JPH0772710A - Electrostatic charging member and electrostatic charging device - Google Patents

Electrostatic charging member and electrostatic charging device

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JPH0772710A
JPH0772710A JP5221256A JP22125693A JPH0772710A JP H0772710 A JPH0772710 A JP H0772710A JP 5221256 A JP5221256 A JP 5221256A JP 22125693 A JP22125693 A JP 22125693A JP H0772710 A JPH0772710 A JP H0772710A
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sponge
electrostatic charging
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秀幸 矢野
Harumi Kugo
晴美 久郷
Tadashi Furuya
正 古屋
Atsushi Murata
淳 村田
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electrostatic charging member whose surface is smooth and by which a body to be electrostatically charged is excellently electrostatically charged by providing a function layer including a water-based high polymer compound in the electrostatic charging member in contact with the body to be electrostatically charged. CONSTITUTION:An electrostatic charging roller having two-layer constitution obtained by coating a middle-resistance elastic sponge roller 4b with one resistance layer 4c is used as the contact electrostatic charging member 4, and a material obtained by doping antimony with water-based urethane resin and uniformly dispersing SnO2 to which conductive processing is performed is used as a coating agent for the resistance layer 4c. The resistance value of the roller 4b must be set within the range of 10<4>-10<8>OMEGAcm in order to prevent a situation that a sponge generates heat and is burnt because an excess current flows when the resistance value of a sponge layer is low in the case a defect such as a pin hole is caused on a photoreceptor, or in order to apply an electrostatic charging current required for the electrostatic charging. A water-based binder which dries comparatively slow is used as the coating agent of the resistance layer 4b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置に用いられる感光体や誘電体のような被帯電体を
帯電(除電も含む)する帯電部材および帯電装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member and a charging device for charging (including discharging) a charged body such as a photoconductor or a dielectric used in an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus.

【0002】[0002]

【背景技術】従来、感光体の接触帯電方法として、直流
電圧を外部より印加した帯電部材を被帯電体に当接させ
て帯電を行う手法(以下DC帯電)と、直流電圧と交流
電圧との重畳電圧を印加して帯電を行う手法(以下AC
帯電)とが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a contact charging method for a photosensitive member, there are a method of charging a member to be charged by applying a DC voltage from the outside to a member to be charged (hereinafter referred to as DC charging), and a DC voltage and an AC voltage. Method of charging by applying superposed voltage (hereinafter AC
(Charging) is known.

【0003】これらの接触帯電方法は、帯電ローラと感
光体との間に形成される微小なエアーギャップにおける
放電機構を用いて帯電を行っており、DC帯電において
は、放電開始しきい値と所望の感光体表面電位とを加え
た電圧を接触帯電部材に印加することによって、またA
C帯電においては、所望の感光体表面電位に相当するD
C電圧と、放電開始しきい値電圧の2倍以上のピーク間
電圧を持つAC電圧を重畳して印加することによって適
正な帯電が行われる。
In these contact charging methods, charging is performed by using a discharge mechanism in a minute air gap formed between the charging roller and the photoconductor, and in DC charging, a discharge start threshold value and a desired discharge threshold value are set. By applying a voltage to the contact charging member, which is the same as the surface potential of the photoconductor of
In C charging, D corresponding to the desired photoreceptor surface potential
Proper charging is performed by superimposing and applying the C voltage and the AC voltage having a peak-to-peak voltage that is twice or more the discharge start threshold voltage.

【0004】DC帯電方式では印加電圧が低いというメ
リットはあるものの、帯電ムラが生じやすい、環境変動
の要因を受けやすい等の弊害があり、画像安定性の面か
らAC帯電が用いられることが多い。
Although the DC charging method has an advantage that the applied voltage is low, it has disadvantages such as uneven charging, susceptibility to environmental changes, etc., and AC charging is often used from the viewpoint of image stability. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記帯電部材は、例え
ば芯金上にカーボンブラックや金属酸化物などの導電性
微粉体を充填したNR、シリコーンゴムやEPDM、S
BR、IR等の合成ゴム等の中抵抗弾性材料を被覆して
ローラ形状とし、この上に抵抗体層を被覆したソリッド
タイプの帯電ローラが多く用いられる。ここでの抵抗層
は、感光体上にピンホール等の欠陥が生じた場合に、こ
こに帯電電流が集中して、帯電部材、感光体が破損する
ことを防止するためのものであり、一般的にはアクリル
やウレタン、またはナイロン等の高分子化合物に、カー
ボンブラックや金属酸化物(TiO2,SnO2など)な
どの導電性微粉体を分散した塗料を塗工する。この時、
導電性微粉体の分散が不均一だと微小領域の帯電不良等
を引き起こす場合があるため、塗料、分散方法の選択を
慎重に行わなければならない。
The charging member is, for example, NR in which conductive fine powder such as carbon black or metal oxide is filled on a core metal, silicone rubber, EPDM, S.
A solid type charging roller in which a medium resistance elastic material such as BR or IR is coated to form a roller, and a resistor layer is coated thereon is often used. The resistance layer here is for preventing the charging member and the photoconductor from being damaged by the concentration of the charging current when a defect such as a pinhole occurs on the photoconductor. Specifically, a coating material in which a conductive fine powder such as carbon black or metal oxide (TiO 2 , SnO 2, etc.) is dispersed is applied to a polymer compound such as acrylic, urethane, or nylon. At this time,
If the conductive fine powder is not evenly dispersed, it may cause a charging failure in a minute area. Therefore, it is necessary to carefully select the paint and the dispersion method.

【0006】感光体表面をムラなく均一に帯電させるた
めには、接触帯電部材の表面は平滑である必要がある。
接触帯電部材の表面に微小な凹凸等が生じている場合に
は、微小な帯電ムラが発生し、反転現像方式の電子写真
装置によって出力された画像上では砂地と呼ばれる多数
の黒ポチ(正規現像方式では白ポチ)となって画像不良
を起こす。
In order to uniformly charge the surface of the photosensitive member, the surface of the contact charging member must be smooth.
If the surface of the contact charging member has minute irregularities, minute uneven charging occurs, and on the image output by the reversal development type electrophotographic apparatus, a large number of black spots (regular development) In the method, white spots occur, causing image defects.

【0007】特に前記AC帯電を行う場合には接触帯電
部材にAC電圧を印加するため感光体との間に振動電界
が生じ、お互いに引き合うことによって帯電音と呼ばれ
る異音が発生する。この帯電音は接触帯電部材に印加す
る周波数の二倍の周波数を主に持っており、通常用いら
れる数百ヘルツの帯電周波数では帯電音の周波数が数百
〜数キロヘルツとなり、非常に耳障りに感じられる。
In particular, when AC charging is performed, an AC voltage is applied to the contact charging member, so that an oscillating electric field is generated between the contact charging member and the photoconductor, and when they are attracted to each other, abnormal noise called a charging sound is generated. This charging sound mainly has a frequency twice as high as the frequency applied to the contact charging member, and the charging sound frequency is several hundreds to several kilohertz at the charging frequency of several hundreds hertz which is usually used, and it feels very annoying. To be

【0008】これを防止するために、接触帯電部材の基
体を発泡体として、帯電部材と感光体との間に発生する
振動を緩和させることが考えられてきた。
In order to prevent this, it has been considered to reduce the vibration generated between the charging member and the photosensitive member by using the base body of the contact charging member as a foam.

【0009】具体的には、接触帯電部材として帯電ロー
ラを用いる場合には、芯金上に低抵抗のスポンジローラ
を形成し、この上に抵抗層を複数設ける、もしくはスポ
ンジローラの上に低抵抗のチューブ等を形成してこの上
に抵抗層をコーティングする、また、スキン層を持つス
ポンジローラを形成して、この上に抵抗層を設ける等の
手段が考案されている。
Specifically, when a charging roller is used as the contact charging member, a sponge roller having a low resistance is formed on a cored bar, and a plurality of resistance layers are provided on the sponge roller, or a sponge roller has a low resistance. Means have been devised, such as forming a tube or the like and coating the resistance layer on it, or forming a sponge roller having a skin layer and providing the resistance layer thereon.

