JP5428908B2 - 現像ローラー駆動機構、及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンターなどの画像形成装置に用いられる現像装置の現像ローラーを回転駆動するための現像ローラー駆動機構に関し、さらに詳しくは、現像装置へ現像バイアス電圧を供給する給電経路を有する現像ローラー駆動機構に関するものである。

現像ローラーの駆動形態としては、第１の形態として、現像ローラーの軸端部に絶縁性材質の歯車やベルト用のプーリ等を設け、その近傍に設けられた装置本体側などの駆動源から駆動力を伝達し現像ローラーを駆動する方式があり、第２の形態として、現像ローラーの軸端部にジョイントを設け、この現像ローラーと同軸上にある駆動源からの動力を接続して駆動する方式がある。
また、現像ローラーへ現像バイアス電圧（バイアス電圧）を供給するバイアス電圧供給経路の形態としては、上記第１の形態では、現像ローラーの軸端面部からバイアス電圧の供給が可能であり、上記第２の形態では、現像ローラーの軸端部にジョイントが設けられているため、給電用の経路を別に設ける必要がある。

このような駆動形態とバイアス電圧供給形態を備える現像ローラー駆動機構に関する従来技術としては、例えば、特開２０００−７５６３９号公報（「電子写真画像形成装置および現像装置」、特許文献１）、及び特許第３８１７８９５号公報（「画像形成装置」、特許文献２）に記載されたものがある。
また、刊行物に記載されたものではないが、本発明の先行技術として、上記第２の駆動形態のように、現像ローラーと同軸上で動力を接続して駆動すると共に、該現像ローラーの軸端部に給電する現像ローラー駆動機構が存在する。

上記先行技術について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は従来の画像成形装置おける現像ローラー駆動機構の概略構成図であり、図４は図３のＣ−Ｃ断面から見た端子部材の概略図である。
図３に示されるように、駆動回転軸１は導電性の材質で円柱状に形成され、その一側端面（図３の右側端面）には同じく導電性の軸端部コイルバネ２が設けられている。ジョイントを構成する駆動側のジョイント部材３は絶縁材料により形成されており、上記駆動回転軸１の一側に固定されている。このジョイント部材３の外周部３ａは平歯車形状となっており、矢印Ｂ方向に移動してくる現像ローラー（図示を省略）の回転軸１３に固定された被駆動側のジョイント部材１１の内周部１１ａと噛み合うことによって、上記駆動回転軸１からの駆動力を現像ローラーに伝達可能にすると共に、上記ジョイント部材１１の内部において回転軸１３の端面に設けられたローラー側端子１２が、上記軸端部コイルバネ２を押圧することにより、現像ローラーへの電気的導通を確保している。

上記駆動回転軸１には絶縁性の材質で形成されたギヤ４が固定されており、このギヤ４には伝動ギヤ機構（図示を省略）から駆動力が伝達され、上記駆動回転軸１を回転させる。上記ギヤ４の近傍の駆動回転軸１の他端部（図３の左端部）には、該駆動回転軸１を保持するべアリング６が設けられており、このべアリング６は本体側ハウジング８（簡略して図示されている）に対して電気的導通が生じないように、絶縁性の材質で形成されたベアリングホルダ１７で覆われている。上記駆動回転軸１のジョイント部材３側にも、同様にベアリング１４とベアリングホルダ１５が設けられ、電気的導通が生じない状態で駆動回転軸１を保持している。

上記駆動回転軸１の中間部周側面には、図４に示されるように、カーボンブラシと同様に摺動性と導電性を持ち合わせた端子部材２０が、該駆動回転軸１を挟み込むように２箇所に設けられている。
上記端子部材２０は、弾性体で且つ導電性の材質により形成されたコの字形状のホルダプレート２１に固定されており、このホルダプレート２１の弾性により一定の撓みを有することによって、２個の端子部材２０が上記駆動回転軸１を常に挟み込むように押圧された状態となり、電気的導通を確保している。
図示が省略されている本体側ハウジングには、導電性の材質で形成された第１端子プレート２２が設けられており、この第１端子プレート２２に上記ホルダプレート２１がネジ２３により固定されている。

