JPH0486848A - 帯電部材及び帯電装置 - 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、電圧を印加した帯電部材を被帯電体表面に接
触させて帯電（除電も含む）を行う帯電部材、及び該帯
電部材を用いた帯電装置に関する。

（従来の技術） 例えば、電子写真装置（複写機・光プリンタなど）・静
電記録装置等の画像形成装置に於いて、感光体・誘電体
等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機
器としては従来よりコロナ放電装置か広く利用されてい
る。

コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
に均一に帯電処理する手段として有効である。しかし、
高圧電源を必要とし、コロナ放電のため好ましくないオ
ゾンが発生するなどの問題点を有している。

このようなコロナ放電装置に対して、前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体
面を帯電処理する接触式の帯電装置は、電源の低圧化か
図れ、オゾンの発生量か少ない等の長所を有しているこ
とから、例えば画像形成装置に於いてコロナ放電装置に
かえて感光体・誘電体等の像担持体、その他の被帯電体
面の帯電処理手段装置として注目され、その実用化研究
か進められている。

例えば、本出願人が先に提案（特願昭６２−５１４９２
号、同６２−２３０３３４号なと）したように、接触帯
電装置に於いて直流電圧を帯電部材に印加したときの被
帯電体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有す
る振動電界（交互電界；交流電界なと時間とともに電圧
値が周期的に変化する電界又は電圧）を帯電部材と被帯
電体と間に形成すること、更には表層に高抵抗層を設け
た帯電部材を用いることにより、被帯電体の帯電均一性
、感光体等の被帯電体表面のどンホール・傷等によるリ
ーク防止等を図ることができる。

第２図は接触帯電装置の一例の概略構成のとが電気的に
接続されて、電源３により帯電横断面図である。

１は被帯電体である。本例では回転ドラム型の電子写真
感光体とする。該感光体１はアルミニウム等の導電性基
層１ｂと、その外面に形成した光導電層１ａとを基本層
とする構成のものである。

２は帯電部材である。本例はローラタイプである（以下
帯電ローラと記す）。該帯電ローラ２は電極としての中
心芯金２０と、その外周に同心一体に金型成形等でロー
ラ状に形成した導電性弾性層２ｂと、更にその外周に形
成した抵抗層２ａとからなる。

帯電ローラ２は芯金２０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
して不図示の押圧手段で感光体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。

３は帯電ローラ２に対するバイアス印加電源である。こ
の電源３と帯電ローラ２の芯金２ｃローラ２に対して所
定のバイアスか印加される。

而して、被帯電体たる感光体１か回転駆動されると、該
感光体１に圧接され且つバイアス電圧が印加された帯電
部材としての帯電ローラ２により感光体の外周面か所定
の極性・電位に帯電処理される。

帯電部材は上記例のローラタイプに限らす、第４図例の
ようなブレードタイプ、第５図例のようなブロック状又
はバット状タイプ、その他ロッド状・ヘルド状・シート
状等の適宜の形状・形態のものとすることかできる。

ローラタイプの帯電部材２は上記例のように面移動駆動
される被帯電体１に従動駆動させてもよいし、非回転の
ものとさせてもよいし、被帯電体１の面移動方向に順方
向又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動
させるようにしてもよい。

〉。−一一一 （発明が解決しようとする問題点） 帯電部材はその硬度か高すきると、被帯電体面に対する
接触表面にほんのわずかなうねりやへこみかあるたけて
も帯電部材と被帯電体との間の各部均一な接触状態か得
られず、帯電ムラや帯電不良部を生しさせやすい。

そこで帯電部材はその硬度を低くするように構成される
。具体的には前述例の帯電ローラについていえば、導電
性弾性層２ｂを大量の可塑剤を配合することでかなり軟
らかな肉質材とするものである。しかしこの場合は導電
性弾性層２ｂに大量に配合した可塑剤の一部かローラ表
面の抵抗層２ａをにしみ通って被帯電体１表面へ移行付
着する現象を生じ、そのため被帯電体１が画像形成装置
の感光体であるときにはローラ跡と呼ばれる異常画像部
（画像不良部・画像欠陥部）を発生することかあった。

これに対して本発明者等は、帯電部材としての帯電ロー
ラ２について導電性弾性層２ｂをシリコンゴムな主体と
する材料て構成し、抵抗層２ａをｎ−メチルメトキシ化
ナイロンを主体とする材料で構成することで、帯電ロー
ラ硬度を低くてき、ローラ跡の発生現象もなくせること
を発見している。

しかし実際には、シリコンゴムは離型性が高い材料であ
り、その表面に抵抗層を形成しても接合強度か弱くてロ
ーラの被帯電体との接触回転中や被帯電体との摺動で抵
抗層にはかれを発生してしまい、実用性に問題があった
。これは帯電部材がブレートタイプ・ブロックタイプ・
バッドタイプなど他の形状・形態のものにも間柱である
。

