(57)【要約】【課題】  酸化劣化や分散不良による物性低下を防ぎ、クラックの生じ難い、耐久性に優れた帯電部材を提供する。【解決手段】  導電性支持体３Ａと、導電性支持体３Ａ上に形成される抵抗調整層３Ｂと、抵抗調整層３Ｂの表面を被覆する保護層３Ｃとを備え、被帯電体に近接配置され当該被帯電体に対する帯電処理を行う帯電ローラ３であって、抵抗調整層３Ｂは、熱可塑性樹脂、高分子型イオン導電材料、耐熱安定剤及び相溶化剤が溶融混練された樹脂組成物により構成され、耐熱安定剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤から成り、かつ相溶化剤は、熱可塑性樹脂と高分子型イオン導電材料の双方に親和性を有するグラフトコポリマーから成る。【選択図】        図２
2005352244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、該導電性支持体上に形成される抵抗調整層と、該抵抗調整層の表面を被覆する保護層とを備え、被帯電体に近接配置され当該被帯電体に対する帯電処理を行う帯電部材であって、
前記抵抗調整層は、熱可塑性樹脂、高分子型イオン導電材料、耐熱安定剤及び相溶化剤が溶融混練された樹脂組成物により構成され、
前記耐熱安定剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤から成り、
かつ前記相溶化剤は、前記熱可塑性樹脂と前記高分子型イオン導電材料の双方に親和性を有するグラフトコポリマーから成ることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記高分子型イオン導電材料はポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂はスチレン系熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記相溶化剤は、主鎖もしくは側鎖にグリシジルメタクリレート成分及び無水マレイン酸成分の少なくとも１つを含有し、
かつ主鎖もしくは側鎖にアクリロニトリル成分及びスチレン成分の少なくとも１つを含有し、
さらに主鎖もしくは側鎖にポリカーボネートを含有していることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項５】
前記抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比は、前記熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％に、前記高分子型イオン導電材料が７０〜３０重量％にそれぞれ設定され、
かつ前記耐熱安定化剤の配合量が前記熱可塑性樹脂及び前記高分子型イオン導電材料の合計１００重量部に対して０.００１〜５重量部に、前記相溶化剤の配合量が前記熱可塑性樹脂及び前記高分子型イオン導電材料の合計１００重量部に対して1〜２０重量部にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項６】
前記耐熱安定剤の配合比は、フェノール系酸化防止剤が３０〜６０重量％に、リン系加工熱安定剤が４０〜７０重量％に、ラクトン系加工熱安定剤が１〜３０重量％にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項７】
前記保護層は、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１〜６のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項８】
導電剤が分散した前記樹脂組成物は、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリビニルブチラール樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の帯電部材。
【請求項９】
帯電可能な被帯電体と、該被帯電体に近接配置され被帯電体を帯電させる帯電部材と、該帯電部材によって帯電した前記被帯電体に露光して被帯電体上に静電潜像を形成する露光部、前記被帯電体にトナーを付着させて前記静電潜像を顕像化しトナー像とする現像部と、前記トナー像を記録体に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電部材として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の帯電部材が搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成装置本体に着脱自在に取り付けられ、帯電可能な被帯電体に近接配置されるとともに当該被帯電体を帯電させるための帯電部材を含むプロセスカートリッジであって、
前記帯電部材として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の帯電部材が設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１０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、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等に用いられる帯電部材、及びこの帯電部材を有するプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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おいて、感光体に対して帯電処理を行う帯電部材としては、帯電ローラが一般的に用いられている。
【０００３】
