(57)【要約】【課題】耐久性があり、汚れ防止の帯電部材を提供する。【解決手段】導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた、弾性層と表面層とを有する帯電部材であって、前記表面層は、少なくともウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂を含有することを特徴とする。【選択図】　図２
2004013087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた弾性層と表面層とを有する帯電部材であって、
前記表面層は、少なくともウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂を含有することを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記表面層におけるウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合質量比が、１００：５〜１００：８０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】
前記表面層におけるウレタン樹脂は、ポリカプロラクトン系ポリオールからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記弾性層は、エピクロルヒドリンゴムあるいはアクリロニトリルブタジエンゴムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項５】
電子写真感光体と、該電子写真感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体の帯電面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を転写材に転写させる転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材に印加する電圧として直流電圧を用いることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを転移させて可視化してトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写することにより画像を形成する画像形成装置から着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、
前記転写材にトナー像が転写された後に前記電子写真感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、から選ばれる１つ又は２つ以上が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材と一体に支持されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電部材および該帯電部材を有する画像形成装置に関する。詳しくは電圧を印加して被帯電体表面を所定の電位に帯電する帯電部材および該帯電部材を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法として多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に静電潜像を形成し、次いで該潜像を粉末現像剤（トナー）で現像を行って可視像とし、必要に応じて紙などの転写材にトナー像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程で感光体上より除去される。
【０００３】
また従来、電子写真装置の帯電手段としては、コロナ帯電装置が使用されてきた。近年、これに代わって接触帯電装置が実用化されている。接触帯電装置はコロナ帯電装置に比べて、低い電圧を使用できる、オゾンの発生量が少ない、さらに装置を小型化できるなどの利点を有している。なかでも接触帯電装置には、帯電部材として導電性ローラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【０００４】
次に帯電ローラを用いた接触帯電装置の構成例を示す。ローラ帯電方式では、導電性の弾性ローラ（帯電ローラ）を被帯電体である感光体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって、感光体表面を帯電させる。具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閥値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。
【０００５】
例えば、厚さ２５μｍの有機感光体（ＯＰＣ）に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、約６５０Ｖ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の直線上に感光体の表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Ｖｔｈと定義する。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、帯電ローラに（Ｖｔｈ＋Ｖｄ）という直流電圧が必要となる。このようにして接触帯電部材に直流電圧のみを印加して感光体を所定の電位に帯電する方法を一般に直流帯電あるいはＤＣ帯電と称する。
【０００６】
また、更なる帯電の均一化を図るために特開昭６３−１４９６６９号公報に記載されるように、所望の感光体電位Ｖｄに相当する直流電圧にＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧との重畳電圧を接触帯電部材に印加するいわゆるＡＣ帯電方式が用いられている。これは交流電圧による電位のならし効果を目的としたものであり、感光体の電位は交流電圧のピークの中央値であるＶｄに収束する。
