JP4008425B2 - 回転ローラ、それを用いた画像形成装置、及びそれを用いた画像形成装置用カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、外周表面が静電潜像担持体に当接もしくは摺接して回転する回転ローラ、それを用いた画像形成装置、及びそれを用いた画像形成装置用カートリッジに関する。

周知の様に電子写真方式の画像形成装置においては、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し、現像剤を感光体ドラム上の静電潜像に付着させて、感光体ドラム上に現像剤像を形成し、現像剤像を感光体ドラムから記録用紙へと転写させ、記録用紙上の現像剤像を加熱及び加圧して定着させている。

ここで、帯電装置としては、コロナ放電により帯電を行うものや、ローラの接触により帯電を行うもの等がある。前者のコロナ放電の帯電装置では、感光体ドラムを非接触で帯電させており、感光体ドラム表面の均一な帯電に有利である。ただし、その一方で、オゾンの発生量が多いという欠点がある。

また、後者のローラ接触の帯電装置では、バイアス電圧を印加したローラを感光体ドラム表面に接触させて、感光体ドラムを帯電させており、オゾンが殆ど発生しないという利点がある。しかしながら、ローラ表面が劣化し易いため、ローラの交換を定期的に行う必要がある。

そこで、例えば特許文献１には、導電性チューブに導電性弾性ローラを挿入し、導電性弾性ローラを感光体に押し付けた状態で、導電性チューブ及び導電性弾性ローラを感光体に従動回転させるという技術が開示されている。導電性チューブは、その内径が導電性弾性ローラの外径よりも大きいため、その交換が簡単であり、感光体との接触により劣化した導電性チューブの表面を容易に回復させることができる。
特開２０００−２３５２９４号公報

しかしながら、特許文献１では、導電性チューブと導電性弾性ローラ間に隙間があるので、導電性チューブ及び導電性弾性ローラを感光体に従動回転させると、導電性弾性ローラと導電性チューブの接触部位が常に変化して安定しない。このため、導電性弾性ローラと感光体ドラム間の抵抗が不安定となり、導電性弾性ローラ及び導電性チューブによる感光体ドラムの帯電も不安定になる可能性がある。

従って、感光体ドラムの帯電を安定化させるには、ローラ表面に導電性膜を密着させたものを用いるしかなく、ローラの交換を避けることができなかった。

また、この様な帯電用のローラの問題は、感光体ドラム等に接触して除電を行う除電用のローラ、感光体ドラム等に接触してクリーニングを行うクリーニング用のローラ、感光体ドラム表面の現像剤像を記録用紙に転写させる転写用のローラなどにも共通しており、ローラ表面が劣化したときには、ローラを交換する必要があった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、劣化した外周表面の回復を容易に行うことができ、かつ電位を安定的に付与することが可能な回転ローラを提供することを目的とする。

また、本発明は、上記本発明の回転ローラを用いた画像形成装置及び画像形成装置用カートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、外周表面が静電潜像担持体に当接もしくは摺接して回転する回転ローラにおいて、前記回転ローラの外周に、３層以上のコート層を順次引き剥がし可能に重ねて設け、該各コート層の抵抗値を外側の層になるほど低くなるように設定している。

また、本発明においては、軸心と、軸心周りに設けられた中間部材とを備え、複数のコート層を中間部材周りに重ねて設けている。

更に、本発明においては、各コート層の少なくとも一部には、着色がなされている。

また、本発明においては、各コート層の最も上側のコート層を引き剥がすと、次のコート層の着色がなされた部分が露見する。

更に、本発明においては、各コート層に、タグを付与している。

また、本発明においては、タグには、該タグを付与されたコート層を引き剥がす順番が印されている。

更に、本発明においては、各コート層の少なくとも一部には、ミシン目が形成されている。

また、本発明においては、ミシン目は、静電潜像担持体に当接もしくは摺接するコート層部分から外れて形成されている。

更に、本発明においては、ミシン目は、コート層となる合成樹脂シートの圧延方向に沿って形成されている。

更に、本発明においては、各コート層間に導電性接着材が介在している。

また、本発明においては、各コート層は、該各コート層の収縮により相互に密接している。

また、本発明においては、各コート層は、複数のチューブを同心状に積層してなる。

更に、本発明においては、各コート層は、１枚のシートを複数回巻き付け積層して形成される。

また、本発明においては、各コート層は、回転ローラの長手方向に形成されたシートのミシン目により区画される。

更に、本発明においては、コート層毎に、コート層の両端が重なり合う様に該コート層の長さを設定している。

また、本発明においては、各コート層は、それぞれの抵抗値が異なり、外側になる程、抵抗値が低くなる。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の回転ローラを用いている。

