(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、
上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加しており、
上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっていることを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
基体と、
上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、
上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることを特徴とする導電性部材。
【請求項３】
上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴とする請求項２記載の導電性部材。
【請求項４】
上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されてい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５】
上記導電性材料として電子導電性材料が使用されてい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６】
上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が露出してい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７】
基体と、
上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、
加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤の分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。
【請求項８】
基体と、
上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、
加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。
【請求項９】
基体と、
上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、
加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力を付与しながら発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし６の何れかに記載の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段のうちの１つ以上に用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜抵抗を有する導電性部材、該導電性部材の製造方法、および該導電性部材を接触帯電部材等に用いた電子写真装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を適用した画像形成装置では、感光体表面を帯電させる帯電工程や感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程において、従来、金属ワイヤーに高電圧を印加し、発生するコロナにより感光体を帯電させたり、トナー像を転写させたりしている。しかし、このコロナチャージ方式ではコロナ発生時にオゾンやＮＯx 等のコロナ生成物を発生させる。このコロナ生成物は感光体の表面を変質させるため、画像白抜けや黒スジが生じる等の画像品質上の問題が生じたり、さらには、オフィス環境の点においても問題があった。
【０００３】
そこで、オゾンやＮＯx 等のコロナ生成物を発生させない方式として、導電性部材を感光体などに接触させて帯電および転写させる方式が提案されている。上記導電性部材を構成する手段として、使用手段により求められる体積抵抗率は異なるが、基体と弾性層のみから構成される単層導電性部材、基体と複数の体積抵抗率を有する弾性層から構成される多層導電性部材、または特開平１−１４２５６９号公報に基体と弾性層と比較的高抵抗な層とから構成される機能分離型多層導電性部材などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記導電性部材として基体と弾性層のみから構成される単層導電性部材を用いた場合、該単層導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させると、該単層導電性部材の表面抵抗率が低いため感光体表面との間で放電が起こりやすくなるなどの問題が生じる。
【０００５】
上記放電の問題を回避するためには、導電性部材の表面抵抗を高くすることが有効である。そのため、通常は研磨および研削によって取り除かれる導電性部材の製造段階で生じる弾性層を構成する高分子材料と同組成からなるスキン層を取り除かずに、高抵抗層としてそのまま使用するという方法も可能である。しかしながら、この場合、導電性部材自体の硬度が上昇してしまい圧接部材とのニップ幅が十分にとれないといった問題が生じる。この問題を解消するために接触圧力を増加させると、圧接部材との摩耗などの問題だけでなく導電性部材の表面のいわゆるＣ−ｓｅｔの問題が生じる。また、このスキン層にひび割れが生じるなど問題もある。
【０００６】
上記導電性部材として単層導電性部材を用いた場合には以上のような問題が生じるため、実製品の導電性部材としては、導電弾性層、抵抗調整層、圧接部材保護層の機能の異なる多層構成を有する多層導電性部材が採用される例が多い。
【０００７】
しかしながら、上記導電性部材として基体と複数の体積抵抗率を有する弾性層とから構成される多層導電性部材や、基体と弾性層とその表面の比較的高抵抗な層とから構成される機能分離型多層導電性部材を用いる場合であっても、複数の体積抵抗率を有する弾性層間、および弾性層とその表面の比較的高抵抗な層間の接合が非常に困難で、接合間での剥がれや浮き上がりなどの問題を生じる。
【０００８】
上記層間の接合において特殊な接着剤を使用すると、その接着剤の抵抗から全体の体積抵抗率の変化や、局所的な体積抵抗率変化などをもたらす場合もある。また、特殊な接着剤を使用せずに高分子間の化学反応による接合も可能であるが、その際においても、結合部分での組成変化による全体の体積抵抗率の変化や、局所的な体積抵抗率変化、硬度変化などをもたらす場合も考えられ、さらに製造工程に複雑な技術が必要となるだけでなく、コストも非常に高くなってしまうなどの問題が生じる。
【０００９】
また、体積抵抗率の異なる複数の導電性弾性層を接合して多層導電性部材を構成する場合、層間の接合面において体積抵抗率が急激に変化すると、層間における放電が生じ、放電による組成変化等により該導電性部材の寿命低下等を引き起こす虞もある。
【００１０】