【０００７】
次に接触帯電部材の構成例について説明する。帯電ローラは、導電性支持体（芯金）上に被帯電体と均一な当接部を形成するために必要な適度な柔軟性を持った弾性層と、さらにその上に耐磨耗性や耐感光体汚染性向上などの目的に応じて表面層を設けたものが使用される。また、抵抗調整や弾性層からのしみ出し物質の防止など必要に応じて、弾性層と表面層の間に中間層を設けた構成をとる場合もある。
【０００８】
弾性層は、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの合成ゴムに抵抗調整のために導電性カーボンブラックや導電性金属酸化物などの導電剤が分散された構成になっている。
【０００９】
表面層は、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂などの合成樹脂に抵抗調整を目的に導電性カーボンブラックや導電性金属酸化物などの導電剤が分散された構成になっている。
【００１０】
しかしながら、ＤＣ帯電においては、長期に使用するとクリーニング工程をすり抜けたトナーや紙粉、感光体の削れ粉などが帯電ローラ表面に付着することによって帯電ローラの抵抗値が部分的に上昇して、帯電性を劣化させ、画像不良を発生させるという問題がある。
【００１１】
この問題に対して、例えば特開平７−１０４５５９公報には、ポリビニルブチラールおよびイソシアネート化合物を含有する非粘着性表面層を形成することが提案されている。つまりポリビニルブチラール樹脂とイソシアネート化合物を反応させ架橋構造を形成させる方法が示されている。しかしながら、ポリビニルブチラール樹脂を単独で架橋させると表面層の硬度が高くなり、感光体表面へのトナーの融着や感光体削れの原因となる。また、表面層の硬度が硬いために、たとえ柔らかい弾性層を使用しても感光ドラムに一定の荷重で当接させたときに、均一な当接部が得られないという問題もある。とくに帯電ローラと感光ドラムの間に均一な当接部が得られないと、汚れがムラになって付着し、帯電不良の原因となる可能性がある。なかでもＤＣ帯電では汚れムラによる帯電不良が発生しやすい傾向が見られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に対処してなされたものであり、感光体へのトナー融着を抑制し、しかも帯電部材表面にトナーや紙粉などの汚れが付着することを防止して、帯電部材の耐久性を向上させることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記のような課題を解決するために検討した結果、帯電部材の表面層にポリビニルブチラールとウレタンの混合物を用いることで、均一な帯電が長期にわたって得られる帯電部材およびそれを有する画像形成装置を実現することができた。
【００１４】
即ち、本発明は以下の通りである。
（１）導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた弾性層と表面層とを有する帯電部材であって、
前記表面層は、少なくともウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂を含有することを特徴とする帯電部材。
（２）前記表面層におけるウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合質量比が、１００：５〜１００：８０であることを特徴とする（１）の帯電部材。
（３）前記表面層におけるウレタン樹脂は、ポリカプロラクトン系ポリオールからなることを特徴とする（１）又は（２）の帯電部材。
（４）前記弾性層は、エピクロルヒドリンゴムあるいはアクリロニトリルブタジエンゴムからなることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかの帯電部材。
（５）電子写真感光体と、該電子写真感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体の帯電面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を被転写部材に転写させる転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電手段は、（１）〜（４）のいずれかの帯電部材であることを特徴とする画像形成装置。
（６）前記帯電部材に印加する電圧として直流電圧を用いることを特徴とする（５）の画像形成装置。
（７）電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを転移させて可視化してトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写することにより画像を形成する画像形成装置から着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、
前記転写材にトナー像が転写された後に前記電子写真感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、から選ばれる１つ又は２つ以上が、（１）〜（４）のいずれかの帯電部材と一体に支持されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
＜１＞本発明の帯電部材
本発明の帯電部材は、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた弾性層と、表面層とを少なくとも有する。
【００１７】
本発明の帯電部材の具体的な構成を図２に示す。図２は本発明の帯電部材１の好ましい形態の断面図である。本発明の帯電部材は、導電性支持体１ａとその外周に形成された弾性層１ｂと、該弾性層１ｂの外周を被覆する表面層１ｃとを有する帯電部材である。
【００１８】
表面層１ｃは、ウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂を含有する。
