(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製芯材の表面にゴム層を被覆した帯電ロールであって、ゴム層が、（Ａ）エピハロヒドリン共重合体ゴム４０〜９０重量％、（Ｂ）不飽和ゴム５〜４０重量％、及び（Ｃ）液状不飽和ゴム５〜２０重量％を含有するゴム組成物から形成されたものであることを特徴とする帯電ロール。
【請求項２】
エピハロヒドリン共重合体ゴム（Ａ）が、アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピハロヒドリン２８〜７０モル％、及びエチレン性不飽和エポキシド２〜１５モル％を共重合して得られた共重合体ゴムである請求項１記載の帯電ロール。
【請求項３】
少なくとも感光体ドラム、露光手段、現像ロール、及び帯電ロールを備え、（１）帯電ロールが感光体ドラムに当接して感光体ドラム表面を帯電させ、（２）露光手段により露光することにより帯電した感光体ドラム表面に静電潜像を形成させ、（３）現像剤が塗布された現像ロールが感光体ドラムに当接して、静電潜像が現像剤により可視像に現像されるように構成された画像形成装置において、帯電ロールが請求項１または２記載の帯電ロールであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機などの画像形成装置において、感光体ドラム（像担持体）と接触して配置されている帯電ロールに関し、更に詳しくは、電気抵抗の環境依存性が小さく、安定した半導電性を有し、低硬度で、動摩擦係数が小さく、感光体ドラムに対する汚染がなく、トナーの付着によるカブリの発生がない帯電ロールに関する。また、本発明は、このような優れた特性を有する帯電ロールを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機などの画像形成装置においては、通常、帯電、露光、現像、転写、定着、及びクリーニングの各工程によって、画像形成が行われている。すなわち、画像形成装置においては、感光体ドラムを一様かつ均一に帯電する帯電工程、露光により感光体ドラムに静電潜像を形成する露光工程、現像剤（トナー）によって、静電潜像を可視像に現像する現像工程、感光体ドラム上のトナーを転写材に転写する転写工程、転写材上のトナーを定着する定着工程、及び転写工程後に感光体ドラムに残留したトナーを清掃するクリーニング工程によって、画像を形成している。
【０００３】
従来、感光体ドラムの帯電工程では、一般にコロナ放電によって帯電が行われていた。しかし、コロナ放電による帯電方式は、高電圧の印加による危険とコスト高に加えて、オゾンなどの有害物質が発生するという問題がある。オゾンは、人体に悪影響を及ぼすだけではなく、感光体ドラムを劣化させてしまう。また、コロナ帯電器は、環境安定性が悪く、特に湿度の影響を受けると、感光体ドラムの帯電電位が変化し、画像特性に悪影響を及ぼす。
【０００４】
そこで、近年、帯電ロールを用いた帯電方式が提案されている（例えば、特開平５−２１０３００号公報、特開平６−２６６２０６号公報、特開平７−２８２９７号公報、特開平７−４９６０５号公報、特開平７−７２７１０号公報）。この帯電方式では、帯電ロールに電圧を印加し、かつ、帯電ロールを感光体ドラムに接触させて、感光体ドラムに直接電荷を与えて帯電させている。したがって、この帯電方式によれば、オゾンの発生がない。転写工程においても、コロナ放電を利用せずに、転写ロールを用い、該転写ロールにトナーと逆極性の電圧を印加して電界を発生させ、該電界の静電気力によってトナーを転写材に転写する方式が提案されている。
【０００５】
一方、転写工程の後、感光体ドラム上に残留するトナーは、通常、クリーニングブレードなどのクリーニング装置によって除去されるが、最近では、クリーニング工程を省略したクリーナーレス方式（またはクリーニングレスプロセス）が提案されている（例えば、特開平５−２１０３００号公報、特開平６−３５３０１号公報）。この方式では、例えば、感光体ドラム上に残留したトナーを、帯電工程を通過した後、帯電された感光体ドラムの表面電位と現像バイアスの差によって、静電気力で現像装置に吸引して回収するというものである。現像装置としては、現像ロールが感光体ドラムに接触する構造のものが用いられる。この方式によれば、画像形成装置を小型化することができると共に、トナーを現像工程で回収することができるため、トナーを廃棄する必要がない。そして、前記のごとき帯電ロールや転写ロールを用いたオゾンフリープロセスとクリーニングレスプロセスを組み合わせた画像形成方式も提案されている（例えば、特開平５−２１０３００号公報）。このような画像形成方式では、通常、キャリヤを必要としない非磁性一成分現像剤が使用されており、装置の小型化に加えて、低価格化やカラー化などが可能である。
