JP2024024700A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な製造工程により像担持体のダメージを抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、回転可能に設けられた、円筒状の像担持体と、像担持体の外周面に接触しながら、回転軸を中心に回転する帯電ローラと、を備え、帯電ローラの端部は、回転時において像担持体との接触位置が、回転軸が延伸する第１方向に沿って変化するように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１では、帯電ローラの両端部に対向する感光体ドラム上の領域の表面電位を、帯電ローラの中央部に対向する感光体ドラム上の領域の表面電位よりも低くした画像形成装置が提案されている。

この構成により特許文献１では、帯電ローラの両端部に対向する感光体ドラム上の領域への放電生成物の付着及び放電生成物の付着に伴う摩擦係数の上昇を抑制させることができるため、クリーニングブレードの両端部のめくれを防止できる。

特開２０１０－５４８５３号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、帯電ローラの中央部と両端部とにおいてそれぞれの表面電位が異なるように帯電ローラを製造する必要があり、帯電ローラの製造工程が複雑となる。

本開示の目的は、簡易な製造工程により像担持体のダメージを抑制することができる画像形成装置を提案する。

本開示の一態様に係る画像形成装置は、回転可能に設けられた、円筒状の像担持体と、前記像担持体の外周面に接触しながら、回転軸を中心に回転する帯電ローラと、を備え、前記帯電ローラの端部は、回転時において前記像担持体との接触位置が、前記回転軸が延伸する第１方向に沿って変化するように構成されている。

本開示によれば、画像形成装置は、簡易な製造工程により像担持体のダメージを抑制することができるという効果を奏する。

本開示の実施形態に係る画像形成装置の内部構造の一例を示す側面図である。 本開示の実施形態に係る帯電器と感光体ドラムとの配置関係を模式的に示す側面図である。 本開示の実施形態に係る帯電ローラと感光体ドラムとのニップ部と、放電発生領域との関係を模式的に示す図である。 本開示の比較例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図４に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図６に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図６に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第１変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図９に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図９に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第２変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図１２に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図１２に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第３変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図１５に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図１５に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第４変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図１８に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図１８に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第５変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図２１に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図２１に示す帯電ローラの端部の平面図である。 図２１に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の実施形態の第６変形例に係る帯電ローラの端部形状の一例を示す斜視図である。 図２５に示す帯電ローラの端部の側面図である。 図２５に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。 本開示の第７変形例に係る帯電ローラの両端部それぞれの一例を示す側面部である。 図２８に示す帯電ローラが１回転する間における、帯電ローラのニップ部における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。

以下、本開示の実施形態及び変形例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一または相当する部材には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（画像形成装置）
図１を参照して本開示の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。図１は本開示の実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造の一例を示す側面図である。なお、以下では画像形成装置としてレーザ方式のカラープリンタを例に挙げて説明する。

画像形成装置１００は、画像を形成する用紙に対して多色及び単色の画像を形成するレーザ方式のカラープリンタである。画像形成装置１００は、画像読取装置９０により原稿から読み取られた画像データ、または外部から受信した画像データに基づき、用紙に画像を印刷する。

図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像形成部１１０、画像読取装置９０、原稿載置台９２、および自動原稿処理装置１２０を備えてなる構成である。

画像形成部１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３（像担持体）、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、および手差し給紙カセット８２を備える。画像形成部１１０の構成ついての詳細は後述する。

画像形成部１１０の上部には、画像読取装置９０、および透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられている。また、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。

自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０を上方に回動させて原稿載置台９２の上を開放することにより、原稿を原稿載置台９２の上に直接載置させることもできる。

画像読取装置９０は、原稿載置台９２の上に搬送または載置された原稿から画像データを読み取る。画像形成部１１０は、画像読取装置９０により読み取られた画像データに基づき用紙に画像を印刷する。

次に、画像形成部１１０の構成について説明する。まず、画像形成装置１００において扱われる画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、及び帯電器５は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するようにそれぞれ設けられている。

帯電器５は、回転可能に設けられた円筒状の感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５の構成の詳細については後述する。

露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズまたはミラー等の光学部材とを備える。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、画像データに応じて露光することにより、その表面に静電潜像を形成する。

