説明

画像形成装置

【課題】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。
【解決手段】駆動ギヤ10を介してモータの駆動力で直接回転される押圧部材8,9によりそれぞれギャップ部材3d,3eが感光体2の方へ押圧されるとともに、クリーニング部材3hにより帯電ローラ3aの部分3a1が感光体2の方へ押圧される。これにより、帯電ローラ3aおよび感光体2が互いに同方向に撓み、帯電ギャップGが軸方向に均一となる。また、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にギャップ部材3d,3eを介して確実に伝達され、帯電ローラ3aは安定して確実に回転駆動する。これにより、感光体2および帯電ローラ3aの生じる振動が低減して、帯電ギャップGの変動が抑制される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【特許文献1】特開2001−296723号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、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ているとともに、前記押圧部材の少なくとも一方が駆動源の駆動力で回転駆動されることを特徴としている。
【0008】
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、前記帯電ローラが非弾性体として構成されていることを特徴としている。
【0009】
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。
【発明の効果】
【0010】
このように構成された本発明の画像形成装置によれば、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とともに、帯電ローラをギャップ部材を介して像担持体の回転駆動力および押圧部材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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
【表1】

【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
【表2】

【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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VC(V)は、いずれの実験においても直流電圧DC成分VDC(V)に交流電圧AC成分VAC(V)を重畳して、
C = VDC + VAC = −650 + (1/2)VPP・sin2πft
(ここで、VPP=1750V、f=1.3kHzであり、VAC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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【産業上の利用可能性】
【0061】
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。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】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2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】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】
【0063】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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、
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ているとともに、前記押圧部材の少なくとも一方が駆動源の駆動力で回転駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
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する請求項1記載の画像形成装置。
【請求項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。
【請求項4】
前記帯電ローラが非弾性体として構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1記載の画像形成装置。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−41139(P2007−41139A)
【公開日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−222910(P2005−222910)
【出願日】平成17年8月1日(2005.8.1)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】