(57)【要約】【課題】帯電部材の表面を、トナーなどが付着しにくいように構成することにより、長期にわたり均一かつ安定に、被帯電体に電荷を付与することができる荷電装置、およびその荷電装置を用いて感光体等の表面を帯電したり、感光体や中間転写体から記録媒体にトナー像を転写したり、感光体や中間転写体に残留する電荷を除電することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】被帯電体１に接触することにより該被帯電体１に電荷を付与する荷電装置５において、硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、被帯電体に接触する帯電部材２を備えた。【選択図】図１
2004101918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に接触することにより該被帯電体に電荷を付与する荷電装置において、
デュロメータ硬さが５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、前記被帯電体に接触する帯電部材を備えたことを特徴とする荷電装置。
【請求項２】
前記表面層は、熱可塑性フッ素樹脂、あるいは熱可塑性フッ素樹脂と熱硬化性フッ素樹脂とが混合されたフッ素樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１記載の荷電装置。
【請求項３】
前記表面層は、有機溶剤可溶性のポリテトラフルオロエチレン含有の２元共重合体のＥＴＦＥポリマ、もしくはＰＶｄＦ含有３元共重合体のフッ素系ポリマからなるものであることを特徴とする請求項１記載の荷電装置。
【請求項４】
前記帯電部材は、前記表面層の内側に可撓性のフイルム状部材からなるチューブ層が積層されるとともに、該チューブ層の内側に、さらに弾性体層が積層されたものであることを特徴とする請求項１記載の荷電装置。
【請求項５】
前記チューブ層と前記弾性体層とは、接着剤で接着されたものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項６】
前記チューブ層と前記弾性体層とは、互いに可動状態で積層されたものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項７】
前記チューブ層は、オレフィン系エラストマー、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴムのうちの何れかを材料として成形されたものであって、前記表面層は、前記チューブ層にコーティングされ、あるいは該チューブ層と同時に押し出し成形されて積層されたたものであることを特徴とする請求項４記載の帯電装置。
【請求項８】
前記前記チューブ層は、有機溶剤可溶性のポリテトラフルオロエチレン含有の２元共重合体のＥＴＦＥポリマ、もしくはＰＶｄＦ含有３元共重合体のフッ素系ポリマからなるものであって、前記表面層を兼ねたものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項９】
前記表面層、前記チューブ層、および前記弾性体層それぞれの抵抗値は、該表面層の抵抗値が最も高く、該弾性体層の抵抗値が最も低いものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項１０】
前記チューブ層の対数で表した抵抗値から、前記弾性体層の対数で表した抵抗値を差し引いた値は、０．５より大きく、２．５より小さいものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項１１】
前記チューブ層は、０．７ｍｍ以下の厚みを有し、かつ前記表面層は、２０μｍ以下の厚みを有するものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項１２】
前記弾性体層は、アスカＦ硬度が３０度以上、かつ８０度以下のものであることを特徴とする請求項４記載の荷電装置。
【請求項１３】
前記チューブ層と前記弾性体層とを接着する接着剤は、導電性カーボンブラックを含有する、ウレタン樹脂もしくはアクリル樹脂を用いたエマルジョン塗料であることを特徴とする請求項５記載の荷電装置。
【請求項１４】
トナー像が形成される像担持体から記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体に接触することにより該像担持体に電荷を付与する荷電装置を備え、
前記荷電装置は、表面に、硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、前記被帯電体に接触する帯電部材を備えるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写体上に、もしくは１次転写し、該中間転写体上に１次転写されたトナー像を記録媒体に２次転写するとともに、該記録媒体上に２次転写されたトナー像を定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体に接触することにより該像担持体に電荷を付与する第１の荷電装置と、
前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に１次転写する第２の荷電装置と、
前記中間転写体上に１次転写した後の前記像担持体に接触することにより該像担持体を除電する第３の荷電装置と、
中間転写体上のトナー像を記録媒体に２次転写した後の該中間転写体を除電する第４の荷電装置とを備え、
前記第１から第４の荷電装置のうちの少なくとも１つの荷電装置は、表面に、硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、前記被帯電体に接触する帯電部材を備えるもの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、所定の被帯電体に接触することによりその被帯電体に電荷を付与する荷電装置、及びその荷電装置を用いた画像形成装置、より詳しくは、感光体等の表面を帯電する帯電装置、感光体や中間転写体から記録媒体にトナー像を転写する転写装置、感光体や中間転写体に残留する電荷を除電する除電装置などを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば電子写真プロセスを応用した複写機やプリンタなどの画像形成装置では、帯電装置、転写装置、除電装置などの荷電装置が広く採用されている。
【０００３】
上記の画像形成装置では、感光体ドラムなどの電荷受容体表面を帯電装置により帯電させ、像露光することにより、その電荷受容体表面に静電潜像を形成し、現像剤の付着によりその静電潜像を可視化して現像像を得、その現像像を記録紙などに転写し、定着するというプロセスを経ることにより、記録紙上に画像を形成する。このような画像形成装置で用いられる帯電装置としては、大別して、コロナ放電などを利用した非接触帯電方式と、電荷受容体と帯電ロールなどとの間の微小ギャップにおける放電を利用した接触帯電方式とがある。
