(57)【要約】【課題】  保護層形成用塗工液を用いて形成する帯電ローラの保護層を、表面粗さを小さくするとともに均一な膜厚に形成することである。【解決手段】  半導電性弾性層１２の表面に形成された保護層１３を具備する帯電ローラ２において、保護層１３への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を含有した保護層形成用塗工液を塗工することにより保護層１３が形成され、微粒子の体積平均粒径は保護層１３の表面粗さが１μｍ以下となるように微細化されている。このため、帯電ローラ２の表面が平滑になり、保護層１３の膜厚を均一に形成することが可能となる。したがって、保護層１３を備えた帯電ローラ２を回転させて行う像担持体１の帯電時には、帯電ローラ２と像担持体１との間の距離が略一定に維持され、像担持体１に帯電ムラが発生せず、像担持体１の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが防止される。【選択図】    図１
2005091414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、
前記導電性支持体上にロール状に形成された半導電性弾性層と、
前記半導電性弾性層の表面に形成された保護層と、を具備し、
前記保護層は、前記保護層への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を含有した保護層形成用塗工液を塗工することにより形成され、前記微粒子の体積平均粒径は前記保護層の表面粗さが１μｍ以下となるように微細化されている帯電ローラ。
【請求項２】
前記保護層の膜厚が０．１〜５μｍである請求項１記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記微粒子は、フッ素原子含有樹脂微粒子である請求項１又は２記載の帯電ローラ。
【請求項４】
保護層形成用塗工液に含まれていてこの保護層形成用塗工液を塗工することにより形成される保護層への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を体積平均粒径が５μｍ以下となるように分散させる分散工程と、
前記分散工程を経た前記保護層形成用塗工液に超音波を照射して前記微粒子の体積平均粒径を２μｍ以下に微細化させる超音波照射工程と、
前記超音波照射工程を経た前記保護層形成用塗工液を導電性支持体上にロール状に形成された半導電性弾性層の表面に塗工して保護層を形成する工程と、
を具備する帯電ローラの製造方法。
【請求項５】
前記微粒子は、フッ素原子含有樹脂微粒子である請求項４記載の帯電ローラの製造方法。
【請求項６】
前記分散工程は、前記保護層形成用塗工液に分散メディアを含有させて行うようにした請求項４又は５記載の帯電ローラの製造方法。
【請求項７】
前記分散工程は、前記保護層形成用塗工液を収容した容器に対し、毎分１００〜２０００回の振動を加えている請求項４ないし６のいずれか一記載の帯電ローラの製造方法。
【請求項８】
前記超音波照射工程で照射する超音波の周波数が１０〜１００ｋＨｚである請求項４ないし７のいずれか一記載の帯電ローラの製造方法。
【請求項９】
電子写真方式によりトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を回転可能に保持するカートリッジケースと、
前記カートリッジケース内に保持され、前記像担持体に対向配置されてトナー像を形成するトナーを前記像担持体に供給する現像器と、
前記カートリッジケース内に保持され、請求項１ないし３のいずれか一記載の帯電ローラと、
を具備するプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
電子写真方式によりトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に対向拘置された請求項１ないし３のいずれか一記載の帯電ローラと、
を具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電ローラ、帯電ローラの製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電ローラを用いた従来例の画像形成装置について図４を参照して説明する。装置本体（図示せず）内に感光体１０１が配置され、この感光体１０１の周囲に、帯電ローラ１０２、画像露光部１０３、現像器１０４、転写ローラ１０５、クリーニング装置１０６等が配置されている。この画像形成装置では、感光体１０１の表面が帯電ローラ１０２により一様に帯電され、一様に帯電された感光体１０１の表面が画像露光部１０３から出射されるレーザー光などにより露光され、静電潜像が形成される。