JP2006276407A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 担持部材に向かって帯電ローラ部材を軸方向に均一に押圧することを実現することにより、帯電ローラ部材を担持部材に均一に密接させつつ精度よく一体回転させて、信頼性高く高品質の画像を形成可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 帯電ローラ１３の本体部１３ａを圧接回転させて感光体ドラム１２の本体部１２ａの表面を均一に帯電させる画像形成装置であって、感光体ドラムの反対側から帯電ローラの本体部を押圧するように圧接回転するバックアップローラ３０が設けられており、このバックアップローラは、感光体ドラムの本体部に接触する帯電ローラの本体部に自身の本体部３１を当接させたときの軸心位置から感光体ドラム側にずれた位置に両端部を軸支されて、その自身の本体部の弾性力により帯電ローラの本体部を感光体ドラム側にその軸長全体で押圧しつつ従動回転する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真式記録方式を採用する画像形成装置に関し、詳しくは、トナー像の担持部材を高精度に帯電させることのできるものに関する。

従来より、感光体により作製した担持部材の表面に静電潜像を露光形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られており、この画像形成装置では、その静電潜像をトナー現像して担持させた担持部材表面のトナー像を、記録用紙などの記録媒体に転写して画像形成する。このトナー像は、担持部材表面に対面する現像ローラを回転させてそのローラの外周面上のトナーを、その担持部材表面の静電潜像に選択的に乗り移らさせて付着させることによりトナー現像する。

このことから、画像品質は、記録媒体に転写するトナー像の品質に左右されることになり、この画像の高品質化には、トナー像を形成して担持させるために担持部材の表面に形成する静電潜像の形成品質や、この担持部材の表面でのトナー像の担持品質を向上させる必要がある。このためには、担持部材の表面を所望の電位に均一に帯電させるのが前提になる。

この担持部材の表面を高品質に均一に帯電させるには、その帯電領域に接触回転させる帯電ローラ部材を採用する場合、この担持部材と帯電ローラ部材を均一に密接させて精度よく一体回転させる必要がある。

このために、例えば、帯電ローラ部材の両端部を担持部材方向に付勢して圧接回転させることが行われており、さらに、その両端部の付勢により帯電ローラ部材が湾曲するのを抑制するために中央部も担持部材方向に押圧するなどの各種工夫がなされている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この文献１に記載の画像形成装置にあっては、帯電ローラ部材の中央部を背面側から担持部材方向に押圧するにしても、スポンジ材料を固設しているだけなので、同じ箇所が帯電ローラ部材に摺接することになり、弾性力を喪失したり、磨耗するなどの劣化により、十分な効果が得られなくなる恐れがある。

ここで、転写ローラ部材が担持部材との間に記録用紙を挟持しつつ圧接回転することにより、その担持部材表面のトナー像を記録用紙に転写させつつ挟持搬送する転写部において、その転写ローラ部材が、逆クラウン形状（中央側が徐々に縮径されている形状）に形成されている場合には、その記録用紙にシワが発生し易い。このことから、そのシワの発生のない記録用紙の挟持搬送を実現することを目的に、均一な圧力を記録用紙に掛けることができるように、転写ローラ部材の両端部を担持部材方向に付勢するバックアップローラ部材を設置することが提案されている。これを帯電ローラ部材に流用することが考えられる（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、この文献２に記載の画像形成装置にあっても、帯電ローラ部材を湾曲させてしまう可能性がある。例えば、この文献２に記載のように、中央部のみに形成したローラ形状で押圧する構成を採用する場合には、帯電ローラ部材がその中央部のみで押圧されて湾曲してしまい、担持部材に対して均一に密接させることができずに、帯電ムラを発生させてしまう恐れがある。また、同じ長さのローラ形状で押圧する構成を採用する場合には、バックアップローラ部材の両端部が担持部材方向に付勢されていることにより、バックアップローラ部材が湾曲して、帯電ローラ部材がその付勢されている両端部のみで押圧されて湾曲してしまい、担持部材に対して均一に密接させることができずに、帯電ムラを発生させてしまう恐れがある。なお、文献２に記載の画像形成装置では、転写ローラ部材が逆クラウン形状に形成されているために、バックアップローラ部材を互いの圧接方向から見た軸心が交差するように配設されており、そのまま流用することはできない。
特開平７−１９９５９５号公報 特開平７−２２５５２３号公報

そこで、本発明は、担持部材に向かって帯電ローラ部材を軸方向に均一に押圧することを実現することにより、帯電ローラ部材を担持部材に均一に密接させつつ精度よく一体回転させて、信頼性高く高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する画像形成装置の第１の発明は、画像データに基づく静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該担持部材表面の静電潜像にトナーを選択的に付着させて該静電潜像を現像する現像カートリッジと、静電潜像を形成可能に担持部材表面を帯電させる帯電ローラ部材と、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、帯電ローラ部材がローラ形状に形成されて担持部材の画像形成領域に接触回転するように両端部を回転自在に軸支されているのに対して、該帯電ローラ部材と平行になる姿勢で当該帯電ローラ部材の外周面の略軸長全体に接触回転するように弾性材料をローラ形状に形成して両端部を回転自在に軸支固定されたバックアップローラ部材が設けられており、該バックアップローラ部材は、担持部材の表面に接触する帯電ローラ部材の外周面に自身の外周面を当接させたときの軸心位置よりも該担持部材側にずれた位置に両端部が軸支されて該帯電ローラ部材を担持部材方向に押圧することを特徴とするものである。