また、本発明においては、回転ローラの使用履歴情報を記録し、この使用履歴情報に基づいて、回転ローラのコート層を剥がす時期を求める制御手段を備えている。

更に、本発明においては、回転ローラのコート層を剥がす時期を報知する報知手段を備えている。

また、本発明においては、回転ローラの使用履歴情報は、回転ローラの帯電回数、回転ローラの回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つである。

更に、本発明においては、回転ローラの使用履歴情報は、静電潜像担持体による画像の記録枚数、静電潜像担持体の回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つに基づいて求められる。

また、本発明は、画像形成装置に着脱自在に装着される画像形成装置用カートリッジにおいて、上記本発明の回転ローラを用いている。

本発明の回転ローラによれば、外周に、複数のコート層を順次引き剥がし可能に重ねて設けている。このため、回転ローラの最も外側のコート層表面が劣化したときには、このコート層を引き剥がせば、次のコート層表面が表れて、回転ローラ表面を回復させることができる。これにより、静電潜像担持体に対して電位を安定的に付与することが可能になる。また、回転ローラ表面の回復が容易なため、静電潜像担持体表面に受けるダメージを最小限に抑えることができる。

例えば、軸心周りに設けられた中間部材周りに、各コート層を重ねて設けている。この場合は、中間部材の弾性等を適宜に設定して、静電潜像担持体に対するコート層の接触状態を調節することができる。

また、各コート層の少なくとも一部には、着色がなされているので、各コート層の積層順や残り層数等の識別が容易である。あるいは、各コート層のいずれかを引き剥がすと、着色がなされた部分が露見するので、各コート層の残り層数等の確認が容易である。

また、各コート層に、タグを付与し、タグに、該タグを付与されたコート層を引き剥がす順番を印しているので、各コート層の積層順や残り層数等の識別が容易である。また、タグを引き剥がすことにより、タグと共にコート層を容易に引き剥がすことができる。

コート層の着色やタグの付与により、コート層の積層順や残り層数等が分かる様にすると、回転ローラの使用時間を推定することができ、回転ローラ近傍の他の部品等の使用時間も判断することができるので、コート層の積層順や残り層数等をリサイクル期間の目安に用いることができる。

また、各コート層の少なくとも一部には、ミシン目が形成されているので、コート層がミシン目に沿って簡単に破れ、コート層を容易に引き剥がすことができる。この場合は、静電潜像担持体に当接もしくは摺接するコート層部分から外して、ミシン目を形成し、静電潜像担持体に対するミシン目の影響を避ける。また、コート層となる合成樹脂シートの圧延方向に沿って、ミシン目を形成し、コート層がミシン目に沿ってより簡単に破れる様にする。

また、各コート層間に導電性接着材が介在しているので、各コート層間の抵抗が低くなり、回転ローラそのものの抵抗が安定化する。また、各コート層を確実に固定支持することができ、コート層のねじれやしわ等の発生を防止することができ、静電潜像担持体に対して電位をより安定的に付与することができる。

あるいは、各コート層の収縮により、各コート層を相互に密接させても良い。これによっても、各コート層間の抵抗が低くなり、回転ローラそのものの抵抗が安定化し、コート層のねじれやしわ等の発生を防止することができる。また、導電性接着材を用いなくても良く、コストの低減を図ることができる。

また、各コート層は、複数のチューブを同心状に積層してなる。

あるいは、各コート層は、１枚のシートを複数回巻き付け積層して形成される。この場合は、回転ローラの長手方向に形成されたシートのミシン目により、各コート層を区画すれば良い。また、コート層毎に、コート層の両端が重なり合う様に該コート層の長さを設定して、各コート層を区画するミシン目が回転ローラ表面に現われない様にして、静電潜像担持体に対するミシン目の影響を避ける。

また、各コート層は、それぞれの抵抗値が異なり、外側になる程、抵抗値が低くなる。これにより、各コート層の引き剥がしに伴う、回転ローラの抵抗変化を抑えることができる。

一方、本発明の回転ローラを用いた画像形成装置及び画像形成装置用カートリッジでは、上記本発明の回転ローラと同様の作用並びに効果を達成することができる。

更に、本発明の回転ローラを適用した画像形成装置においては、回転ローラの使用履歴情報を記録し、この使用履歴情報に基づいて、回転ローラのコート層を剥がす時期を求めても良い。これにより、適格な時期にコート層を引き剥がして、回転ローラ表面を回復させることが可能になり、延いては、静電潜像担持体表面のダメージを最小限に抑えて、静電潜像担持体のロングライフ化を図ることができる。