【0010】本来ならばスポンジの面(またはスポンジ
を研磨した面)に直接抵抗層をコーティングすることが
コスト面、製造面、構成面の全てから簡易であり好まし
いわけであるが、一般的に用いられている有機溶媒にコ
ーティング用のバインダーを溶解させ、これに導電フィ
ラー等を分散させてディッピング塗工法、ビーム塗工
法、ロールコート法等の手法でスポンジ面に塗工を行っ
た場合には、塗工後のローラ表面が平滑にならないとい
う問題点を生じていた。
Originally, it is simple and preferable to directly coat the resistance layer on the surface of the sponge (or the surface obtained by polishing the sponge) from the viewpoints of cost, manufacturing, and constitution, but it is generally used. When a binder for coating is dissolved in an organic solvent that is used, and a conductive filler or the like is dispersed in the binder, a sponge surface is coated by a method such as a dipping coating method, a beam coating method, or a roll coating method. There has been a problem that the roller surface after coating is not smooth.

【0011】これは、バインダー高分子化合物を揮発性
に富む有機溶媒に溶解させて塗工した場合、コート表面
は迅速に乾燥するのに比べてスポンジの目の中に入り込
んだコート剤は乾燥しにくいため、この乾燥度合いの違
いがひずみとなって表面形状を乱してしまうためであ
る。また、コート表面がある程度乾燥した後にスポンジ
の目の中の有機溶媒が揮発した場合には、揮発したガス
が風船のように膨張し、表面膜を破って抜けてしまい。
ディンプル状、クレーター状のあばた表面となってしま
うことがあった。
This is because when the binder polymer compound is dissolved in an organic solvent rich in volatility and applied, the coating surface dries quickly, whereas the coating agent that has entered the eyes of the sponge dries. This is because the difference in the degree of dryness causes strain and disturbs the surface shape. When the organic solvent in the eyes of the sponge volatilizes after the coated surface has dried to some extent, the volatilized gas expands like a balloon and breaks through the surface film.
The pimple surface might have a dimple shape or a crater shape.

【0012】従ってこの帯電部材で感光体を帯電すると
前述したような黒ポチ又は白ポチの画像不良が生じる。
Therefore, when the photosensitive member is charged by this charging member, the black dot or the white dot image defect as described above occurs.

【0013】また、スキン層を持つスポンジローラを成
型する場合には、一般的に成型時に金型内で発泡させる
ため型内の温度分布、圧力分布等によって発泡ムラが出
やすく、成型後のローラの硬度ムラとなることがある。
このような硬度ムラは感光体と帯電部材の接触の不均一
さにつながり、帯電音が帯電ローラの回転にともなって
うなるという問題点を発生させることがあった。
Further, when a sponge roller having a skin layer is molded, since foaming is generally performed in the mold during molding, unevenness in foaming tends to occur due to temperature distribution, pressure distribution, etc. in the mold. May cause uneven hardness.
Such unevenness in hardness may lead to non-uniform contact between the photosensitive member and the charging member, which may cause a problem that the charging sound is accompanied by the rotation of the charging roller.

【0014】[0014]

【発明の目的】本発明の目的は、表面が平滑な帯電部材
及びこれを備えた帯電装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charging member having a smooth surface and a charging device including the charging member.

【0015】本発明の他の目的は、被帯電体を良好に帯
電する帯電部材及び帯電装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a charging member and a charging device that charge a body to be charged well.

【0016】本発明の他の目的は、帯電音を低減した帯
電部材及び帯電装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a charging member and a charging device with reduced charging noise.

【0017】[0017]

【発明の構成】本発明は、被帯電体に接触する帯電部材
が水系の高分子化合物を含む機能層を備えることを特徴
とする。
The present invention is characterized in that the charging member in contact with the member to be charged has a functional layer containing an aqueous polymer compound.

【0018】[0018]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明に係る帯電装置を複写機等
の画像形成装置に装着した実施例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the charging device according to the present invention is mounted on an image forming apparatus such as a copying machine.

【0020】被帯電体としてのOPC感光ドラム1は、
軸2を介して1対の軸受部材3、3によって回転自由に
支持されている。その軸2は感光ドラム1の感光層を保
持するアルミニウム等よりなる導電性基体に導通され、
かつ接地(E)されている。
The OPC photosensitive drum 1 as the member to be charged is
It is rotatably supported by a pair of bearing members 3 and 3 via a shaft 2. The shaft 2 is electrically connected to a conductive base made of aluminum or the like which holds the photosensitive layer of the photosensitive drum 1,
It is also grounded (E).

【0021】感光ドラム1の表面(被帯電面)には、帯
電部材としての帯電ローラ4が当接されている。帯電ロ
ーラ4は、金属等の導電性の回転軸5を介して1対の軸
受部材6、6に回転可能に保持されるとともに、固定部
材8に取り付けられたコイルばね7により、感光ドラム
1に常時所定の圧力で圧接させている。9は導電性の回
転軸5を介して帯電ローラ4に帯電電圧を印加するため
の電源である。
A charging roller 4 as a charging member is in contact with the surface (charged surface) of the photosensitive drum 1. The charging roller 4 is rotatably held by a pair of bearing members 6, 6 via a conductive rotating shaft 5 made of metal or the like, and is attached to the photosensitive drum 1 by a coil spring 7 attached to a fixing member 8. It is constantly pressed at a predetermined pressure. Reference numeral 9 is a power source for applying a charging voltage to the charging roller 4 via the conductive rotating shaft 5.

【0022】この帯電ローラ4を用いて画像出力を行っ
た例を以下に示す。図2は、本発明に係る帯電ローラ4
を装着したプリンタの概略図である。
An example in which an image is output by using the charging roller 4 is shown below. FIG. 2 shows a charging roller 4 according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a printer equipped with the.

【0023】感光ドラム1は、OPCであり、光有機導
電剤を直径30mmのアルミドラム上に塗工したもので
ある。
The photosensitive drum 1 is an OPC, and is formed by coating a photo-organic conductive agent on an aluminum drum having a diameter of 30 mm.

【0024】この感光ドラム1上にプロセススピード2
4mm/secで画像形成を行う。
A process speed of 2 on the photosensitive drum 1.
Image formation is performed at 4 mm / sec.

【0025】帯電ローラ4に印加する電圧は、所望の暗
部電位Vdに相当する直流電圧に、例えば帯電の均一化
のためにピーク間電圧2000Vの交流電圧を重畳した
振動電圧を用いる。交流帯電を行うことによって、帯電
ローラ4の汚れ、環境変動等に関わらず安定して感光ド
ラム1の表面電位を均一にVdに帯電することが可能と
なる。
As the voltage applied to the charging roller 4, an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage corresponding to a desired dark portion potential Vd with an AC voltage of 2000V peak-to-peak voltage for uniform charging is used. By performing the AC charging, it is possible to stably charge the surface potential of the photosensitive drum 1 uniformly to Vd irrespective of dirt on the charging roller 4, environmental changes, and the like.

【0026】帯電ローラ4によって均一帯電を受けた
後、感光ドラム1は、画像信号に応じて強度変調を受け
たレーザ光17によってイメージ露光を受けた部分が除
電される。現像部では現像器が21、一成分磁性トナー
によって反転現像を行い、露光した部分をトナーによっ
て可視化する。ここではジャンピング現像方式を用い
た。
After being uniformly charged by the charging roller 4, the portion of the photosensitive drum 1 which has been image-exposed by the laser beam 17 whose intensity is modulated according to the image signal is discharged. In the developing section, the developing device 21 performs reversal development with the one-component magnetic toner and visualizes the exposed portion with the toner. Here, the jumping development method is used.

【0027】トナー像は、次の転写部の転写ローラ22
において転写材Pに転写される。本実施例のプリンタで
は転写帯電装置として3KVの電圧を印加した転写ロー
ラ22を用いた。
The toner image is transferred to the transfer roller 22 of the next transfer portion.
At the transfer material P. In the printer of this embodiment, the transfer roller 22 to which a voltage of 3 KV is applied is used as the transfer charging device.

