JPWO2006088237A1 - 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、被帯電体に接触し交流成分を含む電圧を印加して帯電を行う接触式の帯電ロールに関し、帯電ロールから発生する音（帯電音）を低減し、かつ圧縮変形に対する変形を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ロールを提供することである。本発明は、少なくとも支持部材と導電性被覆部材を有する帯電ロールであって、該帯電ロール断面方向の２５℃における動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下で０．２以上、かつ１Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下では０．２以下である帯電ロール、又は該導電性被覆部材が２層以上で構成され、表面層以外の少なくとも１層が、動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以上であり、かつ帯電ロール断面方向全体のｔａｎδの値が、１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以下である帯電ロールである。

Description

本発明は、帯電ロール及び該帯電ロールを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。より詳しくは、本発明は、電子写真感光体に接触配置された帯電ロールに電圧を印加することで電子写真感光体表面を所定の電位に帯電する帯電ロール、及び該帯電ロールを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。

従来、電子写真法としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により電子写真感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに電子写真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電子写真感光体上より除去される。
従来、電子写真法の帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン・低消費電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ロールを用いたロール帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
ロール帯電方式では、導電性の弾性ロールを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。
具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示すと、厚さ２５μｍの感光層を有する有機電子写真感光体（ＯＰＣ電子写真感光体）に対して帯電ロールを加圧当接させた場合には、絶対値で約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば電子写真感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形に電子写真感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。
つまり、電子写真に必要とされる電子写真感光体表面電位Ｖｄを得るためには帯電ロールにはＶｄ＋Ｖｔｈという画像形成自体に必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。このようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行う方法をＤＣ帯電と称する。
しかし、ＤＣ帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動し易いため、また、電子写真感光体が削れることによって膜厚が変化するとＶｔｈが変動するため、電子写真感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。
このため、更なる帯電の均一化を図るために、所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するＡＣ＋ＤＣ帯電方式が用いられる。これは、ＡＣによる電位の均し効果を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響され難い。
帯電用の導電性部材としては、導電性支持部材上に導電性シームレスチューブにより表面層を形成した例がある（例えば、米国特許４，９６７，２３１号明細書参照）。更には、フッ素樹脂からなるシームレスチューブが開示され、導電性の異なる層構成よりなる多層チューブも開示されている。帯電部材としての製造にかかる方法としては、前記従来技術として、挿入により形成する方法が挙げられている。また、クロスヘッド押し出し機を用いた表面形成方法も提案されている。
このような、シームレスチューブにより帯電ロールを形成する方法は、基体上の弾性層として発泡体を用いても、それを更にシームレスチューブによって被覆することにより、均一な面を形成することができ、より均一な帯電ができ易い。
