JP3186409B2 - 帯電部材及び電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被帯電体を帯電する帯電
部材及び電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に電子写真の分野で、被帯電体
を帯電する帯電手段として、帯電部材を被帯電体に当接
し、帯電部材と被帯電部材間の微小な空隙で生じる気中
放電を利用する技術が主流となっている。この帯電手段
を用いれば、帯電時に流れる放電電流が僅かであるため
に、オゾン、窒素酸化物等の有害な中性活性種が殆ど発
生することなく、被帯電物の化学的劣化、また人体に与
える悪影響を防ぐことが出来る。

【０００３】また、感光体を均一に帯電するためには、
上記した帯電部材の表面層は滑らかである必要があると
言われてきた。つまり、帯電部材の表面に大きな凹凸が
あれば、凸部分に電界が集中するために、凸部分による
感光体の局所的な過剰帯電や凹部分による感光体の局所
的な帯電不足が生じ、ベタ白画像を出力した場合のかぶ
りの原因となる。

【０００４】以下、図面を参照しながら、上記した帯電
手段の構成の一例について述べる。図２は、電子写真装
置内で、被帯電体である光導電性半導体（感光体）１０
０に感光体と従動回転するローラ状の帯電部材を当接し
た場合の構成断面図である。

【０００５】１０２は帯電部材１０１に印加するための
直流電圧源である。感光体１００は、接地したドラム状
の導電性支持体１００ａ（通常アルミニウムが用いられ
る）と光導電性半導体層（感光層）１００ｂとから成
る。ここでは、感光層は負帯電型を想定した。帯電部材
１０１は、電圧が印加される導電性軸１０１ａと半導電
性ゴム層１０１ｂと表面層１０１ｃとから成る。

【０００６】表面層１０１ｃは、主に帯電部材の表面離
型性を向上させる目的で設けられている。つまり、電子
写真プロセスでは、感光体上に形成した静電潜像を帯電
した着色樹脂粉末（トナー）によって顕像化し、その後
顕像を転写装置によって静電気的に被転写材に転写した
後、感光体上に残存するトナーをクリーニング装置によ
って除去するが、感光体上の全ての残存トナーがクリー
ニングされることはなく、少量のトナーは感光体上にク
リーニングされずに残る。従って、そのトナーは帯電部
材表面と接し、帯電部材表面に付着するが、トナーが付
着したまま帯電を行うと帯電ムラの原因になるので、帯
電部材表面に圧接したクリーニングパッド等により帯電
部材表面に付着したトナーは容易に除去される必要があ
る。そこで、帯電部材の表面離型性を向上させるため
に、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ
素樹脂、またそれらの樹脂の混合物等から成る表面層を
設けてトナーのクリーニング性を向上させる。

【０００７】以下、帯電部材の帯電動作について説明す
る。感光体１００が図中の矢印の向きに回転するに伴っ
て、帯電部材１０１も図中の矢印の向きに従動回転す
る。直流電圧源１０２により導電性軸１０１ａには直流
電圧が印加されるので、感光体１００の表面は式１に従
って帯電される。

【０００８】

【数１】

【０００９】但し、（式１）中で、Ｖｏは感光体の表面
電位、Ｖｉｎは印加直流電圧、Ｖｔｈは感光体１００と
帯電部材１０１の間の放電開始電圧である。

【００１０】感光体を均一に帯電するためには、上記し
た帯電部材の表面層は滑らかである必要があると言われ
てきた。つまり、帯電部材の表面に大きな凹凸があれ
ば、凸部分に電界が集中するために、凸部分による感光
体の局所的な過剰帯電や凹部分による感光体の局所的な
帯電不足が生じ、ベタ白画像を出力した場合のかぶりの
原因となる。

【００１１】この様な帯電ムラを無くするために、従来
は、帯電部材の表面を滑らかにする工夫が成されてい
た。具体的には、特開平２−２２２９８５号公報に開示
されているように、帯電部材表面の１０点平均粗さＲｚ
を５μm以下にしていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の帯電部材を感光体に圧接放置した場合、特に高
温高湿環境下で、帯電部材と感光体の貼り付き、或いは
固着等の現象が生じる場合があった。これは、帯電部材
表面、或いは感光体表面の樹脂が加水分解することによ
る化学的な結合が帯電部材表面と感光体表面間で生じる
ことが主な原因であると考えられる。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑み、高温高湿環境
下で帯電部材を被帯電体に圧接放置しても、帯電部材表
面と被帯電体表面間での貼り付き、固着等が生じない帯
電部材及び電子写真装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の帯電部材は、被帯電体に当接して被帯電体
を帯電する帯電部材であって、前記帯電部材は、基材上
に表面層を設け、前記基材と前記表面層の線収縮係数の
比率が、１＜（表面層の線収縮係数）／（基材の線収縮
係数）＜２、または、１＜（基材の線収縮係数）／（表
面層の線収縮係数）＜２、であることを特徴とする帯電
部材である。

