(57)【要約】【課題】像担持体等に接触してもそれらを汚染することなく、所望の電気抵抗値を安定して得ることができ、物性値の変化がほとんどない長寿命の導電部材、及び常時小粒子径のトナーが大量にクリーニング装置に突入しても、確実に像担持体表面から除去し、かつ外添剤等の像担持体表面への固着をなくすことにより、長期にわたって良好な画質を維持するようにしたクリーニングユニット、並びに上記導電部材、クリーニングユニットを備えることにより、高耐久でランニングコストが低減できるプロセスカートリッジ及び画像形成装置の提供である。【解決手段】少なくとも水硬性形成用組成物からなる混合物と、導電性粉体と、を含む導電性組成物からなることを特徴とする導電部材である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水硬性形成用組成物からなる混合物と、導電性粉体と、を含む導電性組成物からなることを特徴とする導電部材。
【請求項２】
前記水硬性形成用組成物からなる混合物が、少なくとも水硬性粉体と、非水硬性粉体と、加工性改良剤と、からなることを特徴とする請求項１に記載の導電部材。
【請求項３】
前記導電部材が導電性ロールであって、該導電性ロールの５００Ｖ印加時の電気抵抗が、１×１０５〜１×１０１０Ωの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電部材。
【請求項４】
前記導電部材が、円筒状またはベルト状の像担持体表面に、近接または接触するように配置された帯電部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材。
【請求項５】
前記導電部材が、円筒状またはベルト状の像担持体表面に、近接または接触するように配置された転写部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材。
【請求項６】
前記導電部材が、円筒状またはベルト状の中間転写体を介して円筒状またはベルト状からなる像担持体と対向し、前記中間転写体が該像担持体表面に近接または接触するように中間転写体に圧接して配置された１次転写部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材。
【請求項７】
前記導電部材が、円筒状またはベルト状の中間転写体を介して２次転写部材と対向し、２次転写電圧を印加する支持ロールであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材。
【請求項８】
前記導電部材が、ベルト状の中間転写体を張架する張架ロールであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材。
【請求項９】
少なくとも像担持体表面に当接配置されたブラシ部材と、該ブラシ部材に当接配置された導電性ロールと、該導電性ロールに当接配置されたブレードとからなり、前記導電性ロールが請求項１〜３のいずれかに記載の導電部材であることを特徴とする像担持体クリーニングユニット。
【請求項１０】
前記ブラシ部材と、該ブラシ部材に当接配置された導電性ロールとの間に、電位差を有するようにクリーニングバイアスを印加することを特徴とする請求項９に記載の像担持体クリーニングユニット。
【請求項１１】
前記像担持体クリーニングユニットが像担持体の移動方向に沿って複数備えられ、各像担持体クリーニングユニット毎に印加される電圧が、像担持体の移動方向に沿って交互に異なる極性であることを特徴とする請求項９または１０に記載の像担持体クリーニングユニット。
【請求項１２】
前記各像担持体クリーニングユニット毎に印加される電圧のうち、像担持体の移動方向の最も上流側に配置された像担持体表面クリーニングユニットに印加される電圧が、現像剤担持体表面のトナーと異なる極性であることを特徴とする請求項１１に像担持体クリーニングユニット。
【請求項１３】
少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、該像担持体表面に近接または接触するように配置された帯電部材と、からなるプロセスカートリッジであって、前記帯電部材が、請求項４に記載の導電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、像担持体クリーニングユニットと、からなるプロセスカートリッジであって、前記像担持体クリーニングユニットが、請求項９〜１２に記載の像担持体クリーニングユニットであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
前記像担持体クリーニングユニットが、像担持体に対し着脱自在であることを特徴とする請求項１４に記載プロセスカーカートリッジ。
【請求項１６】
請求項１〜８のいずれかに記載の導電部材を、少なくとも１つ備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項９〜１２のいずれかに記載の像担持体クリーニングユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電部材、転写部材、支持部材等の導電部材、クリーニングユニット、及びそれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の画像形成装置の多くは、帯電部材、転写部材、支持部材等の機能性ロールを多用している場合が多い。ここでいう機能性ロールとは、電気抵抗が所望の範囲に調整されており、硬度、剛性、強度、振れ、表面平滑性を各々の用途に応じて備えているものである。
【０００３】
現状の上記機能性ロールの多くは、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金表面に、合成ゴムや熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主体とする成分にカーボン、金属フィラー、イオン導電性剤等を添加することによりその電気抵抗を１×１０５〜１×１０１０Ω程度の範囲とした半導電性の機能性ロールである。
【０００４】
しかしながら、前記の合成ゴムや熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を主体とした機能性ロールには以下に示すような問題が存在する。
（１）機能性ロールの弾性層を形成する合成ゴムや熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂内には、ベースポリマーを合成する際に投入する反応開始剤の残留物やその際に生成する副生成物、ベースポリマーの低分子成分、合成ゴムや熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなるロール成型時に添加する加硫剤や軟化剤、可塑剤等の成分がベースポリマーに応じて配合される。これらの成分は、像担持体である感光体表面と反応しやすいものが多く、長時間機能性ロールと感光体（像担持体）とを圧接した状態で放置すると、これらの成分が機能性ロールより滲出して感光体に付着、または反応し感光体を改質してしまう。
【０００５】
これらの問題を解決するために、機能性ロールの表面には含有成分が滲出するのを防止するバリア層となる物質をコーティングすることが考えられるが、機能性ロールが複数層構成となるため、材料費の増加及び製造工程の複雑化等により機能性ロールのコストが高くなってしまう。
【０００６】
（２）従来の機能性ロールは、ゴム材料や熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂にカーボン、金属フィラー、イオン導電性剤等を機械的に混合分散して電気抵抗を調整している。したがって、カーボン等を用いる場合には、電気抵抗値を制御しにくかったり、電気抵抗値にムラを生じ易かったりする。また、イオン導電剤を用いる場合においては、高温高湿環境下でイオン導電剤がブリードし、像担持体（感光体や中間転写体）を汚染してしまう。
【０００７】
（３）さらに近年、画像形成装置にも静粛性が求められるようになり、特に直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加した場合に、帯電ロールで発生する所謂帯電音は不快な耳触りの音であり、大きな技術課題となっている。
【０００８】
この帯電音を防止する一つの方法として、像担持体である感光体の中に重りを入れ、帯電ロールからの高周波の振動伝達を防止する方法が提案されているが、重りという部材及びそれを像担持体である感光体の中に固定する（接着）工程が新たに必要となり、コストアップは免れない。また、帯電音を防止する別の方法として、帯電ロールに発泡層を設け、帯電ロール自体で振動を吸収する手法も取り入れられているが、やはり発泡層を形成する材料はゴム材料や熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂であるため、上記（１）及び（２）の問題から逃れることはできない。
