(57)【要約】【課題】近接帯電方式においても微量に発生する放電によるＮＯｘ等の微量なオキシダントが原因の汚損や劣化のない帯電部材を提供する。【解決手段】高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物からなる電気抵抗調整層を導電性支持体上に形成し、該電気抵抗調整層の表面を被覆する保護層を形成した帯電部材において、該保護層がゼオライト微粒子が分散された樹脂材料によって形成されたものとする。【選択図】図１
2006251008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物からなる電気抵抗調整層を導電性支持体上に形成し、該電気抵抗調整層の表面を被覆する保護層を形成した帯電部材であって、該保護層がゼオライト微粒子が分散された樹脂材料によって形成されていることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記電気抵抗調整層が下記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）からなる樹脂組成物により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂
（Ｂ）高分子型イオン導電材料
（Ｃ）主鎖としてポリカーボネートを有し、該主鎖にアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体をグラフトとしてなるグラフトコポリマー。
【請求項３】
前記高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする請求項２に記載の帯電部材。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電部材が被帯電体上に近接配置させて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。
【請求項５】
請求項４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式において、感光体に対し帯電処理を実行するローラ等の帯電部材に関し、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を採用した画像形成装置に使用される帯電ローラに応用することができる帯電部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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おいて、感光体に対して帯電処理を行う帯電部材としては、帯電ローラが一般的に用いられている。図２は電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
【０００３】
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感光体ドラム１０１、感光体ドラム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、感光体ドラム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、感光体ドラム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、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、感光体ドラム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。
【０００４】
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、感光体ドラム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、感光体ドラム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２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。
【０００５】
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。
【０００６】
感光体ドラム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、感光体ドラム１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、感光体ドラム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による感光体ドラム１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と感光体ドラム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。
【０００７】
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。
【０００８】
このような画像形成装置では、帯電ローラが、感光体ドラムの表面を所望の電位に帯電し、次いで、露光装置が、感光体ドラムに画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を、感光体上に形成し、さらに、現像ローラが、静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム上にトナー像(顕像)を形成し、その後、転写ローラが、感光体ドラム上のトナー像を、記録紙に転写し、クリーニング装置が、転写されず感光体ドラム上に残留したトナーを清掃するとともに、転写ローラによって、トナー像を転写された記録紙は、不図示の定着装置へと搬送される（定着装置は、トナーを加熱及び加圧して記録紙上に定着する）と云う手順で画像形成が行われる。
【０００９】
ここで、帯電ローラを用いた帯電方式としては、感光体にローラを接触させる接触帯電方式が一般に用いられているが、接触帯電方式には、
