(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を帯電させる帯電装置であって、
電圧が印加される回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられた導電性弾性層と、
前記導電性弾性層の外周に設けられた導電性表面層と、
前記回転軸の両端を前記像担持体側に押圧することで前記像担持体に当接させる当接手段とを備え、
前記導電性表面層は、表面に設けられた溝を含み、
前記溝は、前記像担持体の表面の画像形成領域であって、画像形成装置が印字可能な最大の用紙を印字する際に使用される領域である画像形成領域に対応する領域には設けられておらず、前記導電性表面層における前記回転軸の延在方向の端部と前記画像形成領域に対応する領域との間に設けられており、
前記溝の深さは、前記導電性表面層の厚さよりも深く、前記溝の内部は空気層である、帯電装置。
【請求項２】
前記溝は、前記回転軸の回転方向に沿って設けられている、請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記溝は前記導電性表面層の全周にわたって設けられている、請求項２に記載の帯電装置
【請求項４】
前記溝は、画像形成時に前記帯電装置を前記像担持体に当接させた状態において、前記溝よりも前記画像形成領域の側に存在する前記導電性表面層と前記溝よりも前記端部の側に存在する前記導電性表面層とが接触しない幅であって、前記回転軸の延在方向の幅を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記溝は、現像装置における現像剤を前記像担持体に対して供給可能な領域である現像領域に対応する領域よりも前記回転軸の延在方向の端部側に設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記溝よりも前記画像形成領域に対応する領域の側に存在する前記導電性表面層における、前記溝と隣接する縁部は、前記回転軸を含む断面で見た場合に、鈍角とされているまたは丸みが付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の帯電装置と、
前記像担持体と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備えた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。より特定的には、本発明は、画像不良を抑止することのできる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。
【０００３】
電子写真の帯電方式には、コロナ放電方式と接触放電方式とがある。このうち接触放電方式は、感光体に帯電ローラーを接触させ、帯電ローラーに電圧を印可することで近接放電を行い、感光体表面に帯電を付与する帯電方式である。接触放電方式は、空気中を高圧電流が流れることに起因する酸化物（オゾンなど）の発生を低減することができるという利点を有している。
【０００４】
帯電ローラーは、一般的に、電圧が印可される金属軸と、金属軸の外表面に設けられた導電性弾性体層と、導電性弾性体層の外表面に設けられた保護層とを備えている。保護層は、帯電ローラー表面への汚れ付着を低減するなどの目的で設けられており、その厚さは数μｍ〜数十μｍである。帯電ローラーは、画像形成時以外は感光体から離間され、応力から解放されている。一方、帯電ローラーは、画像形成時には金属軸の両端を感光体側へ押し当てられることで、感光体に接触して感光体から応力を受ける。これにより帯電ローラーは、感光体の回転に従動回転する。また、帯電ローラーが接触した場合には、導電性弾性体層が収縮し、導電性弾性体層から保護層に応力が加えられる。
【０００５】
帯電ローラーが感光体との間で接触および離脱を繰り返すと、保護層に印加される応力が変動する。帯電ローラーの保護層は薄いため、この応力の変動によって保護層にはクラックが発生する。このクラックは、一旦発生すると裂けるように帯電ローラーの軸方向に沿って急速に進行し、感光体の画像形成領域（感光体の表面におけるトナー像が形成される領域）に対応する帯電ローラー上の領域にまで進行する。その結果、そのような帯電ローラーを用いて帯電を行うと、感光体表面の画像形成領域に帯電ムラが生じ、画像不良が発生する。
【０００６】
たとえば下記特許文献１および２などには、従来の帯電ローラーの構成が開示されている。下記特許文献１には、帯電部材の表層が重量平均分子量８０，０００以上の所定の構造を有するカーボネート樹脂と、重量平均分子量２０，０００以上のアクリル系ポリマー、アクリルシリコーン系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマーから選択される添加ポリマーとを含む技術が開示されている。
【０００７】
