(57)【要約】【課題】小型化が可能でしかも部品組み付け性や保守作業性を改善することが可能で、帯電処理工程が安定した構成を備えた給電装置を提供する。【解決手段】帯電ローラ２への給電経路として、導電性軸受部材３０から帯電ローラの軸２ａへの第一の経路と、導電性ブラシ３３から帯電ローラの軸２ａへの第二の経路を設ける。導電性ブラシ３３を帯電ローラの導電性ゴム層２ｂと導電性軸受部材３０の間に配置することで小型化が可能である。また、導電性ブラシ３３により導電性軸受３０へのトナー等の異物の侵入を防ぐ。【選択図】図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体を帯電させる帯電手段に電源から複数の給電経路を経て給電を行なう給電装置において、
前記帯電手段は回転自在な帯電部材を有し、
前記複数の給電経路のうちの一つが、前記帯電部材を回転自在に支持する導電性軸受を介して給電する経路であり、
前記複数の給電経路のうちの他の一つが、前記帯電部材と前記導電性軸受の間に配置されて前記帯電部材の回転軸周面に当接する部材を介して給電する経路である
ことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記回転軸周面に当接する部材が導電性ブラシであることを特徴とする、請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の金属線で形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の給電装置。
【請求項４】
前記導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の化学繊維で形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の給電装置。
【請求項５】
前記導電性ブラシが前記導電性軸受に当接するよう配置されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項６】
前記導電性ブラシが前記帯電部材の回転軸の少なくとも前記被帯電体側の回転軸周面に当接するよう配置されていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記導電性ブラシが、前記帯電部材の回転軸の直径よりも広い幅を有していることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項８】
少なくとも像担持体と帯電手段とを含み、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、
前記帯電手段に電源から給電を行なう給電装置として、請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置を搭載することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも像担持体と帯電手段と前記給電装置とを含むプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能に構成したことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記プロセスカートリッジを含む作像ユニットを複数個備え、該複数の作像ユニットにより多色画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、とくに、像担持体等の被帯電体を帯電させる帯電手段に給電を行なう給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第２９９０８４９号公報
【特許文献２】特許第３４８１４０１号公報
【０００３】
電子写真方式を用いた複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体およびこれに対する画像形成処理を行うための装置のうちで帯電手段、現像装置そしてクリーニング装置の少なくとも一つをカートリッジ内に纏めて収容したプロセスカートリッジを用いるものが、例えば上記特許文献１などにより周知である。プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられており、交換作業や保守点検作業時に装置外部に取り出すことで装置内の狭い空間での作業を低減することができる。
【０００４】
プロセスカートリッジとしては、カートリッジを構成する筐体内に例えばドラム状の潜像担持体である感光体ドラムを回転可能に支持するとともに、この感光体ドラムに対する帯電行程を実施する帯電手段を組み込んだ構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、上記特許文献１及び２には、帯電手段への給電を安定化する目的で、帯電部材に給電する給電経路を少なくとも２経路以上設けることが開示されている。
特許文献１における二つの給電経路は、特許文献１の図５，６及び段落００２３に記載されたように、一つは導電性軸受を介したものであり、もう一つは帯電部材（帯電ローラ）の軸端面に電極バネを圧接させたものである。
【０００６】
特許文献２における二つの給電経路は、一つは特許文献１と同様に導電性軸受を介したものであり、もう一つは特許文献２の図１及び段落００１８，００１９に記載されたように、導電性軸受の上面に取り付けた電極バネを帯電ローラの軸部に接触させたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、板バネ状の電極部材（給電部材）を帯電部材（帯電ローラ）に当接させる給電経路には、次のような問題が発生する。
(1) 帯電部材が電極バネの付勢力等により、バネの圧縮、伸長方向に移動した際に電極の先端部と帯電部材の軸部との接点が変わる為、その接触が不安定になる。
(2) 帯電部材を組付ける際に電極を変形させてしまう恐れがある。
(3) 電極バネと軸部との接触回転により異音が発生する。また、異音対策としてグリスを塗布しても径時でグリスが揮発あるいは、飛び散る事により耐久性に問題が発生する。
【０００８】
