(57)【要約】【課題】不快で耳障りな帯電音を低減する効果が大きく、シンプルな構成であり、像担持体の磨耗量を激減することができる電子写真用ローラを提供する。更に該電子写真用ローラを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】外層を形成する弾性体からなる円筒１２と、該円筒に内包されたコイル１４とを備えてなることを特徴とする電子写真用ローラ、少なくとも該電子写真用ローラを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ、及び少なくとも該電子写真用ローラを備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外層を形成する弾性体からなる円筒と、該円筒に内包されたコイルとを備えてなることを特徴とする電子写真用ローラ。
【請求項２】
前記コイルが、スパイラル形状又はメッシュ形状であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用ローラ。
【請求項３】
前記コイルが、円形状又は平板状からなる導電性材料をスパイラル形状又はメッシュ形状に加工して得られたコイルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用ローラ。
【請求項４】
前記コイルが、金属、又は金属以外の材料に導電性を付与した材料からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項５】
前記コイルの両端部に、回転運動を該コイルに伝達することが可能な部材を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項６】
前記部材が、中実部材であることを特徴とする請求項５に記載の電子写真用ローラ。
【請求項７】
前記部材が、回転可能な駆動部に連結可能なフックであることを特徴とする請求項５に記載の電子写真用ローラ。
【請求項８】
前記コイルが、コイルにかかる張力の変化により振動することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項９】
帯電ローラであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項１０】
転写ローラであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電子写真用ローラ。
【請求項１１】
少なくとも請求項１〜１０の何れか１項に記載の電子写真用ローラを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、
前記帯電手段が請求項９に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段と、を備える画像形成装置であって、
前記転写手段が請求項１０に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置であって、
前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、請求項１０に記載の電子写真用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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子写真装置に利用し得る電子写真用ローラ、該電子写真用ローラを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。特に帯電ローラ、転写ローラ、中間転写方式に用いられる１次転写ローラ、２次転写ローラ等の電子写真用ローラ、該電子写真用ローラを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
ここで、本発明における電子写真用ローラとは、例えば帯電ローラ、転写ローラ、中間転写方式に用いられる１次転写ローラ及び２次転写ローラ等の導電性乃至半導電性ローラであって、像担持体としての感光体又は中間転写体に接触或いは近接し用いられるものである。
尚、前記像担持体としての感光体又は中間転写体は、ドラム形状体又はベルト形状体及びそれらに準ずる形状であっても構わない。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触帯電及び接触転写方式を採用しており、なかでも耐摩耗性や転写部での転写材搬送性に優れたローラ状の部材が主流となっている。
ローラ状の部材は、弾性を有する材料が用いられ、像担持体である感光体や中間転写体に対して十分なニップの形成を可能としている。
これらの電子写真用ローラとしては、一般的に、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ等の芯金外周上にゴム及びエラストマー等の弾性材料に導電性カーボンや金属フィラー、更にはイオン導電剤等を混練することにより、用途に応じた電気抵抗に調整された半導電性の弾性ローラが用いられている。
【０００３】
しかしながら、電子写真用ローラとして従来の半導電性の弾性ローラを用いる場合には、以下に示すような問題が存在する。
