画像形成装置用弾性ローラ、画像形成装置用弾性ローラの製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供する。
【解決手段】芯材の外周に弾性層を有し、弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、凸部の先端が曲面形状を有すること画像形成装置用弾性ローラである。
【解決手段】芯材の外周に弾性層を有し、弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、凸部の先端が曲面形状を有すること画像形成装置用弾性ローラである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用弾性ローラ、画像形成装置用弾性ローラの製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、電子写真方式による画像形成装置は高速でかつ高印字の品質が得られ、複写機およびレーザービームプリンタ等において広く利用されている。電子写真方式による画像形成装置では、像保持体である電子写真感光体の表面上に均一な電荷を形成し、ＬＥＤやレーザ等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで該静電潜像を現像してトナー像を得る。さらに該トナー像を中間転写体を介して、あるいは紙などの記録媒体へ直接静電的に転写することにより、所望の画像を得ることができる。
【０００３】
このような電子写真方式による画像形成装置において、弾性層を有する画像形成装置用弾性ローラは、像保持体表面を帯電させるための帯電ローラ、トナーを供給するためのトナー供給ローラ、像保持体上にトナー像を現像するための現像ローラ、像保持体表面の残存トナーや外添剤等を除去するための像保持体クリーニングローラ、帯電部材表面に付着したトナーや外添剤等を除去するための帯電部材クリーニングローラ、像保持体上に形成されたトナー像を中間転写体あるいは紙などの記録媒体へ転写させるための転写ローラ、紙などの記録媒体を搬送するための搬送ローラ、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラなどに多用されている。これらは、用途に応じた外形形状に高精度に仕上げる為、通常、外周面を切削し、切削した弾性ローラの表面には凹凸部が形成される。
【０００４】
弾性層の外周面を切削する方法としては砥石切削やバンドナイフ切削などが多く用いられている。また、形状精度を高めたり、切削工程生産性を高めたりする切削方法としては、例えば特許文献１ではオシュレーション切削方法、特許文献２では高圧水噴射による切削方法、特許文献３では切削用ワイヤによる切削方法、特許文献４では凍結した状態で研磨砥石を用いて研磨する方法、特許文献５では弾性層を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ＋３０℃以下で研磨する方法等が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７０８４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１４９５号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１４７２号公報
【特許文献４】特開２００１−２０８０４２号公報
【特許文献５】特開平１０−６９１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラ、そのような画像形成装置用弾性ローラの製造方法及びプロセスカートリッジである。
【０００７】
また、本発明は、長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、前記弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、前記凸部の先端が曲面形状を有する画像形成装置用弾性ローラである。
【０００９】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記前記凹部と前記凸部との最大距離が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、外径精度が３．０％以下である画像形成装置用弾性ローラである。
【００１１】
また、本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、振れ精度が３．０％以下である画像形成装置用弾性ローラである。
【００１２】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記弾性層が発泡体により形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記発泡体がポリウレタンフォームであることが好ましい。
【００１４】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記弾性ローラが、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含む前記画像形成装置用弾性ローラの製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、前記画像形成装置用弾性ローラを備えるプロセスカートリッジである。
【００１７】
また、本発明は、前記画像形成装置用弾性ローラを備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項２によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、より良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項３によると、弾性ローラ表面の接触対象部材への密着性が良好で、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項４によると、弾性ローラ表面全体の接触対象部材への密着性が良好で、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項５によると、弾性ローラの弾性により、画像形成装置内で長期使用にあたっても変形や摩滅が少なく、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２３】
本発明の請求項６によると、発泡体の適度な硬さ、弾性が得られるため、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２４】
本発明の請求項７によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができるクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラとしての画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２５】
本発明の請求項８によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００２６】
本発明の請求項９によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００２７】
本発明の請求項１０によると、長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの一例を示す概略外観図である。弾性ローラ１は、芯材１０と、芯材１０の外周に備えられた弾性層１２と有する。また、図２は、本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの弾性層の表面の様子を示す概略図である。弾性層１２は、その外周面に凹部１４及び凸部１６を有し、凸部１６の先端が曲面形状を有する。
【００３０】
図３は、従来の弾性ローラの表面の様子を示す概略図である。上述したとおり、切削した弾性層４２の外周面に凹部４４及び凸部４６が形成されるが、砥石、バンドナイフなどによる切削では凸部４６が切削方向に長く突出していたり、鋭角を有するような形状を呈す。この鋭角形状を有する凸部４６は、画像形成装置内で長期使用すると該ローラと接触して配置されている他の部材表面との摩擦、引っかかりによって脱離しやすく、脱離片は電子写真装置の中で画質異常を発生させる原因となる。また、そのような鋭角形状を有する凸部４６は、弾性ローラの外径精度、振れ精度を悪化させていた。
【００３１】
また、砥石、バンドナイフなどを用いた弾性層表面の切削、研磨工程では切削粉、研磨粉が多量に発生する。切削粉の飛散を防ぐ為に、吸引などの方法が取られているが、切削時に摩擦により発生した静電気を帯びた切削粉は、切削後の弾性ローラに再び付着しやすい。弾性ローラに付着した切削片が前記同様に画質異常を発生させる原因となる。
【００３２】
さらに、前記のような砥石、バンドナイフなどによる切削、研磨工程では切削、研磨手段が弾性体に接触するため、切削時には弾性体が変形するため、精密形状のものを得ることは非常に難しく、弾性ローラの外径精度、振れ精度を悪化させていた。画像形成装置内で使用される弾性ローラの用途は前述したとおりであるが、これまでの弾性ローラ表面の形状、切削方法では、良好な画像品質を満足するものは得られていなかった。
【００３３】
このように、画像形成装置内での弾性ローラの長期使用時に発生する脱離片は、弾性ローラの表面の凸部が突出していたり、鋭角を有する形状であるために、該ローラと接触して配置される他の部材表面との摩擦、引っかかりによって発生する。そこで、本発明者らは、弾性層表面の凸部形状を制御することにより脱離片の発生を防止することができることを見出した。
【００３４】
すなわち本実施形態に係る弾性ローラ１は、芯材１０の外周に弾性層１２を有し、弾性層１２の外周面が凹部１４及び凸部１６を有し、凸部１６の先端が曲面形状を有する。これにより、画像形成装置内で長期使用にあたっても弾性ローラ表面からの脱離片をほとんど発生させることなく、良好な画像を与えることができる。
【００３５】
ここで、「凸部の先端が曲面形状を有する」とは、弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察したときに表面の凸部の先端が曲面であり角部をほとんど有さないこと、具体的には凸部の先端が曲面であり先端角度９０度以下の角部をほとんど有さないことをいう。例えば、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、観察範囲内の表面の全ての凸部のうち、先端が先端角度９０度以下の角部を有するものの個数が１０％以下のことをいう。
【００３６】
また、本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラにおいて、図２に示す凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌが０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌが１．０ｍｍを超えると、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と凸部１６との摩擦、引っかかり等によって脱離片が発生しやすくなる。また、最大距離Ｌが０．２５ｍｍ未満であると、弾性ローラとしての性能を発揮できにくくなる。
【００３７】
凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌはレーザ顕微鏡を用いて、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌを測定することにより求めることができる。レーザ顕微鏡としては例えば、キーエンス社製 ＶＫ９５１０を用いることができる。
【００３８】
凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌは、例えば、弾性層１２に用いる弾性体材料として多孔質体である後述するような発泡体を用い、発泡体の孔径を上記最大距離Ｌの範囲となるように選択すること等により制御することができる。
【００３９】
また、弾性ローラの外径精度は、３．０％以下であり、２．８％以下であることが好ましい。弾性ローラの外径精度が３．０％を超えると、弾性ローラの真円度が低く、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と、弾性ローラ表面との密着性が低下する。
【００４０】
また、弾性ローラの振れ精度は、３．０％以下であり、２．８％以下であることが好ましい。弾性ローラの振れ精度が３．０％を超えると、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と、弾性ローラ表面全体との密着性が低下する。
【００４１】
弾性ローラの外径精度及び振れ精度はレーザ測定器を用いて測定することができる。
【００４２】
本実施形態における画像形成装置用弾性ローラの芯材としては、所望の特性が得られるものであればいかなる材料でも使用できる。例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂等の高硬度樹脂などが好ましく用いられる。また芯材は円筒形状が好ましく用いられる。さらに、芯材は支持部が細くなっている段付き形状であっても良い。
