JP6727955B2 - ローラ、カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に備えられるローラに関する。

複写機、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、ワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）には各種のローラが備えられている。例えば、ローラ帯電方式の電圧印加装置を備えた画像形成装置では、帯電部材として、導電性を有する弾性ローラ（帯電ローラ）が用いられる。ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラを感光ドラム（像担持体）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ドラム表面を帯電させる。帯電ローラは、金属軸の周面における両端以外の長手全域を弾性層で被覆した形態が一般的である（特許文献１の図２（ａ）、段落００２２）。また、帯電ローラの金属軸には、中空の金属軸に凹凸の合わせ目を設け、合わせ目の長手方向側面に所定の係合角を形成したものもある（特許文献２の図２１（ａ）、段落００９１）。また、帯電ローラは、感光ドラムへの当接圧の均一化及び長手方向の位置決めのため、感光ドラムに対して所定の交差角を設けて配置される場合がある（特許文献３の図１０、段落０００８）。

特開２０１３−１０９２０９号公報 特開２０１０−２３０７４８号公報 特開２００２−３０４１０３号公報

しかし、凹凸の合わせ目を設けた中空の金属軸において、帯電ローラと感光ドラムの交差角が前記合わせ目の係合角よりも大きいと、感光ドラムとの当接による負荷が合わせ目の非平行部の一端側に集中する状態となることがある。このような状態となると、帯電ローラの円筒度と全振れ（帯電ローラを回転させたときのローラ周面全体の振れの程度）が悪化する可能性がある。

本発明の目的は、円筒度及び全振れの悪化を抑制可能なローラを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のローラは、
画像形成装置に備えられるローラであって、
一対の端部が周方向に対向または当接する合わせ目を有する筒状軸と、
前記筒状軸の外周に形成される形成層と、
を備え、
前記合わせ目は凹凸形状部分を備え、前記合わせ目は前記筒状軸の軸線方向に関して前記筒状軸の一端から他端にわたって形成され、前記画像形成装置の装置本体または前記装置本体に着脱可能なカートリッジに備えられた感光ドラムに対して、それぞれの軸線が互いに非平行に当接されるローラにおいて、
前記筒状軸は、前記合わせ目の前記凹凸形状部分を構成する互いに対向または当接する対向面であって、前記軸線方向と平行でない方向に延びる対向面を備え、前記対向面は前記周方向に対して所定の係合角で傾斜しており、
前記形成層の周面の母線が前記感光ドラムの周面の母線に対して前記係合角よりも小さい交差角で交差することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、互いに接触しながら回転するローラと感光ドラムとを有するカートリッジであって、
前記ローラは、一対の端部が周方向に対向または当接する合わせ目を有する筒状軸を有し、
前記合わせ目は、凹凸形状部分を備え、前記筒状軸の軸線方向に関して前記筒状軸の一端から他端にわたって形成されており、
前記ローラと前記感光ドラムは、それぞれの回転軸線が互いに非平行となるように当接し、
前記筒状軸は、前記合わせ目の前記凹凸形状部分を構成する互いに対向または当接する対向面であって、前記軸線方向と平行でない方向に延びる対向面を備え、
前記対向面は、前記周方向に対して、前記ローラと前記感光ドラムのそれぞれの周面の母線が交差する角度である第１角度よりも大きい第２角度で傾斜していることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
上記カートリッジを備えることを特徴とする。

本発明によれば、円筒度及び全振れの悪化を抑制することができる。

本発明の実施例１に係るローラ（帯電ローラ）の構成を示す説明図 画像形成装置の断面図 プロセスカートリッジの断面図 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 プロセスカートリッジの構成を説明する斜視図 クリーニングユニットの構成を説明する斜視図 クリーニングユニットの構成を説明する図 本発明の実施例１に係るローラの加工工程の説明図 本発明の実施例１に係るローラの軸部の合わせ目の正面図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
本発明が適用可能なローラは、例えば、電子写真感光体や誘電体のような被帯電体に電圧を印加するための導電性ローラである。導電性ローラは、画像形成装置に備えられる電圧印加装置や、現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジなどに備えられる。また、本発明が適用可能な他のローラは、例えば、画像形成対象となる記録媒体（記録材）を搬送するための搬送／排出ローラである。