【０００４】
しかし、コロナ放電を利用した帯電装置は、帯電均一性には優れているものの、オゾン、ＮＯｘなどの放電生成物が大量に発生するため、その対処のために装置が大型化、高コスト化するという欠点がある他、空気中のごみやトナー、放電生成物、離型材等によって電極ワイヤーが汚れるため帯電が不均一となり、得られる画像に欠陥が生じる恐れもある。そこで、最近は、電荷受容体に帯電電極を直接接触させて帯電する接触帯電方式が採用されている。
【０００５】
接触帯電方式の帯電装置は、電荷受容体表面に接触するように半導電性を有する導電性帯電部材を配置し、その帯電部材に電圧を印加して接触部近傍の微小空隙で放電を発生させることにより帯電を行うものであり、コロナ放電を利用していないため、オゾン発生量が極めて低いという利点をもつ。また、電荷受容体に接触しているため、装置の小型・軽量化に適している。
【０００６】
しかし、この接触帯電装置は、帯電部材を電荷受容体に押しつけて接触させるので、帯電部材表面にトナーや放電生成物、空気中のほこり、紙粉などの汚染物が付着しやすく、汚染物が付着すると、異常放電や不安定な放電が発生しやすくなるため、帯電電位が変動し、かぶりなどの画質欠陥を起こすという欠点がある。
【０００７】
そこで、帯電部材の表面を一様に清掃するためのスポンジ状部材を設け、帯電部材を摺擦することにより、付着したトナーなどを清掃するように構成した接触帯電装置がある（特許文献１参照）。また、弾性ロールからなる帯電部材表面の離型性を向上させるため、トナーなどの異物が付着しにくい熱硬化性フッ素系粉末材料でロール表面をコーティングしたものがある（特許文献２参照）。
【０００８】
このように、帯電部材に清掃部材を配設したり、離型性部材をコーティングすれば、帯電部材へ付着した異物が除去され、あるいは異物付着が少なくなるので、縦筋状の画質欠陥の発生を回避することができる。
【０００９】
しかしながら、清掃部材として用いられるスポンジは、その表面で異物を保持するように構成されているが、異物を保持する能力には限りがあり、長期間使用すると清掃部材としての能力が著しく低下するため帯電不良が発生し、画質低下を招いてしまうという問題がある。また、物理的な摺擦で帯電部材から異物を除去するように構成されているため、その摺擦力如何によっては、トナーがすぐに帯電電極表面に固着してしまい、清掃部材としての維持性がほとんどなくなるという致命的な欠点もある。
【００１０】
一方、離型性を向上させる材料として用いられる熱硬化性フッ素樹脂は、耐汚染性は優れているものの、硬化反応を起こさせて表面層を形成するという性質上、どうしても表面硬度が高くなり、フィルミングや感光体傷といったディフェクトが発生しやすいという欠点がある。
【００１１】
これに対し、スチレン系やオレフィン系などの熱可塑性エラストマを用いれば帯電部材を柔らかくすることはできるものの、十分な離型性が得られないため、トナーなどが付着しやすくなるという問題がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−９０８４１号公報（段落番号００５０〜００６２、図４〜図７）
【特許文献２】
特開２００１−１２４０５３号公報（第２頁、課題を解決しようとする手段）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フッ素は、表面エネルギーが非常に小さいため基材となるエラストマと十分な接着性を得ることが難しく、初期には良好でも使用するうちにフッ素粉末が脱落しやすくなってしまうという維持性に問題がある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、帯電部材の表面を、トナーなどが付着しにくいように構成することにより、長期にわたり均一かつ安定に、被帯電体に電荷を付与することができる荷電装置、およびその荷電装置を用いて感光体等の表面を帯電したり、感光体や中間転写体から記録媒体にトナー像を転写したり、感光体や中間転写体に残留する電荷を除電することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の荷電装置は、被帯電体に接触することにより該被帯電体に電荷を付与する荷電装置において、
デュロメータ硬さが５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、上記被帯電体に接触する帯電部材を備えたことを特徴とする。
【００１６】
このように、帯電部材が、硬さが５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有するので、被帯電帯に傷をつけることがない上、トナーなどが付着しにくいので、長期にわたり均一かつ安定に、被帯電体に電荷を付与することができる。
【００１７】
上記の目的を達成する第１の発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体から記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体に接触することにより該像担持体に電荷を付与する荷電装置を備え、
上記荷電装置は　表面に、硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、前記被帯電体に接触する帯電部材を備えるものであることを特徴とする。
【００１８】
このように、荷電装置の帯電部材が、硬さが５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有するので、像担持体に傷をつけることがない上、トナーなどが付着しにくいので、長期にわたり均一かつ安定に、像担持体を帯電することができる。
【００１９】
上記の目的を達成する第２の発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写体上に、もしくは１次転写し、該中間転写体上に１次転写されたトナー像を記録媒体に２次転写するとともに、該記録媒体上に２次転写されたトナー像を定着させることにより画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体に接触することにより該像担持体に電荷を付与する第１の荷電装置と、
上記像担持体上のトナー像を上記中間転写体上に１次転写する第２の荷電装置と、
上記中間転写体上に１次転写した後の上記像担持体に接触することにより該像担持体を除電する第３の荷電装置と、
中間転写体上のトナー像を記録媒体に２次転写した後の該中間転写体を除電する第４の荷電装置とを備え、
上記荷電装置は　表面に、硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有する、上記被帯電体に接触する帯電部材を備えるものであることを特徴とする。
【００２０】
このように、像担持体に電荷を付与する荷電装置、中間転写体上に１次転写する第２の荷電装置、像担持体や中間転写体を除電する第３と第４の荷電装置の帯電部材が硬度が５０度以下のフッ素樹脂からなる表面層を有するので、画像欠陥や、残留電位による転写不良の発生を防止することができる上、装置全体を小型化することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
