JP2003107850A

JP2003107850A - 帯電部材、画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2003107850A
Application number: JP2001301557A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tsuru; 誠司都留; Hiroyuki Osada; 弘行長田; Masafumi Tsujimura; 政史辻村; Tomoji Taniguchi; 智士谷口; Hiroshi Inoue; 宏井上; Noriaki Kuroda; 紀明黒田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP4194263B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細画像を出力した場合においても、良好
な帯電特性により、長期間安定した帯電が行え、かつ基
層から汚染性物質が染み出て電子写真感光体を汚染する
ことのない帯電部材、該帯電部材を用いた画像形成装
置、帯電方法及びプロセスカートリッジを提供すること
にある。【解決手段】導電性支持体と、該導電性支持体上に設
けられた、エピクロルヒドリンゴムを主成分とし少なく
ともイオン導電剤を含有する導電性弾性体基層と、ラク
トン変性アクリルポリオールを、少なくともイソホロン
ジイソシアネートを含む２種類以上のイソシアネートで
架橋したウレタン樹脂を主成分とする表層とを少なくと
も有することを特徴とする帯電部材、該帯電部材を用い
た画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯電部材、それを用
いた画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジ
に関し、より詳しくは、電圧を印加して被帯電体である
電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理するための
帯電部材、それを用いた画像形成装置、帯電方法及びプ
ロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真画像形成装置の一次帯電の方法
として、接触帯電方法が実用化されている。これは、導
電性支持体（芯金）の外周に導電性弾性層を設け、該導
電性弾性層外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラを
用い、芯金に電圧を印加し、帯電ローラと感光体の当接
ニップの近傍で微小な放電をさせて感光体の表面を帯電
する方法である。

【０００３】実際に普及している方法としては、例えば
特開平１−２０４０８１号公報のように、直流電圧に交
流電圧を重畳した電圧を印加するＡＣ＋ＤＣ帯電方式
で、この場合、帯電の均一性を得るために重畳する交流
電圧には、直流電圧印加時の帯電開始電圧の２倍以上の
ピーク間電圧Ｖｐｐを持つ電圧が使用されている。

【０００４】ＡＣ＋ＤＣ帯電方式は、交流電圧を印加す
ることにより安定した帯電を行える方法であるが、交流
の電圧源を使用する分、帯電部材に直流電圧のみを印加
するＤＣ帯電方式に比較して、画像形成装置のコストが
高くなってしまう。そこで、例えば特開平５−３４１６
２７号公報では、ＤＣ帯電方式についての提案がなされ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＤＣ帯電方式は、ＡＣ
帯電方式に比較して一般的にコストが低いが問題点もあ
る。つまり、ＡＣ＋ＤＣ帯電のようにＡＣ電流の均し効
果が無いため、帯電の均一性が、ＡＣ＋ＤＣ帯電方式に
比較して劣る。また、やはり均し効果が無いということ
で、帯電ローラ表面に付着した汚れや、帯電ローラ自身
の電気抵抗の不均一性が画像に出易いという問題もあ
る。

【０００６】例えば前記特開平５−３４１６２７号公報
は、帯電ローラの構成の場合、導電性弾性体基層の電気
抵抗が大き過ぎて、特に１５℃／１０％ＲＨの様な低温
低湿の環境中では感光体を帯電する能力が不充分であ
る。つまり低温低湿の環境中では一次帯電前に感光体上
に残存する潜像を全て露光することによって電位を落と
す必要があり、露光装置のコストが上昇することにな
る。

【０００７】そこで、抵抗を小さくするために導電性弾
性体に電子導電性の導電剤を添加した場合、今度はロー
ラの部位による電気抵抗のムラが画像上に現れてしま
い、やはり充分に均一な帯電が不可能となる。特開平１
１−１００５４９号公報にはカーボンブラックで抵抗を
調整したＮＢＲゴムにポリオレフィン系ポリオールを２
種類以上のイソシアネートで架橋した表層をコートした
事務機器用部材が記載されているが、このような構成の
帯電部材では抵抗の均一性の要求特性が厳しいＤＣ帯電
用帯電部材として用いた場合に良好な帯電特性を得るこ
とはできない。

【０００８】また、導電性弾性体基層に添加しても電気
抵抗のムラが比較的生じにくいイオン系の導電剤を添加
した場合にも、電子写真感光体に長期間当接させたまま
放置した場合に、導電剤等が帯電ローラから感光体に染
み出してきて電子写真感光体を部分的に変質させ、その
変質した部分が画像上に出てしまうという問題も発生し
てしまう。

【０００９】本発明の目的は、このような課題に対処し
てなされたもので、ＤＣ帯電法によって帯電前の露光無
しに、例えば６００ｄｐｉの中間調画像の様な高精細画
像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、
長期間安定した帯電が行え、かつ基層から汚染性物質が
染み出て電子写真感光体を汚染することのない帯電部材
を提供することをにある。

【００１０】本発明の別の目的は、上記帯電部材を用い
た画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体と、該導電性支持体上に設けられた、エピクロル
ヒドリンゴムを主成分とし少なくともイオン導電剤を含
有する導電性弾性体基層と、ラクトン変性アクリルポリ
オールを、少なくともイソホロンジイソシアネートを含
む２種類以上のイソシアネートで架橋したウレタン樹脂
を主成分とする表層とを少なくとも有することを特徴と
する帯電部材が提供される。

【００１２】また、本発明に従って、像担持体と、像担
持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、該像担持体
の帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体
上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視化し
トナー像を形成させる現像手段と、該トナー像を被転写
部材に転写させる転写手段とを備えた画像形成装置にお
いて、該帯電手段は上記帯電部材であり、該帯電部材に
直流電圧のみを印加して像担持体を帯電させることを特
徴とする画像形成装置が提供される。

【００１３】また、本発明に従って、被帯電体を帯電手
段で帯電させる帯電方法において、該帯電手段が上記帯
電部材であり、該帯電部材に直流電圧のみを印加して被
帯電体を帯電させることを特徴とする帯電方法が提供さ
れる。

【００１４】更に、本発明に従って、像担持体上に形成
された静電潜像をトナーを転移させて可視化してトナー
像を形成し、該トナー像を被転写部材に転写することに
より画像を形成する画像形成装置から着脱自在に構成さ
れているプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、
該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを転移させ
て可視化しトナー像を形成させる現像手段と、前記被転
写部材にトナー像が転写された後に該像担持体上に残留
したトナーを除去するクリーニング手段と、から選ばれ
る１つ又は２つ以上が、上記帯電部材と一体に支持され
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。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１６】本発明者らは、ＤＣ帯電用帯電部材の構成
として、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられ
た、エピクロルヒドリンゴムを主成分とし少なくともイ
オン導電剤を含有する導電性弾性体基層と、ラクトン変
性アクリルポリオールを、少なくともイソホロンジイソ
シアネートを含む２種類以上のイソシアネートで架橋し
たウレタン樹脂を主成分とする表層とを少なくとも有す
ることにより、柔らかく、電気抵抗が適切でかつ均一で
あり、トナー等による汚れが付着しにくく、かつ感光体
を汚染することのない帯電部材が得られるという知見を
して本発明に至った。

