JP4700985B2 - 電子写真用導電性部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真装置内で用いられる、現像部材、帯電部材及び転写部材等の電子写真用導電性部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置に関するものである。

従来から、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た被帯電体上に、種々の手段によりに電気的潜像を形成し（帯電工程）、ついで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし（現像工程）、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写し（転写工程）、その後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して（定着工程）画像を得るものである。また、転写材上に転写されずに被帯電体上に残ったトナー粒子は、種々の手段によって被帯電体上より除去される（クリーニング工程）ことを主体としてなる。

このような電子写真法において、種々の電子写真用導電性部材が、帯電、現像、転写等の工程で、ローラ、ブレード、ブラシ、ベルト、フィルム、シート及びチップ等さまざまな形状で被帯電体表面に対向（接触又は近接）して使用されている。

特に、この電子写真用導電性部材を被帯電体に接触させて使用する場合には、被帯電体の削れを防止するために、電子写真用導電性部材は弾性体であることが必要とされる。この場合には、弾性体中の低分子量成分が被帯電体表面に滲み出して（ブリードやブルームして）付着することに起因する画像不良が発生することがあった（被帯電体汚染と呼ぶ。）。これを改善するために、種々の工夫がこれまでなされてきている。

その工夫として最も一般的なものに、導電性弾性部材を２層以上の複層構成にして、弾性体からの滲み出し物質を表面層によって阻止する構成にすることがある。この表面層の組成や厚さや表面形状を最適化することで、弾性体から滲み出してくる物質による被帯電体汚染を防ぐ。また同時に、表面層で電気特性を制御して、トナーや外添剤が付着するのを防ぐことができるので、電子写真装置に弾性体を有する電子写真用導電性部材を組み込んだ時に、良好な画像が得られる（例えば、特許文献１参照。）。しかし、２層以上の複層構成の場合には、各層間が剥離する、表面層と弾性体の熱収縮率差が原因で表面層が割れる、変形する等の性能的な問題が起こることがある。また、製造工程が煩雑で、材料費が高くなる等の課題もある。

また、他の工夫としては、弾性体中の低分子量成分を低減する検討がなされている。この場合には、可塑剤や軟化剤を添加しないことで滲み出しを防止することが望ましいが、このような非汚染性の配合を目指すと、粘度が上昇する等、非汚染性の向上に反して成型加工性が低下してしまうことが多い。

更に、弾性体の主成分としてハロゲン基を有するエラストマーを用いた場合には、架橋時やエネルギー線照射（このエネルギー線照射は、表面層を付けること無しにトナーの付着性を低下させ、抵抗を調節でき、弾性層のみでは得られない良好な画像特性を得るために行う。）時にハロゲン化水素が発生する。ハロゲン化水素は、それ自体が被帯電体汚染の原因となるばかりではなく、反応性が高いために主成分となるポリマーやその他の有機添加剤の結合を切断し、滲み出しの原因となる低分子量成分を生成する原因にもなってしまう。このハロゲン化水素を捕捉する材料として、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ハイドロタルサイト等がある（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの材料は、以下に述べるような原因で滲み出し物の増加を引き起こすので、使用するのは好ましくない。

その原因を、ハロゲン基を有するポリマーの一つであるエピクロルヒドリンゴムを例に挙げて説明する。エピクロルヒドリンゴムを加熱したり、架橋したり、エネルギー線照射したりした場合には、そのポリマー鎖中に存在する塩素が切断され塩化水素が発生する。この塩化水素と酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ハイドロタルサイト等は高い確率で反応するので、ポリマーや有機添加剤の結合を切断することは抑制される。

しかし、これらに含まれる金属元素は、以下のように反応し、反応生成物である、塩化カルシウム、塩化亜鉛、塩化マグネシウムになる；
ＣａＣＯ_３＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ_２＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２
ＺｎＯ＋２ＨＣｌ→ＺｎＣｌ_２＋Ｈ_２Ｏ
ＭｇＯ＋２ＨＣｌ→ＭｇＣｌ_２＋Ｈ_２Ｏ

