JP4706830B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置であって、帯電ローラの両端部に固定されたリング状のギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップを設定して、この帯電ローラで像担持体を非接触帯電する画像形成装置の技術分野に関する。

従来、画像形成装置として、像担持体に対して所定の帯電ギャップを置いて、この像担持体を非接触帯電する帯電ローラを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。図６に示すように、この特許文献１に開示の画像形成装置に用いられる帯電ローラａは、芯金ｂの外周面に導電性を有する弾性部材からなる抵抗層ｃを設けるとともに、この抵抗層ｃの両端部外周面に、それぞれ、絶縁性を有するテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材ｄ,ｅをリング状に巻き付けて固着し、これら一対のギャップ部材ｄ,ｅを像担持体である感光体ドラムｆの外周面に当接させることにより、所定の帯電ギャップＧを設定している。その場合、芯金ｂの両端面からそれぞれ軸方向に同軸に突設された回転軸ｇ,ｈをスプリング（不図示）の付勢力で感光体ドラムｆの方へ押圧することで、両ギャップ部材ｄ,ｅを感光体ドラムｆの外周面に圧接させている。

そして、帯電ローラａが帯電ギャップにより感光体ドラムｆを非接触帯電することで、オゾンの発生を抑制することができるとともに、感光体ドラムｆに付着しているトナー等の異物が帯電ローラａに付着したり、帯電ローラａの抵抗層ｃ中に含まれる物質が感光体ドラムｆに付着したりすることが防止できるので、帯電ローラａによる感光体ドラムｆの帯電性能を向上することができる。
また図示しないが、一般に帯電ローラａは、芯金ｂの回転軸に固定された駆動用ギヤが感光体ドラムｆの回転軸に固定された駆動用ギヤに動力伝達ギヤ列を介して連結されて、モータからの駆動力を感光体ドラムｆの駆動用ギヤおよび動力伝達ギヤ列を介して帯電ローラａの駆動用ギヤに伝達することで回転されるようになっている。
特開２００１−２９６７２３号公報。

しかしながら、前述のように帯電ローラａが感光体ドラムｆの駆動用ギヤおよび動力伝達ギヤ列を介してモータの駆動力で直接回転駆動されると、帯電ローラａは像担持体ｆにより押圧力をこの像担持体ｆから離れる方向に受けるので、帯電ローラａと感光体ドラムｆとの間の帯電ギャップＧが変化してしまい、不安定になる。このため、帯電ローラａによる感光体ドラムｆの帯電が軸方向に均一にならなくなり、安定した良好な帯電を得ることが難しいという問題がある。特に、帯電ローラａが非弾性体で形成される場合には、この問題は非常に大きな問題となる。

そこで、帯電ローラａをギヤ列を介して直接駆動しないようにすると、ギャップ部材ｄ,ｅと感光体ドラムｆとの間の摩擦を利用して感光体ドラムｆの回転駆動力を帯電ローラａに伝達することにより、帯電ローラａを回転駆動させることになる。しかし、周囲の環境が変動したり、あるいはギャップ部材ｄ,ｅへのトナー等の異物の付着等によりギャップ部材ｄ,ｅと感光体ドラムｆとの間の摩擦係数が変動したりすると、感光体ドラムｆの回転駆動力が帯電ローラａに効果的に伝達されなくなり、帯電ローラａの回転が不安定になる。このように帯電ローラａの回転が不安定になると、帯電ローラａと感光体ドラムｆとの間の接触による振動が生じ、帯電ギャップＧが微妙に変動してしまう。特に、帯電ローラａが非弾性体で形成される場合には、この振動が顕著に現れるおそれがある。その理由は、非弾性帯電ローラはゴム等からなる弾性帯電ローラとは異なり、帯電ローラａと感光体ドラムｆとの当接が線接触に近い状態になるため、帯電ローラａと感光体ドラムｆとの当接の十分なニップ圧を確保することができず、帯電ローラａを長期的に安定して回転駆動させることが難しいと考えられるからである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、帯電ローラの直接回転駆動による帯電ギャップの変動を抑制することで安定した良好な帯電を行いつつ、しかも帯電ローラを安定して回転させることのできる画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明の画像形成装置は、両端に設けられた回転軸が装置本体に軸受を介して回転可能に支持された像担持体と、両端部にそれぞれギャップ部材が固定された帯電ローラとを少なくも備え、前記ギャップ部材が前記像担持体の外周面に圧接されることで前記像担持体と前記帯電ローラとの間に帯電ギャップが設定されるとともに、前記帯電ローラが前記帯電ギャップにより前記像担持体を非接触帯電する画像形成装置において、回転可能に設けられるとともに前記ギャップ部材をそれぞれ前記像担持体の方へ押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材の少なくとも一方および前記像担持体がともに同一の駆動源の駆動力で回転駆動され、前記帯電ローラが、前記像担持体と前記ギャップ部材との摩擦力と、前記押圧部材と前記ギャップ部材との摩擦力とで、回転駆動されることを特徴としている。

