(57)【要約】【課題】長期の使用においても帯電均一性が確保でき、画像不良を発生することのない電子写真装置を提供する。【解決手段】電子写真感光体、帯電ローラを有する帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を少なくとも有する電子写真装置において、前記帯電ローラの表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）を０．１μｍ≦Ｒｚ≦６μｍとし、かつ十点平均粗さ（Ｒｚ）の位置バラツキを（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）≦２μｍとし、前記帯電ローラの表面層を凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が７５μｍ≦Ｓｍ≦５００μｍとし、前記電子写真感光体の表面摩擦係数を０．００１以上０．７以下とする。【選択図】　図１
2004038056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、導電性基体と該導電性基体上に設けられた導電性弾性層と表面層とを有する帯電ローラにより電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、帯電された電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、現像された画像を被転写材に転写する転写手段と、転写後に電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを備える電子写真装置において、
前記帯電ローラの表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、０．１μｍ≦Ｒｚ≦６μｍであり、かつ十点平均粗さ（Ｒｚ）の位置バラツキは、（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）≦２μｍであり、
前記帯電ローラの表面層は、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が７５μｍ≦Ｓｍ≦５００μｍであり、
前記電子写真感光体の表面摩擦係数は、０．００１以上０．７以下であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記帯電ローラの導電性弾性層は、導電フィラーを含有する熱可塑性エラストマーからなる請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記帯電ローラの導電性弾性層の熱可塑性エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーである請求項２記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記帯電ローラの導電性弾性層は、オイルおよびカーボンブラックを含有する請求項２または３記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記オイルはパラフィン系オイルである請求項４記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記帯電ローラの表面層は、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを主体とした弾性材料からなる請求項１〜５のいずれか一項記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記帯電ローラの表面層は、表面抵抗が１０３〜１０１５Ω□で、該表面抵抗の最大値／最小値が１００以内である請求項１〜６のいずれか一項記載の電子写真装置。
【請求項８】
前記帯電ローラの表面層はシームレスチューブからなる請求項１〜７のいずれか一項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、電子写真用ローラ及びそれを用いた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、プリンタ、静電記録装置等の電子写真装置は、像担持体を帯電させる一次帯電手段等の被帯電体を均一に帯電する手段を含んでいる。一次帯電手段を例にとると、その際用いられる帯電法として、従来のコロナ帯電法よりもオゾン発生量が大幅に少ない接触式帯電法の検討が行われ、実用化されている。
【０００３】
接触式帯電法とは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体を帯電させるものであるが、当接部近傍の微小間隙で生じる放電現象を利用して被帯電体を帯電させる場合が一般的である。
【０００４】
接触式帯電部材としては、少なくとも弾性層に被帯電体と接触する表面層の２層を含む構成のものが広く用いられている。
【０００５】
