(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部、及び、該中央部の両外側にそれぞれ設けられた該中央部の外径より小径とされた小径部、よりなる導電性支持体と、その導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、を有する導電性部材において、
（イ）前記導電性部材が、軸方向を長尺とする帯電ローラであって、
（ロ）前記導電性支持体の中央部の両端と前記導電性支持体の小径部とによって、段差部が軸方向に形成され、
（ハ）前記電気抵抗調整層が、前記導電性支持体の段差部に倣って前記導電性支持体の前記小径部の一部又は全体を覆うように形成され、
（ニ）前記電気抵抗調整層が、前記帯電ローラ上の画像形成領域の一方の端部近傍に配置されたゲートと、前記帯電ローラ上の画像形成領域の他方の端部近傍に配置され且つ前記電気抵抗調整層の段差部を軸方向に形成するための反ゲートと、を有する成形型により成形され、
（ホ）前記導電性支持体の前記小径部を覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層には、該電気抵抗調整層の段差部が軸方向に形成され、
（ヘ）前記電気抵抗調整層に形成された段差部における該電気抵抗調整層の外径の寸法が、その内側の、前記導電性支持体の中央部に形成された、前記電気抵抗調整層の外径の寸法よりも小さくされている
ことを特徴とする導電性部材。
【請求項２】
前記電気抵抗調整層に形成された段差部における電気抵抗調整層の厚みＴ2が、該段差部Ｂの幅Ｌよりも小さくされていることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材。
【請求項３】
前記導電性支持体の段差部の角部が、テーパー形状、又は、Ｒ形状にされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記電気抵抗調整層が、加熱溶融された樹脂を、導電性支持体を挿入保持した金型に流入させ、冷却固化して、形成したもので、構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項５】
導電性部材が、円筒形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材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、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられる導電性部材及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真複写機、レーザープリンタ、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は、像担持体（感光体ドラム）に対して帯電処理を行う帯電部材、及び、感光体上のトナーに対して転写処理を行う転写部材として、導電性部材が用いられている。図５は、従来の帯電ローラを有する電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【０００３】
図６において、１２０は、従来の電子写真方式の画像形成装置である。従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、静電潜像が形成される像担持体１０１、像担持体１０１に接触して帯電処理を行う帯電ローラ１０２、レーザ光等の露光手段１０３、像担持体１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ１０４、帯電ローラ１０２にＤＣ電圧を印加するためのパワーパック１０５、像担持体１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ１０６、転写処理後の像担持体１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、像担持体１０１の表面電位を測定する表面電位計１０９から構成されている。
【０００４】
また、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、プロセスカートリッジ着脱方式の装置となっている。即ち、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０は、像担持体１０１、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、及び、クリーニング装置１０８を含むプロセス機器を一括して画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ１１０としている。このプロセスカートリッジ１１０は、少なくとも、像担持体１０１及び帯電ローラ１０２を備えていればよい。このプロセスカートリッジ１１０は、画像形成装置に対して所定の箇所に装着されることにより、画像形成装置本体側の駆動系及び電気系と接続状態となる。なお、図６では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本明細書において必要としないので、省略してある。
【０００５】
次に、従来の電子写真方式の画像形成装置１２０の基本的な作像動作について説明する。
【０００６】
像担持体１０１に接触された帯電ローラ１０２に対してＤＣ電圧をパワーパック１０５から給電すると、像担持体１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が像担持体１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、像担持体１０１の照射された部分は、その電位が低下する。このような帯電ローラ１０２による像担持体１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と像担持体１０１との間の微少空間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。
【０００７】
