(57)【要約】【課題】より安価に製造することができる樹脂製シャフトを有する導電性ローラ、及び、現像ローラが樹脂製シャフトを有するものであっても安定した印字性能を発揮できる画像形成装置を提供する。【解決手段】導電性ローラ１は、基本的に、非導電性樹脂からなるシャフト（芯体）２の外周面に導電樹脂層３、弾性層４、及び被覆層５がこの順番に設けられたものである。導電樹脂層３を設けることにより、シャフト２が非導電性であるにもかかわらず、導電性ローラ１が従来の導電性ローラと同様の機能を有することができる。導電樹脂層３は導電性樹脂からなる。現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転する画像形成装置、及び、クラウン形状を有する現像ローラを用いる画像形成装置も提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電性樹脂からなる芯体の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層が設けられていることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記導電樹脂層の体積抵抗値は、１×１０6Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記導電樹脂層は、前記芯体の少なくとも一方の軸端部の一部又は全部を被覆していることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
前記導電樹脂層を構成する導電性樹脂は、熱可塑性樹脂に導電性付与剤を含有させたもの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性ローラ。
【請求項５】
前記弾性層の体積抵抗値は、１×１０3Ω・ｃｍ以上かつ１×１０6Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電性ローラ。
【請求項６】
前記弾性層の外周面に、さらに被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電性ローラ。
【請求項７】
現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは樹脂からなる芯体の外周面に弾性層が設けられた導電性ローラであり、前記現像ローラは感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像ローラの芯体の曲げ弾性率は、１ＧＰａ以上かつ８ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは請求項１〜６のいずれかに記載の導電性ローラであり、前記現像ローラは感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像ローラの芯体と導電樹脂層とからなる部分の曲げ弾性率は、１ＧＰａ以上かつ８ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像ローラの両端は軸受けで支持されており、該軸受けは感光ドラム側に角度を付けて配置されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記軸受けは、感光ドラム側に付勢されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは樹脂からなる芯体の外周面に弾性層が設けられた導電性ローラで、かつ長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有し、前記現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは請求項１〜６のいずれかに記載の導電性ローラで、かつ長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有し、前記現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転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】
本発明は導電性ローラ及び画像形成装置に関し、さらに詳細には、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を採用した画像形成装置に好適に使用される導電性ローラ、及び、現像ローラと感光ドラムとの接触性に優れた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いられている電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像を保持した感光ドラムに非磁性一成分系現像剤（以下、「トナー」と称す。）を供給し、静電潜像上に現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法が行われている（特許文献１）。
【０００３】
図９に、当該現像方法を行うための電子写真方式による画像形成装置の一般的な構成を示す。図９に示す画像形成装置１２０は、感光ドラム１１０を中心として帯電ローラ１１１、露光部１１２、現像ローラ１０１、転写ローラ１１３、及びクリーニングブレード１１５からなる。現像ローラ１０１は、トナー収容部１１６の開口近傍と感光ドラム１１０との間に設けられている。トナー収容部１１６にはトナーが帯電状態で収納されている。
【０００４】
画像形成装置１２０では、帯電ローラ１１１で感光ドラム１１０を一様に帯電し、露光部１１２で露光して感光ドラム１１０上に静電潜像を形成させる。さらに、感光ドラム１１０に現像ローラ１０１を押し当てて感光ドラム１１０にトナーを供給する。トナーは帯電した状態で感光ドラム１１０に供給され、静電潜像上にトナー像が形成される。そして、感光ドラム１１０と転写ローラ１１３との間に挟まれた記録紙等にトナー像を転写する。また残余のトナーは、クリーニングブレード１１５でかき落とされ、トナー収容部に回収されて再利用される。
【０００５】
図１０に現像ローラ１０１と感光ドラム１１０との位置関係を示す。図１０は、一般的な画像形成装置の主要部を表す平面図である。すなわち、現像ローラ１０１は回転軸となるシャフト（芯体）１０２を有し、その両端が軸受け１１８ａ，１１８ｂにより支持されている。そして、現像ローラ１０１と感光ドラム１１０とは各々の中心軸が平行になるように配置され、互いに接触している。そのため、軸受け１１８ａ，１１８ｂは、その中心線が現像ローラ１０１の中心軸線と一致する方向に配置されている。
【０００６】
このように、当該現像方式では、トナーを担持した導電性の現像ローラ１０１を感光ドラム１１０に接触させて、トナーを感光ドラム１１０上の静電潜像に付着させることで、潜像を可視化し、現像を行うのであるが、この際、現像ローラ１０１を感光ドラム１１０に一定の接触幅（以下、「ニップ幅」と称す。）で確実に密着させる必要がある。そのため、現像ローラ１０１においては、感光ドラム１１０との接触部は弾性体で形成される。また、静電気的にトナーを感光ドラム１１０へ付着させる必要があるため、現像ローラ１０１は導電性を有し電気的回路が形成できるものである必要がある。
【０００７】
図１１は、一般的な現像ローラの断面図である。図１１に示す現像ローラ１０１は、導電性のシャフト（芯体）１０２の外周面に弾性層１０３が設けられ、さらに弾性層１０３の外周面に被覆層１０５が設けられたものである。回転軸でローラの芯であるシャフト１０２は、導電性を有する材料、例えばステンレススチール、ＳＵＭ材、アルミニウム合金等の金属からなる。弾性層１０３は、例えばカーボンブラックや金属等の導電性付与剤を、ポリウレタン、シリコーンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエン系ゴム等のエラストマーに混合し、適度の導電性を付与した弾性体からなる。被覆層１０５は、導電性や表面粗さに応じて適宜設けられるものである。図１１の被覆層１０５は単一の層からなるが、複数の層からなるものもある（特許文献２）。
