JPH06332305A - 高分子エレクトレット及びそれを用いた現像剤搬送用スリーブ - Google Patents

高分子エレクトレット及びそれを用いた現像剤搬送用スリーブ

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JPH06332305A
JPH06332305A JP5117387A JP11738793A JPH06332305A JP H06332305 A JPH06332305 A JP H06332305A JP 5117387 A JP5117387 A JP 5117387A JP 11738793 A JP11738793 A JP 11738793A JP H06332305 A JPH06332305 A JP H06332305A
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JP
Japan
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electret
polymer
sleeve
poly
developer
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JP5117387A
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Tomohisa Ooi
智寿 多井
Takashi Nogami
隆 野上
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Kyocera Mita Industrial Co Ltd
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Mita Industrial Co Ltd
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリ(α−メチルスチレン)系重合体をエレ
クトレット化して成る高分子エクトレット。 【効果】 このエレクトレットは、極めて安定な分極構
造を有しており、100℃程度の高温では殆ど脱分極を
生じない。このエレクトレットは、例えば電子写真装置
における現像剤搬送用スリーブ、クリーニング装置、転
写装置等の用途に極めて有効であり、所望の効果を長期
間にわたって安定に発現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子エレクトレット
及び当該高分子エレクトレットの層を導電性スリーブ上
に設けて成る現像剤搬送用スリーブに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】商業的な電子写真装置における現像装置
としては、所謂磁気ブラシ現像装置が広く採用されてお
り、例えば磁性キャリヤと顕電性トナーとの混合物から
成る二成分系現像剤或いはそれ自体で磁性粉を有してい
る一成分系磁性現像剤を帯電させ、内部に磁石を有する
現像剤搬送用スリーブ上にこれら現像剤の磁気ブラシを
形成し、この磁気ブラシを静電潜像を有する感光体表面
にまで搬送し、バイアス電界の下で該表面に磁気ブラシ
を摺擦することによって現像を行い、画像形成を行って
いる。
【0003】最近になって、現像剤搬送用スリーブとし
て、導電性スリーブ上に高分子エレクトレットの層を設
けたものを使用して現像剤の搬送を行って現像を行う方
法が提案されている(例えば特開昭60−136773号公報等
参照)。かかる現像剤搬送用スリーブを用いた現像装置
では、非磁性一成分系現像剤が使用され、現像剤の搬送
は電気的吸引力(クーロン力)のみによって行われ、磁
石を必要とせず、現像剤の磁気ブラシを形成しないた
め、装置的に構造が簡単なものとなるという利点があ
る。
【0004】ところでエレクトレットは、永久電気分極
作用を示す誘電体であり、高分子のエレクトレットとし
ては、種々の熱可塑性樹脂のエレクトレットが知られて
おり、中でもポリスチレン乃至その共重合体のエレクト
レットは、高温下でも電荷の保持性に優れていること、
即ち、高温下でも脱分極を生じ難いことが知られている
(特開昭55−130128号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記ポリ
スチレン等のエレクトレットは、高温下での電荷の保持
性に優れているといっても、常温から加熱していくにつ
