(57)【要約】【課題】本発明では、帯電ローラの汚れによる帯電不良により発生する画像濃度ムラを改善し、複数枚の高画質プリントを可能にするために、帯電ローラの表面の現像剤や外添剤の付着及び固着汚れを防ぐことを目的とする。【解決手段】少なくとも、導電性支持体と、該導電性支持体の外周に沿って導電性非発泡体で形成された基層と、該基層の外周に沿って導電性発泡体で形成された表層とを備え、表層の厚さ（平均膜厚）Ｔs（μｍ）、表層の最大セル径Ｃmax（μｍ）、表面粗さＲｚjis（μｍ）が下記関係式を満たすことを特徴とする帯電ローラ：０＜Ｔs≦１０００．５≦Ｃmax／Ｔs≦１．５０＜Ｒｚjis≦１０。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、導電性支持体と、該導電性支持体の外周に沿って導電性非発泡体で形成された基層と、該基層の外周に沿って導電性発泡体で形成された表層とを備え、表層の厚さ（平均膜厚）Ｔs（μｍ）、表層の最大セル径Ｃmax（μｍ）、表面粗さＲｚjis（μｍ）が下記関係式を満たすことを特徴とする帯電ローラ：
０＜Ｔs≦１００
０．５≦Ｃmax／Ｔs≦１．５
０＜Ｒｚjis≦１０。
【請求項２】
前記帯電ローラ表層がアゾ化合物、ニトロソ化合物及びヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも１つの発泡剤で発泡されたことを特徴とする請求項１に記載の帯電ローラ。
【請求項３】
前記帯電ローラ表層が樹脂成分としてラクトン変性アクリルポリオールをイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートの混合物で架橋したウレタン樹脂を含有していることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の帯電ローラ。
【請求項４】
前記帯電ローラ表層が金属酸化物、カーボン及びカーボン系複合材料から選ばれる少なくとも１つの導電材を含有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の帯電ローラ。
【請求項５】
前記帯電ローラ基層がエピクロロヒドリンゴムを主成分として、少なくともイオン導電材を含有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の帯電ローラ。
【請求項６】
請求項１乃至５何れかに記載の帯電ローラを具備したことを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電子写真装置に用いられる帯電部材、並びに該帯電部材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】
【０００２】
近年、電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる帯電装置として、接触帯電方式の帯電装置の採用が進められている。接触帯電方式の帯電装置は、被帯電体に接触する帯電部材と、帯電部材に電圧を印加する高圧電源を有し、被帯電体に接触配置された帯電部材に電圧を印加することによって被帯電体を所定の極性、電位に帯電させるものであり、電源の電圧を低くすることができる。また、オゾンなどのコロナ生成物の発生を少なくすることができ、構造が簡単で低コスト化を図ることができる等の利点がある。帯電部材に印加する電圧は直流電圧のみを印加する方式（ＤＣ帯電方式）がある。しかし、帯電は接触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（Ｖth）以上の電圧を印加することにより、帯電が開始される。つまり接触帯電方式は、電子写真装置において主に被帯電体となる電子写真感光体の表面電位Ｖｄを得るためには、帯電部材にはＶｄ＋Ｖthという、必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。接触帯電装置は、被帯電体に接触させる帯電部材の形状や形態から、帯電部材をローラ状部材（帯電ローラ）としたローラ型帯電装置（例えば特許文献１など）、ブレード状部材（帯電ブレード）としたブレード型帯電装置及びブラシ状部材（帯電ブラシ）としたブラシ型帯電装置などに大別される。この中で、帯電ローラは、被帯電体に対する接触幅を小さくでき、摩擦を抑えて被帯電体の耐久性向上を図れる等の利点がある。
【０００３】
帯電ローラによるＤＣ帯電方式では、帯電ローラと被帯電体（感光ドラム）との接触面近傍で放電が起こり、これにより感光ドラムの帯電を行う。この放電が起こるのは帯電ローラと感光ドラムの近接距離（バンドギャップ）に依存し、そのため、帯電ローラの表面が平滑であるよりも粗面である方が、より多くのバンドギャップを生むことができ、感光ドラム表面を均一に帯電できることが知られている（例えば特許文献２など）。
【０００４】
