JP3028057B2 - 帯電部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機，
プリンター，ファクシミリ，これらの複合ＯＡ機器等の
電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置におけ
る帯電部材に関する。より詳しくは、感光体や誘電体等
の被帯電体表面に押圧して、被帯電体表面を均一に帯電
処理する帯電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置等の画像形
成装置では、感光体や誘電体等の被帯電体表面を帯電処
理することが行われている。帯電処理手段としては、一
般にタングステンワイヤに高電圧を印加して発生するコ
ロナ放電により帯電を行う非接触帯電方式が採用されて
いる。しかし、この非接触帯電方式では、多量のオゾン
や酸化窒素（ＮＯx ）が発生し、画像形成装置周辺の環
境汚染を引き起こしていた。また、コロナ生成物により
感光体表面を変質させてしまい、感光体の劣化や画像ボ
ケの原因になったり、ワイヤの汚れが画質に影響し、画
像白抜けや黒筋が発生するという問題があった。上記非
接触帯電方式に対し、帯電部材を被帯電体に接触させて
帯電処理を行う接触帯電方式がある。この接触帯電方式
では、帯電部材に印加する電圧が低く、オゾンの発生量
が非常に少ないという利点がある。

【０００３】接触式帯電部材についても多くの課題があ
り、種々の提案がなされている。例えば、ナイロンやポ
リウレタン等の樹脂を被覆した導電性ゴムローラは、導
電性粒子の含有量を多くして低抵抗性を保持する必要が
ある。そのため、ゴム硬度が上昇し、ゴムローラの硬度
さらには表面に散在する導電性粒子によって、被帯電体
表面が損傷を受けることがある。その対策として、クロ
ロプレンゴム等のゴムや樹脂などで構成された導電性基
層の上に、Ｎ−アルコキシメチル化ナイロンで形成され
た表面層を設けた帯電用部材が、特開平１−２０５１８
０号公報に提案されている。また、画像形成装置の長期
にわたる作動に伴って、被帯電体（感光体）上の残留ト
ナー等の付着により帯電部材の接触面が次第に汚染され
るようになる。その対策として、表面層にグラファト等
の層状固体潤滑剤を含有させて、表面にトナー等を付着
し難くした帯電部材が、特開平４−３０３８６１号公報
に提案されている。同様の理由により、表面層にトナー
が付着して感光体を汚染することがないよう、電気的中
抵抗の弾性層とフルオロオレフィン−水酸基含有ビニル
エーテルをイソシアネートで架橋した含弗素架橋共重合
体からなる非粘着性の高い表面層とを有する帯電ローラ
が、特開平６−２６６２０６号公報に提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−２０５１８０号公報に記載の帯電用部材では、Ｎ−
アルコキシメチル化ナイロンの硬度が低いため、被帯電
体上に微量ながら残留する高硬度のトナー外添剤によっ
て表面層が損傷されやすく、画像濃度ムラ等の画質欠陥
が発生する。特開平４−３０３８６１号公報に記載の帯
電部材では、１００μｍという大粒径の固体潤滑剤が表
面層に存在するため、抵抗の不均一化を招き、バイアス
リークや画像濃度ムラによる画質欠陥を発生する。ま
た、特開平６−２６６２０６号公報に記載の帯電ローラ
では、やはり含弗素架橋共重合体の硬度が低いため表面
層が損傷されやすく、画像濃度ムラ等の画質欠陥が発生
する。一方、例えばポリビニルブチラールのような強靱
で非粘着性の樹脂で表面層を形成した接触式帯電部材で
は、表面層の剛性が高いため、被帯電体との均一なニッ
プがとれず、帯電ムラによる画像濃度ムラが発生すると
いう問題がある。しかも、従来の接触式帯電部材はいず
れも、長期間使用しているうちに、被帯電体を介して帯
電部材表面にトナー、その外添剤および紙粉等が付着す
る。このトナー等の付着により帯電部材の抵抗値が部分
的に上昇し、帯電性能が低下するという問題もある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の問題点を
解決しようとするものであって、被帯電体表面からのト
ナーおよびその外添剤や紙粉等を付着し難くしてトナー
固着による帯電性能の低下を防止し、併せて筋や画像濃
度ムラ等の画質欠陥が発生することのない耐久性に優れ
た帯電部材を提供することにある。本発明の別の目的
は、被帯電体とのニップ均一性を有し、良好な画像を得
ることができる帯電部材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、トナー等
の汚染による帯電部材の帯電能の低下を防止すべく、表
面層を構成する材質や硬度等について鋭意研究を重ねて
きたところ、帯電部材における表面層の硬度とそのトナ
ー付着量との関係を綿密に調査・検討した結果、表面層
の鉛筆硬度が５Ｈから６Ｈの領域でトナー付着量が急激
に減少し、硬度の高い表面層には長期間の使用において
もトナーが殆ど付着しないことを見い出して、本発明を
なし得たものである。すなわち、本発明の帯電部材は、
電圧を印加した状態で被帯電体表面に押圧させて該被帯
電体を帯電する導電性部材であって、該導電性部材は、
導電性支持体と、この支持体上に固定された導電性弾性
体層と、この弾性体層を被覆する抵抗調整層と、この抵
抗調整層に積層された保護層とからなり、該保護層の硬
度が鉛筆硬度で６Ｈ以上であることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の帯電部材は、帯電ロールとして使用する場合、
図１に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性支
持体１ａ外周面に、導電性弾性体層１ｂが固定され、弾
性体層１ｂの表面全体が抵抗調整層１ｃで被覆され、更
に抵抗調整層１ｃに保護層１ｄが積層された導電性部材
から構成される。また、帯電部材１の導電性支持体１ａ
と被帯電体（例えば図４に示す感光体１１）との間に
は、電圧が印加される。導電性支持体は、帯電部材の電
極および支持部材として機能するもので、例えば、アル
ミニウム，銅合金，ステンレス鋼等の金属または合金、
クロム，ニッケル等で鍍金処理を施した鉄，合成樹脂な
どの導電性の材質で構成される。導電性支持体の外径は
通常４〜１２ｍｍの範囲にある。

