(57)【要約】【課題】帯電音の発生が、より経済的に有利に防止乃至は抑制され得る帯電ロールを提供する。【解決手段】軸体１２の周りに設けられた導電性基層１４の外周面上に、半導電性弾性体材料からなる抵抗調整層１６を一体的に積層形成すると共に、それら導電性基層１４と抵抗調整層１６との間に、かかる抵抗調整層１６又は導電性基層１４よりも硬質の導電性微小粒子１８を、隣り合うもの同士の間に所定の空間２０が形成されるように、所定距離を隔てて配設して構成した。【選択図】      図１
2004245934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の周りに導電性基層が設けられ、更に、該導電性基層の外周面上に、抵抗調整層が形成されて構成され、像担持体に外周面を接触せしめた状態で、直流電圧と交流電圧とを重ね合せて印加せしめることにより、該像担持体の表面を帯電させるようにした帯電ロールにおいて、
前記抵抗調整層を半導電性弾性体材料にて構成すると共に、かかる抵抗調整層と前記導電性基層との間に、該抵抗調整層又は該導電性基層よりも硬質の、導電性を有する微小粒子の多数を、隣り合うもの同士の間に所定の空間が形成されるように、所定距離を隔てて配設して構成したことを特徴とする帯電ロール。
【請求項２】
前記多数の微小粒子が、１０〜５００μｍの範囲内の平均粒径を有している請求項１に記載の帯電ロール。
【請求項３】
前記導電性基層の外周面と前記抵抗調整層の内周面のうちの少なくとも何れか一方が、粘着性を有するように構成され、前記多数の微小粒子が、かかる粘着性を有する該導電性基層の外周面と該抵抗調整層の内周面のうちの少なくとも何れか一方に付着せしめられている請求項１又は請求項２に記載の帯電ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体等からなる像担持体を帯電させるために用いられる帯電ロールに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、電子写真方式を利用した複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、帯電ロールが感光体（ドラム）等の像担持体に接して回転するように設けられ、かかる像担持体表面を帯電せしめるようにした構造のものがある。即ち、そのような帯電ロールは、静電潜像の形成される像担持体に対する帯電方式の一つであるロール帯電方式において用いられるものであって、像担持体表面に電圧印加した帯電ロールを押し当てて、接触せしめつつ、それら像担持体と帯電ロールとが、相互に回転するようにすることによって、像担持体表面を帯電せしめるようになっている。
【０００３】
そして、そのような帯電ロールにあっては、導電体たる軸体（芯金）の周りに、所定の導電性フィラーが含有せしめられた、低硬度のゴム材料等からなる導電性基層が、所定の厚さで設けられると共に、かかる導電性基層の外周面上に抵抗調整層が設けられ、更に必要に応じて、それら導電性基層と抵抗調整層との間に電極層が、また抵抗調整層の外周面上に保護層が、それぞれ積層形成されてなる構造が、一般に採用されている。
【０００４】
ところで、上記のような構造とされた帯電ロールを用いて、実際に、像担持体の表面を帯電せしめる方法の一つとして、帯電ロールに直流電圧と交流電圧を重ね合わせて印加する電圧印加方式を採用してなる方法がある（例えば、特許文献１参照）。即ち、この方法は、帯電ロールの外周面を像担持体の表面に接触せしめた状態で、かかる帯電ロールに、直流電源及び交流電源から、直流電圧と交流電圧（正弦波）とを重ね合わせて印加して、像担持体を回転させることにより、像担持体表面の全面に、電荷を付与するようにしたものである。
【０００５】
このような帯電方法が採用される場合、帯電ロールに交流電圧が印加されていることによって、像担持体表面上の帯電の安定化が有利に図られ得るのであるが、その反面、近年における複写機やプリンター等の高性能化に伴って、以下の如き問題が生ぜしめられている。
【０００６】
すなわち、よく知られているように、帯電ロールに直流電圧と交流電圧とを重ね合わせて印加すると、その交流電界により、帯電ロールと像担持体との間に、交流の極性変化（周波数）に従って互いに引き合う力が生ぜしめられ、それによって、像担持体が振動させられ、また、その振動の周波数は、交流電圧の周波数の上昇に伴って大きくなる。そして、そのような像担持体の振動は、交流電圧の周波数が２００Ｈｚ程度までは、その振動周波数が可聴領域の範囲からはずれた４００Ｈｚ程度が主体となるため、特に問題とならないのであるが、交流電圧の周波数が２００Ｈｚを越えるようになると、像担持体の振動周波数が可聴領域内に達し、そして交流電圧の周波数がそれよりも更に上昇するに従って、像担持体が、事務機に要求される音圧レベルを上回る騒音を伴って、激しく振動せしめられることとなる。そのため、解像度の高度化による画像品質の向上やコピー乃至はプリント速度の高速化の要求に対応すべく、２０００Ｈｚ程度までの高い周波数の交流電圧が印加される高性能複写機や高性能プリンター等においては、像担持体の振動がより激しく生ぜしめられ、それによって、大きな騒音が発生するといった問題が惹起されていたのである。
【０００７】