下記特許文献２には、電圧が印加される回転軸と、回転軸の外周に設けられ、像担持体の表面を帯電させる導電層とを備え、回転方向へ延伸する複数の割れ目が導電層の表面に設けられた帯電装置が開示されている。複数の割れ目は画像領域全体に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１６４５３０号公報
【特許文献２】特開２０１５−９０４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の帯電ローラーの長寿命化により、帯電ローラーが受ける応力変動の回数は多くなっており、特許文献１の技術のように表層を劣化しにくい材料にするだけでは、クラックに起因する画像不良には十分に対応することができなかった。また、表層を劣化しにくい材料にした場合には、帯電ローラーに要求される防汚性や従動性能などの他の機能に悪影響を及ぼしていた。
【００１０】
また、上述のように帯電ローラーには応力が繰り返し印加されるので、特許文献２の技術のように画像領域内に割れ目を形成した場合には、長年の使用により割れ目の形状が変化し、帯電ムラが生じ、画像不良が発生していた。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、画像不良を抑止することのできる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一の局面に従う帯電装置は、像担持体の表面を帯電させる帯電装置であって、電圧が印加される回転軸と、回転軸の外周に設けられた導電性弾性層と、導電性弾性層の外周に設けられた導電性表面層と、回転軸の両端を像担持体側に押圧することで像担持体に当接させる当接手段とを備え、導電性表面層は、表面に設けられた溝を含み、溝は、像担持体の表面の画像形成領域であって、画像形成装置が印字可能な最大の用紙を印字する際に使用される領域である画像形成領域に対応する領域には設けられておらず、導電性表面層における回転軸の延在方向の端部と画像形成領域に対応する領域との間に設けられており、溝の深さは、導電性表面層の厚さよりも深く、溝の内部は空気層である。
【００１３】
上記帯電装置において好ましくは、溝は、回転軸の回転方向に沿って設けられている。
【００１４】
上記帯電装置において好ましくは、溝は導電性表面層の全周にわたって設けられている。
【００１６】
上記帯電装置において好ましくは、溝は、画像形成時に帯電装置を像担持体に当接させた状態において、溝よりも画像形成領域の側に存在する導電性表面層と溝よりも端部の側に存在する導電性表面層とが接触しない幅であって、回転軸の延在方向の幅を有する。
【００１７】
上記帯電装置において好ましくは、溝は、現像装置における現像剤を像担持体に対して供給可能な領域である現像領域に対応する領域よりも回転軸の延在方向の端部側に設けられている。
【００１８】
上記帯電装置において好ましくは、溝よりも画像形成領域に対応する領域の側に存在する導電性表面層における、溝と隣接する縁部は、回転軸を含む断面で見た場合に、鈍角とされているまたは丸みが付けられている。
【００２０】
本発明の他の局面に従う画像形成装置は、上述のいずれかの帯電装置と、像担持体と、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像を用紙に転写する転写装置とを備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、画像不良を抑止することのできる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における、帯電ローラー１０５を感光体１０４に押し当てるための構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５付近の構成を模式的に示す平面図である。
【図５】帯電ローラー１０５が感光体１０４に押し当てられた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５の回転軸方向の位置と、表層３に加わる応力との関係を示すグラフである。
【図７】従来の構成（表層３に溝が形成されていない構成）において、表層３に発生するクラックを模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態において（表層３に溝が形成されている構成において）に、表層３に発生するクラックを模式的に示す図である。
【図９】本発明の第１の変形例における帯電ローラー１０５の溝４付近の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の変形例における帯電ローラー１０５の溝４付近の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の変形例における帯電ローラー１０５付近の構成を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２４】