【００１９】
表面層は、ウレタン樹脂原料のポリオールとポリイソシアネートとポリビニルブチラール樹脂を混合した後、ポリオールとポリイソシアネートを反応させることによって形成しても良いし、ポリオールとポリイソシアネート反応させて得られたウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂を含有する溶液を用いて形成しても良い。
【００２０】
ポリオールとしては、例えば、ポリ１，６−ヘキサンカーボネートジオールなどのポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオール、水添ブタジエンジオールなどのポリオレフィンジオール、１，６−ヘキサメチレンラクトンジオール、ポリε−カプロラクトンジオール等のポリカプロラクトンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルジオール、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンフタレート等のポリエステルジオール、あるいは末端に水酸基を有するアクリル樹脂等のアクリルポリオールなどが好ましく使用される。なかでもポリカプロラクトンジオール等のポリカプロラクトン系ポリオールがポリビニルブチラール樹脂との相溶性の点からより好適である。
【００２１】
また、ポリイソシアネートとしては、例えば１，４−ブチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロペンチレン−１，３−ジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１、４−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの異性体混合物、４，４’−メチレンビス（フェニルイソシアネート）、２，２−ジフェニルプロパン−４，４’−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、１，４−ナフチレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、アゾベンゼン−４，４，−ジイソシアネート、ｍ−またはｐ−テトラメチルキシレンジイソシアネート、１−クロロベンゼン−２，４−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘデタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の単量体、２量体、３量体、あるいは付加物が好ましく用いることができる。また、これらの末端のイソシアネート基をブロック化剤でブロックしたブロックイソシアネートを用いることもできる。
【００２２】
また、ポリビニルブチラール樹脂としては、ポリビニルアルコールにブチルアルデヒドを反応させて製造したもので、分子鎖中にポリビニルブチラール単位、ポリビニルアルコール単位、およびポリ酢酸ビニル単位を有する。
【００２３】
表面層中のウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂は任意に混合して用いることができるが、より好ましい混合質量比は、ウレタン樹脂／ポリビニルブチラール樹脂＝１００／５〜１００／８０であり、より好ましくは、１００／１０〜１００／５０である。
【００２４】
ウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合質量比が１００／５未満であると、帯電部材表面にトナーや紙粉などの汚れが付着しやすくなり、帯電不良の原因となりやすい。また、ウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合質量比が１００／８０を超えると、ウレタン樹脂の柔軟性が低下し帯電部材と感光ドラムとの当接部が均一に確保できず、汚れがムラになって付着し、やはり帯電不良の原因となりやすい。
【００２５】
さらに、表面層１ｃとしてウレタン樹脂原料のポリオールおよびポリイソシアネート（あるいはウレタン樹脂）とポリビニルブチラール樹脂の混合物に導電剤を分散して抵抗調整を行うことが好ましい。導電剤としては、導電性カーボンブラックや導電性カーボングラファイト、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性酸化亜鉛などの金属酸化物、金、銀、銅、ニッケル、真ちゅうなどの金属粉などがあげられる。また、これらを単独または２種類以上組み合わせて使用してもさしつかえない。
【００２６】
表面層の作製方法としては、まずウレタン樹脂原料のポリオールを溶剤に溶解した溶液またはウレタン樹脂を溶剤に溶解した溶液と、ポリビニルブチラール樹脂を溶剤に溶解したポリビニルブチラール樹脂溶液を混合して樹脂混合溶液を作る。ついでこの樹脂混合溶液中に上述の導電剤を加え、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、羽型攪拌機、高圧分散機などの分散機を用いて分散して分散液を調整する。次にポリイシシアネートを添加する。次にこの分散液をディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法などの塗工方法で後述する弾性層１ｂ上に形成する。さらに熱風循環乾燥機、赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去し、弾性層１ｂ上に乾燥被膜として表面層１ｃを形成する。
【００２７】
また、上記ウレタン樹脂溶液の代わりにポリオールを溶剤に溶解したポリオール溶液を用いる場合には、導電剤を分散後に所定量のポリイソシアネートを加えてウレタン化反応をさせて使用することができる。
【００２８】
