JP4111495B2 - 帯電部材、それを用いた電子写真装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置等に用いられる帯電部材、さらに詳述すれば電圧を印加した帯電部材で被帯電体表面の帯電を行う帯電、転写等の帯電部材およびそれを用いた電子写真装置、画像形成装置並びにプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置（複写機、光プリンター等）・静電記録装置等の画像形成装置において、感光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機器としては従来コロナ放電装置が利用されている。コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効である。しかしながら、高圧電源を必要とし、コロナ放電を用いるため好ましくないオゾンが発生する等の問題点を有している。
【０００３】
上記のコロナ放電装置に対して、前記のような電圧を印加した帯電部材を被帯電体に近接、または接触させて被帯電体面を帯電処理する接触帯電装置は電源の低圧化が図られ、オゾン発生量が少ない等の長所を有している。このような帯電部材としては、被帯電体の均一性、感光体等の被帯電体表面のピンホール・傷等により生ずるリークを防止するために低い導電性が必要とされる。
【０００４】
例えば、複写機等の画像形成装置に用いられる転写ローラーの場合、感光体、中間転写体、転写ドラム等の像担持体上のトナー像を転写紙上に転写するための部材であり、トナー像が現像された感光体等に被帯電体である転写紙を介して転写ローラーを圧接し、該トナー像のトナーと逆極性の電荷を供給することにより感光体等の該トナーを紙へ吸着させ、転写しているが、ここで転写紙へ供給する電荷密度の大きさは画質に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
すなわち、該電荷密度が小さいとトナー吸着力が弱くなるため、特に乾燥紙の場合「飛び散り」が発生したり、逆に大きい場合はトナーの逆極性帯電による「にじみ」が発生したり、高品質の画像が得られない。また、電荷密度が不均一であると、ベタ黒転写性に濃度ムラが生じたり、砂地等の斑点状の転写ムラが生じたりする。従って、表面の導電性が均一であることが望まれる。
【０００６】
この要求に対し、金属等の導電性芯金材上に、カーボンブラックやグラファイト、あるいは酸化チタン、酸化銀等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇ等の金属粉、これらを粒子表面に被覆処理して導電化した粒子等の導電性粒子を混合分散した導電性ゴムローラーが使用される。
【０００７】
しかしながら、上記導電性粒子を分散したゴムローラーは、その抵抗値調整が難しいほか、導電性粒子の分散ムラによる局所的抵抗のバラツキが生じ、結果として帯電ムラを引き起こし、部分リークによる感光体破壊を生じたりする問題があった。
【０００８】
これに対し、ＮＢＲやヒドリンゴム等の極性ポリマーを用いた部材が提案されている。例えば特許文献１では、ポリエーテルポリマー単体もしくはエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合ゴムとのブレンド組成物を用いることで、表面摩擦抵抗と体積固有抵抗を低減化したローラーが開示されている。一般に２種類以上のポリマーをブレンドした場合、ブレンド比や相溶性によるが、海島構造をとる。しかしながら、これらのブレンド系では海島構造を制御していないために、局所抵抗ムラによる画像不良や長期使用時における大幅な導電性の変化による画像不良を起こす問題や耐磨耗性に問題があった。すなはち、島サイズの大きさや島の分散状態により局所的な抵抗ムラが生じる。また、ＮＢＲ等分子中に共役ジエン成分を有するポリマーはオゾンや熱によって劣化しやすく、例えばＮＢＲが海相である場合にはローラー表面からの劣化がローラー深さ方向に進展していく、また島相である場合にも島相が大きければ大きいほど劣化の度合いが大きくなってしまうため、ローラー表面にＮＢＲ劣化物の層ができてしまい、ローラー抵抗が上昇してしまう。さらに、海島相間の界面強度が弱いと長期使用時の繰り返し変形によって相間剥離が生じることにより磨耗が促進され、転写ローラーに使用した時の紙等の転写体の搬送が不均一になり画像上ムラとなってあらわれる場合があった。
【０００９】
また、極性の強いポリマーのみからなるローラーは接着性が強いため、感光体等の被帯電体との長期接触放置において粘着または固着してしまい、被帯電体上に帯電部材の成分の移行や、固着等の弊害の懸念がある。
【００１０】
これまで導電性弾性体の動的損失tanδに関しては、たとえば特許文献２に、tanδピーク温度やピークの半価幅に関する記載があるが、いずれも単独ピークに関する記述であり、複数のポリマーのブレンド状態による導電均一性に対する効果を示唆する内容は開示されていない。
【００１１】
特許文献３では、導電性弾性部材の内層をガラス転移温度１０〜６０℃の樹脂で形成するような場合、ピーク温度が−１０℃を超えると、常温域でのゴム弾性に乏しく、長期放置後の変形回復性等に問題を生じることが開示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１１５００５号公報（段落番号０００８〜００１０）
【特許文献２】
特開２０００−１１２３１５号公報（段落番号０００８〜００１０）
【特許文献３】
特開平０９−２６９６２９号公報（段落番号０００６）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであって、その目的は、抵抗ムラが小さく均一な帯電性が得られ、長期使用時の抵抗変動が少なく、抵抗値環境依存性や耐磨耗性に優れ、且つ長期圧接時の感光体との固着性の少ない帯電部材を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、このような帯電部材を備えた電子写真装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子写真装置内に配置され、電圧が印加された状態で被帯電体面の帯電処理を行う帯電部材において、該帯電部材を構成する導電性弾性体が、ポリマーとして、アクリロニトリルブタジエンゴムと、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体と、エピクロルヒドリンのホモポリマーとを含有し、かつ、該導電性弾性体に含有されるエピクロルヒドリンは該ホモポリマーのみであり、該導電性弾性体のｔａｎδピーク数が、該導電性弾性体に含有される各ポリマーの単体のｔａｎδピーク数の総数より少ないことを特徴とする帯電部材である。
【００１６】
すなわち、一般的にブレンドによって複数の極性ポリマーをブレンドした場合、前述のようにそれらは海島形状を形成することが知られている。このような相溶化状態の度合いは、粘弾性測定において海、島それぞれのポリマーのtanδのピーク温度位置が、相溶状態に応じて相互に近接し、見かけ上１つのピークとして観測される場合、島サイズは微細であり、それらはかなり相溶している状態となる。また、その島サイズが小さく、均一分散している方が、抵抗の局所ムラが少なく抵抗ムラが少ないことが考えられる。
【００１７】
また、長期使用時のローラー表面劣化の深さ方向への進行が島サイズが小さく均一なほど進みにくいため、劣化生成物による抵抗変動が抑制されると考えられる。さらに少なくとも２種類のポリマーであり、相互の相溶性に差異がある場合には、完全にtanδのピークが重ならないものの、そのミクロ分散効果を確認できる。この場合の指標としては、構成する各ポリマー単体のtanδのピーク温度の最大温度と最小温度の差をΔT１、ブレンド後のtanδのピーク温度の最大温度と最小温度の差をΔT２とするとき、両者の関係がΔT１＞ΔT２であることでその効果を知ることができる。また、その温度差ΔT２−ΔT１の目安としては４０℃以下であり、それ以上の温度ではミクロ分散効果は望めない。
【００１８】
ここで各ポリマー単体のtanδ（１０Ｈｚ）のピーク温度は−１０℃以下が好ましい。また、導電性弾性部材のtanδのピーク温度の低いポリマーがtanδのピーク温度の高いポリマーに対してtanδ値が小さくなるようにして構成したほうがより好ましい。すなわち、非晶質性の極性ポリマーは一般的に吸湿性が大きく、環境による抵抗値依存性が大きくなる傾向にある。したがってそれらの比率をよりtanδの大きなポリマーに比べて抑えることによって、tanδの大きな成分が海となり、tanδの小さい成分が島となることによって、外部からの水分の出入りを抑制され、抵抗値温度依存性は小さくなる等環境に対する抵抗値依存性が改善される。特にニトリルゴムが海相、アルキルエーテルポリマーが島相となった時にこの傾向が顕著に表れる。ニトリルゴムは汎用性ゴムとして安価であり、他のポリマーとのブレンド性や、押出し、加硫等の加工性に優れ、ニトリル量に応じて硬度等の物性が制御できる点において優れている。
【００１９】
しかし、たとえばＮＢＲ等分子内にジエン結合を有するポリマーでは、酸化や熱劣化に弱く、ローラー表面から深さ方向に向かって劣化が進行していく。その際にアルキルエーテル島相がこれらの進行をブロックすることが考えられる。アルキルエーテルポリマーではエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が導電性に優れ、またアリルグリシジルエーテル部が架橋性を有するため、自身の架橋のみならず、たとえばＮＢＲとブレンドした場合、共架橋する点においても有利である。さらに、これら２相に相溶化剤となるエピクロルヒドリンのホモポリマーを混合することで、島サイズはさらに微小化される。また、これら相溶化剤により界面強度が上昇し、ローラー繰り返し使用時の相間剥離が抑制されることでローラー磨耗性も大きく改善される。
【００２０】
さらに、これら極性ポリマーブレンドに非極性ポリマーをブレンドし、非極性ポリマーが極性ポリマーの海相内に島相となるように制御することで、感光体へのローラー固着を防止することができる。
【００２１】
また、本発明においては、帯電部材を具備する画像形成装置において、該帯電部材が上記の帯電部材である。
【００２２】
また、本発明においては、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも１つを感光体および帯電手段とともに一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して脱着可能としたプロセスカートリッジにおいて、帯電部材が上記の帯電部材である。
【００２３】
本発明による帯電部材は、抵抗ムラが少ないため画像ムラを生じさせないものであるとともに、長期使用時の抵抗変動が少ないため長期にわたって高品位の画像を形成することを可能にし、かつ非粘着性であるため、長期保管時の感光体への固着を生じさせないものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明による例を図２に示す。本発明による帯電部材の導電性弾性体の形成に用いられる極性ポリマーとしては、極性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水添ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、さらにイソプレン等の第３成分を共重合したＮＢＲや、カルボキシル基等の官能基を導入した変性ＮＢＲ、ブタジエン部位を内部架橋したＮＢＲ等の二トリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマー、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム等のヒドリンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム等があげられる。これらのなかでも、極性ポリマー自身の電気抵抗が低い点で、ＣＯ、ＥＣＯ、等のヒドリンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ等の二トリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマーが好適に用いられる。
