JP2008058686A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

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善弘 川上
Koji Kato
孝二 加藤
Hirofumi Oyoshi
浩文 大吉
Tomoshi Yoshida
知史 吉田
Kenzo Tatsumi
謙三 巽
Yoshiyuki Shimizu
義之 清水
Tomohiro Kubota
智広 久保田
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Abstract

【課題】簡単な構成によりコスト上昇を招くことなく異常画像の発生を防止できる構成を備えた帯電装置を提供する。
【解決手段】像担持体に接触して該像担持体を一様帯電する帯電装置において、像担持体側の駆動手段に連動して回転する従動部材24K1にフランジ部24K2を設け、フランジ部24K2には帯電ローラ24Kに作用している付勢力によって当接可能な大径部100Aを備えた離間部材100を設け、大径部100Aがフランジ部24K2に当接している間は帯電ローラ24Kを付勢に抗して像担持体から離し、従動部材24K1の回転によって大径部100Aが引き摺られると回転して上記付勢を利用して帯電ローラ24Kを像担持体に接触させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電部材の接触態位設定機構に関する。
従来、静電複写機,光プリンタ等の電子写真方式による画像形成装置は、被帯電体である感光体を帯電処理する装置を備えているが、その装置として放電生成物であるオゾンや窒素酸化物が発生する非接触方式に代えてこのような放電生成物の発生がない接触方式が多用されるようになってきている。
接触方式の帯電装置は、例えば、感光体に当接しながら連動可能な帯電ローラを備え、感光体への一様帯電を行う構成が知られているが、帯電ローラが常時感光体に当接していると、帯電ローラに用いられる導電性ゴムなどの弾性体が所定圧力によって感光体に押し付けられていることになり、その表面から滲出する成分により感光体表面が汚損されてしまう場合がある。例えば、帯電ローラの感光体と接触する部分がEPDM(エチレンプロピレンジエンの3元共重合体)等の導電性ゴムで形成されていると、それが感光体に所定の接触圧で接しているため、その圧接状態が長時間継続されるとゴム材の中に含まれている軟化剤(可塑剤)が外部にしみ出て感光体の表面を汚してしまう虞がある。
感光体表面の汚れは、目視では殆どわからない程度のものであるが、現像を行うとその軟化剤が付着した部分のトナー像は他の部分に比べてトナーの付着量が少なくなるため、そのままそれを転写紙に転写すると、その汚れ部分に対応した部分に白スジ(白抜け)が周期的に現われて画像欠陥になってしまうということがあった。
また、常時ある程度圧接する状態で接触している帯電ローラは、その圧力によって表層部に塑性変形が発生する場合もあり、この変形部が感光体との接触異常を起こして帯電ムラの原因となることによっても異常画像が発生し、特に、ハーフトーン画像を得るような場合には上述したスジ状の画像が得られてしまうことがある。
そこで、このような問題を解決するため、例えば画像形成動作を行なわない待機状態(スタンバイ状態)にあるときは、帯電ローラ(導電ローラ)を移動手段によりドラム状の感光体から離間させて非接触の位置に移動させることにより感光体との接触時間を短くして、その感光体の接触部を汚れにくくした画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
上記特許文献1には、感光体から帯電ローラを接離させる駆動源として帯電ローラを揺動可能に支持する支持部材の揺動態位を設定するソレノイドが用いられていることからコストが高いという問題がある。
そこで、コスト低減を目的として、駆動部材として用いられる駆動ギヤの回転方向に応じて揺動方向が設定される揺動レバーの揺動端に帯電ローラを設け、感光体が駆動されている画像形成装置の稼働時と停止時とで駆動ギヤの回転方向を切り換えるようにした構成が提案されている(例えば、特許文献2)。
特開平1−207768号公報 特開平7−234569号公報
上記特許文献に開示されている構成のいずれも、画像形成装置がこれを使用する場所に据え置かれた後に画像形成処理を行う場合と行わない場合とを対象として帯電ローラの接離制御を行うことを前提としている。
しかし、長時間の間、感光体に対して帯電ローラが接触したままとなる状態は、画像形成装置の設置後だけではなく、工場出荷後、設置までの間倉庫などに保管されている場合がある。
工場出荷までの間を対象としてのみ前述した接離機構を装備することは大げさな構造となり、コスト上昇を招く。つまり、工場出荷後に据え置かれるまでの間だけ感光体と帯電ローラとが接触することがないようにすればよい場合に上述した接離両機能を有する機構を備えることは目的とする動作に対して余分な機能を含むこととなり、これがコスト上昇の原因となる。
本発明は、上記従来の帯電装置およびこれを用いる画像形成装置における問題に鑑み、簡単な構成によりコスト上昇を招くことなく異常画像の発生を防止できる構成を備えた帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
