JP2012037598A - 帯電ローラ及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間に亘り帯電ローラの弾性層が軸芯体から剥れてしまうことを防止し、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができる帯電ローラ及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電ローラ４は、軸芯体４０、弾性層４１及び剥れ防止部材４２を備える。剥れ防止部材４２は、突起部４３ａ、４３ｂを備える。突起部４３ａ、４３ｂは、弾性層４１に形成された係止孔４６ａ、４６ｂに挿入する。剥れ防止部材４２と軸芯体４０は、通電剥離接着剤によって接着され、軸芯体４０にマイナス電極を配し、剥れ防止部材４２にプラス電極を配した状態で、通電を行うことで、容易に剥れ防止部材４２を軸芯体４０から剥がすことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いる帯電ローラ及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム（静電潜像担持体）を回転させつつ、帯電装置により感光体ドラム表面を均一に帯電させ、光ビームにより感光体ドラム表面を走査して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。さらに、現像剤（トナー）を感光体ドラム上の静電潜像に付着させ、感光体ドラム上にトナー像を形成する。トナー像を感光体ドラムから記録用紙へと転写させて記録媒体上のトナー像を加熱及び加圧して定着させている。

ここで、帯電装置は、コロナ放電により帯電を行うものと、帯電ローラの当接により帯電を行うものとがある。コロナ放電のよる帯電装置は、感光体ドラムを非接触で帯電させ、感光体ドラム表面の均一な帯電が可能であるが、オゾンの発生量が多いという欠点がある。一方、帯電ローラの当接による帯電装置では、バイアス電圧を印加した帯電ローラを感光体ドラム表面に当接させて、感光体ドラムを帯電させる。このため、帯電の際にオゾンが殆ど発生しないが、帯電ローラ表面がトナーや紙粉（紙の繊維、填料であるタルクやカオリン等）の付着により劣化し易いため、帯電ローラの交換を定期的に行う必要がある。

近年、帯電に使用される部材として、ローラ形状且つ導電性の帯電ローラが盛んに使用されている。また、帯電ローラは、トナーや感光ドラムなど他の部材と接触、或いは圧接しているために、表面の離型性など、部材によっては、さらなる表面の機能を要求されている。これらの機能を満足するために、弾性層の表面に表面層（樹脂層）を形成する構成をとる。また帯電ローラは、感光体ドラムに圧接（当接）する弾性層を軸芯体上に形成する。帯電ローラの軸芯体には、導電性や熱伝導性に優れた金属材料を用いるものが多い。これらの金属材料は高価であり、表層や弾性層の劣化で寿命が尽きた帯電ローラの軸芯体を再利用して帯電ローラを再生するリサイクルが広く行われている。

リサイクルにおいて帯電ローラを容易に交換するための一環として、特許文献１では、離型剤を塗布された軸芯体から軸芯体の外周の粗面にアンカー効果で接着している弾性層及び表面層を容易に剥がし、その軸芯体の表面に新たに弾性層及び表面層を設けることが可能な帯電ローラと、これを用いて画像形成を行う技術が提案されている。

特開２００６−２９３０２１号公報

上記の帯電ローラにおいて、離型剤のアンカー効果のみで軸芯体に弾性層を接着させている。接着界面に大気中の水分が浸入した場合や、オゾンや一酸化窒素（ＮＯｘ）によって弾性層の酸化が生じた場合、弾性層は、長手方向両端部の近傍において軸芯体から剥れる。このため、感光体ドラムに当接する帯電ローラの弾性層の抵抗値が不均一になり、感光体ドラムの表面を均一に帯電できず、帯電ムラ（表面電位の差によるムラ）が発生して印字画像の画質が劣化するという課題がある。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、長期間に亘り、帯電ローラの弾性層が軸芯体から剥れてしまうことを防止し、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができる帯電ローラ及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するために本発明に係る帯電ローラ及びこれを備えた画像形成装置の各構成は、次の通りである。

