JP2001100490A

JP2001100490A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ、電子写真感光体及び導電部材

Info

Publication number: JP2001100490A
Application number: JP28019499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 宏井上; Naoki Fuei; 直喜笛井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電部材に直流電圧のみを印加して被帯電体
の帯電処理を行った場合でも、斑点状やスジ状の画像欠
陥を防止する画像形成装置、プロセスカートリッジ、電
子写真感光体及び導電部材を提供することにある。【解決手段】電子写真感光体が導電性支持体上に少な
くとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、
該電荷輸送層が１２〜４０μｍの膜厚であり、かつ、該
導電部材が直流電圧を印加されることにより前記電子写
真感光体を帯電し、かつ、該導電部材が、少なくとも導
電性支持体及びその上に順次に設けられた弾性層と表面
層とからなり、かつ、該表面層に疎水性の導電性微粒子
と親水性の導電性微粒子が含有され、疎水性の導電性微
粒子の含有量をＷ１、親水性の導電性微粒子の含有量を
Ｗ２とした時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）である画像形成装置、プロセスカートリッジ、電子写真
感光体及び導電部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ及び複写機等の電子写真方式を採用した画像形成
装置における帯電部材、現像剤担持部材、転写部材、ク
リーニング部材、除電部材等、電気的に被接触物をコン
トロールする導電部材、画像形成装置、プロセスカート
リッジ及び電子写真感光体に関し、より詳しくは、電圧
を印加した帯電部材を被帯電体に接触させて、被帯電体
を帯電する接触帯電部材である導電性部材、画像形成装
置、プロセスカートリッジ及び電子写真感光体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、電子写真方式のレーザービーム
プリンタ、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置を
例にして説明する。

【０００３】従来、電子写真プロセスにおける帯電プロ
セスは、金属ワイヤーに高電圧（直流電圧６〜８ｋＶ）
を印加して発生するコロナシャワーにより被帯電体であ
る感光体面を所定の極性・電位に一様帯電させるコロナ
帯電器が広く利用されていた。しかし、高圧電源を必要
とする、比較的多量のオゾンの発生等の問題がある。

【０００４】これに対して帯電部材を感光体に接触させ
ながら電圧を印加して、感光体表面を帯電させる接触帯
電方式が実用化されている。これは、感光体に、ローラ
型、ブレード型、ブラシ型及び磁気ブラシ型等の電荷供
給部材としての帯電部材を接触させ、この接触帯電部材
に所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性
・電位に一様帯電させるものである。

【０００５】この帯電方式は、電源の低電圧化とオゾン
の発生量が少ないという利点を有している。この中でも
特に、接触帯電部材として導電ローラ（帯電ローラ）を
用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好
ましく用いられている。しかしながら、帯電の均一性に
関しては、コロナ帯電器と比較してやや劣っている。

【０００６】この帯電均一性を改善するために、特開昭
６３−１４９６６９号公報に開示されるように、所望の
被帯電体表面電位Ｖｄに相当する直流電圧に帯電開始電
圧（Ｖ_TH）の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成
分（ＡＣ電圧成分）を重畳した電圧（交番電圧・脈流電
圧・振動電圧；時間とともに電圧値が周期的に変化する
電圧）を接触帯電部材に印加する「ＡＣ帯電方式」が用
いられる。これは、ＡＣ電圧による電位のならし効果を
目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピ
ークの中央である電位Ｖｄに収束し、環境等の外乱には
影響されることはなく、接触帯電方式として優れた方法
である。

【０００７】しかしながら、特開昭６３−１４９６６９
号公報では、直流電圧印加時における帯電開始電圧（Ｖ
_TH）の２倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電圧を
重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要とな
り、装置自体のコストアップを招く。更には、交流電流
を多量に消費することにより、帯電ローラ及び電子写真
感光体の耐久性が低下するという問題点があった。

【０００８】また、これらの問題点は、帯電ローラに直
流電圧のみを印加して帯電を行うことにより解消される
ものの、帯電ローラに直流電圧のみを印加すると、以下
の問題点が発生した。

【０００９】前記従来の帯電部材に直流電圧のみを印加
するだけでは、電子写真感光体に均一な帯電ができない
という問題があった。例えば、低湿環境下において、電
子写真感光体表面の各部に均一な帯電がなされず、ハー
フトーン画像上に微小な斑点状、あるいは電子写真感光
体の長手方向に長さ１〜１００ｍｍ、幅０．５ｍｍ以下
の黒スジ状や白スジ状の欠陥が発生することが多かっ
た。

【００１０】直流電圧のみを印加して帯電の均一性を得
る方法として、特開平５−３４１６２６号公報におい
て、帯電部材と被帯電体との間に形成される上流側の微
少ギャップに、光照射（ニップ露光）し被帯電体面の電
荷を除去して、下流側の微少ギャップを介して帯電を行
う技術が開示されている。この方法により、かなり改善
され比較的均一に被帯電体面を帯電することができる
が、まだ十分ではなかった。

【００１１】また、特に低湿環境下において、帯電部材
が連続使用により通電劣化し、帯電部材の抵抗が上昇
（チャージアップ）し易い。それに伴い帯電処理された
被帯電体表面の帯電電位が低下するという問題がある。

【００１２】このような通電劣化し易い従来の問題の発
生する従来の帯電ローラを用いて、例えば、反転現像方
式を用いた画像形成装置により連続複数枚の画像出力を
行うと、初期画像に比べて連続複数枚出力後の画像は画
像品質が低下するという問題があった。

【００１３】また、接触帯電方式を用いる画像形成装置
においては、帯電部材の汚れ（現像剤の表面付着）によ
る帯電不良により画像濃度ムラやカブリ等が生じ、耐久
性に問題が生じる傾向にあり、帯電部材の汚れによる帯
電不良の影響を防止することが複数枚のプリントを可能
にするため急務であった。特に、帯電部材に直流電圧の
みを印加するＤＣ帯電方式の場合、帯電部材の汚れの影
響がＡＣ帯電方式に比べ、画像不良として現れ易い傾向
にある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑みてなされたものであって、帯電部材に直流電圧の
みを印加して被帯電体の帯電処理を行った場合でも、斑
点状やスジ状の画像欠陥を防止する画像形成装置、プロ
セスカートリッジ、電子写真感光体及び導電部材を提供
することにある。

【００１５】本発明の別の目的は、帯電部材に直流電圧
のみを印加して連続使用を行った場合にも通電劣化によ
る帯電部材の抵抗上昇を防止し、長期にわたって良好な
帯電特性を維持する画像形成装置、プロセスカートリッ
ジ、電子写真感光体及び導電部材を提供することにあ
る。

【００１６】本発明の更に別の目的は、帯電部材の汚れ
に起因した帯電不良が発生せず、長期にわたって良好な
帯電特性を維持する画像形成装置、プロセスカートリッ
ジ、電子写真感光体及び導電部材を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、少なく
とも被帯電体である電子写真感光体、該電子写真感光体
に接触配置される帯電手段、露光手段、現像手段及び転
写手段を備える画像形成装置において、該電子写真感光
体が導電性支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸
送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が１２〜４０μ
ｍの膜厚であり、かつ、該帯電手段が直流電圧を印加さ
れることにより前記電子写真感光体を帯電し、かつ、該
帯電手段を構成する導電部材が、少なくとも導電性支持
体及びその上に順次に設けられた弾性層と表面層とから
なり、かつ、該表面層に疎水性の導電性微粒子と親水性
の導電性微粒子が含有され、疎水性の導電性微粒子の含
有量をＷ１、親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とし
た時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）である画像形成装置が提供
される。

【００１８】また、本発明に従って、少なくとも、像担
持体である電子写真感光体と、帯電手段と、これら電子
写真感光体及び帯電手段を一体的に収容するカートリッ
ジ容器とを備え、画像形成装置の本体に対して着脱自在
に装着されるプロセスカートリッジにおいて、該電子写
真感光体が、導電性支持体上に少なくとも電荷発生層及
び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が１２
〜４０μｍの膜厚であり、かつ、該導電部材が直流電圧
を印加されることにより該電子写真感光体を帯電し、か
つ、該導電部材が、少なくとも導電性支持体及びその上
に順次に設けられた弾性層と表面層とからなり、かつ、
該表面層に疎水性の導電性微粒子と親水性の導電性微粒
子が含有され、疎水性の導電性微粒子の含有量をＷ１、
親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とした時、Ｗ１≧
Ｗ２ …（１）であるプロセスカートリッジが提供さ
れる。

