(57)【要約】【課題】帯電ローラを長寿命化できる、帯電装置を提供する。【解決手段】帯電装置は、トナー像を担持する感光体を帯電させる。帯電装置は、帯電ローラ３を備える。帯電ローラ３は、芯金１５と、芯金１５を覆う弾性層１６と、弾性層１６を覆う表面層１７と、を含む。帯電ローラ３の軸方向ＤＲ１において、芯金１５と弾性層１６と表面層１７とを含む中央領域１８と、芯金１５と弾性層１６と表面層１７とを含み中央領域１８に対して軸方向ＤＲ１の両端に設けられる端部領域１９とが規定される。表面層１７の硬度は、弾性層１６の硬度よりも大きい。端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも大きい。【選択図】図７
2018077274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する感光体を帯電させる帯電装置であって、
芯金と、前記芯金を覆う弾性層と、前記弾性層を覆う表面層と、を含む帯電ローラを備え、
前記帯電ローラの軸方向において、前記芯金と前記弾性層と前記表面層とを含む中央領域と、前記芯金と前記弾性層と前記表面層とを含み前記中央領域に対して前記軸方向の両端に設けられる端部領域とが規定され、
前記表面層の硬度は、前記弾性層の硬度よりも大きく、
前記端部領域における前記表面層の外周面の表面硬度は、前記中央領域における前記表面層の外周面の表面硬度よりも大きい、帯電装置。
【請求項２】
前記帯電ローラには、前記軸方向において、前記トナー像を担持させるため前記感光体を帯電させる画像形成領域が規定され、
前記画像形成領域は、前記中央領域に含まれる、請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記感光体は、トナーを前記感光体に供給する現像ローラと前記感光体とが接触する接触部を有し、
前記帯電ローラには、前記軸方向において、前記接触部と前記帯電ローラとが接触する部分として現像領域が規定され、
前記現像領域は、前記中央領域に含まれる、請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記端部領域における前記表面層の架橋密度は、前記中央領域における前記表面層の架橋密度よりも高い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電ローラは、前記端部領域において前記弾性層に対し径方向外側かつ前記表面層に対し径方向内側に配置され、前記表面層よりも硬度の大きい、中間層をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記帯電ローラを駆動させる駆動部を備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記帯電ローラには、前記軸方向において、前記端部領域よりも前記中央領域から離れ、前記中央領域から離れるにつれて前記弾性層の外径が小さくなるテーパー領域が規定され、
前記テーパー領域は、前記芯金と前記弾性層と前記表面層とを含み、
前記テーパー領域における前記表面層の外周面の表面硬度は、前記端部領域における前記表面層の外周面の表面硬度よりも小さい、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記弾性層は、ＭＤ−１硬度が１０以上３０以下である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項９】
前記表面層は、ＭＤ−１硬度が６０以上８５以下である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記端部領域における前記表面層の外周面の表面硬度は、前記中央領域における前記表面層の外周面の表面硬度に対して１０１％以上１１０％以下である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１１】
前記帯電ローラには、前記軸方向において、前記端部領域と前記中央領域との間に境界領域が規定され、
前記境界領域における前記表面層の外周面の表面硬度は、前記中央領域における前記表面層の外周面の表面硬度より大きく前記端部領域における前記表面層の外周面の表面硬度より小さい、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機やプリンター等において、静電潜像の形成される感光体を均一に帯電する方式として、帯電ローラを用いるものがある。電圧を印加された帯電ローラが、感光体に接触し回転することにより、感光体の表面を均一に帯電させる。
【０００３】
従来の帯電ローラに関する技術は、たとえば特開２００１−３１８５１１号公報（特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１８５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の帯電ローラは、感光体と接触して従動回転する。感光体の長寿命化のため、低摩擦化を狙って滑材を感光体に塗布することが検討されている。この場合、帯電ローラが従動回転であると回転が不安定となるため、帯電ローラを駆動させる必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、帯電ローラを長寿命化できる、帯電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