本発明の帯電ローラは、軸芯体と、前記軸芯体の外周上に形成する弾性層と、前記弾性層の外周に設ける表面層と、を備え、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電ローラであって、前記弾性層の長手方向両端部に配置され、前記弾性層が前記軸芯体から剥れることを防止する剥れ防止部材を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の帯電ローラの剥れ防止部材は、前記軸芯体と通電剥離性接着剤によって接着されていることを特徴とするものである。

また、本発明の帯電ローラの剥れ防止部材は、前記弾性層と当接する面に少なくとも１つの突起部を有し、前記弾性層は、剥れ防止部材と当接する面に少なくとも１つの係止孔を有し、前記突起部は、前記係止孔に係着することを特徴とするものである。

また、本発明の帯電ローラの剥れ防止部材は、前記静電潜像担持体上に静電潜像が形成される面に当接する画像領域の外側両端に設けることを特徴とするものである。

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラと、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像に、現像剤を供給することによって現像する現像装置と、前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、を備えた画像形成装置において、上記に記載の帯電ローラを用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、帯電ローラは、軸芯体と、前記軸芯体の外周上に形成する弾性層と、前記弾性層の外周に設ける表面層と、を備え、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電ローラであって、前記弾性層の長手方向両端部に配置され、前記弾性層が前記軸芯体から剥れることを防止する剥れ防止部材を備えることで、弾性層の長手方向両端部からの剥れを防止し、長期間に亘り、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明によれば、帯電ローラの剥れ防止部材は、前記軸芯体と通電剥離性接着剤によって接着されていることで、帯電ローラを長期間に亘り使用しても、弾性層が軸芯体から剥れ防止でき、接着した剥れ防止部材と軸芯体との間を通電することで、容易に剥れ防止部材を軸芯体から剥がすことができ、帯電ローラの再利用を容易に行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明によれば、帯電ローラの剥れ防止部材は、前記弾性層と当接する面に少なくとも１つの突起部を有し、前記弾性層は、剥れ防止部材と当接する面に少なくとも１つの係止孔を有し、前記突起部は、前記係止孔に係着することで、弾性層の長手方向両端部からの剥れを防止し、長期間に亘り、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明によれば、帯電ローラの剥れ防止部材は、前記静電潜像担持体上に静電潜像が形成される面に当接する画像領域の外側両端に設けることで、感光体ドラムに対して帯電ローラの長手方向両端部から放電電界による影響を及ぼさずに安定した画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明によれば、画像形成装置は、静電潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラと、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像に、現像剤を供給することによって現像する現像装置と、前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、を備えた画像形成装置において、上記に記載の前記帯電ローラを用いることで、弾性層の長手方向両端部からの剥れを防止し、長期間に亘り、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係る帯電ローラを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る帯電ローラの構成を示す概略図である。 本実施形態に係る帯電ローラの分解図である。 本実施形態に係る帯電ローラの端部を示す斜視図である。 （ａ）本実施形態に係る帯電ローラの剥れ防止部材の側面図である。（ｂ）本実施形態に係る帯電ローラの側面図である。 （ａ）本実施形態に係る帯電ローラを備える画像形成装置における印字画像を表した図の一例である。（ｂ）従来の帯電ローラを備える画像形成装置における印字画像を表した図の一例である。

以下、本実施形態に係る画像形成装置１Ａを説明する。図１は、本実施形態に係る帯電ローラが採用された画像形成装置１Ａの全体の構成を示す概略図である。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）にモノクロ（単色）画像として出力形成する画像形成装置であって、用紙Ｐを搬送する用紙搬送装置（記録媒体排出手段）７を構成する用紙搬送路（記録媒体搬送路）７ａを通って、予め設定された複数の排出処理モードに対応した用紙Ｐの搬送速度に基づき、印字要求に応じて選択的に用紙Ｐの搬送速度を制御して排紙トレイ９に排紙するようにした画像形成装置１Ａである。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１Ａの全体構成について図面を参照して説明する。

