JP2012083505A - 回転体の通電機構、像担持体ユニット、プロセスカートリッジ、ベルトユニット、定着ユニット、シート搬送ユニット、画像形成装置および回転体の通電方法ならびに導電性部材 - Google Patents
回転体の通電機構、像担持体ユニット、プロセスカートリッジ、ベルトユニット、定着ユニット、シート搬送ユニット、画像形成装置および回転体の通電方法ならびに導電性部材 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】アース板5と導電布6および押圧部材7とがフランジ2に固定され、フランジ2を像担持体1の内側にはめ込み・圧入することで、導電性基材1Aとアース板5とが、またアース板5と導電布6とが、また導電布6とシャフト4とがそれぞれ接触することで、導電性基材1Aとシャフト4とが最終的に導通するように構成した。
【選択図】図8
Description
特許文献1には、シート搬送装置に用いられる導電性の回転軸用アース装置において、弾性材により形成された芯材と、この芯材の周囲に導電材(布製であり、以下「導電布」ともいう)とを設けて構成されたアース手段を備え、このアース手段の導電面を回転する導電軸表面に付勢し、さらに該アース手段の他の導電面を装置本体のフレームグラウンドに導通している導電部材に接触させて接地した技術が開示されている。
特許文献2には、転写部近傍に配設されて記録媒体の除電を行う除電部材が、シート状の形態をした導電性繊維を基材とする除電布(導電布)を用いて、これを別部材に貼り付け、かつ、別部材との連動によって圧接させアースを取る技術が開示されている。
特許文献2記載の技術では、除電布を別部材に貼り付け、かつ、別部材との連動によって圧接させているため、特許文献1と同様に、導電布の可撓性を積極的に利用しているものではない。
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である事務機器は、室内で使用されるため、特に異常音等の騒音は皆無にすることが望まれている。
請求項1記載の発明は、画像形成装置に用いられる回転体の通電機構であって、布状もしくはシート状の導電性部材の一部を通電対象物側に当接させ、前記導電性部材の他部を、前記回転体、該回転体と共に回転する回転シャフトおよび前記回転体を回転可能に支持するシャフトのうちの何れか一つの被当接部材に面で当接させることにより、前記導電性部材を介して前記通電対象物と前記被当接部材とを通電することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の回転体の通電機構において、前記導電性部材に対する前記被当接部材の当接方向が、該導電性部材の撓み方向と同一方向であることを特徴とする。
請求項36記載の発明は、請求項35記載の導電性部材において、前記導電性部材は、前記被当接部材に撓んで当接することを特徴とする。
請求項37記載の発明は、請求項36記載の導電性部材において、前記導電性部材は、前記被当接部材を貫通可能とし、かつ、該被当接部材が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させる切り込みを有することを特徴とする。
請求項1ないし3記載の発明によれば、上記構成により、金属同士の摺動を廃止することができることによって、異音の発生の抑制、酸化の抑制による導通不良を防止することができ、さらには導電性潤滑剤も不要となるため、環境に配慮した安価で小型の安定した回転体の通電機構を提供することができる。
請求項24記載の発明によれば、中間転写体としての中間転写ベルト、電子写真感光体層、静電記録誘電体層および磁気記録磁性体層の何れか一つを備えた像担持体ベルトおよび転写搬送体としての転写搬送ベルトの何れか一つを有するベルト装置で、請求項4ないし14の記載の発明の効果を少なくとも一つ以上奏する。
請求項30、31記載の発明によれば、請求項29記載の発明の効果に加えて、シート搬送装置において、押圧部材で布状もしくはシート状の導電性部材(例えば導電布)を押さえ込むことができることにより、導通が経時に亘り安定して確保することができる。
請求項34記載の発明によれば、請求項33記載の発明よりも、さらに安定した導通を確保した回転体の通電方法を提供することができる。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態1を適用した電子写真方式のカラー画像形成装置50の全体構成と共に動作を説明する。図1は、カラー画像形成装置50の内部構成を示す概略的な断面図である。
同図に示すように、カラー画像形成装置50は、装置本体としての機枠体をなす本体フレーム51のほぼ中央部に、画像形成部を構成するプロセスカートリッジとして右から左に向けて順に4つのプロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yを並設しており、プロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yの上側には、それぞれの像担持体1K,1C,1M,1Yに潜像を形成するための潜像形成手段・露光手段としての露光装置57を配置している。図示した例では、各像担持体1K,1C,1M,1Yは、感光体からなり、感光体の表面に、ブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびイエロートナー像がそれぞれ形成される。
以下、プロセスカートリッジ58K,58C,58M,58Yでは、現像剤として使用されるトナーの色および形成されるトナー像が異なるだけで同様の構成であるため、これらを総括的に説明する際にはその色を表す符号を削除したプロセスカートリッジ58で説明する。同様に、像担持体1K,1C,1M,1Yを総括的に説明する際にはその色を表す符号を削除した像担持体1で説明する。
現像ローラ12等を備えた現像装置は、1成分接触現像器であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、像担持体1に形成された静電潜像をトナー像として顕像化する。
なお、中間転写ベルト53に付与するベルト張力として、従動ローラ56の両側の軸受部にてばね(図示せず)により加圧している。中間転写ベルト53を張架している上記各ローラは、図示しない一対の中間転写ベルトユニット側板によって中間転写ベルト53の両側より支持されている。
中間転写ベルト53の材質としては、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、TPE(熱可塑性エラストマー)等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。
各プロセスカートリッジ58にてこれら色毎のトナー像が順次中間転写ベルト53に転写され、中間転写ベルト53上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。
なお、2次転写ローラ63としては、例えば直径6mmのSUS等の金属芯金上に、導電性材料によって弾性体を被覆することで構成されているもの、例えばEPDM製の導電性ローラや電子導電タイプのローラ等が用いられる。
なお、クリーニングブレード66aの材質としては、例えばウレタンゴムを使用し、中間転写ベルト53に対してカウンタ当接させている。中間転写ベルト53のクリーニングニップ部に該当する部分およびクリーニングブレード66aのエッジ部の少なくとも一方は、組み付け時に潤滑剤を塗布し、クリーニングニップ部におけるブレード捲れ上がりを防止すると共に、クリーニングニップ部にダム層を形成しクリーニング性能を高めることが好ましい。
また、図1での右側が正面となるよう構成すると共に、シート搬送経路のほぼ中央で分割してその右側を開閉自在なカバーユニット(図示せず)とし、このカバーユニットを開放してシート搬送経路を露出させることができる構成であるため、紙詰まり発生時の解消処理操作もより簡単になる。
図1および図2において、像担持体1は、円筒状をなし、本体フレーム51に設置された図示しない駆動装置により図中矢印方向に回転駆動され、その表面の感光層1Bが帯電ローラ11によって一様な高電位に帯電される。一様に帯電された感光層1Bは、潜像形成手段である露光装置57からの画像情報に基づく光線(例えばレーザ光)Lにより露光される。この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が感光層1Bに形成される。次いで、当該静電潜像の低電位部(または高電位部)が像担持体1と現像ローラ12との対向位置に至ると、その表面にトナー薄層を担持した現像ローラ12からトナーが像担持体1に移され、像担持体1の表面に可転写画像としてのトナー像(可視像)が形成される。像担持体1の回転が進むと、上記トナー像は図1に示した1次転写ローラ54によって中間転写ベルト53に転写される。このとき、像担持体1上には、中間転写ベルト53に転写されずに残った転写残トナーが存在するが、この転写残トナーはクリーニングブレード13によって像担持体1から除去される。このクリーニングブレード13よりも像担持体1の回転方向下流側には、図示しない除電装置が設けられている。この除電装置では、像担持体1の表面の残留電荷が除去される。除電装置における像担持体1の回転方向下流側には上記帯電ローラ11が設けられており、像担持体1は再び帯電ローラ11によって一様な高電位に帯電される。