これらのハロゲン化金属は水への溶解度が高い。そのため、高温多湿環境に上記のような添加剤を含む導電性弾性体を長期間放置した場合に吸湿してしまい、塩化カルシウム等が潮解した多量の液滴が被帯電体に付着し、画像不良の原因となる。それに加え、上記の添加剤は固体無機物であるため、未加硫組成物の粘度が高くなり、成型加工性が低下するという課題もある。

また、エピクロルヒドリンゴムを主体とする電子写真用導電性部材による被帯電体の汚染防止法としてジエン系ゴムを含有することがある（例えば、特許文献３参照。）。この場合には、エピクロルヒドリンゴムを加熱、架橋、エネルギー線照射した場合に発生する塩化水素を捕捉する材料が入っていないために、塩化水素がポリマーやその他の有機添加剤の結合を切断し、滲み出しの原因となる低分子量成分が生成されるという問題がある。
特開平８−１６０７１６号公報 特開平１０−２２１９２７号公報 特開平８−２９２６４０号公報

本発明の目的は、ハロゲン基を有するエラストマーを用いた電子写真用部材において、導電性弾性体から表面に滲み出る低分子量成分を無くし、被帯電体汚染がなく、良好な画像が得られ、かつ成型加工性の優れる組成物を用いた電子写真用導電性部材、該電子写真用導電性部材を備えた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。

本発明に従って、導電性支持体と、その上に形成されたハロゲン基を有するエラストマーとエポキシ化したジエン系ゴムとを含む導電性弾性体と、を有することを特徴とする電子写真用導電性部材が提供される。

また、本発明に従って、上記電子写真用導電性部材を備えたプロセスカートリッジ及び電子写真装置が提供される。

本発明によれば、ハロゲン基を有するポリマーを主体とした導電性弾性体に加熱、架橋、エネルギー線照射等をした場合に発生する、ハロゲン化水素をエポキシ基が捕捉し、ポリマーやその他有機添加剤の結合が切断され、低分子量化されることが無くなる。また、主鎖にジエン系ゴム骨格を有するので、弾性体の分子運動性を低下させ低分子量成分の滲み出しを防止する。また、エポキシ基を有するのでハロゲン基を有するポリマーのような極性ポリマーとの相溶性にも優れる。この電子写真用導電性部材を用いることで、高温多湿環境に放置された場合も、被帯電体汚染がなく、画像不良のない電子写真装置ができる。また、数平均分子量が１０００〜１００００のエポキシ基を有するジエン系ゴムを用いることで、滲み出しが無く、かつ組成物に可塑性を持たせることを両立することができる。

上記目的を達成するため、本発明では、導電性支持体の外周にハロゲン基を有するエラストマーとエポキシ化したジエン系ゴムとを含む導電性弾性体を有することを特徴とする電子写真用導電性部材を用いる。エポキシ化したジエン系ゴムは、主鎖がジエン系ゴムではない場合と違い、架橋やエネルギー線照射時に弾性体の主体となるハロゲン基を有するエラストマーと結合する。よって、弾性体の架橋密度を向上させ、分子運動性を低下させることができるので、弾性体中に存在する低分子量成分が表面に滲み出す移行速度を低下させることができる。また、エポキシ基は、以下のような反応機構で、塩化水素等のハロゲン化水素を捕捉するので、塩化水素自体と塩化水素によって結合が切断された低分子量成分が染み出してくることを防ぐことができる。更に、エポキシ基を含有することで非極性のジエン系ゴムが主鎖であっても、ハロゲン基を有するエラストマーのような極性ポリマーとの相溶性が良い。

更に、エポキシ化したジエン系ゴムの数平均分子量は、大き過ぎると未架橋状態の組成物の可塑化効果が無く、小さ過ぎるとやはり滲み出しの原因となるので、１０００〜１００００程度のオリゴマーであると好適である。この場合には、ＤＯＰ等の可塑剤と同様の可塑化効率を有しつつ、ハロゲン基を有するエラストマーと反応性があるため加硫成型後に滲み出てくることも無い。

ハロゲン基を有するエラストマーの中でもエピクロルヒドリンゴムを用いることで、体積抵抗が１０^６〜１０^１１Ω・ｃｍ程度の中抵抗の半導電性が容易に得られ、抵抗値のばらつきが小さく、オゾンによる劣化も小さい電子写真用導電性部材が得られる。