また、回転ローラのコート層を剥がす時期を報知しているので、ユーザは、回転ローラのコート層を剥がす時期に関して、格別な注意をはらわなくて済む。

例えば、回転ローラの使用履歴情報は、回転ローラの帯電回数、回転ローラの回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つである。あるいは、回転ローラの使用履歴情報は、静電潜像担持体による画像の記録枚数、静電潜像担持体の回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つである。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。また、図２は、本実施例の画像形成装置を示す斜視図である。この画像形成装置１では、原稿画像を読取って印字用紙に印字する複写モード、原稿画像を読取って送信したり、原稿画像を受信して印字用紙に印字したりするファクシミリモード、及び情報端末装置からネットワークを通じて受信した画像を印字用紙に印字するプリンタモード等を選択的に行うことができる。この画像形成装置１は、その構成を大別すると、原稿搬送部２、読取り部３、印字部４、印字用紙搬送部５、給紙部６、及び排紙部７からなる。

次に、複写モードを例に挙げて、画像形成装置１の動作を説明する。

原稿搬送部２では、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、原稿の先端がＰＳローラ１２に達したときに原稿の搬送を一時的に停止して、原稿の先端をＰＳローラ１２と平行にする。そして、印刷部４による画像記録動作と同期を取ってから、ＰＳローラ１２と駆動軸間のクラッチをオンにして、ＰＳローラ１２を回転駆動し、ＰＳローラ１２によって原稿を再搬送して、原稿をプラテンガラス８ａと原稿押え板９間に通過させる。

原稿読取り装置３では、原稿の搬送に際し、第１走査ユニット１５によって原稿を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６によって原稿からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿を光電変換素子（以下ＣＣＤと称する）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿を主走査方向に繰り返し走査して読取り、原稿を示す画像データを出力する。

また、原稿がプラテンガラス８ｂ上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５、１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス８ｂ上の原稿を露光し、第１及び第２走査ユニット１５、１６によって原稿からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印刷部４に出力される。

印刷部４は、画像データによって示される原稿を記録用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、ローラ帯電装置２２、レーザスキャンユニット（以下ＬＳＵと称する）２３、現像器２４、転写器２５、クリーニング器２６、除電器（図示せず）、及び定着器２７等を備えている。感光体ドラム２１は、一方向に回転しており、その表面をクリーニング器２６と除電器によりクリーニングされてから、その表面をローラ帯電装置２２により均一に帯電される。レーザスキャンユニット２３は、画像データに応じてレーザー光を変調し、このレーザー光によって感光体ドラム２１表面を主走査方向に繰り返し走査して、静電潜像を感光体ドラム２１表面に形成する。現像器２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナーの可視像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写器２５は、感光体ドラム２１表面のトナーの可視像を記録用紙搬送部５により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着器２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナーの可視像を定着させる。この後、記録用紙は、記録用紙搬送部５により排紙トレイ７へと更に搬送されて排出される。

記録用紙搬送部５は、記録用紙を搬送するための各ＰＳローラ２８、各搬送ローラ２９、搬送経路３１、反転搬送経路３２、各排紙ローラ３３、及び分岐爪３４等を備えている。搬送経路３１では、記録用紙を給紙部６から受け取り、記録用紙の先端が各ＰＳローラ２８に達したときに記録用紙の搬送を一時的に停止して、記録用紙の先端を各ＰＳローラ２８と平行にし、この後に記録用紙を各ＰＳローラ２８により印字部４の転写器２５へと搬送し、更に記録用紙を排紙部７へと搬送する。また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、分岐爪３４を回転移動させ、搬送経路３１と反転搬送経路３２の分岐路を切換えてから、記録用紙を搬送経路３１から反転搬送経路３２へと逆方向に搬送する。反転搬送経路３２では、記録用紙を搬送経路３１から受け取ると、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を搬送経路３１の各ＰＳローラ２８へと戻す。これにより、記録用紙の裏面にも画像が記録される。これらの搬送経路３１、３２には、記録用紙の通過を検出するための複数の検知スイッチが配置されており、各検知スイッチの検知に基づいて記録用紙の搬送タイミング等の制御が行われる。

給紙部６は、未使用の記録用紙を収容して、この未使用の記録用紙を記録用紙搬送部５に供給するものであって、給紙カセット３６を備えている。給紙カセット３６には、記録用紙が積層収容され、半月形のピックアップローラ３５により記録用紙が１枚ずつ引き出されて搬送される。記録用紙が給紙カセット３６から引き出されてＰＳローラ２８へと搬送される。

