带电装置以及具备该带电装置的图像形成装置的制作方法

本发明涉及带电装置以及具备了该带电装置的图像形成装置。更确定地说，本发明涉及能够抑制图像不良的带电装置以及具备了该带电装置的图像形成装置。

背景技术：

电子照片式的图像形成装置有具备了扫描仪功能、传真功能、复印功能、作为打印机的功能、数据通信功能、以及服务器功能的MFP(Multi Function Peripheral：多功能数码复合一体机)、传真装置、复印机、以及打印机等。

电子照片的带电方式有电晕放电方式和接触放电方式。其中接触放电方式是使带电辊与感光体接触，并通过对带电辊施加电压来进行接近放电，给予感光体表面带电的带电方式。接触放电方式具有能够减少由于高压电流在空气中流动而产生氧化物(臭氧等)这样的优点。

一般而言，带电辊具备施加电压的金属轴、设在金属轴的外表面的导电性弹性体层、以及设在导电性弹性体层的外表面的保护层。保护层为了减少污垢对带电辊表面的附着等目的而被设置，其厚度为数μm～数十μm。带电辊在图像形成以外时与感光体分离，从应力解放。另一方面，带电辊在图像形成时金属轴的两端被按压在感光体侧，从而与感光体接触并从感光体受到应力。由此带电辊与感光体的旋转从动地旋转。另外，在带电辊接触的情况下，导电性弹性体层收缩，从导电性弹性体层向保护层施加应力。

若带电辊与感光体之间反复接触以及脱离，则施加给保护层的应力变动。由于带电辊的保护层较薄，所以由于该应力的变动在保护层产生裂缝。该裂缝一旦产生即以开裂的方式沿带电辊的轴向迅速地发展，并发展到与感光体的图像形成区域(感光体的表面上的形成了调色剂像的区域)对应的带电辊上的区域。其结果，若使用那样的带电辊进行带电，则在感光体表面的图像形成区域产生带电不均，而产生图像不良。

例如下述专利文献1以及2等公开了以往的带电辊的构成。下述专利文献1公开了带电部件的表层包含重均分子量80000以上的具有规定的结构的碳酸酯树脂、和从重均分子量20000以上的丙烯酸系聚合物、丙烯酸有机硅系聚合物、丙烯酸氟类聚合物选择的添加聚合物的技术。

下述专利文献2公开了具备施加电压的旋转轴、和设在旋转轴的外圆，并使像担载体的表面带电的导电层，并在导电层的表面设置向旋转方向延伸的多个裂口的带电装置。多个裂口形成在图像区域整体。

专利文献1：日本特开2013－164530号公报

专利文献2：日本特开2015－90409号公报

由于近年的带电辊的长寿命化，带电辊受到的应力变动的次数变多，仅如专利文献1的技术那样使表层为不容易劣化的材料的话，不能够充分地应对起因于裂缝的图像不良。另外，在使表层为不容易劣化的材料的情况下，给带电辊所要求的防污性、从动性能等其它的功能带来负面影响。

另外，如上述那样在带电辊反复施加应力，所以如专利文献2的技术那样在图像区域内形成了裂口的情况下，由于长年的使用而裂口的形状变化，产生带电不均，而产生图像不良。

技术实现要素：

本发明用于解决上述课题，其目的在于提供能够抑制图像不良的带电装置以及具备了该带电装置的图像形成装置。

本发明的一个方面的带电装置是使像担载体的表面带电的带电装置，具备：旋转轴，其被施加电压；导电性弹性层，其设在旋转轴的外周；导电性表面层，其设在导电性弹性层的外周；以及抵接部，其通过向像担载体侧按压旋转轴的两端来使该带电装置与像担载体抵接，导电性表面层包括设在表面并且深度比上述导电性表面层的厚度深的槽，槽不设在与图像形成区域对应的区域，而设在导电性表面层上的旋转轴的延伸方向的端部与和图像形成区域对应的区域之间，上述图像形成区域是像担载体的表面的区域，且是图像形成装置对能够印字的最大的纸张进行印字时使用的区域。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式中的图像形成装置100的构成的剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式中的带电辊105的构成的剖视图。

图3是表示本发明的一实施方式中的、用于将带电辊105按压在感光体104的构成的剖视图。

图4是示意地表示本发明的一实施方式中的带电辊105附近的构成的俯视图。

图5是表示带电辊105按压在感光体104的状态的剖视图。

图6是表示本发明的一实施方式中的带电辊105的旋转轴向的位置与施加给表层3的应力的关系的图表。

图7是示意地表示在以往的构成(未在表层3形成槽的构成)中，在表层3产生的裂缝的图。

图8是示意地表示在本发明的一实施方式中(在表层3形成槽的构成中)，在表层3产生的裂缝的图。

图9是表示本发明的第一变形例中的带电辊105的槽4附近的构成的剖视图。

图10是表示本发明的第二变形例中的带电辊105的槽4附近的构成的剖视图。

图11是示意地表示本发明的第三变形例中的带电辊105附近的构成的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。

