JP3667091B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電気接点部品 - Google Patents

現像装置及びプロセスカートリッジ及び電気接点部品 Download PDF

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Description

【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に着脱可能な現像装置、および現像装置を包含するプロセスカートリッジ及びこれらに用いられる電気接点部品に関する。
【0002】
ここで電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター(例えば、LEDプリンター、レーザービームプリンター等)電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサーが含まれる。
【0003】
またプロセスカートリッジとしては、帯電手段、またはクリーニング手段と現像手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、クリーニング手段の少なくとも1つと現像手段及び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【0004】
【従来の技術】
従来現像装置の例を図28を用いて説明する。
【0005】
従来、画像形成装置には、像担持体、帯電器、現像装置、クリーニング装置等のプロセス手段を、支持体として機能する共通のハウジングに一体的に組み込んでプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能として、画像形成装置のメンテナンス性、サービス性を高めているものがある。
【0006】
このようなプロセスカートリッジにおいては、像担持体である感光体ドラムに形成された静電潜像を、現像剤(トナー)を介して顕像化するための現像装置が設けられており、該現像装置内には、現像ローラユニットが設けられ、該現像ローラユニット内の固定磁石の磁力の作用により、現像装置内のトナーが担持され、感光体ドラムの方へ供給される。
【0007】
このような現像ローラユニットは、図28に示す如く、現像剤担持体としての一定方向に回転する円筒状の現像ローラ10dと、該現像ローラ10d内に配設される固定磁石10cとから構成されている。固定磁石10cの両端部は、現像装置本体に固定されるホルダー14a,14bに固定されている。そして、現像ローラ10dと固定磁石10cは僅かな隙間を有して設置される。また、現像ローラ10dの両端部はフランジ12a,12bが圧入や接着により固定されている。該フランジ12a、12bは支持部材としての軸受部材23a、23bを介して現像装置に枢支されている。
【0008】
フランジ12aの内部にはスリーブ電極(圧縮コイルばね)25が配設してある、スリーブ電極25の端部にある固定部25aはフランジ12a内径部に内接するように圧入嵌合されておりフランジ12aに固定されている。また固定部25a以外の部分はフランジ12aに拘束されていないのでばね性を持っている。スリーブ電極25の他端の接点部25bはホルダー14aに固定された電極板14cに弾力で当接しており、当接面には導電性のグリスが塗布されている。電極板14cは画像形成装置本体内の電源に接続されており、現像ローラ10dへのバイアス給電が行われる。
【0009】
また、スリーブ電極25の接点部25bと電極板14cの摺動抵抗によりスリーブ電極25の径が小さくなる方向に力がかかり、固定部25aの圧入が緩み、外れるのを防止するために、スリーブ電極25の接点部25bと電極板14cの当接がカウンター当接するようにスリーブ電極25の巻き方向を指定し、接点部25bと電極板14cの摺動抵抗によってスリーブ電極25の巻き径(コイル径)が大きくなるようにしている。
【0010】
しかしながら、該スリーブ電極25の固定部25aはフランジ12aの内部にあるため確実に挿入嵌合されていることを目視確認ができないため組み込んだスリーブ電極25を引っ張りある程度の力では抜けないことをその都度確認する必要があった。
【0011】
また、スリーブ電極25はフランジ12aの内側に固定されているためフランジ12aの肉厚を削ってスリーブ電極25のスペースを確保する必要があり、フランジ12aの強度を犠牲にしている面もある。現像装置の小型化を行なう場合には不利な面である。
【0012】
また、スリーブ電極リング25は圧縮コイルばねで作られているので、半径方向(図中矢印方向)に傾き電極板14c上の摺擦位置が変化したり、スリーブ電極25の非圧入部がフランジ12aと接して接点部25bと電極板14cの接点圧が変化し、スリーブ電極25と電極板14cの接点電気抵抗や摺動抵抗の変動幅が大きくなる傾向にある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は接点部材の組立て性向上、および組立て後の確認性の向上、フランジの強度を確保すること、接点電気抵抗の低抵抗安定化が実現できる現像装置およびプロセスカートリッジ及び電気接点部品の提供を行なうことにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【0015】
本出願に係る第1の発明は電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部とを有し、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用いられる、前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
(a)前記プロセスカートリッジに設けられたカートリッジ側電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と電気的に接続可能な接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
(b)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入可能な突出部と、を具備することを特徴とする電気接点部品である。
【0016】
本出願に係る第の発明は電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部とを有し、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用いられる、前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