以下の実施の形態では、画像形成装置がＭＦＰである場合について説明する。画像形成装置は、ＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどであってもよい。
【００２５】
［画像形成装置の構成］
【００２６】
始めに、本実施の形態における画像形成装置の構成について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置１００の構成を示す断面図である。
【００２８】
図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１００は、ＭＦＰであり、用紙搬送部１０と、トナー像形成部２０と、定着装置３０とを主に備えている。
【００２９】
用紙搬送部１０は、給紙トレイ１０２と、給紙ローラー１０３ａと、搬送ローラー１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｆ、および１０３ｇと、排紙ローラー１０３ｄと、排紙トレイ１１５とを含んでいる。給紙トレイ１０２は、画像を形成するための用紙を収容する。給紙トレイ１０２は複数であってもよい。給紙ローラー１０３ａは、給紙トレイ１０２と搬送経路ＴＲ１との間に設けられている。搬送ローラー１０３ｂおよび１０３ｃの各々は、搬送経路ＴＲ１に沿って設けられている。搬送ローラー１０３ｅ、１０３ｆ、および１０３ｇの各々は、搬送経路ＴＲ２に沿って設けられている。排紙ローラー１０３ｄは、搬送経路ＴＲ１の最も下流の部分に設けられている。排紙トレイ１１５は画像形成装置本体１０１の最上部に設けられている。
【００３０】
トナー像形成部２０は、いわゆるタンデム方式でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色の画像を合成し、用紙にトナー像を転写する。トナー像形成部２０は、４組の画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋと、露光装置（レーザーユニット）１０６と、中間転写ベルト１０９と、一次転写ローラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、および１０８ｄと、二次転写ローラー１１１と、クリーニング装置１１２などを含んでいる。中間転写ベルト１０９、一次転写ローラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、および１０８ｄ、ならびに二次転写ローラー１１１は、転写装置を構成している。
【００３１】
画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋの各々は、中間転写ベルト１０９の直下に並置されている。画像形成ユニット２１Ｙは、感光体１０４ａと、帯電ローラー１０５ａと、現像装置１０７ａと、クリーニング装置１１０ａなどを含んでいる。感光体１０４ａは、矢印ＡＲ１で示す方向に回転する。感光体１０４ａの周囲には、帯電ローラー１０５ａ、現像装置１０７ａ、およびクリーニング装置１１０ａが配置されている。
【００３２】
画像形成ユニット２１Ｍは、感光体１０４ｂと、帯電ローラー１０５ｂと、現像装置１０７ｂと、クリーニング装置１１０ｂなどを含んでいる。画像形成ユニット２１Ｃは、感光体１０４ｃと、帯電ローラー１０５ｃと、現像装置１０７ｃと、クリーニング装置１１０ｃなどを含んでいる。画像形成ユニット２１Ｋは、感光体１０４ｄと、帯電ローラー１０５ｄと、現像装置１０７ｄと、クリーニング装置１１０ｄなどを含んでいる。画像形成ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋの各々は、画像形成ユニット２１Ｙと同様の構成を有している。
【００３３】
露光装置１０６は、画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋの下部に設けられている。中間転写ベルト１０９は、画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋの下部に設けられている。中間転写ベルト１０９は、環状であり、用紙搬送部１０と連動して、図１中矢印ＡＲ２で示す方向に回転駆動される。一次転写ローラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、および１０８ｄの各々は、中間転写ベルト１０９を挟んで感光体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃおよび１０４ｄの各々と対向している。二次転写ローラー１１１は、搬送経路ＴＲ１において中間転写ベルト１０９と接触している。二次転写ローラー１１１と中間転写ベルト１０９との間隔は、図示しない圧接離間機構により調整可能である。クリーニング装置１１２は、中間転写ベルト１０９の付近に設けられている。
【００３４】
定着装置３０は、加熱ローラー１１６と、加圧ローラー１１７とを含んでいる。定着装置３０は、加熱ローラー１１６と加圧ローラー１１７とのニップ部により、トナー像を担持した用紙を把持しながら搬送経路ＴＲ１に沿って搬送することで、用紙にトナー像を定着させる。
