带电辊、带电辊的制造方法和具有带电辊的图像形成装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200610172397.8

申请日:

2006.10.24

公开号:

CN1971437A

公开日:

2007.05.30

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G03G 15/02申请日:20061024授权公告日:20091028终止日期:20111024|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G03G15/02(2006.01); G03G21/00(2006.01); F16C13/00(2006.01)

主分类号:

G03G15/02

申请人:

精工爱普生株式会社;

发明人:

鸭志田伸一; 大野克德; 水谷忠弘; 大桥一顺; 小桥胜; 井熊健

地址:

日本东京

优先权:

2005.10.26 JP 2005-310809

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

汪惠民

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内容摘要

间隔部件(3e)的带状的薄膜部件,其开始进入与感光体(2)的接触部的一侧的一端部(3e1)固定于带电辊(3a)上,并且从该一端部(3e1)开始除此以外的部分沿与带电辊(3a)的旋转方向(α)相反的方向,且沿与带电辊(3a)的轴向垂直的方向,在带电辊(3a)的外周面(3g)上卷绕1周,此外,2重重叠到已卷绕于带电辊(3a)的第1周的薄膜部件上,并在沿带电辊(3a)的轴向不错位的情况下卷绕而固定。由此,在间隔部件(3e)中,薄膜部件的2重卷绕部在带电辊(3a)的周方向的所有位置,必定沿带电辊(3a)的轴向存在。从而,在通过固定于两端部的带状的间隔部件引起的像载体的非接触带电中,长期地防止间隔部件的剥离,进行稳定的良好的带电。

权利要求书

1.  一种带电辊,分别在两端部固定由带状的薄膜部件构成的间隔部件,这些间隔部件与像载体的外周面抵接,从而在所述像载体与所述带电辊之间设定带电间隔,并且通过该带电间隔使所述像载体非接触带电,
所述间隔部件任一个都形成为:所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向卷绕,并且在周方向的所有位置上,所述薄膜部件的n重(n≥2)重叠后的n重卷绕部存在于轴向。

2.
  根据权利要求1所述的带电辊,其特征在于,
所述薄膜部件的两端,相对于其长轴方向倾斜且相互平行地被截断。

3.
  根据权利要求1或2所述的带电辊,其特征在于,
至少具有芯棒和电阻层,该电阻层形成在该芯棒的外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的两端部形成有环状沟,并且在所述芯棒的所述环状沟间的部分及所述环状沟,分别设置有所述电阻层,
在所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面,固定有所述间隔部件。

4.
  根据权利要求3所述的带电辊,其特征在于,
所述间隔部件的薄膜部件的一侧的侧缘向所述环状沟一方露出,并且所述薄膜部件的另一侧的侧缘从所述芯棒的端面向外侧露出。

5.
  一种带电辊制造方法,用于制造权利要求3或4所述的带电辊,
该制造方法至少由以下工序构成:
在所述芯棒的两端部分别形成环状沟的工序;
屏蔽所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面的工序;
一边使所述芯棒旋转,一边对所述芯棒的所述环状沟间的部分及所述环状沟,分别涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;
从所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面解除所述屏蔽的工序;和
通过将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面,形成所述间隔部件的工序。

6.
  根据权利要求1或2所述的带电辊,其特征在于,
至少具有芯棒和电阻层,该电阻层形成在该芯棒的外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的两端部的所述电阻层的膜厚比所述芯棒的两端部间的所述电阻层的膜厚形成得薄,并且在所述芯棒的两端部的所述电阻层分别固定有所述间隔部件。

7.
  一种带电辊制造方法,用于制造权利要求6所述的带电辊,
该制造方法至少由以下工序构成:
屏蔽所述芯棒的两端部的外周面的工序;
一边使所述芯棒旋转,一边以规定的膜厚对所述芯棒的两端部间的部分涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;
从所述芯棒的两端部的外周面解除所述屏蔽的工序;
对所述芯棒的两端部,分别以比所述芯棒的两端部间的部分的导电性涂饰材料的膜厚更薄的膜厚涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;和
分别将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述芯棒的两端部的电阻层,形成所述间隔部件的工序。

8.
  根据权利要求1或2所述的带电辊,其特征在于,
至少具有芯棒和电阻层,芯棒在两端部形成为小直径部且所述两端部间形成大直径部,该电阻层形成在该芯棒的所述小直径部及所述大直径部的各外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的所述小直径部及所述大直径部的两端部的所述电阻层的膜厚形成得大致相等且大致均匀,在所述芯棒的小直径部的所述电阻层,分别固定有所述间隔部件。

9.
  一种带电辊制造方法,用于制造权利要求8所述的带电辊,
该制造方法至少由以下工序构成:
一边使所述芯棒旋转,一边以规定的膜厚分别对所述芯棒的两端部的小直径部及所述芯棒的两端部间的大直径部涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;和
分别将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述芯棒的小直径部的所述电阻层,形成所述间隔部件的工序。

10.
  一种图像形成装置,至少具备:像载体,形成静电潜像及显影剂像;带电辊,使该像载体非接触带电;写入装置,对所述像载体写入静电潜像;显影装置,用显影剂对所述像载体的静电潜像进行显影;和转印装置,对所述像载体的显影剂像进行转印,
所述带电辊是权利要求1~4、6及8的任一项所述的带电辊。

