(57)【要約】【課題】軽量柔軟な二重構造のローラ型でありながら長期に亘って均一な帯電性が得られ且つハーフトーン画像を印刷しても白点も黒点も発生しない帯電ローラを提供する。【解決手段】帯電ローラ１６は中心の芯金５３上に支持された第１の導電性弾性層５４と第１の導電性弾性層５４上に設けられた第２の導電性弾性層５５とを備え、第１の導電性弾性層５４はニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとからなり、第２の導電性弾性層５５はエピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとからなると共に表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有する。第１の導電性弾性層５４の平均外径Ｄ１（ｍｍ）と第２の導電性弾性層５５の平均内径Ｄ２（ｍｍ）の間には「−０．３０≦Ｄ２−Ｄ１≦−０．１５」の関係がある。【選択図】      図３
2008076602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心の芯金上に支持された第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層とを備えた帯電ローラにおいて、
前記第１の導電性弾性層はニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとからなり、
前記第２の導電性弾性層はエピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとからなるとともに、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、
前記第１の導電性弾性層の平均外径をＤ１（ｍｍ）とし、前記第２の導電性弾性層の平均内径をＤ２（ｍｍ）として、「−０．３０≦Ｄ２−Ｄ１≦−０．１５」である、
ことを特徴とする帯電ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡便軽量な二重構造のローラ型でありながらハーフトーン画像に起こり易い白点や黒点の発生要因となる放電を防止する帯電ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体に形成したトナー像を用紙に転写して定着することにより用紙に文字や画像を形成する電子写真式のプリンタが知られている。通常、上記の感光体は、ドラム型であり、その周面上に露光ヘッドにより静電潜像を形成され、その静電潜像を現像器によってトナー像化され、そのトナー像を転写器によって用紙上に転写される。
【０００３】
上記の静電潜像の形成には、これに先立って帯電装置による初期化帯電が必ず行われる。この初期化帯電では、旧来は放電型の非接触帯電器やブラシ型の接触帯電器が用いられていたが、放電型は周囲の環境へ悪影響が及ぶこと、ブラシ型は均一な帯電が実現されにくいことでそれぞれ問題があり、現在ではほとんどローラ型の接触帯電器すなわち帯電ローラが用いられている。
【０００４】
この帯電ローラを用いる方式では、ローラは、通常、軸金（芯金）に外嵌する導電性の厚いゴム層から成るゴムローラ型であるが、これでは高価であるので、ローラを安価に構成するために軸金に外嵌する導電性発泡体ローラの上に導電性のチューブを被せ、双方を両端部の非画像形成領域で接着剤により接着して構成した軽量で二重構造の帯電ローラを用いる方式が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
一般に、帯電ローラに用いられる上記の導電性発泡体としては、ポリウレタン、シリコーンゴム、ニトリルゴム製などの導電性発泡体が用いられてきた。ただし、帯電ローラには、感光体ドラムへの非汚染性や、自身の導電性などの性能が要求されるため、導電性発泡体からなる弾性層の表面に、各種のコーティング層、表面処理層、又は被覆チューブ等による二重構造が採用されている。
【０００５】
また、上記の軽量二重構造の帯電ローラでは、帯電ローラの両端部を感光体ドラム側に付勢して帯電性を強化する場合、中央部よりも両端部に圧力がかかって中央部と両端部で帯電性にムラが生じることを解消するために、端部から画像形成領域まで所定範囲入り込んだ所まで接着剤を塗布して端部の電気抵抗性を高める方式が知られている。（例えば、特許文献２参照。）
また、これらの二重構造の形式の中には、放電音が小さく且つ帯電性に優れた帯電ローラとして、芯金上に、第１の導電性弾性層としてニトリル系ゴムからなる導電性発泡層を形成し、その上に、第２の導電性弾性層としてエピクロルヒドリン系ゴムからなる被覆層を形成した帯電ローラが提案されている。（例えば、特許文献３参照。）
【特許文献１】特開平１１−１２５９５６号公報（段落［００３１］〜［００３３］、図５）
【特許文献２】特開２００１−２２２５１号公報（段落［００５４］〜［００５８］、図５）
