JP2006154015A

JP2006154015A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006154015A
Application number: JP2004341511A
Authority: JP
Inventors: Yuji Doura; 祐史堂裏; Youjirou Satou; 謡次郎佐藤; Nobuki Miyaji; 信希宮地; Yoshihiko Maruyama; 佳彦丸山
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】帯電ローラ４の、イオン導電性を有する弾性体層２０におけるイオンの偏りを防止すること。
【解決手段】画像形成装置は、帯電ローラ４と、帯電ローラ４に電圧を印加して感光体ドラム２の表面を帯電させる電圧供給手段１７とを備えている。帯電ローラ４は、心金１８と、イオン導電性を有する弾性体層２０とを備えている。接触板３０が帯電ローラ４の弾性体層２０の表面に接触するよう配設されている。電圧供給手段１７は、接触板３０に電圧を印加して、電圧が心金１８を経由して帯電ローラ４と感光体ドラム２とのニップ部Ｎに印可されるよう配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれ電子写真式の、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの、画像形成装置、特に、像担持体の表面（外周面）に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラを備えた画像形成装置に関する。

像担持体である感光体、誘電体などの表面を均一に帯電させる好適な手段としてコロナ放電器が広く使用されている。しかしながら、コロナ放電器は高価な高圧電源を必要とする、コロナ放電器自体のスペースや高圧電源のためのシールド空間を必要とする、多く発生するオゾンなどのコロナ生成物に対処するための付加手段や機構などを必要とするので、装置が大型化し、大幅なコストアップを招く、などの問題を有している。

そこで、これらの問題を解消するため、コロナ放電器に代えて、帯電ローラを使用する接触帯電方式を備えた画像形成装置は既に公開されている。引用文献１に開示された画像形成装置において、帯電ローラは、軸と、軸の周囲を覆うよう配設された、ゴムなどの半導電性の弾性体層とから構成されている。帯電ローラは、軸の両端部がそれぞれ弾性部材に回転自在に支持されると共に、弾性部材の弾性力によって像担持体の表面に圧接させられている。帯電電圧は帯電ローラの軸に印加される。

一般的に、帯電ローラの弾性体層はイオン導電性を有するものが使用されており、上記構成におけるように、帯電ローラの軸に帯電電圧が印加されると、時間の経過と共に、イオンが、弾性体層における像担持体とのニップ側及び軸側に偏って（分極して）、電気抵抗値が上昇し、像担持体の表面に帯電不良が発生して、良好な画像を確保できなくなるおそれがある。結果として、帯電ローラの寿命が短くなるおそれがある。

このようなイオンの偏りを防止するための一つの手段として、紙間などの非印字中に、印字中におけるのとは逆極性の帯電電圧を帯電ローラに印加する手段が知られている。この手段においては、逆極性の帯電電圧を帯電ローラに印加する時間を、印字時間と同じ長さに設定しないと十分な効果が得られないので、稼動効率などに問題が生ずる。イオンの偏りを防止するための他の手段として、帯電ローラの弾性体層、更に具体的にはゴム厚を増加させる手段が知られているが、この手段によれば、帯電ローラを大きくしなければならず、レイアウト上の問題が生ずる。

また、上記構成において、帯電ローラは、軸の両端部を弾性部材の弾性力を常時受けることによって、像担持体の表面に圧接させられている。しかしながら、この構成には次のような問題が存在する。
（１）帯電ローラと像担持体とは常時圧接状態にあるので、倉庫内への保管あるいは輸送など、長期間の放置により、帯電ローラのゴムに永久歪が発生したり、帯電ローラからのブリードにより帯電ローラ及び像担持体の表面が汚染されたりするおそれがある。このような現象は帯電不良を生成させる原因となる。
（２）帯電ローラの軸の両端部に弾性力を加え、像担持体に圧接させる構造は、帯電ローラに撓みを発生させる可能性が高い。すなわち、帯電ローラの軸の両端部に弾性力が加えられると、帯電ローラは、一般的に、軸方向の両端から中央に近付くに従って像担持体から離れる方向に撓む傾向にある。このため、帯電ローラと像担持体とのニップ量は、中央に近付くに従って少なくなるので、像担持体の帯電電位は中央に近付くに従って低くなる。このような、軸方向の不均一な帯電は、画像品質の均一性を損なう原因となる。

