導電性部材、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
【課題】熱処理による帯電性能の低下を防止する導電性部材を提供する。
【解決手段】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３と、該電気抵抗調整層３と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層３の両端側に形成された空隙保持部材５，５と、を有する導電性部材１０において、前記電気抵抗調整層３の両端側から延在する延在部３０，３０と、前記空隙保持部材５，５における前記電気抵抗調整層３の両端側に設けられて前記延在部３０，３０を収容する収容部５０，５０と、を有することを特徴とする。
【解決手段】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３と、該電気抵抗調整層３と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層３の両端側に形成された空隙保持部材５，５と、を有する導電性部材１０において、前記電気抵抗調整層３の両端側から延在する延在部３０，３０と、前記空隙保持部材５，５における前記電気抵抗調整層３の両端側に設けられて前記延在部３０，３０を収容する収容部５０，５０と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、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。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真複写機、レーザプリンタ、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、像担持体（感光体）に対して帯電処理を行う帯電部材、及び、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５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。
【０００３】
図５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感光体ドラム１０１、感光体ドラム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、感光体ドラム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、感光体ドラム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、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、感光体ドラム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。
【０００４】
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、感光体ドラム１０１、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、及び、クリーニング装置１０８を含む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としている。このプロセスカートリッジ１１０は、少なくとも、感光体ドラム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機系と接続状態となる。なお、図５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。
【０００５】
次に、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０の基本的な作動動作について説明する。
【０００６】
感光体ドラム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、感光体ドラム１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、感光体ドラム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による感光体ドラム１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と感光体ドラム１０１との間の微小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。
【０００７】
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感光体ドラム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感光体ドラム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感光体ドラム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、感光体ドラム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、感光体ドラム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。
【０００８】
図６は、従来の帯電部材の一例を示す断面図である。図６に示される、導電性指示体２０１と、該導電性指示体２０１上に形成された電気抵抗調整層２０２と、該電気抵抗調整層２０２の両端に形成されたリング状の空隙保持部材２０３，２０３と、を有する帯電部材２１０において、前記空隙保持部材２０３，２０３が、デュロメータ硬さ：ＨＤＤ３０〜ＨＤＤ７０、及び、テーバー式磨耗試験機の磨耗質量：１０ｍｇ／１０００サイクル以下、を満たす熱可塑性樹脂で構成されている帯電部材２１０を提案した（特許文献１参照）。
【０００９】
上述した帯電部材２１０において、一般に空隙保持部材２０３，２０３は電気抵抗調整層２０２の端面に接触して固定されている。また、電気抵抗調整層２０２の部分は導電性の樹脂部材とステンレス製の芯金である導電性指示体２０１とをインサート成形で加工し、さらに、電気抵抗調整層２０２部分とは異なる材質にて成形加工された空隙保持部材２０３，２０３を電気抵抗調整層２０２の両端部に挿入して固定している。その後、所定の近接量を得るために切削加工を行うが、各部材の成形時の歪みを取る為に熱処理を行ってから、切削加工を行い、次工程で塗装、焼成している。
【特許文献１】特開２００５−２４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した製造方法では、成形時の歪みを取るために熱処理を行うため、該熱処理によって電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じると、以下のような問題が生じていた。なお、図７は熱処理により生じる問題を説明するための図であり、（ａ）は熱膨張前、（ｂ）は熱膨張後をそれぞれ示している。
【００１１】
図７（ａ）に示すように、熱処理による帯電部材２１０の熱膨張持は、電気抵抗調整層２０２が膨張方向Ａに膨張し、この膨張により空隙保持部材２０３，２０３が電気抵抗調整層２０２の両端部の外側方向Ｘ１に向かって押し出される。その後、図７（ｂ）に示すように、帯電部材２１０の冷却により電気抵抗調整層２０２は収縮方向Ｂに収縮して元の位置に戻るが、空隙保持部材２０３，２０３は押し出されたままの状態となってしまい、電気抵抗調整層２０２と空隙保持部材２０３，２０３との間に隙間Ｇが生じていた。そして、その隙間Ｇが発生した状態で製品に組み付けられると、その隙間Ｇにトナー剤が入り込み、そのトナーが凝集して感光体ドラム（静電潜像担持体）１０１の被帯電面に落下して、画像異常や帯電異常の原因となっていた。
