(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、導電性の弾性層とを有する帯電部材であって、該弾性層のユニバーサル硬さは、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、該弾性層の、該帯電部材の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの関係が、該弾性層の表面においては、両端部が中央部よりも高く、且つ、該弾性層の表面から深さｔμｍの位置においては、中央部が両端部よりも高いことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
前記弾性層の厚さが０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
前記深さｔが、５μｍ以上５０μｍ以下である請求項１または２に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記帯電部材のクラウン量が６０μｍ以上２２０μｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電部材：
［但し、クラウン量は、帯電部材の長手方向における中央部の外径をＤ２（μｍ）、両端部（中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置）の外径をそれぞれＤ１（μｍ）及びＤ３（μｍ）とした場合に、下記の式（１）にて算出される値である。
クラウン量Ｃ＝Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２・・・・・・（１）］。
【請求項５】
前記弾性層がゴムを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項６】
前記ゴムがスチレン−ブタジエンゴムまたはアクリロニトリル−ブタジエンゴムである請求項５に記載の帯電部材。
【請求項７】
前記弾性層が導電剤を更に含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項８】
前記帯電部材の弾性層は、その長手方向における中央部の外径よりも両端部の外径が小さいクラウン形状を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の帯電部材。
【請求項９】
帯電部材と、該帯電部材に接触して配置されている電子写真感光体とを備えている電子写真装置であって、該帯電部材が、請求項１〜８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電子写真装置。
【請求項１０】
帯電部材と、電子写真感光体とを備え、電子写真装置の本体に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、該帯電部材が、請求項１〜８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、電子写真装置に用いられる帯電部材、電子写真装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置において、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、接触帯電方式が採用されている。接触帯電方式で使用される帯電部材として、被帯電体との均一なニップ幅（密着幅）を確保し、また、被帯電体に傷が付くことを避けるために、ゴムや熱可塑性エラストマーを含む弾性層を有する弾性体ローラが用いられている。このような弾性体ローラは、通常、弾性体ローラの両端部の軸に対して所定の力を加えて像担持体に対して圧接されているため、弾性体ローラの長手方向における端部のニップ圧が、中央部のニップ圧と比較して高い傾向がある。そのため、かかる弾性体ローラを帯電部材として電子写真装置に適用した場合において、長期間に亘る電子写真画像の形成によって、弾性体ローラの長手方向の中央部に汚れが蓄積されやすかった。そして、それによって、電子写真画像にスジ状のムラが発生することがあった。
【０００３】
ところで、特許文献１は、弾性体ローラを像担持体に当接させたときに、該弾性体ローラの長手方向でのニップ幅が均一とならず、そのために、ニップ圧に分布が生じ、トナー汚れや画像ムラを生じることを課題として挙げている。そして、このような課題を、弾性体ローラの外周面、すなわち、弾性層の表面を、該弾性体ローラのスラスト方向で異なる処理レベルに改質することで解決し得ることを記載している。弾性層の表面改質の方法の具体例としては、紫外線照射および電子線照射を挙げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載されているような方法では、被帯電体に当接されている弾性体ローラのスラスト方向でのニップ圧のムラを十分に改善することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、芯金の両端に荷重を付加して被帯電体に圧接させたときにも、長手方向におけるニップ圧のムラが生じにくく、長期間の使用によっても表面にニップ圧の長手方向のムラに起因する汚れが蓄積されにくい帯電部材を提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、高品位な電子写真画像の安定した形成に資する電子写真装置およ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】
【０００８】
本発明によれば、芯金と、導電性の弾性層とを有する帯電部材であって、該弾性層のユニバーサル硬さが、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、該弾性層の、該帯電部材の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの関係が、該弾性層の表面においては、両端部が中央部よりも高く、且つ、該弾性層の表面から深さｔμｍの位置においては、中央部が両端部よりも高い帯電部材が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、帯電部材と、該帯電部材に接触して配置されている電子写真感光体とを備えている電子写真装置であって、該帯電部材が上記の帯電部材である電子写真装置が提供される。
【００１０】
更に、本発明によれば、帯電部材と、電子写真感光体とを備え、電子写真装置の本体に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、該帯電部材が上記の帯電部材であるプロセスカートリッジが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、芯金の両端に荷重を付加して被帯電体に圧接させたときにも、長手方向におけるニップ圧の分布が生じにくく、長期間の使用によっても弾性層の長手方向の中央部に汚れが蓄積されにくい帯電部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る帯電ローラの断面図である。
