(57)【要約】【課題】  熱膨張による電気抵抗調整層と空隙保持部材との間の隙間の形成を防止することができ、かつ像担持体と電気抵抗調整層との間の空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、信頼性、とりわけ、空隙保持部材の導電性支持体に対する設置位置のずれが生じること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】  導電性支持体２１の外周面に設けられた電気抵抗調整層２２と、それに隣接される一対の空隙保持部材２３とを備える導電性部材である。両空隙保持部材２３には、電気抵抗調整層２２の端部２２ａの軸線方向に沿う進入を許す受入空間２４が設けられ、受入空間２４の軸線方向の長さ寸法Ｄは、電気抵抗調整層２２の線膨張係数×基準温度での電気抵抗調整層２２の軸線方向に沿う寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２以上に形成されている。【選択図】  図１
2006251031.tif 000002
【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、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に設けられる一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は、像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層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して高低差が設けられている導電性部材において、
前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材が熱膨張した際、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材の前記導電性支持体上での設置位置にズレが生じることを防止するために、前記両空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端部の軸線方向に沿う進入を許す受入空間が設けられ、該受入空間の軸線方向の長さ寸法は、前記電気抵抗調整層の線膨張係数×基準温度での前記電気抵抗調整層の軸線方向に沿う寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２以上に形成されていることを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記空隙保持部材は、前記電気抵抗調整層と同じ材質で形成されていることを特徴とする請求項１記載の導電性部材。
【請求項３】
前記両空隙保持部材は、互いに厚さ寸法および内径寸法が等しく形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記両空隙保持部材は、互いに軸線方向に沿う長さ寸法が等しく形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材。
【請求項５】
前記両空隙保持部材は、前記導電性支持体に設置された後、外周面に平坦化のための研削加工または切削加工が施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性部材。
【請求項６】
軸部材をなす長尺状の導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に設けられる一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は、像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層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して高低差が設けられている帯電ローラにおいて、
前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材が熱膨張した際、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材の前記導電性支持体上での設置位置にズレが生じることを防止するために、前記両空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端部の軸線方向に沿う進入を許す受入空間が設けられ、該受入空間の軸線方向の長さ寸法は、前記電気抵抗調整層の線膨張係数×基準温度での前記電気抵抗調整層の軸線方向に沿う寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２以上に形成されていることを特徴とする帯電ローラ。
【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。
