カートリッジ

【課題】画像形成装置本体に電気的に接続される被給電部材と、被給電部材を回転可能に支持する軸受とを有するカートリッジにおいて、軸受枠体の強度を確保しつつ、設計自由度が高く這い回し経路が簡易な接点構成を実現する。
【解決手段】軸受Fは、樹脂で成形された軸受部材20と、軸受部材20に当接した型27,28と軸受部材20との間の空間に、導電性の樹脂34が注入されることによって成形され、画像形成装置A本体の本体電極21と現像ローラ12とを電気的に接続する接点部19と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラム及びプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。
このようなカートリッジ方式では、カートリッジを画像形成装置本体に装着した状態で画像形成装置本体の本体電極とカートリッジの電気接点部が接触し、感光体ドラムやプロセス手段等の被給電部材が画像形成装置本体と電気的に接続される。これにより、感光体ドラムや現像剤担持体の帯電等のプロセス工程、感光体ドラムのアース接続、及び静電容量測定を用いたトナー残量検知等が可能となる。
ここで、カートリッジの電気接点部の例としては、図19に示すように金属板金35をプロセス手段の支持部材36に組付ける構成が広く用いられている。他に金属板金の代わりに導電性の樹脂によって成形された部材を後から組付けるといった方法も挙げられる(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−47491号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし上記従来例では、既に形状が出来ている電気接点部を後からプロセス手段の支持部材(以下、軸受部材)に組付ける必要があり、軸受部材に電気接点部を取付けるための挿入口や位置決めの穴、切欠き等を設ける必要があった。このため、軸受部材等の周囲の強度を確保するために、肉厚(板厚)アップやリブによる補強等を行う必要があった。
また、複数の電気接点部を使用した場合、電気接点部間の縁面距離や空間距離を考慮して配置や這い回し経路を決定する必要があるため、這い回し経路が複雑になることが課題としてあった。
本発明は、画像形成装置本体に電気的に接続される被給電部材と、被給電部材を回転可能に支持する軸受とを有するカートリッジにおいて、軸受枠体の強度を確保しつつ、設計自由度が高く這い回し経路が簡易な接点構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
回転可能に設けられ、画像形成装置本体に設けられた電気接点に電気的に接続される被給電部材と、
前記被給電部材を回転可能に支持する軸受と、
を有するカートリッジにおいて、
前記軸受は、
樹脂で成形された軸受枠体と、
前記軸受枠体に当接した型と前記軸受枠体との間の空間に、導電性の樹脂が注入されることによって成形され、前記画像形成装置本体の前記電気接点と前記被給電部材とを電気的に接続する電極部材と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、画像形成装置本体に電気的に接続される被給電部材と、被給電部材を回転可能に支持する軸受とを有するカートリッジにおいて、軸受枠体の強度を確保しつつ、設計自由度が高く這い回し経路が簡易な接点構成を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施例の接点部の形成のために導電性の樹脂を注入した後の推移を示す図
【図2】実施例の画像形成装置及びプロセスカートリッジの概略断面図
【図3】実施例の現像カートリッジを説明するための図
【図4】実施例の現像カートリッジの軸受周辺の断面図
【図5】実施例の軸受部材を説明する図
【図6】実施例の接点部の接触面を形成する際に使用する型を説明する図
【図7】実施例の接点部の芯がね支持部を形成する際に使用する型を説明する図
【図8】実施例において型締めするまでの軸受部材と型の動作説明図
【図9】実施例において樹脂注入後、軸受部材から型が離れるまでの動作説明図
【図10】実施例において成形された接点部の機能について説明する図
【図11】実施例の接点部のバッファ部を説明するための図
【図12】実施例の樹脂注入時の樹脂圧について説明する図
【図13】実施例の接点部が成形された軸受について説明する図
【図14】実施例の軸受部材と導電性の樹脂の2色成形について説明する図
【図15】実施例の2色成形により成形された軸受部材と接点部について説明する図
【図16】実施例のゲート位置について説明する図
【図17】回転体以外のプロセス手段に電圧を印加する構成について説明する図
【図18】芯がねを支持する他の構成を説明する図
【図19】接点部に金属板金を用いた従来例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