また、請求項２の発明の画像形成装置は、前記押圧部材の間にクリーニング部材が設けられているとともに、前記押圧部材および前記クリーニング部材が駆動源の駆動力で回転駆動される回転軸に設けられていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明の画像形成装置は、前記押圧部材と前記クリーニング部材とが一体的に設けられていることを特徴としている、
更に、請求項４の発明の画像形成装置は、前記クリーニング部材により前記ギャップ部材を前記像担持体の方へ押圧して前記帯電ローラを前記像担持体の方へ撓ませることを特徴としている。

更に、請求項５の発明の画像形成装置は、前記押圧部材が弾性部材で形成されていることを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置によれば、押圧部材および像担持体をともに同一の駆動源の駆動力で回転駆動する。また、帯電ローラを押圧部材でギャップ部材を介して像担持体の方へ押圧する。そして、同一の駆動源の駆動力で回転駆動された像担持体の回転駆動力および押圧部材の回転駆動力を像担持体とギャップ部材との摩擦力と、押圧部材とギャップ部材との摩擦力とで帯電ローラーに伝達することにより、帯電ローラをギャップ部材を介して回転駆動する。これにより、ギヤ列を介して帯電ローラを直接回転駆動させていないので、ギヤ駆動による振動を抑制できるとともに帯電ローラの一側に設けられるギヤからの押圧力の影響を抑制できる。これにより、長期的に安定した帯電を行うことができる。

特に、帯電ローラを直接回転駆動させてなくても、安定して確実に回転駆動させることができるので、帯電ローラと像担持体との間の接触による振動を抑制でき、帯電ギャップの変動を効果的に防止できる。その場合、帯電ローラを非弾性体で形成することにより、帯電ローラと像担持体との当接の十分なニップ圧を確保することができ、この振動を効果的に抑制できる。

また、一対のギャップ部材の間の帯電ローラの部分をクリーニング部材で像担持体の方へ押圧することにより、帯電ローラおよび像担持体を互いに同方向に強制的に撓ませることができる。これにより、帯電ローラと像担持体との間の帯電ギャップを一定値（５０μｍ）以下でかつ軸方向にほぼ一定にすることができる。したがって、帯電ローラによる像担持体の帯電を軸方向に均一にでき、長期的に安定した良好な帯電を得ることができる。特に、帯電ローラおよび像担持体の各撓みを一対のギャップ部材の間の中央点の同じ位置で最大にできるため、帯電ギャップを軸方向により一層高精度に一定にでき、像担持体に対してより一層安定した良好な帯電を行うことができる。

更に、押圧部材によりそれぞれギャップ部材を像担持体の方へ押圧しているので、ギャップ部材の像担持体への圧接をより一層確実に行うことができる。これにより、帯電ギャップをより安定して形成することができる。また、押圧部材によりギャップ部材が押圧されることで、従来のようなギャップ部材の外側の帯電ローラの回転軸を押圧する場合に比べて、帯電ローラを像担持体から遠ざかる方へ撓み難くすることができる。したがって、帯電ギャップを軸方向に更に一層均一に設定することができる。

更に、帯電ローラおよび像担持体に撓みが生じても帯電ギャップを軸方向に一定にすることができることから、帯電ローラの外径を小さくできるとともに、像担持体の外径および肉厚を小さくできる。したがって、近年画像形成装置にますます強く求められている小型化および省スペース化の要求に対しても、より効果的に対応することが可能となる。

更に、押圧部材とクリーニング部材とを一体化しているので、全体をコンパクトにまとめることができ、省スペース化をより一層効果的に図ることができるとともに、クリーニング部材で帯電ローラを像担持体の方へ押圧して帯電ギャップを調整するとともに帯電ローラをクリーニングすることで、より一層長期的に安定した帯電を行うことができる。

