JPH08146714A - 接触帯電部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な帯電が可能で、帯電音がなく、しかも
融着画像などが発生しない接触帯電部材を提供する。 【構成】 帯電部材を感光体に接触させ、直流電圧と交
流電圧を重畳した電圧を印加して該感光体を帯電する電
子写真用帯電部材において、該帯電部材が導電性支持体
とその上に形成された発泡体からなり、該発泡体の少な
くとも表面の発泡セルのセル径が３０〜１５０μｍであ
る接触帯電部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真に用いる接触帯
電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置は、
図２に示されるように画像形成工程中に、静電潜像形
成、現像、転写、クリーニング及び定着の工程を主とし
て含む。像担持体としては感光体が多く用いられてお
り、この感光体を帯電し画像露光して静電潜像を形成す
る。

【０００３】上記の画像形成工程中の感光体を帯電させ
る工程において、最近感光体に直接当接させて帯電する
接触式帯電装置が提案されている。接触式帯電装置は帯
電部材を被帯電体面に押圧接触させ、該帯電部材に電圧
（直流電圧、あるいは直流電圧と交流電圧の重畳電圧な
ど）を印加することで、被帯電体面を所定の極性及び電
位に帯電するものである。

【０００４】このような接触式帯電装置は非接触式であ
るコロナ帯電装置に比較して印加電圧が低い、オゾンの
発生が少ないなどの利点を有している。

【０００５】しかし、接触帯電部材に直流に交流を重畳
した電圧を印加して感光体を帯電させる方法では、交流
電圧の周波数によって帯電部材が振動し、そのために
“帯電音”が発生し、不快な感じを与える。また、交流
電圧を印加するために帯電部材が振動し感光体を叩くこ
とにより、トナーが感光体に固着してしまう、一般に
“融着”と言われる画像不良が生じ易い。

【０００６】帯電音を防止するためには、帯電部材を低
硬度化しその振動を帯電部材で吸収する考え方があり、
その方法として特開平１−１９１１６１号公報などに発
泡部材を用いる方法が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発泡体表面の
凹凸によって画像不良が生じる。そこで、発泡体に更に
表面層を設けて表面を滑らかにするなどの方法もある
が、表面層を設けることによってコストが上がり、また
硬度も上昇することで帯電音や融着画像が発生し易くな
るなどの欠点がある。

【０００８】本発明の目的は上述のごとき欠点を解決し
た接触帯電部材を提供することにある。

【０００９】更に、本発明の目的は、発泡体単層の接触
帯電部材を提供することにある。

【００１０】更に、本発明の目的は、発泡体単層である
ために、被膜層を設けることによる硬度上昇による帯電
音や融着画像が発生しない接触帯電装置を提供すること
にある。

【００１１】更に、本発明の目的は、安価な接触帯電部
材を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、帯
電部材を感光体に接触させ、直流電圧と交流電圧を重畳
した電圧を印加して該感光体を帯電する電子写真用帯電
部材において、該帯電部材が導電性支持体とその上に形
成された発泡体からなり、該発泡体の少なくとも表面の
発泡セルのセル径が３０〜１５０μｍであることを特徴
とする接触帯電部材である。

【００１３】本発明は、発泡体の空孔率が３５％以上で
ある上記接触帯電部材である。本発明は、抵抗値が１０
² 〜１０¹⁰Ω・ｃｍである上記接触帯電部材である。本
発明は、前記帯電部材に印加する帯電電圧が、前記感光
体の目標帯電電位に相当する直流電圧に、該感光体と該
帯電部材の間の放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧
を有する交流電圧を重畳したものである上記接触帯電部
材である。本発明は、前記発泡体がローラ形状である上
記接触帯電部材である。本発明は、圧縮永久歪みが４０
％以下である上記接触帯電部材である。本発明は、硬度
が５０°以下である上記接触帯電部材である。本発明
は、１次帯電用帯電部材である上記接触帯電部材であ
る。また、本発明は、転写帯電用帯電部材である上記接
触帯電部材である。

【００１４】以下に本発明の構成について詳細に説明す
る。

【００１５】本発明の接触帯電部材の模式図を図１に示
す。接触帯電部材２は導電性支持体である芯金２−ｃ上
にウレタン樹脂等の発泡体２−ｂを設けた構成をしてお
り、電子写真感光体１の帯電は、発泡体を介して、芯金
に印加された電圧により行う。

