(57)【要約】【課題】導電性軸体の外周面上に少なくとも１層の被覆層からなる導電性ローラにおいて、感光体等に押し当てて使用する場合にローラの回転時に軸方向やローラ周方向でニップ幅にバラツキが生じることなく、長期間使用しても紙粉等の汚れがローラ外周面上で偏。【解決手段】導電性軸体の外周面上に１層以上の被覆層が設けられた導電性ローラであって、回転させたときの外周面の振れが、軸線方向で５０μｍ以下であり、ローラとほぼ並行においた測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとし、そのローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝を求めたとき、これらのローラ一周中の最大値と最小値の差（ω値）が３０μｍ以下であること。【選択図】図１
2008058633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体の外周面上に１層以上の被覆層が設けられた導電性ローラであって、
回転させたときの外周面の振れが、軸線方向で５０μｍ以下であり、
ローラとほぼ並行においた測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとするとき、そのローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝のローラ一周中の最大値と最小値の差（ω値）が３０μｍ以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
ローラ形状がクラウン形状であり、離間距離Ｅを求めたＰ1、Ｐ２及びＰ３でのローラ外径をそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３としたとき、ローラのクラウン量｛Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２｝が３０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
ローラ表面で測定したマイクロ硬さが３０°から８５°の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
被覆層の少なくとも一つが導電性弾性層であり、かつ該導電性弾性層は軸体の両端をコレットチャックまたはダイヤフラムチャックで把持され、プランジ方式で外周面を研削する工程にて整形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
【請求項５】
被覆層が、軸体上に設けられた導電性弾性層表面に被覆層塗料の塗工により、あるいはシームレスチューブの被覆により設けられた１層あるいはそれ以上の表層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性ローラであることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項７】
真直の測定基準棒に対しほぼ並行に導電性ローラを置き、その測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとしたとき、
離間距離Ｅ１θ、Ｅ２θ、Ｅ３θそれぞれでローラ一周での最大値、最小値を算出し、その差の最大値を求め、ローラの外周面の振れとし、また、
ローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝を求め、これらのローラ一周中の最大値と最小値の差を求め、ω値とし、
これら振れ及びω値よりローラ性状を評価する
ことを特徴とする導電性ローラの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に代表される電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置に使用される導電性ローラ、特に帯電ローラ、および導電性ローラの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真装置において、感光体表面を均一に帯電するための接触帯電装置では、帯電ローラに直流電圧を印加する方式、交流電源と直流電源を同時に印加する方式等により、被帯電体である感光体との間で放電電界を形成し、感光体表面を均一に帯電させている。
【０００３】
感光体を均一に帯電させるための、帯電ローラの構成としては、鉄やステンレス等の導電性軸体上にゴムや樹脂からなる導電性弾性層を設けることが一般的である。該弾性層には、導電性カーボンブラックや金属粉等の導電性材料が添加されて導電性が付与されると共に、感光体との当接（ニップ幅）を適正にするために適度な弾性が保持させている。弾性の調整には、オイル、可塑剤等の軟化剤が添加されているが、これらの軟化剤は一般に移行性があり、感光体を汚染する場合があるので、必要に応じて表面層が設けられる。
【０００４】
このような構成からなる帯電ローラは、接触帯電装置内で、適宜の押し圧力で感光体に押し当てられており、これに電圧が印加されることにより感光体表面を帯電させる。押し当てる機構としては、帯電ローラの両端部にばね等の押し当て手段を設けるのが一般的であり、これによる感光体と帯電ローラとの接触がニップ幅として形成される。
