JP5117558B2 - 帯電ローラ、画像形成装置、リサイクル方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に取り付けられる帯電ローラに関する。

電子写真方式の画像形成装置に取り付けられるものであり、感光体ドラムを帯電するための帯電ローラが従来から知られている。この帯電ローラは、シャフトと、シャフトに取り付けられている電荷放出部材（ローラ本体）とを有し、電荷放出部材から放出される電荷によって感光体ドラムを帯電させるようになっている。

また、特許文献１に示されているように、電荷放出部材の一部にギャップ保持部材を貼り付け、このギャップ保持部材を感光体ドラムに当接されることによって感光体ドラムと電荷放出部材とを非接触にした帯電ローラが従来から知られている。

しかし、このような帯電ローラは、電荷放出部材においてギャップ保持部材が貼り付けられていない領域とギャップ保持部材が貼り付けられている領域との境界が部分的に劣化するという欠点を有していた。そこで、この欠点を解消するために、下記の特許文献１では、古くなったギャップ保持部材を剥がして新たなギャップ保持部材を貼り付ける場合、古くなったギャップ保持部材よりも貼付箇所の面積が広くなるようなギャップ保持部材を貼り付ける事が示されている。

特開２００８−１５１８８３号公報（公開日：２００８年０７月０３日公開） 特開２００６−２９３０２１号公報（公開日：２００６年１０月２６日公開）

太陽金網株式会社、「製品案内 通電剥離性接着剤 エレクトリリース」、[オンライン]、平成２２年７月２１日検索、インターネット＜URL:http://www.twc-net.co.jp/catalog/genre/g060/061/post-13.html＞ 板金加工eye、「ローレットとは、ローレット加工とは」、[オンライン]、平成２２年９月１０日検索、インターネット＜URL:http://www.bkeye.com/mach/mach06.html＞ 日本アレックス株式会社、「Ultrasonic Insert」、[オンライン]、平成２２年９月１０日検索、インターネット＜http://www.nalex.co.jp/welder/insert.html＞

しかし、特許文献１の帯電ローラでは、ギャップ保持部材を取り替える度に電荷放出部材の電荷放出面の有効範囲が狭くなるため、ギャップ保持部材の取り替え回数が限られてしまい、帯電ローラのリサイクル回数が制限され、長期に渡って使用できないという問題を有する。

本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、長期に渡って使用可能な帯電ローラを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、導電性のシャフトと、前記シャフトに取り付けられている電荷放出部材と、前記シャフトに取り付けられ、前記電荷放出部材よりも感光体ドラムの方に突出しており、前記感光体ドラムに当接することによって前記電荷放出部材と前記感光体ドラムとの間にギャップを形成するギャップ形成部材とを備え、前記ギャップ形成部材に含まれている導電領域と前記シャフトとが通電剥離性接着剤にて接着されることによって、前記ギャップ形成部材が前記シャフトに取り付けられていることを特徴とする。本発明の構成によれば、ギャップ形成部材とシャフトとの間に電流を流すことによってシャフトからギャップ形成部材を取り外し、通電剥離性接着剤にて新たなギャップ形成部材をシャフトに接着することでギャップ形成部材を交換できる。つまり、本発明の構成によれば、電荷放出部材の電荷放出面の有効幅を減少させずにギャップ形成部材を交換できるため、ギャップ形成部材の交換回数が制限されることがなく、長期に渡って帯電ローラを使用できるという効果を奏する。

本発明の帯電ローラにおいて、前記ギャップ形成部材は、リング状の樹脂部材と、前記導電領域であるリング状の導電性部材とを有し、前記樹脂部材の内周側の貫通孔に前記導電性部材が圧入されており、前記導電性部材の内周側の貫通孔に前記シャフトが挿入され、前記導電性部材の内周面と前記シャフトとが前記通電剥離性接着剤によって接着されている構成であってもよい。本発明の帯電ローラにおいて、前記導電性部材は、真鍮、ステンレス、アルミニウム、鉄のうちのいずれかからなることが好ましい。

また、本発明の電子写真方式の画像形成装置は、前記した帯電ローラを備えていることを特徴とする。さらに、本発明の電子写真方式の画像形成装置は、前記帯電ローラのシャフトに対してトルクを付与する駆動ギアを備えていることが好ましい。

さらに、上記の課題を解決するために、本発明は、前記帯電ローラのリサイクル方法であって、前記シャフトに対して電源の一方の電極を接続し、前記導電領域に対して前記電源の他方の電極を接続し、前記シャフトおよび前記導電領域に対して電流を印加することによって、前記ギャップ形成部材を前記シャフトから剥離する工程と、前記ギャップ形成部材とは異なるギャップ形成部材を通電剥離性接着剤によって前記シャフトに接着する工程とを含むことを特徴とする。これにより、電荷放出部材の電荷放出面の有効幅を減少させずにギャップ形成部材を交換できるため、ギャップ形成部材の交換回数が制限されることがなく、長期に渡って帯電ローラを使用できるという効果を奏する。

本発明の帯電ローラによれば、電荷放出部材の電荷放出面の有効幅を減少させずにギャップ形成部材を交換できるため、ギャップ形成部材の交換回数が制限されることがなく、長期に渡って帯電ローラを使用できるという効果を奏する。