画像形成装置１Ａは、図１に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電装置（帯電ローラ４）、除電装置３２、クリーナユニット５、定着ユニット（定着手段）６、用紙搬送装置（記録媒体排出手段）７、用紙搬送路（記録媒体搬送路）７ａ、給紙トレイ８、排紙トレイ９及び転写機構１０等より構成される装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。

装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。

そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電装置（帯電ローラ４）、除電装置３２、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、排紙トレイ９及び転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。

露光ユニット１は、図示しない画像処理部から出力された画像データ（印字用画像情報）に応じてレーザ光を、帯電装置（帯電ローラ４）によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、該感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。

露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１及び反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂが採用されている。本実施形態では、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。

尚、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えばＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）書込みヘッドを用いる構成であっても良い。

感光体ドラム３は、円筒状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電（帯電ローラ４）、現像装置２、除電装置３２の順に配置されている。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電装置より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２下方には記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。

レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段と制御手段とのより動作制御されている。

帯電装置（帯電ローラ４）は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。

除電装置３２は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために該感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、且つ該感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。

尚、本実施形態では、除電装置３２は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを用いて、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。

上述したように、感光体ドラム３上で顕像化された静電潜像は、静電潜像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電潜像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２及び他のローラで架橋されるとともに、所定の抵抗値（本実施形態では１×１０９〜１×１０１３Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。

感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１及び従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ（図示せず）が配置されている。

弾性導電性ローラは、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラが弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、所定の幅（転写ニップと呼ばれる。）を有する面接触となるので搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。

更に、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行うための除電ローラ（図示せず）が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。

また、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット（図示せず）と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構（図示せず）が配置されている。この除電機構に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。

転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電潜像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。

定着ユニット６は、加熱ローラ（図示せず）及び加圧ローラ（図示せず）を備え、この加熱ローラと加圧ローラとにより用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラを回転させ、加熱ローラと加圧ローラとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。

定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ（図示せず）が設けられている。

加熱ローラは、その外周部には用紙剥離爪（図示せず）、ローラ表面温度検出部材（サーミスター）（図示せず）、ローラ表面クリーニング部材（図示せず）が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源（図示せず）が設けられている。

加圧ローラは、ローラの両端部で加熱ローラに対し所定圧量で加圧ローラが圧接することが可能な加圧部材（図示せず）が配置され、さらに、加圧ローラの外周には加熱ローラの外周と同様に用紙剥離爪（図示せず）、ローラ表面クリーニング部材（図示せず）が配置されている。

この定着ユニット６は、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部（いわゆる定着ニップ部と呼ばれる。）（図示せず）において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラにより加熱して溶融し、該加熱ローラと加圧ローラとの圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。

給紙トレイ８は、画像情報が出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電ローラ４、除電装置３２、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａ、搬送ローラ８ｂ，８ｃが配置されている。

この用紙ピックアップローラ８ａにより給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、その用紙Ｐを搬送ローラ８ｂ，８ｃによって用紙搬送方向下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側（カセット側）を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）（図示せず）側に搬送するようになっている。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されるとともに、該大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。

排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等を行う装置）や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。

用紙搬送路７ａは、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に構成され、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排出処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、予め設定された排出処理モードとして、片面印字モード及び両面印字モードが設定されている。片面印字モードにおいて、排出処理として印字面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、及び、印字面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出が設定されている。

制御部２０は、画像形成装置１Ａにおける動作を制御する。また、制御部２０は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータが実行する処理の手順を示した制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ（Random Access Memory）と、算出した累積トナー補給時間を一時的に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ROM）不揮発性メモリ、透磁率センサ（図示せず）やスイッチ（図示せず）からの信号を入力する回路であって入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路と、モータやソレノイドまたはランプなどを駆動するドライバを含む出力回路等とから構成される。尚、これらの記憶する手段を総称して記憶部（図示せず）と称す。

