JP2009163158A - 電子写真感光体、感光体支持装置、画像形成装置、およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単にして安価であり、電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を提供する。
【解決手段】筒状の感光体素管４０と、その感光体素管の両端開口に取り付けられ、感光体素管の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部４１ａが形成されているフランジ４１と、そのフランジの軸部を貫通して設けられ、内側に感光体素管の内周面に接触する第一接触部４２ａが形成され、外側に第二接触部４２ｂが形成されているアース部材４２とが備えられている。
【選択図】図３

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、電子写真感光体上に形成した画像を直接、または中間転写体を介して間接的に転写して記録材に画像を記録する画像形成装置に関する。ならびに、そのような画像形成装置に備えられている、電子写真感光体と、少なくとも帯電装置、現像装置、クリーニング装置の１つとを一体化してなるプロセスカートリッジに関し、また電子写真感光体を支持する感光体支持装置、および電子写真感光体そのものに関する。

従来、電子写真式の画像形成装置では、電子写真感光体の回転とともに、その表面を帯電手段で一様に帯電して後、露光手段で書込みを行って静電潜像を形成し、現像手段でトナーを付着することによりその静電潜像を可視像化して電子写真感光体上に画像を形成し、その画像を直接、または中間転写体を介して間接的に転写して、用紙、樹脂フィルム等の記録材に画像を記録していた。

この種の画像形成装置では、一般に、電子写真感光体は、軸心を貫通する感光体軸を介して感光体支持部材により回転可能に支持されていた。例えば図６（Ａ）に示すように、筒状の感光体素管１の両端開口に各々フランジ２、２が取り付けられ、それらのフランジ２、２の中心に軸受３、３を介して１本の感光体軸４が貫通されてその感光体軸４上でフランジ２、２が回転可能に支持されるとともに、感光体軸４の両端が、対向して備える一対の感光体支持部材５、５で固定支持されていた。

また、例えば図６（Ｂ）に示すように、筒状の感光体素管１の両端開口に各々フランジ２、２が取り付けられ、それらのフランジ２、２の中心に１本の感光体軸４が貫通されてフランジ２、２と一体に回転するように保持され、その感光体軸４の両端が軸受３、３を介して、対向して備える一対の感光体支持部材５、５で回転可能に支持されていた。

そして、図６（Ａ）および（Ｂ）に示す感光体支持装置では、片側のフランジ２内にアース部材６が収納され、その一端に感光体素管１の内周面に接触する第一接触部６ａが形成され、他端に感光体軸４の外周面に接触する第二接触部６ｂが形成されていた。また、感光体軸４の一端面には、電気導通部材７の先端が弾性的に押し当てられていた。

しかしながら、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すような感光体支持装置では、構成が複雑になり、剛性を確保するためにφ８〜φ１０の感光体軸４が必要とされて非常に高価となるとともに、第二接触部６ｂでの摩耗が問題となっていた。すなわち、一般的に感光体軸４として用いられる棒材は、剛性などを考慮してφ８ｍｍ以上のものであるため、その外周面に接触して摺動する第二接触部６ｂの摩耗は著しく、導電グリス、導電ブラシ、カーボン端子などの導通補助部材が必要になる場合が多かった。

従来の画像形成装置の中には、電子写真感光体が、軸心を貫通する感光体軸４に代えて、例えば図６（Ｃ）に示すように、各々基端を感光体支持部材５、５で保持する片持ちの感光体軸８、８により支持されるようにしたものもある。ところが、このような感光体支持装置では、片持ちの感光体軸８、８の倒れなどから、電子写真感光体の軸心が傾いたり倒れたりすることがあり、画像に傾きを生じたり、回転により感光体が振れて画像に歪みを生じたりしやすいとともに、なお第二接触部６ｂでの摩耗が問題となっていた。

