(57)【要約】      （修正有）【課題】長期にわたって使用されても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】導電性部材２０は、軸部材をなす導電性支持体２１と、導電性支持体２１に設けられた電気抵抗調整層２２と、電気抵抗調整層２２の端面に当接するように導電性支持体２１の両端部に設けられ像担持体４の外周面と電気抵抗調整層２２の外周面との間に一定間隔の空隙Ｇを形成する一対の空隙保持部材２３とを備える導電性部材において、軸線方向に沿って空隙保持部材２３に作用する電気抵抗調整層２２の膨張力を緩和するために、空隙保持部材２３には、電気抵抗調整層２２の熱膨張に伴う増加分の進入を許容する空所２４が形成されている。【選択図】図６
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【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、該電気抵抗調整層と異なる材質からなり且つ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接さ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と前記空隙保持部材との熱膨張率の差に起因して軸線方向に沿って該空隙保持部材に作用する前記電気抵抗調整層の膨張力を緩和するために、前記空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端面に臨む端面の側に前記電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の進入を許容する空所が形成されていることを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記空所は、前記導電性支持体を包囲する環状凹所であり、且つ前記電気抵抗調整層の端面の内周部に臨んでい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】
前記環状凹所は、前記電気抵抗調整層の端面から径が漸減するテーパ断面形状であることを特徴とする請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記空隙保持部材と前記導電性支持体とのいずれか一方には、前記環状凹所に存在する空気を熱膨張に伴って外部に排出するための溝が軸線方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の導電性部材。
【請求項５】
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、該電気抵抗調整層と異なる材質からなりかつ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接さ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ことを特徴とする帯電ローラにおいて、
前記電気抵抗調整層と前記空隙保持部材との熱膨張率の差に起因して軸線方向に沿って該空隙保持部材に作用する前記電気抵抗調整層の膨張力を緩和するために、前記空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端面に臨む端面の側に前記電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の進入を許容する空所が形成されていることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項６】
請求項５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７】
請求項６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」および「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、帯電ローラおよ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、結果として感光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】
そこで、軸部材をなす長尺状の導電性支持体の周面に電気抵抗調整層を設け、この電気抵抗調整層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空隙保持部材を設け、この空隙保持部材の外周面と像担持体とが当接したとき像担持体の外周面と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、電気抵抗調整層に対する高低差を空隙保持部材の外周面に設けた導電性部材が提案されている（特願２００３−０３０６６２６号）。
【００２１】
このものでは、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを連続的に同時に加工して空隙を精密に維持する構成となっている。
【００２２】
しかしながら、この導電性部材では、電気抵抗調整層と導電性支持体との線膨張係数が大きく異なる。このため、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、加熱すると、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ので、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。
【００２３】
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と、帯電ローラ２と感光体ドラム４との間に形成される空隙を所望の間隔で維持することができなくなる不都合がある。また、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３との間に隙間Ｈが形成されると、この隙間Ｈにトナー粒子などが進入して固着することにより、例えば、この固着したトナー粒子が帯電ローラ２に対向する感光体ドラム４を磨耗劣化させる虞がある。
【００２４】
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】
【００２５】