【0028】転写後、感光ドラム1の残留トナーはウレ
タンゴム製のカウンタブレードを備えるクリーナ23に
よって除去される。
After the transfer, the residual toner on the photosensitive drum 1 is removed by a cleaner 23 having a counter blade made of urethane rubber.

【0029】転写材P上のトナー像はその後、熱定着器
25によって定着され、装置本体の外部に排出される。
After that, the toner image on the transfer material P is fixed by the thermal fixing device 25 and discharged to the outside of the apparatus main body.

【0030】上記構成において、図1の感光ドラム1を
不図示の駆動手段により図1矢印a方向に回転駆動する
と、帯電ローラ4が感光ドラム1に所定の圧力で接触し
た状態で矢印b方向に従動回転し、帯電ローラ4に電源
9により電圧を印加することによって感光ドラム1表面
が一様均一に帯電される。上記の印加電圧としては例え
ば−700Vの直流電圧に1500〜2500V(ピー
ク間電圧)、周波数500Hzの交流電圧を重畳した振
動電圧を印加することにより感光ドラム1表面が、−7
00V程度に帯電される。なお、この振動電圧とは、周
期的にその電圧が変化するものであり、振動電圧の波形
は、正弦波、三角波、矩形波等使用可能である。さら
に、振動電圧は、直流電源のON、OFFを繰り返すこ
とにより形成される矩形波でも良い。
In the above structure, when the photosensitive drum 1 of FIG. 1 is rotationally driven in the direction of arrow a in FIG. 1 by a driving means (not shown), the charging roller 4 contacts the photosensitive drum 1 at a predetermined pressure in the direction of arrow b. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly and uniformly charged by being driven to rotate and applying a voltage from the power source 9 to the charging roller 4. As the applied voltage, for example, by applying an oscillating voltage in which a DC voltage of −700 V is superimposed with an AC voltage of 1500 to 2500 V (peak-to-peak voltage) and a frequency of 500 Hz, the surface of the photosensitive drum 1 becomes −7.
It is charged to about 00V. The oscillating voltage is a voltage that periodically changes, and the waveform of the oscillating voltage can be a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, or the like. Further, the oscillating voltage may be a rectangular wave formed by repeating ON / OFF of the DC power supply.

【0031】振動電圧のピーク間電圧は、被帯電体の帯
電開始電圧値(帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体
の帯電が開始する印加直流電圧値)の2倍以上であるこ
とが、被帯電体の電位のならし効果が得られるので望ま
しい。本実施例のOPC感光ドラムの帯電開始電圧は約
−600Vであった。
The peak-to-peak voltage of the oscillating voltage is at least twice as large as the charging start voltage value (the applied DC voltage value at which the charging of the member to be charged starts by applying the DC voltage to the charging member). It is desirable because the effect of leveling the potential of the body to be charged can be obtained. The charging start voltage of the OPC photosensitive drum of this embodiment was about -600V.

【0032】本実施例において画像形成装置に着脱可能
なプロセスカートリッジ12は、感光ドラム1、帯電ロ
ーラ4、現像器21、クリーナ23を備えているが、少
なくとも感光ドラム1と帯電ローラ4とを備えていれば
良い。
In this embodiment, the process cartridge 12 detachable from the image forming apparatus comprises the photosensitive drum 1, the charging roller 4, the developing device 21, and the cleaner 23, but at least the photosensitive drum 1 and the charging roller 4. I'm good.

【0033】実施例1 本実施例では接触帯電部材として中抵抗の弾性スポンジ
ローラ上に抵抗層を一層コートした二層構成の帯電ロー
ラとし、抵抗層のコート剤として水系のウレタン樹脂に
アンチモンをドープして導電化処理を施したSnO2
均一分散したものを材料に用いることを特徴とする。
Example 1 In this example, as a contact charging member, an elastic sponge roller of medium resistance was coated with a resistance layer to form a two-layer charging roller, and a water-based urethane resin was doped with antimony as a coating agent for the resistance layer. The material is characterized in that SnO 2 which has been subjected to the conductivity treatment and uniformly dispersed is used as the material.

【0034】接触帯電部材としては、他にもブレード状
の帯電ブレード、帯電ブラシ、帯電布等、スポンジ、も
しくはスポンジのように不均一な表面性を持つ帯電部が
存在し、このような材料の表面にコーティングを行なう
際に、上記のような手法で作成したコート材料を用いる
ことも可能であり、以後の発明は帯電ローラに適用した
場合のみに限定されるものではない。
As the contact charging member, there are other blade-shaped charging blades, charging brushes, charging cloths, sponges, and charging portions having non-uniform surface properties such as sponges. When coating the surface, it is possible to use the coating material prepared by the above-mentioned method, and the following invention is not limited to the case of being applied to the charging roller.

【0035】図3に本実施例スポンジ帯電ローラの構成
を示す。
FIG. 3 shows the structure of the sponge charging roller of this embodiment.

【0036】直径6mmの芯金4a上に、中抵抗のスポ
ンジローラ4bを構成する。感光体上にピンホール等の
欠陥が生じた場合に、スポンジ層の抵抗値が低いと過大
な電流が流れてしまい、スポンジが発熱して焦げてしま
うことを防ぐため、又帯電に必要な帯電電流を流す必要
があるためスポンジローラの抵抗値は、104〜108Ω
cmの範囲であることが必要となる。
A medium resistance sponge roller 4b is formed on a core metal 4a having a diameter of 6 mm. When defects such as pinholes occur on the photoconductor, excessive current will flow if the resistance value of the sponge layer is low, preventing the sponge from generating heat and burning, and also the charging required for charging. Since it is necessary to pass an electric current, the resistance value of the sponge roller is 10 4 to 10 8 Ω.
It must be in the cm range.

【0037】スポンジの材料はEPDMでありこれに導
電性を付与するためにケッチェンブラックを5〜15重
量部、更に加硫時に発泡させるために発泡剤としてAD
CAを5〜10重量部添加したものである。このゴムを
押し出し成型によってチューブ状に成型し、水蒸気加硫
方式によって一次加硫を行い発泡体とし、更に二次加硫
を行う。
The material of the sponge is EPDM. 5 to 15 parts by weight of Ketjen black is added to give conductivity to the sponge, and AD is used as a foaming agent for foaming during vulcanization.
5 to 10 parts by weight of CA is added. This rubber is extruded into a tube shape, and is subjected to primary vulcanization by a steam vulcanization method to form a foam, and then subjected to secondary vulcanization.

【0038】このようにしてできたチューブは表面が不
均一であり、表面付近の発泡が不安定で発泡ムラ、硬度
ムラが多いため表面の研磨を行ない、直径12mmのス
ポンジローラとする。
The tube thus formed has a non-uniform surface, and the foaming in the vicinity of the surface is unstable, and there are many foaming irregularities and hardness irregularities, so the surface is polished to obtain a sponge roller having a diameter of 12 mm.

【0039】これによってできあがったスポンジロール
の物性値は発泡径100μm、ASKERC硬度で35
°となった。
The resulting sponge roll has a physical property value of a foaming diameter of 100 μm and an ASKERC hardness of 35.
It became °.

【0040】次に、接触帯電部材の表面性を均一にして
放電ムラを防止し、更に感光体上のピンホールへのリー
クを防ぐために抵抗層4cをコートする。抵抗層4cの
体積抵抗率は105〜109Ωcmであるのが望ましい。
Next, the surface property of the contact charging member is made uniform to prevent discharge unevenness, and further, a resistance layer 4c is coated in order to prevent leakage to pinholes on the photosensitive member. The volume resistivity of the resistance layer 4c is preferably 10 5 to 10 9 Ωcm.

【0041】コーティングを行う前に、スポンジ表層と
コーティング層との接着を確保するためにシランカップ
リング剤でプライマー処理を行なった。
Before coating, a primer treatment was performed with a silane coupling agent in order to ensure the adhesion between the sponge surface layer and the coating layer.