(a)前記プロセスカートリッジに設けられたカートリッジ側電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と電気的に接続可能な接続部と、
(b)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出しており、前記フランジと前記駆動部との間に挿入可能であって、挿入されることにより、折曲した部分を伸長する弾性部材と、を具備することを特徴とする電気接点部品である。
【0017】
本出願に係る第の発明は(a)感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
(b)前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、
(c)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
(d)画像形成装置本体に設けられた本体側電極と電気的に接続する現像装置側電極と、
(e)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
(1)前記現像装置側電極と電気的に接続している接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
(2)前記接続部の前記現像装置側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されている突出部と、
を具備することを特徴とする現像装置である。
【0018】
本出願に係る第の発明は(a)感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
(b)前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、
(c)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
(d)画像形成装置本体に設けられた本体側電極と電気的に接続する現像装置側電極と、
(e)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
(1)前記現像装置側電極と電気的に接続している接続部と、
(2)前記接続部の前記現像装置側電極と接続する側とは反対側に突出し、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されており、折曲した部分を伸長している弾性部材と、
を具備することを特徴とする現像装置である。
【0019】
本出願に係る第の発明は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、
(a)電子写真感光体と、
(b)前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
(c)前記現像ローラのー端部に嵌合している導電性フランジと、
(d)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
(e)前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と、
(f)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部分であって、
(1)前記カートリッジ側電極と電気的に接続している接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
(2)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されている突出部と、
を具備することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0020】
本出願に係る第の発明は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、
(a)電子写真感光体と、
(b)前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
(c)前記現像ローラのー端部に嵌合している導電性フランジと、
(d)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
(e)前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装置された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と、
(f)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部分であって、
(1)前記カートリッジ側電極と電気的に接続している接続部と、
(2)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出し、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されており、折曲した部分を伸長している弾性部材と、
を具備することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。画像形成装置の実施の形態としてレーザービームプリンターについて説明する。
【0024】
《実施の形態1》
プロセスカートリッジ及びこれを装着可能な画像形成装置について、図1乃至図26を参照して具体的に説明する。
【0025】
なお、図1及び図2はプロセスカートリッジの外観説明図である。図3はプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の構成模式説明図、図4はプロセスカートリッジの構成模式説明図、図5乃至図26は本発明を説明する詳細図である。
【0026】
ではまず、プロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置の全体構成を説明する。
【0027】
(全体構成)
この電子写真画像形成装置(レーザービームプリンタ)Aは、図3に示すように、光学系1から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム7へ照射して該感光体ドラム7に潜像を形成し、この潜像を現像剤で現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、記録媒体2を収容した給紙カセット3aからピックアップローラ3b及びこれに圧接する圧接部材3cで一枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ対3d、レジストローラ対3e等からなる搬送手段3で搬送し、且つプロセスカートリッジBとしてカートリッジ化された前記電子写真感光体ドラムとしての感光体ドラムに形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ4に電圧印加することによって記録媒体2に転写し、その記録媒体2を搬送ベルト3fによって定着手段5へと搬送する。