本実施形態に係る複合機の内部構成を示した模式図である。 本実施形態に係る帯電ローラを示した模式図である。 図２の帯電ローラの端部を拡大して模式的に示した斜視図である。 図３に示されるシャフトおよび導電性部材をＹ方向上流側から映した図である。 （ａ）は、平目状のローレット加工が施された面を示した説明図であり、（ｂ）は、アヤ目状のローレット加工が施された面を示した説明図である。 帯電ローラのシャフトからギャップ形成部材を剥離する作業の様子を示した説明図である。

本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明をモノクロ画像形成装置に適用する場合について説明するが、これに限らず、カラー画像形成装置に適用してもよい。

（複合機１０の全体構成）
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置１１を備えた複合機１０の全体構成を示す断面模式図である。図１に示すように、複合機１０はスキャナ１と画像形成装置１１とを備えている。

スキャナ１は、原稿を読み取ってその画像データを取得するものである。スキャナ１としては従来から公知のスキャナを用いることができる。

画像形成装置１１は、スキャナ１で原稿を読み取って取得した画像データ、ネットワークを介して通信可能に接続された外部装置から通信装置（図示せず）によって受信した画像データ、あるいは着脱可能に装着される外部記憶装置（図示せず）から読み出した画像データに応じた画像を用紙に形成するものである。

図１に示すように、画像形成装置１１は、露光ユニット１３、現像器１５、感光体ドラム１７、帯電ローラ１９、クリーナユニット２１、定着ユニット２３、給紙トレイ２５、用紙搬送路３１、再給紙搬送路８３、反転搬送路９９、および排紙トレイ３３等を備えている。

なお、用紙搬送路３１は、給紙トレイ２５から、合流点Ｃ（用紙搬送路３１と再給紙搬送路８３との接続ポイント）、画像転写部４７、定着処理部６６を経て排紙トレイ３３に至る範囲に形成されている。再給紙搬送路８３は、用紙搬送路３１における定着ユニット２３と排紙トレイ３３との間の分岐点Ｔから分岐している搬送路であり、分岐点Ｔから合流点Ｃに至るように形成されている搬送路である。また、用紙搬送路３１内の画像転写部４７の上流側にレジストローラ２９が配置されている。

帯電ローラ（帯電装置）１９は、感光体ドラム１７の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電ローラ１９については後で詳細に説明する。

露光ユニット１３は、図１に示すようにレーザ照射部３５および反射ミラー３７を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であるが、ＬＳＵに限定されるものではなく、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１３としてもよい。

なお、ＬＳＵとしては、１ビーム方式のＬＳＵ、高速印字処理を目的とした２ビーム方式または４ビーム方式のＬＳＵのいずれであってもよいが、本実施形態では２つのレーザ照射部３５・３５が構成されている２ビーム方式のＬＳＵが採用されている。

帯電ローラ１９によって均一に帯電された感光体ドラム１７を露光ユニット１３が画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム１７の表面にこの画像データに応じた静電潜像が形成される。

現像器１５は感光体ドラム１７上に形成された静電潜像をトナーで現像することによって顕像化するものである。

なお、現像器１５の近傍には、現像器１５にトナーを補給するためのトナー補給装置３０が設けられている。トナー補給装置３０は、トナーを収容するトナーカートリッジ（トナー収容容器）３００と、トナーカートリッジ３００から供給されるトナーを一時的に貯留するとともに、現像器１５内のトナー量が低下したときに必要に応じて貯蔵しているトナーを現像器１５に供給するトナーホッパ３０ａとを備えている。なお、トナーカートリッジ３００は、収容しているトナーの残量が低下した場合に交換可能なように、複合機１０に対して着脱可能になっている。

感光体ドラム１７上で顕像化されたトナー像（画像）は、画像転写部４７において用紙上に転写される。クリーナユニット２１は、現像・画像転写後における感光体ドラム１７上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

転写ベルトユニット３９は、画像転写部４７において感光体ドラム１７上のトナー像を用紙へ転写させるためのものである。この転写ベルトユニット３９には、感光体ドラム１７上のトナーに帯電している電荷の逆極性の電界が印加されており、この電界によって感光体ドラム１７上のトナーが用紙上に転写される。例えば、感光体ドラム１７上のトナーがマイナス極性の電荷を有している時は、転写ベルトユニット３９へ印加される電界の極性はプラス極性となる。

転写ベルトユニット３９は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４３と、弾性導電性ローラ４９と、ローラ９６と、これらローラ４１・４３・４９・９６に架けられる転写ベルト４５とを有する構成である。

転写ベルト４５は、体積抵抗値が１×１０^９Ω・cm〜１×１０^１３Ω・cmの範囲であるベルト部材である。

感光体ドラム１７と転写ベルト４５とが接触している領域である画像転写部４７の近傍には、転写電界を印加するための弾性導電性ローラ４９が配置されている。弾性導電性ローラ４９は弾性を有する。これによって、感光体ドラム１７と転写ベルト４５とは、線接触でなく、互いが所定の幅（転写ニップと呼ばれる）を有して面接触する。その結果、搬送される用紙へのトナー像の転写効率の向上が図られる。

