JPH0782386A - 高分子エレクトレットフィルム及びこれを用いた現像剤搬送用スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高い電荷保持性を有すると共に、塗布・乾燥に
より導電性スリーブ上に形成された場合にもストレスク
ラックや剥離の発生が有効に防止された高分子エレクト
レットフィルム及びこれを用いた現像剤搬送用スリーブ
を提供するにある。 【構成】スチレン系重合体と、エポキシ系樹脂とのブレ
ンド物から成るフィルムをエレクトレット化して成るこ
とを特徴とする。 【効果】本発明のエレクトレットフィルムは、ポリスチ
レン単体から成るものに比して表面電位の保持率が顕著
に向上し、長期にわたって安定した分極構造を有し、電
荷保持性がきわめて良好であった。また金属に対する密
着性もポリスチレン単体から成るものに比して向上され
た。

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
フィルム及びこの高分子エレクトレットフィルムを用い
た現像剤搬送用スリーブに関し、より詳細には、安定な
エレクトレット性を有する高分子エレクトレットフィル
ム及びこの高分子エレクトレットフィルムを導電性スリ
ーブ上に設けて成る現像剤搬送用スリーブに関する。

【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い
る。この磁気ブラシ現像装置においては、一般に磁性キ
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
像剤を帯電させて、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】このような現像装置に用いる現像剤搬送用
スリーブとして、近年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が提案されている（特開昭６
０−１３６７７３号公報等）。この現像剤搬送用スリー
ブを用いた現像装置では、非磁性一成分現像剤が使用さ
れており、現像剤の搬送は電気的吸引力（クーロン力）
によってのみ行われ、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に
なるという利点を有している。

【０００４】この現像剤搬送用スリーブに用いる高分子
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、種々の熱可塑性樹脂から成るエレクトレットが知ら
れている。なかでもポリ（４−メチルペンテン）や、四
フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）等は、電荷の保持性や耐久性に優れていることが知
られているが、これらの樹脂は溶媒に溶解することが困
難であり、適当な塗布液を調製できないため、直接スリ
ーブ上にフィルムを形成できないという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような欠点を解消
するものとして、ポリスチレン系樹脂から成るエレクト
レットが従来より使用されている（特開昭５５−１３０
１２８号公報等）が、これらは、それ自体上記ＦＥＰ等
ほどの高い電荷保持性を有しておらず、しかもポリスチ
レン系樹脂から成る塗布液を導電性スリーブ上に塗布・
乾燥してエレクトレットフィルムを形成しても、乾燥後
一定時間経過するとストレスクラックやアルミスリーブ
との剥離等が原因で、表面電位が減衰してしまうという
欠点をも有しており、長期にわたって表面電位を保持
し、安定したトナーの搬送を行うことができるという点
においては十分満足のいくものではなかった。

【０００６】従って本発明の目的は、高い電荷保持性を
有すると共に、塗布・乾燥により導電性スリーブ上に形
成された場合にもストレスクラックや剥離の発生が有効
に防止された高分子エレクトレットフィルム及びこれを
用いた現像剤搬送用スリーブを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、スチレ
ン系重合体と、エポキシ系樹脂とのブレンド物から成る
フィルムをエレクトレット化して成ることを特徴とする
高分子エレクトレットフィルムが提供される。本発明に
よればまた、上記高分子エレクトレットフィルムを導電
性スリーブ上に設けて成る現像剤搬送用スリーブが提供
される。

【０００８】

【作用】本発明においては、エレクトレットフィルム形
成用高分子として、スチレン系重合体にエポキシ樹脂を
配合したものを用いることにより、ポリスチレン単体か
ら成るエレクトレットフィルムに比べて、顕著に電荷特
性を向上することが可能となる。例えば、図１に示すよ
うに、ポリスチレン単体から成るエレクトレットフィル
ムでは塗布・乾燥した後すぐに電荷保持率が６０％程度
まで減衰してしまうのに対し、エポキシ樹脂を配合した
本発明のエレクトレットフィルムでは、１４日経過して
も８０％以上の電荷保持率を有しているのである。本発
明においてこのような電荷特性の向上が見られるのは、
ポリスチレン系重合体中でエポキシ樹脂が硬化する際
に、ポリマー中のポリスチレン系重合体とエポキシ樹脂
の界面に、多数のトラップが発生するためと思われる。
このトラップが発生することにより、エレクトレット化
によってフィルムに与えられる電荷が多数のトラップに
有効に埋め込まれるため、高い表面電位を示すことがで
きると共に、電荷保持率にも優れたエレクトレットフィ
ルムを提供することが可能となるのである。