従来の給電装置及び画像形成装置においては、このような問題により給電が安定せず、帯電部材が感光体を所定の電位に帯電することが出来ず、画像不良が発生するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、従来技術における上記問題を解決し、小型化が可能でしかも部品組み付け性や保守作業性を改善することが可能で、帯電処理工程が安定した構成を備えた給電装置、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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題は、本発明により、被帯電体を帯電させる帯電手段に電源から複数の給電経路を経て給電を行なう給電装置において、前記帯電手段は回転自在な帯電部材を有し、前記複数の給電経路のうちの一つが、前記帯電部材を回転自在に支持する導電性軸受を介して給電する経路であり、前記複数の給電経路のうちの他の一つが、前記帯電部材と前記導電性軸受の間に配置されて前記帯電部材の回転軸周面に当接する部材を介して給電する経路であることにより解決される。
【００１１】
また、前記回転軸周面に当接する部材が導電性ブラシであると好ましい。
また、前記導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の金属線で形成されていると好ましい。
【００１２】
また、前記導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の化学繊維で形成されていると好ましい。
また、前記導電性ブラシが前記導電性軸受に当接するよう配置されていると好ましい。
【００１３】
また、前記導電性ブラシが前記帯電部材の回転軸の少なくとも前記被帯電体側の回転軸周面に当接するよう配置されていると好ましい。
また、前記導電性ブラシが、前記帯電部材の回転軸の直径よりも広い幅を有していると好ましい。
【００１４】
また、前記の課題は、本発明により、少なくとも像担持体と帯電手段とを含み、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、前記帯電手段に電源から給電を行なう給電装置として、請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置を搭載することを特徴とするプロセスカートリッジにより解決される。
【００１５】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
また、少なくとも像担持体と帯電手段と前記給電装置とを含むプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能に構成すると好ましい。
【００１６】
また、前記プロセスカートリッジを含む作像ユニットを複数個備え、該複数の作像ユニットにより多色画像の形成が可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の給電装置によれば、給電装置を小型化することができ、かつ、安定した帯電処理を行なうことができる。
請求項２の構成により、導電性ブラシにより良好な給電性を得ることができる。また、導電性ブラシが第一の給電経路である導電性軸受部へのトナー等の異物の侵入を防ぎ、給電不良を未然に防ぐことができる。また、異音が発生せず、グリス等の塗布も不要なため耐久性にも優れている。
【００１８】
請求項３の構成により、導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の金属線で形成されているので、良好で安定した給電性を得ることができる。
請求項４の構成により、導電性ブラシが線径１ｍｍ以下の化学繊維で形成されているので、良好で安定した給電性を得ることができる。
【００１９】
請求項５の構成により、導電性ブラシが導電性軸受に当接するよう配置されているので、導電性軸受内部へのトナー等の異物の侵入をより効果的に防止するとともに、より安定した給電を行なうことができる。
【００２０】
請求項６の構成により、導電性ブラシが帯電部材の回転軸の少なくとも被帯電体側（感光体側）の回転軸周面に当接するよう配置されているので、導電性軸受内部へのトナー等の異物の侵入をより効果的に防止するとともに、より安定した給電を行なうことができる。
【００２１】
請求項７の構成により、導電性ブラシが帯電部材の回転軸の直径よりも広い幅を有しているので、導電性軸受内部へのトナー等の異物の侵入をより効果的に防止することができる。
【００２２】
請求項８のプロセスカートリッジによれば、小型の給電装置によりプロセスカートリッジを小型化することができる。また、安定した帯電処理が可能なプロセスカートリッジを実現することができる。
【００２３】
請求項９の画像形成装置によれば、小型の給電装置により画像形成装置の小型化が可能となる。また、安定した帯電処理が可能な画像形成装置を実現することができる。
【００２４】
請求項１０の構成により、給電装置その他のメンテナンス性を向上させることができる。
請求項１１の構成により、複数の作像ユニットを備える装置構成においても、給電装置の小型化によりプロセスカートリッジ及び作像部の大型化を抑制することができる。また、複数の作像ユニットにおいて安定した給電を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る給電装置を備える画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略を示す断面構成図である。この図に示すカラープリンタ１００は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に４個の作像ユニット１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）を配設している。各作像ユニット１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）は、中間転写ベルト１１の上部走行辺に沿って並設されている。支持ローラ１３，１４に巻き掛けられた中間転写ベルト１１は図中反時計回りに走行駆動される。右側の支持ローラである転写対向ローラ１４部には、中間転写ベルト１１をクリーニングするクリーニングユニット１６が配置されている。
【００２６】
各作像ユニット１０は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、図２に詳しく示すように、像担持体としての感光体ドラム１を具備している。この感光体ドラム１の周りには、帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等が配置され、さらに各感光体ドラム１に対向するように中間転写ベルト１１の内側に一次転写手段としての転写ローラ１２が設けられている。各作像ユニット１０においては、感光体ドラム１と帯電手段２及びクリーニング手段４を含む部分をプロセスカートリッジ５０としてプリンタ本体に着脱可能に設けられている。