【図２】本発明に係る帯電ローラの製造に用いられる電子線照射装置の説明図である。
【図３】本発明に係る帯電ローラの製造に用いられる走査型電子線照射源の説明図である。
【図４】本発明に係る帯電ローラの製造に用いられるエリア型電子線照射源の説明図である。
【図５】実施例１に係る帯電部材のユニバーサル硬さ分布を示す図である。
【図６】実施例５に係る帯電部材のユニバーサル硬さ分布を示す図である。
【図７】本発明に係る電子写真装置の説明図である。
【図８】本発明に係るプロセスカートリッジの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、上記の目的に鑑み、検討を重ねた結果、芯金と、導電性の弾性層とを有し、該弾性層のユニバーサル硬さが、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、該弾性層の、該帯電部材の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの関係が、該弾性層の表面においては、両端部が中央部よりも高く、且つ、該弾性層の表面から深さｔ（μｍ）の位置においては、中央部が両端部よりも高い帯電部材によって、上記の目的をよく達成できることを見出した。
【００１４】
＜帯電部材＞
以下、本発明に係るローラ形状の帯電部材（以降、「帯電ローラ」と称する）について、図１に基づき説明する。本発明に係る帯電ローラ１０は、芯金１１と、芯金１１上の導電性の弾性層１２とを有する。弾性層１２の表層部には硬化領域１３が存在する。
【００１５】
〔芯金〕
芯金１１としては、ニッケルメッキやクロムメッキしたＳＵＭ材等の鋼材を含むステンレススチール棒、リン青銅棒、アルミニウム棒、耐熱樹脂棒等が使用される。
【００１６】
〔弾性層〕
導電性の弾性層を構成する材料はポリマーと添加剤の混合物であり、ポリマーはゴム弾性を示す材料であれば特に限定されない。具体的なゴム材料としては、以下のものが挙げられる。天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、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−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ＮＢＲ水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）等の原料ゴムに架橋剤を配合した熱硬化性のゴム材料；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、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー。更に、これらポリマーをブレンドさせた混合物でも良い。
【００１７】
また、ポリマーには弾性層の電気抵抗値を調整する目的で導電剤が添加される。導電剤としては、以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイト等の炭素材料；酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属；酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子等の電子導電剤；過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；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、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；ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、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；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、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塩；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のイオン導電剤。更に、ポリマーには弾性層の表面粗さを調整する目的で球状粒子を添加しても良い。球状粒子としては、有機系粒子、無機系粒子のいずれでも構わない。
【００１８】
ポリマーには、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、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤等を添加することができる。これらの材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等の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などを例示することができる。
【００１９】
芯金上に弾性層としてのゴム層が設けられたゴムローラの成形法としては、射出成形法、押出成形法、トランスファー成形法、プレス成形法等を挙げることができるが、特にこれらに限定されない。例えば、射出成形法においては、２つの円筒駒を組み、円筒金型内に同心に軸状の芯金を保持した状態でゴム材料を注入し加熱することによりゴム材料を硬化させてゴムローラを成形する。また、押出成形法においては、ゴム材料をチューブ状に押出した後、芯金にチューブ状のゴム材料を被せてゴムローラを成形するか、或いは、芯金とゴム材料を一体に押出して円筒状のゴムローラを成形する。これらの成形方法の中でも、ゴム材料を芯金と一体に押出してゴムローラを成形するクロスヘッド押出成形法が、連続生産が容易で、工程数も少なく、低コストでの製造に適している為、最も好ましい。
【００２０】
ゴムローラを加熱して加硫する方法に関しては、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線、誘導加熱等のいずれの方法でも良く、更にこれと共に加熱状態の円筒状または平面状の部材にゴムローラを回転させながら押し当てる方法を併用しても良い。ゴムローラは、１４０℃以上２２０℃以下の範囲の温度で１０分間以上１２０分間以下の時間で加熱して、ゴムローラを加硫する事が好ましい。
【００２１】
