JP3747478B2

JP3747478B2 - 接触帯電装置

Info

Publication number: JP3747478B2
Application number: JP26922493A
Authority: JP
Inventors: 以清大澤; 勲土井; 誠司小島; 吉博内本
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: US5572294A; JPH07121005A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置用の帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の静電潜像担持体を帯電装置により帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該潜像を現像して可視像とし、これを転写材へ転写し、定着させる。
【０００３】
前記帯電装置としては種々のタイプのものが知られているが、大別するとコロトロン方式、スコロトロン方式、鋸歯状電極アレイ方式等によるコロナ放電を利用したコロナ帯電装置と、ローラー、ブラシ、フィルム、ベルト等の形状を有する帯電部材を静電潜像担持体表面に接触させる接触式帯電装置に分けられる。
【０００４】
コロナ放電を利用した帯電装置は安定した帯電を行えるという利点を有するが、大量のオゾン発生を伴い、これが静電潜像担持体の劣化を招いたり、人体に悪影響を及ぼすという問題がある事から、オゾン発生量がコロナ帯電装置に比べて著しく少ない接触帯電装置が注目されている。
【０００５】
中でもローラー形状を有する接触帯電装置は、導電性支持体状に、導電性弾性層、導電性樹脂層を順次積層した機能分担構成によって実用化が図られている。
【０００６】
ここで導電性支持体は、ローラー全体に高圧付与するための電圧供給機能、並びに、ローラーと静電潜像担持体との接触を確保するための圧力付与機能等を分担しており、導電性弾性層は、適度な電気抵抗値設定によりローラー内部から外部に向けての電圧降下を防止するための導通確保機能、並びに、ローラーと静電潜像担持体との接触を幅広いニップ幅で確保するためのクッション性機能等を分担しており、導電性樹脂層は、適度な電気抵抗値設定により静電潜像担持体の欠陥部におけるローラーの異常放電を防止するためのブレイクダウン防止機能、現像剤や塵埃等の付着を防止するための離型性機能、並びに、静電潜像担持体との摺擦による損傷を防止するための耐摩耗性機能等を分担している。
【０００７】
しかし、このようなローラー型接触帯電装置もプロセス速度の低い領域で実用化が図られてはいるものの、オゾン発生量が高い事から低オゾン化が強く望まれる高速領域、具体的には３５枚／分以上の領域である、プロセス速度（静電潜像担持体の周速）が２２ｃｍ／ｓｅｃ以上の領域では実用化に至っていない。
【０００８】
また、実開昭５７−１９９３４９号公報にはゴム硬度２０°以下の帯電装置が、特開平１−１７９９５７号公報にはＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が５°以上６０°以下の帯電装置が、特開平１−１９１１６１号公報にはＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６０°以下の帯電装置が、それぞれ開示されているが、いずれも後述する高速領域での問題を解決するものではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の積層構成によるローラー型接触帯電装置では、静電潜像担持体との安定接触の確保が困難であるため高速領域、具体的には２２ｃｍ／ｓｅｃ以上の領域への適用が困難であった。即ち、導電性弾性層上に導電性樹脂層が無作為に設けられている事により、ローラーの回転周速が高速化するにつれ、静電潜像担持体との接触によりクッション性の高い導電性弾性層が変形する際に、表面を被覆している導電性樹脂層の伸縮が追随できず、その結果、ローラーに微小バウンドが発生し始め、ローラー長手方向に平行な縞状画像ノイズを引き起こしていた。この微小バウンド問題を解決するために、単に静電潜像担持体へのローラー押し当て圧力を上げると、静電潜像担持体の高圧接触部分に画像ノイズが発生しやすくなり、また、高圧力用に感光体強度を高くする必要が生じるため高コスト化を招く。