【００１９】また、本発明に従って、少なくとも被帯電
体である電子写真感光体、該電子写真感光体に接触配置
される帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を備
える画像形成装置において、該帯電手段を構成する導電
部材が、少なくとも導電性支持体及びその上に順次に設
けられた弾性層と表面層とからなり、かつ、該導電部材
の表面層に疎水性の導電性微粒子と親水性の導電性微粒
子を含有し、疎水性の導電性微粒子の含有量をＷ１、親
水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とする時、Ｗ１≧Ｗ
２であり、該導電部材に直流電圧が印加されることによ
り前記電子写真感光体が帯電される電子写真感光体であ
って、該電子写真感光体が導電性支持体上に少なくとも
電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷
輸送層が１２〜４０μｍの膜厚である電子写真感光体が
提供される。

【００２０】更に、本発明に従って、少なくとも被帯電
体である電子写真感光体、該電子写真感光体に接触配置
される導電部材で構成される帯電手段、露光手段、現像
手段及び転写手段を備える画像形成装置において、該電
子写真感光体が導電性支持体上に少なくとも電荷発生層
及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が１
２〜４０μｍの膜厚であり、前記導電部材が直流電圧を
印加されることにより前記電子写真感光体を帯電する導
電部材であって、該導電部材が、少なくとも導電性支持
体及びその上に順次に設けられた弾性層と表面層とから
なり、かつ、該導電部材の表面層に疎水性の導電性微粒
子と親水性の導電性微粒子を含有し、疎水性の導電性微
粒子の含有量をＷ１、親水性の導電性微粒子の含有量を
Ｗ２とする時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）である導電部材
が提供される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００２２】我々が鋭意検討を重ねた結果、帯電部材に
直流電圧のみを印加して感光体を帯電処理した時に発生
する、斑点状やスジ状の画像欠陥を防止するには、帯電
部材に導電性微粒子を均一に分散させること、及び帯電
部材の表面に導電性微粒子がある程度露出していること
が好ましいことがわかった。

【００２３】また、帯電部材に長時間、直流電圧のみを
印加した場合に起こる、通電劣化に伴う帯電部材の抵抗
上昇（チャージアップ）を防止するには、帯電部材の表
面層に疎水性の導電性微粒子を含有させることが有効で
あることがわかった。

【００２４】以上より、帯電の均一性の向上と通電劣化
の防止を両立させるためには、疎水性の導電性微粒子を
均一に分散させ、更にある程度、表面に導電性微粒子を
露出させることが重要であることが分かった。

【００２５】しかしながら、帯電部材の抵抗均一化を目
的に疎水性の導電性微粒子を均一に分散させることを優
先させると、結着樹脂と導電性微粒子との濡れ性が高く
なり、導電性微粒子の表面がしっかりと結着樹脂で覆わ
れてしまうため、帯電部材表面に導電性微粒子が露出し
難い。

【００２６】そこで、更に我々が鋭意検討を重ねた結
果、導電性微粒子を均一に分散させ、その一部を表面に
露出させるには、疎水性の導電性微粒子に少量の親水性
の導電性微粒子を併せて添加することが非常に効果的で
あることがわかった。親水性の導電性微粒子は、疎水性
のそれとは逆に結着樹脂（疎水性の導電性微粒子と濡れ
性のよい結着樹脂）との濡れ性があまりよくないため適
度に帯電部材表面に露出し易い。

【００２７】また、親水性の導電性微粒子の含有量を疎
水性の導電性微粒子の含有量よりも少なくすることで、
帯電部材の抵抗の均一性を維持できることがわかった。
帯電部材の抵抗調整は、主に分散性の良い疎水性の導電
性微粒子にその役割を果たさせ、やや分散性の劣る親水
性の導電性微粒子は補助的に使うことで、帯電部材の抵
抗の均一性を維持できるものと考えられる。

【００２８】また、親水性の導電性微粒子は通電劣化の
原因となるので、その添加はできるだけ少量にすること
が好ましいことがわかった。そして、本発明の構成に至
ったのである。

【００２９】何故、帯電部材の表面に導電性粒子を露出
させると、斑点状やスジ状の画像欠陥を防止できるの
か、我々は次のように考えている。例えば、ローラ形状
の帯電部材を用いて電子写真感光体の帯電処理を行う場
合、電子写真感光体の帯電は図４に示す帯電部材の放電
領域を説明する概略図のように帯電部材と電子写真感光
体との当接部の両脇に形成される、微少空間の放電によ
って行われる。直流電圧のみを帯電部材に印加するＤＣ
帯電方式の場合、電子写真感光体の帯電は、電子写真感
光体の回転方向に対して上流側の位置に形成される微少
空間のみの放電でほぼ完結してしまう。斑点状やスジ状
の帯電電位ムラもこの時、上流側で発生すると考えられ
る。

【００３０】ここで本発明のように帯電部材の表面に導
電性微粒子を露出させる構成とすることで、上流側の微
少空間で発生した電子写真感光体上の斑点状やスジ状の
電位ムラが電子写真感光体と帯電部材との当接部を通過
する際に、帯電部材表面に露出した導電性微粒子を介し
て、電子写真感光体と帯電部材との間で電荷のやり取り
が行われ、電位ムラが均されるものと考えられる。

【００３１】また、帯電部材の表面の静摩擦係数が１．
０以下であれば、帯電部材表面に汚れが付着し難くなり
帯電部材の汚れに起因した帯電不良が発生し難く、複数
枚のプリントを可能にする。特に、現像同時クリーニン
グ（クリーナーレス）方式を採用した電子写真画像形成
装置の複数枚プリントを可能にするのに有効である。

【００３２】また、帯電部材をリサイクルするという観
点においても、帯電部材の表面の静摩擦係数が１．０以
下であるような構成にすることで、簡易な方法で帯電部
材の表面から、僅かに付着している汚れを容易に除去す
ることができ、初期とほぼ同等の帯電部材に回復させる
ことができ有効である。

【００３３】また、帯電部材の表面粗さを十点平均表面
粗さ（Ｒｚ）が１０μｍ以下に設計することで、帯電部
材表面の凹凸に起因した帯電ムラの発生を防止すること
ができ、均一な帯電を可能にする。

【００３４】また、帯電部材の表面粗さが粗いと表面の
凹部に現像剤（トナー）等が入り込み易くなり、帯電部
材が汚れ易くなってしまう。従って、帯電部材の十点平
均表面粗さ（Ｒｚ）は、現像剤（トナー）の粒子径未満
であることが特に好ましい。

【００３５】次に、本発明の画像形成装置の概略構成に
ついて説明する。

【００３６】（１）画像形成装置図１は、本発明に従う画像形成装置の概略構成図であ
る。本例の画像形成装置は、転写式電子写真利用の反転
現像方式、現像同時クリーニング方式（クリーナレス）
の装置である。

【００３７】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体であり、矢印の方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）で回転駆動される。

【００３８】２は電子写真感光体帯電手段としての帯電
ローラ（導電性ローラ）であり、電子写真感光体１に所
定の押圧力で接触させてあり、本例では帯電ローラを駆
動し、電子写真感光体１と等速回転する。この帯電ロー
ラ２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から所定の直流
電圧（この場合−１３００Ｖとした）が印加されること
で、回転電子写真感光体１の面が所定の極性電位（暗部
電位−７００Ｖとした）に一様に接触帯電方式・ＤＣ帯
電方式で帯電処理される。

【００３９】３は露光手段であり、例えばレーザービー
ムスキャナーである。回転電子写真感光体１の一様帯電
処理面に露光手段３により目的の画像情報に対応した露
光Ｌがなされることにより、電子写真感光体帯電面の露
光明部の電位（明部電位−１２０Ｖとした）が選択的に
低下（減衰）して静電潜像が形成される。

【００４０】４は反転現像手段であり、電子写真感光体
面の静電潜像の露光明部に、電子写真感光体の帯電極性
と同極性に帯電（現像バイアス−３５０Ｖ）しているト
ナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をト
ナー画像として可視化する。

