(57)【要約】【課題】  熱可塑性樹脂層を有する帯電ローラにおいて、軸方向における帯電電位のばらつきを抑制し、ローラ表面の汚れを低減させることを課題とする。【解決手段】  本発明の帯電ローラの製造方法は、成形後の熱可塑性樹脂を切削するステップを有することを特徴としている。弾性材料を用いた帯電ローラの場合は、弾性層は硬質でないため、後の研磨ステップだけで済み、切削ステップは必要でなかった。これに対し、帯電ローラ材料として熱可塑性樹脂を用いた場合は、熱可塑性樹脂層が硬質であるため、切削ステップを設けることで、真円度が確保されるため、軸方向での帯電電位のばらつきが低減する。また、研磨ステップにより、表面の平滑度が確保されるため、帯電ローラ表面への汚れの付着が低減する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の熱可塑性樹脂層を成形する成形ステップと、
成形された前記熱可塑性樹脂層の表面を切削する切削ステップと、
切削された前記熱可塑性樹脂層の表面を研磨する研磨ステップとを備えた
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、
前記熱可塑性樹脂層はＡＢＳ樹脂を含む
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法において、
前記成形ステップにおける熱可塑性樹脂層は、芯軸の周りに成形される
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法において、
前記製造方法は、研磨された前記熱可塑性樹脂層の表面に離形層を形成するステップを有する
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法において、
前記離形層はフッ素樹脂を含む
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。
【請求項６】
感光体と、前記感光体に対して近接かつ非接触で配置される帯電ローラを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の帯電ローラを備える
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、プリンター等に用いられる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に像担持体に対して帯電処理を行う帯電装置における帯電ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置における一般的な帯電方式として帯電ローラを感光体ドラムに接触させる接触帯電方式があるが、この接触帯電方式には以下に掲げるような問題がある。
【０００３】
帯電ローラの構成物質が帯電ローラから染み出して感光体ドラムの表面に付着し、この付着が進行すると感光体ドラム表面に帯電ローラの跡が残る。
帯電ローラに交流電圧を印加した際に、感光体ドラムに接触している帯電ローラが振動して帯電音が起こる。
感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに付着して帯電性能が低下する。特に帯電ローラにおいて上記の染み出しが生じると、トナーが一層付着しやすくなる。
感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
【０００４】
このような問題に対処するために、帯電ローラを感光体ドラムに接触ではなく近接させる近接帯電方式が考案されている（特許文献１等）。この近接帯電方式は、帯電ローラと感光体ドラムとの最近接距離が０．００５〜０．３ｍｍとなるように両者を対向させ、帯電ローラに電圧を印加して感光体ドラムの帯電を行うものである。近接帯電方式では帯電ローラと感光体ドラムとが接触していないので、接触帯電方式で問題となる「帯電ローラの構成物質の感光体ドラムへの付着」及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「トナーの付着による帯電ローラの帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため近接帯電方式の方が優れている。
【０００５】
この近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは相違する。これは、接触帯電方式では感光体ドラムを均一に帯電させるために帯電ローラが感光体ドラムに均一に接触する必要があり、このため帯電ローラは芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆され構成されているが、このような帯電ローラを近接帯電方式に使用すると以下のような不具合があるからである。
【０００６】
感光体ドラムとの間に一定の空隙を確保するために、帯電ローラの軸方向両端部の非画像領域（画像形成に関与しない領域）にはスペーサ等を設ける必要があるが、帯電ローラが上述のように弾性体からなるとそのスペーサ等が（感光体ドラムから）外力を受けた際に帯電ローラが変形し、この変形により上記空隙が一定に保たれなくなると帯電電位の不安定化やそれに起因する画像ムラが引き起こされる。
