JP2005292633A - 帯電ローラー、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＨ環境で耐久画像出しした後、ドラムと当接させたままＬＬ環境に２４時間以上放置した際に、ドラムと当接した部分に白帯ムラ画像が発生しない帯電ローラーを提供する。
【解決手段】該導電性被覆部材の最表層が、熱可塑性スチレン系エラストマーと耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の２成分の樹脂と導電剤としてＤＢＰ吸油量が３００〜５００ｃｍ^３／１００ｇの高導電性カーボンブラックを全バインダ樹脂１００質量部に対して６．０質量部以上含有し、熱可塑性スチレン系エラストマーの質量Ｔｓｅと耐衝撃性ポリスチレンの質量Ｔｐｓの比Ｔｓｅ／Ｔｐｓが７０／３０〜５０／５０で構成され、帯電ローラーの抵抗（Ｒｒ）と最表層を除いた下層ローラーの抵抗（Ｒｕ）の比（Ｒｒ／Ｒｕ）が２．７倍以上、８．６倍以下であることを特徴とする帯電ローラー、該帯電ローラーを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、帯電ローラー、プロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。詳しくは、帯電ローラー、電圧を印加した帯電ローラーを用い、電子写真感光体に接触配置させることで電子写真感光体表面を所定の電位に帯電するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。

電子写真法としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去される。

従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ローラーを用いたローラー帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。

ローラー帯電では、導電性の弾性ローラーを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。

具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示すと、厚さ２５μｍの有機感光体（ＯＰＣ感光体）に対して帯電ローラーを加圧当接させた場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。

つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Ｖｄを得るためには帯電ローラーにはＶｄ＋Ｖｔｈという必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。このようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行う方法をＤＣ帯電と称する。

しかし、ＤＣ帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、感光体が削れることによって膜厚が変化するとＶｔｈが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。

このため、更なる帯電の均一化を図るために、所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ帯電方式が用いられる。これは、ＡＣによる電位のならし効果を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。近年、像担持体にローラー状の帯電部材を接触させ前記像担持体表面を帯電する接触帯電が広く用いられている。接触帯電部材はその構造が簡単であることやオゾンの発生量が極めて少ない等の利点を有している。

一般的に、帯電ローラーの帯電特性は、帯電ローラーにＡＣバイアス（Ｖｐｐ）とＤＣバイアスを重畳して印加したとき感光ドラムに流れるＡＣ電流実行値（Ｉａｃ）とすると、図１に示すＶ−Ｉ曲線により表される。

Ｖ−Ｉ曲線はＶｐｐを０から順に上げていくと、初めＩａｃは線形に増加するが、放電開始電圧Ｖｔｈになると放電が始まりＩａｃが急速に増加してグラフの傾きが大きくなる。Ｖ−Ｉ曲線におけるＩａｃが線形に増加する部分を延長して外挿した直線が帯電ローラーと感光ドラムで形成されるニップ部を流れるＡＣ電流量を表している。ニップ電流量とＶ−Ｉ曲線の差が放電電流量Ｉａｃ’を表しており、Ｉａｃ’が少ないと感光ドラム上の電位が不足して画像不良になることから、Ｉａｃ’が多いほど帯電特性に有利であると考えられる。

しかし、Ｉａｃ’が多すぎると感光ドラムを放電により削ってしまい、感光ドラムの寿命を縮めたり、感光ドラムが削られることによって感光ドラムの摩擦係数が上がって感光ドラムに当接するトナークリーニングブレードがめくれてしまうという弊害が起こる。

導電性基層上に導電性シームレスチューブを被覆して表層を形成した例が示されおり、導電性の異なる層構成よりなる多層チューブが開示されている（例えば、特許文献１参照）。帯電部材としての製造にかかる方法としては、前記従来技術として、挿入により形成する方法が挙げられている。

このような、シームレスチューブによりローラー層を形成する方法は、発泡体で形成された支持体上を被覆することにより、平滑面を形成でき、均一な帯電ができるという特徴を有する。