【００１６】発泡体表面の発泡セルのセル径を３０〜１
５０μｍとし、好ましくは５０〜１００μｍとする。本
発明においては、発泡体表面を滑らかにするため発泡体
表面の発泡セルを小さくしている。発泡セル径が３０μ
ｍ未満では硬度が十分に低下しないため、帯電音が発生
する。また、１５０μｍを越えると発泡体表面の凹凸が
大きくなり表面が粗れてしまい、交流を重畳した帯電で
あってもその凹凸を均すことができないため、画像不良
が生じる。

【００１７】発泡体の空孔率は、更に硬度を低下して帯
電音を小さくする上で、３５％以上が好ましく、５０％
以上がより好ましい。

【００１８】発泡体を得る方法としては、ＮＢＲ、ウレ
タン、ＥＰＤＭなどの一般的なゴムにカーボンブラッ
ク、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性物質
を分散して導電性を持たせたゴムを加硫しながら発泡さ
せて導電性の発泡体を得る方法や、例えばウレタン樹脂
の発泡体を成形した後に、酸化触媒を溶解した溶液例え
ば塩化鉄水溶液に浸漬し、次いで取り出して乾燥してウ
レタン表面に酸化能を有する金属塩を付与し、導電性モ
ノマーである複素環化合物例えばピロールの蒸気中に曝
し、ウレタン表面に導電性モノマーの重合体を形成させ
導電性を付与させ、導電性の発泡体を得るなどの方法が
ある。導電性モノマーとしてはピロールの他、Ｎ−メチ
ルピロール、チオフェン、インドール、アミノピリジ
ン、アスレン、ピレンフルオレ、アニリン、ジアミノベ
ンゼン、ベンゼンなどが挙げられる。

【００１９】本発明の接触帯電部材の体積抵抗率は、低
抵抗に起因する絶縁破壊による画像不良と、高抵抗に起
因する帯電不良による画像不良とを防止するために、中
抵抗領域１０² Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍが好ましく、１０
⁵ Ωｃｍ〜１０⁸ Ωｃｍがより好ましい。抵抗値が１０
² Ωｃｍ未満では感光体上にピンホール状の傷が存在し
た場合、そこに電流が集中するために、感光体の軸方向
全体の帯電が行われずに画像不良を生じ易く、また１０
¹⁰ｃｍを越えると感光体上に所定の電位が載らずに画像
不良を生じ易い。

【００２０】圧縮永久歪みはＪＩＳＫ６３０１の方法で
圧縮率２５％で７０℃、２２時間放置後、室温で取り出
し３０分放置後の測定で４０％以下が好ましく、３０％
以下がより好ましい。接触帯電部材は感光体と長期間接
触していると変形（圧縮永久歪み）が生じ、歪んだ部分
とそうでない部分では放電面積（帯電が行われる面積）
が異なる結果、感光体の帯電状態が異なり、画像不良が
生じ易い。

【００２１】接触帯電部材の硬度はＪＩＳＫ６３０１に
規定されるＡ硬度で５０°以下が好ましく、３５°以下
がより好ましく、１０°以下が特に好ましい。硬度が高
いと感光体上のトナーなどの汚染物質が帯電部材によっ
て擦られたり、感光体に叩き込まれたりするなどの機械
的な要因で感光体にトナーなどが溶融する、いわいる融
着による画像不良が生じ易い。特に、印加電圧が交流重
畳バイアスの場合は、帯電部材が交流電圧によって振動
するために、直流電圧印加の場合より融着が起こり易
い。従って、帯電部材の硬度が低いと感光体への擦り、
叩き込まれが軽減するので融着が発生しにくくなる。更
に、印加電圧が交流重畳バイアスであるので、交流電圧
による帯電部材の振動によって“帯電音”と呼ばれる音
が発生し、人に不快感を与えるが、これも帯電部材の硬
度を下げることでこの振動を吸収し帯電音が軽減され
る。

【００２２】本発明の帯電部材は、例えば図２に示すよ
うな電子写真装置に適用することができる。この装置
は、電子写真感光体１の周面上に本発明の接触帯電部材
２、露光手段３、現像装置５、転写装置７、クリーニン
グ装置１０、前露光手段１１が配置されている。

【００２３】電子写真感光体１上に接触配置されている
一次帯電装置に外部より電圧を印加し、感光体表面を帯
電し、露光手段３により原稿上の画像を感光体に像露光
して静電潜像を形成する。次に、現像装置５中の現像剤
を感光体に付着させることにより、感光体上の静電潜像
を現像（可視像化）し、更に感光体上の現像剤を転写装
置７により紙などの被転写部材に転写し、クリーニング
装置１０により転写時に紙に転写されずに感光体上に残
った現像剤を回収する。このような電子写真プロセスに
より画像を形成することができるが、感光体に残留電荷
が残るような場合は、一次帯電を行う前に、前露光手段
１１により感光体に光を当てて残留電荷を除電した方が
よい。