11.
  根据权利要求10所述的图像形成装置,其特征在于,
设定为:所述像载体的周速与所述带电辊的周速相互不同。

说明书

带电辊、带电辊的制造方法和具有带电辊的图像形成装置
技术领域
本发明涉及,通过由卷绕固定于两端部的带状的薄膜部件构成的间隔部件来相对于像载体设定规定的带电间隔而使像载体非接触带电的带电辊、该带电辊的制造方法、和具有该带电辊的由静电复印机、打印机、传真机等电子照片装置构成的图像形成装置的技术领域
背景技术
以往,作为图像形成装置,公知有具备对像载体设置规定的带电间隔而使该像载体非接触带电的带电辊的图像形成装置(例如,参照专利文献1等)。如图14(a)所示,在该专利文献1公开的图像形成装置所采用的带电辊a中,在芯棒b的外周面设置由具有导电性的弹性部件构成的电阻层c,并且在该电阻层c的两端部外周面上,分别呈环状卷绕而固定由具有绝缘性的带状的薄膜部件构成的间隔部件d、e,通过使该对间隔部件d、e与作为像载体的感光鼓(drum)f的外周面接触,由此设定了规定的带电间隔G。在该情况下,将从芯棒b的两端面分别沿轴向突出设置于同轴上的旋转轴g、h的各轴承i、j,分别通过压缩弹簧k、m的推顶力而向感光鼓f推压,从而使两个间隔部件d、e与感光鼓f的外周面抵接。
并且,带电辊a通过带电间隔而使感光鼓f非接触带电,由此,可抑制臭氧的发生,而且可防止附着在感光鼓f的调色剂等异物附着到带电辊a、或带电辊a的电阻层c中包含的物质附着到感光鼓f的情况,从而可提高由带电辊a带来的感光鼓f的带电性能。
但是,在将带状的薄膜部件卷绕到带电辊时,薄膜部件的一端d1与另一端d2之间会沿周方向产生接缝。另一方面,为了始终稳定获得像载体的良好的带电,带电间隔G在带电辊a旋转时沿周方向的任何位置都必须始终维持一定。为此,在由带状的薄膜部件形成的间隔部件d、e中,在将薄膜部件卷绕于带电辊a时,在各薄膜部件的两端(带电辊a的周方向的两端)的接缝,该两端部需要按照没有间隔且沿上下方向(带电辊a的径向)不重叠的方式卷绕。但是,为了这样将薄膜部件卷绕到带电辊a,不仅必须高精度地设定薄膜部件的长度,而且薄膜部件向带电辊a的卷绕也必须高精度地进行。由此,需要极严格地进行薄膜部件的尺寸管理,不仅生产率差,而且成本高。
因此,为了提高带电辊的生产率并降低成本,如果不那么提高构成间隔部件的薄膜部件的长度的精度、和薄膜部件向带电辊a的卷绕精度,则在大致在带电辊上被卷绕一周的间隔部件的一端与另一端之间的接缝中,会发生在这两端产生间隔、或两端部沿上下方向重叠的状态。但是,如果发生这样的状态,则在带电辊的该接缝位置部分,则出现带电辊的轴向不存在间隔部件的情况、或间隔部件的厚度改变的情况,如果该接缝到达像载体与间隔部件的捏合(nip)部(接触部),则带电间隔G变化。因此,无法始终稳定获得像载体的良好的带电。
因此,在所述的专利文献1公开的带电辊的间隔部件中,如图14(b)和(c)所示,将间隔部件d的薄膜部件的两端d1、d2倾斜地截断,并且将该薄膜部件卷绕到带电辊a时,在被倾斜地截断的两端d1、d2之间,形成由间隔s构成的接缝。这样,在将薄膜部件卷绕到带电辊a的状态下,在带电辊a的周方向的任何位置沿带电辊a的轴向都始终存在间隔部件d,故即使薄膜部件的尺寸管理不那么严格而存在接缝,带电间隔G仍可维持一定。虽未图示,但对另一方间隔部件e的薄膜部件也是同样的。
另外,如图14(d)和(e)所示,将间隔部件d的薄膜部件以比2周多的规定量卷绕到带电辊a,沿带电辊a的轴向错开且不沿带电辊a的径向重叠地卷绕成螺旋状,按照相对于薄膜部件的一端d1的位置而使另一端d2的位置沿带电辊a的轴向错开的方式沿该轴向缠绕(wrap),从而在带电辊a的周方向的任何位置,沿带电辊a的轴向都存在间隔部件d。在该螺旋卷绕时,由于将薄膜部件以比2周多的规定量沿带电辊a的轴向错开卷绕到带电辊a,故在两端d1、d2之间不会形成接缝。由此,同样,即使薄膜部件的尺寸管理不那么严格,带电间隔G仍可维持一定。虽未图示,但对另一方间隔部件e的薄膜部件也是同样的。
另外,虽然省略了说明,但在专利文献1中,还公开有使得在带电辊a的周方向的任何位置沿带电辊a的轴向都始终存在间隔部件d的其他方法。
但是,若在带电辊a的外周面,仅卷绕间隔部件d、e的薄膜部件,则在如图14(b)和图14(d)中分别表示的薄膜部件的任一个,薄膜部件的两端部都露出在表面而与感光鼓f接触。因此,如果带电辊a沿图14(c)和(e)中的顺时针方向旋转,间隔部件d、e的两端反复进行与像载体的抵接,由于开始进入与感光鼓f的捏合部的一侧的一端部在捏合部,沿剥离方向反复承受来自感光鼓f的抵接力,故产生与带电辊剥离而上卷的问题。特别是在带电辊a为非弹性体的情况下,间隔部件d、e的剥离的频率高。
而且,通过进行图像形成动作,调色剂颗粒等的异物侵入而附着到薄膜部件的一端d1和另一端d2之间产生的接缝的间隔s中,但是,该异物侵入薄膜部件的两端部和带电辊a之间,使得薄膜部件的两端部和带电辊a的粘接力降低,间隔部件d的薄膜部件的两端部容易剥落。对于另一间隔部件e的薄膜部件也是同样的。
这样,若发生间隔部件d、e的端部的翻卷,则在带电辊旋转时,由这些间隔部件d、e决定的带电间隔G变化,无法维持一定,难以对像载体进行均匀稳定的良好的带电。
另一方面,在多重地卷绕薄膜部件而构成间隔部件d、e的情况下,在通过直流与交流的叠加偏置而使感光鼓f非接触带电时,感光鼓f接受放电。因此,若打印张数增加,则产生感光鼓f的带电部的膜厚因该放电而减少的所谓的膜减少的问题。这样,若感光鼓f产生膜减少,则无法使带电间隔G在一定间隔以下,感光鼓f的带电不能良好地进行。
专利文献1:特开2001-296723号公报
发明内容
本发明鉴于这样的情况而实现,目的在于提供一种通过分别固定于两端部的带状的间隔部件抵接于像载体而设定的带电间隔所引起的像载体的非接触带电,来长期地防止间隔部件的剥离,从而可进行稳定的良好带电的带电辊、带电辊的制造方法和具有带电辊的图像形成装置。
本发明的另一目的在于,提供一种可通过分别固定于两端部且具有接缝的带状的间隔部件抵接于像载体而设定的带电间隔所引起的像载体的非接触带电,能够长期地防止间隔部件的剥离,并且即使在发生像载体的带电部的膜减少时,也能进行长期而稳定的良好带电的带电辊、带电辊的制造方法和具有带电辊的图像形成装置。
为了解决所述课题,技术方案1所述的发明的带电辊,分别在两端部固定由带状的薄膜部件构成的间隔部件,这些间隔部件与像载体的外周面抵接,从而在所述像载体与所述带电辊之间设定带电间隔,并且通过该带电间隔使所述像载体非接触带电,所述间隔部件任一个都形成为:所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向卷绕,并且在周方向的所有位置上,所述薄膜部件的n重(n≥2)重叠后的n重卷绕部存在于轴向。
另外,技术方案2所述的发明的带电辊的特征在于,所述薄膜部件的两端,相对于其长轴方向倾斜且相互平行地被截断。
此外,技术方案3所述的发明的带电辊的特征在于,至少具有芯棒和电阻层,该电阻层形成在该芯棒的外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的两端部形成有环状沟,并且在所述芯棒的所述环状沟间的部分及所述环状沟,分别设置有所述电阻层,在所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面,固定有所述间隔部件。
还有,技术方案4所述的发明的带电辊的特征在于,所述间隔部件的薄膜部件的一侧的侧缘向所述环状沟一方露出,并且所述薄膜部件的另一侧的侧缘从所述芯棒的端面向外侧露出。
再有,技术方案5所述的发明的带电辊制造方法涉及一种制造技术方案3或4所述的带电辊的带电辊制造方法,该制造方法至少由以下工序构成:在所述芯棒的两端部分别形成环状沟的工序;屏蔽所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面的工序;一边使所述芯棒旋转,一边对所述芯棒的所述环状沟间的部分及所述环状沟,分别涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;从所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面解除所述屏蔽的工序;和通过将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述环状沟与所述端之间的所述芯棒的外周面,形成所述间隔部件的工序。
此外,技术方案6所述的发明的带电辊的特征在于,至少具有芯棒和电阻层,该电阻层形成在该芯棒的外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的两端部的所述电阻层的膜厚比所述芯棒的两端部间的所述电阻层的膜厚形成得薄,并且在所述芯棒的两端部的所述电阻层分别固定有所述间隔部件。
还有,技术方案7所述的发明的带电辊制造方法涉及一种制造技术方案6所述的带电辊的带电辊制造方法,该制造方法至少由以下工序构成:屏蔽所述芯棒的两端部的外周面的工序;一边使所述芯棒旋转,一边以规定的膜厚对所述芯棒的两端部间的部分涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;从所述芯棒的两端部的外周面解除所述屏蔽的工序;对所述芯棒的两端部,分别以比所述芯棒的两端部间的部分的导电性涂饰材料的膜厚更薄的膜厚涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;和分别将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述芯棒的两端部的电阻层,形成所述间隔部件的工序。
再有,技术方案8所述的发明的带电辊的特征在于,至少具有芯棒和电阻层,芯棒在两端部形成为小直径部且所述两端部间形成大直径部,该电阻层形成在该芯棒的所述小直径部及所述大直径部的各外周面,使所述像载体非接触带电,所述芯棒的所述小直径部及所述大直径部的两端部的所述电阻层的膜厚形成得大致相等且大致均匀,在所述芯棒的小直径部的所述电阻层,分别固定有所述间隔部件。
此外,技术方案9所述的发明的带电辊的制造方法用于制造技术方案8所述的带电辊,该制造方法至少由以下工序构成:一边使所述芯棒旋转,一边以规定的膜厚分别对所述芯棒的两端部的小直径部及所述芯棒的两端部间的大直径部涂饰导电性涂饰材料,形成所述电阻层的工序;和分别将所述薄膜部件沿与带电辊使用时的旋转方向相反的方向且与带电辊的轴向垂直的方向,n重(n≥2)重叠卷绕到所述芯棒的小直径部的所述电阻层,形成所述间隔部件的工序。
还有,技术方案10所述的发明的图像形成装置,至少具备:像载体,形成静电潜像及显影剂像;带电辊,使该像载体非接触带电;写入装置,对所述像载体写入静电潜像;显影装置,用显影剂对所述像载体的静电潜像进行显影;和转印装置,对所述像载体的显影剂像进行转印,所述带电辊是技术方案1~4、6及8的任一项所述的带电辊。
再有,技术方案11所述的发明的图像形成装置的特征在于,上设定为:所述像载体的周速与所述带电辊的周速相互不同。
(发明效果)
根据这样构成的本发明的带电辊,由于在带电辊的周方向的所有位置,使由n重(n≥2)重叠的薄膜部件构成的、相同厚度的间隔部件沿带电辊的轴向存在,并且间隔部件的与像载体的接触部进入开始侧的一端部即使进入与像载体的捏合部,因第2重以上的薄膜部件而不会与像载体接触,故即使在长期进行图像形成动作(打印动作)时也可防止间隔部件从带电辊剥离。特别是,在带电辊的电阻层由导电性橡胶等弹性系数比较小的材料形成,在与像载体部的接触部(捏合部)因抵接力而容易发生弹性变形的情况下,可更加有效地防止这些间隔部件的剥离。
此外,由于在间隔部件中未产生接缝,故在间隔部件的端部不易附着调色剂颗粒等的异物。特别是,由于接触部进入开始侧的一端部被第2重以上的薄膜部件遮蔽而受到保护,故可更加有效地防止该一端部的剥离。因此,可长期维持均匀而稳定的带电间隔,可进行像载体的良好的带电。由此,可长期地获得高品质的图像。
而且,由于仅以n重重叠的程度卷绕薄膜部件,故可防止薄膜部件的剥离,并且可简单而长期地设定均匀且稳定的带电间隔。
还有,由于通过形成于芯棒的环状沟而调色剂不易侵入间隔部件,因此可抑制调色剂侵入间隔部件的薄膜部件的两端部之下的情况。由此,可长期地防止各薄膜部件的端部的剥离。
再有,由于按照使薄膜部件的一侧的侧缘向芯棒的环状沟露出、且使薄膜部件的另一侧的侧缘向芯棒的端面的外侧露出的方式卷绕,故在这些薄膜部件的左右量侧缘的露出部,可防止没有电阻层的表面无遮盖的状态下的芯棒与像载体的异常放电(电荷的泄漏)。
另外,根据本发明的带电辊制造方法,由于对芯棒的间隔部件固定部分进行屏蔽,并且一边旋转芯棒,一边在芯棒中的未形成屏蔽的部分涂敷导电性涂饰材料,因此能以均匀的膜厚在芯棒的外周面上涂敷导电性涂饰材料。而且,在芯棒上未设置环状沟的情况下,无法可靠地形成由导电性涂饰材料的涂敷确定的电阻层的边界(电阻层的端缘),但通过设置环状沟,能可靠地形成电阻层的边界,并且以更均匀的膜厚在芯棒的外周面上涂敷导电性涂饰材料。
此外,根据本发明的带电辊,由于分别固定间隔部件的带电辊的左右两端部为小直径部,故通过分别适当设定该小直径部的直径,在市场上销售的薄膜部件中,可容易采用具有与所希望的带电间隔相对应的厚度的市场上销售的薄膜部件,可廉价而容易地设定带电间隔。
还有,根据本发明的另一带电辊制造方法,对芯棒的间隔部件固定部分进行屏蔽,并且一边旋转芯棒,一边在芯棒中的未形成屏蔽的部分涂敷导电性涂饰材料,然后从芯棒上解除屏蔽,在芯棒的间隔部件固定部分,一边旋转芯棒,一边在芯棒中的未形成屏蔽的部分涂敷导电性涂饰材料,或采用使两端侧的间隔部件固定部分形成为小直径部、使间隔部件固定部分之间的部分形成为大直径部的芯棒,一边旋转芯棒,一边在这些大小直径部上涂敷导电性涂饰材料,由此,可容易使成为带电部的电阻层的部分形成为大直径部、且使固定两端侧的间隔部件的电阻层的部分形成为小直径部。
再有,根据本发明的图像形成装置,可长期地维持均匀而稳定的带电间隔,可进行像载体的良好的带电,由此,可长期地获得高品质的图像。
特别是,通过使像载体的周速和带电部的周速不同,即使在打印张数增多而像载体的带电部产生膜减少的情况下,伴随该膜减少而像载体的间隔部件接触部的膜厚因与间隔部件的摩擦而减少,可抑制像载体的带电部的膜厚和像载体的间隔部件接触部的膜厚之间的膜厚差,可将带电间隔保持于规定值以下。由此,可长期地进行像载体的稳定的良好的带电。这样,使像载体的周速和带电辊的周速不同,可实现像载体的长寿命化。
附图说明
图1是对本发明的图像形成装置的实施方式的一例进行局部表示的示意图;
图2是表示图1所示实例的图像形成装置所采用的感光体、带电辊和带电辊的清洁部件的示意图;
图3是表示本发明的实施方式的一例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的IIIC-IIIC线的剖视图;
图4(a)~(e)是说明图3所示的实例的带电辊的制造方法的图;
图5是表示本发明的实施方式的另一例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的VC-VC线的剖视图;
图6是表示本发明的实施方式的又一例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的VIC-VIC线的剖视图;
图7表示本发明的实施方式的另一例的带电辊的右端部的示意图,,(a)是局部主视图,(b)为沿(a)中的VIIB-VIIB线的剖视图,(c)为沿(b)中的VIIC-VIIC线的剖视图;
图8是表示本发明的实施方式的又一例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的VIIIC-VIIIC线的剖视图;
图9(a)~(e)是说明图8所示的实例的带电辊的制造方法的图;
图10是表示本发明的实施方式的另一例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的XC-XC线的剖视图;
图11(a)~(c)为说明图10所示的实例的带电辊的制造方法的图;
图12是表示图像形成装置的另一实例中使用的感光体、带电辊和带电辊的清洁部件的图;
图13(a)~(h)分别是表示关于本发明的实验所采用的带电辊的右端部的示意图;
图14(a)是表示现有的图像形成装置中的感光体和带电辊的示意图,(b)是(a)中的间隔部件的现有例的局部放大图,(c)是(b)的左侧视图,(d)是(a)的间隔部件的另一现有例的局部放大图,(e)为(d)的左侧视图。
