(57)【要約】【課題】経時にわたって使用されても、安定した抵抗値を維持し、不均一な放電による画像不良が発生しない優れた導電性部材を提供することにある。【解決手段】  本発明の導電性部材は、導電性支持体７０と、導電性支持体７０に形成された電気抵抗調整層７１と、電気抵抗調整層７１と像担持体６１が一定の空隙Ｇを保持するように像担持体６１と当接して電気抵抗調整層７１の両端部に形成された電気抵抗調整層７１とは異なる材質の空隙保持部材７２からなるものにおいて、電気抵抗調整層７１がエーテル基を有する熱可塑性樹脂と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩とからなる樹脂組成物により構成されている。【選択図】図３
2008224739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、該導電性支持体の表面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前記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電気抵抗調整層とは異なる材質の空隙保持部材からなる導電性部材において、該電気抵抗調整層がエーテル基を有する熱可塑性樹脂と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩と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導電性部材。
【請求項２】
前記有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩の配合比率が、樹脂組成物全体に対して０．０１〜１０重量％であ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】
前記含フッ素有機アニオン塩は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、およびトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウムから選ばれた塩であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂が少なくともポリエーテルエステルアミド、ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマーを含有する化合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項５】
前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂と、該エーテル基を有する熱可塑性樹脂よりも高硬度の熱可塑性樹脂と、前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂と、該エーテル基を有する熱可塑性樹脂よりも高硬度の熱可塑性樹脂との双方に親和性を有するグラフトコポリマーとを溶融混練して前記樹脂塑性物を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項６】
前記グラフトコポリマーが、主鎖にポリカーボネート樹脂を有して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有するグラフトコポリマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項７】
前記電気抵抗調整層の表面にトナーの付着を防止する表面層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項８】
前記表面層が、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂及びポリビニルブチラール樹脂のいずれか一つを含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項９】
前記表面層が導電剤が分散した樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項１０】
前記電気抵抗調整層は、前記導電性支持体を心軸とする円筒形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項１１】
直流に交流を重畳した電圧を印加して使用することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項１２】
導電性支持体と、該導電性支持体の表面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前記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電気抵抗調整層とは異なる材質の空隙保持部材からなる帯電部材において、該電気抵抗調整層がエーテル基を有する熱可塑性樹脂と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩と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。
【請求項１３】
請求項１２に記載の帯電部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３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、導電性部材及びこの導電性部材を用いた帯電部材及びこの帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを用いた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は画像形成装置の模式図を示したものであり、画像形成装置１は、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム４と、感光体ドラム４に対して帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ２と、感光体ドラム４の静電潜像にトナー５を付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クリーニングブレード８とを備えている。なお、９は感光体上に残留したトナーがクリーニング部材により除去された排トナー、１０は現像装置、１１はクリーニング装置を示す。また、図1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、省略されている。
【０００４】
帯電ローラ２はパワーパック（図示を略す）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（図示を略す）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。クリーニングブレード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される。続いて、その表面４ａが露光される。この露光Ｌにより表面４ａの各電位が受光量に応じた電位分布となり、これにより、静電潜像がその表面４ａに形成される。
【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には電位分布に応じたトナーが付着して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、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ブレード８により除去されてクリーニングされると共に、図示を略すクエンチングランプにより電荷が除去されて次回の作像処理に移行する。
【０００９】
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）。
【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る。
（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、感光体ドラムの表面に帯電ローラの跡が残る。
（２）帯電ローラ２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。
（３）感光体ドラムの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）の染み出しが生じると、トナーが一層固着し易くなる。
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体に固着し易い。
（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。
