JPH10207183A - 電圧印加装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧印加部材（帯電ローラ）に電圧を印加す
る弾性部材であるバネの腕部が、電圧印加部材（帯電ロ
ーラ）の導電性軸部に安定して一定位置に接触するよう
にする。 【解決手段】 バネ３６の腕部３６ａの根元部近傍を電
極４０の端部に形成したバネストッパ部４０ａに当接さ
せて、バネ３６を動きを規制して位置決めすることによ
り、バネ３６の腕部３６ａが帯電ローラ３０の導電性軸
部である芯金３１に安定して一定位置に接触することに
よって、良好な電圧印加を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体や
誘電体のような被帯電体に電圧を印加するための電圧印
加装置、及び該電圧印加装置を備えた電子写真プロセス
を利用した複写機、レーザービームプリンタ、ファクシ
ミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用した従来の画像
形成装置では、像担持体としてのドラム型の電子写真感
光体（以下、単に感光体という）を帯電処理する手段と
してコロナ帯電器が多用されていた。これは、コロナ帯
電器を感光体に非接触に対向配置し、コロナ帯電器で発
生する放電コロナに感光体表面をさらすことで、感光体
表面を所定の極性、電位に帯電させるものである。

【０００３】また、近年、コロナ帯電器よりも低オゾ
ン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装置
（直接帯電装置）が実用化されている。これは、電圧を
印加した帯電部材を感光体に当接させて感光体表面を所
定の極性、電位に帯電させるものである。この帯電部材
として回転自在な帯電ローラを用いる接触帯電装置は、
帯電、接触の安全性等の点から好ましく用いられてい
る。

【０００４】帯電ローラへ帯電バイアス電圧を印加する
電圧印加方法としては、従来、例えば図１０に示すよう
に、帯電ローラ３０を感光体（不図示）に押圧するコイ
ル状のバネ３６の電源側に電気的に接続されている電極
４０に接している一端側から延びている腕部３６ａを、
帯電ローラ３０の芯金３１に接触させて電圧印加する方
法が提案されている。帯電ローラ３０は、その芯金３１
を回転自在に支持した軸受３５により回転自在に支持さ
れており、バネ３６の他端側は軸受３５に接している。
また、４２は帯電ローラ３０の長手方向の移動を制限す
るスラストストッパである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の帯電ローラへの電圧印加方法では、バネ３６の
一端側から延びている腕部３６ａの芯金３１に接触する
位置が規制されていないので、腕部３６ａの位置が安定
せず、以下のような問題点があった。

【０００６】腕部３６ａの位置が安定しないので、腕部
３６ａと芯金３１の接触圧がばらつき、この接触圧が低
い場合には導電不良が発生しやすくなり、また、この接
触圧が高い場合には感光体に従動の帯電ローラ３０の回
転を妨げてしまい、良好な帯電性能が得られなくなる。

【０００７】また、腕部３６ａの位置が一定しないの
で、帯電ローラ３０の組み付け時あるいは帯電動作時
に、腕部３６ａの先端部が帯電ローラ３０のゴム部に刺
さって帯電ローラ３０を傷つけたり、腕部３６ａの先端
部が帯電ローラ３０の側端面と接触して帯電ローラ３０
を傷つけたりする。

【０００８】そこで本発明は、弾性部材であるバネの腕
部を電圧印加部材（帯電ローラ）に安定して所定位置に
接触させるようにして、常に安定した電圧印加を行うこ
とができる電圧印加装置及び画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、電源側に一端側が電気的に接
続された弾性部材を備え、前記弾性部材はコイルバネ部
と、該コイルバネ部の一端側から延びた導電性の腕部を
有し、前記コイルバネ部の弾性力によって回転自在な電
圧印加部材を被印加体に加圧接触させると共に、前記腕
部を直接あるいは導電部材を介して前記電圧印加部材の
回転軸である導電性軸部に接触させて前記電圧印加部材
に電圧を印加する電圧印加装置において、前記腕部の位
置を規制する規制部材を設けて前記導電性軸部に接触す
る前記腕部の位置を規制することを特徴としている。

【００１０】また、前記腕部を、前記規制部材により前
記導電性軸部の軸方向に対してほぼ直角あるいは直角に
近い角度で前記導電性軸部に接触させるようにするとよ
い。また、前記腕部の先端部を、前記導電性軸部の軸方
向に沿って前記電圧印加部材と反対側に折り曲げるよう
にするとよい。

