(57)【要約】【課題】多色ゴーストの発生が発生せず帯電均一性の良好な画像を長期にわたって得ることができ、さらには、直流電圧のみが印加されても用いることができる帯電部材を提供し、また、該帯電部材を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供する。【解決手段】導電性支持体と、その上に設けられた被覆層とを有する帯電部材において、周波数Ａ（Ｈｚ）、電圧３ｖを印加した際の前記帯電部材の静電容量をＣＡ（Ｆ）、抵抗をＲＡ（Ω）、前記帯電部材の移動速度をＢ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、    Ｂ／４≦Ａ≦Ｂ／３    ５×１０−１０≦ＣＡ≦５×１０−９    ５×１０４≦ＲＡ≦５×１０６    である。【選択図】図１
2006113377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、その上に設けられた被覆層とを有する帯電部材において、周波数Ａ（Ｈｚ）、電圧３ｖを印加した際の前記帯電部材の静電容量をＣＡ（Ｆ）、抵抗をＲＡ（Ω）、前記帯電部材の移動速度をＢ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすれば、
Ｂ／４≦Ａ≦Ｂ／３
５×１０−１０≦ＣＡ≦５×１０−９
５×１０４≦ＲＡ≦５×１０６
であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
周波数１０Ｈｚ及び１００Ｈｚのときの静電容量をそれぞれＣ１０及びＣ１００とした場合、  １≦Ｃ１０／Ｃ１００≦５  であることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
周波数１０Ｈｚ及び１００Ｈｚのときの抵抗をそれぞれＲ１０及びＲ１００とした場合、  １≦Ｒ１０／Ｒ１００≦１０  であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項４】
前記被覆層が金属酸化物微粒子を含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項５】
前記金属酸化物微粒子が酸化錫または酸化チタンの微粒子であることを特徴とする請求項４に記載の帯電部材。
【請求項６】
前記金属酸化物微粒子が酸化錫及び酸化チタンの微粒子の混合物であることを特徴とする請求項４に記載の帯電部材。
【請求項７】
前記酸化チタンがルチル型酸化チタンであることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項８】
前記被覆層が少なくとも２層から構成されることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項９】
前記被覆層の表面層において、前記金属酸化物微粒子の含有率が５０ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項８に記載の帯電部材。
【請求項１０】
前記表面層の膜厚をｔ（μｍ）とすると、    ８≦ｔ≦２５    であることを特徴とする請求項９に記載の帯電部材。
【請求項１１】
前記帯電部材の１０点平均表面粗さをＲｚｊｉｓとすると    ３≦Ｒｚｊｉｓ≦２０  
であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項１２】
被帯電体である電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電するための帯電部材として請求項１〜１１のいずれかに記載の帯電部材を有する帯電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ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
前記帯電部材が前記電子写真感光体に接触配置される部材であることを特徴とする請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
被帯電体である電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電するための帯電部材として請求項１〜１１のいずれかに記載の帯電部材を有する帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項１５】
前記帯電部材が前記電子写真感光体に接触配置される部材であることを特徴とする請求項１４に記載の電子写真装置。
【請求項１６】
前記帯電部材に印加する電圧が直流電圧のみであることを特徴とする請求項１４〜１５のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項１７】
２種以上のプロセススピード（該電子写真感光体の周速度）に設定可能であり、一方のプロセススピードが５０（ｍｍ／ｓ）以下であり、他方のプロセススピードが６０（ｍｍ／ｓ）以上である請求項１４〜１６のいずれかに記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体上に１層以上の被覆層を有する帯電部材、帯電手段として該帯電部材を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置、すなわち電子写真装置において、電子写真感光体等の像担持体を帯電させる帯電手段として、様々な帯電部材が使用されている。
【０００３】
このような用途に用いられる帯電部材は、電子写真感光体に接触配置または近接配置されて、交流電圧を重畳した直流電圧が印加されたり、直流電圧のみが印加されたりして使用されているのである。
【０００４】
ところで、印加電圧として交流電圧を重畳した直流電圧を採用すると、高圧の交流電源が必要となり、電子写真装置のコストアップを招くとともに、交流電流を多量に使用することにより、帯電部材や電子写真感光体の耐久性が低下するといった現象が発生する。従って、電子写真装置のコスト削減や高耐久性を考慮すると、印加電圧は直流電圧のみであることが好ましいといえる。
【０００５】
また、電子写真感光体に接触配置または近接配置される帯電部材の形状としては、ローラ形状、ブレード形状、ブラシ形状、ベルト形状、フィルム形状、シート形状、チップ形状などが挙げられるが、ローラ形状のもの（即ち、帯電ローラ）が多く用いられている。
【特許文献１】特開２００１−２０１９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、電子写真装置のカラー化は急速に進行し、オフィスはもちろんのこと個人レベルでもコンピューターからカラー画像やグラフィック画像を出力する機会が増大している。これに対応する電子写真方式としては、特許文献１に示される様々な方式を挙げることができる。
【０００７】
この中でも、近年の市場ニーズとも相俟って進む高速化という観点からは、インライン方式が優位であり、また、厚紙やグロス紙等の様々な転写材に対応できるという観点からは中間転写体方式が優位であるといえる。
【０００８】
本方式は、複数の感光体上に、各色の現像器により各色のトナー像をそれぞれ形成し、各感光体から、一旦、中間転写体上に順次各色のトナー画像を重ね転写し、その後、中間転写体上の多色トナー像を記録媒体（転写材）に一括転写する方式の画像形成装置である。
【０００９】
本方式は、トナー像が中間転写体上に転写されたまま、中間転写体が次ステーションの感光体に接する方式である。従って、トナー像が形成されている部分と形成されていない部分とでは、転写部材及び中間転写ベルトから感光体に流れる電流量が異なることになり、感光体に電位差が生じてしまう。
