帯電部材、帯電装置及び画像形成装置
【課題】画像品位が低下するのを防止することができるようにする。
【解決手段】像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂとを有する。該弾性層１２ｂ上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成される。６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。帯電部材を輸送したり、検査したり、画像形成装置に組み付けたりする際に、例えば、帯電部材の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【解決手段】像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂとを有する。該弾性層１２ｂ上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成される。６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。帯電部材を輸送したり、検査したり、画像形成装置に組み付けたりする際に、例えば、帯電部材の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、帯電装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の電子写真式の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラム、帯電装置、ＬＥＤヘッド、現像器、転写ローラ、クリーニング装置、定着器等が配設され、帯電装置によって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、現像器によって静電潜像が現像されて、感光体ドラムの表面にトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像は、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において、用紙に定着させられる。また、転写後に感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去される。
【０００３】
ところで、前記帯電装置のうちの接触帯電方式の帯電装置は、感光体ドラムと当接させて配設された帯電部材としての帯電ローラ、該帯電ローラに電圧を印加する電源等を備える。前記接触帯電方式の帯電装置においては、帯電ローラが感光体ドラムと当接させられるので、クリーニング装置によって除去されなかったトナー、外添剤等の異物が帯電ローラに付着して感光体ドラムを適正に帯電させることができなくなったり、帯電ローラに付着した異物が感光体ドラムに付着して感光体ドラムの表面が汚れたりすると、画像品位が低下してしまう。
【０００４】
そこで、帯電ローラの表面にイソシアネート及びポリカーボネートによる表面処理を施すことによって表面を硬化させ、離型性を高くすることによって、異物が付着するのを抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２３２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の帯電ローラにおいては、帯電ローラを輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、例えば、帯電ローラの表面に作業者の手が触れると、接触痕が残ってしまう。その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生し、画像品位が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の帯電ローラの問題点を解決して、画像品位が低下するのを防止することができる帯電部材、帯電装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の帯電部材においては、像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させるようになっている。
【０００９】
そして、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有する。
【００１０】
また、該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成される。
【００１１】
そして、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯電部材においては、像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させるようになっている。
【００１３】
そして、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有する。
【００１４】
また、該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成される。
【００１５】
そして、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。
【００１６】
この場合、弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされるので、帯電部材を輸送したり、検査したり、画像形成装置に組み付けたりする際に、例えば、帯電部材の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【００１７】
したがって、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電部材の取扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における抵抗値の測定方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における残留電位の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における第１、第２の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における他の帯電ローラの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における第１〜第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としての電子写真式のプリンタについて説明する。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【００２１】
図において、１０は画像形成ユニット、１３は露光装置、１７は転写装置である。前記画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電装置Ｂ、現像器２０、クリーニング装置１８等を備える。
【００２２】
前記帯電装置Ｂは、帯電部材としての帯電ローラ１２を備え、感光体ドラム１１と当接又は近接させて配設され、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。
【００２３】
また、前記現像器２０は、現像剤担持体としての現像ローラ１４、現像剤層規制部材としての現像ブレード１６等を備える。前記現像ローラ１４は、感光体ドラム１１と当接又は近接させて配設され、感光体ドラム１１の表面に形成された潜像としての静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像剤像としてのトナー像を形成する。また、前記現像ブレード１６は、現像ローラ１４と当接又は近接させて配設され、現像ローラ１４上に均一な厚さでトナーの薄層を形成する。
【００２４】
なお、前記現像ローラ１４は、例えば、ＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキを施した導電体から成る軸、及び該軸上に形成され、ウレタン等に導電剤を含有させた導電性を有する弾性体から成る弾性層を備える。また、前記現像ブレード１６は、例えば、ステンレス鋼から成る板状部材によって形成される。
【００２５】
前記露光装置１３は、ＬＥＤヘッドを備え、前記感光体ドラム１１と対向させて配設され、感光体ドラム１１の表面を露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。前記ＬＥＤヘッドは、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ駆動素子及びレンズアレイによって形成される。
【００２６】
また、前記転写装置１７は、転写部材としての転写ローラを備え、感光体ドラム１１と当接させて配設され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を媒体としての用紙Ｐに転写する。前記転写ローラは、例えば、ＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキを施した導電体から成る軸、及び該軸上にに形成され、エピクロルヒドリンゴム等の導電性を有する弾性体から成る弾性層を備える。
【００２７】
そして、前記クリーニング装置１８は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１８ａを備え、前記感光体ドラム１１と当接させて配設され、感光体ドラム１１に付着したトナー、汚れ等を掻き落とす。前記クリーニングブレード１８ａは、例えば、ウレタン等から成るゴムブレードによって形成される。
【００２８】
前記画像形成ユニット１０の下方には、用紙Ｐを収納する媒体収容部としての用紙カセット２１、及び前記用紙Ｐを１枚ずつ分離し、搬送するための繰出ローラとしてのホッピングローラ２２が配設される。また、用紙Ｐが搬送される媒体搬送路における前記ホッピングローラ２２より下流側には、感光体ドラム１１と転写ローラとの間の転写部に用紙Ｐを供給するために、搬送部材としての一対のレジストローラ２５が配設される。さらに、媒体搬送路における画像形成ユニット１０より下流側には、定着装置としての定着器２７、及び該定着器２７を通過した用紙Ｐをプリンタの本体、すなわち、装置本体外に排出するための一対の排出ローラ２８が配設される。
【００２９】
そして、前記定着器２７において、用紙Ｐに転写されたトナー像が加熱され、加圧されて用紙Ｐに定着させられる。
【００３０】
前記感光体ドラム１１は、図示されないドラムモータを駆動することによって、矢印Ａ方向に回転させられ、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１５及び転写ローラは矢印Ａ方向と逆方向に回転させられる。
【００３１】
なお、画像形成ユニット１０を媒体搬送路に沿って２個以上、例えば、４個配設し、各画像形成ユニット１０においてそれぞれ異なる色、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー像を形成することによって、カラーの画像を形成することができる。また、カラーの用紙に白い文字を形成するために、白色のトナーを有する画像形成ユニット１０を配設したり、光沢のある画像を形成するために、透明なトナーを有する画像形成ユニット１０を配設したりすることができる。
【００３２】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００３３】
前記用紙カセット２１に収容された用紙Ｐは、ホッピングローラ２２によって１枚ずつ分離させられて繰り出され、媒体搬送路に沿って搬送される。そして、レジストローラ２５によって斜行が矯正された後、用紙Ｐは前記転写部を通過し、感光体ドラム１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着器２７に送られ、該定着器２７において、トナー像が加熱され、加圧されて、用紙Ｐに定着させられる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ２８によって装置本体外に排出される。
【００３４】
次に、前記感光体ドラム１１について説明する。
【００３５】
本実施の形態において、感光体ドラム１１は、アルミニウム、ステンレス鋼等の導電性を有する図示されない支持体、該支持体上に形成され、電荷発生物質及びバインダー樹脂を主成分とする図示されない電荷発生層、並びに該電荷発生層上に形成され、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分とする図示されない電荷輸送層を備え、前記支持体、電荷発生層及び電荷輸送層によって積層構造が形成される。
【００３６】
前記電荷発生物質として、各種の有機顔料、染料等（の微粒子）を使用することができ、有機顔料として、無金属フタロシアン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属、金属酸化物、又は金属塩化物が配位されたフタロシアニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ類等のアゾ顔料等を使用することができる。そして、前記電荷発生物質が、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル等の各種バインダー樹脂によって結着させられて、分散層を形成する。
【００３７】
