帯電ローラおよびこれを備えた画像形成装置
【課題】継目を有するテープ状のギャップ部材が設定する帯電ギャップによる像担持体の非接触帯電において、ギャップ部材の剥がれを防止して、安定した良好な帯電を行う。
【解決手段】帯電ローラ３ａの一端部外周面にテープ状のギャップ部材３ｅが固定されている。帯電ローラ３ａの一端部外周面にはくぼみ３ｆが形成されている。ギャップ部材３ｅは、感光体とのニップ部に進入開始する側の一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に粘着固定され、この一端部３ｅ1からそれ以外の部分が帯電ローラ３ａの外周面３ｇに巻かれている。くぼみ３ｆに固定された一端部３ｅ1は帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出しないので感光体に接触しなく、容易に剥がれることはない。帯電ローラ３ａの他端部外周面にも同様のくぼみとギャップ部材が左右対称に設けられている。
【解決手段】帯電ローラ３ａの一端部外周面にテープ状のギャップ部材３ｅが固定されている。帯電ローラ３ａの一端部外周面にはくぼみ３ｆが形成されている。ギャップ部材３ｅは、感光体とのニップ部に進入開始する側の一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に粘着固定され、この一端部３ｅ1からそれ以外の部分が帯電ローラ３ａの外周面３ｇに巻かれている。くぼみ３ｆに固定された一端部３ｅ1は帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出しないので感光体に接触しなく、容易に剥がれることはない。帯電ローラ３ａの他端部外周面にも同様のくぼみとギャップ部材が左右対称に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からな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１１（ａ）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の各軸受ｉ,ｊをそれぞれ圧縮スプリングｋ,ｍ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。
【０００４】
ところで、テープ状のフィルム部材を帯電ローラに巻き付けたとき、フィルム部材の一端と他端との間に継目が生じる。一方、像担持体の良好な帯電を常時安定して得るためには、帯電ローラａが回転したとき周方向のどの位置でも、帯電ギャップＧは常に一定に維持されなければならない。そのためには、テープ状のフィルム部材からなるギャップ部材ｄ,ｅでは、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、各フィルム部材の両端（帯電ローラａの周方向における両端）の継目において、これらの両端部が隙間なくかつ上下方向（帯電ローラａの径方向）に重ならないように巻き付ける必要がある。しかしながら、このようにフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けるには、フィルム部材の長さを高精度に設定しなければならないばかりでなく、フィルム部材の帯電ローラａへの巻付けも高精度に行わなければならない。このため、フィルム部材の寸法管理をきわめて厳しくする必要があり、生産性が悪いばかりでなく、コストが高いものとなる。
【０００５】
このようなことから、帯電ローラの生産性を向上し、コストを低減するために、ギャップ部材を構成するフィルム部材の長さの精度やフィルム部材の帯電ローラａへの巻付け精度をそれほど高くしないと、帯電ローラにほぼ１周巻き付けられたギャップ部材の一端と他端との間の継目において、これら両端に隙間が生じたり、両端部が上下方向に重なったりする状態が生じるのを余儀なくされる。しかし、このような状態が生じると、帯電ローラのこの継目位置部分では、帯電ローラの軸方向においてギャップ部材が存在しない場合やギャップ部材の厚みが変化する場合があり、この継目が像担持体とギャップ部材とのニップ部（当接部）に来ると、帯電ギャップＧが変化してしまう。このため、像担持体の良好な帯電を常時安定して得ることができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、前述の特許文献１に開示の帯電ローラのギャップ部材では、図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の両端ｄ1,ｄ2を斜めにカットするとともに、このフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、斜めにカットされた両端ｄ1,ｄ2の間に隙間ｓを形成するようにしている。このようにすれば、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けた状態で、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するので、フィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなく、継目が存在しても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
【０００７】
また、図１１（ｄ）および（ｅ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の長さを帯電ローラａの周長より長く設定して、このフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、フィルム部材の一端ｄ1の位置に対して他端ｄ2の位置が帯電ローラａの軸方向にずれるようにしてこの軸方向にラップさせることで、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するようになる。これにより、同様にフィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなくても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
なお説明を省略するが、特許文献１には帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄを常に存在させる他の方法も開示されている。
【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】
【０００８】
しかしながら、帯電ローラａの外周面にギャップ部材ｄ，ｅのフィルム部材を単に巻き付けたのでは、ギャップ部材ｄ,ｅの両端が像担持体との圧接を繰り返していくと、少なくとも一方の端が像担持体から剥がれて捲れ上がるという問題が生じる。特に、ギャップ部材ｄ，ｅが像担持体ｆとのニップ部に進入開始する側の一端部がニップ部で像担持体からの圧接力を剥がれる方向に繰り返し受けるので剥がれ易い。また、帯電ローラａが非弾性体の場合、ギャップ部材ｄ,ｅの剥がれの頻度が高い。
【０００９】
このようにギャップ部材ｄ,ｅの端の捲れが生じると、帯電ローラが回転したときこれらのギャップ部材ｄ,ｅによる帯電ギャップＧが変化して一定に維持されなくなり、像担持体に対して均一で安定した良好な帯電を行うことが難しくなってしまう。
【００１０】
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、両端部にそれぞれ固定され、継目を有するテープ状のギャップ部材が像担持体に圧接されることで設定される帯電ギャップによる像担持体の非接触帯電において、長期間にわたってギャップ部材の剥がれを防止して、安定した良好な帯電を行うことのできる帯電ローラおよびこれを備えた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】
【００１１】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の帯電ローラは、両端部にそれぞれ、継目を有するテープ状のギャップ部材が固定され、このギャップ部材が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、前記像担持体の回転時に回転することで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帯電ローラにおいて、前記像担持体との当接部に進入開始する側の前記ギャップ部材の一端部を前記像担持体に接触させないギャップ部材端部非接触手段が両端部にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
また、請求項２の発明の帯電ローラは、両端部にそれぞれ設けられ前記ギャップ部材端部非接触手段がともにくぼみから形成されており、前記ギャップ部材のそれぞれの一端部の少なくとも一部が前記くぼみに固定されていることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項３の発明の帯電ローラは、前記くぼみに固定されている前記ギャップ部材の部分の幅が前記ギャップ部材の他の部分の幅より小さく形成されていることを特徴としている。
更に、請求項４の発明の帯電ローラは、前記くぼみのうち、一端側のくぼみと他端側のくぼみとが互いに周方向に同位置に設けられているか、または互いに周方向に異なる位置に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項５の発明の画像形成装置は、静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、前記帯電ローラが請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明の帯電ローラおよびこれを用いた画像形成装置によれば、帯電ローラの周方向のどの位置にもテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材を帯電ローラの軸方向に存在させるとともに、ギャップ部材が像担持体との当接部に進入しても、像担持体との当接部に進入開始する側のギャップ部材の一端部を像担持体にギャップ部材端部非接触手段により接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材の帯電ローラからの剥がれを防止することができる。特に、帯電ローラをギャップ部材の剥がれの頻度が高い非弾性体で形成した場合、このギャップ部材の剥がれを効果的に防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップを長期間にわたって維持させることができ、像担持体の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、図２は図１に示す例の感光体および帯電装置を模式的に示す図である。