【００１０】
そこで本発明は従来の積層構成によるローラー型接触帯電装置に比べると高速領域、具体的には２２ｃｍ／ｓｅｃ以上の領域においても、前記微小バウンドを発生せず、良好な画像を得る事が可能な、信頼性の高い接触帯電装置を提供する事を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決するため研究を重ねた結果、接触帯電装置をプロセス速度２２ｃｍ／ｓｅｃ以上の画像形成装置に用いた場合においても、導電性樹脂層が特定の伸び率を有するようにすれば、前記微小バウンドが発生せず良好な画像が得られ、前記課題が解決される事を見出し、本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、静電潜像担持体の表面移動速度が２２ｃｍ／ｓｅｃ以上である画像形成装置に用いられ、ローラー形状を有する接触帯電装置であって、導電性支持体上にＪＩＳ−Ａ硬度３０°以下の導電性弾性層と、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が３０ｇｆ以上７００ｇｆ以下の導電性樹脂層とを有する接触帯電装置に関する。
【００１３】
本発明において、導電性樹脂層の１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重は、さらに５００ｇｆ以下である事がより好ましい。また、この１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重の下限値については、接触帯電に用いるための機械的強度（導電性樹脂層の破れ、ちぎれ等の防止）を保つという別の要因から概ね３０ｇｆ以上、より好ましくは１００ｇｆ以上である事が好ましい。
【００１４】
本発明の接触帯電装置における導電性支持体としては、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム、銅、クロム、チタン、等の金属材料を利用する事ができる。
【００１５】
接触帯電装置における導電性弾性体層としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、等のゴム材料中に、粉体形状、繊維形状、等の導電性炭素、鉄、アルミニウム、銅、クロム、チタン、錫、亜鉛、金、銀、コバルト、鉛、白金、等の金属、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、等の金属酸化物、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、等の導電性高分子、等を分散させて導電性処理したゴムを利用する事ができる。
【００１６】
接触帯電装置における導電性樹脂層としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネイト、ポリスチレン、アクリロニトリルアクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリテレフタル酸エチレン、ポリウレタンエラストマー、硝酸セルロース、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、エチルセルロース、再生セルロース、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン塩化ビニル共重合体、ビニルニトリルゴム合金、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、等のプラスチックフィルム材料中に、粉体形状、繊維形状、等の導電性炭素、鉄、アルミニウム、銅、クロム、チタン、錫、亜鉛、金、銀、コバルト、鉛、白金、等の金属、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、等の金属酸化物、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、等の導電性高分子、等を分散させて導電性処理したフィルムを利用する事ができる。