【００１７】従来、エピクロルヒドリンゴムにイオン導
電剤を含有させた柔軟で電気抵抗率の位置ばらつきが非
常に小さい導電性弾性体基層を用いた場合には、電気抵
抗率の均一性を損なわない薄い表層を被覆した場合に基
層からの汚染性物質の染み出しを防止することができな
かった。本発明においては、ラクトン変性アクリルポリ
オールを、少なくともイソホロンジイソシアネートを含
む２種類以上のイソシアネートで架橋したウレタン樹脂
を主成分とする表層を用いれば、基層の良好な電気抵抗
特性を阻害しない程度に薄く適度な硬度を有する表層を
被覆したとしても基層から汚染性物質が染み出してきて
感光体を汚染することのない帯電ローラを提供すること
ができることを見出した。このようなローラを使用する
ことにより、電気抵抗のムラに対する要求が厳しいＤＣ
帯電方式に使用することができる帯電部材が得られると
いうことを発見し本発明に至った。

【００１８】次に、本発明の帯電部材、それを用いた画
像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジを説明
する。

【００１９】＜１＞帯電部材本発明の帯電部材は、導電性支持体と、該導電性支持体
上に設けられた、エピクロルヒドリンゴムを主成分とし
少なくともイオン導電剤を含有する導電性弾性体基層
と、ラクトン変性アクリルポリオールを、イソホロンジ
イソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとで
架橋したウレタン樹脂を主成分とする表層とを少なくと
も有する。

【００２０】本発明の帯電部材の具体的な構成を図１に
示す。図１（ａ）は、帯電部材の横断面を示し、図１の
（ｂ）は、縦断面を示したものである。

【００２１】本発明の帯電部材は、導電性支持体１とそ
の外周に形成された導電性弾性体基層２と、該導電性弾
性体基層２の外周を被覆する表層３とを有する帯電部材
である。

【００２２】図１に示す本発明で使用する導電性支持体
１は、炭素鋼合金表面に５μｍの厚さのニッケルメッキ
を施した円柱である。導電性支持体を構成する材料とし
て他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニ
ッケル等の金属やこれらの金属を含むステンレス、ジュ
ラルミン、真鍮及び青銅等の合金、更にカーボンブラッ
クや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の、剛
直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。
また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞と
した円筒形状とすることもできる。

【００２３】本発明では、まず上記導電性支持体１の外
周に導電性弾性体基層２を成形する。導電性弾性体基層
２は導電性弾性体からなっている。導電性弾性体は、高
分子弾性体と導電剤を混合して成形される。高分子弾性
体はエピクロルヒドリンゴムを主成分とし、導電剤は少
なくともイオン導電剤が含有されている。

【００２４】エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒ
ドリンを中心とする環状のエーテルの開環重合体であ
り、ゴムを構成する主な単量体には、エピクロルヒドリ
ン、エチレンオキシド及びアクリルグリシジルエーテル
等が挙げられる。

【００２５】重合体であるエピクロルヒドリンゴムとし
ては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリ
ン−アリルグリシジルエーテル共重合体及びエピクロル
ヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエー
テル三元共重合体等が挙げられる。この中でも安定した
中抵抗領域の導電性を示すことから、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三
元共重合体が特に好適に用いられる。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三
元共重合体は、重合度や組成比を任意に調整することで
導電性や加工性を制御できる。

【００２６】高分子弾性体はエピクロルヒドリンゴムを
主成分とするが、必要に応じてその他の一般的なゴムを
含有されてもよい。

【００２７】その他の一般的なゴムとしては、例えばＥ
ＰＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレ
ン・プロピレンゴム）、ノルボーネンゴム、ＮＢＲ（ニ
トリルゴム）、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、
クロロスルフォン化ポリエチレン、ウレタンゴム、ＳＢ
Ｓ（スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリ
マー）、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレンブチレン・スチ
レン−ブロックコポリマー）等のスチレン系ブロックコ
ポリマー及びシリコーンゴム等が挙げられる。

【００２８】上記の一般的なゴムを含有する場合、その
含有量は、高分子弾性体全量に対し１〜５０質量％であ
るのが好ましい。

【００２９】導電剤としては、導電性弾性体基層の電気
抵抗率のムラを小さくするという目的により、イオン導
電剤を含有することが必要である。イオン導電剤が高分
子弾性体の中に均一に分散し、導電性弾性体の電子抵抗
率を均一化することにより、帯電ローラを直流電圧のみ
の電圧印加で使用したときでも均一な帯電を得ることが
できる。

【００３０】イオン導電剤としては、例えば、ＬｉＣｌ
Ｏ₄やＮａＣｌＯ₄等の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩
等が挙げられ、これらを単独又は２種類以上組み合わせ
て用いることができる。イオン導電剤の中でも、環境変
化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸４級アン
モニウム塩が好適に用いられる。

【００３１】イオン導電剤に加えて、導電性弾性体の電
気抵抗にムラを生じさせない範囲で、電子導電性の導電
剤を添加することができる。電子導電性の導電剤は、電
子導電性の導電剤の担う導電性が、イオン導電剤の担う
導電性よりも小さい範囲で使用することができる。すな
わち、電子導電性の導電剤は、高分子弾性体にイオン導
電剤のみを添加した場合の体積抵抗率に対して、電子導
電性の導電剤を加えて添加した場合の体積抵抗率が１／
２以上であるような配合割合で使用することができる。
電子導電性の導電剤としては、例えば、アルミニウム、
パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維、カー
ボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛
等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉、
又は適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸
化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、
金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウ
ムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着さ
せた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、
ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系カーボン、ピッチ系
カーボン等のカーボン粉がある。これらを単独で又は２
種以上組み合わせて用いることができる。

【００３２】本発明において、これらの導電剤の配合量
は導電性弾性体の体積抵抗率が、低温低湿環境（Ｌ／
Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２
３℃／５５％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／
８０％ＲＨ）で、中抵抗領域（体積抵抗率が１×１０⁴
〜１×１０⁷Ω・ｃｍ）になるような量が好ましい。

【００３３】導電性弾性体の体積抵抗は、厚さ１ｍｍの
シートに成型した後、両面に金属を蒸着して電極とガー
ド電極とを作製し、微小電流計（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ
Ｒ８３４０ＡＵＬＴＲＡＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡ
ＮＣＥＭＥＴＥＲ（株）アドバンテスト社製）を用
いて２００Ｖの電圧を印加して３０秒後の電流を測定
し、膜厚と電極面積とから計算して求める。

【００３４】導電性弾性体の体積抵抗率がこれよりも小
さいと、像担持体である感光体にピンホールがあった場
合に大電流がピンホールに一気に集中してしまい、穴を
より大きくしてしまったり、穴以外の場所に電流が流れ
なくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となっ
て帯電電位が不足した部分が現れてしまったりといった
不具合が発生する恐れがある。逆に体積抵抗率が大き過
ぎると、導電性弾性層中で印加電圧が降下してしまい、
必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位に均
一に帯電させることができなくなることがある。

【００３５】この他にも導電性弾性体には必要に応じ
て、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止
剤、スコーチ防止剤、分散剤及び離型剤等の配合剤を加
えることも好ましい。

【００３６】導電性弾性体の成形方法としては、上記の
導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形
や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。ま
た、導電性弾性体基層は、導電性支持体の上に直接導電
性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に
成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよ
い。なお、導電性弾性体基層の作製後に表面を研磨して
形状を整えてもよい。

