JP3855737B2

JP3855737B2 - Electrophotographic roller and image forming apparatus provided with the electrophotographic roller

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Publication number: JP3855737B2
Application number: JP2001336426A
Authority: JP
Inventors: 栄二船橋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP2003140423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子写真装置に利用し得る電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置に関する。ここで、本発明における電子写真用ローラとは、例えば、帯電ローラ、転写ローラ、中間転写方式に用いられる１次転写ローラ及び２次転写ローラ等の導電性乃至半導電性ローラであって、像担持体としての感光体又は中間転写体に接触し、ニップを形成するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスとしては、特公昭４２−２３９１０号公報等に記載されているように多数の方法が知られている。一般的には、光導電性物質を利用した感光体（潜像保持体）表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、トナーを用いて現像しトナー画像を形成した後、感光体表面のトナー画像を、中間転写体を介して若しくは介さずに、用紙等の転写材表面に転写し、この転写画像を加熱、加圧若しくは加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、定着画像が形成される。感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて種々の方法によりクリーニングされ、再び上記の複数の工程に供される。
【０００３】
上記電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置には、典型的に、オゾンの発生が非常に少ない接触帯電方式及び接触転写方式が採用されている。かかる接触帯電方式及び接触転写方式においては、耐磨耗性や転写部における転写材の搬送性に優れたローラ状の部材が好適に使用されている。
【０００４】
上記のローラ状の部材としては、一般的に、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄等の芯金上に、カーボン、イオン導電性剤等により、その表面抵抗値を１×１０⁵〜１×１０¹²Ω／□の範囲で調節した半導電性の弾性層を設けた電子写真用ローラ（半導電性ローラ）が用いられる。かかる電子写真用ローラは、弾性層を有するため、像担持体である感光体や中間転写体に対して確実にニップを形成することができる。
【０００５】
上記電子写真用ローラは、弾性層を形成するゴム内には、ベースポリマーを合成する際に投入する反応開始剤の残留物やその際に生成する副生成物、ベースポリマーの低分子成分、ゴムローラ成型時に添加する加硫剤や軟化剤、可塑剤等の成分が含まれる。これらの成分は、感光体や中間転写体と反応しやすいものが多く、長時間、電子写真用ローラと、感光体又は中間転写体と、を圧接した状態で放置すると、上記の成分が弾性層より滲出して感光体や中間転写体に付着し、反応して感光体や中間転写体の表面物性を改質してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、電子写真用ローラの弾性層の表面に、弾性層に含有する成分が滲出するのを防止するためにバリア層となり得る物質をコーティングすることが考えられるが、これにより電子写真用ローラは複数層構造となるため、材料費が増加することや製造工程が複雑になるためにコストが高くなるという問題を有していた。
【０００７】
また、電子写真用ローラの弾性層は、ゴム材料にカーボンや金属酸化物、あるいはイオン導電剤を機械的に混合分散して抵抗を調整する。従って、電気抵抗にムラを生じ易かったり、イオン導電剤を用いる場合においては高温高湿環境下でイオン導電剤が表面に析出する現象、所謂、ブリードが発生し、感光体や中間転写体を汚染してしまうという問題を生じる場合もあった。
【０００８】
一方、近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、静粛性が求められるようになってきている。特に、電子写真用ローラの１種である帯電ローラに直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加した場合に、該帯電ローラから生じる、所謂、帯電音は不快な耳触りの音であり、かかる帯電音の低減が大きな技術課題となっている。
【０００９】
この帯電音を低減させるための一つの方法として、帯電ローラと接触する感光体の内部に重りをいれ、帯電ローラからの高周波の振動伝達を防止する方法が提案されているが、重りとなる部材と、それを感光体の内部に固定する、例えば、接着工程が新たに必要となり、コストアップは免れない。また、帯電音を低減するための他の方法として帯電ローラに発泡層を設け、振動を吸収する手法も採用されているが、発泡層を形成する材料はゴム材料であるため、上述したように、接触する感光体に悪影響を及ぼす問題から逃れることはできなかった。
【００１０】
更に、プリントやコピーなどの印刷物の単価の低減（所謂、ランニングコスト低減）のために、感光体の長寿命化が求められている。しかし、上述したように、帯電ローラに直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加する場合には、感光体と帯電ローラ間の微少ギャップで生じる放電により、感光体表面が削られる、所謂、エッチング現象が発生し易いという問題を有していた。
【００１１】
帯電音及び感光体のエッチング現象を低減する方法として、帯電ローラに直流バイアスのみを印加する、所謂、ＤＣ帯電が提案されている。かかるＤＣ帯電によって帯電ローラを均一に帯電させるには、今まで以上に帯電ローラの抵抗均一性や表面平滑性が求められる。しかし、上述したように、帯電ローラは、その表面に汚れが付着することにより抵抗の均一性が保てなくなり易いという問題を有しているため、根本的な問題の解決にはならなかった。
【００１２】
また、帯電音及び感光体のエッチング現象を低減する他の方法として、注入帯電なる新たな像担持体表面の帯電技術が提案され、一部の商品に採用されている。かかる技術は、印加した直流バイアス値がそのまま感光体表面の電位とすることが可能であるため、交流バイアスの印加は理論的には必要ない。
【００１３】
しかしながら、前記注入帯電技術は、金属スリーブ内部の磁石により金属スリーブ外周に磁性体粉末を保持する、所謂、磁気ブラシ帯電部材と、電荷注入層を備えた感光体と、の組み合わせを必要とする技術であって、磁気ブラシ及び電荷注入層を備えた感光体は何れも高価であるという短所を有していた。
【００１４】
また、前記注入帯電技術では、磁気ブラシを、電荷注入層を備えた感光体よりも高速で回転させ、電荷注入の機会を増加させる必要がある。このため、磁気ブラシと感光体の両者の間には、ギヤやベルト等の駆動伝達機構が新たに必要とされている。更には、磁性体としての金属粉末で、感光体表面を摺擦し続けるため、感光体表面のエッチング現象が発生することは勿論であるが、時には、電荷注入層を貫通するほどの傷をつけてしまう可能性も潜んでいる。
【００１５】
更に、金属スリーブ外周の磁性体粉末にトナーや紙粉が付着し、電気抵抗が変化することに伴い、電荷注入能力が低下する問題や、金属スリーブ外周の磁性体粉末が脱落し電荷注入密度が低下したり、脱落した磁性体が画像上（用紙上）にまで到達し、画像不良を起こす問題も発生する場合がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述の従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、簡易かつ低コストで、帯電音及び像担持体のエッチング現象を低減することが可能である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、抵抗均一性及び表面平滑性が良好である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した電子写真用ローラの抱える問題を根本から解決することの可能な電子写真用ローラの構造を見出し、本発明に至った。
上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
【００１８】
＜１＞変形可能な円筒形基体と、該円筒形基体を回転支持するシャフトと、該円筒形基体の内部容積を満たさない程度に封入される導電性粉体と、前記シャフトに直接的に又は間接的に接続すると共に、前記導電性粉体を攪拌する攪拌翼と、を備えてなることを特徴とする電子写真用ローラである。
【００１９】
＜２＞前記攪拌翼が導電性を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真用ローラである。
【００２０】
＜３＞前記導電性粉体全体の電気抵抗値が、１０^-8〜１０⁸Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の電子写真用ローラである。
【００２１】
＜４＞前記導電性粉体が複数の種類の粉体からなる混合物であり、各種類毎の粉体の電気抵抗値が１０^-8〜１０¹⁷Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２２】
＜５＞前記導電性粉体の数平均粒子径が、１０^-5μｍ〜１ｍｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２３】
＜６＞像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電手段が＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
＜７＞像担持体と、該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記転写手段が＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
＜８＞像担持体と、該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置について説明する。
【００２７】
＜電子写真用ローラ＞
図１及び図２を参照して、以下、本発明の電子写真用ローラについて詳細に説明する。ここで、図１は、本発明の電子写真用ローラ１００の構造を説明するための側面断面図である。図２は、図１に示す本発明の電子写真用ローラ１００のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
図１に示すように、電子写真用ローラ１００は、金属製シャフト１１０と、円筒形基体１２０と、導電性粉体１３０と、フランジ部１４０と、攪拌翼１５０と、を備える。
【００２９】
金属製シャフト１１０は、例えば、ＳＵＳ、ＳＵＭ等からなり、円筒形基体１２０を貫くように配され、後述のフランジ部１４０を介して円筒形基体１２０を回転自在に支持する。従って、金属製シャフト１１０は、電子写真用ローラ１００の回転軸として機能する。また、金属製シャフト１１０には、図示されない外部電源が接続され、所望のバイアスが印加される。
【００３０】
円筒形基体１２０は、封入される導電性粉体１３０の自重や移動に応じて、自由に変形可能なものである。
円筒形基体１２０を構成するバインダー材料としては、例えば、ブリード防止の表面処理を施した天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＰＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、フッ素ゴム等のゴム類；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、エチレン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチル、スチレンブタジエン、ポリアリレート、ポリカーボネート、テフロン（Ｒ）、シリコン等の樹脂材料；スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレンビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等を挙げることができる。更に、ポリメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックス等が用いられるが、特にこれらに限定されない。
【００３１】
上記バインダー材料は、単体で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよく、更に、共重合体又は変性体を用いてもよい。
上記バインダー材料としては、像担持体及び中間転写体に対して汚染等の悪影響を与えないためにも、低分子量成分や可塑剤等が表面に析出、所謂ブリードするような成分を含まないもの、又は、ブリード防止の処理を施されたもの、から選択されることが好ましい。
【００３２】
円筒形基体１１０は、上記バインダー材料を用い、押し出し成形法、射出成形法、プレス形成法、インジェクションブロー、真空成形法等によって作製される。また、市販のシームレスチューブを用いてもよい。
【００３３】
また、円筒形基体１２０は、上記各種バインダー材料に、導電性材料を混入することで表面抵抗値が所定の範囲、例えば、１０⁴〜１０¹⁰Ω／□に調整される。
円筒形基体１２０は、積層構造を有してもよく、各層が同じ材料で形成されていてもよいし、それぞれ異なった材料で形成されていてもよい。その際にも、電気抵抗を上記所定の範囲とすることが好ましい。
円筒形基体１２０の厚みは、上記バインダー材料からなる層の硬度により任意に調整されるものであり、その硬度は特に制限されるものではない。
【００３４】
また、円筒形基体１２０は、上記各種バインダー材料に、磁性体を混入することで磁性を有するように形成されてもよい。
用いられる磁性体としては、例えば、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、又はこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；等が好ましく、上記各種の磁性体を単体で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
導電性粉体１３０は、図２に示すように、円筒形基体１２０の内部容積を完全に満たさない程度に封入される。
導電性粉体１３０の充填率としては、５０〜９５％の範囲であることが好ましく、７０〜９０％の範囲であることがより好ましい。充填率が５０％より少ない場合、導電性粉体１３０が金属製シャフト１１０に接触しないためにバイアスが導電性粉体へと流れ込むことができない場合があるという問題や、環境変化に伴って収縮及び膨張を起こす空気層が多いために円筒形基体１２０の形状に影響を及ぼしてしまう場合があるという問題を有している。一方、充填率が９５％より多い場合、導電性粉体１３０の流動性が低下するために、ニップ形成の自由度が低下するという問題を有している。
【００３６】
ここで、本発明における充填率とは、予め、金属製シャフト１１０の容積分を除いた容積に対する充填率１００％の導電性粉体１３０の質量を測定し、その質量を基に算出する。充填率１００％の場合の導電性粉体１３０の質量は、実際に使用される金属製シャフト１１０の容積分を除いた円筒形基体１２０と同じ容積である容器に、導電性粉体１３０を完全に充填して、その質量の増加量を測定することで求められる。従って、例えば、充填率１００％の場合の導電性粉体１３０の質量が１０ｇである場合、円筒形基体１２０に封入された導電性粉体１３０が８ｇであれば、充填率は８０％となる。
【００３７】