【００１１】また、像を担持する像担持体と、該像担持
体を接触帯電する帯電ローラと、前記像担持体上に静電
潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してト
ナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写部位
において転写材へ接触転写する転写ローラと、電源側に
一端側が電気的に接続された弾性部材を備え、前記弾性
部材はコイルバネ部と、該コイルバネ部の一端側から延
びた導電性の腕部を有し、前記コイルバネ部の弾性力に
よって回転自在な前記帯電ローラ及び／または前記転写
ローラを前記像担持体に加圧接触させると共に、前記腕
部を直接あるいは導電部材を介して前記帯電ローラ及び
／または前記転写ローラの回転軸である導電性軸部に接
触させて前記帯電ローラ及び／または前記転写ローラに
バイアス電圧を印加する画像形成装置において、前記腕
部の位置を規制する規制部材を設けて前記導電性軸部に
接触する前記腕部の位置を規制することを特徴としてい
る。 （作用）本発明の構成によれば、規制部材によってバネ
の腕部の位置を規制することにより、電圧印加部材の導
電性軸部にバネの腕部が安定して一定位置に接触するこ
とによって、良好な電圧印加を行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態に係る電圧印加装置を帯電装置に適用した画像形成装
置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装
置は、プロセスユニット（プロセスカートリッジ）が着
脱式の電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタ
ーである。図２は、プロセスユニットの拡大横断面図で
ある。

【００１４】図１において、１はレーザービームプリン
ター（画像形成装置）の下部筐体、２はその上部筐体で
ある。上部筐体２は、ヒンジ支軸３を中心に下部筐体１
に対して実線示の閉じ込んだ状態と、２点鎖線示の開き
起こした状態とに開閉回動自由である。

【００１５】４はプロセスユニットであり、本実施の形
態のものはドラム型の感光体５、帯電装置６、現像装置
７、クリーニング装置８を枠体９に組み付けて、プリン
タ本体に対して着脱自在のユニットとしてある。プロセ
スユニット４はプリンタの上部筐体２を下部筐体１から
開き起こしてその内側のユニット装着部１０に挿入して
納め、上部筐体２を下部筐体１に閉じ込むことによりプ
リンタ内部に所定に装着された状態になる。

【００１６】１１はレーザースキャナユニット（露光装
置）、１２はカセット、１３は給紙ローラ、１４はレジ
ストローラ対、１５は転写ガイド、１６は転写用帯電
器、１７は搬送部材、１８は定着器あり、これらはプリ
ンタの上部筐体２側に配設されている。

【００１７】上記したレーザービームプリンター（画像
形成装置）は、画像形成時にはプリントスタート信号に
基づいて感光体５が矢示の時計方向に所定の周速度（プ
ロセススピード）をもって回転駆動され、感光体５の周
面に接しているＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したバイアス
電圧が印加された帯電装置６の帯電ローラ（帯電部材）
３０により、感光体５表面が一様に均一に帯電処理され
る。

【００１８】そして、レーザースキャナユニット１１か
らは目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応
して変調されたレーザー光Ｌが出力され、レーザー光Ｌ
はミラー１１ａにより反射されて枠体９の露光窓部９ａ
からプロセスユニット４内へ入光して感光体５の帯電処
理面に当たり、感光体５表面がレーザー光Ｌで走査され
る。これにより、感光体５表面には目的画像情報に対応
した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は現像装
置７の現像スリーブ７ａ上に現像ブレード７ｂにより層
厚規制されて塗布されたトナーで現像される。

【００１９】一方、カセット１２内から給紙ローラ１３
により紙などの転写材Ｐが１枚づつ給紙されて、レジス
トローラ対１４によりレーザー光Ｌの出射するタイミン
グと合わせて転写ガイド１５を通して感光体５と転写用
帯電器１６との間の転写位置へ搬送される。これによ
り、感光体５側の形成トナー像が転写材Ｐ面に順次に転
写されていく。

【００２０】トナー像が転写された転写材Ｐは感光体５
表面から分離されて搬送部材１７で定着器１８へ搬送さ
れて定着ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂのニップ部を
通ることでトナー像の定着処理を受け、排紙ローラ１９
により排紙トレイ２０へ排出される。転写後の感光体５
は、クリーニング装置８のブレード８ａにより残留トナ
ーの除去を受けて繰り返して帯電から始まる作像に供さ
れる。

【００２１】なお、図２において、９ｃはプロセスユニ
ット４の感光体面露出開口部９ｂに対する開閉カバーで
あり、プロセスユニット４がプリンタから取り出される
ときや、上部筐体２が開かれたときは閉じ位置へ移動し
て感光体面を隠蔽防護する役目をする。

