JP3825851B2 - 帯電部材及び電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電部材及びそれを有する電子写真装置に関する。詳しくは、電圧を印加して被帯電体表面を所定の電位に帯電する帯電部材、及びそれを有する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法として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、次いで該潜像を粉末現像剤（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、熱及び圧力等により転写材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。
【０００３】
また従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器を用いたコロナ帯電装置が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されている。接触帯電装置はコロナ帯電装置に比べて、低い電圧を使用できる、オゾンの発生量が少ない、装置を小型化できる等の利点を有している。なかでも接触帯電装置には、帯電部材として導電性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。
【０００４】
図１に帯電ローラを用いた接触帯電装置の構成例を示す。
【０００５】
ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）１を被帯電体である感光体２に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって、感光体表面への帯電を行う。
【０００６】
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、ある閾値以上の電圧を印加することにより帯電が開始される。例えば、厚さ２５μｍの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６５０Ｖ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の直線上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。
【０００７】
つまり、電子写真に必要とされる感光体電位Ｖｄを得るためには帯電ローラーにＶｔｈ＋Ｖｄという直流電圧が必要となる。このようにして、接触帯電部材に直流電圧のみを印加して感光体を所定の電位に帯電する方法をＤＣ帯電方式と称する。
【０００８】
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したり、あるいは感光体が削れることによって膜厚が変動してＶｔｈが変動したりするため、感光体の表面電位を所望の値にすることが難しかった。
【０００９】
このため、更なる帯電の均一化を図るために特開昭６３−１４９６６９号公報に記載されるように、所望の感光体表面電位Ｖｄに相当する直流電位にＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧との重畳電圧を接触帯電部材に印加する、いわゆるＡＣ帯電方式が用いられる。これは交流電圧による電位のならし効果を目的としたものであり、感光体の電位は交流電圧のピークの中央値であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。
【００１０】
次に、接触帯電部材としての構成例を説明する。
【００１１】
図２は帯電ローラの概略断面図である。帯電ローラは、導電性支持体（芯金）１ａの上に被帯電体との均一な当接部を形成するために必要な弾性層１ｂと、更にその上に耐摩耗性や耐感光体汚染性向上等の目的に応じて、表面層１ｃを設けた構成のものが使用される。また、抵抗調整やしみ出し物質の防止等必要に応じて、弾性層１ｂと表面層１ｃの間に中間層を設けた構成をとる場合もある。
【００１２】
弾性層１ｂは、ＥＰＤＭ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーンゴム、ウレタンゴム及びフッ素ゴム等の合成ゴムに導電性カーボンブラック等の導電剤が分散された構成になっている。
【００１３】
表面層１ｃは、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂及びフッ素樹脂等の合成樹脂に抵抗調整のために導電性カーボンブラック、導電性酸化スズ及び導電性酸化チタン等の導電剤が分散された構成になっている。この際、表面層は粉末現像剤が感光ドラム表面に融着するのを防止する目的で、低硬度に調整される。
【００１４】
また、表面層１ｃとして、導電性の熱可塑性エラストマーからなるシームレスチューブを用いた構成も提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の帯電部材の表面層の構成材料のうち、熱可塑性エラストマーを用いた場合は、硬度調整に問題があった。例えば、オレフィン系エラストマーやスチレン系エラストマーを用いた場合には、硬度調整（主に低硬度化）する目的でパラフィンオイル及びナフテンオイル等の軟化油やフタル酸誘導体等の可塑剤を添加する必要があった。しかし、これらの軟化油や可塑剤がしみ出して、感光ドラムを汚染したり、帯電部材と感光ドラムとの貼り付きの原因となった。また、低硬度のウレタンエラストマー（例えばＪＩＳ−Ａ硬度が６０度以下）を用いた場合は、それ自体が粘着性を帯びていて、粉末現像剤や紙粉が付着しやすくなり、帯電性能を低下させる一因となった。一方、粘着性を防止するためにシリカやタルク等の無機充填剤を入れて粗面化する方法もあるが、この場合は帯電部材表面にできた凹凸によって帯電が不均一になったり、汚れが溜まりやすくなったりする欠点があった。
【００１６】
従って、本発明の目的は、感光ドラムと貼り付いたり、帯電部材の表面が荒れたりせず、均一な帯電が長期にわたって安定して得られる帯電部材、及びそれを有する電子写真装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記のような課題を解決するために検討した結果、帯電部材の表面層にエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂及びポリオレフィン系樹脂を用いることで、均一な帯電が長期にわたって得られる帯電部材、及びそれを有する電子写真装置を実現することができた。
【００１８】
即ち、本発明は、エチレン・ブチレン共重合体を含む樹脂及びポリオレフィン系樹脂を含有する表面層を有することを特徴とする帯電部材である。
【００１９】
また、本発明は、電子写真感光体、静電潜像形成手段、形成した静電潜像を現像する手段及び現像した像を転写材に転写する手段を有する電子写真装置において、該潜像形成手段として該感光体を帯電するために上記帯電部材を有することを特徴とする電子写真装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の帯電部材の好ましい実施例の断面図である。芯金１ａ上に弾性層１ｂと、弾性層１ｂ上に表面層１ｃとを設け、芯金１ａに所定の電圧を印加して、図１の感光体（感光ドラム）２を帯電させるものである。
【００２２】
表面層１ｃは、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂を用いる。このエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂は、例えば日本合成ゴム（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「ダイナロン」や、シェルジャパン（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「クレイトン」、旭化成工業（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「タフテック」等がある。「ダイナロン」には、エチレン・ブチレン共重合体の両末端の一方がスチレンブロックポリマー、もう一方がオレフィンブロックポリマーであるスチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）と、エチレン・ブチレン共重合体の両末端がいずれもオレフィンブロックポリマーであるオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）がある。また、クレイトンとタフテックにはエチレン・ブチレン共重合体の両末端がいずれもスチレンブロックポリマーであるスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）がある。これらは、パラフィンオイル、ナフテンオイル等の軟化油やフタル酸誘導体等の可塑剤を添加しなくとも好ましい柔軟性を有している。