画像光は、画像の白／黒に応じた光量の分布であるので、かかる画像光が照射されると、画像光の照射によって像担持体１０１の面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜像が形成される。このように静電潜像が形成された像担持体１０１の部分が現像ローラ１０４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電画像を可視像化したトナー像が形成される。かかるトナー像が形成された像担持体１０１の部分に、記録紙１０７が所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により搬送され、前記トナー像に重なる。そして、このトナー像が転写ローラ１０６によって記録紙に転写された後、該記録紙１０７は、像担持体１０１から分離される。分離された記録紙１０７は、搬送経路を通って搬送され、定着ユニット（図示せず）によって、加熱定着された後、機外へ排出される。このようにして転写が終了すると、像担持体１０１は、その表面がクリーニング装置１０８によりクリーニング処理され、さらに、クエンチングランプ（図示せず）により、残留電荷が除去されて、次回の作像処理に備えられる。
【０００８】
従来の帯電ローラを用いた帯電方式には、像担持体に帯電ローラを接触させる接触帯電方式のものがある（特許文献１，２を参照。）が、このような従来の接触帯電方式には、
（１）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、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ跡を残すこと、
（２）帯電ローラに交流電圧を印加したときに、被帯電体に接触している帯電ローラが振動するので、帯電音が発生すること、
（３）像担持体上のトナーが帯電ローラに付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラの帯電性能が低下すること、
（４）帯電ローラを構成している物質が像担持体へ付着すること、及び、
（５）像担持体を長期停止したときに、帯電ローラが永久変形すること、
といった問題があった。
【０００９】
このような問題を解決する技術として、帯電ローラを像担持体に近接させるようにした近接帯電方式による帯電装置（特許文献３，４を参照。）が提案されている。この近接帯電方式による帯電装置は、帯電ローラを像担持体に最近接距離（５０〜３００μｍ）になるように対向させて、帯電ローラに電圧を印加することにより、像担持体の帯電を行うようにしたものである。この近接帯電方式による帯電装置では、ローラと像担持体とが接触していないので、従来の接触帯電方式による帯電装置において問題となっていた、帯電ローラを構成している物質が像担持体へ付着すること、及び、像担持体が長期停止したときに永久変形すること、といった問題はない。また、この近接帯電方式による帯電装置では、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるので、像担持体上のトナー等が帯電ローラに付着することが少ない。したがって、近接帯電方式による帯電装置は、優れた帯電装置といえる。
【００１０】
前記特許文献３，４に記載された近接帯電方式による帯電装置では、帯電ローラと像担持体との間に空隙を保持するために、スペーサリング層が帯電ローラの両端部に設けられている。しかしながら、これらの近接帯電方式による帯電装置では、空隙を精密に設定する工夫がなされていないので、帯電ローラ及びスペーサリングの寸法精度がばらつくことによって空隙が変動し、そのために、像担持体の帯電電位が変動し、よって、画像形成時に白地にトナーが付着して画像不良が発生する、という問題があった。
【００１１】
かかる問題を解決するために、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持手段を備えた帯電装置（特許文献５を参照。）が提案されたが、このテープ状の空隙保持手段を備えた帯電装置では、これを長期間にわたって使用すると、テープ状の空隙保持手段が磨耗し、また、帯電ローラとテープ状の空隙保持手段との間にトナーが進入し固着するので、像担持体の表面と帯電ローラの表面との間に空隙を保持できないという問題があった。また、このテープ状の空隙保持手段を備えた帯電装置では、テープ状の空隙保持手段の厚みがばらつくので、像担持体の表面と帯電ローラの表面との間の空隙を高精度に形成することができないという問題もあった。
【００１２】
図７は、このような問題を解決するために、本発明者らが提案した導電性部材（特許文献６を参照。）の説明図である。図７に示すように、この導電性部材では、電気抵抗調整層２０２の両端部に空隙保持部材２０３が圧入されていて、空隙保持部材２０３が電気抵抗調整層２０２の端面と導電性支持体２０１とに接した構造となっている。導電性部材の長期の信頼性を向上させるために、空隙保持部材２０３と導電性支持体２０１との間に接着剤を塗布して、空隙保持部材２０３の固定を確実なものとすることができるが、空隙保持部材２０３がポリオレフィン系の樹脂で構成され、そして、導電性支持体２０１が金属で構成される場合には、空隙保持部材２０３と導電性支持体２０１との線膨張係数が大きくなるので、低温環境又は高温環境では、導電性支持体２０１と空隙保持部材２３との界面で剥離が発生し、そのために、導電性部材の長期に渡る信頼性が若干劣ることとなる。また、導電性部材に長時間の通電を行うと、空隙保持部材２０３と導電性支持体２０１との間の接着強度が弱くなっていく。接着強度が弱くなって空隙保持部材が動いてしまうと、像担持体と導電性支持体との間の空隙（図４におけるＧを参照。）の精度が変動するので、帯電むらが生じやすくなる。特に、空隙を高精度にする場合は、電気抵抗調整層２０２と空隙形成部材２０３を同時に研削加工、切削加工等の除去加工（特許文献７を参照。）を施して達成することができるが、空隙保持部材２０３の固定が十分でないと、除去加工時に空隙部材が回転してしまうので、接着剤を塗布して、より強固に空隙保持部材を固定することが必要となる。
【００１３】