そこで、そのような帯電ロールによる像担持体表面の帯電時に生ぜしめられる騒音、所謂帯電音の発生を防止乃至は低減せしめるための対策として、従来から、円筒形形状を呈する像担持体の内孔内に、その内径と略同一外径を有するアルミ棒等を挿入、装着せしめて、像担持体の重量の増大を図ることにより、像担持体の振動を抑制させること等が考えられ、また、実際にも行なわれている。
【０００８】
しかしながら、かくの如き帯電音防止対策を実施する場合には、アルミ棒を新たに用いる分だけ、像担持体の構成部品の部品点数が増加するだけでなく、そのようなアルミ棒を像担持体の内孔内に挿入するための余分な作業を行なわなければならないために、像担持体の製造に掛かる経済負担や作業負担が増大し、しかも、アルミ棒の挿入によって重量が増大せしめられた像担持体を駆動させるのに、より大きな力が必要となるところから、画像形成装置の駆動時における消費電力が増加せしめられ、それによって、画像形成装置のランニングコストまでもが高騰するといった不具合も、生じていたのである。
【０００９】
一方、帯電音の防止乃至は抑制には、帯電ロールの硬度を低下せしめることが有効であることも知られており、この低硬度化による帯電音防止対策が講じられた帯電ロールとして、導電性基層の外周面に、複数の凹部が、形状、大きさ、配列において、所定の規則性をもって設けられてなる構造の帯電ロールがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
すなわち、この帯電ロールにあっては、導電性基層の外周面に、複数の凹部が所定の規則性をもって設けられていることによって、導電性基層における体積抵抗のバラツキが可及的に抑制されつつ、導電性基層の表層部の硬度が低減せしめられて、帯電ロール全体の低硬度化が効果的に図られているのである。そして、このような帯電ロールを用いることによって、円筒形形状を呈する一般的な像担持体の使用が可能となり、以て、内孔内にアルミ棒が挿入されてなる像担持体の使用によって生ずる、前述せる如き種々の問題が一挙に解消され得ることとなるのである。
【００１１】
ところが、かかる従来の帯電ロールにあっては、導電性基層が、通常、所定の金型を用いたインサート成形や圧縮成形、或いは押出成形等によって成形されるものであるところから、そのような導電性基層の外周面に、複数の凹部を設けるために、かかる外周面を与える金型の内周面に、それらの凹部に対応した凸部を複数形成しなければならなかったのであり、それによって、金型の製作費用が嵩んで、帯電ロールの作製コストが高騰するといった問題が、惹起せしめられていたのである。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】
特開平８−１７９５８９号公報
【００１３】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、製造コストや、装着される画像形成装置のランニングコストの高騰を招くことなく、帯電音の発生を有利に防止乃至は抑制し得るようにした帯電ロールの改良された構造を提供することにある。
【００１４】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、軸体の周りに導電性基層が設けられ、更に、該導電性基層の外周面上に、抵抗調整層が形成されて構成され、像担持体に外周面を接触せしめた状態で、直流電圧と交流電圧とを重ね合せて印加せしめることにより、該像担持体の表面を帯電させるようにした帯電ロールにおいて、前記抵抗調整層を半導電性弾性体材料にて構成すると共に、かかる抵抗調整層と前記導電性基層との間に、該抵抗調整層又は該導電性基層よりも硬質の、導電性を有する微小粒子の多数を、隣り合うもの同士の間に所定の空間が形成されるように、所定距離を隔てて配設して構成したことを特徴とする帯電ロールを、その要旨とするものである。
【００１５】
すなわち、この本発明に従う帯電ロールにあっては、抵抗調整層が、半導電性弾性体材料にて構成されているところから、かかる抵抗調整層に対して、外力が加えられた際に、抵抗調整層が、弾性変形せしめられ得るようになっているのであり、しかも、そのような抵抗調整層と導電性基層との間に、それら抵抗調整層又は導電性基層よりも硬質の、導電性を有する微小粒子の多数が、隣り合うもの同士の間に所定の空間が形成されるように、所定距離を隔てて配設されているため、所定の画像形成装置に装着された状態下で、像担持体表面の帯電時において像担持体が振動せしめられた際に、抵抗調整層や導電性基層の各微小粒子との接触部位が、各微小粒子に押圧されて、凹まされる一方、隣り合う微小粒子同士の間に形成される空間に対応位置する抵抗調整層部分や導電性基層部分が、各微小粒子との接触部位の凹み量に応じた分だけ、かかる空間内にはみ出すように、それぞれ、膨出せしめられ、それによって、抵抗調整層や導電性基層が、全体として、柔らかいばね特性をもって弾性変形せしめられ得るのである。
【００１６】
それ故に、かかる帯電ロールにおいては、そのような抵抗調整層や導電性基層の弾性変形によって、像担持体の振動が有利に吸収され得て、かかる像担持体の振動の低減が、効果的に図られ得るのである。
【００１７】
