JP2002116608A

JP2002116608A - 帯電ローラ、該帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置

Info

Publication number: JP2002116608A
Application number: JP2000308077A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Suzuki; 昭洋鈴木; Hiroshi Abe; 博司阿邊
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】クラウン量の不足による帯電部材の長手方向
の帯電ムラ及び被覆時に生じるシームレスチューブの歪
みを解消し、これらに由来する画像欠陥を生じない帯電
ローラ、該帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及
び電子写真装置を提供する。【解決手段】芯金２ａと、該芯金外周上のアスカーＣ
硬度が３６°以下の発泡弾性体層２ｂと、同時成形され
た多層シームレスチューブ２ｃ、２ｄが該発泡弾性体層
外周に被覆されている帯電ローラにおいて、該シームレ
スチューブの表面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点が
表面層以外の少なくとも１層に用いられる熱可塑性樹脂
の融点よりも低い材料で構成され、該帯電ローラが表面
層に用いられる熱可塑性樹脂の融点以上、表面層以外の
少なくとも１層に用いられる熱可塑性樹脂の融点以下の
温度で熱処理されていることを特徴とする帯電ローラ、
該帯電ローラを有するプロセスカートリッジ及び電子写
真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電部材、プロセ
スカートリッジ及び電子写真装置に関し、詳しくは、被
帯電体に接触配置され、電圧を印加されることにより該
被帯電体を帯電する帯電部材、該帯電部材を有するプロ
セスカートリッジ及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置や静電記録装置等の
画像形成装置に用いられる帯電手段として、接触帯電方
式の帯電手段の採用が進められている。接触帯電は、被
帯電体に接触配置された帯電部材に電圧を印加すること
によって被帯電体を所定の極性及び電位に帯電させるも
のであり、電源の電圧を低くすることができる、オゾン
等のコロナ生成物の発生を少なくすることができる、及
び構造が簡単で低コスト化を図ることができる、等の利
点がある。

【０００３】帯電ローラに印加する電圧は、直流のみを
印加する方式（ＤＣ印加方式）の他に、直流電圧を接触
帯電ローラに印加したとき、被帯電体の帯電開始電圧の
２倍以上のピーク間電圧を有する振動電界（時間と共に
電圧値が周期的に変化する電界）を接触帯電ローラと被
帯電体との間に形成して被帯電体面を帯電処理する手法
（ＡＣ印加方式）があり、後者の方がより均一な帯電を
することが可能である。

【０００４】図１に接触式帯電ローラの一例の断面図
を、図２に弾性体の一例の断面図を示す。また、図３に
接触式帯電装置を用いた画像形成装置（複写機）の概略
構成図を示す。

【０００５】帯電ローラ２は、電源３より直流電圧ある
いは直流電圧と交流電圧の重畳電圧等の振動電圧を印加
する導電性剛体である芯金２ａ、弾力性を付与する導電
性弾性層２ｂからなり、必要に応じて帯電ローラの抵抗
を制御する抵抗制御層２ｃや被帯電体と接触する表面層
である被覆層２ｄ等が弾性層２ｂの外側に設けられる。
該帯電ローラ２は、押圧手段（不図示）により所定の当
接力をもって被帯電体１に当接している。図３の画像形
成装置において、帯電ローラ２と被帯電体１はそれぞれ
矢印の方向に回転し、電源３により印加される電圧によ
り帯電ローラ２が当接する被帯電体の感光層１ｂが帯電
し、それは露光工程４及び現像工程５を経て感光層１ｂ
上の画像となり、転写工程６において被印刷物７上に転
写された画像を形成する。８は感光層１ｂの清掃工程を
示す。１ａは導電性支持体である。

【０００６】接触式帯電法は、電圧を印加した帯電ロー
ラ２を被帯電体１に当接させて被帯電体１を帯電させる
ものであるため、帯電領域に亘り帯電ローラ２と被帯電
体１を均一に当接させることが重要である。

【０００７】また、帯電ローラ２はドラム形状やベルト
形状の面移動する被帯電体１に接触しているため、帯電
ローラ２が固定されていると、当接部で摩耗や傷が発生
する恐れがある。この問題を解決するには、帯電ローラ
２を回転自在として被帯電体１に従動させることが一般
的である。

【０００８】ここで、被帯電体１に帯電ローラ２を当接
させる押圧力は、その当接線上又は当接帯上に均一にか
けることが理想であるが、上記に述べたとおり帯電ロー
ラ２が回転自在であるため、該当接線又は該当接帯の両
端にのみ押圧力をかけ、その中央部には押圧力をかけら
れない場合が多い。

【０００９】上記のように両端のみに押圧力をかける場
合、帯電ローラ２のたわみにより中央部の当接力が両端
部よりも弱くなり、中央部と両端部では帯電量が異なっ
てしまい、帯電ローラ２の長手方向の帯電ムラによる画
像欠陥が発生するという欠点がある。そこで、たわみ量
に相当する分だけ、帯電ローラの中央部の径１１を端部
の径１２より太くするという所謂クラウン形状が検討さ
れ、一部において実施されている。