図１は電子写真方式の画像形成装置１の概略図である。図１において、静電潜像が形成される感光体ドラム２の周囲には、感光体ドラム２に接触あるいは近接配置され感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ３と、帯電した感光体ドラム２に対して露光４を行って感光体ドラム２上に静電潜像を形成する露光装置（図示省略）と、感光体ドラム２上の静電潜像にトナーを付着させ静電潜像を顕像化してトナー像とする現像ローラ５と、感光体ドラム２上のトナー像を記録紙６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２をクリーニングするクリーニング装置８とが設けられている。
【０００４】
帯電ローラ３にはパワーパック９によって電圧が印加され、また感光体ドラム２の表面電位は表面電位計１０によって測定されている。
【０００５】
このような画像形成装置１には、一般にプロセスカートリッジ着脱方式が採用されている。すなわち、感光体ドラム２、帯電ローラ３、現像ローラ５、クリーニング装置８の４つのプロセス機器を一括してプロセスカートリッジ１１とし、このプロセスカートリッジ１１が画像形成装置１の本体に着脱自在に取り付けられている。このプロセスカートリッジ１１は、少なくとも感光体ドラム２と帯電ローラ３を備えていれば良い。また、このプロセスカートリッジ１１は、画像形成装置１に装着されることにより、画像形成装置１の本体側の駆動系および電気系とが接続状態となる。
【０００６】
帯電ローラを用いた帯電方式としては、感光体ドラムにローラを接触させる接触帯電方式が一般に用いられているが、接触帯電方式には以下ａ〜ｄのような問題点がある。
ａ．帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、感光体ドラムの表面に付着する。多く付着すると、感光体ドラム表面に帯電ローラ跡が残る。
ｂ．帯電ローラに交流電圧を印加したときに、感光体ドラムに接触している帯電ローラが振動し、帯電音が発生する。
ｃ．感光体ドラム上のトナーが帯電ローラに付着することによって、帯電性能が低下する。特に上記ａのように帯電ローラからの物質染み出しによって、よりトナー付着が起こりやすくなる。
ｄ．感光体ドラムを長期間停止したとき、帯電ローラが永久変形を起こす。
【０００７】
このような問題点を解決する方法として、帯電ローラを感光体ドラムに接触させず、感光体ドラム外周面に近接して配置する近接帯電方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
近接帯電方式では、帯電ローラは、その外周面が感光体ドラムの外周面から０.００５〜０.３（ｍｍ）離間して配置される。この近接帯電方式においては、帯電ローラと感光体ドラムが接触していないため、接触帯電方式での上記問題点ａやｄは生じない。また、上記問題点ｃに関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため、帯電性能の低下は小さい。
【０００９】
帯電ローラに対する要求特性は、接触帯電方式と近接帯電方式とでは異なっている。例えば、接触帯電方式で一般的に用いられてきた帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構成となっている。これは、接触帯電方式では感光体ドラムを均一に帯電させるため、感光体ドラム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。ところが、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ｅ，ｆのような不具合が生じる。
ｅ．感光体ドラム―帯電ローラ間に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することが困難である。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してしまう。
ｆ．弾性体を形成する加硫ゴム材料は、経時でのへたり、変形が生じやすく、そのため、感光体ドラム―帯電ローラ間の空隙が変動する。
【００１０】
このような不具合の解消のために、帯電ローラ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ており、これにより、感光体ドラム−帯電ローラ間の空隙を均一にすることが可能である。
【００１１】
ところで、帯電ローラによる感光体ドラム表面へ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おけ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。そして、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、その熱可塑性樹脂の抵抗値を半導電性領域(１０6 〜１０9 Ωcm程度)に制御することが必要となる。
【００１２】
熱可塑性樹脂の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一般的である。しかし、導電性顔料を用いて帯電ローラの抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、抵抗値のばらつきが大きくなり、部分的に帯電不良等が起こって画像欠陥を発生させるという問題があった。
【００１３】
一方、熱可塑性樹脂の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、すなわちＬｉ塩等の電解質塩を用いることが考えられる。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ので、導電性顔料が分散する場合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。ところが、電解質塩は低分子量であるため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、それが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、画像不良の不具合を引き起こすという問題があった。
【００１４】
