画像形成装置
【課題】像担持体の非接触帯電において、安定した信頼性のある高精度の帯電ギャップを容易に得ることのできる非接触帯電の帯電ローラを提供する。
【解決手段】帯電ローラ３ａの芯金３ｃの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪み３ｄ,３ｅが形成されている。両窪み３ｄ,３ｅの内側の芯金３ｃの中央部３ｆの外周面には、導電性塗装材を塗装することにより導電層３ｇが形成されているとともに、両窪み３ｄ,３ｅの外側の芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に、絶縁性弾性部材を固定することにより帯電ギャップを設定する絶縁層３ｊ,３ｋが形成されている。
【解決手段】帯電ローラ３ａの芯金３ｃの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪み３ｄ,３ｅが形成されている。両窪み３ｄ,３ｅの内側の芯金３ｃの中央部３ｆの外周面には、導電性塗装材を塗装することにより導電層３ｇが形成されているとともに、両窪み３ｄ,３ｅの外側の芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に、絶縁性弾性部材を固定することにより帯電ギャップを設定する絶縁層３ｊ,３ｋが形成されている。
【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に用いられ、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が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１に開示の帯電ローラは、両端部に形成された凹形状の段差に、それぞれリング状の規制部材がそれらの位相を互いに不一致にして係合されている。この特許文献１に開示の帯電ローラによれば、低コストで必要な精度の帯電ギャップを得ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１０９１５１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に開示の帯電ローラでは、両端部の凹形状の環状の段差を形成するためには、帯電ローラの基材シャフトを一旦研磨した後、更に凹形状の段差の底部を研磨する必要がある。この場合、研磨した段差の深さが一定でかつ基材シャフトの中心軸と環状の段差の底部の中心軸とが一致する（同心となる）ように加工することがきわめて難しく、段差に係合するリング状の規制部材の取付位置を、それらの位相がずれるようにして調整しても、安定した信頼性のある高精度の帯電ギャップが得られるように帯電ローラを製造することは難しいという問題がある。
【０００４】
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、像担持体の非接触帯電において、安定した信頼性のある高精度の帯電ギャップを容易に得ることのできる非接触帯電の帯電ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、導電性シャフト上に導電層が形成されるとともに、この導電層が像担持体に所定の帯電ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラにおいて、前記導電性シャフトの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪みが形成されており、前記窪みの内側の前記導電性シャフトの中央部の外周面に導電性塗装材を塗装することにより前記導電層が形成されているとともに、前記窪みの外側の前記導電性シャフトの両端部の外周面に、絶縁性弾性部材を設けることにより前記帯電ギャップを設定する絶縁層が形成されていることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２の発明は、前記絶縁性弾性部材がゴム部材からなることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記絶縁性弾性部材が熱収縮チューブからなることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記窪みの深さが前記導電層の膜厚より大きく設定されていることを特徴としている。
【０００７】
更に、請求項５の発明は、前記窪みの深さが前記絶縁層の膜厚より大きく設定されていることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記窪みの深さが前記導電層の膜厚と前記絶縁層の膜厚との和より大きく設定されていることを特徴としている。
更に、請求項７の発明は、前記導電性シャフトの前記窪みを形成する縁部が面取りされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
このように構成された本発明の帯電ローラによれば、帯電ギャップを設定する絶縁層を導電性シャフトの外周面に形成しているので、帯電ギャップを安定した信頼性のある高精度に簡単に設定することができる。しかも、導電性シャフトの窪みが直接帯電ギャップに関係しないので、窪みの加工をそれほど高精度に行う必要がなく、帯電ローラを安価に製造することができる。
【０００９】
また、導電性シャフトの両端部にそれぞれ形成された環状の窪み内を導電性塗装材および絶縁性弾性部材により被覆されるようになるが、両窪みの導電性塗装材による被覆部分は、絶縁層が像担持体に当接した状態では像担持体から距離遠くなって非接触帯電の帯電ギャップを形成しなく像担持体へ放電しないので、非接触帯電に寄与しない。したがって、両窪みを導電性塗装材の塗装境界の目標として使用することができるとともに絶縁性弾性部材の固定境界の目標として使用することができ、導電性塗装材の塗装および絶縁性弾性部材の固定を容易にかつ高精度に行うことができる。
【００１０】
更に、導電性シャフトの両端部にこれらの窪みが形成されない場合は、図２（ｃ）に示すように両端部に絶縁性弾性部材を例えば接着剤で固定して絶縁層を形成したとき、絶縁層の内側端部の膜厚が接着剤の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となったり、あるいは絶縁性弾性部材として熱収縮チューブを用いて絶縁層を形成したとき、絶縁層の内側端部の膜厚が熱収縮チューブの収縮で厚くなる傾向となったりするため、ギャップ部を構成する絶縁層の一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップを設定することができない。これに対して、本発明の帯電ローラによれば、導電性シャフトの両端部に窪みを形成しているので、導電性塗装材および絶縁性弾性部材がこれらの窪み内にも浸入（侵入）するので、導電性塗装材の塗装乾燥後および絶縁性弾性部材の固定後に導電層および絶縁層の端部の膜厚が厚くなる傾向が生じても、これらの傾向が両窪みで吸収されるので、帯電部を構成する導電層の膜厚およびギャップ部を構成する絶縁層の膜厚を、いずれも一定に形成することができる。したがって、より一層良好な帯電を行うことが可能となる。
【００１１】