なお、ゴムローラの表面を研削する研磨手段としては、特に限定されないが、砥石が移動して研磨する所謂トラバース方式や、より幅の広い砥石を用いて移動することなしに一括で研磨するプランジ方式が挙げられる。プランジ方式はゴムローラの全幅を一度に研削できるという利点があり、トラバース方式より加工時間を短くすることができる為、より好ましい。
【００２２】
ここで、帯電ローラは、芯金の両端に各々数百グラムの荷重をかけて被帯電体に接触させて、被帯電体を回転させながら帯電ローラを従動回転させることで帯電処理を行う場合が多い。このようにして被帯電体に接触させる場合、帯電ローラの弾性層であるゴム層の厚さは、０．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が好ましい。ゴム層の厚さを０．５ｍｍ以上とすることにより、弾性部材としての効果が大きくなり、均一なニップ幅の確保が可能となる。また、芯金と被帯電体の近接によるリーク放電も抑制できる。ゴム層の厚さを３．５ｍｍ以下とすることにより、電子写真装置の大型化や被帯電体を回転させるトルクの増大が抑制できる。更に、ゴム層の厚さを１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることにより、ニップ幅内の圧力分布の上昇やニップ幅が広がることによるゴム層の当接部分の永久変形を抑制することができる。
【００２３】
更に、帯電ローラを被帯電体に接触させる場合、帯電ローラは、その長手方向における中央部の外径より両端部の外径が小さいクラウン形状であることが好ましい。クラウン量は６０μｍ以上２２０μｍ以下が好ましい。クラウン量を６０μｍ以上２２０μｍ以下とすることにより、均一なニップ幅の確保が可能となり、ゴム層の当接部分の永久変形を抑制することができる。但し、クラウン量は、帯電部材の長手方向における中央部の外径Ｄ２と、中央部から両端方向へ各９０ｍｍ離れた位置の外径Ｄ１及びＤ３との差であり、下記の式（１）にて算出される値である。
【００２４】
クラウン量Ｃ＝Ｄ２−（Ｄ１＋Ｄ３）／２・・・・・・（１）
帯電ローラのゴム層の厚さ及びクラウン量は、ゴムローラの表面を研削する研磨により調整することができる。
【００２５】
そして、本発明に係る弾性層のユニバーサル硬さの値は、弾性層の芯金に面している側とは反対側の面（以降、「表面」と称する）の側に存在する硬化領域（図１中の符号１３）により、その表面から深さ方向に向かって小さくなっている。また、弾性層の長手方向における中央部及び両端部（例えば、中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置）のユニバーサル硬さの値については、弾性層の表面においては、両端部の値が中央部の値よりも高い。一方、弾性層の表面から深さｔμｍの位置においては、中央部の値が両端部の値よりも高い。
【００２６】
このように、弾性層の長手方向における中央部と両端部とのユニバーサル硬さの関係が、弾性層の表面と弾性層の表面から深さｔμｍの位置とで逆転している帯電部材を、芯金の両端に荷重を加えて被帯電体に対して圧接した場合、該帯電部材の長手方向のニップ圧のムラを小さく抑えることができる。
【００２７】
その結果、本発明に係る帯電部材は、長期間に亘る使用によっても、ニップ圧のムラに起因する、帯電部材の表面への局所的なトナー等の汚れの蓄積が生じにくく、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するものとなる。
【００２８】
ところで、弾性層の長手方向における中央部と両端部とのユニバーサル硬さが、弾性層の表面における関係と逆転する位置であるところの、深さｔμｍの値の目安としては、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。深さｔの値を、５μｍ以上５０μｍ以下とすることで、帯電部材の長手方向における被帯電体とのニップ圧の分布をより確実に均一化することができる。
【００２９】
本発明に係る弾性層は、特許文献１の実施例に記載されているように、ゴム混合物の層に対する電子線の線量を、弾性層の長手方向の中央部よりも両端部において多くしただけでは作製することはできない。すなわち、本発明に係る弾性層を得るためには、ゴム混合物の層の、弾性層の長手方向の中央部分においては、両端部におけるよりも深い所にまで電子線を浸透させる必要がある。
【００３０】
具体的には、本発明に係る弾性層は、下記（１）、（２）または（３）に挙げるような方法に従ってゴム層に表面処理を施すことによって形成することができる。
（１）電子線照射によるゴム層表面の硬化処理を用いて、帯電部材の長手方向における中央部を中心に両端部に向けて扇状に電子線を走査して照射する方法、
（２）帯電部材の長手方向における中央部では加速電圧を大きく両端部では加速電圧を小さく変更させながら電子線を照射する方法、及び、
（３）帯電部材の長手方向の一部をマスキングしながら、加速電圧の異なる電子線を照射する方法。
【００３１】
電子線照射による弾性層の表面の硬化処理方法は、帯電部材の成形工程、研磨工程、電子線照射工程の３つの工程のみで完了することができ、表面層の塗工及び硬化の工程が必要でないことから、少ない工程で製造することが可能となる。
【００３２】
〔電子線照射装置〕
ここで、一般的な電子線照射装置の概略図を図２に示す。本発明に用いられる電子線照射装置はゴムローラを回転させながらゴムローラの表面に電子線を照射することが可能な装置であり、図２に示すように、電子線発生部２１と照射室２２と照射口２３とを備えている。
【００３３】
電子線発生部２１は、電子源（電子銃）２４において発生した電子線を真空空間（加速空間）で加速する加速管２５を有する。また電子線発生部の内部は、電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐ為、不図示の真空ポンプ等により１０−３〜１０−６Ｐａの真空に保たれている。
【００３４】
不図示の電源によりフィラメント２６に電流を通じて加熱するとフィラメント２６は熱電子を放出し、この熱電子が電子線として有効に取り出される。そして、電子線は、加速電圧により加速管２５内の加速空間で加速された後、照射口箔２７を突き抜け、照射口２３の下方の照射室２２内を搬送されるゴムローラ２８に照射される。
【００３５】
本実施態様のように、ゴムローラ２８に電子線を照射する場合には、照射室２２の内部は窒素雰囲気とされている。また、ゴムローラ２８はローラ回転用部材２９で回転させて照射室内を搬送手段により、図２において左側から右側に移動する。尚、電子線発生部２１及び照射室２２の周囲は電子線照射時に二次的に発生するＸ線が外部へ漏出しないように、不図示の鉛遮蔽、またはステンレス鋼による遮蔽が施されている。
【００３６】