【００２５】
相溶化剤は２種類の極性ポリマーを、より細かく混合させるために用いる。相溶化剤としては、ブレンドするポリマー各々に相溶性を有する或いはこれらに反応する基を有する共重合体や、この反応性基等で変性した有機化合物が挙げられる。これらは使用するポリマーに合わせて適宜選択する必要がある。アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とアルキルエーテル系ポリマーをブレンドする本発明の系では、島サイズ小径化の点で好ましいエピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）を相溶化剤として用いる。この添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して３〜３０質量部が好ましい。３質量部以下だと相溶化剤としての効果があらわれず、３０質量部以上だと相溶化剤として使用したポリマーが島構造をとる。
【００２６】
成形物はこれらポリマーに相溶化剤やその他配合剤を混合したコンパウンドを加硫することで得られる。成形物におけるtanδの測定は、粘弾性測定装置を用いて測定される貯蔵弾性率Ｅ′、損失弾性率Ｅ″の比Ｅ″／Ｅ′として求められる。温度依存性は振動周波数を一定にして測定される。一般にこのピーク温度はガラス転移温度域に現れる。すなわち加えられた応力は高分子鎖に作用し、その応力を減らすように動く。動いた後には応力が減っているため高分子鎖の蓄積エネルギーは少なくなる。したがって、過剰なエネルギーが熱として散逸されたことになる。このように散逸された結果として、変形は応力の位相より位相角δだけ遅れたことを意味するものである。
【００２７】
よって相互のポリマーの相溶性が乏しく大きな塊として独立してポリマーが存在する場合は、個々のtanδピークは比較的独立して観測されるが、相互に相溶した場合は、各ポリマー鎖の動的損失が相互に影響を与え、動的損失tanδピークが相互に近接する結果となる。
【００２８】
非極性ポリマーとは、分子内に大きな双極子モーメントを持たない高分子であり一般的に誘電率の小さい高分子である。このような非極性ポリマーとしては、具体的にはＮＲ（ＩＲ）（イソプレンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）、ＩＩＲ（ブチルゴム）やオレフィンエラストマー、ＳＥＢＳ系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー等が挙げられる。また、これらのポリマーをブレンドすることによって感光体への固着が抑制されるとともに、高抵抗側への抵抗調整が可能になり、電子写真装置の種々の抵抗仕様に対し対応することができるのである。特に耐オゾン性等の耐候性が問題になる場合、さらに耐老化性を考慮する場合はＥＰＤＭの使用がその高耐候性の点から適している。特に硫黄加硫の場合は共加硫性の点から、使用するＥＰＤＭのヨウ素値（ウイス法による測定値）が２０以上、好ましくは３０以上が適している。
【００２９】
これら非極性ポリマーの添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して５〜５０質量部が好ましい。５質量部以下だと、固着防止に効果があらわれず、５０質量部以上だと非極性ポリマーが海島構造の海となる確率が高くなり、抵抗調整が困難になる。従って、これら非極性ポリマーは島として、極性ポリマーの海に分散することが必要で、その島サイズは１０μｍ未満であることが好ましい。１０μｍ以上であると、帯電部材の表面を研磨して使用した場合に、抵抗ムラが生じやすく、画像不良の原因となりやすい。
【００３０】
ここで非極性ポリマーの島サイズを小さくするために、相溶化剤を混合することが好ましい。非極性ポリマーにＥＰＤＭを使用した場合、相溶化剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合体およびそのグラフト共重合体、エチレン／エチルアクリレート共重合体およびそのグラフト共重合体、エチレン／グリシジルメタクリレート共重合体およびそのグラフト共重合体等が好んで用いられる。これらの添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して１〜３０質量部が好ましい。１質量部以下だと相溶化剤としての効果があらわれず、３０質量部以上だと相溶化剤として使用したポリマーが島構造をとってしまう。
【００３１】
この他にも、必要に応じて酸化亜鉛、ステアリン酸、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、クレー、シリカ、炭酸マグネシウム、カーボンブラック、グラファイト等の補強剤・充填剤、パラフィンオイル等の軟化剤・可塑剤、硫黄やチウラム系、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、メルカプト-トリアジン系化合物、キノキサリン-ジチオカーボネート系化合物等の有機含硫黄化合物、金属酸化物、有機化酸化物等の架橋剤、チウラム系、チアゾール系、カルバメート系等の架橋促進剤、酸化亜鉛等の金属酸化物、ステアリン酸等の脂肪酸やステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等の加硫促進助剤、マグネシア等の金属酸化物やハイドロタルサイト等の受酸剤、加工助剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、老化防止剤、ＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）等の発泡剤、尿素等の発泡助剤、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤等の配合剤も適宜加えることができる。さらに抵抗値を低く調整する場合、ポリエーテル系重合物、四級アンモミウム塩やアルカリ金属塩等電解質性化合物等のイオン導電性化合物を適宜使用しても良い。
【００３２】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。図３は、本発明による転写ローラーの構成の一例を示す模式断面図である。本例の転写ローラーは金属製等の導電性円筒状の導電性円柱基材３１の上に導電性弾性体層３２が設けられている。
【００３３】
芯金は、ステンレス製、鉄製、または防錆のため表面をニッケル−クロム鍍金等を施した鉄等より製造することができる。
【００３４】
原料はオープンロール、ニーダー、バンバリー、インターミックス等の混合機を適宜使用して混合される。成形は押出し機チューブ成形したものを、オーブンや加硫缶またはUHF等の高周波で加硫又は加硫発泡し、さらにオーブン等の加熱手段で2次加硫したチューブに前記芯金を圧入し、必要に応じて表面を研磨する等して外径を整える。この際芯金には適宜接着剤を使用できる。また、押出しに際し芯金にゴムを被覆しながら押出す手段も用いられる。また、円筒型金型内に未加硫のゴムと芯金を装着し加熱加硫又は加硫発泡する手段も用いられる。この他射出成形、トランスファー成形、プレス成形等を使用して金型で成形する方法等材料に応じて適宜選択される。
【００３５】
さらに必要に応じて帯電性制御や防汚性の目的で一層以上の表層を形成したり、発泡層上にソリッド弾性層を形成する等の多層構成として使用する場合、少なくとも一層が本発明による組成物からなるものであればよい。
本発明において、導電性弾性体層とは転写バイアス電圧を紙に印加することができ、且つ均一に紙に圧接することができる程度の電気抵抗を有するものであればよいが、好ましくは、抵抗値１×１０5 Ω〜１×１０12Ω程度を有するものである。
【００３６】
また、被帯電体とのニップ幅が十分にとれ均一な帯電が得られることや、特に転写部材の場合、線画の中央部が抜ける「中抜け」対策として抵硬度が好ましく、硬度（asker C）で２０°〜８０°が好ましい。低硬度に対してはニトリルゴムとの相溶性がよい液状ＮＢＲ等を添加する方法や発泡体にする等の手段を用いればよい。
【００３７】
図１は本発明による帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成を示す横断面図である。１は被帯電体としての像担持体であり、本例のものはアルミニウム等の導電性基体層１ｂとその外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体である。軸１ｄを中心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動させる。
【００３８】
２はこの感光体１面に接して感光体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電処理する帯電部材であり、均一な導電性が要求されている。本例はローラータイプのもの、即ち帯電ローラーである。帯電ローラー２は前述のように中心芯金２ｃとその外周に形成した下層の導電性弾性体層２ｂと、さらにその外周の形成した上層の抵抗層２ａからなり、芯金２ｃの両端部を不図示の押圧手段で感光体１の回転駆動に伴い従動駆動する。本発明の材料を抵抗層２ａや、導電性弾性体層２ｂに用いても有効である。
【００３９】
なお帯電手段としてはこの他にも、帯電部材で直接電荷を注入して感光体表面を帯電する注入帯電方式を用いることもできる。
【００４０】
かくして電源３で摺擦電源３ａにより芯金２ｃの所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＡＣ＋ＤＣ）バイアスが印加されることにより、回転する感光体１の周面が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光体１の面は次いで露光手段１０により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受けることにより、その周面に画像情報に対して静電潜像が形成される。
【００４１】
その潜像は次いで現像手段１１によりトナー画像として順次に可視画像化されていく。このトナー画像は次いで、転写手段１２により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と周期取りされて適正なタイミングをもって感光体１と転写手段部１２との間の転写部へ搬送された転写材１４の面に順次転写されていく。
【００４２】
本例の転写手段１２は、転写ローラーであり、転写材１４の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことにより、感光体１の面側が転写材１４の表面側に転写されていく。
【００４３】
