WO2006088237A1

WO2006088237A1 - 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置

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Publication number: WO2006088237A1
Application number: PCT/JP2006/303336
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Abe; Hirobumi Takahashi; Ayumi Okuda; Tomoya Kawakami
Original assignee: Canon Kasei Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2006-08-24
Also published as: US20060204280A1; JPWO2006088237A1; US7209683B2; JP4599466B2; JP2010191443A

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

明細書帯電ロール、プロセスカートリッジ及ぴ電子写真装置

技術分野

本発明は、帯電ロール及ぴ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、及ぴ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。背景技術

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、この中でも特に帯竃部材として導電ロー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つて行われるため、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 2 5 μ πιの感光層を有する有機電子写真感光体（O P C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 6 4 0 V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 V t h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 V dを得るためには帯電ロールには V d + V t hという画像形成自体に必要とされる以上の D C電圧が必要となる。このようにして D C電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行う方法を D C帯電と称する。

しかし、 D C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とによって膜厚が変化すると V t h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つた ₀ ' '

このため、更なる帯電の均一化を図るために、所望の V dに相当する D C電圧に 2 X V t h以上のピーク間電圧を持つ A C成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する A C + D C帯駕方式が用いられる。これは、 A C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 A C電圧のピークの中央である V d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， 9 6 7 , 2 3 1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、揷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 1 1一 1 2 5 9 5 2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。副走查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力 S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、プリンタ一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ぴ弹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— 2 5 8 6 8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 t a η δや貯蔵弾性率に着目し、 t a n δを大きくする手段（例えば特開平 8— 2 6 2 8 3 5号公報参照）や、 t a η δ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 1 0— 3 1 9 6 7 6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ィ匕により、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 t a η δ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。発明の開示

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 2 5 °C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 t a η δの値が 1 k H z以上 2 0 k H z以下で 0. 2以上、かつ 1 H z以上 1 0 H z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ノレであって、

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弹性率との比で表される t a η δの値が

1 0 Η ζ、 1 0 °C以上 5 0 °C以下の囲で 0 . 2以上であり、かつ帯電ロール断面方向全体の t a η δの値が、 1 0 Η ζ、 1 0 以上 5 0 °C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、タ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力！]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、該霄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。図面の簡単な説明

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。発明を実施するための最良の形態

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 t a η δ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 1 k H ζ以上かつ人間の聴力の限界である 2 0 k H zの範囲において、 t a η δを大きくし、周波数の低い領域では、 t a η δ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 2 5 °C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 t a η δの値が 1 k H ζ以上 2 0 k Η ζ以下で 0 . 2以上、かつ 1 H z以上 1 0 H z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。 t a η δの値が 1 k H z以上 2 0 k H z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 a η δの値が 1 H z以上 1 O H z以下で 0 . 2を超えると長期保管にぉ、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、銳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 t a n aを大きくし、制振' をもたせるのではなく、帯電ロール中に t a η δの大きい層を設ける、特に表面付近に近い層に t a η δ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 t a η δの小さな材料を用い、帯電ロール全体として t a η δ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 t a η δの大きな層を設けた。ただし、ここで、最表面層に、 t a η δ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 t a η δの値が 1 0 Η ζ、 1 0 °C以上 5 0 °C以下の範囲で 0. 2以上でありかつ、帯電口ール断面方向全体の t a η δ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 t a η δ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 t a η δ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。本努明の帯竃ロール 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 (0) 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、ィソプレンゴム、 EPDMゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム及ぴ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—酢酸ビニノレ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レ、が、熱可塑性エラストマ一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、 t a n S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一を用いる場合として具体的には、ォレフィン系（TP 0)、スチレン系（TPS)、ウレタン系（TPU)、エステル系（TPEE)、アミド系（TPA) 及ぴ塩化ビュル（PVC) 系等が挙げられる。これらの熱可塑性土ラストマ一にカーボンブラック、金属及ぴ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 t a η δの範囲に調整するために上記熱可塑性エラストマ一のほかに、更に熱可塑性樹月旨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一、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ユ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 100 μηι以上 600 //m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、 t a η δ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、 J I S Κ6394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 Γ1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. Omm切り取り、次いで導電性基体 1の揆線に沿ってロールの導電弾' 層部分を切り取って測定サンプとした。次に、図 2に示すように帯電ロール 1 1の切片を固定し、静荷重 430 mN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ぴ動的変位波形より貯蔵弾性率（Ε') 及び損失弾性率（Ε") を算出し、それらの比カゝら t a η δを測定した。