【００１０】
ここで、従来の帯電部材を用いて、上記電位差を持った感光体を帯電しようとすると、上記電位差を埋めることができず、画像上濃度ムラが発生してしまうという問題が発生した（以下、本現象を多色ゴーストと呼ぶ）。また、上記電位差により、帯電を均一に行うという帯電均一性を満足することができず、例えば、トナー像を形成した部分に、白や黒の微小なスジやポチが発生するという問題が発生した（以下、本現象を帯電均一性と呼ぶ）。
【００１１】
我々が鋭意検討を行うことにより、上記電位差は、トナー層が多層に形成していればいる程トナー像を形成していない部分との濃度差が大きく、また、多色帯電均一性を満たすことも困難であることがわかっている。
【００１２】
また、上記多色ゴースト及び帯電均一性は、中間転写体を使用するカラー電子写真装置において、更には、特許文献１に示される様な、各感光体上の各色トナー像を転写材担持体としての転写ベルト等に担持搬送される転写材上に順次重ね転写することで多色トナー画像を形成するカラー電子写真装置においても問題であることがわかっている。
【００１３】
ところで、高解像度のカラー画像やグラフィック画像を電子写真装置から出力する際には、転写材としては特殊紙（例えば、表面処理した紙や高グロス紙など）を使用することが多い。ＯＨＴや特殊紙は普通紙に比べて厚く、材質的にも普通紙と異なることがあり、これらの転写材上に良好な画像を形成するためには、普通紙を用いる場合に比べて、プロセススピードを小さくして対応することがある。
【００１４】
また、例えば、個人レベルでも、特殊紙を使用することがあるだけでなく、葉書きのように厚くて小さいものを使用する頻度が高い。
【００１５】
このように、材質・厚さ・大きさの面で多種多様な転写材に対応するには、それに応じて適正となるように、１台の電子写真装置が複数のプロセススピードで画像出力できることが好ましい。例えば、標準速と、標準速の１／２速、１／３速、１／４速など複数のプロセススピードを設定できる構成にし、例えば、普通紙の場合は９４ｍｍ／ｓ（標準速）で、ＯＨＴの場合は３１ｍｍ／ｓ（１／３速）に切り替えて使用するということである。
【００１６】
我々が鋭意検討を行った結果、上記プロセススピードの違いが、多色ゴースト及び帯電均一性に及ぼす影響が大きいこともわかっている。
【００１７】
このような事情に鑑み、本発明の目的は、多種多様な転写材に対応するために、１台で複数のプロセススピードを設定することを可能としたカラー電子写真装置において、多色ゴーストが発生せず、帯電均一性を満足することができる帯電部材を提供することであり、更には、帯電部材に直流電圧のみを印加して感光体を帯電する画像形成装置にも好適に使用できる帯電部材を提供することである
また、本発明の目的は、上記帯電部材を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
我々が鋭意検討を重ねた結果、上記問題は、帯電部材の静電容量及び抵抗を制御することにより解決可能であることが明らかとなった。
【００１９】
即ち、本発明は、導電性支持体と、その上に設けられた被覆層とを有する帯電部材において、周波数Ａ（Ｈｚ）、電圧３ｖを印加した際の前記帯電部材の静電容量をＣＡ（Ｆ）、抵抗をＲＡ（Ω）、前記帯電部材の移動速度をＢ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすれば、
Ｂ／４≦Ａ≦Ｂ／３
５×１０−１０≦ＣＡ≦５×１０−９
５×１０４≦ＲＡ≦５×１０６
であることを特徴とする帯電部材である。
【００２０】
また、本発明は、上記帯電部材を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、多種多様なメディア（転写材）に対応するために、１台で複数のプロセススピードを設定することを可能とした電子写真装置においても、多色ゴーストが発生せず帯電均一性の良好な画像を長期にわたって得ることができ、さらには、直流電圧のみが印加されても用いることができる帯電部材を提供することができ、また、該帯電部材を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について、詳細に説明する。前述した多色ゴーストに起因する電位差を帯電によって消失させるあるいは縮めるためには、帯電部材の帯電能力を上げる必要がある。即ち、帯電部材が感光体を帯電する際、よりたくさんの放電を行い、感光体上に電荷を供給できることが必要である。
【００２３】
ところで、帯電部材が感光体を帯電するということは、帯電部材から感光体表面への放電が起こり、電荷が移動するということである。特開２００１−０３４０３６号公報に示される様に、帯電部材の表面上のある点Ｘと、その点Ｘを通る帯電部材の半径を延長した線が感光体の表面と交差する点を点Ｙとしたとき、その点Ｘと点Ｙとの間での電位差Ｖｘｙが、パッシェンの放電限界Ｖｐａを超えると放電が発生し、電荷△Ｑが感光体表面に、逆電荷−△Ｑが帯電部材表面に移動する。この△Ｑの総和が、感光体ドラムに蓄積される電荷Ｑであり、感光体ドラムの電位は  Ｑ＝ＣＶ  の関係より算出することができる。ここで、電荷（放電電荷密度）△Ｑは、数１の式から算出できる。
【００２４】
【数１】
2006113377.tif 000003
【００２５】
なお、数１におけるＤは、  Ｄ＝Σｄｉ／εｉ  であり、そのｄｉは帯電部材及び感光体各層の厚さ［ｍ］、εｉは比誘電率である。また、Ｖｘｙは上述した点Ｘと点Ｙの間の電位差［Ｖ］、Ｖｐａは数２及びパッシェンの法則から求まる放電開始電圧［Ｖ］である。さらにｇは上記点Ｘと点Ｙとの間の距離（ギャップ）である。
【００２６】
【数２】
2006113377.tif 000004
【００２７】
上記の数１の式より、放電電荷量はＤによって変化する、即ち、帯電部材のｄ／εによって変化することがわかる。ところで、静電容量は  Ｃ＝Ｓ×（ε／ｄ）（Ｓは面積）  で現せるので、放電を制御するためには帯電部材の静電容量を制御すればよいということになる。
【００２８】
また更には、感光体の表面の電位、即ち感光体にかかる電圧は、帯電部材と感光体の接触部分において、印加した電圧がどういう割合で配分されるかということにより影響を受けると考えられる。帯電部材の抵抗が高い場合には、帯電部材に対する分圧が高くなってしまうため、感光体の表面電位は低くなってしまう。逆に、帯電部材の抵抗が低い場合には、感光体の表面電位は高くなる傾向にある。従って、帯電部材の抵抗値を制御することも必要である。
【００２９】
帯電部材と感光体ドラムとが接触しＤＣ帯電方式において帯電を行う場合、帯電部材が感光体に対して放電を行う範囲は、図９に示すように、帯電部材と感光体ドラムの接触する上流側である考えられる。そして、帯電部材表面のある点Ｘが、帯電工程を行う際、帯電部材にかかる電圧は、図９に示す様に変化する。これより、ＤＣ帯電方式においても、帯電工程において帯電部材にかかる電圧は、ある周波数をもって変化すると近似することができる。パッシェンの法則及び帯電部材の形状より計算して、この幅は、３ｍｍ〜４ｍｍ程度の長さになると考えられる。帯電部材表面上のある点Ｘの移動速度により、周波数は変化することになるので、帯電部材の移動速度Ｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、制御する周波数Ａ（Ｈｚ）は、  Ｂ／４≦Ａ≦Ｂ／３  とした。これは、感光体を帯電する際に帯電部材にかかる電圧とほぼ同じ周波数領域であり、本領域において、帯電部材の静電容量ＣＡ及び抵抗ＲＡを制御することにより、前記問題を解決することができることを我々は見出したのである。