第１の問題として、画像形成装置の使用環境がオフィスからパーソナルユースへと移行するに伴い、静粛性への要求は年々高まっているが、特に帯電ローラの使用方法として主流である直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加する方法を用いた場合には、高周波の振動音、所謂  帯電音が発生することが挙げられる。この帯電音とは耳触りで不快な音であり大きな技術課題となっている。
この帯電音を防止する一つの手法として感光体の中に重りをいれ、帯電ローラからの高周波の振動伝達を防止する方法が提案されている。しかしながら、この手法では重りという部材と、それを感光体の中に固定する工程（接着）が新たに必要となり、コストアップは免れない。
【０００４】
また、帯電音を防止する別の手法として帯電ローラの弾性層の硬度をより低硬度化する或いは、弾性層を発泡体で形成し高周波の振動を吸収するものがある。しかしながら、この手法に於いては弾性層の硬度をより低くする為に多量の軟化剤や可塑剤等が必要であり、これらの成分は感光体と反応しやすいものが多く、長時間半導電性の弾性ローラと感光体に圧接した状態で放置すると、これらの成分が帯電ローラより滲出して感光体を改質、或いは汚染してしまうという問題がある。加えて、弾性層を発泡体で形成する場合でも同様に軟化剤や可塑剤の滲出が懸念されると共に、発泡層の外周上に表面層を形成或いは接着し、ある程度の平滑な層を形成するには複雑な製造工程が必要となりコストアップの要因となっている。
【０００５】
第２の問題として、昨今はプリント及びコピー単価の低減（所謂  ランニングコスト低減）の為、感光体の長寿命化が求められているが、先に述べた直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加する場合には、感光体と帯電ローラ間の微少ギャップで生じる放電により感光体表面が激しく削られ（所謂  エッチング作用）、感光体の寿命を大きく支配していることが挙げられる。
そこで帯電音及び感光体削れの対策として、帯電ローラに直流バイアスのみを印加する所謂ＤＣ帯電が提案されている。しかしながらこのＤＣ帯電で均一な帯電を可能とするには、今まで以上に、抵抗の均一性と常に一定のニップ状態を長期に渡り維持し続けることとが要求される。
同様に直流バイアスのみを印加する転写ローラに於いても、抵抗均一性及び像担持体とのニップ状態を確実に形成し維持することは重要な課題である。
【０００６】
第３の問題として、帯電ローラ及び転写ローラへの汚れの付着が挙げられる。これらローラの性能を長期間維持する為には汚れの付着が大きな問題となっている。一般にトナーには、その粉体流動性、帯電性、転写性、及びクリーニング性を確保するために外添剤と呼ばれる更に粒子径（平均粒子径で約１〜５０ナノメートル）の小さな物質が混合されている。この外添剤の混合量は、トナーの比表面積で決まるため、トナーの粒子径が小さければ小さいほど外添剤混合量が多くなる。
更に、画像形成時にトナーの消費量が多ければ多いほどクリーニング部に到達する外添剤も増える。例えば、４色のトナーを順次現像するフルカラー画像形成装置では、写真原稿等が多いため、消費されるトナー量が、通常の白黒原稿に比べて約１０倍も多く、従って外添剤の量も非常に多くなる。近年主流と成りつつある球形で粒径が小さく且つ、粒度分布のシャープなトナーを用いた場合も例外では無い。これら外添剤は像担持体のクリーニング部材をすり抜け易く、また飛散し易い。その結果、長期の使用に於いては帯電ローラや転写ローラの表面に付着し、徐々に蓄積してしまう。従って帯電ローラや転写ローラの電気抵抗及び表面形状に変化をもたらし、帯電ローラや転写ローラの本来の性能が維持できなくなってしまうのである。
【０００７】
これらの問題に対し、注入帯電技術なる新たな像担持体（特に感光体）表面の帯電技術が提案され、一部商品に取り入れられている。
この技術は印加した直流バイアス値がそのまま像担持体（特に感光体）表面電位と出来る為、交流バイアスの印加は理論的には必要ない。従って第１及び第２の問題である、帯電音や像担持体（特に感光体）の表面を削ると言った問題に対する一つの解決方法といえなくもない。
しかしながら、金属スリーブ内部の磁石により金属スリーブ外周に磁性体粉末を保持するという、所謂磁気ブラシ帯電部材と、電荷注入層を備えた像担持体（特に感光体）の組み合わせを必要とするため高度な技術が必要であり、更に磁気ブラシ及び電荷注入層を備えた像担持体（特に感光体）は何れも高価である。
【０００８】
また、前記注入帯電技術では磁気ブラシを電荷注入層を備えた像担持体（特に感光体）よりも高速で回転し電荷注入の機会を増加させる必要があり、この為両社の間にはギヤやベルト等の駆動伝達機構が新たに必要とされている。
更に、磁性体と言う金属粉末で像担持体（特に感光体）表面を摺擦し続ける為、像担持体（特に感光体）表面を削る事は勿論であるが、時には電荷注入層を貫通摺るほどの傷をつけてしまう可能性も潜んでいる。
更に加えては、金属スリーブ外周の磁性体粉末にトナーや紙粉が付着し、電気抵抗が変化する事に伴い電荷注入能力が低下することや、金属スリーブ外周の磁性体粉末が脱落し電荷注入密度が低下したり、脱落した磁性体が画像上（用紙上）にまで到達し、画像不良となることも容易に推察できる。
【０００９】