【００１７】
尚、導電性樹脂層は２種類以上の材料で構成されてもよく、また、２以上の層構成で構成されてもよい。また、このようなフィルムは、塗布法、チューブ成形法、熱収縮チューブ法等を用いて形成する事ができる。
【００１８】
前記接触帯電装置における導電性弾性体層の電気抵抗率は、電圧降下を防止するために１０⁶Ωｃｍ以下が望ましい。その厚さとしては、ＪＩＳ−Ａ硬度で３０°以下が確保でき、接触帯電装置全体の大きさが実用上の取扱いや装着状態の点で問題にならい範囲であれば特に限定を受けないが、一般的には０．５〜３０ｍｍ程度が考えられる。
【００１９】
前記接触帯電装置における導電性樹脂層の電気抵抗率は、１０⁷Ωｃｍ以上１０¹¹Ωｃｍ以下が望ましい。電気抵抗率が１０⁷Ωｃｍより低いと静電潜像担持体の欠陥部におけるローラーの異常放電を防止しにくくなり、１０¹¹Ωｃｍより高くなると導電性樹脂層表面に放電時の電荷が蓄積する事による放電の断続が発生しやすくなる。また、その厚さとしては、特には限定を受けないが、耐久性、成形性等を勘案すると、一般的には１０〜５００μｍ程度が考えられる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２１】
以下に説明する実施例はいずれも図１に主要部分を示す複写機に組み込んで使用されるものである。まず図１に主要部分を示す複写機について説明する。
【００２２】
図１に示す複写機は中央部に静電潜像担持体である感光体ドラム１を備えており、このドラムは図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。感光体ドラムの周囲には帯電装置２、現像装置３、転写チャージャー４、クリーニング装置５及びイレーサー６が順次配置してある。帯電装置２は本発明に係る帯電装置であり、付勢手段であるコイルバネ１００によりローラーが感光体ドラム１と接触し、従動可能となっている。圧接力としては、０．５〜３．０Ｋｇｆ程度が好ましい。０．５Ｋｇｆ未満だと十分な接触を得る為の設定が難しくなり、３．０Ｋｇｆより大きいと接触による画像ノイズの問題が生じやすい。
【００２３】
感光体ドラム１の上方には図示しない光学系が配置してあり、この光学系は露光ランプ、反射ミラー、光学レンズ、スリット等から構成される常用のものである。この光学系より図１に示す位置Ｌより感光体ドラム１に画像露光できるものである。
【００２４】
感光体ドラム１の図中左側には中間ローラー対７、タイミングローラー対８が順次配置してあり、図示しない給紙カセット中に収められた転写紙が図１に示す位置Ｃより供給可能となっている。
【００２５】
この複写機によると、感光体ドラム１表面が帯電装置２により所定電位に一様に帯電され、該帯電域に光学系により位置Ｌから画像露光されて静電潜像が形成される。かくして形成された静電潜像は現像装置３により現像されてトナー像となり、転写チャージャー４に臨む転写領域へ移行する。
【００２６】
一方、位置Ｃより供給される転写紙は、中間ローラー対７を経てタイミングローラー８に至り、ここで感光体ドラム１上のトナー像と同期をとって転写領域に送り込まれる。かくして転写領域において転写チャージャー４の作用で感光体ドラム１上のトナー像が転写紙上に転写され、この転写紙は搬送ベルト９により図示しない定着装置によりトナー像を定着後排紙すべく、位置Ｆの方向へ搬送される。
【００２７】
トナー像が転写紙に転写された後、感光体ドラム１上に残留するトナーはクリーニング装置５によって清掃され、残留電荷はイレーサー６により消去される。
【００２８】
なお、この複写機のシステム速度（感光体ドラム１の周速）は、２２〜６０ｃｍ／ｓｅｃの範囲で可変とし、現像装置３は二成分の正規現像装置である。
【００２９】
前記感光体ドラム１は、比視感度域に対して良好な感度を有する、負帯電用の機能分離型有機感光体である。以下に該機能分離型有機感光体の作製方法について述べる。まず、下記構造式：
【００３０】
【化１】

【００３１】