この発明では、担持部材の表面に対して帯電ローラ部材とバックアップローラ部材が平行に配置されて、そのバックアップローラ部材は、帯電ローラ部材の直径に自身の半径を加えた位置よりも軸心を担持部材に接近させる位置に両端部が位置決め固定されて軸支されている。このため、担持部材の表面とバックアップローラ部材の外周面との間の間隔が帯電ローラ部材の外径（直径）よりも狭く設定されることになり、その間に帯電ローラ部材が挟まれてバックアップローラ部材の弾性材料による弾性力で軸方向の略軸長全体が担持部材方向に押圧される。これにより、帯電ローラ部材は、バックアップローラ部材の外周面の略軸長全体により担持部材方向に押圧されて、その外周面が均一に担持部材の表面に密接される。したがって、帯電ローラ部材は、軸方向に均一に担持部材の表面に圧接することができ、その担持部材の表面を均一に帯電させることができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記帯電ローラ部材は担持部材に圧接して発生する摩擦力で従動回転されるとともに、バックアップローラ部材は該帯電ローラ部材に圧接して発生する摩擦力で従動回転されるように構成されており、バックアップローラ部材の帯電ローラ部材に対する摩擦係数が該帯電ローラ部材の担持部材に対する摩擦係数よりも小さく設定されていることを特徴とするものである。

この発明では、担持部材の表面が移動する画像形成動作に伴って、その担持部材の表面に外周面をバックアップローラ部材からの押圧力により密接させている帯電ローラ部材がその圧接力に応じた摩擦力により従動回転されるのと同時に、反対に、その帯電ローラ部材からの反力（帯電ローラ部材への圧接力）により密接する状態のバックアップローラ部材がその反力に応じた摩擦力により従動回転される。このとき、担持部材の表面に接触回転する帯電ローラ部材は、担持部材との間の摩擦係数がバックアップローラ部材との間の摩擦係数よりも大きく設定されているので、バックアップローラ部材との間よりも担持部材との間の摩擦力が勝って（バックアップローラ部材の回転・停止が影響することなく）、その担持部材の表面の移動に対して一体回転するように引き摺られて従動回転される。なお、バックアップローラ部材も、通常、この帯電ローラ部材の回転に従動回転されてその帯電ローラ部材の回転を妨げてしまうことはない。したがって、帯電ローラ部材は、担持部材に対する圧接位置がずれないように圧接回転することができ、その担持部材の表面を均一に帯電させることができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第３の発明は、上記第１または第２の発明の特定事項に加え、前記バックアップローラ部材の１本が、担持部材の帯電ローラ部材との接触箇所における法線上に軸心を配置されていることを特徴とするものである。

この発明では、担持部材の外面の法線上に、例えば、担持部材も外形が円形に形成されている場合には、担持部材、帯電ローラ部材およびバックアップローラ部材の軸心が直列に配置されて、互いの外周面同士を圧接させる。したがって、バックアップローラ部材は、担持部材の表面に向かって真直ぐに帯電ローラ部材を押圧することができ、その押圧力が帯電ローラ部材を逃がす方向に作用してしまうことを少なくして、押圧力を効果的に帯電ローラ部材に加えて担持部材の表面に圧接（密接）させることができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第４の発明は、上記第１または第２の発明の特定事項に加え、前記バックアップローラ部材の複数本が、担持部材の帯電ローラ部材との接触箇所における法線を中心にする対称位置に軸心を配置されていることを特徴とするものである。

この発明では、担持部材の外面の法線を中心にする対称位置に複数本の、例えば、２本のバックアップローラ部材が担持部材の表面の移動方向（帯電ローラ部材の回転方向）に対する前後に配置されて、帯電ローラ部材と外周面同士を圧接させる。したがって、バックアップローラ部材は、帯電ローラ部材が担持部材の表面に向かって真直ぐに圧接するように均等に２箇所以上から押圧することができ、帯電ローラ部材が回転動作に伴って逃げようとしても逃がすことなく、押圧力を効果的に帯電ローラ部材に加えて担持部材の表面に圧接させることができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第５の発明は、上記第３または第４の発明の特定事項に加え、前記帯電ローラ部材は、前記法線方向に移動可能に軸支されていることを特徴とするものである。

この発明では、位置決めされている担持部材やバックアップローラ部材に対して、帯電ローラ部材は、その担持部材の外面の法線上で移動することができ、その法線上からずれてしまうことなく、そのバックアップローラ部材により担持部材の表面に向かって真直ぐに押圧される。したがって、帯電ローラ部材は、バックアップローラ部材からの押圧力により効果的に担持部材の表面に圧接させることができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第６の発明は、上記第１から第５のいずれかの発明の特定事項に加え、前記バックアップローラ部材は、担持部材の画像形成領域幅内に対応する帯電ローラ部材の中央付近を中心に該担持部材方向に押圧することを特徴とするものである。

