(57)【要約】【課題】帯電ローラの抵抗を安定させつつ、低コスト化を図る。【解決手段】帯電ローラ３ａは絶縁性基材３ｂを備えており、この絶縁性基材３ｂは絶縁性樹脂から構成されている。絶縁性基材３ｂの外周面および両端面には、導電性樹脂からなる導電部３ｃが形成されている。また、導電部３ｃの外周面には、テープ状のフィルム部材を巻き付けることにより、帯電ギャップＧを設定する第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅが固定されている。更に、絶縁性基材３ｂの両端部には、この絶縁性基材３ｂの両端の導電部３ｃを貫通して導電軸３ｆ,３ｇが同一軸線上に取り付けられている。これらの導電軸３ｆ,３ｇと導電部３ｃとは電気的に導通している。コストの安い絶縁性基材３ｂを用いることで、低コスト化を図ることができる。【選択図】    図３
2008242141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材と、この絶縁性基材の外周面および両端面を覆う導電性表層と、前記絶縁性基材の両端部にそれぞれ軸方向に突出しかつ前記導電性表層に電気的に導通する導電軸と、前記導電性表層の外周面に設けられかつ帯電ギャップを設定するギャップ部材とを少なくとも備えることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】
前記絶縁性基材は絶縁性樹脂からな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】
前記導電性表層は導電性樹脂からな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】
前記導電軸は、前記絶縁性基材の両端部にそれぞれ個別に設けられる一対の導電軸であるか、または前記絶縁性基材を軸方向の貫通しかつ前記絶縁性基材の両端部からそれぞれ軸方向に突出する１つの導電軸であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の帯電ローラ。
【請求項５】
静電潜像が形成される像担持体と、ギャップ部材が前記像担持体に当接して所定の帯電ギャップを設定することで前記像担持体を非接触帯電する請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラを有する帯電装置と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置とを少なくとも備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電ローラに印加する帯電電圧は、直流電圧と交流電圧との重畳電圧であることを特徴とする請求項５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、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と、この帯電ローラを備えた、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、両端部に設けられたギャップ部材を像担持体に当接させることで、像担持体に対して所定の帯電ギャップを設定して、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）。この特許文献１に記載の帯電ローラでは、基材である金属シャフトの外周面に導電性樹脂を射出成形することにより電気抵抗調整層が設けられているとともに、この電気抵抗調整層の外周面に電気抵抗樹脂組成物からなる表面層が設けられている。この特許文献１に記載の帯電ローラでは、電気抵抗調整層が設けられることで、絶縁破壊が起き難く、リークの問題が少ない。
【特許文献１】特開２００６−３３０４８３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の帯電ローラでは３層構造であり、電気抵抗調整層を構成するコストの高い導電性樹脂を用いているため、製造上低コスト化を図ることが難しいという問題がある。また、電気抵抗調整層が射出成形により金属シャフトに設けられることも、低コスト化を妨げている。更に、金属シャフトの基材から電気抵抗調整層を通して電圧が印加されるため、環境変動等による電気抵抗調整層の抵抗変動により電圧降下率が変動する。したがって、感光体の表面電位の調整に複雑な制御機構を必要とするという問題がある。
【０００４】
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、抵抗が安定しつつ、低コスト化を図ることのできる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】
【０００５】
前述の課題を解決するために、本発明に係る帯電ローラでは、その基材としてコストの安い絶縁性基材を用いている。したがって、従来のように導電性樹脂を用いた基材に比べて低コスト化が効果的に可能となる。特に、絶縁性基材に絶縁性樹脂を用いることで、より一層の低コスト化を図ることができる。
また、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いることで、表面抵抗を低くできるようになる。これにより、帯電ローラの抵抗安定性を向上させることができる。
【０００６】
更に、従来の帯電ローラのように、基材の主な材料として金属シャフトを用いると重量が大きくなる。このため、金属シャフトはその自重で撓みを生じてしまい、軸方向に均一な帯電ギャップを得ることができなくなる。そして、均一な帯電ギャップが得られないと、均一な帯電を行うことが難しくなり、帯電均一性に弊害を招く。これに対して、本発明の帯電ローラでは、基材の主な材料として絶縁性基材を用いているので、軽量化が可能となる。したがって、絶縁性基材の撓みの発生が抑制されて、より均一な帯電ギャップを得ることができる。これにより、均一な帯電を行うことができる。
【０００７】
更に、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いているので、従来のような環境の影響を受けやすい導電性樹脂層を用いる場合に比べて基材を環境の影響を受け難くできる。したがって、環境変動にかかわらず、帯電ローラの抵抗安定性を更に向上させることができる。
