JP2022143782A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受部材の内倒れを抑制することのできる帯電装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電ユニット３０は、帯電ローラ３１と、クリーニングローラ３２と、帯電ローラ３１とクリーニングローラ３２とを一定の軸間距離で保持する軸受部材３３と、帯電ローラ３１を感光体ドラム２０に圧接させる方向の付勢力を軸受部材３３に与える弾性部材３４と、軸受部材３３を付勢方向にガイドしながら軸受部材３３を保持する軸受ガイド３５１とを備えている。軸受部材３３は、クリーニングローラ３２のシャフト３２１を軸支する第１軸受部３３１と、帯電ローラ３１のシャフト３１１を軸支する第２軸受部３３２とを有している。弾性部材３４は、ローラ軸方向において、軸受ガイド３５１よりも内側の位置で軸受部材３３に付勢力を与える。
【選択図】図３

Description

本発明は、帯電装置およびそれを用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる帯電装置として帯電ローラを用いることがある。このような帯電装置では、帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラが併せて用いられる場合もある。帯電ローラおよびクリーニングローラは、これらの軸間距離が一定の距離に保たれるように、同一の軸受部材を用いて保持されている。

しかしながら、従来の帯電装置では、帯電ローラおよびクリーニングローラを同一の軸受部材を用いて保持する構造において、軸受部材の取付時に軸受部材にクリーニングローラも同時に組み付ける必要があった。

具体的には、図６Ａに示すように、最初に帯電装置のフレーム部材５００に軸受部材５１０を取り付ける段階で、軸受部材５１０におけるクリーニングローラ用の第１軸受部５１１にクリーニングローラ５２０のシャフト５２１を挿入した状態で取り付けを行う必要がある。これは、軸受部材５１０における第１軸受部５１１が貫通孔として形成されており、軸受部材５１０のみを先にフレーム部材５００に取り付けると、後からクリーニングローラ５２０を組み込むことができないためである。

フレーム部材５００に軸受部材５１０およびクリーニングローラ５２０が取り付けられた後は、図６Ｂに示すように、軸受部材５１０に帯電ローラ５３０が組み込まれる。すなわち、軸受部材５１０における帯電ローラ用の第２軸受部５１２に帯電ローラ５３０のシャフト５３１が組み込まれる。軸受部材５１０における第２軸受部５１２は、上方が開放された略Ｕ字形状の軸受部として形成されているため、軸受部材５１０が先にフレーム部材５００に取り付けられた状態で、後から帯電ローラ５３０を組み込むことが可能である。

尚、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、部材５０１は、軸受部材５１０をフレーム部材５００に保持するための軸受ガイドである。また、部材５４０は、画像形成装置において、帯電ローラ５３０を感光体ドラムに圧接させるための付勢力を与える弾性部材（圧縮バネなど）である。

図６Ａおよび図６Ｂに示す取付手順は、軸受部材の取付時に軸受部材にクリーニングローラも同時に組み付けることで、ローラ取付作業が煩雑であったり、ローラの脱落が生じたりするなどの問題がある。

上記問題に対し、特許文献１には、クリーニングローラのシャフトを帯電ローラのシャフトよりも短くし、軸受部材における軸受部を段差構造とする構成が開示されている。

特許文献１の帯電装置では、図７Ａに示すように、最初に帯電装置のフレーム部材５００に軸受部材５５０のみが取り付けられる。軸受部材５５０は、クリーニングローラ用の第１軸受部５５１と、帯電ローラ用の第２軸受部５５２とが、ローラ軸方向の位置が異なるような段差構造を有している。このような段差構造により、軸受部材５５０における第１軸受部５５１および第２軸受部５５２は、上方が開放された略Ｕ字形状の軸受部として形成することができる。尚、軸受ガイド５０１は、軸受部材５５０の高さ方向の全体で軸受部材５５０を保持できるように、保持ローラ軸方向における第２軸受部５５２と対応する位置において軸受部材５５０を保持している。

フレーム部材５００に軸受部材５５０が取り付けられた後は、図７Ｂに示すように、軸受部材５５０にクリーニングローラ５２０および帯電ローラ５３０が順次組み込まれる。このように、特許文献１における構成では、フレーム部材５００への軸受部材５５０の取付時に、軸受部材５５０にクリーニングローラ５２０を同時に組み付ける必要がなく、ローラ取付作業の作業性を改善することができる。