これらの問題を解消するために、特開平１０−４８９１６号公報では、導電性弾性層の表面およびその近傍に高抵抗化化合物を混入させ、表面から内方に向かって体積抵抗率が傾斜して低減させられた導電性部材を提案している。しかしながら、上記公報に記載の手段では、高抵抗化化合物を混入させるために使用する溶液の溶媒およびその後の熱処理の際の未反応物質などが導電性部材内に残留し、完全にこれら残留物（未反応モノマー、非反応性添加物）を除去するのは非常に困難である。このような残留物が感光体などの圧接部材を汚染することは公知である。さらに製造手段に高抵抗化化合物と溶媒を使用するので、製造コストと時間が上昇する。したがって、導電性部材内に残留物を存在させることなく、かつ、製造コストおよび製造時間を減少させるためには、該導電性部材の作製に使用する物質は極力、少ない方が良いこととなる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、弾性層の表面における体積抵抗率を高め、感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した時に、接触表面での放電による不具合を防止すると共に、層間の剥がれや層間放電により寿命低下を防止することができる導電性部材およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性部材は、上記の課題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加しており、上記導電性部材は、上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、導電性弾性層の表面から基体に向かって導電性材料の分布が傾斜して増加していることにより、上記導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなる。このため、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、上記導電性弾性層における導電性材料の分布が連続的に傾斜しているため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できる。
【００１４】
また、上記発泡倍率が基体から導電性弾性層の表面に向かって高くなっていることにより、発泡倍率が高くなる導電性弾性層の表面側ほど導電性材料の分布が傾斜して増加している導電性部材を得ることが可能となる。そして、導電性弾性層の表面側において疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程を簡略化でき、コストダウンにもなる。さらに、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。
【００１５】
本発明の導電性部材は、上記の問題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることにより、上記導電性弾性層の表面において体積抵抗率が最も高くなる。このため、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、発泡倍率によって上記導電性弾性層の体積抵抗率を制御することにより、単一の導電性弾性層において疑似的に高抵抗層を再現しているので、コストダウンにもなる。また、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。
【００１７】
上記導電性部材は、上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴としている。
【００１８】
このように、上記導電性弾性層中における発泡倍率が上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加することに伴い、上記導電性弾性層における導電性材料の分布も連続的に傾斜するため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できる。
【００１９】
また、上記導電性部材は、上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されていることを特徴としている。このように、導電性材料としてイオン導電性材料を使用することにより、導電性部材への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制すること、および導電性部材の体積抵抗率分布のばらつきを抑制することが可能となる。
【００２０】
また、上記導電性部材は、上記導電性材料として電子導電性材料が使用されていることを特徴としている。このように、導電性材料として電子導電性材料を使用することにより、長時間、導電性部材に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することが可能となる。
【００２１】
また、上記導電性部材は、上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が露出していることを特徴としている。
【００２２】
未発泡状態の導電性弾性層を金型内で加熱することによって発泡させる発泡体の形成段階においては、導電性弾性層の表面に気泡をほとんど有しないスキン層が形成される。このスキン層を研磨及び研削等により削除することにより、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が現れ、弾性層表面ほど体積抵抗率が高くなり、弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であるという疑似的な高抵抗層被覆の効果を損なうことなく、導電性部材の硬度を降下させることが可能となるので、圧接部材との摩耗を防止することが可能となる。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となり、ロングライフを実現できる。
【００２３】
本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤の分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させることを特徴としている。
【００２４】
このように、上記未発泡体が、基体から未発泡体の表面に向かって発泡剤が多くなる状態で発泡させられることにより、発泡体の発泡倍率が、表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することが可能となる。また、例えば、発泡剤の分布量が少しずつ異なる未発泡体を基体上に多数積層させて、発泡剤が連続傾斜となるように含まれていれば、これを発泡させることによって導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することも可能である。
【００２５】
また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることを特徴としている。
【００２６】
このように、上記未発泡体をその表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることにより、温度の高い表面側における発泡が促進され、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、発泡時の温度は伝熱によって発泡体表面側から基体側に向けて傾斜するため、導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することが可能である。