【０００８】導電性弾性体層は、帯電部材が適切なニッ
プ幅ないしニップ圧でもって被帯電体表面に押圧して被
帯電体表面を均一に帯電できるよう、帯電部材を所定の
抵抗値および硬度に収めるために設けられる。この弾性
体層はゴム材中に導電性粒子を分散させることによって
形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム，クロロ
プレンゴム，エピクロルヒドリンゴム，ブチルゴム，ウ
レタンゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ（ス
チレン−ブタジエンゴム），ＮＢＲ（アクリロニトリル
−ブタジエンゴム），ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジ
エンゴム），アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン
ゴム、これらのブレンドゴム等が挙げられる。中でも、
イソプレンゴム，シリコーンゴム，ＥＰＤＭが好ましく
用いられる。これらのゴム材は発泡したものでもあるい
は無発泡のものでもよい。

【０００９】導電性粒子としては、カーボンブラック、
グラファイト、アルミニウム，ステンレス鋼等の各種導
電性金属または合金、酸化錫，酸化亜鉛，酸化インジウ
ム，酸化チタン，酸化錫−酸化アンチモン固溶体，酸化
錫−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物な
どの微粉末を用いることができる。例えば、カーボンブ
ラックを用いる場合は、所望の体積抵抗値が得られるよ
う、ゴム材に対して３０〜５０重量％配合される。導電
性弾性体層の厚さは、通常２〜６ｍｍの範囲にあればよ
く、３〜５ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、導
電性弾性体層の体積抵抗値については、後述の抵抗調整
層の体積抵抗値と密接に関連するが、１０²〜１０⁵Ωcm
の範囲にあることが好ましい。

【００１０】抵抗調整層は、帯電部材を所定の抵抗値に
調整するために設けられるもので、樹脂中に上記した導
電性粒子を分散させた薄膜から形成される。樹脂として
は、特に限定されるものではないが、ポリウレタン，ポ
リアミド，ポリエステル等の多少柔らかい部類に属する
樹脂が好適である。また、導電性粒子として例えばカー
ボンブラックを用いる場合は、所望の体積抵抗値が得ら
れるよう、樹脂に対して１０〜３０重量％配合される。
抵抗調整層の体積抵抗値は、１０⁵〜１０⁹Ωcmの範囲に
あることが好ましい。また、抵抗調整層の膜厚は、５〜
５０μｍの範囲さらには１０〜４０μｍの範囲にあるこ
とが好ましい。膜厚が５μｍより薄くなると、抵抗調整
層としての機能を充分に発揮することができないだけで
なく、リークが発生しやすくなり被帯電体表面を損傷す
る恐れがある。一方、膜厚が５０μｍより厚いと、帯電
部材の抵抗値および硬度が必要以上に上昇する。