【００１５】更に、帯電部材がローラ状、であることを
特徴とする、上記帯電部材である。また、上記問題点を
解決するために本発明の電子写真装置は、光導電性半導
体と、前記光導電性半導体に当接して光導電性半導体を
帯電する帯電部材と、前記光導電性半導体上に静電潜像
を形成する光学装置と、前記静電潜像を帯電した着色樹
脂粉末によって顕像化する現像装置と、前記顕像を被転
写材上に転写する転写装置とを具備する電子写真装置で
あって、前記帯電部材は、基材上に表面層を設け、前記
基材と前記表面層の線収縮係数の比率が、１＜（表面層
の線収縮係数）／（基材の線収縮係数）＜２、または、
１＜（基材の線収縮係数）／（表面層の線収縮係数）＜
２、であることを特徴とする電子写真装置である。

【００１６】また、上記問題点を解決するために本発明
の帯電部材は、被帯電体に当接して被帯電体を帯電する
帯電部材であって、前記帯電部材は、基材上に熱硬化性
ポリウレタン樹脂から成る表面層を設け、前記熱硬化性
ポリウレタン樹脂を形成するためのポリイソシアネート
樹脂とウレタンポリオールの重量比が、１／５＜（ポリ
イソシアネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの
重量）＜１、であることを特徴とする帯電部材である。

【００１７】更に、帯電部材がローラ状、であることを
特徴とする、上記帯電部材である。また、上記問題点を
解決するために本発明の電子写真装置は、光導電性半導
体と、前記光導電性半導体に当接して光導電性半導体を
帯電する帯電部材と、前記光導電性半導体上に静電潜像
を形成する光学装置と、前記静電潜像を帯電した着色樹
脂粉末によって顕像化する現像装置と、前記顕像を被転
写材上に転写する転写装置とを具備する電子写真装置で
あって、前記帯電部材は、基材上に熱硬化性ポリウレタ
ン樹脂から成る表面層を設け、前記熱硬化性ポリウレタ
ン樹脂を形成するためのポリイソシアネート樹脂とウレ
タンポリオールの重量比が、１／５＜（ポリイソシアネ
ート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの重量）＜
１、であることを特徴とする電子写真装置である。

【００１８】

【作用】本発明は上記した構成によって、高温高湿環境
下で帯電部材と被帯電体を圧接放置しても、帯電部材表
面が被帯電体表面に貼り付きや、固着等を起こすことが
ない。以下、本発明の帯電部材がどのようにして被帯電
体との貼り付き、固着等を起こさないかについて説明す
る。

【００１９】帯電部材の被帯電体との貼り付き、固着等
を起こし難くするためには、帯電部材と被帯電体の圧接
によるニップ部の面積を小さくすればよいと考えられ
る。ニップ部の面積を小さくする為には、帯電部材の表
面を粗くして、帯電部材と被帯電体との圧接を面圧接か
ら点圧接にすればよい。

【００２０】以下、本発明で提示した帯電部材の２種類
の表面粗面化の方法について詳しく述べる。

【００２１】１．帯電部材の基材と表面層の線収縮係数
の比率を、１＜（表面層の線収縮係数）／（基材の線収
縮係数）＜２、または、１＜（基材の線収縮係数）／
（表面層の線収縮係数）＜２、にする。

【００２２】基材上に表面層を塗工した後の表面層の乾
燥工程において、基材、表面層共にそれぞれの材料固有
の線収縮係数に従って収縮する。この収縮時に、表面層
の線収縮係数と基材の線収縮係数が異なれば、乾燥後の
表面層には皺が発生し、表面は粗面化される。この時に
生じる皺は滑らかな形状を有するものであり、過剰帯
電、帯電不足等の帯電ムラの原因となると考えられる鋭
利な形状の皺は発生し難い。

【００２３】基材と表面層の線収縮係数の違いが大き過
ぎると、収縮時に膜剥がれ、ひび割れが生じたり、また
は、収縮後の表面層の１０点平均表面粗さＲｚが１５μ
m以上になり、帯電ムラの原因となる。発明者らは、両
者の線収縮係数の違いは２倍以下であること、つまり、
１＜（表面層の線収縮係数）／（基材の線収縮係数）＜
２、または、１＜（基材の線収縮係数）／（表面層の線
収縮係数）＜２、であれば、収縮時に膜剥がれ、ひび割
れを生じることなく、帯電ムラが生じにくい表面形状、
つまり、滑らかな先端形状の皺が形成された、適度な表
面粗さ（１０点平均表面粗さＲｚ≦１５μm）を有する
表面層が得られることを見い出した。

【００２４】２．基材上に熱硬化性ポリウレタン樹脂か
ら成る表面層を設ける場合、熱硬化性ポリウレタン樹脂
を形成するポリイソシアネート樹脂とウレタンポリオー
ルの重量比を、１／５＜（ポリイソシアネート樹脂の重
量）／（ウレタンポリオールの重量）＜１、にする。