図３は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、先に述べた原稿搬送部２、読取り部３、印字部４、印字用紙搬送部５、給紙部６、及び排紙部７の他に、画像処理部４１、主記憶部４２、主制御部４３、表示操作部４４、ファクシミリ通信部４５、及びデータ通信部４６等を備えている。

画像処理部４１は、ＣＣＤ１８から出力された画像データを処理するものである。この画像処理部４１による画像データの処理としては、シェーディング補正、濃度補正、領域分離、フィルタ処理、ＭＴＦ補正、解像度変換、電子ズーム（変倍処理）、ガンマ補正等がある。

主記憶部４２は、未処理の画像データや処理済みの画像データを記憶したり、あるいは画像処理のための各種のプログラムやデータテーブル等、画像形成装置１の動作用の各種のプログラムやデータテーブル等を記憶したりしている。

主制御部４３は、画像形成装置１を統括的に制御するものであり、例えば読取り部３、印字部４、印字用紙搬送部５、給紙部６、及び排紙部７等を制御する。

表示操作部４４は、タッチパネルや操作キー群からなる操作パネル１４からの入力を検出したり、操作パネル１４の液晶表示部を表示制御したりする。

ファクシミリ通信部４５は、外部端末をネットワークを通じて呼び出して、画像データを外部端末に送信したり、外部端末からの着信をネットワークを通じて受けて、画像データを外部端末から受信したりする。

データ通信部４６は、画像データを外部端末からＬＡＮ等を通じて送受信する。

次に、ローラ帯電装置２２について、更に詳しく説明する。図４は、ローラ帯電装置２２を示す側面図である。このローラ帯電装置２２では、バイアス電圧回路５２のバイアス電圧Ｖｂを帯電ローラ５１に印加し、帯電ローラ５１を感光体ドラム２１表面に圧接して、帯電ローラ５１及び感光体ドラム２１をそれぞれの矢印方向Ａ、Ｂに同一の周速度で回転させ、これにより感光体ドラム２１表面を帯電させている。

バイアス電圧回路５２は、帯電ローラ５１に印加するバイアス電圧Ｖｂとして、直流電圧、又は直流電圧に交流電圧を重畳させたものを出力する。また、バイアス電圧回路５２は、主制御部４３の制御に応答してバイアス電圧Ｖｂを変更する。

直流のバイアス電圧Ｖｂを用いた場合は、オゾンの発生量が少なくて済む。

また、直流と交流を重畳したバイアス電圧Ｖｂを用いた場合は、オゾンの発生量が多くなるももの、感光体ドラム２１表面の帯電むらを抑えることができる。

図５（ａ）及び（ｂ）は、帯電ローラ５１を側方から示す断面図及び正面から見て示す断面図である。図５（ａ）及び（ｂ）から明らかな様に、帯電ローラ５１は、回転軸５３の周りに弾性部材５４を設け、弾性部材５４を複数のコート層５５により被覆し、回転軸５３、弾性部材５４、及び各コート層５５を同心円状に配置したものである。回転軸５３は金属製であり、弾性部材５４、及び各コート層５５は、導電性を有する。従って、バイアス電圧回路５２のバイアス電圧Ｖｂを、回転軸５３及び弾性部材５４を通じて各コート層５５に印加することができる。

回転軸５３は、例えばステンレスやアルミ等かなるφ８ｍｍの軸である。

弾性部材５４は、ウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン樹脂、及びクロロプレン等に導電性の粒子を混入してなるスポンジ状又はソリッド状のものであり、その厚さが３ｍｍ程度で、その体積抵抗値が１０¹〜１０⁶Ω・ｃｍである。導電性の粒子としては、導電性カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アルミ等の金属粉、イオン導電性を有する金属塩等がある。

各コート層５５は、ウレタン、エラストマー、ナイロン等に導電性の粒子を混入したチューブ状のものであり、その厚さが１０〜３００μｍ（好ましくは３０〜１５０μｍ）程度で、その体積抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍ（好ましくは１０⁵〜１０⁷Ω・ｃｍ）である。導電性の粒子としては、弾性部材５４と同様のものが用いられる。また、各コート層５５は、そのアスカＣ硬度が４０〜９０度（好ましくは５０〜７０度）であり、その表面粗さがＲｚ２０μｍ以下（好ましくは５μｍ以下）である。

各コート層５５は、弾性部材５４に被せられてから、加熱されて熱収縮している。これにより、最も内側のコート層５５が弾性部材５４に密着し、その外側の各コート層５５が内側の層に密着して、全ての各コート層５５が確実に固定される。

