JP3740354B2 - プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスカートリッジ及び電子写真装置に用いられる電子写真感光体及び導電部材に関し、特には、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等の電子写真装置及び該装置に着脱自在のプロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体、帯電部材、現像剤担持体部材、転写部材、クリーニング部材及び除電部材等の被接触物を電気的にコントロールする導電部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスにおける帯電プロセスは、金属ワイヤーに高電圧（直流電圧６〜８ｋＶ）を印加して発生するコロナシャワーにより被帯電体である感光体面を所定の極性・電位に一様帯電させるコロナ帯電器が広く利用されていた。しかし、高圧電源を必要とする、比較的多量のオゾンが発生する等の問題があった。
【０００３】
これに対して、帯電部材を感光体に接触させながら電圧を印加して、感光体表面を帯電させる接触帯電方式が実用化されている。これは、感光体に、ローラ型、ブレード型、ブラシ型及び磁気ブラシ型等の電荷供給部材としての帯電部材を接触させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に一様帯電させるものである。
【０００４】
この帯電方式は、電源の低電圧化とオゾンの発生量が少ないという利点を有している。この中でも特に接触帯電部材として導電ローラ（帯電ローラ）を用いたローラ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。
【０００５】
しかしながら、帯電の均一性に関してはコロナ帯電器と比較してやや不利である。
【０００６】
帯電均一性を改善するために、特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるように、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当する直流電圧に帯電開始電圧（Ｖ_TH）の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電圧成分）を重畳した電圧（脈流電圧；時間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）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電圧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電位Ｖｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはなく、接触帯電方法として優れた方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直流電圧印加時における放電開始電圧（Ｖ_TH）の２倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電圧を重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要となり、装置自体のコストアップを招く。更には、交流電流を多量に消費することにより、帯電ローラ及び感光体の耐久性が低下し易いという問題点があった。
【０００８】
また、これらの問題点は、帯電ローラに直流電圧のみを印加して帯電を行うことにより解消されるものの、帯電ローラに直流電圧のみを印加すると、以下の問題点が発生した。
【０００９】
前記従来の帯電部材に直流電圧のみを印加すると、感光体等の被帯電体表面に所望の帯電電位以上に過剰に帯電された電位ムラが発生する（以後、過剰帯電電位ムラと呼ぶ）。特に、一次帯電前に感光体上の電位を消去するための工程である前露光のない電子写真プロセスにおいて、ハーフトーン画像領域の電位部に発生し易い。表面電位計を用いて、ハーフトーン電位部の感光体表面電位を測定すると、感光体の２周目以降の位置に相当する場所で電位差が数十ボルト程度過剰に帯電された電位ムラを観測することができる。
【００１０】
このような問題の発生する従来の帯電ローラを用いて、例えば、反転現像方式を用いた電子写真装置によりハーフトーン画像を出力すると、上記の過剰帯電電位ムラは画像上、部分的な白抜けやガサついたハーフトーン画像面となって現れ、画像品質が低下するという問題があった。この過剰帯電電位ムラの発生は、低温低湿環境において、特に顕著に現れる傾向がある。
【００１１】
直流電圧のみを印加して帯電の均一性を得る方法として、特開平５−３４１６２６号公報において、帯電部材と被帯電体との間に形成される、上流側の微少ギャップに、光照射（ニップ露光）し、被帯電体面の電荷を除去して、下流側の微少ギャップを介して帯電を行う技術が開示されている。この方法により、比較的均一に被帯電体面を帯電することができるが、十分ではなかった。
【００１２】
また、接触帯電方式を用いる電子写真装置においては、帯電部材の汚れ（現像剤の表面付着）による帯電不良により画像濃度ムラ等が生じ、耐久性に問題が生じる傾向にあり、帯電部材の汚れによる帯電不良の影響を防止することが複数枚のプリントを可能にするため急務であった。特に、帯電部材に直流電圧のみを印加するＤＣ帯電方式の場合、帯電部材の汚れの影響がＡＣ帯電方式に比べ、画像不良として現れ易い傾向にある。
【００１３】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、導電部材に直流電圧のみを印加して被帯電体の帯電処理を行った場合でも、過剰帯電電位ムラが発生しにくい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。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、導電部材の汚れに起因した帯電不良が発生しにくく、長期にわたって良好な帯電特性を維持することのできるプロセスカートリッジ及び該電子写真装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、ドラム型の電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧のみの電圧が印加される帯電ローラとを一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体が支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、
該電荷輸送層が１２〜４０μｍの厚さを有し、
該帯電ローラが導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた被覆層を有し、
温度１５℃、湿度１０％の環境下、該帯電ローラと円筒電極とを接触させ、該帯電ローラ及び該円筒電極が停止した状態で該帯電ローラに−１０００Ｖの直流電圧を印加し、該帯電ローラを流れる電流値を読み取り、その波形データを
Ｉ＝Ｉ ₀ ｅｘｐ（−ｔ／τ）
〔Ｉは電流値、Ｉ ₀ は初期の電流値、ｔは時間〕
で表したときの、該帯電ローラの電流の時定数τが０．１秒以下である
ことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１６】
また、本発明は、ドラム型の電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置された帯電ローラと、該帯電ローラに直流電圧のみの電圧を印加するための電源とを有する電子写真装置において、
該電子写真感光体が支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、
該電荷輸送層が１２〜４０μｍの厚さを有し、
該帯電ローラが導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた被覆層を有し、
温度１５℃、湿度１０％の環境下、該帯電ローラと円筒電極とを接触させ、該帯電ローラ及び該円筒電極が停止した状態で該帯電ローラに−１０００Ｖの直流電圧を印加し、該帯電ローラを流れる電流値を読み取り、その波形データを
Ｉ＝Ｉ ₀ ｅｘｐ（−ｔ／τ）
〔Ｉは電流値、Ｉ ₀ は初期の電流値、ｔは時間〕
で表したときの、該帯電ローラの電流の時定数τが０．１秒以下である
ことを特徴とする電子写真装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の導電部材を接触帯電部材（帯電ローラ）として用いる電子写真装置を示す。この帯電部材に電圧を印加すると、帯電部材と感光体との微少な空間で放電が起こって感光体表面が帯電される。
【００１８】
我々の検討では帯電部材から流れる電流は、図４に示すような減衰曲線となることがわかった。
【００１９】
より均一な帯電を行うためには、図４に示すような一定値に落ち着いた定常状態における放電電流により感光体面が帯電されるのが最も好ましいと考えられる。
【００２０】