接触帯電部材の重要特性として、感光体に対する均一帯電性が挙げられる。均一性を向上させる方法として、抵抗分布の均一化、表面性向上が検討されている。例えば、前者については、接触帯電部材表面層中の導電性物質の分散を向上させる、体積固有抵抗が比較的低い樹脂を接触帯電部材表面層の結着材料に用いる、接触帯電部材を構成する各層の膜厚を均一に調整する等の方策が挙げられる。後者については、接触帯電部材表面層にレベリング剤を添加する、接触帯電部材弾性層の表面性を向上させる等の方策がある。また、表面性に関しては、特開平５−３４１６２０において、接触帯電部材の最外層の表面粗さを５μｍ以下とすることで直流電圧のみを印加して被帯電体を帯電処理する場合でも均一帯電性が得られるとの提案がなされ、特開平８−２８６４６８号公報においては、接触帯電部材の表面粗さをＪＩＳ規格Ｂ−０６０１にもとづいて測定した十点平均表面粗さＲｚスケールで２０μｍ以下とすることにより、帯電電位の均一性を常に確保し良好画像が得られるとの提案がなされている。
【０００６】
上記提案により、初期的な帯電均一性の向上はほぼ図られたが、帯電均一性の安定化（長期使用に伴い接触帯電部材表面に汚損物質（現像剤、紙粉等）が付着するが、その際、部分的な付着ムラや大量付着を発生し、それが原因で帯電均一性が低下することがある。特に直流電圧のみを印加して被帯電体を帯電処理する場合、顕著に現れる）という面では不十分なのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決した電子写真装置を提供することにある。より詳しくは、長期の使用においても帯電均一性が確保でき、画像不良を発生することのない電子写真装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の通りである。
（１）電子写真感光体と、導電性基体と該導電性基体上に設けられた導電性弾性層と表面層とを有する帯電ローラにより電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、帯電された電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、現像された画像を被転写材に転写する転写手段と、転写後に電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを備える電子写真装置において、
前記帯電ローラの表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、０．１μｍ≦Ｒｚ≦６μｍであり、かつ十点平均粗さ（Ｒｚ）の位置バラツキは、（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）≦２μｍであり、
前記帯電ローラの表面層は、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が７５μｍ≦Ｓｍ≦５００μｍであり、
前記電子写真感光体の表面摩擦係数は、０．００１以上０．７以下であることを特徴とする電子写真装置。
（２）前記帯電ローラの導電性弾性層は、導電フィラーを含有する熱可塑性エラストマーからなる（１）の電子写真装置。
（３）前記帯電ローラの導電性弾性層の熱可塑性エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーである（２）の電子写真装置。
（４）前記帯電ローラの導電性弾性層は、オイルおよびカーボンブラックを含有する（２）または（３）の電子写真装置。
（５）前記オイルはパラフィン系オイルである（４）の電子写真装置。
（６）前記帯電ローラの表面層は、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを主体とした弾性材料からなる（１）〜（５）のいずれかの電子写真装置。
（７）前記帯電ローラの表面層は、表面抵抗が１０３〜１０１５Ω□で、該表面抵抗の最大値／最小値が１００以内である（１）〜（６）のいずれかの電子写真装置。
（８）前記帯電ローラの表面層はシームレスチューブからなる（１）〜（７）のいずれかの電子写真装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明の電子写真装置の好ましい実施の形態の概略構成図を図１に示す。
帯電ローラ２は、電源３より直流電圧あるいは直流電圧と交流電圧の重畳電圧等の振動電圧を印加される電圧により、電子写真感光体１に対して帯電を行う。
【００１１】
帯電ローラ２は、図２に断面図を示すような構造を有しており、具体的には導電性基体である芯金２ａ、弾力性を付与する導電性弾性層２ｂ、電子写真感光体と接触する表面層２ｄからなり、必要に応じて帯電ローラの抵抗を制御する抵抗制御層２ｃが導電性弾性層２ｂの外側に設けられる。帯電部材２は、図示しない押圧手段により所定の当接力をもって電子写真感光体１に当接している。
【００１２】
図１の電子写真装置において、帯電ローラ２と電子写真感光体１はそれぞれ矢印の方向に回転し、電源３により印加される電圧により帯電ローラ２が当接する電子写真感光体の感光層１ａが帯電され、露光手段４より感光層１ａ上に静電潜像が形成され、現像手段５によりトナー像が感光層１ａ上に形成され、該トナー像を転写手段６により被印刷物７上に転写されて画像が形成される。トナー像転写後の電子写真感光体１表面はクリーニング手段８で転写残トナーの付着汚染物等の除去がなされる。クリーニング手段としては、ファーブラシ、磁気ブラシまたはブレードなどを用いたものが代表的であるが、クリーニングの精度、装置構成などの点から、ブレードクリーニングが主に用いられている。
【００１３】
