JP3637602B2 - 電子写真装置用の導電性ロール - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真方式にて画像形成する複写機、ファクシミリ、及びレーザビームプリンタ等の画像形成装置に利用される電子写真装置に関するものである。さらに詳しくは、導電性円筒基体と該円筒の回転中心軸である導電性固定軸との電気的接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真記録法は、感光体を中心として帯電器、現像器、転写帯電器、クリーニング部、光除電器などの複数個のプロセス手段より構成されており、感熱記録法、インクジェット記録法、ドットインパクト記録法などと比較すると記録プロセス手段が煩雑である欠点を有していた。複数個の電子写真プロセス手段を一体に組み込んで画像形成装置本体へ着脱可能とした、所謂プロセスカートリッジ方式は、メンテナンスが容易でありプロセスの煩雑さをユーザに感じさせないものとなっている。特に感光体、帯電器、現像器、トナー容器、クリーニング部を一体的に組み込んだ一体型のプロセスカートリッジは、プロセスカートリッジ内のトナーが使い果たされたときが寿命とされ、新しいプロセスカートリッジと交換される。このタイプのプロセスカートリッジは、印字枚数の余り多くないパーソナルタイプのプリンター、複写機用として好適である。
【０００３】
プロセスカートリッジ内の感光体、帯電器、現像器等の電子写真の主要プロセス手段は、画像形成装置本体に設けた接点手段と、プロセスカートリッジ側の接点手段との接続によって電気的に画像形成装置本体と接続されている。回転運動をしている感光体ドラムや現像ロールの基体と、その回転中心である固定軸との接続は、摺動部が存在するので、プロセスカートリッジのように小型化が要求されるものでは、従来技術の改善が必要となっている。
【０００４】
図６によって、プロセスカートリッジ内の感光体ドラムと、画像形成装置本体とを電気的に接続し、感光体ドラムを接地する従来の方法を説明する。
【０００５】
表面に感光層１０２を有する感光体ドラム１０１の端部には、プラスティック成型で作ったフランジ１０３が嵌合している。フランジ１０３の軸受け部１０４に導電性の固定軸１０５が貫通している。１０６は固定軸１０５の感光体ドラム１０１とを電気的に接続する弾性部材からなるばね部材である。ばね部材１０６は、２つの突起適当な手段によって、フランジ１０３と固定されている。ばね部材１０６の一方の先端は、小さく折りまげられて爪１０７，１０８を形成している。爪１０７，１０８の弾性によって、ばね部材１０６と感光体ドラム１０１は電気的に接続されている。ばね部材１０６の他の先端は、大きく曲げられ摺動部１０９を形成している。摺動部１０９の弾性によって、ばね部材１０６と固定軸１０５とは、摺動接続している。固定軸１０５の先端は、画像形成装置側の弾性接点部材１１０を介して本体と接続している。このようにして、感光体ドラム１０１が接地されている。上記従来例は、感光体ドラムの例で説明したが、現像器の現像スリーブと現像器の軸との電気接続も同様な構成で行っていた。
【０００６】
上記構成の接続構成で、小型化に対応するときに問題となるのは、固定軸１０５と、ばね部材１０６の摺動部１０９との摺動接触部である。普通プロセスカートリッジ用として使用する感光体ドラム、現像ロールの直径は２０〜３０mmであった。近年、プロセスカートリッジの小型化に伴い、これらのロール直径は１６mm以下になってきている。ロール直径が小さくなると、摺動部１０９の足１１１の部分を短くせざるを得なくなる。しかし、摺動部１０９の足１１１を短くすると、ばね効果が小さくなってしまう。したがって、摺動部で安定した接触ができなくなる。この結果、感光体ドラムの場合には、感光体ドラムに接地不良による画像欠陥、現像ロールの場合には、現像バイアス不良による画像欠陥が発生する。さらに、画像欠陥には至らないような軽度の接触不良であっても、不規則な接触、非接触の繰り返しにより摺動接点部より電波を発生する。この不要輻射電波が、画像形成装置周辺の電気機器類に電波障害を引き起こす問題がある。この問題は、現像ロール部で顕著に発生する。