そして、本発明に係る帯電ロールにあっては、上述せるように、抵抗調整層と導電性基層との間に、それらよりも硬質の、多数の微小粒子が配設されていることによって、像担持体の振動の吸収が図られているところから、そのような像担持体の振動吸収を目的として、導電性基層の外周面に凹部等を何等設ける必要がなく、導電基層の外周面を平滑な円筒面形状において形成すれば良いのであり、それによって、軸体の周りに導電性基層を形成する際に使用される金型として、内周面が平滑面とされた、製作費用の安価なものの使用が可能となり、以て、内周面が凹凸面とされた金型を使用する場合に比して、導電性基層の成形費用、ひいては帯電ロール全体の製作費用が有利に低く抑えられ得ることとなるのである。
【００１８】
また、かかる帯電ロールにあっては、像担持体の振動の吸収のために、像担持体に対して、何等特別な構造を強いるものではないため、例えば、像担持体の内孔内にアルミ棒等を挿入、装着せしめて、像担持体の重量の増大を図ることにより、像担持体の振動を抑制せしめる場合とは異なって、像担持体の構成部品の部品点数の増加や、像担持体の内孔内へのアルミ棒の挿入作業を行なうことによる像担持体の製造時における経済負担や作業負担の増大、更には像担持体の重量増加に起因した、画像形成装置の駆動時における消費電力の増加等の問題が生ずることが、有利に回避され得るのである。
【００１９】
従って、このような本発明に従う帯電ロールにあっては、製造コストや、装着される画像形成装置のランニングコストの高騰を招くことなく、帯電音の発生を、極めて経済的に有利に防止乃至は抑制し得ることとなったのである。
【００２０】
なお、かくの如き本発明に従う帯電ロールの好ましい態様の一つによれば、前記多数の微小粒子が、１０〜５００μｍの範囲内の平均粒子径を有して、構成される。
【００２１】
このような構成を有する帯電ロールにあっては、抵抗調整層と導電性基層との間における微小粒子同士の間に、像担持体の振動を十分に吸収可能な抵抗調整層や導電性基層の弾性変形を許容し得るだけの大きさの空間が有利に確保され得ると共に、そのような空間の形成によって生ずる帯電ロール全体における周方向の体積抵抗のムラが可及的に小さく為され得るのであり、それによって、帯電ロールにて帯電せしめられる像担持体の帯電ムラに起因する画像の濃度ムラの発生を効果的に防止しつつ、帯電音の発生を、より有利に防止乃至は抑制することが可能となるのである。
【００２２】
また、本発明に従う帯電ロールの別の有利な態様の一つによれば、前記導電性基層の外周面と前記抵抗調整層の内周面のうちの少なくとも何れか一方が、粘着性を有するように構成され、前記多数の微小粒子が、かかる粘着性を有する該導電性基層の外周面と該抵抗調整層の内周面のうちの少なくとも何れか一方に付着せしめられることとなる。これによって、抵抗調整層と導電性基層との間での微小粒子の移動が阻止されて、微小粒子同士の間に形成される空間が確実に維持され得るのであり、その結果として、像担持体の振動を十分に吸収可能な抵抗調整層や導電性基層の弾性変形が、より確実に生ぜしめられ得て、帯電音の発生が、更に一層有利に防止乃至は抑制され得るのである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
ところで、図１には、本発明に従う構造を有する帯電ロールの一例が、軸心に直角な方向の断面において示されている。この例示の帯電ロール１０は、金属製の軸体１２を有しており、その外周面上に、導電性基層１４が設けられ、更に、この導電性基層１４の外周面上に、抵抗調整層１６が形成されている。即ち、かかる帯電ロール１０にあっては、軸体１２の周りに、ロール径方向の内側から外側に向かって、導電性基層１４と抵抗調整層１６とが、それぞれ、所定の厚さにおいて、順次、一体的に積層形成されてなる構造を有して、構成されているのである。
【００２４】
より具体的には、上記導電性基層１４は、所定厚さの導電性弾性体にて、平滑な円筒面からなる内周面と外周面とを有して、形成されている。そして、そのような導電性弾性体を与える弾性体材料としては、ヘタリ等が防止され、且つ導電性基層１４の硬度が低く調整され得る、公知の各種ゴム材料、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムや、天然ゴムのうちの何れか１種を単独で用いて、若しくはそれらの２種以上を組み合わせて、混合せしめてなるゴム材料が用いられるのである。そして、そのようなゴム材料に、導電性フィラーとして、カーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物（例えば、導電性酸化スズ、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛）等の電子導電剤等が従来と同様な配合比率をもって配合されて、体積抵抗率が一般に１０６  Ωｃｍ以下程度に調整されると共に、プロセスオイルや液状ポリマー等の軟化剤が多量に配合されて、硬度が、有利には、１０〜４０度（Ｈｓ：ＪＩＳ  Ａ）以下程度にまで低く調製された導電性ゴム材料が、導電性基層１４の形成材料として、用いられるのである。
【００２５】
これによって、帯電ロール１０に対して、低硬度乃至は柔軟性と導電性とが付与せしめられるようになっているのである。なお、そのような導電性基層１４の形成材料には、従来より公知の加硫剤、加硫助剤、充填剤、加工助剤等の各種の配合剤や添加剤等が、必要に応じて、通常の配合比率をもって、更に添加、混合せしめられる。
【００２６】
