JP3466811B2 - 接触帯電部材及びそれを用いた電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電圧を印加した帯電
部材を被帯電体面に接触させて帯電を行なう帯電部材及
びその製造方法、及びその帯電部材を用いた電子写真装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置（複写機、プリン
ターなど）、静電記録装置などの画像形成装置におい
て、被帯電体としての電子写真感光体、静電記録誘電体
など像担持体の帯電処理手段としては従来より非接触帯
電方法であるコロナ放電器が主として用いられてきた。

【０００３】コロナ放電器は均一帯電性に優れるなどの
利点があるが、高価な高圧電源を必要とする。それ自体
や高圧電源のシールド空間などのスペースを必要とす
る。オゾンなどのコロナ生成物の発生が比較的多くその
対処のための付加手段、機構を必要とし、それなどが装
置を大型化、高コスト化したりする要因となっているな
どの問題点を有している。

【０００４】そこで、近時はコロナ放電器の代わりに、
接触帯電方式の帯電手段の採用が進められている。接触
帯電は電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させる
ことで被帯電体面を所定の極性、電位に帯電させるもの
で、電源の低圧化ができる。オゾンなどのコロナ生成物
の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れるなど
の利点がある。

【０００５】接触帯電部材は一般的に下記の如き方法に
より製造される。

【０００６】Ａ）金属製の導電性基体（芯金）外周に沿
って導電性弾性層を形成し、更にその外周に沿って抵抗
層及び表面層をディッピング法やロールコート法により
薄くコーティングする方法。

【０００７】Ｂ）フッ素樹脂の非粘着性や非汚染性を生
かし、予め抵抗を調整した同樹脂をシームレスチューブ
とし、その内径を前記導電性弾性層より小さめに成形
し、そこへ前記導電性弾性層を圧入する方法や、同樹脂
によるシームレスチューブをシュリンクチューブ（熱収
縮性）とし、加熱処理により密着させ表面層を形成する
方法。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａ）の
方法には以下の様な問題が存在する。

【０００９】１）各層の材料を有機溶剤に溶かし塗料と
しなくてはならないため、材料に制限を受ける（各層の
溶解度係数を変えなければそれぞれの層を互いに溶かし
てしまい、各層の働きを損なう）。

【００１０】２）下層（抵抗層）を乾燥しその後表層を
塗布し乾燥するため、生産性が悪い。

【００１１】３）溶解度係数が異なるため、各層の密着
性が悪く、浮きやシワの発生を招くこともある。又、密
着性を上げるためプライマーを用いることもありコスト
アップの要因となりかねない。

【００１２】４）各層に厚みムラを生じ易いと共に、そ
の表面を平滑に仕上げるのは困難である。

【００１３】５）特に支持部材に発泡体を用いた場合、
その表面の凹凸に影響され易く、画像不良を発生するこ
ともある。

【００１４】又、Ｂ）の方法にも以下の如く問題があ
る。

【００１５】１）フッ素樹脂に導電性顔料を均一に分散
するのが難しい。

【００１６】２）フッ素樹脂はそれ自体コストが高い。

【００１７】３）フッ素樹脂は接着性が悪いためチュー
ブの内面をエッチング処理する必要があり、コストアッ
プになり易い。

【００１８】４）フッ素樹脂は硬いので帯電ローラの表
面硬度が高くなり、感光体表面に現像剤の融着を発生さ
せる恐れがある。

【００１９】５）フッ素樹脂は弾性変形しにくいので、
接合の際に発生する大きな力によりチューブが破れたり
偏肉する恐れがある。

【００２０】本発明の目的は、製造が容易で、表面平滑
性に優れ、しかも高品位な画像を形成することができる
接触帯電部材を提供することにある。

【００２１】又本発明の他の目的は、このような接触帯
電部材を用いた電子写真装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】 即ち本発明は、電圧を印
加した帯電部材を像担持体に接触させて帯電させる帯電
装置に使用される接触帯電部材において、該帯電部材が
少なくとも支持部材と被覆部材を有し、該被覆部材が下
記（Ａ）の柔軟性を持つ樹脂と下記（Ｂ）の耐熱性を持
つ樹脂を溶融混練し成形して作られたシームレスチュー
ブであることを特徴とする接触帯電部材である。 （Ａ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
を有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下の樹脂 （Ｂ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
が８０℃以上の樹脂 又本発明は、上記帯電部材を用いた電子写真装置であ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】像担持体に接して該像担持体表面
を帯電させる接触接触帯電部材に要求される特性として
弾力性がある。これは、常に像担持体表面と一定のニッ
プ幅を維持し密着させるためと像担持体表面に現像剤の
融着を起こさせないためである。ゆえに、支持部材には
弾性体が用いられ、その外周を形成する表面部材におい
ては支持部材の弾力性を損なわないこと、更に像担持体
への現像剤の融着を起こさないためにも柔軟性が必要で
ある。

【００２４】これとは別に要求される特性として一定の
押圧力により像担持体表面に密着させた状態において、
使用される高温雰囲気中（機内昇温）でも変形による画
像不良を生じないための耐熱性がある。つまり、一方で
は柔軟性、他方では耐熱性と言った相反する特性を兼ね
備えていなくてはならない。