通常、現像ロールには数百ボルトの高圧電界が印加されているからである。さらに、現像ロールに交番電界を印加する場合には、不要輻射ノイズはさらに顕著となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造では、ばね部材を直接固定軸に摺動させて、ばね部材と固定軸との導通を取っていた。このため、小径の導電性円筒を使用する場合には、ばねの足を短くせざるを得ず、十分なばね効果が得られなかった。したがって、摺動部で接触が安定しない問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するものであり、電子写真方式の画像形成装置のプロセス部に使用する導電性円筒基体と、該円筒の導電性固定軸との電気的な接触を安定化するものであり、接触の不安定な結果生じる画像欠陥や不要電波障害を防止するものである。本発明は、上記導電性円筒が小直径の場合に特に有効であり、小型の一体型プロセスカートリッジ用の感光体ドラム、および現像ロールとに最適な構造である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転可能に支持された導電性の円筒と、前記円筒の端部に嵌合する絶縁性のフランジ部材と、前記円筒内部を貫通する導電性の固定軸と、前記固定軸と導通を有し、かつ前記固定軸に対して垂直に設けた導電性摺動板と、前記フランジ部材に固定され、前記円筒と前記摺動面とを電気的に接続するばね部材とより構成され、前記ばね部材が前記導電性摺動板の垂直面において前記固定軸の長手方向に圧接することを特徴とする電子写真用の導電性ロールである。
【００１０】
【作用】
本発明では、ばね部材と固定軸との導通を、固定軸に対して垂直に設けた摺動板を介している。したがって、小径の円筒を使用する場合にも、ばね部材の足を長くすることができる。このために摺動面での接触が安定する。
【００１１】
また、従来構成では、ばね部材を固定軸に対して垂直方向より付勢していた。したがって、円筒がスラスト方向に移動する場合には、安定した接触状態を維持することができる。ところが、ラジアル方向の移動に対しては、ばね部材と固定軸との距離が変化するため、安定した接触状態を維持することはできない。
【００１２】
これに対して本発明の構成の円筒は、ばね部材と固定軸との導通を、固定軸に対して垂直に設けた摺動板を介し、かつばね部材が摺動板の垂直面において固定軸の長手方向に圧接しているため、円筒のスラスト方向の移動に対しては接触状態が不安定であるが、ラジアル方向の移動に対しては安定した接触状態を維持することができる。したがって、円筒がフランジ部材に設けた固定軸に固定されていないで、ラジアル方向に移動する構成の円筒の場合に適している。
【００１３】
【実施例】
次に実施例によって、本発明の電子写真用の導電性ロールの構成を説明する。
【００１４】
なお、実施例は、すべて現像ロールへの応用例で説明しているが、感光体ドラムについても現像ロールの実施例と同様に本発明の構成を適用でき、実施例と同様な効果を有する。
【００１５】
（実施例１）
図１は実施例１の現像ロールの全体構成を示す断面図、図２は実施例におけるフランジとばね部材を示す斜視図、図３，図４は実施例における摺動板の形状を示す斜視図である。
【００１６】
図１で、１は導電性円筒である現像ロール、２は周囲に円筒状磁石３が固定された導電性の固定軸、４，５は絶縁性のフランジ、６は導電性のばね部材、７は導電性の摺動板である。
【００１７】
現像ロール１は非磁性金属であり、実施例１では外径が１６mmで、ｔ＝０．８mmのステンレスの円筒を用いた。固定軸２も非磁性金属であり、両端部がφ８であり、８，９の箇所に固定軸２の長手方向に対して垂直な段差面を有している。フランジ４には歯車１０が一体成型されている。
【００１８】
図２によって、フランジとばね部材の形状を説明する。フランジ４の外周には、切り欠き空間部１１，１２と、突起１３，１４が設けられている。ばね部材６は、ｔ＝０．１５mmの燐青銅で、中央部に固定軸２を貫通する５mmの穴１５と、穴１５の周辺にフランジ部材に設けた突起１３，１４と嵌合する穴１６，１７と、摺動板と接触する接触子１８，１９と、フランジ４の空間部１１，１２に対応する現像ロール１との接触子２０，２１を有する。