本発明は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジに関する。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、記録材に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、及びワードプロセッサ等が含まれる。
また、カートリッジとは、電子写真感光体ドラム(電子写真感光体)を支持するドラムカートリッジ、現像手段を支持する現像カートリッジ、及び電子写真感光体ドラムとプロセス手段を一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジ等を総称したものである。プロセス手段は、電子写真感光体ドラムに作用するものである。その例としては、電子写真感光体ドラムに作用する帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段等の他、現像剤担持体(現像ローラ)にトナーを塗布するトナー供給ローラや、トナーの残量検知手段等も含む。
【0009】
(実施例)
以下、本実施例に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)について説明する。以下の説明では、画像形成装置の構成部材のうち、特に、プロセスカートリッジ、現像カートリッジ及び電気接点部(以下、接点部とする)の構成及び、成形方法について詳しく説明する。
【0010】
(1)画像形成装置
図2を用いて、本実施例に係る画像形成装置Aについて説明する。
図2(a)は、プロセスカートリッジBを装着した画像形成装置(レーザビームプリンタ)Aの概略構成を示す断面図である。
【0011】
図2(a)に示す画像形成装置Aでは、次のようにして記録材2に画像が形成される。まず、光学系1から画像情報に基づいた情報光(レーザ光)が電子写真感光体ドラム(以下、感光体ドラム)7へ照射されて感光体ドラム7上に静電潜像が形成され、この潜像が現像剤(以下、トナー)で現像されてトナー像が形成される。このトナー像の形成と同期して給送カセット3から記録材2が搬送され、感光体ドラム7に形成されたトナー像が転写ローラ4によって記録材2に転写される。そして、記録材2上に転写されたトナー像が定着手段5によって加熱・加圧されることで記録材2に定着され、その後、記録材2は排出部6へと排出される。
【0012】
(2)プロセスカートリッジ
次に、図2(a),(b)を用いて、プロセスカートリッジBについて説明する。図2(b)は、本実施例のプロセスカートリッジBの概略構成を説明するための断面図である。
【0013】
プロセスカートリッジBは、現像カートリッジCとドラムカートリッジDとが相対的に回転可能に結合して構成されたものであって、画像形成装置A本体に着脱可能に装着されている。
現像カートリッジCは、トナー(不図示)、現像ローラ12及びトナー供給ローラ16などで構成される現像手段と、トナーを収容し前記現像手段を支持する現像カートリッジ枠体8とを有する。
また、ドラムカートリッジDは、感光体ドラム7やクリーニングブレード14等の構成部材と、これら構成部材を支持するドラムカートリッジ枠体13とから構成されている。
【0014】
現像カートリッジCのトナー収容部9に収容されたトナーは現像室10へと送り出される。そして、現像ローラ12の周りに配置され、現像ローラ12に接触して図2(b)に示す矢印E方向に回転するトナー供給ローラ16と、現像ローラ12上のトナー層を規制するための現像ブレード11によって、トナー層が現像ローラ12の表面に形成される。
そして、現像ローラ12の表面に形成されたトナーが、感光体ドラム7上に形成された潜像に対応して感光体ドラム7へと転移されることによって感光体ドラム7上にトナー像が形成される。
【0015】
そして、転写ローラ4によって感光体ドラム7上のトナー像が記録材2に転写された後は、クリーニングブレード14によって感光体ドラム7に残留したトナーが掻き落とされ、廃トナー収容室15に残留トナーが回収(除去)される。
その後、感光体ドラム7の表面が帯電手段(プロセス手段)としての帯電ローラ18によって一様に帯電され、光学系1による潜像形成が可能な状態となる。
【0016】
(3)現像カートリッジ
図2(b),3,4を用いて、現像カートリッジの概略構成について説明する。
図3(a)は、プロセスカートリッジBが画像形成装置A本体に装着された状態における現像カートリッジCの概略構成を示す斜視図であり、図3(b)は、図3(a)の部分断面図である。図4(a)は、現像カートリッジCの軸受周辺の概略構成を示す側面図、図4(b)は、図4(a)に示すX−X断面で切断した軸受周辺の部分断面を示す斜視図である。
【0017】
