(57)【要約】      （修正有）【課題】チューブ内径と弾性体層外径の差が小さくても、弾性体からチューブがずれることなく、電子写真法における帯電部材として長期間使用しても良好に帯電を行いうる導電性ローラーを提供する。長期間使用しても、帯電不良による画像不良を長期にわたって防止することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する。【解決手段】芯金１と、芯金の外周面上に配された弾性体層２と、弾性体層を被覆するチューブ３とを有する導電性ローラー１００において、チューブが熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブであり、弾性体層とチューブとの間に無機化合物を有する。このローラーを用いた電子写真装置およびプロセスカートリッジ。このローラーの製造方法。【選択図】図１
2007293209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金の外周面上に配された弾性体層と、該弾性体層を被覆するチューブとを有する導電性ローラーにおいて、
該チューブが、熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブであり、
該弾性体層と該チューブとの間に無機化合物を有する導電性ローラー。
【請求項２】
少なくとも電子写真感光体と帯電部材とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、請求項１記載の導電性ローラーである
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段および転写手段を有する電子写真装置において、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、請求項１記載の導電性ローラーである
ことを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
芯金と、該芯金の外周面上に配された弾性体層と、該弾性体層を被覆するチューブとを有する導電性ローラーの製造方法において、
弾性体層の外周面に無機化合物を塗布する工程、および
該無機化合物が塗布された弾性体層を、熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブによって被覆する工程
を有する導電性ローラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンターなどに用いられる電子写真装置に関し、また電子写真装置に用いられるプロセスカートリッジに関する。また、電子写真装置やプロセスカートリッジにおいて帯電部材として用いることのできる導電性ローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ローラーを用いたローラー帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【０００３】
ローラー帯電では、導電性の弾性ローラーを被帯電体に加圧当接させ、このローラーに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。
【０００４】
接触帯電部材はその構造が簡単であることやオゾンの発生量が極めて少ない等の利点を有している。このようなローラー状帯電部材として、チューブ被覆ローラーが用いられることがある。
【０００５】
多層チューブを同時成形させる方法が提案された（特許文献１参照）。この方法によれば、金属芯金の外周に弾性体層を設けたローラーに、多層チューブを一度に被覆し導電性ローラーを得ることができる。
【特許文献１】特開平１１−１２５９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エラストマーを用いたチューブによってローラーの弾性体層を被覆する場合、弾性体層の外径より小さな内径を有するチューブを用い、チューブを引き伸ばして弾性体層にかぶせることが行われる。このとき、被覆するチューブの内径と被覆される弾性体層の外径との差が大きい場合、チューブの材料によっては被覆時または経時で下地の弾性層の大きさ拡張変化に伴うチューブ伸長が発生することがある。これにより、導電性ローラーが高抵抗化し、その結果帯電不良による画像不良が発生する場合があった。
【０００７】
これを回避するためには、チューブ内径と弾性体層外径の差を小さくすればよい。しかし、チューブ内径と弾性体の外径の差が小さい場合、弾性体からチューブがずれてしまい、その結果、帯電不良による画像不良が発生する場合があった。
【０００８】
本発明の目的は、エラストマーを用いたチューブで弾性体層を被覆する場合、チューブ内径と弾性体層外径の差が小さくても、弾性体からチューブがずれることを防止できる導電性ローラーを提供することである。もって、電子写真法における帯電部材として長期間使用しても良好に帯電を行いうる導電性ローラーを提供することができる。
【０００９】
本発明の別の目的は、長期間使用しても、帯電不良による画像不良を長期にわたって防止することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明により、芯金と、該芯金の外周面上に配された弾性体層と、該弾性体層を被覆するチューブとを有する導電性ローラーにおいて、
該チューブが、熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブであり、
該弾性体層と該チューブとの間に無機化合物を有する導電性ローラーが提供される。
【００１１】
本発明により、少なくとも電子写真感光体と帯電部材とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、上記の導電性ローラーである
ことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００１２】
本発明により、電子写真感光体、帯電部材、露光手段、現像手段および転写手段を有する電子写真装置において、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧が印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材であって、上記の導電性ローラーである