空隙保持部材２０３と電気抵抗調整層２０２とはトナー固着性を考慮して異なった材質で形成するが、電気抵抗調整層２０２の抵抗調整剤として、吸水性の高いイオン導電剤が使用されているので、高温高湿時には、電気抵抗調整層２０２が吸湿して寸法変動が発生する。空隙保持部材２０３は、絶縁性及び耐トナー固着性を考慮すると、オレフィン系材料で構成されていることが好ましいが、オレフィン系材料は、低吸水材料であるので、電気抵抗調整層に比べ高温高湿時の寸法変動量が小さく、そのために、環境変動で高精度に形成された像担持体と導電性支持体との間の空隙（図４におけるＧを参照。）が変動するといった問題が発生あった。
【００１４】
電気抵抗調整層を導電性支持体上に形成させる技術としては、電気抵抗調整層を熱可塑性樹脂とし、金型内に導電性支持体を挿入し射出成形した後、これを冷却、固化させるものがある。このような電気抵抗調整層を導電性支持体上に形成させる技術において、導電性支持体の端部に段差部を設けて成形後の樹脂の軸方向の変動を規制するものが本発明者らによって提案されている（特願２００７−４９３４２）。しかしながら、この技術では、段差部が設けられた導電性支持体の端部に形成された電気抵抗調整層の端部の部分の成形容積が他の部分に比べ大きくなるので、この部分でひけが発生し易くなるという問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開平１−２６７６６７号公報
【特許文献３】特開平３−２４００７６号公報
【特許文献４】特開平４−３５８１７５号公報
【特許文献５】特開２００１−２９６７２３号公報
【特許文献６】特開２００４−３５４４７７号公報
【特許文献７】特開２００５−９１８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１６】
即ち、本発明は、電気抵抗調整層の端部の部分に生じるひけの発生を防止して、電気抵抗調整層の外径寸法精度（空隙保持精度）を向上させることにより、環境条件において長期間にわたって使用しても像担持体と導電性部材との間に安定した空隙を維持させた導電性部材及びそれを有するプロセスカートリッジ、並びに、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、電気抵抗調整層の端部の部分に生じるひけの発生の原因について探求したところ、
１）段差部が設けられた導電性支持体の端部に形成された電気抵抗調整層の端部の部分では、容積が大きいので、冷却速度が遅く（即ち、内部の部分の冷却が遅く）、そのために、先に冷却・固化した外周側の樹脂が内部の部分の冷却時に倣って変形して容積減少が生じ、よって、導電性支持体の端部に形成された電気抵抗調整層の端部の表面にひけ（窪み）が発生すること、及び、
２）成形型の反ゲート側（即ち、反樹脂流入側）では、流入樹脂の充填が小さくなるので、成形圧力が伝達しづらくなり、そのために、流入樹脂密度が小さくなり、よって、冷却・固化による容積減少が顕著になること、
といったた知見を得た。
【００１８】
そして、本発明者らは、かかる知見に基づいて、中央部、及び、該中央部の両外側にそれぞれ設けられた該中央部の外径より小径とされた小径部、よりなる導電性支持体と、その導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、を有する導電性部材において、（イ）前記導電性部材が、軸方向を長尺とする帯電ローラであって、（ロ）前記導電性支持体の中央部の両端と前記導電性支持体の小径部とによって、段差部が軸方向に形成され、（ハ）前記電気抵抗調整層が、前記導電性支持体の段差部に倣って前記導電性支持体の前記小径部の一部又は全体を覆うように形成され、（ニ）前記電気抵抗調整層が、前記帯電ローラ上の画像形成領域の一方の端部近傍に配置されたゲートと、前記帯電ローラ上の画像形成領域の他方の端部近傍に配置され且つ前記電気抵抗調整層の段差部を軸方向に形成するための反ゲートと、を有する成形型により成形され、（ホ）前記導電性支持体の前記小径部を覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層には、該電気抵抗調整層の段差部が軸方向に形成され、そして、（ヘ）前記電気抵抗調整層に形成された段差部における該電気抵抗調整層の外径の寸法が、その内側の、前記導電性支持体の中央部に形成された、前記電気抵抗調整層の外径の寸法よりも小さくされているものとしたところ、前記電気抵抗調整層の端部の部分に生じるひけの発生を防止して、前記電気抵抗調整層の外径寸法精度（空隙保持精度）を向上させることにより、環境条件において長期間にわたって使用しても像担持体と導電性部材との間に安定した空隙を維持させた導電性部材を提供できることを見出して本発明を完成するに至った。
【００１９】
即ち、請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、中央部、及び、該中央部の両外側にそれぞれ設けられた該中央部の外径より小径とされた小径部、よりなる導電性支持体と、その導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、を有する導電性部材において、
（イ）前記導電性部材が、軸方向を長尺とする帯電ローラであって、
（ロ）前記導電性支持体の中央部の両端と前記導電性支持体の小径部とによって、段差部が軸方向に形成され、
（ハ）前記電気抵抗調整層が、前記導電性支持体の段差部に倣って前記導電性支持体の前記小径部の一部又は全体を覆うように形成され、
（ニ）前記電気抵抗調整層が、前記帯電ローラ上の画像形成領域の一方の端部近傍に配置されたゲートと、前記帯電ローラ上の画像形成領域の他方の端部近傍に配置され且つ前記電気抵抗調整層の段差部を軸方向に形成するための反ゲートと、を有する成形型により成形され、
（ホ）前記導電性支持体の前記小径部を覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層には、該電気抵抗調整層の段差部が軸方向に形成され、
（ヘ）前記電気抵抗調整層に形成された段差部における該電気抵抗調整層の外径の寸法が、その内側の、前記導電性支持体の中央部に形成された、前記電気抵抗調整層の外径の寸法よりも小さくされている
