JP2002091132A

JP2002091132A - 多層同時成形されたチューブを用いた帯電部材、及び該帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置

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Publication number: JP2002091132A
Application number: JP2000285579A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Abe; 博司阿邊; Hitoshi Kakii; 仁志柿井; Kyoko Suzuki; 恭子鈴木
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】同時成形された多層チューブの局所的な密着
力の不均一や各層間の密着不良に起因する帯電不良が生
じない帯電部材、その帯電部材を有するプロセスカート
リッジ及び電子写真装置を提供することにある。【解決手段】芯金１と、該芯金外周上の発泡弾性体層
２と、複数層の機能性膜３を同時成形して得られた機能
性複層チューブが該発泡弾性体層外周に被覆されている
帯電部材において、該機能性複層チューブの互いに接す
る層の表面自由エネルギーの分散成分の差（Δγｓｄ）
と極性成分の差（Δγｓｐ）と水素結合成分の差（Δγ
ｓｈ）の合計（Δγｓｄ＋Δγｓｐ＋Δγｓｈ）が２０
ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする帯電部材、その帯
電部材を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体に接触配
置され、電圧を印加されることにより該被帯電体を帯電
する帯電部材、その帯電部材を有するプロセスカートリ
ッジ及び電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置や静電記録装置等の
画像形成装置に用いられる帯電手段として、接触帯電方
式の帯電手段の採用が進められている。接触帯電は、被
帯電体に接触配置された帯電部材に電圧を印加すること
によって被帯電体を所定の極性及び電位に帯電させるも
のであり、電源の電圧を低くすることができる、オゾン
等のコロナ生成物の発生を少なくすることができる、及
び構造が簡単で低コスト化を図ることができる等の利点
がある。

【０００３】帯電部材に印加する電圧は、直流のみを印
加する方式（ＤＣ印加方式）の他に、直流電圧を接触帯
電部材に印加した時の被帯電体の帯電開始電圧の２倍以
上のピーク間電圧を有する振動電界（時間と共に電圧値
が周期的に変化する電界）を接触帯電部材と被帯電体と
の間に形成して被帯電体面を帯電処理する手法（ＡＣ印
加方式）があり、この方がより均一な帯電をすることが
可能である。

【０００４】また、接触帯電装置は、被帯電体に接触さ
せる帯電部材の形状や形態から、帯電部材をローラ状部
材（帯電ローラ）としたローラ型帯電器（特開昭６３−
７３８０号公報及び特開昭５６−９１２５３号公報
等）、ブレード状部材（帯電ブレード）としたブレード
型帯電器（特開昭６４−２４２６４号公報及び特開昭５
６−１９４３４９号公報等）及びブラシ状部材（帯電ブ
ラシ）としたブラシ型帯電器（特開昭６４−２４２６４
号公報等）等に大別される。

【０００５】帯電ローラは、回転自由に軸受支持されて
被帯電体に所定の圧力で圧接され、被帯電体の移動に伴
い従動回転する。上記帯電ローラは、通常、基体として
中心に設けた芯金と、該芯金の外周にローラ状に設けた
導電性の弾性層と、更にその外周に設けた表面層等を有
する多層構造体である。上記各層のうち、芯金（金属
層）はローラの形状を維持するための剛体であると共
に、給電電極としての役割を有している。

【０００６】また、上記弾性層は通常、１×１０⁴〜１
×１０⁹Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有すること、及び弾
性変形することにより被帯電体との均一な接触を確保す
る機能が要求されるため、通常、導電性が付与されたゴ
ム硬度（ＪＩＳ−Ａ）７０度以下の柔軟性を有する加硫
ゴムが使用される。そして、従来の帯電ローラには、弾
性層としてゴム発泡体（又はスポンジ状ゴム）を使用し
た発泡タイプとゴム発泡体を使用しないソリッドタイプ
があった。

