JP3438505B2 - 帯電用部材 - Google Patents
帯電用部材Info
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- JP3438505B2 JP3438505B2 JP00480697A JP480697A JP3438505B2 JP 3438505 B2 JP3438505 B2 JP 3438505B2 JP 00480697 A JP00480697 A JP 00480697A JP 480697 A JP480697 A JP 480697A JP 3438505 B2 JP3438505 B2 JP 3438505B2
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- charging member
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電部材の表面
に接触させてその部材表面を帯電させる帯電用ロール等
の帯電用部材に関する。
に接触させてその部材表面を帯電させる帯電用ロール等
の帯電用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真記録方式、静電記録方式等の画
像形成装置における感光体などの被帯電部材の帯電手段
として、コロナ帯電方式が、最も広く実用化されてい
る。しかし、この方式は、コロナ放電を利用しているた
め、オゾンやＮＯX 等の放電生成物が多量に発生し、こ
れらが、静電潜像保持体を劣化させたりする等の問題が
あった。また、コロナ電圧として５ｋＶ程度の高電圧が
必要であるため、電源装置の大型化や高電流容量化は避
けられない問題となっていた。
像形成装置における感光体などの被帯電部材の帯電手段
として、コロナ帯電方式が、最も広く実用化されてい
る。しかし、この方式は、コロナ放電を利用しているた
め、オゾンやＮＯX 等の放電生成物が多量に発生し、こ
れらが、静電潜像保持体を劣化させたりする等の問題が
あった。また、コロナ電圧として５ｋＶ程度の高電圧が
必要であるため、電源装置の大型化や高電流容量化は避
けられない問題となっていた。
【０００３】これに対し、静電潜像保持体に帯電用部材
を接触させ、帯電用部材より電圧を印可して、静電潜像
保持体に帯電を行う接触帯電方式は、放電生成物がほと
んど発生せず、また、電源電圧として、４００Ｖ程度の
比較的低い印可電圧を用いることができる等の利点を有
している。
を接触させ、帯電用部材より電圧を印可して、静電潜像
保持体に帯電を行う接触帯電方式は、放電生成物がほと
んど発生せず、また、電源電圧として、４００Ｖ程度の
比較的低い印可電圧を用いることができる等の利点を有
している。
【０００４】この帯電用部材には、金属製の芯材の外周
に導電性弾性体層を形成した構造からなる帯電用ロール
が用いられる。この帯電用ロールには、被帯電体を所定
の電位に保持させる機能が必要であり、そのため帯電ロ
ールの電気抵抗を一定の範囲に制御することが重要にな
る。この抵抗制御には、通常カーボンブラック、酸化ス
ズ、酸化チタン等の導電性フィラーが、一般に広く用い
られている。
に導電性弾性体層を形成した構造からなる帯電用ロール
が用いられる。この帯電用ロールには、被帯電体を所定
の電位に保持させる機能が必要であり、そのため帯電ロ
ールの電気抵抗を一定の範囲に制御することが重要にな
る。この抵抗制御には、通常カーボンブラック、酸化ス
ズ、酸化チタン等の導電性フィラーが、一般に広く用い
られている。
【０００５】帯電用ロール全体としての好ましい抵抗
は、１．０×１０3 〜１．０×１０9Ω・ｃｍである。
ところが、この領域での抵抗値は、フィラー添加量の微
少な振れで大きく変化するので、上記の導電性フィラー
のみを使用して抵抗調整を行い、これにより、帯電用ロ
ールを安定して生産することは難しい。
は、１．０×１０3 〜１．０×１０9Ω・ｃｍである。
ところが、この領域での抵抗値は、フィラー添加量の微
少な振れで大きく変化するので、上記の導電性フィラー
のみを使用して抵抗調整を行い、これにより、帯電用ロ
ールを安定して生産することは難しい。
【０００６】このため、上記のような問題点を防止する
目的で、例えば、導電性フィラーと絶縁性金属酸化物を
含有させることにより、抵抗値を調整することを特徴と
する帯電用ロールが提案されている。（特開平７−２０
６８５公報）
目的で、例えば、導電性フィラーと絶縁性金属酸化物を
含有させることにより、抵抗値を調整することを特徴と
する帯電用ロールが提案されている。（特開平７−２０
６８５公報）
【０００７】この帯電用ロールは、直接電圧を静電潜像
保持体に印加するため、静電潜像保持体の放電絶縁破壊
が、発生しやすいという問題点があった。この放電絶縁
破壊による１つの破壊点、例えば、円筒状静電潜像保持
体の場合、軸方向全体の帯電がその破壊点に流れ、静電
潜像保持体が帯電しなくなることがある。
保持体に印加するため、静電潜像保持体の放電絶縁破壊
が、発生しやすいという問題点があった。この放電絶縁
破壊による１つの破壊点、例えば、円筒状静電潜像保持
体の場合、軸方向全体の帯電がその破壊点に流れ、静電
潜像保持体が帯電しなくなることがある。
【０００８】このため、上記のような問題点を防止する
目的で、導電性弾性層上にアルキド樹脂を含有する樹脂
層を有することを特徴とする帯電用ロールが提案されて
いる。（特開平４−６７０６７）
目的で、導電性弾性層上にアルキド樹脂を含有する樹脂
層を有することを特徴とする帯電用ロールが提案されて
いる。（特開平４−６７０６７）
【０００９】ところが、上記のような、帯電用部材を使
用した場合、初期使用では、なんら問題点が無いものの
耐久使用中にトナーが帯電用部材に体積して固着し、そ
の固着したトナーの影響で、カブリ等の画像異常が発生
するといった問題があった。
用した場合、初期使用では、なんら問題点が無いものの
耐久使用中にトナーが帯電用部材に体積して固着し、そ
の固着したトナーの影響で、カブリ等の画像異常が発生
するといった問題があった。
【００１０】このため、上記のようなトナーの固着の問
題点を防止する目的で、例えば、表面層を導電材を配合