本発明の電子写真装置は、帯電ローラの表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）を０．１μｍ≦Ｒｚ≦６μｍ、より好ましくは０．２μｍ≦Ｒｚ≦５μｍとすることで初期的な帯電均一性を確保できる。さらには長期使用において、汚損物質の付着ムラ、付着堆積に起因した帯電不均一性（画像濃度ムラ）、帯電不良を発生させないようにする上で、十点平均粗さ（Ｒｚ）の位置バラツキが（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）≦２μｍ、好ましくは（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）≦１．５μｍであり、帯電ローラの表面層凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が７５μｍ≦Ｓｍ≦５００μｍ、好ましくは１００μｍ≦Ｓｍ≦４５０μｍであり、電子写真感光体の表面摩擦係数が０．００１以上０．７以下であることが良い。
【００１４】
帯電ローラ表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）の位置バラツキ、汚損物質の付着量、帯電均一性（画像濃度均一性）との関係を調べたところ、Ｒｚの位置バラツキが２μｍを超えると、汚損物質の付着量ムラに起因した画像濃度ムラを発生しやすいことが分かった。
【００１５】
また、帯電ローラの表面層の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、汚損物質の付着量、帯電均一性（画像濃度均一性）との関係を調べたところ、Ｓｍが７５μｍ未満になると、画像にスジ状のムラを発生しやすく（汚損物質が凹凸の隙間に入り込み帯電部材表面に固着するためと考えられる）、Ｓｍが５００μｍを超えると画像濃度ムラを発生しやすい（凹凸の凸部分と凹部分に付着する汚損物質の付着量ムラと考えられる）ことが分かった。
【００１６】
なお、表面層の十点平均粗さ（Ｒｚ）と凹凸の平均間隔（Ｓｍ）は、ＪＩＳ規格Ｂ−０６０１にもとづいて測定する。具体的には、表面粗度計ＳＥ−３３００Ｈ（小坂研究所製）を用いて、カットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．１ｍｍ／ｓで、帯電ローラ長手方向１０ｍｍ間隔、周方向３箇所（任意の場所を基転移１２０°刻み）のＲｚ及びＳｍの最大値、最小値を求める。
【００１７】
帯電ローラの表面層の物性を上記範囲に調整する方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
導電性弾性層表面の粗さを精密研磨により、Ｒｚを１０μｍ以下、好ましくは６μｍ以下、Ｒｚの位置バラツキを２μｍ以下、好ましくは１．５μｍ以下とした上で、表面層への粗し材添加等で調整する。粗し材としては、特に制限はないが、結着材料に対する分散性、表面層を作製（チューブ等）あるいは形成（塗料コーティング等）する際に加熱処理が必要な場合には耐熱性、各種有機溶剤を使用する場合には耐溶剤性等を考慮した上で、表面粗さを上記範囲に調整するのに適した粗し材の種類、粒径等を決定し、選択する。
【００１８】
粗し材としては、例えば、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化鉄、酸化チタン、酸化鉛、酸化ベリリウム、酸化セシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、エチレンプロピレンジエンメチレンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ランダムスチレン・ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム等のゴム粒子；ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等のエラストマー粒子；フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル樹脂等の樹脂粒子；及びそれら樹脂微粒子、等の粉体が好ましい。
【００１９】
帯電ローラの表面層は、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを主体とした弾性材料からなることが好ましい。帯電ローラと感光体とは常に一定の当接圧で接触している。表面層の硬度が高いと、クリーニング装置をすり抜けた汚損物質が、帯電ローラと感光体との間に入り押しつぶされ、表面層あるいは感光体表面に固着（融着）しやすくなる。そのため、表面層材料としては低硬度な熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー等が適している。
【００２０】
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン樹脂、エチレン−ブチレン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ホルマール樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂およびポリカーボネート樹脂などを用いることができる。
【００２１】