【００１１】
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５０μｍ〜３００μｍ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。
【００１２】
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」、及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とはならない。また、「トナーの固着による帯電ローラの帯電性能の低下」についても、帯電ローラに固着するトナーが少なくなるため、近接帯電方式が優れている。
【００１３】
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。接触帯電方式で一般的に用いられている帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構成になっている。
【００１４】
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。
【００１５】
これに対して、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使用した場合に、以下の不具合が生じる。
（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させて、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保つことが困難である。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する。
（２）弾性体を形成する加硫ゴム材料は、経時変化してへたり、変形が生じやすく、そのため経時変化により空隙が変動する。
【００１６】
この不具合を解消するために、非弾性体である熱可塑性樹脂を用いることが考えられる。これにより、感光体と帯電ローラとの間の空隙を均一にすることが可能となる。帯電ローラによる感光体ドラムの表面の帯電メカニズムは、帯電ローラと感光体ドラムとの間の微小放電によ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、熱可塑性樹脂の電気抵抗値を半導電性領域（１０6Ωｃｍ〜１０9Ωｃｍ程度）に制御する必要がある。
【００１７】
電気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知られている。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、電気抵抗値のばらつきが大きくなるので、部分的に帯電不良が起こるか、又は、電子伝導により局所放電（リーク放電）が発生し、画像欠陥を発生させるという問題がある。
【００１８】
一方、電気抵抗値を制御するための別の手段として、イオン導電性材料を用いるこが考えられる。
【００１９】
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。しかしながら、電解質塩のような低分子量のイオン導電性材料は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。
【００２０】
そのブリードアウトを避けるためには、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難い。高分子型のイオン導電材料としてはポリアミド系エラストマー等が使用されているが、高分子型のみでは抵抗調整層の抵抗値が高く半導電性領域に制御することができないため、電解質塩を加えることにより導電性を付与する手段が用いられている。
【００２１】
このような電解質塩としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等の過塩素酸塩が多く用いられている。しかしながら、過塩素酸ナトリウムの場合は、イオン解離した際に、空気中の水分と反応して、強アルカリ性の水酸化ナトリウムを生じ、経時で樹脂を劣化させ、（ソルベント）クラックが発生するという問題が発生した。
【００２２】
クラックを防止するためには強アルカリ性物質を生じない、他の電解質塩を使用することが考えられる。そこで、有機ホスホニウム塩を添加することにより、強アルカリ性物質を生じないため、経時で樹脂が劣化せず、クラックが発生しないことが分かった。
【００２３】
なお、本発明に係わる導電性部材に類似の技術として、特許文献４ないし特許文献９がある。
【００２４】
特許文献４に開示のものは、導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラであって、ゴム層がニトリル含量15〜43重量％のアクリロニトリルブタジエンゴムを75〜99.5重量部、ポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド-アリルグリシジルエーテル三元共重合体を25〜0.5重量部含有し、さらにハロゲンを含有する四級アンモニウム塩または四級ホスホニウム塩を0.1〜4.0重量部含有する発泡体で構成されている。
【００２５】
特許文献５に開示のものは、（A）ポリウレタン系、ポリアミド系及びポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる群から選ばれた重合体、及び（B）分子内に燐原原子を結合した少なくとも３個のフェニル基を有する四級ホスホニウム塩を含有する重合体組成物により形成されたイオン導電性チューブを、弾性層上に被覆してなる構成である。
【００２６】
特許文献６に開示のものは、非エーテル系ポリウレタン、カーボンブラック及びビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウムからなる組成物を成型してなるものである。
【００２７】
特許文献７に開示のものは、ポリウレタンフォームが、有機ポリイソシアネート、ポリオール、触媒、整泡剤、導電性付与物質を分散混合させたポリウレタンフォーム形成性組成物を、不活性ガスを機械的攪拌によって混合分散させて後、発泡硬化させてなり、導電性付与物質がカリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド又はリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのいずれか一方又は両方を含むイオン性導電剤を含み、導電性ロールのアスカーl硬度がC５°〜C８０°、抵抗値が１×１０4〜１×１０8Ωであり、ポリウレタンフォームの密度が０．１〜０．８g/cm3である。
【００２８】
特許文献８に開示のものは、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含有化合物が分散した熱可塑性樹脂組成物からなる抵抗調整層を有する近接帯電方式の帯電部材である。
【００２９】
特許文献９に開示のものは、導電性支持体と、その周面に設置された電気抵抗調整層と、その端面に固着される空隙保持部材とを備え、空隙保持部材の外周面は、感光体と当接したときに一定間隔の空隙が形成されるように抵抗調整層の外周面に対して高低差が設けられ、かつ抵抗調整層と隣接する空隙保持部材の端部が、感光体の外表面に当接しないように加工されている。
【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
【特許文献４】特開2006-85006号公報
【特許文献５】特開2002-311687号公報
【特許文献６】特開2005-275412号公報
【特許文献７】特開2005-121982号公報
【特許文献８】特開2002-132019号公報
【特許文献９】特開2005-91818号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、有機ホスホニウム塩のみを添加するだけでは、電気抵抗調整層の抵抗値の電圧依存性が小さく、実際の市販の装置（実機）上で印加される高電圧状態での抵抗値が高くなるため、低温低湿環境において、不均一な放電が発生し、画像不良となるという問題点があることがわかった。
【００３１】
そこで、有機ホスホニウム塩に加え、含フッ素有機アニオン塩を添加することにより、さらに、抵抗の絶対値を低下させて、抵抗値の電圧依存性が小さくても、低温低湿環境において不均一な放電が発生しないことを見出した。
【００３２】
一方、過塩素酸塩の場合は、電気抵抗調整層の抵抗値の電圧依存性が大きいため、経時使用の通電で電解質塩の分極による抵抗値の上昇が大きく、長期にわたって使用すると、不均一な放電が発生することが分かった。
【００３３】
とくに、帯電ローラに連続的に高電圧を印加して帯電ローラを使用した場合、使用初期の抵抗値に対して経時的使用後の電気抵抗調整層の抵抗値が大幅に変化するという問題点が存在することがわかった。
