(57)【要約】【課題】  直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を併用した重畳電圧を印加して帯電を行った場合でも、電界強度の変化に伴う帯電部材と電子写真感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制することが可能である導電性ローラ及び帯電ローラを提供することである。【解決手段】  芯金の外周上に１層以上の導電性弾性層を有する導電性ローラであって、該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８以上０．３未満であることを特徴とする導電性ローラ、該導電性弾性体層上に１層以上のチューブが被覆されていることを特徴とする帯電ローラ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周上に１層以上の導電性弾性層を有する導電性ローラであって、該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８以上０．３未満であることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記導電性弾性層が１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδのピーク温度が−２０℃以下である請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記導電性ローラが５００ｇ荷重時のアスカーＣローラ硬度が１０°〜４０°である請求項１又は２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導電性弾性体層上に１層以上のチューブが被覆されていることを特徴とする帯電ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に使用される導電性ローラに関し、更に詳しくは、電子写真感光体や静電記録誘電体等からなる像担持体面を帯電させるために用いられる帯電ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、電子写真感光体・誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段機器としては、従来より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が、高価な高圧電源を必要とし、装置が大型になるという点、また、放電の際にオゾン等のコロナ生成物の発生が多くなるといった点で問題がある。
【０００３】
このようなコロナ放電装置に対して、近年では接触帯電方式のものが用いられるようになっている。接触帯電方式では電圧を印加した帯電ローラを被帯電体面に近接、又は接触させて被帯電体面を帯電処理するもので、コロナ放電式に対して、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化・装置の小型化が図れる等の利点がある。接触帯電方式で用いられる帯電ローラとしては、被帯電体の均一性、電子写真感光体等の被帯電体表面のピンホール・傷等により生じるリーク防止するために適度な導電性が必要である。また、電子写真感光体への均一な接触の確保と、更には、帯電ローラに直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を併用した重畳電圧を印加して使用する場合では、電界強度の変化に伴う帯電部材と電子写真感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制するため、低硬度であることが要求されている。低硬度化の手法としては、弾性体層のゴム組成物中に軟化剤を多量配合する方法や導電性の発泡ゴムで構成する等の方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、ゴム組成物中に軟化剤を多量配合した場合、帯電部材から電子写真感光体への軟化剤の移行が起こり、電子写真感光体が汚染されるという問題がある。また、単に弾性体層を導電性発泡ゴムにしただけでは、帯電音を抑制するには限界があり、更なる帯電音の低減が望まれている。また、帯電音低減の手法として、弾性体のｔａｎδ（損失正接）を０．５以上にすることも知られている（例えば特許文献２）。しかしながら、弾性体のｔａｎδを０．５以上に大きくしても帯電音低減につながらない場合が多い。
【特許文献１】特開平５−２１０２８１号公報
【特許文献２】特開平４−１６１９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決することであり、直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を併用した重畳電圧を印加して帯電を行った場合でも、電界強度の変化に伴う帯電部材と電子写真感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制することが可能である導電性ローラ及び帯電ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従って、芯金の外周上に１層以上の導電性弾性層を有する導電性ローラであって、該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８以上０．３未満であることを特徴とする導電性ローラが提供される。
【０００７】