【０００７】また、上記表面層は被帯電体の帯電均一性
を向上させ、被帯電体表面のピンホール等に起因するリ
ークの発生を防止すると共に、トナー粒子や紙粉等の固
着を防止する機能、更には弾性層の硬度を低下させるた
めに用いられるオイルや可塑剤等の軟化剤のブリードを
防止する機能等も有している。表面層の体積固有抵抗
は、通常、１×１０⁵〜１×１０¹³Ω・ｃｍである。従
来は、導電性塗料を塗布すること、あるいはシームレス
チューブを被覆すること等により形成されていた。

【０００８】チューブ被覆ローラの製造方法としては、
熱収縮性チューブを使用する方法と、非熱収縮性チュー
ブを使用する方法がある。熱収縮性チューブを用いる場
合は、芯金あるいは芯金上に弾性体を形成した弾性ロー
ラを内面にプライマーが塗布された熱収縮性チューブに
挿入し、全体を加熱してチューブを収縮させてローラ外
周に被覆する。また、非熱収縮性チューブを用いる場合
は、円筒状金型の内壁に非熱収縮性チューブを長手方向
に引張りながら配置してチューブと円筒状金型内壁との
間を減圧してチューブを内壁に密着した状態にし、芯金
外周に弾性体を形成した弾性ローラを挿入した後、加熱
融着してローラ外周にチューブを被覆していた。

【０００９】しかし、熱収縮性チューブを用いる場合、
製造工程は簡単であるが、熱収縮性チューブの製造が難
しく、偏肉は避けられず、しかも高価であった。また、
収縮性の調整も難しく、皺が発生してしまう等の問題も
あった。また、非熱収縮性チューブを用いる場合、非熱
収縮性チューブは偏肉のない均一な厚さのチューブが廉
価で得られるが、表面層が多層構造のローラの製造には
工程上熟練を要し、皺が発生したり、チューブがねじれ
たりする等の問題が発生し易かった。

【００１０】一方、上記多層部をチューブで形成した場
合、ピンホール等の不具合は避けることができ、膜厚の
コントロールも比較的容易である。しかし、従来のチュ
ーブの場合、３０μｍ以下の薄い膜厚のチューブの成形
は非常に困難なため、多層の抵抗層を、単一層のチュー
ブを複数個用意して一個づつ外嵌処理することにより、
重ね合わせて形成した場合、抵抗層全体の肉厚が厚くな
るため、希望する抵抗値のローラが得難いという欠点を
有していた。

【００１１】そこで、上記多層チューブを同時成形させ
る方法（特開平１１−１２５９５２号公報）もあるが、
通常、成形直後に回収のために、冷却水等によりチュー
ブを急冷するため、各層の弾性率の違い、残留ひずみの
違いにより、成形時は密着していた多層チューブもチュ
ーブ材料の組み合わせによっては、密着力が不十分とな
り、被覆時や使用時に剥離したり、密着力ムラに起因す
る界面抵抗のムラが直接画像不良として現れる欠点があ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同時
成形された多層チューブの局所的な密着力の不均一や各
層間の密着不良に起因する帯電不良が生じない帯電部材
を提供することにある。

【００１３】本発明の別の目的は、上記帯電部材を有す
るプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、芯金
と、該芯金外周上の発泡弾性体層と、複数層の機能性膜
を同時成形して得られた機能性複層チューブが該発泡弾
性体層外周に被覆されている帯電部材において、該機能
性複層チューブの互いに接する層の表面自由エネルギー
の分散成分の差（Δγｓｄ）と極性成分の差（Δγｓ
ｐ）と水素結合成分の差（Δγｓｈ）の合計（Δγｓｄ
＋Δγｓｐ＋Δγｓｈ）が２０ｍＮ／ｍ以下であること
を特徴とする帯電部材が提供される。

【００１５】また、本発明に従って、電子写真感光体及
び帯電部材、又は電子写真感光体、帯電部材及び現像手
段、クリーニング手段の一方又は両方の手段、を一体に
支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカ
ートリッジにおいて、該帯電部材が、該電子写真感光体
に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写
真感光体を帯電する帯電部材であって、上記帯電部材で
あることを特徴とするプロセスカートリッジが提供され
る。