在以下的实施方式中，对图像形成装置是MFP的情况进行说明。图像形成装置除了MFP之外，也可以是传真装置、复印机、打印机等。

[图像形成装置的构成]

首先，对本实施方式中的图像形成装置的构成进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式中的图像形成装置100的构成的剖视图。

参照图1，本实施方式中的图像形成装置100是MFP，主要具备纸张输送部10、调色剂像形成部20、以及定影装置30。

纸张输送部10包含供纸托盘102、供纸辊103a、输送辊103b、103c、103e、103f、以及103g、排纸辊103d、以及排纸托盘115。供纸托盘102收纳用于形成图像的纸张。供纸托盘102也可以是多个。供纸辊103a设在供纸托盘102与输送路径TR1之间。输送辊103b以及103c的各个沿输送路径TR1设置。输送辊103e、103f、以及103g的各个沿输送路径TR2设置。排纸辊103d设在输送路径TR1的最下游的部分。排纸托盘115设在图像形成装置主体101的最上部。

调色剂像形成部20以所谓的串行方式合成Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)、以及K(黑色)四种颜色的图像，并将调色剂像转印到纸张。调色剂像形成部20包括四组图像形成单元21Y、21M、21C、以及21K、曝光装置(激光单元)106、中间转印带109、一次转印辊108a、108b、108c、以及108d、二次转印辊111、以及清洁装置112等。中间转印带109、一次转印辊108a、108b、108c、以及108d、及二次转印辊111构成转印装置。

图像形成单元21Y、21M、21C、以及21K的各个并排配置在中间转印带109的正下方。图像形成单元21Y包含感光体104a、带电辊105a、显影装置107a、以及清洁装置110a等。感光体104a向箭头AR1所示的方向旋转。在感光体104a的周围配置有带电辊105a、显影装置107a、以及清洁装置110a。

图像形成单元21M包含感光体104b、带电辊105b、显影装置107b、以及清洁装置110b等。图像形成单元21C包含感光体104c、带电辊105c、显影装置107c、以及清洁装置110c等。图像形成单元21K包含感光体104d、带电辊105d、显影装置107d、以及清洁装置110d等。图像形成单元21M、21C、以及21K的各个具有与图像形成单元21Y相同的构成。

曝光装置106设在图像形成单元21Y、21M、21C、以及21K的下部。中间转印带109设在图像形成单元21Y、21M、21C、以及21K的下部。中间转印带109为环状，与纸张输送部10联动，向图1中箭头AR2所示的方向旋转驱动。一次转印辊108a、108b、108c、以及108d的各个隔着中间转印带109与感光体104a、104b、104c以及104d的各个对置。二次转印辊111在输送路径TR1与中间转印带109接触。二次转印辊111与中间转印带109的间隔能够通过未图示的压接分离机构调整。清洁装置112设在中间转印带109的附近。

定影装置30包括加热辊116、和加压辊117。定影装置30通过加热辊116与加压辊117的辊隙部，一边把持担载了调色剂像的纸张一边沿输送路径TR1进行输送，从而使调色剂像定影到纸张。

若图像形成装置100接受印字任务的执行指示，则储存于供纸托盘102的纸张等记录介质一张一张地被供纸辊103a取出，并通过输送辊103b以及103c的各个沿输送路径TR1输送。与供纸并行地，YMCK各色的感光体104a、104b、104c、以及104d的各个的表面通过YMCK各色的带电辊105a、105b、105c、以及105d的各个而带电，之后通过曝光装置106进行基于图像数据的曝光。由此，在感光体104a、104b、104c、以及104d的各个的表面形成静电潜像。这些静电潜像通过YMCK各色的显影装置107a、107b、107c、以及107d的各个并利用调色剂显影。由此，在感光体104a、104b、104c、以及104d的各个的表面形成调色剂像。这些调色剂图像通过施加给YMCK各色的一次转印辊108a、108b、108c、以及108d的各个的转印偏压而转印到中间转印带109上。由此，在中间转印带109上重合地形成有YMCK各色的调色剂图像。其后，通过YMCK各色的清洁装置110a、110b、110c、以及110d的各个除去感光体104a、104b、104c、以及104d的各个的表面的残留调色剂。