また、前記電荷輸送物質として、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素還化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、又はそれらの化合物から成る基を、主鎖又は側鎖に有する重合体等の電子供与性物質を使用することができ、電荷輸送層のバインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン、及びそれらの共重合体、部分的架橋硬化物等のうちのいずれか又は混合したものを使用することができ、特に、ポリカーボネートを使用するのが好ましい。また、必要に応じて酸化防止剤、増感剤等の各種の添加剤を添加することができる。
【００３８】
次に、前記帯電装置Ｂについて説明する。
【００３９】
図３は本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【００４０】
帯電装置Ｂは、前記帯電ローラ１２、該帯電ローラ１２に電圧を印加するための帯電用の電源としての帯電電源３２等を備え、前記帯電ローラ１２は、支持部としての芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂを備え、該弾性層１２ｂの表面には図示されない表面処理層が形成される。そして、前記帯電電源３２によって芯金１２ａに電圧が印加されると、感光体ドラム１１の表面が一様に帯電させられる。なお、帯電ローラ１２の表面に付着したトナー、外添剤等の異物を除去するために、クリーニング部材を配設することができる。
【００４１】
次に、前記帯電ローラ１２について説明する。
【００４２】
図１は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【００４３】
図に示されるように、帯電ローラ１２は、導電性を有する材料から成る前記芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上の両端部を除く部分に形成され、導電性を有する前記弾性層１２ｂを備える。
【００４４】
前記芯金１２ａとしては、例えば、表面に無電解ニッケルメッキが施されたＳＵＭ等の鉄鋼、ＳＵＳ等のステンレス鋼等のように金属製の軸体を使用することができる。また、前記弾性層１２ｂとしては、感光体ドラム１１との間に所定のニップを形成することができるように、弾性体、本実施の形態においては、ゴム、熱可塑性エラストマー、樹脂等を使用することができる。
【００４５】
そして、前記ゴムとしては、例えば、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ，ＧＥＣＯ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のうちのいずれか、又は二つ以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を使用することができ、特に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするのが好ましい。
【００４６】
ところで、前記弾性層１２ｂは抵抗層として形成される。そして、一般に、前記弾性層１２ｂの抵抗値が大きすぎると、感光体ドラム１１の表面における帯電むら、帯電不良等によって画像不良が発生し、一方、抵抗値が小さすぎると、感光体ドラム１１の表面の傷等によって電流のリークが生じ、画像不良が発生する。したがって、弾性層１２ｂは、抵抗値が適正な抵抗領域の範囲内に収まるように形成される必要がある。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、抵抗値が適正な抵抗領域の範囲内に収まるように、弾性層１２ｂに、イオン導電性を有する材料、例えば、イオン導電剤、カーボンブラック、金属性酸化物等を添加することによって導電性が付与される。なお、該導電性を付与するに当たり、電子導電性及びイオン導電性のいずれも付与することができるが、弾性層１２ｂの抵抗値にむらが生じると、感光体ドラム１１の表面に帯電むらが発生する原因になるので、抵抗値にむらが生じるのを抑制するために、電子導電性よりイオン導電性を付与するのが好ましい。
【００４８】
そして、本実施の形態において、前記弾性層１２ｂの抵抗値は、１０6 〔Ω〕以上、かつ、１０10〔Ω〕にされ、好ましくは、１０6 〔Ω〕以上、かつ、１０9 〔Ω〕以下にされる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、弾性層１２ｂが単層構造を有するようになっているが、弾性層１２ｂにおいて抵抗値を調整するために、弾性層１２ｂを、２層以上の積層構造を有するようにすることができる。
【００５０】
ところで、帯電ローラ１２の表面と感光体ドラム１１の表面との間に微小のギャップを形成し、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域を確保する必要がある。そこで、本実施の形態においては、弾性層１２ｂの硬さを調整することによって、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との間にニップを精度良く形成するようにしている。
【００５１】
本実施の形態において、弾性層１２ｂの硬さは、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１ｃａｐａ（ＴｙｐｅＡ）（高分子計器（株）製）を使用してピーク測定を行うことによって測定される。この場合、硬さは、３５〔度〕以上、かつ、８０〔度〕以下の範囲に収められるのが好ましいが、前記硬さの範囲は、感光体ドラム１１及び帯電ローラ１２の振れ、形状のばらつき等による影響を抑制するためにも設定されているので、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２との間に適正なニップを形成することができれば、必ずしも硬さを前記範囲内に収める必要はない。そして、前記弾性層１２ｂの外表面には、切削又は研磨（テープ研磨）によって、所定の研磨目が、所定の表面粗さで形成される。該表面粗さは、湿式研磨及び乾式研磨の別、砥石の種類、研磨速度、テープの種類、テープの圧力等の研磨条件を変更することによって調整することができる。
【００５２】
本実施の形態においては、切削又は研磨された前記弾性層１２ｂの表面に表面処理、コーティング等が施されて表面処理層１２ｃが形成され、該表面処理層１２ｃを形成することによって、前記弾性層１２ｂの抵抗値を調整することができる。また、帯電ローラ１２の表面が硬化させられることによって離型性が高くされるので、帯電ローラ１２に異物が付着するのを抑制することができるだけでなく、感光体ドラム１１の表面に異物が付着するのを抑制することができる。
【００５３】
この場合、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート及びポリカーボネートによる表面処理が施され、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）を含有する表面処理液が塗布され、浸透させられる。その結果、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する前記表面処理層１２ｃが形成される。
【００５４】
前記表面処理液を塗布し、浸透させる方法としては、浸漬、スプレー塗装等によるコーティング処理があるが、本実施の形態においては、浸漬によるコーティング処理を行うことによって表面処理液を塗布し、浸透させた。
【００５５】
なお、前記表面処理液は弾性層１２ｂの表面に浸透させられるので、弾性層１２ｂと表面処理層１２ｃとの間には境界面が存在しない。
【００５６】
また、前記表面処理液は、有機溶剤にイソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を溶解させて生成され、更にポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、シリコーン系ジオール、アクリルシリコーン系ポリマー等を添加したり、カーボンブラック等の導電剤を添加したりすることができる。前記有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン等が使用される。
【００５７】
また、前記イソシアネート化合物としては、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、及びそれらの多重体、変性体等を使用することができ、分子量が６００以上、かつ、１２０００以下のものを使用するのが好ましく、７００以上、かつ、３０００以下のものを使用するのが一層好ましい。
【００５８】
さらに、ポリカーボネート化合物としては、分子量が６００以上、かつ、１２０００以下のものを使用するのが好ましく、７００以上、かつ、３０００以下のものを使用するのが一層好ましい。
【００５９】
なお、帯電ローラ１２の好ましい表面粗さは、印加される電圧、プリンタの使用環境等によって異なるが、パッシェンの法則に基づいて、最大高さＲｙが４〔μｍ〕以上、かつ、４０〔μｍ〕以下にされるのが好ましい。本実施の形態において、表面粗さの測定は、表面粗度計ＳＥ−３５００（小坂研究所製）の検出器ＰＵ−ＤＪ２Ｓを使用し、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４に準拠して行った。
【００６０】
次に、前記弾性層１２ｂの抵抗値の測定方法について説明する。
【００６１】
図４は本発明の第１の実施の形態における抵抗値の測定方法を示す図である。
【００６２】
図において、１２は帯電ローラ、１２ａは芯金、４１は抵抗測定器、４２は押付部材としてのベアリングである。本実施の形態においては、抵抗測定器４１としてハイレジスタンスメータ４３３９Ｂ（アジレント・テクノロジー製）が使用され、前記ベアリング４２として、幅が２．０〔ｍｍ〕、直径が６．０〔ｍｍ〕のＳＵＳ製のボールベアリングが使用される。
【００６３】
そして、前記帯電ローラ１２を回転させ、ベアリング４２と芯金１２ａとの間に所定の直流電圧を印加し、ベアリング４２を１０〔ｇｆ〕の力で帯電ローラ１２に押し当て、矢印方向に摺動させて抵抗値を測定した。前記帯電ローラ１２の抵抗値は、一般に、温度、湿度、測定電圧等が異なると変化するので、本実施の形態においては、温度が２０〔℃〕、相対湿度が５０〔％〕の環境下で、ベアリング４２と芯金１２ａとの間に測定電圧として−５００〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。
【００６４】
ところで、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２においては、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、例えば、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れると、接触痕が残ってしまい、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生し、画像品位が低下してしまう。そして、前記接触痕は、帯電ローラ１２の表面を目視で観察しても確認することが難しく、プリンタに組み付けた後、印刷を行わないと気づくことができないという問題があった。
【００６５】
したがって、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れて、接触痕が残っても、接触痕が画像に影響を及ぼすことがない帯電ローラ１２を形成するのが好ましい。
【００６６】
また、帯電ローラ１２の表面の接触痕は、接触により帯電ローラ１２の表面の抵抗値が変化することによって発生する。したがって、帯電ローラ１２の表面の抵抗値を測定する必要があるが、帯電ローラ１２の表面の抵抗値は、弾性層１２ｂの抵抗値、硬さ、表面の形状、表面層の厚さ等の複合的な要因によって変化するので、測定するのが極めて困難である。
【００６７】
そこで、本実施の形態においては、帯電ローラ１２の表面のコロナ放電を行った後の残留電位を測定し、所定の値以下になる帯電ローラを形成することによって、帯電ローラの表面に作業者の手が触れて接触痕が残っても、接触痕が画像に影響を及ぼさないようにした。
【００６８】
すなわち、本実施の形態においては、コロナ放電を行った後の残留電位が所定の値以下になる帯電ローラ１２が使用される。
【００６９】
次に、前記帯電ローラ１２にコロナ放電を行った後の残留電位の測定方法について説明する。
【００７０】
図５は本発明の第１の実施の形態における残留電位の測定方法を示す図である。
【００７１】
図において、１２は帯電ローラ、１２ａは芯金、５０は残留電位測定器、ｒは芯金１２ａとグラウンドＧＮＤとの間に接続された抵抗である。前記残留電位測定器５０は、キャリア５３、並びに該キャリア５３に配設されたコロナ放電電極５１及び電位計であるプローブ５２を備え、コロナ放電電極５１とプローブ５２との間が所定の間隔、本実施の形態においては、２３〔ｍｍ〕にされる。また、本実施の形態においては、前記残留電位測定器５０として誘電緩和測定器ＤＲＡ−２０００Ｌ（クオリティ エンジニアリング アソシエイツ社製）が使用される。
【００７２】
前記芯金１２ａを１．０〔ＭΩ〕の前記抵抗ｒを介してグラウンドＧＮＤに接地し、コロナ放電電極５１によるコロナ放電の電圧を６．０〔ｋＶ〕に設定し、キャリア５３を帯電ローラ１２の軸方向に沿って速度２３０〔ｍｍ／ｓ〕で移動させ、所定の時間、本実施の形態においては、０．１〔秒〕が経過した後の残留電位をプローブ５２によって測定した。なお、コロナ放電の電圧が６．０〔ｋＶ〕より低いと、残留電位の値が小さくなるので、測定精度が低下してしまう。
【００７３】
次に、実施例及び比較例について説明する。
【００７４】
実施例及び比較例においては、弾性層１２ｂとしてゴムを使用した。この場合、ゴムを練り、チューブ形状に押し出し、一次加硫を行うことによってゴムチューブを形成し、続いて、ゴムチューブを芯金１２ａに圧入し、二次加硫を行った後、乾式研磨を行い、表面処理を施すことによって帯電ローラ１２を形成した。なお、実施例及び比較例の各帯電ローラ１２を、他の方法で形成することができる。
〔実施例１〕