【００２７】
また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力（例えば、遠心力）を付与しながら発泡させることを特徴としている。
【００２８】
このように、上記未発泡体をその表面から上記基体に向かう方向の力を付与しながら発泡させることにより、気泡が少なく密度の高い弾性層が上記力の作用を受けて基体側に移動し、導電性弾性層内の気泡は表面側に多く分布することとなる。これにより、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、上記導電性弾性層において導電性材料の分布は連続的に傾斜する。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、上述の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段のうちの１つ以上に用いたことを特徴としている。
【００３０】
上記導電性部材を帯電手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、帯電むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。
【００３１】
上記導電性部材を現像手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、現像むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。
【００３２】
上記導電性部材を転写手段として使用する場合、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３４】
本発明に係る導電性部材を具備する装置としては特に限定はないが、以下の説明では上記導電性部材を画像形成装置に適用した例について説明する。上記画像形成装置では、被画像形成体に画像を記録する為に必要な像担持体への画像形成方法はカールソンプロセスや背面露光方式、他の種々の作像原理を使用可能であって、画像形成方法は特に限定されるものではない。本実施の形態ではカールソンプロセスによる画像形成装置を例にとって説明する。
【００３５】
図３は上記画像形成装置の概略断面図である。上記画像形成装置は、コンピューターの出力装置として使用されるものであるが、これ以外にワードプロセッサやＦＡＸの印字部、デジタル複写機の印字部としても使用可能である。
【００３６】
上記画像形成装置は、主に、画像を形成する画像形成部１０と画像形成部１０に用紙Ｐを供給する給紙装置３０とから構成されている。
【００３７】
上記画像形成部１０は、アルミ素管に感光層を配置した像担持体としての感光体ドラム１１と、該感光体ドラム１１の周囲にこの順序で配置される帯電装置１２、露光装置（レーザユニット）１３、現像装置１４、転写装置１５、および除電装置（除電ランプ）１６と、定着装置１７とを備えている。
【００３８】
上記帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面に均一な電荷を付与するための帯電ローラ（帯電手段）１８と、該帯電ローラ１８に電位を供給するための帯電電源１９とを備えている。上記レーザユニット１３は、帯電された感光体ドラム１１の表面に画像データに応じてレーザを照射し、該感光体ドラム１１上に電荷パターンからなる静電潜像を形成する。上記現像装置１４は、上記レーザユニット１３の露光によって形成された上記静電潜像に対して現像剤であるトナー５０を供給してトナー像を形成する現像ローラ（現像手段）２１と、該現像ローラ２１に現像電圧を供給する現像電源２２とを備えている。上記転写装置１５は、用紙Ｐを感光体ドラム１１に圧接して感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ（転写手段）２３と、転写時に該転写ローラ２３に転写電圧を供給する転写電源２４とを備えている。除電ランプ１６は複数のＬＥＤからなり、感光体ドラム１１の表面に光を照射して感光体ドラム１１の表面に残留した電荷を中和して除電する。
【００３９】
上記給紙３０は、用紙Ｐを収容するカセット３１、該カセット３１から用紙Ｐを送り出すピックアップローラ３２、供給された用紙Ｐをガイドする給紙ガイド３３、給紙された用紙Ｐを所定の速度で搬送する一対のレジストローラ３４からなる。また、給紙装置３０は、用紙Ｐが供給されたことを検出する給紙センサ（図示せず）を備えている。
【００４０】
上記のピックアップローラ３２、帯電ローラ１８、現像ローラ２１、転写ローラ２３、および感光体ドラム１１は図示しない駆動装置によって回転駆動される。これらの回転駆動は不図示のプロセスコントロールユニットによって所定のタイミングで適宜制御される。また、画像形成部１０の用紙Ｐの出紙側には、用紙Ｐを装置外に排出する排紙ローラ４１と排紙された用紙Ｐを保持する排紙トレイ４２とを配置している。上記構成の画像形成装置においては、本発明に係る導電性部材は、帯電ローラ１８、現像ローラ２１、および／または転写ローラ２３等に好適に使用することができる。
【００４１】
図１および図２は本実施の形態に係る導電性部材の構成断面図である。上記導電性部材は、基体の上に導電性弾性層が形成された構成である。図１および図２において、２は導電性弾性層を形成する際の基体であり、導電性部材がブレード形状またはベルト形状である場合は平面形状、ローラ形状またはドラム形状である場合は円筒形状を有している。上記導電性部材がベルト形状またはローラ形状のように円周方向に無端である無端状形状である場合には、この導電性部材を感光体などの圧接部材と離間することなしに導電性部材の表面をさまざまな手段を用い容易にクリーニングすることが可能である。また、図１および図２において、４は導電性導電剤、５は気泡を示す。
【００４２】
図２に示す導電性部材１は、基体２上に発泡体中に導電性導電剤（導電性材料）４を分散させてなる導電性弾性層３が形成されており、該導電性弾性層３においては、気泡率が基体２から弾性層３の表面に向かって高くなっている。ここで、気泡率とは、弾性層単位体積当りの空気含有の気泡の割合を表す。また、図３に示す導電性部材１’では、基体２上に発泡体中に導電性導電剤４を分散させてなる導電性弾性層３’が形成されており、該導電性弾性層３’においては、導電性弾性層３’が有する気泡５の径が、基体２から導電性弾性層３’の表面に向かって大きくなっている。
【００４３】
上記基体２は鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、真鍮などで構成された、いわゆる「芯金」のほか、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂からなる芯体およびその表面にメッキを施したもの、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂に導電性付与剤としての導電性カーボンブラックや金属粉末などを配合した導電性樹脂成形品で形成した芯体、またはこれらの組み合わせからなる芯体など、プラスチック、金属、セラミックから選ばれた任意の材料からなるものが用いられる。
【００４４】
導電性弾性層３・３’には、その弾性材料としてゴム、エラストマー、樹脂等の発泡体が使用できる。
【００４５】