一方、支持部材の外周面を被覆部材で覆い、該支持部材の内側に軸方向に貫通する芯材と、該芯材と前記支持部材との間に介装されて前記支持部材を保持する弾性体とを備える接触帯電部材が提案されている。しかし、該接触帯電部材は一定の効果を示すものの満足できるものではない（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０９−２３０６７１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、前記諸問題に鑑みてなされたものであり、不快で耳障りな帯電音を低減する効果が大きく、シンプルな構成であり、像担持体の磨耗量を激減することができる電子写真用ローラを提供することを目的とする。更に該電子写真用ローラを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題は以下の本発明により達成された。
＜１＞  外層を形成する弾性体からなる円筒と、該円筒に内包されたコイルとを備えてなることを特徴とする電子写真用ローラ。
＜２＞  前記コイルが、スパイラル形状又はメッシュ形状であることを特徴とする＜１＞に記載の電子写真用ローラ。
【００１３】
＜３＞  前記コイルが、円形状又は平板状からなる導電性材料をスパイラル形状又はメッシュ形状に加工して得られたコイルであることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の電子写真用ローラ。
＜４＞  前記コイルが、金属、又は金属以外の材料に導電性を付与した材料からなることを特徴とする＜１＞〜＜３＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラ。
【００１４】
＜５＞  前記コイルの両端部に、回転運動を該コイルに伝達することが可能な部材を有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラ。
＜６＞  前記部材が、中実部材であることを特徴とする＜５＞に記載の電子写真用ローラ。
＜７＞  前記部材が、回転可能な駆動部に連結可能なフックであることを特徴とする＜５＞に記載の電子写真用ローラ。
【００１５】
＜８＞  前記コイルが、コイルにかかる張力の変化により振動することを特徴とする＜１＞〜＜７＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラ。
＜９＞  帯電ローラであることを特徴とする＜１＞〜＜８＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラ。
＜１０＞  転写ローラであることを特徴とする＜１＞〜＜８＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラ。
【００１６】
＜１１＞  少なくとも＜１＞〜＜１０＞の何れか１つに記載の電子写真用ローラを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
＜１２＞  少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電手段が＜９＞に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
＜１３＞  少なくとも、像担持体と、該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記転写手段が＜１０＞に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
＜１４＞  像担持体と、該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、＜１０＞に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子写真用ローラ、該電子写真用ローラを備えるプセスカートリッジ及び画像形成装置について説明する。
【００１９】
＜電子写真用ローラ＞
図１は、本発明の電子写真用ローラの第一の実施の形態を示す側面断面図である。
図１に示されるように、電子写真用ローラ１０は、外層を形成する弾性体からなる円筒１２と、円筒１２に内包されたコイル１４とを備える。
更に本発明の電子写真用ローラは、コイル１４の両端部に回転運動をコイル１４に伝達することが可能な部材を有することが好ましく、該部材としては中実部材及び回転可能な駆動部に連結可能なフックが好ましく挙げられる。
図１に示される電子写真用ローラ１０は、回転運動をコイル１４に伝達することが可能な部材として中実部材１６を有する。
【００２０】
先ず、円筒１２について説明する。円筒１２はシームレスチューブであることが好ましい。円筒１２がシームレスチューブであると、円筒１２に内包されたコイル１４により円筒１２の外径が維持され、後述するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に用いた場合、像担持体に対して安定したニップを形成できると共に、コイル１４に印加した電圧が円筒１２に伝わり、帯電及び転写電界を像担持体との間に形成することができる。従って本発明で用いるコイルは導電性又は半導電性である。
また、コイル１４の外径と円筒１２の内径とは接触状態にあることが好ましい。コイル１４を内包した円筒１２を作製する方法としては、弾性体により円筒１２を作製し、円筒１２の内径よりやや大きめの外径を有するコイル１４を挿入する方法や、コイル１４と円筒１２とを接着する方法が挙げられる。
【００２１】