ことを特徴とする導電性部材である。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記電気抵抗調整層に形成された段差部における電気抵抗調整層の厚みが、該段差部の幅よりも小さくされていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記導電性支持体の段差部の角部が、テーパー形状、又は、Ｒ形状にされていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記電気抵抗調整層が、加熱溶融された樹脂を、導電性支持体を挿入保持した金型に流入させ、冷却固化して、形成したもので、構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、導電性部材が、円筒形状であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有していることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載された発明によれば、中央部、及び、該中央部の両外側にそれぞれ設けられた該中央部の外径より小径とされた小径部、よりなる導電性支持体と、その導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、を有する導電性部材において、（イ）前記導電性部材が、軸方向を長尺とする帯電ローラであって、（ロ）前記導電性支持体の中央部の両端と前記導電性支持体の小径部とによって、段差部が軸方向に形成され、（ハ）前記電気抵抗調整層が、前記導電性支持体の段差部に倣って前記導電性支持体の前記小径部の一部又は全体を覆うように形成され、（ニ）前記電気抵抗調整層が、前記帯電ローラ上の画像形成領域の一方の端部近傍に配置されたゲートと、前記帯電ローラ上の画像形成領域の他方の端部近傍に配置され且つ前記電気抵抗調整層の段差部を軸方向に形成するための反ゲートと、を有する成形型により成形され、（ホ）前記導電性支持体の前記小径部を覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層には、該電気抵抗調整層の段差部が軸方向に形成され、そして、（ヘ）前記電気抵抗調整層に形成された段差部における該電気抵抗調整層の外径の寸法が、その内側の、前記導電性支持体の中央部に形成された、前記電気抵抗調整層の外径の寸法よりも小さくされているので、前記電気抵抗調整層の端部の部分に生じるひけの発生を防止して、前記電気抵抗調整層の外径寸法精度（空隙保持精度）を向上させることにより、環境条件において長期間にわたって使用しても像担持体と導電性部材との間に安定した空隙を維持させた導電性部材を提供することができる。
【００２８】
請求項２に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層に形成された段差部における電気抵抗調整層の厚みが、該段差部の幅よりも小さくされているので、冷却固化の際のひけは幅方向の方が大きくなって、相対的に厚み方向のひけ量が小さくなり、それらのために、外径精度及び空隙保持寸法の精度を安定、向上させることができる。
【００２９】
請求項３に記載された発明によれば、前記導電性支持体の段差部の角部が、テーパー形状、又は、Ｒ形状にされているので、段差部で加熱溶融された樹脂の形状変化を緩やかに変化させることができ、そのために、加熱溶融された樹脂の冷却固化の状態に連続性を持たせることができ、よって、ひけの領域が長くなるものの、ひけの深さを減少させることができる。
【００３０】
請求項４に記載された発明によれば、前記電気抵抗調整層が、加熱溶融された樹脂を、導電性支持体を挿入保持した金型に流入させ、冷却固化して、形成したもので構成されているので、形状安定性の優れたたものとなる。
【００３１】
請求項５に記載された発明によれば、導電性部材が円筒形状であるので、導電性部材を回転させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減させることができ、よって、導電性部材の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有しているプロセスカートリッジとするので、長期に渡って安定した画質を得ることできると共に、交換が簡素化されてユーザーメンテナンスが可能となる。
【００３４】
請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有する画像形成装置とするので、信頼性の高い高画質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施の形態を示す導電性部材（帯電ローラ）の一部断面図である。図２は、電気抵抗調整層を成形する際にひけが形成される原因を説明する段差部分の一部拡大説明図である。図３は、本発明の一実施の形態を示す導電性部材（帯電ローラ）の両側に空隙保持部材を圧入した状態を示す説明図である。図４は、導電性部材（帯電ローラ）を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。図５は、本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。
【００３７】
図１〜３において、１０は、導電性部材（帯電ローラ）である。導電性部材（帯電ローラ）１０は、中央部１ａ、及び、該中央部１ａの両外側にそれぞれ設けられた該中央部１ａの外径より小径とされた小径部１ｂ、よりなる導電性支持体（芯金）１と、その導電性支持体１上に形成された電気抵抗調整層２と、を有している。そして、前記する導電性部材１０においては、（イ）前記導電性支持体１の中央部１ａの両端と前記導電性支持体１の小径部１ｂとによって、段差部Ｂが軸方向に形成され、（ロ）前記電気抵抗調整層２が、前記導電性支持体１の段差部Ｂに倣って前記導電性支持体１の前記小径部１ｂの一部又は全体を覆うように形成され、（ハ）前記導電性支持体１の前記小径部１ｂを覆うように成形型７の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層２には、該電気抵抗調整層２の段差部Ｂが軸方向に形成され、そして、（ニ）前記電気抵抗調整層２の段差部Ａにおける該電気抵抗調整層２の外径ｒの寸法が、その内側の、前記導電性支持体１の中央部１ａに形成された、前記電気抵抗調整層２の外径の寸法よりも小さくされている。
