JP2015197507A - ローラ部材、ローラ支持機構、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属軸の対向領域に凹部、凸部を設けた場合においても、金属軸の精度が低下するのを抑えること。
【解決手段】 ローラ部材は、金属板の一端部と他端部が対向する円筒形状をとる金属軸と、金属軸の端面から突出する突起部を備える。金属板の一端部および他端部はそれぞれ、直線部と、複数の凸部と、複数の凹部と、を有する。一端部の凸部は他端部の凹部と係合し、他端部の凸部は一端部の凹部と係合し、一端部の直線部が他端部の直線部と対向する。一端部の直線部と他端部の直線部の一方は凸部と隣接し、他方は凹部と隣接する。一方の直線部が隣接する凸部から凹んだ凹み量は、前記隣接する凸部の突出量よりも小さく、他方の直線部が隣接する凹部から突出する突出量は、隣接する凹部の凹み量よりも小さい。突起部は、金属軸の中心に対して、一端部の直線部と他端部の直線部が対向する直線領域の反対に位置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に用いられるローラ部材、ローラ部材を備えたローラ支持機構、画像形成装置に関するものである。

画像形成装置とは記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

従来、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置と記す）には、画像像形成装置は、像担持体である感光体ドラム（電子写真感光体ドラム）を有すると共にその感光体ドラムに作用するプロセス手段が設けられる。プロセス手段の一例としては、感光体ドラムに電荷を付与する電圧印加装置や、感光体ドラムに現像剤（以下、「トナー」と称す）を供給する現像手段、転写されずに感光体ドラム表面に残ったトナーを清掃するクリーニング手段等がある。

電圧印加装置における帯電手段として、導電性ローラを用いたローラ帯電方式がある。ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラである帯電ローラを感光体ドラムに付勢当接させ、これに電圧を印加することによって感光体ドラム表面への帯電を行う。帯電ローラは金属軸に、両端以外の長手全域を弾性層で被覆した形体が一般的である（特許文献１）。
また帯電ローラの金属軸として、円筒形状の金属軸を用いた形態のものもある（特許文献２）。

特開２０１３−１０９２０９ （第１１頁、図２） 特開２０１０−２３０７４８ （第１９頁、図４、図１７）

金属板をプレス加工して、円筒形状の金属軸を製造する場合、金属軸にはその軸線方向に延びる合わせ目（金属板の一端部と他端部が対向する対向領域）が存在する。ここで、このような構成において、金属軸の強度を上げるため、前記合わせ目に凹凸を交互に設け、金属板の一端部と他端部を凹部と凸部によって係合させる構成が考えられる。

この場合、上記合わせ目（対向領域）に凹凸を設けることで、金属時の製造時に、金属軸の径及び長手方向（軸線方向）における寸法精度を低下させてしまう可能性がある。

上記課題を鑑み、本発明では金属軸の対向領域に凹部、凸部を設けた場合においても、金属軸の精度が低下するのを抑えることを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係るローラ部材の代表的な構成は
画像形成装置に用いられるローラ部材であって、
金属板で形成されて、前記金属板の一端部と他端部が対向する円筒形状をとる金属軸と、
前記金属軸の端面から突出する突起部と、
を備え、
前記一端部および前記他端部はそれぞれ、直線部と、複数の凸部と、複数の凹部と、を有し、
前記一端部と前記他端部が対向する対向領域において、前記一端部の凸部は前記他端部の凹部と係合し、前記他端部の凸部は前記一端部の凹部と係合し、前記一端部の直線部が前記他端部の直線部と対向するものであり、
前記一端部の直線部と前記他端部の直線部が対向する直線領域は、前記金属軸の軸線方向における端部に位置するものであり、
前記一端部の直線部と前記他端部の直線部の一方は凸部と隣接し、他方は凹部と隣接するものであって、
前記一方の直線部が隣接する凸部から凹んだ凹み量は、前記隣接する凸部の突出量よりも小さく、
前記他方の直線部が隣接する凹部から突出する突出量は、前記隣接する凹部の凹み量よりも小さく、
前記突起部は、前記金属軸の中心に対して、前記直線領域の反対に位置することを特徴とする。

本発明によれば、金属軸の対向領域に凹部、凸部を設けた場合においても、金属軸の精度の低下を抑えることができる。

第１の実施例に係る帯電ローラの斜視図である。 第１の実施例に係る電子写真画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。 第１の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。 第１の実施例に係る開閉扉を開いた画像形成装置本体、プロセスカートリッジの斜視図である。 第１の実施例に係るプロセスカートリッジの構成を説明する斜視図である。 第１の実施例に係るクリーニングユニットの構成を説明する斜視図である。 第１の実施例に係るクリーニングユニットの構成を説明する図である。 第１の実施例に係る帯電ローラの加工工程を説明する断面図である。 第１の実施例に係る帯電ローラの軸部を説明する図である。 帯電ローラを説明する図である。 第１の実施例に係る帯電ローラを説明する図である。 第２の実施例に係る帯電ローラを説明する図である。 第３の実施例に係る帯電ローラを説明する図である。 第１の実施例に掛かる金属板金の展開レイアウト図である。 金属板金を円筒形状に成形する順送プレス加工の工程レイアウト図である。 実施例１の帯電ローラの軸部６６の端部詳細図である。 実施例１の別の形態の帯電ローラの軸部６６の端部詳細図である。 （ａ）実施例１の金属板金の拡大図。（ｂ）比較例の金属板金の拡大図。