【０００８】
画像品質に大きく影響する前記ニップ幅を一定に保つためには、シャフト１０２として、直線精度がよく曲がりのないものが要求される。この意味で、金属はシャフト１０２を形成するための材料として適している。しかしながら、金属製のシャフトを製作するためには金属加工が必要で、種々の問題がある。例えば、現像ローラ１０１の回転を確実にするために、シャフト１０２の両端部のＤカット面形成や、スラスト位置決め用のＣリング溝形成、段差形成などの形状加工が必要となり、大きな費用がかかる。また、金属は質量が大きいため、金属製のシャフトを有する現像ローラも質量が大きくなり、画像形成装置の軽量化、小型化を困難にしている場合がある。
【０００９】
そこで、金属製シャフトに代わるものとして、導電性樹脂からなる中実または中空の樹脂製シャフトを有する現像ローラが提案されている（特許文献３）。しかしながら、一般的に導電性樹脂は、導電性を付与するために高価な原料と特殊な製造プロセスを必要とし、一般樹脂に比べて非常に高価な場合がある。特に、中実形状のシャフトを形成する場合には、樹脂原料を多く使用するため、金属製シャフトより高価となってしまう場合がある。一方、中空形状の導電性樹脂製シャフトを形成する場合には、材料費は削減できることがある。しかしながら、片方の軸を形成するためのフランジなどの部品が別途必要となり、またその組み立て工程が増加するため、総合的なコスト優位性はやはり薄いものとなる。
【００１０】
また一般に、樹脂製のシャフトは、成形時の成形収縮や残留応力等のために、金属加工品のシャフトに比べて寸法精度が劣る。具体的には、真円度が低いもの、偏芯しているもの、反りが生じているもの等となりやすい。そのような樹脂製シャフトを有する現像ローラは、画像形成装置において感光ドラムとの安定した接触性を発揮できず、ニップ幅が一定しない場合がある。なお、樹脂製シャフトの寸法精度を向上させるために、圧縮成形との併用や成形時間を長くするなどの工夫が行われているが、操作が煩雑である。このように、樹脂製シャフトを有する現像ローラを組み込んだ画像形成装置においては、実用化になお多くの困難性を有している。
【特許文献１】特開昭５５−７７７６４号公報
【特許文献２】特許３６６４７６８号公報
【特許文献３】特開２００６−２３７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、樹脂製シャフトを採用し、より安価に製造することができる導電性ローラ、及び、現像ローラが樹脂製シャフトを有するものであっても安定した印字性能を発揮できる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】
【００１２】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、非導電性樹脂からなる芯体の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層が設けられていることを特徴とする導電性ローラである。
【００１３】
本発明は導電性ローラにかかるものであり、非導電性樹脂からなる芯体の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層が設けられている。すなわち本発明の導電性ローラは、金属や導電性樹脂からなる芯体ではなく、非導電性樹脂からなる芯体を有する。そして、該非導電性樹脂製の芯体の外周面に導電性樹脂製の導電樹脂層が設けられており、芯体と導電樹脂層とからなる部分が従来の導電性ローラにおける金属製や導電性樹脂製の芯体と同様の機能を有している。本発明の導電性ローラは、芯体の材料として導電性樹脂を用いないので、従来の樹脂製シャフトを有する現像ローラに比べて安価に製造できる。さらに、シャフトの加工時にフランジ等の他の部品を必要としないので、組み立てが簡単である。本発明の導電性ローラは、例えば、画像形成装置に組み込まれる現像ローラとして好適に用いられる。
【００１４】
前記導電樹脂層の体積抵抗値は、１×１０6Ω・ｃｍ以下である構成が推奨される（請求項２）。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記導電樹脂層は、前記芯体の少なくとも一方の軸端部の一部又は全部を被覆していることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ローラである。
【００１６】
本発明の導電性ローラにおいては、導電樹脂層が芯体の少なくとも一方の軸端部の一部又は全部を被覆しているので、当該軸端部から導電樹脂層を経由して給電することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記導電樹脂層を構成する導電性樹脂は、熱可塑性樹脂に導電性付与剤を含有させたもの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性ローラである。
【００１８】
本発明の導電性ローラにおいては、導電樹脂層を構成する導電性樹脂が熱可塑性樹脂を主体とするものであるので、導電樹脂層の形成を射出成形等により容易に行える。
【００１９】
前記弾性層の体積抵抗値は、１×１０3Ω・ｃｍ以上かつ１×１０6Ω・ｃｍ以下である構成も推奨される（請求項５）。
【００２０】
前記弾性層の外周面に、さらに被覆層が設けられている構成も推奨される（請求項６）。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは樹脂からなる芯体の外周面に弾性層が設けられた導電性ローラであり、前記現像ローラは感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
本発明の画像形成装置は現像ローラと感光ドラムとを備えるものであり、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される。そして、本発明の画像形成装置においては、現像ローラが樹脂製の芯体を有する導電性ローラであり、かつ現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転する。上述のように、樹脂製の芯体を有する現像ローラは軽量であるが寸法精度に劣り、画像形成装置に組み込んで使用すると感光ドラムとの接触性が悪く、安定したニップ幅が実現されないことがあった。しかし、本発明の画像形成装置では、樹脂製の芯体を有する現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転するので、現像ローラの寸法精度が低い場合（例えば、真円度が低い、偏芯している、反りが生じている等）でも、寸法精度が矯正された状態で感光ドラムに接触する。その結果、そのような現像ローラでも感光ドラムと確実に密着することができ、安定したニップ幅が実現され、安定した印字性能を発揮することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、前記現像ローラの芯体の曲げ弾性率は、１ＧＰａ以上かつ８ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置である。
【００２４】
かかる構成により、現像ローラの芯体が適度な柔軟性と靭性を有することとなり、現像ローラがより安定に反って感光ドラムに密着することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは請求項１〜６のいずれかに記載の導電性ローラであり、前記現像ローラは感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