【００３７】導電性弾性体基層の形状は、出来上がった
帯電ローラと感光体との当接ニップ幅がローラの長手方
向の分布でできるだけ均一になるよう、導電性弾性体基
層ローラの中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラ
ウン形状となっていることが好ましい。また、出来上が
ったローラの当接ニップ幅が均一となるために、導電性
弾性体基層ローラの振れが小さい方が好ましい。

【００３８】振れの測定値は、導電性基体を回転軸とし
て導電性弾性体基層ローラを回転させ、回転軸と垂直に
非接触レーザー測長器（本発明においては、（株）キー
エンス製ＬＳ−５０００）で測定した導電性弾性体基
層の半径の最大値と最小値の差を値として求める。導電
性弾性体基層の軸方向に１ｃｍピッチで前記半径の最大
値と最小値の差を求め、その値の中で最大の値を導電性
弾性体基層ローラの振れの値とする。

【００３９】また、ローラの直径とは、同様に導電性基
体を回転軸として導電性弾性体基層ローラを回転させ、
回転軸と垂直に非接触レーザー測長器で測定した導電性
弾性体基層の直径の最大値と最小値の平均とする。

【００４０】導電性弾性体基層ローラの軸方向中央部の
直径と、弾性体の両端部から１０ｍｍ中央側の部分の直
径の値２つの平均との差を、クラウン量の値として求め
る。導電性弾性体基層ローラの振れの好ましい値は、ロ
ーラ中央部の直径の０．５％以下、より好ましくは０．
２５％以下である。本発明のローラの直径は１２ｍｍ程
度が好ましいので、振れの値は具体的には６０μｍ以下
が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下とする。

【００４１】クラウン量の値は出来上がったローラのニ
ップ幅が均一になるように決めるが、好ましくはローラ
直径の０．１〜５．０％、具体的には１２μｍ〜６００
μｍが好ましい。

【００４２】導電性弾性体のアスカーＣ硬度は、５０°
以下が好ましく、より好ましくは４５°以下である。ア
スカーＣ硬度が５０°を超えると、帯電部材と感光体と
の間のニップ幅が小さくなり、帯電部材と感光体との間
の当接力が狭い面積に集中し、当接圧力が大きくなる。
これによって帯電が安定しなくなったり、あるいは感光
体や帯電部材の表面に現像剤その他が付着し易くなった
りする等の弊害が顕著になる。

【００４３】なお、「アスカーＣ硬度」とは、日本ゴム
協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したアスカーＣ型
スプリング式ゴム硬度計（高分子計器株式会社製）を用
いて測定した帯電部材の硬度であり、常温常湿（２３℃
／５５％ＲＨ）の環境中に１２時間以上放置した帯電部
材に対して該硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０
秒後に測定した値とする。

【００４４】アスカーＣ硬度を小さくするため、導電性
弾性体に可塑剤を配合する。配合量は、好ましくは１質
量部以上、より好ましくは３質量部以上である。可塑剤
としては、例えばセバシン酸とプロピレングリコールの
共重合体のような、エステル系の高分子可塑剤を用いる
ことができる。このようなエステル系の可塑剤はエピク
ロルヒドリンゴムとの極性が近く、比較的大量に配合す
ることが可能であり、基層の硬度を小さく制御できるメ
リットがある。高分子可塑剤の分子量は、好ましくは２
０００以上、より好ましくは４０００以上である。分子
量が２０００より小さいと可塑剤がローラの表面に染み
出してきて感光体を汚染する可能性がある。

【００４５】導電性弾性体基層が完成した後に、その被
覆層として表層３を設ける。表層には、ラクトン変性ア
クリルポリオールを、イソホロンジイソシアネートとヘ
キサメチレンジイソシアネートとで架橋したウレタン樹
脂を主成分として用いる。

【００４６】表層のポリオールを架橋させるイソシアネ
ートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを単独で用
いた場合、表層が柔軟でローラの塗工後の表面が平滑に
仕上がるというメリットがある反面、苛酷な高温高湿環
境では出来上がった表層が基層中の未加硫成分（例え
ば、イオン導電剤や可塑剤）がローラ表面へ染み出して
くることを充分に阻止できない可能性がある。このよう
な染み出し物質が存在すると、感光体を汚染する可能性
がある。

【００４７】一方、表層のポリオールを架橋させるイソ
シアネートとしてイソホロンジイソシアネートを単独で
用いた場合、表層が基層からの染み出し物質の染み出し
を防止する効果は大きいが、表層が固くなり過ぎて基層
ゴムの熱収縮に追従できず、出来上がったローラの表面
にシワが発生し、ローラの表面粗さや形状の面で望みの
ローラを得ることができないという弊害がある。

【００４８】本発明のローラの表層は、このような弊害
を解決し、イソホロンジイソシアネートの染み出し物質
ブロック性とヘキサメチレンジイソシアネートの柔軟性
とを併せ持った良好な特性をもつ表層樹脂を提供し、イ
オン性の基層からの染み出し物質がローラ表面に染み出
してくることを防止しつつ、良好な表面形状を有する帯
電ローラを得ることができる。

【００４９】すなわち、本発明において表層に用いる樹
脂は、ラクトン変性アクリルポリオールとイソホロンジ
イソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとを
ブレンドし硬化させることにより、ラクトン変性アクリ
ルポリオールに対してイソホロンジイソシアネートとヘ
キサメチレンジイソシアネートとがランダムに反応し
て、架橋構造が形成されたものである。

【００５０】本発明に用いるイソシアネートは、イソシ
アヌレート型の３量体とすることがより好ましい。分子
の剛直な３量体が架橋点となり、表層がより密に架橋す
ることができ、イオン性の基層からの染み出し物質がロ
ーラ表面に染み出してくることをより一層効果的に防止
することができる。

【００５１】また、本発明に用いるイソシアネートは、
イソシアネート基がブロック剤によりブロックされたブ
ロックイソシアネートとすることがより好ましい。この
理由としては、上記イソシアネート基は反応し易く、表
層塗料を常温に長時間放置しておくと徐々に反応が進
み、塗料の特性が変化してしまう恐れがあるからであ
る。これに対してブロックイソシアネートは、活性なイ
ソシアネート基がブロックされ、ブロック剤の解離温度
までは反応しないので、塗料の取扱が容易になるという
メリットがある。マスキングを行うブロック剤には、フ
ェノール、クレゾール等のフェノール類、ε−カプロラ
クタムのラクタム類及びメチルエチルケトオキシム等の
オキシム類等が挙げられるが、本発明の場合、解離温度
が比較的低温のオキシム類が好ましい。

【００５２】本発明の表層樹脂を構成するラクトン変性
アクリルポリオールとブロックイソシアネートの３量体
を図示する。

【００５３】

【化１】

【００５４】

【化２】

【００５５】

【化３】

【００５６】一方、ラクトン変性アクリルポリオールの
ＯＨ価は８０ＫＯＨｍｇ／ｇ程度であることが好まし
い。ＯＨ価が少ないと、イソシアネートで架橋されにく
くなり、それによって樹脂が柔らかくなり過ぎて感光体
に貼り付き易くなる。ＯＨ基が大き過ぎると塗膜が硬く
なり過ぎて割れ易くなる。

