(57)【要約】【課題】電気抵抗値の調整が容易であり、電気抵抗値のムラが小さく均一であり、被帯電部材との固着が抑制され、被帯電部材を汚染することも抑制され、通電耐久性、加工性に優れた帯電部材及びこれを用いた電子写真装置を提供することである。【解決手段】電子写真装置に配設され、被帯電体面を電圧が印加された状態で帯電処理する帯電部材において、該帯電部材を構成する導電性弾性体層の主分散におけるコンダクタンスの交流周波数依存性が０．９以上１．０未満であることを特徴とする帯電部材及び該帯電部材を用いた電子写真装置。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置に配設され、被帯電体面を電圧が印加された状態で帯電処理する帯電部材において、該帯電部材を構成する導電性弾性体層の主分散におけるコンダクタンスの交流周波数依存性が０．９以上１．０未満であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
帯電部材が少なくともアルキレンオキサイド−不飽和エポキシド共重合体を含有する請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
アルキレンオキサイド−不飽和エポキシド共重合体が少なくともアルキレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体を含有する請求項１又は２に記載の帯電部材。
【請求項４】
弾性部材がアルキレンオキサイド−不飽和エポキシド共重合体と極性ゴムの混合物である請求項１〜３のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項５】
導電性弾性部材が少なくとも一層以上からなり、導電性弾性層の最表面が電子線、電磁波又はプラズマ処理から選ばれる少なくとも一つの手段により処理されている請求項１〜４のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の帯電部材が配置されたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項７】
転写部材が請求項１〜５いずれかに記載の帯電部材である請求項６に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に用いられる帯電部材に関し、更に詳述すれば電圧を印加した帯電部材で被帯電体表面の帯電を行う帯電、現像、転写等の帯電部材及びそれを用いた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置（複写機や光プリンター等）や静電記録装置等の画像形成装置において、感光体及び誘電体等の被帯電体としての像担支体面を帯電処理する手段としては、従来よりコロナ帯電器が利用されている。
【０００３】
コロナ放電装置は、像担支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。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電を用いるため好ましくないオゾンが発生する等の問題が懸念される。
【０００４】
上記のコロナ放電装置に対して、前記のような電圧を印加した帯電部材を被帯電体に近接、又は接触させて被帯電体面を帯電処理する接触帯電装置は、電源の低圧化が図れ、オゾン発生量が少ない等の長所を有している。
【０００５】
接触帯電装置では、像担持体等の被帯電体に、ローラー型（帯電ローラー）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型又はブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯電部材・接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。帯電部材の電気抵抗値が高いと帯電不良が発生し、低いとピンホールリークの発生等の帯電不良を引き起こす場合があり、均一な半導電性が要求される。
【０００６】
転写装置の場合、例えば複写機等の画像形成装置に用いられる転写ローラーは、感光体、中間転写体又は転写ドラム等の像担支体上のトナー像を転写材上に転写するための部材である。トナー像が現像された感光体等に被帯電体である転写材を介して転写ローラーを圧接し、トナー像のトナーと逆極性の電荷を供給することにより、感光体等の該トナーを紙等の転写材へ吸着させ、転写している。ここで、転写材へ供給する電荷密度の大きさは画質に大きな影響を及ぼす。即ち、電荷密度が少ないとトナー吸着力が弱くなるため、特に乾燥紙の場合「飛び散り」が発生したり、逆に多い場合はトナーの逆極性帯電による「ニジミ」が発生し、高品質の画像が得られない場合がある。
【０００７】
また、電荷密度が不均一であるとベタ黒転写性に濃度ムラが生じたり、砂地等の斑点状の転写ムラが生じる場合がある。従って、やはり半導電性であり、表面の導電性が均一であることが望まれる。
【０００８】
この要求を満足するため、金属等の導電性芯金材上にカーボンブラック、グラファイト、酸化チタン及び酸化錫等の金属酸化物、銅及び銀等の金属粉、これらを粒子表面に被覆処理して導電化した粒子等の導電性粒子を混合分散した導電性ゴムローラーが使用される。
【０００９】
しかしながら、導電粒子を分散したゴムローラーは、その抵抗値調整が難しい場合がある。加えて、導電粒子の分散ムラによる局所的抵抗のバラツキが生じる場合があり、結果として帯電ムラを引き起こしたり、部分リークによる感光体破壊を生じたりする恐れがある。
【００１０】
また、上記の様な方法を用いた場合、使用するポリマーの種類によってその電気抵抗値が制約を受けるため、使用目的によっては所望とする電気抵抗値を実現できない場合もある。
【００１１】
更に、特許第２７４３２７８号公報に開示されているように、過塩素酸リチウム等のイオン導電剤を添加する電気抵抗値の調整方法では、その添加量で広範囲の電気抵抗値を実現できるものの、微量の添加量で電気抵抗値が急変するため扱い難く、また帯電部材の表面に導電剤が移行して被帯電体との固着を引き起こしたり、汚染が発生したりする場合がある。また、通電等により電気抵抗値が変動する等、耐久安定性が不十分な場合もある。