導電性粉体１３０は、少なくともその自重によって円筒形基体１２０の形状を変形させることができる。導電性粉体１３０は、その自重によって円筒形基体１２０の下方に集まることから、円筒形基体１２０は変形する。従って、かかる変形を利用することで、電子写真用ローラ１００を、例えば、像担持体に接触させると、該像担持体の形状に沿って円筒形基体１２０が変形し、ニップを形成することができる。また、電子写真用ローラ１００の回転と共に、封入された導電性粉体１３０が移動し、常に一定の荷重により像担持体に接触することから、均一のニップを長期間に渡り保持することができる。
また、導電性粉体１３０の充填率や電子写真用ローラ１００の押し当て量等の条件を変化させることによって、所望のニップ幅、ニップ圧を調整することができる。
【００３８】
導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、１０^-8〜１０⁸Ωｃｍの範囲であることが好ましく、１０^-5〜１０⁶Ωｃｍの範囲であることがより好ましく、更に、１０^-3〜１０⁴Ωｃｍの範囲であることが特に好ましい。電気抵抗値が前記下限値よりも小さい場合、電子写真用ローラ１００としての表面抵抗値が得られない場合がある。一方、電気抵抗値が前記上限値よりも大きい場合は、金属製シャフト１１０と円筒形基体１２０とを十分に導通させることが困難となる。
【００３９】
導電性粉体１３０は、１種の粉体から構成されていてもよいし、２種以上の粉体から構成される混合物であってもよい。導電性粉体１３０が混合物である場合に、その混合物を構成する粉体の各種類毎の電気抵抗値は１×１０^-8〜１×１０¹⁷の範囲のものを使用することができる。その際、上述のように、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値が上記範囲に調整されていることがより好ましい。
【００４０】
導電性粉体１３０に使用し得る粉体としては、例えば、磁性粉、すず、鉄、銅等の金属粉体や樹脂との混合物；金属繊維；酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物；硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物；カーボンブラック、グラファイト等の炭素粉；ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、又はこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物；高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂、複合金属酸化物；等の導電性粉体が挙げられる。また、セラミック粒子、ガラスビーズ、ラテックス粒子、天然石、砂、粉砕石等の絶縁性粉体を用いてもよい。これらの粉体は、好ましくは、上述のように導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値の条件を満たすように、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いても構わない。
【００４１】
本発明において、導電性粉体１３０を構成する粉体の電気抵抗値は、以下のようにして測定する。
天面と底面が金属製で、胴部が絶縁体により構成される円筒形状ホルダー（天面及び底面が共に１０ｍｍφ、高さ１０ｍｍ）に、測定試料としての粉体を充填し、９８ｋＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²）の圧力で圧縮しつつ、１００Ｖの電圧を印加し、その際に流れる電流値を測定し、電気抵抗値を算出した。
また、導電性粉体１３０が１種類の粉体から構成されているならば、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、その１種の粉体単独の電気抵抗値がそのまま導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値となる。一方、導電性粉体１３０が複数の種類の粉体から構成されているならば、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、それら粉体の混合物を十分に攪拌した後に、上記と同様の測定法で求められたものが、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値となる。
【００４２】
また、導電性粉体１３０の数平均粒子径は１０^-5μｍ〜１ｍｍの範囲であることが好ましく、５〜３００μｍの範囲であることがより好ましく、更に、４０〜７０μｍの範囲であることが特に好ましい。数平均粒子径が前記下限値よりも小さい場合、粉体の流動性が悪くなり場合があり、数平均粒子径が前記上限値よりも大きい場合は、粒子間の接点が少なくなり、導通回路が不足するため、電子写真用ローラ１００表面の導電性に斑が発生してしまう場合がある。
【００４３】
更に、導電性粉体１３０には、磁性粉が含有されていてもよい。磁性粉が含有されている場合、粉体の磁性を利用することで電子写真用ローラ１００の配置を様々に設定することができる。例えば、磁性を利用して、電子写真用ローラ１００を像担持体に対して下（反重力方向）から接触させてニップを形成してもよい。
【００４４】
より詳細には、磁性を利用してニップを形成する場合、像担持体の内周部に、球状マグネット等の磁力発生部材（磁界形成手段）を配し、導電性粉体を引き寄せる磁界を形成し、かつ、導電性粉体１３０に磁性粉が含有されていれば、導電性粉体１３０は磁界発生部材に引き寄せられて、重力方向とは無関係に移動し、円筒形基体１２０を変形させて、像担持体との間にニップを形成することができる。この際、上述のように、円筒形基体１２０自身も磁性を有していれば、その表面の磁性は一定に保たれ、電子写真用ローラ１００の回転に伴う導電性粉体１３０の移動もより均一になり、その結果、本発明の電子写真用ローラ１００と像担持体との間に形成されるニップが長期間、均一に保持される。
【００４５】
前記磁界形成手段としては、像担持体の内周部の電子写真用ローラ１００に対向する位置に配されたマグネット等の磁力発生部材から構成されてもよいし、像担持体の内周面全体に張り巡らされた磁性を有するフィルム等から構成されてもよい。また、像担持体の基体そのものが鉄などの磁性を有する材料で形成されて、磁界形成手段として機能してもよい。
【００４６】
フランジ部１４０は、円筒形基体１２０の両端に設けられ、封入された導電性粉体１３０が外部に漏れないように封止する部材である。フランジ部１４０を形成する材料としては、特に限定はされないが、円筒形基体１２０の変形に応じて変形するような弾性体であることが好ましい。前記弾性体としては、スポンジ、ゴム、熱可塑性エラストマー等を用いることができるが、この中でもスキン層を有するスポンジが好適に用いられる。
【００４７】
フランジ部１４０としてスキン層を有するスポンジを使用する場合には、スキン層を導電性粉体１３０と接触するように円筒形基体１２０の内部に向けて設置することで、導電性粉体１３０の漏洩を完全に防止することができる。
【００４８】
攪拌翼１５０は、上記金属製シャフト１１０の外周部に直接的に又は間接的に接続し、円筒形基体１２０の内部に封入されている導電性粉体１３０を攪拌する機能を有する。攪拌翼１５０は、導電性粉体１３０を攪拌する機能を有していれば、その形状は限定されるものではなく、その枚数も限定されるものではない。また、攪拌翼１５０の設置位置に関しても、特に、限定されるものではない。
【００４９】
攪拌翼１５０の形状の例示的態様を、以下の図３を参照して説明する。ここで、図３（ａ）〜（ｄ）は攪拌翼１５０ａ〜１５０ｄの形状を説明するための概略斜視図である。
【００５０】
図３（ａ）〜（ｄ）に示す攪拌翼１５０ａ〜１５０ｄは、複数枚の矩形板を、その回転軸となる金属製シャフト１１０の外周面に取り付けたものである。
より詳細には、図３（ａ）において、攪拌翼１５０ａは、長手方向が円筒形基体１２０の軸方向の長さより所定量だけ短い２つの矩形板を、金属製シャフト１１０の外周面に回転軸から放射状に取り付けたものである。図３（ｂ）に示される攪拌翼１５０ｂのように、長手方向で数個に分割されていてもよい。また、図３（ｃ）に示される攪拌翼１５０ｃは、金属製シャフト１１０の外周面に、所定の長さの５つの矩形板を、回転軸に対して所定の角度傾斜させて放射状に取り付けたものである。
一方、図３（ｄ）において、攪拌翼１５０ｄは、その回転軸となる金属製シャフト１１０の外周面に、長尺の矩形板をスパイラル状に取り付けたものである。
【００５１】
図３に示されるように、所定の形状、大きさの矩形板を、金属製シャフト１１０の外周面に直接に取り付けることにより、所望の攪拌翼１５０ａ〜１５０ｄが作製される。
また、図４に示されるように、例えば、射出成形法により、円筒状の基体１５２の外周面に攪拌翼１５０ｅが形成された攪拌部材１５４を作製し、その攪拌部材１５４に金属製シャフト１１０を圧入することで、作製されてもよい。ここで、図４は攪拌翼の取り付け方法の一例を説明するための概略斜視図である。
【００５２】
上述のように、攪拌翼１５０の形状としては、図３に示すものの他にも、例えば、折れ曲がっている、又は、湾曲していいる矩形板を用いて構成されるなど、様々なものを例示することができるが、用いられる導電性粉体１３０の粒径、粘度、かさ比重、硬度や、円筒形基体１２０の厚さ、硬度、材質、更には、本発明の電子写真用ローラ１００の用途や設置位置（設置環境）などの条件によって、適宜、選択すればよい。同様に、攪拌翼１５０のサイズも、諸条件によって、適宜、選択される。
【００５３】
攪拌翼１５０を構成する材料としては、例えば、ステンレス、銅、真鍮、錫、亜鉛等の金属材料、又は、バインダー樹脂に導電性材料を分散させたプラスチック材料等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。これらの材料は、単体で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５４】
攪拌翼１５０が導電性を有する場合、金属製シャフト１１０と導電性粉体１３０とが接触できない程度に導電性粉体１３０の充填率が低くても、攪拌翼１５０を介して金属製シャフト１１０と導電性粉体１３０とが導通させることができるため、バイアスが印加された際、電流が導電性粉体１３０へと流れ込む。そのため、導電性粉体１３０の使用量の低減をも図ることができる。
【００５５】
攪拌翼１５０は回転することで導電性粉体１３０を攪拌するが、その回転方法としては、攪拌翼１５０を金属製シャフト１１０に直接的に取り付けることで金属製シャフト１１０の回転に従動させて回転させる方法と、攪拌翼１５０を金属製シャフト１１０に公知の駆動装置を介して間接的に取り付けることで金属製シャフト１１０とは独立に回転させる方法と、に大別される。
【００５６】
攪拌翼１５０の回転速度は、攪拌する導電性粉体１３０の充填率、粒径、粘度かさ比重、硬度等の諸条件によって、適宜、選択されるが、攪拌翼１５０の回転速度は、５０〜３００ｒｐｍの範囲であることが好ましい。しかし、電子写真用ローラ１００が使用される際に、電子写真用ローラ１００自体の回転によって導電性粉体１３０が適度に移動するならば、攪拌翼１５０は回転していなくてもその攪拌効果を発現することができる。また、回転方向は、金属製シャフト１１０（電子写真用ローラ１００）の回転方向に対して、同方向であっても、逆方向であってもよい。
【００５７】
このように、本発明の電子写真用ローラ１００は、導電性粉体１３０が電子写真用ローラ１００表面への通電量を支配し、その環境変動を起こすことがないため、定電流制御や環境制御を必要とせず、画像形成装置を製造する際のコスト低減に大きく貢献することができる。
【００５８】
また、本発明の電子写真用ローラ１００は、ニップを形成するために感光体に対して印加される圧力を低減することができるため、従来の電子写真用ローラに求められてきた形状安定性やたわみを防ぐための剛性を必要としない。従って、シャフトの小径化及びそれに伴う電子写真用ローラ１００自体の小型化を達成することができる。
【００５９】
更に、本発明の電子写真用ローラ１００は、導電性粉体１３０を変形可能な円筒形基体１２０に、内部容積を満たさない程度に導電性粉体１３０が封入され、かつ、その導電性粉体１３０を攪拌する攪拌翼１５０を有する構造を有するため、導電性粉体１３０は一定の個所に停留することを防止することができる。その結果、導電性粉体１３０が円筒形基体１２０の内壁に印加する荷重を均一に保つことができるため、形成したニップの安定化を図ることができる。また、導電性粉体１３０は円筒形基体１２０の回転と共に移動し、円筒形基体１２０の内壁に衝突することから、円筒形基体１２０の表面に付着したトナーや紙粉などの汚れを振るい落とすことができ、その汚れにより発生する抵抗変化や変質、変形等を防止することができ、かつ、円筒形基体１２０の外周面の良好な表面平滑性を維持することが可能となる。従って、本発明の電子写真用ローラ１００は、長期に渡り安定した性能を維持することができる。
【００６０】
以上説明してきた本発明の電子写真用ローラは、それぞれ求められる電気特性や表面特性等を適宜調整することで、帯電ローラ、転写ローラ（後述する１次、２次の双方も含む）等に好適に用いることができる。
【００６１】
上述したように、本発明の電子写真用ローラは、構造が複雑ではないため、従来の帯電ローラや転写ローラなどよりもより簡便に製造することができる。従って、本発明の電子写真用ローラは、大きなコスト低減を可能とし、該電子写真用ローラを有する画像形成装置のコスト低減をも達成することができる。
【００６２】
＜画像形成装置＞
以下、本発明の電子写真用ローラを備える画像形成装置（本発明の画像形成装置）の一例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部のみを説明し、その他はその説明を省略する。
【００６３】
図５は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図５に示す画像形成装置は、矢印Ｂ方向に回転する感光体（像担持体）５１と、その周囲に配される、感光体５１表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ（帯電手段）５２、帯電された感光体５１表面を画像信号に基づくレーザ光線５３よって露光して静電潜像を形成する露光装置（露光手段）５６、帯電されたトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置（現像手段）５４、現像されたトナー像を記録紙（転写材）Ｐ上に転写する転写ローラ（転写手段）５５、及び、転写後の感光体５１表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニット５７が順に配設されている。ここで、図５に示す画像形成装置には、帯電ローラ５２として、上述の本発明の電子写真用ローラが用いられており、該電子写真用ローラの各構成要素は、図２（ａ）と同一の符号が付されている。
【００６４】
まず、感光体５１はその表面を帯電ローラ５２によって−６００Ｖ〜−８００Ｖ程度の電位に帯電される。感光体５１は、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗であるが、露光装置５６からレーザ光線５３が照射されると、レーザ光線５３が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体５１の表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置５６を介してレーザ光線５３を出力する。レーザ光線５３は、感光体５１の表面の感光層に照射され、それにより、印字パターンの静電潜像が感光体５１の表面に形成される。
【００６５】
このようにして感光体５１表面に形成された静電潜像は、感光体５１の矢印Ｂ方向への回転により所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体５１上の静電潜像が、現像装置５４によって可視像（トナー像）化される。
【００６６】
感光体５１の表面が現像装置５４を通過することにより、感光体５１表面の除電された潜像部にのみトナーが静電的に付着し、潜像がトナーによって現像される。感光体５１は、引続き矢印Ｂ方向に回転し、感光体５１表面に現像されたトナー像が所定の転写位置へ搬送される。
【００６７】
感光体５１表面のトナー像が転写位置へ搬送されると、転写ローラ５５に所定の転写バイアスが印加され、感光体５１から転写ローラ５５に向う静電気力がトナー像に作用し、感光体５１表面のトナー像が記録紙Ｐ上へ転写される。また、感光体５１表面の残留トナーは、クリーニングユニット５７により除去される。
【００６８】