［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。

また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側（図６において駆動力受け部６３ａ側）とし、その反対側を非駆動側とする。

図２および図３、図４を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
図２は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）の断面図である。

図３は、カートリッジＢの断面図である。

ここで、電子写真画像形成装置の装置本体Ａとは、カートリッジＢを除いた電子写真画像形成装置部分である。

図４は、画像形成装置本体Ａ、プロセスカートリッジＢの斜視図である。

＜電子写真画像形成装置全体構成＞
図２、図４において、電子写真画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置される。

また、カートリッジＢの下側に画像形成対象（画像が記録される媒体）となる記録媒体（以下、シート材Ｐと記載する）を収容したシートトレイ４が配置されている。

更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。

＜画像形成プロセス＞
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム（以下、ドラム６２と記載する）は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。帯電ローラ６６は導電性を有するローラ部材（導電性ローラ）である。

露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７４を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。

これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。

一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。トナーＴは、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。トナーＴは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。

そのトナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像として可視像化される。なおドラム６２は、その表面に像（トナー像、現像剤像）を担持する像担持体である。現像ローラ３２はドラム６２に形成された潜像をトナー像（現像剤像）として現像するために、現像剤（トナー）を担持する現像剤担持体である。

また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃは記録媒体（シート材Ｐ）を搬送する搬送機構である。

そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。

このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。

一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。

上記において、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、クリーニングブレード７７がドラム６２に作用するプロセス手段である。

＜カートリッジ全体の構成＞
次にカートリッジＢの全体構成について図３、図５を用いて説明する。
図５は、カートリッジＢの構成を説明する斜視図である。
カートリッジＢはクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。

クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、ドラム６２、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７等からなる。

一方、現像装置ユニット２０は、底部材２２、現像容器２３、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒ、現像ブレード４２、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、付勢部材４６等からなる。

これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、結合部材７５によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。

具体的には、現像装置ユニット２０の長手方向（現像ローラ３２の軸線方向）両端部にある第１サイド部材２６Ｌ及び第２サイド部材２６Ｒに形成したアーム部２６ａＬ、２６ａＲの先端に、現像ローラ３２と平行な回動穴２６ｂＬ、２６ｂＲが設けられている。
また、クリーニング枠体７１の長手両端部には、結合部材７５を嵌入するための嵌入穴７１ａが形成されている。

そして、アーム部２６ａＬ、２６ａＲをクリーニング枠体７１の所定の位置に合わせて、結合部材７５を回動穴２６ｂＬ、２６ｂＲと嵌入穴７１ａに挿入する。これにより、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０が結合部材７５を中心に回動可能に結合される。

このとき、アーム部２６ａＬ、２６ａＲの根元に取り付けられた付勢部材４６がクリーニング枠体７１に当たり、結合部材７５を回動中心として現像装置ユニット２０をクリーニングユニット６０へ付勢している。

これにより、現像ローラ３２はドラム６２の方向へ確実に押し付けられる。
そして、現像ローラ３２の両端部に取り付けられた間隔保持部材（不図示）によって、現像ローラ３２はドラム６２から所定の間隔をもって保持される。

＜クリーニングユニットの構成＞
次にクリーニングユニット６０の構成について図６、図７、図８を用いて説明する。
図６は、クリーニングユニット６０の構成を説明する斜視図である。

図７（ａ）は、クリーニングユニット６０の構成を説明する正面図である。図７（ｂ）は、帯電ローラ６６の支持部のＨ矢視図である。図８は軸部６６ａが板金から円筒状へ加工されていく過程の断面図である。

クリーニングブレード７７は、板金からなる支持部材７７ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材７７ｂからなり、支持部材７７ａの両端をビス９１で固定することで、クリーニング枠体７１に対して所定の位置に配置される。

弾性部材７７ｂがドラム６２と当接し、ドラム６２の外周面上から残留トナーを除去する。除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂ（図３）に貯蔵される。

第１シール部材８２、第２シール部材８３、第３シール部材８４及び、第４シール部材８５は、クリーニング枠体７１の所定の位置に両面テープ等で固定されている。

第１シール部材８２は、長手方向に渡って設けられ、クリーニングブレード７７の支持部材７７ａの裏側から廃トナーが漏出するのを防ぐ。

第２シール部材８３は、クリーニングブレード７７の弾性部材７７ｂ長手両端から廃トナーが漏出するのを防ぐ。

第３シール部材８４は、クリーニングブレード７７の弾性部材７７ｂ長手両端からの廃トナーが漏出するのを防止しつつ、ドラム６２上のトナー等の付着物を拭き取る。
第４シール部材８５は、長手方向に渡ってドラム６２に接して設けられ、クリーニングブレード７７に対してドラム６２回転方向上流側から廃トナーが漏出するのを防ぐ。

