を適当に選べば、感光ドラム１のスペーサ３との
摺動部は殆ど磨耗しないことが確認されている。万一、
磨耗しても、或いは異物が摺動部に挟まって感光ドラム
１の摺動部に傷がついても、その部分は画像形成領域外
であるから問題はない。

【００２０】本発明のスペーサ３は上記のように作用す
るから、図１（ｂ）において帯電ローラ２と感光ドラム
１とのニップ部の中心７と、スペーサ３と感光ドラム１
との接点Ｃとの距離は大きいほど望ましい。この距離が
小さいと、スペーサ３が接点Ｃの部分で滑らずに、感光
ドラム１の回転に従動して回転してしまうことがある。
そうなると帯電ローラ２が、感光ドラム１の回転中、加
圧当接と離間を繰り返すことになり、正常な帯電が行わ
れなくなる。このような現象が起こらないようにするに
は、上述のＢ部におけるシャフトの中心からの最短距離
をできるだけ小さくすることと、Ｂ部の長さを可能な限
り大きくすることである。また、後述のようにスペーサ
３のような形状の場合は、スペーサ３の材質が感光ドラ
ム表面に対して摺動性を有することが必要である。

【００２１】図１（ａ）では、スペーサ３により帯電ロ
ーラ２と感光ドラム１の表面とが完全に離間されている
場合を説明したが、実際には、Ａ１部のシャフトの中心
からの距離が、帯電ローラの半径に等しいか、それより
やや小さくても帯電ローラの感光ドラムに対する押圧が
減少し、それによって帯電ローラ２の永久変形が画像む
らにならない範囲となれば構わない。本発明において
は、帯電ローラの感光ドラムへの押圧は完全に除去され
なくても、このような範囲になればよい。

【００２２】次に図１の具体例に用いられているスペー
サ３について更に詳細に説明する。まず、形状について
説明する。図１におけるＡ１の部分のシャフトの中心か
らの距離は、帯電ローラの半径より大きいことが望まし
いが、前述のように半径に等しいか、やや小さくてもよ
い。実際には０．０５〜０．１ｍｍ程度小さくてもよい
ことがある。この数値は使用する帯電ローラの材質、外
径、感光ドラムの外径等によって異なるので一概には決
まらない。Ｂ部のシャフトの中心からの最短距離は、帯
電ローラが感光ドラムに加圧当接している状態（図１
（ｂ））における当接部（ニップ部）の中心７における
帯電ローラの半径より小さいことが必要である。また、
Ｂ１とＢ２の少なくとも一方のシャフトの中心からの最
短距離は、シャフトの半径より大きくなければならな
い。図４に示したように、軸穴部周辺の一部が、スペー
サが脱落しない程度に欠落していてもよい。この場合、
スペーサ３の形は非対称になり、しかもスペーサ３の穴
は全体がつながっておらず、一部欠如した形状になる。
この場合、スペーサ３がシャフトから脱落しないことが
必要である。この条件は図４で、Ｌ４がシャフトの半径
より小さいことである。

【００２３】スペーサ３がシャフトに回転自在であるた
めに、シャフトが入る軸穴はシャフトの径より大きけれ
ばよいが、あまりガタツキがないようにシャフトの径よ
り０．０５〜０．５ｍｍ程度、好ましくは０．０５〜
０．２ｍｍ程度大きめに設けるのが望ましい。実際には
市販されているプロセスカートリッジに使用されている
帯電ローラ及びシャフトの外径は、Ａ４サイズ用の帯電
ローラは殆どがそれぞれ１２ｍｍ程度と６ｍｍである。
その場合、Ａ部のシャフトの中心からの距離は、約６〜
８ｍｍが好ましい。更に好ましくは約６〜７ｍｍであ
る。上限は帯電ローラ周りのスペースによって決まる。
スペースに余裕があれば、８ｍｍ以上でも構わない。ま
た、Ｂ部のシャフトの中心からの最短距離は、一方（Ｂ
１）は約３．５〜５ｍｍ、他方（Ｂ２）は２〜４．５程
度が適当である。