【００１６】更に、本発明に従って、電子写真感光体、
帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電
子写真装置において、該帯電部材が、該電子写真感光体
に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写
真感光体を帯電する帯電部材であって、上記帯電部材で
あることを特徴とする電子写真装置が提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を更に
詳しく説明する。

【００１８】図１は本発明の帯電部材（以下、帯電ロー
ラともいう）１’の一例を示すもので、電子写真装置の
帯電器として使用するものである。この帯電ローラは、
ステンレススチール、めっき処理した鉄、黄銅及び導電
性プラスチック等の良導電性材料からなる芯金１の外周
に導電性の弾性材料からなる発泡弾性体層２を設け、更
に、この発泡弾性体層２の外周にチューブ状の機能性複
層膜３を被覆したものである。図１の場合、機能性複層
膜は内部層３（ｉ）と外部層３（ｏ）からなる。

【００１９】本発明における芯金（金属層）としては、
例えば、アルミニウム、銅、鉄、又はこれらを含む合金
等の良導体が好適に用いられる。本発明に用いられる芯
金は、０．１〜１．５ｍｍ程度の厚さを有する金属管で
あっても、また棒状であってもよい。

【００２０】ここで、上記発泡弾性体層２を構成する導
電性を有する弾性材料としては、導電材を配合した発泡
導電性ゴム組成物あるいは導電性ポリウレタンフォーム
を用いることができる。

【００２１】この場合、発泡導電性ゴム組成物を構成す
るゴム成分としては、特に制限されるものではないが、
エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、ク
ロロプレン、クロロスルフォン化ポリエチレンに導電材
を配合したものの発泡体、エピクロルヒドリンとエチレ
ンオキサイドとの共重合ゴムの発泡体又はエピクロルヒ
ドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴムに導電材を
配合したものの発泡体を好適に使用することができる。

【００２２】これらゴム組成物に配合する導電材として
は、カーボンブラック、黒鉛、金属及び導電性の各種金
属酸化物（酸化錫及び酸化チタン等）等の導電性粉体
や、カーボンファイバー及び金属酸化物の短繊維等の各
種導電性繊維を用いることができる。その配合量は、全
ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３〜１００
質量部、特に好ましくは５〜５０質量部であり、これに
より発泡弾性体層２の体積抵抗を１×１０〜１×１０⁹
Ω・ｃｍ程度に調整することが好ましい。なお、この発
泡弾性体層２の形成は、公知の加硫成形法により行うこ
とができ、その肉厚は帯電ローラの用途等に応じて適宜
設定されるが、通常、１〜２０ｍｍが好ましい。

【００２３】本発明においては、この発泡弾性体層２上
に機能性複層膜３をチューブの形態で被覆する。この場
合、この機能性複層膜３を構成する熱可塑性樹脂として
は、請求の範囲に記載されているように該機能性複層チ
ューブの互いに接する層の表面自由エネルギーの分散成
分の差（Δγｓｄ）と極性成分の差（Δγｓｐ）と水素
結合成分の差（Δγｓｈ）の合計（Δγｓｄ＋Δγｓｐ
＋Δγｓｈ）が２０ｍＮ／ｍ以下であり、押出し成形可
能な熱可塑性樹脂であればいずれのものでもよく、具体
的には、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレ
ン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリレート、エチレン
アクリル酸メチル、スチレンブタジエンゴム、ポリエス
テル、ポリウレタン、ポリアミド（ナイロン６、ナイロ
ン６６、ナイロン１１、ナイロン１２及びその他の共重
合ナイロン等）、スチレンエチレンブチル、エチレンブ
チル、ニトリルブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポ
リエチレン、多硫化ゴム、塩素化ポリエチレン、クロロ
プレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエ
ン、イソプレンゴム及びポリノルボルネンゴム等の通常
のゴム、及びスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢ
Ｓ）及びスチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物
（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴムを使用することができ、
特に制限されるものではない。