図５に示す画像形成装置によれば、帯電ローラ５２として本発明の電子写真用ローラを用いているため、直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳したバイアスが印加されても、内部に封入された導電性粉体１３０がその粉体としての特性により振動の伝達を防止することから、帯電音を小さくすることができる。
【００６９】
また、上述のように、本発明の電子写真用ローラは、円筒形基体１２０の表面に付着したトナーや紙粉などの汚れを振るい落とすことができるため、表面平滑性が高く、更に、抵抗均一性が優れている。そのため、帯電ローラ５２として本発明の電子写真用ローラを用いることにより、直流バイアスのみを印加するＤＣ帯電を可能とし、感光体表面に発生するエッチング現象を大幅に低減することができる。その結果、ランニングコストの低減をも図ることができる。
【００７０】
次に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。
図６は、４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置（本発明の画像形成装置）を示す概略構成図である。図６に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を出力する電子写真方式の第１〜第４の画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（画像形成手段）を備えている。これらの画像形成ステーション（以下、単にステーションと称する）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、略水平方向に互いに所定距離離間して並設されている。
【００７１】
各ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方には、各ステーションを通して中間転写体としての中間転写ベルト２０が延設されている。中間転写ベルト２０は、横方向に互いに離間して配置された駆動ローラ２２及び支持ローラ２４に巻回されて張架され、第１ステーション１０Ｙから第４ステーション１０Ｋに向う方向に無端走行されるようになっている。なお、支持ローラ２４は、図示しないいバネ等により駆動ローラ２２から離れる方向に付勢されており、両者の間に張架された中間転写ベルト２０に所定のテンションが与えられている。また、中間転写ベルト２０の像担持側面には、駆動ローラ２２と対向して中間転写体クリーニング装置３０が備えられている。
【００７２】
上述した第１〜第４ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、略同一の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向上流側に配設されたイエロー画像を形成する第１ステーション１０Ｙについて代表して説明する。なお、第１ステーション１０Ｙと同一の機能を有する部材に、イエロー（Ｙ）の代わりに、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を付した同一参照符号を付すことにより、第２〜第４ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの説明を省略する。
【００７３】
第１ステーション１０Ｙは、像担持体として作用する感光体１Ｙを有している。感光体１Ｙの周囲には、感光体１Ｙの回転方向に順に、感光体１Ｙの表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ（帯電手段）２Ｙ、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線３Ｙよって露光して静電潜像を形成する露光装置３、帯電したトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置４Ｙ、現像したトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する１次転写ローラ（１次転写手段）５Ｙ、及び、１次転写後に感光体１Ｙの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置６Ｙが配設されている。なお、１次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト２０の内側に配置され、感光体１Ｙに対向した位置に設けられている。更に、各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、１次転写バイアスを印加するバイアス電源（図示せず）がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部（制御手段）による制御によって、各１次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【００７４】
以下、第１ステーション１０Ｙにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ２Ｙによって感光体１Ｙの表面が−６００Ｖ〜−８００Ｖ程度の電位に帯電される。
感光体１Ｙは、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗であるが、レーザ光線３Ｙが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体１Ｙの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置３によりレーザ光線３Ｙが出力される。レーザ光線３Ｙは、感光体１Ｙの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体１Ｙの表面に形成される。
【００７５】
静電潜像とは、帯電によって感光体１Ｙの表面に形成される像であり、レーザ光線３Ｙによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体１Ｙの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線３Ｙが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
【００７６】
このようにして感光体１Ｙ上に形成された静電潜像は、感光体１Ｙの回転により所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体１Ｙ上の静電潜像が、現像装置４Ｙによって可視像（トナー像）化される。
【００７７】
現像装置４Ｙ内には、例えば、少なくともイエロー着色剤とワックスと結着樹脂と脂肪族炭化水素−炭素数９以上の芳香族炭化水素共重合石油樹脂にて形成された体積平均粒子径が７μｍのイエロートナーが収容されている。イエロートナーは、現像装置４Ｙの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体１Ｙ表面の帯電荷と同極性（−）の電荷を有している。感光体１Ｙの表面が現像装置４Ｙを通過していくことにより、感光体１Ｙ表面の除電された潜像部にのみイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。感光体１Ｙは、引続き回転し、感光体１Ｙ表面に現像されたトナー像が所定の１次転写位置へ搬送される。
【００７８】
感光体１Ｙ表面のイエロートナー像が１次転写位置へ搬送されると、１次転写ローラ５Ｙに所定の１次転写バイアスが印加され、感光体１Ｙから１次転写ローラ５Ｙに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体１Ｙ表面のトナー像が中間転写ベルト２０表面に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と逆極性の（＋）極性であり、例えば、第１ステーション１０Ｙでは制御部（図示せず）によって＋１０μＡ程度に定電流制御されている。
【００７９】
また、第２ステーション１０Ｍ以降の１次転写ローラ５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに印加される１次転写バイアスも同様に制御されている。
こうして、第１ステーション１０Ｙにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト２０は、第２〜第４ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを通して順次搬送され、各色のトナー像が同様に重ねられて多重転写される。
【００８０】
第１〜第４ステーションを通して全ての色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト２０は、矢印Ｃ方向に周動搬送され、中間転写ベルト２０内面に接する支持ローラ２４と中間転写ベルト２０の像担持面側に配置される２次転写ローラ（２次転写手段）２６とから構成された２次転写部へと至る。一方、記録紙（転写材）Ｐが、供給機構を介して２次転写ローラ２６と中間転写ベルト２０との間に所定のタイミングで給紙され、所定の２次転写バイアスが支持ローラ２４に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と同極性（−）であり、中間転写ベルト２０から記録紙Ｐに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト２０表面のトナー像が記録紙Ｐ表面に転写される。なお、この際の２次転写バイアスは２次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段（図示せず）により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、定電圧で制御されている。
【００８１】
その後、記録紙Ｐは定着装置２８へと送り込まれトナー像が加熱・加圧され、色重ねされたトナー像が溶融されて、記録紙Ｐ表面へ永久定着される。カラー画像の定着が完了した記録紙Ｐは、排出部へ向けて矢印Ｄ方向に搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
【００８２】
図６に示す画像形成装置において、図５に示す画像形成装置と同様に、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとして、上述した本発明の電子写真用ローラを好適に用いることもできるが、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、及び／又は、２次転写ローラ２６としても本発明の電子写真用ローラを用いることができる。なお、転写ローラ２６として使用する場合には、その構造上、導電性粉体１３０の自重によるニップの形成が困難であるため、磁性粉を導電性粉体１３０に含有させ、かつ、支持ローラ２４の内部には磁界形成手段を設け、磁性の特性を用いてニップを形成させることが好ましい。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の電子写真用ローラは、静電記録プロセスや磁気記録プロセス等を有する画像形成装置に用いることもできる。
【００８４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８５】
［実施例１］
（電子写真用ローラＲ−１の作製）
円筒形基体を形成するシームレスチューブとして、スチレン・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブッロクコポリマー（ＳＥＢＣ）（製品名：ＤＹＮＡＲＯＮ４６００Ｐ、日本合成ゴム社製）１００質量部に、導電性カーボン（製品名：ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）１３質量部と、導電性酸化チタン（製品名：ＥＴ−５００Ｗ、石原産業社製）２０質量部と、充填剤５質量部と、分散助剤１質量部と、表面改質剤０．５質量部とを添加し、ドライブレンドした後、加圧ニーダーを用いて２００℃で１０分間、十分に混練した。
【００８６】
加圧ニーダーより取り出した混練物を粉砕したのち、２軸押し出し成形機を用いてペレット化した。得られたペレットを、クロスヘッドを備えた単軸押し出し成形機を用い外径１４ｍｍφで肉厚３００μｍのシームレスチューブを作製した。
得られたシームレスチューブの表面抵抗値は２×１０⁷Ω／□であり、その表面平滑性は十点平均粗さＲｚにおいて０．８μｍであった。
【００８７】
６ｍｍφ、長さ３４０ｍｍの金属シャフトの外周面の１２０°毎に、回転軸方向に深さ１ｍｍ、幅０．５ｍｍ、長さ２９０ｍｍの溝を形成し、その溝に高さ３ｍｍ（溝から現れる高さ２ｍｍ）、厚さ３００μｍ、長さ２９０ｍｍに成形されたポリエステルフィルムを接着剤を用いて固定した。
【００８８】
次いで、得られたシームレスチューブを３００ｍｍに切断し、シームレスチューブの一端に、孔径６ｍｍφの穴が中心に空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し、その中心の穴に攪拌翼の設置された金属シャフトを通し接着剤を用いて固定した。
【００８９】
そして、シームレスチューブの固定されていない方向から、導電性粒子として磁性粉と樹脂との球状複合体粒子（ＭＲＣ、戸田工業社製）をシームレスチューブの容積の２／３に相当する量だけ（充填率６７％）充填し、先ほどとは逆のシームレスチューブの開口している端部を、前記と同様に中心に穴の空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し電子写真用ローラＲ−１を作製した。
なお、上記ＭＲＣとは、ＭａｇｎｅｔｉｃＰａｒｔｉｃｌｅ＆ＲｅｓｉｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅＣａｒｒｉｅｒの略称であり、その電気抵抗値は１×１０⁵Ωｃｍであり、数平均粒子径は６０μｍのものをここでは用いている。
【００９０】
（評価）
（１）帯電音の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１をカラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ６２０）の帯電部材として取り付け、筒状の像担持体表面にセットし無響室（３５ｄｂ以下）で帯電音の測定を行った。ここでの印加バイアスは直流電圧−７００Ｖに交流電圧２０００Ｖｐｐを重畳印加し、交流電圧の周波数を５００〜２０００Ｈｚまで変化させた。なお、かかる実験では、カラーレーザープリンタの帯電部材のみを稼動させて行った。
【００９１】
その結果、いずれの周波数の場合でも帯電音は５０ｄＢ以下であった。通常、画像形成装置の稼動音は５２〜５５ｄＢであるため、本発明の電子写真用ローラから発生する帯電音は実用上の問題にはならなかった。
【００９２】
（２）表面汚れ性及び像担持体のエッチング現象の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ６２０）の帯電部材として取り付け、下記に示す各環境下で１０００００枚の画出しテストに供した。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
【００９３】
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）の何れの環境下においても、初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−１の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着も殆ど認められなかった。
更に、本テストにおいて、感光体の電荷輸送層の削れ量は、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）の下で平均３μｍであった。
【００９４】
［実施例２］
（電子写真用ローラＲ−２の作製）
図４に示されるように、ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に、導電性カーボン１０質量部と、ガラス繊維５質量部と、を配合し、その電気抵抗値を１０⁴Ωに調整した導電性樹脂材料を射出成形法により、図４に示すような、円筒状の基体１５２に多数の攪拌翼１５０ｅを有する攪拌部材１５４を作製した。作製された攪拌部材１５４の基体１５２は、外径８ｍｍφ、肉厚１ｍｍ、長さ２９０ｍｍであり、攪拌翼１５０ｅは、高さ２ｍｍ、厚さ１５０μｍ、長さ５０ｍｍであった。
