JP2003207995A

JP2003207995A - 帯電ローラ、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: JP2003207995A
Application number: JP2002007666A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tsuru; 誠司都留; Naoki Fuei; 直喜笛井; Hiroyuki Osada; 弘行長田; Hiroshi Inoue; 宏井上; Tomoji Taniguchi; 智士谷口; Masafumi Tsujimura; 政史辻村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】イオン系の導電剤を使用して帯電の均一化を
図ったローラを用いて、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、かつ感光体を汚染しな
い帯電ローラ、この帯電ローラを有する画像形成装置、
帯電方法及びプロセスカートリッジを提供することであ
る。【解決手段】少なくとも内側から、導電性支持体と、
有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体基層と、
アクリルポリオールをイソシアネート架橋したウレタン
樹脂を主成分とする表層とを有する帯電ローラにおい
て、該表層にチクソトロピー性付与微粒子が含まれてい
ることを特徴とする帯電ローラ、この帯電ローラを有す
る画像形成装置、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、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、例えは
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。

【０００５】そこで、例えば特開平５−３４１６２７号
公報の様に、ＤＣ帯電方式についての提案がなされてい
る。

【０００６】ＡＣ帯電方式に比較して一般的にコストが
低いＤＣ帯電方式ではあるが、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。

【０００７】例えば、前記特開平５−３４１６２７号公
報の様な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、露光装置の分コストが上昇すること
になる。

【０００８】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。また、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は、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、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】本発明のようにＤＣ帯電に用いられるロー
ラは、従来のＡＣ帯電ローラに比較して、電流で帯電を
均一に均すことができない。よって、帯電ローラの電気
抵抗の位置によるばらつきを更に小さくする必要があ
る。また、一方で本発明のようにＤＣ帯電に用いられる
ローラは、電気抵抗の印加電圧依存性が小さいほうが良
い。ヒドリンゴムを主成分とする基層は、電気抵抗の印
加電圧依存性が比較的小さいのに対して、表層の導電性
酸化スズ分散アクリルポリウレタンは抵抗の電圧依存性
が大きい。ゆえにローラとしては、できるだけ表層を薄
くして帯電ローラ全体としての抵抗の電圧依存性を小さ
くする必要がある。ところが、本発明の帯電ローラのよ
うに表層を１５μｍ程度まで薄くして、かつディッピン
グ法で均一にローラの表層を塗工するのは、困難であっ
た。ディッピング法による塗工では、通常、塗工の引き
上げ時に上になる部分の塗膜が薄くなり、下へ行くほど
塗膜が厚くなる傾向がある。一方でローラの塗工をスプ
レー法で行うと、表層塗料のかなりの部分がローラには
付着せずに無駄になってしまい、コストアップにつなが
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】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、イオン系の導電
剤を使用して帯電の均一化を図ったローラを用いて、Ｄ
Ｃ帯電法によって帯電前の露光無しに例えば６００ｄｐ
ｉ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、かつ感光体を汚染しない帯電ローラを提供すること
にある。

【００１１】本発明の別の目的は、上記帯電ローラを有
する画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッジ
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、少なく
とも内側から、導電性支持体と、有極性の架橋ゴムを主
成分とする導電性弾性体基層と、アクリルポリオールを
イソシアネート架橋したウレタン樹脂を主成分とする表
層とを有する帯電ローラにおいて、該表層にチクソトロ
ピー性付与微粒子が含まれていることを特徴とする帯電
ローラが提供される。

【００１３】また、本発明に従って、上記帯電ローラを
有する画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッ
ジが提供される。

【００１４】

【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。

【００１５】本発明者らは、ＤＣ帯電用帯電ローラの構
成として、少なくとも内側から、導電性支持体と、有極
性の架橋ゴムを主成分とし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
ソシアネート架橋したアクリルウレタン樹脂を主成分と
する表層とを有し、該表層にチクソトロピー性付与粒子
を含有することにより、表層の膜厚が均一となり、電気
抵抗率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ロ
ーラが得られるという知見をして本発明に至り、ＤＣ帯
電方式を採る電子写真画像形成装置で高精細な画像を提
供することができる。