【００１９】
図３に示した摺動板７は、ｔ＝０．５mmの真鍮製のφ＝１４の円板であり、中央部にバーリング加工で形成した円筒突起部２２を有する穴２４がある。穴２４の穴径は、固定軸２の端部径φ４より小さめに加工されている。図４の摺動板７は突起形状が図３のものとは異なり、爪状の突起２３を有する。
【００２０】
次に、これら部材の組立手順を説明しながら、各部材の機能、効果を説明する。
【００２１】
始めに下記の２つの前作業を行う。
（１）固定軸の一端より図３，図４に示した摺動板７を圧入して、固定軸１に設けた垂直段差面８まで押し込む。垂直段差面８に位置決めされて摺動板７は、定位置に、かつ固定軸２の長手方向に対して垂直方向に固定される。
【００２２】
（２）図２に示すように、フランジ４の突起１３，１４に、ばね部材６に設けた小穴１６，１７を挿入した後、突起１３，１４に熱、または圧力を加えつぶし、フランジ４にばね部材６を固定する。このとき、ばね部材６の外周に設けたばね接触子２０，２１は、フランジ４の切り欠き空間部１１，１２内に収まる。
【００２３】
現像ロール１の一端に、フランジ５を嵌入して固定する。フランジ５に設けた軸受けに、前作業（１）を施した固定軸１を挿入する。固定軸１の挿入方向は、摺動板を圧入していない側の一端とする。次に、現像ロールの他の一端に、前作業（２）を施したフランジ４を嵌入すると、ばね部材６の接触子２０，２１が現像ロールの内面に押圧されて、フランジ４の切り欠き空間部に収容される。
【００２４】
図１の現像ロール１は、フランジ４，５の軸受け部で軸支されているので、固定軸２を中心として回転が可能である。
【００２５】
上記のようにして完成した現像ロール１は、画像形成装置に組み込まれ、画像形成装置内のバイアス端子２５によって、固定軸２にバイアス電圧が印加される。バイアス端子２５から印加された電圧は、固定軸２−摺動板７−接触子１８，１９−接触子２０，２１−現像ロール１の径路を経て、現像ロール１に印加される。
【００２６】
現像ロールを小径化することによって、従来構成の現像ロールでは、ばね接触子と固定軸との摺動面で接触抵抗が不安定になりやすかった。したがって、従来は不要輻射障害やバイアス不良のための画像欠陥問題を引き起こしたが、実施例１の現像ロールでは全く問題がなかった。
【００２７】
なお、本実施例の摺動板７はバーリング加工した突起部で固定軸２に固定されている。突起部を設けないものは、摺動板７と固定軸２との接触が不安定で、不要輻射ノイズが発生した。また、垂直段差面８を大きくすれば、垂直段差面８を摺動板として使用することも可能である。
【００２８】
（実施例２）
実施例２の現像ロールは、摺動板７と固定軸に設けた段差面８との間に、バックアップ板２６を挿入したものであり、その断面図構造を図５に示す。
【００２９】
実施例２で使用したバックアップ板２６は、ｔ＝１．０mm、φ１４の真鍮製の円板で、中央に固定軸の外径よりやや大きめな穴を有する。バックアップ板２６の目的は、摺動板７と固定軸との垂直度を向上させるためである。バックアップ板２６は、垂直段差面の外径よりも大きな外径を持つ円板である。したがって、バックアップ板２６によって、垂直段差面よりも高い垂直の壁が作られる。この壁に摺動板７がならうので、摺動板７の垂直度が向上する。また、バックアップ板２６の肉厚を調整することによって、接触子１８，１９と摺動板７の摺動圧力を変化させることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、ばね部材と固定軸との導通を、固定軸に対して垂直に設けた摺動板を介している。したがって、小径の円筒を使用する場合にも、ばね部材の足を長くすることができる。このために摺動面での接触が安定する。摺動面での接触抵抗が少ないので、摺動部より発生する不要輻射障害を防止することができる。
【００３１】
また、摺動板の穴の周辺をバーリング加工して突起部を設け、突起部により摺動板を固定軸に圧入したものは、摺動板と固定軸との電気抵抗が小さく、より効果的である。
【００３２】