【００１２】
加えて、特開平８−１５９１４８号公報に開示されているように表層に樹脂層を設けた多層構成も提案されているが、基層の電気抵抗の変動の影響を受けるため、同様の問題が懸念される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、以上の様な状況に鑑み、電気抵抗値の調整が容易であり、電気抵抗値のムラが小さく均一であり、被帯電部材との固着が抑制され、被帯電部材を汚染することも抑制され、通電耐久性、加工性に優れた帯電部材及びこれを用いた電子写真装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、電子写真装置に配設され、被帯電体面を電圧が印加された状態で帯電処理する帯電部材において、該帯電部材を構成する導電性弾性体層の主分散におけるコンダクタンスの交流周波数依存性が０．９以上１．０未満であることを特徴とする帯電部材が提供される。
【００１５】
また本発明に従って、上記帯電部材を用いた電子写真装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
即ち、表面への移行性を考慮した場合、高分子量の導電性添加剤を使用することが好ましいが、この時の導電部材の電気特性を鋭意検討した結果、導電性弾性部材のコンダクタンスの周波数依存性にその特徴を見出したものである。その作用機構は明確でないが、高分子量の導電性添加剤を添加した場合、多くの場合親水性の極性基を有する。従って、導電性弾性体の誘電損も大きくなるためであると考えられる。この現象を数式で表現すると以下のように考えられる。
【００１８】
即ち、導電機構を極性基の誘電緩和とキャリアの移動とし、それぞれが独立に導電性に寄与するとして考える時、コンダクタンスＧ＝ωεｏε”＋σｄｃであるが、主分散においては誘電損が支配的であるため、Ｇ≒ωεｏε”として記述できる。従って、周波数依存性は誘電損の数値を反映すると考えられる。実質の誘電損の大きさは、導電度の能力を表すものであると考えられる。従って、この数値が大きい方が導電度は良好であるが、あまり大きいと親水能力が大きくなり過ぎ、湿度依存性が大きくなり、抵抗値の環境依存性や耐久中の転写材の吸湿度によって抵抗値変動が大きくなる傾向に有る。
【００１９】
我々の検討では、この値が０．９以上１．０未満の間で低抵抗化及び上記弊害のバランスがとれ、実用上好ましいことを見出した。
【００２０】
このような特性を満たす材料としては、種々の極性高分子が適宜用いられるが、ポリエーテル系の高分子が他の材料に対しての混合性や材質の柔軟性において、電子写真用部材には好適である。特に、アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体は弾性に優れ、ゴムとの反応性が優れている点で有効である。
【００２１】
特に、アルキレンオキサイドはエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体であることが好ましい。即ち、エチレンの部の柔軟性とプロピレン部の結晶性により適度な弾性と吸湿性の調和がなされるためである。更に、アリルグリシジルエーテルとの３元共重合体では、アリルグリシジルエーテルの優れた架橋反応性により他のゴムとのブレンドにおいても弾性を損なうことなく使用できるためである。また、電気抵抗値に与える影響がその添加量に対して緩慢であるため、電気抵抗値を容易に調整できる。ブレンドされた他のポリマーと反応させ固定化することもできる。従って、ポリエチレンオキサイドを構造に持つノニオン系界面活性剤と違って、移行することなく電気抵抗値が調整でき、かつ移行性がないため経時や通電耐久による電気抵抗値の変動を抑制できる。
【００２２】
加えて、アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合は極性が大きいため、他の極性ゴムとの相溶性に優れ均一な導電性弾性体が得られる。なお、特開平９−２７２１５号公報に開示されているような同様な構造を持つヒドリンゴムに比べてエーテル酸素の含有量が多いため、比較的少量の添加で電気抵抗値を効率よく下げられるのも好適な理由である。よって、導電性弾性体全体の物性を変化させることなく、種々の極性材料を用いた場合において電気抵抗値の微調整が可能となる。また、アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合の結晶性が低いため、電気抵抗値の環境依存性が抑制される効果もある。
【００２３】
以上の様な理由により、本発明の帯電部材においては、電気抵抗値の調整が容易であり、電気抵抗値のムラが小さく均一であり、被帯電部材との固着が抑制され、被帯電部材を汚染することも抑制され、優れた通電耐久性を実現できる。
【００２４】
この様な優れた特性を有する帯電部材は、電子写真装置に好適に配設することができ、転写ローラー及び帯電ローラー等として使用することができる。
【００２５】
本発明で使用されるアルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体の各成分の組成比は、相溶性、抵抗値、架橋反応性等の理由から、共重合体に対して、アルキレンオキサイド単位が８０〜９８モル％、不飽和エポキシが２〜２０モル％が好ましい。ポリアルキレンオキサイドがポリエチレンオキサイド単位とポリプロピレンオキサイド単位とからなり、不飽和エポキシがアリルグリシジルエーテルからなる場合には、ポリエチレンオキサイド単位が１０〜８０モル％、ポリプロピレンオキサイド単位が１０〜８０モル％、アリルグリシジルエーテルが２〜２０モル％が好ましい。
【００２６】
