JP2007011026A - 導電性部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潜像担持体との間に安定した空隙を高精度に維持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の両端部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、該像担持体と当接する前記空隙保持部材５，５の外周面５１の端部に面取り形状５３が形成されているものとする。
【選択図】図１

Description

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。

従来の電子写真複写機、レーザープリンタ、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（感光体ドラム）に対して帯電処理を行う帯電部材、及び、像担持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８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。

図８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像担持体１０１、像担持体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、像担持体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、像担持体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、転写処理後の像担持体１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、像担持体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。

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、像担持体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、像担持体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気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。

次に、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０の基本的な作像動作について説明する。

像担持体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、像担持体１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が像担持体１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、像担持体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による像担持体１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と像担持体１０１との間の微少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。

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。

図９は、従来の導電性部材の一例を示す断面図である。図９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導電性部材（帯電ローラ）２１０を提案した（特許文献１参照）。

前記導電性部材２１０においては、電気抵抗調整層２０２の両端部に空隙保持部材２０３を圧入する構成になっている。この導電性部材２１０においては、電気抵抗調整層２０２の端部に空隙保持部材２０３が形成され、空隙保持部材２０３は、電気抵抗調整層２０２の端面及び導電性支持体２０１と接している。また、この導電性部材２１０においては、長期の信頼性を向上させるために、空隙保持部材２０３と導電性支持体２０１との間に接着剤を塗布することにより、空隙保持部材２０３の固定を確実な物とすることができるが、樹脂で構成される空隙保持部材２０３と金属で構成される導電性支持体２０１との線膨張係数が大きく異なるので、低温環境又は高温環境になった場合、導電性支持体２０１と空隙保持部材２０３との界面で剥離が発生する可能性があり、そのために、長期に渡る信頼性が若干劣ることとなる。しかも、長時間の通電により、導電性支持体２０１と空隙保持部材２０３との界面の接着強度も弱くなっていく。空隙保持部材２０３が動いてしまうと、空隙（ギャップ）精度が変動するので、帯電ムラが生じやすくなる。特に、空隙を高精度にするには、電気抵抗調整層２０２と空隙保持部材２０３の固定が十分でないと、研削加工、切削加工等の除去加工時に空隙保持部材２０３が回転してしまうので、接着剤を塗布して、より強固に空隙保持部材２０３を固定することが必要であった。
特開２００５−２４８３０号公報

上述したように電気抵抗調整層２０２と像担持体との間に高精度な空隙の形成が要求されるため、電気抵抗調整層２０２と空隙保持部材２０３との間に段差（空隙）を、両部材を配置した後に、両部材の外径を切削加工、研削加工等の除去加工によって形成していた。しかしながら、外径部を除去加工で工具がワークに切り込む場合、ワークが加工抵抗により変形（弾性変形）し、工具が通過した後に変形部が戻って盛り上がることがあった。また、切り込み部では同様に、切粉が不連続に発生することもあり、バリが発生し易くなる傾向にあった。

このように、除去加工の際に外径の切り込み開始部や段差部などは、バリや外径の盛り上がりなどが発生し易くなっていたため、盛り上がり、バリ等が発生した導電性部材が潜像担持体に組み合わされると、空隙に誤差が発生してしまい、高精度な空隙確保することができないという問題があった。よって、空隙保持部材２０３の外径のノイズになる要因を取り除き、高精度な形状精度を実現する必要があった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、潜像担持体との間に安定した空隙を高精度に維持することができる導電性部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを課題としている。

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記載の発明は、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部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、該像担持体と当接する前記空隙保持部材の外周面の端部に面取り形状が形成されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載された発明において、前記空隙保持部材の面取り形状が、Ｒ形状または曲線を有する形状であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記空隙保持部材の面取り形状が、異なる曲率半径の曲面が連続するように形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載された発明において、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。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載された発明において、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。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載された発明において、前記空隙保持部材の面取り形状が、前記空隙保持部材の側面から前記外周面に向かって施される切削加工、研削加工等の除去加工で形成されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載された発明において、前記導電性部材が円筒形状であることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載された発明において、導電性部材が帯電部材であることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、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。