照射口箔２７は金属箔からなり、電子線発生部内の真空雰囲気と照射室内の窒素雰囲気とを仕切るものであり、また照射口箔２７を介して照射室内に電子線を取り出すものである。よって、電子線発生部２１と照射室２２との境界に設けられる照射口箔２７は、ピンホールがなく、電子線発生部内の真空雰囲気を十分維持できる機械的強度があり、電子線を透過しやすいことが望ましい。その為、照射口箔２７は比重が小さく、肉厚の薄い金属が望ましく、通常、アルミニウム箔、チタン箔、ベリリウム箔、炭素膜、等が使用される。例えば、厚さ約５μｍ以上３０μｍ以下程度の薄膜の箔が使用される。電子線による硬化処理条件は電子線の加速電圧と線量によって決定される。加速電圧は硬化処理深さに影響し、本発明における加速電圧の条件としては、低エネルギー領域である４０〜３００ｋＶの範囲が好ましい。４０ｋＶ以上で本発明の効果を得る為の充分な厚みの硬化領域を得ることができる。また、３００ｋＶ以下とすることで、電子線照射装置が大型化すること、及び装置コストが増大することを抑えることができる。さらに好ましい加速電圧は７０〜１５０ｋＶの範囲である。
【００３７】
電子線照射における電子線の線量は、下記の式（２）で定義される。
【００３８】
Ｄ＝（Ｋ・Ｉ）／Ｖ・・・・・・（２）
ここで、Ｄは線量（ｋＧｙ）、Ｋは装置定数、Ｉは電子電流（ｍＡ）、Ｖは処理スピード（ｍ／分）である。装置定数Ｋは、個々の装置の効率を表す定数であって、装置の性能の指標である。装置定数Ｋは一定の加速電圧の条件で、電子電流と処理スピードを変えて線量を測定することによって求めることができる。電子線の線量測定は、線量測定用フィルムをローラ表面に貼り付け、ローラ表面に実際に電子線を照射し、フィルム線量計により線量測定用フィルムの線量を測定することによって行われる。使用される線量測定用フィルムはＦＷＴ−６０、フィルム線量計はＦＷＴ−９２Ｄ型（いずれもＦａｒ  ＷｅｓｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）である。
【００３９】
本発明における電子線の線量は３０〜３０００ｋＧｙの範囲が好ましい。３０ｋＧｙ以上であれば本発明の効果を得る為に充分な表面硬度を得ることができる。また、３０００ｋＧｙ以下とすることで、電子線照射装置が大型化することあるいは処理時間が増大することによる製造コストの増大を抑えることができる。さらに好ましい電子線量は２００〜２０００ｋＧｙの範囲である。
【００４０】
〔走査型電子線照射源〕
次に、本発明に用いることができる走査型電子線照射源について、詳細に説明する。走査型電子線照射源は、図３に示すように、電子銃３１と、電子線発生部の容器３２と、照射口３３とを備えている。この走査型電子線照射源は、電子銃３１から放出した電子線を所定の方向に高速で偏向させることにより、照射口３３から扇状に電子線を走査して照射する装置である。
【００４１】
電子銃３１は、電子線を放出させるフィラメント３４を有している。電子線通過孔３５の周囲には、フィラメント３４より放出された電子線の出射軸に沿って電磁コイル３６が配置されている。電磁コイル３６の配置中心は、電子線通過孔３５の中心軸に一致している。この電磁コイル３６により、電子線通過孔３５を通過する電子線は、照射口３３に向けて集束するようになっている。また、電子線発生部の容器３２の側部には、不図示の真空ポンプが接続されており、電子線発生部の内部は電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐ為、１０−３〜１０−６Ｐａの真空に保たれている。 
【００４２】
また、電子線発生部の容器３２には偏向コイル３７が備えられており、電子線通過孔３５を通過した電子線は、偏向コイル３７により扇状に偏向される。偏向コイル３７は、不図示の交流電源から供給される電流値、周波数に基づいて作動し、その結果、図３に示すように左右に高速で電子線が偏向される。偏向される電子線の周波数は、電子線の照射ムラが発生しないように１００Ｈｚ以上に設定することが好ましい。
【００４３】
偏向コイル３７によって扇状に偏向された電子線は、照射口３３に設けられた照射窓３８を透過して、走査型電子線照射源の外部のゴムローラ３９の表面に照射される。また、電子線の照射窓３８は、例えばチタン箔又はベリリウム箔の数μｍ〜１０μｍ程度の厚さで形成されている。
【００４４】
この走査型電子線照射源を用いてゴム層の表面処理を行うことで、長手方向における中央部と両端部とで、表面および該表面から深さｔμｍの位置におけるユニバーサル硬さの関係が逆転している、本発明に係る弾性層を得ることができる。
【００４５】
具体的には、図３に示すように、ゴムローラの長手方向における中央部を中心に、ゴムローラのゴム層の両端部に向けて対称的に、扇状に電子線を照射する。これにより、ゴム層の長手方向の中央部及び両端部に照射される電子線は、加速電圧が同じであっても、ゴム層への入射角が異なるため、電子線のゴム層の深さ方向への浸透の程度が異なってくる。その結果として、ゴム層の長手方向の中央部においては、両端部におけるよりも、より深い部分にまで電子線が浸透する。
【００４６】
これにより、弾性層のユニバーサル硬さの値が、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、かつ、該弾性層の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの値については、その表面では両端部の値が中央部の値よりも高く、且つ、その表面から深さｔμｍの位置においては中央部の値が両端部の値よりも高い、本発明に係る帯電部材を得ることができる。更に、この走査型電子線照射源を用いて、ゴムローラの長手方向における中央部では加速電圧を高く、両端部では加速電圧を低くなるように加速電圧を制御しながら、扇状に電子線を照射することによっても本発明に係る帯電部材を得ることができる。
【００４７】
〔エリア型電子線照射源〕
次に、本発明に用い得るエリア型電子線照射源について、詳細に説明する。エリア型電子線照射源は、図４に示すように、電子銃４１と、電子線発生部の容器４２と、照射口４３とを備えている。このエリア型電子線照射源は、電子銃４１から放出した電子線を真空空間（加速空間）の加速管４４で加速させて、照射口４３から線状に所定のエリアに照射する装置である。
【００４８】
電子銃４１は、電子線を放出させる複数のフィラメント４５を有している。複数のフィラメント４５より放出された電子線は、真空空間（加速空間）の加速管４４で加速されて、照射口４３に向けて出射される。また、電子線発生部の容器４２の側部には、不図示の真空ポンプが接続されており、電子線発生部の内部及び加速管４４は電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐ為、１０−３〜１０−６Ｐａの真空に保たれている。
【００４９】
複数のフィラメント４５より放出された線状の電子線は、照射口４３に設けられた照射窓４６を透過して、エリア型電子線照射源の外部のゴムローラ４７の表面に照射される。また、電子線の照射窓４６は、例えば数μｍ〜１０μｍ程度の厚さのチタン箔又はベリリウム箔で形成されている。