【特許文献３】特開２００５−２９２６００号公報（［要約］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、上記のようなトナーを用いる電子写真式のプリンタは、当初の頃はＡ４判の用紙を横にした場合の印刷速度が１３枚／秒程度であったものが種々の技術面の改良により２９枚／秒の印刷速度が普通となり、当初の倍以上の印刷速度に高速化されてきている。
【０００７】
ところが、このように印刷速度が高速化されると、厚いゴムの一層構造のゴムローラ型では何らの問題も生じないが、上述した特許文献１〜３のような導電性発泡体ローラと導電性チューブとの軽量二重構造のものでは、両端部のみの接着であるため、長期の使用で表層部の導電性チューブに捩れや皺が生じて均一な帯電性が得られなくなるという問題が発生する。
【０００８】
また、そればかりでなく、特許文献１〜３に開示されている帯電ローラを試作して実験してみると、ハーフトーン画像を印刷すると白点や黒点が発生する、という問題があることが判明した。
【０００９】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、軽量柔軟な二重構造のローラ型でありながら長期に亘って均一な帯電性が得られ且つハーフトーン画像を印刷しても白点も黒点も発生しない帯電ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の帯電ローラは、中心の芯金上に支持された第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層とを備えた帯電ローラにおいて、上記第１の導電性弾性層は、ニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとからなり、上記第２の導電性弾性層は、エピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとからなるとともに、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、上記第１の導電性弾性層の平均外径をＤ１（ｍｍ）とし、上記第２の導電性弾性層の平均内径をＤ２（ｍｍ）として、「−０．３０≦Ｄ２−Ｄ１≦−０．１５」であるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、二重構造の帯電ローラの第１の導電性弾性層の外径を第２の導電性弾性層の内径よりも０．１５〜０．３０ｍｍ大きくして両端を接着し、第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層が単に位置ずれしないというだけでなく外径と内径の当接面全体が強固に密着するように構成するので、長期の使用でも表層部の導電性チューブに捩れや皺が発生せず、したがって、長期に亘って均一な帯電性が得られ且つハーフトーン画像を印刷しても白点も黒点も発生しない接触型帯電装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、一実施の形態における帯電ローラを備えた画像形成装置の内部構成を示す側断面図であり、例としてタンデム型のカラー画像形成装置を示している。
【００１３】
同図に示すカラー画像形成装置１は、例えばデスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な程度の大きさの小型のカラー画像形成装置であり、本体基部２の前面（図の右方）に開閉給紙トレー３を備え、下部に用紙カセット４を着脱自在に備えている。用紙カセット４には多枚数の用紙Ｐが載置・収容されている。
【００１４】
また上蓋５は、本体基部２の後部上面と共に排紙トレー６を形成しており、そこには上部排紙口７から排出される画像形成済みの用紙が積載される。本体基部２の上面には上蓋５の前方側方に、液晶表示装置、電源スイッチ、複数のデータ入力キー等からなる操作パネル９が配設されている。
【００１５】
このカラー画像形成装置１の内部には、略中央に、用紙搬送ベルト（以下、単にベルトという）１１が前後に偏平なループ状に配置されている。用紙搬送ベルト１１は、その両端部を駆動ローラ１２と従動ローラ１３に保持されて、図の矢印Ａで示す反時計回り方向に循環移動する。
【００１６】
ベルト１１の上循環部には、４個の感光体ドラム１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が用紙搬送方向（図の右から左方向）に多段式に並設されている。そして、各感光体ドラム１４を夫々取り囲むようにして（以下、代表的に感光体ドラム１４ｄの周囲装置についてのみ符号を付して示す）、クリーナ１５、帯電ローラ１６、書込ヘッド１７、現像器１８及び転写シート１９が配置されている。
【００１７】
感光体ドラム１４ａに対応する現像器１８から感光体ドラム１４ｄに対応する現像器１８まで、各現像器１８には、減法混色の三原色であるＭ（マゼンタ：赤色染料）、Ｃ（シアン：緑味のある青色）及びＹ（イエロー：黄色）の各色トナーと、文字や画像の黒色部分等の印字に専用されるＫ（ブラック：黒）トナーが夫々収容されている。