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、ポリスチレン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、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。
【００２２】
なかでも、適度な柔軟性と弾性を有し、しかも加工性が良好であることから熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。また、熱可塑性エラストマーの中でも、可塑剤や軟化剤を含有しなくとも、硬度や伸び、強度など材料の機械特性の選択範囲が広く、しかも押出成形や射出成形、ブロー成形などの成形加工性が良好なことから、スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることがより好ましい。
【００２３】
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィンブロックコポリマー（ＳＥＢＣ）およびランダムスチレン・ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）の水素添加ポリマー（ＨＳＢＲ）等が挙げられる。
【００２４】
帯電ローラの表面層は、表面抵抗が１０３〜１０１５Ω□で、その最大値／最小値が１００以内であることが望ましい。帯電均一性を確保する上で、表面抵抗１０３〜１０１５Ω□で、その最大値／最小値が１００以内であることが望ましいことが本発明者らの検討の結果分かった。
【００２５】
表面層２ｄの抵抗調整は、前記熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマー等中に、導電性粒子を分散して用いることにより行うことが好ましい。導電性粒子としては、カーボンブラック、カーボングラファイト、あるいは導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性酸化亜鉛などの金属酸化物、導電性硫酸バリウム、導電性チタン酸カリウム、あるいは金、銀、銅、ニッケルなどの金属粉末などが挙げられ、これらの導電性粒子を単独または２種類以上組み合わせて用いてもかまわない。また、これら各種導電性粒子の分散性を向上させるために、導電性粒子表面に脂肪酸処理、シリコーンカップリング剤処理、チタネート系カップリング剤処理、反応性シリコーンオイル処理などの処理をしてもかまわない。
【００２６】
上記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーへの上記導電性粒子の分散性、導電性粒子の量、及び分散加工時の工程条件、更に、表面層製造、形成時の各工程条件を詳細に検討することにより、帯電ローラの表面層の表面抵抗を上記の範囲に収めることができる。
【００２７】
表面層の表面抵抗は、抵抗測定器（商品名：ハイレスタＵＰおよびＨＡプローブ、三菱化学（株）製）を使用して測定することができる（測定環境：温度２３℃、相対湿度５５％、印加電圧２５０Ｖ、測定時間１０秒）。表面層を１０ｍｍピッチで測定し、表面層の表面抵抗のバラツキについても測定する。
【００２８】
なお表面層形成方法としては、ディッピング法、チューブ被覆法等が挙げられるが、ディッピング法は、洗浄・乾燥・ディッピング・乾燥など多数の工程を必要とする上に、表面層の粗さの均一性を確保するのが難しい等の問題がある。それに対して、押し出し成形等により成形されるシームレスチューブを得るチューブ法は、生産の効率化安定化、表面性の均一化を図る上で優れている。従って、帯電ローラの表面層の作製方法としては、例えば以下のシームレスチューブを得て作製する方法が好ましく挙げられる。
【００２９】
まず所定量の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー、導電性粒子、充填剤、添加等をヘンシャルミキサー、Ｖ型ブレンダー及び円筒型ブレンダー等を用いて乾式混合する。ついで、加圧ニーダー、押出機及び加熱ロール等の混練機を用いて溶融混練し、押出機とペレタイザーで所定形状にペレット化を行い、所定のチューブ成形用ダイを備えた押出機でシームレスチューブ化する。シームレスチューブを得るには、フリーエクストルージョン、バキュームエクストルージョン、プレッシャーサイジング及びインターナルキャリブレーション等の成形方法を用いることができる。
【００３０】
そして、得られたシームレスチューブ状の表面層を導電性弾性層上に被覆する。チューブが熱収縮性を有する場合には、その内径を導電性弾性層の外径より大きく形成し、シームレスチューブ内に導電性弾性層を挿入した後、加熱収縮することによって被覆することができる。また、熱収縮性を有しない場合には、シームレスチューブ状の導電性表面層の内径を導電性弾性層の外径よりわずかに小さく形成し、エアや窒素ガス等のガス、あるいはスペーサー治具など適当な手段で膨らませた後、導電性弾性層上に被覆することができる。
【００３１】
また、表面層の膜厚は０．１〜１０００μｍ、さらには０．２〜５００μｍの範囲が好ましい。表面層の膜厚は０．１に満たないと、ローラの耐電圧性が低下して、感光体にピンホールが存在した場合、電圧低下による異常画像（リーク）を発生しやすくなる。また、例えば上述の熱収縮性を有するシームレスチューブを被覆する場合、膜厚が１０００μｍを超えると、膨らませて導電性弾性層上に被覆するのが困難になるのに加え、膨らませた時に膨張率に差ができ、結果的に部分的な膜厚ムラとなり帯電均一性が低下する、等の問題を発生しやすくなる。
