JP4680041B2 - 導電性部材及び帯電部材及びこの帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の技術分野に適用でき、像担持体の表面に対して所定の空隙を保持するようにして対向される対向軸部を構成するためにその軸方向に長く延びかつ所定電位が印加される導電性支持体と、この導電性支持体の周面を包囲するようにして形成されて電気抵抗を調整する電気抵抗調整層と、この電気抵抗調整層の両端部に臨ませて導電性支持体に設けられかつ電気抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも像担持体と当接したときに対向軸部を像担持体の表面に対して所定の空隙を開けて対向させる空隙保持部材とを備えた導電性部材及び帯電部材及びこの帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置の改良に関する。

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、像担持体（感光体ドラム）に対して帯電処理を行う帯電部材や、感光体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、画像成形装置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（像担持体）４と、この感光体ドラム４に対して帯電処理を行う帯電ローラ２と、この帯電ローラ２に電圧を印加するためのパワーパック（電圧印可電源）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を一括して有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に付着したとトナーを記録紙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（負の高電位）が受光量に合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供給される記録紙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。

この画像形成装置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等参照）。

しかしながら、接触帯電方式には以下のような問題がある。
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４の表面４ａ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ときに、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４の表面４ａのトナーが帯電ローラに付着することによって、帯電性能が低下する。特に、帯電ローラにおいて、（１）の染み出しが生じると、より一層トナー付着が生じ易くなる。
４．帯電ローラを構成している物質が感光体に付着し易い。
５．感光体ドラム４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に接触させ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号公報参照）。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（空隙）が50μｍ〜300μｍになるように対向させ、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。この近接帯電方式では、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「帯電ローラを構成している物質の感光体への付着」「感光体を長期停止したときに生ずる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「感光体上のトナー等が帯電ローラに付着することによる帯電性能の低下」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部材からなる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との間に一定間隔の空隙を設ける方法が、例えば、特開2001-296723号公報において考案されている。

しかしながら、テープ状部材の磨耗、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４と帯電ローラ２との空隙を一定間隔に保ち続けることが困難であるという問題があった。

また、テープ状部材の磨耗等を防止するためにテープ状部材に変えて金属製リングを使用する方法が、例えば、特開平4-358175号公報に開示されている。しかしながら、これらには、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精度がばらつくことによって空隙が変動し、結果として感光体の帯電電位が一定にならないという問題があった。

そこで、軸部材をなす長尺状の導電性支持体の外周面に電気抵抗調整層を設け、この電気抵抗調整層の両端部にこの電気抵抗調整とは異なる材質からなる一対の空隙保持部材を設け、この空隙保持部材の外周面に像担持体と当接したときに像担持体の外周面と電気抵抗調整層の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように電気抵抗調整層に対して高低差を設けた導電性部材が提案されている（特開2005-91818号公報参照）。

このものでは、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを連続的に同時に加工して空隙を精密に維持する構成となっている。
特開昭６３−１４９６６８号公報 特開平１−２６７６６７号公報

しかしながら、この導電性部材では、電気抵抗調整層１２と導電性支持体１１との線膨張係数が大きく異なるため、成形品を製造する工程で歪みを除去するためのアニール処理を切削前の図３に示す成形品１０に行うと、導電性支持体１１の線膨張係数よりもその外周面１１ａに被覆成形された電気抵抗調整層１２の線膨張係数が大きいために、図４に示すように、空隙保持部材１３が電気抵抗調整層１２の熱膨張により導電性支持体１１の端部に向かって押しやられ、所定時間後に放冷すると電気抵抗調整層１２が元の状態に戻るので、図５に示すように、空隙保持部材１３と電気抵抗調整層１２との隙間Ｈが発生する。

そのため、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３との連続的同時加工の際に切粉（削り屑）が隙間Ｈに入りこむ不都合があり、また、この隙間Ｈにトナー粒子などが進入して固着すると感光体ドラム４と帯電ローラ間の空隙を維持できない不都合があった。