【００１２】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、熱処理による帯電性能の低下を防止する導電性部材、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の導電性部材は、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、該電気抵抗調整層と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層の両端側に形成された空隙保持部材と、を有する導電性部材において、前記電気抵抗調整層の両端側から延在する延在部と、前記空隙保持部材における前記電気抵抗調整層の両端側に設けられて前記延在部を収容する収容部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の導電性部材において、前記延在部が、前記電気抵抗調整層の表面端部から前記導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の導電性部材において、前記収容部が、前記延在部の傾斜面と接触する接触面を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の導電性部材において、前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々が同一形状であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の導電性部材において、前記空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と前記導電性部材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する前記空隙保持部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の導電性部材において、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、前記導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と前記導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の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。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の導電性部材において、前記導電性部材が円筒形状であることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の導電性部材において、前記導電性部材が帯電部材であることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項９記載のプロセスカートリッジは、請求項８に記載の帯電部材が被帯電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。
【００２２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１０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。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように請求項１に記載した本発明によれば、電気抵抗調整層の両端側から延在部を延在し、該延在部を収容する収容部を空隙保持部材における電気抵抗調整層の両端側に設けるようにしたことから、熱処理によって電気抵抗調整層が熱膨張した後に収縮して、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じても、その隙間は空隙保持部材の収容部に収容されているため、その隙間にトナー剤が入り込むことを抑制することができる。また、万一トナー剤が隙間に入り込んでも、延在部と収容部は帯電有効領域の外側に位置していることから、凝集して像担持体の被帯電面に落下する問題を回避することができる。従って、凝集したトナーの落下を回避することで、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の表面端部から導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有するように延在部を形成するようにしたことから、収容部に対して延在部を容易に組み付けることができるとともに、空隙保持部材に対する電気抵抗調整層の熱膨張による影響を低減させることができるため、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を精度良く一定に保つことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の表面端部から導電性支持体に向かった傾斜する延在部の傾斜面と接触する接触面を空隙保持部材の収容部に形成するようにしたことから、電気抵抗調整層が熱膨張した後に収縮しても、延在部と収容部との密着面積、摩擦係数等が大きくなり、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抑制することができるため、トナーが凝集して像担持体の被帯電面に落下する問題を回避して、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々を同一形状としたことから、その両端側の空隙保持部材は環境変動に対して均一に変動するため、空隙保持部材のばらつきによる両側における空隙の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と導電性部材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設けられているので、像担持体との間の空隙を精度良く一定に保つことができ、しかも、空隙保持部材が配置されている電気抵抗調整層が環境変動で寸法変化しても、電気抵抗調整層の変化に追従することができ、そのために、空隙変動を抑えることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の外周面に対する空隙保持部材の外周面の高低差が、導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されているので、該空隙保持部材と該電気抵抗調整層との高低差の形成を一体加工で行うことができ、そのために、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。
【００２９】
請求項７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、該導電性部材を回転駆動させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減することができ、よって、長寿化をはかることができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明によれば、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。
【００３１】
請求項９に記載の発明によれば、帯電部材が被帯電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でき、且つ、交換もユーザメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００３２】
請求項１０に記載の発明によれば、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、画像異常、帯電異常の発生がない良好な帯電性能を得ることができるため、信頼性が高く、かつ、高画質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態を示す導電性部材の断面図である。図２は、図１の導電性部材の組み付け例を説明するための図であり、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後をそれぞれ示している。図３は、導電性部材を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。図４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。
【００３４】
図１及び図２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、ニッケルメッキされた硫黄快削鋼（ＳＵＭ）からなる外径１０ｍｍの導電性支持体（芯軸）１と、該導電性支持体１上に形成された電気抵抗調整層３と、該電気抵抗調整層３と像担持体（図３における６を参照。）が一定の空隙（図３におけるＧを参照。）を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層３の両端部に形成された空隙保持部材５，５と、前記電気抵抗調整層３の両端側３Ａ，３Ｂから延在する延在部３０，３０と、前記空隙保持部材５，５における電気抵抗調整層３の両端側に設けられて前記延在部３０，３０を収容する収容部５０，５０と、を有している。
【００３５】
電気抵抗調整層３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。そして、電気抵抗調整層３の体積固有抵抗は、１０6〜１０9Ωｃｍであることが望ましい。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、像担持体６全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。
【００３６】
電気抵抗調整層３に用いられる熱可塑性樹脂組成物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好ましい。
【００３７】
その熱可塑性樹脂組成物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。よって、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剤が７０〜３０重量％とする必要がある。
【００３８】
