導電性部材及び帯電ローラ及び帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】 長期にわたって使用されても感光体との空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、耐久性が高く、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を提供する。
【解決手段】 本発明の導電性部材は、感光体４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１１Ａ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１０と、導電性支持体１０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抵抗調整層１１と、抵抗調整層１１の両端部に臨ませて導電性支持体１０に設けられかつ抵抗調整層１１とは別体で異なる材料から構成されしかも感光体４と当接したときに対向軸部１１Ａを感光体４の表面に対して所定の空隙Ｇを開けて対向させる空隙保持部材１２とを備え、空隙保持部材１２は抵抗調整層１１と導電性支持体１０の少なくとも一方に接着され、接着剤１３の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下である。
【解決手段】 本発明の導電性部材は、感光体４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１１Ａ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１０と、導電性支持体１０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抵抗調整層１１と、抵抗調整層１１の両端部に臨ませて導電性支持体１０に設けられかつ抵抗調整層１１とは別体で異なる材料から構成されしかも感光体４と当接したときに対向軸部１１Ａを感光体４の表面に対して所定の空隙Ｇを開けて対向させる空隙保持部材１２とを備え、空隙保持部材１２は抵抗調整層１１と導電性支持体１０の少なくとも一方に接着され、接着剤１３の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下である。
【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、ファクシミリなどの電子写真方式の技術分野に適用でき、感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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部材、特に、帯電ローラ及び帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、感光体ドラム（像担持体）に対して帯電処理を行う帯電部材や、感光体ドラム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。
【０００３】
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、画像形成装置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４と、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、帯電ローラ２に電圧を印可するためのパワーパック（電圧印加電源）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固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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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（負の電位）が受光量に合わ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。
【０００７】
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給送される記録紙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。
【０００８】
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。
【０００９】
上記の画像形成装置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、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭６３―１４９６６８号公報
【特許文献２】特開平１−２１１１７７９号公報
【特許文献３】特開平１−２６７６６７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、接触帯電方式からなる帯電ローラ２を用いた場合には、以下に掲げるような問題があった。
【００１１】
（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固着し、この固着が進行すると感光体ドラム表面に帯電ローラの跡が残る。
【００１２】
（２）帯電ローラに交流電圧を印加した際に、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。
【００１３】
（３）感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに固着して帯電性能が低下する。
特に帯電ローラにおいて（１）の染出しが生じると、トナーが一層固着しやすくなる。
【００１４】
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体に固着しやすい。
【００１５】
（５）感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
【００１６】
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に接触す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号公報等）。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（以下、空隙という）が０．００５〜０．３ｍｍとなるように両者を対向させ、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。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「帯電ローラの構成物質の感光体ドラムへの固着」及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「トナーの固着による帯電ローラの帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに固着するトナーが少なくなるため近接帯電方式は優れている。
【００１７】
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の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ドラムとの間に一定間隔の空隙を設ける方法が、例えば、特開平５−１０７８７１号公報において考案されている。しかしながら、テープ状部材の摩耗、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と帯電ローラとの空隙を一定間隔に保ち続けることとが困難であるという問題があった。
【００１８】
また、テープ状部材の摩耗等を防止するためにテープ部材に変えて金属製リングを使用する方法も考えられるが、この場合には感光体ドラムの摩耗が著しいので感光体の基層金属と金属製リングとの間でショート電流が発生して、パワーパック（電圧印加電源）の破壊等の不具合を生じるおそれがあるという問題があった。
【００１９】
さらに、帯電ローラと感光体ドラムとの空隙を保持するために、帯電ローラの両端部にスペーサーリング層を設ける方法が、例えば、特開平３−２４００７６号公報、特開平４−３５８１７５号公報等において考案されている。しかしながら、これらの公報には、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、結果として帯電体ドラムの帯電電位が一定にならないという問題があった。
【００２０】
加えて、抵抗調整層、導電性支持体と空隙保持部材との三者の間の線膨張係数が大きく異なるため、低温あるいは高温環境下で抵抗調整層、導電性支持体、空隙保持部材の界面で剥離が発生する。
【００２１】
そのため、製造工程の焼成工程や、導電性支持部材の長期間の使用環境下において抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が発生する。この隙間にトナー粒子などが進入して固着すると、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できなくなる。
【００２２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたって使用されても感光体との空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、耐久性が高く、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、帯電ローラ、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を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１に記載の導電性部材は、感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。