そこで、イオン導電性材料のブリードアウトを避けるために、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ている。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。経時によるブリードアウトが少ない帯電部材としては、四級アンモニウム塩基を有する高分子量のイオン導電材料を使用したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献２】特開平７−１２１００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、四級アンモニウム塩基含有型の高分子型導電剤の場合には、抵抗値の温湿度環境依存性が大きく、その添加割合や温湿度環境によっては低抵抗化に伴う異常放電や、高抵抗化に伴う帯電不良等の問題が発生する可能性が高いため、処方が難しいという問題がある。
【００１６】
また、高分子複合体は自動酸化と呼ばれるプロセスで酸素分子と反応し、高分子の分解を引き起こす。自動酸化はポリマーラジカル（Ｒ・）への酸素の付加反応であり、この反応と生成したペルオキシラジカル（ＲＯＯ・）の水素引抜きによるＰ・の再生、ヒドロペルオキシド（ＲＯＯＨ）からのオキシラジカル（ＲＯ・）およびペルオキシラジカルの生成過程が分解反応の中心である。加工工程や使用の際に熱、酸素、機械的せん断力など様々な因子により、一旦遊離ラジカルが生成すると増殖型の連鎖反応として分解が進行する。この劣化プロセスにより樹脂材料の機械強度が低下したり、材料が変色するという問題がある。
【００１７】
また、このような高分子複合体では、主として構成樹脂間の相溶性の悪さに起因して、成形時に顕著なウェルドが発生し、そのウェルド部分の強度が低下したり、抵抗値が変動するという問題がある。この強度低下のため、機械強度の低い樹脂や相溶性の悪い樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合には、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クラックが発生するという不具合が発生する。また、ウェルド部分の抵抗変動が部分的画像不良の不具合を引き起こす場合がある。
【００１８】
本発明の課題は、酸化劣化や分散不良による物性低下を防ぎ、クラックの生じ難い、耐久性に優れた帯電部材、及びこの帯電部材を搭載した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】
【００１９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、導電性支持体と、該導電性支持体上に形成される抵抗調整層と、該抵抗調整層の表面を被覆する保護層とを備え、被帯電体に近接配置され当該被帯電体に対する帯電処理を行う帯電部材であって、前記抵抗調整層は、熱可塑性樹脂、高分子型イオン導電材料、耐熱安定剤及び相溶化剤が溶融混練された樹脂組成物により構成され、前記耐熱安定剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤から成り、かつ前記相溶化剤は、前記熱可塑性樹脂と前記高分子型イオン導電材料の双方に親和性を有するグラフトコポリマーから成ることを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記高分子型イオン導電材料はポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記熱可塑性樹脂はスチレン系熱可塑性樹脂であることを特徴としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記相溶化剤は、主鎖もしくは側鎖にグリシジルメタクリレート成分及び無水マレイン酸成分の少なくとも１つを含有し、かつ主鎖もしくは側鎖にアクリロニトリル成分及びスチレン成分の少なくとも１つを含有し、さらに主鎖もしくは側鎖にポリカーボネートを含有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比は、前記熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％に、前記高分子型イオン導電材料が７０〜３０重量％にそれぞれ設定され、かつ前記耐熱安定化剤の配合量が前記熱可塑性樹脂及び前記高分子型イオン導電材料の合計１００重量部に対して０.００１〜５重量部に、前記相溶化剤の配合量が前記熱可塑性樹脂及び前記高分子型イオン導電材料の合計１００重量部に対して1〜２０重量部にそれぞれ設定されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記耐熱安定剤の配合比は、フェノール系酸化防止剤が３０〜６０重量％に、リン系加工熱安定剤が４０〜７０重量％に、ラクトン系加工熱安定剤が１〜３０重量％にそれぞれ設定されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記保護層は、導電剤が分散した樹脂組成物からなることを特徴としている。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項７において、導電剤が分散した前記樹脂組成物は、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂またはポリビニルブチラール樹脂であることを特徴としている。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、帯電可能な被帯電体と、該被帯電体に近接配置され被帯電体を帯電させる帯電部材と、該帯電部材によって帯電した前記被帯電体に露光して被帯電体上に静電潜像を形成する露光部、前記被帯電体にトナーを付着させて前記静電潜像を顕像化しトナー像とする現像部と、前記トナー像を記録体に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記帯電部材として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の帯電部材が搭載されていることを特徴としている。