JP5195058B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電装置、特に、複写機やプリンタなどの電子写真方式による画像形成装置に搭載される帯電装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置において、一方向に回転駆動される感光体ドラムを所定の電位に帯電させる帯電手段として、従来では、金属製の支軸に導電性のゴム材を巻回した帯電ローラが用いられていた。支軸は軸受け部材にて回転自在に保持され、かつ、ばねで圧接されている。これにて、帯電ローラは感光体ドラムの表面に接触して該感光体ドラムの回転に従動回転することになる。

しかしながら、シャフト付きの帯電ローラでは、シャフトを付ける分コストが上昇し、軸受け部材や圧接用のばねを必要とするのでコストがさらに上昇し、また、構成が複雑化する。

そこで、特許文献１には、シャフトレスで中空の弾性部材からなる帯電ローラが提案されている。この帯電ローラは規制部材で囲まれて位置規制されつつ感光体ドラムの回転に伴って従動回転し、感光体ドラムに電荷を付与する。しかし、この帯電ローラは軸方向には同じ位置で回転しているだけなので、帯電ローラの表面にトナーやトナーに含まれる後処理剤、紙粉などが堆積するという問題点を有している。これらの堆積物は感光体ドラムの帯電むらや異常放電を誘発し、画像ノイズの原因となる。
特開２００６−１６３１９７号公報

そこで、本発明の目的は、中空の弾性材からなるシャフトレスの帯電ローラの表面への異物の堆積を簡単な構成で回避することのできる帯電装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明の一形態である帯電装置は、
一方向に回転駆動される感光体ドラムを所定の電位に帯電させる帯電装置において、
回転支軸を有しない中空の弾性材からなり、感光体ドラムの表面に接触して該感光体ドラムの回転に従動回転する帯電ローラと、
帯電ローラの従動回転位置を決めるために、帯電ローラの外周面に複数の箇所で接触可能な略箱形状の規制部材と、
帯電ローラを感光体ドラムとの接触状態を保って軸方向に移動させる移動手段と、
を備え、
帯電ローラは他端部を前記規制部材によって一端部側に付勢されていること、
を備えたことを特徴とする。

前記帯電装置において、帯電ローラは感光体ドラムとの接触状態を保って軸方向に移動する。これにて、帯電ローラの表面に付着したトナーなどの異物が軸方向に移動して分散され、堆積物として滞留することが回避され、ひいては感光体ドラムの帯電むらや異常放電の発生を防止することができる。

以下、本発明に係る帯電装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
まず、本発明に係る帯電装置を搭載した画像形成装置について図１を参照して説明する。図１は電子写真方式によるプリンタの概略構成を示し、プロセスユニット１は、矢印Ｅ方向に回転駆動される感光体ドラム２、帯電装置３、現像器６、残留トナーのクリーニングブレード７、トナー回収部８、転写ローラ９、レーザ走査光学ユニット１０を備えている。

画像形成は周知の電子写真方式にて行われる。即ち、感光体ドラム２が所定の速度で矢印Ｅ方向に回転駆動され、その表面は帯電装置３にて所定の電位に帯電され、画像データに基づいて変調されたレーザビームＬＢにて静電潜像が形成され、現像器６にて現像される。一方、転写材Ｓは感光体ドラム２と転写ローラ９とのニップ部を矢印Ｆ方向に搬送され、トナー画像を転写される。その後、転写材Ｓは図示しない定着器でトナーの定着を施され、プロセスユニット１の外部に排出される。

（帯電装置、図１及び図２参照）
帯電装置３は、帯電ローラ４と規制部材５とで構成されている。帯電ローラ４は、回転支軸を有しない（シャフトレス）中空の弾性材からなり、感光体ドラム２の表面に接触して感光体ドラム２の回転に基づいて従動回転する。詳しくは、この帯電ローラ４は、ＰＡ，ＰＩ，ＰＦＡ，ＰＴＥＥなどの導電性樹脂や非導電性樹脂に導電性コート処理を施したチューブ、あるいは、導電性ゴムからなり、表面抵抗は１０⁵〜１０⁸Ωであり、外径は８．５ｍｍ（外径３０ｍｍの感光体ドラム２に対する）、肉厚は０．１ｍｍである。なお、これらの数値は例示であることは勿論である。

前記帯電ローラ４は、感光体ドラム２の表面に載置されており、その従動回転位置を決めるための規制部材５が配置されている。また、規制部材５は、帯電ローラ４に対して所定の電圧を供給できるように導電性を有し、Ｎｉめっきを施した鉄やステンレスなどにて形成されている。規制部材５から供給される電圧が帯電ローラ４を介して感光体ドラム２に印加される。なお、帯電ローラ４へは他の導電性部材によって電圧が供給されてもよい。

規制部材５は、帯電ローラ４の自由形状より大きな空間を有し、従動回転時に帯電ローラ４の位置を規制する規制面５ａを有している。規制部材５は、自由状態のとき（感光体ドラム２が非回転時）に帯電ローラ４を感光体ドラム２上に保持する。図２に示すように、帯電ローラ４は感光体ドラム２の回転に伴って矢印ｅ方向に従動回転し、かつ、従動回転時には規制面５ａが帯電ローラ４を規制する。これにて、帯電ローラ４は若干押し潰された形状に変形し、かつ、摺動反力Ｇで感光体ドラム２の表面に適度な圧力で押し付けられる。