【００２４】
請求項２に記載の導電性部材は、前記接着剤がシアノアクリレート系であることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の導電性部材は、前記空隙保持部材の少なくとも前記抵抗調整層に隣接する端面が絶縁性を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の導電性部材は、前記抵抗調整層と前記空隙保持部材とは、前記導電性支持体を中心軸とする円筒形状であることを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の導電性部材は、感光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円柱状導電性支持体と、該円柱状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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記円柱状導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で絶縁性を有する異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記円柱状導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載の帯電ローラは、前記空隙保持部材と前記抵抗調整層とは該空隙保持部材と該抵抗調整層との間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に加工処理されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジは、請求項６に記載の帯電ローラを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項８に記載の画像形成装置は、請求項７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】
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下の接着剤を用いているので、接着面全体にわたって薄く均一に塗布できることになり、空隙保持部材と抵抗調整層、あるいは空隙保持部材と導電性支持体の間の隙間を無くしつつ強固に接着することができる。
【００３２】
その結果、抵抗調整層と空隙保持部材との間へのトナー粒子などの進入・固着が防止でき、長期間の使用の際に感光体と導電性部材との間の空隙を安定して維持できることになる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、シアノアクリレート系の接着剤を用いることにより、短時間で高い接着強度を得ることができるため、製造工程において抵抗調整層と空隙保持部材間の隙間の発生、研削加工時の空隙保持部材の回転・脱離を防止することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、導電性部材に電圧を印加した場合に、空隙保持部材から感光体へのリークを防止することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、導電性部材を回転させて使用することにより、同一箇所からの連続通電による通電ストレスに起因する導電性部材表面の化学的劣化を防止することができるため、導電性部材の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
請求項５、請求項６に記載の発明によれば、長期間にわたって優れた画像品質が得られる帯電ローラを提供できる。
【００３７】
請求項７に記載の発明によれば、長期間にわたって、優れた画像品質が得られる近接帯電方式のプロセスカートリッジを提供でき、請求項８に記載の発明によれば、近接帯電方式の画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面にもとづき、本発明を説明する。
【００３９】
図３は、画像形成装置１の帯電ローラ２として使用される導電性部材の構成を示した断面図である。なお、具体的な画像形成装置１の構成は、図１を用いて背景技術において説明した内容と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４０】
帯電ローラ２は、近接帯電方式のものであって、導電性支持体１０と、その外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抵抗調整層１１とを備えている。抵抗調整層１１はその軸方向両端部に一対の空隙保持部材１２を有する。
【００４１】
その一対の空隙保持部材１２の間が感光体４の表面４ａに対して所定量の空隙Ｇ（図６参照）を保持するようにして対向される対向軸部１１Ａとなっている。その空隙Ｇは一対の空隙保持部材１２が感光体４の表面４ａに当接したときに形成される。
【００４２】
導電性支持体１０は、対向軸部１１Ａを構成するために軸方向に長く延びる円柱状芯金から構成され、その円柱状芯金はその両端部に設けられて図示を略す軸受け部に支承される小径部１０Ａと、対向軸部１１Ａに相当する部分に設けられて抵抗調整層１１の軸方向の抜け止めを防止する大径部１０Ｂと小径部１０Ａと大径部１０Ｂとの中間の大きさの中径部１０Ｃとを有する。その小径部１０Ａには帯電ローラ２に電圧を印加するためのパワーパック（電圧印加電源）３が接続される。
【００４３】
抵抗調整層１１は、導電性支持体１０を中心軸とする円筒状を呈する。空隙保持部材１２はその空隙保持部材１２と対向軸部１１Ａとの間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に研削又は研磨加工処理が施されている。
【００４４】
抵抗調整層１１の材料に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を用いる。その抵抗調整層１１の体積固有抵抗値は１０6Ωｃｍ〜１０9Ωｃｍであるのが望ましい。その体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍを超えると帯電能力や転写能力が不足し、１０6Ωｃｍよりも低いと感光体４への電圧集中によるリークが発生するからである。
【００４５】
その熱可塑性樹脂組成物には、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）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等を用いることができ、これらの熱可塑性樹脂組成物はいずれも成形加工が容易であるので好ましい。
【００４６】
高分子型イオン導電材料には、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電系の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・固定化されるので、金属酸化物、カーボンブラック等の電子電導系導電剤、導電性顔料を熱可塑性樹脂組成物に分散させたときに生じる分散不良に伴う体積固有抵抗値のばらつきがほとんどなく、ブリードアウトも生じがたいからである。
【００４７】
熱可塑性樹脂組成物と高分子型イオン導電材料との配合量は、所望の体積固有抵抗値を得る観点から定まり、全重量に対して熱可塑性樹脂組成物が３０〜７０重量％（高分子型イオン導電材料を７０〜３０重量％）程度である。なお、マトリックスポリマー中に相溶化剤を添加すると、更に高分子型イオン導電材料をミクロの分子レベルで均一に分散させることができる。
【００４８】
この熱可塑性樹脂組成物と高分子型イオン導電材料との混合には、二軸混練機、ニーダー等の溶融混練機械を用いるが、これに限られるものではない。
【００４９】
抵抗調整層１１は、既述したように導電性支持体１０の外周面にこの混合物を被覆包囲することにより形成するものであるが、その被覆包囲には押し出し成形、射出成形の各手段を用いることができる。
【００５０】
その抵抗調整層１１の外周面にはその対向軸部１１Ａに相当する部分に、その軸方向一端側から他端側に向かって表面層１１Ｂが形成されている。表面層１１Ｂを形成するわけは、抵抗調整層１１の外周面にはトナー及びその添加物が固着して電気的特性が劣化する可能性があるからである。表面層１１Ｂはそのトナーの固着を防止する役割を果たす。
【００５１】
この表面層１１Ｂは抵抗調整層１１の体積固有抵抗値（電気抵抗）よりも大きくかつ絶縁層の電気抵抗よりも小さい電気抵抗を有する。その表面層１１Ｂの体積固有抵抗値が抵抗調整層１１の体積固有抵抗値と同じかこれよりも小さいと感光体４の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）が発生しやすくなるからである。その一方、表面層１１Ｂの体積固有抵抗値を高くしすぎると、帯電能力が不足したり転写能力が不足するので、表面層１１Ｂの電気抵抗と抵抗調整層１１との電気抵抗との差は１０3Ωｃｍ以下であるのが望ましい。
【００５２】
空隙保持部材１２は、その体積固有抵抗値は１０13Ωｃｍ以上であることが感光体４に対するショートを防止する観点から望ましく、更に好ましくは、絶縁性を有し、感光体４を傷つけない程度に柔らかく、成形加工が容易であるとの観点から、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いて製作するのが望ましい。
【００５３】