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、画像形成装置本体に着脱自在に取り付けられ、帯電可能な被帯電体に近接配置されるとともに当該被帯電体を帯電させるための帯電部材を含むプロセスカートリッジであって、前記帯電部材として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の帯電部材が設けられていることを特徴としている。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は画像形成装置の発明で、請求項１０記載のプロセスカートリッジを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂、高分子型イオン導電材料、耐熱安定剤及び相溶化剤が溶融混練された樹脂組成物を抵抗調整層に用いることで、酸化劣化や分散不良による物性低下を防ぎ、クラックの生じ難い、耐久性に優れた帯電ローラを実現することができる。また、抵抗値のばらつき、ブリードアウトに伴う帯電不良等の問題が無く、かつ抵抗値の環境依存性が小さく、各環境下において優れた帯電品質を得ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、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を含有した化合物を用いることで、抵抗調整層に要求される抵抗値を容易に得ることができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂としてスチレン系熱可塑性樹脂を用いることで、抵抗調整層に要求される強度や加工性を容易に得ることができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、抵抗調整層に要求される強度や加工性、電気特性を容易に得ることができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、配合比を規定することで、優れた加工安定性を得ることができる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、耐熱安定剤の含有量を規定することで、樹脂組成物の劣化防止に要求される反応性を容易に得ることができる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、導電剤が分散した樹脂組成物を用いることで、保護層に要求される電気特性を容易に得ることができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明よれば、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂は非粘着性に優れるため、トナー固着性に優れた帯電部材を得ることができる。
【００３８】
請求項９〜１１に記載の発明によれば、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及び画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００４０】
図２は帯電部材である帯電ローラ３の断面図である。帯電ローラ３は、導電性支持体３Ａと、導電性支持体３Ａの周囲に設けられた抵抗調整層３Ｂと、抵抗調整層３Ｂの表面を被覆する保護層３Ｃとを備えている。この帯電ローラ３が搭載される画像形成装置は、図１に示したものと同様な構成である。
【００４１】
なお、図１における感光体ドラム２は帯電ローラ３によって帯電する被帯電体を構成している。また、本実施例では帯電ローラ３は感光体ドラム２に近接配置されている。
【００４２】
抵抗調整層３Ｂは、熱可塑性樹脂としてのスチレン系熱可塑性樹脂、高分子型イオン導電材料としてのポリエーテルエステルアミド、ラクトン系加工熱安定剤から成る耐熱安定剤、及び相溶化剤が溶融混練された樹脂組成物により構成されている。
【００４３】
耐熱安定剤は、フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤から成る。また相溶化剤は、スチレン系熱可塑性樹脂及びポリエーテルエステルアミドの双方に親和性を有するグラフトコポリマーから成っている。
【００４４】
スチレン系熱可塑性樹脂はスチレン重合体または共重合体をいう。具体的にはポリスチレン（ＰＳ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＩ−ＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ）、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ）などが挙げられる。
【００４５】
ポリエーテルエステルアミドは下記（Ｉ）式で示されるものであり、ポリアミド単位の
ハード成分と、ポリエーテル単位のソフト成分からなる共重合体である。式中、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3は炭素数１〜２０のアルキル基を示す。
【００４６】
【化１】
2005352244.tif 000003
【００４７】
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。したがって、導電性顔料を分散した組成物に見られるような導電性顔料の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。
【００４８】
耐熱安定剤のうち、フェノール系酸化防止剤は一次酸化防止剤であり、ポリマーラジカルの捕捉剤として働き、加工及び長期の熱安定性を樹脂に付与する。具体的にはｎ−オクタデシル−３（３‘，５’−ジ−ｔ−ブチル４‘ヒドロキシフェニル）プロピネート、２，６ジ−ｔ−ブチル４−メチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４‘−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ステアリル−β（３，５−ジ−４−ブチル４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，１，３−トリス（２−メチルー４−ヒドロキシー５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、テトラキス［メチレンー３（３’，５’−ジ−ｔ−ブチルー４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ペンタエリスリトールテトラキス[３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートなどが挙げられる。