【００２５】熱硬化性ポリウレタン樹脂を形成する場
合、ポリイソシアネート樹脂の配合量を多くする程膜強
度が強くなることは周知の通りである。帯電部材の基材
上に熱硬化性ポリウレタン樹脂から成る表面層を塗布す
る場合、表面層の膜強度が強過ぎると、表面層塗工後の
乾燥工程での収縮時に、表面層に皺は発生せずに、１０
点平均表面粗さＲｚの小さい滑らかな表面になる。従っ
て、表面に適度な皺（滑らかな先端形状で、１０点平均
表面粗さＲｚが約１５μm以下）を有する熱硬化性ポリ
ウレタン樹脂から成る表面層を形成する場合、混合する
ポリイソシアネート樹脂量には最大値が存在し、その最
大値が、（ポリイソシアネート樹脂の重量）／（ウレタ
ンポリオールの重量）＜１、であることを、発明者らは
見い出した。

【００２６】また、ポリイソシアネート樹脂の混合量が
少な過ぎた場合、膜強度が弱いので、基材との線収縮係
数が僅かでも違えば大きな皺が発生してしまい、収縮後
の１０点平均表面粗さＲｚは１５μm以上になり、過剰
帯電、帯電不足等の帯電ムラの原因になる。従って、混
合するポリイソシアネート樹脂量には最小値が存在し、
その最小値が、１／５＜（ポリイソシアネート樹脂の重
量）／（ウレタンポリオールの重量）、であることを、
発明者らは見い出した。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例である電子写真
装置を、図面を参照しながら説明する。

【００２８】図１は、第１の実施例である電子写真装置
の断面構成図である。１は感光体、２は帯電部材、３は
帯電部材２に印加するための直流定電圧装置、４は感光
体表面に静電潜像を形成する光学装置、５は静電潜像を
着色樹脂粉末（トナー）により顕像化する現像装置、６
は感光体表面の顕像を被転写材７に静電引力により転写
するためのコロトロン転写装置、８は転写工程後感光体
表面に残留したトナーを取り除くクリーニング装置、９
は感光体を静電気的に初期化するための光除電器であ
る。

【００２９】感光体１は接地した直径３０ｍｍのドラム
状のアルミニウム製導電性支持体１ａ上に感光層１ｂを
塗布したものである。

【００３０】導電性支持体１ａはアルミニウムに限定さ
れることはなく、従来から知られている導電性を有する
ものであればよく、アルミニウムの他に、アルミニウム
合金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属
酸化物、またはそれらの金属及び金属酸化物などを真空
蒸着、スパッタリング、ラミネート、塗布などによって
付着させ導電性処理した各種プラスチックであってもよ
い。

【００３１】感光層１ａには、負帯電型積層有機感光体
を用いた。具体的には、電荷発生層には、τ型無金属フ
タロシアニン（東洋インキ製造株式会社製）５重量部
と、アクリル樹脂（三菱レーヨン株式会社製、商品名”
ダイヤナールＨＲ６６４”）４重量部とメラミン樹脂
（大日本インキ株式会社製、商品名”スーパーベッカミ
ンＬ１４５−６０”）１重量部とをｓ−ブチルアルコー
ル１１５重量部に分散した塗液を前記アルミニウム製導
電性支持体１ａ上に浸漬塗布し、１３０℃にて１時間乾
燥して膜厚０．２μmに形成したものを用いた。

【００３２】電荷発生層は上述の材料、工法に限定され
るものではない。電荷発生層に用いる電荷発生物質とし
ては、フタロシアニン系、アゾ系、スクエアリリウム
系、シアニン系、キノン系、ペリレン系などの各種顔料
或いは染料が挙げられる。電荷発生層はこれらの顔料或
いは染料と適当なバインダー樹脂を加えて分散させて調
液された塗布液を浸漬塗工法、スピン塗工法、スプレイ
塗工法、静電塗工法等の通常の塗工法によって塗布、加
熱乾燥し、数μmの膜厚で形成するが、好ましくは０．
２〜２μmの膜厚に形成するのがよい。

【００３３】電荷発生層、及び後述する電荷輸送層に用
いられるバインダー樹脂は、他層との接着性向上、塗布
膜の均一性向上、塗工時の流動性調整などの目的で、必
要に応じて用いられ、具体的には、ポリエステル、ポリ
塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、
ポリカーボネイト、フッ素樹脂、メタクリル樹脂、シリ
コーン樹脂、またはこれらの樹脂の共重合体等が挙げら
れる。また、溶剤としては、電荷発生剤、電荷輸送剤、
或いはバインダー樹脂を溶解するものであればよく、具
体的には、ハロゲン化炭化水素類、芳香族類、炭化水素
類、ケトン類、エステル類、エーテル類等を用いること
が出来る。

【００３４】本実施例では、電荷輸送層には、１、１−
ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４、４−ジフェ
ニル−１、３−ブタジエンを１重量部と、ポリカーボネ
イト（バイエル社製、商品名”マクロホールＮ”）１重
量部とを塩化メチレン９重量部に溶解し、この塗液を前
記電荷発生層上に浸漬塗布し、８０℃にて１時間乾燥し
て膜厚２０μm形成したものを用いた。