熱可塑性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。電気抵抗調整層３としての導電性支持体１上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体１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。
【００３９】
導電性支持体１上に電気抵抗調整層３のみを形成して導電性部材１０を構成すると、電気抵抗調整層３にトナー及び、トナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層３に表面層を形成することで、防止することができる。
【００４０】
また、本発明の導電性部材１０は、図３に示されているように、像担持体６に任意の圧力で当接されて配置される。空隙保持部材５，５は、画像形成領域を外した非画像形成領域に形成されている。この状態で帯電部材に電圧を印加することにより、像担持体６の帯電を行うことができる。導電性部材１０を転写部材として使用する場合も、同様の形態で行うことができる。導電性部材１０と像担持体６との間の空隙Ｇは、所定の値に保つ必要があり、好ましくは、１００μｍ以下である。空隙Ｇが大きくなると、導電性部材１０への電圧印加条件を高くする必要があるので、像担持体６の電気的劣化や異常放電が発生しやすくなる。
【００４１】
また、空隙保持部材５，５は、像担持体６との空隙Ｇを環境及び、長期(経時)に渡って安定して形成する必要があり、そのためには、吸湿性、耐摩耗性が小さい材料が望ましいことから、好ましくは、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、ＰＣ、ウレタン、フッ素等があげられる。そして、空隙保持部材５，５は、成型加工により成形されたものである。
【００４２】
延在部３０，３０は、電気抵抗調整層３の帯電有効領域Ｃの両端部３Ａ，３Ｂの各々から導電性支持体１に向かって直径が次第に減少し、導電性支持体１の周囲に周設する略円錐状に形成しており、その円錐面が傾斜面３１，３１となっている。なお、帯電有効領域Ｃは、図３に示す像担持体６の画像形成領域と対向する電機抵抗調整層３の表面となっている。
【００４３】
このように、電気抵抗調整層３の表面の両端部３Ａ，３Ｂから導電性像担持体１に向かって傾斜する傾斜面を有するように延在部３０，３０を形成するようにしたことから、収容部５０，５０に対して延在部３０，３０を容易に組み付けることができるとともに、空隙保持部材５，５に対する電気抵抗調整層３の熱膨張による影響を低減させることができるため、電気抵抗調整層３と像担持体６との間の空隙を精度良く一定に保つことができる。
【００４４】
なお、本最良の形態では、延在部３０，３０を略円錐台状に形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、電気抵抗調整層３の外形と同一の中空円柱状の延在部を形成する、傾斜角度の異なる複数の傾斜面を連続させて円錐面（曲面）を形成する、導電性支持体１の周囲の延在部３０，３０の断面が台形として、その下底が電気抵抗調整層３の厚みとなるように形成するなど種々異なる形態とすることができる。
【００４５】
収容部５０，５０は、上述した延在部３０，３０の外形に応じた形成しており、空隙保持部材５，５における電気抵抗調整層３寄りの端部５２から電気抵抗調整層３が貫通する貫通孔５３に向かうテーパ状の傾斜面である接触面５１を有している。
【００４６】
このように、電気抵抗調整層３の表面端部３Ａ，３Ｂから導電性支持体１に向かった傾斜する延在部３０の傾斜面３１と接触する接触面５１を空隙保持部材５，５の収容部５０に形成するようにしたことから、電気抵抗調整層３が熱膨張した後に収縮しても、延在部３０と収容部５０との密着面積、摩擦係数等が大きくなり、電気抵抗調整層３と空隙保持部材５，５との間に発生する隙間を抑制することができるため、トナーが凝集して像担持体（図３の６）の被帯電面に落下する問題を回避して、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００４７】
なお、本最良の形態では、延在部３０，３０の傾斜面３１と収容部５０，５０の接触面５１を接触させる場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、延在部３０の傾斜面３１に接触しない収容部５０，５０の内面が接触しない、一部が接触するなど種々異なる形態とすることができる。
【００４８】
また、電気抵抗調整層３の両端側に形成された一対の空隙保持部材５，５の各々は、同一形状となるように形成している。そして、両端部の導電性支持体１０の長手方向における空隙保持部材５，５の長さＬ１、その内径（導電性支持体１の外径）Ｌ２を同じにしているので、両端の空隙保持部材５，５が環境変動に対しても均一に変動することができることから、両端における空隙の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００４９】
特に、導電性部材１０が帯電部材であり、そして、その両端部の空隙保持部材をフィルム材として構成する場合、導電性部材１０が置かれている環境の変動、すなわち温度や湿度等が変化すると、その弾性部材である電気抵抗調整層と、そこに巻かれているフィルム材は、それぞれ熱膨張率に応じて膨張したり収縮したりする。そのため例えば電気抵抗調整層の部分の膨張がフィルム材の膨張よりも大きいときには、弾性部材はフィルム材が巻かれた部分に対して、そのフィルム材が巻かれていない部分の膨張の方が大きくなる。
【００５０】
そのため、電気抵抗調整層におけるフィルム材寄りの部分のところの近接量Ｇ１が設定どおりの近接量であるときでも、フィルム材が巻かれていない部分の特に中央部の近接量Ｇ２が近接量Ｇ１よりも小さくなる。その結果、電気抵抗調整層が像担持体の表面に接触してしまったときには、その弾性部材の表面が像担持体上の残留トナー等により汚れてしまい、帯電性が低下し帯電異常が発生してしまうが、両端部の空隙保持部材５，５の形状を同一とすることで、上述したように両端のフィルム材が環境変動に対しても均一に変動することができることから、両端の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００５１】
図３に示されているように、本発明の導電性部材１０には、空隙保持部材５，５の外周面５１が像担持体６と当接したときに、該像担持体６の外周面と前記導電性部材１０の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、前記電気抵抗調整層３の外周面に対する空隙保持部材５，５の外周面の高低差が設けられている。このように、空隙保持部材５，５の外周面が像担持体６と当接したときに、該像担持体６の外周面と電気抵抗調整層３の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、該電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差が設けられていると、像担持体６との間の空隙Ｇを精度良く一定に保つことができ、しかも、空隙保持部材５，５が配置されている電気抵抗調整層３が環境変動で寸法変化しても、電気抵抗調整層３の変化に追従することができ、そのために、空隙変動を抑えることができる。
【００５２】
前記電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差は、前記導電性部材１０上に設置された該空隙保持部材５，５の外周面と前記導電性支持体１上に設置された該電気抵抗調整層３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成される。このように、前記電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差が、前記導電性部材１０上に設置された該空隙保持部材５，５の外周面と前記導電性支持体１上に設置された該電気抵抗調整層３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されると、像担持体６の外周面と電気抵抗調整層３の外周面との間に形成される空隙Ｇの変動（振れ）を小さくして空隙Ｇの精度をより高めることができる。
【００５３】
本発明においては、前記導電性部材１０が円筒形状である。このように、前記導電性部材１０が円筒形状であと、該導電性部材１０を回転駆動させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減することができ、よって、長寿化をはかることができる。
【００５４】
なお、本発明の導電性部材１０及び像担持体６の形状は特に限定されず、像担持体６はベルト状、円筒状いずれの形式もとることができる。導電性部材１０もブレード形状、円筒形状等種々の形状をとることができるが、ともに円筒形状であることが好ましい。両者が常に同一面で対向していると、通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じてしまうが、両者を円筒形状として回転駆動させることで、この劣化を低減できるからである。
【００５５】
本発明においては、前記導電性部材１０は、好ましくは、帯電部材とされる。このように、前記導電性部材１０が帯電部材とされると、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。