その静電潜像に対して現像器１０４からトナーが供給されることによりトナー像が形成され、トナー像が転写ローラ１０５の作用で記録紙１０７に転写される。トナー像が転写された記録紙１０７は、定着装置（図示せず）で定着処理された後、排紙部（図示せず）に排紙される。トナー像の転写が行われた感光体１０１の表面には転写されずに残留した残留トナーが存在し、この残留トナーがクリーニング装置１０６によりクリーニングされる。クリーニング装置１０６は、クリーニングブラシ１０８やクリーニングブレード１０９を備えており、さらに、クリーニングブラシ１０８を用いて感光体１０１表面に塗布される潤滑剤１１０が設けられている。
【０００３】
これらの画像形成装置では、感光体１０１の表面に付着したトナー、潤滑剤などが帯電ローラ１０２に転移し、帯電ローラ１０２の表面が汚れる場合がある。帯電ローラ１０２の表面が汚れると、帯電ローラ１０２の帯電能力が低下し、画像形成装置が異常画像を出力する原因となることがある。
【０００４】
そこで、帯電ローラ１０２の汚れを抑制するために、帯電ローラ１０２を感光体１０１に対して非接触で帯電する方式を採用するとともに、帯電ローラ１０２の表面にフッ素樹脂の保護層を形成した発明が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。これらの保護層は、例えば、フッ素原子含有樹脂微粒子を分散させた保護層形成用塗工液を塗工することにより形成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８１１９０公報
【特許文献２】特開２００１−５２５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献においては、保護層形成用塗工液に含まれるフッ素原子含有樹脂微粒子の体積平均粒径についての言及がなされておらず、単に保護層形成用塗工液にフッ素原子含有樹脂微粒子を含ませただけでは、フッ素原子含有微粒子の体積平均粒径は２０μｍ以上の大きさに凝集され、分散性が低く沈殿しやすい。
【０００７】
このような保護層形成用塗工液を塗工して保護層を形成すると、その保護層の表面粗さが大きくなる。保護層の表面粗さが大きいと、帯電ローラの回転に伴い帯電ローラと感光体との間の距離が変化し、感光体に対する帯電ムラが生じ、帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが生じる。
【０００８】
また、このような保護層形成用塗工液を塗工して保護層を形成すると、体積平均粒径の大きなフッ素含有微粒子が含まれているためにその保護層を好適な膜厚（例えば、０．１〜５μｍ）に均一化することが困難である。保護層の膜厚がバラツキを生じると、帯電時に帯電ムラが生じ、帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが生じる。なお、保護層の膜厚が５μｍ以上になると、帯電電位の低下による地汚れも生じやすくなる。さらに、保護層形成用塗工液をスプレー方式で塗工する場合には、フッ素原子含有樹脂微粒子が大きいと、塗工装置のノズルが目詰まりしやすくなり、均一な膜厚の保護層を形成することがより一層困難になる。
【０００９】
本発明の目的は、保護層形成用塗工液を用いて形成する帯電ローラの保護層を、表面粗さを小さくするとともに均一な膜厚に形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明の帯電ローラは、導電性支持体と、前記導電性支持体上にロール状に形成された半導電性弾性層と、前記半導電性弾性層の表面に形成された保護層と、を具備し、前記保護層は、前記保護層への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を含有した保護層形成用塗工液を塗工することにより形成され、前記微粒子の体積平均粒径は前記保護層の表面粗さが１μｍ以下となるように微細化されている。
【００１１】
したがって、保護層への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を含有した保護層形成用塗工液を塗工することにより形成された保護層の表面粗さが１μｍ以下と小さくなり、帯電ローラの表面が平滑になる。さらに、微粒子が微細化されていることにより、保護層の膜厚を均一に形成することが可能となる。このため、この保護層を備えた帯電ローラを回転させて行う像担持体の帯電時には、帯電ローラと像担持体との間の距離が略一定に維持され、像担持体に帯電ムラが発生せず、像担持体の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが防止される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の帯電ローラにおいて、前記保護層の膜厚が０．１〜５μｍである。
