JPH05273843A

JPH05273843A - 接触帯電部材

Info

Publication number: JPH05273843A
Application number: JP10160392A
Authority: JP
Inventors: Masato Yoshioka; 真人吉岡; Naoki Fuei; 直喜笛井; Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Takayo Itou; 尚代伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加して
被帯電体面の帯電を行なう接触帯電部材として、高耐久
においても汚損及び汚損による帯電不良の発生を生じ難
い、帯電部材・被帯電体の摩耗・損傷が少ない、空間放
電がなされる空隙部を増大で帯電の安定性を確保・維持
できる、ＡＣ印加方式の場合でも発生帯電音が静かであ
る等の特長を有する、長期にわたって安定な帯電特性を
持つ接触帯電部材を提供すること。【構成】被帯電体１面に当接させ、かつ電圧を印加し
て被帯電体１面の帯電を行なう接触帯電部材２であり、
該接触帯電部材２は、被帯電体１の駆動に従動しない非
回転体であり、被帯電体１との当接面側から順に、表面
層２ａ、中抵抗層２ｂ、電極層２ｃ、弾性層２ｄを有
し、少なくとも被帯電体１と当接する部分は前記中抵抗
層２ｂ上に前記表面層２ａが設けられていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接触式帯電装置におけ
る接触帯電部材、即ち被帯電体面に当接させ、かつ電圧
を印加して被帯電体面の帯電（除電も含む）を行なう接
触帯電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置（複写機・プリン
ター等）・静電記録装置等の画像形成装置において、被
帯電体としての電子写真感光体・静電記録誘電体等の像
担持体の帯電処理手段としては従来より非接触帯電方式
であるコロナ放電器が主として用いられてきた。

【０００３】コロナ放電器は均一帯電性に優れる等の利
点があるが、高価な高圧電源を必要とする、それ自体や
高圧電源のシールド空間等のスペースを必要とする、オ
ゾン等のコロナ生成物の発生が比較的多くその対処のた
めの付加手段・機構を必要とし、それ等が装置を大型化
・高コスト化等する因子となっている等の問題点を有し
ている。

【０００４】そこで近時はコロナ放電器の代わりに、接
触帯電方式の帯電手段の採用が進められている。接触帯
電は電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接触させるこ
とで被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるもの
で、電源の低圧化ができる、オゾン等のコロナ生成物の
発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れる等の利
点がある。

【０００５】接触式帯電装置は被帯電体に接触させる帯
電部材の形状・形態から分けて、帯電部材をローラー状
部材（帯電ローラー）としたローラー型帯電器（特開昭
６３−７３８０号・同６３−１６７３８０号・同５６−
９１２５３号公報等）、ブレード状部材（帯電ブレー
ド）としたブレード型帯電器（特開昭６４−２４２６４
号・同５６−１９４３４９号・特開平１−９３７６０号
公報等）、ブラシ状部材（帯電ブラシ）としたブラシ型
帯電器（特開昭６４−２４２６４号公報等）などがあ
る。

【０００６】図６の（Ａ）にローラー型帯電器の概略構
成を示した。１は被帯電体であり、例えば、電子写真装
置の回転ドラム型の感光体である。該感光体は矢示の時
計方向に回転駆動される。

【０００７】２０は帯電ローラーであり、ローラー両端
部を回転自由に軸受けさせて被帯電体１に略並行に配列
して被帯電体面に対して所定に押圧接触させてあり、被
帯電体１の回転駆動に伴い従動回転する。この帯電ロー
ラー２０に対して電源３から所定の帯電バイアスが印加
されることで被帯電体１の周面が所定の極性・電位に接
触帯電処理される。

【０００８】図６の（Ｂ）にブレード型帯電器の概略構
成を示した。２１は帯電ブレードであり、本例のものは
中抵抗値を有する板状（ブレード状）の弾性体２１ｃの
一方面側に電極層２１ｂを配置し、他面側に表面層２１
ａを設けてあり、この帯電ブレード２１をその弾性に抗
して撓ませて該ブレードの表面層形成側の先端部をブレ
ードの撓み反力で被帯電体面に当接させてある。２２は
ブレード２１の基部側を固定支持させた支持部材であ
る。この帯電ブレード２１に対して電源３から所定の帯
電バイアスが印加されることで被帯電体１の周面が所定
の極性・電位に接触帯電処理される。

【０００９】帯電部材２０又は２１に印加する電圧は、
直流電圧のみを印加する方式（ＤＣ印加方式）でもよい
が、本出願人が先に提案（特開昭６３−１４９６６９号
公報等）したように、直流電圧を接触帯電部材に印加し
た時の被帯電体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電
圧（PEAK TO PEAK）を有する振動電界（交互電界・交流
電界・即ち、時間と共に電圧値が周期的に変化する電界
または電圧）を接触帯電部材と被帯電体との間に形成し
て被帯電体面を帯電処理する手法（ＡＣ印加方式）は、
均一な帯電処理をすることが可能であり、有効である。

【００１０】振動電界（電圧）は振動電圧成分（ＡＣ成
分）、もしくはＡＣ成分と直流成分（目標帯電電位に相
当する電圧、ＤＣ成分）の重畳電界または電圧であり、
ＡＣ成分の波形としては正弦波・矩形波・三角波など適
宜である。直流電源を周期的にオン・オフすることによ
って形成された矩形波電圧であっても良い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで接触式帯電に
ついては次のような事項が改善点として挙げられる。

【００１２】（１）帯電部材の汚損接触帯電では帯電部材を被帯電体に接触させるので帯電
部材が被帯電体面から汚れをひろって或は異物の巻き込
みなどにより汚損されていき帯電不良を発生しやすい。