特に、請求項４ないし７の発明によれば、両窪みの深さを、導電層の膜厚よりも大きく、あるいは各絶縁層の膜厚よりも大きく、あるいは導電層の膜厚と各絶縁層の膜厚との和よりも大きく設定しているので、したがって、これらの導電性塗装材あるいは絶縁性弾性部材が両窪みから突出するのを防止でき、両絶縁層による帯電ギャップの形成を高精度にかつ安定して形成することが可能となる。その場合、請求項６の発明によれば、両窪みをこれらが導電性塗装材および絶縁性弾性部材で重ねて被覆されたときに想定される膜厚より深くすることができる。したがって、これらの導電性塗装材および絶縁性弾性部材が両窪みから突出するのを更に効果的に防止できる。このように、両窪みの深さを、導電層よび絶縁層の端部の膜厚が厚くなる傾向を考慮して設定することで、安定した高精度の帯電ギャップをより確実に形成することができる。
【００１２】
また、請求項７の発明によれば、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部をいずれも面取りしているので、この縁部において、導電性シャフトの外周面から両窪み面への勾配を急変させることはない。したがって、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部も導電性塗装材および絶縁性弾性部材によって確実に被覆することができる。これにより、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部からの電荷のリークをより確実に防止できるとともに、その分導電層の膜厚を薄くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、本発明にかかる非接触帯電ローラの実施の形態の一例を備えた画像形成装置の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【００１４】
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。
【００１５】
帯電装置３は、本実施の形態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３ｂを有している。そして、帯電ローラ３ａにより感光体２を一様帯電するとともに、クリーニング部材３ｂ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。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、非接触の帯電ローラ３ａは芯金３ｃを備えており、この芯金３ｃ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。
【００１７】
芯金３ｃの両端部の外周面には、それぞれ環状の窪み３ｄ,３ｅが形成されている。これらの窪み３ｄ,３ｅの内側の芯金３ｃの中央部３ｆ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導電層３ｇが形成されている。その場合、導電性塗装材は両窪み３ｄ,３ｅ内にも浸入して芯金３ｃの両窪み３ｄ,３ｅ形成部分も部分的に被覆するようになる。この導電層３ｇは、感光体２に対して所定の帯電ギャップＧで非接触帯電を行う帯電部を構成している。
【００１８】
また、窪み３ｄ,３ｅの外側の芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面には、それぞれ、絶縁性弾性部材を固定することにより絶縁層３ｊ,３ｋが形成されている。その場合、絶縁性弾性部材は両窪み３ｄ,３ｅ内にも侵入して芯金３ｃの両窪み３ｄ,３ｅ形成部分も部分的に被覆するととともに、芯金３ｃの両端面も被覆するようになる。これらの絶縁層３ｊ,３ｋの外径は互いに等しく設定されている。両絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚は導電層３ｇの膜厚より大きく設定されている。したがって、これらの絶縁層３ｊ,３ｋは、感光体２に当接して導電層３ｇと感光体２との間に、これらの膜厚の差に基づく所定の帯電ギャップＧを設定するギャップ部を構成している。このように、ギャップ部材である絶縁性弾性部材からなる絶縁層３ｊ,３ｋが芯金３ｃの外周面（表面）に形成されている。
【００１９】
そして、図２（ｂ）に示すように窪み３ｄの深さｔ1は、導電層３ｇの膜厚ｔ2と絶縁層３ｊの膜厚ｔ3との和よりも大きく設定されている［ｔ1 ＞ （ｔ2 ＋ ｔ3 ）］。したがって、窪み３ｄの深さｔ1は導電層３ｇの膜厚ｔ2および絶縁層３ｊの膜厚ｔ3のいずれよりも大きく設定される（ｔ1 ＞ ｔ2、ｔ1 ＞ ｔ3、ｔ3 ＞ ｔ2）。
また、芯金３Ｃの窪み３ｄを形成する縁部がいずれも面取り（Ｃカット）ｃを施されている。更に、芯金３ｃの端部３ｈの縁部も面取り（Ｃカット）ｃを施されている。これらの面取りｃは通常Ｒ部と称され、縁部が湾曲面でカットされて丸くされているものである。もちろん、面取りｃは縁部を平らな傾斜面でカットすることで形成することもできる、
【００２０】
なお、図２（ｂ）には一方の端部３ｈ側の窪み３ｄおよび絶縁層３ｊについて示されているが、他方の端部３ｉ側の窪み３ｅおよび絶縁層３ｋについてもそれぞれ端部３ｈ側の窪み３ｄおよび絶縁層３ｊと同じに形成されている。
芯金３ｃに対する導電層３ｇおよび両絶縁層３ｊ,３ｋの各形成はそれらの順序に関係なく、導電層３ｇ先に形成した後に両絶縁層３ｊ,３ｋを形成してもよいし、その逆でもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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８に転写される。そして、トナー像が転写媒体８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８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。
【００２３】
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。
【００２４】
このように構成されたこの例の非接触の帯電ローラ３ａによれば、ギャップ部材である絶縁性弾性部材からなる絶縁層３ｊ,３ｋを芯金３ｃの外周面に形成しているので、帯電ギャップＧを安定した高精度に簡単に設定することができる。しかも、芯金３ｃの窪み３ｄ,３ｅが直接帯電ギャップＧに関係しないので、窪みの加工をそれほど高精度に行う必要がなく、帯電ローラ３ａを安価に製造することができる。
【００２５】
また、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉにそれぞれ形成された環状の窪み３ｄ,３ｅ内を導電性塗装材および絶縁性弾性部材により被覆されるようになるが、両窪み３ｄ,３ｅの導電性塗装材による被覆部分は、絶縁層３ｊ,３ｋが感光体２に当接した状態では感光体２から距離遠くなって非接触帯電の帯電ギャップＧを形成しなく感光体２へ放電しないので、非接触帯電に寄与しない。したがって、両窪み３ｄ,３ｅを導電性塗装材の塗装境界の目標として使用することができるとともに絶縁性弾性部材の固定境界の目標として使用することができ、導電性塗装材の塗装および絶縁性弾性部材の固定を容易にかつ高精度に行うことができる。
【００２６】
更に、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉにこれらの窪み３ｄ,３ｅが形成されない場合は、図２（ｃ）に示すように両端部３ｈ,３ｉに絶縁性弾性部材を、例えば接着剤で固定して絶縁層３ｊ,３ｋを形成したとき、絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が接着剤の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となったり、あるいは絶縁性弾性部材として熱収縮チューブを用いて絶縁層３ｊ,３ｋを形成したとき、絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が熱収縮チューブの収縮で厚くなる傾向となったりするため、ギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップＧを設定することができない。