支持部材にシームレスチューブを被覆するには、シームレスチューブ内径を被覆すべき支持部材の外径よりも大とし、物理的あるいは化学的手段、例えば熱によりチューブを収縮させ嵌合させるか、シームレスチューブ内径を被覆すべき支持部材の外径よりも小とし、物理的あるいは化学的手段、例えば空気圧によりチューブを押し広げ嵌合させるかの手段がとられる。また、多層同時成形チューブとすることも可能である（例えば、特開平１１−１２５９５２号公報参照）。
シームレスチューブに導電性を持たせる手法としては、一般的に塩を導電剤として用いるイオン伝導法とカーボンブラック、導電性金属酸化物及び金属粉末等を導電剤として用いる電子伝導法とが挙げられる。イオン伝導法により導電性を持たせた場合、抵抗値の環境変動が大きくなり易く、また、電子写真感光体と当接するため塩が電子写真感光体を汚染し易いといった問題がある。
しかしながら、上記のような接触帯電装置を、被帯電体である電子写真感光体にライン走査で静電潜像を形成する電子写真装置、例えばレーザービームプリンターの帯電手段として採用した場合、次のような問題がある。副走査方向に高密度で等間隔のレーザーの照射・非照射の繰り返しの画像パターンを出力すると、接触帯電部材に印加する交流電圧の周波数と画像パターンの空間周波数とが近くなると画像面にモアレ縞が発生することがある。これは交流の周波数を充分高くすれば解決可能であるが、接触帯電部材と電子写真感光体とが接触しているために振動音が発生し易くなり、特にオフィス環境等において、プリンター等の動作時の騒音を低減するためには極めて不都合であるという欠点があった。
接触帯電方法における振動音（以後「帯電音」と称する）は、帯電部材と被帯電体とが当接状態で交流電圧が印加されるため、印加される交流電圧の加振力によって発生する振動が原因であり、振動は交流電圧周波数と電界力及び弾性体の復元力で帯電部材が被帯電体を「叩く」ことによって生じるものと考えられている。従って、帯電音低減のためには、帯電部材の全体又は弾性体を低硬度、すなわち柔らかくする方法が一般的に採用されている（例えば、特開平４−２５８６８号公報参照）。
一方、弾性層あるいは、表面塗膜層等の動的粘弾性測定におけるｔａｎδや貯蔵弾性率に着目し、ｔａｎδを大きくする手段（例えば特開平８−２６２８３５号公報参照）や、ｔａｎδの値を制御し、かつ貯蔵弾性率を下げる、つまり硬度を下げる手段（例えば特開平１０−３１９６７６号公報参照）が挙げられるが、これらの特徴を有する帯電部材は、従来のものと比較すると静音性は増しているものの、近年、高速化による帯電周波数の高周波数化により、より高音で耳障りな音が発生し易くなる、コンパクト化により帯電音が聞こえ易くなる等、一般ユーザーが満足して使用出来るというレベルに達するまでには改良の余地が残されている。
更には、硬度を下げる、あるいはｔａｎδを大きくするということは、帯電ロールと電子写真感光体との当接状態にて、長期保存されることにより、帯電ロールの当接部分が永久ひずみにより変形し、形状悪化に伴う、画像不良や帯電音の悪化等の問題がある。

本発明の目的は、被帯電体に接触し交流成分を含む電圧を印加して帯電を行う接触式の帯電ロールに関し、帯電ロールから発生する音（帯電音）を低減し、かつ圧縮変形に対する変形を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ロール、該帯電ロールを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することである。
本発明に従って、少なくとも支持部材と導電性被覆部材を有する帯電ロールであって、該帯電ロール断面方向の２５℃における動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下で０．２以上、かつ１Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下では０．２以下であることを特徴とする帯電ロールが提供される。
また、本発明に従って、少なくとも支持部材と導電性被覆部材を有する帯電ロールであって、
該導電性被覆部材が２層以上で構成され、表面層以外の少なくとも１層が、動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以上であり、かつ帯電ロール断面方向全体のｔａｎδの値が、１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以下である
ことを特徴とする帯電ロールが提供される。
また、本発明に従って、電子写真感光体と、帯電部材と、現像手段、クリーニング手段の一方又は両方の手段と、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、交流成分を含む電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、上記帯電ロールを用いたことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
更に、本発明に従って、電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、交流成分を含む電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、上記帯電ロールを用いたことを特徴とする電子写真装置が提供される。