【００２４】あるいは、上記の各樹脂や共重合体よりな
るエラストマー及び変性体等のエラストマーと、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
等の飽和ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリルブ
タジエンスチレン、ポリスチレン、ハイインパクトポリ
スチレン（ＨＩＰＳ）、ポリウレタン、ポリフェニレン
オキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−
エチレン／プロピレンゴム−スチレン樹脂（ＡＥＳ）及
びアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂（Ａ
ＡＳ）等のスチレン系樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル
樹脂及び塩化ビニリデン樹脂等の各樹脂及び共重合体か
らなる材料の組み合わせが好ましい。

【００２５】次に、本発明において用いられる機能性複
層膜について説明する。本発明における機能性複層膜
は、予めシームレスチューブの形態に成膜された重合体
であって、前記芯金（金属層）外周上の発泡弾性体層に
外嵌し、被覆する。

【００２６】例えば、図２に示す装置により１回の操作
で所望層数の機能性複層膜３を形成することができる。
図２の（ａ）は２種２層用、（ｂ）は２種３層用、
（ｃ）は３種３層用である。

【００２７】この場合に使用される樹脂、エラストマー
及び共重合体等は前記したものであり、後述する導電材
等を適宜配合することにより、所望の特性を有するチュ
ーブ構成が得られる。更に、上記ゴム、熱可塑性エラス
トマー及び熱可塑性樹脂から選ばれた２種以上の重合体
からなるポリマーアロイ又はポリマーブレンドも使用で
きる。

【００２８】本発明の機能性複層膜のチューブは、上記
各種重合体と、下記の導電材及び必要ならばその他の添
加剤からなる導電性重合体組成物を押出成形法、射出成
形法及びブロー成形法等によりチューブ状に成膜するこ
とにより得ることができる。上記各種成形法のうちで
は、押出成形法が特に好適である。

【００２９】更には、形成するチューブの各薄膜層の膜
厚均一性、また導電材等の分散性がより均一であるもの
を得るためには、縦型のチューブ押出機（図３）を使用
する。

【００３０】なお、上記導電材としては、公知の素材が
使用でき、例えば、カーボンブラック及びグラファイト
等の炭素微粒子；ニッケル、銀、アルミニウム及び銅等
の金属微粒子；酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化
アルミニウム及びシリカ等を主成分とし、これに原子価
の異なる不純物イオンをドーピングした導電性金属酸化
物微粒子；炭素繊維等の導電性繊維；ステンレス繊維等
の金属繊維；炭素ウィスカーやチタン酸カリウムウィス
カーの表面を金属酸化物や炭素等により導電化処理した
導電性チタン酸カリウムウィスカー等の導電性ウィスカ
ー；及びポリアニリン及びポリピロール等の導電性重合
体微粒子等が挙げられる。

【００３１】本発明に用いられる機能性被覆膜の各層は
上記記載の材料で構成され、機能性複層チューブの互い
に接する層の表面自由エネルギーの分散成分の差（Δγ
ｓｄ）と極性成分の差（Δγｓｐ）と水素結合成分の差
（Δγｓｈ）の合計（Δγｓｄ＋Δγｓｐ＋Δγｓｈ）
が２０ｍＮ／ｍ以下である。２０ｍＮ／ｍより大きくな
ると、多層チューブ間の相溶性又はなじみが悪くなり、
後述する密着力が２００ｎ／ｍ以上にすることが困難と
なる。それに伴い、処方面で制限ができ、帯電ローラー
としての他の物性に影響をきたす場合があるため好まし
くない。

【００３２】本発明に用いられる機能性複層膜の各層は
上記記載の材料で構成され、機能性複層チューブの各層
間の密着力が２００Ｎ／ｍ以上であることが好ましい。
２００Ｎ／ｍ未満であると、多層チューブ間の密着力が
不十分となり抵抗ムラが発生する。更に、好ましくは多
層チューブを熱処理することにより、密着力を上げ、密
着不十分による抵抗ムラを低減することができる。

【００３３】本発明に用いられる機能性複層膜の抵抗値
は、１×１０⁴〜１×１０⁸Ω・ｃｍであることが好まし
く、特には１×１０⁵〜１×１０⁷Ω・ｃｍであることが
好ましい。

