JP3180861B2

JP3180861B2 - 電子写真用帯電部材

Info

Publication number: JP3180861B2
Application number: JP28628993A
Authority: JP
Inventors: 廣行小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JPH07121009A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用帯電部材に
関し、詳しくは特定の水溶性樹脂を含有する樹脂層を有
する電子写真用帯電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体を用いた電子写真プロセ
スにおける帯電プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤー
に高電圧（ＤＣ５〜８ｋＶ）を印加し発生するコロナに
より帯電を行なっている。しかし、この方法では帯電時
に発生するオゾンやＮＯ_X等のコロナ生成物が感光体表
面を変質させてしまい、画像のボケや劣化の原因になっ
たり、ワイヤーの汚れが画像品質に影響し、画像白抜け
や黒スジが生じてしまう等の問題があった。また、電力
的にも感光体に向う電流は、全体の５〜３０％に過ぎ
ず、殆どがシールド板に流れてしまうため、帯電手段と
しては効率の悪いものであった。

【０００３】こうした欠点を解決するために、例えば特
開昭５７−１０４３５１号公報、特開昭５７−１７８２
６７号公報、特開昭５８−４０５６６号公報および特開
昭５８−１３９１５６号公報には、感光体に接触配置さ
れた帯電部材に電圧を印加することにより感光体を帯電
する、所謂直接帯電法が開示されている。しかしなが
ら、実際には、帯電ムラに起因する斑点状の画像欠陥や
感光体の絶縁破壊に起因するスジ状あるいは帯状の画像
欠陥を生じてしまうといった問題を有していた。そこ
で、例えば特開昭６４−６６６７４号公報および特開昭
６４−６６６７６号公報には帯電部材の表面層としてナ
イロン系樹脂を用いることが提案され、特開平２−４９
０６６号公報および特開平２−５１５６２号公報には帯
電部材にピロール系の導電性樹脂を用いることが提案さ
れているが、これらの樹脂層は環境安定性の点で満足出
来るものではなかった。

【０００４】さらに、前述のナイロン系樹脂は、これを
用いた帯電部材を帯電と放電をくり返し行なうと、徐々
に組成の変化を生ずることが判明している。これは、ナ
イロン高分子鎖中のメトキシメチル基が放電のエネルギ
ー、又は放電生成物の影響を受け、高分子鎖内での架橋
反応が少しずつ進行するためである。このため、初期に
おいては帯電部材として好ましい抵抗を保持し、均一な
帯電を感光体に与えることが可能であるが、帯電と放電
をくり返し行なった後には、ナイロン系樹脂の当初架橋
していない部分が架橋し、分子鎖のフレキシビリティー
のない高分子に変化してしまい、全体の抵抗も上昇す
る。それゆえ帯電不良が発生し、適正の電位を感光体に
付与できず画像としてはカブリが発生することや低画像
濃度となり、帯電部材としては使用に耐えないものとな
ってしまう。

【０００５】また、特開昭６３−１７０６７３号公報、
特開平２−１９８４７０号公報および特開平４−８６７
６４号公報等には導電性の添加剤を含有する樹脂層を有
する帯電部材が開示されているが、これらの方法は、分
散媒体としての樹脂の選択の如何によっては導電性添加
剤が均一に分散されず、結果として均一な導電性が得ら
れないことがあった。

【０００６】一方１０⁵〜１０¹⁰Ω／正方形の抵抗の樹
脂を得るためには前述の導電性添加剤を加えること以外
に、界面活性剤などのイオン性の材料を樹脂表面に塗布
することなどもおこなわれているが、該塗膜は総じて摩
擦強度が低く、すぐにハガレや、ケズレが生じる。又、
耐水性に乏しい面も有しているため、大気中の水蒸気の
影響を受けて、徐々に制電能力が減少するなど耐久性に
劣るものであった。

【０００７】

【本発明の解決しようとする課題】しかるに本発明の目
的は上記の欠点を改良した電子写真用帯電部材を提供す
ることにある。

【０００８】また別の目的は、高温高湿から低温低湿ま
での環境にわたって、抵抗変動の少ない電子写真用帯電
部材を提供することにある。

【０００９】また別の目的は、帯電と放電のくり返しに
よっても組成変化のない電子写真用帯電部材を提供する
ことにある。

【００１０】また別の目的は、導電性添加剤の分散性が
良好で均一帯電が可能の電子写真用帯電部材を提供する
ことにある。

【００１１】また別の目的は、上記の目的の達成によ
り、優れた画像を提供しうる電子写真用装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は導電性支
持体上に樹脂層を有する電子写真用帯電部材において、
該樹脂層が、少なくとも４級アンモニウム塩基を有する
ビニル単量体及び水酸基を有するビニル単量体及び架橋
性単量体を反応させることにより得られる共重合体、を
含んでいることを特徴とする電子写真用帯電部材であ
る。