【００５７】本発明のラクトン変性アクリルポリオール
は、分子鎖骨格がスチレンとアクリルの共重合体であ
り、適度な硬度と非汚染性を有する。また、末端に水酸
基を有する変性したラクトン基が多数の架橋点となり、
イソシアネートで密に架橋することが可能であり、基層
からの未加硫成分の染み出しを防止することができる。
このようなラクトン変性アクリルポリオールとしては、
例えば、プラクセルＤＣ２００９（ダイセル化学工業株
式会社製）が挙げられる。

【００５８】表層に用いる樹脂のガラス転移温度Ｔｇは
粘弾性測定法で、ピーク温度が４５℃以上が好ましく、
特には５０℃以上あることが好ましい。４５℃未満であ
ると、感光体と当接したまま長期間放置した場合に感光
体に貼り付いてしまったり、あるいは帯電ローラ表面が
トナー等によって汚れ易くなったりするという弊害があ
るので、好ましくない。

【００５９】本発明におけるガラス転移温度Ｔｇの測定
方法は以下のようにする。まず、測定用の表層サンプル
は、ローラ状態から表層を剥がし、５ｍｍ×４０ｍｍ程
度の短冊形に切り出す。測定装置は、動的粘弾性測定装
置ＲＳＡ−ＩＩ（レオメトリックス・サイエンティフィ
ック・エフ・イー（株）製）を用い、また治具としてフ
ィルムテンションフィクスチャーを用いる。測定は、−
５０℃〜１５０℃の温度範囲において測定周波数６．２
８ｒａｄ／ｓｅｃ、昇温速度５℃／ｍｉｎ．、初期歪
０．０７〜０．２５％のオートテンションモードで行
う。損失正接ｔａｎδの温度分散を測定し、ピーク温度
をＴｇとする。

【００６０】また特に限定はしないが、あまりＴｇが高
過ぎても樹脂の可撓性がなくなり、塗膜が割れ易くなる
ので好ましくない。Ｔｇは、架橋させるイソシアネート
の比率又は量によって調節する。

【００６１】ラクトン変性アクリルポリオール樹脂とイ
ソシアネートとの配合比は、配合した塗料中のイソシア
ネートの中のＮＣＯ基の数（Ａ）と、ラクトン変性アク
リルポリオール樹脂中のＯＨ基の数（Ｂ）との比、ＮＣ
Ｏ／ＯＨ比＝Ａ／Ｂが０．１〜２．０が好ましく、特に
好ましくは０．３〜１．５の範囲になるように調整す
る。

【００６２】ラクトン変性アクリルポリオールをイソシ
アネートで架橋することにより、導電性弾性体基層から
の低分子成分の染み出しを防止するとともに、帯電ロー
ラ自体がトナー等に対して汚れにくく、かつ感光体を汚
染しない表層を形成することができる。

【００６３】表層を形成する樹脂塗料には、各種の導電
剤やレべリング剤を混合することも好ましい。レべリン
グ剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられる。

【００６４】表層に用いる導電剤としては、例えばアル
ミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や
繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化
錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛等の金
属化合物、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、
銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウム等を電
解処理、スプレー塗工、混合振とうにより表面に付着さ
せた粉体、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、
ＰＡＮ系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉が
挙げられる。

【００６５】本発明においては、導電剤としては、アン
チモンをドープした導電性酸化スズが特に好適に用いら
れる。その理由は、アンチモンをドープした導電性酸化
スズは、導電剤自体の体積抵抗率が比較的大きく、導電
剤を分散する樹脂の体積抵抗率との差が他の導電剤に比
較して小さいので、導電剤を分散して中抵抗の表層材料
としたときに、導電剤の分布の僅かな差が表層材料の抵
抗の差を生じにくく、抵抗の位置によるばらつきを比較
的小さく抑制することができることが、本発明の表層材
料の導電剤として好適であるからである。

【００６６】表層の樹脂に加えるこれらの導電剤の配合
量は、表層の樹脂の体積抵抗率が低温低湿環境（Ｌ／
Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２
３℃／５５％ＲＨ）、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／
８０％ＲＨ）で、中抵抗領域（体積抵抗率が１×１０⁶
〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍ）になるように決める。

【００６７】表層の体積抵抗率がこれよりも小さいと、
帯電ローラとして使用した場合、感光体にピンホールが
ある時にピンホールに過大な電流が流れてリークしてし
まい、リークした跡が画像に表れてしまうので好ましく
ない。逆に体積抵抗率が大き過ぎると、帯電ローラに電
流が流れず、感光体を所定の電位に帯電することができ
ず画像が所望する濃度にならないという弊害がある。ま
た、ある程度の電位に帯電したとしても帯電が不均一に
なり画像上に表れてしまうので好ましくない。

【００６８】表層の体積抵抗は、ローラ状態から表層を
剥がし、５ｍｍ×５ｍｍ程度の短冊形に切り出す。両面
に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し、微小電
流計（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴＲ８３４０ＡＵＬＴＲＡ
ＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＭＥＴＥＲ
（株）アドバンテスト社製）を用いて２００Ｖの電圧を
印加して３０秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とか
ら計算して求める。

【００６９】導電性酸化スズの配合量としては、配合す
る樹脂の固形分１００質量部に対して酸化スズを１０〜
４００部が好ましく、特に好ましくは５０〜２５０部配
合することである。導電性酸化スズの一次粒径は、示差
走査型電子顕微鏡観察で０．１μｍ以下が好ましい。表
層塗料中で二次粒子が小さくなるまで公知の方法で分散
する。二次粒子径は、遠心沈降式粒度分布計（ＣＡＰＡ
７００：堀場製作所製）による体積平均粒径ＭＥＤＩＡ
Ｎの値で、１．０μｍ以下が好ましく、特に好ましくは
０．５μｍ以下に分散する。二次粒子径が大きいと表層
材料の抵抗の位置によるばらつきが大きくなり、帯電ム
ラの原因となるので好ましくない。

【００７０】本発明に用いられる導電性酸化スズは、表
面がカップリング剤で表面処理されていることが好まし
い。上記カップリング剤は、同一分子内に加水分解可能
な基と疎水基を有し、珪素、アルミニウム、チタン又は
ジルコニウム等の中心元素に結合している化合物で、こ
の疎水基部分に長鎖アルキル基を有するものである。

【００７１】加水分解基としては、例えば比較的親水性
の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及びブ
トキシ基等のアルコキシ基等が用いられる。その他、ア
クリロキシ基、メタクリロキシ基、これらの変性体及び
ハロゲン等も用いられる。また疎水基としては、その構
造中に炭素原子が６個以上直鎖状に連なる構成を含むも
のであればよく、中心元素との結合形態においては、カ
ルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステル又
は燐酸エステルを介して、あるいはダイレクトに結合し
ていてもよい。更に、疎水基の構造中に、エーテル結
合、エポキシ基及びアミノ基等の官能基を含んでもよ
い。カップリング剤処理することで酸化スズ表面への水
分の吸着を抑え、より環境変動の小さい表層材料を得る
ことができる。本発明に用いるカップリング剤として
は、反応性が高いシランカップリング剤が好ましい。

【００７２】シランカップリング剤としては、例えば、
ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチ
ルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチル
ジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメ
チルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ト
リフルオロプロピルトリメトキシシラン及びヘキシルト
リメトキシシラン等が挙げられるが、特に導電剤の体積
抵抗率の環境変動を小さく抑えることができるので、ト
リフルオロプロピルトリメトキシシランが特に好まし
い。