【００１０】回転自在の帯電ローラ２の構成は、芯金２
ａ、帯電ローラ２に弾性を与える弾性層２ｂ、弾性層２
ｂから可塑剤等がブリードアウトすることを防止するし
み出し防止層、電極層あるいは帯電ローラ２の電気特性
を支配する抵抗制御層２ｃ、及び電子写真感光体等の被
帯電体１に傷や汚染を与えないために設けられた表面層
２ｄといった機能分離された各層を必要に応じて複数用
いることが一般的である。

【００１１】前記弾性層２ｂの製造方法としては、未加
硫ゴムを金型内で加硫する方法及び加硫缶内で発泡加硫
させる方法等が知られている。また、前記弾性層２ｂ
は、弾性変形することにより被帯電体との均一な接触を
確保する機能が要求される。通常、導電性が付与された
ゴムアスカーＣ硬度５０°以下の柔軟性を有する加硫ゴ
ムが使用される。また、ＡＣ印加方式の場合、帯電音改
善のため前記弾性層はアスカーＣ硬度３６°以下の低硬
度であることが好ましいとされている。

【００１２】前記しみ出し防止層、電極層あるいは抵抗
制御層２ｃ、及び表面層２ｄの製造方法としては、ディ
ップコート法又はロールコート法等の塗工液を用いる方
法が一般的である。

【００１３】しかしながら、塗工液をコートする方法は
乾燥が必要なため、乾燥炉の設備投資、乾燥工程追加に
よる工数増加等の理由により、コストが高いという問題
があった。

【００１４】また、帯電ローラへの要求が高まるにつ
れ、積層する数が多くなる傾向にある。コート数を増や
す場合、層の数だけ乾燥工程が必要となるので、そのコ
ストアップが大きな問題となっている。

【００１５】そこで最近では、シームレスチューブを弾
性体２ｂに被覆するだけで得られる、乾燥不要の帯電ロ
ーラが検討され、実用化されている。

【００１６】帯電ローラに付与するクラウン量は、帯電
ローラの長さ、硬度及び押圧力にもよるが、概略は帯電
ローラの長さの百分の１〜千分の１である。ここでいう
クラウン量とは、中央部の直径から端部の直径を引き算
した結果をいう。一例として、Ａ４サイズのページプリ
ンターの場合、帯電部材の長さが２００〜２５０ｍｍ程
度なので、帯電ローラとして必要なクラウン量は数十〜
数百μｍ程度となることが一般的である。

【００１７】シームレスチューブ被覆タイプの帯電ロー
ラをクラウン形状とする方法は、大きく２つに分かれ
る。１番目は、弾性体２ｂをストレート形状とし、被覆
するシームレスチューブの肉厚を長手方向の端部より中
央部で厚くするという方法である。２番目は、特開平１
０−１６１３９０号公報で開示されている様に弾性体２
ｂをクラウン形状とし、被覆するシームレスチューブは
ストレート形状であるという方法である。

【００１８】シームレスチューブは、一般に押出成形で
製造される。押出成形は連続成形であるため、肉厚を連
続的に精度良く変更することが困難である。従って、１
番目のチューブの肉厚を調節する方法は、押出成形では
事実上不可能である。また、抵抗制御層２ｃに用いるシ
ームレスチューブは、抵抗に肉厚依存性があるので、端
部と中央部で数百μｍも肉厚を調節してしまうと、端部
と中央部で大幅に抵抗が異なってしまうという問題も生
じる。

【００１９】これに対し、第２の方法では、弾性体２ｂ
をクラウン形状とするので、シームレスチューブはスト
レート形状のままでよく、押出成形により製造すること
が可能である。弾性体２ｂをクラウン形状にする方法と
しては、金型を予めクラウン形状にしておく、研磨によ
りクラウン形状を形成する等の方法がある。ここで、弾
性体２ｂに付与するクラウン量を、帯電部材として所望
するクラウン量よりも大きくしておけば、シームレスチ
ューブ被覆によって、端部と中央部が個々の圧縮率によ
って圧縮され、結果的に帯電部材として所望するクラウ
ン形状が得られる。

【００２０】前記各機能多層部をチューブで形成した場
合、膜厚のコントロールも比較的容易である。しかし、
従来のチューブの場合、多層の機能層を単一層のチュー
ブを複数個用意して一個ずつ外嵌処理することにより、
重ね合わせて形成した。この場合、被覆に必要な機能層
チューブ数だけ被覆工程が必要で、コスト高となる欠点
を有していた。

【００２１】そこで、上記機能性多層チューブを同時成
形させ、１回被覆で帯電ローラを製造する方法（特開平
１１−１２５９５２号公報）もある。しかし、通常、同
時成形多層シームレスチューブは、各機能層間が密着す
るためチューブ自体が剛直なる。また、同時成形多層シ
ームレスチューブは、成形直後に冷却水等により急冷す
るため、周方向に対する不均一性や残留ひずみが生じ
る。