【００４１】５は転写手段としての転写ローラであり、
電子写真感光体１に所定の押圧力で接触させて転写ニッ
プ部を形成させてあり、電子写真感光体の回転と順方向
に電子写真感光体の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転
する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯
電極性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ
部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定の制
御タイミングで給紙され、その給紙された転写材Ｐの裏
面が転写電圧を印加した転写ローラ５によりトナーの帯
電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ
部において電子写真感光体１面側のトナー画像が転写材
Ｐの表面側に静電転写される。

【００４２】転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた
転写材は、回転電子写真感光体面から分離されて、不図
示のトナー画像定着手段へ導入されてトナー画像の定着
処理を受けて画像形成物として出力される。両面画像形
成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成
物が不図示の再循環搬送機構に導入されて転写ニップ部
へ再導入される。

【００４３】転写残余トナー等の電子写真感光体上の残
留物は、帯電ローラにより電子写真感光体帯電極性と同
極性に帯電される。そして、その転写残余トナーは露光
部を通って現像手段４に至って、バックコントラストに
より電気的に現像装置内に回収され、現像同時クリーニ
ング（クリーナーレス）を達成したものである。

【００４４】（２）電子写真感光体本発明の画像形成装置に用いられる像担持体である電子
写真感光体１は、以下のように構成される。

【００４５】感光層１ｂは、導電性支持体１ａの上に設
けられる。導電性支持体１ａとしては、アルミニウムや
ステンレス等の金属、紙及びプラスチック等の円筒状シ
リンダー、シート又はフィルム等が用いられる。また、
これらの円筒状シリンダー、シート又はフィルムは、必
要に応じて導電性ポリマー層あるいは酸化スズ、酸化チ
タン及び銀粒子等の導電性粒子を含有する樹脂層を有し
ていてもよい。

【００４６】また、図６に示すように感光層１ｂは、導
電性支持体１ａ上に少なくとも電荷発生層１１ｂ及び電
荷輸送層１２ｂを順次積層して構成される。この時、図
６に示すように導電性支持体１ａと感光層１ｂ（電荷発
生層１１ｂ）の間には、バリアー機能と下引機能をもつ
下引層１ｃ（接着層）を設けることができる。

【００４７】下引層１ｃは、感光層の接着性改良、塗工
性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体
からの電荷注入性改良及び感光層の電気的破壊に対する
保護等のために形成される。その膜厚は、０．２〜２μ
ｍ程度である。

【００４８】電荷発生層１１ｂに含有される電荷発生材
料としては、例えば、ピリリウム、チオピリリウム系染
料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン顔料、ジ
ベンズピレンキノン顔料、ピラトロン顔料、アゾ顔料、
インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称キノシアニ
ン及びキノシアニン等が挙げられる。

【００４９】電荷輸送層１２ｂに含有される電荷輸送材
料としては、例えば、ヒドラゾン系化合物、ピラゾリン
系化合物、スチリル系化合物、オキサゾール系化合物、
チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物及び
ポリアリールアルカン系化合物等が挙げられる。

【００５０】電荷発生層１１ｂは、前記電荷発生材料を
０．２〜４倍量の結着樹脂、及び溶剤と共に、ホモジナ
イザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サンド
ミル、アトライター、ロールミル及び高圧衝突分散機等
の方法で十分に分散し、塗布、乾燥されて形成される。
その膜厚は５μｍ以下が好ましく、特には０．０１〜１
μｍの範囲が好ましい。

【００５１】電荷輸送層１２ｂは、一般的には前記電荷
輸送材料と結着樹脂とを溶剤に溶解し、塗布して形成す
る。電荷輸送材料と結着樹脂との混合割合は、重量比で
２：１〜１：２程度である。溶剤としては、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エ
チル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭
水素類、クロルベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素等
の塩素系炭化水素類等が用いられる。この溶液を塗布す
る際には、例えば、浸漬コーティング法、スプレーコー
ティング法及びスピンコーティング法等の塗工法を用い
ることができ、乾燥は１０℃〜２００℃、好ましくは２
０℃〜１５０℃の範囲の温度で５分〜５時間、好ましく
は１０分〜２時間の時間で送風乾燥又は静止乾燥下で行
うことができる。

【００５２】生成した電荷輸送層の膜厚は、１２〜４０
μｍの範囲が好ましい。電荷輸送層の膜厚が４０μｍを
超える電子写真感光体では、直流電圧のみを印加して接
触帯電を行った場合に、低温低湿度環境において、画像
上に白ポチや微少な横黒スジや横白スジが発生し易くな
る。また、膜厚が１２μｍ未満では、削れによる電位変
動が大きくなるという傾向がある。例えば、同じ削れ量
において、電荷輸送層の薄い電子写真感光体は、電荷輸
送層の厚い電子写真感光体に比べ、容量の変化が大き
く、その分電位変動が大きくなる。特に、ＤＣ帯電方式
の場合は、削れにより帯電開始電圧Ｖ_THが変化してしま
うため帯電電位安定性や耐久性の面であまり好ましくな
い。

【００５３】電荷輸送層を形成するのに用いられる結着
樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエ
ステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、
ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂及び不飽和
樹脂等から選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂
としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、
スチレン−アクリロニトリル基重合体、ポリカーボネー
ト樹脂、ジアリルフタレート樹脂及びポリアリレート樹
脂等が挙げられる。

【００５４】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤及び潤滑剤
等の種々の添加剤を含有させてもさしつかえない。

【００５５】本発明における電子写真感光体の表面を粗
面にする方法としては、研磨剤を用いたり、サンドブラ
スト法等による機械的な研磨方法の他、電子写真感光体
の表面層中に金属酸化物や樹脂粉体等の電気的に不活性
な粒子を分散する方法等を用いることができる。

【００５６】（３）帯電ローラ例えば、帯電部材は図２に示すようにローラ形状であ
り、導電性支持体２ａと、その外周に一体に形成された
弾性層２ｂと、該弾性層の外周に形成された表面層２ｃ
から構成されている。

【００５７】本発明の帯電部材の他の構成を図３に示
す。図３に示すように帯電部材は、弾性層２ｂ及び抵抗
層２ｄと表面層２ｃからなる３層であってもよいし、抵
抗層２ｃと表面層２ｃの間に第２の抵抗層２ｅを設け
た、４層以上を導電性支持体の上に形成した構成として
もよい。

【００５８】本発明に用いられる導電性支持体２ａは、
鉄、銅、ステンレス、アルミニウム及びニッケル等の金
属材料の丸棒を用いることができる。更に、これらの金
属表面に防錆や耐傷性付与を目的としてメッキ処理を施
しても構わないが、導電性を損なわないことが必要であ
る。

【００５９】帯電ローラ２において、弾性層２ｂは被帯
電体としての電子写真感光体１に対する給電や、帯電ロ
ーラ２の電子写真感光体１に対する良好な均一密着性を
確保するために適当な導電性と弾性を持たせてある。ま
た、帯電ローラ２と電子写真感光体１の均一密着性を確
保するために弾性層２ｂを研磨によって中央部を一番太
く、両端部に行くほど細くなる形状、いわゆるクラウン
形状に形成することも多い。一般に使用されている帯電
ローラ２が、支持体２ａの両端部に所定の押圧力を与え
て電子写真感光体１と当接されているので、中央部の押
圧力が小さく、両端部ほど大きくなっているために、帯
電ローラ１の真直度が十分であれば問題ないが、十分で
ない場合には中央部と両端部に対応する画像に濃度ムラ
が生じてしまう場合がある。クラウン形状は、これを防
止するために形成する。

【００６０】弾性層２ｂの導電性は、ゴム等の弾性材料
中にカーボンブラック、グラファイト及び導電性金属酸
化物等の電子伝導機構を有する導電剤、及びアルカリ金
属塩や四級アンモニウム塩等のイオン伝導機構を有する
導電剤を適宜添加することにより１０¹⁰Ωｃｍ未満に調
整されるのがよい。