更に、押圧部材をゴム等の弾性部材で形成することにより、帯電ローラに発生する振動を効果的に抑制できるとともに、押圧部材の回転駆動力をギャップ部材を介して帯電ローラに確実に伝達することができ、帯電ローラをより一層安定して回転駆動させることができる。

以下、図面を用いて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、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。

図１に示すように、この例の画像形成装置１は静電潜像およびトナー像が形成される像担持体である感光体２を備えているとともに、この感光体２の周囲に感光体２の回転方向（図１では、時計回り）上流側から、順次、帯電装置３、光書込み装置４、現像装置５、転写装置６、およびクリーニング装置７を備えている。

この例の感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。そして、感光体２は、その両端面からそれぞれ軸方向に同軸に突設された回転軸２ａ,２ｂ（図２に図示）が図示しない装置本体に軸受を介して回転可能に支持されて設けられている。

帯電装置３は、この例の非接触の帯電ローラ３ａおよび例えばローラ等からなるクリーニング部材３ｈを有している。そして、帯電ローラ３ａにより感光体２を非接触で一様帯電するとともに、クリーニング部材３ｈにより帯電ローラ３ａをクリーニングして帯電ローラ３ａに付着するトナーやごみ等の異物を除去する。

図２に示すように、非接触の帯電ローラ３ａは芯金３ｂを備えており、この芯金３ｂは導電性を有する、例えば金属シャフト等からなる導電性シャフトとして構成されている。この導電性シャフトとしては、例えばＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施したものを用いることができる。

芯金３ｂの外周面には、導電性塗装材を例えばスプレー塗装で塗装することにより抵抗層３ｃが形成されている。帯電ローラ３ａは非弾性体として構成されている。この抵抗層３ｃの両端部の外周面には、テープ状の所定膜厚のフィルム部材からなるギャップ部材３ｄ,３ｅがリング状に固定されている。帯電ローラ３ａが芯金３ｂの両端面からそれぞれ軸方向に同軸に突設された回転軸３ｆ,３ｇを備えており、これらの回転軸３ｆ,３ｇが装置本体に軸受を介して回転可能に支持されている。

一対のギャップ部材３ｄ,３ｅは感光体２の外周面に圧接されて抵抗層３ｃと感光体２と
の間にフィルム部材の所定膜厚に基づいた所定の帯電ギャップＧを設定している。その場合、クリーニング部材３ｈの両端に、それぞれ帯電ローラ３ａのギャップ部材３ｄ,３ｅを押圧する一対の押圧部材８,９がクリーニング部材３ｈと同軸にかつ一体に設けられている。これらの一対の押圧部材８,９はそれぞれ例えばゴム等の弾性部材から、外径が軸方向に一定である円筒状に形成されているとともに、クリーニング部材３ｈの回転軸３ｉ,３ｊに固定されている。

帯電ローラ３ａをクリーニングするクリーニング部材３ｈは、径が軸方向に一定（ストレート）である円筒状のスポンジから形成されているとともに、一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの内側における帯電ローラ３ａの部分３ａ₁に所定の押圧力で当接されている。
そして、押圧部材８,９がそれぞれギャップ部材３ｄ,３ｅを感光体２の方へ押圧することにより、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２の外周面に圧接されるとともに、クリーニング部材３ｈが帯電ローラ３ａの部分３ａ₁を感光体２の方へ押圧している。

クリーニング部材３ｈの回転軸３ｉ,３ｊには、クリーニング部材３ｈおよび押圧部材８,９を回転駆動するための駆動ギヤ１０が固定されている。また、感光体２の一端側（図示例では、右端側）には、感光体２を回転駆動するための駆動ギヤ１１が固定されている。そして、両駆動ギヤ１０,１１は中間ギヤ１２を介して連結されている。そして、図示しないモータ（本発明の駆動源に相当）の駆動力が感光体２の駆動ギヤ１１に伝達されることで感光体２が回転駆動されるとともに、更にモータの駆動力が中間ギヤ１２を介してクリーニング部材３ｈの駆動ギヤ１０に伝達されることで、クリーニング部材３ｈおよび押圧部材８,９が回転駆動されるようになっている。

光書込み装置４は、例えばレーザ光等により感光体２に静電潜像を書き込む。また、現像装置５は、現像ローラ５ａ、トナー供給ローラ５ｂおよびトナー層厚規制部材５ｃを有している。そして、トナー供給ローラ５ｂによって現像ローラ５ａ上に現像剤であるトナーＴが供給されるとともに、この現像ローラ５ａ上のトナーＴがトナー層厚規制部材５ｃによりその厚みを規制されて感光体２の方へ搬送され、搬送されたトナーＴで感光体２上の静電潜像が現像されて感光体２上にトナー像が形成される。

