JP2004117783A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電ローラ52の抵抗層52bを、感光体1の帯電領域Eと対向する領域の抵抗層R1と、感光体1の帯電領域外Fと対向する領域の抵抗層R2・R2とに分ける。抵抗層R2・R2のそれぞれの一部の周面上に間隔保持部材56を設け、外周面を感光体1の表面に摺接させて帯電ローラ52の表面と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する。そして、抵抗層R1の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρcと、抵抗層R2の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρhとを、ρc<ρhの関係となるように設定する。
【選択図】 図1
【解決手段】帯電ローラ52の抵抗層52bを、感光体1の帯電領域Eと対向する領域の抵抗層R1と、感光体1の帯電領域外Fと対向する領域の抵抗層R2・R2とに分ける。抵抗層R2・R2のそれぞれの一部の周面上に間隔保持部材56を設け、外周面を感光体1の表面に摺接させて帯電ローラ52の表面と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する。そして、抵抗層R1の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρcと、抵抗層R2の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρhとを、ρc<ρhの関係となるように設定する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触式の帯電ローラを備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体を帯電させる帯電装置が備えられるが、この帯電装置を非接触帯電ローラ方式としたものがある。例えば、特開2000−139895号公報には、従来のコロナ帯電や接触帯電ローラ方式の帯電に代えて、空隙固定部材によって帯電ローラと感光体との間隔を一定に保った状態で帯電を行うようにした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置の帯電器周辺の構成を図10に示す。
【0003】
同図において、画像形成装置は非接触式の帯電ローラ110および空隙固定部材112を備えている。帯電ローラ110は軸部113を有する芯金114の周囲に導電体115を備えてなる。また、空隙固定部材112は画像形成に用いない領域となる導電体115の両端部に設けられている。空隙固定部材112は感光体120の接触部121と接触し、その厚みによって、導電体115と感光体120の光導電材料部分122との間に微小空隙111を形成している。空隙固定部材112はこのような微小空隙111を形成したまま帯電ローラ110とともに回転する。その回転は感光体120とは独立に行われる。帯電ローラ110は、高圧電源から芯金114に電圧が印加されると、導電体115から微小空隙111を介した放電により感光体120の表面を帯電させる。
【0004】
そして、この公報には、空隙固定部材112として電気抵抗が帯電器の電気抵抗より大きいものを使用することが記載されている。また、空隙固定部材112の表面硬度を感光体120の接触部121の表面硬度以上とすることが記載されている。
【0005】
また、特許公報第2749608号には、図11に示すように、導電部材Mとこれを包囲する抵抗体Rとからなる放電部材が腕Aにより回転可能に保持された状態で、絶縁材料からなる鍔Gを抵抗体Rの両端部の周囲に環状に設けることが開示されている。この鍔Gは、導電性テーブルT上に載置された被帯電体Dの表面に接触し、抵抗体Rと被帯電体Dの表面との間に一定の放電間隔を維持するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような非接触帯電ローラ方式で、帯電ローラに対向する被帯電体に帯電を行う画像形成装置を考えた場合、帯電ローラの回転軸方向端部側に対向する被帯電体の帯電領域外と、帯電ローラの軸方向端部側との間に放電によるリーク電流が流れやすい。例えば前述の図10を用いて説明すると、感光体120の帯電領域外である接触部121と対向する領域の導電体115や、芯金114の端部側は帯電ローラ110の回転軸方向端部側にあるが、これらと感光体120の上記帯電領域外との間で放電が起ってリーク電流が流れる。このようなリーク電流があると、帯電に有効な被帯電体の領域、例えば図10では感光体120の光導電材料部分122における帯電が不安定になったり、不均一になったりする。
【0007】
本発明は、上記の問題に臨みてなされたものであり、その目的は、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、芯金の周囲に抵抗層が設けられた非接触式の帯電ローラを用いて上記帯電ローラと対向する被帯電体を上記抵抗層との間での放電により帯電させ、画像形成を行う画像形成装置において、上記抵抗層は、上記被帯電体の帯電領域と対向する領域の第1抵抗層と上記被帯電体の帯電領域外と対向する領域の第2抵抗層とを有し、帯電ローラ回転軸方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗は、上記第1抵抗層よりも上記第2抵抗層の方が大きいことを特徴としている。
【0009】
上記の発明によれば、第2抵抗層の帯電ローラ半径方向の抵抗は第1抵抗層の帯電ローラ半径方向の抵抗よりも大きいため、芯金と第2抵抗層を介した被帯電体の帯電領域外との間の放電経路の抵抗は大きく、放電が起こりにくくなる。この結果、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することができる。
【0010】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と同一の材質であって帯電ローラ半径方向の厚みが上記第1抵抗層よりも大きいことを特徴としている。
【0011】
上記の発明によれば、第1抵抗層と第2抵抗層とを同一の材質として帯電ローラ半径方向の厚みを第1抵抗層よりも第2抵抗層の方が大きくなるようにすることにより、第2抵抗層の抵抗を大きくする。従って、第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗の大小関係を満たしたまま、材質を区別しない従来と同様の製法で第1抵抗層および第2抵抗層を製造することができる。
【0012】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と異なる材質であって上記第1抵抗層と同時に上記帯電ローラの形状を整える加工が施されていることを特徴としている。
【0013】
上記の発明によれば、第1抵抗層と第2抵抗層とを異なる材質として第2抵抗層の抵抗が大きくなるようにするが、この第1抵抗層と第2抵抗層とに対して同時に帯電ローラの形状を整える加工が施されるので、第1抵抗層と第2抵抗層との加工誤差を最小にすることができる。
【0014】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記芯金との境界面で上記芯金とは電気的に絶縁されるように形成されていることを特徴としている。
【0015】
上記の発明によれば、第2抵抗層は芯金との境界面で芯金とは電気的に絶縁されるように形成されているので、境界面を絶縁層とするなどの単純な構造で、第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。また、境界面で高抵抗とするので、第2抵抗層の厚みを小さくしたい場合にも容易に第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。
【0016】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴としている。
【0017】
上記の発明によれば、芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしているので、芯金の端部側は被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。また、芯金の端部側と被帯電体との距離が大きくなる分、第2抵抗層の厚みを大きくすることにより、この部分の第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。さらに、帯電ローラの製造工程の抵抗層の研磨加工において第2抵抗層が芯金の端部側で太るのを防止しやすくなる。
【0018】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記芯金に上記第2抵抗層が設けられた状態で上記帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴としている。
【0019】
上記の発明によれば、芯金に第2抵抗層が設けられた状態で帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしているので、芯金の端部側のみならず、芯金の端部側に設けられている第2抵抗層も被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電をいっそう良好に防止することができる。
【0020】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っていることを特徴としている。
【0021】
上記の発明によれば、第2抵抗層は芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っているので、芯金の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。
【0022】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層の周面上に設けられ、上記帯電ローラとともに回転して上記被帯電体に摺接することにより、上記第1抵抗層と上記被帯電体との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えていることを特徴としている。
【0023】
上記の発明によれば、間隔保持部材は第2抵抗層と被帯電体の帯電領域外との間に存在して、帯電ローラとともに回転して被帯電体に摺接することにより、第1抵抗層と被帯電体の帯電領域との間隔を所定値に保持する。従って、間隔保持部材による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材が設けられる第2抵抗層を硬い材質とすることができる。また、被帯電体の帯電領域と帯電ローラとの間に異物が挟まってもこの異物を第1抵抗層に吸収するように取り込んで被帯電体を傷付けないようにするために、第1抵抗層を第2抵抗層とは異なって軟らかい材質とすることができる。
【0024】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記帯電ローラは、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に上記被帯電体の端部を越えた位置となるように延びており、上記間隔保持部材は、上記第2抵抗層が上記被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っていることを特徴としている。
【0025】
上記の発明によれば、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に被帯電体の端部を越えた位置となるように延びた帯電ローラに対し、間隔保持部材は、第2抵抗層が被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っている。従って、発生しやすい帯電ローラ回転軸方向の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。