【００６１】弾性層２ｂの具体的弾性材料としては、例
えば、天然ゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、シリコーンゴム、
ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ＩＲ、ＢＲ、
ＮＢＲ及びＣＲ等の合成ゴム、更にはポリアミド樹脂、
ポリウレタン樹脂及びシリコーン樹脂等も挙げられる。
本発明の電気特性を達成するためには、特にイオン伝導
機構を有する中抵抗の極性ゴム（例えば、エピクロルヒ
ドリンゴム、ＮＢＲ、ＣＲ及びウレタンゴム等）やポリ
ウレタン樹脂を弾性材料として用いるのが好ましい。こ
れらの極性ゴムやポリウレタン樹脂は、ゴムや樹脂中の
水分や不純物がキャリアとなり、僅かではあるが導電性
をもつと考えられ、これらの導電機構はイオン伝導であ
ると考えられる。

【００６２】導電性カーボン粒子を分散した電子伝導機
構を有する材料と比較してイオン伝導機構を有する材料
の方が、帯電部材として抵抗ムラの少ない、均一な部材
に成形し易い。そのためイオン伝導機構を有する材料を
主体に構成することで、帯電均一性に優れた帯電部材を
得ることができる。

【００６３】但し、これらの極性ゴムやポリウレタン樹
脂に導電剤を全く添加しないで弾性層を作成し、得られ
た帯電部材は低温低湿環境において、抵抗値が高くなり
１０ ¹⁰Ωｃｍを超えてしまうものもあるため帯電部材に
高電圧を印加しなければならなくなる。

【００６４】そこで、低温低湿環境で帯電部材の抵抗値
が１０¹⁰Ωｃｍ未満になるようにイオン導電機構を有す
る導電剤を適宜添加して調整するのが好ましい。しかし
ながら、イオン導電機構を有する導電剤は抵抗値を低く
する効果が小さく、特に低温低湿環境でその効果が小さ
い。そのため、イオン導電機構を有する導電剤の添加と
併せて電子導電機構を有する導電剤を補助的に添加して
抵抗調整を行ってもよい。

【００６５】電子導電機構を有する導電剤としては、例
えば、異形性の層状化合物、ウィスカ及びグラファイト
等が挙げられるが、なかでもグラファイト等を添加した
弾性層とするのが好ましい。

【００６６】また、弾性層２ｄは、上記弾性材料を発泡
成型した発泡体としてもかまわない。

【００６７】図３に示す抵抗層２ｄは、弾性層に接した
位置に形成されるため弾性層中に含有される軟化油や可
塑剤等の帯電部材表面へのブリードアウトを防止する目
的で設けたり、帯電部材全体の電気抵抗を調整する目的
で設ける。

【００６８】本発明に用いる抵抗層を構成する材料とし
ては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ポリ
オレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑
性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマ
ー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル
系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラス
トマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチ
レン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニ
ル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱
可塑性エラストマー等を挙げることができる。これらの
材料は、単独又は２種類以上を混合してもよく、共重合
体であってもよい。

【００６９】本発明に用いる抵抗層２ｄは、導電性もし
くは半導電性を有している必要がある。導電性、半導電
性の発現のためには、各種電子伝導機構を有する導電剤
（導電性カーボン、グラファイト、導電性金属酸化物、
銅、アルミニウム、ニッケル及び鉄粉等）あるいはイオ
ン導電剤（アルカリ金属塩及びアンモニウム塩等）を適
宜用いることができる。この場合、所望の電気抵抗を得
るためには前記各種導電剤を２種以上併用してもよい。

【００７０】本発明において導電部材の表面は静摩擦係
数が１．０以下であることが好ましい。この特性を達成
するためには、静摩擦係数が０．５０以下の結着樹脂を
材料選択することが好ましい。

【００７１】以下、導電部材の表面の静摩擦係数をμｓ
とし、表面層の結着樹脂の静摩擦係数をμｓ_Bとする。

【００７２】本発明において、表面層の材料選択におけ
る結着樹脂の静摩擦係数μｓ_Bの測定は、アルミニウム
シート上に結着樹脂を塗膜として形成し、サンプルシー
トを得て、静摩擦係数測定器；ＨＥＩＤＯＮトライボ
ギアミューズＴＹＰＥ：９４１「新東科学（株）製」
を用いて測定し帯電部材の表面層を形成する結着樹脂材
料の静摩擦係数μｓ_Bとした。

【００７３】この測定方法より得られた０．５０以下の
静摩擦係数μｓ_Bを有する材料に導電剤及びその他の添
加剤を含有し、導電部材の表面層とする。そして、更に
導電部材として表面が、静摩擦係数μｓ１．０以下とな
るように導電部材を材料設計する。

【００７４】本発明における導電部材の表面の静摩擦係
数μｓの測定は、図８に概要を示す。本測定方法は測定
物がローラ形状の場合に好適な方法で、オイラーのベル
ト式に準じた方法であり、この方法によれば、測定物で
ある導電部材ＸＸと所定の角度（θ）で接触したベルト
（厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）は、片
方の端部が測定部（荷重計）と、他端部が重りＷと結ば
れている。この状態で導電性部材を所定の方向、速度で
回転させた時、測定部で測定された力をＦ（ｇ）、重り
の重さをＷ（ｇ）とした時、摩擦係数（μ）は以下の式
で求められる； μ＝（１／θ）Ｉｎ（Ｆ／Ｗ）

【００７５】この測定方法により得られるチャートの一
例を図９に示す。ここにおいて、導電部材を回転させた
直後の値が回転を開始するのに必要な力であり、それ以
降が回転を継続するのに必要な力であることがわかるの
で、回転開始点（すなわちｔ＝０秒時点）の力が静摩擦
力ということができ、また、０＜ｔ（秒）≦６０の任意
の時間における力が任意の時間における動摩擦力という
ことができる。従って、静摩擦係数：μｓ＝（１／θ）
Ｉｎ（Ｆ_<t=0>／Ｗ）で求めることができる。

【００７６】本測定方法において、ベルトの表面（導電
部材と接触する面）を所定の材料（例えば感光体の最外
層、現像剤を適当な手段によって塗布したもの、あるい
はステンレス等の標準物質）とすることによって様々な
物質に対する摩擦係数を求めることができる。つまり、
接触する面の材質や回転速度、荷重等を実機のプロセス
条件に合せればより好ましいが、導電部材と感光体との
摩擦係数の測定と導電性部材とステンレスとの摩擦係数
の測定を行い比較検討の結果、ステンレスに対する摩擦
係数を用いても良いことが判明した。すなわち、導電部
材と感光体との摩擦係数Ｋ×導電部材とステンレスとの
摩擦係数で概ね表される。ここで、Ｋは感光体表面の材
料や状態によって決定される数値で、感光体材料や表面
状態が同一であればほぼ一定の値となるが、それらが多
少なりとも異なれば変化してしまう。

【００７７】従って、材料種やそれらの配合比、製造条
件あるいは表面物性等を実際の系にできるだけ合致する
ことが望ましいが、そのためには、非常な煩雑さを伴う
こと、及び上記の通り導電部材と感光体との摩擦係数と
導電部材とステンレスとの摩擦係数とが規則性を有する
傾向があるので、本発明においては、簡便のために、摩
擦係数は対ステンレス｛表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が
５μｍ以下｝、回転速度は１００ｒｐｍ、荷重は５０ｇ
の条件で測定した。

【００７８】我々が鋭意検討を重ねた結果、導電部材の
表面を上記のような物性（μｓ≦１．０）とした場合、
帯電ローラ表面にトナーが付着し難くなるために総印字
枚数が増えても均一な帯電を行うことができ、画像上カ
ブリを生じることがなくなる。また、トナー付着による
画像カブリの発生し易い低温低湿環境においても、総印
字枚数が増しても画像カブリを生じることがないことが
わかった。静摩擦係数μｓが１．０を超える場合は、帯
電部材表面の離型性が小さくなるため転写残余トナーが
付着し易くなり、画質の劣化を招く原因となる。特に、
低温低湿環境において画質の劣化を招く原因となる。

【００７９】また、表面層２ｃは、帯電部材の表面を構
成し、被帯電体である電子写真感光体と接触するため電
子写真感光体を汚染してしまう材料構成であってはなら
ない。

