JP3236066B2 - 帯電装置及び帯電部材の軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電部材を有し、該帯
電部材を感光体等の被帯電体に接触させてこれを帯電さ
せる帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真複写機等の画像形
成装置において、感光体等の被帯電体の表面を帯電する
ための装置として、コロナ放電器がよく使用されてい
る。このものは、感光体に対向するワイヤ電極とワイヤ
電極を囲むシールド電極とを備え、これらに適宜な電圧
を印加することにより感光体を帯電する。

【０００３】しかしながら、このようなコロナ放電器を
用いた場合、（１）ワイヤ電極に印加する電圧が４ｋＶ
〜８ｋＶといった高電圧になる、（２）ワイヤ電極から
シールド電極へほとんどの電流が流れるため帯電効率が
低い、（３）コロナ放電により、オゾンが発生する、
（４）放電ワイヤ電極の汚れにより、放電ムラが発生す
る、といった問題があった。

【０００４】このような問題を解決する帯電装置とし
て、帯電部材を被帯電体に直接接触させて被帯電体を帯
電するいわゆる接触帯電装置が知られている。

【０００５】図６は、接触帯電装置２２を用いた電子写
真装置の概略構成図である。被帯電体としての感光ドラ
ム２１は、矢印Ｋ１方向に回転し、帯電部材としての帯
電ローラ３０は、その芯金（軸芯、回転軸）３１の両端
部がそれぞれ軸受３５に軸受され、さらにその両軸受３
５がそれぞればね３６によって感光ドラム２１方向に付
勢されることにより、感光ドラム２１に加圧接触し、感
光ドラム２１との間に接触部（ニップ部）ｎを形成して
いる。電源３８より接点３７、ばね３６、軸受３５、芯
金３１を介して帯電ローラ３０にバイアス電圧を印加す
ることにより感光ドラム２１の周囲の帯電が行われ、そ
の帯電面に対する露光Ｌにより静電潜像が形成される。
感光ドラム２１上の静電潜像は現像装置２３によりトナ
ー像Ｔａとして顕像化され、そのトナー像Ｔａが転写手
段１２によりシート材Ｐに対して像Ｔｂとして転写され
る。画像転写を受けたシート材Ｐは不図示の定着器によ
り加熱されてトナー像が永久定着される。転写後に感光
ドラム２１上に残留するトナーは、クリーニング装置２
５によって清掃除去され、感光ドラム２１は繰り返して
画像形成に供される。

【０００６】前記帯電ローラ３０の芯金３１の両端部を
それぞれ軸受支持する軸受３５はプラスチック材料で形
成され、その両軸受３５のうちの、帯電ローラ３０に給
電する方の軸受３５は成型時にプラスチック材料中にカ
ーボンファイバーを分散させることにより抵抗値が約１
０³ 〜１０⁴ Ω・ｃｍになるように導電性を持たせたも
のとしている。したがって電源３８から、それぞれ導電
性である、接点３７、ばね３６、上記の軸受３５、芯金
３１を介して帯電ローラ３０にバイアス電圧が印加され
る。

【０００７】また、図７は、上記の方法とは別な方法で
バイアス電圧を印加する方法を示したものである。すな
わち、電源３８のバイアス電圧が電極４０に印加され、
該電極４０は、帯電ローラ３０の芯金３１の端面３１ａ
に接触しているので、帯電ローラ３０に対する給電が直
接できるようにしたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すの帯電装置２２においては、導電性の軸受３５はそ
の成型条件によりプラスチック材料中のカーボンファイ
バーの分散状態がばらつき、抵抗値が高くなり、絶縁状
態になることがあった。そのため、導通不良により被帯
電体としての感光ドラム２１を所定の電位に帯電するこ
とができなくなり、画像不良が起きることがあった。

【０００９】また、同様に図７のような帯電装置２２に
おいては電極４０の先端部４０ａと帯電ローラ３０の芯
金３１の端面３１ａとの間に絶縁酸化膜が長期保管等に
より発生し導通不良による画像不良が起きることがあっ
た。

