JPH036579A - 帯電ローラーの表面粗面化方法 - 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、硫化力°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りて
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間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ととが発見さ
れてきた。たとえばブレード−ビニルカルバゾール、ポ
リビニルアント２センｆ！、トＣ）有ｍ光導電性プリマ
ー　カルバゾール、アントラセン。

ピラゾリン類、オキサジアゾール類、ヒドラゾン類、ポ
リアリールアルカン類などの低分子の有機光導電体のほ
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、ペリレン系顔料、イン
ジが染料、チオインノボ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
物を選択できるノ々リエーションが拡大されたことなど
から、数多く提案されている。例えば米国特許第４１２
３２７０号、同第４２５１６１３号、同第４２５１６１
４号、同第４２５６８２１号、同第４２６０６７２号、
同第４２６８５９６号、同第４２７８７４７号、同第４
２９３６２８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Ｎｆロセスは、従来よシ殆ど金属ワイヤーに高
電圧（ＤＣ５〜８ｋｖ）を印加し発生するコロナによシ
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ＮＯｘ等のコロナ生成物によシ感光体表面
を変質させ画像ゲケや劣化を進行させたシ、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５〜３（ｌ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（磁気ブラ
シも含む）、ブレード、峙ルトなどの形状があシ、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四す帯電と異なシ、
帯電部材と感光体ドラム（以下、単に「ドラム」と略称
することがある）が直接接触する丸めドラムと帯電ロー
ラー（以下、単に「ローラー」と略称することがある）
かはシつきやすいという問題と帯電にムラがおこシやず
いという問題があり次。帯電ローラーを用いた直接帯電
法では、ドラムと帯電ｃｔ−２−の距離が一定となった
時に放電が起こシ、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為にドラム表面
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シ返し
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りた・ 本発明の第１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
等が殆ど無く、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用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、最小及び平均表面粗さ（後に定義）が全て０．３μ
ｍ以上で５．０μｍ以下である凹凸を設けることにより
て達成されることを既に提案した。

しかし、その表面の粗面化状態の制御（均一化）はなお
難しく、帯電ムラの原因を残していた。また、均一な粗
面化を行なうには慎重な研磨と長時間とを要するという
欠点がめった。

従りて、本発明の第２の目的は帯電ローラーの粗面化を
短時間で均一に行なう手段を提供することであシ、その
達成には、研磨面に固定研磨材と共に遊離の研磨材微粒
子が存在する帯状研磨材で第一粗面化を行なった後、研
磨面に存在する研磨材が実質的に固定微粒子のみからな
る帯状研磨材で第二粗面化を行なうことによって達成さ
れる。

〔問題点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。

ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子材にカ
ー？ン、金属等を分散させて、導電性処理したゴムや、
人工繊維又はポリカーブネート、−リビニル、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・
副、最適には１０２〜１０１０Ω・α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質出しを行うと、帯
電ローラーとドラムがはりつきやすく、又ローラーにト
ナーが付着する確率も高い。

又、帯電ローラーの表面が平坦であるために、放電の際
にドラム上の欠陥（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。

との粗面化の方法としては、機械的処理が優れており、
その中でも帯状研磨材を用いる方が更に好ましい。その
理由はサンドブラスト法等の場合には、研磨材が帯電ロ
ーラーに埋め込まれ易く、帯電ムラの原因になるのに対
して、帯状研磨材の場合には、この埋込みが殆ど無いこ
とにある。

しかし、これまでの粗面化方法では帯電ローラーを再現
性良く均一に粗面化することが依然難しく、その結果、
帯電時に均一な帯電が行なわれにくいという現象も引起
こされていた。また、均一な粗面化を行なうには、長時
間等を要するという欠点があった。

本発明者等は帯電ローラー表面の粗面化について鋭意検
討を重ねた結果、帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表
面を粗面化する方法において、研磨面に固定研磨材と共
に遊離の研磨材微粒子が存在する研磨材で第一粗面化を
行なりた後、研磨面に存在する研磨材が実質的に固定研
磨材微粒子のみからなる研磨材で第二粗面化を行なうこ
とによって、帯電ローラー表面の最大面粗さ、平均面粗
さ及び最小面粗さの全てが０．３〜５．０μｍの範囲に
ある均一な粗面状態を短時間で実現でき、その結果とし
て帯電ムラ及び白地ヌケ等も殆んど解消できることを見
出した。

ここで最大面粗さ、平均面粗さ及び最小面粗さとけＪＩ
Ｓ規８０６１０で定義され九十点平均表面粗さ（Ｒｚ　
）の方法によって測定された最大値、平均値及び最小値
をいう。

即ち、本発明は帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表面
を粗面化する方法において、研磨面に遊離の研磨材微粒
子が共存する研磨材で第一粗面化を行なっ九後、研磨面
に存在する研磨材が固定研磨材微粒子のみからなる研磨
材で第二粗面化を行なうことを特徴とする。

帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表面を粗面化する方
法において、研磨面に存在する研磨材が固定研磨材微粒
子のみからなる研磨材による研磨では、帯電ローラーの
表面は均一に粗面化される。

しかし、粗面化には長時間を要する。例えば、−旦帯電
ローラーの粗面化に用いて研磨面に帯電ローラー表面の
削粉等の微粒子が共存する研磨材による粗面化では、そ
の研磨材面から遊離している削シ粉等の微粒子の作用に
よって粗面化は短時間で達成できるが、遊離微粒子の共
存した研磨材は目詰り等を来していることから、粗面化
状態の不均一化を招くという欠点を伴なう。この両者の
欠点を補う為に本発明者等は新規な粗面化方法を完成し
た。すなわち、帯電ローラーの表面を帯状研磨材で粗面
化する際に、研磨面に遊離の研磨材微粒子が共存する研
磨材で第一粗面化を行なった後、研磨面に存在する研磨
材が固定研磨材微粒子のみからなる研磨材で第二粗面化
を行なうことが本発明の本質である。その結果、短時間
に均一な粗面化を実現できる。

本発明の粗面化方法の実施に当っては、例として第２図
に模式的に断面図で示した装置を用いることができる。

帯電ローラー１１を時計回シに回転させる。一方、帯状
研磨材１２を送シ出しローラー１３から繰出して、帯電
ローラー１．１に圧接しているゴム族の押えローラー１
４経由で巻取ジロー２−１５へ向けて、矢印１６の向き
に移動させる。この際に帯状研磨材１２は押えローラー
１４の当接位置で帯電ローラー１１の表面を摺擦する。

本発明方法の実施に際しては、例えば次の方式を採用で
きる： ■　１回度度研磨に用いられた帯状研磨材で第一粗面化
を行ない、次に帯状研磨材を未使用のものに交換して第
二粗面化を行なう。

■　第二粗面化に用いられた帯状研磨材を別の帯電ロー
ルの新表面に対する第一粗面化に用いる。

両所磨材を別々の粗面化装置に装着して被処理体を移動
させても良い。

本発明の実施に用いる帯状研磨材としては例えば酸化ア
ルミニウム、シリコンカーバイド、酸化クローム又は、
ダイヤモンド等の微粒子をＩリエステル等のフィルム又
はシート等の帯状物に塗布・固定したものがある。

本発明の帯電ローラーは複写機だけでなく、レーザー−
プリンター　ＩＪＤプリンター　ＣＲＴプリンター、電
子写真式製版システムなどの電子写真応用分野に用いる
ことができる。

以下に本発明を具体例にて詳細に説明する。

（実施例１） ギヤノン製複写機ＮＰ−３５２５を第１図に示すように
改造した。ｌはＮ　Ｐ　−３５２５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
でおる。

２は帯電ローラーは以下の方法で製造した。

クロロプレンゴム（商品名デンカクロロプレンＭ・３０
電気化学工業（株）製）１００重量部に導電性カービン
（商品名コンダクテックス９００．コロンビアンケミカ
ルズ社製）５重量部を溶融混練し、中心にステンレス軸
を通して成型し、帯電ローラーとした。

この帯電ローラー表面の十点平均面粗さ（Ｒｚ　）は０
．２μｍであり、最小・最大面粗さはそれぞれ０．０μ
ｍ・０．３μｍであった。

この帯電ローラーを、第２図に示す装置を用い表面処理
に一度使用した粒度０．５μｍのフィルム研磨材（住人
スリーエム社製、商品名「ラッピングフィルムＪ　参２
０００　）にて６０秒間第−粗面化を行ない、次に未使
用の同じ研磨材で３０秒間第第二面化を行なった。この
時の帯電ローラー表面の平均面粗さ（Ｒｚ　）は１．０
μｍであ）、最小・最大面粗さはそれぞれ０．８μｍ・
１．２μｍであった。と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、５ｏｏ
ｏ枚まで何ら問題が発生しなかった。これを実施例１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ルツクス・秒、前露光量１０．０ルツクス・秒で行
なりた。

（実施例２） 実施例１において、帯電ローラーを、表面処理に一度使
用した粒度０．３μｍのフィルム研磨材（富士写真フィ
ルム社製、商品名「ラッビンダテーデ」Ｍ−１００００
）にて６０秒間第−粗面化を行ない、次に未使用の同じ
研磨材で３０秒間第第二面化を行った以外には同様の装
置及び帯電ローラーを用いて同様に実験を行なりたとこ
ろ、５０００枚まで何ら問題が発生しなかった。この粗
面化された帯面ローラー表面の平均面粗さ（Ｒｚ　）は
０．９μｍであり、最小・最大面粗さはそれだれ０．７
μｍ・１．１μｍでありた。とれを実施例２としてその
結果を表１に示す。