【００３５】
画像形成装置１００が印字ジョブの実行指示を受け付けると、給紙トレイ１０２に格納された用紙などの記録媒体は、１枚ずつ給紙ローラー１０３ａによって取り出され、搬送ローラー１０３ｂおよび１０３ｃの各々によって搬送経路ＴＲ１に沿って搬送される。給紙と並行して、ＹＭＣＫ各色の感光体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、および１０４ｄの各々の表面は、ＹＭＣＫ各色の帯電ローラー１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、および１０５ｄの各々によって帯電された後、露光装置１０６によって画像データに基づく露光が行われる。これにより、感光体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、および１０４ｄの各々の表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、ＹＭＣＫ各色の現像装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、および１０７ｄの各々によってトナーで現像される。これにより、感光体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、および１０４ｄの各々の表面にトナー像が形成される。これらのトナー画像は、ＹＭＣＫ各色の一次転写ローラー１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、および１０８ｄの各々に印可される転写バイアスによって中間転写ベルト１０９上に転写される。これにより、中間転写ベルト１０９上にはＹＭＣＫ各色のトナー画像が重ねて形成される。その後、感光体１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、および１０４ｄの各々の表面の残留トナーは、ＹＭＣＫ各色のクリーニング装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、および１１０ｄの各々によって除去される。
【００３６】
中間転写ベルト１０９上のトナー像は、二次転写ローラー１１１に印可される二次転写バイアスによって、中間転写ベルト１０９と二次転写ローラー１１１との間を搬送される記録媒体上に転写される。その後、中間転写ベルト１０９上の残留トナーは、クリーニング装置１１２によって除去される。
【００３７】
記録媒体上に形成されたトナー像は、定着装置３０を記録媒体が通過する際に熱と圧力とが加えられ記録媒体に定着される。トナー像が定着された記録媒体は、排紙ローラー１０３ｄによって排紙トレイ１１５に排出される。
【００３８】
画像形成により現像装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、および１０７ｄの各々の内部のトナーが少なくなると、ＹＭＣＫ各色のトナーボトル１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、および１１４ｄの各々の内部に保管されたトナーが、現像装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、および１０７ｄの各々に供給される。トナーボトル１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、および１１４ｄの各々は着脱可能であり、トナーボトル１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、および１１４ｄのうちいずれかのトナーボトルの内部のトナーが無くなると、ユーザーはそのトナーボトルを交換する。これにより、画像形成装置１００に対してトナーが継続して供給される。
【００３９】
記録媒体の両面に画像形成する場合には、記録媒体が定着装置３０を通過した後に排紙ローラー１０３ｄを逆回転させることにより、記録媒体を搬送経路ＴＲ２に導入する。記録媒体は、搬送ローラー１０３ｅ、１０３ｆ、および１０３ｇの各々によって搬送され、再び搬送経路ＴＲ１に導入される。そして、記録媒体は、その裏面にトナー像が形成され、排紙ローラー１０３ｄによって排紙トレイ１１５に排出される。
【００４０】
以降、画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋのうち任意の画像形成ユニットにおける感光体、帯電ローラー、および現像装置の各々を、それぞれ感光体１０４（像担持体の一例）、帯電ローラー１０５（帯電装置の一例）、および現像装置１０７（現像装置の一例）と記すことがある。
【００４１】
図２は、本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５の構成を示す断面図である。