【００１８】
上記４個の書込ヘッド１７は、支持部材２１を介して上蓋５に支持されている。転写シート１９は、ベルトユニットに所属する部材として配置されている。また、詳しくは後述するが、上記の感光体ドラム１４、クリーナ１５、及び帯電ローラ１６はドラム副ユニットを構成し、現像器１８は内部に諸部材を備えて現像副ユニットを構成している。そして、これらの両副ユニットが合体して画像形成ユニットを構成している。
【００１９】
ベルト１１は、下循環部の下流側裏面に押接するテンションローラ２２によって図の矢印Ｂで示す下方に常に付勢されて適度の張力を保っている。ベルト１１の上循環部の上流側端部には、吸着ローラ２３が圧接して、ここに用紙搬入部を形成している。
【００２０】
ベルト１１より搬送方向上流側には、待機ローラ対２４、その下方に給紙案内路２５、その下端部に給送ローラ対２６が配設される。その給送ローラ対２６の下方に、用紙カセット４の給紙端が位置しており、この給紙端上方に給紙コロ２７が配設されている。
【００２１】
一方、ベルト１１の用紙搬送方向下流（図の左方）には、断熱性の匡体内に組み付けられた圧接ローラ、発熱ローラ、分離爪、周面清掃器、オイル塗布ローラ、温度測定器等から成る定着器２８が設けられる。
【００２２】
定着器２８の後方には搬出ローラ対２９が配置され、それより上方に用紙排紙路３１が形成され、用紙排紙路３１の終端は排紙トレー６の後部上方に開口して、そこには排紙ローラ対３２が配置されている。
【００２３】
また、ベルト１１と用紙カセット４の間には適宜の回路基盤を装着した電装部３３が配設され、その回路基盤には複数の電子部品からなる制御装置が搭載されている。制御装置は、特には図示しないがコントローラ部とエンジン部からなる。
【００２４】
コントローラ部は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（再書込み可能な読出し用メモリ）、フレームメモリ、イメージデータ転送回路等からなり、ホストコンピュータ等から入力される印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジン部に転送する。
【００２５】
エンジン部は、ＣＰＵやＲＯＭ等を備え、入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、不図示の温度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そのモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるクラッチドライバ、書込みヘッド１７を上記印字用データに基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ１６、転写シート１９、後述する現像ローラ等に所定のバイアス電流を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されている。
【００２６】
エンジン部はコントローラ部からのデータや指令信号、各種のセンサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。
図２(a) は、上述の画像形成ユニットのみを取り出して示す外観斜視図であり、同図(b) は、その内部構成を示す側断面図である。尚、同図(a),(b) には図１に示した部分と同一部分には図１と同一の番号を付与して示している。
【００２７】
図２(a),(b) に示すように、画像形成ユニット３５は、現像副ユニット１８とドラム副ユニット３６とが一体に組み付けられて構成される。一方のドラム副ユニット３６は、図１にも示した感光体ドラム１４、クリーナ１５、帯電ローラ１６を備え、更にドラムカバー３７を前後（図２(b) の左右）に移動自在に備え、クリーニング部の内部に廃トナー送出パイプ３８を備えている。
【００２８】
上蓋５（図２参照）の閉成に伴われて、書込ヘッド１７が図２(b) の矢印Ｃで示すように円弧状の軌跡を描いて降下し、その先端部（露光部）が、ドラムユニット３６の匡体上部において感光体ドラム１４の軸方向に沿って形成されている長溝孔３９（図２(a) 参照）に嵌入して位置決めされる。
【００２９】
他方の現像ユニット１８は、ドラム副ユニット３６を支持する支持部４１（４１ａ、４１ｂ）と、現像剤（トナー）４０を収容する現像ケーシング４２と、この現像ケーシング４２の開口部から周面の一部を露出させた現像ローラ４３とを備え、更に現像ケーシング４２の内部には、トナー４０に埋没するようにしてトナー撹拌部材４４、トナー供給ローラ４５、ドクターブレード４６、掬いシート４７等を備えている。また、上部には、廃トナー受入パイプ４８が配設され、この廃トナー受入パイプ４８には廃トナーを収容する回収袋４９が取り付けられている。
【００３０】