【００１３】又本発明は、重合体を構成する単量体の種
類と量を慎重に選択することにより、有機溶媒を用い
ず、水溶媒のみで架橋を行なうことを可能とし、耐水
性、耐溶剤性、耐摩擦性を確保した。さらに、当該単量
体中の４級アンモニウム塩基を有するビニル単量体と、
水酸基を有するビニル単量体の量比を好ましく選択する
ことにより、所望の抵抗が得られ、さらに環境安定性を
改善することが出来たのである。

【００１４】本発明者は、特開平４−１１９３７４号公
報において、４級アンモニウム塩構造を有する単量体を
含有した樹脂をすでに提案したが、該発明ではある程度
の帯電の均一性は得られるものの、環境安定性の点につ
いては、不十分であった。しかるに、本発明者は、前記
発明の改良をすべく鋭意努力を行い、本発明を完成する
に到ったのである。

【００１５】本発明の４級アンモニウム塩基を有するビ
ニル単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチルア
クリレート４級化合物、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート４級化合物、ジエチルアミノエチルアクリレート
４級化合物、ジエチルアミノエチルメタクリレート４級
化合物、メチルエチルアミノエチルアクリレート４級化
合物、メチルエチルアミノエチルメタクリレート４級化
合物、ジメチルアミノスチレン４級化合物、ジエチルア
ミノスチレン４級化合物、メチルエチルアミノスチレン
４級化合物などを挙げることができ、これらはその１種
若しくは２種以上を使用することができる。

【００１６】より詳細に上記単量体について述べれば、
側鎖に４級アンモニウム塩構造を含むものとして下記一
般式（１）〜（４）に示される単位成分を重合成分とす
る重合体、

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】

【００１９】

【化３】

【００２０】

【化４】〔式中、ｎは１又は２の整数であり、Ｒ₁は水素原子又
はメチル基であり、Ａは−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−で
ありＢは

【００２１】

【化５】であり、Ｚは置換されていてもよいＣ₁〜Ｃ₆アルキレ
ン基であり、

【００２２】

【化６】は、

【００２３】

【化７】（この場合にＲ₂、Ｒ₃及びＲ₄はアルキル基、フェニ
ル基又はベンジル基でありこれらは置換されていてもよ
く、ＢはＮと共に複素環を形成する残基であり、ＤはＮ
＝Ｃと共に複素環を形成する残基である）であり、

【００２４】

【化８】は陰イオンである〕、又主鎖に第４級アンモニウム塩構
造を含むものとして下記一般式（５）に示される単位成
分を重合成分とする重合体、

【００２５】

【化９】〔式中、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇およびＲ₈は炭素数１〜４の
アルキル基を示し、同一であることを妨げない。

【００２６】Ｒ₉およびＲ₁₀は炭素数１〜１０のアルキ
ル基、炭素数２〜１８のアリールアルキレン基、キシレ
ン基およびシクロヘキシル基あるいはこれらの基の組合
せから選ばれ、同じであることを妨げない。

【００２７】

【化１０】は陰イオンを示す。〕等が用いられる。

【００２８】またこれらの４級アンモニウム塩重合体
は、他の樹脂成分と共重合体を形成していてもよい。

【００２９】第４級アンモニウム塩重合体の具体例を次
に示す。

【００３０】

【化１１】

【００３１】

【化１２】

【００３２】

【化１３】

【００３３】

【化１４】

【００３４】

【化１５】

【００３５】

【化１６】

【００３６】

【化１７】

【００３７】

【化１８】

【００３８】

【化１９】

【００３９】

【化２０】

【００４０】

【化２１】

【００４１】

【化２２】

【００４２】

【化２３】

【００４３】

【化２４】

【００４４】

【化２５】

【００４５】

【化２６】

【００４６】

【化２７】

【００４７】

【化２８】

【００４８】

【化２９】

【００４９】

【化３０】一方、水酸基を有するビニル単量体としては、例えば、
２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレートを挙げることができる。

【００５０】他方、本発明の架橋性単量体は、具体的に
は２〜４個のグリシジル基を有するエポキシ化合物で、
かかるエポキシ化合物としては、例えばエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエ
ーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテ
ル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロール
ポリグリシジルエーテル等を挙げることができ、これら
の１種若しくは２種以上を使用することができる。

【００５１】また、架橋性単量体を構成しているエポキ
シ化合物の架橋反応を促進させるために、有機もしくは
無機のアルカリ性化合物、例えば、アミン、ポリアミ
ン、アミドアミン、ポリアミドアミン、イミダゾール、
及びアルカリ金属炭酸塩、ならびにこれらの誘導体から
なる架橋硬化剤を少量使用することが望ましい。

【００５２】本発明に用いられるその他のエチレン性不
飽和基を有する単量体としては、炭化水素単量体類、不
飽和ニトリル類、ビニル類、アクリル酸およびその誘導
体類、および（メタ）アクリル酸塩類等が挙げられる。

【００５３】以下に具体例を示す。

【００５４】炭化水素単量体類としては、スチレン類
〔スチレンおよびアルキルスチレン（α−メチルスチレ
ン、ｏ−、ｍ−またはｐ−メチルスチレン、ｐ−エチル
スチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチル
スチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘ
キシルスチレンおよびｐ−ｎ−オクチルスチレン等）〕
および脂肪族炭化水素系ビニル類（ブタジエン等）等が
挙げられる。