表面層の厚みは、１〜１０００μｍであることが好ましく、特には５〜１００μｍであることが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明における帯電部材の弾性層１ｂは、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、およびフッ素ゴムなどの合成ゴム、あるいはポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーのソリッド体あるいは発泡体を用いることができる。上記材料を単独で用いても良いし、混合して用いることもできる。
【００３０】
また、抵抗調整として、表面層１ｃに挙げた導電剤をこれら材料に混合して用いることができる。上記材料のなかでも、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴムがそれ自体が中抵抗を有しており、抵抗調整の点からより好ましく用いることができる。
【００３１】
弾性層の作製方法としては、上記の弾性層の原料を混合して、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、弾性層は、導電性支持体の上に直接弾性層を成形して作製してもよいし、チューブ形状に成形したものを導電性支持体に被覆させてもよい。
【００３２】
また、弾性層は感光ドラムとの当接部を均一かつ安定に形成するために適度な柔軟性が必要である。弾性層の硬度は、高分子計器（株）製アスカーＣ型硬度計で測定した、いわゆるアスカーＣ硬度が８０°以下が好ましく、さらにアスカーＣ硬度が７０°以下がより好ましい。
【００３３】
さらに、本発明の帯電部材の導電性支持体（芯金）１ａとしては、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、真ちゅうなどの金属丸棒をそのまま用いてもよいし、表面に防錆や耐傷性のために化学ニッケルメッキなどの表面処理を施してもさしつかえない。ただし表面処理を施す場合は、導電性を損なわないことが必要である。
【００３４】
＜２＞本発明の画像形成装置
本発明は、また、本発明の帯電部材を用いた画像形成装置である。
【００３５】
図１に、本発明の帯電部材の一つの実施の形態である帯電部材を用いた画像形成装置を示す。
【００３６】
被帯電体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と記す）２は、矢印の時計方向に周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００３７】
感光ドラム２は、アルミニウム、ステンレスなどの導電性ドラム支持体２ａ、該支持体２ａの外周面に形成した感光層２ｂを有する。感光ドラム２表面にドラム母線方向に略平行にして所定の押圧力で当接させて配設した、接触帯電部材としてのローラ体（以下、「帯電ローラ」と記す）１は、感光ドラム２の回転に従動回転する。あるいは帯電ローラ１を機構手段を用いて駆動回転させても構わない。
【００３８】
本例の帯電ローラ１は、導電性支持体（芯金）１ａと、該芯金に同心一体に射出成形や押出成形などの方法でローラ状に形成した導電性ゴムなどの弾性層１ｂと、さらにその外周に形成した表面層１ｃとからなる多層構造を有する、上述の本発明の帯電部材である。さらに、弾性層１ｂからの軟化油、可塑剤などのしみ出し防止やローラの抵抗調整など必要に応じて弾性層１ｂと表面層１ｃの間に中間層を設けることもできる。
【００３９】
中間層の材料としては、上記の表面層や弾性層で挙げた樹脂や熱可塑性エラストマー、ゴム材料を用いることができる。
【００４０】
３は帯電ローラ１に対する電圧印加電源であり、この電源から帯電ローラ１の芯金１ａに所定の電圧を印加することで、回転する感光ドラム２の外周表面が所定の極性、電位に帯電処理される。
【００４１】
帯電ローラ１に対する印加電圧は、直流電圧だけでもよいし、直流電圧と交流電圧と重畳電圧（振動電圧）を印加してもよい。印加電圧が直流電圧のみである画像形成装置に、本発明の帯電部材を用いることが好ましい。印加電圧に直流電圧のみ用いた画像形成装置は、特に帯電部材の汚れを受けやすいことから、本発明の帯電部材が有用である。なお、本発明の帯電部材に直流電圧のみを印加する場合では、印加する直流電圧の絶対値は１０００〜１８００Ｖであることが好ましい。
【００４２】
帯電ローラ１により所定の表面電位に均一に一次帯電処理された感光ドラム２表面に対して、不図示のレーザスキャナ（潜像形成手段）による目的画像情報のレーザビーム走査露光４、現像手段である現像器５によるトナー像の形成、形成されたトナー像の転写手段６による転写材（例えば紙）７に対する転写工程が順次に実行され、トナー像転写を受けて感光ドラム２表面から分離された転写材７が不図示の定着手段へ導入されて画像形成物（プリント）として出力される。トナー像転写後の感光ドラム１表面は、クリーニング手段であるクリーニング装置８で転写残りのトナーの付着汚損物の除去がなされて清浄面化され、繰り返し作像に供される。
【００４３】
＜３＞本発明のプロセスカートリッジ
本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、前記転写材にトナー像が転写された後に前記電子写真感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、から選ばれる１つ又は２つ以上が、本発明の帯電部材と一体に支持され、画像形成装置から着脱可能に構成されているプロセスカートリッジである。
【００４４】
本発明のプロセスカートリッジは、例えば、電子写真感光体や帯電部材、現像手段、クリーニング手段等が一体に支持された、画像形成装置の本体と脱着可能な構成である。
【００４５】
【実施例】
以下、さらに本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
【実施例１】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
以下の原料を２５℃に温度調節した加圧ニーダーで１５分間混練した。なお下記の「ＡＮ量」は結合アクリロニトリル量である。