ことを特徴とする電子写真装置が提供される。
【００１３】
本発明により、芯金と、該芯金の外周面上に配された弾性体層と、該弾性体層を被覆するチューブとを有する導電性ローラーの製造方法において、
弾性体層の外周面に無機化合物を塗布する工程、および
該無機化合物が塗布された弾性体層を、熱可塑性エラストマーを含むシームレスチューブによって被覆する工程
を有する導電性ローラーの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、エラストマーを用いたチューブで弾性体層を被覆する場合、チューブ内径と弾性体層外径の差が小さくても、弾性体からチューブがずれることを防止できる導電性ローラーが提供される。もって、電子写真法における帯電部材として長期間使用しても良好に帯電を行いうる導電性ローラーが提供される。
【００１５】
本発明により、長期間使用しても、帯電不良による画像不良を長期にわたって防止することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図２に本発明の一形態に係るプロセスカートリッジを具備する電子写真装置を示す。プロセスカートリッジ２１は矢印方向に回転する感光体１３と感光体１３を均一に帯電させる導電性ローラー１００と、帯電した感光体１３に静電潜像を形成する画像露光部１４と、感光体１３にトナーを供給し静電潜像をトナー像とする現像機１５と、感光体１３を清掃するクリーニング装置１９を備える。定着装置１８は感光体１３上のトナー像を用紙（転写材１７）に転写する転写装置１６から搬送された用紙上の未定着のトナー像を定着させる。導電性ローラーには電源１２によって電圧が印加される。またプロセスカートリッジは、装置本体レール２０により、装着される。
【００１７】
図１に示される導電性ローラー１００はエラストマーを用いたチューブ３で弾性体層２を被覆したものを示す。弾性体層は芯金１の周りに設けられ、チューブは内部層３（ｉ）および外部層３（ｏ）を有する。
【００１８】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば押出し成形可能な熱可塑性エラストマーを用いることができる。
＊  押し出し成形可能な熱可塑性エラストマーとして、具体的には、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）及びスチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの飽和ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−エチレン／プロピレンゴム−スチレン樹脂（ＡＥＳ）及びアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂（ＡＡＳ）などのスチレン系樹脂及びアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、などの各樹脂及び共重合体が好ましい。
【００１９】
本発明の導電性ローラーは、例えば、以下の方法にて得ることができる。
【００２０】
まず芯金の外周面上に弾性体層を形成しておく。この工程は、芯金の外周面上に弾性体層を有する公知の導電性ローラーを製造する技術を適宜利用して行うことができる。
【００２１】
芯金、弾性体層とも、導電性ローラーにおいて公知のものを適宜利用することができる。芯金としては金属からなる円筒体を用いることができ、その外周面の一部に弾性体層を環状に設けてローラー状とすることができる。
【００２２】
熱可塑性エラストマーと、カーボンブラック等の導電材とを、適宜の添加剤とともに混練し、続いてペレット化する。次に、得られたペレットを押出し成形機によりシームレスチューブとする。
【００２３】
弾性体層の外周面に無機化合物を塗布する。これによって、弾性体層と、弾性体層を被覆するチューブとの間の摩擦を大きくし、弾性体層外径とチューブ内径との差が小さい場合であっても弾性体層からチューブが外れることなく、長期間良好に帯電を行うことのできる導電性ローラーが得られる。
【００２４】
無機化合物として、粉体を用いることができる。粉体としては、金属酸化物の粉体、有機化合物の粉体、フッ素系微粒子などがあげられる。具体例としては、ハイドロタルサイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、ベントナイト、ゼオライト、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ等があげられる。
【００２５】
塗布紛体の粒径としては０．０１μｍ以上４μｍ以下が好ましい。粒径が４μｍ以下であるとローラー表面への定着性に優れ、粒経が０．０１μｍ以上であると均一塗布性に優れ、いずれもチューブずれ防止効果の観点から好ましい。
【００２６】
塗布の方法としては適宜選択することができるが、粘着ローラーに粉体を吸着させ、粘着ローラーに弾性体ローラーを接触し、粘着ローラーを回転させ、塗布を行う方法が効果的である。
【００２７】
そして、成形加工されたシームレスチューブを弾性体層に被覆し、導電性ローラーを得る。チューブを前記弾性体に被覆する際には、例えば、空気等を該チューブの内側に吹き込み、弾性体層の最大外径よりも大きい内径となるまで該チューブを膨らませつつ、弾性体層を挿入する。そして空気圧等の拡幅手段を遮断すると、該チューブが持つ弾性により初期内径に戻ろうとし、該チューブと前記弾性体層は密着し、一体化する。
【００２８】
シームレスチューブを弾性体層に被覆してなる導電性ローラーの径としては、チューブ形状がゆがみ帯電不良となることを優れて防止する観点から、外直径（弾性体層とチューブを有する部分）が２５ｍｍ以下が好ましい。
【００２９】
チューブの内径と弾性体層の外径の差は大き過ぎると、チューブの材料によっては、経時により得られた導電性ローラーが高抵抗化するため、５０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい（チューブ内径を弾性体層外径より小さくする）。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００３１】