電極板８１、付勢部材６８、帯電ローラ軸受６７Ｌ、６７Ｒは、クリーニング枠体７１に取り付けられる。

帯電ローラ６６の金属軸（以下軸部６６ａとする）は、帯電ローラ軸受６７Ｌ、６７Ｒにはめ込まれる。

帯電ローラ６６は付勢部材６８によって、ドラム６２に対して付勢されるとともに、帯電ローラ軸受（軸受け部）６７Ｌ、６７Ｒによって回転可能に支持される。そして、ドラム６２の回転に伴って従動回転を行う。つまり、帯電ローラ６６は、帯電ローラ軸受６７（６７Ｌ、６７Ｒ）を介してクリーニングユニット６０に支持される。クリーニングユニット６０は帯電ローラ６０を支持するローラ支持機構である。

帯電ローラ６６は中空の軸部６６ａに、両端以外の長手全域を導電性の弾性層（被覆層、被覆部材）６６ｂで被覆し、構成されている。軸部６６ａは円筒形状（ローラ形状）である。軸部６６ａは金属で形成され導電性を有する金属軸である。

弾性層６６ｂと軸部６６ａは接着剤により接合されている。軸部６６ａはステンレス鋼板や亜鉛メッキ鋼板を施したものなど導電性を有する金属板金（金属板）をプレス加工により円筒形状に成形したものである。
ここで中空のプレス加工の軸部６６ａを用いるのは軸部６６ａを軽量化することで、帯電ローラ６６や、これを備えたカートリッジ、画像形成装置の軽量化を図るためである。また金属板金の加工により軸部６６ａを形成することができれば、軸部６６ａの低コスト化を図ることもできる。

なお、電極板８１、付勢部材６８、帯電ローラ軸受６７Ｌ、軸部６６ａは導電性を有する。電極板８１は、装置本体Ａの給電部（不図示）に接触している。これらを給電経路として帯電ローラ６６に給電する。

ドラム６２はフランジ６４、フランジ６３と一体的に結合され、電子写真感光体ドラムユニット（以下、ドラムユニット６１と記載する）となる。この結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。

フランジ６４には、アース接点等（不図示）が結合されている。また、フランジ６３には、装置本体Ａから駆動力を受ける駆動力受け部６３ａと現像ローラ３２に駆動を伝えるフランジギア部６３ｂを有している。

軸受部材７６がビス９０によりクリーニング枠体７１の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸７８がクリーニング枠体７１の非駆動側に圧入固定される。
そして、軸受部材７６は、フランジ６３と嵌合し、ドラム軸７８は、フランジ６４の穴６４ａと嵌合する。

これにより、ドラムユニット６１はクリーニング枠体７１に回転可能に支持される。
保護部材７９は、ドラム６２の保護（遮光）及び露出が可能となるように、クリーニング枠体７１に回動可能に支持される。

付勢部材８０は、保護部材７９の駆動側の軸部７９ａＲに取り付けられ、保護部材７９をドラム６２を保護する向きに付勢する。

保護部材７９の非駆動側の軸部７９ａＬと駆動側の軸部７９ａＲは、クリーニング枠体７１の軸受部７１ｃＬ、７１ｃＲに嵌合される。

＜帯電ローラの構成＞
次に帯電ローラの構成６６の構成について図１および図８、図９、図１０、図１１、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８を用いて説明する。

図１は帯電ローラ６６と帯電ローラ軸受６７Ｌの斜視図である。図９（ａ）は軸部６６ａの斜視図である。図９（ｂ）は帯電ローラ６６の軸部６６ａの端部６６ｄの端部詳細図である。

図１０は本実施例に対する比較例としての帯電ローラ６６と帯電ローラ軸受６７Ｌの斜視図である。図１１は帯電ローラ６６の軸部６６ａの端部６６ｄの端部詳細図である。図１４は軸部６６ａを展開したレイアウト図である。

図１５（ａ）は金属板金を円筒に成形する順送プレス加工の工程レイアウトの斜視図である。図１５（ｂ）は金属板金を円筒に成形する順送プレス加工の工程レイアウトの平面図である。

図１６は本実施例１の帯電ローラ軸部６６の端部詳細図である。図１７は実施例１の別の形態の帯電ローラの軸部６６の端部詳細図である。図１８（ａ）は金属板金の部分拡大図である。

図８で示すように帯電ローラ６６の軸部６６ａは導電性を有する金属板金６６ａ１をプレス加工により外径を円筒形状に成形したものであり、軸部６６ａの軸線方向Ｃに金属板金の合わせ目６６ｃができる。金属板金６６ａ１はその一端部（第１端部）の長辺６６ｙ１と他端部（第２端部）の長辺６６ｙ２とが対向するように曲げられて円筒形状（ローラ形状）になる。一端部の長辺６６ｙ１と他端部の長辺６６ｙ２が対向する領域（対向領域）が軸部６６ａにおける合わせ目６６ｃである。詳細は後述する。

ここで本実施例では軸部６６の外径をφ６ｍｍ、軸線方向Ｃの全長２５２．５ ｍｍである。ただし機能上必要な外径、全長を適宜選定すればよい。

ここで合わせ目６６ｃに複数の凹凸領域６６ｃ１をつけることにより軸部６６ａに所望の強度をもたせている。凹凸の個数は多いほど軸部の強度が向上して好ましいが、製造上、製品機能上で必要な強度を適宜選定すれば良い。

ここで合わせ目６６ｃは図９（ａ）および図９（ｂ）で示すように凹凸領域６６ｃ１と直線領域６６ｃ３を有している。直線領域６６ｃ３は軸線方向Ｃにおいて軸部６６ａの両側（両端側）に設けられ、凹凸領域６６ｃ１は２つの直線領域６６ｃ３の間に設けられている。