で示されるアゾ化合物０．４５重量部、ポリエステル樹脂（バイロン２００：東洋紡績社製）０．４５重量部、及びシクロヘキサノン５０重量部をサンドグラインダーに入れて２４時間分散し感光塗液を得た。この時の感光塗液の粘度は２０℃で２０ｃｐであった。この塗液を、表面にバイト切削加工を施したアルミニウム製円筒基体表面にディッピング法を用いて塗布し、乾燥後の膜厚が０．３μｍの電荷発生層を形成した。ここで使用した円筒基体はマグネシウムを０．７重量％、硅素を０．４重量％含有したアルミニウム合金であり、また、乾燥条件は２０℃の循環空気中で３０分間とした。
【００３２】
次いでこの電荷発生層上に、下記構造式：
【００３３】
【化２】

【００３４】
で示されるスチリル化合物１０重量部、ポリカ−ボネ−ト樹脂（パンライトＫ−１３００：帝人化成社製）７重量部、を１，４−ジオキサン４０重量部から成る溶媒中に溶解させた塗液をディッピング法を用いて塗布し、乾燥して、膜厚３２μｍの電荷輸送層を形成した。この時の塗液の粘度は２０℃で２４０ｃｐであり、また、乾燥条件は１００℃の循環空気中で３０分間とした。
【００３５】
以上のようにして導電性基体上に、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型有機感光体を作製し、感光体ドラム１として用いた。
【００３６】
なお、本発明の実施例に使用した感光体は、上記の如き機能分離型有機感光体であるが、本発明を適用し得る感光体は、当然これに限定されるものではない。
【００３７】
感光体感度域について言えば、半導体レーザー（７８０ｎｍ）光学系やＬＥＤアレイ（６８０ｎｍ）光学系等の長波長光を用いた作像システムにおいては、長波長域に感度を有する感光体を使用すればよいし、例えば、液晶シャッターアレイ、ＰＬＺＴシャッターアレイ等で可視光を光源とした作像システム、可視光レーザーを光源とした作像システム、螢光体発光アレイを光源とした作像システム、或るいは、前述の如き一般の複写機で常用されている可視光とレンズ・ミラー光学系によるアナログ作像システムにおいては、上記の如き可視域に感度を有する感光体を使用すれば良い。
【００３８】
また、感光体構成について言えば、上記感光体は電荷発生層の上に電荷輸送層を分離して設けた機能分離型有機感光体であるが、電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた所謂逆積層型の感光体であっても良いし、電荷発生機能と電荷輸送機能とを合わせ持つ所謂単層型構成の感光体であってもよい。また、電荷発生材料、電荷輸送材料、結着樹脂、添加剤等も、公知の材料を目的に応じて適宜選択すればよい。また、感光材料についても有機材料に限る事なく、酸化亜鉛、硫化カドミウム、セレン系合金、非晶質硅素系合金、非晶質ゲルマニウム系合金、等の無機材料を使用してもよい。
【００３９】
本発明に適用可能な感光体は、更に、耐久性、耐環境特性等を改善するために表面保護層を設けたものであっても良いし、帯電性能、画質、接着性等を改善するために下引き層を設けたものであってもよい。そのような表面保護層或るいは下引き層の材料としては、紫外線硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂、その樹脂中に抵抗調整材料を分散した混合樹脂、金属酸化物、金属硫化物等を真空中で蒸着法やイオンプレーティング法等で薄膜化した真空薄膜材料、プラズマ重合法を用いて作製された不定形炭素膜、不定形炭化硅素膜等々を使用する事ができる。
【００４０】
本発明に適用可能な感光体の基体材料は、表面が導電性を有する支持体であれば特に限定は受けず、また、形状も円筒形以外に平板状であっても良いし、ベルト状であっても良い。さらに、基体表面に粗面化処理、酸化処理、着色処理等が施されたものであっても良い。
【００４１】
前記現像装置３において使用するトナーは正帯電型の不定形状のスチレンアクリル系トナーである。以下に該トナーの作製方法について述べる。
【００４２】