接触帯電方式を用いる電子写真装置においては、帯電ローラの汚れ（現像剤や外添剤の表面付着）による帯電不良により画像濃度ムラ等が生じ、耐久性に問題が生じる傾向にあり、帯電ローラの汚れによる帯電不良の影響を防止することが、複数枚のプリントを可能にするために急務である。この帯電ローラの付着汚れによる帯電不良を防止するためには、帯電ローラ表面の静摩擦係数を下げること（例えば、特許文献３など）や、自己相似性あるいはフラクタル構造を有する微細な凹凸構造を表面に形成することで、帯電ローラ表面の撥水性を大きくすること（例えば特許文献４など）などが知られている。帯電ローラの汚れには現像剤や外添剤の付着だけでなく、固着という問題も存在している。一般的には、現像剤や外添剤の帯電ローラ表面への固着量は、付着量の増減に比例している。
【特許文献１】特開昭５６−９１２５３号公報
【特許文献２】特開平５−３４１６２０号公報
【特許文献３】特開２００１−１６６５６３号公報
【特許文献４】特開２０００−０１９８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、帯電ローラの汚れによる帯電不良により発生する画像濃度ムラを改善し、複数枚の高画質プリントを可能にするために、帯電ローラの表面の現像剤や外添剤の付着及び固着汚れを防ぐことを目的とする。また、本発明では、該帯電ローラを具備した電子写真装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明は、少なくとも、導電性支持体と、該導電性支持体の外周に沿って導電性非発泡体で形成された基層と、該基層の外周に沿って導電性発泡体で形成された表層とを備え、表層の厚さ（平均膜厚）Ｔs（μｍ）、表層の最大セル径Ｃmax（μｍ）、表面粗さＲｚjis（μｍ）が下記関係式を満たすことを特徴とする帯電ローラである：
０＜Ｔs≦１００
０．５≦Ｃmax／Ｔs≦１．５
０＜Ｒｚjis≦１０。
【０００７】
さらに第２の本発明は、第１の本発明において、前記帯電ローラ表層がアゾ化合物、ニトロソ化合物及びヒドラジン誘導体から選ばれる少なくとも１つの発泡剤で発泡されたことを特徴とする。
【０００８】
さらに第３の本発明は、第１乃至２の何れかの本発明において、前記帯電ローラ表層が樹脂成分としてラクトン変性アクリルポリオールをイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートの混合物で架橋したウレタン樹脂を含有していることを特徴とする。
【０００９】
さらに第４の本発明は、第１乃至３の何れかの本発明において、前記帯電ローラ表層が金属酸化物、カーボン及びカーボン系複合材料から選ばれる少なくとも１つの導電材を含有していることを特徴とする。
【００１０】
さらに第５の本発明は、第１乃至４の何れかの本発明において、前記帯電ローラ基層がエピクロロヒドリンゴムを主成分として、少なくともイオン導電材を含有していることを特徴とする。
【００１１】
さらに第６の本発明は、第１乃至５の何れかの本発明の帯電ローラを具備したことを特徴とする電子写真装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、帯電ローラの表面の現像剤や外添剤の付着及び固着汚れによる帯電不良を改善することが可能であり、複数枚の高画質プリントを可能にした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の帯電ローラは、導電性支持体と、該導電性支持体の外周に沿って導電性非発泡体で構成された基層と、該基層の外周に沿って導電性発泡体で形成されている表層とを有している。
【００１４】
基層を非発泡体、表層を発泡体とすることで、帯電ローラ表面への現像剤や外添剤の付着を抑えることが可能である。現像剤や外添剤の付着は主に感光ドラムとの接触面で起こる。すなわち、転写残トナーやトナー劣化により遊離した外添剤が感光ドラム表面に付着し、その付着物が帯電ローラに付着するからである。そして、ＤＣ帯電方式ではバンドギャップを作り出すために帯電ローラ表面が粗面化されているため、感光ドラム表面の付着物を掻き取ってしまう傾向にある。本発明の帯電ローラ構成のように基層を非発泡体、表層を発泡体とすることで、感光ドラムとの接触面において発泡セルにより形成された粗面は柔軟性がよく、接触圧力によってより平滑な表面へと変化する。従って、感光ドラムとの接触面では帯電ローラの表面粗さが低くなり、感光ドラム表面の付着物の掻き取りが抑制される。このことにより、従来の樹脂微粒子を用いて粗面化する方法よりも、帯電ローラ表面への現像剤や外添剤の付着が低減する。
【００１５】
また、基層を非発泡体、表層を発泡体とすることで、帯電ローラに付着した現像剤や外添剤が感光ドラムとの圧迫により発生する固着を低減することができる。この理由は、発泡体は非発泡体に比べて硬度が低く、現像剤や外添剤を圧迫する力が弱いからである。基層も表層も発泡体とした場合でも圧迫力を軽減することは可能であるが、帯電ローラの圧縮永久歪が悪くなってしまう。基層が発泡体、表層が非発泡体とした場合、帯電ローラとしての硬度は減少するが、現像剤や外添剤と接する表層の固さが発泡体と比べて非発泡体の方が硬くなるために、固着しやすくなる。
