(57)【要約】【課題】帯電ローラの両端部にそれぞれ固定されかつ帯電ギャップを設定するテープ状のギャップ部材の剥がれを長期間にわたって防止する。【解決手段】帯電ローラ３ａの芯金３ｂの両端部３ｆは、それぞれ截頭円錐台形状に形成されている。両端部３ｆ,３ｇの外周面から芯金３ｂの中間部３ｋの外周面にわたる芯金３ｂの外周面上には、所定幅で一定膜厚のテープ状のフィルム部材を螺旋状に巻き付けることにより、第１および第２ギャップ部材３ｄが固定されている。その場合、芯金３ｂの一端部３ｆに、感光体２との当接部に進入開始する側の端３ｄ1が第１および第２ギャップ部材３ｄの帯電ローラ両端部３ｆに位置している。したがって、第１および第２ギャップ部材３ｄが感光体に当接しても、端３ｄ1は感光体に当たらず、剥がれることがない。【選択図】    図３
2008040078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部にそれぞれテープ状のギャップ部材が固定されるとともに、これらのギャップ部材の間に像担持体を帯電する帯電部が設けられ、前記ギャップ部材が像担持体の外周面に圧接されることで前記像担持体と前記帯電ローラの前記帯電部との間に帯電ギャップが設定されるとともに、前記像担持体の回転時に回転することで前記帯電部が前記像担持体を前記帯電ギャップにより非接触帯電する帯電ローラにおいて、
両端部の外径がこれら両端部の間の中間部の外径より小さく設定されており、
前記テープ状のギャップ部材は、前記像担持体との当接部に進入開始する側の端が前記両端部に位置しかつ前記像担持体との当接部に進入終了する側の端が前記中間部に位置するようにして前記両端部から前記中間部にわたって螺旋状に巻き付けられて固定されていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
前記両端部は、両端から前記中間部に向かって移行するにしたがって外径が連続的に大きくなる截頭円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記テープ状のギャップ部材は、軸方向に所定の隙間をおいて螺旋状に巻き付けられて固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の帯電ローラ。
【請求項４】
静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、
前記帯電ローラは請求項１ないし３のいずれか１記載の帯電ローラであ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、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、像担持体に対して所定の帯電ギャップを置いて、この像担持体を非接触帯電する帯電ローラを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。図５（ａ）に示すように、この特許文献１に開示の画像形成装置に用いられる帯電ローラａは、芯金ｂの外周面に導電性を有する弾性部材からなる抵抗層ｃを設けるとともに、この抵抗層ｃの両端部外周面に、それぞれ、絶縁性を有するテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材ｄ,ｅをリング状に巻き付けて固着し、これら一対のギャップ部材ｄ,ｅを像担持体である感光体ドラムｆの外周面に当接させることにより、所定の帯電ギャップＧを設定している。その場合、芯金ｂの両端面からそれぞれ軸方向に同軸に突設された回転軸ｇ,ｈの各軸受ｉ,ｊをそれぞれ圧縮スプリングｋ,ｍの付勢力で感光体ドラムｆの方へ押圧することで、両ギャップ部材ｄ,ｅを感光体ドラムｆの外周面に圧接させている。
【０００３】
そして、帯電ローラａが帯電ギャップにより感光体ドラムｆを非接触帯電することで、オゾンの発生を抑制することができるとともに、感光体ドラムｆに付着しているトナー等の異物が帯電ローラａに付着したり、帯電ローラａの抵抗層ｃ中に含まれる物質が感光体ドラムｆに付着したりすることが防止できるので、帯電ローラａによる感光体ドラムｆの帯電性能を向上することができる。
【０００４】
ところで、テープ状のフィルム部材を帯電ローラに巻き付けたとき、フィルム部材の一端と他端との間に継目が生じる。一方、感光体ドラムｆの良好な帯電を常時安定して得るためには、帯電ローラａが回転したとき周方向のどの位置でも、帯電ギャップＧは常に一定に維持されなければならない。そのためには、テープ状のフィルム部材からなるギャップ部材ｄ,ｅでは、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、各フィルム部材の両端（帯電ローラａの周方向における両端）の継目において、これらの両端部が隙間なくかつ上下方向（帯電ローラａの径方向）に重ならないように巻き付ける必要がある。しかしながら、このようにフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けるには、フィルム部材の長さを高精度に設定しなければならないばかりでなく、フィルム部材の帯電ローラａへの巻付けも高精度に行わなければならない。このため、フィルム部材の寸法管理をきわめて厳しくする必要があり、生産性が悪いばかりでなく、コストが高いものとなる。