【００２４】図１に記載したスペーサ３の形は一つの具
体例に過ぎず、多数の変形が可能である。図２はスペー
サの他の具体例を示す。３１は図１におけるスペーサ３
のＡ１とＡ２の一方の、シャフトの中心からの距離を帯
電ローラの半径よりも十分に小さくしたスペーサであ
る。即ち、Ａの部分もＢの部分も１つだけになったもの
と考えることができる。このようにＡ部が１つだけでも
本発明の目的が達成されるのである。

【００２５】図３はスペーサの更に他の形の具体例を示
す。３２はスペーサで、扇形である。Ａの円弧部分の長
さを図２の例より大きくしやすいので、感光ドラムに加
圧当接可能な領域が広くなり、工場での組立てが容易に
なる利点がある。

【００２６】以上の例では、スペーサと感光ドラム１と
の接点即ちＣ部において、スペーサが感光ドラム１の表
面を摺動する構成であったが、次に摺動しない構成のス
ペーサの例を図４により説明する。図４（ａ）におい
て、３３はスペーサ、１９は図８におけるトナー回収室
の仕切り部材である。通常この仕切り部材１９は、帯電
ローラ２から数ｍｍ（約１〜５ｍｍ）程度はなれてい
る。スペーサ３３は感光ドラムの軸方向から見てシャフ
トの一部が露出している。即ち軸穴の一部が開口してい
る切り欠き部３５があり、帯電ローラ２と感光ドラム１
が組み込まれた後に、スペーサ３３を挿入し、しかもシ
ャフトに回転自在に取り付けることができる。切り欠き
部３５の、シャフトの軸に直角な面内での最大長さ（図
４（ａ）のＬ４）は、シャフトの外径よりも少し小さく
成形し、シャフトに装填する際は少し強く押せば容易に
嵌合するが、一旦嵌合すると容易には外れないようにし
てある。開口部の一方の先端３６の近傍のスペーサの厚
さ及び幅を調整することにより、この部分に容易に弾性
を持たせることができる。即ちスナップ性を持たせるこ
とができるのである。スペーサ３３の開口部の他の先端
部３７はテーパー９により楔状にすることにより、容易
に帯電ローラ２と感光ドラム１との間に挿入できる。

【００２７】次に図４（ｂ）によりスペーサ３３の作用
を説明する。スペーサ３３の感光ドラム１と対面してい
る部分は円弧状であり、感光ドラム１が回転を始めると
スペーサ３３もそれに従動して回転する。スペーサ３３
が回転してテーパー部９に達すると、帯電ローラ２は感
光ドラム１に近づきテーパー９が終了すると完全に感光
ドラム１に当接加圧する。スペーサ３３はさらに回転を
続け、やがてＣ点が仕切り部材１９に当接して回転が停
止する。即ちスペーサはシャフトの表面と摺動するだけ
となる。スペーサ３３はシャフトに回転自在なので、以
後はこの状態が維持される。このように開口部の大きさ
を適当に選ぶことにより、シャフトにスペーサの軸穴を
貫通させる必要がないこと、帯電ローラをカートリッジ
に取り付けた後においても、いわゆるワンタッチ操作で
スペーサを取り付けることができるので、組立て工程が
簡単になる利点がある。またスペーサも射出成形により
安価に製造することができる。

