JP3440279B2

JP3440279B2 - 帯電用部材および帯電装置

Info

Publication number: JP3440279B2
Application number: JP09019693A
Authority: JP
Inventors: 貴行永瀬; 裕彦吉田
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: JPH06301267A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスまた
は静電記録プロセスなどの画像形成プロセスにおいて用
いられる帯電用部材および帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真プロセスにおける帯
電プロセスでは、シールド板と、それに部分的に囲まれ
る金属ワイヤとの間に高電圧（ＤＣ５〜８ｋＶ）を印加
し、発生するコロナにより感光体を帯電させている。し
かしながらこの構成では、コロナ発生時にオゾンやＮＯ
ｘ等のコロナ生成物により、感光体表面を変質させ、画
像ボケや劣化を進行させたり、ワイヤの汚れが画像品質
に影響し、画像白抜けや黒スジを生じる等の問題があ
る。一方、電力的にも感光体に向かう電流はその５〜３
０％に過ぎず、殆どが、ワイヤを囲むシールド板に流
れ、帯電装置としては効率の悪いものである。

【０００３】こうした欠点を補うために特開昭５７−１
７８２６７号公報、特開昭５６−１０４３５１号公報の
ように感光体などの被帯電体に帯電用部材を接触させ
て、直接帯電する構成が検討されている。従来、直接帯
電に使われる帯電用部材としては、（ａ）カーボンブラ
ック等の低抵抗粒子を分散させ、抵抗調整したＮＢＲ、
アクリルゴム、クロロプレンゴム等のゴム材料を、芯金
に被覆した導電ゴムローラや、（ｂ）特公昭５０−１３
６６１号公報に記載されているようなナイロンもしくは
ポリウレタンを被覆したローラが知られている。

【０００４】しかしながら、前者（ａ）のような低抵抗
粒子を分散した導電ゴムローラは、その低抵抗性を保持
するために分散させる低抵抗粒子の量を多くする必要が
あるので、ゴム硬度が上昇し、さらに表面に散在してい
る低抵抗粒子の硬度によって、感光体等の被帯電体の表
面に傷がついてしまうという問題がある。このような傷
がつくとスジなどの画像欠陥が起こってしまう。そこ
で、この問題を解消するために、オイルなどを添加し、
低硬度にすると、今度はオイルがゴムローラ表面にオイ
ルがしみだし、感光体表面を汚染するといった問題点が
ある。

【０００５】また、後者（ｂ）のようなナイロンもしく
はポリウレタンを被覆したローラの場合には、使用環境
の変化、特に大気中の湿度の変化によって、感光体など
の被帯電体への帯電能力が大きく変化し、たとえば低温
低湿下にあっては、帯電能力が極端に低下する等の問題
がある。このように帯電能力が低下すると、被帯電体の
均一な帯電が行われず、画像形成を行った場合、画像濃
度が低下したり、反転現像方式では帯電むらに対応した
斑点状の黒点画像（黒ポチ）となり、正現像方式では白
点画像（白ポチ）となり、いずれにおいても高品位の画
像を得ることができず、環境安全性が劣る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被帯
電体の表面に傷などの悪影響を与えることなく、しかも
環境安定性の優れた帯電用部材および帯電装置を提供す
ることである。

【０００７】本発明の他の目的は、帯電むらのない均一
な帯電を被帯電体に行うことができ、これによって良好
な画像を得ることができる帯電用部材および帯電装置を
提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、比較的低電圧で被帯
電体を帯電することかできる帯電用部材および帯電装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、厚み２０μｍ
にしたとき透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下で
ある透湿性ポリウレタン樹脂から成る表面層を有するこ
とを特徴とする帯電用部材である。

【００１０】また本発明は、透湿性ポリウレタン樹脂
と、透湿性ポリウレタン樹脂１００重量部に対し紺青２
〜５０重量部とを含む表面層を有することを特徴とする
帯電用部材である。また本発明は、透湿性ポリウレタン
樹脂が、厚み２０μｍにしたとき透湿度が２０００以上
で水膨潤度が５以下であることを特徴とする。