【０００９】またエポキシ樹脂を配合することによって
導電性スリーブ等の金属材料に対する密着性も向上する
ため、クラックや剥離の発生も有効に回避されるため、
これらを原因とする表面電位の減衰も有効に防止するこ
とができるのである。

【００１０】

【発明の好適態様】

スチレン系重合体 本発明において、フィルム形成材のベースとなるスチレ
ン系重合体としては、ポリスチレン以外に、スチレン置
換体ポリマー、例えば芳香環のｐ−位がメチル基、tert
−ブチル基等のアルキル基や、塩素原子等のハロゲン原
子で置換されたスチレンの核置換体のポリマー、及びポ
リ（α−メチルスチレン）等のスチレンのビニル基のα
位が置換されたものなどを例示することができる。これ
らのベース高分子は、トラップの発生により電荷の保持
性が向上するという本発明の目的が損なわれない範囲で
あれば、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、更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、アクリロ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％以下であることが好ましい。ま
た上述した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。

【００１１】エポキシ樹脂 前記スチレン系樹脂とブレンドするエポキシ樹脂として
は、それ自体公知のエポキシ樹脂をすべて用いることが
でき、中でもビスフェノールＡ等のビスフェノール類と
エピハロヒドリンとの重縮合により得られたビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂を好適に用いることができる。ま
た、エポキシ樹脂は二液型のエポキシ樹脂はもちろん、
予め硬化剤がエポキシ樹脂に配合された一液型のエポキ
シ樹脂の両方を用いることができるが、後述するよう
に、エポキシ樹脂のスチレン系樹脂に対する配合量は少
量であるので一液型のものが特に好適に使用できる。エ
ポキシ樹脂に対して反応性のある樹脂硬化剤としては、
エポキシ樹脂に水酸基やオキシラン環に対して反応性を
有する官能基、例えば水酸基、アミノ基、カルボキシル
基等を有する樹脂；例えばレゾール型及び／又はノボラ
ック型のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹
脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、
ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂、エポキシエステル樹
脂、ブチラール樹脂等の１種又は２種以上の組合せが使
用される。

【００１２】エポキシ樹脂のエポキシ当量は、５０乃至
５０００、特に５００乃至２０００の範囲にあるものが
好ましい。またエポキシ樹脂は、スチレン系重合体１０
０重量部当り、エポキシ系樹脂を３乃至１５重量部、特
に５乃至８重量部の量で含有することが好ましい。上記
範囲よりも少ないと、電荷保持性の改善効果が十分得ら
れず、また上記範囲よりも多量に使用しても経済的に不
利なだけでなく、電荷保持性の改善効果は十分に得られ
ないのである。

【００１３】エレクトレット化フィルムの製造 本発明のエレクトレットフィルムは、適当な溶剤を用い
て上述したスチレン系重合体とエポキシ樹脂を溶解した
塗布液を調製し、これを適当な基体上に塗布し、乾燥し
てエレクトレット化することにより得られる。溶剤とし
ては、それ自体公知の種々の有機溶剤を使用することが
できるが、一般にはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が好
適である。また溶剤の使用量は、用いるスチレン系樹脂
及びエポキシ樹脂の種類に応じて、適当な塗布性が得ら
れるように適宜設定されるが、一般に高分子を溶解した
溶液粘度として１００乃至１０００ｃｐ（センチポイ
ズ）の範囲にあるのが好ましい。

【００１４】基体に塗布され、乾燥されて形成されたフ
ィルムのエレクトレット化は、それ自体公知の方法で行
うことができ、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
レット化法等により行うことができるが、一般にはコロ
ナ帯電法が好適に採用される。

【００１５】現像剤搬送用スリーブ 前述した本発明のエレクトレットフィルムは、高い分極
電圧を有し、また分極構造が長期間にわたって安定に保
持されるという利点や、金属等との密着性が良好である
という利点を活かし種々の用途に有効に使用することが
できるが、特に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
きわめて有効に用いることができる。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本発明
のエレクトレットフィルムを設けたものであり、帯電し
た現像剤を、該エレクトレットのクーロン力によって現
像器中の現像域（すなわち、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、すなわち現像が行われる。

【００１６】かかる現像剤搬送用スリーブにおいて、エ
レクトレットフィルムの厚みは、通常２５乃至５００μ
ｍ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^-8Ｃ／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の移行が阻害される
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、該エレクトレットフ
ィルムの電荷極性は、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。また現像剤搬送用スリーブに
おいて、エレクトレットフィルムの支持基体となる導電
性スリーブは、通常回転円筒状であり、またエレクトレ
ットフィルム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。