この現像副ユニット１８の一方の支持部４１ａには軸受け孔５１（図２(a) 参照）が形成され、他方の支持部４１ｂには上から切り欠くように形成された図では定かに見えないが軸受け溝が設けられている。その上開口部近傍に固定レバー５２が上下に略９０度回動可能に取り付けられている。
【００３１】
現像副ユニット１８の支持部４１ａの側面からは、現像ローラ４３の支持軸４３−１の一方の端部が突出し、軸受け孔５１から感光体ドラム１４の支持軸１４−１の一方の端部が突出している。
【００３２】
また支持部４１ｂの図２(a) では見えない側面には、現像ローラ４３の支持軸４３−１の他端が突出し、上記の軸受け溝からは感光体ドラム１４の支持軸１４−１の他端が突出している。
【００３３】
上記の現像副ユニット１８とドラム副ユニット３６が一体に組み付けられ図２(a),(b) に示すように画像形成ユニット３５として完成したとき、廃トナー送出パイプ３８と廃トナー受入パイプ４８が、不図示の搬送パイプによって連結される。
【００３４】
続いて上記構成のタンデム型カラー画像形成装置１の動作を、上述した図１及び図２(b) を再び参照しながら説明する。先ず、図１に示す装置本体１に電源が投入され、使用する用紙の紙質、枚数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力されると印字（印刷）が開始される。
【００３５】
給紙コロ２７が用紙カセット４に載置収容されている用紙Ｐを一枚取り出し、給送ローラ対２６、給紙案内路２５を介して待機ローラ対２４へ給送する。待機ローラ対２４は回転を一時停止して、その挟持部に用紙Ｐの先端を当接させて用紙の進行を制止すると共に斜行を矯正し、搬送タイミングを待機する。
【００３６】
駆動ローラ１２が反時計回り方向に回転し、従動ローラ１３が従動して同じく反時計回り方向に回転する。これによりベルト１１は、上循環部が４個の感光体ドラム１４に当接して全体が反時計回り方向へ循環移動する。
【００３７】
これと共に感光体ドラム１４を中心に配置された諸装置が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感光体ドラム１４は時計回り方向に回転し、帯電ローラ１６は、感光体ドラム１４周面に一様な高マイナス電荷を付与して電位を初期化する。
【００３８】
書込ヘッド１７は、その感光体ドラム１４周面に画像信号に応じて露光を行って電位を減衰させる。これにより、上記初期化による高マイナス電位部と、露光によって減衰した低マイナス電位部からなる静電潜像が、感光体ドラム１４周面に形成される。
【００３９】
現像ローラ４３は、その静電潜像の低電位部に現像ケーシング４２のトナー４０を転移させて感光体ドラム１４周面上にトナー像を形成（反転現像）する。
最上流の感光体ドラム１４ａ周面上のトナー像の先端が、ベルト１１との対向部に回転搬送されてくるタイミングで、その対向部に用紙Ｐの印字開始位置が一致するように待機ローラ対２４が回転を開始して用紙Ｐを用紙搬入部へ給送する。
【００４０】
従動ローラ１３と吸着ローラ２３は、給送された用紙Ｐをベルト１１と共に挟持して搬送する。用紙Ｐは、ベルト１１に吸着され、感光体ドラム１４ａと転写シート１９により形成されている最初の転写部へ搬送される。
【００４１】
転写シート１９は、不図示の転写バイアス電源から出力される転写電流（又は転写電圧）をベルト１１を介して用紙Ｐに印加する。これにより、感光体ドラム１４ａ上のＭ（マゼンタ）トナー像が用紙Ｐに転写される。
【００４２】
続いて、感光体ドラム１４ｂと転写シート１９により形成されている上流から２番目の転写部においてＣ（シアン）トナー像が転写され、更に感光体ドラム１４ｃと転写シート１９により形成されている上流から３番目の転写部でＹ（イエロー）トナー像が転写される。
【００４３】
更に、感光体ドラム１４ｄと転写シート１９により形成されている最下流の転写部でＫ（ブラック）トナー像が転写されて、４色のトナー像が用紙Ｐ上に順次塗り重ねられる。
このようにして４色のトナー像を転写された用紙Ｐは、ベルト１１から分離されて定着器２８に搬入される。定着器２８は熱と圧力とにより、トナー像を用紙Ｐに定着させる。この画像定着後、用紙Ｐは搬出ローラ対２９により、用紙排紙路３１、及び排紙ローラ対３２を介して排紙トレー６上にトナー像を下にして排出される。
【００４４】
図３(a) は、上記のように動作する本例のカラー画像形成装置１における帯電ローラ１６と感光体ドラム１４の配置関係を示す正面図であり、同図(b) は、帯電ローラ１６の直径方向の断面図である。
【００４５】
同図(a),(b) に示す本例の帯電ローラ１６は、中心の芯金５３上に支持された第１の導電性弾性層５４と、この第１の導電性弾性層５４上に設けられた第２の導電性弾性層５５とで構成されている。
【００４６】
第１の導電性弾性層５４は、ニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとで構成されている。また、第２の導電性弾性層５５は、エピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとで構成され、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を形成されている。