この不都合解決のため、特願2004-311874号では、軸方向途中で軸方向に離反近接可能に二分割した導電性支持体が提案されている。

このものでは、導電性支持体を軸方向途中で軸方向に離反近接可能に二分割することにより、アニール処理による導電性支持体と電気抵抗調整層との熱膨張率の差を吸収し、アニール処理に起因して発生する隙間を防止している。

しかしながら、導電性支持体が離反近接可能な分割構成となっているため、導電性支持体のため剛性が弱く、電気抵抗調整層を押出成形や射出成形等の手段により被覆成形加工する際や、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを同時加工（除去加工）して、空隙を精密に仕上げ加工する際に、成形圧力や切削力により、導電性支持体が曲げられることになる。このことが原因で、導電部材の精密加工の際にフレが発生し易いという不都合があった。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、精密加工に好適でかつ長期にわたって使用されても像担持体と電気抵抗調整層との間の空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、信頼性、とりわけ、トナーの固着を防止することが可能な導電性部材及び帯電部材及びこの帯電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を提供することを課題とする。

請求項１に記載の導電性部材は、軸部材をなす長尺状の導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層と異なる材質からなりかつ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接される一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように前記電気抵抗調整層の外周面に対して高低差が設けられている導電性部材において、前記導電性支持体の外周に前記電気抵抗調整層が嵌合される嵌合溝が形成され、前記空隙保持部材の少なくとも像担持体と当接する部分が、電気絶縁性樹脂材料で構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の導電性部材は、前記嵌合溝が前記電気抵抗調整層の端面と前記空隙保持部材の前記電気抵抗調整層の端面に対向する端面とに跨って位置するように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の導電性部材は、前記空隙保持部材が前記電気抵抗調整層の端面に接着固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の導電性部材は、前記空隙保持部材の体積固有抵抗が、１０¹³Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする。

請求項５に記載の導電性部材は、前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗が、１０⁶Ω・ｃｍ〜１０⁹Ω・ｃｍであることを特徴とする。

請求項６に記載の導電性部材は、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を同時に一体加工することにより形成され、前記電気抵抗調整層の外周面に表面層が形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の導電性部材は、前記表面層の抵抗が前記電気抵抗調整層の抵抗より大きいことを特徴とする。

請求項８に記載の帯電部材は、請求項６に記載の導電性部材を円筒形状とすることにより構成されていることを特徴とする。

請求項９に記載のプロセスカートリッジは請求項８に記載の帯電部材を有することを特徴とする。

請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項９に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層と嵌合する嵌合溝を導電性支持体に形成したので、導電性支持体に対して電気抵抗調整層の熱膨張による相対変位が抑制され、従って、成形品にアニール処理を行った場合に、導電性支持体と電気抵抗調整層との熱膨張率の差による空隙保持部材と電気抵抗調整層とのアニール処理に起因する隙間の発生を防止できる。

また、成形品を加工して導電部材を精密製作でき、更には、環境変動により電気抵抗調整層が膨張・収縮したとしても、空隙保持部材と電気抵抗調整層との間に隙間が発生するのを防止できる。
更に、空隙保持部材の少なくとも像担持体と当接する部分が電気絶縁性樹脂材料で構成されているので、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できる。

請求項２に記載の発明によれば、嵌合溝が電気抵抗調整層の端面と空隙保持部材の電気抵抗調整層の端面に対向する端面とに跨るようにして導電性支持体の端部に形成されているので、成形品のアニール処理及び環境変動により電気抵抗調整層が膨張・収縮したときでも、空隙保持部材に対する電気抵抗調整層の相対変位を小さくでき、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に発生する隙間を確実に防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、空隙保持部材と電気抵抗調整層の端面が接着剤により接着固定されているので、成形品のアニール処理及び環境変動により電気抵抗調整層が膨張・収縮したとしても、一体となって変位し、経時変化に対する空隙維持精度の向上を図ることができる。従って経時変化に対する空隙保持の安定性の向上を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の体積固有抵抗が１０⁶ Ω・ｃｍ〜
１０⁹ Ω・ｃｍであるので、十分な帯電能力及び転写能力を確保することができると共に、像担持体への電圧集中による異常放電の発生を防止することができ、従って、均一画像が得られる。