【００２７】
また、導電層３ｇの両端部の膜厚が導電性塗装材の塗装後の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となるため、導電層３ｇの一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップＧを設定することができない。これに対して、この例の帯電ローラ３ａによれば、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉに窪み３ｄ,３ｅを形成しているので、導電性塗装材および絶縁性弾性部材がこれらの窪み３ｄ,３ｅ内にも浸入（侵入）するので、導電性塗装材の塗装かつ乾燥後および絶縁性弾性部材の固定後に、導電層３ｇおよび絶縁層３ｊ,３ｋの端部の膜厚が厚くなる傾向が生じても、この傾向が両窪み３ｄ,３ｅで吸収されるので、帯電部を構成する導電層３ｇの膜厚およびギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚を、いずれも一定に形成することができる。したがって、より一層良好な帯電を行うことが可能となる。
【００２８】
更に、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部をいずれも面取りｃしているので、この縁部において、芯金３ｃの外周面から両窪み３ｄ,３ｅ面への勾配を急変させることはない。したがって、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部も導電性塗装材および絶縁性弾性部材によって確実に被覆することができる。これにより、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部からの電荷のリークをより確実に防止できるとともに、その分導電層３ｇの膜厚を薄くすることが可能となる。
【００２９】
更に、両窪み３ｄ,３ｅの深さｔ1を、導電層３ｇの膜厚ｔ2と各絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚ｔ3との和よりも大きく設定しているので、両窪み３ｄ,３ｅをこれらが導電性塗装材および絶縁性弾性部材で重ねて被覆されたときに想定される膜厚より深くすることができる。したがって、これらの導電性塗装材および絶縁性弾性部材が両窪み３ｄ,３ｅから突出するのを防止でき、両絶縁層３ｊ,３ｋによる帯電ギャップＧの形成を高精度にかつ安定して形成することが可能となる。このように、両窪み３ｄ,３ｅの深さを、導電層３ｇおよび絶縁層３ｊ,３ｋの端部の膜厚が厚くなる傾向を考慮して設定することで、安定した高精度の帯電ギャップＧをより確実に形成することができる。
【００３０】
図３は本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。なお、前述の図２（ａ）ないし（ｃ）に示す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。
【００３１】
前述の図２（ａ）および（ｂ）に示す例の帯電ローラ３ａでは、両窪み３ｄ,３ｅの内側における芯金３ｃの中央部３ｆの外周面に導電層３ｇを形成するとともに、両窪み３ｄ,３ｅの外側における芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に絶縁層３ｊ,３ｋを形成しているが、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、この例の帯電ローラ３ａでは、導電層３ｇが芯金３ｃの中央部３ｆの外周面、両窪み３ｄ,３ｅにおける芯金３ｃの外周面、および芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面のいずれにも形成されているとともに、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に形成された導電層３の上（外周面）に絶縁層３ｊ,３ｋがそれぞれ形成されている。その場合、両窪み３ｄ,３ｅにおける芯金３ｃの外周面に形成された導電層３ｇには、それぞれ両窪み３ｄ,３ｅに対応して窪み３ｏ,３ｐが形成されており、絶縁性弾性部材はこれらの窪み３ｏ,３ｐ内にも部分的に侵入して設けられている。
【００３２】
この例の帯電ローラ３ａの場合は、芯金３ｃの外周面に導電性塗装材を先に塗装した後に絶縁性弾性部材を固定するようになる。また、この例の帯電ローラ３ａにおいても、図３（ｃ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが設けられないと、前述と同様に絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が絶縁性弾性部材の固定後に厚くなる傾向となるため、ギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの一定の膜厚を形成することができなくなる。
この例の帯電ローラ３ａの他の構成および作用効果は、前述の図２（ａ）および（ｂ）に示す例のそれらと同じである。
【００３３】
次に、本発明の非接触の帯電ローラの実施例および比較例について説明する。本発明に属する実施例および本発明に属さない比較例の各帯電ローラを作製し、これらの帯電ローラ３ａを用いて、本発明の帯電ローラ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帯電ローラおよび実験結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１において、Ｎｏ. １〜１５は、図２（ａ）,（ｂ）および図３（ａ）,（ｂ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが形成された実施例の帯電ローラであり、Ｎｏ. １６〜１８は、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが形成されない比較例の帯電ローラである。各実施例のうち、Ｎｏ. １〜９は窪み３ｄ,３ｅの縁部にＣカットが施されたものであり、Ｎｏ. １０〜１５は窪み３ｄ,３ｅの縁部にＣカットが施されずストレートに形成されたものである。
【００３６】
各例の帯電ローラの芯金のシャフト径（芯金３ｃの導電層３ｇが形成される部分の直径）は、いずれもφ８ｍｍである。この芯金３ｃは、ＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施したものを用いた。芯金に形成した窪みは、Ｎｏ. １、４、７、１０，１１、１４、および１５の帯電ローラについては１００μｍに設定し、また、Ｎｏ. ２、５、８、および１２の帯電ローラについては１２５μｍに設定し、更に、Ｎｏ. ３、６、９、および１３の帯電ローラについては１５０μｍに設定した。