前記帯電ローラ１２の芯金１２ａの外径を６〔ｍｍ〕とし、弾性層１２ｂの外径を１２〔ｍｍ〕とした。そして、前記帯電ローラ１２の表面に対して砥石による乾式研磨を行い、表面粗さの最大高さＲｙを約１３〔μｍ〕とし、凹凸の平均間隔Ｓｍを約１２０〔μｍ〕とした。
【００７５】
前記弾性層１２ｂには、主成分であるエピクロルヒドリンゴム１００〔重量部〕にクロロプレンゴム１００〔重量部〕を混合し、混合することによって形成されたゴム弾性体を使用した。また、弾性層１２ｂの抵抗値は１×１０7 〔Ω〕であり、弾性層１２ｂの硬さは６３〔度〕であった。
【００７６】
そして、前記弾性層１２ｂに表面処理を施すに当たり、弾性層１２ｂの表面に表面処理液を浸漬させた後、オーブンで加熱することによって有機溶剤を揮発させた。前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）４〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度を振動式粘度計を使用して測定したところ、１．２５〔ｍＰａ・ｓ〕であった。表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、表面処理液を収容した容器から弾性層１２ｂを引き抜く速度、すなわち、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００７７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は９．７６〔Ｖ〕であった。
〔実施例２〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００７８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００７９】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１１．５３〔Ｖ〕であった。
〔比較例１〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００８０】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１８０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１３．８２〔Ｖ〕であった。
〔実施例３〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００８２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を３０〔秒〕とし、引抜き速度を７５〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は５．３９〔Ｖ〕であった。
〔実施例４〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例１〜３及び比較例１と同様に作成した後、更にボールミルで５〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３２〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００８４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８５】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．０５〔Ｖ〕であった。
〔比較例２〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例４と同じ表面処理液を使用した。
【００８６】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．０１〔Ｖ〕であった。
〔比較例３〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例４及び比較例２と同様に作成した後、更にボールミルで５〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．４３〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００８８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８９】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．６０〔Ｖ〕であった。
〔実施例５〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）３〔重量部〕、電子導電剤としてカーボンブラック（アセチレンブラック）２〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３１〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００９０】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は８．４８〔Ｖ〕であった。
〔実施例６〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例５と同じ表面処理液を使用した。
【００９２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約３０〔秒〕とし、引抜き速度を７５〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は４．３５〔Ｖ〕であった。
〔実施例７〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例５及び６と同様に作成した後、更にボールミルで６〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．４６〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００９４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９５】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．１６〔Ｖ〕であった。
〔比較例４〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【００９６】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１４．２５〔Ｖ〕であった。
【００９８】
次に、前記各実施例１〜７及び比較例１〜４の帯電ローラ１２をプリンタに組み付けて印刷を行い、印刷結果に基づいて帯電ローラ１２を評価した。
【００９９】
この場合、前記感光体ドラム１１には、外径が３０〔ｍｍ〕で、導電性支持体としてアルミニウム管の表面にアルマイト処理を行ったものを使用した。電荷発生層において、電荷発生物質としてフタロシアニンを、バインダー樹脂としてポリビニルアセタール系樹脂を使用し、電荷輸送層において、電荷輸送物質としてヒドラゾン系化合物を、バインダー樹脂としてポリカーボネート系樹脂を使用し、更に酸化防止剤を添加した。このとき、電荷輸送層の膜厚は１５〔μｍ〕とした。
【０１００】
また、帯電ローラ１２は、芯金１２ａの両端部がそれぞれ４００〔ｇｆ〕の力で感光体ドラム１１の表面に押し付けられることによって感光体ドラム１１と当接させられ、感光体ドラム１１の回転に伴って従動して回転（連れ回り）させられるようにした。そして、前記帯電電源３２によって芯金１２ａに直流電圧−１０００〔Ｖ〕を印加した。
【０１０１】
プリンタのその他の構成部品としては、市販のＣ７１１ｄｎ（（株）沖データ製）を使用し、用紙Ｐとして、エクセレントホワイト（Ａ４判サイズ）（（株）沖データ製）を使用した。また、印刷環境は、温度を２３±２〔℃〕に、相対湿度を５０±１０〔％〕とした。
【０１０２】
次に、帯電ローラ１２の評価方法について説明する。
【０１０３】
この場合、前記各実施例１〜７及び比較例１〜４の帯電ローラ１２の表面に、５種類の接触方法による部分的接触を行い、接触が行われた部分（以下「接触部」という。）、及び接触が行われていない部分（以下「非接触部」という。）の画像を比較した。
【０１０４】
第１の接触方法は指による接触であり、第２の接触方法はエタノール拭きであり、第３の接触方法は樹脂コンタクト用グリースの塗布であり、第４の接触方法は金属コンタクト用グリースの塗布であり、第５の接触方法はフッ素系潤滑剤の塗布である。
【０１０５】
前記第２の接触方法のエタノール拭きとは、エタノールをポリエステル製の布に染み込ませ、該布で帯電ローラ１２の表面を拭き、帯電ローラ１２の表面に付着したエタノールを揮発させる方法である。
【０１０６】
前記第３の接触方法の樹脂コンタクト用グリースの塗布とは、樹脂コンタクト用グリースを筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きする方法である。この場合、前記樹脂コンタクト用グリースとしてモリコートＥＭ−３０Ｌ（東レ・ダウコーニング（株）製）を使用した。該モリコートＥＭ−３０Ｌには、主成分として、基油にポリ−α−オレフィン系合成潤滑油が、増ちょう剤として、リチウム石けんが含有される。
【０１０７】
前記第４の接触方法の金属コンタクト用グリースの塗布とは、金属コンタクト用グリースを筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きする方法である。この場合、前記金属コンタクト用グリースとしてＣ−５００５（（株）テトラ製）を使用した。該Ｃ−５００５には、主成分として、基油に炭化水素油が、増ちょう剤として、リチウム石けんが含有される。
【０１０８】
前記第５の接触方法のフッ素系潤滑剤の塗布とは、フッ素系潤滑剤を筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きし、更に帯電ローラ１２に付着したフッ素系潤滑剤の溶媒を揮発させる方法である。帯電ローラ１２の表面にはフッ素含有物が残る。この場合、前記フッ素系潤滑剤として、ハナールＳＦ−１３３（関東化成工業（株）製）を使用した。該ハナールＳＦ−１３３には、主成分として、揮発性の溶媒が８０〜９０〔重量部〕、フッ素油及びフッ素系樹脂としてポリテトラトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、並びにその他の成分１０〜２０〔重量部〕が含有される。
【０１０９】
そして、画像を比較するために、６００〔ｄｐｉ〕の２ｂｙ２パターン、すなわち、２×２のドットを２ドット間隔で形成するパターンの画像を形成し、接触部と非接触部との画像を色差ΔＥによって比較した。該色差ΔＥは、分光測色計ＣＭ２６００ｄ（コニカミノルタ製）によって測定した。
【０１１０】
前記色差ΔＥは、ＣＩＥ１９７６Ｌ* ａ* ｂ* 表色系で表され、ＣＩＥ１９７６Ｌ* ａ* ｂ* 表色系で得られたＬ* ・ａ* ・ｂ* の値の距離を色差とする。比較する２色のＬ* 、ａ* 、ｂ* の値のそれぞれの差をΔＬ、Δａ、Δｂとしたとき、色差ΔＥは、
ΔＥ＝（ΔＬ2 ＋Δａ2 ＋Δｂ2 ）1/2
になる。
【０１１１】
なお、前記色差ΔＥの評価基準はＮＢＳ単位（米国標準局）によって規定されていて、色差ΔＥが０以上、かつ、０．５未満はｔｒａｃｅ（かすかに感じられる）に、色差ΔＥが０．５以上、かつ、１．５未満はｓｌｉｇｈｔ（わずかに感じられる）に、色差ΔＥが１．５以上、かつ、３．０未満はｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ（かなり感じられる）に、色差ΔＥが３．０以上、かつ、６．０未満はａｐｐｒｅｃｉａｂｌｅ（目立って感じられる）に、色差ΔＥが６．０以上、かつ、１２未満はｍｕｃｈ（大きく感じられる）に、色差ΔＥが１２以上はｖｅｒｙ ｍｕｃｈ（非常に大きく感じられる）に設定される。
【０１１２】
したがって、色差ΔＥが小さいほど、接触部と非接触部とで画像の差がなく、接触痕が目立ちにくいことを示す。
【０１１３】
次に、表１及び図６及び７に基づいて、帯電ローラ１２の評価結果について説明する。
【０１１４】
【表１】
図６は本発明の第１の実施の形態における第１、第２の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。なお、図において、横軸に残留電位を、縦軸に色差ΔＥを採ってある。
【０１１５】
表１及び図６から、第１、第２の接触方法においては、残留電位が高くなると、急激に色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。そして、前記残留電位が１３．８２〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥが１．５以上になり、接触痕が目立ちやすくなり、画像品位が低下してしまう。
【０１１６】
また、前記残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくく（わずかに感じられる程度に）なり、画像品位の低下を容認することができる程度に抑制することができる。
【０１１７】
そして、表１及び図７から、第５の接触方法においては、第１、第２の接触方法と同様に、残留電位が高くなると急激に色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。第５の接触方法においては、第１〜第４の接触方法と比べて色差ΔＥが大きく、残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが３．０以下になる。また、前記残留電位が１３．８２〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥの値が３．０以上になり、色差ΔＥは非常に大きくなり、接触痕が極めて目立ちやすくなるので、少なくとも残留電位を１２．１６〔Ｖ〕以下にすることによって、色差ΔＥが大きくなるのを抑制し、接触痕を目立ちにくくすることができる。