【００２８】以上の説明では、Ａ部は円弧であったが、
必ずしも円弧である必要はない。楕円の一部でもよい
し、任意の曲線でよいが下記条件を満たす必要がある。
即ち、第１に、曲線のどの部分をとっても、シャフト４
の中心から外方に凸であることが必要である。第２に、
曲線の曲率が大きすぎても小さすぎてもならないことが
必要である。曲率が大きすぎると、Ａ部が感光ドラム１
に加圧当接している場合に、スペーサがどちらかの方向
に滑ってしまい、目的の機能を果たさなくなる恐れがあ
る。例えば、図１（ａ）のような場合、Ａ部の円弧を含
む円の半径が、帯電ローラ２の半径の半分以下では安定
に感光ドラム１に当接していることは困難で、取付作業
中にどちらかの方向に滑ってしまうことがある。円弧で
なくても同様のことが言えるのである。逆に、曲線の曲
率が小さすぎると、スペーサが感光ドラム１に当接して
いる状態では安定であるが、感光ドラム１が回転しても
それに従動して回転せず、滑ってしまうことがあるので
ある。従って、曲線が円弧であり、且つその円弧を含む
円の半径が帯電ローラの半径程度である場合は理想的な
のである。その中でも、シャフトの中心からＡ部までの
距離を、スペーサが感光ドラムの回転開始に従動して回
転するにつれて次第に小さくなる形状にすることによ
り、帯電ローラが感光ドラムと離間状態から当接状態に
突然移ることによる衝撃を無くすことができるので特に
優れている。

【００２９】本発明で使用する上記の例のようなスペー
サの厚さは、通常約０．１〜２ｍｍ、好ましくは約０．
２〜１．８ｍｍ、更に好ましくは約０．５〜１．５ｍｍ
の範囲である。下限はスペーサが加圧バネの押圧により
変形したり、傾いたりしない程度であること、上限はシ
ャフトが露出している部分の長さによって決まる。十分
な長さがあれば、２ｍｍ以上でもよい。

【００３０】スペーサの材質は、図１（ｂ）から明らか
なように、感光ドラム１の表面に対して滑りやすいこと
が必要である。例えば、ポリフェニレンサルファイド、
ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレ
ン等の摺動性のよいエンジニアリングプラスチックを用
いることができる。

【００３１】スペーサは射出成型、摺動性エンジニアリ
ングプラスチックシートの打ち抜き、切削加工等により
製造することができる。

【００３２】以上の本発明の実施の形態では、帯電ロー
ラのシャフト、導電性弾性円筒及びシームレス帯電チュ
ーブとが一体であるが、図５は導電性弾性円筒２ａにシ
ームレス帯電チューブ２ｂが遊嵌されている場合を示し
ている。このような帯電ローラは特開２０００−２３５
２９４号公報に記載されている。この例では、シームレ
ス帯電チューブは回転により軸方向に移動するので、本
発明の図１〜図５に示したような離脱しない形状のスペ
ーサはチューブの軸方向への移動を規制する役割も兼ね
ることができる。導電性弾性円筒とシームレス帯電チュ
ーブとが一体であり、これがシャフトに遊嵌されている
場合も同様である。

【００３３】また、本発明において帯電ローラはシャフ
トに導電性弾性円筒が遊嵌され、導電性弾性円筒にシー
ムレス帯電チューブが遊嵌されたものであってもよい。
即ち、３者が別体であってもよい。このような帯電ロー
ラは特開２０００−３２１８４６号公報に記載されてい
る。この例では、導電性弾性円筒とチューブが回転によ
り軸方向に移動するので、本発明の上記のようなスペー
サはこれらの移動を規制する役割も兼ねている。導電性
弾性円筒、シームレス帯電チューブの材質、形状等は上
記公知文献に記載されているものと同じもが使用でき
る。

【００３４】図５では、スペーサ３の２箇所のＡ部間の
距離はチューブの外径より大きくなっているが、必ずし
もその必要は無く、帯電ローラが永久変形しない程度に
Ａ部が感光ドラム１に当接していればよい。チューブの
下端が感光ドラム１に接触していても、導電性弾性円筒
が感光ドラム１に向かって押されていないか、軽く押さ
れている状態であれば、永久変形することはない。

【００３５】本発明の以上のようなスペーサはシャフト
４に回転自在に取り付けられるのであるが、シャフトの
両端側の、シームレス帯電チューブの端部とシャフトの
末端との間に、シャフトの外周にシャフトの軸と直角方
向に、シャフトを１周する溝を形成し、この溝に嵌合す
るようにしてもよい。