バイアス電圧は、バイアス電圧供給源（図示を省略）よりハーネス１０に供給され、このハーネス１０のコネクタ部１０ａと第２端子プレート２５が接続されることによって、上記第１端子プレート２２とホルダプレート２１を経て端子部材２０に導通される。そして、上記ホルダプレート２１を組み込む際の組立性を考慮して、第１端子プレート２２はコイルバネ２６を介して第２端子プレート２５と電気的導通経路を確保するよう構成されている。
上記第１端子プレート２２、第２端子プレート２５、及びコイルバネ２６は、絶縁カバー（図示を省略）により覆われており、上述した部品以外への導通は遮断されている。

上述した現像ローラーの駆動形態において、現像ローラー自体の回転速度変動率の低減については、上記第１の形態によるよりも、第２の形態のように駆動力発生源から現像ローラーまでの動力伝達機構が現像ローラーと同軸上にあり、直接駆動力を伝達する方式が振動や回転速度変動を抑制する点で好ましいものである。
このように上記第２の形態では、現像ローラーの回転軸１３の軸端部に被駆動側のジョイント部材１１が設けられているため、このジョイント部材１１の内部に給電経路を設けて、上記現像ローラーへの給電を該現像ローラーの軸端部から行う方式である。このような給電方式では、バイアス電圧の供給側、即ち駆動源側における駆動側のジョイント部材３の内部に給電用の端子（軸端部コイルバネ２）があることになるので、この給電部も回転体から構成する必要がある。
このために、駆動源側においても回転体への給電経路が必要となり、駆動回転軸１の周側面にカーボンブラシなどの導電性部材から成る端子部材２０を接触させることにより給電経路を構成しているが、この給電経路の構成では部品点数が多くなり、小型化や組立性の面で不利となっている。

そこで、本発明は、上記従来の現像ローラー駆動機構における問題点を解決するために、現像装置へバイアス電圧を給電する給電経路を有する現像ローラー駆動機構において、部品点数を減らし小型化することにより、給電経路の構成を簡単にすると共に、組立性が向上するように工夫することである。

以下に、上記課題を解決するために講じた技術的手段を作用と共に説明する。
(１) 本発明に係る現像ローラー駆動機構（請求項１に対応）は、画像形成装置における現像装置の現像ローラーに対して、バイアス電圧供給源から現像バイアス電圧を供給する給電経路を備えると共に、駆動力発生源からの回転駆動力を伝達する現像ローラー駆動機構を前提として、
導電性の材質により形成され、上記現像ローラーの回転中心軸と同軸上に位置される駆動回転軸と、
上記駆動回転軸の現像ローラー側の端部において、上記現像ローラーに回転駆動力を伝達するために固定されたジョイント部材と、同じく現像ローラーへ現像バイアス電圧を給電するために設けられた弾性給電部材と、
上記バイアス電圧供給源から現像バイアス電圧を上記駆動回転軸へ給電するために、この駆動回転軸の現像ローラー側とは反対側の端面に対して弾性により押圧接触され、且つ該バイアス電圧供給源に接続される端子プレートを備えて成り、
上記バイアス電圧供給源と駆動力発生源から現像ローラーに対して、現像バイアス電圧が供給可能であると共に、回転駆動力が伝達可能であることである。

このように構成することによって、駆動回転軸が現像ローラーの回転中心軸と同軸上に位置されると共に、現像ローラー側と係合可能なジョイント部材が上記駆動回転軸の端部に固定されているので、駆動力発生源からの回転駆動力を現像ローラーに伝達することができ、この現像ローラーを回転させることが可能である。
また、上記駆動回転軸の現像ローラー側の端部に設けられた弾性給電部材が、現像ローラーの回転軸の端面に接触すると共に、上記駆動回転軸の現像ローラー側とは反対側の端面に、バイアス電圧供給源に接続されている端子プレートが弾性により押圧接触されるので、該バイアス電圧供給源からの現像バイアス電圧は、駆動回転軸を通って現像ローラーへ供給することができる。