転写装置６は転写ローラ６ａを有し、この転写ローラ６ａにより感光体２上にトナー像が転写紙や中間転写媒体等の転写媒体１３に転写される。そして、トナー像が転写媒体１３である転写紙に転写された場合には、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成され、また、トナー像が転写媒体１３である中間転写媒体に転写された場合には、中間転写媒体上のトナー像が更に転写紙に転写された後、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成される。

クリーニング装置７は例えばクリーニングブレード等のクリーニング部材７ａを有し、このクリーニング部材７ａにより感光体２がクリーニングされて、感光体２上の転写残りトナーが除去されかつ回収される。

このように構成されたこの例の画像形成装置１においては、押圧部材８,９によりそれぞれギャップ部材３ｄ,３ｅを感光体２の方へ押圧することで、ギャップ部材３ｄ,３ｅを感光体２の外周面に圧接させるとともに、クリーニング部材３ｈにより帯電ローラ３ａの部分３ａ₁を感光体２の方へ押圧しているので、図２に示すように一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの内側における帯電ローラａの部分ａ₁が感光体２に近づく方向に撓み（曲げ変形）Ｄｒを生じるようになる。通常、この帯電ローラ３ａの撓みＤｒは一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の軸方向中央点（一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の中央点）で最大となる。

また、感光体２は、前述の従来の画像形成装置と同様にして、感光体２が一対のギャップ部材３ｄ,３ｅで押圧されるため、前述の帯電ローラ３ａの撓みＤｒと同方向に撓み（曲げ変形）Ｄｏを生じるようになる。通常、この感光体２の撓みＤｏは軸方向中央点（一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の中央点）で最大となる。

このように帯電ローラ３ａおよび感光体２が互いに同方向に撓んだ場合、帯電ローラ３ａと感光体２との間の帯電ギャップＧは、帯電ローラ３ａおよび感光体２に撓みが生じても軸方向に大きく変化しなく、軸方向にほぼ一定で５０μｍ以下に設定される。このため、帯電ローラ３ａによる感光体２の帯電が軸方向に均一になって、長期にわたって安定した良好な帯電が行われるようになる。特に、帯電ローラ３ａおよび感光体２の各撓みが一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の中央点の同じ位置で最大となってほぼ平行になるため、帯電ギャップＧは軸方向により一層高精度に一定になり、更に一層安定した良好な帯電が行われる。

更に、モータの駆動力により感光体２が回転駆動されるとともに、中間ギヤ１２を介してクリーニング部材３ｈおよび押圧部材８,９が回転駆動されるが、感光体２および押圧部材８,９が回転駆動されると、ギャップ部材ｄ,３ｅと感光体２との間の摩擦およびギャップ部材ｄ,３ｅと押圧部材８,９との間の摩擦により、帯電ローラ３ａが回転する。その場合、押圧部材８,９によるギャップ部材ｄ,３ｅの押圧力で、ギャップ部材ｄ,３ｅと感光体２との間の摩擦およびギャップ部材ｄ,３ｅと押圧部材８,９との間の摩擦が大きくなるので、感光体２および押圧部材８,９の回転駆動力が帯電ローラ３ａに確実に伝達され、帯電ローラ３ａは安定して確実に回転駆動するようになる。

この例の画像形成装置１によれば、一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の帯電ローラ３ａの部分３ａ₁をクリーニング部材３ｈで感光体２の方へ押圧しているので、帯電ローラ３ａおよび感光体２を互いに同方向に強制的に撓ませることができる。これにより、帯電ローラ３ａと感光体２との間の帯電ギャップＧを一定値（５０μｍ）以下でかつ軸方向にほぼ一定にすることができる。したがって、帯電ローラ３ａによる感光体２の帯電を軸方向に均一にでき、長期的に安定した良好な帯電を得ることができる。特に、帯電ローラ３ａおよび感光体２の各撓みを一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの間の中央点の同じ位置で最大にできるため、帯電ギャップＧを軸方向により一層高精度に一定にでき、感光体２に対してより一層安定した良好な帯電を行うことができる。