請求項６に記載の発明によれば、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変動（振れ）を小さくして空隙の精度をより高めることができる。
また、電気抵抗調整層の外周面に表面層を形成したので、トナー、及び、トナーに添加されてい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できる。

請求項７に記載の発明によれば、前記表面層の体積固有抵抗が前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗より大きいので、像担持体の欠陥部への電圧集中及び異常放電の発生を防止することができる。

請求項８に記載の発明によれば、導電性部材が円筒形状であるので、導電性部材を回転させることにより、同一箇所からの連続放電を防止でき、導電性部材を帯電部材として用いたとき、その長寿命化を図ることができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の帯電部材を有するプロセスカートリッジであるので、長期にわた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も良好なプロセスカートリッジとすることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置であるので、高画質を得ることができると共に、長期にわたって安定した画像を得ることができる。

以下に、本発明に係わる導電性部材及び帯電ローラ及びこの帯電ローラを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図６は本発明に係わる導電性部材（帯電部材（帯電ローラ））２０の実施例を説明するための模式図である。この図６において、２１は軸部材をなす長尺状の導電性支持体、２２は導電性支持体２１の外周面に設けられた電気抵抗調整層、２３は電気抵抗調整層２２と異なる材質からなりかつ導電性支持体２１の両端部２１ａに設けられて電気抵抗調整層２２の端面２２ａに当接される一対の空隙保持部材である。

この空隙保持部材２３の外周面は、感光体ドラム４と当接したときに感光体ドラム４の外周面４ａと電気抵抗調整層２２の外周面２２ｂとの間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように電気抵抗調整層２２の外周面２２ｂに対して高低差が設けられている。

その導電性支持体２１はその軸方向途中の外周面２１ｂに環状の嵌合溝２１ｃが設けられている。ここでは、図７に拡大して示すように、嵌合溝２１ｃは導電性支持体２１の両端部にそれぞれ形成されている。

この導電性部材２０は所定の圧力で感光体ドラム４に当接配置される。この導電性部材２０は、その対向軸部２０’の外径が空隙保持部材２３の外径に対して僅かに小径を呈する。空隙保持部材２３の外周面は感光体ドラム４の表面４ａに当接するが、空隙保持部材２３と対向軸部２０’との間には高低差があるので、電気抵抗調整層２２の外周面２２ｂと表面４ａとの間には空隙Ｇが形成される。

対向軸部２０’と感光体ドラム４の表面４ａとの空隙Ｇの量は、１００μｍ以下であるのが望ましい。というのは、空隙Ｇの量を大きくすると、導電性支持体２１への印加電圧を高くしなければならず、導電性支持体２１への印加電圧を高くすると、感光体ドラム４が電気的に劣化したり、異常放電が発生し易くなるからである。

導電性部材２０は、その空隙保持部材２３が感光体ドラム４の画像形成領域Ｘ１以外の感光層塗布領域（非画像形成領域Ｘ２）に当接するようにして設置される。この状態で、導電性部材２０に電圧を印加することにより、感光体ドラム４はその画像形成領域Ｘ１が帯電される。なお、導電性部材２０を転写部材として使用する場合にも、同様に感光体ベルトの帯電を行うことができる。

空隙保持部材２３は予め任意の形状に形成された空隙保持部材材料品を電気抵抗調整層２２の両端面２２ａに当接するようにして導電性支持体２１の両端部に挿入する。この際空隙保持部材２３と電気抵抗調整層２２あるいは導電性支持体（中心軸（芯軸））２１の端部との間に接着剤を塗布することにより、長期間に渡って使用した際に空隙保持部材２３が導電性支持体２１から脱離することを避けることが可能である。

