(57)【要約】【課題】本発明の目的は、複数の帯電ローラや複数の電源を必要とせずに、像担持体の長手方向で容易に異なる表面電位を形成することができる帯電部材を提供することである。【解決手段】像担持体と対向する表面層を前記像担持体の長手方向にわたって有し、前記表面層を通して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記表面層が空孔を有する多孔質体で構成され、前記表面層の厚さが長手方向において異なる部分を有する。【選択図】    図１
2019128525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と対向する表面層を前記像担持体の長手方向にわたって有し、前記表面層を通して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、
前記表面層が空孔を有する多孔質体で構成され、
前記表面層の厚さが長手方向において異なる部分を有することを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記帯電部材は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する前記像担持体の記録材通過領域よりも長手方向の長さが長く、
前記帯電部材のうち、前記像担持体の記録材通過領域よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分は、前記像担持体の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の厚さが厚いことを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
像担持体と対向する表面層を前記像担持体の長手方向にわたって有し、前記表面層を通して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、
前記表面層が空孔を有する多孔質体で構成され、
前記表面層の空孔率が長手方向において異なる部分を有することを特徴とする帯電部材。
【請求項４】
前記帯電部材は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する前記像担持体の記録材通過領域よりも長手方向の長さが長く、
前記帯電部材のうち、前記像担持体の記録材通過領域よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分は、前記像担持体の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の空孔率が低いことを特徴とする請求項３に記載の帯電部材。
【請求項５】
前記帯電部材は、導電性支持体と、前記導電性支持体の上に形成される前記表面層と、からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項６】
前記帯電部材は、回転可能な像担持体と接触し、前記像担持体に従動して回転する回転部材であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項７】
画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジであって、
像担持体と、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の帯電部材と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤供給手段から前記現像剤担持体に現像剤が供給される開口と、
を有し、
前記開口の長手方向の端部と前記現像剤供給手段の長手方向の端部は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する記録材通過領域よりも長手方向外側の非通過領域に含まれることを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記帯電部材の前記像担持体の非通過領域に対向する部分のうち、前記帯電部材の長手方向の端部よりも内側で、かつ、前記開口の長手方向の端部と前記現像剤供給手段の長手方向の端部を含む領域よりも外側の領域は、前記像担持体の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の厚さが薄い、または、前記表面層の空孔率が高いことを特徴とする請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の帯電部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤供給手段から前記現像剤担持体に現像剤が供給される開口と、
を有し、
前記開口の長手方向の端部と前記現像剤供給手段の長手方向の端部は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する記録材通過領域よりも長手方向外側の非通過領域に含まれることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電部材の前記像担持体の非通過領域に対向する部分のうち、前記帯電部材の長手方向の端部よりも内側で、かつ、前記開口の長手方向の端部と前記現像剤供給手段の長手方向の端部を含む領域よりも外側の領域は、前記像担持体の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の厚さが薄い、または、前記表面層の空孔率が高いことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電によって被帯電体を帯電する帯電部材、特に電子写真画像形成装置に使用される帯電部材、それを用いたプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電するための帯電部材と、電子写真感光体に作用する現像装置とを一体的にカートリッジ化して、電子写真方式の画像形成装置に対して取り外し可能に装着されるものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、電子写真感光体のような像担持体（以下、感光体ドラムと称す）を帯電した後に画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に応じて現像手段により現像剤（以下、トナーと称す）を感光体ドラムに供給してトナー像とする。そして、このトナー像を転写手段によって記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに転写した後、定着手段によってトナー像を記録材に定着して記録画像を得ている。