【００１６】
本発明の帯電部材の具体的な構成を図１に示す。図１（ａ）は、帯電部材の横断面を示し、図１の（ｂ）は、縦断面を示したものである。帯電ローラの断面を拡大した図が、図２であり、図中４は発泡セルである。
【００１７】
表層３の膜厚は１００μｍ以下である。１００μｍより厚いと表層の塗工ムラが発生しやすくなる。表層の膜厚の下限については特に限定しないが、膜厚が薄すぎると発泡圧によるセルの開口や基層に含有されるイオン導電材の染み出しが起こってしまう。表層膜厚は１０μｍ以上１００μｍ以下であることが、尚一層望ましい。
【００１８】
表層のセル径については、帯電ローラの断面を走査型電子顕微鏡や光学顕微鏡等で観察した２次元断面写真から１００個のセルの直径を求め、その値の中から最大のセルの直径を最大セル径Ｃmax（μｍ）とする。このＣmaxが表層膜厚Ｔs（μｍ）に対して０．５倍から１．５倍の間にある。０．５倍未満では帯電ローラの表面に粗さを形成することが困難であり、１．５倍より大きくなると発泡セルが開口しやすくなり、開口するとその部分に現像剤や外添剤が溜まりやすく付着や固着を引き起こす起点となってしまう。また、発泡セルの形状については、球形状、もしくは楕円形状であることが好ましい。アスペクト比が高い形状や扁平な形状の発泡セルは好ましくない。
【００１９】
帯電ローラの表面粗さＲｚjis（μｍ）は、０＜Ｒｚjis≦１０の範囲にある。Ｒｚjisが１０μｍよりも大きいと、現像剤や外添剤の付着が起こりやすく、帯電不良により発生する画像濃度ムラが起こりやすくなる。また、表面粗さの下限については特に限定しないが、粗さが小さいと非帯電体への帯電不良を起こしやすいので、表面粗さについては、４≦Ｒｚjis≦８であると、尚一層好ましい。
【００２０】
次に、表層を構成する材料について述べる。
【００２１】
表層はラクトン変性アクリルポリオールをイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートの混合物で架橋したウレタン樹脂と導電材を含有し、化学発泡剤で発泡させた導電性発泡体で構成されることが好ましい。
【００２２】
本発明では発泡剤として、少なくともアゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体に分類される発泡剤の１つを使用していることが好ましい。これらの発泡剤は、分解温度が１６０℃〜２５０℃と高温領域であり、かつ、発生ガス量も１２０〜２４０ｍｌ／ｇと高いので、ウレタン樹脂の硬化温度付近で発泡させることが可能である。アゾ化合物としてはアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニトリル、ニトロソ化合物としてはＮ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド、ヒドラジン誘導体としてはｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジドなどが挙げられる。この中で、分解温度が高く、微細なセルを形成しやすいことから、ＡＤＣＡを用いるのが最も好ましい。
【００２３】
最大セル径Ｃmaxを制御するために発泡助剤として、例えば、サリチル酸、フタル酸、ステアリン酸、ラウリン酸、尿素とその誘導体等を用いることもできる。発泡助剤を用いることで、前記発泡剤の分解温度を制御することが可能であり、発泡剤の分解のタイミングを制御することでＣmaxの制御が可能である。
【００２４】
本発明の帯電ローラの表層樹脂は、ラクトン変性アクリルポリオールをイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートの混合物で架橋したウレタン樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００２５】
これらの材料の構造式を
【００２６】
【化１】
2006065201.tif 000002
（式中、ｌ，ｍ，ｎは正の整数である）
【００２７】
【化２】
2006065201.tif 000003
【００２８】
【化３】
2006065201.tif 000004
に示す。
【００２９】
本発明のラクトン変性アクリルポリオールは、分子鎖骨格がスチレンとアクリルの共重合体であり、適度な硬度と非汚染性を有する。また、末端に水酸基を有する変性したラクトン基が多数の架橋点となり、イソシアネートで密に架橋することが可能であり、基層からの未加硫成分の染み出しを防止することができる。
【００３０】