【0026】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいることを特徴としている。
【0027】
上記の発明によれば、間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいるので、帯電ローラを被帯電体に対してアゲンスト回転させたい場合に、間隔保持部材と接触する被帯電体の磨耗が低減され、被帯電体の長寿命化を図ることができる。
【0028】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第1抵抗層のうち上記第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が、上記帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向していることを特徴としている。
【0029】
上記の発明によれば、第1抵抗層のうち第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向している。従って、帯電領域に対向する第1抵抗層のうちでも、帯電ローラ回転軸方向の端部側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1ないし図9を用いて説明すれば、以下の通りである。
【0031】
図9に、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す。同図の画像形成装置は、像担持体としての感光体1の周囲に、露光装置11、現像装置21、転写装置31、異物攪乱装置41、帯電装置51が、露光位置、すなわち、上記露光装置11によるレーザ光12の照射位置から、感光体1の回転方向にこの順に配設されている構成を有している。
【0032】
上記感光体1は、矢印方向(時計回り)に回転駆動される感光体ドラムであり、接地された導電性素管2表面に有機光導電材料等の光導電材からなる膜3が形成された構成を有し、その表面に、帯電電荷による静電潜像(潜像)並びに該静電潜像を現像してなるトナー像を形成することができるようになっている。
【0033】
潜像形成手段である露光装置11は、レーザ光源11aを有し、帯電装置51に対して上記感光体1の回転方向下流側に、上記感光体1から離間して配置されている。該露光装置11は、図示しないスキャナ部(原稿読取装置)あるいは外部に接続された図示しないホストコンピュータ等より入力される画像情報、若しくは通信等により送られるFAX情報等の画像情報を示すデジタルデータ(画像信号)に基づいて変調されたレーザ光12を、帯電装置51によって一様に帯電された感光体1の表面に照射して露光(走査)することで、感光体1上の帯電電荷を選択的に消失させて上記感光体1上に静電潜像(潜像)を形成するようになっている。
【0034】
現像装置21は、現像槽22に収容された現像剤60を感光体1に供給する現像剤供給手段としての現像ローラ23を備え、該現像ローラ23に、電圧(現像バイアス)印加手段としての電源25から所定の現像バイアスが印加されることで、上記露光装置11による露光により感光体1上に形成された静電潜像を、トナー61により現像、すなわち可視像(トナー像)化するようになっている。
【0035】
上記現像装置21は、上記現像ローラ23表面の現像剤層の厚さを規制する層厚規制部材24を備え、該層厚規制部材24と現像ローラ23との間隔(ドクターギャップA)を調節すると共に、該層厚規制部材24に、図示しない電源から所定のバイアスが印加されることで、感光体1上に供給される現像剤量を調節するようになっている。
【0036】
本実施の形態では、上記現像剤60として、磁性トナーである上記トナー61の他に、マグネタイトやフェライト等の無機磁性体からなるキャリア62(トナーキャリア、図9中、「キャ」で示す)を含む二成分現像剤を用いている。上記キャリア62としては、具体的には、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、四酸化三鉄等の無機磁性体が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0037】
上記トナー61は、正規現像(正現像)の場合、プラス(+)帯電し、反転現像の場合、マイナス(−)帯電している。以下、本実施の形態では、反転現像の場合を例に挙げて説明するものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0038】
本実施の形態では、上記現像ローラ23に、感光体1の表面電位(例えば−600V)よりも正極となる現像バイアス(例えば−420V)を印加していることで、上記現像ローラ23に、上記感光体1上に残留した、マイナス(−)帯電している正規帯電トナー61a等の異物を静電吸着することが可能となっている。
【0039】
また、本実施の形態では、上記現像装置21として、マグネットロール23a並びに該マグネットロール23aを覆うスリーブ23bからなる現像ローラ23を有する現像装置を用いている。これにより、上記現像装置21は、マグネットロール23aから発生する磁力により、スリーブ23bの表面に現像剤60を磁気的に吸着することが可能であり、上記現像剤60を現像槽22から感光体1に供給して感光体1表面の静電潜像を現像する一方、上記現像ローラ23と感光体1とが近接する現像領域4よりも上記感光体1の回転方向上流側において感光体1表面に残留している未除去の残留現像剤成分(回収後残留物)、具体的には、転写されずに感光体1上に残留した現像剤60のうち、帯電装置51で回収されなかった正規帯電トナー61a(図9中、「−」にて示す)を、上記スリーブ23bの表面に磁気的に吸着することで、該正規帯電トナー61a、並びに、該正規帯電トナー61aに付着した紙等の異物を、上記感光体1表面から除去するようになっている。
【0040】
すなわち、上記現像ローラ23は、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍において、上記感光体1上に残留した正規帯電トナー61a等の異物を、現像槽22内に回収(現像クリーニング方式)する未除去残留現像剤成分回収手段(正規帯電トナー回収手段)として機能する。
【0041】
これにより、上記現像装置21は、現像兼クリーニング装置として、上記帯電装置51通過後に上記感光体1上に残留している未除去の正規帯電トナー61a等の異物を、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍、例えば上記現像ローラ23による感光体1への現像剤60の供給位置よりも感光体1の回転方向上流側において、回収することで、上記現像とあわせて上記感光体1のクリーニングを行うようになっている。このように現像兼クリーニング装置である上記現像装置21を備える本実施の形態にかかる画像形成装置は、二成分現像方式を用いた場合にも、上記感光体1上の残留物である正規帯電トナー61aを上記現像槽22内に回収することができる。
【0042】
上記現像ローラ23に吸着された正規帯電トナー61aは、上記現像ローラ23の回転に伴って現像ローラ23よりも奥に備えられている現像槽22に戻される。これにより、現像槽22内にて、回収された正規帯電トナー61aに、該現像槽22に設けられた図示しない攪拌ローラにより十分な攪拌帯電を与えることができ、回収された正規帯電トナー61aが現像時に有していた初期の電荷を失わせることができる。この結果、トナー像メモリを防止し、回収された正規帯電トナー61aを再利用することが可能となる。
【0043】
なお、上記現像ローラ23における磁場は、600〜800ガウス(Gs)の範囲内で設定されることが望ましい。
【0044】
また、上記現像ローラ23と上記感光体1とは周速比を有していることが好ましい。すなわち、上記現像ローラ23は回転可能に設けられていることが好ましい。これにより、上記正規帯電トナー61aの回収効率をさらに高めることができる。
【0045】
上記感光体1に対する現像ローラ23の周速比(現像周速比)は、現像剤層の厚みを規定するドクターギャップA並びに現像剤60のトナー濃度(T/D)、および要求現像量により適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、1倍〜4倍の範囲内に設定されることが好ましい。上記現像周速比が小さすぎると現像量不足になり易く、大きすぎると現像剤60の劣化が加速され、短命化や現像ローラ23へのトナー61の融着を引き起こす等の問題を招来するおそれがある。
【0046】
また、上記現像ローラ23は、上記感光体1とは非接触に設けられ、上記感光体1との最近接位置にて上記感光体1と互いに行き違う方向に回転(アゲンスト回転)することが好ましい。すなわち、上記現像ローラ23は、上記感光体1とは異なる駆動系により、該現像ローラ23の回転軸に対する回転方向と、上記感光体1の回転軸に対する回転方向とが同じ方向に回転するように設けられていることが好ましい。これにより、上記帯電装置51通過後に上記感光体1上に残留している未除去の正規帯電トナー61a等の異物を、該異物が上記現像ローラ23と感光体1との最近接位置におけるギャップである現像ギャップBを通過する前、具体的には、前記したように、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍において回収することができる。このため、上記未除去の残留現像剤成分(正規帯電トナー61a)の回収効率をさらに高めることができる。
【0047】
本実施の形態では、例えば、トナー61に、スチレンアクリル樹脂をバインダ樹脂とする粒径8μmのトナーを使用し、キャリア62に、粒径60μmの鉄粉系キャリアを使用した場合に、感光体1の帯電電位が−600V、現像バイアスが−420V、ドクターギャップAが1.5mm、現像ギャップBが2mm、アゲンスト回転で、現像周速比が2.25となるように設定している。
【0048】
また、上記転写装置31は、上記感光体1の回転に従動回転する、転写手段としての転写ローラ32を備え、上記転写ローラ32が、その回転軸に対する回転方向が、上記感光体1の回転軸に対する回転方向と反対方向に回転することで、転写材Pを、上記感光体1と転写ローラ32とのニップ部(転写領域)に搬送するようになっている。上記転写ローラ32には、電圧(転写バイアス)印加手段としての電源33から所定の転写バイアスが印加され、該転写ローラ32が転写材Pを介して感光体1と接触(圧接)することで、上記感光体1上に形成されたトナー像を上記転写材Pに転写するようになっている。
【0049】
本実施の形態では、例えば、転写バイアスを+2kvとし、プロセス速度が130mm/sとなるように上記転写ローラ32を回転駆動している。これにより、現像領域4では、マイナス(−)電荷を帯びているトナー61は、転写領域では、転写バイアス(+2kV)で若干のプラス(+)電荷を帯びるようになる。
【0050】
また、上記帯電装置51は、帯電ギャップ調整手段としてのバネ55の付勢により、上記感光体1の周囲に、上記感光体1と非接触に近接して設けられた帯電ローラ52を備えた構成を有している。
【0051】
上記帯電ローラ52は、例えば導電性素管からなる芯金52aと、該芯金52aの周面を覆うように設けられた抵抗層52bとを備えたマグネットローラであり、該帯電ローラ52における上記芯金52aに、電圧(帯電バイアス)印加手段としての電源53から電圧を印加することにより、帯電ローラ52と対向する感光体(被帯電体)1の表面を、上記抵抗層52bとの間での放電により帯電させるようになっている。また、帯電装置51は、後述するように、帯電ローラ52と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えている。
【0052】
