(57)【要約】【課題】接触帯電方式の帯電ローラーであって、交流電圧（交流成分）を含む電圧を印加して使用した場合でも、帯電音の低減化と圧縮変形による変形防止の双方を実現し得る電子写真用導電性ローラー及び電子写真用帯電ローラーを提供すること。【解決手段】導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を設けた電子写真用導電性ローラーであって、該導電性発泡弾性層の１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの中の帯電音に相当する周波数での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδとの比（Ｇ’／ｔａｎδ）が２ＭＰａ以下であることを特徴とする電子写真用導電性ローラー、電子写真用帯電ローラー及びその使用方法。【選択図】図１
2018112640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を設けた電子写真用導電性ローラーであって、該導電性発泡弾性層の１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの中の帯電音に相当する周波数での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδとの比（Ｇ’／ｔａｎδ）が２ＭＰａ以下であることを特徴とする電子写真用導電性ローラー。
【請求項２】
前記導電性発泡弾性層の上に設けられた前記導電性被覆層の厚みが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであって、電子写真用導電性ローラーとして、５００ｇ荷重時のアスカーＣローラー硬度が４０°〜６０°である請求項１に記載の電子写真用導電性ローラー。
【請求項３】
電子写真用帯電ローラーである請求項１又は請求項２に記載の電子写真用導電性ローラー。
【請求項４】
電子写真装置本体に搭載された前記電子写真用導電性ローラーが電子写真感光体表面に接触しており、該導電性ローラーは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導電性ローラーである請求項１又は請求項２に記載の電子写真用導電性ローラー。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載の電子写真用導電性ローラーを使用する電子写真用導電性ローラーの使用方法であって、電子写真装置本体に搭載し、電子写真感光体の表面に接触させ、交流成分を含む電圧を印加することにより該電子写真感光体を帯電させることを特徴とする電子写真用導電性ローラーの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いられる導電性ローラーに関し、また、電子写真感光体表面を所定の電位に帯電させるために用いられる帯電ローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ等の電子写真装置では、感光体表面を一様に帯電させ、この感光体にレーザービーム等の光を照射し、光の当たった部分の帯電を消去することによって感光体上に潜像を形成する。次いで、該潜像をトナーで現像を行なって可視像を形成し、紙等の記録媒体にトナー像を転写した後、熱、圧力等によりトナー画像を定着する方法が採られている。
【０００３】
従来、感光体表面を初期化帯電させるための帯電器としてコロナ帯電器が用いられてきた。しかし、コロナ放電方式は６〜１０ｋＶもの高電圧印加が必要とされるため、機械の安全保守の観点から好ましくないものである。また、コロナ放電中にオゾン等の有害生成物が発生するため、環境上の問題もある。そして、その対処のための付加手段・機構を必要とし、装置が大型化、高コスト化しやすい等の問題点を有している。
【０００４】
近年、コロナ放電に比べて低い印加電圧で帯電を行なうことができ、かつ、オゾン等の有害物質の発生を抑制することができる帯電方式として帯電ローラー等を用いる接触帯電方式が採用されるようになってきている。
【０００５】
接触帯電方式では、帯電ローラーを感光体表面に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって感光体表面への帯電を行なう。帯電ローラーとしては、通常、金属等の導電性支持体上に導電性弾性層が同心円状に積層させたものが使用され、更にその表面性を付与することを目的として導電性弾性層の外周に導電性表面層を積層して２層以上からなる導電性弾性層を有する導電性ローラーも必要に応じて用いられている。
【０００６】
この接触式帯電方式による感光体表面の均一な帯電電位を安定して維持するために、直流電圧に交流電圧を重畳する方法がしばしば用いられるが、帯電ローラーと感光体とが当接した状態で交流電圧が印加されると、印加される交流電圧によって帯電ローラーが感光体を叩く様な現象が起きて帯電音が発生する。そのため該帯電音を低減するために、例えば、特許文献１や特許文献２では帯電部材の全体又は弾性層の硬度を低くする方法が採られている。
【０００７】