【００２２】図３は、帯電ローラ３０の断面図である。
帯電ローラ３０は、ＳＵＳのような導電性の芯金３１の
上に導電性弾性層３２があり、その上に高抵抗弾性層３
３、さらにその表面に保護膜３４を有している。導電性
弾性層３２はＥＰＤＭ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作用
をなす。高抵抗弾性層３３はウレタンゴム等で構成さ
れ、微量の導電性微粉末（例えば、カーボン）を含有す
るものが一例として挙げられ、感光体５のピンホールな
ど導電度の高い帯電ローラ３０が相対した場合でも、感
光体５へリーク電流を制限してバイアス電圧を急降下を
防ぐ作用をなす。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３
３の組成物質が、感光体５に触れて感光体５の表面を変
質させることがないように保護作用をなす。

【００２３】図４は、帯電ローラ３０へ電圧を印加する
電圧印加装置を示す概略図である。感光体５は、図には
省略したがその両端側を枠体９の側板間に回転自由に軸
受け保持させてある。この図において、Ｇは感光体５の
一端側に同心一体に設けたドラムギアである。ドラムギ
アＧはプロセスユニット４がプリンタ本体に所定に装着
されるとプリンタ本体側の駆動ギア（不図示）と噛合し
た状態になり、その駆動ギアの回転力がドラムギアＧを
介して感光体５に伝達され感光体５の回転駆動がなされ
る。

【００２４】回転軸である芯金３１（図では片側だけを
図示）の両端部をそれぞれ絶縁性の軸受け３５に軸受け
させ、その両軸受け３５を、該軸受け３５と不図示の枠
体９間に縮設したＳＵＳのような導電性の弾性部材とし
てのコイル状のバネ３６により感光体５方向に偏位させ
ることで、帯電ローラ３０を感光体５に対して所定に加
圧接触させてある。帯電ローラ３０は、感光体５の回転
に従動して回転する。帯電ローラ３０の軸方向において
芯金３１の両端面は、軸受け３５と一体成形されたスラ
ストッストッパ４２と当接し、帯電ローラ３０は軸方向
の移動が規制される。スラストッストッパ４２は軸受け
３５と共に絶縁性樹脂で形成される。芯金３１の軸周面
３１ｂには、バネ３６の根元部から延び出てきている腕
部３６ａが加圧接触している。また、腕部３６ａは電極
４０に設けたバネストッパ部４０ａによって位置決めさ
れている。

【００２５】電極４０は、その一端部をバネ３６の上端
側へ延長してあり、その電極４０の延長部にバネ３６の
上端部を接触させて受け止める。なお、バネ３６は導電
性であり、軸受け３５は絶縁性としてあり、これによ
り、電極４０と芯金３１とはバネ３６を介して電気的に
連結されている。電極４０の基端部は、プロセスユニッ
ト４に熱カシネ等により固定支持されてある。また、電
極４０とプロセスユニット４側の受電端子４１ａも接触
していて電気的に連結されている。そして、プロセスユ
ニット４がプリント本体の所定位置に装着されると、プ
ロセスユニット４側の受電端子４１ａとプリント本体側
の給電端子４１ｂとが接触して、プリント本体側の電源
３８とプロセスユニット４側の電極４０とが電気的に連
結される。次に、上記した帯電ローラ３０へ電圧を印加
するバネ３６の構成について、図５乃至図８を参照して
詳細に説明する。

【００２６】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、バネ３６
を三角法で表した図であり、バネ３６はコイルバネ部３
６ｃと、コイルバネ部３６ｃの根元部３６ａ１から延び
出ている腕部３６ａを有している。

【００２７】バネ３６の腕部３６ａは、加圧発生時に帯
電ローラ３０の中心軸ＣＬ１とほぼ直角方向か直角方向
からあまり傾かない向きに設けてある（図７参照）。腕
部３６ａの先端部３６ｂは、バネ３６を組み付けた際に
帯電ローラ３０の中心軸ＣＬ１とほぼ平行な方向で、帯
電ローラ３０と反対側の向きに折れ曲がっている（図７
参照）。これにより、組み付け時などにバネ３６の先端
部３６ｂが、帯電ローラ３０表面のゴム部に刺さること
はなく、また、帯電ローラ３０の側端面３０ａを傷つけ
ることはない。また、腕部３６ａはその根元部３６ａ１
で折り曲げてあり、根元部３６ａ１からコイルバネ部３
６ｃへ滑らかに延びている。