【００２５】本発明において、接触帯電部材の被覆部材
であるシームレスチューブは、柔軟性を持つ樹脂と耐熱
性を持つ樹脂の２種類を有することから、柔軟性と耐熱
性を兼ね備えた接触帯電部材を提供することができる。
この結果、接触帯電部材と像担持体表面とのニップ幅が
安定して形成可能となり、安定した帯電特性を得ること
ができる。更に、像担持体への現像剤融着も防止でき、
長期に渡り、安定した画像を形成することができる。
又、このシームレスチューブは表面平滑性に優れ、高品
位な画像を形成することができる。

【００２６】本発明による接触帯電部材は少なくとも支
持部材と被覆部材とからなるものであり、前述の通り支
持部材は弾性体より形成される必要があり、具体的には
その弾性回復力の優位性によりゴム材料を用いることが
望ましい。

【００２７】ゴムはその弾力性を発揮させるためオイ
ル、可塑剤、加硫剤などの数種の添加剤を加えなくては
ならない。又、像担持体は有機感光体の場合、その表面
は光透過性を確保するためアクリル樹脂やポリカーボネ
ート樹脂などの非晶性樹脂で形成されている。従って、
ゴムに配合された各種添加剤の漏洩により像担持体表面
が汚染又は変質され、画像不良を発生する場合が多い。

【００２８】そこで、被覆部材はこれら添加剤の漏洩を
防止する機能も要求され同時に被覆部材を形成する材料
自体には像担持体表面を汚染する恐れのある成分を含ま
ないことが好ましい。且つ前述の如くある程度の柔軟性
と耐熱性を備えた材料を用いることにより本発明の目的
が達成される。

【００２９】被覆部材としてのシームレスチューブを形
成するベースポリマーとして柔軟性を備えた樹脂と耐熱
性を備えた樹脂の組み合わせによる樹脂ブレンドを用い
ることで要求特性を満足できることを見いだした。

【００３０】ここで言う柔軟性を備えた樹脂とは、例え
ばエチレンプロピレン、エチレン酢酸ビニル、エチレン
エチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチル、スチ
レンブタジエン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリア
ミドなどの各樹脂や共重合体よりなるエラストマー及び
変性体から選ばれるものであり、ＪＩＳ（Ｋ６３０１）
−Ａ硬度において８０度以下のものであり、７０度以下
が好ましい。

【００３１】中でも芳香族ビニルとジエンの共重合体は
その共重合比をコントロールすることにより低硬度なポ
リマーを得られるため、本発明の接触帯電部材のシーム
レスチューブに好ましく用いられる。芳香族ビニルの例
としては、スチレン、ｐ−クロルスチレン、ビニルトル
エン、ビニルナフタリンなどが挙げられる。特に、芳香
族ビニルとしては、スチレン系モノマーが好ましく用い
られ、更に好ましくはスチレンが用いられる。この場合
のスチレンの含有量は好ましくは５０重量パーセント以
下、より好ましくは３０重量パーセント以下である。

【００３２】又、ジエンは芳香族ビニルとの共重合が可
能であればいかなるものを用いてもさしつかえないが、
低硬度なポリマーを得るためには、ブタジエン及びイソ
プレンが好ましく用いられる。

【００３３】更に、芳香族ビニルとジエンの共重合体に
水素を付加させたポリマーを用いることは、ジエンに基
づく共重合体中の不飽和結合が水素の付加により解消さ
れるので、吸水やオゾンによる劣化などの弊害を極力低
減できるので特に望ましい。

【００３４】一方耐熱性を備えた樹脂とはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエーテル、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリ
ロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、ポリウ
レタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、
ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフロロエチレンなど
の各樹脂及び共重合体から選ばれ、熱変形温度がＡＳＴ
Ｍ−Ｄ ６４８において８０℃以上のものである。

【００３５】中でもポリオレフィン系樹脂は芳香族ビニ
ルとジエンの共重合体、特にスチレン系モノマーとジエ
ンの共重合体との相溶性に優れており、特に吸水率の少
ないポリプロピレン又はポリエチレン及び両者の共重合
体、更にはポリプロピレン又はポリエチレンを含む共重
合体から選ばれる樹脂は最適である。

【００３６】得られるシームレスチューブはその硬度が
ＪＩＳ−Ａ硬度において８０度以下好ましくは７０度以
下で、熱変形温度がＡＳＴＭ−Ｄ ６４８において７０
℃以上である。

【００３７】２種類以上のポリマーの混合はその相溶性
により決定されるが、両者（又は数種）の相溶性が悪い
場合も考慮して、ポリマー型の相溶化剤を用いることが
好ましい場合がある。

【００３８】ここで用いる相溶化剤とは一般的に用いら
れる界面活性剤やカップリング剤では先に述べた如く像
担持体表面を汚染又は変質することがあり使用できない
場合がある。この点好ましく用いられる相溶化剤として
はポリマー型の相溶化剤であり例えばポリオレフィンと
ビニルポリマーとのグラフトコポリマーやビニルポリマ
ー同士の組み合わせからなるブロックコポリマーなどで
ある。