【００５６】
次に、上述した導電性部材１０の組み付けの一例としては、図２（ａ）に示すように、空隙保持部材５，５の貫通孔５３に導電性支持体１が挿入され、その後、図２（ｂ）に示すように、延在部３０の傾斜面３１に傾斜面５１が当接することで、電気抵抗調整層３の両端側に空隙保持部材５，５が形成されるとともに、延在部３０，３０が収容部５０，５０に収容される。その後、空隙保持部材５，５と抵抗調整層３の段差部のばらつきを小さくするために、空隙保持部材５，５と抵抗調整層３が一体で形成された状態において、各部材の成形時の歪みを取る為に熱処理を行ってから、切削、研削等の除去加工によって、外径を仕上げる。その後、空隙保持部材５，５を保護した状態で電気抵抗調整層３上に更に表面層（図示せず）を形成し、導電性部材１０とする。
【００５７】
本発明の導電性部材１によれば、像担持体６に対する電気抵抗調整層３の帯電有効領域Ｃの両端側から延在部３０，３０を延在し、空隙保持部材５，５を電気抵抗調整層３の両側の端側３Ａ，３Ｂに形成したときに空隙保持部材５，５内の収容部５０，５０に該延在部３０，３０を収容するようにしたことから、熱処理によって電気抵抗調整層３が熱膨張した後に収縮して、電気抵抗調整層３と空隙保持部材５，５との間に隙間が生じても、その隙間は空隙保持部材５，５の収容部５０，５０に収容されているため、その隙間にトナー剤が入り込むことを抑制することができる。また、万一トナー剤が隙間に入り込んでも、延在部３０，３０と収容部５０，５０は帯電有効領域Ｃ外側に位置していることから、凝集して像担持体６の被帯電面に落下する問題を回避することができる。従って、凝集したトナーの落下を回避することで、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００５８】
また、上述した導電性部材（帯電部材）１０は、被帯電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５における１１０を参照。）とする。このように、導電性部材（帯電部材）１０が被帯電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ができ、且つ、交換もユーザメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００５９】
本発明においては、前記プロセスカートリッジを有する画像形成装置とする。このように、請求項１３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。
【００６０】
図４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６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の左側の面に対応する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６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６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６上の画像と転写紙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。
【００６１】
さらに、像担持体６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４に示すように、前述した像担持体６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８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６上の静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（図８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７と、そのトナー像の転写後に像担持体６上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置（図８における１０８を参照。）と、像担持体６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４に示した像担持体６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６の表面は、帯電ローラ（図８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６が矢示Ａ方向に回転することにより現像装置（図８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。
【００６２】
一方、図４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６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７により像担持体６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７により搬送され、駆動ローラ部７ａで転写紙Ｐの腰による曲率分離で、その転写搬送ベルト７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６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、クリーニング装置のクリーニングブレード（図８における１０８を参照。）により掻き取られ、再び次の作像工程に移る。
【００６３】
なお、上述した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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す導電性部材の断面図である。
【図２】図１の導電性部材の組み付け例を説明するための図であり、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後をそれぞれ示している。
【図３】導電性部材を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。
【図４】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５】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６】従来の帯電部材の一例を示す部分破断図である。
【図７】従来の導電性部材における熱処理による隙間の発生例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 導電性支持体
３ 電気抵抗調整層
５ 空隙保持部材
６ 像担持体
１０ 導電性部材
３０ 延在部
３１ 傾斜面
５０ 収容部
５１ 接触面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、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。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真複写機、レーザプリンタ、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、像担持体（感光体）に対して帯電処理を行う帯電部材、及び、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５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。
【０００３】
図５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感光体ドラム１０１、感光体ドラム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、感光体ドラム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、感光体ドラム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、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、感光体ドラム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。
【０００４】
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、感光体ドラム１０１、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、及び、クリーニング装置１０８を含む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としている。このプロセスカートリッジ１１０は、少なくとも、感光体ドラム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機系と接続状態となる。なお、図５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。