图中:1-图像形成装置;2-感光体;3-带电装置;3a-带电辊;3b1-环状沟;3b3-倒角部;3c-电阻层;3d,3e-间隔部件;3e1-一端部;3e2-一端部;3e3-左侧缘部;3e4-右侧缘部;3f-带电部;3g,3g1-芯棒的外周面。
具体实施方式
下面,参照附图,对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
图1是对本发明的图像形成装置的实施方式的一例进行局部表示的示意图,图2是表示图1所示实例的感光体及带电装置的示意图。另外,在下面的本发明的实施方式的各实例的说明中,对与该例之前的实例相同的构成要素采用相同标记,并省略其详细说明。
如图1和图2所示,该实例的图像形成装置1包括作为像载体的感光体2,在其上形成静电潜像和调色剂像(显影剂像),并且在该感光体2的周围,从感光体2的旋转方向(在图1中为顺时针方向)的上游侧,依次包括:具有使感光体2非接触带电的带电辊3a的带电装置3;对感光体2写入静电潜像的光写入装置4;通过调色剂对感光体2的静电潜像进行显影的显影装置5;对感光体2的调色剂像进行转印的转印装置6;和对感光体2进行清洁的清洁装置7。在该情况下,也可构成为将感光体2和带电辊3a形成为一体的盒(cartridge),或者还可构成为将感光体2、带电辊3a、以及显影装置5形成为一体的盒。
该例的感光体2由感光鼓构成,与以往公知的感光鼓同样,在圆筒状的金属素管的外周面,形成有规定膜厚的感光层。对该感光体2中的金属素管例如采用铝等的导电性的管,并且对感光层采用以往公知的有机感光体。而且,感光体2设置为:从该两端面分别沿轴向突出设置在同轴上的旋转轴2a、2b,通过轴承以可旋转的方式支承于未图示的装置主体上。
如图2所示,带电装置3的带电辊3a具有芯棒3b,该芯棒3b构成为由具有导电性的例如由金属轴(shaft)等构成的导电性轴。该导电性轴例如可采用在SUM22的表面镀Ni后的材料。在芯棒3b的外周面3g形成由导电层构成的电阻层3c,该导电层例如通过喷射涂饰等适当的涂饰来涂敷导电性涂饰材料而形成。形成电阻层3c的导电性涂饰材料几乎不具有弹性,为非弹性体。
图3是表示该例的带电辊的右端部的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的IIIC-IIIC线的剖视图。
如图3(a)~(c)所示,在该例的带电辊3a中,在芯棒3b的外周面3g的从右端朝向中间规定距离的位置,形成有轴向截面呈矩形的环状沟3b1。另外,虽未图示,但在芯棒3b的外周面3g的左端侧,相对于芯棒的中央而与该环状沟3b1左右对称地形成有与该右侧的环状沟3b1相同的环状沟。另外,这些环状沟的轴向截面并不限于矩形,轴向的截面也可呈圆弧状、U字形或V字形等适当的截面形状。
并且,电阻层3c还形成于左右环状沟之间的芯棒3b的外周面3g和左右的环状沟的表面。因此,在形成于左右的环状沟的电阻层3c上,也形成有环状沟。另外,如图3(c)所示,在比芯棒3b的右侧的环状沟3b1更靠右端侧的外周面3g1和右端面3b2上未形成电阻层3c。右侧的间隔部件3e被直接固定在芯棒3b的外周面3g1上而未隔着电阻层3c。间隔部件3e由带状的薄膜部件构成,该薄膜部件的两端部3e1、3e2的各前端与所述图14(b)所示的现有例同样,均倾斜且相互平行地被截断(在图示的例子中,各前端在图3(a)中向斜左下方被截断,但在图3(a)中也可向斜右上方被截断。在该情况下,各前端也相互平行地被截断)。
而且,在间隔部件3e的薄膜部件中,开始进入与该感光体2的接触部(捏合部)的一侧的一端部3e1通过粘接或粘合的方式固定于带电辊3a,并且按如下方式进行粘接或粘合:从该一端部3e1开始,除此以外的部分在带电辊3a的横截面呈圆形的外周面3g,沿与图1和图3(b)中用箭头表示的带电辊3a使用时的旋转方向α相反的方向且与带电辊3a的轴向相垂直的方向,在沿带电辊3a的轴向不错位的情况下卷绕一周,此外,按照在已卷绕于带电辊3a的第一周薄膜部件上重叠为两层的方式,在沿带电辊3a的轴向不错位的情况下卷绕一周弱。即,薄膜部件在沿轴向不错位的情况下在带电辊3a上卷绕两周弱而被固定。该情况下,在该例的带电辊3a中,薄膜部件的宽度比芯棒3b的外周面3g1的宽度(轴向的长度)设定得大,薄膜部件的左侧缘部3e3沿带电辊3a的轴向突出(露出)于电阻层3c的环状沟上,并且薄膜部件的右侧缘部3e4向芯棒3b的右端面3b2的右方,沿带电辊3a的轴向突出(露出)。
这样,在薄膜部件被卷绕的状态下,间隔部件3e的一端部3e1的前端朝向带电辊3a的旋转方向α,并且与感光体2的接触部的进入结束的一侧的另一端部3e2的前端,朝向与带电辊3a的旋转方向α相反的方向。而且,间隔部件3e的另一端部3e2的前端,位于相对于由一端部3e1的前端的虚线表示的位置而沿带电辊3a的周方向向前规定量的实线所表示的位置。即,与图14(b)所示的带电辊的一端部的前端和另一端部的前端沿周方向分离的情况同样,一端部3e1的前端和另一端部3e2的前端沿周方向相互分离。另外,此时,一端部3e1的前端被倾斜截断的部分和另一端部3e2的前端被倾斜截断的部分,沿带电辊3a的轴向相互遮盖。这样,间隔部件3e的卷绕2周弱的薄膜部件的2重重叠而卷绕的2重卷绕部,在带电辊3a的周方向的所有位置,沿带电辊3a的轴向未必存在。
此外,间隔部件3e的一端部3e1被第2周的薄膜部件遮蔽。因此,即使间隔部件3e的一端部3e1进入与感光体2的接触部,也不会与感光体2接触,不会受到与感光体2剥离的方向的力。
虽未图示,但另一方的左侧的间隔部件3d与所述的右侧的间隔部件3e完全相同,2重重叠而卷绕的2重卷绕部由卷绕2周弱的薄膜部件形成,形成为在带电辊3a的周方向的所有位置存在于带电辊3a的轴向。在该情况下,间隔部件3d的两端部的各端的倾斜截断方向只要相互平行,则既可为与间隔部件3e的两端部的各端的倾斜截断方向相同的方向,也可为左右对称的方向。并且,间隔部件3d的一端部的前端和间隔部件3e的一端部3e1的前端设置于沿带电辊3a的周方向相同的位置(以相同相位)(即,两个间隔部件3d、3e的各一端部的前端沿带电辊3a的轴向相互遮盖。)。另外,间隔部件3d的一端部的前端和间隔部件3e的一端部3e1的前端也可设置于沿带电辊3a的周方向相互不同的位置(以不同的相位)。
形成于芯棒3b的左右环状沟之间的外周面3g上的电阻层3c,构成以规定的带电间隔G使感光体2非接触带电的带电部3f,该带电部3f的外周面沿带电辊3a的轴向形成为一定直径的圆形横截面。
带电辊3a包括从芯棒3b的两端面分别沿轴向突出设置于相同轴上的旋转轴3h、3i,这些旋转轴3h、3i分别以可旋转的方式支承于轴承3j、3k。并且,与所述现有例同样,经由带电辊3a的旋转轴3h、3i的轴承3j、3k,通过压缩弹簧3m、3n的负荷,带电辊3a被推压到感光体2的方向,从而,间隔部件3d、3e抵接于感光体2的外周面。由此,在电阻层3c与感光体2之间,设定有基于薄膜部件的规定膜厚的规定的带电间隔G。
该带电间隔G的大小设定为构成间隔部件3d、3e的薄膜部件的厚度的2倍的大小。因此,为了获得所希望的带电间隔G,将薄膜部件的厚度设定为该所希望的带电间隔G的2分之1的厚度即可。在该情况下,如果市场中出售的粘接薄膜中不存在与所希望的带电间隔G相对应的厚度的薄膜,则也可采用在所存在的厚度中与最接近所希望的带电间隔G的间隔相对应的厚度的薄膜。这样,可廉价且容易地设定带电间隔G。作为该薄膜部件,例如可采用聚酯薄膜、卡普顿(kapton)薄膜等的树脂薄膜。
下面对这样构成的该例的带电辊3a的制造方法进行说明。
图4(a)~(e)是说明带电辊3a的制造方法的图。另外,图4(a)~(e)仅表示带电辊的右侧部分,对带电辊的左侧部分的省略图示。在以下的对带电辊3a的制造方法的说明中,仅对带电辊的右侧部分进行说明,但左侧部分也与右侧部分相同。
如图4(a)所示,在该例的带电辊3a中,首先准备由具有旋转轴3i的、为规定长度且规定直径的金属轴构成的芯棒3b。接着,如图4(b)所示,在芯棒3b的外周面3g的右端侧形成环状沟3b1。然后,如4(c)所示,通过兼作屏蔽的轴承3q,覆盖芯棒3b的外周面3g1、右端面3b2、和旋转轴3i中的与芯棒3b邻接的一部分,从而形成屏蔽,并且以可旋转的方式支承旋转轴3i。接着,如图4(d)所示,一边使带电辊3a例如沿β方向旋转,一边按照规定膜厚对未由兼作屏蔽的轴承3q覆盖的芯棒3b的外周面3g涂敷导电性涂饰材料,形成电阻层3c,并且对环状沟3b1的表面也涂敷导电性涂饰材料。通过一边使带电辊3a旋转一边涂饰导电性涂饰材料,由此可以均匀的膜厚对芯棒3b的外周面3g涂敷导电性涂饰材料。另外,在未设置环状沟3b1的情况下,无法可靠形成由导电性涂饰材料的涂饰确定的电阻层3c的边界(电阻层3c的端缘),但是,通过如上述那样设置环状沟3b1,能可靠地形成电阻层3c的边界,能以更加均匀的膜厚对芯棒3b的外周面3g涂敷导电性涂饰材料。另外,涂饰可为干式和湿式中的任一种。在涂饰结束之后,从兼作屏蔽的轴承3q取下涂饰有导电性涂饰材料的芯棒3b。
最后,如图4(e)所示,将倾斜地截断两端且宽度比右端面3b2的宽度(带电辊3a的轴向的长度)宽的带状的薄膜部件,如所述那样,使其一端的一部分直接粘接或粘合到芯棒3b的右端面3b2而不隔着电阻层3c,并且沿与带电辊3a使用时的旋转方向α相反的方向,且沿与带电辊3a的轴向相垂直的方向卷绕到右端面3b2,第2周按照与第1周重叠的方式卷绕,通过粘接或粘合方式固定。此时,卷绕为薄膜部件的左侧缘部3e3在电阻层3c的环状沟上露出、且薄膜部件的右侧缘部3e4向芯棒3b的右端的右方露出。由此,制成带电辊3a。
另外,电阻层3c也可代替作为所述的非弹性体的导电性涂饰材料的涂敷,而由作为弹性体的规定宽度的导电性橡胶形成。
带电装置3还包括清洁部件3o,其由对带电辊3a进行清洁的例如辊等构成。该清洁部件3o由筒状的海绵(sponge)形成,该海绵由规定的按压力而与具有一对间隔部件3d、3e的带电辊3a的外周面3g接触。该清洁部件3o可沿与带电辊3a的旋转相反的方向旋转。而且,在该带电装置3中,通过带电辊3a而感光体2以非接触方式同样均匀带电,并且通过清洁部件3o,对带电辊3a进行清洁,去除附着于带电辊3a上的调色剂或灰尘等异物。
图2中在感光体2的右端侧,用于旋转驱动感光体2的感光体旋转齿轮8固定于感光体2的旋转轴2b。另外,在带电辊3a的右端侧的旋转轴3i,固定有用于旋转驱动带电辊3a的带电辊驱动齿轮9。并且,未图示的马达的驱动力被传递到感光体2的感光体驱动齿轮8,由此旋转驱动感光体2,并且马达的驱动力被传递到带电辊驱动齿轮9,由此旋转驱动带电辊3a。
光写入装置4例如通过激光等对感光体2写入静电潜像。另外,显影器5包括显影辊5a、调色剂供给辊5b和调色剂层厚度限制部件5c。而且,通过调色剂供给辊5b,作为显影剂的调色剂T被供给到显影辊5a上,并且该显影辊5a上的调色剂T的厚度通过调色剂层厚限制部件5c限制,被被搬运到感光体2,通过搬运后的调色剂T,对感光体2上的静电潜像进行显影,在感光体2上形成调色剂像。
转印装置6具有转印辊6a,通过该转印辊6a,在感光体2上,调色剂像被转印到转印纸、中间转印介质等的转印介质13上。并且,在调色剂像被转印到作为转印介质13的转印纸上的情况下,转印纸上的调色剂像通过未图示的定影装置定影,在转印纸上形成图像,另外,在调色剂像被转印到作为转印介质13的中间转印介质上的情况下,在中间转印介质上的调色剂像又被转印到转印纸上之后,转印纸上的调色剂像通过未图示的定影装置而定影,在转印纸上形成图像。
清洁装置7例如具有清洁刮板(blade)等清洁部件7a,通过该清洁部件7a,对感光体2进行清洁,去除感光体2上的转印残留调色剂,并将其回收。
在这样构成的该例的图像形成装置1中,间隔部件3e的第2周的薄膜部件的外周面3e5和另一方间隔部件3d的第2周的薄膜部件的外周面均与感光体2接触,由此,在带电辊3a的周方向的任何位置,在感光体2与两个间隔部件3d、3e之间的带电辊3a的带电部3f之间,被设定均匀的规定的带电间隔G。该带电间隔G按照间隔部件3d、3e的薄膜部件的厚度的2倍设置。
并且,在图1中,若感光体2沿顺时针方向旋转,则带电辊3a与感光体2相反,沿逆时针方向旋转。因此,间隔部件3e从该接触部进入开始侧的一端部3e1的前端开始进入感光体2和间隔部件3e的接触部。此时,由于间隔部件3e的一端部3e1被第2周的薄膜部件遮蔽,故该一端部3e1即使进入感光体2与间隔部件3e的捏合部也不会与感光体2接触。因此,间隔部件3e的一端部3e1不会受到从感光体2剥离的方向的力。并且,间隔部件3e的第2周的薄膜部件进入捏合部而与感光体2接触,从感光体2受到抵接力。但是,这样,即使间隔部件3e从感光体2受到抵接力,通过捏合部的一端部3e1不会受到从感光体2剥离的方向的力,并且由第2周的薄膜部件保护,因此,即使长期进行图像形成装置1的图像形成动作(打印动作),间隔部件3e也不会从该一端部3e1的前端与带电辊3a剥离。
还有,通过带电辊3a的旋转,间隔部件3e的另一端部3e2也从感光体2受到抵接力,但由于该力仅作用在使另一端部3e2与第1周的薄膜部件抵接的方向,不作用在剥离方向,故该力不会使另一端部3e2与第1周的薄膜部件剥离。这对另一方的间隔部件3d也是同样的。而且,在带电辊3a的周方向的任何位置,间隔部件3d、3e均以相同的膜厚(薄膜部件的厚度的2倍的厚度)存在。因此,可长期维持均匀的稳定的带电间隔G,进行感光体2的良好的带电,获得高品质的图像。
再有,由于按照薄膜部件的左侧缘部3e3在电阻层3c的环状沟上露出、且薄膜部件的右侧缘部3e4从芯棒3b的右端向右方露出的方式卷绕,故可防止:在这些薄膜部件的左右侧缘部3e3、3e4的露出部,没有电阻层3c的表面无遮盖的状态下的芯棒3b和感光体2的异常放电(电荷的泄漏)。
根据该例的图像形成装置1,在带电辊3a的周方向的任何位置,使由薄膜部件构成的相同厚度的间隔部件3d、3e沿带电辊3a的轴向存在,并且即使在间隔部件3d、3e的感光体2的接触部进入开始侧的一端部进入与感光体2的捏合部,也由第2周的薄膜部件保护而不会与感光体2接触,因此,即使长期进行图像形成动作(打印动作),也可防止间隔部件3d、3e从带电辊3a剥离。特别是,在带电辊3a的电阻层3c由导电性橡胶等弹性系数小的材料形成、与感光体2的接触部(捏合部)因抵接力而容易发生弹性变形的情况下,可更有效地防止这些间隔部件3d、3e的剥离。
另外,由于在间隔部件3d、3e不会产生接缝,故调色剂颗粒等异物不易附着到间隔部件3d、3e的端部。特别是,由于接触部进入开始侧的一端部被第2周的薄膜部件遮蔽而保护,故可更有效地防止该一端部的剥离。因此,可长期地维持均匀而稳定的带电间隔G,从而可进行感光体2的良好的带电。由此,可长期地获得高品质的图像。
而且,由于将薄膜部件仅卷绕重叠2重,故可防止薄膜部件的剥离且可简单而长期地设定均匀并稳定的带电间隔G。
此外,由于通过形成在电阻层3c的环状沟而调色剂难以侵入间隔部件3d、3e,故可抑制调色剂侵入到间隔部件3e的薄膜部件的两端部之下。由此,可长期地防止各薄膜部件的端部的剥离。而且,通过这些环状沟,可抵消电阻层3c的导电性涂饰材料的涂饰端部的涂饰斑。
再有,由于按照使薄膜部件的左侧缘部3e3在电阻层3c的环状沟上露出、且使薄膜部件的右侧缘部3e4从芯棒3b的右端向右方(外侧)露出的方式卷绕,故可防止:在这些薄膜部件的左右侧缘部3e3、3e4的露出部,没有电阻层3c的表面无遮盖的状态下的芯棒3b和感光体2的异常放电(电荷的泄漏)。
另外,在所述的实例中,将薄膜部件2重重叠地按照2周弱的程度卷绕到带电辊3a,但本发明并不限于此,例如,如图5(a)~(c)所示,右侧的间隔部件3e的薄膜部件,也可按照3周弱的程度在沿带电辊3a的轴向不错位地重叠卷绕到带电辊3a,另外,还可按照4周弱以上的程度,沿带电辊3a的轴向不错位地重叠卷绕。同样对另一方的左侧的间隔部件3d,也按照与右侧的薄膜部件的卷绕量相同的卷绕量重叠卷绕。
即,该例的带电辊3a按照下述的方式设置,该方式为:按照两个间隔部件3d、3e的n(n≥2)周弱的程度卷绕的薄膜部件的n次重叠的n重卷绕部,在带电辊3a的周方向的全部的位置必定沿带电辊3a的轴向存在。并且,两个间隔部件3d、3e的最外周的各薄膜部件的外周面均与感光体2接触,由此,在带电辊3a的周方向的任何位置,在感光体2和两个间隔部件3d、3e之间的带电辊3a的带电部3f之间,都设定规定的带电间隔G。