記憶部は、現像バイアスの基準となる基準現像バイアス値を記憶する。基準現像バイアス値は、トナー濃度制御部（図示せず）が、現像バイアス値に基づきトナー濃度の補正制御を行う際の基準となる。また、記憶部は、画像濃度の基準である基準トナーパッチの濃度値を記憶する。基準トナーパッチの濃度値は、画像濃度制御部が、画像濃度に基づきトナー濃度の補正制御を行う際の基準となる。

画像形成装置１Ａにおいて、時間と共に感光体ドラムや現像剤の経時的な変化に影響されずに一定のトナー濃度や画像出力を得るため、様々な処理の条件を調整して動作が行われている。この調整をプロセスコントロールと称する。具体的に述べると、帯電電位、露光量、トナー濃度の補正量、現像バイアス値、転写電圧値及び定着温度等の調整を行うことである。

次に、本実施形態に係る帯電装置（帯電ローラ４）を説明する。図２は、本実施形態に係る帯電ローラ４の概略図である。

帯電ローラ４は、感光体ドラム３の表面に対し、所定の極性で電位が一様になるように一次帯電処理を行う。帯電ローラ４で均一に帯電処理された後、画像情報のレーザ光を受けることで、感光体ドラム３の表面に目的画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２によりトナー像として可視像化されていく。この可視像化されたトナー像は、転写機構１０により記録材（用紙Ｐ）の裏面から電圧を印加することにより用紙Ｐに転写される。その後用紙Ｐは定着ユニット（定着手段）６へ搬送され、トナー像の定着が行われ記録画像として出力される。

帯電ローラ４は、図２に示すように、軸芯体４０（シャフト）、弾性層４１及び剥れ防止部材４２を備えている。弾性層４１を形成するにあたって、材料の塑性または流動性の性質を利用して材料（例えば、シリコーンゴム）を成形加工するための金属製の型である円筒形の金型を用いる。金型の性能としては、成形物の寸法に係わる金型の加工精度、多量の成形加工に耐え得る金型の耐久性が高く、成型物を金型からスムーズに取り出すための離型性が高い被膜の厚みを薄くできるフッ素系離型剤を用いるのが好ましい。本実施形態では、シリコーン樹脂やフッ素樹脂を有機溶剤や水で希釈した離型剤を用いる。例えば、フッ素系離型剤（ダイフリーＭＥ−３１３：ダイキン工業（株）社製）を用いる。軸芯体４０にサンドブラスト処理を施した後、フッ素系離型剤に蒸留水を体積比率で１：１０の割合で混合した離型剤を塗布して１１５℃で５分間加熱硬化させる。硬化させた離型剤の厚みは０．８μｍである。

軸芯体４０は、導電性や熱伝導性に優れた金属材料を用いる。表面層４４や弾性層４１の劣化で寿命が尽きた帯電ローラの軸芯体を再利用するため、弾性層４１から剥ぎ取ることが可能なように接着されている。本実施形態では、軸芯体４０に離型剤を塗布し、シリコーンゴムの弾性層４１を配置する構成をとっている。さらに、弾性層４１にアクリルポリオールをイソシアネート架橋したウレタン樹脂の表面層４４を設ける。

軸芯体４０の材料は導電性であれば何でも良く、炭素鋼、合金鋼及び鋳鉄、導電性樹脂等の中から、適宜選択して用いることができる。ここで、合金鋼としては、例えばステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼等が挙げられるが、強度の観点から、金属製のものが望ましい。本実施形態では、帯電ローラの軸芯体４０に、外径８ｍｍ、長さ３６７ｍｍのステンレス鋼を用いる。

弾性層４１は、円筒形金型中心部に軸芯体を配置して円筒形金型内にその注入口からシリコーンゴムを注入した後、１１５℃で５分間加熱硬化させてシリコーンゴム弾性層を成型する。使用する弾性層４１に使用できる材料は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）等が挙げられ、これらを２種類以上組み合わせて使用することもできる。更に、これらの材料に導電性を付与して使用することができる。これら弾性層を導電化する手段としては、電子導電機構による導電付与剤を上記材料に添加することにより導電化する手法がある。

