(57)【要約】【課題】  電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、長期の使用においても、感光体等の被弾性部材の汚染が抑制された弾性部材、この弾性部材を備えた電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することである。【解決手段】  芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性部材において、その弾性体層の最外部が非粘着処理されており、層状粘土鉱物を含有する高分子組成物からなることを特徴とする弾性部材、この弾性部材を備えた電子写真装置及びプロセスカートリッジ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性部材において、その弾性体層の最外部が非粘着処理されており、層状粘土鉱物を含有する高分子組成物からなることを特徴とする弾性部材。
【請求項２】
Ｘ線回折により求めた層状粘土鉱物の層間距離が１．５ｎｍ以上である請求項１に記載の弾性部材。
【請求項３】
前記層状粘土鉱物がベントナイトである請求項１又は２に記載の弾性部材。
【請求項４】
前記ベントナイトが有機処理されたベントナイトである請求項１〜３のいずれかに記載の弾性部材。
【請求項５】
前記高分子組成物がイオン導電剤を含む導電性材料である請求項１〜４のいずれかに記載の弾性部材。
【請求項６】
前記イオン導電剤が第四級アンモニウム塩である請求項５に記載の弾性部材。
【請求項７】
前記非粘着処理が表面処理によるものである請求項１〜６のいずれかに記載の弾性部材。
【請求項８】
前記非粘着処理が表面層のコーティングによるものである請求項１〜６のいずれかに記載の弾性部材。
【請求項９】
弾性部材及び電子写真感光体を備えている電子写真装置において、該弾性部材が、請求項１〜８のいずれかに記載の弾性部材であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１０】
前記弾性部材が電子写真感光体を帯電させる帯電部材である請求項９に記載の電子写真装置。
【請求項１１】
前記弾性部材が転写部材又は現像部材である請求項９に記載の電子写真装置。
【請求項１２】
電子写真感光体及び弾性部材を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱自在としたプロセスカートリッジにおいて、該弾性部材が請求項１〜８のいずれかに記載の弾性部材であ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性部材及びそれを使用する電子写真装置及びプロセスカートリッジに関し、詳しくは、電子写真装置において感光体に当接して使用される弾性部材、それを用いた電子写真装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
尚、以下、特に帯電部材についてその詳細を記載するが、本発明は、その用途を帯電部材のみに限定する物ではない。
【背景技術】
【０００３】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段としては、従来よりコロナ放電装置が利用されてきた。
【０００４】
しかしながら、コロナ放電装置は像担持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ものの、高価な高圧電源を必要とするため装置が大型になる、放電の際にオゾン等のコロナ生成物の発生が多い、異常放電により被帯電体面が破壊される等の不具合が発生する場合があった。
【０００５】
この様なコロナ放電装置に対して、近年では接触帯電方式が採用されている。接触帯電方式においては、電圧を印加した帯電する部材（帯電部材とも記載する）を、被帯電体面に近接又は接触させて、被帯電体面を帯電処理するもので、コロナ放電式に対して、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化や装置の小型化が図れる、異常放電による被帯電体面の破壊が少ない等の利点がある。そして、一般的には、金属製芯金の軸上に半導電性の弾性体層が形成されたゴムローラ型の帯電部材が使用される。
【０００６】
接触帯電方式で用いられる帯電部材の弾性体層には、感光体等の被帯電体表面のピンホールや傷等により生じるリークを防止するために、適度な半導電性が必要である。また、被帯電体を均一に帯電させるためには、帯電部材の電気抵抗値が体積固有抵抗率で１×１０3〜１×１０9Ω・ｃｍ程度の均一な半導電性であることが重要である。そして、この様な電気特性を実現するために、従来、カーボンブラック等の導電粒子が配合され半導電化された電子導電系の半導電性ゴム組成物を用いて、弾性体層を作製してきた。
【０００７】
しかしながら、この様な電子導電系ゴム組成物は原料ゴムに配合するカーボンブラック等の導電粒子の添加量によって、電気抵抗を調整することができるものの、体積固有抵抗率が１×１０3〜１×１０9Ω・ｃｍの半導電領域においては、導電粒子の配合量の僅かな変化により、電気抵抗が大きく変化する場合がある。この場合、半導電領域において均質な所望の電気抵抗値を示す弾性体層を作製することが困難となり、帯電部材内及び帯電部材間で電気抵抗のバラツキが生じ易い。