【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、像担持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、この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、この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像担持体と当接したときに対向軸部を該像担持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性部材および帯電ローラおよびこの帯電ローラを有するプロセスカートリッジおよ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には静電潜像を形成する電位分布に応じてトナーが付着し、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における帯電方式として帯電ローラ２と感光体ドラム４とを近接させる近接帯電方式が考案されている（例えば、特許文献１。）。これを実現する帯電ローラとしての導電性部材１０には、図３に示すように、軸部材をなす長尺状の導電性支持体１１の周面に電気抵抗調整層１２が設けられ、この電気抵抗調整層１２の両端部にこの電気抵抗調整層とは異なる材質からなる一対のスペーサリング層（１３）が設けられている。一対のスペーサリング層（１３）は、その外周面と感光体ドラム４とが当接したとき感光体ドラム４の外周面と電気抵抗調整層１２の外周面との間に０．００５〜０．３ｍｍの空隙を形成する一対の空隙保持部材１３としての機能を有する。
【００１０】
また、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持手段（１３）を導電性部材１０の両端部に巻き付けることによって、導電性部材１０と感光体ドラム４との間に一定間隔の空隙を形成することができる導電性部材１０が考案されている（例えば、特許文献２。）。
【特許文献１】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献２】特開平５−１０７８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図３に記載の導電性部材１０には、次のような問題点がある。導電性部材１０には、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３とを導電性支持体１１に設けた後、成形時の歪みを取るために熱処理が施される。ところが、導電性支持体１１と電気抵抗調整層１２との線膨張係数が大きく異なり、かつ導電性支持体１１の線膨張係数よりも電気抵抗調整層１２の線膨張係数が大きい。このため、加熱されると、図４に示すように、空隙保持部材１３が電気抵抗調整層１２の熱膨張により導電性支持体１１の端部に向かって押され、導電性支持体１１に対する空隙保持部材１３の設置位置にずれが生じる虞がある。また、空隙保持部材１３の設置位置がずれた場合、所定時間後に放冷すると電気抵抗調整層１２が元の状態に戻ることにより、図５に示すように、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３との間に隙間Ｈが形成される。隙間Ｈを有する導電性部材１０が画像形成装置１に組み付けられると、隙間Ｈにトナー粒子等が進入して凝集することにより、例えば、この凝集した粒子が感光体ドラム４の被帯電面に落下し、画像異常または帯電異常を引き起こす。
【００１２】
上記した両端部にテープ状の空隙保持手段（１３）が巻き付けられた構成の導電性部材では、熱膨張により導電性支持体１１に対する空隙保持手段（１３）の設置位置のずれは生じ難く、隙間Ｈは形成され難い。ところが、電気抵抗調整層１２および空隙保持手段（１３）は、導電性部材１０が置かれている環境の変動、すなわち温度および湿度等が変化すると、それぞれの熱膨張率に応じて膨張したり収縮したりする。このため、感光体ドラム４の外周面４ａと電気抵抗調整層１２の外周面との空隙を所望の間隔で維持することができなくなる。さらに、電気抵抗調整層１２は、その軸線方向に沿った膨張が空隙保持手段（１３）により制限されているので、膨張するとその中央部分が盛り上がるように膨張変形し、図３に二点鎖線で示すように、中央部での感光体ドラム４への近接量Ｇ２が空隙保持手段（１３）の近傍での感光体ドラム４への近接量Ｇ１よりも小さくなる。このような膨張が生じ、中央部が感光体ドラム４に接触すると、電気抵抗調整層１２の外周面が感光体ドラム４上の残留トナー等により汚れ、帯電性が低下し、帯電異常を招く。
【００１３】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、熱膨張による電気抵抗調整層と空隙保持部材との間の隙間の形成を防止することができ、かつ像担持体と電気抵抗調整層との間の空隙を精度良く一定に保ち続けることができ、信頼性、とりわけ、空隙保持部材の導電性支持体に対する設置位置のずれが生じることを防止することが可能な導電性部材および帯電ローラおよび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】