また、押圧部材８,９によりそれぞれギャップ部材３ｄ,３ｅを感光体２の方へ押圧しているので、ギャップ部材３ｄ,３ｅの感光体２への圧接をより一層確実に行うことができる。これにより、帯電ギャップＧをより安定して形成することができる。また、押圧部材８,９によりギャップ部材３ｄ,３ｅが押圧されることで、従来のようなギャップ部材３ｄ,３ｅの外側の帯電ローラ３ａの回転軸を押圧する場合に比べて、帯電ローラ３ａを感光体２から遠ざかる方へ撓み難くすることができる。したがって、帯電ギャップＧを軸方向に更に一層均一に設定することができる。

更に、帯電ローラ３ａおよび感光体２に撓みが生じても帯電ギャップＧを軸方向に一定にすることができることから、帯電ローラ３ａの外径を小さくできるとともに、感光体２の外径および肉厚を小さくできる。したがって、前述のように近年画像形成装置にますます強く求められている小型化および省スペース化の要求に対しても、より効果的に対応することが可能となる。

更に、帯電ローラ３ａをギャップ部材３ｄ,３ｅを介して感光体２および押圧部材８,９の回転駆動力により回転駆動し、ギヤ列を介して直接回転駆動させていないので、ギヤ駆動による振動を抑制できるとともに帯電ローラ３ａの一側に設けられるギヤからの押圧力の影響を抑制できる。これにより、長期的に安定した帯電を行うことができる。

特に、帯電ローラ３ａを直接回転駆動させてなくても、安定して確実に回転駆動させることができるので、帯電ローラ３ａと感光体２との間の接触による振動を抑制でき、帯電ギャップＧの変動を効果的に防止できる。その場合、帯電ローラ３ａを非弾性体で形成しているので、帯電ローラ３ａと感光体２との当接の十分なニップ圧を確保することができ、この振動を効果的に抑制できる。

また、押圧部材８,９とクリーニング部材３ｈとを一体化しているので、全体をコンパクトにまとめることができ、省スペース化をより一層効果的に図ることができるとともに、クリーニング部材３ｈで帯電ローラ３ａを感光体２の方へ押圧して帯電ギャップＧを調整するとともに帯電ローラ３ａをクリーニングすることで、より一層長期的に安定した帯電を行うことができる。

更に、押圧部材８,９をゴム等の弾性部材で形成しているので、帯電ローラ３ａに発生する振動を効果的に抑制できるとともに、押圧部材８,９の回転駆動力をギャップ部材３ｄ,３ｅを介して帯電ローラ３ａに確実に伝達することができ、帯電ローラ３ａをより一層安定して回転駆動させることができる。

図３は、本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例における感光体と帯電ローラとを模式的に示す図である。なお、以下の各例の説明において、その例より前の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことでその詳細な説明は省略する。

前述の図２に示す例の画像形成装置１では、帯電ローラ３ａのクリーング部材３ｈを設けて、このクリーング部材３ｈで一対のギャップ３ｄ,３ｅの間の帯電ローラ３ａの部分３ａ₁を感光体２の方へ押圧しているが、図３に示すように、この例の画像形成装置１では、クリーング部材３ｈが設けられておらず、クリーング部材３ｈによる帯電ローラ３ａの押圧は行われない。したがって、この例の画像形成装置１では、クリーング部材３ｈが設けられない回転軸３ｋに押圧部材８,９が固定され、これらの押圧部材８,９によるギャップ部材３ｄ,３ｅの感光体２の方への押圧のみが行われる。また、回転軸３ｋの一端側に駆動ギヤ１０が固定されている。

この例の画像形成装置１によれば、クリーング部材３ｈによる帯電ローラ３ａの押圧に基づく前述の作用効果を得ることはできない。
この例の画像形成装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の図１および図２のそれらと同じである。

図４は、本発明の画像形成装置の実施の形態の更に他の例における感光体と帯電ローラとを模式的に示す図である。
前述の図３に示す例の画像形成装置１では、回転軸３ｋに押圧部材８,９がともに固定されているが、図４に示すようにこの例の画像形成装置１では、回転軸３ｋには一方の押圧部材９のみが固定されている。その場合、他方の押圧部材８はアイドラ回転をするようになっているが、前述の各例と同様にギャップ部材３ｄを感光体２の方へ押圧している。
この例の画像形成装置１の他の構成および作用効果は、前述の図１および図３のそれらと同じである。

