JP2003207991A - 帯電ローラ、画像形成装置、帯電方法およびプロセスカートリッジ - Google Patents
帯電ローラ、画像形成装置、帯電方法およびプロセスカートリッジInfo
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Landscapes
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気抵抗が小さく、かつムラが小さく、感光
体を汚染せず、帯電ローラ自身も汚れにくい帯電ローラ
を提供することができ、直流帯電方式を用いた場合で
も、高精細な画像を形成する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体上に設
けられた有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体
基層と、架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と第2塗膜
を有する表層と、を少なくとも有する帯電ローラであっ
て、前記第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架
橋されたものであることを特徴とする帯電ローラとす
る。また、該帯電ローラを用いた画像形成装置、帯電方
法、プロセスカートリッジとする。
体を汚染せず、帯電ローラ自身も汚れにくい帯電ローラ
を提供することができ、直流帯電方式を用いた場合で
も、高精細な画像を形成する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 導電性支持体と、該導電性支持体上に設
けられた有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体
基層と、架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と第2塗膜
を有する表層と、を少なくとも有する帯電ローラであっ
て、前記第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架
橋されたものであることを特徴とする帯電ローラとす
る。また、該帯電ローラを用いた画像形成装置、帯電方
法、プロセスカートリッジとする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は帯電ローラ、それを
用いた画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッ
ジに関する。詳しくは本発明は、電圧を印加して被帯電
体である電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理す
るための帯電ローラ、それを用いた画像形成装置帯電方
法及びプロセスカートリッジに関する。
用いた画像形成装置、帯電方法及びプロセスカートリッ
ジに関する。詳しくは本発明は、電圧を印加して被帯電
体である電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理す
るための帯電ローラ、それを用いた画像形成装置帯電方
法及びプロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真画像形成装置の一次帯電の方法
として接触帯電方法が実用化されている。これは、導電
性支持体(芯金)の外周に導電性弾性体基層を設け、該
導電性弾性体基層外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ロ
ーラを用い、芯金に電圧を印加し、帯電ローラと感光体
の当接ニップの近傍で微少な放電をさせて感光体の表面
を帯電する方法である。
として接触帯電方法が実用化されている。これは、導電
性支持体(芯金)の外周に導電性弾性体基層を設け、該
導電性弾性体基層外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ロ
ーラを用い、芯金に電圧を印加し、帯電ローラと感光体
の当接ニップの近傍で微少な放電をさせて感光体の表面
を帯電する方法である。
【0003】実際に普及している方法としては、例えは
特開平1−204081号公報のように、直流電圧に交
流電圧を重畳した電圧を印加するAC+DC帯電方式
で、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧に直流
電圧印加時の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧V
ppを持つ電圧が使用される方法が挙げられる。
特開平1−204081号公報のように、直流電圧に交
流電圧を重畳した電圧を印加するAC+DC帯電方式
で、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧に直流
電圧印加時の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧V
ppを持つ電圧が使用される方法が挙げられる。