はじめに、第１の実施形態について説明する。
【００２３】
第１の実施形態は、第１の発明の荷電装置が適用される帯電装置、およびその帯電装置を用いた、第２の発明の画像形成装置の実施形態に相当する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態の帯電装置を示す概略構成図である。
【００２５】
図１に示す帯電装置５は、導電性のゴムロール上に薄い表面層が被覆された帯電部材２と、その帯電部材２の内側にあって帯電部材２を支持する支持部材３とを有しており、支持部材３は、帯電部材２の内周面に接触している。そして、支持部材３には、電源４が接続されており、電源４から支持部材３に直流電圧が印加されると、帯電部材２には、直流電圧が印加される。
【００２６】
本実施形態では、帯電部材３に直流電圧が印加されるように、直流電圧を給電する電源４を用いているが、電源４は、交流電圧が重畳された直流電圧を給電することもできる。
【００２７】
帯電装置５は、矢印Ｂ方向に回転しながら、トナー像が形成される感光体ドラム１に接触し、感光体ドラム１は、帯電部材から直流電圧が印加されるとともに、矢印Ａ方向に回転することにより表面が一様に帯電する。
【００２８】
ここで、感光体ドラム１は、例えば導体基板１ｂ上に光導電層１ａが積層された構成のものであり、導体基板１ｂは電気的に接地されている。そして、帯電部材２との接触部近傍の微小空隙で放電を発生させることにより感光体ドラム１表面を帯電する。
【００２９】
本実施形態における帯電部材２の表面には、フッ素樹脂が１０μｍ以下の膜厚になるように塗布された表面層が形成されている。表面層を形成するフッ素樹脂には、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの３種のモノマーからなる熱可塑性樹脂（以下「ＴＨＶ」と称する。）が使用されている。このＴＨＶは、熱硬化性フッ素樹脂に比べて柔軟性が１／１０以下であり、低硬度と耐汚染性とを両立させることができる。
【００３０】
ただし、帯電部材２の表面層は、ＴＨＶに限定する必要はなく、熱可塑性フッ素樹脂であれば適用される。また、熱可塑性樹脂に限定する必要はなく、熱可塑性樹脂に、熱硬化性樹脂をブレンドし、表面層のデュロメータ硬さが５０度以下に設定したものであれば適用される。
【００３１】
ここで、本実施形態のデュロメータ硬さは、以下の方法に基づいて測定する。
【００３２】
図２は、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準ずる、マイクロゴム硬度計（「ＭＤ−１」高分子計器株式会社製）を示す概略図であり、図２（ａ）は、０度指示を示し、図２（ｂ）は、硬度測定状態を示し、図２（ｃ）は、１００度指示を示す。
【００３３】
測定は、図２（ｂ）に示すように、表面層が形成されたφ１０ｍｍのロール形状の帯電部材を試料とし、押針をスプリングの力で試料の表面に押し付けて変形を与え、試料の抵抗力とスプリングの力がバランスした状態での押針の押し込み深さを基に硬度を測定する。押針は、φ０．１６ｍｍ、非測定時すなわち押針の変位０ｍｍの状態での加圧面からの突き出し量は、０．５ｍｍで、このときの指示値を０度とする。そして、押針の押し込み深さ０ｍｍの時を１００度として、この間を等間隔で目盛り、指示値を硬度とする。加圧面には押針を通すφ１．５ｍｍの孔が設けてあり、外径はφ４ｍｍである。また、ＭＤ−１硬度ＨＡとスプリングの力ＷＡ（ｍＮ）との間には、ＷＡ＝２２＋３．１ＨＡという関係がある。再び、図１に戻って説明する。
【００３４】
帯電部材２の材料としては、半導電性を有するものであればどのようなものでもよく、たとえばポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ＰＥＮ，ＰＥＫ，ＰＥＳ，ＰＰＳ，ＰＦＡ，ＰＶｄＦ，ＥＴＦＥ，ＣＴＦＥ等の樹脂、もしくはシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムにカーボンブラックや金属粉末、金属酸化物等の導電性の粉末や４級アンモニウム塩などのイオン導電材を混入したものを使用することができる。また、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム等の有極性ゴムや、酸化チタン、アモルファスシリコン等の半導電性の無機材料を絶縁体の基体上に薄膜もしくは厚膜蒸着して形成してもよい。ただし、有極性ゴムなどは付着力が高いため、低付着材料等で表面をコーティングするといった工夫が必要である。また、薄膜もしくは厚膜蒸着した場合は、表面硬度が大きいため、ベルトやフィルムなどの薄肉状の部材上に形成することが好ましい。さらには、被帯電体に接触するように配置すると傷やフィルミンクなどの二次的なトラブルが発生しやすい傾向にあるため、１０μｍ〜３００μｍ程度被帯電体から離間するように構成するとよい。このとき、好ましい体積抵抗率となるように導電性粒子の混入量を調整する必要がある。
【００３５】
ここで、体積抵抗率が１０２Ω・ｃｍ以下になると火花放電が発生しやすく、１０１１Ω・ｃｍ以上ではドット状の帯電不良を起こしやすいため、１０３Ω・ｃｍ〜１０１０Ω・ｃｍの範囲で使用するのが望ましい。特に、体積抵抗率が１０４Ω・ｃｍ〜１０８Ω・ｃｍの範囲内にあるときは、帯電部材２に印加する電圧を比較的低く抑えることが可能であるうえ、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速機で使用する場合には、電位変動を小さく抑えることが可能になるため、最も好ましい。
【００３６】
本実施形態では、帯電部材２は、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）にカーボンを分散させて抵抗調整したものをφ１０ｍｍのロール状にトランスファー成形したものを用いているが、これに限定されない。
【００３７】
帯電部材２に印加する電圧は、直流電圧でも、あるいは帯電開始電圧の２倍以上の交流電圧を重畳した直流電圧でもいずれでも良い。しかし、交流電圧を重畳した直流電圧は、感光体ドラムおよび帯電装置の表面エネルギーを上昇させ、さらには感光体ドラムに対して悪影響を及ぼすことから、直流電圧を用いることが望ましい。
【００３８】
帯電部材２は円筒状をなし、薄膜状の部材を用いる場合は、１０μｍ〜１ｍｍ程度の厚さのものが好適であるが、感光体ドラム１に柔らかく当たる方がより好ましいため、一般的には薄い程よい。しかし、あまり薄すぎると、耐久性が低下するので、ヤング率が５００ｋｇ／ｃｍ２〜３００００ｋｇ／ｃｍ２となるように成形した部材が好適である。特に感光体ドラム１に対して低ストレスであることを要求される場合には、２３０００ｋｇ／ｃｍ２以下にするが望ましい。
【００３９】