表層のポリオールを架橋させるイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを単独で用いた場合、表層が柔軟でローラの塗工後の表面が平滑に仕上がるというメリットがある反面、苛酷な高温高湿環境では出来上がった表層が基層中の未加硫成分（例えば、イオン導電材や可塑剤）がローラ表面へ染み出してくることを充分に阻止できない可能性がある。このような染み出し物質が存在すると、感光体を汚染する可能性がある。また、架橋が柔軟であるために、発泡体を形成する時の発泡圧により発泡セルが開口しやすくなる。一方、表層のポリオールを架橋させるイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを単独で用いた場合、表層が基層からの染み出し物質の染み出しを防止する効果は大きいが、表層が固くなりすぎて基層ゴムの熱収縮に追従できず、出来上がったローラの表面にシワが発生し、ローラの表面粗さや形状の面で望みのローラを得ることができないという弊害がある。また、架橋が硬すぎると、Ｃmaxを大きくするのが困難になり、Ｃmax／Ｔsの値が低くなってしまう。
【００３１】
そこで、ラクトン変性アクリルポリオールとイソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとをブレンドし硬化させることにより、イソホロンジイソシアネートの染み出し物質ブロック性とヘキサメチレンジイソシアネートの柔軟性とを併せ持った良好な特性をもつ表層樹脂を形成することができる。また、発泡セルの開口が起こりにくく、かつ、Ｃmax／Ｔsの値を適正な範囲へ制御しやすい表層を形成することができる。
【００３２】
本発明に用いるイソシアネートは、イソシアヌレート型の３量体とすることがより好ましい。分子の剛直な３量体が架橋点となり、表層がより密に架橋することができ、イオン性の基層からの染み出し物質がローラ表面に染み出してくることをより一層効果的に防止することができる。
【００３３】
また、本発明に用いるイソシアネートは、イソシアネート基がブロック剤によりブロックされたブロックイソシアネートとすることがより好ましい。この理由としては、上記イソシアネート基は反応し易く、表層塗料を常温に長時間放置しておくと徐々に反応が進み、塗料の特性が変化してしまう恐れがあるからである。これに対してブロックイソシアネートは、活性なイソシアネート基がブロックされ、ブロック剤の解離温度までは反応しないので、塗料の取扱が容易になるというメリットがある。マスキングを行うブロック剤には、フェノール、クレゾール等のフェノール類、ε−カプロラクタムのラクタム類及びメチルエチルケトオキシム等のオキシム類等が挙げられるが、本発明の場合、解離温度が比較的低温のオキシム類が好ましい。
【００３４】
本発明の帯電ローラの表層は、少なくとも金属酸化物、カーボンブラック、カーボン複合材料のどれか１つの導電材を含んでいることが好ましい。例えば、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛等の金属化合物、酸化スズ、アンチモンドープした導電性酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。これらの導電材の中で、アンチモンドープした導電性酸化スズを用いるのが最も好ましい。
【００３５】
アンチモンドープした導電性酸化スズは、に塗料中の分散性がよく、表層発泡体を形成した場合でも、導電性をもつために必要な導電パスを形成することが可能であるからである。
【００３６】
また、導電材は、表面処理、好ましくは、疎水化処理して用いることもできる。疎水化処理剤としては、カップリング剤（珪素、チタン、アルミニウム及びジルコニウム等の中心元素は特に選ばない）、オイル、ワニス及び有機化合物等が良い。特に、アルコキシシランカップリング剤及びフルオロアルキルアルコキシシランカップリング剤が好ましい。
【００３７】
表層の成形方法としては、上記の表層を構成する材料を、サンドミル、ペイントシェーカ、ダイノミル及びパールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表層形成用の樹脂塗料を、ディッピング法やスプレーコート法により、帯電部材の表面、本発明においては基層の上に塗工する。表層塗料の利用効率を考慮すると、ディッピング法が好ましい。
【００３８】
表層膜厚Ｔsを制御するために表層塗料の樹脂の固形分と塗工引き上げ速度を制御する。表層塗料中の樹脂の固形分を大きくするか、または、塗工引き上げ速度を大きくすると表層の膜厚が大きくなり、固形分を小さくするか、または、塗工引き上げ速度を小さくすると膜厚も小さくなる。本発明においては塗工引き上げ速度を２０〜５０００ｍｍ／ｍｉｎ．に調整する。
【００３９】
最大セル径Ｃmaxを制御するために、樹脂の硬化温度と樹脂の固形分を調整する。固形分を大きくし塗液粘度を上げ、かつ、硬化温度を上げるとＣmaxは小さくなり、固形分を小さくし塗液粘度を下げ、かつ、硬化温度を下げるとＣmaxは大きくなる。本発明の表層塗料においては、揮発する溶媒に対する樹脂の固形分を１２〜３０％、樹脂硬化温度は、１３０℃〜２００℃の範囲で調整する。
【００４０】