【0004】AC+DC帯電方式は、交流電圧を印加す
る事により安定した帯電を行える方法であるが、交流の
電圧源を使用する分、帯電部材に直流電圧のみを印加す
るDC帯電方式に比較して、画像形成装置のコストが高
くなってしまう。
る事により安定した帯電を行える方法であるが、交流の
電圧源を使用する分、帯電部材に直流電圧のみを印加す
るDC帯電方式に比較して、画像形成装置のコストが高
くなってしまう。
【0005】そこで、例えば特開平05−341627
号公報の様に、DC帯電方式についての提案がなされて
いる。
号公報の様に、DC帯電方式についての提案がなされて
いる。
【0006】AC帯電方式に比較して一般的にコストが
低いDC帯電方式ではあるが、問題点もある。AC+D
C帯電のように、AC電流の均し効果が無いため、帯電
の均一性が、AC+DC帯電方式に比較して劣る。ま
た、やはり均し効果が無いという事で、帯電ローラ表面
に付着した汚れや、帯電ローラ自身の電気抵抗の不均一
性が画像に出やすいという問題もある。
低いDC帯電方式ではあるが、問題点もある。AC+D
C帯電のように、AC電流の均し効果が無いため、帯電
の均一性が、AC+DC帯電方式に比較して劣る。ま
た、やはり均し効果が無いという事で、帯電ローラ表面
に付着した汚れや、帯電ローラ自身の電気抵抗の不均一
性が画像に出やすいという問題もある。
【0007】例えば、前記特開平05−341627号
公報に開示されている様な帯電ローラの構成の場合、導
電性弾性体基層の電気抵抗が大き過ぎて、特に15℃×
10%RH等の低温低湿の環境中では感光体を帯電する
能力が不充分である。つまり低温低湿の環境中では1次
帯電前に感光体上に残存する潜像をすべて露光すること
によって電位を落とす必要があり、露光装置の分コスト
が上昇することになる。
公報に開示されている様な帯電ローラの構成の場合、導
電性弾性体基層の電気抵抗が大き過ぎて、特に15℃×
10%RH等の低温低湿の環境中では感光体を帯電する
能力が不充分である。つまり低温低湿の環境中では1次
帯電前に感光体上に残存する潜像をすべて露光すること
によって電位を落とす必要があり、露光装置の分コスト
が上昇することになる。
【0008】そこで、抵抗を小さくするために導電性弾
性体に電子導電性の導電剤を添加した場合、今度はロー
ラの部位による電気抵抗のムラが画像上に現れやすく、
やはり充分に均一な帯電をしにくい。また、添加しても
電気抵抗のムラが比較的生じにくい、イオン系導電剤を
添加した場合には、感光体に長期間当接させたまま放置
した場合に導電剤等が帯電ローラから感光体に染み出し
てきて、感光体を部分的に変質させ、その変質した部分
が画像上に出てしまいやすいという問題も発生してしま
う。
性体に電子導電性の導電剤を添加した場合、今度はロー
ラの部位による電気抵抗のムラが画像上に現れやすく、
やはり充分に均一な帯電をしにくい。また、添加しても
電気抵抗のムラが比較的生じにくい、イオン系導電剤を
添加した場合には、感光体に長期間当接させたまま放置
した場合に導電剤等が帯電ローラから感光体に染み出し
てきて、感光体を部分的に変質させ、その変質した部分
が画像上に出てしまいやすいという問題も発生してしま
う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
課題に対処してなされたもので、極性を有するゴムを含
有する導電性弾性体基層を使用して帯電の均一化を図っ
たローラを用いて、DC帯電法によって帯電前の露光無
しに、例えば600dpiの中間調画像の様な高精細画
像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、
長期間安定した帯電が行え、かつ感光体を汚染しない帯
電ローラを提供することを目的とする。また、その帯電
ローラを用いた画像形成装置、帯電方法、プロセスカー
トリッジを提供する。
課題に対処してなされたもので、極性を有するゴムを含
有する導電性弾性体基層を使用して帯電の均一化を図っ
たローラを用いて、DC帯電法によって帯電前の露光無
しに、例えば600dpiの中間調画像の様な高精細画
像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、
長期間安定した帯電が行え、かつ感光体を汚染しない帯
電ローラを提供することを目的とする。また、その帯電
ローラを用いた画像形成装置、帯電方法、プロセスカー
トリッジを提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の通りで
ある。 (1)導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた
有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体基層と、
架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と第2塗膜を有する
表層と、を少なくとも有する帯電ローラであって、前記
第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架橋された