安定した定常状態に比べ、電圧が印加された初期の段階では、帯電部材から多量の電流が流れている（Ｉ₀ ）。つまり、帯電部材は電流が流れ始めた初期においては抵抗の低い状態にあると考えられる。言い換えると、電流が流れ始めた初期の段階は、金属のような抵抗の低い導電体で帯電処理を行っているようなものである。我々のこれまでの検討で金属を用いて感光体を帯電処理しても均一な帯電面が得られないことが分かっている。
【００２１】
即ち、帯電部材表面のある一点が感光体との放電領域に達した時、瞬時に帯電部材の放電電流が定常状態になる（Ｉ₁ ）ことが、均一な帯電処理を行うためには理想であると我々は考えた。そこで、我々は帯電部材の放電電流の減衰曲線の変化の目安として時定数τに着目したのである。
【００２２】
帯電部材の時定数と放電領域を通過する時間との関係については、特開平１０−２６８６６号公報で開示されているが、特開平１０−２６８６６号公報で、発明が解決しようとする課題に挙げられている「局部帯電ムラ」という現象と、本発明が解決しようとする課題である「過剰帯電電位ムラ」という現象は異なった現象である。例えば、特開平１０−２６８６６号公報には、帯電部材の表面移動速度が速くなると「局部帯電ムラ」という現象が発生し易いと記述されているが、本発明が解決しようとする課題である「過剰帯電電位ムラ」は、我々が検討を重ねた結果、特開平１０−２６８６６号公報とは逆に、帯電部材の表面移動速度が遅い方が発生し易い傾向にあった。
【００２３】
また、特開平１０−２６８６６号公報では時定数τを静電容量Ｃと抵抗値Ｒの積から計算により求めている。この特開平１０−２６８６６号公報で記載される方法で時定数τを算出した場合、本発明の導電部材と、そうでない他の導電部材とが同じような時定数τの値を持つことがわかった。しかしながら、これら両者の導電部材を「過剰帯電電位ムラ」について評価検討を行ったところ、本発明の導電部材は過剰帯電電位ムラの発生はなかったが、同じような時定数を持つ他の導電部材においては、過剰帯電電位ムラが発生した。
【００２４】
我々が鋭意検討を重ねた結果、図５に示すような装置により、導電部材に直流電圧を印加して導電部材の電流値をレコーダーに読み込み、得られた電流値の波形データをもとに、時定数τを近似式により算出した場合、上述した特開平１０−２６８６６号公報に記載された時定数の計算方法では、同じような時定数を持つ導電部材であっても、異なった時定数τを示すことがわかり、両者を区別することが可能となった。なお、図中、２は導電部材、１１は円筒電極（金属ローラ）、１２は固定抵抗器、１３はレコーダー、Ｓ３は電源を示す。
【００２５】
特に、図５に示すような装置において、導電部材へ印加する直流電圧をＶ₀ としたとき、直流電圧Ｖ₀ の値を、導電部材が被帯電体を帯電する時の放電開始電圧Ｖ_TH以上の高い電圧とすることにより、本発明の導電部材とそうでない導電部材との時定数τの差を明確に区別できることがわかった。
【００２６】
また、導電部材は被帯電体と接触しているため、実際の帯電時の導電部材の抵抗は電気的な接触抵抗を含み、なおかつ、導電部材と被帯電体との接触面積及び、導電部材の変形具合にも依存する。よって、導電部材の電流値は導電部材と電極との接触状態を被帯電体とのものと同一にして測定した電流値が実際の帯電時の状態を反映する。そこで本発明では、図５のような電流測定方法により実際の帯電時に近い導電部材の電流値を求めることにしたのである。
【００２７】
更に、過剰帯電電位ムラは低温低湿環境において顕著に現れることから、導電部材の電流値の測定は低温低湿環境（例えば温度１５℃、湿度１０％）において行い、そして、得られた電流値より時定数を求めるのが好ましい。
【００２８】
本発明の測定方法により算出した電流の時定数τの値が、０．１以下である導電部材は、「過剰帯電電位ムラ」の発生を防止するのに大変有効であることがわかった。
【００２９】
また、本発明においては、導電部材の表面の静摩擦係数が１．０以下であれば、導電部材表面に汚れが付着しにくくなり導電部材の汚れに起因した帯電不良が発生しにくく、本発明の導電部材の構成と相乗的に作用し、非常に優れた画像を得ることができる。特に、図１のように、独立したクリーニング手段を有さず、転写後感光体上に残留したトナーを現像手段により回収する、所謂現像兼クリーニング（クリーナーレス）方式を採用し電子写真装置の複数枚プリントを可能にするのに有効である。
【００３０】
また、本発明においては、導電部材の表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１における十点平均表面粗さＲｚで１０μｍ以下にすることで、導電部材表面の凹凸に起因した帯電ムラの発生を防止することができ、本発明の導電部材の構成と相乗的に作用し、非常に均一な帯電を可能にする。
【００３１】
次に、本発明の電子写真装置の概略構成について説明する。
【００３２】
（１）電子写真装置例
図１は本発明のプロセスカートリッジを具備する電子写真装置例の概略構成図である。本例の電子写真装置は、転写式電子写真利用の、反転現像方式、現像兼クリーニング方式（クリーナーレス）の装置である。
【００３３】
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体であり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。
【００３４】
２は感光体の帯電手段としての帯電ローラ（本発明の導電部材）であり、感光体１に所定の押圧力で接触させてあり、本例では帯電ローラを駆動し、感光体１と等速回転する。この帯電ローラ２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の直流電圧（この場合−１３００Ｖとした）が印加されることで感光体１の表面が所定の極性電位（暗部電位−７００Ｖとした）に一様に接触帯電方式・ＤＣ帯電方式で帯電処理される。
【００３５】
３は露光手段であり、例えばレーザービームスキャナーである。回転感光体１の一様帯電処理面に該露光手段３により目的の画像情報に対応した露光Ｌがなされることにより、感光体帯電面の露光明部の電位（明部電位−１２０Ｖとした）が選択的に低下（減衰）して静電潜像が形成される。
【００３６】
４は反転現像手段であり、感光体面の静電潜像の露光明部に、感光体の帯電極性と同極性に帯電（現像バイアス−３５０Ｖ）しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー画像として可視化する。図中、４ａは現像ローラ、４ｂはトナー供給ローラ、４ｃはトナー層厚規制部材を示す。
【００３７】
５は転写手段としての転写ローラであり、感光体１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、感光体の回転と順方向に感光体の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定の制御タイミングで給紙され、その給紙転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ５によりトナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において感光体１面側のトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写される。
【００３８】
転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材は回転感光体面から分離されて、不図示のトナー画像定着手段へ導入されてトナー画像の定着処理を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合はこの画像形成物が不図示の再循環搬送機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。
【００３９】
転写残余トナー等の感光体上の残留物は、帯電ローラ２により感光体の帯電極性と同極性に帯電される。
【００４０】
そして、その転写残余トナーは露光部を通って現像手段４に至って、バックコントラストにより電気的に現像装置内に回収され、現像兼クリーニング（クリーナーレス）を達成したものである。
【００４１】
本例では電子写真感光体１、帯電ローラ２、現像手段４を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在のプロセスカートリッジ６としている。この際、現像手段は別体としてもよい。
【００４２】
（２）電子写真感光体
本発明のプロセスカートリッジ及び電子写真装置に用いられる像担持体である電子写真感光体１は以下のように構成される（図６）。
【００４３】
感光層１ｂは、導電性の支持体１ａの上に設けられる。
【００４４】
支持体１ａとしては、アルミニウム及びステンレス等の金属、紙、及びプラスチック等の円筒状シリンダー、シートまたはフィルム等が用いられる。また、これらの円筒状シリンダー、シートまたはフィルムは、必要に応じて導電性ポリマー層あるいは酸化スズ、酸化チタン及び銀粒子等の導電性粒子を含有する樹脂層を有していてもよい。
【００４５】