【００１３】
したがって、保護層の膜厚を０．１μｍ以上とすることにより保護層としての耐久性を確保することができ、保護層の膜厚を５μｍ以下とすることにより像担持体の帯電電位の低下及び帯電電位の低下による地汚れが防止される。
【００１４】
なお、保護層の膜厚のより好適な範囲としては、０．５〜３μｍである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の帯電ローラにおいて、前記微粒子は、フッ素原子含有樹脂微粒子である。
【００１６】
したがって、フッ素原子含有樹脂微粒子は外部物質の付着を防止する機能が高いので、像担持体表面に付着したトナーなどの物質が帯電ローラに転移することが抑制され、帯電ローラが汚れることが原因となる帯電能力の低下が防止される。
【００１７】
請求項４記載の発明の帯電ローラの製造方法は、保護層形成用塗工液に含まれていてこの保護層形成用塗工液を塗工することにより形成される保護層への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子を体積平均粒径が５μｍ以下となるように分散させる分散工程と、前記分散工程を経た前記保護層形成用塗工液に超音波を照射して前記微粒子の体積平均粒径を２μｍ以下に微細化させる超音波照射工程と、前記超音波照射工程を経た前記保護層形成用塗工液を導電性支持体上にロール状に形成された半導電性弾性層の表面に塗工して保護層を形成する工程と、を具備する。
【００１８】
したがって、微粒子を含有する保護層形成用塗工液に対し、分散工程、超音波工程を施すことにより、微粒子は体積平均粒径が２μｍ以下となるように分散され、この保護層形成用塗工液を塗工して形成される保護層の表面粗さが１μｍ以下となるように、及び、保護層の膜厚を５μｍ以下に均一に形成することが可能となる。このようにして形成された保護層を備えた帯電ローラを回転させて行う像担持体の帯電時には、帯電ローラと像担持体との間の距離が略一定に維持され、像担持体に帯電ムラが発生せず、像担持体の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが防止され、さらに、像担持体の帯電電位の低下及び帯電電位の低下による地汚れが防止される。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の帯電ローラの製造方法において、前記微粒子は、フッ素原子含有樹脂微粒子である。
【００２０】
したがって、フッ素原子含有樹脂微粒子は外部物質の付着を防止する機能が高いので、像担持体表面に付着したトナーなどの物質が帯電ローラに転移することが抑制され、帯電ローラが汚れることが原因となる帯電能力の低下が防止される。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明の帯電ローラの製造方法において、前記分散工程は、前記保護層形成用塗工液に分散メディアを含有させて行うようにした。
【００２２】
したがって、微粒子が分散メディアにより押しつぶされ、分散が促進される。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項４ないし６のいずれか一記載の帯電ローラの製造方法において、前記分散工程は、前記保護層形成用塗工液を収容した容器に対し、毎分１００〜２０００回の振動を加えている。
【００２４】
したがって、凝集している微粒子の分散が促進される。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項４ないし７のいずれか一記載の発明の帯電ローラの製造方法において、前記超音波照射工程で照射する超音波の周波数が１０〜１００ｋＨｚである。
【００２６】
超音波の周波数が１０ｋＨｚより低い場合は、キャビテーション強度が弱くなって微細化する能力が低下し、超音波照射の効果が十分に得られないことがある。一方、超音波の周波数が１００ｋＨｚより高い場合は、凝集作用が強く発現してくるため微細化する効果が十分に得られないことがある。
【００２７】
したがって、照射する超音波の周波数を１０〜１００ｋＨｚとすることにより、微粒子を効果的に微細化することができる。なお、照射する周波数のより好適な範囲は、１５〜６０ｋＨｚである。
【００２８】
