導電性部材、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
【課題】製造時に各部材の成形時の歪を取るための熱処理とその後の冷却を行った場合でも、電気抵抗調整層とその両端側に設ける空隙保持部材との間に隙間が発生することを防止することができる導電性部材を提供する。
【解決手段】導電性支持体１０の周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａが係合するようにして、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに空隙保持部材１２を圧入している。
【解決手段】導電性支持体１０の周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａが係合するようにして、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに空隙保持部材１２を圧入している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、転写部材等）、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【０００６】
前記特許文献１のような帯電ローラは、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２２）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。
【特許文献１】特開２００５−９１８１８号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記各空隙保持部材２３は、電気抵抗調整層２２の両端側に露出する導電性支持体２１に圧入方式や接着方式によって挿入固定された後、各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行い、その後に、感光体ドラム（不図示）が電気抵抗調整層２２に対して所定の近接量（空隙量）を得るために研削加工や切削加工を行って、次工程で塗装、焼成を施している。
【０００８】
このため、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行うことにより、熱膨張によって電気抵抗調整層２２が膨張し、この膨張によって各空隙保持部材２３が電気抵抗調整層２２の両端外側に少し押し出される。その後、図８に示すように、冷却されると電気抵抗調整層２２は収縮して元の位置に戻るが、各空隙保持部材２３は押し出された位置に留まることにより、電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３との間に隙間ａが発生する。
【０００９】
このため、この隙間ａが発生した状態で帯電ローラ２０が画像形成装置に組み付けられると、画像形成動作時に画像形成に寄与しなかったトナーの一部が隙間ａに入り込むことによって、そのトナーが凝集して感光体ドラムの被帯電面に落下し、帯電異常や画像不良が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、製造時に各部材の成形時の歪を取るための熱処理とその後の冷却を行った場合でも、電気抵抗調整層とその両端側に設ける各空隙保持部材との間に隙間が発生することを防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、軸部材をなす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円筒状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の両端部側に段差を設けて形成した端部外周面に、凸部または凹部を一体に形成するとともに、前記電気抵抗調整層の端部外周面の径に応じた前記空隙保持部材の内周面に、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に対応して係合自在な凹部または凸部を形成し、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に前記空隙保持部材側の凹部または凸部が係合するようにして、前記電気抵抗調整層の端部外周面に前記空隙保持部材を圧入して固定していることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２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。
【００１３】
また、請求項３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。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、請求項３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。
【００１５】
また、請求項５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３に記載の帯電部材と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の端部外周面に形成した凸部または凹部に空隙保持部材の内周面に形成した凹部または凸部が係合するようにして、電気抵抗調整層の端部外周面に空隙保持部材を圧入することにより、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行ったときの熱膨張によって電気抵抗調整層が膨張したり、その後の冷却によって収縮しても、空隙保持部材はそれに応じて変位（移動）するだけで、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じることを防止することができる。
【００１７】
また、請求項２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。
【００１８】
また、請求項３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、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じることを防止されることによって、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にトナーが付着することを防止することができる。
【００１９】
また、請求項４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にトナーが付着することが防止され、帯電異常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。
【００２０】
また、請求項５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にトナーが付着することが防止され、帯電異常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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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）。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の端部側を示す縦断面図、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である。
【００２７】
図３、図４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。
【００２８】
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の外側まで位置しており、電気抵抗調整層１１の両端側に形成した段差部の端部外周面１１ａに圧入された各空隙保持部材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。