本発明は上記後者の帯電部材構成のものについての導電
性弾性層と抵抗層との接合強度の弱さの問題を解消して
、この帯電部材構成の利点を充分に生かした、即ち該帯
電部材の低硬度性により被帯電体面との接触を各部均一
化して均一帯電性を確保することができる、ローラ跡の
発生現象がない、耐久性がある等の特長を有する実用的
な帯電装置を得ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 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ること
で被帯電体面を帯電する帯電装置の帯電部材てあり、 該帯電部材は被帯電体との接触面側から順に少なくとも
、抵抗層、導電性弾性層、電極の層構成からなり、 前記導電性弾性層はシリコンゴムな主体とし、前記抵抗
層はｎ−メチルメトキシ化ナイロンを主体とし、 前記導電性弾性層の抵抗層と接触する面をシランカップ
リング剤で表面処理した後、抵抗層を塗布し熱処理を行
うことで導電性弾性層と抵抗層とが接合されている ことを特徴とする帯電部材 である。

また、上記構成の帯電部材を用いたことを特徴とする接
触型の帯電装置である。

（作　用） 即ち、シリコンゴムを主体とする導電性弾性層にｎ−メ
トシキ化ナイロンを主体とする抵抗層を形成して帯電部
材を構成する場合には、上記のように該導電性弾性層の
抵抗層と接触する面をシランカップリング剤で表面処理
した後、抵抗層を塗布し熱処理を行なうことで、後述す
る実施例・比較例から明らかなように、該導電性弾性層
と該抵抗層との接合強度が大きく向上し、該帯電部材を
被帯電体面に接触させて帯電処理を実行させても、実際
上、抵抗層のはがれトラブルかなく、十分に実用に耐え
るものとなることを知見して本発明を完成したものであ
る。

（実　施　例） （１）画像形成装置例 第１図は本発明に従う帯電部材もしくは帯電装置を用い
た画像形成装置の一例の概略構成を示している。

前述第２図のものと同様に、被帯電体としての回転感光
体１の周面が電圧の印加された帯電部材としての帯電ロ
ーラ２により所定の極性・電位に接触帯電される。

帯電ローラ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、原稿画像のスリット露光など）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
像が形される。

そ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。

このトナー画像は、次いで、転写手段１２より不図示の
給紙手段部から感光体１の回転と同期とりされて適正な
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１
４の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体１
面側のトナー画像か転写材１４の表面側に転写されてい
く。

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搬送されて像定着を受
け、画像形成物として出力される。或いは裏面にも像形
成するものでは転写部への再搬送手段へ搬送される。

像転写後の感光体１面はクリーニング手段１３で転写残
りトナー等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。

電極としての芯金２Ｃニ ステンレススチール等の金属棒材。

導電性弾性層２ｂ； カーボン・金属・金属酸化物等の導電性粒子をシリコン
ゴムに分散して体積抵抗値１０８Ω・ｃｍ未満としたも
の。

抵抗層２ａ： 体積抵抗値１０６〜１０Ｉ２Ω・ｃｍ、厚さ１μｍ〜５
０μｍのカーボンや金属酸化物を分散したＮ−メチルメ
トキシ化ナイロン。

この様な抵抗層２ａを設ける事により 帯電ローラ２が感光体１のビンポール１ｃ（第２図）に
接触した時、どンホール１ｃに電流が大量に流れ電源３
の出力電圧が低下してどンホールを中心としてローラ２
のニップ方向、即ち第１図・第２図で紙面に垂直な方向
全域に帯電不良を生じて画像上に、正規現像では帯電さ
れないところはトナーがつかないので白すしを生じ、反
転ので黒すしを生しるのを防止できる。

導電性弾性層としてのシリコン弾性層２ｂは抵抗層２ａ
を塗布する前にシランカップリング剤を塗布され、室温
あるいは１２０°Ｃ程度の高温で乾燥される。その後、
溶剤に溶かされた抵抗層材料を塗布し、１２０°Ｃ程度
の高温で乾燥する。このようにすることでシリコン弾性
層２ｂと抵抗層２ａとの接着強度か後述する実施例・比
較例に示すように大きく向上する。

使用するシランカップリング剤としては、アミノシラン
、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリアセトキシシラン、ヘキサメチルジシラ
ザン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシ
ラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、アミノプルピルトリメトキシシラン、アミノプルど
ルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、クリシトキシプロピルトリメトキシシラン、アニ
リノプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリ
メトキシシラン、クロロプロどルメチルジメトキシシラ
ン、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のア
ミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、クロル
基等を持つものを用いることができる。