この発明では、バックアップローラ部材は、両端部を位置決め固定されて回転自在に軸支されつつ、担持部材の画像形成領域幅内の中央付近を中心にして帯電ローラ部材の略軸長全体をその担持部材方向に押圧するように、例えば、軸長全体または軸方向中央付近の外形が中心に向かうほど太めになるクラウン形状などに形成される。このバックアップローラ部材は、担持部材との間に帯電ローラ部材を挟むようにして弾性材料による弾性力で押圧する際に、その両端部側が固定されていることから、中央付近が帯電ローラ部材からの反力により逃げようとする。しかるに、このバックアップローラ部材は、その中央付近が太めに形成されるなどして、帯電ローラ部材の略軸長全体を均一にその担持部材方向に押圧することができる。したがって、バックアップローラ部材の弾性材料による弾性力が大きくて帯電ローラ部材からの軸心距離がその軸方向に変化する傾向を持ったとしても、その帯電ローラ部材は、バックアップローラ部材の外周面の略軸長全体により担持部材方向に均一に押圧されて、その外周面が均一に担持部材の表面に密接される。

上記課題を解決する画像形成装置の第７の発明は、上記第１から第６のいずれかの発明の特定事項に加え、前記バックアップローラ部材は、帯電ローラ部材の外周面を清掃するクリーニング機能を備えることを特徴とするものである。

この発明では、バックアップローラ部材は、帯電ローラ部材の外周面を清掃するクリーニング部材により構成することができる。したがって、クリーニング部材を備える構成では、バックアップローラ部材を特別に設けることなく兼用させることができ、レイアウトが困難になったり、コストアップしてしまうことなく、帯電ローラ部材を担持部材の表面に均一に圧接させて、その担持部材の表面を均一に帯電させることができる。

このように本発明によれば、バックアップローラ部材が帯電ローラ部材の略軸長全体を担持部材方向に押圧することができ、その帯電ローラ部材を担持部材の表面に均一に密接させつつ圧接回転させることができる。したがって、帯電ローラ部材は、担持部材の表面に高精度に一体回転して均一に帯電させることができ、その担持部材の表面に静電潜像やトナー像を高品質に形成・担持可能にすることができる。また、このバックアップローラ部材をクリーニング部材に兼用させることにより、容易かつ安価に配置して、画像の高品質化を図ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態を示す図である。

図１において、画像形成装置は、文字等の画像を作成・出力するパーソナルコンピュータＰＣなどの外部装置に接続して利用するプリンタであり、この画像形成装置は、画像形成する文字等の画像データを受け取って電子写真方式により記録用紙（記録媒体）の一面側または両面側に記録形成する画像記録装置１０と、積載する複数枚の記録用紙をこの画像記録装置１０に搬送するとともに画像を記録形成されたその記録用紙を装置外に搬出して積載する用紙搬送装置２０と、により構成されている。

画像記録装置１０は、簡単に説明すると、画像データに基づいてレーザ光Ｌを走査するレーザ光走査装置１１と、このレーザ光走査装置１１からのレーザ光Ｌを照射・走査されて画像データに基づく静電潜像が表面に露光・形成される感光体ドラム（担持部材）１２と、レーザ光Ｌの照射により静電潜像を形成可能に感光体ドラム１２の外周表面を帯電させる帯電ローラ１３と、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容して、感光体ドラム１２の表面に隙間を介して対面する現像ローラ１４ａを同期回転させることにより、その収容トナーを選択的に付着させて感光体ドラム１２表面の静電潜像をトナー現像する各色毎の現像カートリッジ１４（１箇所のみ図示）と、この現像カートリッジ１４をその各色毎の設置空間１５ａ内に収納して回転軸１５ｂを中心に回転する現像ロータリーユニット１５と、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を受け取って記録用紙上に転写記録可能なトナー画像（モノクロ画像あるいはカラー画像）を形成する中間転写ベルト１６と、搬送されてきた記録用紙を中間転写ベルト１６との間で挟むように圧接（ニップ）することによりその中間転写ベルト１６が担持するトナー像を転写させるとともにその記録用紙を挟持しつつ下流へと搬送する転写ローラ１７と、トナー像を転写されて搬送されてきた記録用紙を加熱圧接することによりそのトナー画像を定着させるとともにその記録用紙をさらに下流側へと挟持搬送する定着ローラ対１８と、感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面上に残留するトナーをクリーニングブレード１９ａにより回収して貯留する廃トナータンク１９と、を備えている。なお、現像カートリッジ１４の現像ローラ１４ａには、その現像カートリッジ１４のトナーの収容空間内で回転する供給ローラ１４ｂが圧接回転することによりトナーを供給する。

これにより、画像記録装置１０は、レーザ光走査装置１１により感光体ドラム１２表面に形成された画像データに基づく静電潜像を、その画像データに応じて切り換えられた現像ロータリーユニット１５内の現像カートリッジ１４がトナー現像するようになっておりこの後に、その感光体ドラム１２上のトナー像を、中間転写ベルト１６に一次転写して用紙搬送装置２０により搬送されてきた記録用紙に二次転写して記録した後に定着ローラ対１８が加熱圧接して定着させることにより画像形成する。

