JPH0764368A

JPH0764368A - 接触帯電装置

Info

Publication number: JPH0764368A
Application number: JP6134196A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takenaka; 正明竹中; Naoki Shirai; 直樹白井; Takuji Shibuya; 卓史渋谷; Kimio Nakahata; 公生中畑
Original assignee: Canon Inc; Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Chemicals Inc
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾンの発生が少なく、構成が簡単で、かつ
帯電むらの発生の少ない接触帯電器を提供する。【構成】電圧を印加した帯電部材３を被帯電体１表面
に接触させて被帯電体１面を帯電する接触帯電器におい
て、前記帯電部材３が、被帯電体１に対して面移動しな
い固定式の帯電部材３であり、かつ該帯電部材３の表皮
層３ａがフッ化ビニリデン重合体を主体とする導電性樹
脂組成物により形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置等に使用される接触帯電装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真や静電記録等の作像プロセス
は、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体（被
帯電体）面に電荷を供給して一定電位に均一に帯電する
工程を含んでいる。

【０００３】従来、被帯電体面を均一に帯電処理する手
段としてはコロトロンやスコロトロン等のコロナ放電器
が広く用いられている。コロナ放電器は構造が比較的単
純で、非接触帯電器であるため性能が安定しており、帯
電むらが少ないという利点があるものの、高価な高圧電
源を必要とし、さらにコロナ放電に伴うオゾン発生量が
多いという欠点がある。

【０００４】そこで、近年は問題点の多いコロナ放電器
の代りに帯電部材を被帯電体表面に接触させて帯電させ
る接触帯電器の採用が検討されている。

【０００５】前記接触帯電器は、電源により電圧（例え
ば１〜２ＫＶ程度の直流電圧、あるいは直流電圧と交流
電圧の重畳電圧等）を印加した導電性部材（帯電部材）
を被帯電体表面に接触させることにより、被帯電体面に
電荷を直接的に供給して該被帯電体面を所定の電位に帯
電させるものである。

【０００６】前記接触帯電器としては種々の提案がなさ
れており、例えばブラシ帯電器（特開昭５９−２２４８
６９号）、ローラ帯電器（特開昭５６−９１２５３
号）、ブレード帯電器（特開昭５６−１９４３４９号、
同６０−１４７７５６号）などが挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記接触帯電器はオゾ
ンの発生量がコロナ放電器と比較して著しく少ないとい
う利点があるものの、接触の信頼性が低く、帯電むらが
発生しやすいという欠点がある。帯電むらの発生原因と
しては種々のものがあるが、使用に伴ってトナーや紙粉
が帯電部材表面に固着することにより、帯電部材表面が
機械的及び電気的に不均質化する現象が最も重要であ
る。

【０００８】一方、上記各種接触帯電器のうちで、ブレ
ード帯電器は帯電部材が被帯電体に対して面移動しない
固定されたものであって、ローラ等の面移動方式の接触
帯電方式に比べ、構成が簡単であり安価である、バ
イアスの印加方法が簡単である、などの利点を有してい
る。

【０００９】さらに、ブレード帯電器は導電性繊維を用
いたブラシ帯電器に比べ、ブラシローラを回転しなが
ら使う回転型ブラシ帯電器より構成が簡単であり、平
板上のブラシを固定して使う静止型ブラシ帯電器より所
要帯電時間が短いなどの利点を有している。

