JPH0317669A - 粗面化帯電ローラーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真装置に用いられる帯電ローラーに関す
るものである。

［従来の技術］ これまで、電子写真感光体で用いる光導電材料として、
セレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛などの無機光導電性
材料が知られている。これらの光導電性材料は、数多く
の利点、例えば暗所で適当な電位に帯電できること、暗
所で電荷の逸散が少ないこと、あるいは光照射によって
速やかに電荷を逸散できるなどの利点をもっている反面
、各種の欠点を有している。例えば、セレン系感光体で
は、温度、湿度、ごみ、圧力などの要因で容易に結晶化
が進み、特に雰囲気温度が４０℃を越えると結晶化が著
しく成り、帯電性の低下や画像に白い斑点が発生すると
いった欠点がある。

硫化カドミウム系感光体は、多湿の環境下で安定した感
度が得られない点や酸化亜鉛系感光体ではローズベンガ
ルに代表される増感色素による増感効果を必要としてい
るが、このような増感色素が帯電による帯電劣化や露光
光による光褪色を生じるため長期にわたって安定した画
像を与えることができない欠点を有している。

一方、特定の有機化合物が光導電性を示すことが発見さ
れてきた．たとえばボリーＮ−ビニルカルバゾール、ポ
リビニルアントラセンなどの有機光導電性ボリマー、カ
ルバゾール、アントラセン、ビラゾリン類、オキサジア
ゾール類、ヒドラゾン類、ボリアリールアルカン類など
の低分子の有機光導電体のばかフタロシアニン顔料、ア
ゾ顔料、シアニン染料、多環キノン顔料、ベリレン系顔
料、インジゴ染料、チオインジゴ染料あるいはスクエア
リック酸メチン染料などの有機顔料や染料が知られてい
る。特に光導電性を有する有機顔料や染料は無機材料に
比べて合成が容易で、しかも適当な波長域に光導電性を
示す化合物を選択できるバリエーションが拡大されたこ
となどから、数多く提案がされている．例えば米国特許
第４１２３２７０号、同第４２５１６１３号、同第４２
５１６１４号、同第４２５６８２１号、同第４２６０６
７２号、同第４２６８５９６号、同第４２７８７４７号
、同第４２９３６２８号などに開示されているように、
電荷発生層と電荷輸送層に機能分離した感光層における
電荷発生物質として光導電性を示すジスアゾ顔料を用い
た電子写真感光体などが知られている。

このような電子写真感光体を用いた電子写真プロセスに
おける帯電プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤーに高
電圧（ＤＣ５〜８　ｋＶ）を印加し発生するコロナによ
り帯電を行なっている。しかし、この方法ではコロナ発
生時にオゾンやＮＯ８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、ワイヤー
の汚れが画像品質に影響し、画像白抜けや黒スジを生じ
る等の問題があった。

一方、電力的にも感光体に向かう電流は、その５〜３０
％にすぎず、殆どがシールド板に流れ、帯電手段として
は効率の悪いものであった。

こうした欠点を補うために従来から直接帯電させる方法
が研究され多数提案されている（特開昭５７−１７８２
６７、５６−１０４３５１、５８−４０５６６、５８−
１３９１５６、５８−１５０９７５等）．， これ等、直接帯電用部材の形状としてはローラー、ブラ
シ（Ｆａ気ブラシも含む）、ブレード、ベルトなどの形
状があり、電子写真装置の仕様、形態にあわせて選択が
可能である。

しかし、ローラー帯電法においてはコロナ帯電と異なり
、帯電部材と感光体ドラムが直接接触するため、感光体
ドラムと帯電ローラーがはりつきやすいという問題と、
帯電にムラがおこりやすいという問題があった。

帯電ローラーを用いた直接帯電法では、感光体ドラムと
帯電ローラーの距離が一定となった時に、放電が起こり
感光体ドラムに電圧が印加される。よって帯電ローラー
の表面が平坦であるために、感光体ドラム表面の凸凹や
傷の影響を受けて帯電が不均一となることが多かった。