【0042】従来の一般的なソリッドタイプの帯電ロー
ラを作成する場合には、コーティング剤の材料として
は、有機溶媒に溶解させたナイロン、ポリエステル、ウ
レタン等の各種高分子化合物をバインダーとして用いて
いたが、これをスポンジ状の表面を持つ基体に塗工して
熱風乾燥させると、スポンジの表層と発泡の目の中に入
り込んだ塗料の乾燥速度の違いによるひずみや、目の中
に入り込んだ塗料の溶媒が気化した時の気泡の発生によ
って、塗工面が平滑にならないという問題点を生じる。
When a conventional general solid type charging roller is prepared, various polymer compounds such as nylon, polyester and urethane dissolved in an organic solvent are used as binders for the coating material. However, when this is applied to a substrate with a sponge-like surface and dried with hot air, distortion due to the difference in the drying speed of the paint that entered the surface layer of the sponge and foaming eyes, and paint that entered the eyes The problem that the coated surface is not smooth due to the generation of bubbles when the solvent is vaporized.

【0043】このような問題点を解決するために、本実
施例では抵抗層のコーティング剤として比較的乾燥の遅
い水系のバインダーを用いることを特徴とする。具体的
には旭電化工業製の水系ウレタン塗料アデカボンタイタ
ーHUX−232を用いた。
In order to solve such a problem, the present embodiment is characterized in that a water-based binder, which is relatively slow to dry, is used as a coating agent for the resistance layer. Specifically, the water-based urethane paint Adekabon Titer HUX-232 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd. was used.

【0044】さらに、塗料を抵抗層として適当な体積抵
抗値に調整するためにバインダー中に導電性の微粒子を
分散する。本実施例では導電性の微粒子としてアンチモ
ンドープして導電化処理を施した酸化スズ微粒子を用い
た。これは、導電性微粒子としてカーボンブラックのよ
うに100〜101Ωcm程度の体積抵抗値の低いものを
用いると、添加量に対する塗料の体積抵抗値の変動が大
きく抵抗制御の安定性にかけるため、101Ωcm程度
と比較的高い体積抵抗値を持つ粉体を用いることが好ま
しいためである。
Further, conductive fine particles are dispersed in the binder in order to adjust the coating material to a suitable volume resistance value as a resistance layer. In the present embodiment, tin oxide fine particles which are antimony-doped and subjected to a conductive treatment are used as the conductive fine particles. This is because when conductive particles having a low volume resistance value of about 10 0 to 10 1 Ωcm, such as carbon black, are used, the volume resistance value of the coating material largely fluctuates with respect to the added amount, which affects stability of resistance control. This is because it is preferable to use a powder having a relatively high volume resistance value of about 10 1 Ωcm.

【0045】導電微粒子の塗料中での分散性が悪い場合
には帯電部材の表面に絶縁性の微小領域ができてしま
い、これに対応する位置の感光体帯電不良を引き起こす
ことがあるため、本実施例では分散機としてペイントシ
ェーカーを用いて12時間分散を行なった。コート液に
対する酸化スズの分散量は重量比で60%である。
When the dispersibility of the conductive fine particles in the paint is poor, a minute insulating region is formed on the surface of the charging member, which may cause defective charging of the photoconductor at a position corresponding to this. In the examples, a paint shaker was used as a disperser to perform dispersion for 12 hours. The amount of tin oxide dispersed in the coating liquid is 60% by weight.

【0046】この時点で溶液の粘度は200〜300C
PSとなっている。
At this point, the viscosity of the solution is 200-300C.
It is PS.

【0047】このようにして作成した塗料をスポンジロ
ーラ表面に塗工する。本実施例では塗工方法としてディ
ッピング塗工法を用いたが、このほかにもロール塗工
法、ビーム塗工法等適宜用いることが可能である。
The paint thus prepared is applied to the surface of the sponge roller. In this embodiment, the dipping coating method was used as the coating method, but other than this, a roll coating method, a beam coating method or the like can be appropriately used.

【0048】ディッピング塗工を行った条件は、先に述
べた溶液中でスポンジローラを30mm/secの速さ
で引き上げ、塗工膜厚を80ミクロン程度とするために
ローラの上下を逆にしてもう一度塗工を行った。このよ
うに反転させて塗工を行うことでローラの上下の塗工膜
厚差を小さくすることが可能である。
The conditions for the dipping coating were as follows: the sponge roller was pulled up in the above-mentioned solution at a speed of 30 mm / sec, and the roller was turned upside down to obtain a coating film thickness of about 80 μm. I applied it again. It is possible to reduce the difference in coating film thickness between the upper and lower sides of the roller by performing the coating by reversing in this manner.

【0049】塗工したローラは120℃の熱風乾燥炉で
1時間乾燥を行なった。
The coated roller was dried in a hot air drying oven at 120 ° C. for 1 hour.

【0050】このようにして作成したローラは均一な表
面性を持っており、砂地画像を引き起こすような表面欠
陥は存在しなかった。
The roller thus produced had a uniform surface property, and there were no surface defects that caused a sand image.

【0051】このようにして作成したスポンジ帯電ロー
ラでAC帯電方式(印加電圧DC分−700V、AC分
500Hz、2000Vppの正弦波)で画像形成を行
なったところ、高温高湿、低温低湿環境等を含む全ての
環境下において感光体を均一−700Vに帯電すること
ができ、ソリッドタイプの帯電ローラと全く同等の帯電
性能を得ることが出来ることが確認された。
When the image was formed by the AC charging method (applied voltage DC: -700 V, AC: 500 Hz, 2000 Vpp sine wave) with the sponge charging roller thus prepared, a high temperature and high humidity environment, a low temperature and low humidity environment, etc. were obtained. It was confirmed that the photoreceptor can be uniformly charged to −700 V under all the environments including the above, and that the charging performance can be obtained which is completely equivalent to that of the solid type charging roller.

【0052】比較例として、上記の方法と同様にして作
成したスポンジローラに溶剤系の塗料でコートを行なっ
た例を簡単に示す。
As a comparative example, an example in which a sponge roller prepared by the same method as described above is coated with a solvent-based paint will be briefly described.

【0053】コート剤のバインダーとして溶媒にトルエ
ン、IPAを用いる商品名サンプレンIB−104を用
い、これに上記と同様の分散方法で酸化スズを分散させ
てコートを行ない、120℃にて1時間熱風乾燥させて
スポンジ帯電ローラを作成したが、コート時点では良好
な表面性が得られていたものが乾燥工程を経ることによ
って表面状態が悪化し、Rzで20μm以上の荒れた表
面となり、更に乾燥時に発生したクレーター状のディン
プルが著しい表面欠陥となってしまった。
As the binder of the coating agent, toluene and IPA are used as a solvent, and trade name Sampren IB-104 is used. Tin oxide is dispersed in the same dispersion method as above to coat, and hot air is applied at 120 ° C. for 1 hour. A sponge charging roller was dried to produce a sponge charging roller, which had good surface properties at the time of coating, but the surface condition deteriorated due to the drying process, resulting in a rough surface with Rz of 20 μm or more. The generated crater-shaped dimples became a significant surface defect.

【0054】このような帯電ローラでAC帯電方式によ
って画像形成を行なったが、AC帯電のバイアス条件を
最適化しても通常環境下で砂地画像をなくすことはでき
なかった。
An image was formed by the AC charging method using such a charging roller, but even if the bias condition for the AC charging was optimized, it was not possible to eliminate the sand image under the normal environment.

【0055】以上述べたように、スポンジタイプの基層
を用いる場合ではコート剤の材料として水系のバインダ
ーを用いることで始めて乾燥による表面欠陥の発生を防
止することが出来るようになった。
As described above, in the case of using the sponge type base layer, the occurrence of surface defects due to drying can be prevented only by using an aqueous binder as the material of the coating agent.