また、帯電部材の硬度を低くするためには、弾性層を形成するゴム組成中に軟化剤や可塑剤を添加する方法が知られているが、これら添加剤の染み出し（ブリード）が発生して感光体表面を汚染する等の問題が発生する。そのような問題が発生しやすいゴムではブリード原因物質の添加量を低減せざるを得なく、帯電部材の硬度を低くするにも限界があった。
一方で、特許文献３では弾性層を発泡体とする方法が採られているが、単に弾性層を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った。
【０００８】
更には、帯電音の低減化の手段として、弾性層の動的粘弾性測定における損失正接tａｎδや貯蔵弾性率に着目したものが挙げられる。特許文献４や特許文献５では、それぞれ弾性層のｔａｎδ値を大きくしている。
特許文献６では弾性層の貯蔵弾性率を下げて、かつｔａｎδ値を所定範囲で制御している。
また、特許文献７では帯電音に相当する周波数でのｔａｎδを制御している。
これらの特徴を有する帯電部材の帯電音レベルは、従来のものと比較すると改善されているが、近年、プリンタの高速化に伴う帯電音周波数の高周波数化により、より高音で耳障りな音が発生し易くなる等、一般ユーザーが満足して使用でき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。
【０００９】
弾性層の硬度を下げる、あるいはｔａｎδ値を大きくするということは、その弾性層を有する帯電部材の粘性特性の寄与が大きく、交流印加による振動を帯電部材が内部的に吸収する能力が大きいということを示すが、接触帯電方式では、帯電部材が感光体に長時間加圧当接した状態となるため、当接位置で帯電部材に変形が生じやすく、この変形が元に戻らない（圧縮永久歪）といった問題がある。そのために、帯電部材の歪んだ部分とそうでない部分で放電状態（帯電部材から感光体への放電）の違いが生じるために帯電の差が生じ、画像不良が発生することがある。また、形状悪化に伴う振動や帯電音の悪化等の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−０２５８６８号公報
【特許文献２】特開平７−０９２７７６号公報
【特許文献３】特開平５−２１０２８１号公報
【特許文献４】特開平４−１６１９６４号公報
【特許文献５】特開平８−２６２８３５号公報
【特許文献６】特開平１０−３１９６７６号公報
【特許文献７】ＷＯ２００６／０８８２３７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、接触帯電方式の帯電ローラーに関し、交流電圧（交流成分）を含む電圧を印加して使用した場合でも、帯電音の低減化と圧縮変形による変形防止の双方を実現し得る電子写真用導電性ローラー及び電子写真用帯電ローラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明者は、かかる課題を解決すべく鋭意検討の結果、導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を設けた電子写真用帯電ローラーにおいて、該導電性発泡弾性層の帯電音に相当する周波数での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδを組み合わせたパラメータ（Ｇ’／ｔａｎδ）が、帯電ローラーから発生する帯電音の強度と良く相関することを見出し、Ｇ’／ｔａｎδを２ＭＰａ以下にすれば帯電音は許容レベル（耳障りに感じないレベル）に調整できることを見出し、本発明に到達したものである。なお、帯電音に相当する周波数の範囲としては、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚである。
【００１３】
上記パラメータＧ’／ｔａｎδの意義についてだが、貯蔵弾性率Ｇ’は弾性層の硬度と相関があり帯電音の大きさへ影響すると考えられ、粘性特性（損失弾性率Ｇ”）と弾性特性（貯蔵弾性率Ｇ’）の比であるｔａｎδは帯電音の減衰に寄与するパラメータであると考えられる。これら一方のみでは、帯電音を定量的に説明することができないが、本発明は、Ｇ’／ｔａｎδという形にて評価することにより定量的に評価できることを見出してなされたものである。
帯電音を許容できるレベルにするには、発泡弾性層の弾性が低く、かつ粘性も低いものであり、Ｇ’とｔａｎδには好適な範囲が存在するということが本パラメータ（Ｇ’／ｔａｎδ）によって示された。
それに対し、先行文献では、弾性率及び／又はｔａｎδの範囲を規定した技術は開示されているが、両者を組み合わせたパラメータは議論されておらず、本質的に帯電音が抑制された帯電ローラーを規定することができないものと考えられる。
【００１４】
本発明の課題は、帯電音の低減化と圧縮変形による変形防止の双方を実現し得る電子写真用帯電ローラーを提供することであるが、本発明者は更に検討を進めた結果、上述したパラメータ特性を有する発泡弾性層とその上の導電性被覆層をバランスさせることで、帯電音の低減化と圧縮変形による変形防止の双方をより確実に実現できることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１５】
