JP3440281B2 - Charging member and charging device - Google Patents

Charging member and charging device

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JP3440281B2
JP3440281B2 JP09336693A JP9336693A JP3440281B2 JP 3440281 B2 JP3440281 B2 JP 3440281B2 JP 09336693 A JP09336693 A JP 09336693A JP 9336693 A JP9336693 A JP 9336693A JP 3440281 B2 JP3440281 B2 JP 3440281B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member and a charging device used in an image forming process such as an electrophotographic process or an electrostatic recording process.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a charging process in an electrophotographic process, a high voltage (DC 5 to 8 kV) is applied between a shield plate and a metal wire partially surrounded by the shield plate, and a corona generated causes a photoreceptor to be exposed. It is charged. However, with this configuration, when corona occurs, ozone and NO
There are problems that the corona product such as x deteriorates the surface of the photoconductor to promote image blurring and deterioration, and that the wire stain affects the image quality, resulting in white spots and black streaks in the image. On the other hand, in terms of electric power, the current flowing toward the photoconductor is 5 to 3
It is only 0%, and most of it flows to the shield plate surrounding the wire, which is inefficient as a charging device.

【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。
In order to make up for such drawbacks, JP-A-57-11
As disclosed in JP-A-78267 and JP-A-56-104351, a structure in which a charging member is brought into contact with a charged member such as a photosensitive member to directly charge the member is being studied. Conventionally, as a charging member used for direct charging, (a) NBR in which low resistance particles such as carbon black are dispersed and whose resistance is adjusted,
A conductive rubber roller having a core metal coated with a rubber material such as acrylic rubber or chloroprene rubber, or (b) JP-B-50-13.
A roller coated with nylon or polyurethane as described in Japanese Patent No. 661 is known.

【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。
However, in the conductive rubber roller in which low resistance particles are dispersed as in the former case (a), it is necessary to increase the amount of low resistance particles dispersed in order to maintain the low resistance, so that the rubber hardness is increased. In addition, there is a problem that the hardness of the low resistance particles scattered on the surface may scratch the surface of the charged body such as the photoconductor. If such scratches occur, image defects such as streaks will occur. Therefore, in order to solve this problem, add oil etc.,
If the hardness is made low, there is a problem that oil leaks to the surface of the rubber roller and pollutes the surface of the photoreceptor.

【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
黒画像(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。
Further, in the case of the roller coated with nylon or polyurethane as in the latter case (b), the charging ability of the charged body such as the photoconductor is changed by the change of use environment, especially the humidity of the atmosphere. There is a problem that the charging ability drastically changes, and the charging ability is extremely lowered under low temperature and low humidity, for example. When the charging ability is lowered in this way, the charged body is not uniformly charged, and when an image is formed, the image density is lowered, and in the reversal development method, a spot-like black dot image (black However, a black and white image (white spot) is obtained in the positive development method, and a high-quality image cannot be obtained in any of them, and environmental safety is poor.

【0006】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charging member and a charging device which are free from adverse effects such as scratches on the surface of a member to be charged and which are excellent in environmental stability.

【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。
Another object of the present invention is to provide a charging member and a charging device capable of uniformly charging a member to be charged without uneven charging, thereby obtaining a good image. .

【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。
Another object of the present invention is to provide a charging member and a charging device capable of charging an object to be charged with a relatively low voltage.

【0009】[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と、該透湿性ポリウレタ
ン樹脂100重量部に対し難水溶性無機塩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。
The present invention has a thickness of 20 μm.
A surface layer containing a moisture permeable polyurethane resin having a water vapor permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less and a water-insoluble inorganic salt of 2 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the moisture permeable polyurethane resin. It is a charging member characterized by having.

【0010】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。
In the present invention, the moisture-permeable polyurethane resin is a resin obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a chain extender, if necessary, and the polyol is a random copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran. A polymer having a molar ratio of ethylene oxide and tetrahydrofuran of 40/60 in the copolymer.
It is characterized in that it is in the range of 80/20.

【0011】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。
The present invention is also characterized in that the random copolymer has a molecular weight in the range of 600 to 3000.