【００３６】以上の記載では、スペーサはシャフト４の
周りに回転自在に取り付けられている例であったが、次
にスペーサがプロセスカートリッジの使用開始後、感光
ドラムの回転に従動して移動し、シャフトから離脱する
タイプのものの具体例について説明する。

【００３７】スペーサはシャフトと感光ドラムの間に挿
入され、感光ドラムが回転を始めるまでは安定してシャ
フトと感光ドラムの間に存在し得る形状であればよい。
例えば、直方体、挿入し易いようにその先端を楔状にし
たもの（図９（ａ））、楔状（図９（ｂ））、Ｌ字型と
して挿入を容易（押す場所ができ、また突き当たるまで
押せばよいので挿入位置が一定にできる）にしたもの
（図９（ｃ））等々が可能である。図４において、スペ
ーサ３３の弾性先端部３６近傍を除去し、スペーサ３３
がシャフトに回転自在でないようにすれば、上記のＬ型
スペーサと同様の機能のものが得られる。

【００３８】図６（ａ）及び図６（ｂ）はシャフトから
離脱する形状のスペーサが装填されている場合の図１
（ａ）及び図１（ｃ）に相当する図である。本例におい
てスペーサ３４は直方体状である。このタイプのスペー
サの厚さ（Ｌ１）は、シャフトの中心から感光ドラム上
の加圧当接している感光ドラム表面までの距離からシャ
フトの半径を差し引いた値と同程度以上が望ましい。例
えば、帯電ローラの直径が１２ｍｍ、シャフトの直径が
６ｍｍの場合、約３ｍｍ程度が望ましい。スペーサ３４
の厚さ（Ｌ１）が２．９ｍｍの場合、帯電ローラは感光
ドラムに加圧当接してその部分が通常約０．１ｍｍへこ
む。長期間この状態に置かれると、０．１ｍｍ弱の永久
変形が生ずる恐れがあるが、この変形量が画像ムラにな
らない程度であり、これ以上の永久変形が生ずると画像
ムラになるとすれば、スペーサの厚さは２．９ｍｍより
大きくなければならない。厚さの上限は特に規定はない
が、現実的には帯電ローラと感光ドラムが丁度接する時
の厚さ（この例では３ｍｍ）に１ｍｍ程度加えた厚さが
望ましい。厚さがあまり大きくなると、感光ドラムが回
転を始めて、スペーサが離脱する瞬間に感光ドラムと帯
電ローラとが激しく衝突するので好ましくない。楔状で
あればスペーサの厚い部分が先に抜け、薄い部分で抜け
切るようにすることができるのでこのような恐れはな
い。感光ドラム１の軸方向でのスペーサの長さ（図６
（ｂ）のＬ３）は、それを挿入する際に手或いは治具で
持てる程度の大きさでなるべく小さい方が望ましい。具
体的には約１〜５ｍｍが好ましい。これがあまり小さい
と倒れやすく、あまり大きいとシャフトの露出している
部分に収まらなくなる。スペーサの感光ドラム１の軸と
スペーサの厚さ方向とに直角方向の長さ（図６（ａ）の
Ｌ２）は、帯電ローラのシャフト４と感光ドラム１との
間に安定に保持される程度の大きさであればよく、例え
ば上記のような帯電ローラにおいては好ましくは約２〜
２０ｍｍ、さらに好ましくは約５〜１０ｍｍ程度であ
る。

【００３９】スペーサ３４の材質は、木、樹脂等の絶縁
性で、感光ドラムを傷つけないものが望ましい。キズが
ついても画像形成に関与しない領域なので、実質的に悪
影響はない。

【００４０】このタイプのスペーサを使用したカートリ
ッジが画像形成装置本体に装填され、感光ドラム１が回
転するとスペーサは感光ドラム１の回転に従動して移動
し、カートリッジ内のどこかに落下する。スペーサはシ
ャフトと摺動するが、シャフトは表面が平滑であり、ま
た感光ドラムに比べて外径が小さいので、摺動抵抗が小
さいからスペーサの移動を邪魔しない。また落下した場
所が感光ドラム、帯電ローラ、現像器等の回転の邪魔に
ならない部分となるようにするか、落下したスペーサの
保持部をもうけてカートリッジ内で邪魔にならない位置
に保持し得るようにする。