上記問題（１）、すなわち永久歪の問題を解消するため、出荷時にストッパを装着し、帯電ローラの、像担持体に対する圧接力を開放した状態で保管、輸送を行い、使用時にストッパを取り外す手段が既に存在する。この手段においては、ストッパを装着しかつ取り外す機構が複雑で相当なコストアップとなり、しかも、ストッパが廃棄物となるので、環境保全上好ましくない。

他方、上記問題（２）、すなわち撓みの問題を解消するため、帯電ローラを、その外径が、中央から両端部に近付くに従って小さくなる、いわゆるクラウン形状として、軸方向の帯電ムラを抑制する手段が既に存在する。この手段においては、帯電ローラの外径をクラウン形状とする加工精度が厳しく、相当なコストアップとなる。
特開平０７−１４０７５７号公報

本発明の目的は、簡単な構造により、帯電ローラの、イオン導電性を有する弾性体層におけるイオンの偏りを防止して帯電不良を防止し、帯電ローラの耐久性を所要のとおりに確保することを可能にする、新規な画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上記目的の達成に加えて更に、簡単な構造により、長期間の放置による、帯電ローラの永久歪、帯電ローラ及び像担持体の表面の汚染及び像担持体への不均一な帯電を防止することを可能にする、新規な画像形成装置を提供することである。

本発明によれば、
像担持体の表面に接触する帯電ローラと、帯電ローラに電圧を印加して像担持体の表面を帯電させる電圧供給手段とを備えた画像形成装置において、
帯電ローラは、心金と、心金の周囲を覆うよう配設されかつ像担持体の表面に接触させられた、イオン導電性を有する弾性体層とを備え、接触部材が帯電ローラの弾性体層の表面に接触するよう配設され、電圧供給手段は、接触部材に電圧を印加して、電圧が帯電ローラにおける心金を経由して帯電ローラと像担持体とのニップ部に印可されるよう配設されている、
ことを特徴とする画像形成装置、が提供される。
接触部材は、帯電ローラが像担持体の移動により従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置される、ことが好ましい。
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、ことが好ましい。

以下、本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照して、全体を図示しない画像形成装置である静電写真式のプリンタのプリンタ本体内には、感光体ドラム２が配置されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電ローラ４、露光装置６、現像ローラ８を備えた現像装置１０、転写装置に含まれる転写ローラ１２、クリーニング装置１４、除電装置１６及び電圧供給手段１７などが配設されている。

像担持体である感光体ドラム２は、アルミニウム素管などからなる円筒状の金属基体と、金属基体の表面に配設された正帯電性のａ−ｓｉ感光体（膜厚２０μｍ）とを備え、全体の直径は３０ｍｍ（Φ３０）である。金属基体は駆動軸に一体に支持され、駆動軸はギヤなどの動力伝達装置を介して駆動源である電動モータに駆動連結されている（いずれも図示せず）。感光体ドラム２は、駆動軸を介して画像形成装置の図示しない装置本体に接地されている。

帯電ローラ４は、直径６ｍｍ（Φ６）の心金（軸）１８と、心金１８の周囲を厚さ３ｍｍで覆うよう配設された、イオン導電性を有する弾性体層２０とを備えている。実施形態において、弾性体層２０は、エピクロルヒドリンゴムにイオン導電材が添加されたものである。イオン導電材としては、アルカリ金属塩などが一般的である。弾性体層２０の電気抵抗値（体積抵抗率）は３×１０^７Ωｃｍ、ゴム硬度は４０（ＪＩＳＡ）である。弾性体層２０の円形外周面は、ポリアミド樹脂からなる薄い塗膜（膜厚約５μｍ）により覆われ、表面硬度は、４１（ＪＩＳＡ）である。弾性体層２０と上記塗膜とにより、心金１８の周囲には円形外周面を有する弾性体層が形成される。帯電ローラ４の直径は、ほぼ１２ｍｍ（Φ１２）である。なお、以下、弾性体層２０と記載した場合には、上記塗膜を含む弾性体層を意味するものである。