エラストマーやゴムとしては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、天然ゴム（ＮＲ）、エピクロロヒドリンゴムおよびノルボルネンゴムなどが挙げられる。
【００４６】
また、樹脂類としては、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体およびスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド樹脂、リビニルブチラール樹脂およびこれらの共重合体や混合物などが挙げられる。
【００４７】
これらの材料から構成される導電性弾性層３・３’には導電性導電剤４が適時添加され、その体積抵抗率が制御される。上記体積抵抗率は、本発明の目的を妨げない範囲で、すなわち上記導電性部材１・１’を感光体ドラム１１に接触させた時に感光体ドラム１１との間で所望の電位が得られ、かつ感光体ドラム１１表面との間で放電を生じさせないように、その体積抵抗率の平均値が１．０Ｅ２〜１．０Ｅ１６Ω・ｃｍ程度となるように制御される。上記導電性導電剤４には各種の導電性無機粒子（金属紛末、金属性酸化物など）、導電性樹脂、導電性粒子分散樹脂、およびカーボンブラックなどの電子導電性導電剤や、イオン導電性導電剤が挙げられる。
【００４８】
具体的には、電子導電性導電剤（電子導電性材料）としては、４級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレンおよびポリエチレンイミンなどの導電性樹脂、カーボン、アルミニウム、ニッケルなどの導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体およびポリメタクリル酸メチルなどの樹脂中に分散した導電性粒子分散樹脂、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属紛末、酸化チタン、酸化スズ、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの導電性無機粒子、またそれらのウィスカーおよびマイカーに必要に応じて酸化スズ、酸化アンチモン、カーボン等で表面処理を行ったもの、またはカーボンブラックが挙げられる。これらの電子導電性導電剤における形は、球状、繊維状、板状、または不定型などどのような形状でもよい。導電性導電剤４として電子導電性導電剤を使用すると、電子導電性導電剤間の放電により導電するので、長時間、導電性部材１・１’に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することが可能となる。
【００４９】
イオン導電性導電剤（イオン導電性材料）としては、例えば、過塩素酸リチウム，過塩素酸ナトリウム，過塩素酸カルシウムのように塩に代えた、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド，ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド，オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート，過塩素酸テトラエチルアンモニウム，過塩素酸テトラブチルアンモニウム，ホウフッ化テトラブチルアンモニウム，ホウフッ化テトラエチルアンモニウム，塩化テトラブチルアンモニウムなどの第４級アンモニウム塩やアルキルスルホン酸塩、リン酸エステル塩、過塩素酸塩などが挙げられる。導電性導電剤４としてイオン導電性導電剤を使用すると、イオン導電性導電剤と弾性層３・３’を構成する高分子の極性基とを通電するので、導電性部材１・１’への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制すること、さらに導電性部材１・１’の体積抵抗率分布のばらつきを抑制することが可能となる。
【００５０】
ここで、導電性導電剤４としてイオン導電性導電剤を使用することにより導電性部材１・１’への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制できるわけは、以下の理由によるものと思われる。すなわち、電子導電性導電剤を使用する場合には、該導電剤は弾性層３・３’にただ混合されるだけであり導電剤の凝集が起こりうるのに対し、イオン導電性導電剤を使用する場合は、上記弾性層３・３’の材料として極性ゴムが採用され、その極性を利用して導電剤が分散される。これにより、導電性導電剤４としてイオン導電性導電剤を使用した場合には導電剤が均一に分散でき、弾性層３・３’の体積抵抗率のばらつきを抑制できる。もちろん、導電剤のサイズの影響もある。また、印加電圧に対する抵抗率変動については、電子導電性導電剤を採用する場合は、導電剤の分散状態が悪いこと、さらに、導電剤の距離が比較的遠いことから印加電圧があるしきい値を超えたところから導電性を示すことになるが、イオン導電性導電剤を採用した場合は、導電剤の分散状態がよいこと、さらに、該イオン導電性導電剤と弾性層３・３’を構成する高分子の極性基とを通って通電するためリニアに通電することとなり印加電圧に対する抵抗率変動が生じにくい。
【００５１】
導電性弾性層３・３’が有する気泡５は、原料であるモノマーからポリマーへ重合反応を行い該導電性弾性層３・３’が形成される際に、モノマーが有する官能基の化学反応の結果、気体が発生することによる残物である。また、上記原料に水、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド（ＯＢＳＨ）などの発泡剤を用いることにより気泡５を生成したり、機械的に気泡５をドープする方法もある。この気泡５により、上記導電性弾性層３・３’の硬度を低下させ適度な弾性を得ることができる。
【００５２】
続いて、以下に本発明の導電性部材１・１’の基本的な製造方法を説明する。
【００５３】
（手順１）
未加硫・未発泡のゴム材料に、１種または２種以上を組み合わせた上記電子導電性導電剤と、上記発泡剤と、過酸化物または白金触媒存在下でのハイドロジェンポリシロキサンや硫黄などの加硫剤とを所望の割合で一様に分散させて混練する。この時、必要に応じて加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、老化防止剤、帯電防止剤などの添加剤を適宜配合することもできる。
【００５４】
（手順２）
この未加硫・未発泡のゴム材料に導電性導電剤、発泡剤、加硫剤等を混練して得られたゴム組成物を、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形などの方法により形成する。これらのうち特に好適な押出成形方法は、円筒形状の基体２の周囲に、上記未発泡弾性体（発泡させることにより導電性弾性層３・３’を形成するゴム組成物）を円筒形状に成形して得る方法である。また、平面形状の未発泡弾性体を得る場合は、共押出が可能な押出成形機を用い、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を基体２と同時に押出し、平面形状の基体２の表面に、平面形状の未発泡弾性体を得るようにする。そして、このような未発泡弾性体を所定の長さに切断し、平面形状および円筒形状のキャビティを有する金型に配置する。
【００５５】
（手順３）
上記未発泡弾性体に対して加熱処理による加硫・発泡・硬化を行って、上記基体２の周りに上記金型の内周面に沿った形状を有する導電性弾性層３・３’を、基体２と一体化するように形成せしめて目的の導電性部材１・１’を得る。