【０００５】
次に、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０の基本的な作動動作について説明する。
【０００６】
感光体ドラム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、感光体ドラム１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、感光体ドラム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による感光体ドラム１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と感光体ドラム１０１との間の微小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。
【０００７】
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感光体ドラム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感光体ドラム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感光体ドラム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、感光体ドラム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、感光体ドラム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。
【０００８】
図６は、従来の帯電部材の一例を示す断面図である。図６に示される、導電性指示体２０１と、該導電性指示体２０１上に形成された電気抵抗調整層２０２と、該電気抵抗調整層２０２の両端に形成されたリング状の空隙保持部材２０３，２０３と、を有する帯電部材２１０において、前記空隙保持部材２０３，２０３が、デュロメータ硬さ：ＨＤＤ３０〜ＨＤＤ７０、及び、テーバー式磨耗試験機の磨耗質量：１０ｍｇ／１０００サイクル以下、を満たす熱可塑性樹脂で構成されている帯電部材２１０を提案した（特許文献１参照）。
【０００９】
上述した帯電部材２１０において、一般に空隙保持部材２０３，２０３は電気抵抗調整層２０２の端面に接触して固定されている。また、電気抵抗調整層２０２の部分は導電性の樹脂部材とステンレス製の芯金である導電性指示体２０１とをインサート成形で加工し、さらに、電気抵抗調整層２０２部分とは異なる材質にて成形加工された空隙保持部材２０３，２０３を電気抵抗調整層２０２の両端部に挿入して固定している。その後、所定の近接量を得るために切削加工を行うが、各部材の成形時の歪みを取る為に熱処理を行ってから、切削加工を行い、次工程で塗装、焼成している。
【特許文献１】特開２００５−２４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した製造方法では、成形時の歪みを取るために熱処理を行うため、該熱処理によって電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じると、以下のような問題が生じていた。なお、図７は熱処理により生じる問題を説明するための図であり、（ａ）は熱膨張前、（ｂ）は熱膨張後をそれぞれ示している。
【００１１】
図７（ａ）に示すように、熱処理による帯電部材２１０の熱膨張持は、電気抵抗調整層２０２が膨張方向Ａに膨張し、この膨張により空隙保持部材２０３，２０３が電気抵抗調整層２０２の両端部の外側方向Ｘ１に向かって押し出される。その後、図７（ｂ）に示すように、帯電部材２１０の冷却により電気抵抗調整層２０２は収縮方向Ｂに収縮して元の位置に戻るが、空隙保持部材２０３，２０３は押し出されたままの状態となってしまい、電気抵抗調整層２０２と空隙保持部材２０３，２０３との間に隙間Ｇが生じていた。そして、その隙間Ｇが発生した状態で製品に組み付けられると、その隙間Ｇにトナー剤が入り込み、そのトナーが凝集して感光体ドラム（静電潜像担持体）１０１の被帯電面に落下して、画像異常や帯電異常の原因となっていた。
【００１２】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、熱処理による帯電性能の低下を防止する導電性部材、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の導電性部材は、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、該電気抵抗調整層と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層の両端側に形成された空隙保持部材と、を有する導電性部材において、前記電気抵抗調整層の両端側から延在する延在部と、前記空隙保持部材における前記電気抵抗調整層の両端側に設けられて前記延在部を収容する収容部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の導電性部材において、前記延在部が、前記電気抵抗調整層の表面端部から前記導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の導電性部材において、前記収容部が、前記延在部の傾斜面と接触する接触面を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の導電性部材において、前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々が同一形状であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の導電性部材において、前記空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と前記導電性部材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する前記空隙保持部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の導電性部材において、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、前記導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と前記導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の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。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の導電性部材において、前記導電性部材が円筒形状であることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の導電性部材において、前記導電性部材が帯電部材であることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項９記載のプロセスカートリッジは、請求項８に記載の帯電部材が被帯電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。
【００２２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１０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。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように請求項１に記載した本発明によれば、電気抵抗調整層の両端側から延在部を延在し、該延在部を収容する収容部を空隙保持部材における電気抵抗調整層の両端側に設けるようにしたことから、熱処理によって電気抵抗調整層が熱膨張した後に収縮して、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じても、その隙間は空隙保持部材の収容部に収容されているため、その隙間にトナー剤が入り込むことを抑制することができる。また、万一トナー剤が隙間に入り込んでも、延在部と収容部は帯電有効領域の外側に位置していることから、凝集して像担持体の被帯電面に落下する問題を回避することができる。