そこで、感光体支持装置として、例えば図７に示すように、筒状の感光体素管１の両端開口に各々フランジ２、２が取り付けられ、それらのフランジ２、２には感光体素管１の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部２ａ、２ａが形成され、感光体軸を介さずにそれらの軸部２ａ、２ａが各々軸受３、３を介して直接、感光体支持部材５、５で回転可能に支持されるものも考えられる。

そして、このような感光体支持装置では、片側の感光体支持部材５にブラケット９が取り付けられ、そのブラケット９で片持ちの感光体軸８の基端が保持され、一端に感光体素管１の内周面に接触する第一接触部６ａが設けられているアース部材６の他端に、片持ちの感光体軸８の外周面に接触する第二接触部６ｂが形成され、また感光体軸８の外端面に電気導通部材７の先端が弾性的に押し当てられ、電気的接続がなされるようにする。

特開２００６−３１３２６４号公報 特許第３６２５９２７号公報 特許第３３８９０２７号公報

しかし、このような構成としても、やはり構成が複雑で高価であり、電気的接続のための接触部が多く、またなお第二接触部６ｂでの摩耗が大きく、導通の信頼性が下がる問題があった。

そこで、この発明の第１の目的は、構成が簡単にして安価であり、電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を提供することにある。

この発明の第２の目的は、電子写真感光体に設けるアース部材の第二接触部の摩耗を低減して、電子写真感光体の長寿命化を図ることにある。

この発明の第３の目的は、第二接触部と電気導通部材との間の１回転当たりの摺動量をより容易に小さくし、第二接触部の摩耗を低減して電子写真感光体の長寿命化を図ることにある。

この発明の第４の目的は、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなる感光体支持装置を提供することにある。

この発明の第５の目的は、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなる画像形成装置を提供することにある。

この発明の第６の目的は、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなるプロセスカートリッジを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、電子写真感光体にあって、
筒状の感光体素管と、
その感光体素管の両端開口に取り付けられ、前記感光体素管の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部が形成されているフランジと、
そのフランジの軸部を貫通して設けられ、内側に前記感光体素管の内周面に接触する第一接触部が形成され、外端に第二接触部が形成されているアース部材と、
が備えられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子写真感光体において、
前記第二接触部が、前記感光体素管の軸心を中心とする直径６ｍｍ以内に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子写真感光体において、
前記第二接触部が、前記感光体素管の軸心を中心として外向きに突出する凸形状に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、感光体支持装置にあって、前記軸部が軸受を介して感光体支持部材で支持され、前記第二接触部に電気導通部材が接触されて、請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体が画像形成装置本体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、画像形成装置にあって、請求項４に記載の感光体支持装置が少なくとも１つ備えられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、プロセスカートリッジにあって、請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体と、その電子写真感光体の表面を一様に帯電する帯電手段、前記電子写真感光体上の静電潜像を現像する現像手段、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニング手段のうちの少なくともいずれか１つとで構成されて、画像形成装置本体に対して一括して着脱可能に備えられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、筒状の感光体素管と、その感光体素管の両端開口に取り付けられ、感光体素管の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部が形成されているフランジと、そのフランジの軸部を貫通して設けられているアース部材とが備えられているだけであるので、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかもアース部材が、内側に感光体素管の内周面に接触する第一接触部が形成され、外側に第二接触部が形成されているので、電気的接続のための接触部分を少なくするとともに、その接触部分の摩耗を低減して電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、電子写真感光体に設けるアース部材の第二接触部が、感光体素管の軸心を中心とする直径６ｍｍ以内に設けられているので、第二接触部と電気導通部材との間の１回転当たりの摺動量を小さくすることが可能であり、第二接触部の摩耗を低減して電子写真感光体の長寿命化を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、第二接触部が、感光体素管の軸心を中心として外向きに突出する凸形状に形成されているので、第二接触部と電気導通部材との間の１回転当たりの摺動量をより容易に小さくし、第二接触部の摩耗を低減して電子写真感光体の長寿命化を図ることができる。つまり、１回転当たりの摺動量を小さくするためには、電気導通部材をできるだけ感光体素管の軸心に近付けてアース部材に当接させることが望ましい。そこで、電気導通部材の取り付け精度を高めるよりも、第二接触部を、感光体素管の軸心を中心とする凸形状に形成することの方が容易であるから、より容易に電気導通部材を感光体素管の軸心に近付けてアース部材に当接させ、第二接触部と電気導通部材との間の１回転当たりの摺動量を小さくすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、軸部が軸受を介して感光体支持部材で支持され、第二接触部に電気導通部材が接触されて、請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体が画像形成装置本体に対して着脱可能に取り付けられているので、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなる感光体支持装置を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の感光体支持装置が少なくとも１つ備えられているので、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなる画像形成装置を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうちの少なくともいずれか１つとで構成されて、画像形成装置本体に対して一括して着脱可能に備えられているので、部品点数が少なく、構成が簡単にして安価であり、しかも電気的導通の安定性を高めた電子写真感光体を備えてなるプロセスカートリッジを提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、タンデム型フルカラー画像形成装置における内部機構の概略構成を示す。図中符号１０は、画像形成装置本体である。