その帯電ローラ２は、例えば、感光体４の表面に対して所定の空隙Ｇを保持するようにして対向される対向軸部１１Ａに相当する部分を構成するために円柱状芯金（導電性支持体１０）を研削処理して芯出し形成する工程と（図４（ａ）参照）、研削処理された円柱状芯金の外周面に射出成形により電気抵抗を調整するための抵抗調整層１１を形成する工程と（図４（ｂ）参照）、この抵抗調整層１１を形成した後アニーリングする工程と（図示を略す）、その円柱状芯金の中径部１０Ｃに空隙保持部材１２を挿入して接着剤１３を用いて空隙保持部材１２と中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とを接着する工程（図４（ｃ）参照）と、接着剤１３による接着後に導電性支持体１０を回転させてこの空隙保持部材１２と抵抗調整層１１とをその軸方向一端側から他端側に向かって連続的に研削又は研磨加工処理することにより空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成する工程と（図４（ｄ）参照）、空隙保持部材１２をマスキングした状態で抵抗調整層１１に表面層１１Ｂを形成する工程と、マスキングを除去して表面層１１Ｂを加熱硬化させる焼成工程と（図示を略す）を経て製造される。
【００５４】
その表面層１１Ｂの抵抗調整層１１への形成は、表面層１１Ｂの形成に用いる後述の材料を有機溶媒に溶解させて塗料を作成し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の各種のコーティング方法を用いることができる。なお、表面層１１Ｂには、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を用いることができ、これらは非粘着性に優れ、トナーの固着を防止できる観点から望ましい。
【００５５】
その空隙保持部材１２と抵抗調整層１１の端面部との接着、空隙保持部材１２と中径部１１Ｃとの接着に用いる接着剤１３には、粘度が１００ｍＰｓ以下のものを用いる。粘度が１００ｍＰｓよりも大きい接着剤では、接着剤１３の粘度が１００ｍｓよりも大きいものを用いると空隙保持部材１３の端面、抵抗調整層１１の端面、中径部１０Ｃに薄く均一に塗布することができず、接着ムラが生じるからである。
【００５６】
その結果、接着剤１３の膜厚の厚い部分と薄い部分や接着剤１３が塗布されていない部分が生じ、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に隙間１４が例えば図５に拡大して示すように生じる。また、接着ムラがあるために、高い接着強度が得られず、この帯電ロ
ーラ２を製造する段階での焼成工程や、この帯電ローラ２の長期間の使用中に隙間１４が生じるという不具合がある。帯電ローラ２にこのような隙間１４があると、トナーがこの隙間１４に固着し、空隙Ｇを所定量に維持できないという不都合がある。
【００５７】
この種の接着剤１３には、接着後短時間のうちに高い接着強度が得られることが望ましく、シアノアクリレート系の材料が望ましい。接着剤１３が硬化して接着強度が上昇するまでの時間が長いものでは、導電性部材２の製造段階で導電性支持体１０、抵抗調整層１１、空隙保持部材１２に加わる加工衝撃により、空隙保持部材１２が導電性支持体１０、抵抗調整層１１に対して相対回転するおそれがあるのに対し、シアノアクリレート系の接着剤１３を用いると、接着後短時間のうちに高い接着強度が得られるので、このような不具合が生じるのを避けることができるからである。
【００５８】
図６は図３に示す帯電ローラ２を感光体ドラム４に隣接設置した状態を示した模式図である。帯電ローラ２は感光体ドラム４に対して所定の圧力で当接されて配置される。この帯電ローラ２は、その対向軸部１１Ａの外径が空隙保持部材１２の外径に対して僅かに小径を呈する。帯電ローラ２の空隙保持部材１２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１２と対向軸部１１Ｂとの間に高低差があるので、表面層１１Ｂと感光体ドラム４の表面４ａとの間には空隙Ｇが形成される。
【００５９】
対向軸部１１Ｂと感光体ドラム４の表面との間の空隙Ｇの量は、１００μｍ以下であることが望ましい。というのは、空隙Ｇの量を大きくすると、導電性支持体１０への印加電圧を高くしなければならず、導電支持体１０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、異常放電が発生しやすくなったりするからである。
【００６０】
帯電ローラ２は、その空隙保持部材１２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。この状態で帯電ローラ２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。
【００６１】
感光体ドラム４は、ここでは、円筒形状を呈するものを用いているが、ベルト状のものであっても良く、導電性部材２も円筒状でなくとも構わないが、感光体ドラム４、導電性部材２は共に円筒状であるのが望ましい。
【００６２】
というのは、導電性部材と感光体ドラム４との同じ面を常時対向させた状態にして帯電を行わせることにすると、通電ストレスによる化学的劣化が導電性部材の表面と感光体ドラム４の表面４ａとに生じるが、帯電ローラ２と感光体ドラム４とを円筒形状にして両者を回転駆動させることにすれば、互いに対向する面を回転に伴って変化させることができるので通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じにくくなり、製品寿命を高めることが可能となるからである。その帯電ローラ２の回転駆動方向は感光体ドラム４の回転駆動方向と同方向でも逆方向でも良く、また、帯電ローラ２を感光体ドラム４の回転速度と等速回転駆動、間欠回転駆動させても良い。
【００６３】
なお、これらの実施例では、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間、空隙保持部材１２と中径部１０Ｃとの間の三者の接着を行うことにしたが、図７（ａ）に示すように空隙保持部材１２と中径部１０Ｃとの間のみを接着する構成、図７（ｂ）に示すように空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間のみを接着剤１３を用いて接着する構成のいずれを採用しても良い。
【００６４】
以下に、実験例と比較例とを示す。なお、ここでは、同一構造の導電部材について、主として接着剤１３の粘度を変えて比較することにしたが、比較例１については、あえて構造を異ならせて比較を行うことにした。
〈実験例１〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００６５】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃにその抵抗調整層１１の両端面に臨ませつつ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００６６】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（１７８１、スリーボンド社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００６７】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により、膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例２〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００６８】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃにその抵抗調整層１１の両端面に臨ませつつ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００６９】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（ＥＥ、アルテコ社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７０】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により、膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例３〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００７１】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００７２】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（ＣＮ２、アルテコ社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径が１２．００ｍｍになるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７３】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例４〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００７４】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨むように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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入し、シアノアクリレート系接着剤１３（１７８２、スリーボンド製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００７５】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７６】