更に、導電性弾性体層におけるアルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体の配合量は、抵抗値制御の理由から、ポリマー合計１００質量部に対して５〜８０質量部が好ましい。加えて、相溶性が良好、加工性に優れ、抵抗値調整を容易にするために、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ヒドリンゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）からなる群より選ばれる１種以上の極性ゴムを含むことが好ましい。
【００２７】
また、導電性弾性体層に非極性ポリマーをブレンドすることにより、耐オゾン性等の耐候性や非粘着性を改善できる。ここで、非極性ポリマーとは、分子内に大きな双極子モーメントを持たない高分子であり、一般的に誘導率が小さい高分子である。
【００２８】
このような非極性ポリマーとしては、具体的にはＮＲ（天然ゴム）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）、ＩＩＲ（ブチルゴム）やオレフィンエラストマー、ＳＥＢＳ系エラストマー及びポリスチレン系エラストマー等が挙げられる。
【００２９】
特に、耐オゾン性等の耐候性が問題になる場合や、更に耐老化性を考慮する場合はＥＰＤＭの使用がその高耐候性の点から適している。特に、硫黄加硫の場合は共加硫性の点から、使用するＥＰＤＭのヨウ素価が２０以上が好ましく、より好ましくは３０以上が適している。
【００３０】
また、必要に応じて、半導電性弾性層に、酸化亜鉛、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ及び炭酸マグネシウム等の充填材、プロセスオイル及び液状ゴム等の軟化材や、ＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）及びＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジド）等の発泡剤、ファーネスブラック、導電性カーボン及びサーマルブラック等のカーボンブラックやグラファイト、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ５及びＺｎＯ等の金属酸化物、Ｃｕ及びＡｇ等の金属、これらを粒子表面に被覆して導電化した粒子等の導電粒子、ＬｉＣｌＯ４、ＫＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＬｉＳＣＮ及びＬｉＣＦ３ＳＯ３等のイオン性電解質を弾性体中に適宜量分散させることにより、所望の抵抗値に調整することができる。また、ポリマー主鎖中あるいは側鎖に極性を有する分子あるいは原子団を導入したり、イオン対を形成する分子又は原子団を導入することによって導電化することも可能である。
【００３１】
以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００３２】
図２には、本発明の帯電部材の例として、転写ローラーの構成例を示した。本例の転写ローラーは金属製等の導電性円柱基材よりなる芯金２１の上に、導電性弾性体層２２が設けられている。
【００３３】
芯金は、ステンレス製、鉄製、又は防錆のため表面をニッケル−クロム鍍金等を施した鉄等より製造することができる。
【００３４】
帯電部材の製造方法は、例えば原料はオープンロール、ニーダー、バンバリー又はインターミックス等の混合機を適宜使用して混合される。成形は押出し機チューブ成形したものを、オーブンや加硫缶又はＵＨＦ等の高周波で加硫又は加硫発泡し、更にオーブン等の加熱手段で２次加硫したチューブに前記芯金を圧入し、必要に応じて表面を研磨する等して外径を整える。この際、芯金には適宜接着剤を使用できる。また、押出しに際し芯金にゴムを被覆しながら押出す手段も用いられる。また、円筒型金型内に未加硫のゴムと芯金を装着し加熱加硫又は加硫発泡する手段も用いられる。更に、導電性弾性部材が少なくとも一層以上からなることが好ましく、必要に応じて表層を形成して使用される。
【００３５】
導電性弾性体層と被帯電体との固着性は、導電性弾性体層に非極性ポリマーをブレンドすることにより改善されるが、更に改良する手段として表面改質を挙げることができる。
【００３６】
例えば、シリコーン粒子やフッ素樹脂粒子等の離型粒子のブレンド、カップリング剤や反応性のフッ素系界面活性剤等による表面処理、希塩酸等の塩素系溶剤による表面洗浄等が挙げられる。
【００３７】
導電性弾性層の最表面は、電子線（ＥＢ処理）、電磁波（紫外線（ＵＶ処理）、遠赤外線など）又はプラズマ処理（高電圧を印加した電極を近接させ、弾性層の表面間で放電させる）から選ばれる少なくとも一つの手段により処理されていることが好ましく、中でも、処理の簡易性、効果性の点から、ＵＶ（紫外線）照射処理が好ましい。これは、ゴム表面を酸化したり、ジエン結合間の架橋反応により、表面を非粘着化する効果がある。また、添加物やコート処理等と比べ物性への影響も少ない。
【００３８】
ＵＶ照射条件として、波長は１８０ｎｍ〜６００ｎｍが好ましく、照射強度は１０ｍＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２が好ましい。帯電部材がローラー形状の場合は、ローラーを回転させながら照射すれば、ＵＶを全面に均一照射でき、短時間で効果的に処理できる。
【００３９】
また、この処理によって帯電部材表面に高離型性が付与されるため、仮に、トナーや紙粉等が付着したとしても、これらを簡単に除去することができる。更に、表面を加熱処理によって硬化させても有効である。
【００４０】
なお、必要に応じて帯電部材の表層に離型層等の機能層を設けることがあるが、この様な場合においても、上記の処理は有効である。
【００４１】
導電性弾性体層は、転写バイアス電圧を転写材に印加することができ、かつ均一に転写材に圧接することができる程度の電気抵抗を有するものであればよいが、電気抵抗値は１０５Ω〜１０１２Ωの範囲であることが好ましい。
【００４２】
