JP2005025022A - 帯電部材及びそれを有するカートリッジ、並びに、カートリッジを有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性に優れており、しかも、環境負荷の低い近接帯電方式用の帯電部材及びそれを有するカートリッジ、並びに、カートリッジを有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】導電性支持体１の上に電気抵抗調整層２及び保護層３を順次有する帯電部材１０において、前記電気抵抗調整層２が、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、前記保護層３が、水系塗料の塗工により形成されているものとする。前記高分子型イオン導電剤は、好ましくは、ポリエーテルエステルアミド含有化合物である。前記水系塗料は、好ましくは、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体に近接配置して帯電処理を行う帯電部材及びそれを有するカートリッジ、並びに、カートリッジを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体に対して帯電処理を行う帯電部材としては、帯電ローラが一般的に用いられている。図２は、従来の帯電ローラを有する画像形成装置の説明図である。
【０００３】
図２において、１１１は、従来の帯電ローラ方式の画像形成装置である。従来の帯電ローラ方式の画像形成装置１１１は、静電潜像が形成される感光体ドラム１０１、感光体ドラム１０１に接触して帯電処理を行う帯電ローラ１０２、レーザ光等の露光手段１０３、感光体ドラム１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ１０４、帯電ローラ１０２にＤＣ電圧を印加するためのパワーパック１０５、感光体ドラム１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ１０６、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、及び、感光体ドラム１０１の表面電位を測定する表面電位計１０９から構成されている。また、従来の帯電ローラ方式の画像形成装置１１１は、プロセスカートリッジ着脱方式のものとなっている。即ち、この画像形成装置１１１においては、感光体ドラム１０１、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、及び、クリーニング装置１０８の４つのプロセス機器が一括して本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジ１１０として設けられている。このプロセスカートリッジ１１０は、少なくとも、感光体ドラム１０１と帯電ローラ１０２とを備えていればよい。このプロセスカートリッジ１１０は、画像形成装置１１１に対して所定に位置に装着されることにより、本体側の駆動系及び電気系と接続状態となる。
なお、図２では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本件では必要としないので省略してある。
【０００４】
次に、このような従来の帯電ローラ方式の画像形成装置１１１における基本的な作像動作について説明する。
感光体ドラム１０１に接触された帯電ローラ１０２に対してＤＣ電圧をパワーパック１０５から給電すると、感光体ドラム１０１の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム１０１の表面に露光手段１０３により照射されると、感光体ドラム１０１の照射された部分は、その電位が低下する。このような帯電ローラ１０２による感光体ドラム１０１の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ１０２と感光体ドラム１０１との間の微少空間におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。
【０００５】
画像光は、画像の白／黒に応じた光量の分布であるので、かかる画像光が照射されると、画像光の照射によって感光体ドラム１０１の面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜像が形成される。このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の部分が現像ローラ１０４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電画像を可視像化したトナー像が形成される。かかるトナー像が形成された感光体ドラム１０１の部分に、記録紙１０７が所定のタイミングでレジストローラ（図示せず）により搬送され、前記トナー像に重なる。そして、このトナー像が転写ローラ１０６によって記録紙に転写された後、該記録紙１０７は、感光体ドラム１０１から分離される。分離された記録紙１０７は、搬送経路を通って搬送され、定着ユニット（図示せず）によって、加熱定着された後、機外へ排出される。このようにして転写が終了すると、感光体ドラム１０１は、その表面がクリーニング装置１０８によりクリーニング処理され、さらに、クエンチングランプ（図示せず）により、残留電荷が除去されて、次回の作像処理に備えられる。
【０００６】
帯電ローラを用いた帯電方式としては、感光体にローラを接触させる接触帯電方式が一般に用いられているが、このような接触帯電方式には、
（１）帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ跡を残すこと、
（２）帯電ローラに交流電圧を印加したときに、被帯電体に接触している帯電ローラが振動するので、帯電音が発生すること、
（３）感光体上のトナーが帯電ローラに付着する（特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。）ので、帯電ローラの帯電性能が低下すること、
（４）帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること、及び、
（５）感光体を長期停止したときに、帯電ローラが永久変形すること、
といった問題があった。
【０００７】