円筒１２を形成する材料としては、弾性体であれば特に制限は受けるものではなく、低分子量成分や可塑剤等の表面に析出（所謂  ブリード）する様な成分を含まない材料、或いはブリード防止処理を施している材料が好ましい。
円筒１２を形成する材料の具体例としては、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ポリブタジエンゴム）、ハイスチレンゴム（Ｈｉ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ  ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ  ｂｕｔｙｌｒｕｂｂｅｒ）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、  水添化ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、ＥＰＤＭ，ＥＰＭ  （エチレンプロピレンゴム）、ＮＢＲ／ＥＰＤＭブレンド、．ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＣＯ（ヒドリンゴム）、ＥＣＯ（エピクロルヒドリンゴム）、塩素化ポリエチレン（Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ−ＰＥ）、  ＶＡＭＡＣ（エチレン−アクリルゴム）、  ＶＭＱ（シリコーンゴム）、  Ｕ（ウレタンゴム）、ＦＫＭ（ふっ素ゴム）、ＮＲ（天然ゴム）、ＣＳＭ（クロロスルフォン化ポリエチレンゴム）、  ＶＡＭＡＣ（エチレン−アクリルゴム）等のゴム材料；
【００２２】
ＰＶＣ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、エチレン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチル、スチレンブタジエン、ポリアリレート、ポリカーボネート、テフロン（Ｒ）、シリコン、ポリメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂材料；
【００２３】
ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、例えばスチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレンビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；を挙げることができる。
【００２４】
加えて、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックス等の各樹脂やそれらの混合物及び共重合体及び変性体から選ばれるものであってもよい。
【００２５】
円筒１２は、更に導電性材料を混入し、電気抵抗を所定の範囲に調整しシームレスチューブに成形されたものであることが好ましい。
前記電気抵抗を所定の範囲に調整するための導電性材料としては、カーボンブラック、グラファイト等の炭素粉；磁性粉、すず、鉄、銅等の金属粉体や金属繊維及びこれらと樹脂との混合物；等が挙げられ、更に前記炭素粉や金属以外にも、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物；ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、又はこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂  複合金属酸化物；等が挙げられる。また、４級アンモニウム塩、４級アンモニウム塩の金属置換体等のイオン導電剤を用いても構わない。
これら導電性材料は、単独で用いても、複数種類のものを併用して用いても構わない。
【００２６】
ここで円筒１２は、電気抵抗を所定の範囲に調整した１種以上の材料を用いることにより、電気抵抗を所定の範囲に調整した１層を少なくとも形成していることが好ましい。
【００２７】
更に、円筒１２の厚みは、円筒１２の硬度と耐圧性（所謂ピンホールリークに耐え得る厚み）により任意に設定されるものである。従って、その厚みは特に制限を設けるものではない。
【００２８】
次に、コイル１４について説明する。コイル１４はスパイラル形状、又はスパイラルを交互に組み合わせメッシュ形状が好ましい。
また、コイル１４としては、丸線及び平線（断面形状が四角形）からなる導電性材料をスパイラル状又はメッシュ状に加工して得られたコイルが好ましく用いられる。
コイル１４を形成する材料としては、ステンレス、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、錫、鉛、タングステン、ピアノ線、チタン合金等の金属が好ましく用いられ、更に、例えば樹脂にカーボン、チタン、錫、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄等の導電材料を付与した材料、即ち金属以外の材料に、導電性を付与した材料も好ましく用いられる。
【００２９】
コイル１４の間隔としては、１ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましく、０．３ｍｍ以下が更に好ましい。コイル１４の間隔が１ｍｍを超えると、円筒１４への電流量が部分的に異なり、均一な電界を形成出来なくなるおそれがある。