【００４２】
図２を参照して、帯電ローラー１０５は、感光体１０４の表面を帯電させるものであり、回転軸１と、基層２（導電性弾性層の一例）と、表層３（導電性表面層の一例）とを含んでいる。回転軸１は、金属などよりなっている。基層２は、回転軸１の外周に設けられており、導電性のゴムなどよりなっている。基層２は複数の層により構成されていてもよい。表層３は、基層２の外周に設けられており、導電性の樹脂などよりなっている。表層３は、１０μｍ程度の厚さを有している。表層３は、表面への汚れの付着を抑止するため十分に硬い材料よりなっている。
【００４３】
図３は、本発明の一実施の形態における、帯電ローラー１０５を感光体１０４に押し当てるための構成を示す断面図である。
【００４４】
図２および図３を参照して、画像形成装置１００は、付勢部材１２１（当接手段の一例）をさらに備えている。付勢部材１２１は、帯電ローラー１０５における回転軸１の延在方向の両端に設けられており、バネ部１２１ａと、ガイド部材１２１ｂとを含んでいる。バネ部１２１ａの一端は画像形成装置本体１０１に固定されており、バネ部１２１ａの他端は、ガイド部材１２１ｂに固定されている。ガイド部材１２１ｂは回転軸１を回転可能に保持している。
【００４５】
付勢部材１２１は、帯電ローラー１０５の両端を感光体１０４側に押圧する。これにより、帯電ローラー１０５は感光体１０４に押し当てられ、感光体１０４に当接する。帯電ローラー１０５は、感光体１０４の回転に従動して回転する。回転軸１に電圧（帯電バイアス）が印可されると、表層３と感光体１０４との接触面の両側の空間ＳＰにおいて近接放電が生じる。これにより、感光体１０４の表面に電荷が付与され、感光体１０４の表面が帯電される。
【００４６】
帯電ローラー１０５を感光体１０４に押し当てる力が小さ過ぎると、帯電ローラー１０５はスリップし、感光体１０４との接触状態が不安定になる。これにより、空間ＳＰにおける近接放電が不安定になり、帯電不良が発生する。一方、帯電ローラー１０５を感光体１０４に押し当てる力が大き過ぎると、感光体１０４と表層３との接触部において表層３に過度な力が加わり、表層３にはクラックが発生しやすくなる。したがって、帯電安定性とクラックの発生のしやすさとは相反する関係にある。
【００４７】
図４は、本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５付近の構成を模式的に示す平面図である。
【００４８】
図４を参照して、感光体１０４は、その表面に画像形成領域ＲＧ１Ａを含んでいる。画像形成領域ＲＧ１Ａは、画像形成装置１００が印字可能な最大の用紙を印字する際にトナー像が形成される領域である。現像装置１０７の現像ローラー１３１は、その表面に現像領域ＲＧ２Ａを含んでいる。現像領域ＲＧ２Ａは、現像ローラー１３１における現像剤を感光体１０４に対して供給可能な領域である。感光体１０４の設置時の問題などにより画像形成領域ＲＧ１Ａの位置がずれた場合に用紙に印字できない事態を回避するために、通常、現像領域ＲＧ２Ａの図４中横方向の幅は、画像形成領域ＲＧ１Ａの図４中横方向の幅よりも大きく設定されている。
【００４９】
表層３は、その表面に設けられた２つの溝４を含んでいる。２つの溝４の各々は、表層３における両端部に設けられている。２つの溝４の各々は、画像形成領域ＲＧ１Ａに対応する現像ローラー１３１上の領域ＲＧ１には設けられておらず、表層３における回転軸１の延在方向の端部と、領域ＲＧ１との間（領域ＲＧ１よりも回転軸１の延在方向の端部側）に設けられている。２つの溝４の各々は、回転軸１の回転方向に沿って設けられており、表層３の全周にわたって設けられている。
【００５０】
また２つの溝４の各々は、現像領域ＲＧ２Ａに対応する現像ローラー１３１上の領域ＲＧ２よりも回転軸１の延在方向の端部側に設けられていることが好ましい。溝４が形成された部分には表層３を構成する材料が存在しないため、帯電状態が安定しなくなる。このため、領域ＲＧ２よりも端部側に溝４を設けることで、帯電ムラによるトナー飛散やキャリア飛散を防止することができる。
【００５１】
［実施の形態の効果］
【００５２】
本実施の形態によれば、帯電ローラー１０５における画像形成領域ＲＧ１Ａに対応する領域ＲＧ１の外側に溝４を設けることにより、クラックが端部に発生してもクラックの成長を溝４で妨げることができる。これにより、画像形成領域に対応する領域ＲＧ１にクラックが進行することを抑止することができ、画像不良を防止することができる。
【００５３】
続いて、本実施の形態による効果について詳細に説明する。
【００５４】
図５は、帯電ローラー１０５が感光体１０４に押し当てられた状態を示す断面図である。
【００５５】
図５を参照して、回転軸１の両端には矢印ＡＲ４で示すように、付勢部材１２１によって感光体１０４へ向かう方向の力が加えられており、この力によって帯電ローラー１０５は感光体１０４に接触されている。帯電ローラー１０５は、矢印ＡＲ４で示す力によって図５において凸形状となるように撓んでいる。
【００５６】