請求項１０記載の発明は、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。

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、空隙保持部材の外周面の端部、つまり、端面部との境界に面取り形状が形成されているので、像担持体に当接する空隙保持部材の外周面の端部にノイズ要因の発生を防止の発生を防止することができるため、像担持体との当接時に精度のよい空隙を形成することができることになり、高精度な形状精度を実現することができる導電性部材を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、面取り形状がＲ形状または曲線を有する形状であるので、像担持体との当接時に精度のよい空隙を形成することができ、像担持体への損傷を少なくすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、面取り形状が異なる曲率半径を持つ曲線が連続して曲面を形成しているので、像担持体との当接時に精度のよい空隙を形成することができ、像担持体への損傷を少なくすることができる。

請求項４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。

請求項５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。

請求項６に記載の発明によれば、面取り形状が空隙保持部材の側面から外周面に向かって施される除去加工により形成されているので、加工抵抗による変形部の盛り上がり、バリ等のノイズ要因の発生をより一層確実に防止することができるため、像担持体との当接時に精度のよい空隙を形成することができる。

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。

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。

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。

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、信頼性が高く、かつ、高画質な画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

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、本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第１の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。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。図５は、本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第２の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。図６は、本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第３の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。図７は、面取りを施さない場合の空隙保持部材の拡大図である。

図１において、１０は、導電性部材（帯電ローラ）である。導電性部材（帯電ローラ）１０は、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（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、を有している。そして、前記電気抵抗調整層３は導電性支持体１に接着剤２で固定されている。図１において、４は表面層である。

前記像担持体と当接する空隙保持部材５，５の外周面５１の端部には、面取り形状５３が形成されている。この面取り形状５３の面取り角度は、２０゜以上６０゜以下が望ましい。面取り角度が小さいと切削切り込み時に切粉が巻き付き易くなり、面取り角度が大きいと前述の端部盛り上がり、バリの発生防止に対して効果が小さくなる。

このように、空隙保持部材５，５の外周面５１の端部、つまり、端面部５２との境界に面取り形状５３が形成されているので、前記像担持体に当接する空隙保持部材５，５の外周面５１の端部等にノイズ要因の発生を防止の発生を防止することができるため、前記像担持体との当接時に精度のよい空隙Ｇを形成することができることになり、高精度な形状精度を実現することができる導電性部材１０を提供することができる。

図３に示されているように、本発明の導電性部材１０は、像担持体６に任意の圧力で当接されて配置される。前記空隙保持部材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。

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。

特に空隙保持部材５，５を確実に導電性支持体１に固定するためには、本発明のように接着剤２を塗布して接着固定する。また、空隙保持部材５，５は絶縁性材料が好ましく、体積固有抵抗で１０¹³Ωｃｍ上であることが好ましい。絶縁性が必要である理由は、像担持体６の基体とのリーク電流の発生を無くすためである。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。

前記空隙保持部材５，５の接着面は、好ましくは、予め、活性ガスで表面処理されている。このように、前記空隙保持部材５，５の接着面が、予め、活性ガスで表面処理されていると、前記導電性支持体１と前記空隙保持部材５，５とをより強固に接着することができる。

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。

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。

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。

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。

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、防止すことができる。

表面層４の抵抗値は、電気抵抗調整層３のそれよりも大きくなるように形成され、それによって像担持体６の欠陥部への電圧集中、異常放電(リーク)を回避することができる。ただし、表面層４の抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足してしまうため、表面層４と電気抵抗調整層３との抵抗値の差を１０³Ωｃｍ以下にすることが好ましい。

表面層４の抵抗調整層３上への形成は、上記表面層４の構成材料を有機溶媒に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の種々のコーティング方法で行う。膜厚については、５〜２０μｍ程度が望ましい。

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。

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、図２に示されているように、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。

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。

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。

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。

次に、上述した導電性部材１０の製造方法の一例としては、導電性支持体１上に抵抗調整層３を射出成形によって形成し、その後、その両端部に接着剤２を塗布して、空隙保持部材５，５を接着固定する。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、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４を形成し、導電性部材１０とする。

また、面取り形状５３が空隙保持部材５の端面部（側面）５２から外周面５１に向かって施される除去加工により形成されているので、加工抵抗による変形部の盛り上がり、バリ等のノイズ要因の発生をより一層確実に防止することができるため、像担持体６との当接時に精度のよい空隙を形成することができる。