【０００４】
ここで、電子写真方式の画像形成装置として、現像手段に非磁性一成分接触現像装置を使用し、現像剤担持体（以下、現像ローラと称す）にトナーを供給する手段として現像剤供給部材（以下、トナー供給ローラと称す）を使用したものがある。
【０００５】
トナー供給ローラの長手方向の端部では、現像開口部の長手方向の端部位置に設けられるトナーシール部材との接触や摺擦によって、トナー供給ローラの表層をなすスポンジ部が削れることがある。そこで、これを防止するために、前記長手方向において現像開口部の長手方向の端部とトナー供給ローラのスポンジ部との間に隙間を設けて、この隙間の領域では現像ローラとトナー供給ローラが接触していないようにしている。また、トナー供給ローラには現像ローラに対してトナーを供給するだけでなく、現像時に現像されずに現像ローラ上に残ったトナーを掻き取って、現像ローラをリフレッシュさせる役割もある。そのため、現像ローラとトナー供給ローラが接触しない部分では、トナー供給ローラによって現像ローラ上のトナーが掻き取られないため、トナーが現像ローラ上に残留し続け、印刷を進めていくに従って、現像工程時にカブリが発生するという場合があった。特に、このカブリのトナーが転写部材を汚染したり、そのトナーが飛散して、画像形成装置本体内を汚してしまうという場合があった。また、ノビサイズ等の幅広紙を通紙した場合、紙の余白部や裏面をトナーで汚してしまうという場合があった。このため、例えば、特許文献１では、感光体ドラム上に画像形成部と現像開口部端部で異なる表面（暗部）電位（Ｖｄ）を形成することによって対策していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２８０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では現像開口部の長手方向の端部と画像形成部で異なる表面電位（Ｖｄ）を形成するために、複数の帯電ローラを使用している。そのため、装置が大型化したり、複数の電源を必要としていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、複数の帯電ローラや複数の電源を必要とせずに、像担持体の長手方向で容易に異なる表面電位を形成することができる帯電部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体と対向する表面層を前記像担持体の長手方向にわたって有し、前記表面層を通して前記像担持体を帯電する帯電部材であって、前記表面層が空孔を有する多孔質体で構成され、前記表面層の厚さが長手方向において異なる部分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、帯電部材の表面層として空孔を有する多孔質体を用い、長手方向で表面層の厚さを変えることによって、複数の帯電部材や複数の電源を必要とせずに、像担持体の長手方向で容易に異なる表面電位を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における感光体ドラムと帯電ローラと現像ローラとトナー供給ローラと現像開口の長手配置図と、感光体ドラム上の画像形成時の表面電位の長手分布図である。
【図２】画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は帯電ローラの断面図である。
【図４】帯電ローラの表面層の製造方法の説明図である。
【図５】帯電ローラの表面層の断面を表す図である。
【図６】帯電ローラの軸芯体から感光体ドラム素管までの電位を説明する図である。
【図７】各Ｖｔｈにおける帯電バイアスＶｐｒｉと感光体ドラムの表面電位Ｖｄの関係を説明する図である。
【図８】帯電ローラに直流バイアスを印加したときの帯電ローラの表面層の膜厚と感光体ドラム上の表面電位の関係を説明する図である。
【図９】実施例２における感光体ドラムと帯電ローラと現像ローラとトナー供給ローラと現像開口の長手配置図と、感光体ドラム上の画像形成時の表面電位の長手分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００１３】
〔実施例１〕
＜画像形成装置の構成概要＞
図２を用いて、本実施例における画像形成装置の概略構成を説明する。図２は、本実施例における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１４】
本実施例に係る画像形成装置Ｘは、静電潜像が形成される電子写真感光体（像担持体）としての感光体ドラム１と、静電潜像を現像する画像形成装置Ｘに着脱可能な現像装置Ａを備える。
【００１５】
画像形成装置Ｘは、そのほぼ中心部に、感光体ドラム１を、矢印Ｒ１方向に回転可能に支持している。感光体ドラム１は、直径２４ｍｍのアルミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）が塗布されている。また、感光体ドラム１は、周速１３５ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１６】
画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１は、感光体ドラム１に接触し、従動して矢印Ｒ２方向に回転する帯電部材（帯電手段）としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。帯電ローラ２には、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源装置（図示せず）が接続され、帯電バイアスとしての直流バイアスが印加されて、感光体ドラム１上には所定の表面電位が形成される。帯電ローラの構成に関しては、後で詳しく述べる。