【００３０】
前記帯電部材の静電容量ＣＡ及び抵抗ＲＡが前記範囲外であると、多色ゴースト及び帯電均一性双方を満足することができないのである。
【００３１】
また、特開平０８−２８６４６８号公報においては、静電容量を規定してある帯電部材が提案されているが、前記特許文献による制御では、前記問題を解決することができなかった。
前記抵抗ＲＡは  ５×１０４≦ＲＡ≦５×１０６  であり、従来の帯電部材、即ち特許文献１に示される帯電部材と比較して、非常に低抵抗になっている。従来は、前記文献に記載のピンホールリークという問題が発生していた。ピンホールリークとは、感光体のピンホールに帯電部材から電荷がリークし、電圧を印加する電源の電荷供給量が限界に達して帯電部材への電荷の供給が停止してしまうために、感光体ドラムに帯電できない部分ができてしまうという現象である。しかし、我々が鋭意検討を行うことにより、本現象は、電源の電荷供給量を向上させることに解決可能であることが明らかとなった。
【００３２】
帯電部材の静電容量ＣＡは、周波数１０Ｈｚ及び１００Ｈｚのときの静電容量をそれぞれＣ１０及びＣ１００とした場合、  １≦Ｃ１０／Ｃ１００≦５  であることが好ましい。この式は、ＣＡの周波数依存性がある程度小さいということを示している。この範囲に制御すれば、プロセススピードまたは帯電部材の移動速度が可変な電子写真装置においても、（例えば、９４ｍｍ／ｓと３１ｍｍ／ｓに設定可能）前記課題を容易に解決することができるのである。
【００３３】
帯電部材の抵抗ＲＡは、周波数１０Ｈｚ及び１００Ｈｚのときの抵抗をそれぞれＲ１０及びＲ１００とした場合、  １≦Ｒ１０／Ｒ１００≦１０  であることが好ましい。本式も、ＲＡの周波数依存性が小さいことを示している。この範囲に制御すればプロセススピードまたは帯電部材の移動速度が可変な電子写真装置においても、（例えば、９４ｍｍ／ｓと３１ｍｍ／ｓに設定可能）前記課題を容易に解決することができるのである。
【００３４】
本発明における帯電部材の構成としては、従来既知の構成を使用することができ、例えば、金属等の導電性支持体上にエラストマー、樹脂等を一層以上被覆する構成を汎用的に使用する。
【００３５】
本発明における帯電部材の被覆層は、感光体等の他の部材と接触する可能性があるため、他の部材を汚染してしまう材料では好ましくなく、表面離型性のよいものが好ましいといえる。被覆層材料の詳細については、後に詳述する。
【００３６】
帯電部材の被覆層は、前記ＣＡ及びＲＡを制御するため、微粒子を含有することが好ましい。被覆層に微粒子を添加し、その分散性をコントロールすることで、ＣＡ及びＲＡを変更することができるからである。前記微粒子は、１種であっても２種以上であってもよいが、少なくとも１種は導電性微粒子であり、２種以上の微粒子を用いる場合は、絶縁性微粒子を用いてもよい。本発明においては、ＣＡ及びＲＡの制御を容易にするためには、導電性微粒子と絶縁性微粒子とを併用することが好ましい。
【００３７】
本発明において、導電性微粒子とは、１×１０１０Ω・ｃｍ未満の体積抵抗率を有する微粒子のことであり、絶縁性微粒子とは、１×１０１０Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する微粒子のことである。
【００３８】
導電性微粒子としては、金属酸化物系導電性微粒子、金属系導電性微粒子、カーボンブラック、カーボン系導電性微粒子等を挙げることができ、一種類又は二種以上組み合わせて用いることができる。
【００３９】
金属酸化物系導電性微粒子としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン（二酸化チタン、一酸化チタン等）、酸化鉄等、が挙げられる。前記金属酸化物導電性系微粒子はそれのみで十分な導電性を示すものもあるがそうでないものも存在する。微粒子の導電性を十分なものとするため、即ち、微粒子の体積抵抗率を１×１０１０Ω・ｃｍ未満にするため、これらの微粒子に、ドーパントを添加しても良い。一般的に金属酸化物導電性微粒子は格子欠陥の存在により余剰電子が生成し、導電性を示すと考えられ、ドーパント添加によって格子欠陥の形成が促進され、十分な導電性を得ることができるのである。例えば、酸化亜鉛のドーパントとしてはアルミニウム、酸化錫のドーパントとしてはアンチモン、酸化インジウムのドーパントとしては錫などが使用される。また、酸化チタンの導電性を得る場合は、酸化チタンに導電性酸化錫を被覆したものなども挙げることができる。
【００４０】
金属系導電性微粒子としては、銀、銅、ニッケル、亜鉛等の微粒子が挙げられる。
【００４１】
カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
【００４２】
カーボン系導電性微粒子としては、グラファイト、カーボンファイバー、活性炭、木炭等を挙げることができる。
【００４３】
導電性微粒子としては、この中でも、特に、金属酸化物系導電性微粒子を用いることが好ましい。より好ましくは、酸化錫または酸化チタンを用いるのが好ましい。これらの微粒子は、樹脂などの結着材料に対する分散性が良く、ＣＡ及びＲＡの制御がしやすいためである。
【００４４】
絶縁性微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン（二酸化チタン、一酸化チタン等）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン等の金属酸化物系絶縁性微粒子、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、二硫化モリブデン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、タルク、カオリンクレー、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリナイト、アスベスト、中空ガラス球、黒鉛、もみ殻、有機金属化合物、有機金属塩等の微粒子を挙げることができる。また、公知の樹脂、例えば、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、および、これらの共重合体、変性物、誘導体などの微粒子も使用することができる。
【００４５】
この中でも、特に、金属酸化物系絶縁性微粒子を用いることが好ましい。より好ましくは、酸化チタンを用いるのが好ましい。前記微粒子は、樹脂などの結着材料に対する分散性が良く、ＣＡ及びＲＡの制御がしやすいためである。また、酸化チタンの中でも、ルチル型の酸化チタンを用いることが更に好ましい。ルチル型の酸化チタンは、アナタール型と比較して誘電率が非常に大きく、少量で静電容量を大きくできる等、ＣＡの制御を行いやすいといった特徴がある。
【００４６】
また、例えば、導電性微粒子と絶縁性微粒子を併用する場合には、微粒子を金属酸化物系微粒子で統一する、または、添加する絶縁性微粒子を結着樹脂と類似した化学結合部分をもつ樹脂微粒子にする等、材料的に類似したものを添加することが材料に対する微粒子の分散性をコントロールし、ＣＡ及びＲＡの制御を行う上でより好ましいといえる。
【００４７】
前述した微粒子は１種でも２種以上併用してもよく、各種の表面処理、変性、官能基や分子鎖の導入、コート等を施したものでもよい。表面処理としては、カップリング処理及び脂肪酸処理が挙げられる。カップリング処理としては、シランカップリング剤及びチタネート系カップリング剤等を用いたもの、脂肪酸処理としては、ステアリン酸等の酸を用いたものが代表的である。微粒子にこれらの表面処理を施すことにより、分散性を向上させることが可能になるのである。