【００１６】
図１および図２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（現像剤像）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、感光体２を非接触帯電する帯電装置３、感光体２に静電潜像を書き込む光書込み装置４、感光体２の静電潜像をトナーで現像する現像装置５、感光体２のトナー像を転写する転写装置６、および感光体２をクリーニングするクリーニング装置７を備えている。
【００１７】
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。
【００１８】
帯電装置３は感光体２に対して非接触の帯電を行う帯電ローラ３ａを備えている。図２に示すように、この帯電ローラ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。
【００１９】
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。この抵抗層３ｃの両端部の外周面には、所定幅で一定膜厚の、例えば粘着テープ等からなるフィルム部材をリング状に巻き付けることによりギャップ部材３ｄ,３ｅが固定されている。
【００２０】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、帯電ローラ３ａの端部外周面におけるギャップ部材３ｅの固定位置には、芯金３ｂの外周面の一部が弦方向に平面状に切り欠かれているとともに、この切欠部の表面に抵抗層３ｃが形成されることで、帯電ローラ３ａの外周面からくぼんだくぼみ３ｆが形成されている。このくぼみ３ｆは帯電ローラ３ａの軸方向から見るとＤ字形状を有するＤカット部とされ、本発明のギャップ部材端部非接触手段を構成している。
【００２１】
ギャップ部材３ｅの両端部３ｅ1,３ｅ2は、ともにそれらの幅が粘着テープの他の部分の幅の２分の１より小さい一定幅に設定されていて、ギャップ部材３ｅの他の部分との間に、帯電ローラ３ａの軸方向に延びる段差３ｅ3,３ｅ4が形成されている。そして、ギャップ部材３ｅはその一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの弦方向の平らな面３ｆ1に粘着固定されているとともに、この一端部３ｅ1からそれ以外の部分が帯電ローラ３ａの横断面円形の外周面３ｇに矢印で示す帯電ローラ３ａの回転方向αと逆回りに１周余り軸方向に位置ずれすることなく巻かれて粘着固定されている。その場合、ギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2はくぼみ３ｆに位置しなく帯電ローラ３ａの外周面３ｇに粘着固定されている。換言すれば、くぼみ３ｆの軸方向の寸法はギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2が粘着固定される位置まではくぼみ３ｆが設けられない大きさに設定されている。したがって、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1は、その先端が帯電ローラ３ａの回転方向αに向くようになる。
【００２２】
ギャップ部材３ｅが帯電ローラ３ａの外周面に固定された状態では、ギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2がくぼみ３ｆを周方向に超えて、帯電ローラ３ａの軸方向にくぼみ３ｆのない位置まで延設されている。また、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1と他端部３ｅ2側の段差３ｅ4との間およびギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2と一端部３ｅ1側の段差３ｅ3との間には、それぞれ周方向に所定の間隙が設けられているとともに、一端部３ｅ1のほとんどの部分と他端部３ｅ2のほとんどの部分とが帯電ローラ３ａの軸方向にオーバーラップしている。こうして、ギャップ部材３ｅは帯電ローラ３ａの周方向のどの位置においても帯電ローラ３ａの軸方向に必ず存在している。
【００２３】
更に、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1側でくぼみ３ｆに位置する部分で一端部３ｅ1の先端から所定長さの大部分の上面３ｅ5は、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより内側に位置し、この外周面３ｇより外方に突出していない。なお、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1の上面３ｅ5はこれに限定されることなく外周面３ｇより外方に突出してもよいが、少なくともギャップ部材３ｅの外周面より突出しないで、感光体２に接触しないようにしさえすればよい。しかし、一端部３ｅ1の上面３ｅ5を、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出させないことが感光体２との接触を確実に防止するうえで、好ましい。
【００２４】
図示しないが、もう一方のギャップ部材３ｄは、ギャップ部材３ｅと左右対称に形成される以外は、まったく同じに形成されている。したがって、一端部３ｅ1に対応するギャップ部材３ｄの一端部が粘着固定されるくぼみは、一端部３ｅ1のくぼみ３ｆと周方向に同じ位置に（同じ位相で）設けられている（つまり、両ギャップ部材３ｄ,３ｅの各一端部は互いに帯電ローラ３ａの軸方向にオーバーラップしている。）。
【００２５】
帯電ローラ３ａは芯金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３ｈ,３ｉを備えており、これらの回転軸３ｈ,３ｉがそれぞれ軸受３ｊ,３ｋに回転可能に支持されている。そして、前述の従来例と同様に帯電ローラ３ａの回転軸３ｈ,３ｉの軸受３ｊ,３ｋを介して圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重により、帯電ローラ３ａが感光体２の方向に押圧されることで、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２の外周面に圧接されている。これにより、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が設定されている。
【００２６】
また、帯電装置３は帯電ローラ３ａをクリーニングする例えばローラ等からなるクリーニング部材３ｏを備えている。このクリーニング部材３ｏは筒状のスポンジから形成されており、このスポンジが一対のギャップ部材３ｄ,３ｅを含む帯電ローラ３ａの外周面に所定の押圧力で当接されている。このクリーニング部材３ｏは帯電ローラ３ａの回転と逆回りに回転可能とされている。そして、この帯電装置３においては、帯電ローラ３ａにより感光体２が非接触で一様帯電されるとともに、クリーニング部材３ｏにより帯電ローラ３ａがクリーニングされて帯電ローラ３ａに付着するトナーやごみ等の異物が除去される。
【００２７】
図２において感光体２の右端側には、感光体２を回転駆動するための感光体駆動ギヤ８が感光体２の回転軸２ａに固定されている。また、帯電ローラ３ａの右端側の回転軸３ｉには、帯電ローラ３ａを回転駆動するための帯電ローラ駆動ギヤ９が固定されている。そして、図示しないモータの駆動力が感光体２の感光体駆動ギヤ８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帯電ローラ駆動ギヤ９に伝達されることで、帯電ローラ３ａが回転駆動されるようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、図１において感光体２が時計回りに回転すると、帯電ローラ３ａは感光体２と逆に反時計回りに回転する。したがって、ギャップ部材３ｅは、その一端部３ｅ1側の先端から感光体２とギャップ部材３ｅとのニップ部（当接部）に進入開始するようになる。このとき、一端部３ｅ1がくぼみ３ｆに位置する部分でその先端から所定長さの大部分の上面３ｅ5が帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出していないので、一端部３ｅ1の先端を含む外周面３ｇより外方に突出していない部分は、感光体２とギャップ部材３ｅとのニップ部に進入しても感光体２に接触しない。このため、ギャップ部材３ｅのこの部分は感光体２から圧接力を受けることはない。そして、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出したギャップ部材３ｅの部分がニップ部に進入して感光体２に接触して感光体２から圧接力を受けるようになる。しかし、このようにギャップ部材３ｅが感光体２から圧接力を受けても、ニップ部を通過した一端部３ｅ1がくぼみ３ｆの面３ｆ1に固着されているため、ギャップ部材３ｅが帯電ローラ３ａから剥がれるようなことはない。これにより、画像形成装置１による画像形成動作（印字動作）が長期間行われても、ギャップ部材３ｅがその一端部３ｅ1の先端より帯電ローラ３ａから剥がれることはなくなる。このことは、もう一方のギャップ部材３ｄでも同様である。しかも、帯電ローラ３ａの周方向どの位置でもギャップ部材３ｄ,３ｅが同じ膜厚で存在している。したがって、均一な安定した帯電ギャップＧが長期間にわたって維持されるようになり、感光体２の良好な帯電が行われ、高品質の画像が得られるようになる。
【００３２】
この例の画像形成装置１によれば、帯電ローラ３ａの周方向のどの位置にもフィルム部材からなるギャップ部材３ｄ,３ｅを帯電ローラ３ａの軸方向に存在させるとともに、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２とのニップ部に進入しても、それらの一端部および他端部の所定の部分を感光体２に接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材３ｄ,３ｅの帯電ローラ３ａからの剥がれを防止することができる。特に、帯電ローラ３ａをギャップ部材３ｄ,３ｅの剥がれの頻度が高い非弾性体で形成した場合、これらのギャップ部材３ｄ,３ｅの剥がれを効果的に防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップＧを長期間にわたって維持させることができ、感光体２の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【００３３】