【００１７】
その後、感光体ドラム１の表面には露光手段としての露光装置３によって静電潜像が形成される。本実施例では露光装置３は、レーザービームスキャナ装置としている。レーザービームスキャナ装置３は、入力信号に対応した画像信号に応じて半導体レーザー（図示せず）が発光し、そのレーザー光Ｌを高速回転しているポリゴンミラー（図示せず）で反射し、結像レンズ群（図示せず）を通って、感光体ドラム１に照射する。レーザー光照射によって、感光体ドラム１上には所定の明部電位が形成される。
【００１８】
次に、感光体ドラム１上の静電潜像は、現像手段としての現像装置Ａによって現像剤像（トナー像）として可視像化される。本実施例では、現像方式は反転現像方式である。そのため、帯電電荷と同極性（負極性）のトナーが、感光体ドラム１上の負極性の帯電電荷が減衰した部分（画像部）に付着する。
【００１９】
本実施例の現像手段である現像装置Ａは、現像剤担持体を像担持体に当接させ、現像剤を像担持体と接触させた状態で現像を行う接触現像方式を採用している。
【００２０】
本実施例では、現像装置Ａは、現像剤を担持搬送し現像剤を像担持体に接触させて静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ１１と、現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給手段としてのトナー供給ローラ１２が配置されている。さらに、現像剤供給手段により供給された現像剤を規制して現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する現像剤規制手段としての現像ブレード１３と、負帯電性の非磁性一成分現像剤としてのトナーを収容するためのトナー収容部Ｂが配置されている。さらに、トナー収容部Ｂ内のトナーをほぐし、さらにトナーをトナー供給ローラ１２に搬送するための矢印Ｒ５方向に回転する攪拌・搬送部材１４が配置されている。
【００２１】
次に、現像装置Ａに配置されている各部材について説明する。
【００２２】
現像ローラ１１は、周速１６０ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ３方向に回転し、所定の当接圧にて感光体ドラム１に当接している。また、現像ローラ１１は、直径が１２ｍｍであり、ステンレスの芯金周囲に、基層としてのウレタンゴム、その上の表層としてのカーボンを混ぜたウレタンゴムからなる弾性層を設けた多層構成とした。また、現像ローラ１１には現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源装置（図示せず）によって、−３００Ｖの直流の現像バイアスが印加される。
【００２３】
そして、現像ローラ１１に当接するようにトナーの供給及び回収を行うトナー供給ローラ１２が配置されている。トナー供給ローラ１２は弾性発泡体からなる弾性ローラであり、周速１６０ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ４方向に回転している。トナー供給ローラ１２は、直径が１２ｍｍであり、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属の芯金の周囲に弾性層としてウレタンフォームを設けたスポンジローラである。
【００２４】
そして、現像ローラ１１上のトナーの層厚を規制する現像ブレード１３が、現像ローラ１１を加圧するように設けられている。現像ブレード１３は、厚さ０．１ｍｍの板バネ状のＳＵＳ製の薄板の弾性規制部材で構成されている。また、現像ブレード１３には、規制部材バイアス印加手段としてのブレードバイアス電源装置（図示せず）によって、−５００Ｖの直流のブレードバイアスが印加される。
【００２５】
トナー供給ローラ１２によって、現像ローラ１１上に供給されたトナーは、現像ブレード１３によって層厚を規制され、且つ、塗布されて現像ローラ１１上にトナーの薄層を形成する。更に、このときの現像ローラ１１及び現像ブレード１３それぞれの表面との摩擦によって、トナーには現像に供するのに十分な電荷が付与される。
【００２６】
その後、現像ローラ１１上のトナーの薄層は、現像ローラ１１の回転に伴って、感光体ドラム１と現像ローラ１１と当接する現像領域（現像ニップ）へと搬送され、トナーは感光体ドラム１に接触した状態で現像に供される。そして、感光体ドラム１と現像ローラ１１との間に現像電界を形成するために、現像ローラ１１に現像バイアス電源装置が接続され、現像電界の作用により現像ローラ１１上のトナーは感光体ドラム１上に転移する。これによって、感光体ドラム１表面の静電潜像に対応してトナー像を形成し、静電潜像を可視化する。
【００２７】
また、現像ローラ１１上に塗布され、現像ニップへと担持搬送されるが、現像には寄与せず、現像ローラ１１上に更に担持されたままのトナーは、トナー供給ローラ１２による摺擦で現像ローラ１１上から掻き取られる。その後、掻き取られたトナーの一部は、新たにトナー供給ローラ１２上に供給されたトナーと共に再びトナー供給ローラ１２によって現像ローラ１１上へと供給され、残りはトナー収容部Ｂ内へと戻される。
【００２８】
一方、記録材カセット２３に収容された記録材Ｐは、給紙ローラ２４によって感光体ドラム１と転写手段としての転写ローラ２１が当接する転写領域へと、感光体ドラム１上のトナー像が転写領域に至るのに同期して搬送される。
【００２９】
そして、感光体ドラム１上のトナー像と記録材Ｐとが転写領域に至ると、不図示の転写バイアス電源装置によって転写バイアスが転写ローラ２１に印加され、転写領域に形成される転写電界により、トナー像が記録材Ｐ上に転写される。その後、記録材Ｐに担持された未定着トナー像は、定着装置２２に備えられる定着手段（ヒートローラ）による加熱、及び、加圧手段による加圧を受けて、記録材Ｐ上に永久画像として定着される。そして、トナーが転写・定着された記録材Ｐは排紙トレイ２５に排出される。
【００３０】
また、トナー像の転写を終了した感光体ドラム１上の転写残トナーは、ブレード状のクリーニング手段を備えるクリーニング装置４によって除去され、続く画像形成動作に備える。
【００３１】
次に、本発明の特徴である、帯電ローラの構成について、詳しく説明する。