【００３９】以上により選ばれた２種以上の樹脂、更に
はポリマー型相溶化剤を適宣混合し、樹脂ブレンドとす
ることができる。

【００４０】更に、本発明の接触帯電部材に用いるシー
ムレスチューブには絶縁性フィラーを含有させることが
できる。ここで言う絶縁性フィラーとは炭酸カルシウ
ム、タルク、クレー、カオリン、雲母、酸化マグネシウ
ムなどであり、一般には表面粘着性の改良のため配合さ
せるものであるが、これら絶縁性フィラーの配合にはポ
リマーの絶縁破壊電圧を向上させる作用もあり好まし
い。

【００４１】本発明による接触帯電部材は像担持体に接
触させ電圧を印加し像担持体表面を帯電するためのもの
である。

【００４２】従って、その電気抵抗範囲は像担持体表面
に欠陥部（ピンホール）が存在した場合でも帯電（放
電）時に発生する電流の集中を防止し得る抵抗の下限
値、好ましくは、１０⁵ Ωｃｍ以上、接触帯電部材内の
電圧降下に起因する帯電不良の発生を防止し得る抵抗の
上限値、好ましくは１０¹²Ωｃｍより低い範囲に調整さ
れなくてはならない。

【００４３】本発明による接触帯電部材は少なくとも支
持部材と被覆部材とからなり、支持部材は１×１０⁵ Ω
ｃｍ未満の抵抗となっても問題ないが、被覆部材は電気
抵抗が前記範囲に収まらなくてはその性能を発揮するこ
とができない。従って、表層部材として用いるシームレ
スチューブに各種導電性願料（導電性カーボン、導電性
酸化錫、導電性酸化チタン、銅、銀、アルミニウム、ニ
ッケル、コバルト、鉄粉など）を適宣用い電気抵抗を調
整することが望ましい。又この場合、所望の電気抵抗を
得るためには前記各導電性顏料を２種以上併用すること
ができる。

【００４４】このようにして電気抵抗を調整された樹脂
ブレンドをシームレスチューブ状に成形し支持部材外周
上に嵌合し目的とする接触帯電部材を得る。シームレス
チューブの成形には表面平滑性の向上に有効である押し
出し機を用いたりインフレーション成形を用いることが
望ましい。

【００４５】該シームレスチューブは非熱収縮性薄肉チ
ューブ及び既存の方法にて熱収縮性薄肉チューブとして
用いることができる。

【００４６】又、その厚みは好ましくは１ｍｍ以下、よ
り好ましくは５００μｍ 以下、更に好ましくは３００
μｍ以下として用いられる。シームレスチューブが極端
に厚い場合は硬度が高くなり、像担持体表面との密着が
困難になると共に現像剤の融着を起こす場合がある。

【００４７】本発明による接触帯電部材は少なくとも支
持部材と被覆部材とからなり、支持部材とは芯金外周上
に固層体又は発泡体を形成してなる。支持部材が発泡体
により形成されていれば、振動電界（直流電圧に交流電
圧を重畳印加）を印加した場合であっても、交流電圧の
周波数に依存した振動が発泡体により吸収され像担持体
への振動の伝達を防ぎ、帯電操作時に発生する高周波音
（所謂帯電音）を低減することができる。支持部材が発
泡体により形成されている場合、被覆層をディッピング
で形成しようとすると、溶剤の揮発又は、支持部材の表
面形状の影響を受け易く一様な被覆層を形成することが
難しいのに対し、シームレスチューブを用いることは表
面性を改善し、特に良好な結果が得られる。

【００４８】支持部材とシームレスチューブの嵌合方法
は、まずシームレスチューブが非熱収縮性の場合、チュ
ーブの内径を支持部材の外径より小さく設計しエアーを
吹き込みチューブの内径を拡大した後、支持部材を挿入
しチューブの収縮力により両者を嵌合する。

【００４９】又、熱収縮性薄肉チューブの場合、チュー
ブの内径を支持部材の外径より大きく設計しチューブ内
に支持部材を挿入後、加熱収縮によりチューブを収縮さ
せ両者を嵌合する。尚、いずれの場合も支持部材外周上
又は各シームレスチューブ内面に導電性接着剤を塗工し
両者の密着性を図ることもできる。

【００５０】更に、接触帯電部材に印加される電源は、
振動電界（直流電圧に交流電圧を重畳印加）又は直流電
圧のみのいずれでもよく、該接触帯電部材により前記像
担持体表面を均一に帯電するものである。

【００５１】又、熱収縮性薄肉チューブの場合、チュー
ブの内径を支持部材の外径より大きく設計しチューブ内
に支持部材を挿入後、加熱収縮によりチューブを収縮さ
せ両者を嵌合する。尚、いずれの場合も支持部材外周上
又は各シームレスチューブ内面に導電性接着剤を塗工し
両者の密着性を図ることもできる。

【００５２】更に、接触帯電部材に印加される電源は、
振動電界（直流電圧に交流電圧を重畳印加）又は直流電
圧のみのいずれでもよく、該接触帯電部材により前記像
担持体表面を均一に帯電するものである。

【００５３】又、支持部材の表面性及び支持部材の抵抗
ムラの影響を解消し被覆部材への均一な通電を確保する
ために、支持部材と被覆部材との導電層を設けても構わ
ない。