また、導電性塗装材および絶縁性弾性部材は、表２に示すものを用いた。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２に示すように、導電性塗装材は、導電性ＳｎＯ2を１９重量％（ｗｔ％）、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂を１８ｗｔ％、イオン導電材３ｗｔ％、および水６０ｗｔ％を混合した塗装液である。導電性ＳｎＯ2は、表３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。
【００３９】
【表３】
【００４０】
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。
【００４１】
更に、絶縁層３ｊ,３ｋを構成するギャップ部材である絶縁性弾性部材は、ギャップ部材(1)がＰＥＴ製熱収縮チューブであり、ギャップ部材(2)がポリウレタン（ＰＵ）樹脂製の弾性ゴムである。その場合、ＰＥＴ製熱収縮チューブは固定前の膜厚が５０μｍであり、固定後の膜厚が２０μｍである（すなわち、帯電ギャップＧは２０μｍである）。
【００４２】
そして、各例の帯電ローラの製造方法は、Ｎｏ. １ないし３、１０ないし１３、および１６の帯電ローラについては、まず絶縁性弾性部材を芯金の両端部に固定して絶縁層を形成した後、次に導電性塗装材を芯金の中央部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成する製造方法(1)で製造した。また、Ｎｏ. ４ないし６、１４、および１７の帯電ローラについては、まず導電性塗装材を芯金の中央部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成した後、次に絶縁性弾性部材を芯金の両端部に固定して絶縁層を形成する製造方法(2)で製造した。この製造方法(2)では、絶縁層と芯金との間には導電層は存在しない。更に、Ｎｏ. ７ないし９、１５、および１８の帯電ローラについては、まず導電性塗装材を芯金の中央部、窪み、および両端部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成した後、次に絶縁性弾性部材を芯金の両端部の導電層の上に固定して絶縁層を形成する製造方法(3)で製造した。この製造方法(3)では、絶縁層と芯金との間には導電層は存在する。なお、表１では製造方法を○１ないし○３で記載しているが、これらはそれぞれ前述の製造方法(1)ないし(3)である。また、表１および表２ではギャップ部材を○１および○２で記載しているが、これらはそれぞれ前述のギャップ部材(1)および(2)である。
【００４３】
感光体はセイコーエプソン株式会社製のＬＰ−９０００Ｃと同じ材料のものを用いて感光層の膜厚をいずれも２３μｍに設定し、感光体の直径は、φ２４ｍｍに設定し、感光体の周速は２５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００４４】
画像形成装置の実験装置は前述のＬＰ−９０００Ｃと同じ構成となるように構成した。帯電ローラ３ａの印加電圧ＶC（Ｖ）は、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＝１８００Ｖ、ｆ＝１.５ｋＨｚ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の普通紙にハーフトーン２５％のベタ印字を行い、１０ｋ（１００００）枚のモノクロ耐久試験を行った。
【００４５】
目視で所望の（実用に供し得る）印字濃度の画像が得られて帯電が良好であると判断したものを○で表し、リークにより感光体に孔が開いたものおよび絶縁性弾性部材が外れて（帯電ローラの軸方向に位置ずれして）帯電不良を生じたものを不良であると判断し、×で表した。
【００４６】
Ｎｏ. １〜９、および１１〜１５の各実施例の帯電ローラでは、いずれも○で良好な帯電が得られた。なお、Ｎｏ. １０の実施例の帯電ローラでは、導電層の膜厚が薄すぎたため、窪みの縁部に導電層が形成されず、窪みの縁部における芯金が剥き出しになってしまい、印字開始直後から電荷のリークが生じてしまい、不良の結果となった。これは、本発明の芯金に窪みを設けたことによるものではなく、導電層の膜厚が薄すぎたことに起因するものである。したがって、導電層の膜厚は所定の厚みに設定する必要があるが、この膜厚は必要に応じて適宜設定すればよい。また、電荷のリークを防止するためには、窪みの縁部に面取り（Ｃカット）を施して窪みの縁部に導電層を確実に形成することが好ましいことが分かった。
【００４７】
更に、窪みが形成されないＮｏ. １６〜１８の比較例の帯電ローラでは、いずれも、１０ｋ枚までの印字において、絶縁層を構成する絶縁性弾性部材が正規の位置から帯電ローラの軸方向に外れて帯電不良を生じてしまい、不良の結果となった。
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３の両端部に窪みを設けることで、前述の本発明の効果が得られることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の帯電ローラは、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に用いられ、感光体に対して所定の帯電ギャップを置いて、この感光体を非接触帯電する帯電ローラであって、金属シャフトの上に帯電部である導電層が形成された帯電ローラに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明にかかる非接触帯電ローラの実施の形態の一例を備えた画像形成装置の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図２】本発明の帯電ローラの実施の形態の一例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。
【図３】本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…画像形成装置、２…感光体、３…非接触帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｃ…芯金（金属シャフト）、３ｄ,３ｅ…窪み、３ｇ…導電層、３ｊ,３ｋ…絶縁層、ｃ…面取り（Ｃカット）
【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に用いられ、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が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１に開示の帯電ローラは、両端部に形成された凹形状の段差に、それぞれリング状の規制部材がそれらの位相を互いに不一致にして係合されている。この特許文献１に開示の帯電ローラによれば、低コストで必要な精度の帯電ギャップを得ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１０９１５１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に開示の帯電ローラでは、両端部の凹形状の環状の段差を形成するためには、帯電ローラの基材シャフトを一旦研磨した後、更に凹形状の段差の底部を研磨する必要がある。この場合、研磨した段差の深さが一定でかつ基材シャフトの中心軸と環状の段差の底部の中心軸とが一致する（同心となる）ように加工することがきわめて難しく、段差に係合するリング状の規制部材の取付位置を、それらの位相がずれるようにして調整しても、安定した信頼性のある高精度の帯電ギャップが得られるように帯電ローラを製造することは難しいという問題がある。
【０００４】