【００３４】
これに対して、有機ホスホニウム塩と含フッ素有機アニオン塩を用いた場合は、抵抗値の電圧依存性が小さいため、通電による抵抗上昇が小さく、長期にわたって使用されても、不均一な放電が発生しないことを見出した。
【００３５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、経時にわたって使用されても、安定した抵抗値を維持し、不均一な放電による画像不良が発生しない優れた導電性部材及びこれを用いたプリセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
請求項１に記載の発明は、導電性支持体と、該導電性支持体の表面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前記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電気抵抗調整層とは異なる材質の空隙保持部材からなる導電性部材において、該電気抵抗調整層がエーテル基を有する熱可塑性樹脂と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩と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導電性部材である。
【００３７】
請求項２に記載の発明は、前記有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩の配合比率が、樹脂組成物全体に対して０．０１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材である。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、前記含フッ素有機アニオン塩は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、およびトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウムから選ばれた塩であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性部材である。
【００３９】
請求項４に記載の発明は、前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂が少なくともポリエーテルエステルアミド、ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマーを含有する化合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４０】
請求項５に記載の発明は、前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂と、該エーテル基を有する熱可塑性樹脂よりも高硬度の熱可塑性樹脂と、前記エーテル基を有する熱可塑性樹脂と、該エーテル基を有する熱可塑性樹脂よりも高硬度の熱可塑性樹脂との双方に親和性を有するグラフトコポリマーとを溶融混練して前記樹脂塑性物を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４１】
請求項６に記載の発明は、前記グラフトコポリマーが、主鎖にポリカーボネート樹脂を有して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有するグラフトコポリマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４２】
請求項７に記載の発明は、前記電気抵抗調整層の表面にトナーの付着を防止する表面層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４３】
請求項８に記載の発明は、前記表面層が、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂及びポリビニルブチラール樹脂のいずれか一つを含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４４】
請求項９に記載の発明は、前記表面層が導電剤が分散した樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４５】
請求項１０に記載の発明は、前記電気抵抗調整層は、前記導電性支持体を心軸とする円筒形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４６】
請求項１１に記載の発明は、直流に交流を重畳した電圧を印加して使用することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の導電性部材である。
【００４７】
請求項１２に記載の発明は、導電性支持体と、該導電性支持体の表面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前記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電気抵抗調整層とは異なる材質の空隙保持部材からなる帯電部材において、該電気抵抗調整層がエーテル基を有する熱可塑性樹脂と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩と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。
【００４８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の帯電部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００４９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３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】
【００５０】
請求項１に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の抵抗値を容易に半導電性領域に制御可能し、低温低湿環境において、不均一な放電による画像不良を防止することができる。また、通電時の電解質塩の分極による電気抵抗値の上昇が小さいため、導電性部材が長期にわたって使用されても不均一な放電の発生を防止することができる。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、電気抵抗調整層の抵抗値と加工性との両立化を図ることができる。
【００５２】
請求項３に記載の発明によれば、導電性の高いリチウム塩を用いることにより、より低い電気抵抗値を得ることができる。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、電気抵抗値のばらつき、ブリードアウトを防止し、電気抵抗値の環境依存性が小さく、各環境下において優れた電気特性を得ることができる。
【００５４】
請求項５に記載の発明によれば、グラフトコポリマーを相溶化剤として作用させて両熱可塑性樹脂の相溶性が高まり、電気抵抗調整層の機械加工性が向上する。
【００５５】
請求項６に記載の発明によれば、グラフトコポリマーを相溶化剤として作用させることにより、使用時の電気的・機械的ストレスや経時又は環境変化に伴う体積変動によりウェルド部分に発生するクラックを効果的に抑制することができる。
【００５６】
請求項７に記載の発明によれば、経時的使用の際に、トナー及びトナー添加剤等が導電性部材の表面に付着して、空隙量及び電気特性が変化することを防止することができる。
【００５７】
請求項８に記載の発明によれば、表面層の非粘着性を容易に確保することができる。
【００５８】
請求項９に記載の発明によれば、表面層に要求される電気抵抗値を容易に得ることができる。
【００５９】
請求項１０に記載の発明によれば、導電性部材を回転させて使用することにより、同一箇所からの連続放電による導電性部材表面の劣化を防止することができるため、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、ひいては、導電性部材の長寿命化を図ることができる。
【００６０】
請求項１１に記載の発明によれば、直流に交流を重畳した電圧を印加することにより、被帯電体への均一帯電が可能となるので、高画質化を図ることができる。
【００６１】
請求項１２に記載の発明によれば、長期間にわたって、優れた画像品質を得ることができる帯電部材を提供できる。
【００６２】
請求項１３に記載の発明によれば、長期間にわたって優れた画像品質が得られる近接帯電方式のプロセスカートリッジを提供することができる。
【００６３】