【００７３】表層にはこの他、シリカ粉体を含有するこ
とが好ましい。シリカを含有すると、高抵抗な帯電ロー
ラを使用しても帯電電位の絶対値が大きくなるので好ま
しい。

【００７４】本発明で用いることのできるシリカ微粉体
としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生
成された乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シ
リカ及び水ガラス等から製造される湿式シリカの両方が
使用可能であるが、表面及び内部にあるシラノール基が
少なく、製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。シ
リカの一次粒子径は０．５μｍ以下程度の微粒子である
ことが好ましい。

【００７５】更に、本発明においては、疎水化処理され
ているシリカ微粉体を用いることが好ましい。疎水化処
理するには、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する
有機ケイ素化合物で化学的に処理することによって付与
される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物
の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシラ
ンカップリング剤で処理する方法、あるいはシリコーン
オイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げら
れる。

【００７６】疎水化処理に使用されるシランカップリン
グ剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリ
メチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエ
トキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリク
ロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェ
ニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、
ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチル
トリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラ
ン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノ
シランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、
トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセ
トキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメ
チルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシ
ロキサン及び１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキ
サンが挙げられる。

【００７７】疎水化処理に使用される有機ケイ素化合物
としては、シリコーンオイルが挙げられ、好ましいシリ
コーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３
０〜１，０００センチストークスのものが用いられる。
例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシ
リコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオ
イル、クロルフェニルシリコーンオイル又はフッ素変性
シリコーンオイルを用いることが好ましい。

【００７８】シリコーンオイルによる疎水化処理の方法
としては、例えば、シリカ微粉体とシリコーンオイルと
をヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合し
てもよいし、ベースとなるシリカヘシリコーンオイルを
噴射する方法によってもよい。あるいは、適当な溶剤に
シリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベー
スのシリカ微粉体と混合し、溶剤を除去することによっ
て疎水化処理してもよい。

【００７９】また、表層の膜厚は４０μｍよりも小さい
ことが好ましく、より好ましくは３０μｍ以下である。
表層の膜厚が４０μｍよりも大きいと、帯電の均一性が
損なわれ、画像上ローラの軸方向に細かい白スジが発生
するので好ましくない。膜厚は、ローラ断面を鋭利な刃
物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察するこ
とで測定できる。

【００８０】表層の成形方法としては、上記の表層を構
成する材料を、サンドミル、ペイントシェーカ、ダイノ
ミル及びパールミル等のビーズを利用した従来公知の分
散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表
層形成用の樹脂塗料を、ディッピング法やスプレーコー
ト法により、帯電部材の表面、本発明においては導電性
弾性体基層の上に塗工する。表層塗料の利用効率を考慮
すると、ディッピング法が好ましい。

【００８１】表層膜厚を調整するために表層塗料の樹脂
の固形分と塗工引き上げ速度を制御する。表層塗料中の
樹脂の固形分を大きくすると表層の膜厚が大きくなり、
固形分を小さくすると膜厚も小さくなる。本発明の表層
塗料においては、揮発する溶媒に対する樹脂の固形分を
１２〜３０％に調整する。また、塗工引き上げ速度を大
きくすると膜厚が大きくなり、速度を小さくすると膜厚
も小さくなるので、本発明においては塗工引き上げ速度
を２０〜５０００ｍｍ／ｍｉｎ．に調整する。

【００８２】本発明の帯電部材の表面粗さとしては、好
ましくは十点平均粗さＲｚで１０μｍ以下、Ｒａで２．
０μｍ以下、より好ましくは十点平均粗さＲｚで５μｍ
以下、Ｒａで１μｍ以下である。表面粗さがあまり大き
過ぎると帯電ムラとして出力画像に表れ易い。

【００８３】上記範囲の表面粗さを有する帯電部材とす
るためには、基層の表面粗さができるだけ小さくなるよ
うに調整する。具体的には、十点平均粗さＲｚで２０μ
ｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下とする。

【００８４】平均粗さ（Ｒａ、Ｒｚ）の測定方法として
は、ＪＩＳＢ０６０１の表面粗さに基づき、小坂研究
所製サーフコーダーＳＥ３４００にて、軸方向３点×周
方向２点の計６点について各々測定し、その平均値をと
る。

【００８５】また、本発明の帯電部材は、画像形成装置
に用いた場合の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ
曲率の円相形円柱形金属に当接させて、使用状態と同様
の回転速度で円柱形金属を回転させながら（本発明では
軸の両端にそれぞれ５Ｎの力を加えて、直径３０ｍｍの
金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速４５ｍｍ／ｓで
回転させた）直流電圧−２５０Ｖを印加したときの帯電
部材の電気抵抗が、３０℃／８０％ＲＨの高温高湿の環
境中では１×１０⁶Ω以上であり、１５℃／１０％の低
温低湿の環境中では１×１０⁸Ω以下であることが好ま
しい。より好ましくは、３０℃／８０％ＲＨの高温高湿
の環境中では２×１０⁶Ω以上であり、１５℃／１０％
の低温低湿環境中では６×１０⁷Ω以下であることが好
ましい。

【００８６】低温低湿の環境中の抵抗が上記範囲より小
さいと、帯電ムラによるハーフトーン画像上の細かい横
白スジがほとんど発生しないので好ましい。また、高温
高湿環境中の抵抗が上記範囲より大きいと、感光体にピ
ンホールがあったとしても印加電流がリークせず、ハー
フトーン画像上に帯電の濃度ムラが現れることがないの
で好ましい。

【００８７】電気抵抗を上記範囲とするには、帯電部材
の導電性弾性体基層の体積抵抗率を１×１０⁴〜１×１
０⁷Ω・ｃｍに、また表層の体積抵抗率が１×１０⁸〜１
×１０¹⁵Ω・ｃｍでかつ表層の膜厚が５〜４０μｍにな
るように調整すればよい。

【００８８】帯電部材の形状としては、ローラ形状が最
も一般的であるが、図８に示すブレード形状の帯電ブレ
ード２５や、図９に示すベルト形状の帯電ベルト２６を
として感光体に当接させて使用することもできる。

【００８９】＜２＞画像形成装置図２に本発明の帯電部材の一つの実施の形態である帯電
ローラ６を用いた画像形成装置を示す。像担持体である
感光体ドラム５は矢印の方向に回転しながら、帯電ロー
ラ６によって一次帯電され、次に露光手段により露光１
１が照射され静電潜像が形成される。現像手段である現
像ローラ４上の薄層になったトナーは、トナー帯電ロー
ラ２９で帯電され、次いで感光体ドラム５の表面と接触
することによって、静電潜像が現像され、可視化したト
ナー像が形成される。

【００９０】現像されたトナー像は、転写部材である転
写ローラ８と感光体ドラム５の間の現像部において、感
光体ドラム５から被転写部材である印刷メディア７に転
写され、その後定着部９で熱と圧力により定着され、永
久画像となる。転写されなかった転写残トナーは、クリ
ーニングローラ１０で電荷を与えられ、現像ローラ４で
回収される。

【００９１】現像ローラ４、トナー帯電ローラ２９、帯
電ローラ６、転写ローラ８、クリーニングローラ１０の
それぞれには画像形成装置の電源１８、１９、２０、２
２、２１から、それぞれ電圧が印加されている。