電圧供給手段１７は、後述する接触板３０に電圧を印加して、電圧が帯電ローラ４における心金１８を経由して帯電ローラ４と感光体ドラム２とのニップ部Ｎに印可されるよう配設されている。換言すれば、電圧供給手段１７は、後述する接触部材３０に電圧を印加して、電圧が帯電ローラ４における心金１８を経由して帯電ローラ４と感光体ドラム２とのニップ部Ｎに印可されるよう、接触部材３０と電気的に接続されている。それ自体は周知の構成を利用することでよい電圧供給手段１７は図示しない電源を含んでいる。プリンタ本体内には、図示しないコントローラが備えられている。コントローラは、帯電ローラ４に電圧を印加して感光体ドラム２の表面を一様に帯電させるよう電圧供給手段１７を制御する。

コントローラは、マイクロコンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラの入力インターフェースには、操作ボードからの各種入力信号、検出器、スイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電圧供給手段２２などに制御信号を出力する。実施形態において、コントローラは、帯電ローラ４及び電圧供給手段１７を含む帯電装置の制御のみならず、プリンタを、プリント動作が遂行される通常のプリントモード、トナーリフレッシュモード、エージングモードなどの各種モードに対応して制御することができる。

図１〜図３を参照して、プリンタ本体には、帯電ローラ４の弾性体層２０の表面に接触する接触部材、実施形態においては接触板３０が備えられている。後の説明から容易に理解されるように、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の移動（回転）により従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受けるよう配置されている。この原理は、タイヤと路面との関係に見出すことができる。

更に具体的に説明すると、接触板３０は、一定の幅及び厚さをもって帯状に直線状に延在する接触本体部３０Ａと、接触本体部３０Ａの長手方向両端に配設された取付フランジ３０Ｂとを備えている。接触本体部３０Ａは、図２に示されているように、横断面が細長い矩形をなしており、その片面は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａをなしている。図３において片方のみが図示されている取付フランジ３０Ｂは、接触板３０の接触本体部３０Ａにおける長手方向両端から、平坦面３０ａと反対方向に直角に延び出すよう形成されている。取付フランジ３０Ｂの各々には、２個の取付穴３２が形成されている。

接触板３０は、帯電ローラ４の弾性体層２０に電圧を印可できる、体積抵抗率１０^３Ωｃｍ以下の材料であれば、合成ゴム、金属、合成樹脂など、いずれの材料でもよい。接触板３０はまた、前記条件に加えて更に、帯電ローラ４の弾性体層２０との間で相対移動が行われたときに摩擦力が発生する材料であることが好ましく、この条件を満足する材料であれば、合成ゴム、金属、合成樹脂など、いずれの材料であってもよい。感光体ドラム２に対する帯電ローラ４のニップ圧は、画像形成装置の機種によって異なるので、該ニップ圧に応じて材料が選定される。例えば、合成ゴムとしては、塩素化ポリエチレンゴム、ポリウレタンゴムなどのように、通常、感光体ドラム２をクリーニングするために使用されるローラと同じ材料でもよい。金属としては、硬度の高いＳＵＳが好ましい。実施形態においては、ＳＵＳ３０４が使用されている。

帯電ローラ４を軸方向に見て（図１及び図２において紙面を垂直に見て）、接触板３０は、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面（弾性体層２０の表面）に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。このような構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の移動（回転）により従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受ける。

帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１よりも、位置Ａ２に向う周方向にある角度θだけ変位させることが好ましい。図１及び図２には、このような構成の一例が図示されている。すなわち、図２には、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、第２の直線Ｌ２に対し、点Ａ２に向う周方向に角度θ＝５°変位した位置に存在する構成が明示されている。接触板３０の平坦面３０ａは、接触部Ｃから図２において上方に向うに従って（感光体ドラム２の表面から離れるに従って）第１の直線Ｌ１に近付くよう傾斜して配置されているので、帯電ローラ２が従動回転して、感光体ドラム２の表面方向へ移動させられるに従って、接触板３０の平坦面３０ａとの距離が離れるので摩擦力が低減させられる。その結果、帯電ローラ４の位置が安定し易いからである。

弾性体層２０の両端からそれぞれ延び出している、帯電ローラ２の心金１８の両端部は、それぞれ、位置決め及びガイド手段、実施形態においては一対の位置決め及びガイド部材４０に支持されている。相互に共通部品からなる位置決め及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部（ニップ部）Ｎにおける接線方向（図１及び図２において左右方向）への移動を規制する。