【００３２】
上述の通り、表面層あるいは感光体表面へのトナー固着（融着）防止の観点から表面層は低硬度が望ましく、表面層のマイクロ硬度を４０〜９０°と調整することが好ましく、更に好ましくは５０〜８５°とすることが好ましい。
【００３３】
マイクロ硬度は、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器株式会社製）を用いて、ローラの形態にて測定する。
【００３４】
帯電ローラの導電性弾性層は、導電フィラーを含有する熱可塑性エラストマーからなることが好ましい。導電性弾性層は、表面層と同様、感光体との当接ニップの安定化の観点から低硬度であることが必要であり、ゴム、熱可塑性エラストマー等が適している。しかし加流ゴムは、製造時に加流工程などの煩雑な工程が必要となり（特開平６−２５６５５２号公報など）、製造コストが高くなる問題があるため、導電性弾性層材料としては熱可塑性エラストマーが適している。
【００３５】
本発明における帯電部材の導電性弾性層２ｂは、エチレンプロピレンジエンメチレンゴム（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、フッ素ゴム等の加硫ゴム、あるいはポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリエステル系及びポリオレフィン系等の熱可塑性エラストマーのソリッドあるいは発泡体を用いることができる。なかでも、成形加工性が良好であることや、加硫工程が不要であること、リサイクル性が良いことなどの観点から、熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
【００３６】
また、表面層と同様に、熱可塑性エラストマーの中でも材料の機械特性の選択範囲が広く、しかも押出成形や射出成形、ブロー成形などの成形加工性が良好なことから、スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることがより好ましい。さらに、帯電ローラの導電性弾性層は、スチレン系熱可塑性エラストマーを主成分とし、オイルおよびカーボンブラックを含有させる構成の材料で形成するのが望ましい。
【００３７】
上記カーボンブラックは、帯電ローラの導電性弾性層の導電フィラー（抵抗調整剤）として用いられるが、カーボンブラックの他に、導電処理した金属酸化物、金属粉、イオン導電材等いずれかのものを単独あるいは２種類以上混合して用いることができる。低抵抗から高抵抗の広い範囲に渡り適正な体積抵抗に調整するためには、カーボンブラックの使用が望ましい。導電フィラーの添加量は、弾性層の体積抵抗が１０３〜１０１０Ωｃｍの範囲となるように、適宜調整することが好ましい。
【００３８】
上記オイルは、導電性弾性層がより低硬度であることを必要とする場合、軟化材として添加される。オイルの種類としては、芳香族環、ナフテン環及びパラフィンの三者を組み合わせた混合物が好適であるが、これらの中ではパラフィン系オイルが混合性、非ブリード性に優れるため特に好ましい。
【００３９】
オイルの添加量としては、熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、０〜２５０質量部、特に２０〜２００質量部配合することが好ましい。導電性弾性層の硬度としては、アスカーＣ硬度で５０〜８０°が好ましい。
抵抗制御層としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、さらにはエチレンプロピレンジエンメチレンゴム（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、フッ素ゴム等の加硫ゴム、あるいはポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリエステル系及びポリオレフィン系等の熱可塑性エラストマー等が挙げられ、必要に応じて、カーボンブラックや酸化スズ、酸化チタン等の導電性顔料を分散させることが多い。
【００４０】
帯電ローラの抵抗は１０４〜１０１４Ωｃｍ、帯電ローラの硬度としては、アスカーＣ硬度で６０〜９０°が好ましい。
【００４１】
また、本発明で用いられる帯電ローラは、直流電圧＋交流電圧の重畳電圧や直流電圧のみ等の電圧印加により、被帯電体面を均一帯電処理する帯電ローラとして使用できるが、特に直流電圧のみの印加の場合、長期使用においても帯電均一性が確保でき、画像不良を発生抑制する効果をより発揮できる。直流電圧＋交流電圧重畳に比べ、直流電圧のみを印加して帯電処理する場合汚損物質の付着ムラ起因の帯電不良を発生しやすいが、本発明における帯電ローラは直流電圧のみを印加した場合でも良好な結果を得ることができる。
【００４２】
また、電子写真感光体は、導電性支持体と該導電性支持体上に設けられた感光層を有し、電子写真感光体の表面摩擦係数は、０．００１以上０．７以下である。電子写真感光体の摩擦係数が０．００１より小さくなると、清掃工程での残汚損物質の回収除去の効率が極端に低下するため清掃工程をすり抜けた汚損物質が帯電ローラ表面に付着堆積しやすくなり、帯電電位の低下、結果としてかぶり等の画像不良を発生しやすくなる。また、０．７より大きくなると、摩擦抵抗の増大によるクリーニングブレードの反転に起因するクリーニング不良が発生する。