請求項１に記載の発明は、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、該電気抵抗調整層と異なる材質からなり且つ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接さ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と前記空隙保持部材との熱膨張率の差に起因して軸線方向に沿って該空隙保持部材に作用する前記電気抵抗調整層の膨張力を緩和するために、前記空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端面に臨む端面の側に前記電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の進入を許容する空所が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導電性部材において、前記空所は、前記導電性支持体を包囲する環状凹所であり、且つ前記電気抵抗調整層の端面の内周部に臨んでいることを特徴とする。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の導電性部材において、前記環状凹所は、前記電気抵抗調整層の端面から径が漸減するテーパ断面形状であることを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の導電性部材において、前記空隙保持部材と前記導電性支持体とのいずれか一方には、前記環状凹所に存在する空気を熱膨張に伴って外部に排出するための溝が軸線方向に沿って設けられていることを特徴とする。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、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、該電気抵抗調整層と異なる材質からなりかつ前記導電性支持体の両端部に設けられて前記電気抵抗調整層の端面に当接さ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ことを特徴とする帯電ローラにおいて、
前記電気抵抗調整層と前記空隙保持部材との熱膨張率の差に起因して軸線方向に沿って該空隙保持部材に作用する前記電気抵抗調整層の膨張力を緩和するために、前記空隙保持部材には、前記電気抵抗調整層の端面に臨む端面の側に前記電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の進入を許容する空所が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項５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。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項６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】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の一部が空隙保持部材に形成された空所に進入するので、電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加により生じる加圧力を低減することができ、軸線方向に沿って空隙保持部材に作用する電気抵抗調整層の膨張力を緩和することができる。このように、電気抵抗調整層の熱膨張により空隙保持部材を導電性支持体の端部に向けての加圧力が緩和されるので、電気抵抗調整層と空隙保持部材とを導電性支持体に設けた後、加熱する場合であっても、導電性支持体に対する空隙保持部材の設置位置のずれが生じることを防止することができる。従って、空隙保持部材により形成される像担持体の外周面と電気抵抗調整層の外周面との間の空隙を所望の間隔で維持することができる。また、電気抵抗調整層と空隙保持部材との間に隙間が生じることを防止することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の熱膨張に伴う体積増加分の進入を許容する空所が導電性支持体を包囲する環状凹所とされているので、空隙保持部材に作用する電気抵抗調整層の膨張力を均等に吸収することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、環状凹所が電気抵抗調整層の端面から径が漸減するテーパ断面形状であるので、空隙保持部材の導電性支持体への圧入が容易となる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、環状凹所に存在する空気が熱膨張し環状凹所内の圧力が高まったとしても、その圧力増加分の空気が溝を経て外部に排出されるので、環状凹所内の空気の熱膨張により空隙保持部材が導電性支持体の端部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。また、電気抵抗調整層の熱膨張に伴う増加分の一部が空隙保持部材に形成された環状凹所に進入しても、環状凹所内の空気は溝から外部に排出されるので、環状凹所内の空気により空隙保持部材が導電性支持体の端部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。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、長期間に渡り、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。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５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。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６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】
【００３９】
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】
【００４０】
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と異なる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。両空隙保持部材２３は、その端面２３ａで電気抵抗調整層２２の両端面２２ａに当接している。
【００４１】
この両空隙保持部材２３の端面２３ａには、空所２４が設けられている。本実施例では、空所２４は、矩形の断面形状を呈し、電気抵抗調整層２２の両端面２２ａの内周部に臨み且つ導電性支持体２１を包囲するように各端面２３ａに形成された環状凹所２５からなる（図７参照。）。なお、空所２４は、電気抵抗調整層２２の両端面２２ａに形成しても良いが、両空隙保持部材２３の端面２３ａに形成すると容易に加工することができる。
【００４２】
また両空隙保持部材２３の外周面は、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２２ｂ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２２ｂに対して高低差が設けられている。
【００４３】
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２２ｂと表面４ａとの間には空隙Ｇが形成される。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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の両端面２２ａに当接す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と電気抵抗調整層２２あるいは導電性支持体（中心軸（芯軸））２１の端部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。
【００４８】