また、図６に示すように感光層１ｂは支持体１ａ上に少なくとも電荷発生層１１ｂ及び電荷輸送層１２ｂを順次積層して構成される。このとき、図７に示すように支持体１ａと感光層１ｂ（電荷発生層１１ｂ）の間には、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層１ｃを設けることができる。
【００４６】
下引き層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良及び感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。その厚さは０．２〜２μｍであることが好ましい。
【００４７】
電荷発生物質としては、ピリリウム、チオピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラトロン顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称キノシアニン及びキノシアニン等を用いることができる。
【００４８】
電荷輸送物質としては、ヒドラゾン系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物及びポリアリールアルカン系化合物等を用いることができる。
【００４９】
電荷発生層１１ｂは、前記の電荷発生物質を質量基準で０．２〜４倍量の結着樹脂及び溶剤と共に、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル及び高圧衝突分散機等の方法でよく分散し、塗布、乾燥されて形成される。その厚さは５μｍ以下、特には０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。
【００５０】
電荷輸送層１２ｂは一般的には前記の電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成する。電荷輸送物質と結着樹脂との混合割合は質量基準で２：１〜１：２であることが好ましい。溶剤としてはアセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル及び酢酸エチル等のエステル類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、及びクロルベンゼン、クロロホルム及び四塩化炭素等の塩素系炭化水素類等が用いられる。この溶液を塗布する際には、例えば浸漬コーティング法、スプレーコーティング法及びスピンコーティング法等の塗工法を用いることができ、乾燥は好ましくは１０℃〜２００℃、より好ましくは２０℃〜１５０℃の範囲の温度で、好ましくは５分〜５時間、より好ましくは１０分〜２時間の時間で送風乾燥または静止乾燥下で行うことができる。
【００５１】
形成した電荷輸送層の厚さは、１２〜４０μｍであり、１２〜２３μｍであることが好ましく、特には１２〜１８μｍであることが好ましい。電荷輸送層の厚さが４０μｍを超える電子写真感光体では、直流電圧のみを印加して接触帯電を行った場合に、低温低湿環境において、画像上に過剰帯電電位ムラに起因すると考えられる微小な白抜けやガサツキが発生し易くなる。また、厚さが１２μｍ未満では、削れによる電位変動が大きくなるという傾向がある。例えば、同じ削れ量において、電荷輸送層の薄い感光体は、電荷輸送層の厚い感光体に比べ、容量の変化が大きく、その分電位変動が大きくなる。特にＤＣ帯電方式の場合は、削れにより放電開始電圧Ｖ_THが変化してしまうため帯電電位安定性や耐久性の面で好ましくない。
【００５２】
なお、層の厚さは電子写真感光体の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって測定することができる。
【００５３】
電荷輸送層を形成するのに用いられる結着樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂及び不飽和樹脂等から選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリカーボネート樹脂、ジアリルフタレート樹脂及びポリアリレート樹脂等が挙げられる。
【００５４】
また、電荷発生層あるいは電荷輸送層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び潤滑剤等種々の添加剤を含有させることができる。
【００５５】
本発明における電子写真感光体の表面を粗面にする方法としては、研磨剤を用いたり、サンドブラスト法等による機械的な研磨方法の他、感光体の表面層中に金属酸化物や樹脂粉体等の電気的に不活性な粒子を分散する方法等を用いることができる。
【００５６】
（３）帯電ローラ
本発明における時定数τは、導電部材を構成する材料、用いる材料の量比及び用いる材料の混合状態等の様々な要因に依存するが、本発明においては時定数が０．１以下であることが重要なのであって、その実現手段は特に限定されることはない。
【００５７】
本発明においては、時定数が０．０５秒以下であることが好ましく、特には０．００００１秒以上であることが好ましい。時定数が０．１秒を超えると、本願発明の顕著な効果を得ることができず、０．００００１秒未満であると、電子写真感光体にピンホールが存在する場合、ピンホールの箇所は勿論、その周囲の電位も降下し、特にハートーン画像においてピンホールの周囲がにじんだような画像になり易い。
【００５８】
例えば、帯電部材は図２に示すようにローラ形状であり、導電性支持体２ａと、被覆層としてその外周に一体に形成された弾性層２ｂと、該弾性層の外周に形成された表面層２ｃから構成されている。
【００５９】
本発明の帯電部材の他の構成を図３に示す。図３に示すように帯電部材は、弾性層２ｂ及び抵抗層２ｄと表面層２ｃからなる３層であってもよいし、抵抗層２ｄと表面層２ｃの間に第２の抵抗層２ｅを設けた、４層以上を導電性支持体２ａの上に形成した構成としてもよい。
【００６０】
本発明に用いられる導電性支持体２ａは、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム及びニッケル等の金属材料の丸棒を用いることができる。更に、これらの金属表面に防錆や耐傷性付与を目的としてメッキ処理を施してもさしつかえないが、導電性を損なわないことが必要である。
【００６１】
帯電ローラ２において、弾性層２ｂは被帯電体としての感光体１に対する給電や、帯電ローラ２の感光体１に対する良好な均一密着性を確保するために適当な導電性と弾性を持たせてある。また、帯電ローラ２と感光体１の均一密着性を確保するために弾性層２ｂを研磨によって中央部を一番太く、両端部に行くほど細くなる形状、いわゆるクラウン形状に形成することも好ましい。一般に使用されている帯電ローラ２が、支持体２ａの両端部に所定の押圧力を与えて感光体１と当接されているので、中央部の押圧力が小さく、両端部ほど大きくなっているために、帯電ローラ１の真直度が十分であれば問題ないが、十分でない場合には中央部と両端部に対応する画像に濃度ムラが生じてしまう場合がある。クラウン形状はこれを防止するために形成する。
【００６２】
弾性層２ｂの導電性はゴム等の弾性材料中にカーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物等の電子電導機構を有する導電剤及びアルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等のイオン電導機構を有する導電剤を適宜添加することにより１０¹⁰Ωｃｍ未満に調整されるのがよい。弾性層２ｂの具体的弾性材料としては、例えば、天然ゴムやエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）等の合成ゴム、更にはポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂及びシリコーン樹脂等も挙げられる。本発明の電気特性を達成するためには、特に中抵抗の極性ゴム（例えば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＣＲ及びウレタンゴム等）やポリウレタン樹脂を弾性材料として用いるのが好ましい。これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は、ゴムや樹脂中の水分や不純物がキャリアとなり、わずかではあるが導電性をもつと考えられ、これらの導電機構はイオン伝導であると考えられる。但し、これらの極性ゴムやポリウレタン樹脂に導電剤を全く添加しないで弾性層を作成し、得られた帯電部材は低温低湿環境において、抵抗値が高くなり１０¹⁰Ωｃｍ以上となってしまうものもあるため帯電部材に高電圧を印加しなければならなくなる。
【００６３】
そこで、低温低湿環境で帯電部材の抵抗値が１０¹⁰Ωｃｍ未満になり、かつ、導電部材の時定数τが０．１秒以下になるように前述した電子導電機構を有する導電剤やイオン導電機構を有する導電剤を適宜添加して調整するのが好ましい。我々が鋭意検討を重ねた結果、イオン導電機構を有する導電剤を添加して抵抗調整を行った場合の方が帯電部材の電流の時定数が小さくなる傾向にあることがわかった。しかしながら、イオン導電機構を有する導電剤は抵抗値を低くする効果が小さく、特に低温低湿環境でその効果が小さい。そのためイオン導電機構を有する導電剤の添加と併せて電子導電機構を有する導電剤を補助的に添加して抵抗調整を行ってもよい。