このような問題を解決する技術として、帯電ローラを感光体に近接させるようにした近接帯電方式（特許文献１を参照。）が提案されている。この近接帯電方式は、帯電ローラを感光体に最近接距離（０．００５〜０．３ｍｍ）になるように対向させて、帯電ローラに電圧を印加することにより、感光体の帯電を行うようにした帯電方式である。この近接帯電方式では、ローラと感光体とが接触していないために従来の接触帯電方式において問題となっていた、（ａ）帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること、及び、（ｂ）感光体が長期停止したときに永久変形すること、といった問題はない。また、この近接帯電方式では、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるので、感光体上のトナー等が帯電ローラに付着することが少なく、そのために、帯電ローラの帯電性能が低下することがない。
【０００８】
近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、それまでの接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは異なる。接触帯電方式で一般的に用いられてきた帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構造となっている。それ故、接触帯電方式では、感光体を均一に帯電させるので、感光体に対して帯電ローラが均一に接触することが必要とされる。
【０００９】
近接帯電方式において、加硫ゴム等の弾性体で形成された帯電ローラを使用した場合には、以下のような不具合が生じる。
（１）感光体と帯電ローラとの間に空隙を形成させるので、帯電ローラ両端の非画像領域にスペーサ等の空隙保持部材を介在し近接させる必要があるが、弾性体で形成された帯電ローラでは、弾性体の変形により空隙を均一にすることが困難であるので、帯電電位変動やそれに起因する画像ムラが発生してしまう。
（２）弾性体を構成する加硫ゴム材料は、経時で、へたりや変形が生じやすいので、経時で、空隙も変動する。
【００１０】
このような不具合を解消のために、非弾性体である熱可塑性樹脂を用いることが考えられる。これにより、感光体と帯電ローラとの間の空隙を均一にすることが可能となる。帯電ローラによる感光体ドラム表面の帯電メカニズムは、帯電ローラと感光体ドラムとの間の微小放電におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。感光体ドラムを所定の帯電電位に保持する機能を得るためには、熱可塑性樹脂の電気抵抗値を半導電性領域（１０^６ 〜１０^９ Ωｃｍ程度）に制御することが必要となる。
【００１１】
電気抵抗値を制御する方法としては、熱可塑性樹脂中にカーボンブラック等の導電性顔料を分散させる方法がある。しかし、導電性顔料を用いて電気抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、電気抵抗値のばらつきが大きくなるので、部分的に帯電不良が起こり、そのために、画像欠陥を発生させる、という問題があった。
【００１２】
一方、電気抵抗値を制御するための別の手段として、イオン導電性材料、即ち、Ｌｉ塩等の電解質塩を用いる方法がある。イオン導電性材料は、マトリックス樹脂中に分子レベルで分散するので、導電性顔料が分散する上記のものに比べて、電気抵抗値のばらつきが小さく、そのために、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならなかった。ところが、電解質塩は、低分子量であるので、マトリックス樹脂の表面にブリードアウトしやすい性質があり、そのために、帯電ローラ表面へブリードアウトした場合にトナーの固着を発生させてしまい、画像不良を発生させる、という問題があった。
【００１３】
そこで、ブリードアウトを避けるために、高分子量のイオン導電性材料を使用するものが提案されている。このような、高分子量のイオン導電性材料は、マトリックス樹脂中に分散固定化され、表面へのブリードアウトが起こり難い。また、経時でのブリードアウトの少ない帯電部材としては、４級アンモニウム塩基を有するビニル単量体、水酸基を有するビニル単量体及び架橋性単量体を重合反応させることによって得られる重合体（特許文献２を参照。）が提案されている。
【００１４】
しかしながら、４級アンモニウム塩含有型の高分子型導電剤の場合では、電気抵抗値の温湿度環境依存性が大きく、添加割合や温湿度環境によっては、低電気抵抗化に伴う異常放電、高電気抵抗化に伴う帯電不良等問題が発生する可能性が高いので、処方が難しいという問題があった。
【００１５】
従来の帯電ローラにおいては、帯電ローラの表面にトナーが固着すること、放電時に生成するオゾン等の放電生成物によって電気抵抗調整層を劣化させること、及び、感光体層の厚みムラ、ピンホール等の欠陥部分に、電圧集中が発生したり、異常放電（リーク）が発生したりすること、といった問題があり、かかる問題を解決するために、電気抵抗調整層の表面に、電気抵抗調整層よりも高い電気抵抗に調整した保護層を設けることが提案されている。このような保護層は、樹脂を有機溶剤に溶解・希釈し、これに金属酸化物等の導電性微粒子を分散して電気抵抗調整して得た塗料を用いて、電気抵抗調整層上にスプレー塗装をしたり、また、ディッピング処理をしたりすることにより、形成されている。この保護層は、トナーの固着を防止し、また、電気放電に耐えるものとするために、高離型性及び高耐候性のものである必要があり、また、帯電ローラとしての機能を損なわないよう、薄肉かつ均一であって表面性が良好であることが要求される。しかしながら、従来の保護層は、有機溶剤を原料とする塗料を用いて形成されたものであるので、有機溶剤が製造時及び使用時に環境に漏れるという問題があった。
【００１６】
【特許文献１】
特開平３−２４００７６号公報
【特許文献２】
特開平７−１２１００９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性に優れており、しかも、環境負荷の低い近接帯電方式用の帯電部材及びそれを有するカートリッジ、並びに、カートリッジを有する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、導電性支持体の上に電気抵抗調整層及び保護層を順次有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層が、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、前記保護層が、水系塗料の塗工により形成されていることを特徴とする帯電部材である。