【０００５】
このようなことから、帯電ローラａの生産性を向上し、コストを低減するために、ギャップ部材ｄ,ｅを構成するフィルム部材の長さの精度やフィルム部材の帯電ローラａへの巻付け精度をそれほど高くしないと、帯電ローラａにほぼ１周巻き付けられたギャップ部材ｄ,ｅの一端と他端との間の継目において、これら両端に隙間が生じたり、両端部が上下方向に重なったりする状態が生じるのを余儀なくされる。しかし、このような状態が生じると、帯電ローラａのこの継目位置部分では、帯電ローラａの軸方向においてギャップ部材ｄ,ｅが存在しない場合やギャップ部材ｄ,ｅの厚みが変化する場合があり、この継目が感光体ドラムｆとギャップ部材ｄ,ｅとのニップ部（当接部）に来ると、帯電ギャップＧが変化してしまう。このため、感光体ドラムｆの良好な帯電を常時安定して得ることができない。
【０００６】
そこで、前述の特許文献１に開示の帯電ローラａのギャップ部材ｄでは、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の両端ｄ1,ｄ2を斜めにカットするとともに、このフィルム部材を帯電ローラａに巻き付けたとき、斜めにカットされた両端ｄ1,ｄ2の間に隙間ｓを形成するようにしている。このようにすれば、フィルム部材を帯電ローラａに巻き付けた状態で、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するので、フィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなく、継目が存在しても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。なお、図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
【０００７】
また、図５（ｄ）および（ｅ）に示すように、ギャップ部材ｄのフィルム部材の長さを帯電ローラａの周長より長く設定して、このフィルム部材を帯電ローラａに螺旋状に巻き付けたとき、フィルム部材の一端ｄ1の位置に対して他端ｄ2の位置が帯電ローラａの軸方向にずれるようにしてこの軸方向にラップさせることで、帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄが常に存在するようになる。これにより、同様にフィルム部材の寸法管理をそれほど厳しくしなくても、帯電ギャップＧは一定に維持することができる。なお、図示しないが、もう一方のギャップ部材ｅのフィルム部材についても同様である。
なお説明を省略するが、特許文献１には帯電ローラａの周方向のどの位置でも帯電ローラａの軸方向にはギャップ部材ｄを常に存在させる他の方法も開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２９６７２３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、帯電ローラａの外周面にギャップ部材ｄ，ｅのフィルム部材を単に巻き付けたのでは、ギャップ部材ｄ,ｅの像担持体との当接部に進入開始する側の端部がこの当接部に進入する際に感光体ドラムｆから剥がれる方向の力を受ける。そして、ギャップ部材ｄ,ｅの両端が感光体ドラムｆとの圧接を繰り返していくと、ギャップ部材ｄ,ｅの感光体ドラムｆとの当接部に進入開始する側の端部が感光体ドラムｆから剥がれる方向の力を受けて、感光体ドラムｆから剥がれて捲れ上がるという問題が生じる。
【０００９】
このようにギャップ部材ｄ,ｅの端の捲れが生じると、帯電ローラａが回転したときこれらのギャップ部材ｄ,ｅによる帯電ギャップＧが変化して一定に維持されなくなり、感光体ドラムｆに対して均一で安定した良好な帯電を行うことが難しくなってしまう。
【００１０】
また、感光体ドラムｆのギャップ部材ｄ,ｅとの当接部位はギャップ部材ｄ,ｅの絶縁性によりギャップ部材ｄ,ｅから帯電（放電）されないばかりでなく、感光体ドラムｆの１回転中に芯金ｂに直接対向する時間が一対のギャップ部材ｄ,ｅの間の帯電部３ａ1に比し短い。このため、帯電ローラａからの帯電（放電）による感光体ドラムｆの膜減りが、帯電部３ａ1に対向する部位では大きく、感光体ドラムｆのギャップ部材ｄ,ｅとの当接部位では小さくなる。