本実施の形態にかかる上記帯電装置51は、転写後に上記感光体1上に残留している残留現像剤成分、具体的には、転写されずに感光体1上に残留した現像剤60における逆帯電トナー61b(図9中、「+」にて示す)およびキャリア62(図9中、「キャ」にて示す)を、上記抵抗層52bの表面に吸着することで、これら逆帯電トナー61bおよびキャリア62、並びに、これら逆帯電トナー61bやキャリア62に付着した正規帯電トナーや紙等の異物、例えば、トナー61、キャリア62、紙等の転写材屑63の凝集魂を、上記感光体1表面から除去する帯電兼クリーニング装置である。
【0053】
上記帯電ローラ52には、直流電流に交流電流が重畳された電圧(重畳電圧)が印加され、かつ磁場が形成されている。本実施の形態では、−600Vの直流成分に、ピーク間電圧が1.8KVpp、周波数が900Hzの交流電圧を印加している。
【0054】
本実施の形態では、上記帯電ローラ52に、帯電バイアスとしてマイナス(−)の直流電圧が印加されていることで、プラス(+)電荷を有する逆帯電トナー61bを静電吸着することができるようになっている。そして、特に、上記帯電ローラ52に、上記重畳電圧、この場合は、マイナス(−)の直流成分に交流電流が重畳された重畳電圧が印加されていることで、感光体1表面の残留物である上記異物を加振することができ、上記異物の感光体1からの離脱を促進することができると共に、上記逆帯電トナー61bを効率良く静電吸着することができ、上記逆帯電トナー61bの除去効率を高くすることができる。
【0055】
また、キャリア62は質量が大きいため、静電吸着では上記帯電ローラ52にかかる負担が大きく、静電力でキャリア62を回収するのは困難である。このため、静電吸着ではキャリア62の回収効率は低い。しかしながら、上記帯電ローラ52に磁場が形成されているため、キャリア62を非機械的に磁気吸引力により回収することにより、キャリア62の回収効率を高くすることができる。帯電ローラ52によってトナー61およびキャリア62を回収することにより、良好な画像を得ることができる。
【0056】
本実施の形態において、上記帯電ローラ52と感光体1とは、帯電ローラ52の回転軸に対する回転方向と、上記感光体1の回転軸に対する回転方向とが同じ方向に回転するように設けられている。すなわち、上記帯電ローラ52と感光体1とは、互いに異なる駆動系により、上記帯電ローラ52が、上記感光体1との最近接位置にて上記感光体1と互いに行き違う方向に回転(アゲンスト回転)するように設けられている。
【0057】
これにより、転写後に上記感光体1上に残留している上記逆帯電トナー61bやキャリア62等の異物は、該異物が上記帯電ローラ52の放電面と感光体1との最近接位置におけるギャップである帯電ギャップCを通過する前に、上記帯電ローラ52に吸着されて除去される。また、上記帯電装置51は、上記帯電ローラ52に当接して設けられ、上記帯電ローラ52に吸着された異物を掻き取り、現像ローラ23よりも奥に備えられている現像槽22内に回収する異物回収手段として、クリーニングブレードとトナー搬送スクリューとからなるクリーニングマイラー54を有している。これにより、上記帯電ローラ52に吸着された逆帯電トナー61b等の異物は、現像槽22に戻され、前記正規帯電トナー61a同様、現像槽22内にて十分な攪拌帯電が与えられる。この結果、帯電が大きく変化した上記逆帯電トナー61bもまた再利用が可能となる。また、このように上記帯電ローラ52に、感光体1表面の異物を回収するための異物回収手段としてのクリーニングマイラー54を設けることにより、上記異物を除去、回収するための手段を上記帯電装置51とは別に設ける必要がなく、上記画像形成装置の構造の簡素化を図ることができる。
【0058】
次に、前述した帯電ローラ52の端部と感光体1との間におけるリーク電流を防止する構成について以下に詳述する。
【0059】
図1(a)に、帯電ローラ52と感光体1との配置状態を帯電ローラ回転軸方向に見た図を示す。また、図1(b)に、上記配置状態を帯電ローラ回転軸方向と直交する方向に、かつ放電間隙を臨むように見た図を示す。図1(a)・(b)に示すように、帯電ローラ52の回転軸52cは感光体1の回転軸1aと平行であり、帯電ローラ52の回転軸52c方向両端部側には間隔保持部材56・56が設けられている。図1(b)に示すように、感光体1は帯電領域Eと帯電領域外Fとに分かれている。帯電領域Eは電子写真プロセスを行う上で帯電装置51により帯電が行われる領域であって、感光体1の回転軸1a方向に計った幅の中央部から回転軸1a方向両端部側の所定位置Q1までの範囲を占めている。一方、帯電領域外Fは帯電が不要な非帯電領域であり、位置Qから帯電領域Eよりも外側の、感光体1の回転軸1a方向の両端部1bまでの範囲を占めている。また、帯電領域Eは、感光体1の幅の中央部から回転軸1a方向両端部側の所定位置Q2までの、帯電領域E全体の幅よりも狭い幅の画像領域GRを有しており、電子写真プロセスで実際に画像形成の対象となるのはこの画像領域GRにおいてである。
【0060】
帯電ローラ52の抵抗層52bは、感光体1の上記帯電領域Eと対向する領域の抵抗層(第1抵抗層)R1と、感光体1の上記帯電領域外Fと対向する領域の抵抗層(第2抵抗層)R2・R2とに分かれている。上記間隔保持部材56は抵抗層R2・R2のそれぞれの一部の周面上に設けられた、厚み一定の絶縁物であり、その材料に例えばフッ素樹脂を含んでいる。間隔保持部材56の外周面は感光体1の表面に接触するようになっており、帯電ローラ52とともに回転すると感光体1の表面に摺接し、これによって帯電ローラ52の表面(とりわけ抵抗層R1の表面)と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する。
【0061】
ここで、上記抵抗層R1の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρcと、抵抗層R2の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρhとは、ρc<ρhの関係となるように設定されている。
【0062】
これにより、芯金52aと、抵抗層R2を介した感光体1の帯電領域外Fとの間の放電経路の抵抗は、抵抗層R1を介した帯電領域Eと間の放電経路の抵抗よりも大きくなり、放電が起こりにくくなる。この結果、帯電装置51では、帯電ローラ52の回転軸52c方向の端部52d側と感光体1の帯電領域外Fとの間にリーク電流が流れるのを防止することができる。
【0063】
また、前述の説明から分かるように、(回転軸52c方向に計った帯電ローラ52の幅)>(帯電領域Eの幅)>(画像領域GRの幅)の関係があり、抵抗層R1の内側の、抵抗層R1の幅よりも狭い幅の領域が画像領域GRに対向している。従って、帯電領域Eに対向する抵抗層R1のうちでも、端部52d側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができる。
【0064】
また、間隔保持部材56・56による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材56が設けられる抵抗層R2を、間隔保持部材56の位置が帯電ローラ52の半径方向に変化しないような硬い材質とすることができる。また、感光体1の帯電領域と帯電ローラ52との間にゴミなどの異物が挟まってもこの異物を抵抗層R1に吸収するように取り込んで感光体1を傷付けないようにするために、抵抗層R1を抵抗層R2とは異なって軟らかい材質とすることができる。
【0065】
また、帯電ローラ52を感光体1に対してアゲンスト回転させる場合には、間隔保持部材56は感光体1の間隔保持部材56との接触部分に付着したゴミなどの異物を取り除くことができる。このように感光体1に接触による力を与え続ける間隔保持部材56を、上述したようにフッ素樹脂を含むように形成すれば、間隔保持部材56と接触する感光体1の磨耗が低減され、感光体1の長寿命化を図ることができる。
【0066】
以下に、抵抗層R1・R2を用いた帯電ローラ52のより具体的な構成について実施例を挙げて説明する。
【0067】
〔実施例1〕
図2に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。抵抗層R1と抵抗層R2との材質は同一である。芯金52aのうち、抵抗層R2が設けられている部分は、抵抗層R1が設けられている部分よりも半径が小さく、その分、抵抗層R2の帯電ローラ半径方向の厚みを抵抗層R1よりも厚くしてある。これによりρc<ρhとしている。
【0068】
従って、抵抗ρcと抵抗ρhとの大小関係を上記のようにしながら、材質を区別しない従来と同様の製法で抵抗層R1および抵抗層R2を製造することができる。
【0069】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0070】
〔実施例2〕
図3に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。抵抗層R1の材質と抵抗層R2の材質とは異なっており、体積抵抗率を抵抗層R2の方が大きくなるようにした上で、半径が一定の芯金52aに対し、抵抗層R1と抵抗層R2とを同じ厚みで形成してある。これによりρc<ρhとしている。
【0071】
帯電ローラ52の製造にあたっては、研磨加工など、帯電ローラ52の形状を整える加工が、抵抗層R1と抵抗層R2とに同時に施されている。従って、互いに材質が異なっていても、抵抗層R1と抵抗層R2との加工誤差を最小にすることができる。
【0072】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0073】
〔実施例3〕
図4に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では、半径一定の芯金52cに対し、同一の厚みの抵抗層R1および抵抗層R2が設けられているが、抵抗層R2は抵抗層R2aと絶縁層R2bとに分かれている。抵抗層R2aは抵抗層R1と同一の材質である。絶縁層R2bは抵抗層R2の芯金52aとの境界面に設けられており、抵抗層R2が設けられる部分の芯金52aの表面全体を覆っている。帯電ローラ52の製造にあたっては、絶縁層R2bを形成した後、抵抗層R1および抵抗層R2aを同時に形成することができる。
【0074】
このように、抵抗層R2は芯金52aとの境界面で芯金52aとは電気的に絶縁されるように形成されており、上記のような絶縁層R2bを用いた単純な構造で、ρc<ρhとすることができる。また、境界面で高抵抗とするので、抵抗層R2の厚みを小さくしたい場合にも容易に抵抗層R2の抵抗を大きくすることができる。
【0075】
〔実施例4〕
図5に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では芯金52aが、間隔保持部材56が設けられている位置よりも端部52d側に近い所定位置から回転軸52c端部側に向かって先細りしているテーパ部TPを有している。抵抗層R1と抵抗層R2とは異なる材質により形成されており、これによりρc<ρhとなっている。テーパ部TPが設けられていることにより芯金52aの回転軸52c方向の端部と感光体1の表面との距離d0は、テーパ部TP以外の芯金52aと感光体1の表面との距離よりも大きくなっている。抵抗層R2は、帯電ローラ52の半径が抵抗層R1の形成されている領域と同一になるように形成されており、従って、テーパ部TPに設けられている部分の抵抗層R2の厚みは、他の部分の抵抗層R2および抵抗層R1の厚みよりも大きい。
【0076】
この結果、芯金52aの端部および芯金52aの端部側の抵抗層R2と感光体1との間での放電を良好に防止することができるとともに、テーパ部TPにおいて抵抗層R2の厚みが大きくなる分、抵抗層R2の抵抗ρhを大きくすることができる。
【0077】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電をさらに良好に防止することができる。
【0078】
〔実施例5〕