【００１１】保護層は、帯電部材が被帯電体表面に密着
ないし固着するのを防止する表面層として機能する。さ
らに、本発明においては、被帯電体表面に残留したトナ
ーおよびその外添剤や紙粉等の付着や固着による帯電部
材の汚染を防止して、帯電性能の低下やそれに起因する
画質欠陥の発生を防止するために設けられる。この保護
層は薄膜状に形成された非粘着性の珪素系化合物から構
成される。珪素系化合物としては、酸化珪素（シリ
カ），窒化珪素，カーボランダム，有機基が置換または
非置換の酸化珪素系セラミックや窒化珪素系セラミック
等を挙げることができる。有機基としては、メチル基，
エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ−プロピル基，ｎ−ブチ
ル基，ｉ−ブチル基，ｔ−ブチル基，ヘキシル基，オク
チル基，デシル基，ステアリル基，シクロペンチル基，
シクロヘキシル基，フェニル基，トリル基，キシリル
基，ナフチル基，ベンジル基，フェネチル基等の炭化水
素残基、これら炭化水素残基を有するアルコキシ基，シ
クロアルコキシ基，アリーロキシ基等のエーテル基、上
記炭化水素残基を有するチオエーテル基、上記炭化水素
残基が１個または２個置換したアミノ基、アセチルオキ
シ基，ステアロイルオキシ基，ベンゾイルオキシ基等の
エステル基、アセトアミド基，ステアロアミド基，ベン
ズアミド基等のアミド基などが挙げられる。

【００１２】保護層は、上記したような各種無機珪素系
化合物を蒸着することによって形成することができる。
さらに、下記の化学式（式中のｎは繰り返し単位を意味
する）で示されるパーヒドロポリシラザンまたは前記有
機基が置換したポリシラザンを含有する塗布液を抵抗調
整層にコートした後、８０〜２００℃の温度で加熱ない
し焼成し、上記ポリシラザン類を熱分解することによっ
て、珪素系セラミックからなる保護層を簡便に形成する
ことができる。

【化１】 塗布液のコート法としては、浸漬法，エアスプレー法，
ロールコート法等が挙げられる。また、保護層の形成温
度が８０℃より低いと、ポリシラザン類が充分熱分解さ
れず所望の珪素系セラミックが生成しない。一方、温度
が２００℃より高いと、抵抗調整層やその内部の導電性
弾性体層が劣化する。なお、有機基が置換したポリシラ
ザンとしては、１つの珪素原子に有機基が１個または２
個置換したポリシラザンを用いることができる。この場
合、加熱温度が例えば２００℃の高温下で有機基がたと
え熱分解反応に関与したとしても、特に不都合が生じる
ようなことはない。

【００１３】上記熱分解反応において、パーヒドロポリ
シラザンの加熱を空気または酸素ガスの雰囲気下に行え
ば酸化珪素系セラミックが生成し、窒素ガスの雰囲気下
であれば窒化珪素系セラミックが生成する。また、有機
基置換のポリシラザンを用いた場合は、有機基で変性さ
れた珪素系セラミックが生成し、帯電部材および保護層
双方の硬度を低下させることができる。有機基の置換率
は通常３０％以下のものが用いられるが、これに限定さ
れるものではない。ところで、結晶質の珪素系化合物は
一般に硬くて脆いという性質がある。これに対して、前
記熱分解法によれば、いずれも柔軟性を帯びた非粘着性
のアモルファス珪素系セラミックが生成するので、表面
保護層として好ましい特性を備えている。ポリシラザン
類の熱分解生成物は、上記珪素系セラミックから実質的
に構成されている。より具体的には、珪素系セラミック
中には、通常０．数％以下のオーダーで水素原子および
窒素原子のいずれか一方または両原子が含有されてい
る。したがって、例えばパーヒドロポリシラザン自体を
熱分解した場合、保護層は必ずしも純粋な酸化珪素また
は窒化珪素膜で形成されるものではない。