【００１３】ローラー型帯電器は帯電ローラー２０と被
帯電体１の間に異物を巻き込むことにより、帯電ローラ
ー２０が汚損され帯電不良を発生しやすい。

【００１４】ブレード型帯電器は帯電領域が狭いため、
異物の巻き込みの影響を受けやすく、更に被帯電体１を
も汚損しやすい。

【００１５】ブラシ型帯電器は均一な帯電を実現し、か
つ被帯電体面の欠陥等に対し帯電ブラシが損耗を起こさ
ない等の利点を有している。しかしながら、帯電ブラシ
の当接圧が低い場合には、帯電領域内に異物等が入り込
み、その箇所においてブラシ構成線材が一定の方向に揃
うため帯電不良を起こしやすく、又当接圧が高い場合は
被帯電体を損傷しやすいほか、被帯電体との接触によ
り、ブラシ構成線材が担持体から脱落しやすい。

【００１６】（２）帯電部材・被帯電体の摩耗・損傷帯電ローラー２０或は帯電ブレード２１と被帯電体１と
の当接部（ニップ部）Ｎの全域が全て両者の接触面であ
ることから、耐久的に帯電部材２０又は２１、被帯電体
１の摩耗・損傷が進行しやすく寿命上の問題がある。

【００１７】（３）帯電の不安定性接触帯電の帯電のメカニズムは帯電部材２０又は２１と
被帯電体１との当接部Ｎ近傍の空隙部での空間放電ｇに
より被帯電体の帯電がなされ、当接部Ｎでは帯電は行な
われていないことが報告されている（例えば、電子写真
学会誌、第２９巻、第４号、Ｐ．４１０（１９９
０））。

【００１８】前述図６の（Ａ）のローラー型帯電器では
帯電ローラー２０と被帯電体１との当接部Ｎを中にして
被帯電体１の回転方向上流側と下流側の空隙部の２ケ所
だけでの空間放電ｇ・ｇにより帯電が行なわれており、
当接部Ｎでは帯電は行なわれていない。

【００１９】つまり、帯電は非常に狭い範囲で行なわれ
ているため帯電の安定性という点からは不利である。例
えば、帯電が不安定なため帯電不良（帯電不均一）によ
り被帯電体表面の１周目の電位が所定の電位に達せず、
被帯電体が画像形成装置の像担持体であれば像担持体１
周目に対応した、いわゆる「かぶり」が生じるおそれが
ある。

【００２０】またＡＣ印加方式の接触帯電において被帯
電体の帯電を均す効果は帯電部材と被帯電体との離間部
（空隙部）の面積、部分が多いほどその効果が大きいと
いうことが確認されており、この帯電均し効果という点
からも空間放電ｇ・ｇの生じる空隙部が上記の２ケ所だ
けであることは不利である。

【００２１】帯電ブレード２１の場合は空間放電ｇによ
る帯電が行なわれる空隙部は１ケ所しかなく帯電領域が
更に狭いため、均一に帯電を行なうことが難しく帯電不
良を起こしやすい。

【００２２】また帯電領域を均一に保つためには帯電ブ
レード２１の被帯電体１に対する当接精度高める必要が
ある、その当接精度は帯電ブレード２１と被帯電体１と
の間の異物の巻き込みの影響を受けやすく、均一な帯電
性を安定に維持させることが難しい。

【００２３】（４）帯電音接触帯電部材２０又は２１に振動電圧を印加して被帯電
体１を帯電処理するＡＣ印加方式の場合は、印加電圧の
ＡＣ電圧成分のために帯電部材２０又はに機械的振動を
生じて「帯電音」と呼ばれる振動音が発生する。

【００２４】この帯電音は帯電部材２０又は２１と被帯
電体１との当接部Ｎの全域が両者の接触面であることか
ら、かなり大きく発生し不快感を与える。

【００２５】そこで本発明の目的は上記のような問題点
を解決することにある。

【００２６】即ち、高耐久においても汚損及び汚損によ
る帯電不良の発生を生じ難い接触帯電部材を提供するこ
とにある。

【００２７】高耐久においても帯電部材・被帯電体の摩
耗・損傷が少なく、長寿命の接触帯電部材を提供するこ
とにある。

【００２８】空間放電がなされる空隙部を増大させて帯
電の安定性を確保・維持できる接触帯電部材を提供する
ことにある。

【００２９】ＡＣ印加方式の場合でも発生帯電音が静か
である接触帯電部材を提供することにある。

【００３０】総括的には、長期にわたって安定な帯電特
性を持つ接触帯電部材を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする接触帯電部材を要旨とする。（１）被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加して被帯
電体面の帯電を行なう接触帯電部材であり、該接触帯電
部材は、被帯電体の駆動に従動しない非回転体であり、
被帯電体との当接面側から順に、表面層、中抵抗層、電
極層、弾性層を有し、少なくとも被帯電体と当接する部
分は前記中抵抗層上に前記表面層が設けられていること
を特徴とする接触帯電部材。

【００３２】（２）表面層の硬さが、鉛筆引っかき値
（ＪＩＳＫ５４００）で２Ｂ以上、２Ｈ以下の硬さで
あることを特徴とする（１）に記載の接触帯電部材。

【００３３】（３）電極層に対する印加電圧が、振動電
圧であることを特徴とする（１）に記載の接触帯電部
材。

【００３４】（４）振動電圧が、交流電圧と直流電圧の
重畳電圧であることを特徴とする（１）に記載の接触帯
電部材。

【００３５】（５）振動電圧が、被帯電体に接触させた
接触帯電部材に直流電圧を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交流電圧
と、直流電圧の重畳電圧であることを特徴とする（３）
に記載の接触帯電部材。

【００３６】（６）被帯電体が電子写真装置・静電記録
装置等の画像形成装置の電子写真感光体・静電記録誘電
体等の像担持体であることを特徴とする（１）に記載の
接触帯電部材。