【００４７】
これらの第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５との間には、第１の導電性弾性層５４の平均外径をｄ（ｍｍ）とし、第２の導電性弾性層５５の平均内径をＤ（ｍｍ）としたとき、「−０．３０≦Ｄ−ｄ≦−０．１５」であるような関係を有している。
【００４８】
換言すれば、本例の二重構造の帯電ローラ１６は、第１の導電性弾性層５４の外径のほうが、第２の導電性弾性層５５の内径よりも、０．１５〜０．３０ｍｍ大きく形成されている。
【００４９】
この理由を以下に説明する。
先ず、実施例１として、以下の方法で第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５を作成する。
【００５０】
先ず、ニトリル量３３％の中高ニトリル系ゴム（ムーニー粘度：ＭＬ1+4 （１００℃）：３０）を１００質量部、亜鉛華を５質量部、ステアリン酸を１質量部、導電性カーボン（トーカブラック＃５５００：東海カーボン社製）を２５質量部、ＤＯＰ３０を質量部、加硫材（硫黄）を１質量部、及び加硫助剤を３．５質量部を用意する。
【００５１】
次に、これらに、発泡剤（ＡＤＣＡセルマイクＣＡＰ：三協化成製）、発泡助剤３質量部をそれぞれ添加し、ロールミキサーで混練りして作成したゴム状物質（発泡前の第一の導電層）を、外径６ｍｍの芯金５３上に、厚さ１ｍｍで押出しにより予備成形する。
【００５２】
この後、電気炉で１５０℃で１時間加熱して上記発泡前の第１の導電性弾性層を発泡させ、外径Ｄ１が８．９ｍｍになるように研磨加工し、発泡した第１の導電性弾性層５４を作成する。
【００５３】
続いて、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を１００質量部に、導電性カーボンブラック（トーカブラック＃４５００：東海カーボン社製）を２０質量部、亜鉛華を５質量部、ステアリン酸を２質量部、及び加硫剤を１．５質量部をそれぞれ添加し、ロールミキサーで混練りして、これをインジェクション成形後、１７０℃×３０分で加硫を行い、厚さ０．７ｍｍ、内径Ｄ２が８．７ｍｍのゴムスリーブを形成する。
【００５４】
更に、酢酸エチル１００質量部、イソシアネート化合物（ＭＤＩ）２０質量部、アセチレンブラック（電気化学社製）４質量部、及びアクリルシリコーンポリマー（モデイパーサＦＳ７００：日本油脂社製）２質量部を、ボールミルで３時間分散混合して表面処理液を作成する。
【００５５】
この表面処理液中に、上記のゴムスリーブを、２３℃で６０秒間浸漬した後、１２０℃のオーブンで１時間加熱して、ゴムスリーブに表面処理層を形成して、第２の導電性弾性層５５を作成する。
【００５６】
このようにして作成した第１の導電性弾性層５４に第２の導電性弾性層５５を被覆した後、両端部から２ｍｍまで、第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５の間にウレタン系のホットメルト接着剤をデイスペンサで塗布して両端部を接着し、帯電ローラ１６（実施例１の帯電ローラ１６ａ）を作成した。
【００５７】
この帯電ローラ１６ａにおいて、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１と、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２との間には、「Ｄ２−Ｄ１＝８．７−８．９＝−０．２（ｍｍ）」の関係がある。
【００５８】
上記の方法で作製した帯電ローラ１６ａを、市販のカラープリンタ（Ｎ５３００：カシオ計算機社製）の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。
【００５９】
次に、実施例２として、以下の方法で第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５を作成した。
第１の導電性弾性層５４を発泡させた後、外径Ｄ１が８．８５ｍｍになるように研磨したこと以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ１６（実施例２の帯電ローラ１６ｂ）を作製した。
【００６０】
この帯電ローラ１６ｂにおいて、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１と、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２との間には、「Ｄ２−Ｄ１＝８．７−８．８５＝−０．１５（ｍｍ）」の関係がある。
【００６１】
上記の方法で作製した帯電ローラ１６ｂを、市販のカラープリンタ（Ｎ５３００：カシオ計算機社製）の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。