【００９５】
そして、得られた攪拌部材１５４を実施例１と同じ金属製シャフトであって溝が形成されていないものに圧入し、両者を一体化させた。また、円筒形基体としては、実施例１と同じシームレスチューブを使用した。
【００９６】
その後、実施例１と同様にして、シームレスチューブを３００ｍｍに切断し、シームレスチューブの一端に、孔径６ｍｍφの穴が中心に空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し、その中心の穴に攪拌翼の設置された金属シャフトを通し接着剤を用いて固定した。
【００９７】
そして、シームレスチューブの固定されていない方向から、フェライト系キャリア／ＤＦＣ（同和鉄粉工業社製）をシームレスチューブの容積の３／４に相当する量だけ（充填率７５％）充填し、電子写真用ローラＲ−２を作製した。なお、前述のフェライト系キャリア／ＤＦＣの電気抵抗値は１×１０⁶Ωｃｍであり、数平均粒子径は４５μｍのものをここでは用いている。
【００９８】
（評価）
（１）帯電音の評価
得られた電子写真用ローラＲ−２について実施例１と同様の方法及び条件で帯電音の測定を行った。
その結果、いずれの周波数の場合でも帯電音は５０ｄＢ以下であり、帯電音としては実用上の問題にはならない程度であった。
【００９９】
（２）表面汚れ性及び像担持体のエッチング現象の評価
得られた電子写真用ローラＲ−２を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ６２０）の帯電部材として取り付け、更に、電子写真用ローラＲ−２の回転軸に５°の傾斜がつくように前記カラーレーザープリンタを傾け、下記に示す各環境下で１０００００枚の画出しテストに供した。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
【０１００】
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−２の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着も殆ど認められなかった。
更に、本テストにおいて、感光体の電荷輸送層の削れ量は、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）の下で平均１μｍであった。
【０１０１】
［比較例１］
実施例１において、攪拌翼を設けなかった他は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＲ−３を作製し、その評価を行った。
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。しかし、電子写真用ローラＲ−３の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着が多少ながら認められた。
【０１０２】
［比較例２］
実施例２において、攪拌翼を設けなかった他は、実施例２と同様にして電子写真用ローラＲ−４を作製し、その評価を行った。
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無いものの、傾斜によって導電性粉体が他の部分より偏った部分の帯電部材の表面には周期的な帯電不良が観察された。また、電子写真用ローラＲ−４の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着が多少ながら認められた。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易かつ低コストで、帯電音及び像担持体のエッチング現象を低減することが可能である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することができる。また、抵抗均一性及び表面平滑性が良好である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真用ローラの構造を説明するための側面断面図である。
【図２】図１に示す本発明の電子写真用ローラのＡ−Ａ断面図である。
【図３】攪拌翼の形状を説明するための概略斜視図である。
【図４】攪拌翼の取り付け方法の一例を説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置（本発明の画像形成装置）を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、５１感光体（像担持体）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、５２帯電ローラ（帯電手段）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、５３レーザ光線
３、５６露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、５４現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ１次転写ローラ（１次転写手段）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、５７感光体クリーニング装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋステーション
２０中間転写ベルト（中間転写体）
２２駆動ローラ
２４支持ローラ
２６２次転写ローラ（２次転写手段）
２８定着装置
３０中間転写体クリーニング装置
５５転写ローラ（転写手段）
１００電子写真用ローラ
１１０金属製シャフト（シャフト）
１２０円筒形基体
１３０導電性粉体
１４０フランジ部
１５０攪拌翼
１６０外部電源
Ｐ記録紙（転写材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic roller that can be used in an electrophotographic apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, and an image forming apparatus including the electrophotographic roller. Here, the electrophotographic roller in the present invention is a conductive or semiconductive roller such as a charging roller, a transfer roller, a primary transfer roller or a secondary transfer roller used in an intermediate transfer system, A nip is formed by contacting a photosensitive member or an intermediate transfer member as a carrier.
[0002]
[Prior art]
As an electrophotographic process, many methods are known as described in Japanese Patent Publication No. 42-23910. In general, a latent image is electrically formed by various means on the surface of a photoreceptor (latent image holding body) using a photoconductive substance, and the formed latent image is developed with toner. After the image is formed, the toner image on the surface of the photosensitive member is transferred to the surface of a transfer material such as paper with or without an intermediate transfer member, and the transferred image is heated, pressurized, heated and pressurized, or solvent vapor. A fixed image is formed through a plurality of steps of fixing by, for example. The toner remaining on the surface of the photoreceptor is cleaned by various methods as necessary, and is again subjected to the above-described plurality of steps.
[0003]
An image forming apparatus that forms an image by the electrophotographic process typically employs a contact charging method and a contact transfer method that generate very little ozone. In the contact charging method and the contact transfer method, a roller-like member having excellent wear resistance and transferability of the transfer material in the transfer portion is preferably used.
[0004]
The roller-shaped member generally has a surface resistance value of 1 × 10 5 on a metal core such as stainless steel (SUS) or iron, using carbon, an ion conductive agent, or the like. ^Five ~ 1x10 ¹² An electrophotographic roller (semiconductive roller) provided with a semiconductive elastic layer adjusted in the range of Ω / □ is used. Since such an electrophotographic roller has an elastic layer, a nip can be reliably formed with respect to a photoconductor and an intermediate transfer member which are image carriers.
[0005]
In the above-mentioned electrophotographic roller, in the rubber forming the elastic layer, a residue of a reaction initiator added when synthesizing the base polymer, a by-product generated at that time, a low molecular component of the base polymer, a rubber roller Components such as a vulcanizing agent, a softening agent and a plasticizer added at the time of molding are included. Many of these components easily react with the photosensitive member or the intermediate transfer member. When the electrophotographic roller and the photosensitive member or the intermediate transfer member are left in contact with each other for a long time, the above-described components are converted into an elastic layer. There is a problem that the surface property of the photosensitive member or the intermediate transfer member is modified by reacting with the photosensitive member or the intermediate transfer member.
[0006]
In order to solve this problem, it is conceivable to coat the surface of the elastic layer of the electrophotographic roller with a substance that can be a barrier layer in order to prevent the components contained in the elastic layer from exuding. Since the electrophotographic roller has a multi-layer structure, there are problems that the material cost increases and the manufacturing process becomes complicated, resulting in an increase in cost.
[0007]
The elastic layer of the electrophotographic roller adjusts the resistance by mechanically mixing and dispersing carbon, metal oxide, or ionic conductive agent in the rubber material. Therefore, electrical resistance is likely to be uneven, or when an ionic conductive agent is used, the phenomenon that the ionic conductive agent is deposited on the surface in a high-temperature and high-humidity environment, so-called bleeding occurs, contaminating the photoreceptor or intermediate transfer member. In some cases, this could cause problems.
[0008]
On the other hand, in recent years, quietness has been demanded in image forming apparatuses using an electrophotographic process. In particular, when a high-frequency AC bias is superimposed on a DC bias on a charging roller, which is a kind of electrophotographic roller, the so-called charging sound generated from the charging roller is an unpleasant touch sound. Reduction is a major technical issue.
