JP4648168B2 - 導電性部材、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラム等の像担持体に対して近接配置される導電性部材（帯電部材、現像剤担持体、転写部材など）、前記導電性部材と像担持体とを少なくとも一体のユニット構成として備えたプロセスカートリッジ、および複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

複写機、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は、像担持体としての感光体ドラムの表面を均一に帯電する帯電装置として、近年、コロナ放電方式の帯電装置に代わって、帯電ローラを感光体ドラムの表面に当接させる、いわゆる接触帯電方式の帯電装置が広く用いられている。

接触帯電方式の帯電装置は、コロナ放電方式の帯電装置に対して、オゾンの発生が少なくかつ低電圧で帯電が可能であるが、帯電ローラを構成している物質が染み出して、当接している感光体ドラムの表面に付着移行する、いわゆる「帯電ローラ跡」が発生したり、また、帯電ローラに交流電圧を重畳して印加する方式では、感光体ドラムに当接しているこの帯電ローラが交流電圧の印加によって振動する、いわゆる「帯電音」が発生しやすくなる問題があった。

更に、接触帯電方式の帯電装置では、トナー像の記録紙への転写後に感光体ドラムの表面に残った転写残トナーが帯電ローラ側に転移することによって、この帯電ローラの表面が汚れて帯電性能が低下したり、また、感光体ドラムの回転を長期間停止した状況では、帯電ローラの感光体ドラムとの当接部分が永久変形した状態になるなどの問題があった。

そこで、上記したような問題を解決するために、帯電ローラを感光体ドラムの表面に近接させて、非接触状態で感光体ドラムを帯電させる、いわゆる近接帯電方式の帯電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１のような帯電ローラ（帯電部材）は、図７に示すように、帯電ローラ２０の軸棒である導電性支持体２１の表面周囲に電気抵抗調整層２２を設け、この電気抵抗調整層２２の両端側に感光体ドラム（不図示）の両端側を当接させる一対の空隙保持部材２３をそれぞれ設けて、帯電ローラ２０（電気抵抗調整層２１）と感光体ドラム（不図示）との間に一定間隔の空隙を保持するようにしている。
特開２００４−３５４４７７号公報（図１）

ところで、図７に示した従来の帯電ローラ（帯電部材）では、導電性支持体２１の表面周囲に設けた電気抵抗調整層２２の両端面にリング状の空隙保持部材２３が接するようにして、この空隙保持部材２３が導電性支持体２１の両端側に圧入されている。

このため、空隙保持部材２３を導電性支持体２１の両端側に圧入したときに、空隙保持部材２３が電気抵抗調整層２２の端面に押し付けられるように接すると、空隙保持部材２３の形状が変形する。これにより、帯電ローラ２０（電気抵抗調整層２２）と感光体ドラムとの間に設けられる空隙量が大きく変化し、帯電不良が発生する恐れがある。

そこで、本発明は、空隙保持部材が電気抵抗調整層の端面に押し付けられることによって発生する空隙保持部材の形状変形を防止して、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができる導電性部材、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、長尺状の導電性支持体と、前記導電性支持体の周面に設けた電気抵抗調整層と、前記電気抵抗調整層の両端部側に設けられ、前記電気抵抗調整層に対して近接配置される像担持体の両端側に外周面を当接して、前記電気抵抗調整層と前記像担持体との間に所定の空隙を形成するための空隙保持部材とを備えた導電性部材であって、前記電気抵抗調整層が、その両端近傍に、その両端方向に設けられた段差部を１段以上有し、前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部を形成する２面以上に接して固定され、かつ前記空隙保持部材の内側端面が、前記電気抵抗調整層の段差部を形成する導電性支持体軸方向最内側の端面には非接触状態であることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、前記空隙保持部材が、前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部に圧入されていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部に接着剤で固定されていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、前記空隙保持部材の内周面が、該内周面に施されたプライマーを介して、前記電気抵抗調整層の段差部に接着剤で固定されていることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、前記空隙保持部材の少なくとも前記像担持体と当接する表面部分が電気絶縁樹脂材料で形成されていることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、前記空隙保持部材の体積固有抵抗が１０^１３Ω・ｃｍ以上であることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗が１０^６〜１０^９Ω・ｃｍ以上であることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明は、前記電気抵抗調整層の外周面に対する前記空隙保持部材の外周面の高低差が、前記空隙保持部材の外周面と前記電気抵抗調整層の外周面とに施された除去加工による一体加工で形成されていることを特徴としている。