【００２９】
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。
【００３０】
導電性を有する電気抵抗調整層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からなり、インサート成形によって導電性支持体１０の外周面に１．５ｍｍ程度の肉厚で形成されている。なお、電気抵抗調整層１１の体積固有抵抗値は、１×１０３〜１×１０８Ω・ｃｍである。
【００３１】
円筒状の絶縁性を有する空隙保持部材１２は、例えば高密度ポリエチレン材からなり、電気抵抗調整層１１の両端部に形成した段差部の端部外周面１１ａとその外側に露出している導電性支持体１０の端部表面との間に跨るようにして圧入されている。空隙保持部材１２の厚みは、電気抵抗調整層１１と感光ドラム２との間の空隙Ｇが０．１ｍｍ以下となるように調整する。
【００３２】
図３に示したように、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａは、段差部１１ｂを設けることによってその内側（中央側）よりも少し小径に形成されており、この端部外周面１１ａの中間部には凸部１１ｃが一体に形成されている。なお、電気抵抗調整層１１の他方側の端部外周面も同様に形成されている。
【００３３】
一方、図３に示したように、円筒状の空隙保持部材１２の内周面には、電気抵抗調整層１１の前記凸部１１ｃと係合する凹部１２ａが形成されている。
【００３４】
そして、各空隙保持部材１２を導電性支持体１０の両端側からそれぞれ挿入して、電気抵抗調整層１１の両端外周面１１ａに圧入することにより、図３、図４に示したように、電気抵抗調整層１１の凸部１１ｃに空隙保持部材１２の凹部１２ｂが係合し、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに固定される。この際、空隙保持部材１２の端部側の内周面は、電気抵抗調整層１１の各端部外周面１１ａの外側に露出する導電性支持体１０の端部側周面に当接している。
【００３５】
このように、電気抵抗調整層１１の両端部に凸部１１ｃを有する端部外周面１１ａを形成するとともに、空隙保持部材１２の内周面に凹部１２ａを形成し、空隙保持部材１２を電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに圧入することにより、電気抵抗調整層１１の凸部１１ｃに空隙保持部材１２の凹部１２ａが係合し、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａ上に固定される。
【００３６】
これにより、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行ったときの熱膨張によって電気抵抗調整層１１が膨張したり、その後の冷却によって収縮しても、空隙保持部材１２はそれに応じて変位（移動）するだけで、電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間に隙間が生じることはない。よって、長期の使用においても電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間にトナーが付着することが防止されることにより、帯電異常の発生が抑制されて良好な画像を得ることができる。
【００３７】
また、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａを係合させることにより、空隙保持部材１２の引き抜き強度をより高くすることができる。
【００３８】
更に、前記した従来例のように空隙保持部材を導電性支持体の端部側周面に圧入して固定する構造では、適切な抜き強度を確保するには空隙保持部材を圧入する際のはめ合い代を精度よく管理する必要があるが、本実施形態では、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａを係合して固定することにより、空隙保持部材を単に導電性支持体に圧入する場合ような精度の高いはめ合い代管理が不要となる。
【００３９】
また、前記実施形態では電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに凸部１１ｃを形成し、空隙保持部材１２の内周面に凹部１２ａを形成したが、これとは逆に、図５に示すように、導電性支持体１０の外周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに凹部１１ｄを形成し、空隙保持部材１２の内周面に凸部１２ｂを形成する構成でもよい。
【００４０】
更に、図６に示すように、導電性支持体１０の外周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａになだらかな傾斜面を有する凸部１１ｅを形成し、空隙保持部材１２の内周面になだらかな傾斜面を有する凹部１２ｃを形成する構成でもよい。
【００４１】
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（帯電部材）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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す縦断面図。
【図４】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５】本発明の実施形態の変形例に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す拡大断面図。
【図６】本発明の実施形態の他の変形例に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す拡大断面図。
【図７】従来例における帯電ローラ（導電性部材）を示す縦断面図。
【図８】従来例における帯電ローラ（導電性部材）の電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じた状態を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
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 端部外周面
１１ｃ、１１ｅ、１２ｂ 凸部
１２ 空隙保持部材
１２ａ、１２ｃ、１１ｄ 凹部
【技術分野】
【０００１】
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、転写部材等）、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【０００６】
前記特許文献１のような帯電ローラは、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２２）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。
【特許文献１】特開２００５−９１８１８号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記各空隙保持部材２３は、電気抵抗調整層２２の両端側に露出する導電性支持体２１に圧入方式や接着方式によって挿入固定された後、各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行い、その後に、感光体ドラム（不図示）が電気抵抗調整層２２に対して所定の近接量（空隙量）を得るために研削加工や切削加工を行って、次工程で塗装、焼成を施している。
【０００８】
このため、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行うことにより、熱膨張によって電気抵抗調整層２２が膨張し、この膨張によって各空隙保持部材２３が電気抵抗調整層２２の両端外側に少し押し出される。その後、図８に示すように、冷却されると電気抵抗調整層２２は収縮して元の位置に戻るが、各空隙保持部材２３は押し出された位置に留まることにより、電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３との間に隙間ａが発生する。