【００３７】（７）回転駆動される被帯電体面に当接さ
せ、かつ電圧を印加して被帯電体面の帯電を行なう接触
帯電部材であり、該接触帯電部材は、被帯電体面におけ
る断面形状が被帯電体に沿って湾曲した、被帯電体の駆
動に従動しない非回転体で、被帯電体との当接面側から
順に、表面層、電極層、電極支持層を有し、被帯電体回
転面における被帯電体との接触面が固定化されており、
表面層の被帯電体との接触面に１０〜５００μｍの連続
した凹凸形状を有しており、被帯電体の回転方向の接線
方向と略平行に固定化支持されていることを特徴とする
接触帯電部材。

【００３８】（８）接触帯電部材と被帯電体との接触面
積が、接触帯電部材と被帯電体とのニップ部の総面積よ
りも狭く、被帯電体上の任意の点が接触帯電部材と被帯
電体とのニップ部内を通過する際に２回以上接触帯電部
材の表面層部分と接触することを特徴とする（７）に記
載の接触帯電部材。

【００３９】（９）表面層の抵抗値が、１×１０⁷ Ω・
ｃｍ〜１×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲であることを特徴とす
る（７）に記載の接触帯電部材。

【００４０】（１０）電極層に対する印加電圧が、振動
電圧であることを特徴とする（７）に記載の接触帯電部
材。

【００４１】（１１）振動電圧が、交流電圧と直流電圧
の重畳電圧であることを特徴とする（１０）に記載の接
触帯電部材。

【００４２】（１２）振動電圧が、被帯電体に接触させ
た接触帯電部材に直流電圧を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交流電
圧と、直流電圧の重畳電圧であることを特徴とする（１
０）に記載の接触帯電部材。

【００４３】（１３）被帯電体が、電子写真装置・静電
記録装置等の画像形成装置における電子写真感光体・静
電記録誘電体等の回転像担持体であることを特徴とする
（７）に記載の接触帯電部材。

【００４４】

【作用】．上記のような構成の帯電部材を被帯電体の回転方向
の接線方向と略平行に固定化支持して被帯電体に圧接さ
せて配設することで、帯電領域を容易に広く保つことが
でき、そのために安定した帯電特性を保つことができ
る。また帯電領域を均一に保つための当接精度を高める
必要がなくなる。

【００４５】．表面層の硬度を鉛筆引っかき値２Ｂ以
上、２Ｈ以下にすることで、該表面層自体及び被帯電体
の耐久摩耗・損傷を低減化することができる。

【００４６】．表面層を凸形状もしくは凹凸形状とす
ることで、帯電部材と被帯電体の当接部（ニップ部）に
おいて凸部と凸部の間又は凹部に対応する部分が被帯電
体に対して非接触の空隙部となり、ニップ部における帯
電部材と被帯電体との実際の接触面積が帯電部材と被帯
電体とのニップ部の総面積よりも狭くなり、上記の作
用と相まって被帯電体の耐久摩耗・損傷が低減化され、
また帯電部材の耐久汚損も低減化される。

【００４７】．またニップ部内の上記空隙部でも空間
放電が生じて帯電領域が広がり、帯電の安定性が向上す
る。

【００４８】．ニップ部内にも空隙部（離間部）が存
在して、離間部が増加することで、ＡＣ印加方式に於け
るＡＣ電圧成分による帯電均し効果が大きくなる。

【００４９】．前記のように帯電部材の被帯電体に
対する実際の接触面積が小さくなるので、ＡＣ印加方式
の場合における発生帯電音も低減化される。

【００５０】

【実施例】

〈実施例Ａ〉（図１〜図３）（１）接触帯電部材の構成図１は本実施例の接触帯電部材の層構成模型図である。
なお、この図は層構成を説明するための誇張模型図であ
り、構成層相互の厚さや寸法の比率関係等は正確ではな
い。

【００５１】１は被帯電体であり、本実施例では電子写
真装置における回転ドラム型感光体とする。該感光体１
は矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）
をもって回転駆動される。１ｂはアルミニウム等の導電
性ドラム基体、１ａはこのドラム基体の外周面に形成し
た感光層である。

【００５２】２は接触帯電部材であり、不動の支持部材
４に感光体１の回転方向の接線方向と略平行に固定支持
させ、該支持部材４と感光体１との間に感光体１に所定
の押圧力で当接させて配設してある。

【００５３】この接触帯電部材２は、感光体１側から支
持部材４側に向かって順に、表面層２ａ、中抵抗層２
ｂ、電極層２ｃ、弾性層２ｄの積層体であり、感光体面
における断面形状（感光体回転面における断面形状）が
非回転体（非従動）である。

【００５４】接触帯電部材２の電極層２ｃに対して電源
３よりＤＣ印加方式或はＡＣ印加方式で所定の帯電バイ
アスが印加されることにより、回転感光体１の周面が接
触帯電にて所定の極性・電位に帯電処理される。

【００５５】帯電部材２を感光体１の回転方向の接線方
向と略平行に固定化支持して感光体１に圧接させること
で、帯電領域（ニップ部Ｎ）を容易に広く保つことがで
き、そのために安定した帯電特性を保つことができる。
さらに帯電領域を均一に保つための当接精度を高める必
要がなくなる。

【００５６】ａ．表面層２ａ表面層２ａは高耐久においても該表面層自体及び感光体
１の摩耗・損傷が少ないように、適度な硬度を持つもの
とする。

【００５７】具体的にその硬度としては鉛筆引っかき値
（ＪＩＳＫ５４００）に規定される硬度にて、２Ｂ以
上、２Ｈ以下の範囲とするのがよい。２Ｂ以下である
と、表面層自体が摩耗・損傷しやすく帯電特性が変化す
るので好ましくない。また２Ｈ以上であると、表面層自
体がひび割れしやすいうえ、感光体１を摩耗・損傷しや
すいので好ましくない。

【００５８】表面層２ａの材料としては上述の鉛筆硬度
の点から適切な硬度に調整できるものが好ましく、例え
ば、ポリウレタン、シリコン、ポリエステルなどの合成
樹脂が挙げられる。また中抵抗層２ｂとの接着性を勘案
して中抵抗層２ｂと同種の樹脂が好ましい。