【００１４】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の導電性部材は、軸部材をなす長尺状の導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に設けられる一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は、像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層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して高低差が設けられている導電性部材において、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材が熱膨張した際、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材の前記導電性支持体上での設置位置にズレが生じることを防止するために、前記両空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端部の軸線方向に沿う進入を許す受入空間が設けられ、該受入空間の軸線方向の長さ寸法は、前記電気抵抗調整層の線膨張係数×基準温度での前記電気抵抗調整層の軸線方向に沿う寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２以上に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の導電性部材は、請求項１に記載の導電性部材であって、前記空隙保持部材は、前記電気抵抗調整層と同じ材質で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の導電性部材は、請求項１または請求項２に記載の導電性部材であって、前記両空隙保持部材は、互いに厚さ寸法および内径寸法が等しく形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の導電性部材は、請求項１または請求項２に記載の導電性部材であって、前記両空隙保持部材は、互いに軸線方向に沿う長さ寸法が等しく形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の導電性部材は、請求項１または請求項２に記載の導電性部材であって、前記両空隙保持部材は、前記導電性支持体に設置された後、外周面に平坦化のための研削加工または切削加工が施されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の帯電ローラは、軸部材をなす長尺状の導電性支持体と、該導電性支持体の外周面に設けられた電気抵抗調整層と、前記導電性支持体の両端部に設けられる一対の空隙保持部材とを備え、該空隙保持部材の外周面は、像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層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して高低差が設けられている帯電ローラにおいて、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材が熱膨張した際、前記電気抵抗調整層および前記両空隙保持部材の前記導電性支持体上での設置位置にズレが生じることを防止するために、前記両空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端部の軸線方向に沿う進入を許す受入空間が設けられ、該受入空間の軸線方向の長さ寸法は、前記電気抵抗調整層の線膨張係数×基準温度での前記電気抵抗調整層の軸線方向に沿う寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２以上に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、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である。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、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である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層および両空隙保持部材に膨張が生じても、電気抵抗調整層の端部が受入空間に進入するので、互いの膨張力は、電気抵抗調整層および両空隙保持部材で相互に押し合うように作用することはない。このため、例えば、熱処理が施される場合であっても、電気抵抗調整層と両空隙保持部材との間に隙間が形成されることはない。
【００２３】
また、受入空間の軸線方向の長さ寸法は、熱膨張の影響の大きい電気抵抗調整層の膨張係数に基づいて設定されているので、電気抵抗調整層の膨張分を確実に受け入れることができ、隙間の形成を防止することができる。
【００２４】
さらに、電気抵抗調整層の膨張係数に基づいて設定されているので、受入空間の軸線方向の長さ寸法を適切な大きさに設定することができる。このため、導電性部材の全長を必要最低限とすることができ、コンパクト化することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、電気抵抗調整層および両空隙保持部材が同じ材質で形成されているため、電気抵抗調整層および両空隙保持部材の膨張率が等しくなるので、電気抵抗調整層の外周面と像担持体の外周面との空隙の大きさが、それぞれの膨張に基づいて変化することを抑制することができる。このため、導電性部材を取り巻く環境が変化しても良好な帯電性能を維持することができる。