【０００６】
従来、帯電ロールとしては、芯金上に、例えば、ポリウレタン、ＳＢＲ、ＥＶＡ、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＩＳ、ＴＰＯ、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＮＢＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＮＲ、シリコンゴム、エピクロロヒドリンゴムなどの樹脂やゴム類に、カーボンブラック、カーボン繊維、金属酸化物、金属粉などの導電性フィラーを配合した組成物からなる被覆層を設けたものが知られている。導電性弾性層の上に、更に導電化したフッ素樹脂からなる非粘着性被膜を被覆したもの、あるいは導電性フィラーを充填したゴム類から形成された中抵抗弾性層の上に、導電性塗料を塗工して抵抗体層を形成したもの（特開平７−７２７１０号公報）などが提案されている。また、芯金上に、エピクロロヒドリンにフッ素樹脂またはアミド樹脂を配合し、導電性フィラーを添加した材料で形成した被覆層を形成した導電性ロールが知られている。
【０００７】
しかしながら、これらの帯電ロールでは、帯電ロールの電気抵抗を適切な範囲にまで下げるために比較的多量の導電性フィラーを分散させなければならない。このような帯電ロールは、硬度が高くなって感光体ドラムとの接触が十分ではなく帯電が均一にならないという問題があった。エピクロロヒドリンゴムなどの電気的中抵抗の弾性層の上に、含フッ素架橋共重合体からなる非粘着性層を設けた帯電ロール（特開平６−２６６２０６号公報）や、硬度（ＪＩＳＡ）４０のエピクロロヒドリンゴムなどの電気的中抵抗の弾性層の上に、各種無機充填剤や導電性粒子などを含有させてもよいフッ素樹脂やポリアミド樹脂、アクリル樹脂などの表面層を設けた帯電ロール（特開平７−４９６０５号公報）も提案されているが、いずれも硬度が高いものである。
【０００８】
ＥＰＤＭにプロセスオイルを含浸させた低硬度帯電ロールが知られているが、含浸プロセスオイルが遊離して感光体を汚染し、可視像にムラを生じるので、ロール表面にナイロンのシートを巻き付けている。しかしながらナイロンシートで十分に防ぐことができず、多層にしたり、厚くしている。そのために、十分な帯電性付与効果を得ることができない。
【０００９】
また、従来の帯電ロールは、クリーナーレス方式の画像形成装置に装着した場合、感光体ドラム上に残留したトナーが付着しやすいという問題があった。すなわち、クリーナーレス方式では、感光体ドラム上に未転写の残留トナーが存在する状態で、帯電ロールにより感光体ドラムを帯電させる。そのため、帯電ロールにトナーが付着しやすい。帯電ロールにトナーが付着すると、総印字枚数が増すに従って帯電ロールへのトナーの付着がひどくなり、感光体ドラムに均一に帯電することができなくなって、カブリを生じる原因となる。
付着を低減するためには帯電ロール表面の粘着性を少なくし、動摩擦係数を小さく抑える必要がある。
【００１０】
感光体ドラムに良好な帯電性を付与するには、帯電ロールと感光体ドラムとの接触面積を大きくする必要があり、そのためには、帯電ロールの表面硬度を低くすることが求められる。一方、帯電ロールにバイアス電圧を印加するには、帯電ロールの電気抵抗を低くしなければならない。帯電ロールは、感光体ドラムとの接触により変形を受けるが、それによって永久変形するものであってはならない。このように、帯電ロールには、多くの特性が要求されている。
さらに、帯電ロールと感光体ドラムとが接触する構造の画像形成装置では、両者が常時接触しているため、帯電ロールによる感光体ドラムの汚染を防止する必要がある。特に、装置の小型化に伴って、汚染されやすい有機感光体（ＯＰＣ感光体）が使用されるようになってきているため、汚染防止がより重要な課題となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電気抵抗の環境依存性が小さく、安定した半導電性を有し、低硬度で、動摩擦係数が小さく、感光体ドラムに対する汚染がなく、トナーの付着によるカブリの発生がない帯電ロールを提供することにある。