以上により、本発明により、帯電ロールから発生する音（帯電音）を低減し、かつ圧縮変形に対する変形を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ロール、該帯電ロールを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することが可能となった。

図１は、本発明の帯電ロールの概略断面図である。
図２は、本発明の帯電ロールの動的粘弾性測定方法の概略図である。
図３は、本発明の帯電ロールを有するプロセスカートリッジを具備する電子写真装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明者らが鋭意検討を行った結果、帯電音、つまり、帯電ロールの振動による音の発生を抑える手段として、単純に帯電ロールのｔａｎδを大きくし、制振性をもたせるのではなく、発生する帯電音が、帯電周波数及びその整数倍音に由来しているということに着目し、帯電周波数及びその整数倍音の領域である１ｋＨｚ以上かつ人間の聴力の限界である２０ｋＨｚの範囲において、ｔａｎδを大きくし、周波数の低い領域では、ｔａｎδを小さくするという設計にすることにより、帯電音の抑制と当接による永久ひずみを小さくすることが可能となった。
つまり、帯電ロール断面方向の２５℃における動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下で０．２以上、かつ１Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下では０．２以下であることにより、効果的に帯電音圧や帯電音リップル等の帯電音を抑制することが可能となる。ｔａｎδの値が１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下で０．２未満であると帯電周波数及びその整数倍音の音源となる振動を十分吸収することが出来ず、帯電音が大きくなり聴感上問題となる。またｔａｎδの値が１Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下で０．２を超えると長期保管において、帯電ロールの電子写真感光体に対する当接部分が永久ひずみにより変形し、形状悪化に伴う、画像不良や帯電音の悪化等の問題がある。
更に、鋭意検討を行った結果、帯電音、つまり、帯電ロールの振動による音の発生を抑える手段として、単純に帯電ロールのｔａｎδを大きくし、制振性をもたせるのではなく、帯電ロール中にｔａｎδの大きい層を設ける、特に表面付近に近い層にｔａｎδが大きな層を設けることで、効果的に帯電音を抑制することが可能となることを見出した。更に、他の層ではｔａｎδの小さな材料を用い、帯電ロール全体としてｔａｎδを抑えることにより、帯電音の抑制と当接による永久ひずみを小さくすることが可能となった。そこで、本発明では、より表面に近い導電性被覆部材中にｔａｎδの大きな層を設けた。ただし、ここで、最表面層に、ｔａｎδの大きな層を設けることで、更に効果的に帯電音の抑制は可能となるが、電子写真感光体と直接接触するために、画像品質上問題のないレベルにまで、当接による圧縮永久ひずみを小さくすることが困難となるため表面層以外に設けることを必須とした。
つまり、導電性被覆部材が２層以上で構成され、表面層以外の少なくとも１層が、動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以上でありかつ、帯電ロール断面方向全体のｔａｎδの値が、上記と同条件にて、０．２以下であることにより、効果的に帯電音圧や帯電音リップル等の帯電音を抑制することが可能となる。表面層以外の少なくとも１層のｔａｎδの値が０．２未満になると帯電周波数及びその整数倍音の音源となる振動を十分吸収することが出来ず、帯電音が大きくなり聴感上問題となる。一方、帯電ロール断面方向全体のｔａｎδの値が０．２を超えると帯電ロールの損失弾性率が高くなり変形による画像不良が発生する。
本発明の帯電ロール１１の構成の例を図１に示す。図１は導電性被覆層が２層の場合であり、図中１は導電性基体、２は発泡弾性層、３が導電性被覆層であり、３（ｉ）が内部層、３（ｏ）が表面層である。
導電性基体１の材質としては、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等が用いられ、その形状としては、棒状及び板状等が使用できる。例えば、弾性ロールの構成としては、導電性基体上に発泡弾性層２を設け、更に導電層又は抵抗層を設けたもの等が用いられる。発泡弾性層としては、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム及びブチルゴム等のゴム又はスポンジや、スチレンブタジエン、ポリウレタン、ポリエステル及びエチレン−酢酸ビニル等の熱可塑性樹脂で形成することができる。これらのゴムや樹脂にカーボンブラック、金属及び金属酸化物粒子等の導電剤を含有させてもよい。
導電性被覆層３は、材質や製造方法等が特に制限されるものではないが、製造安定性に優れ、従来安定生産が難しいとされた中抵抗領域を安定して生産できるという観点からシームレスチューブが好ましい。
導電性被覆部材に用いられる材料としては、特に制限されることはないが、熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブであることが好ましい。ただし、内部層３（ｉ）に関しては、本発明に従えば、ｔａｎδが後述の測定方法にて、０．２以上である必要がある。