トナー画像の転写を受けた転写材１４は感光体１の面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは、裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ搬送される。像転写後の感光体１の面はクリーニング手段１３で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００４４】
帯電部材２は、図１の画像形成装置に感光体１の帯電手段として配置したようなローラータイプ以外にも、ブレード状タイプ、ブロック状タイプ、ベルト状タイプ等の形態に構成することができる。ローラータイプ帯電部材２は、被帯電体としての感光体１に従動駆動されてもよいし、非回転のものとさせてもよいし、感光体１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。本発明による帯電部材は、帯電部材２および／又は転写手段１２として用いられる。
【００４５】
また、電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体、例えば、複写機、レーザービームプリンター等に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つを感光体および帯電手段とともに一体に支持しカートリッジ化、装置本体に着脱可能のプロセスカートリッジとし、画像形成装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。このとき、上記のプロセスカートリッジの方に帯電手段およびおよび／又は現像手段を伴ってもよい。
【００４６】
また光像露光は、電子写真装置を複写機プリンターとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、この信号によりレーザービーム走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液晶シャッターアレイの駆動等により行われる。
【００４７】
感光体は、導電性支持体の上に設けられている。導電性支持体としては、支持体自身が導電性をもつこと、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル等の金属を用いることができ、そのほかアルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化錫合金等から真空蒸着によって被覆形成された層を有するプラスチック、ガラス等を用いることができる。導電性支持体と感光層中間に、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることもできる。
【００４８】
下引き層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、アミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニウム等によって形成することができる。下引き層の膜厚は、５μｍ以下、好ましくは０．５〜３μｍが適当である。下引き層はその機能を発揮するためには、その電気抵抗値が１Ｅ＋７Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。
【００４９】
感光層は、有機または無機の光導電体を必要に応じてバインダー樹脂とともに塗工することによって形成でき、また蒸着によって形成することができる。感光体の形態としては、電荷発生層と電荷輸送層の機能分離型積層感光層が望ましい。
【００５０】
電荷発生層は、アゾ染料、フタロシアニン顔料、キノン顔料等の電荷発生物質を蒸着あるいは適当なバインダー樹脂とともに（バインダーがなくても可）塗工することによって形成できる。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜３０μｍ、特には０．０５〜２μｍが好ましい。
【００５１】
電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、オキサゾール化合物、トリアリールアミン化合物等の電荷輸送物質を成膜性のあるバインダー樹脂に溶解させて形成することができる。
【００５２】
電荷輸送層の膜厚は、５〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍが好ましい。なお、紫外線等による老化防止や耐摩耗性向上のために感光層の上に保護層を設けてもよい。
【００５３】
さらに、電子写真装置としての各部材の説明を以下に述べる。
【００５４】
被帯電体である感光体１は、たとえばアルミドラム基体（Ａｌドラム基体）上に、下引き層、正電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層の順に重ねて塗工・形成された一般的な有機感光体ドラムとして構成される。またさらに帯電性能を向上や耐磨耗性の向上をねらいとして電荷注入層を塗布してもよい。
【００５５】
電荷注入層は、たとえばバインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電性フィラー）としてのＳｎＯ2の超微粒子（径が約０．０３μｍ）、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものが用いられる。
【００５６】
また、加えて４フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロン（登録商標））等の滑剤も内包させることにより、ドラム表面の表面エネルギーを抑えて、トナー粒子の付着を全般的に抑える効果がある。
【００５７】
その他表層の体積抵抗が約１０13Ωｃｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な効果が得られる。
【００５８】
また、導電性金属酸化物等の導電性粒子を介し、帯電部材から直接電荷を被帯電体に注入させる方式においては、ゴムブレード等によるクリーナーを有しないクリーナレスシステムにも用いられる。
【００５９】
静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤ等の他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるもの等、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【００６０】
像担持体は静電記録誘電体等であってもよい。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【００６１】
転写手段および帯電手段はローラー方式に限らず、ベルト転写やコロナ放電転写等任意であり、本発明による弾性部材と適宜組み合わせて使用される。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体等を用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像記録装置であってもよい。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。実施例において「部」は原則として「質量部」を意味する。
【００６３】
（実施例１）
図３は、本発明における転写ローラーを示す模式断面図であり、３２は導電性弾性体層、３１は導電性円柱基材である。直径６ｍｍのステンレススチール製、鉄製、または防錆のため表面に鍍金等を施した鉄等の、導電性の芯金上に導電性弾性体層を形成する。
【００６４】
弾性体の材料は、ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の６０部、アルキルエーテルポリマーとしてエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体であるＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２０部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の２０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、ハイドロタルサイト３部、以上を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）２部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリン（ＸＬ−２１）１部、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部をオープンロールにて混合したものを使用した。
【００６５】
このゴムを押出し成形によってチューブ状に成形した。押出し後のチューブの形崩れはなく、連続成形においてもダイスウェルは安定であり、寸法変動はなかった。このチューブを蒸気加流によって一次加流を１６０℃にて３０分間行い、さらに電気炉によって二次加流を１６０℃にて３０分間行って、加流物を得た。このようにして得られたチューブは、接着剤を塗布した芯金に圧入された。そのものを研磨して直径１６ｍｍの弾性ローラーを得た。
【００６６】
図４に示す装置を用いて、得られた弾性ローラーの抵抗値を、弾性ローラーの導電性芯金４３の両端に各々５００ｇの加重をかけて、アルミニウムドラム４２を回転させながら測定した。４４は電流計である。電気抵抗値は、ＮＮ環境下２４時間放置後、直流電圧２ｋＶの印加で７．８２×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０５であった。硬度は３１．２°asker Cであった。
【００６７】
得られたローラーから３０ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍのシートを切り出し、２０ｍｍに対し０．１％の振幅、周波数１０Ｈｚ一定で振動を与え、−１００℃から＋１００℃まで６℃／ｍｉｎ．で昇温し、tanδの測定を行ったところ、−１８．４℃、−３９．３℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．２、０．２１であった。
【００６８】
参考として、ＤＮ２１４、エピクロマーＨ、ＺＳＮ８０３０の各単独でのtanδピークは、それぞれ−１７．９℃、−１１．３℃、−５６．６℃に各１ずつ観測された。
【００６９】
また、透過型電子顕微鏡を用いてこの材料の海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００７０】
上記ローラーを転写ローラーとして図１に示す電子写真装置を用いて評価を行った。プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃ．であり、感光体ドラムの直径は３０ｍｍである。感光ドラムはマイナス帯電ＯＰＣ、トナーはプラス帯電性トナー、転写ローラーへの印加電圧は、転写中は−３ｋＶ、クリーニング中は＋１．５ｋＶである。
【００７１】
上記ローラーで乾燥紙を用いて、ベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）環境下で良好な画像が得られた。さらに、連続２０万の耐久評価をしたが抵抗値の変動による画像不良は発生しなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、ローラーエッジ部にわずかながら固着が発生したが、画像には全く影響しなかった。
