(57)【要約】【課題】長時間の使用でもシャフトが損傷することがない接触式の帯電器及び該帯電器を備えた画像形成装置の提供。【解決手段】シャフト１２１の両端に導電性の軸受１２２，１２２を取付け、この軸受１２２，１２２を介すことにより、シャフト１２１との間に空隙を設けた状態で円筒状の導電性弾性部材１２０を取り付ける。軸受１２２，１２２は、導電性を有する支持部材１２３，１２３によって回転自在に支持され、この支持部材１２３，１２３に通電することにより、軸受１２２，１２２及び導電性弾性部材１２０を通じて感光体ドラム１１の表面を帯電させる。【選択図】図２
2007193133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電部材を帯電させる帯電器において、
シャフトと、該シャフトの軸方向の異なる２箇所に夫々取付けられた導電性を有する２つの軸受と、該軸受を介して前記シャフトを回転自在に支持する支持部材と、前記軸受に嵌合され、その外側が前記被帯電部材に当接される円筒状の導電性当接部材とを備え、前記軸受を用いて前記導電性当接部材と前記シャフトとの間に空隙を形成してあり、前記軸受を介して前記導電性当接部材に通電することにより前記被帯電部材を帯電させるようにしてあることを特徴とする帯電器。
【請求項２】
前記軸受は、前記導電性当接部材の電気抵抗率よりも大きな電気抵抗率を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電器。
【請求項３】
前記軸受は、着脱可能に前記シャフトに取付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の帯電器。
【請求項４】
感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させる請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の帯電器と、該帯電器により帯電させた感光体ドラム上に現像剤による画像を生成する手段と、生成した画像をシート上に転写する手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式の帯電ローラを備えた帯電器、及び該帯電器を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体を帯電させる帯電器が搭載されている。一般には、非接触帯電方式の帯電器が用いられ、コロナ放電により感光体の表面を帯電させる手法がとられている。ところで、このような非接触帯電方式では、オゾンなどの生成物が発生することが多く、その対処のために付加的な装置が必要となる。そのため、装置が大型化し、製造コストが上昇するという問題点を有している。
【０００３】
そこで、近年では、非接触帯電方式に代わる新しい帯電方式として、接触帯電方式の検討が行われ、実用化されている。接触帯電方式では、電圧を印加した帯電ローラを被帯電部材である感光体に所定の押圧力で当接させて感光体の表面を均一に帯電させるものである。非接触帯電方式の帯電器と比較してオゾンの発生が大幅に減少することから、その対処に不可欠な装置が不要であるといった長所がある。
【０００４】
このような帯電器では、帯電ローラを回転させるために一般的に金属シャフトが使用されるが、均一的な帯電性を確保するために、使用する金属シャフトには強度や寸法精度が要求される。そのため、金属シャフトは他の部分と比較して高価となり、コストダウンや再利用が望まれている。
【０００５】
そこで、従来では、芯金（金属シャフト）の周りに導電性弾性層を一体的に被覆して、更にその周りに帯電層を一体的に被覆した帯電器において、帯電ローラの周りに半導電性のシームレス帯電チューブを遊嵌したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、芯金に体積固有抵抗値が１×１０10〜１×１０12Ωｃｍの樹脂製中実体又は中空体を用いた帯電ローラが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１４８９０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５６０１号公報
【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、特許文献１に記載されている帯電器では、帯電ローラと帯電チューブとの接触面積が小さくなるため、スリップや横ずれが発生して帯電安定性が確保できないという問題点を有している。また、芯金の再生という観点からは、芯金と軸受部分との間で傷が発生し、常に安定した帯電を行うことができないため、再利用回数が制限されるという問題点を有している。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている帯電器では、樹脂製中実体又は中空体は金属シャフトに比べてコストダウンが図れるが、これも、樹脂製中実体又は中空体と軸受部分との間に傷が発生するため、再利用回数が制限されるという問題点を有している。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、長時間使用する場合であってもシャフトが損傷を受けることなく、安定した帯電性能を保つことができる帯電器、及びこの帯電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る帯電器は、被帯電部材を帯電させる帯電器において、シャフトと、該シャフトの軸方向の異なる２箇所に夫々取付けられた導電性を有する２つの軸受と、該軸受を介して前記シャフトを回転自在に支持する支持部材と、前記軸受に嵌合され、その外側が前記被帯電部材に当接される円筒状の導電性当接部材とを備え、前記軸受を用いて前記導電性当接部材と前記シャフトとの間に空隙を形成してあり、前記軸受を介して前記導電性当接部材に通電することにより前記被帯電部材を帯電させるようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、被帯電部材に当接させる導電性当接部材をシャフトから空隙を設けて配してあり、しかも、シャフトの軸受を介して導電性当接部材に通電する構成であるため、使用中に発生する傷は基本的に軸受とこの軸受を回転自在に支持する支持部材との間で発生する。