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、像担持体の非接触帯電において、安定した信頼性のある高精度の帯電ギャップを容易に得ることのできる非接触帯電の帯電ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、導電性シャフト上に導電層が形成されるとともに、この導電層が像担持体に所定の帯電ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラにおいて、前記導電性シャフトの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪みが形成されており、前記窪みの内側の前記導電性シャフトの中央部の外周面に導電性塗装材を塗装することにより前記導電層が形成されているとともに、前記窪みの外側の前記導電性シャフトの両端部の外周面に、絶縁性弾性部材を設けることにより前記帯電ギャップを設定する絶縁層が形成されていることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２の発明は、前記絶縁性弾性部材がゴム部材からなることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記絶縁性弾性部材が熱収縮チューブからなることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記窪みの深さが前記導電層の膜厚より大きく設定されていることを特徴としている。
【０００７】
更に、請求項５の発明は、前記窪みの深さが前記絶縁層の膜厚より大きく設定されていることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記窪みの深さが前記導電層の膜厚と前記絶縁層の膜厚との和より大きく設定されていることを特徴としている。
更に、請求項７の発明は、前記導電性シャフトの前記窪みを形成する縁部が面取りされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
このように構成された本発明の帯電ローラによれば、帯電ギャップを設定する絶縁層を導電性シャフトの外周面に形成しているので、帯電ギャップを安定した信頼性のある高精度に簡単に設定することができる。しかも、導電性シャフトの窪みが直接帯電ギャップに関係しないので、窪みの加工をそれほど高精度に行う必要がなく、帯電ローラを安価に製造することができる。
【０００９】
また、導電性シャフトの両端部にそれぞれ形成された環状の窪み内を導電性塗装材および絶縁性弾性部材により被覆されるようになるが、両窪みの導電性塗装材による被覆部分は、絶縁層が像担持体に当接した状態では像担持体から距離遠くなって非接触帯電の帯電ギャップを形成しなく像担持体へ放電しないので、非接触帯電に寄与しない。したがって、両窪みを導電性塗装材の塗装境界の目標として使用することができるとともに絶縁性弾性部材の固定境界の目標として使用することができ、導電性塗装材の塗装および絶縁性弾性部材の固定を容易にかつ高精度に行うことができる。
【００１０】
更に、導電性シャフトの両端部にこれらの窪みが形成されない場合は、図２（ｃ）に示すように両端部に絶縁性弾性部材を例えば接着剤で固定して絶縁層を形成したとき、絶縁層の内側端部の膜厚が接着剤の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となったり、あるいは絶縁性弾性部材として熱収縮チューブを用いて絶縁層を形成したとき、絶縁層の内側端部の膜厚が熱収縮チューブの収縮で厚くなる傾向となったりするため、ギャップ部を構成する絶縁層の一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップを設定することができない。これに対して、本発明の帯電ローラによれば、導電性シャフトの両端部に窪みを形成しているので、導電性塗装材および絶縁性弾性部材がこれらの窪み内にも浸入（侵入）するので、導電性塗装材の塗装乾燥後および絶縁性弾性部材の固定後に導電層および絶縁層の端部の膜厚が厚くなる傾向が生じても、これらの傾向が両窪みで吸収されるので、帯電部を構成する導電層の膜厚およびギャップ部を構成する絶縁層の膜厚を、いずれも一定に形成することができる。したがって、より一層良好な帯電を行うことが可能となる。
【００１１】
特に、請求項４ないし７の発明によれば、両窪みの深さを、導電層の膜厚よりも大きく、あるいは各絶縁層の膜厚よりも大きく、あるいは導電層の膜厚と各絶縁層の膜厚との和よりも大きく設定しているので、したがって、これらの導電性塗装材あるいは絶縁性弾性部材が両窪みから突出するのを防止でき、両絶縁層による帯電ギャップの形成を高精度にかつ安定して形成することが可能となる。その場合、請求項６の発明によれば、両窪みをこれらが導電性塗装材および絶縁性弾性部材で重ねて被覆されたときに想定される膜厚より深くすることができる。したがって、これらの導電性塗装材および絶縁性弾性部材が両窪みから突出するのを更に効果的に防止できる。このように、両窪みの深さを、導電層よび絶縁層の端部の膜厚が厚くなる傾向を考慮して設定することで、安定した高精度の帯電ギャップをより確実に形成することができる。
【００１２】
また、請求項７の発明によれば、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部をいずれも面取りしているので、この縁部において、導電性シャフトの外周面から両窪み面への勾配を急変させることはない。したがって、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部も導電性塗装材および絶縁性弾性部材によって確実に被覆することができる。これにより、両窪みを形成する導電性シャフトの縁部からの電荷のリークをより確実に防止できるとともに、その分導電層の膜厚を薄くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、本発明にかかる非接触帯電ローラの実施の形態の一例を備えた画像形成装置の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【００１４】
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。
【００１５】
帯電装置３は、本実施の形態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３ｂを有している。そして、帯電ローラ３ａにより感光体２を一様帯電するとともに、クリーニング部材３ｂ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。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、非接触の帯電ローラ３ａは芯金３ｃを備えており、この芯金３ｃ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。
【００１７】
芯金３ｃの両端部の外周面には、それぞれ環状の窪み３ｄ,３ｅが形成されている。これらの窪み３ｄ,３ｅの内側の芯金３ｃの中央部３ｆ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導電層３ｇが形成されている。その場合、導電性塗装材は両窪み３ｄ,３ｅ内にも浸入して芯金３ｃの両窪み３ｄ,３ｅ形成部分も部分的に被覆するようになる。この導電層３ｇは、感光体２に対して所定の帯電ギャップＧで非接触帯電を行う帯電部を構成している。