図6に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では、実施例4における抵抗層R2の厚みをテーパ部TPにおいてもその他の部分と同一にしている。また、この場合の帯電ローラ52の全体を帯電ローラ52の回転軸52cと感光体1の回転軸1aとが重なる方向に見た図を図7に示す。このように、芯金52aに抵抗層R2が設けられた状態で、帯電ローラ52が回転軸52c端部側に向かって先細りしているので、芯金52aのテーパ部TPのみならず、テーパ部TPに設けられている抵抗層R2の感光体1との距離dも大きくなる。従って、芯金52aの端部および芯金52aの端部側の抵抗層R2と感光体1との間での放電をいっそう良好に防止することができる。
【0079】
なお、同図では端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っていないが、覆っていてもよく、その場合には、芯金52aの端部と感光体1との間での放電をさらに良好に防止することができる。
【0080】
また、帯電ローラ52の製造工程において、抵抗層R1の領域から抵抗層R2の領域に向かって、抵抗層52bの厚みを一定値に調整するための研磨加工を行う場合に、抵抗層R2の端部52d側は研磨の終了地点となる。芯金52aの半径が一定であって、この終了地点において抵抗層R2が他の部分よりも大きな厚みが残る太り現象が発生する場合には、このように芯金52aにテーパ部TPを設けておくとよい。これにより、研磨治具がテーパ部TPにおいて回転軸52cの方向へ導かれるため、研磨残りが生じず、太り現象を防止することができる。
【0081】
〔実施例6〕
図8に、帯電ローラ52の全体を帯電ローラ52の回転軸52cと感光体1の回転軸1aとが重なる方向に見た図を示す。同図では、帯電ローラ52は、端部52dが回転軸52c方向に感光体1の端部1b・1bを越えた位置P2となるように延びている。すなわち、帯電ローラ52の抵抗層R2には、感光体1の表面と対向しない部分があり、この部分は感光体1上方から端部52d側へ向かってオーバーハングした状態にある。
【0082】
そして、間隔保持部材56・56は、抵抗層R2が感光体1の表面と対向する位置(所定位置)P1から位置P2までの帯電ローラ52の周面を覆っている。同図では端部52dが位置P2にあるが、間隔保持部材56・56が設けられている部分の内側の全てに芯金52aや抵抗層R2が存在している必要はない、すなわち位置P2が端部52dよりも回転軸52cの端部側にあってもよい。また、帯電ローラ52の端部52d側の構成は、実施例1ないし実施例5までのいずれのものでもよく、特にこだわらない。
【0083】
これにより、発生しやすい端部52d側と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0084】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上のように、上記抵抗層は、上記被帯電体の帯電領域と対向する領域の第1抵抗層と上記被帯電体の帯電領域外と対向する領域の第2抵抗層とを有し、帯電ローラ回転軸方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗は、上記第1抵抗層よりも上記第2抵抗層の方が大きい構成である。
【0085】
それゆえ、芯金と第2抵抗層を介した被帯電体の帯電領域外との間の放電経路の抵抗は大きく、放電が起こりにくくなる。この結果、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【0086】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と同一の材質であって帯電ローラ半径方向の厚みが上記第1抵抗層よりも大きい構成である。
【0087】
それゆえ、第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗の大小関係を満たしたまま、材質を区別しない従来と同様の製法で第1抵抗層および第2抵抗層を製造することができるという効果を奏する。
【0088】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と異なる材質であって上記第1抵抗層と同時に上記帯電ローラの形状を整える加工が施されている構成である。
【0089】
それゆえ、第1抵抗層と第2抵抗層とを異なる材質として第2抵抗層の抵抗が大きくなるようにするが、この第1抵抗層と第2抵抗層とに対して同時に帯電ローラの形状を整える加工が施されるので、第1抵抗層と第2抵抗層との加工誤差を最小にすることができるという効果を奏する。
【0090】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記芯金との境界面で上記芯金とは電気的に絶縁されるように形成されている構成である。
【0091】
それゆえ、境界面を絶縁層とするなどの単純な構造で、第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。また、境界面で高抵抗とするので、第2抵抗層の厚みを小さくしたい場合にも容易に第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。
【0092】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしている構成である。
【0093】
それゆえ、芯金の端部側は被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。また、芯金の端部側と被帯電体との距離が大きくなる分、第2抵抗層の厚みを大きくすることにより、この部分の第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。さらに、帯電ローラの製造工程の抵抗層の研磨加工において第2抵抗層が芯金の端部側で太るのを防止しやすくなるという効果を奏する。
【0094】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記芯金に上記第2抵抗層が設けられた状態で上記帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしている構成である。
【0095】
それゆえ、芯金の端部側のみならず、芯金の端部側に設けられている第2抵抗層も被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電をいっそう良好に防止することができるという効果を奏する。
【0096】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っている構成である。
【0097】
それゆえ、芯金の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。
【0098】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層の周面上に設けられ、上記帯電ローラとともに回転して上記被帯電体に摺接することにより、上記第1抵抗層と上記被帯電体との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えている構成である。
【0099】
それゆえ、間隔保持部材による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材が設けられる第2抵抗層を硬い材質とすることができるという効果を奏する。また、被帯電体の帯電領域と帯電ローラとの間に異物が挟まってもこの異物を第1抵抗層に吸収するように取り込んで被帯電体を傷付けないようにするために、第1抵抗層を第2抵抗層とは異なって軟らかい材質とすることができるという効果を奏する。
【0100】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記帯電ローラは、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に上記被帯電体の端部を越えた位置となるように延びており、上記間隔保持部材は、上記第2抵抗層が上記被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っている構成である。
【0101】
それゆえ、発生しやすい帯電ローラ回転軸方向の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。
【0102】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいる構成である。
【0103】
それゆえ、帯電ローラを被帯電体に対してアゲンスト回転させたい場合に、間隔保持部材と接触する被帯電体の磨耗が低減され、被帯電体の長寿命化を図ることができるという効果を奏する。
【0104】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第1抵抗層のうち上記第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が、上記帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向している構成である。
【0105】
それゆえ、帯電領域に対向する第1抵抗層のうちでも、帯電ローラ回転軸方向の端部側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における画像形成装置の帯電ローラの構成を被帯電体との位置関係とともに示す図であって、(a)は回転軸方向から見た断面図、(b)は回転軸に直交する方向から見た側面図である。
【図2】図1の帯電ローラの第1の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図3】図1の帯電ローラの第2の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図4】図1の帯電ローラの第3の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図5】図1の帯電ローラの第4の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図6】図1の帯電ローラの第5の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図7】図6の帯電ローラの全体の構成を被帯電体との位置関係とともに示す平面図である。
【図8】図1の帯電ローラの第6の実施例における全体の構成被帯電体との位置関係とともに示す平面図である。
【図9】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図10】従来の画像形成装置の帯電ローラ付近の構成を示す側面図である。
【図11】従来の他の帯電装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 感光体(被帯電体)
1b 回転軸(被帯電体の端部)
52 帯電ローラ
52a 芯金
52b 抵抗層
52c 回転軸(帯電ローラ回転軸)
52d 端部(帯電ローラ回転軸方向の端部)
56 間隔保持部材
E 帯電領域
F 帯電領域外
GR 画像領域
P1 位置(所定位置)
R1 抵抗層(第1抵抗層)
R2 抵抗層(第2抵抗層)
ρc,ρh 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触式の帯電ローラを備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体を帯電させる帯電装置が備えられるが、この帯電装置を非接触帯電ローラ方式としたものがある。例えば、特開2000−139895号公報には、従来のコロナ帯電や接触帯電ローラ方式の帯電に代えて、空隙固定部材によって帯電ローラと感光体との間隔を一定に保った状態で帯電を行うようにした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置の帯電器周辺の構成を図10に示す。