【００１６】本発明を特徴づける帯電ローラの構成につ
いて説明する。本発明の帯電ローラは、横断面を図解的
に示す図１（ａ）と、縦断面を図解的に示す図１（ｂ）
に示されるように、導電性の軸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の外周を
被覆している表面層３とを有する帯電ローラであって、
導電性弾性体基層が有極性の架橋ゴムのエピクロルヒド
リンゴムを主成分としイオン導電剤を含有し、表面層が
ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネート架橋
したアクリルウレタン樹脂を主成分とし、該表層にチク
ソトロピー性付与粒子を含有することを特徴とする。

【００１７】本発明で使用する導電性の軸１とは、炭素
鋼合金表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施した
円柱である。導電性芯金を構成する材料としては他にも
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。

【００１８】本発明では、まず、上記導電性の軸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。

【００１９】高分子弾性体は、有極性の架橋ゴムであ
り、例えばＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ノルボーネンゴム、ＮＢ
Ｒ、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
フオン化ポリエチエン、エピクロロヒドリンゴム、ウレ
タンゴム、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ及びシリコーンゴム等が挙
げられるが、高分子弾性体がそれ自身で導電性を有し、
電気抵抗の均一化に役立つという意味でエピクロロヒド
リンゴムが特に優れている。

【００２０】導電剤としては、例えば、アルミニウム、
パラジウム、鉄、銅及び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、酸化スズ、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、酸化モリブデンや、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系カーボン、ピッチ系カーボン等のカ
ーボン粉がある。更に、イオン導電剤として、ＬｉＣｌ
Ｏ₄やＮａＣｌＯ₄等の過塩素酸塩及び４級アンモニウム
塩等が挙げられる。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。

【００２１】導電性弾性体基層の電気抵抗率のムラを小
さくするという意味では、特に４級アンモニウム塩等の
イオン系の導電剤が優れている。電子導電性の導電剤
も、弾性体の電気抵抗にムラを生じさせない範囲で添加
することができる。

【００２２】これらの導電剤の配合量は、導電性弾性体
の体積抵抗率が中抵抗領域（体積抵抗率が１０⁴〜１０⁷
Ω・ｃｍ）になるように決める。導電性弾性体の体積抵
抗率がこれよりも小さいと、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行
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。

【００２３】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。

【００２４】成形方法としては、上記の材料を例えば、
押出し成形、射出成形及び圧縮成形等の公知の方法が挙
げられる。芯金の上に直接弾性体を成形してもよいし、
チューブ形状に成形した弾性体を芯金に被覆してもよ
い。成形後に導電性支持体表面を研磨して形状を整えて
もよい。

【００２５】導電性弾性体のアスカーＣ硬度は、５０°
以下が好ましく、特には４５°以下が好ましい。このア
スカーＣ硬度が５０°を超えると、帯電ローラと感光体
との間のニップ幅が小さくなり、帯電ローラと感光体と
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
感光体や帯電ローラ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。

【００２６】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
いて測定したローラの硬度であり、常温常湿（２３℃／
５５％ＲＨ）の環境下に１２時間以上放置したローラに
対して硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０秒後の
測定値とする。

【００２７】導電性弾性体基層が完成した後に、表層を
設ける。表層には、ラクトン変性アクリルポリオールを
イソシアネート架橋したアクリルウレタン樹脂をメイン
バインダーとして用いる。ポリオールのＯＨ価は、８０
ＫＯＨｍｇ／ｇ程度であることが好ましい。ＯＨ価が少
ないと架橋できずに柔らか過ぎて感光体に貼り付いてし
まうし、大き過ぎると塗膜が硬くなり過ぎて割れてしま
う。イソシアネートとしては、ＩＰＤＩやＨＤＩが用い
られる。ガラス転移温度（Ｔｇ）は粘弾性測定法で、ピ
ーク温度が４５℃以上であることが好ましく、特には５
０℃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るという弊害があるので、好ましく
ない。ガラス転移温度は、架橋させるイソシアネートの
量によって調節する。

