JP4592496B2 - 導電性部材及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられる導電性部材及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。

従来の電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電ローラが、像担持体（感光体）に対して帯電処理を行う帯電部材として、一般的に用いられている。図３は、従来の帯電ローラを有する電子写真方式の画像形成装置の説明図である。

図３において、１２０は、従来の電子写真方式の画像形成装置である。従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、静電潜像が形成される像担持体１０１、像担持体１０１に接触して帯電処理を行う帯電ローラ１０２、レーザ光等の露光手段１０３、像担持体１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ１０４、帯電ローラ１０２にＤＣ電圧を印加するためのパワーパック１０５、像担持体１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ１０６、転写処理後の像担持体１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、像担持体１０１の表面電位を測定する表面電位計１０９から構成されている。

また、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、プロセスカートリッジ着脱方式の装置となっている。即ち、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、像担持体１０１、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、及び、クリーニング装置１０８の４つのプロセス機器を一括して画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ１１０としてある。このプロセスカートリッジ１１０は、少なくとも、像担持体１０１及び帯電ローラ１０２を備えていればよい。このプロセスカートリッジ１１０は、画像形成装置に対して所定の箇所に装着されることにより、画像形成装置本体側の駆動系及び電気系と接続状態となる。なお、図２では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本明細書において必要としないので、省略してある。

次に、このような従来の電子写真方式の画像形成装置１２０の帯電における基本的な作像動作について説明する。

像担持体１０１に接触された帯電ローラ１０２に対してＤＣ電圧をパワーパック１０５から給電すると、像担持体１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が像担持体１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、像担持体１０１の照射された部分は、その電位が低下する。このような帯電ローラ１０２による像担持体１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と像担持体１０１との間の微少空間におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。

画像光は、画像の白／黒に応じた光量の分布であるので、かかる画像光が照射されると、画像光の照射によって像担持体１０１の面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜像が形成される。このように静電潜像が形成された像担持体１０１の部分が現像ローラ１０４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電画像を可視像化したトナー像が形成される。かかるトナー像が形成された像担持体１０１の部分に、記録紙１０７が所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により搬送され、前記トナー像に重なる。そして、このトナー像が転写ローラ１０６によって記録紙に転写された後、該記録紙１０７は、像担持体１０１から分離される。分離された記録紙１０７は、搬送経路を通って搬送され、定着ユニット（図示せず）によって、加熱定着された後、機外へ排出される。このようにして転写が終了すると、像担持体１０１は、その表面がクリーニング装置１０８によりクリーニング処理され、さらに、クエンチングランプ（図示せず）により、残留電荷が除去されて、次回の作像処理に備えられる。

帯電ローラを用いた帯電方式としては、像担持体にローラを接触させる接触帯電方式が一般に用いられているが、このような接触帯電方式には、
（１）帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ跡を残すこと、
（２）帯電ローラに交流電圧を印加したときに、被帯電体に接触している帯電ローラが振動するので、帯電音が発生すること、
（３）像担持体上のトナーが帯電ローラに付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラの帯電性能が低下すること、
（４）帯電ローラを構成している物質が像担持体へ付着すること、及び、
（５）像担持体を長期停止したときに、帯電ローラが永久変形すること、
といった問題があった。

このような問題を解決する技術として、帯電ローラを像担持体に近接させるようにした近接帯電方式（特許文献１を参照。）が提案されている。この近接帯電方式は、帯電ローラを像担持体に最近接距離（０．００５〜０．３ｍｍ）になるように対向させて、帯電ローラに電圧を印加することにより、像担持体の帯電を行うようにした帯電方式である。この近接帯電方式では、ローラと像担持体とが接触していないために従来の接触帯電方式において問題となっていた、（ａ）帯電ローラを構成している物質が像担持体へ付着すること、及び、（ｂ）像担持体が長期停止したときに永久変形すること、といった問題はない。また、この近接帯電方式では、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるので、像担持体上のトナー等が帯電ローラに付着することが少なく、そのために、帯電ローラの帯電性能が低下することがない。