さらに、転写ベルト４５の画像転写部４７の下流側には、画像転写部４７を通過する際に印加された電圧により帯電した用紙を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ５１が配置されている。除電ローラ５１は、転写ベルト４５の背面に配置されている。

また、転写ベルトユニット３９には、転写ベルト４５のトナー汚れを除去するクリーニングユニット５３と、転写ベルト４５の除電を行う除電機構５５とが配置されている。除電機構５５による除電手法としては、装置を介して転写ベルト４５を接地する手法、あるいは転写電界の極性とは逆極性の電界を転写ベルト４５に積極的に印加する手法がある。なお、転写ベルトユニット３９によってトナー像（画像）が転写された用紙は定着ユニット２３に搬送される。

定着ユニット２３は、加熱ローラ５７、加圧ローラ５９を備えており、加熱ローラ５７の外周部には用紙剥離爪６１、サーミスタ６３（ローラ表面温度検出部材）、ローラ表面クリーニング部材６５が配置される。また、加熱ローラ５７の内部には、ローラの表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）に加熱するための熱源６７が配置されている。

加圧ローラ５９両端部においては荷重バネ等の機構が構成されており、この機構によって加圧ローラ５９は加熱ローラ５７に対して所定の荷重で圧接されている。また、加圧ローラ５９の外周には加熱ローラ５７の外周と同様に用紙剥離爪、ローラ表面クリーニング部材が配置されている。

定着ユニット２３は、加熱ローラ５７と加圧ローラ５９との圧接部である定着処理部（定着ニップ部とも呼ばれる）６６において、加熱ローラ５７表面の温度と加圧ローラ５９による圧接力とによって用紙上の未定着トナー像を当該用紙に熱定着させる。

給紙トレイ２５は、印刷に使用するシート（記録材）を蓄積しておくためのトレイであり、本実施形態の画像形成装置１１では、感光体ドラム１７や転写ベルトユニット３９等から構成される画像形成部の下側かつ装置の側壁近傍に設けられている。

なお、本実施形態の画像形成装置１１では、大量の用紙に対する連続印刷を可能にすべく、定型サイズの用紙を５００〜１５００枚収納可能な給紙トレイ２５が複数配置されている。さらに、装置の側面には、互いに異なる複数の種類の用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット７３、並びに主に不定型サイズの用紙に対して印刷を行う際に用いられる手差しトレイ７５が配置されている。

排紙トレイ３３は、手差しトレイ７５とは反対側の装置側面に配置されているが、排紙トレイ３３を取り外し、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等）や、複数段排紙トレイをオプションとして配置する事も可能な構成となっている。

次に、画像形成装置１１において印刷処理が行われる際の用紙の搬送経路について説明する。

画像形成装置１１に対して印字要求(印刷要求コマンド)が入力されると、この印字要求に適合した用紙が収容されている給紙トレイ２５から用紙がピックアップローラ７０によって用紙搬送路３１に供給される。そして、この用紙は、合流点Ｃを経由して用紙搬送路３１内の画像転写部４７の上流に配置されているレジストローラ２９まで搬送され一旦停止する。

さらに、画像転写部４７において用紙の先端と感光体ドラム１７上のトナー像（画像）の先端とが一致するようなタイミングでレジストローラ２９が再回転し、画像転写部４７へ用紙が搬送させる。これにより、画像転写部４７において感光体ドラム１７上のトナー像が用紙の表面（おもて面）に転写され、さらに、用紙は定着ユニット２３へ導かれ、定着ユニット２３において用紙に転写されたトナーは当該用紙上に定着（熱定着）される。

その後、片面印刷モード／両面モードの別に応じて用紙の搬送経路が切り替えられる。具体的には、片面印刷モードの場合、定着ユニット２３から排出される用紙の表裏を反転させてから当該用紙が排紙トレイ３３に導かれるように、図１における搬送路切替機構８０のゲートの方向が切り替えられる。また、両面印刷モードの場合、定着ユニット２３から排出される用紙の表裏を反転させてから当該用紙が再給紙搬送路８３に送り込まれるように、搬送路切替機構８０のゲートの方向が切り替えられる。そして、再給紙搬送路８３に送り込まれた用紙は、当該再給紙搬送路８３を通過して合流点Ｃを経由して用紙搬送路３１に再び送り込まれる。その後、この用紙は、画像転写部４７へ再び搬送され、この画像転写部４７において裏面に画像の転写が行われる。その後、この用紙は、定着ユニット２３を経て排紙トレイ３３に排出される。

（帯電ローラ１９の構成）
つぎに、本実施形態の帯電ローラ１９について詳細に説明する。帯電ローラ１９は、図２に示すように、シャフト（軸芯体）１９１、電荷放出部材１９２、ギャップ形成部材１９３ａ・１９３ｂを有している。また、ギャップ形成部材１９３ａ、電荷放出部材１９２、ギャップ形成部材１９３ｂは、シャフト１９１の一端側から他端側へ向けてこの順に並ぶように、シャフト１９１に取り付けられている。なお、以下の説明において、単に「ギャップ形成部材１９３」と称す場合、ギャップ形成部材１９３ａ・１９３ｂの両方を指すこととする。