【００４３】
弾性層１２に用いる弾性体材料としては、所望の特性が得られるものであればいかなる材料でも使用できる。たとえば、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴムなどの発泡体（フォーム）、エラストマ等を挙げることができる。
【００４４】
弾性層１２は接触対象部材への密着性を確保する等の点で発泡体により形成されていることが好ましい。また、発泡体としては、弾性ローラの硬さや弾性特性等の点でポリウレタンフォームが好ましく用いられる。
【００４５】
ポリウレタンフォームは所要のポリオールおよびイソシアネートを反応させることにより得られる発泡体であり、所望の特性が得られる方法であれば、公知のいかなる方法をも用いることができる。
【００４６】
前記ポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
【００４７】
前記イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、トリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、リジンエステルトシイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等を用いることができる。これらのイソシアネートは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
【００４８】
前記ポリオールとイソシアネートとの配合比は、所望の特性が得られる範囲内であれば特に限定はないが、好ましくはイソシアネートのイソシアネート基に対するポリオールの水酸基とのモル比が０．８以上２．０以下、さらに好ましくは０．９以上１．３以下の範囲で用いられる。
【００４９】
さらにポリウレタンフォーム原料として適宜、硬化剤、架橋剤、触媒、発泡剤、難燃剤、劣化防止剤、可塑剤、整泡剤、導電剤などの添加剤を用いることができる。
【００５０】
硬化剤としては、例えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、グリセリン、トリエタノールアミンなどのトリオール類、ひまし油、ショ糖などの多価アルコール類、β−アミノエチルアルコール等のアミン系化合物、ジアミノジフェニルメタン誘導体、アミノベンゾエート、アミノチオフェニル等のジアミン系化合物などを用いることができる。
【００５１】
架橋剤としては、例えば、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール等の多価アルコールなどを用いることができる。
【００５２】
触媒としては、例えば、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のアミン系触媒、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジマレエート等の有機金属触媒などが用いられる。
【００５３】
発泡剤としては、例えば、水、炭化水素、フルオロカーボン、蟻酸、ほう酸等が用いられる。
【００５４】
難燃剤としては、例えば、トリスクロロエチルホスフェート、トリスクロロプロピルホスフェート等のリン酸エステル系化合物等を用いることができる。
【００５５】
劣化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系等の光安定剤などを用いることができる。
【００５６】
可塑剤としては、ポリエステル系可塑剤、トリメリット酸系可塑剤、アジビン酸系可塑剤、エポキシ系可塑剤、フタル酸系可塑剤などを用いることができる。
【００５７】
整泡剤としては、ジメチルシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等のシリコーン系界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが用いられる。
【００５８】
導電剤としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボン系導電剤や、テトラエチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド等のようなアンモニウム系化合物などのイオン導電剤などを用いることができる。
【００５９】
これらの添加剤は単独で用いても、また複数同時に用いても良い。
【００６０】
前述した芯材と弾性フォームとの接着方法については、所望の特性が得られる範囲であればいかなる方法でも用いることができるが、金型にあらかじめ芯材を設置しておき弾性フォーム形成材料を注入し、発泡硬化させる方法、あらかじめ発泡硬化させた弾性フォームを切り出して、芯材を挿入して接着させる方法などが好ましく用いられる。前述した何れの方法においても、必要に応じて芯材と弾性フォームとの間に接着層を設けることができる。接着層を構成する材料としては、所望の特性を得られる範囲であればいかなる材料をも用いることができるが、導電性接着剤、ホットメルト接着剤などが好ましく用いられる。
【００６１】
本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラは、芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含む方法により製造されることが好ましい。ニクロム線等を用いて熱による切削を行うと、弾性層の表面が固まってしまい、画像形成装置用弾性ローラに適する所望の弾性率を得ることができない。
【００６２】
図４に本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの製造方法の一例を示す。図４のようなトラバース切削では、弾性ローラ１を芯材１０の軸を中心に回転させながら、弾性ローラ１の弾性層１２の表面に芯材１０の軸上方からレーザ１８を照射し、弾性ローラ１の軸方向にレーザ１８を移動することにより精密切削することができる。また、逆に弾性ローラ１を弾性ローラ１の軸方向に移動させて切削することもできる。切削の為の移動は、往復、複数回繰り返すこともできる。切削を複数回繰り返す場合には、弾性ローラ１表面へのレーザ照射量、時間を順次変化させることもできる。弾性ローラ１の回転速度、レーザ１８のトラバース速度、表面への照射位置などは任意に設定することができる。
【００６３】
図５に本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの製造方法の他の例を示す。図５に示した切削では、弾性ローラ１を芯材１０の軸を中心に回転させながら、弾性層１２の端部から弾性ローラ１の回転軸に平行にレーザ１８を照射することにより切削処理される。弾性ローラ１の回転速度、弾性ローラ１表面へのレーザ照射量、時間などは任意に設定することができる。
【００６４】
また、前述したように切削粉は切削により発生する。本実施形態においては、弾性層１２の切削をレーザを用いて行うことにより、切削粉の発生をほとんど無くするものである。さらに、前述したように弾性層１２表面の精密形状が得られないのは、切削手段、研磨手段等が弾性層を変形させるために発生する問題であり、本実施形態においては、弾性層１２の切削をレーザを用いて行うことにより所望の精密形状、例えば弾性ローラの外径精度を３．０％以下、振れ精度を３．０％以下とすることができる。
【００６５】
このようにして弾性ローラ素材をレーザ切削による方法で切削処理を行うことにより、上記形状特性を有する弾性ローラを得ることができる。レーザを用いることにより、例えば、弾性層１２に用いる弾性体材料として発泡体を用い、発泡体の孔径を上記最大距離Ｌの範囲となるように選択すれば、凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌを制御することができる。
【００６６】
用いるレーザの種類、波長は弾性層の表面を切削できればよく特に限定されない。例えば、Ｎｄ−ＹＡＧ波長変換レーザ、炭酸ガスレーザ等を用いることができる。
【００６７】
本実施形態に係る弾性ローラは、切削処理後、塗料を用いて含浸、あるいは表面を塗装することができる。切削処理後に用いる塗料としては、導電性塗料などを用いることができる。
【００６８】
本実施形態に係る弾性ローラは、プロセスカートリッジ及び画像形成装置における、像保持体表面を帯電させるための帯電ローラ、トナーを供給するためのトナー供給ローラ、像保持体上にトナー像を現像するための現像ローラ、像保持体表面の残存トナーや外添剤等を除去するための像保持体クリーニングローラ、帯電部材表面に付着したトナーや外添剤等を除去するための帯電部材クリーニングローラ、現像部材表面に付着したトナー等を除去するための現像部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、像保持体上に形成されたトナー像を中間転写体あるいは紙などの記録媒体へ転写させるための転写ローラ、紙などの記録媒体を搬送するための搬送ローラ、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラのうちの少なくとも１つとして用いることができる。帯電ローラ用クリーニングローラ等の帯電部材クリーニングローラ、像保持体クリーニングローラ、現像部材クリーニングローラおよびトナー供給ローラ等として用いることが発泡体によるクリーニングの点で好適であり、特に、帯電ローラ用クリーニングローラ、像保持体クリーニングローラとして用いることが好適である。
【００６９】
＜プロセスカートリッジ＞
プロセスカートリッジとは、像保持体と接触して像保持体を帯電する帯電ローラと、静電潜像が形成される像保持体としての電子写真感光体（感光体ドラム）と、さらに必要に応じて、像保持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段及びトナー画像の転写後に像保持体の表面に残存したトナーをクリーニングするクリーニング手段等のプロセス手段の少なくとも１つと、を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【００７０】
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、像保持体クリーニングローラ、帯電部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラのうちの少なくとも１つとして前記弾性ローラを備える。
【００７１】
本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例の概略を図６に示し、その構成について説明する。プロセスカートリッジ５は、静電潜像が形成される像保持体としての電子写真感光体（感光体ドラム）２０と、電子写真感光体２０の表面を接触帯電する接触帯電手段としての帯電ローラ２２と、電子写真感光体２０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段としての現像ローラ２４と、電子写真感光体２０の表面に接触して、転写後に電子写真感光体２０に残ったトナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード２８とが一体に支持されており、画像形成装置に着脱自在である。画像形成装置に装着されたときには電子写真感光体２０の周囲に、帯電ローラ２２、レーザ光あるいは原稿の反射光等により電子写真感光体２０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置３２、現像ローラ２４、電子写真感光体２０表面のトナー画像を被転写材である記録紙（記録用紙）３０に転写処理する転写手段としての転写ローラ２６、クリーニングブレード２８がこの順序で配置されるようになっている。なお、図６では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。
【００７２】
本実施形態に係るプロセスカートリッジ５の動作について説明する。
【００７３】
まず、電子写真感光体２０表面に接触された帯電ローラ２２に対して電圧を高圧電源装置（図示せず）から給電することによって、電子写真感光体２０の表面を一様な電位に帯電する（接触帯電方式）。このとき電子写真感光体２０及び帯電ローラ２２は図６の矢印方向にそれぞれ回転する。帯電後、電子写真感光体２０表面に露光装置３２により画像情報に応じた画像光（露光）３４が照射されると、照射された部分は電位が低下する。画像光３４は画像の黒／白等に応じた光量の分布であるため、画像光３４の照射によって電子写真感光体２０表面に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が、現像ローラ２４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可視化したトナー画像が形成される。トナー画像が形成された部分に、所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により記録紙３０が搬送され、電子写真感光体２０表面のトナー画像と重なる。このトナー画像が、転写ローラ２６によって記録紙３０に転写された後、記録紙３０は、電子写真感光体２０から分離される。分離された記録紙３０は搬送経路を通って搬送され、定着手段としての定着ユニット（図示せず）によって、加熱加圧定着されたあと、機外へ排出される。