更に、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いているので、リークを発生し難くできる。したがって、像担持体にピンホール等が存在した場合などのように、仮にリークが発生しても、その傷が広がることを阻止できる。
【０００８】
更に、導電性表層のみに電荷を発生させているので、電流が導電性表層から絶縁性基材側に流れることを防止できる。したがって、従来のような導電性基材に導電性樹脂を塗布して帯電ローラを形成した場合に起こる次のような問題を解決することができる。すなわち、帯電は帯電ローラの基材と像担持体との間に高電界を形成して放電を起こすことにより行われるため、電流が基材から基材上の樹脂塗装面に流れるようになる。しかも、交流電界を印加すると、電流の向きがその周波数によって瞬時に変化する。したがって、基材上の樹脂塗装面は過度の電気的ストレスを受けるため、塗装の剥げ、あるいは塗装の浮き等の問題があるが、本発明の帯電ローラによれば、これらの問題を解決することができる。
【０００９】
更に、本発明に係る画像形成装置ではこのような本発明の帯電ローラを用いているので、帯電ローラにより像担持体を安定して帯電することができる。したがって、良好な画像を長期にわたって形成することができる。
【００１０】
更に、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を印加することで、像担持体と帯電ローラとの間の帯電ギャップが不均一であったり、急激な環境変動があったりしても、像担持体を良好にかつ安定して帯電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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装置を模式的に示す図、図３（ａ）はこの例の金属ローラの軸方向断面を模式的に示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う横断面図である。
【００１２】
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の周囲に感光体２の回転方向（図１では、時計回り）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。
【００１３】
この例の感光体２は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の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、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、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。
【００１４】
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の回転方向と逆方向α（図１において、反時計回り）に回転される。図２および図３（ａ）,（ｂ）に示すように、帯電ローラ３ａは絶縁性基材３ｂを備えており、この絶縁性基材３ｂは絶縁性樹脂から構成されている。絶縁性基材３ｂの絶縁性樹脂には、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂などが用いられる。
【００１５】
絶縁性基材３ｂの外周面および両端面には、導電性樹脂からなる導電部（導電性表層）３ｃが形成されている。導電部３ｃの導電性樹脂には、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂に、導電性酸化錫または導電性カーボンブラック（ＣＢ）等の導電性物質を混入して得られたものが用いられる。その場合、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂と、導電性酸化錫または導電性カーボンブラック（ＣＢ）等の導電性物質とは、所定の重量（ｗｔ）％の割合で混合される。
【００１６】
導電部３ｃの外周面には、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。これらの第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは感光体２の外周面に所定の力で当接することで、非接触帯電を行うための帯電ギャップＧを設定する。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅには、例えば、帯電ギャップに対応した所定の膜厚のポリエステルテープ（住友スリーエム社製）などの絶縁性テープが用いられる。もちろん、他の絶縁部材で第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅを構成することもできる。
【００１７】
更に、絶縁性基材３ｂの両端部には、この絶縁性基材３ｂの両端の導電部３ｃを貫通して導電軸３ｆ,３ｇが同一軸線上に取り付けられている。これらの導電軸３ｆ,３ｇには、例えばＳＵＳ等の導電性の金属が用いられる。これらの導電軸３ｆ,３ｇと導電部３ｃとは電気的に導通している。また、各導電軸３ｆ,３ｇは帯電ローラ３ａの回転軸にもなっている。
【００１８】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、導電軸３ｆ,３ｇの少なくとも一方には、板ばねからなる帯板状の電圧印加部材８が弾性的に当接されている。そして、感光体２の帯電時に、帯電電圧がこの電圧印加部材８を通して導電軸７に印加されるようになっている。その場合、帯電電圧は直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との重畳電圧である。
【００１９】
このように構成されたこの例の帯電ローラ３ａは、まず絶縁性基材３ｂの両端に導電軸３ｆ,３ｇを取り付ける。次に、これらの導電軸３ｆ,３ｇを支持した状態で絶縁性基材３ｂを回転させながら、絶縁性基材３ｂの外周面および両端面に導電性樹脂を塗装をして所定膜厚の導電部３ｃを形成する。次に、形成された導電部３ｃの外周面の所定位置に絶縁性テープを貼着して、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅを形成する。