従って、凝集したトナーの落下を回避することで、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の表面端部から導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有するように延在部を形成するようにしたことから、収容部に対して延在部を容易に組み付けることができるとともに、空隙保持部材に対する電気抵抗調整層の熱膨張による影響を低減させることができるため、電気抵抗調整層と像担持体との間の空隙を精度良く一定に保つことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の表面端部から導電性支持体に向かった傾斜する延在部の傾斜面と接触する接触面を空隙保持部材の収容部に形成するようにしたことから、電気抵抗調整層が熱膨張した後に収縮しても、延在部と収容部との密着面積、摩擦係数等が大きくなり、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抑制することができるため、トナーが凝集して像担持体の被帯電面に落下する問題を回避して、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々を同一形状としたことから、その両端側の空隙保持部材は環境変動に対して均一に変動するため、空隙保持部材のばらつきによる両側における空隙の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と導電性部材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設けられているので、像担持体との間の空隙を精度良く一定に保つことができ、しかも、空隙保持部材が配置されている電気抵抗調整層が環境変動で寸法変化しても、電気抵抗調整層の変化に追従することができ、そのために、空隙変動を抑えることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の外周面に対する空隙保持部材の外周面の高低差が、導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されているので、該空隙保持部材と該電気抵抗調整層との高低差の形成を一体加工で行うことができ、そのために、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。
【００２９】
請求項７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、該導電性部材を回転駆動させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減することができ、よって、長寿化をはかることができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明によれば、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。
【００３１】
請求項９に記載の発明によれば、帯電部材が被帯電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でき、且つ、交換もユーザメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００３２】
請求項１０に記載の発明によれば、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、画像異常、帯電異常の発生がない良好な帯電性能を得ることができるため、信頼性が高く、かつ、高画質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の一実施の形態を示す導電性部材の断面図である。図２は、図１の導電性部材の組み付け例を説明するための図であり、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後をそれぞれ示している。図３は、導電性部材を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。図４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。
【００３４】
図１及び図２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、ニッケルメッキされた硫黄快削鋼（ＳＵＭ）からなる外径１０ｍｍの導電性支持体（芯軸）１と、該導電性支持体１上に形成された電気抵抗調整層３と、該電気抵抗調整層３と像担持体（図３における６を参照。）が一定の空隙（図３におけるＧを参照。）を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層３の両端部に形成された空隙保持部材５，５と、前記電気抵抗調整層３の両端側３Ａ，３Ｂから延在する延在部３０，３０と、前記空隙保持部材５，５における電気抵抗調整層３の両端側に設けられて前記延在部３０，３０を収容する収容部５０，５０と、を有している。
【００３５】
電気抵抗調整層３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。そして、電気抵抗調整層３の体積固有抵抗は、１０6〜１０9Ωｃｍであることが望ましい。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、像担持体６全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。
【００３６】
電気抵抗調整層３に用いられる熱可塑性樹脂組成物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好ましい。
【００３７】
その熱可塑性樹脂組成物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。よって、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剤が７０〜３０重量％とする必要がある。
【００３８】
熱可塑性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。電気抵抗調整層３としての導電性支持体１上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体１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。
【００３９】
導電性支持体１上に電気抵抗調整層３のみを形成して導電性部材１０を構成すると、電気抵抗調整層３にトナー及び、トナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層３に表面層を形成することで、防止することができる。
【００４０】
また、本発明の導電性部材１０は、図３に示されているように、像担持体６に任意の圧力で当接されて配置される。空隙保持部材５，５は、画像形成領域を外した非画像形成領域に形成されている。この状態で帯電部材に電圧を印加することにより、像担持体６の帯電を行うことができる。導電性部材１０を転写部材として使用する場合も、同様の形態で行うことができる。導電性部材１０と像担持体６との間の空隙Ｇは、所定の値に保つ必要があり、好ましくは、１００μｍ以下である。空隙Ｇが大きくなると、導電性部材１０への電圧印加条件を高くする必要があるので、像担持体６の電気的劣化や異常放電が発生しやすくなる。
【００４１】
また、空隙保持部材５，５は、像担持体６との空隙Ｇを環境及び、長期(経時)に渡って安定して形成する必要があり、そのためには、吸湿性、耐摩耗性が小さい材料が望ましいことから、好ましくは、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、ＰＣ、ウレタン、フッ素等があげられる。そして、空隙保持部材５，５は、成型加工により成形されたものである。
【００４２】
延在部３０，３０は、電気抵抗調整層３の帯電有効領域Ｃの両端部３Ａ，３Ｂの各々から導電性支持体１に向かって直径が次第に減少し、導電性支持体１の周囲に周設する略円錐状に形成しており、その円錐面が傾斜面３１，３１となっている。なお、帯電有効領域Ｃは、図３に示す像担持体６の画像形成領域と対向する電機抵抗調整層３の表面となっている。
【００４３】
このように、電気抵抗調整層３の表面の両端部３Ａ，３Ｂから導電性像担持体１に向かって傾斜する傾斜面を有するように延在部３０，３０を形成するようにしたことから、収容部５０，５０に対して延在部３０，３０を容易に組み付けることができるとともに、空隙保持部材５，５に対する電気抵抗調整層３の熱膨張による影響を低減させることができるため、電気抵抗調整層３と像担持体６との間の空隙を精度良く一定に保つことができる。
【００４４】
なお、本最良の形態では、延在部３０，３０を略円錐台状に形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、電気抵抗調整層３の外形と同一の中空円柱状の延在部を形成する、傾斜角度の異なる複数の傾斜面を連続させて円錐面（曲面）を形成する、導電性支持体１の周囲の延在部３０，３０の断面が台形として、その下底が電気抵抗調整層３の厚みとなるように形成するなど種々異なる形態とすることができる。
【００４５】
収容部５０，５０は、上述した延在部３０，３０の外形に応じた形成しており、空隙保持部材５，５における電気抵抗調整層３寄りの端部５２から電気抵抗調整層３が貫通する貫通孔５３に向かうテーパ状の傾斜面である接触面５１を有している。
【００４６】
