JP4302471B2 - 導電性部材及びその導電性部材を備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents
導電性部材及びその導電性部材を備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、導電性支持体の周面に設置される電気抵抗調整層と、電気抵抗調整層と異なる材質からなり、導電性支持体の周面に設置されて電気抵抗調整層の端面に固着される一対の空隙保持部材とを備えた導電性部材及びその導電性部材を備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
従来から、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置には、感光体ドラム（像担持体）に対して帯電処理を行う帯電部材や、感光体ドラム上のトナーに対して転写処理を行う転写部材として導電性部材が用いられている。
図１は、導電性部材を帯電部材として用いた一例を示したものであり、画像形成装置１における帯電ローラ２が帯電部材として用いられている。この画像形成装置１は、静電潜像が形成される感光体ドラム４と、感光体ドラム４に対して帯電処理を行う帯電ローラ２と、帯電ローラ２に電圧を印可するためのパワーパック（電圧印加電源）３と、感光体ドラム４の表面電位を測定する表面電位計５と、感光体ドラム４の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ６と、感光体ドラム４上のトナー像を記録紙Ｓに転写処理する転写ローラ７と、転写処理後の感光体ドラム４をクリーニングするためのクリーニング装置８とを備えている。なお、図２に示すように、感光体ドラム４、帯電ローラ２、現像ローラ６、クリーニング装置８を包括するプロセスカートリッジ９が画像形成装置１内に設置される場合もある。
帯電ローラ２はパワーパック３より電源供給を受け、感光体ドラム４を所望の電位に帯電させる。この感光体ドラム４は図示を略す駆動機構により矢印Ａ方向に回転する。表面電位計５はその回転方向に沿って帯電ローラ２の直後に設けられ、感光体ドラム４の表面４ａの電位を測定する。
現像ローラ６は帯電した感光体ドラム４にトナーを付着させ、転写ローラ７は感光体ドラム４に付着したトナーを記録紙Ｓに転写する。クリーニング装置８は感光体ドラム４に残留したトナーを除去し、感光体ドラム４をクリーニングする。
この画像形成装置１による画像形成過程では、まず、帯電ローラ２により感光体ドラム４の表面４ａが負の高電位に帯電する。続いて、その帯電した表面４ａに原稿からの反射光やレーザー光からなる露光Ｌが照射される。この露光Ｌは、形成しようとする画像の黒／白に応じた光量分布を有し、表面４ａの各部の電位（負の電位）が受光量に合わせて低下することによって表面４ａには光量分布に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
感光体ドラム４が回転してその表面４ａの静電潜像が形成された部分が現像ローラ６を通過すると、表面４ａには電位分布に応じたトナーが付着して静電潜像がトナー像として可視化される。このトナー像は所定のタイミングで給送される記録紙Ｓに転写ローラ７により転写され、記録紙Ｓは図示を略す定着ユニットに向かって矢印Ｂ方向に搬送される。
一方、転写後の感光体ドラム４は、表面４ａに残留するトナーがクリーニング装置８により除去されてクリーニングされるとともに、図示を略すクエンチングランプにより残留電荷が除去されて次回の作像処理に移行する。
上記の画像形成装置１における一般的な帯電方式として帯電ローラ２を感光体ドラム４に接触させる接触帯電方式が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開昭６３―１４９６６８号公報
特開平１−２１１１７７９号公報
特開平１−２６７６６７号公報
しかしながら、接触帯電方式からなる帯電ローラ２を用いた場合には、以下に掲げるような問題があった。
（１）帯電ローラの構成物質が帯電ローラから染み出して感光体ドラムの表面に付着し、この付着が進行すると感光体ドラム表面に帯電ローラの跡が残る。
（２）帯電ローラに交流電圧を印加した際に、感光体ドラムに接触している帯電ローラが振動して帯電音が起こる。
（３）感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに付着して帯電性能が低下する。
特に帯電ローラにおいて（１）の染出しが生じると、トナーが一層付着しやすくなる。
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体に付着しやすい。
（５）感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
（２）帯電ローラに交流電圧を印加した際に、感光体ドラムに接触している帯電ローラが振動して帯電音が起こる。
（３）感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに付着して帯電性能が低下する。
特に帯電ローラにおいて（１）の染出しが生じると、トナーが一層付着しやすくなる。
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体に付着しやすい。
（５）感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
このような問題に対処するために、帯電ローラ２を感光体ドラム４に接触するのではなく近接させる近接帯電方式が考案されている（特開平３−２４００７６号公報等）。この近接帯電方式は、帯電ローラ２と感光体ドラム４との最近接距離（以下、空隙という）が０．００５〜０．３ｍｍとなるように両者を対向させ、帯電ローラ２に電圧を印加して感光体ドラム４の帯電を行うものである。近接帯電方式では帯電ローラ２と感光体ドラム４とが接触していないので、接触帯電方式で問題となる「帯電ローラの構成物質の感光体ドラムへの付着」及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「トナーの付着による帯電ローラの帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため近接帯電方式の方が優れている。