【００２０】
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Ｔが供給されるとともに、この現像ローラ５ａ上のトナーＴ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Ｔ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。
【００２１】
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９に転写される。そして、トナー像が転写媒体９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９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。
【００２２】
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。
【００２３】
この例の帯電ローラ３ａによれば、帯電ローラ３ａの基材にコストの安い絶縁性樹脂からなる絶縁性基材３ｂを用いているので、従来のように導電性樹脂を用いた基材に比べて低コスト化が効果的に可能となる。また、帯電ローラ３ａの基材に絶縁性基材３ｂを用いることで、表面抵抗を低くできるようになる。これにより、帯電ローラ３ａの抵抗安定性を向上させることができる。
【００２４】
更に、基材の主な材料として金属シャフトを用いると重量が大きくなる。このため、金属シャフトはその自重で撓みを生じてしまい、軸方向に均一な帯電ギャップＧを得ることができなくなる。そして、均一な帯電ギャップＧが得られないと、均一な帯電を行うことが難しくなり、帯電均一性に弊害を招く。これに対して、この例の帯電ローラ３ａでは、基材の主な材料として絶縁性基材３ｂを用いているので、軽量化が可能となる。したがって、絶縁性基材３ｂの撓みの発生が抑制されて、より均一な帯電ギャップＧを得ることができる。これにより、均一な帯電を行うことができる。
【００２５】
更に、基材に絶縁性基材３ｂを用いているので、従来のような環境の影響を受けやすい導電性樹脂層を用いる場合に比べて基材を環境の影響を受け難くできる。したがって、環境変動にかかわらず、帯電ローラ３ａの抵抗安定性を更に向上させることができる。
更に、基材に絶縁性基材３ｂを用いているので、リークを発生し難くできる。したがって、感光体２にピンホール等が存在した場合などのように、仮にリークが発生しても、その傷が広がることを阻止できる。
【００２６】
更に、導電部３ｃが表層のみであるので、電荷の発生をこの導電部３ｃのみにすることができる。これにより、電流を表層の導電部３ｃから絶縁性基材３ｂ側に流れることを防止できる。したがって、従来のような導電性基材に導電性樹脂を塗布して帯電ローラを形成した場合に起こる次のような問題を解決することができる。すなわち、帯電は帯電ローラ３ａの基材と感光体２との間に高電界を形成して放電を起こすことにより行われるため、電流が基材から基材上の樹脂塗装面に流れるようになる。しかも、交流電界を印加するため、電流の向きがその周波数によって瞬時に変化する。したがって、基材上の樹脂塗装面は過度の電気的ストレスを受けるため、塗装の剥げ、あるいは塗装の浮き等の問題があるが、この例の帯電ローラ３ａによれば、これらの問題を解決することができる。
【００２７】
更に、この例の画像形成装置１では、このような帯電ローラ３ａを用いているので、帯電ローラ３ａにより感光体２を安定して帯電することができる。したがって、この例の画像形成装置１により、良好な画像を長期にわたって形成することができる。
【００２８】
更に、帯電ローラ３ａに直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を印加しているので、絶縁性基材３ｂを用いた帯電ローラ３ａであっても、感光体２と帯電ローラ３ａとの間の帯電ギャップＧが不均一であったり、急激な環境変動があったりした場合に、感光体２のを良好にかつ安定して帯電することができる。
【００２９】
図５（ａ）は、本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的に示す軸方向に沿った断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるVB−VB線に沿う断面図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
前述の図３に示す例の帯電ローラ３ａでは、両端部の導電軸３ｆ,３ｇが別体にされて設けられている。これに対して、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、１本の導電軸３ｈが設けられている。この導電軸３ｈは絶縁性基材３ｂの中心を軸方向に貫通して、絶縁性基材３ｂの両端から軸方向に突出して設けられる。
この例の帯電ローラ３ａの他の構成は、前述の例の帯電ローラ３ａと同じである。
この例の帯電ローラ３ａによれば、導電軸３ｈが絶縁性基材３ｂを軸方向に貫通しているため、前述の例より若干重量が増大する。しかし、電流が導電軸３ｈから表層の導電部３ｃに流れて放電が行われるだけであって、この電流は表層の導電部３ｃから絶縁性基材３ｂには流れない。したがって、この例の帯電ローラ３ａの作用効果は、前述の作用効果と実質的に同じである。
【００３１】
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）
実験装置はセイコーエプソン社（株）製のカラープリンタＬＰ９０００Ｃを、帯電部分のみを前述の各実施例および各比較例の帯電ローラを装着可能に改造して使用した。実験は、室温２５℃、相対湿度６０％の環境下で行った。
【００３２】
帯電ローラ３ａに印加する電圧ＶCR（Ｖ）は、直流電圧ＶDC（Ｖ）に交流電圧ＶAC（Ｖ）重畳した電圧である（ＶCR ＝ ＶDC＋ＶAC）。具体的には、ＶDC ＝ −６００（Ｖ）、ＶAC ＝ （ＶPP／２）×ｓｉｎ２πｆｔ（周波数ｆ＝１.３Ｈｚ、時間ｔ（ｓｅｃ）、振幅ＶPP（Ｖ））に設定した。振幅ＶPP（Ｖ）は、帯電時の印加電流の実効値ＩRMS（ｍＡ）が１.２ｍＡとなるように各実施例および各比較例毎に変えて設定した。各実施例および各比較例毎の振幅ＶPP（Ｖ）を後述する表１および表２に示す。