【００３５】電荷輸送層は上述の材料、工法に限定され
るものではない。電荷輸送層に用いる電子供与性物質と
しては、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、イミド
基等の電子供与性基を有する化合物、アントラセン、ピ
レン、フェナントレン等の多環芳香族化合物またはそれ
らの骨格を有する誘導体、インドール、オキサゾール、
オキサジアゾール、カルバゾール、チアゾール、ピラゾ
リン、イミダゾール、トリアゾール等の複素環化合物ま
たはそれらの骨格を有する誘導体等が挙げられる。これ
らの電子供与性物質とバインダー樹脂を適当な溶剤に溶
解し、浸漬塗工法、スピン塗工法、スプレイ塗工法、静
電塗工法等の通常の塗布法によって塗布、乾燥し電荷輸
送層を形成せしめるが、電子供与性物質が高分子化合物
の場合はバインダー樹脂を混合せずに単独で電荷輸送層
を形成してもよい。電荷輸送層の膜厚としては、数μm
〜数十μmであるが、好ましくは５〜２５μmの厚さであ
る。

【００３６】本実施例では感光層１ｂは負帯電型有機感
光層を用いたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、帯電部材２に印加する電圧、現像装置５のバイアス
電圧、トナー、転写装置６のコロナワイヤ電流のそれぞ
れの極性に注意すれば正帯電型であってもよく、また、
アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の無機感
光層を使用してもよい。

【００３７】感光体１は図１中矢印の方向に周速３０ｍ
ｍ／ｓｅｃで回転させた。帯電部材２は、電圧印加する
直径３ｍｍのアルミニウム製の導電軸２ａ上に厚さ４ｍ
ｍのポリウレタン性の半導電層２ｂを設け、その上に厚
さ２０μmのフッ素樹脂から成る表面層２ｃを設けた。

【００３８】半導電層２ｂは、熱可塑性ポリウレタン樹
脂（武田薬品工業製、商品名”タケラック Ｅ−３６０
Ａ”）に導電材料である過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ₃
Ｏ₄）を固形分重量比で５％内添したものを用いた。半
導電層の抵抗値は、本実施例では約１０⁷Ωであった
が、１０⁵Ω以上１０¹⁰Ω以下であればよく、好ましく
は１０⁶Ω以上１０⁸Ω以下がよい。

【００３９】表面層２ｃは、キシレン２５重量部と、ｎ
−ブチルアルコール７５重量部とから成る混合溶液に、
フッ素樹脂（旭硝子株式会社製、商品名”ルミフロン
ＬＦ１１０”）の固形分１００重量部を混合した溶液を
用いて、浸漬塗工法により膜厚２０μmの表面層を塗布
した後、１００℃、３時間の条件下で熱風乾燥して作成
した。

【００４０】帯電部材２は感光体長手方向に２００ｍｍ
の幅を有するが、総圧７００ｇで感光体１に圧接した。

【００４１】直流定電圧装置３によって、帯電部材の導
電軸２ａに負極性の１．１ＫＶの定電圧を印加した。

【００４２】光学装置４によって感光体１の表面に静電
潜像を形成するが、本実施例では波長７８０〜８００ｎ
ｍのＬＥＤアレイを用い、潜像部分の感光体表面電位が
−８０ＶになるようにＬＥＤの出力を調整した結果、
０．８ｍＷの光量となった。

【００４３】現像装置５には、磁性１成分トナーを用い
た非接触現像装置を使用した。現像ローラと感光体間に
は、直流電圧−３００Ｖにピーク間電圧１．５ｋＶの交
番電界を重畳したバイアス電圧を印加した。本現像装置
を用いれば、トナーの帯電量は−６μＣ／ｇであった。

【００４４】転写装置６にはコロトロン帯電器を用い
た。コロトロンワイヤには＋３００μＡの定電流を印加
した。

【００４５】被転写材には坪量６０ｇ／ｍ²の普通紙を
使用した。クリーニング装置８は、ポリウレタン樹脂製
のブレードが感光体表面をカウンター角度で擦る構成に
なっている。

【００４６】光除電器９は、光学装置４と同一装置を用
い、感光体が回転しているときは常に全面露光させた。

【００４７】半導電層２ｂの線収縮係数を測定するため
に、上述の半導電層２ｂをトルエンとイソプロピルアル
コールの混合溶液に溶かし、その溶液をガラスプレパラ
ート上に塗布し、乾燥した後にガラスプレパラートから
剥がし、それを測定片とした。測定は、線収縮係数（線
膨張係数）の測定に関する規格”ＡＳＴＭ Ｄ６９６”
に準拠して行った。測定結果は、室温で線収縮係数は約
１５×１０^-5／℃であった。

【００４８】表面層２ｃの線収縮係数を測定するため
に、上述の表面層２ｃをガラスプレパラート上に塗布
し、乾燥した後にガラスプレパラートから剥がし、それ
を測定片とした。測定は、線収縮係数（線膨張係数）の
測定に関する規格”ＡＳＴＭ Ｄ６９６”に準拠して行
った。測定結果は、室温で線収縮係数は約１０×１０^-5
／℃であった。

【００４９】本実施例では、（帯電部材の基材（半導電
層）の線収縮係数）／（表面層の線収縮係数）＝１．５
（＜２）、である。

【００５０】本実施例の帯電部材の表面層は、乾燥工程
で膜剥がれ、ひび割れを起こすことなく収縮し、表面の
１０点平均粗さＲｚは１２μmであった。

【００５１】また、帯電部材の表面を顕微鏡で観察する
と、滑らかな先端を有する皺が形成されていることが分
かった。

【００５２】また、本実施例の電子写真装置を５０℃８
５％ＲＨの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、
帯電部材と感光体との貼り付き、固着等の現象は生じな
かった。