【０１１８】
なお、表１から、第３、第４の接触方法においては、残留電位が１５．６０〔Ｖ〕であっても、色差ΔＥが１．５以下となり、接触痕が目立ちにくい（わずかに感じられる程度である。）ことが分かる。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２において、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときに、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合に、色差ΔＥが大きくなるのを抑制することができる。したがって、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【０１２０】
その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電ローラ１２の取扱いが容易になる。
【０１２１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１２２】
図８は本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの断面図、図９は本発明の第２の実施の形態における他の帯電ローラの断面図である。
【０１２３】
この場合、帯電部材としての帯電ローラ１２は、導電性を有する材料から成る支持部としての芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上の両端部を除く部分に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂを備える。そして、該弾性層１２ｂの表面には、第１の実施の形態と同様に表面処理層１２ｃが形成される。
【０１２４】
本実施の形態においては、図８に示されるように、前記表面処理層１２ｃに、更にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂を塗布することによって、表面処理層１２ｃの最表面にフッ素樹脂を均一に点在させて表面処理層１２ｄを形成したり、図９に示されるように、表面処理層１２ｃをコート層でコーティングすることによって表面処理層１２ｄを形成したりすることができる。
【０１２５】
なお、弾性層１２ｂの表面に表面処理を施すことによって、イソシアネート、ポリカーボネート及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層１２ｃを形成することができる。この場合、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート、ポリカーボネート系ポリオール及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理液が塗布され、浸透させられる。そして、弾性層１２ｂと表面処理層１２ｃとの間には境界面が存在せず、弾性層１２ｂの表面の近傍にフッ素系樹脂が点在させられる。
【０１２６】
次に、実施例及び比較例について説明する。
〔実施例８〕
前記帯電ローラ１２の芯金１２ａの外径を６〔ｍｍ〕とし、弾性層１２ｂの外径を１２〔ｍｍ〕とした。前記帯電ローラ１２の表面に対して砥石による乾式研磨を行い、表面粗さの最大高さＲｙを約１３〔μｍ〕とし、凹凸の平均間隔Ｓｍを約１２０〔μｍ〕とした。
【０１２７】
前記弾性層１２ｂは、主成分であるエピクロルヒドリンゴム１００〔重量部〕にクロロプレンゴム１００〔重量部〕を混合し、混合することによって形成されたゴム弾性体を使用した。また、弾性層１２ｂの抵抗値は１×１０7 〔Ω〕であり、弾性層１２ｂの硬さは６３〔度〕であった。
【０１２８】
前記弾性層１２ｂに表面処理を施すに当たり、弾性層１２ｂの表面に表面処理液を浸漬させた後、オーブンで加熱することによって有機溶剤を揮発させた。前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）４〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度を振動式粘度計を使用して測定したところ、１．２５〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【０１２９】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３０】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は７．３２〔Ｖ〕であった。
〔実施例９〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）３〔重量部〕、電子導電剤としてカーボンブラック（アセチレンブラック）２〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３１〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【０１３２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３３】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３４】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は６．２６〔Ｖ〕であった。
〔実施例１０〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例４と同じ表面処理液を使用した。
【０１３５】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３６】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．２９〔Ｖ〕であった。
〔実施例１１〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１３８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３９】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４０】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１１．９６〔Ｖ〕であった。
〔比較例５〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１４１】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１４２】
続いて、オーブンによって１５０〔℃〕で１〔時間〕加熱し、酢酸エチルを揮発させた後、弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．６９〔Ｖ〕であった。
〔比較例６〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１４４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１８０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１４５】
続いて、オーブンによって１５０〔℃〕で１〔時間〕加熱し、酢酸エチルを揮発させた後、弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４６】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１３．９８〔Ｖ〕であった。
【０１４７】
次に、前記各実施例８〜１１並びに比較例５及び６の帯電ローラ１２をプリンタに組み付けて印刷を行い、印刷結果に基づいて帯電ローラ１２を評価した。表２及び図１０に基づいて、帯電ローラ１２の評価結果について説明する。
【０１４８】
【表２】
図１０は本発明の第２の実施の形態における第１〜第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。なお、図において、横軸に残留電位を、縦軸に色差ΔＥを採ってある。
【０１４９】
表２及び図１０から、第１、第２及び第４の接触方法においては、残留電位が高くなると、色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。すなわち、第２の接触方法においては、残留電位が１３．９８〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥが１．５以上になり、接触痕が目立ちやすくなり、画像品位が低下してしまう。また、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１２．２９〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。そして、第１、第４の接触方法においては、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１５．６９〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。
【０１５０】
さらに、第３、第５の接触方法においては、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１５．６９〔Ｖ〕以下である場合、残留電位と色差ΔＥとの相関はなく、色差ΔＥの値は１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。
【０１５１】
このように、本実施の形態においては、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２において、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときに、０．１〔秒〕後の残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１２．２９〔Ｖ〕以下である場合に、色差ΔＥが大きくなるのを抑制することができる。したがって、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【０１５２】
その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電ローラ１２の取扱いが容易になる。
【０１５３】
前記各実施の形態においては、像担持体としての感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電ローラ１２について説明しているが、本発明を、感光体ドラム１１以外の像担持体、例えば、感光体ベルト等の表面を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ、帯電ドラム等に適用することができる。
【０１５４】
また、前記各実施の形態において、弾性層１２ｂは単層構造を有するようになっているが、積層構造を有する弾性層に適用することができる。
【０１５５】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０１５６】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１２ａ 芯金
１２ｂ 弾性層
１２ｃ、１２ｄ 表面処理層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、帯電装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の電子写真式の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、感光体ドラム、帯電装置、ＬＥＤヘッド、現像器、転写ローラ、クリーニング装置、定着器等が配設され、帯電装置によって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、現像器によって静電潜像が現像されて、感光体ドラムの表面にトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像は、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において、用紙に定着させられる。また、転写後に感光体ドラムの表面に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去される。
【０００３】
ところで、前記帯電装置のうちの接触帯電方式の帯電装置は、感光体ドラムと当接させて配設された帯電部材としての帯電ローラ、該帯電ローラに電圧を印加する電源等を備える。前記接触帯電方式の帯電装置においては、帯電ローラが感光体ドラムと当接させられるので、クリーニング装置によって除去されなかったトナー、外添剤等の異物が帯電ローラに付着して感光体ドラムを適正に帯電させることができなくなったり、帯電ローラに付着した異物が感光体ドラムに付着して感光体ドラムの表面が汚れたりすると、画像品位が低下してしまう。
【０００４】