一方、抵抗調整層１６は、非発泡性の半導電性ゴム材料にて、平滑な円筒面からなる内周面と外周面とを有して、形成されている。この非発泡性の半導電性ゴム材料としては、抵抗調整層１６の形成材料として従来から用いられるものと同様なもの、例えば、ニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム等のゴム材料に、導電剤、好ましくはイオン導電剤や、帯電防止剤等が配合されて、体積抵抗率が一般に１０７  〜１０１０Ωｃｍ程度に調整され、更には公知の各種の配合剤や添加剤等が、従来と同様な配合割合にて、それぞれ配合されてなる材料が使用される。また、かかる形成材料に配合されるイオン導電剤としては、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の第４級アンモニウム塩や、過塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩等が、更に帯電防止剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、リン酸エステル、脂肪族アルコールサルフェート塩、脂肪族多価アルコール、ＢＮ錯体等が、それぞれ、適宜に選択され、それらが、従来と同様な配合比率にて、用いられることとなる。
【００２７】
このような材料を用いて、抵抗調整層１６が形成されていることによって、帯電ロール１０の電気抵抗が適正な範囲に制御されて、耐電圧性（耐リーク性）が高められ得るようになっているのである。
【００２８】
そして、この軸体１２の外周面上に、導電性基層１４と抵抗調整層１６とが、順次、一体的に積層されてなる帯電ロール１０にあっては、従来ロールと同様に、像担持体の外周面に接触せしめられるように、所定の画像形成装置に装着されて、直流電源及び交流電源から、直流電圧と交流電圧とが重ね合わされて印加された状態で、像担持体の回転に伴って、それと相対回転せしめられることにより、像担持体表面の全面を帯電させ得るようになっているのである。なお、このような帯電ロール１０では、内部から表面への各種配合剤等の滲み出しを防止すると共に、ロール表面の粘着性を低下させて、像担持体に対する汚染や固着等を阻止することを目的として、抵抗調整層１６の外周面上に、公知の材料からなる保護層が設けられていても、何等差し支えないのである。
【００２９】
ところで、図１からも明らかなように、本実施形態の帯電ロール１０にあっては、特に、抵抗調整層１６の内周面と導電性基層１４の外周面との間に、略球形を呈する多数の微小粒子１８が、隣り合うもの同士の間に空間２０が形成されるように、所定距離を隔てて配設されている。また、ここでは、導電性基層１４が、導電性ゴム材料にて形成されていることにより、その外周面に粘着性が付与されているため、それら多数の微小粒子１８が、この粘着性を有する導電性基層１４に付着せしめられているのである。
【００３０】
なお、それら多数の微小粒子１８を構成する材料は、抵抗調整層１６又は導電性基層１４よりも硬質であって、且つ導電性を有するものである必要があるが、その具体的な種類は、特に限定されるものではない。即ち、かかる材料として、例えば、導電性カーボン、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化錫等が、適宜に選択されて、使用され得るのである。
【００３１】
このような材料にて各微小粒子１８が構成されていることによって、導電性基層１４と抵抗調整層１６との間に、多数の微小粒子１８が介在せしめられているにも拘わらず、帯電ロール１０の導電性が確保されるようになっていると共に、帯電ロール１０の外周面に押圧力が加えられた際に、抵抗調整層１６又は導電性基層１４の微小粒子１８との接触部位が、それら各微小粒子１８に押圧されて、凹むように、弾性変形せしめられるようになっている。
【００３２】
そして、ここでは、特に、このような微小粒子１８が、導電性基層１４と抵抗調整層１６との間において、隣り合うもの同士の間に空間２０が形成されるように、適当な間隔を開けて配設されているところから、抵抗調整層１６や導電性基層１４の微小粒子１８との接触部位が、帯電ロール１０に対する押圧力にて凹み変形せしめられた際に、抵抗調整層１６や導電性基層１４における、隣り合う微小粒子１８同士の間に形成される空間２０に対応位置する部分が、微小粒子１８との接触部位の凹み量に応じた分だけ、かかる空間２０内にはみ出すように、膨出せしめられ、それによって、抵抗調整層１６や導電性基層１４が、全体として、柔らかいばね特性をもって弾性変形せしめられ得るようになっているのである。なお、各微小粒子１８の形状が、何等限定されるものでないとは、言うまでもないところである。
【００３３】
かくして、本実施形態の帯電ロール１０にあっては、図２及び図３に示されるように、像担持体２２の外周面に接触せしめられた状態下での、像担持体２２表面の帯電時において、像担持体２２が振動せしめられた際に、その振動に伴って、抵抗調整層１６や導電性基層１４が、微小粒子１８との接触部位において、微小粒子１８にて押圧されて、凹まされる一方、隣り合う微小粒子１８同士の間に形成される空間２０に対応位置する部分において、かかる空間２０内に、微小粒子１８との接触部位の凹み量に応じた分だけ、一部の部位をはみ出させつつ、膨出するように弾性変形せしめられた状態（図３に示される状態）と、そのような弾性変形が復元せしめられた状態（図２に示される状態）とを繰り返しながら変形せしめられ、以て、そのような抵抗調整層１６の弾性変形時において、柔らかいばね特性が発揮され得るようになっている。そして、かくの如き抵抗調整層１６の繰り返し弾性変形によって、像担持体２２の振動が吸収されて、かかる像担持体２２の振動の低減が、効果的に図られ得るようになっているのである。なお、ここでは、抵抗調整層１６が、導電性基層１４よりも十分な柔軟性を有する材料にて構成されているため、抵抗調整層１６の微小粒子１８との接触部位が、より大きく凹まされている。