ものであることを特徴とする帯電ローラ。 (2)前記架橋性樹脂が、ウレタン結合により架橋する
ウレタン樹脂であることを特徴とする(1)の帯電ロー
ラ。 (3)前記ウレタン樹脂が、少なくともラクトン変性ア
クリルポリオールを反応させたウレタン樹脂であること
を特徴とする(2)の帯電ローラ。 (4)前記有極性の架橋ゴムが、エピクロルヒドリンゴ
ムであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかの
帯電ローラ。 (5)前記導電性弾性体基層が、イオン系導電剤を含有
することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかの帯電
ローラ。 (6)前記表層が、電子導電性の導電剤を含有すること
を特徴とする(1)〜(5)のいずれかの帯電ローラ。 (7)前記電子導電性の導電剤が、導電性酸化スズであ
ることを特徴とする(6)の帯電ローラ。 (8)前記第1塗膜と第2塗膜がディッピング法で塗工
され、第1塗膜の塗工方向と第2塗膜の塗工方向とが逆
向きである(1)〜(7)のいずれかの帯電ローラ。
ある。 (1)導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた
有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体基層と、
架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と第2塗膜を有する
表層と、を少なくとも有する帯電ローラであって、前記
第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架橋された
ものであることを特徴とする帯電ローラ。 (2)前記架橋性樹脂が、ウレタン結合により架橋する
ウレタン樹脂であることを特徴とする(1)の帯電ロー
ラ。 (3)前記ウレタン樹脂が、少なくともラクトン変性ア
クリルポリオールを反応させたウレタン樹脂であること
を特徴とする(2)の帯電ローラ。 (4)前記有極性の架橋ゴムが、エピクロルヒドリンゴ
ムであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかの
帯電ローラ。 (5)前記導電性弾性体基層が、イオン系導電剤を含有
することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかの帯電
ローラ。 (6)前記表層が、電子導電性の導電剤を含有すること
を特徴とする(1)〜(5)のいずれかの帯電ローラ。 (7)前記電子導電性の導電剤が、導電性酸化スズであ
ることを特徴とする(6)の帯電ローラ。 (8)前記第1塗膜と第2塗膜がディッピング法で塗工
され、第1塗膜の塗工方向と第2塗膜の塗工方向とが逆
向きである(1)〜(7)のいずれかの帯電ローラ。
【0011】また、本発明は上記の帯電ローラを用いた
画像形成装置、帯電方法、プロセスカートリッジであ
る。
画像形成装置、帯電方法、プロセスカートリッジであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
<1>本発明の帯電ローラ
本発明の帯電ローラは、導電性支持体と、該導電性支持
体上に設けられた有極性の架橋ゴムを主成分とする導電
性弾性体基層と、架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と
第2塗膜を有する表層と、を少なくとも有する帯電ロー
ラであって、前記第1塗膜は、第2塗膜が形成される前
に加熱架橋されたものであることを特徴とする。
体上に設けられた有極性の架橋ゴムを主成分とする導電
性弾性体基層と、架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と
第2塗膜を有する表層と、を少なくとも有する帯電ロー
ラであって、前記第1塗膜は、第2塗膜が形成される前
に加熱架橋されたものであることを特徴とする。
【0013】本発明の帯電ローラの具体的な構成を図1
に示す。図1(a)は、帯電ローラの横断面を示し、図
1の(b)は、縦断面を示したものである。
に示す。図1(a)は、帯電ローラの横断面を示し、図
1の(b)は、縦断面を示したものである。
【0014】本発明の帯電ローラは、導電性支持体1と
その外周に形成された導電性弾性体基層2と、該導電性
弾性体基層2の外周を被覆する表層3とを有する帯電ロ
ーラである。
その外周に形成された導電性弾性体基層2と、該導電性
弾性体基層2の外周を被覆する表層3とを有する帯電ロ
ーラである。
【0015】該構成により、電気抵抗が適切でかつ均一
であり、トナー等による汚れが付着しにくく、かつ感光
体を汚染することのない帯電ローラが得られる。
であり、トナー等による汚れが付着しにくく、かつ感光
体を汚染することのない帯電ローラが得られる。
【0016】図1に示す本発明で使用する導電性支持体
1は、炭素鋼合金表面に5μmの厚さの工業ニッケルメ
ッキを施した円柱である。導電性支持体を構成する材料
として他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及