【００３２】
＜帯電ローラの構成概要＞
以下、感光体ドラム１を帯電するための帯電ローラ２の構成について詳しく説明する。図３中（ａ）は、本実施例の帯電ローラ２の断面図である。帯電ローラ２は、導電性支持体としての導電性の軸芯体２ａと、その外周に設けられた連続した開空孔を有する多孔質体からなる表面層２ｂから構成される。帯電ローラ２は、感光体ドラム１と対向する表面層２ｂを前記感光体ドラム１の長手方向にわたって有し、前記表面層２ｂを通して前記感光体ドラム１を帯電する（図１参照）。
【００３３】
（導電性支持体）
導電性支持体である軸芯体２ａとしては、導電性部材として利用できるものから、その用途に応じて適宜選択したものを用いることができる。本実施例においては、快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長２５２ｍｍ、各両端部から長手方向にそれぞれ１１ｍｍまでの外径が６ｍｍ、その他中央部の外径が８．４ｍｍの段付き丸棒を使用した。尚、後述する表面層２ｂの効果を損なわない範囲内であれば、図３（ｂ）に示すように、導電性支持体は軸芯体２ａ上にゴム材料もしくは樹脂材料等の導電性樹脂層２ｃを設け、更にその上に多孔質体である表面層２ｂを設ける多層構成としても良い。
【００３４】
（表面層を構成する多孔質体）
表面層２ｂを構成する多孔質体は、連続した開空孔を有する構造である。連続した開空孔とは、空孔同士が表面層２ｂ内部で連続的に繋がり、空孔内の空隙が表面層２ｂ外へも繋がっていることをいう。このような連続した開空孔を有することで、表面層２ｂ内での放電によって発生した電子が表面層２ｂ外へ移動可能となる。
【００３５】
本実施例における多孔質体の製造方法としては、エレクトロスピニング法（電界紡糸法・静電紡糸法）により作製した微細繊維を軸芯体２ａ上に堆積させたものである。エレクトロスピニング法による表面層２ｂの製造方法について、図４を用いて説明する。図４に示すように、高圧電源３４、多孔質体を形成するための液体原料の貯蔵タンク３２、ノズル３１、およびアースされた軸芯体２ａを用いる。液体原料は貯蔵タンク３２からノズル３１まで一定の速度で押し出される。ノズル３１には高圧電源３４より１〜５０ｋＶの電圧が印加されており、電気引力が液体原料の表面張力を越える時に液体原料のジェット３３が軸芯体２ａに向けて噴射される。この時、溶媒を用いた液体原料の場合はジェット３３中の溶媒が徐々に揮発し、軸芯体２ａに到達するまでに液体原料が繊維化し、直径は数十μｍ以下に減少して軸芯体２ａの表面形状に沿って付着して固定化される。一例として、エレクトロスピニング法によって作製した表面層２ｂの断面画像を図５に示す。
【００３６】
本実施例では、エレクトロスピニング法による帯電ローラ２の表面層２ｂの作製時に、軸芯体２ａの長手方向（軸線方向）への移動速度を制御することによって、表面層２ｂの厚さが長手方向において異なる部分を有するようにしている。ここでは、帯電ローラ２の長手方向の端部の表面層２ｂの厚さ（膜厚）を、長手方向における最大通紙幅の領域よりも厚くなるようにしている。すなわち、帯電ローラのうち、感光体ドラムの記録材通過領域（図１に示す領域Ｍ３）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分（図１に示す領域Ｍ２）を、感光体ドラムの記録材通過領域に対向する部分に比べて、表面層２ｂの厚さを厚くしている。本実施例では、軸芯体２ａの長手方向の端部での移動速度を、画像形成部（長手方向の中央部）での移動速度に比べて遅くすることによって、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さを、長手方向の端部では４０μｍとし、画像形成部では２μｍとした。なお、ここで感光体ドラムの記録材通過領域とは、感光体ドラムの長手方向（軸線方向）において、使用可能な最大サイズの記録材が通過する領域のことである。
【００３７】
本例における表面層２ｂの多孔質体は、体積抵抗率が少なくとも１．０×１０１０Ω・ｃｍ以上、空孔率は４０％〜９８％、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．５μｍ２／μｍ２〜１００μｍ２／μｍ２の範囲の間で作製したものを使用した。また、多孔質体の垂直方向（帯電ローラの軸方向と直交する方向）の厚みは１μｍ〜２００μｍ、繊維径は０．５μｍ〜３．０μｍの範囲の間で作製したものを使用した。空孔率は任意の二次元断面から測定される空孔率の平均値である。空孔率の平均値は、走査型電子顕微鏡（：ＳＥＭ  商品名Ｓ−４８００  日立ハイテク社製）により観察し、画像処理ソフト（ＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ  ＭｅｄｉａＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製）によって計算したものである。厚み、繊維径は多孔質体の切片を切り出したものを走査型電子顕微鏡により観察、測定した。
【００３８】
（帯電バイアス（Ｖｐｒｉ）と感光体ドラム帯電電位（Ｖｄ）特性）
表面層に多孔質体を有していない導電性部材（帯電部材）、具体的には軸芯体上にウレタンゴム層とフッ素系樹脂層を積層した導電性部材に帯電バイアス（Ｖｐｒｉ）を印加した場合の感光体ドラム１の帯電電位（Ｖｄ）は以下のように求まる。
【００３９】
放電開始電圧をＶｔｈとした場合、放電が発生する範囲｜Ｖｐｒｉ｜＞｜Ｖｔｈ｜において、これらの関係は、｜Ｖｄ｜＝｜Ｖｐｒｉ｜−｜Ｖｔｈ｜で表される。
【００４０】
本実施例の表面層に多孔質体を有した導電性部材（帯電部材）では、ネガ放電が開始されると、ネガ放電によって生じた陽イオンや多孔質体の二次電子の放出によって表面層２ｂがポジ帯電する。そのため、同じ帯電バイアスを印加しても、表面層に多孔質体を有した帯電ローラの場合と、多孔質体を有さない帯電ローラの場合では帯電特性が異なる。
【００４１】