【００３４】
そして、抵抗調整層１６に対して、上述の如き弾性変形を行なわしめる微小粒子１８の大きさは、特に限定されるものではないものの、好ましくは、平均粒子径：ｒが１０〜５００μｍ程度となる大きさとされる。
【００３５】
何故なら、微小粒子径１８の平均粒子径：ｒが１０μｍを下回る場合には、微小粒子１８が小さ過ぎて、それら微小粒子１８同士の間に形成される空間２０も過小となるために、抵抗調整層１６や導電性基層１４の微小粒子１８との接触部位が、帯電ロール１０に対する押圧力にて凹み変形せしめられた際に、それら抵抗調整層１６や導電性基層１４における、隣り合う微小粒子１８同士の間に形成される空間２０に対応位置する部分が、それに対向する導電性基層１４の外周面部分や抵抗調整層１６の内周面部分と接触せしめられて、かかる空間２０内への十分な膨出変形量が確保され得なくなってしまい、その結果、そのような抵抗調整層１６や導電性基層１４の弾性変形によって、像担持体２２の振動を十分に吸収することが困難となって、かかる像担持体２２の振動の低減によって得られる、後述する如き帯電音の防止乃至は抑制効果が不十分なものとなってしまうからである。
【００３６】
一方、微小粒子径１８の平均粒子径：ｒが５００μｍを上回る場合には、今度は、微小粒子１８が大き過ぎて、それらの間に形成される空間２０が過大となるために、抵抗調整層１６における微小粒子１８との接触部位と非接触部位との間での体積抵抗に大きな差異が生じ、そのために、帯電ロール１０の周方向における体積抵抗のバラツキが大きくなって、そのような帯電ロール１０にて帯電せしめられた像担持体に帯電ムラが生じ、その結果として、画像形成装置において、濃度ムラのある画像が出力される恐れが大きくなるといった不具合が生ずることとなる。それ故に、微小粒子１８が、５００μｍ以下の平均粒子径：ｒを有する程度の大きさとされていることが、望ましいのである。
【００３７】
また、微小粒子１８の配置間隔：ｗも、微小粒子１８の大きさや抵抗調整層１６の内径等に応じて、適宜に変更されるものであるが、有利には、５００μｍ以下程度とされる。何故なら、隣り合う微小粒子１８同士が、５００μｍより大きな間隔：ｗをもって配置されている場合には、それら微小粒子１８同士の間に形成される空間２０が過大となり、それによって、各微量粒子１８が大き過ぎる場合と同様に、帯電ロール１０の周方向における体積抵抗のバラツキが大きくなって、それに起因した像担持体の帯電ムラにより、画像形成装置における画像性能の低下が惹起される恐れがあるからである。なお、この微小粒子１８の配置間隔：ｗの下限値は、抵抗調整層１６や導電性基層１４における、隣り合う微小粒子１８同士の間に形成される空間２０との対応部分が、かかる空間２０内に、抵抗調整層１６や導電性基層１４の柔らかなばね特性を得るのに十分な量において膨出変形せしめられ得るような空間２０の大きさが確保され得る程度において、適宜に決定されるところである。
【００３８】
さらに、一般的には、抵抗調整層１６の厚さ：ｔは、帯電ロール１０の用途等によって、適宜に決定されるものであるが、ここでは、それが３０〜１０００μｍ程度とされていることが、望ましいのである。何故なら、抵抗調整層１６の厚さ：ｔが３０μｍを下回る場合には、抵抗調整層１６が薄過ぎるために、帯電ロール１０を像担持体２２に押し付けるように接触させた際に、帯電ロール１０の外周面（抵抗調整層１６の外周面）に、微小粒子１８の抵抗調整層１６との接触部分に対応した形状の凸部が形成されて、かかる帯電ロール１０の外周面の全体が凹凸形状となってしまい、それによって、帯電ロール１０と像担持体２２との間のニップ幅にバラツキが発生して、像担持体２２の帯電ムラが生ぜしめられ、その結果として、形成される画像に濃度ムラが惹起される恐れがあるからである。また、抵抗調整層１６の厚さ：ｔが、１０００μｍを上回る場合、今度は、抵抗調整層１６が過剰に厚くなり、そのために、抵抗調整層１６と導電性基層１４との間に多数の微小粒子１８が配設されているにも拘わらず、像担持体２２の振動時に、抵抗調整層１６や導電性基層１４の全体において、微小粒子１８が何等配設されていない場合と同様な変形が生じ、それによって、微小粒子１８の存在下での抵抗調整層１６の弾性変形に基づいて発揮される像担持体２２の振動低減効果を十分に確保することが、困難となるからである。
【００３９】
而して、かくの如き構造とされた本実施形態の帯電ロール１０を作製するに際しては、例えば、先ず、導電性基層１４を形成する、前述せる如き導電性ゴム材料や導電性ゴム発泡体材料等が用いられて、金型成形等の公知の成形手法によって、軸体１２の周りに導電性基層１４が成形されてなるベースロールが形成される。
【００４０】
その後、かくして形成されたベースロールが、所定の容器内に収容された大量の微小粒子１８の中に、一旦、埋没せしめられた後、引き抜かれることによって、導電性基層１４の外周面に、その粘着性により、多数の微小粒子１８が、付着せしめられる。このとき、それら多数の微小粒子１８が、隣り合うもの同士の間に空間２０が形成されるように、適当な間隔をおいて位置せしめられていることが、重要である。