【００４１】図７（ａ）及び図７（ｂ）は離脱する形状
のスペーサが装填されている場合の他の具体例の図６
（ａ）及び図６（ｂ）に相当する図である。３８は図６
のスペーサ３４と同様の形状のスペーサである。２１は
薄片状のスペーサ保持部材で、カートリッジ内の諸部品
の動作の邪魔にならない位置に離脱後のスペーサ３８が
来るような位置（例えば、カートリッジ天井壁、仕切り
部材等）に取り付けてある。取り付け方法は粘着剤、接
着剤、熱溶着等による固定法が用いられる。保持部材２
１は樹脂製フィルム、金属フィルム等で形成される。保
持部材は弾性を有していることが望ましい。具体的には
ポリエステルその他大部分のフィルム、燐青銅のフィル
ム等が用いられる。保持部材２１の厚さは、約０．５〜
約１ｍｍの範囲が適当である。あまり薄いと弾性が小さ
くなり、あまり大きいと弾性が大きすぎて取り扱いにく
い。保持部材の幅は、約１〜約１０ｍｍが適当である。

【００４２】保持部材２１として、薄片状のものの替わ
りに糸状、ワイヤー状のものでもよい。例えば、釣り糸
用のナイロンテグス（太さ０．２〜０．５ｍｍ）を用い
ることができる。

【００４３】図７のスペーサ３８の動作は次のようであ
る。カートリッジを画像形成装置本体に装填して感光ド
ラム１が回転すると、それに従動してスペーサ３８が移
動し感光ドラム１とシャフト４の間から離脱する。スペ
ーサ３８は保持部材２１に保持されているので、カート
リッジ内に落下せずに保持部材２１に保持されて帯電ロ
ーラの近くの空間に存在する。保持部材の長さと取り付
け位置を適当に選択することにより、空間にあるスペー
サ３８がカートリッジの動作に邪魔にならないようにす
ることは容易である。図７（ｂ）では、離脱後のスペー
サ３８が感光ドラム１の表面を摺動する場合を示してい
る。保持部材２１の長さを短くするか、あるいは剛性を
大きくすることにより、どの部材にも触れずに空間に存
在するようにすることが可能である。

【００４４】

【実施例】（実施例１）内径約５．６ｍｍの導電性スポ
ンジ円筒（ＥＰＤＭゴムにカーボンを混入、肉厚約３ｍ
ｍ）に外径６ｍｍのステンレス製シャフトを圧縮エアで
圧入した。これを肉厚０．２ｍｍ、外径１２．３ｍｍの
半導電性チューブ（ポリアミドエラストマーにカーボン
を混入し、表面抵抗が１０^９Ωｃｍに調整されたもの）
に圧縮エアにより圧入して、外径約１２．３ｍｍの帯電
ローラを得た。この帯電ローラをカートリッジに組み込
み、感光ドラムに加圧当接（両端の加圧バネによる加圧
力が各約５００グラム）した状態で６ヶ月間保管した
後、ハーフトーン画像をプリントすると、帯電ローラの
円周長のピッチむらを生ずることが判明していた。そこ
で、図１の形状のスペーサを用意した。Ａ部は直径１３
ｍｍの円の円弧、Ｂ部は直線状でＢ１とＢ２間の距離は
１２ｍｍ、厚さは２ｍｍ、穴径は６．０５ｍｍ、材質は
ポリアセタール樹脂とした。これを上記帯電ローラのシ
ャフトの両端側に取り付け、Ａ部が感光ドラムに当接す
るように取り付けた。帯電ローラと感光ドラム表面との
間隙は０．２〜０．３ｍｍとなり、この状態で長期間保
管しても当然のことながら帯電ローラの変形はあり得な
い。６ヵ月後にこのカートリッジを画像形成装置本体に
装填し、電源を入れて感光ドラムを回転させたところ、
帯電ローラは静かに感光ドラムに加圧当接し、正常にプ
リントすることができた。