図５は、本発明の画像形成装置の実施の形態の更に他の例における感光体と帯電ローラとを模式的に示す図である。
前述の図２に示す例の画像形成装置１では、クリーニング部材３ｈおよび押圧部材８,９を別材料から別体に設定しているとともに、クリーニング部材３ｈが一定の径のストレート形状に形成されているが、図５に示すようにこの例の画像形成装置１では、押圧部材もクリーニング部材３ｈから形成されて全体に中央の径が大きくなるクラウン形状に形成されている。その場合、クリーニング部材３ｈは前述の図２に示す例のクリーニング部材３ｈと同じにスポンジで形成されている。
この例の画像形成装置の他の構成および作用効果は、前述の図１および図２に示す例のそれらとほぼ同じである。

ところで、ギャップ部材３ｄ,３ｅによって設定された帯電ギャップＧで非接触帯電を行う場合、ギャップ部材３ｄ,３ｅが撓むこと等によって帯電ローラ３ａが感光体２に部分的にあるいはすべて接触する場合があるが、このような場合であっても、帯電ギャップＧの軸方向における最大値がギャップ部材３ｄ,３ｅの膜厚以下（つまり、０≦ギャップＧの最大値≦ギャップ部材３ｄ,３ｅの膜厚）であれば、特に問題はなく、本発明の所期の作用効果を奏するものである。したがって、本発明において、ギャップ部材３ｄ,３ｅによって設定された帯電ギャップＧで行われる非接触帯電とは、このような場合も含むものである。

次に、本発明に属する実施例および本発明に属さない比較例について、本発明の画像形成装置が前述の作用効果を得ることができることを実証するために行った実験について説明する。
実験で用いた実施例および比較例の画像形成装置における感光体２の条件および帯電ローラ３ａの条件および実験結果を表１に示す。

表１において、実験Ｎｏ. １〜１４にそれぞれ用いた感光体２は、いずれもアルミニウムの素管の外周面に、セイコーエプソン株式会社製のプリンタＬＰ−９０００Ｃの感光体の感光層に用いられている有機感光体と同じものを膜厚２５μｍに塗装して感光層を形成した感光体である。その場合、実験Ｎｏ. １〜５における感光体２は外径が４０φｍｍであり、そのうちＮｏ. １および２の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、１.５ｍｍであり、Ｎｏ. ３ないし５の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、１.０ｍｍである。また、Ｎｏ. ６〜１０における感光体２は外径が３０φｍｍであり、そのうちＮｏ. ６および７の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、１.５ｍｍであり、Ｎｏ. ８の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、１.０ｍｍであり、Ｎｏ. ９および１０の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、０.７５ｍｍである。更に、Ｎｏ. １１〜１４における感光体２は外径が２４φｍｍであり、そのうちＮｏ. １１および１２の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、１.０ｍｍであり、Ｎｏ. １３および１４の感光体２のアルミニウム素管の厚みは、０.７５ｍｍである。また、各感光体２は、いずれも振れ精度が０.０１以下のものを選択して用いた。

実験Ｎｏ. １〜１４にそれぞれ用いた帯電ローラ３ａは、芯金としてＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施した金属シャフトを用い、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃの改造機に搭載できる形状に加工した。これらの金属シャフトはセンタレス研磨を行って、振れ精度が０.０１以下に加工されている。表１に示すように、実験Ｎｏ. １、４、６、１０、および１２の金属シャフトは外径が１２φｍｍであり、Ｎｏ. ３の金属シャフトは外径が１０φｍｍであり、Ｎｏ. ２、５、７、９、１１、１３，および１４の金属シャフトは外径が８φｍｍである。

そして、これらの金属シャフトの外周面に、導電性酸化スズ（ＳｎＯ₂）とポリウレタン（ＰＵ）樹脂とを１：９の重量比（ｗｔ比）で混合して、イオン導電材および水内に分散させて得られた塗装液をスプレー塗装して、膜厚２０μｍの抵抗層を形成した。導電性ＳｎＯ₂は、表２に示す株式会社ジェムコ製のものがあり、それらの詳細は株式会社ジェムコのホームページ（http://www.jemco-mmc.co.jp/corporate/index.html）に掲載されている。

本実施例および本比較例で用いた導電性ＳｎＯ₂は、株式会社ジェムコの商品名「Ｔ−１」であり、この「Ｔ−１」はスズ−アンチモン系酸化物である。もちろん、本発明では、他の導電性ＳｎＯ₂を用いることができる。また、イオン導電材は導電性塗装材に導電性を持たせるためのものであり、本実施例および本比較例で用いたイオン導電材は「ＹＹＰ−１２」（丸菱油化工業株式会社製）である。なお、実験に使用した前述の塗装液をアルミニウム板に２０μｍの膜厚で塗装して、体積抵抗率を測定したところ、（１.０〜５.０）×１０¹⁰Ωｃｍであった。