【００８０】本発明の特性を発揮させるための表面層２
ｃの結着樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリ
アミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコ
ーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチ
レン−オレフィン共重合体（ＳＥＢＣ）及びオレフィン
−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体（ＣＥＢ
Ｃ）等が挙げられる。本発明における表面層の材料とし
ては、疎水性のフッ素樹脂、アクリル樹脂及びシリコー
ン樹脂等が特に好ましい。

【００８１】これらの結着樹脂に静摩擦係数を小さくす
る目的で、グラファイト、雲母、二硫化モリブテン及び
フッ素樹脂粉末等の固体潤滑剤、あるいはフッ素系界面
活性剤、あるいはワックス及びシリコーンオイル等を添
加してもよい。

【００８２】表面層には、帯電部材の通電劣化を防止す
るために各種導電剤（導電性カーボン、グラファイト、
導電性酸化錫、導電性酸化チタン、銅、アルミニウム、
ニッケル及び鉄粉等）を適宜用いることができる。この
場合、所望の電気抵抗を得るためには、前記各種導電剤
を２種以上併用してもよい。

【００８３】我々が鋭意検討を重ねた結果、通電劣化を
防止するために表面層に含有する導電剤は、疎水化処理
した導電性金属酸化物及び導電性カーボンやグラファイ
ト等が特に好ましいことがわかった。

【００８４】また、斑点状やスジ状の画像欠陥を防止す
るために表面層に親水性の導電性微粒子を、「疎水性導
電性微粒子≧親水性導電性微粒子」となるように少量含
有するのが好ましいことがわかった。

【００８５】疎水化処理剤としては、カップリング剤
（珪素、チタン、アルミニウム及びジルコニウム等の中
心元素は特に選ばない）、オイル、ワニス及び有機化合
物等が挙げられる。特に、アルコキシシランカップリン
グ剤及びフルオロアルキルアルコキシシランカップリン
グ剤が好ましい。

【００８６】導電剤の疎水化処理の方法としては、例え
ばシランカップリング剤の場合、乾式法と湿式法の２つ
の方法がある。

【００８７】（ａ）乾式法導電剤をよくかき混ぜながらシランカップリング剤を噴
霧するか蒸気状態で吹込む。必要に応じて加熱処理を入
れる。

【００８８】（ｂ）湿式法導電剤を溶媒中に分散させ、シランカップリング剤も水
や有機溶媒に希釈し、スラリー状態で激しくかき混ぜな
がら添加する方法。均一処理をするには、こちらの方法
が好ましい。更に、導電剤フィラー表面のシラン前処理
としての具体的方法としては、以下の３つの方法があ
る。

【００８９】水溶液法約０．１〜０．５％のシランを、一定ｐＨの水、あるい
は水−溶媒に十分撹拌しながら注入溶解させ、加水分解
する。フィラーをこの溶液中に浸した後、ろ過あるいは
圧搾して、ある程度水を除き、その後１２０〜１３０℃
で十分乾燥させる。

【００９０】有機溶媒法少量の水と、加水分解用溶媒（塩酸、酢酸）を含む有機
溶媒（アルコール、ベンゼン及びハロゲン化炭化水素）
にシランを溶解する。フィラーをこの溶液に浸した後、
ろ過あるいは圧搾し、溶媒を除き、１２０〜１３０℃で
十分乾燥させる。

【００９１】スプレー法フィラーを激しく撹拌しながら、シランの水溶液あるい
は、溶媒液をスプレーする。その後、１２０〜１３０℃
で十分乾燥させる。

【００９２】導電剤の疎水化度としては、２０〜９８％
の範囲が好ましく、特に３０〜７０％が好ましい。疎水
化度が２０％未満の場合は、低温低湿環境において帯電
部材を連続使用した場合、通電劣化に伴い抵抗が問題と
なるレベルまで上昇して被帯電体表面の帯電電位が低下
してしまう。更に、疎水化度が９８％を超える場合は、
導電剤としての機能（導電性）コントロールが難しくな
ったり、顔料の凝集が強くなったりするので好ましくな
い。

【００９３】疎水性の導電性微粒子と親水性の導電性微
粒子との配合比は、疎水性の導電性微粒子の含有量をＷ
１、親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とした時、Ｗ
１≧Ｗ２となるように表面層に含有するのが好ましい。
特に、Ｗ１：Ｗ２＝７：４から、Ｗ１：Ｗ２＝１０：１
の配合比になるように含有するのが好ましい傾向にあっ
た。

【００９４】本発明の帯電ローラの十点平均表面粗さ
（Ｒｚ）は、１０μｍ以下であることを特徴とする。

【００９５】本発明の帯電ローラを用いる場合、帯電ロ
ーラの表面が粗いと、その表面の凹凸によって微妙に帯
電ムラが生じ、結果として画像不良が生じてしまうこと
がある。あるいは、電子写真感光体表面を侵食（削れ
等）する恐れがある。従って、帯電ローラの表面は、よ
り滑らかな方が好ましく、ＪＩＳＢ０６０１表面粗さ
の規格における十点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１０μｍ以
下であることが好ましく、更には４μｍ以下であること
が好ましい。

【００９６】（４）現像剤（トナー）本発明に用いられる現像剤（トナー）としては、特に制
限されるものではなく、公知のものが使用できる。帯電
ローラへのトナー付着量を低減するためには、転写効率
の良い、球状トナー粒子を用いることが好ましい。

【００９７】また、現像同時クリーニング方式を採用し
た画像形成装置においては、転写効率のよい、球状トナ
ー粒子を用いることが特に好ましい。球状トナー粒子と
しては、例えば重合法により生成されたトナー粒子を用
いることが好ましい。

【００９８】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説
明する。

【００９９】（実施例１）｛帯電部材の作成｝下記の要領で本発明の帯電部材とし
ての帯電ローラを作成した。

【０１００】エピクロルヒドリンゴム（三元共重合体）１００重量部四級アンモニウム塩２重量部炭酸カルシウム３０重量部酸化亜鉛５重量部脂肪酸２重量部以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０
分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム１００重量部
に対してエーテルエステル系可塑剤１５重量部を加え、
２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練
し、原料コンパウンドを調製する。このコンパウンドに
原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００重量部に対し
加硫剤としての硫黄１重量部、加硫促進剤としてのノク
セラーＤＭ１重量部及びノクセラーＴＳ０．５重量部を
加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練
する。得られたコンパウンドを、φ６ｍｍステンレス製
支持体の周囲にローラ状になるように押出成型機にて成
型し、加熱加硫成型した後、外径φ１２ｍｍになるよう
に研磨処理して弾性層を得た。

【０１０１】上記弾性層の上に以下に示すような表面層
を被覆形成した。表面層２ｃの材料として、アクリルポ
リオールのトルエン／メチルエチルケトン（ＭＥＫ）混
合溶液（固形分１０重量％）１００重量部に対して、イ
ソシアネート（ＨＤＩ）５重量部と、疎水化処理した導
電性酸化錫６重量部と未処理の親水性の導電性酸化錫２
重量部、更に微量のシリコーンオイルを加えた塗料｛導
電性微粒子の重量部／結着樹脂の重量部（Ｐ／Ｂ）＝
０．８／１．０｝を用いて、ディッピング法にて塗布し
て膜厚が１５μｍの表面層を被覆形成し、ローラ形状の
帯電部材を得た。

【０１０２】なお、導電性酸化錫の疎水化処理剤として
は、エチルトリメトキシシランを用いた。また、疎水化
処理方法としては、前述の有機溶媒法を選択した。

【０１０３】「導電剤微粒子の疎水化度の測定」導電剤
微粒子の疎水化度を評価するためにメタノールを用いた
疎水化度測定を次のように行う。微粒子（実施例１の場
合、疎水化処理した酸化錫）０．２ｇを三角フラスコの
水５０ｍｌに添加する。メタノールをビュレットから滴
定する。この際、フラスコ内の溶液はマグネチックスタ
ーラで常時撹拌する。微粒子の沈降終了は、全量が液体
中に懸濁することによって確認され、疎水化度は、沈降
終了時点に達した際のメタノール及び水の液状混合物中
のメタノールの百分率として表される。上記の方法にて
測定した疎水化処理した導電性酸化錫の疎水化度は、６
２％であった。