若膜厚t的薄膜部件的n重卷绕部在带电辊3a的周方向的所有位置均存在于带电辊3a的轴向,则该情况下的带电间隔G按照间隔部件3d、3e的厚度n×t与带电辊3a的带电部3f的电阻层3c的厚度的差被设置。换而言之,为了设定所希望的带电间隔G,将电阻层3c的厚度设定为从间隔部件3d、3e的厚度n×t中扣除所希望的带电间隔G而得到的值即可。
图6是表示本发明的带电辊的实施方式的又一例的与图3同样的示意图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的VIC-VIC线的剖视图。
在所述的实例中,在带电辊3a的两个端部设置环状沟,并且将间隔部件3d、3e直接固定于没有电阻层3c的芯棒3b的外周面3g上,但如图6(a)~(c)所示,在该例的带电辊3a未设置环状沟,并且在芯棒3b的右侧缘(右侧边缘)设置了倒角部3b3。另外,电阻层3c形成于芯棒3b的外周面3g、倒角部3b3、以及右端面3b2上。在该情况下,芯棒3b的左右倒角部3b之间的外周面3g沿带电辊3a的轴向被设定为一定的直径,由此,形成于该外周面3g的电阻层3c的外周面也沿带电辊3a的轴向呈一定直径的横截面圆形。并且,在芯棒3b的外周面3g的右端部,固定有右侧的间隔部件3e。芯棒3b的左侧部分和左侧的间隔部件3d与右侧的相应部分保持左右对称,是相同的。
根据该例的带电辊3a,由于电阻层3c还设置于芯棒3b的倒角部3b3和右端面3b2,故可通过倒角部3b3和右端面3b2上的电阻层3c来防止芯棒3b和感光体2的异常放电(电荷的泄漏)。芯棒3b的左侧部分也与右侧相同。另外,由于在电阻层3c上固定间隔部件3d、3e,以涂饰面为基准形成了带电间隔,因此可提高在具有涂饰斑等的情况下的尺寸精度。
除了环状沟的作用效果以外,该例的图像形成装置1和带电辊3a的其他结构以及其他作用效果与所述的图1~图4所示的实例相同。
另外,在该例的带电辊3a中,两个间隔部件3d、3e也按照下述的方式设置即可,该方式为:按照n(n≥2)周弱的程度卷绕的薄膜部件的n重重叠的n重卷绕部,在带电辊3a的周方向的所有位置,一定沿带电辊3a的轴向存在。此外,电阻层3c也可代替所述的非弹性体的导电性涂饰材料的涂敷,而由弹性体的规定宽度的导电性橡胶形成。
图7表示本发明的图像形成装置的实施方式的另一例的带电辊的与图3同样的示意图和局部图,(a)是局部主视图,(b)为沿(a)中的VIIB-VIIB线的剖视图,(c)为沿(b)中的VIIC-VIIC线的剖视图。
在所述的图3所示的实例的带电辊3a中,芯棒3b的环状沟3b1的带电辊轴向的剖面呈矩形状,并且在芯棒3b的右侧边缘未设置倒角部3b3,但如图7(a)~(c)所示,在该例的带电辊3a中,芯棒3b的环状沟3b1中的带电辊轴向的剖面呈圆弧状,并且在芯棒3b的右侧边缘设置有倒角部3b3。另外,环状沟3b1的带电辊轴向的剖面也可呈U字状或V字状等的其他形状。
此外,在图3所示的实例的带电辊3a中,间隔部件3e的薄膜部件的左右侧缘部3e3、3e4,分别在电阻层3c的环状沟上露出以及从芯棒3b的右端面3b2向右方露出,但在该例的带电辊3a中,间隔部件3e的薄膜部件的左侧缘部3e3不在电阻层3c的环状沟上露出。然而,使芯棒3b的环状沟3b1与外周面3g1的边界部分不直接露出。另外,在该例的带电辊3a中,间隔部件3e的第1周的薄膜部件的右侧缘部3e4在芯棒3b的倒角部3b3的表面的一部分上弯曲,通过粘接或粘合而固定,并且第2周的薄膜部件的右侧缘部3e4在第1周的薄膜部件的已弯曲的右侧缘部3b4上弯曲,通过粘合方式固定于其上。因此,薄膜部件的右侧缘部3e4均沿与感光体2分离的方向弯曲。芯棒3b的左侧部分和左侧的间隔部件3d也与右侧的相应部分保持左右对称,是相同的。
根据该例的带电辊3a,由于左右的薄膜部件的外侧缘部分别沿与感光体2分离的方向弯曲,故因各薄膜部件的一侧的侧缘部的弯曲而各薄膜部件的粘接强度大,并且由于各薄膜部件的一侧的侧缘部不与感光体2接触,故即使各间隔部件3d、3e的一部分与感光体2和清洁部件3o接触,也能有效地防止各间隔部件3d、3e的各薄膜部件在长期内剥离的情况。
另外,由于芯棒3b的环状沟3b1和外周面3g1的边界部分不直接露出,并且倒角部3b3也由薄膜部件的右侧缘部3e4覆盖,故可防止芯棒3b的边界部分和倒角部3b3与感光体2之间的异常放电(电荷的泄漏)。芯棒3b的左侧部分也与右侧相同。
该例的图像形成装置1和带电辊3a的其他结构以及其他作用效果与所述的图1~图4所示的实例相同。另外,电阻层3c也可代替所述非弹性体的导电性涂饰材料的涂敷,而由弹性体的规定宽度的导电性橡胶形成。另外,在该例的带电辊3a中,两个间隔部件3d、3e也按照下述方式设置即可,该方式为:按照n(n≥2)周弱的程度卷绕的薄膜部件的n重重叠的n重卷绕部,在带电辊3a的周方向的所有位置,一定沿带电辊3a的轴向存在。
图8表示本发明的图像形成装置的实施方式的另一例的带电辊的与图3同样的示意图和局部图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的VIIIC-VIIIC线的剖视图。
在所述的图6所示的实例的带电辊3a中,在芯棒3b上设置了倒角部3b3,并且由一定膜厚的导电性涂饰材料构成的电阻层3c形成于芯棒3b的外周面3g、倒角部3b3、以及右端面3b2上,但如图8(a)~图8(c)所示,在该例的带电辊3a中,在一定直径的芯棒3b上未设置倒角部3b3,并且由导电性涂饰材料构成的电阻层3c中的、形成于芯棒3b的外周面3g的带电部3f上的电阻层3c的膜厚大,另外,芯棒3b的外周面3g的固定有间隔部件3e的右端部和右端面3b2处形成的电阻层3c的膜厚形成得比带电部3f的电阻层3c的膜厚薄。
即,电阻层3c的与带电部3f相对应的部分的膜厚形成为较厚的大直径部3c1,并且固定有间隔部件3e的部分的膜厚形成为较薄的小直径部3c2,此外,在这些大直径部3c1与小直径部3c2之间,形成有环状的阶梯部3c3。芯棒3b的左侧部分、电阻层3c的左侧部分、以及左侧的间隔部件3d也与右侧的相应部分保持左右对称,是相同的。即,分别固定各间隔部件的电阻层3c的左右两端部的小直径部的膜厚设定得比较薄,并且左右两端部之间的大直径部的膜厚设定得比这些左右两端部厚。并且,在电阻层3c的左右两端部的小直径部,固定有各间隔部件3d、3e。
对这样构成的该例的带电辊3a的制造方法进行说明。
图9(a)~(e)是说明带电辊3a的制造方法的图。另外,与所述的图4所示的实例相同,图9(a)~(e)仅表示了带电辊的右侧部分,带电辊的左侧部分的图示省略。在该情况下,对各组成部件中的右侧组成部件的标号加上括号()而表示。
如图9(a)所示,对于该例的带电辊3a,首先,准备由分别在两端具有旋转轴3h、3i的规定长度的且规定直径的金属轴所构成的芯棒3b。接着,如图9(b)所示,通过一对兼作屏蔽的轴承(3q),覆盖芯棒3b的左右两端部的外周面3g1、左右两端面(3b2)、以及左右两侧的旋转轴(3i)中的与芯棒3b邻接的一部分,从而形成屏蔽,并且以可旋转的方式支承两个旋转轴(3i)。然后,如图9(c)所示,一边使带电辊3a例如沿β方向旋转,一边在未被兼作屏蔽的轴承(3q)覆盖的芯棒3b的外周面3g上,以比较厚的规定的膜厚涂敷导电性涂饰材料,在芯棒3b的左右两端部之间,形成作为大直径部3c1的厚膜电阻层3c。另外,涂饰可为干式和湿式中的任一种。在涂敷结束之后,从兼作屏蔽的轴承3q取下涂饰有导电性涂饰材料的芯棒3b。
接着,如图9(d)所示,通过一对第2兼作屏蔽的轴承(3q’),以可旋转的方式支承旋转轴(3i)。在该情况下,使第2兼作屏蔽的轴承(3q’)与芯棒3b的左右两端面(3b2)相隔规定距离,在第2兼作屏蔽的轴承(3q’)的左端面与芯棒3b的左右两端面(3b2)之间设置规定的间隔。并且,一边使带电辊3a例如沿β方向旋转,一边在未被第2兼作屏蔽的轴承(3q’)覆盖且未形成厚膜电阻层3c的芯棒3b的外周面3g1和左右两端面(3b2)上,分别以小于厚膜电阻层3c的膜厚涂敷导电性涂饰材料,形成薄膜电阻层3c。形成于芯棒3b的左右两端部的薄膜电阻层3c是小直径部(3c2),在大直径部3c1的厚膜电阻层3c与小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c之间,形成环状阶梯部3c3
最后,如图9(e)所示,如所述那样,通过粘接或粘合方式,将倾斜地截断两端的规定宽度的带状的薄膜部件的一端的一部分,固定于左右两端侧的小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c上,并且沿与带电辊3a使用时的旋转方向α相反的方向且沿与带电辊3a的轴向相垂直的方向卷绕到这些小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c,另外,第2周按照与第1周重叠的方式卷绕,通过粘接或粘合方式固定。由此,制成带电辊3a。
另外,作为形成膜厚不同的电阻层3c的其他方法,也可首先在芯棒3b的整个外周面上涂敷导电性涂饰材料,使其达到小直径部3c2的膜厚,然后,在固定有间隔部件3d、3e的小直径部3c2上作为屏蔽,进而还可涂敷到未以导电性涂饰材料为屏蔽的部分,形成大直径部3c1
此外,在该例中,在芯棒3b的左右缘部未设置所述的各实例那样的倒角,但也可设置该倒角。
还有,根据该实例的带电辊3a,由于使分别固定间隔部件3d、3e的带电辊3a的左右两端部为小直径部,故通过分别适当设定这些小直径部的直径,在市场上销售的薄膜部件中,可容易采用具有与所希望的带电间隔G相对应的厚度的市场上销售的薄膜部件,从而可廉价而容易地设定带电间隔G。
该例的图像形成装置和带电辊的其他结构以及其他作用效果与所述的图1、图2、图6所示的实例的情况相同。另外,电阻层3c也可代替上述非弹性体的导电性涂饰材料的涂敷,而由弹性体的规定宽度的导电性橡胶形成。另外,在该例的带电辊3a中,两间隔部件3d、3e也按照下述方式设置即可,该方式为:按照n(n≥2)周弱的程度卷绕的薄膜部件的n重重叠的n重卷绕部,在带电辊3a的周方向的所有位置,一定沿带电辊3a的轴向存在。
图10是表示本发明的图像形成装置的实施方式的另一例的带电辊的与图3同样的示意图和局部图,(a)是局部主视图,(b)是右侧视图,(c)是沿(b)中的XC-XC线的剖视图。在该情况下,对各组成部件中的右侧组成部件中的标号加上括号()而表示。
在所述的图8所示的实例的带电辊3a中,在一定直径的芯棒3b上形成了膜厚不同的电阻层3c,但如图10(a)~(c)所示,在该例的带电辊3a中,将芯棒3b的左右端部均形成为小直径部(3b4),并且将这些左右端部之间的部分形成为大直径部3b5。因此,在芯棒3b的小直径部(3b4)与大直径部3b5之间形成了阶梯部(3b6)。并且,在芯棒3b的左右的小直径部(3b4)、大直径部3b5、以及左右两端面(3b2)之间,形成大致相等且大致均匀的膜厚的电阻层3c。因此,电阻层3c的左右两端部也构成小直径部(3c2),并且左右两端部之间的部分形成大直径部3c1,另外,在大直径部3c1与左右的小直径部(3c2)之间形成有阶梯部(3c3)。并且,在电阻层3c的左右两端部的小直径部固定有各间隔部件3d、3e。
对这样构成的该实例的带电辊3a的制造方法进行说明。
图11(a)~(c)是说明带电辊3a的制造方法的图。另外,与所述的图4所示的实例同样,图11(a)~(e)仅表示带电辊的右侧部分,带电辊的左侧部分的图示省略。
如图11(a)所示,对于该例的带电辊3a,首先准备由规定长度的金属轴构成的芯棒3b,该金属轴分别在左右两端具有旋转轴(3i),并且左右两端部形成为小直径部(3b4),且左右两端部之间形成为大直径部3b5,具有阶梯部(3c3)。接着,如图11(b)所示,通过一对兼作屏蔽的轴承(3q,),以可旋转的方式支承两端的旋转轴(3i)。在该情况下,第2兼作屏蔽的轴承(3q’)与芯棒3b的左右两端面(3b2)相隔规定距离,在第2兼作屏蔽的轴承3q’的右、左端面和芯棒3b的左右两端面(3b2)之间,设置规定的间隔。并且,一边使带电辊3a例如沿β方向旋转,一边在未被第2兼作屏蔽的轴承(3q’)覆盖且未形成厚膜电阻层3c的芯棒3b的外周面3g1和左右两端面(3b2)上,分别以小于厚膜电阻层3c的膜厚涂敷导电性涂饰材料,形成薄膜电阻层3c。形成于芯棒3b的左右两端部的薄膜电阻层3c是小直径部(3c2),在大直径部3c1的厚膜电阻层3c与小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c之间,形成环状阶梯部(3c3)。
最后,如图11(c)所示,如所述那样,将倾斜地截断两端的规定宽度的带状的薄膜部件的一端的一部分,通过粘接或粘合方式固定于左右两端侧的小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c上,并且在这些小直径部(3c2)的厚膜电阻层3c上,沿与带电辊3a使用时的旋转方向α相反的方向,且沿与带电辊3a的轴向相垂直的方向卷绕,另外,第2周按照与第1周重叠的方式卷绕,通过粘接或粘合方式固定。由此,制成带电辊3a。
该例的图像形成装置和带电辊的其他结构以及其他作用效果与所述的图1、图2、以及图8所示的实例的情况相同。另外,电阻层3c也可代替所述的非弹性体的导电性涂饰材料的涂敷,而由弹性体的规定宽度的导电性橡胶形成。另外,在该例的带电辊3a中,两个间隔部件3d、3e也按照下述方式设置即可,该方式为:按照n(n≥2)周弱的程度卷绕的薄膜部件的n重重叠的n重卷绕部,在带电辊3a的周方向的所有位置,一定沿带电辊3a的轴向存在。
另外,在所述各实例的图像形成装置1中,如图2所示,经由带电辊驱动齿轮9,用感光体2的感光体驱动齿轮8直接旋转驱动带电辊3a,但本发明并不限于此,也可通过感光体2与清洁部件3o的摩擦,来旋转驱动带电辊3a。即,如图12所示,在清洁部件3o的右端侧的旋转轴3p上,固定用于旋转驱动清洁部件3o的清洁部件驱动齿轮11。另外,感光体驱动齿轮8和清洁部件驱动齿轮11,通过以可旋转的方式支承于装置主体上的中间齿轮12而连接。并且,如所述那样,通过将马达的驱动力传递给感光体2的驱动齿轮8来旋转驱动感光体2,并且马达的驱动力通过中间齿轮12传递给清洁部件3o的驱动齿轮11,由此旋转驱动清洁部件3o。由于带电辊3a抵接于感光体2和清洁部件3o之间,因此通过带电辊3a与感光体2和清洁部件3o之间的摩擦,带电辊3a伴随感光体2和清洁部件3o的各旋转而旋转。
但是,如所述那样,在对薄膜部件进行多重重叠卷绕而构成间隔部件3d、3e的情况下,通过直流和交流的重叠偏压,使感光体2非接触带电时,感光体2接受放电,但若打印张数增加,则产生感光体2的带电部的膜厚因该放电而减少的膜减少的情况。因此,在本发明中,使感光体2的周速和带电辊3a的周速按照具有规定的值的周速比的方式而实质上不同。这样,若使感光体2的周速和带电辊3a的周速不同,则发生感光体2的间隔部件接触部与间隔部件3d、3e之间的摩擦。
因此,即使打印张数增加而感光体2的膜减少,伴随该膜减少而感光体2的间隔部件接触部的膜厚因与间隔部件3d、3e的摩擦而减少,可抑制感光体2的带电部的膜厚和感光体2的间隔部件接触部的膜厚之间的膜厚差,使带电间隔G保持在规定值以下。由此,可长期地进行感光体2的稳定的良好的带电。这样,通过使感光体2的周速和带电辊3a的周速不同,可实现感光体的长寿命化。
接着,为了证实本发明的带电辊3a和图像形成装置1可获得所述的作用效果,说明针对属于本发明的实施例和不属于本发明的比较例进行的实验。该实验为第1实验和第2实验,第1实验按照将感光体2的周速和带电辊3a的周速的周速比设定为1(难以使周速比恰好为1,还包括实质上不同程度的近似为1的情况)的方式进行,第2实验按照使该周速比实质上不同的方式进行。各实验所采用的图像形成装置均为市场上销售的精工爱普生株式会社制的打印机LP-9000C,对其一部分进行改造而使用。即,代替作为打印机LP-9000C的带电装置的scorotron(スコロトロン)带电装置,改造为可进行非接触带电的带电装置,并且施加到带电装置的电压也采用AC电压,故采用外部电源。因此,调色剂、感光体、转印装置、以及定影装置等的更换部件直接利用了打印机LP-9000C的纯正部件。
首先,对第1实验进行说明。该第1实验为关于构成间隔部件3d、3e的薄膜部件的剥离的实验,针对实验No.1~10的10个实验而进行。在表1中表示这些实验No.1~10中分别采用的实施例和比较例的图像形成装置的带电辊和间隔部件的条件。
[表1]