現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を、トナーにより顕像化するものである。現像器２は現像槽を含み、現像槽にはトナーが収容されている。現像器２は、この現像槽に収容されたトナーを感光体ドラム３に供給するように構成されている。また、各現像槽は、図示しないトナー供給パイプを介してトナーを収容する各トナーカートリッジ２０に接続されている。トナーカートリッジ２０は４色のトナーそれぞれに応じて設けられている。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去および回収する。

感光体ドラム３の上方には、中間転写ベルトユニット６が配置されている。中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、複数の中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応して４つ設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び４つの中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次、重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。中間転写ベルト６１は、例えば、ポリイミドからなるフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の内側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（－）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。

各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は、中間転写ベルト６１上で積層され、用紙と中間転写ベルト６１との接触位置に配置された転写ローラ１０によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０とは、所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（－）とは逆極性（＋）の高電圧）。

また、上記のように、感光体ドラム３と接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存した転写残トナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去及び回収される。

給紙カセット１１１は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成部１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。

画像形成部１１０には、さらに排紙トレイ９１が設けられている。排紙トレイ９１は、印刷済みの（トナー像が形成された）用紙をフェイスダウンで集積する。

また画像形成部１１０には、給紙カセット８１の用紙を、転写ローラ１０および定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１から排紙トレイ９１までの間に設けられた用紙搬送路Ｓに沿って、ピックアップローラ１１、複数の搬送ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、及び定着ユニット７等が配されている。

ピックアップローラ１１は、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

複数の搬送ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、用紙の搬送を補助するための部材であり、一対の小型のローラから構成される。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓにおいて搬送されている用紙を一旦保持する部材であり、一対の小型のローラから構成される。レジストローラ１３は、中間転写ベルト６１上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１０に搬送する。

定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、用紙を挟んで回転するようになっている。またヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて所定の定着温度となるように設定されている。そして、ヒートローラ７１は、加圧ローラ７２とともにトナーを用紙に熱圧着する。これにより、定着ユニット７は、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させることができる。

上記した構成を有する画像形成装置１００では、画像形成部１１０は、画像データを取得すると、以下のようにして画像形成処理を実施する。すなわち、画像形成部１１０は、例えば、給紙カセット８１に載置された用紙を、ピックアップローラ１１によって１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導き、搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送する。そして、レジストローラ１３によって、用紙の先端と中間転写ベルト６１上のトナー像の先端とが整合するタイミングで転写ローラ１０に用紙を搬送し、用紙上にトナー像が転写される。その後、用紙が定着ユニット７を通過することによって用紙上にトナー像を熱定着させ、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１に用紙を排出する。

（帯電器）
図２を参照して帯電器５の構成について説明する。図２は、本開示の実施形態に係る帯電器５と感光体ドラム３との配置関係を模式的に示す側面図である。図２に示されるように帯電器５は、帯電ローラ５１および電源５２を備えてなる構成である。

帯電ローラ５１は、感光体ドラム３の外周面に接触しながら回転することにより感光体ドラム３を帯電させる円筒状の部材である。帯電ローラ５１は、感光体ドラム３の回転軸３ａに沿って延伸する、帯電ローラ５１の中心に設けられた芯金５１ａと、芯金５１ａの外周を覆う弾性層５１ｂとを含む。

芯金５１ａは、例えば、ステンレスにより構成された導電性の棒状部材であり、本明細書では、芯金５１ａの延伸方向を第１方向と称する。帯電ローラ５１は、芯金５１ａを中心に回転可能に設けられており、芯金５１ａが帯電ローラ５１の回転軸となる。

弾性層５１ｂは、例えば、ウレタンまたはエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭなどから構成された導電性部材である。弾性層５１ｂの外周面はナイロンなどにより構成された不図示のコーティング層によって覆われている。

電源５２は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を出力しており、バイアス電圧を帯電ローラ５１の芯金５１ａと感光体ドラム３の基体３ｂとの間に印加する。