ここで、弾性部材５４及び各コート層５５に導電性を持たせるのは、バイアス電圧Ｖｂを回転軸５３及び弾性部材５４を通じて各コート層５５に印加し、最も外側のコート層５５により電荷を感光体ドラム２１に付与するためである。

また、各コート層５５に適宜な体積抵抗を持たせるのは、注入電荷を感光体ドラム２１の一箇所に集中させないためである。

更に、各コート層５５の体積抵抗値は、外側になる程、抵抗値が低くなる様に設定されている。例えば、最も外側のコート層５５の体積抵抗値をＲ１、２番目のコート層５５の体積抵抗値をＲ２、最も内側のコート層５５の体積抵抗値をＲ３とすると、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３となる様に設定されている。これは、後で述べる様に各コート層５５を外側から順次引き剥がしても、帯電ローラ５１の抵抗が大幅に変化しない様にするためである。帯電ローラ５１の表面電位を一定に維持するには、帯電ローラ５１の抵抗に応じてバイアス電圧回路５２のバイアス電圧Ｖｂを調節する必要がある。帯電ローラ５１の抵抗変化が小さければ、バイアス電圧回路５２によるバイアス電圧Ｖｂの調節幅を抑えることができ、バイアス電圧回路５２の負荷を低減することができる。

尚、各コート層５５の体積抵抗値の調節は、導電性の粒子の混入量を変更することによりなされる。

また、各コート層５５の表面粗さをＲｚ２０μｍ以下に設定するのは、最も外側のコート層５５と感光体ドラム２１間のギャップのバラツキを抑えて、感光体ドラム２１の表面電位のむらを抑えるためである。直流と交流を重畳したバイアス電圧Ｖｂを用いる場合は、各コート層５５の表面粗さをＲｚ２０μｍ以下に抑えて、ギャップのバラツキを２０μｍ以下にすれば、感光体ドラム２１の表面電位のむらを抑えることができる。また、直流のバイアス電圧Ｖｂを用いる場合は、各コート層５５の表面粗さをＲｚ５μｍ以下に抑えて、ギャップのバラツキを５μｍ以下にしなれれば、感光体ドラム２１の表面電位のむらを抑えることができない。

また、各コート層５５は、それらの両端が弾性部材５４からはみ出しており、それらの両端が熱収縮によりしぼんで回転軸５３に直接密接している。そして、図６に示す様に最も上側のコート層５５の一端には、ミシン目５６が形成されている。このミシン目５６は、このミシン目５６でコート層５５を破き易くし、このコート層５５を容易に引き剥がすことができる様にするためのものである。最も上側のコート層５５を引き剥がすと、２番目のコート層５５の一端が露見し、この２番目のコート層５５の一端にもミシン目（図示せず）が形成されている。

ミシン目５６は、例えば深さ２０μｍ（好ましくは５μｍ）のものであり、５ｍｍ程度の間隔で形成される。また、ミシン目５６は、各コート層５５の合成樹脂シートを圧延するときの圧延方向に沿って形成される。これにより、コート層５５をミシン目５６から破くことが容易になる。

直流のバイアス電圧Ｖｂを用いる場合は、ミシン目５６を感光体２１と当接もしくは摺接するコート層５５の部分から外して形成する。これは、コート層５５のミシン目５６が感光体ドラム２１に接触すると、この接触部位で、コート層５５と感光体ドラム２１間のギャップが変化し、感光体ドラム２１の表面電位にむらが生じるためである。

但し、直流と交流を重畳したバイアス電圧Ｖｂを用いる場合は、先に述べた様に感光体ドラム２１の表面電位にむらが生じ難いので、ミシン目５６を感光体２１と当接もしくは摺接するコート層５５の部分に形成しても構わない。

また、各コート層５５は、相互に異なるそれぞれの色に着色されている。これにより、各コート層５５の積層順位や残り層数を容易に知ることができる。

尚、各コート層５５の層数が多いときには、最も内側のコート層５５のみや、最も内側から２番目や３番目のコート層５５のみに着色して、その上側のコート層５５が引き剥がされたときに、着色されたコート層５５が表れる様にして、コート層５５の残り層数が少ないことを知らせても良い。また、コート層５５の着色を部分的に行ったり、着色の代わりに、各コート層５５の積層順位や残り層数を文字や数字等で印しても構わない。