【００１０】ブレード帯電器はこのようにすぐれた特長
を有しているが、上記した帯電部材へのトナーや紙粉の
固着の問題が各種接触帯電器のうちで最も深刻であり、
実用化を妨げる障害となっている。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、オゾンの発生が少なく、構成が簡単で、か
つ帯電むらの発生が少ない接触帯電装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、帯電部材の表皮層
をフッ化ビニリデン重合体を主体とする導電性重合体組
成物により形成することにより上記目的を達成し得るこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１３】すなわち、本発明の接触帯電器は、電圧を
印加した帯電部材を被帯電体表面に接触させて被帯電体
面を帯電する接触帯電装置において、前記帯電部材が、
被帯電体に対して面移動しない固定式の帯電部材であ
り、かつ該帯電部材の表皮層がフッ化ビニリデン重合体
を主体とする導電性重合体組成物により形成されている
ことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は上記の接触帯電器におい
て、フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリデンと６フ
ッ化プロピレンの共重合体であること、フッ化ビニリデ
ン重合体がフッ化ビニリデンと４フッ化エチレンの共重
合体であることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の接触帯電器は、帯電部材が被帯電体に
対して面移動しない固定された接触帯電器であるため、
オゾンの発生が少なく、回転に必要な機構が不要である
ため構成が簡単であり、バイアスの印加方法が簡単であ
り、所要帯電時間が短いなどの利点を有している。

【００１６】一方、一般に固定式の接触帯電器は被帯電
体との接触部において帯電部材表面にトナーや紙粉など
が固着しやすく、そのために帯電むらが発生しやすいと
いう重大な欠点を有している。

【００１７】そこで、本発明者らは上記固着現象につき
種々の検討を行ない、帯電部材の最外層であって、被帯
電体表面と接触する表皮層の性質が重要であり、特に表
皮層の被粘着性と潤滑性が固着現象を支配する要因であ
ることを明らかにした。

【００１８】次に、高度の非粘着性と潤滑性を兼備し、
かつその他の表皮層として当然具備すべき性質を有する
物質を探索した結果、本発明で用いるフッ化ビニリデン
重合体が有用であることを見出した。

【００１９】上記フッ化ビニリデン重合体はフッ素樹脂
の一種であって、熱可塑性でかつある種の溶媒に可溶で
あるため加工性にすぐれている。また、耐摩耗性、耐衝
撃性、耐熱性、耐寒性、耐オゾン性、耐薬品性にすぐれ
ており、フッ素樹脂特有の非粘着性と潤滑性を有してい
る。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２１】図１は本発明の接触帯電装置を採用するの
に適した電子写真複写装置の一例であって、プロセスカ
ートリッジ着脱型の構成略図である。

【００２２】図において、１は支軸２を中心に矢示Ａ方
向に所定の周速度で回転駆動される像担持体としてのド
ラム型電子写真感光体（以下、感光体と略記する）であ
る。３は該感光体の周面を均一帯電する手段としての接
触帯電器の一例である。４は帯電用の高圧電源であり、
リード線および支持部材を介して接触帯電器３に電圧が
印加される。９は光像露光手段としての短焦点レンズア
レイ、６は現像装置、８は転写装置、１３は不図示の給
紙部より１枚宛搬送された転写材を感光体１の回転と同
期どりして感光体１と転写装置８との間に給送するタイ
ミングローラ、１４はタイミングローラ１３と転写装置
８との間に配設した転写材ガイド部材、１２は感光体１
と転写装置８との間を通過して像転写を受けた転写材Ｐ
を不図示の定着装置へ導入する搬送装置、５は像転写後
の感光体１面を浄化するクリーニング装置である。

【００２３】本例の装置は感光体１・接触帯電ブレード
３・現像装置６・クリーニング装置５の４つのプロセス
機器についてそれ等を互いに所定の配置関係をもって一
括して組込んだプロセスカートリッジ７として構成され
ており、該カートリッジ７は複写装置本体内に支持レー
ル１０、１１に沿って挿入装着することができ、逆に複
写装置本体外へ抜き外し自在である。

【００２４】プロセスカートリッジ７を複写装置本体内
に十分に挿入して装着することにより、複写装置本体側
とプロセスカートリッジ７側とが機械的・電気的に相互
カップリングし、複写装置として作動可能状態となる。