さらに、上述した空隙保持部材５，５の面取り形状５３は、Ｒ形状または曲線を有する形状とされる。このように、面取り形状がＲ形状または曲線を有する形状とされると、像担持体６との当接時に精度のよい空隙Ｇを形成することができ、像担持体６への損傷を少なくすることができる。

例えば、図５に示すように、面取り形状５３を形状にバイトにより加工し、そのまま空隙保持部材５，５と電気抵抗調整層３の外径加工を連続で実施する。なお、Ｒ形状については、空隙保持部材５，５の外径、外径の切削代との関係で設定するのが望ましい。また、Ｒ形状をＲ０．３以下にした場合、前述の端部盛り上がり、バリの発生防止に対して効果が小さい。そこで、本最良の形態では、空隙保持部材５，５の外径がφ１２．８→φ１２．０(切削代φ０．８)、ジャーナル径がφ６であることより切り込み量が最大でφ１．８(外径φ１０)となる形状で加工する。

また、空隙保持部材５，５の面取り形状５３は、異なる曲率半径の曲面が連続するように形成される。このように、面取り形状５３が異なる曲率半径を持つ曲線が連続して曲面を形成されると、像担持体６との当接時に精度のよい空隙を形成することができ、像担持体６への損傷を少なくすることができる。

例えば、図６に示すように、２つの曲率半径を組み合わせて、バイトにより曲面、外径加工を連続で実施することもできる。曲線は連続形状とする為、曲率の変化点においては、曲率半径を連続となるように配置する。このように曲線を組み合わせることで曲線の方向変化を小さくでき、空隙保持部材５，５外径部と端面の形状を精度良く仕上げることが可能となる。

また、上述した導電性部材１０は、好ましくは、帯電部材とされる。このような導電材は、像担持体６の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。

さらに、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。

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。

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。

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。

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。

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。

（実施例１）
電気抵抗調整層３としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−３０００、電気化学工業製）５０重量％、及び、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％を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物１００重量部にポリカーボネート−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ＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）５重量部を配合した後、これらを溶融混練して溶融混練樹脂組成物とし、この溶融混練組成物を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）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。そして、この電気抵抗調整層の両端部に、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(1箇所に不連続部を有する)の空隙保持部材５を接着配置した。

次に、図２に示すように、切削加工によって空隙保持部材５，５の端部の面取り加工後に、空隙保持部材５，５及び電気抵抗調整層３に対する外径の加工を実施した。具体的には、バイトを空隙保持部材５の端面部５２より、４５度斜めに動かしてＣ１で面取りした面取り形状５３を加工し、そのままバイトを動かして、空隙保持部材５の外径（最大径）を１２．７ｍｍ、電気抵抗調整層３の外径を１２．６ｍｍに同時仕上げを行った。そして、空隙保持部材５と電気抵抗調整層３との境界側の空隙保持部材５の端部はＣ０．０５とした。反対側の空隙保持部材５も同じくＣ０．０５で電気抵抗調整層３と空隙保持部材５との面取り後、空隙保持部材５の外径を加工し、空隙保持部材５の端面側の端部をＣ１で面取り加工した。

次いで、電気抵抗調整部３の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる樹脂組成物をスプレーコーティングして約１０μｍ厚の表面層４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１０を得た（図１を参照）。

（実施例２）
電気抵抗調整層３としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ ＧＲ−３０００、電気化学工業製）５０重量％、及び、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％を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物１００重量部にポリカーボネート−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ＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）５重量部を配合した後、これらを溶融混練して溶融混練樹脂組成物とし、この溶融混練組成物を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）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。そして、この電気抵抗調整層の両端部に、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(1箇所に不連続部を有する)の空隙保持部材５を接着配置した。

次に、図５に示すように、切削加工によって空隙保持部材５，５の端部の面取り加工後に、空隙保持部材５，５及び電気抵抗調整層３に対する外径の加工を実施した。具体的には、バイトを空隙保持部材５の端面部５２より、Ｒ１形状に動かして面取りした面取り形状５３を加工し、そのままバイトを動かして、空隙保持部材５の外径（最大径）を１２．７ｍｍ、電気抵抗調整層３の外径を１２．６ｍｍに同時仕上げを行った。そして、空隙保持部材５と電気抵抗調整層３との境界側の空隙保持部材５の端部はＲ０．０５とした。反対側の空隙保持部材５も同じくＲ０．０５で電気抵抗調整層３と空隙保持部材５との面取り後、空隙保持部材５の外径を加工し、空隙保持部材５の端面側の端部をＲ１で面取り加工した。

