(57)【要約】  【課題】複数種類の用紙を使用した場合でもフィルミングの発生を防止し、用紙対応能力を向上することが可能な帯電装置を提供する。  【解決手段】像担持体２と、像担持体２の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置４とを備え、像担持体２から被転写材に直接転写を行い、像担持体２の軸方向にそれぞれ異なる長さを有する複数種の被転写材に対して画像形成を行うことが可能な画像形成装置１に用いられ、像担持体２の表面に接触して像担持体２を所定の極性に帯電させる帯電装置３において、所定のバイアスが印加される弾性ローラからなり、弾性ローラは軸方向において３種類以上の表面粗さを有すると共に少なくとも隣り合う表面の表面粗さが互いに異なり、３種類以上の表面粗さは複数種の被転写材の各端部が接する位置においてその表面粗さが隣り合う表面粗さよりも粗く形成されている。【選択図】図３
2014238494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置とを備え、前記像担持体から被転写材に直接転写を行い、前記像担持体の軸方向にそれぞれ異なる長さを有する複数種の前記被転写材に対して画像形成を行うことが可能な画像形成装置に用いられ、前記像担持体の表面に接触して該像担持体を所定の極性に帯電させる帯電装置において、
所定のバイアスが印加される弾性ローラからなり、前記弾性ローラは前記軸方向において３種類以上の表面粗さを有すると共に少なくとも隣り合う表面の表面粗さが互いに異なり、前記３種類以上の表面粗さは複数種の前記被転写材の各端部が接する位置においてその表面粗さが隣り合う表面粗さよりも粗く形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電装置において、
複数種の前記被転写材の各端部が接する位置以外の表面粗さはＲｚ５〜Ｒｚ１５であることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１記載の帯電装置において、
複数種の前記被転写材の各端部が接する位置の表面粗さはＲｚ１５〜Ｒｚ２５であることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の帯電装置を備え、画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の帯電装置を備え、画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の電子写真式画像形成装置に関し、詳しくは帯電装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、市場のニーズは省エネルギ技術や省エネルギ製品が高まっており、これは電子写真技術分野においても例外ではない。電子写真技術分野では、最も消費電力が多い定着技術の開発、または低融点トナー等の開発により電力の消費を削減する試みや、各構成部品の改良または簡素化する試み、または構成部品の長寿命化によりコストパフォーマンスを高める試みがなされている。
【０００３】
画像形成装置の構成部品を最小限としかつ高品質の画像を長寿命出力できるユニットを開発すべく、今までに多くの発明がなされてきた。その中でより簡易的で低コストの装置を挙げると、帯電装置としては弾性ゴムローラを感光体ドラムに接触させて直流電源を印加する方式であり、同様に転写方式は感光体ドラムから用紙に直接転写する方式である。このような方式は画像形成装置を構成する部品も少なく、コスト面において優れている。
【０００４】
また、画像形成動作が所定の枚数分行われる毎に画像形成動作を中断させてフィルミング除去モードを設定し、このモードで感光体のフィルミングを除去し、所定の時間後にフィルミング除去モードを解除して画像形成動作を再開させる技術が、例えば「特許文献１」に開示されている。さらに、複数の発泡セルを有する発泡体からなる弾性体を感光体ドラムに接触させ、紙粉等の異物を除去する技術が、例えば「特許文献２」に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の技術では、画像形成ユニットの寿命及びユーザが使用する様々な用紙への対応性が課題となる。特に、画像形成装置の寿命は各キーパーツの開発も進んで格段に長くなりつつあるが、それでもユーザが使用する多様な用紙によってはユニットの寿命も左右され易い。また、「特許文献１」に開示された技術では、ユーザの待ち時間が長くなり、またフィルミングが発生していない箇所における感光体ドラムの膜削れが問題となる。「特許文献２」に開示された技術では、発泡体からなる弾性体部分のコストアップと、上述した部材分だけ作像ユニットが大きくなり、その分装置も大型化してしまう。  