又、帯電ローラーの表面が平坦であると繰り返し画像出
しを行っているうちにトナーが帯電ローラーに付着して
、画像に地汚れを生じやすかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の第一の目的は、帯電ローラーを用いた電子写真
装置において、帯電の不均一による画像の白地部の汚れ
や帯電ローラー上へのトナーの付着による画像の地汚れ
などが殆どなく、安定して高画質のコピー画像を供給す
ることのできる電子写真装置の帯電ローラーを提供する
ことにある。

上記の目的は帯電ローラーの表面に、その十点法による
最大面粗さ、平均面粗さ及び最小面粗さの全てが０．３
μｍ以上５μ市以下である凸凹を設けることにより達成
されることを既に本発明者は提案している。

しかし、その表面の粗面化状態の的確な制御は依然とし
て難かしく、帯電ムラの原因となっていると推測した． 従って本発明の第二の目的は、帯電ローラーの粗面化を
均一に行なうことであり、その達成には粗面化に使用す
る研磨材として樹脂を主成分とするものを用い、好まし
くはその研磨粒子の平均粒径が０．０１μｍ以上１００
μｍ以下のものを用いることが重要である。

［課題を解決するための手段］ 以下本発明を更に詳しく説明する。

本発明で使われる帯電ローラーの材質としては、アルミ
ニウム、鉄、銅等の金属、ポリアセチレン、ボリビロー
ル、ポリチオフエン等の導電性高分子材にカーボン、金
属等を分敗させて、導電性処理したゴムや、人工繊維又
はポリカーボネート、ポリビニルアセテート、ポリエス
テル等の絶縁性物質の表面を金属や他の導電性物質によ
ってコートしたものなどを用いることができる。これら
導電性部材の体積抵抗値としては、１０’〜１０１２Ω
ｃｍ．最適には１０２〜１０１０Ω’ｃｍの範囲である
。

帯電ローラーの表面が粗面化されていない状態で帯電ロ
ーラーと感光体ドラムを用いて画像出しを行なうと帯電
ローラーと感光体ドラムがはりつきやすく、又、帯電ロ
ーラーにトナーが付着する確率も高い。更に、帯電ロー
ラーの表面が平坦であるために、放電の際に感光体ドラ
ム上の欠陥（凸凹や傷）を拾いやすく、帯電ムラが起こ
りやすい。

以上の理由から帯電ローラーの表面をあらかじめ粗面化
することが必要である。

この粗面化の方法としては、機械研磨が優れている。

しかし、これまでの粗面化方法では素帯電ローラーを均
一に粗面化することが依然として難かしく、それによっ
て帯電時に均一な帯電が行なわれないという現象が依然
として解消していなかった。

これは、従来の研磨材の研磨粒子が通常は無機化合物で
出来ていることから、その硬度が高過ぎ、強く粗面化す
ると帯電ローラーに５．０μｍよりも深い傷をつける。

その結果、帯電する際に帯電ムラが生じやすく、それが
画像ムラとなって現われてくるため、むしろ弱めに粗面
化することで粗面化を行なっていた。しかし、弱めに粗
面化するための研磨材の当接圧の制御及び粗面化速度等
の制御が依然として難かしく、粗面化具合のムラ発生を
余儀無くされていた。

しかし、本発明者はこの研磨粒子の材質について鋭意検
討した結果、研磨材として、硬度が比較的低い材質であ
る樹脂を用いることにより、たとえ強く粗面化処理した
としても、画像ムラとして現われてしまうような帯電ム
ラの原因となる粗面化時の傷がつきにくいことを見出し
た。特に、その研磨粒子の平均粒径を０．０１μｍ以上
１００ｕｍ以下、好ましくは０．０１μｍ以上８０μｍ
以下にすることで、更に良好な帯電特性を得ることが出
来た。これは研磨粒子平均直径が０．０１μｍ未満であ
ると細かすぎて粗面化の効果が十分には出ないこと。一
方、研磨粒子平均直径が１００μｍよりも大きいと、粗
面化時に帯電ローラー表面に傷をつけ易く、それが帯電
ムラ（画像ムラ）として現われ、また８０μｍよりも大
きい場合でも、画像出し条件によっては帯電ムラ（画像
ムラ）が現われて来る。それに対して研磨粒子平均直径
が０．Ｏｌμｍ以上８０μｍ以下であれば適度な粗面化
が行なわれる。従って、好ましくは樹脂を主成分とする
研磨粒子であって粒径が０．０１μｍ以上で１００μｍ
以下の研磨粒子を用いて帯電ローラー表面を粗面化する
のが好ましい。