中间转印带109上的调色剂像通过施加给二次转印辊111的二次转印偏压，转印到在中间转印带109与二次转印辊111之间输送的记录介质上。其后，通过清洁装置112除去中间转印带109上的残留调色剂。

形成到记录介质上的调色剂像在记录介质通过定影装置30时施加热量和压力从而定影到记录介质。定影了调色剂像的记录介质通过排纸辊103d排出到排纸托盘115。

若由于图像形成而显影装置107a、107b、107c、以及107d的各个的内部的调色剂减少，则保管于YMCK各色的调色剂瓶114a、114b、114c、以及114d的各个的内部的调色剂供给到显影装置107a、107b、107c、以及107d的各个。调色剂瓶114a、114b、114c、以及114d的各个能够拆装，若调色剂瓶114a、114b、114c、以及114d中任意一个调色剂瓶的内部的调色剂用尽，则用户更换该调色剂瓶。由此，调色剂持续地供给至图像形成装置100。

在记录介质的两面进行图像形成的情况下，通过在记录介质通过定影装置30之后使排纸辊103d反转，将记录介质导入输送路径TR2。记录介质被输送辊103e、103f、以及103g的各个输送，再次导入输送路径TR1。然后，记录介质在其背面形成调色剂像，并通过排纸辊103d排出到排纸托盘115。

以下，有时将图像形成单元21Y、21M、21C、以及21K中任意的图像形成单元中的感光体、带电辊、以及显影装置的各个分别记为感光体104(像担载体的一个例子)、带电辊105(带电装置的一个例子)、以及显影装置107(显影装置的一个例子)。

图2是表示本发明的一实施方式中的带电辊105的构成的剖视图。

参照图2，带电辊105使感光体104的表面带电，包括旋转轴1、基层2(导电性弹性层的一个例子)、以及表层3(导电性表面层的一个例子)。旋转轴1由金属等构成。基层2设于旋转轴1的外周，由导电性的橡胶等构成。基层2也可以由多个层构成。表层3设于基层2的外周，由导电性的树脂等构成。表层3具有10μm左右的厚度。表层3由为了抑制污垢对表面的附着而充分硬的材料构成。

图3是表示本发明的一实施方式中的、用于将带电辊105按压在感光体104的构成的剖视图。

参照图2以及图3，图像形成装置100还具备施压部件121(抵接部的一个例子)。施压部件121设在带电辊105中的旋转轴1的延伸方向的两端，包括弹簧部121a、和引导部件121b。弹簧部121a的一端固定于图像形成装置主体101，弹簧部121a的另一端固定于引导部件121b。引导部件121b以能够旋转的方式保持旋转轴1。

施压部件121向感光体104侧按压带电辊105的两端。由此，带电辊105按压在感光体104，与感光体104抵接。带电辊105与感光体104的旋转从动地旋转。若对旋转轴1施加电压(带电偏压)，则在表层3与感光体104的接触面的两侧的空间SP产生接近放电。由此，在感光体104的表面给予电荷，而感光体104的表面带电。

若将带电辊105按压在感光体104的力过小，则带电辊105打滑，与感光体104的接触状态变得不稳定。由此，空间SP中的接近放电变得不稳定，产生带电不良。另一方面，若将带电辊105按压在感光体104的力过大，则在感光体104与表层3的接触部对表层3施加过度的力，容易在表层3产生裂缝。因此，带电稳定性与裂缝的产生的容易度处于相反的关系。

图4是示意地表示本发明的一实施方式中的带电辊105附近的构成的俯视图。

参照图4，感光体104在其表面包含图像形成区域RG1A。图像形成区域RG1A是在图像形成装置100对能够印字的最大的纸张进行印字时形成调色剂像的区域。显影装置107的显影辊131在其表面包含显影区域RG2A。显影区域RG2A是能够将显影辊131上的显影剂供给至感光体104的区域。为了避免在由于感光体104的设置时的问题等而图像形成区域RG1A的位置偏移的情况下不能够对纸张进行印字的情况，通常，显影区域RG2A的图4中横向的宽度设定为比图像形成区域RG1A的图4中横向的宽度大。

表层3包含设于其表面的两个槽4。两个槽4的各个设在表层3的两端部。两个槽4的各个不设在与图像形成区域RG1A对应的显影辊131上的区域RG1，而设在表层3的旋转轴1的延伸方向的端部与区域RG1之间(与区域RG1相比靠旋转轴1的延伸方向的端部一侧)。两个槽4的各个沿旋转轴1的旋转方向设置，遍及表层3的整周设置。