【００４１】
一方、それとは別に、抵抗調整層１６を形成する、前述せる如き非発泡性の半導電性ゴム材料と所定の押出成形機とが用いられ、非発泡性の半導電性ゴム材料が、押出成形により、所定厚さのチューブ形状に成形される。このとき、押出成形機に装備される押出用ダイスとして、ダイス内周面や、ダイス内部に配されるマンドレルの外周面に対して、特別な加工が為されていない、安価なダイスが用いられることにより、抵抗調整層１６を与えるチューブが、平滑な内外周面をもって形成されることとなる。
【００４２】
そして、上述のようにして形成されたベールロールの外側層を構成する導電性基層１４の周りに、非発泡性の半導電性ゴム材料からなるチューブが外挿されることにより、かかる導電性基層１４の外周面の全面を覆うように被せられて、抵抗調整層１６が、導電性基層１４の外周面上に形成され、以て目的とする帯電ロール１０が、完成せしめられるのである。なお、かかる帯電ロール１０における導電性基層１４の厚さは、その用途等によって適宜に決定されるところである。
【００４３】
なお、ベースロールの導電性基層１４の周りに、抵抗調整層１６を与えるチューブを被せて、それらを一体化させる方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、かかる抵抗調整層１６の形成材料たる非発泡性の半導電性ゴム材料として、熱収縮性を有する材料を用い、この材料にて、抵抗調整層１６を与えるチューブを、ベースロールの外径よりも、やや大きめの内径を有するように成形し、そして、かかるチューブを、ベースロールの導電性基層１４に被せた後、加熱することにより熱収縮させて、ベースロールの導電性基層１４の外周面に密着させ、以て導電性基層１４の外周面上に、抵抗調整層１６を一体的に積層せしめる方法が、採用される。
【００４４】
また、別の方法としては、抵抗調整層１６を与えるチューブを、ベースロールの外径よりも、やや小さめの内径を有するように成形し、そして、かかるチューブの内部に圧力空気を送り込んで、その内径を一時的に広げながら、ベースロールの導電性基層１４に被せた後、圧力空気の送込みを停止して、チューブをベースロールの導電性基層１４の外周面に密着させ、以て導電性基層１４の外周面上に、抵抗調整層１６を一体的に積層せしめる方法も、採用され得るのである。なお、この方法を採用する場合には、抵抗調整層１６を与えるチューブを導電性基層１４に被せる際の圧力空気の作用によって、導電性基層１４の外周面に、その粘着性により付着せしめられている多数の微小粒子１８が吹き飛ばされないようにする必要がある。
【００４５】
このように、本実施形態の帯電ロール１０にあっては、像担持体２２の外周面との接触状態下で、像担持体２２が振動せしめられた際に、抵抗調整層１６や導電性基層１４が、互いの対向面間に、適当な間隔をおいて配設される多数の微小粒子１８の存在によって、柔らかいばね特性をもって弾性変形せしめられることによって、像担持体２２の振動が吸収されて、かかる振動の低減が効果的に図られ得るのであり、従って、そのような像担持体２２の激しい振動によって発生する帯電音を、極めて有利に防止乃至は抑制することが可能となったのである。
【００４６】
しかも、かかる帯電ロール１０においては、上述の如く、単に、抵抗調整層１６と導電性基層１４との間に多数の微小粒子１８を配設するだけで、帯電音の発生防止が図られているところから、このような帯電ロール１０を用いれば、帯電音の発生防止を目的として、例えば、導電性基層１４の外周面に凹部を設けたり、装着される画像形成装置の像担持体２２の内孔内にアルミ棒等を挿入して、かかる像担持体２２の重量増加を図る等して、導電性基層１４や像担持体２２に対する特別な構造を付与する必要が、効果的に皆無ならしめられ得るのであり、それによって、導電性基層１４の形成コスト、ひいては帯電ロール１０全体の製造コストが、可及的に低く抑えられ得るばかりでなく、像担持体２２に対して特別な構造を付与するために惹起される、像担持体２２の製造時における経済負担や作業負担の増大、更には像担持体２２の重量増加に起因した、画像形成装置の駆動時における消費電力の増加等の問題種々の問題も、悉く解消され得ることとなるのである。
【００４７】
従って、かくの如き本実施形態の帯電ロール１０にあっては、帯電音の発生の防止乃至は抑制が、製造コストや、装着される画像形成装置のランニングコストの高騰を招くことなく、極めて経済的に有利に実現せしめられ得ることとなったのである。
【００４８】
また、かかる帯電ロール１０においては、多数の微小粒子１８が、導電性基層１４の外周面に、その粘着性によって付着せしめられた状態で、導電性基層１４と抵抗調整層１６との間に配設されているところから、そのような微小粒子１８が、抵抗調整層１６と導電性基層１４との間で移動せしめられるようなことが阻止されて、微小粒子１８同士の間に形成される空間２０が確実に維持され得るのであり、それによって、像担持体２２の振動を十分に吸収可能な抵抗調整層１６や導電性基層１４の弾性変形が、より確実に生ぜしめられ得て、帯電音の発生が、更に一層有利に防止乃至は抑制され得るのである。
【００４９】
【実施例】
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００５０】
＜実施例  １＞
