JPH04168453A - 接触帯電装置部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる接触帯電
装置部材に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば複写機・記録装置等の画像形成装置におけ
る被帯電体としての感光体と誘電体等の像担持体面に電
源より電圧（例えば１〜２ＫＶ程度の直流電圧、或は直
流電圧と交流電圧の重畳電圧等）を印加した接触帯電装
置部材としての導電性部材を接触させることにより、像
担持体面を所定の電位に帯電させるものがある。かかる
帯電方式としては、ローラ帯電方式（特開昭５６−９１
２５３号公報）、ブレード帯電方式（特開昭５６−１９
４３４９号公報）、帯電・クリーニング兼用式（特開昭
５６−１６５１６６号公報）等が考案されている。

ブレード帯電方式では、特開平１−９３７６０号公報に
おいて示されているように、ブレード状の導電性部材を
基体とし、その導電性部材の像担持体と静電的に影響す
る部位面を導電性部材よりも電気抵抗値の大きい一種類
以上の抵抗層で被覆することが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ このように導電性ブレードの表面（被帯電体との当接面
に抵抗層を設けた接触帯電装置部材としての帯電ブレー
ドは、効果的なものではあるが、帯電ブレードが像担持
体に圧接するが故に起こる像担持体面との摩耗による抵
抗層の損傷によって帯電異常が発生する場合があり、こ
のことが帯電ブレードの寿命を短（する原因となってい
た。

この点に対する解決策どして、特開平１−９３７６２号
公報に記載の実施例によれば、ナイロン系、ＰＦＡ系等
の潤滑性を有する樹脂に導電材を含有させて抵抗値を制
御した低摩擦係数のシート層を接合させるものであり、
より具体的には、１０２〜１０６Ω・Ｃｍの導電性ＥＰ
ＤＭに、滑性コート層であり又抵抗層でもある１０８Ω
・ｃｍのナイロン系樹脂をコートしたものを使用してい
る。

ナイロン系樹脂及びＰＦＡ系の樹脂は、かかる樹脂自身
が低摩擦係数という特性をもつ反面、下地の導電性ゴム
層との密着性・接着性に難があり、コート層を形成する
ことで下地のゴム層のゴム弾性特性を阻害したり、下地
のゴム弾性層の曲げに追従できず剥離したり、又、コー
ト層を形成後ブレード先端をカットした際に、コート層
と下地のゴム層との弾性率の差が影響して、精度の良い
切断面を得ることができないこともあり、エツジ部に凹
凸を残してしまうとその部分により帯電むらが誘発され
ることもある。

すなわち、本発明の目的とするところは、同じく接触帯
電装置部材としてのブレード形態である帯電ブレードを
用いるものであるが、上記のような問題のない接触帯電
装置部材を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、被帯
電体に当接して被帯電体に電位を与える接触帯電装置部
材であって、該接触帯電装置部材はブレード形態を成し
、該帯電ブレードを形成するゴム基材の被帯電体との当
接面に表面層及びその裏面に電極層を設けてなる帯電ブ
レードであり、かつ、該表面層がウレタン樹脂、特に溶
剤系２液硬化型ウレタン樹脂よりなることを特徴とする
接触帯電装置部材である。

また、本発明は、上記帯電ブレードの表面層の硬さが鉛
筆引っかき値（ＪＩＳ　　Ｋ５４０１）で８以上の硬さ
を有することを特徴とする接触帯電装置部材である。

即ち、帯電ブレードを形成するゴム基材の被帯電体（感
光ドラム）との当接面に形成された帯電ブレードの表面
層が、ウレタン樹脂、特に溶剤系２液硬化型ウレタン樹
脂よりなり、さらには表面の硬さが鉛筆引っかき値ＬＪ
ＩＳ　　Ｋ５４０１）で８以上の硬さを有していること
により、表面層が被帯電体面と接触する際の摩耗による
損傷が防止でき、また、表面層が特に溶剤系２液硬化型
ウレタン樹脂よりなっているので、ブレード先端部の切
断の際に切断面が精度良く仕上げられ、その結果安定し
た帯電が得られる。

以下、本発明に係る画像形成装置の概略的構成と、本発
明の接触帯電装置部材の詳細について説明する。

■９画像形成装置例（第２図） 第２図は本発明の接触帯電装置部材を用いた接触帯電装
置を像担持体の帯電処理手段として組み込んだ画像形成
装置の一例の要部の概略構成図である。