【００６４】
電子導電機構を有する導電剤としては、異形性の層状化合物やウィスカ等、例えばグラファイト等を添加した弾性層とするのが好ましい傾向にあった。
【００６５】
また、これらの弾性材料を発泡成形した発泡体を弾性層２ｂに用いてもよい。
【００６６】
図３に示す抵抗層２ｄは、弾性層に接した位置に形成されるため弾性層中に含有される軟化油や可塑剤等の帯電部材表面へのブリードアウトを防止する目的で設けたり、帯電部材全体の電気抵抗を調整する目的で設ける。
【００６７】
本発明に用いる抵抗層を構成する材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。これらの材料は単独または２種類以上を混合してもよく、共重合体であってもよい。本発明に用いる抵抗層２ｄは、導電性もしくは半導電性を有している必要がある。導電性、半導電性の発現のためには、各種電子電導機構を有する導電剤（導電性カーボン、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル及び鉄粉等）あるいはイオン電導機構を有する導電剤（アルカリ金属塩及びアンモニウム塩等）を適宜用いることができる。この場合、所望の電気抵抗を得るためには前記各種導電剤を２種以上併用してもよい。但し、環境変動や感光体の汚染を考慮すると、電子導電機構を有する導電剤であることが好ましい。
【００６８】
抵抗層の抵抗値は、１０⁴ 〜１０¹²Ωｃｍであることが好ましく、時定数τを０．１秒以下にするためには弾性層の抵抗の１０^-2〜１０⁵倍であることが好ましい。
【００６９】
また、厚さは５〜１０００μｍであることが好ましい。
【００７０】
また、前述のように、本発明においては、導電部材の表面の静摩擦係数が１．０以下であることが好ましい。この特性を達成するためには、静摩擦係数が０．５０以下の結着樹脂を材料選択することが好ましい。
【００７１】
以下、導電部材の表面の静摩擦係数をμｓとし、表面層の結着樹脂の静摩擦係数をμｓ_B とする。
【００７２】
本発明において、表面層の材料選択における結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B の測定は、アルミニウムシート上に結着樹脂を塗膜として形成し、サンプルシートを得、静摩擦係数測定器；ＨＥＩＤＯＮ トライボギアミューズ ＴＹＰＥ：９４１（新東科学（株）製）を用いて測定し、導電部材表面層の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B とした。
【００７３】
この測定方法より得られた０．５０以下の静摩擦係数μｓ_B を有する材料に導電剤及びその他添加剤を含有させ、導電部材の表面層とする。そして、更に導電部材として表面が静摩擦係数μｓ１．０以下となるように導電部材を材料設計する。
【００７４】
本発明における導電部材の表面の静摩擦係数μｓの測定は、図８にその概要を示す。本測定方法は測定物がローラ形状の場合に好適な方法で、オイラーのベルト式に準じた方法であり、この方法によれば、測定物である導電部材と所定の角度（θ）で接触したベルト（厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）は、片方の端部が測定部（荷重計）と、他端部が重りＷと結ばれている。この状態で導電部材を所定の方向、速度で回転させた時、測定部で測定された力をＦ（ｇ）、重りの重さをＷ（ｇ）としたとき、摩擦係数（μ）は以下の式で求められる。
【００７５】
μ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
この測定方法により得られるチャートの一例を図９に示す。ここにおいて、導電部材を回転させた直後の値が回転を開始するのに必要な力であり、それ以降が回転を継続するのに必要な力であることがわかるので、回転開始点（即ち、ｔ＝０秒時点）の力が静摩擦力ということができ、また、０＜ｔ（秒）≦６０の任意の時間における力が任意の時間における動摩擦力ということができる。
【００７６】
従って、静摩擦係数：μｓ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ_<t=0> ／Ｗ）で求めることができる。
【００７７】
本測定方法において、ベルトの表面（導電部材と接触する面）を所定の材料（例えば感光体の最外層や現像剤を適当な手段によって塗布したもの、あるいはステンレス等の標準物質）とすることによって様々な物質に対する摩擦係数を求めることができる。つまり、接触する面の材質や回転速度、荷重等を実機のプロセス条件に合せればより好ましいが、導電部材と感光体との摩擦係数の測定と導電部材とステンレスとの摩擦係数の測定を行い比較検討の結果、ステンレスに対する摩擦係数を用いても良いことが判明した。即ち、導電部材と感光体との摩擦係数＝Ｋ×導電部材とステンレスとの摩擦係数で概ね表される。ここで、Ｋは感光体表面の材料や状態によって決定される数値で、感光体材料や表面状態が同一であればほぼ一定の値となるが、それらが多少なりとも異なれば変化してしまう。
【００７８】
従って、材料種やそれらの配合比、製造条件あるいは表面物性等を実際の系にできるだけ合致させることが望ましいが、そのためには、非常な煩雑さを伴うこと、及び上記の通り導電部材と感光体との摩擦係数と導電部材とステンレスとの摩擦係数が、相関関係を有するので、本発明においては、簡便のために、摩擦係数は対ステンレス（表面の十点平均粗さＲｚが５μｍ以下）、回転速度は１００ｒｐｍ、荷重は５０ｇの条件で測定した。
【００７９】
我々が鋭意検討を重ねた結果、導電部材の表面を上記のような物性（μｓ≦１．０）とした場合、導電部材表面にトナーが付着しにくくなるために総印字枚数が増えても均一な帯電を行うことができ、画像上カブリを生じることが無くなる。また、トナー付着による画像カブリの発生し易い低温低湿環境においても、総印字枚数が増しても画像カブリを生じないことがわかった。静摩擦係数μｓが１．０を超える場合は導電部材表面の離型性が小さくなるため転写残余トナーが付着し易くなり、画質の劣化を招く原因となり得る。特に、低温低湿環境において画質の劣化を招く原因となり易い。従って、本発明の構成に加え、静摩擦係数μｓが１．０以下であることは特に現像兼クリーニング方式（クリーナーレス方式）を採用した画像形成装置において有効である。
【００８０】
また、表面層２ｃは、導電部材の表面を構成し、被帯電体である感光体と接触するため感光体を汚染してしまう材料構成であってはならない。
【００８１】
本発明の特性を発揮させるための表面層２ｃの結着樹脂材料としては、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）及びオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）等が挙げられる。
【００８２】
これらの結着樹脂に静摩擦係数を小さくする目的で、グラファイト、雲母、二硫化モリブテン及びフッ素樹脂粉末等の固体潤滑剤、あるいはフッ素系界面活性剤、ワックス及びシリコーンオイル等を添加してもよい。
【００８３】
表面層には、環境変動や感光体の汚染を考慮すると、電子導電機構を有する導電剤（導電性カーボン、グラファイト、導電性酸化錫、導電性酸化チタン、銅、アルミニウム、ニッケル及び鉄粉等）を適宜用いることが好ましい。この場合、所望の電気抵抗を得るためには前記各種導電剤を２種以上併用してもよい。
【００８４】
表面層の抵抗値は、１０⁴〜１０¹⁵Ωｃｍであることが好ましく、時定数τを０．１秒以下にするためには弾性層の抵抗の１０^-2〜１０⁹ 倍であることが好ましい。
【００８５】
また、厚さは１〜５００μｍ、特には１〜５０μｍであることが好ましい。
【００８６】
また、前述のように、本発明の導電部材の十点平均表面粗さＲｚは、１０μｍ以下であることが好ましい。本発明の導電部材を用いる場合、導電部材の表面が粗いと、その表面の凹凸によって微妙に帯電ムラが生じ、結果として画像不良が生じてしまうことがある。あるいは、感光体表面を侵食（削れ等）する恐れがある。従って、導電部材の表面は、より滑らかな方が好ましく、十点平均表面粗さＲｚが１０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以下であることがより好ましい。
【００８７】
（４）現像剤（トナー）
本発明に用いられるトナーとしては、特に制限されるものではなく、公知のものが使用できる。帯電ローラへのトナー付着量を低減するためには、転写効率の良い、球状トナー粒子を用いることが好ましい。
【００８８】
また、現像兼クリーニング方式を採用した電子写真装置においては、転写効率の良い、球状トナー粒子を用いることが特に好ましい。球状トナー粒子としては、例えば重合法により生成されたトナー粒子を用いることが好ましい。
【００８９】
【実施例】
（実施例１）
＜導電部材の作成＞
下記の要領で本発明の導電部材としての帯電ローラを作成した。
【００９０】
エピクロルヒドリンゴム（三元共重合体） １００部