また、本発明に従って、前記導電性弾性体層上に１層以上のチューブが被覆されていることを特徴とする帯電ローラが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導電性ローラによれば、直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を併用した重畳電圧を印加して帯電を行った場合でも、電界強度の変化に伴う帯電部材と電子写真感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制することが可能である。従って、本発明の導電性ローラは、帯電ローラとして好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の導電性ローラは、芯金の外周上に１層以上の導電性弾性層を有する導電性ローラにおいて、該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８以上０．３未満であることを特徴とする導電性ローラである。該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８より小さくなった場合、帯電音の抑制効果は無く、またｔａｎδが０．３以上になると、帯電音が大きくなってしまう。この理由は定かではないが、ｔａｎδが０．１８よりも小さいと制振効果が小さく、ｔａｎδが０．３よりも大きいと高周波領域での動バネ定数が高くなるためだと推測する。
【００１１】
本発明において、該導電性弾性層が１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδのピーク温度が−２０℃以下であることが好ましい。該導電性弾性層に１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδのピーク温度が−２０℃より高くなった場合、低温領域での該導電性弾性層の復元性が悪化し易く、帯電ローラのような導電性ローラには不向きである。
【００１２】
本発明において、該導電性ローラが５００ｇ荷重時のアスカーＣローラ硬度が１０°〜４０°であることが好ましい。アスカーＣローラ硬度が１０°より小さい場合、ローラが低硬度なため、ローラの加工性が劣ってしまうことがある。またアスカーＣ硬度が４０°より大きい場合は、該導電性ローラを電子写真感光体と当接する際に、ローラ硬度が高いため、ニップ幅を確保することが困難になることがある。より好ましくは、アスカーＣローラ硬度が２５°〜３５°である。
【００１３】
本発明の帯電ローラは、前記導電性弾性層上に１層以上のチューブが被覆された帯電ローラである。一般に帯電ローラでは、導電性弾性体層上に帯電性制御のための抵抗調整や電子写真感光体の汚染防止を目的として、導電性塗料の塗工層やエラストマーや樹脂のチューブを被覆して用いられるが、導電性ローラの外径精度を高めるためには導電性弾性体の表面を研磨して外径を調整することが好ましく、このような導電性弾性体では、研磨後に平滑な表面性を得ることが難しくチューブを被覆することにより表面性のコントロールが容易になる。
【実施例】
【００１４】
以下に本発明について実施例及び比較例を挙げて、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。
【００１５】
「被覆チューブの作製」
被覆用チューブとして、下記に示す２層のチューブを作製した。なお、表層とは導電性ローラの表面層であり、中層とは導電性弾性体層と表層の間の層である。
【００１６】
表層材料として、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂〔商品名：ダイナロン、日本合成ゴム（株）製〕１００質量部に対して、ポリエチレン１８質量部、導電性カーボンブラック〔商品名：ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックインターナショナル製〕１５質量部、酸化マグネシウム１０質量部、ステアリン酸カルシウム１質量部を加圧式ニーダーを用いて２２０℃で１０分間溶融混練した後冷却を行い、粉砕機で粉砕し、単軸押し出し機でペレット化した。
【００１７】
中層材料として、ポリウレタンエラストマー１００質量部、導電性カーボンブラック〔商品名：ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックインターナショナル製〕１７質量部、酸化マグネシウム１０質量部、ステアリン酸カルシウム１質量部を加圧式ニーダーを用いて２２０℃で１０分間溶融混練した後に冷却を行い、粉砕機で粉砕し、単軸押し出し機でペレット化した。
【００１８】
これらのペレットを縦型押し出し機を用いて、一つのクロスヘッドで表層１００μｍ、中層４００μｍとなるように２重層となるように合流させ、冷却水中に押し出した。このようにして、内径約１２．７ｍｍの被覆チューブを作製した。
【００１９】
「ゴム組成物の作製」
（実施例１）
実施例１に使用する導電性弾性層のゴム組成物
・エチレンブタジエンゴム                                    １００質量部
［商品名：Ｎｉｐｏｌ  １５０２、日本ゼオン株式会社製］
・酸化亜鉛［商品名：酸化亜鉛第２種、ハクスイテック株式会社製］  ５質量部
・ステアリン酸［商品名：ステアリン酸Ｓ、花王株式会社製］        １質量部
・カーボンブラック                                            １０質量部
［商品名：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製］
・カーボンブラック［商品名：旭＃３５、旭カーボン株式会社製］  １０質量部
・パラフィンオイル                                            ２５質量部
［商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０、出光興産株式会社製］
・ジベンゾチアジルジサルファイド                            １．５質量部
［商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業株式会社製］
・テトラエチルチウラムジスルフィド                          ０．５質量部
［商品名：ノクセラーＴＥＴ、大内新興化学工業株式会社製］
・アゾジカルボンアミド                                          ８質量部
［商品名：ビニホールＬＱ、永和化成工業株式会社製］
・尿素［商品名：セルトンＮＰ、三協化成株式会社製］              ３質量部