【００２２】上記弾性体２ｂ、特にアスカーＣ硬度３６
°以下の弾性層に、同時成形多層シームレスチューブを
被覆してなる帯電ローラをクラウン形状とするには、以
下のような問題がある。

【００２３】チューブ被覆タイプの帯電ローラをクラウ
ン形状とする方法において、弾性体２ｂをクラウン形状
とし、同時成形多層シームレスチューブをストレート形
状とする場合、チューブ被覆タイプの帯電ローラでは剛
直な同時成形多層シームレスチューブの被覆により低硬
度の弾性体２ｂが圧縮されるため、弾性体２ｂをクラウ
ン形状とすると端部と中央部で圧縮率が異なり、弾性体
に付与したクラウン形状が保たれず、被覆後のクラウン
量は弾性体に付与したクラウン量よりも小さくなってし
まうという問題がある。なお、ここでいうクラウン量と
は、中央部の直径から端部の直径を引き算した結果であ
る。

【００２４】また、同時成形多層シームレスチューブ
は、成形時に周方向に対する局所的な不均一性や残留ひ
ずみが生じており、これにより被覆時、更に歪みが生じ
結果として、帯電ローラの周方向の抵抗ムラや、経時や
環境による抵抗変化による抵抗の変化が直接画像不良と
して現れる欠点がある。これら抵抗ムラや経時、環境の
抵抗変化はより高抵抗である表面層が顕著に現れる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のようなクラウン量の不足による帯電部材の長手方向の
帯電ムラ及び被覆時に生じるシームレスチューブの歪み
を解消し、これらに由来する画像欠陥を生じない帯電ロ
ーラを提供することにある。

【００２６】本発明の別の目的は、上記帯電ローラを有
するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する
ことにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、芯金
と、該芯金外周上のアスカーＣ硬度が３６°以下の発泡
弾性体層と、同時成形された多層シームレスチューブが
該発泡弾性体層外周に被覆されている帯電ローラにおい
て、該シームレスチューブの表面層に用いられる熱可塑
性樹脂の融点が表面層以外の少なくとも１層に用いられ
る熱可塑性樹脂の融点よりも低い材料で構成され、該帯
電ローラが表面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点以
上、表面層以外の少なくとも１層に用いられる熱可塑性
樹脂の融点以下の温度で熱処理されていることを特徴と
する帯電ローラが提供される。

【００２８】また、本発明に従って、電子写真感光体及
び帯電ローラ、あるいは電子写真感光体、帯電ローラ及
び現像手段、クリーニング手段の一方又は両方の手段、
を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプ
ロセスカートリッジにおいて、該帯電ローラが、該電子
写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることによ
り該電子写真感光体を帯電する帯電ローラであって、上
記帯電ローラであることを特徴とするプロセスカートリ
ッジが提供される。

【００２９】更に、本発明に従って、電子写真感光体、
帯電ローラ、露光手段、現像手段及び転写手段を有する
電子写真装置において、該帯電ローラが、該電子写真感
光体に接触配置され、電圧を印加されることにより該電
子写真感光体を帯電する帯電ローラであって、上記帯電
ローラであることを特徴とする電子写真装置が提供され
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を更に
詳しく説明する。

【００３１】図１は本発明の帯電ローラの一例を示すも
ので、電子写真装置の帯電器として使用するものであ
る。この帯電ローラは、ステンレススチール、めっき処
理した鉄、黄銅及び導電性プラスチック等の良導電性材
料からなる芯金２ａの外周に導電性の弾性材料からなる
発泡弾性体層２ｂを設け、更にこの発泡弾性体層２ｂの
外周にチューブ状の機能性多層チューブ２ｃ、２ｄを被
覆したものである。図１の場合、同時成形多層シームレ
スチューブは内面層２ｃと表面層２ｄからなる。

【００３２】本発明における芯金（金属層）としては、
例えばアルミニウム、銅、鉄、又はこれらを含む合金等
の良導体が好適に用いられる。本発明に用いられる芯金
は、０．１〜１．５ｍｍ程度の厚さを有する金属管であ
っても、また棒状であってもよい。

【００３３】ここで、上記発泡弾性体層２ｂを構成する
導電性を有する弾性材料としては、導電材を配合した発
泡導電性ゴム組成物あるいは導電性ポリウレタンフォー
ムを用いることができる。

【００３４】この場合、発泡導電性ゴム組成物を構成す
るゴム成分としては、特に制限されるものではないが、
エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、ク
ロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレンに導電材を
配合したものの発泡体、エピクロルヒドリンとエチレン
オキサイドとの共重合ゴムの発泡体又はエピクロルヒド
リンとエチレンオキサイドとの共重合ゴムに導電材を配
合したものの発泡体を好適に使用することができる。