【0028】
この定着手段5は駆動ローラ5aと、ヒータ5bを内蔵すると共に支持体5cとによって回転可能に支持された筒状シートで構成した定着回転体5dからなり、通過する記録媒体2に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体2を排出ローラ対3g,3hで搬送し反転搬送経路を通して排出部6へと排出する如く構成している。なお、この画像形成装置Aは、手差しトレイ3i及びローラ3j、によって手差し給送も可能となっている。
【0029】
(プロセスカートリッジ)
一方、前記プロセスカートリッジBは、電子写真感光体と、少なくとも1つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本実施の形態のプロセスカートリッジBは、図4に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム7を回転し、帯電手段である帯電ローラ8へ電圧印加して前記感光体ドラム7の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム7に対して前記光学系1からの光像を露光開口部9を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段10によって現像するように構成している。
【0030】
前記現像手段10は、トナー収納枠体10a内のトナー送り手段である回転可能なトナー送り部材10b2でトナー収納枠体10aの開口部10gへ送り出し、トナー現像枠体10fの開口部10hを通じてトナー現像枠体10f内へ送り出し、このトナーをトナー攪拌部材10b1で攪拌し、固定磁石10cを内蔵した現像回転体である現像ローラ10dを回転させると共に、現像ブレード10eによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ10dの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム7へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。
【0031】
そして転写ローラ4に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体2に転写した後に、クリーニングブレード11aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート11bによってすくい取り、廃トナー収納部11cへ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去するように構成している。
【0032】
尚、前記感光体ドラム7等の各部材は、トナー送り部材10b2を回転駆動されるように支持するトナー収納枠体10aとトナー攪拌部材10b1、現像ローラ10d、現像ブレード10e等の現像部材を内蔵するトナー現像枠体10f及び蓋部材10iを溶着して一体化した現像ユニットと、使用済み廃トナー収納部11cを構成し、感光体ドラム7、クリーニングブレード11a、スクイシート11b及び帯電ローラ8を有するクリーニング枠体13とを結合して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、画像形成装置Aに設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。
【0033】
(プロセスカートリッジの画像形成装置本体への着脱)
図1に示すようにプロセスカートリッジBのトナー収納枠体10a側から見て右側端には感光体ドラム7と同軸線上に外方へ突出する円筒形の位置決めガイド18a及び位置決めガイド18aのプロセスカートリッジBの画像形成装置本体16への装着方向からみて後方にプロセスカートリッジBを画像形成装置本体16へ装着する過程における姿勢を保つための姿勢決めガイド18bが設けられている。
【0034】
図2に示すようにプロセスカートリッジBのトナー収納枠体10a側から見て左側端には感光体ドラム7と同軸線上に外方へ突出する半円筒形の位置決めガイド18a及びこの位置決めガイド18aのプロセスカートリッジBの画像形成装置本体16への装着方向から見て後方に姿勢位置決めガイド18bが設けられている。
【0035】
図1、図2に示すようにクリーニング枠体13の左右上部には画像形成装置本体16に設けた不図示の固設部材と当接する規制当接部20が設けられている。
【0036】
図3に示すように画像形成装置本体16にはカートリッジ装着部17が設けられている。
【0037】
画像形成装置本体16にはカートリッジ装着部17を開閉する開閉部材15がヒンジ15aで取り付けられている。図3に示すようにカートリッジ装着部17を閉じていた開閉部材15をヒンジ15aを中心に反時計回りに回動して開くとカートリッジ装着部17が見える。このカートリッジ装着部17の左右にはカートリッジガイド部材が設けられている。このカートリッジガイド部材にはプロセスカートリッジBの位置決めガイド18a、姿勢決めガイド18bを案内するガイド条が設けられ、このガイド条の終端には位置決めガイド18aの嵌まり込む位置決め溝を有し、この位置決め溝に位置決めガイド18aが嵌まり込むことにより画像形成装置本体16に対する感光体ドラム7の位置が定まる。又、プロセスカートリッジBの規制当接部20が画像形成装置本体16の不図示の固設部材に当接してプロセスカートリッジBの画像形成装置本体16に対する姿勢が定まる。
【0038】
その後、開閉部材15を閉めることにより、画像形成可能な状態となる。
【0039】
(現像ローラと電極リング)
図5に示す如く、現像剤担持体としての一定方向に回転する円筒状の現像ローラ10dと、該現像ローラ10d内に配設される固定磁石10cが配設されている。
【0040】
固定磁石10cの両端部は、現像装置本体に固定されるホルダー14a,14bに嵌合し固定されている。固定磁石10cのホルダー14a側の端部は図6に示す如く円形の一部を切り欠き切り欠き面10j,10kを設けられており、ホルダー14a側にこの切り欠き形状と一致するような穴が空いており、切り欠き面10jによって固定磁石10cの回転方向の位置決めを行ない、また切り欠き面10kをホルダー14aに当接させることで長手方向の位置規制を行なっている。
【0041】
現像ローラ10dと固定磁石10cは僅かな隙間を有して設置される。
【0042】