【０００８】
電気抵抗が均一なゴム組成物を得る手法としては、エピクロルヒドリンゴムやＮＢＲ等のそれ自身が半導電性を有する極性ゴムを使用する、或いは原料ゴムにイオン導電剤を添加して半導電性を付与する等のイオン導電系ゴムにより、弾性体層を構成することが知られている。
【０００９】
一方、帯電部材には感光体等の像担持体（以下、感光体と記載する）を汚染しないことも要求される。接触帯電方式においては帯電部材が感光体に接触して使用されるため、長期間の使用において、帯電部材中のイオン導電剤や軟化剤等の低分子成分が感光体を汚染して感光体に機能障害が生じ、画像不良が発生する場合がある。
【００１０】
また、帯電部材にはその表面が非粘着性であることも必要である。これはトナー等の現像剤や現像剤の電荷を調整するために添加されている外添剤等が帯電部材表面に付着し、帯電性能が低下する場合があるからである。
【００１１】
トナーの付着がなく長期に亘って安定した帯電性を得ると共に、感光体汚染を防止する導電性ロールとして、例えば、アミノ樹脂で架橋されたポリウレタン系熱可塑性エラストマーよりなる被覆層が設けられた導電性ロールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
しかしながら近年、電子写真におけるプロセススピードの向上と画質の高精細化に伴い、帯電部材には被帯電体を均一に帯電させる帯電能の向上が要求されている。この帯電能力の向上のためには帯電部材の電気抵抗を低抵抗化及び低硬度化する必要があり、極性ゴムに多量のイオン導電剤や軟化剤を配合することが行われている。このような場合、感光体を汚染と帯電能を充分に両立する帯電部材は得られていなかった。
【特許文献１】特開平７−５４８３６号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、長期の使用においても、感光体等の被弾性部材の汚染が抑制された弾性部材を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、上記弾性部材を備えた電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は上記課題について鋭意検討した結果、弾性部材を構成する弾性体層に層状粘土鉱物を添加することで感光体の汚染が防止されることを見出した。
【００１６】
本発明に従って、芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性部材において、その弾性体層の最外部が非粘着処理されており、層状粘土鉱物を含有する高分子組成物からなることを特徴とする弾性部材が提供される。
【００１７】
また、本発明に従って、上記弾性部材を備えた電子写真装置及びプロセスカートリッジが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように、本発明によれば、電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、長期の使用においても、感光体等の被帯電部材の汚染が抑制された弾性部材、これを備えた電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
【００２０】
本発明における弾性部材は、芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成り、その弾性体層が層状粘土鉱物を含有する高分子組成物からなるものである。層状粘土鉱物を含有することにより、弾性部材中の低分子成分が感光体を汚染することを防止することが可能となる。この理由については定かではないが、層状粘土鉱物がベースポリマーに微分散し複合した、いわゆるナノ複合体を形成することにより、低分子物質のポリマー中で移行を防止しているものと考えられる。
【００２１】
層状粘土鉱物としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト及びハロイサイト等のカオリン鉱物、白雲母、イライト、フェンジャイト、海緑石、セラドナイト、パラゴナイト及びブランマライト等の雲母粘土鉱物、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サボナイト及びソーコナイト等のスメクタイト、緑泥岩、パイロフィライト、タルク、ばん土頁岩等が挙げられる。特にモンモリナイトを主成分とする天然鉱物であるベントナイトにおいて移行防止効果が大きく好ましい。更に、ベントナイトはベースポリマーへの分散性を容易とするため、有機処理されていることがより一層好ましい。有機処理としては、第四級アンモニウム塩やアニオン系ポリマーによる層表面修飾による変性処理や、アルキルトリアルコキシシランによる端面修飾処理や、カルボキシビニルポリマーや極性有機溶剤を複合処理したものが挙げられる。
【００２２】
層状粘土鉱物の含有量としては特に限定されるものではないが、ベースのポリマー１００質量部に対して、０．５〜１００質量部の割合で配合することが好ましい。配合量が０．５質量部未満の場合には汚染防止効果が充分に得られず、１００質量部超の場合、弾性部材の硬度が非常に高くなり好ましくない。更に好ましい範囲は１〜３０質量部である。
【００２３】
