JPH07244417A - 帯電部材、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯電ローラ端部の表面層の層厚の不均一に基づ
く、感光ドラムのドラム削れやカブリを防止する。 【構成】芯金２ａの周囲に、ローラ基体２ｂと表面層２
ｃとからなるローラ部材２Ｂを形成する。ローラ端部か
ら１０ｍｍの範囲の層厚についての最も厚い部分Ａ、最
も薄い部分Ｂ、中央部の平均された部分Ｃのそれぞれの
層厚を、最大層厚ａ及び最小層厚ｂ、平均層厚ｃとする
と、これらの値を、２（ａ−ｂ）≦ｃに設定して、凹凸
を少なくすることにより、薄い部分Ｂに電流が集中して
感光ドラム表面のドラム削りが発生したり、厚い部分Ａ
の体積抵抗が高くなって帯電不良を起こしたりすること
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に当接させた
ローラ部材を介して、像担持体表面を帯電する帯電部
材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、レーザビームプリンタ等の画像
形成装置の帯電装置として使用される接触帯電装置は、
電圧を印加した帯電部材を像担持体（以下「感光ドラ
ム」という。）に当接させ、感光ドラムに対し直接的に
電荷を転移させて感光ドラム表面を所定の電位に帯電す
る。この接触帯電装置は、帯電装置として従来から広く
利用されているコロナ放電装置（非接触帯電装置）に比
べて、感光ドラム表面を所定の電位に帯電するのに必要
な印加電圧の低電圧化が図れること、帯電過程で発生す
るオゾン量がごく微量でありオゾン除去フィルター等の
必要性がなくなること、このため排気系の構成ひいては
装置全体の構成が簡略化できること、メンテナンスフリ
ーであること、等の長所を有している。

【０００３】このような長所を有する接触帯電装置は、
例えば、電子写真装置（複写機、レーザビームプリン
タ）、静電記録装置等の画像形成装置において、感光
体、誘電体等の像担持体、その他の感光ドラムを帯電処
理する手段としてコロナ放電装置に代わるものとして注
目され、実用化されている。

【０００４】この接触帯電装置に関して均一な帯電処理
のため、交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を接触
帯電部材に印加し、この接触帯電部材を感光ドラムに当
接させて帯電を行う方式（例えば、特開昭６３−１４９
６６９号公報）がある。

【０００５】図９にその一実施態様を示す。１は感光ド
ラムであり、例えば、矢印Ａ方向に所定の周速度（プロ
セススピード）にて回転駆動されるドラム状の電子写真
感光体、静電記録誘電体等である。

【０００６】２は接触帯電部材としての帯電ローラであ
り、芯金２ａとその外周に形成したローラ状の導電性の
ローラ部材２Ｂとからなる。この帯電ローラ２は芯金２
ａの両端部にそれぞれ作用させた、押圧バネ３の押圧力
で感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接（当
接）されており、感光ドラム１の回転に伴って従動回転
する。

【０００７】４は帯電ローラ２に対する電圧印加用の電
源であり、この電源４により、帯電ローラ２の芯金２ａ
に接触させた接点板バネ（不図示）を介して所定の電
圧、すなわち感光ドラム１の帯電開始電圧の２倍以上の
ピーク間電圧Ｖ_PPを有する振動電圧Ｖ_acと直流電圧Ｖ_dc
とを重畳した重畳電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が帯電ローラ２に
印加され、これにより、回転駆動されている感光ドラム
１表面が均一に帯電される。

【０００８】なお、同図中、５は帯電ローラ２によって
帯電された感光ドラム１表面を露光して潜像を形成する
レーザ光、６０は感光ドラム１上の潜像にトナーを付着
させて現像する現像スリーブ、８は感光ドラム１上のト
ナー像を転写材７上に転写する転写ローラ、９０は感光
ドラム１表面の転写残トナーを除去するクリーニングブ
レードである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来例のような構成の帯電ローラ２を使用して感光ドラム
１を帯電した場合、以下のような問題が発生した。