前記弾性体は、トナーや外添剤の付着を防ぎ、抵抗調整をし、滲み出しを防ぐことができる等の理由から高架橋することが好ましい。高架橋化することで、ムラのない高画質を得ることができる。

更に、ジエン系ゴムの中でも、ブタジエンを主鎖に用いた場合には、紫外線等のエネルギー線による改質効果が大きいので、弾性体最表面の硬度や電気抵抗が大きく変わる。この時、高架橋化が促進されるので滲み出しがより低減される。

高架橋化の目安としては、導電性弾性体の最表面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値Ａと、導電性弾性体の肉厚のうち半分の厚さまで取り除いた面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値ＢがＡ−Ｂ≧０．１Ｎ／ｍｍ^２の関係を満たすと、弾性体内部からの滲み出しを表面の高架橋層でブロックすることができる。

その高架橋化の手段としては、電子線、紫外線、Ｘ線、赤外線やプラズマを照射することで、容易に高架橋層を形成することができるので、本発明に適している。上記の高架橋化法の中でも、紫外線照射をした場合には、粘着性や摩擦係数を低下させる効果が他の処理に比べ優れる。そのため、トナーや外添剤が付着することが無く良好な画像が得られ易い。

本発明の電子写真用導電性部材の構造及び形態を例示すれば、図１に示したように、弾性体（弾性層）１２を導電性支持体（シャフト）１１の外周に形成し、その最表面が高架橋化１３された電子写真用導電性部材１を例示することができる。

上記弾性体１２としては、従来から電子写真用導電性部材の弾性体として用いられているハロゲン基を有するゴムや熱可塑性エラストマー等で形成することができる。具体的には、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、フッ素ゴム、臭化ブチルゴム等を用いることができる。これらが共重合される成分の一つとして用いられていても、ポリマーブレンドの１種類として用いられていても良い。共重合、ポリマーブレンドに用いるポリマーとしては、ポリウレタン、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、汎用のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー等から選ばれる１種あるいは複数種のポリマーを好適に用いることができる。

とりわけ、エピクロルヒドリンゴムを主体としたポリマーでは、エピクロルヒドリンゴム自体に起因した導電性発現機構のため、中抵抗の半導電性が容易に得られる。そのため、導電性粒子を分散することによって抵抗値を調整する材料に比べ、局所的な抵抗値のばらつきが小さくなるので好ましい。

エピクロルヒドリンゴムに、加熱、架橋、エネルギー線照射をした場合に発生する塩化水素は、ポリマーやその他有機添加剤の結合を切断する。ここで副生成物としてできた、塩化水素や低分子量成分は、滲み出しの原因となる。そこで、エポキシ基を有するジエン系ゴムを配合することがよい。

エポキシ基を有するジエン系ゴムの例としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等をエポキシ化したものを例示することができる。上記のジエン系ゴムに含まれるエポキシ基の含有量は、エポキシ当量（１当量のエポキシ基を含むポリマーの質量）で１００〜１００００が好ましい。更に、エポキシ基以外のヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基等の官能基によって、末端及び内部変性されたものであってもよい。

また、これらのジエン系ゴムは、液状ゴム（室温で流動性をもち、適当な化学処理を施すことで三次元網目構造をとり、通常の架橋ゴムと同じような物理特性を示す。）であると好ましい。そのときの数平均分子量は１０００〜１００００であると、未加硫時に組成物に適当な可塑性を与えることができ、分子が小さ過ぎることによる滲み出しもないので適している。この液状ゴムを添加する場合には、ハロゲン基を有するエラストマー１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましい。この値より小さいとハロゲン化水素の捕捉が不十分で、加工性の向上につながる粘度の低下も小さい。この値より大きいと、導電性弾性体の硬度や圧縮永久歪み等の物性が低下してしまう。

更に、ジエン系ゴム骨格の中でも、エポキシ化ブタジエンゴムを用いた場合には、紫外線等のエネルギー線による改質効果が大きいので好ましい。改質効果が大きくなることで、抵抗や硬度が大きく変わる。