【００２８】電極４０は、図６、図７に示すように、バ
ネ３６との接触部近くに位置決め穴４０ｂと、端部を曲
げ起こしたバネストッパ部４０ａが形成されている。

【００２９】電極４０のバネストッパ部４０ａは、プロ
セスユニット４に設けた突起部４ａの外径より僅かに大
きく形成されており、突起部４ａに位置決め穴４０ｂが
嵌まるように電極４０が組み付けられている。突起部４
ａは電極４０を組み付けた後にも位置決め穴４０ｂから
突出しており、また、突起部４ａの外径はコイルバネ部
３６ｃの内径より小さく形成してるので、突起部４ａで
バネ３６が位置決めされている（突起部４ａ、位置決め
穴４０ｂを、コイルバネ部３６ｃの中心線ＣＬ２上に位
置決めする）。

【００３０】そして、バネ３６を電極４０の突起部４ａ
と軸受け３５間に組み付けて（図６の状態から図７の状
態）、バネ３６が所定量たわんで加圧力を発生している
状態（装置使用時の状態）に変化させる。その際、バネ
３６の腕部３６ａは、図８に示すように、破線の位置か
ら矢印ａ１の向きに実線の位置まで帯電ローラ３０の芯
金３１によって押されて動く。

【００３１】この矢印ａ１の向きの力は、図５（ａ），
（ｂ），（ｃ）で表すと、それぞれ矢印ａ１、矢印ａ
２、矢印ａ３となり、図５（ｂ）において矢印ａ２向き
の力は、バネ３６をコイルバネ部３６ｃの中心線ＣＬ２
の回りに時計回りに回すモーメントを発生させる。この
モーメントは、図６、図７において矢印ｍの向きであ
り、バネ３６には矢印ｍの向きに回転させるような力が
作用する。

【００３２】一方、バネ３６の腕部３６ａの根元部３６
ａ１が電極４０端部のバネストッパ部４０ａに当接する
ことによって、バネ３６の矢印ｍ方向の回転を抑えてバ
ネ３６の腕部３６ａの位置決めをしている。また、装置
使用時の状態において、バネ３６の腕部３６ａが帯電ロ
ーラ３０の芯金３１と摺動してもバネ３６の腕部３６ａ
の位置を安定させるために、図７において、バネ３６の
腕部３６ａが帯電ローラ３０の芯金３１の中心線ＣＬ１
方向に僅かにたわんで、軸受け３５の帯電ローラ３０側
面のゴム部３０ａと対向する面と接触するようにしてい
る。

【００３３】このように、本実施の形態では、バネ３６
は電極４０端部のバネストッパ部４０ａと軸受け３５の
帯電ローラ３０側面のゴム部３０ａと対向する面との間
に確実に安定して位置決めされることによって、バネ３
６の腕部３６ａが帯電ローラ３０の芯金３１と安定して
摺動して帯電ローラ３０に電圧を印加することができ
る。

【００３４】また、バネ３６の組み付け時において、バ
ネストッパ部４０ａでバネ３６の腕部３６ａが位置決め
されることにより、バネ３６を正確に位置決めしながら
組み立てる必要がないので組み立てスピードが速くな
り、生産性の向上を図ることができる。

【００３５】また、バネ３６の腕部３６ａの先端部３６
ｂが帯電ローラ３０と反対側の外側に向いているので、
帯電ローラ３０の組み込みや装置の使用時に、腕部３６
ａの先端部３６ｂが帯電ローラ３０表面のゴム部に刺さ
ったり、側端面３０ａを傷つけたりすることが防止され
て歩留りが向上し、さらに、帯電ローラ３０の組み込み
の際に、組み立て作業者の手を傷つける可能性が小さく
なることにより、作業者保護につながると同時に扱いや
すさが向上し、かつ生産性も向上する。

【００３６】なお、上記した軸受け３５は絶縁性樹脂と
したが、給電側の軸受けを導電性樹脂とする等で、給電
経路を一つまたは複数追加してもよい。これにより、僅
かなコストアップで飛躍的に給電の信頼性を高めること
ができる。

【００３７】また、上記した実施の形態では、帯電部材
として帯電ローラを挙げたがこれに限定されることな
く、例えば転写部に使用する転写部材でもよく、その他
のローラを用いてバイアス電圧を印加する装置であれば
全てに適用可能である。