前記帯電ローラ４の表面には、感光体ドラム２の表面に付着したトナーやトナーに含まれる後処理剤、紙粉などの異物が転写され、堆積することになる。そこで、本実施例では、帯電ローラ４をその従動回転時に感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向に移動させる移動手段（図４〜図１５を参照して以下に説明する）を設けた。

（帯電ローラの形状、図３参照）
以下に説明する各種の移動手段を用いるため、帯電ローラ４としては図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す４種のものを用意した。第１例は、（Ａ）に示すように、帯電ローラ４の一端部４ａを斜めにカットしたカム面１１を形成したものである。第２例は、（Ｂ）に示すように、帯電ローラ４の一端部４ａに比較的硬い材料からなるカム部材１２を設けたものである。第３例は、（Ｃ）に示すように、帯電ローラ４の一端部４ａの内面にカム部材１３を設けたものである。第４例は、（Ｄ）に示すように、帯電ローラ４の一端部４ａを軸方向とは直交する端面としたものである。

（第１実施例、図４参照）
第１実施例は、図４に示すように、図３（Ａ）に示した第１例である帯電ローラ４を用い、帯電ローラ４の軸方向において、規制部材５を帯電ローラ４の他端部４ｂに接触させて一端部４ａでは高くなるように傾斜した状態で設置し、感光体ドラム２の保持フレーム２１の端面２１ａを帯電ローラ４のカム面１１に対向配置し、該端面２１ａをガイド部として機能させるようにした。

以上の構成からなる移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム面１１が保持フレーム２１の端面２１ａに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、傾斜したカム面１１が保持フレーム２１の端面２１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。この往復移動によって、帯電ローラ４の表面に付着したトナーなどの異物が軸方向に移動して分散され、堆積物として滞留することが回避され、ひいては感光体ドラム２の帯電むらや異常放電の発生が防止される。

（第２実施例、図５参照）
第２実施例は、図５に示すように、図３（Ｂ）に示した第２例である帯電ローラ４を用い、移動手段としては前記第１実施例と同じ構成とした。それゆえ、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム部材１２の傾斜した端面が保持フレーム２１の端面２１ａに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材１２が保持フレーム２１の端面２１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第３実施例、図６参照）
第３実施例は、図６に示すように、図３（Ｃ）に示した第３例である帯電ローラ４を用い、保持フレーム２１の上部を帯電ローラ４の一端部４ａに突出させ、該突出部２１ｂをガイド部として機能させるようにした。このような構成の移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム部材１３が保持フレーム２１の突出部２１ｂに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、傾斜したカム部材１３が保持フレーム２１の突出部２１ｂに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第４実施例、図７参照）
第４実施例は、図７に示すように、図３（Ａ）に示した第１例である帯電ローラ４を用い、帯電ローラ４の他端部４ｂと規制部材５の他端部５ｂとの間にコイルばね１５を圧縮状態で介在させ、感光体ドラム２の保持フレーム２１の端面２１ａを帯電ローラ４のカム面１１に対向配置し、該端面２１ａをガイド部として機能させるようにした。

以上の構成からなる移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム面１１が保持フレーム２１の端面２１ａに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、傾斜したカム面１１が保持フレーム２１の端面２１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第５実施例、図８参照）
第５実施例は、図８に示すように、図３（Ｂ）に示した第２例である帯電ローラ４を用い、移動手段としては前記第４実施例と同じ構成とした。それゆえ、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム部材１２の傾斜した端面が保持フレーム２１の端面２１ａに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材１２が保持フレーム２１の端面２１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第６実施例、図９参照）
第６実施例は、図９に示すように、図３（Ｃ）に示した第３例である帯電ローラ４を用い、かつ、前記第３実施例と同様に保持フレーム２１に設けた突出部２１ｂを帯電ローラ４の一端部４ａに突出させた。このような構成の移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、カム部材１３が保持フレーム２１の突出部２１ｂに弾性的に当接する。従って、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、傾斜したカム部材１３が保持フレーム２１の突出部２１ｂに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第７実施例、図１０参照）
第７実施例は、図１０に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に保持フレーム２１の上部に設けたカム部材２５を当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第１実施例と同様に傾斜して配置された規制部材５による。カム部材２５は、傾斜したカム面２５ａを有し、ピン２６を支点として図示しないモータ又は感光体ドラム２の図示しない駆動機構から分岐した駆動機構により回転される。

以上の構成からなる移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材２５のカム面２５ａに弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材２５もピン２６を支点として回転駆動され、帯電ローラ４の端面がカム部材２５のカム面２５ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第８実施例、図１１参照）
第８実施例は、図１１に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に保持フレーム２１の上部に設けたカム部材２７を当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第１実施例と同様に傾斜して配置された規制部材５による。カム部材２７は、ほぼ楕円形状を有し、ピン２８を支点として図示しないモータ又は感光体ドラム２の図示しない駆動機構から分岐した駆動機構により回転される。