電子写真の現像装置における一成分現像剤を用いた現像方式としては、像担持体としての感光ドラム表面に静電潜像を形成し、現像剤担持体としての現像スリーブとトナー粒子との摩擦によりトナー粒子に正或は負の帯電を与え、このトナーを現像スリーブ上に薄く塗布して感光ドラムと現像スリーブとが対向した現像領域に搬送し、現像領域においてトナーを前記感光ドラム表面の静電潜像に飛翔・付着して現像し、静電潜像をトナー像として顕像化するものが知られている。

上記トナーを現像スリーブ上に薄く塗布するための方法として、現像剤層厚規制部材を現像スリーブ上に、現像スリーブの回転方向に対しカウンター方向に当接し、該現像剤規制部材の現像スリーブヘの当接圧と、該現像剤規制部材と現像スリーブとの当接部（ニップ部）によって、現像スリーブ上のトナー塗布量を規制する方法がある。現像剤規制部材は硬質材例えば金属、合成樹脂の保持部材にシリコーンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を固着したものが多く用いられているが、トナーシールが未開封の場合、すなわちトナーが収納容器内にシールされており、トナーが現像スリーブ上に無い状態において、現像剤層厚規制部材が現像スリーブの表面に当接圧によって貼り付きを起こし、このままの状態で現像スリーブを回転させてしまうことでめくれが発生し、現像スリーブ上に均一なトナー塗布を行えないという問題が生じてしまう。

これらを防ぐために、現像剤層厚規制部材表面に揮発性の液体に分散させた粉末潤滑剤を塗布する方法が用いられてきている。

さらに、未使用状態の像担持体を初めて稼動させる時にクリーニングブレードがめくれることのない画像形成装置を提供するために、像担持体とクリーニングブレードの接触領域にシリコーン樹脂粒子粉末が付着している画像形成装置が用いられることがある。

また、粒子径の制御されたシリコーン樹脂微粒子を使用した場合、振動などによってシリコーン樹脂微粒子が現像スリーブ上から落下して感光ドラム上に付着し、帯電ローラーに転移することがある。その際、最表面層がスチレン系エラストマーベースでポリエチレン、ポリプロピレン樹脂を含む系の帯電ローラーの場合、帯電ローラーと感光ドラムの間隙に挟まれたシリコーン樹脂微粒子が擦れて帯電ローラーに傷を付け、傷跡が画像に現れてしまうという問題が発生することがあった。

また、最表面層がスチレン系エラストマーベースでポリエチレン、ポリプロピレン樹脂を含む系の帯電ローラーにおいて、流動性が良好でかつ低温定着性に優れるトナーを使用した場合、ＨＨ環境下で帯電ローラーにトナーの付着量が多く、付着したトナーによって帯電ローラーが高抵抗化し画像不良となるという問題もあった。

こうした問題に対してスチレン系エラストマーベースに耐衝撃性ポリスチレンを入れることで前述した２つの問題の解決を図ることができることが示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−９６６４８号公報 特開２００３−３１６１２６号公報

しかし、導電性被覆部材の最表面層がスチレン系エラストマーベースで耐衝撃性ポリスチレンを有する帯電ローラーにおいては、ＨＨ環境で通電劣化した後のＬＬ環境では、感光ドラムと当接した帯電ローラー部分のカーボン間距離が縮まって低抵抗化しやすく、また、ＬＬ環境では最表面層樹脂のｔａｎδが上がってセットの影響を受けやすいために、当接部分が白帯ムラ画像になることが課題となっていた。

そこで本発明の目的は、最表面層がスチレン系エラストマーベースで耐衝撃性ポリスチレンを有する帯電ローラーに関して、ＨＨ環境でトナー消費まで連続して画像出しした後、ドラムと当接させたままＬＬ環境に２４時間以上放置した際に、ドラムと当接した部分に白帯ムラ画像が発生しない帯電ローラー、該帯電ローラー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である。

本発明は、芯金、該芯金上の弾性体層、及び該弾性体層上の少なくとも１層以上の導電性被覆部材を有する帯電ローラーにおいて、該導電性被覆部材の最表層が、熱可塑性スチレン系エラストマーと耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の２成分の樹脂と導電剤としてＤＢＰ吸油量が３００〜５００ｃｍ^３／１００ｇの高導電性カーボンブラックを全バインダ樹脂１００質量部に対して６．０質量部以上含有し、熱可塑性スチレン系エラストマーの質量Ｔｓｅと耐衝撃性ポリスチレンの質量Ｔｐｓの比Ｔｓｅ／Ｔｐｓが７０／３０〜５０／５０で構成され、帯電ローラーの抵抗（Ｒｒ）と最表層を除いた下層ローラーの抵抗（Ｒｕ）の比（Ｒｒ／Ｒｕ）が２．７倍以上、８．６倍以下であることを特徴とする帯電ローラーである。