【００３５】これらゴム組成物に配合する導電材として
は、カーボンブラック、黒鉛、金属及び導電性の各種金
属酸化物（酸化錫及び酸化チタン等）等の導電性粉体
や、カーボンファイバー及び金属酸化物の短繊維等の各
種導電性繊維を用いることができる。その配合量は、全
ゴム成分１００質量部に対して好ましくは３〜１００質
量部、特に好ましくは５〜５０質量部であり、これによ
り発泡弾性体層２ｂの体積抵抗を１×１０〜１×１０⁹
Ω・ｃｍ程度に調整することが好ましい。なお、この発
泡弾性体層２ｂの形成は、公知の加硫成形法により行う
ことができ、その厚さは帯電ローラの用途等に応じて適
宜設定されるが、通常、１〜２０ｍｍが好ましい。

【００３６】該弾性体２ｂは、インジェクション成形機
を用い、クラウン形状の金型内で成形と同時に加硫して
作製することができる。その他の方法として、発泡剤を
添加して加硫缶内で加硫と同時に発泡させてなるスポン
ジ状に成形し、研磨によりクラウン形状に成形してもよ
い。

【００３７】本発明においては、この発泡弾性体層２ｂ
上に同時成形多層シームレスチューブを被覆する。この
場合、この同時成形多層シームレスチューブを構成する
熱可塑性樹脂としては、該同時多層成形シームレスチュ
ーブに用いられる熱可塑性樹脂の融点が表面層以外の少
なくとも１層に用いられる熱可塑性樹脂の融点よりも低
い材料で構成され、押出し成形可能な熱可塑性樹脂であ
ればいずれのものでもよく、具体的には、エチレンプロ
ピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニル、エチレ
ンエチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチル、ス
チレンブタジエンゴム、ポリエステル、ポリウレタン、
ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１
１、ナイロン１２及びその他の共重合ナイロン等）、ス
チレンエチレンブチル、エチレンブチル、ニトリルブタ
ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、多硫化ゴ
ム、塩素化ポリエチレン、クロロプレンゴム、ブタジエ
ンゴム、１，２−ポリブタジエン、イソプレンゴム及び
ポリノルボルネンゴム等の通常のゴム、及びスチレン−
ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）及びスチレン−ブタジ
エン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴ
ムを使用することができ、特に制限されるものではな
い。

【００３８】あるいは、上記の各樹脂や共重合体よりな
るエラストマー及び変性体等のエラストマーと、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
等の飽和ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリルブ
タジエンスチレン、ポリスチレン、ハイインパクトポリ
スチレン（ＨＩＰＳ）、ポリウレタン、ポリフェニレン
オキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−
エチレン／プロピレンゴム−スチレン樹脂（ＡＥＳ）及
びアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂（Ａ
ＡＳ）等のスチレン系樹脂及びアクリル樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、塩化ビニリデン樹脂等の各樹脂及び共重合体か
らなる材料の組み合わせが好ましい。

【００３９】次に、本発明において用いられる同時成形
多層シームレスチューブについて説明する。本発明にお
ける同時成形多層シームレスチューブは、重合体であっ
て、前記芯金（金属層）外周上の発泡弾性体層に外嵌
し、被覆する。

【００４０】例えば、図４に示す装置により１回の操作
で所望層数のシームレスチューブを形成することができ
る。図４の（ａ）は２種２層用、（ｂ）は２種３層用、
（ｃ）は３種３層用である。

【００４１】この場合に使用される樹脂、エラストマー
及び共重合体等は前記したものであり、後述する導電材
等を適宜配合することにより、所望の特性を有するチュ
ーブ構成が得られる。

【００４２】更に、上記ゴム、熱可塑性エラストマー及
び熱可塑性樹脂から選ばれた２種以上の重合体からなる
ポリマーアロイ又はポリマーブレンドも使用できる。

【００４３】本発明の同時成形多層シームレスチューブ
は、上記各種重合体と下記の導電材及び必要ならばその
他の添加剤等からなる導電性重合体組成物を、押出成形
法、射出成形法又はブロー成形法等によりチューブ状に
成膜することにより得ることができる。上記各種成形法
のうちでは、押出成形法が特に好適である。

【００４４】更には、形成するチューブの各薄膜層の膜
厚均一性、また導電材等の分散性がより均一であるもの
を得るためには、縦型のチューブ押出機（図５）を使用
することが好ましい。

【００４５】なお、上記導電材としては、公知の素材が
使用でき、例えば、カーボンブラック及びグラファイト
等の炭素微粒子；ニッケル、銀、アルミニウム及び銅等
の金属微粒子；酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化
アルミニウム及びシリカ等を主成分とし、これに原子価
の異なる不純物イオンをドーピングした導電性金属酸化
物微粒子；炭素繊維等の導電性繊維；ステンレス繊維等
の金属繊維；炭素ウィスカーやチタン酸カリウムウィス
カーの表面を金属酸化物や炭素等により導電化処理した
導電性チタン酸カリウムウィスカー等の導電性ウィスカ
ー；及びポリアニリン及びポリピロール等の導電性重合
体微粒子等が挙げられる。