【００１１】また本発明は、透湿性ポリウレタン樹脂が
ポリオールとポリイソシアネートとを必要に応じて鎖伸
長剤の存在下に反応させて得られる樹脂であって、この
ポリオールがエチレンオキシドとテトラヒドロフランと
のランダム共重合体であって、該共重合体中のエチレン
オキシドとテトラヒドロフランとのモル比が４０／６０
〜８０／２０の範囲であることを特徴とする。

【００１２】また本発明は、ランダム共重合体の分子量
が６００〜３０００の範囲であることを特徴とする。

【００１３】また本発明は、金属製支持部材と、支持部
材の外周面に設けられ、弾力性を有する導電性介在層
と、介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにしたと
きの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下である透
湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウレタ
ン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含んで成
り、被帯電体に接触する表面層とを有することを特徴と
する帯電用部材である。また本発明は、金属製支持部材
と、支持部材に基端部が固定され、弾力性を有する導電
性介在層と、介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍ
にしたときの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下
である透湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポ
リウレタン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを
含んで成り、介在層の遊端部付近で被帯電体に接触する
表面層とを有することを特徴とする帯電用部材である。

【００１４】また本発明は、（ａ）被帯電体と、（ｂ）帯電用部材であって、（ｂ１）金属製支持部材と、（ｂ２）支持部材の外周面に設けられ、弾力性を有する
導電性介在層と、（ｂ３）介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにし
たときの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下であ
る透湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウ
レタン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含ん
で成り、被帯電体に接触する表面層とを有する帯電用部
材と、（ｃ）被帯電体と支持部材との間に電圧を印加する電源
とを含むことを特徴とする帯電装置である。

【００１５】また本発明は、（ａ）被帯電体と、（ｂ）帯電用部材であって、（ｂ１）金属製支持部材と、（ｂ２）支持部材に基端部が固定され、弾力性を有する
導電性介在層と、（ｂ３）介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにし
たときの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下であ
る透湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウ
レタン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含ん
で成り、介在層の遊端部付近で被帯電体に接触する表面
層とを有する帯電用部材と、（ｃ）被帯電体と支持部材との間に電圧を印加する電源
とを含むことを特徴とする帯電装置である。

【００１６】

【作用】本発明に従えば、帯電用部材の少なくとも表面
層は、（ａ）厚み２０μｍにしたとき透湿度が２０００
以上で水膨潤度が５以下である透湿性ポリウレタン樹脂
から成り、または（ｂ）透湿性ポリウレタン樹脂、好ま
しくは厚み２０μｍにしたとき透湿度が２０００以上で
水膨潤度が５以下である透湿性ポリウレタン樹脂と紺青
とを含む。

【００１７】透湿性ポリウレタン樹脂は、ポリオールと
ポリイソシアネートとを、必要に応じて鎖伸長剤の存在
下に反応させて得られ、ポリオールがエチレンオキシド
とテトラヒドロフランとのランダム共重合体であって、
該共重合体中のエチレンオキシドとテトラヒドロフラン
とのモル比が４０／６０〜８０／２０の範囲である。こ
れによって耐水膨潤性および透湿性が両立した表面層が
実現される。ポリオールは、エチレンオキシドとテトラ
ヒドロフランとをランダム共重合させて得られる。かか
るランダム共重合体において、その共重合モル比がエチ
レンオキシド／テトラヒドロフラン＝４０／６０〜８０
／２０の範囲であるときに、優れた透湿性と耐水膨潤性
とを有する透湿性ポリウレタン樹脂が得られる。エチレ
ンオキシドのモル比が上記範囲未満であると、耐水膨潤
性は良好であるものの透湿性が不充分であり、一方、エ
チレンオキシドが上記範囲を超えると、透湿性は充分で
あるものの水膨潤の問題が発生する。

