JP5343412B2 - 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。帯電ローラは従動回転時に規制部材の規制面に摺接し、位置規制される。

しかしながら、感光体ドラムの表面に付着しているトナーやトナーに含まれる後処理剤、紙粉などの異物が、帯電ローラを介して規制部材の規制面（摺接面）に付着し、堆積する不具合を有している。これらの堆積物が帯電ローラの表面に再付着すると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を位置規制する規制部材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、該中空の部分には支持部材が存在することはなく、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の規制部材であって、帯電ローラの外周面の少なくとも三方を囲む板状部材からなり、該板状部材の一つは帯電ローラの外周面が摺接する摺接部材である規制部材と、
前記摺接部材を所定のタイミングで移動させて帯電ローラの外周面に対する摺接部分を変更する移動手段と、
を備えたことを特徴とする。

前記帯電装置において、帯電ローラは摺接部材に摺接しつつ従動回転する。摺接部材は移動手段によって所定のタイミングで移動することにより、感光体ドラムの表面から帯電ローラを介して摺接部材に付着した異物を付着位置から移動あるいは分散させ、異物の堆積を回避する。これにて、堆積物が帯電ローラの表面に再付着することがなくなり、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。

また、プリンタには制御部１１が設けられている。この制御部１１は前記プロセスユニット１を含めてプリンタの各部分の状態や動作を制御し、特に、以下に説明する帯電装置３の動作を制御する。

（帯電装置の基本的形態、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（摺接面）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。

（帯電装置の第１及び第２実施例、図３及び図４参照）
第１実施例である帯電装置３は、図３に示すように、帯電ローラ４を位置規制する規制部材５を摺接部材５ａ（規制面）と固定部材５ｂ，５ｃとで構成している。第２実施例である帯電装置３は、図４に示すように、帯電ローラ４を位置規制する規制部材５を摺接部材５ａ（規制面）と固定部材５ｃと軽圧接部材５ｄとで構成している。軽圧接部材５ｄは図示しないトーションばねにて帯電ローラ４に軽く圧接し、帯電ローラ４を摺接部材５ａ側に弾性的に付勢する。

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、これらの異物がさらに摺接部材５ａの従動回転方向ｅの上流側から付着して堆積することになる。そこで、第１及び第２実施例では、摺接部材５ａを所定のタイミングで移動させる移動手段２０（図５〜図７参照）を設けた。

移動手段２０は、制御部１１により動作を制御され、前記摺接部材５ａを帯電ローラ４が従動回転する方向ｅ、従動回転方向ｅとは逆方向、又は、従動回転方向ｅに対して斜行する方向のいずれかに移動させる。移動手段２０は、あるいは、摺接部材５ａを従動回転方向ｅとは直交する方向に往動又は往復動させてもよい。また、移動手段２０は、摺接部材５ａを感光体ドラム２の累積駆動時間又は累積プリント枚数に応じて移動させてもよい。

（移動手段の第１例、図５参照）
移動手段２０の第１例は、図５に示すように、モータ２１の出力軸に取り付けたカム板２２と摺接部材５ａの一端部とをリンク２３で結合し、摺接部材５ａに形成したガイド穴２５に頭付きガイドピン２６を係合させている。ガイド穴２５は帯電ローラ４の従動回転方向ｅに対して略４５°の角度で傾斜して形成されている。

この移動手段２０では、モータ２１が矢印ａ方向に所定角度回転駆動されると、摺接部材５ａはリンク２３を介して右方向に付勢され、かつ、ガイド穴２５に沿って従動回転方向ｅとは逆になる斜め方向（矢印ｂ参照）に移動する。摺接部材５ａは、感光体ドラム２の累積駆動時間が所定の時間に達するごと、あるいは、累積プリント枚数が所定の枚数に達するごとに、極めて微量ずつ矢印ｂ方向に移動駆動される。ここで、所定の累積駆動時間とは、例えば、５〜１０分を意味し、所定の累積プリント枚数とは、例えば、１０〜１００枚を意味する。

または、モータ２１を、感光体ドラム２の累積駆動時間が所定の時間に達するごと、あるいは、累積プリント枚数が所定の枚数に達するごとに、矢印ａ方向に所定角度正転させ、かつ、所定角度逆転させてもよい。これにて、摺接部材５ａが矢印ｂ，ｂ’方向に所定のタイミングで往復移動することになる。

以上のごとく、摺接部材５ａが矢印ｂ方向及び／又は矢印ｂ’方向に移動することにより、摺接部材５ａに付着したトナーなどの異物が付着位置から移動あるいは分散され、堆積物として滞留することが回避される。これにて、堆積物が帯電ローラ４の表面に再付着することがなくなり、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。