・ＮＢＲ（ＡＮ量３５％）　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
・含水ケイ酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０質量部
・アジピン酸エステル系可塑剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０質量部
・ステアリン酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１質量部
・硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１質量部
【００４７】
さらに上記混練物を、５０℃に温度調節した２本ロールを用い、加硫促進剤（ＤＭ）２質量部、加硫促進剤（ＴＳ）０．５質量部を加えて５分間混練してコンパウンドを作製した。次いで、直径６ｍｍのステンレス製芯金の外周に上記コンパウンドを１７０℃、１０分間加熱加硫させて、厚さ３ｍｍの弾性層を有する弾性ローラを得た。
【００４８】
本ローラの電気抵抗値を、温度２３℃、相対湿度５５％環境下で測定したところ、５．５×１０５Ωであった。測定は、弾性ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を巻き付け、芯金とアルミニウム箔の間に直流電圧２５０Ｖを印加して、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機製、商品名３１１９ＤＩＧＩＴＡＬ　ＭΩ　ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取る方法を用いた。
【００４９】
また、弾性ローラの硬度をアスカーＣ硬度計（全荷重１Ｋｇ、高分子計器（株）製）で測定したところ、６３°であった。
【００５０】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリカプロラクトンジオール（重量平均分子量２０００、水酸基価１０、希釈溶剤：トルエン、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・ポリビニルブチラール樹脂（重量平均分子量４００００、希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
・導電性酸化チタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．７５質量部
【００５１】
分散した混合液にポリカプロラクトンジオールに対して、ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０になるようにイソホロンジイソシアネート（３量体）を加えて攪拌後、前記弾性ローラ表面にディッピング法により塗布した。次いで熱風循環乾燥機で１２０℃、２時間乾燥後、弾性層上に厚み１５μｍの表面層を有する帯電ローラを得た。
【００５２】
次いで本帯電ローラの電気抵抗値を温度２３℃、相対湿度５５％環境下で測定したところ、８．５×１０５Ωであった。測定法は前記弾性ローラと同じ方法で行った。
【００５３】
また、硬度を測定した結果、アスカーＣ硬度が６５°であった。
【００５４】
この帯電ローラをレーザビームプリンタ（キヤノン製、商品名：レーザショットＬＢＰ−４５０）に用いられるプロセスカートリッジ（商品名：ＥＰ−Ｅトナーカートリッジ）の一次帯電器に取り付け、直流電圧−１３００Ｖを外部電源より印加し、高温高湿環境（温度３２℃、相対湿度８０％）下において、５％標準原稿で６０００枚の画像耐久試験を行った。６０００枚耐久後に得られた画像を目視で観察することによって画像評価を行った。その結果、耐久試験後にも良好な画像が得られた。
【００５５】
さらに、耐久試験後の帯電ローラ上の汚れの付着量を吸引法により測定した結果、単位面積当たり０．２２ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００５６】
さらに、表面層中のウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合比を変えて上記同様に評価した結果を表１に示した。
【００５７】
ウレタン樹脂に対するポリビニルブチラール樹脂の混合比が８０質量部を超えると、ハーフトーン画像でわずかに濃度ムラが発生した。帯電ローラ表面を観察すると汚れがムラになって付着していた。
【００５８】
【表１】
2004013087.tif 000003
【００５９】
表１中の評価基準は以下の通りである。
＜画像レベル＞
◎：良好
〇：ハーフトーン画像にわずかに帯電ローラピッチの濃度ムラが発生
×：ベタ白画像に帯電ローラピッチの濃度ムラが発生
【００６０】
【実施例２】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
以下の原料を２５℃に温度調節した加圧ニーダーで１５分間混練した。
・エピクロルヒドリン・エチレングリコール・アリルグリシジルエーテル共重合体（エピクロルヒドリン４０ｍｏｌ％、エチレンオキサイド５６ｍｏｌ％、アリルグリシジルエーテル４ｍｏｌ％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
・炭酸カルシウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０質量部
・アジピン酸エステル系可塑剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０質量部
・ステアリン酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１質量部
・安定剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５質量部
・硫黄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１質量部
【００６１】