した可溶性フッ素樹脂により形成したことを特徴とする
帯電部材が提案されている。（特開平６−１７５４７
０）
題点を防止する目的で、例えば、表面層を導電材を配合
した可溶性フッ素樹脂により形成したことを特徴とする
帯電部材が提案されている。（特開平６−１７５４７
０）
【００１１】しかしながら、一般的に、フッ素樹脂は高
価であるため、可溶性フッ素樹脂のみで、表面層を形成
すると帯電部材のコストが高くなってしまうという欠点
があった。また、フッ素樹脂は、極性が非常に強いた
め、導電材、特にカーボンブラックをフッ素樹脂中に均
一に分散させることが非常に難しく、このため、帯電用
ロールの抵抗値を、一定の範囲に制御するのが、非常に
難しいといった欠点がある。
価であるため、可溶性フッ素樹脂のみで、表面層を形成
すると帯電部材のコストが高くなってしまうという欠点
があった。また、フッ素樹脂は、極性が非常に強いた
め、導電材、特にカーボンブラックをフッ素樹脂中に均
一に分散させることが非常に難しく、このため、帯電用
ロールの抵抗値を、一定の範囲に制御するのが、非常に
難しいといった欠点がある。
【００１２】また、上記のようなトナー固着の問題点を
防止する目的で、例えば、粒径３０μｍの不溶性フッ素
樹脂微粉を配置したことを特徴とする帯電用ロールが提
案されている。（特開平８−１２３１４３）
防止する目的で、例えば、粒径３０μｍの不溶性フッ素
樹脂微粉を配置したことを特徴とする帯電用ロールが提
案されている。（特開平８−１２３１４３）
【００１３】しかし、フッ素樹脂微粉の配合量は、少な
すぎると、トナー固着防止等の効果が発現されず、多す
ぎると帯電用ロールの抵抗値が高くなり、良好な帯電が
行われなくなる。一方、帯電用ロールの抵抗値が、好ま
しい領域になるようにフッ素樹脂微粉の配合量を調整す
ると、帯電用ロール表面にフッ素樹脂微粉が十分に現れ
ず、トナー固着防止等の効果が発現しない場合があっ
た。
すぎると、トナー固着防止等の効果が発現されず、多す
ぎると帯電用ロールの抵抗値が高くなり、良好な帯電が
行われなくなる。一方、帯電用ロールの抵抗値が、好ま
しい領域になるようにフッ素樹脂微粉の配合量を調整す
ると、帯電用ロール表面にフッ素樹脂微粉が十分に現れ
ず、トナー固着防止等の効果が発現しない場合があっ
た。
【００１４】このため、上記のような問題点を防止する
目的で、導電性基体上にフッ化物粒子及び金属を含み、
純水に対する接触角が１３０度以上に設定されている複
合体層を形成したことを特徴とする帯電部材が提案され
ている。（特開平８−７６５５７）
目的で、導電性基体上にフッ化物粒子及び金属を含み、
純水に対する接触角が１３０度以上に設定されている複
合体層を形成したことを特徴とする帯電部材が提案され
ている。（特開平８−７６５５７）
【００１５】しかしながら、上記の帯電部材は、金属製
の中空芯金上に電気メッキすることで、形成されるもの
であるため、硬度が高く、硬くなってしまう。このた
め、上記のような接触帯電装置を使用した場合、帯電用
部材と静電潜像保持体とが、接触しているために振動音
が発生しやすくなり、プリンター等の動作時の騒音を低
減するためには、極めて不都合であるという問題が発生
する。
の中空芯金上に電気メッキすることで、形成されるもの
であるため、硬度が高く、硬くなってしまう。このた
め、上記のような接触帯電装置を使用した場合、帯電用
部材と静電潜像保持体とが、接触しているために振動音
が発生しやすくなり、プリンター等の動作時の騒音を低
減するためには、極めて不都合であるという問題が発生
する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、抵抗
のムラがなく、耐放電絶縁破壊性の良い、また、長期使
用によっても、トナーの固着による画像異常が発生せ
ず、安定した帯電を行うことができる、簡易な層構造
で、低コストな、帯電用部材を提供することにある。
のムラがなく、耐放電絶縁破壊性の良い、また、長期使
用によっても、トナーの固着による画像異常が発生せ
ず、安定した帯電を行うことができる、簡易な層構造
で、低コストな、帯電用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】本発明の帯電用部材は、
芯材に導電性弾性体層と導電性物質を分散させた表面層
とを順次積層した構造からなる帯電用部材において、上
記表面層が、脂肪族ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、
及びフッ素系高分子化合物を含有することを特徴とする
ものである。
芯材に導電性弾性体層と導電性物質を分散させた表面層
とを順次積層した構造からなる帯電用部材において、上
記表面層が、脂肪族ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、
及びフッ素系高分子化合物を含有することを特徴とする
ものである。
【００１８】脂肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂と
の配合比は、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対
し、メラミン樹脂３０〜７０重量部であることが好まし
く、フッ素系高分子化合物は、脂肪族ポリエステル樹脂
とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、１〜１０
０重量部含有されていることが好ましい。
の配合比は、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対
し、メラミン樹脂３０〜７０重量部であることが好まし
く、フッ素系高分子化合物は、脂肪族ポリエステル樹脂
とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、１〜１０
０重量部含有されていることが好ましい。
【００１９】また、導電性物質がカーボンブラックから
なり、このカーボンブラックが、脂肪族ポリエステル樹
脂とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、５〜５
０重量部含有されていることが好ましい。さらにフッ素