【００１８】このような、透湿性が帯電用部材の表面層
として必要な理由としては、透湿性を有しない合成樹脂
だけの表面層を有する帯電用部材に比べ本発明の透湿性
ポリウレタン樹脂なる帯電用部材は環境の変化に対する
帯電能力の変化を非常に小さくして安定化することが可
能となるからである。この理由は明確でないが、透湿性
ポリウレタン樹脂を表面層にもつ帯電用部材はこの透湿
性ポリウレタン樹脂が、環境の変化に対し、常に吸湿度
を一定に保持する能力を有しており、すなわち表面層に
水分を適度に保ち、したがって環境安定性に優れた帯電
用部材が実現されると考えられる。特に低温低湿時、一
般的には良好な放電を行うことが困難になるけれども、
本発明では上述のような透湿性ポリウレタン樹脂を用い
ることにより、常に良好な放電を生じることが可能とな
る。その結果、帯電能力の安定した帯電むらのない均一
な放電を行うことが可能となる。

【００１９】上記ポリオールの分子量は、６００〜３０
００の範囲であるのが好ましく、分子量が上記範囲未満
であるとエラストマー性能が悪くなり、特に耐寒特性が
悪く、寒冷地での使用に際して割れ等が発生し、使用耐
久性を損ねる等の点で好ましくなく、一方、分子量が上
記範囲を超えると合成条件が狭い等の点で好ましくな
い。

【００２０】上記ポリオールと反応させるポリイソシア
ネートとしては、たとえば、好ましいものとして、４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、
水添化ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、１，３−
キシリレンジイソシアネート、１，４−キシンレンジイ
ソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、
２，６−トリレンジイソシアネート、１，５−ナフタリ
ンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネー
ト、ｐ−フェニレンジイソシアネート等があり、あるい
はこれらの有機ポリイソシアネートと低分子量のポリオ
ールやポリアミンとを末端イソシアネートとなるように
反応させて得られるウレタンプレポリマー等も当然使用
することができる。

【００２１】鎖伸長剤としては、たとえば、好ましいも
のとしては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、
１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、１，２
−プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、デカメチ
レンジアミン、イソホロンジアミン、ｍ−キシリレンジ
アミン、ヒドラジン、水等がある。

【００２２】透湿性ポリウレタン樹脂を製造するにあた
っては、たとえば、適当な有機溶剤中で必要に応じて触
媒を使用し、各原料の当量比をＮＣＯ／ＯＨ＝０．９〜
１．１程度に調整して反応させてもよいし、あるいは無
溶剤で溶融反応させてもよい。さらに全原料を同時に反
応させてもよいし、いわゆるプレポリマー方法を採用し
てもよい。

【００２３】ポリウレタン樹脂の分子量は特に限定され
ないが、層状に、すなわち帯電用部材の表面層にしたと
きの強度や成膜加工性等を考慮すると、２００℃の溶融
粘度で表して４０００〜１００００ポイズの範囲が好ま
しい。

【００２４】帯電用部材の表面層に上記ポリウレタン樹
脂を形成する方法としては、ポリウレタン樹脂を、ＤＭ
Ｆ等の溶剤に溶解して、帯電用部材の基体上に、スプレ
ーコーティング、ディッピングコーティング法等の公知
のコーティング方法により形成することができる。

【００２５】得られた表面層の厚みは任意であるが、実
用性のある強度および透湿性を考慮すると５〜５００μ
ｍ程度の厚みが好ましい。

【００２６】透湿性ポリウレタン樹脂からなる表面層
は、厚み２０μｍで、日本工業規格ＪＩＳＺ−０２０
８に従う透湿度２０００以上であり、かつ後述の式１で
定義される水膨潤度５以下である。また、透湿性ポリウ
レタン樹脂と紺青とを含む表面層は、厚み２０μｍで、
日本工業規格ＪＩＳＺ−０２０８に従う透湿度２００
０以上であり、かつ後述の式１で定義される水膨潤度５
以下であることが好ましい。水膨潤度は、透湿性ポリウ
レタン樹脂をフィルム状にし５×５ｃｍのサイズに裁断
し、このフィルム上の対向する角の方向でフィルムの中
心に長さ５ｃｍの線を描き、このフィルムを４０℃の温
水が入っているシャーレに浸し、５分間後の線の伸びを
測定し、下記式１により算出した。