熱可塑性エラストマーを用いる場合として具体的には、オレフィン系（ＴＰＯ）、スチレン系（ＴＰＳ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡ）及び塩化ビニル（ＰＶＣ）系等が挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーにカーボンブラック、金属及び金属酸化物粒子等の導電剤を含有させてもよい。
また、本発明のｔａｎδの範囲に調整するために上記熱可塑性エラストマーのほかに、更に熱可塑性樹脂や無機顔料等を添加することは何ら問題ない。
次に、本発明の導電性被覆層を形成するシームレスチューブの製造方法としては、まず熱可塑性エラストマー、カーボンブラック等の導電顔料を必要な添加剤と共に混練し、続いてペレット化する。次に得られたペレットを押出し成形機によりシームレスチューブとする。そして、成形加工されたシームレスチューブを支持部材に被覆し、導電性部材とするのである。
本発明におけるシームレスチューブの厚みには特に制限はないが、好ましくは１００μｍ以上６００μｍ以下である。また、多層同時成形チューブとすることもなんら制限されるものではない。
更に、上記の各層、各部材の材質、膜厚等を調整して、ｔａｎδが本発明の所望の範囲になるようにする。
帯電ロールの動的粘弾性の測定は、ＪＩＳ Ｋ６３９４の「加硫ゴムの動的性質試験方法」に基づいて行った。図２に、本発明に係る帯電ロール１１の動的粘弾性の測定装置及び手段を示した。帯電ロール１１の動的粘弾性の測定は、ロールの一部を軸線方向に長さ１０．０ｍｍ切り取り、次いで導電性基体１の接線に沿ってロールの導電弾性層部分を切り取って測定サンプルとした。次に、図２に示すように帯電ロール１１の切片を固定し、静荷重４３０ｍＮを加え、上方より動電型加振器によって周波数と振幅が設定された正弦波振動を加え、その時に発生する応力レスポンスを検出した。得られた動的応力波形及び動的変位波形より貯蔵弾性率（Ｅ’）及び損失弾性率（Ｅ”）を算出し、それらの比からｔａｎδを測定した。
導電性被覆層の動的粘弾性の測定は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて行った。導電性被覆層に関しては、加圧プレス機等により、各層を個別にシート状に成型し、厚さ０．４０ｍｍ、幅６．０ｍｍ、長さ２６ｍｍに切り出し、長さ引っ張り方向に、静荷重１００ｍＮを加え、動電型加振器によって周波数と振幅が設定された正弦波振動を加え、その時に発生する応力レスポンスを検出した。得られた動的応力波形及び動的変位波形より貯蔵弾性率（Ｅ’）及び損失弾性率（Ｅ”）を算出し、それらの比からｔａｎδを測定した。
図３に本発明の帯電ロールを一次帯電手段として有するプロセスカートリッジを具備する電子写真装置の構成の例を示す。本発明に用いられる電子写真感光体、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段は、特に限定されるものではない。
図３において、１３は電子写真感光体であり、矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体１３は、回転過程において、接触配置されている一次帯電手段としての本発明の帯電ロール１１によりその周面に交流成分を含む正又は負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の露光手段（不図示）からの露光光１４を受ける。こうして電子写真感光体１３の周面に静電潜像が順次形成されていく。
形成された静電潜像は、次いで現像手段１５によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不図示の給紙部から電子写真感光体１３と転写手段１６との間に電子写真感光体１３の回転と同期取りされて給紙された転写材１７に、転写装置１６により順次転写されていく。
像転写を受けた転写材１７は、電子写真感光体面から分離されて像定着手段１８へ導入されて像定着を受けることにより複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。
像転写後の電子写真感光体１３の表面は、クリーニング手段１９によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返し像形成に使用される。
なお、図３中、符号２０は案内手段であり、符号２１はプロセスカートリッジである。
以下、実施例を挙げて説明をするが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお本実施例中の「部」は質量部を示す。
（発泡弾性層支持部材作製例／弾性層１−１）