画像形成装置本体１０内の中央には、３つのローラ１１〜１３に無端ベルト状の中間転写体１４が掛けまわされている。そして、その中間転写体１４の水平に張り渡した張り渡し部分上に、色の異なる４つのプロセスカートリッジ１５がタンデム式に並べて配置されている。各プロセスカートリッジ１５は、異なる色のトナーが収納されているだけで、同一構成につくられている。

図２には、そのプロセスカートリッジ１５の構成を示す。
図示するように、プロセスカートリッジ１５には、ドラム状の電子写真感光体１６が設けられ、その電子写真感光体１６まわりに、該電子写真感光体１６の表面を一様に帯電する帯電手段１７、電子写真感光体１６上の静電潜像を現像する現像手段１８、電子写真感光体１６の表面を清掃するクリーニング手段１９などが配置されており、それらが感光体支持部材としての１つのカートリッジケース２０内に収納されて一体化され、画像形成装置本体１０に対して一括して着脱可能に備えられている。

図１に示すように、画像形成装置本体１０内には、また、各プロセスカートリッジ１５の電子写真感光体１６に中間転写体１４を挟んで対向する位置に、転写手段２１が設けられている。一方、４つのプロセスカートリッジ１５上には、露光手段２２が設置されている。

さらに、画像形成装置本体１０の底部には、記録材としての用紙２３を収納する給紙カセット２４が出入れ自在に備えられている。そして、給紙カセット２４の先端上には、給紙ローラ２５が設けられ、そこから画像形成装置本体１０上の排紙スタック部２６に向けて上向きに用紙搬送路２７が形成されている。用紙搬送路２７には、順に、レジストローラ対２８、中間転写体１４を挟んでローラ１１に対向して設けられる第二転写手段２９、定着手段３０などが配置されている。

いま、用紙２３に画像を記録するときは、各電子写真感光体１６の図中時計まわりの回転にともない、まず各帯電手段１７でバイアス電圧を印加して電子写真感光体１６の表面を一様に帯電する。次いで、ホスト等から送られてくる画像信号に基づき露光手段２２から、それぞれレーザ光Ｌを照射することにより書込みを行い、電子写真感光体１６上に静電潜像を形成する。そののち、各現像手段１８で、トナーを付着してその静電潜像を可視像化し、電子写真感光体１６上に各々各色単色画像を形成する。

また、中間転写体１４を図中反時計まわりに走行し、転写手段２１により電子写真感光体１６上の各色単色画像を順に中間転写体１４上に１次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写体１４上にフルカラー画像を形成する。