【００５５】不飽和ニトリル類としては、ニトリル類
（アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル等）等が
挙げられる。

【００５６】ビニル類としては、ビニルエステル類（酢
酸ビニルおよびプロピオン酸ビニル等）、ビニルエーテ
ル類（ビニルメチルエーテルおよびビニルエチルエーテ
ル等）、ビニルケトン類（ビニルメチルケトンおよびビ
ニルヘキシルケトン等）、Ｎ−ビニル類（Ｎ−ビニルピ
ロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドー
ルおよびＮ−ビニルピロリドン等）およびハロゲン化ビ
ニル類（塩化ビニル等）等が挙げられる。

【００５７】アクリル酸およびその誘導体類としては、
（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステル
｛アルキル（メタ）アクリレート〔メチル（メタ）アク
リレート、ブチル（メタ）アクリレートおよびトリフル
オロエチル（メタ）アクリレート等〕、複素環式（メ
タ）アクリレート〔テトラヒドロフルフリル（メタ）ア
クリレート等〕、およびアミノ基含有（メタ）アクリレ
ート〔ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよ
びジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等〕｝等
が挙げられる。

【００５８】（メタ）アクリル酸塩類としては（メタ）
アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル酸カルシウム
および（メタ）アクリル酸亜鉛等が挙げられる。

【００５９】これらのうち特に好ましいものは、炭化水
素単量体類、不飽和ニトリル類、アクリル酸およびその
誘導体類、および（メタ）アクリル酸塩類である。ま
た、カーボン塩基性の場合は、エチレン性不飽和基を有
する単量体は酸性であることが好ましい。

【００６０】４級アンモニウム塩基を有するビニル単量
体（Ａ）と、水酸基を有するビニル単量体（Ｂ）、及び
架橋性単量体（Ｃ）を除くその他の単量体（Ｄ）、との
共重合比は、１／１０＜Ａ（Ｂ＋Ｄ）＜７／１０の範囲であり、より好ましくは、２／１０＜Ａ／（Ｂ＋Ｄ）＜６／１０である。

【００６１】この共重合比が１／１０以下であると、当
該樹脂の水溶性が低下したり、所望の抵抗が得られなく
なる。

【００６２】また７／１０以上であると、耐水性が低下
し、高温高湿下での抵抗安定性が極度に悪化する。さら
に樹脂強度も下がり耐久性も乏しくなる。

【００６３】さらに、水酸基を有するビニル単量体
（Ｂ）の共重合比は０．５／１０＜Ｂ／（Ａ＋Ｄ）＜２／１０の範囲が好ま
しい。

【００６４】２／１０以上であると、耐水性、耐溶剤性
が悪くなり、０．５／１０以下であると、架橋性が不足
する。

【００６５】架橋性単量体（Ｃ）の共重合比は、６０／Ａ＋Ｂ＋Ｄ＜９８重量％２＜Ｃ＜４０重量％好ましくは、７０＜Ａ＋Ｂ＋Ｄ＜９５重量％２＜Ｃ＜３０重量％である。

【００６６】架橋性単量体が４０重量％以上となると、
耐水性、耐溶剤性は向上するが抵抗が高くなりすぎ、
又、２重量％以下であると環境安定性が悪化する。

【００６７】本発明においては、必要により電子伝導体
およびイオン伝導体を添加してもよい。

【００６８】好ましい電子伝導体の例としては、グラフ
ァイト、金属（銅、アルミニウム、ニッケル、および銀
等）および導電性高分子（ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピリジン、
ポリアセン、ポリアズレン、ポリジフェニルベンジジ
ン、ポリビニルカルバゾールおよびポリ−３−アルキル
チオフエン等）が挙げられる。これらのうち金属、ポリ
アニリン、ポリピロールおよびポリチオフェンが特に好
ましい。

【００６９】好ましいイオン伝導体の例としては、金属
塩およびアンモニウム塩が挙げられる。金属塩としては
Ｉ族、またはII族の金属の塩が挙げられ、中でも陽イオ
ン半径の比較的小さいＬｉ、ＮａおよびＫの塩が特に好
ましい。これらの金属塩を構成する陰イオンとしては、
ハロゲンイオン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩ等）、チオ
シアン酸イオン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタン
スルフォン酸イオンおよびフルオロホウ酸イオン等が挙
げられる。これらのうち特に好ましいものは、チオシア
ン酸イオン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスル
フォン酸イオンおよびフルオロホウ酸イオンである。ま
た、アンモニウム塩としては、カルボン酸（アジピン
酸、フタル酸、アゼライン酸等）、リン酸、ホウ酸、ス
ルホン酸（アリールスルホン酸等）およびホウフッ化水
素酸等の酸のアンモニウム塩が挙げられる。これらのア
ンモニウム塩のうちカルボン酸アンモニウム塩、リン酸
アンモニウム塩およびホウ酸アンモニウム塩が特に好ま
しい。