図６は、本発明の一実施の形態における帯電ローラー１０５の回転軸方向の位置と、表層３に加わる応力との関係を示すグラフである。横軸は、帯電ローラーの軸方向の位置を示している。縦軸は、表層３が感光体１０４と接触している場合に表層３に加わる応力を示している。
【００５７】
図５および図６を参照して、領域ＲＧ１は、画像形成領域ＲＧ１Ａに対応する領域である。領域ＲＧ３は、帯電ローラー１０５における感光体１０４と接触する領域である。表層３の両端部ＥＤ付近に加わる応力は、表層３の中央部ＣＴに加わる応力よりも強い。表層３の領域ＲＧ１以外の領域ＲＧ３に加わる応力は、特に強い。したがって、表層３の両端部ＥＤ付近の歪みは、表層３の中央部ＣＴの歪みよりも大きくなる。
【００５８】
図７は、従来の構成（表層３に溝が形成されていない構成）において、表層３に発生するクラックを模式的に示す図である。なお図７では、時間経過とともに図７（ａ）→図７（ｂ）→図７（ｃ）の順でクラックが変化するものとする。
【００５９】
図７を参照して、回転軸１は矢印ＡＲ４で示す方向の力を受けるので、基層２および表層３は、回転軸１および感光体１０４の各々から応力を受けて図７中縦方向に圧縮される。基層２は、通常、１０ｍｍ程度の厚さを有しているのに対し、表層３は通常１０μｍ程度の厚さを有している。表層３は基層２と比較して非常に薄いため、強度が弱い。帯電ローラー１０５の回転に伴い、表層３は、感光体１０４への接触と感光体１０４からの離脱とを繰り返し、回転軸１および感光体１０４の各々から応力を繰り返し受ける。これにより、表層３を構成する材料の分子結合が崩れ、やがて強く応力が加わる端部ＥＤにクラックＣＫが発生する（図７（ａ））。
【００６０】
基層２および表層３の各々は、回転軸１および感光体１０４の各々から応力を受けて、回転軸１の延在方向（図７中横方向）に歪む（膨張する）。基層２および表層３の各々は、通常、異なる材料よりなっているため、基層２および表層３の各々における回転軸１の延在方向の歪み量は互いに異なっている。基層２と表層３とは互いに接着されているため、基層２および表層３の各々の歪み量の差により、表層３は基層２から回転軸１の延在方向に沿って伸長もしくは収縮する力を受ける。クラックＣＫの先端部には伸長する力が集中して加わり、クラックＣＫは裂けて大きくなる。クラックＣＫは領域ＲＧ１の方向（図７（ｂ）中矢印ＡＲ５で示す方向）へ進行し（図７（ｂ））、ついには領域ＲＧ１内まで進行する（図７（ｃ））。
【００６１】
帯電ムラを抑止する目的で、表層３の電気抵抗は基層２の電気抵抗よりも高くされている場合が多い。表層３におけるクラックＣＫが発生した部分は、表層３を構成する材料が存在しないため、表層３におけるクラックＣＫが発生した箇所には過電流が流れ込む。一方、クラックＣＫの周囲の箇所では電荷が不足する。このような帯電ローラー１０５で感光体１０４に対して帯電を行うと、感光体１０４の表面の帯電状態にムラが生じ、画像不良が発生する。
【００６２】
図８は、本発明の一実施の形態において（表層３に溝４が形成されている構成において）に、表層３に発生するクラックを模式的に示す図である。なお図８では、時間経過とともに図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）の順でクラックが変化するものとする。
【００６３】
図８を参照して、表層３における端部ＥＤと領域ＲＧ１の間には、溝４が設けられている。溝４の内部は空気層となっている。図７の場合と同様に、帯電ローラー１０５の回転に伴い、表層３は感光体１０４への接触と感光体１０４からの離脱とを繰り返し、回転軸１および感光体１０４の各々から力を繰り返し受ける。これにより、表層３を構成する材料の分子結合が崩れ、やがて強く応力が加わる端部ＥＤにクラックＣＫが発生する（図８（ａ））。
【００６４】
クラックＣＫの先端部には伸長する力が集中して加わり、クラックＣＫは裂けて大きくなる。クラックＣＫは領域ＲＧ１の方向（図８（ｂ）中矢印ＡＲ５で示す方向）へ進行する（図８（ｂ））。しかし、溝４の存在により、クラックＣＫを裂く力は溝４よりも領域ＲＧ１の側には伝わらず、クラックＣＫの進行は溝４で止まる。領域ＲＧ１にクラックは発生しない（図８（ｃ））。その結果、帯電ローラー１０５で感光体１０４に対して帯電を行っても、感光体１０４の表面の帯電状態にはムラが生ず、画像不良を抑止することができる。
【００６５】
なお、溝４の深さＤＰは、表層３の厚さよりも深い（溝４は基層２に達している）ことが好ましい。この場合には溝４によって、端部ＥＤ側と領域ＲＧ１側とに表層３が分断される。また、溝４よりも領域ＲＧ１の側へクラックＣＫを裂く力を伝えないために、溝４は、画像形成時に帯電ローラー１０５を感光体１０４に当接させた状態において、溝４よりも端部ＥＤ側に存在する表層３と溝４よりも領域ＲＧ１側に存在する表層３とが接触しないような幅ＷＤ（回転軸１の延在方向の幅ＷＤ）を有していることが好ましい。幅ＷＤはたとえば１ｍｍ程度である。
【００６６】