図９（ｂ）で示すようにここで軸部６６ａの軸線方向Ｃと垂直な方向Ｄにおいて、合わせ目６６ｃの凹凸領域６６ｃ１の凸量（＝凹量）Ｅと直線領域６６ｃ３の凸量Ｆとの関係は
Ｅ＞Ｆ
としている。

本実施例では軸部のＥを２ｍｍ、ＦをＥの半分の１ｍｍとしている（Ｆ＝Ｅ／２）。しかしＥを１〜３ｍｍの範囲で所望の値を選定し、Ｅの値に応じてＦの値も選定すればよい。

ここで図１に示すように、凹凸領域６６ｃ１の角隅部（凹部の隅になる部分や、凸部の角になる部分のこと）６６ｃ２はすべて弾性層（被覆部材）６６ｂに覆われるように配置している。このように配置することで弾性層６６ｂに覆われていない軸部６６ａの端部６６ｄには角隅部６６ｃ２が露出しない。このため帯電ローラ軸受６７Ｌ、６７Ｒの摺動部６７ａと角隅部６６ｃ２が重なる事が無い。

仮に角隅部６６ｃが帯電ローラ軸受６７（６７Ｒ，６７Ｌ）と接触すると、角隅部６６ｃが帯電ローラ６６に引っかかって帯電ローラ軸受６７を摩耗させたり、あるいは帯電ローラ６６の回転を妨げたりする可能性がある。そういうわけで本実施例では角隅部６６ｃが露出しないようにしている。

＜金属板金６６ａ１の説明＞
図１４は軸部６６ａの基材としての金属板金６６ａ１を示す平面図である。軸部６６ａを製造するには、図１４に示すように、厚さ０．６ｍｍ程度の冷間圧延鋼板、亜鉛メッキ鋼板又はステンレス鋼板等の軸線方向Ｃの全長より幅の広い金属板金６６ａ１を原材料として使用する。金属板金をプレス加工（抜き加工）して、以下の部分を形成する。

すなわち（１）金属板金の搬送方向に沿って延びる枠部位６６ｘ１と、（２）搬送方向と交差する方向に延びる帯状の平板（円筒に成形される部位、円筒成形部）６６ａ２と、（３）枠部位６６ｘ１と円筒成形部６６ａ２をつなぐ繋ぎ部６６ａ３である。なお、枠部位６６ｘ１と繋ぎ部６６ａ３を合わせた領域を特に桟６６ａ４と呼ぶ。

本実施形態では、円筒成形部６６ａ２は略長方形である。帯電ローラの軸部端面を形成する短辺６６ｘ３が金属板金６６ａ１の搬送方向に略平行である。一方、円筒成形部６６ａ２の長辺６６ｙが搬送方向と略直交する。長編６６ｙには、軸部６６ａの凹凸領域６６ｃ１が形成されるように、それぞれ凹部と凸部を有する２つの辺（６６ｙ１、６６ｙ２）が金属板金６６ａ１を型抜きすることで形成される。

長辺６６ｙ（６６ｙ１、６６ｙ２）は、凹部と凸部の個数が以下の関係を満たす。すなわち、長辺（円筒成形部６６ａ２の一端部）６６ｙ１に設けられた凸部と、長辺（円筒成形部６６ａ２の他端部）６６ｙ２に設けられた凸部の数は等しい（同数である）。

そのため、長辺６６ｙ２の凸部と係合する長辺６６ｙ１の凹部の数と、長辺６６ｙ１の凸部と係合する長辺６６ｙ２の凹部の数も等しい。

図１４では、長辺６６ｙ１に設けられた凸部は１５個であり、長辺ｙ２に設けられた凸部は１５個である。（つまり長辺６６ｙ１と長辺ｙ２に設けられた凹部の数はそれぞれ１５個である）。

繋ぎ部６６ａ３と隣接し、直線領域６６ｃ３（図９参照）を成形する直線部は、長辺６６ｙ１と長辺６６ｙ２で同じ形状、寸法とする。

このように本実施例では、円筒形成部６６ａ２及び繋ぎ部６６ａ３は、円筒形成部６６ａ２の中心を通る中心線ＣＬに対して、対称に近い形状となるように型抜きされる。

より詳細に言うと、繋ぎ部６６ａ３は中心線ＣＬ上に位置し、中心線ＣＬに対して円筒形成部６６ａ２の両側の体積は略同じ（略均等）となっている。

ここで繋ぎ部６６ａ３は、円筒成形部６６ａ２を円筒に曲げ成形する工程において、基準位置として利用される。すなわち、円筒成形部６６ａ２の両端に設けられた一対の繋ぎ部６６ａ３が曲げの中間位置となるように曲げ加工される。

枠部位６６ｘ１には、中心線ＣＬ上に位置決め孔６６ｘ２が設けられる。位置決め孔６６ｘ２は金属板金６６ａ１を搬送する際、金属板金６６ａ１を位置決めするために用いられる。

図１５は金属板金６６ａ１を示す図であり、金属板金６６ａ１が順次プレス加工によって、円筒形状に曲げられて、帯電ローラ６６の軸部６６ａとなる過程が示されている。図１５に基づき、一般的なプレス加工の方法である順送加工を例にして、軸部６６ａの製造方法を説明する。