【００５９】表面層２ａは中抵抗層２ｂ上に連続した凸
形状に設けられている。この凸形状のパターンは、図２
の（Ａ）や（Ｃ）に示すように当接する感光体１の回転
軸と平行な細線パターン、（Ｂ）や（Ｄ）に示すような
斜め線パターンとすることができる。表面層２ａの形成
位置は、図２の（Ａ）や（Ｂ）のように中抵抗層の全面
でも構わないし、（Ｃ）や（Ｄ）のように接触帯電部材
２と感光体１との当接部（ニップ部）Ｎに対応する部分
のみとしてもよい。

【００６０】表面層２ａを凸形状にすることにより帯電
部材２と感光体１とのニップ部Ｎ内において凸部と凸部
の間に対応する部分が感光体１に対して非接触の空隙部
となり、ニップ部Ｎにおける帯電部材２と感光体１との
接触面積が帯電部材２と感光体１とのニップ部Ｎの総面
積よりも狭くなり感光体１が削れにくい。

【００６１】またニップ部Ｎ内の各空隙部でも空間放電
が生じて帯電領域が広がり、帯電の安定性が向上する。

【００６２】表面層２ａの凸部の高さｈは５〜７００μ
ｍ、特には１０〜５００μｍであることが好ましい。５
μｍ以下であると帯電部材２を感光体１に押圧接触させ
たときニップ部Ｎ内における空隙部が安定して形成確保
されなくなる。また高さのバラツキが出やすいので好ま
しくない。７００μｍ以上であると、帯電開始電圧が大
きくなり、表面層２ａおよび中抵抗層２ｂが絶縁破壊す
る危険性があるので好ましくない。

【００６３】感光体１と接触帯電部材２とのニップ部Ｎ
を中にしてその感光体回転方向上流側と下流側の空隙部
における空間放電による帯電のほかに、感光体１と接触
帯電部材２とのニップ部Ｎ内においても上記のように空
隙部を形成させて該空隙部の空間放電による帯電を行な
わせて帯電性を安定化させるために、表面層２ａが感光
体１と当接する際に凸部が２本以上接触することが必要
である。つまり、表面層２ａの凸部が感光体１と２本以
上接触することで、ニップ部Ｎ内に空間放電を生じる空
隙部を少なくとも１ケ所以上設けることができる。

【００６４】表面層２ａの抵抗値は、中抵抗層２ｂに比
較して高くするのが良い。表面層２ａの体積低効率Ｒ１
と中抵抗層２ｂの体積低効率Ｒ２の関係は、Ｒ１＞Ｒ２
とする。Ｒ１＞Ｒ２の場合は、中抵抗層２ｂと感光体１
の空隙部での空間放電が行なわれず帯電が安定性しな
い。つまり、表面層２ａと感光体１との間での空間放電
による帯電が支配的となり、帯電は不安定となる。Ｒ１
＝Ｒ２の場合も同様である。

【００６５】表面層２ａを中抵抗層２ｂ上に凸形状に設
ける方法としては、後述する中抵抗層２ｂの表面上にス
クリーン印刷、オフセット印刷、グラビヤ印刷、熱転写
等の方法を用いて、所定の線幅ｗ、所定の高さｈ、所定
のピッチｐで設けることができる。表面層２ａの高さｈ
が１００μｍ以上の場合は、所定形状に断裁した合成樹
脂シートまたは合成樹脂製線材を接着して使用しても構
わない。

【００６６】ｂ．中抵抗層２ｂ中抵抗層２ｂとしては、帯電部分（ニップ部Ｎ）おける
帯電部材２の感光体１に対する当接状態の安定性及び感
光体１の損耗防止を勘案して、常温で柔軟性を有する材
料が好ましく用いられる。例えばポリアミド、ポリウレ
タン、ポリビニルアルコール、シリコン、ポリエステル
などの合成樹脂が挙げられる。

【００６７】抵抗値を調整するために導電性の顔料を適
宜添加してもよい。導電性顔料としてはカーボンブラッ
ク、酸化亜鉛、酸化チタン、金属粒子などが挙げられ
る。

【００６８】中抵抗層２ｂの抵抗値としては、１×１０
⁷ 〜１×１０¹¹Ω・ｃｍ、特には１×１０⁸ 〜１×１０
¹⁰Ω・ｃｍの範囲である。なお、本発明における該中抵
抗層２ｂの抵抗値の測定はＪＩＳＫ６９１１法に従い
行った。

【００６９】１×１０⁷ Ω・ｃｍ以下では感光体１に損
傷が発生した場合に耐圧が出せず好ましくない。また１
×１０¹¹Ω・ｃｍ以下では電流が流れず、帯電不良が発
生し好ましくない。

【００７０】中抵抗層２ｂの厚みとしては、１０〜５０
００μｍであることが好ましい。１０μｍであること、
感光体１に欠陥が発生した場合に、印加バイアスが中抵
抗層２ｂに集中し絶縁破壊が発生するので好ましくな
い。５０００μｍ以上であると弾性層２ｄの弾性変形を
阻害するので好ましくない。

【００７１】中抵抗層２ｂの作成方法は、合成樹脂中に
導電性顔料を分散させて塗料化する方法、あるいは成形
用合成樹脂に導電性顔料をコンパウンディング後ペレッ
ト化して押出成形、圧縮成形等の方法でフィルム化、シ
ート化する方法を用いることができる。

【００７２】ｃ．電極層２ｃ電極層２ｃは、印加された電圧を均一に中抵抗層に伝導
するため均一な厚みでかつ電気抵抗が低いことが望まし
い。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、鉄、ス
テンレスなどの金属箔や金属蒸着フィルム、導電性イン
キ、導電性塗料などが挙げられる。