以上により、上述したパラメータ特性を有する発泡弾性層とその上の導電性被覆層の厚み、ローラー硬度がそれぞれ所定範囲に制御されることにより、交流電圧を含む電圧を印加して使用した場合でも帯電音強度を許容レベル（耳障りに感じないレベル）に調整することができ、かつ感光体との長時間加圧当接後の圧縮変形を防止できる帯電ローラーを提供することが可能となった。
【００１６】
すなわち、本発明は、導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を設けた電子写真用導電性ローラーであって、該導電性発泡弾性層の１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの中の帯電音に相当する周波数での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδとの比（Ｇ’／ｔａｎδ）が２ＭＰａ以下であることを特徴とする電子写真用導電性ローラーを提供するものである。
【００１７】
また、本発明は、上記の電子写真用導電性ローラーを使用する電子写真用導電性ローラーの使用方法であって、電子写真装置本体に搭載し、電子写真感光体の表面に接触させ、交流成分を含む電圧を印加することにより該電子写真感光体を帯電させることを特徴とする電子写真用導電性ローラーの使用方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記課題を解決し、上述したパラメータ特性を有する発泡弾性層とその上の導電性被覆層を設けた電子写真用導電性ローラーを用いることによって、交流電圧（交流成分）を含む電圧を印加して使用した場合でも、帯電音強度を許容レベル（耳障りに感じないレベル）に調整することができ、また、感光体との長時間加圧当接後の圧縮変形を防止できる。
【００１９】
更に、該導電性被覆層の厚みを、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ、特に好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２０ｍｍとし、導電性ローラーとしての硬度（ローラー硬度）を、５００ｇ荷重時のアスカーＣローラー硬度として好ましくは４０°〜６０°とし、特に好ましくは４５〜５５°とすることによって、更に好適に前記課題を解決した。
すなわち、上述したパラメータ特性を有する発泡弾性層と、その上の導電性被覆層の厚みやローラー硬度をそれぞれ所定範囲に制御することにより、前記した「Ｇ’／ｔａｎδ」の限定と組み合わせて、更に帯電音強度を許容レベルに調整することができ、圧縮変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の電子写真用導電性ローラーの概略横断面図である。
【図２】本発明の電子写真用導電性ローラーの動的粘弾性測定に用いる動的粘弾性測定装置の概略縦断面図である。
【図３】本発明の電子写真用導電性ローラーの導電性発泡弾性層の「Ｇ’／ｔａｎδ」と「帯電音のピーク値［a.u.(arbitrary unit)]」との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の電子写真用導電性ローラーは、導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を設けた電子写真用導電性ローラーであって、該導電性発泡弾性層の１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの中の帯電音に相当する周波数での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδとの比（Ｇ’／ｔａｎδ）が２ＭＰａ以下であることを特徴とする。
本発明において、「電子写真用導電性ローラー」を単に「導電性ローラー」と、「電子写真用帯電ローラー」を単に「帯電ローラー」と略記することがある。
【００２２】
＜導電性ローラー、帯電ローラー＞
本発明の導電性ローラーや帯電ローラーは、上述の通り、導電性支持体上に導電性発泡弾性層とその上に少なくとも１層の導電性被覆層を形成したものである。その構成の一例を図１に示す。図１は、導電性被覆層が１層の場合であり、図１中、１は導電性支持体、２は導電性発泡弾性層、３は導電性被覆層である。
【００２３】
接触帯電方式で用いられる導電性ローラーは、両端を軸支えされた状態で、感光体の回転に伴う従動回転をスムーズに行なう必要があるため、導電性支持体１の材質としては、精密加工しやすいものの方がよい。
また、帯電ローラーの剛性を維持する必要がある。そのため、導電性支持体１は、鉄、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属が好適で、その形状としては円柱状が好適に用いられる。
【００２４】
＜＜導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層２は、導電材を配合した発泡ゴム組成物から形成されることが好ましい。発泡ゴム組成物のゴム成分としては、具体的には、例えば、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクニルニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は単独で使用してもよいし、２種以上で混合して使用してもよい。特にゴム成分は限定されるものではない。
