JPH0922166A - 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異音や変音の発生を抑えた帯電装置、プロセ
スカートリッジ及び画像形成装置を提供すること。 【構成】 回転可能な帯電ローラ（帯電部材）の軸端面
に接触する電極版（導電部材）４０を介して帯電ローラ
に電圧を印加する帯電装置において、導電性樹脂材から
成る接点部材３２を前記電極板４０に取り付け、該接点
部材３２に突設された接点端子３２ａ１，３２ａ２を前
記帯電ローラの芯金の端面３１ａに接触せしめるととも
に、該接点端子３２ａ１，３２ａ２を帯電ローラの回転
中心５１を基準として電極版４０の長手方向に対して略
直角方向に配置する。本発明によれば、電極版４０の横
方向（帯電ローラの軸方向）の振動が抑制されるため、
該電極版４０に取り付けられた接点部材３２と帯電ロー
ラとの接触に伴う異音や変音の発生が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体や誘電体等
の被帯電体を帯電処理する帯電装置と該帯電装置を含ん
で構成されるプロセスカートリッジ及び該プロセスカー
トリッジを装着可能な画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真複写機等の画像形成装
置においては、感光体等の被帯電体の表面を帯電処理す
るための帯電装置としてコロナ放電器が従来から広く使
用されている。このコロナ放電器は、感光体に対向する
ワイヤー電極と該ワイヤー電極を囲むシールド電極とを
備え、これらに適当な電圧を印加することにより感光体
を帯電させるものである。

【０００３】しかしながら、このようなコロナ放電器を
用いた場合、ワイヤー電極に印加する電圧が４ｋＶ〜８
ｋＶと高電圧となり、ワイヤー電極からシールド電極へ
殆どの電流が流れるために帯電効率が低く、コロナ放電
によってオゾンが発生し、更には放電ワイヤー電極の汚
れによって放電ムラが発生する等の問題があった。

【０００４】上記問題を解決する帯電装置として、帯電
部材を被帯電体に直接接触させて該被帯電体を帯電させ
る接触帯電装置が知られている。

【０００５】図９に接触帯電装置１２２を用いた電子写
真装置の概略構成を示す。

【０００６】図９において、１２１は被接触帯電体とし
ての感光ドラムであり、該感光ドラム１２１は所定の速
度で矢印Ｋ１方向に回転し、その外表面には帯電部材と
しての帯電ローラ１３０が回転自在に当接している。帯
電ローラ１３０は、その芯金（軸芯、回転軸）１３１の
両端部が軸受１３５によって回転自在に支承されてお
り、両軸受１３５がそれぞれバネ１３６によって感光ド
ラム１２１の方向に付勢されることによって感光ドラム
１２１に加圧接触せしめられ、感光ドラム１２１との間
に接触部（ニップ部）ｎを形成している。

【０００７】而して、電源１３８より接点１３７、バネ
１３６、軸受１３５及び芯金１３１を介して帯電ローラ
１３０にバイアス電圧を印加することによって感光ドラ
ム１２１の周面の帯電が行われ、その帯電面に露光Ｌが
照射されることによって該感光ドラム１２１上に静電潜
像が形成される。感光ドラム１２１上の静電潜像は現像
装置１２３によって現像されてトナー像Ｔａとして顕像
化され、そのトナー像Ｔａは転写ローラ１１２によって
シート材Ｐ上にトナー像Ｔｂとして転写される。そし
て、画像転写を受けたシート材Ｐは不図示の定着装置に
搬送され、該定着装置によって加熱されてトナー像Ｔｂ
の定着を受けた後、機外に排出される。尚、転写後に感
光ドラム１２１上に残留するトナーは、クリーニング装
置１２５によって清掃除去され、感光ドラム１２１は繰
り返して画像形成に供される。

【０００８】ところで、前記帯電ローラ１３０の芯金１
３１の両端部をそれぞれ回転自在に支承する前記軸受１
３５はプラスチック材料で構成され、両軸受１３５の一
方（帯電ローラ１３０に給電する側のもの）は成形時に
プラスチック材料中にカーボンファイバーを分散させる
ことによってその抵抗値が約１０³ 〜１０⁴ Ω・ｃｍに
なるように導電性が付与されている。従って、電源１３
８から導電性の接点１３７、バネ１３６、軸受１３５及
び芯金１３１を介して帯電ローラ１３０にバイアス電圧
が印加される。