【００２６】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、両空隙保持部材が互いに等しい寸法に形成されているので、導電性部材の両端に偏りが生じることがなく、電気抵抗調整層の外周面と像担持体の外周面との空隙を精度良く一定とすることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、組み付け後に空隙保持部材の外周面が平坦化されているため、組み付け誤差の影響を受けることがないので、電気抵抗調整層の外周面と像担持体の外周面との空隙を精度良く一定とすることができ、良好な帯電性能が得られる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、膨張による影響を受けることなく、例えば、像担持体としての感光体ドラムに対して均一帯電を行うことができる帯電ローラを提供することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の帯電ローラをプロセスカートリッジに組み込んだので、空隙保持精度の良好な交換可能なプロセスカートリッジを提供することができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明を画像形成装置に搭載しているので、高画質の画像を得ることができると共に、長期に渡って安定した画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００３２】
図６は本発明に係る導電性部材（帯電ローラ）２０の実施例を説明するための模式図である。導電性部材２０は、その軸部材をなす長尺状の導電性支持体２１と、導電性支持体２１の外周面に設けられた電気抵抗調整層２２と、電気抵抗調整層２２に等しい材質からなりかつ導電性支持体２１を取り囲むように導電性支持体２１の両端部２１ａに設けられた一対の空隙保持部材２３とを有する。
【００３３】
両空隙保持部材２３には、それぞれ受入空間２４が設けられている。両受入空間２４は、電気抵抗調整層２２の端部２２ａを受け入れている。受入空間２４は、図７に示すように、矩形の断面形状を呈し、導電性支持体２１に望みかつ包囲するように端部２２ａ側に位置する各端面に形成された環状凹所２５からなる。導電性部材２０の径方向に沿う受入空間２４（環状凹所２５）の高さ寸法は、電気抵抗調整層２２の厚さ寸法に等しく形成されている。電気抵抗調整層２２と両空隙保持部材２３とは、導電性部材２０の径方向位置で、すなわち電気抵抗調整層２２の両端部２２ａの外周面２２ｂと、両空隙保持部材２３の内周面２３ａのうち環状凹所２５を規定する箇所２３ｂとで密接している。
【００３４】
また、電気抵抗調整層２２と両空隙保持部材２３とは、導電性部材２０の軸線方向で見ると互いに間隔を置いて配置されている。この間隔、すなわち電気抵抗調整層２２の端面２２ｃから受入空間２４の奥端２４ａまでの間隔が、軸線方向の受入空間２４の長さ寸法Ｄである。長さ寸法Ｄは、次式（１）により設定されている。
【００３５】
長さ寸法Ｄ＝電気抵抗調整層２２の線膨張係数×基準温度での電気抵抗調整層２２の軸線方向に沿う長さ寸法×最大環境温度と基準温度との温度差×０．７／２．０・・・（１）
なお、基準温度での電気抵抗調整層２２の軸線方向に沿う長さ寸法とは、例えば、導電性部材２０が製造される雰囲気下、あるいは導電性部材２０が使用される雰囲気下における長さ寸法である。
【００３６】
最大環境温度とは、導電性部材２０が置かれ得る最大温度であり、例えば、導電性部材２０の製造過程において熱処理が施される場合には、その熱処理温度が最大環境温度とされる。
【００３７】
０．７倍しているのは、後述するように、電気抵抗調整層２２は導電性支持体２１の外周面上に形成されているため、電気抵抗調整層２２の膨張量が互いの接触により束縛されて減少するので、この減少分を考慮して３割減としたものである。
【００３８】
２．０で割っているのは、受入空間２４が形成される空隙保持部材２３は導電性支持体２１の両端部２１ａのそれぞれに設けられているので、一方の受入空間２４は電気抵抗調整層２２の膨張量の半分を吸収することができればよいことに基づくものである。
【００３９】
また、両空隙保持部材２３は、その導電性支持体２１の両端側に位置する端面２３ｃから受入空間２４の奥端２４ａに至る長さ寸法、すなわち導電性部材２０の軸線方向に沿う長さ寸法Ｓ（圧入長さ）が互いに等しく設定されている。
【００４０】
さらに、両空隙保持部材２３は、導電性部材２０の軸線を含む径方向に沿う縦断面で見たときの内径寸法Ｂ（圧入代）が互いに等しく設定されている。
【００４１】
両空隙保持部材２３の外周面は、図６に示すように、感光体ドラム４と当接したときに感光体ドラム４の外周面４ａと電気抵抗調整層２２の外周面２２ｄとの間に一定間隔の空隙Ｇが形成されるように電気抵抗調整層２２の外周面２２ｄに対して互いに等しい高低差が設けられている。
【００４２】
この導電性部材２０は所定の圧力で感光体ドラム４に当接配置される。この導電性部材２０は、その対向軸部２０’の外径が空隙保持部材２３の外径に対して僅かに小径を呈する。空隙保持部材２３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２３と対向軸部２０’との間には高低差があるので、電気抵抗調整層２２の外周面２２ｄと表面４ａとの間には空隙Ｇが形成される。
【００４３】