位置決め及びガイド部材４０は、ほぼ矩形をなす板から形成されている。位置決め及びガイド部材４０の中央には、矩形状の位置決め及びガイド穴４２が形成され、位置決め及びガイド穴４２の水平方向両側には、それぞれ取付穴４４が形成されている。位置決め及びガイド穴４２の、水平方向に対向しかつ鉛直方向に平行に延在する一対の側壁面４２ａの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりもわずかに大きく形成されている。また、位置決め及びガイド穴４２の、鉛直方向に対向しかつ水平方向に平行に延在する一対の端壁面４２ｂの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりも大きく形成されている。

位置決め及びガイド部材４０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に、取付穴４４を介して図示しないボルトナットにより締結される。帯電ローラ２の心金１８の両端部は、対応する位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２に回転自在に嵌合させられる。帯電ローラ２は、自重により感光体ドラム２の表面に鉛直上方から載置され、接触させられる。帯電ローラ４は、感光体ドラム２の表面に接触するセット位置に位置付けられる。なお、帯電ローラ４の心金１８の両端部に適宜の軸受部材を装着し、心金１８の両端部を、軸受部材の各々を介して位置決め及びガイド穴４２に、上記した形態で嵌合させた場合には、摩耗が防止されると共に円滑な回転が確保される。

このセット状態において、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の側壁面４２ａにより規制される。また、上記セット状態において、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の上端の上方に、わずかの隙間をおいて位置付けられ、下側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の下端の下方に、該隙間よりも大きな隙間をおいて位置付けられる。その結果、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する鉛直上方への移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂにより規制され、鉛直下方への移動は、一対の側壁面４２ａに沿って若干許容される。すなわち、位置規制及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。なお、位置決め及びガイド穴４２の各々を、図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に直接形成することにより、位置決め及びガイド手段を構成する他の実施形態もある。

接触板３０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の支持壁に、取付フランジ３０Ｂの各々に形成された取付穴３２を介して図示しないボルトナットにより締結される。接触板３０における接触本体部３０Ａの平坦面３０ａは、帯電ローラ４の表面（弾性体層２０の表面）に対し接線方向（図２に図示する実施形態においては、鉛直方向に対し傾斜した接戦方向）に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４における弾性体層２０の表面に対する接触軸方向長さは、帯電ローラ４における弾性体層２０の表面の全長にわたる軸方向全領域であることが好ましいが、少なくとも印字領域における軸方向全領域であることが好ましい。

露光装置６は、画像情報に応じて感光体ドラム２の表面にレーザ光を照射することができるよう構成されている。現像装置１０は、現像ハウジング内に配設された磁気ブラシ機構を含む磁気ブラシ式現像装置から構成されている。磁気ブラシ機構は、現像ローラ８（円筒状スリーブ部材）と、現像ローラ８内に配設された図示しない静止永久磁石部材とから構成されている。現像ハウジング内にはトナーと磁性キャリアとの混合物からなる二成分系磁性現像剤が収容される。トナーは現像ハウジング内に配設された撹拌搬送機構の作用により正極に帯電させられる。磁性キャリアは、トナーとは逆極性の負極に帯電させられる。クリーニング装置１４は、クリーニングブレード４６及びクリーニングローラ４７を備えている。除電装置１６は、ハロゲンランプなどの除電ランプ４８から構成されている。

図１を参照して、画像形成時（通常のプリントモード時）には、感光体ドラム２及び現像ローラ８が図示しない電動モータにより図１において時計方向に回転駆動される（線速２１０ｍｍ／ｓ）。帯電ローラ４は感光体ドラム２の回転に従動回転させられる。接触板３０には、電圧供給手段１７によって、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が供給される。実施形態において、供給電圧は、直流電圧Ｖｄｃ＝４５０Ｖ、交流電圧Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ、周波数Ｖｆ＝１．５ｋＨｚに設定されている。感光体ドラム２の表面は帯電ローラ４によって正極性（２６０Ｖ）に一様帯電させられる。

帯電ローラ４によって正極性に一様帯電させられた感光体ドラム２の表面には、露光装置６によって、感光体ドラム２の表面に形成すべき画像に対応したレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。現像ローラ８には、図示しない現像バイアス印加手段によって所定のバイアス電圧（正極性）が印加される。実施形態において、現像バイアスは、振幅１．７ｋＶ、周波数２．４ｋＨｚ、デューティ比５０％の矩形波に設定されている。感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は現像装置１０によってトナー像に現像される。このトナー像は、トナーと逆極性（負極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｐに転写される。実施形態において、転写バイアスは、直流電圧Ｖｄｃ−１．５ｋＶに設定されている。用紙Ｐに転写されたトナー像は、図示しない定着装置により定着されて画像の複写物が得られる。