【０００９】
（４）前記帯電音、及び像担持体である感光体の削れ対策としては、帯電ロールに直流バイアスのみを印加する、所謂ＤＣ帯電が提案されている。しかし、ＤＣ帯電での均一な帯電を可能とするには、今まで以上に帯電ロールの抵抗均一性や表面平滑性が求められ、実質上ゴム材料や熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に導電剤を混練分散する従来の機能性ロールではＤＣ帯電により鮮明な画像を形成すること（像担持体表面を均一に帯電すること）は非常に困難である。
【００１０】
（５）さらに加えて、プリントまたはコピー単価の低減（所謂ランニングコスト低減）のために、像担持体である感光体及び各種機能性ロールの長寿命化が求められている。
【００１１】
特に感光体においては、直流バイアスに高周波の交流バイアスを重畳印加する場合に、像担持体である感光体と帯電ロールとの間の微少ギャップで生じる放電により、像担持体である感光体表面が所謂エッチング作用により削られやすく、これが像担持体である感光体の寿命を大きく支配している。また、各種機能性ロールは長時間の通電により、電気抵抗が徐々に上昇してしまうという欠点を有しており、重大な課題となっている。
【００１２】
一方、従来から電子写真複写機等の画像形成装置におけるクリーニング装置としては、ゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードが用いられ、その一端のエッジを感光体等の像担持体表面に当接させて、表面に付着したトナー等の現像剤を除去するような構成がよく知られている。
【００１３】
このクリーニング装置のメリットは、構成が簡単でコストも安価であり、トナーの除去を効率的に行えるという点である。この方式では、クリーニングブレードの当接エッジを長期にわたって均一な圧力で安定して像担持体表面に当接させることが非常に重要である。
【００１４】
しかしながら、エッジへのトナーの融着、紙粉の引っ掛かり、ブレード材料の劣化によるエッジの欠け等によるクリーニング不良の発生が起こりやすい。加えて、画質の向上を達成するために従来より粒子径の小さなトナーや球形のトナーを使用するシステムにおいては、転写後の像担持体表面へのトナーの付着力がファン・デル・ワールス力の増加に伴い極端に高くなるため、クリーニングブレードを使用した場合にはブレードの当接圧力を高く設定しなければならない。そのため、ブレードと像担持体表面との摩擦力が増大しブレードめくれが発生しやすいという欠点を有している。
【００１５】
上記のような小粒子径トナーや球形のトナーを使用するシステムにおける有効なクリーニング方法として、例えば、クリーニングブレードの上流部に像担持体に接触回転する補助ブラシを配設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、前述のようにファン・デル・ワールス力等により像担持体表面に強固に付着したトナーを、ブラシの回転接触による機械的せん断力で像担持体表面から一旦引き剥がし、その付着力を弱めてクリーニングブレードでクリーニングしやすくしたものである。
【００１６】
この方式の場合には、クリーニングブレードだけの方式に比べて、ブレードの当接圧力をそれほど高く設定しなくても小粒子径トナーのクリーニングを行えるというメリットがある。
【００１７】
ところで、一般にトナーには、その粉体流動性、帯電性、転写性、及びクリーニング性を確保するために、外添剤と呼ばれるさらに粒子径（平均粒子径で約１〜５０ナノメートル）の小さな物質が混合されている。この外添剤の混合量は、トナーの比表面積で決まるため、トナーの粒子径が小さければ小さいほど外添剤混合量が多くなる。さらに、当然のことながら、画像形成時にトナーの消費量が多ければ多いほどクリーニング部に到達する外添剤も増える。例えば、４色のトナーを順次現像するフルカラー画像形成装置では、写真原稿等が多いため、消費されるトナー量が通常の白黒原稿に比べて約１０倍も多く、従って外添剤の量も非常に多くなる。
【００１８】
フルカラー画像形成において、前記ブレードクリーニング方式、或いは、補助ブラシとクリーニングブレードを組み合わせたクリーニング方式では、ブレードエッジ部に非常に小さな外添剤が凝集し、さらに像担持体移動時のブレードエッジの振動（いわゆるスティック−スリップ現像）に伴い、この凝集外添剤が像担持体表面に固着し、フィルミング等の重大な画質欠陥を発生させる。
【００１９】
このような技術的課題を解決する手段として、ベルト状のクリーニング部材、いわゆるウェッブによるクリーニング方式が、従来からよく知られており、例えば、ベルトを像担持体表面に近接させ、ベルトにトナーと逆極性のバイアスを印加すると共に、像担持体に超音波振動を与えるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２０】
この方法では、かなり効率よくトナーを除去することが可能で、さらにトナーや外添剤を像担持体表面に押し付けることがないので、それらの像担持体表面への固着がない。
しかし、この方法においても、前述の如く付着力が強く、かつ多量の外添剤を完全に除去することは困難であるため、画像形成の繰り返しに伴い外添剤が像担持体に堆積し、やはり画質の劣化が発生してしまう。
【００２１】
また、ベルトの材質の一部に直径１５μｍ  以下の超極細繊維織物を用いたものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方式によれば、トナーの粒子径が小さくても、また球形のトナーであっても、十分にクリーニングすることが可能であるが、クリーニング装置に到達するトナー量が多い場合には、十分にその機能を果たすことができないことがある。
【００２２】
例えば、前述のように４色のトナーを順次現像するフルカラー画像形成装置では、写真現像等が多く、消費されるトナー量が、通常の白黒原稿に比べて約１０倍も多い。そのため、像担持体表面へのベルトの当接部においてトナーが溢れ、その一部がベルトをすり抜けたり像担持体へ固着したりする。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１−３１２５７８号公報
【特許文献２】
特開昭６０−６９７７号公報
【特許文献３】
特開平３−１９６０８３号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち本発明は、像担持体等に接触してもそれらを汚染することなく、所望の電気抵抗値を安定して得ることができ、物性値の変化がほとんどない長寿命の導電部材、及び常時小粒子径のトナーや球形のトナーが大量にクリーニング装置に突入しても、確実に像担持体表面から除去し、かつ外添剤等の像担持体表面への固着をなくすことにより、長期にわたって良好な画質を維持するようにしたクリーニングユニットを提供するものである。また、本発明は上記導電部材、クリーニングユニットを備えることにより、高耐久でランニングコストが低減できるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
＜１＞  少なくとも水硬性形成用組成物からなる混合物と、導電性粉体と、を含む導電性組成物からなることを特徴とする導電部材である。
【００２６】
＜２＞  前記水硬性形成用組成物からなる混合物が、少なくとも水硬性粉体と、非水硬性粉体と、加工性改良剤と、からなることを特徴とする＜１＞に記載の導電部材である。
【００２７】
＜３＞  前記導電部材が導電性ロールであって、該導電性ロールの５００Ｖ印加時の電気抵抗が、１×１０５〜１×１０１０Ωの範囲であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の導電部材である。
【００２８】
＜４＞  前記導電部材が、円筒状またはベルト状の像担持体表面に、近接または接触するように配置された帯電部材であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材である。
【００２９】
＜５＞  前記導電部材が、円筒状またはベルト状の像担持体表面に、近接または接触するように配置された転写部材であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材である。
【００３０】
＜６＞  前記導電部材が、円筒状またはベルト状の中間転写体を介して円筒状またはベルト状からなる像担持体と対向し、前記中間転写体が該像担持体表面に近接または接触するように中間転写体に圧接して配置された１次転写部材であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材である。