その空隙保持部材２３は絶縁性材料で、体積固有抵抗が１０¹³Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。絶縁性が必要である理由は、感光体ドラム４の基層と空隙保持部材２３との間にショート電流が発生するのを無くすためである。

その空隙保持部材２３の材料としては、絶縁性材料であることを除く他は特に限定するものではないが、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が好ましい。

電気抵抗調整層２２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。電気抵抗調整層２２の体積固有抵抗は１０⁶Ω・ｃｍ〜１０⁹Ω・ｃｍであることが望ましい。

１０⁹Ω・ｃｍを超えると、帯電能力や転写能力が不足し、１０⁶Ω・ｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体ドラム４の全体に渡って電圧集中によるリークが生じるからである。

電気抵抗調整層２２に用いる熱可塑性樹脂には、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）等の汎用樹脂を用いる。これらの樹脂は成形加工が容易であるからである。

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、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望ましい。

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し、固定化される。従って、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起因する抵抗値のバラツキを抑制できる。また、高分子材料であるので、ブリードアウトが生じ難い。更に、配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があるので、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％とするのが望ましい。

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やニーダー等で溶融混練することによって、樹脂組成物を容易に製造できる。

導電性支持体２１の外周面に電気抵抗調整層２２のみを形成することにより導電性部材２０を形成することにすると、電気抵抗調整層２２にトナーなどが固着して画像品質が劣化することがあるが、この不具合は電気抵抗調整層２２の外周面に表面層２２ｃを形成することにより解消できる。この表面層２２ｃの電気抵抗値は電気抵抗調整層２２のそれよりも大きい値とされ、これによって感光体ドラム４の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）等の不具合を解消できる。ただし、表面層２２ｃの抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足するので、表面層２２ｃと電気抵抗調整層２２との電気抵抗値の差は１０³Ω・ｃｍ以下にするのが望ましい。

表面層２２ｃを形成する材料としては、成膜性が良好であるとという点で熱可塑性樹脂組成物が好適であり、その表面層２２ｃを形成する材料として、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、トナー固着防止の観点から望ましい。

また、樹脂材料は電気的に絶縁性を有するため、樹脂に対して各種導電材料を分散させることによって表面層２２ｃの抵抗を調整する。

その表面層２２ｃの電気抵抗調整層２２への形成は、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、１０〜３０μｍ程度が望ましい。

電気抵抗調整層２２、空隙保持部材２３は熱可塑性樹脂であり、それぞれ射出成形、押し出し成形により形成される。その後、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３とに段差を形成することにより、感光体ドラム４に対して一定の空隙Ｇを形成するため、電気抵抗調整層２２、空隙保持部材２３の外周を仕上げ切削するが、その後の経時変化による形状の変化を防止する必要がある。また、熱可塑性樹脂は成形後、形状成形や冷却時に生じる内部応力の開放により、形状が微小に変化する傾向がある。

そこで、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３とを導電性支持体２１に設けることにより構成された成形品２６（図８参照）をいったん冷却した後、成形温度以下の温度でこの成形品２６を再加熱し、内部応力の開放を加速させるというエージング処理を行い、内部応力が開放された成形品２６を仕上げ切削して、完成品として図６に示す導電性部材２０を製作している。

また、この発明の実施の形態では、電気抵抗調整層２２の外周面に表面層２２ｃを塗布により形成する構成であり、表面層２２ｃの定着に加熱により表面層２２ｃの樹脂を硬化させる方法が一般的に採用されているので、電気抵抗調整層２２、空隙保持部材２３を導電性支持体２１に形成した後に加熱を行っている。また、完成品の温度環境も氷点下レベルから３０〜４０度Ｃの間で変動することも考えられる。