表面層４４は、弾性層４１の外周面に形成された樹脂層である。表面層４４に使用される材料として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂、ポリエステル樹脂、スチロール系樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、繊維系樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、水系樹脂等があり、これらを２種類以上組み合わせて使用することもできる。この中でも、特に、含窒素化合物、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等を用いることがトナーに電荷を安定する点で望ましい。更に、これらの材料に導電性を付与して使用することができる。導電性を付与する手法としては弾性層４１の導電化と同様の手法を用いることが可能である。また、これら材料を塗料化して表面層４４を形成することも可能である。また、表面層４４は単層である必要はなく、２層以上であっても良い。

また、表面層４４を構成する材料を塗料化した場合、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して上記材料と導電剤を分散させる。表面層４４の形成用塗料は、スプレー塗工法、ディッピング法、ロールコーター法等により弾性層の表面に塗布される。帯電ローラの表面が均一に粗面となることが好ましいのため、本実施形態ではディッピングを主として用いる。

帯電ローラ４に用いる表面層４４の厚さは、１０〜２０μｍが好ましい。厚みが少な過ぎると表面層４４中の低分子量成分が染み出してきて感光ドラムを汚染する恐れがあり、厚過ぎると帯電ローラが硬くなり、トナー融着の原因となるので好ましくない。

また、図２に示すように、感光体ドラムの表面のうち帯電ローラ４の端部よりも内側に位置し、感光体ドラム上に静電潜像が形成される表面領域に対向する領域を画像領域４５と称す。一方、後述するが、帯電ローラ４の両端に剥れ防止部材４２が位置する。剥れ防止部材４２は、画像領域の外側の非画像領域Ｒに在ることで、帯電動作の際に発生する帯電電界に対して帯電ローラ４の長手方向両端部からの影響を少なくできる。

剥れ防止部材４２は、図２及び図３に示すように、突起部４３ａ、４３ｂを備える。突起部４３ａ、４３ｂは、図３に示すように、弾性層４１に形成された係止孔４６ａ、４６ｂに挿入する。これによって、剥れ防止部材４２は、弾性層４１にしっかりと係着することが可能となる。帯電ローラ４の両端部は、図４に示すように、剥れ防止部材４２と弾性層４１とが係着する。尚、突起部４３ａ、４３ｂの高さＨは、特に規定しないが、使用する弾性層の材質を考慮して適切な高さを設定する。また、本実施形態では、２つの突起部を備える構成としたが、これに限定されない。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、剥れ防止部材４２と帯電ローラのそれぞれの側面図である。剥れ防止部材４２の各突起部４３ａ及び４３ｂは、弾性層４１の係止孔４６ａ及び４６ｂに挿入し係着することで、弾性層４１の長手方向両端部からの剥れを防止して、長期に亘って帯電ムラを防ぐことができる。尚、図５（ａ）のＷ１は、突起部４３ａ、４３ｂ間の長さを表し、図５（ｂ）のＷ２は、係止孔４６ａ、４６ｂ間の長さをし、Ｗ１＝Ｗ２となる。

また、剥れ防止部材４２は、軸芯体４０と同じ材質（Steel Used Stainless：ＳＵＳ）を用いる構成としても良い。また、真鋳、アルミダイキャスト、または表面処理（無電界ニッケルメッキ、ユニクロメッキ、クロムメッキ等）された鉄部材によって構成しても良い。特に、磁性トナーを用いる場合は、非磁性であるＳＵＳ、真鋳及びアルミダイキャストで構成することが好ましい。