【００７４】
電子写真感光体２０としては光導電体が用いられ、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。また感光体を搭載する形状としては例えばドラム状またはベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダ上に光導電体の蒸着或いは塗工を行ったものである。
【００７５】
帯電ローラ２２は、従来から使用されているものと同様に、電子写真感光体２０の画像形成領域全体に対応させて長いものとして構成し、電子写真感光体２０に対して帯電ローラ２２を両側の軸に配置したバネ等の付勢手段を用いて、所定の押圧力で接触させ、電子写真感光体２０の回転に追従させて、回転しながら電子写真感光体２０の表面を帯電させるような動作を行う。帯電ローラ２２は、電子写真感光体２０に接触させることにより特に駆動手段を有しなくとも電子写真感光体２０と同じ周速度で回転し、帯電手段として機能する。しかし、ローラ部材に何らかの駆動手段を取り付け、電子写真感光体２０とは異なる周速度で回転させ、帯電させても良い。また、帯電ローラ２２表面に付着したトナーや外添剤等を除去するためのクリーニングローラを設けることができる。
【００７６】
露光装置３２としては、特に制限はなく、例えば、電子写真感光体２０表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できるレーザ光学系、ＬＥＤアレイなどの光学系機器等が挙げられる。
【００７７】
現像手段は、電子写真感光体２０上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナー層が電子写真感光体２０に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図６のように静電荷像現像用トナーを現像ローラ２４を用いて電子写真感光体２０に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシ等を用いてトナーを電子写真感光体に付着させる機能を有する現像器等、公知の現像器等が挙げられる。現像剤担時体には、通常直流電圧が使用されるが、更に交流電圧を重畳させて使用してもよい。
【００７８】
現像方法としても、２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【００７９】
感光体に残存するトナー等のクリーニング手段としては、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ、ローラなど用いてクリーニング手段を構成することができる。
【００８０】
転写手段としては、紙等に直接転写する方式のものでも、中間転写体を介して転写する方式のものでもよい。例えば、図６に示すような記録紙３０の表面に記録紙３０を介して直接接触して転写する導電性又は半導電性のローラ等を用いた転写ローラ２６及び転写ローラ押圧装置（図示せず）を用いることができる。また、記録紙３０の裏側からトナーとは逆極性の電荷を記録紙３０に与え、静電気力によりトナー画像を記録紙３０に転写するものを用いてもよい。転写ローラ２６には、電子写真感光体２０に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ローラ２６は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ローラ２６として単層の発泡ローラ等が好適に用いられる。
【００８１】
定着手段としての定着ユニットとしては、記録紙３０に転写されたトナー画像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。
【００８２】
トナー画像を転写する記録媒体である記録紙３０としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、ＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
【００８３】
プロセスカートリッジにはカートリッジ情報を記憶する通信機構を有してもよい。
【００８４】
また、プロセスカートリッジは単色画像を形成するものだけではなく、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像あるいはフルカラー等）を形成するものであってもよい。
【００８５】
＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体クリーニングローラ、帯電部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、搬送ローラのうちの少なくとも１つとして前記弾性ローラを備える。
【００８６】
図７は本実施形態に係るプロセスカートリッジが適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図７に示す画像形成装置は、本体５０に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像形成部５２、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系５４、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置５６とを備えている。
【００８７】
画像形成部５２は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ、この画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０上に多重転写させる転写ユニット６２、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニット６４を備えている。また本体５０には、転写ユニット６２によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器６６を備えている。更に、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋが設けられている。
【００８８】
転写ユニット６２は、中間転写体である中間転写ベルト６０を駆動する駆動ローラ７０、中間転写ベルト６０に一定の張力を付与する張力付与ローラ７１、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップローラ７２、中間転写ベルト６０上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置７３を備えている。中間転写ベルト６０は、この駆動ローラ７０と張力付与ローラ７１およびバックアップローラ７２との間に一定の張力で掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動される駆動ローラ７０により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト６０は、例えば、電荷蓄積を起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置７３は、クリーニングブラシ７３ａおよびクリーニングブレード７３ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト６０の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００８９】
シート搬送系５４は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置７７、給紙装置７７から１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路８０を備えている。また、搬送路８０を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に設けられバックアップローラ７２に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ローラ８２を備えている。更に、定着器６６によってトナー画像が定着された記録用紙を本体５０の機外に排出する排出ローラ８３、排出ローラ８３によって排出された記録紙を積載する排出受け８４を有する。
【００９０】
次に、図７に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、画像処理装置５６に入力される。画像処理装置５６では、入力されたデータに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色のデータに変換され、光学系ユニット６４に出力される。
【００９１】
光学系ユニット６４では、入力されたデータに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０に照射している。画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００９２】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト６０上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット５８Ｋは、中間転写ベルト６０の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト６０に対して最後に一次転写される。
【００９３】
一方、シート搬送系５４では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置７７から所定サイズの記録用紙が供給される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト６０の移動タイミングに合わせて、記録用紙は、バックアップローラ７２および二次転写ローラ８２によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器６６によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ローラ８３によって本体５０の上部に設けられた排出受け８４に排出される。
【００９４】
次に、画像形成部５２における画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋについて詳述する。
【００９５】
図８は、本実施形態に係るプロセスカートリッジ５を備える画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５８Ｙとマゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット５８Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット５８Ｃ，５８Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００９６】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、トナー像を保持させる像保持体としての電子写真感光体２０、帯電部材である帯電ローラ２２を用いて電子写真感光体２０を帯電させる帯電器８６、帯電器８６によって帯電され、光学系ユニット６４からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって電子写真感光体２０上に形成された静電潜像を現像ローラ２４によって現像する現像器８７、中間転写ベルト６０を挟んで電子写真感光体２０に対向して設けられ、電子写真感光体２０上に現像されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写する一次転写ローラ８８、転写後に電子写真感光体２０上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置７３を備えている。
【００９７】
更に、前述した実施形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、これに限定する必要はなく、例えば、電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置に使用することも可能である。
【実施例】
【００９８】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００９９】
（実施例１）