【０００９】図１０に帯電ローラ１３０へのバイアス電
圧印加の別方法を示す。図１０に示す方法においては、
電源１３８のバイアス電圧が電極板１４０に印加され、
その電極板１４０は帯電ローラ１３０の芯金１３１の端
面１３１ａに接触しているため、帯電ローラ１３０に対
する給電が直接行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すように回転する帯電ローラ１３０の芯金１３１の
端面１３１ａに電極板１４０を直接接触させると、芯金
１３１と電極板１４０は一般には金属製であるため、金
属同士の摺擦による異音や変音が発生するという問題が
生じていた。

【００１１】従って、本発明の目的とする処は、異音や
変音の発生を抑えた帯電装置、プロセスカートリッジ及
び画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、回転可能な帯電部材の軸端
面に接触する導電部材を介して帯電部材に電圧を印加す
る帯電装置において、導電性樹脂材から成る接点部材を
前記導電部材に取り付け、該接点部材に突設された接点
端子を前記帯電部材の軸端面に接触せしめるとともに、
該接点端子を前記帯電部材の回転中心を基準として導電
部材の長手方向に対して略直角方向に配置したことを特
徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、少なくとも２つの前記接触端子を前記帯電
部材の軸端面の回転中心を横切る線上近傍に配置したこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、少なくとも２つの前記接触端子を前
記帯電部材の軸端面の回転中心を横切る線上近傍の回転
中心から異なる位置に配置したことを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記接点部材をポリフェニレン
サルファイドに導電物質を充填して成る導電樹脂部材で
構成したことを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明は、少なくとも被帯電
体である像担持体と、回転可能な帯電部材の軸端面に接
触する導電部材を介して帯電部材に電圧を印加する帯電
装置を含んで構成され、画像形成装置本体に対して着脱
自在に装填されるプロセスカートリッジにおいて、前記
帯電装置を、導電性樹脂材から成る接点部材を前記導電
部材に取り付け、該接点部材に突設された接点端子を前
記帯電部材の軸端面に接触せしめるとともに、該接点端
子を前記帯電部材の回転中心を基準として導電部材の長
手方向に対して略直角方向に配置して構成したことを特
徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、少なくとも被帯電
体である像担持体と、回転可能な帯電部材の軸端面に接
触する導電部材を介して帯電部材に電圧を印加する帯電
装置を含んで構成されるプロセスカートリッジを本体内
に着脱自在に装填する画像形成装置において、前記帯電
装置を、導電性樹脂材から成る接点部材を前記導電部材
に取り付け、該接点部材に突設された接点端子を前記帯
電部材の軸端面に接触せしめるとともに、該接点端子を
前記帯電部材の回転中心を基準として導電部材の長手方
向に対して略直角方向に配置して構成したことを特徴と
する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１９】＜実施の形態１＞図１は本発明に係る帯電
装置及びプロセスカートリッジを備える画像形成装置の
縦断面図、図２はプロセスカートリッジの拡大縦断面図
である。

【００２０】図１に示す画像形成装置は、帯電装置を内
装したプロセスカートリッジを着脱自在に装着した電子
写真プロセス利用のレーザビームプリンタであり、これ
は後部筐体１と該後部筐体１に対して開閉自在な前部筐
体２とから成るプリンタ本体を有している。前部筐体２
は、後部筐体１の下部に設けられたヒンジ支軸３を中心
に図示矢印Ａ方向に回動自在に支持されて開放或は閉鎖
され、該前部筐体２が開放された状態においてプロセス
カートリッジ５が後部筐体１に対して図示矢印Ｂ方向に
脱着される。

【００２１】而して、プロセスカートリッジ５が後部筐
体１に装着された後に前部筐体２が閉鎖されるが、所定
位置に配置されたプロセスカートリッジ５の後側（図１
の左方）には露光装置の主要部を構成するレーザスキャ
ナユニット６が配設されており、後部筐体１の下方に
は、画像形成対象となるシート材Ｐを収納したシートカ
セット７が配設されている。又、シート材Ｐの搬送方向
に沿ってシートカセット７の下流側には、給紙ローラ
９、レジストローラ対１０、シートガイド１１、プロセ
スカートリッジ５、転写用帯電器１２、搬送部材１３、
定着装置１５、排紙ローラ１６及び排紙トレイ１７がそ
れぞれ配設されている。

【００２２】ところで、本発明に係るプロセスカートリ
ッジ５は、図２に示すように、カートリッジ本体２０内
に被帯電体である回転自在な感光ドラム２１、本発明に
係る帯電装置２２、現像装置２３及びクリーニング装置
２５の４つのプロセス機器を一体的に収納して構成され
ている。