【００３１】
＜７＞  前記導電部材が、円筒状またはベルト状の中間転写体を介して２次転写部材と対向し、２次転写電圧を印加する支持ロールであることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材である。
【００３２】
＜８＞  前記導電部材が、ベルト状の中間転写体を張架する張架ロールであることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材である。
【００３３】
＜９＞  少なくとも像担持体表面に当接配置されたブラシ部材と、該ブラシ部材に当接配置された導電性ロールと、該導電性ロールに当接配置されたブレードとからなり、前記導電性ロールが＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導電部材であることを特徴とする像担持体クリーニングユニットである。
【００３４】
＜１０＞  前記ブラシ部材と、該ブラシ部材に当接配置された導電性ロールとの間に、電位差を有するようにクリーニングバイアスを印加することを特徴とする＜９＞に記載の像担持体クリーニングユニットである。
【００３５】
＜１１＞  前記像担持体クリーニングユニットが像担持体の移動方向に沿って複数備えられ、各像担持体クリーニングユニット毎に印加される電圧が、像担持体の移動方向に沿って交互に異なる極性であることを特徴とする＜９＞または＜１０＞に記載の像担持体クリーニングユニットである。
【００３６】
＜１２＞  前記各像担持体クリーニングユニット毎に印加される電圧のうち、像担持体の移動方向の最も上流側に配置された像担持体表面クリーニングユニットに印加される電圧が、現像剤担持体表面のトナーと異なる極性であることを特徴とする＜１１＞に像担持体クリーニングユニットである。
【００３７】
＜１３＞  少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、該像担持体表面に近接または接触するように配置された帯電部材と、からなるプロセスカートリッジであって、前記帯電部材が、＜４＞に記載の導電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００３８】
＜１４＞  少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、像担持体クリーニングユニットと、からなるプロセスカートリッジであって、前記像担持体クリーニングユニットが、＜９＞〜＜１２＞に記載の像担持体クリーニングユニットであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００３９】
＜１５＞  前記像担持体クリーニングユニットが、像担持体に対し着脱自在であることを特徴とする＜１４＞に記載プロセスカーカートリッジである。
【００４０】
＜１６＞  ＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の導電部材を、少なくとも１つ備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００４１】
＜１７＞  ＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の像担持体クリーニングユニットを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
＜導電部材＞
本発明の導電部材は、少なくとも水硬性形成用組成物からなる混合物と、導電性粉体と、を含む導電性組成物からなることを特徴とする。
【００４３】
ここで、上記水硬性形成用組成物からなる混合物とは、水硬性粉体と、非水硬性粉体と、加工性改良剤とからなる水硬性成形組成物、及び必要に応じて加えるその他の添加物を混合した物である。
【００４４】
まず、上記水硬性粉体とは、水により硬化する粉体を指し、例えば珪酸カルシウム化合物粉体、カルシウムアルミネート化合物粉体、カルシウムフルオロアルミネート化合物粉体、カルシウムサルフォアルミネート化合物、カルシウムアルミノフェライト化合物粉体、リン酸カルシウム化合物粉体、半水または無水石膏粉体、自硬性を有する生石灰粉体、及びこれら粉体の２種類以上の混合物粉体を挙げることができる。
その代表例として、例えばポルトランドセメントのような粉体を挙げることができる。
【００４５】
次いで、前記非水硬性粉体とは、単体では水と接触しても硬化することのない粉体を指すが、アルカリ性若しくは酸性状態、あるいは高圧蒸気雰囲気においてその成分が溶出し、他の既溶出成分と反応して生成物を形成する粉体も含む。
【００４６】
非水硬性粉体の代表例としては、例えば、水酸化カルシウム粉末、二水石膏粉末、炭酸化カルシウム粉末、スラグ粉末、フライアッシュ粉末、珪石粉末、粘土粉末、シリカフューム粉末等を挙げることができる。
また、これらの非水硬性粉体の平均粒径は、前記水硬性粉体の平均粒径より１桁以上小さく、好ましくは２桁以上小さいものが好ましい。
【００４７】
上記非水硬性粉体の配合量は、水硬性粉体と非水硬性粉体とからなる混合粉体の全質量中、１０〜５０質量％の範囲が好ましく、２５〜３５質量％の範囲がより好ましい。
【００４８】
配合量が１０質量％未満の場合には、充填率が低くなり、また５０質量％を越える場合には、強度及び充填率が高くなり、いずれの場合においても成形・硬化後の諸物性、例えば機械加工時における欠けの発生、寸法安定性に悪影響を及ぼすため好ましくない。機械加工性等を考慮すると充填率が低くなりすぎないように非水硬性粉体の配合量を調節することが好ましい。非水硬性粉体を添加することによって、成形体の成形時の充填率を高め、得られる成形体の空隙率を減少させることが可能となり、成形体の寸法安定性を向上させることができる。
【００４９】
前記加工性改良剤とは、水硬性組成物から得られる成形体の成形性、脱型性、切削・研削性、研削精度の向上、特に切削・研削性、研削精度の向上に寄与する性質を有する材料を指す。すなわち、加工性改良剤を添加することによって、水硬性組成物からなる混合物は、加工性改良剤が加圧成形時において、成形助剤としての役割を果たし成形性が向上する。また、加工性改良剤によりセメント系硬化体のもろさが改良され、得られる成型体が脱型時に何ら損傷を受けることなく脱型され、ひいては作業性の向上につながる。
【００５０】
また、加工性改良剤を含有させることにより、得られた成形体に固体材料としての機械加工性を促すための靱性が付与され、材料の割れ，欠け等の問題を阻止することが可能となる。すなわち、加工性改良剤によって、従来切削加工・研削加工等の機械加工が困難であった水硬性組成物から得られた成形体の加工性を金属材料と同レベルまでに改良することが可能となり、旋盤等による切削加工、円筒研削機等による研削加工が金属材料と同等に行えるようになる。これらの加工が行えることにより所望の寸法に対してミクロンオーダーの精密な加工が行えるようになる。
【００５１】
上記加工性改良剤としては、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂、酢酸ビニル−ベオバ共重合樹脂、酢酸ビニル−マレート共重合樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合樹脂、酢酸ビニル−エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、アクリル共重合樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、アクリル−シリコーン共重合樹脂、酢酸ビニル−ベオバ３元共重合樹脂及びエポキシ樹脂などから選ばれた少なくとも１種類以上の樹脂からなる粉末もしくはエマルジョンを例示することができる。
【００５２】
加工性改良剤の配合量は、前記水硬性粉体と非水硬性粉体との混合粉体１００質量部に対し、乾ベースで２〜２０質量部の範囲とすることがこのましく、５〜１５質量部の範囲とすることがより好ましい。配合量が２質量部未満の場合には、切削加工性が悪くなり好ましくない。２０質量部を超える場合には、良好な成形性を有するが、研削精度の低下と研削後の寸法安定性が低下する。
また、粒度は分散した単一粒子径で１μｍ以下のものが好ましい。
【００５３】