【００５０】
このエリア型電子線照射源を用いることで、ゴム層の深さ方向におけるユニバーサル硬さの制御が可能である。具体的には、図４に示すように、ゴムローラの長手方向の両端部の所定幅（例えば各１０ｍｍ幅）のみを除いて、ゴムローラ表面にマスキング４８を行い、加速電圧の低い電子線を照射する。その後、非マスキング部を中央部方向に所定幅ずつ順次移動してゴムローラ表面にマスキング４８を行い、この非マスキング部を移動する度に加速電圧を徐々に高くして照射を繰り返し行うことで達成できる。このようなマスキング操作によって、ゴムローラの両端部では加速電圧の低い電子線を照射し、ゴムローラの中央部では加速電圧の高い電子線を照射することができるので、中央部及び両端部でのゴム層の表面から深さ方向に向かう電子線の到達距離を変えることができる。また、ゴムローラの表面のマスキング４８は、電子線の透過を防ぐもので、例えば厚さ５０μｍ程度以上のステンレス鋼製のシートが用いられる。
【００５１】
このようにして、弾性層のユニバーサル硬さの値が、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、該弾性層の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの値については、その表面において両端部の値が中央部の値よりも高く、且つ、その表面から所定深さ以上の位置において中央部の値が両端部の値よりも高いことを特徴とする、本発明に係る帯電部材を得ることができる。
【００５２】
ここで、電子線による硬化処理レベルと硬化処理深さは、電子線の線量と加速電圧によって変化する。また一般的には、被照射物質の密度によっても電子線の透過深さが異なることが知られている。実際の弾性層の硬さ分布及び硬化処理深さを確認する方法として、ユニバーサル硬さ計を用いた表面硬度の測定方法が挙げられる。
【００５３】
ユニバーサル硬さとは、圧子を、荷重をかけながら測定対象物に押し込むことにより求められる物性値であり、「（試験荷重）／（試験荷重下での圧子の表面積）（Ｎ／ｍｍ２）」として求められる。このユニバーサル硬さの測定は、例えば、超微小硬度計（商品名：Ｈ−１００Ｖ、Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）等の硬度測定装置を用いて行うことが可能である。
【００５４】
この測定装置では、四角錘などの圧子を、所定の比較的小さい試験荷重をかけながら被測定物に押し込み、所定の押し込み深さに達した時点でその押し込み深さから圧子が接触している表面積を求め、前記式よりユニバーサル硬さを求めるものである。つまり、定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込んだ際に、押し込まれた深さに対するそのときの応力をユニバーサル硬さとして定義するものである。
【００５５】
図５には、前記の走査型電子線照射源を用いてゴムローラの中央部を中心に両端部に向けて扇状に電子線を走査して照射する方法で製造した帯電ローラのユニバーサル硬さ分布の測定例１を示す。図６には、前記のエリア型電子線照射源を用いてゴムローラの一部をマスキングしながら、ゴムローラの両端部では加速電圧の低い電子線を照射し、中央部では加速電圧の高い電子線を照射する方法で製造した帯電ローラのユニバーサル硬さ分布の測定例２を示す。グラフの横軸は押し込み深さ（μｍ）、すなわち弾性層の表面からの深さであり、縦軸はユニバーサル硬さ（Ｎ／ｍｍ２）である。
【００５６】
ここで、本発明に係る帯電ローラの弾性層は、ユニバーサル硬さの値が表面から深さ方向に向かって小さくなっており、帯電ローラの弾性層の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの値については、弾性層の表面では、両端部が中央部よりも高く、また、弾性層の表面から深さｔμｍの位置では、中央部が両端部よりも高くなっている。ここで、ｔの値としては、５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
【００５７】
本発明の帯電ローラにより、被帯電体と帯電ローラとの均一なニップ幅の確保と、ニップ幅内の圧力分布を均一にすることができると考えられる。本発明の帯電ローラは、弾性層の表面へのトナーや外添剤の付着による画像不良、及び、弾性層の当接部分の永久変形による画像不良を抑えることができる。
【００５８】
前記、本発明の実施形態で述べた帯電ローラの電気抵抗値は、芯金の両端に各々５００ｇの荷重をかけて、金属製ドラムに接触回転させながら帯電ローラを従動回転させて測定される。芯金、金属製ドラムに２００Ｖの電圧を印加した場合の帯電ゴムローラの電気抵抗値は１０3〜１０8Ωに調整される。そして本発明の実施形態で述べた帯電ローラは、ＬＢＰ、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置の電子写真用部材として用いられる。
【００５９】
＜電子写真装置＞
本発明に係る電子写真装置は、帯電部材と、該帯電部材に接触して配置されている電子写真感光体とを備えており、該帯電部材が、前記帯電部材であることを特徴としている。
【００６０】
本発明に係る電子写真装置の断面図を図７に示す。ドラム形状の電子写真感光体（感光体ドラム）７１を像担持体として備えている。電子写真感光体７１は、図中の矢印が示す時計回りに所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。帯電ローラ７２としては本発明に係る帯電ローラが使用される。
【００６１】
帯電ローラ７２と該帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ７２は、その芯金の両端部分に荷重を付加することによって、その弾性層を電子写真感光体７１の表面に対して圧接させてあり、本例では電子写真感光体７１の回転に対して、従動回転駆動する。この帯電ローラ７２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の直流電圧（本例では−１２００Ｖとする）が印加されることで、電子写真感光体７１の表面が所定の極性電位（本例では暗部電位−６００Ｖとする）に一様に帯電処理される（ＤＣ帯電）。このＤＣ帯電のほかにもＡＣ／ＤＣ重畳帯電、注入帯電等の公知の帯電法を用いることができる。
【００６２】
電子写真感光体７１の帯電処理面に露光手段７３により目的の画像情報に対応した像露光がなされることにより、帯電面の露光明部の電位（本例では明部電位−３５０Ｖとする）が選択的に低下（減衰）して電子写真感光体７１に静電潜像が形成される。
【００６３】