【００４８】
また、帯電部材の被覆層に用いるエラストマーまたは樹脂等は、複数種を用いることにより、その存在比率や分散性によって、前記ＣＡ及びＲＡを制御することができる。更には、被覆層表面性（表面粗さＲｚｊｉｓ等）を変えることによっても、前記ＣＡ及びＲＡを制御することができる。
【００４９】
本発明の被覆層は２層以上から構成されることが好ましい。特に、導電性及び弾性を有する被覆層に相当する弾性層上に更に被覆層をもうけることが好ましい。これは、被帯電体としての感光体に対する給電や、帯電部材の感光体に対する良好な均一密着性を確保するためである（本発明では、最表面の被覆層を特に表面層と記載することにする）。また、被覆層を２層構成にして表面層を設けることにより、ＣＡ及びＲＡを容易に制御することが可能になるのである。特に、表面層材料等を変更するだけで、ＣＡ及びＲＡを大幅に変更することができるからである。
【００５０】
本発明の帯電部材のＣＡ及びＲＡを指定範囲内とする上で、帯電部材の表面層は、前記金属酸化物微粒子を５０ｗｔ％以上特には５３ｗｔ％以上６５ｗｔ％以下とすることが好ましく、また本発明の帯電部材の表面層ｔ（μｍ）は８≦ｔ≦２５であることが好ましい。更に、帯電部材１０点平均表面粗さＲｚｊｉｓ（μｍ）は３≦Ｒｚｊｉｓ≦２０であることが好ましい。、尚、微粒子の含有率は、微粒子とエラストマーまたは樹脂重量の総量に対する微粒子の重量％である。
【００５１】
続いて、本発明に用いる帯電部材について、更に、詳細に説明する。
【００５２】
本実施の形態の帯電部材（ローラ形状のものを特に「帯電ローラ」という）に関しての例を図１から図８に示す。
【００５３】
例えば帯電部材は図１示すようにローラ形状であり、導電性支持体２ａと、その外周一帯に形成された弾性層２ｂと、更にその外周に形成された表面層２ｄから構成されている。
【００５４】
本実施の形態における帯電部材の他の構成を図２から図４に示す。図２に示すように、帯電部材は弾性層２ｂと表面層２ｄとの間に抵抗層２ｃを設けた三層構造であってもよいし、図３に示すように抵抗層２ｃと表面層２ｄの間に第２の抵抗層２ｅを設けた四層構造であってもよいし、更に抵抗層を設けて、導電性支持体２ａの上に四層以上を形成した構造であってもよい。また、図４に示すように表面層２ｄのみを導電性支持体２ａ上に設けた一層構造であってもよい。
【００５５】
更には、本発明の帯電部材はローラ形状に限られることはなく、図５から図８に代表される様に、シート、ベルト、フィルム及び板状等の様々な形状をとることが可能であり、それぞれに対して、前述した層構成をとることが可能である。
【００５６】
本実施の形態において用いられる表面層２ｄを構成する材料としては、樹脂及びエラストマーならばどのようなものを用いてもよい。樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）、オレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢＣ）等が挙げられる。また、エラストマーとしては、合成ゴム及び熱可塑性エラストマーが挙げられ、例えば、合成ゴムとしては、天然ゴム（加硫処理等）、エピクロルヒドリンゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＩＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。これらの材料は、単独または二種類以上を混合してもよく、共重合体であってもよい。
【００５７】
表面層２ｄは、帯電部材の最表面を構成し、被帯電体である感光体と接触するため、感光体を汚染してしまう材料では好ましくない。また、表面離型性のよいものが好ましいといえる。従って、表面層材料としては、樹脂を用いるのが好ましいといえる。
【００５８】
表面層２ｄには各種導電性微粒子を添加し、その体積抵抗率を所望の値に調整することが好ましい。導電性微粒子としては、前述した導電性微粒子を挙げることできる。これらの導電性微粒子は表面（疎水化）処理を施してもよく、また、所望の体積抵抗率を得るためにはこれらの各種導電剤を二種以上併用してもよい。表面処理については、前述した通りである。
【００５９】
また、表面層２ｄには、導電性あるいは表面性の制御及び補強性の向上を目的として、各種微粒子が含有されてもよい。微粒子としては特に制限はなく、前述した微粒子を用いることができる。これらの微粒子は１種でも２種以上併用してもよく、各種の表面処理、変性、官能基や分子鎖の導入、コート等を施したものでもよい。
【００６０】
更に、表面層は離型性物質を含有してもよい。離型性物質を含有すれば表面層の摩擦係数を小さくすることが可能になるので、帯電部材表面の汚れ付着を低減でき耐久性が向上するとともに、感光体と帯電部材間での相対移動が滑らかになるのでスティックスリップのような不規則な移動状態の出現をへらし、その結果変音の発生や帯電部材表面の不規則な磨耗等の回転ムラに起因するであろうと思われる種々の現象を改善することができる。さらには離型性物質が液体の場合には帯電部材表面層を形成するときに平滑剤（レベリング剤）としても作用するため、表面層を平滑に形成することが可能になる。離型性物質には種々のものがあり分類の仕方もいろいろあるが、機能面から考えると、低表面エネルギーを利用するものと摺動性を利用するものが多い。また、その性状も液体であったり，固体であったりする。例えば固体で摺動性をもつものは一般に固体潤滑剤として知られており、固体潤滑ハンドブック（発行所；株式会社幸書房、昭和５７年３月１５日発行の二版）に記載の物質を使用することができる。
また、珪素やフッ素を分子内に含む化合物がオイル状、あるいは固体状（離型性樹脂あるいは粉末、ポリマーの一部に離形性を有する部位を導入したもの）で使用される。さらには、ワックスや高級脂肪酸（その塩やエステル、その他誘導体を含む）も挙げることができる。
【００６１】
本実施の形態において用いられる弾性層２ｂは、被帯電体としての感光体１に対する給電や、帯電部材の感光体に対する良好な均一密着性を確保するために、適当な導電性と弾性とを有するものである。
【００６２】
また、ローラ形状である帯電ローラ２は、帯電ローラ２と感光体１の均一密着性を確保するために、弾性層２ｂの研磨によって中央部を一番太く、両端部にいくほど細くなる形状、いわゆるクラウン形状に形成することが好ましい。一般に使用されている帯電ローラは、導電性支持体２ａの両端部に所定の押圧力が与えられて感光体１と当接するので、中央部の押圧力が小さく、両端部ほど大きくなっているために、帯電ローラの真直度が十分であれば問題ないが、十分でない場合には中央部と両端部に対応する画像に濃度ムラが生じてしまう場合がある。上記クラウン形状はこれを防止するために形成される。
【００６３】
本実施の形態において用いられる弾性層２ｂの材料としては、合成ゴム及び熱可塑性エラストマーのようなエラストマーならばどのようなものを用いてもよい。エラストマーについては、表面層に記載したものと同様のエラストマーを用いることができる。
【００６４】
また、これらの弾性材料を発泡成形した発泡体を弾性材料として用いてもよい。好ましくは、帯電部材と感光体とのニップを確保するため、弾性層材料には、合成ゴム材料を用いるのがよいといえる。
【００６５】
弾性層２ｂの導電性は、上記の弾性材料中にカーボンブラック、導電性金属酸化物、アルカリ金属塩及びアンモニウム塩等の導電剤を適宜添加することにより、１０８Ω・ｃｍ未満に調整されることが好ましい。弾性層２ｂの導電性が１０８Ω・ｃｍ以上であると、帯電部材の帯電能力が低くなり、被帯電体を均一に帯電する、帯電均一性を満足することができなくなってしまう。この場合には、帯電部材周期長手ムラとなって画像不良が発生してしまうことが多い。また、弾性層２ｂの弾性や硬度は、軟化油、可塑剤等の添加及び上記弾性材料を発砲させることにより調整される。