図4に示すように、像担持体ユニット10の周りには、像担持体ユニット10のシャフト4の両端部を支持するフレーム14と、シャフト4を電気的に通電、例えばアース・接地する後述する導通手段とが配設されている。
なお、各ボス固定爪5cに各ボス(図12のフランジ2のボス2c参照)が弾撥的に係合・固定後に、各ボス2cの先端部(頭部)を加熱溶着する熱カシメで固定・保持する加工を追加しても良い。
本実施形態で実際に用いた導電布自体の拡大顕微鏡写真を図9(a):30倍、図9(b):100倍に示す。また、図10は、実際に用いた導電布自体の模式図(100倍)を示す。両図から分かるように、導電布は、導電性の繊維が縄状に編まれて繊維束をなし、さらに繊維束が格子状に組まれている。この導電布は、抵抗値が0.01Ω未満で、厚みが0.25mmのものである。
本実施形態の導電布6には、図5および図6に仮想線で示すように、シャフト4貫通時の断面外形形状としての外径形状4a(以下、「シャフト外径形状4a」という)を中心として交わるように複数の切り込み6aが十字状ないし放射状に形成されている。シャフト外径形状4aが導電布6と重なる部位にあると、シャフト4が導電布6と接触・当接することを示している(後述の各変形例、実施例1等でも同じ)。各切り込み6aの端部は、シャフト4の貫通を容易にすべくシャフト外径形状4aの外側近傍に延びて形成されている(後述の各変形例、実施例1等でも同じ)。なお、図8においては、実施形態1の導電布6と共に後述する変形例1〜12および実施例1の導電布6A〜6D1〜6M(以下、「6A〜6M」と記述する)が適用可能であることを併記している。
導電布が有する可撓性を今までに実施されていない状態で積極的に利用すべく、本実施形態例のような除去クズ・ゴミの発生しない「切り込み」だけのもの、除去クズ・ゴミの発生する「切り抜き部」(切り欠きや打ち抜き等を含む)、極端な場合として「切り込み」や「切り抜き部」を形成せずに構成したもの、これらを適宜組み合わせたものなど種々の形態・変形例を創作したが、これらについてはまとめて後述する。
上記のとおり、アース板5の圧着接点部5bが導電性基材1Aの内壁1Aaに固定されることで導電性基材1Aに導通することとなるから、アース板5の平板部5p(基端部)が、通電(アース)対象物側に相当する。従って、本実施形態では、導電布6の一部を通電(アース)対象物側であるアース板5の平板部5pに当接させ、導電布6の他部をシャフト4に撓ませて当接させている構成となる。
上述したようにアース板5と導電布6および押圧部材7とがフランジ2に固定され、フランジ2を像担持体1の内側にはめ込み・圧入することで、導電性基材1Aとアース板5とが、またアース板5と導電布6とが、また導電布6とシャフト4とがそれぞれ接触することで、導電性基材1Aとシャフト4とが最終的に導通することが可能となる。この際、アース板5と導電布6の接触方法としては、フランジ2と導電布6との間に押圧部材7を配置し、さらにアース板5で導電布6と押圧部材7とを押さえ込むことで、押圧部材7が弾性的に圧縮変形し、導電布6がアース板5と安定して当接することが可能になる。これにより導通が経時に亘り安定して確保されることとなる。
また、上記構成および特に図7に示した導電布6の切り込み6a部分とシャフト4との接触状態により、導電布6の切り込み6aにおけるシャフト4との接触部位が適度な剛性を得ることができ、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、またシャフト中心4cにいくに従いシャフト4との接触部位の幅が小さくなることにより接触圧が低減するので、低負荷の通電、例えばアース構成を得ることができる。このように接触部位の形状が根元が広く先端部にいくに従い細くなっていることで、先端部はシャフト4と柔らかく接触するが、腰は強く折れにくいという利点がある。
次に、図11および図12を参照して、実施形態1の比較例として従来の像担持体ユニット500を説明する。図11は、像担持体ユニット500の両端部をその長手方向(軸方向)で断面にした図であり、像担持体1、フランジ2、アース板5Xの形状・配置状態を示している。図12は、熱カシメ前にアース板5Xをフランジ2に装着セットした状態を表す斜視図を示している。
本比較例では、図11および図12において、像担持体ユニット500の2つの構成部品である像担持体(感光体)1の導電性基材1Aとシャフト4とを金属製の従来のアース板で導通させる金属接点を用いた構成例で説明する。
アース板5Xは、図11および図12に示すように、アース板5と同様の2つの圧着接点部5b,5bを有するが、アース板5には無い、平板部5Xpに形成された2つの孔5Xa(図12において上側の孔5Xaのみを示し、下側の長孔は隠れていて見えない)、折り曲げ部5Xc,5Xc、接触部5Xd,5Xdを有していて、アース板5と同様のバネ材で一体形成されている。
アース板5Xは、アース板5と比較して、フランジ2の取付面2bに後述するように2箇所で直接的に固定される平板部5Xpを備え、平板部5Xpからシャフト4の長さ方向に沿って折り曲げられた折り曲げ部5Xc,5Xcの先端部に形成され、シャフト4の外周面に接触・摺動する突起状の接触部5Xd,5Xdを備えていることにより、像担持体1の導電性基材1Aとシャフト4とを電気的に導通する形状を有している。上記相違点以外は、アース板5Xは、実施形態1のアース板5と同様である。
これに対して、実施形態1では、導電布の撓み性能を積極的に利用した導電布の新しい使用方法によって、すなわち導電布6に切り込み6aを形成するという非常に簡単な加工だけを行って用いることで、上記問題点を根本的に解決することができるものである。
なお、本比較例によれば、アース板5Xはフランジ2に熱カシメ二点でのみ固定される状態であるが、この熱カシメ後のアース板5Xおよびフランジ2(以下、「熱カシメ後のフランジ2」という)を像担持体1に組み込むことで、圧着接点部5bが熱カシメ後のフランジ2を像担持体1の一端部に固定する役割を担うこととなる。そのため、特許文献3記載の技術と比較して、熱カシメ後のフランジ2の安定した固定を、アース板5の少ない熱カシメ点と像担持体1内壁への圧着固定点とで得られるため、アース板5Xが像担持体1内壁と圧着固定する点の増加や、熱カシメの点数を増やすことが不要となる。そのため像担持体1の一端部への熱カシメ後のフランジ2圧入時の負荷を低減することができ、部品の歪み、破損を防ぐことができる利点はある。
以下、導電布の「切り込み」パターン・形状に係る実施形態1の各種変形例を説明する。
図13〜図15を参照して、変形例1を説明する。変形例1の導電布6Aは、実施形態1の導電布6と比較して、図13、図14に示すように、切り込み6aがシャフト外径形状4aを複数回横切るような波線もしくは折れ線といった形状にした点のみ相違する。なお、切り込み6aの端部および折り返し部は、シャフトの貫通を容易にすべくシャフト外径形状4aの外側近傍に延びている。
変形例1の導電布6Aによれば、図15に示すような単純な1つの切り込み6aを有する導電布6Xと比べて、シャフト貫通時に複数箇所で当接可能であるため、すなわちより多数の接触点を得られるため、安定した導通を確保することができる。また、実施形態1の導電布6と同様に、切り込み6aだけで接触部を持つことができるので、導電布6A加工の際に除去クズ・ゴミを出さないという利点もある。
図16を参照して、変形例2を説明する。変形例2の導電布6Bは、実施形態1の導電布6と比較して、図16に示すように、同図における水平方向の1つの切り込み6a1に対して鉛直・縦方向に配置された複数の平行な切り込み6a2を有する形状にした点のみ相違する。切り込み6a1は、シャフト中心4cを通り、その端部がシャフト外径形状4aの外側近傍に延びている。切り込み6a2は、長さが同じであり、その端部がシャフト外径形状4aの外側近傍に延びている。
変形例2の導電布6Bによれば、シャフトとの接触点がより多点となり、さらなる安定した導通を確保することができる。
図17を参照して、変形例3を説明する。変形例3の導電布6Cは、変形例2の導電布6Bと比較して、図17に示すように、縦方向に配置された複数の平行な切り込み6a2の長さが、シャフト外径形状4aに倣うように調整されていて、シャフト中心4cからシャフト外径形状4aに近づく従い短く形成されている点のみ相違する。
変形例3の導電布6Cによれば、切り込み6a2をシャフト外径形状4aに倣って順次短くすることで、図16の導電布6Bと比べ、導電布の外形から切り込み6a2端部までの距離を確保することで剛性を向上させ、かつ、導電布のサイズを小さくすることが可能となり、装置の省スペース化にもつながる。なお、切り込み6a2間の間隔と設置向きは任意の形状を選択できる。
図18を参照して、変形例4を説明する。変形例4の導電布6Dは、導電布6Dのほぼ中央の1点(以下、「中央点」もしくは「中心」ともいう)6cからシャフト外径形状4aの半径方向に放射状に延びた複数(本変形例では6箇所)の第1の放射状の切り込み6bを有し、図示しないシャフトが中央点6cを中心として挿入されることを特徴としている。導電布6Dの中央点6cは、6箇所の切り込み6bの交点でもあり、また同時にシャフト中心4cと同一でもある。6箇所の切り込み6bの端部は、シャフト外径形状4aの外側近傍に延びている。