数平均分子量が１０００〜１００００の液状エポキシ化ブタジエンゴムとしては、旭電化工業（株）のアデカレジンＥＰＢ−１２００、ＢＦ−１０００、ナガセケムテックス（株）のＲ−４５ＥＰＴ、ダイセル化学工業（株）のエポリードＰＢ３６００、日本曹達（株）のＥＰＢ−１３、ＥＰＢ−１０５４、新日本石油化学（株）のＥ−１０００−８、Ｅ−１８００−６．５等が好適に用いられる。

また、本発明の被帯電体汚染を防ぐという効果を失わない範囲で、エラストマーの配合剤として一般に用いられる、加工助剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、充填剤、分散剤、発泡剤、滑剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化防止剤、導電剤等を添加することができる。

架橋剤としては、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物等を、架橋促進剤としては、アルデヒドアンモニア類、アルデヒドアミン類、グアニジン類、チオウレア類、チアゾール類、スルフェンアミド類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類等を、架橋促進助剤としては、金属酸化物、脂肪酸等を、架橋遅延剤としては、有機酸、ニトロソ化合物、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド等を、滑剤としては、ステアリン酸金属塩等を、老化防止剤としては、アミンケトン系、芳香族第二級アミン系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ベンゾイミダゾール系、チオカルバミン酸系、チオウレア系老化防止剤等を、酸化防止剤としては、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系酸化防止剤等を例示することができる。

エピクロルヒドリンゴムと加硫系の組み合わせとしては、エピクロルヒドリンとエチレンオキシドとアリルグリシジルエーテルとの三元共重合体であるエピクロルヒドリンゴムと硫黄加硫の組み合わせが、エピクロルヒドリンの単独重合体とエチレンチオウレア類やトリアジン類との組み合わせのような塩素の引き抜きによる加硫機構ではないので良い。

これらのポリマー、充填剤、加工助剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤、発泡剤、滑剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化防止剤、導電剤等の混合方法としては、バンバリーミキサーやインターミックスや加圧式ニーダーといった密閉型混合機を使用した方法や、オープンロールのような開放型の混合機を使用した方法等を例示することができる。

ここで、混合した組成物のローラ成型法としては、次のようなものが挙げられるが、これに限定されるものではない。まず、組成物を、押出し機でチューブ状に押出したものを、加硫缶で蒸気加硫する。このチューブを、表面にホットメルト接着剤を塗布した、スレンレス（ＳＵＳ）やアルミニウムでできた円柱状のシャフトに圧入する。その後、熱風炉で加熱してシャフトとチューブを接着する。そして、チューブの両端を所望の長さに切断し、そのチューブ表面を研磨することでゴムローラが得られる。

また、図２に示す押出し機を用いることで、より簡便にローラを成型することもできる。押出し機２１はクロスヘッド２２を備える。クロスヘッドは芯金送りローラ２３によって送られた芯金２４を後ろから挿入でき、芯金と同時に円筒状の組成物を一体に押出すことができる。組成物を芯金の周囲に円筒状に成形した後に、端部を切断・除去処理２５を行い、ゴムローラ２６とした。この未加硫の状態のゴムローラを、高温に保持された金属からなる円筒形の押し当て部材に押し当て、この押し当て部材が回転駆動するのに従動させながらゴムローラ表面を半加硫する。この工程で、ゴムローラの形状と表面粗さが整えられる。このゴムローラを熱風炉で加硫することで、ゴムローラが得られる。

被帯電体と接触する電子写真用導電性部材において、トナーや外添剤の付着性や電気特性や被帯電体の汚染性を制御するために、表面処理がされていることが好ましい。その表面処理の方法として、従来から一般的に、表面に弾性体と異なる組成の材料を被覆、塗工等のコーティングをすることが行われている。この場合には、低付着性、非汚染性、導電性、セット性等の機能をコーティング層と弾性体とで機能分離できるので、材料の自由度が高く、高性能な電子写真用導電性部材ができる。しかし、弾性体からの滲み出しは、コーティングをすればそのコーティング材料は何でも良いというわけではなく、滲み出しを防ぐ材料を選択しなければならない。そのため、常にコーティング層は滲み出しを防ぐ材料の範囲で選択しなければならないという制約を受けていた。この制約を無くし、コーティング層の自由な材料選択を行うためにも、本発明は有用である。