【００４６】本発明に用いられる同時成形多層シームレ
スチューブは種々の方法で製造することができるが、前
記のように押出法が好適である。すなわち、予め重合体
と導電材及び必要に応じて、架橋剤、安定剤及びその他
の添加剤等を混合したコンパウンドを製造し、該コンパ
ウンドを押出機によりリング状スリットを有するダイス
より押出し、冷却することによって連続的にシームレス
チューブを製造することができる（図５）。

【００４７】非熱収縮チューブである場合、発泡弾性体
層と多層シームレスチューブの密着性を確保するために
はチューブ内径は発泡弾性体層外径以下であることが必
要である。圧縮空気を吹き込むことによりチューブ径を
拡大させた状態で芯金を有する発泡弾性体層を挿入し、
空気圧を解除すれば外嵌処理が完了する。

【００４８】次に、本発明に用いる押出し装置を図５に
より説明する。成形に用いるダイス５４には、空気導入
用の中央通孔５５の周囲に内外二重の環状の押出し流路
５６及び５７が設けられており、成形に際しては中央通
孔５５から空気を吹き込みながら、内側流路５６に第１
押出機５８から多層シームレスチューブを構成する内部
層用エラストマーを、また外側流路５７に第２押出機５
９から多層シームレスチューブを構成する外部層用エラ
ストマーをそれぞれ加圧注入し、内部層２ｃと外部層２
ｄを重ね合わせ一体化して押出して得られた多層シーム
レスチューブ５３の内部を空気で膨らませながら、その
外周に設けた水冷リング６０にて冷却し、これをチュー
ブ送り装置により引っ張り、所定長さに順次切断し、帯
電ローラ用の多層シームレスチューブとして、次工程に
て、芯金２ａを有する発泡弾性体層２ｂに被覆する。図
５中、チューブ送り装置の６２はタイミングプーリー、
６３は送りベルトである。

【００４９】本発明に用いられる帯電ローラの多層シー
ムレスチューブの抵抗値は、１×１０⁴〜１×１０⁸Ω・
ｃｍであることが好ましく、特には１×１０⁵〜１×１
０⁷Ω・ｃｍであることが好ましい。

【００５０】次に、本発明においての弾性層２ｂの上に
同時成形多層シームレスチューブの被覆方法について説
明する。

【００５１】上記のようにして得られた同時成形多層シ
ームレスチューブは、発泡弾性体層の最小外径よりも小
さい内径のチューブに押出し成形される。該チューブを
前記発泡弾性体層に被覆する際には、空気等を該チュー
ブの内側に吹き込み、発泡弾性体層の最大外径よりも大
きい内径となるまで該チューブを膨らませつつ、発泡弾
性体層を挿入し空気圧等の拡幅手段を遮断すると、該チ
ューブが持つ弾性により初期内径に戻ろうとし、該チュ
ーブと前記発泡弾性体層は密着し、一体化する。

【００５２】こうして得られた、クラウン形状の弾性体
２ｂにストレート形状の同時成形多層シームレスチュー
ブを被覆した帯電ローラは、チューブ被覆後もクラウン
形状を有するが、必ずしも弾性体２ｂに付与したクラウ
ン形状とチューブ被覆後のクラウン量と一致するとは限
らない。被覆するチューブの硬度や被覆方法にもよる
が、弾性体２ｂに付与したクラウン量よりも小さくな
る。このため、帯電ローラとして所望するクラウン量を
付与する必要がある。

【００５３】本発明の帯電ローラに熱処理を行う時は、
各層を構成している熱可塑性樹脂の融点を超える温度で
行うとローラ形状を保持できなくなるので、融点以下で
行わなければならない。なお、本発明に用いられる融点
とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）等の測定により吸熱ピ
ークを融点とした。

【００５４】本発明は、好ましくは多層シームレスチュ
ーブが表面層と内面層の２層からなり、表面層に用いら
れる熱可塑性樹脂の融点が８０℃〜１２０℃であり、内
面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点が１００℃〜１４
０℃である上記記載の帯電ローラである。

【００５５】本発明は、更に好ましくは多層シームレス
チューブが表面層と内面層の２層からなり、表面層がス
チレン系又はオレフィン系の熱可塑性エラストマーを含
み、内面層がウレタン系の熱可塑性エラストマーを含ん
でいる上記記載の帯電ローラである。

【００５６】本発明に用いられる同時成形多層シームレ
スチューブが被覆された帯電ローラは、上記記載の材料
で構成されかつ、表面層に用いられる熱可塑性樹脂の融
点が内面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点よりも低い
材料で構成され、表面層に用いられる熱可塑性樹脂の融
点以上の温度で熱処理することにより、適正なクラウン
形状となり、また被覆時の局所的な不均一や残留ひずみ
を解消させ、画像ムラを低減することができる。