（３）実施例１ 導電性弾性層２ｂを、導電性カーホンを分散した硬度Ｊ
　Ｉ　５−Ａ２０度のシリコンゴムの中心に直径６ｍｍ
のステンレス軸２ｃを通してローラ外径か１２ｍｍとな
るように成形した。

この導電性弾性層２ｂの抵抗値を、第３図のようにロー
ラ状の導電性弾性層２ｂの外周に幅１ｃｍの金属箔２０
１を巻き付け、ローラ芯金２ｃと箔２０１０間に電源２
０２により２５０ｖをかけ抵抗を測定したところ２Ｘ　
１０５Ωてあった。

次に、アミノシランを上記導電性弾性層２ｂの外周面に
塗布し、１２０°Ｃで１０分間乾燥した。その後、カー
ボンを分散したＮ−メチルメトキシ化ナイロンを溶剤に
とかし導電性カーホンを分散した抵抗層用の液を該導電
性弾性層２ｂの外周面に塗布し、乾燥後膜厚を２０μｍ
として抵抗層２ａを形成することで、帯電ローラ２を作
成した。

■抵抗層はがれ試験 この帯電ローラ２の表面にかみそりでＩｃｍ四方に切れ
目を入れ、その上に粘着テープをはりつけ、該粘着テー
プを再びはかした際に切れ目を入れた抵抗層２ａ部分が
シリコンゴムの導電性弾性層２ｂ面からはがれるかどう
かを調べた。

■ローラ跡発生試験 帯電ローラ２を、３２．５°Ｃ下で７日間、感光体１面
に密着放置した後、出力画像上に所謂ローラ跡が出るか
どうかを調べた。

■ローラ硬度測定 ＡＳＫＥＲ−Ｃ法により測定した。

以上の■・■・■の結果を夫々表−１に示した。

（４）実施例２ 実施例１でのアミノシランの代りに、メルカプトプロピ
ルトリメトキシシランを用い、他は同様にして帯電ロー
ラ２を作成した。この帯電ローラ２についての抵抗層は
がれ試験、ローラ跡発生試験、硬度測定の結果を表−１
に示した。

（５）比較例１ 実施例１において導電性弾性層２ｂの外周面にシランカ
ップリング剤を塗布処理せずに抵抗層２ａを塗布・乾燥
して形成して帯電ローラ２を作成した。

（６）比較例２ 導電性カーボンを分散し、パラフィンオイル（可塑剤）
を入れて硬度をＪＩＳ−Ａ２０としたＳＢＲゴムを用い
て、実施例１と同じ寸法・抵抗値の導電性弾性層２ｂを
作成した。

次にその外周面に実施例１と同様にカーボンを分散した
Ｎ−メチルメトキシ化ナイロン液を直接に塗布し乾燥し
て抵抗層２ａを形成して、帯電ローラ２を作成した。

（７）比較例３ 導電性カーボンを分散し、パラフィンオイルを入れて硬
度なＪＩＳ−Ａ　　２０”　としたＥＰＤＭゴムを用い
て、実施例１と同じ寸法：抵抗値の導電性弾性層２ｂを
作成した。

次にその外周面に実施例１と同様にカーボンを分散した
Ｎ−メチルメキシ化ナイロン液を直接に塗布し乾燥して
抵抗層２ａを形成して、帯電ローラ２を作成した。

（８）比較例４ 比較例３において、導電性弾性層２ｂの材料としてパラ
フィンオイルの配合量を減らして硬度をＪＩＳ−Ａ　　
３０°としたＥＰＤＭゴムを用い、他は比較例３と同様
にして帯電ローラ２を作成した。

以上の比較例１〜４の各帯電ローラについても実施例１
・２と同様に抵抗層はかれ試験、ローラ跡発生試験、硬
度測定を行ない、その結果を表−１に示した。

表−１ 抵抗層はがれ　○：はがれない。

×：はかれた。

ローラ跡 ○：全発生し。

×：発生した。

表−１によれば、導電性弾性層２ｂかシリコン（９）実
施例３ ゴムである場合において、シランカップリング剤を使わ
ない比較例１に比べ、それを用いた実施例１・同２の場
合は抵抗層ははがれにくくなっている。該帯電ローラを
第１図の画像形成装置に実装して画像形成を実行させて
耐久試験を行なった。抵抗層２ａのはがれトラブルがな
く十分に実用に耐えた。

また、導電性弾性層２ｂに、可塑剤としてのパラフィン
オイルを配合したＳＢＲやＥＰＤＭを用いた比較例２・
同３では抵抗層２ｂははがれにくいが、弾性層２ｂ内部
のオイルのしみ出しによりローラ跡が出てしまう。