上記駆動回転軸の現像ローラー側の端部と上記現像ローラーの回転軸の端面は、弾性給電部材により接続されるので、この駆動回転軸と現像ローラーとの軸方向の位置精度が一定範囲内であれば、該駆動回転軸から現像ローラー側へ確実に給電することができる。
また、バイアス電圧供給源からの駆動回転軸への給電経路が、該駆動回転軸の端面に端子プレートが弾性により押圧接触される構成と成っているため、部品点数を減らし給電経路を簡略化することができ、組立性を向上することが可能である。

(２) また、上記(１)の現像ローラー駆動機構において、駆動回転軸の現像ローラー側とは反対側の端面に、給電端子が形成された端子ホルダを取り付けることができる。（請求項２に対応）
このような構成により、駆動回転軸の端面に対して、端子ホルダにより給電端子を取り付けることができるので、通電性や摺動性等の観点から給電端子として望ましい材質や形状とすることが可能である。

(３) また、上記(２)の現像ローラー駆動機構において、給電端子がカーボンチップから成っていてもよい。（請求項３に対応）
このような構成により、給電端子をカーボンチップにより形成しているので、摺動性と導電性を併せ持つ端子部材とすることができる。

(４) また、上記(１)〜(３)のいずれかの現像ローラー駆動機構において、駆動回転軸の現像ローラー側の端部に設けられた弾性給電部材が、ジョイント部材の内部に設けられていてもよい。（請求項４に対応）
このような構成により、弾性給電部材がジョイント部材の内部に設けられているので、給電機能と駆動力伝達機能とを有する継手手段をコンパクトに構成することができる。

(５) また、上記(４)の現像ローラー駆動機構において、弾性給電部材が圧縮コイルバネから成っていてもよい。（請求項５に対応）
このような構成により、弾性給電部材が圧縮コイルバネにより構成されているので、安定した給電機能を達成することができる。

(６) 本発明に係る画像形成装置（請求項６に対応）は、上記(１)〜(５)のいずれかの現像ローラー駆動機構を備えるものである。
このように構成することによって、上記現像ローラー駆動機構においては、部品点数を減らし小型化することができると共に、組立性の向上を図ることができるものであるから、この現像ローラー駆動機構を用いる画像形成装置は、装置を小型化することができ、製造コストを低減することが可能である。

本発明の効果を整理すると次のとおりである。
バイアス電圧供給源から現像ローラーへバイアス電圧を供給する給電経路において、導電性を有し回転駆動力を伝達する駆動回転軸の端面に対して、バイアス電圧供給源に接続された端子プレートを弾性により押圧接触させることによって、装置本体側から現像ローラーへバイアス電圧を供給するように構成したので、部品点数を減らし小型化することができる。また、給電経路の構成を簡単なものとすることができ、組立性を向上することが可能である。

図１は、本発明の実施例による現像バイアス電圧の給電経路を有する現像ローラー駆動機構の概略構成図である。 図２は、同じく実施例による現像バイアス電圧の給電経路を構成する給電端子（図１のＡ部）の拡大断面図であり、(ａ)は典型的な構成を示し、(ｂ)は別の構成を示している。 図３は、従来例における現像バイアス電圧の給電経路を有する現像ローラー駆動機構の概略構成図である。 図４は、図３のＣ−Ｃ断面から見た端子部材の概略図である。

本発明は、現像ローラー駆動機構において、部品点数を減らし小型化して組立性を向上させるという目的を、駆動回転軸の端面に対して、プレート部材を弾性により押圧接触させて現像バイアス電圧（バイアス電圧）を給電することにより、駆動回転軸の周側面を常に挟み込むように押圧接触する２個の端子部材を設けることなしに、実現することである。