【００２３】
また、表面層１ｃとして、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂中に、硬度調整と感光体（感光ドラム）２への貼り付き防止を目的に、オレフィン系樹脂を混合して用いる。オレフィン系樹脂としては、上記エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂に相溶性し、かつ硬度調整ができるポリエチレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン・ブチレン共重合体（ＥＢＭ）、エチレン・酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、、エチレン・メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）及びエチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）のいずれかを用いることが好ましい。また、ポリエチレン樹脂の場合は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）及び高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中から適宜選択することができる。
【００２４】
また、これらのオレフィン系樹脂の混合量は、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂１００重量部に対して、５重量部〜９０重量部であることが好ましい。オレフィン系樹脂が５重量部未満では、硬度あるいは感光ドラムへの貼り付きの程度がオレフィン系樹脂無添加とあまり差がない。一方、オレフィン系樹脂が９０重量部を超えると、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂が本来持っている特性を損なう。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の混合量が９０重量部を超えると硬度が急激に上昇し、感光ドラムへの粉末現像剤の融着レベルが悪化する。また、エチレン・プロピレン共重合体、あるいはエチレン・ブチレン共重合体の混合量が１００重量部を超えると、帯電部材の感光ドラムへの貼り付きの程度が悪化する。
【００２５】
また、これらのオレフィン系樹脂を２種類以上添加してもさしつかえない。
【００２６】
更に、表面層１ｃの硬度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１に規定されるスプリング式硬さ試験において、Ａ形試験機で測定した硬度（以下ＪＩＳ−Ａ硬度）が８５度以下であることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度が８５度を超えると、耐久によって粉末現像剤が感光ドラム表面に融着して、画像不良（反転現像系では黒地に感光ドラムピッチの白ポチが発生）が発生し易くなる。
【００２７】
更に、表面層１ｃとして、このエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂単独、あるいはエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂とオレフィン系樹脂の混合物に導電剤を分散して抵抗調整を行うことができる。導電剤としては、導電性カーボンブラックや導電性カーボングラファイト、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ及び導電性酸化亜鉛等の金属酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属粉等が挙げられ、これらを単独または２種以上組み合わせて使用してもかまわない。また、表面層１ｃの抵抗値は、１×１０5Ω・ｃｍ〜１０11Ω・ｃｍの範囲であることが好ましい。１×１０5Ω・ｃｍより低い場合は、感光ドラムにピンホールや傷等の表面欠陥が存在すると電流が集中してしまい、いわゆるピンホールリークが起こる。また、抵抗値が１×１０11Ω・ｃｍを越えると、印加電圧が降下してしまい、感光ドラムの帯電性が低下し、いわゆる砂地カブリが発生する。
【００２８】
表面層の作製方法としては、まず所定量のエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂、オレフィン系樹脂及び導電剤をヘンシャルミキサー、Ｖ型ブレンダー及び円筒型ブレンダー等を用いて乾式混合した後、加圧ニーダー、押出機及び加熱ロール等の混練機を用いて溶融混練する。更に、押出機とペレタイザーで所定形状にペレット化を行う。次いで、所定のチューブ成形用ダイを備えた押出機でチューブ化する。チューブ化の方法としては、フリーエクストルージョン、バキュームエクストルージョン、プレッシャーサイジング及びインターナルキャリブレーション等の成形方法を用いることができる。
【００２９】
得られたチューブ状の表面層を弾性層上に被覆する。チューブが熱収縮性を有する場合には、その内径を導電性弾性層の外径より大きく形成し、チューブ内に導電性弾性層を挿入した後、加熱収縮することによって被覆することができる。また、熱収縮性を有しない場合には、チューブ状の導電性表面層の内径を導電性弾性層の外径よりわずかに小さく形成し、エアや窒素ガス等の適当な手段で膨らませた後、導電性弾性層上に被覆することができる。
【００３０】
更に、本発明における帯電部材の弾性層１ｂは、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム、あるいはポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル系及びポリオレフィン系等の熱可塑性エラストマーのソリッドあるいは発泡体を用いることができる。また、抵抗調整として、表面層１ｃに挙げた導電剤をこれらの材料に混合して使用することができる。
【００３１】
また、弾性層１ｂの抵抗調整には、表面層に用いることができる導電剤を使用することができる。弾性層の抵抗値は、１×１０6Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍを超える場合は、弾性層１ｂ中で印加電圧が降下してしまい、感光ドラムの帯電性能が悪化する。
【００３２】
更に、本発明の導電性支持体（芯金）１ａとしては、鉄、銅、ニッケル、ステンレス及び真鍮等の金属丸棒をそのままを用いてもよいし、表面に防錆や耐傷性のために化学ニッケルメッキやクロムメッキ等の表面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重要である。
【００３３】
本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成図を図１に示す。
【００３４】
２は被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラムと記す）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）をもって回転駆動される。２ａは該感光ドラム１のアルミニウム等の導電性ドラム支持体、２ｂはそのドラム支持体２ａの外周面に形成した感光層である。
【００３５】
１は接触帯電部材であり、本例は感光ドラム２表面にドラム母線方向に略平行にして所定の押圧力で当接させて配設したローラ体（以下、帯電ローラと記す）で、感光ドラム２の回転に従動回転する。
【００３６】