[0009]
As a method for reducing the charging noise, a method has been proposed in which a weight is placed inside the photoreceptor in contact with the charging roller to prevent high-frequency vibration transmission from the charging roller. And, for example, a new bonding process is required to fix it inside the photoconductor, so that an increase in cost is inevitable. As another method for reducing the charging noise, a method of providing a foaming layer on the charging roller and absorbing vibration is also employed. However, since the material for forming the foaming layer is a rubber material, as described above. The problem of adversely affecting the contacted photoconductor could not be avoided.
[0010]
Furthermore, in order to reduce the unit price of printed matter such as prints and copies (so-called running cost reduction), it is required to extend the life of the photoreceptor. However, as described above, when a high-frequency AC bias is applied to the charging roller in a superimposed manner, a so-called etching phenomenon in which the surface of the photoreceptor is scraped by a discharge generated in a small gap between the photoreceptor and the charging roller. Has a problem that it is easy to occur.
[0011]
As a method for reducing the charging noise and the photoconductor etching phenomenon, so-called DC charging in which only a DC bias is applied to the charging roller has been proposed. In order to uniformly charge the charging roller by such DC charging, resistance uniformity and surface smoothness of the charging roller are required more than ever. However, as described above, the charging roller has a problem that it is difficult to maintain the uniformity of resistance due to contamination on the surface thereof, and thus the fundamental problem cannot be solved.
[0012]
As another method for reducing the charging noise and the photoconductor etching phenomenon, a new charging technique for the surface of the image carrier, which is injection charging, has been proposed and adopted in some products. In such a technique, since the applied DC bias value can be used as the potential of the surface of the photoreceptor as it is, it is theoretically not necessary to apply an AC bias.
[0013]
However, the injection charging technique requires a combination of a so-called magnetic brush charging member that holds a magnetic powder on the outer periphery of a metal sleeve by a magnet inside the metal sleeve and a photoconductor provided with a charge injection layer. However, each of the photoconductors provided with the magnetic brush and the charge injection layer has a disadvantage that it is expensive.
[0014]
In the injection charging technique, it is necessary to rotate the magnetic brush at a higher speed than the photoconductor provided with the charge injection layer to increase the chance of charge injection. For this reason, a drive transmission mechanism such as a gear or a belt is newly required between the magnetic brush and the photosensitive member. Furthermore, the metal powder as the magnetic material keeps rubbing the surface of the photoconductor, so that the etching phenomenon of the surface of the photoconductor may occur, but sometimes it causes scratches that penetrate the charge injection layer. There is also a possibility that it will end up.
[0015]
In addition, toner or paper powder adheres to the magnetic powder around the metal sleeve and the electrical resistance changes, resulting in a decrease in charge injection capability, and the magnetic powder around the metal sleeve falls off and the charge injection density increases. In some cases, the magnetic material that has been lowered or dropped may reach the top of the image (on the paper) and cause image defects.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and achieve the following object. That is, an object of the present invention is to provide an electrophotographic roller and an image forming apparatus including the electrophotographic roller that can reduce charging noise and an image carrier etching phenomenon in a simple and low-cost manner. It is. Another object of the present invention is to provide an electrophotographic roller having good resistance uniformity and surface smoothness and an image forming apparatus provided with the electrophotographic roller.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found the structure of an electrophotographic roller that can fundamentally solve the problems of the above-described electrophotographic roller, and have reached the present invention.
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention
[0018]
<1> A deformable cylindrical base, a shaft that rotatably supports the cylindrical base, a conductive powder that is sealed to the extent that the internal volume of the cylindrical base is not satisfied, and the shaft directly or An electrophotographic roller comprising: an indirect connection and a stirring blade that stirs the conductive powder.
[0019]
<2> The electrophotographic roller according to claim 1, wherein the stirring blade has conductivity.
[0020]
<3> The electrical resistance value of the entire conductive powder is 10 ^-8 -10 ⁸ The electrophotographic roller according to <1> or <2>, which is in the range of Ωcm.
[0021]
<4> The conductive powder is a mixture composed of a plurality of types of powder, and the electric resistance value of the powder for each type is 10 ^-8 -10 ¹⁷ The electrophotographic roller according to any one of <1> to <3>, which is in a range of Ωcm.
[0022]
<5> The number average particle diameter of the conductive powder is 10 ^-Five The electrophotographic roller according to any one of <1> to <4>, wherein the roller is in a range of μm to 1 mm.
[0023]
<6> An image forming apparatus comprising an image carrier and a charging unit that contacts the image carrier and charges the surface thereof, wherein the charging unit is any one of <1> to <5>. An image forming apparatus comprising an electrophotographic roller.
[0024]
<7> An image forming apparatus comprising an image carrier and a transfer unit that contacts the image carrier and transfers a toner image on the surface thereof to a transfer material, wherein the transfer unit is <1> to <5>. An image forming apparatus comprising the electrophotographic roller according to any one of the above.
[0025]
<8> an image carrier, a primary transfer unit that transfers a toner image on the surface of the image carrier to an intermediate transfer member, a secondary transfer unit that transfers a toner image on the intermediate transfer member to a transfer material, An image forming apparatus comprising: the electrophotographic roller according to any one of <1> to <5>, wherein the primary transfer unit and / or the secondary transfer unit are Device.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electrophotographic roller of the present invention and an image forming apparatus including the electrophotographic roller will be described with reference to the drawings.
[0027]
<Electrophotographic roller>
Hereinafter, the electrophotographic roller of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a side sectional view for explaining the structure of the electrophotographic roller 100 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrophotographic roller 100 of the present invention shown in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 1, the electrophotographic roller 100 includes a metal shaft 110, a cylindrical substrate 120, a conductive powder 130, a flange portion 140, and a stirring blade 150.
[0029]
The metal shaft 110 is made of, for example, SUS, SUM, or the like, and is arranged so as to penetrate the cylindrical base 120, and rotatably supports the cylindrical base 120 via a flange portion 140 described later. Accordingly, the metal shaft 110 functions as a rotation shaft of the electrophotographic roller 100. In addition, an external power source (not shown) is connected to the metal shaft 110 and a desired bias is applied.
[0030]
The cylindrical base 120 can be freely deformed according to the weight or movement of the conductive powder 130 to be sealed.
Examples of the binder material constituting the cylindrical substrate 120 include natural rubber subjected to bleed prevention surface treatment, isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPDM), epichlorohydrin rubber (EPM), Rubbers such as styrene butadiene rubber (SBR), isobutylene / isoprene rubber (IIR), fluorine rubber; polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, polyurethane, polyamide, polyimide, nylon, ethylene vinyl acetate, ethylene ethyl acrylate, ethylene methyl acrylate Resin materials such as styrene butadiene, polyarylate, polycarbonate, Teflon (R) and silicon; styrene-propylene copolymer, styrene-vinyl toluene copolymer, styrene vinyl na Tallin copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl acrylate copolymer Polymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene -Vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer, etc. be able to. Furthermore, polymethacrylate, polybutylmethacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum Resin, paraffin wax, carnauba wax and the like are used, but not particularly limited thereto.
[0031]
The binder material may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used, and further a copolymer or a modified body may be used.
As the binder material, a low molecular weight component, a plasticizer or the like is deposited on the surface and does not contain a so-called bleeding component so as not to adversely affect the image bearing member and the intermediate transfer member. Or it is preferable to select from the thing which gave the process of bleed prevention.
[0032]
The cylindrical substrate 110 is manufactured by the extrusion molding method, the injection molding method, the press forming method, the injection blow, the vacuum forming method and the like using the binder material. A commercially available seamless tube may also be used.
[0033]
The cylindrical substrate 120 has a surface resistance value in a predetermined range, for example, 10 by mixing a conductive material into the various binder materials. ^Four -10 ^Ten Adjusted to Ω / □.
The cylindrical substrate 120 may have a laminated structure, and each layer may be formed of the same material, or may be formed of different materials. Also in this case, it is preferable that the electric resistance is in the predetermined range.
The thickness of the cylindrical substrate 120 is arbitrarily adjusted by the hardness of the layer made of the binder material, and the hardness is not particularly limited.
[0034]
The cylindrical substrate 120 may be formed to have magnetism by mixing a magnetic material into the various binder materials.
Preferred examples of the magnetic material used include so-called hard ferrites such as strontium, barium, and rare earths; ferrites such as magnetite, copper, zinc, nickel, and manganese, or those whose surfaces are subjected to conductive treatment as necessary; The above various magnetic materials may be used alone or in combination of two or more.
[0035]
As shown in FIG. 2, the conductive powder 130 is sealed to such an extent that the internal volume of the cylindrical base 120 is not completely filled.
The filling rate of the conductive powder 130 is preferably in the range of 50 to 95%, and more preferably in the range of 70 to 90%. When the filling rate is less than 50%, the conductive powder 130 does not contact the metal shaft 110, so that the bias may not flow into the conductive powder. Since there are many air layers that cause expansion, there is a problem that the shape of the cylindrical substrate 120 may be affected. On the other hand, when the filling rate is higher than 95%, the fluidity of the conductive powder 130 is lowered, and thus the degree of freedom of nip formation is lowered.
[0036]
Here, the filling rate in the present invention is calculated based on the mass of the conductive powder 130 having a filling rate of 100% with respect to the volume excluding the volume of the metal shaft 110 in advance. When the filling rate is 100%, the conductive powder 130 is completely contained in a container having the same volume as the cylindrical base 120 excluding the volume of the metal shaft 110 actually used. It is calculated | required by filling in and measuring the increase in the mass. Therefore, for example, when the mass of the conductive powder 130 when the filling rate is 100% is 10 g, if the conductive powder 130 enclosed in the cylindrical base 120 is 8 g, the filling rate is 80%. .
[0037]
The conductive powder 130 can change the shape of the cylindrical base 120 at least by its own weight. Since the conductive powder 130 gathers below the cylindrical base 120 due to its own weight, the cylindrical base 120 is deformed. Therefore, by utilizing such deformation, for example, when the electrophotographic roller 100 is brought into contact with the image carrier, the cylindrical substrate 120 is deformed along the shape of the image carrier to form a nip. it can. Further, as the electrophotographic roller 100 rotates, the encapsulated conductive powder 130 moves and always contacts the image carrier with a constant load, so that a uniform nip can be maintained for a long period of time. .
Further, by changing conditions such as the filling rate of the conductive powder 130 and the pressing amount of the electrophotographic roller 100, desired nip width and nip pressure can be adjusted.
[0038]
The electrical resistance value of the conductive powder 130 as a whole is 10 ^-8 -10 ⁸ It is preferably in the range of Ωcm. ^-Five -10 ⁶ More preferably, it is in the range of Ωcm. ^-3 -10 ^Four A range of Ωcm is particularly preferable. When the electrical resistance value is smaller than the lower limit value, the surface resistance value as the electrophotographic roller 100 may not be obtained. On the other hand, when the electrical resistance value is larger than the upper limit value, it is difficult to sufficiently conduct the metal shaft 110 and the cylindrical base body 120.
[0039]
The conductive powder 130 may be composed of one kind of powder or a mixture composed of two or more kinds of powders. When the conductive powder 130 is a mixture, the electric resistance value for each type of powder constituting the mixture is 1 × 10. ^-8 ~ 1x10 ¹⁷ Those in the range can be used. At that time, as described above, it is more preferable that the electric resistance value of the conductive powder 130 as a whole is adjusted to the above range.