そこで、帯電ローラの表面にイソシアネート及びポリカーボネートによる表面処理を施すことによって表面を硬化させ、離型性を高くすることによって、異物が付着するのを抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２３２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の帯電ローラにおいては、帯電ローラを輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、例えば、帯電ローラの表面に作業者の手が触れると、接触痕が残ってしまう。その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生し、画像品位が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の帯電ローラの問題点を解決して、画像品位が低下するのを防止することができる帯電部材、帯電装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の帯電部材においては、像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させるようになっている。
【０００９】
そして、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有する。
【００１０】
また、該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成される。
【００１１】
そして、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯電部材においては、像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させるようになっている。
【００１３】
そして、支持部と、該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有する。
【００１４】
また、該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成される。
【００１５】
そして、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされる。
【００１６】
この場合、弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされるので、帯電部材を輸送したり、検査したり、画像形成装置に組み付けたりする際に、例えば、帯電部材の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【００１７】
したがって、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電部材の取扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における抵抗値の測定方法を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における残留電位の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における第１、第２の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における他の帯電ローラの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における第１〜第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としての電子写真式のプリンタについて説明する。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【００２１】
図において、１０は画像形成ユニット、１３は露光装置、１７は転写装置である。前記画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電装置Ｂ、現像器２０、クリーニング装置１８等を備える。
【００２２】
前記帯電装置Ｂは、帯電部材としての帯電ローラ１２を備え、感光体ドラム１１と当接又は近接させて配設され、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。
【００２３】
また、前記現像器２０は、現像剤担持体としての現像ローラ１４、現像剤層規制部材としての現像ブレード１６等を備える。前記現像ローラ１４は、感光体ドラム１１と当接又は近接させて配設され、感光体ドラム１１の表面に形成された潜像としての静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像剤像としてのトナー像を形成する。また、前記現像ブレード１６は、現像ローラ１４と当接又は近接させて配設され、現像ローラ１４上に均一な厚さでトナーの薄層を形成する。
【００２４】
なお、前記現像ローラ１４は、例えば、ＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキを施した導電体から成る軸、及び該軸上に形成され、ウレタン等に導電剤を含有させた導電性を有する弾性体から成る弾性層を備える。また、前記現像ブレード１６は、例えば、ステンレス鋼から成る板状部材によって形成される。
【００２５】
前記露光装置１３は、ＬＥＤヘッドを備え、前記感光体ドラム１１と対向させて配設され、感光体ドラム１１の表面を露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。前記ＬＥＤヘッドは、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ駆動素子及びレンズアレイによって形成される。
【００２６】
また、前記転写装置１７は、転写部材としての転写ローラを備え、感光体ドラム１１と当接させて配設され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を媒体としての用紙Ｐに転写する。前記転写ローラは、例えば、ＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキを施した導電体から成る軸、及び該軸上にに形成され、エピクロルヒドリンゴム等の導電性を有する弾性体から成る弾性層を備える。
【００２７】
そして、前記クリーニング装置１８は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１８ａを備え、前記感光体ドラム１１と当接させて配設され、感光体ドラム１１に付着したトナー、汚れ等を掻き落とす。前記クリーニングブレード１８ａは、例えば、ウレタン等から成るゴムブレードによって形成される。
【００２８】
前記画像形成ユニット１０の下方には、用紙Ｐを収納する媒体収容部としての用紙カセット２１、及び前記用紙Ｐを１枚ずつ分離し、搬送するための繰出ローラとしてのホッピングローラ２２が配設される。また、用紙Ｐが搬送される媒体搬送路における前記ホッピングローラ２２より下流側には、感光体ドラム１１と転写ローラとの間の転写部に用紙Ｐを供給するために、搬送部材としての一対のレジストローラ２５が配設される。さらに、媒体搬送路における画像形成ユニット１０より下流側には、定着装置としての定着器２７、及び該定着器２７を通過した用紙Ｐをプリンタの本体、すなわち、装置本体外に排出するための一対の排出ローラ２８が配設される。
【００２９】
そして、前記定着器２７において、用紙Ｐに転写されたトナー像が加熱され、加圧されて用紙Ｐに定着させられる。
【００３０】
前記感光体ドラム１１は、図示されないドラムモータを駆動することによって、矢印Ａ方向に回転させられ、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１５及び転写ローラは矢印Ａ方向と逆方向に回転させられる。
【００３１】
なお、画像形成ユニット１０を媒体搬送路に沿って２個以上、例えば、４個配設し、各画像形成ユニット１０においてそれぞれ異なる色、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー像を形成することによって、カラーの画像を形成することができる。また、カラーの用紙に白い文字を形成するために、白色のトナーを有する画像形成ユニット１０を配設したり、光沢のある画像を形成するために、透明なトナーを有する画像形成ユニット１０を配設したりすることができる。
【００３２】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００３３】
前記用紙カセット２１に収容された用紙Ｐは、ホッピングローラ２２によって１枚ずつ分離させられて繰り出され、媒体搬送路に沿って搬送される。そして、レジストローラ２５によって斜行が矯正された後、用紙Ｐは前記転写部を通過し、感光体ドラム１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着器２７に送られ、該定着器２７において、トナー像が加熱され、加圧されて、用紙Ｐに定着させられる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ２８によって装置本体外に排出される。
【００３４】
次に、前記感光体ドラム１１について説明する。
【００３５】
本実施の形態において、感光体ドラム１１は、アルミニウム、ステンレス鋼等の導電性を有する図示されない支持体、該支持体上に形成され、電荷発生物質及びバインダー樹脂を主成分とする図示されない電荷発生層、並びに該電荷発生層上に形成され、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分とする図示されない電荷輸送層を備え、前記支持体、電荷発生層及び電荷輸送層によって積層構造が形成される。
【００３６】
前記電荷発生物質として、各種の有機顔料、染料等（の微粒子）を使用することができ、有機顔料として、無金属フタロシアン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属、金属酸化物、又は金属塩化物が配位されたフタロシアニン類、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ類等のアゾ顔料等を使用することができる。そして、前記電荷発生物質が、例えば、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル等の各種バインダー樹脂によって結着させられて、分散層を形成する。
【００３７】
また、前記電荷輸送物質として、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素還化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、又はそれらの化合物から成る基を、主鎖又は側鎖に有する重合体等の電子供与性物質を使用することができ、電荷輸送層のバインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン、及びそれらの共重合体、部分的架橋硬化物等のうちのいずれか又は混合したものを使用することができ、特に、ポリカーボネートを使用するのが好ましい。また、必要に応じて酸化防止剤、増感剤等の各種の添加剤を添加することができる。
【００３８】
次に、前記帯電装置Ｂについて説明する。
【００３９】
図３は本発明の第１の実施の形態における帯電装置の概念図である。
【００４０】
帯電装置Ｂは、前記帯電ローラ１２、該帯電ローラ１２に電圧を印加するための帯電用の電源としての帯電電源３２等を備え、前記帯電ローラ１２は、支持部としての芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂを備え、該弾性層１２ｂの表面には図示されない表面処理層が形成される。そして、前記帯電電源３２によって芯金１２ａに電圧が印加されると、感光体ドラム１１の表面が一様に帯電させられる。なお、帯電ローラ１２の表面に付着したトナー、外添剤等の異物を除去するために、クリーニング部材を配設することができる。
【００４１】
次に、前記帯電ローラ１２について説明する。
【００４２】
図１は本発明の第１の実施の形態における帯電ローラの断面図である。
【００４３】
図に示されるように、帯電ローラ１２は、導電性を有する材料から成る前記芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上の両端部を除く部分に形成され、導電性を有する前記弾性層１２ｂを備える。
【００４４】
前記芯金１２ａとしては、例えば、表面に無電解ニッケルメッキが施されたＳＵＭ等の鉄鋼、ＳＵＳ等のステンレス鋼等のように金属製の軸体を使用することができる。また、前記弾性層１２ｂとしては、感光体ドラム１１との間に所定のニップを形成することができるように、弾性体、本実施の形態においては、ゴム、熱可塑性エラストマー、樹脂等を使用することができる。
【００４５】
そして、前記ゴムとしては、例えば、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ，ＧＥＣＯ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のうちのいずれか、又は二つ以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を使用することができ、特に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするのが好ましい。
【００４６】
ところで、前記弾性層１２ｂは抵抗層として形成される。そして、一般に、前記弾性層１２ｂの抵抗値が大きすぎると、感光体ドラム１１の表面における帯電むら、帯電不良等によって画像不良が発生し、一方、抵抗値が小さすぎると、感光体ドラム１１の表面の傷等によって電流のリークが生じ、画像不良が発生する。したがって、弾性層１２ｂは、抵抗値が適正な抵抗領域の範囲内に収まるように形成される必要がある。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、抵抗値が適正な抵抗領域の範囲内に収まるように、弾性層１２ｂに、イオン導電性を有する材料、例えば、イオン導電剤、カーボンブラック、金属性酸化物等を添加することによって導電性が付与される。なお、該導電性を付与するに当たり、電子導電性及びイオン導電性のいずれも付与することができるが、弾性層１２ｂの抵抗値にむらが生じると、感光体ドラム１１の表面に帯電むらが発生する原因になるので、抵抗値にむらが生じるのを抑制するために、電子導電性よりイオン導電性を付与するのが好ましい。