【００６２】
更に、実施例３として、以下の方法で第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５を作成した。
第１の導電性弾性層５４を発泡させた後、外径Ｄ１が９．００ｍｍになるように研磨したこと以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ１６（実施例３の帯電ローラ１６ｃ）を作製した。
【００６３】
この帯電ローラ１６ｃにおいて、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１と、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２との間には、「Ｄ２−Ｄ１＝８．７−９．００＝−０．３（ｍｍ）」の関係がある。
【００６４】
上記の方法で作製した帯電ローラ１６ｃを、市販のカラープリンタ（Ｎ５３００：カシオ計算機社製）の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。
【００６５】
また、比較例１として、以下の方法で第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５を作成した。
第１の導電性弾性層５４を発泡させた後、外径Ｄ１が８．８０ｍｍになるように研磨したこと以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ１６（比較例１の帯電ローラ１６ｘ）を作製した。
【００６６】
この帯電ローラ１６ｘにおいて、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１と、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２との間には、「Ｄ２−Ｄ１＝８．７−８．８０＝−０．１（ｍｍ）」の関係がある。
【００６７】
上記の方法で作製した帯電ローラ１６ｘを、市販のカラープリンタ（Ｎ５３００：カシオ計算機社製）の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、ハーフトーン画像全面に白点と黒点が発生して、ハーフトーン画像としては不適であった。
【００６８】
以上を総合すると、実施例１〜実施例３では、帯電ローラ１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の第１の導電性弾性層５４の平均外径Ｄ１と第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２との間には「−０．１５≦Ｄ２−Ｄ１≦−０．３」の関係があるように、両層が形成されている。
【００６９】
すなわち、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１が、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２よりも、０．１５ｍｍ以上太く形成されている。
したがって、第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５が、両端でホットメルト接着剤により接着され他の部分では接着されていないにもかかわらず、実質的に第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５が圧着されて全体的に良く密着している。
【００７０】
このように第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５が圧着で密着しており、上述した表面処理の作用も加わって、電圧印加時に、第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５との間での異常放電が防止される。
【００７１】
これにより、帯電ローラ１６による感光体ドラム１４の初期化帯電において、感光体ドラム１４上の帯電ムラがなくなり、結果として白点や黒点が発生しない良好なハーフトーン画像が得られる。
【００７２】
尚、第１の導電性弾性層５４の外径Ｄ１が、第２の導電性弾性層５５の内径Ｄ２よりも０．４ｍｍ以上太いと、第１の導電性弾性層５４が第２の導電性弾性層５５に挿入し難くなるので実用的でない。
【００７３】
また、本例では、帯電ローラ１６に直流と交流の重畳電圧を印加している。具体的には上述した第１の導電性弾性層５４の電気抵抗を９×１０^5Ω以下とし、第２の導電性弾性層５５の表面電気抵抗を１×１０^5Ω／□と９×１０^5Ω／□の範囲とし、全体の製品硬度ＡＳＫＥＲ−Ｆ９０°以下として、重畳バイアス電圧ＤＣ−６００（Ｖ）及びＡＣ１６５０（Ｖｐ−ｐ）／１．３ＫＨｚを帯電ローラ１６に印加している。
【００７４】