用紙搬送装置２０は、簡単に説明すると、装置本体下部に着脱可能にセットされて複数枚の記録用紙を積載する用紙カセット２１と、この用紙カセット２１の底面の昇降板２１ａにより上昇された記録用紙束に圧接して回転することにより最上の記録用紙を引き出して搬送経路ｆへと送り出すピックアップローラ２２と、このピックアップローラ２２により送り出されてきた記録用紙を受け取ってさらに下流の搬送経路ｆへと挟持搬送する中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂと、この中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂが搬送する搬送経路ｆ内の記録用紙を受け取って画像記録装置１０の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７による画像の記録形成位置に挟持搬送するレジストローラ対２４と、このレジストローラ対２４から中間転写ベルト１６および転写ローラ１７の間や定着ローラ対１８間を経る搬送経路ｆを搬送されることにより一面側に定着画像が形成された記録用紙を受け取って装置本体上部の排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する排紙ローラ対２５ａ、２５ｂと、を備えている。なお、画像記録装置の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７や、定着ローラ対１８は、記録用紙を搬送する機能も備えることから、この用紙搬送装置２０の一部をも構成している。

これにより、用紙搬送装置２０は、用紙カセット２１内からピックアップローラ２２により引き出された記録用紙を、中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂを介してレジストローラ対２４に受け渡した後に、そのレジストローラ対２４が画像記録装置１０の動作に同期するように、中間転写ベルト１６と転写ローラ１７が圧接する画像の記録形成位置に給紙するようになっており、その中間転写ベルト１６上のトナー像を転写記録して定着ローラ対１８により定着させた記録用紙を、排紙ローラ対２５ａ、２５ｂが受け取って排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する。

ここで、この用紙搬送装置２０は、一面側に画像形成された記録用紙を反転させてレジストローラ対２４の上流側の搬送経路ｆに送り出すための再搬送経路ｒおよびその経路ｒに配設された中間搬送ローラ対２７を備えており、排紙ローラ対２５ａ、２５ｂが反転することにより再搬送経路ｒ内に送られてきた記録用紙を中間搬送ローラ対２７が受け取ってレジストローラ対２４に受け渡すことにより、記録用紙の両面に画像形成することができる。また、この用紙搬送装置２０は、手差しする記録用紙をレジストローラ対２４の上流側の搬送経路ｆに送り出すための手差し経路ｍおよびその経路ｍに配設された手差し給送ローラ対２８を備えており、その手差し経路ｍ内に差し込まれた記録用紙を手差し給送ローラ対２８が受け取ってレジストローラ対２４に受け渡すことにより、記録用紙の片面または両面に画像形成することができる。

そして、画像記録装置１０の現像カートリッジ１４は、現像ロータリーユニット１５の回転軸１５ｂを中心に回転する区画フレーム１５ｃにより区画されている複数の設置空間１５ａと、外形を相似形状に形成されることにより収納可能に作製されており、この現像ロータリーユニット１５が回転軸１５ｂを中心に回転することにより、感光体ドラム１２に対面する現像カートリッジ１４が切り換えられてその感光体ドラム１２表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する。このとき、例えば、現像ロータリーユニット１５がイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを収容する現像カートリッジ１４を収納されている場合には、感光体ドラム１２上の静電潜像を現像するトナーの色を切り換えることにより、受け取った画像データに基づいてその各色のトナーを色重ねしたり選択してカラー画像から単色画像までを記録用紙に印字形成することができる。また、現像ロータリーユニット１５がすべての現像カートリッジ１４内に同色の、例えば、ブラック（Ｋ）のトナーを収容する現像カートリッジ１４を収納されている場合には、感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する現像カートリッジ１４を順次に切り換えてモノクロ画像を記録用紙に連続印字して形成する専用機として利用することができる。

この静電潜像を形成する感光体ドラム１２は、その表面にローラ形状の帯電ローラ１３の外周面が接触しつつ回転して高電圧を印加されることにより、レーザ光走査装置１１がレーザ光Ｌを走査してトナーの付着する静電潜像を形成可能な電位に（露光前にはトナーの付着しない高電圧に）帯電される。このとき、帯電ローラ１３は、外周面が感光体ドラム１２の表面（外周面）に均一に密接するように圧接しつつ、その圧接位置にずれを生じることなく一体となって接触回転することにより、その感光体ドラム１２の表面全面を均一に所望の電位に帯電させることができ、これにより、感光体ドラム１２の表面に高精度に静電潜像を形成することができるとともに、その静電潜像を現像したトナー像を信頼性高く担持して中間転写ベルト１６に受け渡すことができる。

このことから、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の反対側（背面側）に、その感光体ドラム１２の表面に向かって押圧することにより密接させるバックアップローラ３０が配設されており、これら感光体ドラム１２、帯電ローラ１３およびバックアップローラ３０は、図２に示すように、共通のフレーム４０に回転自在に軸支されている。

具体的には、バックアップローラ３０は、感光体ドラム１２や帯電ローラ１３が互いの外周面を接触させて回転させるように本体部１２ａ、１３ａをローラ形状に形成するのと同様に、その帯電ローラ１３の本体部１３ａに接触回転させる本体部３１をローラ形状に形成されており、図２（ａ）に示すように、この本体部３１は、ウレタンゴムなどの弾性材料を帯電ローラ１３の本体部１３ａよりも長尺に形成することにより、帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体（感光体ドラム１２表面の画像形成領域Ｗ０に対応する箇所を含む全体）を感光体ドラム１２方向に押圧することができるように設計されている。