【００２５】感光体１は回転過程でその周面が接触帯電
器３により順次に均一帯電され、次いで光像露光手段９
の位置を通過して光像露光Ｌ（原画像のスリット露光）
を順次に受けることにより露光光像パターンに対応して
静電潜像が順次に形成されていく。１５は光像露光手段
９に対応するカートリッジハウジング壁部材に開口させ
た光透過窓孔部を示す。

【００２６】感光体１面の形成潜像は次いで現像装置６
により順次にトナー画像として現像され、その感光体面
のトナー画像が転写装置にて該転写装置８と感光体１と
の間に給送された転写材Ｐ面に転写される。

【００２７】転写装置８を通過して像転写を受けた転写
材Ｐは感光体１面から順次に分離され、搬送装置１２で
不図示の定着装置へ導入されて像定着を受け、画像形成
物として出力される。

【００２８】つぎに、上記接触帯電ブレードについて図
２に基づいて説明する。接触帯電ブレードは、帯電部材
が被帯電体に対して面移動しない固定された接触帯電器
である。

【００２９】３は感光体１の周面を均一帯電するための
接触帯電ブレードの総括符号である。３ａおよび３ｂを
合わせた部分が感光体１の面に接触する導電性の帯電部
材であり、３ｄは上記帯電部材の導電性支持部材であ
る。支持部材３ｄは絶縁性の不動部材１６に固定支持さ
れている。また、支持部材３ｄはリード線を介して高圧
電源４に接続されている。３ｃは帯電部材を支持部材３
ｄに固定するともに、電気的な導通路ともなる導電性接
着剤である。

【００３０】上記帯電部材は複数の層により構成されて
おり、感光体１面に所定の押圧力をもって圧接されてい
る。帯電部材を構成する層数、材質および形状等は限定
されるものではなく、図２はその一例を示すに過ぎな
い。図２によれば、帯電部材を構成する層のうち、３ａ
は表皮層、３ｂは基材層であり、それぞれ異なる体積抵
抗値を有している。

【００３１】表皮層３ａは後記の導電性重合体組成物に
より形成されている。基材層３ｂはゴムなどの軟質重合
体を主体とする導電性ゴム組成物により形成されてお
り、低い押圧力であっても感光体１と帯電部材との均一
な当接が確保できる。

【００３２】上記導電性ゴム組成物の主成分としては耐
オゾン性を有する合成ゴムが好適である。本発明におい
て使用される合成ゴムの具体例として、ポリウレタン、
エチレン−プロピレンゴム、シリコンゴム、アクリルゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、塩素化ポリエチレ
ン、クロルスルホン化ゴム、エピクロルヒドリンゴム、
フルオロシリコンゴムおよび各種のフッ素ゴムなどが挙
げられる。

【００３３】上記表皮層３ａおよび基材層３ｂをそれぞ
れ形成する組成物に含有される導電性付与剤としては公
知の素材が使用でき、例えば、カーボンブラック、グラ
ファイトなどの炭素微粒子、ニッケル、銀、アルミニウ
ム、銅等の金属微粒子、酸化スズ、酸化チタン、などを
主成分とする導電性金属酸化物微粒子、炭素繊維等の導
電性繊維、ステンレス繊維、等の金属繊維、炭素ウィス
カ等の導電性ウィスカおよびポリアニリン、ポリピロー
ル等の導電性重合体微粒子などが挙げられる。

【００３４】表皮層３ａおよび基材層３ｂよりなる帯電
部材全体としての体積抵抗値は１０⁴〜１０¹²Ω・ｃｍ
の範囲内であることが望ましい。

【００３５】表皮層３ａを形成する導電性重合体組成物
の中には通常３０〜９９重量％のフッ化ビニリデン重合
体が含有される。

【００３６】フッ化ビニリデン重合体としては、単独重
合体および６フッ化プロピレン、４フッ化エチレンなど
との共重合体が市販されている。

【００３７】なお、いわゆるフッ素ゴムは潤滑性が低い
ため、本発明ではフッ化ビニリデン重合体から除外す
る。

【００３８】フッ化ビニリデン重合体は熱可塑性樹脂で
あり、またある種の極性溶剤、例えばアセトン、メチル
エチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、プロピレンカー
ボネート、テトラメチル尿素、トリメチルホスフェート
などに可溶であるため、各種の加工法を適用することが
できる。