２０ｍｍ×２０ｍｍ×２５０ｍｍの大きさにカットされた、密度７０ｋｇ／ｍ３、セル数６０個／２５ｍｍ、引っ張り強度２００Ｋｐａのウレタンフォーム（平均孔径０．４ｍｍ）に、ＳＵＳ３０３からなる外径φ５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの芯材を挿入し、ホットメルト接着剤で芯材とウレタンフォームを接着したのち、芯材両端からそれぞれ５ｍｍ位置までのウレタンフォームを切り落とし、弾性ローラ素材を得た。弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら１００ｒｐｍで回転させるとともに、図４に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザ（波長５３２ｎｍ）を用いて照射し、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で弾性ローラ素材軸方向に２往復させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、弾性ローラ表面の凹部と凸部との最大長Ｌをレーザ顕微鏡を用いて測定した。その結果、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍであった。また、外形精度は±１．５％、振れ精度は１．０％であった。
【０１００】
弾性ローラの弾性層表面の凸部形状は光学顕微鏡（ニコン社製、ＳＭＺ−Ｕ、使用倍率：２００倍）を用いて観察した。凹部と凸部との最大距離Ｌはレーザ顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ９５１０、使用倍率：２００倍）を用いて、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、凹部と凸部との最大距離Ｌを１０点の平均値として測定した。
【０１０１】
弾性ローラの外径精度及び振れ精度は、２３．０℃±５℃の環境下でレーザ測定器（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製、ＬＳＭ−６０００）を用いて軸方向測定（軸方向を等間隔に５等分し、それぞれの軸方向中央部について、回転速度５０ｒｐｍ、平均化回数５１２回の条件）で測定した。
【０１０２】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に帯電ローラのクリーニングローラとして搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で富士ゼロックスオフィスサプライ製Ｐ紙を用い、連続１０，０００枚の３０％ハーフトーン画像形成テストを行った。目視により以下の基準で評価したところ、１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０３】
［評価基準］
◎：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、画質欠陥発生なし
○：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生１箇所以上３箇所以下
△：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生４箇所以上５箇所以下
×：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生６箇所以上
【０１０４】
（実施例２）
実施例１と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５０ｒｐｍで回転させるとともに、図５に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射し、弾性ローラを３回転させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外径精度は±１．３％、振れ精度は０．５％であった。
【０１０５】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０６】
（実施例３）
２０ｍｍ×２０ｍｍ×２５０ｍｍの大きさにカットされた、密度５７ｋｇ／ｍ３、セル数５５個／２５ｍｍ、引っ張り強度１７０Ｋｐａのウレタンフォーム（平均孔径０．４ｍｍ）に、アルミニウムからなる外径φ５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの芯材を挿入し、ホットメルト接着剤で芯材とウレタンフォームが接着したのち、芯材両端からそれぞれ５ｍｍ位置までのウレタンフォームを切り落とし、弾性ローラ素材を得た。弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら１００ｒｐｍで回転させるとともに、図４に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で弾性ローラ素材軸方向に２往復させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外形精度は±１．５％、振れ精度は１．０％であった。
【０１０７】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０８】
（実施例４）
実施例３と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５０ｒｐｍで回転させるとともに、図５に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射し、弾性ローラを３回転させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外径精度は±１．３％、振れ精度は０．５％であった。
【０１０９】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１０】
（実施例５）
ウレタンフォームとして、平均孔径０．２５ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．２５ｍｍ、外形精度は±１．０％、振れ精度は０．４％であった。
【０１１１】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１２】
（実施例６）
ウレタンフォームとして、平均孔径１．０ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．０ｍｍ、外形精度は±３．０％、振れ精度は２．５％であった。
【０１１３】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１４】
（実施例７）
ウレタンフォームとして、平均孔径０．２ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．２ｍｍ、外形精度は±１．２％、振れ精度は０．４％であった。
【０１１５】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。その結果、１０，０００枚目で脱離片起因の画質欠陥が１箇所発生した。結果を表１にまとめる。
【０１１６】
（実施例８）
ウレタンフォームとして、平均孔径１．１ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．１ｍｍ、外形精度は±２．５％、振れ精度は２．０％であった。
【０１１７】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。その結果、１０，０００枚目で脱離片起因の画質欠陥が３箇所発生した。結果を表１にまとめる。
【０１１８】
（比較例１）
実施例１と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５００ｒｐｍで回転させるとともに、砥石を前記弾性ローラ素材と同一方向に３０００ｒｐｍで回転させながら、弾性ローラ表面への食い込み量０．５ｍｍで当接し、砥石を弾性ローラ素材軸方向に２往復させて研削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は鋭角な角状の突出部を有していた。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．５ｍｍ、外径精度は±５％、振れ精度は８％であった。
【０１１９】
＜評価＞
実施例１と同様に画質評価を行った。その結果、１枚目に切削粉起因の黒点が５個発生し、１０，０００枚目では３０個の切削粉あるいは脱離片起因の黒点が発生した。結果を表１にまとめる。
【０１２０】
（比較例２）
実施例３と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５００ｒｐｍで回転させるとともに、砥石を前記弾性ローラ素材と同一方向に３０００ｒｐｍで回転させながら、弾性ローラ表面への食い込み量０．５ｍｍで当接し、砥石を弾性ローラ素材軸方向に２往復させて研削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は鋭角な角状の突出部を有していた。また、凹部と凸部との最大長Ｌは２．１ｍｍ、外径精度は±７％、振れ精度は１０％であった。
【０１２１】
＜評価＞
実施例１と同様に画質評価を行った。その結果、１枚目に切削粉起因の黒点が７個発生し、１０，０００枚目では４５個の切削粉あるいは脱離片起因の黒点が発生した。結果を表１にまとめる。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
このように、実施例１〜８の帯電ローラ用クリーニングローラを用いると、画像形成装置内で長期使用にあたっても弾性ローラ表面からの脱離片をほとんど発生させることなく、良好な画像を与えることができた。また、レーザにより切削することにより、弾性ローラの外径精度を３．０％以下、振れ精度を３．０％以下とすることができた。これに対し、比較例１，２の帯電ローラ用クリーニングローラを用いると、長期使用により弾性ローラ表面からの脱離片が発生し、良好な画像を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの一例を示す概略外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの表面形状の一例を示す断面模式図である。
【図３】従来の画像形成装置用弾性ローラの表面形状の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置用ローラの製造方法における切削方法の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置用ローラの製造方法における切削方法の他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成ユニットの構成の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 弾性ローラ、５ プロセスカートリッジ、１０ 芯材、１２，４２ 弾性層、１４，４４ 凹部、１６，４６ 凸部、１８ レーザ、２０ 電子写真感光体、２２ 帯電ローラ、２４ 現像ローラ、２６ 転写ローラ、２８ クリーニングブレード、３０ 記録紙、３２ 露光装置、３４ 画像光、５０ 本体、５２ 画像形成部、５４ シート搬送系、５６ 画像処理装置、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ 画像形成ユニット、６０ 中間転写ベルト、６２ 転写ユニット、６４ 光学系ユニット、６６ 定着器、６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋ トナーカートリッジ、７０ 駆動ローラ、７１ 張力付与ローラ、７２ バックアップローラ、７３ クリーニング装置、７３ａ クリーニングブラシ、７３ｂ クリーニングブレード、７７ 給紙装置、８０ 搬送路、８２ 二次転写ローラ、８３ 排出ローラ、８４ 排出受け、８６ 帯電器、８７ 現像器、８８ 一次転写ローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用弾性ローラ、画像形成装置用弾性ローラの製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、電子写真方式による画像形成装置は高速でかつ高印字の品質が得られ、複写機およびレーザービームプリンタ等において広く利用されている。電子写真方式による画像形成装置では、像保持体である電子写真感光体の表面上に均一な電荷を形成し、ＬＥＤやレーザ等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで該静電潜像を現像してトナー像を得る。さらに該トナー像を中間転写体を介して、あるいは紙などの記録媒体へ直接静電的に転写することにより、所望の画像を得ることができる。
【０００３】
このような電子写真方式による画像形成装置において、弾性層を有する画像形成装置用弾性ローラは、像保持体表面を帯電させるための帯電ローラ、トナーを供給するためのトナー供給ローラ、像保持体上にトナー像を現像するための現像ローラ、像保持体表面の残存トナーや外添剤等を除去するための像保持体クリーニングローラ、帯電部材表面に付着したトナーや外添剤等を除去するための帯電部材クリーニングローラ、像保持体上に形成されたトナー像を中間転写体あるいは紙などの記録媒体へ転写させるための転写ローラ、紙などの記録媒体を搬送するための搬送ローラ、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラなどに多用されている。これらは、用途に応じた外形形状に高精度に仕上げる為、通常、外周面を切削し、切削した弾性ローラの表面には凹凸部が形成される。