【０００５】
感光体表面の均一な帯電のためには、帯電ローラが感光体に対して軸方向での変形によりニップ幅を形成し、均一な放電状態を形成することが望ましいが、押し当て力が帯電ローラの両端部から加わるため、帯電ローラに撓みが生じ、そのたわみに伴って帯電ローラの端部ほど変形が大きく、感光体との当接面で形成されるニップ幅は帯電ローラの中央から端部に向かうほど大きく広がり、さらに前記たわみが著しい場合には軸方向中央部において帯電ローラと感光体との接触が損なわれる場合があった。
【０００６】
帯電ローラと感光体との軸方向におけるニップ幅を均一に得る方法として、帯電ローラの外形を中心部から両端部に向かって漸次減少する、いわゆるクラウン形状に整形する方法がとられる。
【０００７】
クラウン形状を有する帯電ローラとして、導電性軸体上に成型した弾性抵抗層をクラウン形状に研磨した後、被覆抵抗層を被覆したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、クラウン量が適切であっても、ローラ軸方向に対して全体的に振れや弾性層の偏肉が大きいと感光体との回転運動の際、帯電ローラが１回転する間に感光体とのニップ幅のバラツキが生じ、帯電不良起因による異常画像が発生する。
【０００９】
さらに、ローラ軸方向に対する振れや弾性層の偏肉が全体的に小さいものであっても、ローラ軸方向に対してバラツキが大きいと感光体に押し当てたときにニップ幅の左右差を生じ、感光体との回転運動による振動でも左右差を生じるといった問題があった。
【００１０】
このバラツキによる影響は、接触帯電装置を長期に使用した場合に顕著で初期では正常な画像が得られる場合でも、長期間使用している間に帯電ローラ外周面に付着する紙粉等が帯電ローラ外周面上に不均一に付着することで、帯電不良に起因する異常画像が発生し易くなっていた。
【特許文献１】特開平１０−１６１３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明は、導電性軸体の外周面上に少なくとも１層の被覆層からなる導電性ローラにおいて、感光体等に押し当てて使用する場合にローラの回転時に軸方向やローラ周方向でニップ幅にバラツキが生じることなく、長期間使用しても紙粉等の汚れがローラ外周面上で偏って付着することなく、安定して良質の画像を得ることができる導電性ローラ、帯電ローラおよび導電性ローラの評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、導電性ローラの振れ、ローラとほぼ平行に置いた真直な棒とのローラ表面との離間距離の中央部と被覆層端部との差が所定の範囲内にあるとき、良好なローラ性状が得られることを見出した。本発明者らは、さらに検討して、本発明にいたった。
【００１３】
すなわち、本発明は、導電性軸体の外周面上に１層以上の被覆層が設けられた導電性ローラであって、回転させたときの外周面の振れが、軸線方向で５０μｍ以下であり、ローラとほぼ並行においた測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとし、そのローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝を求めたとき、これらのローラ一周中の最大値と最小値の差（ω値）が３０μｍ以下であることを特徴とする導電性ローラである。
【００１４】
なお、該導電性ローラは、ローラ形状がクラウン形状であり、上記Ｐ１、Ｐ２およびＰ３で測定した外径Ｄ１、Ｄ２及びＤ３から求めたクラウン量｛Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２｝が３０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、該導電性ローラは、ローラ表面で測定したマイクロ硬さが３０°から８５°の範囲にあることが好ましい。
【００１６】
さらに、該導電性ローラは、被覆層の少なくとも一つが導電性弾性層であり、かつ該導電性弾性層は軸体の両端をコレットチャックまたはダイヤフラムチャックで把持され、プランジ方式で外周面を研削する工程にて整形されていることが好ましい。
【００１７】
また、導電性ローラは、被覆層が、軸体上に設けられた導電性弾性層表面に被覆層塗料の塗工により、あるいはシームレスチューブの被覆により設けられた１層あるいはそれ以上の表層を有することが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、上記の導電性ローラであることを特徴とする帯電ローラである。
【００１９】