なお、電気抵抗値は図４に示す様な装置により測定される。即ち、ローラー形状の帯電部材として導電性弾性ローラーの電気抵抗測定装置の概略図を、図４に示した。導電性弾性ローラー４１は、導電性芯金４３の両端部に不図示の押圧手段で加重により円柱状のアルミニウムドラム４２に圧接され、アルミニウムドラム４２の回転駆動に伴い従動回転する。この状態で、導電性弾性ローラー４１の芯金部分４３に直流電圧を外部電源を用いて印加し、アルミニウムドラム４２に直列に接続した電流計４４の読取値より、電気抵抗値を算出する。
【００４３】
また、導電性弾性体層はソリッドでも発泡体でも構わないが、低硬度であることが好ましい。より具体的には、スポンジ硬度（ａｓｋｅｒ　Ｃ）で２０゜〜８０゜が好ましい。ａｓｋｅｒ　Ｃ硬度が、この範囲内であれば、転写ローラー及び被帯電体とのニップ幅を十分確保でき、均一な帯電を行うことができる。特に被帯電体が転写部材の場合、線画の中央部が抜ける「中抜け」を抑制できる。
【００４４】
なお、ａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は、基準規格ａｓｋｅｒ　Ｃ型ＳＲＩＳ（日本ゴム協会規格）０１０１に従って作製した試験片を用いて、ａｓｋｅｒゴム硬度計（高分子計器（株）製）により測定される硬度である。
【００４５】
以上では帯電部材として転写ローラーを例に取り説明したが、帯電ローラーに本発明を適用することも有用である。また、現像手段で使用される像担持体として半導電弾性部材を用いる場合に本発明を適用することも有用である。
【００４６】
図１には、本発明の帯電部材を具備する電子写真装置の例を示した。被帯電体としての像担支体は、アルミニウム等の導電性基体層１ｂとその外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体１である。支軸１ｄを中心に矢印方向に所定の周速度をもって回転駆動させる。
【００４７】
帯電ローラー２は、この感光体１面に接して感光体面を所定の極性及び電位に一様に一次帯電処理するものであり、均一な導電性が要求され、本発明の帯電部材である。帯電ローラー２は、中心芯金２ｃと、その外周に形成した下層の導電性あるいは半導電性弾性体層（ソリッド又は発泡体）２ｂと、更にその外周に形成した上層の抵抗層２ａからなり所望の特性を得たものもある。更に、抵抗層２ａの上に離型層（保護層）を適宜形成して構成される。
【００４８】
本実施例では、中心芯金２ｃは直径６ｍｍのステンレス製であり、また、弾性層２ｂとしては厚さが３ｍｍ、抵抗値が１０７Ω程度の発泡加硫したカーボン分散エチレンプロピレンゴム、コート層２ａは厚さが３０μｍで、抵抗値が１０８Ω・ｃｍのカーボン分散ウレタンアクリル樹脂である。得られた帯電部材の電気抵抗値を図４に示した装置を用いて、ローラーの両端を４．９Ｎの加重で当接しアルミニウム製ドラムを回転させながら測定したところ、電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下２４時間放置後、直流電圧０．１ｋＶ印加で２×１０６Ωであった。
【００４９】
芯金２ｃの両端部を不図示の押圧手段で感光体１に圧接され、感光体１の回転駆動に伴い従動駆動する。
【００５０】
なお、抵抗層２ａ及び半導電弾性層２ｂの何れも、本発明の材料より作製することができる。抵抗層２ａに用いる場合は、必要に応じて更に表層に離型層を設けてもよい。
【００５１】
芯金２ｃには、所定の直流（ＤＣ）バイアス又は直流＋交流（ＡＣ＋ＤＣ）バイアスが電源３で摺擦電源３ａにより印加され、回転感光体１の周面が所定の極性及び電位に接触帯電される。
【００５２】
直流（ＤＣ）バイアスを印加して帯電する場合、凡そ−５００Ｖの放電閾値を過ぎてから帯電が始まる。従って、−５００Ｖに帯電する場合は−１０００Ｖの直流電圧を印加するか、あるいは、−５００Ｖ直流の帯電電圧に加えて、放電閾値以上の電位差を常に持つようにピーク間電圧１２００Ｖの交流電圧を印加して感光体電位を帯電電位に収束させる方法が一般的である。
【００５３】
より具体的に説明すると、厚さ２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ローラーを加圧当接させた場合には、約６４０Ｖ以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。
【００５４】
つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Ｖｄを得るためには、帯電ローラーにはＶｄ＋Ｖｔｈという必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。このようにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行う方法を「ＤＣ帯電方式」と称する。
【００５５】
また、直流＋交流（ＡＣ＋ＤＣ）バイアス印加は、帯電均一化のためにＡＣ帯電を重畳するものである。交番電圧の波形としては、正弦波、矩形波又は三角波等が適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。このように交番電圧の波形としては、周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。これらの方式では、帯電部材を被帯電体と放電距離内で離間させて使用することもできる。
【００５６】
この他の接触帯電部材として、導電性繊維のブラシ部を有する部材（ファーブラシ帯電器）を用い、その導電性繊維ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に帯電させるファーブラシ帯電方式でもよい。
【００５７】
ファーブラシ帯電器は、固定タイプとロールタイプが実用化されている。半導電性の繊維を基布に折り込みパイル状に形成したものを電極に接着したものが固定タイプで、ロールタイプはパイルを芯金に巻き付けて形成する。繊維密度としては１００本／ｍｍ２程度のものが比較的容易に得られる。ファーブラシ帯電の場合も、固定タイプ、ロールタイプどちらも多くは、高い帯電バイアスを印加し放電現象を用いて帯電を行っている。
【００５８】