このように、感光体ドラムｆの膜減りが異なると、長期間では帯電ギャップＧが変動して一定の帯電効果を得ることができなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、両端部にそれぞれ固定されたテープ状のギャップ部材が像担持体に圧接されることで設定される帯電ギャップによる像担持体の非接触帯電において、長期間にわたってギャップ部材の剥がれを防止しかつ帯電ギャップの変動を抑制して、安定した良好な帯電を行うことのできる、簡単な構造の安価な帯電ローラ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】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の帯電ローラは、両端部にそれぞれテープ状のギャップ部材が固定されるとともに、これらのギャップ部材の間に像担持体を帯電する帯電部が設けられ、前記ギャップ部材が像担持体の外周面に圧接されることで前記像担持体と前記帯電ローラの前記帯電部との間に帯電ギャップが設定されるとともに、前記像担持体の回転時に回転することで前記帯電部が前記像担持体を前記帯電ギャップにより非接触帯電する帯電ローラにおいて、両端部の外径がこれら両端部の間の中間部の外径より小さく設定されており、前記テープ状のギャップ部材が、前記像担持体との当接部に進入開始する側の端が前記両端部に位置しかつ前記像担持体との当接部に進入終了する側の端が前記中間部に位置するようにして前記両端部から前記中間部にわたって螺旋状に巻き付けられて固定されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の発明の帯電ローラは、前記両端部が、両端から前記中間部に向かって移行するにしたがって外径が連続的に大きくなる截頭円錐台形状に形成されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明の帯電ローラは、前記テープ状のギャップ部材が、軸方向に所定の隙間をおいて螺旋状に巻き付けられて固定されていることを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項４の発明の画像形成装置は、静電潜像および現像剤像が形成される像担持体と、この像担持体を非接触で帯電する帯電ローラと、前記像担持体に静電潜像を書き込む書込装置と、前記像担持体の静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記像担持体の現像剤像を転写する転写装置とを少なくとも備える画像形成装置において、前記帯電ローラが請求項１ないし３のいずれか１記載の帯電ローラであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された請求項１ないし３の発明の帯電ローラおよび請求項４の発明の画像形成装置によれば、帯電ローラの周方向のどの位置にもテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材を帯電ローラの軸方向に存在させるとともに、像担持体との当接部に進入開始する側のギャップ部材の端部を、外径が帯電ローラの中間部の外径よりも小さい帯電ローラの両端部に位置させて、ギャップ部材の端部が像担持体との当接部に進入しても像担持体に接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材の帯電ローラからの剥がれを防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップを長期的に維持させることができ、像担持体の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【００１６】
特に、請求項２の発明の帯電ローラによれば、その両端部を、両端から中間部に移行するにしたがって外径が連続的に大きくなる截頭円錐台形状に形成しているので、これらの両端部に巻き付けられたテープ状のフィルム部材の外径および両端部から中間部に移行する部分に巻き付けられたテープ状のフィルム部材の外径の急激な変化を防止できる。これにより、帯電ギャップを長期的に安定して得ることができる。しかも、両端部を截頭円錐台形状に形成することで、帯電ローラの形状が簡単になりその製造が容易となる。
【００１７】
また、請求項３の発明の帯電ローラによれば、テープ状のギャップ部材を、軸方向に所定の隙間をおいて螺旋状に巻き付け固定しているので、像担持体のギャップ部材との当接部位を、特許文献２に記載の従来の帯電ローラに比べてより長い時間にわたって帯電（放電）させることができる。これにより、像担持体のギャップ部材との当接部位の膜減りを、中間部の膜減りにより一層近づけることができるので、帯電ギャップの変動を長期間にわたって抑制でき、長期的に安定した一定の帯電効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図、図２は図１に示す例の感光体および帯電ローラを模式的に示す断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、この例の画像形成装置１は静電潜像およびトナー像（現像剤像）が形成される像担持体である感光体２を備えているとともに、この感光体２は図１において時計回りの回転方向αに回転される。感光体２の周囲に感光体２の回転方向α上流側から、順次、感光体２を非接触帯電する帯電装置３、感光体２に静電潜像を書き込む光書込み装置４、感光体２の静電潜像をトナーで現像する現像装置５、感光体２のトナー像を転写する転写装置６、および感光体２をクリーニングするクリーニング装置７を備えている。