本発明の画像形成装置も現像ローラと感光ドラムとを備えるものであり、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される。そして、本発明の画像形成装置においては、現像ローラが本発明の導電性ローラ、すなわち、非導電性樹脂からなる芯体の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層が設けられている導電性ローラであり、現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転する。本発明の画像形成装置においても、樹脂製の芯体を有する現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転するので、現像ローラの寸法精度が低い場合でも、寸法精度が矯正された状態で感光ドラムに接触する。その結果、そのような現像ローラでも感光ドラムと確実に密着することができ、安定したニップ幅が実現され、安定した印字性能を発揮することができる。さらに、本発明の画像形成装置においては、現像ローラが非導電性樹脂からなる芯体を有するものであり安価に製造できるので、本発明の画像形成装置も製造コスト的に有利なものとなる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、前記現像ローラの芯体と導電樹脂層とからなる部分の曲げ弾性率は、１ＧＰａ以上かつ８ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００２８】
かかる構成により、現像ローラの芯体と導電樹脂層とからなる部分が適度な柔軟性と靭性を有することとなり、現像ローラがより安定に反って感光ドラムに密着することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、前記現像ローラの両端は軸受けで支持されており、該軸受けは感光ドラム側に角度を付けて配置されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００３０】
本発明の画像形成装置においては、現像ローラの両端を支持する軸受けが、感光ドラム側に角度を付けて配置されている。かかる構成により、現像ローラがより安定に反って感光ドラムに密着することができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、前記軸受けは、感光ドラム側に付勢されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置である。
【００３２】
かかる構成により、現像ローラと感光ドラムとの接触量の変動が緩和され、現像ローラがより確実に感光ドラムに密着することができる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは樹脂からなる芯体の外周面に弾性層が設けられた導電性ローラで、かつ長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有し、前記現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
また請求項１４に記載の発明は、現像ローラと感光ドラムとを備え、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される画像形成装置において、前記現像ローラは請求項１〜６のいずれかに記載の導電性ローラで、かつ長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有し、前記現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転することを特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
本発明の画像形成装置も現像ローラと感光ドラムとを備えるものであり、現像ローラが感光ドラムに接した状態で回転し、現像ローラから感光ドラムにトナーが供給される。そして、本発明の画像形成装置においては、現像ローラが樹脂製の芯体を有する導電性ローラであり、かつ長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有する。さらに、現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転する。本発明の画像形成装置では、クラウン形状を有する現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転するので、現像ローラが寸法精度の低いものである場合でも、寸法精度が矯正された状態で感光ドラムに接触する。その結果、そのような現像ローラでも感光ドラムと確実に接触することができ、安定したニップ幅が実現され、安定した印字性能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の導電性ローラによれば、芯体の材料が導電性樹脂ではないので、従来の樹脂製シャフトを有する現像ローラに比べて安価に製造できる。さらに、シャフトの加工時にフランジ等の他の部品を必要としないので、組み立てが簡単である。
【００３７】
本発明の画像形成装置によれば、現像ローラが寸法精度の低いものである場合でも、寸法精度が矯正された状態で感光ドラムに接触する。その結果、そのような現像ローラでも感光ドラムと確実に接触することができ、安定したニップ幅が実現され、安定した印字性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、ここでは図１〜８を参照しながら順次説明するが、これらの図は模式的な部分を含んでおり、必ずしも実際の寸法を表していない。
図１は、本発明の一実施形態にかかる導電性ローラの斜視図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は、図１の導電性ローラの長手方向の断面図である。
【００３９】
本実施形態の導電性ローラ１は、Ａ４サイズのレーザープリンター（画像形成装置）に組み込まれる現像ローラとして好適なものである。図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、本実施形態の導電性ローラ１は、基本的に、シャフト（芯体）２の外周面に導電樹脂層３、弾性層４、及び被覆層５がこの順番に設けられたものである。
図１に示すように、導電性ローラ１は、使用時に軸受けで支持される端部７ａ，７ｂを有する。端部７ａ，７ｂには、導電性ローラ１を画像形成装置等に組み込むときのスラスト方向の位置決め用に、それぞれ段差８ａ，８ｂが設けられている。さらに、一方の端部７ａには、導電性ローラ１を回転させる際の滑り留めとして、Ｄカット面１０が形成されている。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、導電性ローラ１の一方の端部７ａはシャフト２の軸端部１１ａの全部（外周面と端面）を導電樹脂層３で被覆することにより形成されている。すなわち、導電性ローラ１の端部７ａは、外見上は導電樹脂層３の一部であり、導電樹脂層３からなる段差８ａを有している。そして、導電性ローラ１の使用時には、端部７ａに形成されたＤカット面１０上の導電樹脂層３から給電される。なお、Ｄカット面の形成は端部７ａと端部７ｂのいずれでもよく、また図２（ｂ）ではＤカット面１０を省略している。
一方、図２（ｂ）に示すように、導電性ローラ１の他方の端部７ｂはシャフト２の一部であり、段差８ｂもシャフト２上に形成されている。すなわち、端部７ｂは端部７ａとは異なり、導電樹脂層３で被覆されていない。