【００１０】

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、ローラ形状の帯電部材と、帯電部材の軸を保持する
導電性の軸受と、を有する帯電装置において、前記軸受
は、内面に凸部を備えた２本の脚部と、これら２本の脚
部の間に設けられた凹部とを有し、前記凸部と前記凹部
の縁とが前記帯電部材の軸に接触している、ことを特徴
とする。請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の帯
電装置において、前記帯電装置は、記録材に画像を形成
する画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに
設けられている、ことを特徴とする。請求項３に係る本
発明は、請求項１又は２に記載の帯電装置において、前
記軸受は弾性部材によって形成され、前記一方の脚部の
凸部と前記軸との接触点から前記凹部を経由して前記他
方の脚部の凸部と前記軸との接触点に到るまでの角度
が、１８０度以上である、ことを特徴とする。請求項４
に係る本発明は、ローラ形状の帯電部材を保持するため
の導電性の軸受であって、内面に凸部を備えた２本の脚
部と、これら２本の脚部の間に設けられた凹部とを有す
る、ことを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１６】図１に、画像形成装置の概略を図示する。
この画像形成装置は、帯電装置を内装したプロセスカー
トリッジを着脱自在に装着した電子写真プロセス利用の
レーザビームプリンタである。

【００１７】画像形成装置は、下部筺体１と、下部筺体
１に対して開閉自在な上部筺体２とを有する。上部筺体
２は、下部筺体１の奥側（図１の左側）のヒンジ支軸３
を中心に矢印方向に回動自在に支持され、開放位置（同
図二点鎖線）と閉鎖位置（同図の実線）とをとり、開放
位置においてプロセスカートリッジ５（後に詳述）の矢
印方向の着脱動作が可能となる。

【００１８】上部筺体２が閉鎖され、所定位置に配置さ
れたプロセスカートリッジ５の手前側（同図右側）に
は、露光装置の主要部をなすレーザスキャナユニット６
が配設され、その下方には、画像形成対象となるシート
材Ｐを収納したシートカセット７が配置されている。シ
ートカセット７の下流側には、シート材Ｐの搬送方向に
沿って、給紙ローラ９、レジストローラ対１０、転写ガ
イド１１、転写用帯電器１２、搬送部材１３、定着器１
５等が配設されている。なお、これらの部材は、すべて
下部筺体１側に配設されている。

【００１９】これに対し、上部筺体２側には、定着器１
５の下流の排紙ローラ１６、排紙トレイ１７、反射ミラ
ー１９、そして、プロセスカートリッジ５が配置されて
いる。

【００２０】プロセスカートリッジ５は、図２に図示す
るように、カートリッジ本体２０内に、被帯電体として
の回転自在の感光ドラム２１と、帯電装置２２と、現像
装置２３と、クリーニング装置２５との４個のプロセス
機器を一体的に収納してなり、カートリッジ本体２０の
上面には露光窓部２０ａが穿設され、下面には感光ドラ
ム２１の露出開口部２０ｂを開閉可能に閉鎖する開閉カ
バー２０ｃが配置されている。この開閉カバー２０ｃ
は、プロセスカートリッジ５が、画像形成装置のプリン
タ本体から取り出されているときや、上部筺体２が開放
されたときは、閉鎖位置に移動して、感光ドラム２１の
感光面を隠蔽保護する。

【００２１】次に、画像形成の概要を説明する。プリン
トスタート信号に基づいて、感光ドラム２１は矢印Ｋ１
方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転
駆動される。感光ドラム２１の外周面にはバイアス電圧
が印加された帯電ローラ３０（後に詳述）が接触してい
て、この帯電ローラ３０によって感光ドラム２１の外周
面は、一様均一に帯電される。