系高分子化合物は、粒子径１５μｍ以下のフッ素系高分
子化合物微粉であることが好ましい。さらに、表面層の
水に対する接触角が１００度以上であり、粒子径１５μ
ｍ以下のフッ素系高分子化合物微粉の表面層の表面に占
める割合（表面占有率）が４０％以上であることが好ま
しい。
なり、このカーボンブラックが、脂肪族ポリエステル樹
脂とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、５〜５
０重量部含有されていることが好ましい。さらにフッ素
系高分子化合物は、粒子径１５μｍ以下のフッ素系高分
子化合物微粉であることが好ましい。さらに、表面層の
水に対する接触角が１００度以上であり、粒子径１５μ
ｍ以下のフッ素系高分子化合物微粉の表面層の表面に占
める割合（表面占有率）が４０％以上であることが好ま
しい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳しく説明す
る。本発明の帯電用部材は、被帯電体と接触し、被帯電
体を帯電するための部材であればよく、例えば、帯電用
ロール、帯電用プレート、帯電用ブラシ、帯電用プレー
ト等が挙げられる。
る。本発明の帯電用部材は、被帯電体と接触し、被帯電
体を帯電するための部材であればよく、例えば、帯電用
ロール、帯電用プレート、帯電用ブラシ、帯電用プレー
ト等が挙げられる。
【００２１】図１は、本発明の帯電用部材としての帯電
用ロールの一実施の形態とこの帯電用ロールの使用形態
を示す。この帯電用ロール１は、芯材２の外周面に導電
性弾性体層３が設けられ、さらに導電性弾性体層３の外
周面に脂肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂からなる
樹脂中にカーボンブラックとフッ素樹脂微粉を分散状態
で、含有せしめたものからなる塗膜で形成されている表
面層４が設けられた３層構造からなっている。
用ロールの一実施の形態とこの帯電用ロールの使用形態
を示す。この帯電用ロール１は、芯材２の外周面に導電
性弾性体層３が設けられ、さらに導電性弾性体層３の外
周面に脂肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂からなる
樹脂中にカーボンブラックとフッ素樹脂微粉を分散状態
で、含有せしめたものからなる塗膜で形成されている表
面層４が設けられた３層構造からなっている。
【００２２】本発明において、表面層に含有される脂肪
族ポリエステル樹脂としては、主鎖部のメチレン鎖が鎖
状に結合しており、分子量が１０，０００〜３０，００
０のポリエステル樹脂であれば、すべて使用することが
できるが、これらの中で特に線状飽和ポリエステル樹脂
（商品名：バイロン２００、東洋紡製、商品名：バイロ
ン３００、東洋紡製）などが好適である。
族ポリエステル樹脂としては、主鎖部のメチレン鎖が鎖
状に結合しており、分子量が１０，０００〜３０，００
０のポリエステル樹脂であれば、すべて使用することが
できるが、これらの中で特に線状飽和ポリエステル樹脂
（商品名：バイロン２００、東洋紡製、商品名：バイロ
ン３００、東洋紡製）などが好適である。
【００２３】また、本発明において、表面層に含有され
るメラミン樹脂としては、ｎ−ブチルアルコール変性メ
ラミン樹脂、ｉｓｏ−ブチルアルコール変性メラミン樹
脂、メチルアルコール変性メラミン樹脂等が挙げられる
が、これらの中で特にｎ−ブチルアルコール変性メラミ
ン樹脂または、ｉｓｏ−ブチルアルコール変性メラミン
樹脂が好適である。
るメラミン樹脂としては、ｎ−ブチルアルコール変性メ
ラミン樹脂、ｉｓｏ−ブチルアルコール変性メラミン樹
脂、メチルアルコール変性メラミン樹脂等が挙げられる
が、これらの中で特にｎ−ブチルアルコール変性メラミ
ン樹脂または、ｉｓｏ−ブチルアルコール変性メラミン
樹脂が好適である。
【００２４】本発明において、脂肪族ポリエステル樹脂
とメラミン樹脂との配合比は、脂肪族ポリエステル樹脂
１００重量部に対し、メラミン樹脂３０〜７０重量部で
あることが好ましい。メラミン樹脂の含有量が３０重量
部未満では、未架橋分が残り、得られる表面層は粘着性
があり、被接着物とのタックが発生しやすくなり、一
方、７０重量部を越えると、高架橋度になり、得られる
表面層は脆く、かつ硬くなってクラックが発生しやすく
なり好ましくない。
とメラミン樹脂との配合比は、脂肪族ポリエステル樹脂
１００重量部に対し、メラミン樹脂３０〜７０重量部で
あることが好ましい。メラミン樹脂の含有量が３０重量
部未満では、未架橋分が残り、得られる表面層は粘着性
があり、被接着物とのタックが発生しやすくなり、一
方、７０重量部を越えると、高架橋度になり、得られる
表面層は脆く、かつ硬くなってクラックが発生しやすく
なり好ましくない。
【００２５】また、本発明で使用するフッ素系高分子化
合物としては、フッ素樹脂として、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレン−エチ
レン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−
エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフル
オライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶ
Ｆ）等が挙げられる。また、フッ素ゴムとして、フッ化
ビニリデン−３フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−６フッ化プロピレン共重合体フッ化ビニリデ
ン−６フッ化プロピレン−４フッ化エチレン三元共重合
体等が挙げられる。
合物としては、フッ素樹脂として、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレン−エチ
レン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−
エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフル
オライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶ
Ｆ）等が挙げられる。また、フッ素ゴムとして、フッ化
ビニリデン−３フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−６フッ化プロピレン共重合体フッ化ビニリデ
ン−６フッ化プロピレン−４フッ化エチレン三元共重合
体等が挙げられる。
【００２６】このフッ素系高分子化合物の含有量は、脂
肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との合計１００重
量部に対し、１〜１００重量部、特に２０〜６０重量部
が好ましい。フッ素系高分子化合物の含有量が、１重量
部より少ないと、トナー固着防止等の効果が少なく、一
方、１００重量部を越えると、表面層の占有率が高くな
り、抵抗値が１０9 Ω・ｃｍを上回り、塗布加工性が大
幅に低下し、好ましくない。また、このフッ素系高分子
化合物の粒径は、１５μｍ以下、好ましくは、６μｍ以
下、更に好ましくは、３μｍ以下が適当である。フッ素
系高分子化合物の粒径が１５μｍを越えると、塗布後の
表面層の平滑性が悪くなり、却って紙粉、摩耗物等が生
じやすくなり、好ましくない。
肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との合計１００重
量部に対し、１〜１００重量部、特に２０〜６０重量部
が好ましい。フッ素系高分子化合物の含有量が、１重量
部より少ないと、トナー固着防止等の効果が少なく、一
方、１００重量部を越えると、表面層の占有率が高くな
り、抵抗値が１０9 Ω・ｃｍを上回り、塗布加工性が大
幅に低下し、好ましくない。また、このフッ素系高分子
化合物の粒径は、１５μｍ以下、好ましくは、６μｍ以
下、更に好ましくは、３μｍ以下が適当である。フッ素
系高分子化合物の粒径が１５μｍを越えると、塗布後の
表面層の平滑性が悪くなり、却って紙粉、摩耗物等が生
じやすくなり、好ましくない。
【００２７】本発明で使用する導電性物質としては、特
にカーボンブラックが好ましく、このカーボンブラック
としては、ファーネスブラックとしてＳＡＦ、ＨＡＦ、
ＧＰＦ、ＳＲＦなどのハードカーボンやソフトカーボ
ン、及びアセチレンブラック、ケッチンブラック、チャ
ンネルブラック等が挙げられる。この導電性物質として
のカーボンブラックの含有量は、脂肪族ポリエステル樹
脂とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、１〜５
０重量部、特に５〜２０重量部が好ましい。カーボンブ
ラックの含有量が１重量部未満では抵抗値にばらつきが
生じたり、また、製造安定性が悪くなりやすく、一方、
５０重量部を越えると、塗料製造時に粘度が上昇し、分
散不良になりやすく加工性が低下し好ましくない。
にカーボンブラックが好ましく、このカーボンブラック
としては、ファーネスブラックとしてＳＡＦ、ＨＡＦ、
ＧＰＦ、ＳＲＦなどのハードカーボンやソフトカーボ
ン、及びアセチレンブラック、ケッチンブラック、チャ
ンネルブラック等が挙げられる。この導電性物質として
のカーボンブラックの含有量は、脂肪族ポリエステル樹
脂とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、１〜５
０重量部、特に５〜２０重量部が好ましい。カーボンブ
ラックの含有量が１重量部未満では抵抗値にばらつきが
生じたり、また、製造安定性が悪くなりやすく、一方、
５０重量部を越えると、塗料製造時に粘度が上昇し、分
散不良になりやすく加工性が低下し好ましくない。
【００２８】また、表面層４は、水に対する接触角が１
００度以上、好ましくは１１０度以上になるように、フ
ッ素系高分子化合物微粉の表面占有率が、４０％以上と
なるように表面層が形成される。表面層４の水に対する
接触角が大きい程、トナー固着防止効果が高く、このた
めにはフッ素系高分子化合物微粉の表面占有率が大きい
程、トナー固着防止効果が高くなる。ただし、表面層４
の水に対する接触角が１００度未満、また、フッ素系高
分子化合物微粉の表面占有率が４０％未満ではトナー固
着防止効果を所望のものすることが困難となる。
００度以上、好ましくは１１０度以上になるように、フ
ッ素系高分子化合物微粉の表面占有率が、４０％以上と
なるように表面層が形成される。表面層４の水に対する
接触角が大きい程、トナー固着防止効果が高く、このた
めにはフッ素系高分子化合物微粉の表面占有率が大きい
程、トナー固着防止効果が高くなる。ただし、表面層４
の水に対する接触角が１００度未満、また、フッ素系高
分子化合物微粉の表面占有率が４０％未満ではトナー固
着防止効果を所望のものすることが困難となる。
【００２９】本発明の表面層は、スプレー塗装、浸漬塗
装、ワイヤーバー塗装、ブレード塗装などの塗装により
形成することができるが、この際、希釈溶剤の種類や配
合量、塗装条件、乾燥条件等を最適化することや、表面
層を形成した後に表面層を研磨し、フッ素系高分子化合
物微粉を帯電部材表面に露出させることで、水に対する
接触角が１００度以上になるように、また、フッ素系樹
脂化合物微粉の表面占有率が４０％以上になるように表
面層が形成される。
装、ワイヤーバー塗装、ブレード塗装などの塗装により
形成することができるが、この際、希釈溶剤の種類や配
合量、塗装条件、乾燥条件等を最適化することや、表面
層を形成した後に表面層を研磨し、フッ素系高分子化合
物微粉を帯電部材表面に露出させることで、水に対する
接触角が１００度以上になるように、また、フッ素系樹
脂化合物微粉の表面占有率が４０％以上になるように表
面層が形成される。
【００３０】表面層４の抵抗値は、１０3 〜１０9 Ω・
ｃｍの範囲が好ましい。また、この表面層４の膜厚は、
１００μｍ以下、特に３０〜６０μｍの範囲が好まし
い。上記カーボンブラックとフッ素系高分子化合物微粉
の配合比率は、この抵抗値の範囲になるように調整され
る。
ｃｍの範囲が好ましい。また、この表面層４の膜厚は、
１００μｍ以下、特に３０〜６０μｍの範囲が好まし
い。上記カーボンブラックとフッ素系高分子化合物微粉
の配合比率は、この抵抗値の範囲になるように調整され
る。
【００３１】また、本発明において、導電性弾性体層３