コイル１４の直径としては、０．３〜１ｍｍであることが好ましい。コイル１４の直径が１ｍｍを超えると、剛性が高くなり、後述する振動を吸収する能力が低下するおそれがある。一方、コイル１４の直径が０．３ｍｍ未満であると、外径が維持されず、後述するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に用いた場合に、像担持体に対して安定したニップを形成できにくくなるおそれがある。
【００３０】
コイル１４の弾性率としては、１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａが好ましく、５０ＭＰａ〜５００ＭＰａが好ましい。コイル１４の弾性率が１０００ＭＰａを超えると、剛性が高くなり、後述する振動を吸収する能力が低下するおそれがある。一方、コイル１４の弾性率が１０ＭＰａ未満であると、外径が維持さず、後述するプロセスカートリッジ又は画像形成装置に用いた場合に、像担持体に対して安定したニップを形成できにくくなるおそれがある。
【００３１】
また、既述のように、図１における電子写真用ローラ１０はコイル１４の両端部に、中実部材１６を有している。中実部材１６を有することにより、後述するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に容易に設置できる。
中実部材１６を形成する材料としては、特に限定されるものではなく、コイル１４を形成する材料、或いは円筒１２を形成する材料も好ましく用いることができる。
【００３２】
一方、図２に回転運動を該コイルに伝達することが可能な部材として、回転可能な駆動部に連結可能なフック１８を有する電子写真用ローラ１０を示す。図２は、本発明の電子写真用ローラの他の実施の形態を示す側面断面図である。
図２において、フック１８を回転可能な駆動部等に連結することにより、中実部材１６と同様に用いることができる。フック１８を形成する材料としては、特に限定されるものではなく、コイル１４を形成する材料も好ましく用いることができる。
【００３３】
コイル１４の両端部にフック１８を有する電子写真用ローラ１０をプロセスカートリッジ又は画像形成装置に設置した状態を図３を用いて説明する。図３は、本発明の電子写真用ローラをプロセスカートリッジ又は画像形成装置に設置した状態の第一の実施の形態を説明する説明図である。
図３において、フック１８は駆動部２０に連結している。また電子写真用ローラ１０は像担持体２２に接触している。駆動部２０を矢印の方向に回転させることにより、連動して電子写真用ローラ１０を回転させることができる。
更に、フック１８に力を加えることにより、コイル１４にかかる張力に変化を与えることができ、後述するように電子写真用ローラ１０を振動させることが容易に行える。
以上、図３を用いてコイル１４の両端部にフック１８を有している本発明の電子写真用ローラの効果を説明したが、コイル１４の両端部に中実部材１６を用いた本発明の電子写真用ローラにおいても同様の効果が得られる。
尚、図２及び図３に示す電子写真用ローラ１０において、上記以外の点は図１に記載の電子写真用ローラ１０と同じであり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本発明の電子写真用ローラは、円筒１２に内包されたコイル１４により交流電圧印加時の電界振動を吸収することができる。これは近年主流となっている直流電圧に交流電圧を重畳印加した場合に、交流電圧の印加周波数の２倍の周波数に応じて発生する振動をコイル１４が吸収することで、不快で耳障りな帯電音を低減することができる。これは帯電ローラとして使用した場合に特に効果が大きい。
【００３５】
また、本発明の電子写真用ローラは、導電性であるコイル１４と円筒１２からなるといううシンプルな構成である為、電気抵抗のバラツキが非常に小さい。この特徴は直流電圧のみを印加する所謂ＤＣ帯電や、転写ローラとして用いた場合に非常に優位な特性である。特にＤＣ帯電を可能とする為、像担持体の磨耗量を激減することができ、像担持体の長寿命化を可能とする。
【００３６】
更に、本発明の電子写真用ローラは、コイル１４がコイル１４にかかる張力の変化により振動することが好ましい。コイル１４がコイル１４にかかる張力の変化により振動することにより、円筒１２を振動させることが可能となる。図４は、本発明の電子写真用ローラの円筒１２が振動する様子を説明する説明図である。
図４において、コイル１４は張力の変化により振動するため、フック１８に力を加えることにより、コイル１４にかかる張力を変化させることができ、その結果コイル１４が振動する。更に、円筒１２は弾性体からなるため、コイル１４が振動することにより、円筒１２自身も振動する。
【００３７】
既述したように、本発明の電子写真用ローラを長期にわたって使用した場合には、その表面に外添剤や紙粉等が付着し蓄積するが、円筒１２が振動することにより、円筒１２の表面に付着し蓄積した外添剤や紙粉等を振るい落とすことができる。この結果、本発明の電子写真用ローラは長期に渡る使用に於いてもその外観への付着物の蓄積を激減又は皆無にすることが出来、長期間その性能を維持することが可能となる。
尚、図４に示す電子写真用ローラ１０において、上記以外の点は図１に記載の電子写真用ローラ１０と同じであり、同一の符号を付してその説明を省略する。コイル１４にかかる張力を変化させる方法としては、円筒１２が振動すれば、特に限定されない。