【００７０】電子伝導体およびイオン伝導体は混合して
使用してもよい。

【００７１】本発明に添加しうるカーボンとしては製造
法の限定はなく、ファーネス法、チャンネル法およびサ
ーマル法等で製造されたもの、および天然物（グラファ
イト等）が使用できるが、中でもストラクチャーができ
やすいアセチレンブラックが好ましい。

【００７２】本発明に使用するカーボンの主な性能項目
としては、ＤＢＰ吸着量、比表面積および揮発分が挙げ
られる。ＤＢＰ吸着量（ＤＢＰｍｌ／１００ｇ）は４０
〜５００であることが好ましく、特には８０〜５００で
あることが好ましい。また、比表面積（ＢＥＴｍ²／
ｇ）は４０〜２０００であることが好ましく、特には４
５〜１５００であることが好ましい。更に、揮発分は
（重量％）０．１〜２．０であることが好ましく特には
０．１〜１．０であることが好ましい。

【００７３】本発明の帯電部材は、導電性支持体上に少
なくとも樹脂を含有する層を有するが、その構成の例を
図１乃至図６に示す。帯電部材と感光体が接触してい
る、所謂接触帯電の場合は、図１および図２に示される
ようなローラー形状や、図３に示されるようなブレード
形状等が挙げられるが、ローラー形状であることがより
好ましい。

【００７４】また、帯電部材と感光体との距離が１００
０μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下程度と両者が近
接はしているが接触はしていない、所謂非接触−近接帯
電の場合は、図４に示されるような感光体と同心円状、
図５に示されるような弧状および図６に示されるような
板状等種々の形状をとり得るが、これらの中では、同心
円状あるいは弧状のものが特に好ましい。

【００７５】各図において、１は導電性支持体、２は弾
性層、３は導電層、４は抵抗層、１１は感光体である。

【００７６】本発明の帯電部材が多層構成の場合、本発
明の重合体はいずれの層にも用いることができる。

【００７７】導電性支持体としては、アルミニウム、
鉄、銅およびステンレス等の金属や合金、カーボンや金
属粒子等を分散した導電性樹脂等を用いることができ、
その形状としては、上述したような棒状や板状等が挙げ
られる。

【００７８】弾性層は、本発明の重合体あるいはゴムや
他の樹脂を含有する。本発明の重合体を用いる場合、本
発明の特徴を損なわない範囲で上記ゴムや他の樹脂等を
更に添加、混合してもよい。

【００７９】上記ゴムとしては、スチレン−ブタジエン
ゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレン
ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジ
エンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴ
ム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エピク
ロロヒドリンゴムおよびノルボルネンゴム等が挙げられ
る。

【００８０】また、上記他の樹脂類としてはポリスチレ
ン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、
スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共
重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体およびスチレン−アクリル酸フェニル
共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン
−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル
酸ブチル共重合体およびスチレン−メタクリル酸フェニ
ル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸
エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたは
スチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、塩化
ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変
性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シ
リコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、キシレン樹脂およびポリビニルブチラー
ル樹脂等が挙げられる。

【００８１】膜厚は１．５ｍｍ以上、更には２ｍｍ以
上、特には３ｍｍ〜１３ｍｍであることが好ましい。

【００８２】導電層は、電気伝導性の高い層であり、体
積抵抗率が１０⁷Ω・ｃｍ以下、更には１０⁶Ω・ｃｍ
以下、特には１０^-2〜１０⁶Ω・ｃｍであることが好ま
しい。また、導電層の膜厚は、下層の弾性層の柔軟性を
抵抗層等の上層あるいは感光体表面に伝えるため薄層に
することが好ましく、具体的には３ｍｍ以下、更には２
ｍｍ以下、特には２０μｍ〜１ｍｍであることが好まし
い。

【００８３】用いられる材料としては、前述の本発明の
重合体に加え、金属蒸着膜、導電性粒子分散樹脂および
導電性樹脂等が挙げられる。具体的には、金属蒸着膜と
しては、アルミニウム、インジウム、ニッケル、銅およ
び鉄等の金属を蒸着したものが挙げられ、導電性粒子分
散樹脂としては、カーボン、アルミニウム、ニッケル、
酸化チタン等の導電性粒子をウレタン、ポリエステル、
酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体およびポリメタクリル
酸メチル等の樹脂中に分散したものが挙げられ、導電性
樹脂としては、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロー
ル、ポリジアセチレンおよびポリエチレンイミン等が挙
げられる。これらの中でも導電性のコントロールの点か
らは、導電性粒子分散樹脂が好ましい。

【００８４】抵抗層は、下層の導電層よりも抵抗が高く
なるように形成されており、その体積抵抗率は、導電層
の体積抵抗率よりも１桁〜６桁、特には２桁〜５桁高い
ことが好ましく、範囲としては１０⁶〜１０¹²Ω・ｃ
ｍ、特には１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍであることが好まし
い。また、抵抗層の膜厚は帯電性の点から１μｍ〜５０
０μｍ、特には５０μｍ〜２００μｍが好ましい。