また、本発明の目的は、非磁性一成分接触現像方式で、感光体ドラムをクリーニングする装置を必要としない、いわゆるクリーナーレス方式の画像形成装置に好適な帯電ロールを提供することにある。
【００１２】
本発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するために鋭意研究した結果、金属製芯材（芯金）の表面にゴム層を被覆した帯電ロールにおいて、エピハロヒドリン共重合体ゴム、常温で固体の不飽和ゴム、及び常温で液体の液状不飽和ゴムを特定割合でブレンドしたゴム組成物を用いてゴム層を形成したところ、導電性フィラーをそれほど多く含有させなくても、適度に低い電気抵抗を示し、かつ、電気抵抗の環境安定性に優れ、しかも硬度が適度に低く、かつ、動摩擦係数の小さいロールが得られることを見いだした。このロールは、帯電ロールとして用いた場合、感光体ドラムとの密着性が良好で、均一な帯電をさせることができるとともに、感光体ドラム上に残存するトナーと接触してもトナーが付着せず、感光体ドラムを汚染することもない。もちろん、オイルの遊離などの問題もない。
本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かくして、本発明によれば、金属製芯材の表面にゴム層を被覆した帯電ロールであって、ゴム層が、（Ａ）エピハロヒドリン共重合体ゴム４０〜９０重量％、（Ｂ）不飽和ゴム５〜４０重量％、及び（Ｃ）液状不飽和ゴム５〜２０重量％を含有するゴム組成物から形成されたものであることを特徴とする帯電ロールが提供される。
エピハロヒドリン共重合体ゴム（Ａ）は、アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピハロヒドリン２８〜７０モル％、及びエチレン性不飽和エポキシド２〜１５モル％を共重合して得られた共重合体ゴムであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明によれば、少なくとも感光体ドラム、露光手段、現像ロール、及び帯電ロールを備え、（１）帯電ロールが感光体ドラムに当接して感光体ドラム表面を帯電させ、（２）露光手段により露光することにより帯電した感光体ドラム表面に静電潜像を形成させ、（３）現像剤が塗布された現像ロールが感光体ドラムに当接して、静電潜像が現像剤により可視像に現像されるように構成された画像形成装置において、帯電ロールが前記の帯電ロールであることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について詳述する。
（Ａ）エピハロヒドリン共重合体ゴム
本発明で使用する（Ａ）成分のエピハロヒドリン共重合体ゴムは、エピハロヒドリンを必須の単量体として含有する単量体混合物を共重合して得られる共重合体ゴムである。
エピハロヒドリンとしては、例えば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピフルオロヒドリン等が挙げられる。これらの中でも、入手の容易さや価格等の面で、エピクロロヒドリンが好ましい。
エピハロヒドリンと共重合する共単量体としては、アルキレンオキサイド、及びエチレン性不飽和エポキシドが好ましい。エピハロヒドリン共重合体ゴムとしては、アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピハロヒドリン２８〜７０モル％、及びエチレン性不飽和エポキシド２〜１５モル％を共重合して得られた共重合体ゴムが好ましい。
【００１６】
アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどを挙げることができ、これらは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。単独で使用する場合はエチレンオキサイド（ＥＯ）が好ましい。また、併用する場合には、エチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）とを併用することが好ましく、両者の使用割合（ＥＯ：ＰＯ）は、通常、１０：９０〜９０：１０（モル比）の割合で使用される。
【００１７】