図中、１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真有
機感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示Ａの
時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって
回転駆動される。かかる感光ドラム１は、その回転過程
で後述する接触帯電装置の接触帯電装置部材としての帯
電ブレード２により、所定の極性、所定の電位に均一帯
電される。

次いで、その帯電処理面に露光部にて目的の画像情報の
露光Ｌ（原稿画像を結像露光するアナログ光学系による
露光、レーザービームスキャナやＬＥＤアレイ等を含む
デジタル光学系による走査露光など）を受けることで目
的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

次に、その形成潜像は、現像装置７により正規あるいは
反転現像される。

一方、不図示の給紙機構部より転写部材Ｐａが給送され
、レジストローラ１０により所定のタイミングにて感光
ドラム１と転写手段８（例えば、転写ローラやコロナ帯
電器など）との間（転写部）に給紙され、その給紙転写
部材Ｐａに対して感光ドラム１側の形成顕画像が順次に
転写されていく。

転写部を通過した転写部材Ｐａは感光ドラム１面から分
離され、搬送手段１１により不図示の定着装置に導入さ
れて像定着を受ける。

転写後の感光ドラム１面は、クリーニング装置９により
残留不要物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に
供される。

本例の画像形成装置は、感光ドラムト帯電ブレード２・
現像装置７・クリーニング装置９の４つのプロセス装置
についてそれらを互いに所定の位置関係をもって一括し
て組み込んだプロセスカートリッジ６として構成してあ
り、該カートリッジ６は、画像形成装置本体内に設けた
支持レール１２・１２に沿って、画面に垂直な方向に挿
入して装着することができ、逆に画像形成装置本体外へ
抜き外し自在である。

プロセスカートリッジ６を画像形成装置本体内に十分に
挿入して装着することにより、装置本体側とプロセスカ
ートリッジ６側とが機械的・電気的に相互カップリング
し画像形成装置として作動可能状態となる。

■、接触帯電装置（第１図） 第１図は上述第２図の画像形成装置の接触帯電装置部分
の模型図である。

接触帯電装置部材としての帯電ブレード２は、体積抵抗
率が１０’〜１０”Ω・ｃｍ程度にコントロールされた
エピクロルヒドリンゴム。

ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、クロロブレンゴム等の厚さ１
〜２ｍｍのゴムブレードであり、鋼板等の導電性綱体支
持部材（支持体）４に電極層１４側を導電性接着剤１３
で一体に取付けて保持させてあり、ブレード自由長ρ（
ブレードの支持部材先端とブレードの感光ドラム当接部
までの長さ距離）を５〜２０ｍｍ程度、感光ドラム１に
対する当接角θ（ブレード先端部と、ドラム上にブレー
ドが当接している点でのドラムの接線のうちブレード当
接点よりドラム面移動方向下流側の線と、のなす角）を
８°〜２５°程度、当接圧４〜４０　ｇ　ｒ　／　ｃ　
ｍ程度に設定して、ブレード先端部を感光ドラム１の回
転に対してカウンタ方向に当接（当接角が鋭角）させで
ある。帯電ブレード２の感光ドラム１に対する当接は、
ドラム１の回転に対して順方向（当接角が鈍角）にする
こともできる。

３は帯電ブレード２のゴム基材の感光ドラム１に対する
当接部に設けた表面層である。かかる表面層３は、感光
ドラム面にピンホールが存在した場合、いわゆる「電荷
抜け」現象がないように表面抵抗率を５Ｘ１０’Ω／口
以上にしである。また、感光ドラム面との摺擦による表
面の摩耗や傷の発生などに対して耐久性を有する材料を
用いる必要がある。また、帯電ブレード２が感光ドラム
面に当接する際に、帯電ブレードが湾曲するため、表面
層３が帯電ブレードに追随し、割れや剥れを起こさない
ような可撓性およびゴム基材との密着性が要求される。

本発明に適用する表面層材料としては、ポリウレタン樹
脂が好ましく、帯電ブレード２のゴム基材との密着性、
可撓性、抵抗率を調整するために添加する導電性粉末の
分散安定性、耐摩耗性の点から溶剤系ポリウレタン樹脂
が好ましい。