・硫黄                                                      １．５質量部
［商品名：サルファックスＰＭＣ、鶴見化学工業株式会社製］
を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行うことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００２０】
（実施例２）
実施例２に使用する導電性弾性層のゴム組成物
・スチレンブタジエンゴム                                １３７．５質量部
［商品名：Ｎｉｐｏｌ  １７２１、日本ゼオン株式会社製］
・酸化亜鉛［商品名：酸化亜鉛第２種、ハクスイテック株式会社製］  ５質量部
・ステアリン酸［商品名：ステアリン酸Ｓ、花王株式会社製］        １質量部
・カーボンブラック                                            １０質量部
［商品名：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製］
・カーボンブラック［商品名：旭＃３５、旭カーボン株式会社製］  １０質量部
・ナフテンオイル                                              ２０質量部
［商品名：サンセン４２４０、日本興産株式会社製］
・ジベンゾチアジルジサルファイド                            １．５質量部
［商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業株式会社製］
・テトラエチルチウラムジスルフィド                          ０．５質量部
［商品名：ノクセラーＴＥＴ、大内新興化学工業株式会社製］
・アゾジカルボンアミド                                          ８質量部
［商品名：ビニホールＬＱ、永和化成工業株式会社製］
・尿素［商品名：セルトンＮＰ、三協化成株式会社製］              ３質量部
・硫黄                                                      １．５質量部
［商品名：サルファックスＰＭＣ、鶴見化学工業株式会社製］
を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行うことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００２１】
（実施例３）
実施例３に使用する導電性弾性層のゴム組成物
・スチレンブタジエンゴム                                    １００質量部
［商品名：Ｎｉｐｏｌ  ９５５０、日本ゼオン株式会社製］
・酸化亜鉛［商品名：酸化亜鉛第２種、ハクスイテック株式会社製］  ５質量部
・ステアリン酸［商品名：ステアリン酸Ｓ、花王株式会社製］        １質量部
・カーボンブラック                                            １０質量部
［商品名：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製］
・カーボンブラック［商品名：旭＃７０、旭カーボン株式会社製］  １０質量部
・パラフィンオイル                                            ２５質量部
［商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０、出光興産株式会社製］
・ジベンゾチアジルジサルファイド                            １．５質量部
［商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業株式会社製］
・テトラエチルチウラムジスルフィド                          ０．５質量部
［商品名：ノクセラーＴＥＴ、大内新興化学工業株式会社製］
・ゾジカルボンアミド                                            ８質量部
［商品名：ビニホールＬＱ、永和化成工業株式会社製］
・尿素［商品名：セルトンＮＰ、三協化成株式会社製］              ３質量部
・硫黄                                                      １．５質量部
［商品名：サルファックスＰＭＣ、鶴見化学工業株式会社製］
を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行うことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００２２】
（比較例１）
比較例１に使用する導電性弾性層のゴム組成物
・アクリロニトリルブタジエンゴム                            １５０質量部
［商品名：Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ２２３、日本ゼオン株式会社製］
・アクリロニトリルブタジエンゴム                              １０質量部
［商品名：Ｎｉｐｏｌ  １３１２、日本ゼオン株式会社製］
・酸化亜鉛［商品名：酸化亜鉛第２種、ハクスイテック株式会社製］  ５質量部
・ステアリン酸［商品名：ステアリン酸Ｓ、花王株式会社製］        １質量部
・カーボンブラック                                            ６０質量部
［商品名：ニテロン＃３００、新日化カーボン株式会社製］
・ジベンゾチアジルジサルファイド                            １．５質量部
［商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業株式会社製］
・テトラエチルチウラムジスルフィド                          ０．５質量部