アルキレンオキサイドの共重合割合は、通常、２８〜７０モル％、好ましくは３５〜６５モル％、より好ましくは４０〜６０モル％である。エピハロヒドリン共重合体ゴム中のアルキレンオキサイドの共重合割合が７０モル％を越えると、吸湿性が高くなったり、あるいは電気抵抗の環境依存性が大きくなり、逆に、この割合が２８モル％より少ないと電気抵抗が高くなり、いずれも好ましくない。エピハロヒドリンの共重合割合は、通常、２８〜７０モル％、好ましくは３０〜６５モル％、より好ましくは３５〜６０モル％である。エピハロヒドリン共重合体ゴム中のエピハロヒドリンの共重合割合が７０モル％を越えると電気抵抗が高くなり、逆に、この割合が２８モル％よりも少ないと吸湿性が高くなったり、あるいは電気抵抗の環境依存性が大きくなり、いずれも好ましくない。
【００１８】
エチレン性不飽和エポキシドとしては、例えば、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、ブタジエンモノオキサイドなどが挙げられる。エチレン性不飽和エポキシドを共重合することにより、硫黄加硫系（硫黄または硫黄供与体）や過酸化物による加硫が可能となり、熱軟化劣化性や耐動的オゾン性が改良される。エチレン性不飽和エポキシドの共重合割合は、通常、２〜１５モル％、好ましくは３〜１０モル％である。エピハロヒドリン共重合体ゴム中のエチレン性不飽和エポキシドの共重合割合が１５モル％を越えると、熱による硬化劣化を生じてゴム弾性を失って脆くなりやすく、逆に、この割合が２モル％未満であると平滑なゴムシートを得ることが困難である。
【００１９】
（Ｂ）不飽和ゴム
本発明で使用する（Ｂ）成分の不飽和ゴムは、常温で固体状態のゴムである。このような不飽和ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・イソプレン共重合体ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレン共重合体ゴム（ＮＢＩＲ）、ポリウレタン、及びこれらのゴムの部分水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ＮＢＲ及び部分水添ＮＢＲがエピハロヒドリン共重合体ゴムとの相溶性が良いので好ましい。
【００２０】
（Ｃ）液状不飽和ゴム
本発明で使用する（Ｃ）成分の液状不飽和ゴムは、常温で液体状態の不飽和ゴムである。このような液状不飽和ゴムとしては、例えば、液体ポリブタジエン、液状ＮＢＲ、液状クロロプレンなどが挙げられる。これらの中でも、液状ＮＢＲがエピハロヒドリン共重合体ゴムとＮＢＲ及び部分水添ＮＢＲとの相溶性が良いので好ましい。
【００２１】
ゴム組成物
本発明では、金属製芯材の表面にゴム層を被覆した帯電ロールにおいて、ゴム層を、（Ａ）エピハロヒドリン共重合体ゴム４０〜９０重量％、（Ｂ）不飽和ゴム５〜４０重量％、及び（Ｃ）液状不飽和ゴム５〜２０重量％を含有するゴム組成物から形成する。
ゴム組成物中、（Ａ）成分のエピハロヒドリン共重合体ゴムは、４０〜９０重量％、好ましくは５０〜９０重量％、より好ましくは５５〜８５重量％の割合で使用される。（Ａ）成分の割合が９０重量％を越えると、硬度や動摩擦係数が高くなり、さらには、感光体汚染やトナー付着の問題も生じる。（Ａ）成分の割合が４０重量％未満であると、電気抵抗を適度に低くすることが困難となる。
【００２２】
ゴム組成物中、（Ｂ）成分の不飽和ゴムの割合は、５〜４０重量％、好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは５〜３０重量％である。（Ｂ）成分の割合が大きすぎると適度に低い電気抵抗を得ることが困難となり、逆に、少なすぎると加工性が低下したり、硬度や動摩擦係数が高くなる。
ゴム組成物中、（Ｃ）成分の液状不飽和ゴムの割合は、５〜４０重量％、好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは５〜３０重量％である。（Ｃ）成分の割合が多すぎると、動摩擦係数が高くなり、帯電ロールに対するトナーの付着も生じ、逆に、少なすぎると、硬度が高くなり、感光体ドラムとの接触が十分でなく、帯電が不均一になる。
【００２３】
本発明では、ゴム組成物に加硫剤を加えて、ロールの形状に賦形した後、加硫する。加硫剤としては、通常、硫黄系加硫剤または過酸化物を使用する。金属酸化物も使用できるが、感光体ドラムを汚染するおそれがあるため好ましくない。硫黄系加硫剤としては、ジエン系ゴムの加硫に一般に使用されている硫黄及び硫黄供与体を用いることができる。硫黄供与体としては、例えば、モルホリンジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム化合物などを挙げることができる。過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２，５−ジメチルヘキサン、ベンゾイルパーオキサイドなどを挙げることができる。