【００１０】接触帯電に使用される帯電ローラ２のロー
ラ部材２Ｂは、感光ドラム１のピンホール部分における
リーク対策や、感光ドラム１表面との張り付き防止等の
目的のために、通常、導電性ゴム等からなるローラ基体
上に、複数の表面層（抵抗層）を設けている。これらの
表面層は生産性やコスト等の面からローラ基体に塗布液
をコーティングして設けられることが普通である。とこ
ろが、ローラ基体にコーティングを行う際には、端部に
おいて、液ダレや液の回り込み等が発生する。このた
め、ローラ部材２Ｂの軸方向両端部をそれぞれ基準とし
て、ここからそれぞれ中央側の１０ｍｍ程度の範囲内に
おいては、塗布層厚を均一に管理することは難しい。こ
れらの１０ｍｍを含む、ローラ部材２Ｂの両端部の表面
層の層厚は、画像形成に使用される中央部の表面層の層
厚がほぼ均一であるのに対し、変動が大きいものであっ
た。

【００１１】一方、近年においては、パーソナルプリン
タ等に使用される、電子写真を利用した画像形成装置の
小型化が進むにつれ、感光ドラム１や帯電ローラ２の軸
方向長さ（以下「長手寸法」という。）も画像形成幅ギ
リギリまで短く設計せざるを得ず、上述の帯電ローラ２
両端部の層厚が不均一な部分で以下のような問題が発生
した。

【００１２】まず、ローラ部材２Ｂの表面層のうち、リ
ーク防止のために設けたの高抵抗層の層厚の変動が大き
い場合には、比較的層厚の薄い部分に電流が集中して流
れ、感光ドラム１表面の放電劣化がその部分で進み、極
端な場合には、感光ドラム１表面における、ローラ部材
２Ｂ両端部に当接する部分が他の部分に比べて異常に削
れやすくなり、感光層が剥がれて、リークしてしまうと
いう現象が発生した。この現象は、感光ドラム１の長手
寸法を短縮するために、感光ドラム１表面の塗布膜の塗
り始め部分の、膜厚が立ち上がる比較的薄い部分と、ロ
ーラ部材２Ｂ端部とが当接することにより、さらに増長
された。

【００１３】また、ローラ部材２Ｂの表面層のうち、感
光ドラム１との張り付き防止等のために設けた保護層の
層厚変動が大きい場合には、特に低温低湿環境において
端部の層厚の厚い部分の体積抵抗が上昇して、画像端部
の帯電を充分に行うことができず、カブリ等の異常画像
が発生した。

【００１４】そこで、本発明は、ローラ部材端部の抵抗
層（表面層）の層厚の不均一に基づくリークやカブリ等
をなくすようにした帯電部材、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ものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、芯金と、該芯金を円筒状に
覆うとともに像担持体に当接してニップ部を形成するロ
ーラ部材とを有し、前記芯金に帯電電圧を印加し、前記
ローラ部材を介して前記像担持体表面を均一に帯電する
帯電部材において、前記ローラ部材は、内側に導電性の
ローラ基体を有し、外側に体積抵抗が１０⁵ 〜１０¹⁵Ω
・cmの単層または複数層の抵抗層を有し、前記ニップ部
の長手方向両端部からそれぞれ１０ｍｍ以内の範囲にお
ける前記抵抗層の最大層厚をａ、最小層厚をｂ、前記抵
抗層全体の平均層厚をｃとするとき、これらの間に、 ２（ａ−ｂ）≦ｃ の関係が成り立つように、それぞれの値を設定すること
を特徴とする。

【００１６】前記ローラ基体が、軸方向両端部に、前記
芯金の軸との間になす角が４５°以上のテーパ部を有す
るようにしてもよい。

【００１７】前記芯金に印加する帯電電圧として、直流
電圧と、周波数１００〜１５００Ｈｚの振動電圧とを重
畳した重畳電圧を印加することができる。

【００１８】次に、プロセスカートリッジは、少なくと
も、像担持体と上述のいずれか記載の帯電部材とを、カ
ートリッジ容器に一体的に組み込んで構成することを特
徴とする。

【００１９】次に、画像形成装置は、上述のプロセスカ
ートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に装着
することを特徴とする。

【００２０】また、画像形成装置は、像担持体と、上述
のいずれか記載の帯電部材とを備えることを特徴とす
る。

【００２１】

【作用】以上構成に基づき、ローラ部材端部の１０ｍｍ
の部分の抵抗層の層厚について、層厚が薄いために電流
が集中したり、層厚が厚いために体積抵抗が高くなって
帯電不良を起こしたりすることを防止する。

【００２２】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。 〈実施例１〉図１、図２、図３に、本発明に係る帯電部
材としての帯電ローラ２の断面を示す。図１は、帯電ロ
ーラ２単体としての軸方向の一方の端部の、軸に沿った
縦断面を示し、図２は、感光ドラム（像担持体）１表面
に当接させた状態での軸に直角な方向の縦断面図を、ま
た図３は図２と同じ状態での、一方の端部の軸に沿った
縦断面図を示す。ただし、図３では、上半部は省略して
いる。