【００５４】ここでいう導電層は塗料化した導電性材料
を塗布したり、導電性のシームレスチューブを作成し嵌
合する方法を用い支持部材外周上に形成される。

【００５５】この場合、導電層の抵抗値は１×１０⁵ Ω
ｃｍ以下とすることが好ましい。

【００５６】導電層の材質は特に制限を受けないが、塗
料化した導電材料を塗布する場合には支持部材を溶解す
る恐れのある溶剤を避ける必要がある。

【００５７】一方、導電性のシームレスチューブを用い
る場合はエチレンプロピレン、エチレン酢酸ビニル、エ
チレンエチルアクリレート、エチレンアクリル酸メチ
ル、スチレンブタジエン、ポリエステル、ポリウレタ
ン、ポリアミドなどの各樹脂や共重合体よりなるエラス
トマー及び変性体から選ばれるものであり特に制限は受
けないがある程度の弾性が必要であるため、用いる樹脂
の硬度はＪＩＳ−Ａに於て９０度以下が好ましい。

【００５８】更に導電性のシームレスチューブは非熱収
縮性薄肉チューブ又は熱収縮性薄肉チューブのいずれの
形態であっても構わないが、その厚みは１ｍｍ以下、好
ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは３００μｍ以
下として用いられる。

【００５９】図１に本発明の接触帯電部材を採用するの
に適した電子写真装置の一例である。

【００６０】図において、１は被帯電体としての感光体
であり、本例のものはアルミニウムなどの導電性支持体
１ｂと、その外周面に形成した感光層１ａを基本構成層
とするドラム型の電子写真感光体である。支軸１ｄを中
心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動さ
れる。

【００６１】２はこの感光体１面に接して感光体面を所
定の極性、電位に一様に１次帯電処理するローラタイプ
の帯電部材である。帯電部材２は芯金２ｃと、その外周
に形成した弾性層２ｂからなる支持部材と、更にその外
周に形成した被覆部材２ａからなり、芯金２ｃの両端部
を不図示の軸受部材に回転自由に軸受させてドラム型の
感光体１に並行に配置してバネなどの不図示の押圧手段
の感光体１面に対して所定の押圧力をもって圧接され、
感光体１の回転駆動に伴い従動回転する。

【００６２】而して電源３で芯金２ｃに所定の直流（Ｄ
Ｃ）バイアス、或は直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアス
が印加されることで回転感光体１の周面が所定の極性、
電位に接触帯電される。

【００６３】帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光
体１面は次いで露光手段１０により目的画像情報の露光
（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリート露光な
ど）を受けることで、その周面に目的の画像情報に対応
した静電潜像が形成される。

【００６４】この潜像は次いで現像手段１１によりトナ
ー画像として順次に可視像化されていく。

【００６５】このトナー画像は、次いで、転写手段１２
により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と同期ど
りされて適正なタイミングをもって感光体１と転写手段
１２との間の転写部へ搬送された転写材１４の面に順次
に転写されていく。本例の転写手段１２は転写ローラで
あり、転写材１４の裏からトナーと逆極性の帯電を行な
うことで感光体１面側のトナー画像が転写材１４の表面
側に転写されていく。

【００６６】トナー画像の転写を受けた転写材１４は感
光体１面から分離されて不図示の像定着手段へ先送され
て像定着を受け、画像形成物として出力される。

【００６７】像転写後の感光体１面はクリーニング手段
１３で転写残りトナーなどの付着汚染物の除去を受けて
清浄面化されて繰り返して作像に供される。

【００６８】本発明においては、図１に示されるよう
に、感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段
のような電子写真装置の複数の要素がプロセスカートリ
ッジに一体的に組み込まれることもできる。そうするこ
とで、プロセスカートリッジは装置本体に対して着脱可
能とすることができる。例えば、帯電部材として使用さ
れる本発明の弾性部材及び必要に応じて現像手段及びク
リーニング手段の少なくとも１つを感光体とともにプロ
セスカートリッジに一体的に組み込み、装置本体のレー
ルなどの案内手段を用いて着脱自在に構成できる。

【００６９】本発明の帯電部材は、転写用、１次帯電
用、除電用の他、給紙用ローラなどの搬送用として用い
ることができる。

【００７０】本発明の帯電部材を使用しうる電子写真装
置としては、複写機、レーザービームプリンター、ＬＥ
Ｄプリンター、或は、電子写真製版システムなどの電子
写真応用装置などが挙げられる。

【００７１】

【実施例】

［実施例１］水素を付加したスチレンブタジエンエラス
トマー（ＪＩＳ−Ａ硬度；４０、熱変形温度ＡＳＴＭ−
Ｄ６４８；６０℃）５０ｗｔ％にポリプロピレン（熱変
形温度ＡＳＴＭ−Ｄ６４８；１１０℃）を４０ｗｔ％
と、更に導電性カーボンを１０ｗｔ％配合し加圧式ニー
ダーを用い１８０℃で１０分間溶融混練し、半導電性ポ
リマーアロイを作製した。得られた半導電性ポリマーア
ロイはその体積抵抗率が２×１０⁸ Ωｃｍであり、ＪＩ
Ｓ−Ａ硬度は６０°、熱変形温度ＡＳＴＭ−Ｄ６４８は
８０℃であった。

【００７２】得られた半導電性ポリマーアロイを押し出
し機により、内径１０ｍｍで肉厚が２００μｍで且つ長
さが２５０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【００７３】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％と発泡剤及び発泡助
剤を適量配合しその体積抵抗率が５×１０⁴ Ωｃｍであ
るＥＰＤＭの発泡体を、厚さ３ｍｍとなる様に成形及び
加硫し支持部材を作製した。