（１）帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ跡を残すこと、
（２）帯電ローラに交流電圧を印加したときに、被帯電体に接触している帯電ローラが振動するので、帯電音が発生すること、
（３）感光体ドラム上のトナーが帯電ローラに付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラの帯電性能が低下すること、
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体ドラムへ付着すること、及び、
（５）感光体ドラムを長期停止したときに、帯電ローラが永久変形すること、
と云った問題があった。
【００１０】
このような問題を解決する方法として、帯電ローラを感光体に近接させる近接帯電方式が考案されている（特開平０３−２４００７６号公報等）。近接帯電方式は、帯電装置を感光体との最近接距離が０．００５〜０．３ｍｍになるように対向させ、帯電ローラに電圧を印加することにより、感光体の帯電を行う帯電装置である。近接帯電装置では、帯電装置と感光体が接触していないために、接触帯電装置で問題となる「帯電ローラを構成している物質の感光体への付着」「感光体を長期停止したときに生ずる、永久変形」は問題とならない。また、「感光体上のトナー等が帯電ローラに付着することによる帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため、近接帯電方式が優れている。また、近接帯電方式は、従来より用いられているコロナ帯電方式と比較してＮＯｘの発生量が少ないという利点を有している。
【００１１】
ここで、このような近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは異なる。すなわち、接触帯電方式で一般的に用いられてきた帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構成となっている。接触帯電方式では感光体を均一に帯電させるため、感光体に対して帯電ローラが均一に接触することが必要とされるからである。
【００１２】
近接帯電方式において、このような弾性体で形成された帯電ローラをそのまま使用した場合に、
（１）感光体―帯電ローラ間の空隙を形成させるために帯電ローラ両端の非画像領域にスペーサ等の空隙保持部材を介在し近接させる必要があるが、弾性体で形成された帯電ローラの場合、弾性体の変形により空隙を均一にすることが困難でありその結果、帯電電位変動やそれに起因する画像ムラが発生してしまうこと、及び、
（２）弾性体を形成する加硫ゴム材料は、経時でのへたり、変形が生じやすく、そのため経時で空隙が変動すること、
と云う不具合が生じる。
【００１３】
このような不具合の解消のために、近接帯電方式での帯電ローラでは、非弾性体である熱可塑性樹脂を用いられることが考えられる。これにより、感光体−帯電ローラ間の空隙を均一にすることが可能である。
【００１４】
帯電ローラによる感光体ドラム表面への帯電メカニズムは帯電ローラ・感光体ドラム間の微小放電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。感光体ドラムを所定の帯電電位に保持する機能を得るためには、熱可塑性樹脂の抵抗値を半導電性領域（１０６〜１０９Ωｃｍ程度）に制御することが必要となる。
【００１５】
ここで、抵抗値を制御する方法としては、熱可塑性樹脂中にカーボンブラック等の導電性顔料を分散させる方法が一般的である。しかし、導電性顔料を用いて電気抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、抵抗値のバラツキが大きく、部分的帯電不良等の画像欠陥が発生するなどの問題がある。
【００１６】
一方、抵抗を制御するための別の手段としてイオン導電性材料、すなわちリチウム塩等の電解質塩を用いる方法がある。イオン導電性材料はマトリックス樹脂中に分子レベルで分散するため、導電性顔料が分散する上記のものに比べて抵抗値のばらつきが小さく、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならない。ところが、電解質塩は低分子量であるためマトリックス樹脂の表面にブリードアウトしやすい性質があり、帯電ローラ表面へブリードアウトした場合にトナーの固着を発生させてしまい、画像不良の不具合を引き起こす。
【００１７】
このようなブリードアウトを避けるために、高分子型のイオン導電性材料を使用することが考えられる。この場合、イオン導電性材料がマトリックス樹脂中に分散固定化され、表面へのブリードアウトが起こりにくくなる。
【００１８】
また、帯電ローラ表面へのトナー固着防止と、感光体層の厚みムラ・ピンホール等の欠陥部分への電圧集中・異常放電（リーク）解決のための手段として、電気抵抗調整層の表面に電気抵抗調整層よりも高い値に抵抗調整した、保護層を設けることが考えられる。この保護層は、トナー固着防止のため、高離型である必要があり、また帯電ローラとしての機能を損なわないよう、薄肉かつ均一で、表面性が良好であることが要求される。そのため、保護層の形成は一般的に樹脂を溶剤に溶解・希釈し、金属酸化物やカーボンなどの導電性粒子を分散して抵抗調整したものを、スプレー塗装やディッピング処理することにより行われる。具体的な樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられる。
【００１９】
しかしながら、これらの近接帯電装置においても、殆どの場合帯電時に放電が起きており、コロナ帯電装置に比べ低い濃度ではあるが、ＮＯｘ等のオキシダントが発生する。このため帯電部材表面の樹脂がＮＯｘ等のオキシダントによって汚損・劣化し、帯電装置の導電特性が変化してしまうという問題がある。
【００２０】
ここで、例えば特開平１１−８４８２５号公報（特許文献１）等を含めた接触帯電方式での従来技術では当然のことながら、近接帯電方式においてもこのようなオキシダントに対する対策が講じられていなかった。