次いで、電気抵抗調整部３の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる樹脂組成物をスプレーコーティングして約１０μｍ厚の表面層４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１０を得た。

（比較例）
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％、及び、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％を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物１００重量部にポリカーボネート−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ＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）５重量部を配合した後、これらを溶融混練して溶融混練樹脂組成物とし、この溶融混練組成物を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）に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。そして、この電気抵抗調整層の両端部に、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(1箇所に不連続部を有する)の空隙保持部材５を接着配置した。

次に、切削加工によって、空隙保持部材の外径（最大径）を１２．７ｍｍ、電気抵抗調整層の外径を１２．６ｍｍに同時仕上げを行った。そして、空隙保持部材の端面部及び、
空隙保持部材と電気抵抗調整層との境界側の各端部は面取り加工を行わず、角形状とした。次いで、電気抵抗調整部３の表面に、アクリルシリコーン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）、イソシアネート系硬化剤（川上塗料社製）、及びカーボンブラック(全固形分に対して３０重量％)からなる樹脂組成物をスプレーコーティングして約１０μｍ厚の表面層４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、図７に示す導電性部材１０を得た。この導電性部材１０の空隙保持部材５には、端面部５２側の端部にはバリ５５、その反対側の端部には盛り上がり部５６が生じている。

なお、上述した実施例１，２及び比較例における切削加工に使用した条件は、バイトが傾斜バイト（６５゜傾斜）、６Ｒであり、加工条件は、回転数が３０００ｒｐｍ、切削代の外径を０．８ｍｍ、送りを０．２ｍｍ／ｒｅｖとしている。そして、加工はＮＣプログラムにより実施した。

（試験１）
実施例１，２及び比較例で得た導電性部材を、帯電部材として、画像形成装置（図５を参照。）に搭載して、印加する電圧をＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２．４ｋＶｐｐ（周波数＝２ｋＨｚ）に設定し、３０００００枚の複写を行うことにより、帯電ムラ、帯電部材と像担持体との空隙量変化、及び空隙保持部材、像担持体の状態を観察した。なお、評価環境は、２３℃、６０％ＲＨとした。評価結果は、次の表１に示される。

但し、表１における評価の基準は、
○：帯電量不足による帯電ムラが発生しないもの、
△：帯電量不足による僅かに帯電ムラが認められるもの、
×：帯電量不足による許容できない帯電ムラが発生するもの、
とした。

表１を見ると、実施例１、２では、初期状態、３０００００枚複写後とも安定した空隙量、帯電性を示したが、比較例においては、初期状態においては空隙量が大きくなり、帯電量不足による帯電ムラが生じた。これは、空隙保持部材の端部形状の盛り上がり部５６、切り込み部で発生したバリ５５が像担持体６との当接部に干渉し、空隙が大きくなった為である。また、３０００００枚複写後では、電流のリークが原因の帯電ムラが生じた。像担持体の空隙保持部材とのとの当接部の絶縁層の剥離が観察された。これは空隙保持部材５，５の端部のバリが損傷を与えたのが原因であると考えられる。

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。 本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第１の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。 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。 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。 本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第２の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。 本発明の一実施の形態を示す空隙保持部材の第３の面取り形状を形成する方法を示す説明図である。 面取りを施さない場合の空隙保持部材の拡大図である。 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。 従来の帯電部材の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 導電性支持体
２ 接着剤
３ 電気抵抗調整層
４ 表面層
５ 空隙保持部材
６ 像担持体
Ｇ 空隙
１０ 導電性部材
５１ 外周面
５３ 面取り形状

Claims (10)

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部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、該像担持体と当接する前記空隙保持部材の外周面の端部に面取り形状が形成されていることを特徴とする導電性部材。
2. 前記空隙保持部材の面取り形状が、Ｒ形状または曲線を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
3. 前記空隙保持部材の面取り形状が、異なる曲率半径の曲面が連続するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性部材。
4. 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１〜３のいずれかに記載の導電性部材。
5. 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４に記載の導電性部材。
6. 前記空隙保持部材の面取り形状が、前記空隙保持部材の側面から前記外周面に向かって施される切削加工、研削加工等の除去加工で形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の導電性部材。
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。
8. 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。
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。
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。

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