以上、コイル１４の両端にフック１８を有する電子写真用ローラ１０を例にとって説明したが、フック１８の代わりに中実部材１６を有する場合も同様の効果が得られる。
【００３８】
＜プロセスカートリッジ＞
本発明の本発明の電子写真用ローラはプロセスカートリッジに好ましく用いることができる。ここでプロセスカートリッジとは、画像形成装置の消耗部品を適時交換する目的で、画像形成装置の構成部品のいくつかをカートリッジに組み込み、容易に交換作業を行えるようにしたものである。プロセスカートリッジは、画像形成装置の中に装着された状態で取引される他、交換部品あるいは補修部品として、単体でも取引されている。
【００３９】
本発明のプロセスカートリッジは、導電性乃至半導電性ローラの何れかの部材として、上述した本発明の電子写真用ローラを少なくとも備え、画像形成装置に着脱自在な構成となっている。プロセスカートリッジに組み込まれ得る電子写真用ローラ以外の構成部品については、特に制限は無く、従来公知の物が問題無く採用され得る。
【００４０】
本発明のプロセスカートリッジは、導電性乃至半導電性ローラの何れかの部材として、本発明の電子写真用ローラを用いたものである。本発明の電子写真用ローラ用いることにより、不快で耳障りな帯電音を低減することができ、像担持体の長寿命化を可能とする。
【００４１】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、電子写真方式により記録材にトナー像を形成する電子写真装置における導電性乃至半導電性ローラの何れかの部材として、本発明の電子写真用ローラを用いたものである。
以下、具体的な態様を挙げて説明する。
【００４２】
（態様Ａ）
本発明の画像形成装置の態様Ａは、少なくとも像担持体と該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段とを備える画像形成装置であり、前記帯電手段が既述の本発明の電子写真用ローラである。
【００４３】
かかる態様によれば、不快で耳障りな帯電音を低減することができ、像担持体の長寿命化を可能とする。
【００４４】
直流電圧のみを印加する方式の帯電手段においては、電子写真用ローラ全体の電気抵抗のバラツキをより高い次元で無くすことが望まれるため、本態様は、前記帯電手段に印加される電圧が、直流電圧である場合に特に有効である。
【００４５】
（態様Ｂ）
本発明の画像形成装置の態様Ｂは、少なくとも像担持体と該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備える画像形成装置であり、前記転写手段が既述の本発明の電子写真用ローラである。
【００４６】
かかる態様によれば、不快で耳障りな帯電音を低減することができ、像担持体の長寿命化を可能とする。
【００４７】
（態様Ｃ）
本発明の画像形成装置の態様Ｃは、少なくとも像担持体と該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを備える画像形成装置であり、前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、既述の本発明の電子写真用ローラである。
【００４８】
かかる態様によれば、不快で耳障りな帯電音を低減することができ、像担持体の長寿命化を可能とする。
【００４９】
以上、本発明の画像形成装置について３つの態様を挙げて説明したが、本発明の電子写真用ローラを採用した帯電手段あるいは転写手段以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が、問題無く適用できる。
【００５０】
すなわち、例えば、像担持体は、従来から感光体として公知のセラミック系の感光体や、有機感光層が形成されてなる有機感光体（ＯＰＣ）等が、問題無く適用できる。中間転写体、さらには、本発明の電子写真用ローラが採用されない帯電部材、転写部材、１次転写手段或いは２次転写手段についても同様である。
【００５１】
また、本発明の画像形成装置には、上記説明した構成以外の構成、例えば、潜像形成手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段、給紙手段、搬送手段、画像制御手段等について、必要に応じて従来公知のものが適宜採用される。勿論、これらの構成については、本発明において何ら制限されるものではない。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
外層を形成する円筒として、エピクロルヒドリンゴムにイオン導電剤を添加し十分混練した後、ゴム材料を押し出し機を用いて内径φ１４．０ｍｍで肉厚３００μで長さ３２０ｍｍのシームレスチューブを作製した。
得られたシームレスチューブの中に外径φ１３．９ｍｍのステンレスシャフトを挿入し、それを２枚の金属平板で挟持した後、５００Ｖの直流電圧を印加することにより、ステンレスシャフトと金属平板間の電気抵抗を測定した。その結果、得られたシームレスチューブの電気抵抗は４×１０５Ωであった。
また、得られたシームレスチューブの一部を切り裂き厚み方向の硬度を高分子計器社製マイクロゴム硬度計（ＭＤ−１）を用いて測定した。その結果、得られたシームレスチューブの硬度は５２°であった。
更に、得られたエシームレスチューブの任意の２０箇所における１０点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。各個所の１０点平均粗さ（Ｒｚ）の平均値は３μｍであった。