請求項９記載の発明のプロセスカートリッジは、電子写真方式によりトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体を回転可能に保持するカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に保持され、前記像担持体に対向配置されてトナー像を形成するトナーを前記像担持体に供給する現像器と、前記カートリッジケース内に保持され、請求項１ないし３のいずれか一記載の帯電ローラと、を具備する。
【００２９】
したがって、このプロセスカートリッジによれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の発明と同じ作用を奏する。
【００３０】
請求項１０記載の発明の画像形成装置は、電子写真方式によりトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に対向拘置された請求項１ないし４のいずれか一記載の帯電ローラと、を具備する。
【００３１】
したがって、この画像形成装置によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の発明と同じ作用を奏する。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１記載の発明によれば、帯電ローラを回転させて行う像担持体の帯電時には帯電ローラと像担持体との間の距離を略一定に維持して像担持体に帯電ムラが発生することを防止でき、像担持体の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラの発生を防止できる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、保護層としての耐久性を確保することができ、さらに、像担持体の帯電電位の低下及びその帯電電位の低下による地汚れを防止できる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、帯電ローラの汚れを防止することができ、帯電ローラの汚れが原因となる帯電能力の低下を防止できる。
【００３５】
請求項４記載の発明によれば、帯電ローラを回転させて行う像担持体の帯電時には帯電ローラと像担持体との間の距離を略一定に維持して像担持体に帯電ムラが発生することを防止でき、像担持体の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラの発生を防止できる。
【００３６】
請求項５記載の発明によれば、帯電ローラの汚れを防止することができ、帯電ローラの汚れが原因となる帯電能力の低下を防止できる。
【００３７】
請求項６記載の発明によれば、分散工程での微粒子の分散を促進することができる。
【００３８】
請求項７記載の発明によれば、分散工程での微粒子の分散を促進することができる。
【００３９】
請求項８記載の発明によれば、超音波照射工程での被粒子の微細化を実現することができる。
【００４０】
請求項９記載の発明のプロセスカートリッジによれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の発明と同じ効果を奏することができる。
【００４１】
請求項１０記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の発明と同じ効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は画像形成装置の全体構成を示す概略図、図２は帯電ローラを示す縦断正面図である。
【００４３】
画像形成装置の全体構成は図４に示した画像形成装置と同じであり、装置本体（図示せず）内に像担持体であるドラム状の感光体１が配置され、この感光体１の周囲に、帯電ローラ２、画像露光部３、現像器４、転写ローラ５、クリーニング装置６等が配置されている。この画像形成装置では、感光体１の表面が帯電ローラ２により一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の表面が画像露光部３から出射されるレーザー光などにより露光され、静電潜像が形成される。その静電潜像に対して現像器４からトナーが供給されることによりトナー像が形成され、トナー像が転写ローラ５の作用で記録紙７に転写される。トナー像が転写された記録紙７は、定着装置（図示せず）で定着処理された後、排紙部（図示せず）に排紙される。トナー像の転写が行われた感光体１の表面には転写されずに残留した残留トナーが存在し、この残留トナーがクリーニング装置６によりクリーニングされる。クリーニング装置６は、クリーニングブラシ８やクリーニングブレード９を備えており、さらに、クリーニングブラシ８を用いて感光体１表面に塗布される潤滑剤１０が設けられている。
【００４４】