図４は図３と同様の図であり、本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例における帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB方向から見た図である。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。
【００３４】
前述の図３に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1側の段差３ｅ3が帯電ローラ３ａの軸方向に延設されているが、図４（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1側の段差３ｅ3が一端部３ｅ1の根元から帯電ローラ３ａの軸方向に対して他端部３ｅ2方向へ傾斜して延設されている。このように一端部３ｅ1側の段差３ｅ3を一端部３ｅ1の根元から他端部３ｅ2方向へ傾斜させることで、この段差３ｅ3が感光体２とのニップ部に進入してもより一層長期間にわたって剥がれ難くくなる。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。
この例の画像形成装置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に示す例のそれらと同じである。
【００３５】
図５は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVB方向から見た図である。
【００３６】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端が帯電ローラ３ａの軸方向にカットされているが、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端がくぼみ３ｆの範囲内で帯電ローラ３ａの軸方向に対して斜めにカットされている。その場合、一端部３ｅ1の先端の傾斜方向は、図示例では一端部３ｅ1の右側縁から左側縁に向かうにしたがって他端部３ｅ2方向へ傾斜する方向とされている。しかし、これに限定されるものではなく逆方向に傾斜させることもできる。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００３７】
図６は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB方向から見た図である。
【００３８】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆが帯電ローラ３ａの外周面を弦方向に平面で切り欠いて形成されているが、図６（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆが逆截頭円錐台形状に形成されている。そして、一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの底面である平らな面３ｆ1と逆截頭円錐台形状の傾斜面３ｆ2とに粘着固定されている。また、この例の帯電ローラ３ａでは、他端部３ｅ2の先端および他端部３ｅ2側の段差３ｅ4も段差３ｅ3と平行またはほぼ並行に形成されている。もう一方のギャップ部材３ｄもギャップ部材３ｅと左右対称に形成されるが同様である。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００３９】
図７は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB方向から見た図である。
【００４０】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に粘着固定されているが、図７（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に接着剤１０で接着固定されている。また、ギャップ部材３ｅの他の部分は前述の各例と同様に帯電ローラ３ａに粘着固定されている。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。このように、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に接着剤１０で接着固定されることで、一端部３ｅ1は帯電ローラ３ａにより一層堅固に接着されて剥がれ難くなる。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００４１】
なお、前述の図３ないし図５、および図７に示す例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆの一端部３ｅ1接着面が平らな面３ｆ1で形成されているが、本発明はこれに限定されることはなく、図８に示すように一端部３ｅ1が接着される面３ｆ1は中央が凹んだ円弧状面に形成することもできる。図６に示す例の帯電ローラ３ａの逆截頭円錐台形状のくぼみ３ｆの底面である面３ｆ1も同様に円弧状面に形成することができる。
【００４２】
また、前述の各例の画像形成装置１では、図２に示すように感光体２の感光体駆動ギヤ８で帯電ローラ駆動ギヤ９を介して帯電ローラ３ａを直接回転駆動しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、帯電ローラ３ａを感光体２とクリーニング部材３ｏとの摩擦で回転駆動することもできる。すなわち、図９に示すように、クリーニング部材３ｏの右端側の回転軸３ｐに、クリーニング部材３ｏを回転駆動するためのクリーニング部材駆動ギヤ１１が固定される。また、感光体駆動ギヤ８とクリーニング部材駆動ギヤ１１は、装置本体に回転可能に支持された中間ギヤ１２を介して連結されている。そして、前述のようにモータの駆動力が感光体２の駆動ギヤ８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３ｏの駆動ギヤ１１に伝達されることで、クリーニング部材３ｏが回転駆動される。帯電ローラ３ａが感光体２とクリーニング部３ｏとの間に圧接されていることから、帯電ローラ３ａと感光体２およびクリーニング部材３ｏとの間の摩擦で、帯電ローラ３ａが感光体２およびクリーニング部材３ｏの各回転に連れ回りして回転するようになる。
【００４３】
更に、前述の各例の画像形成装置１では、一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみが、帯電ローラ３ａの周方向に同じ位置に（同じ位相で）設けられているが、本発明はこれに限定されることはなく、ギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみは、帯電ローラ３ａの周方向にずれた位置に（異なる位相で）設けることもできる。例えば、図１０（ａ）ないし（ｃ）に示すように、ギャップ部材３ｄのくぼみ３ｑとギャップ部材３ｅのくぼみ３ｆとが互いに周方向に１８０°位相がずれた位置に設けられている。なお、図１０（ａ）に示す例の継ぎ目形状は図６に示す例に対応し、図１０（ｂ）に示す例の継ぎ目形状は図３に示す例に対応している。また、図１０（ｃ）に示す例の継ぎ目形状は、図３に示す例において一端部３ｅ1と段差３ｅ3との境界部および他端部３ｅ2と段差３ｅ4との境界部が、それぞれＲ部（湾曲部）とされている。
【００４４】
このように、ギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみ３ｑ,３ｆが帯電ローラ３ａの周方向の位相をずらされて設けられることで、ギャップ部材３ｄ,３ｅの継ぎ目の影響をより一層抑制できるので、帯電ギャップＧを帯電ローラ３ａの軸方向に更に効果的に均一にかつ安定して設定することができる。
【００４５】
次に、本発明の帯電ローラ３ａおよび画像形成装置１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、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帯電ローラの条件および実験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１において、実験Ｎｏ. １〜２０にそれぞれ用いた感光体２は、いずれも市販されているセイコーエプソン株式会社製のプリンタＬＰ−９０００Ｃの感光体をそのまま使用した。この感光体はアルミニウムの素管の外周面に有機感光体を塗装して感光層を形成した感光体であり、振れ精度が０.０１以下のものを選択して用いた。
【００４８】
帯電装置３は、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃの帯電装置に代えて、スコロトロン帯電装置を、直径φ１１ｍｍの帯電ローラ３ａが搭載可能に改造して用いた。
実験Ｎｏ. １〜１０にそれぞれ用いた帯電ローラ３ａは導電性塗料塗装型ローラである。この帯電ローラ３ａの芯金としてＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施した直径φ１１ｍｍの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。更に、実験Ｎｏ. １〜４、および６〜９では、この金属シャフトの両端部の所定位置にくぼみを形成し、実験Ｎｏ. ５および１０では従来と同様にくぼみを形成しなかった。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。
【００４９】
そして、この金属シャフトのくぼみを含む外周面に、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。
【００５０】
【表２】
【００５１】
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。
【００５２】
また、実験Ｎｏ. １１〜２０にそれぞれ用いた帯電ローラ３ａは導電性熱収縮チューブ被覆型ローラである。この帯電ローラ３ａの芯金は前述の導電性塗料塗装型ローラの芯金と同じ金属シャフトを用い、更に実験Ｎｏ. １１〜１４、および１６〜１９では、この金属シャフトの両端部の所定位置にくぼみを形成し、実験Ｎｏ. １５および２０では従来と同様にくぼみを形成しなかった。
【００５３】