【００７３】ｄ．弾性層２ｄ弾性層２ｄは、その硬度がＳＲＩＳ０１０１に規定さ
れる硬度にて５°から７５°の範囲にある材料を用いる
ことが好ましい。これは、接触帯電部材１を感光体２表
面に均一に当接させるために必要な特性である。ＳＲＩ
Ｓ０１０１に規定される硬度にて５°より低い場合
は、弾性層２ｄにいわゆる「へたり」が発生し好ましく
ない。また、硬度が７５°を越える場合は、感光体１の
微小な凹凸に追従できなくなり帯電不良が発生し好まし
くない。弾性層２ｄは電極層２ｃを支持しているために
難燃性であることが好ましい。

【００７４】弾性層２ｄの材料としては、ポリウレタン
樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチ
レン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等の合成樹
脂、ウレタンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、
天然ゴム等のゴム、あるいはこれらの発泡体を適宜用い
ることができる。

【００７５】ｅ．帯電部材２の製造方法帯電部材２の製造方法の一例を説明する。グラビア印
刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、熱転写等の方
法、または合成樹脂の接着によって中抵抗層２ｂ上に凸
形状に表面層２ａを設ける。

【００７６】次にこの中抵抗層２ｂの表面層形成側とは
反対側の面に電極層２ｃを形成する。このとき、電極層
２ｃの材料が金属箔あるいは金属蒸着フィルムの場合は
これを中抵抗層２ｂ上に接着剤あるいは粘着剤で積層す
ることで電極層２ｃを形成する。また電極層２ｃの材料
が導電性インキあるいは導電性塗料の場合はスプレーコ
ート、ロールコート、フローコート、グラビア印刷、ス
クリーン印刷等の方法を用いてコーティングすることで
電極層２ｃを形成する。

【００７７】次いでこの中抵抗層２ｂの電極層形成面側
に接着剤あるいは粘着剤を介して弾性層２ｄを積層す
る。

【００７８】ｆ．電源３電源３は接触帯電部材２に対する印加電源であり、接触
帯電部材２の電極層２ｃに対して、例えば、感光体１の
所定電位に応じた直流電圧（ＤＣ印加方式）、もしくは
帯電均一性を得るために接触帯電部材２と感光体１の間
で決まる放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有す
る交番電界と上記直流電圧を重畳させたバイアス（ＡＣ
印加方式）が供給されることで、電極層２ｃを介して中
抵抗層２ｂに給電され、中抵抗層２ｂと感光体１との空
隙部で電界が生じ感光体表面が所定の極性、所定の電位
に均一に帯電処理される。

【００７９】（２）画像形成装置例図３は本実施例の接触帯電部材２を使用した画像形成装
置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転
写式電子写真プロセス利用の複写機あるにはプリンター
である。

【００８０】１は回転感光体（ＯＰＣ感光ドラム）、２
はこれに接触させて配置した前述の接触帯電部材であ
り、この帯電部材２の電極層２ｃに電源３から帯電バイ
アスが印加されて回転感光体１の周面が一次帯電処理さ
れる。

【００８１】この回転感光体１の帯電処理面に対して不
図示の画像情報露光装置により目的の画像の露光３０
（原稿画像のスリット結像露光、レーザービーム走査露
光など）がなされて目的画像の静電潜像が形成される。

【００８２】その潜像が現像装置３１によりトナー像Ｔ
ａとして現像され、該トナー像Ｔａが不図示の給紙部か
ら感光体１と転写ローラ３２との圧接ニップ部（転写部
位）に所定のタイミングで給送された転写材３３に順次
に転写Ｔｂされていく。

【００８３】トナー像転写を受けた転写材３３は感光体
１面から分離されて不図示の定着装置へ搬送され、トナ
ー像定着を受けて画像形成物として出力される。また転
写材分離後の回転感光体１面はクリーニング装置３４で
転写残りトナー等に残留付着物の除去を受けて清掃さ
れ、繰り返して作像に供される。

【００８４】（３）実施例１以下の方法で帯電部材２を製造した。

【００８５】表面層２ａとして、ポリウレタン樹脂系ス
クリーンインキ（白色、商品名ＳＧ４１０、セイコーア
ドバンス社製）を使用し、中抵抗層２ｂ面に凸形状の表
面層２ａを高さｈ３０μｍ、線幅ｗ０．５ｍｍ、ピッチ
ｐ０．３ｍｍにスクリーン印刷した。

【００８６】この表面層２ａの硬度をＪＩＳＫ５４０
０に従って測定した。すなわちスクリーンインキをアル
ミシート（１００μｍ）上に１００×１００ｍｍ□（ベ
タ版）で印刷し（厚み３０μｍ）、鉛筆引っかき試験機
によって乾燥インキ層の硬度を測定した。その結果、硬
度は２Ｂであった。

【００８７】中抵抗層２ｂとしては導電性カーボンブラ
ックを分散した熱可塑性ポリウレタン樹脂シート（カー
ボンブラック含有量２０重量％）、体積抵抗率２５×厚
み５００μｍ）を使用した。

【００８８】次いでこの中抵抗層２ｂの表面層２ａの印
刷されていない側に、電極層２ｃを、２液硬化型ウレタ
ン樹脂に導電性カーボンブラックを含有した導電性イン
キを用いてスクリーン印刷法で全面に形成した（乾燥膜
厚２０μｍ）。

【００８９】次いで電極層２ｃ側に弾性層２ｄとして発
砲ウレタン樹脂シート（ＳＲＩＳ硬度５０°、厚み４ｍ
ｍ）を両面粘着テープで貼付した。

【００９０】上記のようにして製造した帯電部材２をレ
ーザービームプリンター（商品名「レーザーショットＡ
４０８」、キヤノン製）に用いられるプロセスカートリ
ッジの一次帯電位置に図１のように感光体１との接触位
置が帯電部材２の中央になり、かつ当接面が接触面の接
線と平行になるように取りつけた。

【００９１】このプロセスカートリッジをプリンター本
体に実装し、帯電部材２に直流電圧７００Ｖ、交流電圧１８００Ｖ（Ｖ_PP）、周波数３５０Ｈｚの重畳振動電圧を印加（ＡＣ印加方式）して３０００枚
の画出し耐久を行い、帯電部材２と感光体１の削れを評
価した。