まず、スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート樹脂（軟化点：１３２℃、ガラス転移温度：６０℃）１００重量部に対し、カーボンブラック（Ｍｏｇｕｌ−Ｌ：キャボット社製）８重量部とニグロシン系染料（ボントロンＮ−０１：オリエント化学社製）５重量部と無極性ポリプロピレン（６０５Ｐ：三洋化成社製）３重量部とを計量し、ボールミルで充分混合した。次いでこの混合物を１４０℃で加熱した３本ロール上で充分混練し、混練物を放置冷却後、粗粉砕し、更にジェットミルで微粉砕した。この微粉砕物を風力分級し、平均粒径７．５μｍの正帯電型の不定形状のトナーを得、本発明の実施例で使用するに際しては、流動性を付与する目的で、トナー１００重量部に対して疎水性シリカ（Ｒ−９７４：日本アエロジル社製）０．２重量部による後処理をヘンシェルミキサーで行った。
【００４３】
上記トナーはキャリア粒子と混合して、前記現像装置３に投入し、現像剤として使用した。以下に該キャリアの作製方法について述べる。
【００４４】
まず、ポリエステル樹脂（タフトンＮＥ１１１０：花王社製）１００重量部に対し、カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成工業社製）２重量部と磁性粉（ＭＦＰ−２：ＴＤＫ社製）３００重量部とを計量添加し、ヘンシェルミキサーで充分混合した。得られた混合物を２軸押し出し機で充分混練し、冷却後粗粉砕した。粗砕物をジェットミル粉砕機と風力分級機で微粉砕及び分級し、平均粒径２μｍの磁性粉含有ポリマー微粒子を得た。
【００４５】
次いで、フェライト粒子Ｆ−２５０ＨＲ（平均粒径５０μｍ：パウダーテック社製）１００重量部に対し、前記磁性粉含有ポリマー微粒子１０重量部を添加し、オングミルＡＭ−２０Ｆ（ホソカワミクロン社製）で回転数２５００ｒｐｍで４０分間処理し、平均粒径５５μｍのキャリア中間体を得た。更に該キャリア中間体をサフュージングシステム（日本ニューマチック工業社製）を用いて４００℃で加熱処理を行い、平均粒径５５μｍのキャリアを得た。
【００４６】
上記トナーとキャリアをトナー濃度７重量％となるように混合撹拌後、前記現像装置３に投入し、図示しないトナー濃度検知器並びにトナー補給装置により、トナー濃度を常に７±１重量％を維持しながら作像に供した。
【００４７】
本発明の実施例では現像剤として、正帯電型の不定形状の黒色トナーと上記キャリアを用いたが、本発明に適用可能な現像剤はこれに限られるものではない。
【００４８】
感光体の極性や使用する作像プロセスに応じて、負帯電型トナー、透光性トナー、磁性トナー、鉄粉キャリア、バインダ型キャリア、樹脂コートキャリア、一成分現像方式、反転現像方式、等を適宜選択して使用する事が可能である。
【００４９】
トナーの色彩については、黒トナーのみならずイエロー、マゼンタ、シアン等のカラートナーを適宜選択して使用することが可能であるし、トナー形状も不定形であってもよいし、特定の形状、例えば球形トナー、結晶形トナー等を使用する事も可能である。キャリアについては、粉体をキャリアとせずに、例えば、導電性ブラシ、導電性ローラー等にキャリアに必要な機能を担わせた現像システムを適宜選択して使用する事も可能である。更に、現像剤としては流動性やクリーニング性能を向上させる目的から、ポリ弗化ビニリデン樹脂、テフロン樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等の粉末やビーズを滑剤として混入したものを使用することも可能である。
【００５０】
次に前記複写機における帯電装置２の基本構成を図２及び図３に基づいて説明する。図２は帯電装置２の横断面を、図３は帯電装置２の縦断面を示したものである。該帯電装置２は導電性支持体１１の上に、導電性弾性体層１２、導電性樹脂層１３を順次積層した構成である。
【００５１】
本発明実施例の導電性支持体１１には、直径８ｍｍのＳＵＳ３０３製の金属シャフトを用いた。
【００５２】
尚、導電性支持体１１には図示しない電源より適当な帯電電圧が印加される。
【００５３】
例えば、絶対値で０．８〜２．０Ｋｖの直流電圧が印加される。そして、同電圧には交流電圧が適宜重畳されてもよい。
【００５４】
次いで該導電性支持体１１上に、肉厚５ｍｍのエチレンプロピレンゴムを主体としたゴム層を設けた導電性弾性体層１２を設けた。このエチレンプロピレンゴム材はゴム成形の常法、即ち、素練り、配合、混練、熟成、ウォームアップ、シーティング、成形、締めつけ、加硫、放冷、研摩、等の工程を経て、ローラー形状に成形した。この時、配合時に導電性炭素を主体とする導電剤、並びに、ジオクチルフタレートを主体とする可塑剤を適宜調整し、成形後の電気抵抗率を２×１０⁵Ωｃｍに揃えたＪＩＳ−Ａ硬度が３０°と２２°の試料を作製した。