【００２８】表層の塗膜が均一になるように、表層にチ
クソトロピー性付加微粉体を添加する。チクソトロピー
性付加粉体としては、シリカ、タルク、カオリン、ディ
ッカイト、ナクライト及びハロイサイト等のカオリン鉱
物；雲母、絹雲母（セリサイト）、白雲母、金雲母、合
成雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、バーミキュライ
ト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロライ
ト、サボナイト、ソーコナイト、ビーガム等のスメクタ
イト、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸アル
ミニウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸
マグネシウム、ケイ酸ストロンチウム、タングステン酸
金属塩、マグネシウム、ゼオライト、硫酸バリウム、焼
成硫酸カルシウム、焼セッコウ、リン酸カルシウム、フ
ッ素アパタイト、ヒドロキシアパタイト、セラミックパ
ウダー及び窒化ホウ素等の無機粉末；ポリアミド樹脂粉
末、ポリエチレン粉末、ポリ四フッ化エチレン粉末及び
セルロース粉末等の有機粉末；ポリビニルピロリドン、
カルボキシビニルポリマー、メチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、ペクチン、アルギン酸ナトリウ
ム、ポリエーテルウレタン、ヒドロキシエチルセルロー
ス、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ステア
リン酸アルミニウム及びステアリン酸亜鉛等の合成樹脂
等が挙げられ、これらの中でもシリカが好ましい。塗工
液にチクソトロピー性付加微粉体を混合すると、該微粉
末のチクソトロピー性により塗膜の膜厚均一性が増し、
ローラの抵抗の位置ばらつきが小さい帯電ローラを得る
ことができる。

【００２９】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。

【００３０】チクソトロピー性付加微粉体の添加量とし
ては、概ねポリオール樹脂１００質量部に対して１〜２
０質量部が好ましい。少ないとチクソトロピー性を発揮
できないし、多過ぎると出来上がった塗膜が硬くなり、
表層にシワが発生する恐れがある。

【００３１】表層を形成する塗料には、各種の導電剤や
レベリング剤を混合することができる。

【００３２】導電剤としては、例えば、アルミニウム、
パラジウム、鉄、銅及び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、酸化スズ、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、酸化モリブデンや、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系カーボン、ピッチ系カーボン等のカ
ーボン粉がある。導電剤としては、特にアンチモンをド
ープした導電性酸化スズが好適に用いられる。これらの
導電剤の配合量は、表層の体積抵抗率が中抵抗領域（体
積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍ）になるように決め
る。

【００３３】レベリング剤としては、例えばシリコーン
オイルが挙げられる。

【００３４】これらの表層を構成する材料は、サンドミ
ル、ペイントシェーカー、ダイノミル又はパールミル等
のビーズを利用した従来公知の分散装置が使用されて、
分散される。

【００３５】得られた表層形成用の塗料は、ディッピン
グ法により導電性支持体の表面に塗工される。塗工は、
まず１回目の塗工を行って、次に、塗工の方向を１回目
とは反対にして、２回目の塗工を行い、表層の架橋温度
以上の温度で加熱、架橋し、ローラが完成する。

【００３６】得られる帯電ローラ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５
μｍ以下、Ｒａで１μｍ以下、である。あまり大き過ぎ
ると帯電ムラとして出力画像に現れてしまう。

【００３７】中心線平均粗さ（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＝６点について各々測定し、その平均値
をとった。

【００３８】次に、本発明の帯電ローラが使用される画
像形成装置について説明する。

【００３９】図２において、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光１１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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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１０等が一体
に支持された、画像形成装置の本体と着脱自在な構成で
ある。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。

【００４４】また、フル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２９ａ〜ｄ、弾性規制ブレード３０ａ〜ｄ、露光１１
ａ〜ｄ、トナー容器３１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。