【００５７】同時成形多層チューブが被覆された帯電ロ
ーラの熱処理の時間、雰囲気等の条件は特に制限される
ことはないが、チューブ形状が保たれるという条件か
ら、熱処理温度上限は、多層チューブ中の最も融点の高
い層の融点以下である必要がある。また、熱処理時間に
ついては、チューブが十分熱処理されるために３０分間
以上が好ましい。

【００５８】本発明の帯電ローラの抵抗値Ｒｒは、０．
０１ＭΩ＜Ｒｒ＜１ＭΩであることが好ましい。０．０
１ＭΩ以下であると、高電圧がかかるため耐圧性に問題
が発生し易く、１ＭΩ以上では電子写真感光体に対し十
分帯電できるだけの電流が流れず、帯電不良を起こし易
くなる。

【００５９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に
説明する。なお、実施例は接触式の帯電ローラを用いて
説明しているが、本発明は本実施例に限定されるもので
はない。

【００６０】「同時成形多層シームレスチューブの構成
を抵抗調整層／導電性制御層とした場合」抵抗調整層
は、材料そのものが適切な抵抗値を有する樹脂を用いて
もよく、又はカーボンや導電性金属酸化物等の導電粉を
混合して抵抗値を調整した樹脂でもよい。この例の各層
材料を同時押出しにより一体となった多層の機能性チュ
ーブを成形することができる。本発明においては、縦型
押出し装置を用いてチューブの成形を行う。横型の押出
し装置では、押出されたチューブの流れ方向が重力に対
して直交した配置であるために、チューブ円周方向に重
力の影響が働き、特に押出された直後の軟らかい状態で
その影響を受けるため、本発明で用いる電子写真用途に
は、精細性に欠けるものと考えられた。

【００６１】（実施例１）＜芯金＞芯金は、鉄材を押出し成形により、直径約５ｍ
ｍの棒材に押出し、長さ２６０ｍｍに切断後、これに化
学メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。

【００６２】＜発泡弾性体層の成形＞内径４．５ｍｍ、
外径１１．５ｍｍのホース状の発泡弾性体層｛エチレン
−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）に、加硫剤と
発泡剤を配合し、混合したものを押出し成形機によりホ
ース状に成形し、加硫缶内で発泡させたもの｝を長さ２
６０ｍｍに切り、その中心孔に、接着剤を塗布した前記
直径５ｍｍ、長さ２６０ｍｍの芯金を挿入し、熱オーブ
ン内で芯金と弾性体を接着し弾性層を形成した。突っ切
りにより、芯金の両端が１２．５ｍｍずつ残るように、
発泡弾性層を長さ２３５ｍｍに調整した。

【００６３】＜弾性層のクラウンの作製＞この芯金付き
弾性層を研磨により、端部外径１１．２０ｍｍ、中央部
外径１１．３５ｍｍに仕上げ、クラウン付き弾性層を作
製した。弾性層のクラウン量は、１５０μｍである。こ
の弾性層のアスカーＣ硬度は、３６°であった。

【００６４】＜同時成形多層シームレスチューブの成形
＞多層シームレスチューブの外部層の材料として、スチ
レン系の樹脂（スチレン−エチレン・ブチレン−オレフ
ィン共重合樹脂、商品名：ダイナロン、ＪＳＲ社製、融
点１００℃）１００質量部、ポリエチレン２０質量部及
びカーボンブラック（商品名：ケッチェンブラックＥ
Ｃ、ライオンアクゾ社製）１５質量部をＶ型ブレンダー
で数分間混合した。これを更に、加圧式ニーダーを用い
て１９０℃で１０分間溶融混練した。更に、冷却後、粉
砕機で粉砕し、単軸押出し機でペレット化した。

【００６５】内部層の材料として、ポリウレタンエラス
トマー（融点１２０℃）１００質量部、カーボンブラッ
ク（ケッチェンブラックＥＣ）１５質量部、酸化マグネ
シウム１０質量部及びステアリン酸カルシウム１質量部
を、外部層の材料と同様の工程でペレット化した。

【００６６】縦型の押出機（プラ技研社製の特注品、図
３参照）を用いて、外部層膜厚が０．１ｍｍ、内部層膜
厚が０．４ｍｍになるように一つのクロスヘッドで二重
層となるように合流し、適温の熱水（４０℃〜９０℃）
が溜まっている冷却リング６０中に押出し、更に冷却し
引取った（６２及び６３）。このようにして、外径約１
１ｍｍの同時形成多層シームレスチューブを得た。

【００６７】＜同時成形多層シームレスチューブの被覆
＞上記多層シームレスチューブの内径を空気で拡幅し、
前記弾性層をその内側に挿入し、空気を遮断して、弾性
層に多層シームレスチューブを被覆した。

【００６８】以上のようにして３層構成の帯電ローラを
作製し、その外径を測定したところ、端部で１２．２５
ｍｍ、中央部で１２．２５ｍｍとなり、そのクラウン量
は０μｍであった。

