(57)【要約】【課題】帯電部材が像担持体に近接配置されて像担持体を非接触で帯電する場合に、帯電部材と像担持体とのギャップを安定して一定に保持することのできる帯電装置を提供する。【解決手段】帯電ローラ３ａは、円柱状の芯金３ｂと、この芯金３ｂの外周面に、像担持体２に対向した設けられた導電性の弾性部材３ｃとからなる。弾性部材３ｃの左右両端部の外周面に、それぞれ熱収縮チューブからなる一対の環状のギャップ部材８,９が設けられている。これらのギャップ部材８,９で、帯電ローラ３ａの弾性部材３ｃと像担持体２とのギャップＧが設定される。その場合、ギャップ部材８,９が熱収縮チューブで形成されるので、ギャップ部材８,９に継ぎ目をなくすことができる。これにより、ギャップＧを安定して一定に保持することができる。【選択図】      図１
2005331836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電部材がその両端部に設けられたギャップ部材により像担持体に対して近接配置されており、前記帯電部材により前記像担持体を非接触で帯電する帯電装置において、
前記ギャップ部材は無端の熱収縮チューブにより構成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は帯電ローラから構成されていることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材は、芯金とこの芯金の前記像担持体に対向する面に前記芯金の一端から他端にわたって形成されたゴム材とから構成されており、前記ギャップ部材は少なくとも前記ゴム材に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電部材は、芯金とこの芯金の前記像担持体に対向しかつ前記芯金の両端部を除く面に形成されたゴム材とから構成されており、前記ギャップ部材は、少なくとも前記ゴム材または前記芯金と前記ゴム材とに跨って配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
【請求項５】
前記熱収縮チューブは、内周面から外周面に貫通する所定数の孔または切れ目を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられ、感光体等の像担持体に近接配置されてこの像担持体を非接触で帯電する帯電ローラ等の帯電部材を備えた帯電装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置においては、感光体等の像担持体の表面に静電潜像を形成するのに先立って、その像担持体を均一に帯電させている。
このように像担持体を帯電する帯電装置の１つとして、帯電部材である帯電ローラの導電性の弾性部材の両端部に、その弾性部材の中央部に比べて大径となるようにフィルム部材からなるギャップ部材を設け、このギャップ部材で両ギャップ部材間の帯電ローラの弾性部材が像担持体の外周面に対して所定のギャップを有して近接配置し、像担持体を非接触で帯電するようにした非接触の帯電装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
図５は、この特許文献１に開示の帯電装置を備えた画像形成装置を模式的に示す図である。図５中、１は画像形成装置、２は像担持体、３は帯電ローラ３ａで像担持体２を帯電する帯電装置、４は露光装置、５は現像装置、６は紙等の転写媒体、７は転写装置である。
【０００４】
図６に示すように、帯電装置３の帯電ローラ３ａは、円柱状の芯金３ｂと、この芯金３ｂの両端部を除く外周面に設けられた導電性の弾性部材３ｃとから構成されている。弾性部材３ｃの両端部には、それぞれ帯状のフィルム材からなるギャップ部材８,９が周方向に巻き付けられて設けられている。ギャップ部材８,９のフィルム材はその片面に粘着層が形成されているとともに、その両端縁がそれぞれ斜めにカットされている。このフィルム材は、弾性部材３ｃの両端部に巻き付けられた状態で粘着層により弾性部材３ｃに固着されている。そして、フィルム材が弾性部材３ｃに固着された状態では、フィルム材の両端縁が周方向に互いに重なり合うことなく、その間に隙間Ｓが形成されているとともに、全周にわたって帯電ローラ３ａの軸方向にフィルム材が存在しない部分がないようにされている。
【０００５】
帯電ローラ３ａの両端部がスプリング等の押圧手段で像担持体の方へ押圧されて、これらのギャップ部材８,９が像担持体２の外周面に圧接されることで、帯電ローラ３ａの弾性部材３ｃと像担持体２との間に、フィルム材の厚みのギャップＧが設定される。その場合、このギャップＧつまり像担持体２と帯電ローラ３ａとの近接距離は５μｍ〜３００μｍに設定される。
そして、帯電ローラ３ａに直流電圧ＶDCと交流電圧ＶACとの重畳電圧を印加して、像担持体２を帯電する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９６７２３号公報（［要約］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述の従来の帯電ローラ３ａでは、ギャップ部材８,９に、隙間Ｓにより継ぎ目が存在する。像担持体２と帯電ローラ３ａとのギャップＧを一定に保持するためには、このギャップ部材８,９の継ぎ目の影響を可能な限り抑制することが求められる。そのために、特許文献１に開示の帯電ローラ３ａでは、ギャップ部材８,９が全周にわたって帯電ローラ３ａの軸方向に存在しない部分がないように工夫している。