さらに、本発明は、真直の測定基準棒に対しほぼ並行に導電性ローラを置き、その測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとしたとき、離間距離Ｅ１θ、Ｅ２θ、Ｅ３θそれぞれでローラ一周での最大値、最小値を算出し、その差の最大値を求め、ローラの外周面の振れとし、また、ローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝を求め、これらのローラ一周中の最大値と最小値の差を求め、ω値とし、これら振れ及びω値よりローラ性状を評価することを特徴とする導電性ローラの評価方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、感光体等に押し当てて使用される際にローラ回転時に軸方向やローラ周方向でニップ幅にバラツキが生じることなく、長期間使用しても安定して良質の画像を得ることが可能である導電性ローラが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
本発明による導電性ローラは、導電性軸体の外周面上に１層以上の導電性被覆層が設けられ、回転させたときの外周面の振れが、軸線方向で５０μｍ以下である。
【００２３】
導電性ローラの振れが５０μｍを超える場合、感光体等に押し当てて回転運動させたときのニップ幅が軸方向全面にわたってばらつくために、電子写真装置に組みつけても良好な画像を得ることができない。
【００２４】
そして、ローラとほぼ並行においた測定基準棒とローラの被覆層表面との離間距離Ｅを両端側（Ｐ１、Ｐ３）と中央部（Ｐ２）でローラ一周分測定し、ローラ回転角θでの測定値をそれぞれＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θとするとき、そのローラ回転角θでの離間距離差ΔＥ｛＝Ｅ１θ（またはＥ３θ）−Ｅ２θ｝のローラ一周中の最大値と最小値の差（ω値）が３０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
まず、本発明で重要なＥ１θ、Ｅ３θ、Ｅ２θの測定方法を図１により説明する。
【００２６】
本発明の導電性ローラは、導電性軸体１の周りに、導電性被覆層２が形成されたものであり、その外径はクラウン形状を有していることが好ましい。導電性ローラが導電性軸体１の支点Ａ及びＢで支えられている。この導電性ローラにほぼ並行して測定基準棒３が置かれている。導電性ローラの導電性被覆層２の両端からの所定の距離（Ｌ）の位置Ｐ１およびＰ３と、中央部Ｐ２の位置で、被覆層表面と測定基準棒３の離間距離Ｅを測定する。次いでローラを所定角回転させて再び離間距離Ｅを測定する。そのようにして、ローラ一回転分を順次測定する。このときのＰ１〜Ｐ３で測定した離間距離ＥがそれぞれＥ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θである（なお、θはローラを回転させた角度を意味する）。ここで、回転させる所定角としては、測定回数が多くなることをいとわなければ１°毎とすることも可能であるが、通常１０回から１５回の測定で済むように設定することが好ましい。
【００２７】
離間距離Ｅ１θ〜Ｅ３θを用い、離間距離差ΔＥ（＝Ｅ１θ（又はＥ３θ）−Ｅ２θ）をローラ回転角毎に算出し、ローラ１周分のうちの最大値と最小値をそれぞれ求める。そして、この最大値と最小値の差をω値とし、ローラの評価における回転に対する指標とする。なお、このω値が３０μｍ以下であることが重要である。
【００２８】
ω値が３０μｍを超えた場合、ローラが回転する際に、形状に起因して、図２〜４に示すように軸方向に対して有る特定の位置において偏芯して回転するため、局在的にニップ幅のばらつきが発生する。この場合、上記した振れが５０μｍ以下を満たすものであれば電子写真形成装置に組付けても画出し初期では良好な画像が得られるが、長期間使用するに従って、紙粉等によりローラ表面上に局部的な汚れが発生しやすく、良質な画像が得られなくなる。
【００２９】
なお、導電性ローラの被覆層の両端面からＰ１およびＰ３までの距離Ｌはローラ被覆層面長を１００としたとき５〜２０に相当する任意の距離であることが好ましい。５未満では電子写真形成装置に組付けて使用する際、ローラ軸方向において、画像形成に寄与しない非画像領域に相当する場合があり、本発明では適さない。また、２０を超える場合ではＰ１およびＰ３の位置が中央部に近すぎるために、ローラ形状の異常が（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）で表されるω値に十分反映されず、実画像との相関に乏しいためやはり不適である。
【００３０】
本発明における導電性ローラは、感光体等に押し当てられたときに均一なニップ幅を維持するために、該ローラの外径が中央部から両端部に近づくにしたがって漸次減少するようなクラウン形状を有していることが好ましい。その場合、Ｐ1、Ｐ２及びＰ３でのローラ外径をそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３としたとき、ローラのクラウン量｛Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２｝が３０μｍ以上５００μｍ以下であることが、所望のニップ幅が得られるので好ましい。
【００３１】
また、本発明における導電性ローラは、ローラ表面のマイクロ硬さが３０°以上８５°以下であることが、感光体等に押し当てられたときに均一なニップ幅が得やすく、また回転運動の際に感光体等の被当接体表面を損傷することなく長期にわたって使用することが可能となるので好ましい。
【００３２】