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記高分子型イオン導電剤が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記水系塗料が、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記保護層の電気抵抗値が、前記電気抵抗調整層の電気抵抗値よりも大きいことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記保護層と前記電気抵抗調整層の電気抵抗値の差が、１０^３ Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発明において、前記保護層が、導電性粒子を含有していることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれかに記載された発明において、請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材が、被帯電体上に近接配置されるように設けられたことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項８に記載された発明は、請求項１〜７のいずれかに記載された発明において、請求項７に記載されたプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す帯電ローラの断面図である。
【００２７】
図１において、１０は、帯電部材（帯電ローラ）である。帯電部材（帯電ローラ）１０は、導電性支持体１の上に電気抵抗調整層２及び保護層３を順次有している。前記電気抵抗調整層２は、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、前記保護層３は、水系塗料の塗工により形成されている。
【００２８】
このように、導電性支持体１の上に電気抵抗調整層２及び保護層３を順次有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層２が、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、前記保護層３が、水系塗料の塗工により形成されていると、電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性に優れており、しかも、環境負荷の低い近接帯電方式用の帯電部材とすることができる。
【００２９】
電気抵抗調整層２は、高分子型イオン導電剤を分散させた熱可塑性樹脂組成物により形成されている。この電気抵抗調整層２に使用される材料の体積固有電気抵抗は、好ましくは、１０^６ 〜１０^９ Ωｃｍである。体積固有電気抵抗が１０^９ Ωｃｍを越えると帯電量の不足により、均一画像を得る為の十分な帯電電位を得ることができなくなる。また、体積固有電気抵抗が１０^６ Ωｃｍより低いと、感光体全体への電圧集中（リーク）、異常放電が生じてしまう。
【００３０】
電気抵抗調整層２に用いられる熱可塑性樹脂は、非弾性体であれば特に限定するものではないが、好ましくは、成形加工が容易であるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ等）等の汎用樹脂である。その熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電剤は、好ましくは、ポリエーテルエステルアミド含有化合物である。ポリエーテルエステルアミド含有化合物は、単体の電気抵抗値が１０^６ 〜１０^１０Ωｃｍ程度であり、樹脂電気抵抗を下げやすい。それ故、高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であると、電気抵抗調整層に要求される電気抵抗値を容易に得ることができる。このポリエーテルエステルアミド含有化合物での配合量は、好ましくは、基材１００重量部に対して３０〜９０重量部である。
【００３１】
ポリエーテルエステルアミド含有化合物の樹脂への分散は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより容易に行うことができる。かかる高分子型イオン導電剤は、マトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散されるので、導電性顔料を分散した電気抵抗調整層にみられるような導電性顔料の分散不良に伴う電気抵抗値のばらつきが生じない。また、高分子型イオン導電剤は、高分子化合物であるので、マトリックスポリマー中に均一に分散固定化されることにより、ブリードアウトが生じ難い。電気抵抗調整層２の導電性支持体１の上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、簡便に行うことができる。また、任意の段階で、表面を切削、研削加工をして、必要とされる表面精度を得ることができる。
【００３２】
本発明においては、保護層３は、水系塗料の塗工によって形成される。水系塗料は、有機溶剤を含んでいないので、低公害性であるほか、残留溶剤による周辺部材汚染の懸念が無く、そのために、帯電ローラ１０の保護層３の形成に有用である。前記水系塗料は、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有している。このように、水系塗料がウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有していると、この水系塗料で形成される表面層３は、電気抵抗調整層２と良好に密着し、かつ、優れた耐汚染性・耐候性・トナー離型性を示すものとなる。
【００３３】
これらの樹脂は電気的に絶縁性であるので、これらの樹脂単体で保護層を形成すると、帯電ローラとしての特性が得られない。そこで、本発明においては、これらの樹脂に対してカーボンブラック、金属酸化物等の各種の導電性微粒子を分散させて、保護層３に導電性粒子を含有させることによって、保護層３の電気抵抗を調整する。保護層が導電性粒子を含有していると、電気抵抗の調整が容易となる。
【００３４】
本発明においては、保護層３の電気抵抗値は、電気抵抗調整層２の電気抵抗値よりも大きい。このように、保護層３の電気抵抗値が電気抵抗調整層２の電気抵抗値よりも大きいと、感光体のピンホールへの電圧集中、異常放電（リーク）を回避することができる。
【００３５】
本発明においては、保護層３と電気抵抗調整層２の電気抵抗値の差は、好ましくは、１０^３ Ω・ｃｍ以下である。保護層３と電気抵抗調整層２の電気抵抗値の差が１０^３ Ω・ｃｍを超えると、帯電効率が低下する。それ故、本発明のように、保護層３と電気抵抗調整層２の電気抵抗値の差が１０^３ Ω・ｃｍ以下であると、帯電効率の低下を防ぐことができる。
【００３６】
保護層３は、前記水系塗料と前記導電性微粒子との水分散液を混合し、これに必要に応じて硬化剤を添加した後、スプレー塗装やディッピングによって電気抵抗調整層の上に塗膜を形成し、この塗膜に加熱処理を施して硬化させることにより得る。保護層３の膜厚は、厚すぎると帯電効率が低下し、また、薄すぎると環境依存性が悪化するので、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３７】