【００１８】
また、窪み３ｄ,３ｅの外側の芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面には、それぞれ、絶縁性弾性部材を固定することにより絶縁層３ｊ,３ｋが形成されている。その場合、絶縁性弾性部材は両窪み３ｄ,３ｅ内にも侵入して芯金３ｃの両窪み３ｄ,３ｅ形成部分も部分的に被覆するととともに、芯金３ｃの両端面も被覆するようになる。これらの絶縁層３ｊ,３ｋの外径は互いに等しく設定されている。両絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚は導電層３ｇの膜厚より大きく設定されている。したがって、これらの絶縁層３ｊ,３ｋは、感光体２に当接して導電層３ｇと感光体２との間に、これらの膜厚の差に基づく所定の帯電ギャップＧを設定するギャップ部を構成している。このように、ギャップ部材である絶縁性弾性部材からなる絶縁層３ｊ,３ｋが芯金３ｃの外周面（表面）に形成されている。
【００１９】
そして、図２（ｂ）に示すように窪み３ｄの深さｔ1は、導電層３ｇの膜厚ｔ2と絶縁層３ｊの膜厚ｔ3との和よりも大きく設定されている［ｔ1 ＞ （ｔ2 ＋ ｔ3 ）］。したがって、窪み３ｄの深さｔ1は導電層３ｇの膜厚ｔ2および絶縁層３ｊの膜厚ｔ3のいずれよりも大きく設定される（ｔ1 ＞ ｔ2、ｔ1 ＞ ｔ3、ｔ3 ＞ ｔ2）。
また、芯金３Ｃの窪み３ｄを形成する縁部がいずれも面取り（Ｃカット）ｃを施されている。更に、芯金３ｃの端部３ｈの縁部も面取り（Ｃカット）ｃを施されている。これらの面取りｃは通常Ｒ部と称され、縁部が湾曲面でカットされて丸くされているものである。もちろん、面取りｃは縁部を平らな傾斜面でカットすることで形成することもできる、
【００２０】
なお、図２（ｂ）には一方の端部３ｈ側の窪み３ｄおよび絶縁層３ｊについて示されているが、他方の端部３ｉ側の窪み３ｅおよび絶縁層３ｋについてもそれぞれ端部３ｈ側の窪み３ｄおよび絶縁層３ｊと同じに形成されている。
芯金３ｃに対する導電層３ｇおよび両絶縁層３ｊ,３ｋの各形成はそれらの順序に関係なく、導電層３ｇ先に形成した後に両絶縁層３ｊ,３ｋを形成してもよいし、その逆でもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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８に転写される。そして、トナー像が転写媒体８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８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。
【００２３】
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。
【００２４】
このように構成されたこの例の非接触の帯電ローラ３ａによれば、ギャップ部材である絶縁性弾性部材からなる絶縁層３ｊ,３ｋを芯金３ｃの外周面に形成しているので、帯電ギャップＧを安定した高精度に簡単に設定することができる。しかも、芯金３ｃの窪み３ｄ,３ｅが直接帯電ギャップＧに関係しないので、窪みの加工をそれほど高精度に行う必要がなく、帯電ローラ３ａを安価に製造することができる。
【００２５】
また、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉにそれぞれ形成された環状の窪み３ｄ,３ｅ内を導電性塗装材および絶縁性弾性部材により被覆されるようになるが、両窪み３ｄ,３ｅの導電性塗装材による被覆部分は、絶縁層３ｊ,３ｋが感光体２に当接した状態では感光体２から距離遠くなって非接触帯電の帯電ギャップＧを形成しなく感光体２へ放電しないので、非接触帯電に寄与しない。したがって、両窪み３ｄ,３ｅを導電性塗装材の塗装境界の目標として使用することができるとともに絶縁性弾性部材の固定境界の目標として使用することができ、導電性塗装材の塗装および絶縁性弾性部材の固定を容易にかつ高精度に行うことができる。
【００２６】
更に、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉにこれらの窪み３ｄ,３ｅが形成されない場合は、図２（ｃ）に示すように両端部３ｈ,３ｉに絶縁性弾性部材を、例えば接着剤で固定して絶縁層３ｊ,３ｋを形成したとき、絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が接着剤の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となったり、あるいは絶縁性弾性部材として熱収縮チューブを用いて絶縁層３ｊ,３ｋを形成したとき、絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が熱収縮チューブの収縮で厚くなる傾向となったりするため、ギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップＧを設定することができない。
【００２７】
また、導電層３ｇの両端部の膜厚が導電性塗装材の塗装後の乾燥時の表面張力で厚くなる傾向となるため、導電層３ｇの一定の膜厚を形成すること、つまり一定の帯電ギャップＧを設定することができない。これに対して、この例の帯電ローラ３ａによれば、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉに窪み３ｄ,３ｅを形成しているので、導電性塗装材および絶縁性弾性部材がこれらの窪み３ｄ,３ｅ内にも浸入（侵入）するので、導電性塗装材の塗装かつ乾燥後および絶縁性弾性部材の固定後に、導電層３ｇおよび絶縁層３ｊ,３ｋの端部の膜厚が厚くなる傾向が生じても、この傾向が両窪み３ｄ,３ｅで吸収されるので、帯電部を構成する導電層３ｇの膜厚およびギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚を、いずれも一定に形成することができる。したがって、より一層良好な帯電を行うことが可能となる。
【００２８】
更に、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部をいずれも面取りｃしているので、この縁部において、芯金３ｃの外周面から両窪み３ｄ,３ｅ面への勾配を急変させることはない。したがって、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部も導電性塗装材および絶縁性弾性部材によって確実に被覆することができる。これにより、両窪み３ｄ,３ｅを形成する芯金３ｃの縁部からの電荷のリークをより確実に防止できるとともに、その分導電層３ｇの膜厚を薄くすることが可能となる。
【００２９】
更に、両窪み３ｄ,３ｅの深さｔ1を、導電層３ｇの膜厚ｔ2と各絶縁層３ｊ,３ｋの膜厚ｔ3との和よりも大きく設定しているので、両窪み３ｄ,３ｅをこれらが導電性塗装材および絶縁性弾性部材で重ねて被覆されたときに想定される膜厚より深くすることができる。したがって、これらの導電性塗装材および絶縁性弾性部材が両窪み３ｄ,３ｅから突出するのを防止でき、両絶縁層３ｊ,３ｋによる帯電ギャップＧの形成を高精度にかつ安定して形成することが可能となる。このように、両窪み３ｄ,３ｅの深さを、導電層３ｇおよび絶縁層３ｊ,３ｋの端部の膜厚が厚くなる傾向を考慮して設定することで、安定した高精度の帯電ギャップＧをより確実に形成することができる。
【００３０】