桟６６ａ４によって搬送される金属板金６６ａ１を繰り返しプレス加工することにより、円筒成形部６６ａ２が型抜きされ、その後、工程毎に順次円筒形状に成形される。

上述したように、円筒成形部６６ａ２の中央部をプレスして曲げ加工する際に、繋ぎ部６６ａ３が曲げの基準位置として利用される。

また、長辺６６ｙ１に設けられた凸部の数と、長辺６６ｙ２に凸部の数は同じである。より詳細にいうと、長辺６６ｙ１に設けられた凹部の数、長辺６６ｙ１に設けられた凸部の数、長辺６６ｙ２に設けられた凹部の数、長辺６６ｙ２に設けられた凸部の数はすべて等しい。

凸部（凹部）の数が長辺６６ｙ１、６６ｙ２で均等（同数）であるため、円筒成形部６６ａ２を、繋ぎ部６６ａ３を基準にして左右均等（左右対称）に曲げ加工できる。

また繋ぎ部６６ａ３を基準にして左右均等に曲げ加工されるため、円筒成形部６６ａ２の中心軸ＣＬに対して軸部６６ａは略平行に形成される。そのため円筒成形部６６ａ２を曲げ加工する際に、円筒成形部６６ａ２が傾いたり回転したりしにくい。円筒成形部６６ａ２を精度よく曲げて円筒形状にすることができる。

また本実施例では合わせ目６６ｃの直線領域６６ｃ３は、金属軸６６ａの軸線と平行とした（図１参照）。しかし図１１（ａ），（ｂ）に示した構成のように直線領域６６ｃ３を軸線に対して傾けて配置するもできる。ただし、円筒成形部６６ａ２（図１４参照）の対称性を高めて金属軸６６ａの精度を高めるうえでは図１に示したように平行にする方がより好ましい。

次に、軸部６６ａの直線領域６６ｃ３（図９参照）の配置上の工夫について、図１８（ａ）を用いて詳細に説明する。図１８は曲げられる前の金属板金６６ａ１の部分拡大図（軸部の端部となる領域を拡大したもの）である。

金属板金６６ａ１は、一端部の長辺６６ｙ１と、他端部の長辺６６ｙ２を有する。上述したように長辺６６ｙ１と長辺６６ｙ２が対向するように曲げられて金属板金６６ａ１は円筒形状になる。図８に示した合わせ目６６ｃは長辺６６ｙ１と長辺６６ｙ２が対向することで形成される対向領域である。
長辺６６ｙ１は、端に位置する直線部６６ｙ１１と、複数の凸部６６ｙ１３と複数の凹部６６ｙ１４を有する。

同様に長辺６６ｙ２は、端に位置する直線部６６ｙ２１と、複数の凸部６６ｙ２３と複数の凹部６６ｙ２４を有する。

長辺６６ｙ１と長辺６６ｙ２にそれぞれ設けられた凸部６６ｙ１３、凹部６６ｙ２４、凸部６６ｙ２３、凹部６６ｙ１３が、軸部６６ａの凹凸領域６６ｃ４（図９参照）となる。つまり凹凸領域６６ｃ４とは、長辺６６ｙ１の凸部６６ｙ１３と長辺６６ｙ２の凸部６６ｙ２３が交互に複数並んだ領域である。

同様に第１の長辺６６ｙ１に設けられた直線部６６ｙ１１と第２の長辺６６ｙ２に設けられた直線部６６ｙ２１が対向する領域が軸部６６ａの直線領域６６ｃ３（図９参照）である。

直線領域６６ｃ３（図９参照）となる、直線部６６ｙ１１、６６ｙ１２，６６ｙ２１，６６ｙ２２は、円筒成形部６６ａ２の中心線Ｃ１上に対して平行に設けられる。

また、直線部６６ｙ１１と直線部６６ｙ１２の位置が円筒成形部６６ａ２の中心を通る中心線Ｃ１（Ｄ２＝Ｄ２´、Ｄ３´＝Ｄ３´が満たされるように引いた線）に対して略対称になるように以下のようにしている。

長辺６６ｙ１の直線部６６ｙ１１が、隣接する凸部６６ｙ１３に対して凹んでいる凹み量Ｆは、この凸部６６ｙ１３が隣接する凹部６６１ｙに対して突出している突出量（凸量）Ｅよりも小さい（Ｆ＜Ｅ）。同様に、長辺６６ｙ２の直線部６６ｙ１２が隣接する凹部６６ｙ２４に対して突出する突出量（凸量）Ｆは、この凹部６６ｙ２４が隣接する凸部６６ｙ２３に対して突出する突出量（凸量）Ｅよりも小さい。

このようにすることで、中心線Ｃ１からの直線部６６ｙ１１までの距離Ｄ１と、中心線Ｃ１から直線部６６ｙ１２までの距離Ｄ１´が近い値（略等しい値）となる。つまり直線部６６ｙ１１，６６ｙ２１の配置が中心線Ｃ１に対して対称な位置になるので、円筒成形部６６ａ２を曲げる際に加工精度が安定する。