本発明の実施例による現像ローラー駆動機構について説明する前に、本発明を採用する画像形成装置（図示を省略）について簡単に説明する。この画像形成装置は、帯電装置、露光装置、感光体、現像装置、転写装置、及び定着装置などから構成され、給紙装置から搬送される連続紙やカット紙などの記録媒体上に、文字や画像などのトナー像を形成する電子写真方式の複写機やプリンターなどの画像形成装置である。本発明の現像ローラー駆動機構は装置本体内に設けられ、取り外し可能な現像装置と分離接続が可能である。現像ローラーは現像装置内に設けられ、感光体の面に対向している。現像ローラーにバイアス電圧を給電し、感光体面の潜像にトナー画像を形成している。現像装置は、トナーとキャリアを用いた二成分現像方式を用いている。
なお、帯電装置はコロナワイヤ方式でも良いし、帯電ローラー方式でも良い。露光装置は、半導体レーザーが出射するレーザー光をポリゴンミラーで走査する方式でも良いし、ＬＥＤ方式でも良い。転写装置はワイヤ転写方式でも良いし、転写ローラー方式でも良い。また、中間転写体を用いても良い。

以下に、本発明の実施例による画像形成装置の現像ローラー駆動機構について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、バイアス電圧の給電経路を有する現像ローラー駆動機構の概略図であり、図２はバイアス電圧の給電経路を構成する端子部材の拡大断面図である。
図１に示されるように、駆動回転軸１は導電性の材質で円柱状に形成され、その現像ローラー側（図１の右側）の端面には同じく導電性を持つ軸端部コイルバネ（弾性給電部材）２が設けられている。ジョイントを構成する駆動側のジョイント部材３は絶縁材料により形成されており、上記駆動回転軸１の現像ローラー側に固定されている。このジョイント部材３の外周部３ａは平歯車形状となっており、矢印Ｂ方向に移動してくる現像ローラー（図示を省略）の回転軸１３に固定された被駆動側のジョイント部材１１の内周部１１ａと噛み合うことにより、上記駆動回転軸１からの駆動力を現像ローラーに伝達することが可能になると共に、上記被駆動側のジョイント部材１１の内部で回転軸１３の端面に設けられたローラー側端子１２が、上記軸端部コイルバネ２を押圧することにより電気的導通が確保される。

上記駆動回転軸１には絶縁性の材質で形成されたギヤ４が固定されており、このギヤ４には伝動ギヤ機構（図示を省略）から駆動力が伝達され、上記駆動回転軸１を回転させる。上記ギヤ４の近傍の駆動回転軸１の現像ローラー側とは反対側（図１の左側）の端部には、該駆動回転軸１を保持するべアリング６が設けられており、このべアリング６は本体側ハウジング８（簡略して図示されている）に対して電気的導通が生じないように、絶縁性の材質で形成されたベアリングホルダ７で覆われている。また、上記駆動回転軸１のジョイント部材３側にも、同様にベアリング１４とベアリングホルダ１５が設けられ、電気的導通が生じない状態で駆動回転軸１を保持している。
また、上記駆動回転軸１における現像ローラー側とは反対側の端面には、給電端子として摺動性と導電性を持ち合わせた給電端子であるカーボンチップ５が設けられている。

上記カーボンチップ（給電端子）５は、図２に示されるように、弾性体の金属で形成された端子ホルダ５ａに導電性の接着剤で固定されている。この端子ホルダ５ａの駆動回転軸１との勘合部には、図２(ａ)に示されるように複数箇所に溝５ｂが形成され、先端部５ｃにかけて内側へ曲げ加工されており、駆動回転軸１に勘合すると端子ホルダ５ａの弾性により駆動回転軸１に締結する力が働くため、ネジなどで固定することなく容易に外れない構成となっている。
また、図２(ｂ)に示されているように、上記端子ホルダ５ａの先端部５ｃに曲げ部５ｄを形成し、さらに駆動回転軸１に凹形状の溝１ａを設けることにより、先端部５ｃの曲げ部５ｄが溝１ａに引っ掛かることになり、一層外れ難い構成とすることも可能である。