【特許文献１】特開平１１−８４８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記した従来の問題点を解決することを目的とする。すなわち、近接帯電方式においても微量に発生する放電によるＮＯｘ等の微量なオキシダントが原因の汚損や劣化のない帯電部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の帯電部材は上記課題を解決するために、請求項１に記載の通り、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物からなる電気抵抗調整層を導電性支持体上に形成し、該電気抵抗調整層の表面を被覆する保護層を形成した帯電部材であって、該保護層がゼオライト微粒子が分散された樹脂材料によって形成されていることを特徴とする帯電部材である。
【００２３】
また、本発明のうち、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記電気抵抗調整層が下記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）からなる樹脂組成物により構成されていることを特徴とする帯電部材である。
（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂
（Ｂ）高分子型イオン導電材料
（Ｃ）主鎖としてポリカーボネートを有し、該主鎖にアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体をグラフトとしてなるグラフトコポリマー。
【００２４】
また、本発明のうち、請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする帯電部材である。
【００２５】
さらに、本発明のうち、請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の帯電部材が被帯電体上に近接配置させて設けられているプロセスカートリッジである。
【００２６】
また、本発明のうち、請求項５に係る発明は、請求項４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である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の帯電部材によれば、近接帯電装置においても微量に発生する放電によるＮＯｘ等の微量なオキシダントが原因の汚損や劣化のない帯電部材となる。
【００２８】
請求項２に記載の帯電部材によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、特定の樹脂組成物を用いることにより、クラック、抵抗値ばらつき、ブリードアウトに伴う帯電不良、抵抗値の環境依存性を防止し、各環境下においても優れた帯電品質が得られる。
【００２９】
さらに、請求項３に記載の帯電部材によれば、高分子型イオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを配しているので電気抵抗調整層の体積抵抗率を１０６Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍの範囲に安定制御することができる。
【００３０】
請求項４に係る画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジによれば、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、近接帯電装置においても微量に発生する放電によるＮＯｘ等の微量なオキシダントが原因の汚損や劣化のない帯電部材を有するプロセスカートリッジとすることができる。
【００３１】
請求項５に係る画像形成装置によれば、近接帯電装置においても微量に発生する放電によるＮＯｘ等の微量なオキシダントが原因の汚損や劣化のない帯電部材を有するプロセスカートリッジを着脱可能に有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は本発明の帯電部材の応用例である帯電ローラ１０の断面図である。本発明に係わる帯電ローラは、導電性支持体１の周囲に電気抵抗調整層２と、電気抵抗調整層の表面にはその表面を被覆する保護層３が形成されている。電気抵抗調整層２の両端には、近接帯電方式に必要な感光体−帯電ローラ間の空隙を確保するためのスペース部材２ａが形成されている。
【００３３】
本発明では電気抵抗調整層２を被覆する保護層３はゼオライト微粒子が分散された樹脂材料によって形成されている。
【００３４】
ここで、ゼオライトは３次元的な骨格を有し、その骨格中には分子レベルの細孔が開き、特に分子量の小さいＮＯｘなどのガスをその骨格中に取り込み、吸着することができる。そのために放電により発生したＮＯｘ等のオキシダントが速やかに吸着され、ＮＯｘ等のオキシダントによる帯電部材の汚損や劣化を防止することができる。さらにゼオライトにはＮＯｘに対して分解触媒性を有しているので、単に吸着された場合に問題となる、吸収されたガスが濃縮された状態で脱着されて生じる問題の発生も未然に防止される。さらにゼオライトは入手が容易である。
【００３５】
本発明で用いるゼオライト微粒子の大きさは保護層の表面形状に影響を及ぼす可能性があり、そのため、帯電部材の保護層として充分な表面形状が得られる範囲の大きさのものを用いる必要がある。このようなゼオライト微粒子の粒径として５００μｍ以下のものを用いた場合、帯電部材の保護層として問題がなかった。
【００３６】
ゼオライト微粒子の配合量は保護層中で０．５重量％以上７０重量％以下となるように配合することが好ましい。０．５重量％未満であるとゼオライト微粒子配合の効果が少なく、また７０重量％を越えて添加すると保護層に亀裂が生じる場合がある。
【００３７】
保護層３の形成は例えば導電性を有する樹脂材料及びゼオライト微粒子を有機溶剤に分散し、必要に応じてイソシアネートなどの硬化剤を添加して塗料を作成し、スプレー塗装やディッピングによって電気抵抗調整層にコーティングした後、風乾や加熱処理などにより硬化させることで行う。ゼオライト微粒子の分散は、市販のゼオライト微粒子を樹脂材料に分散することで容易に行うことができる。このような樹脂材料としては、製膜性が良好なものを選択する。そのような樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられ、これら非粘着性に優れ、かつ、トナー固着防止の面でも好ましい。