ここで、同じ材料の場合に、ヤング率は、厚みにより変化することのない物理量であるが、硬度は、薄いほど柔らかくなる。したがって、上記の目安を参照し、ヤング率の大きい材料は、薄くすることにより柔軟性を引き出すことができるし、ヤング率の小さい材料は、厚くすることにより耐久性を向上させることができる。
【００４０】
帯電部材２に電圧を印加するには、支持部材３、あるいは弾性体層を電源４に接続してもよいし、電源４に接続する給電電極を別途設け、その給電電極を帯電部材２外周面に接触させてもよい。しかし、電荷付与領域に均一な電圧を印加するという観点からすれば、中心から外層に向けて電流が流れるよう、支持部材３に電圧を印加することが望ましい。
【００４１】
帯電部材２に電圧を印加する給電電極を設ける場合における給電電極の材料としては、導電性を有するものであればどのようなものでもよく、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ＰＥＮ、ＰＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等の樹脂、あるいはシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴムにカーボンブラックや金属粉末等の導電性の粉末を混入したものを使用することができる。また、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム等の有極性ゴムや、アモルファスシリコン等の半導電性の無機材料を絶縁体の基体上に薄膜もしくは厚膜蒸着して形成してもよい。ただし、有極性ゴムなどは付着力が高いため、低付着材料等で表面をコーティングする等の工夫が必要である。さらに、上述したような高分子材料に限らず、例えばＳＵＳ、アルミニウム、黄銅等の金属、水、アルコール、液体金属等の導電性液体等も使用することができる。ただし、導電性液体を使用する場合は、液体が帯電部材に付着・飛散したり、蒸発するのを防止するための機構が必要である。
【００４２】
給電電極の形状は、帯電部材２に接触することが可能な形状であればよく、例えば、スポンジ、繊維、フェルト、ゴム、不織布、フォーム、ブラシ、ウエブ、ブレード、パドル、ゲル、樹脂、金属などからなるブロック体やロール等の回転体、あるいは往復運動をする刷毛状の部材などが好適に用いられる。ただし、帯電部材の形状によっては、接触部分の圧力が小さいほうが望ましい場合があり、その場合にはブラシ、フェルト、不織布、スポンジ、ロールなどが好適に用いられる。
【００４３】
給電電極の抵抗値としては、基本的には帯電部材の抵抗値より小さければその機能を充分果たすことができる。しかし、より安定した給電を行うためには、環境変化や経時変化による抵抗値の変動を考慮すると抵抗値はできるだけ小さいほうが好ましい。
【００４４】
帯電部材２を支持する支持部材３の材料としては、支持部材３を電源４に接続する場合には、導電性液体等を除き、上述した各種導電性材料を用いることができるが、剛性および構成の自由度が得られる点や装置の小型化、低コスト化が図れる点からは金属が望ましい。また、支持部材を電源に接続せずに、他の給電部材を用いる場合には、支持部材は必ずしも導電性である必要はなく、絶縁性の樹脂をそのまま用いることができる。
【００４５】
本実施形態では、支持部材３を電源４に接続する構成を用いているので、支持部材３の材料にＳＵＳを用いているが、これに限定されない。
【００４６】
支持部材３は、感光体ドラム１と支持部材３との軸間距離が一定になるように支持しても、あるいは支持部材３にバネ等の押圧手段を取り付けて、帯電部材２を感光体ドラム１に一定の力で押圧してもよい。
【００４７】
定荷重方式の場合には、例えば片側約２ニュートン〜８ニュートン程度の力をかけて支持することができる。
【００４８】
本実施形態では、支持部材３は、軸間距離が一定になるように支持され、軸間距離は、感光体ドラム１と支持部材３との食い込み量により規定され、０．２ｍｍに設定されているが、これに限定されない。
【００４９】
最適な食い込み量は、支持部材３の硬度、ヤング率によって定まるが、小さすぎると軸方向の接触状態が不均一となり、部分的に非接触になる領域が発生して帯電ムラの原因となる。また、大きすぎると感光体ドラム１との接触部の圧力が大きくなり、感光体ドラム１に傷が生じたり、帯電部材２に異物が付着するなどの二次的障害を生起する。
【００５０】
帯電装置の帯電部材２に支持部材３を介して所定の電圧が印加されると、帯電部材２と感光体ドラム１との接触部近傍に形成された微小空隙で空気がイオン化される。そして、支持部材３に電源４の負極性側が接続されていれば、マイナスのイオンまたは電子が感光体ドラム１側へ流れてこれを帯電し、プラスのイオンは帯電部材２側へ到達して中和される。また、帯電部材２には半導電性部材が用いられており、抵抗が充分大きいため、微小空隙で起こる放電は安定し、火花放電に至ることはなく、また、空隙のどの部分においても過大な電流が流れることがないので、感光体ドラム１を均一に帯電することができる。
【００５１】
次に、表面に、ＴＨＶを塗布することにより表面層を形成した本実施形態の一例である帯電部材と、ＴＨＶに熱硬化性樹脂（例えば、「ルミフロン」旭硝子株式会社製）をブレンドした樹脂（以下、ブレンド樹脂と称する。）を塗布することにより表面層を形成した本実施形態の他の例である帯電部材と、熱硬化性樹脂（例えば、「ゼッフル」ダイキン工業株式会社製）を塗布することにより表面層を形成した比較例である帯電部材とのそれぞれについて電気特性を測定した測定結果について説明する。
【００５２】
表１は、３種類の帯電部材（本実施形態の帯電部材２種類と比較例の帯電部材１種類）の測定結果を示す表である。
【００５３】
【表１】
2004101918.tif 000003
【００５４】
表１に示したそれぞれの樹脂は、ＭＥＫと酢酸ブチルを適宜混合させた溶液に混合し、ロール上に塗布した際の抵抗値が１０８ｌｏｇΩとなるようにＳｎＯ２を混合している。また、熱硬化型樹脂は硬化剤を混合したあと、混合液をビーズミルで約１時間分散混合させたものをディップによりロール上に塗布した。
【００５５】
表１からわかるように、表面層を塗布した後の３種類の帯電部材それぞれの電気特性は、抵抗値の安定性、電位変動量、耐圧、何れも同じ特性を示していることがわかる。
【００５６】
なお、樹脂の硬度は、熱可塑性樹脂の割合が大きくなるほど柔らかくなることが確認され、熱可塑性樹脂が帯電部材表面の低硬度化に有利に作用することが証明された。
【００５７】
次に、本実施形態の帯電装置を用いて帯電試験を行った結果について説明する。
【００５８】
図３は、帯電試験を行う帯電試験装置を示す図である。
【００５９】
図３に示す帯電試験装置は、矢印方向に回転する感光体ドラム２１の周囲に、表面電位を検知する表面電位センサ２５と、感光体ドラム２１の表面電荷を除電する除電ランプ２７とを有し、表面電位センサ２５には表面電位計２６が接続されている。感光体ドラム２１の回転方向における表面電位センサ２５の上流側には、本実施形態の帯電装置２０が配置され、導電性の帯電部材２２が感光体ドラム２１の表面に接触するように支持部材２３によって支持されている。そして、支持部材２３には電源２４が接続され、帯電部材２２には直流の帯電電圧が印加されるようになっている。この電源２４は、出力電圧を任意に変えることができるものであり、印加電圧の増減にともなって変化する感光体ドラム２１の表面電位を、表面電位計２５で測定するように構成されている。