【００４５】

【実施例】以下に、具体的は実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は質量部を
意味する。

【００４６】（実施例１）帯電ローラの製作＜基層の調整＞エピクロルヒドリンゴム（商品名：エピ
クロマーＣＧ１０２、ダイソー（株）製）１００部、炭
酸カルシウム３０部、酸化亜鉛５部、可塑剤ＤＯＰ１０
部、４級アンモニウムイオン導電剤３部、老化防止剤１
部をオープンロールで２０分間混錬し、更に、加硫促進
剤ＤＭ１部、加硫促進剤ＴＳ０．５部、硫黄１部を加え
て、更に１５分間オープンロールで混錬した。

【００４７】これらをゴム押出し機を使用して、外径１
５ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押出し、２５０ｍｍ
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、基層ゴム一次加硫チューブ
を得た。

【００４８】次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱
形芯金（鋼製、表面には工業ニッケルメッキ）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、８０℃
で３０分間乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。こ
の芯金を、前記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、２次加硫
と接着剤の硬化を行い、未研磨基層を得た。

【００４９】この未研磨基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１２．０ｍｍ、中央部直
径１２．１ｍｍのクラウン形状で表面の十点平均粗さＲ
ｚ７μｍ、振れ２５μｍの基層ローラを得た。

【００５０】基層ローラをＮ／Ｎ環境（２３℃／５５％
ＲＨ）に２４時間以上放置した後、該基層ローラの抵抗
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。

【００５１】＜表層塗工液の調製＞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）をＭＩＢＫに溶解し、固形分１
０％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液１００
０部に対して導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１０
２Ｐ、石原産業（株）製）を１３０部、シリカ（商品
名：ＡＥＲＯＳＩＬ２００、日本アエロジル社製）５
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０．１部配合
し、これに直径１．５ｍｍのガラスビーズ１０００部を
加えて、４５０ｍｌのビンで４時間分散し、更にこの分
散液にＨＤＩ（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０
Ｅ、旭化成工業（株）製）を３６部加えて更に１０分間
攪拌し、最後に５００メッシュの網で溶液を濾過して表
層塗工液を得た。

【００５２】＜表層の塗工＞前記表層塗工液をディッピ
ング法により前記基層ローラの表面に塗工した。引き上
げ速度３５０ｍｍ／ｍｉｎ．で塗工し、３０分間常温で
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２回目の塗工
を行い、更に３０分間常温で風乾した後、１５０℃で６
０分間乾燥、架橋した。膜厚は１５μｍであった。

【００５３】こうして完成したローラを実施例１のロー
ラとした。

【００５４】（実施例２〜５）実施例１において、表層
塗工液のシリカと導電性酸化スズの配合量を表１に示す
様に代えた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜５
の帯電ローラを得た。

【００５５】（比較例１〜３）実施例１において、表層
塗工液のシリカと導電性酸化スズの配合量を表１に示す
様に代えた以外は、実施例１と同様にして比較例１〜３
の帯電ローラを得た。

【００５６】＜帯電ローラの評価＞本試験で使用した電
子写真式レーザープリンターはＡ４紙縦出力用装置で、
記録メディアの出力スピードは、４５ｍｍ／ｓｅｃ、画
像の解像度は６００ｄｐｉである。感光体は、アルミニ
ウムシリンダーに膜厚１５μｍ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ー樹脂とする電荷輸送層である。
トナーは、ワックスを中心にＣＡ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膜を重合させシリカ微
粒子等を外添した、ガラス転移温度６３℃、平均粒子径
６μｍの重合トナーである。一次帯電には直流電圧−１
１５０Ｖを帯電ローラに印加した。

【００５７】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。

【００５８】低温低湿（Ｌ／Ｌ：１５℃／１０％ＲＨ）
の環境下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、この横スジが発生しなか
ったものを◎、少し発生したものを○、大量に発生した
ものを×とした。