【００２４】
硫黄系加硫剤及び過酸化物による加硫効率を上げるために、加硫促進剤を併用してもよい。加硫剤として硫黄を用いる場合には、テトラメチルチウラムジスルフィドなどの硫黄供与体を加硫促進剤として併用してもよい。また、マレイミドやフェニルビスマレイミドなどのマレイミド化合物も加硫促進剤として好適である。加硫剤として過酸化物を用いる場合には、アクリレート系、メタクリレート系の多官能モノマーを架橋助剤として併用することができる。
【００２５】
なお、チオウレア系加硫剤やアミン系加硫剤などは、感光体ドラムを汚染するおそれがあるため好ましくない。
加硫剤は、ゴム組成物１００重量部に対して、通常、０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜３重量部の割合で用いられる。
本発明のゴム組成物には、必要に応じて、導電性カーボンブラックなどの導電性フィラー、補強剤、充填剤、老化防止剤等のゴム添加剤を適宜配合することができる。
【００２６】
帯電ロール
前記ゴム組成物を用いて帯電ロールを成形するには、金属製の回転軸などのロール状基材を芯金として、ロール金型内にいれ、そこにゴム組成物を入れて、芯金の周囲にロール状に賦形し、次いで、加熱して加硫すればよい。加硫温度は、通常、１００〜２５０℃である。
加硫成形後、得られたゴムロールは、帯電ロールとして使用するために、表面処理を行って、表面の摩擦抵抗を下げたり、粘着力を低減することが好ましい。ゴムロールの表面処理を行い場合には、通常、研磨材を用いて表面を適度に研磨した後、後述するような各種表面処理を行うことが好ましい。
【００２７】
帯電ロールの表面処理法としては、例えば、紫外線照射、オゾン暴露、反応性シリコーン化合物の塗布、反応性フッ素化合物の塗布当の方法が挙げられる。これらの表面処理によって、帯電ロール表面の摩擦抵抗を下げ、感光体ドラムに対する粘着力を低減することができ、その結果、感光体ドラムに対する汚染を効果的に防止することができる。
また、帯電ロール表面の摩擦抵抗が下がるとトナーの付着が防止でき、トナー付着によるカブリの発生を防ぐことができる。
【００２８】
紫外線照射による表面処理法としては、例えば、波長２００〜４５０ｎｍの紫外線ランプの周りに処理する帯電ロールを回転させて、１〜１０分間、紫外線を照射する方法が挙げられる。紫外線ランプとしては、例えば、出力８０Ｗ／ｃｍで、定格電力４０００Ｗ程度のものが好ましい。
オゾン暴露により表面処理法としては、例えば、オゾン濃度１０〜３０ｐｐｈｍ（×１０８）、温度３５〜４５℃の雰囲気下に、帯電ロールを０．５〜２時間程度放置する方法が挙げられる。
【００２９】
反応性シリコーン化合物の塗布による表面処理法としては、例えば、末端にイソシアネートを導入したシリコーン化合物を用い、酢酸エチルなどの溶媒に該シリコーン化合物を１〜１０重量％程度の濃度で溶解させた溶液を帯電ロール表面に塗布した後、風乾し、次いで、約８０〜１２０℃で３０分間から２時間程度熱処理する方法が挙げられる。
これらの表面処理法の中でも、紫外線照射による表面処理が、操作が簡単であり、所望の物性が得られやすいことから特に好ましい。
【００３０】
本発明の帯電ロールは、電気抵抗（体積固有抵抗）が、低温・低湿のＬＬ条件（１０℃×２０％ＲＨ）下で、通常、１×１０５〜１×１０１０Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０６〜１×１０９Ω・ｃｍ程度である。高温・高湿のＨＨ条件（３５℃×８０％ＲＨ）で測定した電気抵抗値（ｂ）は、ＬＬ条件下で測定した電気抵抗値（ａ）よりも小さくなるが、本発明の帯電ロールでは、両者の比（ａ／ｂ）は、通常、１０以内（一桁以内）にあり、電気抵抗の環境依存性が小さい。帯電ロールの電気抵抗値を適度の範囲内に調整するために、ゴム組成物１００重量部に対して０．１〜５重量部程度の少量の導電性フィラーを配合することが好ましい。
【００３１】
本発明の帯電ロールは、硬度（ＪＩＳＡ）が通常３０〜４０程度と適度に小さく、感光体ドラムに密着して十分な帯電性を付与することができる。帯電ロールの硬度が高すぎると、均一な帯電を付与できない。本発明の帯電ロールは、硬度が小さいにもかかわらず、動摩擦係数が通常０．５以下と小さく、感光体ドラムと接触して円滑に回転することができる。本発明の帯電ロールは、感光体ドラムと接触して使用しても、感光体ドラムを汚染することがなく、また、クリーナーレス方式の画像形成装置に使用した場合であっても、トナーの付着がなく、カブリの発生が生じない。