変形例4の導電布6Dによれば、複数の切り込み6bを設け、シャフトとの接触点数を増やしたことで導通の安定性が向上した。また、例えば図8において導電布6Dを採用した場合で説明すると、導電布6Dの折り曲げ根元部位(押圧部材7の内周端部とアース板5の貫通孔5aの内周端部で挟持された部分)が倒れることなく、シャフト4との接触圧は低い状態で、安定した導通を得ることができる。本変形例では、隣り合う切り込み6bの角度は等間隔で配置しているが、任意の間隔でも同じ効果を得ることができる。
また、上記構成により、導電布6Dの切り込み6bにおけるシャフト4との接触部位が適度な剛性を得ることができ、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、さらに、シャフト中心4cにいくに従い切り込み6bにおけるシャフト4との接触部位幅が小さくなることにより接触圧が低減するので、低負荷の通電、例えばアース構成を得ることができる。このように接触部位の形状が根元が広く先端部にいくに従い細くなっていることで、先端部はシャフト4と柔らかく接触するが、腰は強く折れにくいという利点がある。
実施例1の導電布6D1によれば、変形例4の導電布6Dと比べて、より多い切り込み6bを設け、シャフトとの接触点数をより増やしたことで導通の安定性がさらに向上した。また、例えば図8において導電布6D1を採用した場合で説明すると、導電布6D1の折り曲げ根元部位(押圧部材7の内周端部とアース板5の貫通孔5aの内周端部で挟持された部分)が倒れることなく、シャフト4との接触圧は低い状態で、安定した導通を得ることができる。また、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、シャフト中心4cにいくに従い接触圧が低減する等の利点が得られる。
図20〜図22、図24〜図27等では、導電布6D1の切り込み6bを分かりやすくするために隙間を持たせて誇張拡大して示しており、実際には切り込み6bの隙間が見えるようになっていないことを付記しておく。
次いで、第3工程として図24(c)に示すように、未加工の導電布6D0と、両面テープ34が貼着されると共に貫通孔7aの形成された押圧部材7との貼り付け工程を行う。切り込み6bが未加工の導電布6D0と、貫通孔7aが形成され両面テープ34付きの押圧部材7とを、剥離紙34aを剥して貼り付ける。最後に第4工程として図24(d)に示すように、両面テープ34を介して貼着された導電布6D0と押圧部材7との貼着体の型抜きを行う。ここでは、例えば破線で示すプレス成形型36を用いて、導電布6D0側からの型抜きを行い、導電布6D1を形成するための8本の放射状の切り込み6b、2箇所のボス用孔6mおよび外形形状の加工と、押圧部材7の貫通孔7a、2箇所のボス用孔7bおよび外形形状の加工とを同時に行う。以上の工程により、図24(e)に示す導電布アッシー33を得ることができる。
また、例えば図4において、ギヤ3側からシャフト4を挿入する構成であるならば、導電布6D1の切り込み6b部分にも押圧部材7がある構成も採りうる。このような構成を採ることで、押圧部材7の弾性により導電布6D1がより強くシャフト4に当てることができるという利点も生じる。
すなわち、2箇所の圧着接点部5bに対応する2箇所は高いリブ2e1となっており、押圧部材7が高いリブ2e1に突き当たるまでアース板5によって押し込まれるので、例えば発泡ウレタンゴムのスポンジからなる押圧部材7は完全圧縮の状態になる。2箇所の圧着接点部5b以外の6箇所の低いリブ2e2に対応する押圧部材7を圧縮して使用している。高いリブ2e1と低いリブ2e2との間には、特に下方に支持する物がないので、隣にあるリブの影響で若干接触がある程度である。このように、アース板5と導電布6D1との導通はリブのある所を中心にして確保する構成となっている。アース板5の2箇所の圧着接点部(ツメ部分)5bは、上述したとおり、例えば図8で説明すると感光体1の内壁1Aaに対して圧着接点部(ツメ部分)5bが突き刺さるようにしてアース板5が感光体1に圧着取り付け・固定されることで導通を確保している。そのため、フランジアッシー32を感光体1に組み込むときには、アース板5の2箇所の圧着接点部(ツメ部分)5bが安定して変形するように圧着接点部(ツメ部分)5bの根元部分に高いリブ2e1を設けて、この高いリブ2e1の端部を支点に変形するような構成にしている。
図30を参照して、変形例5の導電布6Eを説明する。変形例5の導電布6Eは、図18の導電布6Dと比較して、第1の放射状の切り込み6bの長さよりも短く、かつ、中央点6cの周りに切り込み6bと位相を変えて中央点6cからシャフト外径形状4aの半径方向に放射状に延びた複数(本変形例では6箇所)の第2の放射状の切り込み6dを有する点のみ相違する。切り込み6dの長さは、切り込み6bのそれよりも短く、導電布6Eの中央点6cからシャフト外径形状4aの半径方向の内側に形成されている。導電布6Eの中央点6cは、複数の切り込み6bと複数の切り込み6dとの交点、すなわち複数の切り込み6bの中心6bcでもある。
変形例5の導電布6Eによれば、例えば図7において導電布6Eを採用した場合で説明すると、シャフト4との接点をさらに複数増やすことが可能となり、安定した導通を確保することができる。また、変形例4と同様に、隣り合う切り込み6dの角度は等間隔で配置しているが、任意の間隔でも同じ効果を得ることができる。また、切り込み長さも、切り込み6b、6dで各々均一でなくても同じ効果を得ることができる。
また、上記構成により、導電布6Eの切り込み6b,6dにおけるシャフト4との接触部位が適度な剛性を得ることができ、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、またシャフト中心4cにいくに従い接触幅が小さくなることにより接触圧が低減するので、低負荷の通電、例えばアース構成を得ることができる。このように切り込み6b,6dにおけるシャフト4との接触部位の形状が根元が広く先端部にいくに従い細くなっていることで、先端部はシャフト4と柔らかく接触するが、腰は強く折れにくいという利点がある。
図31〜図33を参照して、変形例6の導電布6Fを説明する。図31は、変形例6の導電布6Fの切り込み・形状を示す正面図であり、図32は、変形例6における像担持体ユニットの一端部を長手(軸)方向で断面にした、シャフト4と導電布6Fの先端部との接触状態を示す断面図である。
変形例6の導電布6Fは、図18の導電布6Dと比較して、複数の切り込み6bの中心6bcを、導電布6Fの中央点6cからシャフト外径形状4a範囲内の任意の位置に偏倚させた点が主に相違する。複数の切り込み6bの中心6bcは、6箇所の切り込み6bの交点位置でもある。
また、複数の切り込み6bの中心6bcとシャフト中心4cとの位置がずれていることにより、種々の外径のシャフト4に対して適用が可能となるため対応幅が広く、外径のみが異なる同一シリーズの部品(シャフト)を使うことによるコスト低減にもつながる。具体例としては、図33(a)はシャフト4の外径が相対的に大きい場合、図33(b)はシャフト4の外径が相対的に小さい場合の、導電布6Fの先端部とシャフト4との接触範囲を示している。なお、図33(a)、(b)では、シャフト4および導電布6F以外の構成要素の図示は省略している。
図33(a)ではシャフト4の外径が相対的に大きいため、同図の上部側で示す接触状態では導電布6の折り曲げ根元近傍で接触するものがある一方、下部側で示す接触状態では、狙いとする適性な位置で接している。図33(b)ではシャフト4の外径が相対的に小さいため、同図の下部側では極端な例で示せば、導電布6Fの先端部とシャフト4との接触はない。しかし、同図の上部側では狙いとする適性な位置で接している。
図34を参照して、変形例7の導電布6Gを説明する。変形例7の導電布6Gは、図30の導電布6Eと比較して、上述した変形例6と同様の技術思想の下に、複数の切り込み6bおよび複数の切り込み6dの中心6bcを、導電布6Gの中央点6cからシャフト外径形状4a範囲内の任意の位置に偏倚させた点が主に相違する。複数の切り込み6bおよび複数の切り込み6dの中心6bcは、計12箇所の切り込み6b、6dの交点位置でもある。
本変形例7の導電布6Gによれば、上述した変形例6と同様の利点・効果を奏すると共に、変形例6の導電布Fよりもさらにシャフト4との接点数増加が可能となり、導通の安定性をさらに向上できる。
また、上記構成により、導電布6Gの切り込み6b,6dにおけるシャフト4との接触部位が適度な剛性を得ることができ、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、またシャフト中心4cにいくに従い接触幅が小さくなることにより接触圧が低減するので、低負荷の通電、例えばアース構成を得ることができる。このように切り込み6b,6dにおけるシャフト4との接触部位の形状が根元が広く先端部にいくに従い細くなっていることで、先端部はシャフト4と柔らかく接触するが、腰は強く折れにくいという利点がある。