このような構成の下、本実施の形態の特徴的部分について以下に説明する。帯電ローラ２は、導電性支持体１１上に半導電性弾性層１２をロール状に形成した（被覆した）構造となっている。半導電性層１２はイオン導電材料（イオン導電剤）を分散した熱可塑性エラストマーで形成されている。
【００４５】
熱可塑性エストマーへのイオン導電剤の分散は二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより容易に行うことができる。また、導電性支持体１１を熱可塑性エラストマー組成物で被覆する場合には、押出成形機や射出成形機等の手段を用いることで、ゴム組成物に必要な加硫行程を経ることなく、半導電性弾性層１２の肉厚・形状を任意のものに仕上げることができる。
【００４６】
イオン導電剤としては、過酸化リチウム等のアルカリ金属過酸化物、過塩素酸リチウム等の過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩等の４級アンモニウム塩、リン酸エステル塩等があげられる。イオン導電剤の配合量については、半導電性弾性層１２の抵抗値を所定の範囲（１０５〜１０９Ωｃｍ程度）に調整する必要があることから、１００重量部の基材（熱可塑性エストマー）に対してイオン導電剤を１〜１０重量部の範囲で配合するのが好ましい。
【００４７】
イオン導電剤は、熱可塑性エラストマー中の不対電子を有する原子と一種の配位結合をするため、熱可塑性エラストマー中に分子レベルで均一に分散される。従って、カーボンブラック等の導電性顔料を分散した熱可塑性エラストマーにより形成された半導電性弾性層を有する導電材料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ぜず、部分的帯電不良等による画像欠陥が発生することがない。
【００４８】
半導電性弾性層１２を形成するための熱可塑性エラストマーは、帯電ローラ２に求められる柔軟性を有していればよく、熱可塑性エラストマーの種類等はとくに限定されるものではないが、好ましくは、構成成分としてポリエーテル連鎖、あるいはポリエステル連鎖が含まれている熱可塑性エラストマーのほうが、イオンの移動が容易になるので、半導電性弾性層１２の抵抗値のバラツキが小さくなり、安定した導電性を示す帯電ローラ２が得られる。
【００４９】
半導電性弾性層１２の表面には保護層１３が形成されている。保護層１３は、保護層形成用塗工液を作製し、この保護層形成用塗工液を半導電性弾性層１２の表面に塗工することにより形成されている。さらに、この保護層１３には、保護層１３への外部物質の付着を防止する機能を発現する微粒子、例えば、撥水性樹脂微粒子であるフッ素原子含有樹脂微粒子が含有されている。保護層１３がフッ素原子含有樹脂微粒子を含有することにより、感光体１の表面に付着しているトナーや潤滑剤等が帯電ローラ２に転移することが防止され、帯電ローラ２にトナーや潤滑剤が付着して帯電ローラ２が汚れるということが防止される。
【００５０】
保護層にはイオン導電剤を添加しても良い。イオン導電剤としては過酸化リチウム等のアルカリ金属過酸化物、過塩素酸リチウム等の過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩等の４級アンモニウム塩、リン酸エステル塩等があげられる。
【００５１】
保護層１３の膜厚は０．１〜５μｍの範囲が適当であるが、やや厚く保護層を形成させた帯電ローラ２では帯電電位が低下することによる地汚れが生じるなどの画像欠陥を有するため、０．５〜３μｍの範囲がより好ましい。
【００５２】
保護層１３の体積抵抗は、大きすぎると感光体１の帯電電位低下を引き起こし地汚れの原因となるので、１０６〜１０11Ωｃｍであることが好ましい。
【００５３】
保護層１３の表面の摩擦係数は、フッ素原子含有樹脂粒子を適度に含有させることによりその特性を発揮させるために０．０１〜０．４であることが好ましい。
【００５４】
保護層１３の表面粗さは、大きすぎると帯電ローラ２上において帯電ローラ２と感光体１間の距離に差が生じ画像ムラの原因となるので、１μｍ以下であることが好ましい。保護層１３の表面粗さを１μｍ以下とするためには、保護層１３を形成する保護層形成用塗工液に含有されるフッ素原子含有樹脂微粒子を微細化することにより実現されている。
【００５５】
保護層１３の表面粗さが１μｍ以下と小さくなることにより、帯電ローラ２の表面が平滑になる。さらに、フッ素原子含有樹脂微粒子が微細化されていることにより、保護層１３の膜厚を均一に形成することが可能となる。このため、この保護層１３を備えた帯電ローラ２を回転させて行う感光体１の帯電時には、帯電ローラ２と感光体１との間の距離が略一定に維持され、感光体１に帯電ムラが発生せず、感光体１の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが防止される。