【００３８】
このように、導電性部材（帯電ローラ）１０は、中央部１ａ、及び、該中央部１ａの両外側にそれぞれ設けられた該中央部１ａの外径より小径とされた小径部１ｂ、よりなる導電性支持体１と、その導電性支持体１上に形成された電気抵抗調整層２と、を有する導電性部材（帯電ローラ）１０において、（イ）前記導電性支持体１の中央部１ａの両端と前記導電性支持体１の小径部１ｂとによって、段差部Ｂが軸方向に形成され、（ロ）前記電気抵抗調整層２が、前記導電性支持体１の段差部Ｂに倣って前記導電性支持体１の前記小径部１ｂの一部又は全体を覆うように形成され、（ハ）前記導電性支持体１の前記小径部１ｂを覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層２には、該電気抵抗調整層２の段差部Ａが軸方向に形成され、そして、（ニ）前記電気抵抗調整層２の段差部Ａにおける該電気抵抗調整層２の外径ｒの寸法が、その内側の、前記導電性支持体１の中央部１ａに形成された、前記電気抵抗調整層２の外径の寸法よりも小さくされていると、前記電気抵抗調整層２の端部の部分に生じるひけの発生を防止して、前記電気抵抗調整層２の外径寸法精度（空隙保持精度）を向上させることにより、環境条件において長期間にわたって使用しても像担持体と導電性部材との間に安定した空隙（図４におけるＧを参照）を維持させた導電性部材１０を提供することができる。
【００３９】
前記電気抵抗調整層２が導電性支持体１上に形成されて、導電性部材１０となるが、画像形成装置の小型化などの要求により、導電性部材１０の外径は小さくなる傾向にある。Ａ３サイズでは、導電性部材１０の全長が３００〜３５０ｍｍでその外径が１０〜１５ｍｍ程度となり、導電性支持体１の端部のベアリング部は組み付けの関係上、その外径が５〜８ｍｍ程度の細長い形状の部品構成となる。その際、部材の剛性、強度を確保する為には、電気抵抗調整層２の内部で導電性支持体１の形状を大きくする必要がある。たわみ剛性は、外径の４乗変化し、ねじり剛性は、外径の３乗で変化するので、ベアリング部以外の導電性支持体の外径は、８〜１２ｍｍ程度まで大きくすることが好ましい。また、電気抵抗調整層２を樹脂材料で構成する際、成形時の残留応力が経時で緩和されたり、吸湿により形状が変動する。導電性支持体１に樹脂を被覆した長尺物では収縮は軸方向に発生する。それ故、本発明においては、前記導電性支持体１の前記小径部１ｂを覆うように成形型の反ゲート側に形成された前記電気抵抗調整層２には、該電気抵抗調整層２の段差部Ａが軸方向に形成されていて、前記電気抵抗調整層２の段差部Ａにおける該電気抵抗調整層２の外径ｒの寸法が、前記導電性支持体１の中央部１ａに形成された前記電気抵抗調整層２の外径Ｒの寸法よりも小さくされている。
【００４０】
射出成形、トランスファー成形など、溶融樹脂をゲートを通じて成形金型内に流入させる場合、ゲートに近い位置では成形樹脂圧力の損失が小さいので、充分な成形樹脂圧力が確保できるが、ゲートから遠い位置（反ゲート）では溶融樹脂が成形金型内を流れるので、圧力損失が大きくなり、成形樹脂圧力が減少する。成形樹脂圧力が減少すると、成形樹脂の充填容積（密度）も減少しやすくなるので、反ゲート側でひけが発生し易くなる。それ故、本発明においては、反ゲート側に段差部Ａが軸方向に設けられている。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、前記電気抵抗調整層２を射出成形、押し出し成形で成形する場合には、溶融した成形樹脂２Ａの流動性が成形金型７内で制限されたり、成形樹脂２Ａの流入ゲートから離れる程（反ゲート側）、成形樹脂２Ａが流れ難くなりるので、反ゲート側では樹脂材料のひけ、未充填、ボイドなどの形状的な副作用が生じる。また、図２（ｂ）に示すように、導電性支持体１に段差部Ｂを設けた場合、段差部Ａにおける電気抵抗調整層２の厚み（肉厚）Ｔ2 の大きくなる段部領域ＬB では、容積が大きくなる為、表層に比べ、樹脂層内部の冷却固化が遅くなり、成形外形が成形金型７に部分的に転写されないひけが生じやすくなる。
【００４２】
本発明においては、電気抵抗調整層２の段差部Ａの外径ｒの寸法を、その内側の、前記導電性支持体１の中央部１ａに形成された、前記電気抵抗調整層２の外径Ｒの寸法より小さく形成して、該段差部Ａの電気抵抗調整層２の容積（段差部Ａにおける電気抵抗調整層２の厚みＴ2 ）を減少させることにより、その表層と内部の冷却・固化の時間差を縮め、成形樹脂によるひけの発生を防止する。また、本発明においては、段差部Ａの外径ｒを小さくしてその部分における電気抵抗調整層２の厚みＴ2 を減少させる。導電性部材１０、成形品の外径を切削して仕上げることを前提にしているので、外径切削で挽き残りがでない外径ｒまで成形径を減少させることは可能である。外径ｒを減少させるには、外径変化をテーパー状に変化させても良い。図１において、Ｔ1 は、導電性支持体１の中央部１A 上に形成された電気抵抗調整層２の厚みである。
【００４３】
また、本発明においては、前記電気抵抗調整層２に形成された段差部Ａにおける電気抵抗調整層２の厚みＴ2 は、該段差部Ｂの幅ＬB よりも小さくされている。このように、前記電気抵抗調整層２に形成された段差部Ａにおける電気抵抗調整層２の厚みＴ2 が、該段差部Ａの幅ＬA よりも小さくされていると、冷却・固化の際のひけは幅方向の方が大きくなって、相対的に厚み方向のひけ量が小さくなり、それらのために、外径精度及び空隙保持寸法の精度を安定、向上させることができる。
【００４４】
成形樹脂の冷却・固化時には、容積の減少が発生するので、ひけが発生する。特に、熱可塑性樹脂のように熱膨張が大きい材料の場合は顕著である。それ故、本発明においては、ひけの発生位置を部品特性上制約が大きい方の発生量を低減させるものである。具体的には、前記電気抵抗調整層２に形成された段差部Ａにおける電気抵抗調整層２の厚みＴ2 を該段差部Ａの幅ＬA よりも小さくした。成形樹脂の充填容積を長方体断面として考えると、長辺側の方がひけが大きくなり、短辺側はそれに比べ小さくなる。したがって、外径精度を考慮する際には、厚み方向を長辺とし、軸方向を短辺とするように、段形状を規定する。具体的な手法としては、導電性支持体１の段差部Ｂの位置を端部側に移行し、電気抵抗調整層２の段差部Ｂの幅ＬB を減少させた。