ここで言う帯電ローラーの粗面化具合とは、ＪＩＳ規格
ＢＯ６０　１で定義される十点平均面粗さＲＺ（以下単
に平均面粗さと略す）で測定された最大面粗さ、平均面
粗さ及び最小面粗さの全てが０．３μｍ以上５μｍ以下
であることをいう。これらの面粗さが５μｍよりも大き
いと、帯電する際に帯電ムラが生じやすく、画像にもム
ラとなって現われてくる．又、これらの面粗さが０．３
μｍ未満であると、粗面化の効果が殆ど認められない。

本発明の粗面化法による帯電ローラーは複写機だけでな
く、レーザープリンター、ＬＥＤプリンター、ＣＲＴプ
リンター、電子写真式製版システムなど電子写真応用分
野に用いることができる。

［実施例］ 以下に本発明方法を具体例にて詳細に説明する． 実施例１，２．３及び４ 複写機（キヤノン製ＮＰ−３５２５）を第１図に示すよ
うに改造した。１は該複写機用感光体、２は直接帯電を
行なうところの帯電ローラー、３は画像露光、４は現像
器、５は転写紙の給紙ローラーと給紙ガイド、６は転写
帯電器、７は分離帯電器、８は定着器（不図示）に転写
紙を送る搬送部、９はクリーナー、１０は前露光光源、
１００は帯電部材２に電圧を印加する電源装置である。

２の帯電ローラーは以下の方法で製造した。

クロロブレンゴム［商品名デンカクロロブレンＭ−３０
電気化学工業■製］１００重量部に導電性カーボン〔商
品名コンダクテックス９００コロンビアンケミカル社製
〕５重量部を溶融混練し，てなる塊の中心にステンレス
軸を通して成型し、素帯電ローラーとした。

この素帯電ローラーの体積抵抗を温度２２℃、相対温度
６０％の環境で測定すると、３Ｘ１０’Ω・ＣＩＩ＋で
あった。

この帯電ローラーを平均粒径がそれぞれ０．０２μｍ．
５．０μｍ、７５μｍ，９０ｕｍであるビスフェノール
Ｚ型ボリカーボネート樹脂を研磨粒子とする研磨材にて
粗面化したところ、帯電ローラーの最大面粗さ、平均面
粗さ及び最小面粗さはそれぞれ０．４２ｔｔｍ　．１．
６μｍ　、４．４ａｍ及び５．０μｍ０．３５μ＋ｎ　
．１．２μｍ　，３．８７ｚｍ及び４．８　μ．ｍ　；
並びに０．３９μｍ　．０．９μｍ　．３、ｌ　μｍ及
び４．５　μｍであった。

そして各々の帯電ローラーを前述の改造した複写機に設
置して通紙耐久を行なったところ、全て通紙５０００枚
まで何ら問題が発生しなかった。これ等をそれぞれ実施
例１，２．３及び４としてその結果を表１に示す。

尚、帯電露光条件は帯電ローラーに直流電圧−７５０Ｖ
と交流ピーク間電圧１５００Ｖを重畳させ、像露光量３
．０ルックス・秒、前露光量１０．０ルックス・秒で行
なった。

実施例５，６．７及び８ 実施例１で用いた帯電ローラーを平均粒径がそれぞれ０
．０２μｍ　．５．０ｇｍ　．．　７　５　μｍ　．　
９　０　μｍであるボリ四フッ化エチレン樹脂を研磨粒
子とする研磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの
最大面粗さはそれぞれ０．４５μｍ　．１．５μｍ　．
４．１μｍ及び４．９μｍ、平均面粗さはそれぞれ０．
４０μｍ．１．１μｍ．３．５μの及び４．５μｍ及び
最小面粗さはそれぞれ０．３５ｇｍ、０．８５４ｃｍ、
３．０メＬｍ及び４．０１ｚｍであった。