【００２０】
この例の感光体２は筒状の感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管２ａの外周面に所定膜厚の感光層２ｂが形成されている。この感光体２における金属素管２ａには、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層２ｂには、従来公知の有機感光体が使用される。金属素管２ａの両端には、それぞれ、回転軸２ｃ,２ｄが金属素管２ａと同軸にかつ軸方向に突設されている。そして、感光体２は、これらの回転軸２ｃ,２ｄが図示しない装置本体に軸受を介して回転可能に支持されて設けられている。
【００２１】
帯電装置３は感光体２に対して非接触の帯電を行う帯電ローラ３ａを備えており、この帯電ローラ３ａは感光体２の回転方向αと逆方向β（図１において、反時計回り）に回転される。図２に示すように、帯電ローラ３ａは芯金３ｂを備えており、この芯金３ｂは導電性を有する、例えば金属シャフト等からなる導電性シャフトとして構成されている。この導電性シャフトとしては、例えばＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施したものを用いることができる。
【００２２】
芯金３ｂの両端部３ｆ,３ｇは、それぞれ、それらの外径がそれらの両端３ｈ,３ｉから芯金３ｂの軸方向中心部（中間部）３ｋに向かって移行するにしたがって連続的に大きくなる截頭円錐台形状に形成されている。また、截頭円錐台形状の両端部３ｆ,３ｇの大径側端の直径が芯金３ｂの中間部３ｋの外径と等しく設定されている。その場合、中間部３ｋは一定の外径を有しており、したがって両端部３ｆ,３ｇの外径は中間部３ｋの外径より小さく設定される。
【００２３】
芯金３ｂの両端部３ｆ,３ｇの外周面から芯金３ｂの中間部３ｋの外周面にわたる芯金３ｂの外周面上には、所定幅で一定膜厚の、例えば粘着テープからなるフィルム部材を螺旋状に巻き付けることにより、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅが固定されている。その場合、図３（ａ）に示すように第１ギャップ部材３ｄを構成するテープ状のフィルム部材は、感光体２との当接部に進入開始する側の端３ｄ1が芯金３ｂの一端部３ｆに位置し、また感光体２との当接部に進入終了する側の端３ｄ2が芯金３ｂの中間部３ｋに位置するようにして、軸方向に所定のピッチ間隔（隙間）ｐを置いて螺旋状に巻かれて固定されている。
【００２４】
なお、図２に概略的に示されているが、同様にして第２ギャップ部材３ｅのフィルム部材も、感光体２との当接部に進入開始する側の端が芯金３ｂの他端部３ｇに位置し、また感光体２との当接部に進入終了する側の端が中間部３ｋに位置するようにして、軸方向に所定のピッチ間隔ｐを置いて螺旋状に巻かれて固定されている。その場合、第２ギャップ部材３ｅのフィルム部材は帯電ローラ３ａの軸方向中心を通る直線に関し第１ギャップ部材３ｄのフィルム部材と左右対称に設けられる。その場合、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅのピッチ間隔ｐは、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅの軸方向幅と同じかあるいはほぼ同じに設定されている。
【００２５】
第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅの間の芯金３ｂの外周面には、導電性塗装材を例えばスプレー塗装で塗装することにより抵抗層３ｃが形成されている。なお、芯金３ｂの外周面の全面に抵抗層３ｃを前述と同様の方法で形成し、芯金３ｂの両端部３ｆ,３ｇおよび中間部３ｋに対応する抵抗層３ｃの外周面上に、前述の第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅを固定することもできる。
【００２６】
従来の第１および第２ギャップ部材による非接触帯電を行う画像形成装置と同様に、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２の外周面に圧接されることより、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅ間の抵抗層３ｃと感光体２との間にフィルム部材の所定膜厚に基づいた所定の帯電ギャップＧが設定されている。その場合、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅ間の抵抗層３ｃが、感光体２を一様帯電する帯電部３ａ1を構成している。そして、この帯電装置３においては、帯電ローラ３ａの帯電部３ａ1により感光体２が帯電ギャップＧを有する非接触で一様帯電される。
【００２７】