【００２７】

【数１】

【００２８】表面層を構成する透湿性ポリウレタン樹脂
に混合される紺青は、透湿性ポリウレタン樹脂１００重
量部に対し紺青２〜５０重量部であり、好ましくは１０
〜３０重量部、特に好ましくは約３０重量部である。紺
青が２重量部より少ない場合は、環境変化に対するさら
なる効果が望めず、５０重量部より多い場合は、表面層
４の強度が弱くなり、無駄である。

【００２９】紺青は、固体顔料粉末であり、透湿性ポリ
ウレタン樹脂と紺青との混練によって透湿性ポリウレタ
ン樹脂に紺青が分散する。このような紺青を、透湿性ポ
リウレタン樹脂に混合することによって、合成樹脂だけ
の表面層を有する帯電部材に比べて、本発明の帯電用部
材は、環境の変化に対する帯電能力の変化を非常に小さ
くして安定化することが可能となる。この理由は、明確
ではないが、紺青が、環境の変化に対しても常に吸湿度
を一定に保持する能力を有しており、すなわち表面層に
水分を適度に保ち、したがって環境安定性に優れた帯電
用部材が実現されると考えられる。透湿性ポリウレタン
樹脂だけから成る表面層を有する帯電用部材でも、低温
低湿条件において、比較的良好な放電を行うことが可能
であるけれども、本発明では、上述のように紺青を含む
ことによって、過酷な低温低湿条件においても、常に良
好な放電を生じることが可能となる。その結果、帯電能
力の安定した、帯電むらのない均一な放電を行うことが
可能となる。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のロール状帯電用
部材の断面図である。この帯電用部材１は、図２に示さ
れる複写機または記録装置などの画像形成を行う電子写
真プロセスまたは静電記録プロセスにおいて好適に用い
られる。直円柱状の電子写真感光体１１の外周面上に接
触して本発明に従う帯電用部材１が設けられ、こうして
帯電された感光体１１上には露光手段５によってスリッ
ト露光されて静電潜像が形成され、その後、現像手段６
によって静電潜像がトナー像に顕像化され、搬送経路１
２を搬送される記録紙７に、転写用帯電用部材８によっ
て、トナー像が記録紙７に転写される。感光体１１上に
残留したトナーは、クリーニング手段９によって除去さ
れる。帯電用部材１で感光体１１を帯電するに際して、
感光体１１に残留電位が存在するときには、前露光手段
１０によって感光体１１に光をあてて、残留電位を除去
したほうがよい。

【００３１】図１に示される帯電用部材１において、軸
直角断面が軸線方向に一様な円形である直円柱状または
直円筒状である回転自在に設けられた導電性のある金属
製支持部材２の外周面には、弾力性を有する導電性介在
層３が固定され、その介在層３の外周面には本発明に従
う表面層４が形成される。支持部材２は、鉄、銅、ステ
ンレス鋼などの金属製である。

【００３２】介在層３としては、カーボンブラック、金
属粉末等の低抵抗粒子を分散させ導電性に調整したゴム
材料を形成する。ゴム材としては、天然ゴム、クロロプ
レンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロ
ピレンゴム、ブチルゴム、アクリル・ニトリル・ブタジ
エンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、
ハロゲン化ブチルゴム、クロロスルフォンポリエチレン
ゴム、水素化ニトリルゴム、エピクロロヒドリン等の架
橋ゴムおよびこれらの共重合物、ブレンド物、およびポ
リオレフィン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポ
リアミド系、ポリウレタン系等の熱可塑性エラストマー
等から適宜選択することができる。また必要に応じてこ
れらにアロマ系、ナフテン系、パラフィン系オイル等の
鉱物油およびジ−（２−エチルヘキシル）フタレート
（ＤＯＰ）、ジ−（２−エチルヘキシル）アジペート
（ＤＯＡ）、ジ−（２−エチルヘキシル）セバケート
（ＤＯＳ）等の可塑剤、なたね油、ヤシ油等の植物油な
どの軟化剤が使用し得る。その他ゴム薬品、ゴム添加剤
として硫黄、パーオキサイド等の加硫剤、ステアリン酸
亜鉛等の加硫促進助剤、スルフェンアミド系、チウラム
系、チアゾール系、グアニジン系等の加硫促進剤、アミ
ン系、フェノール系、硫黄系、リン系等の老化防止剤、
補強剤、シリカ、タルク、クレイ等の無機充填剤も任意
に選択し得る。介在層３を構成する導電ゴムは、オイル
などで低硬度（たとえば３０〜４５度）にされ、弾力性
を有する。