一方、前記導電性粉体としては、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物；硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物；ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト；マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト；またはこれらの表面を必要に応じ導電処理したもの；錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維；銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物；水酸化物、炭酸塩または金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体である所謂複合金属酸化物；等を挙げることができる。
【００５４】
本発明に用いられる水硬性形成用組成物からなる混合物に含まれる、前記水硬性粉体の質量Ａと、非硬水性粉体の質量Ｂと、加工性改良剤の質量Ｃとの配合比Ａ／Ｂ／Ｃは、剛性、強度、靭性、成型性、加工性、寸法安定性、分散性等の観点から、５０／３０／２０程度とすることが最も好ましい。
【００５５】
上記導電性粉体の配合量は、後述する電気抵抗値をどの程度とするかによって異なるが、前記水硬性粉体、非水硬性粉体、及び加工性改良剤の混合粉体１００質量部に対し、５〜３０質量部の範囲であることが好ましい。なお、これら導電性粉体は単独で用いても複数種を併用して用いても構わない。
【００５６】
以上の導電性組成物は、成型され加熱加圧条件下で硬化されることにより、剛性、耐摩耗性等の機械的強度、寸法安定性、抵抗ばらつきも含めた電気抵抗制御性・安定性に優れ、しかも、前記導電性組成物を構成する成分が滲出することのない、均一な特性を有する硬化体を得ることができる。
【００５７】
したがって、前記導電性組成物からなる本発明の導電部材は、円筒状またはベルト状の像担持体表面に、近接または接触するように配置された帯電部材や転写部材、あるいは円筒状またはベルト状の中間転写体を介して２次転写部材と対向し、２次転写電圧を印加する支持ロール、ベルト状の中間転写体を張架する張架ロールなど、さらには、ブラシ部材に当接配置された導電性ロールと、該導電性ロールに当接配置されたブレードとからなる像担持体クリーニングユニットにおける導電性ロール等に好ましく用いることができる。
【００５８】
本発明においては、前記導電部材が導電性ロールである場合には、該導電性ロールの５００Ｖ印加時の電気抵抗が、１×１０５〜１×１０１０Ωの範囲にあることが好ましく、１×１０５〜１×１０９Ωの範囲にあることがより好ましい。前記導電ロールの電気抵抗は、前記導電性粉体として例示した有機フィラーあるいは無機フィラーの何れかを単独または複数、及び有機フィラーと無機フィラーとの両方を各一種または複数種充填することにより、剛性を増加させると共に電気抵抗を前記所定の範囲に調整される。
【００５９】
前記電気抵抗が１×１０５Ωを下回ると、例えば帯電ロールや転写ロールとして使用した場合に、電流の漏洩（所謂リーク）が生じ易く、電気抵抗が１×１０１０Ωを上回ると電荷の蓄積（所謂チャージアップ）が生じ易い。
また、前記クリーニングユニットにおける導電性ロールでは、電気抵抗が１×１０５より低いと、電荷注入が起こりブラシ部材が掻き取ったトナーや紙粉等の微粉末の極性が反転し、電気的に吸着することができなくなってしまう。電気抵抗が１×１０１０Ωを上回ってしまうと、導電性ロールに電荷が蓄積される所謂チャージアップが起こり、やはり電気的にトナーや紙粉等の微粉末を吸着できなくなる。
【００６０】
なお、上記電気抵抗は、導電性ロールを銅版などの金属板の表面にロールの両端に各々５００ｇの荷重がかかるように載せ、微小電流測定器（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製：Ｒ８３２０）を用い、導電性ロール（芯材を有する場合は芯材）と前記金属板との間に５００Ｖの電圧を印加して測定した。
【００６１】
本発明の導電部材の原料は、前記のように全てが粉体から成るため、これらの原料の混合及び混練は非常に簡便であり、しかも高度に均一に分散することができるという特徴を有している。
【００６２】
従って、例えば導電性ロールとした場合の電気抵抗、剛性、強度等にバラツキがほとんどなく、常に均一な特性を発現させることができるものである。このような特性は、特に直流バイアスのみを印加するＤＣ帯電用の帯電ロールなどに好ましく求められるものである。
【００６３】
また、本発明の導電部材は、有機フィラーあるいは無機フィラーの何れか、または複数の有機フィラー及び無機フィラーを併用して用いることができるため、硬度、剛性、強度等を任意に調整することができる。
【００６４】
さらに、本発明の導電部材の成形方法としては、射出成形、押し出し成形、プレス成形等各種の成形方法を用いることができる。中でも射出成形法を用いた場合には非常に寸法精度の高い導電部材を得ることができる。
【００６５】
さらに加えて、例えば各種成形により得られた導電性ロールとしての導電部材の表面を、必要に応じて研磨し高平滑性に仕上げることも簡便に行える。
【００６６】
ここで、上述の如くして得られた、本発明の導電部材の機械特性について述べる。
先ず、本発明の導電部材のＪＩＳ  Ｋ７２０３における曲げ弾性率は、７００ｋＰａ以上であることが望ましい。これは曲げ弾性率が７００ｋＰａに満たないと、導電性ロールとして用いた場合にロールに撓みを生じ易いためである。また、曲げ弾性率の低い材料を用い、導電性ロールの肉厚を増加させ剛性を保とうとすると、成形収縮率が大きくなり所望の寸法精度が得られないばかりか、質量の増加、成形時間の増加、後加工の増大等の諸問題により、コストアップとなってしまう。
【００６７】
また、本発明の導電部材のＪＩＳ  Ｋ６９０２における磨耗量は、２０ｍｇ以下であることが望ましい。
本発明の導電部材は、例えば導電性ロールとして他の部材（像担持体、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、転写材等）と常に接触状態にある。従って、磨耗に強い材料から構成されることが求められ、前記磨耗量が２０ｍｇを越えると、導電性ロールの磨耗により短いサイクルで交換せざるを得ないことなる。逆に、磨耗に強い本発明の導電部材は、クリーニングユニットにおける導電ロールとして用いた場合、ブラシ部材やブレード状のクリーニング部材等との当接圧及び食い込み量を大きく設定できるため、長期に渡り安定してクリーニングできるのである。
【００６８】
さらに、本発明の導電部材は、ＪＩＳ  Ｋ７２０２におけるロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１００以上であることが望ましい。上記ロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１００以上であると、硬く寸法精度の高い成形が可能となる。加えてロックウェル硬さ（Ｍスケール）が１００以上であると、例えば削れに対し非常に強いロールを得ることができる。
【００６９】
以上本発明の導電部材について説明したが、該導電部材が電子写真用の部材として具体的にどのように配置され用いられるかについては、後述の本発明のプロセスカートリッジ、画像形成装置の項で併せて説明する。
【００７０】
＜像担持体クリーニングユニット＞
本発明の像担持体クリーニングユニットは、少なくとも像担持体表面に当接配置されたブラシ部材と、該ブラシ部材に当接配置された導電性ロールと、該導電性ロールに当接配置されたブレードとからなり、前記導電性ロールが前記本発明の導電部材であることを特徴とする。
【００７１】
本発明の像担持体クリーニングユニットは、図１に示すように、回転するシャフトに対して無数の繊維を植毛して形成されたブラシ部材１０と、このブラシ部材１０に摺接する導電性ロール１１とから構成されている。
【００７２】
前記ブラシ部材１０は、回転するシャフト外周に無数の繊維を配したロール状に形成されている。前記ブラシ部材１０は、像担持体１に対しブラシの先端が僅かに食い込む位置に配置され、像担持体１の周面移動方向と逆方向に前記ブラシ部材１０の周面が回転移動し、この際像担持体１と摺接することによって像担持体１の表面からトナーや外添剤を剥離し、導電性ロール１１へと運ぶ働きを担っている。
【００７３】
具体的なブラシ部材１０の材料としてはナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維を挙げることができ、導電性粉末やイオン導電剤を配合して導電性を付与したり、繊維一本一本の内部あるいは外部に導電層が形成されたもの等を用いることができる。
【００７４】
上記繊維の抵抗値としては、繊維単体で１０２〜１０９Ωの範囲のものが好ましい。繊維の太さは、３０ｄ以下が好ましく、２０ｄ以下がより好ましい。繊維の密度は、３．１×１０３本／ｃｍ２（２万本／ｉｎｃｈ２）以上が好ましく、４．７×１０３本／ｃｍ２（３万本／ｉｎｃｈ２）以上がより好ましい。