また、図２（ｂ）に示すように、感光体ドラム１２は、フレーム４０の丸穴４１内に回転軸１２ｂを貫通させて回転自在に軸支されているとともに、バックアップローラ３０は、感光体ドラム１２の回転軸１２ｂと平行になるように形成されたフレーム４０の丸穴４２内に回転軸３２を貫通させて回転自在に軸支されているのに対して、帯電ローラ１３はフレーム４０の丸穴４１、４２間に形成された長穴４３内に回転軸１３ｂが回転自在かつ移動（上下動）可能に軸支されている。ここで、フレーム４０は、これらの回転軸１２ｂ、１３ｂ、３２を回転自在に軸支するために、単なる丸穴、長穴で軸支してもよく、また、軸受部材を内装してよく、回転負荷等を考慮して適宜設計すればよい。

このフレーム４０の丸穴４１、４２は、感光体ドラム１２の本体部１２ａおよびバックアップローラ３０の本体部３１の半径に帯電ローラ１３の本体部１３ａの直径を加算した距離よりも短い位置に設定されており、帯電ローラ１３の本体部１３ａは、感光体ドラム１２の本体部１２ａとバックアップローラ３０の本体部３１の間に挟圧される状態で回転軸３２の両端部を長穴４３に軸支されている。すなわち、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２とバックアップローラ３０と平行になる姿勢で取り付けられて、それぞれの本体部１２ａ、１３ａ、３１の外周面を圧力を加えることなく接触させたときの軸心位置が感光体ドラム１２側にずらされた位置に軸支されているバックアップローラ３０の本体部３１が、それぞれの本体部１２ａ、１３ａ、３１の外周面の略軸長全体が互いに圧接するように弾性力を付与されている状態になる。言い換えると、帯電ローラ１３の本体部１３ａは、バックアップローラ３０の本体部３１が軸長全体に圧接することにより感光体ドラム１２の本体部１２ａに軸長全体が圧接して密接するように押圧されている。

この状態で、フレーム４０の長穴４３は、丸穴４１、４２間の仮想連結線が長手方向に一致するように形成されており、帯電ローラ１３は、フレーム４０の丸穴４１に回転軸１２ｂを軸支されている感光体ドラム１２の本体部１２ａの外周面の法線方向に長手方向が一致する長穴４３内で回転軸１３ｂが上下動可能に軸支されて、本体部１３ａの外周面をその感光体ドラム１２の本体部１２ａの外周面に当接（接触）させている。また、バックアップローラ３０は、その法線方向に形成されているフレーム４０の丸穴４２に回転軸１３ｂが軸支されて、本体部３１の外周面をその帯電ローラ１３の本体部１３ａの外周面に当接させている。

これにより、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３およびバックアップローラ３０は、回転軸１２ｂ、１３ｂ、３２が直列に配置されて本体部１２ａ、１３ａ、３１の外周面同士を圧接させており、帯電ローラ１３の本体部１３ａは、位置決めされている感光体ドラム１２とバックアップローラ３０の本体部１２ａ、３１の間で挟圧されて、その直列方向（法線方向）に移動可能であるとともに、バックアップローラ３０は、本体部３１の弾性力によりその帯電ローラ１３の本体部１３ａに圧接している。

したがって、バックアップローラ３０の本体部３１は、帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体を感光体ドラム１２の本体部１２ａ側に法線方向に真っ直ぐに押圧して（その弾性力を逃がす方向に作用させることなく効果的に付与して）互いの外周面を圧接させることができ、その帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに密接させるように押し付けることができる。このとき、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３およびバックアップローラ３０は、本体部１２ａ、１３ａ、３１の略軸長全体で外周面同士を互いに圧接させているので、その軸長方向で均一に密接する状態で圧接回転することができる。

そして、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３およびバックアップローラ３０は、本体部１２ａ、１３ａの外周面間の摩擦係数が本体部１３ａ、３１の外周面間の摩擦係数よりも大きくなるように材料や表面状態が選択・加工されており、感光体ドラム１２が画像記録装置１０における画像の記録形成動作に伴って回転駆動される際に、帯電ローラ１３は本体部１２ａ、１３ａの外周面同士の圧接力に応じた摩擦力により従動回転されるとともに、バックアップローラ３０も本体部１３ａ、３１の外周面同士の圧接力に応じた摩擦力により従動回転される。このとき、帯電ローラ１３は、バックアップローラ３０との間で発生する摩擦力よりも感光体ドラム１２との間で発生する摩擦力が大きいことから、バックアップローラ３０による回転負荷により本体部１２ａ、１３ａの圧接位置がずれてしまうことなく、そのバックアップローラ３０を従動回転させつつ、感光体ドラム１２に一体回転するように引き摺られて従動回転することができる。

このように本実施形態においては、バックアップローラ３０の本体部３１が帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体を感光体ドラム１２の本体部１２ａ側に押圧して軸方向に均一に圧接させることができ、その帯電ローラ１３の本体部１３ａはその感光体ドラム１２の本体部１２ａの回転駆動によりその圧接位置がずれることなく均一に密接しつつ従動回転することができる。したがって、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２と共に本体部１２ａ、１３ａを高精度に一体回転させて均一な帯電動作を実行することができ、その感光体ドラム１２の本体部１２ａの表面に静電潜像を高精度に形成し、また、その静電潜像を現像したトナー像を高品質に担持して中間転写ベルト１６を介して記録用紙に転写して画像形成することができる。