また、現像ローラ10dの両端部はフランジ12a,12bが固定されている。フランジ12aは良導電性の金属材料(たとえばAl合金、Fe合金、Cu合金、etc)であり現像ローラ10dに対して圧入されている。
【0043】
またフランジ12bは樹脂製や金属製で構成され圧入や接着により固定されている。
【0044】
該フランジ12a,12bは軸受部材23a,23bを介して現像装置に枢支されている。軸受部材23aはトナー現像枠体10fに軸方向に移動しないように固定されている。
【0045】
現像ローラ10dは軸受け部材23a,23bによって、長手方向(図5中矢印方向)の可動範囲が規制されている。
【0046】
図5に示すように導電性のフランジ12aは現像ローラ10d内周に圧入固定又は接着剤を介して嵌合される円筒形の取付軸部12a1から縮径して段部12a2が設けられ、段部12a2から縮径して軸受け部材23aが嵌合する軸受け取付部12a3が設けられ、軸受け取付部12a3に隣って突当て面12dから始まるギア取付部12a4が設けられている。このギア取付部12a4にはギア103が嵌合する。ギア取付部12a4の形状については後述する。
【0047】
上記において軸受け取付部12a3の軸方向長さは軸受け部材23aの幅より製作誤差を考慮した分だけわずかに長くしてある。また、ギア取付部12a4の軸方向長さはギア103の全長より小さく、ギア103をギア取付部12a4に嵌入した際、ギア103の穴の一部は外方にのぞんで凹部となっている。
【0048】
図7においてフランジ12aのギア取付部12a4形状を図示する。フランジ12aには二面幅を形成するように切き欠き部12cが2ケ所あり図8に示すギア103の穴103fにも前記フランジ12aの切り欠き部12c対応する位置に平面部103a有している。従ってギア103の穴103fはギア取付部12a4の円筒面と一致する円筒部103dと平面部103aを有する。この切り欠き部12cと平面部103aが当接することによって、図示せざる駆動源からの駆動力を受けたギア103の従動回転に呼応してフランジ12a、現像ローラ10d、フランジ12bが一体的に回転する。
【0049】
このギア103に平面部103aを設けたことによってこの平面部103aの近傍は他の部分より肉厚が厚くなる。ギア103には摺動性を考慮して樹脂製を採用している。この樹脂製(POM,PC,ABS等々)のギア103はモールド成形で作られるために肉厚が不均一な箇所があると、成形後に肉厚が厚いところに「ひけ」が生じ、寸法精度が悪くなってしまう。
【0050】
この「ひけ」対策として本部品では肉厚の均一化のため平面部103aの一部に「肉抜き」と呼ばれる凹形状溝103bを採用している。
【0051】
図9は円筒部103dを平面部103aへくい込ませるようにして溝103eを設けたものである。
【0052】
図8、図9における回転中心線を含む断面図が図10である、本実施の形態ではこの凹形状溝103bの奥行きはギア103の幅全域ではなく1.5mm程度残しているが、ギア103の幅全域凹形状溝103bを貫通しても良い。
【0053】
次に図11をもって電極リング101を説明する、導電性材料(たとえばCu合金、SUSなどのFe系合金等々)である電極リング101は大きく分けて2つの部分からなる。第1に図中斜線部で示されるリング状であり平面の第1接点部101aと、第2に第1接点部101aのリング内周から伸びている腕部101b(2本)である。第1の接点部101aはリング状(本例では円形)の平板であり図11に見える平面部は組立状態において現像ローラ10dの軸線と直角な平面となる。
【0054】
図12に電極リング101の断面を示す。腕部101bには各腕部に3つの屈曲部が存在する、第1接点部近傍の第1の屈曲部101c、更に第2の屈曲部101d、また第3の屈曲部101eである。
【0055】
この屈曲部101c,101d,101eを設け腕部101bを湾曲させることにより後述のフランジ12aとの電気接点圧が稼げる。第1の屈曲部101cは第1の接点部101aをなす平面部に対して略直角に折曲している。第2の屈曲部101dは腕部101b先端側を第1の接点部101aの中心をとおる中心線側から遠ざかる方向に屈折している。第3の屈曲部101eは第3の屈曲部101eの延長上にある自由端が第3の屈曲部101eより第1の接点部101aへ近い位置関係となるように屈折している。
【0056】
組立て方法を順を追って説明する。
【0057】
電極リング101の腕部101bがギア103の肉抜き凹形状溝103bに入るように位相合わせを行ない電極リング101の取付腕部10bをギア103の凹形状溝103bに軸方向へ押し込む。
【0058】
挿入状態を説明する断面図が図13である、電極リング101の自由状態での腕部101bの自由端のスパン101f(図12参照)とギア103の凹形状溝103bの内径スパン103cの大小関係は
101f>103c
となっているために、腕部101bは腕部1つあたり(自由端のスパン101f−内径スパン103c)/2相当量のたわみを生じる。
【0059】
挿入に当たって腕部101b自由端はギア103の凹形状溝103bの底面に順応して当接するように第3の屈曲部101eを形成してあるのでスムーズな挿入が可能である。一方、電極リング101を取り外す方向に対しては腕部101b先端が凹形状溝103bの底面にくい込み勝手となり、外れ難くなっている。たわみによって、ギア103は腕部101b自由端からたわみを生じさせるのに必要な荷重分の反力を受ける。
【0060】
この反力によってギア103と電極リング101、腕部101b自由端との当接部に摩擦力が発生し、電極リング101をギア103に組込んだ後、容易に外れることはない。
【0061】
よって、組立てラインにおいて電極リング101組み付け後の電極リング101の遺失の可能性がなくなる。
【0062】
次に図13に示すようにギア103と電極リング101を結合した結合部品104をフランジ12aに組み付ける。(この結合部品104をフランジ12aに組み付ける前に図5に示すスペーサ105a及び軸受け部材23aを予め組んでおく)
前述のようにフランジ12aには外周の一部に切り欠き部12c(図7参照)があり、この切り欠き部12cと結合部品104のギア103の平面部103aを位相合わせしフランジ12aに結合部品104を挿入する(図14参照)。
【0063】
挿入後の状態を説明する断面図が図15である、但し軸受け部材23aは図略してある。結合部品104の挿入に際しては電極リング101の第1接点部101a面(図15中斜線部)を押しギア103の端面が略半月状の突き当て面12d(図15、もしくは図7)に突き当たるまで挿入する。
【0064】
万が一にも電極リング101の腕部101bがギア103の肉抜き凹形状溝103bに入らない位相でフランジ12aに挿入を行なった場合には腕部101bの自由端近傍がフランジ12a端面に当接し(図16中D参照)ギア103の端面が略半月状の突き当て面12dに突き当たるまで挿入できない。