【００７５】
導電性ロール１１は、その外周面が前記ブラシ部材１０の外周面に僅かに食い込む位置に配置され、ブラシ部材１０に付着した残留トナーや外添剤等を担持し、導電性ロール１１に当接配置されたクリーニングブレード１２により、その表面に担持した残留トナーや外添剤等が回収されるように構成されている。
【００７６】
導電性ロール１１は寸法精度の良好な熱硬化性樹脂からなることが好ましい。中でも本発明の少なくとも水硬性形成用組成物からなる混合物と導電性粉体とからなることを特徴とする導電部材は、成形のし易さ、寸法精度、表面平滑性、低磨耗、高剛性等の優れた特性を有しており、導電性ロール１１に最適な材料といえる。本発明における導電性ロールには、導電性フィラーやイオン導電剤を単独または複数組み合わせて、その電気抵抗を１０５〜１０１０Ωの範囲に調整したものが用いられる。
【００７７】
前記ブラシ部材１０及び導電性ロール１１には、クリーニングバイアスが印加されており、本発明においては、前記ブラシ部材１０及び導電性ロール１１に印加されるクリーニングバイアスに電位差を設けることが好ましい。機械的せん断力と、この電位差とにより像担持体１表面から掻き取られた残留トナーや外添剤等は、静電的に導電性ロール１１へ移動する。
【００７８】
すなわち、先ずクリーニングバイアスの印加されたブラシ部材１０と像担持体１との間に形成される電界によって、前記残留トナー等は像担持体１表面からブラシ部材１０への静電誘引力で引っ張られ、像担持体１表面から除去される。一方、前記導電ロール１１にはブラシ部材１０よりも絶対値が高く、かつ同極性のクリーニングバイアスが印加されており、ブラシ部材１０に付着した残留トナーや外添剤等は導電性ロール１１に再付着する。
【００７９】
上記導電性ロール１１には、クリーニングブレード１２（またはスクレーパ１２）が当接しており、導電性ロール１１に付着したトナー等はこのクリーニング手段によって当該導電性ロール１１から除去される。このクリーニング手段は、高耐久性及び低コストの観点よりステンレスあるいはリン青銅の金属薄板等から形成され、その厚さは、０．０２〜２ｍｍ程度の範囲のものが好適に用いられる。
【００８０】
以上のように本発明の像担持体クリーニングユニットは、ブラシ部材１０と導電性ロール１１とに電位差を設けることによって効率的にトナーや紙粉等の微粉末を静電的に吸着移動させるものである。ブラシ部材１０と導電性ロール１１との間の電位差は、絶対値で１００Ｖ以上であることが好ましく、２００以上であることがより好ましい。但し、各部材間での放電により被クリーニング物が電荷注入され、その極性が反転するのを防止する観点から、上限は６００Ｖ程度である。
【００８１】
本発明においては、こうして得られた、少なくとも像担持体１の表面に当接配置されたブラシ部材１０と、該ブラシ部材１０に当接配置された導電性ロール１１と、該導電性ロール１１に当接配置されたクリーニングブレード１２とを有する像担持体クリーニングユニットが、像担持体１の移動方向に沿って複数備えられ、各像担持体表面クリーニングユニット毎に印加される電圧が、像担持体１の移動方向に沿って交互に異なる極性であることが好ましい。
【００８２】
転写工程を終えた後に像担持体１の表面に残存する所謂転写残トナーは、転写電界の影響でその極性にバラツキを生じており、正極から逆極に反転したものまで存在する。そこで本発明においては、ブラシ部材１０と導電性ロール１１とクリーニングブレード１２とから成る像担持体クリーニングユニットを、一つの像担持体１に対し複数設置し、かつそれぞれに異なる極性の電位差を設けることにより、例えば正極の転写残トナー及びその逆極に反転した転写残トナーまで効率的なクリーニングすることを可能とするものである。
【００８３】
さらに本発明では、前記像担持体１の移動方向に沿って複数備えられた像担持体クリーニングユニットにおいて、各像担持体クリーニングユニット毎に印加される電圧のうち、像担持体１の移動方向の最も上流側に配置された像担持体クリーニングユニットに印加される電圧が、現像剤担持体表面のトナーと異なる極性であることが好ましい。
【００８４】
転写工程を終えた後に像担持体１表面に残存する所謂転写残トナーは、前記のように転写電界の影響でその極性にバラツキを生じているが、例えば転写電圧が正の場合、その大半は正極のままで存在する。そこで本発明においては、像担持体１の移動方向の最も上流側に配置された像担持体表面クリーニングユニット（第１の像担持体クリーニングユニット）に、転写残トナーと同一の極性（正極）でブラシ部材１０と導電性ロール１１とに電位差のあるクリーニングバイアスを印加し、転写残トナーの大半を占める正極トナーを静電的に吸着移動させ、次の像担持体表面クリーニングユニットに、転写残トナーと異なる極性（負極）であり、かつブラシ部材１０と導電性ロール１１とに電位差のあるクリーニングバイアスを印加することで、逆極性に反転したトナーを静電的に吸着移動させるものである。
【００８５】
すなわち、負帯電性トナーを用いて現像を行うプロセスにおいて、前記第１の像担持体クリーニングユニットに印加される転写残トナーと同一の極性とは、現像剤担持体表面のトナーの極性と異なる極性（正極）であり、本発明においては、第１の像担持体クリーニングユニットへの印加電圧を現像剤担持体表面のトナーと異なる極性とし、続く第２以降の像担持体クリーニングユニットで交互に極性が異なることが好ましいものとなる。
【００８６】
＜プロセスカートリッジ、画像形成装置＞
図２に、前記本発明の導電部材を帯電ロール及び転写ロールとして用いた本発明の画像形成装置の概略構成を示す。図２においては、スペーサ部材２１ｂを備えた帯電ロール２１ａにより、感光体（像担持体）２０の表面が一様に帯電され、レーザビームスキャナなどの像露光２２により形成された潜像が現像器２３に収納された現像剤によりトナー画像として現像され、その後このトナー画像が転写ロール２４によって被記録体２６の表面に転写される。転写後の感光体２０表面は、クリーナー２５によってクリーニングされる。
【００８７】
詳細には、上記感光体２０は負帯電系の有機感光体であり、帯電手段によってマイナス電位に一様に帯電される。レーザビームスキャナによる露光によって感光体表面にはネガ潜像が形成され、次いで、現像器２６の反転現像によってこのネガ潜像を現像する。即ち、ネガ潜像は感光体２０の帯電極性と同じマイナスに帯電したトナーによって可視像化される。この様にして形成されたトナー像は転写手段によって直接被記録体２６へ転写された後、定着器を挿通する間に加熱・加圧されて被記録体２６に定着され、排紙トレイへ排出される永久画像となる。
【００８８】
上記画像形成装置に、本発明の導電部材である帯電ロール、転写ロールを用いることにより、帯電が均一化されるため高画質な画像が得られるだけでなく、これらの導電部材は、耐磨耗性、抵抗安定性等に優れるため、上記高画質画像を長期にわたって形成することができる。
【００８９】
図３に、上記画像形成装置における帯電部分を拡大して示す。本発明の導電部材は比較的高硬度であり強度も大きいため、帯電ロール２１ａとして直接感光体２０に接触したまま使用されると、感光体２０が短期間で損傷してしまう。そこで、本発明における帯電ロール２１ａには、スペーサ部材２１ｂがロールの両端に設けられており、帯電ロール２１ａが直接感光体２０に接触することなく、放電領域２７で帯電ロール２１ａと感光体２０とが一定のギャップ２８を有して帯電が行われることが好ましい。
なお、上記ギャップ２８としては、１０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００９０】
図４に、前記本発明のクリーニングユニットを用いた本発明の画像形成装置の概略構成を示す。図４における画像形成は、帯電電極３１、転写電極３４がスコロトロン、コロトロンなどのワイヤー電極で行われ、クリーニングが本発明のクリーニングユニット３５で行われる以外は、前記図２における画像形成工程と同様である。
【００９１】
上記画像形成装置においては、前記本発明のクリーニングユニット３５が用いられているため、ブレードを用いることなく長期にわたって効率的に転写残トナーを回収することができ、しかも像担持体クリーニングユニット３５における導電性ロールの電気抵抗、形状が安定しているため像担持体クリーニングユニット３５を繰り返して用いることができる。
【００９２】
なお、前記図２及び図４の画像形成装置においては、帯電ロール、転写ロールが用いられる場合と像担持体クリーニングユニットが用いられる場合とを各々説明したが、これらが同時にすべて用いられる画像形成装置であってもよく、帯電ロールまたは転写ロールのみが用いられる画像形成装置であってもよい。
【００９３】
前記画像形成装置における各構成部分のうちいくつかを組合わせて、画像形成装置本体から着脱交換可能なプロセスカートリッジとすることができる。