【００３４】本発明に用いられる機能性複層膜は種々の
方法で成膜することができるが、前記のように押出法が
好適である。即ち、予め重合体と導電材及び必要に応じ
て、架橋剤、安定剤及びその他の添加剤を混合したコン
パウンドを製造し、該コンパウンドを押出機によりリン
グ状スリットを有するダイスより押出し、冷却すること
によって連続的にシームレスチューブを製造することが
できる（図３）。

【００３５】非熱収縮チューブである場合、発泡弾性体
層と機能性複層膜の密着性を確保するためにはチューブ
内径は発泡弾性体層の外径以下であることが必要であ
る。圧縮空気を吹き込むことによりチューブ径を拡大さ
せた状態で芯金を有する発泡弾性体層を挿入し、空気圧
を解除すれば外嵌処理が完了する。

【００３６】次に、本発明に用いる押出し装置を図３に
より説明する。成形に用いるダイス４には、空気導入用
の中央通孔５の周囲に内外二重の環状の押出し流路６及
び７が設けられており、成形に際しては中央通孔５から
空気を吹き込みながら、内側流路６に第１押出機８から
機能性複層膜を構成する内部層用エラストマーを、また
外側流路７に第２押出機９から機能性複層膜を構成する
外部層用エラストマーをそれぞれ加圧注入し、内部層３
（ｉ）と外部層３（ｏ）を重ね合わせ一体化して押出し
て得られた機能性複層膜のチューブ３の内部を空気で膨
らませながら、その外周に設けた水冷リング１０にて冷
却し、これをチューブ送り装置により引張り、所定長さ
に順次切断し、帯電ローラ用の機能性複層膜として、次
工程にて、芯金を有する発泡弾性体層に被覆する。図３
中、チューブ送り装置の２２はタイミングプーリー、２
３は送りベルトである。

【００３７】本発明においては、例えば外部層に耐圧性
を持たせるべく１×１０⁵〜１×１０⁶Ωの抵抗の樹脂層
を配置し、内部層に１×１０⁴〜１×１０⁶Ωの樹脂層を
配置することは容易で、帯電ローラの如き、ローラの表
面電位のコントロールが必要なローラには理想的な機能
性複層膜となる。

【００３８】機能性複層膜は内部層と外部層の２層から
なり、帯電部材の抵抗値Ｒｒが０．０１ＭΩ＜Ｒｒ＜１
ＭΩであることが好ましい。０．０１ＭΩ以下である
と、高電圧がかかるため耐圧性に問題が発生し易く、１
ＭΩ以上では電子写真感光体に対し十分帯電できるだけ
の電流が流れず、帯電不良を起こし易くなる。

【００３９】本発明により得られた機能性複層膜のチュ
ーブ３の内径は特に制限されるものではなく、これを用
いるローラの外径によって決定されるが、直径１０〜２
０ｍｍの小径チューブを使用するのが一般的である。

【００４０】本発明により得られた機能性複層膜のチュ
ーブ３を用いて帯電ローラや現像ローラを製造する場合
には、図１に示すように予め金属芯金１の外周に発泡弾
性体層２を被覆したローラの外周に、機能性複層膜のチ
ューブ３を嵌め込めばよい。

【００４１】この嵌め込みにおいて、機能性複層チュー
ブ３の内径は発泡弾性体層２の外径よりもやや小さめで
あることがローラの仕上がりにおいて皺等を生じないこ
とから好ましく、例えば製品としてのローラの外径が１
２．０ｍｍで、機能性複層チューブ３の肉厚が内外層を
併せて０．１ｍｍの場合、芯金を有する発泡性弾性層の
外径を１１．９ｍｍにして、機能性複層膜のチューブ３
の内径を１１ｍｍ程度にすることが好ましい。

【００４２】また、機能性複層チューブ３の嵌め込みの
際に、必要に応じてその内面又はローラの外周にプライ
マー処理して接着してもよいが、この処理を行わないで
圧着により固着することも可能である。