また、請求項９に記載の発明は、前記電気抵抗調整層上に表面層が形成されていることを特徴としている。

また、請求項１０に記載の発明は、前記表面層の抵抗値が前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きいことを特徴としている。

また、請求項１１に記載の発明は、前記導電性部材が、近接配置された像担持体を帯電する帯電部材であることを特徴としている。

また、請求項１２に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、請求項１１に記載の帯電部材と、この帯電部材によって帯電される像担持体とを、少なくとも一体のユニット構成として備えたことを特徴としている。

また、請求項１３に記載の発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材として請求項１１に記載の導電性部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、空隙保持部材の内側端面が電気抵抗調整層の段差部を形成する導電性支持体軸方向最内側の端面に押し付けられることが防止されるので、空隙保持部材の形状変形が生じることがなくなり、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができる。また、空隙保持部材が電気抵抗調整層の段差部に固定されることにより、電気抵抗調整層が環境変動によってその厚みが変化した場合でも、電気抵抗調整層の厚み変化に追従することによって、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙の変動を抑制することができる。

また、請求項２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段差部に圧入されているので、段差部と空隙保持部材との精度が多少悪くなっても、樹脂同士の保持力により長期にわたって空隙保持部材を固定することができ、しかも、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを一体で除去加工する場合には、加工時の力により、空隙保持部材が回転することを防止することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、空隙保持部材が電気抵抗調整層に接着剤で固定されているので、段差部と空隙保持部材との精度が多少悪くなっても、樹脂同士の保持力と接着剤とにより長期にわたって空隙保持部材を確実に固定することができ、しかも、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを一体で除去加工する場合には、加工時の力により、空隙保持部材が回転することを防止することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、空隙保持部材がその内周面に施されたプライマーを介して、前記電気抵抗調整層の段差部に接着剤で固定されているので、段差部と空隙保持部材との精度が多少悪くなっても、樹脂同士の保持力とプライマーを介してより強固にされた接着剤の接着力とにより長期にわたって空隙保持部材をいっそう確実に固定することができ、しかも、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを一体で除去加工する場合には、加工時の力により、空隙保持部材が回転することを防止することができる。

また、請求項５、６に記載の発明によれば、導電性部材に高電圧を印加したときに、空隙保持部材と像担持体の基層との間に異常放電（リーク）電流が発生するのを防止することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、十分な帯電能力や転写能力を確保することができるとともに、像担持体への電力集中による異常放電の発生を防止することができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、電気抵抗調整層と空隙保持部材との高低差の形成を一体加工で行うことができ、これにより、像担持体の外周面と電気抵抗調整層の外周面との間に形成される空隙の精度をより高めることができる。

また、請求項９に記載の発明によれば、電気抵抗調整層上に表面層が形成されているので、トナーおよびトナーに添加される添加剤が長期にわたって導電性部材表面に付着することを防止することができる。

また、請求項１０に記載の発明によれば、表面層の抵抗値が電気抵抗調整層の抵抗値より大きいので、像担持体欠陥部への電圧集中および異常放電の発生を防止することができる。

また、請求項１１に記載の発明によれば、前記導電性部材を帯電部材とすることにより、空隙保持部材に形状変形が生じることが防止され、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができるので、帯電ムラの発生を防止することができる。

また、請求項１２に記載の発明によれば、長期の使用においても電気抵抗調整層と空隙保持部材との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができるので、帯電ムラの発生が抑制されて良好な画像を得ることができるプロセスカートリッジを提供することができる。

また、請求項１３に記載の発明によれば、長期の使用においても電気抵抗調整層と空隙保持部材との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができるので、帯電ムラの発生が抑制されて良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図であり、本発明に係る導電性部材を、この画像形成装置の帯電部材としての帯電ローラに適用した一例である。