図35および図36を参照して、変形例8の導電布6H,6Iを説明する。変形例8は、図5〜図7に示したように複数の切り込み6aを有する導電布6と比較して、図35に示すように、シャフト4を挿入・貫通可能とし、かつ、シャフト4が貫通したときに導電布6Hを撓ませてシャフト4に接触・当接させる接触部位6fを備えた切り抜き部6eを有する導電布6Hを用いる点が主に相違する。接触部位6fは、単純な矩形状をなし、切り抜き部6eの上部から垂れ下がるように導電布6Hに一体形成されている。
本変形例の導電布6Hを始めとして、各種「切り抜き部」を有する導電布では、実施形態1、実施例1、変形例1〜7の導電布6,6A〜6Gと比較して、「切り抜き部」の形状を工夫することにより、シャフト4との接触・当接範囲および当接圧が高精度に調整可能になる点で優れている。
本変形例によれば、例えば図5〜図7において、導電布6Hの切り抜き部6eとシャフト4との接触部位6f以外の領域が、シャフト4とアース板5の平板部5pと接触することにより、導電布6Hを介してシャフト4とアース板5との導通を確保することができる。
また、図36に示す導電布6Iのように、導電布の外周形状は円形状に限定されず、多角形、曲線形状など任意の形状を選択することが可能であり、取り付け部位・箇所に合わせた形状、加工しやすい形状など好ましい形状を選択することが可能である。
図37を参照して、変形例9の導電布6Jを説明する。変形例9の導電布6Jは、図35の導電布6Hと比較して、図37に示すように、接触部位6fより接触面積の小さい接触部位6f1を複数箇所(本変形例では2箇所)備え、切り抜き部6eの別の部位、すなわち同図例では切り抜き部6eの上部から垂れ下がるように配設された接触部位6f1に加えて、切り抜き部6eの下部から立ち上がるように配設され、シャフト中心4cを通る中心線4bに関して線対称な接触部位6f1を備えていることのみ相違する。
本変形例によれば、シャフト4と導電布6Jとの接触点数を増やしたことで、安定した導通確保が可能になる。なお、同図例では各接触部位6f1を中心線4bに関して線対称な位置に設けているが、設置箇所は任意でも良い。
図38および図39を参照して、変形例10の導電布6Kを説明する。変形例10の導電布6Kは、図35の導電布6Hと比較して、接触部位6fに代えて、図38および図39(b)に示すように、シャフト4貫通時における導電布6Kの先端部との当接状態をしてほぼ線接触とさせる線接触部位6gを含む形状を有する点のみ相違する。
線接触部位6gは、図38および図39(b)に示すように、シャフト4が導電布6Kを貫通してシャフト4の外形・外周形状と当接する際に、線接触部位6gがシャフト4の外形・外周形状に倣う態様で重なり合って線接触する形状である。これにより、本変形例では、図39(a)に示す場合と比較して、シャフト4と線接触部位6gとの線接触によって接触範囲が拡大して、安定した導通を確保することができる。
一方、図35の導電布6Hを用いた場合では、導電布6Hの接触部位6fの形状が単純な直線状であるため、図39(a)に示すように、シャフト4が導電布6Hを貫通してシャフト4の外形・外周形状と当接する際に、点接触状態となり、変形例10の導電布6K程の接触範囲の拡大は望めない。
図40を参照して、変形例11の導電布6Lを説明する。変形例11の導電布6Lは、図18に示した変形例4の導電布6Dと、図38に示した変形例10の導電布6Kとを組み合わせたものに相当する。すなわち、導電布6Lは、線接触部位6gがほぼ全内周部に形成された切り抜き部6eを有すると共に、導電布6Lの中央点6cからシャフト外径形状4aの外側に放射状に延びた複数の切り込み6bを有することを特徴としている。
本変形例によれば、図38の導電布6Kと比較して、さらに複数の線接触部位6gと複数の放射状の切り込み6bとを併用することにより、線接触位置の範囲をさらに拡大することができる。切り抜き部6eおよびその線接触部位6gの形状は、切り込み6bの数により形状が決定し、本変形例では4本としているが任意の本数を設定することが可能である。
図41を参照して、変形例12の導電布6Mを説明する。変形例12の導電布6Mは、図38の導電布6Kと比較して、線接触部位6gを備えた切り抜き部6eに代えて、例えば図8において導電布6Mを採用した場合で説明すると、シャフト4貫通時におけるシャフト外径形状4aとの当接状態がシャフト中心4cに向かうに従い当接面積を減少させる形状である接触部位6jを備えた切り抜き部6hを有する点が主に相違する。
接触部位6jおよび切り抜き部6hは、シャフト中心4cおよび導電布6Mの中央点6cを通る中心線に関して線対象となるように導電布6Mに形成されている。接触部位6jは、例えば図8において導電布6Mを採用した場合で説明すると、導電布6Mの折り曲げ位置から導電布6Mの先端部がシャフト中心4cに沿って幅6kが漸次短くなっている三角形状をなしている。換言すれば、接触部位6jは、切り抜き部6hの内周部からシャフト中心4cおよび導電布6Mの中央点6cに向かうにつれて幅6kが漸次短くなっている三角形状をなしている。
本変形例によれば、上記構成により、導電布6Mの接触部位6jが適度な剛性を得ることができ、シャフト4との接触方向とは逆方向に倒れにくくなり、またシャフト中心4cにいくに従い幅6kが小さくなることにより接触圧が低減するので、低負荷の通電、例えばアース構成を得ることができる。このように接触部位6jの形状が根元が広く先端部にいくに従い細くなっていることで、先端部はシャフト4と柔らかく接触するが、腰は強く折れにくいという利点がある。
図42を参照して、変形例13を説明する。変形例13は、上述した導電布6,6A〜6Mを、例えば図2に示した像担持体ユニット10のシャフト4とプロセスカートリッジ58の枠体であるフレーム14との通電、例えばアース構造に用いるものである。
プロセスカートリッジ58は、図1および図2を参照して上述したように、像担持体1等を有して構成された像担持体ユニット10と、帯電装置を構成する帯電ローラ11と、クリーニング装置を構成するクリーニングブレード13と、現像装置を構成する現像ローラ12とを一体に支持する筺体状の支持部材としてのフレーム14を有する。プロセスカートリッジ58は、フレーム14を介して、カラー画像形成装置50の本体フレーム51に対して着脱自在に構成されている。
導電布6は、シャフト4を貫通可能とする切り込みを有しており、ステー28と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
導電布6とシャフト4との接触については、導電布6自体が撓むことでシャフト4との適度の接触圧を得ることができ、かつ、その形状は導電布6に切り込みを入れただけの非常に簡単な加工による単純な形状で上記性能を得ることができる。導電布6は金属が含有されてはいるが、それが主材ではないので、従来の問題である異常音や酸化による導通不良は発生しない。
図43を参照して、変形例14を説明する。変形例14は、上述した導電布6,6A〜6Mを、例えば図2に示した像担持体ユニット10のシャフト4とプロセスカートリッジ58の枠体であるフレーム14との通電、例えばアース構造に用いるものである。変形例14は、図42に示した変形例13と比較して、左から右に向けてこの順に軸受30、押圧部材7、導電布6、フレーム14が図のとおり組み付けされてプロセスカートリッジ58の一部を構成している点が主に相違する。
導電布6は、シャフト4を貫通可能とする切り込みを有しており、フレーム14と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
図44を参照して、変形例15を説明する。変形例15は、上述した導電布6,6A〜6Mを、例えば図2に示した像担持体ユニット10のシャフト4とプロセスカートリッジ58の枠体であるフレーム14との通電、例えばアース構造に用いるものである。
変形例15は、図43の変形例14と比較して、導電布6または導電布6,6A〜6Mに代えて、切り込みや切り抜き部(貫通当接部)の無い導電布6Zを用いた点、および押圧部材7を除去した点が主に相違する。
図45および図46を参照して、ベルトユニットに係る実施形態2を説明する。まず、図45を参照して、実施形態2を理解しやすくするために、図1の中間転写ベルト53等を備えて構成された中間転写ベルトユニット15の構成・動作を補説する。図45は、図1における転写ベルト装置に本実施形態を適用した要部の拡大正面図である。
一部上述したように、図45において、図示しない駆動モータにより同図中矢印方向に回転駆動される駆動ローラ55の回転に伴って、中間転写ベルト53は同図中矢印方向に搬送される。シートSは、一点鎖線で示すように中間転写ベルト53上に形成されたトナー像先端部が2次転写位置に到達するタイミングに合わせて給送され、2次転写ローラ63に転写バイアスを印加することでトナー像をシートSに転移・転写させる。図45において、17は中間転写ベルト53の裏面に転動・接触してクリーニングするベルト裏面清掃ローラを示す。
駆動ローラ55は、中間転写ベルト53への搬送力を高めるために、円筒状の導電性基材55A(図46参照)として導電性金属ローラを用い、この導電性金属ローラの表面をグリップ性のあるゴム材でコーティングされている。2次転写ローラ63に印加したバイアスにより生じる2次転写電流の一部は、シートS、中間転写ベルト53を通り、駆動ローラ55から接地側・グランドに流れ込む。2次転写ローラ63からの流れ込む電流を上記経路を伝ってグランドに流すために、駆動ローラ55のコーティング層55B(図46参照)に、カーボンや、チタン等を混ぜて、その体積抵抗率を1.0×104〜108Ωcmとなるようにコントロールしている。