近接帯電方式を実現するものとして、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持手段を帯電ローラの両端部に巻き付けることによって帯電ローラと感光体ドラムとの間に一定間隔の空隙を設ける方法が、例えば、特開平５−１０７８７１号公報において考案されている。しかしながら、テープ状部材の摩耗、帯電ローラとテープ状部材との間へのトナーの侵入・固着等により長期間使用した場合に感光体ドラムと帯電ローラとの空隙を一定間隔に保ち続けることとが困難であるという問題があった。
また、テープ状部材の摩耗等を防止するためにテープ部材に変えて金属製リングを使用する方法も考えられるが、この場合には感光体ドラムの摩耗が著しいので感光体の基層金属と金属製リングとの間でショート電流が発生して、パワーパック（電圧印加電源）の破壊等の不具合を生じるおそれがあるという問題があった。
さらに、帯電ローラと感光体ドラムとの空隙を保持するために、帯電ローラ両端部にスペーサーリング層を設ける方法が、例えば、特開平３−２４００７６号公報、特開平４−３５８１７５号公報等において考案されている。しかしながら、これらの公報には、空隙を精度良く一定に保つための具体的な方法が開示されておらず、帯電ローラ及びスペーサーリング層の寸法制度がばらつくことによって空隙が変動し、結果として帯電体ドラムの帯電電位が一定にならないという問題があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたって感光体との空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、耐久性の高い導電性部材及びその導電性部材を用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸部材をなす導電性支持体と、該導電性支持体の両端部を除く中間部の周面に形成された電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に取り付けられ且つ前記電気抵抗調整層と異なる材質からなる一対の空隙調整部材とを備え、この各空隙調整部材の一端面が前記電気抵抗調整層の両端面にそれぞれ接合された導電性部材であって、
前記各空隙調整部材は、該空隙調整部材のそれぞれの外周面が感光体の外周面に当接した状態で、前記電気抵抗調整層の外周面と感光体の外周面との間に所定の空隙を形成する大径部と、前記電気抵抗調整層に接する側に前記感光体の外周面に接しない少なくとも一つの小径部とを有し、前記電気抵抗調整層の外周面に重なる重複部を有しないことを特徴とする。
前記各空隙調整部材は、該空隙調整部材のそれぞれの外周面が感光体の外周面に当接した状態で、前記電気抵抗調整層の外周面と感光体の外周面との間に所定の空隙を形成する大径部と、前記電気抵抗調整層に接する側に前記感光体の外周面に接しない少なくとも一つの小径部とを有し、前記電気抵抗調整層の外周面に重なる重複部を有しないことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、前記電気抵抗調整層の表面にトナーの付着を防止する表面層を形成したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の導電性部材において、前記空隙保持部材が、少なくとも前記電気抵抗調整層に隣接する端部が絶縁性であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、前記表面層の抵抗は、前記電気抵抗調整層内部の抵抗より大きいことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の導電性部材を備えたことを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の発明によれば、空隙保持部材が電気抵抗調整層の端部に固着される別材質からなる部材として設けられており、さらに、空隙保持部材の外表面と、電気抵抗調整層の外表面とには高低差が設けられているので、電気抵抗調整層と感光体との空隙間隔を精度良く一定に保つことが可能となる。また、電気抵調整層と隣接する空隙保持部材の端部は、感光体に当接しないように加工されているので、空隙保持部材の外周面が感光体に接触する幅を狭くすることができる。このため、空隙保持部材と感光体との接触面積が少なくなり、接触箇所の変化に伴う空隙間隔の変化が少なくなるので空隙間隔を精度良く一定に保つことが容易となる。
以下、本発明に係る導電性部材を、図面を用いて詳細に説明する。
図３は、画像形成装置１の帯電ローラ２として使用される導電性部材の構成を示した断面図である。なお、具体的な画像形成装置１の構成は、図１を用いて背景技術において説明した内容と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
帯電ローラ２は、近接帯電方式の帯電ローラであって、導電性支持体１０と、抵抗調整層１１と、空隙保持部材１２とを備えている。導電性支持体１０は、長尺の円柱形状を呈しており、この端部には帯電ローラ２に電圧を印可するためのパワーパック（電圧印加電源）３が接続される。
抵抗調整層１１は、導電性支持体１０を中心軸として導電性支持体１０の周面部に設置された円筒状を呈している。空隙保持部材１２も、導電性支持体１０を中心軸として導電性支持体１０の周面部に設置された円筒状を呈している。