このように設けられたテープ状の第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅにおいては、それぞれ、感光体２との当接部に進入開始する側の両端（３ｄ1）が、芯金３ｂの中間部３ｋの外径より小さな外径の両端部３ｆ,３ｇに位置するので、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２との当接部に進入するとき、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅの感光体２との当接部に進入開始する側の各端（ｄ1）が感光体２に当接しない。これにより、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅの当接部に進入開始する側の各端（ｄ1）に感光体２から力が加えられないので、これらの各端（ｄ1）が芯金３ｂから剥がれて捲れることが抑制される。したがって、長期にわたって安定した良好な帯電ギャップが得られるようになる。
【００２８】
また、感光体２の第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅとの当接部は、帯電ローラ３ａからの帯電量（放電量）が特許文献２に記載の従来の画像形成装置の感光体に比べて多くなる。これを具体的に説明すると、図３（ｂ）に示すように感光体２の第１ギャップ部材３ｄとの当接部２ｅに対向する芯金３ｂの部分は、テープ状のフィルム部材のピッチ間隔ｐによって決まる領域３ｍである。この領域３ｍの面積は、第１ギャップ部材３ｄのピッチ間隔ｐが第１ギャップ部材３ｄの軸方向幅と同じかあるいはほぼ同じに設定されているので、特許文献２に記載の従来の画像形成装置の感光体に比べて大きい。したがって、感光体２が第１ギャップ部材３ｄに当接されても、その当接部２ｅは、従来に比べてはるかに多く帯電（放電）される。これにより、感光体２の第１ギャップ部材３ｄとの当接部における膜減りが感光体２の帯電部３ａ1に対向する部分の膜減りに近づくようになる。図示しないが、第１ギャップ部材３ｄの場合と同様に、感光体２の第２ギャップ部材３ｅとの当接部における膜減りも感光体２の帯電部３ａ1に対向する部分の膜減りに近づくようになる。したがって、長期間にわたって画像形成動作が行われて感光体２の帯電部３ａ1に対向する部分の膜減りが生じても、感光体２の第１および第２ギャップ部材３ｄ，３ｅとの当接部においても膜減りが生じるので、帯電ギャップＧの変動が抑制される。
【００２９】
光書込み装置４は、例えばレーザ光等により感光体２に静電潜像を書き込む。また、現像装置５は、現像ローラ５ａ、トナー供給ローラ５ｂおよびトナー層厚規制部材５ｃを有している。そして、トナー供給ローラ５ｂによって現像ローラ５ａ上に現像剤であるトナー（不図示）が供給されるとともに、この現像ローラ５ａ上のトナーがトナー層厚規制部材５ｃによりその厚みを規制されて感光体２の方へ搬送され、搬送されたトナーで感光体２上の静電潜像が現像されて感光体２上にトナー像が形成される。
【００３０】
転写装置６は転写ローラ６ａを有し、この転写ローラ６ａにより感光体２上にトナー像が転写紙や中間転写媒体等の転写媒体８に転写される。そして、トナー像が転写媒体８である転写紙に転写された場合には、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成され、また、トナー像が転写媒体８である中間転写媒体に転写された場合には、中間転写媒体上のトナー像が更に転写紙に転写された後、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成される。
【００３１】
クリーニング装置７は例えばクリーニングブレード等のクリーニング部材７ａを有し、このクリーニング部材７ａにより感光体２がクリーニングされて、感光体２上の転写残りトナーが除去されかつ回収される。
この例の画像形成装置１の全体の画像形成動作は、従来の一般的な画像形成装置１の画像形成動作と同じであるので、その説明は省略する。
【００３２】
この例の画像形成装置１によれば、帯電ローラ３ａの周方向のどの位置にもテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材３ｄ,３ｅを帯電ローラ３ａの軸方向に存在させるとともに、ギャップ部材３ｄ,３ｅが感光体２との当接部に進入しても、感光体２との当接部に進入開始する側のギャップ部材３ｄ,３ｅの端（３ｄ1）を、外径が帯電ローラ３ａの中間部３ｋの外径よりも小さい帯電ローラ３ａの両端部３ｆ,３ｇに位置させて感光体２に接触させないようにしているので、画像形成動作（印字動作）を長期間行っても、ギャップ部材３ｄ,３ｅの帯電ローラ３ａからの剥がれを防止することができる。したがって、均一な安定した帯電ギャップＧを長期間にわたって維持させることができ、感光体２の良好な帯電を行うことができる。これにより、高品質の画像を長期間にわたって得ることができる。
【００３３】
また、帯電ローラ３ａの両端部３ｆ,３ｇを、それらの両端から中間部３ｋに移行するにしたがって外径が連続的に大きくなる截頭円錐台形状に形成しているので、これらの両端部に巻き付けられたテープ状のフィルム部材の外径および両端部３ｆ,３ｇから中間部３ｋに移行する部分に巻き付けられたテープ状のフィルム部材の外径の急激な変化を防止できる。これにより、帯電ギャップＧを長期的に安定して得ることができる。しかも、両端部３ｄ,３ｅを截頭円錐台形状に形成することで、帯電ローラ３ａの形状が簡単になりその製造が容易となる。