（実施例３） 実施例１において、帯電ローラーを、表面処理に一度使
用した粒度３．０μｍのフィルム研磨材（住人スリーエ
ム社製商品名「ラッピングフィルム」＃４０００　）に
て１５秒間第第一面化を行ない、次に未使用の粒度０．
３μｍの７４ルム研磨材（住友スリーエム社製商品名「
ラッピングフィルム」＄１５０００）にて４０秒間第第
二面化を行なった以外には同様の装置及び帯電ローラー
を用いて同様に実験を行なったところ、５０００枚まで
何ら問題が発生しなかった。この粗面化された帯電ロー
ラー表面の平均面粗さ（Ｒｚ　）は１，０３ｍであシ、
最小・最大面粗さはそれぞれ０．８μｍ・１．２μｍで
あった。これを実施例３としてその結果を表１に示すＯ （比較例１） 実施例１と同様の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、１０枚程度から帯電ローラーと感光体との
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２，３，４．５） 実施例１において、帯電ローラーを１表面処理に一度使
用した粒度０．３μｍのフィルム研磨材（富士写真フィ
ルム社製ラッピングチーブＭ−１００００）にて１５秒
間（比較例２）及び６０秒間（比較例３）粗面化し、ま
九未使用の粒度０．３μｍのフィルム研磨材（富士写真
フィルム社製、ラッピングテープＭ−１００００）にて
１５秒間（比較例４）及び６０秒間（比較例５）粗面化
を行なった以外には同様の装置及び帯電ローラーを用い
て同様に実験を行なった。この粗面化された各帯電ロー
ラー表面の平均面粗さ（ＲＸ）はそれぞれ０．６μｍ、
０．９μｍ、０．１μｍ、０．２μｍであり、最小・最
大面粗さはそれぞれ０．１μｍ−５，５μｍ、０．１μ
ｍ　・７．０μｍ　、　０．０μｍ−０，３μｍ　、　
０．０．ａｍ　・０．６μｍであった。これをそれぞれ
比較例２，３，４．５とするが、このうち比較例２．３
は共に通紙耐久初期から帯電ムラによる画像ムラ、白地
部の汚れが発生しており、また比較例２，３，４．５全
てにおいて、通紙耐久５０枚程度から帯電ローラーと感
光体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。これ等の結果を表１に示す。

（比較例６，７．８及び９） 実施例１において、帯電ローラー金、表面処理に一度使
用した粒度３．０μｍのフィルム研磨材（住友スリーエ
ム社製、ラッピングフィルム÷４０００）にて１５秒間
（比較例６）及び６０秒間（比較例７）粗面化し、また
未使用の粒度３．０μｍのフィルム研磨材（住友スリー
エム社製、ラッピングフィルムナ４０００　）　　にて
１５秒間（比較例８）及び６０秒間（比較例９）粗面化
した以外には同様の装置及び帯電ローラーを用いて同様
に実験を行なった。

この研磨された帯電ローラー表面の平均面粗１（ＲＪは
それぞれ１．０μｔｎ　、　１．５μｍ　、　０．２４
ｍ　、　０．８μｍであり、最小・最大面粗さはそれぞ
れ０．１μｍ・７．５μｍ、０．２μｍ　−９，０μｍ
　、　０．１μｎ＋　・１．５μｍ　、　０．１μｍ　
・４．０μｍでめった。これをそれぞれ比較例６，７．
８．９とするが、このうち比較例６．７は共に通紙耐久
初期から帯電ムラによる画像ム２、白地部の汚れが発生
しており、また比較例６，７，８．９全てにおいて、通
紙耐久５０軟度度から帯電ローラーと感光体とのはりつ
きに起因する横すじが画像上に現われはじめた。これ等
の結果を表１に示す。

（比較例） 実施例１において、帯電ローラーを未使用の粒度０．３
μｍのフィルム研磨材（富士写真フィルム社製、う、ビ
ンダテーグＭ−１００００）にて帯電ロー２−表面の粗
さが帯電ローラー全面にわた。Ｑｏ、３μｍから５．０
μｍに入るように慎重に研磨したところ６０分間という
大変長時間を要した。

この研磨され之帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置にて同様に実験を行なったところ、ｓ　ｏ−ｏ　ｏ
枚まで何ら問題が発生しなかった。これを比較例１０と
してその結果を表１に示す。

次に実施例１において帯電ローラーを表面処理に一度使
用したフィルム粒度０．３μｍの研磨材（富士写真フィ
ルム社製、ラッピングテープＭ−１００００）にて帯電
ローラー表面の粗さが帯電ローラー全面にわたシ０．３
μｍから５．０μｍに入るように慎重に研磨したところ
、３０分間という長い時間を要した。