感光体ドラム３は上記したように円筒状であり、回転軸３ａを中心に回転可能に支持されている。回転軸３ａの外周にはアルミニウムからなる導電性の基体３ｂが設けられており、基体３ｂの外周面上に有機感光体層を含む感光体３ｃが形成されている。なお、基体３ｂは、は接地されており、感光体３ｃは、負極性の帯電特性（帯電極性（－））を有する。

図２に示されるように、帯電ローラ５１と感光体ドラム３とは、ニップ部８で接触している。そして、感光体ドラム３が矢印Ａ１方向に回転軸３ａを中心として回転駆動されると、帯電ローラ５１は、矢印Ａ２方向に従動回転するように構成されている。感光体３ｃの表面は、ニップ部８で電源５２からのバイアス電圧によって帯電ローラ５１を介して所定の電位に帯電される。より正確には、ニップ部８の前後で形成される微小空隙において放電が発生し、放電の際に生成された電荷が感光体ドラム３に移動し帯電する。なお、以下では感光体ドラム３において放電が発生する領域を放電発生領域９と称する。

放電発生領域９は、例えば、図３に示すように、ニップ部８の外周を取り囲むように形成される。図３は本開示の実施形態に係る帯電ローラ５１と感光体ドラム３とのニップ部８と、放電発生領域９との関係を模式的に示す図である。なお、図３では、ニップ部８および放電発生領域９の位置関係を把握しやすいようにするため、帯電ローラ５１は破線により示している。

ところで、帯電ローラ５１の両端部それぞれに対応するニップ部８の周りでは、微小空隙の幅が、帯電ローラ５１の両端部以外のニップ部８の周りよりも広くなる。このため、放電発生領域９のうち、帯電ローラ５１の両端部のそれぞれに対応するニップ部８の周りの放電発生領域Ｂは、それ以外となる残余の放電発生領域よりも放電が強くなる。それゆえ、放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面は、残余の放電発生領域に対応する感光体ドラム３の外周面よりも強いダメージを受けることとなる。

感光体ドラム３の外周面においてより強いダメージを受け続けた領域は、それ以外の領域よりも摩擦係数が高くなる。したがって、感光体ドラム３の外周面において摩擦係数の不均一性が生じる。このように、感光体ドラム３の外周面において摩擦係数の不均一性が生じると、感光体ドラム３に当接するクリーナユニット４にねじれなどが生じて、クリーナユニット４が変形し破損する場合がある。

特に、図４に示されように、帯電ローラ２５１が、芯金２５１ａの延伸方向、すなわち第１方向に対して垂直となる端面を有した円柱形状となる場合、図５に示されるように、帯電ローラ２５１の回転時において、帯電ローラ２５１の端部と感光体ドラム３との接触位置、換言すると、ニップ部８での帯電ローラ２５１の端部位置は常に同じ位置となる。このため、感光体ドラム３の外周面において帯電ローラ２５１の端部と接触する特定の領域の周りが他の領域の周りよりも強いダメージを受け続けることとなり、結果として感光体ドラム３の外周面における摩擦係数の不均一性がより顕著となる。

図４は本開示の比較例に係る帯電ローラ２５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図４に示されるように、比較例に係る帯電ローラ２５１では、弾性層２５１ｂにより形成される端面が、第１方向に対して垂直となるように形成されている。また、図５は図４に示す帯電ローラ２５１が１回転する間における、帯電ローラ２５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図５では、０度の位置は、帯電ローラ２５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ２５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

そこで、本開示の実施形態に係る帯電器５では、帯電ローラ５１の端部は、帯電ローラ５１の回転時において感光体ドラム３との接触位置が、第１方向に沿って変化するように構成されている。具体的には、図６および図７に示されるように、帯電ローラ５１の端面が、第１方向に対して傾斜している。図６は本開示の実施形態に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図７は、図６に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。なお、図６および図７では、帯電ローラ５１の一方の端部形状のみを示しているが他方の端部形状も同様となる。

図６および図７に示されるように、側面視において帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂを第１方向に対して斜めに切り出した形状をしている。このとき、帯電ローラ５１の回転時において、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点の軌跡は図８に示すようになる。図８は、図６に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図８では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図８に示されるように、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置は、帯電ローラ５１が１回転する間に、第１方向に沿って所定の範囲を１往復している。また、この端部位置を示す点により描かれる軌跡は正弦波となっている。なお、帯電ローラ５１の端部が第１方向に沿って移動する所定の範囲は、第１方向において弾性層５１ｂが切り出された長さにより規定される。