帯電ローラの表面粗さに関しては、Ｃmax／Ｔs比の値が大きくなると、Ｒｚjisの値が大きくなり、Ｃmax／Ｔs比の値が小さくなると、Ｒｚjisの値が小さくなる。０．８≦Ｃmax／Ｔs≦１．２であると、尚一層好ましい。
【００４１】
次に、本発明の帯電ローラの基層ついて説明する。
【００４２】
図１に示す本発明で使用する導電性支持体（軸体）１は、炭素鋼合金表面に５μｍの厚さのニッケルメッキを施した円柱である。導電性支持体を構成する材料として他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の金属やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の、剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
【００４３】
本発明の帯電ローラでは、上記導電性支持体１の外周に導電性非発泡体で形成された基層２を有する。基層２は、高分子弾性体と導電材を混合して成形される。導電性非発泡体はエピクロルヒドリンゴムを主成分とし、導電材は少なくともイオン導電材が含有されていると望ましい。
【００４４】
エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリンを中心とする環状のエーテルの開環重合体であり、ゴムを構成する主な単量体には、エピクロルヒドリン、エチレンオキシド及びアクリルグリシジルエーテル等が挙げられる。重合体であるエピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体及びエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体等が挙げられる。この中でも安定した中抵抗領域の導電性を示すことから、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体が特に好適に用いられる。エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体は、重合度や組成比を任意に調整することで導電性や加工性を制御できる。
【００４５】
高分子弾性体はエピクロルヒドリンゴムを主成分とするが、必要に応じてその他の一般的なゴムを含有されてもよい。
【００４６】
その他の一般的なゴムとしては、例えばＥＰＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ノルボルネンゴム、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、クロロプレンゴム、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー）、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー）等のスチレン系ブロックコポリマー及びシリコーンゴム等が挙げられる。
【００４７】
上記の一般的なゴムを含有する場合、その含有量は、高分子弾性体全量に対し１〜５０質量％であるのが好ましい。
【００４８】
導電材としては、基層の電気抵抗率のムラを小さくするという目的により、イオン導電材を含有することが必要である。イオン導電材が導電性非発泡体の中に均一に分散し、導電性非発泡体の電子抵抗率を均一化することにより、帯電ローラを直流電圧のみの電圧印加で使用したときでも均一な帯電を得ることができる。
【００４９】
イオン導電材としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4やＮａＣｌＯ4等の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩等が挙げられ、これらを単独又は２種類以上組み合わせて用いることができる。イオン導電材の中でも、環境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸４級アンモニウム塩が好適に用いられる。
【００５０】
イオン導電材に加えて、基層の電気抵抗にムラを生じさせない範囲で、電子導電性の導電材を添加することができる。電子導電性の導電材としては、例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉、又は適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどがある。これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることも可能である。
【００５１】
この他にも導電性弾性体には必要に応じて、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤及び離型剤等の配合剤を加えることも好ましい。
【００５２】