【００２５】
ゴム組成物に配合する導電剤としては、具体的には、例えば、カーボンブラック、金属、金属酸化物、アルカリ金属塩、第４級アンモニウム塩等を用いることが好ましい。
【００２６】
感光体を必要な表面電位に帯電させるべく、帯電ローラーの比抵抗（抵抗率）の値としては、通常、中抵抗領域（１０３Ω・ｃｍ〜１０８Ω・ｃｍ程度）を求められるが、添加量の調整により抵抗値制御が行ないやすい等の理由により、カーボンブラックの使用が好ましい。カーボンブラックの配合割合は、導電性発泡弾性層の抵抗狙い値に合せて調整される。
【００２７】
発泡ゴム組成物に配合する発泡剤としては、加熱により気体を発生して導電性ゴム組成物を発泡させることができれば種々の発泡剤が何れも使用可能である。例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等の有機発泡剤が挙げられる。なお、それら発泡剤の配合割合は、ゴム分を良好に発泡させることができる範囲として、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上８質量部以下であることが好ましい。
【００２８】
また、ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるべく、架橋剤、架橋促進剤を配合させることが好ましい。該架橋剤としては、例えば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤等が挙げられる。
中でも硫黄系架橋剤が好ましく、特に粉末硫黄等の硫黄が好ましい。該硫黄の配合割合は、架橋速度等の生産性を考慮した範囲として、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上５質量部以下であることが好ましい。
該架橋促進剤としては、例えば、消石灰、酸化マグネシウム等の無機促進剤や有機促進剤が挙げられ、組み合わせる架橋剤の種類に応じて、最適な架橋促進剤を選択して使用すればよい。
その他として、ゴム組成物には、必要に応じて、軟化剤、充填剤、加工助剤等を配合してもよい。
【００２９】
導電性発泡弾性層２の肉厚と比抵抗（抵抗率）の値は、導電性ローラーの用途等に応じて適宜設定されるが、本発明の帯電ローラーに用いる場合は、肉厚１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、４ｍｍ〜８ｍｍが特に好ましい。
また、導電性ローラーの比抵抗（抵抗率）は、１０３Ω・ｃｍ〜１０５Ω・ｃｍが好ましい。
【００３０】
導電性発泡弾性層２の、ゴム成分、導電剤、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、軟化剤、充填剤、加工助剤、受酸剤等の、種類、含有量、架橋・発泡条件等によって、貯蔵弾性率Ｇ’、損失正接ｔａｎδ、Ｇ’／ｔａｎδ、好適肉厚、好適発泡形態、好適比抵抗（抵抗率）等が決まる。すなわち、それらの種類を決め、量を調整すること、また、架橋温度や時間を調整することによって、（貯蔵弾性率Ｇ’、損失正接ｔａｎδ）、Ｇ’／ｔａｎδ、（肉厚、好適発泡形態、好適比抵抗）等を本発明の範囲にすることができる。
【００３１】
より具体的には、本発明のＧ’／ｔａｎδを小さく調整する（２ＭＰａ以下）には、上述の通り、発泡弾性層の貯蔵弾性率Ｇ’を小さくし、かつ損失弾性率Ｇ”も小さくする必要がある。そのためには、ムーニー粘度の低いポリマー（例えば、エピクロルヒドリンゴム等）を決定する、発泡セル径を大きくする、連続気泡を形成する等がある。
発泡セル径を大きくする手段としては、発泡剤の量の調整や架橋温度と時間の調整により、発泡セルの成長速度と架橋速度の調整を行なうこと等が挙げられる。
それらによって、Ｇ’／ｔａｎδを本発明の範囲にすることができる。また、それらによって、Ｇ’／ｔａｎδ、好適比抵抗等を本発明の（好適）範囲にすることができる。
【００３２】
＜＜導電性被覆層＞＞
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、熱可塑性樹脂をベースとし、導電剤、酸化防止剤、滑剤、加工助剤等を添加、分散させた材料からなるシームレスチューブであることが製造安定性の観点から好ましい。
熱可塑性樹脂としては、エチレン；プロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体；ゴム又はラテックス成分；スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体；ポリエステル；ポリウレタン；ポリアミド；等が好ましい。
導電剤としては、カーボンブラック；金属又は金属酸化物；アルカリ金属塩；第４級アンモニウム塩；等を用いることが好ましいが、その中でも、導電性発泡弾性層での理由に同じで、カーボンブラックが特に好ましい。
【００３３】