【００２３】帯電ローラ２は、金属等の剛性を有する導
電性部材によって形成された芯金２ａと、その周囲を円
筒状に囲繞するローラ部材２Ｂとによって構成されてい
る。ローラ部材２Ｂは、内側のローラ基体２ｂと、外側
の表面層（抵抗層）２ｂとを有する。ローラ基体２ｂａ
は、通常、クロロプレンゴムや、スチレンブタジエンゴ
ム等の合成ゴムに、導電性カーボン、酸化錫などの導電
性粉体を分散させて体積抵抗率を調整したものである。
また表面層２ｃは、感光ドラム１のピンホール部分にお
けるリーク対策や、感光ドラム１表面との張り付き防止
等の目的で、上述のローラ基体２ｂの表面に設けられた
単層または複数層のものであり、例えば高抵抗層、保護
層等がこれにあたる。これら表面層２ｃは生産性やコス
ト等の面から通常はローラ基体２ｂに塗布液をコーティ
ングして形成される。ところが、ローラ基体２ｂにコー
ティングを行う際には、ローラ端部（ローラ基体２ｂの
外周面２ｂ₁ と端面２ｂ₂ とが交わる部分をいう。以下
同じ。）から１０ｍｍ程度の範囲の塗布層厚を均一に管
理することは難しく、図１に示すようにローラ端部の近
傍に層厚のムラが発生しやすい。

【００２４】また、帯電ローラ２によって帯電を行う場
合、環境によるローラの抵抗変動をなくして、安定した
帯電を行うために振動電圧を定電流制御することが普通
である。そこで、まず、リーク対策のために表面層２ｃ
として形成した高抵抗層の層厚にムラがある場合につい
て説明する。

【００２５】高抵抗層としては、例えばウラタン系樹脂
やエピクロルヒドリンゴム等の体積抵抗が大きく、耐圧
性が高いゴム、または樹脂が使用される。これには、必
要に応じて抵抗調整のための添加剤を入れてもよい。こ
のような高抵抗層において、ローラ端部近傍の層厚に変
動がある場合には、帯電時の電流は、図１に示すよう
に、層厚が最も薄い部分（以下「薄層部」という。）Ｂ
に集中して流れやすくなる。また層厚が最も厚い部分
（以下「厚層部」という。）Ａは形状的に凸部となるた
め、薄層部Ｂは感光ドラム１表面から浮き気味になり放
電のためのギャップが形成される面積が他の部分にくら
べて大きくなる。したがって、感光ドラム１が受ける放
電電流が大きくなり、他の部分に比べて受けるダメージ
が大きくなるため、一部の感光ドラム１では感光層が脆
くなり、ローラ部材２Ｂ端部に対応する部分において異
常なドラム削れが発生してしまう。

【００２６】このような放電劣化を示す感光層の例とし
ては、樹脂中に有機光導電体を分散させた有機感光体の
ほとんどのものが挙げれられるが、具体的には、フェノ
キシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラー
ル、ポリアレート、ポリスルホン、ポリアミド、アクリ
ル樹脂、アクロニトリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポエジ
樹脂、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリウレタン樹脂、あるいはこれらの樹脂の繰り
返し単位のうち２つ以上を含む共重合体に、ヒドラゾン
系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、
オキサゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物、
などの有機光導電体を分散して成膜したものが挙げられ
る。

【００２７】次に、感光ドラム１との張り付き防止やド
ラムの汚染防止のために表面層２ｃとして形成した保護
層の層厚にムラがある場合について説明する。

【００２８】保護層の例としては、例えば、Ｎ−メトキ
シメチル化ナイロン、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン
酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等の
樹脂に導電性粉体を分散させたものが使用される。

【００２９】このような保護層は導電性無機粒子を分散
した樹脂の塗膜であるため低温低湿環境下での抵抗上昇
が大きく、層厚の厚い部分で局所的に抵抗が増大するた
め部分的な帯電不良が発生してしまう。

【００３０】これらの問題は基本的には層厚が全て均一
であるならば発生しない問題であるがローラ端部近傍の
層厚を完全に均一に保持しつつ、リーク防止のための端
部処理を行うことは生産上きわめて難しい。