は、弾性材料に導電性付与のためにカーボンブラックを
添加し、その体積抵抗が１０-0０〜１０-10 Ω・ｃｍ、
硬度が４５〜５５度（ＪＩＳ Ａ硬度）となるように設
定されることが望ましい。
は、弾性材料に導電性付与のためにカーボンブラックを
添加し、その体積抵抗が１０-0０〜１０-10 Ω・ｃｍ、
硬度が４５〜５５度（ＪＩＳ Ａ硬度）となるように設
定されることが望ましい。
【００３２】弾性体材料としては、ポリブタジエン、天
然ゴム、ポリイソプレン、ブチルゴム、ＳＢＲ（スチレ
ンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレン）、ＮＢＲ
（ニトリルブタジエンゴム）、シリコンゴム、エピクロ
ルヒドリン等のゴムや、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢ
Ｓ（スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー）等
のポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系
ポリウレタン系、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ニトリル
ゴム等の熱可塑性エラストマーや、ポリウレタン、ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＣ、ア
クリル系樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体等のエラ
ストマー材料などを用いることができる。耐オゾン性が
良好であるゴムとしては、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等が
使用される。
然ゴム、ポリイソプレン、ブチルゴム、ＳＢＲ（スチレ
ンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレン）、ＮＢＲ
（ニトリルブタジエンゴム）、シリコンゴム、エピクロ
ルヒドリン等のゴムや、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢ
Ｓ（スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー）等
のポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系
ポリウレタン系、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ニトリル
ゴム等の熱可塑性エラストマーや、ポリウレタン、ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＣ、ア
クリル系樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体等のエラ
ストマー材料などを用いることができる。耐オゾン性が
良好であるゴムとしては、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等が
使用される。
【００３３】導電性弾性体層３に使用されるカーボンブ
ラックとしては、前記した表面層４で使用するものを同
様に使用できる。カーボンブラックの含有量は、弾性材
料１００重量部に対して１〜１００重量部が好ましく、
この含有量が特に１００重量部を越えるゴムの場合には
ゴムが硬くなりすぎ、１重量部未満では体積抵抗の調整
が困難となる。この導電性弾性体層３は、押し出し形成
法、注型法、射出形成法等の常法手段により形成され
る。
ラックとしては、前記した表面層４で使用するものを同
様に使用できる。カーボンブラックの含有量は、弾性材
料１００重量部に対して１〜１００重量部が好ましく、
この含有量が特に１００重量部を越えるゴムの場合には
ゴムが硬くなりすぎ、１重量部未満では体積抵抗の調整
が困難となる。この導電性弾性体層３は、押し出し形成
法、注型法、射出形成法等の常法手段により形成され
る。
【００３４】また、表面層を形成するに際しては、脂肪
族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂とフッ素系高分子化
合物と導電性物質とをそれぞれ所定量十分に混合分散し
て得られた混合分散物を溶媒に溶解した塗料を、上記の
導電性弾性体層３に塗布して所定の温度、時間を乾燥す
ることによって所定の厚みの表面層が形成される。この
方法では、表面層を簡便に、かつ一定の厚で形成するこ
とができ、しかも表面層を塗装にて形成することにより
下層の導電性弾性体層における成形ムラや継ぎ目ライン
等の吸収隠蔽して表面平滑性に極めて優れた表面層を得
ることができ、その成形ムラや継ぎ目ライン等による帯
電不良、ひいては画像劣化を防止することができる。
族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂とフッ素系高分子化
合物と導電性物質とをそれぞれ所定量十分に混合分散し
て得られた混合分散物を溶媒に溶解した塗料を、上記の
導電性弾性体層３に塗布して所定の温度、時間を乾燥す
ることによって所定の厚みの表面層が形成される。この
方法では、表面層を簡便に、かつ一定の厚で形成するこ
とができ、しかも表面層を塗装にて形成することにより
下層の導電性弾性体層における成形ムラや継ぎ目ライン
等の吸収隠蔽して表面平滑性に極めて優れた表面層を得
ることができ、その成形ムラや継ぎ目ライン等による帯
電不良、ひいては画像劣化を防止することができる。
【００３５】表面層を形成する際の乾燥条件は、温度が
１００〜１８０℃、望ましくは１４０〜１７０℃が好ま
しく、時間は、１０〜２００分、望ましくは、２０〜６
０分が好ましい。温度が低すぎ、また、時間が短く過ぎ
ると、表面層の固化が十分でなく、トナー固着が生じや
すくなる。
１００〜１８０℃、望ましくは１４０〜１７０℃が好ま
しく、時間は、１０〜２００分、望ましくは、２０〜６
０分が好ましい。温度が低すぎ、また、時間が短く過ぎ
ると、表面層の固化が十分でなく、トナー固着が生じや
すくなる。