図１に示すように、この電子写真方式の画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなど）１は、回転自在に支持された像担持体としての感光体ドラム２と、感光体ドラム２の周囲に配置された、感光体ドラム２に対して帯電処理を行う帯電ローラ（帯電部材）３と、露光装置（不図示）からのレーザ光Ｌによる露光によって感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる現像装置の現像ローラ４と、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像を記録紙Ｓに転写する転写ローラ５と、転写後の感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング装置６とを、主構成部材として備えている。なお、この画像形成装置１では、帯電ローラ３は感光体ドラム２に対して近接して非接触状態に設置されている。（本発明の特徴である帯電ローラ３の詳細な説明は後述する）。

この画像形成装置１による画像形成動作時には、まず、電源７から所定の電圧が印加された帯電ローラ３により、矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム２の表面を負極性の高電位に均一に帯電処理する。そして、露光装置（不図示）からのレーザ光Ｌによる露光によって、感光体ドラム２の表面に入力した画像情報に対応する静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像ローラ４によりトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）した後、所定のタイミングで感光体ドラム２と転写ローラ５間に搬送される記録紙Ｓに対して、転写バイアスが印加された転写ローラ５により前記トナー像を転写する。

トナー像が転写された記録紙Ｓは、定着装置（不図示）に搬送されて定着処理された後に排出される。一方、トナー像転写後の感光体ドラム２の表面に残留している転写残トナー等は、クリーニング装置６により除去されてクリーニングされる。

また、図２に示すように、前記した感光体ドラム２、帯電ローラ３、現像ローラ４およびクリーニング装置６を、プロセスカートリッジ８内に設置してユニット化し、このプロセスカートリッジ８を画像形成装置１に対して着脱自在に装着する構成にしてもよい。

次に、前記帯電ローラ（導電性部材）３の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る帯電ローラを示す概略縦断面図、図４は、帯電ローラと感光体ドラムとの位置関係を示す図、図５は、この帯電ローラの一方の端部近傍を示す拡大断面図である。

図３に示すように、この近接帯電方式の帯電ローラ３は、前記電源７（図１参照）から電圧が印加される長尺の円柱状のＳＵＭ−Ｎｉメッキ等からなる円柱状の導電性支持体１０と、導電性支持体１０の外周面に設置された電気抵抗調整層１１と、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１と感光ドラム２（図４参照）との間に所定の空隙（ギャップ）を形成するための一対の空隙保持部材１２とを備えている。帯電ローラ３には回転駆動系（不図示）が連結されており、モータ（不図示）の駆動によって回転する感光体ドラム２の回転方向に対して、帯電ローラ３が逆方向に回転するように構成されている。なお、電気抵抗調整層１１の表面には、トナー等の付着物の付着を低減するための表面層（不図示）が形成されている。

図４に示すように、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１（表面層）は、感光ドラム２の画像形成領域Ｂ１の少し外側まで位置しており、電気抵抗調整層１１の両端側の段差部に設けた各空隙保持部材１２の外周面は、感光ドラム２の両端部の非画像形成領域Ｂ２に当接している。電気抵抗調整層１１の外径は、その両端側の空隙保持部材１２の外径に対して僅かに小径に形成されている。これにより、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１（表面層）と感光ドラム２との間に所定の空隙Ｇが形成される。

このように、空隙保持部材１２によって、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１（表面層）と感光ドラム２との間に所定の空隙Ｇが形成されることにより、帯電ローラ３に電圧を印加すると、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１と感光ドラム２との間で放電が生じ、感光ドラム２の表面が帯電される。本実施形態では、この空隙が１００μｍ以下となるように、電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２の厚さを調整している。この空隙Ｇが１００μｍ以上の場合には、高電圧を帯電ローラ３に印加する必要があり、感光ドラム２の電気的劣化や異常放電が発生しやすくなる。

電気抵抗調整層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。前記熱可塑性樹脂組成物としては、例えば、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）等の汎用樹脂等が挙げられる。また、前記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、マトリッ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。これにより、金属酸化物、カーボンブラック等の電子伝導系導電剤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ばらつきが生じない。また、高分子材料であるため、ブリードアウトが生じにくい。

電気抵抗調整層１１の厚さは、本実施形態では１００〜５００μｍに形成されている。この理由は、電気抵抗調整層１１の厚さが５００μｍ以上の場合は、高温高湿環境下では電気抵抗調整層１１の吸湿によって膨張してその厚み変動が大きくなってしまう。また、電気抵抗調整層１１の厚さが１００μｍ程度以下であると、帯電ローラ３に電圧印加して感光体ドラム２を帯電するときにこの抵抗調整層１１に絶縁破壊が生じる可能性があるためである。