【０００８】
しかしながら、このような工夫を持ってしても、継ぎ目が存在する以上、継ぎ目によるギャップＧの大きさを一定にすることができず、継ぎ目の影響を確実になくすことは難しい。具体的には、帯電ローラ３ａの両端部に押圧力が加えられて、一側のギャップ部材８が継ぎ目部分で像担持体２に圧接され、また他側のギャップ部材９が継ぎ目のない部分で像担持体２に圧接された状態になる場合が生じる。このため、ギャップ部材８,９の像担持体２への当接安定性が損なわれ、ギャップＧの大きさが変動する。そして、このギャップＧの変動は、帯電ローラ３ａが回転することで周期的に発生して微振動が発生し、帯電不均一が発生してしまう。
【０００９】
また、フィルム材の両端縁を斜めにカットしていることから、印字を長期間繰り返すと、フィルム材の剥がれが生じることが考えられる。これは、フィルム材が一面側に形成された粘着層からなる接着剤により像担持体に接着されるが、長期的な使用により、帯電ローラ３ａが像担持体２に対して圧接されて従動回転したり、急に回転停止したりすることが繰り返されるので、フィルム部材の斜めの継ぎ目の先端から剥がれが起こり始めるからである。このため、ギャップ部材３ｃの一部が弾性部材３ｂから剥がれてしまう。そして、このようなギャップ部材３ｃの剥がれや、剥がれた部分と弾性部材３ｂとの隙間への残トナーや紙紛等の異物の混入などで、帯電ローラ３ａと像担持体２との間のギャップＧが変動して一定に保持されなくなる。したがって、このようなギャップＧの不安定性によっても、帯電不均一が発生してしまう。
【００１０】
更に、ギャップ部材３ｃが弾性部材３ｃから剥がれると、この剥がれた部分の弾性部材３ｃが像担持体２に直接接触するおそれがある。しかし、非接触帯電において均一帯電を行う場合は、帯電ローラ３ａに直流電圧ＶDCに交流電圧ＶACを重畳した電圧を印加している。その場合、交流電圧ＶACは、放電開始電圧ＶTHの２倍以上の大きな電圧（≧２ＶTH）をある周波数に設定して印加する。このように大きな電圧が帯電ローラ３ａに印加されている状態で、前述のように弾性部材３ｃが像担持体２に直接接触すると、像担持体２にピンホールが生じて絶縁破壊が起きる場合があり、良好な画像形成を行うことができなくなってしまう。
【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、帯電部材が像担持体に近接配置されて像担持体を非接触で帯電する場合に、帯電部材と像担持体とのギャップを安定して一定に保持することのできる帯電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の発明の帯電装置は、帯電部材がその両端部に設けられたギャップ部材により像担持体に対して近接配置されており、前記帯電部材により前記像担持体を非接触で帯電する帯電装置において、前記ギャップ部材が無端の熱収縮チューブにより構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記帯電部材が帯電ローラから構成されていることを特徴とする。
更に、請求項３の発明は、前記帯電部材が、芯金とこの芯金の前記像担持体に対向する面に前記芯金の一端から他端にわたって形成されたゴム材とから構成されており、前記ギャップ部材は少なくとも前記ゴム材に配設されていることを特徴とする。
【００１４】
更に、請求項４の発明は、前記帯電部材が、芯金とこの芯金の前記像担持体に対向しかつ前記芯金の両端部を除く面に形成されたゴム材とから構成されており、前記ギャップ部材は、少なくとも前記ゴム材または前記芯金と前記ゴム材とに跨って配設されていることを特徴とする。
更に、請求項５の発明は、前記熱収縮チューブが、内周面から外周面に貫通する所定数の孔または切れ目を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された本発明の帯電装置によれば、帯電部材と像担持体とのギャップを設定するギャップ部材を熱収縮チューブで形成しているので、ギャップ部材に継ぎ目をなくすことができる。これにより、継ぎ目によるギャップ部材の像担持体への接触不安定性を解消することができる。したがって、帯電部材と像担持体とのギャップに対して継ぎ目の影響をなくすことができ、ギャップを帯電部材の軸方向（像担持体の軸方向）に一定にすることができる。
【００１６】
また、ギャップ部材に継ぎ目がないことから、従来のようなギャップ部材が継ぎ目から剥がれることがないとともに、熱収縮チューブを熱により収縮させることでギャップ部材を導電性の弾性部材に固着しているため、従来のように粘着層における接着剤の接着力が弱くなることはないので、ギャップ部材が弾性部材剥がれることもない。これにより、前述のギャップを更に安定することができ、像担持体の均一帯電をより確実に行うことができる。
【００１７】
更に、ギャップ部材が弾性部材から剥がれなくなることで、帯電ローラが像担持体に直接接触することをなくすことができ、像担持体のピンホールによる絶縁破壊を防止でき、良好な画像形成を行うことができる。
【００１８】
更に、ギャップ部材に熱収縮チューブを用いることにより従来のような粘着層がなくなるので、粘着層の分、帯電部材と像担持体とのギャップを小さくすることができる。したがって、非接触帯電における放電開始電圧を小さくすることができる。これにより、低電圧で帯電を行うことが可能となり、放電電流の低下に伴うオゾン発生の低減、電源の低コスト化を図ることができる。そのうえ、低電圧で帯電を行うので、像担持体の破壊を更に確実に防止できる。