【００３４】
更に、テープ状のギャップ部材３ｄ,３ｅを、軸方向に所定のピッチ間隔ｐをおいて螺旋状に巻き付け固定しているので、感光体２のギャップ部材３ｄ,３ｅとの当接部位を、特許文献２に記載の従来の帯電ローラに比べてより長い時間にわたって帯電（放電）させることができる。これにより、感光体２のギャップ部材３ｄ,３ｅとの当接部位の膜減りを、中間部３ｋの膜減りにより一層近づけることができるので、帯電ギャップＧの変動を長期間にわたって抑制でき、長期的に安定した一定の帯電効果を得ることができる。
【００３５】
次に、本発明により得られる効果を確認する実験を行った。
（実験装置）
実験装置は、市販のセイコーエプソン社（株）製のカラープリンタＬＰ９０００Ｃを改造したものを使用した。この実験装置の概要を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に示すように、実験装置である画像形成装置は、感光体、クリーニングブレード、露光装置である光書込装置、現像装置、転写装置、および定着装置として、それぞれ、セイコーエプソン社（株）製のカラープリンタＬＰ９０００Ｃの感光体ドラム、クリーニングブレード、光書込装置、現像装置（純正のトナーを含む）、転写装置（中間転写ベルトを含む）、および定着装置を用いた。
【００３８】
感光体２は、ＬＰ９０００Ｃの感光体ドラムをそのまま使用した。
また、帯電ローラ３ａは非接触帯電ローラであり、図４（ａ）ないし（ｃ）に示す３種類の帯電ローラ（ＣＲ）３ａを作製して、Ｎｏ.１ないし１５のギャップ部材の耐久試験の実験を行った。
【００３９】
図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａは、金属の芯金３ｂがＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施して形成した。截頭円錐台形状の左右両端部３ｆ,３ｇの小径側の端の外径Ｄが５ｍｍ、左右両端部３ｆ,３ｇの小径端から大径端までの軸方向長さＬ1が３０ｍｍ、左右両端部３ｆ,３ｇの大径端から抵抗層３ｃまでの軸方向長さＬ2が３５ｍｍである。
【００４０】
また、帯電ギャップＧを形成するための各ギャップ部材３ｄ,３ｅは、ともに厚みが２２μｍでかつ幅がともに５ｍｍのポリエステルテープを芯金３ｂの両端部の所定位置に２重に巻き付けて構成した。その場合、両端部３ｆ,３ｇに位置するテープ部分が約１巻きとなり、中間部３ｋに位置するテープ部分が約３巻きとなるように、かつ軸方向のピッチ間隔ｐが約４ｍｍとなるようにして、ポリエステルテープを両端部３ｆ,３ｇから中間部３ｋにかけて巻き付けた。
【００４１】
図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａの芯金３ｂの構成は図４（ａ）に示すものと同じである。また、帯電ギャップＧを形成するための各ギャップ部材３ｄ,３ｅは、ともに厚みが２２μｍでかつ幅がともに４ｍｍのポリエステルテープを芯金３ｂの両端部の所定位置に２重に巻き付けて構成した。その場合、両端部３ｆ,３ｇに位置するテープ部分が約２巻きとなり、中間部３ｋに位置するテープ部分が約３巻きとなるように、かつ軸方向のピッチ間隔ｐが約４ｍｍとなるようにして、ポリエステルテープを両端部３ｆ,３ｇから中間部３ｋにかけて巻き付けた。
【００４２】
図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａは、芯金３ｂがＳＵＭ２２の表面にＮｉめっきを施して形成された。芯金３ｂにおける左右両端部３ｆ,３ｇは截頭円錐台形状に形成されず、左右両端部３ｆ,３ｇおよび中間部３ｋが互いに等径であり、芯金３ｂの両端から抵抗層３ｃまでの軸方向長さＬ3が６５ｍｍであり、芯金３ｂの他の構成は図４（ａ）に示すものと同じである。
【００４３】
また、帯電ギャップＧを形成するための各ギャップ部材３ｄ,３ｅは、ともに厚みが２２μｍでかつ幅がともに５ｍｍのポリエステルテープを芯金３ｂの両端部の所定位置に２重に巻き付けて構成した。その場合、テープの両端３ｄ1,３ｄ2が約４５°にカットされて周方向に１.５ｍｍの隙間ｓが形成されている。
【００４４】
図４（ａ）ないし（ｃ）の各帯電ローラ３ａとも、各ギャップ部材３ｄ,３ｅ間の芯金３ｂの外周面に、帯電部３ａ1として膜厚が３０μｍでかつ軸方向長さ（帯電量域幅；帯電部３ａ1の幅 ）が３３０ｍｍの抵抗層３ｃからなる表層を形成した。抵抗層３ｃは、ポリウレタン樹脂３０ｗｔ％、アクリル樹脂３０ｗｔ％、導電性酸化錫４０ｗｔ％の材料を標準仕様とした。その場合、導電性酸化錫の量は、標準仕様より±１０ｗｔ％になるように調整し、導電性酸化錫の量の変化分については、ポリウレタン樹脂の量を変化させることにより、調整した。そして、これらの材料を水とエタノールに溶解したものをスプレーで塗装することにより抵抗層３ｃを形成して、完成させた。帯電ローラ３ａの感光体ドラムへの当接圧力は５００ｇｆ／ｃｍである。