四級アンモニウム塩 ２部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム１００部に対してエーテルエステル系可塑剤１５部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサーにより更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＤＭ １部、ノクセラーＴＳ ０．５部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機により１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６（ｍｍ、以下同様）ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機にて成形し、加熱加硫成形した後、外径φ１２になるように研磨処理して弾性層を形成した。弾性層の抵抗は４×１０⁶ Ωｃｍであった。
【００９１】
上記弾性層の上に以下に示すような表面層を被覆形成した。
【００９２】
表面層２ｃの材料として、
フルオロオレフィン（４フッ化タイプ）
ヒドロキシアルキルビニルエーテル
カルボン酸ビニルエステル
を共重合させて得られたフッ素樹脂共重合体を用い、その溶液１００部（固形分５０質量％）に対して、イソシアネート（ＨＤＩ）５部と導電性酸化錫４５部を加えた塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ１０μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は３×１０¹⁴Ωｃｍであった。
【００９３】
＜電子写真感光体の作成＞
外径φ３０、内径φ２８．５、長さ２６０ｍｍのアルミニウムシリンダーを導電性支持体とした。この上にポリアミド（商品名アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）の５％メタノール溶液を浸漬コーティング法で塗布し、厚さ０．４０μｍの下引き層を形成した。
【００９４】
次に、下記構造式のジスアゾ顔料１０部
【００９５】
【化１】

及びポリビニルブチラール（商品名エスレックＢＬＳ、積水化学工業（株）製）１０部及びシクロヘキサノン１００部を１φガラスビーズを用いたサンドミル装置で２０時間分散した。この分散液にメチルエチルケトン１００部を加えて、下引き層上に塗布し、厚さ０．２０μｍの電荷発生層を形成した。
【００９６】
次に、下記構造式のトリフェニルアミン系化合物１０部
【００９７】
【化２】

及び下記構造式のビスフェノールＺ型ポリカーボネート（粘度平均分子量２３，０００）１０部をモノクロロベンゼン１００部に溶解した。
【００９８】
【化３】

この溶液を前記電荷発生層上に塗布して１００℃、１時間熱風乾燥して２５μｍの厚さの電荷輸送層を形成した。こうして実施例１の電子写真感光体を作成した。
【００９９】
「帯電ローラの表面層材料の静摩擦係数μｓ_B の測定」
表面層を形成したものと同一の結着樹脂を塗料化し、そのクリア塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数（μｓ_B ）測定用のサンプルシートとした。
【０１００】
このサンプルシートの静摩擦係数測定を静摩擦係数測定器；ＨＥＩＤＯＮ トライボギア ミューズＴＹＰＥ：９４１（新東科学（株）製）を用いて行った。静摩擦係数μｓ_B はサンプルシートの任意の５点を測定した値の平均値とした。本実施例の表面層の結着樹脂の静摩擦係数は０．１２であった。
【０１０１】
「帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓの測定」
前述したように図８に示すような測定装置を用いて静摩擦係数μｓを測定したところ、本実施例の帯電ローラの表面の静摩擦係数μｓは０．２７であった。
【０１０２】
「帯電ローラ表面粗さの測定」
帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは２．９μｍであった。
【０１０３】
「帯電ローラの電流測定、時定数の算出」
図５に示すような装置で帯電部材（帯電ローラ）の電流測定を温度１５℃、湿度１０％の環境において行った。この装置は図１に示す電子写真装置において、ドラム型の感光体を同一形状の導電性の円筒電極（ステンレス製）に代えた以外は、帯電ローラの円筒電極への押圧力等は全て図１と同様として、外部電源より直流電圧（−１０００Ｖ）を印加し、その時流れる電流値をレコーダーにて読み取り、その波形データを以下の近似式
Ｉ＝Ｉ₀ ｅｘｐ（−ｔ／τ）
で表し、帯電ローラの電流の時定数τを求めた。その結果、本実施例の帯電ローラの時定数は
τ＝０．０２１［ｓｅｃ］
であった。従って、実施例１のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしている。
【０１０４】
「帯電ローラに直流電圧のみを印加した時の画像評価」
図１に示す電子写真装置に上記で得られた帯電ローラを取り付けて、環境１（温度２３℃、湿度５５％）、環境２（温度３２．５℃、湿度８０％）、環境３（温度１５℃、湿度１０％）の各環境下において、画像出しを行い、帯電ローラの過剰帯電電位ムラに起因した部分的な白抜けやガサつきの発生について目視にて画像評価を行った。結果を表１に示す。但し、感光体の暗部電位Ｖ_D が−７００Ｖ付近となるように印加電圧を各環境で変えて画像を出力した。
【０１０５】
表中のＡＡは得られた画像が非常に良い、Ａは良い、Ｂはハーフトーン画像において濃度ムラとガサつきがややあり、Ｃはハーフトーン画像において部分的な白抜けが多数ある、ことを示す。
【０１０６】
なお、トナーとしては、懸濁重合法により作成した球状トナー粒子（粒径８μｍ）を用いた。
【０１０７】
「帯電ローラ上のトナー付着による画像カブリ評価」
図１に示す電子写真装置に上記で得られた帯電ローラを取り付けて、環境１（温度２３℃、湿度５５％）、環境２（温度３２．５℃、湿度８０％）、環境３（温度１５℃、湿度１０％）の各環境下において、複数枚画像出し耐久試験を行った。得られた画像を目視にて観察することによって、帯電ローラ上にトナーが付着し、それが原因となる印字用紙上のカブリの発生について評価を行った。結果を表２に示す。
【０１０８】
表中のＡＡは得られた画像が非常に良い、Ａは良い、Ｂはややハーフトーン画像に帯電ローラ周期の濃度のムラがあり、Ｃは帯電ローラ周期のカブリが見られる、ことを示す。
【０１０９】
その結果、全ての環境下で初期から良好な画像が得られ、１０，０００枚の画像出し後でも初期とほとんど変わらない画像が得られた。
【０１１０】
なお、トナーとしては、懸濁重合法により作成した球状トナー粒子（粒径８μｍ）を用いた。
【０１１１】
（実施例２）
帯電部材としての帯電ローラを下記の構成とした以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ及び電子写真感光体を作成した。
【０１１２】
ＮＢＲ １００部
リチウム塩 １．５部
エステル系可塑剤 ２５部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１１３】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ １００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＴＳ ３部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機により１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機により成形し、加熱加硫成形した後、外径φ１２になるように研磨処理して弾性層を形成した。弾性層の抵抗は７×１０⁷ Ωｃｍであった。
【０１１４】
上記弾性層の上に以下に示すような表面層を被覆形成した。
【０１１５】
表面層２ｃを形成する材料を
ポリビニルブチラール樹脂を用い、そのエタノール溶液１００部（固形分５０質量％）に対して、導電性酸化チタン４０部を加えた塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ５μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は１×１０¹³Ωｃｍであった。
【０１１６】
表面層を形成した塗料と同一の結着樹脂を塗料化し、そのクリア塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプルシートとした。
【０１１７】
本実施例の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．２６であった。
【０１１８】
また、本実施例の帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓは、図８に示すような方法で測定したところ、０．３６であった。
【０１１９】
また、帯電ローラの電流の時定数は実施例１同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．０１９［ｓｅｃ］