【００３６】帯電用ロール１を用い帯電を行うに当たっ
ては、電源６を介して感光体５に１００〜５０００Ｖの
電圧を印可して帯電される。また、本発明においては、
画像露光、現像及びクリーニング等のプロセスは静電写
真の分野に公知の任意の方法を採用することができ、現
像剤の種類など特定のものに限定されるものではない。
本発明の帯電用ロールは、複写機だけでなく、レーザー
プリンターや、ＣＲＴプリンター、ファックスなどの電
子写真応用分野にも用いることができる。
ては、電源６を介して感光体５に１００〜５０００Ｖの
電圧を印可して帯電される。また、本発明においては、
画像露光、現像及びクリーニング等のプロセスは静電写
真の分野に公知の任意の方法を採用することができ、現
像剤の種類など特定のものに限定されるものではない。
本発明の帯電用ロールは、複写機だけでなく、レーザー
プリンターや、ＣＲＴプリンター、ファックスなどの電
子写真応用分野にも用いることができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明につ
いてさらに詳細に説明する。文中の「部」は「重量部」
を示す。 〔実施例１〕ＥＰＤＭ原料ゴム（ムーニー粘度２０）１
００部に、加硫剤（ジクミルパーオキサイド）１部、メ
タクリル酸エステル３部、酸化亜鉛１部、及びケッチン
ブラック１０部とファーネスブラックＳＡＦ２０部を添
加して２本ロール上にて３０分混練、混合してゴム原料
を準備した。
いてさらに詳細に説明する。文中の「部」は「重量部」
を示す。 〔実施例１〕ＥＰＤＭ原料ゴム（ムーニー粘度２０）１
００部に、加硫剤（ジクミルパーオキサイド）１部、メ
タクリル酸エステル３部、酸化亜鉛１部、及びケッチン
ブラック１０部とファーネスブラックＳＡＦ２０部を添
加して２本ロール上にて３０分混練、混合してゴム原料
を準備した。
【００３８】これを外径６ｍｍのＳＵＳ芯材（ステンレ
ス棒、または、鉄棒にニッケルメッキしたものなど）を
取り付けた金型中に測り取り、プレス成形してから１６
０℃の温度にて３０分間加熱して一次加硫を行った後、
金型から取り出して１６０℃の温度にて３０分間加熱し
て二次加硫を行い、導電性弾性体層としての導電性ゴム
層をＳＵＳ芯材（３ｍｍ厚）の周囲に形成した。この導
電性ゴム層は、ゴム硬度が５５度（ＪＩＳ．Ａ硬度）、
その層厚方向の抵抗値が１．０×１０4 Ω・ｃｍ（２２
℃、５５％ＲＨ）であった。
ス棒、または、鉄棒にニッケルメッキしたものなど）を
取り付けた金型中に測り取り、プレス成形してから１６
０℃の温度にて３０分間加熱して一次加硫を行った後、
金型から取り出して１６０℃の温度にて３０分間加熱し
て二次加硫を行い、導電性弾性体層としての導電性ゴム
層をＳＵＳ芯材（３ｍｍ厚）の周囲に形成した。この導
電性ゴム層は、ゴム硬度が５５度（ＪＩＳ．Ａ硬度）、
その層厚方向の抵抗値が１．０×１０4 Ω・ｃｍ（２２
℃、５５％ＲＨ）であった。
【００３９】次に、直鎖ポリエステル樹脂（商品名：バ
イロン３０ＳＳ、東洋紡製）８０部、及びメラミン樹脂
（商品名：スーパーベッカミンＧ−８２１−６０ 大日
本インキ社製）２０部に、導電性カーボン（商品名：Ｆ
Ｗ２００、デグサ社製）５部、フッ素樹脂微粉（商品
名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）１０部をサン
ドミルを用いて、混合分散させ、表面層形成用塗料を準
備した。
イロン３０ＳＳ、東洋紡製）８０部、及びメラミン樹脂
（商品名：スーパーベッカミンＧ−８２１−６０ 大日
本インキ社製）２０部に、導電性カーボン（商品名：Ｆ
Ｗ２００、デグサ社製）５部、フッ素樹脂微粉（商品
名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）１０部をサン
ドミルを用いて、混合分散させ、表面層形成用塗料を準
備した。
【００４０】そして、この表面層形成用塗料１００部に
対し、キシレン１５０部の割合で、表面層形成用塗料を
希釈し、粘度調整を行った後、ベル型静電塗装機（ラン
ズバーグインダストリー社製）を用い、導電性ゴムロー
ルに乾燥時膜厚が３５μｍとなるように表面層を形成さ
せた後、この表面層を１６０℃で、３０分間乾燥させ、
図１に示すような帯電用ロールを作成した。図中、２は
芯材、３は導電性弾性体（ゴム）層、４は静電塗膜から
なる表面層である。この帯電用ロールの体積抵抗は、１
０5.2 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破壊を起こす電圧を測
定したところ、２２００Ｖであった。また、この表面層
と水との接触角は１１０度であり、フッ素樹脂微粉の表
面占有率は、４５％であった。
対し、キシレン１５０部の割合で、表面層形成用塗料を
希釈し、粘度調整を行った後、ベル型静電塗装機（ラン
ズバーグインダストリー社製）を用い、導電性ゴムロー
ルに乾燥時膜厚が３５μｍとなるように表面層を形成さ
せた後、この表面層を１６０℃で、３０分間乾燥させ、
図１に示すような帯電用ロールを作成した。図中、２は
芯材、３は導電性弾性体（ゴム）層、４は静電塗膜から
なる表面層である。この帯電用ロールの体積抵抗は、１
０5.2 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破壊を起こす電圧を測
定したところ、２２００Ｖであった。また、この表面層
と水との接触角は１１０度であり、フッ素樹脂微粉の表
面占有率は、４５％であった。
【００４１】この帯電用ロールを図１に示すように複写
機における感光体５に対して、接触回転するように設置
し、その芯材２に電源６から５００ＶのＤＣ電源と２ｋ
Ｖで２ｋＨＺのＡＣ電源を重畳したものを印可しつつ、
２３度、５５％ＲＨの環境下で、連続４万枚の帯電試験
を行ったところ、トナーの固着はほとんどなく、均一で
良好な帯電が行われた。このとき感光体５の表面の汚染
状態を調べたところ、滲みだし成分による汚れはなかっ
た。さらに、この帯電用ロールを感光体に接触させ、４
０℃、９５％ＲＨで３０日間保管テストを行ったとこ
ろ、ブリードによる感光体の汚染は、発生しなかった。
機における感光体５に対して、接触回転するように設置
し、その芯材２に電源６から５００ＶのＤＣ電源と２ｋ