    No.带电辊间隔部件薄膜部件的种类    1金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:30μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)    2金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:32μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)    3金属轴+导电层涂敷(非弹性)螺旋卷绕1周强G:50μm聚酯带住友3M(株)制造No.9390(厚度:50μm)    4金属轴+导电性橡胶(弹性)螺旋卷绕1周强G:50μm聚酯带住友3M(株)制造No.9390(厚度:50μm)    5金属轴+导电层涂敷(非弹性)1重卷绕倾斜地截断G:50μm聚酯带住友3M(株)制造No.9390(厚度:50μm)    6金属轴+导电性橡胶(弹性)1重卷绕倾斜地截断G:50μm聚酯带住友3M(株)制造No.9390(厚度:50μm)    7金属轴+导电层涂敷(非弹性)螺旋卷绕1周强G:35μm卡普顿薄膜带寺冈制作所制造No.650S(#12)(厚度:35μm)    8金属轴+导电性橡胶(弹性)螺旋卷绕1周强G:35μm卡普顿薄膜带寺冈制作所制造No.650S(#12)(厚度:35μm)    9金属轴+导电层涂敷(非弹性)3重卷绕倾斜地截断G:45μm卡普顿薄膜带寺冈制作所制造No.650S(#12)(厚度:35μm)    10金属轴+导电性橡胶(弹性)3重卷绕倾斜地截断G:45μm卡普顿薄膜带寺冈制作所制造No.650S(#12)(厚度:35μm)