【００８５】用いられる材料としては、本発明の重合体
に加え、半導電性樹脂、導電性粒子分散樹脂等が挙げら
れる。具体的には半導電性樹脂としては、エチルセルロ
ース、ニトロセルロース、メトキシメチル化ナイロン、
エトキシメチル化ナイロン、共重合ナイロン、ポリビニ
ルピロリドンおよびカゼイン等の樹脂、これらの樹脂の
混合物等が挙げられ、導電性粒子分散樹脂としては、カ
ーボン、アルミニウム、酸化インジウムおよび酸化チタ
ン等の導電性粒子を上述の半導電性樹脂やウレタン、ポ
リエステル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体およびポ
リメタクリル酸等の絶縁樹脂中に、少量分散して抵抗を
調節したもの等が挙げられる。

【００８６】本発明においては、抵抗層を２層構成にし
たり、上述した各層の接着性を向上させるために、各々
の層の間に接着層を設けることができる。

【００８７】いずれの構成であっても本発明の帯電部材
としての体積抵抗率は１０²〜１０¹⁰Ω・ｃｍであるこ
とが好ましく、特には１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍであるこ
とが好ましい。更には、少なくとも表面層の体積抵抗率
はこれらの範囲内であることが好ましい。

【００８８】本発明の帯電用部材を用いる場合、帯電用
部材と感光体の関係が接触、非接触にかかわらず帯電部
材の表面が粗いと、その凹凸によって微妙に帯電ムラが
生じ、結果として画像不良が生じてしまうことがある。
従って、帯電部材の表面はより滑らかな方が好ましく、
ＪＩＳＢ０６０１表面粗さの規格における１０点平均
粗さＲ_Zが５μｍ以下であり、更に最大高さＲ_maxが１
０μｍ以下であることが好ましく、特にはＲ_Zが２μｍ
以下、更にＲ_maxが５μｍ以下であることが好ましい。

【００８９】また、帯電部材を感光体に接触して使用す
る場合、長期間感光体に当接することにより帯電部材に
変形が生じ（圧縮永久歪み）、そのために帯電が行なわ
れる放電面積が歪んだ部分とそうでない部分で違いが生
じるために帯電に差が生じ、結果として画像不良を生じ
てしまうことがある。従って、本発明においては圧縮永
久歪みがＪＩＳＫ６３０１の方法で圧縮率２５％の状
態で７０℃で２２時間放置し、更に室温で３０分放置し
た後の測定で４０％以下であることが好ましく、特には
３０％以下であることが好ましい。

【００９０】更に、帯電部材を感光体と接触させて使用
する場合、帯電用部材の表面硬度が高過ぎると帯電部材
によって感光体上のトナー等の汚染物質が感光体と擦ら
れ、叩きこまれる等の機械的な要因で感光体にトナー等
が溶融してしまう、所謂融着による画像不良が生じてし
まうこともある。特に印加電圧が交流重畳バイアスの場
合は、帯電部材が交流電圧によって振動するために直流
電圧印加の場合より上記の現象が起こり易くなる。

【００９１】従って本発明においては、帯電用部材の表
面硬度がＪＩＳＫ６３０１に規定されるＡ硬度で５０
°以下であることが好ましく、特に３５°であることが
好ましい。

【００９２】加えて、印加電圧が交流重畳バイアスの場
合、交流電圧による帯電部材の振動によって「帯電音」
と呼ばれる音が発生し、人に不快感を与えることがあ
り、帯電部材の硬度を下げることで振動を吸着し帯電音
が軽減されることを考慮すれば硬度は１０°以下である
ことが更に好ましい。

【００９３】本発明の帯電部材は、例えば以下のように
して製造されるが、本発明の帯電部材は以下のものに限
定されるものではない。

【００９４】まず、帯電部材の導電性支持体としての金
属棒を用意する。本発明の導電性ウレタン樹脂を金属棒
の上に熔融成型、注入成型、浸漬塗工あるいはスプレー
塗工等により成型することによって弾性層を設ける。

【００９５】次に、導電層の材料を弾性層の上に熔融成
型、注入成型、浸漬塗工あるいはスプレー塗工等により
成型することによって導電層を設ける。最後に、抵抗層
の材料を導電層の上に浸漬塗工、スプレー塗工あるいは
グラビア塗工等により塗装布することによって抵抗層を
設ける。

【００９６】本発明の帯電部材は、以下に示す用に、一
次帯電用、転写帯電用および除電帯電用のいずれにも用
いることができる。勿論、同時に用いてもよい。

【００９７】本発明の帯電部材は、例えば図７に示すよ
うな電子写真装置に適用することができる。この装置
は、電子写真感光体１１の周面上に一次帯電用帯電部材
（本発明の帯電部材）５、像露光手段６、現像手段７、
転写帯電コロナ帯電器８、クリーニング手段９および前
露光手段１０が配置されている。