このように帯電ローラ５１が１回転する間に、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置は上記した比較例に係る帯電ローラ５１のように常に同じ位置とはならない。このため、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部周りの放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面のダメージを低減させることができる。

なお、図８では、帯電ローラ５１が１回転すると、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置が元の位置に戻る構成となっているがこの構成に限定されるものではない。帯電ローラ５１の端部と感光体ドラム３との接触位置は、帯電ローラ５１が１回転する間に、第１方向に沿って所定の範囲を少なくとも１回以上、往復するように変化するように構成されていればよい。

また、帯電ローラ５１の周の長さは、感光体ドラム３の周の長さの整数比とはならないように帯電ローラ５１および感光体ドラム３の周の長さがそれぞれ設定されていることが好適である。このように帯電ローラ５１の周の長さが感光体ドラム３の周の長さの整数比とならないように設定されている場合、今回の帯電ローラ５１の端部位置を示す点の軌跡と、次回転での帯電ローラ５１の端部位置を示す点の軌跡とは一致しない。このため、放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面のダメージをより低減させることができる。

また、上記した端部形状を有する帯電ローラ５１は、例えば、金型を用いて一体的に製造することができる。一方、特許文献１のような帯電ローラでは、帯電ローラの中央部と両端部とにおいてそれぞれの表面電位が異なるように材料を異ならせて製造する必要があり、本開示の実施形態に係る帯電ローラ５１のように一体的に製造することができない。

よって、本開示の実施形態に係る画像形成装置１００は、簡易な製造工程により感光体ドラム３のダメージを抑制することができるという効果を奏する。

（第１変形例）
次に本開示の実施形態の第１変形例に係る帯電ローラ５１について図９および図１０を参照して説明する。図９は本開示の実施形態の第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図１０は、図９に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。

図９および図１０に示されるように、側面視において第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂの外周の上下における対向する任意の位置それぞれから、帯電ローラ５１の外側に向かって斜めに切り出した形状をしている。つまり、図１０に示されるように第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状は、外側に向かって先端が尖ったテーパ形状となりかつ、芯金５１ａに関して上下対称となるように傾いている。このように、第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状は、帯電ローラ５１の側面視において芯金５１ａに関して上下対称となるシンプルな形状であるため、帯電ローラ５１の製造を容易とすることができる。

また、第１変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は図１１に示されるようになる。図１１は、図９に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図１１では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図１１に示されるように、ニップ部８における第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、内側に向かって凸となる弧を描きながら第１方向に沿って所定の範囲を２往復している。このように第１変形例に係る帯電ローラ５１が１回転する間に、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置は上記した比較例に係る帯電ローラ２５１のように常に同じ位置とはならない。このため、ニップ部８における第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部周りの放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面のダメージを低減させることができる。

（第２変形例）
次に本開示の実施形態の第２変形例に係る帯電ローラ５１について図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、本開示の実施形態の第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図１３は、図１２に示す帯電ローラ５１の端部形状の側面図である。

図１２および図１３に示されるように、側面視において第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂの外周の上下における対向する任意の位置それぞれから、帯電ローラ５１の外側に向かって弧を描くように切り出した形状をしている。つまり、図１３に示されるように第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状は、外側に向かって凸となる曲面形状でありかつ、芯金５１ａに関して上下対称となっている。このように、第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状は、帯電ローラ５１の側面視において芯金５１ａに関して上下対称となるシンプルな形状であるため、帯電ローラ５１の製造を容易とすることができる。

また、第２変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は図１４に示されるようになる。図１４は、図１２に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図１４では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図１４に示されるように、ニップ部８における第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、第１方向に沿って所定の範囲を２往復している。また、この端部位置を示す点により描かれる軌跡は所定の範囲における外側で弧を描くように曲がり、所定の範囲における内側では折れ線のように折れ曲がるような形状となっている。