［商品名：ノクセラーＴＥＴ、大内新興化学工業株式会社製］
・アゾジカルボンアミド                                          ８質量部
［商品名：ビニホールＬＱ、永和化成工業株式会社製］
・尿素［商品名：セルトンＮＰ、三協化成株式会社製］              ３質量部
・硫黄                                                      １．５質量部
［商品名：サルファックスＰＭＣ、鶴見化学工業株式会社製］
を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行うことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００２３】
（比較例２）
比較例２に使用する発泡ゴム層のゴム組成物
・エチレンプロピレンゴム                                    １００質量部
［商品名：４０７０、三井化学株式会社製］
・酸化亜鉛                                                    １０質量部
［商品名：酸化亜鉛第２種、ハクスイテック株式会社製］
・ステアリン酸［商品名：ステアリン酸Ｓ、花王株式会社製］        ２質量部
・カーボンブラック                                            １２質量部
［商品名：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製］
・カーボンブラック［商品名：旭＃３５、旭カーボン株式会社製］  ３０質量部
・パラフィンオイル                                            ６０質量部
［商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０、出光興産株式会社製］
・２−メルカプトベンゾチアゾール                                ２質量部
［商品名：ノクセラーＭ、大内新興化学工業株式会社製］
・ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛                                １質量部
［商品名：ノクセラーＢＺ、大内新興化学工業株式会社製］
・ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド                      １質量部
［商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内新興化学工業株式会社製］
・アゾジカルボンアミド                                        １０質量部
［商品名：ビニホールＬＱ、永和化成工業株式会社製］
・尿素［商品名：セルトンＮＰ、三協化成株式会社製］              ３質量部
・硫黄                                                      １．５質量部
［商品名：サルファックス２００Ｓ、鶴見化学株式会社製］
を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行うことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００２４】
「ゴムローラの作製」
以上の配合物を押出し機にて、未加硫ゴムチューブを押出し、１６０℃で０．６ＭＰａの水蒸気中で３０分間加硫を行い、ゴムチューブをエアー圧で膨らませながら、ホットメルトタイプの接着剤を塗布した軸体に圧入し、続いて１６０℃で３０分間接着・加硫することにより、加硫ゴム層を有する外径１４．５ｍｍのゴムローラを作製した。更に両端部から１７ｍｍの位置にカッター刃を入れて両端部のゴム層を剥離した後、円筒研磨盤にて研磨し、外径１３ｍｍの導電性ローラを得た。
【００２５】
更に、得られた導電性ローラに前記被覆チューブを被覆し、帯電ローラを作製した。
【００２６】
「評価方法」
＜動的粘弾性測定＞
動的粘弾性測定器を用いて、昇温時間２℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚの条件で測定動的粘弾性試験は、該導電性ローラの該導電性弾性層から高さ０．２５ｃｍ、断面が０．４５ｃｍ×０．３ｃｍの直方体サンプル片を切り抜き、株式会社島津製作所製トライテック２０００にて測定した。得られたデータよりｔａｎδ及びｔａｎδのピーク温度を求めた。
【００２７】
＜アスカーＣ硬度＞
得られた帯電ローラを両端部の軸体で受け、水平になるように置き、軸体に対し、鉛直方向に５００ｇ荷重のアスカーＣ硬度計を押し当て、帯電ローラの５００ｇ荷重時のアスカーＣローラ硬度を求めた。
【００２８】
＜帯電音＞
得られた帯電ローラをレーザービームプリンタに装着し、印加電圧として、直流電圧−７００Ｖと、周波数１７００Ｈｚ、ピーク間電圧２．０ｋＶの交流電圧からなる振動電界を重畳印加し、簡易無響室（音圧レベルが３５ｄＢ以下）において騒音計を用いて帯電音を測定した。
【００２９】
【表１】
2006292829.tif 000002
【００３０】
表１より、芯金の外周上に１層以上の導電性弾性層を有する導電性ローラにおいて、該導電性弾性層が２３℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えた時のｔａｎδ（損失正接）が０．１８以上０．３未満であるものは、比較例１及び比較例２で明らかなように、ｔａｎδが上記範囲外にあるものと比べ、音圧が小さい。従って、帯電音の抑制に効果がある。
【００３１】
これらの事実は、本発明の導電性ローラであれば、直流電圧に交流電圧を併用した重畳電圧を印加して帯電を行った場合でも、電界強度の変化に伴う帯電部材と電子写真感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制することが可能であることを示している。