ここで、電圧印加装置とは、導電性ローラを有し、導電性ローラによって電子写真感光体や誘電体のような被帯電体に電圧を印加する装置である。現像装置とは、現像ローラを有し、現像ローラによって、電子写真感光体（感光ドラム）に形成された静電潜像（静電像）を、現像剤を用いて可視像化する装置である。現像カートリッジとは、上記現像装置を一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。また、プロセスカートリッジとは、感光ドラムと、この感光ドラムに作用する現像装置とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。また、画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、例えば、複写機、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、ワードプロセッサおよびこれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等が含まれる。

なお、以下の説明において、感光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、図３、図４を参照して、画像形成装置の全体構成及び画像形成プロセスについて説明する。図２は、画像形成装置の装置本体（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）の模式的断面図である。図３は、カートリッジＢの模式的断面図である。ここで、画像形成装置の装置本体Ａとは、カートリッジＢを除いた画像形成装置部分である。図４は、装置本体Ａ、プロセスカートリッジＢの斜視図である。

（画像形成装置の全体構成）
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（着脱可能）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。図４は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱の様子を示す斜視図であり、カートリッジＢを着脱するために装置本体Ａの開閉扉１３を開いた状態を示している。装置本体Ａには開閉扉１３が回動可能に取り付けられている。この開閉扉１３を開くとガイドレール１２が備えられており、このガイドレール１２に沿ってカートリッジＢを装置本体Ａ内に装着することができる。そして、装置本体Ａのモータ（不図示）により駆動される駆動軸１４が、カートリッジＢに設けられた駆動力受け部６３ａ（図６）と係合する。これにより、駆動力受け部６３ａと結合しているドラム６２が装置本体Ａから回転駆動力を受けて回転する。さらに、帯電ローラ６６、現像ローラ３２は、装置本体Ａの給電部（不図示）より給電される。

装置本体Ａに装着されたカートリッジＢの上側には、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Ｄ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。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（現像スリーブ）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。

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。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に転写される。

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）
図３、図５を参照して、カートリッジＢの全体構成について説明する。図５は、カートリッジＢの構成を説明する分解斜視図である。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。ここで、ドラム６２あるいは現像ローラ３２の回転軸線方向（図３における紙面垂直方向）を長手方向とする。

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）
図６、図７を参照して、クリーニングユニット６０の構成について説明する。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。

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（図３）、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（図３）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。

帯電ローラ６６は、中空の軸部６６ａの外周面における両端以外の長手全域を、弾性体の被覆層として、導電性の弾性層６６ｂで被覆し、構成されている。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など導電性を有する金属板金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を用いるのはカートリッジ、画像形成装置の軽量化、低コスト化を図るためである。