導電性弾性体の成形方法としては、上記の導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。また、導電性弾性体基層は、導電性支持体の上に直接導電性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよい。なお、基層の作製後に表面を研磨して形状を整えてもよい。
【００５３】
基層の形状は、出来上がった帯電ローラと感光体との当接ニップ幅がローラの長手方向の分布でできるだけ均一になるよう、基層の中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラウン形状となっていることが好ましい。また、出来上がったローラの当接ニップ幅が均一となるために、基層ローラの振れが小さい方が好ましい。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
（１）基層の作製
エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤としての炭酸カルシウム３０質量部、研磨性改善のための補強材としての着色グレードカーボン（商品名：シーストＳＯ、東海カーボン（株）製）２質量部、酸化亜鉛５質量部、可塑剤としてのＤＯＰ１０質量部、老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール０．５質量部、下記式の過塩素酸４級アンモニウム塩４質量部
【００５５】
【化４】
2006065201.tif 000005
を、加圧ニーダーで３０分混練した。
【００５６】
さらに、加硫促進剤としてのノクセラーＤＭ１質量部、加硫促進剤としてノクセラーＴＳ１．０質量部、加硫剤としての硫黄１．２質量部を加えてさらに１５分間オープンロールで混練した。
【００５７】
前記ゴム混合物をゴム押し出し機を使用して、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶中を使用して、１６０℃の水蒸気中で５０分間一次加硫し、導電性弾性体基層ゴム一次加硫チューブを得た。
【００５８】
次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持体（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、風乾した。この導電性支持体を、前記導電性弾性体基層ゴム一次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンで１６０℃２時間の二次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。
【００５９】
この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、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１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状で表面の十点平均粗さＲｚ２μｍ、振れ１５μｍの導電性弾性体基層を得た。
【００６０】
導電性弾性体基層をＮ／Ｎ（常温常湿：２３℃／５５％ＲＨ）環境に２４時間以上放置した後、導電性弾性体基層を有する帯電ローラの抵抗を測定したところ、２．０×１０5Ωであった。
【００６１】
（２）表層の調製
ＡＤＣＡ（商品名：ビニホールＡＣ＃３Ｃ平均粒径８μｍ  永和化成工業（株）製）をエルボージェット分級器で分級を行い、１０μｍ以下の微粉ＡＤＣＡ（平均粒径２μｍ）を手に入れた。
【００６２】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２０１６、ダイセル化学工業（株）製）４００質量部を、６００質量部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、固形分２８質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００質量部に対してイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を１７．３質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１１．０質量部、導電性酸化スズ１１．２質量部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．１１質量部、前記ＡＤＣＡ分級品を２．８質量部配合し、これに直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００質量部を加えて、ガラスビンに入れてペイントシェーカを使い１２時間分散した。最後に２０８メッシュの網で溶液を濾過して表層塗料を得た。尚、ＡＤＣＡは固形分に対して５質量部配合されていて、以後、発泡剤に関する配合部数は、固形分に対する値で明記する。
【００６３】