Ｖで２ｋＨＺのＡＣ電源を重畳したものを印可しつつ、
２３度、５５％ＲＨの環境下で、連続４万枚の帯電試験
を行ったところ、トナーの固着はほとんどなく、均一で
良好な帯電が行われた。このとき感光体５の表面の汚染
状態を調べたところ、滲みだし成分による汚れはなかっ
た。さらに、この帯電用ロールを感光体に接触させ、４
０℃、９５％ＲＨで３０日間保管テストを行ったとこ
ろ、ブリードによる感光体の汚染は、発生しなかった。
【００４２】〔実施例２〕実施例１におけるフッ素樹脂
微粉（商品名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）の
配合量を６．５部とした以外は、実施例と同様の帯電用
ロールを作成した。次に＃１０００のサンドペーパーを
用い、この帯電用ロールの表面層を１〜５μｍ研磨した
のち、実施例と同様のテストを行った。この帯電用ロー
ルの体積抵抗は、１０6.4 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破
壊を起こす電圧を測定したところ、２２００Ｖであっ
た。また、水との接触角は１１２度であり、フッ素樹脂
微粉（商品名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）の
表面占有率は４５％であった。この帯電用ロールを用
い、連続４万枚の帯電試験を行ったところ、トナーの固
着はほとんどなく、均一で良好な帯電が行われた。この
とき感光体５の表面の汚染状態を調べたところ、滲みだ
し成分による汚れはなかった。
微粉（商品名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）の
配合量を６．５部とした以外は、実施例と同様の帯電用
ロールを作成した。次に＃１０００のサンドペーパーを
用い、この帯電用ロールの表面層を１〜５μｍ研磨した
のち、実施例と同様のテストを行った。この帯電用ロー
ルの体積抵抗は、１０6.4 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破
壊を起こす電圧を測定したところ、２２００Ｖであっ
た。また、水との接触角は１１２度であり、フッ素樹脂
微粉（商品名：ルブロンＬ−５、ダイキン工業社製）の
表面占有率は４５％であった。この帯電用ロールを用
い、連続４万枚の帯電試験を行ったところ、トナーの固
着はほとんどなく、均一で良好な帯電が行われた。この
とき感光体５の表面の汚染状態を調べたところ、滲みだ
し成分による汚れはなかった。
【００４３】〔比較例１〕実施例におけるカーボンブラ
ック配合量を４部、また、フッ素樹脂微粉の代わりに、
シリカ微粉（アエロジルＲ９７２；日本アエロジル社
製）２．５部を配合した以外は、実施例１と同様の帯電
用ロールを作成し、同様のテストをおこなった。この帯
電用ロールの体積抵抗は、１０5.0 Ω・ｃｍを示し、放
電絶縁破壊を起こす電圧を測定したところ、２２００Ｖ
であった。また、この表面層と水との接触角は７０度で
あった。この帯電用ロールを実施例１と同様に帯電試験
を行ったところ、トナー固着による画像不良が著しく、
また、ローラー表面はトナーでかなり汚れていた。 〔比較例２〕実施例におけるカーボンブラック配合量を
４部とし、また、フッ素樹脂微粉の配合量を０部とした
以外は、実施例１と同様の帯電用ロールを作成し、同様
のテストをおこなった。この帯電用ロールの体積抵抗
は、１０4.5 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破壊を起こす電
圧を測定したところ、１７００Ｖであった。また、この
表面層と水との接触角は６０度であった。この帯電用ロ
ールを実施例１と同様に帯電試験をおこなったところ、
絶縁放電破壊の発生による帯電不良が発生した。
ック配合量を４部、また、フッ素樹脂微粉の代わりに、
シリカ微粉（アエロジルＲ９７２；日本アエロジル社
製）２．５部を配合した以外は、実施例１と同様の帯電
用ロールを作成し、同様のテストをおこなった。この帯
電用ロールの体積抵抗は、１０5.0 Ω・ｃｍを示し、放
電絶縁破壊を起こす電圧を測定したところ、２２００Ｖ
であった。また、この表面層と水との接触角は７０度で
あった。この帯電用ロールを実施例１と同様に帯電試験
を行ったところ、トナー固着による画像不良が著しく、
また、ローラー表面はトナーでかなり汚れていた。 〔比較例２〕実施例におけるカーボンブラック配合量を
４部とし、また、フッ素樹脂微粉の配合量を０部とした
以外は、実施例１と同様の帯電用ロールを作成し、同様
のテストをおこなった。この帯電用ロールの体積抵抗
は、１０4.5 Ω・ｃｍを示し、放電絶縁破壊を起こす電
圧を測定したところ、１７００Ｖであった。また、この
表面層と水との接触角は６０度であった。この帯電用ロ
ールを実施例１と同様に帯電試験をおこなったところ、
絶縁放電破壊の発生による帯電不良が発生した。
【発明の効果】以上説明したように、本発明の帯電用ロ
ールは、脂肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂を配合
したバインダー樹脂に導電性物質とフッ素系高分子化合
物微粉を分散状態で含有せしめた表面層を設けたもので
あり、このような表面層は、導電性物質とフッ素系高分
子化合物の配合量を最適にすることで、容易に帯電部材
の電気抵抗を一定の範囲に安定して製造することができ
る。また、絶縁物質であるフッ素系高分子化合物微粉を
配合しているため、電荷が、表面層の表面にそって流れ
てしまうのを防止でき、放電絶縁破壊による破壊点に、
帯電部材の軸方向全体の電荷が流れ込み、帯電しなくな
るという問題点を防止できるようになった。また、この
帯電用ロールは、２層という簡易な層構造であるうえ
に、その表面層を１回の塗装工程で容易に形成すること
ができるため、製造工程が少なく、短時間でかつ低コス
トで製造することができる。
ールは、脂肪族ポリエステル樹脂とメラミン樹脂を配合
したバインダー樹脂に導電性物質とフッ素系高分子化合
物微粉を分散状態で含有せしめた表面層を設けたもので
あり、このような表面層は、導電性物質とフッ素系高分
子化合物の配合量を最適にすることで、容易に帯電部材