【0056】これは水系の塗料を用いてスポンジ面をも
つ接触帯電部材の表面をコートすると、有機溶媒を用い
た場合に比べて分散媒である水の乾燥はゆるやかである
ため乾燥時に塗膜を乱すことなく、均一な接触帯電部材
の表面性を得ることができるためである。
This is because when a surface of a contact charging member having a sponge surface is coated with a water-based paint, the water as a dispersion medium dries more slowly than when an organic solvent is used. This is because the uniform surface property of the contact charging member can be obtained without disturbing.

【0057】更に、水系の塗料で塗工を行なう際に高粘
度のコート液で塗工することが可能であり、更に重ね塗
りが容易であるため、コート膜厚の厚膜化が可能であ
る、膜厚のコントロールが容易である等の利点も有して
いる。
Furthermore, it is possible to coat with a high-viscosity coating liquid when coating with a water-based paint, and since overcoating is easy, the coating film thickness can be increased. It also has advantages such as easy control of the film thickness.

【0058】また、通常、粉体微粒子をバインダー中に
均一に分散させることには困難が生じるが、本発明では
バインダーとして水系のものを用い、これにpH値を調
整した水分散媒に導電酸化スズ等の金属酸化物を均一分
散した分散液を混合してコーティングすることによっ
て、従来より容易に導電微粒子を均一に分散させた塗料
を作ることが可能になる。この手法では導電性微粒子が
塗料中に均一に分散されていることにより、従来の手法
では分散が不均一のために発生しがちであった微小領域
の帯電不良をなくすことができるようになった。
Although it is usually difficult to uniformly disperse the fine powder particles in the binder, in the present invention, a water-based binder is used, and a conductive oxide is added to an aqueous dispersion medium whose pH value is adjusted. By mixing and coating a dispersion liquid in which a metal oxide such as tin is uniformly dispersed, it becomes possible to easily prepare a coating material in which conductive particles are uniformly dispersed, as compared with the conventional case. In this method, the conductive fine particles are uniformly dispersed in the paint, which makes it possible to eliminate the charging failure in the minute area, which was apt to occur due to the uneven dispersion in the conventional method. .

【0059】実施例2 本実施例では、接触帯電部材として第1の実施例とコー
ト剤以外は同じ帯電ローラとし、これのコート剤とし
て、水系のバインダーと、導電フィラーとして水にあら
かじめ分散させた酸化スズスラリーを混合して使用する
ことを特徴とする。
Example 2 In this example, the same charging roller as in Example 1 was used as the contact charging member except for the coating agent, and an aqueous binder was used as the coating agent and water was previously dispersed as the conductive filler in water. It is characterized in that a tin oxide slurry is mixed and used.

【0060】第1の実施例では、コート剤として水系の
バインダーに酸化スズを分散させる方法としてペイント
シェーカー、ボールミル等の機械的分散方法を用いた
が、このような方法を用いた場合には分散に時間がかか
り、更に分散の安定性を確保することが難しく酸化スズ
粉体の保管、運送、製造各条件、分散時の溶媒の温度等
によって分散状態が変化することが避けられない。
In the first embodiment, a mechanical dispersion method such as a paint shaker or a ball mill was used as a method for dispersing tin oxide in a water-based binder as a coating agent. However, when such a method is used, dispersion is performed. However, it is difficult to ensure the stability of the dispersion, and it is inevitable that the dispersion state changes depending on the storage, transportation, manufacturing conditions of the tin oxide powder, the temperature of the solvent during dispersion, and the like.

【0061】更に水系のバインダーは、バインダーを乳
化剤等で水中にエマルジョン状態で安定化させているた
め、高剪断力で分散を行なった場合には分散を行なって
いる最中に溶液がゲル化してしまうという可能性も生じ
ていた。
Further, since the aqueous binder stabilizes the binder in an emulsion state in water with an emulsifier or the like, when the dispersion is carried out with a high shearing force, the solution is gelated during the dispersion. There was a possibility that it would end up.

【0062】これらの問題点を解決するために本実施例
では導電フィラーとしてpH値をあらかじめ調節した水
の中に、酸化スズを安定分散させた液を用い、これと水
系のバインダーを混合することによってコート剤を作成
することを特徴とする。
In order to solve these problems, in this embodiment, a liquid in which tin oxide is stably dispersed in water whose pH value has been adjusted beforehand is used as a conductive filler, and this is mixed with an aqueous binder. It is characterized in that a coating agent is prepared by.

【0063】このようなスラリー、ゾルとしては多木化
学(株)製酸化スズゾル、酸化チタンゾル等が知られて
いるがこの他にも同様の手法で水と混合できる分散媒中
に導電フィラーを安定分散させたものを用いることが可
能である。
As such a slurry and sol, tin oxide sol and titanium oxide sol manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. are known, but in addition to this, a conductive filler is stabilized in a dispersion medium that can be mixed with water by the same method. It is possible to use dispersed ones.

【0064】以下に具体的な例を示す。A specific example is shown below.

【0065】コート剤のバインダーとしては第一の実施
例で用いた水系ウレタン塗料の旭電化工業製ウレタン塗
料HUX−232である。これに、アンモニア、水酸化
ナトリウム等のアルカリでpHを4〜6に調整した水中
に、アンチモンでドーピング処理して導電化を行なった
酸化スズを安定分散させたスラリーを導電フィラーとし
て混合する。
The binder of the coating agent is the water-based urethane paint HUX-232 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. used in the first embodiment. A slurry in which tin oxide, which has been made conductive by doping treatment with antimony, is stably dispersed in water whose pH is adjusted to 4 to 6 with an alkali such as ammonia or sodium hydroxide is mixed as a conductive filler.

【0066】ウレタン塗料と導電フィラーの混合比は、
ウレタン塗料の固形分に対して導電フィラーの重量比が
60%になるようにお互いを混ぜ合わせる。混合方法は
スターラー等で簡単に混ぜ合わせるだけでウレタン樹脂
中に導電フィラーを均一分散させることが可能である
が、適宜適当な分散機を用いることも可能である。
The mixing ratio of the urethane paint and the conductive filler is
The conductive fillers are mixed with each other in a weight ratio of 60% with respect to the solid content of the urethane paint. As a mixing method, the conductive filler can be uniformly dispersed in the urethane resin by simply mixing them with a stirrer or the like, but an appropriate disperser can also be used appropriately.

【0067】本実施例で用いた条件では混合液の粘度は
200cpsになった。
Under the conditions used in this example, the viscosity of the mixed solution became 200 cps.

【0068】このようにして作成したコート液を第一の
実施例同様の手法によって中抵抗のスポンジローラにコ
ートし、帯電ローラを作成する。第1の実施例とは混合
液の濃度が異なるため、同じ約80μmのコート厚で抵
抗層を塗工するためにディッピングコート法で引き上げ
速度20mm/secとし、ローラの上下を反転させて
二回コーティングを行なった。
The coating liquid thus prepared is coated on a medium resistance sponge roller by the same method as in the first embodiment to prepare a charging roller. Since the concentration of the mixed liquid is different from that of the first embodiment, the pulling speed was 20 mm / sec by the dipping coating method to apply the resistance layer with the same coating thickness of about 80 μm, and the roller was turned upside down twice. Coating was performed.

【0069】このように、お互い水を溶媒、分散媒とす
る材料を混合してコート液を作成する方法は、剪断力を
用いずに導電フィラーの均一分散を可能にできるため、
異なる物理的、化学的特性を持つ複数のバインダーを混
合して用いることも可能になる。
As described above, in the method of preparing the coating liquid by mixing the materials having water as a solvent and dispersion medium, it is possible to uniformly disperse the conductive filler without using shearing force.
It is also possible to mix and use a plurality of binders having different physical and chemical properties.

【0070】例えば、HUX−232は感光体に対する
汚染性が少ない、膜強度が強いという特性を有するが、
逆に膜の硬度が高く、ローラとして成形した場合にロー
ラの硬度が高くなってしまい、帯電音が大きくなるとい
う問題点も有していた。これに対して同じ水系のウレタ
ン塗料HUX−290Hは感光体に対する汚染性が若干
あるものの膜が軟らかく、柔軟なコート皮膜を作れると
いう特性を持っている。
For example, HUX-232 has the characteristics that it is less likely to contaminate the photoconductor and has a strong film strength.
On the contrary, there is a problem that the hardness of the film is high and the hardness of the roller becomes high when molded as a roller, and the charging noise becomes large. On the other hand, the same water-based urethane paint HUX-290H has the characteristic that the film is soft but a flexible coat film can be formed, although it has some stains on the photoreceptor.