【００１４】保護層の膜厚は、０.１〜３.５μｍの範囲
にあることが好ましい。膜厚が０．１μｍより薄いと、
耐摩耗性等の耐久性に劣るため、保護層としての機能を
充分に発揮できない恐れがある。一方、膜厚が３．５μ
ｍより厚くなると、有機基が置換してない無機珪素系化
合物では保護層にクラックが発生しやすくなり、その場
合帯電ムラが発生する。特に膜厚が０.３〜３.０μｍの
範囲にあれば、上記した不都合は生じない。本発明にお
ける保護層は鉛筆硬度で６Ｈ以上の硬度があり、前述し
た蒸着法や熱分解法によって、そのような硬度を有する
保護層が容易に形成される。因みに、保護層は非常に薄
い膜で形成されているので、硬度を慣用の ＪＩＳＡや
アスカーＣでもって測定することができない。そのた
め、本発明ではＪＩＳＫ５４００による測定方法に従っ
て鉛筆硬度で表示することにした。この測定方法は、試
験機法と手かき法とで操作が多少異なるが、手かき法に
ついて簡単に説明する。ここで、鉛筆の硬度は、濃度記
号９Ｈが最も硬く、６Ｂが最も柔らかいものとし、硬い
方を上位とする。先端が平らで角が鋭い鉛筆を約４５°
の角度で、試験片（試料の塗膜を形成した鋼板）表面に
芯が折れない程度にできる限り強く押し付けながら、試
験者の前方に約１cm／秒の均一な速さで約１cm程押し出
して塗膜面を引っかく。試験片をずらして位置を変えて
上記操作を５回繰り返す。５回の試験で、濃度記号が互
いに隣り合う２つの鉛筆について、塗膜の破れまたはす
り傷が２回以上と２回未満となる一組を求め、２回未満
となる下位の鉛筆の濃度記号を鉛筆硬度とする。

【００１５】帯電部材の硬度は、アスカーＣで７０°以
下であればよく、４０〜６８°の範囲にあることが好ま
しい。硬度が７０°より高くなると、被帯電体とのニッ
プ均一性が損なわれ、画質欠陥が発生するようになるだ
けでなく、長期間の使用により例えば感光体表面が次第
に摩耗する。また、上記硬度は低いほど好ましいが、導
電性弾性体層中に軟化剤や可塑剤を大量に含有させない
限り、アスカーＣで３０°が帯電部材の製造の限界点と
なる。帯電部材の体積抵抗値は、１０⁵ 〜１０¹⁰Ωcmの
範囲にあることが好ましい。これは、前述した導電性弾
性体層の体積抵抗値と抵抗調整層の体積抵抗値および膜
厚とを適宜調整することによって、上記範囲内に容易に
調整することができる。体積抵抗値が１０⁵ Ωcm未満で
あると、被帯電体表面に過剰電流が流れ、被帯電体表面
にピンホールが存在するような場合リークが発生しやす
い。一方、体積抵抗値が１０¹⁰Ωcmより大きくなると、
低電圧での被帯電体への帯電が困難となり、帯電量の不
足により画質欠陥が生じるようになる。また、帯電部材
と被帯電体との間には直流および交流の重畳電圧が印加
され、直流電圧は２００〜１５００Ｖの範囲、ピーク間
交流電圧（Ｖ_P-P ）は１〜４ｋＶの範囲にあることが好
ましい。

【００１６】本発明の帯電部材は例えば次のようにして
製造される。まず、ゴム材、導電性粒子、および適宜配
合される軟化剤、架橋剤（加硫剤、加硫促進剤を含
む）、非導電性充填剤等の配合剤をオープンロールやニ
ーダ等で充分に混練して、弾性体層形成用ゴム組成物を
調製する。次いで、押出成形法や射出成形法等により上
記ゴム組成物を成形して、これを導電性支持体(１ａ)が
中心に支持された金型内に充填する。そして、ゴム材お
よび配合剤の種類によっても異なるが、１００〜１８０
℃で１０〜９０分間加熱した後、脱型して更に１５０〜
２３０℃に昇温して二次加硫を行う。その後、支持体
(１ａ)の外周に固着された導電性弾性体層(１ｂ)は、そ
の表面が必要に応じて研磨処理される。

【００１７】導電性弾性体層(１ｂ)が発泡体からなる場
合は、上記ゴム組成物に予め発泡剤を配合するかあるい
は気体混入法により不活性ガスを混入させて、プレス成
形法により発泡弾性体層(１ｂ)を形成することができ
る。発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、
α，α′−アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノ
ベンゼン等のアゾ系、ベンゼンスルホニルヒドラジド、
ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホヒドラジ
ド系、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロ
ソ系化合物などが挙げられる。不活性ガスには窒素ガス
や炭酸ガス等が用いられる。次に、樹脂成分、導電性粒
子、適宜配合される添加剤を有機溶剤に添加し、充分に
混合して抵抗調整層形成用塗布液を調製する。次いで、
浸漬法、エアスプレー法等の適宜の塗布方法により、上
記塗布液を前記導電性弾性体層(１ｂ)表面に塗布した
後、常温でまたは加熱乾燥して抵抗調整層(１ｃ)を形成
する。さらに、前述した蒸着法や熱分解法等により保護
層(１ｄ)を抵抗調整層(１ｃ)上に形成すると、本発明の
帯電部材(１)が製造される。