【００４１】
シャフト２は、長さ約２６７ｍｍの細長い棒状の部材である。シャフト２の一方の軸端部１１ａは、シャフト２の本体部分から形成されたものであり、導電樹脂層３が被覆されることにより導電性ローラ１の端部７ａの一部を構成している。一方、シャフト２の他方の軸端部１１ｂもシャフト２の本体部分から形成されたものであるが、そのまま導電性ローラ１の端部７ｂを構成しており、段差８ｂを有する。
図２（ａ）に示す断面におけるシャフト２の外径は約８ｍｍであるが、これに限定されるものではなく、導電性ローラ１の用途等に応じて適宜選択すればよい。例えば５ｍｍ〜１０ｍｍの外径を有するものであればよい。
【００４２】
シャフト２は非導電性樹脂からなり、具体的には、導電性付与剤を実質的に含まない樹脂からなる。ここで「非導電性」とは、導電性を実質的に有さないことを意味する。例えば、樹脂または樹脂成形品の体積抵抗値が１×１０8Ω・ｃｍ以上であれば、当該樹脂または樹脂成形品は実質的に導電性を有さないので、非導電性である。シャフト２においても、その体積抵抗値は１×１０8Ω・ｃｍ以上である。
シャフト２を構成する樹脂としては特に限定はなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよいが、熱可塑性樹脂であれば射出成形が容易であり生産性の点で有利である。熱可塑性樹脂は、汎用樹脂とエンジニアリングプラスチックのいずれでもよい。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ナイロン（ポリアミド；ＰＡ）、ポリアセタール（ポリオキシメチレン；ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。なお、適度の曲げ弾性を得るために、該非導電性樹脂にガラスや無機物などの充填材を添加して弾性率を高めたり、逆に、可塑剤や滑材を添加して弾性率を弱めたりしてもよく、また、他樹脂とのアロイ化も可能である。
【００４３】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、導電樹脂層３はシャフト２の中央部の外周面に設けられている。導電樹脂層３を設けることにより、シャフト２が非導電性であるにもかかわらず、導電性ローラ１が図１１に示すような従来の導電性ローラ１０１と同様の機能を有することができる。図２に示す断面における導電樹脂層３の厚さは約２．５ｍｍであり、図２に示す断面におけるシャフト２の外径（約８ｍｍ）の約０．３１倍である。また、導電樹脂層３の、後述の弾性層４と被覆層５が積層される部分の長さは約２３５ｍｍである。ただし、導電樹脂層３の厚さと長さは特に限定されるものではなく、導電性ローラ１の用途等により適宜選択すればよい。なお、導電樹脂層３の厚さは経済性の面からは薄いほど好ましいが、導電性樹脂の体積抵抗値、長さ、及び成形性によって最適な厚さが決まり、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍである。
【００４４】
導電樹脂層３は導電性樹脂からなり、具体的には、導電性付与剤を含有させた樹脂からなる。導電樹脂層３を構成する樹脂としては特に限定はなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよいが、熱可塑性樹脂であれば射出成形が容易である。シャフト２と同様に、当該熱可塑性樹脂は汎用樹脂とエンジニアリングプラスチックのいずれでもよく、上記で例示された熱可塑性樹脂の具体例が導電樹脂層３にも適用できる。
【００４５】
導電樹脂層３に含有させる導電性付与剤としては特に限定はなく、カーボンブラック、グラファイト、金属微粉末、有機リチウム塩、無機リチウム塩等の一般的なものがそのまま使用できる。カーボンブラックの具体例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、オイルブラックなどが挙げられる。さらに、第４級アンモニウム塩基、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基等を有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエステルアミドもしくはエーテルイミド重合体、エチレンオキシド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物または高分子化合物なども、導電樹脂層３に含まれる導電性付与剤として使用可能である。
導電性付与剤の含量としては、導電性ローラ１に所定の導電性を付与できる含量であれば特に限定はないが、導電樹脂層３の体積抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍ以下となるように添加することが好ましい。
【００４６】
なお、本実施形態の導電性ローラ１では一方の端部７ａの全部が導電樹脂層３で被覆されているが、端部７ａの一部が導電樹脂層３で被覆されていてもよい。また、本実施形態の導電性ローラ１では他方の端部７ｂは導電樹脂層３で被覆されていないが、両方の端部７ａ，７ｂが導電樹脂層３で被覆されていてもよい。また逆に、端部７ａ，７ｂのいずれもが導電樹脂層３で被覆されていない実施形態も可能である。この場合には、導電性ローラが組み込まれる画像形成装置等に適当な給電手段を設けることにより、導電性ローラとして使用可能となる。
【００４７】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、弾性層４は導電樹脂層３の中央部の外周面に設けられている。弾性層４は、図１１の弾性層１０３と基本的に同じものであり、導電性付与剤を適宜のエラストマーに混合した、適度の導電性を付与した弾性体からなる。当該エラストマーとしては、ポリウレタン、シリコーンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエン系ゴム等が挙げられる。導電性付与剤としては、上記で例示したものがそのまま使用できる。弾性層４の体積抵抗値は１×１０3Ω・ｃｍ〜１×１０6Ω・ｃｍの範囲である。弾性層４の厚さは約１．５ｍｍであり、図２に示す断面におけるシャフト２の外径（約８ｍｍ）の約０．１９倍である。また、弾性層４の長さは約２３５ｍｍであり、導電樹脂層３の端部７ａ以外の部分を被覆している。ただし、弾性層４の厚さは特に限定されるものではなく、導電性ローラ１の用途等により適宜選択すればよい。なお、弾性層４の厚さは経済性の面からは薄いほど好ましいが、弾性層４を構成する弾性体の硬度、体積抵抗値、及び成形性によって最適な厚さが決まり、好ましくは１ｍｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４８】
弾性層４を構成する弾性体のより具体的な例として、（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有し、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン系単位からなる有機重合体（主剤）、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する硬化剤、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒、及び（Ｄ）導電性付与剤、を主成分とするものが挙げられる。
【００４９】
図２に示すように、被覆層５は弾性層４の外周面に設けられている。被覆層５は、図１１の被覆層１０５と基本的に同じものであり、導電性付与剤を適宜の樹脂に混合した材料からなる。当該樹脂としては、例えば、ポリウレタン等の磨耗性に優れた材料が使用できる。導電性付与剤としては、上記で例示したものがそのまま使用できる。被覆層５の厚さは０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである。被覆層５の長さは弾性層４と同じである。なお、本実施形態の導電性ローラ１では被覆層５は単一の層からなるが、複数の層からなるものでもよい。