弾性層用の原料ゴムとしては、特に限定されるものではないが、電気抵抗が均一なイオン導電系ゴムを使用することが好ましい。イオン導電系ゴムとしては、例えば、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）及びウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられる。なお、原料ゴムはこれらに限られず、また、１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
弾性層の体積固有抵抗率は、帯電電圧を電子写真感光体に印加することができるよう、１×１０3〜１×１０9Ω・ｃｍであることが好ましい。そのため、弾性層には電気抵抗を調整する目的としてイオン導電剤を添加することができる。イオン導電剤としては、例えば、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム及び過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質や、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド及び変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート等の陽イオン性界面活性剤や、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン及びジメチルアルキルラウリルベタイン等の両性イオン界面活性剤や、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム及び過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウム等の第四級アンモニウム過塩素酸塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩等が挙げられる。
【００２５】
層状粘土鉱物の移行防止効果は、特に、イオン導電剤を配合した場合に顕著に現れる。更に、イオン導電剤として第四級アンモニウム塩を使用した場合、その移行防止効果は最も効果的である。この理由については定かではないが、モンモリロナイトを例とした以下の様な現象が考えられる。モンモリロナイトは約１ｎｍのケイ酸塩層からなり、その板状結晶粒子の層表面はマイナスに帯電し、層間にはナトリウムやカルシウムのような交換性陽イオンを介在して電気的に中性を保っている。この交換性陽イオンはイオン結合よりも弱い結合をしており、他の陽イオンと比較的自由にイオン交換することができ、第四級アンモニウムイオンがこの層間陽イオンとイオン交換し、板状層間に吸着されることによって移行性が抑制されるものと考えられる。
【００２６】
層状粘土鉱物は高分子材料に含有された状態で、その層間距離が１．５ｎｍ以上であることが好ましく、２．０ｎｍ以上が更に好ましい。層間距離が１．５ｎｍ未満である場合、ベースポリマーと層状鉱物の複合化や、あるいは層状粘土鉱物の層間陽イオンのイオン交換が充分に起こっていないことが予想され、結果的に低分子成分の移行防止効果が充分に得られ難くなり、感光体汚染を防止することが出来ないためである。層状粘土鉱物の層間距離は、層状鉱物が含有された高分子組成物試料についてＸ線回折装置を用いて、回折像の２θスキャンを行い、その回折強度のピーク角度から層間距離を求めることが出来る。
【００２７】
更に、本発明の弾性層には、発明の効果を著しく損なわない範囲内で必要に応じて、ゴムの配合剤として一般に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、粘着付与剤、分散剤、発泡剤等を添加することができる。
【００２８】
これらの原料の混合方法としては、バンバリーミキサーや加圧式ニーダーといった密閉型混合機を使用した混合方法や、オープンロールのような開放型の混合機を使用した混合方法等を例示することができる。
【００２９】
弾性部材は、その最外部の感光体と接する部分が、トナーや外添剤の付着を防止する目的で、非粘着処理されている必要がある。図１は本発明の弾性部材の形態を示す概略図である。弾性部材の構成は図１（ａ）に示すように、芯金１１とその外周に設けられた弾性体層１２とからなる単層構成であっても、図１（ｂ）に示すような、弾性体層１２の外側に表面層１３を配置した２層構成であってもよく、更に弾性体層１２と表面層１３との間に中間層や接着層を何層か配置した多層構成であってもよい。最外部の非粘着処理としては、弾性部材表面に電子線、紫外線、Ｘ線及びマイクロウェーブ等のエネルギー線を照射して表面を硬化し非粘着性とする方法や、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン及びシリコーン樹脂等の非粘着性樹脂を表面層として形成してもよい。
【００３０】
表面層を形成する場合には、その電気抵抗を体積固有抵抗率が１×１０6〜１×１０12Ω・ｃｍとすることが好ましい。この場合、先述した非粘着性樹脂に対して、必要に応じて、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酸化物や、銅、銀等の金属や、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子や、ＬｉＣｌＯ4、ＫＳＣＮ、ＮａＳＣＮ及びＬｉＣＦ3ＳＯ3等の無機イオン性電解質や、第四級アンモニウム塩等を適当量分散させることにより、所望の電気抵抗値としたものが用いられる。