【００４３】（作用）機能性複層チューブ３は、内外層
を同時に押出す縦型押出機成形により多層一体成形され
ているため、内外層に機能分離させて肉厚を必要十分な
厚みで、帯電ローラの設計上必要とする抵抗値に広範囲
に対応した抵抗層を得ることが可能となる。更に、各層
の表面自由エネルギーの値をコントロールすることによ
り、各層の密着力が被覆時、使用時に絶えうる十分な強
度を持ち、かつ均一な抵抗値を持ったローラを作製する
ことができる。

【００４４】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。

【００４５】＜機能性複層膜の構成を抵抗調整層／導電
性制御層とした場合＞抵抗調整層は材料そのものが適切
な抵抗値を有する樹脂を用いてもよく、又はカーボン及
び導電性金属酸化物等の導電粉を混合して抵抗値を調整
した樹脂でもかまわない。これらの各層材料を同時押出
しにより、一体となった複層の機能性チューブを成形す
ることができる。本発明においては、縦型押出し装置を
用いてチューブの成形を行う。横型の押出し装置では、
押出されたチューブの流れ方向が重力に対して直交した
配置であるために、チューブ円周方向に重力の影響が働
き、特に押出された直後の軟らかい状態でその影響を受
けるため、本発明で用いる電子写真用途には、精細性に
欠けるものと考えられた。

【００４６】（実施例１）＜芯金＞芯金は、鉄材を押出し成形により、直径５ｍｍ
の棒材に押出し、長さ２６０ｍｍに切断後、これに化学
メッキを厚さ約３μｍ施したものを用意した。

【００４７】＜発泡弾性体層の成形＞内径４．５ｍｍ、
外径１１．５ｍｍのホース状の発泡弾性体層［エチレン
−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）に、加硫剤と
発泡剤を配合し、混合したものを押出し成形機によりホ
ース状に成形し、加硫缶内で発泡させたもの］を長さ２
２５ｍｍに切り、その中心孔に、前記した直径５ｍｍ、
長さ２６０ｍｍの芯金を挿入した。

【００４８】＜機能性複層膜のチューブ成形＞機能性複
層膜の外部層の材料として、スチレン系の樹脂（スチレ
ン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂、商品
名：ダイナロン、ＪＳＲ社製）１００質量部、ポリエチ
レン２０質量部及びカーボンブラック（商品名：ケッチ
ェンブラックＥＣ、ライオンアクゾ社製）１５質量部を
Ｖ型ブレンダーで数分間混合した。これを更に、加圧式
ニーダーを用いて１９０℃で１０分間溶融混練した。更
に、冷却後、粉砕機で粉砕し、単軸押出し機でペレット
化した。

【００４９】内部層の材料として、ポリウレタンエラス
トマー９０質量部、ポリエチレン１０質量部、カーボン
ブラック（ケッチェンブラックＥＣ）１５質量部、酸化
マグネシウム１０質量部及びステアリン酸カルシウム１
質量部を、外部層の材料と同様の工程でペレット化し
た。

【００５０】縦型押出機（プラ技研社製の特注品、図３
参照）を用いて、これらを一つのクロスヘッドで２重層
となるように合流し、適温の熱水（４０℃〜９０℃）１
０中に押出し、更に冷却し引き取った（２２及び２
３）。このようにして、外径約１１ｍｍの機能性複層膜
のチューブを得た。

【００５１】チューブ各層の表面自由エネルギーの測定
は各層の表面に、表面自由エネルギーが既知の３種の液
体を用いて、接触角を測定し、表面自由エネルギーの各
成分を求めた。具体的には、水、エチレングリコール及
びジヨードメタンを用いて測定した。表面自由エネルギ
ーの結果を表１に示す。

【００５２】チューブ層間の密着力の測定は、多層チュ
ーブを長軸方向に切り開き、一部をはがして、ロードセ
ルを用いて、ＪＩＳ−Ｋ６８５４に従いＴ型剥離強度を
求めた。密着力の結果を表２に示す。