【００２７】
図１に戻り、４つの作像ユニット１０の上方には光書き込み装置２０が設けられている。光書き込み装置２０はポリゴンミラーやミラー群等を有しており、光変調されたレーザ光を各色作像ユニットの感光体ドラム１の表面に照射する。
【００２８】
中間転写ベルト１１の下方には廃トナーボトル１５が配置され、さらにその下方には、用紙を積載する給紙トレイ１７が配設されている。
給紙トレイ１７の右側には給紙トレイに積載された用紙を送り出す給紙ローラ１８があり、給紙ローラ１８には用紙を一枚ずつに分離する分離パッド１９が圧接されている。給紙ローラ１８，分離パッド１９の上方（用紙搬送方向の下流側）にはレジストローラ２１が設けられている。レジストローラ２１の上方には、二次転写手段としての転写ローラ２２が、転写対向ローラ１４に対向して設けられ、二次転写部を形成している。
【００２９】
二次転写部の上側には定着装置２３が設けられている。本例の定着装置２３は定着ローラ及び加圧ローラを有する構成であり、二次転写部にて未定着トナー像が転写された用紙を加熱・加圧することにより定着する。定着装置２３の上方には排紙ローラ２４が設けられ、装置上面に形成された排紙トレイ２５上に定着後の用紙を排出する。
【００３０】
また、図において装置右側面には用紙反転部２６が設けられている。両面プリントを行う場合は、表面に画像を形成した用紙を、定着装置２３通過後に上記排紙ローラ２４を逆転させることにより用紙をスイッチバックさせて用紙反転部２６に送り込み、用紙の表裏を反転させて用紙をレジストローラ２１へと再給紙する。
【００３１】
上記のように構成されたカラープリンタ１００における画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１０の感光体ドラム１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１の表面が帯電手段２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置２０からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００３２】
また、中間転写ベルト１１が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１０において一次転写ローラ１２の作用により感光体ドラム１から中間転写ベルト１１に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト１１はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
【００３３】
なお、作像ユニット１０のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側のＢｋユニットを用いて画像形成を行う。
【００３４】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段４によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００３５】
一方、給紙トレイ１７から用紙が給送され、レジストローラ対２１によって、中間転写ベルト１１上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。本例では二次転写ローラ２２には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置２３を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２４により装置本体の上面に構成された排紙トレイ２５に排出される。
【００３６】
用紙両面にプリントを行う場合は、用紙片面にトナー像を定着した用紙を、上記のようにして排紙ローラ２４を逆転させることにより用紙をスイッチバックさせて用紙反転部２６に送り込み、用紙の表裏を反転させて用紙をレジストローラ２１へと再給紙する。再給紙された用紙裏面に中間転写ベルト１１からトナー像が転写され、その裏面画像を定着装置２３で定着することにより、表裏両面に画像を担持する用紙を、排紙トレイ２５に排出することで、両面プリントが完成する。
【００３７】
さて、プロセスカートリッジ５０には、上記のように、少なくとも感光体ドラム１と帯電手段としての帯電ローラ２とが収容されている。図３は、プロセスカートリッジ５０の感光体ドラム軸方向の一方側端部付近における内部構造を示す斜視図である。この図に示すように、プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム軸方向の両端側に筐体５１（他方側は図示せず）を有しており、その内部に感光体ドラム１や帯電ローラ２等の各部材を収納できる空間が形成されている。
【００３８】
帯電ローラ２は、金属製の回転軸（芯金）２ａの外周に導電性ゴム層２ｂを成形して構成されたローラであり、導電性ゴムの表面を感光体ドラム１の表面に接触させて感光体表面を一様帯電させる接触帯電方式を用いる部材である。
【００３９】
また、感光体ドラム１は、プロセスカートリッジ５０の両側筐体（側壁）５１，５１間に横架された回転軸を有し、その軸方向両端が筐体側壁５１，５１において支持されるが、その軸方向一方側には、筐体側壁５１の内面と感光体ドラム１の軸方向一方側の端面との間に感光体ドラム１を定位置に規定する定置部材としてのギヤ付きフランジ（図示せず）が配置されている。
【００４０】
ギヤ付きフランジは、感光体ドラム１の軸方向一方側の端面と一体化されており、筐体側壁５１の内面との間の長さを規定することで感光体ドラムのスラスト方向での位置を規制している。そして、このギヤ付きフランジには、その設置スペースを利用して、外周面にギヤが形成されて感光体ドラム１の駆動力伝達部として用いるようになっており、感光体ドラムのスラスト方向での位置決めとは異なる機能部を兼用できるようになっている。
【００４１】