【０００４】
弾性層の外周面を切削する方法としては砥石切削やバンドナイフ切削などが多く用いられている。また、形状精度を高めたり、切削工程生産性を高めたりする切削方法としては、例えば特許文献１ではオシュレーション切削方法、特許文献２では高圧水噴射による切削方法、特許文献３では切削用ワイヤによる切削方法、特許文献４では凍結した状態で研磨砥石を用いて研磨する方法、特許文献５では弾性層を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ＋３０℃以下で研磨する方法等が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７０８４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１４９５号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１４７２号公報
【特許文献４】特開２００１−２０８０４２号公報
【特許文献５】特開平１０−６９１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラ、そのような画像形成装置用弾性ローラの製造方法及びプロセスカートリッジである。
【０００７】
また、本発明は、長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、前記弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、前記凸部の先端が曲面形状を有する画像形成装置用弾性ローラである。
【０００９】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記前記凹部と前記凸部との最大距離が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、外径精度が３．０％以下である画像形成装置用弾性ローラである。
【００１１】
また、本発明は、芯材の外周に弾性層を有し、振れ精度が３．０％以下である画像形成装置用弾性ローラである。
【００１２】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記弾性層が発泡体により形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記発泡体がポリウレタンフォームであることが好ましい。
【００１４】
また、画像形成装置用弾性ローラにおいて、前記弾性ローラが、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含む前記画像形成装置用弾性ローラの製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、前記画像形成装置用弾性ローラを備えるプロセスカートリッジである。
【００１７】
また、本発明は、前記画像形成装置用弾性ローラを備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項２によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、より良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項３によると、弾性ローラ表面の接触対象部材への密着性が良好で、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項４によると、弾性ローラ表面全体の接触対象部材への密着性が良好で、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項５によると、弾性ローラの弾性により、画像形成装置内で長期使用にあたっても変形や摩滅が少なく、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２３】
本発明の請求項６によると、発泡体の適度な硬さ、弾性が得られるため、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２４】
本発明の請求項７によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができるクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラとしての画像形成装置用弾性ローラを提供することができる。
【００２５】
本発明の請求項８によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置用弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００２６】
本発明の請求項９によると、画像形成装置内で長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００２７】
本発明の請求項１０によると、長期使用にあたっても、良好な画像を与えることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの一例を示す概略外観図である。弾性ローラ１は、芯材１０と、芯材１０の外周に備えられた弾性層１２と有する。また、図２は、本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの弾性層の表面の様子を示す概略図である。弾性層１２は、その外周面に凹部１４及び凸部１６を有し、凸部１６の先端が曲面形状を有する。
【００３０】
図３は、従来の弾性ローラの表面の様子を示す概略図である。上述したとおり、切削した弾性層４２の外周面に凹部４４及び凸部４６が形成されるが、砥石、バンドナイフなどによる切削では凸部４６が切削方向に長く突出していたり、鋭角を有するような形状を呈す。この鋭角形状を有する凸部４６は、画像形成装置内で長期使用すると該ローラと接触して配置されている他の部材表面との摩擦、引っかかりによって脱離しやすく、脱離片は電子写真装置の中で画質異常を発生させる原因となる。また、そのような鋭角形状を有する凸部４６は、弾性ローラの外径精度、振れ精度を悪化させていた。
【００３１】
また、砥石、バンドナイフなどを用いた弾性層表面の切削、研磨工程では切削粉、研磨粉が多量に発生する。切削粉の飛散を防ぐ為に、吸引などの方法が取られているが、切削時に摩擦により発生した静電気を帯びた切削粉は、切削後の弾性ローラに再び付着しやすい。弾性ローラに付着した切削片が前記同様に画質異常を発生させる原因となる。
【００３２】
さらに、前記のような砥石、バンドナイフなどによる切削、研磨工程では切削、研磨手段が弾性体に接触するため、切削時には弾性体が変形するため、精密形状のものを得ることは非常に難しく、弾性ローラの外径精度、振れ精度を悪化させていた。画像形成装置内で使用される弾性ローラの用途は前述したとおりであるが、これまでの弾性ローラ表面の形状、切削方法では、良好な画像品質を満足するものは得られていなかった。
【００３３】
このように、画像形成装置内での弾性ローラの長期使用時に発生する脱離片は、弾性ローラの表面の凸部が突出していたり、鋭角を有する形状であるために、該ローラと接触して配置される他の部材表面との摩擦、引っかかりによって発生する。そこで、本発明者らは、弾性層表面の凸部形状を制御することにより脱離片の発生を防止することができることを見出した。
【００３４】
すなわち本実施形態に係る弾性ローラ１は、芯材１０の外周に弾性層１２を有し、弾性層１２の外周面が凹部１４及び凸部１６を有し、凸部１６の先端が曲面形状を有する。これにより、画像形成装置内で長期使用にあたっても弾性ローラ表面からの脱離片をほとんど発生させることなく、良好な画像を与えることができる。
【００３５】
ここで、「凸部の先端が曲面形状を有する」とは、弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察したときに表面の凸部の先端が曲面であり角部をほとんど有さないこと、具体的には凸部の先端が曲面であり先端角度９０度以下の角部をほとんど有さないことをいう。例えば、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、観察範囲内の表面の全ての凸部のうち、先端が先端角度９０度以下の角部を有するものの個数が１０％以下のことをいう。
【００３６】
また、本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラにおいて、図２に示す凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌが０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌが１．０ｍｍを超えると、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と凸部１６との摩擦、引っかかり等によって脱離片が発生しやすくなる。また、最大距離Ｌが０．２５ｍｍ未満であると、弾性ローラとしての性能を発揮できにくくなる。
【００３７】
凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌはレーザ顕微鏡を用いて、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌを測定することにより求めることができる。レーザ顕微鏡としては例えば、キーエンス社製 ＶＫ９５１０を用いることができる。
【００３８】
凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌは、例えば、弾性層１２に用いる弾性体材料として多孔質体である後述するような発泡体を用い、発泡体の孔径を上記最大距離Ｌの範囲となるように選択すること等により制御することができる。
【００３９】
また、弾性ローラの外径精度は、３．０％以下であり、２．８％以下であることが好ましい。弾性ローラの外径精度が３．０％を超えると、弾性ローラの真円度が低く、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と、弾性ローラ表面との密着性が低下する。
【００４０】
また、弾性ローラの振れ精度は、３．０％以下であり、２．８％以下であることが好ましい。弾性ローラの振れ精度が３．０％を超えると、弾性ローラと接触して配置される他の部材表面と、弾性ローラ表面全体との密着性が低下する。
【００４１】
弾性ローラの外径精度及び振れ精度はレーザ測定器を用いて測定することができる。
【００４２】
本実施形態における画像形成装置用弾性ローラの芯材としては、所望の特性が得られるものであればいかなる材料でも使用できる。例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂等の高硬度樹脂などが好ましく用いられる。また芯材は円筒形状が好ましく用いられる。さらに、芯材は支持部が細くなっている段付き形状であっても良い。
【００４３】
弾性層１２に用いる弾性体材料としては、所望の特性が得られるものであればいかなる材料でも使用できる。たとえば、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴムなどの発泡体（フォーム）、エラストマ等を挙げることができる。
【００４４】
弾性層１２は接触対象部材への密着性を確保する等の点で発泡体により形成されていることが好ましい。また、発泡体としては、弾性ローラの硬さや弾性特性等の点でポリウレタンフォームが好ましく用いられる。
【００４５】
ポリウレタンフォームは所要のポリオールおよびイソシアネートを反応させることにより得られる発泡体であり、所望の特性が得られる方法であれば、公知のいかなる方法をも用いることができる。
【００４６】
前記ポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
【００４７】
前記イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、トリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、リジンエステルトシイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等を用いることができる。これらのイソシアネートは単独でも２種以上を混合して用いても良い。
【００４８】
前記ポリオールとイソシアネートとの配合比は、所望の特性が得られる範囲内であれば特に限定はないが、好ましくはイソシアネートのイソシアネート基に対するポリオールの水酸基とのモル比が０．８以上２．０以下、さらに好ましくは０．９以上１．３以下の範囲で用いられる。
【００４９】
さらにポリウレタンフォーム原料として適宜、硬化剤、架橋剤、触媒、発泡剤、難燃剤、劣化防止剤、可塑剤、整泡剤、導電剤などの添加剤を用いることができる。
【００５０】
硬化剤としては、例えばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、グリセリン、トリエタノールアミンなどのトリオール類、ひまし油、ショ糖などの多価アルコール類、β−アミノエチルアルコール等のアミン系化合物、ジアミノジフェニルメタン誘導体、アミノベンゾエート、アミノチオフェニル等のジアミン系化合物などを用いることができる。