【0065】
結合部品104化した状態での電極リング101の第2の屈曲部のスパン101g(図13参照)とフランジ12aの切り欠き部12cの切り欠き面同士のスパン12e(図14参照)の大小関係は
101g<12e
となっているために、腕部101bは腕部1つあたり(切り欠き面スパン12e−第2の屈曲部のスパン101g)/2相当量のたわみを生じる。
【0066】
挿入に当たって腕部101bの第2の屈曲部101dがフランジ12aの切り欠き部12cに当接するのでスムーズな挿入が可能である。
【0067】
このたわみによって、フランジ12aと腕部101bまた、ギア103と腕部101bは互いに反発力を受けるので結合部品104は挿入正規位置から容易にずれることはなく、フランジ12aと腕部101bの2ケ所の接点導通が確実なものとなる。
【0068】
図14においてギア103は平歯形状を示しているが、本発明においてこの歯形状を「はす歯」にして現像装置が稼動中に結合部品104が挿入位置からずれる方向(図14中の矢印と逆方向)に力がかかった場合でも、腕部101bのたわみによる反発力によってフランジ12a、電極板102、ギア103が一体化している結合力が勝り、移動することがないことを確認している。これにより後述の電極板102との相対距離が一定に保たれる。
【0069】
万が一にも結合部品104の組立て次工程以降に結合部品104が挿入正規位置からずれた場合でも、ギア103の端面が略半月状の突き当て面12d(図15、もしくは図7参照)に突き当たっているかどうかを目視確認できるので、ずれを発見したら再度電極リング101の第1の接点部101a面(図15中斜線部)を押して再挿入すれば良い。更に偶然が重なって電極リング101の第1の接点部101a面(図15中斜線部)を押さずに、ギア103に力Fを加え挿入したとしても(図17参照)、腕部101bの第2の屈曲部101dとフランジ12aの当接部E2において腕部101bにかかる摩擦力F2は、腕部101b自由端とギア103の当接部E1(ギア103が樹脂製であり自由端が多少食い込むので)において腕部101bに生じる引っ張り力F1に比べ小さいのでギア103の移動に連動して電極リング101もギア103に密着して挿入されるので、隙間104aはない状態で挿入が完了することを確認している。
【0070】
以上の構成では電極リング101のフランジ12aとの接点部をフランジ12aの内周面に取らず外周面に設けているのでフランジ12aの強度を犠牲にすることはない、なおかつギア103の肉抜き凹形状溝103bの空間を効率よく利用しているので他の犠牲となる部分がない。
【0071】
上述において、ギア103を現像バイアス接点部とは軸方向の反対側のフランジ12bに取り付ける場合においては、ギア103と内周側が同形の部材を用いる。
【0072】
(ホルダー側電極)
ホルダー14a側の電極板102について説明する。
【0073】
図18は電極板102を説明する平面図である。
【0074】
電極板102は導電性の材料(たとえばSUSなどの鉄系合金またはCu系合金等々)からできており、接点として画像形成装置本体Aの高圧電源から導かれている電極(不図示)との接点102a及び電極リング101と接触する腕部102b(図中斜線部2ケ所)がある。
【0075】
腕部102bにはそれぞれ第1の屈曲部102cと第2の屈曲部102dがあり、腕部は互いに別方向に屈曲されている。また第2の屈曲部102dは電極リング101との電気接点である。
【0076】
電極板102は現像ローラ10dの軸線に直角な平面を内壁面とするホルダー14aに密接して固定される平板の取付板部102eに現像ローラ10dの軸線を中心とする円形切りぬき102fを設け、この切りぬき102fの直径をわたる両側で互いに平行する第1屈曲部102cで屈曲した腕部102bを取付板部102eと一体に設けてある。
【0077】
この腕部102bは円形切りぬき102fの内側に沿って設けられ、先端には円形切りぬき102fの直径をわたる両側でこの直径上に第2屈曲部102dを設けてある。
【0078】
取付板部102eには円形切りぬき102fの直径をわたる両側に取付穴102e1,102e2が設けられている。この取付穴102e1,102e2を挿通する不図示の小ねじをホルダー14aにねじ込むことにより電極板102はホルダー14aに固定されている。接点102aは電極板の取付板部102eの中心部から離れるように延出された先端に設けられ、装置本体16の高圧電源側の電極と接触し易くしてある。
【0079】
なお、第1屈曲部102c、第2屈曲部102dを二点鎖線の長円で囲んであるのは屈曲を表すための表示である(図18、図20、図22参照)。
【0080】
平面図では腕部の屈曲具合が分からないので図18のG方向から見た腕部(1つ)の状態を図19において説明する。
【0081】
図19において、点線は腕部102bの自由状態の形状を表す。実線は図5に示す組立状態での腕部102bの状態を示す、組立て過程において腕部102bは電極リング101の第1接点部101a(図11、図12参照)と当接しながら撓められる、その弾性復元力によって電極リング101の第1接点部101aに電極板102の腕部102bの第2屈曲部(電気接点)102dがある接点圧を保ちつつ当接し確実な導通を得ている。
【0082】
なお、前述の結合部品104はフランジ12aに対して所定の位置で固定され、またフランジ12aが固定されている現像ローラ10dも軸受け部材23a,23bでスラスト方向の位置が規制されているために、電極板102の腕部102bの第2屈曲部(電気接点)102dは常に所定位置まで撓めらるので当接圧も常に安定する。
【0083】
また、腕部102bの第2屈曲部(電気接点)102dと電極リング101の第1接点部101aの摺動により両者の接点が摩耗することを極力避けるために、接点部には導電性のグリスを介在させている。
【0084】
なお、腕部102bの形状は電極リング101の第1接点部101aの摺動が回転に対して順方向に当接するようになっている。
【0085】
次に本実施の形態の電極板102の第1屈曲部102cと第2屈曲部102dの相対角度Hについて説明する。
【0086】
(本実施例では電極板102の腕部102bを湾曲形状としている。というのは電極板102の腕部102bを設計するに当たり腕部を直線状に取るよりも、図18のように湾曲させて取る方がより部品の小型化が図れるからである。ところが図19を用いて説明したように電極板102の腕部102bは所定の高さまで撓められて使用される本実施例のように腕部102bを湾曲させた場合には腕部102bの内周側と外周側で自由状態からの撓み量が異なる。これについて例を挙げ説明する。)
(例1)
