JPH08286468A - 帯電部材及び帯電装置 - Google Patents

帯電部材及び帯電装置

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JPH08286468A
JPH08286468A JP7092474A JP9247495A JPH08286468A JP H08286468 A JPH08286468 A JP H08286468A JP 7092474 A JP7092474 A JP 7092474A JP 9247495 A JP9247495 A JP 9247495A JP H08286468 A JPH08286468 A JP H08286468A
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JP
Japan
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charging
charging member
electrifying
roller
voltage
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Pending
Application number
JP7092474A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitomo Masuda
善友 増田
Yasushi Inoue
康 井上
Takahiro Kawagoe
隆博 川越
Shigeru Kijima
茂 来嶋
Hiroko Maeda
裕子 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複写機、プリンター等の潜像形成
において、帯電性、静寂性に優れた帯電部材及びそれを
用いた帯電装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の帯電部材の静電容量は1×10-9
以下であることを特徴とする。また、帯電部材の表面粗
さがJIS・10点平均表面粗さRzスケールで20μ
m以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター等
において、静電潜像プロセスに用いられる感光体等の被
帯電体を帯電させるのに使用する帯電部材及びそれを用
いた帯電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機、プリンター等の電子写真
プロセスでは、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、
この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった
部分の帯電を消去することによって潜像を形成し、次い
で、トナーの付着によるトナー像の形成、紙への記録媒
体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとら
れている。
【0003】この場合、最初の感光体を帯電させる操作
は、コロナ放電方式が一般的に採用されてきた。しかし
ながら、このコロナ放電方式は6〜10kVもの高電圧
印加が必要とされるため、機械の安全保守の観点から好
ましくない。また、コロナ放電中にオゾン等の有害物質
が発生するため環境上の問題もある。
【0004】このため、コロナ放電に比べて低い印加電
圧で帯電を行うことができ、かつ、オゾン等の有害物質
の発生を抑制することができる帯電方式への取り組みが
なされており、近年では、電圧を印加した帯電用部材を
感光体等の被帯電体に接触させることにより、被帯電体
を帯電させる接触方式による方法が提案されている。こ
のような接触帯電方式で使用される帯電部材としては、
カーボン等の導電粒子を分散させたゴムの上に塗膜を形
成させたローラが知られている。
【0005】しかし、このような接触帯電方法では均一
な帯電電位を安定して維持することが難しいため、直流
電圧に交流を重畳して、その均一性を確保する方式が提
案され、実際の製品に応用され始めている。
【0006】又最近では新たな問題として、騒音が発生
することが判明している。この騒音は、直流電圧印加の
みでは発生せず、交流を重畳した場合のみ発生する。従
って、直流電圧を印加して、騒音を低減させるが帯電電
位の不均一性をもたらしてしまうケースか、または、直
流電圧に交流を重畳して、安定的な帯電電位の均一性は
確保するが騒音を発生させてしまうケースのどちらかし
か実現できていないのが現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたものであり、複写機、プリンター
等の潜像形成において、帯電性、静寂性に優れた帯電部
材及びそれを用いた帯電装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
鋭意検討を重ねた結果、被帯電体に当接させ、この被帯
電体との間に電圧を印加することにより、請求項1のよ
うに前記帯電部材の静電容量が1×10-9F以下である
ことを特徴とする帯電部材とすることにより帯電騒音を
低減し、静寂性を保つことを見い出した。更に、請求項
2の如く、上記帯電部材の表面粗さがJIS・10点平
均表面粗さRzスケールで20μm以下であることによ
り、帯電電位の均一性を常に確保し、良好画像が得られ
ることを見い出した。
【0009】
【実施例】以下、本発明について詳細に説明する。先
ず、本発明の課題の1つである帯電騒音について述べ
る。この課題は、本発明における帯電部材の静電容量を
1×10-9F以下、好ましくは8×10-10 F以下、さ
らに好ましくは6×10-10 F以下に調整することによ