一方、適宜タイミングで、給紙ローラ２５を回転し、画像形成装置本体１０内の給紙カセット２４から用紙２３を繰り出し、用紙搬送路２７を通して搬送してレジストローラ対２８間に突き当てて止める。そして、中間転写体１４上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対２８を回転し、二次転写手段２９によりそのフルカラー画像を用紙２３に二次転写する。そののち、フルカラー画像転写後の用紙２３を引き続き用紙搬送路２７を通してそのまま上方へと搬送し、定着手段３０の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを用紙２３に定着し、不図示の排出ローラで排出して画像形成装置本体１０上の排紙スタック部２６上にスタックする。

一次転写終了後の各電子写真感光体１６は、クリーニング手段１９でクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。また、二次転写終了後の中間転写体１４は、不図示の二次クリーニング手段でクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。

モノクロ画像や二色画像などを記録するときには、４つのプロセスカートリッジ１５のうちの適宜のプロセスカートリッジ１５を選択的に駆動して、同様に用紙２３に画像を記録する。

図３には、感光体支持装置の断面構成を示す。
図示するように、電子写真感光体１６には、筒状の感光体素管４０と、フランジ４１と、アース部材４２とが備えられている。フランジ４１は、感光体素管４０の両端開口に取り付けられ、感光体素管４０の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部４１ａが形成されている。２つのフランジ４１は、左右で形状を相違しており、片方のフランジ４１には、軸部４１ａを貫通する貫通孔があけられている。アース部材４２は、その片方のフランジ４１の貫通孔にはめ付けて設けられ、内側に感光体素管４０の内周面に接触する第一接触部４２ａが形成され、外側に第二接触部４２ｂが形成されている。

図４（Ａ）には、アース部材４２の外形状を示す。
アース部材４２は、弾性板を凸形状に折り曲げてなり、端部４１ｃ左右の耳部を外向きに折り曲げて第一接触部４２ａが形成され、中間の凸形状頂面で第二接触部４２ｂが形成されており、細幅部４２ｄを設けて段部４２ｅが設けられ、段部４２ｅにはダボ孔４２ｆがあけられている。

そして、細幅部４２ｄが、図３に示すように、片方のフランジ４１の軸部４１ａにあけた貫通孔に内側から挿入され、段部４２ｅをフランジ４１の内面に突き当ててダボ孔４２ｆにフランジ４１の位置決めダボ４１ｂが挿入され、図４（Ｂ）に示すように第二接触部４２ｂが外側に露出される。その後、アース部材４２を取り付けたフランジ４１が感光体素管４０にはめ付けられ、弾性に抗して端部４１ｃが内側にたわんでその反発力で第一接触部４２ａが感光体素管４０の内周面に接触される。感光体素管４０の他端開口には、貫通孔のない別のフランジ４１が取り付けられる。

以上のように構成された電子写真感光体１６は、軸部４１ａが軸受４３を介してカートリッジケース２０で支持され、第二接触部４２ｂに電気導通部材４４が接触されて、プロセスカートリッジ１５を着脱することにより、画像形成装置本体１０に対して着脱可能に取り付けられている。電気導通部材４４は、アース部材４２と同様に弾性板を折り曲げて形成されており、先端には凸状の接点４４ａが設けられている。そして、カートリッジケース２０などに取り付けられて支持され、接点４４ａが第二接触部４２ｂに接触されている。

なお、このとき図４（Ｃ）において斜線で示すように、電子写真感光体１６に設けるアース部材４２の第二接触部４２ｂが、感光体素管４０の軸心を中心とする直径６ｍｍ以内に設けられていると、第二接触部４２ｂと電気導通部材４４との間の１回転当たりの摺動量を小さくすることが可能であり、第二接触部４２ｂの摩耗を低減して電子写真感光体１６の長寿命化を図ることができる。

また、図５（Ａ）および（Ｂ）で示すように、第二接触部４２ｂが、感光体素管４０の軸心を中心として外向きに突出する凸形状に形成されていると、第二接触部４２ｂと電気導通部材４４との間の１回転当たりの摺動量をより容易に小さくし、第二接触部４２ｂの摩耗を低減して電子写真感光体１６の長寿命化を図ることができる。