【００３３】表面層４を製造するにあたってはまず、溶
剤にポリウレタンを溶解し、これにカーボンブラック等
の低抵抗粒子を分散させ、１０⁶〜１０¹² Ω・ｃｍの抵
抗になるように調整する。表面層４を形成するにあた
り、（ａ）上述のように調整された透湿性ポリウレタン
樹脂を、介在層３上に塗工する。塗工は、浸漬コーティ
ング法、スプレーコーティング法などのコーティング法
を用いて行うことができる。表面層の膜厚は５〜２００
μｍ、特に２０〜１５０μｍが好ましい。

【００３４】他の実施例として、表面層４を形成するに
あたり、（ｂ）上述のように調整された透湿性ポリウレ
タン樹脂に、紺青を透湿性ポリウレタン樹脂１００重量
部に対し２〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量
部、最も好ましくは３０重量部、添加し、ボールミルな
どで分散させ、介在層３上に塗工する。

【００３５】表面層４を１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの低抵
抗に調整する理由は、感光体１１等の被帯電体の絶縁破
壊に対して有効であるからである。すなわち、接触帯電
を行う場合、感光体に接触配置された帯電用部材に高電
圧を印加すると感光体内部の欠陥部分が放電破壊を起こ
してしまう。したがって感光体１１の帯電が不均一にな
り、さらにその破壊点へ帯電用部材から過剰な電流が流
れ、帯電用部材に印加された電圧が降下してしまう。こ
の結果、感光体接触領域全域にわたって帯電不良を生
じ、正規現像方式では白帯、反転現像方式では黒帯とな
ってあらわれる。これらを防止するためには帯電用部材
に印加する電圧を低電圧にすることが望ましく、この低
電圧を印加して均一帯電を行うためには、帯電用部材１
の表面層を低抵抗に保つ必要があるのである。

【００３６】また、直流電源１３によって高電圧を印加
すると帯電の際にオゾンやＮＯｘ等の生成物が多く生成
してしまい、感光体１１等の被帯電体に対して画像ボ
ケ、画像流れなどの悪影響を及ぼしてしまう。

【００３７】以上のことを考えると、本発明は、透湿性
ポリウレタン樹脂に紺青を分散させた表面層４を有する
帯電用部材１であるので、この表面層４中にカーボンブ
ラック等の低抵抗物質を必要量添加するだけで、容易に
抵抗をコントロールすることができ、それによる硬度ア
ップは、内層の導電ゴム層にオイル添加するまたは発泡
体にする等の手段で容易に低硬度にコントロールするこ
とができるので、特に問題はない。以上のことから、本
発明の帯電用部材１に印加する電圧は、±６００Ｖ〜±
２０００Ｖの低電圧で感光体１１などの被帯電体を充分
均一に帯電させることができる。

【００３８】直流電源１３の一方の電極は支持部材２に
接続され、他方の電極は接地される。感光体１１は、金
属製直円筒の表面に電気絶縁性の感光層が形成された構
成を有し、その筒は、接地され、電源１３の他方の電極
に接続される。

【００３９】図３は、図１および図２に示される実施例
の本件発明者による実験結果を示すグラフである。電源
１３による帯電用部材１の印加電圧と、その帯電用部材
１によって帯電された感光体１１の表面電位を示す。ラ
インＬ１は、常温常湿、および高温高湿の環境化におけ
る特性を示し、ラインＬ２は、低温低湿（たとえば１０
℃、３０％ＲＨ相対湿度）および高温低湿のときの特性
を示す。印加電圧がたとえばＶ１＝１４００Ｖであると
き、ラインＬ１，Ｌ２の差の電圧ΔＶは、たとえば３０
Ｖとなり、小さくすることができることが確認された。
これに対して前述の先行技術として述べた帯電用部材で
は、ΔＶは、たとえば３００Ｖであった。