【００４９】
リン系加工熱安定剤は、ヒドロペルオキシドの分解剤として働く二次酸化防止剤で、ＲＯＯＨをより不活性なアルコールへと分解する機能を持つ。そのため、ＲＯ・と・ＯＨの生成により開始されるラジカル連鎖反応を抑制することができる。具体的にはトリイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェノル）ホスファイト、トリス（モノノニルフェノル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、４，４‘−ブチリデン−ビス（３−メチル６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス（オクタデシルホスファイト）、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルホスファイト）、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニルホスファイト）、２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトなどが挙げられる。
【００５０】
ラクトン系加工熱安定剤は、自動酸化開始の段階でポリマーラジカルを捕捉し、フェノール系酸化防止剤の再生にも寄与し、加工安定性の更なる向上に貢献する。具体的には５，７−ジ−ｔ−ブチル−３−（３，４−ジメチルフェニル）−３Ｈ−ベンゾフラン−２−オンなどが挙げられる。本発明における酸化防止剤は、ここに例示したものに限らず、フェノール系、リン系、及びラクトン系の酸化防止剤であれば使用することができる。
【００５１】
前述した特性により、フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤、ラクトン系加工熱安定剤から成る耐熱安定剤を添加した系では、酸化劣化に伴う樹脂の物性低下やウェルド部の強度低下が発生しないため、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。なお、耐熱安定化剤が効果を発揮するためには、各成分の配合比は、フェノール系酸化防止剤が３０〜６０重量％、リン系加工熱安定剤が４０〜７０重量％、ラクトン系加工熱安定剤が１〜３０重量％であることが必要がある。
【００５２】
相溶化剤の主鎖または側鎖に含まれるグリシジルメタクリレート成分もしくは無水マレイン酸成分は反応基であり、スチレン系熱可塑性樹脂、ポリエーテルエステルアミド、耐熱安定化剤及び相溶化剤の各成分を溶融混練する際の加熱により、反応基がポリエーテルエステルアミドのエステル基やアミノ基と反応し、ポリエーテルエステルアミドと強固に化学的結合をする。さらに、アクリロニトリル成分及びスチレン成分は、スチレン系樹脂との相溶性が良好である。そのため、グラフトコポリマーは、本来親和性の低いスチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミド間の相溶化剤として機能し、スチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミドの分散状態を均一かつ緻密化する。加えてポリカーボネートは有極性基、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抜けて優れている。また比較的低吸水であるため、吸水に伴う体積変動が少ない。これらの特性により、相溶化剤を用いた系ではスチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミド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、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。
【００５３】
抵抗調整層の体積固有抵抗は１０6〜１０9Ωｃｍであることが望ましい。１０9Ωｃｍを越えると帯電量の不足により、均一画像を得る為の十分な帯電電位を得ることができなくなる。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（リーク）、異常放電が生じてしまう。また、ローラ抵抗の周方向偏差により部分的な画像不良が発生する場合があるので、ローラ抵抗の周方向偏差は0.5オーダー以下に収める必要がある。
【００５４】
樹脂組成物の配合については、抵抗調整層の体積固有抵抗を調整する必要があるので、スチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミドの配合比は、スチレン系熱可塑性樹脂を３０〜７０重量％に、ポリエーテルエステルアミドを７０〜３０重量％にそれぞれ設定する必要がある。そして、配合材料に充分な耐熱安定性を持たせるためにはスチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミドの各成分の合計１００重量部に対して、耐熱安定化剤の配合量を０.００１〜５重量部とする必要があり、かつ、配合材料に充分な相溶性を持たせるためにはスチレン系熱可塑性樹脂とポリエーテルエステルアミドの各成分の合計１００重量部に対して、相溶化剤の配合量を１〜２０重量部とする必要がある。樹脂組成物の製造方法に関しては、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製造する。
【００５５】