帯電装置は、トナー像を担持する感光体を帯電させる。帯電装置は、帯電ローラを備える。帯電ローラは、芯金と、芯金を覆う弾性層と、弾性層を覆う表面層と、を含む。帯電ローラの軸方向において、芯金と弾性層と表面層とを含む中央領域と、芯金と弾性層と表面層とを含み中央領域に対して軸方向の両端に設けられる端部領域とが規定される。表面層の硬度は、弾性層の硬度よりも大きい。端部領域における表面層の外周面の表面硬度は、中央領域における表面層の外周面の表面硬度よりも大きい。
【０００８】
端部領域における表面層の外周面の表面硬度を中央領域における表面層の外周面の表面硬度よりも大きくすることで、画像形成に影響しやすい中央領域のニップ幅を安定させたまま、端部領域における表面層の強度を高く保つことができる。
【０００９】
帯電ローラには、軸方向において、トナー像を担持させるため感光体を帯電させる画像形成領域が規定される。画像形成領域は、中央領域に含まれる。画像形成に直接影響する画像形成領域における表面硬度を小さくすることで、画像形成領域におけるニップ幅が安定するため、画像品位を高く保つことができる。
【００１０】
感光体は、トナーを感光体に供給する現像ローラと感光体とが接触する接触部を有する。帯電ローラには、軸方向において、接触部と帯電ローラとが接触する部分に現像領域が規定される。現像領域は、中央領域に含まれる。画像形成に直接影響する現像領域における表面硬度を小さくすることで、現像領域におけるニップ幅が安定するため、画像品位を高く保つことができる。
【００１１】
端部領域における表面層の架橋密度は、中央領域における表面層の架橋密度よりも高い。これにより、端部領域における表面層の強度を高く保つことができるため、帯電ローラの端部領域の表面層の破損を抑制できる。
【００１２】
帯電ローラは、端部領域における弾性層に対し径方向外側かつ表面層に対し径方向内側に配置され、表面層よりも硬度の大きい中間層をさらに含む。これにより、端部領域における表面層の強度を高く保つことができるため、帯電ローラの端部領域の表面層の破損を抑制できる。
【００１３】
帯電装置は、帯電ローラを駆動させる駆動部を備える。これにより、帯電ローラの回転が安定するため、滑材を感光体に塗布して感光体を長寿命化することが可能となる。
【００１４】
帯電ローラには、軸方向において、端部領域よりも中央領域から離れ、中央領域から離れるにつれて弾性層の外径が小さくなるテーパー領域が規定される。テーパー領域は、芯金と弾性層と表面層とを含む。テーパー領域における表面層の外周面の表面硬度は、端部領域における表面層の外周面の表面硬度よりも小さい。
【００１５】
テーパー領域を規定することで、端部領域におけるニップ幅を安定化することができる。テーパー領域における表面層の外周面の表面硬度を端部領域における表面層の外周面の表面硬度より低くすることで、端部領域における表面層に加わる圧力の増大を抑制することができる。
【００１６】
弾性層は、ＭＤ−１硬度が１０以上３０以下である。このようにすれば、ニップ幅が安定するため、画像品位を保つことができる。
【００１７】
表面層は、ＭＤ−１硬度が６０以上８５以下である。このようにすれば、ニップ幅が安定するため、画像品位を保つことができる。
【００１８】
端部領域における表面層の外周面の表面硬度は、中央領域における表面層の外周面の表面硬度に対して１０１％以上１１０％以下である。これにより、端部領域における表面層の円周方向の変形を抑制し、端部領域における表面層の破損を抑制できる。
【００１９】
帯電ローラには、軸方向において、端部領域と中央領域との間に境界領域が規定される。境界領域における表面層の外周面の表面硬度は、中央領域における表面層の外周面の表面硬度より大きく端部領域における表面層の外周面の表面硬度より小さい。
【００２０】
中央領域と端部領域との間に境界領域を設けることで、端部領域と中央領域との境界の破損を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
帯電ローラを長寿命化できる、帯電装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】帯電装置を含む画像形成部の概略図である。
【図２】帯電ローラの軸方向における断面図である。
【図３】帯電ローラの軸方向に直交する平面における断面図を示す。
【図４】中央領域と端部領域とが規定された帯電ローラを表す図である。
【図５】図１に示す現像ローラと、感光体と、帯電ローラを一平面上に並べた模式図である。
【図６】テーパー領域を設けた帯電ローラを示す図である。
【図７】境界領域を設けた帯電ローラを示す図である。
【図８】実施例１における帯電ローラを示す図である。
【図９】実施例２における帯電ローラを示す図である。