【００３２】
画像形成装置
本発明の帯電ロールは、少なくとも感光体ドラム、露光手段、現像ロール、及び帯電ロールを備え、（１）帯電ロールが感光体ドラムに当接して感光体ドラム表面を帯電させ、（２）露光手段により露光することにより帯電した感光体ドラム表面に静電潜像を形成させ、（３）現像剤が塗布された現像ロールが感光体ドラムに当接して、静電潜像が現像剤により可視像に現像されるように構成された画像形成装置において用いられる。
【００３３】
図１に、このような画像形成装置の一例の断面図を示す。図１は、非磁性一成分現像法に用いられる画像形成装置の具体例である。静電潜像を形成する感光体ドラム１と帯電ロール８とが接触するように配置され、電源１０から帯電ロールの芯金９を通じて電圧が印加されるようになっており、これによって、感光体ドラムの表面を帯電させる。レーザー光原などを用いた露光手段７により露光し、帯電した感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させる。感光体ドラム１は、現像ロール２とも接触するように配置されている。現像工程では、非磁性一成分現像剤（トナー）４が供給ロール６により隣接する現像ロール２の表面に塗布される。現像ブレード３により、現像ロール表面に塗布されたトナーの厚みを均一に制御する。現像ロールの表面に一様かつ均一に塗布されたトナーは、感光体ドラム表面に形成された静電潜像を可視化する。
感光体ドラム上のトナー像は、転写紙などの転写材１５上に転写される。図１には、転写ロール１１を用い、電源１３により転写ロール芯金１２を介してトナーと逆極性の電圧を印加して電界を発生させ、該電界の静電気力によって感光体ドラム上のトナーを転写材に転写する方式が示されている。
【００３４】
転写工程の後、感光体ドラム表面に残留するトナーは、クリーニングブレードなどのクリーニング装置によって除去してもよいが、図１には、このようなクリーニング装置のない、いわゆるクリーナーレス方式の画像形成装置が示されている。したがって、感光体ドラム表面に残留するトナーは、帯電ロールと接触することになる。クリーナーレス方式では、帯電工程を通過した後、帯電された感光体ドラムの表面電位と現像バイアスの差異によって、トナーを静電気力で現像装置に吸引して回収する。すなわち、帯電工程終了後であって、転写工程が開始される前の、例えば、現像工程において発生した静電気力によって残留トナーを回収する。なお、現像ロール２の芯金は、通常、バイアス電圧が印加できるように構成されている。反転現像方式の場合には、現像ロールの芯金に、感光体ドラム上の静電潜像と同じ極性のバイアス電圧が印加される。転写材は、例えば、紙やＯＨＰシートなどである。
【００３５】
現像剤（トナー）
本発明の画像形成装置において使用することができるトナーは、特に限定されないが、通常、非磁性一成分現像剤が使用され、特に、以下に示すようなトナーが好ましく使用される。
すなわち、好ましいトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が通常３〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍの範囲であり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が通常１．０〜１．４の範囲内にある実質的に球形の非磁性一成分現像剤である。このような実質的に球形のトナーを用いると、転写性がよく、しかもクリーナーレス方式で用いた場合には、感光体に残存するトナー量が少なくすみ、帯電ロールへの付着が少なくなるので好ましい。
【００３６】
球形トナーの好適なものは、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で除した値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．０〜１．３の範囲であり、ＢＥＴ法による比表面積（Ｓ）［単位：ｍ２／ｇ］、個数平均粒径（ｄｎ）［単位：μｍ］、及び真比重（ｄ）の積（Ｓ×ｄｎ×ｄ）が５〜１０であるものが挙げられる。トナーの帯電量（Ｑ）［単位：μｃ／ｇ］と比表面積（Ｓ）との比（Ｑ／Ｓ）［単位：μｃ／ｍ２］は、８０〜１５０の範囲内にあることが好ましい。
【００３７】