【００５０】
本実施形態の導電性ローラ１は、シャフト２が非導電性であるにもかかわらず、導電樹脂層３が設けられることで、従来の金属製シャフトや導電性樹脂製シャフトを有する導電性ローラと同等の機能を有する。本実施形態の導電性ローラ１は、例えば、電子写真方式の画像形成装置の現像ローラとして使用することができる。その他、電子写真方式の画像形成装置の帯電ローラ、転写ローラとしても使用することができる。
【００５１】
次に、導電性ローラ１の製法について説明する。導電性ローラ１は、射出成形等の公知の方法を適宜組み合わせることにより製造することができる。以下に製造工程の一例を挙げる。
【００５２】
まず、非導電性樹脂からなるシャフト２を準備する。シャフト２はポリプロピレン等を一般的な射出成形に供することにより作製できる。次に、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すような金型を用い、シャフト２の外周面に導電樹脂層３を形成させる。図３（ａ）は、導電樹脂層の形成に使用可能な金型を模式的に表す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の固定金型部分の拡大断面図である。
【００５３】
図３（ａ）に示す金型２０はいわゆるカウンター式射出成形を行うためのものであり、可動金型２１、固定金型２２、可動スリーブ２３、及び突き出しピン２４によって構成されている。
【００５４】
可動金型２１は固定金型２２に対して開閉可能であり、閉じることにより金型が密封される。可動金型２１は円筒状であり、その内部にシャフト２を装着するための空間を有する。可動金型２１の内径は１３ｍｍである。
【００５５】
可動金型２１を閉じることにより、可動金型２１の一端側（図面では右側）が固定金型２２で封鎖される。固定金型２２は射出機３５に固定されており、外側の端面に樹脂注入口２８を備え、射出機３５から吐出される樹脂原料が樹脂注入口２８から注入される。図３（ｂ）に示すように、固定金型２２の中心には穴部２６及びこれに続くゲート３０とランナー２９が設けられており、ランナー２９は樹脂注入口２８と連通している。すなわち、穴部２６はゲート３０とランナー２９とを介して樹脂注入口２８と連通している。また、穴部２６には段差２７が設けられている。
【００５６】
可動スリーブ２３は円筒状であり、可動金型２１の内側に設けられている。可動スリーブ２３には図示しないアクチュエータが連結されており、可動スリーブ２３は可動金型２１の内面に沿って移動可能である。可動スリーブ２３の外径は可動金型２１の内径と略同じ、可動スリーブ２３の内径はシャフト２の外径と略同じである。
【００５７】
可動金型２１の他端側（図面では左側）は突き出しピン２４により封鎖されている。突き出しピン２４は円柱状であり、可動スリーブ２３の内側に設けられている。突き出しピン２４にはアクチュエータ（図示せず）が連結されており、可動スリーブ２３の内面に沿って移動可能である。突き出しピン２４の外径は可動スリーブ２３の内径と略同じである。さらに、突き出しピン２４の中心には軸挿通穴３２が設けられている。
【００５８】
導電樹脂層３を形成させる手順は以下のとおりである。まず、可動金型２１と可動スリーブ２３と突き出しピン２４とからなる部分を以下のようにして組み立てる。すなわち、固定金型２２を型閉めした際に可動スリーブ２３の端面（図面では右端）が固定金型２２とのＰＬ面３１に接する位置あるいは接する少し手前の位置となるように、可動スリーブ２３の位置を可動金型２１に対して決める。
【００５９】
一方、突き出しピン２４の軸挿通穴３２にシャフト２の軸端部１１ｂを嵌めてシャフト２を装着して型閉めした際に、他方の端部１１ａが穴部２６の壁面に接触することなく浮いた状態（図３(ｂ)参照）で挿入されるように、突き出しピン２４の位置を可動金型２１に対して決める。
【００６０】
次に、突き出しピン２４の軸挿通穴３２にシャフト２の軸端部１１ｂを嵌めてシャフト２を装着する。このとき、シャフト２の軸端部１１ｂがＰＬ面３１から突き出た状態となる。続いて、このまま可動金型２１と可動スリーブ２３と突き出しピン２４からなる部分を型閉めする。このとき、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、他方の端部１１ａが穴部２６の壁面に接触することなく浮いた状態となる。この状態で、樹脂注入口２８から射出機３５を用いて樹脂原料３８を注入する。樹脂原料３８としては、例えば、上記した熱可塑性樹脂原料に導電性付与剤を含有させたものを用いる。
【００６１】
注入された樹脂原料３８はランナー２９を通ってゲート３０に到達する。さらに注入を続けると、樹脂原料３８が、穴部２６と軸端部１１ｂとの間にできた成形キャビティ３３を満たす。ここで、図３（ｂ）に示すように穴部２６には段差２７が設けられているので、成形キャビティ３３で樹脂原料３８が固化することにより、図１、図２（ｂ）に示すような段差８ｂが形成される。さらに、樹脂原料３８の注入を続けると、可動スリーブ２３が樹脂原料３８に押されて矢印の方向に移動するとともに、樹脂原料３８が成形キャビティ３６を増大させながら移動し（図３（ａ））、シャフト２の外周面が満たされる。樹脂が硬化した後、可動金型２１を型開し、突き出しピン２４でシャフト２を押し、成形品を取り出す。該成形品は、シャフト２の外周面に導電樹脂層３が設けられた導電性ローラ中間品３７となる。
【００６２】
なお、シャフト２と導電樹脂層３との接着性をさらに向上させるために、シャフト２の表面をプライマー処理した後、導電樹脂層３を形成させてもよい。プライマーとしては、各種カップリング剤またはエポキシ化合物を含有する任意のプライマーを使用することができる。
【００６３】
次に、図４に示すような金型を用い、導電性ローラ中間品３７の導電樹脂層３の外周面に弾性層４を形成させる。図４は、弾性層の形成に使用可能な金型と射出機構を模式的に表す断面図である。図４に示す金型４０は、一般的なインサート射出成形を行うためのものであり、金型本体４１、芯体保持部材４２，４３によって構成されている。金型本体４１は円筒状であり、その内部に導電性ローラ中間品３７を装着するための空間を有する。金型本体４１の内径は１６ｍｍである。
芯体保持部材４２は、金型本体４１の一端側（図面では下側）を封鎖するものである。芯体保持部材４２の中心には軸挿通穴４５が設けられている。さらに、芯体保持部材４２には樹脂注入口４６及びこれに続くランナー４７とゲート４８が設けられている。すなわち、芯体保持部材４２は外側の端面に樹脂注入口４６を備える。ランナー４７にはゲート４８を開閉するバルブ５０が設けられている。バルブ５０には図示しないアクチュエータが接続されている。
他方の芯体保持部材４３は、金型本体４１の他端側（図面では上側）を封鎖するものである。芯体保持部材４３の中心には軸挿通穴５１が設けられている。
【００６４】
弾性層４を形成させる手順は以下のとおりである。まず、図４のように、シャフト２の外周面に導電樹脂層３が設けられた導電性ローラ中間品３７を、シャフト２の一方の軸端部７ａを芯体保持部材４２に設けられた軸挿通穴４５に、他方の軸端部７ｂを芯体保持部材４３に設けられた軸挿通穴５１に挿入し、金型４０に装着する。なお、図４では装着状態を視覚的にわかりやすくするために、導電性ローラ中間品３７の断面を１種類のハッチングで表している。
さらに、樹脂注入口４６に射出部５２を連結する。射出部５２は、ホッパ５３、材料供給装置５４、加熱シリンダ５５、射出シリンダ５６、及びノズル５７を備えており、ノズル５７が樹脂注入口４６と連通している。
【００６５】