先ず、下記の配合に従って、導電性基層形成材料と抵抗調整層形成材料とを、それぞれ調製する一方、酸化マグネシウムからなり、且つ平均粒径が５０μｍである微小粒子を大量に準備した。
導電性基層形成材料の配合組成
スチレンブタジエンゴム                              １００重量部
カーボンブラック                                      ２５重量部
酸化亜鉛                                                ５重量部
ステアリン酸                                            １重量部
プロセスオイル                                      １３０重量部
硫黄                                                ０．３重量部
ジベンゾチアゾールジスルフィド（加硫促進剤）        １．５重量部
テトラメチルチウラムモノサルファイド（加硫促進剤）  ０．６重量部
抵抗調整層形成材料の配合組成
エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム    １００重量部
微粉シリカ〔ニップシールＶＮ３：日本シリカ（株）製〕  １０重量部
トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート    ０．２重量部
ステアリン酸                                            １重量部
クレー    〔デキシークレー：白石カルシウム（株）製〕  ３０重量部
鉛丹                                                    ５重量部
エチレンチオウレア                                  １．５重量部
【００５１】
次いで、かくして調製された導電性基層形成材料と、公知の円筒金型と、ニッケルメッキを施した鉄製で、予め所定の導電性接着剤にて表面が接着処理された軸体（外径：６ｍｍ）とを用い、円筒金型内に、軸体をセットした後、かかる導電性基層形成材料を注入した。その後、それらを加熱して、導電性基層形成材料に対する加硫操作を行なって、軸体の外周面上に、導電性基層が形成されてなるベースロールを作製した。なお、かくして形成された導電性基層の厚さを２．５ｍｍとして、ベースロールの全体の外径を１１ｍｍとした。
【００５２】
また、かくして形成されたベースロールを、前記準備された大量の微小粒子が収容される容器内に、埋没させるように挿入して、ベースロールの外側層を構成する導電性基層１４の外周面上に、その粘着性により、多数の微小粒子を付着させた。このとき、隣り合う微小粒子同士の間隔を５μｍとした。
【００５３】
一方、上述せるようにして調整された抵抗調整層形成材料と、公知の押出成形機とを用い、かかる押出成形機に抵抗調整層形成材料を供給して、押出成形を行なうと共に、加熱による加硫操作を行なって、内周面と外周面が平滑な円筒面とされた、抵抗調整層を与えるチューブを成形した。なお、かくして成形されたチューブの厚さを５００μｍとすると共に、その内径を１０．９ｍｍとした。
【００５４】
そして、上述のようにして成形された、抵抗調整層を与えるチューブの内部に圧力空気を送り込んで、その内径を１１ｍｍを越える大きさに一時的に広げながら、円筒金型内から離型したベースロールの導電性基層に被せた後、チューブ内への圧力空気の送込みを停止して、チューブをベースロールの導電性基層の外周面に密着させた。これによって、導電性基層の外周面上に、抵抗調整層が一体的に積層形成されてなり、且つかかるそれら導電性基層と抵抗調整層との間に、多数の導電性微小粒子が適当な間隔をおいて配設されてなる、目的とする帯電ロール（実施例１）を作製した。なお、この実施例１の帯電ロールの外径は１２ｍｍとなっていた。
【００５５】
＜実施例  ２＞
実施例１と同様な配合組成とされた導電性基層形成材料と抵抗調整層形成材料形成材料と、酸化マグネシウムからなり、且つ平均粒径が１５０μｍである微小粒子の多数を用いて、実施例１と同様に方法により、外周面上に多数の微小粒子が適当な間隔をおいて配設されたなるベースロールを作製すると共に、抵抗調整層を与えるチューブを成形した。
【００５６】
その後、それら作製乃至は成形されたベースロールと抵抗調整層を与えるチューブとを用い、実施例１と同様な方法で、ベースロールにおける導電性基層の外周面上に、チューブを被せて、密着せしめ、以て、軸体の周りに設けられた導電性基層と、その外周面上に一体的に積層形成された抵抗調整層との間に、多数の導電性微小粒子が適当な間隔をおいて配設されてなる、目的とする帯電ロール（実施例２）を得た。なお、導電性基層や抵抗調整層の厚さは、実施例１と同一とし、またベースロールの外径とチューブ層の内径、更には作製された帯電ロールの外径も、実施例と同一とした。
【００５７】
＜実施例  ３＞
実施例１と同様な配合組成とされた導電性基層形成材料と抵抗調整層形成材料形成材料と、酸化マグネシウムからなり、且つ平均粒径が５００μｍである微小粒子の多数を用いて、実施例１と同様に方法により、外周面上に多数の微小粒子が適当な間隔をおいて配設されたなるベースロールを作製すると共に、抵抗調整層を与えるチューブを成形した。
【００５８】