【００５６】
（手順４）
上記手順３の処理において上記導電性弾性層３・３’の表面に生成されたスキン層を研磨および研削によって削除し、導電性部材３・３’の表面に気泡を有する弾性層を露出させる。これにより、導電性部材１・１’の表面硬度を低下させることが可能となるので、感光体ドラム１１等の圧接部材との摩耗を防止することが可能となる。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となる。
【００５７】
尚、上記導電性部材１・１’において、導電性導電剤４に電子導電性導電剤ではなくイオン導電性導電剤を使用する場合は、手順１の際に電子導電性導電剤の代わりにイオン導電性導電剤を混練させる。または、未加硫・未発泡のゴム材料内に電子導電性導電剤を分散させずに作製し、加熱処理して加硫・発泡・硬化させた弾性体にイオン導電性導電剤を溶解させた溶液を浸漬させることにより導電性弾性層３・３’を形成してもよい。
【００５８】
以上の説明において、導電性部材１・１’の基本的な製造方法について説明したが、以下に、図１に記載した構成の導電性部材１とする製造方法について説明する。このような方法としては、例えば、以下に挙げる方法ＡないしＣが適用可能である。
【００５９】
（方法Ａ）
上記の作製方法の手順２中で、図４および図５に示すように、発泡剤６１の量が異なるように形成された数種類の未発泡弾性層（未発泡体）６２を、基体２の周囲（円筒形上の場合：図４参照）または上部（平面形状の場合：図５参照）に重ねる。この時、基体２側から未発泡弾性層６２の表面側にかけて徐々に発泡剤６１の量が多くなるようにし、未発泡弾性層６２の表面において発泡剤６１の量が最も多くなるように成形する。また、上記未発泡弾性層６２に機械的に気泡５をドープする場合には、未発泡弾性層６２の表面側において気泡５が多くなるように気泡５を混入しながら未発泡弾性層６２を成形する。
この方法Ａでは、発泡前の未発泡弾性層６２においては、導電性導電剤の含有量が各層において等しいとする。これらの未発泡弾性層６２を発泡させた場合、各層に含まれる発泡剤６１の量が異なることにより、発泡倍率が基体２から発泡後の導電性弾性層３の表面に向かって高くなる。発泡倍率とは、加熱前の未発泡弾性層６２の体積に対する加熱後の導電性弾性層３の体積の割合を表す。この時、発泡倍率が高い層では、発泡による体積膨張に伴い導電性導電剤の分布が低くなることは明らかである。また、発泡によって生じた気泡５自体が高抵抗の空気層として作用するため、発泡倍率が高い層では、導電性導電剤の分布低下と気泡５の増加との相乗効果によって体積抵抗率が高くなる。
尚、上記図４および図５において、６３は上記未発泡弾性層６２の発泡時に上記導電性弾性層３を所望の形状に成型するための金型である。
【００６０】
（方法Ｂ）
上記の作製方法の手順３中で、未発泡弾性層６２を加熱発泡させる際の供給熱量を部分的に異ならせることにより発泡倍率を制御する。具体的には、図６および図７に示すように、金型６３において、未発泡弾性層６２を表面側から加熱する加熱電源６４ａと、基体２側から加熱する加熱電源６４ｂとを設け、上記加熱電源６４ａ・６４ｂの出力を操作することにより供給熱量を異ならせ発泡倍率を制御することができる。尚、平面形状の導電性弾性層３を得る場合、図７の構成において、金型６３は断熱材６５によって未発泡弾性層６２表面側と基体２側とに断熱される。
この時、未発泡弾性層６２表面側の発泡倍率を大きくする方法としては、例えば、加熱電源６４ａの出力を加熱電源６４ｂの出力よりも大きくし未発泡弾性層６２の表面の温度が高くなるように加熱する方法、加熱電源６４ａのみの出力により未発泡弾性層６３の表面のみを加熱する方法、または、加熱電源６４ａと加熱電源６４ｂを同時出力により金型６３と基体２（図７の構成では、基体２と接している側の金型６３）を加熱後、基体２を冷却させることにより、金型６３と基体２に温度差を生じさせる方法等がある。
これらの方法により、上記未発泡弾性層６２においては、供給熱量が多い表面側温度が基体側温度よりも高温になり、表面側で発泡がより進行し発泡倍率が高くなる。
【００６１】
（方法Ｃ）
上記の作製方法の手順２および３で、未発泡弾性層６２の表面から基体２方向に向かう力Ｆを負荷させた状態で、成形および加熱処理する。例えば、上記未発泡弾性層６２の成形および加熱処理時に、図８に示すように、未発泡弾性層６２を中心側に基体２を外側にして軸周りに回転させることにより得られる遠心力を未発泡弾性層６２の表面から基体２方向に向かう力Ｆとして負荷させることができる。
これにより、上記未発泡弾性層６２の発泡硬化中に重量が重い弾性層が上記力Ｆのかかる方向、すなわち基体２の方向にかたよるため、発泡後の導電性弾性層３の表面側には空気を含む気泡５を多く有する弾性層を生じさせることが可能となる。尚、図８には、金型６３中に基体２および未発泡弾性層６２からなる導電性部材がただ１つ配置された場合を記載しているが、金型６３中に複数の導電性部材を配置してさらに製造効率を向上させることも可能である。
【００６２】
上記方法ＡないしＣによって作成された導電性弾性層３では、該導電性弾性層３の表面側において体積抵抗率が高くなり、導電性部材１を感光体（該導電性部材を画像形成装置の帯電部材や転写部材等に用いた場合）などの圧接部材に接触させて帯電および転写させた場合、感光体表面との間で放電が起きることを防止できる。
【００６３】
また、上記方法ＢおよびＣでは、導電性弾性層３における発泡倍率は、加熱時の供給熱量または加熱時に作用させる力（遠心力等）Ｆとの作用により、基体２側から導電性弾性層３の表面側にかけて増加し、これに伴い、導電性導電剤の分布は導電性弾性層３の表面側から基体２側にかけて増加する。このとき、上記供給熱量および力Ｆは、導電性弾性層３において全体的に作用するため、導電性導電剤の分布が断続的に変化する部分は生じず、上記導電性導電剤の分布は連続傾斜となる。さらに、方法Ａにおいても、基体２の上に形成される未発泡弾性層６２の層数を多くし、各層間の発泡剤６１の含有量の差を小さくすれば、発泡後の導電性弾性層３において導電性導電剤の連続傾斜を実現できる。導電性導電剤の分布を連続傾斜とすることの利点は以下の通りである。すなわち、上記導電性弾性層３においてその厚み方向に体積抵抗率が急激に変化する層があると、この層間における放電が生じ、放電による組成変化等により該導電性部材の寿命低下等を引き起こす虞がある。これに対し、上記導電性弾性層３において導電性導電剤の分布を連続傾斜とすれば、体積抵抗率が急激に変化する層が生じず、上記不具合を回避できる。
【００６４】
また、上記方法ＡないしＣで製造される導電性部材１の導電性弾性層３は、単層構造で導電性導電剤の傾斜を実現できる。このため、体積抵抗率の異なる複数の導電性弾性層を接着剤で接合する場合のように接合間での剥がれや浮き上がり等が生じない。
【００６５】
尚、上記方法ＡおよびＢで、上記弾性層３において生じる気泡５は、弾性層３全体にわたる気泡５がモノマーが有する官能基の化学反応によるものであり、弾性層３の表面に多く存在する気泡が発泡剤６１によるものである。これは、方法Ａについては弾性層３の表面に発泡剤６１が多く存在することにより明らかであるが、方法Ｂについても、温度分布傾斜により発砲効果を発揮する程度が弾性層３内部で傾斜し、弾性層３の表面に多く存在する気泡が発泡剤６１によるものとなる。
【００６６】