本発明の第１のプロセスカートリッジは、少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、該像担持体表面に近接または接触するように配置された本発明の導電部材である帯電部材と、からなるプロセスカートリッジである。また、本発明の第２のプロセスカートリッジは、少なくとも円筒状またはベルト状からなる像担持体と、本発明の像担持体クリーニングユニットと、からなるプロセスカートリッジである。
【００９４】
前記いずれのプロセスカートリッジも、他に現像器等を備えることができ、像担持体の寿命などにより、画像形成装置からはずされ、交換することができる。
なお、前記第１のプロセスカートリッジにおいては、前記本発明の像担持体クリーニングユニットを、前記第２のプロセスカートリッジにおいては、前記本発明の帯電部材である導電部材を同時に用いてもよい。
【００９５】
また、前記第２のプロセスカートリッジにおいては、像担持体クリーニングユニットが、像担持体に対し着脱自在であることが好ましい。当該プロセスカートリッジにおいては、通常像担持体クリーニングユニットの寿命が像担持体の寿命より長くなるため、像担持体のみを交換して繰り返しプロセスカートリッジを使用できるようにすることが望ましいからである。
【００９６】
上記のように本発明の帯電部材である導電部材や像担持体クリーニングユニットをら一つのプロセスカーカートリッジとして用いることで、メンテナンスフリーを実現すると共に、プロセスカーカートリッジを交換するだけで高品質の画像形成を容易に繰り返すことができる。
【００９７】
また本発明の導電部材や像担持体クリーニングユニットは、図５に示すようなタンデム型カラー画像形成装置にも適用される。なお、タンデム型カラー画像形成装置とは、感光体が２個以上ある画像形成装置である。
【００９８】
図５に例示する画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像をそれぞれ形成する４つの画像形成装置ユニット４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｋをこの順にならべて配置し、この各画像形成ユニットの転写部（感光体ドラムの転写部）に中間転写体ベルト４７を通過させるように配設したタンデムタイプのカラー画像形成装置である。各画像形成ユニットは、そのいずれも、前記図４に係る画像形成装置と同様に、矢印方向に回転する感光体ドラム４０（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を備え、その感光体ドラム４０の周囲に、帯電極４１、現像装置４２、１次転写ロール（１次転写部材）４３及びクリーニング装置４４等を図２における左側からこの順に配設したものである。また、この各画像形成ユニットの転写部で接触して矢印方向に回転するように、中間転写体ベルト４７は支持ロール４６、張架ロール４８間に張架して配設されている。そしてベルト周長の変化に対しては、張架ロール４８の位置を変更して対応するようになっている。
【００９９】
そして、この画像形成装置においては、中間転写ベルト４７表面に重ねられた各色の転写トナー画像が、支持ロール４６の位置で２次転写ロール４５により被記録体４９の表面に転写される。その後、図示しない定着装置にこの被記録体４９を送り込むことにより、被記録体４９表面のトナー画像を定着させてカラー画像を得るようになっている。なお、上記２次転写では、２次転写電圧は支持ロール４６により印加される。
【０１００】
上記画像形成装置においては、１次転写ロール４３、支持ロール４６、及び張架ロール４８として本発明の導電部材が、クリーニング装置４４として本発明の像担持体クリーニングユニットが各々用いられている。
なお、前記中間転写体ベルト４７は、導電性を有する樹脂ベルト、ゴムベルトなどが用いられるが、カラーレジストレーションの観点から、ベルトの伸びが少ない高弾性率樹脂製中間転写ベルトであることが好ましい。
【０１０１】
画像形成装置をタンデム型とすることは、高速での画像形成を可能とする反面、像担持体の消耗が激しく、そのクリーニング方法も非常に大きな技術課題となっていた。本発明の画像形成装置は、像担持体を複数配置した所謂タンデム型画像形成装置において、その像担持体毎に像担持体クリーニングユニットを複数設けている。この構成により高速での画像形成においても像担持体表面の磨耗を少なく抑えつつ確実にクリーニング性能を維持できるのである。
【０１０２】
また、本発明の画像形成装置は、１次転写ロール、支持ロール、張架ロールとして本発明の導電部材を用いているため、高速での画像形成においても長期にわたり高画質を維持できると共に、物性変化及び損耗がほとんど生じないため、装置の長寿命化、ひいてはランニングコストの低減を図ることができる。
【０１０３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
＜実施例１＞
（導電部材（帯電ロール）の作製）
水硬性形成用組成物からなる混合物として以下の粉体を混合した。
先ず、水硬性粉体としてポルトランドセメント（５０質量部）と、非水硬性粉体として炭酸カルシウム粉末（３０質量部）と、加工性改良剤としてアクリル樹脂（２０質量部）とをバンバリーミキサーを用い混練した。次いで混練物（１００質量部）に対して導電性酸化チタン（２５質量部）を添加し、さらに１０分間混練した。
【０１０４】
得られた混練物を短軸押し出し機を用いてスレッド状に押し出し、ストランドカッターをもちいて所定の大きさのペレットを作製した。外径６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製シャフトを金型内に設置し、先に作製したペレットをステンレスシャフトの外周に、外径が１２ｍｍで成形部の長さが３２０ｍｍとなるようにインサート成形した。
【０１０５】
射出成形後型から取り出し、十分な強度を発現させるため、オートクレーブ中で養生を行った。オートクレーブ養生は、飽和蒸気圧９．０ｋｇ／ｃｍ２以上、１６５℃以上で３時間行った。次いで得られた成形品を、センターレス研削機を用いて所定の加工速度で研削精度を±０．００２ｍｍで研削し、目標とする帯電ロールを得た。
【０１０６】
なお、得られた帯電ロールの電気抵抗は、５００Ｖ印加時において、５×１０５Ωであり、ロール周方向の抵抗ばらつきは±０．２桁であった。表面粗さは、Ｒｙ（Ｒｍａｘ）指標において、０．９μｍであった。
【０１０７】
（評価）
得られた帯電ロールの成形部の両端に、厚み２０μｍで幅２ｍｍのＰＯＭ製のスペーサーを取り付け、前記図２に示した白黒画像形成装置（印字速度：３０枚／分、Ａ４横送り）の有機感光体との間に２０μｍのギャップを有した状態で帯電ロールとして配置した。
なお、上記画像形成装置の現像剤としては、スチレン系樹脂に磁性粉を混合した磁性一成分トナーを用いた。
【０１０８】
次いで、帯電ロールのシャフトに直流電圧−１４００Ｖを定電圧で印加し、標準環境（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）の各環境下で、５００００枚の画像形成耐久テストを行った。なお、初期における感光体帯電量は、標準環境で−７２０Ｖ、高温高湿環境で−７５０Ｖ、低温低湿環境で−７００Ｖであった。
【０１０９】
その結果、何れの環境下においても初期と５００００枚目の画像に差はなく、良好な画像が得られた。また、５００００枚画像形成耐久テスト後の帯電ロールに電気抵抗の変化はほとんどなく（電気抵抗：６×１０５Ω、周方向抵抗ばらつき：±０．２桁）、また感光体の両端の削れは、何れの環境下においても１０μｍ以下であった。
【０１１０】
＜実施例２＞
（導電部材（転写ロール）の作製）
水硬性形成用組成物からなる混合物として以下の粉体を混合した。
先ず、水硬性粉体としてポルトランドセメント（５０質量部）と、非水硬性粉体として炭酸カルシウム粉末（３０質量部）と、加工性改良剤としてアクリル樹脂（２０質量部）とをバンバリーミキサーを用い混練した。次いで混練物（１００質量部）に対して、導電性酸化錫（２０質量部）を添加し、さらに１０分間混練した。
【０１１１】
得られた混練物を短軸押し出し機を用いてスレッド状に押し出し、ストランドカッターをもちいて所定の大きさのペレットを作製した。外径８ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製シャフトを金型内に設置し、先に作製したペレットをステンレスシャフト外周に、外径が１６ｍｍで成形部の長さが３２０ｍｍとなるようにインサート成形した。
【０１１２】
射出成形後型から取り出し、十分な強度を発現させるため、オートクレープ中で養生を行った。オートクレーブ養生は、飽和蒸気圧９．０ｋｇ／ｃｍ２以上、１６５℃以上で３時間行った。次いで、得られた成形品を、センターレス研削機を用いて所定の加工速度で研削精度を±０．００２ｍｍで研削し、目標とする転写ロールを得た。