【００３３】
また、各帯電ローラの表面抵抗は、ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（株式会社ダイアインスツルメンツ社製）を用いて測定した。その場合、表面抵抗の測定は２０×２０ｍｍ2□のアルミプレートに、表１に示す導電部３ｃの塗装膜と同じ材料でかつ同じ膜厚で塗装膜を作製して行った。
【００３４】
実験は、各実施例および各比較例の帯電ローラ３ａに対して、前述の帯電電圧ＶCR（Ｖ）を印加して、Ａ３相当の全面ベタ印字（２５％ハーフトーンの印字）を１０００（１ｋ）枚行い、均一帯電ができているか否かを目視観察して画像が良好に得られるか否かを確認した。その場合、画像全体に斑点の帯電斑が出現した場合、または帯電が行われず、トナーが濃すぎる画像が出力された場合に、帯電不良であると判断して、画像評価を不良とした。また、それ以外では、帯電良好であると判断して、画像評価を良とした。
【００３５】
なお、帯電ローラ３ａに対する帯電電圧ＶCR（Ｖ）の印加方法は、図４（ａ）および（ｂ）に示す板ばねからなる帯板状の電圧印加部材８を用いて帯電電圧ＶCR（Ｖ）を各導電軸３ｆ,３ｈ,３ｉに印加する方法を用いた。
また、以下の各実施例および各比較例の絶縁性基材３ｂおよび導電部３ｃに用いられるＰＵおよびＰＯＭは、いずれも市販のものを用いた。また、ＣＢは三菱化学（株）製ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤを用いた。更に、導電性酸化錫は、株式会社ジェムコの商品名「Ｔ−１」の導電性酸化を用い、この「Ｔ−１」はスズ−アンチモン系酸化物である。
【００３６】
（実施例１ないし２８の帯電ローラ）
実験に用いた実施例１ないし２８の帯電ローラ３ａは前述の製造方法で製造した。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは、住友スリーエム社製のポリエステルテープ（膜厚２０μｍ；幅５ｍｍ）を導電部３ｃの両端からそれぞれ約２ｍｍ離して導電部３ｃの外周面に貼着した。各実施例の帯電ローラ３ａを表１に示す。
【００３７】
【表１】
2008242141.tif 000003
【００３８】
実施例１ないし１６の帯電ローラ３ａは、図３（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。各実施例の帯電ローラ３ａの導電軸３ｆ,３ｇには、φ６ｍｍのＳＵＳ３０４製の軸を用い、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。
【００３９】
また、実施例１ないし９の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの絶縁性樹脂であるＰＵを用いた。更に、実施例１の導電部３ｃは、ＰＵ２０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ８０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０3Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例２の導電部３ｃは、ＰＵ３０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ７０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.５×１０3Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例３の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０4Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８２０（Ｖ）に設定した。実施例４の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、９.８×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８６０（Ｖ）に設定した。実施例５の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８５０（Ｖ）に設定した。実施例６の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.０×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８８０（Ｖ）に設定した。実施例７の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.８×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９００（Ｖ）に設定した。実施例８の導電部３ｃは、ＰＵ８５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.８×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。実施例９の導電部３ｃは、ＰＵ９０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ１９ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、４.８×１０8Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。
【００４０】