（移動手段の第２例、図６参照）
移動手段２０の第２例は、図６に示すように、基本的には前記第１例と同様に、モータ２１の出力軸に取り付けたカム板２２と摺接部材５ａの一端部とをリンク２３で結合し、摺接部材５ａに形成したガイド穴２７に頭付きガイドピン２６を係合させている。ガイド穴２７は帯電ローラ４の従動回転方向ｅに対して直交する方向に形成されている。

この移動手段２０では、モータ２１が矢印ａ方向に所定角度回転駆動されると、摺接部材５ａはリンク２３を介して右方向に付勢され、かつ、ガイド穴２７に沿って従動回転方向ｅとは直交する方向（矢印ｃ参照）に移動する。摺接部材５ａは、感光体ドラム２の累積駆動時間が所定の時間に達するごと、あるいは、累積プリント枚数が所定の枚数に達するごとに、極めて微量ずつ矢印ｃ方向に移動駆動される。

または、モータ２１を、感光体ドラム２の累積駆動時間が所定の時間に達するごと、あるいは、累積プリント枚数が所定の枚数に達するごとに、矢印ａ方向に所定角度正転させ、かつ、所定角度逆転させてもよい。これにて、摺接部材５ａが矢印ｃ，ｃ’方向に所定のタイミングで往復移動することになる。

以上のごとく、摺接部材５ａが矢印ｃ方向及び／又は矢印ｃ’方向に移動することにより、摺接部材５ａに付着したトナーなどの異物が付着位置から移動あるいは分散され、堆積物として滞留することが回避される。これにて、堆積物が帯電ローラ４の表面に再付着することがなくなり、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。

（移動手段の第３例、図７参照）
移動手段２０の第３例は、図７に示すように、基本的には前記第１例と同様の構成を備えている。この第３例では、図７（Ａ）に示すように、頭付きガイドピン２６がガイド穴２５の一端に係合している状態を始点（プロセスユニット１の使用開始時点）として、所定の累積駆動時間ごとに、あるいは、所定のプリント枚数ごとにモータ２１を矢印ａ方向に微小量ずつ回転させる。そして、プロセスユニット１の耐久寿命が尽きた時点で、ガイドピン２６がガイド穴２５の他端に係合する状態となる（図７（Ｂ）参照）。即ち、摺接部材５ａはプロセスユニット１の使用開始からその寿命が尽きるまでの間に矢印ｂ方向に移動し、付着した異物を分散させ、堆積を防止する。これにて、堆積物が帯電ローラ４の表面に再付着することがなくなり、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。

（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、摺接部材を移動させるタイミングを感光体ドラムの累積回転数に基づいて制御してもよいことは勿論である。

さらに、移動手段は駆動源としてモータ以外にソレノイドなどを用いることができ、クラッチ手段を介在させてもよい。また、カムに代えてピニオンとラックの組合せなど種々の機構を用いることができる。また、前記実施例では、感光体ドラムや現像器、帯電装置などを含むプロセスユニットを交換する形態のプリンタを示したが、少なくとも感光体ドラムと帯電装置を含むドラムユニットを交換する形態であってもよい。

基本形態である帯電装置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。 本発明に係る帯電装置の第１実施例を示す立面図である。 本発明に係る帯電装置の第２実施例を示す立面図である。 移動手段の第１例を示す平面図である。 移動手段の第２例を示す平面図である。 移動手段の第３例を示す平面図である。

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
５…規制部材
５ａ…摺接部材
２０…移動手段

Claims (5)

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、該中空の部分には支持部材が存在することはなく、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の規制部材であって、帯電ローラの外周面の少なくとも三方を囲む板状部材からなり、該板状部材の一つは帯電ローラの外周面が摺接する摺接部材である規制部材と、
   前記摺接部材を所定のタイミングで移動させて帯電ローラの外周面に対する摺接部分を変更する移動手段と、
   を備えたことを特徴とする帯電装置。
2. 前記移動手段は、前記摺接部材を帯電ローラが従動回転する方向、従動回転方向とは逆方向、又は、従動回転方向に対して斜行する方向のいずれかに移動させること、を特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記移動手段は、前記摺接部材を帯電ローラが従動回転する方向とは直交する方向に往動又は往復動させ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、前記摺接部材を感光体ドラムの累積駆動時間又は累積プリント枚数に応じて移動させる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. 前記感光体ドラムには前記摺接部材から前記帯電ローラを介して供給される電圧が印加されること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の帯電装置。

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