【００６０】
図４は、帯電試験の結果を示す図である。
【００６１】
図４において、横軸は、帯電部材に印加された電圧（マイナス）を示し、縦軸は、感光体ドラムの表面電位（マイナス）を示し、図中の実線は、感光体ドラム表面電位の実測値を示す。
【００６２】
図３に示した帯電試験装置を用いて、表１に示した３種類の表面層を有する帯電部材を用いて形成された帯電装置それぞれについて、感光体ドラムの表面電位を測定したところ、図中の実線のように、ほぼ同じ結果が得られた。
【００６３】
直流電源２４から０Ｖからマイナス２０００Ｖまでの直流電圧を印加したところ印加電圧が約マイナス５５０Ｖを越える頃より表面電位が急激に変化しはじめ、マイナス２０００Ｖで約マイナス１４５０Ｖに達することが確認され、この間、異常放電の発生は見られなかった。また、表面電位の変動についても、１０Ｖ以下となり良好な結果となった。
【００６４】
次に、本実施形態の帯電装置を用いた、第２の発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００６５】
図５は、図１の帯電装置が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。
【００６６】
図５に示す画像形成装置は、一様に帯電された後に像光を照射することによって潜像が形成される感光体ドラム３１を備え、この感光体ドラム３１の周囲には、その感光体ドラム３１の表面を帯電させる、図１に示した本実施形態の帯電装置３２のほか、露光装置３４、現像装置３５、転写装置３６、クリーニング装置３８、および除電ランプ３９が備えられている。さらに、この画像形成装置は、用紙４０を収納する用紙カセット４１、トナー像を定着する定着装置３７が備えられている。
【００６７】
感光体ドラム３１は、帯電装置３２により所定の電位に帯電された後、露光装置３４によって画像情報に対応したレーザー光が照射され、表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３５からトナーが付与されて現像され、感光体ドラム３１上には可視像が形成される。そして、用紙カセット４１から、ぺ一パーガイド４２に沿って感光体ドラム３１と転写装置３６との間に用紙４０が搬送されると、感光体ドラム３１上のトナー像は転写装置３６により用紙４０上に転写される。用紙４０上に転写されたトナー像は、定着装置３７で定着され、用紙４０上にプリント像が形成される。一方、転写終了後、感光体ドラム３１上に残留した転写残トナーは、クリーニング装置３８により清掃され、感光体３０表面が除電ランプ３９により除電された後、再び帯電装置３２により帯電される。なお、帯電装置３２には、約マイナス９００Ｖの直流電圧、またはマイナス３５０Ｖの直流電圧にピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧が重畳された電圧が印加され、これにより、感光体ドラム３１の表面電位は、ほぼマイナス３５０Ｖに帯電する。
【００６８】
次に、本実施形態の画像形成装置の帯電装置３２の帯電部材を、表１に示した３種類の樹脂を塗布して表面層が形成されたものそれぞれで構成し、機能試験を行った結果、安定した表面電位が得られ、プリントされたサンプル画像にはかぶりや濃度低下と言った画像欠陥が発生しなかった。また、帯電部材は、ロール軸方向全域にわたってほぼ均一に感光体ドラムに接触し、ロールピッチの帯電不良や画像ムラ等も未発生であった。
【００６９】
したがって、表１に示した３種類の樹脂を塗布した表面層は、帯電装置としての機能を十分に満足することが示された。
【００７０】
次に、環境を適宜変化させながら、Ａ４版用紙を横送りすることにより５０００枚プリントし耐久試験を行った結果、表面層に熱可塑性樹脂を塗布した本実施形態の帯電部材は、初期サンプルから最終サンプルまでほぼ一定した画像を得ることができた。しかし、熱硬化性樹脂を塗布した、比較例の帯電部材は、３００枚プリント付近から感光体ドラム３１に傷が目立ち始め、１０００枚プリント時にはフィルミンクによる縦筋状のディフェクトが発生した。また、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合したブレンド樹脂を塗布した本実施形態の他の例の帯電部材は、感光体ドラム３１上に多少の傷は発生していたものの、縦筋状のディフェクトやフィルミンクなどの発生は見られなかった。
【００７１】
以上のことから、本発明による熱可塑性フッ素樹脂、あるいはブレンド樹脂を表面層に塗布した帯電部材は、熱硬化型樹脂を表面層に塗布した帯電部材に比べて感光体に低ストレスであり、耐久性が向上することが実証された。
【００７２】
次に、本実施形態の画像形成装置と同様な構成を有するが、クリーニング装置を用いない画像形成装置に、表１に示した３種類の樹脂が表面層それぞれに塗布された帯電装置を取り付けて、表面層へのトナーの付着状態を測定した。
【００７３】
一般に、クリーニング装置を用いない、画像形成装置では、感光体ドラム３１上に残留した転写残トナーはそのまま帯電装置３２を通過し、現像装置３５で回収されたり、次回の転写で転写されたりするか、あるいは転写装置３６によって１００％に近い転写を行うことにより、転写残トナーを極力少なくしている。
【００７４】
このような画像形成装置では、感光体ドラム３１上に残留するトナーや紙粉、放電生成物などによって帯電装置３２の表面が汚れやすくなる傾向があるため、帯電部材の硬度や食込み量（抑圧力）の選択が重要になる。帯電部材の硬度があまり柔らかすぎるとトナーなどの異物が埋まり込んで異常放電を誘発したり、異物の固着などが生じるので、帯電部材は、付着性が低く、硬度がある程度高いものが望ましい。ただし、硬度が高すぎると感光体との摺擦によって感光体傷や摩耗などが発生する。
【００７５】
具体的測定にあたっては、先ず図５に示した画像形成装置のクリーニング装置３８を取り外し、転写装置３６を感光体ドラム３１から離間した状態で、あらかじめ感光体ドラム３１上に大きさが４０ｍｍ×１５７ｍｍ（帯電装置３２の５周分の長さ）の１０％、２０％、３０％のハーフトーン画像を形成し、帯電装置３２に帯電用の電圧を印加しながら感光体ドラム３１を６回転させた後、画像形成装置を停止させる。次に、帯電装置３２に付着したトナーをテープに転写し、転写されたトナーの濃度を測定し、付着量に換算する（換算したものを「付着量」と呼ぶ。）。次に、画像形成装置を再度始動させ、同時に、帯電装置３２に逆極性（＋側）の電圧を帯電装置３２が７回転する時間だけ印加した後、画像形成装置を停止させ、帯電装置３２に付着しているトナーをテープに転写し、転写されたトナーの濃度を測定し、付着量に換算する（換算したものを「ＣＬＮ残トナー量」と呼ぶ。）。
【００７６】