【００６６】
弾性層の表面状態の制御方法としては、前述した機械的研磨を用いることが好ましい。より好ましくは、砥石により研磨する方法が好ましいといえる。一般的に、ローラ形状の弾性体を研磨する方法は、トラバース方式という研磨方法がとられている。この方式は短い砥石をローラに準じて移動させることにより、ローラを研磨するものである。それに対して、幅広研磨方式という研磨方法も存在する。この方式は、文字通り幅の広い砥石、即ち、ローラ長さと同程度の幅の砥石を用い、それを一度押し当てることにより、僅かな時間でローラ研磨ができるという方式である。
【００６７】
一度に研磨可能であるので、砥石の形状を制御すれば、容易に、所望の表面粗さの弾性層を作製することができる。作業の効率化等を考慮すると、幅広研磨方式がより好ましいといえる。
【００６８】
本実施の形態の帯電部材には、弾性層中に含有される軟化油や可塑剤等の帯電部材表面へのブリードアウトを防止する目的で、弾性層２ｂに接した位置に抵抗層２ｃを設けることができる。上記抵抗層２ｃを構成する材料は、弾性層２ｂに用いられる材料と同様のものを用いることができる。また、上記抵抗層２ｃは、導電性または半導電性を有していることが好ましい。導電性材料は表面層２ｄ用に挙げられた各種導電剤を用いることができる。この場合、所望の体積抵抗率を得るためには、前記各種導電剤を二種以上併用してもよい。
【００６９】
本実施の形態において用いられる導電性支持体２ａは、鉄、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケルなどの金属材料を用いることができる。更に、これらの金属表面に耐傷性付与を目的としてメッキ処理を施しても構わないが、導電性を損なわないことが必要である。
【００７０】
表面層２ｄの体積抵抗率は、弾性層の体積抵抗率より大きく、１０１６Ω・ｃｍ以下に調整されることが好ましい。表面層２ｄの体積抵抗率が弾性層のものよりも小さいと被帯電体表面のピンホール及び傷等によるリークを防止することができなくなり、１０１６Ω・ｃｍよりも大きいと帯電ローラの帯電能力が低くなり、帯電均一性を満足することができなくなってしまう。
【００７１】
抵抗層２ｃの体積抵抗率は、表面層２ｄの体積抵抗率以下、弾性層２ｂの体積抵抗率以上に調整されることが好ましい。本範囲を外れると、帯電均一性を満足することができなくなってしまうことがある。
【００７２】
なお、前記弾性層２ｂ、表面層２ｄ及び抵抗層２ｃには、前述した各種材料の他にも他の機能を有する材料を適宜用いることができる。このような他の材料としては、例えば弾性層２ｂでは、２−メルカプトベンズイミダゾール等の老化防止剤、ステアリン酸及びステアリン酸亜鉛に代表される滑剤等を例示することができる。
【００７３】
また、前記弾性層、表面層及び抵抗層には、表面処理を施してもよい。表面処理としては、ＵＶ及び電子線を用いた表面加工処理、化合物等を表面に付着及び含浸させる表面改質処理等の方法を挙げることができる。
【００７４】
また、前記弾性層２ｂ、表面層２ｄ及び抵抗層２ｃの導電性（体積抵抗率）の測定は、例えば抵抗測定装置（三菱化学（株）製絶縁抵抗計Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ）を用いて行う。より詳しくは、前記弾性層２ｂにおいては、弾性層材料自体を２ｍｍ厚に膜成形し、温度２３℃、湿度５０％の環境で２５０Ｖの電圧を３０秒間印加して導電性の測定を行う。表面層２ｄ及び抵抗層２ｃにおいては、各々の層を形成したものと同一の結着樹脂を塗料化し、そのクリア塗料をアルミシート上にコーティングし、上記の条件でそれぞれの層の導電性を測定する。
【００７５】
また、前記弾性層２ｂ、表面層２ｄ及び抵抗層２ｃの作製は、各層を好適な層厚に形成するのに適当な方法であれば特に限定されず、樹脂化合物の層形成において公知の方法を用いて作製することができる。これらの層の作製は、例えば、予め所定厚に形成されたシート状またはチューブ状の層を接着または被覆することによって行ってもよいし、静電スプレーやディッピング塗工等、従来知られている工法によって、またはそれに準じて行ってもよい。また、押出し成形によって大まかに層形成した後に研磨等によって形状を整える方法であってもよいし、型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法であってもよい。
【００７６】
静電スプレーやディッピング塗工法を用いる場合には、各種溶剤を使用することが多い。用いる溶剤としては、特に制限はないが、用いる高分子化合物が溶解しやすい溶剤を用いることが必要である。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化エチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素あるいはベンゼン、トルエン、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族化合物が用いられる。
【００７７】
また、前記弾性層２ｂ、表面層２ｄ及び抵抗層２ｃの層厚は、それぞれの層の機能の発現を損なわない範囲であれば特に限定されないが、弾性層であれば０．３ｍｍ以上であることが好ましい。弾性層の層厚が０．３ｍｍより小さくなると、弾性層に適度な弾性を保持させることができず、被帯電体との当接が適正でなくなるため、帯電均一性を満足することができなくなってしまう。
【００７８】
また、表面層及び抵抗層であればその層厚は１μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。表面層の層厚が上記範囲よりも小さすぎると層厚のムラが発生しやすくなるとともに弾性層の凹凸がそのまま帯電部材表面にあらわれてしまう。これにより帯電均一性を満足することができなくなるとともに、帯電部材表面が荒れているために、トナー粒子及び外添剤がローラ表面に付着しやすくなるという不都合が生じる。また、上記範囲よりも厚すぎると弾性層に保持させた適度な弾性が失われ、被帯電体との当接が適正でなくなるため、帯電均一性を満足させることができなくなってしまうという不都合が生じる。前述した様に、表面層膜厚は８〜２５μｍであることがより好ましい。
【００７９】
ところで、帯電部材は、感光体と接触しているため、実際の帯電時における帯電部材の抵抗は電気的な接触抵抗を含み、なおかつ、帯電部材と感光体との接触面積及び帯電部材の帯電部材の変形具合、更には帯電部材と感光体の移動速度にも依存する。よって、帯電部材に流れる電流値は帯電部材と電極との接触状態を感光体との接触状態と同一にして測定した電流値が実際の帯電時の状態を反映する。
【００８０】
そこで、本実施の形態における帯電部材の静電容量ＣＡ及び抵抗ＲＡ測定は、温度２３℃、湿度５５％の環境で図１０に示すように、帯電部材を円筒電極に片端部５００ｋｇ重（両端合計１０００ｋｇ重）の力で押し付けて測定を行う。（株）東陽テクニカ製１２６０インピーダンス／ゲインフェーズアナライザと１２９６  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥを接続し、これを更に図１０の測定治具に接続する。印加電圧は３Ｖ（Ｖｐｐ）、周波数（Ｈｚ）は、０．０１、０．０２、０．０７、０．１、０．２、０．６８、１、２、６．８、１０、１６、２３．５、３１．３、６８、１００、２００、６８０、１０００、２０００、７０００、１００００、２００００、６８０００、１０００００、２０００００、６８００００、１００００００と変化させて測定した。円筒電極には金属を用いるのが好ましい。より好ましくは、酸化しにくいという特性より、ＳＵＳ（ステンレススチールをいう。）やアルミニウムを用いるのが好ましく、更には、変形しにくいという特性より、ＳＵＳを用いるのが特に好ましいといえる。本発明においては、ＳＵＳを使用した。また、ドラムの直径は用いる感光体の直径に対応させることが好ましい。