の電気抵抗を一定の範囲に安定して製造することができ
る。また、絶縁物質であるフッ素系高分子化合物微粉を
配合しているため、電荷が、表面層の表面にそって流れ
てしまうのを防止でき、放電絶縁破壊による破壊点に、
帯電部材の軸方向全体の電荷が流れ込み、帯電しなくな
るという問題点を防止できるようになった。また、この
帯電用ロールは、２層という簡易な層構造であるうえ
に、その表面層を１回の塗装工程で容易に形成すること
ができるため、製造工程が少なく、短時間でかつ低コス
トで製造することができる。
【図１】本発明の帯電部材としての帯電ロールの断面構
造と帯電ロールの使用形態を示す説明図である。
造と帯電ロールの使用形態を示す説明図である。
１ 帯電用ロール
２ 芯材
３ 導電性弾性体層
４ 表面層
５ 感光体
６ 電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−148995（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−227206（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−184370（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 15/02
G03G 15/16 103
G03G 15/08 501
Claims (7)
- 【請求項１】 芯材に導電性弾性体層と導電性物質を分
散させた表面層とを順次積層した構造からなる帯電用部
材において、上記表面層が、脂肪族ポリエステル樹脂、
メラミン樹脂、及びフッ素系高分子化合物を含有するこ
とを特徴とする帯電用部材。 - 【請求項２】 脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に
対し、メラミン樹脂が３０〜７０重量部含有されている
ことを特徴とする請求項１に記載の帯電用部材。 - 【請求項３】 フッ素系高分子化合物が、脂肪族ポリエ
ステル樹脂とメラミン樹脂との合計１００重量部に対
し、１〜１００重量部含有されていることを特徴とする
請求項１に記載の帯電用部材。 - 【請求項４】 導電性物質がカーボンブラックからな
り、このカーボンブラックが、脂肪族ポリエステル樹脂
とメラミン樹脂との合計１００重量部に対し、５〜５０
重量部含有されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の帯電用部材。 - 【請求項５】 フッ素系高分子化合物が、粒子径１５μ
ｍ以下のフッ素系高分子化合物微粉であることを特徴と
する請求項３に記載の帯電用部材。 - 【請求項６】 上記表面層の水に対する接触角が１００
度以上であることを特徴とする請求項１に記載の帯電用
部材。 - 【請求項７】 フッ素系高分子化合物微粉の上記表面層
における表面占有率が、４０％以上であることを特徴と
する請求項１に記載の帯電用部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00480697A JP3438505B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 帯電用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00480697A JP3438505B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 帯電用部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10198127A JPH10198127A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3438505B2 true JP3438505B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=11594016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00480697A Expired - Fee Related JP3438505B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 帯電用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438505B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6317574B1 (en) * | 1999-02-25 | 2001-11-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging member, process cartridge, and image forming apparatus |
| JP2005145016A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Ricoh Co Ltd | 複合材料成形体、現像装置およびこれを備えた画像形成装置 |
| JP2005169873A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Ricoh Co Ltd | 複合材料成形体、その製造方法および現像装置並びにこれを備えた画像形成装置 |
| JP5302572B2 (ja) * | 2008-05-19 | 2013-10-02 | 東海ゴム工業株式会社 | 電子写真機器用ゴム組成物、電子写真機器用架橋体および電子写真機器用部材 |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP00480697A patent/JP3438505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10198127A (ja) | 1998-07-31 |
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