以上の構成からなる移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材２７の外周面に弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材２７もピン２８を支点として回転駆動され、帯電ローラ４の端面がカム部材２７の外周面に圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第９実施例、図１２参照）
第９実施例は、図１２に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に感光体ドラム２の外周面に設けたカム部材３１のカム面３１ａを当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第１実施例と同様に傾斜して配置された規制部材５による。

以上の構成からなる移動手段において、帯電ローラ４は他端部４ｂが規制部材５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材３１のカム面３１ａに弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材３１も感光体ドラム２と同期して回転し、帯電ローラ４の端面がカム部材３１のカム面３１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第１０実施例、図１３参照）
第１０実施例は、図１３に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に前記第７実施例で示したカム部材２５を当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第４実施例と同様にコイルばね１５による。従って、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材２５のカム面２５ａに弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材２５もピン２６を支点として回転駆動され、帯電ローラ４の端面がカム部材２５のカム面２５ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第１１実施例、図１４参照）
第１１実施例は、図１４に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に前記第８実施例で示したカム部材２７を当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第４実施例と同様にコイルばね１５による。従って、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材２７の外周面に弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材２７もピン２８を支点として回転駆動され、帯電ローラ４の端面がカム部材２７の外周面に圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（第１２実施例、図１５参照）
第１２実施例は、図１５に示すように、図３（Ｄ）に示した第４例である帯電ローラ４を用い、一端部４ａの直交する端面に前記第９実施例で示したカム部材３１のカム面３１ａを当接させている。帯電ローラ４を矢印Ａ方向に付勢する機構は前記第４実施例と同様にコイルばね１５による。従って、帯電ローラ４は他端部４ｂがコイルばね１５にて一端部４ａ側（矢印Ａ方向）に付勢され、帯電ローラ４の一端部４ａの垂直な端面がカム部材３１のカム面３１ａに弾性的に当接する。帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転しているとき、カム部材３１も感光体ドラム２と同期して回転し、帯電ローラ４の端面がカム部材３１のカム面３１ａに圧接されつつ帯電ローラ４が感光体ドラム２との接触状態を保って軸方向（矢印Ａ，Ａ’方向）に往復移動する。その作用効果は第１実施例と同様である。

（他の実施例）
なお、本発明に係る帯電装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、帯電装置を搭載する画像形成装置としては、モノクロのプリンタに限定するものではなく、カラープリンタあるいは複写機やファクシミリとの複合機などであってもよい。また、帯電ローラに電圧を供給する機構などは任意であり、規制部材の構成、形状も任意である。さらに、移動手段を構成するカム部材やカムフロアーの細部も種々の構成、形状を採用することができる。

本発明に係る帯電装置の第１実施例を搭載した画像形成装置を示す概略構成図である。 帯電ローラの従動回転時を示す説明図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ帯電ローラの第１例〜第４例を示す斜視図である。 第１実施例を示す断面図である。 第２実施例を示す断面図である。 第３実施例を示す断面図である。 第４実施例を示す断面図である。 第５実施例を示す断面図である。 第６実施例を示す断面図である。 第７実施例を示す断面図である。 第８実施例を示す断面図である。 第９実施例を示す断面図である。 第１０実施例を示す断面図である。 第１１実施例を示す断面図である。 第１２実施例を示す断面図である。

符号の説明

１…プロセスユニット
２…感光体ドラム
３…帯電装置
４…帯電ローラ
４ａ…一端部
４ｂ…他端部
５…規制部材
１１…カム面
１２，１３…カム部材
１５…コイルばね
２１ａ…端面（ガイド部）
２１ｂ…突出部（ガイド部）
２５，２７，３１…カム部材

Claims (7)

1. 一方向に回転駆動される感光体ドラムを所定の電位に帯電させる帯電装置において、
   回転支軸を有しない中空の弾性材からなり、感光体ドラムの表面に接触して該感光体ドラムの回転に従動回転する帯電ローラと、
   帯電ローラの従動回転位置を決めるために、帯電ローラの外周面に複数の箇所で接触可能な略箱形状の規制部材と、
   帯電ローラを感光体ドラムとの接触状態を保って軸方向に移動させる移動手段と、
   を備え、
   帯電ローラは他端部を前記規制部材によって一端部側に付勢されていること、
   を特徴とする帯電装置。
2. 帯電ローラは前記規制部材の傾斜面によって一端部側に付勢さ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. 帯電ローラは他端部を前記規制部材に設けたばね部材によって一端部側に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
4. 前記移動手段は、帯電ローラの一端部をカットしたカム面と、該カム面に当接するガイド部とを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 前記移動手段は、帯電ローラの一端部に設けたカム部材と、該カム部材に当接するガイド部とを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
6. 前記移動手段は、帯電ローラの一端部の内面に設けたカム部材と、該カム部材に当接するガイド部とを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
7. 前記移動手段は、帯電ローラの一端部に当接するカム部材を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電装置。

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