上記のとおり、駆動ローラ55は、該ローラ表面の一部が金属ローラの素管材料と異なる導電性材料でコーティングされている。
そこで、駆動ローラ55において、本発明の回転体の通電(アース)機構に係る請求項14を適用した図46の中間転写ベルトユニット15を採用することにより、上記の問題を解決するようにした。除電布を用いること以外に、導電性シートを用いることも可能である。除電布の体積抵抗率は、1.0×105Ωcm以下の材料を選定すると、前述のプラスとマイナスのバイアスを交互に2次転写ローラ63に印加しても、高圧基盤への逆流電流が発生せず、高圧基盤異常が発生しないことが実験等により分かっている。
本実施形態を適用する図45の中間転写ベルトユニット15において、駆動ローラ55および従動ローラ56のうち少なくとも駆動ローラ55は、円筒状の導電性基材55A上にコーティング層55Bを備えた中空回転部材である。本実施形態においては、駆動ローラ55および従動ローラ56共に中空回転部材であっても良いが、説明の簡明化のため駆動ローラ55を代表して説明する。
上記のとおり、アース板5の圧着接点部5bが駆動ローラ55の導電性基材55Aの内壁55Aaに固定されることで導電性基材55Aに導通し、また導電布6の一部をアース板5の平板部5pに当接させて導通しているから、アース板5の平板部5p(基端部)が通電対象物側に、駆動ローラ55のコーティング層55Bが通電対象物に相当する。従って、本実施形態では、導電布6の一部を通電対象物側であるアース板5の平板部5pに当接させ、導電布6の他部を被当接部材としてのシャフト16に撓ませて当接させている構成である。
図46において、中間転写ベルトユニット15を構成する駆動ローラユニットの組み付け方法については、実施形態1における「像担持体1」を「駆動ローラ55」に、「導電性基材1Aの内壁1Aa」を「導電性基材55Aの内壁55Aa」に、「シャフト4」を「シャフト16」に、それぞれ読み替えれば、容易に理解して実施できるからその説明を一部省略する。
そして、アース板5と導電布6および押圧部材7とがフランジ2に固定され、フランジ2を駆動ローラ55の内側にはめ込み・圧入することで、導電性基材55Aとアース板5とが、またアース板5と導電布6とが、また導電布6とシャフト16とがそれぞれ接触することで、導電性基材55Aとシャフト16とが最終的に導通することが可能となる。この際、アース板5と導電布6の接触方法としては、フランジ2と導電布6との間に押圧部材7を配置し、さらにアース板5で導電布6と押圧部材7とを押さえ込むことで、押圧部材7が弾性的に圧縮変形し、導電布6がアース板5と安定して当接することが可能になる。これにより導通が経時に亘り安定して確保されることとなる。
また、実施形態2は、導電布6を用いた例に限定されず、図46に導電布6と共に併記した導電布6A〜6Mの何れか一つを適用しても良く、その際に上述した利点・効果を奏することは無論である。
図47を参照して、実施形態2の変形例16を説明する。変形例16は、図45および図46に示した実施形態2と比較して、図46の中間転写ベルトユニット15に代えて、図47に示す中間転写ベルトユニット15Aを用いている点が主に相違する。この相違点以外は、変形例16は実施形態2と同様である。
導電布6は、実施形態2のシャフト16に代えて、駆動ローラ55を貫通可能とする切り込みを有しており、ステー18と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
駆動ローラ55は、図47において、図示しない駆動モータに連結されたギヤ列等の駆動力伝達部材と噛み合っている上記ギヤに上記駆動モータの回転駆動力が伝達されることにより、図45中矢印方向に回転することとなり、導電布6の撓んだ部分が駆動ローラ55の外周面上を摺動・接触しながら回転する。この際、導電布6は導電性と共に適度な潤滑性を有しているので、摺動対象物である駆動ローラ55と接触しても異常音の発生や、酸化することもなく、安定した導通を経時に亘り確保できる。また、金属同士を摺動させる際に、摺動抵抗の低減を目的とした導電性の潤滑剤(例えば導電性グリースなど)塗布を廃止することができるから、環境への負荷も軽減できて環境にも優しい中間転写ベルトユニット15Aおよび図1のカラー画像形成装置50を実現し提供することができる。
図48および図49を参照して、定着ユニットに係る実施形態3を説明する。まず、図48を参照して、図1の定着装置64を補説する。図48は、図1における定着装置64に本実施形態を適用した要部の拡大正面図である。
図48において、定着装置64は、熱源としてのヒータ69と弾性層としてのゴム層70aとを備えた加熱部材としての加熱ローラ70と、加熱ローラ70に圧接してニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ72とを有し、未定着のトナー像が形成されたシートSを搬送して前記ニップ部を通過させ、シートS上の未定着トナー像を定着する公知の構成を有する。
加圧ローラ72は、回転シャフトとしての金属製導電性の芯金シャフト73の外周部に、弾性層としてのゴム層72aが形成されている。通常、加熱ローラ70側が図示しない駆動手段により回転駆動される駆動回転部材であり、加圧ローラ72側が加熱ローラ70に圧接して従動回転される従動回転部材である。
図49に示すように、本実施形態に係る定着ユニット21は、加熱ローラ70および加圧ローラ72の少なくとも一つとして(以下、「加圧ローラ72」を代表して説明する)加圧ローラ72の芯金シャフト73が、導電布6を貫通したときに導電布6を撓ませて芯金シャフト73に当接させ、芯金シャフト73と通電対象物側としての支持フレーム23を導電布6を介して導通することを特徴としている。
導電布6は、実施形態1のシャフト4に代えて、加熱ローラ72の芯金シャフト73を貫通可能とする切り込みを有しており、支持フレーム23と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
図50および図51を参照して、定着ユニットに係る実施形態3の変形例17を説明する。図50は、定着ベルトを用いた定着装置64Aの正面図、図51は、定着装置64Aに本実施形態を適用した要部の拡大断面図である。
実施形態3の変形例17は、図48および図49の実施形態3と比較して、図50および図51に示すように、定着装置64に代えた定着装置64Aを用いている点、および定着ユニット21に代えた定着ユニット21Aを用いている点が主に相違する。
定着ローラ77の一端部(図において右端部側)および他端部(図において左端部側)は、実施形態3と同様に軸受22を介して回転自在に支持される。導電布6は、実施形態3の芯金シャフト73に代えて、定着ローラ77を貫通可能とする切り込みを有しており、支持フレーム23と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
図52を参照して、シート搬送ユニットに係る実施形態4を説明する。図52(a)は、図1における給紙ローラ61から排紙ローラ65に至るシート搬送路に適宜配設されるシート搬送部材としての例えばレジストローラ62配置部の斜視図を示し、図52(a)は、レジストローラ62配置部に本実施形態を適用した要部の拡大正面図である。
図52(a)において、レジストローラ62は、例えば導電性の金属で形成された回転シャフトとしての回転軸80の周りに、シートに対して高摩擦係数の材料であるゴム等で形成された串刺し状をなす。レジストローラ62の回転軸80の両端部は、支持部材としての軸受25で回転自在に支持されている。
図52(b)に示すように、本実施形態に係るシート搬送ユニット24は、レジストローラ62の回転軸80を回転自在に支持する例えば転がり軸受け等からなる軸受25により回転自在に支持し、レジストローラ62とシート間の摩擦帯電により生じる静電気を通電、例えばアースするものであって、回転軸80が、導電布6を貫通したときに導電布6を撓ませて回転軸80に当接させ、回転軸80と通電対象物側としての支持フレーム26を導電布6を介して導通することを特徴としている。
導電布6は、実施形態1のシャフト4に代えて、レジストローラ62の回転軸80を貫通可能とする切り込みを有しており、支持フレーム26と導電布6とは、切り込み以外の部分で接触している。
図53を参照して、シート搬送ユニットに係る実施形態5を説明する。同図に示す実施形態5のシート搬送ユニット24Zは、本発明の原理的な実施形態例である(請求項1ないし3、請求項33)。
実施形態5のシート搬送ユニット24Zは、図52のシート搬送ユニット24と比較して、導電布6または導電布6,6A〜6Mに代えて、切り込みや切り抜き部(貫通当接部)の無い導電布6Zを用いた点、および押圧部材7を除去した点が主に相違する。
本実施形態では、上述のとおりであるから、本発明の回転体の通電方法、例えばアース方法が使用されていたと言える(請求項33)。
なお、回転軸80の一端部の端面80aを挿入方向8から貫通当接部の無い導電布6Zに押し当て撓ませることで、シート搬送ユニット24Zを構成するのに代えて、図53において、回転軸80を移動せずに停止させた状態で、シート搬送ユニット24Zのサブユニット(サブアッシィ)を、同図において右側から左側に向けて移動させることでも上記と同様のシート搬送ユニット24Zを構成できる。すなわち、挿入方向8は、相対的なものである(上記各実施形態および各変形例でも同様)。
