JP4969730B2

JP4969730B2 - 帯電部材及び帯電装置

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Publication number: JP4969730B2
Application number: JP2001005298A
Authority: JP
Inventors: 北野　　創; 純二坂田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: JP2002214879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター等において、静電潜像プロセスに用いられる感光体等の被帯電体を帯電させるための帯電部材、及びこの帯電部材を装着して成る帯電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンター等における電子写真プロセスでは、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投写して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成し、次いで、この潜像にトナーを供給し、上記トナーの付着によりトナー像を形成し、これを紙等の記録媒体へと転写することによりプリントする方法が採られている。
上記感光体を帯電させる方法としては、コロナ放電方式が一般的に採用されてきた。しかしながら、このコロナ放電方式は、６〜１０ｋＶもの高電圧を印加する必要があるため、機械の安全保守の観点から好ましくないだけでなく、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境上も問題があった。
そこで、上記コロナ放電に比べて低い電圧で帯電を行うことができ、かつ、オゾン等の有害物質の発生を抑制することのできる帯電方式への取り組みがなされている。このような帯電方式の試みとして、電圧を印加した帯電部材を感光体等の被帯電体に所定の押圧力で当接させて被帯電体を帯電させる、いわゆる接触方式が提案されている。
この接触帯電方式で使用される帯電部材としては、例えば、ゴムやウレタンフォーム等の弾性層の表面に、表面の平滑性確保や抵抗調整、帯電性向上のため、例えば、アクリル，ウレタン，ナイロン，エチレン，エポキシ等の樹脂溶液をディピング法やスプレー法等により塗布して形成される塗膜層を有するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この帯電接触方式では、上記塗膜層を構成する樹脂が長期間感光体に当接することにより、上記感光体との間で密着が生じ、そのため、上記塗膜層の一部が剥離して感光体表面が汚染されてしまう場合がある。
更には、上記樹脂の粘着性の強さによっては、感光体との間の摩擦により、トナー融着や感光体削れが起こり、画像不良が発生してしまう場合があるため、帯電部材に用いられる塗膜には、粘着性が小さいことが求められている。
そこで、最近では、上記塗膜層の最表面にフッ素系樹脂を塗布して帯電部材の粘着性を小さくする試みが行われているが、上記手法だけでは画像の高品質化に十分に対応することが困難であった。
この改善策として、上記塗膜層の樹脂に非反応系シリコーンオイルを添加する方法が提案されているが、添加量が多すぎる場合には、上記シリコーンオイルが塗膜層表面にブリードし、かえって、感光体汚染を引き起こしてしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、複写機、プリンター等において良好な画質を得ることのできる、感光体と密着しにくく、かつ、摩擦の小さい帯電部材と、上記帯電部材を用いた帯電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、帯電部材を、弾性層と、反応性の官能基を片末端に１個または２個有するシリコーンオイルを添加した、末端に活性水素を有するフッ素樹脂から形成した塗膜層とから構成することにより、上記目的を達成できることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被帯電体に当接させ、上記被帯電体との間に電圧を印加して上記被帯電体を帯電させる帯電部材であって、上記帯電部材は、弾性層と、上記弾性層の外側に形成された少なくとも１層の塗膜層とを有し、上記塗膜層は、末端に活性水素をもつフッ素樹脂から形成された樹脂層から構成され、上記塗膜層には、導電剤と、分子中に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート架橋剤と、上記活性水素もしくは上記イソシアネート基と反応する反応性の官能基を片末端に１個または２個有するシリコーンオイルとが添加されており、上記シリコーンオイルの添加量が上記フッ素樹脂１００重量部に対して０．０５〜３０重量部であることを特徴とするもので、これにより、被帯電体との密着性を低減するとともに、被帯電体との間の摩擦を小さくして、塗膜層の剥離やトナー融着あるいは感光体削れなどによる被帯電体表面の劣化を防止することが可能となる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、上記弾性層を、密度が０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ³であるウレタンフォームから構成したものである。
請求項３に記載の発明は、上記帯電部材に１００ｇｆの荷重をかけたときの、セルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布に対する上記塗膜層の摩擦係数が０．４以下となるようにしたものである。
【０００７】
また、請求項４に記載の発明は、被帯電体と、上記被帯電体に当接して上記被帯電体を帯電させる帯電部材と、上記帯電部材と上記被帯電体との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備えた帯電装置において、上記帯電部材として、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の帯電部材を用いたもので、これにより、被帯電体表面の劣化を防止することができるので、複写機，プリンター等において繰り返し良好な画質を得ることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の帯電部材は、接触帯電方式に用いられるものであるから、被帯電体に接触するものであれば、特にその形状が限定されるものではないが、例えば、ロール状，プレート状，ブロック状などの各種形状のものが適用可能であり、通常は、ロール状が好ましい。ロール状の場合には、これらの内側に金属あるいはプラスチック製のシャフトを設けてもよい。