[0040]
Examples of powders that can be used for the conductive powder 130 include metal powders such as magnetic powder, tin, iron, and copper, and mixtures with resins; metal fibers; metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, and titanium oxide. Metal sulfides such as copper sulfide and zinc sulfide; carbon powder such as carbon black and graphite; so-called hard ferrites such as strontium, barium and rare earth; ferrites such as magnetite, copper, zinc, nickel and manganese, or surfaces thereof Conductive treatment of copper, iron, manganese, nickel, zinc, cobalt, barium, aluminum, tin, lithium, magnesium, oxides containing different metal elements such as silicon, silicon, or Examples thereof include conductive powders such as metal compounds; solid solutions of metal oxides obtained by firing at high temperatures, so-called composite metal oxides, and the like. Insulating powders such as ceramic particles, glass beads, latex particles, natural stones, sand, and crushed stones may also be used. These powders are preferably used alone or in a mixture of two or more so as to satisfy the condition of the electrical resistance value of the entire conductive powder 130 as described above. Absent.
[0041]
In the present invention, the electrical resistance value of the powder constituting the conductive powder 130 is measured as follows.
A cylindrical holder (the top and bottom surfaces are both 10 mmφ, height 10 mm) with the top and bottom surfaces made of metal and filled with powder as a measurement sample is 98 kPa (10 kg / cm ² The voltage of 100 V was applied while compressing at a pressure of), the current value flowing at that time was measured, and the electric resistance value was calculated.
Further, if the conductive powder 130 is composed of one type of powder, the electrical resistance value of the conductive powder 130 as a whole is the same as that of the single powder alone. The electric resistance value of the entire body 130 is obtained. On the other hand, if the conductive powder 130 is composed of a plurality of types of powders, the electrical resistance value of the conductive powder 130 as a whole is the same as described above after sufficiently stirring the mixture of the powders. What is obtained by this measurement method is the electric resistance value of the conductive powder 130 as a whole.
[0042]
The number average particle diameter of the conductive powder 130 is 10 ^-Five It is preferably in the range of μm to 1 mm, more preferably in the range of 5 to 300 μm, and still more preferably in the range of 40 to 70 μm. When the number average particle diameter is smaller than the lower limit, the fluidity of the powder may be deteriorated. When the number average particle diameter is larger than the upper limit, the number of contact points between the particles is reduced, and the conduction circuit is Due to the shortage, the electroconductivity on the surface of the electrophotographic roller 100 may be uneven.
[0043]
Furthermore, the conductive powder 130 may contain magnetic powder. When magnetic powder is contained, the arrangement of the electrophotographic roller 100 can be variously set by utilizing the magnetic properties of the powder. For example, the nip may be formed by bringing the electrophotographic roller 100 into contact with the image carrier from below (antigravity direction) using magnetism.
[0044]
More specifically, when a nip is formed using magnetism, a magnetic force generating member (magnetic field forming means) such as a spherical magnet is arranged on the inner periphery of the image carrier to form a magnetic field that attracts the conductive powder. In addition, if the conductive powder 130 contains magnetic powder, the conductive powder 130 is attracted to the magnetic field generating member and moves regardless of the direction of gravity, thereby deforming the cylindrical base 120. A nip can be formed with the image carrier. At this time, as described above, if the cylindrical substrate 120 itself also has magnetism, the magnetism of the surface thereof is kept constant, and the movement of the conductive powder 130 accompanying the rotation of the electrophotographic roller 100 is also greater. As a result, the nip formed between the electrophotographic roller 100 of the present invention and the image carrier is held uniformly for a long period of time.
[0045]
The magnetic field forming means may be composed of a magnetic force generating member such as a magnet disposed at a position facing the electrophotographic roller 100 in the inner peripheral portion of the image carrier, or the entire inner peripheral surface of the image carrier. It may be composed of a film having magnetism stretched around. Further, the substrate of the image carrier itself may be formed of a magnetic material such as iron and function as magnetic field forming means.
[0046]
The flange portion 140 is a member that is provided at both ends of the cylindrical base 120 and seals the sealed conductive powder 130 so as not to leak to the outside. The material forming the flange portion 140 is not particularly limited, but is preferably an elastic body that is deformed in accordance with the deformation of the cylindrical substrate 120. As the elastic body, sponge, rubber, thermoplastic elastomer, or the like can be used. Among these, a sponge having a skin layer is preferably used.
[0047]
In the case where a sponge having a skin layer is used as the flange portion 140, leakage of the conductive powder 130 is caused by placing the skin layer toward the inside of the cylindrical base 120 so as to be in contact with the conductive powder 130. Can be completely prevented.
[0048]
The stirring blade 150 is directly or indirectly connected to the outer peripheral portion of the metal shaft 110 and has a function of stirring the conductive powder 130 enclosed in the cylindrical base 120. The shape of the stirring blade 150 is not limited as long as it has a function of stirring the conductive powder 130, and the number of the stirring blades 150 is not limited. Further, the installation position of the stirring blade 150 is not particularly limited.
[0049]
An exemplary embodiment of the shape of the stirring blade 150 will be described with reference to FIG. 3 below. Here, FIGS. 3A to 3D are schematic perspective views for explaining the shapes of the stirring blades 150a to 150d.
[0050]
The stirring blades 150a to 150d shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d) are obtained by attaching a plurality of rectangular plates to the outer peripheral surface of a metal shaft 110 serving as a rotating shaft.
More specifically, in FIG. 3A, the stirring blade 150 a has two rectangular plates whose longitudinal direction is shorter than the axial length of the cylindrical base 120 by a predetermined amount on the outer peripheral surface of the metal shaft 110. Are attached radially. Like the stirring blade 150b shown in FIG.3 (b), it may be divided | segmented into several in the longitudinal direction. Further, the stirring blade 150c shown in FIG. 3 (c) is attached to the outer peripheral surface of the metal shaft 110 radially with five rectangular plates having a predetermined length inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis. Is.
On the other hand, in FIG. 3D, the stirring blade 150d is obtained by attaching a long rectangular plate in a spiral shape to the outer peripheral surface of a metal shaft 110 serving as a rotating shaft thereof.
[0051]
As shown in FIG. 3, desired stirring blades 150 a to 150 d are manufactured by directly attaching a rectangular plate having a predetermined shape and size to the outer peripheral surface of the metal shaft 110.
As shown in FIG. 4, for example, a stirring member 154 having a stirring blade 150 e formed on the outer peripheral surface of a cylindrical base body 152 is manufactured by an injection molding method, and the metal shaft 110 is attached to the stirring member 154. It may be produced by press-fitting. Here, FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining an example of a method of attaching the stirring blade.
[0052]
As described above, as the shape of the stirring blade 150, in addition to the shape shown in FIG. 3, for example, various shapes such as a bent or curved rectangular plate are exemplified. However, the particle size, viscosity, bulk specific gravity, and hardness of the conductive powder 130 used, the thickness, hardness, and material of the cylindrical substrate 120, and the use of the electrophotographic roller 100 of the present invention What is necessary is just to select suitably according to conditions, such as an installation position (installation environment). Similarly, the size of the stirring blade 150 is also appropriately selected according to various conditions.
[0053]
Examples of the material constituting the stirring blade 150 include a metal material such as stainless steel, copper, brass, tin, and zinc, or a plastic material in which a conductive material is dispersed in a binder resin. Not. These materials may be used alone or in combination of two or more.
[0054]
When the stirring blade 150 has conductivity, the metal shaft 110 and the conductive powder 130 can be connected to the metal shaft 110 via the stirring blade 150 even if the filling rate of the conductive powder 130 is low enough to prevent the metal shaft 110 and the conductive powder 130 from contacting each other. Since the conductive powder 130 can be conducted, a current flows into the conductive powder 130 when a bias is applied. Therefore, the amount of the conductive powder 130 used can be reduced.
[0055]
The agitating blade 150 agitates the conductive powder 130 by rotating, and as a rotating method, the agitating blade 150 is directly attached to the metal shaft 110 to rotate following the rotation of the metal shaft 110. And a method of rotating the stirring blade 150 independently from the metal shaft 110 by indirectly attaching the stirring blade 150 to the metal shaft 110 via a known driving device.
[0056]
The rotation speed of the stirring blade 150 is appropriately selected depending on various conditions such as the filling rate, particle size, viscosity, bulk density, hardness, and the like of the conductive powder 130 to be stirred. The range is preferably 300 rpm. However, when the electrophotographic roller 100 is used, if the electroconductive powder 130 is appropriately moved by the rotation of the electrophotographic roller 100 itself, the stirring effect can be obtained even if the stirring blade 150 is not rotating. Can be expressed. Further, the rotational direction may be the same direction or the reverse direction with respect to the rotational direction of the metal shaft 110 (electrophotographic roller 100).
[0057]
As described above, in the electrophotographic roller 100 of the present invention, the conductive powder 130 controls the energization amount to the surface of the electrophotographic roller 100 and does not cause environmental fluctuation. Can be greatly contributed to the cost reduction in manufacturing the image forming apparatus.
[0058]
In addition, since the electrophotographic roller 100 of the present invention can reduce the pressure applied to the photoconductor to form the nip, the shape stability and the stability required for conventional electrophotographic rollers can be reduced. Does not require rigidity to prevent deflection. Therefore, it is possible to achieve a reduction in the diameter of the shaft and the accompanying reduction in the size of the electrophotographic roller 100 itself.
[0059]
Furthermore, in the electrophotographic roller 100 of the present invention, the conductive powder 130 is sealed in a cylindrical base body 120 that can deform the conductive powder 130 to the extent that the internal volume is not filled, and the conductive powder. Since it has the structure which has the stirring blade 150 which stirs 130, the electroconductive powder 130 can prevent staying in a fixed part. As a result, the load applied by the conductive powder 130 to the inner wall of the cylindrical substrate 120 can be kept uniform, so that the formed nip can be stabilized. Further, since the conductive powder 130 moves along with the rotation of the cylindrical base 120 and collides with the inner wall of the cylindrical base 120, the dirt such as toner and paper powder adhered to the surface of the cylindrical base 120 is shaken off. It is possible to prevent resistance change, alteration, deformation and the like caused by the contamination, and to maintain good surface smoothness of the outer peripheral surface of the cylindrical base 120. Therefore, the electrophotographic roller 100 of the present invention can maintain stable performance over a long period of time.
[0060]
The electrophotographic roller of the present invention described above is suitable for a charging roller, a transfer roller (including both primary and secondary described later), etc. by appropriately adjusting required electrical characteristics and surface characteristics. Can be used.
[0061]
As described above, since the structure of the electrophotographic roller of the present invention is not complicated, it can be more easily produced than a conventional charging roller or transfer roller. Therefore, the electrophotographic roller of the present invention can greatly reduce the cost, and can also achieve the cost reduction of the image forming apparatus having the electrophotographic roller.
[0062]
<Image forming apparatus>
Hereinafter, an example of an image forming apparatus (an image forming apparatus of the present invention) provided with the electrophotographic roller of the present invention is shown, but the present invention is not limited to this. Only the main parts shown in the figure will be described, and the description of the other parts will be omitted.