転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーは、クリーニング装置１４のクリーニングローラ４７及びクリーニングブレード４６によって、クリーニング装置１４のハウジング内に掻き落とされる。ハウジング内に掻き落とされたトナーは、トナー回収部材によってトナー回収容器に排出されて回収される（いずれも図示せず）。クリーニング後の感光体ドラム２の表面に残留する電位は除電装置１６の除電ランプ４８のＯＮ作動によって除電される。これら一連のプリント動作が、感光体ドラム２の回転に応じて連続して繰り返し行われる。

本発明によれば、帯電ローラ４は、心金１８と、心金１８の周囲を覆うよう配設されかつ感光体ドラム２の表面に接触させられた、イオン導電性を有する弾性体層２０とを備え、接触板３０が帯電ローラ４の弾性体層２０の表面に接触するよう配設され、電圧供給手段１７は、接触板３０に電圧を印加して、電圧が帯電ローラ４における心金１８を経由して帯電ローラ４と感光体ドラム２とのニップ部Ｎに印可されるよう配設されている。電圧供給手段１７によって、帯電ローラ４の心金１８に帯電電圧を印可する従来装置においては、電界の向きが心金１８と感光体ドラム２とのニップ部Ｎとの間で常時一定であるのに対し、本発明による上記構成によれば、電界の向きが、イオン導電性を有する弾性体層２０と接触板３０との接触部Ｃと、心金１８との間と；心金１８と、イオン導電性を有する弾性体層２０と感光体ドラム２とのニップ部Ｎとの間とで、逆転させられるので、イオン導電性を有する弾性体層２０におけるイオンの偏りが解消される。すなわち本発明によれば、帯電ローラ４の、イオン導電性を有する弾性体層２０におけるイオンの偏りを防止して、感光体ドラム２の表面の帯電不良を防止し、帯電ローラ４の耐久性を所要のとおりに確保することを可能にする。また、構造が簡単であり、低コストで実用化することができる。なお、実施形態において、接触部材は、接触板３０から構成されているが、ローラ部材から構成する他の実施形態もある。

図１及び図２を参照して、本発明によれば、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の移動、すなわち回転により従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向う反力を受けるよう配置されているので、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転させられると、帯電ローラ４は、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、図２において下方に移動する力を自動的に得る。この力は、感光体ドラム２の回転が停止すると自動的に解消される。その結果、従来におけるような弾性力（ばね力）を帯電ローラ４の心金１８に常時付与することなく、感光体ドラム２の回転時のみ、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する所要のニップ圧を確保できるので、長期間の放置による、帯電ローラ４の永久歪が防止され、帯電ローラ４からのブリードが防止されるので、帯電ローラ４及び感光体ドラム２の表面の汚染が防止される。また、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力は、軸方向に均一であるので、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対するニップ圧も軸方向に均一となる。その結果、帯電ローラ４の撓みの発生が防止されるので、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラ、すなわち不均一な帯電が防止され、良好な画像が確保される。更にはまた、接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板３０から形成されているので、従来装置に較べて構造が簡単であり、コストダウンが可能となる。

本発明において、帯電ローラ４は心金１８を備え、心金１８の両端部は、位置規制及びガイド部材４０により支持され、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部Ｎにおける接線方向への移動を規制する。この構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の回転に従動回転させられる間、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、安定して移動させられ、安定した均一帯電が得られる。

本発明において、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。この構成により、帯電ローラ４が意図しない外力を受けて、感光体ドラム２の表面から離隔して所定の帯電が遂行できなくなる不具合が確実に防止される。

本発明において、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラムの表面に対し接近及び離隔する方向への移動を許容する、他の実施形態もある。この構成は、接触板３０が、比較的大きな傾斜をもって（図２における角度θが比較的大きくなるよう）配置された実施形態の場合、帯電ローラ４が意図しない外力を受けて、感光体ドラム２の表面から離隔する方向に移動しようとしても、接触板３０が、該移動を阻止するよう機能することに基づくもので、帯電ローラ４のセットが容易となる。