【００４８】
そして、本実施の形態において、前記弾性層１２ｂの抵抗値は、１０6 〔Ω〕以上、かつ、１０10〔Ω〕にされ、好ましくは、１０6 〔Ω〕以上、かつ、１０9 〔Ω〕以下にされる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、弾性層１２ｂが単層構造を有するようになっているが、弾性層１２ｂにおいて抵抗値を調整するために、弾性層１２ｂを、２層以上の積層構造を有するようにすることができる。
【００５０】
ところで、帯電ローラ１２の表面と感光体ドラム１１の表面との間に微小のギャップを形成し、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域を確保する必要がある。そこで、本実施の形態においては、弾性層１２ｂの硬さを調整することによって、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との間にニップを精度良く形成するようにしている。
【００５１】
本実施の形態において、弾性層１２ｂの硬さは、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１ｃａｐａ（ＴｙｐｅＡ）（高分子計器（株）製）を使用してピーク測定を行うことによって測定される。この場合、硬さは、３５〔度〕以上、かつ、８０〔度〕以下の範囲に収められるのが好ましいが、前記硬さの範囲は、感光体ドラム１１及び帯電ローラ１２の振れ、形状のばらつき等による影響を抑制するためにも設定されているので、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２との間に適正なニップを形成することができれば、必ずしも硬さを前記範囲内に収める必要はない。そして、前記弾性層１２ｂの外表面には、切削又は研磨（テープ研磨）によって、所定の研磨目が、所定の表面粗さで形成される。該表面粗さは、湿式研磨及び乾式研磨の別、砥石の種類、研磨速度、テープの種類、テープの圧力等の研磨条件を変更することによって調整することができる。
【００５２】
本実施の形態においては、切削又は研磨された前記弾性層１２ｂの表面に表面処理、コーティング等が施されて表面処理層１２ｃが形成され、該表面処理層１２ｃを形成することによって、前記弾性層１２ｂの抵抗値を調整することができる。また、帯電ローラ１２の表面が硬化させられることによって離型性が高くされるので、帯電ローラ１２に異物が付着するのを抑制することができるだけでなく、感光体ドラム１１の表面に異物が付着するのを抑制することができる。
【００５３】
この場合、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート及びポリカーボネートによる表面処理が施され、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）を含有する表面処理液が塗布され、浸透させられる。その結果、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する前記表面処理層１２ｃが形成される。
【００５４】
前記表面処理液を塗布し、浸透させる方法としては、浸漬、スプレー塗装等によるコーティング処理があるが、本実施の形態においては、浸漬によるコーティング処理を行うことによって表面処理液を塗布し、浸透させた。
【００５５】
なお、前記表面処理液は弾性層１２ｂの表面に浸透させられるので、弾性層１２ｂと表面処理層１２ｃとの間には境界面が存在しない。
【００５６】
また、前記表面処理液は、有機溶剤にイソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を溶解させて生成され、更にポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、シリコーン系ジオール、アクリルシリコーン系ポリマー等を添加したり、カーボンブラック等の導電剤を添加したりすることができる。前記有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン等が使用される。
【００５７】
また、前記イソシアネート化合物としては、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、及びそれらの多重体、変性体等を使用することができ、分子量が６００以上、かつ、１２０００以下のものを使用するのが好ましく、７００以上、かつ、３０００以下のものを使用するのが一層好ましい。
【００５８】
さらに、ポリカーボネート化合物としては、分子量が６００以上、かつ、１２０００以下のものを使用するのが好ましく、７００以上、かつ、３０００以下のものを使用するのが一層好ましい。
【００５９】
なお、帯電ローラ１２の好ましい表面粗さは、印加される電圧、プリンタの使用環境等によって異なるが、パッシェンの法則に基づいて、最大高さＲｙが４〔μｍ〕以上、かつ、４０〔μｍ〕以下にされるのが好ましい。本実施の形態において、表面粗さの測定は、表面粗度計ＳＥ−３５００（小坂研究所製）の検出器ＰＵ−ＤＪ２Ｓを使用し、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４に準拠して行った。
【００６０】
次に、前記弾性層１２ｂの抵抗値の測定方法について説明する。
【００６１】
図４は本発明の第１の実施の形態における抵抗値の測定方法を示す図である。
【００６２】
図において、１２は帯電ローラ、１２ａは芯金、４１は抵抗測定器、４２は押付部材としてのベアリングである。本実施の形態においては、抵抗測定器４１としてハイレジスタンスメータ４３３９Ｂ（アジレント・テクノロジー製）が使用され、前記ベアリング４２として、幅が２．０〔ｍｍ〕、直径が６．０〔ｍｍ〕のＳＵＳ製のボールベアリングが使用される。
【００６３】
そして、前記帯電ローラ１２を回転させ、ベアリング４２と芯金１２ａとの間に所定の直流電圧を印加し、ベアリング４２を１０〔ｇｆ〕の力で帯電ローラ１２に押し当て、矢印方向に摺動させて抵抗値を測定した。前記帯電ローラ１２の抵抗値は、一般に、温度、湿度、測定電圧等が異なると変化するので、本実施の形態においては、温度が２０〔℃〕、相対湿度が５０〔％〕の環境下で、ベアリング４２と芯金１２ａとの間に測定電圧として−５００〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。
【００６４】
ところで、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２においては、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、例えば、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れると、接触痕が残ってしまい、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生し、画像品位が低下してしまう。そして、前記接触痕は、帯電ローラ１２の表面を目視で観察しても確認することが難しく、プリンタに組み付けた後、印刷を行わないと気づくことができないという問題があった。
【００６５】
したがって、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れて、接触痕が残っても、接触痕が画像に影響を及ぼすことがない帯電ローラ１２を形成するのが好ましい。
【００６６】
また、帯電ローラ１２の表面の接触痕は、接触により帯電ローラ１２の表面の抵抗値が変化することによって発生する。したがって、帯電ローラ１２の表面の抵抗値を測定する必要があるが、帯電ローラ１２の表面の抵抗値は、弾性層１２ｂの抵抗値、硬さ、表面の形状、表面層の厚さ等の複合的な要因によって変化するので、測定するのが極めて困難である。
【００６７】
そこで、本実施の形態においては、帯電ローラ１２の表面のコロナ放電を行った後の残留電位を測定し、所定の値以下になる帯電ローラを形成することによって、帯電ローラの表面に作業者の手が触れて接触痕が残っても、接触痕が画像に影響を及ぼさないようにした。
【００６８】
すなわち、本実施の形態においては、コロナ放電を行った後の残留電位が所定の値以下になる帯電ローラ１２が使用される。
【００６９】
次に、前記帯電ローラ１２にコロナ放電を行った後の残留電位の測定方法について説明する。
【００７０】
図５は本発明の第１の実施の形態における残留電位の測定方法を示す図である。
【００７１】
図において、１２は帯電ローラ、１２ａは芯金、５０は残留電位測定器、ｒは芯金１２ａとグラウンドＧＮＤとの間に接続された抵抗である。前記残留電位測定器５０は、キャリア５３、並びに該キャリア５３に配設されたコロナ放電電極５１及び電位計であるプローブ５２を備え、コロナ放電電極５１とプローブ５２との間が所定の間隔、本実施の形態においては、２３〔ｍｍ〕にされる。また、本実施の形態においては、前記残留電位測定器５０として誘電緩和測定器ＤＲＡ−２０００Ｌ（クオリティ エンジニアリング アソシエイツ社製）が使用される。
【００７２】
前記芯金１２ａを１．０〔ＭΩ〕の前記抵抗ｒを介してグラウンドＧＮＤに接地し、コロナ放電電極５１によるコロナ放電の電圧を６．０〔ｋＶ〕に設定し、キャリア５３を帯電ローラ１２の軸方向に沿って速度２３０〔ｍｍ／ｓ〕で移動させ、所定の時間、本実施の形態においては、０．１〔秒〕が経過した後の残留電位をプローブ５２によって測定した。なお、コロナ放電の電圧が６．０〔ｋＶ〕より低いと、残留電位の値が小さくなるので、測定精度が低下してしまう。
【００７３】
次に、実施例及び比較例について説明する。
【００７４】
実施例及び比較例においては、弾性層１２ｂとしてゴムを使用した。この場合、ゴムを練り、チューブ形状に押し出し、一次加硫を行うことによってゴムチューブを形成し、続いて、ゴムチューブを芯金１２ａに圧入し、二次加硫を行った後、乾式研磨を行い、表面処理を施すことによって帯電ローラ１２を形成した。なお、実施例及び比較例の各帯電ローラ１２を、他の方法で形成することができる。
〔実施例１〕
前記帯電ローラ１２の芯金１２ａの外径を６〔ｍｍ〕とし、弾性層１２ｂの外径を１２〔ｍｍ〕とした。そして、前記帯電ローラ１２の表面に対して砥石による乾式研磨を行い、表面粗さの最大高さＲｙを約１３〔μｍ〕とし、凹凸の平均間隔Ｓｍを約１２０〔μｍ〕とした。
【００７５】
前記弾性層１２ｂには、主成分であるエピクロルヒドリンゴム１００〔重量部〕にクロロプレンゴム１００〔重量部〕を混合し、混合することによって形成されたゴム弾性体を使用した。また、弾性層１２ｂの抵抗値は１×１０7 〔Ω〕であり、弾性層１２ｂの硬さは６３〔度〕であった。
【００７６】
そして、前記弾性層１２ｂに表面処理を施すに当たり、弾性層１２ｂの表面に表面処理液を浸漬させた後、オーブンで加熱することによって有機溶剤を揮発させた。前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）４〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度を振動式粘度計を使用して測定したところ、１．２５〔ｍＰａ・ｓ〕であった。表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、表面処理液を収容した容器から弾性層１２ｂを引き抜く速度、すなわち、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００７７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は９．７６〔Ｖ〕であった。
〔実施例２〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００７８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００７９】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１１．５３〔Ｖ〕であった。
〔比較例１〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００８０】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１８０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１３．８２〔Ｖ〕であった。
〔実施例３〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例１と同じ表面処理液を使用した。
【００８２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を３０〔秒〕とし、引抜き速度を７５〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は５．３９〔Ｖ〕であった。
〔実施例４〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例１〜３及び比較例１と同様に作成した後、更にボールミルで５〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３２〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００８４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８５】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．０５〔Ｖ〕であった。