また、電気抵抗調整層１１の体積固有抵抗値が、１０⁶〜１０⁹Ωcmであることが好ましい。即ち、電気抵抗調整層１１の体積固有抵抗が１０⁹Ωcm以上の場合は、帯電能力が不足してしまい、電気抵抗調整層１１の体積固有抵抗が１０⁶Ωcm以下の場合は、感光体ドラム２に対して電圧集中による異常放電（リーク）が生じてしまう。

表面層（不図示）を形成する材料としては、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、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。なお、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（不図示）の抵抗を調整する。表面層（不図示）は、その抵抗値が電気抵抗調整層１１の抵抗値よりも大きくなるように形成されており、これによって、感光体ドラム２の表面欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）を回避することができる。ただし、表面層（不図示）の抵抗値を高くしすぎると帯電能力が不足してしまうため、表面層（不図示）と電気抵抗調整層１１との抵抗値の差を１０³Ωcm以下にすることが好ましい。

表面層（不図示）の電気抵抗調整層１１上への形成は、前記材料（フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等）を有機溶液に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の湿式塗布方法で行うことができる。表面層（不図示）の膜厚については、５〜３０μｍ程度が好ましい。

また、帯電ローラ３は、電気特性（抵抗値）が重要であるため、表面層（不図示）を導電性にする必要がある。表面層（不図示）を導電性にするには、樹脂材料中に導電剤を分散することにより可能である。導電剤は特に制約を受けるものではなく、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。

また、導電性付与材として、イオン導電性物質もあり、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に、変性脂肪酸ジメチルアンミニウムエトサルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の有機イオン性導電性物質がある。

図５に示すように、電気抵抗調整層１１の両端部には段差部を形成するための段差端面１１ａと段差外周面１１ｂの２面を有し、空隙保持部材１２の円筒側の内周面が電気抵抗調整層１１の段差外周面１１ｂに接着剤を塗布した状態で圧入されている。また、空隙保持部材１２の外側端面１２ａの内側が電気抵抗調整層１１の端面に当接している。

空隙保持部材１２の外周面の内側先端部（電気抵抗調整層１１の段差端面１１ａ側）は傾斜面１２ｂに形成されており、空隙保持部材１２の外側端面１２ａの中央部には、導電性支持体１０が挿通する孔が形成されている。また、電気抵抗調整層１１の段差端面１１ａと空隙保持部材１２の前記傾斜面１２ｂの先端との間には、所定の隙間ｄを設けて、電気抵抗調整層１１の段差端面１１ａに空隙保持部材１２が接しないようにしている。

次に、本実施形態に係る前記帯電ローラ（導電性部材）３の形成方法を、図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、円柱状の前記導電性支持体１０に両端側に段差部（段差端面１１ａと段差外周面１１ｂ）を形成した円柱状の前記電気抵抗調整層１１を設置し、電気抵抗調整層１１の各段差部（段差端面１１ａと段差外周面１１ｂ）に、内側先端部に傾斜面を加工する前の前記空隙保持部材１２を接着剤を塗布した状態で圧入する。この際、前記したように電気抵抗調整層１１の段部端面１１ａと空隙保持部材１２の外周面の先端側とが接しないように隙間を設けている。

そして、図６（ｂ）に示すように、刃具１３による切削加工により、空隙保持部材１２の外周面の先端側に傾斜面１２ｂを形成するとともに、電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２を所定の厚さに調整し、電気抵抗調整層１１の外径を、その両端側の空隙保持部材１２の外径に対して僅かに小径に形成する。なお、図６（ｂ）に示した電気抵抗調整層１１および空隙保持部材１２の左側は、刃具１３による切削加工前の状態である。

このように、電気抵抗調整層１１および空隙保持部材１２を、刃具１３によって一体に切削加工することにより、その高低差のばらつきを±１０μｍ以下の高精度にすることが可能である。また、電気抵抗調整層１１の各段差部（段差端面１１ａと段差外周面１１ｂ）に、前記空隙保持部材１２を接着剤を塗布した状態で圧入して固定することにより、前記した刃具１３による切削加工時に、刃具１３の応力による空隙保持部材１２の端部剥がれ、むしれ等の発生を抑制することができる。