特開２０１５－０７９０６０号公報

しかしながら、特許文献１の帯電装置では、軸受部材５５０を段差構造としたことにより、軸受部材５５０の内倒れの問題が生じる。すなわち、画像形成装置において用いられる帯電装置では、帯電ローラ５３０が感光体ドラムに圧接された状態で使用される。このとき、図８に示すように、弾性部材５４０を、ローラ軸方向における軸受ガイド５０１と対応する位置（すなわち、第２軸受部５５２と対応する位置）で軸受部材５５０に当接させると、クリーニングローラ５２０が帯電ローラ５３０を押す作用の反力が第１軸受部５５１に作用し、軸受部材５５０を内側へ倒すことになる（軸受部材５５０の内倒れが生じる）。

この内倒れ現象が生じると、各ローラと軸受部の接触領域がシャフト端部に偏り、軸受にかかる荷重が狭い接触部に集中して、シャフトの回転動作の円滑性を阻害する。さらには、帯電装置の経時使用によって軸受やシャフトにおける局部的な摩耗や傷の発生が促進すると、各ローラの回転動作の不安定さが増す。各ローラの回転動作の不安定性は、帯電状態の不均一性を発生させ、ひいては画像不良を引きおこす要因となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、軸受部材の内倒れを抑制することのできる帯電装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様である帯電装置は、像担持体に接触させて前記像担持体を帯電させる帯電装置であって、前記像担持体と接触しながら回転することで、前記像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラと接触しながら回転することで、前記帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラと、前記帯電ローラと前記クリーニングローラとを一定の軸間距離で保持する軸受部材と、前記帯電ローラを前記像担持体に圧接させる方向の付勢力を前記軸受部材に与える付勢手段とを備えており、前記軸受部材は、前記クリーニングローラの軸を軸支する第１軸受部と、前記帯電ローラの軸を軸支する第２軸受部とを有し、前記クリーニングローラおよび前記帯電ローラのローラ軸方向において前記第１軸受部が前記第２軸受部の内側に配置されており、前記付勢手段は、前記ローラ軸方向において、前記第１軸受部に対応する位置で前記軸受部材に付勢力を与えることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１軸受部が第２軸受部の内側にあることにより、クリーニングローラが帯電ローラを押す作用の反力が第１軸受部に作用し、軸受部材を内側へ倒す力が発生するが、一方で、付勢手段が第１軸受部に対応する位置に配置されていることで、付勢手段による付勢力が軸受部材を反対側へ（外側へ）押し戻す力として作用する。これにより、軸受部材の内倒れを抑制することができ、各ローラの回転動作の安定性を得ることができる。

また、上記帯電装置では、前記軸受部材は、前記第１軸受部および前記第２軸受部が、前記像担持体と対向する側が開放された略Ｕ字形状の軸受部である構成とすることができる。

上記の構成によれば、第１軸受部および第２軸受部が、像担持体と対向する側が開放された略Ｕ字形状の軸受部とされていることで、帯電装置のフレーム部材などに軸受部材を取り付けた状態で、軸受部材を外すことなく、ローラ部材（帯電ローラおよびクリーニングローラ）を軸受部材に対して着脱することが可能となる。

また、上記帯電装置では、前記クリーニングローラが前記帯電ローラを押す荷重よりも、前記付勢手段が前記軸受部材に作用させる付勢力が大きい構成とすることができる。

上記の構成によれば、軸受部材の内倒れの要因となるクリーニングローラの反発の影響を抑え、軸受部材の内倒れを効果的に抑制することができる。

また、上記帯電装置では、前記軸受部材を前記付勢手段による付勢方向にガイドしながら、前記軸受部材を保持する軸受ガイドを備えており、前記付勢手段は、前記ローラ軸方向において、前記軸受ガイドよりも内側の位置で前記軸受部材に付勢力を与える構成とすることができる。

また、上記帯電装置では、前記軸受ガイドは、前記ローラ軸方向において前記第２軸受部よりも内側で前記軸受部材を保持する構成とすることができる。

上記の構成によれば、軸受部材が帯電ローラの軸およびクリーニングローラの軸から受ける荷重のバランスが取られ、軸受部材の内倒れをより効果的に抑制することができる。

また、上記帯電装置では、前記クリーニングローラの軸が前記帯電ローラの軸よりも短くされている構成とすることができる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様である画像形成装置は、上記記載の帯電装置を備えることを特徴としている。