現像手段としては、例えば本例における現像手段７４は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体７４ａと、収容されているトナーを撹拌する撹拌部材７４ｂと、トナー担持体７４ａのトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材７４ｃとを有する構成とされている。現像手段７４は、電子写真感光体７１の表面の静電潜像の露光明部に、電子写真感光体７１の帯電極性と同極性に帯電（本例では現像バイアス−３５０Ｖとする）しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法すべてを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在するが、特にカラー画像を出力する電子写真装置には、トナーの飛散性の改善等の目的より、接触現像方式の現像ローラが好ましい。
【００６４】
転写手段としては転写ローラ７５を用いることができる。転写ローラ７５は、電子写真感光体７１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、電子写真感光体７１の回転と順方向に電子写真感光体７１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定のタイミングで給紙され、その転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ７５により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において電子写真感光体７１の表面に存在するトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写される。
【００６５】
転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは電子写真感光体７１から分離して、不図示のトナー画像の定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。
【００６６】
転写残余トナー等の電子写真感光体７１上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段７６により、電子写真感光体７１上より回収される。
【００６７】
また、電子写真装置として、前記の被帯電体（電子写真感光体）、帯電部材、現像部材、クリーニング部材、トナー容器、廃トナー容器等のうち複数のものを一体に結合したプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱可能に構成しても良い。プロセスカートリッジとすることで、劣化の激しい部材を一括して交換することができる、トナーが飛散することなくトナーの補充と廃トナーの回収をする事ができる等の利点がある。
【００６８】
＜プロセスカートリッジ＞
本発明に係るプロセスカートリッジは、帯電部材と、電子写真感光体とを備えて、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されており、該帯電部材が、前記帯電部材であることを特徴としている。その一例として、図８に示すように、電子写真感光体８４、帯電ローラ８５を有する帯電部材、現像ローラ８６とトナー供給ローラ８７と現像ブレード８８を備えた現像部材、クリーニングブレード８９および廃トナー容器９０により構成されてなるクリーニング部材等を一体化し、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているものを挙げることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例、比較例を示して、更に本発明を具体的に説明する。
【００７０】
〔実施例１〕
＜１．ゴムローラの作製＞
以下の表１に示す５種類の材料（成分１）を、６リットル加圧ニーダーを用いて、１５分間混合した。更に、２種類の材料（成分２）を加えて、１５分間オープンロールで混練して未加硫ゴム組成物を調製した。
【００７１】
【表１】
0005220231.tif 000002
【００７２】
また、芯金として、外径５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス鋼製の棒材を用意した。芯金の円柱面の長手方向の中央部を中心として幅２３０ｍｍに導電性の接着剤（商品名：「メタロックＵ−２０」、東洋化学研究所製）を塗布し、８０℃で３０分間乾燥した。
【００７３】
次いで、この芯金を、クロスヘッドを装着した押出機に導入し、芯金と上記で調製した未加硫ゴム組成物とを共押出しして、芯金の周面に未加硫ゴム組成物の層が形成されてなる、直径７．９５ｍｍの未加硫ゴムローラを作製した。なお、押出機としては、シリンダー径４５ｍｍ、〔スクリューの有効長さＬ／スクリュー直径Ｄ〕＝２０の押出機を使用した。また、押出機の温度としては、ヘッド部を９０℃、シリンダー部を９０℃、スクリュー部を９０℃とした。
【００７４】
成形した未加硫ゴムローラの未加硫ゴム層の両端側を切断して除去し、未加硫ゴム層の長手方向の長さを２３０ｍｍとした。その後、未加硫ゴムローラを、温度１６０℃で１時間加熱し、未加硫ゴム層を加硫した。
【００７５】
次に、加硫されたゴム層を、プランジ方式の研磨機で回転砥石を用いて乾式研磨し、ゴム層の長手方向の中央部の外径を７．６５ｍｍ、該中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置の外径を７．５０ｍｍのクラウン形状に加工した。こうして得られたクラウン形状のゴム層を有するゴムローラは、ゴム層の中央部の厚さが１．３２５ｍｍであり、また、クラウン量は１５０μｍであった。
【００７６】
＜２．帯電ローラの作製＞
図３に示す走査型電子線照射源を用いて、ゴムローラのゴム層の表面に対して、ゴムローラの長手方向の中央部を中心にして両端部に向けて対称的に扇状に電子線を照射して、ゴム層の表面処理を行って、本発明に係る帯電ローラ１を得た。
【００７７】
電子線の照射には電子線照射装置（商品名：「低エネルギー電子線照射源ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ」、浜松ホトニクス株式会社製）を用いた。照射時の雰囲気に窒素ガスパージを行い雰囲気の酸素濃度を５００ｐｐｍとした。ゴムローラは、芯金を回転軸として３００ｒｐｍで回転させながら、図３の紙面と垂直方向に処理スピード１０ｍｍ／ｓで搬送して電子線の照射を行った。電子線照射条件は、加速電圧７０ｋＶで線量が１０００ｋＧｙになるように電子電流を調整した。
【００７８】
（評価１：ユニバーサル硬さ測定）
帯電ローラ１の弾性層の表面硬度をユニバーサル硬さ計にて測定することにより、帯電ローラ１の長手方向の中央部及び両端部（中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置）でのユニバーサル硬さ分布の測定を行った。測定は超微小硬度計（商品名：Ｈ−１００Ｖ、Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いた。また、圧子としては、四角錘型ダイヤモンドを用いた。押し込み速度は以下の条件式（３）で行った。なお、式（３）中、Ｆは力、ｔは時間である。