【００１７】本発明の現像剤搬送用スリーブは、エレク
トレットフィルムの分極構造が安定に保持され、且つエ
レクトレットフィルムとアルミ等の導電性スリーブとの
密着性も良好であるため、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。

【００１８】本発明の高分子エレクトレットフィルム
は、電子写真装置に用いられる現像剤搬送用スリーブと
しての用途にきわめて有用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。

【００１９】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
ードから成り、このブレードにより残存トナーは掻き取
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。

【００２０】これに対して、本発明の高分子エレクトレ
ットフィルムを使用すれば、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、電気的吸引
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、ブレードとの摺擦による感光体表面の劣化を生じ
ることがないのである。また、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最汚染も防止することができる。

【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。この転写装置では、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、トナーの帯電極性と逆極性
の表面電荷を有する本発明のエレクトレットフィルムを
適当な基板上に形成したエレクトレット板を、上記の転
写チャージャの代わりに使用し、感光体ドラムとエレク
トレットとの間に転写紙を通過させることにより、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、コスト的にきわめて有利である。更に
エレクトレット板の代わりに、表面に高分子エレクトレ
ットフィルム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。

【００２３】

【実施例】 実施例１ ポリスチレン（平均分子量２０万）１００重量部と、一
液型エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型とビスフェノー
ルＦ型の５０：５０混合系エポキシ樹脂、スリーボンド
社製２２１２型）５重量部をテトラヒドロフランに均一
に溶解して粘度２００ｃｐのエレクトレットフィルム形
成用の塗布液を調製した。この塗布液をアルミ製スリー
ブに塗布し、乾燥して表面に数１０μｍの厚みのフィル
ムを形成した。次いで、該フィルムを１分間のコロナ放
電処理（主電位：4.6 ｋＶ、グリッド電位：４００Ｖ）
に付し、エレクトレット化フィルムを作成した。得られ
たエレクトレット化フィルムの表面電位は、４００Ｖで
あり、保存は２５℃、６５％ＲＨの環境条件で行った。
このエレクトレット化フィルムの表面電位の経時変化を
測定し、各時点における表面電荷の保持率を算出した。
結果を図１に示す。

【００２４】実施例２ エポキシ樹脂の配合量を８重量部にした以外は実施例１
と同様にして、エレクトレット化フィルムを作成し、表
面電位の経時変化を測定し、各時点における表面電荷の
保持率を算出した。結果を図１に示す。

【００２５】実施例３ エポキシ樹脂の配合量を１０重量部にした以外は実施例
１と同様にして、エレクトレット化フィルムを作成し、
表面電位の経時変化を測定し、各時点における表面電荷
の保持率を算出した。結果を図１に示す。

【００２６】実施例４ エポキシ樹脂の配合量を１５重量部及び３重量部にした
以外は実施例１と同様にして、エレクトレット化フィル
ムを作成し、表面電位の経時変化を測定し、各時点にお
ける表面電荷の保持率を算出した。結果を図１に示す。

【００２７】比較例１ エポキシ樹脂を配合しない以外は実施例１と同様にし
て、エレクトレット化フィルムを作成し、表面電位の経
時変化を測定し、各時点における表面電位の保持率を算
出した。結果を図１に示す。なお、ポリスチレン単体か
ら成るエレクトレット化フィルムでは、３日後に金属と
の剥離が観察された。

【００２８】

【発明の効果】実施例の結果からも明らかなように、本
発明のエレクトレットフィルムは、ポリスチレン単体か
ら成るものに比して表面電位の保持率が顕著に向上し、
長期にわたって安定した分極構造を有し、電荷保持性が
きわめて良好であった。また金属に対する密着性もポリ
スチレン単体から成るものに比して向上された。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で作成したエレクトレット化フィルムの
電荷保持性を示す線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０４ Ｃ 8530−2Ｈ 15/16 21/10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン系重合体と、エポキシ系樹脂と
   のブレンド物から成るフィルムをエレクトレット化して
   成ることを特徴とする高分子エレクトレットフィルム。
2. 【請求項２】 前記ブレンド物が、スチレン系重合体１
   ００重量部当り、エポキシ系樹脂を３乃至１５重量部の
   量で含有する請求項１記載の高分子エレクトレットフィ
   ルム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の高分子エレクトレットフ
   ィルム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。