【００７４】次いで、先に作製したシームレスチューブ
にエアーを吹き込みその外径を広げつつ支持部材を挿入
し、図２に示す帯電部材を得た。

【００７５】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【００７６】抵抗 ；２×１０⁸ Ωｃｍ 表面硬度 ；６０°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．０８μｍ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１によ
る中心線平均粗さＲａ） 圧縮永久歪 ；７％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【００７７】上記抵抗は図４に示すようにして測定され
た。

【００７８】図４は帯電ローラの抵抗測定方法の説明図
である。帯電ローラ２の外周にアルミ電極１６をとりつ
け帯電ローラの芯金２ａとの間の抵抗を抵抗率計１５に
て測定する。印加電圧は２５０Ｖである。

【００７９】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光
体）との当接圧力が１０ｇ（感光体と帯電ローラ間に幅
１ｃｍのアルミシートを挟み引き抜く時の力を測定）と
なる様に設置し、直流電圧−６７０ｖに交流電圧２ｋｖ
を周波数４７０Ｈｚで重畳印加し標準環境（温度；２３
℃、湿度；５５％）、高温高湿環境（温度；３２．５
℃、湿度；８０％）、低温低湿環境（温度；１５℃、湿
度；１０％）の各環境下で６０００枚の耐久評価を行な
った。

【００８０】その結果、全ての環境下で初期と耐久後で
殆ど画像変化は無く、像担持体表面への現像剤の融着も
認められなかった。

【００８１】更に、該帯電部材を新たなカートリッジに
つけ替え同じ試験を各環境下で３回繰り返したが、全て
の環境下で初期と耐久後で殆ど画像変化は無く、像担持
体表面への現像剤の融着も認められなかった。

【００８２】［実施例２］水素を付加したスチレンブタ
ジエンエラストマー（ＪＩＳ−Ａ硬度；４０、熱変形温
度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；６０℃）５０ｗｔ％にエチレ
ン酢酸ビニルアセテート；ＥＶＡ（熱変形温度ＡＳＴＭ
Ｄ−６４８；１００℃）を４０ｗｔ％と、更に、導電
性カーボンを１０ｗｔ％配合し加圧式ニーダーを用い１
８０℃で１０分間溶融混練し、半導電性ポリマーアロイ
を作製した。得られた半導電性ポリマーアロイはその体
積抵抗率が２×１０⁸ Ωｃｍであり、ＪＩＳ−Ａ硬度は
６０°、熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８は８０℃であ
った。

【００８３】得られた半導電性ポリマーアロイを押し出
し機により、内径１０ｍｍで肉厚が２００μｍで且つ長
さが２５０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【００８４】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％と発泡剤及び発泡助
剤を適量配合しその体積抵抗率が５×１０⁴ Ωｃｍであ
るＥＰＤＭの発泡体を、厚さ３ｍｍとなる様に成形及び
加硫し支持部材を作製した。

【００８５】次いで、先に作製したシームレスチューブ
にエアーを吹き込みその外径を広げつつ支持部材を挿入
し、目的とする帯電部材を得た（図２）。

【００８６】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【００８７】抵抗 ；５×１０⁸ Ωｃｍ 表面硬度 ；５５°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．０９μｍ 圧縮永久歪 ；８％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【００８８】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光
体）との当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電
圧；−６７０ｖに交流電圧２ｋｖを周波数４７０Ｈｚで
重畳印加し標準環境、高温高湿環境、低温低湿環境の環
境下で６０００枚の耐久評価を行なった。

【００８９】その結果、全ての環境下で初期と耐久後で
殆ど画像変化は無く、像担持体表面への現像剤の融着も
認められなかった。

【００９０】［実施例３］水素を付加したスチレンイソ
プレンエンエラストマー（ＪＩＳ−Ａ硬度；４０、熱変
形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；６０℃）４０ｗｔ％にポ
リプロピレンとポリエチレンのブロック共重合体（熱変
形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；１１０℃）を２０ｗｔ％
と、ポリウレタン（熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；
１００℃）を２０ｗｔ％、エチレン酢酸ビニルとポリス
チレンのブロックコポリマーよりなる相溶化剤を１０ｗ
ｔ％、更に、導電性カーボンを１０ｗｔ％配合し加圧式
ニーダーを用い２００℃で１０分間溶融混練し、半導電
性ポリマーアロイを作製した。得られた半導電性ポリマ
ーアロイはその体積抵抗率が５×１０⁷ Ωｃｍであり、
ＪＩＳ−Ａ硬度は６５°、熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６
４８は９５℃であった。

【００９１】得られた半導電性ポリマーアロイを押し出
し機により、内径１０ｍｍで肉厚が２００μｍで且つ長
さが２５０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【００９２】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％と発泡剤及び発泡助
剤を適量配合しその体積抵抗率が５×１０⁴ Ωｃｍであ
るＥＰＤＭの発泡体を、厚さ３ｍｍとなる様に成形及び
加硫し支持部材を作製した。次いで、先に作製したシー
ムレスチューブにエアーを吹き込みその外径を広げつつ
支持部材を挿入し、目的とする帯電部材を得た（図
２）。