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）
図１、図８、図９を参照して、帯電ローラ６６の構成について説明する。図１は、本実施例における帯電ローラ６６の説明図である。図１（ａ）は、本実施例における帯電ロー
ラ６６とドラム６２の当接状態を説明するための模式的上面図である。図１（ｂ）は、軸部６６ａの板金合わせ目６６ｃの負荷分布を示す部分詳細図である。図１（ｃ）は、比較例における軸部６６ａの板金合わせ目６６ｃの負荷分布を示す部分詳細図である。図８は、本実施例における軸部６６ａを板金から円筒状の形態へ加工する過程を示す概略断面図である。なお、図８は、図９に記載の帯電ローラ６６の軸部６６ａの軸線ＣＬの延びる方向（軸線方向）Ｃで金属板金６６ａ１を見た際の断面図である。図９は、本実施例における軸部６６ａの板金合わせ目６６ｃの正面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施例における帯電ローラ６６は、その軸線６６Ｌとドラム６２の軸線６２Ｌとの間に交差角θが形成されるように、ドラム６２に対して傾斜した姿勢で当接配置される。ここで、帯電ローラ６６の軸線６６Ｌとドラム６２の軸線６２Ｌはねじれの位置関係にあるため実際には交差しない。本実施例の説明では、図１（ａ）のように帯電ローラ６６の上方から帯電ローラ６６とドラム６２とを同時に見たときに、軸線６６Ｌと軸線６２Ｌとがなす見かけの交差角を交差角θとする。この交差角θは、帯電ローラ６６とドラム６２との接触点を通るそれぞれの周面における母線の交差角と同じとみなすことができる。したがって、以下の説明では適宜、軸線６６Ｌ、６２Ｌの交差角θのことを母線の交差角θというものとする。

上述のような交差角θを設けることにより、帯電ローラ６６のドラム６２に対する当接圧の均一化、及び帯電ローラ６６の長手方向の位置合わせを行っている。交差角θが大きすぎると、帯電ローラ６６とドラム６２との当接状態が不安定になるため、０．０５以上、２．５°以下に設けるのが好適である。帯電ローラ６６は、ドラム６２が矢印Ｒ方向に回転することにより、ドラム６２の母線から帯電ローラ６６の母線を介して交差角θの傾きを有する駆動力Ｑを受けて矢印Ｓ方向に従動回転する。

図８に示すように、帯電ローラ６６の軸部６６ａ（筒状軸）は、プレス加工成形体である。すなわち、軸部６６ａは、カートリッジＢ及び装置本体Ａの軽量化とコスト削減のために、導電性を有する平面形体の金属板金（ステンレス鋼板、ＳＵＭ２２＋Ｎｉメッキ、等）６６ａ１をプレス加工により円筒形体に曲げて成形したものである。金属板金６６ａ１のプレス加工の際、軸部６６ａの軸線方向には、金属板金の板金合わせ目６６ｃが軸線方向Ｃの一端（一方の端部）から他端（他方の端部）に渡って延在するように形成される（図９）。すなわち、軸部６６ａは、軸線方向Ｃに垂直な断面形状が略Ｃ字形状となり、周方向に互いに対向または当接する一対の端部（端面）を有する構成となる。この周方向に互いに対向する一対の端部が、合わせ目６６ｃ（つなぎ目と呼ぶ場合もある）を形成する。なお、軸部６６ａは、円筒形状が合わせ目６６ｃで分離されたような構成と見ることができることから、合わせ目６６ｃを分離部と呼ぶこともある。

ここで、本実施例では、軸部６６ａ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。

図９に示すように、本実施例では、合わせ目６６ｃを、軸線方向Ｃに単純に直線的に延びる形状ではなく、周方向に互いに噛み合うような複数の凹凸部６６ｃ１を設けた形状としている。軸部６６ａの合わせ目６６ｃにおける一方の端部と他方の端部のそれぞれに、この軸線方向に延びる凹凸形状部分を形成し、その凹凸形状部分を互いに係合させることにより、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６６ａ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。

軸部６６ａの合わせ目６６ｃにおける一方の端部と他方の端部のそれぞれにおいて凹凸形状部分をなす凹凸部６６ｃ１は、複数の角隅部６６ｃ２と、複数の凹部底部６６ｃ４１と、複数の凸部先端部６６ｃ４２と、複数の側面部６６ｃ５と、から構成される。凹部底
部６６ｃ４１と凸部先端部６６ｃ４２は、それぞれ軸線方向Ｃに略平行に延びる平行部であり、側面部６６ｃ５は、軸線方向Ｃに対して平行でない非平行部である。互いに隣接する凸部先端部６６ｃ４２と側面部６６ｃ５、側面部６６ｃ５と凹部底部６６ｃ４１とは、それぞれ角隅部６６ｃ２によってつながっている。例えば、軸線方向Ｃにおいて、凹部底部６６ｃ４１、角隅部６６ｃ２、側面部６６ｃ５、凸部先端部６６ｃ４２、角隅部６６ｃ２、側面部６６ｃ５、角隅部６６ｃ２が、この順番で繰り返し並ぶことで、凹凸部６６ｃ１が形成される。