ここで樹脂原料５８として、ポリウレタン、シリコーンゴム等のエラストマー樹脂原料にカーボンブラック等の導電性付与剤を混合したものを調製する。樹脂原料には必要に応じて他の成分、例えば、各種充填剤、各種機能付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、界面活性剤、溶剤、貯蔵安定性改良剤等を添加してもよい。
【００６６】
調製した樹脂原料５８をホッパ５３に投入する。投入された樹脂原料５８は材料供給装置５４によって一定量が加熱シリンダ５５に送られる。樹脂原料５８は加熱シリンダ５５内で溶融し、次に射出シリンダ５６に送られる。射出シリンダ５６は図示しないアクチュエータに接続されており、射出シリンダ５６に送られた樹脂原料５８は、ノズル５７を経て樹脂注入口４６へ注入される。注入された樹脂原料５８はランナー４７とゲート４８を経て金型本体４１内に送られ、装着された導電性ローラ中間体３７の周りの成形キャビティ４９を満たす。金型４０を予め１００〜１４０℃程度に昇温させておくことにより、注型された樹脂原料５８が加熱硬化し、弾性層４を形成する。硬化後、金型本体４１から芯体保持部材４２，４３を取り外し、成形品を取り出す。該成形品は、シャフト２の外周面に導電樹脂層３が設けられ、かつ導電樹脂層３の外周面に弾性層４が設けられた導電性ローラ中間品となる。
【００６７】
なお、導電樹脂層３と弾性層４との接着性をさらに向上させるために、導電樹脂層３の表面をプライマー処理した後、弾性層４を形成させてもよい。プライマーとしては、各種カップリング剤またはエポキシ化合物を含有する任意のプライマーを使用することができる。
【００６８】
最後に、該導電性ローラ中間品の弾性層４の外周面に、被覆層５を構成する樹脂原料をディッピングにより塗布し、乾燥させて被覆層５を形成させる。当該樹脂原料としては、例えば、熱可塑性ポリウレタン樹脂をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等の溶剤に溶解し、カーボンブラック等の導電性付与剤を添加したものを用いる。
このようにして、シャフト２の外周面に導電樹脂層３が設けられ、かつ導電樹脂層３の外周面に弾性層４が設けられ、さらに弾性層４の外周面に被覆層５が設けられた導電性ローラ１が製造される。
【００６９】
なお、弾性層４と被覆層５との接着性をさらに向上させるために、弾性層４の表面をプライマー処理した後、被覆層５を形成させてもよい。プライマーとしては、各種カップリング剤またはエポキシ化合物を含有する任意のプライマーを使用することができる。
【００７０】
本実施形態の導電性ローラ１は被覆層５を有するものであったが、他の実施形態として、被覆層５を有さず、最表面が弾性層４となる構成も採用可能である。さらに、本実施形態の導電性ローラ１では被覆層５が単層であったが、被覆層５が複数の層からなる構成も採用可能である。
【００７１】
次に、本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置の１つの様相では、現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、感光ドラムを押圧しながら回転する。本様相の画像形成装置の実施形態（第一実施形態）について説明する。図５は、本発明の第一実施形態にかかる画像形成装置の主要部を表す平面図である。図６は、図５の軸受け部分の拡大平面図である。
【００７２】
図５の画像形成装置６０の構成は、図９の画像形成装置１２０の構成と基本的に同じである。すなわち図５の画像形成装置６０は、現像ローラ６１と感光ドラム６２とを備え、現像ローラ６１が感光ドラム６２に接した状態で回転し、現像ローラ６１から感光ドラム６２にトナーが供給されるものである。
感光ドラム６２は回転軸６３を有し、その両端は軸受け（図示せず）で支持されている。
現像ローラ６１は図１に示した導電性ローラ１と同じものであり、基本的に、非導電性樹脂製のシャフト６５の外周面に導電樹脂層、弾性層、および被覆層が設けられたものである。現像ローラ６１はシャフト６５が樹脂製であるので、適度に撓る性質を有する。なお、現像ローラ６１は、非導電性樹脂製ではなく導電性樹脂製のシャフトの外周面に弾性層等が設けられたものでもよい。
【００７３】
現像ローラ６１の両端部６６ａ，６６ｂは、それぞれ軸受け６７ａ，６７ｂで回転自在に支持されている。
軸受け６７ａ，６７ｂは、それぞれコイルばねからなる付勢手段６８ａ，６８ｂにより感光ドラム６２側に付勢され、一定荷重を掛けられた構成となっている。本実施形態では付勢手段６８ａ，６８ｂとしてコイルばねを採用しているが、板バネやゴムなどの他の弾性材によって構成してもよい。
【００７４】
本実施形態の画像形成装置６０では、軸受け６７ａ，６７ｂの配置方向に特徴がある。すなわち、図１０に示す従来の画像形成装置１２０における軸受け１１８ａ，１１８ｂは、現像ローラ１の中心軸線の方向に配置されていたが、図５に示す本実施形態の画像形成装置６０においては、軸受け６７ａ，６７ｂが感光ドラム６２側に僅かに角度θを付けて配置されている（図６）。換言すれば、軸受け６７ａ，６７ｂの中心線（中心軸の仮想的延長線）が感光ドラム６２側で交わる。その結果、現像ローラ６１が感光ドラム６２側に反った状態で密着し、感光ドラム６２を押圧しながら回転する。すなわち本実施形態の画像形成装置６０では、軸受け６７ａ，６７ｂを現像ローラ１の中心軸線に対して角度をもたせて配置しているので、現像ローラ６１は、感光ドラム６２側へ強制的に撓る。その結果、現像ローラ６１が寸法精度の低いものである場合（例えば、真円度が低い、偏芯している、反りが生じている等）でも、寸法精度が矯正されて感光ドラム側へ撓りながら回転でき、現像ローラ６１と感光ドラム６２との密着性がよい。
【００７５】
また本実施形態の画像形成装置６０では、軸受け６７ａ，６７ｂがコイルばね６８ａ，６８ｂにより感光ドラム６２側に付勢されているので、現像ローラ６１と感光ドラムとの接触量の変動が緩和され、感光ドラム６２とより安定に密着できる。
【００７６】
なお、軸受け６７ａ，６７ｂの中心線と現像ローラ１の中心軸線とがなす角度θは、Ａ４サイズのプリンターまたは複写機の場合には０.１度程度でよく、最大でも０.５度程度あればよい。なお、図５、図６では現像ローラ６１の反った状態を視覚的にわかりやすくするために、角度θは誇張して描かれている。
【００７７】
また、シャフト６５を構成する樹脂は、耐熱温度が８０℃以上あるものであれば、一般的なものでよく、また熱可塑性、熱硬化性を問わないが、感光ドラム６２側へ撓らすために柔軟性とある程度の靭性が必要である。したがって、シャフト６５は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０の測定法での曲げ弾性率が１ＧＰａから８ＧＰａのものが好ましい。また、シャフト６５と導電樹脂層からなる部分も同様に、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０の測定法での曲げ弾性率が１ＧＰａから８ＧＰａのものが好ましい。
【００７８】
なお、現像ローラ６１を感光ドラム６２へ反らして押し付けることで、現像ローラ６１の両端部と中央部とでニップ幅に差がでて画像濃度差を生じる懸念があるが、その差は一定にできるため、電気的に画像濃度を補正することができる。さらに、現像ローラ６１の外周形状を長手方向の両端から中央に向かって外径が小さくなる逆クラウン形状（鼓状）にすることで、両端部と中央部におけるニップ幅の差を小さくすることができる。
【００７９】
従来の画像形成装置では金属製シャフトを有する寸法精度の高い現像ローラを用いることで印字性能を確保していたものを、本実施形態の画像形成装置６０では、寸法精度の劣る樹脂製シャフトを有する現像ローラ６１を用いるにもかかわらず、安定した印字性能を発揮することができる。
【００８０】