びニッケルなどの金属やこれらの金属を含むステンレ
ス、ジュラルミン、真鍮及び青銅などの合金、更にカー
ボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材
料などの剛直で導電性を示す公知の材料を使用すること
もできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部
分を空洞とした円筒形状とすることも出来る。
1は、炭素鋼合金表面に5μmの厚さの工業ニッケルメ
ッキを施した円柱である。導電性支持体を構成する材料
として他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及
びニッケルなどの金属やこれらの金属を含むステンレ
ス、ジュラルミン、真鍮及び青銅などの合金、更にカー
ボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材
料などの剛直で導電性を示す公知の材料を使用すること
もできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部
分を空洞とした円筒形状とすることも出来る。
【0017】本発明では、まず上記導電性支持体1の外
周に導電性弾性体基層2を成形する。
周に導電性弾性体基層2を成形する。
【0018】導電性弾性体基層2は導電性弾性体からな
る。本発明における導電性弾性体は、有極性の架橋ゴム
を主成分とする高分子弾性体を含有し、必要に応じて導
電剤を混合して成形される。
る。本発明における導電性弾性体は、有極性の架橋ゴム
を主成分とする高分子弾性体を含有し、必要に応じて導
電剤を混合して成形される。
【0019】導電性弾性体基層に用いられる有極性の架
橋ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴ
ム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレ
ン、ウレタンゴム等が挙げられる。
橋ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴ
ム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレ
ン、ウレタンゴム等が挙げられる。
【0020】高分子弾性体は、上記有極性の架橋ゴムを
主成分とするが、必要に応じてその他の一般的なゴムが
含有されても良い。その他の一般的なゴムとしては、例
えば、EPM(エチレン・プロピレンゴム)、EPDM
(エチレン・プロピレンゴム)、ノルボーネンゴム、天
然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエンゴム、SBS(スチレン・ブタジエン・スチ
レン−ブロックコポリマー)、SEBS(スチレン・エ
チレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー)、シ
リコーンゴム等が挙げられる。上記の一般的なゴムを含
有する場合、その含有量は、高分子弾性体全量に対し1
〜50質量%であるのが好ましい。
主成分とするが、必要に応じてその他の一般的なゴムが
含有されても良い。その他の一般的なゴムとしては、例
えば、EPM(エチレン・プロピレンゴム)、EPDM
(エチレン・プロピレンゴム)、ノルボーネンゴム、天
然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエンゴム、SBS(スチレン・ブタジエン・スチ
レン−ブロックコポリマー)、SEBS(スチレン・エ
チレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー)、シ
リコーンゴム等が挙げられる。上記の一般的なゴムを含
有する場合、その含有量は、高分子弾性体全量に対し1
〜50質量%であるのが好ましい。
【0021】有極性の架橋ゴムとしては、ゴム自身が導
電性を有することから、エピクロルヒドリンゴムが特に
好適に用いられる。エピクロルヒドリンゴムは、エピク
ロルヒドリンを中心とする環状のエーテルの開環重合体
であり、ゴムを構成する主な単量体には、エピクロルヒ
ドリン、エチレンオキシド、アクリルグリシジルエーテ
ル等が挙げられる。
電性を有することから、エピクロルヒドリンゴムが特に
好適に用いられる。エピクロルヒドリンゴムは、エピク
ロルヒドリンを中心とする環状のエーテルの開環重合体
であり、ゴムを構成する主な単量体には、エピクロルヒ
ドリン、エチレンオキシド、アクリルグリシジルエーテ
ル等が挙げられる。
【0022】重合体であるエピクロルヒドリンゴムとし
ては、エピクロルヒドリン単重合体、エピクロルヒドリ
ン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン
−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル
三元共重合体等が挙げられる。
ては、エピクロルヒドリン単重合体、エピクロルヒドリ
ン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン
−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル
三元共重合体等が挙げられる。
【0023】導電剤としては、導電性弾性体基層の体積
抵抗値のムラを小さくするという目的により、イオン導
電剤を含有することが好ましい。イオン導電剤が高分子
弾性体の中に均一に分散しやすいため、導電性弾性体の
体積抵抗値が均一になりやすく、帯電ローラを直流電圧
のみの電圧印加で使用したときでもより均一な帯電を得
ることができる。
抵抗値のムラを小さくするという目的により、イオン導
電剤を含有することが好ましい。イオン導電剤が高分子
弾性体の中に均一に分散しやすいため、導電性弾性体の
体積抵抗値が均一になりやすく、帯電ローラを直流電圧
のみの電圧印加で使用したときでもより均一な帯電を得
ることができる。
【0024】イオン導電剤としては、例えば、LiCl
O4、NaClO4等の過塩素酸塩、4級アンモニウム塩
などが挙げられ、これらを単独または2種類以上組み合
わせて用いることができる。イオン導電剤の中でも、環
境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸4級
アンモニウム塩が好適に用いられる。
O4、NaClO4等の過塩素酸塩、4級アンモニウム塩
などが挙げられ、これらを単独または2種類以上組み合
わせて用いることができる。イオン導電剤の中でも、環
境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸4級
アンモニウム塩が好適に用いられる。
【0025】イオン導電剤に加えて、導電性弾性体の体
積抵抗値にムラを生じさせない範囲で、電子導電性の導
電剤を添加することが出来る。電子導電性の導電剤は、
電子導電性の導電剤の担う導電性が、イオン導電剤の担
う導電性よりも小さい範囲で使用することが好ましい。
すなわち、電子導電性の導電剤は、高分子弾性体にイオ
ン導電剤のみを添加した場合の体積抵抗値に対して、電
子導電性の導電剤を加えて添加した場合の体積抵抗値が
1/2以上であるような配合割合で使用することが好ま
しい。
積抵抗値にムラを生じさせない範囲で、電子導電性の導
電剤を添加することが出来る。電子導電性の導電剤は、
電子導電性の導電剤の担う導電性が、イオン導電剤の担
う導電性よりも小さい範囲で使用することが好ましい。
すなわち、電子導電性の導電剤は、高分子弾性体にイオ
ン導電剤のみを添加した場合の体積抵抗値に対して、電
子導電性の導電剤を加えて添加した場合の体積抵抗値が
1/2以上であるような配合割合で使用することが好ま
しい。
【0026】電子導電性の導電剤としては、例えば、ア
ルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀などの金属系の粉
体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸
化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛など
の金属化合物粉、または適当な粒子の表面を酸化スズ、
酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、
鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混
合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、
ケッチェンブラック、PAN(ポリアクリロニトリル)
系カーボン、ピッチ系カーボンなどのカーボン粉があ
る。これらを単独でまたは2種以上組み合わせて用いる
ことができる。
ルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀などの金属系の粉
体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸
化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛など
の金属化合物粉、または適当な粒子の表面を酸化スズ、
酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、
鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混
合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、
ケッチェンブラック、PAN(ポリアクリロニトリル)
系カーボン、ピッチ系カーボンなどのカーボン粉があ
る。これらを単独でまたは2種以上組み合わせて用いる
ことができる。
【0027】本発明において、これらの導電剤の配合量
は導電性弾性体の体積抵抗値が、低温低湿環境(L/
L:15℃、10%Rh)、常温常湿環境(N/N:2
3℃、55%Rh)、高温高湿環境(H/H:30℃、
80%Rh)で、中抵抗領域(体積抵抗値が1×104
〜1×107Ωcm)になるような量が好ましい。
は導電性弾性体の体積抵抗値が、低温低湿環境(L/