【0071】本発明者は実験を重ねた結果、HUX−2
32とHUX−290Hを重量比で3:7の割合で混合
したものは膜の柔軟性と感光体への汚染性を両立するこ
とができ、帯電音の発生を抑え、かつ弊害のない帯電ロ
ーラを作成することができることを発見した。
As a result of repeated experiments, the present inventor found that HUX-2
A mixture of 32 and HUX-290H in a weight ratio of 3: 7 can achieve both the flexibility of the film and the stain resistance to the photoconductor, suppresses the generation of charging noise, and has no adverse effect. I found that you can create.

【0072】この他にも、水系のバインダーとして日本
触媒(株)製商品名アクリセット、TOYOBO製商品
名バイロン等があり、それぞれを単体で、またはそれぞ
れの特性を有効利用するために適宜混合して用いること
が可能である。
In addition to the above, there are other water-based binders such as ACRYSET manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. and BYRON manufactured by TOYOBO. Each of them is mixed alone or in order to effectively use each characteristic. Can be used.

【0073】このように、本実施例においては水系のバ
インダー高分子化合物と、あらかじめ水中に安定分散さ
せた導電フィラーを混合して接触帯電部材の抵抗層のコ
ート液を作成することによって、導電フィラーをコート
液中に簡単に均一分散できるようになる。また、剪断力
を用いずに導電フィラーを分散できるためバインダー溶
液のエマルジョン状態を変化させることなく安定してコ
ート液を作成できるようになった。
As described above, in this example, the aqueous binder polymer compound was mixed with the conductive filler which was previously stably dispersed in water to prepare the coating liquid for the resistance layer of the contact charging member. Can be easily and uniformly dispersed in the coating liquid. Further, since the conductive filler can be dispersed without using a shearing force, a coating liquid can be stably prepared without changing the emulsion state of the binder solution.

【0074】実施例3 本実施例では、弾性スポンジタイプの接触帯電部材に機
能層をコートする際に、コートの材料として水系でイオ
ン導電性の材料を用いることを特徴とする。
Example 3 This example is characterized in that when a functional layer is coated on an elastic sponge type contact charging member, an aqueous ion conductive material is used as the coating material.

【0075】第1、第2の実施例においては、コート材
料として水系の絶縁性バインダーに、抵抗値調整のため
に導電性のフィラーを分散したものを用いていた。
In the first and second embodiments, a water-based insulating binder in which a conductive filler is dispersed to adjust the resistance value is used as the coating material.

【0076】これらの材料は、バインダーの電気抵抗値
が絶縁性のものでかまわないため材料選択の余地が広い
こと、導電フィラーで抵抗値調整をした後には抵抗値の
環境変動が少ない等の利点がある。
These materials are advantageous in that there is wide room for selection of the material because the electric resistance value of the binder may be insulating and there is little environmental change in the resistance value after the resistance value is adjusted by the conductive filler. There is.

【0077】しかしながらコート材に導電フィラーを分
散するため、製造条件等で抵抗値のふれが存在する、フ
ィラーの補強効果によって膜の硬度が高くなる、分散に
時間がかかる等の問題点も同時に有していた。
However, since the conductive filler is dispersed in the coating material, there are problems that the resistance value may fluctuate due to the manufacturing conditions, the hardness of the film becomes high due to the reinforcing effect of the filler, and the dispersion takes time. Was.

【0078】これを解決する手法として、本実施例にお
いてはコート材料として物質の固有抵抗が抵抗層として
適当であるイオン導電性の高分子化合物を用いる。具体
的にはコート材の特性としてはスポンジの基体に均一に
コートを行なうため水系であり、体積固有抵抗値が10
6〜109Ωcmであり膜が軟らかいことが必要となる。
スポンジ層の体積抵抗率は104〜108Ωcmである。
As a method of solving this, in the present embodiment, an ion conductive polymer compound having a specific resistance of a substance suitable as a resistance layer is used as a coating material. Specifically, the characteristic of the coating material is that it is water-based in order to coat the sponge substrate uniformly, and its volume resistivity value is 10
It is 6 to 10 9 Ωcm, and the film must be soft.
The volume resistivity of the sponge layer is 10 4 to 10 8 Ωcm.

【0079】一般的にはこのような特性を満足するため
には高分子化合物中に陰極性の強い官能基を導入した、
もしくはポリエーテル結合を持つウレタン、アクリル樹
脂等が用いられ、この他にはNal、LiClO4、K
SCN、NaSCN等のアルカリ金属塩が導電性を付与
するために添加される。
Generally, in order to satisfy such characteristics, a functional group having a strong cathodic property is introduced into a polymer compound,
Alternatively, urethane, acrylic resin or the like having a polyether bond is used, and in addition, Nal, LiClO 4 , K
An alkali metal salt such as SCN or NaSCN is added to give conductivity.

【0080】本実施例では、このような材料として第一
工業製薬製商品名レオレックスASE−720を用いて
接触帯電部材を構成したが、この材料は本発明の主旨を
限定するものではなく他の同様の高分子化合物を用いる
ことも可能である。
In the present embodiment, the contact charging member was constructed by using Reolex ASE-720 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as such a material, but this material does not limit the scope of the present invention. It is also possible to use a polymer compound similar to the above.

【0081】ASE−720は樹脂の体積抵抗値が10
8Ωcm程度であり、スポンジ基体のローラ上にコート
を行なうことによって接触帯電部材として適当な抵抗値
とすることができるようになる。具体的には、第一の実
施例で用いた中抵抗のスポンジローラにロールコート法
でコーティングを行ない、厚さ100μmの抵抗層を形
成した。これを熱風乾燥にて120℃で1時間乾燥を行
なったもので試験を行なった。
ASE-720 has a resin volume resistance value of 10
It is about 8 Ωcm, and by coating the roller of the sponge substrate, it becomes possible to obtain an appropriate resistance value as a contact charging member. Specifically, the medium resistance sponge roller used in the first embodiment was coated by a roll coating method to form a resistance layer having a thickness of 100 μm. The test was carried out by drying this with hot air drying at 120 ° C. for 1 hour.

【0082】作成したローラは硬度35°、通常環境下
のローラ抵抗値が106Ωcmであり、表面粗さはRz
値で5μm程度であり、ローラ表面の凹凸、ディンプル
の無い平滑な表面性であった。これは、水系の材料でコ
ーティングを行なった効果によるものであり、比較例と
して溶剤系のウレタン樹脂、エピクロルヒドリンゴム等
でコーティングを行なった場合には乾燥時に表面の欠陥
が発生して良好な帯電部材表面性を確保することは難し
かった。
The roller thus prepared had a hardness of 35 °, a roller resistance value of 10 6 Ωcm in a normal environment, and a surface roughness of Rz.
The value was about 5 μm, and the surface of the roller was smooth without unevenness or dimples. This is due to the effect of coating with a water-based material. As a comparative example, when coating with a solvent-based urethane resin, epichlorohydrin rubber, etc., surface defects occur during drying and a good charging member is obtained. It was difficult to secure the surface property.

【0083】このローラを用いてCD帯電法で感光体の
帯電を行なった。厚さ25μmの感光層を持つ感光ドラ
ムに対して帯電ローラを総加重500gで加圧当接さ
せ、−1300VのDC電圧を印加したところ、感光体
表面は均一に−700Vに帯電され、反転現像を行なっ
たところ黒ポチ、砂地等の帯電不良、異常帯電による画
像不良は発生しなかった。
Using this roller, the photoreceptor was charged by the CD charging method. When a charging roller was pressed against the photosensitive drum having a photosensitive layer with a thickness of 25 μm with a total weight of 500 g and a DC voltage of −1300 V was applied, the surface of the photosensitive member was uniformly charged to −700 V, and reversal development was performed. As a result, no charging defects such as black spots and sand were observed, and no image defects due to abnormal charging occurred.