そして、この金属シャフトのくぼみを含む外周面に、市販の導電性熱収縮チューブ（帝人化成製、スーパーテレチューブ）を被せた後、加熱収縮して導電性ローラを作製した。このスーパーテレチューブは、導電性カーボンブラックを導電剤とし、バインダーにはポリエステル樹脂を用い、導電性カーボンブラックの混合比をポリエステル樹脂に対して１：８としている。なお、実験に使用した膜厚２０μｍの導電性熱収縮チューブを切り開いてアルミ板に被覆し、体積抵抗率を測定したところ、（１.０〜７.０）×１０10Ωｃｍであった。
【００５４】
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のポリエステル樹脂製テープ（寺岡製作所製、テープＮｏ．６１０Ｋ）を用いた。ギャップ部材３ｄ,３ｅの形状およびくぼみの形状は、実験Ｎｏ. １および１１では図３に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. １）とし、また実験Ｎｏ. ２、７、１２、および１７では図４に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ２）とし、更に実験Ｎｏ. ３、８、１３、および１８では図５に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ３）とし、更に実験Ｎｏ. ４、９、１４、および１９では図６に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ４）とし、更に実験Ｎｏ. ５、１０、１５、および２０では図１１に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ５）とし、更に実験Ｎｏ. ６および１６では図７に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ６）とした。
【００５５】
その場合、Ｇ形状Ｎｏ. １〜３および６では、最大深さが０.５ｍｍとなるようにＤカットしてくぼみ３ｆを形成するとともに、くぼみ３ｆに固定されるポリエステル樹脂製テープの幅は２ｍｍでかつ長さは４ｍｍに設定した。なお、ポリエステル樹脂製テープの反対側の幅も同様に２ｍｍでかつ長さも同様に４ｍｍである。また、Ｇ形状Ｎｏ. ４では、最大深さが０.５ｍｍであり、上面の円の直径がφ４.５ｍｍでかつ下面の円の直径がφ３.０ｍｍであり、これらの円の中心は帯電ローラ３ａの端から２.５ｍｍに設定して、逆截頭円錐台形状のくぼみ３ｆを形成した。くぼみ３ｆに固定されるポリエステル樹脂製テープの幅は２ｍｍでかつ長さは２.５ｍｍに設定した。更に、Ｇ形状Ｎｏ. ５では、ポリエステル樹脂製テープの長手方向に対して４５°傾斜するようにカットした。更に、ギャップ部材３ｄ,３ｅのくぼみ形成位置は、帯電ローラの周方向で同じ位相の位置、帯電ローラの軸方向にオーバーラップする位置とした。
【００５６】
そして、ギャップ部材３ｄ,３ｅの一端部（感光体とギャップ部材との当接部に進入開始する側の端部）をその一端部の先端が帯電ローラの回転方向αに向くようにしてくぼみに固定した後、このギャップ部材３ｄ,３ｅを帯電ローラの外周面にに１周あまり巻き付け固定した。
【００５７】
押圧方式は、圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重を帯電ローラ３ａの回転軸３ｈ,３ｉの軸受部３ｊ,３ｋ（ギャップ部材３ｄ,３ｅから外側１０ｍｍの位置）に加えることにより、帯電ローラ３ａを押圧した。
【００５８】
そのうち、圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重（バネ圧）は、実験Ｎｏ. １、５、７、１１、１５、および１７では２００ｇｆであり、また実験Ｎｏ. ２、４、８〜１０、１２、１４、１８〜２０では５００ｇｆであり、更に実験Ｎｏ. ３、６、１３、および１６では８００ｇｆである。
【００５９】
更に、図２に示すようにクリーニング部材３ｏのスポンジで帯電ローラ３を押圧した。その場合、スポンジの押圧力は圧縮スプリング３ｍ,３ｎの押圧力に比し、きわめて小さい。クリーニング部材３ｏ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０.２〜０.７ｍｍの範囲に設定するとともに振れ公差を±０.１に設定した。
【００６０】
そのうち、スポンジの当接深さは、実験Ｎｏ. １、２、１０〜１２、および２０では０.２ｍｍであり、また実験Ｎｏ. ３〜５、９、１３〜１５、および１９では０.５ｍｍであり、更に実験Ｎｏ. ６、７、１６、および１７では０.７ｍｍであり、更に実験Ｎｏ. ８および１８では０.３ｍｍである。
【００６１】
更に、感光体２、帯電ローラ３ａおよびクリーニング部材３ｏの駆動方式は、実験Ｎｏ.が奇数の場合では、図２に示す帯電ローラ３ａの直接駆動方式であり、実験Ｎｏ.が偶数の場合では、図９に示す帯電ローラ３ａの間接駆動方式である。
以上のことから明らかなように、実験Ｎｏ. １〜４，６〜９、および１１〜１９が本発明の実施例であり、実験Ｎｏ. ５、１０および２０が本発明の比較例である。
【００６２】
画像形成装置の実験装置のそれ以外の構成（現像装置、転写装置等）は、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃのものを使用した。
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、
ＶC ＝ ＶDC ＋ ＶAC ＝ −６５０ ＋ （１／２）ＶPP・ｓｉｎ２πｆｔ
（ここで、ＶPP＝８００〜１０００Ｖ、ｆ＝１.０〜１.３ｋＨｚ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、Ａ４の普通紙に２５％濃度のハーフトーンのモノクロ印字を１０,０００枚連続で行った。
【００６３】
そして、５０枚、１００枚、５００枚、１,０００枚、５,０００枚および１０,０００枚毎に印字物をピックアップして目視観察で判断し、１０,０００枚印字後にも印字物に異常が認められない場合には良好な帯電であると判断して表１にＧで表し、１０,０００枚に満たない枚数で印字物に異常が認められた場合には不良帯電であると判断して表１にＮＧで表した。
【００６４】
実験Ｎｏ. １〜４、６〜９、１１〜１４、および１６〜１９の各実施例および実験Ｎｏ. ５および１５の各比較例の画像形成装置では、いずれもＧであり、良好な帯電が得られた評価した。また、実験Ｎｏ. １０の比較例では１２２枚の印字で印字物に異常が認められ、また実験Ｎｏ. ２０の比較例では９６枚の印字で印字物に異常が認められ、ＮＧであった。これらの帯電ローラのギャップ部材を精緻に観察したところ、ギャップ部材のテープ先端部が剥がれ捲れていた。このギャップ部材の捲れた部分にトナー等の異物が付着して、捲れた部分による帯電ギャップＧが最大４０μｍ（２０×２μｍ）となり、帯電ギャップＧを一定値以下に確保することができなくなって異常放電を引き起こしたことが分かった。
【００６５】
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の感光体２とのニップ部に進入開始する側のギャップ部材３ｄ,３ｅの一端部３ｅ1を、感光体２に接触させないようにすることで、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】
【００６６】
本発明の帯電ローラおよびこれを備えた画像形成装置は、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からな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】
【００６７】
【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、帯電ローラおよび帯電ローラのクリーニング部材を模式的に示す図である。
【図３】本発明の帯電ローラの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB方向から見た図である。
【図４】本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB方向から見た図である。
【図５】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVB方向から見た図である。
【図６】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB方向から見た図である。
【図７】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB方向から見た図である。
【図８】本発明の帯電ローラの変形例を模式的にかつ部分的に示す、図３（ｂ）と同様の図である。
【図９】本発明の画像形成装置の他の例に用いられる感光体、帯電ローラおよび帯電ローラのクリーニング部材を模式的に示す、図２と同様の図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ本発明の帯電ローラのギャップ部材の種々の設置態様を模式的に示す図である。
【図１１】（ａ）は従来の画像形成装置における感光体と帯電ローラを模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）におけるギャップ部材の従来例の部分拡大図、（ｃ）は（ｂ）における左側面図、（ｄ）は（ａ）におけるギャップ部材の他の従来例の部分拡大図、（ｅ）は（ｄ）における左側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｄ,３ｅ…ギャップ部材、３ｅ1…ギャップ部材３ｅの一端部、３ｆ…くぼみ、３ｏ…クリーニング部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からな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１１（ａ）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の各軸受ｉ,ｊをそれぞれ圧縮スプリングｋ,ｍ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。
【０００４】