在表1中,实验No.1~10中分别采用的感光体2照原样采用了打印机LP-9000C的感光体。该感光体是在铝管的外周面上涂饰有机感光体,而形成了感光层的感光体,采用了偏差精度在0.01以下的类型。
带电装置3也可代替打印机LP-9000C的scorotron(スコロトロン)带电装置,而将可通过带电辊3a实现非接触带电的带电装置制造为能搭载于打印机LP-9000C上来使用。图13(a)~(h)表示实验所采用的带电辊3a。在图13中,(b)、(d)、(f)和(h)分别是图(a)、(c)、(e)和(g)的相当于图3(c)的剖视图。
作为实验No.1~10中分别采用的带电辊3a的芯棒3b,使用在SUM22的表面上镀Ni后的直径φ为10mm的金属轴,加工为可搭载于所述打印机LP-9000C的改造机上的形状。
该情况下,在实验No.1、2中,芯棒3b的形状如图13(a)和(b)所示,呈与如下芯棒3b相同的形状,其在左右两端部具有与图3所示的芯棒3b的环状沟相同的环状沟,同样,在实验No.9、10中也如图13(g)和(h)所示,呈与如下芯棒3b相同的形状,其在左右两端部具有和图3(或图5)所示的芯棒3b的环状沟相同的环状沟。各环状沟的宽度均设定为1mm,其深度均设定为0.2mm,另外,在各环状沟的端面侧,固定有各间隔部件3d、3e的芯棒3b的外周面的宽度(带电辊3a的轴向长度)设定为4mm。
另外,在实验No.3、4中,芯棒3b的形状如图13(c)和(d)所示,呈与如下芯棒3b相同的形状,其在左右两边缘具有与图6所示的芯棒3b的倒角部相同的倒角部,同样,在实验No.7、8中也如图13(e)和(f)所示,呈与如下芯棒3b相同的形状,其在左右两边缘具有与图6所示的芯棒3b的倒角部相同的倒角部。各倒角部的宽度均设定为约2mm。
在各芯棒3b的两端均设置了旋转轴3h、3i,并且形成各芯棒3b的金属轴均进行无中心(centerless)研磨,加工成偏差精度在0.01以下。
并且,实验所采用的各带电辊3a均在各自的金属轴中形成了电阻层3c,但在实验No.1、2、9、以及10中,如图13(a)、(b)、(g)和(h)所示,与图3所示的芯棒3b同样,该电阻层形成于金属轴的与带电部3f相对应的外周面和环状沟上,另外,在实验No.3~8中,如图13(c)~(f)所示,与图6所示的芯棒3b同样,形成于金属轴中的外周面、倒角部、以及左右两端面的除旋转轴以外的部分。
作为电阻层3c,在各实验中的奇数No.的实验所采用的带电辊3a中,按照1∶9的重量比(wt比)混合导电性氧化锡(SnO2)和聚氨基甲酸乙酯(PU)树脂,形成由导电层所构成的电阻层,该导电层通过喷射涂饰了离子导电材料、和分散于水内而获得的涂饰液来形成。导电性SnO2是由表2所示的Jemco株式会社(ジェムコ)制的,这些具体内容刊登于Jemco株式会社的主页(http://www.jemco-mmc.co.jp/corporate/index.html)。
表2
名称物性用途锡锑系氧化物Sn-Sb Oxides商品名T-11)性状灰蓝色粉状体2)粉末电阻率1~3Ω·cm(100kg/cm2加压时)3)颗粒形状球状4)一次粒径0.02μm5)比重6.6带电防止剂由于粒径小于可见光的波长,故在薄膜状的情况下可形成具有透明性的导电膜。锡锑系氧化物水分散液Sn-Sb Oxides Dispersed商品名TDL1)性状蓝色液体(水系)2)固体成分浓度17wt/%3)固体成分平均粒径100nm4)比重1.17带电防止剂掺入了氧化锑的氧化锡的水系分散液。可形成具有透明性的导电膜。锡锑系氧化物涂料/分散液Liquid Paint Sn-Sb OxidesPaint商品名  ES1)性状蓝色液体2)涂膜表面电阻(弊社测定法)106~9Ω/□1)带电防止剂2)近红外线防护(shield)材料由于涂饰中的粒径小于可见光的波长,故形成高透明性的导电膜和近红外线防护膜。氧化钛/锡锑系氧化物TiO2/Sn-Sb Oxides商品名W-11)性状灰白色粉状体2)粉末电阻率3~10Ω·cm(100kg/cm2加压时)3)颗粒形状球状4)一次粒径0.2μm5)比重4.6带电防止剂在与树脂的混揉中,是白色或可着色的导电性材料。