【００５３】また、本実施例の電子写真装置を用いて白
べた画像、ハーフトーン画像を出力したところ、白斑
点、黒斑点、かぶり等の画像異常の無い均一な濃度の画
像を得ることが出来た。これは、帯電部材２によって感
光体１が均一に帯電されているためと考えられる。

【００５４】本実施例の様に、帯電部材の基材（半導電
層）と表面層の線収縮係数の比率が、１＜（基材の線収
縮係数）／（表面層の線収縮係数）＜２、となるように
基材と表面層の材料を選定すれば、帯電部材の表面には
滑らかな先端を有する皺が形成され、その１０点平均表
面粗さは１５μm以下になり、また、被帯電体（感光
体）と圧接するこの帯電部材を具備する電子写真装置を
長期間高温高湿環境下に放置しても、帯電部材と被帯電
体間での貼り付き、固着等を生じることなく、帯電ムラ
のない均一な画像を出力できる電子写真装置を提供でき
る。

【００５５】以下、本発明の第２の実施例である電子写
真装置について説明する。帯電部材２の表面層２ｃを熱
硬化性ポリウレタン樹脂とした以外は、第１の実施例と
同一である。

【００５６】表面層２ｃは、トルエン２５０重量部と、
イソプロピルアルコール７５重量部と、酢酸エチル１０
重量部から成る混合溶液に、ウレタンポリオール（武田
薬品工業製、商品名”タケラック Ｅ−５５０Ａ”）の
固形分１００重量部と、ポリイソシアネート樹脂（武田
薬品工業製、商品名”タケネート Ｄ−１４０Ｎ”）の
固形分５０重量部とを混合した溶液を用いて、浸漬塗工
法により膜厚２０μmの表面層を塗布した後、１００
℃、３時間の条件下で熱風乾燥して作成した。

【００５７】本実施例では、（１／５＜）（ポリイソシ
アネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの重量）
＝０．５（＜１）、である。

【００５８】本実施例の帯電部材の表面層は、乾燥工程
で膜剥がれ、ひび割れを起こすことなく収縮し、表面の
１０点平均粗さＲｚは１０μmであった。

【００５９】また、帯電部材の表面を顕微鏡で観察する
と、滑らかな先端を有する皺が形成されていることが分
かった。

【００６０】また、本実施例の電子写真装置を５０℃８
５％ＲＨの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、
帯電部材と感光体との貼り付き、固着等の現象は生じな
かった。

【００６１】また、本実施例の電子写真装置を用いて白
べた画像、ハーフトーン画像を出力したところ、白斑
点、黒斑点、かぶり等の画像異常の無い均一な濃度の画
像を得ることが出来た。これは、帯電部材２によって感
光体１が均一に帯電されているためと考えられる。

【００６２】本実施例の様に、帯電部材の表面層を形成
する熱硬化性ポリウレタン樹脂を作るポリイソシアネー
ト樹脂とウレタンポリオールの重量比を、１／５＜（ポ
リイソシアネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオール
の重量）＜１とすれば、帯電部材の表面には滑らかな先
端を有する皺が形成され、その１０点平均表面粗さは１
５μm以下になり、また、被帯電体（感光体）と圧接す
るこの帯電部材を具備する電子写真装置を長期間高温高
湿環境下に放置しても、帯電部材と被帯電体間での貼り
付き、固着等を生じることなく、帯電ムラのない均一な
画像を出力できる電子写真装置を提供できる。

【００６３】尚、本実施例では、表面層形成に用いるポ
リイソシアネート樹脂の重量を、ウレタンポリオール１
００重量部に対して５０重量部としたが、本発明はこの
重量に限定されるものではなく、２０重量部以上１００
重量部以下であればよい。

【００６４】以下、本発明の第３の実施例である電子写
真装置について説明する。帯電部材２の表面層２ｃを熱
可塑性ポリウレタン樹脂とシリコーン樹脂の混合樹脂と
した以外は、第１の実施例と同一である。

【００６５】表面層２ｃは、トルエン２５重量部と、イ
ソプロピルアルコール７５重量部とから成る混合溶液
に、熱可塑性ポリウレタン樹脂（武田薬品工業製、商品
名”タケラック Ｅ−３６０Ａ”の固形分５０重量部
と、シリコーン樹脂（東芝シリコーン株式会社製、商品
番号”ＸＲ３１−Ａ２１０５”）の固形分５０重量部と
を混合した溶液を用いて、浸漬塗工法により膜厚２０μ
mの表面層を塗布した後、１００℃、３時間の条件下で
熱風乾燥して作成した。

【００６６】表面層２ｃの線収縮係数を測定するため
に、上述の表面層２ｃをガラスプレパラート上に塗布
し、乾燥した後にガラスプレパラートから剥がし、それ
を測定片とした。測定は、線収縮係数（線膨張係数）の
測定に関する規格”ＡＳＴＭ Ｄ６９６”に準拠して行
った。測定結果は、室温で線収縮係数は約２５×１０^-5
／℃であった。