本発明において、接触板３０は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａを有しておりかつ、帯電ローラ４を軸方向に見て、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。この構成により、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力が、軸方向に均一となり、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラが防止され、均一帯電に寄与する。

先に述べたように、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。なお、帯電ローラ２の、図１、図２及び図４における左右水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２により規制される。図２に示すように、接触板３０は、傾斜して配設されることが、先に述べた理由により好ましいが、図４に示すように、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１に存在する他の実施形態もある。図４において、接触板３０の平坦面３０ａは、第１の直線Ｌ１に平行に鉛直に延在する。この実施形態においては、帯電ローラ４が、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って移動しても、接触板３０の平坦面３０ａとの摩擦力が一定であるので、図１及び図２に示す配置に比較して、帯電ローラ４の位置の安定性という面では不利であるが、先に述べた、従来装置には存在しない基本的な特徴を備えているので、本発明の上記他の目的を達成することができる。

上記実施形態において、像担持体として感光体ドラム２が使用されているが、他の形態の像担持体（例えば、感光体ベルト）であっても、本発明は適用可能である。また、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する接触位置は、実施形態において上端であるが、周方向のいずれの位置でも本発明は適用可能である。

本発明者は、本発明の効果を確認するため、図１及び図２に示す実施形態（実施例１）と、ばねを使用して、帯電ローラの、感光体ドラムの表面に対するニップ圧を確保する、従来のばね方式を使用した比較例１〜４との比較実験を行った。比較例１〜４において、電圧供給手段による帯電電圧は、帯電ローラの心金に印可されるよう構成されている。比較例１のばね圧（帯電ローラの心金の両端部に作用させるばね圧）は１０Ｎ（ニュートン）、比較例２のばね圧は３Ｎ、比較例３のばね圧は２Ｎ、比較例４のばね圧は０（ゼロ）Ｎに設定した。実験は、それぞれ、３００Ｋ（３０万枚）の連続印字を行い、帯電ローラの体積抵抗率の変化を確認した。実験結果は図５に示すとおりである。
この実験によれば、帯電ローラの心金に帯電電圧を印可する形態の比較例１〜４においては、ばね圧の大きさの如何にかかわらず、初期の体積抵抗率３×１０^７．００Ωｃｍが、３×１０^９．５４Ωｃｍ〜３×１０^９．５４Ωｃｍにまで上昇して感光体ドラムの表面における帯電電位が低下し、用紙にトナーによる地かぶりが発生するのが確認された。これに対し、帯電ローラに接触する接触板に帯電電圧を印可する本発明においては、初期の体積抵抗率３×１０^７．００Ωｃｍが、３×１０^７．０３Ωｃｍに上昇したものの、実質的には初期値と変わらず、したがって画像の不具合も認められず、感光体ドラムの表面における帯電電位が安定して確保され、帯電ローラにおける所要の耐久性及び良好な画像形成の維持が確認された。

本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を概略的に示す構成図である。図１に示す画像形成装置の要部を拡大して示す構成図である。図２に示す構成部材の一部を分解して示す斜視図である。図２に示す接触板の、他の配置の形態を概略的に示す構成図である。本発明の効果を確認するために行った実験の結果を表にまとめたものである。

符号の説明

２：感光体ドラム
４：帯電ローラ
６：露光装置
８：現像ローラ
１０：現像装置
１２:転写ローラ
１４：クリーニング装置
１６：除電装置
１７：電圧供給手段
１８：心金
２０：弾性体層
３０：接触板（接触部材）
３０ａ：平坦面
４０：位置決め及びガイド部材
４６：クリーニングブレード
４７：クリーニングローラ
４８:除電ランプ
Ｐ：用紙

Claims

像担持体の表面に接触する帯電ローラと、帯電ローラに電圧を印加して像担持体の表面を帯電させる電圧供給手段とを備えた画像形成装置において、
帯電ローラは、心金と、心金の周囲を覆うよう配設されかつ像担持体の表面に接触させられた、イオン導電性を有する弾性体層とを備え、接触部材が帯電ローラの弾性体層の表面に接触するよう配設され、電圧供給手段は、接触部材に電圧を印加して、電圧が帯電ローラにおける心金を経由して帯電ローラと像担持体とのニップ部に印可されるよう配設されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
接触部材は、帯電ローラが像担持体の移動により従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置される、請求項１記載の画像形成装置。
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、請求項２記載の画像形成装置。