そして各々の帯電ローラーを用いて実施例１と同様の装
置及び条件で通紙耐久を行なったところ、全て５０００
枚まで何ら問題が発生しなかった。

これ等をそれぞれ実施例５，６，７．８としてその結果
を表１に示す。

実施例９及び１０ 実施例４および８で用いた帯電ローラーを用いて、帯電
条件のうち交流ピーク間電圧をｔｏｏｏｖにした以外は
実施例１と同様の装置及び条件で通紙耐久を行なったと
ころ、各々４８００枚程度から極稀に淡い画像ムラが現
われた、この時点での各々の帯電ローラーの最大面粗さ
はそれぞれ５．３μｍ及び５．１μｍ、平均面粗さは５
．０μｍ及び４．９μｍ及び最小面粗さはそれぞれ４．
７μｍ及び４．３μｍであった。これ等をそれぞれ実施
例９及び１０としてその結果を表１に示す。

実施例Ｉｆ 実施例ｌで用いた素帯電ローラーを平均粒径が０．　０
０５μｍであるボリカーボネ・一ト樹脂を研磨粒子とす
る研磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの最大面
粗さ、平均面粗さ及び最小面粗さを０．３ｇｍ以上５．
０、ｕｎ＋以下にする為には３０分間もの粗面化時間を
要した。しかし、この粗面化帯電ローラーを用いて実施
例１と同様の装置及び条件で通紙耐久を行なったところ
、５０００枚まで何ら問題が発生しなかった。これを実
施例１１としてその結果を表１に示す。

実施例ｉ２ 実施例ｌで用いた素帯電ローラーを平均粒径が１０５μ
ｍであるポリカーボネート樹脂を研磨粒子とする研磨材
にて粗面化したところ、帯電ローラーの最大面粗さ、平
均面粗さ及び最小面粗さを０．３μｍ以上５．０、μｍ
以下にする為には４０分間もの時間をかけて慎重に粗面
化する必要があっがあった。しかし、この粗面化帯電ロ
ーラーを用いて実施例１と同様の装置及び条件で通紙耐
久を行なったところ、５０００枚まで何ら問題が発生し
なかった。これを実施例１２としてその結果を表１に示
す。

比較例１ 実施例１と同様の素帯電ローラーを作成し、粗面化しな
いままで実施例１と同様の装置及び条件で通紙耐久を行
なったところ、ｌＯ枚程度から帯電ローラーと感光体ド
ラムとのはりつきに起因する横すじが画像上に現われは
じめた。これを比較例１としてその結果を表１に示す。

比較例２，３．４及び５ 実施例１と同様の帯電ローラーを作成し、平均粒径が０
．０２μｍであり、材質がそれぞれ酸化鉄、酸化クロム
、炭化硅素、酸化アルミニウムである研磨粒子を有する
研磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの最大面粗
さはそれぞれ７．０μｍ、７．０μｍ．６．６μｍ及び
６，９μｍ、平均面粗さはそれぞれ６．３μｍ、５．８
μｍ、５．５μｍ及び６．２μｍ並びに最小面粗さはそ
れぞれ４．８μｍ、４．２μｍ、３．７μｍ及び４．１
μｍであった。

これ等の粗面化帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置及び条件にて通紙耐久を行なったところ、全て初期
から放電ムラによる画像ムラ、白地部の汚れが発生して
いた。これ等を比較例２３，４，及び５としてその結果
を表１に示す。

比較例６，７．８及び９ 実施例１と同様の素帯電ローラーを作成し、平均粒径が
５．０μｍであり、材質がそれぞれ酸化鉄、酸化クロム
、炭化硅素、酸化アルミニウムである研磨粒子を有する
研磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの最大面粗
さはそれぞれ７．８μｍ　、７．５　ｕｍ　．１．Ｏｕ
ｍ及び７．５７１ｍ、平均面粗さはそれぞれ６．８μｍ
、６．２μｍ、５．９μｍ及び６．５ＬＬｆｆｌ並びに
最小面粗さはそれぞれ４．５μｍ、４．２μｍ、３．３
μｍ及び５．０μｍであった。