【０１１３】
なお、得られた転写ロールの電気抵抗は、５００Ｖ印加時において２×１０８Ωであり、ロール周方向の抵抗ばらつきは±０．２桁であった。表面粗さは、Ｒｙ（Ｒｍａｘ）指標において、０．９μｍであった。
【０１１４】
（評価）
得られた転写ロールを、実施例１と同様の図２に示した白黒画像形成装置（印字速度：３０枚／分、Ａ４横送り）の感光体と対向する位置に転写ロールとして配置した。なお、その際の転写ロールの押し付け荷重としては、ロールの両端に夫々１００ｇの荷重をスプリングを用いて印加した。
【０１１５】
次いで、転写ロールのシャフトに直流電圧を２μＡの定電流制御で印加し、標準環境（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）の各環境下で５００００枚の画像形成耐久テストを行った。
【０１１６】
その結果、何れの環境下においても初期と５００００枚目との画像に差はなく良好な画像が得られた。また、５００００枚画像形成耐久テスト後の転写ロールに電気抵抗の変化はほとんどなく（電気抵抗：３×１０８Ω、周方向抵抗ばらつき：±０．２桁）、また、５００００枚画像形成耐久テスト後の転写ロールの磨耗は、ほとんど観察されなかった。
【０１１７】
一方、同一の転写ロールを図２の画像形成装置に同様に配置し、直流電圧−１４００Ｖを定電圧で印加し、標準環境（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）の各環境下で５００００枚の画像形成耐久テストを行った。
【０１１８】
その結果、前記と同様何れの環境下においても初期と５００００枚目の画像に差はなく良好な画像が得られた。また、５００００枚画像形成耐久テスト後の転写ロールに電気抵抗の変化はほとんどなかった（電気抵抗：３×１０８Ω、周方向抵抗ばらつき：±０．２桁）。
【０１１９】
＜実施例３＞
（導電部材（転写ロール）の作製）
水硬性形成用組成物からなる混合物として以下の粉体を混合した。
先ず、水硬性粉体としてポルトランドセメント（５０質量部）と、非水硬性粉体として炭酸カルシウム粉末（３０質量部）と、加工性改良剤としてアクリル樹脂（２０質量部）とをバンバリーミキサーを用い混練した。次いで混練物（１００質量部）に対して、導電性酸化錫（２０質量部）を添加し、さらに１０分間混練した。
【０１２０】
得られた混練物を短軸押し出し機を用いてスレッド状に押し出し、ストランドカッターをもちいて所定の大きさのペレットを作製した。外径６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製シャフトを金型内に設置し、先に作製したペレットをステンレスシャフト外周に、外径が１２ｍｍで成形部の長さが３２０ｍｍとなるようにインサート成形した。
【０１２１】
射出成形後型から取り出し、十分な強度を発現させるため、オートクレーブ中で養生を行った。オートクレーブ養生は、飽和蒸気圧９．０ｋｇ／ｃｍ２以上、１６５℃以上で３時間行った。次いで、得られた成形品を、センターレス研削機を用いて所定の加工速度で研削精度を±０．００２ｍｍで研削し、目標とする転写ロールを得た。
【０１２２】
なお、得られた転写ロールの電気抵抗は、５００Ｖ印加時において２×１０８Ωであり、ロール周方向の抵抗ばらつきは±０．２桁であった。表面粗さは、Ｒｙ（Ｒｍａｘ）指標において、０．９μｍであった。
【０１２３】
（評価）
得られた転写ロールを、図５に示した高速タンデム型フルカラー画像形成装置（印字速度：６０枚／分、Ａ４横送り）の負帯電性有機感光体に対して中間転写ベルトを介し対抗する位置に、１次転写ロールとして取り付けた。なお、その際の転写ロールの押し付け荷重は、ロールの両端に夫々３００ｇの荷重をスプリングを用いて印加することによって行った。
なお、上記画像形成装置の現像剤としては、ポリエステル系トナー（体積平均粒径：６．５μｍ、外添剤：酸化チタン、シリコーンオイル含有シリカ）とキャリアとを混合したものを用い、トナーを負帯電とした。
【０１２４】
次いで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色位置の夫々の１次転写ロールに、直流電圧を１０μＡの定電流制御で印加し、標準環境（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）、低温湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）の各環境下で５００００枚の画像形成耐久テストを行った。
【０１２５】
その結果、何れの環境下においても初期と５００００枚目の画像に差はなく良好な画像を得た。また、５００００枚画像形成耐久テスト後の１次転写ロールの電気抵抗にほとんど変化はなく（電気抵抗：２×１０８Ω、周方向抵抗ばらつき：±０．２桁）、また、中間転写ベルトの内側（１次転写ロール接触面）の磨耗も殆ど観察されなかった。
【０１２６】
＜実施例４＞
（導電部材（支持ロール）の作製）
水硬性形成用組成物からなる混合物として以下の粉体を混合した。
先ず、水硬性粉体としてポルトランドセメント（５０質量部）と、非水硬性粉体として炭酸カルシウム粉末（３０質量部）と、加工性改良剤としてアクリル樹脂（２０質量部）とをバンバリーミキサーを用い混練した。次いで混練物（１００質量部）に対して、導電性酸化錫（２８質量部）を添加し、さらに１０分間混練した。
【０１２７】
得られた混練物を短軸押し出し機を用いてスレッド状に押し出し、ストランドカッターをもちいて所定の大きさのペレットを作製した。外径１０ｍｍ、長さ３８０ｍｍのステンレス製シャフトを金型内に設置し、先に作製したペレットをステンレスシャフト外周に、外径が２８ｍｍで成形部の長さが３４０ｍｍとなるようにインサート成形した。
【０１２８】
射出成形後型から取り出し、十分な強度を発現させるため、オートクレーブ中で養生を行った。オートクレーブ養生は、飽和蒸気圧９．０ｋｇ／ｃｍ２以上、１６５℃以上で３時間行った。次いで、得られた成形品を、センターレス研削機を用いて所定の加工速度で研削精度を±０．００２ｍｍで研削し、目標とする支持ロールを得た。
【０１２９】
なお、得られた支持ロールの電気抵抗は、５００Ｖ印加時において５×１０８Ωであり、ロール周方向の抵抗ばらつきは±０．１桁であった。表面粗さは、Ｒｙ（Ｒｍａｘ）指標において、１．２μｍであった。
【０１３０】
（評価）
得られた支持ロールを、実施例３と同様の図５に示した高速タンデム型フルカラー画像形成装置（印字速度：６０枚／分、Ａ４横送り）の２次転写ロールとの間に中間転写体を介して対向する位置に存在すると共に、２次転写電圧を印加する支持ロールとして設置した。
【０１３１】
次いで、標準環境（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）の各環境下で、５０００００枚の画像形成耐久テストを行った。
【０１３２】
その結果、何れの環境下においても初期と５０００００枚目の画像に差はなく良好な画像を得た。また、５００００枚画像形成耐久テスト後の支持ロールの電気抵抗に変化はほとんどなく（電気抵抗：５×１０８Ω、周方向抵抗ばらつき：±０．１桁）、また、中間転写ベルトの内側（支持ロール接触面）の磨耗は殆ど観察されなかった。
【０１３３】
＜実施例５＞
（導電性ロールの作製）
水硬性形成用組成物からなる混合物として以下の粉体を混合した。
先ず、水硬性粉体としてポルトランドセメント（５０質量部）と、非水硬性粉体として炭酸カルシウム粉末（３０質量部）と、加工性改良剤としてアクリル樹脂（２０質量部）とをバンバリーミキサーを用い混練した。次いで混練物（１００質量部）に対して、導電性酸化チタン（２５質量部）を添加し、さらに１０分間混練した。
【０１３４】
得られた混練物を短軸押し出し機を用いてスレッド状に押し出し、ストランドカッターをもちいて所定の大きさのペレットを作製した。外径１０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製シャフトを金型内に設置し、先に作製したペレットをステンレスシャフト外周に、外径が１６ｍｍで成形部の長さが３２０ｍｍとなるようにインサート成形した。
【０１３５】
射出成形後型から取り出し、十分な強度を発現させるため、オートクレーブ中で養生を行った。オートクレーブ養生は、飽和蒸気圧９．０ｋｇ／ｃｍ２以上、１６５℃以上で３時間行った。次いで、得られた成形品を、センターレス研削機を用いて所定の加工速度で研削精度を±０．００２ｍｍで研削し、目標とする導電性ロールを得た。
【０１３６】
なお、得られた導電性ロールの電気抵抗は、５００Ｖ印加時において１×１０８Ωであり、ロール周方向の抵抗ばらつきは±０．１桁であった。表面粗さは、Ｒｙ（Ｒｍａｘ）指標において、１．５μｍであった。