【００１９】
更に、弾性部材の上に熱収縮チューブを設けると、熱収縮チューブが弾性部材を外周側から熱収縮チューブの収縮力による均一な圧力で押圧して設けられるため、ギャップ部材の周方向の膜厚をおよび弾性部材の周方向の厚みを均一にすることができる。したがって、前述のギャップを周方向により均一にすることができる。
【００２０】
更に、帯電部材を帯電ローラで構成した場合、帯電ローラおよび像担持体が回転しても、前述のような微振動が抑制されてギャップを安定することができ、像担持体の帯電をより均一にすることができる。
【００２１】
更に、弾性部材の上に熱収縮チューブを設けるとともにこの熱収縮チューブのギャップ部材を像担持体に圧接することで、像担持体の回転時に帯電ローラを確実に従動回転させることができる。したがって、帯電ローラに、ブラシ、ブレード等のクリーニング部材を当接させて設けた場合に、帯電ローラを確実に回転させることができ、クリーニング部材による帯電ローラのクリーニングを確実に行うことができる。
【００２２】
更に、熱収縮チューブを芯金と弾性部材との間に跨って設けているので、熱収縮チューブをその収縮力で比較的硬く平坦な芯金と比較的柔らかい弾力のある弾性部材をそれぞれ押圧した状態でそれらに固着させることができるため、ギャップ部材を移動することなく確実に固着することができる。これにより、ギャップをより安定して一定に保持することができ、安定した均一帯電を実現することが可能となる。したがって、良好な画像形成を安定して行うことができる。
【００２３】
更に、熱収縮チューブに所定数の孔または切れ目を設けているので、製造時に熱収縮チューブが収縮する際、これらの孔または切れ目により逃げが形成されるため、熱収縮チューブに皺が発生したり、熱収縮チューブが２重になったりすることを確実に防止できる。また、例えば、残トナー、紙紛等の異物がこれらの孔または切れ目に入り込むようになるため、これらの異物によるギャップの変動を抑制できる。したがって、ギャップをより安定して一定に保つことができ、安定した均一帯電を実現することが可能となる。これにより、良好な画像形成を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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、本発明に係る帯電装置の実施の形態の第１例を示し、（ａ）はこの第１例の帯電装置を備える画像形成装置の基本構成を模式的に示す図、（ｂ）はこの帯電装置の帯電ローラの正面図、（ｃ）はこの帯電ローラの左側面図である。なお、前述の図５および図６に示す画像形成装置の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付す。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置１は、静電潜像および現像剤像が形成される像担持体２と、帯電部材である帯電ローラ３ａで像担持体２を帯電する帯電装置３と、像担持体２に対し露光してこの像担持体２に静電潜像を書き込む露光装置４と、像担持体２上の静電潜像を現像ローラ５ａで担持・搬送された現像剤で現像する現像装置５と、この現像装置５で現像された像担持体２上の現像剤像を紙等の転写媒体６に転写ローラ７ａで転写する転写装置７とを少なくとも備えている。
【００２６】
帯電ローラ３ａは、円柱状の芯金３ｂと、この芯金３ｂの外周面に、像担持体２に対向した設けられた導電性の弾性部材３ｃとからなる。弾性部材３ｃの左右両端部の外周面にそれぞれ一対の環状のギャップ部材８,９が設けられている。
【００２７】
芯金３ｂは、例えばＳＵＭ−Ｎｉメッキ（鋼の表面をニッケルメッキ仕上げ）で外径をφ９ｍｍに形成する。また、弾性部材３ｃは、例えばエピクロルヒドリンゴム等からなるゴム層で形成される。このゴム層の外径はФ１１．１４ｍｍとして、製作公差を＋０ｍｍ、−０．２ｍｍに設定している。弾性部材３ｃは体積固有抵抗値を１×１０3Ω・ｃｍ〜１×１０10Ω・ｃｍとした導電性を有し、ゴム硬度が旧ＪＩＳ−Ａで２５度〜９０度のものを使用する。
【００２８】
一対のギャップ部材８,９はともに同じものであり、継ぎ目のない熱収縮チューブから形成されている。熱収縮チューブは、例えばフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブ（グンゼ(株)製）およびスーパーテレチューブ（登録商標：帝人化成(株)製）を用いることができる。熱収縮チューブは、その内径が像担持体２の外径より若干大きく、幅が呼称厚み５０μｍ〜１００μｍｍのものを用いる。
【００２９】
このように構成された帯電ローラ３ａは次のようにして製造される。まず、芯金３ｂの両端部を除く部分の外周面に弾性部材３ｃが公知の方法で形成される。次に、弾性部材３ｃの両端部に熱収縮チューブを嵌合して所定位置にセットする。この状態で、熱収縮チューブに熱を加え、熱収縮チューブを収縮させて弾性部材３ｃの固着することで、弾性部材３ｃの両端部にギャップ部材８,９を設ける。その場合、熱収縮チューブを熱により収縮させて弾性部材３ｃに固着する方法は、一例として次の通りである。熱収縮チューブを弾性部材３ｃの両端に嵌合して所定位置に配置形成し、加熱炉に入れる。加熱炉の温度を１２０℃にして、３分間放置した後加熱炉から取り出し、室内環境温度（常温）にて自然冷却することで、熱収縮チューブを弾性部材３ｃに固着する。なお、加熱炉に代えてヒートガンを用い、弾性部材３ｃの両端に配置形成した熱収縮チューブにヒートガンで局所的に熱を加えて作製することもできる。こうして、帯電ローラ３ａが製造される。