【0012】[0012]

【0013】また本発明は、難水溶性無機塩は、リン酸
カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリ
ウム、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムから成る
グループから選ばれた1または複数であることを特徴と
する。
Further, the present invention is characterized in that the poorly water-soluble inorganic salt is one or more selected from the group consisting of calcium phosphate, barium sulfate, calcium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

【0014】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100重量部および難水溶性無機
塩2〜50重量部を含み、被帯電体に接触する表面層と
を有し、ロール状に形成され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100重量部および難水溶性無機
塩2〜50重量部を含み、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し、ブレード状に形成される
ことを特徴とする帯電用部材である。 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100重量部および難水溶性
無機塩2〜50重量部を含み、被帯電体に接触する表面
層とを有し、ロール状に形成される帯電用部材と (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。
Further, according to the present invention, a metal support member, a conductive intervening layer provided on the outer peripheral surface of the support member and having elasticity, and a moisture permeability when formed on the outer peripheral surface of the intervening layer and having a thickness of 20 μm. Of 200 or more and a water swelling degree of 5 or less and 100 parts by weight of a moisture-permeable polyurethane resin and 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt, and a surface layer in contact with a body to be charged are formed into a roll shape. And a charging member. Further, according to the present invention, a metal supporting member, a conductive intervening layer having a base end portion fixed to the supporting member and having elasticity, and an outer peripheral surface of the intervening layer are formed. As described above, a surface layer containing 100 parts by weight of a moisture-permeable polyurethane resin having a water swelling degree of 5 or less and 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt, and having a surface layer in contact with the charged body near the free end of the intervening layer is included. However, the charging member is formed into a blade shape. The present invention also provides (a) an object to be charged, (b) a charging member, (b1) a metal supporting member, and (b2) a conductive member having elasticity provided on an outer peripheral surface of the supporting member. (B3) 100 parts by weight of a moisture-permeable polyurethane resin having a moisture permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less formed on the outer peripheral surface of the intervening layer and having a thickness of 20 μm, and a poorly water-soluble inorganic salt 2 A charging member having a surface layer in contact with the member to be charged, the charging member being in the form of a roll, and (c) a power supply for applying a voltage between the member to be charged and the supporting member. It is a charging device characterized by including.

【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100重量部および難水溶性
無機塩2〜50重量部を含み、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し、ブレード状に形成さ
れる帯電用部材と、 (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。
The present invention also provides (a) a body to be charged, (b) a charging member, (b1) a metal support member, and (b2) a base end portion fixed to the support member, which is elastic. And (b3) 100 parts by weight of a moisture-permeable polyurethane resin having a moisture permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less when formed on the outer peripheral surface of the intervening layer (b3) and having a water swelling degree of 5 or less, and hardly water-soluble. A charging member formed in a blade shape and having a surface layer containing 2 to 50 parts by weight of a water-soluble inorganic salt and contacting the charged body near the free end of the intervening layer, and (c) the charged body. A charging device including a power source for applying a voltage between the supporting member and the supporting member.

【0016】[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、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と、
該透湿性ポリウレタン樹脂100重量部に対し、難水溶
性無機塩2〜50重量部とを含む。
According to the present invention, at least the surface layer of the charging member has a moisture permeable polyurethane resin having a moisture permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less when the thickness is 20 μm,
2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt is included with respect to 100 parts by weight of the moisture-permeable polyurethane resin.

【0017】難水溶性無機塩は、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。難水溶性
無機塩が2重量部より少ない場合は、環境変化に対する
効果が少なく、50重量部より多い場合は、表面層の強
度が低下し、無駄である。
The hardly water-soluble inorganic salt is preferably 10 to 30.
Parts by weight, particularly preferably about 30 parts by weight. When the amount of the poorly water-soluble inorganic salt is less than 2 parts by weight, the effect on the environmental change is small, and when the amount is more than 50 parts by weight, the strength of the surface layer is decreased and it is wasteful.

【0018】難水溶性無機塩としては、リン酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭
酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムなどである。
The poorly water-soluble inorganic salts include calcium phosphate, barium sulfate, calcium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

【0019】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フィルムが得られ
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。
The moisture-permeable polyurethane resin is obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a chain extender, if necessary, and the polyol is a random copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran,
The molar ratio of ethylene oxide and tetrahydrofuran in the copolymer is in the range of 40/60 to 80/20. As a result, a surface layer having both water swelling resistance and moisture permeability is realized. The polyol is obtained by randomly copolymerizing ethylene oxide and tetrahydrofuran. In such a random copolymer, the copolymerization molar ratio is ethylene oxide / tetrahydrofuran = 40 / 60-80.
When it is in the range of / 20, a moisture permeable polyurethane resin film having excellent moisture permeability and water swelling resistance can be obtained. If the molar ratio of ethylene oxide is less than the above range, the water swelling resistance is good, but the moisture permeability is insufficient, while if the ethylene oxide exceeds the above range, the water swelling problem is sufficient although the moisture permeability is sufficient. Occur.