この目的を達成するため、請求項1記載の発明は、像担持体に当接して連動することにより該像担持体への一様帯電を行う帯電部材を備えた帯電装置において、
上記帯電部材は、上記像担持体の表面に向けて付勢されている回転可能な帯電ローラと、上記像担持体側に設けられている回転可能な駆動部材に連動可能に設けられ、上記帯電ローラの回転軸と同軸上に位置する従動部材と、上記帯電ローラの回転軸と同軸上に設けられ、周方向において上記付勢に抗して該帯電ローラを上記像担持体から離間させる大径部を上記従動部材に当接可能な離間部材とを備え、上記離間部材は、上記大径部が上記従動部材に当接することにより上記付勢に抗して上記帯電ローラを上記像担持体から離間させた状態にあるとき、上記従動部材の回転時に該従動部材により上記大径部が引き摺られて回転すると上記付勢により上記帯電ローラを上記像担持体に当接させる態位を設定することを特徴としている。
請求項2記載の発明は、上記離間部材は、上記大径部に摩擦係数が高い部分と低い部分とが設けられ、該大径部が上記従動部材に引き摺られて回転した後には摩擦係数が低い部分が上記従動部材に当接することを特徴としている。
請求項3記載の発明は、上記大径部のうちで、上記従動部材に引き摺られて回転した後上記従動部材に当接する部分は上記付勢により上記従動部材に当接する部分よりも面積を小さくされていることを特徴としている。
請求項4記載の発明は、上記従動部材は、該従動部材の回転軸を中心とする円周面を有したフランジを備え、該フランジの外周面に上記離間部材の大径部を当接させることとを特徴としている。
請求項5記載の発明は、上記大径部は、工場出荷後において最初に上記駆動部材が回転を開始するまでの間上記従動部材に当接して上記帯電ローラを上記像担持体から離間させた態位を設定することを特徴としている。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の帯電装置をプロセスカートリッジに用いることを特徴としている。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の帯電装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
本発明によれば、従動部材の回転を利用して離間部材の大径部を引き摺ることにより帯電ローラを像担持本体に対して当接させることができるので、特別な接離機構などを要することなく帯電ローラの当接態位を設定することができる。特に、工場出荷後、最初に駆動部材が回転を開始されるまでの間は離間部材の大径部により像担持体から離されている帯電ローラが、工場出荷後、最初に駆動部材が回転を開始された時点で駆動部材に連動する従動部材の引き摺り作用によって帯電ローラを像担持体に当接させるようになっているので、工場出荷後、長時間の間、帯電ローラが像担持体に当接した状態を維持する場合に発生する像担持体の汚れや帯電ローラの組成変形による異常画像の発生を防止することができる。
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明による帯電装置が適用される画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置は、レーザ光を用いた書込による複数色の画像形成が可能な画像形成部を並置したタンデム方式のカラーレーザープリンタであるが、本発明では、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機なども画像形成装置に含まれるものとする。
図1に示すカラーレーザープリンタの構成を説明すると次の通りである。
図1においてカラーレーザープリンタ1は、黒、シアン、マゼンタ、イエロー(K、C、M、Yの符号で各色を示す)の色毎に一定速度で回転する像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yと、カラー現像器22K、22C、22M、22Yを持つ画像形成部と、画像形成部で現像された重畳転写されたカラー画像を保持し給紙部5から給紙された転写材Pにさらに転写する中間転写体(中間転写ベルト、転写材Pの搬送ベルト、感光体ベルトでもよい)41とを備えている。
カラー画像を転写された転写材Pを定着部6へ搬送してカラー画像を転写材Pに定着し、排出ローラ71によって装置上面の排紙部へ排出するものである。なお上記4色のカラー現像器と像担持体は各色にて一体構成されプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
次に上記画像形成装置1の各部の構成について詳細に説明する。
像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yは現像器22K、22C、22M、22Yおよび、トナー収容容器23K、23C、23M、23Yと一体的に構成され、この現像ユニット2K、2C、2M、2Yはプリンタ本体に対して着脱自在に保持され、トナーの消耗に応じて容易にユニット交換可能であるように構成されている。
図1に示す像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yは、アルミシリンダの外側に有機光導体層を塗布して構成し、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yの両端に同軸上に配置された図示しないフランジ、軸受け及び軸を介して現像ユニット2K、2C、2M、2Yに回動自在に支持されており、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yと軸は導通が取られている。