ギャップ部材３ｄ,３ｅは、帯電ローラ３ａの両端部の外周面に膜厚２０μｍおよび幅５ｍｍのポリイミド（ＰＩ）樹脂製テープを貼り付けて形成した。
押圧部材８,９は、硬度アスカーＣ６５°品で、外径１０φｍｍかつ内径５φｍｍの筒状のウレタンゴムを作製し、この筒状のウレタンゴムの孔に外径φ６ｍｍのＳＵＳ製シャフトを貫通させることにより形成した。
更に、クリーニング部材３ｈは、円筒状のウレタン製スポンジ（商品名ＥＰＴ−５１、ブリジストン化成品東京製）を用いた。その場合、ウレタン製スポンジは、その外径がφ１０ｍｍで内径がφ５ｍｍであり、帯電ローラ３ａに対する当接深さを０.３ｍｍに設定するとともに振れ公差を±０.１に設定した。

押圧方式は、表１に示すように実験Ｎｏ. １、５、１１、１２および１４では、図６に示すようにスプリングによる荷重を帯電ローラの回転軸３ｉ,３ｊの軸受部（ギャップ部材３ｄ,３ｅから１０ｍｍの位置）に加えることにより、帯電ローラ３ａを押圧した。その場合、軸受スプリング荷重は、Ｎｏ. １、５、１２、および１４のいずれも５００ｇｆであり、Ｎｏ. １１では２００ｇｆである。

また、Ｎｏ. ２では、図３に示すように回転軸３ｋにともに固定された押圧部材８,９でギャップ部材３ｄ,３ｅを押圧した。その場合、ギャップ部材の押圧荷重は、５００ｇｆである。更に、Ｎｏ. ３および１３では、図２に示すように押圧部材８,９でギャップ部材３ｄ,３ｅを押圧するとともにクリーニング部材３ｈのスポンジで帯電ローラ３ａの部分３ａ₁を押圧した。その場合、ギャップ部材の押圧荷重は、Ｎｏ. ３では８００ｇｆであり、Ｎｏ. １３では２００ｇｆである。更に、Ｎｏ. ４、７、８、および１０では、図５に示すように押圧部材も同じスポンジでかつクラウン形状に一体に形成されたクリーニング部材３ｈでギャップ部材３ｄ,３ｅおよび帯電ローラ３ａの部分３ａ₁を押圧した。その場合、ギャップ部材の押圧荷重は、Ｎｏ. ４では４００ｇｆであり、Ｎｏ. ７では２００ｇｆであり、Ｎｏ. ８および１０では８００ｇｆである。更に、Ｎｏ. ６および９では、図４に示すように互いに異なる回転軸３ｉ,３ｊにそれぞれ固定された押圧部材８,９でギャップ部材３ｄ,３ｅをそれぞれ押圧した。その場合、ギャップ部材の押圧荷重は、Ｎｏ. ６および９のいずれも５００ｇｆである。帯電ローラ３ａの各押圧力はその都度荷重を計算して調整した。

更に、Ｎｏ. １、５、１１、１２および１４では、感光体２および帯電ローラ３ａをギヤ列を介して直接回転駆駆動し、Ｎｏ. ２ないし４、６、７ないし１０、および１３では、図２ないし図５に示すように帯電ローラ３ａはギヤ列を介して感光体２で直接回転駆駆動しなく、押圧部材８,９およびクリーニング部材３ｈの少なくとも１つでギャップ部材３ｄ,３ｅおよび帯電ローラ３ａの部分３ａ₁の少なくとも１つを押圧することで、帯電ローラ３ａを感光体２の回転駆動力と押圧部材８,９およびクリーニング部材３ｈの少なくとも１つの回転駆動力でギャップ部材３ｄ,３ｅおよびおよび帯電ローラ３ａの部分３ａ₁の少なくとも１つを介して回転駆動した。
以上のことから明らかなように、実験Ｎｏ. ２ないし４、６ないし１０、および１３が本発明の実施例であり、Ｎｏ.１、５、１１、１２、および１４が比較例である。

画像形成装置の実験装置は、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃを本実験ができるように部分的に改造したものを使用した。その場合、プリンタＬＰ−９０００Ｃは外径４０φｍｍの感光体を使用しているため、外径が４０φｍｍ以外の感光体を用いて実験を行う際には、このプリンタＬＰ−９０００Ｃと同じ機械構成でスケールの異なる画像形成装置を作成し、プリンタＬＰ−９０００Ｃと同じエンジンで画像形成の実験を行った。