れて脱分極の程度が増大し、約100℃で脱分極の程度
はピークに達する。従って、このエレクトレットを電子
写真装置における現像剤搬送用スリーブに用いた場合に
は重大な問題を生じる。即ち、複写機等の電子写真装置
には、定着装置等の加熱要素が設けられていたり、また
装置内の各要素は動的に使用されるものであることか
ら、例えば多数枚の連続複写が行われたりすると、装置
内が一時的にかなりの高温になることがある。このた
め、スリーブに設けられている高分子エレクトレットの
脱分極を生じるケースが多く、脱分極が生じるにつれて
現像剤の搬送性が損なわれてしまうことになる。
【0006】従って本発明の課題は、100℃程度の温
度でも脱分極を生じない高分子エレクトレットを提供す
ることにある。本発明の他の課題は、上記の高分子エレ
クトレットを使用し、耐久性に優れ、長期にわたって安
定に現像剤の搬送を行うことが可能な現像剤搬送用スリ
ーブを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記一
般式(1):
【化2】 〔式中、Rは、水素原子、炭素原子数4以下の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す〕で表される構造単位
を有するポリ(α−メチルスチレン)系重合体のエレク
トレットが提供される。
【0008】
【作用】前記一般式(1)で表される構造単位を有する
ポリ(α−メチルスチレン)系重合体から成る本発明の
エレクトレットは、極めて安定な分極構造を有している
ことが顕著な特徴であり、この結果、100℃程度の高
温下においても殆ど脱分極を生ぜず、エレクトレットと
して安定に長期間使用される。即ち、ポリ(α−メチル
スチレン)、ポリ(α−メチル−p−メチルスチレン)
及びポリスチレンの各重合体から成るエレクトレットフ
ィルムを、低温から一定の速度で昇温した時の熱刺激脱
分極電流(TSDC)を測定した結果は、それぞれ図1
の曲線A,B及びCで示される。この図1から明らかな
通り、ポリスチレンのエレクトレットフィルムでは、約
100℃の温度に脱分極電流値のピークが存在している
のに対し(曲線C参照)、本発明のエレクトレットフィ
ルムでは、その脱分極電流値のピークは、100℃より
もかなり高いところに存在しており(曲線A及びB参
照)、100℃程度の温度では殆ど脱分極を生じていな
いことが理解される。
【0009】本発明のエレクトレットがこのように安定
な分極構造を有していることの理由は正確には不明であ
るが、本発明者等は次のように推定している。即ち、エ
レクトレットの脱分極は、重合体の分子運動に起因する
ものと考えられる。本発明のエレクトレットを構成する
前記重合体は、重合体主鎖を構成する炭素原子に、側鎖
としてメチル基(スチレンのα−位に結合しているメチ
ル基)が結合しており、このメチル基が重合体主鎖の分
子運動を抑制するように作用する。このために、本発明
のエレクトレットでは、高温条件下での分子運動による
脱分極が抑制されて安定な分極構造を保持しているもの
と信じられる。実際、重合体の分子運動を示す指数とし
てガラス転移点(Tg)があるが、ポリ(α−メチルス
チレン)、ポリ(α−メチル−p−メチルスチレン)及
びポリスチレンのTgは、それぞれ145℃、195
℃、100℃であり、これは上記の図1の結果とよく一
致している。また、これらのフィルムの熱履歴下での表
面電位を測定すると、図2のような曲線が得られ、この
結果からみても、本発明のエレクトレットでは、ポリス
チレンのエレクトレットに比して、高温下でも安定に表
面電荷が保持されており、脱分極を生じにくいことが理
解される。
【0010】
【発明の好適態様】ポリ(α−メチルスチレン)系重合体 本発明のエレクトレットを構成する重合体は、前記一般
式(1)で表される構成単位を有するポリ(α−メチル
スチレン)系重合体である。前記一般式(1)中、基R
は、水素原子、炭素数4以下の低級アルキル基またはハ
ロゲン原子である。この低級アルキル基としては、例え
ばメチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基等で
あり、ハロゲン原子としては、特に塩素原子を例示する
ことができる。これらの置換基であるアルキル基及びハ
ロゲン原子は、通常、p−位に結合している。即ち、か
かる重合体は、一般的にα−メチルスチレンまたはその
p−置換誘導体の重合によって得られる。このようなポ
リ(α−メチルスチレン)系重合体において、特に好ま