〔比較例２〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例４と同じ表面処理液を使用した。
【００８６】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．０１〔Ｖ〕であった。
〔比較例３〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例４及び比較例２と同様に作成した後、更にボールミルで５〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．４３〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００８８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００８９】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．６０〔Ｖ〕であった。
〔実施例５〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）３〔重量部〕、電子導電剤としてカーボンブラック（アセチレンブラック）２〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３１〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００９０】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は８．４８〔Ｖ〕であった。
〔実施例６〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例５と同じ表面処理液を使用した。
【００９２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約３０〔秒〕とし、引抜き速度を７５〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は４．３５〔Ｖ〕であった。
〔実施例７〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、表面処理液として、前記実施例５及び６と同様に作成した後、更にボールミルで６〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．４６〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【００９４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９５】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．１６〔Ｖ〕であった。
〔比較例４〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【００９６】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【００９７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１４．２５〔Ｖ〕であった。
【００９８】
次に、前記各実施例１〜７及び比較例１〜４の帯電ローラ１２をプリンタに組み付けて印刷を行い、印刷結果に基づいて帯電ローラ１２を評価した。
【００９９】
この場合、前記感光体ドラム１１には、外径が３０〔ｍｍ〕で、導電性支持体としてアルミニウム管の表面にアルマイト処理を行ったものを使用した。電荷発生層において、電荷発生物質としてフタロシアニンを、バインダー樹脂としてポリビニルアセタール系樹脂を使用し、電荷輸送層において、電荷輸送物質としてヒドラゾン系化合物を、バインダー樹脂としてポリカーボネート系樹脂を使用し、更に酸化防止剤を添加した。このとき、電荷輸送層の膜厚は１５〔μｍ〕とした。
【０１００】
また、帯電ローラ１２は、芯金１２ａの両端部がそれぞれ４００〔ｇｆ〕の力で感光体ドラム１１の表面に押し付けられることによって感光体ドラム１１と当接させられ、感光体ドラム１１の回転に伴って従動して回転（連れ回り）させられるようにした。そして、前記帯電電源３２によって芯金１２ａに直流電圧−１０００〔Ｖ〕を印加した。
【０１０１】
プリンタのその他の構成部品としては、市販のＣ７１１ｄｎ（（株）沖データ製）を使用し、用紙Ｐとして、エクセレントホワイト（Ａ４判サイズ）（（株）沖データ製）を使用した。また、印刷環境は、温度を２３±２〔℃〕に、相対湿度を５０±１０〔％〕とした。
【０１０２】
次に、帯電ローラ１２の評価方法について説明する。
【０１０３】
この場合、前記各実施例１〜７及び比較例１〜４の帯電ローラ１２の表面に、５種類の接触方法による部分的接触を行い、接触が行われた部分（以下「接触部」という。）、及び接触が行われていない部分（以下「非接触部」という。）の画像を比較した。
【０１０４】
第１の接触方法は指による接触であり、第２の接触方法はエタノール拭きであり、第３の接触方法は樹脂コンタクト用グリースの塗布であり、第４の接触方法は金属コンタクト用グリースの塗布であり、第５の接触方法はフッ素系潤滑剤の塗布である。
【０１０５】
前記第２の接触方法のエタノール拭きとは、エタノールをポリエステル製の布に染み込ませ、該布で帯電ローラ１２の表面を拭き、帯電ローラ１２の表面に付着したエタノールを揮発させる方法である。
【０１０６】
前記第３の接触方法の樹脂コンタクト用グリースの塗布とは、樹脂コンタクト用グリースを筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きする方法である。この場合、前記樹脂コンタクト用グリースとしてモリコートＥＭ−３０Ｌ（東レ・ダウコーニング（株）製）を使用した。該モリコートＥＭ−３０Ｌには、主成分として、基油にポリ−α−オレフィン系合成潤滑油が、増ちょう剤として、リチウム石けんが含有される。
【０１０７】
前記第４の接触方法の金属コンタクト用グリースの塗布とは、金属コンタクト用グリースを筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きする方法である。この場合、前記金属コンタクト用グリースとしてＣ−５００５（（株）テトラ製）を使用した。該Ｃ−５００５には、主成分として、基油に炭化水素油が、増ちょう剤として、リチウム石けんが含有される。
【０１０８】
前記第５の接触方法のフッ素系潤滑剤の塗布とは、フッ素系潤滑剤を筆に含ませ、該筆で帯電ローラ１２の表面をなぞり、続いて、帯電ローラ１２の表面を布で乾拭きし、更に帯電ローラ１２に付着したフッ素系潤滑剤の溶媒を揮発させる方法である。帯電ローラ１２の表面にはフッ素含有物が残る。この場合、前記フッ素系潤滑剤として、ハナールＳＦ−１３３（関東化成工業（株）製）を使用した。該ハナールＳＦ−１３３には、主成分として、揮発性の溶媒が８０〜９０〔重量部〕、フッ素油及びフッ素系樹脂としてポリテトラトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、並びにその他の成分１０〜２０〔重量部〕が含有される。
【０１０９】
そして、画像を比較するために、６００〔ｄｐｉ〕の２ｂｙ２パターン、すなわち、２×２のドットを２ドット間隔で形成するパターンの画像を形成し、接触部と非接触部との画像を色差ΔＥによって比較した。該色差ΔＥは、分光測色計ＣＭ２６００ｄ（コニカミノルタ製）によって測定した。
【０１１０】
前記色差ΔＥは、ＣＩＥ１９７６Ｌ* ａ* ｂ* 表色系で表され、ＣＩＥ１９７６Ｌ* ａ* ｂ* 表色系で得られたＬ* ・ａ* ・ｂ* の値の距離を色差とする。比較する２色のＬ* 、ａ* 、ｂ* の値のそれぞれの差をΔＬ、Δａ、Δｂとしたとき、色差ΔＥは、
ΔＥ＝（ΔＬ2 ＋Δａ2 ＋Δｂ2 ）1/2
になる。
【０１１１】
なお、前記色差ΔＥの評価基準はＮＢＳ単位（米国標準局）によって規定されていて、色差ΔＥが０以上、かつ、０．５未満はｔｒａｃｅ（かすかに感じられる）に、色差ΔＥが０．５以上、かつ、１．５未満はｓｌｉｇｈｔ（わずかに感じられる）に、色差ΔＥが１．５以上、かつ、３．０未満はｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ（かなり感じられる）に、色差ΔＥが３．０以上、かつ、６．０未満はａｐｐｒｅｃｉａｂｌｅ（目立って感じられる）に、色差ΔＥが６．０以上、かつ、１２未満はｍｕｃｈ（大きく感じられる）に、色差ΔＥが１２以上はｖｅｒｙ ｍｕｃｈ（非常に大きく感じられる）に設定される。
【０１１２】
したがって、色差ΔＥが小さいほど、接触部と非接触部とで画像の差がなく、接触痕が目立ちにくいことを示す。
【０１１３】
次に、表１及び図６及び７に基づいて、帯電ローラ１２の評価結果について説明する。
【０１１４】
【表１】
図６は本発明の第１の実施の形態における第１、第２の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。なお、図において、横軸に残留電位を、縦軸に色差ΔＥを採ってある。
【０１１５】
表１及び図６から、第１、第２の接触方法においては、残留電位が高くなると、急激に色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。そして、前記残留電位が１３．８２〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥが１．５以上になり、接触痕が目立ちやすくなり、画像品位が低下してしまう。
【０１１６】
また、前記残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくく（わずかに感じられる程度に）なり、画像品位の低下を容認することができる程度に抑制することができる。
【０１１７】
そして、表１及び図７から、第５の接触方法においては、第１、第２の接触方法と同様に、残留電位が高くなると急激に色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。第５の接触方法においては、第１〜第４の接触方法と比べて色差ΔＥが大きく、残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが３．０以下になる。また、前記残留電位が１３．８２〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥの値が３．０以上になり、色差ΔＥは非常に大きくなり、接触痕が極めて目立ちやすくなるので、少なくとも残留電位を１２．１６〔Ｖ〕以下にすることによって、色差ΔＥが大きくなるのを抑制し、接触痕を目立ちにくくすることができる。
【０１１８】
なお、表１から、第３、第４の接触方法においては、残留電位が１５．６０〔Ｖ〕であっても、色差ΔＥが１．５以下となり、接触痕が目立ちにくい（わずかに感じられる程度である。）ことが分かる。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２において、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときに、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下である場合に、色差ΔＥが大きくなるのを抑制することができる。したがって、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【０１２０】
その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電ローラ１２の取扱いが容易になる。
【０１２１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１２２】
図８は本発明の第２の実施の形態における帯電ローラの断面図、図９は本発明の第２の実施の形態における他の帯電ローラの断面図である。
【０１２３】
この場合、帯電部材としての帯電ローラ１２は、導電性を有する材料から成る支持部としての芯金１２ａ、及び該芯金１２ａ上の両端部を除く部分に形成され、導電性を有する弾性層１２ｂを備える。そして、該弾性層１２ｂの表面には、第１の実施の形態と同様に表面処理層１２ｃが形成される。
【０１２４】
本実施の形態においては、図８に示されるように、前記表面処理層１２ｃに、更にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂を塗布することによって、表面処理層１２ｃの最表面にフッ素樹脂を均一に点在させて表面処理層１２ｄを形成したり、図９に示されるように、表面処理層１２ｃをコート層でコーティングすることによって表面処理層１２ｄを形成したりすることができる。
【０１２５】
なお、弾性層１２ｂの表面に表面処理を施すことによって、イソシアネート、ポリカーボネート及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層１２ｃを形成することができる。この場合、弾性層１２ｂの表面に、イソシアネート、ポリカーボネート系ポリオール及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理液が塗布され、浸透させられる。そして、弾性層１２ｂと表面処理層１２ｃとの間には境界面が存在せず、弾性層１２ｂの表面の近傍にフッ素系樹脂が点在させられる。
【０１２６】
次に、実施例及び比較例について説明する。
〔実施例８〕
前記帯電ローラ１２の芯金１２ａの外径を６〔ｍｍ〕とし、弾性層１２ｂの外径を１２〔ｍｍ〕とした。前記帯電ローラ１２の表面に対して砥石による乾式研磨を行い、表面粗さの最大高さＲｙを約１３〔μｍ〕とし、凹凸の平均間隔Ｓｍを約１２０〔μｍ〕とした。
【０１２７】
前記弾性層１２ｂは、主成分であるエピクロルヒドリンゴム１００〔重量部〕にクロロプレンゴム１００〔重量部〕を混合し、混合することによって形成されたゴム弾性体を使用した。また、弾性層１２ｂの抵抗値は１×１０7 〔Ω〕であり、弾性層１２ｂの硬さは６３〔度〕であった。