この他にフェルトや布等の材質・形状のものも使用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性と導電性を得ることも可能である。
【００５９】
更には、接触帯電部材として導電性磁性粒子をマグネットロール等で磁気拘束してブラシ状に形成した磁気ブラシ部を有する部材（磁気ブラシ帯電器）を用い、その磁気ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に帯電させる磁気ブラシ帯電方式がある。この磁気ブラシ帯電の場合は、その帯電機構は直接注入帯電が支配的である。
【００６０】
磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子として粒径５〜５０μｍのものを用い、感光体と十分速度差を設けることで、均一に直接帯電を可能にする。よって印加バイアスとほぼ比例した帯電電位を得ることが可能になる。
【００６１】
この他、接触帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入されることで被帯電体表面が帯電する直接注入帯電（直接帯電あるいは注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される）方式でもよい。より詳しくは、半導電性の接触帯電部材が被帯電体表面に接触して、放電現象を介さずに、つまり放電を基本的に用いないで被帯電体表面に直接電荷注入を行うものである。よって、接触帯電部材への印加電圧が放電閾値以下の印加電圧であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯電することができる。この帯電方式の場合、感光体表面にあるトラップ準位又は電荷注入層の導電粒子等の電荷保持部材に電荷を注入して接触注入帯電を行うことが可能である。放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない。更に、ＡＣ電圧を印加しないので、帯電音の発生もなく、ローラー帯電方式と比べると、オゾンレス、低電力の優れた帯電方式である。
【００６２】
帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光体１面は、次いで露光手段１０により目的画像情報の露光光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受けることで、その周面に画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００６３】
得られた潜像は、次いで現像手段１１によりトナー画像として順次に可視画像化されていく。現像手段の現像装置構成について特に限定するものではなく任意である。一般に静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについては、ブレード等で現像剤担持体上にコーティングし、磁性トナーは磁気力により現像剤担持体上にコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で現像する方法（１成分非接触現像）と、接触状態で現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって現像剤担持体上にコーティングして搬送して像担持体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）と、非接触状態で現像する方法（２成分非接触現像）との４種類に大別される。
【００６４】
接触現像タイプでは、半導電弾性層を用いた現像部材を用いられるが、該半導電弾性部材に本発明の材料を用いることもできる。
【００６５】
現像部材に対する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは、直流電圧に交番電圧（交流電圧）を重畳してもよい。
【００６６】
このトナー画像は次いで、転写手段１２により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と周期どりされて適正なタイミングをもって、感光体１と転写手段１２との間の転写部へ搬送された転写材１４面に順次転写されていく。
【００６７】
本例の転写手段１２は、転写ローラーであり本発明の帯電部材であり、転写材１４の裏面からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体１面側が転写時１４の表面側に転写されていく。
【００６８】
トナー画像の転写を受けた転写材１４は、感光体１面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは裏面にも像形成する場合、転写部への再搬送手段へ搬送される。
【００６９】
像転写後の感光体１面は、クリーニング手段１３で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化され、再び作像に供される。
【００７０】
帯電部材としては、図１の例の画像形成装置に像担支体１の帯電手段として装着した帯電ローラー２ようなローラータイプ以外にも、ブレード状タイプ、ブロック状タイプ、ベルト状タイプ等の形態に構成できる。
【００７１】
なお、帯電ローラー２は、面移動駆動される感光体１に従動駆動されてもよいし、非回転とされてもよいし、感光体１の面移動方向に順方向又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動されてもよい。
【００７２】
また、電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体、例えば、複写機やレーザービームプリンター等に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つを感光体と共に一体に支持しカートリッジ化し、装置本体に着脱自在のプロセスカートリッジとし、画像形成装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。この時、上記のプロセスカートリッジの方に帯電手段及び／又は現像手段を伴ってもよい。