【００５５】
次いで導電性弾性体層１２上に、チューブ成形法を用いて作製した樹脂チューブを導電性樹脂層１３として設けた。チューブ材料にはインフレーション法を用いて作製されたポリ塩化ビニルフィルムを使用した。チューブ被覆に際しては、チューブ内径を１７．５ｍｍとし、チューブを風圧にて膨張させながら導電性弾性体層１２を導電性支持体１１上に設けた直径１８ｍｍの上記ローラーを挿入する外嵌被着処理を用いた。
【００５６】
導電性樹脂層１３に用いたポリ塩化ビニルフィルムは、フィルム原料中に抵抗調整用に混入した導電性炭素微粉末の種類及び添加量、伸び率調整用に混入した可塑剤の種類及び添加量、これら原料の混練条件とインフレーション加工条件、フィルム膜厚、等を調整する事により、電気抵抗率を３×１０⁸Ωｃｍに揃えながら、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重がそれぞれ、３０ｇｆ、１００ｇｆ、３００ｇｆ、５００ｇｆ及び７００ｇｆ、である試料を作製した。別に比較実験用には同様にして作製した１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重がそれぞれ、１０ｇｆ、及び９００ｇｆ、である試料を作製した。ここで導電性樹脂層１３についての、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重について、その測定方法を説明する。
【００５７】
まず上記の如く作製された、導電性支持体１１上に、導電性弾性体層１２、導電性樹脂層１３を順次積層してなる帯電装置２について、導電性樹脂層部分に適当な刃物で切り込みを入れ、幅１ｃｍ×長さ６ｃｍの導電性樹脂層切片を採取した。この切片の長手方向の両端よりそれぞれ５ｍｍの部分でチャッキングし、長手方向に幅１ｃｍ×長さ５ｃｍの部分について引っ張り加重を付与し、その時の試料の伸びが５ｃｍの測定長さに対して１０％となる５ｍｍとなった時の加重を求め、それをこの帯電装置２の導電性樹脂層１３における１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重Ｆｇｆとした。
【００５８】
ここで、試料の都合により導電性樹脂層切片を上記寸法で採取できない場合には、矩形状に採取した切片幅Ｗｃｍ、引っ張り試験部分の切片長Ｌｃｍ、引っ張り加重Ｔｇｆ、引っ張り加重を負荷した状態での引っ張り試験部分の切片長Ｌ’ｃｍより、次式；
【００５９】
【数１】

【００６０】
を用いて、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重Ｆｇｆと見做す。
【００６１】
なお、試料の採取に際しては、導電性樹脂層切片を採取後の導電性弾性体層について、ＪＩＳ−Ａ硬度を測定し、その値が導電性弾性体層本来の３０°以下となっている事を確認し、導電性樹脂層が本発明の主旨通りに採取できた事を確認した。また、導電性樹脂層としてチューブ材料を用いた場合には、外嵌被着処理前のチューブ材料について直接伸び加重を求める事も可能であるが、外嵌被着処理時の材料の変成による伸び加重の変化も無視できない事から、本評価では最終形状の試料から導電性樹脂層切片を切り出す方法を用いた。
【００６２】
次に前記複写機における帯電装置２の別の実施例の構成を図４及び図５に基づいて説明する。図４は帯電装置２の横断面を、図５は帯電装置２の縦断面を示したものである。該帯電装置２は導電性支持体３１の上に、導電性弾性体層３２、導電性樹脂層内層３３、導電性樹脂層外層３４を、順次積層した構成である。
【００６３】
この構成の特徴は導電性樹脂層を内層と外層の複数層構成にした処にあるが、具体的には、導電性支持体３１として前述と同様の直径８ｍｍのＳＵＳ３０３製の金属シャフトを、導電性弾性体層３２として前述と同様のＪＩＳ−Ａ硬度３０°と２２°の肉厚５ｍｍのエチレンプロピレンゴムを主体としたゴム層を、導電性樹脂層内層３３として前述と同様の製法により作製されたポリ塩化ビニルフィルムを、そして導電性樹脂層外層３４として四フッ化エチレン樹脂層を、順次積層した帯電装置２を作製した。この四フッ化エチレン樹脂層は、市販の四フッ化エチレン樹脂塗液（日本アチソン社製：エムラロン３４５）を塗液粘度２５０〜３００ｃｐの下でスプレー塗布した後、１００〜１６０℃で３０〜１２０分間乾燥する事により作製した。