本発明は上述の問題点を解決し、複数種類の用紙を使用した場合でもフィルミングの発生を防止し、用紙対応能力を向上することが可能な帯電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、像担持体と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置とを備え、前記像担持体から被転写材に直接転写を行い、前記像担持体の軸方向にそれぞれ異なる長さを有する複数種の前記被転写材に対して画像形成を行うことが可能な画像形成装置に用いられ、前記像担持体の表面に接触して該像担持体を所定の極性に帯電させる帯電装置において、所定のバイアスが印加される弾性ローラからなり、前記弾性ローラは前記軸方向において３種類以上の表面粗さを有すると共に少なくとも隣り合う表面の表面粗さが互いに異なり、前記３種類以上の表面粗さは複数種の前記被転写材の各端部が接する位置においてその表面粗さが隣り合う表面粗さよりも粗く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被転写材の端部が接する位置において弾性ローラの表面粗さが隣り合う表面粗さよりも粗く形成されているので、弾性ローラの粗い表面でフィルミング物質を削ることができ、異常画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられる作像ユニットの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる帯電ローラの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置である複写機の概略断面図を、図２は同作像ユニットの断面図を、図３は用紙幅と帯電ローラ表面層の粗さとの関係を示した概略図をそれぞれ示す。図１はモノクロの複写機を示しているが、本発明はモノクロに限られずカラー複写機にも適用可能である。
【００１０】
図１に示す複写機１は、装置本体１００の下部に被転写材である用紙を収納する給紙カセット１０を有する給紙部を設け、その上方に作像ユニット２０及び光書込ユニット３０を配設し、その上方に定着装置４０を配設して構成されている。給紙カセット１０から定着装置４０までの間には、用紙を搬送する用紙搬送経路が形成されており、符号１１は呼び出しローラを、符号１２はレジストローラ対を、符号６０は転写ローラをそれぞれ示している。
【００１１】
給紙カセット１０から呼び出しローラ１１によって搬送された用紙は、所定のタイミングで回転するレジストローラ対１２によって像担持体である感光体ドラム２と転写ローラ６０とのニップ部に運ばれ、作像ユニット２０で作られた像を電界によって転写される。その後、用紙は定着装置４０に送られて転写された像を定着された後、排紙ローラ８０によって排紙される。
【００１２】
図２に示すように、作像ユニット２０は感光体ドラム２、この周囲に配設された帯電装置である帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５、除電装置６等を有している。光書込ユニット３０は、光変調したレーザ光を感光体ドラム２の表面に照射して、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成するものであり本形態では作像ユニット２０の左方に配置されている。光書込ユニット３０として本例ではＬＤを用いたものを示したが、ＬＥＤを用いた構成としてもよい。
【００１３】
図１に示すように、装置本体１００の上部にはトナーボトル５０が配設されている。通常はトナーボトル５０のみの交換でトナーを補給し、感光体ドラム２や帯電ローラ３等を有するプロセスカートリッジの交換時期にのみ、作像ユニット２０を交換する。なお、図１に示すようにトナーボトル５０から作像ユニット２０までトナーを搬送してトナー補給を行う構成となっていれば通常はトナーボトルの交換をユーザ自らが行うことができる。
【００１４】
次に、作像動作について簡単に説明する。画像形成動作が開始されると、作像ユニット２０の感光体ドラム２が図示しない駆動手段によって反時計回り方向に回転駆動され、帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面が所定の極性で一様に帯電される。帯電された感光体ドラム２の表面には光書込ユニット３０からレーザ光Ｌが照射され、表面に静電潜像が形成される。このとき、例えばスキャナ７０で読み取った画像を演算して感光体ドラム２に照射する。このように形成した静電潜像は、感光体ドラム２と現像装置４との間を通るとき、現像装置４に収納されたトナーによってトナー像として可視像化される。
【００１５】
感光体ドラム２上で可視像化されたトナー像には、給紙カセット１０から給送された用紙が接触し、用紙背面の転写ローラ６０からトナー電荷とは逆バイアスが印加されることにより、感光体ドラム２からトナー像が用紙上に転写される。トナー像を転写した後の感光体ドラム２の表面に付着した残留トナーは、クリーニング装置５によって感光体ドラム２表面から除去され、感光体ドラム２の表面は除電装置６によって除電され、表面電位が初期化されて次の画像形成動作に備えられる。クリーニング装置５としては、ウレタンゴムを金属ブレードに貼り付けたゴムブレードが一般的に安価で性能もよく、本形態でもこれを使用している。また、本形態のようにモノクロの機械であれば転写残トナーをクリーニング装置５で回収して現像装置４に再度戻して使用するリサイクルシステムも考案されているが、本形態には何れも適用可能である。また除電装置６として、本形態ではＬＥＤを並べた簡単な構成のものを用いている。
