JP3855736B2 - 電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した電子写真装置に利用し得る電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置に関する。ここで、本発明における電子写真用ローラとは、例えば、帯電ローラ、転写ローラ、中間転写方式に用いられる１次転写ローラ及び２次転写ローラ等の導電性乃至半導電性ローラであって、像担持体としての感光体又は中間転写体に接触し、ニップを形成するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスとしては、特公昭４２−２３９１０号公報等に記載されているように多数の方法が知られている。一般的には、光導電性物質を利用した感光体（潜像保持体）表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、トナーを用いて現像しトナー画像を形成した後、感光体表面のトナー画像を、中間転写体を介して若しくは介さずに、用紙等の転写材表面に転写し、この転写画像を加熱、加圧若しくは加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、定着画像が形成される。感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて種々の方法によりクリーニングされ、再び上記の複数の工程に供される。
【０００３】
上記電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置には、典型的に、オゾンの発生が非常に少ない接触帯電方式及び接触転写方式が採用されている。かかる接触帯電方式及び接触転写方式においては、耐磨耗性や転写部における転写材の搬送性に優れたローラ状の部材が好適に使用されている。
【０００４】
上記のローラ状の部材としては、一般的に、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄等の芯金上に、カーボン、イオン導電性剤等により、その表面抵抗値を１×１０⁵〜１×１０¹²の範囲で調節した半導電性の弾性層を設けた電子写真用ローラ（半導電性ローラ）が用いられる。かかる電子写真用ローラは、弾性層を有するため、像担持体である感光体や中間転写体に対して確実にニップを形成することができる。
【０００５】
上記電子写真用ローラは、弾性層を形成するゴム内には、ベースポリマーを合成する際に投入する反応開始剤の残留物やその際に生成する副生成物、ベースポリマーの低分子成分、ゴムローラ成型時に添加する加硫剤や軟化剤、可塑剤等の成分が含まれる。これらの成分は、感光体や中間転写体と反応しやすいものが多く、長時間、電子写真用ローラと、感光体又は中間転写体と、を圧接した状態で放置すると、上記の成分が弾性層より滲出して感光体や中間転写体に付着し、反応して感光体や中間転写体の表面物性を改質してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、電子写真用ローラの弾性層の表面に、弾性層に含有する成分が滲出するのを防止するためにバリア層となり得る物質をコーティングすることが考えられるが、これにより電子写真用ローラは複数層構造となるため、材料費が増加することや製造工程が複雑になるためにコストが高くなるという問題を有していた。
【０００７】
また、電子写真用ローラの弾性層は、ゴム材料にカーボンや金属酸化物、あるいはイオン導電剤を機械的に混合分散して抵抗を調整する。従って、電気抵抗値にムラを生じ易かったり、イオン導電剤を用いる場合においては高温高湿環境下でイオン導電剤が表面に析出する現象、所謂、ブリードが発生し、感光体や中間転写体を汚染してしまうという問題を生じる場合もあった。
【０００８】
一方、近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、静粛性が求められるようになってきている。特に、電子写真用ローラの１種である帯電ローラに直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加した場合に、該帯電ローラから生じる、所謂、帯電音は不快な耳触りの音であり、かかる帯電音の低減が大きな技術課題となっている。
【０００９】
この帯電音を低減させるための一つの方法として、帯電ローラと接触する感光体の内部に重りをいれ、帯電ローラからの高周波の振動伝達を防止する方法が提案されているが、重りとなる部材と、それを感光体の内部に固定する、例えば、接着工程が新たに必要となり、コストアップは免れない。また、帯電音を低減するための他の方法として帯電ローラに発泡層を設け、振動を吸収する手法も採用されているが、発泡層を形成する材料はゴム材料であるため、上述したように、接触する感光体に悪影響を及ぼす問題から逃れることはできなかった。
【００１０】
更に、プリントやコピーなどの印刷物の単価の低減（所謂、ランニングコスト低減）のために、感光体の長寿命化が求められている。しかし、上述したように、帯電ローラに直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加する場合には、感光体と帯電ローラ間の微少ギャップで生じる放電により、感光体表面が削られる、所謂、エッチング現象が発生し易いという問題を有していた。
【００１１】
帯電音及び感光体のエッチング現象を低減する方法として、帯電ローラに直流バイアスのみを印加する、所謂、ＤＣ帯電が提案されている。かかるＤＣ帯電によって帯電ローラを均一に帯電させるには、今まで以上に帯電ローラの抵抗均一性や表面平滑性が求められる。しかし、上述したように、帯電ローラは、その表面に汚れが付着することにより抵抗の均一性が保てなくなり易いという問題を有しているため、根本的な問題の解決にはならなかった。
【００１２】
また、帯電音及び感光体のエッチング現象を低減する他の方法として、注入帯電なる新たな像担持体表面の帯電技術が提案され、一部の商品に採用されている。かかる技術は、印加した直流バイアス値がそのまま感光体表面の電位とすることが可能であるため、交流バイアスの印加は理論的には必要ない。
【００１３】
しかしながら、前記注入帯電技術は、金属スリーブ内部の磁石により金属スリーブ外周に磁性体粉末を保持する、所謂、磁気ブラシ帯電部材と、電荷注入層を備えた感光体と、の組み合わせを必要とする技術であって、磁気ブラシ及び電荷注入層を備えた感光体は何れも高価であるという短所を有していた。
【００１４】
また、前記注入帯電技術では、磁気ブラシを、電荷注入層を備えた感光体よりも高速で回転させ、電荷注入の機会を増加させる必要がある。このため、磁気ブラシと感光体の両者の間には、ギヤやベルト等の駆動伝達機構が新たに必要とされている。更には、磁性体としての金属粉末で、感光体表面を摺擦し続けるため、感光体表面のエッチング現象が発生することは勿論であるが、時には、電荷注入層を貫通するほどの傷をつけてしまう可能性も潜んでいる。
【００１５】
更に、金属スリーブ外周の磁性体粉末にトナーや紙粉が付着し、電気抵抗値が変化することに伴い、電荷注入能力が低下する問題や、金属スリーブ外周の磁性体粉末が脱落し電荷注入密度が低下したり、脱落した磁性体が画像上（用紙上）にまで到達し、画像不良を起こす問題も発生する場合がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述の従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、簡易かつ低コストで、帯電音及び像担持体のエッチング現象を低減することが可能である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、抵抗均一性及び表面平滑性が良好である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した電子写真用ローラの抱える問題を根本から解決することの可能な電子写真用ローラの構造を見出し、本発明に至った。