本例の帯電ローラ１は、導電性芯金１ａと、該芯金に同心一体に射出成形等でローラ状に成形した導電性ゴム等の導電性弾性層１ｂと、更にその外周に形成した導電性表面層１ｃとからなる多層構造のものである。更に、必要に応じて導電性弾性層１ｂと導電性表面層１ｃの間に中間層を設けることができる。本例の帯電ローラ１は被帯電体である感光ドラム１の表面に接する材料層である導電性表面層１ｃに上述した熱可塑性エラストマー材料を用いている。
【００３７】
３は帯電ローラ２に対する電圧印加電源であり、この電源から帯電ローラ１の芯金１ａに所定の電圧を印加することで、回転する感光ドラム２の外周表面が所定の極性、電位に帯電処理される。
【００３８】
帯電ローラ１に対する印加電圧は、直流電圧だけでもよいが、被帯電体としての感光ドラム１表面を均一に帯電処理するために直流電圧と交流電圧の重畳電圧（振動電圧）を印加する方が好ましい。
【００３９】
帯電ローラ１により所定の電位に均一に一次帯電処理された感光ドラム１表面に対して、不図示のレーザースキャナ（画像露光手段）による目的画像情報のレーザービーム走査露光４、現像器５によるトナー現像、及び形成トナー像の転写手段６による転写材（例えば紙）７に対する転写の工程が順次に実行され、トナー像転写を受けて感光ドラム１表面から分離された転写材７が不図示の定着手段へ導入されて画像形成物（プリント）として出力される。トナー像転写後の感光ドラム１表面はクリーニング装置８で転写残りのトナーの付着汚染物の除去がなされて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００４０】
以下、更に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
［参考例１］
【００４１】
［帯電部材の弾性層の作製］
以下の原料を２０℃に冷却した２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。
【００４２】
ＥＰＤＭ・・・・・・・・・・・１００重量部
酸化亜鉛・・・・・・・・・・・・・５重量部
高級脂肪酸・・・・・・・・・・・・１重量部
導電性カーボンブラック・・・・・・５重量部
パラフィンオイル・・・・・・・・１０重量部
硫黄・・・・・・・・・・・・・・・２重量部
加硫促進剤（ＭＢＴ）・・・・・・・１重量部
加硫促進剤（ＴＭＴＤ）・・・・・・１重量部
加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）・・・１．５重量部
発泡剤（重炭酸ナトリウム）・・・１０重量部
【００４３】
更に、直径６ｍｍのステンレス製芯金の外周に上記コンパウンドを１５０℃、３０分間加熱加硫させ、厚さ３ｍｍの弾性層を有する発泡ローラ（外径１２ｍｍ）を得た。次いで本ローラの電気抵抗値を、温度２３℃、相対湿度６０％環境下で測定したところ、０．０５ＭΩであった。測定は、帯電ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を密着させて巻き付け、芯金とアルミ箔間に直流電圧２５０Ｖを印加し、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機（株）製、商品名３１１９ＤＩＧＩＴＡＬ ＭΩ ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取る方法を用いた。
【００４４】
［帯電部材の表面層の作製］
エチレン・ブチレンランダム共重合体を含有する樹脂（日本合成ゴム（株）製、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂ダイナロン４６００Ｐ（ＳＥＢＣ、ＪＩＳ−Ａ硬度７５度）１００重量部、導電性カーボンブラック１２重量部をＶ型ブレンダーで５分間乾式混合した。次いで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、粉砕機にて粉砕した後、単軸押出機（スクリュ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０、樹脂温度１９０℃）を用いてペレット化した。
【００４５】
更に、内径１２ｍｍのダイスと外径１１ｍｍのニップルを備えたクロスヘッド押出機（スクリュ径２８ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０、樹脂温度１９０℃）を用いて、内径が１１．５ｍｍ、肉厚が約２００μｍのシームレスチューブを得た。
【００４６】
更に、同じペレットを用いて、熱プレスで厚み２ｍｍのシートを作製し、ＪＩＳ Ｋ６３０１に規定される方法に従ってスプリング式硬さ試験機Ａ形により硬度を測定したところ、８２度であった。また、チューブの表面粗さを表面粗さ計（（株）小坂研究所製、サーフコーダーＳＥ−３４００）で測定したところ、十点平均粗さＲｚは２．０μｍであった。
【００４７】
［帯電ローラの作製］
上記シームレスチューブにエアを吹き込み、チューブの内径を拡大した後、弾性層（発泡体ローラ）を挿入し、チューブの収縮力により両者を嵌合して、帯電ローラを得た。
【００４８】
次いで本帯電ローラの電気抵抗値を、温度３２℃、相対湿度６０％環境下で測定したところ、０．９ＭΩであった。測定は、帯電ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を密着させて巻き付け、芯金とアルミ箔間に直流電圧２５０Ｖを印加し、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機（株）製、３１１９ ＤＩＧＩＴＡＬ ＭΩ ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取った。
【００４９】
この帯電ローラをレーザビームプリンタ（キヤノン（株）社製、商品名；ＬＢＰ−８ＭａｒｋＩＩ）に用いられるプロセスカートリッジ（商品名；ＥＰ−Ｅカートリッジ）の一次帯電器に取り付け、
【００５０】
・直流電圧； −６７０Ｖ
・交流電圧； ２０００Ｖ（ピーク間電圧）
・周波数； ６５０Ｈｚ
【００５１】
の重畳電圧を外部電源より印加し、高温高湿環境（温度３２℃、相対湿度８５％）下において、８０００枚の画像耐久試験を行った。８０００枚耐久後に得られた画像を目視にて観察することによって画像評価を行った。
【００５２】
８０００枚耐久後にも、感光ドラムへ粉末現像剤が融着して起こるベタ黒画像中に白ポチが発生することもなく、良好な画像が得られた。
【００５３】
また、本帯電ローラを感光ドラムに当接させた状態で温度４０℃、相対湿度９５％環境下に３０日間放置した後、帯電ローラが感光ドラムにわずかに貼り付いたものの、良好な画像が得られた。
【００５４】
［実施例２］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＳＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン４６００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度７５度）１００重量部、ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ、東ソー（株）製、ペトロセン３４２、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）５重量部、カーボンブラック１１重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例２の帯電ローラを作製し、画像評価を行った。
【００５５】
表面層材料のＪＩＳ−Ａ硬度は、参考例１と同様の方法で測定したところ、８３度であった。また、参考例１と同様の方法で、チューブの表面粗さＲｚを測定したところ、１．８μｍであった。
【００５６】
参考例１と同様の条件で画像耐久を行った結果、８０００枚耐久後にも良好な画像が得られた。
【００５７】
また、参考例１と同様の条件で放置試験を行った結果、帯電ローラの感光ドラムへの貼り付きは全くなく、良好な画像が得られた。
【００５８】
更に、ポリエチレン樹脂の添加量を振って、表面層を作製し、同様の画像評価及び放置試験を実施した結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