ところで、テープ状のフィルム部材を帯電ローラに巻き付けたとき、フィルム部材の一端と他端との間に継目が生じる。一方、像担持体の良好な帯電を常時安定して得るためには、帯電ローラａが回転したとき周方向のどの位置でも、帯電ギャップＧは常に一定に維持されなければならない。そのためには、テープ状のフィルム部材からなるギャップ部材ｄ,ｅでは、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、各フィルム部材の両端（帯電ローラａの周方向における両端）の継目において、これらの両端部が隙間なくかつ上下方向（帯電ローラａの径方向）に重ならないように巻き付ける必要がある。しかしながら、このようにフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けるには、フィルム部材の長さを高精度に設定しなければならないばかりでなく、フィルム部材の帯電ローラａへの巻付けも高精度に行わなければならない。このため、フィルム部材の寸法管理をきわめて厳しくする必要があり、生産性が悪いばかりでなく、コストが高いものとなる。
【０００５】
このようなことから、帯電ローラの生産性を向上し、コストを低減するために、ギャップ部材を構成するフィルム部材の長さの精度やフィルム部材の帯電ローラａへの巻付け精度をそれほど高くしないと、帯電ローラにほぼ１周巻き付けられたギャップ部材の一端と他端との間の継目において、これら両端に隙間が生じたり、両端部が上下方向に重なったりする状態が生じるのを余儀なくされる。しかし、このような状態が生じると、帯電ローラのこの継目位置部分では、帯電ローラの軸方向においてギャップ部材が存在しない場合やギャップ部材の厚みが変化する場合があり、この継目が像担持体とギャップ部材とのニップ部（当接部）に来ると、帯電ギャップＧが変化してしまう。このため、像担持体の良好な帯電を常時安定して得ることができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、前述の特許文献１に開示の帯電ローラのギャップ部材では、図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の両端ｄ1,ｄ2を斜めにカットするとともに、このフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、斜めにカットされた両端ｄ1,ｄ2の間に隙間ｓを形成するようにしている。このようにすれば、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けた状態で、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するので、フィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなく、継目が存在しても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
【０００７】
また、図１１（ｄ）および（ｅ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の長さを帯電ローラａの周長より長く設定して、このフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、フィルム部材の一端ｄ1の位置に対して他端ｄ2の位置が帯電ローラａの軸方向にずれるようにしてこの軸方向にラップさせることで、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するようになる。これにより、同様にフィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなくても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
なお説明を省略するが、特許文献１には帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄを常に存在させる他の方法も開示されている。
【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】
【０００８】
しかしながら、帯電ローラａの外周面にギャップ部材ｄ，ｅのフィルム部材を単に巻き付けたのでは、ギャップ部材ｄ,ｅの両端が像担持体との圧接を繰り返していくと、少なくとも一方の端が像担持体から剥がれて捲れ上がるという問題が生じる。特に、ギャップ部材ｄ，ｅが像担持体ｆとのニップ部に進入開始する側の一端部がニップ部で像担持体からの圧接力を剥がれる方向に繰り返し受けるので剥がれ易い。また、帯電ローラａが非弾性体の場合、ギャップ部材ｄ,ｅの剥がれの頻度が高い。
【０００９】
このようにギャップ部材ｄ,ｅの端の捲れが生じると、帯電ローラが回転したときこれらのギャップ部材ｄ,ｅによる帯電ギャップＧが変化して一定に維持されなくなり、像担持体に対して均一で安定した良好な帯電を行うことが難しくなってしまう。
【００１０】
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、両端部にそれぞれ固定され、継目を有するテープ状のギャップ部材が像担持体に圧接されることで設定される帯電ギャップによる像担持体の非接触帯電において、長期間にわたってギャップ部材の剥がれを防止して、安定した良好な帯電を行うことのできる帯電ローラおよびこれを備えた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】
【００１１】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の帯電ローラは、両端部にそれぞれ、継目を有するテープ状のギャップ部材が固定され、このギャップ部材が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、前記像担持体の回転時に回転することで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帯電ローラにおいて、前記像担持体との当接部に進入開始する側の前記ギャップ部材の一端部を前記像担持体に接触させないギャップ部材端部非接触手段が両端部にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
また、請求項２の発明の帯電ローラは、両端部にそれぞれ設けられ前記ギャップ部材端部非接触手段がともにくぼみから形成されており、前記ギャップ部材のそれぞれの一端部の少なくとも一部が前記くぼみに固定されていることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項３の発明の帯電ローラは、前記くぼみに固定されている前記ギャップ部材の部分の幅が前記ギャップ部材の他の部分の幅より小さく形成されていることを特徴としている。
更に、請求項４の発明の帯電ローラは、前記くぼみのうち、一端側のくぼみと他端側のくぼみとが互いに周方向に同位置に設けられているか、または互いに周方向に異なる位置に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項５の発明の画像形成装置は、静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、前記帯電ローラが請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明の帯電ローラおよびこれを用いた画像形成装置によれば、帯電ローラの周方向のどの位置にもテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材を帯電ローラの軸方向に存在させるとともに、ギャップ部材が像担持体との当接部に進入しても、像担持体との当接部に進入開始する側のギャップ部材の一端部を像担持体にギャップ部材端部非接触手段により接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材の帯電ローラからの剥がれを防止することができる。特に、帯電ローラをギャップ部材の剥がれの頻度が高い非弾性体で形成した場合、このギャップ部材の剥がれを効果的に防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップを長期間にわたって維持させることができ、像担持体の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、図２は図１に示す例の感光体および帯電装置を模式的に示す図である。
【００１６】
図１および図２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（現像剤像）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、感光体２を非接触帯電する帯電装置３、感光体２に静電潜像を書き込む光書込み装置４、感光体２の静電潜像をトナーで現像する現像装置５、感光体２のトナー像を転写する転写装置６、および感光体２をクリーニングするクリーニング装置７を備えている。
【００１７】
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。
【００１８】
帯電装置３は感光体２に対して非接触の帯電を行う帯電ローラ３ａを備えている。図２に示すように、この帯電ローラ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。
【００１９】
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。この抵抗層３ｃの両端部の外周面には、所定幅で一定膜厚の、例えば粘着テープ等からなるフィルム部材をリング状に巻き付けることによりギャップ部材３ｄ,３ｅが固定されている。
【００２０】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、帯電ローラ３ａの端部外周面におけるギャップ部材３ｅの固定位置には、芯金３ｂの外周面の一部が弦方向に平面状に切り欠かれているとともに、この切欠部の表面に抵抗層３ｃが形成されることで、帯電ローラ３ａの外周面からくぼんだくぼみ３ｆが形成されている。このくぼみ３ｆは帯電ローラ３ａの軸方向から見るとＤ字形状を有するＤカット部とされ、本発明のギャップ部材端部非接触手段を構成している。
【００２１】