抵抗調整層３Ｂの導電性支持体３Ａ上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体３Ａに上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、簡便に行うことができる。また、任意の段階で、表面を切削、研削加工をして、必要とされる表面精度を得ることができる。
【００５６】
次に保護層３Ｃを形成する材料としては、製膜性が良好であるという点で樹脂組成物が好適である。樹脂材料としては、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が非粘着性に優れ、トナー固着防止の面で好ましい。
【００５７】
また樹脂材料は電気的に絶縁性であるため、単体で保護層を形成すると、帯電ローラとしての特性が得られない。そこで、上記樹脂に対して各種導電材料（カーボン、金属酸化物等）を分散することによって保護層の抵抗を調整する。また、保護層と抵抗調整層との接着性を向上させるため、樹脂材料にイソシアネート等の反応性硬化剤を分散させても良い。
【００５８】
保護層３Ｃの抵抗値は抵抗調整層３Ｂ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、保護層３Ｃの抵抗値を高くしすぎると帯電効率が低下するため、保護層と半導電性弾性層との抵抗値の差が１０3Ωｃｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
保護層３Ｃの抵抗調整層３Ｂ上への形成は、上記保護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行う。
【００６０】
以下、本発明の具体的な実施例を比較例と共に説明する。なお、実施例および比較例では帯電ローラを感光体に近接配置させて用いる際の、帯電ローラ−感光体ドラム間の空隙保持部材として、帯電ローラ両端部に高密度ポリエチレン樹脂からなるリング状スペーサを挿入しているが、この空隙保持部材は抵抗調整層上へのテープ貼り付けや、熱収縮チューブの加熱収縮により形成しても良い。
【００６１】
〈実施例１〉
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％、ＡＢＳ樹脂（GR-3000、電気化学工業製）５０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００６２】
次いでこの両端部に、ポリエチレン樹脂（HY540、日本ポリケム製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍ同時仕上げを行った。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６３】
〈実施例２〉
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）６０重量％、ＡＢＳ樹脂（GR-3000、電気化学工業製）４０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００６４】
次いでこの両端部に、ポリエチレン樹脂（KM780A、日本ポリオレフィン製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た
【００６５】
〈実施例３〉
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）７０重量％、ＡＢＳ樹脂（GR-3000、電気化学工業製）３０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。
【００６６】
次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６７】
〈実施例４〉
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％、ＨＩ−ＰＳ樹脂（H450、東洋スチレン社）５０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００0重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００６８】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００６９】
〈実施例５〉
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）６０重量％、ＨＩ−ＰＳ樹脂（H450、東洋スチレン社）４０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００７０】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００７１】
〈実施例６〉
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）７０重量％、ＨＩ−ＰＳ樹脂（H450、東洋スチレン社）３０重量％、フェノール−リン−ラクトン系耐熱安定剤（IRGANOX HP2225/FF、チバスペシャルティケミカルズ社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して０.１重量部、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CL440-G、日本油脂株式会社製）をポリエーテルエステルアミドとＡＢＳ樹脂の合計１００重量部に対して４.５重量部、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００７２】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。次いで抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂および硬化剤（3000VH-P、川上塗料製）及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して３５重量%)からなる混合物により膜厚約１０μの保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。