そして、帯電ローラ２は、金属製の回転軸２ａが導電性軸受部材３０によって回転自在に支持されている。この軸受部材３０には、帯電ローラ２を感光体ドラム１に当接させるための押圧用バネ３１が取り付けられており、図示しない電源に連結した電極板３２を経由して給電され、帯電ローラ２への第一の給電経路を形成している。続いて、第二の給電経路は、帯電ローラ２の導電性ゴム層２ｂと導電性軸受部材３０の間に電極板３２を延伸させた延伸部３２ａの先端に導電性ブラシ３３を植設し、帯電ローラの回転軸２ａの周面に当接して形成されている。導電性ブラシ３３は、導電性軸受部材３０の前面（軸方向の内側）で、導電性軸受部材３０と帯電部材２ｂ（被帯電体である感光体ドラム１に実際に当接する部材）との間に配置されている。なお、帯電ローラ２は感光体ドラム１に従動回転する。また、導電性ブラシ３３の幅は帯電ローラの回転軸２ａの直径よりも広くなっている。
【００４２】
ここで、導電性ブラシ３３は材質としてステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ、線径φ１２μｍ）のものを使用した。なお、導電性ブラシには大別して金属製のものと化学繊維のものがあり、金属製のものとしてステンレス線、銅線、亜鉛鍍金線、真鍮線、鉄線、タングステン線、チタン線、リン青銅線等の材質が使用可能であり、線径は０．０１ｍｍ程度のものから１ｍｍ程度までのものが使用できる。また、化学繊維製のものとしては、炭素繊維が使われたり、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維等に硫化銅等の金属化合物を織り込んだものや、カーボン等の導電性材料を繊維表面にコーティングしたものも使用可能であり、線径は数μｍ程度のものから１ｍｍ程度までのものが使用できる。
【００４３】
図４は、給電装置の第２実施例である。なお、図３に示す第１実施例の給電装置と同じあるいは同等の部材には同じ符号を付している。第１実施例と重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。図４に示す構成例では、導電性ブラシ３３が導電性軸受部材３０に当接する（接触する）ように配置している。該構成により、導電性軸受部材３０内部へのトナー等の異物の侵入をより効果的に防止するとともに、より安定した給電を行なうことができる。
【００４４】
図５は、給電装置の第３実施例である。なお、図３に示す第１実施例の給電装置と同じあるいは同等の部材には同じ符号を付している。第１実施例と重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。図５に示す構成例では、導電性ブラシ３３を押圧用バネ３１とは反対側に配置し、帯電ローラ２の軸２ａの感光体ドラム１側の軸周面に当接するように配置している。これにより、感光体ドラム１からのトナー飛散等により異物が導電性軸受部材３０内部へ進入することをより効率的に防止できる。なお、導電性ブラシ３３が導電性軸受部材３０に当接する（接触する）ようにしても良い。
【００４５】
上記のように、各実施例においては、帯電手段（帯電ローラ２）への給電経路として２系統の給電経路を形成することにより、給電の安定性を増すことができる。また、本発明では、第二の給電手段（給電経路）である導電性ブラシ３３が、第一の給電手段である導電性軸受部材３０と帯電部材（感光体ドラム１と実際に接触する部材である帯電ローラ２の導電性ゴム層２ｂ）との間に配置されて帯電ローラ２の軸２ａの周面に接触するよう設けられているために、給電装置の小型化が可能であり（従来技術のように、軸２ａの端面に外側から給電部材を当接させる構成に比べて小型化が可能である）、さらに、導電性ブラシ３３が第一の給電手段である導電性軸受部へのトナー等の異物の侵入を防ぐとともに、異物の付着・侵入があってもブラシで掻き落とし又は掃き出すことが可能となり、給電不良を未然に防ぐことができる。
【００４６】
また、導電性ブラシ３３と帯電ローラ２の軸２ａとの摺接においては板バネ状電極部材のような異音が発生せず、グリス等の塗布も不要なため耐久性の点でも問題がない。さらに、導電性ブラシ３３部分を一体的に着脱可能に構成してやれば、帯電部材の組み付け作業や保守作業を容易に行なうことができ、また、その作業時に導電性ブラシ３３を変形させる恐れもない。
【００４７】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第一の給電手段と第二の給電手段との位置関係などは適宜設定できるものであり、また、第二の給電手段の形態や材質等も適宜なものを採用可能である。
【００４８】
プロセスカートリッジに搭載する部材等も任意であり、プロセスカートリッジに現像装置を含む構成も可能である。また、像担持体（感光体）としてはドラム状に限らず、ベルト状の像担持体も使用可能である。
【００４９】
また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る給電装置を備える画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略を示す断面構成図である。
【図２】その作像ユニットを詳しく示す拡大図である。
【図３】プロセスカートリッジの一方側端部付近における内部構造を示す斜視図である。
【図４】給電装置の第２実施例を示す斜視図である。
【図５】給電装置の第３実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１              感光体ドラム（被帯電体）
２              帯電ローラ（帯電手段）
２ａ            回転軸（芯金）
２ｂ            導電性ゴム層
１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）  作像ユニット
１１            中間転写ベルト
２０            光書き込み装置
３０            導電性軸受部材
３１            押圧用バネ
３２            電極板
３２ａ          延伸部
３３            導電性ブラシ
５０            プロセスカートリッジ
１００          カラープリンタ
【図１】
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【図２】
2008009268.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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