その空隙保持部材２３は絶縁性材料が好ましく、体積固有抵抗で１０13Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。絶縁性材料を用いることにより、感光体ドラム４の基層と空隙保持部材２３との間にショート電流が発生するのを無くすことができるからである。
【００４９】
その空隙保持部材２３の材料としては、絶縁性材料であることを除く他は特に限定するものではないが、感光体ドラム４を傷つけない程度に軟らかく、また、成形加工が容易であること等の理由から、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が好ましい。
【００５０】
電気抵抗調整層２２は高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂塑性物により形成されている。電気抵抗調整層２２の体積固有抵抗は１０6〜１０９Ωｃｍであることが望ましい。これは、１０9Ωｃｍを超えると、帯電能力や転写能力が不足し、１０6Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体ドラム４の全体に渡って電圧集中によるリークが生じるからである。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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２２ｃを形成することにより解消できる。この表面層２２ｃ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２２ｃ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２２ｃ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。
【００５５】
表面層２２ｃ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２２ｃ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２２ｃの抵抗を調整する。
【００５６】
表面層２２ｃ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。
【００５７】
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、電気抵抗調整層２２および各空隙保持部材２３に段差を形成することにより、感光体ドラム４に対して一定の空隙Ｇを形成するため、電気抵抗調整層２２および各空隙保持部材２３の外周が仕上げ切削された後の経時変化による形状の変化を防止する必要がある。
【００５８】
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２６（図７参照）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２６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２６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。
【００５９】
図８に示すように、切削バイト２７を用いて、成形品２６を回転させながらその外周面を切削加工して電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間に段差（高低差）を同時に精密形成する仕上げ切削して、完成品として図６に示す導電性部材２０を製作する。このように仕上げ切削すると、高低差のばらつきを±10μｍ以下の高精度に製作することが可能である。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の高さと同一もしくは低く（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。
【００６０】
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２２ｃを塗布により形成する構成があり、表面層２２ｃの定着には、加熱により表面層２２ｃ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。
【００６１】
成形品２６を一旦冷却した後再度加熱する場合、図３に示す従来の導電性部材としての帯電ローラ２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、導電性部材としての帯電ローラ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。
【００６２】
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の熱膨張に伴って、例えば、その体積が増加しても、増加分の一部が環状凹所２５に進入するので、増加分により生じる加圧力が低減され、各空隙保持部材２３に加わる電気抵抗調整層２２の膨張力が緩和される。このため、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って導電性支持体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。
【００６３】
この図６に示す導電性部材２０の場合には、矩形の断面形状を呈する環状凹所２５が各空隙保持部材２３に形成されているが、図９に示すように、各空隙保持部材２３の端面２３ａに、テーパ状の断面形状を呈し且つ導電性支持体２１を包囲するように環状凹所２５´を形成しても良い。環状凹所２５´をテーパ断面形状に、いわゆるＣ面加工により形成すると、空隙保持部材２３の導電性支持体２１への圧入が容易となる。
【００６４】
また、図１０に示すように、図９に示す環状凹所２５´と同様にＣ面加工された環状凹所２５´から各空隙保持部材２３の内周面２３ｂに軸線方向に沿って伸長し、導電性支持体２１の両端側に位置する各空隙保持部材２３の外端面２３ｃに至る溝２８を形成することができる。溝２８を設けることにより、電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３との間に介在する環状凹所２５´が外部に開放されるので、環状凹所２５´に存在する空気が熱膨張することにより環状凹所２５´内の圧力が高まったとしても、その圧力増加分の空気を環状凹所２５´から溝２８を経て外部へと排出することができ、環状凹所２５´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の熱膨張に伴う増加分の一部が各空隙保持部材２３に形成された環状凹所２５´に進入しても、環状凹所２５´内の空気は溝２８から外部に排出されるので、環状凹所２５´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。なお、この溝２８は、環状凹所２５´を外部に開放するものであれば、導電性支持体２１に形成しても良い。
【００６５】