この研磨された帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置にて同様に実験を行なったところ。

５０００枚まで何ら問題が発生しなかつ次。これを比較
例１１としてその結果を表１に示す。

また、実施例１において帯電ローラーを未使用のフィル
ム粒度３．θ＾ｍの研磨材（住友スリーエム社製、う、
ピングフィルム÷４０００）にて、帯′１０−ラー表面
の粗さが帯電ローラー全面にわたシ０．３μｍから５．
０μｍに入るように慎重に研磨したところ２０分間とい
う長い時間を要し次。

この研磨された帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置にて同様に実験を行なったところ、５０００枚まで
何ら問題が発生しなかった。これを比較例１２としてそ
の結果を表１に示す。

さらに、実施例１において帯電ローラーを１表面処理に
一度使用したフィルム粒度３．０μｍの研磨材（住友ス
リーエム社製、ラッピングフィルムφ４０００　）にて
帯電ローラー表面の粗さが帯電ローラー全面にわたシ０
．３μｍから５．０μｍに入るように慎重に研磨したと
ころ１５分間という長い時間を要し九。

この研磨された帯電ローラーを用いて実施例１と同様の
装置にて同様に実験を行なったところ５０００枚まで何
ら問題が発生しなかりた。これを比較例１３としてその
結果を表１に示す。

（比較例１０及び−１１） 実施例１において帯電ローラーを粒度０．３μｍの未使
用のフィルム研磨材（富士写真フィルム社製、ラッピン
グテープＭ−１００００）にて３０秒間本発明の第二粗
面化を第一に行ない、次に一度表面処理に使用した同じ
研磨材にて６０秒間本発明の第一粗面化を第二に行なっ
た。この帯電ローラー表面の平均面粗さ（Ｒｚ）は０．
９μｍであったが、最小・最大面粗さはそれぞれ０．１
μｍ・７．０μｍであり１通紙耐久初期から帯電ムシに
よる画像ムラ、白地部の汚れが発生しておシ、また通紙
耐久５０枚程度から帯電ローラーと感光体とのはりつき
に起因する横すじが画像上に表われはじめた。これを比
較例１０としてその結果を表１に示す。

また実・流側１において帯電ローラーを粒度０．３μｍ
の未使用のフィルム研磨材（住人スリーエム社製、ラッ
ピングフィルムナ１５０００）にて４０秒間本発明の第
二粗面化に当る粗面化を先に行ない、次に一度粗面化処
理に使用した粒度λ０μｍのフィルム研磨材（住友スリ
ーエム社製、ラッピングフィルムφ４０００）にて１５
秒間本発明の第一粗面化に当る粗面化を行なった。この
帯電ロー２−表面の平均面粗さ（Ｒ１）は１．０μｍで
らりたが最小・最大面粗さはそれぞれ０．１μｍ・７．
５μｍであり、通紙耐久初期から帯電ム２による画像ム
ラ及び白地部の汚れが発生しており、また通紙耐久５０
枚程度から帯電ロー２−と感光体とのはシつきに起因す
る横すじが画像上に現われはじめた。これｔ比較例１１
としてその結果を表１に示す。

以上、実施例１〜３及び比較例１〜１１に示すように、
例えば表面処理に一度使用したような。

研磨面に遊離の微粒子が存在しているフィルム状研磨材
で初めに処理し、その後例えば未使用のような研磨面に
研磨材以外の微粒子を含まないフィルム状研磨材で処理
することにより、粗面化に要する時間が短縮でき、画像
ムクや地汚れ、および感光体とのはｐ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、本発明による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にも用
いることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明の方法によって処理された帯電ロージーを用いる
と、帯電ローラーと感光体ドラムのはｐつきや帯電ムラ
、及びトナーの帯電ローン−への付着による地汚れは殆
ど起こらず、安定した繰シ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って得られる粗面化帯電ｏ　−
５を組込むべき複写機の構造図であり、第２図は本発明
の粗面化方法を実施する装置の構成図である。 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　１０・・・前露光光源、１
１・・・帯電ローラー　１２・・・フィルム状研磨材、
１３・・・送り出しローラー　１４・・・押さえローラ
ー　１５・・・巻き取りローラー　１００・・・電源装
置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電ローラーの表面を帯状研磨材によって粗面化
   する方法において、研磨面に固定研磨材と共に遊離の研
   磨材が存在する帯状研磨材を用いて帯電ローラー表面の
   第一粗面化を行なった後、研磨面に存在する研磨材が実
   質的に固定微粒子のみからなる帯状研磨材を用いて帯電
   ローラー表面の第二粗面化を行なうことを特徴とする帯
   電ローラー表面の粗面化方法。
2. （２）第二粗面化に用いられた帯状研磨材を引続いて又
   は別途に用いて第一粗面化を行なうことを特徴とする請
   求項１記載の方法。