[0063]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 5 includes a photoconductor (image carrier) 51 that rotates in the direction of arrow B, and a charging roller (charging means) 52 that is arranged around the photoconductor 51 and charges the surface of the photoconductor 51 to a predetermined potential. Then, the surface of the charged photoconductor 51 is exposed by a laser beam 53 based on an image signal to form an electrostatic latent image, an exposure device (exposure means) 56, and charged toner (developer) is supplied to supply the electrostatic A developing device (developing unit) 54 that develops the latent image, a transfer roller (transfer unit) 55 that transfers the developed toner image onto the recording paper (transfer material) P, and the surface of the photoreceptor 51 after the transfer. A cleaning unit 57 for removing toner is disposed in order. Here, in the image forming apparatus shown in FIG. 5, the above-described electrophotographic roller of the present invention is used as the charging roller 52. The components of the electrophotographic roller are the same as those shown in FIG. The same code | symbol is attached | subjected.
[0064]
First, the surface of the photoreceptor 51 is charged to a potential of about −600 V to −800 V by the charging roller 52. The photoreceptor 51 is formed by laminating a photosensitive layer on a conductive substrate. This photosensitive layer is usually high in resistance, but has a property that when the laser beam 53 is irradiated from the exposure device 56, the specific resistance of the portion irradiated with the laser beam 53 changes. Therefore, a laser beam 53 is output to the surface of the charged photoconductor 51 through the exposure device 56 in accordance with image data sent from a control unit (not shown). The laser beam 53 is applied to the photosensitive layer on the surface of the photoconductor 51, whereby an electrostatic latent image of a print pattern is formed on the surface of the photoconductor 51.
[0065]
The electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 51 in this way is rotated to a predetermined development position by the rotation of the photoconductor 51 in the arrow B direction. At this development position, the electrostatic latent image on the photoreceptor 51 is converted into a visible image (toner image) by the developing device 54.
[0066]
When the surface of the photoconductor 51 passes through the developing device 54, the toner is electrostatically attached only to the latent image portion on the surface of the photoconductor 51, and the latent image is developed with the toner. The photoconductor 51 continues to rotate in the direction of arrow B, and the toner image developed on the surface of the photoconductor 51 is conveyed to a predetermined transfer position.
[0067]
When the toner image on the surface of the photoconductor 51 is conveyed to the transfer position, a predetermined transfer bias is applied to the transfer roller 55, and an electrostatic force from the photoconductor 51 toward the transfer roller 55 acts on the toner image, and the surface of the photoconductor 51. The toner image is transferred onto the recording paper P. Further, residual toner on the surface of the photoreceptor 51 is removed by the cleaning unit 57.
[0068]
According to the image forming apparatus shown in FIG. 5, since the electrophotographic roller of the present invention is used as the charging roller 52, the charging roller 52 is encapsulated even when a bias in which a high-frequency AC bias is superimposed on the DC bias is applied. Since the conductive powder 130 prevents the vibration from being transmitted due to the characteristics of the powder, the charging sound can be reduced.
[0069]
In addition, as described above, the electrophotographic roller of the present invention can scrub off dirt such as toner and paper powder adhering to the surface of the cylindrical substrate 120, so that the surface smoothness is high and the resistance is uniform. The property is excellent. Therefore, by using the electrophotographic roller of the present invention as the charging roller 52, it is possible to perform DC charging in which only a DC bias is applied, and the etching phenomenon occurring on the surface of the photoreceptor can be greatly reduced. As a result, the running cost can be reduced.
[0070]
Next, another example of the image forming apparatus of the present invention is shown.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a four-tandem full-color image forming apparatus (the image forming apparatus of the present invention). The image forming apparatus shown in FIG. 6 is a first to first electrophotographic method that outputs yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) images based on color-separated image data. Fourth image forming stations 10Y, 10M, 10C, and 10K (image forming means) are provided. These image forming stations (hereinafter simply referred to as “stations”) 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged in parallel at a predetermined distance from each other in a substantially horizontal direction.
[0071]
Above each station 10Y, 10M, 10C, 10K, an intermediate transfer belt 20 as an intermediate transfer member is extended through each station. The intermediate transfer belt 20 is wound and stretched around a drive roller 22 and a support roller 24 that are spaced apart from each other in the lateral direction, and is run endlessly in a direction from the first station 10Y to the fourth station 10K. It has become. The support roller 24 is urged away from the drive roller 22 by a spring (not shown) or the like, and a predetermined tension is applied to the intermediate transfer belt 20 stretched between them. Further, an intermediate transfer member cleaning device 30 is provided on the side of the image carrying side of the intermediate transfer belt 20 so as to face the driving roller 22.
[0072]
Since the first to fourth stations 10Y, 10M, 10C, and 10K described above have substantially the same configuration, the first station that forms a yellow image disposed upstream in the traveling direction of the intermediate transfer belt here. 10Y will be described as a representative. Note that members having the same functions as those of the first station 10Y are given the same reference numerals with magenta (M), cyan (C), and black (K) instead of yellow (Y). The description of the fourth stations 10M, 10C, and 10K is omitted.
[0073]
The first station 10Y has a photoreceptor 1Y that functions as an image carrier. Around the photoconductor 1Y, a charging roller (charging means) 2Y for charging the surface of the photoconductor 1Y to a predetermined potential in order in the rotation direction of the photoconductor 1Y, and an image signal obtained by color-separating the charged surface. An exposure device 3 that forms an electrostatic latent image by exposure with a laser beam 3Y, a developing device 4Y that supplies charged toner (developer) to develop the electrostatic latent image, and transfers the developed toner image to the intermediate transfer belt 20 A primary transfer roller (primary transfer means) 5Y that transfers the toner and a photoconductor cleaning device 6Y that removes toner remaining on the surface of the photoconductor 1Y after the primary transfer are provided. The primary transfer roller 5Y is disposed inside the intermediate transfer belt 20 and is provided at a position facing the photoreceptor 1Y. Further, a bias power source (not shown) for applying a primary transfer bias is connected to each of the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K. Each bias power source varies the transfer bias applied to each primary transfer roller under the control of a control unit (control means) (not shown).
[0074]
Hereinafter, an operation of forming a yellow image in the first station 10Y will be described. First, prior to the operation, the surface of the photoreceptor 1Y is charged to a potential of about −600V to −800V by the charging roller 2Y.
The photoreceptor 1Y is formed by laminating a photosensitive layer on a conductive substrate. This photosensitive layer usually has a high resistance, but has a property that the specific resistance of the portion irradiated with the laser beam changes when irradiated with the laser beam 3Y. Therefore, a laser beam 3Y is output from the exposure device 3 to the surface of the charged photoreceptor 1Y in accordance with yellow image data sent from a control unit (not shown). The laser beam 3Y is applied to the photosensitive layer on the surface of the photoreceptor 1Y, whereby an electrostatic latent image of a yellow print pattern is formed on the surface of the photoreceptor 1Y.
[0075]
The electrostatic latent image is an image formed on the surface of the photoreceptor 1Y by charging, and the specific resistance of the irradiated portion of the photosensitive layer is lowered by the laser beam 3Y, and the charged charge on the surface of the photoreceptor 1Y is reduced. On the other hand, it is a so-called negative latent image formed by the charge remaining in the portion not irradiated with the laser beam 3Y.
[0076]
The electrostatic latent image thus formed on the photoreceptor 1Y is rotated to a predetermined development position by the rotation of the photoreceptor 1Y. At this development position, the electrostatic latent image on the photoreceptor 1Y is converted into a visible image (toner image) by the developing device 4Y.
[0077]
In the developing device 4Y, for example, at least a yellow colorant, a wax, a binder resin, and an aliphatic hydrocarbon-aromatic hydrocarbon copolymer petroleum resin having 9 or more carbon atoms and a volume average particle diameter of 7 μm are formed. Contains yellow toner. The yellow toner is triboelectrically charged by being stirred inside the developing device 4Y, and has a charge of the same polarity (−) as the charge on the surface of the photoreceptor 1Y. As the surface of the photoreceptor 1Y passes through the developing device 4Y, yellow toner is electrostatically attached only to the latent image portion on the surface of the photoreceptor 1Y, and the latent image is developed with the yellow toner. The photoreceptor 1Y continues to rotate, and the toner image developed on the surface of the photoreceptor 1Y is conveyed to a predetermined primary transfer position.
[0078]
When the yellow toner image on the surface of the photoreceptor 1Y is conveyed to the primary transfer position, a predetermined primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 5Y, and the electrostatic force directed from the photoreceptor 1Y to the primary transfer roller 5Y generates toner. Acting on the image, the toner image on the surface of the photoreceptor 1 </ b> Y is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 20. The transfer bias applied at this time is a (+) polarity opposite to the polarity (−) of the toner. For example, in the first station 10Y, a constant current is controlled to about +10 μA by a control unit (not shown). .
[0079]
The primary transfer bias applied to the primary transfer rollers 5M, 5C, and 5K after the second station 10M is similarly controlled.
In this way, the intermediate transfer belt 20 to which the yellow toner image is transferred at the first station 10Y is sequentially conveyed through the second to fourth stations 10M, 10C, and 10K, and the toner images of the respective colors are similarly superimposed and transferred in a multiple manner. The
[0080]
The intermediate transfer belt 20 on which the toner images of all the colors are transferred in multiple passes through the first to fourth stations is conveyed in the direction of arrow C, and the images of the support roller 24 and the intermediate transfer belt 20 that are in contact with the inner surface of the intermediate transfer belt 20. It reaches a secondary transfer portion constituted by a secondary transfer roller (secondary transfer means) 26 arranged on the carrying surface side. On the other hand, a recording sheet (transfer material) P is fed at a predetermined timing between the secondary transfer roller 26 and the intermediate transfer belt 20 via a supply mechanism, and a predetermined secondary transfer bias is applied to the support roller 24. Is done. The transfer bias applied at this time has the same polarity (−) as the polarity (−) of the toner, and the electrostatic force from the intermediate transfer belt 20 toward the recording paper P acts on the toner image, and the toner on the surface of the intermediate transfer belt 20 The image is transferred to the surface of the recording paper P. The secondary transfer bias at this time is determined according to the resistance detected by a resistance detection means (not shown) for detecting the resistance of the secondary transfer portion, and is controlled by a constant voltage.
[0081]
Thereafter, the recording paper P is fed into the fixing device 28, the toner image is heated and pressurized, and the color-superposed toner image is melted and permanently fixed on the surface of the recording paper P. The recording paper P on which the color image has been fixed is carried out in the direction of arrow D toward the discharge unit, and a series of color image forming operations is completed.
[0082]
In the image forming apparatus shown in FIG. 6, as in the image forming apparatus shown in FIG. 5, the above-described electrophotographic roller of the present invention can be suitably used as the charging rollers 2Y, 2M, 2C, and 2K. The electrophotographic roller of the present invention can also be used as the transfer roller 5Y, 5M, 5C, 5K and / or the secondary transfer roller 26. When used as the transfer roller 26, it is difficult to form a nip due to the weight of the conductive powder 130 due to its structure, so that the magnetic powder is contained in the conductive powder 130 and the support roller 24. It is preferable to provide a magnetic field forming means inside the nip and form a nip using magnetic properties.