ギャップ部材３ｅの両端部３ｅ1,３ｅ2は、ともにそれらの幅が粘着テープの他の部分の幅の２分の１より小さい一定幅に設定されていて、ギャップ部材３ｅの他の部分との間に、帯電ローラ３ａの軸方向に延びる段差３ｅ3,３ｅ4が形成されている。そして、ギャップ部材３ｅはその一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの弦方向の平らな面３ｆ1に粘着固定されているとともに、この一端部３ｅ1からそれ以外の部分が帯電ローラ３ａの横断面円形の外周面３ｇに矢印で示す帯電ローラ３ａの回転方向αと逆回りに１周余り軸方向に位置ずれすることなく巻かれて粘着固定されている。その場合、ギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2はくぼみ３ｆに位置しなく帯電ローラ３ａの外周面３ｇに粘着固定されている。換言すれば、くぼみ３ｆの軸方向の寸法はギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2が粘着固定される位置まではくぼみ３ｆが設けられない大きさに設定されている。したがって、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1は、その先端が帯電ローラ３ａの回転方向αに向くようになる。
【００２２】
ギャップ部材３ｅが帯電ローラ３ａの外周面に固定された状態では、ギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2がくぼみ３ｆを周方向に超えて、帯電ローラ３ａの軸方向にくぼみ３ｆのない位置まで延設されている。また、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1と他端部３ｅ2側の段差３ｅ4との間およびギャップ部材３ｅの他端部３ｅ2と一端部３ｅ1側の段差３ｅ3との間には、それぞれ周方向に所定の間隙が設けられているとともに、一端部３ｅ1のほとんどの部分と他端部３ｅ2のほとんどの部分とが帯電ローラ３ａの軸方向にオーバーラップしている。こうして、ギャップ部材３ｅは帯電ローラ３ａの周方向のどの位置においても帯電ローラ３ａの軸方向に必ず存在している。
【００２３】
更に、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1側でくぼみ３ｆに位置する部分で一端部３ｅ1の先端から所定長さの大部分の上面３ｅ5は、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより内側に位置し、この外周面３ｇより外方に突出していない。なお、ギャップ部材３ｅの一端部３ｅ1の上面３ｅ5はこれに限定されることなく外周面３ｇより外方に突出してもよいが、少なくともギャップ部材３ｅの外周面より突出しないで、感光体２に接触しないようにしさえすればよい。しかし、一端部３ｅ1の上面３ｅ5を、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出させないことが感光体２との接触を確実に防止するうえで、好ましい。
【００２４】
図示しないが、もう一方のギャップ部材３ｄは、ギャップ部材３ｅと左右対称に形成される以外は、まったく同じに形成されている。したがって、一端部３ｅ1に対応するギャップ部材３ｄの一端部が粘着固定されるくぼみは、一端部３ｅ1のくぼみ３ｆと周方向に同じ位置に（同じ位相で）設けられている（つまり、両ギャップ部材３ｄ,３ｅの各一端部は互いに帯電ローラ３ａの軸方向にオーバーラップしている。）。
【００２５】
帯電ローラ３ａは芯金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３ｈ,３ｉを備えており、これらの回転軸３ｈ,３ｉがそれぞれ軸受３ｊ,３ｋに回転可能に支持されている。そして、前述の従来例と同様に帯電ローラ３ａの回転軸３ｈ,３ｉの軸受３ｊ,３ｋを介して圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重により、帯電ローラ３ａが感光体２の方向に押圧されることで、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２の外周面に圧接されている。これにより、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が設定されている。
【００２６】
また、帯電装置３は帯電ローラ３ａをクリーニングする例えばローラ等からなるクリーニング部材３ｏを備えている。このクリーニング部材３ｏは筒状のスポンジから形成されており、このスポンジが一対のギャップ部材３ｄ,３ｅを含む帯電ローラ３ａの外周面に所定の押圧力で当接されている。このクリーニング部材３ｏは帯電ローラ３ａの回転と逆回りに回転可能とされている。そして、この帯電装置３においては、帯電ローラ３ａにより感光体２が非接触で一様帯電されるとともに、クリーニング部材３ｏにより帯電ローラ３ａがクリーニングされて帯電ローラ３ａに付着するトナーやごみ等の異物が除去される。
【００２７】
図２において感光体２の右端側には、感光体２を回転駆動するための感光体駆動ギヤ８が感光体２の回転軸２ａに固定されている。また、帯電ローラ３ａの右端側の回転軸３ｉには、帯電ローラ３ａを回転駆動するための帯電ローラ駆動ギヤ９が固定されている。そして、図示しないモータの駆動力が感光体２の感光体駆動ギヤ８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帯電ローラ駆動ギヤ９に伝達されることで、帯電ローラ３ａが回転駆動されるようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、図１において感光体２が時計回りに回転すると、帯電ローラ３ａは感光体２と逆に反時計回りに回転する。したがって、ギャップ部材３ｅは、その一端部３ｅ1側の先端から感光体２とギャップ部材３ｅとのニップ部（当接部）に進入開始するようになる。このとき、一端部３ｅ1がくぼみ３ｆに位置する部分でその先端から所定長さの大部分の上面３ｅ5が帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出していないので、一端部３ｅ1の先端を含む外周面３ｇより外方に突出していない部分は、感光体２とギャップ部材３ｅとのニップ部に進入しても感光体２に接触しない。このため、ギャップ部材３ｅのこの部分は感光体２から圧接力を受けることはない。そして、帯電ローラ３ａの外周面３ｇより外方に突出したギャップ部材３ｅの部分がニップ部に進入して感光体２に接触して感光体２から圧接力を受けるようになる。しかし、このようにギャップ部材３ｅが感光体２から圧接力を受けても、ニップ部を通過した一端部３ｅ1がくぼみ３ｆの面３ｆ1に固着されているため、ギャップ部材３ｅが帯電ローラ３ａから剥がれるようなことはない。これにより、画像形成装置１による画像形成動作（印字動作）が長期間行われても、ギャップ部材３ｅがその一端部３ｅ1の先端より帯電ローラ３ａから剥がれることはなくなる。このことは、もう一方のギャップ部材３ｄでも同様である。しかも、帯電ローラ３ａの周方向どの位置でもギャップ部材３ｄ,３ｅが同じ膜厚で存在している。したがって、均一な安定した帯電ギャップＧが長期間にわたって維持されるようになり、感光体２の良好な帯電が行われ、高品質の画像が得られるようになる。
【００３２】
この例の画像形成装置１によれば、帯電ローラ３ａの周方向のどの位置にもフィルム部材からなるギャップ部材３ｄ,３ｅを帯電ローラ３ａの軸方向に存在させるとともに、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２とのニップ部に進入しても、それらの一端部および他端部の所定の部分を感光体２に接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材３ｄ,３ｅの帯電ローラ３ａからの剥がれを防止することができる。特に、帯電ローラ３ａをギャップ部材３ｄ,３ｅの剥がれの頻度が高い非弾性体で形成した場合、これらのギャップ部材３ｄ,３ｅの剥がれを効果的に防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップＧを長期間にわたって維持させることができ、感光体２の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【００３３】
図４は図３と同様の図であり、本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例における帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB方向から見た図である。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。
【００３４】
前述の図３に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1側の段差３ｅ3が帯電ローラ３ａの軸方向に延設されているが、図４（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1側の段差３ｅ3が一端部３ｅ1の根元から帯電ローラ３ａの軸方向に対して他端部３ｅ2方向へ傾斜して延設されている。このように一端部３ｅ1側の段差３ｅ3を一端部３ｅ1の根元から他端部３ｅ2方向へ傾斜させることで、この段差３ｅ3が感光体２とのニップ部に進入してもより一層長期間にわたって剥がれ難くくなる。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。
この例の画像形成装置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に示す例のそれらと同じである。
【００３５】
図５は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVB方向から見た図である。
【００３６】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端が帯電ローラ３ａの軸方向にカットされているが、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端がくぼみ３ｆの範囲内で帯電ローラ３ａの軸方向に対して斜めにカットされている。その場合、一端部３ｅ1の先端の傾斜方向は、図示例では一端部３ｅ1の右側縁から左側縁に向かうにしたがって他端部３ｅ2方向へ傾斜する方向とされている。しかし、これに限定されるものではなく逆方向に傾斜させることもできる。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００３７】
図６は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB方向から見た図である。