本発明のプロセスカートリッジ（図２の１１０を参照。）には、請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材（ローラ）１０が被帯電体上に近接配置されるように設けられている。そして、本発明の画像形成装置は、このようなプロセスカートリッジを有している。このように、請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材１０が被帯電体上に近接配置されるように設けられたプロセスカートリッジとすると、このプロセスカートリッジを有する画像形成装置は、電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性を向上させて、画像不良の発生を防止することができる。
【００３８】
本実施の形態においては、帯電部材１０を具体化した帯電ローラについて説明したが、本発明における帯電部材１０は、本発明の目的に反しない限り、帯電ローラ以外の帯電部材、例えば、ブレードのようなものであってもかまわない。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）４０重量％にポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン性の高分子化合物（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）６０重量％を配合して体積電気抵抗率１×１０^６ の樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径８ｍｍの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、アクリル系水系塗料（プラミーズ１００、オリジン電気社製）及びカーボンブラックの水分散液からなる塗料組成物（全固形分に対しカーボン分４０重量％）を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。この保護層の電気抵抗値は、３×１０^１０Ωｃｍであった。
【００４０】
（実施例２）
実施例１と同様に形成した電気抵抗調整層の表面に、アクリル系水系塗料（プラミーズ２００、オリジン電気社製）及びカーボンブラックの水分散液からなる塗料組成物（全固形分に対しカーボン分４０重量％）を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。この保護層の電気抵抗値は、３×１０^１０Ωｃｍであった。
【００４１】
（比較例１）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業製）４０重量％にポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン性の高分子化合物（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャリティケミカルズ社製）６０重量％を配合して体積電気抵抗率１×１０^６ の樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径８ｍｍの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。（保護層を設けない）
【００４２】
（比較例２）
ポリプロピレン樹脂（ＭＡ２、日本ポリケム社製）５０重量部に四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスＡＳ−１７２０、第一工業製薬社製、）５０重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂（ルミフロンＬＦ−６００、旭硝子社製）、イソシアネート系硬化剤及び酸化スズ（全固形分に対して６０重量％）からなるフッ素樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。
【００４３】
（比較例３）
エピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００重量部に過塩素酸アンモニウム３重量部を配合してゴム組成物とし、このゴム組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの芯軸に押出成形により被覆し加硫して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤及び酸化スズ（全固形分に対して６０重量％）からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。
【００４４】
（比較例４）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−１５００、電気化学工業社製）１００重量部に導電性カーボンブラック（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）１５重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの芯軸に射出成形により被覆して電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリアミド樹脂（ダイアミドＴ−１７１、ダイセルヒュルス社製）及びカーボンブラック（全固形分に対して１０重量％）からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。
【００４５】
（比較例５）
ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−１５００、電気化学工業社製）１００重量部に過塩素酸リチウム３重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径１０ｍｍの芯軸に射出成形により被覆して電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂（デンカブチラール３０００−Ｋ、電気化学工業社製）、イソシアネート系硬化剤及び酸化スズ（全固形分に対して６０重量％）からなる樹脂組成物を塗布して、約１０μｍ厚の保護層を形成することにより、直径１２ｍｍの帯電ローラを得た。
【００４６】
以上、実施例１，２及び比較例１〜５で得られた帯電ローラについて、次の試験を行った。
【００４７】
（試験１）