【００１８】以上、ロール状帯電部材（帯電ロール）に
ついて説明してきたが、本発明の帯電部材の形態は、ブ
ロック状やブレード状であってもよい。ブロック状また
はブレード状の帯電部材は、図２に示すように、厚さ方
向に関して、帯電部材２，３が押圧配置される被帯電体
とは反対側面の導電性弾性体層２ｂ，３ｂが、板状の導
電性支持体２ａ，３ａに接着・固定され、弾性体層２
ｂ，３ｂ上に抵抗調整層２ｃ，３ｃおよび保護層２ｄ，
３ｄが順次積層されている。このような帯電部材は例え
ば次のようにして製造される。前記ゴム組成物中のゴム
材を架橋させ、得られる導電性弾性体を所望の寸法に切
断して導電性弾性体層を形成する。次いで、この弾性体
層一面に導電性支持体を接着した後、この接着面以外の
面に前記抵抗調整層形成用塗布液を塗布し、乾燥して抵
抗調整層を形成し、さらに抵抗調整層上に保護層を形成
すればよい。本発明の帯電部材は、帯電器以外にも転写
器や除電器等に適用することができる。転写器における
帯電部材として使用する場合は、帯電部材が用紙等の転
写材を介して感光体等の被帯電体に押圧され、その体積
抵抗値は １０⁷〜１０¹⁰Ωcmの範囲に調整される。ま
た、除電器における帯電部材として使用する場合は、帯
電部材が被帯電体に直接接触し、その体積抵抗値は１０
²〜１０⁴Ωcmの範囲に調整される。

【００１９】（発明の作用）従来から、表面エネルギー
が小さく離型性に優れている弗素樹脂やシリコーン樹脂
で表面層を構成した帯電部材には、クリーニング後にも
極く微量ながら残留するトナーおよび外添剤や紙粉等が
付着し難いとされてきた。ところで、外添剤にはシリカ
等の主成分の他に少量のフィルミング防止剤が含まれ、
フィルミング防止剤として通常酸化セリウムが用いられ
ている。しかし、酸化セリウムは、研磨剤として慣用さ
れているように、硬度が非常に高い物質であり、帯電部
材を長期間使用していると、酸化セリウムが弗素樹脂等
の比較的柔らかい表面層に喰い込むようになる。これに
伴って、クリーニングブレードをすり抜けて被帯電体上
に残留したトナー等によって、帯電部材の汚染が次第に
進行していく。このような事実は、先に述べた表面層の
硬度とトナー付着量との関係を検討している過程で、本
発明者らが同時並行的に解明したものである。

【００２０】このような知見に基づいて、本発明の帯電
部材（１〜３）は、表面に積層された保護層の硬度を鉛
筆硬度で６Ｈ以上としたものである。すなわち、鉛筆硬
度が６Ｈ未満の保護層では、上述の帯電部材の汚染がみ
られるが、本発明においては、保護層の硬度が高いた
め、長期にわたって帯電性能が低下するようなことはな
い。それ故に、筋や画像濃度ムラ等の画質欠陥が発生す
ることがなく、帯電部材の耐久性が特に優れている。さ
らに、保護層が非粘着性の非ゴム質ないし非樹脂質で構
成されているため、画像形成装置を長期間稼働しても、
帯電部材が被帯電体表面に密着することはない。また、
帯電部材表面に形成された保護層の膜厚が０.１〜３.５
μｍの範囲にある場合、保護層は硬度が高いにもかかわ
らず柔軟性があり、被帯電体とのニップ追随性が非常に
良好であり、ニップ均一性に優れている。それ故に、被
帯電体表面が一様に帯電され、良好な画像を得ることが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。 （画像形成装置）図３は図１に示す本発明のロール状帯
電部材が組み込まれた画像形成装置の全体説明図であっ
て、中央部左右方向の縦断面図である。図３において、
画像形成装置Ｕ本体内部には、矢印方向に回転する円筒
状の感光体（ドラム）１１が配置されていて、静電潜像
担持体として機能する。画像形成装置Ｕ本体内部の一側
部には、感光体１１表面に静電潜像を書き込むレーザ書
込装置１２が配置されている。円筒状の感光体１１の周
囲には、その回転方向に沿って、順次感光体１１表面を
一様に帯電する帯電器１３、上記静電潜像を顕像化する
現像器１４、顕像化されたトナー像を用紙（転写材）に
転写させる転写器１５、および感光体１１上の残留トナ
ーを除去するクリーニング装置１６が、それぞれ配置さ
れている。上記現像器１４はトナーを収納する容器１４
ａを備えている。この容器１４ａ内には、トナーを撹拌
する撹拌部材１４ｂ，１４ｂと、回転可能な現像剤担持
体１４ｃと、担持体１４ｃにトナーを供給するトナー供
給ローラ１４ｄとが設けられている。現像剤担持体１４
ｃは、容器１４ａの開口部に臨んでいて、感光体１１表
面と僅かな間隙を介して容器１４ａに支持されている。
また、上記クリーニング装置１６はケーシング１６ａを
備えている。このケーシング１６ａには金属製のブレー
ドホルダ１６ｂが固定されていて、その先端部にはシー
ト状のクリーニングブレード１６ｃが固着されている。
クリーニングブレード１６ｃは、その先端のエッジ部が
感光体１１表面に当接している。