【００９２】ここで、本発明の帯電部材である帯電ロー
ラ６には、電源２０から直流電圧が印加される。印加電
圧に直流電圧を用いることで、電源のコストを低く抑え
ることができるという利点がある。また、交流電圧を印
加したときに発生する帯電音が発生しないという利点が
ある。

【００９３】印加する直流電圧の絶対値は、空気の放電
開始電圧と被帯電体表面（感光体表面）の一次帯電電位
との和とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧
は６００〜７００Ｖ程度、感光体表面の一次帯電電位は
３００〜８００Ｖ程度なので、具体的な一次帯電電圧と
しては９００〜１５００Ｖとすることが好ましい。

【００９４】また、クリーニングローラ１０の代わり
に、図３に示すクリーニングブレード２３を使用しても
よい。

【００９５】また、カラー画像形成装置とする場合は、
図４の様に感光体ドラム５ａ〜ｄ、像ローラ、転写ロー
ラ８ａ〜ｄ、帯電ローラ６ａ〜ｄ、トナー帯電ローラ２
９ａ〜ｄ、弾性規制ブレード３０ａ〜ｄ、露光１１ａ〜
ｄ、トナー容器３１ａ〜ｄ等をそれぞれ４色分用意し
て、直列に配置することもできる。

【００９６】＜３＞帯電方法本発明は、帯電部材に直流電圧を印加することにより、
被帯電体を帯電させる帯電方法を提供する。

【００９７】＜４＞プロセスカートリッジ本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静
電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成さ
せる現像手段と、前記被転写部材にトナー像が転写され
た後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリ
ーニング手段と、から選ばれる１つ又は２つ以上が、本
発明の帯電部材と一体に支持され、画像形成装置から着
脱自在に構成されているプロセスカートリッジである。

【００９８】本発明のプロセスカートリッジは、例え
ば、図６に示すように、感光体ドラム５や帯電ローラ
６、現像ローラ４及びクリーニングローラ６等が一体に
支持された、画像形成装置の本体と脱着自在な構成であ
る。

【００９９】電子写真プロセスカートリッジが使用され
る前には、トナーシール２７で現像ローラ４とトナーの
接触を避けておくことが好ましい。

【０１００】

【実施例】以下に本発明を実施例をもって説明するが、
本発明は実施例よって制限されるものではない。

【０１０１】（実施例１）＜帯電ローラの作製＞（１）導電性弾性体基層の調製エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピクロマーＣＧ１
０２、ダイソー（株）製）１００質量部、充填剤として
の炭酸カルシウム３０質量部、研磨性改善のための補強
材としての着色グレードカーボン（商品名：シーストＳ
Ｏ、東海カーボン製）２質量部、酸化亜鉛５質量部、可
塑剤としてのＤＯＰ１０質量部、下記式の過塩素酸４級
アンモニウム塩３質量部、

【０１０２】

【化４】老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール
１質量部をオープンロールで２０分間混練し、更に、加
硫促進剤としてのＤＭ１質量部、加硫促進剤としてのＴ
Ｓ０．５質量部、加硫剤としての硫黄１質量部を加えて
更に１５分間オープンロールで混練した。

【０１０３】これをゴム押し出し機を使用して、外径１
５ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍ
ｍの長さに裁断し、加硫缶中を使用して、１６０℃の水
蒸気中で４０分間一次加硫し、導電性弾性体基層ゴム一
次加硫チューブを得た。

【０１０４】次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱
形の導電性支持体（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円
柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化
性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８
０℃で３０分間乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥し
た。この導電性支持体を、前記導電性弾性体基層ゴム一
次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で
１６０℃で２時間、二次加硫と接着剤の硬化を行い、未
研磨層を得た。

【０１０５】この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切
り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍ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のクラウン形状で表面の十点平均粗さ
Ｒｚ７μｍ、振れ２５μｍの導電性弾性体基層を有する
帯電ローラを得た。

【０１０６】導電性弾性体基層を有する帯電ローラをＮ
／Ｎ（常温常湿：２３℃／５５％ＲＨ）環境に２４時間
以上放置した後、導電性弾性体基層を有する帯電ローラ
の抵抗を測定したところ、１．９×１０⁵Ωであった。
また、ゴム部分のアスカーＣ硬度は４３°と軟らかかっ
た。

【０１０７】（２）表層の調製導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１００Ｐ、石原産
業（株）製）５０質量部に、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５
００質量部と平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ３００
質量部を加え、ペイントシェーカで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。

【０１０８】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質量部を、５００質量部のＭＩＢＫ（メチル
イソブチルケトン）に溶解し、固形分２０質量％の溶液
とした。このアクリルポリオール溶液２００質量部に対
して前記表面処理導電性酸化スズ粉体を５０質量部、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質量部、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質量部配合し、これ
に直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００質量部を加え
て、４５０ｍｌのビンに入れてペイントシェーカを使い
１０時間分散した。

【０１０９】この分散液３７０質量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）を３３．５質量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）を２１．５質量
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層塗料を得た。

【０１１０】前記表層塗料をディッピンク法により前記
導電性弾性体基層を有する帯電ローラの表面に塗工し
た。引き上げ速度４００ｍｍ／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４００ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、もう一
度３０分間風乾した後、１６０℃で１００分間乾燥し
た。膜厚は２０μｍ、表層の体積抵抗率は５．３×１０
¹⁴Ω・ｃｍであった。こうして完成したローラを実施例
１の帯電ローラとした。

【０１１１】＜帯電ローラの評価＞上記のようにして得
られた帯電ローラを用いて、以下に示すようにして評価
を行った。

【０１１２】本試験で使用した電子写真式レーザプリン
タはＡ４縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピ
ードは、４５ｍｍ／ｓｅｃ、画像の解像度は６００ｄｐ
ｉである。

【０１１３】感光体はアルミニウムシリンダーに膜厚１
８μｍのＯＰＣ層をコートした反転現像方式の感光ドラ
ムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダ樹
脂とする電荷輸送層である。

【０１１４】トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と
色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダム
コポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を
重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度６
３℃、質量平均粒径６μｍの重合トナーである。

【０１１５】一次帯電は、上記で得られた実施例１の帯
電ローラを用い、直流電圧−１１５０Ｖを帯電ローラに
印加した。

【０１１６】画像の評価は全て、ハーフトーン（感光体
の回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横
線を描くような画像）画像を出力して行った。

【０１１７】低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％Ｒ
Ｈ）における帯電が原因の画像不良としては、細かい横
白スジが予想されるので、この横スジが全く発生しなか
ったものを◎、ほんの少し発生したが実用上はほとんど
気が付かないレベルのものを〇、少し発生したが実用上
は問題無いものを△、大量に発生したものを×とした。

【０１１８】高温高湿環境（Ｈ／Ｈ：３０℃／８０％Ｒ
Ｈ）においては、感光体にピンホールを空けたピンホー
ルドラムを使用し、ハーフトーン画像を出力したときに
ピンホールに電流が集中しホール以外の部分のハーフト
ーン濃度が変化して濃度の違う帯のように画像に表れる
かどうかを見た。リークして濃度ムラが濃く現れたもの
を×、濃度ムラが中程度に現れたものを△、極薄い濃度
ムラが現れたものを〇、濃度ムラが現れなかったものを
◎とした。