[0083]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, various modifications and changes can be made within the scope of the present invention. For example, the electrophotographic roller of the present invention can also be used in an image forming apparatus having an electrostatic recording process, a magnetic recording process, or the like.
[0084]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
[0085]
[Example 1]
(Preparation of electrophotographic roller R-1)
As a seamless tube forming a cylindrical substrate, 100 parts by mass of styrene / ethylene butylene / olefin crystal block copolymer (SEBC) (product name: DYNARON 4600P, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) and conductive carbon (product name: Ketjen Black EC) 13 parts by mass, manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd., 20 parts by mass of conductive titanium oxide (product name: ET-500W, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), 5 parts by mass of filler, and 1 part by mass of a dispersion aid Then, after adding 0.5 parts by mass of a surface modifier and dry blending, the mixture was sufficiently kneaded at 200 ° C. for 10 minutes using a pressure kneader.
[0086]
After the kneaded material taken out from the pressure kneader was pulverized, it was pelletized using a biaxial extruder. A seamless tube having an outer diameter of 14 mmφ and a wall thickness of 300 μm was produced from the obtained pellets using a single-screw extrusion molding machine equipped with a crosshead.
The resulting seamless tube has a surface resistance of 2 × 10 ⁷ The surface smoothness was 0.8 μm at the 10-point average roughness Rz.
[0087]
A groove having a depth of 1 mm, a width of 0.5 mm, and a length of 290 mm is formed in the direction of the rotation axis every 120 ° of the outer peripheral surface of a metal shaft having a diameter of 6 mm and a length of 340 mm, and a height of 3 mm (a height appearing from the groove) 2 mm), a thickness of 300 μm, and a polyester film molded to a length of 290 mm were fixed with an adhesive.
[0088]
Next, the obtained seamless tube was cut to 300 mm, and a flange member having a hole with a hole diameter of 6 mmφ at the center was fixed to one end of the seamless tube with an adhesive, and a stirring blade was installed in the center hole. The metal shaft was passed and fixed using an adhesive.
[0089]
Then, from the direction in which the seamless tube is not fixed, spherical composite particles (MRC, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) of magnetic powder and resin as conductive particles are added in an amount corresponding to 2/3 of the volume of the seamless tube (filling The electrophotographic roller R-1 is filled with a flange member having a hole in the center and fixed with an adhesive at the open end of the seamless tube opposite to the above. Was made.
The MRC is an abbreviation for Magnetic Particle & Resin Composite Carrier, and its electrical resistance value is 1 × 10. ^Five Here, Ωcm and a number average particle diameter of 60 μm are used.
[0090]
(Evaluation)
(1) Evaluation of charging sound
The obtained electrophotographic roller R-1 was attached as a charging member of a color laser printer (Docu Print C620 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), set on the surface of a cylindrical image carrier, and charged in an anechoic chamber (35 db or less). Measurements were made. The applied bias here was a DC voltage of −700 V superimposed with an AC voltage of 2000 Vpp, and the frequency of the AC voltage was changed from 500 to 2000 Hz. In this experiment, only the charging member of the color laser printer was operated.
[0091]
As a result, the charging sound was 50 dB or less at any frequency. Usually, the operating sound of the image forming apparatus is 52 to 55 dB, and thus the charging sound generated from the electrophotographic roller of the present invention has not been a practical problem.
[0092]
(2) Evaluation of surface contamination and etching phenomenon of image carrier
The obtained electrophotographic roller R-1 was attached as a charging member of a color laser printer (Docu Print C620 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), and was subjected to an image printing test of 100,000 sheets under each environment described below. The applied bias used here was a DC voltage of -1300V.
[0093]
As a result, high temperature / high humidity environment (temperature 28 ° C., humidity 85% RH), low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH), standard environment (temperature 22 ° C., humidity 55% RH) Even below, there were no problems with the initial and 100,000th images, and no abnormalities such as scratches and pinholes were observed on the surface of the charging member. Moreover, almost no adhesion of dirt (toner, paper powder, etc.) to the outer peripheral surface of the electrophotographic roller R-1 was observed.
Further, in this test, the scraping amount of the charge transport layer of the photoreceptor was 3 μm on average under a low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH).
[0094]
[Example 2]
(Preparation of electrophotographic roller R-2)
As shown in FIG. 4, 10 parts by mass of conductive carbon and 5 parts by mass of glass fiber are blended with 100 parts by mass of polybutylene terephthalate resin, and the electrical resistance value is 10 parts. ^Four A stirring member 154 having a large number of stirring blades 150e on a cylindrical base 152 as shown in FIG. 4 was produced by injection molding of a conductive resin material adjusted to Ω. The base 152 of the produced stirring member 154 had an outer diameter of 8 mmφ, a thickness of 1 mm, and a length of 290 mm, and the stirring blade 150 e had a height of 2 mm, a thickness of 150 μm, and a length of 50 mm.
[0095]
Then, the obtained agitating member 154 was press-fitted into the same metal shaft as in Example 1 where no groove was formed, and both were integrated. Moreover, the same seamless tube as Example 1 was used as a cylindrical base | substrate.
[0096]
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the seamless tube was cut to 300 mm, and a flange member having a hole with a hole diameter of 6 mmφ at the center was fixed to one end of the seamless tube using an adhesive, and stirred in the center hole. The metal shaft on which the wing was installed was passed through and fixed with an adhesive.
[0097]
Then, from the direction in which the seamless tube is not fixed, a ferrite carrier / DFC (manufactured by Dowa Iron Industries Co., Ltd.) is filled in an amount corresponding to 3/4 of the volume of the seamless tube (filling rate 75%), and electrophotography Roller R-2 was produced. The electrical resistance value of the above-mentioned ferrite carrier / DFC is 1 × 10 ⁶ Here, Ωcm and a number average particle diameter of 45 μm are used.
[0098]
(Evaluation)
(1) Evaluation of charging sound
The obtained electrophotographic roller R-2 was measured for charging sound in the same manner and under the same conditions as in Example 1.
As a result, at any frequency, the charging sound was 50 dB or less, and the charging sound was not a practical problem.
[0099]
(2) Evaluation of surface contamination and etching phenomenon of image carrier
The obtained electrophotographic roller R-2 is attached as a charging member of a color laser printer (Docu Print C620 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), and the rotation shaft of the electrophotographic roller R-2 is inclined by 5 °. The color laser printer was tilted and subjected to an image printing test of 100,000 sheets under the following environments. The applied bias used here was a DC voltage of -1300V.
[0100]
As a result, high temperature / high humidity environment (temperature 28 ° C., humidity 85% RH), low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH), standard environment (temperature 22 ° C., humidity 55% RH) Even below, there were no problems with the initial and 100,000th images, and no abnormalities such as scratches and pinholes were observed on the surface of the charging member. Further, almost no dirt (toner, paper dust, etc.) was adhered to the outer peripheral surface of the electrophotographic roller R-2.
Further, in this test, the scraping amount of the charge transport layer of the photoconductor was 1 μm on average under a low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH).
[0101]
[Comparative Example 1]
In Example 1, an electrophotographic roller R-3 was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the stirring blade was not provided.
As a result, high temperature / high humidity environment (temperature 28 ° C., humidity 85% RH), low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH), standard environment (temperature 22 ° C., humidity 55% RH) Even below, there were no problems with the initial and 100,000th images, and no abnormalities such as scratches and pinholes were observed on the surface of the charging member. However, some adhesion of dirt (toner, paper dust, etc.) to the outer peripheral surface of the electrophotographic roller R-3 was observed.
[0102]
[Comparative Example 2]
In Example 2, an electrophotographic roller R-4 was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that no stirring blade was provided.
As a result, high temperature / high humidity environment (temperature 28 ° C., humidity 85% RH), low temperature / low humidity environment (temperature 10 ° C., humidity 15% RH), standard environment (temperature 22 ° C., humidity 55% RH) Although there is no problem with the initial image and the 100,000th image below, periodic charging defects were observed on the surface of the charging member where the conductive powder was deviated from other parts due to the inclination. In addition, a slight amount of dirt (toner, paper dust, etc.) was observed on the outer peripheral surface of the electrophotographic roller R-4.
[0103]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an electrophotographic roller and an image forming apparatus including the electrophotographic roller that can reduce the charging noise and the etching phenomenon of the image carrier at a simple and low cost. . Further, it is possible to provide an electrophotographic roller having good resistance uniformity and surface smoothness and an image forming apparatus including the electrophotographic roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view for explaining the structure of an electrophotographic roller of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the electrophotographic roller of the present invention shown in FIG. 1 taken along the line AA.
FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the shape of a stirring blade.
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining an example of a method for attaching a stirring blade.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a quadruple tandem type full-color image forming apparatus (the image forming apparatus of the present invention).
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K, 51 photoconductor (image carrier)
2Y, 2M, 2C, 2K, 52 Charging roller (charging means)
3Y, 3M, 3C, 3K, 53 Laser beam
3, 56 Exposure equipment
4Y, 4M, 4C, 4K, 54 Development device
5Y, 5M, 5C, 5K Primary transfer roller (primary transfer means)
6Y, 6M, 6C, 6K, 57 Photoconductor cleaning device
10Y, 10M, 10C, 10K stations
20 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
22 Driving roller
24 Support roller
26 Secondary transfer roller (secondary transfer means)
28 Fixing device
30 Intermediate transfer member cleaning device
55 Transfer roller (transfer means)
100 Roller for electrophotography
110 Metal shaft (shaft)
120 Cylindrical substrate
130 Conductive powder
140 Flange
150 stirring blade
160 External power supply
P Recording paper (transfer material)

Claims

A deformable cylindrical substrate;
A shaft that rotatably supports the cylindrical substrate;
Conductive powder sealed to such an extent that the internal volume of the cylindrical substrate is not filled;
Directly or indirectly connected to the shaft, and a stirring blade for stirring the conductive powder;
An electrophotographic roller comprising:

The electrophotographic roller according to claim 1, wherein the stirring blade has conductivity.

3. The electrophotographic roller according to claim 1, wherein an electric resistance value of the entire conductive powder is in a range of 10 ⁻⁸ to 10 ⁸ Ωcm.

The conductive powder is a mixture composed of a plurality of types of powders, and the electric resistance value of each type of powder is in the range of 10 ^-8 to 10 ¹⁷ Ωcm. An electrophotographic roller according to any one of the above.

5. The electrophotographic roller according to claim 1, wherein a number average particle diameter of the conductive powder is in a range of 10 ⁻⁵ μm to 1 mm.

An image forming apparatus comprising: an image carrier; and a charging unit that contacts the image carrier and charges the surface thereof.
An image forming apparatus, wherein the charging unit is the electrophotographic roller according to claim 1.

An image forming apparatus comprising: an image carrier; and a transfer unit that contacts the image carrier and transfers a toner image on the surface thereof to a transfer material,
An image forming apparatus, wherein the transfer unit is the electrophotographic roller according to claim 1.

An image comprising an image carrier, a primary transfer unit that transfers a toner image on the surface of the image carrier to an intermediate transfer member, and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer member to a transfer material. A forming device,
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the primary transfer unit and / or the secondary transfer unit is the electrophotographic roller according to claim 1.