【００４３】
電子写真感光体の表面摩擦係数を０．００１以上０．７以下とするには、電子写真感光体の感光層の最外となる層（例えば保護層）に、フッ素原子含有樹脂微粒子などの滑性物質を含有させればよい。フッ素原子含有樹脂微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などが挙げられる。市販のフッ素原子含有樹脂微粒子をそのまま用いることが可能である。０．３万〜５００万の分子量のものが使用可能であり、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜２．０μｍの粒径のものが使用可能である。
【００４４】
本発明に用いられる電子写真感光体は、表面摩擦係数が０．００１以上０．７以下であれば、導電性支持体、感光層及び保護層などに用いられる材料は公知のものでよい。
【００４５】
電子写真感光体の表面摩擦係数の測定は、例えば以下の様にして行う。
測定器はヘイドン製表面性試験機１４型をドラム状の試料測定用に改造したものを用いる（図３）。サンプル１２は、ドラム状、平板状のサンプルのいずれでも良く両方測定可能である。測定はウレタンゴムブレード１３を用いる。ウレタンゴム（バンコラン、バンドー化学（株）製）はゴム硬度６５±３°であり、寸法は図５に示される通り、幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ２ｍｍ（図５）である。
【００４６】
図４はウレタンゴムブレード１３とサンプル１２の接触部分を拡大して示す図である。ブレード１３は、支柱１４先端のホルダー支持アーム２１に連結された上部ホルダー２２と下部ホルダー２３との間に固定ビス２４を用いてサンプル１２との接触角が３０°となるように、自由長１０ｍｍで固定される。
【００４７】
測定に際しては、受皿１５上に置かれた分銅１６により支柱１４を介してブレード１３に荷重１０ｇをかけ、サンプル１２が巻かれた試料ドラムをこれが固定されたサンプル台１１ごとモーター２０によってブレード１３と順方向で母線方向に動かす。この時の荷重を図３中の支持点１７、バランサー１８、荷重変換器１９の機構により摩擦力として読み取る。また、基準試料として２５μｍのポリエチレンテレフタレート（マイラー（商品名）、デュポン社製）フィルムを用い、試料と同じ直径のシリンダーに巻きつけて、全く同一の条件で摩擦力を測定する。試料の表面摩擦係数は、以下の式で算出される。
【００４８】
【数１】
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【００４９】
摩擦係数はポリエステルフィルム基準なので、多少の測定条件のバラツキには影響されない。また、感光ドラムの直径にも影響されず、一定の値を示す。本発明においては次のような測定条件の範囲が許容される。
▲１▼ウレタンゴム：硬度６２〜７２°、厚み１〜５ｍｍ、バンドー化学（株）の他、北辰ゴム（株）、東海ゴム（株）など
▲２▼ポリエチレンテレフタレートフィルム：東レ（株）（ルミラー）、帝人（株）、デュポン（マイラー）など、厚み１０〜５０μｍ
▲３▼ドラム直径：２０〜２００ｍｍ（ドラムの径を変化させてもポリエステル基準の摩擦係数は変化しない。
【００５０】
また、本発明の電子写真装置は、上記帯電ローラ及び電子写真感光体以外の手段、例えば、現像手段、クリーニング手段、露光手段、転写手段等は、通常の電子写真装置に用いられるものが使用できる。
【００５１】
【実施例】
以下に本発明を、実施例を用いて具体的に説明する。
【００５２】
【実施例１】
＜帯電ローラの作製＞
１）導電性弾性層の作製
スチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）１００質量部に導電性カーボンブラック１４質量部、パラフィンオイル１５質量部を乾式混合後、溶融混練し、次いで二軸押出機によりペレット状にした。このペレットを、直径６ｍｍステンレス製芯金の周囲に外径１５ｍｍのローラ状になるように押出し成型機を用いて作製し、外径１２ｍｍになるように精密研磨加工を行い、導電性弾性層が被覆されたローラを得た。後述の帯電ローラの表面性等評価に則って導電性弾性層のＲｚを測定したところ、Ｒｚは６μｍであり、Ｒｚの位置バラツキは１．５μｍであった。
【００５３】
２）表面層用チューブの作製
スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ、ビカット軟化点９０℃）１００質量部に導電性カーボンブラック１４質量部、シリカ粉末（平均粒径０．０１μｍ）３質量部を配合し、乾式混合後、加圧式ニーダーを用い１９０℃で１０分間溶融混練した。更に、冷却後、粉砕機にて粉砕した後、単軸押出機を用いてペレット化した。さらにこのペレットを、押出機を用いて内径が１０．５ｍｍ、肉厚２５０μｍのシームレスチューブとした。
【００５４】
シームレスチューブの表面抵抗は、チューブを切り開いて、抵抗測定器（商品名：ハイレスタＵＰおよびＨＡプローブ、三菱化学（株）製）を使用して測定した。（測定環境：温度２３℃、相対湿度５５％、印加電圧２５０Ｖ、測定時間１０秒）表面抵抗はチューブの円周方向に１０ｍｍピッチで測定した。チューブの表面抵抗は８×１０９Ω□、表面抵抗の最大／最小＝５倍であった。