以上の方法Ａ、Ｂ、Ｃを１つまたは２つ以上実施することにより、図１に記載の少なくとも１層の弾性層３を有する導電性部材１を作製することが可能となる。
【００６７】
また、上記工程Ａのみ、もしくは工程Ａと工程Ｂ、Ｃのいずれかと、または工程Ａ、Ｂ、Ｃをすべて実施することにより、図２に記載の少なくとも１層の弾性層３’を有する導電性部材１’を作製することが可能となる。この時、上記工程Ａを含むことが必要であるが、これは、表面側に近い未発泡弾性層６２において発泡剤６１の密度が大きく発泡剤６１間の距離が小さくなっているため、発泡過程で発泡剤６１による気泡が融合しながら成長し、表面側の気泡径が大きくなるためである。
【００６８】
本実施の形態に係る方法で作成された導電性部材の特性を以下の実施例１〜４に示す。
【００６９】
〔実施例１〕
弾性層材料であるＥＰＤＭ１００部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを６０部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を５部、その他に加硫剤（硫黄等）等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成する第１のゴム組成物を調製した。続いて、上記組成物中の発泡剤ＡＤＣＡを１０部に配合した未発泡弾性層を形成する第２のゴム組成物を調製した。これらの第１および第２のゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層は、上記第１及び第２のゴム組成物が積層されて構成され、発泡剤をより多く含む第２のゴム組成物が表面側、第１のゴム組成物が基体側となる。
【００７０】
上記未発泡弾性層に、基体として、平板（縦３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス板）を付着させたもの、または芯金（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通したものを金型内で加熱処理（２００℃、２０分間）を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体（導電性弾性層）を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図１に示す構成となる目的の導電性部材を得た。
【００７１】
上記発泡弾性層の寸法は層厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約２倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を１００としたときの３０体積％であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーＣ３２°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は１．０Ｅ７Ω・ｃｍであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化を図９に示す。同図により、発泡弾性層において、基体側から表面側にかけて体積弾性率が連続的に傾斜して増大していることが分かる。
【００７２】
〔実施例２〕
弾性層材料であるＥＰＤＭ１００部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを６０部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を１５部、その他に加硫剤（硫黄等）等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を調製した。このゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層に、基体として、平板（縦３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス板）を付着させたもの、または芯金（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通したものを金型内で、金型表面の温度が２００℃、基体側の温度が１００℃の条件で２０分間の加熱処理を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図１に示す構成となる目的の導電性部材を得た。
【００７３】
上記発泡弾性層の寸法は層厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約２倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を１００としたときの３０体積％であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーＣ３２°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は１．０Ｅ７Ω・ｃｍであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図９に示すような分布とほぼ同様の分布であった。
【００７４】
〔実施例３〕
弾性層材料であるＥＰＤＭ１００部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを６０部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を１５部、その他に加硫剤（硫黄等）等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を調製した。このゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層に、基体として、平板（縦３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス板）を付着させたものを該平板が金型内の外周に位置する状態で、金型内で回転させ、加熱処理（２００℃、２０分間）を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図１に示す構成となる目的の導電性部材を得た。
【００７５】
上記発泡弾性層の寸法は層厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約２倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を１００としたときの３０体積％であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーＣ３２°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は１．０Ｅ７Ω・ｃｍであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図９に示すような分布とほぼ同様の分布であった。
【００７６】
〔実施例４〕
