(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に形成された潜像を現像剤によって現像する現像装置において、
ホルダーと、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を供給する現像ローラと、
前記現像ローラを前記ホルダーに支持するために、前記現像ローラの端部に設けられた導電性フランジ部と、
前記フランジ部の端部に圧入して設けられた、導電性樹脂で形成された電極部材と、
前記電極部材の先端に設けられた突起と、
前記フランジ部に設けられたハス歯ギアと、
を有し、
前記ハス歯ギアが回転力を伝達されて回転する際に生じるスラスト力によって、前記電極部材の前記突起が、装置本体に設けられた電源部と導通した給電部材と接触して、前記突起、前記電極部材及び前記導電性フランジ部を介して、前記現像ローラに給電を行うように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体的に設けたプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセス手段として請求項１に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真画像形成に用いる現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体に形成した潜像を現像装置で現像して画像を形成する画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと電子写真感光体の交換や現像剤の補給、交換、或いは帯電器やクリーニング装置の調整や清掃、交換等の保守が必要となる。
【０００３】
そこで、電子写真感光体や現像装置等の画像形成手段を一体化したプロセスカートリッジが製品化され、プロセス手段についてメンテナンスの必要性が生じたときに、使用者自らが簡単に保守、交換を行うことを可能とし、高品位な画質を安価に、また容易に得られるようになった。
【０００４】
このようなプロセスカートリッジを含めた電子写真画像形成において、電子写真感光体に形成した潜像を現像剤（以下「トナー」という）で現像する現像構成は、図７に示すように、内部にマグネットローラ（図示せず）を内包したトナー担持体としての現像ローラ50は端部にギア51が嵌合されている。また、現像ローラ50はトナーを担持する帯電手段を備えており、回転しながら帯電される。そして、この現像ローラ50は電子写真感光体としての感光体ドラム52のギア53と噛合し、感光体ドラム52の回転に応じて現像ローラ50が回転するようになっている。そして、この現像ローラ50への給電方式としては、リン青銅やＳＵＳ等の金属製弾性部材54を用い、これを金属製電極板55に当接させて金属と金属の摺擦による方法で給電を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記プロセスカートリッジにあっては、現像ローラ50への給電を金属同士を摺擦させておこなっていたために、金属表面の劣化が避けられず、特に接点の摺動時間が長いほどこれに起因するノイズの発生は増加してゆき、画像を劣化させるおそれがあった。
【０００６】
また、前記摺擦による金属表面の劣化を抑制するために、摺擦面に導電性グリスを塗布することも行われているが、接点は塵や埃等の混入によって性能が劣化し、また接点は感光体ドラム52を近接する箇所に設けられることが多いので、前記導電性グリスが画像領域へ付着することも懸念される。
【０００７】
本発明は従来の上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、接点の摺擦時間が長時間経過した場合でも安定した導通状態を維持可能な現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体に形成された潜像を現像剤によって現像する現像装置において、ホルダーと、前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を供給する現像ローラと、前記現像ローラを前記ホルダーに支持するために、前記現像ローラの端部に設けられた導電性フランジ部と、前記フランジ部の端部に圧入して設けられた、導電性樹脂で形成された電極部材と、前記電極部材の先端に設けられた突起と、前記フランジ部に設けられたハス歯ギアと、を有し、前記ハス歯ギアが回転力を伝達されて回転する際に生じるスラスト力によって、前記電極部材の前記突起が、装置本体に設けられた電源部と導通した給電部材と接触して、前記突起、前記電極部材及び前記導電性フランジ部を介して、前記現像ローラに給電を行うように構成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成にあっては、ハス歯ギアによる駆動力伝達によって前記電極部材の突起を給電部材に付勢するようにすることにより、接点不良を防止することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の現像装置を備えたプロセスカートリッジに一実施形態について、図面を参照して説明する。尚、ここでは本発明の実施形態を説明する前に、まず第１参考例及び第２参考例として現像剤担持体の内側から給電可能に構成した例について説明し、次にハス歯ギアによる付勢力によって接点部材を確実に接触させる本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
〔第１参考例〕
図１乃至図３によって第１参考例について説明する。尚、図１は現像ローラの接点構成を示す断面説明図であり、図２はプロセスカートリッジの全体模式説明図、図３はプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の模式説明図である。
【００１２】