【００３８】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆが帯電ローラ３ａの外周面を弦方向に平面で切り欠いて形成されているが、図６（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆが逆截頭円錐台形状に形成されている。そして、一端部３ｅ1の一部がくぼみ３ｆの底面である平らな面３ｆ1と逆截頭円錐台形状の傾斜面３ｆ2とに粘着固定されている。また、この例の帯電ローラ３ａでは、他端部３ｅ2の先端および他端部３ｅ2側の段差３ｅ4も段差３ｅ3と平行またはほぼ並行に形成されている。もう一方のギャップ部材３ｄもギャップ部材３ｅと左右対称に形成されるが同様である。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００３９】
図７は図３と同様の図であり、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帯電ローラとを模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB方向から見た図である。
【００４０】
前述の図４に示す例の帯電ローラ３ａでは、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に粘着固定されているが、図７（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に接着剤１０で接着固定されている。また、ギャップ部材３ｅの他の部分は前述の各例と同様に帯電ローラ３ａに粘着固定されている。もう一方のギャップ部材３ｄも左右対称に形成されるが同様である。このように、帯電ローラ３ａの一端部３ｅ1の先端部がくぼみ３ｆの面３ｆ1に接着剤１０で接着固定されることで、一端部３ｅ1は帯電ローラ３ａにより一層堅固に接着されて剥がれ難くなる。
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、図２および図４に示す例のそれらと同じである。
【００４１】
なお、前述の図３ないし図５、および図７に示す例の帯電ローラ３ａでは、くぼみ３ｆの一端部３ｅ1接着面が平らな面３ｆ1で形成されているが、本発明はこれに限定されることはなく、図８に示すように一端部３ｅ1が接着される面３ｆ1は中央が凹んだ円弧状面に形成することもできる。図６に示す例の帯電ローラ３ａの逆截頭円錐台形状のくぼみ３ｆの底面である面３ｆ1も同様に円弧状面に形成することができる。
【００４２】
また、前述の各例の画像形成装置１では、図２に示すように感光体２の感光体駆動ギヤ８で帯電ローラ駆動ギヤ９を介して帯電ローラ３ａを直接回転駆動しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、帯電ローラ３ａを感光体２とクリーニング部材３ｏとの摩擦で回転駆動することもできる。すなわち、図９に示すように、クリーニング部材３ｏの右端側の回転軸３ｐに、クリーニング部材３ｏを回転駆動するためのクリーニング部材駆動ギヤ１１が固定される。また、感光体駆動ギヤ８とクリーニング部材駆動ギヤ１１は、装置本体に回転可能に支持された中間ギヤ１２を介して連結されている。そして、前述のようにモータの駆動力が感光体２の駆動ギヤ８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３ｏの駆動ギヤ１１に伝達されることで、クリーニング部材３ｏが回転駆動される。帯電ローラ３ａが感光体２とクリーニング部３ｏとの間に圧接されていることから、帯電ローラ３ａと感光体２およびクリーニング部材３ｏとの間の摩擦で、帯電ローラ３ａが感光体２およびクリーニング部材３ｏの各回転に連れ回りして回転するようになる。
【００４３】
更に、前述の各例の画像形成装置１では、一対のギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみが、帯電ローラ３ａの周方向に同じ位置に（同じ位相で）設けられているが、本発明はこれに限定されることはなく、ギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみは、帯電ローラ３ａの周方向にずれた位置に（異なる位相で）設けることもできる。例えば、図１０（ａ）ないし（ｃ）に示すように、ギャップ部材３ｄのくぼみ３ｑとギャップ部材３ｅのくぼみ３ｆとが互いに周方向に１８０°位相がずれた位置に設けられている。なお、図１０（ａ）に示す例の継ぎ目形状は図６に示す例に対応し、図１０（ｂ）に示す例の継ぎ目形状は図３に示す例に対応している。また、図１０（ｃ）に示す例の継ぎ目形状は、図３に示す例において一端部３ｅ1と段差３ｅ3との境界部および他端部３ｅ2と段差３ｅ4との境界部が、それぞれＲ部（湾曲部）とされている。
【００４４】
このように、ギャップ部材３ｄ,３ｅの各くぼみ３ｑ,３ｆが帯電ローラ３ａの周方向の位相をずらされて設けられることで、ギャップ部材３ｄ,３ｅの継ぎ目の影響をより一層抑制できるので、帯電ギャップＧを帯電ローラ３ａの軸方向に更に効果的に均一にかつ安定して設定することができる。
【００４５】
次に、本発明の帯電ローラ３ａおよび画像形成装置１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、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帯電ローラの条件および実験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１において、実験Ｎｏ. １〜２０にそれぞれ用いた感光体２は、いずれも市販されているセイコーエプソン株式会社製のプリンタＬＰ−９０００Ｃの感光体をそのまま使用した。この感光体はアルミニウムの素管の外周面に有機感光体を塗装して感光層を形成した感光体であり、振れ精度が０.０１以下のものを選択して用いた。
【００４８】
帯電装置３は、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃの帯電装置に代えて、スコロトロン帯電装置を、直径φ１１ｍｍの帯電ローラ３ａが搭載可能に改造して用いた。
実験Ｎｏ. １〜１０にそれぞれ用いた帯電ローラ３ａは導電性塗料塗装型ローラである。この帯電ローラ３ａの芯金としてＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施した直径φ１１ｍｍの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。更に、実験Ｎｏ. １〜４、および６〜９では、この金属シャフトの両端部の所定位置にくぼみを形成し、実験Ｎｏ. ５および１０では従来と同様にくぼみを形成しなかった。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。
【００４９】
そして、この金属シャフトのくぼみを含む外周面に、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。
【００５０】
【表２】
【００５１】
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。
【００５２】
また、実験Ｎｏ. １１〜２０にそれぞれ用いた帯電ローラ３ａは導電性熱収縮チューブ被覆型ローラである。この帯電ローラ３ａの芯金は前述の導電性塗料塗装型ローラの芯金と同じ金属シャフトを用い、更に実験Ｎｏ. １１〜１４、および１６〜１９では、この金属シャフトの両端部の所定位置にくぼみを形成し、実験Ｎｏ. １５および２０では従来と同様にくぼみを形成しなかった。
【００５３】
そして、この金属シャフトのくぼみを含む外周面に、市販の導電性熱収縮チューブ（帝人化成製、スーパーテレチューブ）を被せた後、加熱収縮して導電性ローラを作製した。このスーパーテレチューブは、導電性カーボンブラックを導電剤とし、バインダーにはポリエステル樹脂を用い、導電性カーボンブラックの混合比をポリエステル樹脂に対して１：８としている。なお、実験に使用した膜厚２０μｍの導電性熱収縮チューブを切り開いてアルミ板に被覆し、体積抵抗率を測定したところ、（１.０〜７.０）×１０10Ωｃｍであった。
【００５４】
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のポリエステル樹脂製テープ（寺岡製作所製、テープＮｏ．６１０Ｋ）を用いた。ギャップ部材３ｄ,３ｅの形状およびくぼみの形状は、実験Ｎｏ. １および１１では図３に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. １）とし、また実験Ｎｏ. ２、７、１２、および１７では図４に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ２）とし、更に実験Ｎｏ. ３、８、１３、および１８では図５に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ３）とし、更に実験Ｎｏ. ４、９、１４、および１９では図６に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ４）とし、更に実験Ｎｏ. ５、１０、１５、および２０では図１１に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ５）とし、更に実験Ｎｏ. ６および１６では図７に示す形状（Ｇ形状Ｎｏ. ６）とした。
【００５５】
その場合、Ｇ形状Ｎｏ. １〜３および６では、最大深さが０.５ｍｍとなるようにＤカットしてくぼみ３ｆを形成するとともに、くぼみ３ｆに固定されるポリエステル樹脂製テープの幅は２ｍｍでかつ長さは４ｍｍに設定した。なお、ポリエステル樹脂製テープの反対側の幅も同様に２ｍｍでかつ長さも同様に４ｍｍである。また、Ｇ形状Ｎｏ. ４では、最大深さが０.５ｍｍであり、上面の円の直径がφ４.５ｍｍでかつ下面の円の直径がφ３.０ｍｍであり、これらの円の中心は帯電ローラ３ａの端から２.５ｍｍに設定して、逆截頭円錐台形状のくぼみ３ｆを形成した。くぼみ３ｆに固定されるポリエステル樹脂製テープの幅は２ｍｍでかつ長さは２.５ｍｍに設定した。更に、Ｇ形状Ｎｏ. ５では、ポリエステル樹脂製テープの長手方向に対して４５°傾斜するようにカットした。更に、ギャップ部材３ｄ,３ｅのくぼみ形成位置は、帯電ローラの周方向で同じ位相の位置、帯電ローラの軸方向にオーバーラップする位置とした。
【００５６】
そして、ギャップ部材３ｄ,３ｅの一端部（感光体とギャップ部材との当接部に進入開始する側の端部）をその一端部の先端が帯電ローラの回転方向αに向くようにしてくぼみに固定した後、このギャップ部材３ｄ,３ｅを帯電ローラの外周面にに１周あまり巻き付け固定した。
【００５７】