すなわち、電子写真方式、静電記録方式および磁気記録方式による画像形成装置の何れか一つに用いられる、可撓性を備えた布状もしくはシート状の導電性部材を使用した回転体の通電(アース)方法であって、前記回転体、該回転体と共に回転する回転シャフトおよび前記回転体を回転可能に支持するシャフトのうちの何れか一つの被当接部材と通電(アース)対象物とを、前記導電性部材を介して電気的に導通する際に、前記被当接部材の長手方向と直交する該被当接部材の端部を挿入・貫通可能とし、かつ、前記端部が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させるための切り込みおよび切り抜き部の少なくとも一方の貫通当接部を予め形成しておき、その後、前記被当接部材を前記貫通当接部に挿入・貫通することにより、前記導電性部材を介して前記通電(アース)対象物と前記被当接部材とを通電・アースすることを特徴とする回転体の通電(アース)方法を使用したものであった。
なお、前記端部が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させるための切り込みおよび切り抜き部の少なくとも一方の貫通当接部を予め前記導電性部材に形成することに代えて、切り込みおよび切り抜き部の少なくとも一方の貫通当接部を形成可能な刃状の工具等を被当接部材の端部に着脱自在に設けるようなことは、本発明から容易に導き出せる技術事項に過ぎない。
図54および図55においては、図8に示した第1の実施形態の像担持体ユニット10を構成する導電布6に代えて、図19および図20等に示した実施例1の導電布6D1を用いた例で示している。なお、図55において、図の簡明化のため、導電布6D1および押圧部材7の図示を省略している。
金属ブラシは、金属繊維を束ねてまとめたものであり、一見すると被当接部材との沢山の接触点を持つように見える。しかしながら、金属ブラシでは、束ねた金属繊維の中で導通をとるために役立っているのは表面のごく一部であり、しかも、各一本の金属繊維に対して感光体のシャフト(被当接部材)と接触する部位は1箇所である。それに対して、導電布の場合は導電性の繊維を編み込んだ形状であり、その表面が凸凹しているので、感光体のシャフトと接触する箇所を複数持つことが可能である。導電布を用いることで、感光体のシャフトとの接点数を金属ブラシのそれと同等以上に持つことが可能になり導通の安定化が増すことになる。以下、前記内容を詳述する。
図56(a)、図56(b)に示すように、金属ブラシ81は、例えばステンレススチール(以下、「SUS」と略記する)等の金属でできた金属繊維82を筆やブラシのように束ねた物である。具体的には、金属繊維82を同一方向にまとめてその端部を固定板金83でカシメる。固定板金83は、SUSでも通常の金属でもよいが、一般的にはカシメのやり易さとカシメを行った際の金属繊維82との密着性を上げるために、金属として柔らかく、かつ、錆を生じないことからアルミが用いられる。これによって、ブラシ状の金属繊維82とそれを保持する固定板金83とは、電気的導通が取れることになる。
(1)図57に示すように、被当接部材であり回転する軸85に対して金属ブラシ81を平行に当てる方法である。これは、金属ブラシ81の幅の全域を使う方法であり、軸85に対して接触させる際に、金属ブラシ81の先端部を撓ませるように配置する。これによって軸85に対して金属ブラシ81による押圧力が加わるので接触状態が安定する。
(2)図58に示すように、回転する軸85に対して金属ブラシ81Aを直交するように当てる方法である。これは、金属ブラシ81Aの厚みを使う方法であり、軸85に対して金属ブラシ81Aの中央を分けるように当てるものである。上記(1)よりは接触させる幅は狭くなるので、金属ブラシ81Aの接触面積が減少する。
図56〜図58において、符号84は、金属ブラシ81,81Aをフランジ2に組み付けて後述するフランジアッシーを作製する際に、フランジ2のボス2cを嵌入するための取付孔である。
金属ブラシと接触する被当接部材の横方向の接点について、例えば図58の金属ブラシ81Aの例で説明すると、束ねた金属繊維82の中で実際に被当接部材(軸85)と接触して導通の役割を果たしているのは、被当接部材(軸85)と接触する側の表面にある金属繊維82だけである。つまり、図60Aの写真において、導通をとるために有効なのは束ねた金属繊維82の中で、金属ブラシ81Aの一番外側のある金属繊維82だけに限られる。さらにブラシ状の金属繊維82は全体的には一方向に向いているが、実際にはそれぞれの一本一本の金属繊維82は向きが違っていたり重なったりしてしまう。すると向きが違ったそれぞれの金属繊維82は交差し重なることで凹凸を作ってしまい、被当接部材と接触する部分が減少してしまう。
さらに、導電布の断面については、図63Aの顕微鏡写真を見て凸凹しているのが分かる。導電布の各断面(B−B,A−A)のイメージとしては、図63Bに示すようである。
導電布が軸40と接触する範囲および部位は、図64(b)に示すように、軸40の軸方向に対して幅を持ち、かつ、まだらな点状となる。このように同じ被当接部材としての軸40に接触させる場合においても導電布は金属ブラシに対して同等以上の接触点を持つことが可能になる。
上述した第1の実施形態や実施例1のように、導電布に切り込みを入れただけでは被当接部材に接触する際の押圧力が弱く、高温放置等によっては接触が不安定になる場合がある。そこで、実施例2では、導電布とは別の弾性体を追加することで、被当接部材に対する押圧力を上げて被当接部材との接触を安定化させる。具体的には、アース板と導電布との間で必ず直接接触する部分を残した状態でポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略記する)シートをアース板と導電布との間に挟むものである。
なお、PETシート37は、導電布6D1とアース板5との間にシャフト4を貫通可能な状態で存在すればよく、PETシート37を導電布6D1やアース板5に固定する必要はない。但し、PETシート37の切り込み37aと導電布6D1の切り込み6bとがずれないように位相を合わせたり、金型、加工工程の簡素化を図るために、例えば図24に示した導電布アッシー33の加工工程の一部にPETシート37の作製工程を組み込むことや、エンボス等の適宜の位置決め手段を配設したりすることも可能である。
試験条件を列記する。図67(a)、図67(b)、図70に示すように、試験片(測定品)の形状は、導電布の形状が幅4mmで、ハッチを施して示す端部からの高さが5mmの三角形の突起状先端を持つもので、その端部を固定(保持固定部)した状態で、図67(b)に示すように、隙間が0.6mmとなる位置になるまで変形させたときの押し付け荷重(押圧力)をデジタルフォースゲージを用いて測定した。PETシート付導電布の場合は、PETシートを導電布の形状と同じにし、図67(b)に示すようにそれぞれを配置し、導電布と重ねた状態でその端部を試験台38に固定(保持固定部)して測定した。但し、PETシートと導電布とは、重ねただけで接着はしない状態である。
図67(b)に示した隙間:0.6mmとは、押し付け荷重の測定状態を表わす図70において、図示を省略した保持固定部の右側面(図67(b)に示すブロック状の保持固定部の右側面に相当)と、デジタルフォースゲージの測定アタッチメントの左側面との間の距離を指す。デジタルフォースゲージは、一般に市販されているもので、定格容量2.0N、表示分解能0.001Nの仕様のものを用いた。
高温放置での接触状態の安定化においては、導電布のみの場合は導通が不安定になる場合があったが、厚みが0.075mmと0.125mmとのPETシートを挟んだフランジアッシーは、どちらにおいても導通は安定しており、不安定な状態は何も確認されず、導電布のみの場合との有意差が認められた。
上述した試験結果等を踏まえ、シャフト4に対する導電布6D1の安定した接触状態を保つためには、PETシート37等の薄板状の弾性体を押圧力を上げるように挟むことが有効であり、PETシート37の厚みが0.075mmと0.125mmとの物で、少なくとも十分な機能を果たすことを試験で確認済みである。
上記各実施形態および各変形例では、電子写真方式の画像形成装置に用いられる特定の回転体の通電機構、例えばアース機構について例示したが、これに限らず、本発明は、電子写真方式の画像形成装置や、静電記録方式の画像形成装置、あるいは磁気記録方式等の画像形成装置において、通電、例えばアースが必要な回転体に準用できることは無論である。ここで、「電子写真方式、静電記録方式および磁気記録方式による画像形成装置」とは、電子写真感光体、静電記録誘電体、磁気記録磁性体等の像担持体に、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等の作像プロセスにより目的の画像情報に応じたトナー画像等の可転写画像を形成・担持させ、その可転写画像を転写バイアスを印加した転写ローラやコロナ放電器等の適宜の転写手段により転写材等のシート状記録媒体側に転写する転写方式の、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置を意味する。