請求項１４に記載の発明によれば、長期間にわたって、優れた画像品質が得られる近接帯電方式の画像形成装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下に、本発明に係わる導電性部材及びこの導電性部材を用いたプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置
の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００６５】
図２は本発明に係わる導電性部材を用いたプロセスカートリッジの概略図である。
【００６６】
ここで、プロセスカートリッジとは、少なくとも、像担持体６１と帯電装置６２とクリーニング装置６３とを含み、場合によってはクリーニング６４を含む。このプロセスカートリッジは画像形成装置に着脱自在である。
【００６７】
像担持体６１の表面６１ａは画像形成領域が非接触で配置された帯電部材により一様に帯電され、画像(潜像)形成後に現像によって可視化され、トナー像が記録媒体に転写される。記録媒体に転写されずに像担持体上に残ったトナーは、補助クリーニング部材６３ｄによって回収される。
【００６８】
その後、像担持体６１の表面６１ａへのトナー及びトナー構成材料の付着を防止するために、固体潤滑剤６３ａを塗布部材６３ｂで像担持体上に一様に塗布し滑剤層を形成する。その後、クリーニング部材６３ｃで補助クリーニング部材６３ｄで回収しきれなかったトナーを回収し、排トナー回収部へ搬送する。補助クリーニング部材６３ｄは、ローラ形状、ブラシ形状があり、固体潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類、ポリテトラフルオロエチレン等、像担持体上の摩擦係数を低減して、非粘着性を付与できるものであれば良い。クリーニング部材６３ｃはシリコン、ウレタン等のゴムによるブレード、ポリエステル等の繊維によるファーブラシ等が挙げられる。
【００６９】
帯電装置６２は、帯電部材６５の汚染を除去するためのクリーニング部材６６を備える。クリーニング部材６６の形状は、ローラ状、パッド形状でもよいが、本発明ではローラ形状とした。クリーニング部材６６は、帯電装置６２の図示を略すハウジングに設けられる軸受に嵌合され、回転可能に軸支される。
【００７０】
クリーニング部材６６は、帯電部材６５に当接して、外周面をクリーニングする。帯電部材６５の表面にトナー、紙粉、部材の破損物等の異物が付着すると、電界が異物部分に集中するために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。
【００７１】
逆に、電気的絶縁性の異物が広い範囲に付着すると、その部分では放電が生じないために、像担持体６１に帯電斑が生ずる。このために、帯電装置６２には帯電部材６５の表面をクリーニングするクリーニング部材６６を設けることが好ましい。クリーニング部材６６としては、ポリエステル等の繊維によるブラシ、メラミン樹脂等の多孔質(スポンジ)のようなものを用いることができる。クリーニング部材６６は、帯電部材６５に連れ回り、線速差を持って回転、離間して間欠等の形式で回転させても良い。
【００７２】
また、帯電装置６２は、帯電部材６５に電圧を印加する電源を備える。電圧としては、直流電圧だけでも良いが、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧が好ましい。帯電部材６５の層構成が不均一な部分がある場合には、直流電圧のみを印加すると像担持体６１の表面電位が不均一になることがある。重畳した電圧では、帯電部材６５の表面が等電位となり、放電が安定して像担持体６１を均一に帯電させることができる。重畳する電圧における交流電圧は、ピ−ク間電圧を像担持体６１の帯電開始電圧の２倍以上にすることが好ましい。
【００７３】
帯電開始電圧とは、帯電部材６５に直流のみを印加した場合に像担持体６１が帯電され始めるときの電圧の絶対値である。これにより、像担持体６１から帯電部材６５への逆放電が生じ、そのならし効果で像担持体６１をより安定した状態で均一に帯電させることができる。また、交流電圧の周波数は像担持体６１の周速度(プロセススピード)の7倍以上であることが望ましい。7倍以上の周波数にすることにより、モアレ画像が(目視)認識できなくなる。
【００７４】
この実施例では、補助クリーニング部材６３ｄはブラシローラ、滑剤はステアリン酸亜鉛をブロック状に形成し、塗布部材であるブラシローラに、バネ等の加圧部材で加圧することにより、塗布ローラで固体潤滑剤ブロックから削り取った固体潤滑剤を像担持体へ塗布するような構成である。クリーニング部材６３ｄはウレタンブレードを用いカウンター方式とした。また、帯電部材６５のクリーニング部材６６は、メラミン樹脂のスポンジローラを用いて、帯電部材６５と連れ回りで回転させる方式とすることにより、帯電部材６６の表面の汚れを良好にクリーニングできる。
【００７５】
帯電部材６５は図３に示すように電気抵抗調整層７１と一対の空隙保持部材７２とを有する。電気抵抗調整層７１は導電性支持体７０の外周に形成されている。一対の空隙保持部材７２は電気抵抗調整層７１の両端部に設けられている。電気抵抗調整層７１の外周にはトナー及びトナー添加剤の付着を防止する表面層７３が設けられている。
【００７６】
その帯電部材６５は像担持体６１の表面６１ａに対して微小間隙Ｇを開けて対向されている。帯電部材６５はその一対の空隙保持部材７２が非画像形成領域Ｘ２に当接され、画像形成領域Ｘ１はこれによって微小間隙Ｇが保証される。これによって、感光層の塗布厚がばらついても微小間隙Ｇのばらつきを低減できる。
【００７７】
帯電部材６５の形状は、特に限定されず、ベルト状、ブレード板状、半円柱状でも良く、また、固定配設されていても良い。また、帯電部材６５の形状が円柱状で、両端をギア又は軸受で回転可能に支持されていても良い。このように、帯電部材６５は、像担持体６１への最近接部から像担持体６１への移動方向の上下流に漸次離間する曲面で形成されていると、像担持体６１をより均一に帯電させることができる。
【００７８】
像担持体６１に対向する帯電部材６５に先鋭な部分があると、その部分の電位が高くなるために優先的に放電が開始され、像担持体６１の均一な帯電が困難になる。従って、円柱状の形状で、曲面を有することによって均一な像担持体６１の帯電が可能になる。
【００７９】
また、帯電部材６５の放電している表面は強いストレスを受ける。放電が常に同じ面で発生すると、放電面の劣化が促進され、さらに、削り落ちることがある。そこで、帯電部材６５を回転させ、帯電部材６５の全面を放電面として使用できるようにすれば、早期劣化を防止でき、長期にわたって帯電ローラ６５を使用できる。
【００８０】
ここで、帯電部材６５と像担持体６１との微小間隙Ｇは、空隙保持部材７２を用いて１００μｍ以下、特に、５〜７０μｍ程度の範囲にする。これにより、帯電装置６２の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。微小間隙Ｇが、１００μｍ以上では、像担持体６１に到達するまでの距離が長くなるので、パッシェンの法則の放電開始電圧が大きくなり、さらに、像担持体６１までの放電空間が大きくなることによって、像担持体６１を所定の帯電をさせるためには放電による放電生成物が多量に必要となり、これが画像形成後も放電空間に多量に残留し、像担持体６１に付着して、像担持体６１の経時劣化を促進する原因になる。
【００８１】
また、この微小間隙Ｇが小さいと、像担持体６１までの到達距離も短く、放電エネルギーも小さくても像担持体６１を帯電させることができる。しかし、帯電部材６５と像担持体６１により形成される空間が狭くなり、空気の流が悪くなってしまう。そのために、放電空間で形成された放電生成物はこの空間内に滞留するために、微小間隙Ｇが大きい場合と同様に、画像形成後も放電空間に多量に残留し、像担持体６１に付着して、像担持体６１の経時劣化を促進する原因になる。
【００８２】
従って、放電エネルギーを小さくして放電生成物の生成を少なくし、かつ、空気が滞留しない程度の空間を形成することが好ましい。そのために、微小間隙Ｇは、１００μｍ以下であって、５〜７０μｍの範囲にすることが好ましい。これにより、ストリーマ放電の発生を防止し、放電生成物の生成を少なくして放電生成物が像担持体６１に堆積する量を少なくして、斑点状の画像斑・像流れを防止することができる。
【００８３】
ここで、像担持体６１上に現像後に残留するトナーは、像担持体６１に対向して設けられるクリーニング装置６３によりクリーニングされるが、完全に除去するのは困難であり、極わずかのトナーがクリーニング装置６３を通過し、帯電装置６２へと搬送されてくる。このときに、トナーの粒径が微小間隙Ｇより大きいと、トナーは回転する像担持体６１や帯電部材６５により摺擦されて熱を帯び、帯電部材６５に融着することがある。このトナーが融着した部分は、像担持体６１に近くなるために優先的に放電が生ずる異常放電を起こす。従って、微小間隙Ｇは、画像形成装置に用いられるトナーの最大粒径よりも大きいことが好ましい。
【００８４】