導電性ローラのマイクロ硬さは、高分子計器株式会社製の硬さ測定器「マイクロ硬度計ＭＤ−１型」（商品名）を用いて、２３．５℃／６０％ＲＨ環境において測定したものである。測定方法としては、導電性ローラを金属製の板の上に置き、金属製のブロックにてローラが転がらないように簡単に固定し、測定端子が金属板に対して垂直方向から導電性ローラの中心に正確に当たるようにし、ピークホールドモードで示された値を読み取ることによった。なお、ローラの被覆層端部から３０ｍｍの位置（２箇所）及び中央部をそれぞれ周方向に３箇所ずつ、計９箇所を測定し、得られた測定値の平均値を当該ローラのマイクロ硬さとする。
【００３３】
本発明における導電性ローラは、導電性被覆層を有するものであるが、該被覆層が導電性弾性層そのものであったり、導電性弾性層を含む多層であったりすることができる。
【００３４】
導電性ローラが、導電性弾性層がクラウン形状に形成されたものにあっては、クラウン形状の金型内で形成したものも使用できるが、導電性弾性層を研磨してクラウン形状とすることが好ましい。そのため、軸体両端部をコレットチャックあるいはダイヤフラムチャックで把持固定し、プランジ方式で該ローラの弾性層の外周面を研削する工程を経て形成されることが好ましい。この方法によれば、振れ精度等の形状の調整がしやすく、また長期にわたって精度の維持が可能であるため適している。ローラの形状や精度を調整する方法として、予め所望の形状に加工されたキャビティを有する金型を用いて成型する方法がある。しかし、原料にもよるが成型時の収縮や変形が生じるために形状がばらつく要因となったり、クラウン形状を有するために成型後に型内から取り出すことが困難となったりする。
【００３５】
本発明の導電性ローラに使用される導電性軸体としては特に限定されないが、軸体としての強度があり、導電性を有するものが好適である。例えば、鋼鉄製、アルミニウム製、導電性プラスチック製等が挙げられ、中空状、中実状のいずれでも差し支えない。
【００３６】
また、被覆層を構成する導電性弾性層の材料としては、従来公知のゴムを使用することができる。例えば、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム等のゴムや、ＲＢ（ブタジエン樹脂）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー）等のポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル系樹脂、スチレン・酢酸ビニル共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体等の高分子材料に弾性を付与したものを用いることができる。これらの材料は１種で用いても、２種以上を併用しても差し支えない。
【００３７】
また、必要に応じて加硫剤を使用しても良い。加硫剤としては使用するゴムの種類により、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、キノイド系加硫剤、樹脂架橋剤、金属酸化物架橋剤、アミン架橋剤、トリアジン系架橋剤、マレイミド系架橋剤等の公知の架橋剤適宜選択できる。なお、加硫剤の配合量は適宜決めても差し支えない。なお、この他、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤等を添加してもよい。
【００３８】
導電性弾性層の製造方法は、金型を用いる方法、チューブ状に成形した材料を硬化した後に軸体を圧入する方法、および硬化前の材料を軸体に被覆硬化する方法があり、いずれの方法であっても差し支えない。本発明の導電性ローラは研磨で形成することが望ましいので、所望の外径よりも大きく成形する。なお、外径は所望の外径よりも大きければ特に限定されないが、材料効率やコスト面を考慮すると、所望の外径に対して１０１％から１１０％の範囲とすることが望ましい。
【００３９】
さらに、被覆層を構成する表面層は塗工あるいはシームレスチューブを被覆することによって設けられる。塗工にて該表面層を設ける場合にはポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層を設けることが好ましい。弾性層に可塑剤等を配合した場合、少量染み出した場合でも弾性層の外周上でポリオールとポリイソシアネートを架橋する際にポリイソシアネートにより架橋されて形成したウレタン層から染み出すことを防止できるためである。また、シームレスチューブを設ける場合でも、上記のような染み出しを防止するために架橋性の樹脂であることが好ましい。利用可能な材料としては、例えば、ＲＢ（ブタジエン樹脂）、ＳＢＳ（スチレンーブタジエンースチレンエラストマー）等のポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、アクリル系樹脂、スチレン・酢酸ビニル共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体等の高分子材料がある。これらは、１種または２種以上を併用して使用される。
【００４０】