【００４０】こうして帯電用部材１を用いることによっ
て、感光体１１である被帯電体の表面に傷などの影響を
与えず、しかも従来のウレタンのみの表面層を有する帯
電用部材と比べ、環境の変化に対する帯電能力の変化が
非常に小さく安定していることを見いだした。この理由
としては明確ではないが、本発明の表面層４に用いてい
る紺青が、環境の変化に対しても、常に吸湿度を一定に
保持する能力を有しているために環境安定性に優れ、特
に低温低湿（たとえば１０℃、３０％ＲＨ相対湿度）に
なっても、常に良好な放電が起こるためではないかと考
えられる。その結果、帯電能力の安定した、帯電むらの
ない均一な帯電が行えたのではないかと考える。

【００４１】図４は本発明の他の実施例のブレード状帯
電用部材１ａを示す断面図であり、図５は図４に示され
るブレード状帯電用部材１ａを用いて感光体１１を帯電
するときの状態を示している。帯電用部材１ａは、金属
製板状の支持部材２ａに介在層３ａの基端部が固定さ
れ、この介在層３ａの外周面に表面層４ａが形成され
る。表面層４ａは、介在層３ａの遊端部付近で感光体１
１に接触する。介在層３ａは、前述の実施例における介
在層３と同様な材料から成り、また表面層４ａは、前述
の表面層４と同様な材料から成る。その他の構成は前述
の実施例と同様である。

【００４２】本発明における感光体に接触させる帯電用
部材の設置については特定の方法に限らず、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ができる。さらに帯電
用部材に感光体上の現像剤のクリーニング装置として機
能させることも、特に図４および図５の実施例では、可
能である。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使
用にもよるが、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する方法、直
流電圧を印加する方法、直流と交流を重畳させた形で印
加する方法をとることができる。

【００４３】本発明の帯電用部材１，１ａは、図２に示
される転写用帯電手段８として用いることもまた可能で
ある。

【００４４】本件発明者の実験結果を述べる。

【００４５】実施例１クロロプレンゴム１００重量部に導電性カーボンブラッ
ク１０重量部、ナフテン系鉱物油３０重量部をオープン
ロールで混練し、金型にて成形し、図１のローラ状帯電
用部材１の介在層２を設けた。この介在層２の体積抵抗
を、温度２２℃、湿度６０％の環境で測定すると４×１
０⁷ Ω・ｃｍ、ＪＩＳＡ硬度４０度であった。

【００４６】次にエチレンオキシド／テトラヒドロフラ
ンのモル比が１．６３であるランダム共重合体ポリオー
ル（平均分子量１．８６０、水酸基価６０）４５００重
量部と１−４−ブタンジオール（略称１，４ＢＤ）５０
０重量部とをよく混合撹拌し、６０℃にて加温する。こ
のときのポリオールと鎖伸長剤のモル比は０．４３５で
ある。次いでこの混合物に５０℃に加熱溶融したジフェ
ニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２０３０重量部
（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０２）を加え撹拌を行う。混合物
が均一になった後、１００℃で６時間熟成するとブロッ
ク状の透湿性ポリウレタン樹脂が得られる。このポリウ
レタン樹脂を粉砕して押出機にて造粒した。このポリウ
レタン樹脂の溶融粘度（２００℃）は１２０００ポイズ
であった。この樹脂１００重量部をジメチルホルムアミ
ド（ＤＭＦ）６００重量部に溶解し、紺青２０重量部、
カーボンブラック５重量部を充分に分散させた。このよ
うにして得た樹脂溶液に帯電用部材１の介在層２が形成
されたものを浸漬して膜厚４０μｍの表面層４を設け
た。ローラの体積抵抗は５×１０⁷Ω・ｃｍである。