次に、本発明の画像形成装置に他の様相について説明する。本発明の画像形成装置の他の様相では、現像ローラが長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有し、前記現像ローラの両端を支持する軸受けが感光ドラム側に付勢され、現像ローラが感光ドラムを押圧しながら回転する。本様相の画像形成装置の実施形態（第二実施形態）について説明する。図７は、本発明の第二実施形態にかかる画像形成装置に組み込まれる現像ローラの平面図である。図８は、本発明の第二実施形態にかかる画像形成装置の主要部を表す平面図である。
【００８１】
図８の画像形成装置７０の構成は、図９の画像形成装置１２０や図５の画像形成装置６０と基本的に同じで、現像ローラ７１と感光ドラム７２とを備え、現像ローラ７１が感光ドラム７２に接した状態で回転し、現像ローラ７１から感光ドラム７２にトナーが供給されるものである。
感光ドラム７２は図５の感光ドラム６２と同じものであり、回転軸７３を有し、その両端は軸受け（図示せず）により支持されている。
【００８２】
現像ローラ７１は図１に示した導電性ローラ１と同じ構成を有するものであり、非導電性樹脂製のシャフト７５の外周面に各種の層が設けられたものである。現像ローラ７１はシャフト７５が樹脂製であるので、適度に撓る性質を有する。なお、現像ローラ７１は、現像ローラ６１と同様に、非導電性樹脂製ではなく導電性樹脂製のシャフトの外周面に弾性層等が設けられたものでもよい。
【００８３】
本実施形態の画像形成装置７０では、現像ローラ７１の形状に特徴がある。すなわち、図７に示すように、本実施形態の画像形成装置７０に組み込まれる現像ローラ７１は、長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状（太鼓状の形状）を有する。
【００８４】
クラウン形状を有する現像ローラ７１を組み込んだ画像形成装置７０における、現像ローラ７１と感光ドラム７２の様子は図８のようになる。まず、現像ローラ７１の両端部７６ａ，７６ｂは、それぞれ軸受け７７ａ，７７ｂにより回転自在に支持されている。ただし、図５の画像形成装置６０とは異なり、本実施形態の画像形成装置７０では、図１０に示す従来の画像形成装置１２０と同様に、軸受け７７ａ，７７ｂは現像ローラ７１の中心軸線の方向に配置されている。さらに、軸受け７７ａ，７７ｂは、それぞれコイルばねからなる付勢手段７８ａ，７８ｂにより感光ドラム７２側に付勢され、一定荷重を掛けられた構成となっている。そうすると、現像ローラ７１が感光ドラム７２と反対側に適度に撓った状態で感光ドラム７２に押し付けられる。このとき、現像ローラ７１がクラウン形状を有するので中央部と両端部におけるニップ幅の差が吸収され、現像ローラ７１が、反りや偏芯などが生じた寸法精度に劣るものであっても感光ドラム７２と均一に接触することができる。
【００８５】
なお、現像ローラ７１における中央部の外径と両端部の外径との差は、現像ローラ７１の反り量や偏芯量の最大値（通常は０．３ｍｍ程度）より僅かに大きい値とすることが好ましい。なお、図７、図８では現像ローラ７１の形状を視覚的にわかりやすくするために、現像ローラ７１のクラウン形状が誇張して描かれている。
【００８６】
従来の画像形成装置では金属製シャフトを有する寸法精度の高い現像ローラを用いることで印字性能を確保していたものを、本実施形態の画像形成装置７０では、寸法精度の劣る樹脂製シャフトを有する現像ローラ７１を用いるにもかかわらず、安定した印字性能を発揮することができる。
【００８７】
以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００８８】
１．樹脂製シャフトの作製と導電樹脂層の形成
ポリプロピレン樹脂（商品名：１０１１ＦＢ、宇部興産社）を原料とし、一般的な射出成形により、外径約８ｍｍ、全長約２６３ｍｍの樹脂製シャフトを作製した。
【００８９】
ポリエステル樹脂（商品名：ハイパーライト、カネカ社）にカーボンブラック（商品名：＃３０３０Ｂ、三菱化学社）を適量添加し、体積抵抗値がそれぞれ１×１０2Ω・ｃｍ、１×１０4Ω・ｃｍ、１×１０6Ω・ｃｍ、１×１０8Ω・ｃｍの４種類のコンパウンドを調製した。図３に示す金型２０と同じ構造の金型に上記の樹脂製シャフトを装着し、調製したコンパウンドを樹脂注入口から注入した。樹脂が硬化した後、金型内の成形品を取り出した。これにより、樹脂製シャフト（外径約８ｍｍ）の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層（厚さ約２．５ｍｍ）が設けられた４種の導電性ローラ中間品が得られた。なお、当該導電性ローラ中間品においては、シャフトの一方の軸端部が導電樹脂層で被覆されたものとなった。
【００９０】
２．弾性層の形成
アリル末端ポリオキシプロピレン（商品名：ＡＣＸ００３、カネカ社）にカーボンブラック（商品名：＃３０３０Ｂ、三菱化学社）を適量添加し、体積抵抗値が１×１０3Ω・ｃｍ、１×１０4Ω・ｃｍ、１×１０5Ω・ｃｍ、１×１０6Ω・ｃｍ、１×１０7Ω・ｃｍの５種類の主剤を調製した。これらの主剤１００ｇに対して、硬化剤としてポリオルガノハイドロジェンシロキサン（商品名：ＣＲ１００、カネカ社）３．１ｇ、ビス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン）白金錯体触媒（白金含有量３ｗｔ％、キシレン溶液）７０μＬ、有機リチウム塩含有化合物（商品名：サンコノール０８６２−２０Ｒ、三光化学工業社）１．０ｇ、及びマレイン酸ジメチル３５μＬを添加・混合し、弾性層を構成する樹脂原料（５種類）を調製した。
【００９１】
図４に示す金型４０と同じ構造の金型を予め１００℃〜１４０℃に昇温させた。この金型に上記１で作製した導電性ローラ中間品（樹脂シャフト＋導電樹脂層）を装着し、樹脂注入口から弾性層を構成する樹脂原料を注入した。樹脂が加熱硬化した後、金型内の成形品を取り出した。これにより、樹脂製シャフト（外径約８ｍｍ）の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層（厚さ約２．５ｍｍ）が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層（厚さ約１．５ｍｍ）が設けられた２０種の導電性ローラ中間品が得られた。
【００９２】
３．被覆層の形成
１５０ｇのＭＥＫに対して、カーボンブラック（商品名：＃３０３０Ｂ、三菱化学社）１２ｇ、ウレタン樹脂溶液（商品名：ハイムレンＹ−２５８、大日精化工業社）１００ｇ、ＤＭＦ３００ｇを添加・混合し、塗布液を調製した。２０種の導電性ローラ中間品（樹脂製シャフト＋導電樹脂層＋弾性層）の表面に、調製した塗布液をディッピング法により塗布し、４０℃で５分間乾燥させた。同様の塗布操作を再度繰り返した後、１００℃〜１２０℃で９０分間乾燥させた。これにより、樹脂製シャフト（外径約８ｍｍ）の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層（厚さ約２．５ｍｍ）が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層（厚さ約１．５ｍｍ）が設けられ、さらに該弾性層の外周面に被覆層が設けられた２０種の導電性ローラが得られた。なお、作製した導電性ローラの代表的なものの総重量は６９ｇであった。
【００９３】
４．各導電性ローラの現像ローラとしての評価
得られた各導電性ローラをカラープリンター用カートリッジ（ＥＰ−８５、キヤノン社）にセットし、レーザープリンター（ＬＡＳＥＲ ＳＨＯＴ ＬＢＰ−２５１０、キヤノン社）に該カートリッジを組み込み、モノクロ、５０％ハーフトーン画像を用いて、画像の良否を評価した。結果を第１表に示す。第１表中、「◎」は極めて良好、「○」は良好、「△」はやや良好、「×」は不良を表す。すなわち、導電樹脂層の体積抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍ以下かつ弾性層の体積導電率が１×１０5Ω・ｃｍ以下の導電性ローラは、いずれも現像ローラとして使用可能なものであった。特に、導電樹脂層と弾性層の体積導電率の組み合わせが、「導電樹脂層：１×１０2Ω・ｃｍ／弾性層：１×１０4Ω・ｃｍ」、「導電樹脂層：１×１０2Ω・ｃｍ／弾性層：１×１０5Ω・ｃｍ」、または、「導電樹脂層：１×１０4Ω・ｃｍ／弾性層：１×１０4Ω・ｃｍ」の導電性ローラの性能が高かった。