【００６４】
ここで、前述の如きポリ塩化ビニルチューブの作製条件に加え、四フッ化エチレン樹脂層の塗液粘度、乾燥温度、乾燥時間、スプレー条件、膜厚、等を調整する事により、二層構成を有する導電性樹脂層全体の電気抵抗率を３×１０⁸Ωｃｍに揃えながら、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重がそれぞれ、３０ｇｆ、１００ｇｆ、３００ｇｆ、５００ｇｆ及び７００ｇｆ、である試料を作製した。
【００６５】
別に比較実験用には同様にして作製した１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重がそれぞれ、１０ｇｆ、及び９００ｇｆ、である試料を作製した。
【００６６】
以上のようにして作製された各種帯電装置２を図１に主要構成を示した複写機に搭載し、作像し、画質評価を行った。以下にその評価方法を具体的に記す。
【００６７】
帯電装置２を感光体１に接触による悪影響が生じない２ｋｇｆにて圧接し、感光体の回転周速度、即ち、従動回転している帯電装置２の回転周速度として高速領域の複写機では常用の範囲の２２ｃｍ／ｓｅｃ、３８ｃｍ／ｓｅｃ、６０ｃｍ／ｓｅｃを選び、印加電圧を概ね−１．０〜−１．２ｋＶの範囲で調整しながら感光体表面を−６００Ｖに初期帯電した。この時感光体表面電位の測定には市販の表面電位計（ＴＲＥＫ社製表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４）を用いた。
【００６８】
次いで濃度０．４のハーフ原稿を原稿台に載置し図１の位置Ｌより露光した後、現像器３により現像し、得られたトナー像を濃度０．０３の転写紙に転写して評価用の画像サンプルを得た。この時、露光量は適宜調節し、以下に述べる画像濃度評価での最大画像濃度値が１．０となるようにした。
【００６９】
得られた画像サンプルは、市販の画像濃度計（コニカ社製サクラマイクロデンシトメータＭｏｄｅｌＰＤＭ−５ＴｙｐｅＢＲ）を用いて、感光体周方向に対応した長さ１０ｃｍの走査方向において、倍率５０倍、走査速度５０μｍ／秒、測定面積１０平方μｍの条件下で画像濃度の測定に供した。この時測定された最大画像濃度（１．０）と最小画像濃度から画像濃度差を求め、官能評価と対応付けた。
【００７０】
ここで画像濃度差が０．２以内の画像サンプルは、視覚的にもローラー弾みによる画像濃度ムラが認識できない画像と言え、このような画像をランクＡと称する事とした。画像濃度差が０．２を越え０．３５以内の画像サンプルは、視覚的に僅かではあるがローラー弾みによる画像濃度ムラが感じられるものの実用上は問題ない画像と言え、このような画像をランクＢと称する事とした。画像濃度差が０．３５を越える画像サンプルは、視覚的にもローラー弾みによる画像濃度ムラが明視距離で認識可能である事から実用上好ましくない画像と言え、このような画像をランクＣと称する事とした。
【００７１】
別途、図１に主要構成を示した複写機において、Ａ４紙８万枚を通紙する耐久試験を行い、帯電装置２の耐久性を評価した。耐久試験前後での帯電装置２の表面を光学顕微鏡にて観察し、表面形態に変化が認められず充分な耐久性を示した帯電装置をランクＸ、微小なクラックの発生が認められたものの導電性弾性体層の露出には至らなかった帯電装置をランクＹ、微小剥離が発生し導電性弾性体層の露出部分が僅かにでも観察された帯電装置をランクＺと称する事とした。
【００７２】
表１及び表２に得られた各種帯電装置２についての評価結果を示した。表１は図２及び図３に示した導電性樹脂層が単層で設けられた帯電装置２についての評価結果、表２は図４及び図５に示した導電性樹脂層が複数層設けられた帯電装置２についての評価結果である。表中、伸び加重とは、前記導電性樹脂層の１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重の事を言う。
【００７３】
【表１】

【００７４】
【表２】

【００７５】