このように、電気抵抗調整層３の表面端部３Ａ，３Ｂから導電性支持体１に向かった傾斜する延在部３０の傾斜面３１と接触する接触面５１を空隙保持部材５，５の収容部５０に形成するようにしたことから、電気抵抗調整層３が熱膨張した後に収縮しても、延在部３０と収容部５０との密着面積、摩擦係数等が大きくなり、電気抵抗調整層３と空隙保持部材５，５との間に発生する隙間を抑制することができるため、トナーが凝集して像担持体（図３の６）の被帯電面に落下する問題を回避して、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００４７】
なお、本最良の形態では、延在部３０，３０の傾斜面３１と収容部５０，５０の接触面５１を接触させる場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、延在部３０の傾斜面３１に接触しない収容部５０，５０の内面が接触しない、一部が接触するなど種々異なる形態とすることができる。
【００４８】
また、電気抵抗調整層３の両端側に形成された一対の空隙保持部材５，５の各々は、同一形状となるように形成している。そして、両端部の導電性支持体１０の長手方向における空隙保持部材５，５の長さＬ１、その内径（導電性支持体１の外径）Ｌ２を同じにしているので、両端の空隙保持部材５，５が環境変動に対しても均一に変動することができることから、両端における空隙の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００４９】
特に、導電性部材１０が帯電部材であり、そして、その両端部の空隙保持部材をフィルム材として構成する場合、導電性部材１０が置かれている環境の変動、すなわち温度や湿度等が変化すると、その弾性部材である電気抵抗調整層と、そこに巻かれているフィルム材は、それぞれ熱膨張率に応じて膨張したり収縮したりする。そのため例えば電気抵抗調整層の部分の膨張がフィルム材の膨張よりも大きいときには、弾性部材はフィルム材が巻かれた部分に対して、そのフィルム材が巻かれていない部分の膨張の方が大きくなる。
【００５０】
そのため、電気抵抗調整層におけるフィルム材寄りの部分のところの近接量Ｇ１が設定どおりの近接量であるときでも、フィルム材が巻かれていない部分の特に中央部の近接量Ｇ２が近接量Ｇ１よりも小さくなる。その結果、電気抵抗調整層が像担持体の表面に接触してしまったときには、その弾性部材の表面が像担持体上の残留トナー等により汚れてしまい、帯電性が低下し帯電異常が発生してしまうが、両端部の空隙保持部材５，５の形状を同一とすることで、上述したように両端のフィルム材が環境変動に対しても均一に変動することができることから、両端の近接量の偏差が少ない良好な帯電性能を得ることができる。
【００５１】
図３に示されているように、本発明の導電性部材１０には、空隙保持部材５，５の外周面５１が像担持体６と当接したときに、該像担持体６の外周面と前記導電性部材１０の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、前記電気抵抗調整層３の外周面に対する空隙保持部材５，５の外周面の高低差が設けられている。このように、空隙保持部材５，５の外周面が像担持体６と当接したときに、該像担持体６の外周面と電気抵抗調整層３の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように、該電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差が設けられていると、像担持体６との間の空隙Ｇを精度良く一定に保つことができ、しかも、空隙保持部材５，５が配置されている電気抵抗調整層３が環境変動で寸法変化しても、電気抵抗調整層３の変化に追従することができ、そのために、空隙変動を抑えることができる。
【００５２】
前記電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差は、前記導電性部材１０上に設置された該空隙保持部材５，５の外周面と前記導電性支持体１上に設置された該電気抵抗調整層３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成される。このように、前記電気抵抗調整層３の外周面に対する前記空隙保持部材５，５の外周面の高低差が、前記導電性部材１０上に設置された該空隙保持部材５，５の外周面と前記導電性支持体１上に設置された該電気抵抗調整層３の外周面とに施された切削加工、研削加工等の除去加工による一体加工で形成されると、像担持体６の外周面と電気抵抗調整層３の外周面との間に形成される空隙Ｇの変動（振れ）を小さくして空隙Ｇの精度をより高めることができる。
【００５３】
本発明においては、前記導電性部材１０が円筒形状である。このように、前記導電性部材１０が円筒形状であと、該導電性部材１０を回転駆動させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減することができ、よって、長寿化をはかることができる。
【００５４】
なお、本発明の導電性部材１０及び像担持体６の形状は特に限定されず、像担持体６はベルト状、円筒状いずれの形式もとることができる。導電性部材１０もブレード形状、円筒形状等種々の形状をとることができるが、ともに円筒形状であることが好ましい。両者が常に同一面で対向していると、通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じてしまうが、両者を円筒形状として回転駆動させることで、この劣化を低減できるからである。
【００５５】
本発明においては、前記導電性部材１０は、好ましくは、帯電部材とされる。このように、前記導電性部材１０が帯電部材とされると、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。
【００５６】
次に、上述した導電性部材１０の組み付けの一例としては、図２（ａ）に示すように、空隙保持部材５，５の貫通孔５３に導電性支持体１が挿入され、その後、図２（ｂ）に示すように、延在部３０の傾斜面３１に傾斜面５１が当接することで、電気抵抗調整層３の両端側に空隙保持部材５，５が形成されるとともに、延在部３０，３０が収容部５０，５０に収容される。その後、空隙保持部材５，５と抵抗調整層３の段差部のばらつきを小さくするために、空隙保持部材５，５と抵抗調整層３が一体で形成された状態において、各部材の成形時の歪みを取る為に熱処理を行ってから、切削、研削等の除去加工によって、外径を仕上げる。その後、空隙保持部材５，５を保護した状態で電気抵抗調整層３上に更に表面層（図示せず）を形成し、導電性部材１０とする。
【００５７】
本発明の導電性部材１によれば、像担持体６に対する電気抵抗調整層３の帯電有効領域Ｃの両端側から延在部３０，３０を延在し、空隙保持部材５，５を電気抵抗調整層３の両側の端側３Ａ，３Ｂに形成したときに空隙保持部材５，５内の収容部５０，５０に該延在部３０，３０を収容するようにしたことから、熱処理によって電気抵抗調整層３が熱膨張した後に収縮して、電気抵抗調整層３と空隙保持部材５，５との間に隙間が生じても、その隙間は空隙保持部材５，５の収容部５０，５０に収容されているため、その隙間にトナー剤が入り込むことを抑制することができる。また、万一トナー剤が隙間に入り込んでも、延在部３０，３０と収容部５０，５０は帯電有効領域Ｃ外側に位置していることから、凝集して像担持体６の被帯電面に落下する問題を回避することができる。従って、凝集したトナーの落下を回避することで、画像異常、帯電異常の発生等による帯電性能の低下防止に貢献することができる。
【００５８】
また、上述した導電性部材（帯電部材）１０は、被帯電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５における１１０を参照。）とする。このように、導電性部材（帯電部材）１０が被帯電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ができ、且つ、交換もユーザメンテナンスが可能であり簡素化される。
【００５９】
本発明においては、前記プロセスカートリッジを有する画像形成装置とする。このように、請求項１３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。
【００６０】
図４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６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の左側の面に対応する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６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６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６上の画像と転写紙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。
【００６１】