【0020】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。
The reason why such moisture permeability is required for the surface layer of the charging member is that the moisture-permeable polyurethane resin of the present invention is more suitable than the charging member having a surface layer of only synthetic resin having no moisture permeability. This is because it is possible to stabilize the member by reducing the change in the charging ability with respect to the change in the environment. The reason for this is not clear, but the charging member having a moisture-permeable polyurethane resin in the surface layer has the ability of the moisture-permeable polyurethane resin to constantly keep moisture absorption constant against changes in the environment. It is considered that a charging member having a moderate amount of water in the layer and thus excellent in environmental stability is realized. Especially at low temperature and low humidity, it is generally difficult to perform good discharge,
In the present invention, by using the moisture permeable polyurethane resin as described above, it is possible to always generate good discharge. As a result, it becomes possible to perform uniform discharge with stable charging ability and without uneven charging.

【0021】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くなり、層状に、すなわ
ちフィルム化した場合、不透明になったり、粒子状異物
が発生しやすい等の点で好ましくない。
The molecular weight of the above polyol is 600 to 30.
It is preferably in the range of 00, and when the molecular weight is less than the above range, the elastomer performance is deteriorated, particularly the cold resistance is poor, and cracks may occur during use in cold regions, impairing durability in use. On the other hand, when the molecular weight exceeds the above range, the synthesis conditions are narrowed, and it becomes unfavorable in that it becomes opaque when it is made into a layer, that is, when it is made into a film, and particulate foreign matter is easily generated.

【0022】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。
As the polyisocyanate to be reacted with the above-mentioned polyol, for example, preferred ones are:
4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI),
Hydrogenated MDI, isophorone diisocyanate, 1,3-
Xylylene diisocyanate, 1,4-xylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate,
There are 2,6-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, etc., or these organic polyisocyanates are reacted with a low molecular weight polyol or polyamine to form a terminal isocyanate. Naturally, the urethane prepolymer and the like obtained can be used.

【0023】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。
Preferred chain extenders include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol,
1,6-hexanediol, ethylenediamine, 1,2
-Propylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, decamethylenediamine, isophoronediamine, m-xylylenediamine, hydrazine, water and the like.

【0024】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。
In producing the moisture-permeable polyurethane resin, for example, a catalyst is used in a suitable organic solvent, if necessary, and the equivalent ratio of each raw material is NCO / OH = 0.9-.
It may be adjusted to about 1.1 for the reaction, or may be melt-reacted without a solvent. Further, all the raw materials may be reacted at the same time, or a so-called prepolymer method may be adopted.

【0025】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4000〜10000ポイズの範囲が好ましい。
The molecular weight of the polyurethane resin is not particularly limited, but in consideration of the strength and film-forming processability when it is layered, that is, when it is used as the surface layer of the charging member, the melt viscosity at 200 ° C. is in the range of 4000-10000 poise. Is preferred.

【0026】帯電用部材の表面層に上記表面層を形成す
る方法としては上記ポリウレタン樹脂をDMF等の溶剤
に溶解して、これにボールミル等で難水溶性無機塩を分
散させ、帯電用部材の基体上にスプレーコーティング
法、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。
As a method of forming the surface layer on the surface layer of the charging member, the polyurethane resin is dissolved in a solvent such as DMF, and a sparingly water-soluble inorganic salt is dispersed in the solvent by a ball mill or the like to prepare the charging member. It can be formed on the substrate by a known coating method such as a spray coating method or a dipping coating method.

【0027】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5〜100μ
m程度の厚みが好ましい。
The thickness of the obtained surface layer is arbitrary, but in view of practical strength and moisture permeability, it is 5 to 100 μm.
A thickness of about m is preferable.

【0028】透湿性ポリウレタン樹脂を含む表面層は、
厚み20μmで、日本工業規格JIS Z−0208に
従う透湿度が2000以上であり、後述の式1で定義さ
れる水膨潤度5以下である。水膨潤度は、透湿性ポリウ
レタン樹脂フィルムを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、これを40℃の温水が入っている
シャーレに浸し、5分後の線の伸びを測定し、下記式1
により算出した。
The surface layer containing the moisture-permeable polyurethane resin is
It has a thickness of 20 μm, a water vapor permeability of 2000 or more according to Japanese Industrial Standard JIS Z-0208, and a water swelling degree of 5 or less defined by Equation 1 described later. The degree of water swelling was obtained by cutting a moisture-permeable polyurethane resin film into a size of 5 × 5 cm, drawing a line with a length of 5 cm in the center of the film in the direction of the opposite corners of the film, and applying hot water at 40 ° C. Soak in a petri dish and measure the elongation of the wire after 5 minutes.
It was calculated by

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】表面層を構成する透湿性ポリウレタン樹脂
に混合される難水溶性無機塩は、透湿性ポリウレタン樹
脂100重量部に対し難水溶性無機塩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。難水溶性無機塩が2重量部より少な
い場合は、環境変化に対する効果が少なく、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。
The hardly water-soluble inorganic salt mixed with the moisture permeable polyurethane resin constituting the surface layer is 2 to 50 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the moisture permeable polyurethane resin. Parts by weight, particularly preferably about 30 parts by weight. When the amount of the poorly water-soluble inorganic salt is less than 2 parts by weight, the effect on the environmental change is small, and when the amount is more than 50 parts by weight, the strength of the surface layer 4 is weak and it is wasteful.