以上の結果から、導電性支持体上にＪＩＳ−Ａ硬度３０°以下の導電性弾性層を有し、かつ、周速２０ｃｍ／ｓｅｃ以上で回転して用いられる高速領域におけるローラー型接触帯電装置では、前記導電性弾性体層上に１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が７００ｇｆ以下の導電性樹脂層を設ける事によって、その導電性樹脂層の構成が単層積層のいかんにかかわらず、ローラー弾みによる画像濃度ムラがランクＡ及びランクＢで示した実用上問題のない画像が得られる事が分かる。更に、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が５００ｇｆ以下の導電性樹脂層を設けた場合には、その導電性樹脂層の構成が単層積層のいかんにかかわらず、ローラー弾みによる画像濃度ムラがランクＡで示した最適な画像が得られる事が分かる。
【００７６】
一方、耐久性と言う別の目的からは、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が３０ｇｆ以上の導電性樹脂層を設ける事によって、その導電性樹脂層の構成が単層積層のいかんにかかわらず、ローラー表面形態が耐久試験後もランクＸ及びランクＹで示した実用上問題のない性能を有する事が分かる。更に、１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が１００ｇｆ以上の導電性樹脂層を設ける事によって、その導電性樹脂層の構成が単層積層のいかんにかかわらず、ローラー表面形態が耐久試験後もランクＸで示した最適な性能を有する事が分かる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によると、高速度の画像形成装置に使用した場合においても、接触帯電装置特有のローラー弾みの発生を防止することができるので、画像濃度ムラが生じにくく安定して良好な帯電を行うことができ、信頼性の高い接触帯電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明帯電装置を組み込み使用する複写機の主要部分の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る帯電装置の基本構成の横断面図である。
【図３】本発明に係る帯電装置の基本構成の縦断面図である。
【図４】本発明に係る帯電装置の別の構成の横断面図である。
【図５】本発明に係る帯電装置の別の構成の縦断面図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム、２：帯電装置、３：現像装置、４：転写チャージャー、５：クリーニング装置、６：イレーサー、７：中間ローラー対、８：タイミングローラー対、９：搬送ベルト、１１，３１，１０１：導電性支持体、１２，３２，１０２：導電性弾性体層、１３，１０３：導電性樹脂層、３３：導電性樹脂層内層、３４：導電性樹脂層外層、１００：コイルバネ

Claims

静電潜像担持体の表面移動速度が２２ｃｍ／ｓｅｃ以上である画像形成装置に用いられ、ローラー形状を有する接触帯電装置であって、導電性支持体上に
ＪＩＳ−Ａ硬度３０°以下の導電性弾性層と、
１ｃｍ幅切片における１０％伸び加重が３０ｇｆ以上７００ｇｆ以下であり、厚さが１０μｍ〜５００μｍであり、電気抵抗率が１０ ⁷ Ωｃｍ以上１０ ¹¹ Ωｃｍ以下であり、チューブ法で作製された樹脂フィルム層を含み、静電潜像担持体に接触する導電性樹脂層とを順次積層したことを特徴とする接触帯電装置。
前記導電性樹脂層の前記伸び加重が１００ｇｆ以上５００ｇｆ以下であることを特徴とする請求項１記載の接触帯電装置。
前記導電性弾性層の電気抵抗率が１０⁶Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接触帯電装置。
前記導電性弾性層の厚さが０．５〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の接触帯電装置。
前記静電潜像担持体に対する接触帯電装置の圧接力が０．５〜３．０Ｋｇｆであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接触帯電装置。