【００７２】
（実施例２）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１５部以外は実施例１と同様にしてローラーを得た。
【００７３】
得られた弾性ローラーの抵抗は２．５０×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０４であった。硬度は３１．７°asker Cであった。
【００７４】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１９．５℃、−４３．９℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ０．８６、０．１９であった。
【００７５】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００７６】
上記ローラーで乾燥紙を用いて、ベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）環境下で良好な画像が得られた。さらに、連続２０万の耐久評価をしたが抵抗値の変動による画像不良は発生しなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、ローラーエッジ部にわずかながら固着が発生したが、画像には全く影響しなかった。
【００７７】
（比較例１）
ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の６０部、アルキルエーテルポリマーとしてＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の４０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、炭酸カルシウム２０部、ハイドロタルサイト３部を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＥＴ（テトラエチルチウラムジスルフィド）２部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）１部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリン（ＸＬ−２１）、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部を用いる以外は、実施例１と同様にしてローラーを得た。得られたローラーの電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）下で２４時間の放置後、直流電圧２ｋＶの印加で１．２２×１０7Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．４１であった。硬度は３４．１°asker Cであった。
【００７８】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１７．１℃、−５８．３℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．１、０．０９であった。
【００７９】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８０】
上記ローラー乾燥紙を用いてベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ環境（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）下で黒ポチの画像不良が発生した。耐久評価では１７万で抵抗値の変動による画像不良が発生した。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、わずかながら固着が発生した。
【００８１】
（実施例３）
弾性体の材料は、ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の５０部、ポリエーテルポリマーとしてＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の１５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１５部、非極性ポリマーとしてＥＰＤＭ（商品名：ＥＰＴ９０７０Ｅ、三井石油化学（株）製）１５部、その相溶化剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名：エバスレン４１０−Ｐ、大日本インキ化学工業（株）製）の５部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、ハイドロタルサイト３部を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）２部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリンＸＬ２１ １部、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部をオープンロールにて混合したものを使用した以外は、実施例１と同様にしてローラーを得た。
【００８２】
電気抵抗値は、ＮＮ環境下２４時間放置後、直流電圧２ｋＶの印加で９．６６×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．１であった。硬度は２８．６°asker Cであった。
【００８３】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１６．９℃、−４７．１℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．２１、０．０８であった。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８４】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００８５】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００８６】
（実施例４）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２０部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１０部以外は実施例３と同様にしてローラーを得た。
【００８７】
得られた弾性ローラーの抵抗は４．８９×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０８であった。硬度は２９．２°asker Cであった。
【００８８】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１７．６℃、−４７．６℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．１８、０．１２であった（図５参照）。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８９】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００９０】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００９１】
（実施例５）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の５部以外は実施例３と同様にしてローラーを得た。
【００９２】
得られた弾性ローラーの抵抗は２．８１×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０７であった。硬度は３１．４°asker Cであった。
【００９３】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１８．３℃、−４８．１℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．３５、０．１６であった。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００９４】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００９５】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００９６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による帯電部材は、抵抗ムラが小さく均一な帯電性が得られ、長期使用時の抵抗変動が少なく、抵抗値環境依存性、耐磨耗性に優れ、且つ長期圧接時の感光体との固着性の少ない帯電部材を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図２】本発明の帯電部材の説明図である。
【図３】導電性弾性ローラーの抵抗値測定装置の構成を示した図である。
【図４】本発明の帯電ローラーの構成を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の帯電部材の動的損失tanδ−温度分散グラフを示す図である。
【符号の説明】
１ 感光体
１ａ 光導電層
１ｂ 導電性基体層
１ｄ 軸
２ 帯電部材
２ａ 抵抗層
２ｂ 導電性弾性体層
２ｃ 芯金
３ 電源
３ａ 摺擦電源
１０ 露光手段
１１ 現像手段
１２ 転写手段
１３ クリーニング手段
１４ 転写材
２１ 極性ポリマー（海）
２２ 極性ポリマー（島）
２３ 非極性ポリマー（島）
３１ 導電性円柱基材
３２ 導電性弾性体層
４１ 導電性弾性ローラー
４２ アルミニウムドラム
４３ 導電性芯金
４４ 電流計
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置等に用いられる帯電部材、さらに詳述すれば電圧を印加した帯電部材で被帯電体表面の帯電を行う帯電、転写等の帯電部材およびそれを用いた電子写真装置、画像形成装置並びにプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置（複写機、光プリンター等）・静電記録装置等の画像形成装置において、感光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機器としては従来コロナ放電装置が利用されている。コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効である。しかしながら、高圧電源を必要とし、コロナ放電を用いるため好ましくないオゾンが発生する等の問題点を有している。
【０００３】
上記のコロナ放電装置に対して、前記のような電圧を印加した帯電部材を被帯電体に近接、または接触させて被帯電体面を帯電処理する接触帯電装置は電源の低圧化が図られ、オゾン発生量が少ない等の長所を有している。このような帯電部材としては、被帯電体の均一性、感光体等の被帯電体表面のピンホール・傷等により生ずるリークを防止するために低い導電性が必要とされる。
【０００４】