【０００７】
帯電ローラが加硫ゴムで構成されていると、帯電ローラが自重により変形して上記空隙が変化することがあり、また、加硫ゴムは経時によるへたりや変形を生じやすいので、上記空隙が経時的に変化することも懸念される。
そこで、このような不具合に対処するために、加硫ゴム等の代わりに非弾性体である熱可塑性樹脂を用いて抵抗調整層を構成する帯電ローラが知られている（特許文献２）。
この熱可塑性樹脂は硬質であるため、円筒形に成形された後の研磨によって十分な真円度を得ることが困難であった。
【０００８】
また、導電性弾性層と、フッ素系樹脂をベースとした表面層を備えた帯電ローラが知られている（特許文献３）。
さらに、弾性体を研磨、研削して製造される帯電ローラが知られている（特許文献４）。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献２】特開２００２-２４４４０２号公報
【特許文献３】特開２００２-２５１０５３号公報
【特許文献４】特開２００２-３６４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、熱可塑性樹脂層を有する帯電ローラにおいて、軸方向における帯電電位のばらつきを抑制し、ローラ表面の汚れを低減させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
請求項１に記載の帯電ローラの製造方法では、円筒状の熱可塑性樹脂層を成形する成形ステップと、成形された前記熱可塑性樹脂層の表面を切削する切削ステップと、切削された前記熱可塑性樹脂層の表面を研磨する研磨ステップとを備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記熱可塑性樹脂層はＡＢＳ樹脂を含むことを特徴とする。
請求項３に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記成形ステップにおける熱可塑性樹脂層は、芯軸の周りに成形されることを特徴とする。
請求項４に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記製造方法は、研磨された前記熱可塑性樹脂層の表面に離形層を形成するステップを有することを特徴とする
請求項５に記載の帯電ローラの製造方法では、請求項４に記載の製造方法において、  前記離形層はフッ素樹脂を含むことを特徴とする。
請求項６に記載の画像形成装置では、感光体と、前記感光体に対して近接かつ非接触で配置される帯電ローラを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかに記載の帯電ローラを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の帯電装置では、切削ステップにより、硬質の熱可塑性樹脂層であっても、容易に真円度が確保されるため、軸方向での帯電電位のばらつきが低減する。
また、研磨ステップにより、表面の平滑度が確保されるため、帯電ローラ表面への汚れの付着が低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の全体構成図であり、感光体２、帯電ローラ３ほかの主要部材の構成を示している。
図２は、本発明による帯電ローラの概略図を示す。帯電ローラ３はＧＡＰ保持部材２０により感光体２に近接配置されている。帯電ローラ３は、感光体２に対して近接、非接触であり、帯電ローラ３の端部が感光体２に接触している。
図３に本考案による帯電ローラの成型工程の概略説明図を示す。金型に設置された芯金に対し、材料である熱可塑性樹脂が射出成型される。
図４に本考案による帯電ローラの成型から研磨までの概略図を示す。
【００１４】
本発明の帯電ローラ３の製造方法は、成形後の熱可塑性樹脂を切削するステップを有することを特徴としている。弾性材料を用いた帯電ローラ３の場合は、弾性層は硬質でないため、後の研磨ステップだけで済み、切削ステップは必要でなかった。これに対し、帯電ローラ３の材料として熱可塑性樹脂を用いた場合は、熱可塑性樹脂層が硬質であり、研磨ステップだけでは真円度が十分に確保されない。本発明ではこれに対し、切削ステップを設けることで、真円度が確保され、軸方向での帯電電位のばらつきが低減する。
また、研磨ステップにより、表面の平滑度が確保されるため、帯電ローラ３表面への汚れの付着が低減する。この研磨ステップによる帯電ローラ３表面への汚れ付着の低減効果は、重合法等による球形トナーの付着に対しても有効である。
研磨は、たとえばテープ研磨により行われる。これは、研磨用のラッピングテープを帯電ローラ３に一定圧で押し当て、このラッピングテープを送りながら研磨する加工方法であり、ラッピングテープには粒径０．１〜６０μｍの砥粒をコートした厚さ３０〜１００μｍのポリエステルフィルムが用いられる。
【００１５】
本発明の帯電ローラ３の熱可塑性樹脂層は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ等）等を含むことが好ましく、ＡＢＳ樹脂を含むことがもっとも好ましい。