【0031】難水溶性無機塩は、固体顔料粉末であり、
透湿性ポリウレタン樹脂と難水溶性無機塩との混練によ
って透湿性ポリウレタン樹脂に難水溶性無機塩が分散す
る。このような難水溶性無機塩を、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、難水溶性無機塩が、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、一
般的に低温低湿になると、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、上述のように難水溶性無
機塩を含むことによって、苛酷な低温低湿になっても、
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。
The poorly water-soluble inorganic salt is a solid pigment powder,
The hardly water-soluble inorganic salt is dispersed in the moisture-permeable polyurethane resin by kneading the moisture-permeable polyurethane resin and the slightly water-soluble inorganic salt. By mixing such a poorly water-soluble inorganic salt with a moisture-permeable polyurethane resin, the charging member of the present invention has a change in charging ability relative to a change in environment, as compared with a charging member having a surface layer of only synthetic resin. Can be made very small and stable. The reason for this is not clear, but the poorly water-soluble inorganic salt has the ability to constantly keep the moisture absorption constant even when the environment changes, that is, it keeps the water content in the surface layer moderately, and It is considered that a charging member having excellent stability will be realized. Even with a charging member having a surface layer composed of only a moisture-permeable polyurethane resin, good discharge can be generally performed at low temperature and low humidity. However, in the present invention, the poorly water-soluble inorganic salt is added as described above. By including, even in severe low temperature and low humidity,
It is possible to always generate a good discharge. as a result,
It is possible to perform uniform discharge with stable charging ability and without uneven charging.

【0032】このような帯電用部材を、金属製支持部材
に、導電性ゴムなどのような弾力性を有する介在層を介
して、前記表面層を形成して帯電用ロールを形成しても
よく、前記表面層を形成して、帯電用ロールを構成して
もよく、あるいはまたこの帯電用部材は、被帯電体に接
触するブレード状に形成してもよい。前記表面層と被帯
電体との間にたとえば600〜2000Vの電圧を電源
から印加し、上述の放電が行われ、被帯電体を帯電する
ことができる。
The charging member may be formed by forming the surface layer on a metal supporting member with an intervening layer having elasticity such as conductive rubber interposed therebetween to form a charging roll. Alternatively, the surface layer may be formed to form a charging roll, or the charging member may be formed in a blade shape that contacts the member to be charged. A voltage of, for example, 600 to 2000 V is applied from a power source between the surface layer and the body to be charged, and the aforementioned discharge is performed to charge the body to be charged.

【0033】[0033]

【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。
1 is a sectional view of a roll-shaped charging member according to an embodiment of the present invention. The charging member 1 is preferably used in an electrophotographic process or an electrostatic recording process for forming an image in a copying machine or a recording device shown in FIG. The charging member 1 according to the present invention is provided in contact with the outer peripheral surface of a right columnar electrophotographic photosensitive member 11, and the electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 11 thus charged by slit exposure by the exposure unit 5. Is formed, and then the developing means 6 is formed.
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by the transfer path 1
The toner image is transferred onto the recording paper 7 conveyed by the transfer charging member 8 onto the recording paper 7. The toner remaining on the photoconductor 11 is removed by the cleaning unit 9. When charging the photoconductor 11 with the charging member 1,
When the residual potential exists on the photoconductor 11, it is preferable that the preexposure unit 10 irradiates the photoconductor 11 with light to remove the residual potential.

【0034】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。
In the charging member 1 shown in FIG. 1, a rotatably provided conductive metal support member having a right circular column shape or a right cylindrical shape whose cross section perpendicular to the axis is a uniform circle in the axial direction. An electrically conductive intervening layer 3 having elasticity is fixed to the outer peripheral surface of 2, and a surface layer 4 according to the present invention is formed on the outer peripheral surface of the intervening layer 3. The support member 2 is made of metal such as iron, copper, and stainless steel.