例えば、複写機等の画像形成装置に用いられる転写ローラーの場合、感光体、中間転写体、転写ドラム等の像担持体上のトナー像を転写紙上に転写するための部材であり、トナー像が現像された感光体等に被帯電体である転写紙を介して転写ローラーを圧接し、該トナー像のトナーと逆極性の電荷を供給することにより感光体等の該トナーを紙へ吸着させ、転写しているが、ここで転写紙へ供給する電荷密度の大きさは画質に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
すなわち、該電荷密度が小さいとトナー吸着力が弱くなるため、特に乾燥紙の場合「飛び散り」が発生したり、逆に大きい場合はトナーの逆極性帯電による「にじみ」が発生したり、高品質の画像が得られない。また、電荷密度が不均一であると、ベタ黒転写性に濃度ムラが生じたり、砂地等の斑点状の転写ムラが生じたりする。従って、表面の導電性が均一であることが望まれる。
【０００６】
この要求に対し、金属等の導電性芯金材上に、カーボンブラックやグラファイト、あるいは酸化チタン、酸化銀等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇ等の金属粉、これらを粒子表面に被覆処理して導電化した粒子等の導電性粒子を混合分散した導電性ゴムローラーが使用される。
【０００７】
しかしながら、上記導電性粒子を分散したゴムローラーは、その抵抗値調整が難しいほか、導電性粒子の分散ムラによる局所的抵抗のバラツキが生じ、結果として帯電ムラを引き起こし、部分リークによる感光体破壊を生じたりする問題があった。
【０００８】
これに対し、ＮＢＲやヒドリンゴム等の極性ポリマーを用いた部材が提案されている。例えば特許文献１では、ポリエーテルポリマー単体もしくはエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合ゴムとのブレンド組成物を用いることで、表面摩擦抵抗と体積固有抵抗を低減化したローラーが開示されている。一般に２種類以上のポリマーをブレンドした場合、ブレンド比や相溶性によるが、海島構造をとる。しかしながら、これらのブレンド系では海島構造を制御していないために、局所抵抗ムラによる画像不良や長期使用時における大幅な導電性の変化による画像不良を起こす問題や耐磨耗性に問題があった。すなはち、島サイズの大きさや島の分散状態により局所的な抵抗ムラが生じる。また、ＮＢＲ等分子中に共役ジエン成分を有するポリマーはオゾンや熱によって劣化しやすく、例えばＮＢＲが海相である場合にはローラー表面からの劣化がローラー深さ方向に進展していく、また島相である場合にも島相が大きければ大きいほど劣化の度合いが大きくなってしまうため、ローラー表面にＮＢＲ劣化物の層ができてしまい、ローラー抵抗が上昇してしまう。さらに、海島相間の界面強度が弱いと長期使用時の繰り返し変形によって相間剥離が生じることにより磨耗が促進され、転写ローラーに使用した時の紙等の転写体の搬送が不均一になり画像上ムラとなってあらわれる場合があった。
【０００９】
また、極性の強いポリマーのみからなるローラーは接着性が強いため、感光体等の被帯電体との長期接触放置において粘着または固着してしまい、被帯電体上に帯電部材の成分の移行や、固着等の弊害の懸念がある。
【００１０】
これまで導電性弾性体の動的損失tanδに関しては、たとえば特許文献２に、tanδピーク温度やピークの半価幅に関する記載があるが、いずれも単独ピークに関する記述であり、複数のポリマーのブレンド状態による導電均一性に対する効果を示唆する内容は開示されていない。
【００１１】
特許文献３では、導電性弾性部材の内層をガラス転移温度１０〜６０℃の樹脂で形成するような場合、ピーク温度が−１０℃を超えると、常温域でのゴム弾性に乏しく、長期放置後の変形回復性等に問題を生じることが開示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１１５００５号公報（段落番号０００８〜００１０）
【特許文献２】
特開２０００−１１２３１５号公報（段落番号０００８〜００１０）
【特許文献３】
特開平０９−２６９６２９号公報（段落番号０００６）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであって、その目的は、抵抗ムラが小さく均一な帯電性が得られ、長期使用時の抵抗変動が少なく、抵抗値環境依存性や耐磨耗性に優れ、且つ長期圧接時の感光体との固着性の少ない帯電部材を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、このような帯電部材を備えた電子写真装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子写真装置内に配置され、電圧が印加された状態で被帯電体面の帯電処理を行う帯電部材において、該帯電部材を構成する導電性弾性体が、ポリマーとして、アクリロニトリルブタジエンゴムと、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体と、エピクロルヒドリンのホモポリマーとを含有し、かつ、該導電性弾性体に含有されるエピクロルヒドリンは該ホモポリマーのみであり、該導電性弾性体のｔａｎδピーク数が、該導電性弾性体に含有される各ポリマーの単体のｔａｎδピーク数の総数より少ないことを特徴とする帯電部材である。
【００１６】
すなわち、一般的にブレンドによって複数の極性ポリマーをブレンドした場合、前述のようにそれらは海島形状を形成することが知られている。このような相溶化状態の度合いは、粘弾性測定において海、島それぞれのポリマーのtanδのピーク温度位置が、相溶状態に応じて相互に近接し、見かけ上１つのピークとして観測される場合、島サイズは微細であり、それらはかなり相溶している状態となる。また、その島サイズが小さく、均一分散している方が、抵抗の局所ムラが少なく抵抗ムラが少ないことが考えられる。
【００１７】
また、長期使用時のローラー表面劣化の深さ方向への進行が島サイズが小さく均一なほど進みにくいため、劣化生成物による抵抗変動が抑制されると考えられる。さらに少なくとも２種類のポリマーであり、相互の相溶性に差異がある場合には、完全にtanδのピークが重ならないものの、そのミクロ分散効果を確認できる。この場合の指標としては、構成する各ポリマー単体のtanδのピーク温度の最大温度と最小温度の差をΔT１、ブレンド後のtanδのピーク温度の最大温度と最小温度の差をΔT２とするとき、両者の関係がΔT１＞ΔT２であることでその効果を知ることができる。また、その温度差ΔT２−ΔT１の目安としては４０℃以下であり、それ以上の温度ではミクロ分散効果は望めない。
【００１８】
ここで各ポリマー単体のtanδ（１０Ｈｚ）のピーク温度は−１０℃以下が好ましい。また、導電性弾性部材のtanδのピーク温度の低いポリマーがtanδのピーク温度の高いポリマーに対してtanδ値が小さくなるようにして構成したほうがより好ましい。すなわち、非晶質性の極性ポリマーは一般的に吸湿性が大きく、環境による抵抗値依存性が大きくなる傾向にある。したがってそれらの比率をよりtanδの大きなポリマーに比べて抑えることによって、tanδの大きな成分が海となり、tanδの小さい成分が島となることによって、外部からの水分の出入りを抑制され、抵抗値温度依存性は小さくなる等環境に対する抵抗値依存性が改善される。特にニトリルゴムが海相、アルキルエーテルポリマーが島相となった時にこの傾向が顕著に表れる。ニトリルゴムは汎用性ゴムとして安価であり、他のポリマーとのブレンド性や、押出し、加硫等の加工性に優れ、ニトリル量に応じて硬度等の物性が制御できる点において優れている。
【００１９】
しかし、たとえばＮＢＲ等分子内にジエン結合を有するポリマーでは、酸化や熱劣化に弱く、ローラー表面から深さ方向に向かって劣化が進行していく。その際にアルキルエーテル島相がこれらの進行をブロックすることが考えられる。アルキルエーテルポリマーではエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が導電性に優れ、またアリルグリシジルエーテル部が架橋性を有するため、自身の架橋のみならず、たとえばＮＢＲとブレンドした場合、共架橋する点においても有利である。さらに、これら２相に相溶化剤となるエピクロルヒドリンのホモポリマーを混合することで、島サイズはさらに微小化される。また、これら相溶化剤により界面強度が上昇し、ローラー繰り返し使用時の相間剥離が抑制されることでローラー磨耗性も大きく改善される。
【００２０】
さらに、これら極性ポリマーブレンドに非極性ポリマーをブレンドし、非極性ポリマーが極性ポリマーの海相内に島相となるように制御することで、感光体へのローラー固着を防止することができる。
【００２１】
また、本発明においては、帯電部材を具備する画像形成装置において、該帯電部材が上記の帯電部材である。
【００２２】
また、本発明においては、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも１つを感光体および帯電手段とともに一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して脱着可能としたプロセスカートリッジにおいて、帯電部材が上記の帯電部材である。
【００２３】
本発明による帯電部材は、抵抗ムラが少ないため画像ムラを生じさせないものであるとともに、長期使用時の抵抗変動が少ないため長期にわたって高品位の画像を形成することを可能にし、かつ非粘着性であるため、長期保管時の感光体への固着を生じさせないものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明による例を図２に示す。本発明による帯電部材の導電性弾性体の形成に用いられる極性ポリマーとしては、極性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水添ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、さらにイソプレン等の第３成分を共重合したＮＢＲや、カルボキシル基等の官能基を導入した変性ＮＢＲ、ブタジエン部位を内部架橋したＮＢＲ等の二トリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマー、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム等のヒドリンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム等があげられる。これらのなかでも、極性ポリマー自身の電気抵抗が低い点で、ＣＯ、ＥＣＯ、等のヒドリンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ等の二トリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマーが好適に用いられる。
【００２５】
相溶化剤は２種類の極性ポリマーを、より細かく混合させるために用いる。相溶化剤としては、ブレンドするポリマー各々に相溶性を有する或いはこれらに反応する基を有する共重合体や、この反応性基等で変性した有機化合物が挙げられる。これらは使用するポリマーに合わせて適宜選択する必要がある。アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とアルキルエーテル系ポリマーをブレンドする本発明の系では、島サイズ小径化の点で好ましいエピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）を相溶化剤として用いる。この添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して３〜３０質量部が好ましい。３質量部以下だと相溶化剤としての効果があらわれず、３０質量部以上だと相溶化剤として使用したポリマーが島構造をとる。