【００３０】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、この帯電ローラ３ａは、像担持体２に両端部のギャップ部材８,９の外周面が接触されて配設され、一対のギャップ部材８,９間の弾性部材３ｃの外周面と像担持体２の外周面との間に所定のギャップＧ（弾性部材３ｃと像担持体２との近接距離）が設定されている。このとき、図示しないが芯金３ｂの両端部を例えば加圧スプリング等の加圧手段で滑り軸受を介して像担持体２側に加圧することにより、一対のギャップ部材８,９が像担持体に所定の力で圧接されている。ギャップＧは、５μｍ〜３００μｍに設定されるが、このギャップＧは小さい方、つまり帯電ローラ３ａが像担持体２により近接した方が、発生するオゾン量を少なくできるので好ましい。なお、本発明においては、画像形成装置１の像担持体２の外径はφ２０ｍｍ〜φ５０ｍｍのものが使用される。
【００３１】
次に、このギャップＧの測定方法の一例について説明する。まず、厚み５μｍ，１０μｍ、１５μｍ，２０μｍ、２５μｍ，３０μｍ、３５μｍ，４０μｍ、４５μｍ，５０μｍ、……、９０μｍ、９５μｍ，１００μｍ（５μｍ〜１００μｍまで５μｍ刻み）の隙間ゲージを作製した。そして、画像形成装置に帯電ローラ３ａを組み込んだ後、これらの隙間ゲージの１枚を帯電ローラ３ａと像担持体２との間の隙間に挟み込む。そして、隙間に挟み込んだ隙間ゲージががたつくこなく、かつ像担持体２の軸方向に負荷なく動かすことができる場合、その隙間ゲージの厚みをギャップＧの大きさとする。なお、ギャップＧの測定方法は、公知の他の測定方法を採用することもできることは言うまでもない。
【００３２】
そして、帯電ローラ３ａは、図示しないモータにより像担持体２と同一の線速で回転させるようにしている。また、帯電ローラ３ａと像担持体２との間に図示しない電源より電圧を印加することにより、その像担持体２の表面を帯電するようになっている。帯電ローラ３ａへの電圧は、芯金３ｂの部分に直流電圧ＶDC（Ｖ）を定電圧制御で印加すると共に、（１／２）・ＶPP・sin（２πｆｔ）の交流電圧ＶAC（Ｖ）を定電流制御で印加する。その場合、交流電圧ＶACの２倍の振幅ＶPPは、放電開始電圧ＶTHの２倍以上の大きな電圧（≧２ＶTH）をある周波数に設定して印加する。具体的には、ＶDC（Ｖ）は、例えば−６００Ｖ〜−７００Ｖに設定され、また、ＶACにおけるＶPPは、例えば１５００〜２８００（Ｖ）に設定され、更に、ＶACにおけるｆは５００（Ｈｚ）〜８０００（Ｈｚ）に設定される。
【００３３】
このように構成された第１例の帯電装置３によれば、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧを設定するギャップ部材８,９を熱収縮チューブで形成しているので、ギャップ部材８,９に継ぎ目をなくすことができる。これにより、継ぎ目によるギャップ部材８,９の像担持体２への接触不安定性を解消することができる。したがって、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧに対して継ぎ目の影響をなくすことができ、ギャップＧを帯電ローラ３ａの軸方向に一定にすることができる。また、帯電ローラ３ａおよび像担持体２が回転しても、従来のような微振動が抑制されてギャップＧを安定することができ、像担持体２の帯電をより均一にすることができる。
【００３４】
しかも、ギャップ部材８,９に継ぎ目がないことから、従来のようにギャップ部材８,９が継ぎ目から剥がれることがないとともに、熱収縮チューブを熱により収縮させることでギャップ部材８,９を導電性の弾性部材３ｃに固着しているため、従来のように粘着層における接着剤の接着力が弱くなることはないので、ギャップ部材８,９が弾性部材剥がれることもない。これにより、ギャップＧを更に安定することができ、像担持体２の均一帯電をより確実に行うことができる。
【００３５】
更に、ギャップ部材８,９が弾性部材３ｃから剥がれなくなることで、帯電ローラ３ａが像担持体２に直接接触することをなくすことができ、像担持体２のピンホールによる絶縁破壊を防止でき、良好な画像形成を行うことができる。
【００３６】
更に、ギャップ部材８,９に熱収縮チューブを用いることにより従来のような粘着層がなくなるので、粘着層の分、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧを小さくすることができる。したがって、非接触帯電における放電開始電圧を小さくすることができる。これにより、低電圧で帯電を行うことが可能となり、放電電流の低下に伴うオゾン発生の低減、電源の低コスト化を図ることができる。そのうえ、低電圧で帯電を行うので、像担持体２の破壊を更に確実に防止できる。
【００３７】
更に、弾性部材３ｃの上に熱収縮チューブを設けると、熱収縮チューブが弾性部材３ｃを外周側から熱収縮チューブの収縮力による均一な圧力で押圧して設けられるため、ギャップ部材８,９の周方向の膜厚をおよび弾性部材３ｃの周方向の厚みを均一にすることができる。したがって、ギャップＧを周方向により均一にすることができる。
【００３８】