【００５９】なお、画出しを行う前にＬ／ＬとＨ／Ｈで
帯電ローラの抵抗を測定した。

【００６０】抵抗の測定方法としては、まず図５の様
に、帯電ローラに使用時と同様の応力が掛かる様に両端
の軸１を荷重の掛かった軸受け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、不図示のモータ
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−２
５０Ｖ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（測定で
は軸の両端にそれぞれ５Ｎの力を加えて、直径φ３０ｍ
ｍ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）。

【００６１】更に、画出しが終了した後には、ローラを
切って表層の断面写真を観察し、表層の膜厚を求めた。
測定は光学顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳＰＭＥ３）で行っ
た。膜厚は、ローラの長手方向中央部と、中央部から端
部方向にそれぞれ９０ｍｍの位置の厚さを端部１、端部
２として測定した。

【００６２】結果を表１にまとめて記す。

【００６３】

【表１】

【００６４】実施例から分かるように、本発明の帯電ロ
ーラにおいては、チクソトロピー性を有するシリカを適
正量添加することにより、ローラの長手方向の膜厚のば
らつきがなくなり、よって、ローラの抵抗が長手方向で
均一になり、Ｌ／Ｌ環境においてもハーフトーン画像に
横スジが現れなくなる。

【００６５】これは、チクソトロピー性を有するシリカ
を添加することにより、ローラの表層塗工時に、塗液が
流動しているときには粘度が小さくスムーズに流動し、
薄くかつ均一な膜厚の表層塗膜を形成し、そして、一旦
塗膜が完成して塗工面が静置された時には塗膜の粘度が
大きくなり、ダレたりして膜厚の均一性が乱れることが
無いからであると考えられる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
ＤＣ電圧のみを印加したとしても、良好な帯電特性を有
する帯電ローラ、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が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電ローラの断面を表す概略図であ
る。（ａ）帯電ローラの横断図、（ｂ）帯電ローラの断
面図

【図２】本発明の帯電ローラを使用した画像形成装置の
概略構成を示す図である。

【図３】本発明の帯電ローラを使用した画像形成装置の
クリーニング部が別の構成を表す概略構成を示す図であ
る。

【図４】本発明の帯電ローラを使用したフルカラー画像
形成装置の概略構成を示す図である。

【図５】本発明の帯電ローラの抵抗を測定する方法を表
す図である。

【図６】本発明の帯電ローラを有するプロセスカートリ
ッジの概略構成を示す図である。

【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２８トナー供給ローラ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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｅ (72)発明者長田弘行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Ｆターム(参考） 2H200 FA16 HA03 HA29 HB12 HB21 HB45 HB46 HB48 MA03 MA04 MA12 MA20 MB01 NA02 3J103 AA02 AA13 AA32 AA51 BA41 CA03 FA18 GA02 GA57 GA58 HA04 HA20 HA48 4J002 CK051 DE097 DJ016 FD016 FD117 GM00 4J034 DA01 DF12 DP18 HA01 HA07 HC03 RA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも内側から、導電性支持体と、
有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体基層と、
アクリルポリオールをイソシアネート架橋したウレタン
樹脂を主成分とする表層とを有する帯電ローラにおい
て、該表層にチクソトロピー性付与微粒子が含まれてい
ることを特徴とする帯電ローラ。
【請求項２】有極性の架橋ゴムがエピクロロヒドリン
ゴムであり、かつチクソトロピー性付与微粒子がシリカ
である請求項１に記載の帯電ローラ。
【請求項３】基層にイオン導電剤を含有する請求項１
又は２に記載の帯電ローラ。
【請求項４】表層に導電性酸化スズを含有する請求項
１〜３のいずれかに記載の帯電ローラ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の帯電ロ
ーラに、直流電圧のみを印加して像坦持体を帯電するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の帯電ロ
ーラに、直流電圧のみを印加して像坦持体を帯電するこ
とを特徴とする帯電方法。
【請求項７】請求項１〜４のいずれかに記載の帯電ロ
ーラを具備し、画像形成装置に着脱自在であることを特
徴とするプロセスカートリッジ。