【００５５】
３）帯電ローラの作製
導電性チューブにエアーを吹き込むことで外径を拡大しつつ、導電性弾性層が被覆されたローラを挿入することにより、導電性チューブで被覆して帯電ローラを得た。得られた帯電ローラのアスカーＣ硬度は５８度であった。
【００５６】
＜電子写真感光体の作製＞
１０質量％の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体５０質量部、フェノール樹脂２５質量部、メチルセロソルブ２０質量部、メタノール５質量部及びシリコーンオイル（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、数平均分子量３０００）０．００２質量部を粒径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で２時間分散して導電層用塗料を調製した。アルミシリンダー（外径１８０ｍｍ×長さ３６０ｍｍ、肉厚３．０ｍｍ上に、上記塗料を浸漬塗布し、１４５℃で３０分間乾燥させ、膜厚２０μｍの導電層を形成した。
【００５７】
次にメトキシメチル化ナイロン樹脂（数平均分子量３２０００）３０質量部とアルコール可溶性共重合ナイロン樹脂（数平均分子量２９０００）１０質量部をメタノール２６０質量部及びブタノール４０質量部の混合溶媒中に溶解した液を上記導電層上に浸漬塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が１μｍの下引層を設けた。
【００５８】
次に下記一般式（Ｉ）のジスアゾ顔料４質量部、ベンザール樹脂２質量部及びテトラヒドロフラン４０質量部を粒径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で６０時間分散した後、シクロヘキサノン／テトラヒドロフラン混合溶媒で希釈し電荷発生層用塗料を調製した。
【００５９】
【化１】
2004038056.tif 000004
【００６０】
この電荷発生層用塗工液を上記下引層上に浸漬塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が０．１μｍの電荷発生層を設けた。
【００６１】
次に下記一般式（ＩＩ）の電荷輸送材料１０質量部及びポリカーボネート樹脂（数平均分子量２００００）１０質量部をジクロルメタン２０質量部及びモノクロルベンゼン４０質量部の混合溶媒中に溶解し、この液を前記電荷発生層上に浸漬塗工し、１２５℃で３０分間乾燥させ、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００６２】
【化２】
2004038056.tif 000005
【００６３】
次に、ポリテトラフルオロエチレン（平均一次粒径０．３μｍ）、上記電荷輸送材料６質量部、ポリカーボネート樹脂（数平均分子量８００００）１２質量部及びジクロルメタン１０００質量部を加えてサンドミルで分解して保護層用塗料を調製した。この液を前記電荷輸送層上にスプレー塗工して、まず８０℃で１０分間、次いで１２０℃で５０分間乾燥させ、膜厚６μｍの保護層を形成した。
【００６４】
＜電子写真装置の評価＞
下記評価を行った。
１）帯電ローラの表面性等評価
表面粗さの測定は、小坂研究所製：表面粗度計ＳＥ−３３００Ｈを用い、測定条件としては、カットオフ０．８ｍｍ、測定距離８ｍｍ、送り速度０．１ｍｍ／ｓにて帯電部材長手方向１０ｍｍ間隔、周方向３個所（任意の場所を起点に１２０°刻み）のＲｚ、Ｓｍを測定し、Ｒｚ、Ｓｍの最大値、最小値を求めた。結果を表１に示す。
【００６５】
２）電子写真感光体の表面摩擦係数測定
表面摩擦係数は、上記実施の形態と同様に図３に示す測定器を用いて測定した。この方法で作製した電子写真感光体の表面摩擦係数は０．１であった。
【００６６】
３）画像評価
感光体とカウンター方向にクリーニング手段としてゴム弾性体ブレードが当接してある複写実験機に上記帯電ローラと電子写真感光体を組み入れ、該感光体を０．１２回転／秒の電子写真プロセスで用いて、直流電圧：−１６００Ｖのバイアス条件で６０ｋ枚の画像出し評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００６７】
画像評価は、ハーフトーン画像の濃度均一性を評価した。評価基準は以下の通りである。
◎：濃度ムラなし
○：極わずかに濃度ムラ確認される
△：わずかに濃度ムラ確認される
×：濃度ムラが激しい
【００６８】
【表１】
2004038056.tif 000006
【００６９】
【表２】
2004038056.tif 000007
【００７０】
【実施例２】
＜帯電ローラの作製＞
上記実施例１の表面層用チューブの作製において、シリカ粉末として（平均粒径１μｍ）３質量部を配合した以外は同様にして、帯電ローラを作製した。
＜電子写真装置の評価＞
帯電ローラを実施例２で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７１】
【実施例３】
＜帯電ローラの作製＞