上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
【００１８】
＜１＞ 外層と、該外層の内周面全体に内接するように設けられた導電性層と、からなる変形可能な円筒形基体と、前記円筒形基体を回転支持するシャフトと、前記円筒形基体の内部容積を満たさない程度に封入される導電性粉体と、を備えてなることを特徴とする電子写真用ローラである。
【００１９】
＜２＞ 前記導電性層の電気抵抗値が、１０⁷Ωｃｍ以下であることを特徴とする＜１＞に記載の電子写真用ローラである。
【００２０】
＜３＞ 前記導電性層のヤング率が、５０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の電子写真用ローラである。
【００２１】
＜４＞ 前記導電性層の厚みが、１０〜５００μｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２２】
＜５＞ 前記導電性層が、シームレスチューブ又はフィルムから形成されていることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２３】
＜６＞ 前記導電性粉体全体の電気抵抗値が、１０^-8〜１０⁸Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２４】
＜７＞ 前記導電性粉体が複数の種類の粉体からなる混合物であり、各種類毎の粉体の電気抵抗値が１０^-8〜１０¹⁷Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２５】
＜８＞ 前記導電性粉体の数平均粒子径が、１０^-5μｍ〜１ｍｍの範囲にあることを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の電子写真用ローラである。
【００２６】
＜９＞ 像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電手段が＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
＜１０＞ 前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳してなるバイアス、又は、直流電圧によるバイアスを印加する手段であることを特徴とする＜９＞に記載の画像形成装置である。
【００２８】
＜１１＞ 前記像担持体と、＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子写真用ローラと、の間に周速差があることを特徴とする＜９＞又は＜１０＞に記載の画像形成装置である。
【００２９】
＜１２＞ 像担持体と、該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記転写手段が＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
＜１３＞ 前記像担持体と、＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子写真用ローラと、の間に周速差があることを特徴とする＜１２＞に記載の画像形成装置である。
【００３１】
＜１４＞ 像担持体と、該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置であって、前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置について説明する。
【００３３】
＜電子写真用ローラ＞
図１及び図２を参照して、以下、本発明の電子写真用ローラについて詳細に説明する。ここで、図１は、本発明の電子写真用ローラ１００の構造を説明するための側面断面図である。図２は、図１に示す本発明の電子写真用ローラ１００のＡ−Ａ断面図である。
【００３４】
図１に示すように、電子写真用ローラ１００は、金属製シャフト１１０と、外層１２２及び導電性層１２４からなる円筒形基体１２０と、導電性粉体１３０と、フランジ部１４０と、を備える。
【００３５】
金属製シャフト１１０は、例えば、ＳＵＳ、ＳＵＭ等からなり、円筒形基体１２０を貫くように配され、後述のフランジ部１４０を介して円筒形基体１２０を回転自在に支持する。従って、金属製シャフト１１０は、電子写真用ローラ１００の回転軸として機能する。また、金属製シャフト１１０には、図示されない外部電源が接続され、所望のバイアスが印加される。
【００３６】
円筒形基体１２０は、外層１２２と導電性層１２４とからなり、封入される導電性粉体１３０の自重や移動に応じて、自由に変形可能なものである。
【００３７】
外層１２２は、封入される導電性粉体１３０の自重や移動に応じて、自由に変形可能なものが用いられる。
外層１２２を構成するバインダー材料としては、例えば、ブリード防止の表面処理を施した天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＰＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、フッ素ゴム等のゴム類；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、エチレン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチル、スチレンブタジエン、ポリアリレート、ポリカーボネート、テフロン（Ｒ）、シリコン等の樹脂材料；スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレンビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等を挙げることができる。更に、ポリメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックス等が用いられるが、特にこれらに限定されない。
【００３８】
上記バインダー材料は、単体で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよく、更に、共重合体又は変性体を用いてもよい。
上記バインダー材料としては、像担持体及び中間転写体に対して汚染等の悪影響を与えないためにも、低分子量成分や可塑剤等が表面に析出、所謂ブリードするような成分を含まないもの、又は、ブリード防止の処理を施されたもの、から選択されることが好ましい。
【００３９】
外層１２２は、上記バインダー材料を用い、押し出し成形法や共押し出し成形法、射出成形法や、プレス形成法、インジェクションブロー、真空成形法等によって作製される。また、市販のシームレスチューブを用いてもよい。
【００４０】
また、外層１２２は、上記各種バインダー材料に、導電性材料を混入することで表面抵抗値が所定の範囲、例えば、１０⁴〜１０¹⁰Ω／□に調整される。
外層１２２は、積層構造を有してもよく、各層が同じ材料で形成されていてもよいし、それぞれ異なった材料で形成されていてもよい。その際にも、電気抵抗を上記所定の範囲とすることが好ましい。
外層１２２の厚みは、上記バインダー材料からなる層の硬度により任意に調整されるものであり、その硬度は特に制限されるものではない。
【００４１】
また、外層１２２は、上記各種バインダー材料に、磁性体を混入することで磁性を有するように形成されてもよい。
用いられる磁性体としては、例えば、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、又はこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；等が好ましく、上記各種の磁性体を単体で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