弾性層及び表面層には、所望の導電性を得るために導電剤を配合しても良く、イオン導電系の導電剤や電子導電系の導電剤が適宜選択できる。例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩、過塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、リン酸エステル、脂肪族アルコールサルフェート塩、脂肪族多価アルコール、イオン系界面活性剤等、グラファイト、スズ、ルテニウム、チタン、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及びそれらの酸化物、ケッチェンブラック（商品名）、ＨＡＦ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＲＦ、ＦＴ等のカーボンブラックなどが使用できる。弾性層及び表面層に使用される高分子材料に分散させる方法としてはロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェイカー等を適宜使用すればよい。
【００４１】
本発明の導電性ローラは、電子写真装置等の感光体を帯電するのに使用する帯電ローラとして有用である。
【００４２】
また、上記したＥ１θ〜Ｅ３θを測定し、ω値を求める方法は、ローラの性能評価に有用な評価方法である。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明について実施例より詳細に説明する。本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００４４】
まず、以下の実施例にて導電性ローラを評価する方法について説明する。
・形状測定
Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θの測定は、図１に示すようにして行った。すなわち、導電性ローラ両端部に露出した軸体１の支点Ａ及びＢでローラが回転しないように支持して、この軸体１の軸方向に対する中心線とほぼ平行にある測定基準棒３と４０ｍｍ離間して配置した。この状態で、測定基準棒３ローラ外周面との距離をＰ１、Ｐ２及びＰ３で測定し、それぞれＥ１0、Ｅ２0及びＥ３0とした。そして、（Ｅ１0−Ｅ２0）及び（Ｅ３0−Ｅ２0）を算出した。次にローラを３０°回転させて上記と同様に測定し、（Ｅ１30−Ｅ２30）及び（Ｅ３30−Ｅ２30）を算出した。この作業を順次３０°回転させて１周分測定し、（Ｅ１θ−Ｅ２θ）及び（Ｅ３θ−Ｅ２θ）に相当する値をそれぞれ１２個ずつ、計２４個を算出した。そしてこの中から最大値と最小値を選び出し、その差（ω値）を算出し、このω値を元に効果を評価した。なお、実施例１での測定結果を、図６（Ｅ１θ〜Ｅ３θ）及び図７（（Ｅ１θ−Ｅ２θ）及び（Ｅ３θ−Ｅ２θ））に示す。
・振れ測定
上記形状測定でＥ１θ〜Ｅ３θを測定したときのＥ１θ〜Ｅ３θのそれぞれついて最大値、最小値を選定し、その差を振れとした。
・マイクロ硬さ
マイクロ硬さは、高分子計器株式会社製の硬さ計「マイクロ硬度計ＭＤ−１型」（商品名）にて、２３．５℃／６０％ＲＨ環境において測定した。測定方法としては、導電性ローラを金属製の板の上に置き、金属製のブロックでローラが転がらないように簡単に固定し、測定端子が金属板に対して垂直方向から該ローラの中心に正確に当たるようにし、ピークホールドモードで測定した時の値を読み取った。これを当該ローラの被覆層端部から３０ｍｍの位置（２箇所）及び中央部のそれぞれ周方向に３箇所ずつ、計９箇所を測定し、得られた値を平均値してローラのマイクロ硬さとした。
・画像評価
帯電ローラを、ヒューレット・パッカード製の電子写真装置「Ｃｏｌｏｒ  ＬａｓｅｒＪｅｔ  ３７００」（商品名）の帯電ローラとして組み込み、連続１２０００枚の耐久を行った。耐久にかける前（初期）、耐久６０００枚直後（耐久１）及び耐久１２０００枚終了後（耐久２）にハーフトーン画像を出力した。得られたハーフトーン画像に表れる帯電不良による異常画像の発生を、下記基準で評価した。なお、帯電ローラには−１５００Ｖの直流電圧を印加し、感光体の周速を１００ｍｍ／ｓｅｃ．とした。さらに、ここで用いた電子写真装置は図５に示すような構造を有しているものである。
◎：ハーフトーン画像において、帯電不良に起因される黒帯状のムラがない。
○：ハーフトーン画像において、帯電不良に起因される黒帯状のムラがわずかに認められるが、実用上問題ない。
×：ハーフトーン画像において、帯電不良に起因される黒帯状のムラがある。
実施例１
・ゴムローラの製造
エピクロロヒドリンゴム「エピクロマーＣＧ１０２」（商品名、ダイソー株式会社製）１００質量部、酸化亜鉛（２種、ハクスイテック株式会社製）５質量部、ステアリン酸「ステアリン酸Ｓ」（商品名、花王株式会社製）１質量部、カーボンブラック「旭＃１５」（商品名、旭カーボン株式会社製）５質量部、炭酸カルシウム「シルバーＷ」（商品名、白石工業株式会社製）４０質量部、可塑剤「ポリサイザーＰ−２０２」（商品名、セバシン酸系ポリエステル、大日本インキ株式会社製）５質量部、イオン導電剤「ＫＳ−５５５」（商品名、第４級アンモニウム塩、花王株式会社製）２質量部、ジベンゾチアジルジサルファイド「ノクセラーＤＭ」（商品名、大内新興化学株式会社製）１質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド「ノクセラーＴＳ」（商品名、大内新興化学株式会社製）１質量部及び硫黄「サルファックス２００Ｓ」（商品名、鶴見化学株式会社製）１質量部を、密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行なうことにより未加硫のゴム組成物を得た。