次に、図３は本発明に係る画像形成装置の第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する（以下で、説明する他の実施形態においても同様）。

図３において、用紙搬送装置２０と共に画像形成装置を構成する画像記録装置１０は、上述実施形態のフレーム４０に代えて、一対のバックアップローラ３０を軸支可能に設計されたフレーム４５が設置されており、このフレーム４５は、感光体ドラム１２の回転軸１２ｂを回転自在に軸支する丸穴４１と、帯電ローラ１３の回転軸１３ｂを回転自在に軸支する長穴４３と共に、バックアップローラ３０の回転軸３２を回転自在に軸支する一対の丸穴４６が配設されている。

このフレーム４５の丸穴４６は、丸穴４１と長穴４３の仮想連結線の延長線（法線）を中心にする対称位置で、バックアップローラ３０の回転軸３２を感光体ドラム１２や帯電ローラ１３の回転軸１２ｂ、１３ｂと平行に軸支するように配設されているとともに、上述実施形態と同様に、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３およびバックアップローラ３０の本体部１２ａ、１３ａ、３１の外周面を、圧力を加えることなく接触させたときの回転軸３２の軸心位置よりも帯電ローラ１３の回転軸１３ｂに接近する位置にずらされて形成されている。

これにより、フレーム４５の丸穴４６に回転軸３２を軸支されている一対のバックアップローラ３０は、それぞれの本体部１２ａ、１３ａ、３１の外周面の略軸長全体が互いに圧接することにより、そのうちの帯電ローラ１３の回転軸１３ｂが長穴４３内（法線上）で移動して感光体ドラム１２側に向かうように、その本体部１３ａの２箇所の圧接位置（接触箇所）を略軸長全体で押圧することができる。このとき、一対のバックアップローラ３０は、上述実施形態における法線方向（ここでは、感光体ドラム１２と帯電ローラ１３の軸心を連結する延長線）を中心にする回転方向の前後に均等な位置で、帯電ローラ１３の本体部１３ａに本体部３１を圧接させることができる。

したがって、この一対のバックアップローラ３０は、上述実施形態と同様に、それぞれの本体部３１の弾性力により帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａ側に法線方向に真っ直ぐに押圧して互いの外周面を圧接させることができ、その帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに均一に密接させるように押し付けて圧接回転させることができる。このとき、帯電ローラ１３の本体部１３ａはこの感光体ドラム１２の本体部１２ａとの圧接回転に伴って法線上から逃げようとするが、この一対のバックアップローラ３０の本体部３１は、その帯電ローラ１３の回転方向に対して前後方向に均等な位置でその本体部１３ａに圧接するので、その本体部１３ａを逃がすことなく感光体ドラム１２の本体部１２ａに法線上から押し付けることができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、一対のバックアップローラ３０で帯電ローラ１３を感光体ドラム１２側に押圧することにより、信頼性高く、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに軸方向に均一に密接させつつその圧接位置がずれないように一体回転させることができる。したがって、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面に、より信頼性高く高品質の静電潜像やトナー像を形成可能にすることができる。

次に、図４は本発明に係る画像形成装置の第３実施形態を示す図である。
図４において、用紙搬送装置２０と共に画像形成装置を構成する画像記録装置１０は、上述実施形態のバックアップローラ３０に代えて、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに向かって押圧して密接させるクリーニングローラ５０が配設されており、このクリーニングローラ５０は、上述実施形態のバックアップローラ３０と同様に、本体部５１がウレタンゴムなどの弾性材料をローラ形状に形成されて作製されているとともに、その本体部５１の外周に、帯電ローラ１３の本体部１３ａの外周面から塵埃などの不要物を拭き取り除去することのできるウレタンスポンジなどのクリーナ材料５２が貼付されている。

このクリーニングローラ５０は、上述実施形態のバックアップローラ３０と同様に機能するように、本体部５１の直径とクリーナ材料５２の厚さが設定されており、帯電ローラ１３の本体部１３ａに押し付けられたときにクリーナ材料５２も弾性変形しつつ弾性力により反発する。また、このクリーニングローラ５０は、外周面間における摩擦係数も同様に、感光体ドラム１２と帯電ローラ１３の本体部１２ａ、１３ａの外周面間の摩擦係数が帯電ローラ１３の本体部１３ａとクリーナ材料５２の外周面間の摩擦係数よりも大きくなるように材料や表面状態が選択・加工されている。

これにより、クリーニングローラ５０は、本体部５１の外周のクリーナ材料５２の外周面が帯電ローラ１３の外周面１３ａを拭き取るようにして、感光体ドラム１２から乗り移ってきた残留トナーなどをシリカ（ＳｉＯ_２）やチタニア（ＴｉＯ_２）などの極微細な外添剤も含めて除去することのできるクリーニング機能に加えて、上述実施形態におけるバックアップローラとしても機能することができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、クリーニングローラ５０をバックアップローラとして兼用することができる。このため、クリーニングローラとバックアップローラとを別個に配置する必要がなく、レイアウトが困難になったり、コストアップしてしまうこともない。したがって、帯電ローラ１３の本体部１３ａの外周面を清浄にしつつ感光体ドラム１２の表面に均一に密接させて帯電させることができ、より信頼性高く、かつ、安価に高品質の静電潜像やトナー像を形成可能にすることができる。