【００９８】電子写真感光体１１上に接触配置されてい
る一次帯電用帯電部材５に、外部より電圧（例えば２０
０Ｖ以上２０００Ｖ以下の直流電圧とピーク間電圧４０
００Ｖ以下の交流電圧を重畳した脈流電圧）を印加し、
電子写真感光体１１表面を帯電させ、像露光手段６によ
って原稿上の画像を感光体に像露光し静電潜像を形成す
る。次に現像手段７中の現像剤を感光体に付着させるこ
とにより、感光体上の静電潜像を現像（可視像化）し、
更に感光体上の現像剤を転写帯電手段８によって紙等の
被転写部材１２に転写し、クリーニング手段１１によっ
て転写時に紙に転写されずに感光体上に残った現像剤を
回収する。

【００９９】このような電子写真プロセスによって画像
を形成することができるが、感光体に残留電荷が残るよ
うな場合には、一次帯電を行なう前に前露光手段１０に
よって感光体に光を当て残留電荷を除電したほうがよ
い。

【０１００】本発明の帯電用部材を転写帯電に用いる場
合、例えば図８に示すような電子写真装置に適用するこ
とができる。この装置は、電子写真感光体１１の周面上
に一次帯電用コロナ帯電器１３、像露光手段６、現像手
段７、転写帯電用帯電部材（本発明の帯電部材）１４、
クリーニング手段９、前露光手段１０が配置されてい
る。

【０１０１】電子写真感光体１１上に接触配置されてい
る転写帯電用帯電部材１４に電圧（例えば直流電圧４０
０〜１０００Ｖ）を印加し電子写真感光体上の現像剤を
紙等の被転写部材に転写することができる。

【０１０２】本発明の帯電部材を除電帯電に用いる場
合、例えば、図９に示すような電子写真装置に適用する
ことができる。この装置は、電子写真感光体１１の周面
上に一次帯電用コロナ帯電器１３、像露光手段６、現像
手段７、転写帯電用コロナ帯電器８、クリーニング手段
９が配置されいる。

【０１０３】電子写真感光体１１上に接触配置されてい
る除電帯電用帯電部材（本発明の帯電部材）１５に電圧
（例えば交流ピーク間電圧５００〜２０００Ｖ）を印加
し電子写真感光体上の電荷を除電することができる。

【０１０４】本発明における感光体に接触させる帯電用
部材の設置は特定の方法に限られることはなく、帯電用
部材は固定方式、感光体と同方向または逆方向で回転等
の移動方式いずれの方式を用いることもできる。更に帯
電用部材に感光体上の現像剤クリーニング装置として機
能させることも可能である。

【０１０５】本発明の直接帯電における帯電用部材への
印加電圧、印加方法に関しては、各々の電子写真装置の
仕様にもよるが、瞬時に所望する電圧を印加する方式の
他にも感光体の保護の目的で段階的に印加電圧を上げて
行く方式、直流に交流を重畳させた形で印加する場合な
らば瞬時に両者を印加する方法の他、直流→交流または
交流→直流の順序で電圧を印加する方式をとることがで
きる。

【０１０６】本発明の帯電部材を電子写真装置の一次帯
電に用いる場合、画像出力領域の電子写真感光体に対し
て直流電圧と交流電圧を重畳することや、直流電圧のみ
で印加することも可能である。転写帯電に用いる場合、
直流電圧のみでも直流電圧と交流電圧を重畳してもよ
い。

【０１０７】本発明の帯電部材は各種の電子写真画像形
成装置に用いることができる。電子電子写真画像形成装
置としては複写機だけでなく、ファクシミリ、レーザー
プリンター、ＬＥＤプリンター、ＣＲＴプリンター、電
子写真式製版システムなどをあげることができる。

【０１０８】以下に、本発明を実施例に従って詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により、何ら限定され
るものではない。

【０１０９】

【実施例】

（実施例１）クロロプレンゴム１００重量部に、導電性
カーボン５重量部を混練し導電性支持体として６φ×２
６０ｍｍのステンレス軸を通し、厚さ１２ｍｍのローラ
ー形状を有した導電性弾性層を設けた。

【０１１０】次に、前記例示第４級アンモニウム塩重合体Ｎｏ．３２５重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート１０〃メチルメタアクリレート６０〃の重量組成比で各モノマーを共重合せしめ、共重合体水
溶液を得た。さらにこの共重合体水溶液にエポキシ化合
物として、グリセロールポリグリシジルエーテルを５重
量部添加し、１００重量部としさらに架橋硬化剤とし
て、２−メチルイミダゾールを０．１重量部を加え、塗
膜形成用組成物の水溶液を得た。この水溶液を前述の導
電性弾性体層に乾燥被覆で５μｍになるように塗布し、
１２０℃にて７秒間加熱し、硬化させ抵抗層を形成せし
め、ローラー形状の帯電部材を得た。得られた帯電部材
の体積抵抗率を、帯電部材の外周にアルミ箔を密着させ
て巻き付け、支持体とアルミ箔間に直流電圧（２５０
Ｖ）を印加してテスター（ＨＩＯＫＩ３１１６ＤＥ
ＧＩＴＡＬＭΩ ＨＩＴＥＳＴＥＲ）によって測定
した。結果を表１に示す。