しいものとしては、ポリ(α−メチルスチレン)及びポ
リ(α−メチル−p−メチルスチレン)を挙げることが
できる。
【0011】また上記のポリ(α−メチルスチレン)系
重合体は、α−メチルスチレンまたはその置換誘導体の
ホモポリマーに限定されず、重合体主鎖の分子運動が抑
制されて高温下(例えば100℃程度)での脱分極を回
避するという効果が損なわれない限りにおいて、他の単
量体が共重合されたコポリマーであってもよいし、さら
には他の重合体がブレンドされていてもよい。上記のよ
うな他の単量体としては、例えばメチルアクリレート、
エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタ
クリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリル
ニトリル等の不飽和ニトリル、ブタジエン、イソプレ
ン、クロロプレン等の共役ジエン、その他、塩化ビニ
ル、スチレン、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等を
挙げることができ、これらの共単量体成分に起因する構
成単位の含有量は、その種類によっても異なるが、通
常、10重量%以下であることが望ましい。上述したポ
リ(α−メチルスチレン)系重合体は、フィルムを形成
するに足る分子量を有しているべきである。
【0012】エレクトレット化 本発明のエレクトレットは、上述したポリ(α−メチル
スチレン)系重合体のフィルムを、それ自体公知のエレ
クトレット化処理、例えば熱エレクトレット化法、エレ
クトロエレクトレット化法、コロナ帯電法、放射線エレ
クトレット化法等に付することによって容易に得られる
が、一般的には、コロナ帯電法が好適に採用される。
【0013】用途 本発明のエレクトレットは、高温下でも分極構造が安定
に保持されるという利点を活かして種々の用途に有効に
使用される。中でも複写機等の電子写真装置内に用いら
れる部材、例えば現像器中の現像剤搬送用スリーブの用
途に極めて有効である。
【0014】この現像剤搬送用スリーブは、例えばアル
ミ等の導電性スリーブに上記エレクトレットの層を設け
たものであり、帯電した現像剤を、該エレクトレットと
のクーロン力によって現像器中の現像域(即ち、感光体
に対面する領域)に搬送するものである。現像域に搬送
された現像剤は、所定の静電潜像が形成された感光体表
面と接触し、該潜像の顕像化、即ち現像が行われる。
【0015】かかる現像剤搬送用スリーブにおいて、エ
レクトレット層の形成は、例えば前述したポリ(α−メ
チルスチレン)系重合体を適当な溶剤に溶解させ、該溶
液をアルミ等の導電性スリーブ表面に塗布し、乾燥した
後にエレクトレット化処理を行うことによって容易に行
うことができる。この場合、エレクトレット層の厚み
は、通常、25乃至500μm 程度とすることが好適で
あり、またその表面電荷密度は、10-10 乃至10-8
/cm2 程度の範囲に設定することが好適である。この表
面電荷密度があまり大きいと、現像剤とエレクトレット
層との間に作用する電気的吸引力が大きくなりすぎて現
像剤の感光体上への移行が阻害するおそれがあり、また
表面電荷密度があまり小さいと現像剤の搬送が有効に行
われない。尚、該エレクトレット層の電荷極性は、当
然、搬送すべき現像剤の帯電極性とは逆極性に設定され
る。上記の現像剤搬送用スリーブにおいて、エレクトレ
ット層を形成すべき導電性スリーブは、通常、回転円筒
状であり、またエレクトレット層上への帯電現像剤の供
給は、ファーブラシ、汲み上げロータ等の公知の部材に
よって行われる。
【0016】かかる現像剤搬送用スリーブは、エレクト
レット層の分極構造が高温下でも安定に保持されるの
で、耐久性が良好であり、長期間にわたって安定に現像
剤の搬送を行うことができる。
【0017】本発明の高分子エレクトレットは、電子写
真装置に用いられる現像剤搬送用スリーブとしての用途
に極めて有効であるが、これ以外にも、例えばクリーニ
ング装置、転写装置及び高温となるハロゲンランプ付近
に設けられる集塵装置等としても有効に使用することが
できる。
【0018】クリーニング装置は、現像及び転写後の感
光体表面に残存するトナーを除去するためのものであ
り、一般的には、感光体表面に当接して設けられたブレ
ードから成っている。即ち、残存トナーは、このブレー
ドによって掻き取られる。この種のクリーニング装置で
は、ブレードが感光体表面に接触しているしているた