2 フランジ(フランジ部材)
3 ギヤ
4、16 シャフト(被当接部材)
5 アース板(金属製導電性部材)
5p 平板部(被取付部)
6、6A〜6M、6Z 導電布(布状の導電性部材)
6a,6b 切り込み
6e,6g,6h 切り抜き部
7 押圧部材
8 当接方向・挿入方向
10 像担持体ユニット
11 帯電ローラ(帯電手段を構成)
12 現像ローラ(現像手段を構成)
13 クリーニングブレード(クリーニング手段を構成)
14 フレーム
15、15A 中間転写ベルトユニット(ベルトユニット)
18 ステー
19、22、25 軸受
21、21A 定着ユニット
23、26 支持フレーム
24、24Z シート搬送ユニット
32,32A フランジアッシー
33 導電布アッシー
37 PETシート(弾性体)
50 カラー画像形成装置(画像形成装置)
51 本体フレーム(画像形成装置の装置本体)
53 中間転写ベルト(中間転写体)
55 駆動ローラ(駆動回転部材)
56 従動ローラ(従動回転部材)
58 プロセスカートリッジ
62 レジストローラ
64,64A 定着装置
70、76 加熱ローラ(加熱部材)
72、78 加圧ローラ(加圧部材)
73 芯金シャフト(回転シャフト)
74 定着ベルト
80 回転軸(回転シャフト)
S シート・シート状記録媒体
Claims (40)
- 画像形成装置に用いられる回転体の通電機構であって、
布状もしくはシート状の導電性部材の一部を通電対象物側に当接させ、前記導電性部材の他部を、前記回転体、該回転体と共に回転する回転シャフトおよび前記回転体を回転可能に支持するシャフトのうちの何れか一つの被当接部材に面で当接させることにより、前記導電性部材を介して前記通電対象物と前記被当接部材とを通電することを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項1記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、前記被当接部材に撓んで当接することを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項2記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材に対する前記被当接部材の当接方向が、該導電性部材の撓み方向と同一方向であることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項1ないし3の何れか一つに記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、前記被当接部材を貫通可能とし、かつ、前記被当接部材が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させる切り込みを有することを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項4記載の回転体の通電機構において、
前記切り込みは、前記被当接部材が貫通したときに前記被当接部材と複数箇所で当接可能に複数形成されていることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項5記載の回転体の通電機構において、
前記複数の切り込みの長さが、前記被当接部材貫通時の該被当接部材の外形形状に倣うように調整されていて、前記被当接部材の断面中心から前記外形形状に近づくに従い短く形成されていることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項5記載の回転体の通電機構において、
前記切り込みが、前記導電性部材のほぼ中央から放射状に延びた複数の第1の放射状の切り込みからなることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項7記載の回転体の通電機構において、
第1の放射状の切り込みの長さよりも短く、かつ、前記中央の周りに第1の放射状の切り込みと位相を変えて前記中央から放射状に延びた複数の第2の放射状の切り込みを有することを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項8記載の回転体の通電機構において、
前記第2の放射状の切り込みの中央は、前記導電性部材のほぼ中央から偏倚した位置にあることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項7ないし9の何れか一つに記載の回転体の通電機構において、
第1または第2の放射状の切り込みが、第1または第2の放射状の切り込みの中央の周りに互いに隣る切り込みと等間隔で配置されていることを特徴とする通電機構。 - 請求項1ないし3の何れか一つに記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、前記被当接部材を貫通可能とし、かつ、前記被当接部材が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させる切り抜き部を有し、
前記切り抜き部は、前記被当接部材貫通時における前記導電性部材との当接状態をしてほぼ線接触とさせる部位を含む形状であることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項11記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、前記切り抜き部のほぼ中央から放射状に延びた複数の放射状切り込みを有することを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項1ないし3の何れか一つに記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、前記被当接部材を貫通可能とし、かつ、前記被当接部材が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させる切り抜き部を有し、
前記切り抜き部は、前記被当接部材貫通時における前記導電性部材との当接状態が前記被当接部材の断面中心に向かうに従い当接面積を減少させる形状であることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項4ないし13の何れか一つに記載の回転体の通電機構において、
前記導電性部材は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ナイロン繊維およびポリエステル繊維の少なくとも1つの繊維とニッケルおよび銅とを織り込んだ布状材からなる導電布であることを特徴とする回転体の通電機構。 - 請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記回転体が、円筒状の導電性基材上に電子写真感光体層、静電記録誘電体層および磁気記録磁性体層の何れか一つを備えた像担持体からなり、
前記像担持体の少なくとも一端部に固定されたフランジ部材を備え、
前記被当接部材が、前記フランジ部材の中心部を貫通することにより前記像担持体を回転可能に支持する前記シャフトからなり、
前記シャフトが、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて該シャフトに当接させ、
その基端部が前記導電性部材と接触すると共に前記フランジ部材に取り付けられ、先端部が前記導電性基材の内壁に固定される金属製導電性部材を具備し、
前記導電性基材と前記シャフトとを、前記金属製導電性部材と前記導電性部材との接触を介して導通することを特徴とする像担持体ユニット。 - 請求項15記載の像担持体ユニットにおいて、
前記金属製導電性部材に対して前記導電性部材を押し付ける押圧部材を有することを特徴とする像担持体ユニット。 - 請求項16記載の像担持体ユニットにおいて、
前記押圧部材は、ゴム、スポンジを含む非金属弾性体であることを特徴とする像担持体ユニット。 - 像担持体と、帯電手段、クリーニング手段および現像手段より選ばれる少なくとも1つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
請求項15ないし17の何れか一つに記載の像担持体ユニットを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項15ないし17の何れか一つに記載の像担持体ユニットまたは請求項18記載のプロセスカートリッジを具備することを特徴とする画像形成装置。
- 転写画像または可転写画像を担持・搬送する無端状のベルトと、該ベルトを巻き掛ける複数の回転部材とを具備し、前記複数の回転部材のうちの少なくとも一つは、駆動回転部材であり、前記駆動回転部材を駆動する駆動手段と、該駆動回転部材と共に前記ベルトを支持する従動回転部材とを備えたベルト装置において、
前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一方が、円筒状の導電性基材を備えた中空回転部材であり、
請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記回転体が、前記中空回転部材からなり、