近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、それまでの接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは異なる。接触帯電方式で一般的に用いられてきた帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構造となっている。それ故、接触帯電方式では、像担持体を均一に帯電させるので、像担持体に対して帯電ローラが均一に接触することが必要とされる。

近接帯電方式において、加硫ゴム等の弾性体で形成された帯電ローラを使用した場合には、
（１）像担持体と帯電ローラとの間に空隙を形成させるので、帯電ローラ両端の非画像領域にスペーサ等の空隙保持部材を介在し近接させる必要があるが、弾性体で形成された帯電ローラでは、弾性体の変形により空隙を均一にすることが困難であるので、帯電電位変動やそれに起因する画像ムラが発生してしまうこと、及び、
（２）弾性体を構成する加硫ゴム材料は、経時で、へたりや変形が生じやすいので、経時で、空隙も変動すること、
といった問題があった。

このような問題を解消するために、非弾性体である熱可塑性樹脂を用いることが考えられる。これにより、像担持体と帯電ローラとの間の空隙を均一にすることが可能となる。帯電ローラによる像担持体ドラム表面の帯電メカニズムは、帯電ローラと像担持体ドラムとの間の微小放電におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。像担持体ドラムを所定の帯電電位に保持する機能を得るためには、熱可塑性樹脂の電気抵抗値を半導電性領域（１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍ程度）に制御することが必要となる。

電気抵抗値を制御する方法としては、熱可塑性樹脂中にカーボンブラック等の導電性顔料を分散させる方法がある。しかし、導電性顔料を用いて電気抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、電気抵抗値のバラツキが大きくなるので、部分的に帯電不良が起こり、そのために、画像欠陥を発生させる、という問題があった。

一方、電気抵抗調整層における電気抵抗値を制御するための別の手段として、電気抵抗調整層にイオン導電性材料、即ち、第四級アンモニウム塩等の電解質塩を含有させたものがある。電気抵抗調整層に第四級アンモニウム塩等の電解質塩を含有させたものとしては、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させるに際して反応系に第四級アンモニウム過塩素酸塩を添加して反応させることにより得たポリウレタン樹脂で構成されたもの（特許文献２を参照。）が提案されている。このようにして得られた電気抵抗調整層においては、イオン導電性材料は、マトリックス樹脂中に分子レベルで分散するので、前記導電性顔料が分散された従来のものに比べて、電気抵抗値のばらつきが小さく、そのために、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならなかった。ところが、電解質塩は、低分子量であるので、マトリックス樹脂の表面にブリードアウトしやすい性質があり、そのために、電解質塩が帯電ローラ表面へブリードアウトしたときにトナーの固着を発生させてしまい、画像不良を発生させる、という問題があった。

そこで、電解質塩のブリードアウトを避けるために、高分子量のイオン導電性材料を使用することが考えられるが、この場合には、高分子量のイオン導電性材料がマトリックス樹脂中に分散固定化されるので、高分子量のイオン導電性材料のブリードアウトが起こり難い。このような高分子量のイオン導電性材料がマトリックス樹脂中に分散固定化された電気抵抗調整層を有する帯電部材としては、第四級アンモニウム塩基を有する高分子量のイオン導電性材料を用いた経時ブリードアウトの少ない帯電部材（特許文献３を参照。）が提案されている。

しかしながら、このような第四級アンモニウム塩基を有する高分子量のイオン導電性材料を用いた場合には、電気抵抗値の温湿度環境依存性が大きくなるので、添加割合や温湿度環境によっては、低抵抗化に伴う異常放電、高抵抗化に伴う帯電不良等の問題が発生する可能性が高く、そのために、処方が難しいという問題があった。しかも、このような高分子材料の複合体は、構成材料間の相溶性が悪いので、電気抵抗調整層の成形時に顕著なウェルドが発生して、そのウェルド部分の機械的強度が低下したり、また、抵抗値が変動し、それらのために、使用時の電気的・機械的ストレスや経時・環境での体積変動によりそのウェルド部分にクラックが発生し、よって、画像不良の不具合を引き起こしてしまうという問題があった。
特開平３−２４００７６号公報 特開平１０−１９６６３９号公報 特開平７−１２１００９号公報