図４は図３に示す帯電ローラ２を感光体ドラム４に隣接設置した様子を示した模式図である。帯電ローラ２は感光体ドラム４に対して任意の圧力で当接されて配置される。この帯電ローラ２は、近接帯電方式となっており、抵抗調整層１１の外径が空隙保持部材１２の外径に対して僅かに小径に形成され、帯電ローラ２の空隙保持部材１２の外周面１２ａは感光体ドラム４の外周面４ａに当接するが、抵抗調整層１１の外表面１１ａと感光体ドラムの外表面４ａとの間には空隙１５が形成されている。さらに、帯電ローラ２は、空隙保持部材１２が感光体ドラム４の画像形成領域以外の領域（非画像形成領域）に当接するようにして設置されている。この状態で帯電ローラ２に電圧を印加することにより、感光体ドラム４を帯電させることが可能となる。
また、感光体ドラム４は、円筒形状を呈している。このため、帯電ローラ２と感光体ドラム４とを回転駆動させることによって、互いに対向する面を回転に伴って変化させることができるので通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じにくくなり、製品寿命を高めることが可能となる。なお、感光体ドラム４と帯電ローラ２とは互いに円筒形状を呈している必要は必ずしもなく、楕円筒状等であっても良い。
帯電ローラ２は、近接帯電方式を採用するため、空隙１５の間隔を所定間隔に保つ必要がある。このため、図４に示すように感光体ドラム４の画像形成領域と非画像形成領域との外表面が同一高さ（面一）である場合は、空隙保持部材１２における感光体ドラム４との当接部分の高さ（導電性支持体の中心軸からの外径）が抵抗調整層１１の外表面の高さ（同中心軸からの外形）よりも高いことが必要であり、その高低差、つまり空隙１５間隔は、０．１ｍｍ以下であることが望ましい。空隙１５が大きくなると帯電ローラに対する電圧印加条件を高くする必要があり、感光体ドラム４の電気的劣化や異常放電が発生しやすくなるためである。
また、空隙保持部材１２の抵抗調整層１１と隣接する部分の高さを、他の部分に較べて低く加工することによって、空隙保持部材１２の外表面１２ａと感光体ドラム４の外表面４ａとの接触幅が低減され、導電性部材１１と感光体ドラム４との空隙１５間隔を高精度に保つことが可能となる。
次に、帯電ローラ２における空隙の形成方法を説明する。まず、帯電ローラは、図５に示すように、円柱状を呈する抵抗調整層１１の挿通孔１１oに対して導電性支持体１０を挿通させ、その後に空隙保持部材１２を抵抗調整層１１の両端から嵌め込む。ここで、空隙保持部材１２の端面１２ｂと抵抗調整層１１の端面１１ｂおよび導電性支持体１０の周面部と空隙保持部材１２における挿通孔内面１２ｃとの間に接着剤を塗布することで、空隙保持部材１２が使用によって容易に脱離することを防止することが可能となる。
次に、導電性支持体１０に抵抗調整層１１と空隙保持部材１２とが取り付けられた帯電ローラ２に対して、空隙保持部材１２の外表面１２ａと抵抗調整層１１の外表面１１ａとに対して連続して除去加工を施す。ここで、除去加工とは切削処理又は研磨処理等により外表面の表面調整処理を行う加工を意味するものであり、空隙保持部材１２の外表面１２ａの高さと抵抗調整層１１の外表面１１ａの高さとの高低差を所望の空隙間隔に応じて調整する作業を意味する。この除去加工によって高低差のばらつきを±０．０１ｍｍ以下に抑えることが可能となる。
具体的には、図６に示すように、まず空隙保持部材１２の端部から一定距離Ｌだけ水平に外表面１２ａを切削刃１６で切削処理し、その後、抵抗調整層側１１に隣接する空隙保持部材１２の端部１２ｄを更に深く除去する。抵抗調整層１１に隣接する空隙保持部材１２の端部１２ｄを抵抗調整層１１の外表面１１ａと面一又は僅かに低くなるよう除去加工した後に、抵抗調整部１１の外表面１１ａに対して空隙保持部材１２の外表面１２ａが一定高低差を保つようにして除去加工を施す。反対側端部に設けられる空隙保持部材１２に対しても同様に除去加工を施す。
このように加工を行うことによって、空隙保持部材１２の外表面１２ａと抵抗調整層１１の外表面１１ａとの間に空隙１５が形成される。また、空隙保持部材１２の抵抗調整層１１側の端部１２ｄの外表面が空隙保持部材１２の外表面１２ａに対して低くなるので、空隙保持部材１２の抵抗調整層１１側端部１２ｄの外表面が感光体ドラム４に当接することを防止することができ、この端部１２ｄを介して隣接する抵抗調整層１１が感光体ドラム４に接触してショート電流が発生してしまうことを防止することが可能となる。また、空隙保持部１２の抵抗調整層１１側の端部１２ｄを低く加工することによって、この部分を、除去加工を行う際の切削刃１６等の逃げシロ（逃げ加工）とすることができる。さらに、空隙保持部材１２の端部１２ｄが感光体ドラム４に当接しないことによって、空隙保持部材１２の外表面１２ａと感光体ドラム４の外表面４ａとの当接幅が狭くなり、当接箇所の変化に伴う空隙間隔の変化が少なくなるので空隙の精度より一層高く保つことが容易となる。
なお、逃げシロ（逃げ加工）の形状は、空隙保持部１２の端部１２ｄの外表面が感光体ドラム４に当接しないような形状であるならばどのような形状であっても良い。
空隙保持部材１２は、感光体ドラム４との当接時に基層とショートしてショート電流が発生することを防止するために絶縁性材料であることが好ましく、特に、体積固有抵抗で１０１３Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。また、空隙保持部材１２の全部が絶縁性材料である必要はなく、少なくとも抵抗調整層１１との当接部分等が絶縁性を備えているものであるならばショート電流の発生を防止することが可能となる。
また、空隙保持部材１２の材料は、絶縁性の他に特に限定されるものではないが、感光体ドラム４を傷つけない程度に軟らかく、また成形加工が容易であること等の理由から、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等であることが好ましい。