上記実施例１の帯電ローラの作製において、導電性弾性層が被覆されたローラは実施例と同様のものを用いた。次いで溶剤可溶性ナイロン１２質量部、メタノール８８質量部、導電性酸化錫６質量部、架橋ポリメタクリル酸メチル微粒子（平均粒径３μｍ）７質量部の割合で配合した混合液をビーズミルにて分散させ、表面層用塗料を調製した。該表面層用塗料を導電性弾性層が被覆されたローラの上に、まず浸漬塗布し、１０分間風乾した後、上下を逆さにして、浸漬塗布し、３０分風乾した後、１２０℃で１時間乾燥することにより厚さ２０μｍの表面層を有する帯電ローラを得た。
【００７２】
表面層の表面抵抗は、ＰＥＴフィルム（１００μｍ）に上記塗料をアプリケーターで塗布、上記乾燥条件で焼き付けた後、抵抗測定器（商品名：ハイレスタＵＰおよびＨＡプローブ、三菱化学（株）製）を使用して測定した。（測定環境：温度２３℃、相対湿度５５％、印加電圧２５０Ｖ、測定時間１０秒）表面抵抗はシートの塗工方向に沿って１０ｍｍピッチで測定した。シートの表面抵抗は２×１０１０Ω□、表面抵抗の最大／最小＝３０倍であった。
【００７３】
＜電子写真装置の評価＞
帯電ローラを実施例３で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７４】
【実施例４】
＜帯電ローラの作製＞
上記実施例３の表面層の作製において、架橋ポリメタクリル酸メチル微粒子を２質量部とした以外は同様にして、帯電ローラを作製した（表面層の膜厚２０μｍ）。
＜電子写真装置の評価＞
帯電ローラを実施例４で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７５】
【実施例５】
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体の表面摩擦係数が０．００２になるように保護層のポリテトラフルオロエチレンの添加量を調整した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
＜電子写真装置の評価＞
電子写真感光体を実施例５で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７６】
【実施例６】
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体の表面摩擦係数が０．７になるように保護層のポリテトラフルオロエチレンの添加量を調整した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
＜電子写真装置の評価＞
電子写真感光体を実施例６で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７７】
【比較例１】
＜帯電ローラの作製＞
上記実施例３の表面層の作製において、架橋ポリメタクリル酸メチル微粒子を５質量部とした以外は同様にして、帯電ローラを作製した（表面層の膜厚２０μｍ）。
＜電子写真装置の評価＞
帯電ローラを比較例１で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７８】
【比較例２】
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体の表面摩擦係数が０．０００５になるように保護層のポリテトラフルオロエチレンの添加量を調整した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
＜電子写真装置の評価＞
電子写真感光体を比較例２で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００７９】
【比較例３】
＜電子写真感光体の作製＞
電子写真感光体の表面摩擦係数が１．０になるように保護層のポリテトラフルオロエチレンの添加量を調整した以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
＜電子写真装置の評価＞
電子写真感光体を比較例３で得られたものを用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、長期の使用においても帯電均一性が確保でき、画像不良を発生することのない電子写真装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に用いる帯電ローラの一例を示す断面図である。
【図３】電子写真感光体表面の摩擦表面係数を測定する装置（摩擦係数測定器へイドン１４型）を説明する図である。
【図４】摩擦係数測定の際に用いたウレタンゴムブレードの形状を示す図である。
【図５】図３においてウレタンゴムブレードとサンプルの接触部分を拡大した図である。
【符号の説明】
１　被帯電体（像担持体）
１ａ　導電性支持体
１ｂ　感光層
２　帯電ローラ
２ａ　導電性基体
２ｂ　導電性弾性層
２ｃ　抵抗制御層
２ｄ　表面層
３　電源
４　露光手段
５　現像手段
６　転写手段
７　被印刷物
８　クリーニング手段
１１　サンプル台
１２　サンプル
１３　ブレード
１４　支柱
１５　受皿
１６　分銅
１７　支持点
１８　バランサー
１９　　荷重変換器
２０　　モーター
２１　　ホルダー支持アーム
２２　　上部ホルダー
２３　　下部ホルダー
２４　　固定ビス
【図１】
2004038056.tif 000008
【図２】
2004038056.tif 000009
【図３】
2004038056.tif 000010
【図４】
2004038056.tif 000011
【図５】
2004038056.tif 000012