次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例５〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、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％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００７７】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに、抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入し、シアノアクリレート系接着剤１３（ＣＮ４、アルテコ製）を用いて、空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００７８】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７９】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例１〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：４×１０８Ωcm）を、押出成形、加硫工程を経て形成し、研削により外径１２ｍｍに仕上げた。次いで、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、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚１０μｍの表面層１１Ｂを形成した。次いで、この両端部の周囲に一液性エポキシ配合樹脂接着剤（２２０２、スリーボンド製）により厚さ５０μｍのテープ状部材１５（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を巻回して貼り付け、焼成工程を経て、図８に示す導電性部材２’を得た。
〈比較例２〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、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、第一工業製薬製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００８０】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、一液性エポキシ配合樹脂接着剤１３（２２０２、スリーボンド製）により空隙保持部材１２を中径部１１Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８１】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８２】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例３〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００８３】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、合成ゴム系接着剤１３（１５２１、スリーボンド製）により中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８４】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８５】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１０Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例４〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００８６】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、一液湿気硬化型弾性接着剤１３（１５３０、スリーボンド製）により空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８７】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８８】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
【００８９】
表１に、製造段階においての実験例及び比較例の比較結果を示す。
実験例１〜５では製造段階において全て不具合がなかったが、比較例１〜４では空隙保持部材１２の回転・脱離が発生した。脱離したものは再接着を行なったが、焼成後には比較例１〜４の全ての導電性部材２に、空隙保持部材１２の端面と抵抗調整層１１の端面との間に、表１に示すように製造段階で隙間が発生した。
【００９０】
これは、比較例１〜４のものは、空隙保持部材１２の端面と抵抗調整層１１の端面との接着強度が不足していたか、接着されていない部分が存在していたからであると思われる。
【００９１】
【表１】
以上の導電性部材を帯電ローラ２として、図１に示す画像形成装置に搭載し、帯電ローラ２と感光体４の間の空隙量Ｇを測定した。 次いで、印加電圧をＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp(周波数＝２kHz)に設定して、６００，０００枚を通紙し、帯電ローラ２と感光体４の間の空隙量Ｇ、抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間の隙間の状態、及び空隙保持部材１２の状態、及び画像について評価を行った。評価環境は２３℃、６０%RHで評価用トナーとして、ＰｘＰトナー（粒径５μｍ）を用いた。 以上の評価結果を表２に示す。 実験例１〜５の帯電ローラ２は評価項目の全てについて良好な結果が得られたが、比較例１〜４では評価項目の全てについて不具合が見られた。
【００９２】
以上、実験例と比較例との比較結果から明らかなように、接着剤１３の粘度が低いものについて良好な結果が得られ、接着剤１３の粘度としては１００ｍＰａ・ｓ以下が望ましいと予想される。
【００９３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図２】画像形成装置の他の例を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる導電性部材の一例を示す断面図である。
【図４ａ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、円柱状芯金の側面図である。
【図４ｂ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、図４ａに示す円柱状芯金の周面に抵抗調整層を形成した成形体を示す側面図である。
【図４ｃ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、その円柱状芯金に抵抗調整層の両端部に臨ませて空隙保持部材を挿入支持し、接着剤により固定した状態を示す図である。
【図４ｄ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、図４ｃに示す成形体を切削している途中の状態を示す図である。
【図５】空隙保持部材と抵抗調整層との接着の不具合を説明するための部分断面図である。
【図６】図３に示す導電性部材を帯電部材として感光体上に配置した状態を示す説明図である。
【図７】空隙保持部材と抵抗調整層と中径部との接着方法の他の例を示す説明図であって、（図７ａ）は空隙保持部材を中径部のみに接着した状態を示す部分断面図、（図７ｂ）は空隙保持部材を抵抗調整層のみに接着した状態を示す部分断面図である。
【図８】比較例の導電性部材の一例を示し、抵抗調整層の両端部にテープを巻回して抵抗調整層を形成した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９５】
４…感光体
１０…導電性支持体
１１…抵抗調整層
１１Ａ…対向軸部
１２…空隙保持部材
１３…接着剤
Ｇ…空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の技術分野に適用でき、感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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部材、特に、帯電ローラ及び帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、感光体ドラム（像担持体）に対して帯電処理を行う帯電部材や、感光体ドラム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。
【０００３】
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、画像形成装置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４と、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、帯電ローラ２に電圧を印可するためのパワーパック（電圧印加電源）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固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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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（負の電位）が受光量に合わ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。
【０００７】
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給送される記録紙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。
【０００８】
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。