抵抗調整層１１は、高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂組成物により形成されている。抵抗調整層１１の体積固有抵抗は、１０９Ωcmを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、１０６Ωcmよりも体積固有抵抗が低いと、感光体ドラム４全体への電圧集中によるリークが生じてしまうので、１０６〜１０９Ωcmであることが望ましい。
また、抵抗調整層１１に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）およびその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂であれば、成形加工が容易でありより好ましい。その熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料としては、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物が好ましい。ポリエーテルエステルアミドはイオン導電性の高分子材料であり、マトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散・固定化される。したがって、導電性顔料を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う抵抗値のバラツキが生じない。また高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があることから、熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％、高分子型イオン導電材が７０〜３０重量％とする必要がある。
樹脂組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、各材料の混合物を二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって、容易に製造できる。抵抗調整層１１を導電性支持体１０の周面部に形成する工程は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体１０に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。
また、導電性支持体１０上に抵抗調整層１１のみを形成して帯電ローラ２を構成すると、抵抗調整層１１にトナー等が固着して性能低下を招くおそれがある。このような不具合を防止するために、抵抗調整層１１の外表面にはトナーの固着を防止する表面層が形成されている。表面層の形成によって、感光体ドラム４表面のトナーが抵抗調整層１１の表面に付着することにより発生する不具合を防止することができ、帯電ローラ２の製品寿命を高めることが可能となる。
なお、表面層の抵抗値は抵抗調整層１１の抵抗値よりも大きくなるように形成されており、この抵抗値の差により感光体ドラムの欠陥部への電圧集中、異常放電(リーク)を回避することが可能となる。なお、表面層の抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足してしまうため、表面層と抵抗調整層１１との抵抗値の差は１０３Ωcm以下であることが好ましい。
表面層を形成する材料としては、製膜性が良好であるという点で熱可塑性樹脂組成物が好適である。樹脂材料としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、トナー固着防止の面で好ましい。また樹脂材料は電気的に絶縁性であるため、樹脂に対して各種導電材料を分散することによって表面層の抵抗を調整することが可能である。表面層を抵抗調整層１１上へ形成する工程は、上記表面層構成材料を有機溶媒に分散して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング等によってコーティングすることによって行う。膜厚については、０．０１〜０．０３ｍｍ程度であることが望ましい。
以下、上記した帯電ローラであって使用される材料等が異なる複数の実施例１〜実施例６と比較例１〜３を用いて、画像形成処理の比較を行った。
〈実施例１〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に対して、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって図７に示すように空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図８に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の外表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例２〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって図９に示すように空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１０に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例３〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１１に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例４〉
ステンレスからなる芯軸（帯電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１２に示す形状とした。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例５〉