成形品２６を一旦冷却後再度加熱を行う工程がある場合、図３に示す導電性部材としての帯電ローラ２の場合には、電気抵抗調整層１２の膨張により空隙保持部材１３が加圧されて、空隙保持部材１３が導電性支持体１１の軸方向にずれ、再度冷却されたときに空隙保持部材１３と電気抵抗調整層１２との間に隙間Ｈが生じ、導電性部材としての帯電ローラ２と感光体ドラム４との間の空隙精度の低下、発生した隙間Ｈへの異物（トナー凝集）の混入による帯電ローラ２、感光体ドラム４の磨耗劣化などの不具合が発生するが、この図６、７に示す導電性部材２０の場合には、電気抵抗調整層２２が膨張・収縮しようとしても、電気抵抗調整層２２の膨張・収縮が導電性支持体２１の外周面２１ｂに設けられた嵌合溝２１ｃにより阻止され、導電性支持体２１に対する位置関係が膨張・収縮の前後で変化しないので、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間に隙間Ｈが発生するのを防止できる。

図９は導電性支持体２１の外周面２１ｂに形成された嵌合溝２１ｃの変形例を示すもので、この図９に示す導電性部材２０の場合には、導電性支持体２１の外周面２１ｂに設けられた嵌合溝２１ｃが、電気抵抗調整層２２の端面２２ａと空隙保持部材２３の電気抵抗調整層２２の端面２２ａに対向する端面２３ａとを跨るようにして形成されているため、電気抵抗調整層２２の膨張・収縮及び空隙保持部材２３の微小な膨張・収縮も同時に抑制され、電気抵抗調整層２２の端面２２ａ、空隙保持部材２３の端面２３ａの導電性支持体２１に対する位置関係が膨張・収縮の前後で変化しないことになり、従って、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間に隙間Ｈが発生するのを確実に防止できる。

なお、ここでは、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３とを密着させ、空隙保持部材２３を導電性支持体２１の端部に圧入し、接着剤を電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間に入れて全面を接着することとする。

なお、導電性支持体２１はその熱膨張率が0.00001〜0.000015/Kであり、電気抵抗調整層２２に使用する樹脂はその熱膨張率が0.0005〜0.003/Kであり、空隙保持部材２３の高密度ポリエチレンの線膨張率は0.0001〜0.0002/Kである。

電気抵抗調整層２２は、射出成形により導電性支持体２１の外周面に形成されるので、導電性支持体２１との接触面積も大きく保持力も強い。さらに、空隙保持部材２３間に隙間Ｈを生じさせないために、空隙保持部材２３は導電性支持体２１の端部に圧入され、電気抵抗調整層２２の端面２２ａと空隙保持部材２３の端面２３ａとの間には接着剤を介在させてこれらを全面に渡り密着させている。

これにより、導電性部材２０の製造段階における成形品２６の加熱工程、画像形成装置に組み込んでの使用温度環境条件のもとで、導電性支持体２１と電気抵抗調整層２２とが膨張収縮したとしても、空隙保持部材２３と電気抵抗調整層２２との間に隙間Ｈを生じるのを避けることができるのである。

以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づき説明する。
＜実施例１＞
電気抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカABS GR-3000、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％、ポリカーボネート-グリシジルメタクリレート-スチレン-アクリロイトリル共重合体（モディパーC L440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとABS樹脂の合計100重量部に対して4.5重量部を混合の後、溶融混練した樹脂組成物を、SUM（Niメッキ）からなる外径10mmの中心軸（芯軸）上に射出成形により被覆し、外径１４ｍｍの成形品を得た。

なお、ここでは、SUM（Niメッキ）からなる導電性支持体２１の外周面２１ｂに形成される嵌合溝２１ｃは、図７に示すようにＤ部の幅が１mm、Ｅ部の深さが0.3mmとされてい
る。

次いで、導電性支持体２１の両端部に、空隙保持部材２３として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）からなるリング状部材を挿入接着した。

次いで、成形時の歪み除去として、120℃、1時間オーブンにてアニールを行った。
次に、成形品２６を回転させながら図８に示す切削バイト２７を一方から他方に移動させて成形品の外周面を切削加工して、空隙保持部材２３の外径（最大径）を12.7mm、電気抵抗調整層２２の外径を12.6mmに同時仕上げ加工し、図６に示す形状の表面層２２ｃを塗布する前の成形品を形成した。