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。

即ち、本発明は、電気抵抗値のばらつき、イオン導電性材料の経時のブリードアウトによって生じるトナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、電気抵抗値の環境依存性を小さくし、しかも、クラックを生じ難くした、機械的強度及び耐久性の優れた導電性部材及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に被覆された保護層と、を有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層が、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）高分子型イオン導電材料、並びに、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体、を溶融混練してなる樹脂組成物により構成されていることを特徴とする導電性部材である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比が、（Ａ）３０〜７０重量％、及び、（Ｂ）７０〜３０重量％であって、かつ、（Ｃ）の配合量が、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部であることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記高分子型イオン導電材料が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記導電性部材を帯電部材としたことを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項４に記載の導電性部材が、像担持体上に近接配置されるように設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジである。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とした画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層が、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）高分子型イオン導電材料、並びに、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体、を溶融混練してなる樹脂組成物により構成されているので、電気抵抗値のばらつき、イオン導電性材料の経時のブリードアウトによって生じるトナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、電気抵抗値の環境依存性を小さくし、しかも、クラックを生じ難くした、機械的強度及び耐久性の優れた導電性部材を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比が、（Ａ）３０〜７０重量％、及び、（Ｂ）７０〜３０重量％であって、かつ、（Ｃ）の配合量が、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部であるので、「電気抵抗値のばらつき、イオン導電性材料の経時のブリードアウトによって生じるトナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、電気抵抗値の環境依存性を小さくし、しかも、クラックを生じ難くした、機械的強度及び耐久性の優れた導電性部材を提供することができる」という本発明の効果を容易に得ることができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であるので、電気抵抗調整層に要求される体積抵抗率を１０⁶ 〜１０⁹ ｃｍに安定的に制御することができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記導電性部材を帯電部材としたので、像担持体表面を非接触で帯電させることができ、そのために、帯電部材の汚れ等を防止すると共に、帯電部材を硬い材質で形成することにより高精度にすることができ、よって、帯電ムラを防止することができる。

請求項５に記載された発明によれば、請求項４に記載の導電性部材が像担持体上に近接配置されるように設けられたプロセスカートリッジとするので、長期に渡って安定した画質を得ることができ、且つ、交換もユーザーメンテナンスが可能であり簡素化される。

請求項６に記載された発明によれば、請求項５に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置とするので、信頼性が高く、かつ、高画質な画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す帯電ローラの断面図である。図２は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。

図１において、１０は、導電性部材（帯電ローラ）である。導電性部材１０は、導電性支持体１と、該導電性支持体１上に形成された電気抵抗調整層２と、該電気抵抗調整層２の表面に被覆された保護層３と、を有している。そして、前記電気抵抗調整層２は、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）高分子型イオン導電材料、並びに、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体、を溶融混練してなる樹脂組成物により構成されている。

このように、前記電気抵抗調整層２が、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）高分子型イオン導電材料、並びに、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体、を溶融混練してなる樹脂組成物により構成されていると、電気抵抗値のばらつき、イオン導電性材料の経時のブリードアウトによって生じるトナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、電気抵抗値の環境依存性を小さくし、しかも、クラックを生じ難くした、機械的強度及び耐久性の優れた導電性部材１０を提供することができる。

前記（Ａ）のスチレン系熱可塑性樹脂は、スチレン重合体又はスチレン共重合体を意味し、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＩ−ＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、及び、スチレン-ブタジエン-アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ）である。