帯電装置の一部を構成するハウジング側板には軸受け穴（図示を略す）が形成され、帯電部材６５の一対の軸受け部材７５が軸受け穴に嵌合され、その帯電部材６５は付勢スプリング７４によって像担持体６１に向けて付勢されている。
【００８５】
これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の微小間隙Ｇを形成することができる。押圧荷重は、４〜２５Ｎにする。好ましくは、６〜１５Ｎにする。帯電部材６５は、軸受部材７５で固定されていても、回転するときの振動、帯電部材６５の偏心、その表面の凹凸により微小間隙Ｇの大きさが変動し、微小間隙Ｇが適正な範囲からはずれる場合がある。
【００８６】
このために、経時的には像担持体６１の劣化を促進することになる。ここで、荷重とは、空隙保持部材７２を通して像担持体６１に加わるすべての荷重を意味する。これは、帯電部材６５の両端の付勢スプリング７４のバネ力、帯電部材６５とクリーニング部材６６の自重等により調整できる。
【００８７】
荷重が小さいと、帯電部材６５の回転時による変動、駆動するギア等の衝撃力による跳ね上がりを抑えることができない。荷重が大きいと、帯電部材６５と嵌合する軸受部７５との摩擦が大きくなり、経時的な摩耗量を大きくして変動を促進することになる。従って、荷重を４〜２５Ｎ、好ましくは、６〜１５Ｎの範囲にすることにより、微小間隙Ｇを適正な範囲にして、放電生成物の生成を少なくして像担持体６１に堆積する量を少なくして像担持体６１の寿命を延ばし、かつ、斑点状の異常画像・画像流を防止することができる。
【００８８】
空隙保持部材７２はこの空隙保持部材７２の一部が電気抵抗調整層７１と高低差を有している。微小空隙Ｇを形成する方法としては、電気抵抗調整層７１と空隙保持部材７２を切削、研削等の除去加工により同時加工することにより形成することができる。空隙保持部材７２と電気抵抗調整層７１とを同時加工することにより、微小空隙Ｇを高精度に形成することが可能となる。
【００８９】
空隙保持部材７２の電気抵抗調整層７１と隣接する部分の高さを、電気抵抗調整層７１の高さと同一若しくは低く形成することで、空隙保持部材７２と像担持体６１との非接触幅が確保され、帯電部材６５と像担持体６１との微小空隙Ｇを高精度にすることができる。
【００９０】
このようにすることで、空隙保持部材７２の電気抵抗調整層７１の側端部の外表面が像担持体６１に当接することを防止することができ、この側端部を介して隣接する電気抵抗調整層７１が像担持体６１に接触してリーク電流が発生してしまうことを防止することが可能となる。
【００９１】
また、空隙保持部材７２の電気抵抗調整層７１側の端部を低く加工することによって、この部分を除去加工を行う際の切削刃等の逃げ代（逃げ加工）とすることができる。なお、逃げ代（逃げ加工）の形状は、空隙保持部材７２の端部の外表面が像担持体６１に当接しないような形状であるならばどのような形状であっても良い。
【００９２】
更に、表面層７３をコーティングする際のマスキングを電気抵抗調整層７１と空隙保持部材７２の境界で行うことは、ばらつきを考慮すると制御が難しく、段差を形成する際に、電気抵抗調整層７１と同一若しくは低く形成された空隙保持部材７２まで表面層７３を形成することで、電気抵抗調整層７１の表面に確実に表面層７３を形成することができる。
【００９３】
空隙保持部材７２の必要な特性としては、像担持体６１との微小空隙Ｇを環境及び長期(経時)に渡って安定して形成することであり、そのためには、吸湿性、耐摩耗性が小さい材料が望ましい。
【００９４】
また、トナー及び、トナー添加剤が付着しにくいことや、像担持体（感光体）と当接し、摺動するために像担持体を摩耗させないということも重要であり、種々の条件に応じて、適宜選択されるものである。
【００９５】
具体的には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリアセタール(POM)、ポリメタクリル酸メチル（PMMA）、ポリスチレン（PS）及びその共重合体（AS、ABS）等の汎用樹脂、ポリカーボネート(PC)、ウレタン、フッ素樹脂(PTFE)等があげられる。
【００９６】
特に空隙保持部材７２を確実に固定するためには、接着剤を塗布して接着することができる。また、空隙保持部材７２は絶縁性材料が好ましく、体積固有抵抗で１０13Ωｃｍ以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（感光体ともいう）とのリーク電流の発生を無くすためである。空隙保持部材７２は成型加工により成形されたものである。
【００９７】
電気抵抗調整層７１はイオン導電による導電機構を得るために分子中にエーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）と、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩を含有する樹脂材料より構成される。
【００９８】
イオン導電性が必要な理由は、一般的にカーボンブラックのような電子導電系の導電剤を用いた場合、電荷がカーボンブラックを通して像担持体６１へ放電するために、カーボンブラックの分散状態に起因した微小な放電ムラが生じやすく、高画質化の妨げとなる。
【００９９】
特に高電圧印加時はこの現象が顕著となるからである。イオン導電材料としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩のような低分子量の塩があるが、通電のため、分極しやすくブリードアウトしやすい。そこで高分子型イオン導電材料として、ポリエーテル基を含む樹脂それ自体が高分子型イオン導電材料として用いられる。分子中にエーテル基を有することにより、エーテル結合に含まれる酸素原子等により塩が安定化され、低い電気抵抗値を得ることが可能となる。
【０１００】
この構成ではマトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化されるので、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難い。
【０１０１】
しかしながら、エーテル基を含む熱可塑性樹脂材料のみでは、導電性部材として使用するための抵抗値を得ることができないため、塩を併用することにより、低抵抗化が達成できる。ポリエーテル基を含む樹脂としてはポリエーテルエステルアミド、ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマーが挙げられる。
【０１０２】
ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマーについては、ポリエーテル成分とそれ以外の成分の比率を変えることにより、抵抗値と吸水性、硬度を制御している。一般的に、ポリエーテル成分の比率を高くするほど、低い抵抗値を得られるが、吸水性が高くなり硬度が低下する。
【０１０３】
吸水性が高い場合は、帯電部材６５の環境変動が大きくなるため、像担持体６１との間の微小空隙Ｇを高精度に保持することが出来ない。また、硬度が低下すると、機械加工により部品の高精度化を達成することが出来ない。このため、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマーとしては、目的の特性を得るために２成分以上をブレンドして使用することも可能である。
【０１０４】
塩としては、過塩素酸塩が一般的に用いられているが、イオン解離した際に水との反応により強アルカリ性物質を形成しやすい。この強アルカリ性物質により、樹脂層を劣化させ、（ソルベント）クラックが発生するため、導電性部材の耐久性が問題となる。そこで、過塩素酸塩に変わる塩として、有機ホスホニウム塩を添加することとした。有機ホスホニウム塩は、イオン解離により、強アルカリ性物質を生じることがないので、クラックは発生しない。
【０１０５】
有機ホスホニウム塩を添加することにより、クラックを防止することが可能となるが、有機ホスホニウム塩のみを添加するだけでは、抵抗調整層の抵抗値の電圧依存性が小さいため、実機上で印加される高電圧状態での抵抗値が高くなる。一般的に、イオン導電による導電機構では、空気中の水分が介在するため、抵抗値の環境変動が大きく、低温低湿環境では抵抗値が高くなる。有機ホスホニウム塩のみの場合、低温低湿環境での抵抗上昇により、帯電部材６５として使用するために十分な抵抗値を保持することができなくなるため、不均一な放電が発生し、画像不良となる。
【０１０６】
具体的には、アナログハーフトーン画像を出力した場合に、白ポチとなって現れる。そのため、有機ホスホニウム塩と併せて、含フッ素有機アニオン塩を添加することとした。有機ホスホニウム塩と含フッ素有機アニオン塩を添加することにより、更に抵抗の絶対値が低下するので、抵抗値の電圧依存性が小さくても、低温低湿環境で抵抗上昇による、不均一な放電が発生しない。また、過塩素酸塩の場合は、電気抵抗調整層７１の抵抗値の電圧依存性が大きいため、通電により分極しやすく、それによる抵抗上昇が大きいため、経時で不均一な放電が発生する。有機ホスホニウム塩と含フッ素有機アニオン塩の場合は、電気抵抗値の電圧依存性が小さく、通電による抵抗上昇が小さいため、長期にわたって使用されても、不均一な放電が発生しない。