【００２３】次に、画像形成プロセスの概要を説明す
る。

【００２４】プリントスタート信号に基づいて感光ドラ
ム２１は図２の矢印Ｋ１方向に所定の周速度（プロセス
スピード）で回転駆動される。該感光ドラム２１の外周
面にはバイアス電圧が印加された帯電ローラ３０が接触
しており、この帯電ローラ３０によって感光ドラム２１
の外周面が均一に帯電される。

【００２５】而して、前記レーザビームスキャナユニッ
ト６からは目的画像情報の時系列的電気デジタル画素信
号に対応して変調されたレーザ光Ｌが出力され、このレ
ーザ光Ｌがカートリッジ本体２０内に入光して感光ドラ
ム２１の帯電面を走査露光する。これにより、感光ドラ
ム２１の外周面には目的画像情報に対応した静電潜像が
形成され、該静電潜像は現像装置２３によって現像され
てトナー像として顕像化される。尚、現像装置２３にお
いては、現像剤であるトナーが現像ブレード２３ｂによ
って層厚規制されて現像スリーブ２３ａ上に塗布され、
該トナーによって感光ドラム２１上の静電潜像が現像さ
れる。

【００２６】一方、前記シートカセット７からはシート
材Ｐが給紙ローラ９によって１枚ず給紙され、該シート
材Ｐは前記レジストローラ対１０によってレーザ光Ｌの
出射タイミングと同期して感光ドラム２１と転写用帯電
器１２との間の転写位置（転写ニップ部）にタイミング
供給される。そして、該シート材Ｐ上には感光ドラム２
１上のトナー像が順次転写されていく。

【００２７】上述のようにトナー像が転写されたシート
材Ｐは、感光ドラム２１から分離されて搬送部材１３に
よって前記定着装置１５に搬送され、定着装置１５の定
着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとのニップ部を通過
することによってトナー像の定着処理を受け、その後、
前記排紙ローラ１６によって排紙トレイ１７上に排出さ
れる。尚、転写後の感光ドラム２１は、クリーニング装
置２５のブレード２５ａによって外周面上の残留トナー
が除去され、次の画像形成に供される。

【００２８】次に、本発明に係る帯電装置２２を図３乃
至図７に基づいて説明する。尚、図３は帯電ローラの層
構成を示す横断面図、図４は帯電装置への給電部の構成
を示す図、図５は図４の矢視Ｘ方向の図、図６は帯電装
置周囲各部の正面図、図７は帯電装置の給電部の分解斜
視図である。

【００２９】本発明に係る帯電装置２２は前記帯電ロー
ラ３０を含んで構成されるが、該帯電ローラ３０は、図
３に示すように、鉄等で構成される導電性の芯金３１上
に導電性の弾性層３２を形成し、該弾性層３２の上に高
抵抗の弾性層３３を形成し、該弾性層３３の表面を保護
膜３４で被覆して構成されている。尚、導電性弾性層３
２はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンの３元共重合
体）中にカーボンを分散したもので構成され、芯金３１
に供給されるバイアス電圧を導く機能を果たす。又、前
記高抵抗弾性層３３は微量の導電性粉末（例えば、カー
ボン）を含有するウレタンゴム等で構成され、感光ドラ
ム２１のピンホール等に導電度の高い帯電ローラ３０が
対向した場合でも感光ドラム２１へのリーク電流を制限
してバイアス電圧の急降下を防ぐ機能を果たす。更に、
前記保護膜３４はＮ−メチルメトキシ化ナイロンで構成
され、導電性弾性層３２や高抵抗弾性層３３の組成物質
が感光ドラム２１に触れて感光ドラム２１の表面を変質
させることがないように保護する機能を果たす。

【００３０】ここで、上記帯電ローラ３０に対する給電
部の構成を図４及び図５に基づいて説明する。

【００３１】帯電ローラ３０には電源３８によってＡＣ
電圧とＤＣ電圧との重畳電圧が印加される。感光ドラム
２１はその両端側がカートリッジ本体２０（図２参照）
の側板間に軸受を介して回転自在に支承されており、そ
の一端にはドラムギヤＧが同心一体に設けられている。
このドラムギヤＧはプロセスカートリッジ５がプリンタ
本体内の所定位置に装着されるとプリンタ本体側の不図
示の駆動ギヤに噛合し、その駆動ギヤの回転力がドラム
ギヤＧを介して感光ドラム２１に伝達されることによっ
て、該感光ドラム２１が前述のように所定の周速度（プ
ロセススピード）で回転駆動される。