【００２２】画像形成装置Ｕ本体の下部には、用紙を収
容する給紙トレイ１７が配置されている。給紙トレイ１
７の上面端部には給紙トレイ１７から用紙を一枚ずつ取
り出す用紙取出ローラ１８が配置されている。用紙取出
ローラ１８の側部上方には、一対の用紙搬送ローラ１９
によって搬送される用紙をガイドする一対の用紙ガイド
２０が配置されている。画像形成装置Ｕ本体内部の他側
部上部には、加熱ローラ２１ａおよび加圧ローラ２１ｂ
を有する定着装置２１が配置されていて、定着装置２１
と前記転写器１５との間にはトナー像が転写された用紙
を搬送する搬送路２２が設けられている。また、定着装
置２１の上方には、一対の排出ローラ２３と、トナー像
が定着された用紙を定着装置２１から排出ローラ２３ま
でガイドする搬送路２４が設けられている。そして、画
像形成装置Ｕ本体の上面には、上記排出ローラ２３から
排出される用紙を載置する排出トレイ２５が形成されて
いる。

【００２３】（帯電器）図４は図３の要部拡大図であっ
て前記帯電器の構造を示す。図４において、帯電器１３
は前記ロール状帯電部材１を備えている。帯電部材１
は、その導電性支持体１ａの両端部がクリーニング装置
１６の前記ケーシング１６ａに固定された支持部材３１
により支承されている。また、一端が支持部材３１に他
端が支持体１ａの端部にそれぞれ固定された２つの加圧
スプリング３２の付勢力によって、帯電部材１は感光体
１１表面に押圧され接触している。上記支持部材３１に
は金属製のパッドホルダ３３が固定されていて、その先
端部に固着されたシート状のクリーニングパッド３４に
より、帯電部材１表面にトナーが極く僅かに付着しても
これを取り除くようになっている。さらに、帯電部材１
の支持体１ａには、直列に接続した直流電源３５および
交流電源３６から重畳振動電圧が印加される。したがっ
て、帯電部材１は、支持体１ａを介して導電性弾性体層
１ｂおよび抵抗調整層１ｃによって、表面保護層１ｄと
接触しながら所定の方向に回転する感光体１１表面を一
様に帯電処理することができる。

【００２４】本発明における画像形成装置Ｕの作用は、
従来のものと同様であり、簡単に説明すると次のとおり
である。上述のように、重畳振動電圧が印加された帯電
部材１によって、矢印方向に回転する感光体１１はその
表面が一様に帯電される。一様に帯電された感光体１１
はレーザ書込装置１２により静電潜像が書き込まれる。
感光体１１上の静電潜像は現像器１４によりトナー像に
現像される。トナー像は転写器１５により給紙トレイ１
７から搬送されてくる用紙に転写される。転写されたト
ナー像が定着装置２１により定着された後、用紙は排出
ローラ２３により排出トレイ２５上に排出される。ま
た、上記トナー像が用紙に転写された後、感光体１１表
面に残留していたトナーはクリーニング装置のブレード
１６ｃにより除去され、次の電子写真プロセスに備え
る。