弾性層材料であるＥＰＤＭ１００部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを６０部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を５部、その他に加硫剤（硫黄等）等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成する第１のゴム組成物を調製した。続いて、上記組成物中の発泡剤ＡＤＣＡを１０部に配合した未発泡弾性層を形成する第２のゴム組成物を調製した。これらの第１および第２のゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層は、上記第１及び第２のゴム組成物が積層されて構成され、発泡剤をより多く含む第２のゴム組成物が表面側、第１のゴム組成物が基体側となる。
【００７７】
上記未発泡弾性層に、基体として、平板（縦３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス板）を付着させたものを該平板が金型内の外周に位置する状態で金型内で回転させ、加熱処理（２００℃、２０分間）を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図２に示す構成となる目的の導電性部材を得た。
【００７８】
上記発泡弾性層の寸法は層厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約２倍であった。発泡弾性層の表面の平均気泡径は２００μｍで、基体付近の弾性層の平均気泡径は５０μｍであった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を１００としたときの３０体積％であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーＣ３２°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は１．０Ｅ７Ω・ｃｍであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図９に示すような分布とほぼ同様の分布であった。
【００７９】
以上の実施例１ないし４に示すような構成からなる導電性部材は、空気を有する気泡が導電性弾性層の表面から基体に向かって少なくなり、導電性導電剤の分布が連続的に傾斜して増加している。これにより、導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなり、導電性弾性層の表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であるという高抵抗層被覆の効果を得ることが可能となる。
【００８０】
また、上記導電性部材では、１層で疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程が簡略化できコストダウンにもなる。さらに導電性部材の表面の抵抗率が高いため、導電性部材と圧接部材間、または導電性部材と対向する部材間の微小空隙での絶縁破壊による放電現象を防止することが可能となる。また、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。
【００８１】
本実施の形態に係る導電性部材を図３に示す画像形成装置において用いる場合には、帯電手段、現像手段、もしくは転写手段等に好適に用いることができる。
【００８２】
上記画像形成装置において、上記導電性部材を帯電手段に使用する場合、図３には帯電ローラとして用いる例を示しているが、上記帯電手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状またはブレード状などにすることも可能である。
【００８３】
また、上記帯電手段として使用される導電性部材は感光体ドラムの帯電だけでなく、被転写体の帯電にも使用できる。上記導電性部材は、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから帯電手段として用いた場合に帯電むらを生じることがなく、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、導電性部材の表面の抵抗率が局部的に低い部分から電流集中による局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。
【００８４】
また、上記画像形成装置において、上記導電性部材を現像手段に使用する場合、図３には現像ローラとして用いる例を示しているが、上記現像手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状またはブレード状などにすることも可能である。
【００８５】
上記導電性部材は、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから現像手段として用いた場合に現像むらを生じることがなく、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。
【００８６】
さらに、導電性部材の表面の抵抗率が局部的に低い部分から電流集中による局部的放電集中が生じないので、該導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。上記導電性部材は現像ローラ等のトナー担持体に限らず、トナー層規制部材であるドクターブレードとして使用することも可能である。
【００８７】
また、上記画像形成装置において、上記導電性部材を転写手段に使用する場合、図３には転写ローラとして用いる例を示しているが、上記転写手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状、ブレード状またはドラム状などにすることも可能である。さらに、上記導電性部材を中間転写体などに使用することも可能である。
【００８８】
本実施の形態に係る導電性部材を転写手段に用いることにより、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能である。
【００８９】
【発明の効果】
本発明の導電性部材は、上記の課題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加しており、上記導電性部材は、上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっている構成である。
【００９０】
それゆえ、上記導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなり、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、上記導電性弾性層における導電性材料の分布が連続的に傾斜しているため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できる。
【００９１】
また、発泡倍率が高くなる導電性弾性層の表面側ほど導電性材料の分布が傾斜して増加している導電性部材を得ることが可能となる。そして、導電性弾性層の表面側において疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程を簡略化でき、コストダウンにもなると共に、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できるという効果を奏する。
【００９２】