【００３１】本出願人によれば、表面層２ｃが高抵抗層
または保護層のいずれの場合においても、ローラ端部１
０ｍｍ部分における最大層厚ａ（厚層部Ａの層厚）と最
小層厚ｂ（薄層部Ｂの層厚）が中央部Ｃにおける平均層
厚ｃに対して、２（ａ−ｂ）≦ｃの関係を満たすように
それぞれの値を設定しておけば、実用上問題のないレベ
ルまで帯電が安定することが確認されている。

【００３２】帯電ローラ２のローラ基体２ｂ端部にはテ
ーパ部が形成されている。テーパ部のテーパ角、すなわ
ち芯金２ａの軸に対して端面２ｂ₂ のなす角θは、４５
°以上に設定されている。ただし、このテーパ角θが９
０°に近く、端面２ｂ₂ における外周面２ｂ₁ 側の部分
に、外周面２ｂ₁ を覆う表面層２ｃの巻き込み部２ｃ₁
を設けない場合には、端部近傍の層厚の均一化は実現し
やすいが、このときは、端面２ｂ₂ のむき出し部分と、
感光ドラム１表面との空間距離が短くなるので、電圧リ
ークの心配があるので、テーパ角θは、９０°近くには
設定しないものとする。テーパ角θが４５°よりも小さ
い場合には、端面２ｂ₂ のむき出しになっている部分か
らのリーク防止のためにテーパ部の長さを長くして空間
距離をかせぐ必要があるため、形状的にローラ部材２Ｂ
ひいては帯電ローラ２全体の長手寸法が長くなってしま
うという欠点がある。したがって、本発明における帯電
ローラ２のテーパ部のテーパ角θは４５°以上が好適で
ある。

【００３３】以下に、図２、図３を参照して本発明のさ
らに具体的な構成について説明する。

【００３４】被帯電体としての感光ドラム１は、帯電極
性がマイナスまたはプラスのドラム状の感光体である。
本実施例では、ポリカーボネート樹脂にトリアリールア
ミン系化合物を分散した電荷輸送層を表層に持つ、積層
型の感光体を使用した。

【００３５】接触帯電部材としての帯電ローラ２は、支
持部材としてステンレス等の金属で形成された芯金２ａ
と、この芯金２ａの外周に同心一体にローラ状に形成し
たローラ基体としての導電ゴム層２ｂと、この導電ゴム
層２ｂの外周面に表面層としてリーク防止のための高抵
抗層２ｃを設けて構成したものである。

【００３６】本実施例における帯電ローラ２の仕様を以
下にまとめる。

【００３７】芯金２ａ ：直径６ｍｍ、長さ２５６
ｍｍのステンレス丸棒 導電ゴム層２ｂ：カーボン分散のスチレンブタジエンゴ
ム 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ 高抵抗層２ｃ ：エピクロルヒドリンゴム 体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 平均層厚１５０μｍ 本実施例の帯電ローラ２において、芯金２ａと導電ゴム
層２ｂを一体成型によりローラ状に形成した後に導電ゴ
ム層２ｂの端部をカッターにより斜めにカットしてテー
パ部を設けた。テーパ角θは４８°であった。

【００３８】また、高抵抗層２ｃは導電ゴム層２ｂ表面
にローラコート法によって設けた。その際、ローラ端部
から１０ｍｍにおける層厚の最大層厚ａ＝１８０μｍ、
最小層厚ｂ＝１３０μｍとなるように調整した。

【００３９】本実施例の帯電ローラ２も、前述の図９の
従来の帯電ローラ２と同様に、芯金２ａの両端部を不図
示の軸受け部材で保持させ、かつ加圧バネ３で感光ドラ
ム１方向へ押圧付勢させて感光ドラム１表面に所定の押
圧力、本実施例では総圧１０００ｇで圧接させてあり、
感光ドラム１の回転に伴い従動回転する。この帯電ロー
ラ２には電源４から、芯金２ａに接触させた摺動電極
（不図示）を介して、 交流電圧（Ｖ_ac）：本実施例では２．０ｋＶ_PP、５００
Ｈｚ 直流電圧（Ｖ_dc）：目標帯電電位に相当する直流電圧 の重畳振動電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が印加される。これによ
り感光ドラム１の周面がＡＣ印加方式で目標帯電電位に
均一に接触帯電処理される。