【００２４】本発明の帯電部材を転写帯電に用いる場
合、図２の転写装置７に適用することができる。電子写
真感光体上に接触配置されている転写帯電用帯電部材に
外部より電圧を印加し、更に感光体上の現像剤を紙など
の被転写部材に転写することができる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の具体的実施例を示すがこれに
限られるものではない。 （実施例１）ＥＰＤＭに加硫剤と導電性顔料であるカー
ボンブラックと発泡剤とを添加し分散させて発泡性の導
電性ゴムを作製し、該ゴムをφ６の芯金部の外周に発泡
後に肉厚が３ｍｍとなるように押し出し成形して導電性
のゴムローラを作製し、それを加硫缶に入れて加熱し加
硫しながらゴムを発泡させて所望のφ１２の帯電ローラ
を得た。この帯電ローラの評価を以下の項目に従い行っ
た。

【００２６】＜評価１＞発泡体表面を顕微鏡で観察しセ
ル径と空孔率を調べ、またローラを２３℃／６０％ＲＨ
の環境に２日間放置させ環境になじませた後に、発泡体
ローラ外周にアルミ箔を密着させて巻き付け芯金とアル
ミ箔間に直流２５０Ｖ電圧を印加してテスター（ＨＩＯ
ＫＩ ３１１６ ＤＥＧＩＴＡＬ ＭΩ ＨＩ ＴＥＳ
ＴＥＲ）によって抵抗を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】＜評価２＞このローラをレーザービームプ
リンター（レーザージェット４（キヤノン社製））のカ
ートリッジにもともと装着されている帯電ローラと交換
して、外部よりこの発泡体の帯電ローラに２．８ｋＶｐ
ｐ，１０００Ｈｚ，６７０Ｖ_DCの直流と交流の重畳電圧
を印加して１５℃／１０％ＲＨ環境下で画像評価を行
い、表面の凹凸による帯電ムラによる画像不良を以下の
評価項目に従って評価した。結果を表１に示す ◎ 優秀 〇 良好 △ 実用化 × 実用不可

【００２８】＜評価３＞評価２で用いたレーザービーム
プリンターを用い、感光体をシリンダー内に何も入って
いない軽い感光体に交換し、同じ印加電圧で画像出しを
行い、帯電音を以下の評価項目に従って評価した。結果
を表１に示す。

【００２９】◎ 優秀（全く帯電音は聞こえない） 〇 良好（ほとんど帯電音は聞こえない） △ 実用化（帯電音はあるが、他の機械の騒音に紛れる
しまう） × 実用不可（耳障りな音が聞こえる）

【００３０】＜評価４＞評価２で用いたレーザービーム
プリンターを用い、感光体を感光体上の感光層を１ｍｍ
² 程度剥ぎ取りアルミ基層を露出させた状態の欠陥感光
体に交換し、評価２と同じ印加電圧、３２℃／８５％Ｒ
Ｈ環境下で画像出しを行い、絶縁破壊による画像白抜け
を以下の評価項目に従って評価した。結果を表１に示
す。

【００３１】〇 優秀（白抜けが欠陥部分にとどまって
いる） △ 良好（白抜けが欠陥部分から３０ｍｍ程度のもの） × 実用不可（全面白抜け）

【００３２】＜評価５＞評価２で用いたレーザービーム
プリンターを用い、評価２と同じ印加電圧、３２℃／８
５％ＲＨ環境下で６０００枚の耐久を行い、耐久後の画
像により融着画像の評価を以下の評価項目に従って行っ
た。結果を表１に示す。

【００３３】◎ 優秀（融着無し） 〇 良好（ドラム上に観察されるものの画像には出な
い） △ 実用化（黒画像に軽微に発生） × 実用不可（画像全面に発生）

【００３４】（実施例２）ゴムに添加する加硫剤の量を
実施例１の２／３に変えた以外は実施例１と同様に評価
を行った。

【００３５】（実施例３）ゴムに添加する加硫剤の量を
実施例１の１．５倍に変えた以外は実施例１と同様に評
価を行った。

【００３６】（実施例４）ポリプロピレングリコール
（ＰＰＧ）とトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）をＮ
ＣＯ／ＯＨ比が１になるような重量比で混合し、導電性
顔料であるカーボンブラックと発泡剤であるＣＣＩ₃ Ｆ
を添加し、その溶液をφ６の芯金部の外周に肉厚３ｍｍ
となるような金型に流し込み、８０℃で３０分間加熱発
泡させ導電性のウレタン発泡ローラを作製し、所望のφ
１２の帯電ローラを得た。この帯電ローラの評価を実施
例１と同様に行った。