【００４５】
また、本発明においては、前記導電性支持体１の段差部Ｂの角部は、好ましくは、テーパー形状、又は、Ｒ形状にされている。このように、前記導電性支持体１の段差部Ｂの角部がテーパー形状、又は、Ｒ形状にされていると、段差部Ｂで加熱溶融された樹脂の形状変化を緩やかに変化させることができ、そのために、加熱溶融された樹脂の冷却固化の状態に連続性を持たせることができ、よって、ひけの領域が長くなるものの、ひけの深さを減少させることができる。
【００４６】
経時又は吸湿における前記電気抵抗調整層２の形状変化を防止するには、段差部Ａにテーパーなどを付けず、形状を直角にすることが有利であるが、ひけに関しては、形状を緩やかに変化させて、冷却固化の状態に連続性を持たせると、ひけの領域は長くなるが、ひけの深さを減少させることが可能となる。本発明においては、前記導電性支持体１の段差部Ｂの角部の段形状をテーパー、Ｒ形状にしたので、段差部Ｂに溶融した成形樹脂の圧力が伝達し易くなり、そのために、溶融した成形樹脂２Ａの充填密度が大きくなり、よって、ひけ量が小さくなる。
【００４７】
また、本発明においては、前記電気抵抗調整層２は、加熱溶融された成形樹脂を、導電性支持体１を挿入保持した成形金型７に流入させ、冷却固化して、形成したもので、構成されている。このように、前記電気抵抗調整層２が、加熱溶融された樹脂を、導電性支持体１を挿入保持した成形金型７に流入させ、冷却固化して、形成したもので、構成されていると、形状安定性の優れたたものとなる。
【００４８】
また、本発明においては、導電性部材１０は、好ましくは、円筒形状である。このように、導電性部材１０が円筒形状であると、導電性部材１０を回転させることができ、そのために、同一箇所からの連続放電を防止して通電ストレスによる表面の化学的劣化を低減させることができ、よって、導電性部材１０の長寿命化を図ることができる。また、図４に示すように、空隙保持部材５が像担持体６と連れまわる場合などは、従動回転となり、動力機能を省くことが可能となる。
【００４９】
また、本発明においては、前記導電性部材１０は、好ましくは、帯電部材とされる。このように、前記導電性部材１０が帯電部材とされると、少なくとも空隙部材３の像担持体６と当接する部分を絶縁性とするだけで、像担持体６とのリーク電流の発生を防止することができると共に、像担持体６の表面を非接触で帯電させることができる。
【００５０】
導電性部材１０には、これに電圧を印加して電荷を放出させることにより、像担持体６を帯電させる機能を持たせている。導電性部材１０は、これと帯電対象となる像担持体感６とを、パッシェンの法則により、ギャップ距離５０〜３００μｍに均一に保つと、帯電部材として機能する。
【００５１】
本発明においては、図１に示されているように、電気抵抗調整層２は、その端部に段差部Ａを有しているが、その段差部Ａに除去加工（切削加工）を施した部分に、一方の空隙保持部材５が圧入される。また、ゲート側の電気抵抗調整層２にも除去加工が施されて段差部が形成され、その段差部（図示せず）に、他方の空隙保持部材３が圧入される。空隙保持部材３には、種々の樹脂材料が使用される。空隙保持部材３の必要な特性は、像担持体との間の空隙（図４におけるＧを参照。）を、環境において、また、長期に渡って、安定して形成することにあるが、そのためには、空隙保持部材３を構成する材料は、吸湿性、耐摩耗性の小さい材料が好ましい。また、空隙保持部材３を構成する材料には、トナー及び該トナーの添加剤を付着させないもの、及び、像担持体を摩耗させないものが重要であるが、その他種々の条件に応じて、適宜選択されるものである。具体的には、空隙保持部材３を構成する材料には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂、ＰＣ、ポリウレタン、フッ素樹脂等の樹脂があげられる。特に空隙保持部材３を確実に固定するためには、接着剤を塗布して接着することができる。また、空隙保持部材３は、絶縁性材料で構成されていることが好ましく、それらの絶縁性材料は、体積固有抵抗で１０13Ωｃｍ以上のものであることが好ましい。絶縁性が必要である理由は、像担持体の基体とのリーク電流の発生を無くすためである。空隙保持部材は、成型加工により成形されたものである。
【００５２】
電気抵抗調整層２は、高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂組成物により形成されている。電気抵抗調整層２の体積固有抵抗は１０6 〜１０9 Ωｃｍであることが好ましい。体積固有抵抗が１０9 Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、また、体積固有抵抗が１０6 Ωｃｍよりも低いと、像担持体全体への電圧集中によるリークが生じてしまう。電気抵抗調整層２に用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ）等の汎用樹脂であれば、成形加工が容易であるので好ましい。その熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料としては、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物が好ましい。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るので、マトリッ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、金属酸化物、カーボンブラック等の電子伝導系導電剤を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う電気抵抗値のばらつきが生じない。また高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。配合量については、電気抵抗値を所望の値にする必要があることから、熱可塑性樹脂が３０〜７０重量％、高分子型イオン導電剤が７０〜３０重量%とする必要がある。