【図１０】実施例３における帯電ローラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２４】
＜画像形成部１００の概略構成＞
図１は、帯電装置１を含む画像形成部１００の概略図である。画像形成部１００には、像担持体である感光体２が設置されている。感光体２は、画像形成時に図中の矢印方向に回転駆動する。感光体２の外周には、帯電ローラ３と、レーザー発生器４と、現像器５と、一次転写部６と、感光体クリーニング装置７と、イレースランプ８とが感光体２の回転方向に沿って、この順に配置されている。
【００２５】
レーザー発生器４は、感光体２の帯電後の表面に画像信号によって変調されたレーザービームを照射して画像露光を行う。現像器５は、画像露光によって形成された感光体２上の静電潜像をトナー１０によって現像し可視像化する。現像器５は、現像ローラ９を含む。現像ローラ９は、トナー１０を感光体２に供給する。一次転写部６は、感光体２上の可視像を第２の像担持体である中間転写体Ｂに転写する。感光体クリーニング装置７は、一次転写部６の転写残りトナーを除去する。イレースランプ８は、感光体２に残存する電位を除電する。
【００２６】
中間転写体Ｂの外周には、二次転写部１１と、中間転写体クリーニング装置１２と、一次転写部６とが図中の反時計周りに、この順で配置されている。二次転写部１１は、一次転写部６にて転写されたトナー像を、被転写部材Ｋに転写する。中間転写体クリーニング装置１２は、二次転写部１１の転写残りトナーを除去する。
【００２７】
画像形成部１００は、感光体より直接被転写部材に転写する方式、複数の感光体が中間転写体の周りに順次配置されるタンデム方式、または複数の感光体が順次入れ替わり中間転写体に接触するサイクル方式のいずれを採用してもよい。感光体クリーニング装置７および中間転写体クリーニング装置１２には、ゴムブレードを用いることが望ましいが、ローラ、ブラシ、フィルム、ウェブ、スリーブなどのいずれを用いても良い。なお、感光体クリーニング装置７および中間転写体クリーニング装置１２は、設置しなくてもよい。
【００２８】
感光体２は、回転ドラム型で、例えば負帯電性の有機感光体である。感光体２は、所定の速度で図１中の矢印方向に回転駆動する。画像形成部１００には、アルミニウムドラム上に感光体層を形成した感光体２を用いることができる。感光体層には、表面の摩擦性や磨耗性を改善するためのオーバーコート層が設けられていても良い。
【００２９】
感光体２に滑剤を塗布することにより、オーバーコート層が設けられる場合と同様に、表面の摩擦性や磨耗性の改善効果が得られる。感光体２の回転方向において感光体クリーニング装置７の上流側または下流側に滑剤塗布機構を配置することにより、感光体２への滑剤塗布が可能となる。また、現像剤中に滑材を混入することでもできる。
【００３０】
＜帯電装置１＞
帯電装置１は、清掃部材１３と帯電ローラ３とを含む。清掃部材１３は、帯電ローラ３の表面を清掃する。清掃部材１３は、帯電ローラ３の近傍に配置されている。帯電ローラ３は、トナー像を担持する感光体２の表面を一様に帯電させる。帯電ローラ３は、感光体２の回転に伴って回転する従動式であってもよいが、本実施の形態の帯電ローラ３は、自ら駆動する駆動式である。帯電装置１は、帯電ローラ３を回転駆動させる駆動部１４を有している。なお、感光体２と帯電ローラ３との回転に周速差を設けてもよい。
【００３１】
＜帯電ローラ３＞
図２は、帯電ローラ３の軸方向における断面図である。帯電ローラ３の軸方向ＤＲ１は、図２中の紙面上における左右方向の両矢印が示す方向である。図３は、帯電ローラ３の軸方向ＤＲ１に直交する平面における断面図を示す。図２、図３を参照して帯電ローラ３について説明する。
【００３２】
帯電ローラ３は、軸方向ＤＲ１に延びる円筒状の形状を有している。帯電ローラ３は、金属製の芯金１５と、弾性層１６と、表面層１７を含む。弾性層１６は、芯金１５を径方向外側から覆っている。表面層１７は、弾性層１６を径方向外側から覆っている。表面層１７は帯電ローラ３の外周面Ｐを構成する。表面層１７の硬度は、弾性層１６の硬度よりも大きい。
【００３３】
帯電ローラ３は、バネにより芯金１５の両端部を押圧され、図１に示す感光体２に向けて押し付けられる。帯電ローラ３は、所定のニップ幅にて感光体２と接触し回転する。ニップ幅は、帯電ローラ３を感光体２に押し付けることによってできる接触幅のことである。
【００３４】
帯電ローラ３の弾性層１６は、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等の弾性材料に、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、イオン導電剤等の導電剤を混入したもので構成されている。
【００３５】
帯電ローラ３の弾性層１６の表面には、弾性と導電性とを備える所定の表面粗さを付与された層が形成されている。平均粒子径数が数μｍ〜数十μｍとなる有機微粒子または無機微粒子を弾性層１６に付与することで、弾性層１６の表面に粗さを構成することが出来る。ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、イオン導電剤等の導電剤を混入することで、弾性層１６の表面は、導電性を備えられる。