また、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yと同軸上には図示しない駆動伝達機構(たとえははすばギヤ)があり、図示しない駆動装置より動力を得て回動する。
帯電手段24K、24C、24M、24Yは、像担持体(感光体ドラム)21K,21C,21M,21Yに当接して連動可能な帯電ローラを備え、前記像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Y表面を一様に帯電させるものである。
帯電手段24K、24C、24M、24Yに用いられる帯電ローラと像担持体(感光体ドラム)21K,21C,21M,21Yとの連動は、前述したように、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yと同軸上に設けられている駆動伝達機構(例えば、はす歯ギヤ)と連結、つまり、はす歯ギヤに噛み合うギヤを介して行われるようになっている。この連動関係に関する構成については、後で説明する、(感光体ドラム)21K,21C,21M,21Yと、帯電手段24K、24C、24M、24Yとの接離機構において詳しく説明する。
上記像担持体への書込は、書込露光装置3からの各色LD光(31K、31C、31M、31Y)にて行われ、一定速度で回転する像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yの表面を選択的にレーザ光を照射して露光書き込みすることにより像担持体上に静電潜像を形成する。
現像手段は、上記静電潜像を可視化するために、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像を可能とする4個の現像器22K、22C、22M、22Yから構成させる。4色の各現像器22K、22C、22M、22Yは像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yに対向する現像ローラ25K、25C、25M、25Yが像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yに対して回転しながら接触する位置に配置され、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yに各色トナーによる可視像を形成する。
中間転写体(以下中間転写ベルト)41はカラー画像形成動作時には各現像ユニット2K、2C、2M、2Yにより可視化された像担持体(感光体ドラム) 21K、21C、21M、21Yのトナー画像を多重転写するため回動する。中間転写体は主に中間転写ベルト41、駆動伝達を行う駆動ローラ42、前記中間転写ベルトを架張するテンションローラ43により構成される。像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yで形成されたトナー画像は中間転写ベルト41に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体(中間転写ベルト)41は二次転写部44において転写材Pに各色トナー像を一括転写する。
その他給紙カセット51から転写材Pを給紙する給紙装置5、給紙された転写材Pを搬送する搬送装置8、転写材Pに一括転写されたカラー画像を定着させる定着部6、画像形成を完了させた転写材Pを装置上部の排紙口まで搬送する排紙部7、および転写材Pの両面に画像形成するための両面印刷部9を備えている。
上記の構成を備えたカラーレーザープリンタでは、像担持体(感光体ドラム)およびこれに対する帯電、現像、クリーニングの各工程を実行する装置が纏めてユニット内に収納されることにより各色の画像を作成する作像部でのプロセスカートリッジを構成している。従って、収容されている装置などの交換作業は対象となる色の作像部のみを対象として行うことができ、寿命等がまだ残っている装置や部材をも交換してしまう場合と違って不用意に管理コストが上昇してしまうのを抑えることができる。
一方、各プロセスカートリッジに設けられている帯電手段24K、24C、24M、24Yは、像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yに対して接離する構成が用いられているが、接離動作として、カラープリンタの稼働時ではなく、工場出荷後、最初の稼働により像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yが最初に回転を開始するまでの間、帯電手段24K、24C、24M、24Yに用いられる帯電ローラが像担持体(感光体ドラム)21K、21C、21M、21Yから離間した状態を維持され、像担持体(感光体ドラム)が最初に回転を開始する時点で上記帯電ローラが像担持体(感光体ドラム)に当接する動作を設定されて、不用意に像担持体(感光体ドラム)への押圧状態を維持されないような動作とされている。