【０１１１】また、一次帯電用の帯電手段として得られ
た帯電部材を装着し、感光体としてＮＰ６０３０（キヤ
ノン（株）製）の感光体を装着した複写機（ＦＣ−２、
キヤノン（株）製）を用いて、−１５００Ｖの直流電圧
を印加して画像出しを行ない、得られた画像について、
帯電部材の抵抗ムラによる帯電ムラに起因する画像不良
を目視にて観察することによって画像を評価した。結果
を表２に示す。尚、表中◎は得られた画像が優秀、○は
良好、△は実用可、×は実用不可であることを示す。

【０１１２】また、上記の複写機の感光体を感光層を１
ｍｍ²はぎ取ってアルミニウムドラムを露出させた欠陥
感光体とし、印加する電圧を−１８００Ｖとして画像出
しを行ない、絶縁破壊に起因する画像白ヌケを観察する
ことによって耐圧性を評価した。結果を表２に示す。
尚、表中◎は優秀（白ヌケが感光体の欠陥部分のみ）、
○は良好（白ヌケが感光体の欠陥部分から感光体長手方
向に１５ｍｍ以内）、△は実用可（白ヌケが感光体長手
方向に１５ｍｍを越えて３０ｍｍ以内）、×は実用不可
（白ヌケが感光体長手方向に３０ｍｍを越えている）で
あることを示す。尚、上記の体積抵抗率、画像および耐
圧性の評価は３２℃、８５％ＲＨ（環境１）および１０
℃、５％ＲＨ（環境２）の環境を適時選択して行なっ
た。

【０１１３】更に、上記複写機を用い、重畳電圧（交
流：ピーク間電圧１．９ｋＶ、４５０Ｈｚ、直流：−７
００Ｖ）を印加して画像出しを行ない、その際発生する
帯電音を評価した。結果を表２に示す。尚、表中◎は優
秀（帯電音は全く聞こえない）、○は良好（帯電音はほ
とんど聞こえない）、△は実用可（帯電音は他の機械の
騒音に隠れてしまう）、×は実用不可（耳障りな音が聞
こえる）であることを示す。

【０１１４】また、上記複写機のカートリッジを３２
℃、８５％ＲＨの環境下に１ケ月間放置した後複写機本
体に装置し、−１５００Ｖの直流電圧を印加して画像出
しを行ない、帯電部材の歪みに起因する画像不良を観察
することによって耐歪み性を評価した。結果を表２に示
す。尚、表中◎は優秀（画像不良無し）、○は良好（ハ
ーフトーン画像で極軽微にスジ発生）、△は実用可（極
軽微にスジ発生）、×は実用不可（スジ発生）であるこ
とを示す。

【０１１５】また、得られた帯電部材をレーザービーム
プリンター（レーザージェットＳｉ、ヒューレットパッ
カード製）の一次帯電手段として装着し、３２℃、８５
％ＲＨ環境下で１０，０００の画像出し耐久試験を行な
い、耐久後の融着の状態を評価した。結果を表２に示
す。尚、表中◎は優秀（融着無し）、○は良好（感光体
上に観察されるが画像には出ない）、△は実用可（画像
に軽微に発生）、×は実用不可（画像全面に発生）であ
ることを示す。

【０１１６】更に、得られた帯電部材の表面粗さ
（Ｒ_Z）、圧縮永久歪みおよび硬度を前述の方法で測定
した。結果を表１に示す。（実施例２）抵抗層に用いる共重合体水溶液のモノマー
構成を下記に示した以外は実施例１と同様にして、ロー
ラー形状の帯電部材を得、評価に供した。

【０１１７】前記例示第４級アンモニウム塩重合体Ｎｏ．８２４重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート１１〃メチルメタアクリレート４８〃ブチルアクリレート１２〃結果は表１及び表２に示す。（実施例３）実施例１で得られた帯電部材の表面に、Ｎ
−メトキシメチル化ナイロン６０重量部に酸化チタン６
０重量部をサンドミルを用いて分散した溶液を浸漬塗工
によって塗布し、乾燥することによって厚さが１０μｍ
の表面層を形成した。得られた帯電部材を実施例１と同
様にして評価した。結果を表１及び表２に示す。（実施例４）ケッチェンブラックおよびスチレンを１０
重量部とし、シリコーン系整泡剤（ＳＲＸ−２７４）
０．８重量部を添加して金型に流し込み発泡させて、セ
ル径３００μｍの導電性ウレタン樹脂層を導電性弾性層
とした以外は実施例１と同様にして帯電部材を作成し、
評価した。結果を表１及び表２に示す。（実施例５）実施例１と同様の導電性弾性層及び抵抗層
を用いて図４で示されるような非接触−近接帯電用の帯
電部材を作成した。

【０１１８】得られた帯電部材を実施例１と同様にして
評価した。尚、この際、帯電部材と感光体との距離は５
０μｍとした。結果を表１及び表２に示す。（比較例１）実施例１のローラー形状を有した導電性弾
性層のみを有した帯電部材を用い、実施例１と同様の評
価を行なった。その結果を表１及び表２に示す。（比較例２）実施例１の導電性弾性層の表面にＮ−メト
キシメチル化ナイロンを塗布した帯電部材を用い、実施
例１と同様な評価を行なった。その結果を表１及び表２
に示す。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】