更に、ＡＣ電源としてＴｒｅｋ（ＡＣ出力用）（米国トレック社製）を用いた。ＤＣ電源は自作品を用いた。
そして、前述の各部品を用いて図１に示すような画像形成装置を作製した。
【００４５】
（実験条件および結果）
Ｎｏ.１ないし１５の実験では、表２に示す実験条件により印字試験を行った。
【００４６】
【表２】
2008040078.tif 000004
【００４７】
Ｎｏ.１ないし１５の共通の実験条件は、帯電ローラ３ａに印加する帯電電圧が直流電圧ＶDCと交流電圧ＶPPとの重畳電圧であり、交流電圧ＶPPがすべてサイン（ｓｉｎ）波である。また、プロセス速度が２１０ｍｍ／ｓｅｃであり、帯電ローラの周速と感光体の周速との周速比が１である。更に、現像印加電圧もＤＣ電圧とＡＣ電圧との重畳電圧であり、ＤＣ電圧ＶDC＝−２００Ｖ、ＡＣ電圧ＶPP＝１４００Ｖ、ＡＣ電圧の周波数ｆ＝３.０ｋＨｚの矩形波（５０％デューティ）であり、更に転写印加電圧が＋２００Ｖであった。
【００４８】
Ｎｏ.１ないし１５の個別の実験条件について説明する。
表２に示すように、Ｎｏ.１の実験での実験条件は、帯電ローラ（ＣＲ）の金属シャフトの中間部３ｋの外径φが９ｍｍ、帯電ギャップＧが２０μｍ、抵抗層３ｃの抵抗Ｒが１.２×１０6Ω、帯電電圧の直流電圧ＶDCが−６００Ｖ、帯電電圧の交流電圧ＶPPが１６００Ｖ、交流電圧ＶPPの周波数ｆが１.３Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００４９】
また、Ｎｏ.２の実験での実験条件は、帯電ローラ（ＣＲ）の金属シャフトの中間部３ｋの外径φが１０ｍｍ、帯電ギャップＧが２１μｍ、抵抗層３ｃの抵抗Ｒが５.２×１０6Ω、帯電電圧の直流電圧ＶDCが−５８０Ｖ、帯電電圧の交流電圧ＶPPが１６５０Ｖ、交流電圧ＶPPの周波数ｆが１.２Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５０】
更に、Ｎｏ.３の実験での実験条件は、外径φが１１ｍｍ、帯電ギャップＧが１８μｍ、抵抗Ｒが５.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−５９０Ｖ、交流電圧ＶPPが１７００Ｖ、周波数ｆが１.５Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５１】
更に、Ｎｏ.４の実験での実験条件は、外径φが１２ｍｍ、ギャップＧが３４μｍ、抵抗Ｒが５.２×１０5Ω、直流電圧ＶDCが−５５０Ｖ、交流電圧ＶPPが１８００Ｖ、周波数ｆが１.４Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.５の実験での実験条件は、外径φが９ｍｍ、ギャップＧが２８μｍ、抵抗Ｒが１.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−６００Ｖ、交流電圧ＶPPが１６９０Ｖ、周波数ｆが１.６Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５２】
更に、Ｎｏ.６の実験での実験条件は、外径φが１０ｍｍ、ギャップＧが２６μｍ、抵抗Ｒが８.２×１０6Ω、直流電圧ＶDCが−５８０Ｖ、交流電圧ＶPPが１８００Ｖ、周波数ｆが１.２Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.７の実験での実験条件は、外径φが１１ｍｍ、ギャップＧが２７μｍ、抵抗Ｒが３.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−５９０Ｖ、交流電圧ＶPPが１９００Ｖ、周波数ｆが１.３Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５３】
更に、Ｎｏ.８の実験での実験条件は、外径φが１２ｍｍ、ギャップＧが４５μｍ、抵抗Ｒが６.２×１０6Ω、直流電圧ＶDCが−５５０Ｖ、交流電圧ＶPPが１８９０Ｖ、周波数ｆが１.５Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.９の実験での実験条件は、外径φが９ｍｍ、ギャップＧが２０μｍ、抵抗Ｒが１.２×１０6Ω、直流電圧ＶDCが−６００Ｖ、交流電圧ＶPPが１６００Ｖ、周波数ｆが１.３Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５４】
更に、Ｎｏ.１０の実験での実験条件は、外径φが１０ｍｍ、ギャップＧが２１μｍ、抵抗Ｒが５.２×１０6Ω、直流電圧ＶDCが−５８０Ｖ、交流電圧ＶPPが１６５０Ｖ、周波数ｆが１.２Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.１１の実験での実験条件は、外径φが１１ｍｍ、ギャップＧが１８μｍ、抵抗Ｒが５.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−５９０Ｖ、交流電圧ＶPPが１７００Ｖ、周波数ｆが１.５Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５５】