【００３１】
本発明において層状粘土鉱物は弾性体層に含まれていてもよく、表面層や中間層等の弾性体層以外に含まれていてもよい。層状粘土鉱物は、感光体を汚染する低分子成分を含有する層に存在してこれらの汚染成分の移行を防止する作用もあるが、低分子成分を含有する層の外側層に含まれることにより、移行物質を外側層でトラップする作用もある。
【００３２】
本発明の弾性部材は、電子写真装置等の画像形成装置や、感光体及び弾性部材を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱自在としたプロセスカートリッジにおいて、感光体等の被弾性部材に当接してして使用される弾性部材、すなわち帯電部材等として好適である。
【００３３】
具体的には、少なくとも像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧の印加により前記像担持体を帯電する帯電部材とが一体的に設けられてカートリッジ化されており、画像形成装置本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電部材として本発明の弾性部材を用いることが好ましい。
【００３４】
また、前記帯電部材が、前記像担持体に当接し、電圧の印加により前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する現像部材である場合に、前記帯電部材、すなわち現像部材として本発明の弾性部材を用いることが好ましい。
【００３５】
また、少なくとも像担持体と、前記像担持体に接触し、電圧の印加により前記像担持体を帯電する帯電部材とを有する画像形成装置において、前記帯電部材として本発明の弾性部材を用いることが好ましい。
【００３６】
また、少なくとも像担持体と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写部材とを有する画像形成装置において、前記転写部材として本発明の弾性部材を用いることが好ましい。
【００３７】
図２には、本発明の弾性部材を有する電子写真装置の概略構成を示す。２１は被帯電体としての電子写真感光体であり、本例の電子写真感光体は、アルミニウム等の導電性を有する支持体２１ｂと、支持体２１ｂ上に形成した感光層２１ａを基本構成層とするドラム形状の電子写真感光体である。軸２１ｃを中心に図の矢印方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【００３８】
電子写真感光体２１に接触配置されて電子写真感光体を所定の極性・電位に帯電（一次帯電）する帯電ローラ１は、芯金１１と、芯金１１上に形成した弾性層１２と、弾性層１２上に形成した表面層１３からなり、芯金１１の両端部を不図示の押圧手段で電子写真感光体２１の回転駆動に伴い従動回転する。
【００３９】
電源２３で摺擦電源２３ａにより、芯金１１の所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスが印加されることで電子写真感光体２１が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電ローラ１で周面が帯電された電子写真感光体２１は、次いで露光手段２４により目的画像情報の露光（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、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００４０】
その静電潜像は、次いで、現像部材２５により、トナー画像として順次に可視像化されていく。このトナー画像は、次いで、転写手段２６により不図示の給紙手段部から電子写真感光体２１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって電子写真感光体２１と転写手段２６との間の転写部へ搬送された転写材２７に順次転写されていく。本例の転写手段２６は転写ローラであり、転写材２７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで電子写真感光体２１側のトナー画像が転写材２７に転写されていく。
【００４１】
表面にトナー画像の転写を受けた転写材２７は、電子写真感光体２１から分離されて不図示の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ものでは、転写部への再搬送手段へ搬送される。
【００４２】
像転写後の電子写真感光体２１の周面は、前露光手段２８による前露光を受けて電子写真感光体ドラム上の残留電荷が除去（除電）される。この前露光手段２８には公知の手段を利用することができ、例えばＬＥＤチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプ及び蛍光ランプ等を好適に例示することができる。前露光手段は、除電効果を考慮すると、その露光量は前述した露光手段の露光量よりも大きいことが好ましいといえる。また、前露光手段の位置は本実施形態に限定されるものではなく、クリーニング手段（後述する）と帯電手段の間に設けてもよいし、現像手段と転写手段の間に設けてもよい。