【０１０４】｛電子写真感光体の作成｝外径φ３０ｍ
ｍ、内径φ２８．５ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウ
ムシリンダーを導電性ドラム支持体として、この上にポ
リアミド（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ（株）
製）の５重量％メタノール溶液を浸漬コーティング法で
塗布し、膜厚が０．４０μｍの下引層を形成した。

【０１０５】次に、下記構造式のジスアゾ顔料１０重量
部、

【０１０６】

【化１】

【０１０７】ポリビニルブチラール（商品名：エスレッ
クスＢＬＳ、積水化学（株）製）１０重量部及びシクロ
ヘキサノン１００重量部を１ｍｍφガラスビーズを用い
たサンドミル装置で２０時間分散した。この分散液にメ
チルエチルケトン１００重量部を加えて、下引層上に塗
布し、膜厚が０．２０μｍの電荷発生層を形成した。

【０１０８】次に、下記構造式のトリフェニルアミン系
化合物１０重量部

【０１０９】

【化２】

【０１１０】及び下記構造式のビスフェノールＺ型ポリ
カーボネートＺ（粘度平均分子量２３０００）１０重量
部をモノクロロベンゼン１００重量部に溶解した。

【０１１１】

【化３】

【０１１２】この溶液を前記電荷発生層上に塗布して１
００℃にて１時間熱風乾燥し、膜厚が２３μｍの電荷輸
送層を形成した。こうして実施例１の電子写真感光体を
作成した。

【０１１３】「帯電ローラの表面層材料の静摩擦係数μ
ｓ_Bの測定」表面層を形成したのと同一の結着樹脂を塗
料化し、そのクリア塗料を用いてアルミニウムシート上
にコーティングし、静摩擦係数（μｓ_B）測定用のサン
プルシートとした。

【０１１４】このサンプルシートの静摩擦係数測定を静
摩擦係数測定器；ＨＥＩＤＯＮトライボギアミュー
ズＴＹＰＥ：９４１「新東科学（株）製」を用いて行っ
た。静摩擦係数μｓ_Bは、サンプルシートの任意の５点
を測定した値の平均値とした。本実施例の帯電ローラ表
面層の結着樹脂の静摩擦係数μｓ_Bは０．２５であっ
た。

【０１１５】「帯電ローラ表面の静摩擦係数μｓの測
定」前述したように図８に示すような測定装置を用いて
静摩擦係数μｓを測定したところ、本実施例の帯電ロー
ラの表面の静摩擦係数μｓは０．３７であった。

【０１１６】「帯電ローラ表面粗さの測定」帯電ローラ
表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、２．１μｍであっ
た。

【０１１７】「帯電ローラの抵抗測定」図５で示すよう
な装置で帯電部材（帯電ローラ）の電流測定を温度１５
℃／湿度１０％の環境にて行う。この装置は、図１に示
す接触帯電装置において、ドラム型の電子写真感光体と
同一形状の導電性の円筒電極に代えた以外は、帯電部材
の円筒電極への押圧力等は全て図１と同一として、外部
電源より直流電圧（−２５０Ｖ）を印加し、その時流れ
る電流値を電流計にて読み取り、オームの法則により抵
抗値に換算する。

【０１１８】「帯電ローラに直流電圧のみを印加した時
の画像評価」図１に示す電子写真方式の画像形成装置に
上記で得られた帯電ローラを取り付けて、環境１（温度
２３℃／湿度５５％）、環境２（温度３２．５℃／湿度
８０％）及び環境３（温度１５℃／湿度１０％）の各環
境下において、画像出しを行い、斑点状やスジ状の画像
欠陥の発生について画像評価を行った。結果を表１に示
す。但し、感光体の表面電位Ｖ_Dが−７００Ｖ付近とな
るように印加電圧を各環境で調整し画像を出力した。な
お、トナーとしては、懸濁重合法により作成した球状ト
ナー粒子（粒径８μｍ）を用いた。

【０１１９】表中の◎は得られた画像が非常に良い、○
は良い、△はハーフトーン画像上に数個の白ポチや横黒
スジ、横白スジがあり、×はハーフトーン画像上に多数
の白ポチや横黒スジ、横白スジがあることを示す。

【０１２０】「帯電ローラに直流電圧のみを印加した時
の連続複数枚画像出し耐久試験」図１に示す電子写真方
式の画像形成装置に上記で得られた帯電ローラを取り付
けて、環境１（温度２３℃／湿度５５％）、環境２（温
度３２．５℃／湿度８０％）及び環境３（温度１５℃／
湿度１０％）の各環境下において、連続１５０００枚の
画像出しを行い、帯電ローラの抵抗上昇に起因した画像
不良の発生について、目視にて画像評価を行った。結果
を表２に示す。但し、電子写真感光体の表面電位Ｖ_Dが
画像出し耐久試験初期に、−７００Ｖ付近となるように
印加電圧を各環境で設定して連続複数枚画像出し耐久試
験を行った。

【０１２１】表中の◎は得られた画像が非常に良い、○
は良い、△はハーフトーン画像に微かに帯電ローラ回転
周期の画像濃度ムラあり、×はハーフトーン画像に、は
っきりとした帯電ローラ回転周期の画像濃度ムラがある
ことを示す。

【０１２２】また、画像出し耐久試験を始める前（初
期）と連続１５０００枚の画像出し直後、それぞれにつ
いて、帯電ローラの抵抗測定を図５に示すような方法で
行った。結果を表２に示す。

【０１２３】「帯電ローラ上のトナー付着による画像カ
ブリ評価」図１に示す電子写真方式の画像形成装置に上
記で得られた帯電ローラを取り付けて、環境１（温度２
３℃／湿度５５％）、環境２（温度３２．５℃／湿度８
０％）及び環境３（温度１５℃／湿度１０％）の各環境
下において、複数枚画像出し耐久試験を行った。得られ
た画像を目視にて観察することによって、帯電ローラ上
にトナーが付着し、それが原因となる印字用紙上のカブ
リの発生について評価を行った。結果を表３に示す。な
お、トナーとしては、懸濁重合法により作成した球状ト
ナー粒子（粒径８μｍ）を用いた。

【０１２４】表中の◎は得られた画像が非常に良い、○
は良い、△はややハーフトーン画像に帯電ローラ周期毎
の濃度ムラがあり、×は帯電ローラ周期毎のカブリが見
られることを示す。

【０１２５】その結果、全ての環境下で初期から良好な
画像が得られ、１５０００枚の画像出し後でも初期とほ
とんど変わらない画像が得られた。

【０１２６】（実施例２）帯電部材としての帯電ローラ
を下記の構成とした以外は、実施例１と同様の方法で帯
電ローラ及び電子写真感光体を作成した。

【０１２７】ＮＢＲ１００重量部リチウム塩１．５重量部エステル系可塑剤２５重量部炭酸カルシウム３０重量部酸化亜鉛５重量部脂肪酸２重量部以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０
分間混練した後、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更
に２０分間混練し、原料コンパウンドを調製する。この
コンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ１００重量部に対し加
硫剤としての硫黄１重量部、加硫促進剤としてのノクセ
ラーＴＳ３重量部を加え、２０℃に冷却した２本ロール
機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ
６ｍｍステンレス製支持体の周囲にローラ状になるよう
に押出成型機にて成型し、加熱加硫成型した後、外径φ
１２ｍｍになるように研磨処理して弾性層を得た。

【０１２８】上記弾性層の上に以下に示すような表面層
を被覆形成した。表面層２ｃの材料として、フルオロオ
レフィン（４フッ化タイプ）、ヒドロキシアルキルビニ
ルエーテル及びカルボン酸ビニルエステルを共重合させ
て得られたフッ素樹脂共重合体を用い、その溶液１００
重量部（固形分５０重量％）に対して、イソシアネート
（ＨＤＩ）５重量部と、疎水化処理した導電性酸化錫３
５重量部と未処理の親水性の導電性酸化錫１０重量部を
加えた塗料（Ｐ／Ｂ＝０．９／１．０）を用いて、ディ
ッピング法にて塗布して膜厚が１１μｍの表面層を被覆
形成し、ローラ形状の帯電部材を得た。