【００２６】
成形物はこれらポリマーに相溶化剤やその他配合剤を混合したコンパウンドを加硫することで得られる。成形物におけるtanδの測定は、粘弾性測定装置を用いて測定される貯蔵弾性率Ｅ′、損失弾性率Ｅ″の比Ｅ″／Ｅ′として求められる。温度依存性は振動周波数を一定にして測定される。一般にこのピーク温度はガラス転移温度域に現れる。すなわち加えられた応力は高分子鎖に作用し、その応力を減らすように動く。動いた後には応力が減っているため高分子鎖の蓄積エネルギーは少なくなる。したがって、過剰なエネルギーが熱として散逸されたことになる。このように散逸された結果として、変形は応力の位相より位相角δだけ遅れたことを意味するものである。
【００２７】
よって相互のポリマーの相溶性が乏しく大きな塊として独立してポリマーが存在する場合は、個々のtanδピークは比較的独立して観測されるが、相互に相溶した場合は、各ポリマー鎖の動的損失が相互に影響を与え、動的損失tanδピークが相互に近接する結果となる。
【００２８】
非極性ポリマーとは、分子内に大きな双極子モーメントを持たない高分子であり一般的に誘電率の小さい高分子である。このような非極性ポリマーとしては、具体的にはＮＲ（ＩＲ）（イソプレンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）、ＩＩＲ（ブチルゴム）やオレフィンエラストマー、ＳＥＢＳ系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー等が挙げられる。また、これらのポリマーをブレンドすることによって感光体への固着が抑制されるとともに、高抵抗側への抵抗調整が可能になり、電子写真装置の種々の抵抗仕様に対し対応することができるのである。特に耐オゾン性等の耐候性が問題になる場合、さらに耐老化性を考慮する場合はＥＰＤＭの使用がその高耐候性の点から適している。特に硫黄加硫の場合は共加硫性の点から、使用するＥＰＤＭのヨウ素値（ウイス法による測定値）が２０以上、好ましくは３０以上が適している。
【００２９】
これら非極性ポリマーの添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して５〜５０質量部が好ましい。５質量部以下だと、固着防止に効果があらわれず、５０質量部以上だと非極性ポリマーが海島構造の海となる確率が高くなり、抵抗調整が困難になる。従って、これら非極性ポリマーは島として、極性ポリマーの海に分散することが必要で、その島サイズは１０μｍ未満であることが好ましい。１０μｍ以上であると、帯電部材の表面を研磨して使用した場合に、抵抗ムラが生じやすく、画像不良の原因となりやすい。
【００３０】
ここで非極性ポリマーの島サイズを小さくするために、相溶化剤を混合することが好ましい。非極性ポリマーにＥＰＤＭを使用した場合、相溶化剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合体およびそのグラフト共重合体、エチレン／エチルアクリレート共重合体およびそのグラフト共重合体、エチレン／グリシジルメタクリレート共重合体およびそのグラフト共重合体等が好んで用いられる。これらの添加量は全ポリマー合計１００質量部に対して１〜３０質量部が好ましい。１質量部以下だと相溶化剤としての効果があらわれず、３０質量部以上だと相溶化剤として使用したポリマーが島構造をとってしまう。
【００３１】
この他にも、必要に応じて酸化亜鉛、ステアリン酸、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、クレー、シリカ、炭酸マグネシウム、カーボンブラック、グラファイト等の補強剤・充填剤、パラフィンオイル等の軟化剤・可塑剤、硫黄やチウラム系、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、メルカプト-トリアジン系化合物、キノキサリン-ジチオカーボネート系化合物等の有機含硫黄化合物、金属酸化物、有機化酸化物等の架橋剤、チウラム系、チアゾール系、カルバメート系等の架橋促進剤、酸化亜鉛等の金属酸化物、ステアリン酸等の脂肪酸やステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等の加硫促進助剤、マグネシア等の金属酸化物やハイドロタルサイト等の受酸剤、加工助剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、老化防止剤、ＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）等の発泡剤、尿素等の発泡助剤、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤等の配合剤も適宜加えることができる。さらに抵抗値を低く調整する場合、ポリエーテル系重合物、四級アンモミウム塩やアルカリ金属塩等電解質性化合物等のイオン導電性化合物を適宜使用しても良い。
【００３２】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。図３は、本発明による転写ローラーの構成の一例を示す模式断面図である。本例の転写ローラーは金属製等の導電性円筒状の導電性円柱基材３１の上に導電性弾性体層３２が設けられている。
【００３３】
芯金は、ステンレス製、鉄製、または防錆のため表面をニッケル−クロム鍍金等を施した鉄等より製造することができる。
【００３４】
原料はオープンロール、ニーダー、バンバリー、インターミックス等の混合機を適宜使用して混合される。成形は押出し機チューブ成形したものを、オーブンや加硫缶またはUHF等の高周波で加硫又は加硫発泡し、さらにオーブン等の加熱手段で2次加硫したチューブに前記芯金を圧入し、必要に応じて表面を研磨する等して外径を整える。この際芯金には適宜接着剤を使用できる。また、押出しに際し芯金にゴムを被覆しながら押出す手段も用いられる。また、円筒型金型内に未加硫のゴムと芯金を装着し加熱加硫又は加硫発泡する手段も用いられる。この他射出成形、トランスファー成形、プレス成形等を使用して金型で成形する方法等材料に応じて適宜選択される。
【００３５】
さらに必要に応じて帯電性制御や防汚性の目的で一層以上の表層を形成したり、発泡層上にソリッド弾性層を形成する等の多層構成として使用する場合、少なくとも一層が本発明による組成物からなるものであればよい。
本発明において、導電性弾性体層とは転写バイアス電圧を紙に印加することができ、且つ均一に紙に圧接することができる程度の電気抵抗を有するものであればよいが、好ましくは、抵抗値１×１０5 Ω〜１×１０12Ω程度を有するものである。
【００３６】
また、被帯電体とのニップ幅が十分にとれ均一な帯電が得られることや、特に転写部材の場合、線画の中央部が抜ける「中抜け」対策として抵硬度が好ましく、硬度（asker C）で２０°〜８０°が好ましい。低硬度に対してはニトリルゴムとの相溶性がよい液状ＮＢＲ等を添加する方法や発泡体にする等の手段を用いればよい。
【００３７】
図１は本発明による帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成を示す横断面図である。１は被帯電体としての像担持体であり、本例のものはアルミニウム等の導電性基体層１ｂとその外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体である。軸１ｄを中心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動させる。
【００３８】
２はこの感光体１面に接して感光体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電処理する帯電部材であり、均一な導電性が要求されている。本例はローラータイプのもの、即ち帯電ローラーである。帯電ローラー２は前述のように中心芯金２ｃとその外周に形成した下層の導電性弾性体層２ｂと、さらにその外周の形成した上層の抵抗層２ａからなり、芯金２ｃの両端部を不図示の押圧手段で感光体１の回転駆動に伴い従動駆動する。本発明の材料を抵抗層２ａや、導電性弾性体層２ｂに用いても有効である。
【００３９】
なお帯電手段としてはこの他にも、帯電部材で直接電荷を注入して感光体表面を帯電する注入帯電方式を用いることもできる。
【００４０】
かくして電源３で摺擦電源３ａにより芯金２ｃの所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＡＣ＋ＤＣ）バイアスが印加されることにより、回転する感光体１の周面が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光体１の面は次いで露光手段１０により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受けることにより、その周面に画像情報に対して静電潜像が形成される。
【００４１】
その潜像は次いで現像手段１１によりトナー画像として順次に可視画像化されていく。このトナー画像は次いで、転写手段１２により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と周期取りされて適正なタイミングをもって感光体１と転写手段部１２との間の転写部へ搬送された転写材１４の面に順次転写されていく。
【００４２】
本例の転写手段１２は、転写ローラーであり、転写材１４の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことにより、感光体１の面側が転写材１４の表面側に転写されていく。
【００４３】
トナー画像の転写を受けた転写材１４は感光体１の面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは、裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ搬送される。像転写後の感光体１の面はクリーニング手段１３で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００４４】
帯電部材２は、図１の画像形成装置に感光体１の帯電手段として配置したようなローラータイプ以外にも、ブレード状タイプ、ブロック状タイプ、ベルト状タイプ等の形態に構成することができる。ローラータイプ帯電部材２は、被帯電体としての感光体１に従動駆動されてもよいし、非回転のものとさせてもよいし、感光体１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。本発明による帯電部材は、帯電部材２および／又は転写手段１２として用いられる。
【００４５】
また、電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体、例えば、複写機、レーザービームプリンター等に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つを感光体および帯電手段とともに一体に支持しカートリッジ化、装置本体に着脱可能のプロセスカートリッジとし、画像形成装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。このとき、上記のプロセスカートリッジの方に帯電手段およびおよび／又は現像手段を伴ってもよい。
【００４６】