更に、弾性部材３ｃの上に熱収縮チューブを設けるとともにこの熱収縮チューブのギャップ部材８,９を像担持体２に圧接することで、像担持体２の回転時に帯電ローラ３ａを確実に従動回転させることができる。したがって、帯電ローラ３ａに、ブラシ、ブレード等のクリーニング部材を当接させて設けた場合に、帯電ローラ３ａを確実に回転させることができ、クリーニング部材による帯電ローラのクリーニングを確実に行うことができる。
【００３９】
図２（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態における帯電ローラ３ａの第２ないし４例を示す図である。
前述の第１例の帯電ローラ３ａでは、環状のギャップ部材８,９が弾性部材３ｃの外周面に設けられているが、図２（ａ）ないし（ｃ）にそれぞれ示すように、第２ないし４例の帯電ローラ３ａは、いずれも、比較的硬く平坦な芯金３ｂと比較的柔らかい弾力のある弾性部材３ｃとの間に跨って設けられている。
その場合、芯金３ｂが小径部３ｂ1と大径部３ｂ2とからなる段付きに形成されているとともに、ギャップ部材８,９は芯金３ｂの大径部３ｂ2と弾性部材３ｃとの間に跨っている。
【００４０】
そして、図２（ａ）に示す第２例では、芯金３ｂの大径部３ｂ2の外径と弾性部材３ｃの外径とが略同一に設定されている。この第２例では、ギャップ部材８,９の外周面が幅方向に略面一となり、ギャップ部材８,９の外周面が像担持体２の外周面に全幅（帯電ローラ３ａの軸方向の幅）にわたって当接するようになる。したがって、この第２例では、ギャップ部材８,９の外周面の全幅で、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧが設定される。
【００４１】
この第２例では、熱収縮チューブを芯金３ｂと弾性部材３ｃとの間に跨って設けているので、熱収縮チューブをその収縮力で比較的硬く平坦な芯金３ｂと比較的柔らかい弾力のある弾性部材３ｃをそれぞれ押圧した状態でそれらに固着させることができるため、ギャップ部材８,９を移動することなく確実に固着することができる。これにより、ギャップＧをより安定して一定に保持することができ、安定した均一帯電を実現することが可能となる。したがって、良好な画像形成を安定して行うことができる。
この第２例の他の構成および他の作用効果は、第１例と実質的に同じである。
【００４２】
また、図２（ｂ）に示す第３例では、芯金３ｂの大径部３ｂ2の外径が弾性部材３ｃの外径より若干小さく設定されている。この第３例では、ギャップ部材８の外周面が幅方向に若干の段差を有しており、弾性部材３ｃに位置するギャップ部材８の大径部の外周面が像担持体２の外周面に当接するようになる。したがって、この第３例では、弾性部材３ｃ側にあるギャップ部材８の大径部の外周面で、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧが設定される。もう一方のギャップ部材９も同様に設けられる。
この第３例の作用効果は、第２例と実質的に同じである。また、この第３例の他の構成および他の作用効果は、第１例と実質的に同じである。
【００４３】
更に、図２（ｃ）に示す第４例では、芯金３ｂの大径部３ｂ2の外径が弾性部材３ｃの外径より若干大きく設定されている。この第４例では、ギャップ部材８の外周面が幅方向に若干の段差を有しており、芯金３ｂに位置するギャップ部材８の大径部３ｂ2の外周面が像担持体２の外周面に当接するようになる。したがって、この第４例では、芯金３ｂ側にあるギャップ部材８の大径部３ｂ2の外周面で、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧが設定される。もう一方のギャップ部材９も同様に設けられる。
この第４例では、比較的硬く平坦な芯金３ｂ側にあるギャップ部材８を基準にギャップＧを設定しているので、ギャップＧの変動を抑制することができ、安定したギャップＧを実現することができる。
この第４例の他の構成および他の作用効果は、第１例と実質的に同じである。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態における帯電ローラ３ａの第５例を示す図である。
前述の第１例の帯電ローラ３ａでは、環状のギャップ部材８,９が部分的に欠けることなくその全幅において周方向に連続して設けられているが、図３に示すようにこの第５例の帯電ローラ３ａでは、環状のギャップ部材８,９は、周方向に等間隔に設けられかつギャップ部材８,９の内外周面間を貫通する所定数の平行四辺形の孔３ｄを有し、部分的に欠けて設けられている。各孔３ｄは、いずれも帯電ローラ３ａの軸方向に対して左下がりに傾斜して設けられている。各孔３ｄの傾斜は右下がりの向きの傾斜でもよい。なお、孔３ｄは長方形あるいは正方形に形成することもでき、この場合には、各孔３ｄは帯電ローラ３ａの軸方向に沿って延設される。
【００４５】
この第５例では、熱収縮チューブに所定数の孔３ｄを設けているので、製造時に熱収縮チューブが収縮する際、これらの孔３ｄにより逃げが形成されるため、熱収縮チューブに皺が発生したり、熱収縮チューブが２重になったりすることを確実に防止できる。また、例えば、残トナー、紙紛等の異物がこれらの孔３ｄに入り込むようになるため、これらの異物によるギャップＧの変動を抑制できる。したがって、ギャップＧを安定して一定に保つことができ、安定した均一帯電を実現することが可能となる。これにより、良好な画像形成を安定して行うことができる。
この第５例の他の構成および他の作用効果は、第１例と実質的に同じである。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態における帯電ローラ３ａの第６例を示す図である。