［実施例３］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６１００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度８５度）１００重量部、エチレン・プロピレン共重合体（日本合成ゴム（株）製、ＥＰ−０２Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５５度）所定重量部、カーボンブラック１２．５重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例３の帯電ローラを作製した。
【００６１】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・プロピレン共重合体の添加量を振った結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
［実施例４］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、ポリプロピレン樹脂（宇部興産（株）製、宇部ポリプロＪ３０９Ｇ、ＪＩＳ−Ａ硬度９６度）所定重量部、カーボンブラック１３．２重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例４の帯電ローラを作製した。
【００６４】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。ポリプロピレン樹脂の添加量を振った結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
【００６６】
［実施例５］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合樹脂（ＳＥＢＳ、シェルジャパン（株）製、クレイトンＧ１６５７、ＪＩＳ−Ａ硬度６５度）１００重量部、エチレン・ブチレン共重合体（日本合成ゴム（株）製、ＥＢＭ−２０４１Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度８８度）所定重量部、カーボンブラック１３重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例５の帯電ローラを作製した。
【００６７】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・ブチレン共重合体の添加量を振った結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
【００６９】
［実施例６］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合樹脂（ＳＥＢＳ、シェルジャパン（株）製、クレイトンＧ１６５７、ＪＩＳ−Ａ硬度６５度）１００重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（東ソー（株）製、ウルトラセン５２１、ＪＩＳ−Ａ硬度８８度）所定重量部、カーボンブラック１２．４重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例６の帯電ローラを作製した。
【００７０】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・酢酸ビニル共重合体の添加量を振った結果を表５に示す。
【００７１】
【表５】
【００７２】
［実施例７］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、エチレン・エチルアクリレート共重合体（三井デュポン・ポリケミカル（株）製、エバフレックス−ＥＥＡ Ａ−７０１、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）所定重量部、カーボンブラック１１．５重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例７の帯電ローラを作製した。
【００７３】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・エチルアクリレート共重合体の添加量を振った結果を表６に示す。
【００７４】
【表６】
【００７５】
［実施例８］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、エチレン・メチルメタクリレート共重合体（住友化学工業（株）製、アクリフトＷＨ３０３、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）所定重量部、カーボンブラック１２重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例８の帯電ローラを作製した。
【００７６】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・メチルメタクリレート共重合体の添加量を振った結果を表７に示す。
【００７７】
【表７】
【００７８】
［比較例１］
参考例１において、表面層材料を水素化スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン１９１０Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５７度）１００重量部、カーボンブラック１２．８重量部とした以外は、参考例１と同様にして比較例１の帯電ローラを作製した。
【００７９】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。
【００８０】
実施例では発生しなかった帯電ローラの表面汚れに起因する帯電ローラピッチ（約３８ｍｍ）の画像濃度ムラが発生した。
【００８１】
・ＪＩＳ−Ａ硬度 ６６°
・表面粗さＲｚ ３．２μｍ
・感光体への貼り付き 有り
・耐久後の画像 トナー汚れに起因する帯電ローラピッチの画像濃度ムラが発生した。（実用不可のレベル）
【００８２】
［比較例２］
参考例１において、表面層材料を水素化スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン１９１０Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５７度）１００重量部、ナイロン１２（宇部興産（株）製、宇部ナイロン ３０３５ＪＵ３、ＪＩＳ−Ａ硬度９６度）所定重量部、カーボンブラック１４重量部とした以外は、参考例１と同様にして比較例２の帯電ローラを作製した。
【００８３】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。ナイロン１２（Ｎｙ１２）の添加量を振った結果を表８に示す。
【００８４】
Ｎｙ１２添加量が６０重量部を超えると、急激に表面が荒れた。
【００８５】
【表８】
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯電部材は、トナー融着が生じにくく、更に感光ドラムへの貼り付きがない。また、従来のブロッキング防止剤（無機系充填剤）を用いていないので、帯電部材の表面が荒れることなく、感光ドラムとの貼り付きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における帯電部材を用いた電子写真装置の一例の概略的断面図。
【図２】 本発明による帯電部材の構成の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 帯電部材（帯電ローラ）
２ 感光体（感光ドラム）
３ 電源
４ 露光手段
５ 現像手段
６ 転写手段
７ 転写紙
８ クリーニング手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電部材及びそれを有する電子写真装置に関する。詳しくは、電圧を印加して被帯電体表面を所定の電位に帯電する帯電部材、及びそれを有する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法として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、次いで該潜像を粉末現像剤（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、熱及び圧力等により転写材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。
【０００３】