つまり円筒成形部６６ａ２が対称形でない場合、円筒成形部６６ａ２を、金型によって曲げようとすると、中心線Ｃ１に対する円筒成形部６６ａ２の一方の部分と他方の部分との間で金型に対して接触するタイミングが異なる場合がある。この場合、円筒成形部６６ａ２が金型に接した際に、金型に対して移動してしまう可能性がある。

一方、円筒成形部６６ａ２が中心線Ｃ１に対して対称に近い場合には、中心線Ｃ１に対して、左右均等（左右対称）に曲げ加工できる。

比較のため、金属板金において直線部の配置を本実施例と異ならせた構成（比較例）を図１８（ｂ）に示す。また図１８（ｂ）で示した金属板金から製造される帯電ローラ６６の構成が図１０である。

比較例では直線部６６ｙ１５が凹部６６ｙ１４に対して、突出量Ｅ突出している。また直線部６６ｙ２５が凸部６６ｙ２３に対して凹み量Ｅだけ凹んでいる。その結果、中心線Ｃ１からの直線部６６ｙ１５までの距離Ｄ４に対して、中心線Ｃ１から直線部６６ｙ２５までの距離Ｄ５が小さくなる（Ｄ４＞Ｄ５）。

Ｄ４−Ｄ５＝Ｅである。

この結果、図１８（ｂ）の比較例では円筒形成部６６ａ２の対称性が崩れ、加工時にバランスがとりにくくなる。つまり金属板金６６ａ１を曲げ加工する際に力を加えると、円筒成形部６６ａ２が傾いたりして、加工精度が落ちる可能性がある。

そのため比較例（図１８（ｂ））の構成ではなく、本実施例（図１８（ａ））のように、直線部６６ｙ１１と直線部６６ｙ１２を対称に近い位置に配置して、加工時の応力バランスを取ることが望ましい。

また図１０に示した比較例では軸部６６ａの端部において、凹部と凸部の面積比が異なる。しかし加工の精度を高める上では凹部と凸部の面積比もできるだけ均一にすることが望ましい。

したがって、本実施例では図１４に示すように円筒成形部６６ａ２において、長辺６６ｙ１に設けられた凸部６６ｙ１３の面積の合計と、長辺６６ｙ２に設けられた凸部６６ｙ２３の面積の合計が略等しくなるようにしている。なお、略等しいとは、凸部６６ｙ１３の面積の合計に対して、凸部６６ｙ２３の面積の合計の合計が±４パーセントの範囲内に収まることとする。

なお凸部６６ｙ１３の面積Ｓとは、凸部６６ｙ１３の幅Ｇ１（図１８（ａ）参照）に、凸部６６ｙ１３の突出量Ｅをかけて求められる値である（Ｓ＝Ｇ１×Ｅ）。凸部６６ｙ１３の面積の合計とは、それぞれの凸部６６ｙ１３の面積をすべて足し合わせたものである。

凸部６６Ｙ２３の面積も同様に求めるものとする。

このように、円筒成形部６６ａ２を中心線Ｃ１に対して対称にすると、円筒成形部６６ａ２が加工される際に、金属板金６６ａ１の姿勢が安定し加工の精度が向上する。金属軸６６ａの径及び長手方向の寸法精度が安定する。このような寸法精度の高い金属軸６６ａを帯電ローラに用いることで、帯電機能（帯電性能）が良好な帯電ローラを得ることができる。

つまり金属軸の加工精度を高めれば、帯電ローラの断面を正確な円形に近づけることができる。このように得られた帯電ローラであれば、回転時に感光体を均一に帯電することができる。

なお、もっとも円筒成形部６６ａ２の形状として好ましいのは、凸部の突出量Ｅがすべての凸部６６ｙ１３、凸部６６ｙ２３で略等しく、さらにＦがＥに対して略半分になる場合である。

凸部の突出量Ｅがすべてで略等しいとは、凸部（６６ｙ１３、６６ｙ２３）の突出量の平均をとったとき、その平均値に対して、それぞれの凸部の突出量が、この平均値に対して軸部６６ａの径の±４パーセントの変動幅に収まることとを意味するものとする。

軸部６６ａの径が６．００ｍｍであるとしたら、その４パーセントは、０．２４ｍｍである。仮に凸部（６６ｙ１３、６６ｙ２３）の突出量の平均値が２．００ｍｍであったとしたら、それぞれの凸部６６ｙ１３、６６ｙ２３の突出量が、２．００±０．２４ｍｍの範囲内であればよい。

また、Ｆの値がＥの値に対して略半分になるとは、Ｆ＝Ｅ／２で求まるＦの値に対して、実際のＦの寸法が軸部６６ａの径の±４パーセントの変動幅に収まることを意味するものとする。

軸部６６ａの径が６．００ｍｍであるとしたら、その４パーセントは、０．２４ｍｍである。仮に直線部６６ｙ１１と隣接する凸部６６ｙ１３の突出量Ｅが２．００ｍｍであれば、凸部６６ｙ１３に対する直線部６６ｙ１１の凹み量Ｆが、１．００±０．２４ｍｍであればよい。

金属板金６６ａ１内で円筒成形部６６ａ２が円筒形状となり成形完了後、金属板金内で円筒成形部位６６ａ２は繋ぎ部６６ａ３を切断する事により、円筒成形部６６ａ２が桟６６ａ４と分断され、単品の軸部６６ａとなる。