該構成により、電圧を印加した時に導電性カーボンブラックの導電チャンネルが破壊される通電劣化を抑制することができる。

また、本発明は、該帯電ローラーを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置である。

最表面層がスチレン系エラストマーと耐衝撃性ポリスチレンを有する帯電ローラーに関して、ＨＨ環境でトナー消費まで連続して画像出しした後、ドラムと当接させたままＬＬ環境に２４時間以上放置した際にもドラムと当接した部分に白帯ムラ画像が発生しない帯電ローラー、該帯電ローラー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ができた。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明で用いた芯金、弾性体層、導電性被覆部材の構成、材質あるいは製造方法を例示する。図２は本発明の帯電ローラー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。この帯電ローラー１’は、良導電性材料からなる芯金１の外周に導電性の弾性材料からなる弾性体層２を設け、更にこの弾性体層２の外周に少なくとも１層以上の導電性被覆部材３を被覆したものである。図２の場合、導電性被覆部材は内部層３（ｉ）と外部層３（ｏ）からなる。

芯金としては、例えば、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等が用いられ、その形状としては、棒状及び板状等が使用できる。本発明における芯金としては、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、アルミニウム、銅、鉄、またはこれらを含む合金などの良導体が好適に用いられる。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。

ここで、上記弾性体層２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。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、クロロスルフォ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また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。

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など）などの導電性粉体や、カーボンファイバー及び金属酸化物の短繊維など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、これにより弾性体層２の体積抵抗を１Ｅ１〜１Ｅ９Ω・ｃｍ程度に調整することが好ましい。なお、この弾性体層２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ーの用途などに応じて適宜設定されるが、通常１〜２０ｍｍが好ましい。

一般的には、前記導電性被覆部材３を構成する熱可塑性樹脂としては、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、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２及びその他の共重合ナイロンなどのポリアミド、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、クロロスルフォン化ポリエチレン、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などの通常のゴム、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）など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。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などのエラストマーと、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）など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（ＡＡＳ）など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、など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。

次に、本発明において用いられる導電性被覆部材について説明する。本発明における導電性被覆部材は予めシームレスチューブの形態に成膜された重合体であって、前記芯金（外周上の弾性体層に外嵌し、被覆したものが好ましい。

本発明の最表層の材料は、スチレン系の熱可塑性エラストマー“ＪＳＲ（株）ダイナロン４６００Ｐ”をベースとし、耐衝撃性ポリスチレン“Ａ＆Ｍポリスチレン（株）Ｈ９１５２”を有する。スチレン系の熱可塑性エラストマー樹脂（スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂）の質量Ｔｓｅと耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の質量Ｔｐｓの比Ｔｓｅ／Ｔｐｓを７０／３０〜５０／５０（好ましくは６０／４０）とし、両者の和を１００質量部にし、最終的に、ＤＢＰ吸油量が３００〜５００ｃｍ^３／１００ｇの高導電性カーボンブラック１“ケッチェンブラックインターナショナル（株）ケッチェンブラックＥＣ”を６〜９質量部、カーボンブラック２“デグサヒュルスジャパン（株）スペシャルブラック２５０”を２０質量部、酸化マグネシウム“神島化学（株）スターマグＰ”を１０質量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル“信越シリコーン（株）ＫＦ３５４Ｌ”を２質量部、ステアリン酸カルシウム“日本油脂（株）ステアリン酸カルシウム”を１質量部加え、加圧式ニーダーを用いて１６０〜２２０℃で溶融混練した後、冷却、粉砕機で粉砕し、単軸押出し機を用いて１６０℃〜２００℃で造粒したペレットを使用する。その際、高分散の材料が得られることや押出し成形したときに面状態の良好なチューブが得られることから、マスターバッチを作成し、希釈をスチレン系エラストマーで行うことが好ましい。ここで、Ｔｓｅ／Ｔｐｓを７０／３０〜５０／５０の範囲としたのは、Ｔｓｅ／Ｔｐｓ＞７０／３０になると現像スリーブに塗布される粒子径の制御されたシリコーン樹脂微粒子によって帯電ローラーに傷がついて画像不良となってしまい、またＴｓｅ／Ｔｐｓ＜５０／５０になるとトナーの付着量が多くなり帯電不良を引き起こすことが知られているからである。