図３は本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。なお、前述の図２（ａ）ないし（ｃ）に示す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。
【００３１】
前述の図２（ａ）および（ｂ）に示す例の帯電ローラ３ａでは、両窪み３ｄ,３ｅの内側における芯金３ｃの中央部３ｆの外周面に導電層３ｇを形成するとともに、両窪み３ｄ,３ｅの外側における芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に絶縁層３ｊ,３ｋを形成しているが、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、この例の帯電ローラ３ａでは、導電層３ｇが芯金３ｃの中央部３ｆの外周面、両窪み３ｄ,３ｅにおける芯金３ｃの外周面、および芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面のいずれにも形成されているとともに、芯金３ｃの両端部３ｈ,３ｉの外周面に形成された導電層３の上（外周面）に絶縁層３ｊ,３ｋがそれぞれ形成されている。その場合、両窪み３ｄ,３ｅにおける芯金３ｃの外周面に形成された導電層３ｇには、それぞれ両窪み３ｄ,３ｅに対応して窪み３ｏ,３ｐが形成されており、絶縁性弾性部材はこれらの窪み３ｏ,３ｐ内にも部分的に侵入して設けられている。
【００３２】
この例の帯電ローラ３ａの場合は、芯金３ｃの外周面に導電性塗装材を先に塗装した後に絶縁性弾性部材を固定するようになる。また、この例の帯電ローラ３ａにおいても、図３（ｃ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが設けられないと、前述と同様に絶縁層３ｊ,３ｋの内側端部３ｍ,３ｎの膜厚が絶縁性弾性部材の固定後に厚くなる傾向となるため、ギャップ部を構成する絶縁層３ｊ,３ｋの一定の膜厚を形成することができなくなる。
この例の帯電ローラ３ａの他の構成および作用効果は、前述の図２（ａ）および（ｂ）に示す例のそれらと同じである。
【００３３】
次に、本発明の非接触の帯電ローラの実施例および比較例について説明する。本発明に属する実施例および本発明に属さない比較例の各帯電ローラを作製し、これらの帯電ローラ３ａを用いて、本発明の帯電ローラ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帯電ローラおよび実験結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１において、Ｎｏ. １〜１５は、図２（ａ）,（ｂ）および図３（ａ）,（ｂ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが形成された実施例の帯電ローラであり、Ｎｏ. １６〜１８は、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように芯金３ｃの両端部に窪み３ｄ,３ｅが形成されない比較例の帯電ローラである。各実施例のうち、Ｎｏ. １〜９は窪み３ｄ,３ｅの縁部にＣカットが施されたものであり、Ｎｏ. １０〜１５は窪み３ｄ,３ｅの縁部にＣカットが施されずストレートに形成されたものである。
【００３６】
各例の帯電ローラの芯金のシャフト径（芯金３ｃの導電層３ｇが形成される部分の直径）は、いずれもφ８ｍｍである。この芯金３ｃは、ＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施したものを用いた。芯金に形成した窪みは、Ｎｏ. １、４、７、１０，１１、１４、および１５の帯電ローラについては１００μｍに設定し、また、Ｎｏ. ２、５、８、および１２の帯電ローラについては１２５μｍに設定し、更に、Ｎｏ. ３、６、９、および１３の帯電ローラについては１５０μｍに設定した。
また、導電性塗装材および絶縁性弾性部材は、表２に示すものを用いた。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２に示すように、導電性塗装材は、導電性ＳｎＯ2を１９重量％（ｗｔ％）、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂を１８ｗｔ％、イオン導電材３ｗｔ％、および水６０ｗｔ％を混合した塗装液である。導電性ＳｎＯ2は、表３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。
【００３９】
【表３】
【００４０】
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。
【００４１】
更に、絶縁層３ｊ,３ｋを構成するギャップ部材である絶縁性弾性部材は、ギャップ部材(1)がＰＥＴ製熱収縮チューブであり、ギャップ部材(2)がポリウレタン（ＰＵ）樹脂製の弾性ゴムである。その場合、ＰＥＴ製熱収縮チューブは固定前の膜厚が５０μｍであり、固定後の膜厚が２０μｍである（すなわち、帯電ギャップＧは２０μｍである）。
【００４２】
そして、各例の帯電ローラの製造方法は、Ｎｏ. １ないし３、１０ないし１３、および１６の帯電ローラについては、まず絶縁性弾性部材を芯金の両端部に固定して絶縁層を形成した後、次に導電性塗装材を芯金の中央部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成する製造方法(1)で製造した。また、Ｎｏ. ４ないし６、１４、および１７の帯電ローラについては、まず導電性塗装材を芯金の中央部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成した後、次に絶縁性弾性部材を芯金の両端部に固定して絶縁層を形成する製造方法(2)で製造した。この製造方法(2)では、絶縁層と芯金との間には導電層は存在しない。更に、Ｎｏ. ７ないし９、１５、および１８の帯電ローラについては、まず導電性塗装材を芯金の中央部、窪み、および両端部にスプレー塗装により塗装して導電層を形成した後、次に絶縁性弾性部材を芯金の両端部の導電層の上に固定して絶縁層を形成する製造方法(3)で製造した。この製造方法(3)では、絶縁層と芯金との間には導電層は存在する。なお、表１では製造方法を○１ないし○３で記載しているが、これらはそれぞれ前述の製造方法(1)ないし(3)である。また、表１および表２ではギャップ部材を○１および○２で記載しているが、これらはそれぞれ前述のギャップ部材(1)および(2)である。
【００４３】
感光体はセイコーエプソン株式会社製のＬＰ−９０００Ｃと同じ材料のものを用いて感光層の膜厚をいずれも２３μｍに設定し、感光体の直径は、φ２４ｍｍに設定し、感光体の周速は２５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００４４】
画像形成装置の実験装置は前述のＬＰ−９０００Ｃと同じ構成となるように構成した。帯電ローラ３ａの印加電圧ＶC（Ｖ）は、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＝１８００Ｖ、ｆ＝１.５ｋＨｚ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の普通紙にハーフトーン２５％のベタ印字を行い、１０ｋ（１００００）枚のモノクロ耐久試験を行った。
【００４５】
目視で所望の（実用に供し得る）印字濃度の画像が得られて帯電が良好であると判断したものを○で表し、リークにより感光体に孔が開いたものおよび絶縁性弾性部材が外れて（帯電ローラの軸方向に位置ずれして）帯電不良を生じたものを不良であると判断し、×で表した。
【００４６】