すなわち、凹凸部６６ｃ１における凹部と凸部は、１つの側面部６６ｃ５を共有し、軸線方向Ｃに交互に形成される。つまり、１つの凹部底部６６ｃ４１と、その両端の２つの角隅部６６ｃ２と、それらに連なる２つの側面部６６ｃ５とで形成される構成を、凹凸部６６ｃ１における凹部とみることができる。また、１つの凸部先端部６６ｃ４２と、その両端の２つの角隅部６６ｃ２と、それらに連なる２つの側面部６６ｃ５とで形成される構成を、凹凸部６６ｃ１における凸部とみることができる。

上記凹凸部６６ｃ１は、軸部６６ａの合わせ目６６ｃにおける一方の端部と他方の端部とにおいて、凹部底部６６ｃ４１と凸部先端部６６ｃ４２の配置が軸線方向Ｃに入れ替わった対称構成となっている。これにより、合わせ目６６ｃにおいて、一方の端部の凸部が他方の端部の凹部に、他方の端部の凸部が一方の端部の凹部に、それぞれ係合する構成となる。すなわち、一方の端部の凸部を構成する凸部先端部６６ｃ４２は、他方の端部における凹部を構成する凹部底部６６ｃ４１と周方向に対向する。同様に、一方の端部の凹部を構成する凹部底部６６ｃ４１は、他方の端部における凸部を構成する凸部先端部６６ｃ４２と周方向に対向する。

また、互いに対向する一方の端部の凹部の側面部６６ｃ５と、他方の端部の側面部６６ｃ５は、詳細は後述するが、周方向及び軸線方向Ｃに対して傾斜した方向に互いに対向または当接する（軸線方向と平行でない方向に延びる）対向面をそれぞれ有する。凹凸部６６ｃ１における凹部を形成する一対の側面部６６ｃ５は、凹部底部６６ｃ４１に近いほど軸線方向Ｃの対向幅が狭くなるように傾斜している。また、凹凸部６６ｃ１における凸部を形成する一対の側面部６６ｃ５は、凸部先端部６６ｃ４２に近いほど軸線方向Ｃの対向幅が狭くなるように傾斜している。

また、合わせ目６６ｃにおける一方の端部と他方の端部のそれぞれにおいて凹凸部６６ｃ１の両側には、直線部６６ｃ３が軸線方向Ｃの端部まで設けられている。

帯電ローラ６６の軸線方向Ｃにおいて、直線部６６ｃ３の長手幅６６ｈは、帯電ローラ軸受６７Ｌ、６７Ｒ（図６）によって回転可能に支持される軸支部である。軸支部には側面部６６ｃ５及び角隅部６６ｃ２を含めない構成とすることが、帯電ローラ軸受６７Ｌ、６７Ｒ（図６）の摩耗防止の観点から好ましい。このため、長手幅６６ｈは、凹部先端部６６ｃ４１または凸部先端部６６ｃ４２の長手幅６６ｇより長く設けることで軸支部の長手方向の係合幅を確保している。本実施例では、直線部６６ｃ３の長手幅６６ｈを１６ｍｍ、凹部先端部６６ｃ４１及び凸部先端部６６ｃ４２の長手幅６６ｇを１０．５ｍｍとしている。なお、具体的な寸法設定はこれに限定されるものではなく、直線部６６ｃ３の長手幅６６ｈを４〜３０ｍｍとし、凹部先端部６６ｃ４１及び凸部先端部６６ｃ４２の長手幅６６ｇを直線部６６ｃ３の長手幅６６ｈより小さい所望の寸法に適宜設定してよい。