図2は、この接離機構を説明するための模式図であり、同図において、帯電手段24K、24C、24M、24Yに用いられる帯電ローラの回転軸には、像担持体(感光体ドラム)側の駆動伝達手段であるはす歯ギヤに噛み合う従動部材としてのはす歯ギヤ(図2では、便宜上、帯電手段24Kを対象として符号24K1で示すが、他の帯電手段24C、24M、24Yも同様な構成とされている)が回転可能に設けられている。
はす歯ギヤ24K1には、これよりも小径のフランジ部24K2が設けられており、フランジ部24K2には離間部材100の一部が当接している。
離間部材100は、帯電ローラを像担持体(感光体ドラム)から離間させた状態を維持するための部材であり、帯電ローラ(便宜上、符号24Kで示す)と同軸上に支持されて周方向の一部に大径部100Aを備えた回転部材で構成されている。
図2(B)において、大径部100Aは、帯電ローラ24Kの直径方向に延長された下辺部であり、先端部がフランジ部24K2に当接する辺部100A1とされ、この辺部100A1と直角な方向で、はす歯ギヤ24K1の回転方向(図2中、符号Fで示す方向)後方側に位置する側方辺部100Bにはこの辺100Bと直角な方向に延出して上記直径方向と直角な辺部100A1よりも小面積の突起部100B1が設けられている。
本実施例においては、辺部100A1と突起部100B1との摩擦係数において、辺部100A1の摩擦係数が突起部100B1の摩擦係数よりも大きい関係が設定されており、これにより辺部100A1がはす歯ギヤ24K1のフランジ部24K2の外周面に接触した状態を維持しやすくしてある。
帯電ローラ24Kは、バネなどの弾性体101によって像担持体(感光体ドラム)に向けて付勢されており、この付勢を利用して辺部100A1がはす歯ギヤ24K1のフランジ部24K2に対向した際に生起される摩擦力によって辺部100A1の延出距離分だけ帯電ローラ24Kを像担持体(感光体ドラム)から離間させた状態を維持できるようになっている。
このときは、像担持体(感光体ドラム)が回転しない、いわゆる、工場出荷後からユーザ先への据え置きが行われるまでの間の保管時に相当し、この間で帯電ローラ24Kが弾性体101を介した付勢に抗して像担持体(感光体ドラム)から離間した状態を維持される。
離間部材100は、辺部100A1がはす歯ギヤ24K1のフランジ部24K2と摩擦接触しているので、フランジ部24K2の回転により引き摺られることができ、これにより帯電ローラ24Kの回転軸を中心にして回転するようになっている。離間部材100が回転した場合には、図2(C)に示すように、辺部100A1がフランジ部24K2に引き摺られることになり、これにより回転して突起部100B1をフランジ部24K2の外周面に当接させるようになっている。
突起部100B1は、辺部100A1が再度フランジ部24K2に接触するのを防止できる突出量とされ、さらには摩擦係数が辺部100A1よりも面積および摩擦係数が小さいので、接触による摩擦力が軽微なものとでき、フランジ部24K2に接触した際には、辺部100A1がフランジ部24K2に再接触するのを防止して、はす歯ギヤ24K2の回転が摩擦抵抗により阻害されるのを防ぐようになっている。
摩擦係数の関係を設定するための構成としては、離間部材100における辺部100A1の表面粗さを粗くしたり、あるいは樹脂成型品を用いる場合には、辺部100A1に対応する金型内面の表面粗さを粗くするようにしておくことが考えられる。また、樹脂成型品とする場合には、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂及び、これらのアロイ樹脂等が用いられている。
なお、離間部材100における辺部100A1がフランジ部24K2に摩擦接触している状態では、像担持体(感光体ドラム)に当接する部材を有するクリーニング装置での接触圧が作用していることで、いわゆる、制動されている状態であるので、弾性体101の押圧力を数N〜数十N程度として帯電ローラ24Kに作用させた場合でも像担持体(感光体ドラム)側の回転は阻止され、はす歯ギヤ24K1が不用意に回転することがないようにされている。
本実施例は以上のような構成であるから、工場出荷後、保管状態にある帯電手段では、離間部材100の辺部100A1がはす歯ギヤ24K1のフランジ部24K2に接触することにより帯電ローラ24Kを像担持体(感光体ドラム)から離間させた状態を維持する。
一方、工場出荷後にユーザ先への据え置きが行われて最初に像担持体(感光体ドラム)が回転を開始されると、帯電ローラ24K側のはす歯ギヤ24K1が連動して回転しこれに伴い離間部材100の辺部100A1が引き摺られて回転することになるので、辺部100A1が接触していた場合と異なり、帯電ローラ24Kが像担持体(感光体ドラム)側に向けて移動して接触する。この接触は弾性体101の付勢によって行われる。
以上のような実施例によれば、工場出荷後の長期間の間、帯電ローラ24Kが像担持体(感光体ドラム)と接触しない状態を維持されるので、像担持体(感光体ドラム)表面の汚損や帯電ローラ24Kの塑性変形を防ぐことができる、しかも、帯電ローラ24Kの離間状態から接触状態への移行は、はす歯ギヤ24K1の回転を利用するだけでよいので、特別な接離機構を設けることがなくコスト上昇を防ぐことができる。なお、突起部100B1は、フランジ部24K2との接触に際して抵抗を軽減する目的で角部を丸く形成することが望ましい。
次に本発明の別実施例について説明する。