以上のように、本実施例で作成した導電性ローラの多くは、画像形成装置の現像ローラとして十分使える性能を有していた。
【００９４】
【表１】
2007333923.tif 000003
【実施例２】
【００９５】
１．樹脂製シャフトの作製と導電樹脂層の形成
ポリプロピレン樹脂（商品名：１０１１ＦＢ、宇部興産社）をベース樹脂として、ガラス繊維を適量配合し、曲げ弾性率が１ＧＰaから８ＧＰaのコンパウンドを多種類調製した。これらのコンパウンドを用いた一般的な射出成形で、多種類の樹脂製シャフト（外径約８ｍｍ、全長約２６３ｍｍ）を作製した。
【００９６】
ポリエステル樹脂（商品名：ハイパーライト、カネカ社）にカーボンブラック（商品名：＃３０３０Ｂ、三菱化学社）とガラス繊維を適度に配合し、曲げ弾性率が１ＧＰa〜８ＧＰaのコンパウンドを多種類作製した。実施例１と同様にして、上記１の各樹脂製シャフト（ガラス繊維入り）の外周面にコンパウンド（曲げ弾性率１ＧＰa〜８ＧＰa）を用いて導電樹脂層を形成させた。これにより、種々の曲げ弾性率を有する多種類の導電性ローラ中間品（シャフト＋導電樹脂層）が得られた。
【００９７】
得られた各導電性ローラ中間品につき、曲げ試験機（島津製作所製オートグラフＡＧＳ―Ｈ）を用いて曲げ弾性率（ＧＰａ）を測定した。計算式は｛４×Ｌ3/（３×π×Ｄ4）｝×（Ｆ/ΔＬ）とし、Ｌ＝２００ｍｍ、Ｆ＝２ｋｇ・ｆとして算出した。曲げ弾性率の値により導電性ローラ中間品を選抜し、さらに、曲げ弾性率が１ＧＰａ〜２ＧＰａ、３ＧＰａ〜４ＧＰａ、５ＧＰａ〜６ＧＰａ、７ＧＰａ〜８ＧＰａ、の４つの群に分類した。
【００９８】
２．弾性層と被覆層の形成
実施例１と同様にして、各導電性ローラ中間品の外周面に導電樹脂層と被覆層を設けた。これにより、樹脂製シャフト（外径約８ｍｍ）の外周面に導電性樹脂からなる導電樹脂層（厚さ約２．５ｍｍ）が設けられ、かつ該導電樹脂層の外周面に弾性層（厚さ約１．５ｍｍ）が設けられ、さらに該弾性層の外周面に被覆層が設けられた多種類の導電性ローラが得られた。
【００９９】
３．導電性ローラを組み込んだ画像形成装置の評価
まず、得られた各導電性ローラについて、レーザー式形状測定器で最大振れ量を測定した。次に、実施例１で使用したレーザープリンター（画像形成装置）とカラープリンター用カートリッジを用い、上記２で得られた各導電性ローラの中央部がレーザープリンターにセットした時に感光ドラム側へ０．２ｍｍ撓むように、各導電性ローラをカラープリンター用カートリッジにセットし、現像ローラが感光ドラム側に反った状態で感光ドラムに接し、押圧しながら回転するようにした。実施例１と同様の方法で、導電性ローラの曲げ弾性率と最大振れ量ごとに印字性能を評価した。結果を第２表に示す。すなわち、導電性ローラの最大振れ量が０．１ｍｍ以下であれば、いずれの群（曲げ弾性率１ＧＰａ〜８ＧＰａ）の導電性ローラを組み込んだレーザープリンターでも、画像の状態が良かった。特に、曲げ弾性率が１ＧＰａ〜２ＧＰａと３ＧＰａ〜４ＧＰａの現像ローラ（導電性ローラ）を用いたレーザープリンターでは、現像ローラの最大振れ量が０．２ｍｍでも画像の状態が良かった。
以上より、本実施例のレーザープリンター（画像形成装置）によれば、現像ローラの最大振れ量が大きい場合でも高い印字性能を保持していた。
【０１００】
【表２】
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【実施例３】
【０１０１】
１．クラウン形状を有する導電性ローラの作製
成形キャビティ中央部を太鼓状に太くした金型を用いて弾性層を形成する以外は実施例１と同様にして、長手方向の両端から中央に向かって外径が大きくなるクラウン形状を有する導電性ローラを作製した。導電性ローラの中央部の外径は、両端部より、０．１ｍｍ、０.２ｍｍ、または０.３ｍｍ太い３種類とした。また、導電樹脂層の体積抵抗値は１×１０4Ω・ｃｍ、弾性層の体積抵抗値は１×１０4Ω・ｃｍとした。
【０１０２】
比較例として、表面をニッケルメッキした鉄（ＳＵＭ２２）製シャフトの外周面に実施例１と同様の弾性層と被覆層を設けた導電性ローラを作製した。比較例の導電性ローラの代表的なものの総重量は１３９ｇであった。
【０１０３】
２．導電性ローラを組み込んだ画像形成装置の評価
まず、各導電性ローラについて、実施例２と同様にして最大振れ量を測定した。次に、実施例１で使用したレーザープリンターとカラープリンター用カートリッジを用い、上記１で得られたクラウン形状を有する各導電性ローラをセットした。さらに、ばねによって導電性ローラ（現像ローラ）両端の軸受けを感光ドラム側にそれぞれ０．３ｋｇ〜１．０ｋｇの荷重を付勢した。実施例１と同様の方法で各レーザープリンターの性能を評価した。結果を第３表に示す。すなわち、比較例の現像ローラを用いた場合は、最大振れ量が０．０８ｍｍになると画像の状態が不良となったが、クラウン形状を有する現像ローラを用いた場合は、いずれも、最大振れ量が０．０８ｍｍのときでも良好な画像が得られた。また、最大振れ量が０．０４ｍｍと０．０６ｍｍの場合も、クラウン形状を有する現像ローラを用いたときの方が画像の状態が良かった。さらに、クラウン形状を有する現像ローラの中では、中央部と両端部の太さの差が０．１ｍｍと０．２ｍｍのものを用いた場合が、特に画像の状態が良かった。
以上より、クラウン形状の現像ローラを組み込んだレーザープリンター（画像形成装置）では、現像ローラの最大振れ量が大きい場合でも高い印字性能を保持していた。
【０１０４】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる導電性ローラの斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図１の導電性ローラの長手方向の断面図である。
【図３】（ａ）は導電樹脂層の形成に使用可能な金型を模式的に表す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の固定金型部分の拡大断面図である。
【図４】弾性層の形成に使用可能な金型と射出機構を模式的に表す断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態にかかる画像形成装置の主要部を表す平面図である。
【図６】図５の軸受け部分の拡大平面図である。
【図７】本発明の第二実施形態にかかる画像形成装置に組み込まれる現像ローラの平面図である。
【図８】本発明の第二実施形態にかかる画像形成装置の主要部を表す平面図である。
【図９】電子写真方式による印字装置の一般的な構成を表す概略図である。
【図１０】一般的な画像形成装置の主要部を表す平面図である。
【図１１】一般的な現像ローラの断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１    導電性ローラ
２    シャフト（芯体）
３    導電樹脂層
４    弾性層
５    被覆層
１１ａ，１１ｂ  軸端部
６０  画像形成装置
６１  現像ローラ
６２  感光ドラム
６６ａ，６６ｂ  端部（両端）
６７ａ，６７ｂ  軸受け
７０  画像形成装置
７１  現像ローラ
７２  感光ドラム
７６ａ，７６ｂ  端部（両端）
７７ａ，７７ｂ  軸受け
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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