であった。従って、実施例２のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしている。
【０１２０】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは１．８μｍであった。
【０１２１】
得られた帯電ローラについて、実施例１同様の方法で、過剰帯電電位ムラについての画像評価及びトナー付着によるカブリについての画像評価を行った。
【０１２２】
更に、前記環境３（温度１５℃、湿度１０％）において、電荷輸送層の厚さを振って過剰帯電電位ムラについて画像評価した結果を表３に示した。表３に示すように、電子写真感光体の電荷輸送層の厚さが４０μｍ以下では、過剰帯電電位ムラあるいは白ポチの発生しない良好な画像が得られた。
【０１２３】
（実施例３）
帯電部材としての帯電ローラを下記の構成とした以外は、実施例１と同様の方法で評価等を実施した。
【０１２４】
エピクロルヒドリンゴム（三元共重合体） １００部
四級アンモニウム塩 １．５部
導電性カーボングラファイト ３０部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１２５】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム１００部に対してエーテルエステル系可塑剤１５部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＤＭ １部、ノクセラーＴＳ ０．５部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機により成形し、加熱加硫成形した後、ゴム部の外径が中央φ１２．０、両端部φ１１．９のクラウン形状になるように研磨処理して弾性層を形成した。弾性層の抵抗は５×１０⁶ Ωｃｍであった。
【０１２６】
上記弾性層の上に以下に示すような抵抗層を被覆形成した。
【０１２７】
抵抗層２ｄの材料として、
エピクロルヒドリンゴム（二元共重合体） １００部
をトルエン溶媒により分散溶解して抵抗層用塗料を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上に浸漬コーティング法により塗布して厚さ１００μｍの抵抗層２ｄを被覆形成した。抵抗層の抵抗は８×１０⁷ Ωｃｍであった。
【０１２８】
更に、抵抗層２ｄの上に以下に示す表面層２ｃを被覆形成した。
【０１２９】
表面層２ｃの材料として、
フルオロオレフィン（４フッ化タイプ）
ヒドロキシアルキルビニルエーテル
カルボン酸ビニルエステル
【０１３０】
を共重合させて得られたフッ素樹脂共重合体を用い、その溶液１００部（固形分５０質量％）に対して、イソシアネート（ＨＤＩ）５部と導電性酸化錫４０部を加えた塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ５μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は９×１０¹⁴Ωｃｍであった。
【０１３１】
表面層を形成した塗料と同一の結着樹脂を塗料化し、そのクリア塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプルシートとした。
【０１３２】
本実施例の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．１２であった。
【０１３３】
また、本実施例の帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓは０．２５であった。
【０１３４】
また、帯電ローラの電流の時定数は実施例１と同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．０４２［ｓｅｃ］
であった。従って、実施例３のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしている。
【０１３５】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは２．５μｍであった。
【０１３６】
（実施例４）
電子写真感光体を以下の構成とした以外は、実施例１と同様の方法で評価等を実施した。
【０１３７】
＜電子写真感光体の作成＞
電荷輸送層の結着樹脂を下記構造式のアリレート樹脂（重量平均分子量８３０００）に代え、厚さを３５μｍの構成とした以外は、実施例１と同様の方法で電子写真感光体を作成した。
【０１３８】
【化４】

（実施例５）
＜帯電ローラの作成＞
ＮＢＲ １００部
導電性カーボンブラック １５部
エステル系可塑剤 ２５部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１３９】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ １００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＴＳ ３部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機により成形し、加熱加硫成形した後、外径φ１２になるように研磨処理して弾性層を形成した。弾性層の抵抗は６×１０⁵ Ωｃｍであった。
【０１４０】
上記弾性層の上に以下に示すような抵抗層を被覆形成した。
【０１４１】
抵抗層２ｄの材料として、
エピクロルヒドリンゴム（二元共重合体） １００部
をトルエン溶媒により分散溶解して抵抗層用塗料を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上に浸漬コーティング法により塗布して厚さ５０μｍの抵抗層２ｄを被覆形成した。抵抗層の抵抗は１×１０⁸ Ωｃｍであった。
【０１４２】
上記抵抗層の上に以下に示すような表面層を被覆形成した。
【０１４３】
表面層２ｃを形成する材料を
ポリビニルブチラール樹脂を用い、そのエタノール溶液１００部（固形分５０質量％）に対して、導電性酸化チタン３５部を加えた塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ１５μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は６×１０¹³Ωｃｍであった。
【０１４４】
得られた帯電ローラについて、実施例１同様にローラ特性の評価を行った。
【０１４５】
本実施例の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．２６であった。
【０１４６】
また、本実施例の帯電ローラの表面の静摩擦係数μｓは０．３５であった。
【０１４７】
また、帯電ローラの時定数は実施例１同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．０６７［ｓｅｃ］
であった。従って、実施例５のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしている。
【０１４８】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは２．５μｍであった。
【０１４９】
＜電子写真感光体の作成＞
実施例１の電子写真感光体の電荷輸送層の厚さを１８μｍとした以外、実施例１と同様にして電子写真感光体を作成した。
【０１５０】
上記の帯電ローラ、電子写真感光体を用いて、実施例１同様の評価を行った。結果を表１、表２に示す。
【０１５１】
（実施例６）
実施例１において帯電ローラの表面層の材料を以下の構成とした以外、実施例１と同様に帯電ローラ及び電子写真感光体を作成し、評価等を行った。
【０１５２】
表面層の材料として、
ウレタン樹脂 １００部
導電性酸化チタン ６０部
【０１５３】
をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒により分散溶解して表面層用塗料を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上に浸漬コーティング法により塗布して厚さ１０μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は４×１０¹²Ωｃｍであった。
【０１５４】
本実施例の帯電ローラ表面層の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．４５であった。
【０１５５】
また、本実施例の帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓは０．８２であった。
【０１５６】
また、本実施例の帯電ローラの電流の時定数τは、
τ＝０．０３３［ｓｅｃ］
であった。従って、実施例６のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしている。
【０１５７】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは６．２μｍであった。
【０１５８】
（比較例１）
下記の方法で帯電ローラを作成した。
【０１５９】
ＥＰＤＭ １００部