【０１２８】
前記弾性層１２ｂに表面処理を施すに当たり、弾性層１２ｂの表面に表面処理液を浸漬させた後、オーブンで加熱することによって有機溶剤を揮発させた。前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）４〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度を振動式粘度計を使用して測定したところ、１．２５〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【０１２９】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３０】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３１】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は７．３２〔Ｖ〕であった。
〔実施例９〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、前記表面処理液としては、有機溶剤として酢酸エチルを使用し、酢酸エチル１００〔重量部〕に、分子量約１０００のヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）２０〔重量部〕、及び分子量約１２００のポリカーボネート化合物（ポリカーボネート系ポリオール）３〔重量部〕、電子導電剤としてカーボンブラック（アセチレンブラック）２〔重量部〕を混合し、ボールミルで１〔時間〕攪拌したものを使用した。このとき、表面処理液の粘度は１．３１〔ｍＰａ・ｓ〕であった。
【０１３２】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を約６０〔秒〕とし、引抜き速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３３】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３４】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は６．２６〔Ｖ〕であった。
〔実施例１０〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例４と同じ表面処理液を使用した。
【０１３５】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３６】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１３７】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１２．２９〔Ｖ〕であった。
〔実施例１１〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１３８】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１３９】
続いて、表面処理が施された弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４０】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１１．９６〔Ｖ〕であった。
〔比較例５〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１４１】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１３０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１４２】
続いて、オーブンによって１５０〔℃〕で１〔時間〕加熱し、酢酸エチルを揮発させた後、弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４３】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１５．６９〔Ｖ〕であった。
〔比較例６〕
前記実施例１と同様に弾性層１２ｂを形成し、表面処理を施すに当たり、実施例７と同じ表面処理液を使用した。
【０１４４】
表面処理液への浸漬は、浸漬時間を６０〔秒〕とし、引抜き速度を１８０〔ｍｍ／ｓ〕とした。
【０１４５】
続いて、オーブンによって１５０〔℃〕で１〔時間〕加熱し、酢酸エチルを揮発させた後、弾性層１２ｂ上に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布して帯電ローラ１２を形成した。
【０１４６】
このようにして得られた帯電ローラ１２のコロナ放電後の残留電位は１３．９８〔Ｖ〕であった。
【０１４７】
次に、前記各実施例８〜１１並びに比較例５及び６の帯電ローラ１２をプリンタに組み付けて印刷を行い、印刷結果に基づいて帯電ローラ１２を評価した。表２及び図１０に基づいて、帯電ローラ１２の評価結果について説明する。
【０１４８】
【表２】
図１０は本発明の第２の実施の形態における第１〜第５の接触方法における残留電位と色差との関係を示す図である。なお、図において、横軸に残留電位を、縦軸に色差ΔＥを採ってある。
【０１４９】
表２及び図１０から、第１、第２及び第４の接触方法においては、残留電位が高くなると、色差ΔＥが大きくなり、残留電位が低くなると、色差ΔＥが小さくなることが分かる。すなわち、第２の接触方法においては、残留電位が１３．９８〔Ｖ〕以上である場合、色差ΔＥが１．５以上になり、接触痕が目立ちやすくなり、画像品位が低下してしまう。また、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１２．２９〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。そして、第１、第４の接触方法においては、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１５．６９〔Ｖ〕以下である場合、色差ΔＥが１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。
【０１５０】
さらに、第３、第５の接触方法においては、残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１５．６９〔Ｖ〕以下である場合、残留電位と色差ΔＥとの相関はなく、色差ΔＥの値は１．５以下になり、接触痕が目立ちにくくなる。
【０１５１】
このように、本実施の形態においては、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層１２ｃが形成された帯電ローラ１２において、６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときに、０．１〔秒〕後の残留電位が０〔Ｖ〕より高く、かつ、１２．２９〔Ｖ〕以下である場合に、色差ΔＥが大きくなるのを抑制することができる。したがって、帯電ローラ１２を輸送したり、検査したり、プリンタに組み付けたりする際に、帯電ローラ１２の表面に作業者の手が触れても、接触痕が残るのを抑制することができる。
【０１５２】
その結果、ハーフトーン等の画像を形成する際に斑点模様が発生するのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる。また、帯電ローラ１２の取扱いが容易になる。
【０１５３】
前記各実施の形態においては、像担持体としての感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電ローラ１２について説明しているが、本発明を、感光体ドラム１１以外の像担持体、例えば、感光体ベルト等の表面を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ、帯電ドラム等に適用することができる。
【０１５４】
また、前記各実施の形態において、弾性層１２ｂは単層構造を有するようになっているが、積層構造を有する弾性層に適用することができる。
【０１５５】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０１５６】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１２ａ 芯金
１２ｂ 弾性層
１２ｃ、１２ｄ 表面処理層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、
（ａ）支持部と、
（ｂ）該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有するとともに、
（ｃ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｄ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、
（ａ）支持部と、
（ｂ）該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有するとともに、
（ｃ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｄ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電部材。
【請求項３】
前記イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層は、更にカーボンブラックを含有する請求項１又は２に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層上に、フッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が更に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項５】
前記表面処理層を形成するための表面処理液に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物が含有される請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項６】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、
（ａ）支持部と、
（ｂ）該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有するとともに、
（ｃ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｄ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材において、
（ａ）支持部と、
（ｂ）該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層とを有するとともに、
（ｃ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｄ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電を行ったときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電部材。
【請求項３】
前記イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層は、更にカーボンブラックを含有する請求項１又は２に記載の帯電部材。
【請求項４】
前記イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層上に、フッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が更に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項５】
前記表面処理層を形成するための表面処理液に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物が含有される請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項６】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物及びポリカーボネート化合物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が１２．１６〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と当接させて配設され、該像担持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
（ａ）帯電部材は、支持部、及び該支持部上に形成され、導電性を有する弾性層を有し、
（ｂ）該弾性層上に、イソシアネート化合物、ポリカーボネート化合物及びフッ素系樹脂組成物を含有する表面処理層が形成され、
（ｃ）６．０〔ｋＶ〕の電圧でコロナ放電が行われたときの、０．１〔秒〕後の残留電位が２．２９〔Ｖ〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９７２５６（Ｐ２０１３−９７２５６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１２４４（Ｐ２０１１−２４１２４４）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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