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。材料は、熱膨張が生じるとその軸線方向および径方向に向けて均等に膨張するが、隣接する部材間に効力が発生した場合、効力の存在しない箇所が膨張する。そこで、この発明の実施例では、隣接する電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３との間に環状凹所２５（空所２４）を設けた（図６参照。）。これにより、導電性部材２０の製造段階における成形品２６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もとで、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、熱膨張に起因する各空隙保持部材２３への抗力を緩和でき、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。
【００６６】
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７に示すように、ステンレスからなる芯軸２１（外径８ｍｍ）に、電気抵抗調整層２２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3ｍｍの厚さ寸法に被覆した。次いでこの両端部２１ａに、空隙保持部材と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）からなり、3ｍｍの厚さ寸法を有し且つ内径が8ｍｍのリング状の空隙保持部材２３を形成する。この空隙保持部材２３に、径方向に1.5ｍｍおよび軸線方向に1.0ｍｍの大きさ寸法の矩形状の断面形状を呈する環状凹所２５を形成する。この空隙保持部材２３を芯軸２１の両端部２１ａに挿入締結する。この挿入締結された状態において外径が14ｍｍとなり、電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３とは、軸線方向で見ると環状凹所２５の外側で1.5ｍｍの厚さ寸法の環状面Ｒで互いに当接している。この環状面Ｒに接着剤を塗布して電気抵抗調整層２２と各空隙保持部材２３とを密着させる。これを120℃に設定された炉で1時間加熱する。
【００６７】
その後、図８に示す切削加工を行って、切削によって空隙保持部材２３の外径（最大径）を12.12ｍｍ、電気抵抗調整層２２の外径を12.00ｍｍに同時仕上げを行い、図６に示す形状で表面層２２ｃを塗布する前の成形品を形成した。
【００６８】
次いで電気抵抗調整層２２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、およ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10μｍの表面層２２ｃを塗布し、80℃で１時間加熱することにより形成し、図６に示す導電性部材２０を得た。
＜実施例２＞
実施例1と同様の加工方法で導電性部材を得た。実施例１との違いは、空隙保持部材２３に設けられた環状凹所２５´が、図９に示すように、Ｃ面加工により、電気抵抗調整層２２の端面２２ａから径が漸減するテーパ断面形状に形成されていることである。環状凹所２５´は、その断面形状が径方向に1.5ｍｍおよび軸線方向に1.0ｍｍの大きさ寸法を有する三角形であるように形成されている。
＜実施例３＞
実施例２と同様の加工方法で導電性部材を得た。図１０に示すように、各空隙保持部材２３の環状凹所２５´は実施例２の環状凹所２５´に等しく形成されているが、実施例２との違いは、空隙保持部材２３に内周面２３ｂに、軸線方向に沿って伸長し、環状凹所２５´から各空隙保持部材２３の外端面２３ｃに至る三本の溝２８（幅0.5ｍｍ、深さ0．1ｍｍ）が形成されていることである。各溝２８は、空隙保持部材２３に内周面２３ｂ上で互いに等間隔となる位置に設けられている。本実施例では、各溝２８の成形には、単一の溝の型を転写することにより互いに同一の形状に形成された三本の溝を有する型枠が用いられているので、各溝２８は互いに等しい形状を呈している。
＜比較例＞
実施例１と同様の加工方法で導電性部材を得た。実施例１との違いは、図３に示すように、空所が形成されていない従来の空隙保持部材を導電性支持体の端部に圧入し、電気抵抗調整層と空隙保持部材との互いの端面を全面に渡って当接させ、この当接面に接着剤を塗布し密着させたことである。
＜試験＞
表１に、放置試験および通紙テストにおける実施例１〜３と比較例との比較結果を示す。
【００６９】
実施例１〜３および比較例のサンプルを環境条件（100℃、1時間）のもとに放置し、電気抵抗調整層と空隙保持部材との隙間Ｈを測定した。
【００７０】
放置試験の結果、実施例１〜３においては、電気抵抗調整層２２と空隙保持部材２３との間に新たな隙間の発生を確認することができなかった。
【００７１】
これに対して、比較例では、隙間Ｈの発生が確認され、電気抵抗調整層１２と空隙保持部材１３との両端面の隙間を光学顕微鏡で測定したところ0.2/0.3mm（放置前は0.0/0.0mm）の隙間Ｈが確認された。これは、導電性支持体１１と電気抵抗調整層１２との熱膨張率が異なることから、電気抵抗調整層１２の熱膨張により空隙保持部材１３が導電性支持体１１の端部側に向かって押され、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ことにより、空隙保持部材１３が元の設置位置にもどることができず、放冷後の電気抵抗調整層１２の戻り分が隙間Ｈとなったためであると考えられる。
【００７２】
また、実施例１〜３および比較例のサンプルを用いて通紙テストを行なった。
【００７３】
通紙テストの結果、実施例１〜３においては、600,000枚転写を行なっても、画像に異常がなく、ローラ形状（空隙保持部材の形状および位置）も保持されており問題が見られなかった。
【００７４】
これに対して、比較例においては約85,000枚で片方の空隙保持部材が空回りし芯金上に保持されなくなった。これは加熱時に芯軸に対する空隙保持部材の設置位置にずれが生じたことにより、空隙保持部材による芯軸の保持力が弱くなり、芯軸の回転に伴って経時的に保持力の強度劣化（疲労）が生じたためと考えられる。
【００７５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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】切削前の成形品を示す断面図である。
【図４】図３に示す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】本発明に係る成形品の拡大断面図およびそのＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図である。
【図８】図７に示す成形品の切削状態を説明するための説明図である。
【図９】図７に示す導電性支持体の変形例を示す説明図であって、凹所がＣ面形状を呈した状態を示す説明図およびそのII−II線に沿って得られた断面図である。
【図１０】図８に示す導電性支持体の変形例を示す説明図であって、三本の溝が設けられた状態を示す説明図およびそのIII−III線に沿って得られた断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
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…空所
Ｇ…空隙
【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】
2006154339.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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