【0003】
同図において、画像形成装置は非接触式の帯電ローラ110および空隙固定部材112を備えている。帯電ローラ110は軸部113を有する芯金114の周囲に導電体115を備えてなる。また、空隙固定部材112は画像形成に用いない領域となる導電体115の両端部に設けられている。空隙固定部材112は感光体120の接触部121と接触し、その厚みによって、導電体115と感光体120の光導電材料部分122との間に微小空隙111を形成している。空隙固定部材112はこのような微小空隙111を形成したまま帯電ローラ110とともに回転する。その回転は感光体120とは独立に行われる。帯電ローラ110は、高圧電源から芯金114に電圧が印加されると、導電体115から微小空隙111を介した放電により感光体120の表面を帯電させる。
【0004】
そして、この公報には、空隙固定部材112として電気抵抗が帯電器の電気抵抗より大きいものを使用することが記載されている。また、空隙固定部材112の表面硬度を感光体120の接触部121の表面硬度以上とすることが記載されている。
【0005】
また、特許公報第2749608号には、図11に示すように、導電部材Mとこれを包囲する抵抗体Rとからなる放電部材が腕Aにより回転可能に保持された状態で、絶縁材料からなる鍔Gを抵抗体Rの両端部の周囲に環状に設けることが開示されている。この鍔Gは、導電性テーブルT上に載置された被帯電体Dの表面に接触し、抵抗体Rと被帯電体Dの表面との間に一定の放電間隔を維持するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような非接触帯電ローラ方式で、帯電ローラに対向する被帯電体に帯電を行う画像形成装置を考えた場合、帯電ローラの回転軸方向端部側に対向する被帯電体の帯電領域外と、帯電ローラの軸方向端部側との間に放電によるリーク電流が流れやすい。例えば前述の図10を用いて説明すると、感光体120の帯電領域外である接触部121と対向する領域の導電体115や、芯金114の端部側は帯電ローラ110の回転軸方向端部側にあるが、これらと感光体120の上記帯電領域外との間で放電が起ってリーク電流が流れる。このようなリーク電流があると、帯電に有効な被帯電体の領域、例えば図10では感光体120の光導電材料部分122における帯電が不安定になったり、不均一になったりする。
【0007】
本発明は、上記の問題に臨みてなされたものであり、その目的は、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、芯金の周囲に抵抗層が設けられた非接触式の帯電ローラを用いて上記帯電ローラと対向する被帯電体を上記抵抗層との間での放電により帯電させ、画像形成を行う画像形成装置において、上記抵抗層は、上記被帯電体の帯電領域と対向する領域の第1抵抗層と上記被帯電体の帯電領域外と対向する領域の第2抵抗層とを有し、帯電ローラ回転軸方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗は、上記第1抵抗層よりも上記第2抵抗層の方が大きいことを特徴としている。
【0009】
上記の発明によれば、第2抵抗層の帯電ローラ半径方向の抵抗は第1抵抗層の帯電ローラ半径方向の抵抗よりも大きいため、芯金と第2抵抗層を介した被帯電体の帯電領域外との間の放電経路の抵抗は大きく、放電が起こりにくくなる。この結果、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することができる。
【0010】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と同一の材質であって帯電ローラ半径方向の厚みが上記第1抵抗層よりも大きいことを特徴としている。
【0011】
上記の発明によれば、第1抵抗層と第2抵抗層とを同一の材質として帯電ローラ半径方向の厚みを第1抵抗層よりも第2抵抗層の方が大きくなるようにすることにより、第2抵抗層の抵抗を大きくする。従って、第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗の大小関係を満たしたまま、材質を区別しない従来と同様の製法で第1抵抗層および第2抵抗層を製造することができる。
【0012】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と異なる材質であって上記第1抵抗層と同時に上記帯電ローラの形状を整える加工が施されていることを特徴としている。
【0013】
上記の発明によれば、第1抵抗層と第2抵抗層とを異なる材質として第2抵抗層の抵抗が大きくなるようにするが、この第1抵抗層と第2抵抗層とに対して同時に帯電ローラの形状を整える加工が施されるので、第1抵抗層と第2抵抗層との加工誤差を最小にすることができる。
【0014】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記芯金との境界面で上記芯金とは電気的に絶縁されるように形成されていることを特徴としている。
【0015】
上記の発明によれば、第2抵抗層は芯金との境界面で芯金とは電気的に絶縁されるように形成されているので、境界面を絶縁層とするなどの単純な構造で、第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。また、境界面で高抵抗とするので、第2抵抗層の厚みを小さくしたい場合にも容易に第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。
【0016】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴としている。
【0017】
上記の発明によれば、芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしているので、芯金の端部側は被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。また、芯金の端部側と被帯電体との距離が大きくなる分、第2抵抗層の厚みを大きくすることにより、この部分の第2抵抗層の抵抗を大きくすることができる。さらに、帯電ローラの製造工程の抵抗層の研磨加工において第2抵抗層が芯金の端部側で太るのを防止しやすくなる。
【0018】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記芯金に上記第2抵抗層が設けられた状態で上記帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴としている。
【0019】
上記の発明によれば、芯金に第2抵抗層が設けられた状態で帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしているので、芯金の端部側のみならず、芯金の端部側に設けられている第2抵抗層も被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電をいっそう良好に防止することができる。
【0020】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層は、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っていることを特徴としている。
【0021】
上記の発明によれば、第2抵抗層は芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っているので、芯金の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。
【0022】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第2抵抗層の周面上に設けられ、上記帯電ローラとともに回転して上記被帯電体に摺接することにより、上記第1抵抗層と上記被帯電体との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えていることを特徴としている。
【0023】
上記の発明によれば、間隔保持部材は第2抵抗層と被帯電体の帯電領域外との間に存在して、帯電ローラとともに回転して被帯電体に摺接することにより、第1抵抗層と被帯電体の帯電領域との間隔を所定値に保持する。従って、間隔保持部材による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材が設けられる第2抵抗層を硬い材質とすることができる。また、被帯電体の帯電領域と帯電ローラとの間に異物が挟まってもこの異物を第1抵抗層に吸収するように取り込んで被帯電体を傷付けないようにするために、第1抵抗層を第2抵抗層とは異なって軟らかい材質とすることができる。
【0024】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記帯電ローラは、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に上記被帯電体の端部を越えた位置となるように延びており、上記間隔保持部材は、上記第2抵抗層が上記被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っていることを特徴としている。
【0025】
上記の発明によれば、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に被帯電体の端部を越えた位置となるように延びた帯電ローラに対し、間隔保持部材は、第2抵抗層が被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っている。従って、発生しやすい帯電ローラ回転軸方向の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができる。
【0026】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいることを特徴としている。
【0027】
上記の発明によれば、間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいるので、帯電ローラを被帯電体に対してアゲンスト回転させたい場合に、間隔保持部材と接触する被帯電体の磨耗が低減され、被帯電体の長寿命化を図ることができる。
【0028】
さらに本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記第1抵抗層のうち上記第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が、上記帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向していることを特徴としている。
【0029】
上記の発明によれば、第1抵抗層のうち第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向している。従って、帯電領域に対向する第1抵抗層のうちでも、帯電ローラ回転軸方向の端部側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1ないし図9を用いて説明すれば、以下の通りである。
【0031】
図9に、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す。同図の画像形成装置は、像担持体としての感光体1の周囲に、露光装置11、現像装置21、転写装置31、異物攪乱装置41、帯電装置51が、露光位置、すなわち、上記露光装置11によるレーザ光12の照射位置から、感光体1の回転方向にこの順に配設されている構成を有している。
【0032】
上記感光体1は、矢印方向(時計回り)に回転駆動される感光体ドラムであり、接地された導電性素管2表面に有機光導電材料等の光導電材からなる膜3が形成された構成を有し、その表面に、帯電電荷による静電潜像(潜像)並びに該静電潜像を現像してなるトナー像を形成することができるようになっている。