図2(b),3に示すように、現像カートリッジCは、現像ローラ12、現像カートリッジ枠体8、及び、軸受(軸受ユニット)Fを有する。現像ローラ12は回転可能に設けられ、感光体ドラム7と接触するように配置される。そして、現像ローラ12は、軸受Fを介して、回転自在に現像カートリッジ枠体8に支持されている。
現像ローラ12を回転可能に支持する軸受Fは、後述するように樹脂で成形された軸受枠体としての軸受部材20と、電極部材としての接点部19とから構成されている。また、軸受Fは、現像カートリッジ枠体8の長手方向両端にそれぞれ取り付けられている。図3(a)においては、現像カートリッジ枠体8の長手方向両端に取り付けられた軸受Fのうち、左側の軸受部材を20L、右側の軸受部材を20Rで示している。
【0018】
また、現像ローラ12の周りには、トナー供給ローラ16と現像ブレード11とが配置されている。ここで、トナー供給ローラ16は、現像ローラ12上にトナーを供給し、また現像ローラ12上からトナーを除去するために現像ローラ12に接触し回転するものである。
また、現像ブレード11は、現像ローラ12上のトナー層を規制するためのものである。
現像カートリッジCは、加圧バネ39によりドラムカートリッジDに付勢されているため、現像ローラ12が感光体ドラム7に当接した状態となっている。
【0019】
(4)現像カートリッジの電極構成及び電圧印加方法
図3,4,13を用いて、現像ローラ12とトナー供給ローラ16の給電方法について説明する。本実施例では、現像ローラ12への電圧印加構成とトナー供給ローラ16への電圧印加構成は同じであるため、現像ローラ12への電圧印加構成を例に挙げて説明を行う。
ここで、現像ローラ12は、回転可能に設けられ、画像形成装置A本体に設けられた電気接点としての本体電極21に電気的に接続される被給電部材に相当する。また後述するが、接点部19は、軸受部材20を型27,28で挟み込んだ際にできる隙間に導電性の樹脂34を注入することで形成される(図1参照)。このように、接点部19は、軸受部材20に当接した型と軸受部材20との間の空間に、導電性の樹脂が注入されることによって成形され、画像形成装置A本体の本体電極21と現像ローラ12とを電気的に接続するものである。なお、接点部19と同様にして、画像形成装置A本体の本体電極21とトナー供給ローラ16とを電気的に接続するトナー供給ローラ電極17が形成される。
【0020】
図13は離型が完了し、接点部19が成形された軸受部材20について説明するための図である。
図13に示すように、接点部19は軸受部材20に一体に成形されている(具体的な成形方法については後述の(8)で説明する)。これにより、軸受Fが構成されている。
接点部19は、第一接点部、第二接点部を有している(以下、第一接点部を芯がね支持部19b、第二接点部を接触面19aとする)。接触面19aは軸受部材20の片面側(一方の面側)に露出している。
そして図3のようにプロセスカートリッジBが画像形成装置A本体に装着されると、画像形成装置A本体の本体電極21と、軸受Fのうち軸受部材20に一体に成形された導電性の樹脂34(図1参照)からなる接点部19の接触面19aとが接触する。
【0021】
一方、芯がね支持部19bは接触面19aの逆側(軸受部材20の他方の面側)で軸受部材20の片面に露出している。
芯がね支持部19bは、現像ローラ12の芯がね端部12bを回転可能に支持しており、芯がね端部12bの周面及び端面12cと接触している。
【0022】
プロセスカートリッジBが画像形成装置Aに装着された後、画像形成装置A本体のコントローラ(不図示)からの指令によって本体電極21に電圧が出力されると、現像ローラ12の表面に電圧が印加される。このとき、本体電極21から、接触面19a、芯がね支持部19b及び芯がね端部12bを介することで、現像ローラ12の表面に電圧が印加される。このように、接点部19は現像ローラ12と本体電極21とを電気的に接続するために設けられている。
ここで、本実施例では本体電極21と接点部19が直接接続されているが、本体電極21と接点部19の間に別の導電性の部材を介して間接的に電気的に接続されるものであってもよい。
【0023】
次に、現像ローラ12を支持する他の構成について図18を用いて説明する。
図18は、現像ローラ12の端部及び接点部19周辺の概略構成を示す断面図であり、(a)は現像ローラ12と軸受Fの組み付け前の状態を示し、(b)は組み付けが完了した状態を示している。
【0024】
図18(a)に示すように、軸受部材20と一体で成形された接点部19は、現像ローラの芯がね端部12bと接触する芯がね支持部19b、及び本体電極21と接触する接触面19aを有している。
このとき、芯がね支持部19bはプロセスカートリッジBの内側へ突き出た凸形状19baを有している。また、現像ローラ12の芯がね端部12bの端部(端縁)には凹形状12caが設けられている。
【0025】
図18(b)に示すように、軸受Fと現像ローラ12がプロセスカートリッジBに組み付けられることで、凸形状19baは、凹形状12ca内に挿入され芯がね端部12bに接触し、芯がね端部12bを支持するように構成されている。このことで、軸受Fは現像ローラ12を支持することができる。