【０１０７】
有機ホスホニウム塩としては、具体的にはエチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩が挙げられる。含フッ素有機アニオン塩としては、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩が望ましい。この陰イオンを備えた塩は、フルオロ基（-F）及びスルホニル基（-SO2-）による強い電子吸引効果によって電荷が非局在化するため、陰イオンが安定なポリマー組成物中で高い解離度を示し、高いイオン導電性を実現できる。
【０１０８】
中でも、ビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドのアルカリ金属塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メチドのアルカリ金属塩及びフルオロアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩等は抵抗値の低下を容易に達成可能であり、望ましい。具体的には、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（Li（CF3SO2）2N）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム（K（CF3SO2）2N）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドナトリウム（Na（CF3SO2）2N）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム（Li（CF3SO2）3C）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドカリウム（K（CF3SO2）3C）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドナトリウム（Na（CF3SO2）3C）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（Li（CF3SO3））、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム（K（CF3SO3））、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム（Na（CF3SO3））が挙げられる。特に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、およびトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウムの導電度の高いリチウム塩が好ましい。
【０１０９】
有機ホスホニウム塩と含フッ素有機アニオン塩ではイオン解離した際のイオン半径の差が大きいため、ポリマー組成物中に分散された場合にそれぞれの導電経路に対して障害とはならず、低添加量でも十分な効果を発揮する。有機ホスホニウム塩、含フッ素有機アニオン塩は、高分子型イオン導電材料に添加して混練することにより、所定の割合に配合することが可能である。また、含フッ素有機アニオン塩を含有する高分子型イオン導電材料として、例えば三光化学工業（株）の「サンコノール」シリーズとして入手することも可能である。
【０１１０】
含フッ素有機アニオン塩の量としては、樹脂組成物全体中に0.01〜20重量％の割合で配合されていることが望ましい。配合量が0.01重量％より少ない場合は、低抵抗化の効果が得られない。配合量が10重量％より多い場合には、抵抗調整層の硬度低下が顕著となるため十分な加工性が得られず、切削、研削等の機械加工により部品の高精度化を達成することが出来ない。有機ホスホニウム塩の配合量に関しても、同様である。
【０１１１】
電気抵抗調整層７１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よりも体積固有抵抗が低いと、感光体全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。
【０１１２】
また、本発明で用いられる帯電部材６５は、部品の高精度化を達成するためは、切削、研削のような、機械加工が必要となる。ポリエーテルエステルアミドは従来、熱可塑性エラストマーとして用いられているため、柔らかく、機械加工しにくいという課題がある。そこで、ポリエーテルエステルアミドより硬度が高い、他の熱可塑性樹脂とブレンドすることが望ましい。
【０１１３】
すなわち、ポリエーテルエステルアミド（エーテル基）を相対的に多く含有する熱可塑性樹脂に、このポリエーテルエステルアミド（エーテル基）を相対的に多く含有する熱可塑性樹脂よりも高硬度の熱可塑性樹脂を追加してブレンド状態とすると共に、有機ホスホニウム塩及び含フッ素有機アニオン塩を加えて、及び、後述するグラフトコポリマー等を加えて、これらを一度に溶融混練し、樹脂組成物を形成するのが望ましい。
【０１１４】
硬度が高くなることにより、機械加工性が向上する。高硬度の熱可塑性樹脂（B）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、ポリカーボネート、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチック等であれば、成形加工が容易であり好ましい。配合量については、エーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）が３０〜８０重量％に対し、高硬度の熱可塑性樹脂（B）が２０〜７０重量％とすることで所望の体積抵抗率を得ることができる。
【０１１５】
２種以上の樹脂をブレンドする場合、樹脂同士の相溶性が悪く、適正な電気抵抗値が得られない場合がある。その場合、相溶化剤を添加することが望ましい。相溶化剤としては、熱可塑性樹脂同士の間に作用して、相溶性を上げるために用いる。このような相溶化剤としては、グラフトコポリマーが挙げられる。
【０１１６】
グラフトコポリマー（C）としては、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有するグラフトコポリマーを用いる。主鎖の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、力学的強度・クリープ特性などに優れ、特に衝撃強度は他プラスチックと比較してずばぬけて優れている。また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・経時や環境での体積変動によるクラックが生じ難い。
【０１１７】
また、側鎖に含まれ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成る。反応基のグリシジルメタクリレートは成分を溶融混練する際の加熱により、エポキシ基がエーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）のエステル基やアミノ基と反応し、エーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）と強固に化学的結合をする。更に、アクリロニトリル成分及びスチレン成分は、高硬度の熱可塑性樹脂（B）との相溶性が良好である。そのため、グラフトコポリマー（Ｃ）のグラフトコポリマーは、本来親和性の低いエーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）、高硬度の熱可塑性樹脂（B）間の相溶化剤として機能し、エーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）、高硬度の熱可塑性樹脂（B）の分散状態を均一かつ緻密化する。それにより、エーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）、高硬度の熱可塑性樹脂（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、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。グラフトコポリマーの量はエーテル基を有する熱可塑性樹脂（A）、高硬度の熱可塑性樹脂（B）の合計に対して１〜１５重量％に設定することで（A）（B）の相溶性を向上させ、優れた加工安定性を得ることができる。
【０１１８】