【００３２】ところで、帯電部材としての帯電ローラ３
０は、その中心を貫通する回転軸としての芯金３１の両
端部がそれぞれ軸受３５によって回転自在に支持されて
おり、各軸受３５はこれとカートリッジ本体２０との間
に縮装されたバネ３６によって感光ドラム２１方向に付
勢されている。従って、帯電ローラ３０は感光ドラム２
１に所定に圧力で加圧接触されている。尚、本実施の形
態では、帯電ローラ３０は積極的な駆動手段を有さず、
感光ドラム２１の回転によって従動回転するよう構成さ
れているが、該帯電ローラ３０をモータにより駆動して
も良い。又、帯電ローラ３０は、感光ドラム２１と１０
００μｍ以下の微小間隙を介して近接するように設ける
こともできる。

【００３３】而して、図４乃至図７に示すように、カー
トリッジ本体２０には導電部材である電極板４０の基端
部がネジ結合等によって固定支持されている。そして、
この電極版４０の長手方向端部４０ａには電気接点部材
３２がカシメ等によって取り付けられており、該電気接
点部材３２は帯電ローラ３０の芯金３１のスラスト方向
端面３１ａに電極板４０の弾性によって一定の加圧力で
接触されている。尚、電気接点部材３２は導電性の樹脂
（例えば、ポリフェニレンサルファイド）で構成されて
おり、その導電度を高めるため樹脂中にはカーボン等の
導電フィラー等が含有されている。

【００３４】而して、プロセスカートリッジ５がプリン
タ本体内の所定位置に装着されると、該プロセスカート
リッジ５側の受電端子４１ａとプリンタ本体側の給電端
子４１ｂ（図４参照）とが接触してプリンタ本体側の電
源３８とプロセスカートリッジ５側の電極板４０とが電
気的に接続される。尚、プリンタ本体側の給電端子を電
極板４０の先端４０ａとして、該先端４０ａに電気接点
部材３２を取り付け、該電気接点部材３２を帯電ローラ
３０に接触させるようにしても良い。

【００３５】ところで、図７に示すように、電気接点部
材３２の接触側の端面には２つの接触端子３２ａ１，３
２ａ２が突設されており、これらの接触端子３２ａ１，
３２ａ２が帯電ローラ３０の芯金３１の端面３１ａに当
接しており、感光ドラム２１に当接して図示矢印Ｒ１方
向に従動回転する帯電ローラ３０に電源３８から電圧が
印加される。

【００３６】而して、上記接触端子３２ａ１，３２ａ２
は、図５に詳細に示すように、帯電ローラ３０の芯金３
１の回転中心５１を基準として電極板４０の長手方向に
対して略直角方向に対極に配置されている。つまり、２
つの接触端子３２ａ１，３２ａ２は芯金３１の端面３１
ａの回転中心５１を横切る線上近傍に対極に配置されて
いる。

【００３７】従って、帯電ローラ３０の芯金３１の端面
３１ａが矢印Ｒ１方向に回転すると、接触端子３２ａ１
には下向きの摩擦力ＦＤが作用し、接触端子３２ａ２に
は上向きの摩擦力ＦＵが作用し、これらの摩擦力ＦＵと
ＦＤは共に電極板４０の長手方向（帯電ローラ３０の回
転中心軸に対して直角方向）に作用するとともに、両者
は大きさが略等しくて作用方向が逆であるために電極板
４０の長手方向において互いに相殺され、この結果、電
極版４０の横方向（帯電ローラ３０の軸方向）の振動が
抑制され、該電極版４０に取り付けられた電気接点部材
３２と帯電ローラ３０の芯金３１との接触に伴う異音や
変音の発生が抑えられる。

【００３８】又、電気接点部材３２は前述のように導電
性樹脂材で構成されているため、該電気接点部材３２と
帯電ローラ３０との接触の形態は樹脂と金属との接触と
なり、金属同士の接触であった従来に比べて異音や変音
の発生を効果的に抑制することができる。

【００３９】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図８に基づいて説明する。尚、図８は本実施の形
態を示す図５と同様の図であり、本図においては図５に
示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、そ
れらについての説明は省略する。

【００４０】本実施の形態においては、電気接点部材３
２の接点端子３２ｂ１と３２ｂ２が帯電ローラ３０の芯
金３１の端面３１ａの回転中心５１を横切る線上近傍で
あって、且つ、帯電ローラ３０の回転中心５１から異な
った距離Ｌ１，Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）に配置されている。