【００６７】本実施例では、（表面層の線収縮係数）／
（帯電部材の基材（半導電層）の線収縮係数）＝１．７
（＜２）、である。

【００６８】本実施例の帯電部材の表面層は、乾燥工程
で膜剥がれ、ひび割れを起こすことなく収縮し、表面の
１０点平均粗さＲｚは１１μmであった。

【００６９】また、帯電部材の表面を顕微鏡で観察する
と、滑らかな先端を有する皺が形成されていることが分
かった。

【００７０】また、本実施例の電子写真装置を５０℃８
５％ＲＨの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、
帯電部材と感光体との貼り付き、固着等の現象は生じな
かった。

【００７１】また、本実施例の電子写真装置を用いて白
べた画像、ハーフトーン画像を出力したところ、白斑
点、黒斑点、かぶり等の画像異常の無い均一な濃度の画
像を得ることが出来た。これは、帯電部材２によって感
光体１が均一に帯電されているためと考えられる。

【００７２】本実施例の様に、帯電部材の基材（半導電
層）と表面層の線収縮係数の比率が、１＜（表面層の線
収縮係数）／（基材の線収縮係数）＜２、となるように
基材と表面層の材料を選定すれば、帯電部材の表面には
滑らかな先端を有する皺が形成され、その１０点平均表
面粗さは１５μm以下になり、また、被帯電体（感光
体）と圧接するこの帯電部材を具備する電子写真装置を
長期間高温高湿環境下に放置しても、帯電部材と被帯電
体間での貼り付き、固着等を生じることなく、帯電ムラ
のない均一な画像を出力できる電子写真装置を提供でき
る。

【００７３】以下、第１の比較例である電子写真装置に
ついて述べる帯電部材２の表面層２ｃを共重合ナイロン
とした以外は、第１の実施例と同一である。

【００７４】表面層２ｃは、メチルアルコール８０重量
部に、共重合ナイロン（東レ株式会社製、商品番号”Ｃ
Ｍ８０００”）の固形分１００重量部を混合した溶液を
用いて、浸漬塗工法により膜厚２０μmの表面層を塗布
した後、１００℃、３時間の条件下で熱風乾燥して作成
した。

【００７５】表面層２ｃの線収縮係数を測定するため
に、上述の表面層２ｃをガラスプレパラート上に塗布
し、乾燥した後にガラスプレパラートから剥がし、それ
を測定片とした。測定は、線収縮係数（線膨張係数）の
測定に関する規格”ＡＳＴＭ Ｄ６９６”に準拠して行
った。測定結果は、室温で線収縮係数は約２×１０^-5／
℃であった。

【００７６】本比較例では、（帯電部材の基材（半導電
層）の線収縮係数）／（表面層の線収縮係数）＝７．５
（＞２）、である。

【００７７】本比較例の帯電部材の表面層は、乾燥工程
で膜剥がれ、ひび割れを起こした。また、帯電部材の表
面を顕微鏡で観察すると、帯電ムラの原因になると考え
られる鋭利な先端を有する皺が形成されていることが分
かった。

【００７８】また、本比較例の電子写真装置を５０℃８
５％ＲＨの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、
帯電部材と感光体との固着が生じた。

【００７９】本比較例の様に、帯電部材の基材（半導電
層）と表面層の線収縮係数の比率が、１＜（基材の線収
縮係数）／（表面層の線収縮係数）＜２、の範囲外で材
料を選定してしまうと、表面層は乾燥工程時に膜剥が
れ、ひび割れを生じ、帯電部材の表面には帯電ムラの原
因になると考えられる鋭利な先端を有する皺が形成さ
れ、また、被帯電体（感光体）と圧接するこの帯電部材
を具備する電子写真装置を長期間高温高湿環境下に放置
すると、帯電部材と被帯電体間で固着を生じる。

【００８０】以下、第２の比較例である電子写真装置に
ついて述べる帯電部材２の表面層２ｃをシリコーン樹脂
とした以外は、第１の実施例と同一である。

【００８１】表面層２ｃは、イソプロピルアルコール９
０重量部に、シリコーン樹脂（東芝シリコーン株式会社
製、商品番号”ＸＲ３１−Ａ２１０５”）の固形分１２
０重量部を混合した溶液を用いて、浸漬塗工法により膜
厚２０μmの表面層を塗布した後、１００℃、３時間の
条件下で熱風乾燥して作成した。

【００８２】表面層２ｃの線収縮係数を測定するため
に、上述の表面層２ｃをガラスプレパラート上に塗布
し、乾燥した後にガラスプレパラートから剥がし、それ
を測定片とした。測定は、線収縮係数（線膨張係数）の
測定に関する規格”ＡＳＴＭ Ｄ６９６”に準拠して行
った。測定結果は、室温で線収縮係数は約４０×１０^-5
／℃であった。

【００８３】本比較例では、（表面層の線収縮係数）／
（帯電部材の基材（半導電層）の線収縮係数）＝２．７
（＞２）、である。

【００８４】本比較例の帯電部材の表面層は、乾燥工程
で膜剥がれ、ひび割れを起こした。また、帯電部材の表
面を顕微鏡で観察すると、帯電ムラの原因になると考え
られる鋭利な先端を有する皺が形成されていることが分
かった。