【００５３】
これとは別に、ステンレス製の丸線（直径φ０．３ｍｍ）をスパイラルに加工し、外径φ１４．１ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、丸線のピッチ間距離０．１ｍｍ、両端をフック形状に加工したコイルを作製した。
得られたコイルを前述のシームレスチューブに圧入し、本発明の電子写真用ローラを作製した。
【００５４】
富士ゼロックス社製カラーレーザープリンター（商品名：ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ８３０）の帯電ローラ駆動部に、得られた本発明の電子写真用ローラの両端のフックを連結すると共に、感光体上に隙間の出来ない様に帯電ローラとして配置した。
【００５５】
この様にして作製した帯電ローラとして本発明の電子写真用ローラを配置したＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ８３０を用いて、無響室（３５ｄｂ以下）で帯電音の測定を行った。ここでの印加バイアスは直流電圧−７００ｖに交流電圧２０００ｖｐｐを印加し、交流電圧の周波数を５００〜２０００Ｈｚまで変化させた。その結果何れの周波数の場合でも帯電音は５０ｄＢ以下であった。尚、かかる実験では帯電ローラのみを稼動させて行った。
【００５６】
次に、帯電ローラとして本発明の電子写真用ローラを配置したＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ８３０を用いて、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％Ｒｈ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％Ｒｈ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％Ｒｈ）において、５００００枚の画出しテストを行った。尚、ここでの印加バイアスは直流電圧−７００ｖに交流電圧２０００ｖｐｐを周波数１２００Ｈｚにて重畳印加した。また、この際１００００枚画出しする毎に帯電ローラの両端のフックに伸縮する力を１０秒間断続的に加え、帯電ローラを振動させた。
その結果、何れの環境下においても初期と５００００枚目の画像には全く問題が無かった。また、帯電ローラ表面の汚れは非常に軽微であり、初期と５００００枚耐久試験後の帯電ローラの電気抵抗にも差は殆ど無かった。
【００５７】
（実施例２）
実施例１で作製した帯電ローラとして本発明の電子写真用ローラを配置したＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ８３０を用い、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％Ｒｈ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％Ｒｈ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％Ｒｈ）の環境下で５００００枚の画出しテストを行った。尚、ここでの印加バイアスは−１３００Ｖ直流バイアスのみを用いた。また、この際１００００枚画出しする毎に帯電ローラの両端のフックに伸縮する力を１０秒間断続的に加え、帯電ローラを振動させた。
その結果、何れの環境下においても初期と５００００枚目の画像には全く問題が無く、感光体上にトナーのフィルミング等の異常も観察されず、感光体のＣＴ層（電荷輸送層）の削れ量は低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％Ｒｈ）下で最大３μｍと極めて少ない削れ量であった。また、帯電ローラ表面の汚れは非常に軽微であり、初期と５００００枚耐久試験後の帯電ローラの電気抵抗にも差は殆ど無かった。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、不快で耳障りな帯電音を低減する効果が大きく、シンプルな構成であり、像担持体の磨耗量を激減することができる電子写真用ローラを提供することができる。更に該電子写真用ローラを備えるプロセスカートリッジ及び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】
【図１】本発明の電子写真用ローラの第一の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】本発明の電子写真用ローラの他の実施の形態を示す側面断面図である。
【図３】本発明の電子写真用ローラをプロセスカートリッジ又は画像形成装置に設置した状態の第一の実施の形態を説明する説明図である。
【図４】本発明の電子写真用ローラの円筒１２が振動する様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０  本発明の電子写真用ローラ
１２  円筒
１４  コイル
１６  中実部材
１８  フック
２０  駆動部
２２  像担持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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