前記（Ｂ）のポリエーテルエステルアミドは、次の式

（式中Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ は、炭素数１〜２０のアルキル基である。）
で示されるものであり、ポリアミド単位のハード成分と、ポリエーテル単位のソフト成分とからなる共重合体である。この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るので、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、そのために、導電性顔料を分散した樹脂組成物に見られるような導電性顔料の分散不良に伴う電気抵抗値のバラツキが生じない。このポリエーテルエステルアミドは、高分子材料であるので、ブリードアウトが生じ難い。

前記（Ｃ）の主鎖又は側鎖にスチレン成分及びアクリロニトリル成分及びブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体は、分子鎖中に含まれるメタクリル酸が、前記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を溶融混練する際の加熱により、ポリエーテルエステルアミドのエステル基やアミノ基と反応するので、前記（Ｂ）と強固に化学結合する。また、アクリロニトリル成分及びブタジエン成分及びスチレン成分は、前記（Ａ）のスチレン系樹脂との相溶性が良好であるので、前記（Ｃ）のグラフトコポリマーは、本来親和性の低い前記（Ａ）と前記（Ｂ）との間の相溶化剤として機能し、そのために、（Ａ）と（Ｂ）との分散状態を均一かつ緻密化する。それ故、前記（Ａ）と（Ｂ）との分散不良に伴うウェルド部抵抗の変動や、使用時の電気的・機械的ストレスや、経時・環境での体積変動により、電気抵抗調整層２のウェルド部分に発生するクラックを抑制することができる。その結果、強度的に優れた混練系の樹脂組成物を形成することができる。前記メタクリル酸成分としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エステル、メタクリル酸ｉ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル等のアルキル基の炭素数が１〜２２のメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。

前記電気抵抗調整層２を構成する樹脂組成物の配合比は、好ましくは、（Ａ）３０〜７０重量％、及び、（Ｂ）７０〜３０重量％であって、かつ、（Ｃ）の配合量が、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部である。即ち、前記樹脂組成物の配合については、後述するように、電気抵抗調整層２の体積固有抵抗を１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍに調整する必要があるので、（Ａ）と（Ｂ）との配合比を（Ａ）３０〜７０重量％、（Ｂ）７０〜３０重量％とし、かつ、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を充分に相溶させるためには、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して（Ｃ）の配合量を１〜２０重量部とする必要がある。

このように、前記電気抵抗調整層２を構成する樹脂組成物の配合比が、（Ａ）３０〜７０重量％、及び、（Ｂ）７０〜３０重量％であって、かつ、（Ｃ）の配合量が、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部であると、「電気抵抗値のばらつき、イオン導電性材料の経時のブリードアウトによって生じるトナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、電気抵抗値の環境依存性を小さくし、しかも、クラックを生じ難くした、機械的強度及び耐久性の優れた導電性部材を提供することができる」という本発明の効果を容易に得ることができる。

本発明においては、前記電気抵抗調整層２の体積固有抵抗は、好ましくは、１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍである。前記電気抵抗調整層２の体積固有抵抗が１０⁹ Ωｃｍを越えると、帯電量が不足となるので、均一画像を得るのに十分な帯電電位を得ることができなくなり、そして、前記電気抵抗調整層２の体積固有抵抗が１０⁹ Ωｃｍよりも低いと、像担持体への電圧集中(リーク)が起こるので、異常放電が生じてしまう。また、ローラ抵抗の周方向偏差により部分的な画像不良が発生する場合があるので、ローラ抵抗の周方向偏差は、０．５オーダー以下に収める必要がある。

本発明においては、前記高分子型イオン導電材料は、好ましくは、ポリエーテルエステルアミド含有化合物である。このように、前記高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であると、電気抵抗調整層２に要求される体積抵抗率を１０⁶ 〜１０⁹ Ωｃｍに安定的に制御することができる。

本発明においては、前記樹脂組成物は、前記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）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、得ることができる。本発明における電気抵抗調整層２は、このようにして得られた熱可塑性樹脂組成物を押出成形、射出成形等の手段で導電性支持体１の表面に被覆して形成する。また、このようにして形成された電気抵抗調整層２は、任意の段階において、その表面を切削及び／又は研削加工をして、所望の表面精度とする。