図示が省略されている本体側ハウジングには、図１に示されるように、導電性でかつ弾性体の材質で形成された端子プレート９が設けられている。この端子プレート９の上記カーボンチップ５に接する接触部９ａはその弾性により一定の撓みを有しており、このカーボンチップ５は接触部９ａにより常に押圧された状態にあり、電気的導通が確保されている。現像ローラーへ供給されるバイアス電圧は、バイアス電圧供給源（図示を省略）よりハーネス１０に供給され、コネクタ部１０ａと端子プレート部９ｂが接続されることにより、接触部９ａを経てカーボンチップ５に導通される。
上記端子プレート９は絶縁カバー（図示を省略）により覆われており、上述した部品以外への導通は遮断されている。また、本実施例では、本体側ハウジング８が導電性の材質であるため、各ベアリング６、１４にはそれぞれベアリングホルダ７、１５が設けられているが、本体側ハウジング８が絶縁性の材質で形成されている場合はこの限りでない。

１…駆動回転軸 １ａ…凹形状の溝
２…軸端部コイルバネ（弾性給電部材） ３…駆動側のジョイント部材
３ａ…ジョイント部材の外周部 ４…ギヤ
５…カーボンチップ（給電端子） ５ａ…端子ホルダ
５ｂ…溝 ５ｃ…先端部
５ｄ…曲げ部 ６…ベアリング
７…ベアリングホルダ ８…本体側ハウジング
９…端子プレート ９ａ…接触部
９ｂ…端子プレート部
１０…ハーネス １０ａ…コネクタ部
１１…被駆動側のジョイント部材 １２…ローラー側端子
１３…（現像ローラーの）回転軸 １４…ベアリング
１５…ベアリングホルダ

特開２０００−７５６３９号公報 特許第３８１７８９５号公報（特開平１１−２８８１６９号公報）

Claims (6)

1. 画像形成装置における現像装置の現像ローラーに対して、バイアス電圧供給源から現像バイアス電圧を供給する給電経路を備えると共に、駆動力発生源からの回転駆動力を伝達する現像ローラー駆動機構において、
   導電性の材質により形成され、上記現像ローラーの回転中心軸と同軸上に位置される駆動回転軸と、
   上記駆動回転軸の現像ローラー側の端部において、上記現像ローラーに回転駆動力を伝達するために固定されたジョイント部材と、同じく現像ローラーへ現像バイアス電圧を給電するために設けられた弾性給電部材と、
   上記バイアス電圧供給源から現像バイアス電圧を上記駆動回転軸へ給電するために、この駆動回転軸の現像ローラー側とは反対側の端面に対して弾性により押圧接触され、且つ該バイアス電圧供給源に接続される端子プレートを備えて成り、
   上記バイアス電圧供給源と駆動力発生源から現像ローラーに対して、現像バイアス電圧が供給可能であると共に、回転駆動力が伝達可能であることを特徴とする現像ローラー駆動機構。
2. 上記駆動回転軸の現像ローラー側とは反対側の端面に、給電端子が形成された端子ホルダを取り付けることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラー駆動機構。
3. 上記給電端子がカーボンチップから成ることを特徴とする請求項２に記載の現像ローラー駆動機構。
4. 上記駆動回転軸の現像ローラー側の端部に設けられた弾性給電部材が、上記ジョイント部材の内部に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像ローラー駆動機構。
5. 上記弾性給電部材が圧縮コイルバネから成ることを特徴とする請求項４に記載の現像ローラー駆動機構。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像ローラー駆動機構を備えることを特徴とする画像形成装置。

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