め、感光体表面を劣化させるという問題があり、特に有
機感光体が使用されている場合には、この傾向が顕著で
ある。
【0019】これに対して、本発明の高分子エレクトレ
ットを使用すれば、その表面電荷をトナーの帯電極性と
逆極性に設定しておくことにより、電気的引力によりト
ナーを感光体表面から捕集することができるので、感光
体表面の劣化を生じることがない。例えば、このエレク
トレットをローラ表面に設け、該ローラを感光体ドラム
表面と接触させて従動させればよく、ブレードのように
高い圧力で感光体表面に接触させる必要がないので、そ
の劣化を有効に防止できる。この場合、エレクトレット
ローラに捕集されたトナーは、該ローラに当接して適当
なブレードを設けて回収することができるので、捕集さ
れたトナーによる感光体表面の再汚染も防止することが
できる。
【0020】また高分子エレクトレットは、感光体表面
に接触させる必要はないので、例えば図3に示す様に、
感光体ドラム10の曲面に沿って延びている面を有する
板状体11を、感光体ドラム10と適当な間隔をあけて
配置し、少なくとも該板状体11の表面を本発明の高分
子エレクトレットで形成しておくことにより、クリーニ
ングを有効に行うこともできる。この場合には、電気的
引力を及ぼす作用面を大きくとることができるので、ク
リーニング効果を高めることができる。更に、図4に示
す様に、上記板状体11に代えて、断面が多角形状(図
では三角形)の回転部材12を使用し、少なくともこの
表面を高分子エレクトレットで形成することによって
も、クリーニング効果を高めることができる。この場合
には、一定期間使用されてクリーニング効果が低下した
場合には、該部材12を回転させることにより、トナー
が付着していない新規な面を感光体ドラム10に対面さ
せることができるので、クリーニング効果を安定に保持
することが可能となる。尚、上述した図3及ぶ図4に示
すクリーニング装置において、高分子エレクトレットの
表面電荷密度は、有効なクリーニング効果が発現するよ
うに設定すればよい。
【0021】また、転写装置は、通常、感光体表面に対
向して設けられた転写チャージャから成っており、両者
の間に転写紙を通過させ、この転写紙の背面からコロナ
帯電を行い、感光体表面に形成されているトナー像を転
写紙上に移行させるものである。かかる装置では、高電
圧を発生させることが必要であるため、高圧トランスが
必要である等、コスト的な問題がある。
【0022】これに対して本発明によれば、例えば上記
の転写チャージャの代わりに、図5に示す様に、トナー
の帯電極性とは逆極性の表面電荷を有するエレクトレッ
ト板20を設け、感光体ドラム10とエレクトレット板
20との間に転写紙30を通過せしめることにより、高
圧トランス等の高価な部材を用いることなく転写を有効
に行うことができ、コスト的に極めて有利である。この
場合、転写紙30は、必ずしもエレクトレット板20と
接触して搬送される必要はなく、例えば適当なガイド部
材(図示せず)を用い、エレクトレット板20と非接触
で転写紙30の搬送を行うようにすることも可能であ
る。またエレクトレット板20は、それ自体が本発明の
高分子エレクトレットで形成されていてもよいが、適当
な基板上に高分子エレクトレット層が形成されているよ
うな構造とすることも勿論可能である。
【0023】更に、エレクトレット板20の代わりに、
表面に高分子エレクトレット層が形成されているエレク
トレットローラを使用することもできるし、図6に示す
様に、一対のローラ間に、高分子エレクトレットシート
21が張架されたものを使用することもできる。
【0024】上述したクリーニング装置及び転写装置
は、通常、高熱を発する定着装置の近傍に配置される
が、本発明の高分子エレクトレットは、150℃程度の
高温下での分極構造が安定に保持されるので、これらの
クリーニング及び転写は、常に安定して行われる。
【0025】
【実施例】実験例1 エレクトレットフィルム形成用の高分子として、次のA
乃至Cの3種の高分子を使用した。 A:ポリ(α−メチルスチレン)、平均分子量;40
万,Tg;145℃ B:ポリ(α−メチル−p−メチルスチレン)、 平均分子量;測定不能,Tg;195℃ C:ポリスチレン、平均分子量;20万,Tg;100
【0026】(実験)上記A乃至Cの高分子粉末70m
gを、それぞれ、350kg/cm2 で加圧成形し、直径2
0mm、厚さ200乃至300μm の円盤状フィルムを作
成した。これらのフィルムを、各高分子のTg温度で1