導電性基体として、鉄材を押出し成形により、直径６ｍｍの棒材に押出し、長さ２５０ｍｍに切断後、これに化学メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。次に、発泡弾性層の材料として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を１００部、カーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積１２００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸汕量５００、ｐＨ９．０）を１０部と発泡剤、加硫剤及びその他の添加剤を適量加え２本ロールで混練分散し、ゴムコンパウンドを得た。得られたゴムコンパウンドを単軸押し出し機でチューブ状に押し出し成型し、１６０℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間発泡と加硫を行い、直径１２．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、中心部の穴の直径４ｍｍのチューブ状発泡弾性層を作製した。この発泡弾性層チューブを、表面に導電性接着剤を塗布した上記導電性基体上に被覆し、続いて２００℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間加硫した後、不要な端部のゴムを１ｃｍずつカットして、導電性スポンジゴム基層を作った。その後、研磨によって直径１１．４ｍｍの発泡弾性層支持部材を得た。
（発泡弾性層支持部材作製例／弾性層１−２）
導電性基体として、鉄材を押出し成形により、直径６ｍｍの棒材に押出し、長さ２５０ｍｍに切断後、これに化学メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。次に、発泡弾性層の材料として、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を１００部、カーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積１２００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量５００、ｐＨ９．０）を１０部と発泡剤、加硫剤及びその他の添加剤を適量加え２本ロールで混練分散し、ゴムコンパウンドを得た。得られたゴムコンパウンドを単軸押し出し機でチューブ状に押し出し成型し、１６０℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間発泡と加硫を行い、直径１２．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、中心部の穴の直径４ｍｍのチューブ状発泡弾性層を作製した。この発泡弾性層チューブを、表面に導電性接着剤を塗布した上記導電性基体上に被覆し、続いて２００℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間加硫した後、不要な端部のゴムを１ｃｍずつカットして、導電性スポンジゴム基層を作った。その後、研磨によって直径１１．４ｍｍの発泡弾性層支持部材を得た。
（シームレスチューブ作製例１／チューブ１−１）
チューブ表面層用として、スチレン−水添ブタジエン−結晶性オレフィンブロック共重合体エラストマー（ＳＥＢＣ）（スチレン含率２０％）を６０部、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）４０部、カーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に造粒用押し出し機によりペレット化した。
チューブ内部層用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にカーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１６部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に造粒用押し出し機によりペレット化した。
上記のペレットを用いて、内径φ１６．５ｍｍのダイスと外径φ１８．５ｍｍのポイントを備えた二色押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、内径φ１１．１ｍｍ、表面層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍの導電性被覆層となるシームレスチューブに成形加工した。
（シームレスチューブ作製例２／チューブ１−２）
チューブ内層用として、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体エラストマー（ＳＢＳ）１００部にカーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１６部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に造粒用押し出し機によりペレット化した。チューブ表面層用ペレット及び、その後の工程はシームレスチューブ作製例１と同様の製造工程を経て、内径φ１１．１ｍｍ、表面層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍの導電性被覆層となるシームレスチューブに成形加工した。

（実施例１−１、１−２及び比較例１−１、１−２）
得られた導電性被覆層となるシームレスチューブを前記発泡弾性層支持部材に被覆し、図１に示すような帯電ロール１１を作製した。シームレスチューブと発泡弾性層支持部材との組み合わせを表１に示す。以下にこれらの評価方法を記載する。
＜動的粘弾性の評価＞
実施例及び比較例で得られた帯電ロールを軸線方向に長さ１０．０ｍｍに切り、次いで導電性基体の接線に沿って発泡弾性層、導電性被覆層を切り取って、縦長さ（Ｔ）１０．０ｍｍの試料を作製し、図２に示すようにセットし、以下の条件下で測定した。