〔実施例１〕
（導電性ローラー用被覆多層チューブの形成）
外部層と内部層の二層構造を有するシームレスチューブを作成した。
【００３２】
被覆チューブの外部層の材料として、次のものを用いた。
スチレン系熱可塑性エラストマーＳＥＢＣ（スチレン含有２０質量％）［融点１００℃、ＭＦＲ５．６ｇ／１０分（２３０℃、２．１６Ｋｇ）］（商品名：ダイナロン、ＪＳＲ社製）：６０質量部、
耐衝撃性ポリスチレン（商品名：Ｈ９１５２、ＰＳジャパン社製）：４０質量部、
酸性カーボンブラック（商品名：ＳＢ５５０、デグサ社製）：３０質量部、
酸化マグネシウム（商品名：スターマグ、神島化学社製）：１０質量部、および、
ステアリン酸カルシウム：１質量部。
【００３３】
上記材料を、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で３０分間混練した。これを冷却した後粉砕機で粉砕し、単軸押し出し機でペレット化した。
【００３４】
チューブ内部層用として、次のものを用いた。
熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）（商品名：クラミロン、クラレ社製）：１００質量部、
カーボンブラック（商品名：ケッチェンブラックＥＣ、ライオンアクゾ社製）：１６質量部、
導電性酸化チタン（商品名：ＥＴ−５００Ｗ、石原産業社製）：２０質量部、
酸化マグネシウム（商品名：スターマグ、神島化学社製）：１０質量部、および、
ステアリン酸カルシウム：１質量部。
【００３５】
上記材料を、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、外部層の材料と同様の工程でペレット化した。
【００３６】
上記二種類のペレットを用いて、内直径２０．０ｍｍのダイスと外直径１８．６ｍｍのポイントを備えた二色押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、内直径１３．３ｍｍ層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍのシームレスチューブ（多層チューブ）に成形加工した。
【００３７】
（芯金）
芯金として、鉄材を押出し成形により、直径約５ｍｍの棒材に押し出し、これに化学メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。
【００３８】
（発泡弾性体層の形成）
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）に、カーボンブラック、パラフィン系可塑剤、加硫材および発泡剤を配合し、混合したものを押出し成形機によりホース状に成形し、外直径１３．４ｍｍのホース状の発泡弾性体を得た。この弾性体の中心孔に、芯金を挿入することにより、芯金の外周面上に弾性体層を配した。
【００３９】
（粉体塗布）
塗布粉体として酸化亜鉛を用いた。粘着ローラーを用いて上記で得られた発泡弾性体ローラーの弾性体層外周面に平均粒径０．０６μｍの酸化亜鉛を塗布した。
【００４０】
（チューブ被覆）
得られた発泡弾性体層に上述の多層チューブを被覆し、外直径１４．４ｍの導電性ローラーを作製した。
【００４１】
（評価）
レーザービームプリンター本体（ヒューレットパッカード社製、商品名：Ｌａｓｅｒ  Ｊｅｔ  ８２００）を用い、図２に示すプロセスカートリッジ（ヒューレットパッカード社製、商品名：Ｃ４１８２Ｘ）に得られたローラーを帯電ローラーとして組み込んだ。これを用いて、間欠１２０００枚の画像出しを行った。
【００４２】
高抵抗化による画像上の黒モヤ不良の発生有無を目視で確認し、また、上記画像出し後のローラーを抜き取り目視によるローラー上のチューブズレの確認を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
表１において、画像不良について、○は画像不良の発生がないことを示し、×は画像不良が発生したことを示す。チューブズレについて、○はチューブがずれていないことを示し、×はチューブがずれていたことを示す。結果を表１に示した。
【００４４】
〔実施例２〕
塗布粉体として平均粒径０．１５μｍのハイドロタルサイトを用いた以外は実施例１と同様にして導電性ローラーを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
〔比較例１〕
粉体塗布を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして導電性ローラーを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
〔比較例２〕
シームレスチューブを、内直径１２．６ｍｍ層の厚さ１００μｍ、内部層の厚さ４００μｍとした。また粉体塗布を行わなかった。これ以外は実施例１と同様にして導電性ローラーを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４７】
以上により、無機化合物を塗布した弾性ローラーに多層チューブを被覆して得られた導電性ローラーは経時による高抵抗化もなく、チューブズレも発生しないため、画像不良が発生しづらくなっていることが検証された。
【００４８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の導電性ローラーの例を示す模式的断面図である。
【図２】プロセスカートリッジを具備する電子写真装置の例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  芯金
２  弾性体層
３  チューブ
３（ｉ）  チューブの内部層
３（ｏ）  チューブの外部層
１２  電源
１３  感光体
１４  画像露光
１５  現像機
１６  転写装置
１７  転写材
１８  定着装置
１９  クリーニング装置
２０  プロセスカートリッジ装着のための装置本体レール
２１  プロセスカートリッジ
１００  導電性ローラー
【図１】
2007293209.tif 000004
【図２】
2007293209.tif 000005