まず電極板102の第1屈曲部102cと第2屈曲部102dの相対角度Hが0°(平行)の場合。図20は相対角度Hが0°(平行)の例の電極板102を示す。
【0087】
図20中のJ方向から電極板102の腕部102bと第2屈曲部(電気接点)102d断面の撓みかたを示したものが図21である。
【0088】
点線は自由状態での第2屈曲部102dを表し、自由状態では水平に保たれている、実線は組み立て後の撓んだ状態を表す、中心線C.L.はギア103の中心線を表し、中心線C.L.に近い側よって腕部102bの内周側の撓みが少ないことを表している。この状態においては電極リング101の第1接点部101aの内周側と積極的に当接する。
【0089】
(例2)
次に電極板102の第1屈曲部102cと第2屈曲部102dの相対角度Hが90°(直角)の場合。図22は相対角度Hが90°(直角)の例の電極板102を表す。
【0090】
図22中のK方向から電極板102の腕部102bと第2屈曲部(電気接点)102d断面の撓みかたを示したものが図23である。
【0091】
点線は自由状態での第2屈曲部102dを表し、自由状態ではギア103の中心線C.L.に遠い側つまり腕部102bの外周側が高い。実線は組み立て後の撓んだ状態においても中心線C.L.に遠い側の腕部102bの外周側が高く水平ではない。この状態においては電極リング101の第1接点部101aの外周側と積極的に当接する。
【0092】
上記例1、2において電気接点としての信頼性あることを確認している。
【0093】
ではあるが接点部分の長寿命化対応(リサイクル部分として再使用、大容量製品に使用etc)するためには、電極リング101の第1接点部101aに対して腕部102bの第2の屈曲部(電気接点)102dが平行に当接し、接点部半径方向に均等に摩耗するのが望ましい。
【0094】
そこで有限要素法にて所定の高さまで撓ませた時に水平になるような第1屈曲部102cと第2屈曲部102dの相対角度Hを計算したところ図18に示す様に相対角度Hは約50°であった、また実物において、電極リング101の第1接点部101aに対して腕部102bの第2屈曲部(電気接点)102dが平行に当接することを確認している(なおこの相対角度Hは腕部102bの寸法、材質、所定荷重を与えるための撓み量等々の条件によって異なる)。
【0095】
以上の構成によって画像形成装置本体内の電源に接続された画像形成装置の図示せざる現像バイアス接点と電極板102の第1接点101a、電極板102の第2屈曲部102d(電気接点)と電極リング101の第1接点部101a、電極リング101の第1屈曲部101c(電気接点)とフランジ12aを通じて現像ローラ10dに確実にバイアス給電が行われる。
【0096】
図24、図25、図26は実施例としての電極リング101の概略寸法を示す。第1接点部101aはリング状で且つ円形であり、内径約9.8mm、外径約13.0mm、取付腕部101bの幅約1.6mm、第1屈曲部101cの対向間隔約9.3mm、第2屈曲部101dの対向間隔約8.8mm、第2屈曲部101dから腕部101bが先端側へ向って直線状にのびる部分と、第3屈曲部101eから腕部101bが先端へほぼ直線状にのびる部分と、を夫々とおる直線が交る架空点Pとすると架空点Pと第1の接点部101aのリング背面間の距離は約3.5mm、第2屈曲部(接点部)101dと第1接点部101aのリング背面間の距離は約2mm、第2の屈曲部(接点部)101dから半径方向の外方へ向って、架空点Pまでは約0.6mm、腕部101b先端までは約1.1mmである。上記各部の寸法は製作図面の様式で図中に記入した。ちなみに電極リング1は厚さ約0.2mmの金属板から製作されている。
【0097】
本発明者は本発明の実施例1の構成と従来の構成について実機によるバイアス接点の電気抵抗の経時変化の比較を行なった。
【0098】
その結果を模式的に図27に示す。
【0099】
従来構成では時間が経つにつれ抵抗が増大していく、それに比べ本発明の構成では初期に抵抗値が上がりその後はほぼ平衡状態となり収束していく抵抗値も常に従来型よりも低抵抗であり安定をしている。
【0100】
従来タイプでも画像等に影響のでるレベルではないが今後の長寿命・小型化に有効な構成であることが分かる。
【0101】
(1)本出願に係る発明の実施に形態によれば、フランジ部材側電極部材は取付腕部をフランジ部材に取り付けるだけで、固定電極との接点部位置が目視で分かり、これに従ってフランジ部材との接点部がフランジ部材と接触するため、組立後の接点部の確認性の向上が計れる。そして、接点電気抵抗の低抵抗化が行え長寿命化に対応した現像装置を提供できる。
【0102】
(2)上記(1)の実施の形態において、フランジ部材の外周側に構成される軸方向の空間部にフランジ部材側電極部材取付腕部を取り付けたことにより、フランジ部材の強度を犠牲にせずフランジ部材とフランジ部材側電極部材との接点部を配置できるのでフランジ部材の強度を確保できる。
【0103】
(3)上記(2)の実施の形態において、取付腕部がフランジ部材に接する第2の当接部と、フランジ部材に嵌合する部材に当接する第1の当接部に接する第1の当接部を有するため、第1の当接部をフランジ部材に嵌合する部材に接するように組立てた後にこの組立体をフランジ部材に組立てられるので組立性がよい。
【0104】
(4)上記(3)の実施の形態において、取付腕部が夫々接するフランジ部材の面とフランジ部材に嵌合する部材の面が対向しているため、取付腕部に弾性を付与するようにすると、それのみで取付腕部が固定され、フランジ部材側電極部材の取り付けが容易となる。
【0105】
(5)本出願に係る発明の実施の形態によれば、フランジ部材側電極部材は取付腕部をフランジ部材に取り付けるだけで、固定電極との接点部位置が目視で分かり、これに従ってフランジ部材との接点部がフランジ部材と接触するため、組立後の接点部の確認性の向上が計れる。フランジ部材の強度を犠牲にせずフランジ部材とフランジ部材側電極部材との接点部を配置できるのでフランジ部材の強度を確保でき、接点電気抵抗の低抵抗化が行え長寿命化に対応した現像装置を提供できる。
【0106】
(6)上記(5)の実施の形態において、ギアの平面部に肉抜き部を設けるのみで取付腕部を嵌め込む空間を設けてあるので部材としてギアの成形のみ変更するのみで実施できる。
【0107】
上記第(6)の実施の形態において、腕部の軸方向の異なる位置がフランジ部材とギアに接するので腕部を撓ませ易く、且つ取り付け後にフランジ部材側電極部材が容易に外れない。
【0108】
(7)本出願に係る発明の実施の形態によれば1つの接点はリング状手段であるから電極板との間の電気抵抗が低く、又他の接点はリング状平板から腕部を略直角に屈折し、腕部を圧接挟持された際に腕部に弾性を持たせるようにしたから、取り付けが容易であり、取り付けと同時に他の1つの接点がフランジと接続される。
【0109】