図６は、帯電ローラの軸芯体から感光体ドラム素管までの電位を説明する図である。図６の横軸には、軸芯体２ａと表面層２ｂからなる導電性部材２と、感光体ドラム１表面と、感光体ドラム１素管からなる感光体ドラム１の位置関係を示す。図６の縦軸には、各位置関係における電位を示す。軸芯体２ａに−１０００Ｖの帯電バイアスを印加した場合において、図６の点線で示すように、表面層に多孔質体を有しない導電性部材の場合は軸芯体２ａ表面から感光体ドラム１の素管表面（ＧＮＤ接続）に向かってほぼ直線的に電位が変化する。一方、図６の直線で示すように、多孔質状表面層２ｂを有する導電性部材２においては、例えば＋２００Ｖの帯電電位を多孔質状表面層２ｂが有する場合、軸芯体２ａの電位−１０００Ｖから、多孔質状表面層２ｂの電位−８００Ｖに向かい電位が急勾配で直線的に変化する。そして、多孔質状表面層２ｂから感光体ドラム１の素管に向かって直線的に電位が変化していく。結果として多孔質状表面層２ｂが帯電バイアスの極性とは逆の極性に帯電することで、軸芯体２ａから感光体ドラム１表面までのギャップ間電位差を図中のΔ分だけ大きくすることができ、それにより放電量を増加させることが可能となる。この放電量は多孔質状表面層２ｂのポジ帯電量と比例する。
【００４２】
そのため、図７に示すように、多孔質状表面層２ｂの帯電量が飽和した時における放電開始電圧Ｖｔｈ１の絶対値は、上述した理由により多孔質状表面層がない導電性部材における放電開始電圧Ｖｔｈの絶対値よりも小さい値で放電可能となる。また、多孔質状表面層２ｂのポジ帯電飽和時の表面電位は、表面層の静電容量により決まる。すなわち、表面層の厚さや繊維の密度を変えることによって、ポジ帯電飽和時の多孔質状表面層の表面電位をコントロールすることができ、感光体ドラム１上において、異なる帯電電位（Ｖｄ）にすることが可能となる。
【００４３】
以上のように、表面層２ｂに多孔質体を有した帯電ローラ（導電性部材）２においては、表面層２ｂの厚さを長手方向で変えることによって、感光体ドラム１上の長手方向の表面電位を変えることができる。
【００４４】
（帯電ローラの表面層の厚さと感光体ドラムの表面電位（Ｖｄ）特性）
次に、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さ（膜厚）と感光体ドラム１上の表面電位の関係について述べる。
【００４５】
図８は、帯電ローラ２に印加する帯電バイアスとして、−１０００Ｖの直流を印加したときの帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さ（膜厚）と感光体ドラム１上の表面電位の関係を示したものである。図８に示すように、帯電ローラの表面層２ｂの膜厚が厚いほど、感光体ドラム１上の表面電位の絶対値は大きくなっている。
【００４６】
＜感光体ドラム上の表面電位形成＞
次に、図１を用いて、感光体ドラム１上の長手方向における電位形成について説明する。
【００４７】
図１は本実施例における感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、現像開口の長手方向の配置図と、長手方向に関する感光体ドラム１上の電位分布を示した図である。
【００４８】
図１において、現像開口と現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２の長手方向に関する長さの関係は、長い方から、現像ローラ＞現像開口＞トナー供給ローラの順になっている。また、図示していないが、現像ローラ１１の長手方向の両端部とトナー収容部をなす現像装置の内側面との間には端部シールが配設されている。この端部シールは現像ローラ１１の長手方向の両端部とオーバーラップすることで、現像ローラ１１の端部と現像装置（トナー収容部）の内側面との間からのトナーの漏れを防止している。この現像ローラ１１の両端部側の各端部シールの間が、現像ローラにトナーが供給される現像開口となる。トナー供給ローラの端部と前記端部シールが接触していると、トナー供給ローラ１２の端部（スポンジ部分）の削れを引き起こすことがある。そこで、トナー供給ローラ１２の長手方向の幅は現像開口の長手方向の幅よりも短くして、トナー供給ローラ１２の両端部の端面と端部シールとの間に隙間（領域Ｍ１）を設けて、トナー供給ローラ１２の端部と端部シールとを非接触状態にしている。そのため、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１においては、現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２が非接触となっている。そのため、領域Ｍ１にある現像ローラ１１上のトナーはトナー供給ローラ１２によって掻き取られることはない。
【００４９】
また図１において、帯電ローラ２（表面層）は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する感光体ドラム１の記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向の長さが長くなっている。また感光体ドラム１は、帯電ローラ２よりも長手方向（軸線方向）の長さが長くなっている。また、現像ローラ１１は、帯電ローラ２よりも長手方向の長さが短く、且つ感光体ドラム１の記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向の長さが長く、長手方向の端部が前記非通過領域（領域Ｍ２）に含まれる。したがって、感光体ドラム１の長手方向（軸線方向）における各部材の長さの関係は、前述した関係も含めて、長い方から、感光体ドラム＞帯電ローラ＞現像ローラ＞現像開口＞トナー供給ローラの順になっている。
【００５０】
また、本実施例では、帯電ローラ２の表面層の厚さを、長手方向の端部とその他の領域で変えている。具体的には、図１に示すように、帯電ローラ２の長手方向の端部の領域Ｍ２では、帯電ローラ２の長手方向のその他の領域Ｍ３に比べて、帯電ローラ２の表面層の厚さを厚くしている。すなわち、帯電ローラ２のうち、感光体ドラム１の記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２）を、感光体ドラム１の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の厚さを厚くしている。これにより、領域Ｍ２では帯電ローラ２の表面層の厚さは厚い部分となり、領域Ｍ３では帯電ローラ２の表面層の厚さは領域Ｍ２に比べて薄い部分となる。本実施例では、領域Ｍ３と最大通紙幅が同じになるようにしており、領域Ｍ３には画像形成部とマスク領域（非画像領域の一部）が含まれている。ここで、最大通紙幅とは、前述したように、感光体ドラム１の長手方向（軸線方向）において、使用可能な最大サイズの記録材が通過する領域である。