り解決される。
【0010】一般に、静電容量(C)は、数1で表すこ
とができる。なお、数1の各符号は、誘電率(ε)、厚
み(d)、面積(S)である。
【0011】
【数1】 従って、帯電騒音を低減するために静電容量値を小さく
するには、誘電率を小さく、厚みを厚く、面積を小さく
すれば良い。つまり、本発明の帯電部材においても、誘
電率のできるだけ小さい材料を選択し、厚みを厚めに
し、接触面積を小さくすれば良い。
【0012】例えば、ローラ状帯電部材の場合、厚みに
関しては、もちろんローラ径を大きくして静電容量値を
小さくしても良いが、このローラが装着される装置の都
合上、おのずと限界がある。そこで、例えば、塗膜から
なる外層を有するローラ状帯電部材の場合には、その外
層の厚みを厚くし、帯電部材全体の静電容量値を小さく
することができる。但し、外層の厚みに関しては、他の
要因との関係があるので限定できないが、通常60μm
以上、好ましくは100μm以上、さらに好ましくは1
40μm以上が好適に使用される。
【0013】また、接触面積に関しては、実接触面積が
効くようであり、例えば、その外層の表面粗さを増すこ
とにより実接触面積を下げることもできる。その具体的
手段としては、既に提案しているように、粒子状物を添
加して故意に粗さを作り出す方法や、塗料にて外層を形
成させる際にローラ基材を膨潤させ塗膜に故意に粗さを
作り出す方法が挙げられる。
【0014】静電容量の測定方法としては、例えばイン
ピーダンスアナライザー測定機や金属ドラムを相手にし
た電気測定等から求められる。インピーダンスアナライ
ザーによる測定は、例えばロール状帯電部材の場合、金
属等の高導電性板あるいはドラムにロール状帯電部材を
押し当て、ロールと高導電性板あるいはドラム間にイン
ピーダンスアナライザー測定機を接続し、インピーダン
スアナライザーにより静電容量値を算出させる方法であ
る。
【0015】金属ドラムを相手にした電気測定は、帯電
部材がプリンターや複写機等内で稼働している状況を想
定して算出する方法である。例えば、ロール状帯電部材
の場合、金属等のドラムとロールを圧接し回転させた状
態で、所定の電圧条件をこの両者に印加する。所定の印
加条件とは、帯電部材がプリンターや複写機内で印加さ
れている電圧とほぼ同条件であることを意味する。例え
ば有機感光体ドラムの場合はその帯電電位は約−700
V前後のものが多く、この場合その帯電電荷を補給する
ために、ローラには約7μA程度の直流電流が流れてい
ることになり、金属ドラムを相手にこの電流を流すこと
により、直流抵抗を求めることができる。
【0016】さらに、帯電電位を均一に保つために交流
電流を流すプリンターや複写機があり、その交流電流値
は定電流制御され、金属ドラムを相手にこの交流電流を
流すことにより、交流抵抗を求めることができる。従っ
て、ローラの回路モデルを直流抵抗成分と静電容量成分
の並列モデルとして、上記直流抵抗値と交流抵抗値を代
入すれば、静電容量値が算出できる。
【0017】次に、本発明のもう1つの課題である帯電
性能について述べる。この課題は、本発明における帯電
部材の表面粗さをJIS・10点平均粗さRzスケール
で20μm以下、好ましくは10μm、更に好ましくは
6μm以下に調整することにより解決される。このこと
は、上述の帯電騒音低減のために帯電部材の表面粗さを
増すこととは相反する。この詳しい機構は明らかではな
いが、実用上支障のない帯電性能及び静寂性を有する帯
電部材を得るためには、その静電容量を1×10-9F以
下で、かつその表面粗さをJIS・10点平均粗さRz
スケールで20μm以下に調整することが好ましい。
【0018】本発明の帯電部材の構造は、請求項3に示
すように、上記帯電部材がシャフトと、その外周に弾性
層を有しており、前記弾性層が少なくともフォームから
なる内層とエラストマーからなる外層とを有する構造と
するものが好ましい。
【0019】フォームの内層としては、特に限定され
ず、ゴム又は樹脂等が挙げられるが、通常1.1倍から
30倍、好ましくは1.5倍から10倍の導電性ポリウ
レタンフォームが好ましい。
【0020】エラストマーの外層としては、一層でも多
層でも良い。また外層の材料としては、カーボン、金属
酸化物、導電性高分子、イオン物質などを添加したナイ
ロン、ポリウレタン(内層と同一材料からなるスキン層
も含む)、ウレタン変性アクリル、アクリル、ポリエス
テルなどの樹脂が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。また、必要に応じてシリカ等の充填剤を更
に添加してもよい。
【0021】なお、本発明の帯電部材の形状としては、
接触帯電方式であるために、被帯電体に接触するもので
あれば特に限定されるものではないが、例えば、ロール
状、プレート状、ブロック状等の各種のものが適用可能
であり、通常はロール状が好ましい。また、本発明の帯
電装置は上述した帯電部材を含むものであればいずれで
も良い。
【0022】以下に、実施例、比較例を示して、本発明
をより具体的に説明するが、本発明は下記に限定される
ものではない。
【0023】[実施例1]金属シャフト入りの発泡倍率
が2倍の導電性ポリウレタンフォームローラを用意し
た。この上に下記に示した塗料をディップすることによ
り膜厚250μmの塗膜層を設けた帯電ローラを作成し
た。塗料は、ウレタン変性アクリル樹脂EAU53B
(亜細亜工業製)200g、2−ブタノン257g、カ
ーボン23g、シリカ24gをレッドモデルにて分散調
合したものである。このローラのJIS・10点平均粗
さは3.5μmであり、静電容量値は5.3×10-10
Fであった。このローラの帯電音は66dBであり、プ
リンターでの画像は良好であった。
【0024】なお、帯電音の測定はローラとOPCドラ