導電性層１２４は、前記外層１２２の内周面全体に内接するように設けられており、外層１２２の変形に追従可能なものが用いられる。
【００４３】
導電性層１２４の電気抵抗値は、１０⁷Ωｃｍ以下であることが好ましく、１０⁴Ωｃｍ以下であることがより好ましい。電気抵抗値が前記上限値よりも大きいと、導電性層１２４としての働きが小さい、つまり、該導電性層１２４内で電圧降下を起こすため、外層１２２へと通電する電流量が不足する場合がある。
ここで、本発明において、導電性層１２４の電気抵抗値は、三菱油化社製ハイレスターＵＰ（型番：ＭＣＰ−ＨＴ４５０）により測定した、体積抵抗値である。
【００４４】
導電性層１２４のヤング率は、５０Ｎ／ｍｍ²以上であることが好ましく、１００Ｎ／ｍｍ²以上であることがより好ましい。このように導電性層１２４のヤング率が上記の５０Ｎ／ｍｍ²以上である場合、導電性粉体１３０の移動により発生する振動が効率よく円筒形基体１２０に伝達するので、電子写真用ローラの表面に付着するトナーや外添剤、紙粉等のゴミを振るい落とす効果をもたらすことができる。一方、ヤング率が５０Ｎ／ｍｍ²より小さい場合には、導電性粉体１３０の移動により発生する振動が導電性層１２４に吸収されてしまい、ゴミを振るい落とす効果を発現することが困難となる場合がある。一方、上限値としては、導電性層１２４が外層１２２の変形に追従可能な程度、つまり、５００００Ｎ／ｍｍ²以下であることが好ましい。
【００４５】
導電性層１２４の厚みは、１０〜５００μｍの範囲であることが好ましく、５０〜２００μｍの範囲であることがより好ましい。導電性層１２４の厚みが１０μｍより小さいと、導電性粉体１３０の移動により発生する振動が外層１２２に効率よく伝わりにくい場合がある。一方、導電性層１２４の厚みが５００μｍより大きいと、外層１２２の硬度に影響を及ぼし、円筒形基体１２０全体としての硬度が高くなってしまう場合がある。
【００４６】
導電性層１２４としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、チタン、鉄等の金属箔や、導電性樹脂フィルム及び導電性樹脂チューブ、導電性ゴムフィルム及び導電性ゴムチューブなどを挙げることができるが、これらは、単体で用いてもよいし、２種以上を積層して用いてもよい。
また、導電性層１２４は、バインダー材料と導電性材料から構成されてもよい。バインダー材料としては、例えば、上記の外層１２２に用いたものと同様のバインダー材料を用いることができる。また、導電性材料としては、例えば、カーボン、鉄、錫、銅、銀等の粉体を用いることができる。
【００４７】
導電性層１２４は、図３（ａ）に示されるように、シームレスチューブ１２４ａから形成されていてもよいし、図３（ｂ）に示されるように、フィルム１２４ｂから形成されていてもよい。更には、共押し出し成形機を用いて、多層押し出しや、多層インジェクションなどの手段を用いることにより、外層１２２と導電性層１２４とを１度に成形してもよい。ここで、図３は導電性層１２４の外層１２２への取り付け方法の一例を示した概略斜視図である。
【００４８】
図３（ａ）に示されるように、導電性層１２４がシームレスチューブ１２４ａから形成される場合には、円筒形基体１２０の内周部との間に隙間ができないように、円筒形基体１２０の内径に応じた外径を有するシームレスチューブ１２４ａを作製又は選択し、そのシームレスチューブ１２４ａを円筒形基体１２０に挿入することで、取り付けが完了する。
シームレスチューブ１２４ａは、上記の材料を、押し出し成形法、射出成形法、プレス成形法、インジェクションブロー、真空形成法等を用いることにより作製される。また、市販のものを用いてもよい。
【００４９】
図３（ｂ）に示されるように、導電性層１２４がフィルム１２４ｂから形成される場合には、少なくとも、円筒形基体１２０の内周部を覆う程度の面積を有するフィルム１２４ｂを作製又は選択し、そのフィルム１２４ｂを筒状に巻いて円筒形基体１２０に挿入することで、フィルム１２４ｂの復元力により円筒形基体１２０の内周部との間に隙間ができないような外径に拡径して、取り付けが完了する。
フィルム１２４ｂは、上記の材料を、押し出し成形法、射出成形法、塗布法、カレンダーロール法等を用いることにより作製される。また、市販のものを用いてもよい。
【００５０】
また、導電性層１２４は、蒸着法、塗布法、内部スプレー法、内部ディッピング法などの方法で取りつけられてもよい。
【００５１】
導電性層１２４は、積層構造を有してもよく、各層が同じ材料で形成されていてもよいし、それぞれ異なった材料で形成されていてもよい。
【００５２】
導電性層１２４は、後述する導電性粉体１３０が外層１２２の内周面に吸着して形成される層であってもよい。導電性粉体１３０が吸着されてなる層は、導電性粉体１３０が微少粒子であり、外層１２２を構成する材料が多少の粘着性を有しているような条件の場合に形成される。この場合、上述したような導電性層１２４ａ及び１２４ｂを設けることを省くことができる。但し、外層１２２を構成する材料が粘着性を有する場合には、処理剤やコーティングを用いることにより、外層１２２の外周面側の粘着性を抑える処理を施しておくことは言うまでもない。
【００５３】
導電性粉体１３０は、図２に示すように、円筒形基体１２０の内部容積を完全に満たさない程度に封入される。
導電性粉体１３０の充填率としては、５０〜９５％の範囲であることが好ましく、７０〜９０％の範囲であることがより好ましい。充填率が５０％より少ない場合、導電性粉体１３０が金属製シャフト１１０に接触しないためにバイアスが導電性粉体へと流れ込むことができない場合があるという問題や、環境変化に伴って収縮及び膨張を起こす空気層が多いために円筒形基体１２０の形状に影響を及ぼしてしまう場合があるという問題を有している。一方、充填率が９５％より多い場合、導電性粉体１３０の流動性が低下するために、ニップ形成の自由度が低下するという問題を有している。
【００５４】
ここで、本発明における充填率とは、予め、金属製シャフト１１０の容積分を除いた容積に対する充填率１００％の導電性粉体１３０の質量を測定し、その質量を基に算出する。充填率１００％の場合の導電性粉体１３０の質量は、実際に使用される金属製シャフト１１０の容積分を除いた円筒形基体１２０と同じ容積である容器に、導電性粉体１３０を完全に充填して、その質量の増加量を測定することで求められる。従って、例えば、充填率１００％の場合の導電性粉体１３０の質量が１０ｇである場合、円筒形基体１２０に封入された導電性粉体１３０が８ｇであれば、充填率は８０％となる。
【００５５】
導電性粉体１３０は、少なくともその自重によって円筒形基体１２０の形状を変形させることができる。導電性粉体１３０は、その自重によって円筒形基体１２０の下方に集まることから、円筒形基体１２０は変形する。従って、かかる変形を利用することで、電子写真用ローラ１００を、例えば、像担持体に接触させると、該像担持体の形状に沿って円筒形基体１２０が変形し、ニップを形成することができる。また、電子写真用ローラ１００の回転と共に、封入された導電性粉体１３０が移動し、常に一定の荷重により像担持体に接触することから、均一のニップを長期間に渡り保持することができる。
また、導電性粉体１３０の充填率や電子写真用ローラ１００の押し当て量等の条件を変化させることによって、所望のニップ幅、ニップ圧を調整することができる。
【００５６】
導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、１０^-8〜１０⁸Ωｃｍの範囲であることが好ましく、１０^-5〜１０⁶Ωｃｍの範囲であることがより好ましく、更に、１０^-3〜１０⁴Ωｃｍの範囲であることが特に好ましい。電気抵抗値が前記下限値よりも小さい場合、電子写真用ローラ１００としての表面抵抗値が得られない場合がある。一方、電気抵抗値が前記上限値よりも大きい場合は、金属製シャフト１１０と円筒形基体１２０とを十分に導通させることが困難となる。