【００８１】
本発明における、前記弾性層２ｂ、表面層２ｄ及び抵抗層２ｃの層厚は、層断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡により観察し、その層厚を実測することにより求める。具体的には、ローラをカッターナイフ等により切断し、その切断部分を光学あるいは電子顕微鏡により観察し、それぞれの層厚を測定する。
【００８２】
十点平均表面粗さＲｚｊｉｓはＪＩＳＢ０６０１（２００１）に基づき、サーフコーダーＳＥ−３４００（小坂研究所製）にて、カットオフを０．８ｍｍ、測定長さを８ｍｍとして測定を行う。より詳しくは、本測定器により、本帯電部材の任意の６点を測定し、その６点の平均値をもって、各測定値とした。
【００８３】
本発明に用いる微粒子の粒子径の測定は、島津製作所製レーザ回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−７０００を用いて行う。まず、蒸留水に少量の界面活性剤０．２ｗｔ％を添加した溶液を用意する。界面活性剤は特に限定するものでなく、市販のものならどのようなものでも用いることができる。この溶液を硝子瓶に入れて、少量の微粒子を投入し、５分間程度超音波をかけて分散させる。この溶液を測定セルに投入し、測定を行う。これにより、微粒子の粒度分布を測定することができる。測定可能な粒子径の範囲は０．０１５〜５００μｍである。また、本発明における微粒子の平均粒子径は、前記装置によって測定した体積平均粒子径をもって、本発明の平均粒子径とする。
【００８４】
更に、本発明にもちいる微粒子の体積抵抗率は、Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰまたはＨｉｒｅｓｔａ−ＵＰ  にＭＣＰ−ＰＤ４１（すべて三菱化学（株）社製）を接続して測定した値をもって微粒子の体積抵抗率とした。サンプル量は微粒子の密度等によって適宜調節するのが好ましい。例えば、酸化錫においては１．５ｇ、カーボンブラックにおいては０．５ｇとし、印加圧力は一定の１０．１Ｍｐａ（１０２ｋｇｆ／ｃｍ２）とした。印加電圧は、Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰにより測定する際には１０Ｖに固定し、Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰにより測定する際には、印加電圧により測定する抵抗領域が異なるため、測定する抵抗値にあわせて適時印加電圧を変化させた。
【００８５】
続いて、本発明のプロセスカートリッジおよび電子写真装置の概略構成について説明する。
【００８６】
図１１は、本発明の電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。
【００８７】
図１１に示すように、各色のトナーを内包する現像器等の現像手段４ａ〜４ｄにそれぞれ対向配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄが中間転写ベルト６の移動方向に並設されている。各現像手段により各感光ドラム上に形成された各色トナー画像は転写ローラ８ａ〜８ｄにより中間転写体に静電的に順次重ねて転写され、イエロー、マゼンタ、シアンにブラックを加えた４色のトナーによるフルカラートナー画像が形成される。
【００８８】
また、各感光体ドラム上に各色トナー像を形成するための、帯電手段２ａ〜２ｄ、露光手段３ａ〜３ｄ、現像手段４ａ〜４ｄが、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの周りに配設されている。
【００８９】
さらに、中間転写ベルトにトナー像を転写した後、各感光ドラム上に残留するトナーを摺擦して回収するクリーニングブレードを有するクリーニング装置５ａ〜５ｄが配設されている。
【００９０】
次に、画像形成動作について説明する。各帯電手段２ａ〜２ｄである帯電ローラにより均一に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に、パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレーザビームが露光手段３ａ〜３ｄより照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。この潜像はこれと対向して配設されている各色のトナーを内包した現像器である現像手段４ａ〜４ｄにより、現像位置で反転現像されトナー像として可視化される。このトナー像は、各転写位置で中間転写ベルト６に順次転写され、不図示の給紙手段により所定のタイミングで給紙され、搬送手段により搬送されてくる転写材Ｐに一括して転写される。この転写材Ｐ上のカラートナー画像は不図示の定着装置によって加熱溶融され、転写媒体上に永久定着され所望のカラープリント画像が得られる。
【００９１】
ここで、従来、感光体ドラムから中間転写ベルトへのトナー像の転写効率を向上させるために、各転写位置における、感光体ドラムの周速と中間転写ベルトの周速とに速度差を持たせる方式が提案されている。これによれば、各色トナー像の転写効率は向上し、２色以上のトナー像を重ねて転写する場合には非常に有効な方法となる。特に、４色フルカラーモードでは、各感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に速度差をつけることで、各感光体ドラムから中間転写ベルトに転写されたトナー像が中抜けしてしまう、所謂、中抜け現象を防止して転写効率を向上させて、色味変動のない良好な画像を得ることができる。
【００９２】
また、電子写真方式のカラー画像形成装置では、４色のトナーを用いてフルカラートナー像を形成するフルカラーモードだけではなく、ブッラクトナー用の感光体ドラムのみを用いて白黒画像を形成するモノカラーモードを選択、切り替え可能な構成となっている。
【００９３】
更に詳細に説明すると、電子写真感光体１は、図中の矢印が示す時計回りに所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。プロセススピードは可変である。電子写真感光体１には、例えば、導電性を有する円筒状の支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを有する公知の電子写真感光体などを採用すればよい。
【００９４】
また、電子写真感光体１は、電子写真感光体の表面を所定の極性、電位に帯電させるための電荷注入層をさらに有していてもよい。
【００９５】
帯電部材２は図１１では、帯電ローラを示している。帯電ローラ２は、電子写真感光体１に所定の押圧力で接触させてあり、本装置では電子写真感光体１の回転に対して順方向に回転駆動する。この帯電ローラ２に対して帯電バイアス印加電源から、所定の直流電圧（本例では−１０５０Ｖ）のみが印加されることで、電子写真感光体１の表面が所定の極性電位（本例では暗部電位−４５０Ｖ）に一様に帯電処理される。
【００９６】