【００３８】（第２の実施の形態）上記した第１の実施
の形態では、バネ３６の腕部３６ａを位置決めするバネ
ストッパ部を電極４０に設けたが、本実施の形態は図９
に示すように、プロセスユニット４側と一体にバネスト
ッパ部４ｂを設けた構成である。他の構成は第１の実施
の形態である。

【００３９】このように、本実施の形態では、プロセス
ユニット４側と一体にバネストッパ部４ｂを設けたこと
により、プロセスユニット４側の突起４ａとこのバネス
トッパ部４ｂとの位置精度がさらに向上し、バネ３６の
腕部３６ａと帯電ローラ３０の芯金３１との摺動位置が
さらに安定した状態で電圧を印加することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ネの腕部が導電性軸部に安定して一定位置に接触するこ
とにより、良好な給電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
のプロセスユニットを示す概略図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の帯電ローラを示す断面図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の帯電ローラへ電圧を印加する電圧印加装置を示す概略
図。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は帯電ローラへ電圧印
加するバネを三角法で表した図。

【図６】帯電ローラへ電圧印加するバネ周りの構成を示
す図。

【図７】組み立て前の帯電ローラへ電圧印加するバネ周
りの位置関係を示した図。

【図８】組み立て時の帯電ローラへ電圧印加するバネの
腕部のたわむ方向を示した図。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置
の帯電ローラへ電圧を印加する電圧印加装置を示す概略
図。

【図１０】従来例に係る画像形成装置の帯電ローラへ電
圧を印加する電圧印加装置を示す概略図。

【符号の説明】

４ プロセスユニット ４ａ 突起 ４ｂ、４０ａ バネストッパ部（規制部材） ５ 感光体（像担持体） ６ 帯電装置 ７ 現像装置（現像手段） １１ レーザースキャナユニット（露光手段） １６ 転写用帯電器 １８ 定着器 ３０ 帯電ローラ ３１ 芯金（導電性軸部） ３６ バネ（弾性部材） ３６ａ 腕部 ３６ｂ 先端部 ３６ｃ コイルバネ部 ４０ 電極

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源側に一端側が電気的に接続された弾
   性部材を備え、前記弾性部材はコイルバネ部と、該コイ
   ルバネ部の一端側から延びた導電性の腕部を有し、前記
   コイルバネ部の弾性力によって回転自在な電圧印加部材
   を被印加体に加圧接触させると共に、前記腕部を直接あ
   るいは導電部材を介して前記電圧印加部材の回転軸であ
   る導電性軸部に接触させて前記電圧印加部材に電圧を印
   加する電圧印加装置において、 前記腕部の位置を規制する規制部材を設けて前記導電性
   軸部に接触する前記腕部の位置を規制する、 ことを特徴とする電圧印加装置。
2. 【請求項２】 前記腕部は、前記規制部材により前記導
   電性軸部の軸方向に対してほぼ直角あるいは直角に近い
   角度で前記導電性軸部に接触される、 請求項１記載の電圧印加装置。
3. 【請求項３】 前記腕部の先端部は、前記導電性軸部の
   軸方向に沿って前記電圧印加部材と反対側に折り曲げら
   れている、 請求項１または２記載の電圧印加装置。
4. 【請求項４】 像を担持する像担持体と、該像担持体を
   接触帯電する帯電ローラと、前記像担持体上に静電潜像
   を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー
   像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写部位にお
   いて転写材へ接触転写する転写ローラと、電源側に一端
   側が電気的に接続された弾性部材を備え、前記弾性部材
   はコイルバネ部と、該コイルバネ部の一端側から延びた
   導電性の腕部を有し、前記コイルバネ部の弾性力によっ
   て回転自在な前記帯電ローラ及び／または前記転写ロー
   ラを前記像担持体に加圧接触させると共に、前記腕部を
   直接あるいは導電部材を介して前記帯電ローラ及び／ま
   たは前記転写ローラの回転軸である導電性軸部に接触さ
   せて前記帯電ローラ及び／または前記転写ローラにバイ
   アス電圧を印加する画像形成装置において、 前記腕部の位置を規制する規制部材を設けて前記導電性
   軸部に接触する前記腕部の位置を規制する、 ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記腕部は、前記規制部材により前記導
   電性軸部の軸方向に対してほぼ直角あるいは直角に近い
   角度で前記導電性軸部に接触される、 請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記腕部の先端部は前記導電性軸部の軸
   方向に沿って前記帯電ローラ及び／または前記転写ロー
   ラと反対側に折り曲げられている、 請求項４または５記載の画像形成装置。