【0035】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。
As the intervening layer 3, a rubber material in which low resistance particles such as carbon black and metal powder are dispersed and adjusted to have conductivity is formed. As the rubber material, natural rubber, chloroprene rubber, styrene / butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, butyl rubber, acrylic / nitrile / butadiene rubber, silicone rubber, urethane rubber, fluororubber,
Crosslinked rubbers such as halogenated butyl rubber, chlorosulfone polyethylene rubber, hydrogenated nitrile rubber, epichlorohydrin and their copolymers, blends, and polyolefins, polyesters, polyethers, polyamides, polyurethanes, etc. It can be appropriately selected from thermoplastic elastomers and the like. In addition, mineral oils such as aroma-based, naphthene-based, and paraffin-based oils and di- (2-ethylhexyl) phthalate (DOP), di- (2-ethylhexyl) adipate (DOA), di- (2- Plasticizers such as ethylhexyl) sebacate (DOS) and softeners such as rapeseed oil and vegetable oils such as coconut oil may be used. Other rubber chemicals, vulcanizing agents such as sulfur and peroxides as rubber additives, vulcanization accelerators such as zinc stearate, sulfenamide-based, thiuram-based, thiazole-based, guanidine-based vulcanization accelerators, amines -Based, phenol-based, sulfur-based, phosphorus-based anti-aging agents,
Reinforcing agents, inorganic fillers such as silica, talc, clay, etc. can be optionally selected. The conductive rubber forming the intervening layer 3 is made of oil or the like to have a low hardness (for example, 30 to 45 degrees) and has elasticity.

【0036】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。
In producing the surface layer 4, first, polyurethane is dissolved in a solvent and low resistance particles such as carbon black are dispersed in the solvent to adjust the resistance to 10 6 to 10 12 Ω · cm.

【0037】表面層4を形成するにあたり、上述のよう
に調整された透湿性ポリウレタン樹脂に、難水溶性無機
塩を透湿性ポリウレタン樹脂100重量部に対し2〜5
0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。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5〜200μm、特に
20〜150μmが好ましい。
In forming the surface layer 4, the moisture-permeable polyurethane resin prepared as described above is mixed with a poorly water-soluble inorganic salt in an amount of 2-5 per 100 parts by weight of the moisture-permeable polyurethane resin.
0 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, and most preferably 30 parts by weight are added, dispersed by a ball mill or the like, and coated on the intervening layer 3. The coating can be performed using a coating method such as a dip coating method or a spray coating method. The thickness of the surface layer is preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 20 to 150 μm.

【0038】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。
The reason why the surface layer 4 is adjusted to have a low resistance of 10 6 to 10 12 Ω · cm is that it is effective against dielectric breakdown of the charged body such as the photoconductor 11. That is, in the case of contact charging, if a high voltage is applied to the charging member arranged in contact with the photoconductor, the defective portion inside the photoconductor will cause discharge breakdown. Therefore, the charging of the photoconductor 11 becomes non-uniform, and an excessive current flows from the charging member to the breaking point, and the voltage applied to the charging member drops. As a result, charging failure occurs over the entire area of contact with the photoconductor, which appears as a white belt in the regular development method and a black belt in the reversal development method. In order to prevent these, it is desirable that the voltage applied to the charging member be a low voltage. In order to apply this low voltage and perform uniform charging, the charging member 1
It is necessary to keep the surface layer of the low resistance.

【0039】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。
Further, when a high voltage is applied by the DC power supply 13, a large amount of products such as ozone and NOx are generated during charging, and image blurring, image deletion, etc. occur on the charged body such as the photoconductor 11. It has an adverse effect.

【0040】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難水溶性無機塩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、±6
00V〜±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。
Considering the above, the present invention is a charging member 1 having a surface layer 4 in which a poorly water-soluble inorganic salt is dispersed in a moisture-permeable polyurethane resin, and therefore carbon black or the like is contained in the surface layer 4. The resistance can be easily controlled by adding the required amount of the low resistance substance described above, and the hardness can be easily increased by adding oil to the inner conductive rubber layer or forming a foam. Since it can be controlled to, there is no particular problem. From the above, the voltage applied to the charging member 1 of the present invention is ± 6
It is possible to sufficiently uniformly charge an object to be charged such as the photoconductor 11 with a low voltage of 00V to ± 2000V.

【0041】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。
One electrode of the DC power supply 13 is connected to the support member 2, and the other electrode is grounded. The photoreceptor 11 has a structure in which an electrically insulating photosensitive layer is formed on the surface of a metal straight cylinder, and the cylinder is grounded and connected to the other electrode of the power supply 13.

【0042】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50
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。
FIG. 3 is a graph showing the experimental results by the inventor of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The voltage applied to the charging member 1 by the power source 13 and the surface potential of the photoconductor 11 charged by the charging member 1 are shown. The line L1 shows the characteristics in the environment of normal temperature and normal humidity and high temperature and high humidity, and the line L2 shows the low temperature and low humidity (for example, 10
C, 30% RH relative humidity) and high temperature and low humidity characteristics are shown. When the applied voltage is V1 = 1400V, for example, the difference voltage ΔV between the lines L1 and L2 is 50, for example.
It was confirmed that it was V and that it could be made smaller.
On the other hand, in the charging member described as the above-mentioned prior art, ΔV was, for example, 300V.