さらに、表面層３は耐摩耗の点から硬さが必要で、鉛筆
引っかき試験（ＪＩＳ　　Ｋ５４０１）による硬さが、
鉛筆引っかき値Ｈ以上であることが望ましい。このため
溶剤系ポリウレタン樹脂の中でも１液硬化型ポリウレタ
ン樹脂よりも表面が硬くできる２液硬化型ポリウレタン
樹脂が好ましい。鉛筆引っかき値がＦ以下であると表面
層３の耐摩耗性の点で不利である。

２液硬化型ポリウレタン樹脂としては、２液硬化型塗料
、インキを用いることができ、ボリイソシアネートプレ
ポリマーとポリメリックポリオールを混合して使用する
。ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネ
ート（ＴＤＩ）、４．４°−ジフェニルメタンジイソシ
アネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（Ｘ
ＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、
インホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、１．３−　
（インシアナートメチル）シクロヘキサン（Ｈ，ＸＤＩ
）などのジイソシアネートあるいはジイソシアネートの
変性体、誘導体を使用することができる。

また、ポリメリックポリオールとしては、ポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオ
ール、エポキシポリオールなどを１種類あるいは２種類
以上混合して用いることができる。

表面層３の表面抵抗率を５Ｘ１０’Ω／口以上に安定し
て保つために、２液硬化型ポリウレタン樹脂中に導電性
粉末を分散して用いる。かかる導電性粉末としては、カ
ーボングラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸
化錫、酸化チタン、酸化錫コーティング酸化チタン、酸
化錫コーティングチタン駿カリウムなどを抵抗値に応じ
て用いることができる。

導電性粉末はポリメリックポリオールの溶液中に分散し
て使用するが、この際、溶媒は水よりも有機溶媒のほう
が分散安定性の点から好ましい。

したがって表面層３は、ポリメリックポリオールの有機
溶媒溶液中に導電性粉末を均一に分散した分散液にポリ
イソシアネートを添加して使用する溶剤型２液硬化型ポ
リウレタン樹脂塗料あるいはインキを用いることが好ま
しい。

帯電ブレード２のゴム基村上への表面層３の形成方法は
、溶剤型２液硬化型ポリウレタン樹脂塗料あるいはイン
キをスプレー、ディッピング、フローコート、バーコー
ド、ロールコート、スクリーン印刷、パッド印刷などの
方法で行うことができる。表面層３は感光ドラム１と摺
擦することから、感光ドラム１の傷付きを防止するため
表面の平滑性が必要である。加えて、表面層３は感光ド
ラム１と当接することから、均一な当接状態を可能にす
るために、均一な膜厚で帯電ブレード２のゴム基村上に
形成することが必要である。−また、表面層３は感光ド
ラム１との当接面だけに形成すれば良いことから、パタ
ーン塗布することが好ましい。このことから、表面層３
の形成方法はスクリーン印刷で行うことが良い。

表面層３の膜厚は、５〜５０μｍ程度が好ましく、５μ
ｍ未満の膜厚では形成時のピンホールの発生の点で不利
であり、５０μｍを越えると表面の平滑性、膜厚の均一
性が不十分となる。

帯電ブレード２に対する表面層３の形成は、ブレード表
面の全面や被帯電体１に対する当接面全域である必要は
なく、第４図に示す如く、当接面の必要かつ有効な幅β
２、本実施例は１〜３ｍｍ程度即ち被帯電体である感光
ドラムとのブレードの当接部で帯電ブレード２から直接
に感光ドラム１へ電荷リークしない間隙を有する部位ま
ででよい。

帯電ブレード２の感光ドラムとの当接面の裏面に形成さ
れた電極層１４は合成樹脂中に導電性粉末が分散された
薄層である。この電極層１４は帯電ブレード２を支持さ
せた導電性剛体支持部材４と導通させるため、電位低下
を少なくするため低抵抗であることが必要で、表面層３
に用いることができる導電性粉末のほかに、銀、銅、ニ
ッケルなどの金属粉末を用いることができる。また、電
極層１４に用いる合成樹脂は、表面層３と同様に溶剤系
２液硬化型ポリウレタン樹脂を用いることができるほか
、可撓性のあるポリエステル樹脂。

ポリアミド樹脂などを適宜選択して使用することができ
る。導電性接着剤１３は、カーボン、銀。

ニッケル等の導電性粉末とエポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂等の合成樹脂からなる接着剤を
用いることができる。