更に、各コート層５５のミシン目及び着色の代わりに、図７に示す様に各コート層５５の端部にそれぞれのタグ５７を設けても良い。各タグ５７は、相互に異なるそれぞれの色に着色されたり、文字や数字等を記されて、各コート層５５の積層順位や残り層数を表示している。また、各タグ５７は、各コート層５５の合成樹脂シートを圧延するときの圧延方向に沿って突出している。このため、タグ５７を持ち上げると、該タグ５７のコート層５５に切れ目が容易に形成され、この切れ目から該コート層５５が簡単に引き剥される。

尚、各コート層５５の端部直下に、該各コート層５５とは別体のそれぞれのタグを挟み込んでも構わない。

この様なローラ帯電装置２２においては、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５を感光体ドラム２１に当接もしくは摺接させつつ、最も外側のコート層５５から感光体ドラム２１へと電荷を与えて、感光体ドラム２１を帯電させている。このため、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５は、その抵抗値が変動し、その表面に傷や汚れ等が発生して、徐々に劣化して行く。そして、これを放置しておくと、帯電ローラ５１による帯電性能が低下し、感光体ドラム２１の帯電むらを招いて、画像品質が低下したり、感光体ドラム２１の寿命が低下する。

そこで、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５を定期的に引き剥がして、帯電ローラ５１の表面を回復させる。これにより、帯電ローラ５１による帯電性能も回復し、感光体ドラム２１の帯電むらや画像品質の低下が未然に防止され、感光体ドラム２１のロングライフ化を図ることができる。

また、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５を引き剥がす作業は、極めて容易である。更に、帯電ローラそのものの交換と比較すると、ランニングコスト及び資源節減等の点で、極めて有利である。

また、各コート層５５が軸心の方に収縮して確実に固定されているので、帯電ローラ５１と感光体ドラム２１間の抵抗が安定化し、感光体ドラム２１の帯電も安定化する。

図８は、帯電ローラの変形例を示す断面図である。この変形例の帯電ローラ５１Ａでは、１枚のシート６１を弾性部材５４に複数回巻き付けて積層することにより、各コート層６２を形成している。

各コート層６２間には、導電性接着剤を介在させている。これにより、各コート層６２が確実に固定され、帯電ローラ５１Ａと感光体ドラム２１間の抵抗が安定化して、感光体ドラム２１の帯電も安定化される。

また、各コート層６２は、帯電ローラ５１Ａの長手方向に沿ってシート６１に形成されたそれぞれのミシン目６３により区画されている。

更に、コート層６２毎に、図９に示す様にコート層６２の両端６２ａ、６２ｂが僅かに重なる程度に、該コート層６２の長さを設定している。これにより、ミシン目６３が感光体２１と当接もしくは摺接せずに済む。

また、最も外側のコート層６２の体積抵抗値をＲ１、２番目のコート層６２の体積抵抗値をＲ２、３番目のコート層６２の体積抵抗値をＲ３、…、ｎ番目のコート層６２の体積抵抗値をＲｎとすると、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３、…、＜Ｒｎとなる様に設定する。これにより、各コート層６２が外側から順次引き剥がされても、帯電ローラ５１Ａの抵抗が大幅に変化せずに済み、帯電ローラ５１Ａの表面電位を一定に維持するためのバイアス電圧回路５２によるバイアス電圧Ｖｂの調節幅を抑えることができ、バイアス電圧回路５２の負荷を低減することができる。

尚、各コート層６２の体積抵抗値の調節は、導電性の粒子の混入量を変更することによりなされる。

また、各コート層６２の少なくとも一部を相互に異なるそれぞれの色に着色して、各コート層６２の積層順位や残り層数を表示しても良い。あるいは、各コート層６２の先端近傍にそれぞれのタグを設けて、各コート層６２の積層順位や残り層数を表示したり、タグを持ち上げることによりコート層６２を容易に引き剥がせる様にしても良い。

また、帯電ローラ５１Ａでは、最も上側のコート層６２の一端６２ａが帯電ローラ５１Ａの外周に表れ、この一端６２ａがめくれ易い。このため、図１０に示す様に帯電ローラ５１Ａ及び感光体ドラム２１をそれぞれの矢印方向Ａ、Ｂに回転させる場合は、最も上側のコート層６２の一端６２ａを矢印方向Ａとは逆方向に向け、かつ帯電ローラ５１Ａの周速をＶ１とし、感光体ドラム２１の周速をＶ２とすると、Ｖ１＞Ｖ２に設定する。これにより、最も上側のコート層６２の一端６２ａがめくれなくなる。