＜導電性ローラー、帯電ローラーの製造方法＞
好ましい導電性ローラー・帯電ローラーの製造方法は以下である。
すなわち、導電性発泡弾性層１は、導電剤（導電性付与材）、発泡剤等を配合したゴム組成物を、押し出し機の口金を通して筒状に押出し成形するとともに、押出し成形された筒状体を連続的に架橋及び発泡させ、製造された筒状発泡ゴムを、更に所定の長さにカットすることで得られる。
前記工程を経て製造された筒内に、例えば、金属製のシャフトを挿通して互いに固定することで、導電性発泡弾性層のローラーが得られる。
【００３４】
更に、熱可塑性樹脂に導電剤等の必要な添加剤を配合し共に混練後、例えば押出し成形機等により形成されたシームレスチューブを、前記導電性発泡弾性層のローラーに外嵌して、本発明の導電性ローラーや帯電ローラーが得られる。
【００３５】
本発明の導電性ローラーは、先に説明した通り、導電性発泡弾性層（内側）が帯電音の低減化を、導電性被覆層（外側）が圧縮変形による変形防止の役割をそれぞれ有している。
導電性ローラー（帯電ローラー）全体として、導電性発泡弾性層２の柔軟性を損なわない程度で外側の導電性被覆層３の厚みとローラー硬度をバランスさせることが好ましい。
それに従えば、該導電性被覆層３の厚みは、０．０５〜０．２５ｍｍが好ましく、０．１０ｍｍ〜０．２０ｍｍがより好ましく、０．１５ｍｍ〜０．１８ｍｍが特に好ましい。
また、導電性ローラー（帯電ローラー）全体として、５００ｇ荷重時のアスカーＣローラー硬度が４０°〜６０°が好ましく、４５°〜５５°が特に好ましい。上記厚みとローラー硬度の範囲は、一方でもよいが両方同時に満たすことが好ましい。
【００３６】
また、該導電性被覆層３の比抵抗（抵抗率）の値は、内側の導電性発泡弾性２よりも高くなるように形成されていることが好ましく、具体的には、１０５Ω・ｃｍ〜１０７Ω・ｃｍが好ましい。
【００３７】
＜動的粘弾性測定、Ｇ’／ｔａｎδ等の数値＞
導電性発泡弾性層２の材質、肉厚、比抵抗（抵抗率）の値を調整して、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの中の帯電音に相当する周波数における動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδとの比（Ｇ’／ｔａｎδ）を２ＭＰａ以下にすれば、帯電音は許容レベル（耳障りに感じないレベル）に調整できるようになる。
Ｇ’／ｔａｎδは、２ＭＰａ以下であることが必須であるが、０．００１ＭＰａ以上２ＭＰａ未満が好ましく、０．００１ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下がより好ましく、０．００１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下が特に好ましい。
【００３８】
本発明は、「１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲である電子写真装置の帯電音」に相当する「ある１点の周波数」での「導電性発泡弾性層のＧ’／ｔａｎδ」が２ＭＰａ以下であることを特徴とする。「Ｇ’／ｔａｎδ」は、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲のある１点の周波数におけるＧ’／ｔａｎδの値でもよいが（効果を発揮するが）、「本発明の導電性ローラーが使用される電子写真装置本体や接触式帯電装置に固有の帯電音」に相当する周波数におけるＧ’／ｔａｎδの値が上記範囲に入っているときに、更に本発明の効果を発揮する。
更に、帯電音に相当する周波数である周波数１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの全域において上記値の範囲であることが、前記効果を発揮することから特に好ましい。
【００３９】
導電性発泡弾性層のＧ’／tａｎδ等の物性の規定温度は、１０℃〜３５℃であり、この範囲の１点の規定温度で満たせば本発明の範囲であるが、上記範囲の全域で満たしていることが好ましく、２０℃で満たしていることが特に好ましい。
【００４０】
導電性発泡弾性層２の動的粘弾性の測定は、レオメータ若しくは動的粘弾性測定装置、及び、固定ねじり治具４を用いて行なう（図２参照）。
導電性発泡弾性層を短冊状に切り出し、動的粘弾性測定用試料５の両端を固定し、長さ引っ張り方向に、静荷重０．３Ｎを加え、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”を算出し、それらの比から損失正接ｔａｎδを算出する。
【００４１】
本発明における、導電性発泡弾性層、導電性ローラー、帯電ローラーでは、得られた結果を時間温度換算則により、ＷＬＦ（Ｗｉｌｌｉａｍｓ、Ｌａｎｄｅｌ、Ｆｅｒｒｙ）式にてフィッティングを行なうことで、シフトファクターαＴ及びマスターカーブを得る。
各温度でのシフトファクターによりマスターカーブをシフトさせ、各温度での帯電音に相当する周波数における貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδを抽出し、本発明の特徴であるパラメータ「Ｇ’／ｔａｎδ」を求める。
【００４２】