【００９３】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【００９４】抵抗 ；５×１０⁷ Ωｃｍ 表面硬度 ；６５°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．１０μｍ 圧縮永久歪 ；５％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【００９５】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光
体）との当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電
圧；−６７０ｖに交流電圧２ｋｖを周波数４７０Ｈｚで
重畳印加し標準環境、高温高湿環境、低温低湿環境の各
環境下で６０００枚の耐久評価を行なった。

【００９６】その結果、全ての環境下で初期と耐久後で
殆ど画像変化は無く、像担持体表面への現像剤の融着も
認められなかった。尚、本実施例において、ＥＰＤＭの
発泡体の代わりにシリコンゴムの発泡体を用いた場合に
も同様な結果が得られた。

【００９７】［実施例４］水素を付加したスチレンブタ
ジエンエラストマー（ＪＩＳ−Ａ硬度；４０、熱変形温
度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；６０℃）６０ｗｔ％にポリプ
ロピレン（熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；１１０
℃）を２０ｗｔ％と、導電性カーボンを１０ｗｔ％配合
し、更に、酸化マグネシウムの粉末（平均粒径；１．５
μｍ）を１０ｗｔ％配合し加圧式ニーダーを用い１８０
℃で１０分間溶融混練し、半導電性ポリマーアロイを作
製した。得られた半導電性ポリマーアロイはその体積抵
抗率が５×１０⁷ Ωｃｍであり、ＪＩＳ−Ａ硬度は６５
°、熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ−６４８は８５℃であっ
た。

【００９８】得られた半導電性ポリマーアロイを押し出
し機により、内径１０ｍｍで肉厚が２００μｍで且つ長
さが２５０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【００９９】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％と発泡剤及び発泡助
剤を適量配合しその体積抵抗率が５×１０⁴ Ωｃｍであ
るＥＰＤＭの発泡体を、厚さ３ｍｍとなる様に成形及び
加硫し支持部材を作製した。次いで、先に作製したシー
ムレスチューブにエアーを吹き込みその外径を広げつつ
支持部材を挿入し、目的とする帯電部材を得た（図
２）。

【０１００】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【０１０１】抵抗 ；８×１０⁸ Ωｃｍ 表面硬度 ；４５°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．２０μｍ 圧縮永久歪 ；１０％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×
２２ｈｒ、２５％）

【０１０２】得られた帯電部材は低硬度であるにも関わ
らず酸化マグネシウムの効果により表面の粘着性は殆ど
認められなかった。

【０１０３】又、像担持体（感光体）に金属針で金属基
材に達するφ０．５ｍｍの穴を１０点あけ該帯電部材を
実施例１と同じ当接圧力で接触させ、高温高湿環境下で
直流電圧−２０００ｖを印加したが、電流の集中（所謂
ピンホールリーク）は全く発生しなかった。

【０１０４】更に、実施例１と同様に各環境下で６００
０枚の耐久評価を行なった。

【０１０５】その結果、全ての環境下で初期と耐久後で
殆ど画像変化は無く、像担持体表面への現像剤の融着も
認められなかった。尚、本実施例において、ＥＰＤＭの
発泡体の代わりにウレタンゴムの発泡体を用いた場合に
も同様な結果が得られた。

【０１０６】［実施例５］実施例１で作製した半導電性
ポリマーアロイを押し出し機により、内径８ｍｍで肉厚
が３００μｍで且つ長さが２５０ｍｍのシームレスチュ
ーブに成形した。十分に冷却したのちシームレスチュー
ブを７０℃に加熱しながらその内径を１４ｍｍとなる様
にエアーを吹き込みつつ延伸し、熱収縮性シームレスチ
ューブを作製した。

【０１０７】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％を配合しその体積抵
抗率が５×１０⁴ ΩｃｍであるＥＰＤＭを厚さ３ｍｍと
なる様に成形及び加硫し支持部材を作製した。得られた
支持部材の外周に導電性接着材を１μｍコーティングし
た。

【０１０８】次いで、先に作製した熱収縮性シームレス
チューブ内に支持部材を挿入し１３０℃で１０分間加熱
し、熱収縮性シームレスチューブの収縮により両者を完
全に密着させ目的とする帯電部材を得た。

【０１０９】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【０１１０】抵抗 ；５×１０⁷ Ωｃｍ 表面硬度 ；６５°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．０６μｍ 圧縮永久歪 ；７％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【０１１１】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光
体）との当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電圧
−６７０に交流電圧２ｋｖを周波数４７０Ｈｚで重畳印
加し標準環境、高温高湿環境、低温低湿環境の各環境下
で６０００枚の耐久評価を行なった。

【０１１２】その結果、全ての環境下で初期と耐久後で
殆ど画像変化は無く、像担持体表面への現像剤の融着も
認められなかった。

【０１１３】［実施例６］ウレタンエラストマー（ＪＩ
Ｓ−Ａ硬度；８０）９０ｗｔ％に導電性カーボンを１０
ｗｔ％配合し、加圧式ニーダーを用い１８０℃で１０分
間溶融混練し導電性ポリマーを作製した。得られた導電
性ポリマーはその体積抵抗率が５×１０³Ωｃｍであっ
た。