【００４７】この帯電用部材１を図２の反転現像方式の
プリンタの１次帯電器として取付け、電源１３によって
直流電圧１４００Ｖを印加し、常温常湿状態（Ｎ／Ｎと
略称する）で感光体１１表面に乗った電位を測定した。
その結果を表１に示す。

【００４８】さらに、温度１０℃、湿度３０％の低温低
湿状態（Ｌ／Ｌと略称する）において同様の評価を行っ
た結果を表１に示す。

【００４９】実施例２実施例１と同様の部材を図４および図５のごとくブレー
ド形状で取付けた以外は、実施例１と同じ。

【００５０】比較例１クロロプレンゴム１００重量部に導電性カーボンブラッ
ク１０重量部、ナフテン系鉱物油３０重量部、酸化亜鉛
５重量部、酸化マグネシウム４重量部、加硫促進剤２重
量部、ステアリン酸１重量部をオープンロールで混練
し、金型にて成形し、図１のローラ状帯電用部材１の介
在層２を設けた。この介在層２の体積抵抗を、温度２２
℃、湿度６０％の環境で抵抗を測定すると４×１０⁷ Ω
・ｃｍ、ＪＩＳ（日本工業規格）Ａ硬度４０度であっ
た。

【００５１】次に大日精化（株）製ポリエステル系ウレ
タン樹脂溶液レザミンＭＥ−３１３９ＬＰ（改）（溶剤
組成ＭＥＫ／ＤＭＦ＝重量比４０／６０、不揮発分３０
％）１００重量部に紺青６重量部（樹脂１００重量部に
対して計算すると、約２０重量部）、カーボンブラック
１０重量部を添加しさらにＭＥＫ５０重量部、ＤＭＦ５
０重量部を添加し、これをボールミルで混合し樹脂溶液
中に紺青、カーボンブラックを充分に分散させた。ＭＥ
Ｋは、メチルエチルケトンであり、ＤＭＦは、ジメチル
ホルムアミドである。

【００５２】このようにして得た樹脂溶液に図１のロー
ラ状帯電用部材１の支持部材２とともに介在層３を浸漬
して膜厚５０μｍの表面層４を設けた。表面層４の体積
抵抗を測定したところ６×１０⁷ Ωｃｍであった。

【００５３】比較例２比較例１においてナフテン系鉱物油を添加せずに、また
表面層４を被覆せず、介在層３のみ。その介在層３はＪ
ＩＳＡ硬度７０度。

【００５４】比較例３比較例２と同様、ただし表面電位が比較例２とは異な
る。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１の画像欠陥の欄の中でＯＫは、画像欠
陥が生じていないことを示す。耐久試験の欄の中でＯＫ
は、表面層４，４ａに傷が発生しないことを示す。

【００５７】表１の実験結果から、本発明による帯電用
部材１，１ａは、画像欠陥が生じず、また耐久性が優れ
ていることが確認され、紺青のみを分散させたローラ
（比較例１）と比べ、実施例１，２では、さらに環境変
化に対する表面電位差が６０Ｖから２０Ｖに改良され
た。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、厚み２０
μｍにしたとき透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以
下である透湿性ポリウレタン樹脂から成る表面層、さら
には透湿性ポリウレタン樹脂と紺青とを含む表面層を有
する帯電用部材が実現され、この帯電用部材を被帯電体
に接触し、帯電用部材と被帯電体との間に電圧を印加し
て被帯電体を帯電することができるようにしたので、被
帯電体の表面に傷などの悪影響を与えず、したがって画
像欠陥が生じることがなく、しかも環境安定性の優れた
帯電用部材が実現される。

【００５９】また本発明によれば、上述のように被帯電
体の表面に傷などを生じることがなく、また湿度が変化
しても、安定して帯電むらを生じることなしに、均一な
帯電を行うことができるようになり、これによって良好
な画像を得ることができる。

【００６０】また本発明によれば、帯電のために電源か
ら供給される電圧は、ワイヤをシールド板によって囲ん
でコロナ放電を行う先行技術に比べて、比較的低電圧で
帯電することが可能になる。