本発明においては、前記保護層３は、好ましくは、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ポリビニルブチラール樹脂から選ばれる樹脂で構成されている。これらの樹脂は、非粘着性に優れているので、トナー固着性に優れた帯電部材が得られる。

また、このような樹脂は、電気的に絶縁性であるので、単体で保護層３を形成すると、帯電ローラとしての特性が得られない。そこで、本発明においては、前記保護層３を形成する樹脂組成物は、導電性粒子を含有している。このような導電性粒子としては、例えば、酸化スズ、酸化鉄等の金属酸化物、及び、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラックが好適に用いられるが、本発明の目的に反しないかぎり、それら以外の導電性粒子であってもかまわない。

このように、保護層３を形成する樹脂組成物が導電性粒子を含有していると、前記保護層３の電気抵抗値を容易に調整することができる。前記保護層３の電気抵抗値は、好ましくは、前記電気抵抗調整層２のそれよりも大きくなるように調整される。前記保護層３の電気抵抗値が前記電気抵抗調整層２のそれよりも大きくなるように調整されていると、像担持体欠陥部への電圧集中、及び、異常放電（リーク）を回避することができる。ただし、前記保護層３の電気抵抗値を高くしすぎると帯電効率が低下するので、前記保護層３と前記電気抵抗調整層２との電気抵抗値の差は、１０³ Ωｃｍ以下であることが好ましい。

電気抵抗調整層２の上への保護層３の形成は、保護層３を構成する樹脂材料を有機溶媒に分散して塗料を作製し、これをスプレー塗装、ディッピング等の手段で被覆することにより行う。

請求項１〜３のいずれかに記載された導電性部材は、好ましくは、帯電部材とされる。このような導電材は、像担持体表面を非接触で帯電させることができ、そのために、帯電部材の汚れ等を防止すると共に、帯電部材を硬い材質で形成することにより高精度にすることができ、よって、帯電ムラを防止することができる。

本発明においては、請求項４に記載の導電性部材１０は、像担持体上に近接配置されるように設けられた着脱可能なプロセスカートリッジ（図３における１１０を参照。）とする。このように、請求項４に記載の導電性部材１０が像担持体上に近接配置されるように設けられたプロセスカートリッジとすると、長期に渡って安定した画質を得ることでき、且つ、交換もユーザーメンテナンスが可能であり簡素化される。

本発明においては、請求項５に記載のプロセスカートリッジ（図３における１１０を参照。）を有する画像形成装置とする。このように、請求項５に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置とすると、信頼性が高く、かつ、高画質な画像を得ることができる。

図２に示すように、本発明の画像形成装置においては、装置本体内の下部に給紙部２２、その上方に像担持体４を有する作像部、及び、さらにその上方に排紙部となる対の排紙ローラ２６，２７をそれぞれ設けて、給紙部２２から給紙した転写紙Ｐの同図で左側の面に作像部で画像を形成し、そして、その転写紙Ｐを排紙ローラ２６，２７によりビントレイ２０あるいは排紙トレイ２１に排出するようにしている。給紙部２２には、上下２段にトレイ２８，２９が設けられていて、その各給紙段には給紙ローラ３０がそれぞれ配設されている。２３は書込みユニットであり、そこから像担持体４の一様に帯電された表面に光を照射して、そこに画像を書き込む。また、その像担持体４に対して転写紙搬送方向上流側には、転写紙のスキューを補正すると共に、像担持体４上の画像と転写紙Ｐの搬送タイミングを合わせるためのレジストローラ対１３を設けている。