【００５７】
導電性粉体１３０は、１種の粉体から構成されていてもよいし、２種以上の粉体から構成される混合物であってもよい。導電性粉体１３０が混合物である場合に、その混合物を構成する粉体の各種類毎の電気抵抗値は１×１０^-8〜１×１０¹⁷の範囲のものを使用することができる。その際、上述のように、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値が上記範囲に調整されていることがより好ましい。
【００５８】
導電性粉体１３０に使用し得る粉体としては、例えば、磁性粉、すず、鉄、銅等の金属粉体や樹脂との混合物；金属繊維；酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物；硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物；カーボンブラック、グラファイト等の炭素粉；ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、又はこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物；高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂、複合金属酸化物；等の導電性粉体が挙げられる。また、セラミック粒子、ガラスビーズ、ラテックス粒子、天然石、粉砕石、砂等の絶縁性粉体を用いてもよい。これらの粉体は、好ましくは、上述のように導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値の条件を満たすように、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いても構わない。
【００５９】
本発明において、導電性粉体１３０を構成する粉体の電気抵抗値は、以下のようにして測定する。
天面と底面が金属製で、胴部が絶縁体により構成される円筒形状ホルダー（天面及び底面が共に１０ｍｍφ、高さ１０ｍｍ）に、測定試料としての粉体を充填し、９８ｋＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²）の圧力で圧縮しつつ、１００Ｖの電圧を印加し、その際に流れる電流値を測定し、電気抵抗値を算出した。
また、導電性粉体１３０が１種類の粉体から構成されているならば、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、その１種の粉体単独の電気抵抗値がそのまま導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値となる。一方、導電性粉体１３０が複数の種類の粉体から構成されているならば、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値は、それら粉体の混合物を十分に攪拌した後に、上記と同様の測定法で求められたものが、導電性粉体１３０全体としての電気抵抗値となる。
【００６０】
また、導電性粉体１３０の数平均粒子径は１０^-5μｍ〜１ｍｍの範囲であることが好ましく、５〜３００μｍの範囲であることがより好ましく、更に、４０〜７０μｍの範囲であることが特に好ましい。数平均粒子径が前記下限値よりも小さい場合、粉体の流動性が悪くなり場合があり、数平均粒子径が前記上限値よりも大きい場合は、粒子間の接点が少なくなり、導通回路が不足するため、電子写真用ローラ１００表面の導電性に斑が発生してしまう場合がある。
【００６１】
更に、導電性粉体１３０には、磁性粉が含有されていてもよい。磁性粉が含有されている場合、粉体の磁性を利用することで電子写真用ローラ１００の配置を様々に設定することができる。例えば、磁性を利用して、電子写真用ローラ１００を像担持体に対して下（反重力方向）から接触させてニップを形成してもよい。
【００６２】
より詳細には、磁性を利用してニップを形成する場合、像担持体の内周部に、球状マグネット等の磁力発生部材（磁界形成手段）を配し、導電性粉体を引き寄せる磁界を形成し、かつ、導電性粉体１３０に磁性粉が含有されていれば、導電性粉体１３０は磁界発生部材に引き寄せられて、重力方向とは無関係に移動し、円筒形基体１２０を変形させて、像担持体との間にニップを形成することができる。この際、上述のように、円筒形基体１２０自身も磁性を有していれば、その表面の磁性は一定に保たれ、電子写真用ローラ１００の回転に伴う導電性粉体１３０の移動もより均一になり、その結果、本発明の電子写真用ローラ１００と像担持体との間に形成されるニップが長期間、均一に保持される。
【００６３】
前記磁界形成手段としては、像担持体の内周部の電子写真用ローラ１００に対向する位置に配されたマグネット等の磁力発生部材から構成されてもよいし、像担持体の内周面全体に張り巡らされた磁性を有するフィルム等から構成されてもよい。また、像担持体の基体そのものが鉄などの磁性を有する材料で形成されて、磁界形成手段として機能してもよい。
【００６４】
フランジ部１４０は、円筒形基体１２０の両端に設けられ、封入された導電性粉体１３０が外部に漏れないように封止する部材である。フランジ部１４０を形成する材料としては、特に限定はされないが、円筒形基体１２０の変形に応じて変形するような弾性体であることが好ましい。前記弾性体としては、スポンジ、ゴム、熱可塑性エラストマー等を用いることができるが、この中でもスキン層を有するスポンジが好適に用いられる。
【００６５】
フランジ部１４０としてスキン層を有するスポンジを使用する場合には、スキン層を導電性粉体１３０と接触するように円筒形基体１２０の内部に向けて設置することで、導電性粉体１３０の漏洩を完全に防止することができる。
【００６６】
このように、本発明の電子写真用ローラ１００は、導電性粉体１３０が電子写真用ローラ１００表面への通電量を支配し、その環境変動を起こすことがないため、定電流制御や環境制御を必要とせず、画像形成装置を製造する際のコスト低減に大きく貢献することができる。特に、電子写真用ローラ１００は、円筒形基体１２０が外層１２２の内周部に導電性層１２４を設けてなる構造を有するため、金属製シャフト１１０に印加されたバイアスが導電性粉体１３０を介して円筒形基体１２０に通電する際に、その通電量が位置を問わず均一化され、接触してニップを形成する像担持体に対し均一なバイアスの供給を行うことができる。また、本発明の電子写真用ローラ１００の外周面は、通電量が位置を問わず均一化されているため、像担持体に対して円筒形基体１２０をどのような方向から押し当てても、像担持体に対し均一なバイアスの供給を行うことができる。
【００６７】
また、本発明の電子写真用ローラ１００は、ニップを形成するために感光体に対して印加される圧力を低減することができるため、従来の電子写真用ローラに求められてきた形状安定性やたわみを防ぐための剛性を必要としない。従って、シャフトの小径化及びそれに伴う電子写真用ローラ１００自体の小型化を達成することができる。
【００６８】
更に、本発明の電子写真用ローラ１００は、導電性粉体１３０を変形可能な円筒形基体１２０に、内部容積を満たさない程度に導電性粉体１３０が封入される構造を有するため、導電性粉体１３０は円筒形基体１２０の回転と共に移動し、円筒形基体１２０の内壁に衝突することから、円筒形基体１２０の表面に付着したトナーや紙粉などの汚れを振るい落とすことができ、良好な表面平滑性を維持することが可能となる。
【００６９】
以上説明してきた本発明の電子写真用ローラは、それぞれ求められる電気特性や表面特性等を適宜調整することで、帯電ローラ、転写ローラ（後述する１次、２次の双方も含む）等に好適に用いることができる。
【００７０】