シャフト（芯金）１９１は、電荷放出部材１９２を支持するものである。シャフト１９１は、導電性金属からなり、外径φ８ｍｍの円柱状部材である。本実施形態のシャフト１９１の材質はステンレス（ＳＵＳ）であるが、導電性の金属であればステンレスに限定されない。

電荷放出部材１９２は、外径φ３０ｍｍの円筒状部材であり、その内周面がシャフト１９１に固着されている。電荷放出部材１９２は、直流電圧が印加されると、感光体ドラム１７へ向けて電荷を放出することで感光体ドラム１７を帯電するものである。電荷放出部材１９２は、図３に示すように、シャフト１９１の周面を覆うように形成されている弾性層１９２ｂと、弾性層１９２ｂの外周面を覆うように形成されている表層１９２ａとからなる構成である。電荷放出部材１９２の弾性層１９２ｂは、導電剤を配合させたシリコーンゴムからなるものである。電荷放出部材１９２の表層１９２ａは、アクリルポリオールをイソシアネート架橋したウレタン樹脂からなる。なお、電荷放出部材１９２としては、特許文献２に示されている実施例９の弾性ローラを用いることができる。また、前記の導電剤としては特許文献２の段落００３３に示されているものを利用できる。さらに、表層１９２ａに導電剤を配合させてもよい。

ところで、画像形成装置１１においてプリント可能な最大サイズの画像領域を最大画像領域と称すると、図２に示すように、最大画像領域のＹ方向の長さは２９７ｍｍである。そこで、本実施形態では、同図に示すように、電荷放出部材１９２のＹ方向の長さを３０７ｍｍに設計し、感光体ドラム１７上の最大画像領域に対応する部分に必ず電荷放出部材１９２が対向するように帯電ローラ１９の位置決めを行なう。なお、Ｙ方向は、画像形成装置１１において形成される画像の主走査方向と平行な方向であり、帯電ローラ１９および感光体ドラム１７の回転軸と平行な方向である。

ギャップ形成部材１９３は、Ｙ方向の長さが１０ｍｍ且つ外径φ３１．２ｍｍの円筒状部材であり、その内周面がシャフト１９１に固着され、その外周面が感光体ドラム１７の外周面に当接している。このギャップ形成部材１９３が感光体ドラム１７に当接することにより、電荷放出部材１９２と感光体ドラム１７との間にギャップ（隙間）が形成されることになる。

すなわち、帯電ローラ１９の回転中心から電荷放出部材１９２の外周面までの長さ（Ｙ方向に垂直な方向の長さ）は１５ｍｍであるのに対し、帯電ローラ１９の回転中心からギャップ形成部材１９３の外周面までの長さ（Ｙ方向に垂直な方向の長さ）は１５．６ｍｍであるので、ギャップ形成部材１９３は電荷放出部材１９２よりも感光体ドラム１７の方へ０．６ｍｍ突出している。そして、ギャップ形成部材１９３の外周面を感光体ドラム１７の外周面に当接させているため、電荷放出部材１９２と感光体ドラム１７との間に０．６ｍｍのギャップが形成されているのである。

つぎに、ギャップ形成部材１９３の構造についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態の帯電ローラ１９のＹ方向上流側を部分的に示した斜視図である。なお、図３においてギャップ形成部材１９３ａが示されているもののギャップ形成部材１９３ｂが示されていないことと、ギャップ形成部材１９３ａとギャップ形成部材１９３ｂとが同一の構造・機能を有するものであることから、以下では、ギャップ形成部材１９３ｂの説明を省略してギャップ形成部材１９３ａについてだけ説明する。

ギャップ形成部材１９３ａは、図３に示すように、電荷放出部材１９２と隣り合うようにシャフト１９１に嵌め込まれ、且つ、シャフト１９１に固着支持されている。また、ギャップ形成部材１９３ａは、電荷放出部材１９２に接触しているものの固着（接着）していない。

ギャップ形成部材１９３ａは、図３に示すように、導電性の金属からなるリング状の導電性部材（金属部材）１９３ａ１と、リング状の樹脂部材１９３ａ２とを有している。

樹脂部材１９３ａ２の材質は、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene）樹脂、ポリカーボネート樹脂のいずれであってもよいが、強度、弾性率、耐衝撃性の点でポリアセタール樹脂が好ましい。また、導電性部材１９３ａ１の材質は、導電性金属であればよく、シャフト１９１と同じくステンレスであってもよいし、真鍮、アルミダイキャスト（アルミニウム）、表面処理（無電界ニッケルメッキ、ユニクロメッキ、クロムメッキ等）された鉄であってもよい。なお、画像形成装置１１において磁性トナーが用いられる場合、非磁性のステンレス、真鋳、アルミダイキャストが好ましい。

また、導電性部材１９３ａ１は、その外周面が樹脂部材１９３ａ２の内周面に密着するように、樹脂部材１９３ａ２の内周側の貫通孔に圧入されている。また、導電性部材１９３ａ１の内周側の貫通孔にシャフト１９１が挿入され、導電性部材１９３ａ１の内周面とシャフト１９１とが通電剥離性接着剤（後述する）によって接着されている。このようにして、導電性部材１９３ａ１および樹脂部材１９３ａ２からなるギャップ形成部材１９３ａはシャフト１９１に固着支持されているのである。