導電性部材２０及び感光体ドラム４の形状は特に限定されないが、共に円筒形状であることが望ましい。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科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、この劣化を低減することができるからである。
【００４４】
空隙Ｇによる対向軸部２０’と感光体ドラム４の表面４ａとの間隔は、１００μｍ以下であることが望ましい。これは、空隙Ｇによる間隔を大きくすると、導電性支持体２１への印加電圧を高くしなければならず、導電性支持体２１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、異常放電が発生したりし易くなるからである。
【００４５】
導電性部材２０は、その空隙保持部材２３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、導電性部材２０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。なお、導電性部材２０を転写部材として使用する場合にも、同様に感光体ベルトの帯電を行うことができる。
【００４６】
空隙保持部材２３は、予め任意の形状に形成され且つ環状の環状凹所２５が設けられた空隙保持部材材料品が電気抵抗調整層２２の両端部２２ａを受け入れるようにして導電性支持体２１の両端部に挿入されることにより導電性支持体２１上に設けられる。この際空隙保持部材２３と導電性支持体（中心軸（芯軸））２１の端部２１ａとの互いの当接箇所に接着剤を塗布し密着することにより、長期間に渡って使用した際に空隙保持部材２３が導電性支持体２１から脱離することを避けることが可能である。
【００４７】
電気抵抗調整層２２に用いる熱可塑性樹脂には、例えば、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）等の汎用樹脂を用いる。これらの樹脂を用いると、成形加工を容易とすることができる。
【００４８】
その熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料として、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し、固定化される。従って、導電性顔料を分散した組成物に見られるような分散不良に起因する抵抗値のバラツキを抑制できる。また、高分子材料であるので、ブリードアウトが生じ難い。更に、配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があるので、熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％、高分子型イオン導電材が７０〜３０重量％とするのが望ましい。
【００４９】
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やニーダー等で溶融混練することによって、樹脂組成物を容易に製造できる。電気抵抗調整層２２は、押し出し成形や射出成形等の手段を用いて、半導電性樹脂組成物を被覆することにより導電性支持体２１上に容易に形成することができる。
【００５０】
導電性支持体２１の外周面に電気抵抗調整層２２のみを形成することにより導電性部材２０を形成することにすると、電気抵抗調整層２２にトナーなどが固着して画像品質が劣化することがあるが、この不具合は電気抵抗調整層２２の外周面に表面層２２ｅ（図７参照。）を形成することにより解消できる。この表面層２２ｅの抵抗値は電気抵抗調整層２２のそれよりも大きい値とされ、これによって感光体ドラム４の欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）等の不具合を解消できる。ただし、表面層２２ｅの抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足するので、表面層２２ｅと電気抵抗調整層２２との抵抗値の差は１０3Ωｃｍ以下にするのが望ましい。
【００５１】
表面層２２ｅを形成する材料としては、成膜性が良好であるという点で熱可塑性樹脂組成物が好適であり、その表面層２２ｅを形成する材料として、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、トナー固着防止の観点から望ましい。また、樹脂材料は電気的に絶縁性を有するため、樹脂に対して各種導電材料を分散させることによって表面層２２ｅの抵抗を調整する。
【００５２】
表面層２２ｅは、表面層構成材料を有機溶媒に分散して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング等によってコーティングすることによって電気抵抗調整層２２上に形成することができる。膜厚については、１０〜３０μｍ程度が望ましい。
【００５３】
導電性部材２０では、電気抵抗調整層２２および各空隙保持部材２３が導電性支持体２１上に形成された後、各空隙保持部材２３の外周を仕上げ切削して電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３とに段差を形成し、感光体ドラム４に対して一定の空隙Ｇを形成する。この際、空隙保持部材２３において電気抵抗調整層２２と隣接する部分の高さを、電気抵抗調整層２２の高さと等しく（いわゆる加工ニゲ）形成することで、電気抵抗調整層２２の高さが均一になるので、感光体ドラム４に対する空隙Ｇの精度をより高くすることができる。