上述したように、本発明の電子写真用ローラは、構造が複雑ではないため、従来の帯電ローラや転写ローラなどよりもより簡便に製造することができる。従って、本発明の電子写真用ローラは、大きなコスト低減を可能とし、該電子写真用ローラを有する画像形成装置のコスト低減をも達成することができる。
【００７１】
＜画像形成装置＞
以下、本発明の電子写真用ローラを備える画像形成装置（本発明の画像形成装置）の一例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部のみを説明し、その他はその説明を省略する。
【００７２】
図４は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図４に示す画像形成装置は、矢印Ｂ方向に回転する感光体（像担持体）５１と、その周囲に配される、感光体５１表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ（帯電手段）５２、帯電された感光体５１表面を画像信号に基づくレーザ光線５３よって露光して静電潜像を形成する露光装置（露光手段）５６、帯電されたトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置（現像手段）５４、現像されたトナー像を記録紙（転写材）Ｐ上に転写する転写ローラ（転写手段）５５、及び、転写後の感光体５１表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニット５７が順に配設されている。ここで、図４に示す画像形成装置には、帯電ローラ５２として、上述の本発明の電子写真用ローラが用いられており、該電子写真用ローラの各構成要素は、図２と同一の符号が付されている。
【００７３】
まず、感光体５１はその表面を帯電ローラ５２によって−６００Ｖ〜−８００Ｖ程度の電位に帯電される。感光体５１は、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗であるが、露光装置５６からレーザ光線５３が照射されると、レーザ光線５３が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体５１の表面に、図示しない制御部から送られてくる画像データに従って、露光装置５６を介してレーザ光線５３を出力する。レーザ光線５３は、感光体５１の表面の感光層に照射され、それにより、印字パターンの静電潜像が感光体５１の表面に形成される。
【００７４】
このようにして感光体５１表面に形成された静電潜像は、感光体５１の矢印Ｂ方向への回転により所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体５１上の静電潜像が、現像装置５４によって可視像（トナー像）化される。
【００７５】
感光体５１の表面が現像装置５４を通過することにより、感光体５１表面の除電された潜像部にのみトナーが静電的に付着し、潜像がトナーによって現像される。感光体５１は、引続き矢印Ｂ方向に回転し、感光体５１表面に現像されたトナー像が所定の転写位置へ搬送される。
【００７６】
感光体５１表面のトナー像が転写位置へ搬送されると、転写ローラ５５に所定の転写バイアスが印加され、感光体５１から転写ローラ５５に向う静電気力がトナー像に作用し、感光体５１表面のトナー像が記録紙Ｐ上へ転写される。また、感光体５１表面の残留トナーは、クリーニングユニット５７により除去される。
【００７７】
図４に示す画像形成装置によれば、帯電ローラ５２として本発明の電子写真用ローラを用いているため、直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳したバイアスが印加されても、内部に封入された導電性粉体１３０がその粉体としての特性により振動の伝達を防止することから、帯電音を小さくすることができる。
【００７８】
また、上述のように、本発明の電子写真用ローラは、円筒形基体１２０の表面に付着したトナーや紙粉などの汚れを振るい落とすことができるため、表面平滑性が高く、更に、抵抗均一性が優れている。そのため、帯電ローラ５２として本発明の電子写真用ローラを用いることにより、直流バイアスのみを印加するＤＣ帯電を可能とし、感光体表面に発生するエッチング現象を大幅に低減することができる。その結果、ランニングコストの低減をも図ることができる。
【００７９】
次に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。
図５は、４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置（本発明の画像形成装置）を示す概略構成図である。図５に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を出力する電子写真方式の第１〜第４の画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（画像形成手段）を備えている。これらの画像形成ステーション（以下、単にステーションと称する）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、略水平方向に互いに所定距離離間して並設されている。
【００８０】
各ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方には、各ステーションを通して中間転写体としての中間転写ベルト２０が延設されている。中間転写ベルト２０は、横方向に互いに離間して配置された駆動ローラ２２及び支持ローラ２４に巻回されて張架され、第１ステーション１０Ｙから第４ステーション１０Ｋに向う方向に無端走行されるようになっている。なお、支持ローラ２４は、図示しないいバネ等により駆動ローラ２２から離れる方向に付勢されており、両者の間に張架された中間転写ベルト２０に所定のテンションが与えられている。また、中間転写ベルト２０の像担持側面には、駆動ローラ２２と対向して中間転写体クリーニング装置３０が備えられている。
【００８１】
上述した第１〜第４ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、略同一の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向上流側に配設されたイエロー画像を形成する第１ステーション１０Ｙについて代表して説明する。なお、第１ステーション１０Ｙと同一の機能を有する部材に、イエロー（Ｙ）の代わりに、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を付した同一参照符号を付すことにより、第２〜第４ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの説明を省略する。
【００８２】
第１ステーション１０Ｙは、像担持体として作用する感光体１Ｙを有している。感光体１Ｙの周囲には、感光体１Ｙの回転方向に順に、感光体１Ｙの表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ（帯電手段）２Ｙ、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線３Ｙよって露光して静電潜像を形成する露光装置３、帯電したトナー（現像剤）を供給して前記静電潜像を現像する現像装置４Ｙ、現像したトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する１次転写ローラ（１次転写手段）５Ｙ、及び、１次転写後に感光体１Ｙの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置６Ｙが配設されている。なお、１次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト２０の内側に配置され、感光体１Ｙに対向した位置に設けられている。更に、各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、１次転写バイアスを印加するバイアス電源（図示せず）がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部（制御手段）による制御によって、各１次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【００８３】