另外优选两个槽4的各个与和显影区域RG2A对应的显影辊131上的区域RG2相比设在旋转轴1的延伸方向的端部一侧。由于在形成槽4的部分不存在构成表层3的材料，所以带电状态不稳定。因此，通过在与区域RG2相比靠端部一侧设置槽4，能够防止带电不均所引起的调色剂飞散、载流子飞散。

[实施方式的效果]

根据本实施方式，通过在带电辊105上的与图像形成区域RG1A对应的区域RG1的外侧设置槽4，即使在端部产生裂缝也能够利用槽4妨碍裂缝的发展。由此，能够抑制裂缝发展到与图像形成区域对应的区域RG1，能够防止图像不良。

接着，对本实施方式的效果进行详细说明。

图5是表示带电辊105按压在感光体104的状态的剖视图。

参照图5，如箭头AR4所示在旋转轴1的两端通过施压部件121施加有朝向感光体104的方向的力，通过该力带电辊105与感光体104接触。带电辊105由于箭头AR4所示的力在图5中以成为凸形状的方式弯曲。

图6是表示本发明的一实施方式中的带电辊105的旋转轴向的位置与施加给表层3的应力的关系的图表。横轴表示带电辊的轴向的位置。纵轴表示表层3与感光体104接触的情况下施加给表层3的应力。

参照图5以及图6，区域RG1是与图像形成区域RG1A对应的区域。区域RG3是带电辊105中的与感光体104接触的区域。施加给表层3的两端部ED附近的应力比施加给表层3的中央部CT的应力强。施加给表层3的区域RG1以外的区域RG3的应力尤其强。因此，表层3的两端部ED附近的形变比表层3的中央部CT的形变大。

图7是示意地表示在以往的构成(在表层3未形成槽的构成)中，在表层3产生的裂缝的图。另外在图7中，随着时间经过裂缝以图7(a)→图7(b)→图7(c)的顺序变化。

参照图7，旋转轴1受到箭头AR4所示的方向的力，所以基层2以及表层3从旋转轴1以及感光体104的各个受到应力并向图7中纵向压缩。基层2通常，具有10mm左右的厚度，与此相对，表层3通常具有10μm左右的厚度。表层3与基层2相比较非常地薄，所以强度较弱。随着带电辊105的旋转，表层3反复与感光体104的接触和与感光体104的脱离，从旋转轴1以及感光体104的各个反复受到应力。由此，构成表层3的材料的分子键崩坏，最终在施加了较强的应力的端部ED产生裂缝CK(图7(a))。

基层2以及表层3的各个从旋转轴1以及感光体104的各个受到应力，而向旋转轴1的延伸方向(图7中横向)形变(膨胀)。基层2以及表层3的各个通常由不同的材料构成，所以基层2以及表层3的各个中的旋转轴1的延伸方向的形变量相互不同。由于基层2和表层3相互粘合，所以由于基层2以及表层3的各个的形变量之差，表层3从基层2受到沿旋转轴1的延伸方向伸长或收缩的力。在裂缝CK的前端部集中地施加有伸长的力，裂缝CK变大。裂缝CK向区域RG1的方向(图7(b)中箭头AR5所示的方向)发展(图7(b))，最终发展到区域RG1内(图7(c))。

为了抑制带电不均的目的，表层3的电阻比基层2的电阻高的情况较多。表层3中的产生了裂缝CK的部分不存在构成表层3的材料，所以过电流流入表层3中的产生了裂缝CK的位置。另一方面，在裂缝CK的周围的位置电荷不足。若利用这样的带电辊105对感光体104进行带电，则感光体104的表面的带电状态产生不均，而产生图像不良。

图8是示意地表示在本发明的一实施方式中(在表层3形成槽4的构成中)，在表层3产生的裂缝的图。另外在图8中，随着时间经过裂缝以图8(a)→图8(b)→图8(c)的顺序变化。

参照图8，在表层3的端部ED与区域RG1之间设有槽4。槽4的内部为空气层。与图7的情况相同，随着带电辊105的旋转，表层3反复与感光体104的接触和与感光体104的脱离，从旋转轴1以及感光体104的各个反复受到力。由此，构成表层3的材料的分子键崩坏，最终在施加较强的应力的端部ED产生裂缝CK(图8(a))。

在裂缝CK的前端部集中地施加有伸长的力，裂缝CK变大。裂缝CK向区域RG1的方向(图8(b)中箭头AR5所示的方向)发展(图8(b))。但是，由于槽4的存在，撕开裂缝CK的力不会传到与槽4相比靠区域RG1的侧，裂缝CK的发展被槽4阻止。在区域RG1不产生裂缝(图8(c))。其结果，即使利用带电辊105对感光体104进行带电，感光体104的表面的带电状态也不产生不均，而能够抑制图像不良。