このように第１変形例に係る帯電ローラ５１が１回転する間に、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置は上記した比較例に係る帯電ローラ２５１のように常に同じ位置とはならない。このため、ニップ部８における第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部周りの放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面のダメージを低減させることができる。

（第３変形例）
次に本開示の実施形態の第３変形例に係る帯電ローラ５１について図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、本開示の実施形態の第３変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図１６は、図１５に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。

図１５および図１６に示されるように、側面視において第３変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂの上側の外周位置から外側に向かって斜めに切り出すとともに、弾性層５１ｂの下側の外周位置から外側に向かって斜めに切り出した形状をしている。つまり、図１６に示されるように第３変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状は、第１変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状と同様に、外側に向かって先端が尖ったテーパ形状となっている。しかしながら、第３変形例に係る帯電ローラ５１の側面形状は、第１変形例に係る帯電ローラ５１の側面形状とは異なり、芯金５１ａに関して上下非対称である点で相違する。つまり、第３変形例に係る帯電ローラ５１は、上下で弾性層５１ｂの切り出し量が異なっている。

また、第３変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図１７に示されるようになる。図１７は、図１５に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図１７では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図１７に示されるように、ニップ部８における第３変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、第１方向に沿った所定の範囲を複数の弧を描きながら１往復している。つまり、所定の範囲において最も内側となる初期位置から、所定の範囲の最も外側となる位置まで弧を描きながら移動する。そして、所定の範囲の最も外側となる位置から、内側に向かって凸となる弧を描き、所定の範囲の最も外側となる位置に戻る。つまり、帯電ローラ５１の端部は所定の範囲の最も内側となる位置まで移動することなく所定の範囲の最も外側となる位置に戻ることとなる。そして、所定の範囲の最も外側となる位置から弧を描きながら初期位置に移動する。

帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図１７に示されるようになるため、所定の範囲の内側の領域に帯電ローラ５１の端部が位置する頻度を、所定の範囲の外側の領域に帯電ローラ５１の端部が位置する頻度よりも低減させることができる。このため、所定の範囲における内側の領域のダメージ量を、所定の範囲における外側の領域のダメージ量よりも小さくすることができる。

（第４変形例）
次に本開示の実施形態の第４変形例に係る帯電ローラ５１について図１８および図１９を参照して説明する。図１８は、本開示の実施形態の第４変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図１９は、図１８に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。

図１８および図１９に示されるように、側面視において第４変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂの上側の外周位置から帯電ローラ５１の外側に向かって弧を描くように切り出すとともに、弾性層５１ｂの下側の外周位置から帯電ローラ５１の外側に向かって弧を描くように切り出した形状をしている。つまり、図１９に示されるように第４変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状は、第２変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状と同様に、外側に向かって凸となる曲面形状となっている。しかしながら、第４変形例に係る帯電ローラ５１の側面形状は、第２変形例に係る帯電ローラ５１の側面形状とは異なり、芯金５１ａに関して上下非対称となっている点で相違する。すなわち、第４変形例に係る帯電ローラ５１は、上下で弾性層５１ｂの切り出し量が異なっている。

また、第４変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図２０に示されるようになる。図２０は、図１８に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図２０では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図２０に示されるように、ニップ部８における第４変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、所定の範囲の間でジグザクに移動する。すなわち、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部は、所定の範囲において最も内側となる初期位置から、所定の範囲の最も外側となる位置まで直線状に移動する。そして、所定の範囲の最も外側となる位置から、内側に向かって移動し、初期位置よりも外側で折り返して所定の範囲の最も外側となる位置に戻る。つまり、帯電ローラ５１の端部は所定の範囲の最も内側となる位置まで移動することなく所定の範囲の最も外側となる位置に戻ることとなる。そして、所定の範囲の最も外側となる位置から直線状に初期位置まで移動する。

帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図２０に示されるようになるため、所定の範囲の内側の領域に帯電ローラ５１の端部が位置する頻度を、所定の範囲の外側の領域に帯電ローラ５１の端部が位置する頻度よりも低減させることができる。このため、所定の範囲における内側の領域のダメージ量を、所定の範囲における外側の領域のダメージ量よりも小さくすることができる。