このような非磁性一成分現像剤は、ビニル系単量体と着色剤を含む均一混合液を懸濁重合法により重合させることにより得ることができる。具体的には、例えば、ビニル系単量体、着色剤、重合開始剤、所望により各種添加剤などを含む混合物をボールミル等で均一に分散させて混合液を調製し、次いで、この混合液を高剪断攪拌により水中に微細化させて液滴粒子とした後、３０〜２００℃で懸濁重合する方法が例示される。
【００３８】
非磁性一成分現像剤には、帯電性、導電性、流動性、あるいは感光体ドラムや定着ロールなどへの付着性を制御するために、各種添加剤を内添または外添させることができる。このような添加剤としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、各種ワックス、シリコーンオイル等の離型剤；カーボンブラック、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；等が挙げられる。
【００３９】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
なお、電気特性、硬度、動摩擦係数、感光体汚染、及びトナー付着に関する特性は、以下の方法により測定した。
（１）電気抵抗
帯電ロールをその金属製芯材で固定し、帯電ロール表面に２ｍｍ幅で５００ｇの重量を持つ黄銅製の電極を乗せて、帯電ロールの金属製芯材と黄銅製電極間に５００Ｖの直流電圧をかけ、帯電ロールの電気抵抗を測定する。測定された電気抵抗をＲ（Ω）、電極の接触面積をＳ（ｃｍ２）、金属製芯材と電極間距離をＬ（ｃｍ）とすると、体積固有抵抗ρ（Ω・ｃｍ）は、次式により算出することができる。
ρ＝（Ｒ・Ｓ）／Ｌ
測定の際の環境条件は、低温・低湿のＬＬ（１０℃×２０％ＲＨ）と高温・高湿の条件ＨＨ（３５℃×８０％ＲＨ）の２条件で実施した。
【００４０】
（２）硬度
硬度は、ＪＩＳ  Ｋ−６２５３の規定に従って、２ｍｍ厚のゴムシートを試料として測定した。
（３）動摩擦係数
帯電ロールが動かないように移動体に固定し、２０ｍｍ幅のポリエステルシートを接触角が９０度になるように帯電ロールに接触させ、荷重を５０ｇから２００ｇに変え、引っ張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで移動体を引っ張り、この時の張力を測定して、次の計算式で求める。
μ＝２／π×Ｌｎ（Ｗ２／Ｗ１）
ここで、μは動摩擦係数、Ｗ１は測定時釣り下げた荷重、Ｗ２は測定した張力の平均値である。図２に、動摩擦係数測定装置の略図を示す。
【００４１】
（４）ＯＰＣ感光体汚染
市販のＯＰＣ感光体を固定し、帯電ロールの上から１Ｋｇの荷重がかかるようにして、ＯＰＣ感光体の上に帯電ロールを乗せ、５０℃×８０％ＲＨの環境下で２週間放置し、ＯＰＣ感光体汚染の有無を目視にて評価した。
〇：汚染は認められない。
×：汚染が認められる。
（５）帯電ロール上のトナー付着
図１に示す電子写真プリンター（画像形成装置）に、作成した帯電ロールを取り付けて、１万枚の連続印字を行い、帯電ロール上にトナーが付着し、それが原因となる印字用紙上のかぶりの発生の有無を調べ、帯電ロール上のトナー付着を評価した。
◎：トナー付着によるかぶりが認められない。
○：トナー付着によるかぶりがかすかに認められるが問題ない。
×：トナー付着によるかぶりが認められ画像が不鮮明である。
【００４２】
［実施例１〜４、比較例１〜３］
アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド、エピハロヒドリンとしてエピクロロヒドリン、そしてエチレン性不飽和エポキシドとしてアリルグリシジルエーテルをそれぞれ使用し、表１に示す共重合組成の各エピハロヒドリン共重合体ゴムを製造した。これらのエピハロヒドリン共重合体ゴムに、常温で固体の不飽和ゴムとしてアクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、及び常温で液体の液状不飽和ゴムとして液状アクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴム（液状ＮＢＲ）を表１に示す割合で加え、さらに、これらゴム成分１００重量部に対して、表１に示す加硫系、及びその他の添加剤を加えて、ゴム組成物を調製した。
【００４３】
エピハロヒドリン共重合体ゴムの組成、及び各成分の配合割合を表１に示す。なお、表１において、エピハロヒドリン共重合体ゴムの組成は、各共重合成分のモル％で示し、共重合体ゴムと不飽和ゴムと液状不飽和ゴムの混合比は、各ゴム成分の重量％で示し、加硫系及びその他の添加剤の配合割合は、ゴム成分１００重量部に対する重量部で表した。