また、導電性部材１９３ａ１の外径および樹脂部材１９３ａ２の内径は、導電性部材１９３ａ１を樹脂部材１９３ａ２の内周側に圧入することによって導電性部材１９３ａ１が樹脂部材１９３ａ２に固定されるようなサイズに設計されている。

さらに、導電性部材１９３ａ１の外周面にはローレット加工が施されている。なお、ローレット加工はＪＩＳＢ０９５１にて規定されているものであればよい。つまり、導電性部材１９３ａ１の外周面は、図５（ａ）に示されるように平目状のローレット目に加工されてもよいし、図５（ｂ）に示されるようにアヤ目状のローレット目に加工されてもよい。また、ローレット目の溝の形状および寸法は非特許文献２に示されているスペックを採用できる。

また、本実施形態では、導電性部材１９３ａ１の内周面およびシャフト１９１の外周面の少なくとも一方に通電剥離性接着剤を塗布して、導電性部材１９３ａ１の内周面とシャフト１９１の外周面とを接着している。これにより、図４に示すように、導電性部材１９３ａ１の内周面とシャフト１９１の外周面との間に、層厚が０．０５ｍｍの接着層１９５が形成される（なお、シャフト１９１の外径はφ８ｍｍであり、導電性部材１９１の内径はφ８．１ｍｍである）。

通電剥離性接着剤とは、電流を流すことによって接着強度が低下して被着体（被接着物）と接着剤との界面が剥離する性質を有する接着剤である。本実施形態では、通電剥離性接着剤として、太陽金網株式会社製のエレクトリリースＥ４（非特許文献１および非特許文献１に示される製品情報を参照）を用いた。この通電剥離性接着剤は、接着剤を介して接着された第１被着体と第２被着体との間に５Ｖ〜５０Ｖの直流電圧を１０秒から数分程度印加すると、陽極側の被着体と接着剤との界面で電気化学反応が生じて接着強度が低下し、陽極側の被着体と接着剤との界面が剥離する性質を有している。この際、第１被着体と第２被着体との間に流れる電流は、常温環境下においては、電圧印加開始直後の５ｍＡ／ｃｍ^２以上の状態から数秒程度で１ｍＡ／ｃｍ^２程度に減少し、数分経過後には０．１ｍＡ／ｃｍ^２程度で略一定になる。また、両被着体に印加する電圧の極性を入れ替えて同様の処理を行うことにより、接着剤の両面、すなわち第１被着体と接着剤との界面および第２被着体と接着剤との界面の両方を剥離させることができる。また、剥離後の母材表面に接着層が残らず、剥離時の発ガスや発熱も生じないという性質を有している。

つぎに、図６に基づいて、帯電ローラ１９のリサイクル作業時において、シャフト１９１に取り付けられるギャップ形成部材１９３ａを交換する際の作業手順を説明する。図６は、シャフト１９１からギャップ形成部材１９３ａを取り外す工程の様子を示した説明図である。

シャフト１９１からギャップ形成部材１９３ａを取り外す際、シャフト１９１および導電性部材１９３ａ１の両被着体のうち、一方の被着体に直流電源５００のプラス端子を接触させて、他方の被着体に直流電源５００のマイナス端子を接触させる。これにより、直流電源５００のプラス端子を接触させた方の被着体と接着層１９５との間に剥離が生じる。その後、プラス端子を接触させる被着体とマイナス端子を接触させる被着体とを入れ替えて同様の処理を行うことにより、シャフト１９１と接着層１９５とを剥離させ、且つ、導電性部材１９３ａ１と接着層１９５とを隔離させることができる。これにより、導電性部材１９３ａ１を含むギャップ形成部材１９３ａをシャフト１９１から取り外すことができる。その後、通電剥離性接着剤を用いて新たなギャップ形成部材１９３ａをシャフト１９１に接着して、ギャップ形成部材１９３ａの交換作業が完了する。

以上のように、本実施形態の帯電ローラ１９は、導電性のシャフト１９１と、シャフト１９１に取り付けられている電荷放出部材１９２と、シャフト１９１に取り付けられ、電荷放出部材１９２よりも感光体ドラム１７の方に突出しており、感光体ドラム１７に当接することによって電荷放出部材１９２と感光体ドラム１７との間にギャップ（隙間）を形成するギャップ形成部材１９３とを備えている。そして、ギャップ形成部材１９３に含まれている導電性部材（導電領域）とシャフト１９１とが通電剥離性接着剤にて接着されることによって、ギャップ形成部材１９３がシャフト１９１に取り付けられている。これにより、ギャップ形成部材１９３とシャフト１９１との間に電流を流すことによってシャフト１９１からギャップ形成部材１９３を取り外し、通電剥離性接着剤にて新たなギャップ形成部材１９３をシャフト１９１に接着することでギャップ形成部材１９３を交換できる。つまり、本実施形態の構成によれば、電荷放出部材１９２の電荷放出面の有効幅を減少させずにギャップ形成部材１９３を交換できるため、ギャップ形成部材１９３の交換回数が制限されることがなく、長期に渡って帯電ローラ１９を使用できるという効果を奏する。