画像形成の実験を行うにあたり、感光体２の周速はいずれの実験においても約２１０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。また、帯電ローラ３ａの印加電圧Ｖ_C（Ｖ）は、いずれの実験においても直流電圧ＤＣ成分Ｖ_DC（Ｖ）に交流電圧ＡＣ成分Ｖ_AC（Ｖ）を重畳して、
Ｖ_C ＝ Ｖ_DC ＋ Ｖ_AC ＝ −６５０ ＋ （１／２）Ｖ_PP・ｓｉｎ２πｆｔ
（ここで、Ｖ_PP＝１７５０Ｖ、ｆ＝１.３ｋＨｚであり、Ｖ_ACはｓｉｎ波である。）
に設定した。実験は温度２３℃で湿度５０％の室内環境で、Ａ３の普通紙に５％濃度のハーフトーンのモノクロ印字を５００枚連続で行った。

そして、１００、２００、３００、４００、および５００枚目の印字物をピックアップして目視観察で判断し、これらの印字物のすべてに画像斑がない場合のみ、良好な帯電であると判断して表１に○で表し、これらの印字物のいずれか１にでも画像斑がある場合は、帯電不良であると判断して表１に×で表した。

実験Ｎｏ. ２ないし４、６ないし１０、および１３の各実施例の画像形成装置では、いずれも○で良好な帯電が得られた。また、実験Ｎｏ. １、５、１１、１２、および１４の各比較例では、いずれも画像斑が生じて×の帯電不良の結果が得られた。
この実験により、帯電ローラ３による感光体２の非接触帯電において、帯電ローラ３ａを、モータの駆動力でギヤ列を介して直接回転駆動される押圧部材８,９で感光体２の方へ押圧するとともに、感光体２の回転駆動力および押圧部材８,９の回転駆動力でギャップ部材３ｄ,３ｅを介して帯電ローラ３ａを回転駆動することで、前述の本発明の作用効果が得られることが実証された。

本発明の画像形成装置は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置であって、帯電ローラの両端部に固定したリング状のギャップ部材を感光体に圧接してこの感光体に対して所定の帯電ギャップを設定することにより、帯電ローラにより感光体を非接触帯電する画像形成装置に好適に利用することができる。

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。 図１に示す例の画像形成装置に用いられる感光体と帯電ローラとを模式的に示す図である。 本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例における感光体と帯電ローラとを模式的に示す図である。 本発明の画像形成装置の実施の形態の更に他の例における感光体と帯電ローラを模式的に示す図である。 本発明の画像形成装置の実施の形態の更に他の例における感光体と帯電ローラを模式的に示す図である。 従来の画像形成装置における感光体と帯電ローラの挙動を模式的に示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｃ…抵抗層、３ｄ,３ｅ…ギャップ部材、８,９…押圧部材、３ｈ…クリーニング部材、３ｋ…回転軸、１０…押圧部材の駆動ギヤ、１１…感光体の駆動ギヤ、１２…中間ギヤ

Claims (5)

1. 両端に設けられた回転軸が装置本体に軸受を介して回転可能に支持された像担持体と、両端部にそれぞれギャップ部材が固定された帯電ローラとを少なくも備え、前記ギャップ部材が前記像担持体の外周面に圧接されることで前記像担持体と前記帯電ローラとの間に帯電ギャップが設定されるとともに、前記帯電ローラが前記帯電ギャップにより前記像担持体を非接触帯電する画像形成装置において、
   回転可能に設けられるとともに前記ギャップ部材をそれぞれ前記像担持体の方へ押圧する押圧部材を備え、
   前記押圧部材の少なくとも一方および前記像担持体がともに同一の駆動源の駆動力で回転駆動され、
   前記帯電ローラは、前記像担持体と前記ギャップ部材との摩擦力と、前記押圧部材と前記ギャップ部材との摩擦力とで、回転駆動されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記押圧部材の間に前記帯電ローラに当接して前記帯電ローラをクリーニングするクリーニング部材が設けられているとともに、前記押圧部材および前記クリーニング部材が駆動源の駆動力で回転駆動される回転軸に設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記押圧部材と前記クリーニング部材とは一体的に設けられていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部材により前記ギャップ部材を前記像担持体の方へ押圧して前記帯電ローラを前記像担持体の方へ撓ませることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記押圧部材が弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の画像形成装置。

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