この際、図１に示されるように繋ぎ部６６ａ３が軸部６６ａの両端面に残存し、帯電ローラの軸部６６ａの端面から軸線方向の外側に向けて突出した突起（突起部）６６ｋとなる。

なおこのように製造される軸部６６ａは、その断面（軸線に垂直な断面）をみると、図８に示されるように繋ぎ部６６ａ３の残存部である突起６６ｋが、軸部６６ａの中心ＣＬに対して、つなぎ目６６ｃの直線領域６６ｃ３の反対側に位置することになる。

つまり軸部６６ａの断面において、直線領域６６ｃと中心ＣＬとを結ぶ直線Ｈに、突起６６ｋが重なることになる。

（突起６６ｋの特徴）
ここで本実施例では、図１６に示すように帯電ローラの軸部端面６６ａ５と突起面（突起６６ｋの端面）６６ｋ１とを繋ぐ接続面６６ｋ２を斜面とした。

これにより、帯電ローラ６６が回転する際に、接続面６６ｋ２が帯電ローラ軸受（軸受け部）６７と接触しても帯電ローラ軸受６７の摩耗を低減できる。ここで本実施例では軸部６６の外径をφ６ｍｍ、軸線方向Ｃの全長２５２．５ｍｍである。ただし、機能上必要な外径、全長を適宜選定すればよい。
突起面の円筒端面からの高さ６６Ｌは０．２ｍｍ、突起面の幅６６Ｍは１．５〜２．５ｍｍ、斜面の角度６６Ｎは４５度である。

ただし製造上問題ない最小寸法の範囲で適宜選定すればよい。

また図１７に示すように帯電ローラ軸部端面６６ａ５と帯電ローラ軸部端面より突出した突起面６６ｋ１とを連続的に繋ぐ面６６ｋ２は斜面と丸み面を組み合わせても良い。

この場合、斜面の角度６６Ｎは４５度、丸み面の寸法６６ＲはＲ０．２ｍｍとした。

ただし製造上問題ない寸法の範囲で適宜選定すればよい。

６６Ｍ、６６Ｎ、６６Ｒの寸法は、円筒に曲げ成形される前の金属板金６６ａ１を切断する際の寸法であり、円筒形状に曲げ成形時に若干変寸する。突起６６ａ５は、製造方法によって軸線方法Ｃの片端のみに設けても良い。

斜面は、プレス加工の際の加工荷重バランス、製造時の向きを選別する際の生産性等を加味すると両側の方が望ましいが、帯電ローラ回転方向前側のみの片側でも良い。

［実施例２］
実施例２に係る構成について、図１２をもとに説明する。図１２（ａ）は軸部６６ａの説明図である。図１２（ｂ）は帯電ローラ６６の端部の詳細図である。

実施例２は帯電ローラ６６の軸線方向Ｃにおける合わせ目の凹凸領域６６ｃ１の配置や幅６６ｇの寸法関係以外は実施例１と同じである。

ここで帯電ローラ６６の軸線方向Ｃにおける合わせ目の凹凸領域６６ｃ１のそれぞれひとつの凹凸部（凹凸領域を形成する凹部または凸部）６６ｃ４の幅６６ｆを同じにして、凹凸部６６ｃ４を等間隔で配置している。

このように幅６６ｆを揃えることにより軸部６６ａを矢印Ｊのどちらの方向にねじっても同じ強度となる。これにより軸の軸線方向Ｃの向きを選ぶことなく使用できるので組立時に軸の向きを選別する工程を削減できコスト低減できる。

［実施例３］
実施例３に係る構成について、図１３をもとに説明する。図１３（ａ）は軸部６６ａの説明図である。図１３（ｂ）は凹凸領域６６ｃ１の説明図である。図１３（ｃ）は帯電ローラ６６の端部の詳細図である。

実施例３は帯電ローラ６６の軸線方向Ｃにおける合わせ目の凹凸領域６６ｃ１の幅６６ｇと端部の合わせ目の幅６６ｈの寸法関係以外は実施例２と同じである。

＜帯電ローラの構成＞
帯電ローラ６６の軸線方向Ｃにおいて合わせ目の直線領域６６ｃ３の幅６６ｈはひとつの凹凸領域６６ｃ４の幅６６ｇより長くしている。
本実施例では直線領域６６ｃ３の幅６６ｈを１６ｍｍ、ひとつの凹凸領域６６ｃ４の幅６６ｇを１０．５ｍｍとしている。
なお直線領域６６ｃ３の幅６６ｈを４〜３０ｍｍ、ひとつの凹凸領域６６ｃ４の幅６６ｇを直線領域６６ｃ３幅６６ｈより小さくして所望のものを選定すれば良い。また図１３（ｃ）で示す端部６６ｄの幅６６ｊは、製造上この部分を使う場合や、製品機能上軸受け６７Ｌ，６７Ｒとの摺動幅を確保するため少なくても４ｍｍ程度あることが好ましい。よって直線領域６６ｃ３の幅６６ｈも４ｍｍ以上が好ましい。