導電性被覆層の動的粘弾性の測定は、 J I S 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. 0 mm、長さ 26 mmに切り出し、長さ引つ張り方向に、静荷重 1 O OmN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（Ε') 及び損失弾性率（E ") を算出し、それらの比から t a η δを測定した。

図 3に本発明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、 1 3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 1 3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 1 1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一ビーム走査露光等の露光手段（不図示）からの露光光 1 4を受ける。こうして電子写真感光体 1 3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 1 5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 1 3と転写手段 1 6 との間に電子写真感光体 1 3の回転と同期取りされて給紙された転写材 1 Ί に、転写装置 1 6により順次転写されていく。

像転写を受けた転写材 1 7は、電子写真感光体面から分離されて像定着手段 1 8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 1 3の表面は、クリーニング手段 1 9によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面ィヒされ、繰り返し像形成に使用される。なお、図 3中、符号 2 0は案内手段であり、符号 2 1はプロセスカートリツジである。

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レ、。なお本実施例中の「部」は質量部を示す。

(発泡弹性層支持部材作製例/弾性層 1一 1 )

導電性基体として、鉄材を押出し成形により、直径 6 mmの棒材に押出し、長さ 25 Ommに切断後、これに化学メツキを厚さ約 3 m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 30 nm、比表面積 1200m²/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°C：、 0. 7MP a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 4 mm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°C、 0. 7MP aの水蒸気中で 30分間加硫した後、不要な端部のゴムを 1 c mずつ力ットして、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 1 1. 4 mm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 Z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 25 Ommに切断後、これに化学メツキを厚さ約 3 μ m施したものを用意した。次に、発泡弾の材料として、エチレンプロピレンジェンゴム（EP. DM) を 100部、カーボンブラック（一次粒径 30nm、比表面積 1200 mVg, 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本口一ルで混練分散し、ゴムコンパゥンド、を得た。得られたゴムコンパゥ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°C 0. 7MP aの水蒸気中で 30分間発泡と加硫を行い、直径 12. 5mm, 長さ 25 Omm, 中心部の穴の直径 4 mmのチューブ状発泡弾性層を作製し。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上に被覆し、続いて 200°C、 0. 7 MP aの水蒸気中で 30分間加硫した後、不要な端部のゴムを 1 c mずつカツトして、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 1.1. 4 mmの発泡弾性層支持部材を得た。

(シ一ムレスチューブ作製例 1 /チューブ 1一 1 )

チューブ表面層用として、スチレン一水添ブタジエン一結晶性ォレフインブロック共重合体エラストマ一（SEBC) (スチレン含率 20%) を 60部、耐衝撃性ポリスチレン（HI PS) 40部、カーボンブラック（一次粒径 30 nm、比表面積 800m²/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°Cで 1 5分間混練し、冷却粉碎後に造粒用押し出し機によりペレツト化した。

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一（TPU) 1 00部にカーボンブラック（一次粒径 30nm、比表面積 800 m²/ g、 D BP吸油量 360、 pH9. 0) 16部、ステアリン酸カルシウム 1部を添カロし、加庄式-一ダーを用いて 180°C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ツト化した。

上記のペレットを用いて、内径 φ 16. 5 mmのダイスと外径 φ 18. 5 m m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、冷却ェ程を経て、内径 Φ 11. lmm、表面層の厚さ 100/zm、内部層の厚さ 40 0 μπι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 Ζチーブ 1_ 2)

チューブ内層用として、スチレン一ブタジエン一スチレンプロック共重合体エラストマ一（SBS) 100部にカーボンブラック（一次粒径 30nm、比表面積 80

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°C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ツト及ぴ、その後の工程はシームレスチュブ作製例 1と同様の製造ェ程を経て、内径 φ ΐ ΐ. lmm、表面層の厚さ 100 ιη、内部層の厚さ 40 0 μ m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 1一 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 1 1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 ί 0. 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. Omm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： EXSTAR 60.00 DMS (エスアイアイ 'ナノテクノロジ一株式会社製）

•圧縮刺激：（荷重制御静荷重約 430 mN、ひずみ振幅 5. 0 /z m、正弦波）

'温度：一 50°C以上 100°C以下 .