またコーティングに比べ簡便な表面処理方法として、電子線、紫外線、Ｘ線、赤外線、プラズマ等に代表されるエネルギー線を照射することで弾性体表面を高架橋化する方法がある。エネルギー線照射では、材料費がいらない、加工工程が短い等の長所がある。しかし、弾性体のみの単層構成であるために、機能分離することができず、全ての機能を弾性体に持たせ無ければならない。そのため弾性体にエネルギー照射するだけの電子写真用導電性部材は、高度な材料技術を要する。その一つに、弾性体がそのまま表面に露出しても、滲み出しが無い弾性体にする必要がある。本発明の導電性弾性体は、このような厳しい用途においても好適に用いることが可能である。

これらの高架橋化処理の中でも、紫外線を照射することが最も好ましい。紫外線を照射することで、所望の電気特性に制御でき、粘着性や摩擦係数が低下するので、トナーや外添剤が弾性体に付着することが抑制され、良好な画像が得られる。照射条件としては、２００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の光を弾性体表面に均一に照射し、光源としては前記波長範囲の紫外線を照射できるものであれば特に限定されないが、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ等の公知の光源が使用できる。ランプの規格としては、ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４０００Ｗのものを使用するのが好ましい。弾性体は、ランプに近いほど照射効率が良く、回転させながら照射すると均一に表面処理できる。照射時間は、ランプの種類、照射距離等によって、最適範囲が異なるが、数秒から数十分の間で、表面の粘着性や摩擦係数が十分下がり、必要とする電気特性を満たす条件がよい。

このとき、高架橋化された導電性弾性体の最表面から１μｍの深さでのユニバーサル硬さ値Ａと、導電性弾性体の肉厚のうち半分の厚さまで取り除いた面から１μｍの深さでのユニバーサル硬さ値ＢがＡ−Ｂ≧０．１Ｎ／ｍｍ^２の関係を満たすことが好ましい。ここで、導電性弾性体の肉厚とは、導電性支持体から高架橋化された面までの最短距離を意味する。弾性体の肉厚の半分まで取り除く方法としては、研磨砥石で表面を回転研磨する方法を用いた。測定条件としては、フィッシャーインストルメンツ（株）のＨ１００微小硬度計を用いて、表１の条件で測定した。

表面の硬度が上昇することは、架橋密度が上がることの一つの指針となる。架橋密度が上昇することで低分子量成分が滲み出すのを抑制できるのでよい。また、硬度が上昇することは、表面が改質されている一つの指針となり、摩擦係数が下がるので、トナーや外添剤による汚れを防ぐことにもなる。

図３に、本発明の電子写真用導電性部材を電子写真装置に適用した例を示す。３１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（被帯電体）である。この被帯電体３１は、図中の矢印が示す所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。被帯電体３１には、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料又は有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する公知の被帯電体等を採用すればよい。また、被帯電体３１は、被帯電体表面を所定の極性、電位に帯電させるための電荷注入層を更に有していてもよい。

３２は本発明の電子写真用導電性部材を適用した帯電ローラである。帯電装置としては帯電ローラ以外にも公知の手段を利用することができる。帯電ローラ３２と帯電ローラ３２に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ３２は、被帯電体３１に所定の押圧力で接触させてあり、本例では被帯電体３１の回転に対して順方向に回転駆動する。この帯電ローラ３２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の直流電圧（本例では−１２００Ｖとする）が印加されることで、被帯電体３１の表面が所定の極性電位（本例では暗部電位−６００Ｖとする）に一様に帯電処理される（ＤＣ帯電）。このＤＣ帯電のほかにもＡＣ／ＤＣ重畳帯電、注入帯電等の公知の帯電法を用いることができる。

３３は露光手段である。この露光手段３３には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー等を好適に例示することができる。

被帯電体３１の帯電処理面に該露光手段３３により目的の画像情報に対応した露光光がなされることにより、帯電面の露光明部の電位（本例では明部電位−３５０Ｖとする）が選択的に低下（減衰）して被帯電体３１に静電潜像が形成される。