時間熱処理を行い、各高分子フィルム中に含まれる微量
の水分及び低沸点不純物を除去した。次いで、各フィル
ムを3分間のコロナ放電処理(主電位:5kV,グリッ
ド電位:1500V)に付し、エレクトレット化フィル
ムを得た。これらのフィルムの表面電位は、いずれも約
1200Vであった。得られたエレクトレット化フィル
ムを2℃/min の昇温速度で加熱し、各温度での脱分極
を電流値として連続的に測定した。この熱刺激脱分極電
流(TDSC)曲線を図1に示す。また、上記の加熱過程にお
いて、各温度におけるフィルムの表面電位を測定した。
この結果を図2に示す。
【0027】
【発明の効果】本発明のエレクトレットは、極めて安定
な分極構造を有しており、100℃程度の高温では殆ど
脱分極を生じない。このエレクトレットは、例えば電子
写真装置における現像剤搬送用スリーブ、クリーニング
装置、転写装置等の用途に極めて有効であり、所望の効
果を長期間にわたって安定に発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エレクトレット化フィルムのTDSC曲線を示
す図。
【図2】上記エレクトレットフィルムの熱履歴下におけ
る表面電位を示す図。
【図3】本発明の高分子エレクトレットを用いたクリー
ニング装置の一例を示す図。
【図4】本発明の高分子エレクトレットを用いたクリー
ニング装置の他の例を示す図。
【図5】本発明の高分子エレクトレットを用いた転写装
置の一例を示す図。
【図6】本発明の高分子エレクトレットを用いた転写装
置の他の例を示す図。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1): 【化1】 〔式中、Rは、水素原子、炭素原子数4以下の低級アル
    キル基またはハロゲン原子を示す〕で表される構造単位
    を有するポリ(α−メチルスチレン)系重合体のエレク
    トレット。
  2. 【請求項2】 前記重合体が、ポリ(α−メチルスチレ
    ン)、ポリ(α−メチル−p−メチルスチレン)、また
    はその共重合体である請求項1に記載のエレクトレッ
    ト。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のエレクトレットから成
    る層を導電性スリーブ上に設けたことを特徴とする現像
    剤搬送用スリーブ。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のエレクトレットを、感
    光体表面と接触乃至非接触で設けて成る電子写真装置に
    おけるクリーニング装置。
  5. 【請求項5】 前記エレクトレットが、感光体表面に沿
    って延びている面を有する板状体であり、該板状体は、
    感光体表面と非接触で設けられている請求項4に記載の
    クリーニング装置。
  6. 【請求項6】 前記エレクトレットが、断面が多角形状
    体であり、回転可能に且つ感光体表面と非接触で設けら
    れている請求項4に記載のクリーニング装置。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載のエレクトレットから成
    る層を、感光体表面と非接触で設けて成る電子写真装置
    における転写装置。
  8. 【請求項8】 前記エレクトレットが、ローラ表面に設
    けられている請求項7に記載の転写装置。
  9. 【請求項9】 前記エレクトレットのシートが、一対の
    ローラ間に張架されている請求項7に記載の転写装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004006622A1 (ja) * 2002-07-04 2004-01-15 Toho Kasei Co., Ltd. 耐熱性エレクトレット材料の製法と、該材料による静電型音響センサー
JP2010024433A (ja) * 2008-06-18 2010-02-04 Bridgestone Corp 樹脂およびゴム組成物ならびに該ゴム組成物を用いたタイヤ
US8722806B2 (en) 2008-02-15 2014-05-13 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire using the same

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