図２の内部層３（ｉ）用材料料としては、エーテル系のウレタンエラストマー樹脂“クラレ（株）クラミロン９１８０”１００質量部、ＤＢＰ吸油量が３００〜５００ｃｍ^３／１００ｇの高導電性カーボンブラック“ケッチェンブラックインターナショナル（株）ケッチェンブラックＥＣ”を１４〜１９質量部、導電性酸化チタン“石原産業（株）ＥＴ−５００Ｗ”２０部、酸化マグネシウム“神島化学（株）スターマグＰ”１０質量部、ステアリン酸カルシウム“日本油脂（株）ステアリン酸カルシウム”１質量部を加圧式ニーダーで１５０〜２００℃にて混練、冷却、粉砕を行い、単軸押出し機で１６０℃〜２００℃にて造粒したペレットを使用する。

最上層と下層のペレットは押出し成形する前に７０℃〜８０℃の熱風乾燥機もしくは脱湿乾燥機に入れて２時間以上乾燥させることで、押出し成形する際に起きる加水分解による粘度低下を防ぐ。

次に、本発明に用いる共押出し装置を図３により説明する。

成形に用いるダイス７は１４５〜１７０℃に加熱され、その内部には空気導入用の中央通孔８の周囲に内外二重の環状の押出し流路９、１０が設けられており、内側流路１１に第１押出機１２から導電性被覆部材を構成する内層用エラストマーを、また外側流路１０に第２押出機１２から導電性被覆部材を構成する外層用エラストマーをそれぞれ加圧注入し、内層チューブ５と外層チューブ６を重ね合わせ一体化した導電性被覆部材のシームレスチューブを押し出しながら、その外周に設けた水冷リング１３にて冷却し、これを送り装置１により引っ張り、所定長さに順次切断する。さらに、残留ひずみをとるために８０〜１３０℃で１〜２４Ｒ時間熱処理を加えた後、帯電ローラー用の導電性被覆部材として、次工程にて、芯金を有する弾性体層に被覆して図２の帯電ローラーを製造する。

作製した帯電ローラーの抵抗（Ｒｒ）と最表層を除いた下層ローラーの抵抗（Ｒｕ）の比（Ｒｒ／Ｒｕ）は以下のように算出した。

０．５０Ｓ^−１で回転するφ３０のＳＵＳドラムに帯電ローラーを荷重１ｋｇ（端部荷重０．５ｋｇ×２）で当接させ、ＡＣ５００Ｖｐｐ、３００Ｈｚ、ＤＣ−２００Ｖを印加し、ＳＵＳドラムに流れる帯電ローラーの３回転目の最大電流と最小電流と平均電流値を測定した。このときの帯電ローラーの電流値をＩｒ、最表層を除いた下層ローラーの電流値をＩｕとしてＲｒ＝−２００／Ｉｒ、Ｒｕ＝−２００／Ｉｕで算出した。該導電性被覆部材を該弾性体に被覆して帯電ローラーを１０本作製し、その中の５本は被覆してから３分以内に最表層だけを剥がして最表層を除いた下層ローラーとした。それら帯電ローラー５本と下層ローラー５本、計１０本を被覆してから（最表層を手で剥がしてから）２４時間後に、ＩｒとＩｕを順次測定し、被覆ロットとしてＲｒ／Ｒｕを求めた。最表層を剥がした後１時間以上７２０時間以下の範囲ではＲｒ／Ｒｕは変わらず、帯電ローラーの抵抗構成を表す値とした。

被覆ロット毎にＲｒ／Ｒｕを求めた帯電ローラーはＨＨ環境（３２．５℃／８０％）下に２４時間以上放置した後、電子写真装置本体とプロセスカートリッジを使用し、ＨＨ環境下で一定の画像パターンを連続で１００００枚画像出しするとともに、その間、１０００枚毎に規定のチェック画像パターンを出して画像評価を行った。さらに、１００００枚画像出しした後、ＬＬ環境（１５℃／１０％）に移し、２４時間以上放置した後、規定のチェック画像パターンを出して白帯ムラに関する画像評価を行った。