（第５変形例）
次に本開示の実施形態の第５変形例に係る帯電ローラ５１について図２１から図２３を参照して説明する。図２１は、本開示の実施形態の第５変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図２２は、図２１に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。図２３は、図２１に示す帯電ローラ５１の端部の平面図である。図２２は、図２１においてXXiiの矢印に沿ってみたときの図であり、図２３は、図２１においてXXiiiの矢印に沿ってみたときの図である。

図２１および図２２に示されるように、側面視において第５変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、比較例に係る帯電ローラ２５１のような円柱形状から、弾性層５１ｂの上側の外周位置から帯電ローラ５１の外側に向かって斜めに切り出すとともに、弾性層５１ｂの下側の外周位置から帯電ローラ５１の外側に向かって斜めに切り出した側面形状をしている。つまり、図２２に示されるように第５変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状は、第３変形例に係る帯電ローラ５１の端部の側面形状と同様に、外部に向かって先端が尖ったテーパ形状となっている。そして、第５変形例に係る帯電ローラ５１の側面形状は、芯金５１ａに関して上下非対称となる。つまり、第５変形例に係る帯電ローラ５１は、上下で弾性層５１ｂの切り出し量が異なっている。

また、第５変形例に係る帯電ローラ５１の端部は、図２３に示されるように平面視において、図２２に示される側面図において手前側に示される弾性層５１ｂの外周が、この側面図において奥側に示される弾性層５１ｂの外周よりも帯電ローラ５１の内側に位置するように斜めにカットされている。

また、第５変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図２４に示されるようになる。図２４は、図２１に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図２４では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図２４に示されるように、ニップ部８における第５変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、第１方向に沿った所定の範囲を複数の弧を描きながら１往復している。すなわち、所定の範囲において最も内側となる初期位置から、所定の範囲の外側に向かって、最も外側となる位置の手前まで弧を描くように移動する。次いで、所定の範囲の最も外側となる位置の手前を起点に、内側に向かって凸となる弧を描き、所定の範囲の最も外側となる位置まで移動する。そして所定の範囲の最も外側となる位置から所定の範囲の最も内側となる位置、すなわち、初期位置まで弧を描きながら移動する。

図２４に示されるように、所定の範囲の最も内側となる位置、および最も外側となる位置には帯電ローラ５１の端部が１回転中に１度だけしか移動しない。このため、第５変形例に係る帯電ローラ５１では、所定の範囲における内側および外側の両端部におけるダメージ量を低減させることができる。

（第６変形例）
次に本開示の実施形態の第６変形例に係る帯電ローラ５１について図２５および図２６を参照して説明する。図２５は、本開示の実施形態の第６変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状の一例を示す斜視図である。図２６は、図２５に示す帯電ローラ５１の端部の側面図である。図２５および図２６に示されるように、第６変形例に係る帯電ローラ５１の端部形状は、側面視において、弾性層５１ｂの端縁が、弾性層５１ｂの上部および下部それぞれから芯金５１ａに向かって帯電ローラ５１の内側に傾斜している。さらに、弾性層５１ｂの端面が帯電ローラ５１の内側に向かって、すり鉢状に窪んでいる。すなわち、帯電ローラ５１を側面視したときの端部の形状が内側に向かって凹んだ凹形状となっている。なお、図２６では、弾性層５１ｂの端面の側面形状を破線により示す。

帯電ローラ５１は上記したように端面が内側に向かってすり鉢状に窪んだ形状となるため、端面が第１方向に対して垂直となる形状と比較して端面と感光体ドラム３との間の距離が長くなる。このため、感光体ドラム３の表面と帯電ローラ５１の端面との間でのリークを抑制することができる。

また、第６変形例に係る帯電ローラ５１の回転時においてニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図２７に示されるようになる。図２７は、図２５に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図２７では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図２７に示されるように、ニップ部８における第６変形例に係る帯電ローラ５１の端部位置は、この帯電ローラ５１が１回転する間に、外側に向かって凸となる弧を描きながら第１方向に沿って所定の範囲を２往復している。このように第１変形例に係る帯電ローラ５１が１回転する間に、ニップ部８における帯電ローラ５１の端部位置は上記した比較例に係る帯電ローラ２５１のように常に同じ位置とはならない。このため、ニップ部８における第６変形例に係る帯電ローラ５１の端部周りの放電発生領域Ｂに対応する感光体ドラム３の外周面のダメージを低減させることができる。