５は帯電ブレード２に対する電圧印加電源であり、この
電源５により帯電ブレード２の導電性剛体支持部材４に
対して、例えば、感光ドラム１の所要電位に応じたＤＣ
電圧、もしくは帯電均一性を得るために帯電ブレードと
感光ドラムとで決まる放電開始電圧（ＶＫ）の２倍以上
のピーク間電圧を有する交番電界と上記ＤＣ電圧を重畳
させたバイアスが供給されることで、かかる支持部材４
及びこの支持部材４と電気的に導通している電極層１４
の経路で帯電ブレード２に給電され、帯電ブレード２と
感光ドラム１の当接部に電界が生じて感光ドラム１面が
所定の極性、所定の電位に均一に帯電処理される。

次に、帯電ブレード２の構成要領を説明する。

第３図（Ａ）において、帯電ブレードのゴム基材２は、
所定サイズの帯電ブレードの２枚分サイズのもので、表
面の長手中実軸Ｃ−Ｃを境に左右対称に斜線で示したＣ
　−Ｃ４１に沿う帯状に表面層３をスクリーン印刷する
。次に、表面層３をスクリーン印刷で形成したゴム基材
２の裏面に、全面またはパターン状に電極層１４をスク
リーン印刷する。そして、該２枚分サイズのゴム基材２
のだ右両辺部に、夫々左右対称に導電性剛体支持部材４
．４°を導電性接着剤１３で一体に接着した後、ゴム基
材２を長手中実軸線Ｃ−Ｃを境に切断して２分割するこ
とで、２個の帯電ブレードが得られる。

切断Ｃ−Ｃで帯電ブレード２の先端エツジが形成されか
つ切断精度が向上するため、第３図（Ｂ）の如く精度の
良い切断面Ｃ２が形成できるので、均一な帯電処理が実
行可能となる。

本発明においては、表面層３に溶剤系２液硬化型ポリウ
レタン樹脂を用いているので、表面層３とゴム基材２と
の密着性が良（、切断時に表面層３の浮きや割れ、剥れ
の心配がなく、精度の良いエツジが得られる。

［実施例コ 以下、実施例により本発明を具体的に詳述する。

夾１■肌１ エピクロルヒドリンゴム（商品名ゼクロン２０００、日
本ゼオン（株））にカーボンブラック（商品名デンカブ
ラックＨＳ−１００，電気化学工業（株））５重量部を
配合して、エピクロルヒドリンゴムシート（厚み１．５
ｍｍ、体積抵抗率５Ｘ１０’Ω・ｃｍ）を作製し、所定
サイズの２枚分サイズに切断した。該２枚分サイズのエ
ピクロルヒドリンゴムシートの長手中実軸を境にだ右対
称に、表面層３として溶剤系２液硬化型ウレタン樹脂イ
ンキ（幅４ｍｍ）をスクリーン印刷した。使用したスク
リーンインキの処方は下記の通りである。

主剤と硬化剤を重量比１００：５で混合して、スクリー
ン印刷を行い、乾燥後（乾燥条件８０℃、１５分間）表
面層としてウレタン樹脂塗膜（厚み３０μｍ）が得られ
た。表面層の表面抵抗率は２Ｘ１０”Ω／口、表面の硬
さは鉛筆引っがき値（ＪＩＳ　　Ｋ５４０１）はＨであ
った。またヒドリンゴムシートとの密着性も良好で、基
盤目テープ法（ＪＩＳ　　Ｋ５４００）で、表面層の剥
れは全（観られなかった。（１００／１００）次いで、
このエピクロルヒドリンゴムシートの裏面の全面に電極
層をスクリーン印刷により形成した。使用したスクリー
ンインキは下記の処方で、主剤と硬化剤を重量比で１０
０：５で混合して用いた。

乾燥後（８０”Ｃ，１５分間）、電極層１４は厚み２５
μｍ９表面抵抗率５０Ω／口の乾燥塗膜として得られた
。

このようにして得られた２枚分サイズ帯電ブレードの電
極層形成面左右両辺部に、夫々左右対称に鉄製支持部材
をカーボン系導電性接着剤（部品名ＴＢ３３１５、（株
）スリーボンド）にて接着した後、長手中実軸線を境に
して切断することにより、２個の帯電ブレードを得た。

この帯電ブレードを用いて、ＯＰＣ感光ドラムに対し、
当接圧１０〜１５ｇ／ｃｍで当接させて、外部よりＡＣ
十ＤＣ電圧を印加して帯電を行い耐久試験を行ったとこ
ろ、５０００枚耐久後も帯電ブレードの表面層の損傷や
剥れはみられず、良好な画像が得られた。