これにより、例えば、感光体ドラム１４からのトナーが帯電ローラ１６に付着して、帯電ローラ１６の電気抵抗地に約４倍程度の抵抗値ムラが生じても、十分な余裕をもって均一な帯電性を確保することができることが実験の結果判明している。
【００７５】
ここで、第１の導電性弾性層５４について説明する。
上述したように、帯電ローラ１６の芯金５３上に設けられた第１の導電性弾性層５４は、ニトリル系ゴムと導電性カーボンブラックを含有し、かつ発泡されたニトリル系発泡体からなっている。
【００７６】
この構成で、所定の導電性を満たすためには、第１の導電性弾性層５４に導電性カーボンブラックを添加する必要があるが、導電性カーボンブラックを添加しすぎると、硬度が高くなり、第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５との間の圧着に偏りが生じることになる。
【００７７】
一方、低硬度にするために、可塑剤を添加すると、可塑剤が帯電ローラ１６の外表面に移行して、当接した感光体ドラム１４を汚染する心配がある。
このため、第１の導電性弾性層５４のニトリル系発泡ゴムとして、特に中高ニトリル又は高ニトリル系ゴムを用いると、ニトリル系ゴムのガス低透過性のため高発泡とすることができ、高導電性でありかつ低汚染性、低高度の発泡体が実現できる。
【００７８】
また、ニトリル系ゴムは発泡時に、ガスの低透過性が必要なため、ニトリル量が３１％以上の中高ニトリル、高ニトリル又は極高ニトリル系ゴムであることが望ましい。
また、発泡のし易さの観点から低ムーニーの粘度のもの、例えばムーニー粘度がＭＬ１＋４（１００℃）が４０以下のものを用いるのが好ましい。
【００７９】
更に、帯電ローラ１６としての特性を満たすために、第１の導電性弾性層５４の電気抵抗値は、ＤＣ−１００Ｖ印加時（芯金５３に−１００Ｖを印加し、帯電ローラ１６表面層をアース電極に接触させる）の電気抵抗値で１×１０^5Ω以下であることが必要なため、導電性付与剤として導電性カーボンブラックを添加する。例えばニトリル系ゴム１００重量部に対して、導電性カーボンブラックを２０重量部以上添加すればよい。
【００８０】
また、導電性カーボンブラックの種類は特に限定されない。例えば、ケッチェンブラック（ライオン社製）、トーカブラック（東海カーボン社製）などがあげられる。
なお、電気抵抗の測定は、帯電ローラ１６をＳＵＳ３０４からなる平面電極に載せ、芯金５３と平面電極間に電圧（−１００Ｖ）を印加して測定する。
【００８１】
この測定器としては、ＵＬＴＲＡ−ＨＩＧＨ−ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ−ＭＥＴＥＲ−Ｒ８３４０Ａ（アドバンステスト社製）を用いて測定する。
また、ニトリル系ゴム発泡体の発泡倍率は、２〜４倍であることが好ましい。この発泡倍率は、発泡前の第１の導電性弾性層の金型の容積と、発泡前の第１の導電性弾性層の量の割合や、発泡剤の種類、量、加熱条件によって決めることができる。また、発泡体は独立気泡、連通気泡のどちらでもよい。
【００８２】
続いて、第２の導電性弾性層５５について説明する。
前述したように、第１の導電性弾性層５４の上に被着される第２の導電性弾性層５５はエピクロルヒドリン系ゴム及び導電性カーポンブラックからなり、かつ、その表面にはイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面層を含んでいる。
【００８３】
エピクロルヒドリン系ゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロヒドリン−エチレンオキシド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体があげられる。
【００８４】
また、表面処理層は、イソシアネートを含む表面処理液を含浸させて形成する。この表面処理液としては、イソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させたもの、さらには、これに導電性カーポンプラックを添加したものを用いることができる。
【００８５】
また、アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリル系シリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種類のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をイソシアネート成分とともに含有する表面処理液を用いても良い。
【００８６】
ここで、イソシアネート化合物としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４−４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート、１，５’−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３’−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネー卜（ＴＯＤＩ）及び上記の多量体および変性体などをあげることができる。