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７１の導電性支持体７０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７０に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。
【０１１９】
導電性支持体７０に電気抵抗調整層７１のみを形成して帯電部材６５を構成すると、電気抵抗調整層７１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、抵抗調整層に表面層を形成することで、防止することができる。
【０１２０】
表面層７３の抵抗値は電気抵抗調整層７１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、表面層７３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７３と電気抵抗調整層７１との抵抗値の差  以下に、実施例及び比較例について説明する。
〈実施例１〉
ステンレスからなる外径８ｍｍの導電性支持体（以下、芯軸ともいう）７０に、電気抵抗調整層７１としてABS樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−３０００、電気化学工業製）４０重量部及びポリエーテルエステルアミドａ（TPAE-10、富士化成工業株式会社製）４２重量部及びポリエーテルエステルアミドｂ（TPAE-H151、富士化成工業株式会社製）１８重量部の混合物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、日本油脂株式会社製）４．５重量部、有機ホスホニウム塩（ETPP-FB、日本化学工業株式会社製）３重量部、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（LiTFS、森田化学工業株式会社製）１重量部を加え、これを２２０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０8Ωcm）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２１】
次いでこの両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＨＤ  ＨＹ５４０、日本ポリエチレン株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。
【０１２２】
次いで切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで電気抵抗調整層７１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料株式会社製）、イソシアネート系硬化剤、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て、導電性部材としての帯電部材６５を得た。
〈実施例２〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に、電気抵抗調整層７１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−３０００、電気化学工業株式会社製）４０重量部、ポリエーテルエステルアミド（TPAE-１０HP、富士化成工業株式会社製）６０重量部の混合物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、日本油脂株式会社製）４．５重量部、有機ホスホニウム塩（ETPP-FB、日本化学工業株式会社製）３重量部、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（LiTFSI、森田化学工業株式会社製）１重量部を加え、これを２２０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：２×１０8Ωcm）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層７１を形成した。次いで、この両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＨＤ  ＨＹ５４０、日本ポリケム株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１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、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て、導電性部材６５を得た。
〈実施例３〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に、電気抵抗調整層７１としてポリカーボネート樹脂（パンライト  L-１２５５LL、帝人化成株式会社製）４０重量部、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム含有ポリエーテルエステルアミド（サンコノール  TBX-６５、三光化学工業株式会社製）６０重量部の混合物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、日本油脂株式会社製）４．５重量部、有機ホスホニウム塩（BTPP-Br、日本化学工業製）５重量部を加え、これを２３０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：３×１０8Ωcm）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２３】
次いで、この両端部に、高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＨＤ  ＨＹ５４０、日本ポリケム株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１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、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て導電性部材６５を得た。
〈実施例４〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に、電気抵抗調整層７１としてＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−０５００、電気化学工業株式会社製）４０重量部、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム含有ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマー（サンコノール  TBX-３１０、三光化学工業株式会社製）６０重量部の混合物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、日本油脂株式会社製）９重量部、有機ホスホニウム塩（ETPP-I、日本化学工業株式会社製）３重量部を加え、これを２２０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：４×１０8Ωcm）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２４】
次いでこの両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＨＤ  ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１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、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て導電性部材６５を得た。
〈実施例５〉
ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に、電気抵抗調整層７１としてHI-PS樹脂（H４５０、東洋スチレン株式会社製）４０重量部、ポリエーテルエステルアミド（MV１０４１、アルケマ株式会社製）６０重量部の混合物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、日本油脂株式会社製）４．５重量部、有機ホスホニウム塩（ETPP-FB、日本化学工業株式会社製）６重量部、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（LiBETI、キシダ化学株式会社製）１重量部を加え、これを２２０℃で溶融混練した樹脂組成物（体積固有抵抗：３×１０8Ωcm）を、射出成形により被覆して電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２５】