【００４３】
除電された電子写真感光体２１の周面は、クリーニング部材２９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て、繰り返して画像形成に供される。
【００４４】
帯電ローラ１は面移動駆動される電子写真感光体２１に従動駆動させてもよいし、非回転にしてもよいし、電子写真感光体２１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せるようにしてもよい。
【００４５】
また、露光は、電子写真装置を複写機として使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは原稿を読み取り信号化し、この信号に基づいてレーザービームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動したり、又は液晶シャッターアレイを駆動したりすること等により行われる。
【００４６】
本発明の電子写真導電性弾性部材を使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、あるいは、電子写真製版システム等の電子写真応用装置等が挙げられる。
【００４７】
本発明の弾性部材は、帯電ローラ等の帯電部材以外に、現像部材、転写部材、除電部材や、給紙ローラ等の搬送部材としても使用可能である。
【００４８】
本発明においては、図３に示されるように、電子写真感光体、帯電部材、現像部材、クリーニング部材のような電子写真装置の複数の要素が、プロセスカートリッジに一体的に組み込まれることもできる。プロセスカートリッジは、電子写真装置本体に対して着脱自在の構成とすることができる。例えば、本発明の帯電部材及び電子写真感光体、必要に応じて、更に現像部材やクリーニング部材等をプロセスカートリッジに一体的に組み込み、電子写真装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在に構成できる。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味しており、試薬等で特に指定のないものは、市販の高純度品を用いた。
【００５０】
（実施例１）
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＭＴカーボンブラック（商品名：サーマックッスフローフォームＮ９９０、ＣＡＮＣＡＢ社製）２０部、層状粘土鉱物として精製ベントナイト（商品名：ベンゲル、（株）ホージュン社製）５部、加硫剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業（株）社製）２部をオープンロールにて混合し、弾性体層１の未加硫ゴム組成物を得た。
【００５１】
得られた未加硫ゴム組成物をベント式ゴム押出機（φ５０ｍｍベント押出機  Ｌ／Ｄ＝１６  ＥＭ技研社製）によってチューブ状に押出し、加硫缶を用いた加圧水蒸気により１６０℃で３０分間の一次加硫を行い、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのゴムチューブを得た。
【００５２】
次に、直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３２ｍｍに導電性ホットメルト接着剤を塗布し、８０℃で３０分間乾燥したものに、前述のゴムチューブを圧入し、熱風炉にて１６０℃で２時間の二次加硫と接着処理を行った。この加硫後のローラのゴム両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３２ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状の弾性体層１を有するゴムローラ１を得た。
【００５３】
図４に帯電部材の電気抵抗測定装置の概略図を示した。ゴムローラ４ａは芯金１１の両端部を不図示の押圧手段で円柱状のアルミニウムドラム４１に圧接され、アルミニウムドラム４１の回転駆動に伴い従動回転する。この状態で、ゴムローラ４ａの芯金部分１１に電源４２を用いて直流電圧を印加し、４１のアルミニウムドラムに直列に接続した抵抗４３にかる電圧から、帯電ローラの電気抵抗を計算した。
【００５４】
ゴムローラ１の弾性体層１の電気抵抗は、温度２３℃／湿度５０％Ｒ．Ｈ．（Ｎ／Ｎとも記載する）環境下で、図４の装置を使用し、芯金と金属ドラムの間に直流２００Ｖの電圧を印加して電気抵抗を求めた。その結果、ゴムローラ１の弾性体層１の電気抵抗は１×１０6Ωであった。
【００５５】
この弾性体層１から２ｍｍ厚の試験片を短冊状に数枚切り出し、アルミニウム製の試料ホルダーに測定面が平滑に揃うように敷き詰め、Ｘ線回折装置（ＭＸＰ１８、（株）マック・サイエンス製）によって層状鉱物の層間距離を２θ／θスキャン法にて測定した。なお、Ｘ線回折測定の条件は、Ｘ線出力５０ｋＶ、２５０ｍＡのＣｕＫα線を用い、発散スリット０．５度、散乱スリット０．５度、受光スリット０．３ｍｍ、カウンタースリット０．６ｍｍ（モノクロメーター使用）とした。その結果、層間距離は１．８ｎｍであった。
【００５６】