【００７３】
更に、電子写真装置としての各部材の説明を以下に述べる。
【００７４】
被帯電体である感光ドラム１としては、例えばアルミニウムドラム基体上に、下引き層、正電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体ドラムとして構成される。また更に、帯電性能を向上や耐磨耗性の向上を目的として電荷注入層を塗布してもよい。
【００７５】
電荷注入層は、例えばバインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子（導電フィラー）としてのＳｎＯ２の超微粒子（径が約０．０３μｍ）、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものが用いられる。
【００７６】
また、加えて４フッ化エチレン樹脂等の滑剤も内包させることにより、ドラム表面の表面エネルギーを抑えて、トナー粒子の付着を全般的に抑える効果がある。
【００７７】
その他表層の体積抵抗が約１０１３Ωｃｍであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な効果が得られる。
【００７８】
また、導電性金属酸化物等の導電性粒子を介し、帯電部材から直接電荷を被帯電体に注入させる方式においては、ゴムブレード等によるクリーナーを有しないクリーナレスシステムにも用いられる。
【００７９】
静電潜像形成のための露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤ等の他の発光素子でも構わないし、蛍光灯等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるもの等、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【００８０】
像担持体は静電記録誘電体等であってもよい。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【００８１】
転写手段及び帯電手段はローラー方式に限らず、ベルト転写やコロナ放電転写等任意であり、本発明による弾性部材と適宜組み合わせて使用される。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体等を用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像記録装置であってもよい。
【００８２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示すが、特に明記しない限り、「部」は質量部を意味しており、試薬等は市販品を用いた。
【００８３】
（実施例１）
図２に、本実施例で製造した転写ローラーを示した。２２は導電性弾性体層、２１は導電性円柱基材の芯金である。
【００８４】
直径６ｍｍのステンレス製の芯金上に導電性弾性ローラーを構成する。
【００８５】
アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体としてポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体として日本ゼオン社製ゼオスパン８０３０（商品名）３０部と、ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ３００（商品名、ニトリル分２８％）４０部と、日本ゼオン社製エピクロルヒドリンゴムＧｅｃｈｒｏｎ１０００（商品名）３０部と、日本ゼオン社製液状ニトリルゴム１３１２（商品名）３０部と、酸化亜鉛３部と、ステアリン酸２部と、炭酸カルシウム４０部とを加圧ニーダーにて混合し、硫黄０．５部と、加硫促進剤としてＭ（メルカプトベンゾチアゾール）２部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）１．５部、ハイドロタルサイト３部及び６−メチルキノキサリン２，３−ジチオカーボネート１部と、発泡剤ＡＤＣＡ（アゾジカルボジアミド）４部とをオープンロールにて混合して、導電性弾性体層の原料ゴムを得た。
【００８６】
このゴムを押出成形によってチューブ状に成形し、蒸気加硫によって加硫を１６０℃で３０分間行い、更に電気炉によって２次加硫を１５０℃で３０分間行い、加硫発泡物を得た。この様にして得られたチューブに、接着剤を塗布した芯金を圧入し接着後、研磨して直径１５ｍｍのローラー状帯電部材を得た。
【００８７】
得られた帯電部材の電気抵抗値を図４に示した装置を用いて、ローラーの両端を４．９Ｎの加重で当接しアルミニウム製ドラムを回転させながら測定したところ、電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で５×１０７Ωであった。また、この帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３５°であった。
【００８８】
得られたゴム材を幅１０ｍｍ、長さ１４ｍｍ、厚み２ｍｍの短冊形状に切り出し、面積２００ｍｍ２のアルミニウム電極間に４０００Ｐａの圧力で固定した。この電極間に７０Ｖの交流電圧を印加し、−５０℃から＋５０℃まで乾燥窒素ガス流量０．０１ｍ３／ｍｉｎ．中で４℃／ｍｉｎ，の速度で昇温し、交流周波数８０Ｈｚ〜１．６ｋＨｚで測定し、主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）（Ｇの極大値に相当）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝０．９４であった。なお、コンダクタンスの測定方法は図３に示した装置を用いて行った。使用した誘電率インターファイス及びアナライザーはＳｏｌａｒｔｏｒｏｎ社製の１２６０システムを使用した。
【００８９】