本発明の帯電装置および画像形成装置は、付勢手段が軸受ガイドよりも内側に配置されていることで、付勢手段による付勢力が軸受部材を反対側へ（外側へ）押し戻す力として作用し、軸受部材の内倒れを抑制して、各ローラの回転動作の安定性を得ることができるといった効果を奏する。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 プロセスユニットの一部を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る帯電ユニットの概略構成図である。 軸受部材を示す斜視図である。 軸受部材を軸受ガイドおよび弾性部材と共に示した正面図である。 軸受部材を軸受ガイドおよび弾性部材と共に示した平面図である。 軸受部材を軸受ガイドおよび弾性部材と共に示した側面図である。 実施の形態２に係る帯電ユニットの概略構成図である。 従来の帯電装置における軸受部材およびローラ部材の取付手順を示す概略構成図である。 従来の帯電装置における軸受部材およびローラ部材の取付手順を示す概略構成図である。 従来の帯電装置における軸受部材およびローラ部材の取付手順を示す概略構成図である。 従来の帯電装置における軸受部材およびローラ部材の取付手順を示す概略構成図である。 従来の帯電装置において生じる軸受部材の内倒れ現象を示す概略構成図である。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適用される画像形成装置１０の一例を示す概略構成図である。尚、図１に示す画像形成装置１０は、複数のプロセスユニットを有するカラー画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、単一のプロセスユニットを有するモノクロ画像形成装置に適用することもできる。

画像形成装置１０は、図１に示すように、本体部１１、原稿読取部１２、原稿送り装置１３および給紙装置１４を具備して構成されている。本体部１１は、記録用紙に画像を印字するための画像形成部を内部に有している。原稿読取部１２は、本体部１１の上方に配置され、原稿のコピーを行う際に原稿の読取を行う。原稿送り装置１３は、自動読み取りモードにおいて、原稿セットトレイ上に載置された原稿を原稿読取部１２の原稿載置台上に向かって順次搬送する。給紙装置１４は、記録用紙をストックし、画像形成時に記録用紙を本体部１１へ給送する。

画像形成装置１０において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、または単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、画像形成装置１０は、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられた４つのプロセスユニットＰａ～Ｐｄを画像形成部として有している。各プロセスユニットＰａ～Ｐｄは、電子写真技術を用いて画像データに応じたトナー像を形成する。

各プロセスユニットＰａ～Ｐｄで形成された各トナー像は、中間転写ベルト１５に順次転写して重ねられる。これにより、中間転写ベルト１５上にカラーのトナー像を形成することができる。中間転写ベルト１５上のトナー像は二次転写手段１６によって記録用紙上に２次転写され、定着装置１７にて記録用紙を加熱および加圧し、記録用紙上のトナー像を定着させる。

各プロセスユニットＰａ～Ｐｄは、感光体ドラムの周囲に、帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部および除電部を感光体ドラムの回転方向に沿って配置して構成される。帯電部は、図２に示すように、感光体ドラム（像担持体）２０の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、本実施の形態では帯電ローラ３１およびクリーニングローラ３２を備えている。帯電ローラ３１は、直流電圧が印加された導電性ローラであり、感光体ドラム２０と接触しながら回転することで感光体ドラム２０の表面を帯電させる。クリーニングローラ３２は、帯電ローラ３１と接触しながら回転することで帯電ローラ３１の表面をクリーニングする。

また、本実施の形態に係る帯電部は、各プロセスユニットＰａ～Ｐｄ内においてさらにユニット化され、帯電ユニット（帯電装置）３０として備えることができるようになっている。図３は、本実施の形態に係る帯電ユニット３０の概略構成図である。尚、以下の説明では、説明の便宜上、図３における上下方向を帯電ユニット３０の上下方向として説明する。

帯電ユニット３０は、図３に示すように、帯電ローラ３１およびクリーニングローラ３２を同一の軸受部材３３を用いてフレーム部材３５に取り付けた構成である。軸受部材３３は、帯電ローラ３１およびクリーニングローラ３２のローラ軸方向の各端部において１つずつ（計２つ）用いられる。このように、帯電ローラ３１およびクリーニングローラ３２は、同一の軸受部材３３によって軸支されることで、軸間距離が一定に保持されるようになっている。また、軸受部材３３は、後述するように、弾性部材（付勢手段）３４によって付勢力を受けると共に、フレーム部材３５に設けられた軸受ガイド３５１によってフレーム部材３５に保持される。