前記表層塗料をディッピンク法により前記導電性弾性体基層を有する帯電ローラの表面に塗工した。引き上げ速度１００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転してもう一度引き上げ速度１００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一度３０分間風乾した後、硬化温度１４０℃で１００分間加熱した。表層膜厚Ｔsは８０μｍ、最大セル径Ｃmaxは９５μｍ、Ｒｚjisは６．２μｍであった。こうして完成したローラを実施例１の帯電ローラとした。
【００６４】
（実施例２）
ＡＤＣＡ分級品５質量部を１０質量部に変更した以外は、実施例１のローラと同様にして実施例２のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは９５μｍ、最大セル径Ｃmaxは１３０μｍ、Ｒｚjisは８．５μｍであった。
【００６５】
（比較例１）
ＡＤＣＡ分級品５質量部を炭酸水素ナトリウム１質量部に変更した以外は、実施例１のローラと同様にして比較例１のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは１１０μｍ、最大セル径Ｃmaxは１８７μｍ、Ｒｚjisは１２．５μｍであった。
【００６６】
（実施例３）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更した以外は、実施例１のローラと同様にして実施例３のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは９０μｍ、最大セル径Ｃmaxは６０μｍ、Ｒｚjisは３．７μｍであった。
【００６７】
（実施例４）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更して、ＡＤＣＡ分級品５質量部を１０質量部に変更した以外は、実施例１のローラと同様にして実施例４のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは８５μｍ、最大セル径Ｃmaxは８０μｍ、Ｒｚjisは５．２μｍであった。
【００６８】
（比較例２）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更して、ＡＤＣＡ分級品５質量部を炭酸水素ナトリウム２０質量部に変更した以外は、実施例１のローラと同様にして比較例１のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは９０μｍ、最大セル径Ｃmaxは２７μｍ、Ｒｚjisは１．２μｍであった。
【００６９】
（実施例５）
表層の調製において、ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２０１６、ダイセル化学工業（株）製）２００質量部を、８００質量部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、固形分１４質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００質量部に対してイソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を８．６質量部とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を５．５質量部、導電性酸化スズ５．６質量部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０６質量部、前記ＡＤＣＡ分級品を１．４質量部と配合を変更した以外は、実施例１のローラと同様にして実施例５のローラを作製した。尚、ＡＤＣＡは固形分に対して５質量部配合されている。表層膜厚Ｔsは４０μｍ、最大セル径Ｃmaxは４５μｍ、Ｒｚjisは７．０μｍであった。
【００７０】
（実施例６）
ＡＤＣＡ分級品５質量部を１０質量部に変更した以外は、実施例５のローラと同様にして実施例６のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは５５μｍ、最大セル径Ｃmaxは７２μｍ、Ｒｚjisは８．９μｍであった。
【００７１】
（比較例３）
ＡＤＣＡ分級品５質量部を炭酸水素ナトリウム１質量部に変更した以外は、実施例５のローラと同様にして比較例１のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは５０μｍ、最大セル径Ｃmaxは１００μｍ、Ｒｚjisは１５．３μｍであった。
【００７２】
（実施例７）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更した以外は、実施例５のローラと同様にして実施例７のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは４５μｍ、最大セル径Ｃmaxは３０μｍ、Ｒｚjisは３．５μｍであった。
【００７３】