【００５１】
架橋剤としては、例えば、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール等の多価アルコールなどを用いることができる。
【００５２】
触媒としては、例えば、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン等のアミン系触媒、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジマレエート等の有機金属触媒などが用いられる。
【００５３】
発泡剤としては、例えば、水、炭化水素、フルオロカーボン、蟻酸、ほう酸等が用いられる。
【００５４】
難燃剤としては、例えば、トリスクロロエチルホスフェート、トリスクロロプロピルホスフェート等のリン酸エステル系化合物等を用いることができる。
【００５５】
劣化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系等の光安定剤などを用いることができる。
【００５６】
可塑剤としては、ポリエステル系可塑剤、トリメリット酸系可塑剤、アジビン酸系可塑剤、エポキシ系可塑剤、フタル酸系可塑剤などを用いることができる。
【００５７】
整泡剤としては、ジメチルシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等のシリコーン系界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが用いられる。
【００５８】
導電剤としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボン系導電剤や、テトラエチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド等のようなアンモニウム系化合物などのイオン導電剤などを用いることができる。
【００５９】
これらの添加剤は単独で用いても、また複数同時に用いても良い。
【００６０】
前述した芯材と弾性フォームとの接着方法については、所望の特性が得られる範囲であればいかなる方法でも用いることができるが、金型にあらかじめ芯材を設置しておき弾性フォーム形成材料を注入し、発泡硬化させる方法、あらかじめ発泡硬化させた弾性フォームを切り出して、芯材を挿入して接着させる方法などが好ましく用いられる。前述した何れの方法においても、必要に応じて芯材と弾性フォームとの間に接着層を設けることができる。接着層を構成する材料としては、所望の特性を得られる範囲であればいかなる材料をも用いることができるが、導電性接着剤、ホットメルト接着剤などが好ましく用いられる。
【００６１】
本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラは、芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含む方法により製造されることが好ましい。ニクロム線等を用いて熱による切削を行うと、弾性層の表面が固まってしまい、画像形成装置用弾性ローラに適する所望の弾性率を得ることができない。
【００６２】
図４に本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの製造方法の一例を示す。図４のようなトラバース切削では、弾性ローラ１を芯材１０の軸を中心に回転させながら、弾性ローラ１の弾性層１２の表面に芯材１０の軸上方からレーザ１８を照射し、弾性ローラ１の軸方向にレーザ１８を移動することにより精密切削することができる。また、逆に弾性ローラ１を弾性ローラ１の軸方向に移動させて切削することもできる。切削の為の移動は、往復、複数回繰り返すこともできる。切削を複数回繰り返す場合には、弾性ローラ１表面へのレーザ照射量、時間を順次変化させることもできる。弾性ローラ１の回転速度、レーザ１８のトラバース速度、表面への照射位置などは任意に設定することができる。
【００６３】
図５に本実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの製造方法の他の例を示す。図５に示した切削では、弾性ローラ１を芯材１０の軸を中心に回転させながら、弾性層１２の端部から弾性ローラ１の回転軸に平行にレーザ１８を照射することにより切削処理される。弾性ローラ１の回転速度、弾性ローラ１表面へのレーザ照射量、時間などは任意に設定することができる。
【００６４】
また、前述したように切削粉は切削により発生する。本実施形態においては、弾性層１２の切削をレーザを用いて行うことにより、切削粉の発生をほとんど無くするものである。さらに、前述したように弾性層１２表面の精密形状が得られないのは、切削手段、研磨手段等が弾性層を変形させるために発生する問題であり、本実施形態においては、弾性層１２の切削をレーザを用いて行うことにより所望の精密形状、例えば弾性ローラの外径精度を３．０％以下、振れ精度を３．０％以下とすることができる。
【００６５】
このようにして弾性ローラ素材をレーザ切削による方法で切削処理を行うことにより、上記形状特性を有する弾性ローラを得ることができる。レーザを用いることにより、例えば、弾性層１２に用いる弾性体材料として発泡体を用い、発泡体の孔径を上記最大距離Ｌの範囲となるように選択すれば、凹部１４と凸部１６との最大距離Ｌを制御することができる。
【００６６】
用いるレーザの種類、波長は弾性層の表面を切削できればよく特に限定されない。例えば、Ｎｄ−ＹＡＧ波長変換レーザ、炭酸ガスレーザ等を用いることができる。
【００６７】
本実施形態に係る弾性ローラは、切削処理後、塗料を用いて含浸、あるいは表面を塗装することができる。切削処理後に用いる塗料としては、導電性塗料などを用いることができる。
【００６８】
本実施形態に係る弾性ローラは、プロセスカートリッジ及び画像形成装置における、像保持体表面を帯電させるための帯電ローラ、トナーを供給するためのトナー供給ローラ、像保持体上にトナー像を現像するための現像ローラ、像保持体表面の残存トナーや外添剤等を除去するための像保持体クリーニングローラ、帯電部材表面に付着したトナーや外添剤等を除去するための帯電部材クリーニングローラ、現像部材表面に付着したトナー等を除去するための現像部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、像保持体上に形成されたトナー像を中間転写体あるいは紙などの記録媒体へ転写させるための転写ローラ、紙などの記録媒体を搬送するための搬送ローラ、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラのうちの少なくとも１つとして用いることができる。帯電ローラ用クリーニングローラ等の帯電部材クリーニングローラ、像保持体クリーニングローラ、現像部材クリーニングローラおよびトナー供給ローラ等として用いることが発泡体によるクリーニングの点で好適であり、特に、帯電ローラ用クリーニングローラ、像保持体クリーニングローラとして用いることが好適である。
【００６９】
＜プロセスカートリッジ＞
プロセスカートリッジとは、像保持体と接触して像保持体を帯電する帯電ローラと、静電潜像が形成される像保持体としての電子写真感光体（感光体ドラム）と、さらに必要に応じて、像保持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段及びトナー画像の転写後に像保持体の表面に残存したトナーをクリーニングするクリーニング手段等のプロセス手段の少なくとも１つと、を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【００７０】
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、像保持体クリーニングローラ、帯電部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラのうちの少なくとも１つとして前記弾性ローラを備える。
【００７１】
本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例の概略を図６に示し、その構成について説明する。プロセスカートリッジ５は、静電潜像が形成される像保持体としての電子写真感光体（感光体ドラム）２０と、電子写真感光体２０の表面を接触帯電する接触帯電手段としての帯電ローラ２２と、電子写真感光体２０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段としての現像ローラ２４と、電子写真感光体２０の表面に接触して、転写後に電子写真感光体２０に残ったトナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード２８とが一体に支持されており、画像形成装置に着脱自在である。画像形成装置に装着されたときには電子写真感光体２０の周囲に、帯電ローラ２２、レーザ光あるいは原稿の反射光等により電子写真感光体２０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置３２、現像ローラ２４、電子写真感光体２０表面のトナー画像を被転写材である記録紙（記録用紙）３０に転写処理する転写手段としての転写ローラ２６、クリーニングブレード２８がこの順序で配置されるようになっている。なお、図６では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。
【００７２】
本実施形態に係るプロセスカートリッジ５の動作について説明する。
【００７３】
まず、電子写真感光体２０表面に接触された帯電ローラ２２に対して電圧を高圧電源装置（図示せず）から給電することによって、電子写真感光体２０の表面を一様な電位に帯電する（接触帯電方式）。このとき電子写真感光体２０及び帯電ローラ２２は図６の矢印方向にそれぞれ回転する。帯電後、電子写真感光体２０表面に露光装置３２により画像情報に応じた画像光（露光）３４が照射されると、照射された部分は電位が低下する。画像光３４は画像の黒／白等に応じた光量の分布であるため、画像光３４の照射によって電子写真感光体２０表面に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が、現像ローラ２４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可視化したトナー画像が形成される。トナー画像が形成された部分に、所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により記録紙３０が搬送され、電子写真感光体２０表面のトナー画像と重なる。このトナー画像が、転写ローラ２６によって記録紙３０に転写された後、記録紙３０は、電子写真感光体２０から分離される。分離された記録紙３０は搬送経路を通って搬送され、定着手段としての定着ユニット（図示せず）によって、加熱加圧定着されたあと、機外へ排出される。
【００７４】
電子写真感光体２０としては光導電体が用いられ、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。また感光体を搭載する形状としては例えばドラム状またはベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダ上に光導電体の蒸着或いは塗工を行ったものである。
【００７５】
帯電ローラ２２は、従来から使用されているものと同様に、電子写真感光体２０の画像形成領域全体に対応させて長いものとして構成し、電子写真感光体２０に対して帯電ローラ２２を両側の軸に配置したバネ等の付勢手段を用いて、所定の押圧力で接触させ、電子写真感光体２０の回転に追従させて、回転しながら電子写真感光体２０の表面を帯電させるような動作を行う。帯電ローラ２２は、電子写真感光体２０に接触させることにより特に駆動手段を有しなくとも電子写真感光体２０と同じ周速度で回転し、帯電手段として機能する。しかし、ローラ部材に何らかの駆動手段を取り付け、電子写真感光体２０とは異なる周速度で回転させ、帯電させても良い。また、帯電ローラ２２表面に付着したトナーや外添剤等を除去するためのクリーニングローラを設けることができる。
【００７６】
露光装置３２としては、特に制限はなく、例えば、電子写真感光体２０表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できるレーザ光学系、ＬＥＤアレイなどの光学系機器等が挙げられる。
【００７７】
現像手段は、電子写真感光体２０上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナー層が電子写真感光体２０に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図６のように静電荷像現像用トナーを現像ローラ２４を用いて電子写真感光体２０に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシ等を用いてトナーを電子写真感光体に付着させる機能を有する現像器等、公知の現像器等が挙げられる。現像剤担時体には、通常直流電圧が使用されるが、更に交流電圧を重畳させて使用してもよい。
【００７８】
現像方法としても、２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【００７９】