軸受部材３３は、クリーニングローラ３２のシャフト（軸）３２１を軸支する第１軸受部３３１と、帯電ローラ３１のシャフト（軸）３１１を軸支する第２軸受部３３２とを有している。ここで、クリーニングローラ３２のシャフト３２１は、帯電ローラ３１のシャフト３１１よりも短くされている。このため、軸受部材３３は、シャフト３１１とシャフト３２１との長さの違いに対応して、第１軸受部３３１と第２軸受部３３２とが段差状に形成される段差構造を有している。この場合、第１軸受部３３１が、第２軸受部３３２よりもローラ軸方向の内側に配置される。また、第１軸受部３３１および第２軸受部３３２は、上方（感光体ドラム２０と対向する側）が開放された略Ｕ字形状の軸受部として形成されている。

軸受ガイド３５１は、軸受部材３３の高さ方向の全体で軸受部材３３を保持できるように、ローラ軸方向における第２軸受部３３２と対応する位置において軸受部材３３を保持している。軸受部材３３は、軸受部材３３とフレーム部材３５との間に配置させた弾性部材３４により付勢力が与えられている。弾性部材３４による付勢力は、画像形成装置１０において、帯電ローラ３１を感光体ドラム２０に圧接させる。このため、軸受ガイド３５１は、軸受部材３３を弾性部材３４による付勢方向にガイドしながら、軸受部材３３を保持できるようになっている。

本実施の形態１に係る帯電ユニット３０では、弾性部材３４は、ローラ軸方向における軸受ガイド３５１と対応する位置（すなわち、第２軸受部３３２と対応する位置）ではなく、軸受ガイド３５１よりも内側の位置（すなわち、第１軸受部３３１と対応する位置）で軸受部材３３に当接する（軸受部材３３に付勢力を与える）。

図４Ａは、１つの軸受部材３３を示す斜視図である。図４Ｂ～図４Ｄは、図４Ａの軸受部材３３を軸受ガイド３５１および弾性部材３４と共に示した正面図、平面図および側面図である。図４Ａ～図４Ｄに示すように、軸受部材３３は両側面においてガイド溝３３３を有しており、軸受部材３３をフレーム部材３５に取り付けるときは、ガイド溝３３３に軸受ガイド３５１を嵌合させるようにして、軸受ガイド３５１に軸受部材３３を上から差し込むことで軸受部材３３が保持される。

また、軸受部材３３は、両側面において抜け落ち防止フック３３４を有している。抜け落ち防止フック３３４は、フレーム部材３５に設けられた係合フック（図示省略）と係合することにより、軸受部材３３が軸受ガイド３５１から抜け落ちることを防止する。さらに、軸受部材３３の下面には、弾性部材３４を位置決めする位置決め突起３３５が設けられている。弾性部材３４は、その一端に位置決め突起３３５を嵌入させることで、軸受部材３３に対して位置決めされる。

本実施の形態１に係る帯電ユニット３０では、クリーニングローラ３２のシャフト３２１を帯電ローラ３１のシャフト３１１よりも短くし、軸受部材３３を第１軸受部３３１と第２軸受部３３２とが段差状に形成される段差構造としている。これにより、フレーム部材３５に対する軸受部材３３および各ローラの取付作業の作業性を改善することができる。すなわち、図７Ａおよび図７Ｂで説明した従来の帯電装置と同様に、最初にフレーム部材３５に軸受部材３３のみを取り付けた後、軸受部材３３にクリーニングローラ３２および帯電ローラ３１を順次組み込むことができる。また、フレーム部材３５から軸受部材３３を外すことなく、ローラ部材（帯電ローラ３１およびクリーニングローラ３２）のみを軸受部材３３に対して着脱することも可能である。

これに加えて、本実施の形態１に係る帯電ユニット３０では、画像形成装置１０において用いられる場合（帯電ローラ３１を感光体ドラム２０に圧接させる場合）に、軸受部材３３の内倒れを抑制することもできる。これは、以下の作用による。

図８に示す従来の帯電装置において、軸受部材５５０の内倒れが発生する場合、この内倒れは、軸受ガイド５０１の根元を支点とする回動変位によって発生する。これに対し、本実施の形態１に係る帯電ユニット３０では、弾性部材３４を、ローラ軸方向における軸受ガイド３５１と対応する位置ではなく、軸受ガイド３５１よりも内側の位置（すなわち、第１軸受部３３１と対応する位置）で軸受部材３３に当接させている。