ところで、画像形成装置１１において帯電ローラ１９を回転させる手法であるが、（ａ）回転する感光体ドラム１７とギャップ形成部材１９３との摩擦力のみによって帯電ローラ１９を感光体ドラム１７に従動回転（連れ回り）させる第１の手法、（ｂ）画像形成装置１１の駆動源のトルクをシャフト１９１に伝達（付与）する駆動ギアを画像形成装置１１に備え、回転する感光体ドラム１７とギャップ形成部材１９３との摩擦力および前記トルクによって帯電ローラ１９を回転させる第２の手法のいずれが採用されてもよい。なお、第２の手法の場合、帯電ローラ１９の周速と感光体ドラム１７の周速とをほぼ等しくできるため、感光体ドラム１７とギャップ形成部材１９３との間に生じる摩擦力を軽減でき、感光体ドラム１７の傷発生を抑制できるというメリットがある。

（複合機１０にて用いられる現像剤）
以下では、本実施形態の複合機１０にて用いられる現像剤の特性について説明する。

本実施形態の現像器１５に収容される現像剤には、体積基準のメジアン径（Ｄ_５０）が１５〜７０μｍのキャリアを含有させることが好ましく、メジアン径が２５〜６０μｍのキャリアを含有させることがより好ましく、メジアン径が３０〜５５μｍのキャリアを含有させることがさらに好ましい。
体積基準のメジアン径が１５μｍ未満のキャリアを用いる場合、現像スリーブ上での穂立ちが均一で密な反面、磁気ブラシ（チェーン）が短く、感光体ドラムと現像スリーブとの間隙を微小（例えば０．１〜０．３ｍｍ）に設定せねばならず、非常に高価な現像器が必要になる。さらに、体積基準のメジアン径が１５μｍ未満のキャリアを用いる場合、現像剤の流動性が悪化し、補給トナーの帯電の立ち上がりが悪化する傾向にある。また、体積基準のメジアン径が１５μｍ未満のキャリアを用いる場合、感光体とキャリアとの鏡像電荷によってキャリア付着が起こりやすくなり、現像スリーブ上への安定的なトナー層形成を阻害し、感光体に微小なキズをつける場合がある。
一方、体積基準のメジアン径が７０μｍを超えるキャリアを用いる場合、磁性による現像剤の穂立ちが長くなり、これにより現像剤の掃きむら（均一な磁気ブラシが形成されにくく、表面が租になる現象）が生じるため、画質が悪化する傾向にある。また、キャリアの比表面積が小さく、トナーに十分な帯電付与が出来なくなり、磁気ブラシが剛直になりやすくなるため、現像スリーブ上の現像剤層ではき目むらが生じ、良好な画像が得られない場合もある。

また、本実施形態の現像器１５に収容される現像剤には、真比重が３．０〜３．８ｇ／ｃｍ^３のキャリアを含有させることが好ましい。この範囲の真比重を有するキャリアを含む２成分系現像剤は撹拌混合されてもトナーへの負荷が少なく、キャリアのトナースペントが抑制されるからである。さらに、真比重が３．０〜３．８ｇ／ｃｍ^３のキャリアを用いる場合、現像スリーブ上に良好なトナー層が形成され易くなると共に、現像スリーブや感光体に付着した場合でも感光体への傷をつけにくくなるため好ましい。さらには、真比重が３．０〜３．８ｇ／ｃｍ^３のキャリアを用いた補給用現像剤を使用する場合、現像剤の補給安定性が良好になって好ましい。なお、キャリアの真比重は、材料種、材料組成比、コア製造時の焼成温度などの製造条件を適否選択することによって調整可能である。

さらに、本実施形態の現像器１５に収容される現像剤には、１０００エルステッド（１０００／４π（ｋＡ／ｍ））の磁界下における磁化の強度（以下では「磁化σ１０００」と称す）が４０〜７０Ａｍ^２／ｋｇであるキャリアを含有させることが好ましく、磁化σ１０００が５０〜７０Ａｍ^２／ｋｇであるキャリアを含有させることがより好ましく、磁化σ１０００が５５〜６５Ａｍ^２／ｋｇであるキャリアを含有させることがさらに好ましい。
磁化σ１０００が４０〜７０Ａｍ^２／ｋｇであるキャリアを用いる場合、現像スリーブや感光体へのキャリア付着が抑制されるので、該キャリアを含む２成分系現像剤は耐久性が高くなる。
なお、磁化σ１０００が７０Ａｍ^２／ｋｇを超えるキャリアを用いる場合、磁気ブラシに付着するトナーへ与えるストレスが大きく、トナーを劣化させやすい場合がある。磁化σ１０００が７０Ａｍ^２／ｋｇを超えるキャリアはトナースペントを受けやすい場合がある。また、磁化σ１０００が４０Ａｍ^２／ｋｇ未満のキャリアを用いる場合、現像スリーブへの磁気拘束力が弱いため、略球形キャリアであっても現像スリーブや感光体に付着しやすく、地肌かぶり取りの可能な電圧値の範囲（ラティチュード）を狭めることがある。
また、磁化σ１０００は、含有される磁性体の種類及び量を適宜選択することによって調整可能である。
磁化σ１０００は、理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて、以下の手順で測定できる。円筒状のプラスチック容器にキャリアを十分に密に充填し、一方で１０００エルステッドの外部磁場を作り、この状態で容器に充填されたキャリアの磁化モーメントを測定する。さらに、該容器に充填したキャリアの実際の質量を測定して、測定で得た磁化モーメントおよび質量から磁化σ１０００（Ａｍ^２／ｋｇ）を求める。