【００４５】（実施例２）スペーサとして図４の形状の
ものを製作した。軸穴の内径を６．０５ｍｍ、開口部Ｌ
４の長さを５．５ｍｍ、軸穴の中心からＣ部までの距離
８ｍｍ、スペーサのシャフト軸方向の長さを２ｍｍ、材
質をポリエチレンとした。また感光ドラムとの加圧当接
部はシャフトの中心からの距離６．５ｍｍの円弧とし
た。スペーサの先端部（図４（ａ）の３７）にはテーパ
ーを設けず、円弧のままとした。帯電ローラとして実施
例１と同じものを用い、感光ドラムと加圧当接させた
後、スペーサを感光ドラムと帯電ローラのシャフトとの
間に挿入した。帯電ローラと感光ドラムとの間には約
０．５ｍｍの間隙が形成された。この状態で長期間保管
しても、帯電ローラの変形が生じないことは実施例１に
おいて確認済みなので、保管テストは行わず、カートリ
ッジを画像形成装置に装填して電源をいれ、感光ドラム
を回転させた。スペーサが感光ドラムに従動回転して移
動し、感光ドラムから離れ、帯電ローラが感光ドラムに
加圧当接する瞬間の衝撃はなかった。スペーサのＣ部は
カートリッジの仕切り部材に当接して停止したまま、帯
電ローラのシャフトと安定に摺動した。

【００４６】（実施例３）実施例１において、導電性弾
性円筒をシームレス帯電チューブに圧入せずに、導電性
弾性円筒の周りに外径１２．７ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍ
の同素材のチューブを遊嵌した。シャフトには前もって
導電性弾性円筒の両端部から１ｍｍの位置に、幅０．５
ｍｍ、深さ０．３ｍｍの溝をシャフトを１周して設け
た。スペーサとして図１の形状のものをポリアセタール
樹脂を用いて下記寸法に製作した。Ａ１、Ａ２部は外径
１４ｍｍの円の円弧、Ｂ１とＢ２間の距離は１１ｍｍ、
軸穴の内径は６．０５ｍｍ、厚さは２ｍｍとした。さら
に軸穴の端部には高さ０．１ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ０．
１ｍｍの突起を設け、この突起が溝に嵌合したらスペー
サが外れないようにした。このスペーサは実施例１の場
合と同様に使用することによって、帯電ローラの変形防
止し、またシームレス帯電チューブが軸方向に移動する
のを規制する効果も得た。

【００４７】（実施例４）スペーサとして、図６の形状
のものを製作した。ポリアミド樹脂で図６の直方体（Ｌ
１＝３．３ｍｍ、Ｌ２＝１０ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍ）を形
成し、これの１面に両面粘着テープを用いて、幅３ｍ
ｍ、厚さ０．１５ｍｍ、長さ２４ｍｍのポリエステルフ
ィルムの端部を図７（ａ）のように貼り付けた。次いで
ポリエステルフィルムの他端部を両面粘着テープでカー
トリッジの容器壁に図７（ｂ）のように貼り付けた。帯
電ローラとして実施例１のものを使用し、感光ドラムと
帯電ローラの両端側のシャフトの間にスペーサを図７
（ａ）のように挿入したところ、感光ドラムと帯電ロー
ラとの間に０．３〜０．４ｍｍの間隙がしょうじた。カ
ートリッジを画像形成装置に装填して電源を入れ、感光
ドラムを回転させたところ、スペーサは感光ドラムの回
転に従動して移動し、感光ドラムと帯電ローラの間から
離脱して図７（ｂ）の状態になった。同時に帯電ローラ
は感光ドラムに加圧当接し、安定に動作した。