これ等の帯電ローラーを用いて実施例１と同様の装置及
び条件にて通紙耐久を行なったところ、全てにおいて初
期から放電ムラによる画像ムラ、及び白地部の汚れが発
生していた。これ等を比較例６，７，８．９としてその
結果を表１に示す。

比較例１０，１１．１２及びｌ３ 実施例ｌと同様の素帯電ローラーを作成し、平均粒径が
７５μｍであり、材質がそれぞれ酸化鉄、酸化クロム、
炭化硅素、酸化アルミニウムである研磨粒子を有する研
磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの最大面粗さ
はそれぞれ９．０μｍ、８，５μｍ、８．３μｍ及び９
．１μｍ、平均面粗さはそれぞれ７．９μｍ、７．７μ
ｍ、７．０μｍ及び８．０μｍ並びに最小面粗さはそれ
ぞれ５．５μｍ、６．０μｍ、５．８μｍ及び６．１μ
ｍであった。

これ等の粗面化帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置及び条件にて通紙耐久を行なったところ、何れの場
合にも、初期から放電ムラによる画像ムラ及び白地部の
汚れが発生していた。これ等を比較例１０，１１，１２
．１３としてその結果を表１に示す。

比較例１４，１５．１６及び１７ 実施例１と同様の素帯電ローラーを作成し、平均粒径が
９０ＬＬｆｆ！であり、材質がそれぞれ酸化鉄、酸化ク
ロム、炭化硅素、又は酸化アルミニウムである研磨粒子
を有する研磨材にて粗面化したところ、帯電ローラーの
最大面粗さはそれぞれｌＯ、３μｍ、１０．　０（．ｔ
　ｍ、１０．５μｍ及び１２．５ｇｍ、平均面粗さはそ
れぞれ９．０μｍ、８．９μｍ、９．２μｍ及び１０．
２μｍ並びに最小面粗さはそれぞれ６．３μｍ、６．３
μｍ、６．５μｍ及び６．２μｍであった。

これ等の帯電ローラーを用いて実施例１と同様の装置及
び条件にて通紙耐久を行なったところ、何れの場合にも
、初朋から１ｌｌ電ムラによる画像ムラ及び白地部の汚
れが発生していた。これ等を比較例１４，１５，１６．
１７としてその結果を表１に示す。

表１から明らかなように、研磨材の研磨粒子の材質が樹
脂であり、好ましくはその粒径が０．０１μｍ以上で１
００ａｍ以下である研磨材を用いて素帯電ローラー表面
を粗面化することにより、画像ムラや地汚れ、および感
光体ドラムとのはりつきによる横すじ等の無い良好な画
像を得ることが出来る。

尚、本発明方法による粗面化帯電ローラーは一次帯電だ
けで無く、転写帯電、分離帯電等帯電用部材としていず
れでも用いることが可能である。

［発明の効果］ 本発明の粗面化帯電ローラーを用いると、帯電ローラー
と感光体ドラムのはりつきや帯電ムラ、及びトナーの帯
電ローラーへの付着による地汚れは殆ど起こらず、安定
した繰り返し画像を得ることができた．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られる粗面化帯電ローラー
を組込む複写機の構造図である．１・・・感光体ドラム ２・・・帯電ローラー ３・・・画像露光 ４・・・現像器 ５・・・転写紙の給紙ローラーと給紙ガイド６・・・転
写帯電器 ７・・・分離帯電器 ８・・・定着器（不図示）に転写紙を送る搬送部９・・
・クリーナー ｌＯ・・・前露光光源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電ローラーの表面を機械研磨によつて粗面化す
   る方法において、研磨材として樹脂を主成分とする研磨
   粒子を用いてその表面の最大面粗さ、平均面粗さ及び最
   小面粗さの何れもが０．３μｍ以上で５．０μｍ以下の
   範囲になるまで粗面化することを特徴とする粗面化帯電
   ローラーの製造方法。
2. （２）研磨粒子の平均粒径が０．０１μｍ以上で１００
   μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の製造
   方法。