【００３７】（実施例５）実施例４のＰＰＧをポリテト
ラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）とした以外は実施例
４と同様に評価を行った。

【００３８】（比較例１）ゴムに発泡剤を全く添加せ
ず、ソッリド状のゴムローラを作製し、これを用いた以
外は実施例１と同様に評価を行った。

【００３９】（比較例２）レーザージェット４のカート
リッジにもともと装着されている帯電ローラを用いた以
外は実施例１と同様な評価を行った。

【００４０】（比較例３）実施例１のカーボン量を１０
倍に変えた以外は実施例１と同様に評価を行った。

【００４１】（比較例４）実施例１のカーボン量を１／
１０倍に変えた以外は実施例１と同様に評価を行った。

【００４２】（比較例５）実施例１の発泡体ローラに、
被膜層としてウレタン樹脂に酸化チタンを３５重量部添
加して分散させた塗料を膜厚が１００μｍになるように
ディッピングで塗布したローラを作製し、これを用いた
以外は実施例１と同様に評価を行った。

【００４３】（比較例６）ゴムに添加する加硫剤の量を
実施例１の１／１０に変えた以外は実施例１と同様に評
価を行った。

【００４４】（比較例７）ゴムに添加させる加硫剤の量
を実施例１の３．０倍に変えた以外は実施例１と同様に
評価を行った。

【００４５】

【００４６】

【００４７】なお、帯電ローラ型接触帯電部材は非回転
のものでも、回転駆動されるものでもよい。また、接触
帯電部材はローラ型に限らず、例えば図１の（ｂ），
（ｃ）のようにブレード型、パッド型などの適宜の形状
及び形態とすることができ、その場合もローラ型につい
ての実施例と同様の効果が得られる。

【００４８】

【効果】以上、説明したように、帯電部材を感光体に接
触させ、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加して
該感光体を帯電する電子写真用帯電部材において、該帯
電部材が導電性支持体とその上に形成された発泡体から
なり、該発泡体の少なくとも表面の発泡セルのセル径が
３０〜１５０μｍである接触帯電部材を用いることによ
り、均一な帯電が可能になり、また帯電音が発生しない
帯電部材を安価に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接触帯電部材の模式断面図であり、
（ａ）はローラ型、（ｂ）はブレード型、（ｃ）はパッ
ド型である。

【図２】本発明で用いる画像形成装置の模式断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 被帯電体（電子写真感光体） ２ 一次帯電装置（接触帯電部材） ２−ｂ 発泡体 ２−ｃ 導電性支持体 ３ 露光手段 ５ 現像装置 ６ 給紙装置 ７ 転写装置 ９ 定着装置 １０ クリーニング装置 １１ 前露光手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電部材を感光体に接触させ、直流電圧
   と交流電圧を重畳した電圧を印加して該感光体を帯電す
   る電子写真用帯電部材において、該帯電部材が導電性支
   持体とその上に形成された発泡体からなり、該発泡体の
   少なくとも表面の発泡セルのセル径が３０〜１５０μｍ
   であることを特徴とする接触帯電部材。
2. 【請求項２】 前記発泡体の空孔率が３５％以上である
   請求項１記載の接触帯電部材。
3. 【請求項３】 前記帯電部材の抵抗値が１０² 〜１０¹⁰
   Ω・ｃｍである請求項１記載の接触帯電部材。
4. 【請求項４】 前記帯電部材に印加する帯電電圧が、前
   記感光体の目標帯電電位に相当する直流電圧に、該感光
   体と該帯電部材の間の放電開始電圧の２倍以上のピーク
   間電圧を有する交流電圧を重畳したものである請求項１
   記載の接触帯電部材。
5. 【請求項５】 前記発泡体がローラ形状である請求項１
   記載の接触帯電部材。
6. 【請求項６】 前記帯電部材の圧縮永久歪みが４０％以
   下である請求項１記載の接触帯電部材。
7. 【請求項７】 前記帯電部材の硬度が５０°以下である
   請求項１記載の接触帯電部材。
8. 【請求項８】 前記帯電部材が１次帯電用帯電部材であ
   る請求項１記載の接触帯電部材。
9. 【請求項９】 前記帯電部材が転写帯電用帯電部材であ
   る請求項１記載の接触帯電部材。