さらに上記混練物を、５０℃に温度調節した２本ロールを用い、加硫促進剤（ＤＭ）１質量部、加硫促進剤（ＴＳ）０．５質量部を加えて５分間混練してコンパウンドを作製した。
【００６２】
次いで、直径６ｍｍのステンレス製芯金の外周に上記コンパウンドを１７０℃、１５分間加熱加硫させて、厚さ３ｍｍの弾性層を有する弾性ローラを得た。
【００６３】
本ローラの電気抵抗値を、温度２３℃、相対湿度５５％環境下で測定したところ、３．５×１０５Ωであった。測定は、弾性ローラの外周に１０ｍｍ幅のアルミニウム箔（厚み５０μｍ）を巻き付け、芯金とアルミニウム箔の間に直流電圧２５０Ｖを印加して、１０秒後の抵抗値を抵抗計（日置電機製、商品名３１１９ＤＩＧＩＴＡＬ　ＭΩ　ＨＩＴＥＳＴＥＲ）で読み取る方法を用いた。また、弾性ローラの硬度をアスカーＣ硬度計（全荷重１Ｋｇ、高分子計器製）で測定したところ、６４°であった。
【００６４】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリカプロラクトンジオール（重量平均分子量２０００、水酸基価１０、希釈溶剤：トルエン、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・ポリビニルブチラール樹脂（重量平均分子量４００００、希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
・導電性酸化スズ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２．６質量部
【００６５】
分散した混合液にポリカプロラクトンジオールに対してＮＣＯ／ＯＨ＝１．０になるようにイソホロンジイソシアネート（３量体）を加えて攪拌した。表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、実施例２の帯電ローラ（表面層厚み１２μｍ、帯電ローラ抵抗値９．０×１０５Ω、アスカーＣ硬度６６°）を作製した。
【００６６】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。さらに、表面層中のウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合比を振った結果を表２に示した。
【００６７】
【表２】
2004013087.tif 000004
【００６８】
ウレタン樹脂に対するポリビニルブチラール樹脂の混合比が８０質量部を超えると、ハーフトーン画像でわずかに濃度ムラが発生した。帯電ローラ表面を観察すると汚れがムラになって付着していた。
【００６９】
【実施例３】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
実施例１と同一配合および同一方法でＮＢＲ製弾性ローラを作製した。
【００７０】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ウレタン樹脂溶液（ε−カプロラクトン系ポリエステルウレタン樹脂（重量平均分子量２００００、希釈溶剤：シクロヘキサノン、固形分１５質量％）
１００質量部
・ポリビニルブチラール樹脂（重量平均分子量４００００、希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５質量部
・導電性酸化スズ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．７５質量部
【００７１】
表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、実施例３の帯電ローラ（表面層厚み１１μｍ、帯電ローラ抵抗値８．４×１０５Ω、アスカーＣ硬度６５°）を作製した。
【００７２】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。
【００７３】
さらに、表面層中のウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の混合比を振った結果を表３に示した。
【００７４】
【表３】
2004013087.tif 000005
【００７５】
ウレタン樹脂に対するポリビニルブチラール樹脂の混合比が８０質量部を超えると、ハーフトーン画像でわずかに濃度ムラが発生した。帯電ローラ表面を観察すると汚れがムラになって付着していた。
【００７６】
【比較例１】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
実施例１と同一配合および同一方法でＮＢＲ製弾性ローラを作製した。
【００７７】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリカプロラクトンジオール（重量平均分子量２０００、水酸基価１０、希釈溶剤：トルエン、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・導電性酸化チタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５質量部
【００７８】
分散後、混合液にイソホロンジイソシアネート５質量部を加えて攪拌した。
【００７９】
表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、比較例１の帯電ローラ（表面層厚み１１μｍ、帯電ローラ抵抗値８．０×１０５Ω、アスカーＣ硬度６５°）を作製した。
【００８０】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。
【００８１】
画像耐久６０００枚通紙後に画像評価を行った結果、ベタ白画像上に帯電ローラピッチ（約３８ｍｍ）のカブリが発生した。また、帯電ローラ上の汚れ付着量は０．５２ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００８２】
【比較例２】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