従来のように、φ８の感光体軸の外周で摺動接触する場合、１回転当たりの摺動距離は、円周の長さであるため、直径８ｍｍ×円周率から、約２５．１３ｍｍとなる。しかし、本願発明のように、第二接触部４２ｂが、感光体素管４０の軸心を中心とする直径６ｍｍ以内に設けられていると、１回転当たりの摺動距離は、直径６ｍｍ×円周率から、約１８．８４ｍｍとなり、約２５％低減することができる。また、第二接触部４２ｂが、感光体素管４０の軸心を中心として外向きに突出する凸形状に形成されていると、位置の累積公差が±０．３ｍｍであったとしても、１回転当たりの摺動距離は、直径０．６ｍｍ×円周率から、約１．８４ｍｍとなり、９０％以上低減することができる。

なお、上述した例では、本願発明をタンデム型フルカラー画像形成装置に用いる場合について説明した。カラー機であれば、各色の画像の歪みによる色重ねズレの発生を抑え、良好な画像を提供できるが、本願発明は、電子写真感光体が複数備えられている画像形成装置に限らず、電子写真感光体が１つしか備えられていない画像形成装置にも、当然に適用することができる。

タンデム型フルカラー画像形成装置における内部機構の概略構成図である。 そのフルカラー画像形成装置に備えられているプロセスカートリッジの構成図である。 そのプロセスカートリッジに備えられている感光体支持装置の断面構成図である。 （Ａ）はその電子写真感光体に備えられているアース部材の斜視図、（Ｂ）は電子写真感光体の片側端部の斜視図、（Ｃ）は別の電子写真感光体の片側端部の斜視図である。 （Ａ）は別の感光体支持装置の断面構成図、（Ｂ）はその感光体支持装置に設けられている電子写真感光体の片側端部の斜視図である。 （Ａ）は従来の感光体支持装置の断面構成図、（Ｂ）は従来の別の感光体支持装置の断面構成図、（Ｃ）は従来のさらに別の感光体支持装置の断面構成図である。 従来のまたさらに別の感光体支持装置の断面構成図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置本体
１５ プロセスカートリッジ
１６ 電子写真感光体
１７ 帯電手段
１８ 現像手段
１９ クリーニング手段
２０ カートリッジケース（感光体支持部材）
４０ 感光体素管
４１ フランジ
４１ａ 軸部
４２ アース部材
４２ａ 第一接触部
４２ｂ 第二接触部
４３ 軸受
４４ 電気導通部材

Claims (6)

1. 筒状の感光体素管と、
   その感光体素管の両端開口に取り付けられ、前記感光体素管の軸心位置で両端から外向きに突出して軸部が形成されているフランジと、
   そのフランジの軸部を貫通して設けられ、内側に前記感光体素管の内周面に接触する第一接触部が形成され、外側に第二接触部が形成されているアース部材と、
   が備えられていることを特徴とする電子写真感光体。
2. 請求項１に記載の電子写真感光体において、
   前記第二接触部が、前記感光体素管の軸心を中心とする直径６ｍｍ以内に設けられていることを特徴とする電子写真感光体。
3. 請求項１または２に記載の電子写真感光体において、
   前記第二接触部が、前記感光体素管の軸心を中心として外向きに突出する凸形状に形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
4. 前記軸部が軸受を介して感光体支持部材で支持され、前記第二接触部に電気導通部材が接触されて、請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体が画像形成装置本体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする感光体支持装置。
5. 請求項４に記載の感光体支持装置が少なくとも１つ備えられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし３のいずれか１に記載の電子写真感光体と、その電子写真感光体の表面を一様に帯電する帯電手段、前記電子写真感光体上の静電潜像を現像する現像手段、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニング手段のうちの少なくともいずれか１つとで構成されて、画像形成装置本体に対して一括して着脱可能に備えられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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