本实施例和本比较例所采用的导电性SnO2为Jemco株式会社的商品名为“T-1”的产品,该“T-1”为锡锑系氧化物。当然,在本发明中,可采用其他导电性SnO2。另外,离子导电材料是用于使导电性涂饰材料具有导电性的材料,本实施例和本比较例所采用的离子导电材料为“YYP-12”(丸菱油化工业株式会社制)。
各带电辊3a的带电部3f的膜厚,根据左右两间隔部件3d、3e所采用的薄膜部件的厚度和卷绕数,调整为表1所示的间隔G(具体内容在后面说明)。另外,实验中使用的所述的涂饰液以20μm的膜厚涂饰于铝板上,测定体积电阻率,结果体积电阻率为(1.0~5.0)×1010Ωcm。
另外,作为电阻层3c,在各实验中的偶数No.的实验中采用的带电辊中,通过附着导电性橡胶来形成电阻层。实验中使用的导电性橡胶为北辰工业(株)制造的116系橡胶(橡胶硬度:JIS-A48°)。同样,导电性橡胶的膜厚根据左右两间隔部件3d、3e所采用的薄膜部件的厚度和卷绕数,调整为表1所示的间隔G(具体内容在后面所述),各导电性橡胶的膜厚的带电辊3a通过向北辰工业(株)定购的方式获得。
在间隔部件3d、3e中,在实验No.1和2中,采用由住友3M(株)制造的No.9391的聚酯带(膜厚为22μm,宽度为5mm),另外,在实验No.3~6中,采用由住友3M(株)制造的No.9390的聚酯带(膜厚为50μm,宽度为5mm),此外,在实验No.7~10中,采用由寺冈制作所制造的No.650S(#12)的卡普顿(kapton)薄膜带(膜厚为35μm,宽度为5mm)。
间隔部件3d、3e在实验No.1和2中,按照下述方式形成,该方式为:如图13(a)和(b)所示,将两端相对于长轴方向按照45°倾斜地被截断的聚酯带按照2重弱的程度重叠卷绕(聚酯带的两端沿周方向分离),并将其粘接固定,另外在实验No.3和4中,按照下述方式形成,该方式为:如图13(c)和(d)所示,按照1周强的程度螺旋卷绕聚酯带(螺旋的倾斜为在将聚酯带卷绕1周时,按照不与卷绕开始端重叠的方式,在带电辊的轴向稍稍错开的程度,并且带的卷绕末端位于越过卷绕开始端的位置),两端与带电辊的轴向平行,并通过粘接方式固定,还有,在实验No.5和6中,按照下述方式形成,该方式为:如图13(e)和(f)所示,将两端相对于长轴方向,按照45°倾斜地被截断的聚酯带以1重弱的程度重叠卷绕(聚酯带的两端沿周方向形成间隙),并通过粘接方式固定,此外,在实验No.7和8中,按照下述方式形成,该方式为:如图13(c)和(d)所示,按照1周强的程度螺旋卷绕卡普顿薄膜带(螺旋的倾斜为在将卡普顿薄膜带卷绕1周时,按照不与卷绕开始端重叠的方式,在带电辊的轴向稍稍错开的程度,并且带的卷绕末端位于越过卷绕开始端的位置),两端与带电辊的轴向平行,并通过粘接方式固定,此外,在实验No.9和10中,按照下述方式形成,该方式为:如图13(g)和(h)所示,将两端相对于长轴方向,按照45°倾斜地被截断的卡普顿薄膜带以3重弱的程度重叠卷绕(卡普顿薄膜带的两端沿周方向分离),并将其通过粘接方式固定。在该情况下,在实验No.1、2、9和10中,各带按照在环状沟侧露出0.5mm、从芯棒3b的端面沿轴向同样露出0.5mm的方式固定于芯棒3b上。
带电间隔G在实验No.1中被设定为30μm,在实验No.2中被设定为32μm,在实验No.3~6中被设定为50μm,在实验No.7和8中被设定为35μm,在实验No.9和10中被设定为45μm。在该情况下,各电阻层的膜厚按照下述的方式调整而设定,该方式为:根据各带的厚度和卷绕数的间隔部件3d、3e的厚度,获得规定的带电间隔G。
如根据上面所述可知,实验No.1、2、9和10为本发明的实施例,实验No.3~8为本发明的比较例。
按压方式在任一实验中,都通过将压缩弹簧3m、3n的荷载施加于带电辊3a的旋转轴3h、3i的轴承部3j、3k(距间隔部件3d、3e的外侧10mm的位置),由此按压带电辊3a。此时,在本实验装置的图像形成装置中,由于带电辊3a位于沿重力方向比感光体2更靠下侧,故在实验No.1~10中的任一实验中,通过300gf的压缩弹簧3m、3n的弹簧荷载,将带电辊3a按压于感光体2上。
此外,如图2所示,在任一实验中都通过清洁部件3o的海绵来按压带电辊3。在该情况下,清洁部件3o采用了海绵辊(商品名:Real Sealer(リァルシ-ラ-),Bridgestone(ブリヅストン)化成品東京(株)制造)。在该情况下,海绵辊的外径设定为φ10mm,将相对于带电辊3a的接触深度设定为0.5mm,将向清洁部件3o的带电辊3a的按压力设定为大大小于向带电辊3a的感光体2的按压力。由此,主动地去除附着于带电辊3a上的调色剂、添加剂等的杂质。
还有,感光体2、带电辊3a和清洁部件3o的驱动方式在任一实验中,都是图2所示的带电辊3a的直接驱动方式。
在进行图像形成的实验时,感光体2的旋转方向在图1中设定为顺时针方向,另外,带电辊3a的旋转方向在图1中设定为逆时针方向,此外,清洁部件3o的旋转方向在图1中设定为顺时针方向。此时,感光体2和带电辊3a的周速在任一实验中,均设定为约210mm/sec,相互大致相等。
再有,带电辊3a的施加电压VC(V),在任一实验中,都是在直流电压DC成分VDC(V)上叠加交流电压AC成分VAC(V),设定为:
VC=VDC+VAC=-650+(1/2)VPP·sin2πft
(这里,VPP=1700V,f=1.3kHz,VAC为正弦波。)。另外,显影偏压为将VDC=-200V的直流电压、与由VPP=1400V和f=3.0kHz的矩形波构成的交流电压叠加而得到的偏压。另外,在实验的温度为23℃,湿度为60%的室内环境中,在A4的普通纸上,进行单色半色调(half-tone)(25%浓度的打印、整个面图像)的打印。
并且,针对50张、100张、500张、1000张、以及5000张中的每种情况,抽取打印物,通过目测观察而进行了评价。表3表示评价的结果。在即使打印5000张之后,在打印物上仍未确认有异常的情况下,判定为良好的带电,在表3中通过合格表示,在小于5000张的张数,在打印物上确认有异常的情况下,判定为不良带电,在表3中通过不合格表示。
[表3]
    No.带电辊间隔部件评价备注    1金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断合格5000张未发生带卷曲    2金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断合格5000张未发生带卷曲    3金属轴+导电层涂敷(非弹性)螺旋卷绕1周强不合格322张发生带卷曲    4金属轴+导电性橡胶(弹性)螺旋卷绕1周强不合格455张发生带卷曲    5金属轴+导电层涂敷(非弹性)1重卷绕倾斜地截断不合格233张发生带卷曲    6金属轴+导电性橡胶(弹性)1重卷绕倾斜地截断不合格451张发生带卷曲    7金属轴+导电层涂敷(非弹性)螺旋卷绕1周强不合格231张发生带卷曲    8金属轴+导电性橡胶(弹性)螺旋卷绕1周强不合格711张发生带卷曲    9金属轴+导电层涂敷(非弹性)3重卷绕倾斜地截断合格5000张未发生带卷曲    10金属轴+导电性橡胶(弹性)3重卷绕倾斜地截断合格5000张未发生带卷曲