３４は反転現像手段である。現像手段３４としては公知の手段を利用することができ、例えば本例における現像手段３４は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体３４ａと、収容されているトナーを撹拌する撹拌部材３４ｂと、トナー担持体３４ａのトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材３４ｃとを有する構成とされている。現像手段３４は、被帯電体３１表面の静電潜像の露光明部に、被帯電体３１の帯電極性と同極性に帯電（本例では現像バイアス−３５０Ｖとする）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像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法全てを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在するが、特にカラー画像を出力する画像形成装置には、トナーの飛散性改善等の目的より、接触現像方式の現像ローラが好ましい。この現像ローラに本発明の電子写真用導電性部材を好適に用いることができる。

３５は本発明の電子写真用導電性部材を転写手段としての用いた転写ローラである。転写ローラ３５は、被帯電体３１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、被帯電体３１の回転と順方向に被帯電体３１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からトナーの帯電特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が所定のタイミングで給紙され、その転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ３５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被帯電体３１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。

転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは被帯電体面から分離して、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機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。

転写残余トナー等の被帯電体３１上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段３６により、被帯電体上より回収される。

また、画像不良等の観点から、必要な場合には３７の前露光手段があるとよい。被帯電体３１に残留電荷が残るような場合には、帯電部材３２による一次帯電を行う前に、前露光装置３７によって被帯電体３１の残留電荷を除去したほうが良い。

図３の電子写真装置に、本発明の電子写真用導電性部材を帯電ローラとして用いる場合には、表面処理がしてあることが好ましい。表面処理を何も行わない場合には、最表層に高抵抗層が存在しないので、放電による帯電ではなく、電荷注入による帯電が起こり、全体的に画像濃度が薄くなる。また、表面処理を行っていない場合に起こる、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラに共通した弊害としては、トナー固着の原因となり、高い画像品位を得ることができないこと点が挙げられる。

以下、実施例、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。

（実施例１）
エピクロルヒドリンゴム（商品名「エピクロマーＣＧ１０５」：ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤には研磨性改善のための補強剤、増量剤としての着色グレードカーボン（商品名「ＭＴカーボンブラック」：カナダｃａｎｃａｒｂ製）３５質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸亜鉛１質量部、そして、滲み出しを防止する添加剤としてエポキシ化天然ゴム（商品名「ＥＮＲ−５０」：マレーシアゴム研究所製）１０質量部をオープンロールで２０分間混練し、更にジベンゾチアゾリルジスルフィド（商品名「ノクセラーＤＭ−Ｐ」：大内新興化学（株）製）１質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（商品名「ノクセラーＴＳ」：大内新興化学（株）製）１質量部、加硫剤としてイオウ１質量部を加えて更に１５分間オープンロールで混練した。ここで用いたエポキシ化天然ゴムは固体でエポキシ化率は５０％である。

＜ムーニー粘度＞
この未加硫組成物の押出し加工性の指針として、ＪＩＳ Ｋ６３００−１に則ってムーニー粘度を測定した。その結果、６５．３ＭＬ（１＋４）１００℃であった。ここで６５．３Ｍはムーニー粘度を、ＬはＬ型ロータで測定したことを、（１＋４）は１分間の余熱時間と４分間のロータ回転時間を、１００℃は試験温度をそれぞれ表している。

これをゴム押出機で、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶で、１６０℃の水蒸気で４０分間１次加硫し、導電性弾性体１次加硫チューブを得た。次に直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持体（鋼製、表面工業ニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍにホットメルト接着剤を塗布し、乾燥した。この支持体を前記導電性弾性体１次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンに入れ１６０℃で２時間、２次加硫と接着剤硬化を行い、未研磨の導電性部材を得た。この未研磨品のゴム部分の両端を切断し、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径８．４ｍｍ、中央部８．５ｍｍのクラウン形状で表面の十点平均粗さＲｚ６μｍ、振れ４０μｍの導電性部材を得た。

この導電性部材に低圧水銀ランプを用いて、２５４ｎｍのセンサーにおける感度で、紫外線の光量が８０００ｍＪ／ｃｍ^２になるよう上記導電性部材を回転させながら均一に照射し、電子写真用導電性部材を得た。