次に、ゴムローラ１表面に紫外線を照射して非粘着処理を行い帯電ローラ１とした。非粘着処理はローラを回転させながら、その表面に紫外線照射装置（１８５ｎｍ、２４５ｎｍが波長主成分）を用いて紫外線強度４０ｍＷ／ｃｍ2を１０分間照射した。紫外線照射後のローラ電気抵抗を前述した図４の装置を使用し、Ｎ／Ｎ環境下で、直流２００Ｖを印加して測定した。その結果、電気抵抗は１×１０6Ωであった。
【００５７】
この帯電ローラ１を図３に示したプロセスカートリッジに組み込み、図２に示した電子写真装置（レーザショットＬＢＰ−２５１０、キヤノン製）にて画像評価を行った。画像評価は帯電ローラによる帯電能の差が最も顕著に表れるように、低温低湿環境である温度１５℃／湿度１０％（Ｌ／Ｌとも記載する）環境下において、画像評価は感光体表面電位が−６００Ｖとなるように、帯電ローラの芯金に直流電圧のみを印加して、図２に示した電子写真プロセスにおける前露光手段を作動させないようにして、１ドットをケイマパターンで印字したハーフトーン画像を形成させて評価を行った。
【００５８】
画像評価は帯電能力が不足した場合に生じる、ハーフトーン画像の横黒スジ状画像不良の発生状況によりランク付けを行った。ランク１は非常に良好（黒スジ状の画像不良はまったく見られない）、ランク２は良好（部分的に軽微な黒スジ状の画像不良が確認できる）、ランク３は画像の全面に軽微な黒スジ状の画像不良が確認できる、ランク４は画像全面に黒スジ状の画像不良が非常に目立つ、というレベルであり、本例の画像ランクはランク２であった。
【００５９】
次に、このカートリッジを４０℃／９５％Ｒ．Ｈ．の環境下で３０日間放置した後、もう一度、電子写真装置に組込み、Ｎ／Ｎ環境下でハーフトーンの画像形成を行い、過酷環境放置後の画像評価を行った。その結果、帯電ローラ１から感光体への汚染物質の移行は確認されず、品位良好な画像が得られた。
【００６０】
（実施例２）
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＭＴカーボンブラック（商品名：サーマックッスフローフォームＮ９９０、ＣＡＮＣＡＢ社製）５部、可塑剤としてセバシン酸系ポリエステル（商品名：ポリサイザーＰ−２０２、大日本インキ化学社製）８部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート４部、層状粘土鉱物として有機処理ベントナイト（商品名：ＢＥＮＴＯＮ３８、エレメンティスジャパン（株）社製）１０部、加硫剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社（株）製）２部をオープンロールにて混合し、弾性体層２の未加硫ゴム組成物を得た。
【００６１】
得られた未加硫ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして弾性体層２を有するゴムローラ２を作製し、電気抵抗を測定した。その結果、弾性体層２のＮ／Ｎでの電気抵抗は２×１０5Ωであった。
【００６２】
この弾性体層２に含有される層状粘土鉱物の層間距離を、実施例１と同様の方法で測定した。その結果、層間距離は３．６ｎｍであった。
【００６３】
上記弾性層２の上に、以下に示す表面層１を被覆形成した。
【００６４】
導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１００Ｐ、石原産業（株）製）５０部に、トリフルオロプロピルトリメトキシシランの１％イソプロピルアルコール溶液を５００部と平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ３００部を加え、ペイントシェーカーで７０時間分散後、分散液を５００メッシュの網で濾過し、次に、この溶液をナウターミキサーで攪拌しながら１００℃の湯浴で暖めてアルコールを飛ばして乾燥させ、表面にシランカップリング剤を付与し、表面処理導電性酸化スズ粉体を得た。
【００６５】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２００９、ダイセル化学工業（株）製）２００部を、５００部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、ポリオール濃度２０質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００部に対して上記表面処理導電性酸化スズ粉体を６０部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０１部、ヘキサメチレンジシラザンで表面処理した微粒子シリカ（一次粒径０．０２μｍ）を１．２部配合し、これに直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００部を加えて、４５０ｍｌのビンに入れてペイントシェーカーを使い、１０時間分散した。
【００６６】
この分散液３８０部に、イソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）３０．６部と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）１９．６部を混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に５００メッシュの網で溶液を濾過して表面層１の塗料を得た。