本発明の導電性部材は、上記の問題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっている構成である。
【００９３】
それゆえ、上記導電性弾性層の表面において体積抵抗率が最も高くなり、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、発泡倍率によって上記導電性弾性層の体積抵抗率を制御することにより、単一の導電性弾性層において疑似的に高抵抗層を再現しているので、コストダウンにもなると共に、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できるという効果を奏する。
【００９４】
上記導電性部材は、上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加している構成である。
【００９５】
それゆえ、上記導電性弾性層中における発泡倍率が上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加することに伴い、上記導電性弾性層における導電性材料の分布も連続的に傾斜するため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できるという効果を奏する。
【００９６】
また、上記導電性部材は、上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されている構成である。このように、導電性材料としてイオン導電性材料を使用することにより、導電性部材への印加電圧に対する体積抵抗率変動の抑制、および導電性部材の体積抵抗率分布のばらつき抑制が可能となるという効果を奏する。
【００９７】
また、上記導電性部材は、上記導電性材料として電子導電性材料が使用されている構成である。このように、導電性材料として電子導電性材料を使用することにより、長時間、導電性部材に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することができるという効果を奏する。
【００９８】
また、上記導電性部材は、上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が露出している構成である。
【００９９】
それゆえ、上記スキン層を研磨及び研削等により削除することにより、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が現れ、弾性層表面ほど体積抵抗率が高くなり、弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であるという疑似的な高抵抗層被覆の効果を損なうことなく、導電性部材の硬度を降下させることが可能となるので、圧接部材との摩耗を防止することが可能となるという効果を奏する。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となり、ロングライフを実現できるという効果を奏する。
【０１００】
本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤の分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させる構成である。
【０１０１】
それゆえ、上記未発泡体が、基体から未発泡体の表面に向かって発泡剤が多くなる状態で発泡させられることにより、発泡体の発泡倍率が、表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。
【０１０２】
また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させる構成である。
【０１０３】
それゆえ、温度の高い表面側における発泡が促進され、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することができる。
【０１０４】
また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力（例えば、遠心力）を付与しながら発泡させる構成である。
【０１０５】
それゆえ、気泡が少なく密度の高い弾性層が上記力の作用を受けて基体側に移動し、導電性弾性層内の気泡は表面側に多く分布することとなる。これにより、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、上記導電性弾性層において導電性材料の分布は連続的に傾斜する。
【０１０６】
本発明の画像形成装置は、上述の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段のうちの１つ以上に用いた構成である。
【０１０７】
上記導電性部材を帯電手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、帯電むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。
【０１０８】
上記導電性部材を現像手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、現像むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。
【０１０９】
上記導電性部材を転写手段として使用する場合、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、導電性部材の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すものであり、導電性部材の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の導電性部材の適用例である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】上記導電性部材の製造方法における発泡工程の一例を示す説明図である。
【図５】上記導電性部材の製造方法における発泡工程の他の例を示す説明図である。
【図６】上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
【図７】上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
【図８】上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
【図９】上記導電性部材の導電性弾性層における厚み方向の体積抵抗率変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１・１’    導電性部材
２          基体
３・３’    導電性導電剤
４          導電性導電剤（導電性材料）
５          気泡
１１          感光体ドラム（像担持体）
１８          帯電ローラ（帯電手段）
２１          現像ローラ（現像手段）
２３          転写ローラ（転写手段）
６２          未発泡弾性層（未発泡体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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