更に、帯電ローラ５１Ａの最も上側のコート層６２の一端６２ａが段差となるため、直流と交流を重畳したバイアス電圧Ｖｂを用いる。これにより、最も上側のコート層６２の段差の部位で、帯電ローラ５１Ａと感光体ドラム２１間のギャップが大きくなっても、感光体ドラム２１の表面電位にむらが生じ難くなる。

次に、図１１に示すフローチャートに従って、画像形成装置１による帯電ローラ５１のコート層を引き剥がす時期の判定及び通知の処理を説明する。

まず、画像形成装置１の操作パネル１４の操作により印字要求がなされると（ステップＳ１０１）、この印字要求が表示操作部４４を介して主制御部４３へと通知される。主制御部４３は、この印字要求がなされると、ローラ帯電装置２２の帯電ローラ５１の使用履歴Ａ（帯電回数、回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つ）を主記憶部４２から読み出して、この帯電ローラ５１の使用履歴Ａが一定値Ｚに達しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、帯電ローラ５１の使用履歴Ａが一定値Ｚに達していれば（ステップＳ１０２で「Ｙｅｓ」）、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５の引き剥がしを促す旨を表示操作部４４を介して操作パネル１４の液晶表示部に表示する（ステップＳ１０３）。

そして、ユーザにより帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５が引き剥がされ、操作パネル１４の操作により作業終了の旨が入力されると（ステップＳ１０４で「Ｙｅｓ」）、これに応答して主制御部４３は、主記憶部４２内の使用履歴Ａを初期化し（ステップＳ１０５）、帯電ローラ５１のコート層５５の残り層数を求めて、この残り層数が例えば２枚以上であれば（ステップＳ１０６で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０２に戻る。また、主制御部４３は、残り層数が２枚未満であれば（ステップＳ１０６で「Ｎｏ」）、帯電ローラ５１の交換時期が近づいて来たことを表示操作部４４を介して操作パネル１４の液晶表示部に表示する（ステップＳ１０７）。

同時に、主制御部４３は、バイアス電圧回路５２を制御して、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５の引き剥がしにより該帯電ローラ５１の抵抗値が低減した分だけ、帯電ローラ５１に印加されるバイアス電圧Ｖｂを低減させ、これにより帯電ローラ５１の表面電位及び感光体ドラム２１の表面電位を一定に保持する。

また、主制御部４３は、帯電ローラ５１の使用履歴Ａが一定値Ｚに達していなければ（ステップＳ１０２で「Ｎｏ」）、感光体ドラム２１、現像器２４、転写器２５、クリーニング器２６、除電器等の各ユニット別に、交換時期に達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、交換時期に達したユニットがあれば（ステップＳ１０８で「Ｙｅｓ」）、このユニットの交換を促す旨を表示操作部４４を介して操作パネル１４の液晶表示部に表示する（ステップＳ１０９）。

また、主制御部４３は、交換時期に達したユニットがなければ（ステップＳ１０８で「Ｎｏ」）、ステップＳ１０１の印字要求に応答して、原稿搬送部２、読取り部３、印字部４、印字用紙搬送部５、給紙部６等を制御して、原稿の画像を記録用紙に記録する（ステップＳ１１０）。そして、次の原稿があれば（ステップＳ１１１で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１１０を繰り返し、次の原稿がなければ（ステップＳ１１１で「Ｙｅｓ」）、このときの印字処理に応じて主記憶部４２内の使用履歴Ａを更新し（ステップＳ１１２）、この更新した使用履歴Ａが一定値Ｚに達しているか否かを判定する（ステップＳ１１３）。そして、この更新した用履歴Ａが一定値Ｚに達していれば（ステップＳ１１３で「Ｙｅｓ」）、先に述べた各ステップＳ１０３〜１０７と同様の処理を繰り返し、この更新した使用履歴Ａが一定値Ｚに達していなければ（ステップＳ１１３で「Ｎｏ」）、次の印字要求を待機する。

この様に帯電ローラ５１の使用履歴Ａを求め、この使用履歴Ａに基づいて、コート層５５を剥がす時期を求めて報知しているので、適格な時期にコート層５５を引き剥がして、帯電ローラ５１表面を回復させることができる。これにより、感光体ドラム２１表面のダメージを防止して、感光体ドラム２１のロングライフ化を図ることができる。また、ユーザは、コート層５５を引き剥がす時期に関して、格別な注意をはらわなくて済む。