【０１１４】得られた導電性ポリマーを押し出し機によ
り、内径１０ｍｍで肉厚が１５０μｍで且つ長さが２５
０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【０１１５】得られた導電性チューブにエアーを吹き込
みその外径を広げつつ実施例１で作成したＥＰＤＭの発
泡体からなる支持部材を挿入し導電層を形成した。更に
実施例１で作成した半導電性チューブにエアーを吹き込
みその外径を広げつつ前記導電性チューブを被覆した支
持部材を挿入し図５に示す帯電部材を得た。

【０１１６】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【０１１７】抵抗 ；２×１０⁸ Ωｃｍ 表面硬度 ；５８°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．０８μｍ 圧縮永久歪 ；６％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【０１１８】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体との当
接圧力が１０ｇ（感光体と帯電ローラ間に幅１ｃｍのア
ルミシートをはさみ引き抜く時の力を測定）となる様に
設置し、直流電圧；−６７０ｖと周波数４７０Ｈｚに固
定した交流電圧を１ｋｖ〜２ｋｖの範囲で変化させなが
ら重畳印加し低温低湿環境（温度；１５℃、湿度；１０
％）下で初期画像評価を行なった。

【０１１９】その結果、実施例１で作成した帯電部材は
局所的な帯電不良の無い均一な画像を得るのに１．６ｋ
ｖの交流電圧を必要としたのに対し、本実施例で作成し
た導電層を介在させた帯電部材は１．４ｋｖで均一な画
像が得られた。

【０１２０】［実施例７］実施例１〜６で作製した帯電
部材それぞれを図３に示す電子写真式プリンター用カー
トリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光体）との
当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電圧−６７０
ｖに交流電圧２ｋｖを周波数１０００Ｈｚで重畳印加
し、無響室（音圧レベルが３５ｄＢ以下）において騒音
計を用い帯電音を測定した。

【０１２１】その結果、全ての帯電部材が５０ｄＢ以下
の数値を示した。

【０１２２】［実施例８］実施例１〜６で作製した帯電
部材それぞれを図３に示す電子写真式プリンター用カー
トリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光体）との
当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電圧−１４０
０ｖのみを印加し標準環境下で６０００枚の耐久評価を
行なった。

【０１２３】その結果、初期と耐久後で殆ど画像変化は
無く、像担持体表面への現像剤の融着も認められなかっ
た。

【０１２４】［比較例１］エチレンとプロピレンからな
るエラストマー（ＪＩＳ−Ａ硬度；９０、熱変形温度Ａ
ＳＴＭ Ｄ−６４８；６０℃）９０ｗｔ％に導電性カー
ボンを１０ｗｔ％配合し加圧式ニーダーを用い１８０℃
で１０分間溶融混練し、半導電性ポリマーを作製した。
得られた半導電性ポリマーはその体積抵抗率が２×１０
⁸ Ωｃｍであり、ＪＩＳ−Ａ硬度は９５°、熱変形温度
ＡＳＴＭ Ｄ−６４８は９０℃であった。

【０１２５】得られた半導電性ポリマーを押し出し機に
より、内径１０ｍｍで肉厚が２００μｍで且つ長さが２
５０ｍｍのシームレスチューブに成形した。

【０１２６】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％と発泡剤及び発泡助
剤を適量配合しその体積抵抗率が５×１０⁴ Ωｃｍであ
るＥＰＤＭの発泡体を、厚さ３ｍｍとなる様に成形及び
加硫し支持部材を作製した。次いで、先に作製したシー
ムレスチューブにエアーを吹き込みその外径を広げつつ
支持部材を挿入し、目的とする帯電部材を得た（図
２）。

【０１２７】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【０１２８】抵抗 ；２×１０⁸ Ωｃｍ 表面硬度 ；８５°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．１０μｍ 圧縮永久歪 ；１５％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×
２２ｈｒ、２５％）

【０１２９】帯電部材を図３に示す電子写真式プリンタ
ー用カートリッジの１次帯電器の位置に像担持体（感光
体）との当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電圧
−６７０ｖに交流電圧２ｋｖを周波数４７０Ｈｚで重畳
印加し標準環境、高温高湿環境、低温低湿環境の各環境
下で６０００枚の耐久評価を行なった。

【０１３０】その結果、全ての環境下で、像担持体表面
への現像剤の融着が発生した。

【０１３１】［比較例２］パーフルオロアルコキシ樹脂
（ＪＩＳ−Ａ硬度；９９以上、熱変形温度ＡＳＴＭ Ｄ
−６４８；１８０℃）に導電性カーボンを１２ｗｔ％配
合し押し出し機により、外径１２ｍｍで肉厚が２００μ
ｍで且つ長さが２５０ｍｍのシームレスチューブに成形
した。

【０１３２】これとは別に、金属芯金（ＳＵＳ、φ６）
外周上に導電性カーボン１５ｗｔ％を配合しその体積抵
抗率が５×１０⁴ ΩｃｍであるＥＰＤＭを、厚さ３ｍｍ
となる様に成形及び加硫し支持部材を作製した。得られ
た支持部材の外周に導電性接着材を１μｍコーティング
した。

【０１３３】次いで、先に作製したシームレスチューブ
にエアーを吹き込みその外径を広げつつ支持部材を挿入
し、１００℃で１０分間乾燥し両者を完全に密着させ目
的とする帯電部材を得た。