また、本発明が提供する帯電部材の構造は、弾性層と少なくとも１層の塗膜層とから成り、弾性層としては弾性体が、塗膜層としては樹脂層が用いられる。
ロール状の帯電部材としては、例えば、図１（ａ），（ｂ）に示すように、金属あるいはプラスチック製のシャフト２１と、このシャフト２１の外周に形成された弾性層２２と、上記弾性層２２の表面に形成された、導電剤を添加した樹脂から構成される塗膜層２３とから成る帯電ローラ２０を例示することができる。
上記塗膜層２３は、例えば、図２に示すように、帯電ローラ２０の表面を構成する表面層２３Ａと、この表面層２３Ａと上記弾性層２２との間に形成された中間層２３Ｂとから成る２層としてもよいし、３層以上の層から構成してもよい。
【０００９】
本発明の帯電部材において用いられる弾性層としては、特に制限はないが、従来から帯電部材の弾性層として用いられているゴムや樹脂あるいは発泡体（フォーム）で形成することができる。具体的には、ポリウレタン，シリコーンゴム，ブタジエンゴム，イソプレンゴム，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，ポリノルボルネンゴム，スチレン−ブタジエン−スチレンゴム，エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示されるが、特にポリウレタンが好ましく、より好ましくは発泡倍率が１．５〜５０倍のポリウレタンフォームが用いられる。なお、この場合のフォームの密度は、０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ³程度が適当である。
この弾性層には、イオン導電剤や電子導電剤などの導電剤を添加することにより、所定の導電性を付与することができる。
【００１０】
ここで、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモニウム，ドデシトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアンモニウム，オクタデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，ベンジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などのようなアンモニウム塩、あるいは、リチウム，ナトリウム，カルシウム，マグネシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩，スルホン酸塩などが挙げられる。
【００１１】
一方、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理を施したインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、グラファイト、あるいは、酸化スズ，酸化チタン，酸化亜鉛等の導電性金属酸化物や、ニッケル，銅等の金属等が挙げられる。
これらの導電剤は１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの導電剤の添加量としては特に制限はなく、各種状況に応じて適宜選択されるが、イオン導電剤の場合には、ゴム材料１００重量部に対して、通常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜２重量部の範囲である。また、電子導電剤の場合には、通常０．５〜５０重量部、好ましくは１〜４０重量部の範囲である。これにより、弾性層の体積抵抗率を１０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、特に、１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍに調整するのが好ましい。
なお、この導電性弾性層には、上記導電剤以外にも必要に応じてその他の導電剤，充填材，架橋剤，発泡剤等、その他のゴム用添加剤を適宜添加することができる。
【００１２】
また、塗膜層としては、１層以上の導電材を添加した樹脂層から構成される。本発明の樹脂層において、表面層で用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合体、ポリビニリデンフルオライド及びポリビニルフルオライド等が挙げられる。これらのフッ素樹脂には、水系樹脂タイプと有機系樹脂タイプとがあるが、特に耐水性に優れ、環境に依存しない有機系樹脂タイプ、とりわけ、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などの有機系樹脂タイプが好適である。これらのフッ素系樹脂は、一種用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、水系樹脂タイプとは、溶媒を水とし、水に溶解あるいは分散できる樹脂であることを意味する。また、有機溶剤系樹脂タイプとは、溶媒を有機溶剤とし、有機溶剤に溶解あるいは分散できる樹脂であることを意味する。
【００１３】
また、本発明においては、必要に応じ、上記フッ素樹脂に他の樹脂を添加することができる。この際、用いられる他の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、メラミン樹脂などが挙げられるが、分散性向上の観点より、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂が好適である。これらは単独で、また適宜組み合わせて添加してもよい。
【００１４】
本発明の帯電部材における表面層は、カーボンブラック等の導電剤を添加することにより、所定の抵抗値に制御することができる。この表面層の抵抗は、体積抵抗率で１０³〜１０¹²Ω・ｃｍであることが好ましく、更に好ましくは１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍである。導電剤をカーボンブラックとした場合には、表面層の全量に基づき、通常、０．０１〜４０重量％、好ましくは５〜２０重量％の割合で添加される。この表面層の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ以下、特に１〜３０μｍとすることが好ましく、５０μｍを越えると硬くなって、表面層の柔軟性が損なわれてしまうことがある。