【００２２】レーザスキャナユニット６からは、目的画
像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調
されたレーザ光Ｌが出力され、これが反射ミラー１９に
よって反射され、さらにカートリッジ本体２０の上面の
露光窓部２０ａからカートリッジ本体２０内に入光して
感光ドラム２１の帯電面を走査露光する。これにより、
感光ドラム２１の外周面には目的画像情報に対応した静
電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置２
３の現像ブレード２３ｂによって層厚規制されて現像ス
リーブ２３ａ上に塗布された現像剤（トナー）によって
現像される。

【００２３】一方、シートカセット７から給紙ローラ９
によってシート材Ｐが１枚宛給紙されて、レジストロー
ラ対１０によりレーザの出射するタイミングと合わせて
転写ガイド１１を通して感光ドラム２１と転写用帯電器
１２との間の転写位置へタイミング供給される。これに
より感光ドラム２１側のトナー像がシート材Ｐに順次転
写されていく。

【００２４】トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光
ドラム２１から分離されて搬送部材１３によって定着器
１５に搬送され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂ
とのニップ部を通ることでトナー像の定着処理を受け、
排紙ローラ１６により、排紙トレイ１７に排出される。
転写後の感光ドラム２１は、クリーニング装置２５のブ
レード２５ａにより外周面上の残留トナーが除去され
て、再び、帯電からはじまる作像に供される。

【００２５】つづいて、帯電装置２２について詳述す
る。帯電部材としての帯電ローラ３０の好ましい例を図
３に示した。図３は、帯電ローラ３０の層構成模型図で
ある。芯金（軸）３１上に導電性の弾性層３２があり、
その上には高抵抗の弾性層３３、さらに表面に保護膜３
４を有する。導電性弾性層３２はＥＰＤＭ中にカーボン
を分散したもので構成され、芯金３１に供給されるバイ
アス電圧を導く作用をなす。高抵抗の弾性層３３はウレ
タンゴム等で構成され、微量の導電性微粉末（例えば、
カーボン）を含有するものが一例としてあげられ、感光
ドラム２１のピンホールなどに導電度の高い帯電ローラ
３０が相対した場合でも、感光ドラム２１へのリーク電
流を制限してバイアス電圧の急降下を防ぐ作用をなす。
表面の保護膜３４は、Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンで
構成され、導電性弾性層３２や、高抵抗弾性層３３の組
成物質が、感光ドラム２１に触れて感光ドラム２１の表
面を変質させることがないように保護作用をなす。

【００２６】図４は、帯電ローラ３０に対する給電部の
構成を示している。感光ドラム２１はその両端側をカー
トリッジ本体２０（同図においては不図示）の側板間に
回転自在に軸受保持されている。Ｇは、感光ドラム２１
の一端側に同心一体に設けたドラムギヤである。該ギヤ
Ｇは、プロセスカートリッジ５がプリンタ本体に所定に
装着されるとプリンタ本体側の駆動ギヤ（不図示）と噛
合した状態となり、その駆動ギヤの回転力がギヤＧを介
して感光ドラム２１に伝達され、感光ドラム２１の回転
駆動がなされる。

【００２７】帯電部材としての帯電ローラ３０は、その
中心を貫通する芯金３１の両端部がそれぞれ軸受３５に
よって軸受させ、さらにこの両軸受３５が軸受３５とカ
ートリッジ本体２０と間に縮設したばね３６によって感
光ドラム２１方向に付勢されることで、感光ドラム２１
に対し所定に加圧接触している。なお、帯電ローラ３０
は、積極的な駆動手段を持たず、感光ドラム２１の回転
によって従動回転するようになっている。