また従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器を用いたコロナ帯電装置が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されている。接触帯電装置はコロナ帯電装置に比べて、低い電圧を使用できる、オゾンの発生量が少ない、装置を小型化できる等の利点を有している。なかでも接触帯電装置には、帯電部材として導電性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。
【０００４】
図１に帯電ローラを用いた接触帯電装置の構成例を示す。
【０００５】
ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）１を被帯電体である感光体２に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって、感光体表面への帯電を行う。
【０００６】
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、ある閾値以上の電圧を印加することにより帯電が開始される。例えば、厚さ２５μｍの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６５０Ｖ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の直線上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。
【０００７】
つまり、電子写真に必要とされる感光体電位Ｖｄを得るためには帯電ローラーにＶｔｈ＋Ｖｄという直流電圧が必要となる。このようにして、接触帯電部材に直流電圧のみを印加して感光体を所定の電位に帯電する方法をＤＣ帯電方式と称する。
【０００８】
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したり、あるいは感光体が削れることによって膜厚が変動してＶｔｈが変動したりするため、感光体の表面電位を所望の値にすることが難しかった。
【０００９】
このため、更なる帯電の均一化を図るために特開昭６３−１４９６６９号公報に記載されるように、所望の感光体表面電位Ｖｄに相当する直流電位にＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧との重畳電圧を接触帯電部材に印加する、いわゆるＡＣ帯電方式が用いられる。これは交流電圧による電位のならし効果を目的としたものであり、感光体の電位は交流電圧のピークの中央値であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。
【００１０】
次に、接触帯電部材としての構成例を説明する。
【００１１】
図２は帯電ローラの概略断面図である。帯電ローラは、導電性支持体（芯金）１ａの上に被帯電体との均一な当接部を形成するために必要な弾性層１ｂと、更にその上に耐摩耗性や耐感光体汚染性向上等の目的に応じて、表面層１ｃを設けた構成のものが使用される。また、抵抗調整やしみ出し物質の防止等必要に応じて、弾性層１ｂと表面層１ｃの間に中間層を設けた構成をとる場合もある。
【００１２】
弾性層１ｂは、ＥＰＤＭ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーンゴム、ウレタンゴム及びフッ素ゴム等の合成ゴムに導電性カーボンブラック等の導電剤が分散された構成になっている。
【００１３】
表面層１ｃは、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂及びフッ素樹脂等の合成樹脂に抵抗調整のために導電性カーボンブラック、導電性酸化スズ及び導電性酸化チタン等の導電剤が分散された構成になっている。この際、表面層は粉末現像剤が感光ドラム表面に融着するのを防止する目的で、低硬度に調整される。
【００１４】
また、表面層１ｃとして、導電性の熱可塑性エラストマーからなるシームレスチューブを用いた構成も提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の帯電部材の表面層の構成材料のうち、熱可塑性エラストマーを用いた場合は、硬度調整に問題があった。例えば、オレフィン系エラストマーやスチレン系エラストマーを用いた場合には、硬度調整（主に低硬度化）する目的でパラフィンオイル及びナフテンオイル等の軟化油やフタル酸誘導体等の可塑剤を添加する必要があった。しかし、これらの軟化油や可塑剤がしみ出して、感光ドラムを汚染したり、帯電部材と感光ドラムとの貼り付きの原因となった。また、低硬度のウレタンエラストマー（例えばＪＩＳ−Ａ硬度が６０度以下）を用いた場合は、それ自体が粘着性を帯びていて、粉末現像剤や紙粉が付着しやすくなり、帯電性能を低下させる一因となった。一方、粘着性を防止するためにシリカやタルク等の無機充填剤を入れて粗面化する方法もあるが、この場合は帯電部材表面にできた凹凸によって帯電が不均一になったり、汚れが溜まりやすくなったりする欠点があった。
【００１６】
従って、本発明の目的は、感光ドラムと貼り付いたり、帯電部材の表面が荒れたりせず、均一な帯電が長期にわたって安定して得られる帯電部材、及びそれを有する電子写真装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記のような課題を解決するために検討した結果、帯電部材の表面層にエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂及びポリオレフィン系樹脂を用いることで、均一な帯電が長期にわたって得られる帯電部材、及びそれを有する電子写真装置を実現することができた。
【００１８】
即ち、本発明は、エチレン・ブチレン共重合体を含む樹脂及びポリオレフィン系樹脂を含有する表面層を有することを特徴とする帯電部材である。
【００１９】
また、本発明は、電子写真感光体、静電潜像形成手段、形成した静電潜像を現像する手段及び現像した像を転写材に転写する手段を有する電子写真装置において、該潜像形成手段として該感光体を帯電するために上記帯電部材を有することを特徴とする電子写真装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図２は本発明の帯電部材の好ましい実施例の断面図である。芯金１ａ上に弾性層１ｂと、弾性層１ｂ上に表面層１ｃとを設け、芯金１ａに所定の電圧を印加して、図１の感光体（感光ドラム）２を帯電させるものである。
【００２２】
表面層１ｃは、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂を用いる。このエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂は、例えば日本合成ゴム（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「ダイナロン」や、シェルジャパン（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「クレイトン」、旭化成工業（株）製の熱可塑性エラストマー商品名「タフテック」等がある。「ダイナロン」には、エチレン・ブチレン共重合体の両末端の一方がスチレンブロックポリマー、もう一方がオレフィンブロックポリマーであるスチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）と、エチレン・ブチレン共重合体の両末端がいずれもオレフィンブロックポリマーであるオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）がある。また、クレイトンとタフテックにはエチレン・ブチレン共重合体の両末端がいずれもスチレンブロックポリマーであるスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）がある。これらは、パラフィンオイル、ナフテンオイル等の軟化油やフタル酸誘導体等の可塑剤を添加しなくとも好ましい柔軟性を有している。
【００２３】