【００３９】基材層３ｂ上に上記フッ化ビニリデン重合
体を主体とする導電性重合体組成物により表皮層３ａを
形成する方法としては、例えば、上記組成物を加熱溶融
させてフィルムを形成し、これを導電性接着剤または上
記極性溶剤の塗布などにより接着する方法、上記極性溶
剤に上記組成物を溶解分散させることにより導電性塗料
を調製し、これを塗布乾燥する方法などがある。

【００４０】つぎに、上記表皮層３ａの製法を具体的に
説明する。

【００４１】（実施例１）フッ化ビニリデン重合体とし
てフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共重合体
（呉羽化学社製ＫＦ２３００）を用いた。上記ＫＦ２３
００をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解し、重合体含
有量が１４重量％の溶液を調製した。つぎに、上記溶液
６０ｇに導電性付与剤として導電性チタン酸カリウムウ
イスカ（大塚化学社製デントールＢＫ−２００）１．２
２ｇを混合し、超音波照射下で撹拌し分散させた。上記
混合溶液をガラス板上に流延し、１２０℃で６０分、１
８５℃で３０分加熱乾燥して厚さ１００μｍの導電性フ
ィルムを得た。フィルムの表面抵抗値は１．５×１０⁶
Ω／□（印加電圧ＤＣ１００Ｖ）であった。

【００４２】（実施例２）フッ化ビニリデン重合体とし
てフッ化ビニリデンと４フッ化エチレンの共重合体（ペ
ンフォルト社製Ｋｙｎａｒ７２０１）を用いた。上記Ｋ
ｙｎａｒ７２０１をメチルエチルケトンに溶解し、重合
体含有量が１４重量％の溶液を調製した。つぎに、上記
溶液６０ｇに導電性付与剤として前記デントールＢＫ−
２００１．２２ｇを混合し、超音波照射下で撹拌し分
散させた。上記混合溶液をガラス板上に流延し、５０℃
で６０分、１２０℃で３０分加熱乾燥して厚さ１００μ
ｍの導電性フィルムを得た。フィルムの表面抵抗値は
１．０×１０⁶Ω／□（印加電圧ＤＣ１００Ｖ）であっ
た。

【００４３】（実施例３）フッ化ビニリデン重合体とし
て、前記ＫＦ２３００１００ｇを用い、これに導電性
付与剤としての導電性酸化亜鉛（味の素社、トップフロ
ーＹ）１２０ｇおよびステアリン酸カルシウム１ｇを加
え３インチミキシングロール上で加熱混練した。混練条
件は前ロールが温度２２０℃、ロール回転数４６ＲＰ
Ｍ、後ロールが温度２００℃、ロール回転数４０ＲＰ
Ｍ、ロールギャツプ１．５ｍｍであった。上記混合物を
厚さ約２ｍｍのシート状でミキシングロールより取り出
し、３０トンプレスにより２２０℃で１０分間加圧成形
し、厚さ３００μｍの導電性シートを得た。シートの表
面抵抗値は４．８×１０⁶Ω／□（印加電圧ＤＣ１００
Ｖ）であった。