【００３８】
ここでこれら樹脂材料は電気的に絶縁性であるので、そのような樹脂材料単体で保護層を形成すると、帯電部材としての特性が得られない。そこで、これら絶縁性の樹脂材料に対して導電性微粒子（カーボン、金属酸化物等）を分散することによって所定の電気抵抗の保護層が得られるよう調整して、導電性を有する樹脂材料を得る。保護層の抵抗値は電気抵抗調整層のそれよりも大きくなるように形成され、それによって感光体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、保護層の抵抗値を高くしすぎると帯電効率が低下するため、保護層と半導電性弾性層との抵抗値の差が１０３Ωｃｍ以下となるように調整することが好ましい。
【００３９】
この例での電気抵抗調整層は、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂、（Ｂ）ポリエーテルエステルアミド、（Ｃ）主鎖としてポリカーボネートを有し、該主鎖にアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体をグラフトとしてなるグラフトコポリマー（すなわち、主鎖にポリカーボネート樹脂を、側鎖にアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を含有するグラフトコポリマー）を、溶融混練してなる樹脂材料、導電性微粒子およびゼオライト微粒子により形成されている。
【００４０】
ここで、（Ａ）スチレン系熱可塑性樹脂とはスチレン重合体または共重合体を云う。具体的にはポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＩ−ＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ）などが挙げられる。
【００４１】
また、（Ｂ）ポリエーテルエステルアミドは下記（Ｉ）式で示されるものであり、ポリアミド単位のハード成分と、ポリエーテル単位のソフト成分からなる共重合体である（式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は炭素数１〜２０のアルキル基を示す）。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。したがって、導電性顔料を分散した組成物に見られるような導電性顔料の分散不良に伴う抵抗値のバラツキが生じない。また高分子材料であるため、ブリードアウトが生じにくい。
【００４２】
【数１】
2006251008.tif 000003
【００４３】
一方、（Ｃ）において主鎖である、ポリカーボネート（ポリカーボネート樹脂）は有極性基、ジオキシ基の鎖をもつ分子構造のため、分子間引力が非常に強い。このため、ポリカーボネート主鎖は力学的強度・クリープ特性などに優れ、特に衝撃強度は他のプラスチックと比較して格段に優れている。また、ポリカーボネート主鎖は比較的低吸水であるため、吸水変動に伴う体積変動が少ない。これらの特性により、グラフトコポリマーの主鎖としてポリカーボネート樹脂を使用した系では、使用時の機械的・電気的ストレスや経時変化、及び環境変化による体積変動によるクラックは生じにくい。
【００４４】
（Ｃ）の主鎖にグラフト重合されて副鎖をとなるアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体は、アクリロニトリル成分及びスチレン成分と反応基であるグリシジルメタクリレート成分からなる。反応基のグリシジルメタクリレートは（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）成分を溶融混練する際の加熱により、エポキシ基が（Ｂ）ポリエーテルエステルアミドのエステル基やアミノ基と反応し、（Ｂ）と強固に化学的に結合する。さらに、アクリロニトリル成分及びスチレン成分は、（Ａ）スチレン系樹脂との相溶性が良好である。そのため、（Ｃ）のグラフトコポリマーは、本来親和性の低い（Ａ）（Ｂ）間の相溶化剤として機能し、（Ａ）（Ｂ）の分散状態を均一かつ緻密化する。それにより、（Ａ）、（Ｂ）の分散不良に伴うウェルド部抵抗の変動や、使用時の電気的・機械的ストレスや経時・環境での体積変動により電気抵抗調整層のウェルド部分に発生するクラックを抑制することができる。その結果、上述の主鎖の効果と合わせて、強度的に優れた混練系の樹脂組成物を形成することができる。なお、（Ｃ）が（Ｂ）成分と充分な結合を行うためには、グリシジルメタクリレート成分の含有量が（Ｃ）中のグラフトコポリマーの１重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。
【００４５】
本発明における電気抵抗調整層の体積固有抵抗は１０６〜１０９Ωｃｍの範囲であることが望ましい。電気抵抗調整層の体積固有抵抗が１０９Ωｃｍを越えると帯電量の不足により、均一画像を得ることのできる充分な帯電電位を得ることができなくなる。一方、電気抵抗調整層の体積固有抵抗が１０６Ωcmよりも低いと、感光体全体への電圧集中(リーク)、異常放電が生じてしまう。また、ローラ抵抗の周方向偏差により部分的な画像不良が発生する場合があるので、ローラ抵抗の周方向偏差は０．５乗以下に収める必要がある。
【００４６】
本発明における樹脂組成物の配合については、電気抵抗調整層の体積固有抵抗を調整する必要があるので、（Ａ）と（Ｂ）の配合比を（Ａ）３０〜７０重量％、（Ｂ）７０〜３０重量％とし、かつ、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）成分を充分に相溶させるためには、（Ａ）（Ｂ）成分の合計１００重量部に対し（Ｃ）成分の配合量を１〜１５重量部とする必要がある。
【００４７】
本発明における樹脂組成物の製造方法に関しては、（Ｃ）のグリシジル成分を（Ｂ）成分と化学的に結合させ、かつ（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分を均一かつ緻密に分散するために、各材料の混合物を二軸混練機あるいはニーダー等で溶融混練することによって製造する。