Ｔｓｅ／Ｔｐｓ＝６０／４０、２５０μＡ≦Ｉｄｃ ｍｉｎ≦３００μＡ、Ｉｄｃ ｍａｘ／Ｉｄｃ ｍｉｎ≦２．０となる本発明の帯電ローラーにおいて、Ｒｒ／Ｒｕを１．１〜１０．４倍と変えて、前述した方法でＨＨ環境の段ムラ画像とＬＬでの白帯ムラ画像を評価した。その結果を表１に示す。

表１の結果から分かるように、Ｒｒ／Ｒｕが２．７未満の範囲にある比較例１、２、３では白帯ムラ画像が発生し、Ｒｒ／Ｒｕが８．６倍より大きい範囲にある比較例４、５では段ムラ画像が発生し、２．７≦Ｒｒ／Ｒｕ≦８．６の範囲にある実施例１、２、３、４では白帯びムラ画像と段ムラ画像が発生しない良好な画像結果が得られた。

次に、Ｖ−Ｉ曲線による評価を行った。画像評価を行う前後のＨＨ環境下のＶ−Ｉ曲線を測定するために、図４に示すように、プロセスカートリッジのＣ容器１７の帯電ローラー、１６の感光ドラムが組み込まれている１４の容器のφ１２ｍｍの感光ドラム１６をモーター２０で３０ｒｐｍの速度で回転させ、外部電源１４の高圧出力２１を帯電ローラーの給電位置である導通バネ１８につなぎ、感光ドラムから電子写真装置本体に戻る電流２２を通すための感光ドラムの端部面中央にある金属製のピンまたは、感光ドラムを固定させる外枠にあるネジと外部電源のアース２３とをつなぎ、ファンクションジェネレータ１５によりＤＣ電圧、ＡＣ周波数を設定し、ＡＣバイアスＶｐｐを任意に変えてＤＣ電圧とＡＣ電圧を印加し、そのとき２１に流れる電流値Ｉａｃをデジタルマルチメータ１９で記録した。

以下にＨＨ耐久前後でのＶ−Ｉ曲線を示す。図５はＶｐｐ（ＡＣバイアス）対Ｉａｃ、図６はＶｐｐ対放電電流値、図７はＩａｃ対放電電流値であり、前述したように図５が図１に対応し、そのデータを加工して図６、図７を得ている。帯電能力の評価は図７から判断している。

図７のようにＩａｃを測定してＶｐｐを制御するような定電流制御方式の電子写真本体において、Ｒｒ／Ｒｕ が小さいほどＨＨ耐久後の放電電流も少なくなる傾向にあり、Ｒｒ／Ｒｕ が２．７倍以上ではＨＨ耐久後の放電量が増加しており、すなわち帯電能の低下が小さいことがわかる。また、図５、６、７はグラフに詳細を添付しきれないため、生データを表３、表４に示す。なお、図５が表３に対応し、図６が表４に対応し、図７は表３と表４の各々の交流電圧に対応する表中の値をプロットしたものである。

次に、通電耐久試験を行った。通電耐久試験は、図４の空回転治具を使用し、１６のドラムをアルミ製に変えてＤＣ電圧のみを印加したとき、２２に流れる電流値Ｉｄｃが２００μＡに一定になるようにＤＣ電圧の値を１５分毎に変えて合計３時間通電させた場合の印加ＤＣ電圧を記録し、印加電圧の初期からの変化量が少ないほど、通電劣化が少ないと判断した。

Ｔｓｅ／Ｔｐｓ＝６０／４０、Ｒｒ／Ｒｕ＝１．１〜１０．０でローラー電流値をほぼ同じ（２５０〜３００μＡ）にした本発明の帯電ローラーにおいて、ＨＨ環境下で通電試験を行った結果を図８に示す。横軸はＲｒ／Ｒｕで縦軸は初期電圧に対する通電開始３０分後、６０分後、１８０分後の電圧の比をプロットしており、縦軸の値が大きいほど通電劣化により抵抗が上昇していることを表している。Ｒｒ／Ｒｕ≦２．７では抵抗上昇が大きくＲｒ／Ｒｕ≧２．７になると抵抗上昇が少ないことから、Ｒｒ／Ｒｕ≧２．７では通電劣化が抑えられていることがわかる。