ムを圧接し回転させた状態で、両者間に直流電圧−70
0V、交流電流560μA、周波数500Hzを印加
し、ローラ/OPCドラム接触位置から3cm離れた位
置にマイクを設置し、騒音計にて観測した。また、静電
容量値は、ローラと金属ドラムを圧接し回転させた状態
で、両者間に直流電流7μA通電時の直流電圧より直流
抵抗を、交流電流560μA通電時の交流電圧を測定
し、ローラを直流抵抗成分と静電容量成分との並列モデ
ルとして算出した。
【0025】[実施例2]金属シャフト入りの発泡倍率
が2倍の導電性ポリウレタンフォームローラを用意し
た。この上に下記に示した塗料をディップすることによ
り膜厚60μmの塗膜層を設けた帯電ローラを作成し
た。塗料は、ウレタン変性アクリル樹脂EAU53B
(亜細亜工業製)200g、2−ブタノン175g、カ
ーボン20g、アクリル粒子MR50G(綜研化学製・
直径50μm)10g、シリカ24gをレッドデビルに
て分散調合したものである。このローラのJIS・10
点平均粗さRzは17.5μmであり、静電容量値は
3.6×10-10 Fであった。このローラの帯電音は6
5dBであり、プリンターでの画像は良好であった。な
お、帯電音、静電容量値の測定は実施例1と同様であ
る。
【0026】[実施例3]金属シャフト入りのポリブタ
ジエンゴムと液状イソプレンゴムからなるローラを用意
した。この上に下記に示した塗料をディップすることに
より膜厚230μmの塗膜層を設けた帯電ローラを作成
した。塗料は、アクリル樹脂LR188(三菱レイヨン
製)200g、2−ブタノン150g、カーボン20
g、シリカ5gをレッドデビルにて分散調合したもので
ある。このローラのJIS・10点平均粗さRzは3.
0μmであり、静電容量値は9.2×10-10 Fであっ
た。このローラの帯電音は70dBであり、プリンター
での画像は良好であった。なお、帯電音、静電容量値の
測定は実施例1と同様である。
【0027】[比較例1]金属シャフト入りの発泡倍率
が2倍の導電性ポリウレタンフォームローラを用意し
た。この上に下記に示す塗料をディップすることにより
膜厚60μmの塗膜層を設けた帯電ローラを作成した。
塗料は、ウレタン変性アクリル樹脂EAU53B(亜細
亜工業製)200g、2−ブタノン175g、カーボン
20g、アクリル粒子MR90G(綜研化学製・直径9
0μm)20g、シリカ24gをレッドデビルにて分散
調合したものである。このローラのJIS・10点平均
粗さRzは35.6μmであり、静電容量値は3.1×
10-10 Fであった。このローラの帯電音は67dBで
あったが、プリンターでの画像は表面凹凸が原因と思わ
れる若干砂地が発生した画像となってしまった。なお、
帯電音、静電容量値の測定は実施例1と同様である。
【0028】[比較例2]金属シャフト入りのポリブタ
ジエンゴムと液状イソプレンゴムからなるローラを用意
した。この上に下記に示す塗料をディップすることによ
り膜厚40μmの塗膜層を設けた帯電ローラを作成し
た。塗料は、アクリル樹脂LR188(三菱レイヨン
製)200g、2−ブタノン150g、カーボン20
g、シリカ5gをレッドデビルにて分散調合したもので
ある。このローラのJIS・10点平均粗さRzは3.
4μmであり、静電容量値は2.1×10-9Fであっ
た。このローラの帯電音は77dBであり、プリンター
での画像は良好であった。なお、帯電音、静電容量値の
測定は実施例1と同様である。
【0029】
【発明の効果】本発明の帯電部材の静電容量が1×10
-9F以下であることにより帯電騒音を低減し、静寂性を
保つことができ、また、帯電部材の表面粗さがJIS・
10点平均表面粗さRzスケールで20μm以下である
ことにより、帯電電位の均一性を常に確保し、良好画像
が得ることができる帯電部材及び帯電装置を提供し得
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被帯電体に当接させ、この被帯電体との
    間に電圧を印加することにより、前記被帯電体を帯電さ
    せる帯電部材において、前記帯電部材の静電容量が1×
    10-9F以下であることを特徴とする帯電部材。
  2. 【請求項2】 上記帯電部材の表面粗さがJIS・10
    点平均表面粗さRzスケールで20μm以下であること
    を特徴とする請求項1記載の帯電部材。
  3. 【請求項3】 上記帯電部材がシャフトと、その外周に
    弾性層を有しており、前記弾性層が少なくともフォーム
    からなる内層とエラストマーからなる外層とを有するこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の帯電部材。
  4. 【請求項4】 被帯電体に当接し該被帯電体を帯電させ
    る帯電部材と、被帯電体と帯電部材との間に電圧を印加
    する電圧印加手段とを具備してなる帯電装置において、
    前記帯電部材が請求項1乃至3いずれか1項記載のもの
    であることを特徴とする帯電装置。
JP7092474A 1995-04-18 1995-04-18 帯電部材及び帯電装置 Pending JPH08286468A (ja)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7732113B2 (en) 2005-03-28 2010-06-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus, and process for producing electrophotographic photosensitive member

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