また光像露光は、電子写真装置を複写機プリンターとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、この信号によりレーザービーム走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液晶シャッターアレイの駆動等により行われる。
【００４７】
感光体は、導電性支持体の上に設けられている。導電性支持体としては、支持体自身が導電性をもつこと、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル等の金属を用いることができ、そのほかアルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化錫合金等から真空蒸着によって被覆形成された層を有するプラスチック、ガラス等を用いることができる。導電性支持体と感光層中間に、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることもできる。
【００４８】
下引き層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、アミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニウム等によって形成することができる。下引き層の膜厚は、５μｍ以下、好ましくは０．５〜３μｍが適当である。下引き層はその機能を発揮するためには、その電気抵抗値が１Ｅ＋７Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。
【００４９】
感光層は、有機または無機の光導電体を必要に応じてバインダー樹脂とともに塗工することによって形成でき、また蒸着によって形成することができる。感光体の形態としては、電荷発生層と電荷輸送層の機能分離型積層感光層が望ましい。
【００５０】
電荷発生層は、アゾ染料、フタロシアニン顔料、キノン顔料等の電荷発生物質を蒸着あるいは適当なバインダー樹脂とともに（バインダーがなくても可）塗工することによって形成できる。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜３０μｍ、特には０．０５〜２μｍが好ましい。
【００５１】
電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、オキサゾール化合物、トリアリールアミン化合物等の電荷輸送物質を成膜性のあるバインダー樹脂に溶解させて形成することができる。
【００５２】
電荷輸送層の膜厚は、５〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍが好ましい。なお、紫外線等による老化防止や耐摩耗性向上のために感光層の上に保護層を設けてもよい。
【００５３】
さらに、電子写真装置としての各部材の説明を以下に述べる。
【００５４】
被帯電体である感光体１は、たとえばアルミドラム基体（Ａｌドラム基体）上に、下引き層、正電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層の順に重ねて塗工・形成された一般的な有機感光体ドラムとして構成される。またさらに帯電性能を向上や耐磨耗性の向上をねらいとして電荷注入層を塗布してもよい。
【００５５】
電荷注入層は、たとえばバインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電性フィラー）としてのＳｎＯ2の超微粒子（径が約０．０３μｍ）、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものが用いられる。
【００５６】
また、加えて４フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロン（登録商標））等の滑剤も内包させることにより、ドラム表面の表面エネルギーを抑えて、トナー粒子の付着を全般的に抑える効果がある。
【００５７】
その他表層の体積抵抗が約１０13Ωｃｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な効果が得られる。
【００５８】
また、導電性金属酸化物等の導電性粒子を介し、帯電部材から直接電荷を被帯電体に注入させる方式においては、ゴムブレード等によるクリーナーを有しないクリーナレスシステムにも用いられる。
【００５９】
静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤ等の他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるもの等、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【００６０】
像担持体は静電記録誘電体等であってもよい。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【００６１】
転写手段および帯電手段はローラー方式に限らず、ベルト転写やコロナ放電転写等任意であり、本発明による弾性部材と適宜組み合わせて使用される。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体等を用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像記録装置であってもよい。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。実施例において「部」は原則として「質量部」を意味する。
【００６３】
（実施例１）
図３は、本発明における転写ローラーを示す模式断面図であり、３２は導電性弾性体層、３１は導電性円柱基材である。直径６ｍｍのステンレススチール製、鉄製、または防錆のため表面に鍍金等を施した鉄等の、導電性の芯金上に導電性弾性体層を形成する。
【００６４】
弾性体の材料は、ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の６０部、アルキルエーテルポリマーとしてエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体であるＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２０部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の２０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、ハイドロタルサイト３部、以上を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）２部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリン（ＸＬ−２１）１部、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部をオープンロールにて混合したものを使用した。
【００６５】
このゴムを押出し成形によってチューブ状に成形した。押出し後のチューブの形崩れはなく、連続成形においてもダイスウェルは安定であり、寸法変動はなかった。このチューブを蒸気加流によって一次加流を１６０℃にて３０分間行い、さらに電気炉によって二次加流を１６０℃にて３０分間行って、加流物を得た。このようにして得られたチューブは、接着剤を塗布した芯金に圧入された。そのものを研磨して直径１６ｍｍの弾性ローラーを得た。
【００６６】
図４に示す装置を用いて、得られた弾性ローラーの抵抗値を、弾性ローラーの導電性芯金４３の両端に各々５００ｇの加重をかけて、アルミニウムドラム４２を回転させながら測定した。４４は電流計である。電気抵抗値は、ＮＮ環境下２４時間放置後、直流電圧２ｋＶの印加で７．８２×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０５であった。硬度は３１．２°asker Cであった。
【００６７】
得られたローラーから３０ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍのシートを切り出し、２０ｍｍに対し０．１％の振幅、周波数１０Ｈｚ一定で振動を与え、−１００℃から＋１００℃まで６℃／ｍｉｎ．で昇温し、tanδの測定を行ったところ、−１８．４℃、−３９．３℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．２、０．２１であった。
【００６８】
参考として、ＤＮ２１４、エピクロマーＨ、ＺＳＮ８０３０の各単独でのtanδピークは、それぞれ−１７．９℃、−１１．３℃、−５６．６℃に各１ずつ観測された。
【００６９】
また、透過型電子顕微鏡を用いてこの材料の海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００７０】
上記ローラーを転写ローラーとして図１に示す電子写真装置を用いて評価を行った。プロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃ．であり、感光体ドラムの直径は３０ｍｍである。感光ドラムはマイナス帯電ＯＰＣ、トナーはプラス帯電性トナー、転写ローラーへの印加電圧は、転写中は−３ｋＶ、クリーニング中は＋１．５ｋＶである。
【００７１】
上記ローラーで乾燥紙を用いて、ベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）環境下で良好な画像が得られた。さらに、連続２０万の耐久評価をしたが抵抗値の変動による画像不良は発生しなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、ローラーエッジ部にわずかながら固着が発生したが、画像には全く影響しなかった。
【００７２】
（実施例２）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１５部以外は実施例１と同様にしてローラーを得た。
【００７３】
得られた弾性ローラーの抵抗は２．５０×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０４であった。硬度は３１．７°asker Cであった。
【００７４】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１９．５℃、−４３．９℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ０．８６、０．１９であった。
【００７５】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００７６】
上記ローラーで乾燥紙を用いて、ベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）環境下で良好な画像が得られた。さらに、連続２０万の耐久評価をしたが抵抗値の変動による画像不良は発生しなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、ローラーエッジ部にわずかながら固着が発生したが、画像には全く影響しなかった。
【００７７】
（比較例１）
ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の６０部、アルキルエーテルポリマーとしてＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の４０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、炭酸カルシウム２０部、ハイドロタルサイト３部を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＥＴ（テトラエチルチウラムジスルフィド）２部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）１部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリン（ＸＬ−２１）、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部を用いる以外は、実施例１と同様にしてローラーを得た。得られたローラーの電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）下で２４時間の放置後、直流電圧２ｋＶの印加で１．２２×１０7Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．４１であった。硬度は３４．１°asker Cであった。
【００７８】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１７．１℃、−５８．３℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．１、０．０９であった。
【００７９】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８０】
上記ローラー乾燥紙を用いてベタ黒画像を評価したところ、Ｎ／Ｎ環境（２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）下で黒ポチの画像不良が発生した。耐久評価では１７万で抵抗値の変動による画像不良が発生した。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、わずかながら固着が発生した。
【００８１】
（実施例３）
弾性体の材料は、ＮＢＲとしてＤＮ２１４（ニトリル分３３．５％）（商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１４、日本ゼオン（株）製）の５０部、ポリエーテルポリマーとしてＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の１５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１５部、非極性ポリマーとしてＥＰＤＭ（商品名：ＥＰＴ９０７０Ｅ、三井石油化学（株）製）１５部、その相溶化剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名：エバスレン４１０−Ｐ、大日本インキ化学工業（株）製）の５部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、ハイドロタルサイト３部を加圧ニーダーにて混合し、さらに、硫黄１部、加流促進剤Ｍ（メルカプトベンゾチアゾール）１部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）２部、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）２部、キノキサリンＸＬ２１ １部、発泡剤としてＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）１２部、同助剤として尿素樹脂１部をオープンロールにて混合したものを使用した以外は、実施例１と同様にしてローラーを得た。
【００８２】
電気抵抗値は、ＮＮ環境下２４時間放置後、直流電圧２ｋＶの印加で９．６６×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．１であった。硬度は２８．６°asker Cであった。
【００８３】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１６．９℃、−４７．１℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．２１、０．０８であった。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８４】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００８５】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００８６】
（実施例４）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２０部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の１０部以外は実施例３と同様にしてローラーを得た。
【００８７】
得られた弾性ローラーの抵抗は４．８９×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０８であった。硬度は２９．２°asker Cであった。
【００８８】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１７．６℃、−４７．６℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．１８、０．１２であった（図５参照）。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００８９】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００９０】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００９１】
（実施例５）
ＺＳＮ８０３０（商品名：ＺＳＮ８０３０、日本ゼオン（株）製）の２５部、相溶化剤としてエピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＨ、ダイソー（株）製）の５部以外は実施例３と同様にしてローラーを得た。
【００９２】
得られた弾性ローラーの抵抗は２．８１×１０7 Ωであった。またその１回転中のｍａｘ．／ｍｉｎ．の値は１．０７であった。硬度は３１．４°asker Cであった。
【００９３】
また、実施例１と同様にしてtanδの測定を行ったところ、−１８．３℃、−４８．１℃に２つのピークが観測された。また、ピークの強度はそれぞれ１．３５、０．１６であった。透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーが島となる構造を有していた。
【００９４】
透過型電子顕微鏡を用いて海島構造を観察したところ、ＮＢＲが海、アルキルエーテル系ポリマーとＥＰＤＭが島となる構造を有していた。
【００９５】
画像評価においてべた黒画像では良好な画像が得られ、耐久評価では２０万で問題は生じなかった。次に、４０℃、９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧１ｋｇ荷重で圧接して２週間放置したところ、固着の発生はなかった。
【００９６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による帯電部材は、抵抗ムラが小さく均一な帯電性が得られ、長期使用時の抵抗変動が少なく、抵抗値環境依存性、耐磨耗性に優れ、且つ長期圧接時の感光体との固着性の少ない帯電部材を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図２】本発明の帯電部材の説明図である。
【図３】導電性弾性ローラーの抵抗値測定装置の構成を示した図である。
【図４】本発明の帯電ローラーの構成を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の帯電部材の動的損失tanδ−温度分散グラフを示す図である。
【符号の説明】
１ 感光体
１ａ 光導電層
１ｂ 導電性基体層
１ｄ 軸
２ 帯電部材
２ａ 抵抗層
２ｂ 導電性弾性体層
２ｃ 芯金
３ 電源
３ａ 摺擦電源
１０ 露光手段
１１ 現像手段
１２ 転写手段
１３ クリーニング手段
１４ 転写材
２１ 極性ポリマー（海）
２２ 極性ポリマー（島）
２３ 非極性ポリマー（島）
３１ 導電性円柱基材
３２ 導電性弾性体層
４１ 導電性弾性ローラー
４２ アルミニウムドラム
４３ 導電性芯金
４４ 電流計
Claims (10)
- 電子写真装置内に配置され、電圧が印加された状態で被帯電体面の帯電処理を行う帯電部材において、
該帯電部材を構成する導電性弾性体が、ポリマーとして、アクリロニトリルブタジエンゴムと、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体と、エピクロルヒドリンのホモポリマーとを含有し、かつ、該導電性弾性体に含有されるエピクロルヒドリンは該ホモポリマーのみであり、
該導電性弾性体のｔａｎδピーク数が、該導電性弾性体に含有される各ポリマーの単体のｔａｎδピーク数の総数より少ないことを特徴とする帯電部材。 - 該導電性弾性体のｔａｎδピーク数が２つである請求項１に記載の帯電部材。
- 前記エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が前記アクリロニトリルブタジエンゴムに対して島構造を形成している請求項１または２に記載の帯電部材。
- 前記導電性弾性体に含有される前記エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体のｔａｎδ値が前記導電性弾性体に含有される前記アクリロニトリルブタジエンゴムのｔａｎδ値より小さい請求項３に記載の帯電部材。
- 前記導電性弾性体に含有される前記アクリロニトリルブタジエンゴムの単体のｔａｎδのピーク温度と前記エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体の単体のｔａｎδのピーク温度との差をΔＴ１とし、これらがブレンドされて含有されている前記導電性弾性体のｔａｎδのピーク温度の最大温度と最小温度との差をΔＴ２とするとき、両者の関係がΔＴ１＞ΔＴ２である請求項３または４に記載の帯電部材。
- 前記ΔＴ１およびΔＴ２の差（ΔＴ１−ΔＴ２）が０℃を超え４０℃以下である請求項５に記載の帯電部材。
- 転写部材を具備する電子写真装置において、該転写部材が請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
- 帯電部材を具備する画像形成装置において、該帯電部材が請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする画像形成装置。
- 前記帯電部材が転写ローラーである請求項８に記載の画像形成装置。
- 現像手段およびクリーニング手段の少なくとも１つを感光体および帯電手段とともに一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して脱着可能としたプロセスカートリッジにおいて、該帯電部材が請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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