【００７９】
ｄＦ／ｄｔ＝１０００ｍＮ／２００ｓ・・・・・・（３）
測定結果を図５に示す。帯電ローラ１の弾性層の長手方向の中央部及び端部の表面から深さ１μｍまでのユニバーサル硬さの最大値を「表面のユニバーサル硬さ」と定義し、また帯電ローラ１の弾性層の表面から深さ１０μｍ位置でのユニバーサル硬さを、「ユニバーサル硬さ（ｔ＝１０μｍ位置）」と定義した。
【００８０】
帯電ローラ１の弾性層の長手方向の中央部および両端部の「表面のユニバーサル硬さ」は、各々、３．８５Ｎ／ｍｍ２及び４．５２Ｎ／ｍｍ２であった。また、帯電ローラ１の弾性層の長手方向の中央部および両端部の「ユニバーサル硬さ（ｔ＝１０μｍ位置）」は、各々、０．６８Ｎ／ｍｍ２及び０．６１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００８１】
（評価２：画像評価）
帯電ローラ１を、その両端に各５００ｇの荷重を負荷した状態で、電子写真感光体に圧接させた状態となるようにプロセスカートリッジに組み込んだ。
【００８２】
次いで、このプロセスカートリッジを、Ａ４サイズの紙を縦方向に搬送し、出力する電子写真装置（商品名：ＬＢＰ７２００Ｃ、キヤノン株式会社製）に装填した。そして、この電子写真装置を用いて、電子写真画像を６０００枚出力した。ここで出力した電子写真画像は、サイズが４ポイントのアルファベット「Ｅ」の文字が、Ａ４サイズの紙上に、印字濃度が１％となるように印字される画像である。また、電子写真画像の出力は、２枚出力する毎に１０秒間かけて電子写真感光体ドラムの回転を停止させる、いわゆる間欠モードにて行った。そして、６０００枚の電子写真画像の出力が終了したら、引き続いてハーフトーン画像を１枚出力した。
【００８３】
その後、上記電子写真装置からプロセスカートリッジを取り出し、そのプロセスカートリッジから帯電ローラを取り出して、その表面の汚れの付着状況を目視で観察した。また、ハーフトーン画像について、帯電ローラの表面の汚れに対応した位置における「スジ」等の欠陥の有無を目視で観察した。評価基準は表２に示した。
【００８４】
【表２】
0005220231.tif 000003
【００８５】
〔実施例２及び３〕
実施例１と同様にしてクラウン形状の加硫されたゴム層を有するゴムローラを２本作製した。これらのゴムローラの弾性層に対して、電子線照射条件を表５に記載したように変更した以外は、実施例１に係る帯電ローラ１と同様にして、帯電ローラ２及び帯電ローラ３を得た。これらの帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【００８６】
〔実施例４〕
以下の表３に示す材料を用いた以外は、実施例１と同様にしてゴムローラを作製した。そして、このゴムローラを用いた以外は、実施例１と同様にして帯電ローラ４を作製した。この帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【００８７】
【表３】
0005220231.tif 000004
【００８８】
〔実施例５〕
実施例１と同様にしてゴムローラを得た。次いで以下の方法でゴム層を処理して帯電ローラ５を得た。
【００８９】
すなわち、ゴムローラのゴム層の長手方向の長さ２３０ｍｍのうちの両端各１５ｍｍ幅の部分を除く中央部を、厚さ１００μｍのステンレス鋼製のシートで、ゴム層の表面を被覆した。この状態で、ゴム層の表面に対して、エリア型電子線照射源（商品名：「ＥＣ１５０／４５／４０ｍＡ」、岩崎電気株式会社製）を用いて、加速電圧８０ｋＶの電子線を照射し、ゴム層の両端各１５ｍｍ幅の部分を表面処理した。
【００９０】
次に、ゴム層の長手方向の両端から各１５ｍｍ〜３０ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各１５ｍｍ〜３０ｍｍの部分に加速電圧９０ｋＶの電子線を照射した。
【００９１】
次いで、ゴム層の長手方向の両端から各３０ｍｍ〜４５ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各３０ｍｍ〜４５ｍｍの部分に加速電圧１００ｋＶの電子線を照射した。
【００９２】
次いで、ゴム層の長手方向の両端から各４５ｍｍ〜６０ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各４５ｍｍ〜６０ｍｍの部分に加速電圧１１０ｋＶの電子線を照射した。
【００９３】
次いで、ゴム層の長手方向の両端から各６０ｍｍ〜７５ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各６０ｍｍ〜７５ｍｍの部分に加速電圧１２０ｋＶの電子線を照射した。
【００９４】
次いで、ゴム層の長手方向の両端から各７５ｍｍ〜９０ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各７５ｍｍ〜９０ｍｍの部分に加速電圧１３０ｋＶの電子線を照射した。
【００９５】
次いで、ゴム層の長手方向の両端から各９０ｍｍ〜１０５ｍｍの部分以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、ゴム層の長手方向の両端から各９０ｍｍ〜１０５ｍｍの部分に加速電圧１４０ｋＶの電子線を照射した。
【００９６】
更に、ゴム層の長手方向の中央から両端方向へ各１０ｍｍ幅の部分（合計幅２０ｍｍの部分）以外をステンレス鋼製のシートで被覆し、この幅２０ｍｍの部分に加速電圧１５０ｋＶの電子線を照射した。こうして、帯電ローラ５を得た。
【００９７】
なお、電子線の照射には電子線照射装置（商品名：「ＥＣ１５０／４５／４０ｍＡ」、岩崎電気株式会社製）を用いた。照射時の雰囲気に窒素ガスパージを行い、雰囲気の酸素濃度を５００ｐｐｍとした。また、ゴムローラは５００ｒｐｍで回転させながら、図４の紙面と垂直方向に処理スピード１０ｍｍ／ｓで搬送した。電子線照射条件としては、各加速電圧での線量が１０００ｋＧｙになるように電子電流を調整した。
【００９８】
この帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。帯電ローラ５の長手方向の中央部及び両端部（中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置）でのユニバーサル硬さ分布の測定結果を図６に示す。
【００９９】
〔実施例６〕