【００４０】次に、本実施例の帯電ローラ２をレーザビ
ームプリンタにセットして、高温高湿環境（３２．５
℃、９０％）、及び低温低湿環境（１５℃、１０％）に
てＡ４紙によって画出し耐久を行った。

【００４１】その実験条件を図１０に、またその結果を
図１１に示す。図１０及び図１１から明らかなように、
本実施例では高抵抗層２ｃの端部層厚の最大層厚ａ、最
小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が、２（ａ−ｂ）＜ｃ
にあり、高温高湿環境下及び低温低湿環境下ともに、Ａ
４紙１００００枚以上まで画像不良は発生せず、良好で
安定した帯電性能を示した。 〈実施例２〉図４、図５を参照して実施例２を説明す
る。本実施例は帯電ローラ２について、導電性ゴム層２
ｂの上に高抵抗層２ｃを設け、さらにその上に保護層２
ｄを形成したものである。つまり、表面層として、高抵
抗層２ｃと保護層２ｄとを設けている。このような構成
をとることにより、帯電ローラ２と感光ドラム１が長期
間密着放置された場合でも、感光ドラム１表面と帯電ロ
ーラ２との張り付きや汚染の発生をなくすことができ
る。

【００４２】本実施例の帯電ローラの具体的な仕様を以
下にまとめる。

【００４３】芯金２ａ ：直径６ｍｍ、長さ２５６
ｍｍのステンレス丸棒 導電ゴム層２ｂ：カーボン分散のスチレンブタジエンゴ
ム 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ 高抵抗層２ｃ ：エピクロルヒドリンゴム 体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 平均層厚１５０μｍ 保護層２ｄ ：Ｎ−メトキシメチル化ナイロン 体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 平均層厚１０μｍ 本実施例の帯電ローラ２において、高抵抗層２ｃまでは
実施例１と同様に作製し、高抵抗層２ｃのローラ端部１
０ｍｍにおける層厚の最大層厚ａ及び最小層厚ｂも実施
例１と同じとした。また、保護層２ｄは高抵抗層２ｃの
上からスプレーコート法によって作製し、ローラ端部１
０ｍｍの範囲における最大層厚ａ＝１３μｍ、最小層厚
ｂ＝９μｍとした。なお、感光ドラム１については、実
施例１の同様のものを使用した。

【００４４】この帯電ローラ２について、実施例１と同
様に高温高湿環境下、及び低温低湿環境下での画出し試
験を行った。実験条件及び結果を図１０、図１１に示
す。図１及び図２から明らかなように、本実施例では高
抵抗層２ｃ、保護層２ｄともに、ローラ端部層厚の最大
層厚ａと最小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が、２（ａ
−ｂ）＜ｃにあり、高温高湿環境下及び低温低湿環境下
ともに、Ａ４紙１００００枚以上まで画像不良は発生せ
ず、良好で安定した帯電性能を示した。 〈実施例３〉高抵抗層２ｃのローラ端部１０ｍｍにおけ
る最大層厚ａ＝１９０μｍ、最小層厚ｂ＝１１５μｍと
した以外は実施例２と同様にして帯電ローラ２を作製
し、実施例１と同様に高温高湿環境下及び低温低湿環境
下での画出し試験を行った。実験条件及び結果を図１０
及び図１１に示す。

【００４５】図１０及び図１１から明らかなように、本
実施例では高抵抗層２ｃ、保護層２ｄともに、ローラ端
部の最大層厚ａと最小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が
２（ａ−ｂ）＝ｃにあり、高温高湿環境下において、Ａ
４紙９０００枚でドラム削れによるリークの画像不良が
発生したが、９０００枚まで画像不良が発生しないこと
で帯電性能としては実用上充分であると判断した。 〈実施例４〉図６、図７を参照した実施例４を説明す
る。本実施例の帯電ローラ２は導電ゴム層２ｃの代わり
に、ローラ状に形成した発泡部材（発泡層）２ｅと、こ
の発泡部材２ｅの外周面に中抵抗の導電性チューブ２ｆ
を被覆させた構成のものを使用し、導電性チューブ２ｆ
の上に高抵抗層２ｃ及び保護層２ｄを設けたものであ
る。このような構成をとることによって、帯電ローラ２
が軽く、柔らかくなるため帯電プロセスによって発生す
る帯電音が小さくなり、音の静かな帯電部材を提供する
ことができる。