また、表面層１ｃとして、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂中に、硬度調整と感光体（感光ドラム）２への貼り付き防止を目的に、オレフィン系樹脂を混合して用いる。オレフィン系樹脂としては、上記エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂に相溶性し、かつ硬度調整ができるポリエチレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン・ブチレン共重合体（ＥＢＭ）、エチレン・酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、、エチレン・メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）及びエチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）のいずれかを用いることが好ましい。また、ポリエチレン樹脂の場合は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）及び高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の中から適宜選択することができる。
【００２４】
また、これらのオレフィン系樹脂の混合量は、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂１００重量部に対して、５重量部〜９０重量部であることが好ましい。オレフィン系樹脂が５重量部未満では、硬度あるいは感光ドラムへの貼り付きの程度がオレフィン系樹脂無添加とあまり差がない。一方、オレフィン系樹脂が９０重量部を超えると、エチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂が本来持っている特性を損なう。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の混合量が９０重量部を超えると硬度が急激に上昇し、感光ドラムへの粉末現像剤の融着レベルが悪化する。また、エチレン・プロピレン共重合体、あるいはエチレン・ブチレン共重合体の混合量が１００重量部を超えると、帯電部材の感光ドラムへの貼り付きの程度が悪化する。
【００２５】
また、これらのオレフィン系樹脂を２種類以上添加してもさしつかえない。
【００２６】
更に、表面層１ｃの硬度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１に規定されるスプリング式硬さ試験において、Ａ形試験機で測定した硬度（以下ＪＩＳ−Ａ硬度）が８５度以下であることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度が８５度を超えると、耐久によって粉末現像剤が感光ドラム表面に融着して、画像不良（反転現像系では黒地に感光ドラムピッチの白ポチが発生）が発生し易くなる。
【００２７】
更に、表面層１ｃとして、このエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂単独、あるいはエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂とオレフィン系樹脂の混合物に導電剤を分散して抵抗調整を行うことができる。導電剤としては、導電性カーボンブラックや導電性カーボングラファイト、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ及び導電性酸化亜鉛等の金属酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属粉等が挙げられ、これらを単独または２種以上組み合わせて使用してもかまわない。また、表面層１ｃの抵抗値は、１×１０5Ω・ｃｍ〜１０11Ω・ｃｍの範囲であることが好ましい。１×１０5Ω・ｃｍより低い場合は、感光ドラムにピンホールや傷等の表面欠陥が存在すると電流が集中してしまい、いわゆるピンホールリークが起こる。また、抵抗値が１×１０11Ω・ｃｍを越えると、印加電圧が降下してしまい、感光ドラムの帯電性が低下し、いわゆる砂地カブリが発生する。
【００２８】
表面層の作製方法としては、まず所定量のエチレン・ブチレン共重合体を含有する樹脂、オレフィン系樹脂及び導電剤をヘンシャルミキサー、Ｖ型ブレンダー及び円筒型ブレンダー等を用いて乾式混合した後、加圧ニーダー、押出機及び加熱ロール等の混練機を用いて溶融混練する。更に、押出機とペレタイザーで所定形状にペレット化を行う。次いで、所定のチューブ成形用ダイを備えた押出機でチューブ化する。チューブ化の方法としては、フリーエクストルージョン、バキュームエクストルージョン、プレッシャーサイジング及びインターナルキャリブレーション等の成形方法を用いることができる。
【００２９】
得られたチューブ状の表面層を弾性層上に被覆する。チューブが熱収縮性を有する場合には、その内径を導電性弾性層の外径より大きく形成し、チューブ内に導電性弾性層を挿入した後、加熱収縮することによって被覆することができる。また、熱収縮性を有しない場合には、チューブ状の導電性表面層の内径を導電性弾性層の外径よりわずかに小さく形成し、エアや窒素ガス等の適当な手段で膨らませた後、導電性弾性層上に被覆することができる。
【００３０】
更に、本発明における帯電部材の弾性層１ｂは、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム、あるいはポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル系及びポリオレフィン系等の熱可塑性エラストマーのソリッドあるいは発泡体を用いることができる。また、抵抗調整として、表面層１ｃに挙げた導電剤をこれらの材料に混合して使用することができる。
【００３１】
また、弾性層１ｂの抵抗調整には、表面層に用いることができる導電剤を使用することができる。弾性層の抵抗値は、１×１０6Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍを超える場合は、弾性層１ｂ中で印加電圧が降下してしまい、感光ドラムの帯電性能が悪化する。
【００３２】
更に、本発明の導電性支持体（芯金）１ａとしては、鉄、銅、ニッケル、ステンレス及び真鍮等の金属丸棒をそのままを用いてもよいし、表面に防錆や耐傷性のために化学ニッケルメッキやクロムメッキ等の表面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重要である。
【００３３】
本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成図を図１に示す。
【００３４】
２は被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラムと記す）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）をもって回転駆動される。２ａは該感光ドラム１のアルミニウム等の導電性ドラム支持体、２ｂはそのドラム支持体２ａの外周面に形成した感光層である。
【００３５】
１は接触帯電部材であり、本例は感光ドラム２表面にドラム母線方向に略平行にして所定の押圧力で当接させて配設したローラ体（以下、帯電ローラと記す）で、感光ドラム２の回転に従動回転する。
【００３６】
本例の帯電ローラ１は、導電性芯金１ａと、該芯金に同心一体に射出成形等でローラ状に成形した導電性ゴム等の導電性弾性層１ｂと、更にその外周に形成した導電性表面層１ｃとからなる多層構造のものである。更に、必要に応じて導電性弾性層１ｂと導電性表面層１ｃの間に中間層を設けることができる。本例の帯電ローラ１は被帯電体である感光ドラム１の表面に接する材料層である導電性表面層１ｃに上述した熱可塑性エラストマー材料を用いている。
【００３７】
３は帯電ローラ２に対する電圧印加電源であり、この電源から帯電ローラ１の芯金１ａに所定の電圧を印加することで、回転する感光ドラム２の外周表面が所定の極性、電位に帯電処理される。
【００３８】
帯電ローラ１に対する印加電圧は、直流電圧だけでもよいが、被帯電体としての感光ドラム１表面を均一に帯電処理するために直流電圧と交流電圧の重畳電圧（振動電圧）を印加する方が好ましい。
【００３９】
帯電ローラ１により所定の電位に均一に一次帯電処理された感光ドラム１表面に対して、不図示のレーザースキャナ（画像露光手段）による目的画像情報のレーザービーム走査露光４、現像器５によるトナー現像、及び形成トナー像の転写手段６による転写材（例えば紙）７に対する転写の工程が順次に実行され、トナー像転写を受けて感光ドラム１表面から分離された転写材７が不図示の定着手段へ導入されて画像形成物（プリント）として出力される。トナー像転写後の感光ドラム１表面はクリーニング装置８で転写残りのトナーの付着汚染物の除去がなされて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００４０】