【００５３】＜ローラの作製＞芯金が挿入された外径１
１．５ｍｍ、長さ２２５ｍｍのホース状の発泡弾性体層
に上記熱処理をした機能性複層チューブ３を２３０ｍｍ
長さに切断したものを、チューブ被覆装置（不図示）に
より発泡弾性体層外周に嵌め込み、圧密着させた。な
お、該帯電部材の電気抵抗はローラに２００Ｖの電圧を
印加し、この時に流れる電流値Ｉから抵抗値Ｒｒを式Ｒ
ｒ＝Ｖ／Ｉにより求めた。ローラの抵抗値Ｒｒを表２に
示す。実施例１の帯電ローラの抵抗値Ｒｒは０．０１Ｍ
Ω〜１ＭΩの範囲に入っていた。

【００５４】この帯電ローラをＬＢＰ（レーザービーム
プリンター；ヒューレットパッカード社製レーザージェ
ット２−Ｐ）の一次帯電器に用いて画像形成を行った結
果、機能性複層膜３と発泡弾性体層２の間に隙間が発生
することなく、機能性複層膜３に皺が寄ることもなく、
良好な画像が得られた。

【００５５】（実施例２）実施例１の内部層において、
ポリウレタンエラストマー９０質量部、エチレン−酢酸
ビニル共重合体１０質量部、カーボンブラック（ケッチ
ェンブラックＥＣ）１５質量部、酸化マグネシウム１０
質量部及びステアリン酸カルシウム１質量部を同様の工
程でペレット化し、帯電ローラを作製した。表面自由エ
ネルギーの結果を表１に示す。また、機能性複層チュー
ブの各層間の密着力、帯電ローラの抵抗値Ｒｒの結果を
表２に示す。上記帯電ローラを用いて実施例１と同様に
画像評価を行った結果、良好な画像が得られた。

【００５６】（比較例１）実施例１の内部層において、
ポリウレタンエラストマー１００質量部、カーボンブラ
ック（ケッチェンブラックＥＣ）１５質量部、酸化マグ
ネシウム１０質量部及びステアリン酸カルシウム１質量
部を同様の工程でペレット化し、帯電ローラを作製し
た。表面自由エネルギーの結果を表１に示す。また、機
能性複層チューブの各層間の密着力、帯電ローラの抵抗
値Ｒｒの結果を表２に示す。

【００５７】上記帯電ローラを用いて実施例１と同様に
画像評価を行った結果、初期画像では問題はなかった
が、高温高湿（３２．５℃／８５％ＲＨ）環境下あるい
は低温低湿（１５℃／１０％ＲＨ）環境下では、画像出
力枚数が増えるに従って画像欠陥が現れ、１０００枚を
超えると顕著になった。但し、１０００枚で判断のつか
ないものは、４０００枚まで画像出しを行い、確認し
た。

【００５８】また、実施例１と同様の方法で帯電ローラ
の局所的な抵抗値Ｒｒを測定したところ、実施例１より
不均一であることが分った。

【００５９】なお、帯電ローラ表面の凹凸は、実施例、
比較例共に問題になるようなものは観測されなかった。
ちなみに、Ｒｒが大きい試料では、帯電部材の形態とな
った時の電気抵抗が大きくなり、印加電圧を当初の設計
値より高くしなくてはならなく、また、Ｒｒが小さ過ぎ
ると、直接外部層に電圧がかかるため、耐圧性に問題が
でる。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】図４に本発明の帯電部材を有するプロセス
カートリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す。

【００６３】図において、１３は電子写真感光体であ
り、矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写
真感光体１３は、回転過程において、本発明の帯電部材
１’によりその周面に正又は負の所定電位の均一帯電を
受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光
等の露光手段（不図示）からの露光光１４を受ける。こ
うして電子写真感光体１３の周面に静電潜像が順次形成
されていく。

【００６４】形成された静電潜像は、次いで現像手段１
５によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、
不図示の給紙部から電子写真感光体１３と転写手段１６
との間に電子写真感光体１３の回転と同期して取り出さ
れて給紙された転写材１７に、転写手段１６により順次
転写されていく。