比較例４の様に導電性弾性層２ｂのオイル量を減らして
ゆくと、ローラ跡はなくなる。しかし今度はローラ硬度
が高くなり、感光体に均一に接触しなくなり、帯電不良
を生じてしまう。

〜−−− 本発明は帯電部材かローラタイプである場合に限らず、
第４図のプレートタイプ、第５図の横長のブロックタイ
プやバットタイプなとの形態の場合でも有効である。

第４図のプレートタイプの帯電部材（帯電プレート）２
は、導電性弾性層としての厚さ３ｍｍの導電性シリコン
プレート２ｂの一方側の面に、電極としての導電層２Ｃ
を金属粉を多量に含んた体積抵抗１０４Ω・ｃｍ以下の
樹脂を数１０μｍの厚さで塗布することで形成し、他方
側の面には該面をシランカップリング剤で表面処理した
後、ｎ−メチルメトキシ化ナイロンを主体とする抵抗層
材料液を塗布することで１μｍ〜５０μｍ厚の抵抗層２
ａを形成したものである。

この帯電プレート２の基部側を金属製の支持部材２ｄに
対して導電層２０面を密着させて導電性接着剤等を介し
て取付は支持させてあり、支持部材２ｄと導電層２ｃは
電気的に導通している。

そして帯電プレート２の先端側を、その抵抗層２ａ面側
を被帯電体としての回転感光体１面にカウンタ方向に接
触させて帯電ブレード２を弾性に抗して適度にたわめた
形態にして配設することで、帯電ブレード２の先端側の
抵抗層２ａ面を帯電プレートのだわみ反力で感光体１面
に圧接させである。

電源３から、導電性支持部材２ｄと、電極としての導電
層２ｃを介して、帯電プレート２にバイアス電圧か印加
されることで、感光体１面か帯電処理される。

抵抗層２ａは、導電性弾性層としてのシリコンゴムプレ
ート２ｂ面に該面をシランカップリング剤で表面処理を
した後に形成したことで、はがれトラブルか防止される
。

第５図例のブロックタイプ又はバットタイプのものも、
電極としての芯金２０に形成した導電性弾性層としての
シリコンゴム層２ｂに該層２ｂ面をシランカップリング
剤で表面処理した後に抵抗層２ａとしてのｎ−メチルメ
トキシ化ナイロンを塗布形成することで、抵抗層２ａの
はかれトラブルが防止される。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、導電性弾性層をシリコン
ゴムな主体とする層とし、抵抗層をｎ−メチルメトキシ
化ナイロンを主体とする層とした帯電部材を用いる場合
の、該両層の接合強度の弱さの問題が解決されて、該層
構成の帯電部材の利点を十分に生かした、即ち該帯電部
材の低硬度性により被帯電体面との接触を各部均一化し
て均一帯電性を確保することができる、ローラ跡の発生
現象がない、耐久性がある等の特長を有する実用的な帯
電部材もしくは帯電装置を得ることができるもので、所
期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の一例
の概略構成図。 第２図は帯電ローラ部分の拡大横断面図。 第３図は導電性弾性層の抵抗値測定要領図。 第４図・第５図は夫々ブレードタイプ、或いはブロック
もしくはバットタイプの帯電部材の横断面図。 １は被帯電体としての回転感光体、２は帯電部材として
の帯電ローラ又は帯電プレート、或いは帯電ブロック部
材、２ａは抵抗層、２ｂは導電性弾性層、２ｃは電極又
は導電層、３は電源。 特許出願人　　キャノン株式会社 茅 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させ
   ることで被帯電体面を帯電する帯電装置の帯電部材であ
   り、 該帯電部材は被帯電体との接触面側から順に少なくとも
   、抵抗層、導電性弾性層、電極の層構成からなり、 前記導電性弾性層はシリコンゴムを主体とし、前記抵抗
   層はｎ−メチルメトキシ化ナイロンを主体とし、 前記導電性弾性層の抵抗層と接触する面を シランカップリング剤で表面処理した後、抵抗層を塗布
   し熱処理を行うことで導電性弾性層と抵抗層とが接合さ
   れている ことを特徴とする帯電部材。
2. （２）電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させ
   ることで被帯電体面を帯電する帯電装置であり、 該帯電部材は被帯電体との接触面側から順に少なくとも
   、抵抗層、導電性弾性層、電極の層構成からなり、 前記導電性弾性層はシリコンゴムを主体とし、前記抵抗
   層はｎ−メチルメトキシ化ナイロンを主体とし、 前記導電性弾性層の抵抗層と接触する面を シランカップリング剤で表面処理した後、抵抗層を塗布
   し熱処理を行うことで導電性弾性層と抵抗層とが接合さ
   れている ことを特徴とする帯電装置。