（実施例８）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更して、ＡＤＣＡ分級品５質量部を１０質量部に変更した以外は、実施例５のローラと同様にして実施例８のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは５０μｍ、最大セル径Ｃmaxは４５μｍ、Ｒｚjisは４．５μｍであった。
【００７４】
（比較例４）
硬化温度１４０℃から１９０℃に変更して、ＡＤＣＡ分級品５質量部を炭酸水素ナトリウム１０質量部に変更した以外は、実施例５のローラと同様にして比較例４のローラを作製した。表層膜厚Ｔsは６５μｍ、最大セル径Ｃmaxは２０μｍ、Ｒｚjisは１．８μｍであった。
【００７５】
以上の実施例及び比較例における主な条件及び物性を表１にまとめる。
【００７６】
＜帯電ローラの評価＞
上記のようにして得られた帯電ローラを用いて、以下に示すようにして評価を行った。
【００７７】
（連続複数枚画像出し耐久試験）
図３に示す電子写真方式の電子写真装置に上記で得られた帯電ローラを取り付けて、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃／５５％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／８０％ＲＨ）及び低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）の各環境下において、印字率４％のＡ４画像連続１５０００枚の画像出しを行い、５００枚ごとにハーフトーン画像をプリントし、帯電ローラの抵抗上昇に起因した画像不良の発生について、目視にて画像評価を行った。結果を表２に示す。但し、電子写真感光体の暗部電位ＶＤが画像出し耐久試験初期に、−７００Ｖ付近となるように印字電圧（直流電圧のみ）を各環境で設定して画像出し耐久試験を行った。図３中、５は感光ドラム、６は帯電ローラ、７はレーザー、８ａは現像ローラ、８ｂは現像剤担持ローラ、８ｃは現像剤規制ブレード、９は転写ローラである。感光体はアルミニウムシリンダーに膜厚１８μｍのＯＰＣ層（有機感光層）をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダ樹脂とする電荷輸送層である。
【００７８】
トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、さらに表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度６３℃、質量平均粒径６μｍの重合トナーである。
【００７９】
表２中の◎は得られた画像が非常に良い、○は良い、△はハーフトーン画像にやや濃度ムラあり、×はハーフトーン画像に濃度ムラ、濃度のガサツキがあることを示す。
【００８０】
（帯電ローラの抵抗の測定）
また、画像出し耐久試験を始める前（初期）と連続１６０００枚の画像出し直後、それぞれについて、帯電ローラの抵抗の測定方法は、図４に示すようにアルミドラム（Ｚ）と帯電ローラ（Ｙ）を接触させ、ゴムローラの両端部に接触面積が均一になるように５００ｇの加重をかけ、従動回転させながら‐２００Ｖの電圧をかけて流れる電流を測定し、帯電ローラの抵抗（Ω）を求めた。結果を表２に示す。
【００８１】
（表面粗さ測定）
表面粗さ（Ｒｚjis）の測定方法としては、ＪＩＳ  Ｂ０６０１の表面粗さに基づき、小坂研究所製サーフコーダーＳＥ３４００にて、軸方向３点×周方向２点の計６点について各々測定し、その平均をとる。本発明においては、接触針は先端半径２μｍのダイアモンドとし、測定スピード０．５ｍｍ／ｓ、カットオフλｃ０．８ｍｍ、基準長さ０．８ｍｍ、評価長さ８．０ｍｍとした。
【００８２】
【表１】
2006065201.tif 000006
【００８３】
【表２】
2006065201.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の帯電ローラの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の帯電ローラの一例を示す概略横断面図である。
【図３】本発明の帯電ローラを具備した電子写真装置の概略構成図である。
【図４】本発明における帯電ローラの抵抗の測定方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  導電性支持体（軸体）
２  基層
３  表層
４  発泡セル
５  感光ドラム
６  帯電ローラ
７  レーザー
８ａ  現像ローラ
８ｂ  現像剤担持ローラ
８ｃ  現像剤規制ブレード
９  転写ローラ
【図１】
2006065201.tif 000008
【図２】
2006065201.tif 000009
【図３】
2006065201.tif 000010
【図４】
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