以下、更に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
［参考例１］
【００４１】
［帯電部材の弾性層の作製］
以下の原料を２０℃に冷却した２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。
【００４２】
ＥＰＤＭ・・・・・・・・・・・１００重量部
酸化亜鉛・・・・・・・・・・・・・５重量部
高級脂肪酸・・・・・・・・・・・・１重量部
導電性カーボンブラック・・・・・・５重量部
パラフィンオイル・・・・・・・・１０重量部
硫黄・・・・・・・・・・・・・・・２重量部
加硫促進剤（ＭＢＴ）・・・・・・・１重量部
加硫促進剤（ＴＭＴＤ）・・・・・・１重量部
加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）・・・１．５重量部
発泡剤（重炭酸ナトリウム）・・・１０重量部
【００４３】
更に、直径６ｍｍのステンレス製芯金の外周に上記コンパウンドを１５０℃、３０分間加熱加硫させ、厚さ３ｍｍの弾性層を有する発泡ローラ（外径１２ｍｍ）を得た。次いで本ローラの電気抵抗値を、温度２３℃、相対湿度６０％環境下で測定したところ、０．０５ＭΩであった。測定は、帯電ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を密着させて巻き付け、芯金とアルミ箔間に直流電圧２５０Ｖを印加し、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機（株）製、商品名３１１９ＤＩＧＩＴＡＬ ＭΩ ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取る方法を用いた。
【００４４】
［帯電部材の表面層の作製］
エチレン・ブチレンランダム共重合体を含有する樹脂（日本合成ゴム（株）製、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂ダイナロン４６００Ｐ（ＳＥＢＣ、ＪＩＳ−Ａ硬度７５度）１００重量部、導電性カーボンブラック１２重量部をＶ型ブレンダーで５分間乾式混合した。次いで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、粉砕機にて粉砕した後、単軸押出機（スクリュ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０、樹脂温度１９０℃）を用いてペレット化した。
【００４５】
更に、内径１２ｍｍのダイスと外径１１ｍｍのニップルを備えたクロスヘッド押出機（スクリュ径２８ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０、樹脂温度１９０℃）を用いて、内径が１１．５ｍｍ、肉厚が約２００μｍのシームレスチューブを得た。
【００４６】
更に、同じペレットを用いて、熱プレスで厚み２ｍｍのシートを作製し、ＪＩＳ Ｋ６３０１に規定される方法に従ってスプリング式硬さ試験機Ａ形により硬度を測定したところ、８２度であった。また、チューブの表面粗さを表面粗さ計（（株）小坂研究所製、サーフコーダーＳＥ−３４００）で測定したところ、十点平均粗さＲｚは２．０μｍであった。
【００４７】
［帯電ローラの作製］
上記シームレスチューブにエアを吹き込み、チューブの内径を拡大した後、弾性層（発泡体ローラ）を挿入し、チューブの収縮力により両者を嵌合して、帯電ローラを得た。
【００４８】
次いで本帯電ローラの電気抵抗値を、温度３２℃、相対湿度６０％環境下で測定したところ、０．９ＭΩであった。測定は、帯電ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を密着させて巻き付け、芯金とアルミ箔間に直流電圧２５０Ｖを印加し、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機（株）製、３１１９ ＤＩＧＩＴＡＬ ＭΩ ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取った。
【００４９】
この帯電ローラをレーザビームプリンタ（キヤノン（株）社製、商品名；ＬＢＰ−８ＭａｒｋＩＩ）に用いられるプロセスカートリッジ（商品名；ＥＰ−Ｅカートリッジ）の一次帯電器に取り付け、
【００５０】
・直流電圧； −６７０Ｖ
・交流電圧； ２０００Ｖ（ピーク間電圧）
・周波数； ６５０Ｈｚ
【００５１】
の重畳電圧を外部電源より印加し、高温高湿環境（温度３２℃、相対湿度８５％）下において、８０００枚の画像耐久試験を行った。８０００枚耐久後に得られた画像を目視にて観察することによって画像評価を行った。
【００５２】
８０００枚耐久後にも、感光ドラムへ粉末現像剤が融着して起こるベタ黒画像中に白ポチが発生することもなく、良好な画像が得られた。
【００５３】
また、本帯電ローラを感光ドラムに当接させた状態で温度４０℃、相対湿度９５％環境下に３０日間放置した後、帯電ローラが感光ドラムにわずかに貼り付いたものの、良好な画像が得られた。
【００５４】
［実施例２］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＳＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン４６００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度７５度）１００重量部、ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ、東ソー（株）製、ペトロセン３４２、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）５重量部、カーボンブラック１１重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例２の帯電ローラを作製し、画像評価を行った。
【００５５】
表面層材料のＪＩＳ−Ａ硬度は、参考例１と同様の方法で測定したところ、８３度であった。また、参考例１と同様の方法で、チューブの表面粗さＲｚを測定したところ、１．８μｍであった。
【００５６】
参考例１と同様の条件で画像耐久を行った結果、８０００枚耐久後にも良好な画像が得られた。
【００５７】
また、参考例１と同様の条件で放置試験を行った結果、帯電ローラの感光ドラムへの貼り付きは全くなく、良好な画像が得られた。
【００５８】
更に、ポリエチレン樹脂の添加量を振って、表面層を作製し、同様の画像評価及び放置試験を実施した結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
［実施例３］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６１００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度８５度）１００重量部、エチレン・プロピレン共重合体（日本合成ゴム（株）製、ＥＰ−０２Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５５度）所定重量部、カーボンブラック１２．５重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例３の帯電ローラを作製した。
【００６１】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・プロピレン共重合体の添加量を振った結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
［実施例４］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、ポリプロピレン樹脂（宇部興産（株）製、宇部ポリプロＪ３０９Ｇ、ＪＩＳ−Ａ硬度９６度）所定重量部、カーボンブラック１３．２重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例４の帯電ローラを作製した。