【００５４】
なお、電気抵抗調整層２２および空隙保持部材２３は、それぞれ射出成形、押し出し成形により形成された熱可塑性樹脂であり、成形後、形状成形や冷却時に生じる内部応力の開放により、形状が微小に変化する傾向がある。そこで、電気抵抗調整層２２と両空隙保持部材２３とを導電性支持体２１に成形して構成された成形品（２０）をいったん冷却した後、成形温度以下の温度でこの成形品（２０）を再加熱し、内部応力の開放を加速させるというエージング処理を行い、成形品（２０）の内部応力を開放してから、仕上げ切削などの２次加工を実施することがある。
【００５５】
この発明の実施の形態では、電気抵抗調整層２２の外周面に表面層２２ｅを塗布により形成する構成があり、表面層２２ｅの定着には、加熱により表面層２２ｅの樹脂を硬化させる方法が一般的に採用されているので、電気抵抗調整層２２、空隙保持部材２３を導電性支持体２１に形成した後に加熱を行っている。また、完成品の温度環境も氷点下レベルから３０〜４０℃の間で変動することも考えられる。
【００５６】
成形品（２０）を一旦冷却した後再度加熱する場合、図３に示す従来の帯電ローラ２（図１参照。）としての導電性部材１０の場合には、電気抵抗調整層１２の熱膨張により各空隙保持部材１３が導電性支持体１１の端部に向かって押され、導電性支持体１１に対する空隙保持部材１３の設置位置の軸方向へのずれが生じ、再度冷却されたときに空隙保持部材１３と電気抵抗調整層１２との間に隙間Ｈ（図５参照。）が生じ、導電性部材１０からなる帯電ローラ２と感光体ドラム４との間の空隙精度の低下、発生した隙間Ｈへの異物（トナー凝集）の混入による帯電ローラ２、感光体ドラム４の磨耗劣化などの不具合が発生する虞がある。
【００５７】
図６に示す本発明に係る導電性部材２０の場合には、電気抵抗調整層２２の熱膨張により体積が増加しても、電気抵抗調整層２２は受入空間２４に進入するので、電気抵抗調整層２２の熱膨張に伴って導電性支持体２１に対する空隙保持部材２３の設置位置に軸方向に沿う導電性支持体２１の端部２１ａへのずれが生じることが防止され、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間での隙間Ｈの発生が防止される。
【００５８】
なお、上記した導電性部材２０において、受入空間２４を外部に開放する孔を設けることができる。この孔は、例えば、空隙保持部材２３を軸線方向に沿って貫通して形成することができる。この孔を設けることにより、電気抵抗調整層２２を受け入れるために各空隙保持部材２３に設けられた受入空間２４が外部に開放されるので、受入空間２４に存在する空気が熱膨張することにより受入空間２４内の圧力が高まったとしても、その圧力増加分の空気を受入空間２４から孔を経て外部へと排出することができ、受入空間２４の空気の熱膨張に伴って各空隙保持部材２３に作用する加圧力をなくすことができる。また、電気抵抗調整層２２が熱膨張に伴って各空隙保持部材２３に形成された受入空間２４に進入しても、受入空間２４内の空気は孔から外部に排出されるので、受入空間２４内の空気により各空隙保持部材２３が導電性支持体２１の両端部２１ａに向かって押され設置位置にずれが生じることを防止することができる。
【００５９】
加熱加工および使用環境条件の下で、導電性部材２０を構成する各部材に熱が加わったとき、熱膨張により隣接する部材間に抗力が発生する。その熱が取り除かれたときには各部材に復元力が働く。その際、各部材間の復元量の違いにより、歪みが生じることとなり、接着力よりもその抗力によるひずみが大きくなったとき、隙間Ｈ（図５参照。）が生じることになる。そこで、この発明の実施例では、各空隙保持部材２３に電気抵抗調整層２２の進入を許す受入空間２４（環状凹所２５）を設けた（図６、図７参照。）。これにより、導電性部材２０の製造段階における成形品（２０）の加熱工程、画像形成装置に組み込んでの使用温度環境条件の下で、導電性支持体２１と電気抵抗調整層２２とが膨張収縮したとしても、膨張時には電気抵抗調整層２２が受入空間２４に進入することにより、熱膨張に起因する各空隙保持部材２３への抗力が発生することがなく、電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３との間に隙間Ｈを生じるのを避けることができるのである。
【００６０】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づき説明する。
＜実施例１＞
図６に示すように、軸芯２１（導電性支持体）は、ＳＵＭ−Ｎｉメッキ（鋼の表面をニッケルメッキ仕上げ）を材料として外径をφ９ｍｍに形成されている。
【００６１】
電気抵抗調整層２２は、肉圧を１．５ｍｍとしたＡＢＳ／ＰＥＥＡ(導電剤)／相溶化剤／(酸化防止剤)からなり、体積固有抵抗値が１×１０３〜１×１０８Ω・ｃｍとされ導電性を有している。ちなみにＡＢＳ材の熱膨張係数は一般的に９．５〜１０．５×１０−５／℃となっている。そして、例えばその両端部にフッ素入りＡＢＳからなる空隙保持部材２３が、そこに形成された受入空間２４（環状凹所２５）に電気抵抗調整層２２の端部２２ａを受け入れて軸芯２１に圧入固定された構成の帯電ローラ２０である。
【００６２】
電気抵抗調整層２２の端面２２ｃと空隙保持部材２３とにあらかじめ熱処理により発生する電気抵抗調整層２２の熱膨張による伸び量分の隙間、すなわち受入空間２４を形成しておくことにより、熱膨張による空隙保持部材２３を押し出されることを抑えることが出来る。この受入空間２４の軸線方向に沿う長さ寸法Ｄは次のように設定される。