【０１２９】本実施例では疎水化処理剤として、ｉ−ブ
チルトリメトキシシランを用いた。また、疎水化処理方
法としては、前述の水溶液法を選択した。本実施例の
導電性酸化錫の疎水化度を前述の方法で測定した結果、
疎水化度２０％であった。

【０１３０】本実施例の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦係数μｓ_Bは０．１２であり、本実施例の帯電ロ
ーラ表面の静摩擦係数μｓは０．２３であった。また、
帯電ローラ表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、１．８
μｍであった。

【０１３１】得られた帯電ローラについて、実施例１と
同様の方法で、斑点状やスジ状の電位ムラについての初
期画像評価及び通電劣化の評価、トナー付着によるカブ
リについての画像評価を行った。

【０１３２】更に、電子写真感光体の厚みを振って斑点
状やスジ状の電位ムラについて画像評価した結果を表４
に示す。表４に示すように、電子写真感光体の電荷輸送
層の膜厚が４０μｍ以下では、斑点状やスジ状の画像欠
陥の発生しない良好な画像が得られた。

【０１３３】（実施例３）実施例１において、疎水化処
理剤としてエチルトリメトキシシランの代わりに、メチ
ルトリメトキシシランとフルオロアルキルアルコキシシ
ラン「ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃」を併用して
使用した以外は、実施例１と同様に帯電ローラを作成
し、評価を行った。その結果を表１、表２及び表３に示
した。なお、本実施例の導電性酸化錫の疎水化度は、８
０％であった。

【０１３４】本実施例の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦係数μｓ_Bは０．２５であり、本実施例の帯電ロ
ーラ表面の静摩擦係数μｓは０．３５であった。また、
帯電ローラ表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、２．５
μｍであった。

【０１３５】（実施例４）電子写真感光体を以下の構成
とした以外は、実施例１と同様の方法で評価等を実施し
た。結果を表１、表２及び表３に示す。

【０１３６】｛電子写真感光体の作成｝電荷輸送層の結
着樹脂を下記構造式のポリアリレート樹脂（重量平均分
子量８３０００）に代え、膜厚を３５μｍの構成とした
以外は、実施例１と同様の方法で電子写真感光体を作成
した。

【０１３７】

【化４】

【０１３８】（実施例５）｛電子写真感光体の作成｝実施例１の電子写真感光体の
電荷輸送層の膜厚を１８μｍとした以外は、実施例１と
同様にして電子写真感光体を作成した。

【０１３９】上記の帯電ローラ、電子写真感光体を用い
て、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１、表２
及び表３に示す。

【０１４０】（実施例６）実施例１において帯電ローラ
の表面層の材料を以下の構成とした以外は、実施例１と
同様にして帯電ローラ及び電子写真感光体を作成し、評
価を行った。結果を表１、表２及び表３に示す。

【０１４１】帯電ローラの表面層２ｃの材料として、エステル系ポリオール溶液１００重量部（固形分２０重量％、溶剤トルエン／ＭＥＫ）疎水化処理した導電性酸化錫１８重量部未処理の導電性酸化チタン（親水性）２重量部この混合溶液を分散溶解し、この分散液にトリレンジイ
ソシアネート（ＴＤＩ）７重量部を加え、表面層用塗料
（Ｐ／Ｂ＝１／１）を作成する。この塗料を弾性層２ｂ
上にディッピング法にて塗布し、膜厚が２２μｍの表面
層を被覆形成し、ローラ形状の帯電部材を得た。なお、
本実施例の導電性酸化錫の疎水化度は９８％であった。

【０１４２】本実施例の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦係数μｓ_Bは０．４５であり、本実施例の帯電ロ
ーラ表面の静摩擦係数μｓは０．８２であった。また、
帯電ローラ表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、６．２
μｍであった。

【０１４３】（実施例７）実施例１において帯電ローラ
の表面層の材料を以下の構成とした以外は、実施例１と
同様にして帯電ローラ及び電子写真感光体を作成し、評
価を行った。結果を表１、表２及び表３に示す。

【０１４４】帯電ローラの表面層２ｃの材料として、アクリルポリオール１００重量部（固形分１０重量％、溶剤トルエン／ＭＥＫ）疎水化処理した導電性カーボンブラック１．５重量部未処理の導電性酸化錫（親水性）１．０重量部この混合溶液を分散溶解し、この分散液にイソシアネー
ト（ＨＤＩ）５重量部を加え、表面層用塗料（Ｐ／Ｂ＝
１／４）を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上にディッ
ピング法にて塗布し、膜厚が１５μｍの表面層を被覆形
成し、ローラ形状の帯電部材を得た。なお、本実施例の
導電性カーボンブラックの疎水化度は、６８％であっ
た。

【０１４５】本実施例の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦擦係数μｓ_Bは０．２５であり、本実施例の帯電
ローラ表面の静摩擦係数μｓは０．３９であった。ま
た、帯電ローラ表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、
１．８μｍであった。

【０１４６】（比較例１）比較例１において下記の方法
で帯電ローラを作成した。

【０１４７】ＥＰＤＭ１００重量部導電性カーボンブラック３０重量部酸化亜鉛５重量部脂肪酸２重量部以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０
分間混練した後、ＥＰＤＭ１００重量部に対してパラフ
ィンオイル１５重量部を加え、２０℃に冷却した密閉型
ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調
製する。このコンパウンドに原料ゴムのＥＰＤＭ１００
重量部に対し加硫剤としての硫黄０．５重量部、加硫促
進剤としてのＭＢＴ１重量部、ＴＭＴＤ１重量部及びＺ
ｎＭＤＣ１．５重量部を加え、２０℃に冷却した２本ロ
ール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンド
を、φ６ｍｍステンレス製支持体の周囲に外径φ１２ｍ
ｍのローラ状になるようにプレス成型機にて加熱加硫成
型することにより弾性層を得た。

【０１４８】上記弾性層の上に以下に示すような抵抗層
を被覆形成した。抵抗層２ｄの材料として、ポリウレタン樹脂１００重量部導電性カーボンブラック１５重量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒にて分散溶解して
抵抗層用塗料を作成する。この塗料を弾性層２ｂ上にデ
ィッピング法にて塗布し、膜厚が１００μｍの抵抗層２
ｄを被覆形成した。

【０１４９】更に、抵抗層２ｄの上に以下に示す表面層
２ｃを被覆形成した。表面層２ｃの材料として、ポリア
ミド樹脂１００重量部をメタノール／トルエン混合溶媒
にて溶解して表面層用塗料を作成する。この塗料を用い
て、ディッピング法にて塗布して膜厚が５μｍの表面層
を被覆形成し、ローラ形状の帯電部材を得た。

【０１５０】表面層を形成したのと同一の結着樹脂を塗
料化し、そのクリア塗料を用いてアルミニウムシート上
にコーティングし、静摩擦係数測定用の表面層サンプル
シートとした。

【０１５１】比較例１の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦係数μｓ_Bは０．７８であり、帯電ローラ表面の
静摩擦係数μｓは１．０５であった。また、帯電ローラ
表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、１０．９μｍであ
った。

【０１５２】この帯電ローラについて実施例１と同様の
評価を行い、その結果を表１、表２及び表３に示す。

【０１５３】この帯電ローラを用いた画像形成装置によ
り出力した画像には、斑点状や横黒スジ、横白スジが発
生していた。また、低温低湿環境において、通電劣化に
伴い、帯電部材の抵抗が初期に比べて約２桁上昇し、耐
久後半、画像濃度が濃くなる等の画質が低下してしまっ
た。更に、複数枚画像出し耐久試験において、トナー付
着が原因となる画像濃度ムラも同時に発生していた。

【０１５４】（比較例２）比較例２において下記の方法
で帯電ローラを作成した。

【０１５５】ＮＢＲ１００重量部過塩素酸リチウム塩５重量部炭酸カルシウム３０重量部酸化亜鉛５重量部脂肪酸２重量部以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０
分間混練した後、ＮＢＲ１００重量部に対してＤＯＳ可
塑剤２０重量部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサ
ーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調製す
る。このコンパウンドに原料ゴムのＮＢＲ１００重量部
に対し加硫剤としての硫黄１重量部、加硫促進剤として
のノクセラーＴＳ３重量部を加え、２０℃に冷却した２
本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウン
ドを、φ６ｍｍステンレス製支持体の周囲にローラ状に
なるように押出成型機にて成型し、加熱加硫成型した
後、外径φ１２ｍｍになるように研磨処理して弾性層を
得た。