【００８５】また、本比較例の電子写真装置を５０℃８
５％ＲＨの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、
帯電部材と感光体との固着が生じた。

【００８６】本比較例の様に、帯電部材の基材（半導電
層）と表面層の線収縮係数の比率が、１＜（基材の線収
縮係数）／（表面層の線収縮係数）＜２、の範囲外で材
料を選定してしまうと、表面層は乾燥工程時に膜剥が
れ、ひび割れを生じ、帯電部材の表面には帯電ムラの原
因になると考えられる鋭利な先端を有する皺が形成さ
れ、また、被帯電体（感光体）と圧接するこの帯電部材
を具備する電子写真装置を長期間高温高湿環境下に放置
すると、帯電部材と被帯電体間で固着を生じる。

【００８７】以下、第３の比較例である電子写真装置に
ついて述べる。帯電部材２の表面層２ｃを形成する熱硬
化性ポリウレタン樹脂を作るポリイソシアネート樹脂の
混合重量を１０重量部とした以外は、第３の実施例と同
一である。

【００８８】上述の様に、表面層２ｃは、トルエン２５
０重量部と、イソプロピルアルコール７５重量部と、酢
酸エチル１０重量部から成る混合溶液に、ウレタンポリ
オール（武田薬品工業製、商品名”タケラック Ｅ−５
５０Ａ”）の固形分１００重量部と、ポリイソシアネー
ト樹脂（武田薬品工業製、商品名”タケネート Ｄ−１
４０Ｎ”）の固形分１０重量部とを混合した溶液を用い
て、浸漬塗工法により膜厚２０μmの表面層を塗布した
後、１００℃、３時間の条件下で熱風乾燥して作成し
た。

【００８９】本比較例では、（ポリイソシアネート樹脂
の重量）／（ウレタンポリオールの重量）＝０．１（＜
１／５）、である。

【００９０】本比較例の電子写真装置を５０℃８５％Ｒ
Ｈの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、帯電部
材と感光体との貼り付きが生じた。この現象は、混合し
たポリイソシアネート樹脂量がウレタンポリオール量に
比して少な過ぎるために、乾燥工程後も表面層中に残存
する水酸基が多く、水酸基により表面吸着した水分子に
よる感光体表面樹脂の加水分解が原因であると考えられ
る。

【００９１】また、本比較例の電子写真装置を用いて連
続画像出しを行ったところ、約１００枚画像を出した時
に表面層の膜剥がれが生じた。これは、混合したポリイ
ソシアネート樹脂量が少な過ぎるために、熱硬化性ポリ
ウレタン樹脂の熱架橋が充分に行われずに、表面層の膜
強度が弱いために生じたと考えられる。

【００９２】本比較例の様に、表面層を形成する熱硬化
性ポリウレタン樹脂を作るポリイソシアネート樹脂量が
ウレタンポリオール量に比して少ない場合、つまり、
（ポリイソシアネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオ
ールの重量）＜１／５、の場合、長期間高温高湿環境下
に放置すると帯電部材と圧接している被帯電体（感光
体）との貼り付きを起こすばかりか、充分な膜強度が得
られず、実用上極めて不向きである。

【００９３】以下、第４の比較例である電子写真装置に
ついて説明する。帯電部材２の表面層２ｃを形成する熱
硬化性ポリウレタン樹脂を作るポリイソシアネート樹脂
の混合重量を１５０重量部とした以外は、第３の実施例
と同一である。

【００９４】上述の様に、表面層２ｃは、トルエン２５
０重量部と、イソプロピルアルコール７５重量部と、酢
酸エチル１０重量部から成る混合溶液に、ウレタンポリ
オール（武田薬品工業製、商品名”タケラック Ｅ−５
５０Ａ”）の固形分１００重量部と、ポリイソシアネー
ト樹脂（武田薬品工業製、商品名”タケネート Ｄ−１
４０Ｎ”）の固形分１５０重量部とを混合した溶液を用
いて、浸漬塗工法により膜厚２０μmの表面層を塗布し
た後、１００℃、３時間の条件下で熱風乾燥して作成し
た。

【００９５】表面層の１０点平均粗さはＲｚは約７μm
であった。本比較例では、（１＜）１．５＝（ポリイソ
シアネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの重
量）、である。

【００９６】本比較例の電子写真装置を５０℃８５％Ｒ
Ｈの高温高湿環境下に３０日間放置したところ、帯電部
材と感光体との貼り付きが生じた。この現象は、表面層
の粗度が小さい（Ｒｚ＝約７μm）ことにより、帯電部
材と感光体が面圧接に近い状態で圧接したために、圧接
面積が広いために生じたものと考えられる。

【００９７】本比較例のように、表面層を形成する熱硬
化性ポリウレタン樹脂を作るポリイソシアネート樹脂量
がウレタンポリオール量より多くなると（ポリイソシア
ネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの重量）＞
１）、膜強度の増加により表面層作成時の乾燥工程での
収縮が少なくなり、表面が滑らかになり、その結果、帯
電部材と被帯電体との圧接面積が広くなり、高温高湿環
境下に長期間放置すると帯電部材と被帯電体との貼り付
き、固着等の現象が生じる。