また、キャリアのキャリアコアとしては、ポーラス形状であり、フェライトを含有するものが生産性に優れることから好ましい。フェライトを含有するキャリアコアは、樹脂含有量を多くして比重を低くしても、ポーラス形状であるキャリアコアの孔に樹脂が含浸されるので、添加した樹脂層とキャリアコアとの密着性が高まり好ましい。なお、ポーラス形状を有するキャリアコアとは、コアの内部もしくは表層に空孔を有するキャリアコアを意味する。また、ポーラス形状を有するキャリアコアの製法は、焼成時の温度を下げて結晶の成長をおさえる事、或いは発泡剤等の空孔形成剤を添加してキャリアコアに空孔を発生させる事などが挙げられる。

また、本実施形態の現像剤に含有されるトナーには透明トナーが含まれていてもよい。用紙表面の凹凸の影響を少なくして、より少ない有色トナー（黒色トナー）の量で色再現性や光沢性を向上させる目的で、用紙表面に透明トナーを担持させ、その上に有色トナーを重ね合わせることで光精細な有色トナー画像を得ることができる。いわゆる透明トナーで先に記録紙をラミネートして、記録紙表面の凹凸を除去するものである。
透明トナーとしては、光透過性が高く、着色剤が実質的に入らない樹脂からなり、個数平均粒径が１〜２５μｍのもので、実質的に無色であり、少なくとも可視光を実質的に散乱することなく良く透過する粒子が用いられる。
また、必要に応じて、任意の成分を添加してもよい。例えば、ワックス類、脂肪酸、又は脂肪酸の金属塩を添加すると、透明トナーが定着時に熱溶融する際、均一被膜が形成され易い。そのため、透明性が向上し、表面光沢に優れた画像が得られる。また、熱ロールによる定着時には、オフセットを防止する効果を発揮することもできる。それ以外にも、トナーの流動性や帯電付与性を確保する目的で、シリカ、アルミナ、チタニア、又は有機樹脂粒子等を外添剤として添加することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１１は、モノクロ印刷機であるが、カラー画像形成装置であっても構わない。この場合、使用されるトナーは、黒色トナーのみならず、黄色トナー、マゼンタトナー、シアントナーも用いてカラー画像が形成される。また、黒色トナー、黄色トナー、マゼンタトナー、シアントナー、ライトシアン色のトナーおよびライトマゼンタ色のトナーを用いてカラー画像を形成する構成であっても構わない。ライトシアンはシアンと同一の色相で濃度がより薄い色であり、ライトマゼンタはマゼンタと同一の色相で濃度がより薄い色である。また、本実施形態では１〜２５μｍの個数平均粒径を示すトナーが用いられる。さらに、本実施形態のトナーは、周知の製造方法、例えば粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、エステル伸張重合法によって製造できる。
さらに、本実施形態の画像形成装置１１は、黒色トナーでベタ画像（画像面積率１００％の画像領域）を形成した場合の画像領域におけるトナー量が０．２０〜０．４０ｍｇ／ｃｍ^２の範囲になるようにトナー消費量が調整されている。なお、フルカラー画像形成装置を使用する場合、プロセスブラック（イエロー、シアン、マゼンタの３色重ね合わせた状態のこと）にて前記ベタ画像を形成したときの画像領域におけるトナー量は０．６０〜１．２ｍｇ／ｃｍ^２の範囲になるようにトナー消費量が調整される。これは、転写画像において、１色当たりのトナー量が０．２０／ｃｍ^２未満の場合は充分な画像濃度が得られず、１色当たりのトナー量が０．４０ｍｇ／ｃｍ^２を超える場合、転写効率が低下して無駄にトナーを消費してしまうからである。

（導電性部材１９３ａ１について）
図３に示す導電性部材１９３ａ１は、インサート成型や超音波インサートによって樹脂部材１９３ａ２の内周側の貫通孔に圧入できる。

インサート成型では、金属インサートを用いることができ、樹脂の成型の容易性と可溶性、金属の剛性、強度、耐熱性など相反する特性を組み合わせる事で、複雑で且つ丈夫、そして精密な部品を作る事が可能となる。腐食しやすい金属材料（導電性部材１９３ａ１）を樹脂（樹脂部材１９３ａ２）で包みこむことにより、長期的な信頼性の向上も可能となる。

超音波インサートには様々なタイプがあるが、ローレットタイプの超音波インサートを用いることが好ましい。ローレットタイプの超音波インサートについて以下説明する。まず、導電性部材１９３ａ１の外周面にアヤ目のローレット加工を行い、樹脂部材１９３ａ２の内径が導電性部材１９３ａ１の外径よりφ０．４〜１．０ｍｍ程小さくなるように、樹脂部材１９３ａ２および導電性部材１９３ａ１を設計する。導電性部材１９３ａ１を樹脂部材１９３ａ２の貫通孔の上にセットし、導電性部材１９３ａ１に対して超音波振動と圧力を加えると、導電性部材１９３ａ１と樹脂部材１９３ａ２との境界面に局部的な摩擦熱が発生し、樹脂を溶融しながら導電性部材１９３ａ１が挿入される。この時、ローレット加工面の溝部に樹脂が流れ込み、その後樹脂が再凝固すると導電性部材１９３ａ１がロックされ、インサートが完了する。なお、非特許文献３に、ローレットタイプの超音波インサートの詳細が示されている。