【0043】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
る透湿性ポリウレタン樹脂と難水溶性無機塩が、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。
By using the charging member 1 in this manner, the surface of the member to be charged, which is the photoconductor 11, is not affected by scratches, etc., and in comparison with the conventional charging member having a surface layer of urethane only, the environment It was found that the change of the charging ability with respect to the change was very small and stable. Although the reason for this is not clear, the moisture-permeable polyurethane resin and the poorly water-soluble inorganic salt used in the surface layer 4 of the present invention have the ability to always keep the moisture absorption constant even when the environment changes. It is considered that this is because the environmental stability is excellent, and particularly good discharge always occurs even at low temperature and low humidity (for example, 10 ° C. and 30% RH relative humidity). As a result, it may be possible to perform uniform charging with stable charging ability and without uneven charging.

【0044】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。
FIG. 4 is a sectional view showing a blade-shaped charging member 1a according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is used to charge the photosensitive member 11 using the blade-shaped charging member 1a shown in FIG. The state is shown. In the charging member 1a, the base end of the intervening layer 3a is fixed to the metal plate-shaped supporting member 2a, and the surface layer 4a is formed on the outer peripheral surface of the intervening layer 3a. The surface layer 4a is located near the free end of the intervening layer 3a.
Touch 1. The intervening layer 3a is made of the same material as the intervening layer 3 in the above-described embodiment, and the surface layer 4a is made of the same material as the above-mentioned surface layer 4. Other configurations are the same as those in the above-mentioned embodiment.

【0045】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。
The installation of the charging member to be brought into contact with the photosensitive member in the present invention is not limited to a specific method, and the charging member may be a fixed type or a moving type such as rotating in the same direction as the photosensitive member or in the opposite direction. Can be used. Further, it is possible to cause the charging member to function as a cleaning device for the developer on the photoconductor, especially in the embodiments of FIGS. 4 and 5. The voltage applied to the charging member in the direct charging of the present invention and the method of applying it depend on the use of each electrophotographic apparatus, but in addition to the method of instantly applying a desired voltage, the A method of applying the voltage stepwise for the purpose, a method of applying a direct current voltage, and a method of applying the direct current and the alternating current in a superimposed form can be used.

【0046】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。
The charging members 1 and 1a of the present invention can also be used as the transfer charging means 8 shown in FIG.

【0047】本件発明者の実験結果を述べる。The experimental results of the present inventor will be described.

【0048】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
7 Ω・cm、JIS A硬度40度であった。
Example 1 100 parts by weight of chloroprene rubber was kneaded with 10 parts by weight of conductive carbon black and 30 parts by weight of naphthenic mineral oil by an open roll and molded by a die, and the roller-shaped charging member 1 shown in FIG. The intervening layer 2 is provided. The volume resistance of the intervening layer 2 is 4 × 1 when measured in an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 60%.
It was 0 7 Ω · cm and JIS A hardness was 40 degrees.

【0049】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、硫酸バリウム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5×107 Ω・cmで
ある。
Next, 4500 parts by weight of a random copolymer polyol having an ethylene oxide / tetrahydrofuran molar ratio of 1.63 (average molecular weight 1.860, hydroxyl value 60) and 1-4-butanediol (abbreviation 1,4BD) 50.
0 parts by weight are well mixed and stirred, and heated at 60 ° C. At this time, the molar ratio of the polyol to the chain extender is 0.435. Then, 2030 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate (MDI) heated to 50 ° C. (NCO / OH = 1.02) is added to this mixture and stirred. After the mixture becomes uniform, it is aged at 100 ° C. for 6 hours to obtain a block-shaped moisture-permeable polyurethane resin. This polyurethane resin was crushed and granulated with an extruder. The melt viscosity (200 ° C.) of this polyurethane resin was 12,000 poise. 100 parts by weight of this resin is dissolved in 600 parts by weight of dimethylformamide (DMF), and barium sulfate 20 is added.
By weight, 5 parts by weight of carbon black were sufficiently dispersed. The resin solution thus obtained on which the intervening layer 2 of the charging member 1 was formed was dipped to form the surface layer 4 having a film thickness of 40 μm. The volume resistance of the roller is 5 × 10 7 Ω · cm.

【0050】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。
This charging member 1 is attached as a primary charger of the reversal development type printer shown in FIG. 2, a DC voltage of 1400 V is applied by a power source 13, and the photoreceptor is kept at room temperature and normal humidity (abbreviated as N / N). 11 The potential on the surface was measured.
The results are shown in Table 1.

【0051】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。
Furthermore, Table 1 shows the results of the same evaluation under a low temperature and low humidity condition (abbreviated as L / L) at a temperature of 10 ° C. and a humidity of 30%.

【0052】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。
Example 2 The same as Example 1 except that the same members as in Example 1 were attached in a blade shape as shown in FIGS. 4 and 5.