さらに、像担持体６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４に示すように、前述した像担持体６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８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６上の静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（図８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７と、そのトナー像の転写後に像担持体６上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置（図８における１０８を参照。）と、像担持体６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４に示した像担持体６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６の表面は、帯電ローラ（図８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６が矢示Ａ方向に回転することにより現像装置（図８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。
【００６２】
一方、図４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６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７により像担持体６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７により搬送され、駆動ローラ部７ａで転写紙Ｐの腰による曲率分離で、その転写搬送ベルト７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６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、クリーニング装置のクリーニングブレード（図８における１０８を参照。）により掻き取られ、再び次の作像工程に移る。
【００６３】
なお、上述した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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す導電性部材の断面図である。
【図２】図１の導電性部材の組み付け例を説明するための図であり、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後をそれぞれ示している。
【図３】導電性部材を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。
【図４】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５】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６】従来の帯電部材の一例を示す部分破断図である。
【図７】従来の導電性部材における熱処理による隙間の発生例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 導電性支持体
３ 電気抵抗調整層
５ 空隙保持部材
６ 像担持体
１０ 導電性部材
３０ 延在部
３１ 傾斜面
５０ 収容部
５１ 接触面
【特許請求の範囲】
【請求項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、該電気抵抗調整層と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層の両端側に形成された空隙保持部材と、を有する導電性部材において、
前記電気抵抗調整層の両端側から延在する延在部と、前記空隙保持部材における前記電気抵抗調整層の両端側に設けられて前記延在部を収容する収容部と、を有することを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記延在部が、前記電気抵抗調整層の表面端部から前記導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
【請求項３】
前記収容部が、前記延在部の傾斜面と接触する接触面を有することを特徴とする請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々が同一形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の導電性部材。
【請求項５】
前記空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と前記導電性部材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する前記空隙保持部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の導電性部材。
【請求項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、前記導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と前記導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の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５に記載の導電性部材。
【請求項７】
前記導電性部材が円筒形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項８】
前記導電性部材が帯電部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項９】
請求項８に記載の帯電部材が被帯電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。
【請求項１０】
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画像形成装置。
【請求項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、該電気抵抗調整層と像担持体が一定の空隙を保持するように該像担持体と当接して該電気抵抗調整層の両端側に形成された空隙保持部材と、を有する導電性部材において、
前記電気抵抗調整層の両端側から延在する延在部と、前記空隙保持部材における前記電気抵抗調整層の両端側に設けられて前記延在部を収容する収容部と、を有することを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記延在部が、前記電気抵抗調整層の表面端部から前記導電性支持体に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
【請求項３】
前記収容部が、前記延在部の傾斜面と接触する接触面を有することを特徴とする請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記電気抵抗調整層の両端側に形成された一対の前記空隙保持部材の各々が同一形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の導電性部材。
【請求項５】
前記空隙保持部材の外周面が像担持体と当接したときに、該像担持体の外周面と前記導電性部材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する前記空隙保持部材の外周面の高低差が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の導電性部材。
【請求項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、前記導電性支持体上に設置された該空隙保持部材の外周面と前記導電性支持体上に設置された該電気抵抗調整層の外周面とに施された切削加工、研削加工等の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５に記載の導電性部材。
【請求項７】
前記導電性部材が円筒形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項８】
前記導電性部材が帯電部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項９】
請求項８に記載の帯電部材が被帯電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。
【請求項１０】
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画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−４１１３４（Ｐ２００７−４１１３４Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２８９５（Ｐ２００５−２２２８９５）
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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