導電性カーボンブラック ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１６０】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、ＥＰＤＭ １００部に対してパラフィンオイル１５部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのＥＰＤＭ １００部に対し加硫剤としての硫黄０．５部、加硫促進剤としてのＭＢＴ １部、ＴＭＴＤ １部、ＺｎＭＤＣ １．５部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機により１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲に外径φ１２のロール状になるようにプレス成形機により加熱加硫成形することにより弾性層を形成した。弾性層の抵抗は７×１０³ Ωｃｍであった。
【０１６１】
上記弾性層の上に以下に示すような抵抗層を被覆形成した。
【０１６２】
抵抗層２ｄの材料として、
ポリウレタン樹脂 １００部
導電性カーボンブラック １５部
【０１６３】
をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒により分散溶解して抵抗層用塗料を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上に浸漬コーティング法により塗布して厚さ１００μｍの抵抗層２ｄを被覆形成した。抵抗層の抵抗は５×１０¹⁰Ωｃｍであった。
【０１６４】
更に、抵抗層２ｄの上に以下に示す表面層２ｃを被覆形成した。
【０１６５】
表面層２ｃの材料として、
ＳＥＢＳ（スチレン−エチレンブチレン−スチレン） １００部
導電性カーボンブラック １０部
【０１６６】
をトルエン溶媒により分散溶解して表面層用塗料を作成する。この塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ５μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は８×１０¹³Ωｃｍであった。
【０１６７】
表面層を形成した塗料と同一の塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプルシートとした。
【０１６８】
比較例１の帯電ローラ表面層の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．６２であった。
【０１６９】
また、帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓは１．０７であった。
【０１７０】
また、帯電ローラの電流の時定数は実施例１同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．１１２［ｓｅｃ］
であった。従って、比較例１のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしていない。
【０１７１】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは、１０．５μｍであった。
【０１７２】
この帯電ローラについて実施例１と同様の評価を行い、その結果を表１、表２に示した。この帯電ローラを用いた電子写真装置により出力した画像には過剰帯電電位ムラが原因となる白抜けやガサつきが発生していた。なお、ハーフトーン画像領域の感光体表面電位を測定したところ、感光体の２周目に相当する位置の電位が−６０Ｖほど過剰に帯電されていた。また、複数枚画像出し耐久試験においてトナー付着が原因となる画像濃度ムラが発生していた。
【０１７３】
（比較例２）
下記の方法で帯電ローラを作成した。
【０１７４】
ＮＢＲ １００部
過塩素酸リチウム塩 ５部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１７５】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、ＮＢＲ １００部に対してＤＯＳ可塑剤２０部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ １００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＴＳ ３部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機により成形し、加熱加硫成形した後、外径φ１２になるように研磨処理して弾性層を得た。弾性層の抵抗は２×１０⁵ Ωｃｍであった。
【０１７６】
表面層２ｃの材料として、
ポリウレタンエラストマー １００部
導電性カーボンブラック ５部
【０１７７】
をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒により分散溶解して表面層用塗料を作成する。この塗料を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ１０μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は５×１０¹³Ωｃｍであった。
【０１７８】
表面層を形成した塗料と同一の塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプルシートとした。
【０１７９】
比較例２の帯電ローラの結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．５７であった。
【０１８０】
また、帯電ローラの表面の静摩擦係数μｓは１．０３であった。
【０１８１】
また、帯電ローラの電流の時定数は実施例１同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．１０２［ｓｅｃ］
であった。従って、比較例２のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしていない。
【０１８２】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは、１２．１μｍであった。
【０１８３】
この帯電ローラについて実施例１と同様の評価を行い、その結果を表１、表２に示した。この帯電ローラを用いた電子写真装置により出力した画像には過剰帯電電位ムラが原因となる白抜けやガサつきが発生していた。なお、ハーフトーン画像領域の感光体表面電位を測定したところ、感光体の２周目に相当する位置の電位が−４０Ｖほど過剰に帯電されていた。また、複数枚画像出し耐久試験においてトナー付着が原因となる画像濃度ムラが発生していた。
【０１８４】
（比較例３）
帯電部材としての帯電ローラを下記の構成とした以外は、実施例１と同様の方法で帯電ローラ及び電子写真感光体を作成した。
【０１８５】
ＮＢＲ １００部
過塩素酸リチウム ５部
エステル系可塑剤 １５部
炭酸カルシウム ３０部
酸化亜鉛 ５部
脂肪酸 ２部
【０１８６】
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにより１０分間混練した後、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ １００部に対し加硫剤としての硫黄１部、加硫促進剤としてのノクセラーＴＳ ３部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機により１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ステンレス製芯金の周囲にローラ状になるように押出成形機により成形し、加熱加硫成形した後、外径φ１２になるように研磨処理して弾性層を形成した。弾性層の抵抗は１×１０⁸ Ωｃｍであった。
【０１８７】
上記弾性層の上に以下に示すような表面層を被覆形成した。
【０１８８】
表面層２ｃを形成する材料を
ポリウレタン樹脂を用い、そのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液（固形分２５質量％）を用いて、浸漬コーティング法により塗布して厚さ３０μｍの表面層を被覆形成しローラ形状の帯電部材を得た。表面層の抵抗は１×１０¹⁴Ωｃｍであった。
【０１８９】
表面層を形成した塗料を用いてアルミニウムシート上にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプルシートとした。
【０１９０】
本比較例の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_B は０．４０であった。
【０１９１】
また、本比較例の帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓは、０．８１であった。
【０１９２】
また、帯電ローラの電流の時定数は実施例１同様の方法で算出した。その結果、時定数τは
τ＝０．１２５［ｓｅｃ］
であった。従って、比較例３のτは、τ≦０．１［ｓｅｃ］を満たしていない。