【0053】実施例3 実施例1の硫酸バリウムの代りに、第三リン酸カルシウ
ムを用いた以外は、実施例1と同じ。
Example 3 The same as Example 1 except that tribasic calcium phosphate was used instead of barium sulfate in Example 1.

【0054】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。
Comparative Example 1 100 parts by weight of chloroprene rubber, 10 parts by weight of conductive carbon black, 30 parts by weight of naphthenic mineral oil, 5 parts by weight of zinc oxide, 4 parts by weight of magnesium oxide, 2 parts by weight of vulcanization accelerator, stearic acid. 1 part by weight was kneaded with an open roll and molded with a mold to provide the intervening layer 2 of the roller-shaped charging member 1 in FIG. The volume resistance of the intervening layer 2 is set to the temperature 22
4 × 10 7 Ω when measuring resistance in an environment of ℃ and humidity of 60%
-Cm, JIS (Japanese Industrial Standard) A hardness was 40 degrees.

【0055】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重量部に難水溶性無機塩6重量部(樹脂10
0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、DMF50重量部を添加し、これをボールミルで混
合し樹脂溶液中に難水溶性無機塩、カーボンブラックを
充分に分散させた。MEK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。
Next, polyester-based urethane resin solution Rezamin ME-3139LP (modified) manufactured by Dainichiseika Co., Ltd. (modified) (solvent composition MEK / DMF = weight ratio 40/60, nonvolatile content 30)
%) 6 parts by weight of poorly water-soluble inorganic salt (resin 10
If calculated to 0 parts by weight, it is about 20 parts by weight), 10 parts by weight of carbon black is added, 50 parts by weight of MEK and 50 parts by weight of DMF are added, and this is mixed in a ball mill to form a poorly water-soluble inorganic salt in the resin solution. , Carbon black was sufficiently dispersed. MEK is methyl ethyl ketone and DMF is dimethylformamide.

【0056】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。
The intervening layer 3 was immersed in the resin solution thus obtained together with the supporting member 2 of the roller-shaped charging member 1 shown in FIG. 1 to form the surface layer 4 having a film thickness of 50 μm. When the volume resistance of the surface layer 4 was measured, it was 6 × 10 7 Ωcm.

【0057】比較例2 実施例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
IS A硬度70度。
Comparative Example 2 In Example 1, no naphthenic mineral oil was added and the surface layer 4 was not covered, and only the intervening layer 3 was used. The intervening layer 3 is J
ISA hardness 70 degrees.

【0058】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。
Comparative Example 3 Same as Comparative Example 2 except that the surface potential is different from Comparative Example 2.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】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。
In the image defect column of Table 1, "OK" indicates that no image defect has occurred. OK in the endurance test section
Indicates that the surface layers 4 and 4a are not scratched.

【0061】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た。
From the experimental results shown in Table 1, it was confirmed that the charging members 1 and 1a according to the present invention did not cause image defects and had excellent durability.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐水膨張
性および透湿性が両立した、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
ポリウレタン樹脂および難水溶性無機塩を含む表面層を
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が実現される。
As described above, according to the present invention, a moisture-permeable polyurethane resin which has both water-swelling resistance and moisture permeability and has a moisture permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less at a thickness of 20 μm, and A charging member having a surface layer containing a poorly water-soluble inorganic salt is realized, and the charging member is brought into contact with a member to be charged, and a voltage is applied between the charging member and the member to be charged to remove the member to be charged. Since it is possible to be charged,
A charging member and a charging device that do not have an adverse effect such as scratches on the surface of the member to be charged and thus do not cause image defects and that are excellent in environmental stability are realized.

【0063】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。
Further, according to the present invention, as described above, the surface of the body to be charged is not scratched, and even if the humidity changes, the charging can be performed uniformly without uneven charging. It becomes possible to obtain a good image.

【0064】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。
Further, according to the present invention, the voltage supplied from the power source for charging can be charged at a relatively low voltage as compared with the prior art in which the wire is surrounded by the shield plate and corona discharge is performed. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a sectional view of a roller-shaped charging member 1 according to an embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a simplified side view of an image forming apparatus such as a copying machine or a recording apparatus using the charging member 1.

【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。
FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the charging member 1 showing the results of experiments conducted by the present inventors.

【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。
FIG. 4 is a blade-shaped charging member 1 according to another embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of a.