如表3所示,在实验No.1、2、9以及10的各实施例中,由于均在打印中未确认有异常,没产生薄膜部件(带)的卷曲,获得了良好的带电,故评价为合格。另外,在实验No.3的比较例中,在322张的打印中,在打印物上确认有异常,另外,在实验No.4的比较例中,在455张的打印中,在打印物上确认有异常,此外,在实验No.5的比较例中,在233张的打印中,在打印物上确认有异常,此外,在实验No.6的比较例中,在451张的打印中,在打印物上确认有异常,此外,在实验No.7的比较例中,在231张的打印中,在打印物上确认有异常,还有,在实验No.8的比较例中,在711张的打印中,在打印物上确认有异常。在确认各比较例的带电辊的状态时,由于与向感光体2的接触部(捏合部)的开始进入的一侧的薄膜部件的一端部卷曲,故评价为不合格。在该情况下可知,在其一端部附着调色剂等的杂质而一端部的附着力变弱,一端部卷曲,为此,该一端部的带电间隔G超过50μm,产生带电不良。
通过该实验,在带电辊3的感电体2的非接触带电中,将开始进入带电辊3a与感光体2的捏合部的一侧的间隔部件3d、3e的一端部3el固定于带电辊3a的芯棒3b上,并且沿与带电辊3a的旋转方向α相反的方向,而且沿芯棒3b的轴向不错位的情况下,按照2周弱的程度重叠卷绕,从而证实获得所述的本发明的作用效果。
下面对第2实验进行说明。该第2实验是在将多个薄膜部件重叠卷绕而构成间隔部件3d、3e的情况下,感光体2的带电部的膜减少的实验,针对实验No.11~16的6个实验而进行。在这些No.11~16中分别采用的带电辊和间隔部件的条件在表4中表示。
[表4]
(感光体的周速:210mm/s)
No.带电辊间隔部件薄膜部件的种类周速11金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:30μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)199.5mm/s(95%)12金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:32μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)203.7mm/s(97%)13金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:25μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)220.5mm/s(105%)14金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:28μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)216.3mm/s(103%)15金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:25μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)210mm/s(100%)16金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:28μm聚酯带住友3M(株)制造No.9391(厚度:22μm)210mm/s(100%)

如表4所示,实验No.11~16所采用的带电辊3a均为图13(a)和(b)所示的带电辊3a。在该情况下,实验No.11和12所采用的带电辊3a分别与所述的第1实验中的实验No.1和2所采用的带电辊3a完全相同。另外,实验No.13和15所采用的带电辊3a与实验No.11所采用的带电辊3a相比均为仅带电间隔G不同,均设定为25μm。另外,实验No.14和16所采用的带电辊3a与实验No.12所采用的带电辊3a相比,均为仅带电间隔G不同,均设定为28μm。因此,实验No.1~4相当于本发明的图像形成装置的实施例,另外,实验No.5和6为本发明的图像形成装置的比较例。
另外,在第2实验中,感光体2的旋转方向、带电辊3a的旋转方向、清洁部件3o的旋转方向均与第1实验相同。另外,设定感光体2的周速为与第1实验相同的210mm/sec,相对于此,带电辊3a的周速在实验No.11中设定为199.5mm/sec(与感光体的周速比:98%),在实验No.12中设定为203.7mm/sec(与感光体的周速比:97%),在实验No.13的中设定为220.5mm/sec(与感光体的周速比:105%),在实验No.14中设定为216.3mm/sec(与感光体的周速比:103%),在实验No.15和16中设定为210mm/sec(与感光体的周速比:100%)。另外,为了使周速不同,分别独立设置感光体2的驱动源和带电辊3a的驱动源。
施加到带电辊3a的电压为VDC=-700V、VPP=1800V、f=1.3kHz,VAC为正弦波。所采用的图像形成装置的其他结构以及图像形成时的其他条件均与所述的第1实验完全相同。
在A4的普通纸上进行了单色半色调(25%浓度的打印、整个面图像)的打印。打印的其他实验条件均与所述的第1实验完全相同。
并且,在通过目测观察打印物,观察到异常放电引起的打印不良(异常放电引起的斑)时中止打印,并且确认此时的打印NG张数。该打印NG张数在表5中表示。
[表5](感光体的周速:210mm/s)
No.带电辊间隔部件周速打印NG张数膜厚差带的剥离11金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:30μm199.5mm/s(95%)18000张3μm12金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:32μm203.7mm/s(97%)16000张3μm13金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:25μm220.5mm/s(105%)17000张3μm14金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:28μm216.3mm/s(103%)16000张3μm15金属轴+导电层涂敷(非弹性)2重卷绕倾斜地截断G:25μm210mm/s  (100%)9000张3μm16金属轴+导电性橡胶(弹性)2重卷绕倾斜地截断G:28μm210mm/s(100%)9000张3μm

如表5所示,打印NG张数在实验No.11中为18000张,在实验No.12中为16000张,在实验No.13中为17000张,在实验No.14中为16000张,在实验No.15中为9000张,在实验No.16中为9100张。另外,该打印NG张数时刻的、感光体2的带电部的膜厚与感光体2的间隔部件接触部的膜厚之间的膜厚差也在表5中表示。膜厚差在实验No.11中为3μm,在实验No.12中为3μm,在实验No.13中为4μm,在实验No.14中为5μm,在实验No.15中为11μm,在实验No.16中为11μm。
另外,在实验No.11~16中的任一情况下均未产生间隔部件3d、3e的带的剥离。
如根据表5所示的结果可明确,在多重卷绕薄膜部件而形成有间隔部件的带电辊3a上,施加将直流和交流叠加后的带电偏压,使感光体2非接触带电的情况下,通过使感光体2的周速和带电辊3a的周速不同,从而膜厚差变小,可长期地进行感光体2的良好的带电。这被认为是由于:若使感光体2的周速和带电辊3a的周速不同,则由于感光体2的间隔部件接触部由间隔部件主动地切削,故打印张数增多,即使感光体2的膜减少,伴随该膜减少而感光体2的间隔部件接触部的膜厚减少,由此抑制膜厚差,可将带电间隔G保持于规定值以下。这样,通过使感光体2的周速和带电辊3a的周速不同,可实现感光体2的寿命的延长。
(工业实用性)
本发明的带电辊、该带电辊的制造方法和具有该带电辊的图像形成装置,适用于如下情况:由卷绕固定于两端部的带状的薄膜部件构成的间隔部件,对像载体设定规定的带电间隔而使像载体非接触带电的带电辊、其制造方法、和具有该带电辊的由静电复印机、打印机、传真机等的电子照片装置构成的图像形成装置。

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间隔部件(3e)的带状的薄膜部件,其开始进入与感光体(2)的接触部的一侧的一端部(3e1)固定于带电辊(3a)上,并且从该一端部(3e1)开始除此以外的部分沿与带电辊(3a)的旋转方向()相反的方向,且沿与带电辊(3a)的轴向垂直的方向,在带电辊(3a)的外周面(3g)上卷绕1周,此外,2重重叠到已卷绕于带电辊(3a)的第1周的薄膜部件上,并在沿带电辊(3a)的轴向不错位的情况下卷绕而固定。由此,。

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