前記中空回転部材の少なくとも一端部に固定されたフランジ部材を備え、
前記被当接部材が、前記フランジ部材の中心部を貫通することにより前記中空回転部材を回転可能に支持する前記シャフトからなり、
前記シャフトが、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて該シャフトに当接させ、
その基端部が前記導電性部材と接触すると共に前記フランジ部材に取り付けられ、先端部が前記導電性基材の内壁に固定される金属製導電性部材を具備し、
前記導電性基材と前記シャフトとを、前記金属製導電性部材と前記導電性部材との接触を介して導通することを特徴とするベルトユニット。 - 請求項20記載のベルトユニットにおいて、
前記金属製導電性部材に対して前記導電性部材を押し付ける押圧部材を有することを特徴とするベルトユニット。 - 請求項21記載のベルトユニットにおいて、
前記押圧部材は、ゴム、スポンジを含む非金属弾性体であることを特徴とするベルトユニット。 - 転写画像または可転写画像を担持・搬送する無端状のベルトと、該ベルトを巻き掛ける複数の回転部材とを具備し、前記複数の回転部材のうちの少なくとも一つは、駆動回転部材であり、前記駆動回転部材を駆動する駆動手段と、該駆動回転部材と共に前記ベルトを支持する従動回転部材とを備えたベルト装置において、
請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記被当接部材が、前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一つからなり、
前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一つが、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一つに当接させ、前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一つと前記通電対象物とを前記導電性部材を介して導通することを特徴とするベルトユニット。 - 請求項23記載のベルトユニットにおいて、
前記ベルトが、中間転写体としての中間転写ベルト、電子写真感光体層、静電記録誘電体層および磁気記録磁性体層の何れか一つを備えた像担持体ベルトおよび転写搬送体としての転写搬送ベルトの何れか一つであることを特徴とするベルトユニット。 - 熱源と弾性層とを備えた加熱部材と、該加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、未定着の転写画像が形成されたシート状記録媒体を搬送して前記ニップ部を通過させ、シート状記録媒体上の未定着転写画像を定着する定着装置において、
請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記回転シャフトは、前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一つに配設されており、
前記被当接部材が、前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一つに配設された前記回転シャフトからなり、
前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一つの前記回転シャフトが、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて前記回転シャフトに当接させ、該回転シャフトと前記通電対象物とを前記導電性部材を介して導通することを特徴とする定着ユニット。 - 無端状の定着ベルトと、熱源を内蔵する加熱部材と、該加熱部材と共に前記定着ベルトが掛け渡される定着部材と、該定着部材を介して前記定着ベルトに圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、未定着の転写画像が形成されたシート状記録媒体を搬送して前記ニップ部を通過させ、シート状記録媒体上の未定着転写画像を定着する定着装置において、
請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記回転体は、前記加熱部材、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一つに配設されており、
前記被当接部材が、前記加熱部材、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一つに配設された前記回転体からなり、
前記加熱部材、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一つが、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて前記加熱部材、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一つに当接させ、前記加熱部材、前記定着部材および前記加圧部材の少なくとも一つと前記通電対象物とを前記導電性部材を介して導通することを特徴とする定着ユニット。 - 請求項25または26記載の定着ユニットにおいて、
前記通電対象物側に対して前記導電性部材を押し付ける押圧部材を有することを特徴とする定着ユニット。 - 請求項27記載の定着ユニットにおいて、
前記押圧部材は、ゴム、スポンジを含む非金属弾性体であることを特徴とする定着ユニット。 - シート状記録媒体搬送用の搬送部材に配設された回転軸を支持する支持部材により回転自在に支持し、前記搬送部材とシート状記録媒体間の摩擦帯電により生じる静電気を通電するシート搬送装置において、
請求項4ないし14の何れか一つに記載の回転体の通電機構を有し、
前記回転シャフトは、前記搬送部材に配設された導電性の回転軸からなり、
前記被当接部材が、前記回転軸からなり、
前記回転軸が、前記導電性部材を貫通したときに該導電性部材を撓ませて前記回転軸に当接させ、該回転軸と前記通電対象物とを前記導電性部材を介して導通することを特徴とするシート搬送ユニット。 - 請求項29記載のシート搬送ユニットにおいて、
前記通電対象物側に対して前記導電性部材を押し付ける押圧部材を有することを特徴とするシート搬送ユニット。 - 請求項30記載のシート搬送ユニットにおいて、
前記押圧部材は、ゴム、スポンジを含む非金属弾性体であることを特徴とするシート搬送ユニット。 - 請求項20ないし24の何れか一つに記載のベルトユニット、請求項25ないし28の何れか一つに記載の定着ユニット、および請求項29ないし31の何れか一つに記載のシート搬送ユニットの少なくとも一つのユニットを具備することを特徴とする画像形成装置。
- 画像形成装置に用いられる、布状もしくはシート状の導電性部材を使用した回転体の通電方法であって、
前記回転体、該回転体と共に回転する回転シャフトおよび前記回転体を回転可能に支持するシャフトのうちの何れか一つの被当接部材と通電対象物とを、前記導電性部材を介して電気的に導通する際に、前記被当接部材の長手方向と直交する該被当接部材の端面を前記導電性部材に突き当てることにより、前記導電性部材を介して前記通電対象物と前記被当接部材とを通電することを特徴とする回転体の通電方法。 - 画像形成装置に用いられる、布状もしくはシート状の導電性部材を使用した回転体の通電方法であって、
前記回転体、該回転体と共に回転する回転シャフトおよび前記回転体を回転可能に支持するシャフトのうちの何れか一つの被当接部材と通電対象物とを、前記導電性部材を介して電気的に導通する際に、前記被当接部材の長手方向と直交する該被当接部材の端部を貫通可能とし、かつ、前記端部が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させるための切り込みおよび切り抜き部の少なくとも一方の貫通当接部を予め形成しておき、その後、前記被当接部材を前記貫通当接部に貫通することにより、前記導電性部材を介して前記通電対象物と前記被当接部材とを通電することを特徴とする回転体の通電方法。 - 被当接部材に面で当接させる布状もしくはシート状の導電性部材。
- 請求項35記載の導電性部材において、
前記導電性部材は、前記被当接部材に撓んで当接することを特徴とする導電性部材。 - 請求項36記載の導電性部材において、
前記導電性部材は、前記被当接部材を貫通可能とし、かつ、該被当接部材が貫通したときに前記導電性部材を撓ませて前記被当接部材に当接させる切り込みを有することを特徴とする導電性部材。 - 請求項37記載の導電性部材において、
前記切り込みは、前記被当接部材が貫通したときに前記被当接部材と複数箇所で当接可能に複数形成されていることを特徴とする導電性部材。 - 請求項38記載の導電性部材において、
前記切り込みが、前記導電性部材のほぼ中央から放射状に延びた複数の第1の放射状の切り込みからなることを特徴とする導電性部材。 - 請求項39記載の導電性部材において、
前記導電性部材の前記被当接部材が当接する部分と異なる箇所に、該被当接部材に前記導電性部材を押し付ける押圧部材を有することを特徴とする導電性部材。
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