このような方法でトナーの付着状態を測定した結果、表１に示した３種類の樹脂が表面層それぞれに塗布された帯電装置全てに関して、付着トナー量は０．１ｇ／ｍ２以下、ＣＬＮ残トナー量は０．０５９／ｍ２以下となり、非常に良好な結果を得た。
【００７７】
したがって、熱可塑性フッ素樹脂、あるいはブレンド樹脂を塗布して表面層を形成することにより、熱硬化性樹脂を塗布して表面層を形成したものと同等の耐トナー付着性が達成できることが示された。
【００７８】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００７９】
第２の実施形態は、第１の発明の荷電装置が適用される帯電装置、転写装置、および除電装置を用いた、第３の発明の画像形成装置の実施形態に相当する。帯電装置、転写装置、および除電装置については、図１に示した第１の実施形態の帯電装置と同じであることから省略し、画像形成装置の構成について説明する。
【００８０】
図６は、第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００８１】
図６に示す画像形成装置は、カラー画像が形成されるタンデム型の画像形成装置であり、４台の画像形成ユニット４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄを有している。これらの画像形成ユニットそれぞれは、図１に示したものとほぼ同じ構成になっており、感光体ドラム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、第１の発明の荷電装置が適用される帯電装置５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄにより均一に帯電され、露光装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄから露光光が照射されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーが付与されて各色のトナー像となる。この画像形成装置には、ロール５９に張架された中間転写ベルト５６が備えられており、この中間転写ベルト５６は、イエローユニット４８ａ、マゼンタユニット４８ｂ、シアンユニット４８ｃ、ブラックユニット４８ｄにまたがって延在し、循環移動するように駆動される。
【００８２】
ここで、中間転写ベルト５６には、ポリイミド、ポリカーボネート、ＰＶｄＦ等の高分子フィルムや、シリコンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加して導電化したもの等が用いられる。
【００８３】
中間転写ベルト５６を挟んで、感光体ドラム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに対向する位置には第１の発明の荷電装置が適用される１次転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが備えられ、各色のトナー像は、１次転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに１次転写用の電圧が印加されることにより矢印Ｃ方向に移動する中間転写ベルト５６上に、順次重ね合わさるように１次転写され、中間転写ベルト５６上に１次転写された各色トナー像は、用紙トレイ４９から送られる用紙に、第１の発明の荷電装置が適用される２次転写装置５７により一括して２次転写される。トナー像が転写された用紙は、破線で示される用紙パスに沿って移動し、定着装置５８で定着され、プリント像となる。一方、トナーを転写した後の画像形成ユニット４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄは、図示しないクリーニング装置によって残留トナーが除去される。そして、第１の発明の荷電装置が適用される除電装置５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄによって、残留電荷が除電され、帯電装置５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５への侵入電位は０Ｖに均一化される。また、２次転写後の中間転写ベルト５６は、画像形成ユニット５０ｄに侵入する前に第１の発明の荷電装置が適用される除電装置６０によって残留電荷が除電される。
【００８４】
ここで、除電装置５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄには、図示しない電源から＋２００Ｖ〜＋６００Ｖ程度の電圧が印加され、除電装置６０には、図示しない交流電源から、ピーク間電圧が約２．２ｋＶ程度のＡＣ電圧が印加されている。
【００８５】
１次転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄには、図示しない電源から＋０．５〜１．５ｋＶ程度の電圧が印加され、画像形成ユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄからトナー像が静電気力で中間転写ベルト５６に転写される。一方、２次転写装置５７には、図示しない電源から＋１．５〜３．０ｋＶ程度の電圧が印加され、中間転写ベルト５６上の多重のトナー像は、静電気力で用紙上に一括して転写されるようになっている。
【００８６】
一般に、画像形成装置の帯電装置に直流電圧が印加される場合、帯電電位が変動しやすくなり、ゴーストというディフェクトが発生しやすくなる欠点がある。また、中間転写ベルトは、絶縁性もしくは高抵抗の材料により形成されるため、何回も転写を繰り返すうちに残留電位が大きくなり、転写不良が発生しやすいという欠点がある。したがって、第１の発明の荷電装置が適用される除電装置を用いることにより、簡単な構成で効率的に除電を行うことが可能になる。また、第１の発明の荷電装置が適用される１次転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを用いることにより、中間転写ベルト５６の容積を小さく設計することができるので、装置全体の小型化が図れる。
【００８７】
また、本画像形成装置の１つの画像形成ユニットを用いて、第１の発明の荷電装置が適用される除電装置５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄが、除電ランプと同等の働きをすることが確認された。
【００８８】
さらに、本実施形態の画像形成装置を用いてカラー画像を形成する試験を行ったところ、かぶりなどの画質欠陥のない良好なカラー画像が得られることが確認された。
【００８９】
以上の結果から、第１の発明の荷電装置を、１次および２次転写装置、感光体ドラムおよび中問転写ベルトの除電装置として用いることが非常に有効であることが明らかになった。また、第１の実施形態と同様に、クリーニング装置を用いない画像形成装置にも適用することができる。
【００９０】
本実施形態では、１次および２次転写装置、感光体ドラムおよび中問転写ベルトの除電装置に第１の発明の荷電装置が用いているが、１次および２次転写装置、感光体ドラムおよび中問転写ベルトの除電装置のうちの何れか１つ、又は複数に用いることができる。