【００４８】
本発明における電気抵抗調整層の導電性支持体上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、簡便に行うことができる。また、任意の段階で、表面を切削、研削加工をして、必要とされる表面精度を得ることができる。
【００４９】
本発明の帯電部材は画像形成装置に組み込んで好適に用いることができるが、ここで本発明に係る帯電ローラを被帯電体上に近接配置させた、かつ、画像形成装置に着脱可能な、本発明に係るプロセスカートリッジ、及び、そのプロセスカートリッジを着脱可能に有する、本発明に係る画像形成装置の一例を図３によって説明する。
【００５０】
図３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４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４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４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４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。
【００５１】
さらに、像担持体４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３に示すように、前述した像担持体４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２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４上の静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（図２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５と、そのトナー像の転写後に像担持体４上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置（図２における１０８を参照。）と、像担持体４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３に示した像担持体４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４の表面は、帯電ローラ（図２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４が矢示Ａ方向に回転することにより現像装置（図２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。
【００５２】
一方、図３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４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５により像担持体４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５により搬送され、駆動ローラ部５ａで転写紙Ｐの腰による曲率分離で、その転写搬送ベルト５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４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２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。
【００５３】
上記では本発明の帯電部材として主として帯電ローラについて説明を行ったが、本発明においては、導電性部材の形状は特に限定されず、断面円形状（円筒形状）、断面楕円形状、円筒形状を扁平にしたブレード形状等の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と、同一箇所からの連続放電を防止することができ、そのために、通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減させることができる。
【実施例】
【００５４】
以下に本発明の帯電部材の、帯電ローラでの実施例について具体的に説明する。
【００５５】
〈実施例１〉
スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）４０重量％と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）６０重量％とからなる電気抵抗調整層用ベース樹脂成分１００重量部に対して、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体（モディパーＣ  Ｌ４４０−Ｇ、日本油脂社製）を４．５重量部添加し、均一混合してなる樹脂組成物を、射出成形法によりステンレスからなる芯軸（導電性支持体。φ８ｍｍ）表面に被覆して電気抵抗調整層を形成した。
【００５６】
次いで、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）をベースにして、これに導電性カーボンブラック（全固形分に対して２９重量％）及びゼオライト微粉末（東ソー社製ゼオライトＨＳＺ−３２０ＮＡＡ（粒径：０．５〜５００μｍ、全固形分に対し５重量％となるよう配合）を配合してなる混合物により膜厚約２０μｍの保護層Ａをスプレー塗装によって形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た（このとき結着剤であるベース成分厚さよりゼオライト微粉末が部分的に突出することになり、特に有効に機能する）。
【００５７】
〈実施例２〉
実施例１と同様に、表面に電気抵抗調整層を形成した芯軸の電気抵抗調整層に、保護層Ａを形成する代わりに、フッ素樹脂（フロンコート５００、川上塗料社製）をベースにして、これに上記と同じ導電性カーボンブラック（全固形分に対して２９重量％）及び上記と同じゼオライト微粉末（全固形分に対し３０重量％）を配合してなる混合物により膜厚約１０μｍの保護層Ｂを形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００５８】