【００３６】
表面層１７は、弾性層１６よりも電気抵抗値が大きい。本発明の実施の形態における帯電ローラ３では、弾性層１６と表面層１７から構成される二層の積層ゴムローラを用いたが、層構成は二層に限らない。
【００３７】
本明細書中において、硬度とは、物質そのものの硬さ（物性値）を示すものとする。一方で、表面硬度とは、硬度測定器で対象物を測定した際の、みかけ上の硬さを示すものとする。本発明の実施の形態においては、ＭＤ−１硬度計タイプＣを用いて、接触端子を対象物に押し当てて表面硬度が測定される。このように測定した表面硬度をＭＤ−１硬度と称する。弾性層１６のＭＤ−１硬度は、ニップ幅安定のため１０以上３０以下であることが望ましい。
【００３８】
＜中央領域１８および端部領域１９＞
図４は、中央領域１８と端部領域１９とが規定された帯電ローラ３を表す図である。帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において中央領域１８と端部領域１９とが規定されている。端部領域１９は、中央領域１８の軸方向ＤＲ１の両端に設けられている。芯金１５と弾性層１６と表面層１７とは、中央領域１８と端部領域１９とに亘って形成されている。端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも大きい。
【００３９】
端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度を大きくすることで、端部領域１９における表面層１７の破損を抑制する。端部領域１９における表面層１７の、軸方向ＤＲ１方向において中央領域１８から離れる側の面に端部Ｔが形成される。端部領域１９は、軸方向ＤＲ１において端部Ｔから中央領域１８に向かって１ｍｍ以上の範囲に形成されていてもよい。端部領域１９は、軸方向ＤＲ１において端部Ｔから中央領域１８に向かって３ｍｍ以上の範囲に形成されていてもよい。
【００４０】
中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、ニップ幅安定のため６０以上８５以下であることが望ましい。端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度に対して１０１％以上１１０％以下であることが望ましい。
【００４１】
＜画像形成領域２０および現像領域２１＞
図５は、図１に示す現像ローラ９と、感光体２と、帯電ローラ３を一平面上に並べた模式図である。帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において画像形成領域２０と現像領域２１とが規定される。感光体２にトナー像を担持させるため帯電ローラ３が感光体２を帯電させる領域を画像形成領域２０と規定する。画像形成領域２０は、画像形成に直接影響を及ぼす領域であるため、画像形成領域２０において帯電ローラ３が感光体２を適切に帯電させることができなければ、画像品位が低下する。本発明の実施の形態においては、画像形成領域２０は、中央領域１８に含まれる。
【００４２】
現像ローラ９と感光体２との接触部と、帯電ローラ３と、が接触する部分として現像領域２１が規定される。現像領域２１は、画像形成領域２０を含む。現像領域２１内であって、画像形成領域２０ではない領域は、画像形成に直接影響しないが、現像ローラ９よりトナーが供給される領域である。本発明の実施の形態においては、現像領域２１は、中央領域１８に含まれる。
【００４３】
＜テーパー領域２２＞
図６は、テーパー領域２２を設けた帯電ローラ３を示す図である。テーパー領域２２は、軸方向ＤＲ１において中央領域１８から離れるにつれて、弾性層１６の外径が小さくなる領域である。軸方向ＤＲ１において、端部領域１９よりも中央領域１８から離れる側にテーパー領域２２を設ける。軸方向ＤＲ１において、弾性層１６の外径の大きさが一定である領域と弾性層１６の外径が小さくなる領域との境界、すなわち端部領域１９とテーパー領域２２との境界を、テーパー境界部２３とする。弾性層１６の軸方向ＤＲ１における端部を弾性面Ｄとし、テーパー境界部２３と弾性面Ｄとの間の長さをテーパー長さＬとする。テーパー領域２２において軸方向ＤＲ１に対し弾性層１６の外周面が傾く角度をテーパー角度Ｒとする。テーパー領域２２は、芯金１５と、弾性層１６と、表面層１７とを含む。表面層１７は、テーパー領域２２の少なくとも一部を覆っている。
【００４４】
＜境界領域２４＞
図７は、境界領域２４を設けた帯電ローラ３を示す図である。帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において、端部領域１９と中央領域１８との間に境界領域２４が規定されることが望ましい。境界領域２４における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度より大きく端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度より小さい。
【００４５】
＜作用効果＞