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寸法に適宜設定してよい。なお、軸部６６ａの内径形状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。また、板金合わせ目６６ｃの凹凸部６６ｃ１の係合は、隙間無く形
成されること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。

図１（ｂ）に示すように、凹部先端部６６ｃ４１または凸部先端部６６ｃ４２と、これに連なる側面部６６ｃ５との間には、軸部６６ａの軸線方向Ｃと垂直な方向Ｄ（軸部６６ｃ外周の周方向）に対して、所定の角度で傾斜する係合角Ｆが設けられている。この係合角Ｆは、図１（ｂ）に示すように、交差角θ＜係合角Ｆの関係を満たすよう構成されており、本実施例では係合角Ｆを３°としている。すなわち、本実施例に係る帯電ローラ６６は、弾性層６６ｂ周面の母線がドラム６２周面の母線に対して上記係合角Ｆよりも小さい交差角θで交差するように、ドラム６２に対して当接配置される。

このように帯電ローラ６６を配置することで、帯電ローラ６６がドラム６２の回転時に駆動力Ｑを受けたときの負荷Ｕ（図１（ｂ）矢印）が、合わせ目６６ｃの凹部底部６６ｃ４１又は凸部先端部６６ｃ４２と、その両側の側面部６６ｃ５にそれぞれ分散される。このように負荷Ｕが分散されることにより、局所的に負荷が集中すること、例えば、片方の側面部６６ｃ５にのみ負荷が集中する（図１（ｃ））ことによる影響が生じないので、軸部６６ａの円筒度及び全振れの悪化が抑制される。その結果、軸部６６ａの回転周期による帯電ローラ６６の回転ムラを低減することが可能となり、帯電ムラ等が抑制され良好な画質を確保することができる。

一方、本発明を実施しない比較例として、図１（ｃ）に交差角θ≧係合角Ｆの関係を満たす構成について示す。図１（ｃ）に示すような構成においては、駆動力Ｑを受けた軸部６６ａの負荷が、１つの凹部または凸部における片側の側面部６６ｃ５に集中し、１つの凹部または凸部において長手方向に不均一な応力分布が生じることがある。このように応力が不均一に作用する結果、軸部６６ａの周面の真円度が低下し、帯電ローラ６６の円筒度及び全振れ（帯電ローラ６６を回転させたときのローラ周面全体の振れの程度）が悪化することになる。その結果、軸部６６ａの回転周期による帯電ローラ６６の回転ムラ、帯電ムラが生じて、画像不良の一因となる。

以上より、本実施例の構成によって円筒度及び全振れの悪化を抑制可能な導電性ローラ及び該導電性ローラを用いたプロセスカートリッジと画像形成装置を提供することが可能となる。本実施例では本発明の導電性ローラをカートリッジの帯電ローラに適用した例を示したが、これに限るわけではなく、現像ローラに適用してもよい。現像ローラに適用した場合には、現像ローラ３２を安定して回転させることができる。また、現像ローラ３２をドラム６２と接触させた状態で現像を行う構成であれば、安定した接触状態を保つことができる。従って、安定した現像を行うことができ、画像不良を抑制することができる。また、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く、導電性ローラのみの最小単位でカートリッジまたは装置本体に着脱可能に構成されていてもよい。

６２…ドラム（電子写真感光ドラム）、６６…帯電ローラ、６６ａ…軸部（筒状軸）、６６ｂ…弾性層（被覆層）、６６ｃ…合わせ目、６６ｃ１…凹凸部、６６ｃ２…角隅部、６６ｃ３…直線部、６６ｃ４１…凹部底部（平行部）、６６ｃ４２…凸部先端部（平行部）、６６ｃ５…側面部（非平行部）、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）、Ｃ…帯電ローラ軸線方向

Claims (18)