【００９２】帯電部材２の削れ評価は、耐久開始時と終
了時にKosaka Laboratory 社製ＳＥ−３０Ｈ表面粗さ計
を用いて帯電部材の厚みを測定して行った。

【００９３】感光体１の削れ評価は、耐久開始時と終了
時に HELMUT FISHER社製Kett電磁膜厚計ＶＬ−３０Ｂを
用いて感光体の表層の膜厚を測定し行った。使用した感
光体１はその表層がポリカーボネート（硬度２Ｈ）であ
るものと、スチレン−アクリル共重合体（硬度ＨＢ）で
あるものとの２種である。

【００９４】また、初期画像と３０００枚耐久後の画像
についても評価した。

【００９５】結果を［表１］に示す。

【００９６】（４）実施例２表面層２ａを、ポリエステル樹脂系スクリーンインキ
（商品名ＧＡＰ新セイコーアドバンス社製）を使用して
形成した以外は、実施例１と同様にして製造した帯電部
材について同様の評価を行った。この帯電部材の表面層
の硬度はＨであった。結果を［表１］に示す。

【００９７】（５）実施例３表面層２ａを、ポリエステル樹脂系スクリーンインキ
（商品名ＰＡＬマットセイコーアドバンス社製）を使用
して形成した以外は、実施例１と同様にして製造した帯
電部材について同様の評価を行った。この帯電部材の表
面層の硬度はＨＢであった。結果を［表１］に示す。

【００９８】（６）比較例１表面層を、ビニール樹脂系スクリーンインキ（商品名Ｓ
Ｇ７００セイコーアドバンス社製）を使用して形成し
た以外は、実施例１と同様にして製造した帯電部材につ
いて同様の評価を行った。この帯電部材の表面層の硬度
は３Ｂであった。結果を［表１］に示す。

【００９９】（４）比較例２表面層を、アクリル樹脂系スクリーンインキ（商品名２
５００セイコーアドバンス社製）を使用して形成した
以外は、実施例１と同様にして製造した帯電部材につい
て同様の評価を行った。この帯電部材の表面層の硬度は
３Ｈであった。結果を［表１］に示す。

【０１００】

【表１】ａ．感光体表層；ポリカーボネート（硬度２
Ｈ）の場合ｂ．感光体表層；スチレン−アクリル共重合体（硬度
ＨＢ）の場合［表１］から明らかなように帯電部材の表面層の硬度を
２Ｂ以上、２Ｈ以下にすることで帯電部材と感光体の削
れを低減化することができ長期にわたって安定した良好
な帯電特性を維持して安定した画像が得られた。

【０１０１】〈実施例Ｂ〉（図４・図５）（１）接触帯電部材の構成図４は本実施例の接触帯電部材の層構成模型図である。
なお、この図は層構成を説明するための誇張模型図であ
り、構成層相互の厚さや寸法の比率関係等は正確ではな
い。

【０１０２】本実施例の帯電部材２は感光体１との当接
面側から不動の支持部材４側へ順に、表面層（被膜層）
２ｅ、電極層２ｆ、電極支持層２ｇの積層体であり、感
光体面における断面形状が非回転体（非従動）である。

【０１０３】この帯電部材２は不動の支持部材４に感光
体１の回転方向の接線方向と略平行に固定支持させて該
支持部材４と感光体１との間に感光体１に所定の押圧力
で当接させて配設してある。

【０１０４】接触帯電部材２の電極層２ｆに対して電源
３よりＤＣ印加方式あるいはＡＣ印加方式で所定の帯電
バイアスが印加されることにより、回転感光体１の周面
が接触帯電にて所定の極性・電位に帯電処理される。

【０１０５】ａ．表面層２ｅ本実施例における表面層２ｅは、安定した帯電特性を持
たせるため、また帯電音を静かにさせるために、帯電部
材２と感光体１とのニップ部Ｎの総面積よりも帯電部材
２と感光体１との実質の接触面積を狭くするべく、表面
層２ｅの表面に凸部の高さｈ１０〜４００μｍの連続し
た凹凸形状２ｈを形成した層である。

【０１０６】表面層２ｅの凹凸２ｈの差は、１０〜４０
０μｍであることが好ましく、より好ましくは凹凸の差
をＬとすると２０μｍ≦Ｌ≦３００μｍである。

【０１０７】凹凸差Ｌが１５μｍ以下であると、帯電部
材２を感光体１に当接した際にニップ部Ｎにおける非接
触部、つまり空隙部（離間部）が安定に確保できなくな
るために好ましくない。

【０１０８】また、３００μｍ以上であると帯電部材２
を感光体１に当接した際に、感光体への当接が不安定に
なり好ましくない。

【０１０９】表面層２ｅは、合成樹脂中に導電性顔料を
分散した層により構成される。また表面層は感光体と当
接状態にあり、なおかつ感光体の表面と摺動するため耐
摩耗性を有する材料である事が好ましい。例えばポリア
ミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
アセタール樹脂、フッ素樹脂などの動摩擦係数の小さい
合成樹脂を用いる事が好ましい。

【０１１０】表面層２ｅは電気抵抗値を調整するために
導電性顔料を添加する必要がある。導電性顔料は、カー
ボンブラック、カーボングラファイト、酸化亜鉛、酸化
チタン、金属粒子等の粉体を適宜用いる事ができる。

【０１１１】表面層２ｅの抵抗値としては、１×１０⁵
〜５×１０⁸ Ωの範囲である。なおこの表面層の抵抗値
は図５に示したように電極層２ｆをアースにし、表面層
２ｅ上に直流電圧１０から２５０Ｖを印加したΦ１のプ
ローブ１１を押し当て抵抗を測定する。１２は電流計で
ある。つまり、電極層２ｆの抵抗が表面層２ｅの抵抗に
比べて十分低いために図５のような測定方法による抵抗
値は表面層２ｅにより決定される。