【０００９】
上記の画像形成装置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、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭６３―１４９６６８号公報
【特許文献２】特開平１−２１１１７７９号公報
【特許文献３】特開平１−２６７６６７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、接触帯電方式からなる帯電ローラ２を用いた場合には、以下に掲げるような問題があった。
【００１１】
（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固着し、この固着が進行すると感光体ドラム表面に帯電ローラの跡が残る。
【００１２】
（２）帯電ローラに交流電圧を印加した際に、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。
【００１３】
（３）感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに固着して帯電性能が低下する。
特に帯電ローラにおいて（１）の染出しが生じると、トナーが一層固着しやすくなる。
【００１４】
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体に固着しやすい。
【００１５】
（５）感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
【００１６】
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に接触す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号公報等）。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（以下、空隙という）が０．００５〜０．３ｍｍとなるように両者を対向させ、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。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「帯電ローラの構成物質の感光体ドラムへの固着」及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「トナーの固着による帯電ローラの帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに固着するトナーが少なくなるため近接帯電方式は優れている。
【００１７】
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の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ドラムとの間に一定間隔の空隙を設ける方法が、例えば、特開平５−１０７８７１号公報において考案されている。しかしながら、テープ状部材の摩耗、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と帯電ローラとの空隙を一定間隔に保ち続けることとが困難であるという問題があった。
【００１８】
また、テープ状部材の摩耗等を防止するためにテープ部材に変えて金属製リングを使用する方法も考えられるが、この場合には感光体ドラムの摩耗が著しいので感光体の基層金属と金属製リングとの間でショート電流が発生して、パワーパック（電圧印加電源）の破壊等の不具合を生じるおそれがあるという問題があった。
【００１９】
さらに、帯電ローラと感光体ドラムとの空隙を保持するために、帯電ローラの両端部にスペーサーリング層を設ける方法が、例えば、特開平３−２４００７６号公報、特開平４−３５８１７５号公報等において考案されている。しかしながら、これらの公報には、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、結果として帯電体ドラムの帯電電位が一定にならないという問題があった。
【００２０】
加えて、抵抗調整層、導電性支持体と空隙保持部材との三者の間の線膨張係数が大きく異なるため、低温あるいは高温環境下で抵抗調整層、導電性支持体、空隙保持部材の界面で剥離が発生する。
【００２１】
そのため、製造工程の焼成工程や、導電性支持部材の長期間の使用環境下において抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が発生する。この隙間にトナー粒子などが進入して固着すると、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できなくなる。
【００２２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたって使用されても感光体との空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、耐久性が高く、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、帯電ローラ、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を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１に記載の導電性部材は、感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。
【００２４】
請求項２に記載の導電性部材は、前記接着剤がシアノアクリレート系であることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の導電性部材は、前記空隙保持部材の少なくとも前記抵抗調整層に隣接する端面が絶縁性を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の導電性部材は、前記抵抗調整層と前記空隙保持部材とは、前記導電性支持体を中心軸とする円筒形状であることを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の導電性部材は、感光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円柱状導電性支持体と、該円柱状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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記円柱状導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で絶縁性を有する異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記円柱状導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載の帯電ローラは、前記空隙保持部材と前記抵抗調整層とは該空隙保持部材と該抵抗調整層との間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に加工処理されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジは、請求項６に記載の帯電ローラを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項８に記載の画像形成装置は、請求項７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】
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下の接着剤を用いているので、接着面全体にわたって薄く均一に塗布できることになり、空隙保持部材と抵抗調整層、あるいは空隙保持部材と導電性支持体の間の隙間を無くしつつ強固に接着することができる。
【００３２】
その結果、抵抗調整層と空隙保持部材との間へのトナー粒子などの進入・固着が防止でき、長期間の使用の際に感光体と導電性部材との間の空隙を安定して維持できることになる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、シアノアクリレート系の接着剤を用いることにより、短時間で高い接着強度を得ることができるため、製造工程において抵抗調整層と空隙保持部材間の隙間の発生、研削加工時の空隙保持部材の回転・脱離を防止することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、導電性部材に電圧を印加した場合に、空隙保持部材から感光体へのリークを防止することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、導電性部材を回転させて使用することにより、同一箇所からの連続通電による通電ストレスに起因する導電性部材表面の化学的劣化を防止することができるため、導電性部材の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
請求項５、請求項６に記載の発明によれば、長期間にわたって優れた画像品質が得られる帯電ローラを提供できる。
【００３７】
請求項７に記載の発明によれば、長期間にわたって、優れた画像品質が得られる近接帯電方式のプロセスカートリッジを提供でき、請求項８に記載の発明によれば、近接帯電方式の画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面にもとづき、本発明を説明する。
【００３９】
図３は、画像形成装置１の帯電ローラ２として使用される導電性部材の構成を示した断面図である。なお、具体的な画像形成装置１の構成は、図１を用いて背景技術において説明した内容と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４０】