露光手段３には公知の手段を利用することができ、例えば、レーザービームスキャナーなどが挙げられる。電子写真感光体１の帯電処理面に該露光手段３により目的の画像情報に対応した像露光がなされることにより、電子写真感光体の帯電面の露光明部の電位（本例では明部電位−１００Ｖ）が選択的に低下（減衰）して電子写真感光体１に静電潜像が形成される。
【００９７】
現像手段４としては公知の手段を利用することができ、例えば、本例の現像手段４は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体と、収容されているトナーを撹拌する撹拌部と、トナー担持体のトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材とを有する構成とされている。現像手段４は、電子写真感光体１の表面の静電潜像の露光明部に、電子写真感光体１の帯電極性と同極性に帯電（本例では現像バイアス−３５０Ｖ）しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては、特に制限はなく、既存の方法を用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式、磁気ブラシ方式などが挙げられるが、特にフルカラー画像を出力するフルカラー電子写真装置には、トナーの飛散性改善などの目的より、接触現像方式が好ましい。接触現像方式に用いられるトナー担持体としては、接触安定性の確保という面から、ゴムなどの弾性を有する化合物を用いることが好ましい。例えば、金属などの支持体上に導電性を付与した弾性層を設ける現像ローラなどが挙げられる。この弾性層は、弾性材料を発泡成形した発泡体を弾性材料として用いてもよい。また、さらにこの上に層を設けたり、表面処理を施したりしてもよい。表面処理としては、紫外線や電子線を用いた表面加工処理、化合物などを表面に付着および含浸させる表面改質処理などが挙げられる。
【００９８】
６は中間転写ベルトである。中間転写ベルトは公知の手段を利用することができ、例えば、樹脂及びエラストマー材料に導電性微粒子等を含有させ中抵抗に調製された導電性ベルトなどを例示することができる。
【００９９】
８は転写手段としての転写ローラである。転写ローラ８は公知の手段を利用することができ、例えば、金属などの支持体上に中抵抗に調製された弾性樹脂層を被覆してなる転写ローラなどを例示することができる。転写ローラ８は、中間転写ベルトを介して、電子写真感光体１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、電子写真感光体１の回転と順方向に電子写真感光体１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。
【０１００】
転写残余トナーなどの電子写真感光体１上の残留物は、ブレード型などのクリーニング手段５により、電子写真感光体上より回収される。その後、再び帯電ローラ２による帯電を受け、繰り返し画像形成を行うのである。
【０１０１】
なお、本例の電子写真装置は、電子写真感光体１と帯電ローラ２を、樹脂成形体などの支持部材によって一体的に支持し、この一体的な構成のまま電子写真装置本体に着脱自在に構成されたプロセスカートリッジ（不図示）を有する装置であってもよい。電子写真感光体１や帯電ローラ２だけでなく、さらに、現像手段４やクリーニング手段も併せて一体的に支持したプロセスカートリッジとしてもよい。
【０１０２】
以下、実施例により本発明をより一層詳細に説明する。
【０１０３】
＜製造例１＞
次のようにして帯電部材を作製した。
【０１０４】
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体（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＝４０ｍｏｌ％：５６ｍｏｌ％：４ｍｏｌ％）１００質量部
軽質炭酸カルシウム  ３０質量部
脂肪族ポリエステル系可塑剤  １０質量部
ステアリン酸亜鉛  １質量部
老化防止剤ＭＢ（２−メルカプトベンズイミダゾール）  ０．５質量部
酸化亜鉛  ５質量部
四級アンモニウム塩（下記式で示される構造）  ２質量部
【０１０５】
【化１】
2006113377.tif 000005
【０１０６】
以上の材料を５０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練して、原料コンパウンドを調製した。このコンパウンドに原料のゴムのエピクロルヒドリンゴム１００質量部に対し、加硫剤としての硫黄１質量部、加硫促進剤としてのＤＭ（ジベンゾチアジルスルフィド）１質量部およびＴＳ（テトラメチルチウラムモノスルフィド）０．５質量部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練した。得られたコンパウンドを、直径６ｍｍステンレス製の芯金に外径１２ｍｍのローラ状になるように押し出し成型機にて成型し、加熱蒸気加硫した後、外径が８．５ｍｍになるように幅広研磨方式にて研磨加工を行い、弾性層を得た。ローラ長は２３２ｍｍとした。
【０１０７】
上記弾性層の上に表面層２ｄを被覆形成した。表面層２ｄは以下に示す表面層用塗布液をディッピング法にてコート成形した。ディッピング回数は２回とした。
【０１０８】
まず、ディッピング用塗布液として、
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液  １００質量部
メチルイソブチルケトン  ２５０質量部
導電性酸化錫（トリフルオロプロピルトリメトキシシラン処理品、平均粒径：０．０５μｍ、体積抵抗率：１０３Ω・ｃｍ）  ２１０質量部
疎水性ルチル型酸化チタン（イソブチルトリメトキシシラン及びジメチルシリコーンオイル処理品、平均粒径：０．０４１μｍ、体積抵抗率：１０１６Ω・ｃｍ）  ２５質量部
変性ジメチルシリコーンオイル  ０．０８質量部
ＰＭＭＡ粒子（平均粒径、５．１μｍ）  ６０質量部
を用い、ガラス瓶を容器として混合溶液を作製した。これに、分散メディアとして、ガラスビーズ（平均粒径：０．８ｍｍ）を充填率８０％になるように充填し、ペイントシェーカー分散機を用いて１０時間分散した。分散溶液にヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の各ブタノンオキシムブロック体１：１の混合物を、ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０  となるように添加し、１時間攪拌して、ディッピング用塗布液を調製した。
【０１０９】
上記弾性層の表面上に上記表面層用塗布液をディッピング法にて２回コートした。引き上げ速度については、７ｍｍ／ｓに固定した。まず始めに、ディッピング塗布液を塗工した後、１０〜３０分間常温で風乾し、ローラを反転させてもう一度塗布液を同様にして塗工した。その後、３０分間以上常温で風乾し、続いて、熱風循環乾燥機中で温度１６０℃にて１時間乾燥した。乾燥後の表面層の層厚は１５μｍであった。
【０１１０】
作製した帯電ローラについて、以下の項目について測定を行った。
【０１１１】
・  帯電部材の静電容量ＣＡ及び抵抗ＲＡの測定
前述した測定法にてＣＡ及びＲＡを測定した。結果を表１及び表２に示す。
【０１１２】
その他、表面層膜厚及び平均表面粗さＲｚｊｉｓの測定結果も表３に示す。
＜製造例２及び３＞
製造例１において導電性酸化錫を２３０及び２５０質量部にした以外は同様に作製した。
＜製造例４〜６＞
製造例２において分散時間を５、１５、２４時間にした以外は同様に帯電部材を作製した。
＜製造例７〜１０＞
製造例１において、疎水性酸化チタンを、５、１５、３０及び５０質量部に変更した以外は同様に作製した。