【０１３４】得られた帯電部材の各特性は以下の通りで
ある。

【０１３５】抵抗 ；８×１０⁷ Ωｃｍ 表面硬度 ；９０°（ＪＩＳ−Ａ） 表面平均粗さ；０．０５μｍ 圧縮永久歪 ；２％（ＪＩＳ−Ｋ６３０１、７０℃×２
２ｈｒ、２５％）

【０１３６】得られた帯電部材を実施例と同様に電子写
真式複写機の１次帯電器の位置に像担持体（感光体）と
の当接圧力が１０ｇとなる様に設置し、直流電圧−６７
０ｖに交流電圧２ｋｖを周波数４７０Ｈｚで重畳印加
し、標準環境、高温高湿環境、低温低湿環境の各環境下
で６０００枚の耐久評価を行なった。

【０１３７】その結果、両者の当接圧力が大きいため全
ての環境下で像担持体表面に現像剤の融着が発生し良好
な画像を得ることはできなかった。

【０１３８】［比較例３］実施例１〜４と同じ発泡体か
らなる支持部材の外周上にアルコール可溶性ナイロン樹
脂をその固形分が１０ｗｔ％となる様にメタノールに溶
解し該固形分に対し３０ｗｔ％の同電性酸化チタンを分
散し、その粘度が１５０ｃｐｓである塗料をディッピン
グ装置を用い塗工した。

【０１３９】得られた帯電部材の表面平均粗さは５μｍ
もあり平滑な表面は得られなかった。

【０１４０】次いで、実施例８と同様に直流電圧のみを
印加し耐久試験に供したが砂地状の画像不良が発生して
しまった。

【０１４１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明による帯電部材
は柔軟性を持つ樹脂と耐熱性を持つ樹脂の樹脂ブレンド
を有するシームレスチューブを被覆部材として用いてい
るため、像担持体表面に現像剤の融着が発生することも
ない。

【０１４２】又、支持部材の表面形状によらず表面平滑
性に優れ高品位な画像形成を行なうことを可能とした帯
電部材を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接触帯電部材を用いた一般的な転写式
電子写真装置の概略構成図である。

【図２】本発明の接触帯電部材の概略構成図である。

【図３】本発明の接触帯電部材を用いた電子写真式プリ
ンターの概略構成図である。

【図４】本発明の接触帯電部材の概略断面図である。

【図５】接触帯電部材の抵抗測定の説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 G03G 15/16 103

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加した帯電部材を像担持体に接
   触させて帯電させる帯電装置に使用される接触帯電部材
   において、該帯電部材が少なくとも支持部材と被覆部材
   を有し、該被覆部材が下記（Ａ）の柔軟性を持つ樹脂と
   下記（Ｂ）の耐熱性を持つ樹脂を溶融混練し成形して作
   られたシームレスチューブであることを特徴とする接触
   帯電部材。 （Ａ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
   を有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下の樹脂 （Ｂ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
   が８０℃以上の樹脂
2. 【請求項２】 柔軟性を持つ樹脂が硬度７０度以下の樹
   脂である請求項１記載の接触帯電部材。
3. 【請求項３】 シームレスチューブが、ＪＩＳ−Ａ硬度
   ８０度以下、ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形
   温度７０℃以上である請求項１記載の接触帯電部材。
4. 【請求項４】 柔軟性を持つ樹脂が芳香族ビニルとジエ
   ンの共重合体である請求項１記載の接触帯電部材。
5. 【請求項５】 芳香族ビニルがスチレン系モノマーであ
   り、ジエンがブタジエン及びイソプレンから選ばれたモ
   ノマーである請求項４記載の接触帯電部材。
6. 【請求項６】 柔軟性を持つ樹脂が芳香族ビニルとジエ
   ンの共重合体であって水素が付加されたものである請求
   項１記載の接触帯電部材。
7. 【請求項７】 耐熱性を持つ樹脂がポリオレフィンであ
   る請求項１記載の接触帯電部材。
8. 【請求項８】 ポリオレフィンがポリプロピレン及びポ
   リエチレンから選ばれたものである請求項７記載の接触
   帯電部材。
9. 【請求項９】 支持部材と被覆部材の間に導電層を有す
   る請求項１記載の接触帯電部材。
10. 【請求項１０】 支持部材が金属製軸体外周上に形成さ
    れた発泡弾性体である請求項１記載の接触帯電部材。
11. 【請求項１１】 接触帯電部材及び電子写真感光体を有
    する電子写真装置において、該帯電部材が少なくとも支
    持部材と被覆部材を有し、該被覆部材が下記（Ａ）の柔
    軟性を持つ樹脂と下記（Ｂ）の耐熱性を持つ樹脂を溶融
    混練し成形して作られたシームレスチューブであること
    を特徴とする電子写真装置。 （Ａ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
    を有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下の樹脂 （Ｂ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
    が８０℃以上の樹脂
12. 【請求項１２】 電子写真感光体及び帯電部材を一体的
    にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可
    能としたプロセスカートリッジにおいて、該帯電部材が
    少なくとも支持部材と被覆部材を有し、該被覆部材が下
    記（Ａ）の柔軟性を持つ樹脂と下記（Ｂ）の耐熱性を持
    つ樹脂を溶融混練し成形して作られたシームレスチュー
    ブであることを特徴とするプロセスカートリッジ。 （Ａ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
    を有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下の樹脂 （Ｂ）：ＡＳＴＭ−Ｄ ６４８に規定される熱変形温度
    が８０℃以上の樹脂