まず、図２を参照してプロセスカートリッジの全体構成について概略説明する。このプロセスカートリッジＡは電子写真感光体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段として少なくとも現像装置を備えたものである。尚、プロセス手段としては前記現像装置の他に感光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電装置、感光体ドラム１に残留したトナーを除去するクリーニング装置がある。
【００１３】
本参考例のプロセスカートリッジＡは、感光体ドラム１の周囲に帯電装置２、現像装置Ｂ、クリーニング装置３を枠体４，５を結合したハウジング内に一体化してカートリッジ化したものである。このプロセスカートリッジＡは、図３に示すような画像形成装置Ｃに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は装置下部に装着されたシートカセット６から搬送ローラ７によってシートＳを搬送し、このシート搬送と同期して、感光体ドラム１に露光装置８から選択的な露光をして潜像を形成し、この潜像を現像装置Ｂでトナー現像する。このトナー像を転写ローラ９へのバイアス電圧印加によって搬送されるシートＳに転写し、そのシートＳを定着装置10へ搬送して画像定着し、排出ローラ11によって装置上部の排出部12へ排出する。
【００１４】
次に前記プロセスカートリッジＡにおける現像装置Ｂについて説明する。この現像装置Ｂは、図２に示すように、トナー容器13に収納したトナーをトナー担持体としての現像ローラ14表面に担持すると共に、トナー層規制部材としての現像ブレード15でトナー層を規制し、現像ローラ14に現像バイアス電圧を印加することによって感光体ドラム１に形成した潜像に応じてトナーを供給するものである。そして、現像ローラ14はアルミニウムやステンレス等の円筒状の金属で構成され、絶縁性マグネットローラ16を内包している。
【００１５】
また、図１に示すように、前記現像ローラ14の軸方向一方の端部には、ＰＯＭ（ポリアセタール）、摺動剤入りＰＯＭ、ポリカーボネイト、摺動剤入りポリカーボネイト、ナイロン等の樹脂によって構成したローラギア17が現像ローラ14の軸方向に係止爪18によって取り付けられており、現像ローラ14と一体的に回転するようになっている。そして、前記ローラギア17は感光体ドラム１の端部に取り付けられたハス歯ギア（図示せず）と噛合するハス歯ギアであり、感光体ドラム１の回転に応じて現像ローラ14に回転力を伝達するようになっている。そして、現像ローラ14へバイアス電圧を印加するために、前記マグネットローラ16の小径部に円筒状の導電性部材19を取り付け、この導電性部材19を装置本体の電源に接続して給電可能としている。
【００１６】
前記導電性部材19から回転する現像ローラ14へは接点手段によって電気的に接続し、現像ローラ14へ給電可能としている。そのために、図１に示すように、現像ローラ14の両端に取り付けられたフランジ部20，21のうち、一方の導電性フランジ部20の内側に導電性のベアリング22が接触するように設けられており、このベアリング22の内側がマグネットローラ16の導電性部材19に接触するように設けられている。このベアリングによって現像装置ホルダー29により固定されたマグネットローラ16に対して現像ローラ14が円滑に回転する。
【００１７】
前記ベアリング22は金属コロ軸受もしくは導電性樹脂（ＰＰＳにカーボンフィラーを30％程度含有するもの、もしくはＰＯＭにカーボンフィラーを20％程度含有するもの等）の滑り軸受によって構成されている。
【００１８】
また、導電性部材19はＳＵＳ、リン青銅にすり割りを設けたものを用い、又は導電性円筒部材を圧入して構成し、或いはマグネットローラ16の小径部に導電性メッキを施して構成してもよい。
【００１９】
前記構成にあっては、現像ローラ14に対する給電は、マグネットローラ16の導電性部材19から、導電性のベアリング22からフランジ部20を介して給電されることになる。このように、現像ローラ14へ給電するための接点手段が現像ローラ14の内側に設けられるために接点が露出することがなく、該部分に塵等が付着することがない。また、接点はベアリング22を介して行われるために、摺擦音の発生がなく、更にはマグネットローラ16と現像ローラ14との隙間を精度よく保つことができ、且つ摺動する接点に比べてノイズの少ない給電が可能となる。
【００２０】
〔第２参考例〕
次に第２参考例に係る現像装置について、図４及び図５を参照して説明する。尚、図４は第２参考例に係る現像ローラの接点構成を示す断面説明図であり、図５は接点構成の分解説明図である。ここでは、前述した第１参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
この第２参考例に係る現像装置は、現像ローラ14へ給電する接点構成として、第１参考例のベアリングの代わりに、導電性樹脂部材と導電性弾性部材を介して導通を得るものである。
【００２２】
図４に示すように、フランジ部20には樹脂製の円筒部材23が圧入されており、この円筒部材23の内部には導電性弾性部材としてのコイルバネ24が一体的になるように取り付けられている。このコイルバネ24は、図５に示すように、コイル部24ａの端部に腕部24ｂが形成されていて、コイルバネ24を円筒部材23に取り付けると、前記腕部24ｂが現像ローラ14の内周面に接触するようになっている（図４参照）。
【００２３】
また、マグネットローラ16の小径部には導電性部材19と接触するように導電性樹脂部材25が嵌合されており、この導電性樹脂部材25にコイルバネ24のコイル部24ａが接触するように取り付けられている。尚、導電性樹脂部材25はコイルバネ24と確実に接触するように、テーパ部25ａが形成されており、このテーパ部25ａをコイル部24ａが付勢することによってコイルバネ24と導電性樹脂部材25は求心作用を発揮して両者が外れないようになっている。この求心作用により、組立時にはコイルバネ24が導電性樹脂部材25のテーパ部25ａに一度当接すれば現像ローラ14内でマグネットローラ16がいかなる動きをしても、コイルバネ24の伸縮と前記求心作用によって接点部分が脱落することなく、導通不良及び変音の発生を防止することができる。