【００２８】芯金３１の端面３１ａには、電極４０が接
触している。電極４０の基端部（根本部分）４０ｂは、
カートリッジ本体２０に熱かしめ等により、固定支持さ
せてあり、先端部４０ａ（第１の部分）は、帯電ローラ
３０の芯金３１のスラスト方向の端面３１ａに対して電
極４０の弾性によって一定の加圧力を持って接触させて
ある。プロセスカートリッジ５がプリンタ本体の所定位
置に装着されるとプロセスカートリッジ５側の受電端子
４１ａとプリンタ本体側の給電端子４１ｂとが接触して
プリンタ本体側の電源３８とプロセスカートリッジ５側
の電極４０とが電気的に連結される。

【００２９】また、図４の給電部の構成において、電極
４０の基端部４０ｂをばね３６の上端側へ折り曲げ延長
してカートリッジ本体２０に加圧固定し、その電極４０
の折り曲げ延長部にばね３６の上端部を接触させて受け
止める。なお、ばね３６及び軸受３５は導電性としてあ
り、これにより、電極４０と芯金３１とは、ばね３６、
軸受３５を介して、電気的に連結されている。軸受３５
と芯金３１との接触部分は第２の部分となる。したがっ
て、この構成により、電源３８から帯電ローラ３０への
給電経路は、順に、電極４０の基端部４０ｂ、導電性ば
ね３６、導電性軸受３５を介する第２の給電経路と、電
極４０の先端部４０ａから帯電ローラ３０の芯金３１の
端面３１ａに直接給電する第１の給電経路の２通りとな
る。

【００３０】このため、仮に、導電性軸受３５の成型条
件により抵抗値が高くなり帯電ローラ３０への給電が困
難になっても、上述後者の第１の給電経路により、感光
ドラム２１を支障なく帯電することができ、帯電性能・
信頼性がより向上・安定した。逆に、電極４０の先端部
４０ａと帯電ローラ３０の芯金３１の端面３１ａとの間
に絶縁酸化膜が長期保管等により発生して上述後者の第
１の給電経路からの給電が不良化しても、上述前者の導
電性軸受３５等の第２の給電経路からの給電により良好
な帯電性を確保することが可能となる。また、電極４０
は、基端部４０ｂで固定されるため、先端部４０ａの長
さを短くできる。そのため、電極４０の振動による変音
の発生を防止することも可能になった。

【００３１】なお、図５は帯電部の端部の斜視図であ
る。すなわち、帯電ローラ３０の芯金３１のスラスト方
向の端面３１ａに加圧接触させる電極４０の先端部４０
ａを縦すり割り４０ｃで二股に分割した形態にし、その
分割電極４０ａ₁ 、４０ａ₂ の両方を帯電ローラ３０の
芯金３１の端面３１ａの加圧接触させたものである。

【００３２】次に、軸受３５が、芯金３１との間に複数
の接触点を有するようにした実施例を図８から図１１を
参照して説明する。軸受３５には、前述のように、ばね
３６を介して、電源３８からの電力が給電される。図
８、図９は、この軸受３５の側面拡大図である。軸受３
５は、内側に、２箇所の凸部４２と、凹部４３とを有す
る。２個の凸部４２は、それぞれ脚部の内面に形成され
ており、また凹部４３は２本の脚部の間に設けられてい
る。軸受３５は、図９に図示するように帯電ローラ３０
の芯金３１が嵌合していないときは、凸部４２と凹部４
３の両端の角部（凹部の縁）４４とを通る円は、芯金３
１の径より小さくなっており、芯金３１は、嵌合の際、
軸受３５を左右に押し広げて嵌合している。すなわち芯
金３１と軸受３５とが嵌合しているときは、２箇所の凸
部４２が芯金３１に所定の力で押しつけられている。さ
らに２箇所の凸部４２と芯金３１の接触点Ｓが、芯金３
１の中心Ｏより、上方に位置しているため、すなわち、
芯金３１の中心Ｏ（軸心）を基準としたときの、これら
２個の接触点Ｓのなす角度（凹部４３側を経由する角
度）が１８０度以上に設定されているため、芯金３１
は、下方に押し下げられる力を受けるため凹部４３の両
角部４４とも接触することになる。したがって芯金３１
と軸受３５とは４箇所の接触点Ｓで接触することにな
る。