【００１６】
トナー像の転写を受けた用紙は定着装置４０へと搬送され、定着装置４０を通過する際に熱と圧力とが加えられ、用紙上のトナー像が溶融されて用紙上に定着される。そして、トナー像が定着された用紙、すなわちプリント済みの用紙は、装置本体１００の上部寄りに設けられた搬送経路の終端に配設された排紙ローラ８０へと搬送され、装置本体１００の上部に設けられた積載部へと排出される。
【００１７】
次に、作像ユニット２０のキーパーツについて説明する。先ず帯電ローラ３については、弾性ローラを感光体ドラム２に接触させてＤＣバイアスを印加し、感光体ドラム２を所定の電位に帯電している。帯電ローラ３の表面粗さは、感光体ドラム２の膜削れ及び地肌汚れ、感光体フィルミングに影響してくる。帯電ローラ３は芯金上に導電性弾性層としての導電性ゴム層が設けられたゴムローラであり、その成形法としては射出成形法、押し出し成形法、トランスファ成形法、プレス成形法等が挙げられるが、特にこれ等に限定されるものではない。
【００１８】
帯電ローラ３の表層が粗いと、感光体ドラム２の膜削れは大きくなる傾向にある。また微小な放電ムラが発生し、高線速やＬＬ環境下の帯電にとって不利な条件時は地肌汚れも悪化してくる。逆に、帯電ローラ３の表層が細かすぎると、感光体ドラム２とスリップを起こしたり、または感光体ドラム２若しくは帯電ローラ３にフィルミングを起こしたりし易くなる。
【００１９】
ここで、ゴムローラの長手方向で表面粗さ分布を設ける一つの方法として、トラバース方式の研磨の例を説明する。これは、ゴムローラを回転させて砥石がゴムローラに当接するように配置し、砥石を回転させながら回転しているゴムローラに接触させ、ゴムローラの一端側から他端側へと移動させる。砥石がゴムローラの一端側から他端側へと移動する際に、砥石がゴムローラに当接している研磨時間（砥石の送り速度）を変化させて表面粗さ分布を設ける。本実施形態としては、帯電ローラ３の全体でＲｚ５〜２５μｍのものを使用している。
【００２０】
また本発明において、帯電ローラ３は紙粉による感光体ドラム２上のフィルミングを除去する役割も担っている。従って、例えばハガキ、レターサイズ紙、Ａ４サイズ紙に対応する画像形成装置に関しては、図３に示すように帯電ローラ３の表面粗さを構成すればよい。図３において、帯電ローラ３は、何れの用紙端部とも接触しない部位３ａにおいてＲｚ５〜１５μｍ、ハガキサイズ用紙の端部に接触する部位３ｂにおいてＲｚ１５〜２５μｍとなるように形成されている。そして、レターサイズ及びＡ４サイズ用紙の端部に接触する部位３ｃにおいてＲｚ２０μｍ以上となるように形成されている。
【００２１】
上述の構成について説明する。接触ＤＣ帯電では、帯電ローラ３の表面が粗いと微小な帯電ムラが生じ、地肌汚れが発生することが判っている。そこで帯電ローラ３としては表面が粗くないことが望ましい。ただし、直接転写システムにおいては、感光体ドラム２と用紙とが直接触れるので、用紙から（特に用紙端部から）紙粉が発生する。この紙粉は感光体ドラム２から簡単には除去できず、紙の填料が非常に細かくクリーニングブレードをすり抜けてしまう。また、トナーと絡み合ってフィルミングが発生する。この発生するフィルミングを除去するため、特にフィルミングが発生し易い用紙端部の帯電ローラ３の粗さを粗くしているのである。
【００２２】
本実施形態では、ハガキサイズも粗さを変えた例を示したが、もともとハガキのニーズが少ない場合にはその箇所、すなわち部位３ｂの粗さを代える必要はない。帯電ローラ３の粗さは、その画像形成装置が対象とする顧客モデルによって使用が見込まれる用紙の端部に相当する部位を粗くすればよい。帯電ローラ３の表層を粗くするには、研磨目の異なるもので帯電ローラ３の表層を研磨する他、サンドブラストで細かく荒らす方法等も挙げられる。
【００２３】
上述の構成により、用紙の端部が接する位置において帯電ローラ３の表面粗さが隣り合う表面粗さよりも粗く形成されているので、帯電ローラ３の粗い表面でフィルミング物質を削ることができ、異常画像の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  画像形成装置（複写機）
２  像担持体（感光体ドラム）
３  帯電装置（帯電ローラ）
４  現像装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００８−２０９８７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９１１８４号公報
【図１】
2014238494.tif 000003
【図２】
2014238494.tif 000004
【図３】
2014238494.tif 000005