【００２５】実施例１ 発泡剤含有の導電性シリコーンゴム（ＤＹ３２−５０４
８Ｕ：東レ・ダウコーニング社製）をオープンロールで
充分に混練した。次いで、外径８ｍｍのＳＵＳ(ステン
レス鋼)製支持体(１ａ)が中心に支持された内径１６ｍ
ｍの金型内に上記混練物を押出法により成形し、１８０
℃で１時間加熱してシリコーンゴムを発泡させた。さら
に、発泡体を２００℃で４時間二次加硫して、支持体
(１ａ)の外周に厚さ４ｍｍのロール状導電性弾性体層
(１ｂ)を形成した。次に、下記組成物をボールミルで混
合して樹脂溶液中にカーボンブラックが均一に分散した
分散液を調製した。得られた分散液を上記弾性体層(１
ｂ)上にスプレー塗布した後、加熱・乾燥して、ポリウ
レタン膜で構成された膜厚２０μｍの抵抗調整層(１ｃ)
を形成した。 一液型ウレタン樹脂 １００重量部 （ＸＨ−４０７：大日本インキ化学工業社製） カーボンブラック ５重量部 （Ｒｅｇａｌ ６６０Ｒ： Ｃａｂｏｔ社製） ２−ブタノン １００重量部 さらに、抵抗調整層(１ｃ)が形成されたロールを重量平
均分子量4000〜5000のパーヒドロポリシラザンの２０％
キシレン溶液（東燃ポリシラザン：東燃社製）に浸漬塗
布した後、１５０℃で焼成してアモルファスシリカ膜か
らなる膜厚１μｍの保護層(１ｄ)を形成した。このよう
にして製造されたロール状帯電部材(１)の硬度を測定し
たところ、アスカーＣで５１°であり、アモルファスシ
リカ膜の鉛筆硬度は９Ｈであった。

【００２６】実施例２ ポリアミド樹脂およびメタノールを攪拌して得られる樹
脂溶液に酸化錫を添加し、ボールミルで混合して下記組
成の分散液を調製した。 ポリアミド樹脂（ＣＭ８０００：東レ社製） １００重量部 微粒状酸化錫（パストラン：三井金属社製） ６００重量部 メタノール ３００重量部 得られた分散液を実施例１で形成された発泡弾性体層
(１ｂ)上にスプレー塗布した後、加熱・乾燥して、酸化
錫含有のポリアミド樹脂で構成された膜厚３０μｍの抵
抗調整層(１ｃ)を形成した。さらに、このロールを実施
例１と同様にして、浸漬塗布した後焼成して、アモルフ
ァスシリカ膜からなる膜厚３μｍの保護層(１ｄ)を形成
した。製造されたロール状帯電部材(１)の硬度はアスカ
ーＣで６５°であり、アモルファスシリカ膜の鉛筆硬度
は９Ｈであった。

【００２７】実施例３ 抵抗調整層(１ｃ)が形成された実施例１のロールをパー
ヒドロポリシラザンの２０％キシレン溶液に浸漬塗布し
た。その後、１５０℃の窒素気流中で焼成してアモルフ
ァス窒化珪素膜からなる膜厚０．５μｍの保護層(１ｄ)
を形成した。製造されたロール状帯電部材(１)の硬度は
アスカーＣで５５°であり、アモルファス窒化珪素膜の
鉛筆硬度は９Ｈであった。 実施例４ 抵抗調整層(１ｃ)が形成された実施例１のロールをメチ
ル化率１０％のメチル化パーヒドロポリシラザンの２０
％キシレン溶液（東燃ポリシラザン：東燃社製）に浸漬
塗布した。その後、１５０℃で焼成してメチル基変性ア
モルファスシリカ膜からなる膜厚１μｍの保護層(１ｄ)
を形成した。製造されたロール状帯電部材(１)の硬度は
アスカーＣで４５°であり、メチル基変性アモルファス
シリカ膜の鉛筆硬度は６Ｈであった。

【００２８】実施例５ 抵抗調整層(１ｃ)が形成された実施例１のロールをフェ
ニル化率１０％のフェニル化パーヒドロポリシラザンの
２０％キシレン溶液（東燃ポリシラザン：東燃社製）に
浸漬塗布した。その後、１５０℃で焼成してフェニル基
変性アモルファスシリカ膜からなる膜厚２μｍの保護層
(１ｄ)を形成した。製造されたロール状帯電部材(１)の
硬度はアスカーＣで４５°であり、フェニル基変性アモ
ルファスシリカ膜の鉛筆硬度は６Ｈであった。 実施例６ 保護層(１ｄ)の膜厚が４μｍである以外は、実施例１と
同様にしてロール状帯電部材(１)を製造した。この帯電
部材(１)の硬度はアスカーＣで６０°であり、アモルフ
ァスシリカ膜の鉛筆硬度は９Ｈであった。