前述の第５例の帯電ローラ３ａでは、環状のギャップ部材８,９の熱収縮チューブが、所定数の孔３ｄを有しているが、図４に示すようにこの第６例の帯電ローラ３ａは孔３ｄに代えて、熱収縮チューブに周方向に等間隔にかつ帯電ローラ３ａの軸方向に沿って設けられかつ本発明の切れ目である所定数の長方形の切欠き３ｅ,３ｆを有している。その場合、各切欠き３ｅ,３ｆは、ギャップ部材８,９の右側周縁から切り欠いた切欠き３ｅとギャップ部材８,９の左側周縁から切り欠いた切欠き３ｆとが周方向に交互に設けられている。各切欠き３ｅ,３ｆは正方形に形成することもできるし、図３に示す第５例の孔３ｄのように帯電ローラ３ａの軸方向に対して傾斜して設けることもできる。
この第６例では、熱収縮チューブに設けた切欠き３ｅ,３ｆにより、第５例の孔３ｄと同様の作用効果を得ることができる。
この第６例の他の構成および他の作用効果は、第１例と実質的に同じである。
【００４７】
次に、本発明の帯電装置３の実施例１ないし１０および比較例１を用いて印字した画質の評価試験およびオゾン排出量の測定評価試験を行ったので、これらの試験について説明する。実施例１ないし１０および比較例１において、印字条件として、帯電ローラ３ａと像担持体２とのギャップＧおよび帯電ローラ３ａへの印加電圧を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2005331836.tif 000003
【００４９】
（実施例１）
まず、ＳＵＭ−Ｎｉメッキで形成された外径φ９ｍｍの芯金３ｂの外周面に、エピクロルヒドリンゴムからなるゴム層の弾性部材３ｃを公知の方法で形成した。このゴム層の外径はФ１１.１０ｍｍであった。また、弾性部材３ｃの体積固有抵抗値は１０8Ω・ｃｍであり、かつゴム硬度は旧ＪＩＳ−Ａで８０度であった。次に、グンゼ(株)製の厚み５０μｍ、内径１１.２０ｍｍのフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを弾性部材３ｃの両端部に前述の方法で固着して第１図（ｂ）に示すようにギャップ部材８,９を設けることで、実施例１の帯電ローラ３ａを製造した。これらのギャップ部材８,９のフィルム幅は８ｍｍであった。
【００５０】
そして、セイコーエプソン（株）製のプリンタＬＰ−９０００Ｃに、このプリンタの帯電ローラに代えて、製造した実施例１の帯電ローラ３ａを組み込んで、前述の両評価試験を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａとプリンタの像担持体２とのギャップＧは５０μｍであった。プリンタＬＰ−９０００Ｃの像担持体２の外径はφ４０ｍｍである。
【００５１】
画質の評価試験は、前述のように実施例１の帯電ローラ３ａを組み込んだプリンタを用い、印字濃度を０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％に設定変更しながらＡ３用紙全体にモノクロのベタ印字を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａに印加した電圧は、ＶDCとＶACを重畳した電圧である。ＶDCは−６３０Ｖであり、ＶACは前述の式で与えられる交流電圧で、ＶPPが２０００Ｖでかつｆが３.０Ｈｚであった。
【００５２】
そして、各印字濃度毎に、５０,０００（５０ｋ）枚の印字を行った。そして、印字枚数１０ｋ毎に、目視により印字のトナー濃度の不均一性を観察した。このように、各濃度毎にＡ３用紙全面に均一なトナー濃度の画像を印字し、目視でトナー濃度の不均一性を観察することで、帯電ローラ３ａによる帯電斑を評価した。
【００５３】
また、オゾン排出量の測定評価試験は、印字濃度を６０％でＡ３用紙全体にモノクロのベタ印字を１００ｋ枚行った。このとき、プリンタの装置内に排出されるオゾンの排出量を測定した。このオゾン排出量の測定は、オゾン濃度測定器（Ａ＝２１ＺＸ：（株）佐藤商事製）を用いて行った。
【００５４】
（実施例２）
実施例１と同じ芯金３ｂの外周面に形成された弾性部材３ｃの両端部に、グンゼ(株)製の厚み３０μｍ、内径１１.２０ｍｍのフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを実施例１と同じように固着してギャップ部材８,９を設けることで、実施例２の帯電ローラ３ａを製造した。これらのギャップ部材８,９のフィルム幅は８ｍｍであった。
【００５５】
そして、実施例１の帯電ローラ３ａと同様にして、実施例２の帯電ローラ３ａをセイコーエプソン（株）製のプリンタＬＰ−９０００Ｃに組み込んで、実施例１と同じ方法で前述の両評価試験を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａとプリンタの像担持体２とのギャップＧは３０μｍであった。また、帯電ローラ３ａに印加した電圧は、ＶDCが−６３０Ｖであり、ＶPPが１７００Ｖでかつｆが３.０Ｈｚであった。
【００５６】
（実施例３）
実施例１と同じ芯金３ｂの外周面に形成された弾性部材３ｃの両端部に、グンゼ(株)製の厚み２０μｍ、内径１１.２０ｍｍのフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを実施例１と同じように固着してギャップ部材８,９を設けることで、実施例３の帯電ローラ３ａを製造した。これらのギャップ部材８,９のフィルム幅は８ｍｍであった。
【００５７】