【００５６】
保護層１３を形成するための保護層形成用塗工液の作製は、保護層形成用塗工液に含まれているフッ素原子含有樹脂微粒子を体積平均粒径が５μｍ以下となるように分散させる分散工程と、この分散工程を経た保護層形成用塗工液に超音波を照射してフッ素原子含有樹脂微粒子の体積平均粒径を２μｍ以下に微細化させる超音波照射工程とを経て行われる。
【００５７】
分散工程においては、フッ素原子含有樹脂微粒子に分散メディアを含有させて行うことが好適である。分散メディアの材質としては、分散メディアの摩耗により不純物が保護層形成用塗工液に混じることがあるので、磨耗が生じにくいジルコニアボールを用いることが好ましい。分散メディアの径はφ０．３〜φ５ｍｍであることが好ましい。φ０．３ｍｍ未満の分散メディアを用いると、分散後にその分散メディアを分離する際の手間がかかるようになる。φ５ｍｍを越える分散メディアを用いると、分散力が低下し、微細な分散が行われないことがある。分散メディアを該塗工液に含有させ高速振動させる際に、加えられる振動数が毎分１００〜２０００回が好適である。保護層形成用塗工液と分散メディアとを入れた容器に対してＡ：縦方向への振動、Ｂ：横方向への振動、Ｃ：縦方向、横方向の組み合わさった振動、Ｄ：円を描くような振動のうち、Ａ〜Ｄのいずれかひとつの振動を与えることにより行われることが好ましい。このような振動を与えることにより、本発明の効果はより顕著となり、より分散性が良好である保護層形成用塗工液を提供可能となる。
【００５８】
超音波照射工程においては、分散工程を経た保護層形成用塗工液に照射される超音波の周波数は、フッ素原子含有樹脂微粒子をさらに分散させて微細化するためには１０〜１００ｋＨｚであることが好ましい。１０ｋＨｚより低い場合は、キャビテーション強度が弱くなり分散能力が低下し超音波の効果が十分に得られないことがある。一方、１００ｋＨｚより高い場合は、凝集作用が強く発現してくるため分散効果が十分に得られないことがある。さらに好ましい周波数範囲は、１５〜６０ｋＨｚであり、この範囲では超音波による分散効果が発現し、かつ凝集作用は強く発現しない。また、超音波照射時間としては、１分以上、６０分以下であることが好ましい。１分以下である場合は、本発明の効果が見られず、６０分以上では保護層形成用塗工液が含有するバインダー樹脂の分子量が低下するなどの悪影響が生じることがある。
【００５９】
以上のようにして作製した保護層形成用塗工液の塗工は、浸漬塗工、スプレー塗工、ブレード塗工、ナイフ塗工等の常法の塗工方法を用いて行うことができる。特に、量産性、塗膜品質などの面から浸漬塗工、スプレー塗工が有利である。スプレー塗工する際には、一度に多量の塗工液を吹き付けると半導電性弾性層１２の表面に保護層形成用塗工液が滞留して乾燥時に膜厚のムラとなるので、注意が必要である。
【００６０】
なお、本実施の形態では、像担持体としてドラム状の感光体１を用いた場合を例に挙げて説明したが、像担持体としてシート状、エンドレスベルト状の感光体を用いることができる。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。本実施の形態は、上述した実施の形態で説明した帯電ローラ２をプロセスカートリッジ２１の構成部品としたものである。プロセスカートリッジ２１は、カートリッジケース２２、カートリッジケース２２内に収納保持された感光体１、カートリッジケース２２内に収納保持されて感光体１の周囲に配置された帯電ローラ２、現像器４、クリーニング装置６等により構成されている。
【００６２】
このプロセスカートリッジ２１は、画像形成装置内に着脱自在に取付けられている。
【００６３】
このような構成において、このプロセスカートリッジ２１を備えた画像形成装置における画像形成動作は第１の実施の形態の画像形成装置の画像形成動作と同じであり、感光体１の表面が帯電ローラ２により一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の表面に画像露光部から出射されたレーザー光などが照射されることにより静電潜像が形成され、この静電潜像にトナーが供給されることによりトナー像が形成される。
【００６４】
本実施の形態でも、帯電ローラ２の表面が平滑になり、保護層１３の膜厚を均一に形成することが可能となる。このため、この保護層１３を備えた帯電ローラを回転させて行う感光体１の帯電時には、帯電ローラ２と感光体１との間の距離が略一定に維持され、感光体１に帯電ムラが発生せず、感光体１の帯電ムラが原因となる地汚れや画像ムラが防止される。
【実施例】
【００６５】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００６６】