本発明は、電子写真装置本体に搭載された前記電子写真用導電性ローラーが電子写真感光体表面に接触しており、該導電性ローラーは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前記の電子写真用導電性ローラーであることが好ましい。
本発明の電子写真用導電性ローラーは、電子写真装置本体に搭載されて電子写真感光体表面に接触している状態で、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させ得るようなものであることが、前記した本発明の効果を特に奏するために好ましい。
【００４３】
本発明の導電性ローラーは、該導電性ローラーが電子写真感光体表面に接触している状態で、該導電性ローラーに交流成分を含む電圧が印加され、それによって該導電性ローラーが該電子写真感光体を帯電すると言った用途に用いられることが、前記した本発明の効果、すなわち、交流成分を含む電圧を印加する際に発生する帯電音の強度を許容レベルに調整することができると言う効果を特に奏するために好ましい。本発明の電子写真用導電性ローラーは、電子写真感光体表面に接触させて使用することが好ましい。
すなわち、本発明は、前記の電子写真用導電性ローラーを使用する電子写真用導電性ローラーの使用方法であって、電子写真装置本体に搭載し、電子写真感光体の表面に接触させ、交流成分を含む電圧を印加することにより該電子写真感光体を帯電させることを特徴とする電子写真用導電性ローラーの使用方法でもある。
【実施例】
【００４４】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例中、「部」とあるのは、「質量部」を示す。また、実施例では、「帯電ローラー」とのみ記載したが、「帯電ローラー」は「導電性ローラー」であるので、以下、そのように読み替えることも可能である。
【００４５】
＜導電性被覆層の作製＞
＜＜実施例１、２、比較例１〜３の導電性被覆層の作製＞＞
導電性被覆層の材料として、熱可塑性ナイロン１２（宇部興産：３０２０Ａ）を１００部、導電剤のカーボンブラック（東海カーボン：シースト３）を１５部、炭酸カルシウム（白石カルシウム：ホワイトンＢ、ＢＦ３００）を４０部、酸化防止剤（ＢＡＳＦ：Ｉｒｇａｎｏ×１０１０）を３部配合したものを、二軸押出機を用いて２００℃で混練し、ストランドカッターでカットし、ペレット化した材料を作製した。
得られたペレットを、環状ダイ付き（外径１５ｍｍ、内径１４．５ｍｍ）押出機で押出し成形し、冷却工程を経て、外径１２．０ｍｍ、内径１１．６５ｍｍの導電性被覆層となるシームレスチューブを作製した。
【００４６】
＜導電性発泡弾性層の作製＞
実施例１
＜＜実施例１に使用する導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層の材料として、エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン：ＨＹＤＲＩＮ、Ｔ３１０８）を１００部、導電剤のカーボンブラック（三菱化学：ダイヤブラックＩ）を１０部、発泡剤（永和化成工業：ビニホールＡＣ＃３）を４部、受酸剤（協和化学工業：ＤＨＴ−４Ａ−２）を３部、架橋剤（鶴見化学工業：粉末硫黄）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＤＭ）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＴＳ）を０．５部、促進助剤（ハクスイテック：酸化亜鉛）を３部配合したものを、密閉式混練機で８０℃、３〜５分間混練してゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を押し出し機の口金を通して、外径１０．５ｍｍ、内径３．５ｍｍの長尺の筒状に押出し成形し、１５０℃、６．０ＭＰａの水蒸気中で６０分間発泡と架橋を行ない、筒状発泡弾性層を作製した。その発泡弾性層の外径と内径は、それぞれ、約Φ１５．０ｍｍ、約Φ４．０ｍｍであった。
【００４７】
実施例２
＜＜実施例２に使用する導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層の材料として、エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン：ＨＹＤＲＩＮ、Ｔ３１０８）を７０部、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（日本ゼオン：ＤＮ４０１ＬＬ）を３０部、導電剤のカーボンブラック（三菱化学：ダイヤブラックI）を１０部、発泡剤（永和化成工業：ビニホールＡＣ＃３）を４部、受酸剤（協和化学工業：ＤＨＴ−４Ａ−２）を３部、架橋剤（鶴見化学工業：粉末硫黄）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＤＭ）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＴＳ）を０．５部、促進助剤（ハクスイテック：酸化亜鉛）を３部配合したものを密閉式混練機で８０℃、３〜５分間混練してゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を押し出し機の口金を通して、外径１０．５ｍｍ、内径３．５ｍｍの長尺の筒状に押出し成形し、１５０℃、６．０ＭＰａの水蒸気中で６０分間発泡と架橋を行ない、筒状発泡弾性層を作製した。その発泡弾性層の外径と内径は、それぞれ、約Φ１５．０ｍｍ、約Φ４．０ｍｍであった。