帯電ローラ２は、近接帯電方式のものであって、導電性支持体１０と、その外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抵抗調整層１１とを備えている。抵抗調整層１１はその軸方向両端部に一対の空隙保持部材１２を有する。
【００４１】
その一対の空隙保持部材１２の間が感光体４の表面４ａに対して所定量の空隙Ｇ（図６参照）を保持するようにして対向される対向軸部１１Ａとなっている。その空隙Ｇは一対の空隙保持部材１２が感光体４の表面４ａに当接したときに形成される。
【００４２】
導電性支持体１０は、対向軸部１１Ａを構成するために軸方向に長く延びる円柱状芯金から構成され、その円柱状芯金はその両端部に設けられて図示を略す軸受け部に支承される小径部１０Ａと、対向軸部１１Ａに相当する部分に設けられて抵抗調整層１１の軸方向の抜け止めを防止する大径部１０Ｂと小径部１０Ａと大径部１０Ｂとの中間の大きさの中径部１０Ｃとを有する。その小径部１０Ａには帯電ローラ２に電圧を印加するためのパワーパック（電圧印加電源）３が接続される。
【００４３】
抵抗調整層１１は、導電性支持体１０を中心軸とする円筒状を呈する。空隙保持部材１２はその空隙保持部材１２と対向軸部１１Ａとの間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に研削又は研磨加工処理が施されている。
【００４４】
抵抗調整層１１の材料に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を用いる。その抵抗調整層１１の体積固有抵抗値は１０6Ωｃｍ〜１０9Ωｃｍであるのが望ましい。その体積固有抵抗値が１０9Ωｃｍを超えると帯電能力や転写能力が不足し、１０6Ωｃｍよりも低いと感光体４への電圧集中によるリークが発生するからである。
【００４５】
その熱可塑性樹脂組成物には、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）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等を用いることができ、これらの熱可塑性樹脂組成物はいずれも成形加工が容易であるので好ましい。
【００４６】
高分子型イオン導電材料には、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電系の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・固定化されるので、金属酸化物、カーボンブラック等の電子電導系導電剤、導電性顔料を熱可塑性樹脂組成物に分散させたときに生じる分散不良に伴う体積固有抵抗値のばらつきがほとんどなく、ブリードアウトも生じがたいからである。
【００４７】
熱可塑性樹脂組成物と高分子型イオン導電材料との配合量は、所望の体積固有抵抗値を得る観点から定まり、全重量に対して熱可塑性樹脂組成物が３０〜７０重量％（高分子型イオン導電材料を７０〜３０重量％）程度である。なお、マトリックスポリマー中に相溶化剤を添加すると、更に高分子型イオン導電材料をミクロの分子レベルで均一に分散させることができる。
【００４８】
この熱可塑性樹脂組成物と高分子型イオン導電材料との混合には、二軸混練機、ニーダー等の溶融混練機械を用いるが、これに限られるものではない。
【００４９】
抵抗調整層１１は、既述したように導電性支持体１０の外周面にこの混合物を被覆包囲することにより形成するものであるが、その被覆包囲には押し出し成形、射出成形の各手段を用いることができる。
【００５０】
その抵抗調整層１１の外周面にはその対向軸部１１Ａに相当する部分に、その軸方向一端側から他端側に向かって表面層１１Ｂが形成されている。表面層１１Ｂを形成するわけは、抵抗調整層１１の外周面にはトナー及びその添加物が固着して電気的特性が劣化する可能性があるからである。表面層１１Ｂはそのトナーの固着を防止する役割を果たす。
【００５１】
この表面層１１Ｂは抵抗調整層１１の体積固有抵抗値（電気抵抗）よりも大きくかつ絶縁層の電気抵抗よりも小さい電気抵抗を有する。その表面層１１Ｂの体積固有抵抗値が抵抗調整層１１の体積固有抵抗値と同じかこれよりも小さいと感光体４の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）が発生しやすくなるからである。その一方、表面層１１Ｂの体積固有抵抗値を高くしすぎると、帯電能力が不足したり転写能力が不足するので、表面層１１Ｂの電気抵抗と抵抗調整層１１との電気抵抗との差は１０3Ωｃｍ以下であるのが望ましい。
【００５２】
空隙保持部材１２は、その体積固有抵抗値は１０13Ωｃｍ以上であることが感光体４に対するショートを防止する観点から望ましく、更に好ましくは、絶縁性を有し、感光体４を傷つけない程度に柔らかく、成形加工が容易であるとの観点から、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いて製作するのが望ましい。
【００５３】
その帯電ローラ２は、例えば、感光体４の表面に対して所定の空隙Ｇを保持するようにして対向される対向軸部１１Ａに相当する部分を構成するために円柱状芯金（導電性支持体１０）を研削処理して芯出し形成する工程と（図４（ａ）参照）、研削処理された円柱状芯金の外周面に射出成形により電気抵抗を調整するための抵抗調整層１１を形成する工程と（図４（ｂ）参照）、この抵抗調整層１１を形成した後アニーリングする工程と（図示を略す）、その円柱状芯金の中径部１０Ｃに空隙保持部材１２を挿入して接着剤１３を用いて空隙保持部材１２と中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とを接着する工程（図４（ｃ）参照）と、接着剤１３による接着後に導電性支持体１０を回転させてこの空隙保持部材１２と抵抗調整層１１とをその軸方向一端側から他端側に向かって連続的に研削又は研磨加工処理することにより空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成する工程と（図４（ｄ）参照）、空隙保持部材１２をマスキングした状態で抵抗調整層１１に表面層１１Ｂを形成する工程と、マスキングを除去して表面層１１Ｂを加熱硬化させる焼成工程と（図示を略す）を経て製造される。
【００５４】
その表面層１１Ｂの抵抗調整層１１への形成は、表面層１１Ｂの形成に用いる後述の材料を有機溶媒に溶解させて塗料を作成し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の各種のコーティング方法を用いることができる。なお、表面層１１Ｂには、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を用いることができ、これらは非粘着性に優れ、トナーの固着を防止できる観点から望ましい。
【００５５】
その空隙保持部材１２と抵抗調整層１１の端面部との接着、空隙保持部材１２と中径部１１Ｃとの接着に用いる接着剤１３には、粘度が１００ｍＰｓ以下のものを用いる。粘度が１００ｍＰｓよりも大きい接着剤では、接着剤１３の粘度が１００ｍｓよりも大きいものを用いると空隙保持部材１３の端面、抵抗調整層１１の端面、中径部１０Ｃに薄く均一に塗布することができず、接着ムラが生じるからである。
【００５６】
その結果、接着剤１３の膜厚の厚い部分と薄い部分や接着剤１３が塗布されていない部分が生じ、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に隙間１４が例えば図５に拡大して示すように生じる。また、接着ムラがあるために、高い接着強度が得られず、この帯電ロ
ーラ２を製造する段階での焼成工程や、この帯電ローラ２の長期間の使用中に隙間１４が生じるという不具合がある。帯電ローラ２にこのような隙間１４があると、トナーがこの隙間１４に固着し、空隙Ｇを所定量に維持できないという不都合がある。
【００５７】
この種の接着剤１３には、接着後短時間のうちに高い接着強度が得られることが望ましく、シアノアクリレート系の材料が望ましい。接着剤１３が硬化して接着強度が上昇するまでの時間が長いものでは、導電性部材２の製造段階で導電性支持体１０、抵抗調整層１１、空隙保持部材１２に加わる加工衝撃により、空隙保持部材１２が導電性支持体１０、抵抗調整層１１に対して相対回転するおそれがあるのに対し、シアノアクリレート系の接着剤１３を用いると、接着後短時間のうちに高い接着強度が得られるので、このような不具合が生じるのを避けることができるからである。
【００５８】
図６は図３に示す帯電ローラ２を感光体ドラム４に隣接設置した状態を示した模式図である。帯電ローラ２は感光体ドラム４に対して所定の圧力で当接されて配置される。この帯電ローラ２は、その対向軸部１１Ａの外径が空隙保持部材１２の外径に対して僅かに小径を呈する。帯電ローラ２の空隙保持部材１２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１２と対向軸部１１Ｂとの間に高低差があるので、表面層１１Ｂと感光体ドラム４の表面４ａとの間には空隙Ｇが形成される。
【００５９】
対向軸部１１Ｂと感光体ドラム４の表面との間の空隙Ｇの量は、１００μｍ以下であることが望ましい。というのは、空隙Ｇの量を大きくすると、導電性支持体１０への印加電圧を高くしなければならず、導電支持体１０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、異常放電が発生しやすくなったりするからである。
【００６０】
帯電ローラ２は、その空隙保持部材１２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。この状態で帯電ローラ２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。
【００６１】
感光体ドラム４は、ここでは、円筒形状を呈するものを用いているが、ベルト状のものであっても良く、導電性部材２も円筒状でなくとも構わないが、感光体ドラム４、導電性部材２は共に円筒状であるのが望ましい。
【００６２】