更に、層を複層とすることも可能であり、この場合、最表面層が、少なくとも上記フッ素樹脂と比表面積が１００ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックを含有していればよく、その下層は、いずれの樹脂から構成されていてもよい。ここで、下層に用いられる樹脂及び導電剤は、上記表面層で例示した樹脂，導電剤を同様に挙げることができる。
なお、いずれの層に対しても、架橋剤，増粘剤，チクソトロピー性付与剤，構造粘性付与剤等を必要に応じて適宜添加することができる。上記増粘剤，チクソトロピー性付与剤，構造粘性付与剤は、無機系，有機系の中から適宜選択して用いられる。また、この表面層の形成方法としては、フッ素樹脂とカーボンブラックから上述した条件を満足し得る表面層が形成される方法であればよく、特に制限はないが、例えば、ディッピング法，スプレー法，押出し法などを用いることができる。
【００１５】
本発明では、上記樹脂層に、反応性の官能基を片末端に１個または２個有するシリコーンオイルを添加することにより、被帯電体との密着性及び摩擦を低減することに成功した。上記シリコーンオイルは、イソシアネート架橋剤やシリコーン官能基を適宜選択できるので、設計・製造・制御が容易であり、また、多量配合も可能である。
上記官能基としては、アミノ基，水酸基，カルボキシル基，エポキシ基，アクリル基などがあり、アミノ基，水酸基，カルボキシル基を持ったシリコーンオイルにおいては、イソシアネートとの反応を介して上記樹脂に固定される。また、エポキシ基を持ったシリコーンオイルにおいては、フッ素樹脂の活性水素と反応し上記樹脂に直接固定される。その結果、塗膜層の表面の密着性・摩擦力の低下が起こり、更に、これらはシリコーンオイルのブリードも防ぐことができる。また、当然のことながら、シリコーンオイルの多量含有が可能となる。そして、このような組成の場合、シリコーンオイルにおいて、シリコーンの非極性という性質上、官能基のついていない側が表面の方に占有されやすくなる。
すなわち、両末端変性等のシリコーンオイルが全体的に均一に分布するのに対して、本発明で用いられる片末端に反応性の官能基を有するシリコーンオイルは、表面層において、表面側へのシリコーンの占有率が高いといった傾斜構造を取ることになる。その結果、同量のシリコーンオイルであっても、両末端変性等の場合よりも、塗膜層の表面の密着性・摩擦力の低下が起こりやすくなる。
また、上記シリコーンオイルは、フッ素樹脂１００重量部に対して、０．０５〜３０重量部添加することが好ましい。
【００１６】
なお、ワンショット法でゲル化，相分離，未反応物の発生などが起こる場合には、シリコーンオイルとイソシアネート、あるいはシリコーンオイルとフッ素樹脂をプレポリマー化したり、触媒を添加するなどの方法を用いてもよい。
更に、この外添剤とシリカ粒子を組み合わせることにより、接触面積が低下して密着性がより改良される場合もある。
この表面層には、上記の場合と同様の導電剤、好ましくはカーボン添加することにより、所望の導電性を付与することができる。
なお、この表面層の厚みは、特に限定されないが、３０μｍ以下、特に、３〜２０μｍとすることが好ましく、３０μｍを越えると、硬くなって、塗膜層の柔軟性が損なわれてしまう。
【００１７】
また、架橋剤として添加されるポリイソシアネート化合物は、分子中に２個以上のイソシアネート基をもつ化合物であり、一般にポリウレタンの製造原料として用いられるポリイソシアネートと同様のものを用いることができる。具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びこれらイソシアネート化合物の重合体，誘導体，変性体，水素添加体等が挙げられる。これらの中では、特に、ヘキサメチレンジイソシアネート，イソホロンジイソシアネート等の脂肪族または脂肪環族イソシアネート及びこれらの重合体，誘導体，変性体が耐オゾン性や耐熱性などに優れる点から好ましく用いられる。
【００１８】
本発明の塗膜層において最表層で用いられるフッ素樹脂としては、水系樹脂タイプでも有機溶剤系樹脂タイプのどちらでもよいが、溶剤系を最表層に用いた場合には、特に平滑性確保・耐久性・帯電均一化・製造安定化の問題から、上記弾性層との間に１層以上の水系樹脂を挟むのが好ましい。
ここで用いられる水系樹脂タイプとしては、溶媒が水であればどのタイプでもよく、水溶性タイプ，エマルジョンタイプ，サスペンジョンタイプ等があるが、特にカルボキシル基，水酸基，アミノ基等の活性水素を持つ樹脂が好適に用いられる。例示すると、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ポリジオキソラン等の温水可溶性系、などが挙げられるが、特にアクリル樹脂を用いると、従来帯電部材用樹脂として挙げられてきたウレタン，ナイロン等に比べて、かなり誘電率が小さいため、静電容量も小さくなり、交流印加による帯電部材／感光体間の電気的引力・反発力が低減され、帯電音が改良されるので好ましい。とりわけ、アクリル樹脂の中でも、ガラス転移温度が−５０℃以上１０℃以下で、カルボキシル基、水酸基の含有率が２〜５重量％で、ソープフリーのエマルジョンタイプのものが、架橋効果がよく、かつ低硬度化できるため好ましい。この中間層には、導電剤を添加して導電性を付与することもできるが、用いる導電剤に制限はなく、特にカーボンが用いられる。
【００１９】
この場合、用いられるカーボンは、特に限定されるものではないが、酸素含有量が５％以上、特に７％以上、更には９％以上であるものが好ましく、かつ、ｐＨは５以上、特に６以上、更には７以上であることが好ましい。すなわち、通常のカーボンの酸素含有量は０．１〜３％程度である。また、一部に、酸化処理を施したカーボンも存在するが、この酸化処理を施したカーボンは、酸素含有量が若干増加するにつれてｐＨが酸性側へシフトしてしまう傾向があり、カーボンが酸性であると、水系樹脂に添加した場合に安定性が低下する恐れがある。
これに対して、本発明に好適に用いられるカーボンは、酸素含有量が多いにもかかわらず、中性ないしはアルカリ性を維持したものであり、安定的に水系樹脂に添加し得るものである。
また、カーボン表面にガルボキシル基，水酸基，ケトン基等の官能基をつけ、しかもこれらの基が有する水素の一部をナトリウム等のアルカリ金属に置換させたものが好適に用いられる。
これらの層の抵抗は、体積抵抗率を１０³〜１０¹²Ω・ｃｍ、特に１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍとすることが好ましく、通常カーボンの添加量は、０．０１〜４０重量％、特に５〜２０重量％程度とされる。
【００２０】