この帯電部材を転写ローラーとして図１の電子写真装置に搭載し、実装試験を行った。なお、プロセススピードは２１０ｍｍ／ｓｅｃとし、回転感光体である感光体ドラムの直径は３０ｍｍとした。また、感光ドラムはマイナス帯電ＯＰＣ、トナーはプラス帯電、転写ローラーへの印加電圧は、転写中は−３ｋＶ、クリーニング中は＋１．５ｋＶとした。
【００９０】
この様な条件で、乾燥紙を用いてＮ／Ｎ（２３℃／５０％Ｒ．Ｈ．）環境下で線画、べた黒、ハーフトーン画像を評価したところ、良好な画像が得られた。
【００９１】
また、Ｌ／Ｌ（１５℃／１０％Ｒ．Ｈ．）環境下で乾燥紙を用いて両面転写の画像を評価したところ、同様に鮮明な画像が得られた。
【００９２】
更に、Ｈ／Ｈ（３２℃／８０％Ｒ．Ｈ．）環境下においても同様にトナー飛び散り、リーク等のない良好な画像が得られた。
【００９３】
加えて、連続３０万の耐久評価を行ったが搬送性、電気抵抗値の変動による画像不良は発生しなかった。
【００９４】
次に、４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したが、感光体汚染等の弊害は発生しなかった。
【００９５】
更に、この帯電部材を紫外線照射装置（１８５ｎｍ及び２４５ｎｍが波長主成分）を用いて４０ｍＷ／ｃｍ２で４分間処理して得られた帯電部材を４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したが、固着等の弊害は発生しなかった。
【００９６】
（実施例２）
アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体としてポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体として日本ゼオン社製ゼオスパン８０３０（商品名）１５部と、ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ２０１（商品名、ニトリル分３３．５％）６５部と、日本ゼオン社製エピクロルヒドリンゴムＧｅｃｈｒｏｎ１０００（商品名）２０部とを使用する以外は、実施例１と同様にしてローラー状帯電部材を得た。
【００９７】
得られた帯電部材の電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下に２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で１．２×１０８Ωであった。また、この帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３２°であった。
【００９８】
主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝０．９８であった。
【００９９】
以上の帯電部材を転写ローラーとして電子写真装置に搭載し、実施例１と同様に実装試験を行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。
【０１００】
（実施例３）
アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体としてポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体として日本ゼオン社製ゼオスパン８０３０（商品名）２０部と、ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ２０１（商品名、ニトリル分３３．５％）５０部と、ＥＰＤＭとして三井化学社製ＥＰＴ９０７０Ｅ（商品名）３６部とを使用し、加硫系を硫黄１部、加硫促進剤Ｍ（２−メルカプトベンゾチアゾール）２部、ＴＲＡ（ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド）１．５部とする以外は、実施例１と同様にしてローラー状帯電部材を得た。
【０１０１】
得られた帯電部材の電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下に２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で７×１０７Ωであり、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体を含まない場合と比べて、０．２５桁、電気抵抗が低かった。また、この帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３０°であった。
【０１０２】
主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝０．９７であった。
【０１０３】
以上の帯電部材を転写ローラーとして電子写真装置に搭載し、実施例１と同様に実装試験を行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。
【０１０４】
（実施例４）
アルキレンオキサイド−不飽和エポキシ共重合体としてポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体として日本ゼオン社製ゼオスパン８０８０（商品名）３５部と、日本ゼオン社製エピクロルヒドリンゴムＧｅｃｈｒｏｎ１０００（商品名）１０部と、ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ２０１（商品名、ニトリル分３３．５％）４０部と、ＥＰＤＭとして三井化学社製ＥＰＴ９０７０Ｅ（商品名）１８部とを使用する以外は、実施例３と同様にしてローラー状帯電部材を得た。
【０１０５】
得られた帯電部材の電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下に２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で４×１０７Ωであった。また、この帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３２°であった。