なお、本実施形態の他の態様としては、図５に示すように、クリーナ材料５２を本体部５１の外周に設けるのではなく、クリーナ材料により本体部５６の全体が構成されているクリーニングローラ５５を配設しても良い。この場合にも、このクリーニングローラ５５を上述実施形態におけるバックアップローラとしても機能させることができ、同様の作用効果を得ることができる。

次に、図６は本発明に係る画像形成装置の第４実施形態を示す図である。
図６において、用紙搬送装置２０と共に画像形成装置を構成する画像記録装置１０は、上述実施形態のバックアップローラ３０に代えて、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに向かって押圧して密接させるようにバックアップローラ６０が配設されており、このバックアップローラ６０の本体部６１は、ウレタンゴムなどの弾性材料を、両端面から中央部に向かって緩やかに大径になるように外形が形成されている、所謂、クラウン形状に形成して回転軸３２が貫通している。すなわち、このバックアップローラ６０は、上述実施形態のバックアップローラ３０と同様に、感光体ドラム１２の本体部１２ａの画像形成領域Ｗ０に対応する箇所も含めて帯電ローラ１３の本体部１３ａを、そのクラウン形状により感光体ドラム１２方向に押圧することができるように設計されている。

また、このバックアップローラ６０の本体部６１は、上述実施形態のバックアップローラ３０と同様に、外周面間の摩擦係数が同様になるように設計されており、その本体部１２ａ、１３ａの外周面間の摩擦係数が本体部１３ａ、６１の外周面間の摩擦係数よりも大きくなるように材料や表面状態が選択・加工されている。

ここで、バックアップローラ６０の本体部６１は、このバックアップローラ６０の回転軸３２が両端部をフレーム４０、４５の丸穴４２に軸支固定されて帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体を押圧する構成になっているので、その帯電ローラ１３の本体部１３ａからの反力を受けて逃げる方向に湾曲させられる負荷を受けている状態になる。このことから、バックアップローラ６０の本体部６１のクラウン形状は、その湾曲を解消すると共にその帯電ローラ１３の本体部１３ａの中央付近を中心に逆に押圧することができる程度に外径の変化する形状に形成すればよい。

これにより、バックアップローラ６０は、本体部６１（回転軸３２）が帯電ローラ１３の本体部１３ａからの反力が大きく逃げる方向に湾曲しようとする場合にも、その本体部３１のクラウン形状により帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体を均一に感光体ドラム１２方向に押圧することができ、その帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａの外周面に均一に密接する状態で圧接回転させることができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、バックアップローラ６０のクラウン形状の本体部６１で帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２側に押圧することにより、信頼性高く、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに均一に密接させつつその圧接位置がずれないように一体回転させることができる。したがって、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面に、より信頼性高く高品質の静電潜像やトナー像を形成可能にすることができる。

なお、本実施形態の第１の他の態様としては、図７に示すように、本体部６１の肉厚を両端面から中央部に向かって変化させることによりその外形をクラウン形状に形成するのではなく、軸支される両端部間にクラウン形状部６４ａが形成された回転軸６４に代えることにより、そのクラウン形状部６４ａの周囲に均一な肉厚となる本体部６３を形成したバックアップローラ６２を配設しても良い。この場合にも、クラウン形状の本体部６３の外周面で帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２側に押圧することができ、同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態の第２の他の態様としては、図８に示すように、本体部６１の肉厚を両端面から中央部に向かって緩やかに変化させることによりその外形をクラウン形状に形成するのではなく、中央付近にクラウン形状部６７ａが形成された本体部６３に回転軸３２を貫通させたバックアップローラ６６を配設しても良い。この場合にも、本体部６７のクラウン形状部６７ａの外周面で帯電ローラ１３の本体部１３ａの中央付近を中心にして感光体ドラム１２側に押圧することができ、同様の作用効果を得ることができる。

さらに、本実施形態の第３の他の態様としては、図９に示すように、本体部６１の肉厚を両端面から中央部に向かって変化させることによりその外形をクラウン形状に形成するのではなく、軸支される両端部間の中央にクラウン形状部７０ａが形成された回転軸７０に代えることにより、そのクラウン形状部７０ａの周囲に均一な肉厚となる本体部６９を形成して、その外面の中央にクラウン形状部６９ａの設けられたバックアップローラ６８を配設しても良い。この場合にも、本体部６９のクラウン形状部６９ａの外周面で帯電ローラ１３の本体部１３ａの中央付近を中心にして感光体ドラム１２側に押圧することができ、同様の作用効果を得ることができる。

次に、図１０は本発明に係る画像形成装置の第５実施形態を示す図である。
図１０において、用紙搬送装置２０と共に画像形成装置を構成する画像記録装置１０は、上述実施形態のバックアップローラ３０に代えて、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに向かって押圧して密接させるようにバックアップローラ８０が配設されており、このバックアップローラ８０の本体部８１は、ウレタンゴムなどの弾性材料を帯電ローラ１３の本体部１３ａよりも短尺に、詳しくは、両端面８１ａが感光体ドラム１２の表面の画像形成領域Ｗ０の内側に位置する長さＷ１に形成することにより、帯電ローラ１３の本体部１３ａの画像形成領域Ｗ０に対応する箇所を中心にして感光体ドラム１２方向に押圧することができるように設計されている。