【０１５６】上記弾性層の上に以下に示すような表面層
を被覆形成した。表面層２ｃの材料として、ポリウレタン樹脂１００重量部未処理の導電性酸化錫（親水性）６０重量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒にて分散溶解して
表面層用塗料を作成する。この塗料を用いて、ディッピ
ング法にて塗布して膜厚が１０μｍの表面層を被覆形成
し、ローラ形状の帯電部材を得た。なお、比較例２の導
電性酸化錫（未処理）の疎水化度は、０％であった。

【０１５７】比較例２の帯電ローラ表面層の結着樹脂の
静摩擦係数μｓ_Bは０．６６であり、帯電ローラの表面
の静摩擦係数μｓは１．１３であった。また、帯電ロー
ラ表面の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）は、１２．１μｍで
あった。

【０１５８】この帯電ローラについて実施例１と同様の
評価を行い、その結果を表１、表２及び表３に示す。

【０１５９】なお、低温低湿環境において、通電劣化に
伴い、帯電部材の抵抗が初期に比べて約２桁上昇し、耐
久後半、画像濃度が濃くなる等画質が低下してしまっ
た。また、複数枚画像出し耐久試験においてトナー付着
が原因となる帯電ローラ回転周期毎の画像カブリが発生
していた。更に、比較例２の帯電ローラは、その抵抗値
の環境変動（低温低湿と高温高湿の環境間）が２桁もあ
り、環境安定性にやや劣る。これは、弾性層に使用した
導電剤である過塩素酸リチウムの影響ではないかと考え
る。

【０１６０】

【表１】

【０１６１】

【表２】

【０１６２】

【表３】

【０１６３】

【表４】

【０１６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、帯電
部材に直流電圧のみを印加して被帯電体を接触帯電方式
により帯電処理する帯電部材において、電子写真感光体
等の被帯電体面に斑点状やスジ状の電位ムラの発生しな
い均一帯電を実現することができる。従って、本発明の
導電部材を画像形成装置に用いることで、高画質化を達
成することができる。また、本発明の導電部材は低温低
湿環境においても通電劣化することがないので、長期に
わたり安定した電気特性を維持できる。そのため画像形
成装置の耐久安定性が向上する。

【０１６５】また、本発明の画像形成装置は、帯電ロー
ラ表面へのトナー付着が少ないので、トナー付着が原因
となる画像カブリ及び画像濃度ムラが生じなくなる。そ
の結果、画像形成装置の総印字枚数が大幅に増え、耐久
安定性が向上する。特に、低温低湿環境においてもトナ
ー付着が原因となる画像カブリが生じなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【図２】帯電ローラの概略図である。

【図３】他の実施例を示す帯電ローラの概略図である。

【図４】帯電部材の放電領域を説明する概略図である。

【図５】帯電部材の電流値測定装置の概略図である。

【図６】電子写真感光体の層断面図である。

【図７】他の実施例を示す電子写真感光体の層断面図で
ある。

【図８】帯電ローラ表面の摩擦係数測定装置の概略図で
ある。

【図９】摩擦係数測定装置より得られたチャートの一例
である。

【符号の説明】

１像担持体（電子写真感光体）１ａ導電性支持体１ｂ感光層１１ｂ電荷発生層１２ｂ電荷輸送層１ｃ下引層２帯電部材（帯電ローラ）３露光手段４現像手段４ａ現像ローラ４ｂ搬送ローラ４ｃ規制ブレード５転写手段（転写ローラ）６クリーニング手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３バイアス印加電源Ｐ転写材２１円筒電極（金属ローラ）２２固定抵抗器２３レコーダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも被帯電体である電子写真感光
体、該電子写真感光体に接触配置される帯電手段、露光
手段、現像手段及び転写手段を備える画像形成装置にお
いて、該電子写真感光体が導電性支持体上に少なくとも電荷発
生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送層
が１２〜４０μｍの膜厚であり、かつ、該帯電手段が直流電圧を印加されることにより前
記電子写真感光体を帯電し、かつ、該帯電手段を構成する導電部材が、少なくとも導
電性支持体及びその上に順次に設けられた弾性層と表面
層とからなり、かつ、該表面層に疎水性の導電性微粒子と親水性の導電
性微粒子が含有され、疎水性の導電性微粒子の含有量を
Ｗ１、親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とした時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像手段が転写後の電子写真感光体
上に残留する現像剤を回収する手段を有する請求項１に
記載の画像形成装置。
【請求項３】転写手段と帯電手段の間、及び帯電手段
と現像手段の間に、転写後の電子写真感光体上に残留す
る現像剤を回収し、貯蔵するクリーニング手段を備えな
い請求項１〜２に記載の画像形成装置。
【請求項４】少なくとも、像担持体である電子写真感
光体と、帯電手段と、これら電子写真感光体及び帯電手
段を一体的に収容するカートリッジ容器とを備え、画像
形成装置の本体に対して着脱自在に装着されるプロセス
カートリッジにおいて、該電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも電荷
発生層及び電荷輸送層を順次積層してなり、該電荷輸送
層が１２〜４０μｍの膜厚であり、かつ、該導電部材が直流電圧を印加されることにより該
電子写真感光体を帯電し、かつ、該導電部材が、少なくとも導電性支持体及びその
上に順次に設けられた弾性層と表面層とからなり、かつ、該表面層に疎水性の導電性微粒子と親水性の導電
性微粒子が含有され、疎水性の導電性微粒子の含有量を
Ｗ１、親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２とした時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】少なくとも被帯電体である電子写真感光
体、該電子写真感光体に接触配置される帯電手段、露光
手段、現像手段及び転写手段を備える画像形成装置にお
いて、該帯電手段を構成する導電部材が、少なくとも導
電性支持体及びその上に順次に設けられた弾性層と表面
層とからなり、かつ、該導電部材の表面層に疎水性の導
電性微粒子と親水性の導電性微粒子を含有し、疎水性の
導電性微粒子の含有量をＷ１、親水性の導電性微粒子の
含有量をＷ２とする時、Ｗ１≧Ｗ２であり、該導電部材
に直流電圧が印加されることにより前記電子写真感光体
が帯電される電子写真感光体であって、該電子写真感光
体が導電性支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸
送層を順次積層してなり、該電荷輸送層が１２〜４０μ
ｍの膜厚であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項６】前記被帯電体である電子写真感光体が接
触帯電方式を採用した電子写真方式の機構に使用される
請求項５に記載の電子写真感光体。
【請求項７】少なくとも被帯電体である電子写真感光
体、該電子写真感光体に接触配置される導電部材で構成
される帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を備
える画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性
支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を順次
積層してなり、該電荷輸送層が１２〜４０μｍの膜厚で
あり、前記導電部材が直流電圧を印加されることにより
前記電子写真感光体を帯電する導電部材であって、該導電部材が、少なくとも導電性支持体及びその上に順
次に設けられた弾性層と表面層とからなり、かつ、該導電部材の表面層に疎水性の導電性微粒子と親
水性の導電性微粒子を含有し、疎水性の導電性微粒子の
含有量をＷ１、親水性の導電性微粒子の含有量をＷ２と
する時、Ｗ１≧Ｗ２ …（１）であることを特徴とする導電部材。
【請求項８】前記導電部材の弾性層は、イオン伝導系
の材料を主体に構成されている請求項７に記載の導電部
材。
【請求項９】前記導電部材の表面の静摩擦係数が１．
０以下である請求項７又は８に記載の導電部材。
【請求項１０】前記導電部材の十点平均表面粗さ（Ｒ
ｚ）が１０μｍ以下である請求項７〜９のいずれかに記
載の導電部材。
【請求項１１】前記導電部材がローラ形状である請求
項７〜１０のいずれかに記載の導電部材。
【請求項１２】前記導電部材が電子写真方式の機構で
使用される請求項７〜１１のいずれかに記載の導電部
材。
【請求項１３】前記導電部材が被帯電体を帯電する帯
電部材である請求項７〜１２のいずれかに記載の導電部
材。