また、塗膜層の形成方法としては、特に制限されるものではないが、これらの各層を形成する各成分を含む塗料を調整し、この塗料をディッピング法あるいはスプレー法により塗布する方法が好ましく用いられる。
いずれの構成においても、本発明の帯電部材として適当な抵抗は、良好な画像を得るためには、体積抵抗率が１０²〜１０¹²Ω・ｃｍであることが好ましく、特に１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍであることが好ましい。
また、以上のようにして作製された帯電部材の表面に凹凸があると、トナーが詰まってしまい画像不良の原因となるため、表面はできるだけ平滑な方が好ましく、具体的には、ＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、４μｍ以下、更には３μｍ以下、特には２μｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
上記の方法で形成された帯電部材において、帯電部材に１００ｇｆの荷重をかけ、セルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布に対する上記塗膜層の摩擦係数を測定したところ、摩擦係数は０．４以下であった。
以下に、後述する本発明の実施例で行った摩擦係数の測定方法について、図３を参照して説明する。なお、測定には、新東科学（株）製摩擦試験機「ＨＥＩＤＯＮトライボキア」を用いた。
まず、ロール状の帯電部材１を、基台５１上に設けられた可動ステージ５２上に固定された、セルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布（ベンコットリントフリー）２に接触させるとともに、上記帯電部材１に、加圧手段５３により１００ｇｆの荷重をかけ、摩擦速度１００ｍｍ／ｍｉｎで移動させ、このときの摩擦抵抗をロードセル５４にて測定し、上記測定された摩擦抵抗値から、上記ベンコットリントフリー２に対する帯電部材１の摩擦係数を求める。
なお、摩擦の相手材として、セルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を選択したのは、帯電部材の表面性と最も相関があったためと、測定装置の測定範囲が適当であるためである。
【００２２】
また、本発明の帯電装置としては、例えば、図４に示すように、被帯電体である感光ドラム１０に、本発明の帯電部材である帯電ローラ２０を接触させつつ従動回転させるとともに、電圧印加手段３０により、感光ドラム１０と帯電ローラ２０との間に、直流電圧、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して上記感光ドラム１０を帯電させるように構成した帯電装置を例示することができる。なお、本発明の帯電部材を装着する帯電装置は、これに限るものではなく、被帯電体や帯電部材の形態、あるいは電圧印加手段による電圧印加方式などは適宜変更してもよい。
【００２３】
＜実施例＞
以下に、実施例、比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
［実施例１］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｂを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｂは、フッ素樹脂ＬＦ２００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤、カーボンを加えた後、片末端アルコール変性シリコーンオイルＸ−２２−１８０ＤＸ（信越化学工業社製）を、フッ素樹脂１００重量部に対して２重量部添加したものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．８μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．２５であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着は見られなかった。また、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、良好な画像が得られた。更に、連続６０００枚画像出しをしても、画像の劣化は見られなかった。
【００２４】
［実施例２］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｃを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｃは、フッ素樹脂ＬＦ２００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤、カーボンを加えた後、片末端２官能アルコール変性シリコーンオイルＸ−２２−１７６ＤＸ（信越化学工業社製）をフッ素樹脂１００重量部に対して１重量部添加したものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．６μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．２２であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着は見られなかった。また、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、良好な画像が得られた。更に、連続６０００枚画像出しをしても、画像の劣化は見られなかった。
【００２５】
［実施例３］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｄを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｄは、フッ素樹脂ＬＦ６００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤、カーボンを加えた後、片末端エポキシ変性シリコーンオイルＸ−２２−１７３ＤＸ（信越化学工業社製）をフッ素樹脂１００重量部に対して１重量部添加したものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．７μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．２０であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着は見られなかった。
また、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、良好な画像が得られた。