また、このバックアップローラ８０の本体部８１は、上述実施形態のバックアップローラ３０と同様に、外周面間の摩擦係数が同様になるように設定されており、その本体部１２ａ、１３ａの外周面間の摩擦係数が本体部１３ａ、８１の外周面間の摩擦係数よりも大きくなるように材料や表面状態が選択・加工されている。

これにより、バックアップローラ８０は、上述実施形態と同様に、それぞれの本体部１２ａ、１３ａ、８１の外周面の略軸長全体が互いに圧接することにより、その本体部８１の軸長全体で帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２側に押圧することができ、その本体部８１の長さＷ１が感光体ドラム１２の画像形成領域Ｗ０に満たなくても帯電ローラ１３の本体部１３ａの軸長全体を感光体ドラム１２の本体部１２ａの外周面に均一に密接する状態で圧接回転させることができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態に遜色のない作用効果を得ることができ、感光体ドラム１２の画像形成領域Ｗ０程度の長さＷ１を有するバックアップローラ８０の本体部８１で帯電ローラ１３の本体部１３ａをその感光体ドラム１２方向に均一に押圧することができ、帯電ローラ１３の本体部１３ａを感光体ドラム１２の本体部１２ａに均一に密接させつつその圧接位置がずれないように一体回転させることができる。したがって、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面に、より信頼性高く高品質の静電潜像やトナー像を形成可能にすることができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもない。例えば、本実施形態では、中間転写ベルト１６を備える機構に適用する場合を一例に説明するが、これに限るものではなく、感光体ドラムからトナー像を記録用紙に直接転写して画像形成する機構の画像形成装置にも好適に適用することができることはいうまでもない。

本発明に係る画像形成装置の第１実施形態を示す図であり、その概略全体構成を示す透視正面図である。 その要部構成を示す図であり、（ａ）はその配置構成を示す軸の法線方向から見た側面図、（ｂ）はその軸方向から見た側面図である。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態を示す図であり、その要部構成を示す軸方向から見た側面図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施形態を示す図であり、その要部構成を示す軸方向から見た側面図である。 その他の態様を示す図であり、その要部構成を示す軸方向から見た側面図である。 本発明に係る画像形成装置の第４実施形態を示す図であり、その要部構成を示す平面図である。 その第１の他の態様を示す図であり、その要部構成を示す平面図である。 その第２の他の態様を示す図であり、その要部構成を示す平面図である。 その第３の他の態様を示す図であり、その要部構成を示す平面図である。 本発明に係る画像形成装置の第４実施形態を示す図であり、その要部構成を示す軸の法線方向から見た側面図である。

符号の説明

１０……画像記録装置 １１……レーザ光走査装置 １２……感光体ドラム １３……帯電ローラ １４……現像カートリッジ １４ａ……現像ローラ １５……現像ロータリーユニット １６……中間転写ベルト １７……転写ローラ １８……定着ローラ対 １９……廃トナータンク １９ａ……クリーニングブレード ２０……用紙搬送装置 ３０、６０、６２、６６、６８、８０……バックアップローラ １２ａ、１３ａ、３１、５１、５６、６１、６３、６７、６９、８１……本体部 １２ｂ、１３ｂ、３２、６４、７０……回転軸 ４０、４５……フレーム ４１、４２、４６……丸穴 ４３……長穴 ５０、５５……クリーニングローラ ５２……クリーナ材料 ６４ａ、６７ａ、６９ａ、７０ａ……クラウン形状部 Ｌ……レーザ光 Ｗ０……画像形成領域

Claims (7)

1. 画像データに基づく静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該担持部材表面の静電潜像にトナーを選択的に付着させて該静電潜像を現像する現像カートリッジと、静電潜像を形成可能に担持部材表面を帯電させる帯電ローラ部材と、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
   帯電ローラ部材がローラ形状に形成されて担持部材の画像形成領域に接触回転するように両端部を回転自在に軸支されているのに対して、該帯電ローラ部材と平行になる姿勢で当該帯電ローラ部材の外周面の略軸長全体に接触回転するように弾性材料をローラ形状に形成して両端部を回転自在に軸支固定されたバックアップローラ部材が設けられており、
   該バックアップローラ部材は、担持部材の表面に接触する帯電ローラ部材の外周面に自身の外周面を当接させたときの軸心位置よりも該担持部材側にずれた位置に両端部が軸支されて該帯電ローラ部材を担持部材方向に押圧することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電ローラ部材は担持部材に圧接して発生する摩擦力で従動回転されるとともに、バックアップローラ部材は該帯電ローラ部材に圧接して発生する摩擦力で従動回転されるように構成されており、
   バックアップローラ部材の帯電ローラ部材に対する摩擦係数が該帯電ローラ部材の担持部材に対する摩擦係数よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記バックアップローラ部材の１本が、担持部材の帯電ローラ部材との接触箇所における法線上に軸心を配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記バックアップローラ部材の複数本が、担持部材の帯電ローラ部材との接触箇所における法線を中心にする対称位置に軸心を配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電ローラ部材は、前記法線方向に移動可能に軸支されていることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記バックアップローラ部材は、担持部材の画像形成領域幅内に対応する帯電ローラ部材の中央付近を中心に該担持部材方向に押圧することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記バックアップローラ部材は、帯電ローラ部材の外周面を清掃するクリーニング機能を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。

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