【０１１９】更に、常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２３℃／５
５％ＲＨ）で印字濃度４％（感光体の回転方向と垂直方
向に幅２ドット、間隔５０ドットの横線を描くような画
像）を連続で５０００枚耐久し、その後Ｎ／Ｎ環境でハ
ーフトーン画像を出力し、帯電ローラの表面の汚れに起
因する帯電ムラが発生しないかどうかを見た。帯電ムラ
が発生しないものを◎、少し発生したが実用上は問題無
いものを〇、中程度に発生するものを△、非常にムラが
大きかったものを×とした。

【０１２０】また感光体を、画像形成装置中で使用する
ときと同じ状態で感光体に当接させ、４０℃／９５％Ｒ
Ｈの環境中に３０日間放置し、その後、常温常湿環境
（Ｎ／Ｎ：２３℃／５５％ＲＨ）で画像を出力し、帯電
ローラからの染み出しで感光体の当接部が画像に表れる
かどうかを調べた。感光体の表面と出力画像の両方を見
て、両方問題の無いものを◎、感光体上に当接していた
跡が少し確認されたが画像上何も問題無かったものを
〇、当接跡が画像上に微妙に見えたものを△、当接跡が
画像上にはっきりと見えたものを×とした。

【０１２１】なお、Ｌ／ＬとＨ／Ｈでは画出しを行う前
に帯電ローラの抵抗を測定した。抵抗の測定方法として
は、まず図５（ａ）の様に、帯電ローラの両端の軸１を
荷重のかかった軸受け３３ａと３３ｂとにより感光体と
同じ曲率の円柱形金属３２に対して帯電ローラが平行に
なるように当接させる。次に図５（ｂ）の様に、図示し
ないモータにより円柱形金属３２を帯電ローラ使用状態
と同様の回転速度で回転させ、ローラを円柱形金属に当
接させたまま従動回転させながら安定化電源３４から直
流電圧−２５０Ｖを印加したときに帯電ローラに流れる
電流を電流計３５で測定して帯電ローラの抵抗を計算し
た（本発明では軸の両端にそれぞれ５Ｎの力を加えて、
直径φ３０ｍｍの金属円柱に当接させ、該金属円柱の周
速４５ｍｍ／ｓで回転させた）。

【０１２２】更に、ローラの表面粗さを測定し、表面に
シワが発生し、十点平均表面粗さＲｚが５μｍより大き
いローラを×とした。

【０１２３】実施例１の帯電ローラは良好な表面性で、
高温高湿環境でも低温低湿環境でも良好な画像を出力
し、感光体を汚染せず、耐久後も良好な画像を出力し
た。評価結果を表１に示す。

【０１２４】（実施例２）イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）の配合量を４４．７質量部、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（ＨＤＩ）の配合量を１４．３質量
部として、ＩＰＤＩ：ＨＤＩの配合モル比を１：１から
２：１に変更した以外は、実施例１のローラと同様にし
て実施例２のローラを作製した。

【０１２５】実施例１のローラと同様、実施例２の帯電
ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環
境でも良好な画像を出力し、感光体を汚染せず、耐久後
も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。

【０１２６】（実施例３）イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）の配合量を２２．３質量部、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（ＨＤＩ）の配合量を２８．７質量
部として、ＩＰＤＩ：ＨＤＩの配合モル比を１：１から
１：２に変更した以外は、実施例１のローラと同様にし
て実施例３のローラを作製した。

【０１２７】実施例１のローラと同様、実施例３の帯電
ローラは良好な表面性で、高温高湿環境でも低温低湿環
境でも良好な画像を出力し、感光体を汚染せず、耐久後
も良好な画像を出力した。評価結果を表１に示す。

【０１２８】（比較例１）イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）の配合量を６７質量部、ヘキサメチレンジ
イソシアネート（ＨＤＩ）の配合量を０質量部として、
ＩＰＤＩ：ＨＤＩの配合モル比を１：１から１：０に変
更した以外は、実施例１のローラと同様にして比較例１
のローラを作製した。比較例１のローラは表面にシワが
発生してしまい、十点平均表面粗さＲｚが６μｍと大き
く、横スジは発生しないものの、画像に帯電ローラ表面
パターンが見えてしまった。評価結果を表１に示す。

【０１２９】（比較例２）イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）の配合量を０質量部、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート（ＨＤＩ）の配合量を４３質量部として、
ＩＰＤＩ：ＨＤＩの配合モル比を１：１から０：１に変
更した以外は、実施例１のローラと同様にして比較例２
のローラを作製した。比較例２のローラは、感光体汚染
試験において感光体表面に僅かに当接跡が見つかり、画
像上にも現れてしまった。評価結果を表１に示す。

【０１３０】（実施例４）シリカを添加しなかった以外
は、実施例１のローラと同様にして実施例４のローラを
作製した。実施例４のローラは、Ｌ／Ｌ環境の初期画出
しにおいて僅かに横白スジが見られたが、実用上は全く
問題ないレベルであった。評価結果を表１に示す。

【０１３１】（実施例５及び６）シリカを添加しなかっ
た以外は、実施例２及び３のローラと同様にして実施例
５及び６のローラを作製した。実施例５及び６のローラ
は、Ｌ／Ｌ環境の初期画出しにおいて僅かに横白スジが
見られたが、実用上は全く問題ないレベルであった。評
価結果を表１に示す。

【０１３２】（実施例７）ラクトン変性アクリルポリオ
ールの樹脂固形分を２０質量％から３５質量％に変更し
た以外は、実施例１と同様にして実施例７のローラを作
製した。実施例７のローラは抵抗が大きく、Ｌ／Ｌ環境
の若干横スジが少し発生したが、実用上は問題なかっ
た。評価結果を表１に示す。

【０１３３】（実施例８）導電性酸化スズの表面処理を
せずに用いた以外は、実施例１と同様にして実施例８の
帯電ローラを作製した。実施例１のローラに比較して環
境変動が大きく、Ｌ／Ｌで若干横スジが発生したが、実
用上は問題ないレベルであった。評価結果を表１に示
す。

【０１３４】（実施例９）導電性酸化スズの表面処理を
せずに用いて配合量を若干増やした以外は、実施例１と
同様にして実施例９の帯電ローラを作製した。実施例１
のローラに比較して環境変動が大きく、Ｌ／Ｌで若干横
スジが発生したが、実用上は問題ないレベルであった。
評価結果を表１に示す。

【０１３５】（実施例１０〜１３）導電性酸化スズの配
合量を増減した以外は、実施例１と同様にして実施例１
０〜１３の帯電ローラを作製した。ローラ抵抗が変化し
て、抵抗を小さくしたものはＨ／Ｈ環境においてピンホ
ールにリーク原因による若干濃度ムラが現れ、抵抗を大
きくしたものはＬ／Ｌ環境において若干横白スジが発生
したが、いずれも実用上は問題ないレベルであった。評
価結果を表１に示す。

【０１３６】（比較例３）実施例１の基層の代わりに、
ＥＰＤＭ１００質量部に導電性カーボンブラック（商品
名：ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックイン
ターナショナル社製）１０質量部を添加して混錬した電
子導電性の基層を用いた。電気抵抗が実施例１の基層と
同じになるように混錬の程度を調整した。

【０１３７】帯電部材としての電気抵抗が実施例１の帯
電部材と同じにもかかわらず、低温低湿環境の画出しに
おいて、抵抗ムラに起因すると考えられる横スジが大量
に表れて良好な初期画像が得られなかった。評価結果を
表１に示す。