【００６３】
例えば、ＡＢＳからなる電気抵抗調整層２２の線膨張係数を９．５×１０−５／℃とし、電気抵抗調整層２２の全長を２６８．１５ｍｍ／２５℃とし、最大環境温度をローラ製造条件の熱処理温度５０℃とする。この場合には最大環境温度と基準温度との温度差が２５℃のとなる。このため、電気抵抗調整層２２は、
９．５×１０−5×２６８．１５×２５＝０．６３６８５・・
より、その全長が軸線方向に０．６３６８５・・ｍｍ膨張することとなる。実際には、電気抵抗調整層２２が軸芯２１の外周面に設けられているので、これにより膨張量が軸芯２１に束縛された分を考慮して３割減とした０．４５ｍｍを軸芯２１に設けられた状態の電気抵抗調整層２２の膨張分と見立てる。受入空間２４が形成される空隙保持部材２３は、軸芯２１の両端部に設けられているので、一方の受入空間２４の長さ寸法Ｄを０．２２５ｍｍ以上とすることにより、空隙保持部材２３が押し出されることを押さえることができる。
【００６４】
また、空隙保持部材２３が電気抵抗調整層２２と同一部材で形成されているので、熱膨張率が同等であり、かつ同一の収縮を行うので、帯電ローラ２０の弾性部材２２（電気抵抗調整層）の外径が熱膨張により大きくなっても、帯電ローラ２０と像担持体４の表面４ａとの間の近接量Ｇは、その弾性部材２２の外径の変化の影響を受けずに、殆ど一定となる。
【００６５】
したがって、近接量Ｇの環境による変動を抑えることができるので、常に良好な帯電性能が得られる。さらに、空隙保持部材２３の材質のＡＢＳにはフッ素が混入されているので、像担持体４に当接しても周動性が良いため像担持体４の表面４ａへのこすれ及び残留トナー等の付着を抑制でき、画像異常、帯電異常を抑制することができる帯電ローラ２０である。
【００６６】
この帯電ローラ２０は、空隙保持部材２３が軸芯２１に圧入する時に両端の圧入代Ｂおよび圧入長さＳ（図７参照。）を同一の寸法に形成され、また、空隙保持部材２３の外径に研削加工または切削加工が施されて構成さている。両空隙保持部材２３は、その圧入代Ｂ、圧入長さＳが同一のため、帯電ローラ２０では、環境の変動がおきても両端が等しい伸縮量で変化する。このため、高精度な近接量管理が得られ、例えば近接量の管理が高精度化を必要とする時には、必要に応じて外径を研削加工することにより、さらに高精度な近接量管理が可能となり、常に良好な帯電性能が得られ、画像異常および帯電異常を抑制することができる。
＜試験＞
表1に、実施例1に示した条件により実際に製造された帯電ローラの電気抵抗調整層の温度と長さとの関係を示す。
【００６７】
表1において、各プロット点は、実施例1に示した条件により製造された複数の帯電ローラについて、実際に計測された値を示している。また、線分Ａ−Ｂは、各プロット点に基づいて算出された近似式（２）で表される線分である。
【００６８】
ｙ＝０．０１３５ｘ×２６７．８２  ・・・（２）
最大環境温度である５０℃における電気抵抗調整層の長さは、式（２）から２６８．４９５ｍｍと算出される。また、基準温度である２５℃における電気抵抗調整層の長さは、式（２）から２６８．１５７５ｍｍと算出される。このため、電気抵抗調整層の膨張量は０．３３７５ｍｍとなり、一方の受入空間の長さ寸法が約０．１７ｍｍに設定されていれば、電気抵抗調整層の膨張による隙間の形成を防ぐことができるがわかる。本発明では、受入空間の長さ寸法を実際の帯電ローラの製造時に生じる誤差を考慮して安全率１．３を掛けた０．２２ｍｍに設定している。この値が軸芯に取り付けられていない状態の電気抵抗調整層が熱膨張した後の全長の３割減となっていることに基づいて、式（１）において０．７倍する、すなわち３割減としている。
【００６９】
【表１】
2006251031.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来および本発明に係る画像形成装置の説明図である。
【図２】プロセスカートリッジを有する画像形成装置の説明図である。
【図３】画像形成装置に用いられた導電性部材（帯電ローラ）を示す模式的な断面図である。
【図４】図３に示す帯電ローラのための成形品にエージング処理を行った場合の熱膨張を説明するための図である。
【図５】図４に示す成形品を冷却した場合に隙間ができる理由を説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る導電性部材（帯電ローラ）と感光体ドラムとの位置関係を説明するための図である。
【図７】本発明に係る空隙保持部材の近傍を拡大して模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
４…感光体ドラム（像担持体）
２０…導電性部材
２１…導電性支持体
２２…電気抵抗調整層
２３…空隙保持部材
２４…受入空間
Ｇ…空隙
【図１】
2006251031.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006251031.tif 000006
【図４】
2006251031.tif 000007
【図５】
2006251031.tif 000008
【図６】
2006251031.tif 000009
【図７】
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