【００２６】
［比較例１］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｅを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｅは、フッ素樹脂ＬＦ６００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤、カーボンを加えたものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．７μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．６０であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着が発生した。更に、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、感光体周期で横方向に一本の筋模様が見られた。
【００２７】
［比較例２］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｆを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｆは、フッ素樹脂ＬＦ２００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤、カーボンを加えたものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．８μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．５５であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着が発生した。更に、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、感光体周期で横方向に一本の筋模様が見られた。
【００２８】
［比較例３］
導電性のウレタンフォームから成る弾性層の表面に、厚さ１００μｍの塗膜層Ａを形成し、更にその上に、厚さ１０μｍの塗膜層Ｇを形成し、帯電ローラを作製した。
塗膜層Ａは、水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料を塗布して形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｇは、フッ素樹脂ＬＦ６００（旭硝子ＫＫ）をＭＥＫ／トルエン混合溶媒に溶かし、イソシアネート硬化剤、カーボンを加えた後、アルキル変性シリコーンオイルＳＨ２０３（東レダウコーニング社製）をフッ素樹脂１００重量部に対して４０重量部添加したものとした。
上記ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．７μｍであった。
このローラを、温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件で、上述したセルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は０．１７であった。
また、上記ローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨにて２週間放置したところ、ＯＰＣとの密着はみられなかったが、上記カートリッジを用いて画像を作成したところ、感光体周期で横方向に一本の筋模様が見られた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弾性層とその表面に形成された塗膜層から成る帯電部材の上記塗膜層を、反応性の官能基を片末端に１個または２個有するシリコーンオイルを添加した、末端に活性水素をもつフッ素樹脂から形成したので、被帯電体と密着しにくく、かつ、被帯電体との間の摩擦を小さくすることができる。したがって、感光体等の被帯電体との接触によって生じる上記被帯電体表面の汚染を著しく減少させることができる。
また、上記帯電部材を接触型の帯電装置に用いることにより、長期間に渡って良好な画像を得ることができる帯電装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す図である。
【図２】本発明の帯電部材の一例を示す断面図である。
【図３】帯電部材の摩擦係数の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の帯電装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０感光ドラム、２０帯電ローラ、２１シャフト、２２弾性層、
２３塗膜層、３０電圧印加手段。

Claims

被帯電体に当接させ、上記被帯電体との間に電圧を印加して上記被帯電体を帯電させる帯電部材であって、
上記帯電部材は、弾性層と、上記弾性層の外側に形成された少なくとも１層の塗膜層とを有し、
上記塗膜層は、末端に活性水素をもつフッ素樹脂から形成された樹脂層から構成され、
上記塗膜層には、導電剤と、分子中に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート架橋剤と、上記活性水素もしくは上記イソシアネート基と反応する反応性の官能基を片末端に１個または２個有するシリコーンオイルとが添加されており、
上記シリコーンオイルの添加量が上記フッ素樹脂１００重量部に対して０．０５〜３０重量部であることを特徴とする帯電部材。
上記弾性層を、密度が０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ³であるウレタンフォームから構成したことを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
上記塗膜層は、上記帯電部材に１００ｇｆの荷重をかけたときの、セルロース１００％，３０ｇ／ｍ³，７０メッシュの布に対する摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯電部材。
被帯電体と、上記被帯電体に当接して上記被帯電体を帯電させる帯電部材と、上記帯電部材と上記被帯電体との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備えた帯電装置において、上記帯電部材として、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の帯電部材を用いたことを特徴とする帯電装置。