感光体に残存するトナー等のクリーニング手段としては、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ、ローラなど用いてクリーニング手段を構成することができる。
【００８０】
転写手段としては、紙等に直接転写する方式のものでも、中間転写体を介して転写する方式のものでもよい。例えば、図６に示すような記録紙３０の表面に記録紙３０を介して直接接触して転写する導電性又は半導電性のローラ等を用いた転写ローラ２６及び転写ローラ押圧装置（図示せず）を用いることができる。また、記録紙３０の裏側からトナーとは逆極性の電荷を記録紙３０に与え、静電気力によりトナー画像を記録紙３０に転写するものを用いてもよい。転写ローラ２６には、電子写真感光体２０に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ローラ２６は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ローラ２６として単層の発泡ローラ等が好適に用いられる。
【００８１】
定着手段としての定着ユニットとしては、記録紙３０に転写されたトナー画像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。
【００８２】
トナー画像を転写する記録媒体である記録紙３０としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、ＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
【００８３】
プロセスカートリッジにはカートリッジ情報を記憶する通信機構を有してもよい。
【００８４】
また、プロセスカートリッジは単色画像を形成するものだけではなく、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像あるいはフルカラー等）を形成するものであってもよい。
【００８５】
＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体クリーニングローラ、帯電部材クリーニングローラ等のクリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、搬送ローラのうちの少なくとも１つとして前記弾性ローラを備える。
【００８６】
図７は本実施形態に係るプロセスカートリッジが適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図７に示す画像形成装置は、本体５０に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像形成部５２、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系５４、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置５６とを備えている。
【００８７】
画像形成部５２は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ、この画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０上に多重転写させる転写ユニット６２、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニット６４を備えている。また本体５０には、転写ユニット６２によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器６６を備えている。更に、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋが設けられている。
【００８８】
転写ユニット６２は、中間転写体である中間転写ベルト６０を駆動する駆動ローラ７０、中間転写ベルト６０に一定の張力を付与する張力付与ローラ７１、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップローラ７２、中間転写ベルト６０上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置７３を備えている。中間転写ベルト６０は、この駆動ローラ７０と張力付与ローラ７１およびバックアップローラ７２との間に一定の張力で掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動される駆動ローラ７０により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト６０は、例えば、電荷蓄積を起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置７３は、クリーニングブラシ７３ａおよびクリーニングブレード７３ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト６０の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００８９】
シート搬送系５４は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置７７、給紙装置７７から１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路８０を備えている。また、搬送路８０を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に設けられバックアップローラ７２に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ローラ８２を備えている。更に、定着器６６によってトナー画像が定着された記録用紙を本体５０の機外に排出する排出ローラ８３、排出ローラ８３によって排出された記録紙を積載する排出受け８４を有する。
【００９０】
次に、図７に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、画像処理装置５６に入力される。画像処理装置５６では、入力されたデータに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色のデータに変換され、光学系ユニット６４に出力される。
【００９１】
光学系ユニット６４では、入力されたデータに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０に照射している。画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００９２】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体２０上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト６０上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット５８Ｋは、中間転写ベルト６０の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト６０に対して最後に一次転写される。
【００９３】
一方、シート搬送系５４では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置７７から所定サイズの記録用紙が供給される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト６０の移動タイミングに合わせて、記録用紙は、バックアップローラ７２および二次転写ローラ８２によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器６６によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ローラ８３によって本体５０の上部に設けられた排出受け８４に排出される。
【００９４】
次に、画像形成部５２における画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋについて詳述する。
【００９５】
図８は、本実施形態に係るプロセスカートリッジ５を備える画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５８Ｙとマゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット５８Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット５８Ｃ，５８Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００９６】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、トナー像を保持させる像保持体としての電子写真感光体２０、帯電部材である帯電ローラ２２を用いて電子写真感光体２０を帯電させる帯電器８６、帯電器８６によって帯電され、光学系ユニット６４からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって電子写真感光体２０上に形成された静電潜像を現像ローラ２４によって現像する現像器８７、中間転写ベルト６０を挟んで電子写真感光体２０に対向して設けられ、電子写真感光体２０上に現像されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写する一次転写ローラ８８、転写後に電子写真感光体２０上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置７３を備えている。
【００９７】
更に、前述した実施形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、これに限定する必要はなく、例えば、電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置に使用することも可能である。
【実施例】
【００９８】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００９９】
（実施例１）
２０ｍｍ×２０ｍｍ×２５０ｍｍの大きさにカットされた、密度７０ｋｇ／ｍ３、セル数６０個／２５ｍｍ、引っ張り強度２００Ｋｐａのウレタンフォーム（平均孔径０．４ｍｍ）に、ＳＵＳ３０３からなる外径φ５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの芯材を挿入し、ホットメルト接着剤で芯材とウレタンフォームを接着したのち、芯材両端からそれぞれ５ｍｍ位置までのウレタンフォームを切り落とし、弾性ローラ素材を得た。弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら１００ｒｐｍで回転させるとともに、図４に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザ（波長５３２ｎｍ）を用いて照射し、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で弾性ローラ素材軸方向に２往復させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、弾性ローラ表面の凹部と凸部との最大長Ｌをレーザ顕微鏡を用いて測定した。その結果、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍであった。また、外形精度は±１．５％、振れ精度は１．０％であった。
【０１００】
弾性ローラの弾性層表面の凸部形状は光学顕微鏡（ニコン社製、ＳＭＺ−Ｕ、使用倍率：２００倍）を用いて観察した。凹部と凸部との最大距離Ｌはレーザ顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ９５１０、使用倍率：２００倍）を用いて、弾性ローラ表面の２５ｍｍ幅を観察し、凹部と凸部との最大距離Ｌを１０点の平均値として測定した。
【０１０１】
弾性ローラの外径精度及び振れ精度は、２３．０℃±５℃の環境下でレーザ測定器（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製、ＬＳＭ−６０００）を用いて軸方向測定（軸方向を等間隔に５等分し、それぞれの軸方向中央部について、回転速度５０ｒｐｍ、平均化回数５１２回の条件）で測定した。
【０１０２】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に帯電ローラのクリーニングローラとして搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で富士ゼロックスオフィスサプライ製Ｐ紙を用い、連続１０，０００枚の３０％ハーフトーン画像形成テストを行った。目視により以下の基準で評価したところ、１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０３】
［評価基準］
◎：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、画質欠陥発生なし