このような構成で、現像ローラ12の芯がね端部12bを支持すると共に、芯がね端部12bに電気的に接続しても良い。
【0026】
(5)軸受部材
図4,5,13を用いて、軸受部材20の形状について説明する。
図5(a),(b)は軸受部材20の表裏外観図である。図5(d),(e)は、図5(c)に示す位置(Y−Y)で切断した時の図5(a),(b)のビューに対応した軸受部材20を示す部分断面図である。図5(f)は、図5(c)に示す位置(Y−Y)で切断した時の軸受部材20を示す断面図である。
【0027】
軸受部材20には、接点部19の接触面19aが成形される接点形成部20a及び、芯がね支持部19bが成形される芯がね支持部形成部20bが設けられている。
また、接点部19を形成する際に型27が接触する型当接面20d、型28が接触する型当接面20eを有している。
芯がね支持部形成部20bは、型28(図7参照)との型当接面20eよりプロセスカートリッジBの長手方向(図5(f)中矢印N方向の逆側)に凹んだ形状となっている。
軸受部材20は、トンネル形状20cを有しており、このトンネル形状20cの内部空間は、接点形成部20aと芯がね支持部形成部20bそれぞれに設けられた端面(図5(f)に示す面20f,20g)を両端面とする壁面に設けられた貫通孔となっている。
【0028】
(6)接触面形成型
図4,6を用いて、接点部19の接触面19aを形成する型27について説明する。図6は、軸受部材20に当接させる2つの型の内の一つであって、接点部19の接触面19aを形成する際に使用する型27について示す図である。
接触面19aを形成する型27は、軸受部材20に突き当たる当接面27a及び接触面19aを成形する掘り込み(凹み)27bを有している。図6は一例として接触面19aが3か所形成可能な構成とした型27を示した図である。
【0029】
(7)芯がね支持部形成型
図4,7を用いて、接点部19の芯がね支持部19bを形成する型28について説明する。図7は、軸受部材20に当接させる2つの型の内の(6)で説明した型のもう一方の型であって、接点部19の芯がね支持部19bを形成する際に使用する型28を示す図である。
芯がね支持部19bを形成する型28は、軸受部材20に突き当たる当接面28a、芯がね支持部19bの内径を成形する突起28b及び、導電性の樹脂34を注入するためのゲート30が挿入される注入口28cを有している。図7は一例として芯がね支持部19bが3か所形成可能な構成とした型28を示した図である。
【0030】
(8)接点部の形成方法
図1,4,5,6,7,8,9,11,13を用いて接触面19a及び芯がね支持部19bの形成方法について説明する。図1は、型27,28が軸受部材20に当接してから導電性の樹脂の注入が完了するまでを時系列的に表した概略断面図である。図8は、型27,28が軸受部材20に当接するまでを時系列的に示した概略斜視図である。図11は、軸受部材20に導電性の樹脂が注入されて、ゲートが退避した状態における断面図であり、後述する接点部のバッファ部について説明するための図である。
【0031】
まず始めに、図8(a)に示すように、軸受部材20に(図中矢印方向に)型28を当接させる。この時、軸受部材20の型当接面20eと、型28の軸受部材20との当接面28aとが突き当たる。
次に、図8(b)に示すように、型27を軸受部材20に(図中矢印方向に)当接させる。この時、軸受部材20の型当接面20dと、型27の軸受部材20との当接面27aが突き当たる。2つの型27,28を軸受部材20に当接させて挟み込んだ状態が図8(c)である。
このとき、図1(a)に示すように、型27とトンネル形状20cの外周面との隙間、及び、プロセスカートリッジの長手方向での型27とトンネル形状20cとの隙間が接点形成部20aとなる。また、型28の突起28bと軸受部材20との隙間が芯がね支持部形成部20bとなる。
【0032】
次に、図1(a),8(d)に示すように、軸受部材20と型27,28が当接してから、導電性の樹脂34を注入するゲート30が型28の注入口28cに(図中矢印方向に)挿入されて注入口28cの奥に突き当たる。このとき、ゲート30と型28は始めから一体化された構成であっても良い。
その後、図1(b)に示すように、導電性の樹脂34がゲート30から注入口28cを介して芯がね支持部形成部20bに注入される。
次に、軸受部材20のトンネル形状20c内部空間を通り接点形成部20aまで導電性の樹脂34が到達する。トンネル形状20c先端からあふれた導電性の樹脂34は、接点形成部20aに入り込み、型27とトンネル形状20cとの隙間空間を満たしていく。
【0033】
樹脂の注入が完了すると型開きが行われる。このようにして、導電性の樹脂34が軸受部材20に一体に成形され、軸受Fが形成される。