ステンレスからなる芯軸（耐電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行い、図１３に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例６〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１４に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈比較例１〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてエピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００重量部に過塩素酸アンモニウム３重量部を配合したゴム組成物（体積固有抵抗：４×１０８Ωcm）を、押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径１２ｍｍに仕上げた。次いでこの表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部周囲に厚さ０．０５ｍｍのテープ状部材（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を貼り付け、帯電ローラを形成した。
〈比較例２〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスＡＳ−１７２０、第一工業製薬製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆し、切削加工によって外径１２．０ｍｍに仕上げた。次いで抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂（ルミフロンＬＦ−６００、旭硝子社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部に、ステンレス鋼からなるリング状の空隙保持部材（外径１２．１２ｍｍ）を挿入接着し、帯電ローラを形成した。
〈比較例３〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆し外径を１２．０ｍｍとした。次いで抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂（ルミフロンＬＦ−６００、旭硝子社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部に、ポリアミド樹脂（ノバミッド１０１０Ｃ２、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）からなるリング状の空隙保持部材（外径１２．１２ｍｍ）を挿入接着し、帯電ローラを形成した。
〈試験〉
上述した帯電ローラを、図１に示した画像形成装置に搭載し、帯電ローラと感光体間との間に形成される空隙の間隔を測定した。
〈実施例１〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に対して、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって図７に示すように空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図８に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の外表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例２〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって図９に示すように空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１０に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例３〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１１に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例４〉
ステンレスからなる芯軸（帯電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１２に示す形状とした。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例５〉
ステンレスからなる芯軸（耐電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行い、図１３に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈実施例６〉
ステンレスからなる芯軸（導電性支持体１０：外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入接着し、切削によって空隙保持部材１２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径を１２．００ｍｍにして同時に仕上げを行い、図１４に示す形状とした。次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。
〈比較例１〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてエピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００重量部に過塩素酸アンモニウム３重量部を配合したゴム組成物（体積固有抵抗：４×１０８Ωcm）を、押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径１２ｍｍに仕上げた。次いでこの表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部周囲に厚さ０．０５ｍｍのテープ状部材（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を貼り付け、帯電ローラを形成した。