実施例１と同一配合および同一方法でＮＢＲ製弾性ローラを作製した。
【００８３】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリカプロラクトンジオール（重量平均分子量２０００、水酸基価１０、希釈溶剤：トルエン、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・導電性酸化スズ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５質量部
【００８４】
分散後、混合液にポリオールに対してＮＣＯ／ＯＨ＝１．０になるようにイソホロンジイソシアネート（３量体）を加えて攪拌した。
【００８５】
表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、比較例２の帯電ローラ表面層厚み１１μｍ、帯電ローラ抵抗値８．０×１０５Ω、アスカーＣ硬度６５°）を作製した。
【００８６】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。
【００８７】
画像耐久６０００枚通紙後に画像評価を行った結果、ベタ白画像上に帯電ローラピッチ（約３８ｍｍ）のカブリが発生した。また、帯電ローラ上の汚れ付着量は０．５０ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００８８】
【比較例３】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
実施例１と同一配合および同一方法でＮＢＲ製弾性ローラを作製した。
【００８９】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリビニルブチラール樹脂（重量平均分子量４００、希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・導電性酸化チタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５質量部
【００９０】
分散した混合液にポリビニルブチラールに対してＮＣＯ／ＯＨ＝１．０になるようにイソホロンジイソシアネートを加えて攪拌した。
【００９１】
表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、比較例３の帯電ローラ（表面層厚み１１μｍ、帯電ローラ抵抗値８．８×１０５Ω、アスカーＣ硬度６６°）を作製した。
【００９２】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。
【００９３】
画像耐久６０００枚通紙後に、画像評価を実施した結果、ベタ黒画像上に感光ドラムピッチ（約９４ｍｍ）の白ポチが多数発生した。感光ドラム表面を観察すると、トナー融着が見られた。また、帯電ローラ上の汚れ付着量は０．１５ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００９４】
【比較例４】
＜帯電部材の弾性層の作製＞
実施例１と同一配合および同一方法でＮＢＲ製弾性ローラを作製した。
【００９５】
＜帯電部材の表面層の作製＞
下記配合の混合液を竪形サンドミルで５時間分散した。このとき分散メディアとしてガラスビーズ（平均粒径０．８ｍｍ）を使用した。
・ポリビニルブチラール樹脂（平均重合度約７００、希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分１５質量％）溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・導電性酸化スズ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５質量部
分散した混合液にイソホロンジイソシアネート５質量部を加えて攪拌した。
【００９６】
表面層は実施例１と同様の方法で弾性ローラの上に形成して、比較例４の帯電ローラ（表面層厚み１０μｍ、帯電ローラ抵抗値７．４×１０５Ω、アスカーＣ硬度６６°）を作製した。
【００９７】
また、実施例１と同様の方法で画像耐久試験および帯電ローラ表面の汚れ付着量測定を行った。
【００９８】
画像耐久６０００枚通紙後に、画像評価を実施した結果、ベタ黒画像上に感光ドラムピッチ（約９４ｍｍ）の白ポチが多数発生した。また、帯電ローラ上の汚れ付着量は０．１４ｍｇ／ｃｍ２であった。
【００９９】
比較例１〜４の検討結果をまとめて表４に示す。表４には感光ドラムピッチの白ポチが発生したものを■で示した。
【０１００】
【表４】
2004013087.tif 000006
【０１０１】
本発明では帯電部材の一例として帯電ローラについて具体的に説明したが、本発明はローラに限定されるものではなく、ブレード型帯電器や平板型帯電器などへも適用することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯電部材は表面層にウレタン樹脂とポリビニルブチラール樹脂の両方を含有していることから、帯電ローラ汚れを低減させることができ、かつ感光ドラムへのトナー融着も防止することができる。とくに帯電部材が汚れの影響をうけやすいＤＣ帯電において有用である。したがって、本発明の帯電部材を有する画像形成装置が長期にわたって安定して良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材を使用した画像形成装置の一つの実施の形態の概略図を示す。
【図２】本発明の帯電部材の一つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。
【符号の説明】
１　帯電ローラ
１ａ　導電性支持体（芯金）
１ｂ　弾性層
１ｃ　表面層
２　感光ドラム
３　電圧印加電源
４　レーザビーム走査露光
５　現像器
６　転写手段
７　転写材
８　クリーニング装置
【図１】
2004013087.tif 000007
【図２】
2004013087.tif 000008