【００４６】発泡部材２ｅは、例えば、ポロスチレン、
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリア
ミド系等の発泡部材や、ＥＰＤＭやウレタンを発泡させ
た柔軟な部材に、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を
分散させて体積抵抗率を調整した部材である。本実施例
では発泡させたポリウレタンにカーボンを分散させてい
る。なお、これらの図中、２ｅ′はこの発泡部材２ｅの
気泡部（空気、窒素、アルゴンガスなどの封入気泡）で
ある。

【００４７】また、導電性チューブ２ｆとしては、例え
ばウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹
脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂、Ｅ
ＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム等の合成ゴム等に、導
電性カーボン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム等
の導電性粉体を混練分散した後に、押し出し成形等によ
り形成されるものが一般的である。本実施例では、ポリ
エステル系ウレタン樹脂にカーボンを分散させたものを
使用した。高抵抗層２ｃ及び保護層２ｄに関しては、実
施例２と同じものを使用した。

【００４８】以下に本実施例における帯電ローラ２の仕
様をまとめる。

【００４９】芯金２ａ ：直径６ｍｍ、長さ２５６ｍ
ｍのステンレス丸棒 発泡部材２ｅ：カーボン分散の発泡ポリウレタン、比重
０．５ｇ／cm³ 体積抵抗値１０³ Ω・cm 層厚２．８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ チューブ２ｆ：ポリエステル系ポリウレタン熱可塑性エ
ラストマー 体積抵抗値１０⁷ Ω・cm 層厚２５０μｍ 高抵抗層２ｃ：エピクロルヒドリンゴム 体積抵抗値１０¹⁰Ω・cm 平均層厚１５０μｍ 保護層２ｄ ：Ｎ−メトキシメチル化ナイロン 体積抵抗値１０⁹ Ω・cm 平均層厚１０μｍ 本実施例における帯電ローラ２の高抵抗層２ｃ及び保護
層のローラ端部１０ｍｍにおける最大層厚ａと最小層厚
２ｂについては、実施例２と同じであった。なお、感光
ドラム１は実施例１と同じものを使用した。

【００５０】この帯電ローラ２について、実施例１と同
様に高温高湿環境下及び低温低湿環境下での画出し試験
を行った。実験条件及び結果を図１０及び図１１に示
す。

【００５１】図１０及び図１１から明らかなように本実
施例では高抵抗層２ｃ、保護層２ｄともに、ローラ端部
の最大層厚ａと最小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が、
２（ａ−ｂ）＜ｃにあり、高温高湿環境下及び低温低湿
環境下ともに、Ａ４紙１００００枚以上まで画像不良が
発生せず、良好で安定した帯電性能を示した。 〈比較例１〉高抵抗層２ｃのローラ端部１０ｍｍにおけ
る最大層厚ａ＝１８０μｍ、最小層厚ｂ＝１００μｍと
した以外は実施例１と同様にして帯電ローラ２を作製
し、実施例１と同様に高温高湿環境下及び低温低湿環境
下での画出し試験を行った。実験条件及び結果を図１０
及び図１１に示す。

【００５２】図１０及び図１１から明らかなように比較
例１では高抵抗層２ｃのローラ端部の層厚の最大層厚ａ
と最小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が、２（ａ−ｂ）
＞ｃとなり、高温高湿環境下において、Ａ４紙５０００
枚でドラム削れによるリークの画像不良が発生してしま
い、帯電性能として実用上不充分であると判断される。 〈比較例２〉高抵抗層２ｃのローラ端部１０ｍｍにおけ
る最大層厚ａ＝１７０μｍ、最小層厚ｂ＝９０μｍとし
た以外は実施例２と同様にして帯電ローラ２を作製し、
実施例１と同様に高温高湿環境下及び低温低湿環境下で
の画出し試験を行った。実験条件及び結果を図１０及び
図１１に示す。

【００５３】図１０及び図１１から明らかなように、比
較例２では高抵抗層２ｃの最大層厚ａと最小層厚ｂ、及
び平均層厚ｃの関係が、２（ａ−ｂ）＞ｃとなり、高温
高湿環境下において、Ａ４紙６０００枚でドラム削れに
よるリークの画像不良が発生していまい、帯電性能とし
て実用上不充分であると判断される。 〈比較例３〉保護層２ｄのローラ端部１０ｍｍにおける
層厚の最大層厚ａ＝１６μｍ、最小層厚ｂ＝９μｍとし
た以外は実施例２と同様にして帯電ローラ２を作製し、
実施例１と同様に高温高湿環境下及び低温低湿環境下で
の画出し試験を行った。実験条件及び結果を図１０及び
図１１に示す。