1. 画像形成装置に備えられるローラであって、
   一対の端部が周方向に対向または当接する合わせ目を有する筒状軸と、
   前記筒状軸の外周に形成される形成層と、
   を備え、
   前記合わせ目は凹凸形状部分を備え、前記合わせ目は前記筒状軸の軸線方向に関して前記筒状軸の一端から他端にわたって形成され、前記画像形成装置の装置本体または前記装置本体に着脱可能なカートリッジに備えられた感光ドラムに対して、それぞれの軸線が互いに非平行に当接されるローラにおいて、
   前記筒状軸は、前記合わせ目の前記凹凸形状部分を構成する互いに対向または当接する対向面であって、前記軸線方向と平行でない方向に延びる対向面を備え、前記対向面は前記周方向に対して所定の係合角で傾斜しており、
   前記形成層の周面の母線が前記感光ドラムの周面の母線に対して前記係合角よりも小さい交差角で交差することを特徴とするローラ。
2. 前記交差角は、２．５°以下であることを特徴とする請求項１に記載のローラ。
3. 前記凹凸形状部分を構成する凸部と凹部は、それぞれ、軸線方向に平行な平行部と平行でない非平行部とで構成されており、
   前記対向面は、互いに対応する一方の端部の前記凸部の前記非平行部と他方の端部の前記凹部の前記非平行部とが対向する対向面であることを特徴とする請求項１または２に記載のローラ。
4. 前記凸部は、前記周方向に先端に向かうほど前記軸線方向の幅が狭くなり、
   前記凹部は、前記周方向に底に向かうほど前記軸線方向の幅が狭くなることを特徴とする請求項３に記載のローラ。
5. 前記筒状軸は、金属であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラ。
6. 前記筒状軸は、プレス加工成形体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項
   に記載のローラ。
7. 前記形成層は、弾性体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のローラ。
8. 前記感光ドラムを帯電させるための帯電ローラであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のローラ。
9. 前記感光ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像剤を担持する現像ローラであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のローラ。
10. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、互いに接触しながら回転するローラと感光ドラムとを有するカートリッジであって、
    前記ローラは、一対の端部が周方向に対向または当接する合わせ目を有する筒状軸を有し、
    前記合わせ目は、凹凸形状部分を備え、前記筒状軸の軸線方向に関して前記筒状軸の一端から他端にわたって形成されており、
    前記ローラと前記感光ドラムは、それぞれの回転軸線が互いに非平行となるように当接し、
    前記筒状軸は、前記合わせ目の前記凹凸形状部分を構成する互いに対向または当接する対向面であって、前記軸線方向と平行でない方向に延びる対向面を備え、
    前記対向面は、前記周方向に対して、前記ローラと前記感光ドラムのそれぞれの周面の母線が交差する角度である第１角度よりも大きい第２角度で傾斜していることを特徴とするカートリッジ。
11. 前記凹凸形状部分を構成する凸部と凹部は、それぞれ、軸線方向に平行な平行部と平行でない非平行部とで構成されており、
    前記対向面は、互いに対応する一方の端部の前記凸部の前記非平行部と他方の端部の前記凹部の前記非平行部とが対向する対向面であることを特徴とする請求項１０に記載のカートリッジ。
12. 前記凸部は、前記周方向に先端に向かうほど前記軸線方向の幅が狭くなり、
    前記凹部は、前記周方向に底に向かうほど前記軸線方向の幅が狭くなることを特徴とする請求項１１に記載のカートリッジ。
13. 前記筒状軸は、金属であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のカートリッジ。
14. 前記筒状軸は、プレス加工成形体であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
15. 前記ローラは、前記筒状軸の外周に形成される形成層を有し、
    前記形成層は、弾性体であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
16. 前記ローラは、前記感光ドラムを帯電させるための帯電ローラであることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
17. 前記ローラは、前記感光ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像剤を担持する現像ローラであることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載のカートリ
    ッジ。
18. 請求項１０〜１７のいずれか１項に記載のカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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