【００６９】得られた同時成形多層チューブが被覆され
た帯電ローラを、１００℃及び１１０℃で１時間熱処理
を行った。

【００７０】熱処理を行った帯電ローラの外径を測定し
たところ、端部で１２．２５ｍｍ、中央部で１２．３２
ｍｍとなり、そのクラウン量は７０μｍであった。

【００７１】上記帯電ローラの電気抵抗は、ローラに２
００Ｖの電圧を印加し、ローラを回転させ、このとき流
れる電流値Ｉから抵抗値Ｒｒを式Ｒｒ＝Ｖ／Ｉにより求
めた。結果を表１に示す。帯電ローラの抵抗値Ｒｒは、
周方向のばらつきも少なく０．０１ＭΩから１ＭΩに入
っていた。

【００７２】この接触式帯電ローラを電子写真感光体に
当接させ、芯金両端部に５００ｇずつの押圧力をかけて
なる接触式帯電装置を得た。この接触式帯電装置を画像
形成装置に組み込み画像評価を行ったところ、画像は帯
電領域全長に亘り良好であった。更に、画像評価を続行
したところ、Ａ４サイズ１万枚を印刷しても、その画像
に劣化は見られず大変良好であった。評価結果を表１に
示す。

【００７３】（実施例２）＜芯金＞実施例１と同じ。＜発泡弾性体層の成形＞実施例１と同じ。＜弾性層のクラウンの作製＞実施例１と同じ。この弾性
層のアスカーＣ硬度は、３０°であった。＜同時成形多層シームレスチューブの成形＞実施例１と
同じ。＜同時成形多層シームレスチューブの被覆＞実施例１と
同じ。

【００７４】以上のようにして３層構成の帯電ローラを
作製し、その外径を測定したところ、端部で１２．２０
ｍｍ、中央部で１２．２５ｍｍとなり、そのクラウン量
は５μｍであった。

【００７５】得られた同時成形多層チューブが被覆され
た帯電ローラを、１００℃及び１１０℃で１時間熱処理
を行った。

【００７６】熱処理を行った帯電ローラの外径を測定し
たところ、端部で１２．２５ｍｍ、中央部で１２．３０
ｍｍとなり、そのクラウン量は５０μｍであった。

【００７７】上記帯電ローラの抵抗値Ｒｒを表１に示
す。帯電ローラの抵抗値Ｒｒは、周方向のばらつきも少
なく０．０１ＭΩから１ＭΩに入っていた。

【００７８】この接触式帯電ローラを電子写真感光体に
当接させ、芯金両端部に５００ｇずつの押圧力をかけて
なる接触式帯電装置を得た。この接触式帯電装置を画像
形成装置に組み込み画像評価を行ったところ、画像は帯
電領域全長に亘り良好であった。更に、画像評価を続行
したところ、Ａ４サイズ１万枚を印刷しても、その画像
に劣化は見られず大変良好であった。評価結果を表１に
示す。

【００７９】（比較例１）＜芯金＞実施例１と同じ。＜発泡弾性体層の成形＞実施例１と同じ。＜弾性層のクラウンの作製＞実施例１と同じ。この弾性
層のアスカーＣ硬度は、３３°であった。＜同時成形多層シームレスチューブの成形＞実施例１と
同じ。＜同時成形多層シームレスチューブの被覆＞実施例１と
同じ。

【００８０】以上のようにして３層構成の帯電ローラを
作製し、その外径を測定したところ、端部で１２．２０
ｍｍ、中央部で１２．２５ｍｍとなり、そのクラウン量
は５μｍであった。

【００８１】得られた同時成形多層チューブが被覆され
た帯電ローラを、８０℃及び９０℃で１時間熱処理を行
った。

【００８２】熱処理を行った帯電ローラの外径を測定し
たところ、ローラ熱処理前と変わりなかった。

【００８３】上記帯電ローラの抵抗値Ｒｒを表１に示
す。帯電ローラの抵抗値Ｒｒは、０．０１ＭΩから１Ｍ
Ωに入っていたが、被覆時に多層シームレスチューブに
歪みが緩和されておらず、周方向のばらつきが大きい。

【００８４】この接触式帯電ローラを電子写真感光体に
当接させ、芯金両端部に５００ｇずつの押圧力をかけて
なる接触式帯電装置を得た。この接触式帯電装置を画像
形成装置に組み込み画像評価を行ったところ、初期では
画像は帯電領域全長に亘って良好であったが、更に画像
評価を続行したところ、Ａ４サイズ３０００枚を経過し
たところから帯電不良による画像不良が発生し、５００
０枚経過時点では画像不良が顕著となり、評価を終了し
た。帯電ローラを観察したところ、帯電ローラの中央部
分に現像剤が堆積していた。また、帯電ローラの周方向
の抵抗値のばらつきに伴った画像不良も発生した。実用
に供せないレベルである。