以下、第１ステーション１０Ｙにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ２Ｙによって感光体１Ｙの表面が−６００Ｖ〜−８００Ｖ程度の電位に帯電される。
感光体１Ｙは、導電性の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗であるが、レーザ光線３Ｙが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体１Ｙの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置３によりレーザ光線３Ｙが出力される。レーザ光線３Ｙは、感光体１Ｙの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体１Ｙの表面に形成される。
【００８４】
静電潜像とは、帯電によって感光体１Ｙの表面に形成される像であり、レーザ光線３Ｙによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体１Ｙの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線３Ｙが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
【００８５】
このようにして感光体１Ｙ上に形成された静電潜像は、感光体１Ｙの回転により所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体１Ｙ上の静電潜像が、現像装置４Ｙによって可視像（トナー像）化される。
【００８６】
現像装置４Ｙ内には、例えば、少なくともイエロー着色剤とワックスと結着樹脂と脂肪族炭化水素−炭素数９以上の芳香族炭化水素共重合石油樹脂にて形成された体積平均粒子径が７μｍのイエロートナーが収容されている。イエロートナーは、現像装置４Ｙの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体１Ｙ表面の帯電荷と同極性（−）の電荷を有している。感光体１Ｙの表面が現像装置４Ｙを通過していくことにより、感光体１Ｙ表面の除電された潜像部にのみイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。感光体１Ｙは、引続き回転し、感光体１Ｙ表面に現像されたトナー像が所定の１次転写位置へ搬送される。
【００８７】
感光体１Ｙ表面のイエロートナー像が１次転写位置へ搬送されると、１次転写ローラ５Ｙに所定の１次転写バイアスが印加され、感光体１Ｙから１次転写ローラ５Ｙに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体１Ｙ表面のトナー像が中間転写ベルト２０表面に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と逆極性の（＋）極性であり、例えば第１ステーション１０Ｙでは制御部（図示せず）によって＋１０μＡ程度に定電流制御されている。
【００８８】
また、第２ステーション１０Ｍ以降の１次転写ローラ５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに印加される１次転写バイアスも同様に制御されている。
こうして、第１ステーション１０Ｙにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト２０は、第２〜第４ステーション１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを通して順次搬送され、各色のトナー像が同様に重ねられて多重転写される。
【００８９】
第１〜第４ステーションを通して全ての色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト２０は、矢印Ｃ方向に周動搬送され、中間転写ベルト２０内面に接する支持ローラ２４と中間転写ベルト２０の像担持面側に配置される２次転写ローラ（２次転写手段）２６とから構成された２次転写部へと至る。一方、記録紙（転写材）Ｐが、供給機構を介して２次転写ローラ２６と中間転写ベルト２０との間に所定のタイミングで給紙され、所定の２次転写バイアスが支持ローラ２４に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（−）と同極性（−）であり、中間転写ベルト２０から記録紙Ｐに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト２０表面のトナー像が記録紙Ｐ表面に転写される。なお、この際の２次転写バイアスは２次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段（図示せず）により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、定電圧で制御されている。
【００９０】
その後、記録紙Ｐは定着装置２８へと送り込まれトナー像が加熱・加圧され、色重ねされたトナー像が溶融されて、記録紙Ｐ表面へ永久定着される。カラー画像の定着が完了した記録紙Ｐは、排出部へ向けて矢印Ｄ方向に搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
【００９１】
図５に示す画像形成装置において、図４に示す画像形成装置と同様に、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとして、上述した本発明の電子写真用ローラを好適に用いることもできるが、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、及び／又は、２次転写ローラ２６としても本発明の電子写真用ローラを用いることができる。なお、転写ローラ２６として使用する場合には、その構造上、導電性粉体１３０の自重によるニップの形成が困難であるため、磁性粉を導電性粉体１３０に含有させ、かつ、支持ローラ２４の内部には磁界形成手段を設け、磁性の特性を用いてニップを形成させることが好ましい。
【００９２】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の電子写真用ローラは、静電記録プロセスや磁気記録プロセス等を有する画像形成装置に用いることもできる。
【００９３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９４】
［実施例１］
（電子写真用ローラＲ−１の作製）
外層を形成するシームレスチューブとして、スチレン・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブッロクコポリマー（ＳＥＢＣ）（製品名：ＤＹＮＡＲＯＮ ４６００Ｐ、日本合成ゴム社製）１００質量部に、導電性カーボン（製品名：ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）１３質量部と、導電性酸化チタン（製品名：ＥＴ−５００Ｗ、石原産業社製）２０質量部と、充填剤５質量部と、分散助剤１質量部と、表面改質剤０．５質量部とを添加し、ドライブレンドした後、加圧ニーダーを用いて２００℃で１０分間、十分に混練した。
【００９５】