芯金として直径が６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス鋼製の棒材を用いた以外は実施例１と同様の方法を用いて、直径８．３ｍｍの未加硫ゴムローラを作製し、実施例１と同様にして未加硫ゴム層を加硫した。次いで、加硫されたゴム層を実施例１と同様の方法で研磨し、ゴム層の長手方向の中央部および中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置における直径を表４に記載した寸法としたゴムローラを作製した。このゴムローラのゴム層の中央部の厚さおよびクラウン量も表４に示す。
【０１００】
次いで、このゴムローラに対して実施例１と同じ条件にて電子線を照射し、帯電ローラ６を得た。この帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【０１０１】
〔実施例７、１０及び１１〕
芯金として直径が６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス鋼製の棒材を用いた以外は実施例１と同様の方法を用いて、それぞれ直径１２．５ｍｍ（実施例７）、直径７．５ｍｍ（実施例１０）及び直径１４．４ｍｍ（実施例１１）の未加硫ゴムローラを作製し、実施例１と同様にして未加硫ゴム層を加硫した。次いで、加硫されたゴム層を実施例１と同様の方法で研磨し、ゴム層の長手方向の中央部および中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置における直径を表４に記載した寸法としたゴムローラを作製した。これらのゴムローラのゴム層の中央部の厚さおよびクラウン量も表４に示す。
【０１０２】
次いで、これらのゴムローラに対して実施例１と同じ条件にて電子線を照射し、帯電ローラ７、１０及び１１を得た。これらの帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【０１０３】
〔実施例８、９、１２及び１３〕
実施例１と同様にして、未加硫ゴム層の長手方向の中央部および中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置における直径を表４に記載した寸法とした未加硫ゴムローラを作製し、実施例１と同様にして未加硫ゴム層を加硫した。次いで、加硫されたゴム層を実施例１と同様の方法で研磨し、ゴム層の長手方向の中央部および中央部から両端方向へ各９０ｍｍの位置における直径を表４に記載した寸法としたゴムローラを作製した。これらのゴムローラのゴム層の中央部の厚さおよびクラウン量も表４に示す。
【０１０４】
次いで、これらのゴムローラに対して実施例１と同条件にて電子線を照射し、帯電ローラ８、９、１２および１３を得た。これらの帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【０１０５】
〔比較例１〕
実施例５において、ゴムローラのゴム層の表面をステンレス鋼製のシートで被覆することなく、加速電圧１５０ｋＶの電子線を照射して帯電ローラＣ１を作製した。
【０１０６】
なお、電子線照射の際には、周囲雰囲気を、窒素ガスパージして、酸素濃度を５００ｐｐｍとし、ゴムローラは５００ｒｐｍで回転させながら処理スピード１０ｍｍ／ｓで搬送した。電子線照射条件としては、加速電圧１５０ｋＶの線量が１０００ｋＧｙになるように電子電流を調整した。この帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【０１０７】
〔比較例２〕
実施例１と同じ方法によってゴムローラを作製した。次いで、このゴムローラの弾性層の長手方向の各端部４０ｍｍ幅の部分を除く部分（長手方向の幅１５０ｍｍ）を、厚さ１００μｍのステンレス鋼製のシートで被覆した。この状態で、弾性層の表面に対して、エリア型電子線照射源を用いて、加速電圧１５０ｋＶで線量が２０００ｋＧｙになるように電子電流を調整して電子線を照射した。
【０１０８】
その後、弾性層の長手方向の各端部の幅４０ｍｍの部分を、厚さ１００μｍのステンレス鋼製のシートで被覆した。この状態で、加速電圧１５０ｋＶで線量が１０００ｋＧｙになるように電子電流を調整して電子線を照射した。
【０１０９】
このようにして、弾性層の長手方向の中央部と両端部で、電子線の線量のみを変化させて処理した帯電ローラＣ２を得た。この帯電ローラを、実施例１に記載の評価１および評価２に供した。
【０１１０】
上記実施例１〜１３および比較例１〜２に係るゴムローラについて、弾性層の長手方向中央部および長手方向の中央部から両端方向に各９０ｍｍの位置における直径、弾性層の長手方向の中央部における弾性層の厚み、および、弾性層の長手方向の中央部および長手方向の中央部から両端方向に各９０ｍｍの位置での直径に基づくクラウン量を表４に示す。また、各実施例および比較例における電子線照射条件を表５に示す。さらに、実施例１〜１３に係る帯電ローラ１〜１３、および比較例１〜２に係る帯電ローラＣ１〜Ｃ２について、評価１および評価２の結果を表６に示す。
【０１１１】
【表４】
0005220231.tif 000005
【０１１２】
【表５】
0005220231.tif 000006
【０１１３】
【表６】
0005220231.tif 000007
【符号の説明】
【０１１４】
１１    芯金
１２    弾性層
１３    弾性層の表層部の硬化領域
２１    電子線発生部
２２    照射室
２３、３３、４３    照射口
２４    電子源（電子銃）
２５、４４    加速管
２６、３４、４５    フィラメント
２７    照射口箔
２８、３９、４７    ゴムローラ
２９    ローラ回転用部材
３１、４１    電子銃
３２、４２    電子線発生部の容器
３５    電子線通過孔
３６    電磁コイル
３７    偏向コイル
３８、４６    照射窓
４８    マスキング
７１、８４    電子写真感光体
７２、８５    帯電ローラ
７３    露光手段
７４    現像手段
７５    転写ローラ
７６    クリーニング手段
【要約】
【課題】帯電部材の弾性層の表面へのトナーや外添剤の付着及び弾性層の当接部分の永久変形を抑えて、安定して被帯電体を帯電させることのできる帯電部材を提供する。
【解決手段】芯金と導電性の弾性層とを有する帯電部材であって、該弾性層のユニバーサル硬さは、その表面から深さ方向に向かって小さくなっており、該弾性層の、該帯電部材の長手方向における中央部及び両端部のユニバーサル硬さの関係が、該弾性層の表面においては、両端部が中央部よりも高く、且つ、該弾性層の表面から深さｔμｍの位置においては、中央部が両端部よりも高いことを特徴とする帯電部材。
【選択図】図１【図１】
0005220231.tif 000008
【図２】
0005220231.tif 000009
【図３】
0005220231.tif 000010
【図４】
0005220231.tif 000011
【図５】
0005220231.tif 000012
【図６】
0005220231.tif 000013
【図７】
0005220231.tif 000014
【図８】
0005220231.tif 000015