【００２９】比較例１ 実施例１と同様にして、支持体(１ａ)の外周に導電性発
泡シリコーンゴムからなる弾性体層(１ｂ)およびポリウ
レタン膜で構成された抵抗調整層(１ｃ)を形成した。製
造されたロール状帯電部材の硬度はアスカーＣで４０°
であり、カーボンブラック含有ポリウレタン膜の鉛筆硬
度は３Ｂであった。 比較例２ 実施例２と同様にして、支持体(１ａ)の外周に導電性発
泡シリコーンゴムからなる弾性体層(１ｂ)およびポリア
ミド樹脂膜で構成された抵抗調整層(１ｃ)を形成した。
製造されたロール状帯電部材の硬度はアスカーＣで５０
°であり、酸化錫含有ポリアミド樹脂膜の鉛筆硬度は２
Ｂであった。 比較例３ 抵抗調整層(１ｃ)が形成された実施例１のロールをジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートの樹脂溶液に
浸漬塗布した後、加熱して上記カーボネート樹脂膜から
なる膜厚１μｍの保護層(１ｄ)を形成した。製造された
ロール状帯電部材(１)の硬度はアスカーＣで４５°であ
り、カーボネート樹脂膜の鉛筆硬度は５Ｈであった。

【００３０】（画像評価試験）以上ようにして製造され
たロール状帯電部材を複写機（Ｖｉｖａｃｅ５００：富
士ゼロックス社製）における帯電器(１３)に装着した。
直列接続された直流電源(３５)と交流電源(３６)との重
畳振動電圧を帯電部材の支持体(１ａ)に印加し、帯電部
材(１)と接触する外径３０ｍｍの感光体(１１)表面を一
様に−４２０Ｖに帯電処理した。上記重畳振動電圧は−
４２０Ｖの直流成分およびピーク間電圧２ｋＶの交流成
分からなる。また、帯電処理後のプロセスは常法に従っ
て用紙上に画像を形成した。上記複写機を作動させて耐
刷テストを行ったところ、実施例１〜５では２０万枚の
画出し後にも鮮明な画像が得られ、帯電部材の汚染によ
る画質劣化はなかった。ただし、実施例６では１万枚の
画出し後に保護層に無数のクラックが生じ、画質ムラが
発生した。一方、比較例１〜３では、それぞれ５００
枚、１千枚および３万枚の画出し後に、画像の濃度ムラ
がみられ、帯電部材表面にはトナー外添剤が強固に固着
していた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の帯電部材によれば、表面保護層
の硬度が鉛筆硬度で６Ｈ以上であり、トナー等による帯
電部材の汚染が生じないため、長期にわたって帯電性能
が低下することがない。したがって、筋や画像濃度ムラ
等の画質欠陥が発生することがなく、耐久性に優れてい
る。また、保護層の膜厚が０.１〜３.５μｍの範囲にあ
る帯電部材によれば、被帯電体とのニップ均一性に優れ
ているため、被帯電体を均一に帯電処理することがで
き、良好な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一例として示す帯電部材の説明図で
あって、図１Ａはその斜視図であり、図１Ｂは断面図で
ある。

【図２】 本発明の別の例として示す帯電部材の説明図
であって、図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ異なる帯電部
材の断面図である。

【図３】 本発明の帯電部材が組み込まれた画像形成装
置の全体説明図である。

【図４】 帯電器の構造を示す図３の要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

１〜３…帯電部材、１ａ〜３ａ…導電性支持体、１ｂ〜
３ｂ…導電性弾性体層、１ｃ〜３ｃ…抵抗調整層、１ｄ
〜３ｄ…保護層、１１…被帯電体（感光体）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 21/06 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３４０ (56)参考文献 特開 平９−120196（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−843（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−28301（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/16 G03G 21/06 F16C 13/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加した状態で被帯電体表面に押
   圧させて該被帯電体を帯電する導電性部材であって、該
   導電性部材は、導電性支持体と、この支持体上に固定さ
   れた導電性弾性体層と、この弾性体層を被覆する抵抗調
   整層と、この抵抗調整層に積層された保護層とからな
   り、該保護層の硬度が鉛筆硬度で６Ｈ以上であることを
   特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 前記保護層の膜厚が０.１〜３.５μｍの
   範囲にある請求項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】 前記保護層が珪素系化合物からなる請求
   項１または２に記載の帯電部材。
4. 【請求項４】 前記珪素系化合物が酸化珪素系セラミッ
   クである請求項３記載の帯電部材。
5. 【請求項５】 前記珪素系化合物が窒化珪素系セラミッ
   クである請求項３記載の帯電部材。
6. 【請求項６】 前記珪素系セラミックが、ポリシラザン
   類を８０〜２００℃で加熱して得られる熱分解生成物で
   ある請求項４または５に記載の帯電部材。