【００６７】
この表面層１の塗料をディッピンク法により上記弾性層２を有するゴムローラ２の表面に塗工した。引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転して、もう一度引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥して、帯電ローラ２を得た。実施例１と同様に、この帯電ローラのＮ／Ｎ環境下での電気抵抗を測定した結果は５×１０5Ωであった。
【００６８】
実施例１と同様にＬ／Ｌ環境下での帯電能評価と過酷放置による感光体汚染試験を画像出力により行った。その結果、帯電能画像ランクはランク２であり、過酷環境放置後も帯電ローラ２から感光体への汚染物質の移行は確認されず、品位良好な画像が得られた。
【００６９】
（実施例３）
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＭＴカーボンブラック（商品名：サーマックッスフローフォームＮ９９０、ＣＡＮＣＡＢ社製）４０部、可塑剤としてセバシン酸系ポリエステル（（商品名：ポリサイザーＰ−２０２、大日本インキ化学社製）８部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート３部、加硫剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社（株）製）２部をオープンロールにて混合し、弾性体層３の未加硫ゴム組成物を得た。
【００７０】
得られた未加硫ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして弾性体層３を有するゴムローラ３を作製し、電気抵抗を測定した。その結果、弾性体層３のＮ／Ｎでの電気抵抗は１×１０5Ωであった。
【００７１】
上記弾性層３の上に、以下に示す表面層２を被覆形成した。
【００７２】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２００９、ダイセル化学工業（株）製）１４０部を、５６０部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、ポリオール濃度１４質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００部に対して実施例２と同様にして調整した表面処理導電性酸化スズ粉体を４２部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０１部、層状粘土鉱物である有機ベントナイト（商品名：エスベンＮＸ、（株）ホージュン社製）を１．４部配合し、これに直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００部を加えて、４５０ｍｌのビンに入れてペイントシェーカーを使い、１０時間分散した。
【００７３】
この分散液４００部に、イソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）２４．３部と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）１５．６部を混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に５００メッシュの網で溶液を濾過して表面層２の塗料を得た。この塗料を用いて実施例２と同様にゴムローラ３の表面に塗工して帯電ローラ３を得た。
【００７４】
この帯電ローラ３のローラ表面から縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚み２ｍｍに試料を切り出し、微小部Ｘ線回折用試料ホルダーに粘着テープ等で貼り付け、Ｘ線出力５０ｋＶ、２５０ｍＡのＣｕＫα線を用い（ＲＩＮＴ２０００理学電機（株）製）、φ１００μｍのコリメーターを使用した微小部Ｘ線回折装置（ＰＳＰＣ−ＭＤＧ２０００、理学電機（株）製）によって、表面層２に含有される層状鉱物の層間距離を測定した。その結果、層間距離は３．５ｎｍであった。
【００７５】
実施例１と同様に、この帯電ローラ３のＮ／Ｎ環境下での電気抵抗を測定した結果は２×１０5Ωであった。
【００７６】
実施例１と同様にＬ／Ｌ環境下での帯電能評価と過酷放置による感光体汚染試験を画像出力により行った。その結果、帯電能画像ランクはランク１であり、過酷環境放置後も帯電ローラ３から感光体への汚染物質の移行は確認されず、品位良好な画像が得られた。
【００７７】
（比較例１）
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＭＴカーボンブラック（商品名：サーマックッスフローフォームＮ９９０、ＣＡＮＣＡＢ社製）４０部、加硫剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社（株）製）２部をオープンロールにて混合し、弾性体層４の未加硫ゴム組成物を得た。
【００７８】
得られた未加硫ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして弾性体層４を有するゴムローラ４を作製し、電気抵抗を測定した。その結果、弾性体層４のＮ／Ｎでの電気抵抗は１×１０6Ωであった。