【００５１】
上述したように、本実施例では、帯電ローラ２の表面層の厚さは、表面層の厚さが厚い帯電ローラ２の端部（領域Ｍ２）では４０μｍで、画像形成部を含んだ表面層の厚さが薄い部分（領域Ｍ３）では２μｍとしている。このとき、帯電バイアスとして−９８０Ｖの直流バイアスを印加することによって、画像形成部を含む領域Ｍ３の感光体ドラム１上の表面電位（Ｖｄ）を−４５０Ｖにした。また、このとき、感光体ドラム１上の帯電ローラ２の端部に対応した部分（領域Ｍ２）の表面電位（Ｖｄ’）は−５５０Ｖであった。
【００５２】
現像バイアス電源装置より現像ローラ１１に印加される現像バイアスはＶｄｃ＝−３００Ｖとしている。このとき、感光体ドラム１上の表面電位と現像バイアスとの差であるＶｂａｃｋは、画像形成部を含む領域Ｍ３においては、Ｖｂａｃｋ＝Ｖｄｃ−Ｖｄ＝１５０Ｖで、現像開口端部付近を含む領域Ｍ２においては、Ｖｂａｃｋ＝Ｖｄｃ−Ｖｄ’＝２５０Ｖとなっている。
【００５３】
＜印刷試験結果＞
上記で説明した画像形成装置を用いて、印刷動作を行ったところ、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１における地カブリの発生が抑制された。そのため、転写ローラ２１も汚れることは無く、画像形成装置本体内のトナー汚れを防止することができた。また、印刷する用紙内の白地部にもカブリの発生は無かった。また、幅広サイズ紙を通紙し印刷動作を行ったところ、端部のカブリや裏汚れの発生もなく、画像部の白地部においてもカブリの発生はなく良好な画質を実現することができた。
【００５４】
以上説明したように、帯電ローラ２の表面層として、連続した開空孔を有する多孔質体からなる表面層を用い、帯電ローラ２の表面層の厚さを長手方向の端部において記録材通過領域（最大通紙幅）よりも厚くする。これにより、感光体ドラム１上の表面電位を長手方向で変え、長手方向の端部では記録材通過領域（最大通紙幅）よりも大きいＶｂａｃｋにし、現像することによって、端部の地カブリが抑制される。それによって、転写ローラ２１の端部もトナーで汚れることは無くなり、画像形成装置本体内のトナー汚れを防止することができ、印刷する用紙の白地部にもカブリの発生は無かった。また、幅広サイズ紙を通紙し画像形成を行ったところ、端部のカブリや裏汚れの発生もなく、画像部の白地部においてもカブリの発生はなく良好な画質を実現することができた。
【００５５】
〔実施例２〕
次に図９を用いて、実施例２に係る帯電部材について説明する。図９は本実施例における感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、現像開口の長手配置図と、画像形成部の長手位置と、長手方向に関する感光体ドラム１上の画像形成時の電位分布を示した図である。
【００５６】
なお、本実施例においては、前述した実施例１と異なる部分について詳細に説明する。本実施例において、前述した実施例１と同一の構成に関しては、同一符号を付し、実施例１の説明を援用するものとし、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５７】
前述した実施例１のように、帯電ローラ２の長手方向の端部の表面層の厚さを記録材通過領域に比べて厚くすると、帯電ローラ２の長手方向の端部に対応した感光体ドラム１の表面層が、他の領域（記録材通紙領域）に比べて、削られてしまう可能性がある。そこで、本実施例では、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１における地カブリの発生を抑えつつ、感光体ドラム１の表面層の削れを抑制する。以下、説明する。
【００５８】
本実施例では、前述した実施例１と同様に、帯電ローラ２の表面層として、連続した開空孔を有する多孔質体からなる表面層を用い、帯電ローラ２の表面層の厚さを、長手方向の端部とその他の領域で変えている。具体的には、図９に示すように、帯電ローラ２のうち、感光体ドラム１の記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２）を、感光体ドラム１の記録材通過領域に対向する部分に比べて、前記表面層の厚さを厚くしている。すなわち、帯電ローラ２の感光体ドラム１の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２，Ｍ４）のうち、帯電ローラ２の長手方向の端部よりも内側で、かつ、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部を含んだ部分（領域Ｍ２）は、帯電ローラ２の表面層の厚さを記録材通過領域に対向する部分（領域Ｍ３）に比べて厚くしている。
【００５９】
さらに帯電ローラ２の感光体ドラム１の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２，Ｍ４）のうち、帯電ローラ２の長手方向の端部から、現像ローラ１１の長手方向の端部を含まない、現像ローラ１１の長手方向の端部よりも外側の領域Ｍ４は、帯電ローラ２の表面層の厚さを記録材通過領域に対向する部分（領域Ｍ３）に比べて薄くしている。
【００６０】
これにより、帯電ローラ２の感光体ドラム１の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２，Ｍ４）のうち、領域Ｍ１を含む領域Ｍ２においては、帯電ローラ２の表面電位（Ｖｄ）が領域Ｍ３に比べて高くなる。これによって、領域Ｍ２を領域Ｍ３よりも大きいＶｂａｃｋにすることによって、領域Ｍ１に対応する現像ローラ１１端部の地カブリを抑制する。なおかつ、帯電ローラ２の感光体ドラム１の非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２，Ｍ４）のうち、領域Ｍ２より外側の領域Ｍ４においては、帯電ローラ２の表面電位（Ｖｄ）が領域Ｍ３に比べて低くなる。これによって、帯電ローラ２から感光体ドラム１に流れる長手方向の端部の放電電流を減らし、帯電ローラ２の長手方向の端部（領域Ｍ４）に対応した感光体ドラム１の表面層の削れを抑える。
【００６１】