＜ユニバーサル硬度差＞
このとき、紫外線により高架橋化された導電性弾性体の最表面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値Ａと、導電性弾性体の肉厚のうち半分の厚さまで取り除いた面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値Ｂの差Ａ−Ｂは０．６Ｎ／ｍｍ^２であった。

＜滲み出し試験＞
この電子写真用導電性部材を、導電性支持体の両端に５００ｇずつの荷重をかけて、被帯電体に当接し、室温４０℃／湿度９５％ＲＨの恒温恒湿槽に１週間放置した。その電子写真用導電性部材を、恒温恒湿槽から取り出し、被帯電体の当接部を光学顕微鏡で観察することで導電性部材からの滲み出しが付着しているかどうかを確認した。この滲み出し物は、図３の電子写真装置に帯電ローラとして組み込みハーフトーン画像を出力した場合に、被帯電体や電子写真用導電性部材の円周の周期、つまり滲み出しの付着部位であった所が白い画像不良となるため好ましくない。滲み出しの付着の程度により、染み出し物の付着無し（＝Ａ）、付着が微量有るものの画像不良無し（＝Ｂ）、付着が有り、かつ画像不良有り（＝Ｃ）、付着としてハロゲン化金属の液滴が多量に有り、かつ画像不良有り（＝Ｄ）の４段階で評価した。Ｂ以上の評価の場合には、実用可能である。

＜加工性＞
また、加工性の評価を押出し成型性が非常に良い（＝Ａ）、押出し成型性が良い（＝Ｂ）、押出し成型性が悪い（＝Ｃ）という３段階で行った。この評価のＢ以上であれば、生産性がある。

この評価の結果、滲み出し試験はＢ評価で、加工性はＢ評価であった。以下の実施例、比較例と共に、その材料組成と評価結果をまとめたものを表２、３に示す。

（実施例２）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除き、その代わりに液状エポキシ化ブタジエンゴム（商品名「ＥＰＴ−１２００」：旭電化工業（株）製）１０質量部を添加し、同条件で成型、紫外線照射したものを、実施例２とした。ここで用いた液状エポキシ化ブタジエンゴムの数平均分子量は１２００で、エポキシ当量は２４５である。

ムーニー粘度は４５．５ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は２０．５Ｎ／ｍｍ^２であった。液状エポキシ化ブタジエンゴムを含む弾性体であるため、ムーニー粘度が低く、加工性はＡ評価で、紫外線を照射したことによる最表面の高架橋化のため、滲み出し試験はＡ評価であった。

（実施例３）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除き、その代わりに液状エポキシ化ブタジエンゴム（商品名「ＰＢ３６００」：ダイセル化学工業（株）製）１０質量部を添加し、同条件で成型、紫外線照射したものを、実施例３とした。ここで用いた液状エポキシ化ブタジエンゴムの数平均分子量は５９００で、エポキシ当量は２００である。

ムーニー粘度は４８．３ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は３６．１Ｎ／ｍｍ^２であった。液状エポキシ化ブタジエンゴムを含む弾性体であるため、ムーニー粘度が低く、加工性はＡ評価で、紫外線を照射したことによる最表面の高架橋化のため、滲み出し試験はＡ評価であった。

（比較例１）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除いたものを、同条件で成型、紫外線照射したものを、比較例１とした。

ムーニー粘度は６８．７ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は０．２Ｎ／ｍｍ^２であった。加工性はＢ評価であった。滲み出し試験はＣ評価であった。エポキシ基による塩化水素の捕捉がなく、ジエン系ゴムによる分子運動性の低下もないので滲み出しが多量に出たと思われる。

（比較例２）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除き、その代わりにハイドロタルサイト（商品名「ＤＨＴ−４Ａ」：協和化学工業（株）製）１０質量部を添加し、同条件で成型、紫外線照射したものを、比較例２とした。