此外，优选槽4的深度DP比表层3的厚度深(槽4到达基层2)。此时通过槽4，表层3在端部ED侧与区域RG1侧断开。另外，为了不使撕开裂缝CK的力传到与槽4相比靠区域RG1的一侧，优选槽4具有在图像形成时使带电辊105与感光体104抵接的状态下，与槽4相比存在于端部ED侧的表层3不和与槽4相比存在于区域RG1侧的表层3接触那样的宽度WD(旋转轴1的延伸方向的宽度WD)。宽度WD例如为1mm左右。

另外，也可以代替空气层，而槽4的内部由与构成表层3的材料不同的材料填充。优选填充槽4的内部的材料具有比构成表层3的材料高的机械强度。

[槽的形状的变形例]

图9是表示本发明的第一变形例中的带电辊105的槽4附近的构成的剖视图。图9以及图10是在包含旋转轴1的剖面观察的情况下的剖视图。

参照图9，在第一变形例中，与槽4相比存在于区域RG1的侧的表层3的与槽4邻接的边缘部EG为钝角。即，槽4的侧面与表层3的表面所成的角θ为钝角。通过使边缘部EG为钝角，能够减小边缘部EG从感光体104受到的力，能够抑制裂缝的产生。

图10是表示本发明的第二变形例中的带电辊105的槽4附近的构成的剖视图。

参照图10，在第二变形例中，使与槽4相比存在于区域RG1的侧的表层3的与槽4邻接的边缘部EG圆弧化。在使边缘部EG圆弧化的情况下，也能够减小边缘部EG从感光体104受到的力，能够抑制裂缝的产生。

图11是示意地表示本发明的第三变形例中的带电辊105附近的构成的俯视图。

参照图11，在第三变形例中，槽4的宽度WD沿旋转轴1的旋转方向(圆周方向)变化。优选该情况下宽度WD的最小值是在图像形成时使带电辊105与感光体104抵接的状态下，与槽4相比存在于端部ED侧的表层3不和与槽4相比存在于区域RG1侧的表层3接触那样的值。并且，也可以槽4仅在旋转轴1的旋转方向的一部分形成。

此外，第一、第二、以及第三变形例的各个中的上述以外的构成与上述的实施方式的图像形成装置的构成相同，所以不重复其说明。

[其它]

图像形成装置也可以代替经由中间转印带将形成于感光体的表面的调色剂像转印到记录介质的构成，而构成为将形成于感光体的表面的调色剂像直接转印到记录介质。

根据本实施方式，能够提供能够抑制图像不良的带电装置以及具备该带电装置的图像形成装置。

上述的实施方式应该理解为并不是以全部的点进行例示的限制的实施方式。本发明的范围不由上述的说明示出而由权利要求书示出，意味着包含与权利要求书均等的意思以及范围内的全部的变更。

符号说明

1…带电辊的旋转轴，2…带电辊的基层(导电性弹性层的一个例子)，3…带电辊的表层(导电性表面层的一个例子)，4…带电辊的槽，10…纸张输送部，20…调色剂像形成部，21C、21K、21M、21Y…图像形成单元，30…定影装置，100…图像形成装置，101…图像形成装置主体，102…供纸托盘，103a…供纸辊，103b、103c、103e、103f、103g…输送辊，103d…排纸辊，104、104a、104b、104c、104d…感光体(像担载体的一个例子)，105、105a、105b、105c、105d…带电辊(带电装置的一个例子)，106…曝光装置，107、107a、107b、107c、107d…显影装置，108a、108b、108c、108d…一次转印辊，109…中间转印带，110a、110b、110c、110d…清洁装置，111…二次转印辊，112…清洁装置，114a、114b、114c、114d…调色剂瓶，115…排纸托盘，116…加热辊，117…加压辊，121…施压部件(抵接部的一个例子)，121a…弹簧部，121b…引导部件，131…显影辊，CK…裂缝，CT…中央部，ED…端部，EG…与槽相比存在于与图像形成区域对应的区域侧的表层的与槽邻接的边缘部，RG1A…图像形成区域，RG1…与图像形成区域对应的区域，RG2A…显影区域，RG2…与显影区域对应的区域，RG3…带电辊上的与感光体接触的区域，SP…表层与感光体的接触面的两侧的空间，TR1、TR2…输送路径，WD…槽的宽度，θ…槽的侧面与表层的表面所成的角。