【００９１】
次に第３の実施形態について説明する。
【００９２】
第３の実施形態は、第１の発明の荷電装置が適用される帯電装置の第２の実施形態に相当する。本実施形態の帯電装置は、第１の実施形態の帯電装置と較べて、帯電部材の構造が相違するが、それ以外は共通するので相違する帯電部材について説明する。
【００９３】
図７は、第３の実施形態の帯電装置の断面を示す概略構成図である。
【００９４】
図７に示す帯電部材は、表面層６１と、チューブ層６２と、接着層６３と、発泡層６４と、支持部材６５とから構成されており、表面層６１には、第１の実施形態で説明したのと同様、ＴＨＶ、あるいはブレンド樹脂が用いられている。
【００９５】
チューブ層６２は、３０〜２００μｍ程度の厚みを有する可撓性のある半導電性部材が用いられ、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、アクリルなどの高分子材料から形成されるフィルム中にカーボンブラックなどの導電性粒子を混入することにより形成され、導電性粒子は、体積抵抗率が１０３Ω・ｃｍ〜１０１０Ω・ｃｍとなるように混入量が調整されている。
【００９６】
本実施形態では、エピクロルヒドリンゴムのほかＥＰＤＭ，ＮＢＲ、クロロプレン、ウレタンゴムを０．５ｍｍの厚さのチューブに成形して用いている。
【００９７】
接着層６３は、導電性粒子を混入したウレタン樹脂やアクリル樹脂を用いたエマルション塗料などを用いることができるが、本実施形態ではアクリル樹脂にカーボンブラックを分散させた接着液をスプレー塗布によって発泡層６４に塗布することにより形成した。
【００９８】
ここで、本実施形態では接着層６３を設けているが、接着層６３は必ずしも必要ではなく、発泡層６４とチューブ層６２とが非接着で、チューブ層６２および表面層６１を、支持部材および発泡層６４に対し可動自在に構成することができる。
【００９９】
発泡層６４としては、ウレタン、ポリエステル、ＮＢＲなどの発泡部材を用いることができるが、本実施形態ではウレタンの発泡体を用いている。
【０１００】
ここで、帯電部材の一部の層に発泡体を用いる場合、ポリウレタンやポリエステル、メラミンなどのエラストマー、ＮＢＲやＥＰＤＭなどのゴムを発泡させ、導電化処理を行った導電性発泡体を用いることができる。発泡体の硬度は低いほど柔らかくなるため、低ければ低いほど良い。しかし、硬度を低くすると発泡セルの大きさが大きくなってしまい、場所による硬度のばらつきが大きくなり、チューブ層６２との接着性が低下するなどの弊害がある。安定して使用できる発泡体の硬度は、アスカＦ硬度で３０度〜８０度の範囲である。
【０１０１】
ここで、アスカＦ硬度は、図２に示した硬度計と同様の構成を有する、アスカゴム硬度計（「Ｆ型」高分子計器株式会社製）を用い、試料の大きさは、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、圧さ１０ｍｍで、厚さ方向の硬度を測定する。
【０１０２】
なお、硬度計のスプリングの力は、硬度０度のときに５５ｇ、１００度のときに４５５ｇで、この間を等間隔に分割する。押針は、φ２５．２ｍｍの円筒で、硬度計を５００ｇの力で試料に押しつけ、３０秒後の数値を硬度とする。
【０１０３】
本実施形態の帯電部材は、まず、ウレタン発泡体にシャフトを接着し、外形を整えた上で接着液をスプレー塗布し、チューブをかぶせる。次に接着剤を乾燥させるために１００℃で３０分から１時間焼成し、表面層をディップ塗布した後さらに乾燥させた。
【０１０４】
次に、表１に示した３種類の樹脂（本実施形態の表面層に塗布される２種類の樹脂と、比較例の表面層に塗布される１種類の樹脂）を用いて、第１の実施形態と同じ厚みの表面層（薄膜）と、薄膜に較べて樹脂分を２倍にした表面層（厚膜）とをそれぞれ作成し、発砲体の発砲密度を３０度と９０度とに変化させたものと組み合わせた１２種類の帯電部材を用いた帯電装置を形成し、図２に示した帯電試験装置を用いた帯電試験、図４に示した画像形成装置に取りつけてプリントを行う機能試験と耐久試験、および高温・高湿下における環境試験をそれぞれ行った。なお、チューブ層６２には、エピクロルヒドリンゴムを使用している。
【０１０５】
【表２】
2004101918.tif 000004
【０１０６】
表２は、これらの試験結果を取りまとめたものである。
【０１０７】
先ず、帯電試験においては、発泡層６４に硬度９０度の発泡体を用いた帯電部材は部分的に接触が不均一となってしまい、電位変動が大きくなるという不具合が発生した。しかし、発泡層６４に硬度３０度の発泡体を用いた帯電部材は良好な結果が得られた。
【０１０８】
次に、機能試験においては、ほとんどの帯電部材で、かぶりや帯電ムラ、帯電不良などの画質欠陥のない良好な画像を得ることができたが、硬度９０度の発泡体を用いた帯電部材では部分的に帯電電位が低下してしまい、帯電不良が発生してしまった。また、比較例の樹脂を厚膜塗布した帯電部材では、第１の実施形態よりも少ないプリント枚数でフィルミンクが発生した。
【０１０９】
また、耐久試験においては、硬度が５０度以下となるように設定されたフッ素樹脂を表面層に塗布した帯電部材を用いて帯電装置を構成することにより、感光体傷が低減され、フィルミンクが発生しにくくなることがわかった。
【０１１０】
さらに、感光体ドラムに密着させた状態で高温高湿槽に４８時間放置して環境試験を行ったところ、薄膜のものでは一部にブリードが発生したが、厚膜のものでは全ての条件でブリードが発生しなかった。したがって、帯電部材の硬度に影響することがない程度に表面層に厚膜を施すことにより、耐ブリード性が高い帯電装置を得ることができることが示された。
【０１１１】
したがって、本実施形態の帯電部材のように多層構造にすることによって、チューブ層のゴム材料とゴム厚を適正な値に制御できるため、表面層を厚膜にしても帯電部材の低硬度化がはかれるので、フィルミンクなどのディフェクトを効果的に防止することが可能となる。
【０１１２】
以上の結果から、小型で信頼性の高い帯電装置を実現できることが確かめられた。なお、本実施形態の帯電装置は、第１の実施形態の帯電装置と同様に、クリーニング装置を用いない画像形成装置にも適用することが可能である。この場合、表面層と発砲層との間にチューブ層が介在することによって感光体への抑圧力が弱まるため、帯電装置と感光体ドラムとの間でトナーなどの異物が押しつぶされたり固着するのを回避することができる。
【０１１３】
次に、第４の実施形態について説明する。
【０１１４】
第４の実施形態は、第１の発明の荷電装置が適用される帯電装置の第３の実施形態に相当する。本実施形態の帯電装置は、第１の実施形態の帯電装置と較べて、帯電部材の構造が相違するが、それ以外は共通するので相違する帯電部材について説明する。
【０１１５】
図８は、第４の実施形態の帯電部材の断面を示す概略構成図である。
【０１１６】