'周波数： 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100Hz

.温度一周波数分散より、例えば高分子化学第 3版（共立出版） 274〜27 7頁記載のようにして、 WLF (Wi l l i ams, La n d e l , F e r r y) 則のシフトファクター αΤを求め、基準温度 25 °Cでのマスターカープを作製し、貯蔵弾性率、損失弾性率から t a h δを算出した。

<帯電音圧の測定 >

実施例及ぴ比較例で得られた帯電ロールの軸体の両端部に 9. 8 Νの荷重を加えて、外径 3 Οπιπιφの電子写真感光体ドラムに押し当てて、ピーク間電圧 2 KV/160 ΟΗζの交流電界を印加したときの音圧を 200 mm離れた場所に置いた音圧計（LA—51 10、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。ぐ酷保管評価 >

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ツジに組み込み、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面像不良がないか確認した。結果を表 1に示した。なお表中の〇は、当接部相当位置に画像不良がないことを示し、 X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。表 1

(発泡弾性層支持部林作製例/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 6 mmの棒材に押出し、長さ 250 mmに切断後、これに化学メツキを厚さ約 3 m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ェンゴム（EP DM) を 100部、カーボンブラック（一次粒径 30nm、比表面積 1200 m² g s 08?吸油¾500、 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 c 得られたゴムコンパゥンドを単軸押し出し機でチューブ状に押し出し成型し、 1.60°C、 0. 7 MP a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 4 mm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°C、 0. 7 MP aの水蒸気中で 30分間加硫した後、不要な端部のゴムを 1 cm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 1 1. 5 mm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ノチューブ 2— 1)

チューブ表面層用として、スチレン一水添ブタジエン一結晶性ォレフインブロック共重合体エラストマ一（SEBC) (スチレン含率 20%) を 60部、耐衝撃性ポリスチレン（HI PS) 40部、カーボンブラック（一次粒径 30 nm、比表面積 800m²/g、 DB P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でで 1 5分間混練し、冷却粉碎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一（TP U) とスチレン一イソプレン一スチレンプロック共重合体エラストマ一（S I S) のプロック共重合体 100部にカーボンブラック（一次粒径 30 nm、比表面積 800m g 08?吸油量360、 pH9. 0) 16部、ステアリン酸力ルシゥム 1部を添カ卩し、加圧式ニーダーを用いて 180°Cで 15分間混練し、冷却粉碎後に造粒用押し出し機によりペレツト化した。

上記のペレットを用いて、内径 φ 16. 5mmのダイスと外径 φ 18. 5m m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、冷却ェ程を経て、内径 Φ 11. lmm、表面層の厚さ 100 /z m、内部層の厚さ 40 0 μ m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、スチレン一イソプレン一スチレンプロッグ共重合体エラストマ一（S I S) 100部に力ボンブラック（一次粒径 30nm、比表面積 800m²/g、 08?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。チユープ表面層用ペレツト及び、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 ψ 1 1. 1 mm、表面層の厚さ 100 μ m、内部層の厚さ 400 m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ノチューブ 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一（TPU) 10 0部にカーボンブラック（一次粒径 30 nm、比表面積 80 Om²/g、 DB P吸油量 360、 pH9. 0) 1 6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°C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 φ 11, 1mm、表面層の厚さ 100 μπι、内部層の厚さ 400 μιη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. 0 mmのシートを成开し、長さ 26. Omm、幅 6. Omm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 'ナノテクノロジ一株式会社製）

♦引っ張り刺激：（荷重制御静荷重約 1 00 mN、ひずみ振幅 5. 0 /X m、正弦波）

•温度：一 50°C以上 100°C以下

·周波数： 1 OHz

<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 1 0. Omm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) 1 0. Omm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： EXS TAR 6000 DMS (エスアイアイ ·ナノテクノロジ一株式会社製）

•圧縮刺激：（荷重制御静荷重約 4 30 mN、ひずみ振幅 5. 0 μ m、正弦波）

· ：ー50°C以上 1 00T:以下

•周波数： 1 OHz

く帯電音圧の測定 >

上記実施例 1と同様に測定した。結果を表 2に示す。

く過酷保管評価〉

上記実施例 1と同様に測定した。結果を表 2に示す。表 2

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ぴ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 200 5— 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及ぴ 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

請求の範囲

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 2 5 °C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 t a η δの値が 1 k H z以上 2 0 k H z以下で 0 . 2以上、かつ 1 H z以上 1 0 H z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 t a η δの値が 1 0Η ζ、 1 0 °C以上 5 0 °C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 t a η δの値が、 1 0 Η ζ、 1 0で以上 5 0 °C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、 ^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。 '