【００７９】
次に、ゴムローラ４表面に実施例１と同様に紫外線を照射して非粘着処理を行い帯電ローラ４とした。実施例１と同様に、この帯電ローラのＮ／Ｎ環境下での電気抵抗を測定した結果は１×１０6Ωであった。
【００８０】
実施例１と同様にＬ／Ｌ環境下での帯電能評価と過酷放置による感光体汚染試験を画像出力により行った。その結果、帯電能画像ランクはランク３であり、過酷環境放置後に帯電ローラ４から感光体への汚染物質が移行したものと見られる画像不良が確認された。
【００８１】
（比較例２）
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（商品名：エピクロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＭＴカーボンブラック（商品名：サーマックッスフローフォームＮ９９０、ＣＡＮＣＡＢ社製）４０部、可塑剤としてセバシン酸系ポリエステル（商品名：ポリサイザーＰ−２０２、大日本インキ化学社製）８部、加硫剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（商品名：ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社（株）製）２部をオープンロールにて混合し、弾性体層５の未加硫ゴム組成物を得た。
【００８２】
得られた未加硫ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして弾性体層５を有するゴムローラ５を作製し、電気抵抗を測定した。その結果、弾性体層５のＮ／Ｎでの電気抵抗は８×１０5Ωであった。
【００８３】
上記弾性層５の上に、実施例２と同じ表面層１の塗料を用いて、実施例１と同様の方法で表面層１を被覆形成し、帯電ローラ５を得た。この帯電ローラのＮ／Ｎ環境下での電気抵抗を測定した結果は２×１０6Ωであった。
【００８４】
実施例１と同様にＬ／Ｌ環境下での帯電能評価を画像出力により行った結果、帯電能画像ランクはランク４であった。
【００８５】
（比較例３）
実施例３と同様に弾性体層３の未加硫ゴムを調整し、ゴムローラ３を作製した。このゴムローラ３に実施例２と同じ表面層１の塗料を用いて、実施例１と同様の方法で表面層１を被覆形成し、帯電ローラ６を得た。この帯電ローラのＮ／Ｎ環境下での電気抵抗を測定した結果は３×１０5Ωであった。
【００８６】
実施例１と同様にＬ／Ｌ環境下での帯電能評価と過酷放置による感光体汚染試験を画像出力により行った。その結果、帯電能画像ランクはランク１であり、過酷環境放置後に帯電ローラ６から感光体への汚染物質が移行したものと見られる画像不良が確認された。
【００８７】
以上の結果について、弾性体層の材料組成を表１に、表面層の材料組成を表２に、作製した帯電ローラの評価結果を表３に示す。
【００８８】
【表１】
2005092076.tif 000002
【００８９】
【表２】
2005092076.tif 000003
【００９０】
【表３】
2005092076.tif 000004
【００９１】
比較例１、３については帯電ローラを構成する高分子組成物に、本発明の層状粘土鉱物が含有されておらず、その結果、帯電ローラを感光体と当接させて過酷環境下で長期放置した場合に、帯電ローラからの移行物質が感光体汚染を汚染したことによる画像不良が発生した。
【００９２】
比較例２については、弾性体層の電気抵抗が高いために、Ｌ／Ｌ環境下での帯電能が低く、その結果ハーフトーン画像出力における画像ランクが低い結果となった。
【００９３】
表３から明らかなように、本発明の弾性部材である帯電ローラについては、弾性層電気抵抗が充分に低いため、Ｌ／Ｌ環境下でのハーフトーン画像出力における画像ランクが、ランク３以上であり、帯電ローラと感光体とを当接させて過酷環境下で長期放置した場合にも、帯電ローラからの移行物質が感光体汚染を汚染することによる画像不良は発生していない。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の弾性部材の一例としての帯電ローラの構成を示す図である。
【図２】本発明における電子写真装置の例を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明におけるプロセスカートリッジの例を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明における導電性部材の電気抵抗の測定例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  帯電ローラ
１１  芯金
１２  弾性体層
１３  表面層
２１  像担持体
２１ａ  感光層
２１ｂ  導電性支持体
２１ｃ  支軸
２３  電源
２３ａ  摺擦電源
２４  露光手段
２５  現像手段
２６  転写ローラ
２７  転写材
２８  前露光手段
２９  クリーニング手段
４１  アルミニウムドラム
４２  外部電源
４３  基準抵抗
４ａ  ゴムローラ
Ｔ    トナー
【図１】
2005092076.tif 000005
【図２】
2005092076.tif 000006
【図３】
2005092076.tif 000007
【図４】
2005092076.tif 000008