実施の形態の帯電装置１の特徴的な構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下の通りである。なお、実施の形態の構成に参照番号を付すが、これは一例である。
【００４６】
本発明者は、感光体の長寿命化のため、低摩擦化を狙って滑材を感光体に塗布することを検討し、この場合、帯電ローラが従動回転であると回転が不安定となるため、帯電ローラを駆動させる必要があることを見出した。本発明者は、帯電ローラを駆動させる構成とした結果、帯電ローラの端部領域に大きな負荷がかかり、特に軸方向における端部から中央領域に向かって数ｍｍ程度の位置で、端部領域における表面層の破損が発生しやすくなることを確認した。
【００４７】
本発明者は、帯電ローラの端部領域における表面層の破損を抑制できるよう、さらに検討を進め、本実施の形態の帯電ローラ３を以下のような構成とした。
【００４８】
本実施の形態の帯電装置１は、トナー像を担持する感光体２を帯電させる。帯電装置１は、帯電ローラ３を備える。帯電ローラ３は、芯金１５と、芯金１５を覆う弾性層１６と、弾性層１６を覆う表面層１７と、を含む。帯電ローラ３の軸方向ＤＲ１において、芯金１５と弾性層１６と表面層１７とを含む中央領域１８と、芯金１５と弾性層１６と表面層１７とを含み中央領域１８に対して軸方向ＤＲ１の両端に設けられる端部領域１９とが規定される。表面層１７の硬度は、弾性層１６の硬度よりも大きい。端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも大きい。
【００４９】
帯電ローラ全体の表面硬度を大きくすると、帯電ローラと感光体とのわずかな凹凸、振動および付着物の影響により、ニップ幅が不安定になる。ニップ幅が不安定になることで、帯電ムラによる画像ノイズを引き起こす。
【００５０】
一方で、端部領域全体の硬度を大きくすると、端部領域にかかる圧力が高くなり、端部領域の表面層に大きなせん断力が作用し、端部領域の表面層に破損が生じることがある。
【００５１】
そこで、端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度を中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも大きくすることで、画像形成に影響しやすい中央領域１８のニップ幅を安定させたまま、端部領域１９における表面層１７の強度を高く保つことができる。これにより、画像品位を保ちながら、帯電ローラ３の端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる。したがって、帯電ローラ３を長寿命化できる帯電装置を実現することができる。
【００５２】
端部領域１９が軸方向ＤＲ１において端部Ｔから中央領域１８に向かって１ｍｍ以上の範囲に形成されることで、端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる効果が大きくなる。また、端部領域１９が、軸方向ＤＲ１において端部Ｔから中央領域１８に向かって３ｍｍ以上の範囲に形成されることで、端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる効果はさらに大きくなる。
【００５３】
帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において、トナー像を担持させるため感光体２を帯電させる画像形成領域２０が規定される。画像形成領域２０は、中央領域１８に含まれる。画像形成に直接影響する画像形成領域２０における表面硬度を小さくすることで、画像形成領域２０におけるニップ幅が安定するため、画像品位を高く保つことができる。
【００５４】
感光体２は、トナーを感光体２に供給する現像ローラ９と感光体２とが接触する接触部を有する。帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において、接触部と帯電ローラ３とが接触する部分に現像領域２１が規定される。現像領域２１は、中央領域１８に含まれる。
【００５５】
画像形成に直接影響する現像領域２１における表面硬度を小さくすることで、現像領域２１におけるニップ幅が安定するため、画像品位を高く保つことができる。
【００５６】
さらに、現像領域２１におけるニップ幅が安定することで、感光体２の表面電位が安定する。これにより、感光体２上のトナーが帯電ローラ３側に移動しにくくなり、端部領域１９および各種部材へのトナーの飛散による汚れ、トナーの飛散を起因とする異常摩耗を防止し、トナー消費量を小さくすることが可能となる。
【００５７】
端部領域１９における表面層１７の架橋密度は、中央領域１８における表面層１７の架橋密度よりも高い。
【００５８】
中央領域１８における表面層１７の架橋密度が小さいため、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は小さい。これにより、中央領域１８におけるニップ幅が安定し、画像品位を高く保つことができる。端部領域１９における表面層１７の架橋密度が大きいため、端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は大きい。端部領域１９における表面層１７の強度を高く保つことができるため、帯電ローラ３の端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる。