【００６４】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。ポリプロピレン樹脂の添加量を振った結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
［実施例５］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合樹脂（ＳＥＢＳ、シェルジャパン（株）製、クレイトンＧ１６５７、ＪＩＳ−Ａ硬度６５度）１００重量部、エチレン・ブチレン共重合体（日本合成ゴム（株）製、ＥＢＭ−２０４１Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度８８度）所定重量部、カーボンブラック１３重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例５の帯電ローラを作製した。
【００６７】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・ブチレン共重合体の添加量を振った結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
［実施例６］
参考例１において、表面層材料をスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合樹脂（ＳＥＢＳ、シェルジャパン（株）製、クレイトンＧ１６５７、ＪＩＳ−Ａ硬度６５度）１００重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（東ソー（株）製、ウルトラセン５２１、ＪＩＳ−Ａ硬度８８度）所定重量部、カーボンブラック１２．４重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例６の帯電ローラを作製した。
【００７０】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・酢酸ビニル共重合体の添加量を振った結果を表５に示す。
【００７１】
【表５】
［実施例７］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、エチレン・エチルアクリレート共重合体（三井デュポン・ポリケミカル（株）製、エバフレックス−ＥＥＡ Ａ−７０１、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）所定重量部、カーボンブラック１１．５重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例７の帯電ローラを作製した。
【００７３】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・エチルアクリレート共重合体の添加量を振った結果を表６に示す。
【００７４】
【表６】
［実施例８］
参考例１において、表面層材料をオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（ＣＥＢＣ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン６２００Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度６３度）１００重量部、エチレン・メチルメタクリレート共重合体（住友化学工業（株）製、アクリフトＷＨ３０３、ＪＩＳ−Ａ硬度９２度）所定重量部、カーボンブラック１２重量部とした以外は、参考例１と同様にして実施例８の帯電ローラを作製した。
【００７６】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。エチレン・メチルメタクリレート共重合体の添加量を振った結果を表７に示す。
【００７７】
【表７】
［比較例１］
参考例１において、表面層材料を水素化スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン１９１０Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５７度）１００重量部、カーボンブラック１２．８重量部とした以外は、参考例１と同様にして比較例１の帯電ローラを作製した。
【００７９】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。
【００８０】
実施例では発生しなかった帯電ローラの表面汚れに起因する帯電ローラピッチ（約３８ｍｍ）の画像濃度ムラが発生した。
【００８１】
・ＪＩＳ−Ａ硬度 ６６°
・表面粗さＲｚ ３．２μｍ
・感光体への貼り付き 有り
・耐久後の画像 トナー汚れに起因する帯電ローラピッチの画像濃度ムラが発生した。（実用不可のレベル）
【００８２】
［比較例２］
参考例１において、表面層材料を水素化スチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ、日本合成ゴム（株）製、ダイナロン１９１０Ｐ、ＪＩＳ−Ａ硬度５７度）１００重量部、ナイロン１２（宇部興産（株）製、宇部ナイロン ３０３５ＪＵ３、ＪＩＳ−Ａ硬度９６度）所定重量部、カーボンブラック１４重量部とした以外は、参考例１と同様にして比較例２の帯電ローラを作製した。
【００８３】
更に、参考例１、実施例２と同様の方法で、硬度測定、表面粗さ測定、耐久画像評価、感光ドラムへの貼り付き評価を行った。ナイロン１２（Ｎｙ１２）の添加量を振った結果を表８に示す。
【００８４】
Ｎｙ１２添加量が６０重量部を超えると、急激に表面が荒れた。
【００８５】
【表８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯電部材は、トナー融着が生じにくく、更に感光ドラムへの貼り付きがない。また、従来のブロッキング防止剤（無機系充填剤）を用いていないので、帯電部材の表面が荒れることなく、感光ドラムとの貼り付きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における帯電部材を用いた電子写真装置の一例の概略的断面図。
【図２】 本発明による帯電部材の構成の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 帯電部材（帯電ローラ）
２ 感光体（感光ドラム）
３ 電源
４ 露光手段
５ 現像手段
６ 転写手段
７ 転写紙
８ クリーニング手段
Claims (5)
- エチレン・ブチレン共重合体を含む樹脂及びポリオレフィン系樹脂を含有する表面層を有することを特徴とする帯電部材。
- 前記エチレン・ブチレン共重合体の少なくとも一方の末端が、スチレンブロックポリマー及びオレフィンブロックポリマーからなる群より選ばれる少なくとも一方のポリマーである請求項１に記載の帯電部材。
- 前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブチレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン樹脂、エチレン・メチルメタクリレート共重合体及びエチレン・エチルアクリレート共重合体からなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂である請求項１または２に記載の帯電部材。
- 前記帯電部材の表面の硬度が８５度以下である請求項１乃至３のいずれか記載の帯電部材。
- 電子写真感光体、静電潜像形成手段、形成した静電潜像を現像する手段及び現像した像を転写材に転写する手段を有する電子写真装置において、該潜像形成手段として該感光体を帯電するために請求項１乃至４のいずれか記載の帯電部材を有することを特徴とする電子写真装置。
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| JP34763396A JP3825851B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 帯電部材及び電子写真装置 |
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1996
- 1996-12-26 JP JP34763396A patent/JP3825851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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