そして、実施例１の帯電ローラ３ａと同様にして、実施例３の帯電ローラ３ａをセイコーエプソン（株）製のプリンタＬＰ−９０００Ｃに組み込んで、実施例１と同じ方法で前述の両評価試験を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａとプリンタの像担持体２とのギャップＧは２０μｍであった。また、帯電ローラ３ａに印加した電圧は、ＶDCが−６３０Ｖであり、ＶPPが１５５０Ｖでかつｆが３.０Ｈｚであった。
【００５８】
（実施例４）
図２（ａ）に示す段付き形状で実施例１と同じ材料からなる芯金３ｂと、実施例１と同じ材料でかつ芯金３ｂの大径部３ｂ2の外径と略同一の外径の弾性部材３ｃを用いた。このとき、芯金３ｂの小径部３ｂ1の外径は外径φ９ｍｍであり、弾性部材３ｃの外径は実施例１と同じであった。次に、グンゼ(株)製の厚み３０μｍ、内径１１.２０ｍｍのフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを芯金３ｂの大径部３ｂ2と弾性部材３ｃとに跨るようにしてセットした後実施例１と同じように固着してギャップ部材８,９を設けることで、実施例４の帯電ローラ３ａを製造した。この実施例４の弾性部材３ｃは実施例１の弾性部材３ｃと同じ外径、同じ体積固有抵抗値、および同じゴム硬度であった。これらのギャップ部材８,９のフィルム幅は８ｍｍであった。
【００５９】
そして、実施例１の帯電ローラ３ａと同様にして、実施例４の帯電ローラ３ａをセイコーエプソン（株）製のプリンタＬＰ−９０００Ｃに組み込んで、実施例１と同じ方法で前述の両評価試験を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａとプリンタの像担持体２とのギャップＧは３０μｍであった。また、帯電ローラ３ａに印加した電圧は、ＶDCが−６３０Ｖであり、ＶPPが１７００Ｖでかつｆが３.０Ｈｚであった。
【００６０】
（実施例５）
グンゼ(株)製の厚み３０μｍ、内径９.２ｍｍで図３に示す孔３ｄを有するフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを用いた。このとき、孔３ｄは、その傾斜角がチューブの軸方向に対して４５°で、帯電ローラ３ａの軸方向に沿う幅が４ｍｍでかつ傾きに直交する方向の幅が２ｍｍあり、５個周方向に等間隔に設けた。このようなフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブを弾性部材３ｃの両端部に実施例１と同じように固着してギャップ部材８,９を設けることで、実施例５の帯電ローラ３ａを製造した。これらのギャップ部材８,９のフィルム幅は８ｍｍであった。
【００６１】
そして、実施例１の帯電ローラ３ａと同様にして、実施例５の帯電ローラ３ａをセイコーエプソン（株）製のプリンタＬＰ−９０００Ｃに組み込んで、実施例１と同じ方法で前述の両評価試験を行った。このとき、表１に示すように、帯電ローラ３ａとプリンタの像担持体２とのギャップＧは３０μｍであった。また、帯電ローラ３ａに印加した電圧は、ＶDCが−６３０Ｖであり、ＶPPが１５５０Ｖでかつｆが３.０Ｈｚであった。
【００６２】
（実施例６）
ギャップ部材８,９の材料として、実施例１のグンゼ(株)製のフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブに代えて、帝人化成(株)製のチューブスーパーテレチューブ（登録商標）を用いた他は、実施例１の帯電ローラ３ａと同じにして、実施例６の帯電ローラ３ａを製造した。そして、実施例１と同じプリンタに実施例８の帯電ローラ３ａを用い、実施例１とまったく同じ印字条件で、前述の両評価試験を行った。
【００６３】
（実施例７）
ギャップ部材８,９の材料として、実施例２のグンゼ(株)製のフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブに代えて、帝人化成(株)製のチューブスーパーテレチューブ（登録商標）を用いた他は、実施例２の帯電ローラ３ａと同じにして、実施例７の帯電ローラ３ａを製造した。そして、実施例２と同じプリンタに実施例７の帯電ローラ３ａを用い、実施例２とまったく同じ印字条件で、前述の両評価試験を行った。
【００６４】
（実施例８）
ギャップ部材８,９の材料として、実施例３のグンゼ(株)製のフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブに代えて、帝人化成(株)製のチューブスーパーテレチューブ（登録商標）を用いた他は、実施例３の帯電ローラ３ａと同じにして、実施例８の帯電ローラ３ａを製造した。そして、実施例３と同じプリンタに実施例８の帯電ローラ３ａを用い、実施例３とまったく同じ印字条件で、前述の両評価試験を行った。
【００６５】
（実施例９）
ギャップ部材８,９の材料として、実施例４のグンゼ(株)製のフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブに代えて、帝人化成(株)製のチューブスーパーテレチューブ（登録商標）を用いた他は、実施例４の帯電ローラ３ａと同じにして、実施例９の帯電ローラ３ａを製造した。そして、実施例４と同じプリンタに実施例９の帯電ローラ３ａを用い、実施例４とまったく同じ印字条件で、前述の両評価試験を行った。
【００６６】
（実施例１０）