さらに、像担持体４に対して転写紙搬送方向下流側には、定着ユニット２５を設けている。作像部には、図２に示すように前述した像担持体４が矢示Ａ方向に回転可能に設けられており、その周囲には帯電装置（図３における１０２を参照。）と、その帯電装置により帯電された面に書込みユニット２３により書込まれた像担持体４上の静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（図３における１０４を参照。）と、そのトナー像を転写紙Ｐに転写する転写搬送ベルト５と、そのトナー像の転写後に像担持体４上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置（図３における１０８を参照。）と、像担持体４上の不要な電荷を除電する除電ランプ（図示せず）とを、それぞれ配設している。この画像形成装置は、画像形成動作を開始させると、図２に示した像担持体４が矢印Ａ方向に回転し、その表面が除電ランプにより除電されて基準電位に平均化される。次に、その像担持体４の表面は、帯電ローラ（図３における１０２を参照。）により一様に帯電され、その帯電面は、書込みユニット２３から画像情報に応じた光の照射を受け、そこに静電潜像が形成される。その潜像は、像担持体４が矢示Ａ方向に回転することにより現像装置（図３における１０４を参照。）の位置まで移動されると、そこで現像スリーブ（図示せず）によりトナーが付着されてトナー像（顕像）となる。

一方、図２に示した給紙部２２のトレイ２８，２９の何れかから給紙ローラ３０により転写紙Ｐが給紙され、それがレジストローラ対１３で一旦停止されて、その転写紙Ｐの先端と像担持体４上の画像の先端とが一致する正確なタイミングで搬送され、その転写紙Ｐに転写搬送ベルト５により像担持体４上のトナー像が転写される。その転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５により搬送され、駆動ローラ部５ａで転写紙Ｐの腰による曲率分離で、その転写搬送ベルト５から分離されて、定着ユニット２５へ搬送され、そこで熱と圧力が加えられることによりトナーが転写紙Ｐに融着され、それが指定された排紙場所、すなわち排紙トレイ２１あるいはビントレイ２０の何れかに排出される。その後、像担持体４上に残った残留トナーは、次工程であるクリーニング位置まで回転移動し、クリーニング装置１０８のクリーニングブレードにより掻き取られ、再び次の作像工程に移る。

本実施の形態においては、導電性部材１０を具体化した帯電ローラについて主として説明したが、本発明における導電性部材１０は、本発明の目的に反しない限り、帯電ローラ以外の帯電部材、例えば、ブレードのようなものであってもかまわない。また、本発明の導電性部材１０は、トナー担持体又は転写部材としてもかまわない。

（実施例１）
スチレンモノマー（東ソー社製）６０重量％、アクリロニトリルモノマー（コニシ社製）１０重量％、ブタジエンモノマー（日本ゼオン社製）１０重量％、及び、メチルメタクリレート（ＭＭＡ、三菱ガス化学社製）２０重量％をラジカル触媒（アゾビスイソブチロニトリル、昭和化学社製）の存在下において過熱重合して、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体とした。そして、（Ａ）ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）４０重量％、及び、（Ｂ）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）６０重量％の配合物１００重量部と前記「（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体」４．５重量とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次に、この電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤、及び、導電性カーボンブラック(全固形分に対して２９重量％)からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。

（実施例２）
（Ａ）ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）３５重量％、及び、（Ｂ）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）６５重量％の配合物１００重量部と前記「（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体」４．５重量とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを得た。

（実施例３）
（Ａ）ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）４５重量％、及び、（Ｂ）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）５５重量％の配合物１００重量部と前記「（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体」４．５重量とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを得た。

（比較例１）
ポリプロピレン樹脂（ＭＡ２、日本ポリケム社製）２０重量部と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、第一工業製薬社製、）８０重量部とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次に、この電気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３０重量％)からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。

（比較例２）
ポリプロピレン樹脂（ＭＡ２、日本ポリケム社製）１００重量部と導電性カーボンブラック（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）５重量部とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの導電性支持体（芯軸）に押出成形により被覆した後、加硫工程を経て電気抵抗調整層を形成した。次に、この電気抵抗調整層の表面に、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７０重量％）からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。