【０１３８】

【表１】

【０１３９】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によって、
エピクロルヒドリンゴムにイオン導電剤を含有させた柔
軟で電気抵抗率の位置ばらつきが非常に小さい導電性弾
性体基層を用ることにより、電気抵抗のムラに対する要
求が厳しいＤＣ帯電方式に使用することができる帯電部
材を提供することが可能となった。

【０１４０】更に、ラクトン変性アクリルポリオール
を、少なくともイソホロンジイソシアネートを含む２種
類以上のイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を主成
分とする表層を用いることにより、基層の良好な電気抵
抗特性を阻害しない程度に薄く適度な硬度を有する表層
を被覆したとしても基層から汚染性物質が染み出してき
て電子写真感光体を汚染することのない帯電部材を提供
することが可能となった。

【０１４１】本発明により、電気抵抗が小さく、かつム
ラが小さく、電子写真感光体を汚染せず、帯電部材自身
も汚れにくい帯電部材を提供することができ、直流帯電
方式を採る画像形成装置に本発明の帯電部材を用いれば
高精細な画像を提供することが可能となった。

【０１４２】また、低温低湿な環境中で使用した場合に
も帯電ムラが小さく、高温高湿の環境中で使用しても感
光体のピンホールによるリークが画像に現れにくい帯電
部材を提供することができ、直流帯電方式を採る画像形
成装置に本発明の帯電部材を用いれば高精細な画像を提
供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電部材の一つの実施の形態の断面を
表す概略図を示す。（ａ）帯電部材の横断図、（ｂ）帯電部材の断面図

【図２】本発明の帯電部材を使用した画像形成装置の一
つの実施の形態の概略図を示す。

【図３】本発明の帯電部材を使用した画像形成装置の一
つの実施の形態の概略図を示す。

【図４】本発明の帯電部材を使用したカラー画像形成装
置の一つの実施の形態の概略図を示す。

【図５】本発明の帯電部材の電気抵抗を測定する方法を
説明する図を示す。

【図６】本発明のプロセスカートリッジの一つの実施の
形態の概略断面図を示す。

【図７】本発明の帯電部材の一つの実施の形態の断面を
表す概略図を示す。（ａ）帯電部材の横断図、（ｂ）帯電部材の断面図

【図８】本発明の帯電部材（ローラ）の実施の形態の断
面を表す概略図を示す。

【図９】本発明の帯電部材（ベルト）の実施の形態の断
面を表す概略図を示す。

【符号の説明】

１導電性支持体２導電性弾性体基層３表層４現像ローラ５感光体ドラム６帯電ローラ８転写ローラ９定着部１０クリーニングローラ１１露光１８、１９、２０、２１、２２電源２３クリーニングブレード２５帯電ブレード２６帯電ベルト２７トナーシール２９トナー帯電ローラ３０弾性規制ブレード３１トナー容器３２円柱形金属３３荷重のかかった軸受け３４安定化電源３５電流計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻村政史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者谷口智士東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者黒田紀明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H071 BA04 BA43 DA06 DA08 DA13 DA15 2H200 FA02 FA08 GA12 GA23 GA44 GA52 GB15 GB22 HA02 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 HB47 HB48 JA02 MA03 MA13 MA17 MA20 MB06 MC01 MC06 NA02 NA09 3J103 AA02 AA14 BA41 GA02 GA58 HA03 HA04 HA11 HA12 HA20 HA48 HA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体と、該導電性支持体上に設
けられた、エピクロルヒドリンゴムを主成分とし少なく
ともイオン導電剤を含有する導電性弾性体基層と、ラク
トン変性アクリルポリオールを、少なくともイソホロン
ジイソシアネートを含む２種類以上のイソシアネートで
架橋したウレタン樹脂を主成分とする表層とを少なくと
も有することを特徴とする帯電部材。
【請求項２】前記２種類以上のイソシアネートがイソ
ホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネ
ートである請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】表層にシリカ粉体を含有する請求項１又
は２に記載の帯電部材。
【請求項４】表層に導電性粉体を含有する請求項１〜
３のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項５】導電性粉体が酸化スズにアンチモンをド
ープした導電性酸化スズである請求項１〜４のいずれか
に記載の帯電部材。
【請求項６】導電性酸化スズが、表面をシランカップ
リング剤でカップリング剤処理された酸化スズである請
求項１〜５のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項７】表層のイソホロンジイソシアネートとヘ
キサメチレンジイソシアネートとのモル比がイソホロン
ジイソシアネート：ヘキサメチレンジイソシアネート＝
２：１〜１：２である請求項１〜６のいずれかに記載の
帯電部材。
【請求項８】イソホロンジイソシアネートとヘキサメ
チレンジイソシアネートとがイソシアヌレートタイプの
３量体である請求項１〜７のいずれかに記載の帯電部
材。
【請求項９】イソホロンジイソシアネートとヘキサメ
チレンジイソシアネートとがオキシムブロックタイプの
イソシアネートである請求項１〜８のいずれかに記載の
帯電部材。
【請求項１０】表層の樹脂のガラス転移温度が４５℃
以上である請求項１〜９のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項１１】帯電部材の表面が十点平均粗さＲｚ１
０μｍ以下である請求項１〜１０のいずれかに記載の帯
電部材。
【請求項１２】帯電部材を画像形成装置に用いた場合
の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ曲率の円相形
金属に当接させて、使用状態と同様の回転速度で円柱形
金属を回転させながら直流電圧−２５０Ｖを印加したと
きの帯電部材の電気抵抗が、３０℃／８０％ＲＨの高温
高湿環境中では１×１０⁶Ω以上であり、１５℃／１０
％ＲＨの低温低湿環境中では１×１０⁸Ω以下である請
求１〜１１のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項１３】帯電部材がローラ形状の帯電ローラで
ある請求項１〜１２のいずれかに記載の帯電部材。
【請求項１４】像担持体と、像担持体を所定の電位に
帯電させる帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像
を形成する露光手段と、該像担持体上に形成された静電
潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成させ
る現像手段と、該トナー像を被転写部材に転写させる転
写手段とを備えた画像形成装置において、該帯電手段は
請求項１〜１３のいずれかに記載の帯電部材であり、該
帯電部材に直流電圧のみを印加して像担持体を帯電させ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】前記現像手段が、前記像担持体に対し
てトナーの薄層を介して接触した状態で静電潜像を現像
をする接触現像手段である請求項１４に記載の画像形成
装置。
【請求項１６】被帯電体を帯電手段で帯電させる帯電
方法において、該帯電手段が請求項１〜１３のいずれか
に記載の帯電部材であり、該帯電部材に直流電圧のみを
印加して被帯電体を帯電させることを特徴とする帯電方
法。
【請求項１７】像担持体上に形成された静電潜像をト
ナーを転移させて可視化してトナー像を形成し、該トナ
ー像を被転写部材に転写することにより画像を形成する
画像形成装置から着脱自在に構成されているプロセスカ
ートリッジにおいて、像担持体と、該像担持体上に形成
された静電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像
を形成させる現像手段と、前記被転写部材にトナー像が
転写された後に該像担持体上に残留したトナーを除去す
るクリーニング手段と、から選ばれる１つ又は２つ以上
が、請求項１〜１３のいずれかに記載の帯電部材と一体
に支持されることを特徴とするプロセスカートリッジ。