・測定装置：ＥＸＳＴＡＲ６０００ ＤＭＳ（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）
・圧縮刺激：（荷重制御 静荷重約４３０ｍＮ、ひずみ振幅５．０μｍ、正弦波）
・温度：−５０℃以上１００℃以下
・周波数：１，２，５，１０，２０，５０，１００Ｈｚ
温度−周波数分散より、例えば高分子化学第３版（共立出版）２７４〜２７７頁記載のようにして、ＷＬＦ（Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｌａｎｄｅｌ，Ｆｅｒｒｙ）則のシフトファクターαＴを求め、基準温度２５℃でのマスターカーブを作製し、貯蔵弾性率、損失弾性率からｔａｎδを算出した。
＜帯電音圧の測定＞
実施例及び比較例で得られた帯電ロールの軸体の両端部に９．８Ｎの荷重を加えて、外径３０ｍｍφの電子写真感光体ドラムに押し当てて、ピーク間電圧２ＫＶ／１６００Ｈｚの交流電界を印加したときの音圧を２００ｍｍ離れた場所に置いた音圧計（ＬＡ−５１１０、小野測器製）を用いて音圧及び、音圧のふれ（リップル）を測定した。評価試験の結果を表１に示した。
＜酷保管評価＞
実施例及び比較例で得られた帯電ロールを図３に示すプロセスカートリッジに組み込み、過酷保管環境（４０℃／９５％ＲＨ）にて３０日間放置し、その後、プロセスカートリッジをレーザービームプリンター（一次帯電：ローラ直接ＤＣ帯電）に装着、画像出しし、帯電ロールと、電子写真感光体の当接部に相当する位置に画像不良がないか確認した。結果を表１に示した。なお表中の○は、当接部相当位置に画像不良がないことを示し、×は当接部相当位置に、黒スジ等の画像不良が発生したことを示した。

（発泡弾性層支持部材作製例／弾性層２−１）
導電性基体として、鉄材を押出し成形により、直径６ｍｍの棒材に押出し、長さ２５０ｍｍに切断後、これに化学メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。次に、発泡弾性層の材料として、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を１００部、カーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積１２００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量５００、ｐＨ９．０）を１０部と発泡剤、加硫剤及びその他の添加剤を適量加え２本ロールで混練分散し、ゴムコンパウンドを得た。得られたゴムコンパウンドを単軸押し出し機でチューブ状に押し出し成型し、１６０℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間発泡と加硫を行い、直径１２．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、中心部の穴の直径４ｍｍのチューブ状発泡弾性層を作製した。この発泡弾性層チューブを、表面に導電性接着剤を塗布した上記導電性基体上に被覆し、続いて２００℃、０．７ＭＰａの水蒸気中で３０分間加硫した後、不要な端部のゴムを１ｃｍずつカットして、導電性スポンジゴム基層を作った。その後、研磨によって直径１１．５ｍｍの発泡弾性層支持部材を得た。
（シームレスチューブ作製例４／チューブ２−１）
チューブ表面層用として、スチレン−水添ブタジエン−結晶性オレフィンブロック共重合体エラストマー（ＳＥＢＣ）（スチレン含率２０％）を６０部、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）４０部、カーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に単軸押し出し機により溶融押出しし、ペレット化した。
チューブ内部層用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）とスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体エラストマー（ＳＩＳ）のブロック共重合体１００部にカーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１６部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に造粒用押し出し機によりペレット化した。
上記のペレットを用いて、内径φ１６．５ｍｍのダイスと外径φ１８．５ｍｍのポイントを備えた二色押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、内径φ１１．１ｍｍ、表面層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍの導電性被覆層となるシームレスチューブに成形加工した。
（シームレスチューブ作製例５／チューブ２−２）
チューブ内層用として、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体エラストマー（ＳＩＳ）１００部にカーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１６部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に単軸押し出し機により溶融押出しし、ペレット化した。チューブ表面層用ペレット及び、その後の工程はシームレスチューブ作製例４と同様の製造工程を経て、内径φ１１．１ｍｍ、表面層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍの導電性被覆層となるシームレスチューブに成形加工した。