押圧方式は、圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重を帯電ローラ３ａの回転軸３ｈ,３ｉの軸受部３ｊ,３ｋ（ギャップ部材３ｄ,３ｅから外側１０ｍｍの位置）に加えることにより、帯電ローラ３ａを押圧した。
【００５８】
そのうち、圧縮スプリング３ｍ,３ｎの荷重（バネ圧）は、実験Ｎｏ. １、５、７、１１、１５、および１７では２００ｇｆであり、また実験Ｎｏ. ２、４、８〜１０、１２、１４、１８〜２０では５００ｇｆであり、更に実験Ｎｏ. ３、６、１３、および１６では８００ｇｆである。
【００５９】
更に、図２に示すようにクリーニング部材３ｏのスポンジで帯電ローラ３を押圧した。その場合、スポンジの押圧力は圧縮スプリング３ｍ,３ｎの押圧力に比し、きわめて小さい。クリーニング部材３ｏ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０.２〜０.７ｍｍの範囲に設定するとともに振れ公差を±０.１に設定した。
【００６０】
そのうち、スポンジの当接深さは、実験Ｎｏ. １、２、１０〜１２、および２０では０.２ｍｍであり、また実験Ｎｏ. ３〜５、９、１３〜１５、および１９では０.５ｍｍであり、更に実験Ｎｏ. ６、７、１６、および１７では０.７ｍｍであり、更に実験Ｎｏ. ８および１８では０.３ｍｍである。
【００６１】
更に、感光体２、帯電ローラ３ａおよびクリーニング部材３ｏの駆動方式は、実験Ｎｏ.が奇数の場合では、図２に示す帯電ローラ３ａの直接駆動方式であり、実験Ｎｏ.が偶数の場合では、図９に示す帯電ローラ３ａの間接駆動方式である。
以上のことから明らかなように、実験Ｎｏ. １〜４，６〜９、および１１〜１９が本発明の実施例であり、実験Ｎｏ. ５、１０および２０が本発明の比較例である。
【００６２】
画像形成装置の実験装置のそれ以外の構成（現像装置、転写装置等）は、前述のプリンタＬＰ−９０００Ｃのものを使用した。
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、
ＶC ＝ ＶDC ＋ ＶAC ＝ −６５０ ＋ （１／２）ＶPP・ｓｉｎ２πｆｔ
（ここで、ＶPP＝８００〜１０００Ｖ、ｆ＝１.０〜１.３ｋＨｚ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、Ａ４の普通紙に２５％濃度のハーフトーンのモノクロ印字を１０,０００枚連続で行った。
【００６３】
そして、５０枚、１００枚、５００枚、１,０００枚、５,０００枚および１０,０００枚毎に印字物をピックアップして目視観察で判断し、１０,０００枚印字後にも印字物に異常が認められない場合には良好な帯電であると判断して表１にＧで表し、１０,０００枚に満たない枚数で印字物に異常が認められた場合には不良帯電であると判断して表１にＮＧで表した。
【００６４】
実験Ｎｏ. １〜４、６〜９、１１〜１４、および１６〜１９の各実施例および実験Ｎｏ. ５および１５の各比較例の画像形成装置では、いずれもＧであり、良好な帯電が得られた評価した。また、実験Ｎｏ. １０の比較例では１２２枚の印字で印字物に異常が認められ、また実験Ｎｏ. ２０の比較例では９６枚の印字で印字物に異常が認められ、ＮＧであった。これらの帯電ローラのギャップ部材を精緻に観察したところ、ギャップ部材のテープ先端部が剥がれ捲れていた。このギャップ部材の捲れた部分にトナー等の異物が付着して、捲れた部分による帯電ギャップＧが最大４０μｍ（２０×２μｍ）となり、帯電ギャップＧを一定値以下に確保することができなくなって異常放電を引き起こしたことが分かった。
【００６５】
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の感光体２とのニップ部に進入開始する側のギャップ部材３ｄ,３ｅの一端部３ｅ1を、感光体２に接触させないようにすることで、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】
【００６６】
本発明の帯電ローラおよびこれを備えた画像形成装置は、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からな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】
【００６７】
【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、帯電ローラおよび帯電ローラのクリーニング部材を模式的に示す図である。
【図３】本発明の帯電ローラの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB方向から見た図である。
【図４】本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB方向から見た図である。
【図５】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVB方向から見た図である。
【図６】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB方向から見た図である。
【図７】本発明の帯電ローラの実施の形態の更に他の例を模式的にかつ部分的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB方向から見た図である。
【図８】本発明の帯電ローラの変形例を模式的にかつ部分的に示す、図３（ｂ）と同様の図である。
【図９】本発明の画像形成装置の他の例に用いられる感光体、帯電ローラおよび帯電ローラのクリーニング部材を模式的に示す、図２と同様の図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ本発明の帯電ローラのギャップ部材の種々の設置態様を模式的に示す図である。
【図１１】（ａ）は従来の画像形成装置における感光体と帯電ローラを模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）におけるギャップ部材の従来例の部分拡大図、（ｃ）は（ｂ）における左側面図、（ｄ）は（ａ）におけるギャップ部材の他の従来例の部分拡大図、（ｅ）は（ｄ）における左側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｄ,３ｅ…ギャップ部材、３ｅ1…ギャップ部材３ｅの一端部、３ｆ…くぼみ、３ｏ…クリーニング部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部にそれぞれ、継目を有するテープ状のギャップ部材が固定され、このギャップ部材が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、前記像担持体の回転時に回転することで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帯電ローラにおいて、
前記像担持体との当接部に進入開始する側の前記ギャップ部材の一端部を前記像担持体に接触させないギャップ部材端部非接触手段が両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
両端部にそれぞれ設けられ前記ギャップ部材端部非接触手段はともにくぼみから形成されており、前記ギャップ部材のそれぞれの一端部の少なくとも一部が前記くぼみに固定されていることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記くぼみに固定されている前記ギャップ部材の部分の幅が前記ギャップ部材の他の部分の幅より小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記くぼみのうち、一端側のくぼみと他端側のくぼみとが互いに周方向に同位置に設けられているか、または互いに周方向に異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の帯電ローラ。
【請求項５】
静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、
前記帯電ローラは請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
両端部にそれぞれ、継目を有するテープ状のギャップ部材が固定され、このギャップ部材が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、前記像担持体の回転時に回転することで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帯電ローラにおいて、
前記像担持体との当接部に進入開始する側の前記ギャップ部材の一端部を前記像担持体に接触させないギャップ部材端部非接触手段が両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
両端部にそれぞれ設けられ前記ギャップ部材端部非接触手段はともにくぼみから形成されており、前記ギャップ部材のそれぞれの一端部の少なくとも一部が前記くぼみに固定されていることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記くぼみに固定されている前記ギャップ部材の部分の幅が前記ギャップ部材の他の部分の幅より小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記くぼみのうち、一端側のくぼみと他端側のくぼみとが互いに周方向に同位置に設けられているか、または互いに周方向に異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の帯電ローラ。
【請求項５】
静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、
前記帯電ローラは請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−６５１１４（Ｐ２００７−６５１１４Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４８７４０（Ｐ２００５−２４８７４０）
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３０日（２００５．８．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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