【００５３】
樹脂組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、各材料の混合物を二軸混練機、ニーダ等で溶融混練することによって、容易に製造できる。電気抵抗調整層２としての導電性支持体１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１に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。導電性支持体１上に電気抵抗調整層２のみを形成して導電性部材１０を構成すると、電気抵抗調整層２にトナー及び該トナーの添加剤等が固着して性能低下する場合がある。このような不具合は、電気抵抗調整層２に表面層４を形成することで、防止することができる。
【００５４】
導電性部材１０の製造方法の一例としては、導電性支持体１上に電気抵抗調整層２を射出成形によって形成した後、両端部の段差部（図示せず）に接着剤を塗布して、空隙保持部材３を接着固定する。次に、空隙保持部材３と電気抵抗調整層２の段差部のばらつきを小さくするために、空隙保持部材３と電気抵抗調整層２が一体で形成となった状態において、切削、研削等の除去加工によって、外径を仕上げてもかまわない。そして、空隙保持部材を保護した状態で電気抵抗調整層２上に更に表面層４を形成して、導電性部材１０とする。
【００５５】
図４は、導電性部材（帯電ローラ）を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。図４に示すように、導電性部材１０は、像担持体６に任意の圧力で当接されて配置される。また、空隙保持部材５は画像形成領域を外した非画像形成領域に形成されている。この状態で帯電部材１０に電圧を印加することにより、像担持体６の帯電を行うことができる。導電性部材１０をトナー担持体及び転写部材として使用する場合も、同様の形態で行うことができる。
【００５６】
導電性部材１０及び像担持体６の形状は特に限定されない。像担持体６は、ベルト状、円筒状いずれの形式もとることができ、導電性部材１０は、ブレード形状、円筒形状等の種々の形状をとることができるが、ともに円筒形状であることが好ましい。両者が常に同一面で対向していると、通電ストレスによる表面の化学的劣化が生じてしまうが、両者を円筒形状として回転駆動させることで、この劣化を低減できるからである。
【００５７】
本発明のプロセスカートリッジ（図６における１１０を参照。）は請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有している。このように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有しているプロセスカートリッジとすると、長期に渡って安定した画質を得ることできると共に、交換が簡素化されてユーザーメンテナンスが可能となる。
【００５８】
本発明の画像形成装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有している。このように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性部材を有する画像形成装置とすると、信頼性の高い高画質な画像を得ることができる。
【００５９】
図５に示すように、本発明の画像形成装置においては、装置本体内の下部に給紙部２２、その上方に像担持体６を有する作像部、及び、さらにその上方に排紙部となる対の排紙ローラ２６，２７をそれぞれ設けて、給紙部２２から給紙した転写紙Ｐの左側の面に対応する作像部で画像を形成し、そして、その転写紙Ｐを排紙ローラ２６，２７によりビントレイ２０あるいは排紙トレイ２１に排出するようにしている。給紙部２２には、上下２段にトレイ２８，２９が設けられていて、その各給紙段には給紙ローラ３０がそれぞれ配設されている。２３は書込みユニットであり、そこから像担持体６の一様に帯電された表面に光を照射して、そこに画像を書き込む。また、その像担持体６に対して転写紙搬送方向上流側には、転写紙のスキューを補正すると共に、像担持体６上の画像と転写紙の搬送タイミングを合わせるためのレジストローラ対１３を設けている。
【００６０】
さらに、像担持体６に対して転写紙搬送方向下流側には、定着ユニット２５を設けている。作像部には、図５に示すように、前述した像担持体６が矢示Ａ方向に回転可能に
けられており、その周囲には帯電装置（図６における１０２を参照。）と、その帯電装置により帯電された面に書込みユニット２３により書込まれた像担持体６上の静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（図６における１０４を参照。）と、そのトナー像を転写紙Ｐに転写する転写搬送ベルト７と、そのトナー像の転写後に像担持体６上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置（図６における１０８を参照。）と、像担持体６上の不要な電荷を除電する除電ランプ（図示せず）とを、それぞれ配設している。この画像形成装置は、画像形成動作を開始させると、図５に示した像担持体６が矢印Ａ方向に回転し、その表面が除電ランプにより除電されて基準電位に平均化される。次に、その像担持体６の表面は、帯電ローラ（図６における１０２を参照。）により一様に帯電され、その帯電面は、書込みユニット２３から画像情報に応じた光の照射を受け、そこに静電潜像が形成される。その潜像は、像担持体６が矢示Ａ方向に回転することにより現像装置（図６における１０４を参照。）の位置まで移動されると、そこで現像スリーブ（図示せず）によりトナーが付着されてトナー像（顕像）となる。
【００６１】
一方、図５に示した給紙部２２のトレイ２８，２９の何れかから給紙ローラ３０により転写紙Ｐが給紙され、それがレジストローラ対１３で一旦停止されて、その転写紙Ｐの先端と像担持体６上の画像の先端とが一致する正確なタイミングで搬送され、その転写紙Ｐに転写搬送ベルト７により像担持体６上のトナー像が転写される。その転写紙Ｐは、転写搬送ベルト７により搬送され、駆動ローラ部７ａで転写紙Ｐの腰による曲率分離で、その転写搬送ベルト７から分離されて、定着ユニット２５へ搬送され、そこで熱と圧力が加えられることによりトナーが転写紙Ｐに融着され、それが指定された排紙場所、すなわち排紙トレイ２１あるいはビントレイ２０の何れかに排出される。その後、像担持体６上に残った残留トナーは、次工程であるクリーニング位置まで回転移動し、クリーニング装置のクリーニングブレード（図６における１０８を参照。）により掻き取られ、再び次の作像工程に移る。