超音波インサートの利点として、インサート時間が短いこと（通常は１秒以下）、複数のインサートが一度に行えること、樹脂に割れやひびが発生しにくいこと、インサートされる金具（導電性部材１９３ａ１）の周囲の樹脂に対するストレス（残留応力）が少ないこと、再現性が高く制御し易いこと、自動化し易いこと、インサートされる金具（導電性部材１９３ａ１）を金型にセットする必要がないこと、超音波インサート用の金型はインサート成形用の金型に比べて安価であること、成形サイクルが早いこと、等が挙げられる。

また、非特許文献３に示されているアンダーカットタイプの超音波インサートを用いてもよい。アンダーカットタイプはローレットタイプの応用であり、ローレットタイプよりも固定強度が更に強くなる手法である。非特許文献３に示されているように、インサート金具（本実施形態では導電性部材１９３ａ１）のローレット加工面の下にアンダーカット部を形成し、インサート金具を樹脂穴にセットする。そして、超音波発振によってローレット加工面の周囲の樹脂を溶融する。溶融された樹脂は、ローレット加工面の溝に流れ込み、さらに一部が下方へ流れ出してアンダーカット部の溝を埋め込む。アンダーカット部はローレットの溝よりも更に深い溝となっているので、樹脂が再凝固した後には、より強力なロック機構となり、引張強度を上げることができる。

さらに、非特許文献３に示されているウルトラサートタイプの超音波インサートを用いてもよい。この手法では、非特許文献３に示されているように、インサート金具（本実施形態では導電性部材１９３ａ１）の外面が竹の子形状になるようにインサート金具を加工し、溶融樹脂を更にインサート金具に絡み込ませ易くしている。また、インサート金具の外面を竹の子形状（段差付のテーパ部）にすることで、ロックによる引張強度を高くし、且つ、回転トルクに対する強度を上げることができる。

ローレットタイプの場合は溶融樹脂が溝に流れ込みにくい為に強度がばらつくが、ウルトラサートタイプによれば、インサート金具の外面の段差が大きいため、樹脂が流れ込みやすく、高強度を得ることができる。また、溝が大きい分、回転トルク強度も高くなる。

さらに、ウルトラサートタイプによれば、インサート金具および樹脂穴がテーパになっているため、インサート時の位置設定が容易という利点がある。また、ウルトラサートタイプによれば、インサート金具表面の段差部で樹脂を発熱させることでき、効率の良い溶融状態が得られる。また、ウルトラサートタイプによれば、接触面が強いことから、短時間でインサートを行え、安定した強度を得ることができる。さらに、ウルトラサートタイプによれば、インサート金具及び樹脂穴がテーパ状であるため、溶融した樹脂が下方へ押し出されることが少なく、スムーズにロックを行えるというメリットがある。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に利用できる。

１０ 複合機
１１ 画像形成装置
１７ 感光体ドラム
１９ 帯電ローラ
１９１ シャフト
１９２ 電荷放出部材
１９３ ギャップ形成部材
１９３ａ ギャップ形成部材
１９３ｂ ギャップ形成部材
１９３ａ１ 導電性部材（導電領域）
１９３ａ２ 樹脂部材
５００ 直流電源（電源）

Claims (6)

1. 導電性のシャフトと、
   前記シャフトに取り付けられている電荷放出部材と、
   前記シャフトに取り付けられ、前記電荷放出部材よりも感光体ドラムの方に突出しており、前記感光体ドラムに当接することによって前記電荷放出部材と前記感光体ドラムとの間にギャップを形成するギャップ形成部材とを備え、
   前記ギャップ形成部材に含まれている導電領域と前記シャフトとが通電剥離性接着剤にて接着されることによって、前記ギャップ形成部材が前記シャフトに取り付けられていることを特徴とする帯電ローラ。
2. 前記ギャップ形成部材は、リング状の樹脂部材と、前記導電領域であるリング状の導電性部材とを有し、
   前記樹脂部材の内周側の貫通孔に前記導電性部材が圧入されており、
   前記導電性部材の内周側の貫通孔に前記シャフトが挿入され、前記導電性部材の内周面と前記シャフトとが前記通電剥離性接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電ローラ。
3. 前記導電性部材は、真鍮、ステンレス、アルミニウム、鉄のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項２に記載の帯電ローラ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の帯電ローラを備えていることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
5. 前記シャフトに対してトルクを付与する駆動ギアを備えていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 請求項１に記載の帯電ローラのリサイクル方法であって、
   前記シャフトに対して電源の一方の電極を接続し、前記導電領域に対して前記電源の他方の電極を接続し、前記シャフトおよび前記導電領域に対して電流を印加することによって、前記ギャップ形成部材を前記シャフトから剥離する工程と、
   前記ギャップ形成部材とは異なるギャップ形成部材を通電剥離性接着剤によって前記シャフトに接着する工程とを含むことを特徴とするリサイクル方法。

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