【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。
5 is a side view of a part of an image forming apparatus using the charging member 1a shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1,1a Charging member 2,2a support member 3,3a intervening layer 4,4a surface layer 5 Exposure means 6 developing means 8 Transfer charging means 9 Cleaning means 10 Pre-exposure means for removing residual potential

───────────────────────────────────────────────────── 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6−289738(JP,A) 特開 平6−313422(JP,A) 特開 平6−248174(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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-241364 (JP, A) JP-A-6-289738 (JP, A) JP-A-6-313422 (JP, A) JP-A-6- 248174 (JP, A) International publication 91/010942 (WO, A1) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/02 G03G 15/16 103 G03G 15/08 501

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 厚み20μmにしたときの透湿度が20
00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、該透湿性ポリウレタン樹脂100重量部に対し
難水溶性無機塩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。
1. The moisture permeability when the thickness is 20 μm is 20.
A charging having a surface layer containing a moisture-permeable polyurethane resin having a water swelling degree of 00 or more and 5 or less, and 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt with respect to 100 parts by weight of the moisture-permeable polyurethane resin. Parts.
【請求項2】 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記載の帯電用部
材。
2. A moisture-permeable polyurethane resin is a resin obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a chain extender if necessary, and the polyol is a random copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran. And the molar ratio of ethylene oxide and tetrahydrofuran in the copolymer is 40/60 to 80/20.
The charging member according to claim 1, wherein
【請求項3】 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2記載の帯
電用部材。
3. The random copolymer has a molecular weight of 600 to 3.
The charging member according to claim 2, wherein the charging member has a range of 000.
【請求項4】 難水溶性無機塩は、リン酸カルシウム、
硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カ
ルシウムおよび炭酸マグネシウムから成るグループから
選ばれた1または複数であることを特徴とする請求項1
記載の帯電用部材。
4. The poorly water-soluble inorganic salt is calcium phosphate,
2. One or more selected from the group consisting of barium sulfate, calcium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.
The charging member described.
【請求項5】 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
ポリウレタン樹脂と、該透湿性ポリウレタン樹脂100
重量部に対し難水溶性無機塩2〜50重量部とを含み、
被帯電体に接触する表面層とを有し、ロール状に形成さ
れることを特徴とする帯電用部材。
5. A metal support member, a conductive intervening layer provided on the outer peripheral surface of the support member and having elasticity, and a moisture permeability of 2000 or more when formed on the outer peripheral surface of the intervening layer and having a thickness of 20 μm. And a moisture permeable polyurethane resin having a water swelling degree of 5 or less, and the moisture permeable polyurethane resin 100.
Including 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt with respect to parts by weight,
A charging member having a surface layer in contact with an object to be charged and formed in a roll shape.
【請求項6】 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
ポリウレタン樹脂と、該透湿性ポリウレタン樹脂100
重量部に対し難水溶性無機塩2〜50重量部とを含み、
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
し、ブレード状に形成されることを特徴とする帯電用部
材。
6. A metal supporting member, a conductive intervening layer having a base end fixed to the supporting member and having elasticity, and a moisture permeability of 2000 when formed on the outer peripheral surface of the interposing layer and having a thickness of 20 μm. As described above, a moisture-permeable polyurethane resin having a water swelling degree of 5 or less, and the moisture-permeable polyurethane resin 100.
Including 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt with respect to parts by weight,
A charging member having a surface layer in contact with a body to be charged in the vicinity of a free end portion of the intervening layer and formed in a blade shape.
【請求項7】 (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と、該透湿性ポリウレタン樹
脂100重量部に対し難水溶性無機塩2〜50重量部と
を含み、被帯電体に接触する表面層とを有し、ロール状
に形成される帯電用部材と (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。
7. (a) an object to be charged, (b) a charging member, (b1) a metal supporting member, (b2) provided on an outer peripheral surface of the supporting member, and having elasticity and conductivity. An intervening layer, and (b3) a moisture-permeable polyurethane resin formed on the outer peripheral surface of the intervening layer and having a water vapor permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less when the thickness is 20 μm, and 100 parts by weight of the moisture-permeable polyurethane resin. On the other hand, a charging member (2) having a surface layer that contains 2 to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt and is in contact with an object to be charged and is formed in a roll, and (c) an object to be charged and a supporting member. A charging device comprising a power supply for applying a voltage therebetween.
【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と、該透湿性ポリウレタン樹
脂100重量部に対し難水溶性無機塩2〜50重量部と
を含み、介在層の遊端部付近で被帯電体に接触する表面
層とを有し、ブレード状に形成される帯電用部材と、 (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。
8. An electrically conductive body, comprising: (a) a body to be charged; (b) a charging member; (b1) a metal supporting member; and (b2) a base end portion fixed to the supporting member. (B3) a moisture-permeable polyurethane resin having a moisture permeability of 2000 or more and a water swelling degree of 5 or less when formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer (b3) and having a thickness of 20 μm, and 100 weight of the moisture-permeable polyurethane resin. (2) to 50 parts by weight of a poorly water-soluble inorganic salt, and a surface layer that comes into contact with the body to be charged near the free end of the intervening layer, and is formed into a blade shape. c) A charging device comprising a power source for applying a voltage between the member to be charged and the supporting member.
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