【００４８】
比較例１
＜＜比較例１に使用する導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層の材料として、エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン：ＨＹＤＲＩＮ、Ｔ３１０８）を６０部、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（日本ゼオン：ＤＮ４０１ＬＬ）を４０部、導電剤のカーボンブラック（三菱化学：ダイヤブラックＩ）を２０部、発泡剤（永和化成工業：ビニホールＡＣ＃３）を４部、受酸剤（協和化学工業：ＤＨＴ−４Ａ−２）を３部、架橋剤（鶴見化学工業：粉末硫黄）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＤＭ）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＴＳ）を０．５部、促進助剤（ハクスイテック：酸化亜鉛）を３部配合したものを密閉式混練機で８０℃、３〜５分間混練してゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を押し出し機の口金を通して、外径１０．５ｍｍ、内径３．５ｍｍの長尺の筒状に押出し成形し１５０℃、６．０ＭＰａの水蒸気中で６０分間発泡と架橋を行ない、筒状発泡弾性層を作製した。その発泡弾性層の外径と内径は、それぞれ、約Φ１５．０ｍｍ、約Φ４．０ｍｍであった。
【００４９】
比較例２
＜＜比較例２に使用する導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層の材料として、エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン：ＨＹＤＲＩＮ、Ｔ３１０８）を７０部、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（日本ゼオン：ＤＮ４０１ＬＬ）を３０部、導電剤のカーボンブラック（三菱化学：ダイヤブラックＩ）を２０部、発泡剤（永和化成工業：ビニホールＡＣ＃３）を４部、受酸剤（協和化学工業：ＤＨＴ−４Ａ−２）を３部、架橋剤（鶴見化学工業：粉末硫黄）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＤＭ）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＴＳ）を０．５部、促進助剤（ハクスイテック：酸化亜鉛）を３部配合したものを密閉式混練機で８０℃、３〜５分間混練してゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を押し出し機の口金を通して、外径１０．５ｍｍ、内径３．５ｍｍの長尺の筒状に押出し成形し１５０℃、６．０ＭＰａの水蒸気中で６０分間発泡と架橋を行ない、筒状発泡弾性層を作製した。その発泡弾性層の外径と内径は、それぞれ、約Φ１５．０ｍｍ、約Φ４．０ｍｍであった。
【００５０】
比較例３
＜＜比較例３に使用する導電性発泡弾性層＞＞
導電性発泡弾性層の材料として、エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン：ＨＹＤＲＩＮ、Ｔ３１０８）を８０部、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（日本ゼオン：ＤＮ４０１ＬＬ）を２０部、導電剤のカーボンブラック（三菱化学：ダイヤブラックＩ）を２０部、発泡剤（永和化成工業：ビニホールＡＣ＃３）を４部、受酸剤（協和化学工業：ＤＨＴ−４Ａ−２）を３部、架橋剤（鶴見化学工業：粉末硫黄）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＤＭ）を１．５部、促進剤（大内新興化学工業：ノクセラーＴＳ）を０．５部、促進助剤（ハクスイテック：酸化亜鉛）を３部配合したものを密閉式混練機で８０℃、３〜５分間混練してゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を押し出し機の口金を通して、外径１０．５ｍｍ、内径３．５ｍｍの長尺の筒状に押出し成形し１５０℃、６．０ＭＰａの水蒸気中で６０分間発泡と架橋を行ない、筒状発泡弾性層を作製した。その発泡弾性層の外径と内径は、それぞれ、約Φ１５．０ｍｍ、約Φ４．０ｍｍであった。
【００５１】
＜実施例１、２、比較例１〜３の帯電ローラーの作製＞
得られた筒状発泡弾性層を所定の長さにカットしてローラー本体を形成した。該ローラー本体の筒内に、表面に導電性接着剤を塗布した外径６ｍｍΦ、長さ２４０ｍｍの金属製（ＳＵＳ）の導電性支持体を圧入し、ローラー本体と導電性支持体を固定した。