【０１３７】
（評価）
図４に示した白黒画像形成装置（印字速度：５０枚／分、Ａ４横送り）に、下記に示した像担持体とブラシ部材と前記導電性ロールとクリーニングブレード（スクレーパー）とからなるプロセスカートリッジを装着し、２０万枚の画像形成テストに供した。
なお、上記画像形成装置の現像剤としては、スチレン樹脂系トナー（体積平均粒径：９．０μｍ、外添剤：シリカ、チタニア）とＭｎ／Ｍｇ／Ｓｒフェライトキャリアとを混合したものを用い、トナーを負帯電とした。
【０１３８】
プロセスカートリッジの構成は以下の通りである。
［像担持体］
・膜厚３０μｍのポリカーボネートを含む電荷輸送層を備えた負帯電性有機感光体
［第１のクリーニングユニット］
−ブラシ−
・材質：導電性ナイロン（太さ：２デニール（約１７μｍ））
・電気抵抗：１×１０５Ω
・毛足長さ：４ｍｍ
・密度：７．８×１０３本／ｃｍ２（５万本／ｉｎｃｈ２）
・感光体への食い込み量：約１．５ｍｍ
・周速：６０ｍｍ／ｓ
・回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転
・ブラシ印加バイアス：＋２００Ｖ
【０１３９】
−導電性ロール−
・材質：水硬性形成用組成物からなる混合物及び導電性酸化チタン
・電気抵抗：１×１０８Ω
・曲げ弾性率：１５０ＭＰａ
・磨耗量：２ｍｇ
・ロックウェル硬度（Ｍ）：１４０
・ブラシへの食い込み量：１．５ｍｍ
・周速：７０ｍｍ／ｓ
・印加バイアス：＋６００Ｖ
【０１４０】
−スクレーパー−
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚み：８０μｍ
・食い込み量：１．３ｍｍ
・フリーレングス：８．０ｍｍ
【０１４１】
［第２のクリーニングユニット］
−ブラシ−
・材質：導電性ナイロン（太さ：２デニール（約１７μｍ））
・電気抵抗：１×１０５Ω
・毛足長さ：４ｍｍ
・密度：７．８×１０３本／ｃｍ２（５万本／ｉｎｃｈ２）
・感光体への食い込み量：約１．５ｍｍ
・周速：６０ｍｍ／ｓ
・回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転
・ブラシ印加バイアス：−４００Ｖ
【０１４２】
−導電性ロール−
・材質：水硬性形成用組成物からなる混合物及び導電性酸化チタン
・電気抵抗：１×１０８Ω
・曲げ弾性率：１５０ＭＰａ
・磨耗量：２ｍｇ
・ロックウェル硬度（Ｍ）：１４０
・ブラシへの食い込み量：１．５ｍｍ
・周速：７０ｍｍ／ｓ
・印加バイアス：−８００Ｖ
【０１４３】
−スクレーパー−
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚み：８０μｍ
・食い込み量：１．３ｍｍ
・フリーレングス：８．０ｍｍ
【０１４４】
（評価）
画像形成テスト後、２０万枚目の画像においてもクリーニング不良による画像不良は生じなかった。また感光体表面に画像に現れるような鋭い傷はなく、トナーフィルミングも生じなかった。また、いずれのブラシ部材もトナーの蓄積やへたり等は観察されず、いずれの導電性ロールにも特に大きな変化は観察されず、電気抵抗は１×１０８Ω、周方向抵抗ばらつきは±０．１桁、削れ量は外径が０．５μｍ小さくなる程度であった。さらに、いずれのスクレーパーにも特に大きな変化や削れ等はほとんど観察されなかった。
【０１４５】
＜実施例６＞
実施例５における導電性ロールの作製において、導電性酸化チタンの代わりに導電性酸化スズ（２０質量部）を用いて導電性ロールを作製し、評価において、図４に示した画像形成装置の代わりに、図５に示したタンデム型フルカラー画像形成装置（印字速度：６０枚／分、Ａ４横送り）を用い、下記の像担持体とブラシ部材と導電性ロールとクリーニングブレード（スクレーパー）からなるプロセスカーカートリッジを用いた以外は同様にして、６０万枚の画像形成テストに供した。プロセスカーカートリッジの構成は以下の通りである。
【０１４６】
［像担持体］
・膜厚３０μｍのポリカーボネートを含む電荷移動層を備えた有機感光体。
［第１のクリーニングユニット］
−ブラシ−
・材質：導電性ナイロン（太さ：２デニール（約１７μｍ））
・電気抵抗：１×１０５Ω
・毛足長さ：４ｍｍ
・密度：７．８×１０３本／ｃｍ２（５万本／ｉｎｃｈ２）
・感光体への食い込み量：約１．５ｍｍ
・周速：６０ｍｍ／ｓ
・回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転
・ブラシ印加バイアス：＋２００Ｖ
【０１４７】
−導電性ロール−
・材質：水硬性形成用組成物からなる混合物及び導電性酸化スズ
・電気抵抗：１×１０８Ω
・曲げ弾性率：１４０ＭＰａ
・磨耗量：２ｍｇ
・ロックウェル硬度（Ｍ）：１３０
・ブラシへの食い込み量：１．５ｍｍ
・周速：７０ｍｍ／ｓ
・印加バイアス：＋６００Ｖ
【０１４８】
−スクレーパー−
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚み：８０μｍ
・食い込み量：１．３ｍｍ
・フリーレングス：８．０ｍｍ
【０１４９】
［第２のクリーニングユニット］
−ブラシ−
・材質：導電性ナイロン（太さ：２デニール（約１７μｍ））
・電気抵抗：１×１０５Ω
・毛足長さ：４ｍｍ
・密度：７．８×１０３本／ｃｍ２（５万本／ｉｎｃｈ２）
・感光体への食い込み量：約１．５ｍｍ
・周速：６０ｍｍ／ｓ
・回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転
・ブラシ印加バイアス：−４００Ｖ
【０１５０】
−導電性ロール−
・材質：水硬性形成用組成物からなる混合物及び導電性酸化チタン
・電気抵抗：１×１０８Ω
・曲げ弾性率：１４０ＭＰａ
・磨耗量：２ｍｇ
・ロックウェル硬度（Ｍ）：１３０
・ブラシへの食い込み量：１．５ｍｍ
・周速：７０ｍｍ／ｓ
・印加バイアス：−８００Ｖ
【０１５１】
−スクレーパー−
・材質：ＳＵＳ３０４
・厚み：８０μｍ
・食い込み量：１．３ｍｍ
・フリーレングス：８．０ｍｍ
【０１５２】
画像形成テスト後、６０万枚目の画像においてもクリーニング不良による画像不良は生じなかった。また感光体表面に画像に現れるような鋭い傷はなく、トナーフィルミングも生じなかった。また、いずれのブラシ部材もトナーの蓄積やへたり等は観察されず、いずれの導電性ロールにも特に大きな変化は観察されず、電気抵抗は１×１０８Ω、周方向抵抗ばらつきは±０．１桁、削れ量は外径が１．０μｍ小さくなる程度であった。さらに、いずれのスクレーパーにも特に大きな変化や削れ等はほとんど観察されなかった。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電部材、像担持体クリーニングユニット、それを用いたプロセスカーカートリッジ及び画像形成装置においては、感光体の削れ量が大幅に低減され、長期に渡り高画質を維持出来ると共に物性の変化及び損耗が殆ど生じないため長寿命化が図れ、ひいてはランニングコスト低減が可能となる。また、本発明の像担持体クリーニングユニットの構成により、感光体の削れ量が大幅に低減され長寿命化が図れ、ひいてはランニングコスト低減が可能となる。また、高速画像形成装置においても、確実にクリーニングが行える。さらに、像担持体に従来用いられてきたゴムブレードと異なり、一定時間使用後に洗浄し容易にリサイクルできるので、省資源化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の像担持体クリーニングユニットの概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】帯電ロールの配置を示す拡大図である
【図４】本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である
【図５】本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である
【符号の説明】
１、２０、３０、４０  感光体（像担持体）
１０  ブラシ部材
１１  導電性ロール
１２  スクレーパー
２１  帯電ロール
２２、３２  像露光
２３、３３、４２  現像器
２４、４３  転写ロール
２５  クリーナー
２６、３６、４９  被記録体
２７  放電領域
２８  ギャップ
３１、４１  帯電器
３４  転写器
３５、４４  像担持体クリーニングユニット
３７  電源
４５  ２次転写ロール
４６  支持ロール
４７  中間転写体
４８  張架ロール
【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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