空隙保持層１２の必要な特性としては、帯電ローラ３の電気抵抗調整層１１（表面層）と感光体ドラム２との間に形成される空隙Ｇ（図４参照）を、環境変動や長期の使用等に対して安定して精度よく保持することであり、そのためには、吸湿性が小さく、かつ耐摩耗性が良好な材料が好ましい。また、トナーやトナー添加剤が付着しにくいことや、感光体ドラム２と当接して摺動する際に感光体ドラム２を磨耗させないことも重要であり、これらの条件に満たす材料を選択する。

具体的な材料としては、例えば、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）等の樹脂、ＰＣ、ウレタン、フッ素樹脂等が挙げられる。また、空隙保持層１２は、絶縁性を有することが好ましく、体積固有抵抗で１０¹³Ωcm以上であることが好ましい。空隙保持層１２に絶縁性が必要な理由は、感光体ドラム２との間でリーク電流が発生するのを防止するためである。

また、電気抵抗調整層１１の両端側の各段差部（段差端面１１ａと段差外周面１１ｂ）に、前記空隙保持部材１２を接着剤を塗布した状態で圧入する前において、空隙保持部材１２の内周面にプライマー処理を施しておくことにより、極性部分と非極性部分を持つプライマー有効成分が空隙保持部材１２に浸透、配向することによって接着面の表面改質が起こり、接着性が大幅に向上する。

このように、本実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）３、およびこの帯電ローラ（導電性部材）３を備えた画像形成装置１、プロセスカートリッジ７によれば、電気抵抗調整層１１の段差部の段差端面１１ａと空隙保持部材１２の外周面の内側先端部（傾斜面１２ｂの先端）とが接しないように隙間を設けていることにより、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の段差端面１１ａに押し付けられることが防止されるので、空隙保持部材１２の形状変形が生じることがなくなり、電気抵抗調整層１１と感光体ドラム２との間の空隙Ｇを長期にわたって精度よく一定に維持することができる。

また、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の段差外周面１１ｂに圧入接着されることにより、電気抵抗調整層１１（表面層）が環境変動によってその厚みが変化した場合でも、電気抵抗調整層１１の厚み変化に追従することにより、電気抵抗調整層１１（表面層）と感光体ドラム２との間の空隙Ｇの変動を抑制することができる。

なお、前記した実施形態では、本発明に係る導電性部材を、感光体ドラムを帯電する帯電ローラに適用した例であったが、画像形成装置に設置される現像ローラや転写ローラなどにも同様に適用することができる。

次に、前記した構成の導電性部材（帯電ローラ）を評価するために、以下に示す実施例１〜４および比較例１〜３の導電性部材を作製した。
〈実施例１〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）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：２×１０^８Ωｃｍ）を射出成形により被覆し、外径１４ｍｍ、両端側の段差部外径１１．３ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、この電気抵抗調整層の両端側の段差部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＰ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着した。そして、切削加工によって空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．０ｍｍに同時仕上げを行い、空隙保持部材を図５に示したような寸法に形成した（空隙保持部材１２の、外周面の厚みａ：０．４ｍｍ、外側端面１２ａの幅ｂ：２ｍｍ、長手方向の幅ｃ：８ｍｍ、隙間ｄ：０．５ｍｍ）。

そして、電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、およびカーボンブラック（全固形分に対して３０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）をスプレーコーティングすることにより、膜厚約１０μｍの表面層を形成した。その後、オーブンで１時間、８０℃の条件で塗料樹脂を加熱硬化させて導電性部材を得た。
〈実施例２〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）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：２×１０^８Ωｃｍ）を射出成形により被覆し、外径１４ｍｍ、両端側の段差部外径１１．１ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、この電気抵抗調整層の両端側の段差部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＰ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着した。そして、切削加工によって空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．０ｍｍに同時仕上げを行い、空隙保持部材を図５に示したような寸法に形成した（空隙保持部材１２の、外周面の厚みａ：０．５ｍｍ、外側端面１２ｂの幅ｂ：２ｍｍ、長手方向の幅ｃ：８ｍｍ、隙間ｄ：０．５ｍｍ）。