このようにして形成された軸受Fにおいては、図4,13に示すように、接点形成部20aに入り込んだ導電性の樹脂が接触面19aを形成し、芯がね支持部形成部20bに入り込んだ導電性の樹脂が芯がね支持部19bを形成している。
芯がね支持部19bの内径面は、現像ローラ12を組付ける際、現像ローラ12の芯が
ね端部12bを回転可能に支持する。また、芯がね支持部19bの端面と芯がね支持部19bの内径面は、現像ローラ12と接点部19を電気的に接続するための接点部となる。
このように接触面19aと芯がね支持部19bは、導電性の樹脂34が上述のような流路(ゲート30→注入口28c→芯がね支持部形成部20b→トンネル形状20c内部空間→接点形成部20a)を通り成形されることで、軸受部材20に一体的に成形される。トンネル形状20cの内部空間(貫通孔内)を貫通して成形された樹脂部分は、電極部材の貫通部に相当する。
【0034】
ここで、接点部19において、導電性の樹脂34を注入するゲート30に対向する位置は、芯がね支持部19b形成側に配置されている。これは、芯がね支持部19bのような形状は精度が要求されるため、ゲートに近い位置の方が樹脂の注入圧が高く、注入圧が高い方がより精度を出すことが可能となるためである。
後述するが、より高い精度が要求されるような場合には、違う材質を後注入する構成よりも成形品を型から取り出さずに行うため2色成形で行う方が好ましい。2色成形とは1色目(本実施例の軸受部材20に相当)を注入、成形後、その物を型から取り出さずに2色目(本実施例の導電性の樹脂34に相当)を注入、成形し、その後離型するといった成形方法である。
【0035】
図1(c)は、導電性の樹脂34の注入が完了した状態を示す図である。
図11に示すように接触面19aにおける成形時の樹脂34の流路末端19aaには部品公差や導電性の樹脂34の注入量ばらつきによる余分な樹脂を吸収するためのバッファ部32が設けられている(バッファ部32に関しては(11)で説明する)。
また、芯がね支持部19bから接触面19aまでの電気的な這い回し経路はトンネル形状20cで囲われている。そのため、複数の接点部19を軸受Fに設けた場合、各接点部の這い回し経路間の縁面距離や空間距離を要因とするショートといった電圧不良が発生する可能性を軽減できる。
【0036】
ここで、縁面距離とは、複数の接点部がある場合、図13(f)に示すように成形された導電性の樹脂端面b1から、軸受部材20の形状を(最短距離で)伝って、別の導電性の樹脂端面b2に至る距離b(図中太線)のことをいう。
また、空間距離とは、成形された導電性の樹脂から、別の導電性の樹脂までの空間上の直線距離(最短距離、図13(f)に示すa)のことをいう。
この距離a,bが十分に確保されていないと、片側の導電性の樹脂にかけたバイアスがもう一方の導電性の樹脂にリークしてしまい、印加バイアスの設定値が変わってしまう恐れがある。
【0037】
次に、離型について説明を行う。
図9は、軸受Fの形成において樹脂の注入が完了した後の離型を時系列的に示した図である。
まず始めに、図9(a)に示すように、ゲート30が型28の注入口28cより(図中矢印方向に)退避する。図9(b)は、ゲート30が退避した状態が示されている。次に、図9(c)に示すように、型27が軸受部材20より(図中矢印方向に)離型する。最後に、図9(d)に示すように、型28が軸受部材20より(図中矢印方向に)離型する。このことで、軸受部材20に接点部19(接触面19a、芯がね支持部19b)が一体的に形成された状態となる。
【0038】
(9)接点部の各形状の機能及び抜け止め、部品間のがたつき防止
次に、図5,10,13を用いて、成形された接点部19の抜け止め(以下、アンカー形状)について説明を行う。
図10は、離型が完了し、成形が終わった接点部19について各機能を説明するための
図である。軸受部材20は非表示にしている。
【0039】
図10(a),(b)に示すように、接点部19は接触面19a、芯がね支持部19b、バッファ部32を有する。また、図10(c),(d)に示すように、画像形成装置A本体内にプロセスカートリッジBが装着された際は、本体電極21が接触面19aに接触することとなる。そして、現像ローラ12が組付けられると、芯がね支持部19bに現像ローラ12の芯がね端部12bが接触し、芯がね端部12bは芯がね支持部19bに回転可能に支持される。
【0040】
このような構成により、本体電極21から現像ローラ12の芯がね端部12bまでの導通経路が確保される。
また、このような構成をとるのは、軸受部材20と接点部19は異材質のため、密着せずに浮きや脱落が発生する可能性があるためである。
さらに、図5(f),13(f)に示すように、接点部19においては、トンネル形状20cの内径19cよりも、接触面19a裏側の面径19d、及び、芯がね支持部19b裏側の面径19eの方が大きい形状となっている。これにより、接点部19に対して図中矢印N方向に力が加わっても(逆方向でも同様)、面径19dの面は軸受部材20の面20gに、面径19eの面は軸受部材20の面20fに突き当たる。このため、接点部19の軸受部材20に対する浮きや脱落の発生を防ぐことができる。