＜実施例１＞
ステンレススチール製の芯軸（φ６ｍｍ導電性支持体１１）を半導電性弾性層１２で被覆し、半導電性弾性層１２の表面に保護層１３を形成した。
【００６７】
半導電性弾性層１２の材料として、ポリエステル成分を含む熱可塑性エラストマー（エラステージES5000A、東ソー社製）１００重量部に、過塩素酸リチウム０．５重量部を配合した組成物を用い、この材料を押出成形機により成形して芯軸を被覆し、半導電性弾性層１２をφ１４mmとした。このときの半導電性弾性層１２の表面硬度はＪＩS-Ａで５０°、抵抗値は４×１０8Ωｃｍであった。
【００６８】
＜保護層形成用塗工液、保護層１３の作製方法＞
テトラヒドロフランが70重量部、シクロヘキサノンが２０重量部の溶媒に対して、パーフルオロアルコキシ樹脂微粒子（PFA微粒子）を２０重量部、３０wt%フッ素ブロック共重合体（モディパーF210：日本油脂製）（溶媒：メチルエチルケトン、キシレン）を６重量部加えた混合物を作製し、この混合物に対して、φ１ｍｍのジルコニアボールを用いて分散メディアとして含有させ、上記の混合物と分散メディアとを入れた容器に対して毎分１０００回の振動を加える。振動は縦方向に１２０分間加えた。この分散液（保護層形成用塗工液）に含まれる微粒子の体積平均粒径を遠心式粒度分布測定装置（堀場製作所製、超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA-700）により測定すると３．１５μmであった。
【００６９】
上記の分散液を２０重量部取り出し、これにテトラヒドロフランを２５重量部、シクロヘキサノンを４０重量部を溶媒とした濃度２．０wt%のビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂溶液を１２０重量部加え希釈分散液とした。希釈分散液に対して周波数２８ｋＨｚ、５００Ｗで超音波を１０分間、超音波洗浄用装置において照射し、実施例１の保護層形成塗工液とした。実施例１の保護層形成用塗工液を１週間静置保存した後に、保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、０．２６であった。実施例１の保護層形成塗工液を電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、その後１５０℃３０分間乾燥し、膜厚１μｍの保護層１３を形成し、実施例１用の帯電ローラを作製した。
【００７０】
＜実施例２＞
実施例２では、作製した帯電ローラの保護層１３の膜厚を０．５μｍとした点が実施例１と異なり、その他の点は実施例１と同じである。
【００７１】
＜実施例３＞
実施例３では、作製した帯電ローラの保護層１３の膜厚を３μｍとした点が実施例１と異なり、その他の点は実施例１と同じである。
【００７２】
＜実施例４＞
実施例４では、作製した帯電ローラの保護層１３の膜厚を３μｍとした点が実施例１と異なり、その他の点は実施例１と同じである。
【００７３】
＜実施例５＞
実施例５では、分散工程で保護層形成用塗工液に加える振動を、実施例１での毎分１０００回に代えて、毎分１００回とした点が第１の実施例と異なり、他の点は第１の実施例と同じである。分散工程後に分散液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定すると３．８９μｍであった。その後、実施例１と同様に超音波を照射し、１週間静置保存した後に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、１．６４であった。
【００７４】
＜実施例６＞
実施例６では、分散工程で保護層形成用塗工液に加える振動を、実施例１での毎分１０００回に代えて、毎分２５００回とした点が第１の実施例と異なり、他の点は第１の実施例と同じである。分散工程後に分散液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定すると４．２２μｍであった。その後、実施例１と同様に超音波を照射し、１週間静置保存した後に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、１．６８であった。
【００７５】
＜実施例７＞
実施例７では、実施例１と同様の分散液に対して、照射を行った超音波条件を実施例１での周波数２８ｋＨｚ、５００Ｗに代えて、周波数１０ｋＨｚ、５００Ｗとした点が異なり、他の点は第１の実施例と同じである。超音波を照射し、１週間静置保存した後に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、１．０６であった。
【００７６】