尚、ここでは、帯電ローラ５１を例示しているが、帯電ローラ５１Ａであっても構わない。また、帯電ローラ５１の使用履歴を例示しているが、この代わりに、感光体ドラム２１の使用履歴（感光体ドラム２１による画像の記録枚数、感光体ドラム２１の回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つ）を用いても構わない。これは、帯電ローラ５１と感光体ドラム２１が常に同時に動作するためである。特に、帯電ローラ５１及び感光体ドラム２１を一体化したカートリッジを画像形成装置１に対して着脱し交換する場合は、帯電ローラ５１の使用履歴の代わりに、感光体ドラム２１の使用履歴を用いても、支障は無い。更に、帯電ローラ５１及び感光体ドラム２１を一体化したカートリッジを用いる場合は、帯電ローラ５１の最も外側のコート層５５の積層順や残り層数等をカートリッジのリサイクル期間の目安に用いることができる。

また、本発明の回転ローラは、ローラ帯電装置２２の帯電ローラ５１だけではなく、画像形成装置１における転写器２５の転写ローラ、クリーニング器２６のクリーニングローラ、除電器（図示せず）の除電ローラ等に適用することができる。

本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。 図１の画像形成装置を示す斜視図である。 図１の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置におけるローラ帯電装置を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図４のローラ帯電装置の帯電ローラを側方から示す断面図及び正面から見て示す断面図である。 図５の帯電ローラの一端近傍を拡大して示す平面図である。 図５の帯電ローラの変形例を拡大して示す平面図である。 帯電ローラの他の変形例を側方から見て示す断面図である。 図８の帯電ローラの１つのコート層を模式的に示す側面図である。 図８の帯電ローラの周速と感光体ドラムの周速との関係を説明するために用いた図である。 図１の画像形成装置による帯電ローラのコート層を引き剥がす時期の判定及び通知の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 原稿搬送部
３ スキャナー部
４ 印字部
６ 給紙部
７ 排紙装置
２１ 感光体ドラム
２２ ローラ帯電装置
２３ レーザスキャンユニット
２４ 現像器
２５ 転写器
２６ クリーニング器
４１ 画像処理部
４２ 主記憶部
４３ 主制御部
４４ 表示操作部
４５ ファクシミリ通信部
４６ データ通信部
５１ 帯電ローラ
５２ バイアス電圧回路
５３ 回転軸
５４ 弾性部材
５５ コート層

Claims (21)

1. 外周表面が静電潜像担持体に当接もしくは摺接して回転する回転ローラにおいて、
   前記回転ローラの外周に、３層以上のコート層を順次引き剥がし可能に重ねて設け、該各コート層の抵抗値を外側の層になるほど低くなるように設定したことを特徴とする回転ローラ。
2. 軸心と、軸心周りに設けられた中間部材とを備え、複数のコート層を中間部材周りに重ねて設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
3. 各コート層の少なくとも一部には、着色がなされたことを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
4. 各コート層の最も上側のコート層を引き剥がすと、次のコート層の着色がなされた部分が露見することを特徴とする請求項３に記載の回転ローラ。
5. 各コート層に、タグを付与したことを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
6. タグには、該タグを付与されたコート層を引き剥がす順番が印されていることを特徴とする請求項５に記載の回転ローラ。
7. 各コート層の少なくとも一部には、ミシン目が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
8. ミシン目は、静電潜像担持体に当接もしくは摺接するコート層部分から外れて形成されていることを特徴とする請求項７に記載の回転ローラ。
9. ミシン目は、コート層となる合成樹脂シートの圧延方向に沿って形成されることを特徴とする請求項７に記載の回転ローラ。
10. 各コート層間に導電性接着材が介在することを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
11. 各コート層は、該各コート層の収縮により相互に密接していることを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
12. 各コート層は、複数のチューブを同心状に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
13. 各コート層は、１枚のシートを複数回巻き付け積層して形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転ローラ。
14. 各コート層は、回転ローラの長手方向に形成されたシートのミシン目により区画されることを特徴とする請求項１３に記載の回転ローラ。
15. コート層毎に、コート層の両端が重なり合う様に該コート層の長さを設定したこと特徴とする請求項１４に記載の回転ローラ。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の回転ローラを用いた画像形成装置。
17. 回転ローラの使用履歴情報を記録し、この使用履歴情報に基づいて、回転ローラのコート層を剥がす時期を求める制御手段を備えることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 回転ローラのコート層を剥がす時期を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
19. 回転ローラの使用履歴情報は、回転ローラの帯電回数、回転ローラの回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
20. 回転ローラの使用履歴情報は、静電潜像担持体による画像の記録枚数、静電潜像担持体の回転回数、及び回転時間のうちの少なくとも１つに基づいて求められることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
21. 画像形成装置に着脱自在に装着される画像形成装置用カートリッジにおいて、
    請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の回転ローラを用いた画像形成装置用カートリッジ。

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