【００６１】さらに本発明によれば、透湿性ポリウレタ
ン樹脂は、耐水膨張性および透湿性が両立した帯電用部
材が実現され、低温低湿においても良好な放電を実現す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のローラ状帯電用部材１の断
面図である。

【図２】この帯電用部材１を用いる複写機または記録装
置などの画像形成装置の簡略化した側面図である。

【図３】本件発明者の実験結果を示す帯電用部材１の特
性を示すグラフである。

【図４】本発明の他の実施例のブレード状帯電用部材１
ａの断面図である。

【図５】図４に示される帯電用部材１ａを用いる画像形
成装置の一部の側面図である。

【符号の説明】

１，１ａ帯電用部材２，２ａ支持部材３，３ａ介在層４，４ａ表面層５露光手段６現像手段８転写用帯電手段９クリーニング手段１０残留電位除去用前露光手段

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−241364（ＪＰ，Ａ) 特開平６−313422（ＪＰ，Ａ) 特開平６−289738（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／010942（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 103 G03G 15/08 501

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】厚み２０μｍにしたとき透湿度が２００
０以上で水膨潤度が５以下である透湿性ポリウレタン樹
脂から成る表面層を有することを特徴とする帯電用部
材。
【請求項２】透湿性ポリウレタン樹脂と、透湿性ポリ
ウレタン樹脂１００重量部に対し紺青２〜５０重量部と
を含む表面層を有することを特徴とする帯電用部材。
【請求項３】透湿性ポリウレタン樹脂は、厚み２０μ
ｍにしたとき透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下
であることを特徴とする請求項２記載の帯電用部材。
【請求項４】透湿性ポリウレタン樹脂がポリオールと
ポリイソシアネートとを必要に応じて鎖伸長剤の存在下
に反応させて得られる樹脂であって、このポリオールが
エチレンオキシドとテトラヒドロフランとのランダム共
重合体であって、該共重合体中のエチレンオキシドとテ
トラヒドロフランとのモル比が４０／６０〜８０／２０
の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のうちのい
ずれかに記載の帯電用部材。
【請求項５】ランダム共重合体の分子量が６００〜３
０００の範囲であることを特徴とする請求項４記載の帯
電用部材。
【請求項６】金属製支持部材と、支持部材の外周面に設けられ、弾力性を有する導電性介
在層と、介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにしたときの
透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下である透湿性
ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウレタン樹
脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含んで成り、
被帯電体に接触する表面層とを有することを特徴とする
帯電用部材。
【請求項７】金属製支持部材と、支持部材に基端部が固定され、弾力性を有する導電性介
在層と、介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにしたときの
透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下である透湿性
ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウレタン樹
脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含んで成り、
介在層の遊端部付近で被帯電体に接触する表面層とを有
することを特徴とする帯電用部材。
【請求項８】（ａ）被帯電体と、（ｂ）帯電用部材であって、（ｂ１）金属製支持部材と、（ｂ２）支持部材の外周面に設けられ、弾力性を有する
導電性介在層と、（ｂ３）介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにし
たときの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下であ
る透湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウ
レタン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含ん
で成り、被帯電体に接触する表面層とを有する帯電用部
材と、（ｃ）被帯電体と支持部材との間に電圧を印加する電源
とを含むことを特徴とする帯電装置。
【請求項９】（ａ）被帯電体と、（ｂ）帯電用部材であって、（ｂ１）金属製支持部材と、（ｂ２）支持部材に基端部が固定され、弾力性を有する
導電性介在層と、（ｂ３）介在層の外周面に形成され、厚み２０μｍにし
たときの透湿度が２０００以上で水膨潤度が５以下であ
る透湿性ポリウレタン樹脂から成りまたは透湿性ポリウ
レタン樹脂１００重量部と紺青２〜５０重量部とを含ん
で成り、介在層の遊端部付近で被帯電体に接触する表面
層とを有する帯電用部材と、（ｃ）被帯電体と支持部材との間に電圧を印加する電源
とを含むことを特徴とする帯電装置。