本発明の他の実施形態として、熱可塑性樹脂層は、特許文献１のように、導電材料を分散したものでも良い。
【００１６】
本発明の帯電ローラ３の熱可塑性樹脂層は、前記成形ステップにおいて、軸芯の周りに成形されることを特徴とする（図３参照方）。また、他の実施形態として、中間層を介して軸心の周りに形成されても良い。
【００１７】
本発明の帯電ローラの熱可塑性樹脂層は、前記研磨ステップの後に、表面に離形層を形成することを特徴とする。
帯電ローラに図示していない塗装工程を経て表層に離形層が形成される。離形層の形成には、たとえばスプレー塗装によるコーティングがある。スプレー塗装とは、塗料に圧縮された空気をぶつけることにより、細かい粒子の霧状の塗料を被塗装物に吹き付け塗装する方法である。
これにより、帯電ローラ３表面への汚れの付着がさらに低減する。離形層による帯電ローラ３表面への汚れ付着の低減効果は、重合法等による球形トナーの付着に対しても有効である。
【００１８】
本発明の前記離形層は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする。フッ素樹脂を含むことにより、非粘着性に優れ、汚れをつきにくくするとともに、耐食性、耐摩耗性に優れ、永く安定して使うことができる。また、他の実施形態としてフッ素樹脂は、特許文献２のように導電性付与剤を含有したものでも良い。
【００１９】
ここでフッ素樹脂の一般的性質について説明する。
フッ素樹脂は非粘着性であり、表面エネルギーが低いので、どのような粘着物質も寄せ付けない為、粘着物質がつきにくく、とれやすいという性質を持つ。
また、フッ素樹脂は耐食性に優れており、腐食性物質に侵されない。このため、使用中に有害物質を発生せず汚染しないので、酸、アルカリ、溶剤などに対して、優れた力を発揮する。
【００２０】
また、フッ素樹脂は耐摩耗性に優れており、フッ素変性塗料系はフッ素樹脂の持つ滑り性と有機バインダー樹脂による向上した塗膜を兼ね備えることにより、荷重の高い摩擦に対して有利である。
フッ素樹脂の電気特性としては、表面抵抗においても非粘着性、耐食性等で水分の吸収や汚染が無く、高絶縁抵抗を保つという性質があり、アーク放電等による損傷の度合も小さいので高い絶縁性を保つことができる。
【００２１】
本発明の画像形成装置は、感光体と前記感光体に対して近接かつ非接触で配置される上記本発明の帯電ローラを備えることを特徴とする。
以下に、図１を用いて画像形成装置の構成と動作について説明する。
この画像形成装置は、感光体ドラム２と帯電ローラ３と、現像ローラ７２と、転写ローラ６２と、クリーニング装置６３とを備える。
【００２２】
帯電ローラ３は不図示のパワーパックより電源供給を受け、感光体ドラム２を帯電させる。この感光体ドラム２は図示を略す駆動機構により矢印の方向に回転する。表面電位計はその回転方向に沿って帯電ローラ２の直後に設けられ、感光体ドラム２の表面の電位を測定する。
【００２３】
現像ローラ７２は帯電した感光体ドラム２にトナーを付着させ、転写ローラ６２は感光体ドラム２に付着したトナーを記録紙１０に転写する。クリーニング装置６３は感光体ドラム２に残留したトナーを除去し、感光体ドラム４をクリーニングする。
【００２４】
この画像形成装置による画像形成過程では、まず、帯電ローラ３により感光体ドラム２の表面が負の高電位に帯電する。続いて、その帯電した感光体表面に原稿からの反射光やレーザー光からなる露光Ｌが照射される。この露光Ｌは、形成しようとする画像の黒／白に応じた光量分布を有し、感光体表面の各部の電位（負の電位）が受光量に合わせて低下することによって感光体表面には光量分布に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００２５】
感光体ドラム２が回転してその表面の静電潜像が形成された部分が現像ローラ７２を通過すると、感光体表面には電位分布に応じたトナーが付着して静電潜像がトナー像として可視化される。このトナー像は所定のタイミングで給送される記録紙１０に転写ローラ６２により転写され、記録紙１０は図示を略す定着ユニットに向かって搬送される。
【００２６】
一方、その転写後の感光体ドラム２は、感光体表面に残留するトナーがクリーニング装置６３により除去されてクリーニングされるとともに、クエンチングランプ６４により残留電荷が除去されて次回の作像処理に移行する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す帯電ローラの拡大図である。
【図３】帯電ローラの成形ステップの説明図である。
【図４】帯電ローラの成型後から研磨工程までの説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  感光体ドラム
３  帯電ローラ
１０  記録紙
１６  バネ
１８  画像形成手段
２０  ＧＡＰ保持部材
６２  転写ローラ
６３  クリーニング装置
６４  クエンチングランプ
７２  現像ローラ
【図１】
2006133373.tif 000003
【図２】
2006133373.tif 000004
【図３】
2006133373.tif 000005
【図４】
2006133373.tif 000006