【００５９】
帯電ローラ３は、端部領域１９における弾性層１６に対し径方向外側かつ表面層１７に対し径方向内側に配置され、表面層１７よりも硬度の大きい中間層２５をさらに含む。
【００６０】
中央領域１８は中間層を含まないため、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は小さい。これにより、中央領域１８におけるニップ幅が安定し、画像品位を高く保つことができる。端部領域１９は中間層を含むため、端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は大きい。端部領域１９における表面層１７の強度を高く保つことができるため、帯電ローラ３の端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる。これにより、感光体２の長寿命化が実現できる。
【００６１】
帯電装置１は、帯電ローラ３を駆動させる駆動部１４を備える。これにより、帯電ローラ３の回転が安定するため、滑材を感光体２に塗布して感光体２を長寿命化することが可能となる。帯電ローラ３を駆動させる構成としても、端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度を中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも大きくすることで、画像品位を保ちながら、帯電ローラ３の端部領域１９の表面層１７の破損を抑制できる。
【００６２】
帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において、端部領域１９よりも中央領域１８から離れ、中央領域１８から離れるにつれて弾性層１６の外径が小さくなるテーパー領域２２が規定される。テーパー領域２２は、芯金１５と弾性層１６と表面層１７とを含む。テーパー領域２２における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度よりも小さい。
【００６３】
軸方向ＤＲ１において、テーパー領域２２を、端部領域１９に対して中央領域１８から離れる側に設けることで、端部領域１９におけるニップ幅を安定化することができる。表面層１７は、テーパー領域２２の少なくとも一部を覆っている。テーパー領域２２を表面層１７で覆うことで、導電性の弾性層１６の露出を防ぎ、端部領域１９周辺における帯電ローラ３から感光体２への放電を防止できる。
【００６４】
テーパー領域２２における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度を大きくすると、端部領域１９の弾性層１６の円周方向の変形が抑制され、みかけ上の表面硬度が過剰に上がり、端部領域１９における表面層１７に加わる圧力が大きくなる。テーパー領域２２における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度を端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度より低く、望ましくは画像形成領域２０における表面層１７の表面硬度と同等以下とすることで、テーパー領域２２を表面層１７で覆うことによる圧力の増大を抑制することができる。
【００６５】
弾性層１６は、ＭＤ−１硬度が１０以上３０以下である。このようにすれば、ニップ幅が安定するため、帯電ムラによる画像ノイズを引き起こすことなく画像品位を保つことができる。
【００６６】
表面層１７は、ＭＤ−１硬度が６０以上８５以下である。このようにすれば、ニップ幅が安定するため、帯電ムラによる画像ノイズを引き起こすことなく画像品位を保つことができる。
【００６７】
端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度に対して１０１％以上１１０％以下である。
【００６８】
端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度が、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度に対して１０１％以上であることで、端部領域１９における表面層１７の円周方向の変形を抑制し、端部領域１９における表面層１７の破損を抑制できる。端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度が、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度に対して１１０％以下であることで、端部領域１９における表面層１７に作用するせん断力が過剰に大きくなることを抑制できるため、破損を抑制できる。
【００６９】