このように、軸受部材20を挟み込んで接点部19を形成することで、物流時等にプロセスカートリッジBに衝撃が加わった場合でも、接点部19が軸受部材20から脱落したり、接点部19が軸受部材20から浮いたりすることを防止できる。
【0041】
ここで本実施例では、トンネル形状20cの両端部の穴(貫通孔)を塞ぐように成形されているが、これに限るものではなく、接点部19の軸受部材20に対する浮きや脱落の発生を防ぐものであればよい。例えば、軸受部材20(面20f,20gを両端面とする壁面)を挟み込むようにトンネル形状20cの両端部の穴(貫通孔)より外径側に突出したアンカー部(フランジ部、突出部)が設けられるものであるとよい。
仮に、接点部19がアンカー部のない平面的な構成であった場合は、一方向に力が加わった際は脱落してしまう恐れがある。そのため、前述したように接点部19を立体的な構成にすることで、接点部19にいずれの方向に力が加わっても、がたつき(浮き)や脱落が防止できる抜け止め機能を果たすことが可能となる。
【0042】
ここで、本実施例においては、軸受部材20の樹脂は収縮率0.6%のハイインパクトポリスチレン、導電性の樹脂34は収縮率1.2%の導電性のポリアセタールの材料を各々用いている。
そして、本実施例において、接点部19の成形は、軸受部材20の成形後に、導電性の樹脂34を注入し、軸受部材20に導電性の樹脂34を一体に成形することで行われる。
特に、本実施例では、接点部19の成形時に、軸受部材20の成形後、軸受部材20の(溶融)樹脂材料が冷え切って固化する前に、導電性の樹脂34を注入することで、軸受部材20に導電性の樹脂34を一体に成形して軸受Fを成形している。
このため、収縮率の差(後で注入する方が収縮率が大きい)から、導電性の樹脂34が、軸受部材20を挟み込み締め付ける構成となっている。
このような、成形後の導電性の樹脂34の収縮により軸受部材20を導電性の樹脂34で挟み込むような構成においては、次のように、より外れ難い構成となる。すなわち、軸受部材20(面20g,20fを両端面とする壁面)を挟み込む接触面19aと芯がね支持部19bは、図13(f)に示す矢印の方向にそれぞれ収縮するため軸受部材20に接点部19が食い付くこととなり、より外れ難い構成となる。
【0043】
このように本実施例では、軸受部材20に導電性の樹脂34を注入して軸受部材20に
接点部19を一体に成形する構成であるため、部品同士を組み付ける構成と比較して、部品間のがたつきをより防止することができる。
【0044】
また、本実施例では、接点部19には、カーボンブラックを約10%含むポリアセタールを使用している。カーボンブラックを使用することで、生産装置へのダメージ(摩耗等)を極力減らすことができる。なお、生産装置へのダメージを減らすことができるものであれば、カーボンブラックに限らず、カーボンファイバー、他の金属系添加剤等を用いてもよい。
【0045】
(10)型締め、バックアップ
次に、図8(c),12を用いて、接触面19a、芯がね支持部19bを形成する工程内で行われる型締めについて説明する。
図8(c)は、軸受部材20に型27,28を当接させて型締めした状態を示す概略斜視図である。図12は、樹脂圧について説明するための概略断面図である。
【0046】
接点部19を成形する際、軸受部材20の型当接面20dに、型27の軸受部材20に対する当接面27aを当接させて型締めを行う。また、軸受部材20の型当接面20eに、型28の軸受部材20に対する当接面28aを当接させて型締めを行う。
本実施例では、型締めの際に、軸受部材20を型27,28で挟み込み、互いの型により軸受部材20の型当接面20d,20eの裏側をそれぞれ支持するように構成している。これは、型27,28の押付け力や樹脂注入時の樹脂圧Pによって軸受部材20の型当接面20d,20e、及び型27の当接面27a、型28の当接面28aが逃げないように、また軸受部材20に変形が生じないようにするためである。
【0047】
本実施例では、型締めの際に、型当接面20d,20eの裏側(裏面)をそれぞれ支持することとしているが、支持する部分は裏側でなくても良い。すなわち、支持することで軸受部材20の逃げや変形を抑えることが出来る部分であれば構わない。
【0048】
(11)バッファ部
次に、図1(c),11を用いて、接点部19のバッファ部32について説明する。
図1(c),11に示すように、軸受部材20において、注入口28cから接点形成部20aまで注入される導電性の樹脂34の注入経路下流側の末端部にはバッファ部32が設けられている。
【0049】
このバッファ部32は、部品公差による樹脂の注入空間の減少や樹脂注入量のばらつきにより流路末端部19aaが図11に示す矢印N方向に移動しても、成形に問題が無いように余分な樹脂を吸収するための収容部の役割を果たしている。