【００９８】

【発明の効果】以上の様に本発明は、被帯電体に当接し
て被帯電体を帯電する帯電部材であって、前記帯電部材
は、基材上に表面層を設け、前記基材と前記表面層の線
収縮係数の比率が、１＜（表面層の線収縮係数）／（基
材の線収縮係数）＜２、または、１＜（基材の線収縮係
数）／（表面層の線収縮係数）＜２、であることを特徴
とする帯電部材であり、長期間高温高湿環境下に放置し
ても帯電部材と被帯電体との貼り付き、固着等が生じな
い。

【００９９】また、以上の様に本発明は、光導電性半導
体と、前記光導電性半導体に当接して光導電性半導体を
帯電する帯電部材と、前記光導電性半導体上に静電潜像
を形成する光学装置と、前記静電潜像を帯電した着色樹
脂粉末によって顕像化する現像装置と、前記顕像を被転
写材上に転写する転写装置とを具備する電子写真装置で
あって、前記帯電部材は、基材上に表面層を設け、前記
基材と前記表面層の線収縮係数の比率が、１＜（表面層
の線収縮係数）／（基材の線収縮係数）＜２、または、
１＜（基材の線収縮係数）／（表面層の線収縮係数）＜
２、であることを特徴とする電子写真装置であり、長期
間高温高湿環境下に放置しても帯電部材と被帯電体との
貼り付き、固着等が生じない。

【０１００】また、以上の様に本発明は、被帯電体に当
接して被帯電体を帯電する帯電部材であって、前記帯電
部材は、基材上に熱硬化性ポリウレタン樹脂から成る表
面層を設け、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂を形成する
ためのポリイソシアネート樹脂とウレタンポリオールの
重量比が、１／５＜（ポリイソシアネート樹脂の重量）
／（ウレタンポリオールの重量）＜１、であることを特
徴とする帯電部材であり、長期間高温高湿環境下に放置
しても帯電部材と被帯電体との貼り付き、固着等が生じ
ない。

【０１０１】また、以上の様に本発明は、光導電性半導
体と、前記光導電性半導体に当接して光導電性半導体を
帯電する帯電部材と、前記光導電性半導体上に静電潜像
を形成する光学装置と、前記静電潜像を帯電した着色樹
脂粉末によって顕像化する現像装置と、前記顕像を被転
写材上に転写する転写装置とを具備する電子写真装置で
あって、前記帯電部材は、基材上に熱硬化性ポリウレタ
ン樹脂から成る表面層を設け、前記熱硬化性ポリウレタ
ン樹脂を形成するためのポリイソシアネート樹脂とウレ
タンポリオールの重量比が、１／５＜（ポリイソシアネ
ート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの重量）＜
１、であることを特徴とする電子写真装置であり、長期
間高温高湿環境下に放置しても帯電部材と被帯電体との
貼り付き、固着等が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電子写真装置の
構成断面図

【図２】従来の帯電装置の構成断面図

【符号の説明】

１ 感光体 １ａ 導電性支持体 １ｂ 感光層 ２ 帯電部材 ２ａ 導電性軸 ２ｂ 半導電層 ２ｃ 表面層 ３ 直流電圧源 ４ 光学装置 ５ 現像装置 ６ 転写装置 ７ 被転写材 ８ クリーニング装置 ９ 光除電器 １００ 感光体 １００ａ 導電性支持体 １００ｂ 感光層 １０１ 帯電部材 １０１ａ 導電性軸 １０１ｂ 半導電層 １０１ｃ 表面層 １０２ 直流電圧源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 久典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 梅田 善雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 仲 昭行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 山村 敏記 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−168452（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−222985（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259186（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−36302（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281831（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 - 15/02 103 F16C 13/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に当接して被帯電体を帯電する
   帯電部材であって、前記帯電部材は、基材上に熱硬化性
   ポリウレタン樹脂から成る表面層を設け、前記熱硬化性
   ポリウレタン樹脂を形成するためのポリイソシアネート
   樹脂とウレタンポリオールの重量比が、１／５＜（ポリ
   イソシアネート樹脂の重量）／（ウレタンポリオールの
   重量）＜１、であることを特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 帯電部材がローラ状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】 光導電性半導体と、前記光導電性半導体
   に当接して光導電性半導体を帯電する帯電部材と、前記
   光導電性半導体上に静電潜像を形成する光学装置と、前
   記静電潜像を帯電した着色樹脂粉末によって顕像化する
   現像装置と、前記顕像を被転写材上に転写する転写装置
   とを具備する電子写真装置であって、前記帯電部材は、
   基材上に熱硬化性ポリウレタン樹脂から成る表面層を設
   け、前記熱硬化性ポリウレタン樹脂を形成するためのポ
   リイソシアネート樹脂とウレタンポリオールの重量比
   が、１／５＜（ポリイソシアネート樹脂の重量）／（ウ
   レタンポリオールの重量）＜１、であることを特徴とす
   る電子写真装置。