【００４４】（比較例１）表皮層用重合体としてメトキ
シメチル化ナイロン（帝国化学産業社製、トレジンＥＦ
３０Ｔ）を用いた。上記トレジンＥＦ３０Ｔをメタノー
ルに溶解し、重合体含有量が１４重量％の溶液を調製し
た。つぎに上記溶液６０ｇに前記デントールＢＫ−２０
０１．２２ｇを混合し、超音波照射下で撹拌し分散さ
せた。上記混合溶液をガラス板上に流延し、５０℃で６
０分、１２０℃で１２０分加熱乾燥して厚さ１００μｍ
の導電性フィルムを得た。フィルムの表面抵抗値は１．
２×１０⁶Ω／□（印加電圧ＤＣ１００Ｖ）であった。

【００４５】（比較例２）表皮層用重合体としてポリエ
ステルエラストマー（東洋紡社製、ペルプレンＰ７０
Ｂ）６０ｇを用い、これに前記トップフローＹ１３２ｇ
とステアリン酸カルシウム１．８ｇを加え、３インチミ
キシングロール上で加熱混練した。混練条件は実施例３
と同様である。３０トンプレスにより２２０℃で１０分
加圧成形して、厚さ２５０μｍの導電性シートを得た。
シートの表面抵抗値は２．３×１０⁶Ω／□（印加電圧
ＤＣ１００Ｖ）であった。

【００４６】つぎに、実施例１〜３および比較例１〜２
により得られた導電性フィルム（またはシート）を用い
て以下の手順により帯電ブレード３を作成した。

【００４７】（１）４ｍｍ厚の導電性ウレタンフォーム
（ブリジストン東海化成社製、エバーライトＥＰ−Ｔ−
５１）に導電性接着剤（スリーボンド社製、弾性エポキ
シ接着剤３９５１、１００部に対し、東レ社製、炭素繊
維トレカＭＬＤ−３０６５部を混合したもの）を塗布
する。

【００４８】（２）接着剤を塗布した上記導電性ウレタ
ンフォームに前記導電性フィルム（またはシート）をは
り合わせ、６０℃で４０分加熱し、接着することにより
複合シートを得る。

【００４９】（３）上記複合シートを長さ２２５ｍｍ、
幅８ｍｍの短冊状に切断する。

【００５０】（４）得られた短冊状複合シートを、導電
性支持部材３ｄとしての板金に前記導電性接着剤を用い
て接着し、帯電ブレード３を完成させる。

【００５１】以上の方法により得られた帯電ブレード３
をプロセスカートリッジ７内に組み込み、高温高湿環境
下での耐久テスト（３２．５℃、８５％ＲＨでＡ４用紙
１０００枚に格子状画像を連続印字）を実施し、１００
０枚目の画質、および帯電ブレード３の被帯電体との当
接部およひその近傍への汚れ物質の付着状況を観察し
た。結果を表１に示す。表１から、フッ化ビニリデン重
合体を用いた帯電ブレードは汚れ物質が固着しにくく、
耐久試験による画質の劣化、すなわち帯電むらの発生が
少ないことがわかる。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００５４】オゾンの発生が少なく、構成が簡単で、か
つ帯電むらの発生が少ない接触帯電器を提供するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の帯電器を使用した電子写真複写装置の一
例の構成略図。

【図２】本発明の接触帯電器を説明する構成略図。

【符号の説明】

１感光体２支軸３接触帯電ブレード３ａ表皮層３ｂ基材層３ｃ導電性接着剤３ｄ支持部材４高圧電源５クリーニング装置６現像装置７プロセスカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渋谷卓史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 (72)発明者中畑公生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】電圧を印加した帯電部材を被帯電体表面
に接触させて被帯電体面を帯電する接触帯電装置におい
て、前記帯電部材が、被帯電体に対して面移動しない固定式
の帯電部材であり、かつ該帯電部材の表皮層がフッ化ビ
ニリデン重合体を主体とする導電性重合体組成物により
形成されていることを特徴とする接触帯電装置。
【請求項２】フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリ
デンと６フッ化プロピレンの共重合体である請求項１に
記載の接触帯電装置。
【請求項３】フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリ
デンと４フッ化エチレンの共重合体である請求項１に記
載の接触帯電装置。