（比較例３）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−１５００、電気化学工業社製）１００重量部と導電性カーボンブラック（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）５重量部とを溶融混練して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次に、この電気抵抗調整層の表面にポリアミド樹脂（ダイアミドＴ−１７１、ダイセルヒュルス社製）、カーボンブラック（全固形分に対して５重量％）からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。

以上、実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた帯電ローラについて、図３に示される画像形成装置を使用して評価を行った。

（試験１）
上記の帯電ローラについて、ローラ抵抗の周方向変動状態を測定した。その際、測定環境を２３℃６０％ＲＨとし、印加電圧を５００Ｖとした。測定結果は、次の表１に示される。

表１からみると、実施例１〜３で得られた帯電ローラでは、周方向偏差が０．２オーダー以下であるが、比較例１〜３の帯電ローラでは、周方向偏差が０．６以上となっていることがわかる。

（試験２）
図３に示される画像形成装置を使用して、２３℃６０％ＲＨの環境において、３００，０００枚の連続複写を行って、帯電ローラの割れが発生するまでの耐久枚数を調べた。その際、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけて、帯電ローラと像担持体との間の空隙を５０μｍとなるようにした。また、帯電ローラに印加する電圧は、ＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp（周波数＝２ＫＨｚ）とした。試験結果は、次の表２に示される。なお、表２の評価において、ＯＫは、実用上問題がないことを示し、そして、ＮＧは、実用上問題があることを示す。

表２からみると次のことがわかる。即ち、実施例１〜３で得られた帯電ローラでは、３００，０００枚の連続複写で割れが発生しないが、比較例１で得られた帯電ローラでは、１０００００枚で割れが発生し、そして、比較例２，３で得られた帯電ローラでは、５００００枚で割れが発生する。

（試験３）
図３に示される画像形成装置を使用して、２３℃６０％ＲＨの環境において、像担持体の帯電電位、帯電電位のばらつき幅、及び、部分的帯電不良（画像ムラ）の評価を行った。それらの評価の際には、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけて、帯電ローラと像担持体との間の空隙を５０μｍとなるようにし、そして、帯電ローラに印加する電圧を、ＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖ_pp（周波数＝２ＫＨｚ）とした。次に、像担持体欠陥部への異常放電（リーク）をそれによって生じる異常画像の有無によって評価した。評価結果は、次の表３に示される。

表３からみると次のことがわかる。即ち、実施例１〜３で得られた帯電ローラでは、帯電電位のばらつき幅が１０Ｖであり、そして、部分的帯電不良（画像ムラ）及び像担持体欠陥部への異常放電がいずれも「無し」であるが、比較例１〜３で得られた帯電ローラでは、帯電電位のばらつき幅が１５〜２０Ｖであり、そして、部分的帯電不良（画像ムラ）及び像担持体欠陥部への異常放電がいずれも「有り」である。

本発明の一実施の形態を示す導電性部材（帯電ローラ）の断面図である。 本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。 従来の帯電ローラを用いた画像形成装置の説明図である。

符号の説明

１ 導電性支持体
２ 電気抵抗調整層
３ 保護層
１０ 導電性部材（帯電ローラ）

Claims (6)

1. 導電性支持体と、該導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に被覆された保護層と、を有する帯電部材において、
   前記電気抵抗調整層が、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）高分子型イオン導電材料、並びに、（Ｃ）主鎖又は側鎖にスチレン成分、アクリロニトリル成分、ブタジエン成分及びメタクリル酸成分を重合含有する共重合体、を溶融混練してなる樹脂組成物により構成されていることを特徴とする導電性部材。
2. 前記電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比が、（Ａ）３０〜７０重量％、及び、（Ｂ）７０〜３０重量％であって、かつ、（Ｃ）の配合量が、（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
3. 前記高分子型イオン導電材料が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性部材。
4. 前記導電性部材を帯電部材としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性部材。
5. 請求項４に記載の導電性部材が、像担持体上に近接配置されるように設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項５に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とした画像形成装置。

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