次に、Ｔｓｅ／Ｔｐｓ＝６０／４０、Ｒｒ／Ｒｕ＝３．０〜３．５倍、ローラー電流値の最小値が２５０〜３００μＡの範囲でカーボンブラック１の質量部を５．５０部、５．７５部、６．００部、６．２５部、６．５０部と変えて本発明の帯電ローラーを作製し、ＨＨ環境下での段ムラ画像を評価した結果を表２に示す。

導電性カーボンブラック１の部数が６．０部未満であるとカーボンブラックの導電チャンネルの形成が不十分であるために、ＨＨ環境下で通電劣化しやすく、抵抗上昇した部分が段ムラ画像となりやすいという結果となった。

Ｖ−Ｉ曲線で、Ｖｐｐ（ＡＣバイアス）対Ｉａｃを示す。 本発明の帯電ローラーの一例を示す。 本発明に用いる共押出し装置の一例を示す。 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す。 ＨＨ耐久前後でのＶ−Ｉ曲線で、Ｖｐｐ（ＡＣバイアス）対Ｉａｃを示す。 ＨＨ耐久前後でのＶ−Ｉ曲線で、Ｖｐｐ対放電電流値を示す。 ＨＨ耐久前後でのＩ−Ｉ曲線で、Ｉａｃ対放電電流値を示す。 ＨＨ環境下で通電試験を行った結果を示す。

符号の説明

１’ ；帯電部材
１ ；芯金
２ ；弾性体層
３ ；導電性被覆部材
３（ｉ） ；内部層
３（ｏ） ；外部層
４ ；チューブ引き取り装置部
５ ；内層チューブ
６ ；外層チューブ
７ ；ダイス
８ ；中央通孔
９ ；押し出し流路
１０ ；押し出し流路
１１ ；第１押し出機
１２ ；第２押し出機
１３；水冷リング
１４；高圧電源
１５；ファンクションジェネレータ
１６；感光ドラム
１７；帯電ローラー
１８；導通バネ
１９；デジタルマルチメータ
２０；モーター
２１；高圧出力
２２；感光ドラムから電子写真装置本体に戻る電流
２３；外部電源のアース
２４；Ｃ容器

Claims (5)

1. 芯金、該芯金上の弾性体層、及び該弾性体層上の少なくとも１層以上の導電性被覆部材を有する帯電ローラーにおいて、該導電性被覆部材の最表層が、熱可塑性スチレン系エラストマーと耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の２成分の樹脂と導電剤としてＤＢＰ吸油量が３００〜５００ｃｍ^３／１００ｇの高導電性カーボンブラックを全バインダ樹脂１００質量部に対して６．０質量部以上含有し、熱可塑性スチレン系エラストマーの質量Ｔｓｅと耐衝撃性ポリスチレンの質量Ｔｐｓの比Ｔｓｅ／Ｔｐｓが７０／３０〜５０／５０で構成され、帯電ローラーの抵抗（Ｒｒ）と最表層を除いた下層ローラーの抵抗（Ｒｕ）の比（Ｒｒ／Ｒｕ）が２．７倍以上、８．６倍以下であることを特徴とする帯電ローラー。
2. 該導電性被覆部材が複数層を同時成形して得られたシームレスチューブで構成されている請求項１に記載の帯電ローラー。
3. 電子写真感光体及び帯電部材、あるいは、電子写真感光体、帯電部材及び現像手段及びクリーニング手段の一方また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、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電させる帯電部材であって、請求項１または２に記載の帯電ローラーを用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 電子写真感光体、帯電部材、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、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電させる帯電部材であって、該帯電部材として、請求項１または２に記載の帯電ローラーを用いたことを特徴とする電子写真装置。
5. 電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を有する電子写真装置において、該電子写真感光体及び該帯電部材、あるいは、該電子写真感光体、該帯電部材及び該現像手段及び該クリーニング手段の一方または両方の手段として、請求項３に記載のプロセスカートリッジを用いたことを特徴とする電子写真装置。

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