実施例１０ないし１６の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの絶縁性樹脂であるＰＯＭを用いた。更に、実施例１０の導電部３ｃは、ＰＯＭ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、６.５×１０4Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８２０（Ｖ）に設定した。実施例１１の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例１２の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚５５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.０×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例１３の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.４×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８６０（Ｖ）に設定した。実施例１４の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.８×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９３０（Ｖ）に設定した。実施例１５の導電部３ｃは、ＰＯＭ８５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ１５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.４×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９５０（Ｖ）に設定した。実施例１６の導電部３ｃは、ＰＯＭ９０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.３×１０8Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。
【００４１】
実施例１７ないし２８の帯電ローラ３ａは、図５（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。各実施例の帯電ローラ３ａの導電軸３ｈには、φ６ｍｍのＳＵＳ３０４製の軸を用い、この軸を絶縁性基材３ｂを軸方向に貫通させて、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。また、実施例１７いし２１の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍｍ内径φ６ｍｍの円筒状の絶縁性樹脂であるＰＵを用いた。更に、実施例１７の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０4Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８１０（Ｖ）に設定した。実施例１８の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚１２０μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.８×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８１０（Ｖ）に設定した。実施例１９の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.１×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例２０の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.９×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。実施例２１の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、３.８×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は２０１０（Ｖ）に設定した。実施例２２の導電部３ｃは、ＰＯＭ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、６.４×１０4Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８１５（Ｖ）に設定した。実施例２３の導電部３ｃは、Ｐ〜Ｍ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚１９０μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.８×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例２４の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例２５の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、３.４×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。実施例２６の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.９×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。実施例２７の導電部３ｃは、ＰＯＭ８５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ���５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.６×１０7Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１９７０（Ｖ）に設定した。実施例２８の導電部３ｃは、ＰＯＭ９０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.９×１０8Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は２２００（Ｖ）に設定した。
【００４２】
（比較例１ないし５の帯電ローラ）