【００８７】
帯電ローラ１６の表面に、上記のような表面処理層を設けることにより、感光体ドラム１４と第２の導電性弾性層５５のエピクロルヒドリン系ゴムとが直接接触しなくなり、これにより、感光体ドラム１４上のトナー、トナー添加剤、紙粉等による帯電ローラ１６の汚染を防ぐことができる。
【００８８】
尚、本例において帯電ローラ１６に用いる芯金５３、第１の導電性弾性層５４、第２の導電性弾性層５５の直径については、特に限定されるものではないが、芯金５３については、直径５〜８ｍｍ、第１の導電性弾性層５４は直径８〜１４ｍｍ、第２の導電性弾性層５５は直径１０〜１６ｍｍである。
【００８９】
また、第１の導電性弾性層５４と第２の導電性弾性層５５とを接着する接着剤としてはホットメルト型ウレタン接着剤をあげることができる。接着剤の接着位置は帯電ローラ１６の導電性弾性層の両端から１〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００９０】
以上を簡単にまとめると、第１の導電性弾性層の作製では、先ず、円筒形金型に芯金が位置決めされて保持されている。このような円筒形金型の注入口から、発泡前の第１の導電性弾性層となる未発泡、未加硫ゴムを注入して押出成形する。この発泡前の第１の導電性弾性層を加熱発泡させるとともに加硫させる。その発泡後の第１の導電性弾性層を所定の外径になるように研磨切削する。
【００９１】
次に、第２の導電性弾性層の作製では、  第２の導電性弾性層となるスリーブ部材を、鏡面研磨された金型を用いて、トランスファー、インジェクション又は押し出し成形により成形する。鏡面研磨された金型を用いるので、スリーブ部材は特に外表面を研磨することもなく、高精度かつ平滑な表面になる。したがって、寸法調整のために外表面を研磨する必要はない。
【００９２】
このスリーブ部材と同径の芯金に被覆して表面処理液をスプレーコート、ディップーコートするなどして、表面に表面処理液を塗布し、その後加熱することによりスリーブ部材の外表面に表面処理層を形成する。
【００９３】
この第２の導電性弾性層を第１の導電性弾性層上に被覆し、接着剤により第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層の両端部を接着することにより、本発明の帯電ローラを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】一実施の形態における帯電ローラを備えたタンデム型のカラー画像形成装置の内部構成を示す側断面図である。
【図２】(a) は一実施の形態におけるカラー画像形成装置の画像形成ユニットのみを取り出して示す外観斜視図、(b) はその内部構成を示す側断面図である。
【図３】(a) は一実施の形態におけるカラー画像形成装置の帯電ローラと感光体ドラムの配置関係を示す正面図、(b) は帯電ローラの直径方向の断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１      カラー画像形成装置
２      本体基部
３      開閉給紙トレー
４      用紙カセット
５      上蓋
６      排紙トレー
７      上部排紙口
９      操作パネル
１１    用紙搬送ベルト（ベルト）
１２    駆動ローラ
１３    従動ローラ
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）  感光体ドラム
１４−１  感光体ドラム支持軸
１５    クリーナ
１６    帯電ローラ
１７  書込ヘッド
１８  現像器（現像副ユニット）
１９  転写シート
２１  支持部材
２２  テンションローラ
２３  吸着ローラ
２４  待機ローラ対
２５  給紙案内路  
２６  給送ローラ対
２７  給紙コロ
２８  定着器
２９  搬出ローラ対
３１  用紙排紙路
３２  排紙ローラ対
３３  電装部
３５  画像形成ユニット
３６  ドラム副ユニット
３７  ドラムカバー
３８  廃トナー送出パイプ
３９  長溝孔
４０  現像剤（トナー）
４１（４１ａ、４１ｂ）  支持部
４２  現像ケーシング
４３  現像ローラ
４３−１  現像ローラ支持軸
４４  トナー撹拌部材
４５  トナー供給ローラ
４６  ドクターブレード
４７  掬いシート
４８  廃トナー受入パイプ
４９  回収袋
５１  軸受け孔
５２  固定レバー
５３  芯金
５４  第１の導電性弾性層
５５  第２の導電性弾性層
【図３】
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【図１】
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【図２】
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