実施例１，２及び比較例１〜５で得られた帯電ローラについて、図２に示される画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。この際、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけて、帯電ローラと感光体との間の空隙を５０μとなるように配置させた。そして、帯電ローラに印加する電圧は、ＤＣ＝−８００Ｖ、及び、ＡＣ＝２４００Ｖｐｐ（周波数＝２ＫＨｚ）とし、評価環境は、２３℃６０％ＲＨとした。
また、感光体欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）によって生じる異常画像の有無を評価した。
次いで、連続複写を行い、１００，０００枚通紙後の帯電ローラの表面へのトナー固着評価及び画像評価を行った。いずれも評価環境は、２３℃５０％ＲＨとした。
以上の評価結果を次の表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１によれば、実施例１，２で得られた帯電ローラでは、全項目で良好な結果が得られるが、比較例１，３，４，５の帯電ローラでは、不具合が見られる。
【００５０】
（試験２）
試験１と同様に、図２に示される画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。また、感光体欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）によって生じる異常画像の有無を評価した。その際、評価環境は、１０℃１５％ＲＨと３０℃９０％ＲＨとにわけて評価した。
以上の評価結果を次の表２及び表３に示す。
【００５１】
【表２】

【００５２】
【表３】

【００５３】
表２，３によれば、実施例１，２で得られた帯電ローラは、各環境下で良好な結果が得られるが、試験１で良好な結果を示した比較例２を含む比較例１〜５で得られたローラでは、低温低湿時（１０℃１５％ＲＨ）及び高温高湿時（３０℃９０％ＲＨ）に画像上の不具合が見られる。
【００５４】
【発明の効果】
（１）請求項１に記載された発明によれば、電気抵抗調整層が高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、保護層が、水系塗料の塗工により形成されているので、電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性に優れており、しかも、環境負荷の低い近接帯電方式用の帯電部材とすることができる。
【００５５】
（２）請求項２に記載された発明によれば、高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であるので、電気抵抗調整層に要求される電気抵抗値を容易に得ることができる。また、ポリエーテルエステルアミドがマトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化され、そのために、導電性顔料を分散した樹脂組成物にみられるような導電性顔料の分散不良に伴う電気抵抗値のばらつきが生じない。さらに、ポリエーテルエステルアミドは高分子材料であるので、ブリードアウトも生じ難い。
【００５６】
（３）請求項３に記載された発明によれば、水系塗料がウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有しているので、この水系塗料で形成される表面層は、電気抵抗調整層と良好に密着し、かつ、優れた耐汚染性・耐候性・トナー離型性を示すものとなる。
【００５７】
（４）請求項４に記載された発明によれば、保護層の電気抵抗値が電気抵抗調整層の電気抵抗値よりも大きいので、感光体のピンホールへの電圧集中、異常放電（リーク）を回避することができる。
（５）請求項５に記載された発明によれば、保護層と電気抵抗調整層の電気抵抗値の差が１０^３ Ω・ｃｍ以下であるので、帯電効率の低下を防ぐことができる。
【００５８】
（６）請求項６に記載された発明によれば、保護層が導電性粒子を含有しているので、保護層の電気抵抗値を容易に調整することができる。
（７）請求項７，８に記載された発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材が被帯電体上に近接配置されるように設けられたプロセスカートリッジとするので、かかるプロセスカートリッジを有する画像形成装置は、電気抵抗値のばらつき、導電剤のブリードアウト、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、機械的強度及び耐久性を向上させて、画像不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す帯電ローラの断面図である。
【図２】従来の帯電ローラ方式の画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 導電性支持体
２ 電気抵抗調整層
３ 保護層
１０ 帯電部材（帯電ローラ）

Claims (8)

1. 導電性支持体の上に電気抵抗調整層及び保護層を順次有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層が、高分子型イオン導電剤を分散した熱可塑性樹脂組成物で形成され、そして、前記保護層が、水系塗料の塗工により形成されていることを特徴とする帯電部材。
2. 前記高分子型イオン導電剤が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
3. 前記水系塗料が、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、及び、フッ素系樹脂から選ばれる樹脂の樹脂エマルジョンを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電部材。
4. 前記保護層の電気抵抗値が、前記電気抵抗調整層の電気抵抗値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯電部材。
5. 前記保護層と前記電気抵抗調整層の電気抵抗値の差が、１０^３ Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の帯電部材。
6. 前記保護層が、導電性粒子を含有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の帯電部材。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材が、被帯電体上に近接配置されるように設けられたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項７に記載されたプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。

Images