本実施例でも、実施例１の場合と同様に、エレクトロスピニング法によって帯電ローラ２の表面層２ｂを作製する。また、表面層２ｂの作製時に、軸芯体２ａの長手方向（軸線方向）への移動速度を変えることによって、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さを長手方向の端部（非通過領域Ｍ２，Ｍ４）とその他の領域（領域Ｍ３）で変えている。本実施例では、帯電ローラ２のうち、画像形成部を含んだ記録材通過領域Ｍ３における表面層２ｂの厚さに比べて、長手方向の端部の領域Ｍ１を含む領域Ｍ２は表面層２ｂの厚さを厚くし、長手方向の端部の領域Ｍ２より外側の領域Ｍ４は表面層２ｂの厚さを薄くした。
【００６２】
次に、図９を用いて、感光体ドラム１上の長手方向における電位形成について説明する。
【００６３】
図９は本実施例における感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、現像開口の長手方向の配置図と、画像形成部の長手位置と、長手方向に関する感光体ドラム１上の画像形成時の電位分布を示した図である。
【００６４】
図９に示すように、本実施例においても、前述した実施例と同様に、感光体ドラムの長手方向（軸線方向）における各部材の長さの関係は、長い方から、感光体ドラム＞帯電ローラ＞現像ローラ＞現像開口＞トナー供給ローラの順になっている。帯電ローラ２（表面層）は、使用可能な最大サイズの記録材が通過する前記感光体ドラムの記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向の長さが長くなっている。また感光体ドラム１は、帯電ローラ２よりも長手方向（軸線方向）の長さが長くなっている。また、現像ローラ１１は、帯電ローラ２よりも長手方向の長さが短く、且つ感光体ドラム１の記録材通過領域（領域Ｍ３）よりも長手方向の長さが長く、長手方向の端部が記録材通過領域よりも外側の非通過領域（領域Ｍ２）に含まれる。帯電ローラ２の前記感光体ドラムの非通過領域に対向する部分（領域Ｍ２，Ｍ４）のうち、領域Ｍ２より外側の領域Ｍ４は、帯電ローラ２の長手方向の端部から、現像ローラ１１の長手方向の端部を含まない、現像ローラ１１の長手方向の端部よりも外側の領域である。
【００６５】
帯電ローラ２の長手方向の端部から現像ローラ１１の長手方向の端部よりも外側である領域Ｍ４では、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さを２μｍとしている。また、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１と現像ローラ１１の長手方向の端部を含んだ領域である領域Ｍ２では、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さを４０μｍとしている。さらに、トナー供給ローラ１２の長手方向の端部よりも内側であり、画像形成部を含んだ記録材通過領域Ｍ３では、帯電ローラ２の表面層２ｂの厚さを１０μｍとしている。すなわち、帯電ローラ２の領域Ｍ４では領域Ｍ３に比べて表面層２ｂの厚さを薄くし、帯電ローラ２の領域Ｍ１を含む領域Ｍ２では領域Ｍ３に比べて表面層２ｂの厚さを厚くしている。
【００６６】
本実施例では、帯電バイアスとして−９２０Ｖの直流バイアスを印加することによって、画像形成部を含む領域Ｍ３の感光体ドラム１上の表面電位（Ｖｄ）を−４５０Ｖにした。また、このとき、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１と現像ローラ１１の長手方向の端部を含んだ領域である領域Ｍ２の表面電位（Ｖｄ’）は−４９０Ｖであった。また、帯電ローラ２の長手方向の端部から現像ローラ１１の長手方向の端部よりも外側である領域Ｍ４では、表面電位（Ｖｄ’’）は、−４１０Ｖであった。
【００６７】
上記で述べたように、帯電ローラ２の長手方向の端部の表面層の厚さを、記録材通過領域Ｍ３に比べて、領域Ｍ３よりも外側の領域Ｍ１を含む領域Ｍ２では厚くし、領域Ｍ２よりも外側の領域Ｍ４では薄くする。これによって、帯電ローラ２の領域Ｍ２に対応する部分では、感光体ドラム１上の表面電位の絶対値が画像形成部よりも高くなるため、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラの長手方向の端部との間の隙間（領域Ｍ１）における地カブリの発生は抑制される。なおかつ、帯電ローラ２の領域Ｍ４に対応する部分では、帯電ローラ２から感光体ドラム１に流れる放電電流量が少なくすることができ、感光体ドラム１の表面層の削れを抑制することができる。
【００６８】
以上の設定で、印刷試験を行った。条件としては、Ａ４サイズの用紙を縦方向に２枚間欠モードにて２万ページ通紙を行った。このときの感光体ドラム１の帯電ローラ２の端部に対応した部分（領域Ｍ４）の削れ量は、表面層に多孔質体を有さない帯電ローラを用いた場合には１５μｍであったのに対して、本実施例の帯電ローラ２では１２μｍであった。そのため、感光体ドラム１の端部の削れ量を抑制することができた。ちなみに、表面層に多孔質体を有さない帯電ローラでは、画像形成部の感光体ドラム１上の表面電位を−４５０Ｖにするために印加する帯電バイアスは、−１０４０Ｖであった。
【００６９】
以上説明したように、本実施例では、帯電ローラ２の表面層として、連続した開空孔を有する多孔質体からなる表面層を用い、表面層の厚さを長手方向の端部において記録材通過領域Ｍ３より外側の領域Ｍ２では厚く、領域Ｍ２より外側の領域Ｍ４では薄くする。これによって、帯電ローラ２の長手方向の端部のうちの領域Ｍ４に流れる電流を少なくすることができ、その結果、帯電ローラ２の領域Ｍ４に対応した位置における感光体ドラム１の表層の削れを抑制することができた。また、帯電ローラ２の領域Ｍ２に含まれる、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１の部分では、感光体ドラム１上の表面電位の絶対値が画像形成部よりも高くなっているため、地カブリの発生も抑制される。
【００７０】
〔他の実施形態〕