〈比較例２〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスＡＳ−１７２０、第一工業製薬製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆し、切削加工によって外径１２．０ｍｍに仕上げた。次いで抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂（ルミフロンＬＦ−６００、旭硝子社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部に、ステンレス鋼からなるリング状の空隙保持部材（外径１２．１２ｍｍ）を挿入接着し、帯電ローラを形成した。
〈比較例３〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、ポリエーテルエステルアミド（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により被覆し外径を１２．０ｍｍとした。次いで抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂（ルミフロンＬＦ−６００、旭硝子社製）、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量％)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約０．０１ｍｍの表面層を形成した。次いでこの両端部に、ポリアミド樹脂（ノバミッド１０１０Ｃ２、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）からなるリング状の空隙保持部材（外径１２．１２ｍｍ）を挿入接着し、帯電ローラを形成した。
〈試験〉
上述した帯電ローラを、図１に示した画像形成装置に搭載し、帯電ローラと感光体間との間に形成される空隙の間隔を測定した。
次いで、印加する電圧をＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp(周波数＝2kHz)に設定し、６００，０００枚通紙してから帯電ローラと感光体との空隙の間隔、空隙保持部材の状態、及び印刷された画像について評価を行った。評価環境は２３℃、６０％RHである。
以上の評価結果を表１に示す。
以上の評価結果を表１に示す。
表１より明らかなように、実施例１〜実施例６により形成された帯電ローラは全項目で良好な結果が得られたが、比較例１〜比較例４により形成された帯電ローラはでは不具合が見られた。
以上、本発明に係る導電性部材を帯電ローラとして用いた実施例を、図面を用いて説明したが、本発明に係る導電性部材は帯電ローラ等の帯電部材に限定されるものではなく、転写ローラ等の転写部材に使用するものであっても良い。導電性部材を転写部材として使用する場合であっても、同様の実施形態で使用することによって同様の効果を奏することが可能である。
また、本発明に係る帯電性部材を用いた画像形成装置用のプロセスカートリッジや画像形成装置自体も同様の効果を奏することが可能である。
１ 画像形成装置
２ 帯電ローラ
４ 感光体ドラム
４ａ （感光体ドラムの）外表面
９ プロセスカートリッジ
１０ 導電性支持体
１１ 抵抗調整層（電気抵抗調整層）
１２ 空隙保持手段
１２ａ （空隙保持手段の）の外表面
１２ｄ （空隙保持手段の）端部
２ 帯電ローラ
４ 感光体ドラム
４ａ （感光体ドラムの）外表面
９ プロセスカートリッジ
１０ 導電性支持体
１１ 抵抗調整層（電気抵抗調整層）
１２ 空隙保持手段
１２ａ （空隙保持手段の）の外表面
１２ｄ （空隙保持手段の）端部
Claims (6)
- 軸部材をなす導電性支持体と、該導電性支持体の両端部を除く中間部の周面に形成された電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に取り付けられ且つ前記電気抵抗調整層と異なる材質からなる一対の空隙調整部材とを備え、この各空隙調整部材の一端面が前記電気抵抗調整層の両端面にそれぞれ接合された導電性部材であって、
前記各空隙調整部材は、該空隙調整部材のそれぞれの外周面が感光体の外周面に当接した状態で、前記電気抵抗調整層の外周面と感光体の外周面との間に所定の空隙を形成する大径部と、前記電気抵抗調整層に接する側に前記感光体の外周面に接しない少なくとも一つの小径部とを有し、前記電気抵抗調整層の外周面に重なる重複部を有しないことを特徴とする導電性部材。 - 前記電気抵抗調整層の表面にトナーの付着を防止する表面層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
- 前記空隙保持部材は、少なくとも前記電気抵抗調整層に隣接する端部が絶縁性であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材。
- 前記表面層の抵抗は、前記電気抵抗調整層内部の抵抗より大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の導電性部材。
- 請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の導電性部材を備えたことを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。
- 請求項５に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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