【００８５】（比較例２）＜芯金＞実施例１と同じ。＜発泡弾性体層の成形＞実施例１と同じ。＜弾性層のクラウンの作製＞実施例１と同じ。この弾性
層のアスカーＣ硬度は、３３°であった。＜同時成形多層シームレスチューブの成形＞実施例１と
同じ。＜同時成形多層シームレスチューブの被覆＞実施例１と
同じ。

【００８６】以上のようにして３層構成の帯電ローラを
作製し、その外径を測定したところ、端部で１２．２０
ｍｍ、中央部で１２．２５ｍｍとなり、そのクラウン量
は５μｍであった。

【００８７】得られた同時成形多層チューブが被覆され
た帯電ローラを、１２０℃及び１３０℃で１時間熱処理
を行った。

【００８８】多層シームレスチューブが溶融し、チュー
ブ形状が保持されず、帯電ローラとして使用できなかっ
た。

【００８９】

【表１】

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、同時成形された多
層シームレスチューブが発泡弾性層に被覆された帯電ロ
ーラにおいて、表面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点
が内面層に用いられる熱可塑性樹脂の融点よりも低い材
料で構成され、該帯電ローラを表面層に用いられる熱可
塑性樹脂の融点以上の温度で熱処理することにより、適
正なクラウン形状となり、形状に起因した画像ムラを、
また同時成形多層シームレスチューブ被覆時に発生する
歪みを解消し画像ムラを、解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接触式帯電ローラの一例を示す断面図
である。

【図２】本発明に帯電部材の弾性層の一例を示す断面図
である。

【図３】本発明における接触式帯電装置を用いた画像形
成装置の一例を示す概略構成図である。

【図４】同時成形多層シームレスチューブ用金型を示す
図である。（ａ）２種２層用、（ｂ）２種３層用、（ｃ）３種３層
用

【図５】本発明に用いられた縦型同時成形多層シームレ
スチューブ押出機を示す図である。

【符号の説明】

１被帯電体（像担持体）１ａ導電性支持体１ｂ感光層２帯電部材２ａ剛体（芯金）２ｂ弾性体（弾性層）２ｃ抵抗制御層２ｄ被覆層３電源４露光工程５現像工程６転写工程７被印刷物８清掃工程１１帯電部材の中央部外径１２帯電部材の端部外径２１弾性体の中央部外径２２弾性体の端部外径５３機能性多層膜５４ダイス５５中央通孔５６，５７押出し流路５８第１押出機５９第２押出機６０水冷リング６２タイミングプーリー６３引取りベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H003 CC05 3J103 AA06 AA15 AA23 AA33 AA51 AA69 BA31 BA41 EA06 EA07 EA11 FA02 FA05 FA18 GA02 GA52 HA03 HA04 HA05 HA12 HA15 HA18 HA20 HA22 HA32 HA41 HA48 HA52 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金と、該芯金外周上のアスカーＣ硬度
が３６°以下の発泡弾性体層と、同時成形された多層シ
ームレスチューブが該発泡弾性体層外周に被覆されてい
る帯電ローラにおいて、該シームレスチューブの表面層
に用いられる熱可塑性樹脂の融点が表面層以外の少なく
とも１層に用いられる熱可塑性樹脂の融点よりも低い材
料で構成され、該帯電ローラが表面層に用いられる熱可
塑性樹脂の融点以上、表面層以外の少なくとも１層に用
いられる熱可塑性樹脂の融点以下の温度で熱処理されて
いることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】前記シームレスチューブが表面層と内面
層の２層からなり、該表面層に用いられる熱可塑性樹脂
の融点が８０℃〜１２０℃であり、該内面層に用いられ
る熱可塑性樹脂の融点が１００℃〜１４０℃である請求
項１に記載の帯電ローラ。
【請求項３】前記シームレスチューブが表面層と内面
層の２層からなり、該表面層がスチレン系又はオレフィ
ン系の熱可塑性エラストマーを含み、該内面層がウレタ
ン系の熱可塑性エラストマーを含んでいる請求項１又は
２に記載の帯電ローラ。
【請求項４】前記帯電ローラの抵抗値Ｒｒが０．０１
ＭΩ＜Ｒｒ＜１ＭΩである請求項１〜３のいずれかに記
載の帯電ローラ。
【請求項５】電子写真感光体及び帯電ローラ、あるい
は電子写真感光体、帯電ローラ及び現像手段、クリーニ
ング手段の一方又は両方の手段、を一体に支持し、電子
写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジに
おいて、該帯電ローラが、該電子写真感光体に接触配置
され、電圧を印加されることにより該電子写真感光体を
帯電する帯電ローラであって、請求項１〜４のいずれか
に記載の帯電ローラであることを特徴とするプロセスカ
ートリッジ。
【請求項６】電子写真感光体、帯電ローラ、露光手
段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置におい
て、該帯電ローラが、該電子写真感光体に接触配置さ
れ、電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯
電する帯電ローラであって、請求項１〜４のいずれかに
記載の帯電ローラであることを特徴とする電子写真装
置。