ここで、バッファ部32の範囲は、導電性の樹脂34の注入量が適正値である流路末端部19aaから図11に示す矢印N方向に向かって型27の当接面27aまでの間の空間をいう。
【0050】
ここで、本実施例では、バッファ部32は、樹脂注入経路の下流側の末端部に設けられているが、これに限るものではなく、樹脂注入経路の途中に設けられるものであってもよい。すなわち、バッファ部32は、接点形成部20aからはみ出した樹脂が収容できるように(保持できるように)、軸受部材20と一体に成形される位置に設けられるものであればよい。
【0051】
(12)2色成形
次に、「(9)接点部の各形状の機能及び抜け止め」の項で記述した2色成形について、図14を用いて説明を行う。
図14は、1色目用の型22,23,25、及び2色目用の型23,24,25を用いて、簡易的な形状とした軸受Fを2色成形により製造する場合について説明するための概略断面図である。図14(a)は、型22,23,25が合わさった状態を示す図である。図14(b)は、1色目(軸受部材20)を成形した状態を示す図である。図14(c)は、型22が型24と入れ替わった状態を示す図である。図14(d)は、2色目(接点部19)を成形した状態を示す図である。
【0052】
2色成形では、まず始めに、図14(a)に示すように、軸受部材20(1色目)を成形するために型22,23,25が合わさり、樹脂注入空間が形成される。次に、図14(b)に示すように、軸受部材20の樹脂が、型内の空間に注入され軸受部材20が成形される。次に、図14(c)に示すように、型22が型24に入れ替わり、かつ型25が図中矢印方向に接触面19aの肉厚分、退避し、導電性の樹脂34が注入される空間が形成される。最後に、図14(d)に示すように、導電性の樹脂34が型24の注入口24aより流し込まれ、接点部19が成形される。
このような2色成形を用いることで注入圧を高めることができ、注入圧が高まることで接点部19の形状を精度良く成形することができる。
【0053】
次に、図11,15を用いて、2色成形により成形された接点部19と軸受部材20について説明を行う。
図15(a)は、図14に示すような2色成形により一体的に成形された接点部19と軸受部材20を示す外観図である。図15(b)は、一体的に成形された接点部19と軸受部材20を示す平面図である。図15(c)は、図15(b)のV−V断面を示す概略断面図である。
【0054】
図15に示すように接点部19は、樹脂流路の末端部19aaに相当する位置に「(11)バッファ部」の項で記述した図11の図中に記載するバッファ部32が無い。
これは樹脂注入装置により樹脂の注入量の調整を行うためバッファ部32を必要としないためである。
本成形方法においても、導電性の樹脂34が、接触面19aと芯がね支持部19b間で軸受部材20を挟み込む構成となっている。すなわち、図15(c)に示すように、軸受部材20を挟み込む接触面19aと芯がね支持部19bは、上述のように収縮率の差によって、図中の矢印の方向にそれぞれ収縮するため、接点部19が軸受部材20を締め付ける(軸受部材20に食い付く)ことになる。このことで、接点部19と軸受部材20は、より強固に固定されることになり、接点部19と軸受部材20との間で発生することが懸念される浮きや脱落を防ぐことができる。
【0055】
(13)ゲート位置
次に、図16を用いてゲート位置について説明を行う。図16(a)は、軸受部材20の成形後に接点部19を成形した場合について示す図であり、これは、図13で示したものと同じものである。図16(b)は、2色成形により軸受F成形した場合について示す図であり、これは、図15で示したものと同じものである。
【0056】
軸受部材20の成形後に接点部19の成形型に軸受部材20を嵌め、接点部19を成形する場合であっても、2色成形で成形する場合であっても、ゲート位置19fは芯がね支持部19b側に配置されている。このような構成にすることで、芯がね支持部19b内径の精度を向上させることができる。これは、ゲートに近い方が注入圧が高く、注入した樹脂が金型に、より強く押し付けられるためである。
【0057】
(14)リサイクル
軸受部材20と接点部19が一体になったユニット状態のものを分離する場合、粉砕機
に入れてクラッシュさせることで、分離することが可能となり分別リサイクルすることができる。
【0058】
以上説明したように、本実施例によれば、従来のように軸受部材に電気接点部を取付けるための挿入口や位置決めの穴、切欠き等を設ける必要がなくなり、軸受部材(枠体)の強度(剛性)を極力落とさずに導電経路を形成することが可能となる。また、本実施例では、接点形成部20aと芯がね支持部形成部20bとの間を貫通する穴(貫通孔)を設けることで導電経路を形成しているが、この貫通孔内に導電性の樹脂を注入しているため、貫通孔内を樹脂で埋めることができる。これにより、軸受部材の強度を確保することができる。