というのは、導電性部材と感光体ドラム４との同じ面を常時対向させた状態にして帯電を行わせることにすると、通電ストレスによる化学的劣化が導電性部材の表面と感光体ドラム４の表面４ａとに生じるが、帯電ローラ２と感光体ドラム４とを円筒形状にして両者を回転駆動させることにすれば、互いに対向する面を回転に伴って変化させることができるので通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じにくくなり、製品寿命を高めることが可能となるからである。その帯電ローラ２の回転駆動方向は感光体ドラム４の回転駆動方向と同方向でも逆方向でも良く、また、帯電ローラ２を感光体ドラム４の回転速度と等速回転駆動、間欠回転駆動させても良い。
【００６３】
なお、これらの実施例では、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間、空隙保持部材１２と中径部１０Ｃとの間の三者の接着を行うことにしたが、図７（ａ）に示すように空隙保持部材１２と中径部１０Ｃとの間のみを接着する構成、図７（ｂ）に示すように空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間のみを接着剤１３を用いて接着する構成のいずれを採用しても良い。
【００６４】
以下に、実験例と比較例とを示す。なお、ここでは、同一構造の導電部材について、主として接着剤１３の粘度を変えて比較することにしたが、比較例１については、あえて構造を異ならせて比較を行うことにした。
〈実験例１〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００６５】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃにその抵抗調整層１１の両端面に臨ませつつ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００６６】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（１７８１、スリーボンド社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００６７】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により、膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例２〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００６８】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃにその抵抗調整層１１の両端面に臨ませつつ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００６９】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（ＥＥ、アルテコ社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７０】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により、膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例３〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００７１】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませ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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入した。
【００７２】
ついで、シアノアクリレート系接着剤１３（ＣＮ２、アルテコ社製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径が１２．００ｍｍになるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７３】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例４〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００７４】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨むように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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入し、シアノアクリレート系接着剤１３（１７８２、スリーボンド製）を用いて空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００７５】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７６】
次いで抵抗調整層１１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料製）、イソシアネート系硬化剤、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈実験例５〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−０５００、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％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００７７】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに、抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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）からなるリング状の空隙保持部材１２を挿入し、シアノアクリレート系接着剤１３（ＣＮ４、アルテコ製）を用いて、空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００７８】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍとなるように、その成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００７９】
次いで、抵抗調整層１１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、及びカーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０９Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て、図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例１〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：４×１０８Ωcm）を、押出成形、加硫工程を経て形成し、研削により外径１２ｍｍに仕上げた。次いで、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、及び酸化スズ(全固形分に対して６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚１０μｍの表面層１１Ｂを形成した。次いで、この両端部の周囲に一液性エポキシ配合樹脂接着剤（２２０２、スリーボンド製）により厚さ５０μｍのテープ状部材１５（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社製）を巻回して貼り付け、焼成工程を経て、図８に示す導電性部材２’を得た。
〈比較例２〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１としてＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）５０重量％、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、第一工業製薬製）５０重量％からなる樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０８Ωcm）を射出成形により形成した。
【００８０】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、一液性エポキシ配合樹脂接着剤１３（２２０２、スリーボンド製）により空隙保持部材１２を中径部１１Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８１】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８２】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例３〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００８３】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、合成ゴム系接着剤１３（１５２１、スリーボンド製）により中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８４】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８５】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１０Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