帯電ユニット３０においても、軸受部材３３が段差構造を有していることにより、クリーニングローラ３２が帯電ローラ３１を押す作用の反力が第１軸受部３３１に作用し、軸受部材３３を内側へ倒す力が発生する。一方で、帯電ユニット３０では、弾性部材３４が軸受ガイド３５１よりも内側に配置されていることで、弾性部材３４による付勢力が軸受部材３３を反対側へ（外側へ）押し戻す力として作用する。これにより、帯電ユニット３０では、軸受部材３３の内倒れを抑制することができ、各ローラの回転動作の安定性を得ることができる。

また、この場合、クリーニングローラ３２が帯電ローラ３１を押すときの荷重（所望の食込み量でクリーニングローラ３２を帯電ローラ３１に当接させる際の荷重）よりも、弾性部材３４が軸受部材３３に作用させる付勢力の方を大きくすることが好ましい。これにより、軸受部材３３の内倒れの要因となるクリーニングローラ３２の反発の影響を抑え、軸受部材３３の内倒れを効果的に抑制することができる。

〔実施の形態２〕
上記の実施の形態１では、軸受ガイド３５１は、ローラ軸方向における第２軸受部３３２と対応する位置において軸受部材３３を保持している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、軸受ガイド３５１は、ローラ軸方向において第２軸受部３３２よりも内側で軸受部材３３を保持してもよい。

この場合、クリーニングローラ３２を軸支する第１軸受部３３１がローラ軸方向において軸受ガイド３５１よりも内側に位置し、帯電ローラ３１を軸支する第２軸受部３３２がローラ軸方向において軸受ガイド３５１よりも外側に位置することになる。その結果、軸受部材３３がシャフト３１１および３２１から受ける荷重のバランスが取られ、軸受部材３３の内倒れをより効果的に抑制することができる。

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１０ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 帯電ユニット（帯電装置）
３１ 帯電ローラ
３１１ シャフト（軸）
３２ クリーニングローラ
３２１ シャフト（軸）
３３ 軸受部材
３３１ 第１軸受部
３３２ 第２軸受部
３３３ ガイド溝
３３４ 抜け落ち防止フック
３３５ 位置決め突起
３４ 弾性部材（付勢手段）
３５ フレーム部材
３５１ 軸受ガイド
Ｐａ～Ｐｄ プロセスユニット

Claims (7)

1. 像担持体に接触させて前記像担持体を帯電させる帯電装置であって、
   前記像担持体と接触しながら回転することで、前記像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、
   前記帯電ローラと接触しながら回転することで、前記帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラと、
   前記帯電ローラと前記クリーニングローラとを一定の軸間距離で保持する軸受部材と、
   前記帯電ローラを前記像担持体に圧接させる方向の付勢力を前記軸受部材に与える付勢手段とを備えており、
   前記軸受部材は、前記クリーニングローラの軸を軸支する第１軸受部と、前記帯電ローラの軸を軸支する第２軸受部とを有し、前記クリーニングローラおよび前記帯電ローラのローラ軸方向において前記第１軸受部が前記第２軸受部の内側に配置されており、
   前記付勢手段は、前記ローラ軸方向において、前記第１軸受部に対応する位置で前記軸受部材に付勢力を与えることを特徴とする帯電装置。
2. 請求項１に記載の帯電装置であって、
   前記軸受部材は、前記第１軸受部および前記第２軸受部が、前記像担持体と対向する側が開放された略Ｕ字形状の軸受部であることを特徴とする帯電装置。
3. 請求項１または２に記載の帯電装置であって、
   前記クリーニングローラが前記帯電ローラを押す荷重よりも、前記付勢手段が前記軸受部材に作用させる付勢力が大きいことを特徴とする帯電装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の帯電装置であって、
   前記軸受部材を前記付勢手段による付勢方向にガイドしながら、前記軸受部材を保持する軸受ガイドを備えており、
   前記付勢手段は、前記ローラ軸方向において、前記軸受ガイドよりも内側の位置で前記軸受部材に付勢力を与えることを特徴とする帯電装置。
5. 請求項４に記載の帯電装置であって、
   前記軸受ガイドは、前記ローラ軸方向において前記第２軸受部よりも内側で前記軸受部材を保持することを特徴とする帯電装置。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の帯電装置であって、
   前記クリーニングローラの軸が前記帯電ローラの軸よりも短くされていることを特徴とする帯電装置。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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