更に、Ｎｏ.１２の実験での実験条件は、外径φが１２ｍｍ、ギャップＧが３４μｍ、抵抗Ｒが５.２×１０5Ω、直流電圧ＶDCが−５５０Ｖ、交流電圧ＶPPが１８００Ｖ、周波数ｆが１.４Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.１３の実験での実験条件は、外径φが９ｍｍ、ギャップＧが２８μｍ、抵抗Ｒが１.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−６００Ｖ、交流電圧ＶPPが１６９０Ｖ、周波数ｆが１.６Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ａ）に示す帯電ローラ３ａである。
【００５６】
更に、Ｎｏ.１４の実験での実験条件は、外径φが１０ｍｍ、ギャップＧが２６μｍ、抵抗Ｒが８.２×１０6Ω、直流電圧ＶDCが−５８０Ｖ、交流電圧ＶPPが１８００Ｖ、周波数ｆが１.２Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｂ）に示す帯電ローラ３ａである。
更に、Ｎｏ.１５の実験での実験条件は、外径φが１１ｍｍ、ギャップＧが２７μｍ、抵抗Ｒが３.２×１０7Ω、直流電圧ＶDCが−５９０Ｖ、交流電圧ＶPPが１９００Ｖ、周波数ｆが１.３Ｈｚ、帯電ローラ３ａの構成が図４（ｃ）に示す帯電ローラ３ａである。
したがって、実験Ｎｏ.１、２、４、５、７、８，１０、１１、１３、および１４が本発明の実施例であり、また、実験Ｎｏ.３、６、９、１２、および１５が本発明の比較例である。
【００５７】
（耐久試験）
耐久試験はＮｏ.１ないしＮｏ.１５のすべての実験で同じであり、Ａ４サイズの普通紙全面に２０％濃度のモノクロベタ印字を２０００枚連続で行った。そして、２０００枚印字を終了した時点で、目視で画像不良がない場合を良好（○）と判定し、また、２０００枚印字の終了前に画像不良が認められた場合を不良（×）と判定するとともに、その原因を観察した。
【００５８】
実験結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明の実施例に対するＮｏ.１、２、４、５、７、８，１０、１１、１３、および１４の各実験では、いずれも２０００枚印字を終了しても、画像不良がなく、良好（○）な画質が得られた。一方、本発明の比較例に対するＮｏ.３の実験では２５０枚印字で画像不良（×）が認められ、その原因を調べたところ、テープ状ギャップ部材の感光体との当接部への進入開始側の端部で、テープの剥がれが認められた。またＮｏ.６の実験では４２０枚印字で画像不良（×）が認められ、同様にテープの剥がれが認められた。更にＮｏ.９の実験では４８０枚印字で画像不良（×）が認められ、同様にテープの剥がれが認められた。更にＮｏ.１２の実験では５４０枚印字で画像不良（×）が認められ、同様にテープの剥がれが認められた。更にＮｏ.１５の実験では８２４枚印字で画像不良（×）が認められ、同様にテープの剥がれが認められた。これにより、本発明により所期の効果を得ることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の画像形成装置は、両端部に巻き付き固定されたテープ状のフィルム部材からなるギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて、像担持体を非接触帯電する帯電ローラおよびこれを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【図２】図１に示す例の感光体および帯電ローラを模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す例の帯電ローラを示し、（ａ）は部分拡大図、（ｂ）は帯電ローラによる感光体の帯電の挙動を説明する図である。
【図４】実験に用いた帯電ローラを示し、（ａ）は本発明の実施例を示す部分拡大図、（ｂ）は本発明の他の実施例を示す部分拡大図、（ｃ）は本発明の比較例を示す部分拡大図である。
【図５】従来の画像形成装置における帯電ローラを示し、（ａ）は感光体とともに示す図、（ｂ）は帯電ローラの一例を示す部分拡大図、（ｃ）は（ｂ）における左側面図、（ｄ）は帯電ローラの他の例を示す部分拡大図、（ｅ）は（ｄ）における左側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…画像形成装置、２…感光体、２ａ…金属素管、２ｂ…有機感光層、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｂ…芯金、３ｃ…抵抗層、３ｄ…第１ギャップ部材、３ｅ…第２ギャップ部材、３ｆ…芯金の端部、３ｇ…芯金の端部、３ｋ…芯金の中間部
【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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