【0033】
潜像形成手段である露光装置11は、レーザ光源11aを有し、帯電装置51に対して上記感光体1の回転方向下流側に、上記感光体1から離間して配置されている。該露光装置11は、図示しないスキャナ部(原稿読取装置)あるいは外部に接続された図示しないホストコンピュータ等より入力される画像情報、若しくは通信等により送られるFAX情報等の画像情報を示すデジタルデータ(画像信号)に基づいて変調されたレーザ光12を、帯電装置51によって一様に帯電された感光体1の表面に照射して露光(走査)することで、感光体1上の帯電電荷を選択的に消失させて上記感光体1上に静電潜像(潜像)を形成するようになっている。
【0034】
現像装置21は、現像槽22に収容された現像剤60を感光体1に供給する現像剤供給手段としての現像ローラ23を備え、該現像ローラ23に、電圧(現像バイアス)印加手段としての電源25から所定の現像バイアスが印加されることで、上記露光装置11による露光により感光体1上に形成された静電潜像を、トナー61により現像、すなわち可視像(トナー像)化するようになっている。
【0035】
上記現像装置21は、上記現像ローラ23表面の現像剤層の厚さを規制する層厚規制部材24を備え、該層厚規制部材24と現像ローラ23との間隔(ドクターギャップA)を調節すると共に、該層厚規制部材24に、図示しない電源から所定のバイアスが印加されることで、感光体1上に供給される現像剤量を調節するようになっている。
【0036】
本実施の形態では、上記現像剤60として、磁性トナーである上記トナー61の他に、マグネタイトやフェライト等の無機磁性体からなるキャリア62(トナーキャリア、図9中、「キャ」で示す)を含む二成分現像剤を用いている。上記キャリア62としては、具体的には、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、四酸化三鉄等の無機磁性体が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0037】
上記トナー61は、正規現像(正現像)の場合、プラス(+)帯電し、反転現像の場合、マイナス(−)帯電している。以下、本実施の形態では、反転現像の場合を例に挙げて説明するものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0038】
本実施の形態では、上記現像ローラ23に、感光体1の表面電位(例えば−600V)よりも正極となる現像バイアス(例えば−420V)を印加していることで、上記現像ローラ23に、上記感光体1上に残留した、マイナス(−)帯電している正規帯電トナー61a等の異物を静電吸着することが可能となっている。
【0039】
また、本実施の形態では、上記現像装置21として、マグネットロール23a並びに該マグネットロール23aを覆うスリーブ23bからなる現像ローラ23を有する現像装置を用いている。これにより、上記現像装置21は、マグネットロール23aから発生する磁力により、スリーブ23bの表面に現像剤60を磁気的に吸着することが可能であり、上記現像剤60を現像槽22から感光体1に供給して感光体1表面の静電潜像を現像する一方、上記現像ローラ23と感光体1とが近接する現像領域4よりも上記感光体1の回転方向上流側において感光体1表面に残留している未除去の残留現像剤成分(回収後残留物)、具体的には、転写されずに感光体1上に残留した現像剤60のうち、帯電装置51で回収されなかった正規帯電トナー61a(図9中、「−」にて示す)を、上記スリーブ23bの表面に磁気的に吸着することで、該正規帯電トナー61a、並びに、該正規帯電トナー61aに付着した紙等の異物を、上記感光体1表面から除去するようになっている。
【0040】
すなわち、上記現像ローラ23は、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍において、上記感光体1上に残留した正規帯電トナー61a等の異物を、現像槽22内に回収(現像クリーニング方式)する未除去残留現像剤成分回収手段(正規帯電トナー回収手段)として機能する。
【0041】
これにより、上記現像装置21は、現像兼クリーニング装置として、上記帯電装置51通過後に上記感光体1上に残留している未除去の正規帯電トナー61a等の異物を、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍、例えば上記現像ローラ23による感光体1への現像剤60の供給位置よりも感光体1の回転方向上流側において、回収することで、上記現像とあわせて上記感光体1のクリーニングを行うようになっている。このように現像兼クリーニング装置である上記現像装置21を備える本実施の形態にかかる画像形成装置は、二成分現像方式を用いた場合にも、上記感光体1上の残留物である正規帯電トナー61aを上記現像槽22内に回収することができる。
【0042】
上記現像ローラ23に吸着された正規帯電トナー61aは、上記現像ローラ23の回転に伴って現像ローラ23よりも奥に備えられている現像槽22に戻される。これにより、現像槽22内にて、回収された正規帯電トナー61aに、該現像槽22に設けられた図示しない攪拌ローラにより十分な攪拌帯電を与えることができ、回収された正規帯電トナー61aが現像時に有していた初期の電荷を失わせることができる。この結果、トナー像メモリを防止し、回収された正規帯電トナー61aを再利用することが可能となる。
【0043】
なお、上記現像ローラ23における磁場は、600〜800ガウス(Gs)の範囲内で設定されることが望ましい。
【0044】
また、上記現像ローラ23と上記感光体1とは周速比を有していることが好ましい。すなわち、上記現像ローラ23は回転可能に設けられていることが好ましい。これにより、上記正規帯電トナー61aの回収効率をさらに高めることができる。
【0045】
上記感光体1に対する現像ローラ23の周速比(現像周速比)は、現像剤層の厚みを規定するドクターギャップA並びに現像剤60のトナー濃度(T/D)、および要求現像量により適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、1倍〜4倍の範囲内に設定されることが好ましい。上記現像周速比が小さすぎると現像量不足になり易く、大きすぎると現像剤60の劣化が加速され、短命化や現像ローラ23へのトナー61の融着を引き起こす等の問題を招来するおそれがある。
【0046】
また、上記現像ローラ23は、上記感光体1とは非接触に設けられ、上記感光体1との最近接位置にて上記感光体1と互いに行き違う方向に回転(アゲンスト回転)することが好ましい。すなわち、上記現像ローラ23は、上記感光体1とは異なる駆動系により、該現像ローラ23の回転軸に対する回転方向と、上記感光体1の回転軸に対する回転方向とが同じ方向に回転するように設けられていることが好ましい。これにより、上記帯電装置51通過後に上記感光体1上に残留している未除去の正規帯電トナー61a等の異物を、該異物が上記現像ローラ23と感光体1との最近接位置におけるギャップである現像ギャップBを通過する前、具体的には、前記したように、上記現像領域4における上記感光体1の回転方向上流側近傍において回収することができる。このため、上記未除去の残留現像剤成分(正規帯電トナー61a)の回収効率をさらに高めることができる。
【0047】
本実施の形態では、例えば、トナー61に、スチレンアクリル樹脂をバインダ樹脂とする粒径8μmのトナーを使用し、キャリア62に、粒径60μmの鉄粉系キャリアを使用した場合に、感光体1の帯電電位が−600V、現像バイアスが−420V、ドクターギャップAが1.5mm、現像ギャップBが2mm、アゲンスト回転で、現像周速比が2.25となるように設定している。
【0048】
また、上記転写装置31は、上記感光体1の回転に従動回転する、転写手段としての転写ローラ32を備え、上記転写ローラ32が、その回転軸に対する回転方向が、上記感光体1の回転軸に対する回転方向と反対方向に回転することで、転写材Pを、上記感光体1と転写ローラ32とのニップ部(転写領域)に搬送するようになっている。上記転写ローラ32には、電圧(転写バイアス)印加手段としての電源33から所定の転写バイアスが印加され、該転写ローラ32が転写材Pを介して感光体1と接触(圧接)することで、上記感光体1上に形成されたトナー像を上記転写材Pに転写するようになっている。
【0049】
本実施の形態では、例えば、転写バイアスを+2kvとし、プロセス速度が130mm/sとなるように上記転写ローラ32を回転駆動している。これにより、現像領域4では、マイナス(−)電荷を帯びているトナー61は、転写領域では、転写バイアス(+2kV)で若干のプラス(+)電荷を帯びるようになる。
【0050】
また、上記帯電装置51は、帯電ギャップ調整手段としてのバネ55の付勢により、上記感光体1の周囲に、上記感光体1と非接触に近接して設けられた帯電ローラ52を備えた構成を有している。
【0051】
上記帯電ローラ52は、例えば導電性素管からなる芯金52aと、該芯金52aの周面を覆うように設けられた抵抗層52bとを備えたマグネットローラであり、該帯電ローラ52における上記芯金52aに、電圧(帯電バイアス)印加手段としての電源53から電圧を印加することにより、帯電ローラ52と対向する感光体(被帯電体)1の表面を、上記抵抗層52bとの間での放電により帯電させるようになっている。また、帯電装置51は、後述するように、帯電ローラ52と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えている。
【0052】
本実施の形態にかかる上記帯電装置51は、転写後に上記感光体1上に残留している残留現像剤成分、具体的には、転写されずに感光体1上に残留した現像剤60における逆帯電トナー61b(図9中、「+」にて示す)およびキャリア62(図9中、「キャ」にて示す)を、上記抵抗層52bの表面に吸着することで、これら逆帯電トナー61bおよびキャリア62、並びに、これら逆帯電トナー61bやキャリア62に付着した正規帯電トナーや紙等の異物、例えば、トナー61、キャリア62、紙等の転写材屑63の凝集魂を、上記感光体1表面から除去する帯電兼クリーニング装置である。
【0053】
上記帯電ローラ52には、直流電流に交流電流が重畳された電圧(重畳電圧)が印加され、かつ磁場が形成されている。本実施の形態では、−600Vの直流成分に、ピーク間電圧が1.8KVpp、周波数が900Hzの交流電圧を印加している。
【0054】
本実施の形態では、上記帯電ローラ52に、帯電バイアスとしてマイナス(−)の直流電圧が印加されていることで、プラス(+)電荷を有する逆帯電トナー61bを静電吸着することができるようになっている。そして、特に、上記帯電ローラ52に、上記重畳電圧、この場合は、マイナス(−)の直流成分に交流電流が重畳された重畳電圧が印加されていることで、感光体1表面の残留物である上記異物を加振することができ、上記異物の感光体1からの離脱を促進することができると共に、上記逆帯電トナー61bを効率良く静電吸着することができ、上記逆帯電トナー61bの除去効率を高くすることができる。
【0055】
また、キャリア62は質量が大きいため、静電吸着では上記帯電ローラ52にかかる負担が大きく、静電力でキャリア62を回収するのは困難である。このため、静電吸着ではキャリア62の回収効率は低い。しかしながら、上記帯電ローラ52に磁場が形成されているため、キャリア62を非機械的に磁気吸引力により回収することにより、キャリア62の回収効率を高くすることができる。帯電ローラ52によってトナー61およびキャリア62を回収することにより、良好な画像を得ることができる。
【0056】
本実施の形態において、上記帯電ローラ52と感光体1とは、帯電ローラ52の回転軸に対する回転方向と、上記感光体1の回転軸に対する回転方向とが同じ方向に回転するように設けられている。すなわち、上記帯電ローラ52と感光体1とは、互いに異なる駆動系により、上記帯電ローラ52が、上記感光体1との最近接位置にて上記感光体1と互いに行き違う方向に回転(アゲンスト回転)するように設けられている。