【００４１】上記のように構成することにより、帯電ロ
ーラ３０の芯金３１のスラスト方向端面３１ａ上の摺擦
軌跡が接点端子３２ｂ１と３２ｂ２とで異なり、従っ
て、端面３１ａ上に傷等があっても、接点端子３２ｂ
１，３２ｂ２の少なくとも一方は端面３１ａに確実に接
触するため、帯電ローラ３０に所要の電圧を確実に印加
することができる。

【００４２】又、本実施の形態においても、接点端子３
２ｂ１と３２ｂ２が帯電ローラ３０の芯金３１の回転中
心５１を基準とし電極板４０の長手方向に対して略直角
方向に配置されているため、電極版４０の横方向（帯電
ローラ３０の軸方向）の振動が抑制され、該電極版４０
に取り付けられた電気接点部材３２と帯電ローラ３０の
芯金３１との接触に伴う異音や変音の発生が抑えられ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、回転可能な帯電部材の軸端面に接触する導電部
材を介して帯電部材に電圧を印加する帯電装置におい
て、導電性樹脂材から成る接点部材を前記導電部材に取
り付け、該接点部材に突設された接点端子を前記帯電部
材の軸端面に接触せしめるとともに、該接点端子を前記
帯電部材の回転中心を基準として導電部材の長手方向に
対して略直角方向に配置したため、導電部材の横方向
（帯電部材の軸方向）の振動が抑制され、該導電部材に
取り付けられた接点部材と帯電部材の軸端面との接触に
伴う異音や変音の発生が抑えられるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電装置及びプロセスカートリッ
ジを備える画像形成装置の縦断面図である。

【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの拡大縦断
面図である。

【図３】帯電ローラの層構成を示す横断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る帯電装置への給電
部の構成を示す図である。

【図５】図４の矢視Ｘ方向の図である。

【図６】本発明の実施の形態１に係る帯電装置の周囲各
部を示す正面図である。

【図７】本発明の実施の形態１に係る帯電装置の給電部
の分解斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態２を示す図５と同様の図で
ある。

【図９】従来の帯電装置を備える画像形成装置要部の断
面図である。

【図１０】従来の帯電装置への給電部の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

５ プロセスカートリッジ ２１ 感光ドラム（像担持体） ２２ 帯電装置 ３０ 帯電ローラ（帯電部材） ３１ 芯金 ３１ａ 芯金の端面（軸端面） ３２ 電気接点部材（接点部材） ３２ａ１，３２ａ２ 接点端子 ４０ 電極板（導電部材） ５１ 回転中心

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な帯電部材の軸端面に接触する
   導電部材を介して帯電部材に電圧を印加する帯電装置に
   おいて、 導電性樹脂材から成る接点部材を前記導電部材に取り付
   け、該接点部材に突設された接点端子を前記帯電部材の
   軸端面に接触せしめるとともに、該接点端子を前記帯電
   部材の回転中心を基準として導電部材の長手方向に対し
   て略直角方向に配置したことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 少なくとも２つの前記接触端子を前記帯
   電部材の軸端面の回転中心を横切る線上近傍に配置した
   ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 少なくとも２つの前記接触端子を前記帯
   電部材の軸端面の回転中心を横切る線上近傍の回転中心
   から異なる位置に配置したことを特徴とする請求項１又
   は２記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 前記接点部材をポリフェニレンサルファ
   イドに導電物質を充填して成る導電樹脂部材で構成した
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 少なくとも被帯電体である像担持体と、
   回転可能な帯電部材の軸端面に接触する導電部材を介し
   て帯電部材に電圧を印加する帯電装置を含んで構成さ
   れ、画像形成装置本体に対して着脱自在に装填されるプ
   ロセスカートリッジにおいて、 前記帯電装置を、導電性樹脂材から成る接点部材を前記
   導電部材に取り付け、該接点部材に突設された接点端子
   を前記帯電部材の軸端面に接触せしめるとともに、該接
   点端子を前記帯電部材の回転中心を基準として導電部材
   の長手方向に対して略直角方向に配置して構成したこと
   を特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 少なくとも被帯電体である像担持体と、
   回転可能な帯電部材の軸端面に接触する導電部材を介し
   て帯電部材に電圧を印加する帯電装置を含んで構成され
   るプロセスカートリッジを本体内に着脱自在に装填する
   画像形成装置において、 前記帯電装置を、導電性樹脂材から成る接点部材を前記
   導電部材に取り付け、該接点部材に突設された接点端子
   を前記帯電部材の軸端面に接触せしめるとともに、該接
   点端子を前記帯電部材の回転中心を基準として導電部材
   の長手方向に対して略直角方向に配置して構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。