次いで、この両端部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＨＤ  ＨＹ５４０、日本ポリケム社株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料株式会社製）、イソシアネート系硬化剤、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て、導電性部材６５を得た。
〈比較例１〉
ABS樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−３０００、電気化学工業株式会社製）４０重量部及び過塩素酸ナトリウム含有ポリエーテルエステルアミド（IRGASTAT P１８、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）６０重量部の混合物を、溶融混練を行わずにステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に射出成形により被覆させて電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２６】
次いで、この両端部に、ポリアセタール樹脂（ジュラコン  SW０１、ポリプラスチックス株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料株式会社製）、イソシアネート系硬化剤、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て導電性部材６５を得た。
〈比較例２〉
ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−０５００、電気化学工業株式製）４０重量部、ポリエーテルエステルアミド（ペバックス５５３３、アルケマ製）６０重量部、有機ホスホニウム塩（ETPP-I、日本化学工業製）３重量部の混合物を、溶融混練を行わずにステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に押出成形により被覆させて電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２７】
次いで、この両端部にポリアミド樹脂（ノバミッド１０１０Ｃ２、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、切削加工によって空隙保持部材７２の外径（最大径）を１２．１２ｍｍ、電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに同時仕上げを行なった。次いで、電気抵抗調整層７１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料株式会社製）、イソシアネート系硬化剤、及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１０μの表面層７３を形成し、焼成工程を経て導電性部材６５を得た。
〈比較例３〉
ABS樹脂（テクノＡＢＳ  １７０、テクノポリマー株式会社製）４０重量部、ブロック型熱可塑性エラストマー（ペレスタットNC６３２１、三洋化成工業製）６０重量部の混合物を、ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に射出成形により被覆させて電気抵抗調整層７１を形成した。次いで、切削加工によって電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに仕上げた。次いで、電気抵抗調整層７１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、及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１０μの表面層７３を形成した。次いで、この両端部の周囲に一液性エポキシ配合樹脂接着剤（２２０２、スリーボンド株式会社製）により厚さ５０μｍのテープ状部材（ダイタックＰＦ０２５−Ｈ、大日本インキ社会社製）を貼り付けて導電性部材６５を得た。
〈比較例４〉
ABS樹脂（テクノＡＢＳ  １１０、テクノポリマー株式会社製）４０重量部、ブロック型熱可塑性エラストマー（ペレスタット３００、三洋化成工業製）６０重量部の混合物１００重量部に対して、過塩素酸リチウム２重量部を配合した組成物を、ステンレスからなる芯軸（外径８ｍｍ）７０に押出成形により被覆させて電気抵抗調整層７１を形成した。
【０１２８】
次いで、切削加工によって電気抵抗調整層７１の外径を１２．００ｍｍに仕上げた。次いで、この両端部に、ポリアセタール樹脂（ジュラコン  YF１０、ポリプラスチックス株式会社製）からなるリング状の空隙保持部材７２を挿入し、芯軸７０及び電気抵抗調整層７１と接着した。次いで、電気抵抗調整層７１の表面に、アクリルシリコン樹脂（３０００ＶＨ-Ｐ、川上塗料株式会社製）、イソシアネート系硬化剤、及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７３を形成し、焼成工程を経て導電性部材６５を得た。
【０１２９】
下記の表１は実施例１〜実施例５と比較例１〜比較例４の成分構成を示している。
【０１３０】
【表１】
2008224739.tif 000003
【０１３１】
実施例及び比較例の導電性部材６５を低温低湿環境（10℃相対湿度15%）の環境下に１日間放置後、導電性部材６５の電気抵抗測定（初期値）を行った。次に、画像形成装置を改造した加速試験装置を用いて、23℃、相対湿度50%の評価環境下で導電性部材（帯電ローラ）の通紙無し状態での通電空回し試験を２４時間（30,000枚の複写に相当）行ない、通電後のローラを低温低湿環境（10℃相対湿度15%）に１日間放置後、通電前と同様にローラの電気抵抗測定（連続通電後の測定）を行なった。次に、画像形成装置を使用して、低温低湿環境（10℃相対湿度15%）で画像評価を行った。この際、帯電ローラに印加する電圧はＤＣ＝-700V、ＡＣ  Ｖpp＝2.7kV (周波数＝3kHz)とした。
【０１３２】
試験結果が表２及び図４に示されている。
【０１３３】
【表２】
2008224739.tif 000004
【０１３４】
図４は、通電時間に対する導電性部材６５の抵抗値の経時変化量がグラフとして示されている。この図４において、横軸は通電時間であり、縦軸は電気抵抗値変化量であり、初期抵抗値に対する２４時間後の電気抵抗変化量が示されている。この図４から、各実施例１〜実施例５の導電性部材（帯電ローラ）６５は通電前後で電気抵抗変化がほとんどみられないことが読み取れる。これに対して、比較例１〜比較例４の導電性部材（帯電ローラ）６５は通電前後で電気抵抗変化が実施例１〜実施例５の導電性部材（帯電ローラ）６５に較べてはるかに大きいことが読み取れる。なお、この電気抵抗変化量は対数値として示されている。
【０１３５】
また、表２から、実施例１ないし実施例５の帯電ローラ６５の初期抵抗値は、比較例１ないし比較例４の帯電ローラ６５の初期抵抗値よりも若干低いことが見てとれる。なお、この抵抗測定は、テスターの端子を電気抵抗調整層７１の長手方向両端にあてて１００Ｖの電圧を印加して測定したものであり、対数値である。例えば、５．４０は５．４０×１０8Ωを意味する。すなわち、各抵抗値のオーダーは全て同じである。
【０１３６】
一方、抵抗変化量については、実施例１ないし実施例５の値が比較例１ないし比較例４の値に対して平均的に約２分の１程度小さいことが見てとれる。
【０１３７】
更に、各実施例１〜実施例５の導電性部材（帯電ローラ）６５を用いた画像形成装置では、画像評価でも良好な画像が得られた。
【０１３８】
これに対して、比較例１ないし比較例４の導電性部材（帯電ローラ）６５は２４時間連続通電後の抵抗上昇が大きくなったため、不均一放電による画像不良が発生した。比較例１−４のうち、特に電気抵抗値の高い比較例３のローラでは画像出力が出来なかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】一般的な画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図２】プロセスカートリッジの構成を示した概略図である。
【図３】本発明に係わる導電性部材と感光体ドラムとの対向関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係わる導電性部材及び比較例の電気抵抗変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４０】
７０…導電性支持体
７１…電気抵抗調整層
７３…表面保護層
【図１】
2008224739.tif 000005
【図２】
2008224739.tif 000006
【図３】
2008224739.tif 000007
【図４】
2008224739.tif 000008