【００２４】
尚、現像ローラ14に嵌合された円筒部材23はコイルバネ24を動かないように固定しているため、現像ローラ14が回転すると、コイルバネ24が導電性樹脂部材25上を摺動するようになる。このとき、導電性樹脂部材25と摺動するコイル部24ａの巻方向を現像ローラ14の回転方向と同じにしておくと、導電性樹脂部材25との摺動摩擦を抑えることができるために好ましい。
【００２５】
この参考例にあっては、マグネットローラ16の導電性部材19から導電性樹脂部材25、コイルバネ24を経て現像ローラ14へ給電される。このように、コイルバネ24と摺擦する部材を導電性樹脂部材で構成することにより、金属同士が摺擦する接点よりもノイズの少ない接点を得ることが可能となる。
【００２６】
〔第１実施形態〕
次に本発明の第１実施形態に係る現像装置について、図６を参照して説明する。尚、図６は第１実施形態に係る現像ローラの接点構成を示す断面説明図である。この実施形態では前述した参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
前述した参考例では、現像ローラ14の内部に接点構成を設けた例を示したが、この実施形態では現像ローラ14を支持するフランジ部に電極を設けた例を示す。図６に示すように、現像ローラ14の両端にフランジ部26，27を取り付け、一方の導電性のフランジ部26に感光体ドラム１の端部に取り付けられたハス歯ギア（図示せず）と噛合するハス歯ギア28が取り付けられている。このハス歯ギア28は感光体ドラム１から回転力が伝達されると、現像ローラ14に回転力を伝達すると共に、現像ローラ14を図６の矢印方向へ寄せるスラスト力を生ずる。そしてハス歯ギア28はフランジ部26に係止爪18によって取り付けられているため、現像ローラ14が回転する際にフランジ部26の端部が現像装置ホルダー29に押しつけられるようになる。
【００２８】
そこで、本実施形態ではフランジ部26の端部に導電性樹脂で構成した電極部材30を軽く圧入し、前記スラスト力によって電極が現像装置ホルダー29に押しつけられるように構成し、該ホルダー29の押しつけ部分に装置本体の電源部と導通した給電部材31を設けるようにしている。これにより、現像ローラ14が回転する際には前記スラスト力によって電極部材30が給電部材31に確実に接触し、該電極部材30からフランジ部26を介して現像ローラ14へ給電される。そして、給電部材31と摺擦する電極部材30は樹脂製であるために、金属同士が摺擦する接点よりも滑らかに摺動し、ノイズの少ない給電が行われることになる。
【００２９】
また、本実施形態にあっては、前記電極部材30の先端に突起30ａを設け、この突起30ａが給電部材31と摺擦するように構成している。これにより、給電部材31と電極部材30の摺擦がより滑らかに行われる。更に、前記電極部材30としてカーボンを含有する導電性樹脂部材で構成すれば、前記効果の他に導通性が向上する効果を得ることができる。
【００３０】
尚、本実施形態にあってはマグネットローラ16が現像ローラ14に内包されていない構成の現像装置であっても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、感光体ドラム１の周囲に帯電装置２、現像装置Ｂ、クリーニング装置３を備えたプロセスカートリッジＡを例示したが、このプロセスカートリッジＡは少なくとも前述した構成の現像装置Ｂを備えたものであればよい。
【００３２】
また、前述した現像装置ＢはプロセスカートリッジＡに設ける場合のみならず、前記構成の現像装置を備えた画像形成装置にあっても同様の効果を得ることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は前述のように現像ローラを支持するフランジ部に導電性樹脂で形成した電極部材を設け、ハス歯ギアによる駆動力伝達によって該電極部材の先端に設けた突起を給電部材に接触させてフランジ部を介してトナー担持体へ給電可能に構成したために、金属同士の摺擦をなくしてノイズを低減し、且つハス歯ギアによる付勢により接点不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ローラの接点構成を示す断面説明図である。
【図２】プロセスカートリッジの全体模式説明図である。
【図３】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置の模式説明図である。
【図４】第２参考例に係る現像ローラの接点構成を示す断面説明図である。
【図５】接点構成の分解説明図である。
【図６】第３実施形態に係る現像ローラの接点構成を示す断面説明図である。
【図７】従来技術に係る現像ローラへの給電構成の説明図である。
【符号の説明】
Ａ …プロセスカートリッジ
Ｂ …現像装置
Ｃ …画像形成装置
Ｓ …シート
１ …感光体ドラム
２ …帯電装置
３ …クリーニング装置
４，５…枠体
６ …シートカセット
７ …搬送ローラ
８ …露光装置
９ …転写ローラ
10 …定着装置
11 …排出ローラ
12 …排出部
13 …トナー容器
14 …現像ローラ
15 …現像ブレード
16 …マグネットローラ
17 …ローラギア
18 …係止爪
19 …導電性部材
20，21…フランジ部
22 …ベアリング
23 …円筒部材
24 …コイルバネ
24ａ …コイル部
24ｂ …腕部
25 …導電性樹脂部材
25ａ …テーパ部
26，27…フランジ部
28 …ハス歯ギア
29 …現像装置ホルダー
30 …電極部材
30ａ …突起
31 …給電部材
32 …ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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