L:15℃、10%Rh)、常温常湿環境(N/N:2
3℃、55%Rh)、高温高湿環境(H/H:30℃、
80%Rh)で、中抵抗領域(体積抵抗値が1×104
〜1×107Ωcm)になるような量が好ましい。
【0028】導電性弾性体の体積抵抗値は、厚さ1mm
のシートに成型した後、両面に金属を蒸着して電極とガ
ード電極とを作成し、微小電流計(ADVANTEST
R8340A ULTRA HIGH RESIST
ANCE METER (株)アドバンテスト社製)を
用いて200Vの直流電圧を印加して30秒後の電流を
測定し、膜厚と電極面積とから計算して求める。
のシートに成型した後、両面に金属を蒸着して電極とガ
ード電極とを作成し、微小電流計(ADVANTEST
R8340A ULTRA HIGH RESIST
ANCE METER (株)アドバンテスト社製)を
用いて200Vの直流電圧を印加して30秒後の電流を
測定し、膜厚と電極面積とから計算して求める。
【0029】導電性弾性体の体積抵抗値がこれよりも小
さいと、像担持体である感光体にピンホールがあった場
合に大電流がピンホールに一気に集中してしまい、穴を
より大きくしてしまったり、穴以外の場所に電流が流れ
なくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となっ
て帯電電位が不足した部分が現れてしまったりといった
不具合が発生する恐れがある。逆に体積抵抗値が大きす
ぎると、導電性弾性体基層中で印加電圧が降下してしま
い、必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位
に均一に帯電させることができなくなることがある。
さいと、像担持体である感光体にピンホールがあった場
合に大電流がピンホールに一気に集中してしまい、穴を
より大きくしてしまったり、穴以外の場所に電流が流れ
なくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となっ
て帯電電位が不足した部分が現れてしまったりといった
不具合が発生する恐れがある。逆に体積抵抗値が大きす
ぎると、導電性弾性体基層中で印加電圧が降下してしま
い、必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位
に均一に帯電させることができなくなることがある。
【0030】この他にも導電性弾性体には必要に応じ
て、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止
剤、スコーチ防止剤、分散剤、離型剤等の配合剤を加え
ることが好ましい。
て、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止
剤、スコーチ防止剤、分散剤、離型剤等の配合剤を加え
ることが好ましい。
【0031】導電性弾性体の成形方法としては、上記の
導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形
や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。ま
た、導電性弾性体基層は、導電性支持体の上に直接導電
性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に
成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよ
い。なお、導電性弾性体基層の作製後に表面を研磨して
形状を整えてもよい。
導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形
や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。ま
た、導電性弾性体基層は、導電性支持体の上に直接導電
性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に
成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよ
い。なお、導電性弾性体基層の作製後に表面を研磨して
形状を整えてもよい。
【0032】導電性弾性体基層の形状は、出来上がった
帯電ローラと感光体との当接ニップ幅がローラの長手方
向の分布で出来るだけ均一になるよう、導電性弾性体基
層ローラの中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラ
ウン形状となっていることが好ましい。また出来上がっ
たローラの当接ニップ幅が均一となるために、導電性弾
性体基層ローラの振れが小さいほうが好ましい。
帯電ローラと感光体との当接ニップ幅がローラの長手方
向の分布で出来るだけ均一になるよう、導電性弾性体基
層ローラの中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラ
ウン形状となっていることが好ましい。また出来上がっ
たローラの当接ニップ幅が均一となるために、導電性弾
性体基層ローラの振れが小さいほうが好ましい。
【0033】振れは、導電性支持体を回転軸として導電