実験に用いた比較例１ないし５の帯電ローラ３ａは、図６（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、このタイプの帯電ローラ３ａには絶縁性基材３ｂは用いられていない。代わりに、金属シャフト３ｉが用いられている。この金属シャフト３ｉはＳＵＳ３０４から製造され、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの金属シャフト部分とその両端にφ６ｍｍの導電軸とを形成して、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。そして、これらの比較例１ないし５の帯電ローラ３ａは前述の製造方法で製造した。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは、住友スリーエム社製のポリエステルテープ（膜厚２０μｍ；幅５ｍｍ）を導電部３ｃの両端からそれぞれ約２ｍｍ離して導電部３ｃの外周面に貼着した。各比較例の帯電ローラ３ａを表２に示す。
【００４３】
【表２】
2008242141.tif 000004
【００４４】
比較例１の導電部３ｃは、ＰＵ２０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ８０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０3Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１７００（Ｖ）に設定した。比較例２の導電部３ｃは、ＰＵ３０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫７０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.５×１０3Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１７００（Ｖ）に設定した。比較例３の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０4Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１７８０（Ｖ）に設定した。比較例４の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、９.８×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８７０（Ｖ）に設定した。比較例５の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０6Ω／ｃｍ2であった。更に、印加する交流電圧の振幅ＶPP（Ｖ）は１８５０（Ｖ）に設定した。
【００４５】
（実験結果）
それぞれの実験結果を表１および表２に示す。
表１に示すように、絶縁性基材を用いた実施例では、表面抵抗率が１.８×１０7Ω／ｃｍ2を超える高抵抗である実施例６ないし９、１３ないし１６、２０，２１、および２５ないし２８においては、不良であった。また、表面抵抗率が９.８×１０6Ω／ｃｍ2以下の低抵抗である実施例１ないし５、１０ないし１２、１７ないし１９、および２２ないし２４においては、良であった。これにより、本発明のように絶縁性基材３ｂを用いても、表面抵抗率を例えば１０3Ω／ｃｍ2のオーダー等の低い表面抵抗に設定することで、抵抗を安定させて均一な帯電を行うことができることが確認された。したがって、本発明の帯電ローラを備えた画像形成装置１では、コストの安価な絶縁性基材３ｂを用いることで良好な画像形成を安価にできる。
【００４６】
一方、表２に示すように導電性基材を用いた比較例では、表面抵抗率が５.５×１０4Ω／ｃｍ2を超える低抵抗である比較例１ないし３においては、不良であった。このように画像評価した理由は、帯電ローラ３ａと感光体２との間で絶縁破壊が起きて感光体が損傷し、リークを生じたことが確認されたためである。また、表面抵抗率が８.５×１０6Ω／ｃｍ2を超える高抵抗である比較例４および５においては、良であった。これにより、従来のように導電性基材を用いた場合でも、表面抵抗率を低く設定すると、リークが生じて良好な帯電が行われないことが分かった。
以上の実験結果から、本発明のように帯電ローラ３ａに絶縁性樹脂からなる絶縁性基材３ｂを用いた場合でも、良好な帯電を実現することが可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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に示す例の画像形成装置に用いられる感光体および帯電ローラを模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は帯電ローラの実施の形態の一例を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）は帯電ローラへの帯電電圧の印加を説明する図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB−IVB線に沿う断面図である。
【図５】（ａ）は帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるVB−VB線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）は比較例の帯電ローラを模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VBI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｂ…絶縁性基材、３ｃ…導電部（導電性表層）、３ｄ…第１ギャップ部材、３ｅ…第２ギャップ部材、３ｆ,３ｇ,３ｈ,３ｉ…導電軸、４…光書込み装置、５…現像装置、６…転写装置、８…電圧印加部材
【図１】
2008242141.tif 000005
【図２】
2008242141.tif 000006
【図３】
2008242141.tif 000007
【図４】
2008242141.tif 000008
【図５】
2008242141.tif 000009
【図６】
2008242141.tif 000010