また、固定軸に摺動板の位置決めのための垂直段差面を設けると、摺動板の位置精度と垂直度が改善できる。
【００３３】
さらに、固定軸の長手方向に対する垂直段差面と摺動板との間にバックアップ板を挿入することによって、摺動板の圧入作業が容易になり、また垂直度を改善することができる。
【００３４】
またさらに、従来構成では、ばね部材を固定軸に対して垂直方向より付勢していた。したがって、円筒がスラスト方向に移動する場合には、安定した接触状態を維持することができる。ところが、ラジアル方向の移動に対しては、ばね部材と固定軸との距離が変化するため、安定した接触状態を維持することはできない。これに対して本発明の構成の円筒は、ばね部材と固定軸との導通を、固定軸に対して垂直に設けた摺動板を介し、かつばね部材が摺動板の垂直面において固定軸の長手方向に圧接しているため、円筒のスラスト方向の移動に対しては接触状態が不安定であるが、ラジアル方向の移動に対しては安定した接触状態を維持することができる。したがって、円筒がフランジ部材に設けた固定軸に固定されていないで、ラジアル方向に移動する構成の円筒の場合に適している。したがって、本発明を現像ロールに適用すると、現像ロールだけをスペーサーリング手段で浮かし、感光体ドラムとの間隙を一定にする構成が可能となる。このような構成の現像ローラは現像ロールだけがスラスト方向に移動し、固定軸および固定軸に固定された磁石を固定できるので、正確な現像間隙を実現できる高解像度の現像が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における現像ロールの全体構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例１におけるフランジ部材と、ばね部材を示す斜視図
【図３】本発明の実施例１における摺動板の形状を示す斜視図
【図４】本発明の実施例１における摺動板の他の形状を示す斜視図
【図５】本発明の実施例２における現像ロールの全体構成を示す断面図
【図６】感光体ドラムを接地する従来構成を説明する図
【符号の説明】
１ 現像ロール
２ 固定軸
４，５ フランジ部材
６ ばね部材
７ 摺動板
８，９ 垂直段差面
２２，２３ 摺動板上の突起部
２６ バックアップ板

Claims (9)

1. 回転可能に支持された導電性の円筒と、前記円筒の端部に嵌合する絶縁性のフランジ部材と、前記円筒内部を貫通する導電性の固定軸と、前記固定軸と導通を有し、かつ前記固定軸の長手方向に対して垂直に設けた導電性摺動板と、前記フランジ部材に固定され、前記円筒と前記摺動板とを電気的に接続するばね部材とより構成され、前記ばね部材が前記導電性摺動板の垂直面において前記固定軸の長手方向に圧接することを特徴とする電子写真用の導電性ロール。
2. 摺動板が、周囲に突起部が形成された穴を有する板部材であり、穴と突起部とによって、固定軸と摺動板とを固定した請求項１に記載の電子写真用の導電性ロール
3. 突起部が円筒状である請求項２に記載の電子写真用の導電性ロール。
4. 突起部が複数個の爪を有する請求項２に記載の電子写真用の導電性ロール。
5. バーリング加工によって、突起部を形成した請求項２に記載の電子写真用の導電性ロール。
6. 固定軸が固定軸の長手方向に対して垂直段差面を有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子写真用の導電性ロール。
7. 固定軸の長手方向に対する垂直段差面と摺動板との間に、段差面の外径より大きな外径の板部材が挿入されている請求項２に記載の電子写真用の導電性ロール。
8. フランジ部材が、固定軸の軸受け穴と、歯車とを有するプラスティック製の一体成型品である請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子写真用の導電性ロール。
9. フランジ部材が、固定軸の外径より大きな軸受け穴を有する請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子写真用の導電性ロール。

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