【００４５】
次いで、クロスヘッドダイを備えた７０ｍｍ押出し機を用い、未加硫ゴム組成物を円柱状に鋼鉄製軸体と共に押出し該鋼鉄製軸体の周上に未加硫ゴムを被覆した。なお、鋼鉄製軸体は、予め接着剤「メタロックＵ−２０」（商品名、東洋化学研究所株式会社製）を塗布された、直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの、無電解ニッケルメッキを施したものである。この軸体の両端に被覆された未加硫ゴム層をカッター刃にて両端部各１０ｍｍ相当部分を除去し、軸体を露出させ、ローラ軸受け部分を作成した。その後、熱風炉にて１８０℃×１ｈ加熱して、導電性弾性層を有するゴムローラを作成した。
・導電性弾性層の調整
次いで、ローラの両端部に露出した軸体を双方からコレットチャックで把持固定して回転できる機構を備えたＮＣ研削機を使用して、軸方向において中央部から両端に近づくにつれて外径が減少するようなクラウン形状を有するゴムローラを調整した。具体的には、ＮＣ研削機の取り付けられている砥石（φ２２０ｍｍ、幅２４０ｍｍ）を逆クラウン状にドレッシングし、ローラ研磨時に砥石の形状を転写することによりローラをクラウン形状とした。クラウン量の調整は砥石をドレッシングする際の逆クラウン量にて調整し、研磨後１００μｍとなるようにした。また、導電性弾性層の長さが２３０ｍｍで、軸方向中央部においてφ９．０ｍｍとなるように研磨した。
・表面層の作成
ε−カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液（希釈溶剤：ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、固形分２０質量％、水酸基価５０）１００質量部及び導電性酸化スズ２０質量部の混合液を、分散メディアがジルコニアビーズ（平均粒径０．５ｍｍ）である横型サンドミルを３回通して、分散した。この分散液からビーズを瀘過分離し、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）をＯＨ／ＮＣＯ＝１．０になるように添加して、表層用塗料を調製した。
【００４６】
次いで、上記にて表面研磨したゴムローラの導電性弾性層の表面上に表層用塗料を浸漬コートした後、熱風循環乾燥機中、１５０℃で１時間乾燥して、導電性ローラを得た。なお、乾燥後の表面層（ウレタン層）の厚みは３０μｍであった。このようにして得られた導電性ローラから、上記の測定したω値が６μｍであるものを選択し、帯電ローラＡとした。
【００４７】
得られた帯電ローラＡについて、上記した形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果は図６及び図７に示した。
【００４８】
画像評価の結果、初期から非常に良好な画像が得られ、６０００枚および１２０００枚と連続で通紙しても帯電不良起因による画像不良は発生しなかった。この帯電ローラでは表１、図６および図７に示すようにローラ外周面の振れが軸方向全体にわたって小さいために、ローラを回転運動させても常に安定した形状で感光体に押し当てることができるので、均一なニップ幅が安定して得られたと考えられる。
実施例２
実施例１と同様に作成した導電性ローラからω値が１５μｍで、振れが５０μｍより小さいが実施例１におけるより大きいものを選択し、帯電ローラＢとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果は図８及び図９に示した。
【００４９】
画像評価の結果、初期および６０００枚通紙後では良好な画像が得られたが、１２０００枚通紙後では、実用上問題ない程度であるが、わずかに黒帯状のムラが認められた。この帯電ローラＢは、振れは軸方向全体にわたってあまり良好でないが、ローラ回転方向に対する各位相で比較すると、ローラ軸方向全体にわたって同じ位相に偏芯していることが分かる。従って、ローラを感光体に押し当てて回転運動させても比較的均一なニップ幅が得られたものであると判断される。
実施例３
実施例１と同様に作成した導電性ローラからω値が２９μｍで、振れが５０μｍより小さいが実施例１におけるより大きく、振れ精度のあまりよくないものを選択し、帯電ローラＣとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果は図１０及び図１１に示した。
【００５０】
画像評価の結果、初期では良好な画像が得られたが、６０００枚通紙後および１２０００枚通紙後では、実用上問題ない程度であるが、わずかに黒帯状のムラが認められた。この帯電ローラＣは、振れは中央部で特に大きく、ローラ軸方向にわたってばらつきが見られるが、ローラ回転方向に対する各位相で比較すると、ローラ軸方向全体にわたって同じ位相に偏芯していることが分かる。従って、ローラを感光体に押し当てて回転運動させても比較的均一なニップ幅が得られているが、実施例２と比べ、軸方向において中央部のみで偏芯が大きいため、若干性能が劣っている。
実施例４