＜製造例１１〜１５＞
製造例７において、カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液を１５０質量部に変更し、疎水性酸化チタンを５、１５、２５、３０、及び５０部に変更した以外は同様にして帯電部材を作製した。本製造例の場合、表面層膜厚を合わせるために、出来上がった塗料に、イソブチルエチルケトンを各自添加して塗料を希釈し、表面層膜厚を表３の様に調整した。
＜製造例１６＞
本実施例の帯電ローラについては、実施例１と同様にして弾性層を得た。
【０１１３】
上記弾性層の上に表面層を実施例１と同様に被覆形成した。
【０１１４】
ディッピング用塗布液として、
ポリウレタン樹脂  １００質量部
メチルエチルケトン  ２００質量部
カーボンブラック（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート処理品、平均粒径：０．１μｍ、体積抵抗率：１Ω・ｃｍ）  ３０質量部
疎水性ルチル型酸化チタン（イソプロピルトリイソステアロイルチタネート処理品、平均粒径：０．０４１μｍ、体積抵抗率：１０１６Ω・ｃｍ）  ２５質量部
ポリスチレン粒子（平均粒径、８．２μｍ）  ７０質量部
を混合して混合溶液を作製した。ガラスビーズ（平均粒径：０．８ｍｍ）を分散メディアとして、上記分散メディアを８０％充填したビーズミル分散機を用い、この分散機中に上記混合溶液を１０回循環させて分散を行い、実施例１と同様にして作製した。
＜製造例１７〜１９＞
製造例１６に使用する弾性層の外径をΦ１０ｍｍ、Φ１２ｍｍ、Φ１５ｍｍに変化させた。製造例１において、弾性層を作製する際、直径６ｍｍステンレススチール製の芯金に外径２０ｍｍのローラ状になるように押し出し成型機にて成型し、加熱蒸気加硫した後、各外径になるように幅広研磨方式にて研磨加工を行った。
＜製造例２０〜２２＞
製造例１６において、ポリスチレン粒子の平均粒径を２μｍ、２０．０μｍ及び３０μｍに変更し、表面粗さＲｚｊｉｓの異なる帯電部材を作製した。
＜製造例２３＞
製造例１６において、ポリスチレン粒子の添加部数を０部にする以外は、製造例１６と同様にして帯電部材を作製した。
＜製造例２４＞
製造例１６において、酸化チタン０部、循環回数を２０回に変更する以外は、製造例１６と同様にして帯電部材を作製した。
＜製造例２５＞
製造例１において、酸化錫を８０重量部、疎水性酸化チタンを０部とした以外は、実施例１と同様にしてローラを作製した。
＜製造例２６＞
製造例１の弾性層部材のみを帯電部材として使用した。
＜製造例２７＞
製造例１の弾性層において、ＮＢＲを１００質量部添加する以外は、製造例１と同様にして弾性層部材を作製した。
＜実施例１〜１９及び比較例１〜８＞
表４に示す帯電部材を用いて、帯電均一性、ゴースト及び耐久性の評価を行った。
【０１１５】
・  帯電部材に直流電圧のみを印加した際の多色ゴーストおよび帯電均一性評価
図１１に示す構成の電子写真装置に、上記帯電部材を取り付け、環境１（温度２３℃、湿度５５％）、環境２（温度３２．５℃、湿度８０％）、環境３（温度１５℃、湿度１０％）の各環境下において画像を出力した。出力画像は、第１ステーション（イエロー）及び第２ステーション（マゼンタ）において、それぞれ１５ｍｍ四方のべた画像を形成（これにより、赤色のべた画像が形成される）、その後第４ステーションで、赤色のべた画像の後にハーフトーン画像を形成し、出力した。本画像により、多色ゴーストを評価した。また、同じ画像で、帯電均一性についても評価を行った。本実施例において使用する電子写真装置は、９４ｍｍ／ｓおよび４７ｍｍ／ｓのプロセススピードを有する。本電子写真装置において、帯電部材は順方向に回転移動するので、帯電部材の移動速度とプロセススピードとは一致する。また、このとき、電子写真感光体１の表面電位ＶＤは、−４５０Ｖとなるように各環境において印加電圧を調節して画像を出力した。感光体はΦ２４ｍｍのものを用いた。
【０１１６】
結果を表３に示す。
【０１１７】
表中の画像レベルは、ランク１が非常に良い、ランク２は良い、ランク３はハーフトーン画像上微かにスジおよびポチ状の画像欠陥がある、ランク４はスジおよびポチ状の画像欠陥が目立つ、というレベルである。各プロセススピードで画像を出力し、悪いレベルのランクを記載している。
【０１１８】
・  帯電部材に直流電圧のみを印加した際の耐久性評価
上記多色ゴーストと帯電均一性とを評価した後に、各環境で、連続１０，０００枚の画像出し耐久試験を行った。上記多色ゴースト評価画像を出力し、これを目視にて観察することによって、帯電部材の多色ゴーストと帯電均一性耐久性の耐久性を評価した。
【０１１９】
耐久試験中はプロセススピードを９４ｍｍ／ｓｅｃに設定し、耐久を行った後、５，０００枚及び１０，０００枚において多色ゴーストと帯電均一性の画像チェックを行った。画像チェックの際には、それぞれの実施例及び比較例の初期評価を行ったプロセススピードと同様のプロセススピードにて前記と同様のゴースト及び帯電均一性の評価を行った。結果を表４に示す。
【０１２０】
表中の画像レベルは、前記評価のレベルと同じである。
【０１２１】
＜実施例２０及び比較例９＞
本実施例及び比較例においては、電子写真装置のプロセススピードを２５０ｍｍ／ｓｅｃと３０ｍｍ／ｓｅｃの２種類に変更した。用いた帯電部材は表３に示す。
【０１２２】
【表１】
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【０１２３】
【表２】
2006113377.tif 000007
【０１２４】
【表３】
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【０１２５】
【表４】
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【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明によれば、１台で複数のプロセススピードを設定することを可能とした電子写真装置においても、多色ゴーストが発生せず帯電均一性の良好な画像を長期にわたって得ることができ、さらには、直流電圧のみが印加されても用いることができる帯電部材を提供することができる。従ってこの帯電部材の利用拡大は大いに期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図４】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図７】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図８】本発明の帯電部材の他の例を示す概略図である。
【図９】本発明の帯電工程を示す概略図である。
【図１０】本発明の帯電部材の静電容量及び抵抗測定装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１        電子写真感光体（感光体）
２        帯電部材（帯電ローラ）
２ａ      導電性支持体
２ｂ      弾性層
２ｃ      抵抗層
２ｄ      表面層
２ｅ      第２の抵抗層
３        像露光手段
４        現像手段
５        クリーニング手段
６        中間転写ベルト
８        転写部材（転写ローラ）
Ｐ      転写材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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