（シームレスチューブ作製例６／チューブ２−３）
チューブ内層用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にカーボンブラック（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０、ｐＨ９．０）１６部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後に単軸押し出し機により溶融押出しし、ペレット化した。チューブ表面層用ペレット及び、その後の工程はシームレスチューブ作製例４と同様の製造工程を経て、内径φ１１．１ｍｍ、表面層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍの導電性被覆層となるシームレスチューブに成形加工した。
（実施例２−１、２−２及び比較例２−１）
得られた導電性被覆層となるシームレスチューブを前記発泡弾性層支持部材に被覆し、図１に示すような帯電ロール１１を作製した。シームレスチューブと発泡弾性層支持部材との組み合わせを表２に示す。以下にこれらの評価方法を記載する。
＜動的粘弾性の評価／導電性被覆層材＞
シームレスチューブ作製例で得られた内部層用ペレットを加熱プレスにより厚さ１．０ｍｍのシートを成形し、長さ２６．０ｍｍ、幅６．０ｍｍに切り出して試料を作製し、以下の条件下で測定した。
・測定装置：ＥＸＳＴＡＲ６０００ ＤＭＳ（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）
・引っ張り刺激：（荷重制御 静荷重約１００ｍＮ、ひずみ振幅５．０μｍ、正弦波）
・温度：−５０℃以上１００℃以下
・周波数：１０Ｈｚ
＜動的粘弾性の評価／帯電ロール＞
実施例及び比較例で得られた帯電ロールを軸線方向に長さ１０．０ｍｍに切り、次いで導電性基体の接線に沿って発泡弾性層、導電性被覆層を切り取って、縦長さ（Ｔ）１０．０ｍｍの試料を作製し、図２に示すようにセットし、以下の条件下で測定した。
・測定装置：ＥＸＳＴＡＲ６０００ ＤＭＳ（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）
・圧縮刺激：（荷重制御 静荷重約４３０ｍＮ、ひずみ振幅５．０μｍ、正弦波）
・温度：−５０℃以上１００℃以下
・周波数：１０Ｈｚ
＜帯電音圧の測定＞
上記実施例１と同様に測定した。結果を表２に示す。
＜過酷保管評価＞
上記実施例１と同様に測定した。結果を表２に示す。

以上により、帯電ロールから発生する音（帯電音）を低減し、かつ圧縮変形に対する変形を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ロール、該帯電ロールを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。
この出願は２００５年２月２１日に出願された日本国特許出願番号第２００５−０４４０４５、２００５年２月２１日に出願された日本国特許出願番号第２００５−０４４０４６及び２００６年２月３日に出願された日本国特許出願番号第２００６−０２７０２３からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims (4)

1. 少なくとも支持部材と導電性被覆部材を有する帯電ロールであって、
   該帯電ロール断面方向の２５℃における動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下で０．２以上、かつ１Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下では０．２以下である
   ことを特徴とする帯電ロール。
2. 少なくとも支持部材と導電性被覆部材を有する帯電ロールであって、
   該導電性被覆部材が２層以上で構成され、表面層以外の少なくとも１層が、動的粘弾性による貯蔵弾性率と損失弾性率との比で表されるｔａｎδの値が１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以上であり、かつ帯電ロール断面方向全体のｔａｎδの値が、１０Ｈｚ、１０℃以上５０℃以下の範囲で０．２以下である
   ことを特徴とする帯電ロール。
3. 電子写真感光体と、帯電部材と、現像手段、クリーニング手段の一方又は両方の手段と、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、交流成分を含む電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、請求項１又は２に記載の帯電ロールを用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、交流成分を含む電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、請求項１又は２に記載の帯電ロールを用いたことを特徴とする電子写真装置。

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