【0084】この他に、イオン導電性の材料を接触帯電
部材表面に用いると、高温高湿環境下でイオン、高分子
化合物等が表面に析出、染みだして感光体の汚染が発生
することがあるが、本実施例のような構成では、あらか
じめスポンジ基体上の水系のコートを行なって均一な表
面を形成しているため、この上に保護層として他のコー
ティングを施すことも可能である。
In addition to this, when an ion conductive material is used for the surface of the contact charging member, ions, polymer compounds, etc. may be deposited and exude on the surface in a high temperature and high humidity environment to cause contamination of the photoreceptor. However, in the structure of this example, since the water-based coating is previously performed on the sponge substrate to form a uniform surface, it is possible to apply another coating as a protective layer thereon.

【0085】具体的には、先に述べたイオン導電系のA
SE−720コートの上にメトキシメチル化ナイロン
(帝国化学製商品名トレジン)の10μm程度のコーテ
ィングを行なうことによって、全環境下で安定した特性
を得ることが可能な接触帯電部材を構成することができ
るようになった。
Specifically, the above-mentioned A of the ion conductive system is used.
By coating the SE-720 coat with about 10 μm of methoxymethylated nylon (trade name: resin resin manufactured by Teikoku Kagaku), a contact charging member capable of obtaining stable characteristics in all environments can be constructed. I can do it now.

【0086】なお、この際にスポンジ基体上に直接メト
キシメチル化ナイロンをコートして帯電ローラを形成し
ようとしても、メトキシメチル化ナイロンは溶媒をメチ
ルアルコールとする溶剤系のコート材料なため均一なコ
ーティング表面性を得ることができず、スポンジ基体上
に一旦水系のバインダーをコートすることで均一な表面
製を確保しておくことが必要となることはいうまでもな
い。
At this time, even if the sponge substrate is directly coated with methoxymethylated nylon to form a charging roller, methoxymethylated nylon is a solvent-based coating material in which the solvent is methyl alcohol, so that a uniform coating is obtained. Needless to say, the surface property cannot be obtained, and it is necessary to once coat the sponge substrate with a water-based binder to ensure a uniform surface property.

【0087】このように、スポンジと接するコーティン
グ層に水系のバインダーを持つ材料をコーティングを行
ない、平滑な表面性を得た上で更に他の機能層をコーテ
ィングする手法は、本実施例に述べたようなイオン導電
系の材料に限定されず第一、第2の実施例に述べたよう
な導電フィラーを分散したような分散系の材料を用いて
も可能である。
As described above, the method of coating a material having an aqueous binder on the coating layer in contact with the sponge to obtain a smooth surface and then coating another functional layer is described in this embodiment. The material is not limited to such an ion conductive material, and it is also possible to use a dispersion material in which the conductive filler as described in the first and second embodiments is dispersed.

【0088】以上述べたように、本実施例ては、水系で
イオン導電性である材料を用いることによって、製造時
の抵抗値がバラつきを抑え、導電フィラーを分散しない
単一の材料で接触帯電部材を構成することができるよう
になった。
As described above, in this embodiment, by using the material which is water-based and has ion conductivity, the resistance value at the time of production is suppressed from varying and the contact charging is performed by a single material which does not disperse the conductive filler. Members can now be constructed.

【0089】実施例4 本実施例では、接触帯電部材として電子写真装置の弾性
スポンジ状の転写ローラに水系の材料でコーティングを
行なうことを特徴とする。
Embodiment 4 This embodiment is characterized in that an elastic sponge-like transfer roller of an electrophotographic apparatus as a contact charging member is coated with an aqueous material.

【0090】電子写真装置の転写ローラは、感光体、中
間転写体、転写ドラム等の像担持体上のトナー像を転写
紙上に転写するための部材であり、電圧を印加して静電
的に転写を行なう。
The transfer roller of the electrophotographic apparatus is a member for transferring a toner image on an image bearing member such as a photoconductor, an intermediate transfer member, or a transfer drum onto a transfer paper, and electrostatically applying a voltage. Transfer.

【0091】必要とされる特性としては、転写電流の局
部的な集中を制限するための抵抗値(中抵抗であり、1
5〜109Ω)、転写加圧が高い場合に発生する画像中
抜けを防止するための低硬度、転写ローラ表面に付着し
てしまった余分なトナー等を簡単に清掃できるための高
離型性等が要求される。
The required characteristic is a resistance value (medium resistance, 1
0 5 to 10 9 Ω), low hardness to prevent image dropout that occurs when transfer pressure is high, and high separation to easily clean excess toner adhered to the transfer roller surface. Moldability is required.

【0092】このような特性、特に低硬度を満足するた
めには中抵抗のスポンジローラを用いることが一般的で
あり、EPDM,CR,ウレタン等にカーボン、酸化亜
鉛等を分散させて発泡させたスポンジローラが用いられ
る。
In order to satisfy such characteristics, particularly low hardness, it is general to use a sponge roller having a medium resistance, and carbon, zinc oxide or the like is dispersed in EPDM, CR, urethane or the like to be foamed. A sponge roller is used.

【0093】しかしながら、このようなゴム材料は基本
的にトナーに対する離型性は良好とは言えず、電界によ
るクリーニング等を行なっても一旦ローラ上に付着した
トナーを完全に除去することが難しく、転写材の裏汚れ
等を発生させることがあった。
However, such a rubber material is not basically said to have good releasability from the toner, and it is difficult to completely remove the toner once attached to the roller even if cleaning by an electric field is performed. Occasionally, the back surface of the transfer material was stained.

【0094】特に複写機に転写ローラを適用した場合に
は、複写原稿と転写材のサイズが異なった場合等はトナ
ーが転写材を介さずに直接転写ローラ上に転写されるこ
とがあり、次の画像形成時に転写材の裏汚れを防止する
ために転写ローラのクリーニング性を高めることが必要
とされていた。
Especially when a transfer roller is applied to a copying machine, toner may be directly transferred onto the transfer roller without passing through the transfer material when the size of the copy original is different from that of the transfer material. It was necessary to enhance the cleaning property of the transfer roller in order to prevent the backside of the transfer material from being smeared during the image formation.

【0095】そこで、本実施例では低硬度のスポンジロ
ーラを使用しながら、トナークリーニング性を向上され
るために転写ローラ表面に水系の材料を用いたコーティ
ングを行なう。
Therefore, in this embodiment, while using a sponge roller having a low hardness, the surface of the transfer roller is coated with an aqueous material in order to improve the toner cleaning property.

【0096】トナーに対するクリーニング性を向上させ
るためにはスポンジ表面を平滑化する、離型性の良い材
料でコーティングを行なう等の手段があるが、前者を実
現するためにはこれまでの実施例で述べてきたように水
系の材料でコーティングを行なうことが必要条件とな
る。このため本実施例ではコーティング材料として第一
の実施例で述べた水系のウレタン塗料HUX−232を
用い、これに抵抗値調整のために酸化スズ、更に離型性
を向上させるためテフロン粒子を分散させる。
In order to improve the cleaning property with respect to the toner, there are means such as smoothing the surface of the sponge and coating with a material having a good releasability. However, in order to realize the former, in the above-mentioned embodiments. As mentioned above, coating with an aqueous material is a necessary condition. For this reason, in this embodiment, the water-based urethane paint HUX-232 described in the first embodiment is used as the coating material, and tin oxide is dispersed therein to adjust the resistance value, and Teflon particles are dispersed to further improve the releasability. Let

【0097】具体的に本実施例における転写ローラの製
造方法について述べる。
A method of manufacturing the transfer roller in this embodiment will be specifically described.

【0098】転写ローラは帯電ローラと比べて抵抗値が
高いため、基層のスポンジローラの抵抗値を108Ωと
する。これは、EPDMに抵抗値調整のためカーボンで
あるケッチェンブラックと酸化亜鉛を分散させ、発泡さ
せることによって作成する。
Since the transfer roller has a higher resistance value than the charging roller, the resistance value of the base layer sponge roller is set to 10 8 Ω. This is prepared by dispersing Ketjen black, which is carbon, and zinc oxide in EPDM to adjust the resistance value and foaming them.