【０１１２】抵抗値が１×１０⁵ Ω以下であると感光体
１に損傷などが生じた場合、耐圧が出せず好ましくな
い。また５×１０⁸ Ω以上では電流が流れず帯電不良が
発生し好ましくない。

【０１１３】表面層２ｅの凹凸部２ｈを除くベース層部
分の厚みＨとしては１０〜５００μｍである事が好まし
く、１０μｍ以下であると感光体上に欠陥が生じた場合
に、印加バイアスが表面層に集中する事による絶縁破壊
が発生し好ましくない。また、５００μｍ以上であると
電極支持層２ｇの弾性変形を阻害し好ましくない。

【０１１４】表面層２ｅの作製方法には、合成樹脂中に
導電性顔料を分散させて塗料化する方法、あるいは成形
用合成樹脂に導電性顔料をコンパウンディング後ペレッ
ト化して押し出し成形、圧縮成形等の方法でフィルム
化、シート化する方法を用いることができる。表面層の
厚みの均一性からフィルム化、シート化して用いること
が好ましい。

【０１１５】また、これに凹凸形状２ｈを設ける方法に
はエッチング、熱プレスによるエンボス加工、スクリー
ン印刷等の方法が挙げられる。

【０１１６】凹凸形状のパターンや位置は前述実施例Ａ
の図２の（Ａ）〜（Ｄ）の表面層凸形状の場合と同様に
することができる。

【０１１７】ｂ．電極層２ｆ本実施例に用いられる電極層２ｆは非金属であり、帯電
部分（ニップ部Ｎ）における当接状態の安定性や、電極
支持層２ｇの湾曲の追従性を勘案して、常温で柔軟性を
有する材料が好ましく用いられる。

【０１１８】例えばポリアミド、ポリウレタン、ポリビ
ニルアルコール、テフロン、シリコン、ポリエステルな
どが挙げられる。

【０１１９】このうち表面層２ｅとの接着性より表面層
２ｅと同種の樹脂が好ましく、さらに電極とするために
導電性顔料が添加される。

【０１２０】導電性顔料としてはカーボンブラック、カ
ーボングラファイト、酸化亜鉛、酸化チタン、金属粒子
などが挙げられる。

【０１２１】電極層２ｆの抵抗値は１×１０³ Ω以下で
ある。なお抵抗値の測定はＪＩＳＫ−６９１１法に従い
行った。

【０１２２】電極層２ｆとしてこれらの有機物質中に導
電性顔料を分散した構成とするのは、電極支持層２ｇの
弾性変形を阻害しないためであり、金属薄膜で電極層を
構成した場合、感光体の微小な凹凸に追従できずに帯電
不良が発生しやすい。

【０１２３】ｃ．電極支持層２ｇ電極支持層２ｇは前述実施例Ａの帯電部材の弾性層２ｄ
と同様の層である。

【０１２４】（２）実施例４表面層２ｅとして、導電性カーボンブラックを分散した
熱可塑性ポリウレタン樹脂シート（カーボンブラック含
有量２０重量％、抵抗値５×１０⁹ Ω、シートの厚み５
００μｍ）を使用して、その表面に熱プレスによるエン
ボス加工によりｈ＝１００μｍの凹凸２ｈを有する表面
層２ｅを用いた。この際凹凸２ｈのパターンとしては、
凸部の幅１ｍｍ、凹部の幅１ｍｍの凹凸を感光体の回転
方向に対して垂直なパターンを有するものを用いた。

【０１２５】この表面層２ｅの裏面に、２液硬化型ウレ
タン樹脂中に導電性グラファイトを添加し導電塗料とし
た電極材を用い、これをシルク印刷法により塗工し、８
０℃・３０分間加熱架橋させて電極層２ｆを形成する。

【０１２６】この表面層２ｅと電極層２ｄとの積層シー
トを、表面層の凹凸パターンの長手方向と平行に長さ２
５０ｍｍ、パターンと垂直に１５ｍｍの大きさに抜き型
により切り出し、長手方向の端部に電極材を用いて給電
端子を取りつける。この基材を両面粘着テープで電極支
持層２ｇに貼付して接触帯電部材２を得た。

【０１２７】これをＬＡＳＥＲＳＨＯＴＡ４０６
（ページプリンタキヤノン社製）に用いられるプロセ
スカートリッジの１次帯電器位置に感光体と帯電部材と
のニップ幅が５ｍｍ以上存在するように帯電部材１の当
接部を調整して組み込んだ。

【０１２８】このプロセスカートリッジをプリンター本
体に実装して帯電部材２に直流電圧 −７００Ｖ、交流電圧２０００Ｖ（Ｖ_PP) 、周波数３５０Ｈｚのバイアスを印加して帯電性能、帯電音、感光体の削れ
評価を行った。評価項目として次の項目について測定を
行った。

【０１２９】１）帯電性能帯電性能は、電位の収束性により評価を行った。感光体
を除電した後、上記バイアスを印加し感光体を継続して
帯電させ感光体の表面電位を表面電位計により測定す
る。評価は感光体５周目と１周目の電位の差により行っ
た。

【０１３０】◎：差の絶対値が５Ｖ以内 ○：差の絶対値が５〜１０Ｖ以内 △：差の絶対値が１０〜２０Ｖ以内 ×：差の絶対値が２０Ｖ以上２）帯電音ページプリンタを無響室にセットし上記の印加バイアス
における騒音を測定した。測定はＩＳＯ７７７９の６
項に従い行った。

【０１３１】３）感光体の削れ表層がポリカーボネート樹脂の感光体を用いて、３００
０枚の画出し耐久行い、耐久開始時と終了時にKettの電
磁膜厚計ＶＬ−３０Ｂを用いて感光体の膜厚を測定し、
その結果より感光体の削れを評価した。結果を［表２］
に示す。