【００３３】このように芯金３１と軸受３５とが４箇所
で接触しているため、軸受３５の成型不良や異物の侵入
があっても、最低１箇所でも接触していれば、導通が行
われ、導通不良を起こす可能性を大幅に低減することが
できる。

【００３４】さらに、図８において矢印の方向に芯金３
１が回転すると凹部４３の角部４４が芯金３１の表面に
付着した異物を書き落とす効果もある。

【００３５】

【００３６】また、図１０、図１１に示す他の実施例の
ように、軸受３５の両側に透孔４５、４６を穿設し、こ
れらの透孔４５、４６の内側の当接部４７、４８を、内
側に少し突出させれば、芯金３１を軸受３５に嵌合した
ときに、これらの当接部４７、４８が透孔４５、４６側
に撓むようにして、芯金３１に押しつけることができ
る。この構成によると軸受３５の外形寸法にある程度の
精度が必要な場合に特に有効である。

【００３７】上述のような帯電装置２２は、画像形成装
置本体に直接組込むことができるのはもちろん、画像形
成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ５内に一
体的に組込むことができる（図２参照）。なお、プロセ
スカートリッジとは、同図に図示したものに限らず、帯
電装置、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感
光体（被帯電体）とを一体的にカートリッジ本体に収納
し、このカートリッジ本体を装置本体に対して着脱可能
に装着するもの、及び帯電装置、現像手段、クリーニン
グ手段の少なくとも１つとを一体的にカートリッジ本体
に収納し、該カートリッジ本体を画像形成装置本体に対
して着脱可能に装着するものをいう。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
凸部と凹部の縁とが帯電部材の軸に接触することによ
り、軸受と帯電部材との接触点を複数確保することがで
きるので、軸受を介して帯電部材に給電する場合でも、
良好な給電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置としてのレーザビームプリンタの
概要を示す縦断面図。

【図２】プロセスカートリッジの拡大縦断面図。

【図３】帯電ローラの縦断面図。

【図４】給電部の構成を示す正面図。

【図５】同じく斜視図。

【図６】従来の帯電部を示す縦断面図。

【図７】従来の給電部を示す正面図。

【図８】軸受の側面図。

【図９】同じく動作説明図。

【図１０】軸受の他の実施例を示す側面図。

【図１１】同じく動作説明図。

【符号の説明】 ５ プロセスカートリッジ ２０ カートリッジ本体 ２１ 被帯電体（感光ドラム） ２２ 帯電装置 ２３ 現像手段（現像装置） ２５ クリーニング手段（クリーニング装置） ３０ 帯電部材（帯電ローラ） ３１ 軸（芯金） ３５ 軸受 ３８ 電源 ４０ 電極４４ 凹部の縁（角部） Ｓ 接触点

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−150505（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310377（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−265881（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−158214（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−65077（ＪＰ，Ｕ) 特許2990849（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 103 G03G 15/08 501 G03G 15/20 103 F16C 17/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ形状の帯電部材と、帯電部材の軸
   を保持する導電性の軸受と、を有する帯電装置におい
   て、 前記軸受は、 内面に凸部を備えた２本の脚部と、 これら２本の脚部の間に設けられた凹部とを有し、 前記凸部と前記凹部の縁とが前記帯電部材の軸に接触し
   ている、 ことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記帯電装置は、記録材に画像を形成す
   る画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに設
   けられている、 ことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記軸受は弾性部材によって形成され、 前記一方の脚部の凸部と前記軸との接触点から前記凹部
   を経由して前記他方の脚部の凸部と前記軸との接触点に
   到るまでの角度が、１８０度以上である、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 ローラ形状の帯電部材を保持するための
   導電性の軸受であって、 内面に凸部を備えた２本の脚部と、これら２本の脚部の
   間に設けられた凹部とを有する、 ことを特徴とする帯電部材の軸受。