【００６５】像転写を受けた転写材１７は、電子写真感
光体面から分離されて像定着手段１８へ導入されて像定
着を受けることにより印刷物（コピー、プリント）とし
て装置外へプリントアウトされる。

【００６６】像転写後の電子写真感光体１３の表面は、
クリーニング手段１９によって転写残りトナーの除去を
受けて清浄面化され、繰り返し像形成に使用される。

【００６７】本発明においては、電子写真感光体１３、
上述の帯電部材１’、現像手段１５及びクリーニング手
段１９等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカー
トリッジ容器２１に納めプロセスカートリッジとして一
体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写
機やレーザービームプリンター等の電子写真装置本体に
対して着脱自在に構成してもよい。例えば、現像手段１
５及びクリーニング手段１９を電子写真感光体１３及び
帯電部材１’と共に一体に支持してカートリッジ化し
て、装置本体のレール等の案内手段２０を用いて装置本
体に着脱自在なプロセスカートリッジとすることができ
る。

【００６８】また、露光光１４は、電子写真装置が複写
機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透
過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、
この信号に従って行われるレーザービームの走査、ＬＥ
Ｄアレイの駆動又は液晶シャッターアレイの駆動等によ
り照射される光である。

【００６９】このように、実施例１、２及び比較例１の
帯電部材が組み込まれたプロセスカートリッジを用いた
画像形成装置により評価が行われた。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明の帯電部材は、各
層の表面自由エネルギーを調整することにより、多層チ
ューブの密着力が十分となり、局所的不均一が少なく、
表面平滑性が良好である等優れた特性を有している。

【００７１】また、上記帯電部材を有するプロセスカー
トリッジ及び電子写真装置によれば、低温低湿から高温
高湿の環境下まで画像欠陥のない良好な画像の出力が長
期間維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性ローラの断面図である。

【図２】多層チューブを同時成形する押出装置である。
（ａ）は２種２層用、（ｂ）は２種３層用、（ｃ）は３
種３層用

【図３】多層チューブを同時成形する縦型押出成型装置
である。

【図４】本発明の導電性ローラを有するプロセスカート
リッジを有する電子写真装置の断面図である。

【符号の説明】

１’ 導電性ローラ２発泡弾性体層３機能性複層膜４ダイス５中央通孔６，７流路８第１押出機９第２押出機１０水冷リング１２電源１３電子写真感光体１４露光光１５現像手段１６転写手段１７転写材１８定着手段１９クリーニング手段２０案内手段２１プロセスカートリッジ容器２２タイミングプーリー２３送りベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木恭子茨城県稲敷郡茎崎町茎崎1888−２キヤノン化成株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金と、該芯金外周上の発泡弾性体層
と、複数層の機能性膜を同時成形して得られた機能性複
層チューブが該発泡弾性体層外周に被覆されている帯電
部材において、該機能性複層チューブの互いに接する層
の表面自由エネルギーの分散成分の差（Δγｓｄ）と極
性成分の差（Δγｓｐ）と水素結合成分の差（Δγｓ
ｈ）の合計（Δγｓｄ＋Δγｓｐ＋Δγｓｈ）が２０ｍ
Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】前記機能性複層チューブの各層間の密着
力が２００Ｎ／ｍ以上である請求項１に記載の帯電部
材。
【請求項３】前記機能性複層チューブが内部層と外部
層の２層からなり、前記帯電部材の抵抗値Ｒｒが０．０
１ＭΩ＜Ｒｒ＜１ＭΩである請求項１又は２に記載の帯
電部材。
【請求項４】電子写真感光体及び帯電部材、又は電子
写真感光体、帯電部材及び現像手段、クリーニング手段
の一方又は両方の手段、を一体に支持し、電子写真装置
本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧
を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯
電部材であって、請求項１〜３のいずれかに記載の帯電
部材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】電子写真感光体、帯電部材、露光手段、
現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、
該帯電部材が、該電子写真感光体に接触配置され、電圧
を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯
電部材であって、請求項１〜３のいずれかに記載の帯電
部材であることを特徴とする電子写真装置。