加圧ニーダーより取り出した混練物を粉砕したのち、２軸押し出し成形機を用いてペレット化した。得られたペレットを、クロスヘッドを備えた単軸押し出し成形機を用い外径１４ｍｍφで肉厚３００μｍのシームレスチューブを作製した。
得られたシームレスチューブの体積抵抗値は２×１０⁶Ωｃｍであり、その外周面の表面平滑性は十点平均粗さＲｚにおいて０．８μｍであった。
【００９６】
そして、得られたシームレスチューブを長さ２３０ｍｍに切断し、その内周に、縦２２０ｍｍ、横８４ｍｍ、厚さ２５μｍの導電性ポリエチレンフィルムを２重巻きにして挿入し、厚み５０μｍの導電性層を形成した。使用した導電性ポリエチレンフィルムは、体積抵抗値５×１０²Ωｃｍ、ヤング率１２０Ｎ／ｍｍ²であった。
【００９７】
次いで、導電性ポリエチレンフィルムを内接したシームレスチューブの一端に、孔径６ｍｍφの穴が中心に空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し、その中心の穴に６ｍｍφ、長さ３４０ｍｍの金属シャフトを通し接着剤を用いて固定した。
【００９８】
そして、導電性ポリエチレンフィルムを内接したシームレスチューブの固定されていない方向から、導電性粒子として磁性粉と樹脂との球状複合体粒子（ＭＲＣ、戸田工業社製）をシームレスチューブの容積の２／３に相当する量だけ（充填率６７％）充填し、先ほどとは逆のシームレスチューブの開口している端部を、前記と同様に中心に穴の空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し電子写真用ローラＲ−１を作製した。
なお、上記ＭＲＣとは、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ＆ Ｒｅｓｉｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｃａｒｒｉｅｒの略称であり、その電気抵抗値は１×１０⁵Ωｃｍであり、数平均粒子径は６０μｍのものをここでは用いている。
【００９９】
（評価）
（１）帯電音の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１をカラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ Ｐｒｉｎｔ Ｃ６２０）の帯電部材として取り付け、筒状の像担持体表面にセットし無響室（３５ｄｂ以下）で帯電音の測定を行った。ここでの印加バイアスは直流電圧−７００Ｖに交流電圧２０００Ｖｐｐを重畳印加し、交流電圧の周波数を５００〜２０００Ｈｚまで変化させた。なお、かかる実験では、カラーレーザープリンタの帯電部材のみを稼動させて行った。
【０１００】
その結果、いずれの周波数の場合でも帯電音は５０ｄＢ以下であった。通常、画像形成装置の稼動音は５２〜５５ｄＢであるため、本発明の電子写真用ローラから発生する帯電音は実用上の問題にはならなかった。
【０１０１】
（２）表面汚れ性及び像担持体のエッチング現象の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ Ｐｒｉｎｔ Ｃ６２０）の帯電部材として取り付け、下記に示す各環境下で１０００００枚の画出しテストに供した。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
【０１０２】
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）の何れの環境下においても、初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−１の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着も殆ど認められなかった。テスト中、シームレスチューブとその中に挿入した導電性ポリエチレンフィルムとの密着性にも、何ら問題は無かった。
更に、本テストにおいて、感光体の電荷輸送層の削れ量は、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）の下で平均３μｍであった。
【０１０３】
（３）帯電性の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ Ｐｒｉｎｔ Ｃ６２０）の帯電部材として取り付け、電子写真用ローラＲ−１によって帯電された感光体の表面電位を長手方向に２０ｍｍの間隔で測定した。測定結果による感光体の表面電位の均一性を、帯電性の評価指標とした。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
その結果を表１に示す。
【０１０４】
【表１】

【０１０５】
表１に示されるように、感光体の表面電位が最大差で１０Ｖであるため、本発明の電子写真用ローラＲ−１は、感光体の表面電位の均一性を良好にするという効果を有していた。
【０１０６】
［実施例２］
（電子写真用ローラＲ−２の作製）
軟化剤及び可塑剤を低減させ、かつ、エポキシ系処理剤にてブリード防止の処理を施したエピクロルヒドリンチューブ（外径１４ｍｍφ、肉厚５００μｍ）を、長さ２３０ｍｍに切断し、その内周に、導電性ナイロン１１樹脂に導電性カーボンを混練した後、押し出し成形機を用いて作製した外径１３ｍｍφ、長さ２３０ｍｍの導電性ナイロンチューブを挿入し、導電性層を形成した。作製した導電性ナイロンチューブは、体積抵抗値７×１０²Ωｃｍ、厚み５０μｍ、ヤング率６００Ｎ／ｍｍ²であった。
【０１０７】
その後、実施例１と同様にして、シームレスチューブの一端に、孔径６ｍｍφの穴が中心に空いたフランジ部材を接着剤を用いて固定し、その中心の穴に６ｍｍφ、長さ３４０ｍｍの金属シャフトを通し接着剤を用いて固定した。
【０１０８】
そして、シームレスチューブの固定されていない方向から、フェライト系キャリア／ＤＦＣ（同和鉄粉工業社製）をシームレスチューブの容積の３／４に相当する量だけ（充填率７５％）充填し、電子写真用ローラＲ−２を作製した。なお、前述のフェライト系キャリア／ＤＦＣの電気抵抗値は１×１０⁶Ωｃｍであり、数平均粒子径は４５μｍのものをここでは用いている。
【０１０９】
（評価）
（１）帯電音の評価
得られた電子写真用ローラＲ−２について実施例１と同様の方法及び条件で帯電音の測定を行った。
その結果、いずれの周波数の場合でも帯電音は５０ｄＢ以下であり、帯電音としては実用上の問題にはならない程度であった。
【０１１０】
（２）表面汚れ性及び像担持体のエッチング現象の評価
得られた電子写真用ローラＲ−２を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ Ｐｒｉｎｔ Ｃ６２０）の帯電部材として取り付け、更に、電子写真用ローラＲ−２の回転軸に５°の傾斜がつくように前記カラーレーザープリンタを傾け、下記に示す各環境下で１０００００枚の画出しテストに供した。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
【０１１１】
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−２の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着も殆ど認められなかった。ここで、テスト中、シームレスチューブとその中に挿入した導電性ポリエチレンフィルムとの密着性にも、何ら問題は無かった。
更に、本テストにおいて、感光体の感光層の削れ量は、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）の下で平均１μｍであった。
【０１１２】
（３）帯電性の評価