【表２】実施例１乃至５と比較例１，２よりわかるように、本発
明の帯電部材は環境１及び環境２において安定した体積
抵抗率を有しており、それ故、本発明の帯電部材を用い
た場合は、低温低湿下においても優れた画像が得られる
ことが示された。

【０１２１】また、表面粗さ、圧縮歪み、硬度において
も本発明の帯電部材は十二分な性能を有するものであ
り、それ故、本発明の帯電部材を用いた場合は、耐圧
性、帯電音、耐歪み性、融着という点においても優れた
効果を示した。

【０１２２】

【発明の効果】以上の結果より明らかなように、本発明
の帯電部材を用いることにより、高温高湿から低温低湿
までの環境にわたって安定した体積抵抗率が得られ、そ
れ故、低温低湿の環境下でも安定した画像特性が得られ
る。

【０１２３】更に、本発明の帯電部材を用いることによ
り、すぐれた耐圧性、帯電音の防止、耐歪み性、融着の
防止の効果が得られそれによりすぐれた帯電特性、画像
特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電部材をローラー状帯電部材として
用いた場合の断面図である。

【図２】本発明の帯電部材をローラー状帯電部材として
用いた場合の断面図である。

【図３】本発明の帯電部材をブレード状帯電部材として
用いた場合の断面図である。

【図４】本発明の帯電部材を同円心状帯電部材として用
いた場合の断面図及び該帯電部材と感光体との位置関係
を示した図である。

【図５】本発明の帯電部材を弧状帯電部材として用いた
場合の断面図及び該弧状部材と感光体との位置関係を示
した図である。

【図６】本発明の帯電部材を板状帯電部材として用いた
場合の断面図及び該板状部材と感光体との位置関係を示
した図である。

【図７】電子写真装置に、本発明の帯電部材を一次帯電
用帯電部材として用いた場合の断面図である。

【図８】電子写真装置に、本発明の帯電部材を転写帯電
用帯電部材として用いた場合の断面図である。

【図９】電子写真装置に、本発明の帯電部材を除電帯電
用帯電部材として用いた場合の断面図である。

【符号の説明】

１導電性支持体２弾性層３導電層４抵抗層５一次帯電用帯電部材６像露光手段７現像手段８転写帯電コロナ帯電器９クリーニング手段１０前露光手段１１電子写真感光体１２被転写部材１３一次転写用コロナ帯電器１４転写帯電用帯電部材１５除電帯電用帯電部材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 101 G03G 15/06 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に樹脂層を有する電子写
真用帯電部材において、該樹脂層が、少なくとも４級ア
ンモニウム塩基を有するビニル単量体及び水酸基を有す
るビニル単量体及び架橋性単量体を反応させることによ
り得られる共重合体、を含んでいることを特徴とする電
子写真用帯電部材。
【請求項２】前記共重合体において、４級アンモニウム塩基を有するビニル単量体（Ａ）と、
水酸基を有するビニル単量体（Ｂ）、及び架橋性単量体
（Ｃ）を除くその他の単量体（Ｄ）との共重合比は１／１０＜Ａ／（Ｂ十Ｄ）＜７／１０の範囲であり、水酸基を有するビニル単量体（Ｂ）の共重合比は０．５／１０＜Ｂ／（Ａ＋Ｄ）＜２／１０の範囲であり、架橋性単量体（Ｃ）の共重合比は、６０＜Ａ＋Ｂ＋Ｄ＜９８重量％２＜Ｃ＜４０重量％である、請求項１に記載の電子写真用帯電部材。
【請求項３】前記帯電部材に電圧を印加することによ
り電子写真感光体を帯電させる請求項１または２に記載
の電子写真用帯電部材。
【請求項４】前記電圧が直流電圧のみである請求項３
に記載の電子写真用帯電部材。
【請求項５】前記電圧が直流電圧と交流電圧を重畳し
た電圧である請求項３に記載の電子写真用帯電部材。
【請求項６】前記帯電部材が１次帯電用帯電部材であ
る請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用帯電部
材。
【請求項７】前記帯電部材が転写帯電用帯電部材であ
る請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用帯電部
材。
【請求項８】前記帯電部材が除電帯電用帯電部材であ
る請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用帯電部
材。
【請求項９】前記帯電部材の体積抵抗率が１０²〜１
０¹⁰Ω・ｃｍである請求項１〜８のいずれかに記載の電
子写真用帯電部材。
【請求項１０】前記帯電部材の表面の１０点平均面粗
さが５μｍ以下である請求項１〜９のいずれかに記載の
電子写真用帯電部材。
【請求項１１】前記帯電部材が電子写真感光体の表面
に接触している請求項１〜１０のいずれかに記載の電子
写真用帯電部材。
【請求項１２】前記帯電部材の圧縮永久歪みが４０％
以下である請求項１１に記載の電子写真用帯電部材。
【請求項１３】前記帯電部材の表面硬度が５０°以下で
ある請求項１１に記載の電子写真用帯電部材。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の前記
帯電部材を有することを特徴とする電子写真画像形成装
置。