〈比較例４〉
導電性支持体１０としてのステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）に、抵抗調整層１１として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：２×１０８Ωcm）を、射出成形により形成した。
【００８６】
次いで、このようにして得られた成形体の導電性支持体１０の中径部１０Ｃに抵抗調整層１１の両端面に臨ませて、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１２を挿入し、一液湿気硬化型弾性接着剤１３（１５３０、スリーボンド製）により空隙保持部材１２を中径部１０Ｃと抵抗調整層１１とに接着した。
【００８７】
次いで、研削バイトを用いて空隙保持部材１２の外径（最大径）が１２．１２ｍｍ、抵抗調整層１１の外径が１２．００ｍｍになるようにその成形体を回転させながら連続的に一端側から他端側に向かって図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように切削することにより、空隙保持部材１２と抵抗調整層１１との間に高低差を形成した。
【００８８】
次いで、抵抗調整層１１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６０重量%)からなる混合物（表面抵抗：２×１０１０Ω）により膜厚約１０μの表面層１１Ｂを形成し、焼成工程を経て図３に示す導電性部材２を得た。
【００８９】
表１に、製造段階においての実験例及び比較例の比較結果を示す。
実験例１〜５では製造段階において全て不具合がなかったが、比較例１〜４では空隙保持部材１２の回転・脱離が発生した。脱離したものは再接着を行なったが、焼成後には比較例１〜４の全ての導電性部材２に、空隙保持部材１２の端面と抵抗調整層１１の端面との間に、表１に示すように製造段階で隙間が発生した。
【００９０】
これは、比較例１〜４のものは、空隙保持部材１２の端面と抵抗調整層１１の端面との接着強度が不足していたか、接着されていない部分が存在していたからであると思われる。
【００９１】
【表１】
以上の導電性部材を帯電ローラ２として、図１に示す画像形成装置に搭載し、帯電ローラ２と感光体４の間の空隙量Ｇを測定した。 次いで、印加電圧をＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp(周波数＝２kHz)に設定して、６００，０００枚を通紙し、帯電ローラ２と感光体４の間の空隙量Ｇ、抵抗調整層１１と空隙保持部材１２との間の隙間の状態、及び空隙保持部材１２の状態、及び画像について評価を行った。評価環境は２３℃、６０%RHで評価用トナーとして、ＰｘＰトナー（粒径５μｍ）を用いた。 以上の評価結果を表２に示す。 実験例１〜５の帯電ローラ２は評価項目の全てについて良好な結果が得られたが、比較例１〜４では評価項目の全てについて不具合が見られた。
【００９２】
以上、実験例と比較例との比較結果から明らかなように、接着剤１３の粘度が低いものについて良好な結果が得られ、接着剤１３の粘度としては１００ｍＰａ・ｓ以下が望ましいと予想される。
【００９３】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図２】画像形成装置の他の例を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる導電性部材の一例を示す断面図である。
【図４ａ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、円柱状芯金の側面図である。
【図４ｂ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、図４ａに示す円柱状芯金の周面に抵抗調整層を形成した成形体を示す側面図である。
【図４ｃ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、その円柱状芯金に抵抗調整層の両端部に臨ませて空隙保持部材を挿入支持し、接着剤により固定した状態を示す図である。
【図４ｄ】本発明に係わる導電性部材の製造工程の一例を示す説明図であって、図４ｃに示す成形体を切削している途中の状態を示す図である。
【図５】空隙保持部材と抵抗調整層との接着の不具合を説明するための部分断面図である。
【図６】図３に示す導電性部材を帯電部材として感光体上に配置した状態を示す説明図である。
【図７】空隙保持部材と抵抗調整層と中径部との接着方法の他の例を示す説明図であって、（図７ａ）は空隙保持部材を中径部のみに接着した状態を示す部分断面図、（図７ｂ）は空隙保持部材を抵抗調整層のみに接着した状態を示す部分断面図である。
【図８】比較例の導電性部材の一例を示し、抵抗調整層の両端部にテープを巻回して抵抗調整層を形成した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９５】
４…感光体
１０…導電性支持体
１１…抵抗調整層
１１Ａ…対向軸部
１２…空隙保持部材
１３…接着剤
Ｇ…空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、
前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記接着剤がシアノアクリレート系であ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】
前記空隙保持部材は、少なくとも前記抵抗調整層に隣接する端面が絶縁性を有す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。
【請求項４】
前記抵抗調整層と前記空隙保持部材とは、前記導電性支持体を中心軸とする円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３に記載の導電性部材。
【請求項５】
感光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円柱状導電性支持体と、該円柱状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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記円柱状導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で絶縁性を有する異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、
前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記円柱状導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項６】
前記空隙保持部材と前記抵抗調整層とは該空隙保持部材と該抵抗調整層との間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に加工処理されていることを特徴とする請求項５に記載の帯電ローラ。
【請求項７】
請求項６に記載の帯電ローラを有するプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【請求項１】
感光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、該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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、
前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記接着剤がシアノアクリレート系であ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】
前記空隙保持部材は、少なくとも前記抵抗調整層に隣接する端面が絶縁性を有す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。
【請求項４】
前記抵抗調整層と前記空隙保持部材とは、前記導電性支持体を中心軸とする円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３に記載の導電性部材。
【請求項５】
感光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円柱状導電性支持体と、該円柱状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抵抗調整層と、該抵抗調整層の両端部に臨ませて前記円柱状導電性支持体に設けられかつ前記抵抗調整層とは別体で絶縁性を有する異なる材料から構成されしかも前記感光体と当接したときに前記対向軸部を前記感光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、
前記空隙保持部材は前記抵抗調整層と前記円柱状導電性支持体の少なくとも一方に接着され、該接着剤の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項６】
前記空隙保持部材と前記抵抗調整層とは該空隙保持部材と該抵抗調整層との間に高低差が形成されるようにして軸方向一端側から他端側に向かって連続的に加工処理されていることを特徴とする請求項５に記載の帯電ローラ。
【請求項７】
請求項６に記載の帯電ローラを有するプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１０７３８（Ｐ２００６−１０７３８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８３４９２（Ｐ２００４−１８３４９２）
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]