ムーニー粘度は７３．７ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は０．３Ｎ／ｍｍ^２であった。加工性は、固体微粒子のハイドロタルサイトが入ったためにムーニー粘度が上がり、押出し成型性が悪いため、Ｃ評価であった。また、滲み出し試験はＤ評価であった。本来、塩化水素の捕捉剤として用いられるハイドロタルサイトが塩化水素と反応した後に、吸湿しその潮解物が導電性弾性体表面に滲み出しとして大量に出てきたと思われる。

（比較例３）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除き、その代わりに可塑剤として汎用的であるジ−（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）（商品名「ビニサイザー８０」：花王（株）製）１０質量部を添加し、同条件で成型、紫外線照射したものを、比較例３とした。

ムーニー粘度は４７．２ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は０．１Ｎ／ｍｍ^２であった。ＤＯＰを添加したことにより、ムーニー粘度が低下し押出し成型性が向上したため、加工性はＡ評価であった。しかし、未加硫組成物に可塑性を持たせるために添加したＤＯＰが大量に滲み出し、滲み出し試験はＣ評価であった。

（比較例４）
実施例１の材料組成におけるエポキシ化天然ゴムを除き、その代わりに液状ブタジエンゴム（ＢＲ）（商品名「Ｂ−１０００」：日本曹達（株）製）１０質量部を添加し、同条件で成型、紫外線照射したものを、比較例４とした。

ムーニー粘度は５０．９ＭＬ（１＋４）１００℃、ユニバーサル硬度差は１６．８Ｎ／ｍｍ^２であった。液状ＢＲを添加することでムーニー粘度が低下し、加工性はＡ評価であったものの、滲み出し試験はＣ評価であった。実施例２と比較し、エポキシ基が無かったために塩化水素や、塩化水素との反応によって生成した低分子量成分が滲み出しの原因となったためと考えられる。

本発明の電子写真用導電性部材の一例を示す概略図である。 本発明の電子写真用導電性部材を作製するローラ成型法の一例を示す概略図である。 本発明の電子写真用導電性部材を用いた電子写真装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

１１‥‥導電性支持体（シャフト）
１２‥‥導電性弾性体（弾性層）
１３‥‥高架橋層
２１‥‥押出し機
２２‥‥押出し機のクロスヘッド
２３‥‥芯金送りローラ
２４‥‥芯金
２５‥‥切断・除去処理
２６‥‥ゴムローラ
３１‥‥電子写真感光体（被帯電体）
３２‥‥帯電部材（帯電ローラ）
３３‥‥露光手段
３４‥‥現像手段
３４ａ‥‥トナー担持体
３４ｂ‥‥撹拌部材
３４ｃ‥‥トナー規制部材
３５‥‥転写手段
３６‥‥クリーニング手段
３７‥‥前露光手段
Ｌ‥‥レーザー光
Ｓ１、Ｓ２‥‥バイアス印加電源
Ｐ‥‥転写材

Claims (8)

1. 導電性支持体と、その上に形成されたハロゲン基を有するエラストマーとエポキシ化したジエン系ゴムとを含む導電性弾性体と、を有することを特徴とする電子写真用導電性部材。
2. 前記エポキシ化したジエン系ゴムの数平均分子量が１０００〜１００００である請求項１に記載の電子写真用導電性部材。
3. 前記ハロゲン基を有するエラストマーがエピクロルヒドリンゴムである請求項１又は２に記載の電子写真用導電性部材。
4. 前記エポキシ化したジエン系ゴムが、エポキシ化した天然ゴム、エポキシ化したイソプレンゴム、エポキシ化したブタジエンゴム、エポキシ化したクロロプレンゴム、エポキシ化したアクリロニトリルブタジエンゴム、又はエポキシ化したスチレンブタジエンゴムから選ばれる少なくとも１つである請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真用導電性部材。
5. 前記エポキシ化したジエン系ゴムが、エポキシ化ブタジエンゴムである請求項４に記載の電子写真用導電性部材。
6. 前記導電性弾性体表面が高架橋化されており、導電性弾性体の最表面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値Ａと、導電性弾性体の肉厚のうち半分の厚さまで取り除いた面から１μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ値ＢがＡ−Ｂ≧０．１Ｎ／ｍｍ^２の関係を満たす請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用導電性部材。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の電子写真用導電性部材を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の電子写真用導電性部材を備えたことを特徴とする電子写真装置。

Images