〈耐久試験条件〉 プロセススピード−７０ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ感光ド
ラム径　　・・・φ３０ 印加バイアス　　・・・ＡＣ＋ＤＣ Ａ　Ｃ−３５０Ｈｚ　。

１８００Ｖｐｐ ＤＣ・・・−７００Ｖ 見立上ユ 表面層３として１液型ウレタン樹脂インキを用いた以外
は、実施例１と同様の方法で帯電ブレードを作製した。

使用したスクリーンインキの処方を下記に示す。

表面層３は、厚み３０μ、鉛筆引っかき硬度８１表面抵
抗率７　×ｌ　Ｑ　Ｉ　００７口として形成され、ヒド
リンゴムシートとの密着性は基盤目チー・ブ法で１００
／１００であった。

実施例１と同様の方法で耐久試験を行ったところ、５０
００枚耐久後も帯電ブレードの表面層の損傷や剥れは観
られず、良好な画像が得られた。

比１［伝」。

表面層３としてポリアミド樹脂インキを用いた以外は、
実施例１と同様の方法で帯電ブレードを作製した。使用
したスクリーンインキの処方を下記に示す。

表面層３は、厚み３０μ、鉛筆引っかき硬度ＨＢ、表面
抵抗率５Ｘ１０”Ω／口として形成され、ヒドリンゴム
シートとの密着性は基盤目テープ法で１００／１００で
あった。

実施例１と同様の方法で耐久試験を行ったところ、１０
００枚程度で表面層の傷付きによる帯電不良が発生した
。

ルｌ硼ス 表面層３としてポリエステル樹脂インキを用いた以外は
、実施例１と同様の方法で帯電ブレードを作製した。

表面層３は、厚み３０μｍ鉛筆引っかき硬度ＨＢ、表面
抵抗率２Ｘ１０１０Ω／口として形成され、ヒドリンゴ
ムシートとの密着性は基盤目テープ法で１００／１００
であった。

実施例１と同様の方法で耐久試験を行ったところ、１０
００枚程度で表面層の剥れ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、本発明の接触帯電装置部材によれ
ば、帯電ブレードの被帯電体との当接面に形成した表面
層にウレタン樹脂を用いているので、耐摩耗性、可撓性
に優れており、表面層と被帯電体との摺擦による表面層
の損傷や割れを防止でき、安定した帯電が可能となる。

また、表面層を溶剤系２液硬化型ウレタン樹脂を用いる
ことで、表面の硬さを表面引っかき値Ｈ以上にすること
ができ、表面層の耐摩耗性を向上させることができ、よ
り安定した帯電が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、接触帯電装置の帯電ブレード部分の模式図で
ある。 第２図は、帯電ブレードを使用した接触帯電装置を組み
込んだ画像形成装置の一例の概略図である。 第３図（Ａ）は、帯電ブレード作製要領説明図、第３図
（Ｂ）は、帯電ブレードの切断先端部分の拡大図である
。 第４図は、帯電ブレードの構成例を示す斜視図である。 １・・・被帯電体（感光ドラム） ２・・・帯電ブレード ３・・・表面層 ４・・・導電性剛性支持部材（支持体）５・・・電圧印
加電源（バイアス電源）６・・・プロセスカートリッジ ７・・・現像装置 ８・・・転写手段 ９・・・クリーニング装置 １０・・・レジストローラ １１・・・搬送手段 １２・・・支持レール １３・・・導電性接着剤 １４・・・電極層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被帯電体に当接して被帯電体に電位を与える接触
   帯電装置部材であって、該接触帯電装置部材はブレード
   形態を成し、該帯電ブレードを形成するゴム基材の被帯
   電体との当接面に表面層及びその裏面に電極層を設けて
   なる帯電ブレードであり、かつ、該表面層がウレタン樹
   脂よりなることを特徴とする接触帯電装置部材。
2. （２）前記帯電ブレードの表面層が、溶剤系２液硬化型
   ウレタン樹脂よりなることを特徴とする請求項１記載の
   接触帯電装置部材。
3. （３）前記帯電ブレードの表面層の硬さが、鉛筆引っか
   き値（ＪＩＳＫ５４０１）でＨ以上の硬さを有すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の接触帯電装置部材。