【００５４】図１０及び図１１から明らかなように比較
例３では保護層２ｄのローラ端部の層厚の最大層厚ａと
最小層厚ｂ、及び平均層厚ｃの関係が、２（ａ−ｂ）＞
ｃとなり、高温高湿環境下において、Ａ４紙５０００枚
で画像端部に帯電不良によるカブリの画像不良が発生し
ていまい、帯電性能として実用上不充分であることが判
明した。 〈実施例５〉図８に、上述の帯電ローラ２を帯電手段と
して組み込んだプロセスカートリッジの縦断面図を示
す。

【００５５】本実施例のプロセスカートリッジは、像担
持体としてのドラム状の電子写真感光体１、接触帯電部
材としての帯電ローラ２、現像装置６、クリーニング装
置９の４つのプロセス機器をカートリッジ容器Ｃに一体
的に組み込んで構成されている。

【００５６】帯電ローラ２は実施例１、実施例２、実施
例３または実施例４のいずれで説明した構成のものを装
着することができる。

【００５７】現像装置６において、６０は現像スリー
ブ、６１は現像剤（トナー）Ｔの収容容器、６２は収容
容器６１内のトナーを攪拌する攪拌棒であり、トナーＴ
を攪拌するとともに現像スリーブ６０に向けて送り出す
役目をしている。６３は現像スリーブ６０上にトナーＴ
を均一な厚みにコートするための現像ブレードである。

【００５８】クリーニング装置９において、９０はクリ
ーニングブレード、９１はクリーニングブレード９０で
回収されたトナーを溜める廃トナー容器である。

【００５９】１１はプロセスカートリッジのドラムシャ
ッターであり、実線示の閉鎖位置と点線示の開放位置と
の間を自在に移動する。ドラムシャッター１１は、プロ
セスカートリッジを画像形成装置本体（不図示）から取
り出した状態においては実線示の閉載置にあり、感光ド
ラム１の外部露出部分面を隠蔽して感光ドラム１表面を
保護している。プロセスカートリッジを画像形成装置本
体に接着するときは、ドラムシャッター１１を点線示の
開放位置に手動で開放するか、あるいはプロセスカート
リッジの装着動作と連動してドラムシャッター１１が自
動的に開放されるかし、プロセスカートリッジが画像形
成装置本体の正規な位置に装着されると、感光ドラム１
の外部露出部分面が画像形成装置本体側の転写ローラ８
（図９参照）に圧接された状態になる。

【００６０】また、プロセスカートリッジと画像形成装
置本体とが機械的、電気的にカップリングされて、画像
形成装置本体側の駆動機構でプロセスカートリッジ側の
感光ドラム１、現像スリーブ６０、攪拌棒６２等の駆動
が可能となり、また画像形成装置本体側の電気回路によ
りプロセスカートリッジ側の帯電ローラ２への帯電バイ
アスの印加、現像スリーブ６０への現像バイアスの印加
等が可能となり、画像形成動作を実行できる状態にな
る。

【００６１】１２はプロセスカートリッジのクリーニン
グ装置９と現像装置６との間に設けられた露光用の窓で
あり、画像形成装置本体側のレーザスキャナ（不図示）
からの出力レーザ光５が、この露光窓１２を通過してプ
ロセスカートリッジ内に入射して、矢印Ｒ１方向に回転
駆動される感光ドラム１表面の走査露光がなされる。

【００６２】上述のプロセスカートリッジは、前述の帯
電ローラ２を組み込んでいるので、高温高湿環境から低
温低湿環境まで安定した帯電を行える非常にコンパトな
構成を実現することが可能である。

【００６３】なお、本発明に係るプロセスカートリッジ
としては、少なくとも像担持体と上述の帯電部材（帯電
ローラ２）とをカートリッジ容器Ｃに一体的に組み込ん
だものであればよく、例えば、現像装置６やクリーニン
グ装置９は、必要に応じて一体的に組み込むようにすれ
ば足る。 〈実施例６〉実施例１ないし実施例４のいずれかに説明
した帯電ローラ２を接触帯電部材として有する画像形成
装置、または上述の実施例５で説明したプロセスカート
リッジを装着する画像形成装置は、いずれも感光ドラム
１に対するドラム削れや帯電不良を防止して、高温高湿
環境下から低温低湿環境下まで安定した画像を提供する
ことができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電部材
は、ローラ部材のニップ部の長手方向両端部からそれぞ
れ１０ｍｍ以内の範囲における抵抗層の最大層厚をａ、
最小層厚をｂ、抵抗層全体の平均層厚をｃとしたとき、
これらの間に、２（ａ−ｂ）≦ｃの関係が成立するよう
に、各値を設定することにより、局部的な電流の集中や
放電領域の増大、局所的な抵抗の増大を防止することが
できるので、帯電部材端部に相当する像担持体表面の削
れや、帯電不良の発生がなく、高温高湿環境下から低温
低湿環境下まで安定した帯電を行うことができる。この
場合、ローラ部材両端部に、４５°以上のテーパ部を設
けると、帯電を一層良好に行うことができる。