実施例１と同様に作成した導電性ローラから、比較的振れ精度は良いが、ω値が２９μｍと大きかったものを選択し、帯電ローラＤとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果は図１２及び図１３に示した。
【００５１】
画像評価の結果、初期では良好な画像が得られたが、６０００枚通紙後および１２０００枚通紙後では、実用上問題ない程度であるが、わずかに黒帯状のムラが認められた。この帯電ローラＤは、振れは軸方向全体にわたって比較的良好であるが、ローラ回転方向に対する各位相で比較すると、ローラ軸方向全体にわたって僅かであるが位相が偏芯していることが分かる。従って、ローラを感光体に押し当てて回転運動させるとニップ幅が軸方向に対してばらつきが僅かに現れていると思われるが、実用上は問題なく使用できる程度であった。
実施例５
未加硫ゴム組成物として、エピクロロヒドリンゴム「エピクロマーＣＧ１０２」（商品名）１００質量部、酸化亜鉛（２種）５質量部、ステアリン酸「ステアリン酸Ｓ」（商品名）１質量部、カーボンブラック「旭＃７０」（商品名、旭カーボン株式会社製）４０質量部、炭酸カルシウム「シルバーＷ」（商品名）４０質量部、イオン導電剤「ＫＳ−５５５」（商品名）２質量部、ジベンゾチアジルジサルファイド「ノクセラーＤＭ」（商品名）１質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド「ノクセラーＴＳ」（商品名）１質量部及び硫黄「サルファックス２００Ｓ」（商品名）１質量部を実施例１と同様に混練して得たものを使用した。また、クラウン量が４８μｍとなるように研磨した以外は、実施例１と同様にして導電性ローラを作成した。得られた導電性ローラから、比較的振れ精度は良いが、ω値が２３μｍであるものを選択して、帯電ローラＥとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。
【００５２】
画像評価の結果、初期から非常に良好な画像が得られ、６０００枚及び１２０００枚と連続で通紙しても帯電不良起因による画像不良は発生しなかった。従って、高硬度で、かつ、均一なニップ幅を得るためにクラウン量を小さくしても、本発明の評価方法で導電性ローラを判定することが可能である。
実施例６
未加硫ゴム組成物として、エピクロロヒドリンゴム「エピクロマーＣＧ１０２」（商品名）１００質量部、酸化亜鉛（２種）５質量部、ステアリン酸「ステアリン酸Ｓ」（商品名）１質量部、カーボンブラック「サーマックスＭＴ  Ｎ９９０」（商品名、Ｃａｎ  Ｃａｒｂ製）５質量部、炭酸カルシウム「シルバーＷ」（商品名）３０質量部、可塑剤「ポリサイザーＰ−２０２」（商品名、セバシン酸系ポリエステル）１５質量部、イオン導電剤「ＫＳ−５５５」（商品名、第４級アンモニウム塩）２質量部、ジベンゾチアジルジサルファイド「ノクセラーＤＭ」（商品名）１質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド「ノクセラーＴＳ」（商品名）１質量部及び硫黄「サルファックス２００Ｓ」（商品名）１質量部を実施例１と同様に混練して得たものを使用した。また、クラウン量が２２０μｍとなるように研磨した以外は、実施例１と同様にして導電性ローラを作成した。得られた導電性ローラから、比較的振れ精度は良いが、ω値が２７μｍであるものを選択して、帯電ローラＦとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。
【００５３】
画像評価の結果、初期から非常に良好な画像が得られ、６０００枚及び１２０００枚と連続で通紙しても帯電不良起因による画像不良は発生しなかった。従って、低硬度でかつ、均一なニップ幅を得るためにクラウン量を大きくしても、本発明の評価方法で導電性ローラを判定することが可能である。
比較例１〜３
導電性弾性層を研磨する際にコレットチャックの軸体把持部にわざとゴミケバ（市販のティッシュペーパー）を付着させた以外は実施例１と同様に導電性ローラを作成した。作成した導電性ローラから、振れが比較的良好なものの中から作成したから、ω値が３０μｍを超えたものを抜き出して、帯電ローラＧ（ω値３３μｍ、比較例１）、帯電ローラＨ（ω値３７μｍ、比較例２）及び帯電ローラＩ（ω値４２μｍ、比較例３）とした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果はそれぞれ図１４と図１５、図１６と図１７及び図１８と図１９に示した。
【００５４】
画像評価の結果、各ローラとも初期では実用上問題ない画像が得られたが、６０００枚通紙後および１２０００枚通紙後では、黒帯状のムラが認められた。これらの帯電ローラは振れが比較的小さいにも関わらず、いずれの場合もローラ軸方向全体においてばらばらの位相に偏芯していることが分かる。従って、初期では振れが小さいために比較的良好な画像が得られたが、偏芯が大きいためにニップ幅のばらつきが生じ、長時間回転させるとローラ表面に紙粉等の汚れが局部的に溜まり、画像上欠陥が生じたものである。
比較例４
実施例１と同様に作成した導電性ローラからω値が２２μｍと良好であるが、振れが５０μｍを超えるものを選択し、帯電ローラＪとした。以下、実施例１と同様に形状、振れ、マイクロ硬さ及び画像評価を行った。これらの結果を表１に示した。なお、形状測定の結果は図２０及び図２１に示した。