【０１９３】
また、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さＲｚは８．０μｍであった。
【０１９４】
この帯電ローラについて実施例１と同様の評価を行い、その結果を表１、表２に示した。この帯電ローラを用いた電子写真装置により出力した画像には過剰帯電電位ムラが原因となる白抜けやガサつきが発生していた。なお、ハーフトーン画像領域の感光体表面電位を測定したところ、感光体の２周目に相当する位置の電位が−２５Ｖほど過剰に帯電されていた。また、複数枚画像出し耐久試験においてトナー付着が原因となる画像濃度ムラが発生していた。
【０１９５】
【表１】

【０１９６】
【表２】

【０１９７】
【表３】

【０１９８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、導電部材に直流電圧のみを印加して被帯電体の帯電処理を行った場合でも、過剰帯電電位ムラが発生しにくいプロセスカートリッジ及び電子写真装置を可能になった。また、導電部材の汚れに起因した帯電不良が発生しにくく、長期にわたって良好な帯電特性を維持することのできるプロセスカートリッジ及び該電子写真装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の概略構成図である。
【図２】帯電ローラの概略図である。
【図３】他の帯電ローラの概略図である。
【図４】帯電部材の電流値の挙動を示す概略図である。
【図５】帯電部材の電流値測定装置の概略図である。
【図６】電子写真感光体の層断面図である。
【図７】他の電子写真感光体の層断面図である。
【図８】帯電ローラ表面の摩擦係数測定装置の概略図である。
【図９】摩擦係数測定装置より得られたチャートの一例である。
【符号の説明】
１ 像担持体（電子写真感光体）
２ 帯電部材（帯電ローラ）
３ 像露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段（転写ローラ）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ バイアス印加電源
Ｐ 転写材
１１ 円筒電極（金属ローラ）
１２ 固定抵抗器
１３ レコーダー

Claims (31)

1. ドラム型の電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧のみの電圧が印加される帯電ローラとを一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
   該電子写真感光体が支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、
   該電荷輸送層が１２〜４０μｍの厚さを有し、
   該帯電ローラが導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた被覆層を有し、
   温度１５℃、湿度１０％の環境下、該帯電ローラと円筒電極とを接触させ、該帯電ローラ及び該円筒電極が停止した状態で該帯電ローラに−１０００Ｖの直流電圧を印加し、該帯電ローラを流れる電流値を読み取り、その波形データを
   Ｉ＝Ｉ ₀ ｅｘｐ（−ｔ／τ）
   〔Ｉは電流値、Ｉ ₀ は初期の電流値、ｔは時間〕
   で表したときの、該帯電ローラの電流の時定数τが０．１秒以下である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記電荷輸送層の厚さが１２〜２３μｍである請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記時定数τが０．０５秒以下である請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記時定数τが０．００００１秒以上である請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記帯電ローラが、前記被覆層として、弾性層及び該弾性層上に設けられた層を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記弾性層上に設けられた層が電子導電機構を有する導電剤を含有する請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記弾性層が１０¹⁰Ωｃｍ未満の抵抗値を有する請求項５または６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記弾性層上に設けられた層が抵抗層である請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記抵抗層が１０⁴〜１０¹²Ωｃｍの抵抗値を有する請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
10. 前記弾性層上に設けられた層が表面層である請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
11. 前記表面層が１０⁴〜１０¹⁵Ωｃｍの抵抗値を有する請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
12. 前記弾性層上に設けられた層が抵抗層かつ表面層である請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
13. 前記抵抗層が１０⁴〜１０¹²Ωｃｍの抵抗値を有し、該表面層が１０⁴〜１０¹⁵Ωｃｍの抵抗値を有する請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。
14. 該導電部材の表面が１．０以下の静摩擦係数を有する請求項１乃至１３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
15. 前記帯電ローラの表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）が、１０μｍ以下である請求項１乃至１４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
16. ドラム型の電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置された帯電ローラと、該帯電ローラに直流電圧のみの電圧を印加するための電源とを有する電子写真装置において、
    該電子写真感光体が支持体、電荷発生層及び電荷輸送層をこの順に有し、
    該電荷輸送層が１２〜４０μｍの厚さを有し、
    該帯電ローラが導電性支持体及び該導電性支持体上に設けられた被覆層を有し、
    温度１５℃、湿度１０％の環境下、該帯電ローラと円筒電極とを接触させ、該帯電ローラ及び該円筒電極が停止した状態で該帯電ローラに−１０００Ｖの直流電圧を印加し、該帯 電ローラを流れる電流値を読み取り、その波形データを
    Ｉ＝Ｉ ₀ ｅｘｐ（−ｔ／τ）
    〔Ｉは電流値、Ｉ ₀ は初期の電流値、ｔは時間〕
    で表したときの、該帯電ローラの電流の時定数τが０．１秒以下である
    ことを特徴とする電子写真装置。
17. 前記電荷輸送層の厚さが１２〜２３μｍである請求項１６に記載の電子写真装置。
18. 前記時定数τが０．０５秒以下である請求項１６または１７に記載の電子写真装置。
19. 前記時定数τが０．００００１秒以上である請求項１６乃至１８のいずれかに記載の電子写真装置。
20. 前記帯電ローラが、前記被覆層として、弾性層及び該弾性層上に設けられた層を有する請求項１６乃至１９のいずれかに記載の電子写真装置。
21. 前記弾性層上に設けられた層が電子導電機構を有する導電剤を含有する請求項２０に記載の電子写真装置。
22. 前記弾性層が１０ ¹⁰ Ωｃｍ未満の抵抗値を有する請求項２０または２１に記載の電子写真装置。
23. 前記弾性層上に設けられた層が抵抗層である請求項２０に記載の電子写真装置。
24. 前記抵抗層が１０ ⁴ 〜１０ ¹² Ωｃｍの抵抗値を有する請求項２３に記載の電子写真装置。
25. 前記弾性層上に設けられた層が表面層である請求項２０に記載の電子写真装置。
26. 前記表面層が１０ ⁴ 〜１０ ¹⁵ Ωｃｍの抵抗値を有する請求項２５に記載の電子写真装置。
27. 前記弾性層上に設けられた層が抵抗層かつ表面層である請求項２０に記載の電子写真装置。
28. 前記抵抗層が１０ ⁴ 〜１０ ¹² Ωｃｍの抵抗値を有し、該表面層が１０ ⁴ 〜１０ ¹⁵ Ωｃｍの抵抗値を有する請求項２７に記載の電子写真装置。
29. 該導電部材の表面が１．０以下の静摩擦係数を有する請求項１６乃至２８のいずれかに記載の電子写真装置。
30. 前記帯電ローラの表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）が、１０μｍ以下である請求項１６乃至２９のいずれかに記載の電子写真装置。
31. 電子写真装置が現像兼クリーニング方式を採用している請求項１６乃至３０のいずれかに記載の電子写真装置。

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