ギャップ部材８,９の材料として、実施例５のグンゼ(株)製のフッ素樹脂ＰＦＡ・ＦＥＰ製熱収縮チューブに代えて、帝人化成(株)製のチューブスーパーテレチューブ（登録商標）を用いた他は、実施例５の帯電ローラ３ａと同じにして、実施例１０の帯電ローラ３ａを製造した。そして、実施例５と同じプリンタに実施例１０の帯電ローラ３ａを用い、印字条件であるＶACのＶPP（Ｖ）を実施例５の１５５０Ｖに代えた他は、実施例５の印字条件と同じにして、前述の両評価試験を行った。
【００６７】
（比較例１）
ポリプロピレンからなるシートの片面に粘着層が形成された粘着シートである幅８μｍの帯状のフィルム材を用い、その両端縁を４５°斜めにカットした。そして、実施例１と同じ芯金３ｂの外周面に形成された弾性部材３ｃの両端部に、図６に示すようにこのフィルム材を周方向に巻き付けることで、ギャップ部材８,９を設けて、比較例１の帯電ローラ３ａを製造した。
【００６８】
その場合、フィルム材の両端縁が周方向に互いに重なり合うことなく隙間Ｓを形成し、かつ一周全ての位置について帯電ローラ３ａの軸方向にフィルム材が存在しない部分がないように粘着面側を貼着により固定した。このときのポリプロピレンのシート厚と粘着層の厚みからなるフィルム材の厚みは５０μｍであり、隙間Ｓの幅は０.７ｍｍであった。実施例１と同じプリンタに比較例１の帯電ローラ３ａを用いて、実施例１とまったく同じ印字条件で、前述の両評価試験を行った。
【００６９】
画質の評価試験結果を表２に示し、またオゾン排出量の測定評価試験結果を表３に示す。表２中、○はすべての印字画像にトナー濃度のむらがなく、帯電斑が生じない良好な画像であると評価された場合で、×は印字画像の中にトナー濃度のむらが生じ、帯電斑が生じた不良な画像であると評価された場合である。また表３中、○はオゾン排出量が特に問題ならず良好であると評価された場合で、◎はオゾン排出量が少なく、特に良好であると評価された場合である。
【００７０】
【表２】
2005331836.tif 000004
【００７１】
【表３】
2005331836.tif 000005
【００７２】
表２から明らかなように、実施例１ないし１０の帯電ローラ３ａを用いた帯電装置では、いずれも○の評価で、帯電斑の生じない良好な画像が得られた。これに対して、比較例１の帯電ローラ３ａでは、３０ｋ枚、４０ｋ枚、および５０ｋ枚の印字においては、印字画像の一部に帯電斑が生じた不良な画像が発生した。この帯電斑は、ギャップ部材８,９のフィルム材の継ぎ目からの剥がれが起こることにより、ギャップＧが不均一になるため均一帯電ができなくなること、あるいはフィルム材の剥がれによって帯電ローラ３ａの一部と像担持体２である感光体の一部とが接触するようになることで、感光体の絶縁破壊が促進されて帯電不良が起こることによるものと考えられる。
【００７３】
また、表３から明らかなように、オゾン排出量は、前述のギャップＧつまり帯電ローラ３ａと像担持体２との近接距離が小さいほど少なくなることがわかった。したがって、粘着層を有さない本発明の熱収縮チューブを用いることで、オゾン排出量を効果的に低減することができる。
【００７４】
なお、前述の各例では、帯電部材として帯電ローラを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、帯電部材を板状部材で形成することもできる。その場合には、熱収縮チューブを板状部材に嵌め込んだ後、熱で収縮させるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の帯電装置は、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電画像を形成するための画像形成装置に用いられ、感光体等の像担持体に近接配置されてこの像担持体を帯電する荷電ローラを備えた帯電装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る帯電装置の実施の形態の第１例を示し、（ａ）はこの第１例の帯電装置を備える画像形成装置の基本構成を模式的に示す図、（ｂ）はこの帯電装置の帯電ローラの正面図、（ｃ）はこの帯電ローラの左側面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態における帯電ローラの第２ないし４例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における帯電ローラの第５例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における帯電ローラの第６例を示す図である。
【図５】従来の帯電装置を備える画像形成装置の基本構成を模式的に示す図である。
【図６】図５に示す従来例の帯電ローラを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…画像形成装置、２…像担持体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｂ…芯金、３ｃ…導電性の弾性部材、３ｄ…孔、３ｅ,３ｆ…切欠き、４…露光装置、５…現像装置、６…転写媒体、７…転写装置、８,９…ギャップ部材
【図１】
2005331836.tif 000006
【図２】
2005331836.tif 000007
【図３】
2005331836.tif 000008
【図４】
2005331836.tif 000009
【図５】
2005331836.tif 000010
【図６】
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