＜実施例８＞
実施例８では、実施例１と同様の分散液に対して、照射を行った超音波条件を実施例１での周波数２８ｋＨｚ、５００Ｗに代えて、周波数１００ｋＨｚ、５００Ｗとした点が異なり、他の点は第１の実施例と同じである。超音波を照射し、１週間静置保存した後に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、１．４３であった。
【００７７】
＜比較例１＞
上述した実施例１〜８と比較するために作製した比較例について説明する。比較例１では、実施例１における保護層１３を形成しなかったものである。
【００７８】
＜比較例２＞
比較例２では、実施例１で作製した分散液に超音波を照射しなかった点が実施例１と異なる。
【００７９】
＜比較例３＞
比較例３では、分散メディアによる分散を行わなかった点が実施例１と異なり、他の点は実施例１と同じである。超音波を照射する前に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ２２．３６μｍであった。
【００８０】
＜比較例４＞
φ１ｍｍのジルコニアボールを用いて毎分１０００回の振動を１２０分加えて分散工程を行ったことに代え、φ１０ｍｍのジルコニアボールを用いて毎分１００回の振動を１分間加える分散工程を行った点が実施例１と異なり、他の点は実施例１と同じである。分散工程後に分散液中に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定すると１６．７２μｍであった。その後、実施例１と同様に超音波を照射し、１週間静置保存した後に保護層形成用塗工液に含まれる微粒子の体積平均粒径を測定したところ、６．２１であった。
【００８１】
上述した実施例１〜８と比較例１〜４とにおける、保護層形成用塗工液に含有される微粒子の体積平均粒径、帯電ローラ表面の摩擦係数、帯電ローラの表面粗さについて測定した。さらに、実施例１〜８と比較例１〜４とで作製した帯電ローラを、感光体表面へ潤滑剤塗布機能を取り付けたリコー製Ｉｐｓｉｏ Ｃｏｌｏｒ ８１００改造機に搭載し、連続してトータル１万枚の印刷を行い、１万枚出力後の帯電ローラ表面の汚れの有無、初期画像及び１万枚印刷後の画像について評価を行った。印刷は６００ｄｐｉ相当の書き込みによってA4サイズ、画像面積率５%となるテスト画像を出力した。その測定結果及び評価結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
2005091414.tif 000003
【００８３】
この表１に示す結果から、保護層形成用塗工液を作製する工程において、分散工程で微粒子の体積平均粒径を５μｍ以下に分散させ、ついで、超音波照射して微粒子の体積平均粒径を２μｍ以下とすることにより、その保護層形成用塗工液を塗工して形成される保護層１３は、表面粗さが１μｍ以下であって平滑に形成されることが判明した。これにより、初期画像、１万枚印刷後の画像において、地汚れや画像ムラが生じなかった。
【００８４】
これに対し、超音波照射により微細化させる処理を行わないと（比較例２）、帯電ローラの表面粗さを十分に低下させることができず、１万枚出力後には地汚れ、画像ムラが発生する。
【００８５】
また、超音波照射に先立って分散工程の処理を行わないと、超音波照射を行っても微粒子の体積平均粒径を十分に小さくすることができず（比較例３）、帯電ローラの表面粗さが粗くなるため、１万枚出力後には地汚れ、画像ムラが発生する。
【００８６】
また、分散工程において、使用する分散メディアの良否によっては分散工程後の微粒子の体積平均粒径を十分に小さくすることができず（比較例４）、帯電ローラの表面粗さが粗くなるため、１万枚出力後には地汚れ、画像ムラが発生する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像形成装置の概略を示す正面図である。
【図２】帯電ローラを示す縦断正面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のプロセスカートリッジの概略を示す正面図である。
【図４】従来例の画像形成装置の概略を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１      像担持体
２      帯電ローラ
４      現像器
１１      導電性支持体
１２      半導電性弾性体
１３      保護層
２２      カートリッジケース
【図１】
2005091414.tif 000004
【図２】
2005091414.tif 000005
【図３】
2005091414.tif 000006
【図４】
2005091414.tif 000007