【０００９】
このため、この隙間ａが発生した状態で帯電ローラ２０が画像形成装置に組み付けられると、画像形成動作時に画像形成に寄与しなかったトナーの一部が隙間ａに入り込むことによって、そのトナーが凝集して感光体ドラムの被帯電面に落下し、帯電異常や画像不良が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、製造時に各部材の成形時の歪を取るための熱処理とその後の冷却を行った場合でも、電気抵抗調整層とその両端側に設ける各空隙保持部材との間に隙間が発生することを防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、軸部材をなす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円筒状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の両端部側に段差を設けて形成した端部外周面に、凸部または凹部を一体に形成するとともに、前記電気抵抗調整層の端部外周面の径に応じた前記空隙保持部材の内周面に、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に対応して係合自在な凹部または凸部を形成し、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に前記空隙保持部材側の凹部または凸部が係合するようにして、前記電気抵抗調整層の端部外周面に前記空隙保持部材を圧入して固定していることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２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。
【００１３】
また、請求項３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。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、請求項３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。
【００１５】
また、請求項５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３に記載の帯電部材と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の端部外周面に形成した凸部または凹部に空隙保持部材の内周面に形成した凹部または凸部が係合するようにして、電気抵抗調整層の端部外周面に空隙保持部材を圧入することにより、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行ったときの熱膨張によって電気抵抗調整層が膨張したり、その後の冷却によって収縮しても、空隙保持部材はそれに応じて変位（移動）するだけで、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じることを防止することができる。
【００１７】
また、請求項２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。
【００１８】
また、請求項３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、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じることを防止されることによって、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にトナーが付着することを防止することができる。
【００１９】
また、請求項４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にトナーが付着することが防止され、帯電異常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。
【００２０】
また、請求項５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にトナーが付着することが防止され、帯電異常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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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）。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の端部側を示す縦断面図、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である。
【００２７】
図３、図４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。
【００２８】
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の外側まで位置しており、電気抵抗調整層１１の両端側に形成した段差部の端部外周面１１ａに圧入された各空隙保持部材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。
【００２９】
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。
【００３０】
導電性を有する電気抵抗調整層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からなり、インサート成形によって導電性支持体１０の外周面に１．５ｍｍ程度の肉厚で形成されている。なお、電気抵抗調整層１１の体積固有抵抗値は、１×１０３〜１×１０８Ω・ｃｍである。
【００３１】
円筒状の絶縁性を有する空隙保持部材１２は、例えば高密度ポリエチレン材からなり、電気抵抗調整層１１の両端部に形成した段差部の端部外周面１１ａとその外側に露出している導電性支持体１０の端部表面との間に跨るようにして圧入されている。空隙保持部材１２の厚みは、電気抵抗調整層１１と感光ドラム２との間の空隙Ｇが０．１ｍｍ以下となるように調整する。
【００３２】
図３に示したように、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａは、段差部１１ｂを設けることによってその内側（中央側）よりも少し小径に形成されており、この端部外周面１１ａの中間部には凸部１１ｃが一体に形成されている。なお、電気抵抗調整層１１の他方側の端部外周面も同様に形成されている。
【００３３】
一方、図３に示したように、円筒状の空隙保持部材１２の内周面には、電気抵抗調整層１１の前記凸部１１ｃと係合する凹部１２ａが形成されている。
【００３４】
そして、各空隙保持部材１２を導電性支持体１０の両端側からそれぞれ挿入して、電気抵抗調整層１１の両端外周面１１ａに圧入することにより、図３、図４に示したように、電気抵抗調整層１１の凸部１１ｃに空隙保持部材１２の凹部１２ｂが係合し、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに固定される。この際、空隙保持部材１２の端部側の内周面は、電気抵抗調整層１１の各端部外周面１１ａの外側に露出する導電性支持体１０の端部側周面に当接している。
【００３５】
このように、電気抵抗調整層１１の両端部に凸部１１ｃを有する端部外周面１１ａを形成するとともに、空隙保持部材１２の内周面に凹部１２ａを形成し、空隙保持部材１２を電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに圧入することにより、電気抵抗調整層１１の凸部１１ｃに空隙保持部材１２の凹部１２ａが係合し、空隙保持部材１２が電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａ上に固定される。