【００６５】また、上述の帯電部材を組み込んだプロセ
スカートリッジ、上述の帯電部材を備えた画像形成装
置、または上述のプロセスカートリッジを装着する画像
形成装置は、上述の帯電部材が温度や湿度の変化に対し
て常に良好な帯電が行えることに基づき、常に画質の安
定した良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の帯電ローラ単体としての一方の端部
の、軸に沿った方向の縦断面図。

【図２】実施例１の帯電ローラの軸に直角な方向の縦断
面図。

【図３】実施例１の帯電ローラの一方の端部の、軸に沿
った方向の縦断面図。

【図４】実施例２の帯電ローラの軸に直角な方向の縦断
面図。

【図５】実施例２の帯電ローラの一方の端部の、軸に沿
った方向の縦断面図。

【図６】実施例４の帯電ローラの軸に直角な方向の縦断
面図。

【図７】実施例４の帯電ローラの一方の端部の、軸に沿
った方向の縦断面図。

【図８】実施例５の、帯電ローラを組み込んだプロセス
カートリッジの縦断面図。

【図９】従来の画像形成装置の感光ドラム近傍の構成を
示す縦断面図。

【図１０】実施例１ないし実施例４、及び比較例１ない
し比較例３における表面層の値を示す図。

【図１１】実施例１ないし実施例４、及び比較例１ない
し比較例３における表面層の値と、画出し結果との対応
関係を示す図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ２ 帯電部材（帯電ローラ） ２ａ 芯金 ２Ｂ ローラ部材 ２ｂ ローラ基体（導電ゴム層） ２ｂ₂ テーパ部（端面） ２ｃ 抵抗層（表面層、高抵抗層） ２ｄ 抵抗層（表面層、保護層） ３ 押圧バネ ４ バイアス電源 ５ レーザ光 ６ 現像装置 ７ 転写材 ８ 転写ローラ ９ クリーニング装置 ａ 最大層厚 ｂ 最小層厚 ｃ 平均層厚 Ｃ カートリッジ容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾島 磨佐基 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 諏訪 貢一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 安藤 温敏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐野 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 居波 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山口 誠士 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯金と、該芯金を円筒状に覆うとともに
   像担持体に当接してニップ部を形成するローラ部材とを
   有し、前記芯金に帯電電圧を印加し、前記ローラ部材を
   介して前記像担持体表面を均一に帯電する帯電部材にお
   いて、 前記ローラ部材は、内側に導電性のローラ基体を有し、
   外側に体積抵抗が１０⁵ 〜１０¹⁵Ω・cmの単層または複
   数層の抵抗層を有し、前記ニップ部の長手方向両端部か
   らそれぞれ１０ｍｍ以内の範囲における前記抵抗層の最
   大層厚をａ、最小層厚をｂ、前記抵抗層全体の平均層厚
   をｃとするとき、これらの間に、 ２（ａ−ｂ）≦ｃ の関係が成り立つように、それぞれの値を設定する、 ことを特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 前記ローラ基体は、軸方向両端部に、前
   記芯金の軸との間になす角が４５°以上のテーパ部を有
   する、 ことを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】 前記芯金に印加する帯電電圧として、直
   流電圧と、周波数１００〜１５００Ｈｚの振動電圧とを
   重畳した重畳電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の帯電部
   材。
4. 【請求項４】 少なくとも、像担持体と請求項１ないし
   請求項３のいずれか記載の帯電部材とを、カートリッジ
   容器に一体的に組み込んで構成する、 ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のプロセスカートリッジを
   画像形成装置本体に対して着脱自在に装着することを特
   徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 像担持体と、請求項１ないし請求項３の
   いずれか記載の帯電部材とを備える、 ことを特徴とする画像形成装置。