【００１２】
本発明に係る帯電器は、前記軸受は、前記導電性当接部材の電気抵抗率よりも大きな電気抵抗率を有する材料により形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、軸受の電気抵抗率は導電性当接部材の電気抵抗率よりも大きいため、経年変化により導電性当接部材の電気抵抗率が上昇した場合であっても、軸受の方が電気抵抗率を高く保つことができるため、印加電圧が安定化され、被帯電部材の帯電安定性が図れる。
【００１４】
本発明に係る帯電器は、前記軸受は、着脱可能に前記シャフトに取付けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、軸受をシャフトに対して着脱可能に取付けてあるため、経年変化により軸受が劣化した場合には交換可能となる。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させる前述した発明の何れか１つに記載の帯電器と、該帯電器により帯電させた感光体ドラム上に現像剤による画像を生成する手段と、生成した画像をシート上に転写する手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、前述した何れかの帯電器により感光体ドラムを帯電させ、その感光体ドラム上に生成させた現像剤による画像をシート上に転写する構成としているため、感光体ドラムへの帯電安定性が保たれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による場合は、被帯電部材に当接させる導電性当接部材をシャフトから空隙を設けて配してあり、しかも、シャフトの軸受を介して導電性当接部材に通電する構成である。したがって、使用中に発生する傷は基本的に軸受とこの軸受を回転自在に支持する支持部材との間で発生することなり、長時間使用した場合であってもシャフトの交換は不要となる。また、シャフト自体に傷が発生しにくい構成であるため、使用を終えた帯電器からシャフトを取り出して他の帯電器へ転用することも可能であり、半永久的な再利用が可能となる。
【００１９】
本発明による場合は、導電性当接部材の電気抵抗率よりも大きな電気抵抗率を有する軸受を用いている。したがって、経年変化により導電性当接部材の電気抵抗率が上昇した場合であっても、軸受の方が電気抵抗率を高く保つことができるため、印加電圧を安定化することができ、被帯電部材の帯電安定性を図ることができる。
【００２０】
本発明による場合は、軸受をシャフトに対して着脱可能に取付けてあるため、経年変化により軸受が劣化した場合には交換可能となる。
【００２１】
本発明による場合は、前述した何れかの帯電器により感光体ドラムを帯電させ、その感光体ドラム上に生成させた現像剤による画像をシート上に転写する構成としている。したがって、感光体ドラムへの帯電安定性を保つことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明に係る帯電器を備えた画像形成装置の構成を示す模式的断面図である。図中１１は現像剤（トナー）による画像をその表面に担持する感光体ドラムであり、図示しないモータの駆動力により矢印の方向に回転する。この感光体ドラム１１に接触する帯電器１２は電源１２５により所定電圧にバイアスされているため、その回転方向の下流側に設けられた光学ユニット１３により画像情報に応じて露光され、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。さらに、その回転方向の下流側には現像装置１４が設けられており、現像装置１４の現像ローラ１４ａによりトナーが供給されて感光体ドラム１１の表面にトナー像が生成される。用紙Ｐは用紙カセット２０に蓄積されており、給紙ローラ２０ａにより搬送路Ｓに沿って矢符の方向へ搬送される。
【００２３】
搬送された用紙Ｐは、転写ローラ１５によって用紙Ｐの背面に与えられた電荷により感光体ドラム１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは搬送路Ｓの下流側に設けられた定着装置１６で加圧定着され画像形成装置の外部へ排出される。なお、トナー像の転写後、感光体ドラム１１上にはトナーが残留するため、クリーニング装置１７に設けられているクリーニングブレード１７ａを感光体ドラム１１の表面に当接させることにより、感光体ドラム１１に付着している微粒子を除去する。
【００２４】
図２は帯電器１２の構成を説明する正面図、図３は同じく側面図、図４は同じく部分斜視図である。本実施の形態に係る帯電器１２は、感光体ドラム１１の表面に当接される円筒状の導電性弾性部材１２０、この導電性弾性部材１２０の回転軸となるシャフト１２１、シャフト１２１の両端部にそれぞれ取付けられ、導電性弾性部材１２０をシャフト１２１から離隔して支持するための軸受１２２，１２２を備えている。シャフト１２１は、軸受１２２，１２２を介して支持部材１２３，１２３により回転自在に支持されており、バネ１２４，１２４により感光体ドラム１１の方向へ付勢力が与えられている。この構成により導電性弾性部材１２０、シャフト１２１及び軸受１２２，１２２は、感光体ドラム１１と従動して一体的に回転する。また、軸受１２２，１２２、支持部材１２３，１２３、及びバネ１２４、１２４は何れも導電性を有する材料により形成されており、電源１２５，１２５により導電性弾性部材１２０の表面に負の電荷が与えられる。
【００２５】