前述した実施例では、帯電部材として、感光体ドラム１に接触し、感光体ドラム１の回転に従動して回転する帯電ローラ（回転部材）２を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、帯電部材として、感光体ドラム１に接触し、あるいは感光体ドラム１に非接触で対向し、装置に固定された固定部材であってもよい。このような帯電部材に本発明を適用することによっても前述した実施例と同様の効果が得られる。
【００７１】
また前述した実施例では、帯電ローラ２の多孔質体からなる表面層の厚さが長手方向において異なる部分を有する構成とすることによって、感光体ドラム１に異なる表面電位を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。帯電ローラ２の多孔質体からなる表面層の空孔率が長手方向において異なる部分を有する構成とすることによっても、同様に異なる表面電位を形成することは可能である。例えば、帯電ローラ２の表面層の空孔率を、長手方向の端部と記録材通過領域（最大通紙幅）とで変えることによっても、表面層の厚さを変えた場合と同様の感光体ドラム１の表面電位を形成できる。この場合は、帯電ローラ２のうち、感光体ドラム１の記録材通過領域（最大通紙幅）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分は、感光体ドラム１の記録材通過領域に対向する部分に比べて、表面層の空孔率を低くする。これにより、感光体ドラム１の長手方向の端部のＶｂａｃｋを記録材通過領域よりも大きくすることができる。その結果、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラ１２の長手方向の端部との間である領域Ｍ１における地カブリが抑制される。
【００７２】
また前述した実施例では、帯電ローラ２のうち、感光体ドラム１の記録材通過領域（最大通紙幅）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分は、感光体ドラム１の記録材通過領域に対向する部分に比べて、表面層の厚さを厚くする構成を例示した。また、帯電ローラ２のうち、感光体ドラム１の記録材通過領域（最大通紙幅）よりも長手方向外側の非通過領域に対向する部分は、感光体ドラム１の記録材通過領域に対向する部分に比べて、表面層の空孔率を低くする構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。感光体ドラム１の表面電位を長手方向において異ならせる必要に応じて、帯電ローラ２の多孔質体からなる表面層の厚さあるいは空孔率を、長手方向において異なる部分を有する構成とすることは可能である。
【００７３】
また前述した実施例では、帯電ローラ２と現像ローラ１１の長手方向（感光体ドラム１の軸線方向）の長さの関係が、帯電ローラ＞現像ローラである構成を例示したが、これに限定されるものではない。前記長手方向の長さの関係が現像ローラ＞帯電ローラの構成であってもよい。この場合、帯電ローラ２の感光体ドラム１の非通過領域に対向する部分のうち、帯電ローラ２の長手方向の端部よりも内側で、かつ、現像開口の長手方向の端部とトナー供給ローラの長手方向の端部を含む領域Ｍ２よりも外側の領域Ｍ４に、現像ローラ１１の長手方向の端部は含まれない。このような構成であっても帯電部材（帯電ローラ）２に本発明を適用することによっても前述した実施例と同様の効果が得られる。
【００７４】
また前述した実施例では、黒単色の画像形成を行う画像形成装置を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数色の画像形成を行うカラー画像形成装置にも適用できる。
【００７５】
また前述した実施形態では、露光手段としてレーザービームスキャナ装置を使用したが、これに限定されるものではなく、例えばＬＥＤアレイ等を使用しても良い。
【００７６】
更に前述した実施例では、像担持体としての感光体ドラム１や、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段などの各構成部材が、それぞれ組み込まれた構成の画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、前記各構成部材がそれぞれ着脱可能な画像形成装置であってもよい。このような画像形成装置に用いられる帯電部材に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。あるいは、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおける帯電手段（帯電部材）に本発明を適用することによっても同様の効果を得ることができる。このプロセスカートリッジとしては、感光体ドラム１の他に、少なくとも感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電手段（帯電部材）を一体に有する。あるいは、プロセスカートリッジとして、感光体ドラム１と帯電手段の他に、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。また、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。これらのプロセスカートリッジにおける帯電手段（帯電部材）に本発明を適用することによっても同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる帯電部材に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
Ａ    …現像装置
Ｂ    …トナー収容部
Ｐ    …記録材
Ｘ    …画像形成装置
１    …感光体ドラム
２    …帯電ローラ（導電性部材）
２ａ  …軸芯体
２ｂ  …表面層
３    …露光装置
４    …クリーニング装置
１１  …現像ローラ
１２  …トナー供給ローラ
１３  …現像ブレード
１４  …撹拌・搬送部材
【図１】
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【図２】
2019128525.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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