得られた電子写真用ローラＲ−１を、カラーレーザープリンタ（富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ Ｐｒｉｎｔ Ｃ６２０）の帯電部材として取り付け、電子写真用ローラＲ−１によって帯電された感光体の表面電位を長手方向に２０ｍｍの間隔で測定した。測定結果による感光体の表面電位の均一性を、帯電性の評価指標とした。なお、ここでの印加バイアスは直流電圧−１３００Ｖを用いた。
その結果を上記表１に併記する。表１に示されるように、感光体の表面電位が最大差で８Ｖであるため、本発明の電子写真用ローラＲ−２は、感光体の表面電位の均一性を良好にするという効果を有していた。
【０１１３】
［比較例１］
実施例１において、導電性層を設けなかった他は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＲ−３を作製し、その評価を行った。
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−３の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着は殆ど認められなかった。
更に、帯電性の評価においては、上記表１に示されるように、感光体の表面電位が最大差で５９Ｖであり、電位差が大きいために、画像上の濃度差、濃度ムラが目立つ場合があった。
【０１１４】
［比較例２］
実施例２において、導電性層を設けなかった他は、実施例２と同様にして電子写真用ローラＲ−４を作製し、その評価を行った。
その結果、高温／高湿環境（温度２８℃、湿度８５％ＲＨ）、低温／低湿環境（温度１０℃、湿度１５％ＲＨ）、標準環境（温度２２℃、湿度５５％ＲＨ）のいずれの環境下においても初期と１０００００枚目の画像には全く問題が無く、帯電部材の表面に傷やピンホール等の異常は全く観察されなかった。また、電子写真用ローラＲ−３の外周面への汚れ（トナー、紙粉等）の付着は殆ど認められなかった。
更に、帯電性の評価においては、上記表１に示されるように、感光体の表面電位が最大差で５１Ｖであり、電位差が大きいために、画像上の濃度差、濃度ムラが目立つ場合があった。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易かつ低コストで、帯電音及び像担持体のエッチング現象を低減することが可能である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することができる。また、抵抗均一性及び表面平滑性が良好である電子写真用ローラ及び該電子写真用ローラを備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電子写真用ローラの構造を説明するための側面断面図である。
【図２】 図１に示す本発明の電子写真用ローラのＡ−Ａ断面図である。
【図３】 導電性層の外層への取り付け方法の一例を示した概略斜視図である。
【図４】 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】 ４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置（本発明の画像形成装置）を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 、５１ 感光体（像担持体）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 、５２ 帯電ローラ（帯電手段）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 、５３ レーザ光線
３、５６ 露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 、５４ 現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ １次転写ローラ（１次転写手段）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 、５７ 感光体クリーニング装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ ステーション
２０ 中間転写ベルト（中間転写体）
２２ 駆動ローラ
２４ 支持ローラ
２６ ２次転写ローラ（２次転写手段）
２８ 定着装置
３０ 中間転写体クリーニング装置
５５ 転写ローラ（転写手段）
１００ 電子写真用ローラ
１１０ 金属製シャフト
１２０ 円筒形基体
１２２ 外層
１２４ 導電性層
１３０ 導電性粉体
１４０ フランジ部
１６０ 外部電源
Ｐ 記録紙（転写材）

Claims (14)

1. 外層と、該外層の内周面全体に内接するように設けられた導電性層と、からなる変形可能な円筒形基体と、
   前記円筒形基体を回転支持するシャフトと、
   前記円筒形基体の内部容積を満たさない程度に封入される導電性粉体と、
   を備えてなることを特徴とする電子写真用ローラ。
2. 前記導電性層の電気抵抗値が、１０⁷Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用ローラ。
3. 前記導電性層のヤング率が、５０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用ローラ。
4. 前記導電性層の厚みが、１０〜５００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真用ローラ。
5. 前記導電性層が、シームレスチューブ又はフィルムから形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真用ローラ。
6. 前記導電性粉体全体の電気抵抗値が、１０^-8〜１０⁸Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用ローラ。
7. 前記導電性粉体が複数の種類の粉体からなる混合物であり、各種類毎の粉体の電気抵抗値が１０^-8〜１０¹⁷Ωｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子写真用ローラ。
8. 前記導電性粉体の数平均粒子径が、１０^-5μｍ〜１ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電子写真用ローラ。
9. 像担持体と、該像担持体に接触しその表面を帯電する帯電手段と、を備える画像形成装置であって、
   前記帯電手段が請求項１〜８のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳してなるバイアス、又は、直流電圧によるバイアスを印加する手段であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体と、請求項１〜８のいずれかに記載の電子写真用ローラと、の間に周速差があることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 像担持体と、該像担持体に接触しその表面のトナー像を転写材に転写する転写手段と、を備える画像形成装置であって、
    前記転写手段が請求項１〜８のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。
13. 前記像担持体と、請求項１〜８のいずれかに記載の電子写真用ローラと、の間に周速差があることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 像担持体と、該像担持体の表面のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置であって、
    前記１次転写手段及び／又は前記２次転写手段が、請求項１〜８のいずれかに記載の電子写真用ローラであることを特徴とする画像形成装置。

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