(8)本出願に係る発明の実施の形態によれば電気接点部品が組立後容易に外れない。
【0110】
【発明の効果】
本出願に係る第1又は第3の発明によれば、(1)電気接点部品は突出部をフランジと駆動部間に取り付けるだけである。そのため、電気接点部品の現像装置への取付性が向上する。(2)取付位置が目視で分かり、これに従って電気接点部品がフランジと接触するため、組立後の接点部の確認性の向上が計れる。(3)長寿命化に対応した現像装置用の電気接点部品を提供できる。本出願に係る第2の発明によれば、上記第1の発明の効果を奏するだけでなく、フランジと駆動部との間に挿入可能であって、挿入されることにより、折曲した部分を伸長する弾性部材を具備することにより、弾性部材に弾力が発生し、この弾力の反力によって、フランジ及び駆動部と弾性部材の間に摩擦が発生し電気接点部材が挿入部から容易に外れることがない。また、(4)接点電気抵抗の低抵抗化が行える。
【0111】
本出願に係る第4〜第7の発明によれば、上記電気接点部品を現像装置に採用したことにより、現像装置側電極との間の電気抵抗を小さくできる。また接点部の耐久性をが増す。
【0112】
本出願に係る第8〜第11の発明によれば、上記電気接点部品を採用した現像装置を有するためプロセスカートリッジに対する給電のロスが小さくなる。また、接点部の耐久性によりプロセスカートリッジの長寿命化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプロセスカートリッジを説明する外観側面図である。
【図2】本発明に係るプロセスカートリッジを説明する外観斜視図である。
【図3】本発明に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の構成模式説明用縦断面図である。
【図4】本発明に係るプロセスカートリッジの構成を説明する縦断面図である。
【図5】本発明に係るプロセスカートリッジの構成を説明する現像ローラ部分の縦断面図である。
【図6】本発明に係る固定磁石端部形状を説明する斜視図である。
【図7】本発明に係るフランジ端部形状を説明する斜視図である。
【図8】本発明に係るギアの形状を説明する軸方向から見る正面図である。
【図9】本発明に係るギアの形状を説明する軸方向から見る正面図である。
【図10】本発明に係るギアの断面形状を説明する側断面図である。
【図11】本発明に係る電極リングの形状を説明する斜視図である。
【図12】本発明に係る電極リングの断面形状を説明する側断面図である。
【図13】本発明に係る電極リングをギアに組込んだ状態を説明する側断面図である。
【図14】本発明に係る結合部品をフランジに挿入する様子を説明する斜視図である。
【図15】本発明に係る結合部品をフランジに挿入した状態を説明する側断面図である。
【図16】本発明に係る誤組立てが検知できることを説明する側断面図である。
【図17】本発明に係る再組立てを説明する縦断面図である。
【図18】本発明の最適な電極板を説明する正面図である。
【図19】本発明の電極板の腕部の状態を説明する側面図である。
【図20】本発明の実施例の例1を説明する正面図である。
【図21】本発明の実施例の例1の電気接点部の挙動を説明する模式的側面図である。
【図22】本発明の実施例の例2を説明する正面図である。
【図23】本発明の実施例の例2の電気接点部の挙動を説明する模式的側面図である。
【図24】電気接点部品の軸方向から見る正面図である。
【図25】図23の平面図である。
【図26】図23のA−A断面の一部を拡大した断面図である。
【図27】本発明の構成、および従来例の構成において接点抵抗経時変化を測定した結果を示す線図である。
【図28】従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1…光学系
2…記録媒体
3…搬送手段 3a…給紙カセット 3b…ピックアップローラ 3c…圧接部材 3d…搬送ローラ 3e…レジストローラ 3f…搬送ベルト 3g,3h…排出ローラ 3i…手差しトレイ 3j…手差しローラ
4…転写ローラ
5…定着手段 5a…駆動ローラ 5b…ヒータ 5c…支持体 5d…定着回転体
6…排出部
7…感光体ドラム
8…帯電ローラ
9…露光開口部
10…現像手段 10a…トナー収納枠体 10b1…トナー攪拌部材 10b2…トナー送り部材 10c…固定磁石 10d…現像ローラ 10e…現像ブレード 10f…トナー現像枠体 10g…トナー収納枠体開口部 10h…トナー現像枠体開口部 10i…蓋部材 10j…切り欠き面1 10k…切り欠き面2
11…クリーニング手段 11a…クリーニングブレード 11b…スクイシート 11c…廃トナー収納部
12a1…取付軸部 12a2…段部 12a3…軸受け取付部 12a4…ギア取付部 12a,12b…フランジ 12c…切り欠き部 12d…突き当て面 12e…切り欠き面スパン
13…クリーニング枠体
14a,14b…ホルダー 14c…電極板
15…開閉部材 15a…ヒンジ
16…装置本体
17…カートリッジ装着部
18a…位置決めガイド 18b…姿勢決めガイド
20…規制当接部
23a,23b…軸受け部材
25…スリーブ電極 25a…固定部 25b…接点部
29…リンク部材 29a…軸 29b…突出部
101…電極リング 101a…第1接点部 101b…腕部 101c…第1屈曲部 101d…第2屈曲部 101e…第3屈曲部 101f…自由端スパン 101g…第2屈曲部スパン
102…電極板 102a…本体との電気接点 102b…腕部 102c…第1屈曲部 102d…第2屈曲部 102e…取付板部 102e1…取付穴
102e2…取付穴 102f…切りぬき
103…ギア 103a…平面部 103b…凹形状溝 103c…溝の内径のスパン 103d…円筒部 103e…溝 103f…穴
104…結合部品 104a…隙間
105a,105b…スペーサ
A…画像形成装置
B…プロセスカートリッジ
C…切断面
D…当接部
E1…当接部1 E2…当接部2
F…挿入力 F1…ギアからの引っ張り力 F2…フランジからの摩擦力
G…視点方向
H…相対角度逆回転角
J…視点方向
P…架空点

Claims (11)

  1. 電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部とを有し、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用いられる、前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
    (a)前記プロセスカートリッジに設けられたカートリッジ側電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と電気的に接続可能な接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