〈実施例３〉
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）４５重量％と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）５５重量％％とからなる電気抵抗調整層用ベース樹脂成分１００重量部に対して、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体（モディパーＣ  Ｌ４４０−Ｇ、日本油脂（株）製）を４．５重量部添加し、均一混合してなる樹脂組成物を、射出成形法により上記同様の芯軸表面に被覆して抵抗表面層を形成した。
【００５９】
次いで、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料製）をベースにして、これに上記と同じ導電性カーボンブラック（全固形分に対して２９重量％）及び上記と同じゼオライト微粉末（全固形分に対し６０重量％）を配合してなる混合物により膜厚約１０μｍの保護層Ｃを形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６０】
〈比較例１〉
ステンレスからなる芯軸（φ１０ｍｍ）の表面に、ポリプロピレン樹脂（ＭＡ２、日本ポリケム社製）７０重量部と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、第一工業製薬社製、）３０重量部とを配合した組成物を、射出成形法により被覆して電気抵抗調整層を形成した。次いでこの電気抵抗調整層の表面に、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３０重量％）からなる混合物を用いたスプレー塗装により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６１】
〈比較例２〉
ステンレスからなる芯軸（φ１０ｍｍ）の表面に、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１０重量部を配合してなるゴム組成物を、押出成形、加硫工程を経て被覆し電気抵抗調整層を形成した。次いでこの電気抵抗調整層の表面に、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）をベースに、イソシアネート系硬化剤（全固形分に対して５重量％）及び酸化スズ（全固形分に対して７０重量％）を添加してなる混合物を用いたスプレー塗装により保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６２】
〈比較例３〉
ＢＳ樹脂（ＧＲ−１５００、電気化学工業社製）１００重量部に導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックインターナショナル社製）５重量部を配合してなる樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ１０ｍｍ）の表面に、射出成形法により被覆して電気抵抗調整層を形成した。次いでこの電気抵抗調整層の表面に、ポリアミド樹脂（ダイアミドＴ−１７１、ダイセルヒュルス社製）とカーボンブラック（全固形分に対して５重量％）からなる混合物を用いたスプレー塗装により保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６３】
〈評価〉
以上の帯電ローラについて、図２にモデル的に示したプロセスカートリッジ１１０の帯電ローラとし、このプロセスカートリッジ１１０を用いる図２の画像形成装置１２０に組み込んで使用して、得られた画像評価を行った。この際、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけ、帯電ローラ−と感光体との間の空隙を５０μｍとなるように配置させた。また、帯電ローラに印加する電圧は−８００Ｖ（ＤＣ）、２４００Ｖｐｐ（ＡＣ。周波数：２ｋＨｚ）とした。評価環境を２３℃、６０％ＲＨ（相対湿度）とした。
【００６４】
このとき、連続複写を行い、１０万枚通紙後の帯電電位及び画像評価を行った。その上の評価結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2006251008.tif 000004
【００６６】
実施例の帯電ローラでは表１に示すように感光体の帯電電位はいずれも−７８０Ｖであり、必要とされる電位を満足し、帯電電位のばらつき幅も１０Ｖと、必要とされる電位偏差範囲内であって、さらに得られた画像はいずれも、ムラのない良好なものであった。
【００６７】
一方、比較例の帯電ローラでは３種類とも、ローラ表面が汚損・劣化し、帯電電位が低下し、そのばらつき幅も大きく、いずれも求められる条件を満たしておらず、得られた画像にもムラの発生などの不具合が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の帯電ローラを用いた画像形成装置ではローラ表面の汚損及び劣化が効果的に防止されるので、部品交換なしに長時間用いることができる。このため、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を採用した画像形成装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の帯電ローラの断面図（モデル図）である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示すモデル図である。
【図３】電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  導電性支持体
２  電気抵抗調整層
２ａ  スペース部材
３  保護層
１０  本発明に係る帯電ローラ
【図１】
2006251008.tif 000005
【図２】
2006251008.tif 000006
【図３】
2006251008.tif 000007