【００５５】
画像評価の結果、初期から帯電不良に起因される画像欠陥が認められた。この場合、ローラ軸方向全体において同じ位相に偏芯しているために軸方向に対してのニップ幅のばらつきは比較的小さいと思われるが、全体的に振れが大きいため、正常な画像が得られなかった。
【００５６】
【表１】
2008058633.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θの測定方法を説明するための図である。
【図２】ローラが回転運動するとき、被覆層の偏芯により正常に回転しない状態の例を示す概念図である。
【図３】ローラが回転運動するとき、被覆層の偏芯により正常に回転しない状態の他の例を示す概念図である。
【図４】ローラが回転運動するとき、被覆層の偏芯により正常に回転しない状態のその他の例を示す概念図である。
【図５】画像評価に用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図６】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（実施例１）。
【図７】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（実施例１）。
【図８】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（実施例２）。
【図９】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（実施例2）。
【図１０】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（実施例３）。
【図１１】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（実施例３）。
【図１２】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（実施例４）。
【図１３】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（実施例４）。
【図１４】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（比較例１）。
【図１５】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（比較例１）。
【図１６】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（比較例２）。
【図１７】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（比較例２）。
【図１８】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（比較例３）。
【図１９】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（比較例３）。
【図２０】Ｅ１θ、Ｅ２θ及びＥ３θを位相ごとにプロットした図である（比較例４）。
【図２１】（Ｅ１θ−Ｅ２θ）および（Ｅ３θ−Ｅ２θ）を位相ごとにプロットした図である（比較例４）。
【符号の説明】
【００５８】
１      導電性軸体
２      導電性被覆層
３      測定基準棒
４      帯電ローラ
５      感光体
６      基体
７      現像機
８      転写ローラ
９      クリーニングブレード
１０    プロセスカートリッジ
１１    定着機
１２    レーザビーム（情報の書き込み）
１３    転写部材（紙）
【図１】
2008058633.tif 000004
【図２】
2008058633.tif 000005
【図３】
2008058633.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008058633.tif 000008
【図６】
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【図７】
2008058633.tif 000010
【図８】
2008058633.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2008058633.tif 000013
【図１１】
2008058633.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2008058633.tif 000017
【図１５】
2008058633.tif 000018
【図１６】
2008058633.tif 000019
【図１７】
2008058633.tif 000020
【図１８】
2008058633.tif 000021
【図１９】
2008058633.tif 000022
【図２０】
2008058633.tif 000023
【図２１】
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