図８に示す帯電部材は、チューブ層７２と、接着層７３と、発泡層７４と、支持部材７５とから構成されている。本帯電部材のチューブ層７２は、第３の実施形態の帯電部材の表面層に塗布されたものと同じ材料で形成されており、第３の実施形態と異なり、表面層は設けられていない。
【０１１７】
チューブ層７２は、ＴＨＶにカーボンブラックを分散させて体積抵抗が１０７〜１０８Ω・ｃｍになるように調整され、厚さ約１００μｍのチューブ状に押し出し成形したものが用いられる。
【０１１８】
接着層７３は、導電性粒子を混入したウレタン樹脂やアクリル樹脂を用いたエマルション塗料などを用いることができるが、本実施形態ではアクリル樹脂にカーボンブラックを分散させた接着液を発泡層７４にスプレー塗布することにより形成している。
【０１１９】
発泡層７４は、ウレタン、ポリエステル、ＮＢＲなどの発泡部材を用いることができるが、本実施形態ではウレタンの発泡体を用いており、発泡密度がＡＳＫＥＲ−Ｆ硬度計で６０度のスポンジを使用している。
【０１２０】
本実施形態の帯電部材は、例えば、ウレタン発泡体にシャフトを接着し、外形を整えた上で接着液をスプレー塗布し、チューブ７２をかぶせる。次に接着剤を乾燥させるために１００℃で３０分から１時間焼成し形成することができる。
【０１２１】
このような帯電部材を用いて帯電装置を形成し、図２に示した帯電試験装置で帯電試験を行ったところ、大きな電位変動や帯電不良などは発生せず、第１の実施形態と同様に良好な結果が得られた。また、図４に示す画像形成装置でプリント試験を行ったところ、かぶりや帯電ムラ、帯電不良などの画質欠陥のない良好な画像を得ることができた。また、耐久試験として５０００枚のプリントを行った結果、フィルミンクなどの発生もなく、良好な画像を維持することができた。
【０１２２】
なお、クリーニング装置を用いない画像形成装置に適用したところ、トナーの固着やつぶれなどが発生せず、良好な画像を得ることができた。
【０１２３】
以上より、ＴＨＶを溶剤に溶かして塗布せずにチューブ状に成形して帯電装置を構成しても、十分な機能を発揮することがわかった。さらに、第３の実施形態の帯電装置に比べて、機能層が１層少ないことから、コストダウンが図れるというメリットもある。
【０１２４】
次に、ＮＢＲを用いて形成した発泡層７４表面にＴＨＶが被膜を作るように２層同時押し出し機により押し出し成形し、加硫管で加硫してチューブ７２を形成した帯電部材についても同様の実験を行い、良好な結果を得た。
【０１２５】
したがって、表面層は、塗膜ではなくチューブとして成形した場合であっても、有効であることが示された。
【０１２６】
次に、本実施形態の帯電装置を図４の画像形成装置に適用し、感光体ドラム３１に直径０．１ｍｍの貫通孔をあけ、発泡層７４の体積抵抗値を２ｌｏｇΩから５ｌｏｇΩまで変化させるとともに、チューブ層７２の体積抵抗値を３ｌｏｇΩから６ｌｏｇΩまで変化させ状態で画像を形成するプリント試験を行った。
【０１２７】
【表３】
2004101918.tif 000005
【０１２８】
表３は、プリント試験の結果を示す表である。表３において、×は、横帯状の黒筋が発生している状態、△は、貫通孔が大きくなってしまっている状態、○は、貫通孔がほぼ０．１ｍｍの大きさでプリントされている状態を表しており、貫通孔の部分でリーク現象が起こっていないことを裏付けるものである。
【０１２９】
チューブ層７２に接触する層は接着層７３であるが、発泡層７４に接着液をスプレー塗布することにより接着層７３が形成されることから、接着層７３と発泡層７４はほぼ同じ層と考えることができることから、本試験ではチューブ層７２と発泡層７４の抵抗値の組み合わせで評価を行うとともに、チューブ層体積抵抗値は、発泡層と接着した状態で測定した値を採用している。
【０１３０】
表からわかるように、チューブ層と発泡層との抵抗差が０．５〜２．０の領域においてはリークが発生しないことが確認された。また、発泡層よりもチューブ層の抵抗が低い帯電部材では、プリントにすべて黒筋が発生しており、少なくともすぐ内側の層よりも外側の層の抵抗が高いことが必須条件であることがわかる。さらに、抵抗差が３．０以上になるとリークの兆候が見られるので、上限をより細かく設定した結果、抵抗差が２．５となる組み合わせで帯電装置を構成すれば、リークが発生しないことが確認された。したがって、０．５＜（チューブ層の抵抗値ｌｏｇΩ−発泡層の抵抗値ｌｏｇΩ）＜２．５という構成が、リークを防止する上で有効であることがわかった。
【０１３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の荷電装置によれば、表面層が硬度５０度以下のフッ素樹脂で構成するため、帯電装置表面の低硬度化と低トナー付着性を両立させることができる。また、感光体ドラムなどに対する接触圧を小さくすることができるため、感光体ドラムを傷付けたりすることがなく、またトナーなどの付着による異常放電や帯電不良などを低減することができるため、画像形成装置、特にクリーニング装置を用いない画像形成装置における、帯電装置、転写装置、除電装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の帯電装置を示す概略構成図である。
【図２】ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準ずる、マイクロゴム硬度計（「ＭＤ−１」高分子計器株式会社製）を示す概略図である。
【図３】帯電試験を行う帯電試験装置を示す図である。
【図４】帯電試験の結果を示す図である。
【図５】図１の帯電装置が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】第３の実施形態の帯電装置の断面を示す概略構成図である。
【図８】第４の実施形態の帯電部材の断面を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、２１、３１、５１　　感光体ドラム
２、２２　　帯電部材
３、２３、６５、７５　　支持部材
４、２４、３３、４３　　電源
５、２０、３２、５２　　帯電装置
１０　　押針
１１　　スプリング
１２　　試料
１３　　加圧面
２５　　表面電位センサ
２６　　表面電位計
２７、３９　　除電ランプ
３４、５０　　露光装置
３５、５３　　現像装置
３６　　転写装置
３７、５８　　定着装置
３８　　クリーニング装置
４０　　用紙
４１　　用紙カセット
４２　　ペーパーガイド
４８　　画像形成ユニット
４９　　用紙トレイ
５５、６０　　除電装置
５６　　中間転写ベルト
５７　　２次転写装置
５８　　定着装置
５９　　張架ロール
６１　　表面層
６２、７２　　チューブ層
６３、７３　　接着層
６４、７４　　発泡層
６５、７５　　支持部材
【図１】
2004101918.tif 000006
【図２】
2004101918.tif 000007
【図３】
2004101918.tif 000008
【図４】
2004101918.tif 000009
【図５】
2004101918.tif 000010
【図６】
2004101918.tif 000011
【図７】
2004101918.tif 000012
【図８】
2004101918.tif 000013