その後、それら作製乃至は成形されたベースロールと抵抗調整層を与えるチューブとを用い、実施例１と同様な方法で、ベースロールにおける導電性基層の外周面上に、チューブを被せて、密着せしめ、以て、軸体の周りに設けられた導電性基層と、その外周面上に一体的に積層形成された抵抗調整層との間に、多数の導電性微小粒子が適当な間隔をおいて配設されてなる、目的とする帯電ロール（実施例３）を得た。なお、導電性基層や抵抗調整層の厚さは、実施例１と同一とし、またベースロールの外径とチューブ層の内径、更には作製された帯電ロールの外径も、実施例と同一とした。
【００５９】
＜比較例  １＞
先ず、実施例１と同様な配合組成にて、導電性基層形成材料と抵抗調整層形成材料を調製した。次いで、実施例１と同様に方法により、導電性基層形成材料と円筒金型とを用いて、ベースロールを作製した。一方、実施例１と同様に方法により、抵抗調整層形成材料と公知の押出成形機とを用いて、抵抗調整層を与えるチューブを成形した。
【００６０】
その後、それら作製乃至は成形されたベースロールと抵抗調整層を与えるチューブとを用い、実施例１と同様な方法で、ベースロールにおける導電性基層の外周面上に、チューブを被せて、密着せしめ、以て、軸体の周りに設けられた導電性基層の外周面上に、抵抗調整層が、その内周面の全面において密着するようにして一体的に積層形成されて、それら導電性基層と抵抗調整層との間に、微小粒子や空間が何等存在しない、目的とする帯電ロール（比較例１）を得た。なお、なお、導電性基層や抵抗調整層の厚さは、実施例１と同一とし、またベースロールの外径とチューブ層の内径、更には作製された帯電ロールの外径も、実施例と同一とした。
【００６１】
そして、かくして得られた４種類の帯電ロール（実施例１〜３及び比較例１）を用いて、以下の方法により、各ロールの使用時における帯電音と画像形成性能とを、それぞれ、調べた。その結果を、下記表１に併せて示した。
帯電音
無響室内において、各帯電ロールを、回転可能に設置された感光体の外周面に押し当てた状態で、回転可能に設置し、感光体を、４５ｒｐｍの回転速度で回転駆動させることにより、各帯電ロールを連れ回り周りさせた状態で、交流２ｋＶｐ−ｐ  、直流−６００Ｖの電圧を、３００〜３６００Ｈｚの間で、３００Ｈｚ毎に交流電圧の周波数を変化させつつ印加して、感光体を帯電させ、その際に生ずる帯電音を、種々の周波数毎に、感光体と各帯電ロールの接触部から３０ｃｍ離隔した位置で、騒音計〔ＮＬ０１Ａ：リオン（株）製〕により測定した。
画像形成性能
レーザービームプリンター〔レーザーショットＬＢＰＡ４０４Ｅ：キャノン（株）製〕に、各帯電ロールを取り付けて、１５℃×１０％ＲＨの環境下で、ハーフトーン画像をそれぞれプリントアウトし、濃度ムラによる画像欠陥の有無を視認した。画像欠陥が生じないものを○、それが多少生じたものを△、それが際だって生じたものを×として、それぞれ評価した。
【００６２】
【表１】
2004245934.tif 000003
【００６３】
かかる表１からも明らかなように、実施例１及び実施例２の帯電ロールと比較例１の帯電ロールとを比較すると、それらは、何れも、画像形成性能において良好な評価が為されてはいるものの、帯電音については、交流電圧の周波数の変化に拘わらず、実施例１と実施例２の帯電ロールが、比較例１の帯電ロールよりも明らかに低い値となっていることが認められる。また、実施例３の帯電ロールと比較例１の帯電ロールを比較すると、画像形成性能において、実施例３の帯電ロールの評価が多少劣るものの、帯電音については、交流電圧の周波数の変化に拘わらず、実施例３の帯電ロールが、比較例１の帯電ロールよりも明らかに低い値となっていることが認められる。
【００６４】
これらの事実は、帯電ロールにおいて、半導電性弾性体材料からなる抵抗調整層と導電性基層との間に、多数の導電性微粒子を、適当な間隔をおいて配設することによって、交流電圧の周波数に何等影響されることのない、優れた帯電音の防止乃至は抑制作用が発揮され得ることを、如実に示しており、また、特に、導電性微小粒子の平均粒径を、特定の範囲内の値とすることによって、優れた帯電音の防止乃至は抑制作用が、良好な画像形成性能を十分に確保した上で、より効果的に発揮され得るようになることも、示しているのである。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に従う帯電ロールにあっては、製造コストや、装着される画像形成装置のランニングコストの高騰を招くことなく、帯電音の発生を、極めて経済的に有利に防止乃至は抑制し得ることとなったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う帯電ロールの一例を示す横断面説明図である。
【図２】図１に示された帯電ロールの使用状態を説明するための図であって、帯電ロールを像担持体の外周面に接触位置せしめた状態を示している。
【図３】図１に示された帯電ロールの別の使用状態を説明するための図であって、像担持体の振動によって、帯電ロールの抵抗調整層が弾性変形せしめられた状態を示している。
【符号の説明】
１０  帯電ロール
１２  軸体
１４  導電性基層
１６  抵抗調整層
１８  微小粒子
２０  空間
２２  像担持体
【図１】
2004245934.tif 000004
【図２】
2004245934.tif 000005
【図３】
2004245934.tif 000006