【0099】コート材はHUX−232と酸化スズとテ
フロン粒子をそれぞれ固形分の重量比で100:60:
10の割合で混合させ、ペイントシェーカーで12時間
分散させたものである。
The coating material is HUX-232, tin oxide, and Teflon particles in a solid content weight ratio of 100: 60:
It was mixed at a ratio of 10 and dispersed for 12 hours with a paint shaker.

【0100】このようにしてできたコート材を実際にバ
ーコード塗工法でシート状に塗工し、体積抵抗値を測定
したところ108Ωcm程度であった。
The coating material thus obtained was actually applied in the form of a sheet by the barcode coating method, and the volume resistance value was measured and found to be about 10 8 Ωcm.

【0101】これを第一の実施例と同じ条件でスポンジ
ローラ上に塗工し、乾燥させて転写ローラとした。完成
した転写ローラは表面粗さがRz値で10μm以下と平
滑な表面性をしており、更にテフロン粒子を混合してい
るため高い離型性を確保することができた。
This was coated on a sponge roller under the same conditions as in the first embodiment and dried to form a transfer roller. The completed transfer roller has a smooth surface property with a surface roughness Rz value of 10 μm or less, and since Teflon particles are further mixed therein, high releasability can be secured.

【0102】比較例として、溶剤系のバインダーでコー
ト材を作成しスポンジローラに塗工したもの、スポンジ
ローラ単体を用いて転写性、クリーニング性を比較した
例を以下の表1に示す。
As a comparative example, Table 1 below shows an example in which a transfer material and a cleaning property are compared by using a sponge roller coated with a coating material prepared from a solvent type binder and a sponge roller alone.

【0103】[0103]

【表1】 [Table 1]

【0104】このように、スポンジ単体と比較した場合
には均一なコーティングを行なう程クリーニング性が向
上することがわかる。また、溶剤系のバインダーを材料
にしてコーティングを行なった場合には、乾燥の際に生
じるクレーター、ディンプル状の大きな表面欠陥が転写
抜けを生じさせ、画像不良となってしまった。
As described above, it can be seen that the cleaning property is improved as the uniform coating is performed, as compared with the sponge alone. Further, when coating is performed using a solvent-based binder as a material, large surface defects in the form of craters and dimples that occur during drying cause transfer defects, resulting in defective images.

【0105】このように、本実施例では転写ローラ表面
を均一にコートすることによって転写ローラのクリーニ
ング性を向上させ、更に水系の材料でこれを行なうこと
で均一なローラ表面を簡単に実現できるようになり、転
写抜け等の弊害無しにクリーニング性能の高い転写ロー
ラを構成することが可能となった。
As described above, in this embodiment, the transfer roller surface is uniformly coated to improve the cleaning property of the transfer roller, and by using the water-based material, the uniform roller surface can be easily realized. As a result, it is possible to configure a transfer roller having high cleaning performance without any adverse effect such as transfer omission.

【0106】[0106]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の帯電部材に
おいて水系の高分子化合物を含む機能層を用いることに
よって、均一なコートを行なうことができるようになっ
た。
As described above, by using the functional layer containing the water-based polymer compound in the charging member of the present invention, uniform coating can be performed.

【0107】また、この機能層の材料として水系の高分
子化合物と、あらかじめ水等の分散媒に酸化スズ等の導
電フィラーを安定分散させたスラリーを混合させたもの
を用いることによって、導電フィラーを均一に分散させ
たコート液を作成することもできるようになった。
As the material for this functional layer, an aqueous polymer compound and a slurry in which a conductive filler such as tin oxide is stably dispersed in a dispersion medium such as water in advance are mixed to obtain a conductive filler. It has become possible to prepare a coating liquid that is uniformly dispersed.

【0108】この結果として、導電フィラーが均一に分
散されて抵抗値ムラのなく、表面性の均一な、更に軟ら
かい接触帯電部材を容易に作成することができるように
なった。
As a result, it becomes possible to easily produce a softer contact charging member in which the conductive filler is uniformly dispersed and the resistance value is uniform and the surface property is uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の帯電装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a charging device of the present invention.

【図2】帯電装置が適用可能な画像形成装置の概略断面
図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an image forming apparatus to which a charging device can be applied.

【図3】帯電部材の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a charging member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体 4 帯電部材 4a 芯金 4b 発泡体 4c コート層 1 Photoreceptor 4 Charging Member 4a Core Bar 4b Foam 4c Coating Layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 淳 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Jun Murata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被帯電体に接触可能であり、被帯電体を
帯電する帯電部材において、 水系の高分子化合物を含む機能層を有することを特徴と
する帯電部材。
1. A charging member capable of contacting a charged body and charging the charged body, comprising a functional layer containing an aqueous polymer compound.
【請求項2】 上記帯電部材は、上記機能層の内側に発
泡層を有することを特徴とする請求項1の帯電部材。
2. The charging member according to claim 1, wherein the charging member has a foam layer inside the functional layer.
【請求項3】 被帯電体に接触可能であり、被帯電体を
帯電するために電圧が印加される帯電部材を有する帯電
装置において、 上記帯電部材は水系の高分子化合物を含む機能層を備え
ることを特徴とする帯電装置。
3. A charging device having a charging member that can be contacted with a member to be charged and to which a voltage is applied to charge the member to be charged, wherein the charging member includes a functional layer containing an aqueous polymer compound. A charging device characterized by the above.
【請求項4】 上記帯電部材は、上記機能層の内側に発
泡層を有することを特徴とする請求項3の帯電装置。
4. The charging device according to claim 3, wherein the charging member has a foam layer inside the functional layer.
【請求項5】 上記発泡層は、弾性体であることを特徴
とする請求項4の帯電装置。
5. The charging device according to claim 4, wherein the foam layer is an elastic body.
【請求項6】 上記機能層は導電フィラーが分散されて
いることを特徴とする請求項3乃至5の帯電装置。
6. The charging device according to claim 3, wherein the functional layer has a conductive filler dispersed therein.
【請求項7】 上記機能層はあらかじめ水もしくは水と
混合できる分散媒中に導電フィラーを分散させた液体
と、上記高分子化合物と、が混合されていることを特徴
とする請求項3乃至5の帯電装置。
7. The functional layer comprises a mixture of a liquid in which a conductive filler is dispersed in water or a dispersion medium which can be mixed with water in advance, and the polymer compound. Charging device.
【請求項8】 上記導電フィラーは金属酸化物であるこ
とを特徴とする請求項6又は7の帯電装置。
8. The charging device according to claim 6, wherein the conductive filler is a metal oxide.
【請求項9】 上記導電フィラーは酸化スズであること
を特徴とする請求項8の帯電装置。
9. The charging device according to claim 8, wherein the conductive filler is tin oxide.
【請求項10】 上記帯電部材はローラ形状であること
を特徴とする請求項3乃至9の帯電装置。
10. The charging device according to claim 3, wherein the charging member has a roller shape.
【請求項11】 上記電圧は振動電圧であることを特徴
とする請求項3乃至10の帯電装置。
11. The charging device according to claim 3, wherein the voltage is an oscillating voltage.
【請求項12】 上記被帯電体は像担持体であることを
特徴とする請求項3乃至11の帯電装置。
12. The charging device according to claim 3, wherein the member to be charged is an image carrier.
【請求項13】 上記被帯電体は、転写材であり、上記
帯電部材は像担持体の像を転写材に転写することを特徴
とする請求項3乃至11の帯電装置。
13. The charging device according to claim 3, wherein the member to be charged is a transfer material, and the charging member transfers the image of the image carrier to the transfer material.
【請求項14】 上記帯電部材と上記像担持体とを画像
形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに設けたこ
とを特徴とする請求項12の帯電装置。
14. The charging device according to claim 12, wherein the charging member and the image carrier are provided in a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus.
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