（第７変形例）
本開示の実施形態に係る帯電ローラ５１は、左右の端部形状が同様の形状となっていた。これに対して本開示の実施形態に係る帯電ローラ５１は、左右の端部形状は、図２８に示されるように他方の端部形状は、一方の端部形状を反転させた形状となっている。すなわち、ニップ部８において、一方の端部位置が所定の範囲において最も外側に位置するときに、他方の端部位置が所定の範囲において最も内側に位置するように左右の端部形状が形成されている。図２８は、本開示の第７変形例に係る帯電ローラ５１の両端部それぞれの一例を示す側面部である。

したがって、第７変形例に係る帯電ローラ５１は、回転時におけるニップ部８での帯電ローラ５１の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、図２９に示されるようになる。図２９は、図２８に示す帯電ローラ５１が１回転する間における、帯電ローラ５１のニップ部８における端部位置を示す点により描かれる軌跡を示す図である。図２８では、０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置にあるときを示し、３６０度の位置は、帯電ローラ５１が初期位置から１回転した位置にあるときを示す。

図２９に示されるように、第７変形例に係る帯電ローラ５１では、ニップ部８における右側の端部位置は、帯電ローラ５１が１回転する間に、外側に向かって凸となる弧を描きながら第１方向に沿って所定の範囲を往復している。また、左側の端部位置は、帯電ローラ５１が１回転する間に、内側に向かって凸となる弧を描きながら第１方向に沿って所定の範囲を往復している。このように、第７変形例に係る帯電ローラ５１は、両端部の中央を基準にしたとき、回転時におけるニップ部８での帯電ローラ５１の一方の端部位置を示す点により描かれる軌跡は、他方の端部位置を示す点により描かれる軌跡を反転させた関係となる。このため、第７変形例に係る帯電ローラ５１では、ニップ部８の幅が常に一定となる。

３ 感光体ドラム（像担持体）
４ クリーナユニット
５ 帯電器
８ ニップ部
９ 放電発生領域
５１ 帯電ローラ
５１ａ 芯金
５１ｂ 弾性層
５２ 電源
１００ 画像形成装置
１１０ 画像形成部
２５１ 帯電ローラ
２５１ａ 芯金
２５１ｂ 弾性層

Claims (9)

1. 回転可能に設けられた、円筒状の像担持体と、
   前記像担持体の外周面に接触しながら、回転軸を中心に回転する帯電ローラと、を備え、
   前記帯電ローラの端部は、回転時において前記像担持体との接触位置が、前記回転軸が延伸する第１方向に沿って変化するように構成されている、画像形成装置。
2. 前記帯電ローラの端面は、前記第１方向に対して傾斜する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電ローラの周の長さは、前記像担持体の周の長さの整数比とならない、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電ローラの前記端部と前記像担持体との接触位置は、前記帯電ローラが１回転する間に、前記第１方向に沿って所定の範囲を少なくとも１回以上、往復するように変化する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電ローラの回転時に前記帯電ローラの前記端部と前記像担持体との接触位置を示す点により描かれる軌跡が三角波となる請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電ローラの回転時に前記帯電ローラの前記端部と前記像担持体との接触位置を示す点により描かれる軌跡が正弦波となる請求項１または２に記載の画像形成装置。
7. 前記帯電ローラを側面視したときの端部の形状が外側に向かって突出した凸形状となる請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記帯電ローラを側面視したときの端部の形状が内側に向かって凹んだ凹形状となる請求項２に記載の画像形成装置
9. 前記帯電ローラの一方の端部と前記像担持体との接触位置を示す点により描かれる軌跡と、前記帯電ローラの他方の端部と前記像担持体との接触位置を示す点により描かれる軌跡とは、位相が反転する、請求項１または２に記載の画像形成装置。

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