次いで、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）からなる塗料を、空隙保持部材２３の表面にのみスプレーコーティングすることにより、膜厚約10μmの絶縁層を形成した後、電気抵抗調整層２２の表面に、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）、及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２２ｃを形成した。その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ、導電性部材２０を得た。
＜実施例２＞
電気抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカABS GR-3000、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％、ポリカーボネート-グリシジルメタクリレート-スチレン-アクリロイトリル共重合体（モディパーC L440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとABS樹脂の合計100重量部に対して4.5重量部を混合の後、溶融混練した樹脂組成物を、SUM（Niメッキ）からなる外径10mmの中心軸（芯軸）上に射出成形により被覆し、外径１４ｍｍの成形品を形成した。

なお、ここでは、SUM（Niメッキ）からなる導電性支持体２１の外周面２１ｂに形成される嵌合溝２１ｃは、図７に示すようにＤ部の幅が１mm、Ｅ部の深さが0.６mmとされてい
る。

次いで、導電性支持体２１の両端部に、空隙保持部材２３として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）からなるリング状部材を挿入接着した。

次いで、成形時の歪み除去として、120℃、1時間オーブンにてアニールを行った。

次に、実施例１と同様に図８に示す切削加工を行って、空隙保持部材２３の外径（最大径）を12.7mm、電気抵抗調整層２２の外径を12.6mmに同時仕上げ加工し、図６に示す形状の表面層２２ｃを塗布する前の成形品を形成した。

次いで、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）からなる塗料を、空隙保持部材２３の表面にのみスプレーコーティングすることにより、膜厚約10μmの絶縁層を形成した後、電気抵抗調整層２２の表面に、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）、及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２２ｃを形成した。その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ、導電性部材２０を得た。
＜実施例３＞
電気抵抗調整層としてＡＢＳ樹脂（デンカABS GR-3000、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％、ポリカーボネート-グリシジルメタクリレート-スチレン-アクリロイトリル共重合体（モディパーC L440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとABS樹脂の合計100重量部に対して4.5重量部を混合の後、溶融混練した樹脂組成物を、SUM（Niメッキ）からなる外径10mmの中心軸（芯軸）上に射出成形により被覆し、外径１４ｍｍの成形品を形成した。

なお、ここでは、SUM（Niメッキ）からなる導電性支持体２１の外周面２１ｂに形成される嵌合溝２１ｃは、図７に示すようにＤ部の幅が２mm、Ｅ部の深さが0.３mmとされてい
る。

次いで、導電性支持体２１の両端部に、空隙保持部材２３として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）からなりかつ電気抵抗調整層２２の端面２２ａに対向する端面２３ａに、幅１mm、内方突出高さ０.３mmの環状内方フラン
ジ２３ｃを有するリング状部材を挿入接着した。

次いで、成形時の歪み除去として、120℃、1時間オーブンにてアニールを行った。

次に、実施例１と同様に切削加工を行って、空隙保持部材２３の外径（最大径）を12.7mm、電気抵抗調整層２２の外径を12.6mmに同時仕上げ加工し、図６に示す形状の表面層２２ｃを塗布する前の成形品を形成した。

次いで、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）からなる塗料を、空隙保持部材２３の表面にのみスプレーコーティングすることにより、膜厚約10μmの絶縁層を形成した後、電気抵抗調整層２２の表面に、アクリルシリコーン樹脂（3000VH-P、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料製）、及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２２ｃを形成した。その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ、導電性部材２０を得た。
＜比較例１＞
実施例1と同様の加工方法で図３に示す導電性部材としての帯電ローラ２を得た。その際、導電性支持体１１の外周面１１ａには嵌合溝を設けず、また、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３を密着させ、空隙保持部材１３を導電性支持体１１の端部に圧入して接着し、全面に渡り密着させた。
＜比較例２＞
実施例1と同様の加工方法で図３に示す導電性部材としての帯電ローラ２を得た。その際、導電性支持体１１の外周面１１ａには嵌合溝を設けず、また、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３間には接着剤を使用せず、導電性支持体１１の端部への圧入のみとした。
〈試験〉
実施例１、２、３および比較例１、２のサンプルを環境条件（100℃、1時間）のもとに放置し、その後、室温まで放冷後に電気抵抗調整層と空隙保持部材との隙間Ｈを測定した。その結果を表１に示す。