【0057】
これにより、転写後に上記感光体1上に残留している上記逆帯電トナー61bやキャリア62等の異物は、該異物が上記帯電ローラ52の放電面と感光体1との最近接位置におけるギャップである帯電ギャップCを通過する前に、上記帯電ローラ52に吸着されて除去される。また、上記帯電装置51は、上記帯電ローラ52に当接して設けられ、上記帯電ローラ52に吸着された異物を掻き取り、現像ローラ23よりも奥に備えられている現像槽22内に回収する異物回収手段として、クリーニングブレードとトナー搬送スクリューとからなるクリーニングマイラー54を有している。これにより、上記帯電ローラ52に吸着された逆帯電トナー61b等の異物は、現像槽22に戻され、前記正規帯電トナー61a同様、現像槽22内にて十分な攪拌帯電が与えられる。この結果、帯電が大きく変化した上記逆帯電トナー61bもまた再利用が可能となる。また、このように上記帯電ローラ52に、感光体1表面の異物を回収するための異物回収手段としてのクリーニングマイラー54を設けることにより、上記異物を除去、回収するための手段を上記帯電装置51とは別に設ける必要がなく、上記画像形成装置の構造の簡素化を図ることができる。
【0058】
次に、前述した帯電ローラ52の端部と感光体1との間におけるリーク電流を防止する構成について以下に詳述する。
【0059】
図1(a)に、帯電ローラ52と感光体1との配置状態を帯電ローラ回転軸方向に見た図を示す。また、図1(b)に、上記配置状態を帯電ローラ回転軸方向と直交する方向に、かつ放電間隙を臨むように見た図を示す。図1(a)・(b)に示すように、帯電ローラ52の回転軸52cは感光体1の回転軸1aと平行であり、帯電ローラ52の回転軸52c方向両端部側には間隔保持部材56・56が設けられている。図1(b)に示すように、感光体1は帯電領域Eと帯電領域外Fとに分かれている。帯電領域Eは電子写真プロセスを行う上で帯電装置51により帯電が行われる領域であって、感光体1の回転軸1a方向に計った幅の中央部から回転軸1a方向両端部側の所定位置Q1までの範囲を占めている。一方、帯電領域外Fは帯電が不要な非帯電領域であり、位置Qから帯電領域Eよりも外側の、感光体1の回転軸1a方向の両端部1bまでの範囲を占めている。また、帯電領域Eは、感光体1の幅の中央部から回転軸1a方向両端部側の所定位置Q2までの、帯電領域E全体の幅よりも狭い幅の画像領域GRを有しており、電子写真プロセスで実際に画像形成の対象となるのはこの画像領域GRにおいてである。
【0060】
帯電ローラ52の抵抗層52bは、感光体1の上記帯電領域Eと対向する領域の抵抗層(第1抵抗層)R1と、感光体1の上記帯電領域外Fと対向する領域の抵抗層(第2抵抗層)R2・R2とに分かれている。上記間隔保持部材56は抵抗層R2・R2のそれぞれの一部の周面上に設けられた、厚み一定の絶縁物であり、その材料に例えばフッ素樹脂を含んでいる。間隔保持部材56の外周面は感光体1の表面に接触するようになっており、帯電ローラ52とともに回転すると感光体1の表面に摺接し、これによって帯電ローラ52の表面(とりわけ抵抗層R1の表面)と感光体1の表面との間隔を所定値に保持する。
【0061】
ここで、上記抵抗層R1の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρcと、抵抗層R2の回転軸52c方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗ρhとは、ρc<ρhの関係となるように設定されている。
【0062】
これにより、芯金52aと、抵抗層R2を介した感光体1の帯電領域外Fとの間の放電経路の抵抗は、抵抗層R1を介した帯電領域Eと間の放電経路の抵抗よりも大きくなり、放電が起こりにくくなる。この結果、帯電装置51では、帯電ローラ52の回転軸52c方向の端部52d側と感光体1の帯電領域外Fとの間にリーク電流が流れるのを防止することができる。
【0063】
また、前述の説明から分かるように、(回転軸52c方向に計った帯電ローラ52の幅)>(帯電領域Eの幅)>(画像領域GRの幅)の関係があり、抵抗層R1の内側の、抵抗層R1の幅よりも狭い幅の領域が画像領域GRに対向している。従って、帯電領域Eに対向する抵抗層R1のうちでも、端部52d側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができる。
【0064】
また、間隔保持部材56・56による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材56が設けられる抵抗層R2を、間隔保持部材56の位置が帯電ローラ52の半径方向に変化しないような硬い材質とすることができる。また、感光体1の帯電領域と帯電ローラ52との間にゴミなどの異物が挟まってもこの異物を抵抗層R1に吸収するように取り込んで感光体1を傷付けないようにするために、抵抗層R1を抵抗層R2とは異なって軟らかい材質とすることができる。
【0065】
また、帯電ローラ52を感光体1に対してアゲンスト回転させる場合には、間隔保持部材56は感光体1の間隔保持部材56との接触部分に付着したゴミなどの異物を取り除くことができる。このように感光体1に接触による力を与え続ける間隔保持部材56を、上述したようにフッ素樹脂を含むように形成すれば、間隔保持部材56と接触する感光体1の磨耗が低減され、感光体1の長寿命化を図ることができる。
【0066】
以下に、抵抗層R1・R2を用いた帯電ローラ52のより具体的な構成について実施例を挙げて説明する。
【0067】
〔実施例1〕
図2に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。抵抗層R1と抵抗層R2との材質は同一である。芯金52aのうち、抵抗層R2が設けられている部分は、抵抗層R1が設けられている部分よりも半径が小さく、その分、抵抗層R2の帯電ローラ半径方向の厚みを抵抗層R1よりも厚くしてある。これによりρc<ρhとしている。
【0068】
従って、抵抗ρcと抵抗ρhとの大小関係を上記のようにしながら、材質を区別しない従来と同様の製法で抵抗層R1および抵抗層R2を製造することができる。
【0069】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0070】
〔実施例2〕
図3に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。抵抗層R1の材質と抵抗層R2の材質とは異なっており、体積抵抗率を抵抗層R2の方が大きくなるようにした上で、半径が一定の芯金52aに対し、抵抗層R1と抵抗層R2とを同じ厚みで形成してある。これによりρc<ρhとしている。
【0071】
帯電ローラ52の製造にあたっては、研磨加工など、帯電ローラ52の形状を整える加工が、抵抗層R1と抵抗層R2とに同時に施されている。従って、互いに材質が異なっていても、抵抗層R1と抵抗層R2との加工誤差を最小にすることができる。
【0072】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0073】
〔実施例3〕
図4に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では、半径一定の芯金52cに対し、同一の厚みの抵抗層R1および抵抗層R2が設けられているが、抵抗層R2は抵抗層R2aと絶縁層R2bとに分かれている。抵抗層R2aは抵抗層R1と同一の材質である。絶縁層R2bは抵抗層R2の芯金52aとの境界面に設けられており、抵抗層R2が設けられる部分の芯金52aの表面全体を覆っている。帯電ローラ52の製造にあたっては、絶縁層R2bを形成した後、抵抗層R1および抵抗層R2aを同時に形成することができる。
【0074】
このように、抵抗層R2は芯金52aとの境界面で芯金52aとは電気的に絶縁されるように形成されており、上記のような絶縁層R2bを用いた単純な構造で、ρc<ρhとすることができる。また、境界面で高抵抗とするので、抵抗層R2の厚みを小さくしたい場合にも容易に抵抗層R2の抵抗を大きくすることができる。
【0075】
〔実施例4〕
図5に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では芯金52aが、間隔保持部材56が設けられている位置よりも端部52d側に近い所定位置から回転軸52c端部側に向かって先細りしているテーパ部TPを有している。抵抗層R1と抵抗層R2とは異なる材質により形成されており、これによりρc<ρhとなっている。テーパ部TPが設けられていることにより芯金52aの回転軸52c方向の端部と感光体1の表面との距離d0は、テーパ部TP以外の芯金52aと感光体1の表面との距離よりも大きくなっている。抵抗層R2は、帯電ローラ52の半径が抵抗層R1の形成されている領域と同一になるように形成されており、従って、テーパ部TPに設けられている部分の抵抗層R2の厚みは、他の部分の抵抗層R2および抵抗層R1の厚みよりも大きい。
【0076】
この結果、芯金52aの端部および芯金52aの端部側の抵抗層R2と感光体1との間での放電を良好に防止することができるとともに、テーパ部TPにおいて抵抗層R2の厚みが大きくなる分、抵抗層R2の抵抗ρhを大きくすることができる。
【0077】
また、同図に示すように、端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っている。これにより、芯金52aの端部と感光体1との間での放電をさらに良好に防止することができる。
【0078】
〔実施例5〕
図6に、帯電ローラ52の端部52d付近の構成を示す。同図では、実施例4における抵抗層R2の厚みをテーパ部TPにおいてもその他の部分と同一にしている。また、この場合の帯電ローラ52の全体を帯電ローラ52の回転軸52cと感光体1の回転軸1aとが重なる方向に見た図を図7に示す。このように、芯金52aに抵抗層R2が設けられた状態で、帯電ローラ52が回転軸52c端部側に向かって先細りしているので、芯金52aのテーパ部TPのみならず、テーパ部TPに設けられている抵抗層R2の感光体1との距離dも大きくなる。従って、芯金52aの端部および芯金52aの端部側の抵抗層R2と感光体1との間での放電をいっそう良好に防止することができる。
【0079】
なお、同図では端部52dにおいて抵抗層R2は芯金52aの回転軸52c方向の端部を覆っていないが、覆っていてもよく、その場合には、芯金52aの端部と感光体1との間での放電をさらに良好に防止することができる。
【0080】
また、帯電ローラ52の製造工程において、抵抗層R1の領域から抵抗層R2の領域に向かって、抵抗層52bの厚みを一定値に調整するための研磨加工を行う場合に、抵抗層R2の端部52d側は研磨の終了地点となる。芯金52aの半径が一定であって、この終了地点において抵抗層R2が他の部分よりも大きな厚みが残る太り現象が発生する場合には、このように芯金52aにテーパ部TPを設けておくとよい。これにより、研磨治具がテーパ部TPにおいて回転軸52cの方向へ導かれるため、研磨残りが生じず、太り現象を防止することができる。
【0081】
〔実施例6〕
図8に、帯電ローラ52の全体を帯電ローラ52の回転軸52cと感光体1の回転軸1aとが重なる方向に見た図を示す。同図では、帯電ローラ52は、端部52dが回転軸52c方向に感光体1の端部1b・1bを越えた位置P2となるように延びている。すなわち、帯電ローラ52の抵抗層R2には、感光体1の表面と対向しない部分があり、この部分は感光体1上方から端部52d側へ向かってオーバーハングした状態にある。
【0082】
そして、間隔保持部材56・56は、抵抗層R2が感光体1の表面と対向する位置(所定位置)P1から位置P2までの帯電ローラ52の周面を覆っている。同図では端部52dが位置P2にあるが、間隔保持部材56・56が設けられている部分の内側の全てに芯金52aや抵抗層R2が存在している必要はない、すなわち位置P2が端部52dよりも回転軸52cの端部側にあってもよい。また、帯電ローラ52の端部52d側の構成は、実施例1ないし実施例5までのいずれのものでもよく、特にこだわらない。