不要な端部の発泡層をカットし、円筒研削機で外周面を研削し、外径１２．０ｍｍの導電性発泡弾性層付きローラーを作製した。
【００５２】
最後に、前記＜導電性被覆層の作製＞で作製した「導電性被覆層となるシームレスチューブ」を、上記導電性発泡弾性層付きローラーに被覆し、図１に示すような帯電ローラーを作製した。なお、導電性発泡弾性層と導電性被覆層の比抵抗（抵抗率）は、それぞれ、１０５Ω・ｃｍ、１０６Ω・ｃｍであった。
【００５３】
比較例４
＜比較例４に使用した帯電ローラー＞
ＥＰＤＭ系にカーボンブラックが添加された導電性発泡弾性層と、厚み０．５ｍｍのブタジエン系ゴム（シリカ配合、ＰＭＭＡコート）の導電性被覆層からなる帯電ローラーを用いた。
【００５４】
＜測定例＞
＜＜動的粘弾性の測定方法＞＞
実施例及び比較例で得られた帯電ローラーの導電性発泡弾性層を短冊状に切り出し、図２に示すように動的粘弾性測定用試料５をセットし、レオメータＭＣＲ３０２（アントンパール社製）を用いて、以下の条件で動的粘弾性を測定した。
・歪：０．０５％
・測定温度：−８０℃〜０℃（５℃刻み）
・測定周波数：各測定温度にて０．１〜１０Ｈｚ（１ケタあたり５点測定）
・ノーマルフォース：−０．３Ｎ
【００５５】
得られた結果を時間温度換算則より、ＷＬＦ式にて、フィッティングを行なうことでシフトファクターαＴ及びマスターカーブを得た。各温度でのシフトファクターによりマスターカーブをシフトさせ、各規定温度（表１に記載）での「帯電音に相当する周波数における貯蔵弾性率Ｇ’と損失正接ｔａｎδ」を抽出し、本発明の特徴であるパラメータＧ’／ｔａｎδを求めた。
【００５６】
＜＜帯電音の測定方法＞＞
実施例及び比較例で得られた帯電ローラーの帯電音は以下の方法で行なった。市販のレーザープリンタ（ピーク間電圧２ｋＶ／１６００Ｈｚの交流電圧印加）にそれぞれの帯電ローラーを装着し、実際に稼働させた時の帯電音を測定した。３０ｃｍ離れた場所にデジタルカメラを固定し、その場で実写風景を撮影した。
その後、画像データより音データを抽出し、帯電音の周波数に相当するピーク値を読み取り、以下の判定基準で判定した。
【００５７】
＜＜帯電音の判定基準＞＞
◎：帯電音のピーク値が２０以下であり、全く耳障りに感じない。
○：帯電音のピーク値が２０より大きいが５０以下であり、耳障りに感じない。
△：帯電音のピーク値が５０より大きいが１００以下であり、多少の耳障りに感じる（不十分なレベル）。
×：帯電音のピーク値が１００より大きく耳障りに感じる。
【００５８】
＜＜画像品質と帯電ローラーの圧縮変形の測定方法＞＞
実施例及び比較例で得られた帯電ローラーの圧縮変形の測定は、以下の方法で行なった。
市販のレーザープリンタ用プロセスカートリッジにそれぞれの帯電ローラーを組込み、過酷環境（５０℃、９０％）で１週間放置した。その後、プロセスカートリッジをレーザープリンタに装着し、帯電ローラーと感光体の当接位置に相当する位置に画像不良があるかどうかを確認して、以下の基準で画像品質を判定した。
【００５９】
＜＜画像品質の判定基準＞＞
◎：画像不良が全く見られない。
○：画像不良は目立たず、問題にならないレベルである（許容レベル）。
△：画像不良が若干見られ、画像レベルとしては不十分である。
【００６０】
＜結果＞
今回の評価試験結果を表１に示した。また、図３に、Ｇ’／ｔａｎδと帯電音のピーク値との関係を示した。
【００６１】
表１より、実施例１の帯電ローラーは、導電性発泡弾性層のＧ’／ｔａｎδは２ＭＰａ以下であり、帯電音は十分許容できるレベルであった。また、圧縮変形の測定では、感光体との当接位置に相当する画像不良も確認されず、画像品質は良好であった。
実施例２の帯電ローラーも、導電性発泡弾性層のＧ’／ｔａｎδは２ＭＰａ以下であり、同様の理由で帯電音は許容できるレベルで、かつ圧縮変形も問題なかった。
【００６２】
一方、比較例１〜比較例３は、圧縮変形の評価では問題なかったが、導電性発泡弾性層のＧ’／ｔａｎδが２ＭＰａ以下を満たしておらず、帯電音は耳障りに感じ許容できないレベルであった。
比較例４については、導電性発泡弾性層のＧ’／tａｎδが２ＭＰａ以下を満たしておらず、帯電音の評価は不十分であった。それに加え、導電性被覆層の厚み、ローラー硬度、及びその組み合わせ（両立）が、本発明の好ましい範囲を満たしておらず、圧縮変形の測定結果に若干問題があり、画像品質は「△」であった。
【００６３】
【表１】
2018112640.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の特定の導電性発泡弾性層を用いた導電性ローラーは、帯電音の低減化が達成されると共に圧縮変形による画像品質の悪化がないため、プリンタ、コピー機、印刷機等の電子写真装置の帯電ローラーとして広く利用されるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１  導電性支持体
２  導電性発泡弾性層
３  導電性被覆層
４  固定ねじり治具
５  動的粘弾性測定用試料（導電性発泡弾性層）
【図１】
2018112640.tif 000004
【図２】
2018112640.tif 000005
【図３】
2018112640.tif 000006