また軸部６６ａの軸線方向Ｃと垂直な方向Ｄに対して合わせ目の凹凸領域６６ｃ１に角度Ｆをもたせている。これは製造上凹凸領域を合わせ易いためである。本実施例ではＦを３°としている。ただし０度以上１０度以下で所望の角度を選定してもよい。
軸部６６ａの外径はφ６ｍｍ、内径はφ４．８ｍｍとしているが外径を３〜１５ｍｍ、内径を外径から金属板６６ａ１の厚み（０．３〜２ｍｍ）を差し引いた所望のものを選定すれば良い。なお内径は製品機能上や製造上で必要無ければ円形でなくてもかまわない。
なお凹凸領域６６ｃ１の凸量（＝凹量）Ｅと直線領域６６ｃ３の凸量Ｆの寸法関係は同じでありＥは２ｍｍ、Ｆは１ｍｍ（不図示）である。

また角隅部６６ｃ２に角Ｒ、隅Ｒを適宜設けてもよい。 また合わせ目の凹凸の噛み合いは隙間が無いものが強度の点で好ましいが一部に隙間が発生しても構わない。

このように直線領域６６ｃ３の幅６６ｈをひとつの凹凸部６６ｃ４の幅６６ｇより長くすることで端部６６ｄを長くできて軸受けとの摺動部を広く（軸線方向Ｃに長く）確保することができる。

上記実施例１〜３では本発明の帯電ローラをプロセスカートリッジに組み込んだ例を示したが、これに限るわけではなく、カートリッジ方式を採用しない画像形成装置本体に組み込んでもよい。また、帯電ローラのみの最小単位でプロセスカートリッジまたは画像形成性装置本体に着脱可能に構成されていてもよい。

なお各実施例ではローラ部材として帯電ローラ６６を例示したが、これに限らない。例えば本実施例を採用したローラ部材が現像ローラ３２であってもよい。

また、帯電ローラ６６や現像ローラ３２は導電性ローラ（おおよそ電気抵抗が１０^８Ω以下）であって画像形成時に電圧が印加されるものであるが、本実施例の金属軸６６ａを有するローラ部材がこのようなものに限られるものでもない。画像形成時に電圧が印加されないローラ部材であってもよいし、金属軸６６ａの外周に絶縁性の弾性部材が被覆されたローラ部材であってもよい。

また帯電ローラ６６において、金属軸６６ａは弾性部材（被覆部材）によって被覆されていたが、このような被覆部材が必須なわけではない。つまり本願において単にローラ部材と言った場合、金属軸６６ａそのものを指し示す場合も含む。

金属軸６６ａそのものがローラ部材として画像形成装置に用いられる場合もあるし、弾性部材等の被覆部材を外周に取り付けた上で金属軸６６ａがローラ部材として用いられる場合もありうる。

６０ クリーニングユニット
６２ ドラム（電子写真感光体ドラム）
６６ 帯電ローラ
６６ｃ 合わせ目
６６ｃ１ 凹凸領域
６６ｃ３ 直線領域
６７ 帯電ローラ軸受
Ａ 画像形成装置本体（装置本体）
Ｂ プロセスカートリッジ（カートリッジ）

Claims (10)

1. 画像形成装置に用いられるローラ部材であって、
   金属板で形成されて、前記金属板の一端部と他端部が対向する円筒形状をとる金属軸と、
   前記金属軸の端面から突出する突起部と、
   を備え、
   前記一端部および前記他端部はそれぞれ、直線部と、複数の凸部と、複数の凹部と、を有し、
   前記一端部と前記他端部が対向する対向領域において、前記一端部の凸部は前記他端部の凹部と係合し、前記他端部の凸部は前記一端部の凹部と係合し、前記一端部の直線部が前記他端部の直線部と対向するものであり、
   前記一端部の直線部と前記他端部の直線部が対向する直線領域は、前記金属軸の軸線方向における端部に位置するものであり、
   前記一端部の直線部と前記他端部の直線部の一方は凸部と隣接し、他方は凹部と隣接するものであって、
   前記一方の直線部が隣接する凸部から凹んだ凹み量は、前記隣接する凸部の突出量よりも小さく、
   前記他方の直線部が隣接する凹部から突出する突出量は、前記隣接する凹部の凹み量よりも小さく、
   前記突起部は、前記金属軸の中心に対して、前記直線領域の反対に位置することを特徴とするローラ部材。
2. 前記一方の直線部が隣接する凸部から凹んだ凹み量は前記隣接する凸部の突出量の略半分であり、
   前記他方の直線部が隣接する凹部から突出する突出量は前記隣接する凹部の凹み量の略半分であることを特徴とする請求項１に記載のローラ部材。
3. 前記一端部に設けられた凸部の数と、前記他端部に設けられた凸部の数は等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のローラ部材。
4. 前記一端部および前記他端部に設けられた複数の凸部の突出量は略等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のローラ部材。
5. 前記一端部および前記他端部に設けられた複数の凸部の軸線方向における幅は、略等しいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のローラ部材。
6. 前記一端部の凸部の面積の合計と、前記他端部の凸部の面積の合計は略等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のローラ部材。
7. 前記ローラ部材が、像を担持する像担持体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のローラ部材。
8. 前記ローラ部材が、像担持体に形成された潜像を現像する現像ローラであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のローラ部材。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のローラ部材と、
   前記ローラ部材を回転可能に支持する軸受け部と、
   を備えることを特徴とするローラ支持機構。
10. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    請求項９に記載のローラ支持機構と、
    前記記録媒体を搬送する搬送機構と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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