Ｎｏ. １〜９、および１１〜１５の各実施例の帯電ローラでは、いずれも○で良好な帯電が得られた。なお、Ｎｏ. １０の実施例の帯電ローラでは、導電層の膜厚が薄すぎたため、窪みの縁部に導電層が形成されず、窪みの縁部における芯金が剥き出しになってしまい、印字開始直後から電荷のリークが生じてしまい、不良の結果となった。これは、本発明の芯金に窪みを設けたことによるものではなく、導電層の膜厚が薄すぎたことに起因するものである。したがって、導電層の膜厚は所定の厚みに設定する必要があるが、この膜厚は必要に応じて適宜設定すればよい。また、電荷のリークを防止するためには、窪みの縁部に面取り（Ｃカット）を施して窪みの縁部に導電層を確実に形成することが好ましいことが分かった。
【００４７】
更に、窪みが形成されないＮｏ. １６〜１８の比較例の帯電ローラでは、いずれも、１０ｋ枚までの印字において、絶縁層を構成する絶縁性弾性部材が正規の位置から帯電ローラの軸方向に外れて帯電不良を生じてしまい、不良の結果となった。
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３の両端部に窪みを設けることで、前述の本発明の効果が得られることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の帯電ローラは、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に用いられ、感光体に対して所定の帯電ギャップを置いて、この感光体を非接触帯電する帯電ローラであって、金属シャフトの上に帯電部である導電層が形成された帯電ローラに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明にかかる非接触帯電ローラの実施の形態の一例を備えた画像形成装置の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図２】本発明の帯電ローラの実施の形態の一例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。
【図３】本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例およびその比較例を示し、（ａ）は軸方向に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）における部分拡大断面図、（ｃ）は比較例を示す軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…画像形成装置、２…感光体、３…非接触帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｃ…芯金（金属シャフト）、３ｄ,３ｅ…窪み、３ｇ…導電層、３ｊ,３ｋ…絶縁層、ｃ…面取り（Ｃカット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフト上に導電層が形成されるとともに、この導電層が像担持体に所定の帯電ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラにおいて、
前記導電性シャフトの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪みが形成されており、
前記窪みの内側の前記導電性シャフトの中央部の外周面に導電性塗装材を塗装することにより前記導電層が形成されているとともに、前記窪みの外側の前記導電性シャフトの両端部の外周面に、絶縁性弾性部材を設けることにより前記帯電ギャップを設定する絶縁層が形成されていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
前記絶縁性弾性部材はゴム部材からな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】
前記絶縁性弾性部材は熱収縮チューブからなることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記窪みの深さは、前記導電層の膜厚より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項５】
前記窪みの深さは、前記絶縁層の膜厚より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項６】
前記窪みの深さは、前記導電層の膜厚と前記絶縁層の膜厚との和より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項７】
前記導電性シャフトの前記窪みを形成する縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１記載の帯電ローラ。
【請求項１】
導電性シャフト上に導電層が形成されるとともに、この導電層が像担持体に所定の帯電ギャップを置いて対向するように設けられて前記像担持体を非接触帯電する帯電ローラにおいて、
前記導電性シャフトの両端部の外周面に、それぞれ環状の窪みが形成されており、
前記窪みの内側の前記導電性シャフトの中央部の外周面に導電性塗装材を塗装することにより前記導電層が形成されているとともに、前記窪みの外側の前記導電性シャフトの両端部の外周面に、絶縁性弾性部材を設けることにより前記帯電ギャップを設定する絶縁層が形成されていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
前記絶縁性弾性部材はゴム部材からな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】
前記絶縁性弾性部材は熱収縮チューブからなることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記窪みの深さは、前記導電層の膜厚より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項５】
前記窪みの深さは、前記絶縁層の膜厚より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項６】
前記窪みの深さは、前記導電層の膜厚と前記絶縁層の膜厚との和より大きく設定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記載の帯電ローラ。
【請求項７】
前記導電性シャフトの前記窪みを形成する縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１記載の帯電ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−３４３４７３（Ｐ２００６−３４３４７３Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６８０８６（Ｐ２００５−１６８０８６）
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【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１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月８日（２００５．６．８）
【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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