【００６２】
本実施の形態においては、導電性部材１０を具体化した帯電ローラについて主として説明したが、本発明における導電性部材１０は、本発明の目的に反しない限り、帯電ローラ以外の帯電部材、例えば、ブレードのようなものであってもかまわない。また、本発明の導電性部材１０は、トナー担持体又は転写部材としてもかまわない。
【００６３】
（実施例１）
ＡＢＳ樹脂（デンカＡＢＳ  ＧＲ−０５００、電気化学工業社製）５０重量％、及び、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％を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物１００重量部にポリカーボネート−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（モデイパーＣＬ４４０−Ｇ、日本油脂社製）５重量部を配合した後、これらを溶融混練して溶融混練樹脂組成物とし、この溶融混練組成物をニッケルメッキされた硫黄快削鋼（ＳＵＭ）からなる外径１０ｍｍ、段差部外径：８ｍｍ、ジャーナル：６ｍｍ、全長：３５０ｍｍの導電性支持体（芯軸）に射出成形により被覆して、外径：１４ｍｍ、肉厚：２ｍｍ、長さ：３２０ｍｍの電気抵抗調整層を形成することにより導電性部材とした。その際、電気抵抗調整層における段差部の外径：１２ｍｍ、段差部の肉厚：２ｍｍ、段差部の幅：５ｍｍとした。前記射出成形は、軸方向の一端から、リングゲート方式と呼ばれるゲートを用い射出成形を行った。成形条件は、樹脂温度：２２０〜２３０℃、射出速度：４５mm／秒、保圧時間：射出２段切り替え保圧時間７秒、金型温度：キャビ側／コア側共に６０℃、射出後冷却時間：２５秒とした。そして、この導電性部材の両端部分の電気抵抗調整層に除去加工（切削加工）を施して段差部を形成し、それらの段差部に高密度ポリエチレン樹脂（ノバテックＰＰ  ＨＹ５４０、日本ポリケム社製）からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着した後、除去加工（切削加工）を施して前記空隙保持部材の外径（最大径）を１２．１７ｍｍとすると共に、前記電気抵抗調整層の外径を１２．６０ｍｍとし、その肉厚を１ｍｍとして導電性部材を得た。
【００６４】
（実施例２）
前記段差部の幅を１．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【００６５】
（実施例３）
前記導電性支持体の段差部の角部に１／１ｍｍ（４５度）のテーパーを設けた以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【００６６】
（比較例１）
前記電気抵抗調整層の外径：１４ｍｍ、前記電気抵抗調整層における段差部の外径：１３ｍｍ、段差部の肉厚：２．５ｍｍ、段差部の幅：０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【００６７】
（比較例２）
前記電気抵抗調整層における段差部の外径：１４ｍｍ、段差部の肉厚：３ｍｍ、段差部の幅：０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【００６８】
以上、実施例１〜３及び比較例１〜２で得た導電性部材の反ゲート側における導電性支持体のひけ量（ｍｍ）及びひけ率（ひけ量／肉厚×１００％）を測定した。評価基準は、仕上切削で挽き残りが生じるもの及びひけ量：０．６ｍｍ以上のものを×と判定し、それ以外の実用上問題のないものを○と判定した。評価結果は、次の表１に示される。
【００６９】
【表１】
0005261998.tif 000002
【００７０】
表１より、実施例１では、段部領域の外径を小さくすることでひけ量が減少されること、実施例２では、段部領域幅を減少させることでひけ量が減少されること、及び、実施例３では、前記導電性支持体の段差部の角部にテーパー（４５度）を設けることでひけ量が減少されることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す導電性部材（帯電ローラ）の一部断面図である。
【図２】電気抵抗調整層を成形する際にひけが形成される原因を説明する段差部分の一部拡大説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す導電性部材（帯電ローラ）の両側に空隙保持部材を圧入した状態を示す説明図である。
【図４】導電性部材（帯電ローラ）を像担持体上に配置した状態を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。
【図６】従来の帯電ローラを用いた画像形成装置の説明図である。
【図７】本発明者らが提案した導電性部材（帯電ローラ）の説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  導電性支持体
１ａ  中央部
１ｂ  小径部
２  電気抵抗調整層
２Ａ  成形樹脂
４  表面層
５  空隙保持部材
６  像担持体
７  成形金型
Ｇ  空隙
Ａ  電気抵抗調整層の段差部
Ｂ  導電性支持体の段差部
Ｒ  電気抵抗調整層の外径
ｒ  電気抵抗調整層の段差部の外径
Ｔ1  電気抵抗調整層の肉厚
Ｔ2  段差部Ａにおける電気抵抗調整層の厚み
１０  導電性部材（帯電ローラ）
【図１】
0005261998.tif 000003
【図２】
0005261998.tif 000004
【図３】
0005261998.tif 000005
【図４】
0005261998.tif 000006
【図５】
0005261998.tif 000007
【図６】
0005261998.tif 000008
【図７】
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