図3は、離間部材200の変形例を示す図であり、同図においては、図2に示した辺部100A1に相当する辺部200A1に凸部200A2が設けられ、この凸部200A2が辺部200A1とフランジ部24K2と対面した場合にフランジ部24K2に形成された凹部24K3に係合するようになっている。なお、図3に示した離間部材200には、図2に示した場合と同様に、突起部100B1に相当する突起部200B1が設けられている。
本実施例は以上のような構成であるから、工場出荷後、ユーザ先への据え付け前には離間部材200の辺部200A1に有する凸部200A2がフランジ部24K2の凹部24K3に係合した状態とされる。これにより、図2に示した場合と同様に、帯電ローラ24Kは弾性体101の付勢に抗して像担持体(感光体ドラム)から離間された状態を維持する。
はす歯ギヤ24K1が回転を開始すると、辺部200A1がフランジ部24K2に引き摺られて回転するのに応じて離間部材200の凸部200A2が凹部24K3から外れることにより、図2に示した場合と同様に、帯電ローラ24Kを弾性体101の付勢により像担持体(感光体ドラム)に当接させることができる。
本実施例においては、離間部材200の辺部200A1とフランジ部との摩擦接触に加えて凸部200A2と凹部24K3との係合を用いることで離間部材200の不用意な回転を阻止して帯電ローラ24Kが像担持体(感光体ドラム)から離間した状態を確実に維持することができる。
なお、上記実施例においては、辺部100A1,あるいは200A1の摩擦係数を高める構成として、表面粗さを粗くすることを挙げたが、摩擦係数の高い材質を有するテープや材料を辺部に一体化するようにしてもよい。
また、本実施例は、工場出荷後にユーザ先への据え付けまでの間を対象として帯電ローラを像担持体(感光体ドラム)から離す構成を提示しているが、例えば、像形成タイミングの設定などに支障がなければ、画像形成終了時に像担持体を少し逆転させて帯電ローラ側のはす歯ギヤを逆回転させることにより、離間部材の突起部を引き摺り移動させて辺部をフランジ部に対面させるように構成することで、工場出荷後の間だけではなく、据え付け後の画像形成装置の稼働時と非稼働時とで帯電ローラの接離作用を行わせるようにすることも無理なことではないといえる。
本発明による帯電装置を備えた画像形成装置の一例を示す模式図である。 本発明実施例による帯電装置の要部構成を示す図である。 図2に示した要部構成の変形例を示す図である。
符号の説明
1 カラーレーザープリンタ
21K、21C、21M、21Y 像担持体
24K、24C、24M、24Y 帯電手段
24K1 はす歯ギヤ
24K2 フランジ部
24K3 凹部
100,200 離間部材
100A 大径部
100A1 摩擦接触する辺部
100B1 突起部
200A1 凸部

Claims (7)

  1. 像担持体に当接して連動することにより該像担持体への一様帯電を行う帯電部材を備えた帯電装置において、
    上記帯電部材は、上記像担持体の表面に向けて付勢されている回転可能な帯電ローラと、
    上記像担持体側に設けられている回転可能な駆動部材に連動可能に設けられ、上記帯電ローラの回転軸と同軸上に位置する従動部材と、
    上記帯電ローラの回転軸と同軸上に設けられ、周方向において上記付勢に抗して該帯電ローラを上記像担持体から離間させる大径部を上記従動部材に当接可能な離間部材とを備え、
    上記離間部材は、上記大径部が上記従動部材に当接することにより上記付勢に抗して上記帯電ローラを上記像担持体から離間させた状態にあるとき、上記従動部材の回転時に該従動部材により上記大径部が引き摺られて回転すると上記付勢により上記帯電ローラを上記像担持体に当接させる態位を設定することを特徴とする帯電装置。
  2. 上記離間部材は、上記大径部に摩擦係数が高い部分と低い部分とが設けられ、該大径部が上記従動部材に引き摺られて回転した後には摩擦係数が低い部分が上記従動部材に当接することを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
  3. 上記大径部のうちで、上記従動部材に引き摺られて回転した後上記従動部材に当接する部分は上記付勢により上記従動部材に当接する部分よりも面積を小さくされていることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電装置。
  4. 上記従動部材は、該従動部材の回転軸を中心とする円周面を有したフランジを備え、該フランジの外周面に上記離間部材の大径部を当接させることとを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の帯電装置。
  5. 上記大径部は、工場出荷後において最初に上記駆動部材が回転を開始するまでの間上記従動部材に当接して上記帯電ローラを上記像担持体から離間させた態位を設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれに記載の帯電装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の帯電装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  7. 請求項1乃至5のいずれかに記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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