導電性弾性部材１２０は、弾性および導電性を有する材料により円筒状に形成され、感光体ドラム１１に当接するように配置される導電性当接部材である。導電性弾性部材１２０の材料としては、高分子弾性体に導電剤を添加して導電性を付与したものが用いられる。ここで、高分子弾性体の材料としては、特に制限はなく、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、天然ゴム等が用いられる。また、導電剤は、導電性弾性部材１２０の電気抵抗率が１×１０4 〜１×１０6 Ωｃｍとなるように添加される。
【００２６】
シャフト１２１は、精度および強度が要求されるためＳＵＳ、ＳＵＭなどの金属により円柱状または円筒状に形成される。なお、本発明ではシャフト１２１を通じて導電性弾性部材１２０に通電する構成ではないため、必ずしも金属製である必要はなく、導電性をもたない材料により形成されるものであってもよい。
【００２７】
軸受１２２は、１×１０5 〜１×１０8 Ωｃｍ程度の電気抵抗率を有する材料により円筒状に形成される。軸受１２２の材料としては、例えば、ＰＯＭ，ＰＥＳ，ＰＰ，ＡＢＳ等の合成樹脂に導電性カーボンを分散させた導電性樹脂を用いることができる。図５は軸受１２２の斜視図である。軸受１２２の内径はシャフト１２１の外径にほぼ等しく、その外径は導電性弾性部材１２０の内径以上となるように形成している。このような構成とすることにより、軸受１２２をシャフト１２１の適宜箇所に着脱可能に取り付けることができると共に、回転時に導電性弾性部材１２０がスリップすることなく安定した回転が得られる。そして、シャフト１２１の両端部において２つの軸受１２２，１２２で導電性弾性部材１２０を支持することにより、導電性弾性部材１２０とシャフト１２１との間に空隙を設けることができる。
【００２８】
支持部材１２３は、軸受１２２と同一の材料または金属により形成される。図６は支持部材１２３の斜視図である。支持部材１２３は、直方体状の基部１２３ａとこの基部１２３ａの一面に設けられた軸受部１２３ｂとからなる。軸受部１２３ｂは、略半円形の断面を有する溝からなり、その内径が軸受１２２の外径よりも少しだけ大きくなるように形成されている。シャフト１２１の両端に取り付けられる軸受１２２は、支持部材１２３の軸受部１２３ｂにより把持され、基部１２３ａの他面側からバネ１２４の付勢力を与えることにより両者を当接させる。
【００２９】
このような構成による場合、シャフト１２１の回転時に軸受１２２の外周面及び支持部材１２３の軸受部１２３ｂが互いに擦れ合うため、使用時間が長くなると傷が発生する虞があるが、軸受１２２はシャフト１２１に固定されており、しかも、シャフト１２１の表面と導電性弾性部材１２０とは離隔しているため、シャフト１２１に傷が発生することがなくなる。その結果、長時間使用した場合であってもシャフト１２１に傷が発生することがないため、交換が不要となる。また、軸受１２２はシャフト１２１に着脱可能に取付けてあるため、傷が発生した場合であっても交換可能となる。
【００３０】
また、軸受１２２の電気抵抗率を導電性弾性部材１２０の電気抵抗率よりも大きく設定しているため、経年変化により導電性弾性部材１２０の電気抵抗率が上昇した場合であっても、導電性弾性部材１２０の方が電気抵抗率を小さく保つことができ、定電流制御においても印加電圧が安定化され、安定した帯電性能が得られる。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では、円筒状の軸受１２２を用いることとしたが必ずしもこのような形状に限定する必要はない。
【００３２】
図７は実施の形態２に係る軸受２２２を説明する模式図である。この軸受２２２は、前述した支持部材１２３の軸受部１２３ｂにて支持される円筒状の基部２２２ａと、導電性弾性部材１２０に嵌合される円筒状の凸部２２２ｂとを一体に形成したものであり、シャフト１２１が挿通される挿通孔２２２ｃを備えている。凸部２２２ｂの外径を、導電性弾性部材１２０の内径よりも少しだけ大きく形成することにより、回転時に導電性弾性部材１２０がスリップすることなく安定した回転が得られるようにしている。
【００３３】
また、軸受２２２は、例えば、ＰＯＭ，ＰＥＳ，ＰＰ，ＡＢＳ等の合成樹脂に導電性カーボンを分散させた導電性樹脂により形成され、電源１２５から通電されることにより、導電性弾性部材１２０を帯電させるように構成されている。
【００３４】
このような形状とすることで、軸受２２２，２２２を取付ける際、導電性弾性部材１２０に対する軸受２２２，２２２の取付け位置が容易に定まり、軸受２２２，２２２が導電性弾性部材１２０の内部に完全に押し込まれることを防止し、軸受２２２，２２２の交換作業が容易になるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る帯電器を備えた画像形成装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】帯電器の構成を説明する正面図である。
【図３】帯電器の構成を説明する側面図である。
【図４】帯電器の構成を説明する部分斜視図である。
【図５】軸受の斜視図である。
【図６】支持部材の斜視図である。
【図７】実施の形態２に係る軸受を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１  感光体ドラム  
１２  帯電器  
１３  光学ユニット
１４  現像装置
１５  転写ローラ
１６  定着装置
１７  クリーニング装置
２０  用紙カセット
１２０  導電性弾性部材
１２１  シャフト
１２２  軸受
１２３  支持部材
１２４  ばね
１２５  電源
【図１】
2007193133.tif 000003
【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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