前記の各実施例及び比較例で得られたゴム組成物をロールで混練し、シート状に成形して１５５℃で３０分間加硫し、厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。得られた各加硫ゴムシートの硬度について、前記方法により評価した。帯電ロールの成形は、金属製回転軸などのロール状基材を芯金としてロール金型内に入れ、そこにゴム組成物を入れて、芯金の周囲にロール状に賦形し、次いで加熱して加硫する方法によって行った。
【００４４】
加硫成形後、得られた帯電ロールは、その表面を研磨材で研磨して、表面の粗さを１０μｍ以下にした。その後、帯電ロール表面に紫外線を照射した。紫外線の照射方法は、ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４０００Ｗ、波長２００〜４５０ｎｍの紫外線ランプを用い、紫外線ランプから１０ｃｍの距離で帯電ロールを回転させながら１〜３分間照射する方法であった。
このようして得られた帯電ロールについて、動摩擦係数、ＯＰＣ感光体汚染、トナー付着による印字用紙かぶりの評価を行った。この結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
（脚注）
（＊１）ＮＢＲ：アクリロニトリル量３３重量％のアクリロニトリル・ブタジエン共重合体
（＊２）液状ＮＢＲ：アクリロニトリル量３３重量％の液状アクリロニトリル・ブタジエン共重合体
（＊３）ＴＴ：テトラメチルチウラムジスルフィド
・なお、体積固有抵抗の単位ＭΩ・ｃｍは、１０６Ω・ｃｍである。
【００４７】
実施例１〜４のゴム組成物を用いて得られた各帯電ロールは、電気抵抗がＬＬ条件とＨＨ条件とで１桁以内の変化しかなく、適度な電気抵抗を有し、しかも電気抵抗の環境依存性が小さいものである。各実施例の加硫シートは、硬度が低く、しかも硬度が低い割に帯電ロールの動摩擦係数が小さく、帯電ロールとしての物性のバランスがとれている。また、これら実施例の各帯電ロールは、感光体汚染が全くないものであった。さらに、これら実施例の各帯電ロールは、その表面にトナーが付着し、その結果ＯＰＣ感光体上の帯電が不十分になって、印字用紙上にかぶるという印字不良は見られなかった。
【００４８】
これに対して、ゴム組成物が不飽和ゴムを含まない場合（比較例１）や、液状不飽和ゴムの使用量が使用範囲から外れた場合（比較例２〜３）は、帯電ロールとして実用的でないことが判明した。すなわち、ゴム組成物が不飽和ゴム及び液状不飽和ゴムを含まない比較例１では、動摩擦係数が大きく、ＯＰＣ感光体汚染とトナー付着がひどく、実用的でなかった。液状不飽和ゴムの使用割合が少なすぎる場合（比較例２）には、硬度が高くなりすぎ、多すぎる場合（比較例３）には、動摩擦係数が上がって、いずれの場合もトナー付着が見られた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、電気抵抗の環境依存性が小さく、安定した低電気抵抗性を有し、低硬度で、動摩擦係数が小さく、感光体ドラムに対する汚染がなく、トナーの付着による汚染がない帯電ロールが提供される。本発明の帯電ロールは、非磁性一成分接触現像方式で、感光体ドラムをクリーニングする装置を必要としないクリーナーレス方式の画像形成装置に好適である。帯電ロールのゴム層を本発明のものにすると、ロール表面にトナーの付着が少なくなり、感光体との接触部分が均一になるので、感光体の帯電も均一になる。その結果、トナーが均一に付着しやすくなり、印刷むら、かすれ、カブリ等が生じなくなる。また、本発明によれば、このような優れた特性を有する帯電ロールを備えた画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図２】動摩擦係数の測定法を示す略図である。
【符号の説明】
１：  感光体ドラム
２：現像ロール
３：現像ブレード
４：現像剤（トナー）
５：現像剤容器
６：供給ロール
７：露光装置
８：帯電ロール
９：帯電ロールの芯金
１０：電源
１１：転写ロール
１２：芯金
１３：電源
１４：定着ロール
１５：転写材（紙、ＯＨＰシートなど）
【図１】
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【図２】
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