そして、電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、およびカーボンブラック（全固形分に対して３０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）をスプレーコーティングすることにより、膜厚約１０μｍの表面層を形成した。その後、オーブンで１時間、８０℃の条件で塗料樹脂を加熱硬化させて導電性部材を得た。
〈実施例３〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）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：２×１０^８Ωｃｍ）を射出成形により被覆し、外径１４ｍｍ、両端側の段差部外径１０．９ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、この電気抵抗調整層の両端側の段差部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＰ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着した。そして、切削加工によって空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．０ｍｍに同時仕上げを行い、空隙保持部材を図５に示したような寸法に形成した（空隙保持部材１２の、外周面の厚みａ：０．６ｍｍ、外側端面１２ｂの幅ｂ：２ｍｍ、長手方向の幅ｃ：８ｍｍ、隙間ｄ：０．５ｍｍ）。

そして、電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、およびカーボンブラック（全固形分に対して３０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）をスプレーコーティングすることにより、膜厚約１０μｍの表面層を形成した。その後、オーブンで１時間、８０℃の条件で塗料樹脂を加熱硬化させて導電性部材を得た。
〈実施例４〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）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：２×１０^８Ωｃｍ）を射出成形により被覆し、外径１４ｍｍ、両端側の段差部外径１０．９ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、この電気抵抗調整層の両端側の段差部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ ＨＰ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着した。そして、切削加工によって空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．０ｍｍに同時仕上げを行い、空隙保持部材を図５に示したような寸法に形成した（空隙保持部材１２の、外周面の厚みａ：０．５ｍｍ、外側端面１２ｂの幅ｂ：１．５ｍｍ、長手方向の幅ｃ：７．５ｍｍ、隙間ｄ：１．０ｍｍ）。

そして、電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、およびカーボンブラック（全固形分に対して３０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）をスプレーコーティングすることにより、膜厚約１０μｍの表面層を形成した。その後、オーブンで１時間、８０℃の条件で塗料樹脂を加熱硬化させて導電性部材を得た。
〈比較例１〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、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：４×１０^８Ωｃｍ）を押出成形、加硫工程を経て被覆し、研磨により外径１２ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、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、および酸化スズ（全固形部に対して６０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）により膜厚約１０μｍの表面層を形成した。そして、この表面層の両端部に、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：１２．１ｍｍ）を挿入接着し、比較例用の導電性部材を得た。
〈比較例２〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、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：４×１０^８Ωｃｍ）を押出成形、加硫工程を経て被覆し、研磨により外径１２ｍｍの電気抵抗調整層を形成した。

そして、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、および酸化スズ（全固形部に対して６０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）により膜厚約１０μｍの表面層を形成した。そして、この表面層の両端部に、空隙保持部材として、幅８ｍｍ、厚さ６０μｍのテープ状部材（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を被覆し、比較例用の導電性部材を得た。
〈比較例３〉

ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（芯軸）に、ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）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：２×１０^８Ωｃｍ）を射出成形により被覆した。

そして、この電気抵抗調整層の両端側に、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を挿入接着し、切削加工によって空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．０ｍｍに同時仕上げした。そして、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、および酸化スズ（全固形部に対して６０重量％）からなる混合物（表面抵抗：２×１０^１０Ωｃｍ）により膜厚約１０μｍの表面層を形成し、比較例用の導電性部材を得た。

そして、前記実施例１〜４および比較例１〜３で得られた各導電性部材を帯電部材（帯電ローラ）として、図１のような画像形成装置に搭載し、先ず、室温環境下（２３℃、６０％ＲＨ）で、帯電部材（帯電ローラ）と感光体ドラム間の空隙量を測定した。そして、次に、低温低湿環境下（１０℃、６５％ＲＨ）と高温高湿環境下（３０℃、９０％ＲＨ）にそれぞれ２４時間放置した環境変動下で、帯電部材（帯電ローラ）と感光体ドラム間の空隙の環境変動量を測定した。これらの環境下での帯電部材（帯電ローラ）と感光体ドラム間の空隙量の評価結果を、表１に示す。

さらに、前記実施例１〜４および比較例１〜３で得られた各導電性部材を帯電部材（帯電ローラ）を、図１のような画像形成装置に搭載し、記録紙（Ａ４横サイズ）を３０万枚通紙して画像出力したときにおける、帯電部材（帯電ローラ）と感光体ドラム間の空隙量の評価、帯電部材（帯電ローラ）表面へのトナー固着の有無、および帯電ムラ（異常放電）による画像不良（画像ムラ）発生の有無を評価した。これらの評価を、前記表１に示す。