○：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生１箇所以上３箇所以下
△：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生４箇所以上５箇所以下
×：Ａ４サイズ紙１０，０００枚の画像形成テストの結果、１０，０００枚目で画質欠陥発生６箇所以上
【０１０４】
（実施例２）
実施例１と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５０ｒｐｍで回転させるとともに、図５に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射し、弾性ローラを３回転させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外径精度は±１．３％、振れ精度は０．５％であった。
【０１０５】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０６】
（実施例３）
２０ｍｍ×２０ｍｍ×２５０ｍｍの大きさにカットされた、密度５７ｋｇ／ｍ３、セル数５５個／２５ｍｍ、引っ張り強度１７０Ｋｐａのウレタンフォーム（平均孔径０．４ｍｍ）に、アルミニウムからなる外径φ５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの芯材を挿入し、ホットメルト接着剤で芯材とウレタンフォームが接着したのち、芯材両端からそれぞれ５ｍｍ位置までのウレタンフォームを切り落とし、弾性ローラ素材を得た。弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら１００ｒｐｍで回転させるとともに、図４に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で弾性ローラ素材軸方向に２往復させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外形精度は±１．５％、振れ精度は１．０％であった。
【０１０７】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１０８】
（実施例４）
実施例３と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５０ｒｐｍで回転させるとともに、図５に示すように弾性ローラ表面へＮｄ−ＹＡＧ波長変換レーザを用いて照射し、弾性ローラを３回転させて切削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．４ｍｍ、外径精度は±１．３％、振れ精度は０．５％であった。
【０１０９】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１０】
（実施例５）
ウレタンフォームとして、平均孔径０．２５ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．２５ｍｍ、外形精度は±１．０％、振れ精度は０．４％であった。
【０１１１】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１２】
（実施例６）
ウレタンフォームとして、平均孔径１．０ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．０ｍｍ、外形精度は±３．０％、振れ精度は２．５％であった。
【０１１３】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。１０，０００枚目まで脱離片起因の画質欠陥は発生しなかった。結果を表１にまとめる。
【０１１４】
（実施例７）
ウレタンフォームとして、平均孔径０．２ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは０．２ｍｍ、外形精度は±１．２％、振れ精度は０．４％であった。
【０１１５】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。その結果、１０，０００枚目で脱離片起因の画質欠陥が１箇所発生した。結果を表１にまとめる。
【０１１６】
（実施例８）
ウレタンフォームとして、平均孔径１．１ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は曲面であった。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．１ｍｍ、外形精度は±２．５％、振れ精度は２．０％であった。
【０１１７】
＜評価＞
これと同じ条件で研削した弾性ローラを帯電ローラのクリーニングローラとして富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ５２５Ａ改造機に搭載し、２０℃／４０％ＲＨ環境下で実施例１と同様にして連続１０，０００枚の画像形成テストを行った。その結果、１０，０００枚目で脱離片起因の画質欠陥が３箇所発生した。結果を表１にまとめる。
【０１１８】
（比較例１）
実施例１と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５００ｒｐｍで回転させるとともに、砥石を前記弾性ローラ素材と同一方向に３０００ｒｐｍで回転させながら、弾性ローラ表面への食い込み量０．５ｍｍで当接し、砥石を弾性ローラ素材軸方向に２往復させて研削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は鋭角な角状の突出部を有していた。また、凹部と凸部との最大長Ｌは１．５ｍｍ、外径精度は±５％、振れ精度は８％であった。
【０１１９】
＜評価＞
実施例１と同様に画質評価を行った。その結果、１枚目に切削粉起因の黒点が５個発生し、１０，０００枚目では３０個の切削粉あるいは脱離片起因の黒点が発生した。結果を表１にまとめる。
【０１２０】
（比較例２）
実施例３と同様の弾性ローラ素材を用いて、弾性ローラ素材の芯材両端を中心ブレが発生しないように支持しながら５００ｒｐｍで回転させるとともに、砥石を前記弾性ローラ素材と同一方向に３０００ｒｐｍで回転させながら、弾性ローラ表面への食い込み量０．５ｍｍで当接し、砥石を弾性ローラ素材軸方向に２往復させて研削処理し、外径φ９ｍｍの弾性ローラを得た。得られた弾性ローラ表面を光学顕微鏡で観察した結果、凸部形状は鋭角な角状の突出部を有していた。また、凹部と凸部との最大長Ｌは２．１ｍｍ、外径精度は±７％、振れ精度は１０％であった。
【０１２１】
＜評価＞
実施例１と同様に画質評価を行った。その結果、１枚目に切削粉起因の黒点が７個発生し、１０，０００枚目では４５個の切削粉あるいは脱離片起因の黒点が発生した。結果を表１にまとめる。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
このように、実施例１〜８の帯電ローラ用クリーニングローラを用いると、画像形成装置内で長期使用にあたっても弾性ローラ表面からの脱離片をほとんど発生させることなく、良好な画像を与えることができた。また、レーザにより切削することにより、弾性ローラの外径精度を３．０％以下、振れ精度を３．０％以下とすることができた。これに対し、比較例１，２の帯電ローラ用クリーニングローラを用いると、長期使用により弾性ローラ表面からの脱離片が発生し、良好な画像を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの一例を示す概略外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置用弾性ローラの表面形状の一例を示す断面模式図である。
【図３】従来の画像形成装置用弾性ローラの表面形状の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置用ローラの製造方法における切削方法の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置用ローラの製造方法における切削方法の他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成ユニットの構成の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 弾性ローラ、５ プロセスカートリッジ、１０ 芯材、１２，４２ 弾性層、１４，４４ 凹部、１６，４６ 凸部、１８ レーザ、２０ 電子写真感光体、２２ 帯電ローラ、２４ 現像ローラ、２６ 転写ローラ、２８ クリーニングブレード、３０ 記録紙、３２ 露光装置、３４ 画像光、５０ 本体、５２ 画像形成部、５４ シート搬送系、５６ 画像処理装置、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ 画像形成ユニット、６０ 中間転写ベルト、６２ 転写ユニット、６４ 光学系ユニット、６６ 定着器、６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋ トナーカートリッジ、７０ 駆動ローラ、７１ 張力付与ローラ、７２ バックアップローラ、７３ クリーニング装置、７３ａ クリーニングブラシ、７３ｂ クリーニングブレード、７７ 給紙装置、８０ 搬送路、８２ 二次転写ローラ、８３ 排出ローラ、８４ 排出受け、８６ 帯電器、８７ 現像器、８８ 一次転写ローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材の外周に弾性層を有し、
前記弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、前記凸部の先端が曲面形状を有することを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項２】
前記凹部と前記凸部との最大距離が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項３】
芯材の外周に弾性層を有し、外径精度が３．０％以下であることを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項４】
芯材の外周に弾性層を有し、振れ精度が３．０％以下であることを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項５】
前記弾性層が発泡体により形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項６】
前記発泡体がポリウレタンフォームであることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項７】
前記弾性ローラが、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項８】
芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
芯材の外周に弾性層を有し、
前記弾性層の外周面が凹部及び凸部を有し、前記凸部の先端が曲面形状を有することを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項２】
前記凹部と前記凸部との最大距離が０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項３】
芯材の外周に弾性層を有し、外径精度が３．０％以下であることを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項４】
芯材の外周に弾性層を有し、振れ精度が３．０％以下であることを特徴とする画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項５】
前記弾性層が発泡体により形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項６】
前記発泡体がポリウレタンフォームであることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項７】
前記弾性ローラが、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラまたは搬送ローラであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラ。
【請求項８】
芯材の外周に設けられた弾性層の外周面をレーザにより切削処理する切削処理工程を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置用弾性ローラを備え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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２７５６６９（Ｐ２００８−２７５６６９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１５６５９（Ｐ２００７−１１５６５９）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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