【０１３２】（３）実施例５表面層２ｅの凹凸２ｈのパターンを凸部の幅０．５ｍ
ｍ、凹部の幅０．５ｍｍとした以外は実施例４と同様の
構成の帯電部材について同様の評価を行った。

【０１３３】（４）実施例６表面層２ｅの凹凸２ｈのパターンを凸部の幅０．３ｍ
ｍ、凹部の幅０．５ｍｍとした以外は実施例４と同様の
構成の帯電部材について同様の評価を行った。結果を
［表２］に示す。

【０１３４】（５）実施例７表面層２ｅの凹凸２ｈのパターンを凸部の幅０．５ｍ
ｍ、凹部の幅１．０ｍｍとした以外は実施例４と同様の
構成の帯電部材について同様の評価を行った。結果を
［表２］に示す。

【０１３５】（６）実施例８表面層２ｅの凹凸２ｈのパターンを凸部の幅０．３ｍ
ｍ、凹部の幅１．５ｍｍとした以外は実施例４と同様の
構成の帯電部材について同様の評価を行った。結果を
［表２］に示す。

【０１３６】（７）比較例３表面層２ｅの表面に凹凸がなく平滑であるとした以外は
実施例４と同様の構成の帯電部材について同様の評価を
行った。結果を［表２］に示す。

【０１３７】

【表２】［表２］から明らかなように、帯電部材の表面層の表面
に凹凸を設けることにより、帯電部材と感光体とのニッ
プ部の総面積よりも、帯電部材が感光体に接触する面積
が狭くなり、それにより耐久による感光体の削れが防止
され、なおかつ帯電部材と感光体との間の空隙部（離間
部）の部分が増すので長期にわたって安定した帯電特性
を持ち、更に帯電時における帯電音が静かである接触式
帯電装置を得ることができる。

【０１３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、・高耐久においても汚損及び汚損による帯電不良の発生
を生じ難い・高耐久においても帯電部材・被帯電体の摩耗・損傷が
少ない・空間放電がなされる空隙部を増大で帯電の安定性を確
保・維持できる・ＡＣ印加方式の場合でも発生帯電音が静かである等の特長を有する、長期にわたって安定な帯電特性を持
つ接触帯電部材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例Ａの接触帯電部材の構成模型図

【図２】表面層の凸形状の各種パターン例

【図３】画像形成装置例の概略構成図

【図４】実施例Ｂの接触帯電部材の構成模型図

【図５】表面層の抵抗値測定要領図

【図６】（Ａ）はローラー型帯電器の概略図、（Ｂ）
はブレード型帯電器の概略図

【符号の説明】

１被帯電体としての回転ドラム型の電子写真
感光体２接触帯電部材２ａ・２ｅ表面層２ｂ中抵抗層２ｃ・２ｆ電極層２ｄ弾性層２ｇ電極支持層３帯電バイアス印加電源４支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤尚代東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加
して被帯電体面の帯電を行なう接触帯電部材であり、該接触帯電部材は、被帯電体の駆動に従動しない非回転
体であり、被帯電体との当接面側から順に、表面層、中
抵抗層、電極層、弾性層を有し、少なくとも被帯電体と
当接する部分は前記中抵抗層上に前記表面層が設けられ
ていることを特徴とする接触帯電部材。
【請求項２】表面層の硬さが、鉛筆引っかき値（ＪＩ
ＳＫ５４００）で２Ｂ以上、２Ｈ以下の硬さであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の接触帯電部材。
【請求項３】電極層に対する印加電圧が、振動電圧で
あることを特徴とする請求項１に記載の接触帯電部材。
【請求項４】振動電圧が、交流電圧と直流電圧の重畳
電圧であることを特徴とする請求項３に記載の接触帯電
部材。
【請求項５】振動電圧が、被帯電体に接触させた接触
帯電部材に直流電圧を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交流電圧と、
直流電圧の重畳電圧であることを特徴とする請求項３に
記載の接触帯電部材。
【請求項６】被帯電体が電子写真装置・静電記録装置
等の画像形成装置の電子写真感光体・静電記録誘電体等
の像担持体であることを特徴とする請求項１に記載の接
触帯電部材。
【請求項７】回転駆動される被帯電体面に当接させ、
かつ電圧を印加して被帯電体面の帯電を行なう接触帯電
部材であり、該接触帯電部材は、被帯電体面における断面形状が被帯
電体に沿って湾曲した、被帯電体の駆動に従動しない非
回転体で、被帯電体との当接面側から順に、表面層、電
極層、電極支持層を有し、被帯電体回転面における被帯
電体との接触面が固定化されており、表面層の被帯電体
との接触面に１０〜５００μｍの連続した凹凸形状を有
しており、被帯電体の回転方向の接線方向と略平行に固
定化支持されていることを特徴とする接触帯電部材。
【請求項８】接触帯電部材と被帯電体との接触面積
が、接触帯電部材と被帯電体とのニップ部の総面積より
も狭く、被帯電体上の任意の点が接触帯電部材と被帯電
体とのニップ部内を通過する際に２回以上接触帯電部材
の表面層部分と接触することを特徴とする請求項７に記
載の接触帯電部材。
【請求項９】表面層の抵抗値が、１×１０⁷ Ω・ｃｍ
〜１×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲であることを特徴とする請
求項７に記載の接触帯電部材。
【請求項１０】電極層に対する印加電圧が、振動電圧
であることを特徴とする請求項７に記載の接触帯電部
材。
【請求項１１】振動電圧が、交流電圧と直流電圧の重
畳電圧であることを特徴とする請求項１０に記載の接触
帯電部材。
【請求項１２】振動電圧が、被帯電体に接触させた接
触帯電部材に直流電圧を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交流電圧
と、直流電圧の重畳電圧であることを特徴とする請求項
１０に記載の接触帯電部材。
【請求項１３】被帯電体が、電子写真装置・静電記録
装置等の画像形成装置における電子写真感光体・静電記
録誘電体等の回転像担持体であることを特徴とする請求
項７に記載の接触帯電部材。