なお、この実施例、比較例では、サンプルを２個ずつ作成して比較を行った。

放置試験の結果、実施例１、２、３においては、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との隙間Ｈを確認できなかった。

これに対して、比較例１、２では、隙間Ｈの発生が確認され、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３との両端面の隙間Ｈを光学顕微鏡で測定したところそれぞれ、接着したものについては0.1mm、接着しなかったものについては0.2から0.3mmの隙間Ｈが確認された。これは、電気抵抗調整層１２の熱膨張により空隙保持部材１３がその面に受ける圧力により、空隙保持部材１３が導電性支持体１１の端部側に向かって押され、導電性支持体１１と電気抵抗調整層１２の熱膨張の率の違いにより押し出された空隙保持部材１３が元の圧入位置にもどることができず、放冷後の電気抵抗調整層１２の戻り分が隙間Ｈとなったためであると考えられる。

従来及び本発明に係わる画像形成装置の説明図である。 プロセスカートリッジを有する画像形成装置の説明図である。 切削前の成形品を示す断面図である。 図３に示す成形品にエージング処理を行った場合の熱膨張を説明するための図である。 図４に示す成形品を冷却した場合に隙間ができる理由を説明するための説明図である。 本発明に係わる導電性部材と感光体ドラムとの位置関係を説明するための図である。 本発明に係わる成形品の部分拡大断面図である。 図７に示す成形品の切削状態を説明するための説明図である。 本発明に係わる成形品の他の例を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１…画像形成装置
２…帯電ローラ
３…パワーパック（電圧印加電源）
４…感光体ドラム（像担持体）
４ａ…表面
９…プロセスカートリッジ
２０…導電性部材
２１…導電性支持体
２１ａ…両端部
２１ｂ…外周面
２１ｃ…嵌合溝
２２…電気抵抗調整層
２２ａ…端面
２２ｂ…外周面
２２ｃ…表面層
２３…空隙保持部材
Ｇ…空隙

Claims (10)

1. 軸部材をなす長尺状の導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層と異なる材質からなりかつ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接される一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように前記電気抵抗調整層の外周面に対して高低差が設けられている導電性部材において、
   前記導電性支持体の外周に前記電気抵抗調整層が嵌合される嵌合溝が形成され、前記空隙保持部材の少なくとも像担持体と当接する部分が、電気絶縁性樹脂材料で構成されていることを特徴とする導電性部材。
2. 前記嵌合溝が前記電気抵抗調整層の端面と前記空隙保持部材の前記電気抵抗調整層の端面に対向する端面とに跨って位置するように形成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. 前記空隙保持部材が前記電気抵抗調整層の端面に接着固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性部材。
4. 前記空隙保持部材の体積固有抵抗が、１０¹³Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
5. 前記電気抵抗調整層の体積固有抵抗が、１０⁶Ω・ｃｍ〜１０⁹Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項４に記載の導電性部材。
6. 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を同時に一体加工することにより形成され、前記電気抵抗調整層の外周面に表面層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の導電性部材。
7. 前記表面層の抵抗が前記電気抵抗調整層の抵抗より大きいことを特徴とする請求項６に記載の導電性部材。
8. 請求項６に記載の導電性部材を円筒形状とすることにより構成された帯電部材。
9. 請求項８に記載の帯電部材を有するプロセスカートリッジ。
10. 請求項９に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。

Images