また、図19に示す従来例と比較して、複数の接点部材が必要となった際に、トンネル形状の肉厚で縁面距離や空間距離をかせぐことができるため、接点部材の這い回し経路が簡易になる。さらに、導電経路の簡易な這い回しが可能となることで、這い回しスペースの削減もでき、プロセスカートリッジの長手方向の小型化につなげることができる。
また、導電性の樹脂を注入することにより接点部を形成することにより、複雑な電極形状の形成が可能となり、接点部(導電経路)の設計自由度を高くすることができる。
また、軸受部材を挟み込んで接点部が形成されるので、物流時等にプロセスカートリッジに衝撃が加わっても、アンカー形状により接点部が軸受部材から脱落するといったことや、接点部が軸受部材から浮くといった事象の発生を防止することができる。
また、電気接点部品(板金)と軸受部材といった部品間の組み付け構成ではないため、軸受部材に対する電気接点部の位置精度をより正確に出すことができ、軸受部材と接点部間のガタつきを防止することができる。
【0059】
ここで、本実施例の接点部19は、現像カートリッジCにおいて、現像ローラ12及びトナー供給ローラ16それぞれを本体電極21と電気的に接続するものであったが、これに限るものではない。例えば、ドラムカートリッジDにおいて、感光体ドラム7と画像形成装置A本体とを電気的に接続するものであってもよい。また、接点部19は感光体ドラム7及び帯電ローラ18それぞれに対応して設けられるものであってもよい。すなわち、帯電ローラ18と画像形成装置A本体とを電気的に接続する接点部と、感光体ドラム7と画像形成装置A本体とを電気的に接続する接点部とが設けられるものであってもよい。また、上述したようなプロセスカートリッジBに本発明が適用される場合、接点部は感光体ドラム7と複数のプロセス手段それぞれに対応して複数設けられるものであってもよい。
また、本実施例では、現像ローラ12、トナー供給ローラ16の芯がねを支持する構成として芯がね支持部19bについて説明したが、これに限るものではなく、摺動部材を支持するものであればよい。
【0060】
また、本実施例においては、接点部19は、プロセス手段である現像ローラ12やトナー供給ローラ16といった回転体に接触するために芯がね支持部19bを有することについて説明した。しかしながら、接点部は、回転体以外の構成部材と画像形成装置A本体とを電気的に接続するものであってもよい。
図17は、接点部と接触するプロセス手段が回転体以外のものを示した概略図である。
図17では、現像ブレード11が現像ブレード端面11aで、軸受F(軸受部材20)に設けられた現像ブレード接点部31と接触している。このような構成にすることで、回転体以外のプロセス手段に対しても、電圧を印加することができる。
【符号の説明】
【0061】
A…画像形成装置、B…プロセスカートリッジ、F…軸受、12…現像ローラ、19…接点部、20…軸受部材、21…本体電極、27,28…型、34…導電性の樹脂

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
回転可能に設けられ、画像形成装置本体に設けられた電気接点に電気的に接続される被給電部材と、
前記被給電部材を回転可能に支持する軸受と、
を有するカートリッジにおいて、
前記軸受は、
樹脂で成形された軸受枠体と、
前記軸受枠体に当接した型と前記軸受枠体との間の空間に、導電性の樹脂が注入されることによって成形され、前記画像形成装置本体の前記電気接点と前記被給電部材とを電気的に接続する電極部材と、
を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項2】
前記軸受枠体は、貫通孔が設けられた壁面を有し、
前記電極部材は、
前記貫通孔を貫通する貫通部と、
前記貫通部の両端にそれぞれ設けられ、前記壁面を挟み込むように前記貫通孔より外径側に突出した突出部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項3】
前記電極部材の成形は、前記軸受枠体の成形後に、前記空間に導電性の樹脂が注入されることによって行われ、前記軸受枠体の樹脂材料と前記電極部材の樹脂材料との収縮率の差により、前記電極部材の前記突出部で前記軸受枠体の前記壁面を挟み込むように、前記電極部材の樹脂材料の収縮率は、前記軸受枠体の樹脂材料の収縮率よりも大きく構成されていることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。


【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公開番号】特開2013−101268(P2013−101268A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−245734(P2011−245734)
【出願日】平成23年11月9日(2011.11.9)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】