【０１０６】
主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝０．９２であった。
【０１０７】
以上の帯電部材を転写ローラーとして電子写真装置に搭載し、実施例３と同様に実装試験を行ったところ、実施例３と同様に良好な結果が得られた。
【０１０８】
（比較例１）
ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ３００（商品名、ニトリル分２８％）８５部と、エピクロルヒドリンゴムとして日本ゼオン社製Ｇｅｃｈｒｏｎ１０００（商品名）１５部と、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体を使用せずイオン導電剤としてトリメチルオクタデシルアンモニウムクロリド０．５部とを使用する以外は、実施例１と同様にしてローラー状帯電部材を得た。
【０１０９】
得られた帯電部材の電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下に２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で６×１０７Ωであった。また、帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３４°であった。
【０１１０】
主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝１．３であった。
【０１１１】
以上の帯電部材を転写ローラーとして電子写真装置に搭載し、連続２０万の耐久試験をＬ／Ｌ環境下で行い画像を評価したところ、表面に微小なクラックが確認され材質の劣化現象が確認された。更に、導電剤の移行が見られた。また、電気抵抗値は上昇し、それによる画像不良が発生した。
【０１１２】
また、４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したところ、感光体上に移行物が確認された。この状態で画像評価を行ったところ画像不良が発生した。
【０１１３】
更に、紫外線照射装置（１８５ｎｍ及び２４５ｎｍが波長主成分）を用いて４０ｍＷ／ｃｍ２で４分間処理して得られた帯電部材を４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したところ、染み出しによる画像不良が発生した。
【０１１４】
（比較例２）
ＮＢＲとして日本ゼオン社製ＤＮ３００（商品名、ニトリル分２８％）７０部と、ＪＳＲ社製ブタジエンゴムＢＲ−０１（商品名）３０部と、液状ＮＢＲの代わりに大日本インキ化学工業社製ポリエステル系可塑剤Ｗ−３０５ＥＬＳ（商品名）１５部とを使用する以外は、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体を使用せず実施例１と同様にしてローラー状帯電部材を得た。
【０１１５】
得られた帯電部材の電気抵抗値は、Ｎ／Ｎ環境下に２４時間放置後、直流電圧２ｋＶ印加で８×１０７Ωであった。また、帯電部材を１回転する間の電気抵抗値の最小値に対する最大値の比は１．１であった。更に、この帯電部材のａｓｋｅｒ　Ｃ硬度は３０°であった。
【０１１６】
主分散におけるコンダクタンス（Ｇ／Ｓ）の測定を行ったところ、周波数（ｆ／Ｈｚ）に対するコンダクタンスの交流周波数依存性を、Ａ＝ｌｏｇＧ／ｌｏｇｆで表す時、Ａ＝１．５であった。
【０１１７】
以上の帯電部材を転写ローラーとして電子写真装置に搭載し、連続３０万枚の耐久試験をＬ／Ｌ、Ｎ／Ｎ及びＨ／Ｈの各環境下で行い画像を評価したところ、Ｌ／Ｌおいて電気抵抗値上昇に伴う画像不良が発生した。
【０１１８】
また、４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したところ、感光体上に移行物が確認された。この感光体を使用して画像評価を行ったところ画像不良が発生した。
【０１１９】
更に、紫外線照射装置（１８５ｎｍ及び２４５ｎｍが波長主成分）を用いて４０ｍＷ／ｃｍ２で４分間処理して得られた帯電部材を４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で有機感光体と総圧９．８Ｎで圧接し２週間放置したところ、帯電部材表面の移行物による画像不良が発生した。
【０１２０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によって、電気抵抗値の調整が容易であり、ムラが小さく均一であり、環境依存性が小さく、感光体との固着性及び汚染性が抑制され、通電耐久性に優れた帯電部材及びそれを用いた電子写真装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図２】本発明の転写ローラーの構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明におけるコンダクタンス測定装置構成を示すブロック図である。
【図４】半導電弾性ローラーの電気抵抗値測定装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１　　回転感光体
１ａ　光感光層
１ｂ　導電性基体層
１ｄ　支軸
２　　帯電ローラー
２ａ　抵抗層
２ｂ　導電性弾性体層
３　　電源
３ａ　摺擦電源
１０　　感光手段
１１　　現像手段
１２　　転写手段
１３　　クリーニング手段
１４　　転写材
２１　　芯金（導電性円柱基材）
２２　　導電性弾性体層
３１　　誘電率インターファイス及びアナライザー
３２　　コンピューター
３３　　高圧アンプ
３４　　分圧分割器
３５　　恒温恒湿槽
３６　　試料部
４１　　導電性弾性ローラー（転写ローラー）
４２　　アルミニウムドラム
４３　　導電性芯金
４４　　電流計
【図１】
2004061639.tif 000002
【図２】
2004061639.tif 000003
【図３】
2004061639.tif 000004
【図４】
2004061639.tif 000005