    (b)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入可能な突出部と、を具備することを特徴とする電気接点部品。
  2. 電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部とを有し、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用いられる、前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
    (a)前記プロセスカートリッジに設けられたカートリッジ側電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と電気的に接続可能な接続部と、
    (b)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出しており、前記フランジと前記駆動部との間に挿入可能であって、挿入されることにより、折曲した部分を伸長する弾性部材と、を具備することを特徴とする電気接点部品。
  3. 前記突出部は挿入されることにより、折曲した部分を伸長する弾性部材である請求項1に記載の電気接点部品。
  4. (a)感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
    (b)前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、
    (c)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
    (d)画像形成装置本体に設けられた本体側電極と電気的に接続する現像装置側電極と、
    (e)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
    (1)前記現像装置側電極と電気的に接続している接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
    (2)前記接続部の前記現像装置側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されている突出部と、
    を具備することを特徴とする現像装置。
  5. (a)感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
    (b)前記現像ローラの一端部に嵌合している導電性フランジと、
    (c)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
    (d)画像形成装置本体に設けられた本体側電極と電気的に接続する現像装置側電極と、
    (e)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部品であって、
    (1)前記現像装置側電極と電気的に接続している接続部と、
    (2)前記接続部の前記現像装置側電極と接続する側とは反対側に突出し、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されており、折曲した部分を伸長している弾性部材と、
    を具備することを特徴とする現像装置。
  6. 前記突出部は、折曲した部分が伸長している弾性部材である請求項4に記載の現像装置。
  7. 前記駆動部は前記現像ローラと同軸のギアである請求項4から6の何れか1つに記載の現像装置。
  8. 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、
    (a)電子写真感光体と、
    (b)前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
    (c)前記現像ローラのー端部に嵌合している導電性フランジと、
    (d)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
    (e)前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装着された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と、
    (f)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部分であって、
    (1)前記カートリッジ側電極と電気的に接続している接続部であって、前記現像ローラの回転中心に対して直角な平面を有する接続部と、
    (2)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出している突出部であって、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されている突出部と、
    を具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  9. 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、
    (a)電子写真感光体と、
    (b)前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
    (c)前記現像ローラのー端部に嵌合している導電性フランジと、
    (d)前記現像ローラを回転駆動するための、前記フランジの一端部に設けられている駆動部と、
    (e)前記プロセスカートリッジが前記装置本体に取り外し可能に装置された際に、前記装置本体に設けられた本体側電極と接続するカートリッジ側電極と、
    (f)前記現像ローラに電圧を供給するための電気接点部分であって、
    (1)前記カートリッジ側電極と電気的に接続している接続部と、
    (2)前記接続部の前記カートリッジ側電極と接続する側とは反対側に突出し、前記フランジと前記駆動部との間に挿入されており、折曲した部分を伸長している弾性部材と、
    を具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  10. 前記突出部は折曲した部分が伸長している弾性部材である請求項8に記載のプロセスカートリッジ。
  11. 前記駆動部とは現像ローラと同軸のギアである請求項8から10の何れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
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