また、溝４の内部は、空気層である代わりに、表層３を構成する材料とは異なる材料で充填されていてもよい。溝４の内部を充填する材料は、表層３を構成する材料よりも高い機械的強度を有するものであることが好ましい。
【００６７】
［溝の形状の変形例］
【００６８】
図９は、本発明の第１の変形例における帯電ローラー１０５の溝４付近の構成を示す断面図である。図９および図１０は、回転軸１を含む断面で見た場合の断面図である。
【００６９】
図９を参照して、第１の変形例では、溝４よりも領域ＲＧ１の側に存在する表層３における、溝４と隣接する縁部ＥＧは、鈍角とされている。すなわち、溝４の側面と表層３の表面とがなす角θは鈍角である。縁部ＥＧを鈍角とすることで、感光体１０４から縁部ＥＧが受ける力を小さくすることができ、クラックの発生を抑止することができる。
【００７０】
図１０は、本発明の第２の変形例における帯電ローラー１０５の溝４付近の構成を示す断面図である。
【００７１】
図１０を参照して、第２の変形例では、溝４よりも領域ＲＧ１の側に存在する表層３における、溝４と隣接する縁部ＥＧには、丸みが付けられている。縁部ＥＧに丸みを付けた場合にも、感光体１０４から縁部ＥＧが受ける力を小さくすることができ、クラックの発生を抑止することができる。
【００７２】
図１１は、本発明の第３の変形例における帯電ローラー１０５付近の構成を模式的に示す平面図である。
【００７３】
図１１を参照して、第３の変形例では、溝４の幅ＷＤは、回転軸１の回転方向（周方向）に沿って変化している。この場合幅ＷＤの最小値は、画像形成時に帯電ローラー１０５を感光体１０４に当接させた状態において、溝４よりも端部ＥＤ側に存在する表層３と溝４よりも領域ＲＧ１側に存在する表層３とが接触しないような値であることが好ましい。さらに、溝４は、回転軸１の回転方向の一部にのみ形成されていてもよい。
【００７４】
なお、第１、第２、および第３の変形例の各々における上述以外の構成は、上述の実施の形態の画像形成装置の構成と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【００７５】
［その他］
【００７６】
画像形成装置は、感光体の表面に形成したトナー像を、中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する構成の代わりに、感光体の表面に形成したトナー像を記録媒体に直接転写する構成であってもよい。
【００７７】
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１  帯電ローラーの回転軸
２  帯電ローラーの基層（導電性弾性層の一例）
３  帯電ローラーの表層（導電性表面層の一例）
４  帯電ローラーの溝
１０  用紙搬送部
２０  トナー像形成部
２１Ｃ，２１Ｋ，２１Ｍ，２１Ｙ  画像形成ユニット
３０  定着装置
１００  画像形成装置
１０１  画像形成装置本体
１０２  給紙トレイ
１０３ａ  給紙ローラー
１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｅ，１０３ｆ，１０３ｇ  搬送ローラー
１０３ｄ  排紙ローラー
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ  感光体（像担持体の一例）
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ  帯電ローラー（帯電装置の一例）
１０６  露光装置
１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ  現像装置
１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ  一次転写ローラー
１０９  中間転写ベルト
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ  クリーニング装置
１１１  二次転写ローラー
１１２  クリーニング装置
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ  トナーボトル
１１５  排紙トレイ
１１６  加熱ローラー
１１７  加圧ローラー
１２１  付勢部材（当接手段の一例）
１２１ａ  バネ部
１２１ｂ  ガイド部材
１３１  現像ローラー
ＣＫ  クラック
ＣＴ  中央部
ＥＤ  端部
ＥＧ  溝よりも画像形成領域に対応する領域側に存在する表層における、溝と隣接する縁部
ＲＧ１Ａ  画像形成領域
ＲＧ１  画像形成領域に対応する領域
ＲＧ２Ａ  現像領域
ＲＧ２  現像領域に対応する領域
ＲＧ３  帯電ローラーにおける感光体と接触する領域
ＳＰ  表層と感光体との接触面の両側の空間
ＴＲ１，ＴＲ２  搬送経路
ＷＤ  溝の幅
θ  溝の側面と表層の表面とがなす角
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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