【００７３】
〈比較例１〉
ポリエーテル成分を含有する高分子型導電剤（アクアコークTW、住友精化）３０重量％、ポリプロピレン樹脂（MA03、日本ポリケム製）７０重量％、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し抵抗調整層を形成した。
【００７４】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行い、帯電ローラを得た。
【００７５】
〈比較例２〉
四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスAS-1720、第一工業製薬製）３０重量％、ポリプロピレン樹脂（MA02、日本ポリケム製）６０重量％、を混合の後、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００７６】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行い、帯電ローラを得た。
【００７７】
〈比較例３〉
ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）に、抵抗調整層としてポリプロピレン樹脂（MA03、日本ポリケム製）１００重量部に導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックインターナショナル社製）１５部を配合し、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００７８】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。
【００７９】
〈比較例４〉
ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）に、抵抗調整層としてポリプロピレン樹脂（MA03、日本ポリケム製）１００重量部に過塩素酸リチウム２部を配合し、２２０℃にて溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる芯軸（φ９ｍｍ）上に２２０℃にて射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成した。
【００８０】
次いでこの両端部に、分子量３００万のポリエチレン樹脂（サンファインUH-900、旭硝子社製）からなるリング状のスペーサを挿入接着し、切削によってスペーサの外径を１２.１ｍｍ、抵抗調整層の外径を１２.０ｍｍに同時仕上げを行った。
【００８１】
なお、実施例１〜６及び比較例１〜４における抵抗調整層と保護層の材料や配合量等について表１にまとめて示す。
【００８２】
【表１】
2005352244.tif 000004
【００８３】
〈試験１〉
以上の帯電ローラの構成樹脂及びその混練材料（射出成形前のペレット）を少量採取して、ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimeter：示差走査熱量計）にて熱特性を評価した。ＤＳＣの測定条件は、温度範囲:室温〜３００℃、昇温速度:１０℃／ｍｉｎ、測定間隔：１ｓｅｃ、試料重量：約１０ｍｇとした。ＤＳＣデータの測定例を図３に示す。２００〜３００℃付近に現れる酸化劣化ピークの面積を測定し、成形前後で比較を行ったところ、実施例のローラは成形前後でピーク面積が変化せず、成形による酸化分解が発生していないことを示唆しているが、比較例のローラは成形前後でピーク面積が２５〜５０％低下しており、成形工程で加えられる熱履歴により、既にある程度の酸化分解が進行してしまったことを示唆している。ピーク面積の減少結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】
2005352244.tif 000005
【００８５】
〈試験２〉
以上の帯電ローラについて、図１に示した画像形成装置を使用して、３００,０００枚の複写を行い、ローラ割れが発生するまでの耐久枚数を調べた。この際、帯電ローラに印加する電圧はＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp（周波数＝２ｋＨｚ）、評価環境を２３℃、６０％ＲＨとした。
【００８６】
試験結果を表３に示す。実施例のローラは３００,０００枚の複写で割れが発生しなかったが、比較例のローラでは割れが発生した。
【００８７】
【表３】
2005352244.tif 000006
【００８８】
〈試験３〉
次に、図１に示した画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位および画像評価を行った。帯電ローラに印加する電圧はＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖpp（周波数＝２ｋＨｚ）とした。ここで、評価環境を２３℃、６０％ＲＨとした。
【００８９】
次いで連続複写を行い、１００,０００枚通紙後のローラ表面へのトナー固着評価及び画像評価を行った。
【００９０】
いずれも評価環境は２３℃、６０％ＲＨである。
【００９１】
以上の評価結果を表４に示す。実施例のローラは全項目で良好な結果が得られたが、比較例のローラでは不具合が見られた。
【００９２】
【表４】
2005352244.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部構成図である。
【図２】本発明に係る帯電ローラの断面図である。
【図３】ＤＳＣの測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  画像形成装置
２  感光体ドラム
３  帯電ローラ
３Ａ  導電性支持体（芯金）
３Ｂ  抵抗調整層
３Ｃ  保護層
４  露光
５  現像ローラ
６  記録紙
７  転写ローラ
８  クリーニング装置
９  パワーパック
１０  表面電位計
１１  プロセスカートリッジ
【図１】
2005352244.tif 000008
【図２】
2005352244.tif 000009
【図３】
2005352244.tif 000010