【0083】
これにより、発生しやすい端部52d側と感光体1との間での放電を良好に防止することができる。
【0084】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上のように、上記抵抗層は、上記被帯電体の帯電領域と対向する領域の第1抵抗層と上記被帯電体の帯電領域外と対向する領域の第2抵抗層とを有し、帯電ローラ回転軸方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗は、上記第1抵抗層よりも上記第2抵抗層の方が大きい構成である。
【0085】
それゆえ、芯金と第2抵抗層を介した被帯電体の帯電領域外との間の放電経路の抵抗は大きく、放電が起こりにくくなる。この結果、非接触式の帯電ローラの軸方向端部側と被帯電体の帯電領域外との間にリーク電流が流れるのを防止することのできる画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【0086】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と同一の材質であって帯電ローラ半径方向の厚みが上記第1抵抗層よりも大きい構成である。
【0087】
それゆえ、第1抵抗層と第2抵抗層との抵抗の大小関係を満たしたまま、材質を区別しない従来と同様の製法で第1抵抗層および第2抵抗層を製造することができるという効果を奏する。
【0088】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と異なる材質であって上記第1抵抗層と同時に上記帯電ローラの形状を整える加工が施されている構成である。
【0089】
それゆえ、第1抵抗層と第2抵抗層とを異なる材質として第2抵抗層の抵抗が大きくなるようにするが、この第1抵抗層と第2抵抗層とに対して同時に帯電ローラの形状を整える加工が施されるので、第1抵抗層と第2抵抗層との加工誤差を最小にすることができるという効果を奏する。
【0090】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記芯金との境界面で上記芯金とは電気的に絶縁されるように形成されている構成である。
【0091】
それゆえ、境界面を絶縁層とするなどの単純な構造で、第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。また、境界面で高抵抗とするので、第2抵抗層の厚みを小さくしたい場合にも容易に第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。
【0092】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしている構成である。
【0093】
それゆえ、芯金の端部側は被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。また、芯金の端部側と被帯電体との距離が大きくなる分、第2抵抗層の厚みを大きくすることにより、この部分の第2抵抗層の抵抗を大きくすることができるという効果を奏する。さらに、帯電ローラの製造工程の抵抗層の研磨加工において第2抵抗層が芯金の端部側で太るのを防止しやすくなるという効果を奏する。
【0094】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記芯金に上記第2抵抗層が設けられた状態で上記帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしている構成である。
【0095】
それゆえ、芯金の端部側のみならず、芯金の端部側に設けられている第2抵抗層も被帯電体との距離が大きくなり、芯金の端部および芯金の端部側の第2抵抗層と被帯電体との間での放電をいっそう良好に防止することができるという効果を奏する。
【0096】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層は、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っている構成である。
【0097】
それゆえ、芯金の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。
【0098】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第2抵抗層の周面上に設けられ、上記帯電ローラとともに回転して上記被帯電体に摺接することにより、上記第1抵抗層と上記被帯電体との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えている構成である。
【0099】
それゆえ、間隔保持部材による間隔の保持を安定に行うために、間隔保持部材が設けられる第2抵抗層を硬い材質とすることができるという効果を奏する。また、被帯電体の帯電領域と帯電ローラとの間に異物が挟まってもこの異物を第1抵抗層に吸収するように取り込んで被帯電体を傷付けないようにするために、第1抵抗層を第2抵抗層とは異なって軟らかい材質とすることができるという効果を奏する。
【0100】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記帯電ローラは、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に上記被帯電体の端部を越えた位置となるように延びており、上記間隔保持部材は、上記第2抵抗層が上記被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っている構成である。
【0101】
それゆえ、発生しやすい帯電ローラ回転軸方向の端部と被帯電体との間での放電を良好に防止することができるという効果を奏する。
【0102】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいる構成である。
【0103】
それゆえ、帯電ローラを被帯電体に対してアゲンスト回転させたい場合に、間隔保持部材と接触する被帯電体の磨耗が低減され、被帯電体の長寿命化を図ることができるという効果を奏する。
【0104】
さらに本発明の画像形成装置は、以上のように、上記第1抵抗層のうち上記第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が、上記帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向している構成である。
【0105】
それゆえ、帯電領域に対向する第1抵抗層のうちでも、帯電ローラ回転軸方向の端部側のような帯電ムラが発生する可能性のある領域を避けた安定放電領域を用いて帯電を行い画像を形成することとなり、安定した画像を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における画像形成装置の帯電ローラの構成を被帯電体との位置関係とともに示す図であって、(a)は回転軸方向から見た断面図、(b)は回転軸に直交する方向から見た側面図である。
【図2】図1の帯電ローラの第1の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図3】図1の帯電ローラの第2の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図4】図1の帯電ローラの第3の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図5】図1の帯電ローラの第4の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図6】図1の帯電ローラの第5の実施例における端部付近の構成を示す断面図である。
【図7】図6の帯電ローラの全体の構成を被帯電体との位置関係とともに示す平面図である。
【図8】図1の帯電ローラの第6の実施例における全体の構成被帯電体との位置関係とともに示す平面図である。
【図9】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図10】従来の画像形成装置の帯電ローラ付近の構成を示す側面図である。
【図11】従来の他の帯電装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 感光体(被帯電体)
1b 回転軸(被帯電体の端部)
52 帯電ローラ
52a 芯金
52b 抵抗層
52c 回転軸(帯電ローラ回転軸)
52d 端部(帯電ローラ回転軸方向の端部)
56 間隔保持部材
E 帯電領域
F 帯電領域外
GR 画像領域
P1 位置(所定位置)
R1 抵抗層(第1抵抗層)
R2 抵抗層(第2抵抗層)
ρc,ρh 抵抗
Claims (11)
- 芯金の周囲に抵抗層が設けられた非接触式の帯電ローラを用いて上記帯電ローラと対向する被帯電体を上記抵抗層との間での放電により帯電させ、画像形成を行う画像形成装置において、
上記抵抗層は、上記被帯電体の帯電領域と対向する領域の第1抵抗層と上記被帯電体の帯電領域外と対向する領域の第2抵抗層とを有し、帯電ローラ回転軸方向単位長さあたりの帯電ローラ半径方向の抵抗は、上記第1抵抗層よりも上記第2抵抗層の方が大きいことを特徴とする画像形成装置。 - 上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と同一の材質であって帯電ローラ半径方向の厚みが上記第1抵抗層よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 上記第2抵抗層は、上記第1抵抗層と異なる材質であって上記第1抵抗層と同時に上記帯電ローラの形状を整える加工が施されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 上記第2抵抗層は、上記芯金との境界面で上記芯金とは電気的に絶縁されるように形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部側が帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 上記芯金に上記第2抵抗層が設けられた状態で上記帯電ローラが帯電ローラ回転軸の端部側に向かって先細りしていることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 上記第2抵抗層は、上記芯金の帯電ローラ回転軸方向の端部を覆っていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 上記第2抵抗層の周面上に設けられ、上記帯電ローラとともに回転して上記被帯電体に摺接することにより、上記第1抵抗層と上記被帯電体との間隔を所定値に保持する間隔保持部材を備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 上記帯電ローラは、帯電ローラ回転軸方向の端部が帯電ローラ回転軸方向に上記被帯電体の端部を越えた位置となるように延びており、
上記間隔保持部材は、上記第2抵抗層が上記被帯電体と対向する所定位置から帯電ローラ回転軸方向の端部までの帯電ローラ周面を覆っていることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 上記間隔保持部材はフッ素樹脂を含んでいることを特徴とする請求項8または9に記載の画像形成装置。
- 上記第1抵抗層のうち上記第1抵抗層の帯電ローラ回転軸方向の幅よりも狭い幅の領域が、上記帯電領域の画像形成に用いる画像領域に対向していることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の画像形成装置。
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2002
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