【００３６】
これにより、製造時に各部材の成形時の歪を取るために熱処理を行ったときの熱膨張によって電気抵抗調整層１１が膨張したり、その後の冷却によって収縮しても、空隙保持部材１２はそれに応じて変位（移動）するだけで、電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間に隙間が生じることはない。よって、長期の使用においても電気抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間にトナーが付着することが防止されることにより、帯電異常の発生が抑制されて良好な画像を得ることができる。
【００３７】
また、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａを係合させることにより、空隙保持部材１２の引き抜き強度をより高くすることができる。
【００３８】
更に、前記した従来例のように空隙保持部材を導電性支持体の端部側周面に圧入して固定する構造では、適切な抜き強度を確保するには空隙保持部材を圧入する際のはめ合い代を精度よく管理する必要があるが、本実施形態では、電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに形成した凸部１１ｃに、空隙保持部材１２の内周面に形成した凹部１２ａを係合して固定することにより、空隙保持部材を単に導電性支持体に圧入する場合ような精度の高いはめ合い代管理が不要となる。
【００３９】
また、前記実施形態では電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに凸部１１ｃを形成し、空隙保持部材１２の内周面に凹部１２ａを形成したが、これとは逆に、図５に示すように、導電性支持体１０の外周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａに凹部１１ｄを形成し、空隙保持部材１２の内周面に凸部１２ｂを形成する構成でもよい。
【００４０】
更に、図６に示すように、導電性支持体１０の外周面に設けた電気抵抗調整層１１の端部外周面１１ａになだらかな傾斜面を有する凸部１１ｅを形成し、空隙保持部材１２の内周面になだらかな傾斜面を有する凹部１２ｃを形成する構成でもよい。
【００４１】
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（帯電部材）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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】本発明の実施形態に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す縦断面図。
【図４】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５】本発明の実施形態の変形例に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す拡大断面図。
【図６】本発明の実施形態の他の変形例に係る帯電ローラ（導電性部材）の一端側を示す拡大断面図。
【図７】従来例における帯電ローラ（導電性部材）を示す縦断面図。
【図８】従来例における帯電ローラ（導電性部材）の電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じた状態を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
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 端部外周面
１１ｃ、１１ｅ、１２ｂ 凸部
１２ 空隙保持部材
１２ａ、１２ｃ、１１ｄ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材をなす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円筒状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の両端部側に段差を設けて形成した端部外周面に、凸部または凹部を一体に形成するとともに、前記電気抵抗調整層の端部外周面の径に応じた前記空隙保持部材の内周面に、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に対応して係合自在な凹部または凸部を形成し、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に前記空隙保持部材側の凹部または凸部が係合するようにして、前記電気抵抗調整層の端部外周面に前記空隙保持部材を圧入して固定している、
ことを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
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に記載の導電性部材。
【請求項３】
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または２に記載の導電性部材。
【請求項４】
請求項３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。
【請求項５】
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３に記載の帯電部材と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
軸部材をなす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円筒状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の両端部側に段差を設けて形成した端部外周面に、凸部または凹部を一体に形成するとともに、前記電気抵抗調整層の端部外周面の径に応じた前記空隙保持部材の内周面に、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に対応して係合自在な凹部または凸部を形成し、前記電気抵抗調整層側の凸部または凹部に前記空隙保持部材側の凹部または凸部が係合するようにして、前記電気抵抗調整層の端部外周面に前記空隙保持部材を圧入して固定している、
ことを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
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に記載の導電性部材。
【請求項３】
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または２に記載の導電性部材。
【請求項４】
請求項３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。
【請求項５】
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３に記載の帯電部材と、を備えた、
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８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１４７７２４（Ｐ２００７−１４７７２４Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３８５５０（Ｐ２００５−３３８５５０）
【出願日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【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６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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