帯電ローラ３には、軸方向ＤＲ１において、端部領域１９と中央領域１８との間に境界領域２４が規定される。境界領域２４における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度は、中央領域１８における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度より大きく端部領域１９における表面層１７の外周面Ｐの表面硬度より小さい。
【００７０】
中央領域１８と端部領域１９との間に境界領域２４を設けることで、中央領域１８から端部領域１９への表面硬度の変化が緩やかとなり、表面層１７の軸方向の変形が連続的となるため、端部領域１９と中央領域１８との境界の破損を抑制することができる。さらに、境界領域２４における表面層１７が中央領域１８に近い側ほど表面硬度が低くなるような構成の場合、端部領域１９と中央領域１８との境界の破損をより抑制できる。
【実施例】
【００７１】
実施例においては、外径１２ｍｍ、芯金径８ｍｍ、弾性層１６の軸方向ＤＲ１方向における長さ３２０ｍｍ、テーパー長さＬが３ｍｍ、テーパー角度Ｒが４５°の帯電ローラ３を用いて、評価を行なった。端部領域１９は、軸方向ＤＲ１においてテーパー境界部２３より０ｍｍから８ｍｍの範囲に設けられた。境界領域２４は、テーパー境界部２３より８ｍｍから１０ｍｍの範囲に設けられた。
【００７２】
（実施例１）
図８は、実施例１における帯電ローラ３を示す図である。実施例１では、表面層１７の架橋時に端部領域１９にのみ架橋剤量を多くすることで、端部領域１９における架橋密度を中央領域１８における架橋密度よりも高くして、端部領域１９における表面層１７を高硬度化した。表面層１７の厚みａ１は１０μｍ、中央領域１８におけるＭＤ−１硬度は７０とした。端部領域１９におけるＭＤ−１硬度は７５、境界領域２４におけるＭＤ−１は硬度７２であった。
【００７３】
実施例１における帯電ローラ３にて、感光体２に対する帯電ローラ３の速度比を１．１とし、５０００枚の印字試験を行なった。印字試験後、端部領域１９の表面層１７に破損は発生していなかった。
【００７４】
（実施例２）
図９は、実施例２における帯電ローラ３を示す図である。実施例２では、端部領域１９における表面層１７の厚みａ２を、中央領域１８における表面層１７の厚みａ１より大きくした。厚みａ１は１０μｍ、厚みａ２は１５μｍとした。中央領域１８におけるＭＤ−１硬度は７０、端部領域１９におけるＭＤ−１硬度は７５、境界領域２４におけるＭＤ−１は硬度７２であった。
【００７５】
実施例２における帯電ローラ３にて、感光体２に対する帯電ローラ３の速度比を１．１とし、５０００枚の印字試験を行なった。印字試験後、端部領域１９の表面層１７に破損は発生していなかった。
【００７６】
（実施例３）
図１０は、実施例３における帯電ローラ３を示す図である。実施例３では、帯電ローラ３の端部領域１９において、弾性層１６に対し径方向外側かつ表面層１７に対し径方向内側に、表面層１７よりも硬度の大きい中間層２５を設けた。中央領域１８における表面層１７の厚みａ１は１０μｍ、端部領域１９における表面層１７の厚みａ２は１５μｍ（このうち中間層の厚みａ３が５μｍ）とした。中央領域１８におけるＭＤ−１硬度は７０、端部領域１９におけるＭＤ−１硬度は７７、境界領域２４におけるＭＤ−１は硬度７３であった。
【００７７】
実施例３における帯電ローラ３にて、感光体２に対する帯電ローラ３の速度比を１．１とし、５０００枚の印字試験を行なった。印字試験後、端部領域１９の表面層１７に破損は発生していなかった。
【００７８】
（比較例）
比較例では、表面層の表面硬度を軸方向で一定とした従来の帯電ローラを用いて試験を実施した。表面層の厚みは１０μｍとした。表面層のＭＤ−１硬度は７０であった。比較例における帯電ローラにて、印字試験を行なった。印字試験後、端部領域に相当する部分の表面層が破損する結果となった。
【００７９】
以上のことから、実施例に係る帯電ローラ３は、端部領域１９の表面層１７の破損を抑制でき、したがって帯電ローラ３を長寿命化できることが示された。
【００８０】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００８１】
１  帯電装置、２  感光体、３  帯電ローラ、５  現像器、９  現像ローラ、１４  駆動部、１５  芯金、１６  弾性層、１７  表面層、１８  中央領域、１９  端部領域、２０  画像形成領域、２１  現像領域、２２  テーパー領域、２３  テーパー境界部、２４  境界領域、２５  中間層、１００  画像形成部、Ｂ  中間転写体、Ｄ  弾性面、ＤＲ１  軸方向、Ｋ  被転写部材、Ｌ  テーパー長さ、Ｐ  外周面、Ｒ  テーパー角度、Ｔ  端部。
【図１】
2018077274.tif 000003
【図２】
2018077274.tif 000004
【図３】
2018077274.tif 000005
【図４】
2018077274.tif 000006
【図５】
2018077274.tif 000007
【図６】
2018077274.tif 000008
【図７】
2018077274.tif 000009
【図８】
2018077274.tif 000010
【図９】
2018077274.tif 000011
【図１０】
2018077274.tif 000012