【００４８】

【発明の効果】本発明プロセスカートリッジは、簡単な
構成で帯電ローラの、感光ドラムとの加圧当接による永
久変形を防止することができる。カートリッジ側にも、
画像形成装置本体側にも何ら特別な機構を設ける必要が
無く、既存の帯電ローラのシャフトにあと付けでスペー
サを嵌めるだけ、あるいはスペーサを嵌めてスペーサの
保持部材をカートリッジの適当な位置に粘着剤等で取り
付けるだけでよいので、既存のプロセスカートリッジに
容易に適用できるのである。従って、新しく開発した画
像形成装置本体及びそれ専用のプロセスカートリッジの
組合せでしか使えないということは無く、過去のあらゆ
るカートリッジ式画像形成装置にも、あらゆるプロセス
カートリッジにも適用できる。カートリッジのリユー
ス、リサイクルの分野にメリットが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明プロセスカートリッジ内に装填されてい
る感光ドラムと帯電ローラ及び、スペーサの位置関係を
示す図である。

【図２】本発明に使用されるスペーサの他の具体例を示
す図である。

【図３】本発明に使用されるスペーサの更に他の具体例
を示す図である。

【図４】本発明に使用されるスペーサの更に他の具体例
を示す図である。

【図５】本発明プロセスカートリッジに使用されるスペ
ーサと他の帯電ローラの具体例を感光ドラムの軸方向か
ら見た図である。

【図６】本発明に使用されるスペーサの更に他の具体例
を示す図である。

【図７】本発明に使用されるスペーサの更に他の具体例
を示す図である。

【図８】従来のプロセスカートリッジ及び画像形成装置
の概略を示す図である。

【図９】本発明に使用されるスペーサの更に他の具体例
を示す図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電ローラ３、３１、３２、３３、３４、３８スペーサ４シャフト６加圧バネ７帯電ローラと感光ドラムのニップ部の中心８軸受９テーパー部１０プロセスカートリッジ１１カートリッジ容器１２現像手段１３クリーニング手段１４記録材１５転写手段１６定着手段１７露光ビーム１８露光窓１９仕切り部材３５開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも回転駆動される電子写真感光
体、感光体に加圧当接し得る程度に付勢され、しかも該
感光体に加圧当接された際に該感光体の回転駆動に従動
して回転し得る帯電ローラ、及び該帯電ローラに対する
加圧付勢のための機構を内部に備え、且つ電子写真画像
形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおい
て、前記帯電ローラは、導電性シャフトと、この導電性
シャフトの周りに設けられた導電性弾性円筒、及びこの
導電性弾性円筒の周りに設けられた帯電層又はシームレ
ス帯電チューブとを有するものであって、前記シャフト
の両端側の露出している部分と感光ドラムの間にこの両
方に加圧当接して帯電ローラの感光ドラムに対する押し
圧を軽減ないし解除するためのスペーサが設けられてお
り、該スペーサの外周の感光ドラムに加圧当接し得る部
分は、感光ドラムが回転した際にこれと従動し得る形状
であり、このプロセスカートリッジを電子写真画像形成
装置本体に装着し、プロセスカートリッジの使用開始と
同時に、スペーサが感光ドラムの回転に従動して移動
し、感光ドラムを加圧当接している部分が感光ドラムか
ら離れることにより、帯電ローラの感光ドラムに対する
加圧当接が行われるようにしたことを特徴とするプロセ
スカートリッジ。
【請求項２】スペーサがシャフトの両端側の露出して
いる部分に回転自在に取り付けられており、スペーサの
外周の一部であってシャフトの中心からの距離が、感光
ドラムを帯電ローラの感光ドラムに対する押圧より大き
い圧力で加圧当接し得る程度に大きく、且つ感光ドラム
が回転した際にこれと従動し得る形状である外周部Ａ
と、前記シャフトの中心からの距離が感光ドラムを加圧
当接し得ない程度である外周部Ｂと、スペーサが感光ド
ラムの回転に従動して回転し、感光ドラムを加圧当接し
ている部分が感光ドラムから離れた後、帯電ローラ近傍
の部材に当接してスペーサの回転が停止する外周部Ｃを
有することを特徴とする請求項１に記載のプロセスカー
トリッジ。
【請求項３】帯電ローラ近傍の部材が感光ドラムであ
り、スペーサの外周部Ｃが感光ドラム表面を摺動する形
状であることを特徴とする請求項２に記載のプロセスカ
ートリッジ。
【請求項４】帯電ローラ近傍の部材がカートリッジの
容器壁の一部あるいは仕切り部材であることを特徴とす