なお、このときの帯電部材（帯電ローラ）への印加電圧は、ＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２．４ｋＶｐｐ（周波数：２ｋＨｚ）である。また、このときの評価環境は、画像出力枚数が１万枚ごとに、常温環境（２３℃、６０％ＲＨ）、低温低湿環境（１０℃、６５％ＲＨ）と高温高湿環境（３０℃、９０％ＲＨ）の各環境を切り替えた。

表１に示す評価結果から明らかなように、実施例１〜４の帯電部材（帯電ローラ）においては、前記したように、空隙保持部材の形状変形が生じることがなくなり、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を長期にわたって精度よく一定に維持することができるので、環境変動にかかわらず空隙変動量が小さく、また、帯電部材（帯電ローラ）表面へのトナー固着を認められず、更に、帯電ムラ（異常放電）による画像不良（画像ムラ）発生も認められなかった。

一方、比較例１〜３の帯電ローラにおいては、空隙変動量が大きく、また、帯電部材（帯電ローラ）表面へのトナー固着が認められ、更に、帯電ムラ（異常放電）による画像不良（画像ムラ）発生も認められた。

本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）を備えた画像形成装置の要部を示す概略図。 本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）を含む画像形成部をプロセスカートリッジとした構成の画像形成装置の要部を示す概略図。 本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）を示す縦断面図。 本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）と感光体ドラムとの位置関係を示す図。 本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）一方の端部近傍を示す拡大断面図。 （ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）の形成方法を示す図。 従来例における帯電ローラ（導電性部材）を示す縦断面図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 帯電ローラ（導電性部材、帯電部材）
４ 現像ローラ
５ 転写ローラ
８ プロセスカートリッジ
１０ 導電性支持体
１１ 電気抵抗調整層
１１ａ 段差端面（段差部）
１１ｂ 段差外周面（段差部）
１２ 空隙保持部材

Claims (13)

1. 長尺状の導電性支持体と、前記導電性支持体の周面に設けた電気抵抗調整層と、前記電気抵抗調整層の両端部側に設けられ、前記電気抵抗調整層に対して近接配置される像担持体の両端側に外周面を当接して、前記電気抵抗調整層と前記像担持体との間に所定の空隙を形成するための空隙保持部材とを備えた導電性部材であって、
   前記電気抵抗調整層が、その両端近傍に、その両端方向に設けられた段差部を１段以上有し、
   前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部を形成する２面以上に接して固定され、かつ前記空隙保持部材の内側端面が、前記電気抵抗調整層の段差部を形成する導電性支持体軸方向最内側の端面には非接触状態である、
   ことを特徴とする導電性部材。
2. 前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部に圧入されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
3. 前記空隙保持部材の内周面が、前記電気抵抗調整層の段差部に接着剤で固定されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の導電性部材。
4. 前記空隙保持部材の内周面が、該内周面に施されたプライマーを介して、前記電気抵抗調整層の段差部に接着剤で固定されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の導電性部材。
5. 前記空隙保持部材の少なくとも前記像担持体と当接する表面部分が電気絶縁樹脂材料で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導電性部材。
6. 前記空隙保持部材の体積固有抵抗が１０^１３Ω・ｃｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導電性部材。
7. 前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗が１０^６〜１０^９Ω・ｃｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導電性部材。
8. 前記電気抵抗調整層の外周面に対する前記空隙保持部材の外周面の高低差が、前記空隙保持部材の外周面と前記電気抵抗調整層の外周面とに施された除去加工による一体加工で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の導電性部材。
9. 前記電気抵抗調整層上に表面層が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導電性部材。
10. 前記表面層の抵抗値が前記電気抵抗調整層の抵抗値より大きい、
    ことを特徴とする請求項９に記載の導電性部材。
11. 前記導電性部材は、近接配置された像担持体を帯電する帯電部材である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の導電性部材。
12. 請求項１１に記載の帯電部材と、この帯電部材によって帯電される像担持体とを、少なくとも一体のユニット構成として備えた、
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
13. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材として請求項１１に記載の導電性部材と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。

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