剥れ防止部材４２と軸芯体４０は、通電剥離接着剤によって接着されている。本実施形態では、通電剥離接着剤として、太陽金網株式会社製の“エレクトリリースＥ４”を用いる。通電剥離接着剤に低電圧（５〜５０Ｖ）による電流を短時間（数十秒から数分）通電させた場合、被着体と接着剤の界面で電気化学反応が起こり、陽極側の強度が低下する。さらに印加する電圧の極性を入れ替えて通電することで接着した被着体を剥がすことができる。具体的に述べると、軸芯体４０にマイナス電極を配し、剥れ防止部材４２にプラス電極を配した状態で、前述した通電動作を行うことで、容易に剥れ防止部材４２を軸芯体４０から剥がすことができる。
尚、使用電源は、ワイドレンジ直流電源 KIKUSUI ELECTRONICS CORP製 PWR400L を用いた。

帯電ローラ４の再利用は、軸芯体４０から剥れ防止部材４２、弾性層４１及び表面層４４を剥がして軸芯体４０を露出させ、その軸芯体４０の表面に新たに剥れ防止部材、弾性層及び表面層を設けることで実現できる。このように、剥れ防止部材４２や弾性層４１を容易に剥がすことができ、帯電ローラを有効に再利用できる。

次に、本実施形態に係る帯電ローラ４を備える画像形成装置１Ａ（シャープ製、複合機ＭＸ−Ｍ８６０、毎分８６枚／Ａ４サイズ横通紙）による画像形成に基づく試験結果を説明する。帯電ローラ４を備える画像形成装置１Ａとして、シャープ製、複合機ＭＸ−Ｍ８６０を用いて、温度３５℃、湿度８５％の動作環境で、１万枚の用紙を用いて画像形成の試験を行った。

図６（ａ）は、本実施形態に係る帯電ローラ４を備える画像形成装置１Ａによって形成された印字画像を表している。形成された印字画像の両端部には、白抜け（画像抜け）の画像不良は生じていない。尚、図６（ａ）中の矢印Ｆは用紙の排紙方向を表している。一方、図６（ｂ）は、従来の画像形成装置によって形成された印字画像を表している。印字画像の両端部において白抜けの画像不良が生じている。

このように、実施形態に係る帯電ローラ４を備える画像形成装置１Ａによる画像形成を長期間に亘り行った場合でも、帯電ローラ４の弾性層における長手方向両端部からの剥れを防止でき、帯電ムラを抑えて良質な画像形成を行うことができる。

４ 帯電ローラ
４０ 軸芯体
４１ 弾性層
４２ 剥れ防止部材
４３ａ、４３ｂ 突起部
４４ 表面層
４５ 画像領域
４６ａ、４６ｂ 係止孔
１Ａ 画像形成装置
Ｒ 非画像領域

Claims (5)

1. 軸芯体と、前記軸芯体の外周上に形成する弾性層と、前記弾性層の外周に設ける表面層と、を備え、静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電ローラであって、
   前記弾性層の長手方向両端部に配置され、前記弾性層が前記軸芯体から剥れることを防止する剥れ防止部材とを備えることを特徴とする帯電ローラ。
2. 前記剥れ防止部材は、前記軸芯体と通電剥離性接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電ローラ。
3. 前記剥れ防止部材は、前記弾性層と当接する面に少なくとも１つの突起部を有し、前記弾性層は、前記剥れ防止部材と当接する面に少なくとも１つの係止孔を有し、前記突起部は、前記係止孔に係着することを特徴とする請求項１又は２に記載に帯電ローラ。
4. 前記剥れ防止部材は、前記静電潜像担持体上に静電潜像が形成される面に当接する画像領域の外側両端に設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の帯電ローラ。
5. レーザ光を偏向走査する光走査装置と、静電潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラと、
   前記光走査装置による前記レーザ光の照射により静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像に、現像剤を供給することによって現像する現像装置と、
   前記現像装置により付着された前記現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記帯電ローラは、請求項１から４のいずれか１項に記載の帯電ローラを用いることを特徴とする画像形成装置。

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