る請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】帯電ローラが導電性シャフトと、この導
電性シャフトの周りに一体的に設けられた導電性弾性円
筒と，この導電性弾性円筒の周りに一体的に設けられた
帯電層あるいはシームレス帯電チューブを有するもので
あることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカート
リッジ。
【請求項６】帯電ローラが、（１）導電性シャフト
と、（２）この導電性シャフトの周りに設けられた導電
性弾性円筒と，（３）この導電性弾性円筒の周りに設け
られたシームレス帯電チューブとを有するものであっ
て、（１）と（２）、（２）と（３）の少なくともいず
れかが遊嵌されていることを特徴とする請求項１に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項７】スペーサをシャフトの軸方向から見た場
合に、Ａの部分の形がシャフトの中心から外方に凸の曲
線であり、シャフトの中心から帯電ローラと感光ドラム
との加圧当接部までの距離が、シャフトの半径と導電性
弾性円筒の厚さと、帯電層或いはシームレス帯電チュー
ブの厚さと、保護層との和より大きいことを特徴とする
請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】曲線が円弧であることを特徴とする請求項
７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】スペーサをシャフトの軸方向から見た場
合に、Ａの部分の形がシャフトの中心から外方に凸の曲
線であり、シャフトの中心からスペーサの最遠部までの
距離が帯電ローラの最大半径より大きいことを特徴とす
る請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】スペーサの軸穴の一部が開口してお
り、この開口端間の距離はシャフトの外径より小さいも
のであり、スペーサの開口部をシャフトの軸と直角方向
に押してシャフトに取り付けられるものであることを特
徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１１】スペーサがシャフトの軸と直角な方向
に、シャフトの外周に１周して設けられた溝に回転自在
に嵌合していることを特徴とする請求項２に記載のプロ
セスカートリッジ。
【請求項１２】スペーサがプロセスカートリッジの使
用開始後、感光ドラムの回転に従動して移動し、シャフ
トから離脱する形状であることを特徴とする請求項１に
記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】離脱したスペーサがカートリッジ内に
落下する形状であることを特徴とする請求項１２に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】離脱したスペーサが落下しないように
カートリッジ内に設けた保持部材に保持されていること
を特徴とする請求項１２に記載のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項１５】保持部材が薄片状あるいは細線状であ
ることを特徴とする請求項１４に記載のプロセスカート
リッジ。
【請求項１６】少なくとも回転駆動される電子写真感
光体、感光体に加圧当接し得る程度に付勢され、しかも
該感光体に加圧当接された際に該感光体の回転駆動に従
動して回転し得る帯電ローラ、及び該帯電ローラに対す
る加圧付勢のための機構を内部に備え、且つ電子写真画
像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにお
いて、前記帯電ローラは、導電性シャフトと、この導電
性シャフトの周りに設けられた導電性弾性円筒、及びこ
の導電性弾性円筒の周りに設けられた帯電層又はシーム
レス帯電チューブとを有するものであって、前記シャフ
トの両端側の露出している部分と感光ドラムの間にこの
両方に加圧当接して帯電ローラの感光ドラムに対する押
し圧を軽減ないし解除するためのスペーサを設け、該ス
ペーサの外周の感光ドラムに加圧当接し得る部分は、感
光ドラムが回転した際にこれと従動し得る形状であり、
このプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体
に装着し、プロセスカートリッジの使用開始と同時に、
スペーサを感光ドラムの回転に従動して移動させること
により、感光ドラムに加圧当接している部分を感光ドラ
ムから離し、帯電ローラの感光ドラムに対する加圧当接
を行うようにすることを特徴とする帯電ローラの感光ド
ラムへの加圧当接力を軽減ないし解除及び復帰させる方
法。