性弾性体基層ローラを回転させ、回転軸と垂直に非接触
レーザー測長器(本発明においては、(株)キーエンス
製LS−5000)で測定した導電性弾性体基層の半径
の最大値と最小値の差を測定値として求める。導電性弾
性体基層の軸方向に1cmピッチで前記半径の最大値と
最小値の差を求め、その値の中で最大の値を導電性弾性
体基層ローラの振れの値とする。
性弾性体基層ローラを回転させ、回転軸と垂直に非接触
レーザー測長器(本発明においては、(株)キーエンス
製LS−5000)で測定した導電性弾性体基層の半径
の最大値と最小値の差を測定値として求める。導電性弾
性体基層の軸方向に1cmピッチで前記半径の最大値と
最小値の差を求め、その値の中で最大の値を導電性弾性
体基層ローラの振れの値とする。
【0034】導電性弾性体のアスカーC硬度は、50°
以下、好ましくは45°以下が好ましい。アスカーC硬
度が50°を超えると、帯電ローラと感光体との間のニ
ップ幅が小さくなり、帯電ローラと感光体との間の当接
力が狭い面積に集中し、当接圧力が大きくなる。これに
よって帯電が安定しなくなったり、あるいは感光体や帯
電ローラの表面に現像剤その他が付着しやすくなったり
する等の弊害が顕著になる。
以下、好ましくは45°以下が好ましい。アスカーC硬
度が50°を超えると、帯電ローラと感光体との間のニ
ップ幅が小さくなり、帯電ローラと感光体との間の当接
力が狭い面積に集中し、当接圧力が大きくなる。これに
よって帯電が安定しなくなったり、あるいは感光体や帯
電ローラの表面に現像剤その他が付着しやすくなったり
する等の弊害が顕著になる。
【0035】尚、「アスカーC硬度」とは、日本ゴム協
会標準規格SRIS0101に準拠したアスカーC型ス
プリング式ゴム硬度計(高分子計器株式会社製)を用い
て測定したローラの硬度であり、常温常湿(23℃、5
5%RH)の環境中に12時間以上放置したローラに対
して該硬度計を10Nの力で当接させてから30秒後の
測定値とする。
会標準規格SRIS0101に準拠したアスカーC型ス
プリング式ゴム硬度計(高分子計器株式会社製)を用い
て測定したローラの硬度であり、常温常湿(23℃、5
5%RH)の環境中に12時間以上放置したローラに対
して該硬度計を10Nの力で当接させてから30秒後の
測定値とする。
【0036】アスカーC硬度を小さくするため、導電性
弾性体に可塑剤を配合する。可塑剤の配合量は、配合す
る樹脂100質量部に対して配合量は、1質量部以上、
好ましくは3質量部以上である。可塑剤としては、たと
えばセバシン酸とプロピレングリコールの共重合体のよ
うな、エステル系の高分子可塑剤を用いることが出来
る。このようなエステル系の可塑剤は、架橋ゴムとして
好ましく用いられるエピクロルヒドリンゴムとの極性が
近く、比較的大量に配合することが可能であり、導電性
弾性体基層の硬度を小さく制御できるメリットがある。
高分子可塑剤の数平均分子量は、好ましくは2000以
上、より好ましくは4000以上であることが好まし
い。分子量が小さいと可塑剤がローラの表面に染み出し
てきて感光体を汚染する可能性がある。
弾性体に可塑剤を配合する。可塑剤の配合量は、配合す
る樹脂100質量部に対して配合量は、1質量部以上、
好ましくは3質量部以上である。可塑剤としては、たと
えばセバシン酸とプロピレングリコールの共重合体のよ
うな、エステル系の高分子可塑剤を用いることが出来
る。このようなエステル系の可塑剤は、架橋ゴムとして
好ましく用いられるエピクロルヒドリンゴムとの極性が
近く、比較的大量に配合することが可能であり、導電性
弾性体基層の硬度を小さく制御できるメリットがある。
高分子可塑剤の数平均分子量は、好ましくは2000以
上、より好ましくは4000以上であることが好まし
い。分子量が小さいと可塑剤がローラの表面に染み出し
てきて感光体を汚染する可能性がある。
【0037】導電性弾性体基層の成形方法としては、上
記の材料を例えば、押し出し成形や射出成形、圧縮成形
などを行う公知の方法が挙げられる。芯金の上に直接導
電性弾性体を成形してもよいし、チューブ形状に成形し
た導電性弾性体を芯金に被覆してもよい。成形後に導電
性弾性体基層表面を研磨して形状を整えてもよい。
記の材料を例えば、押し出し成形や射出成形、圧縮成形
などを行う公知の方法が挙げられる。芯金の上に直接導
電性弾性体を成形してもよいし、チューブ形状に成形し
た導電性弾性体を芯金に被覆してもよい。成形後に導電
性弾性体基層表面を研磨して形状を整えてもよい。
【0038】導電性弾性体基層2が完成した後に、表層
3を設ける。
3を設ける。
【0039】本発明における表層は、架橋性樹脂を主成
分とした第1塗膜と第2塗膜を有するものであり、前記
第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架橋された
ものであり、塗工引き上げ方向を逆向きにして同じ樹脂
塗料を2回塗工して形成されることが好ましい。
分とした第1塗膜と第2塗膜を有するものであり、前記
第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架橋された
ものであり、塗工引き上げ方向を逆向きにして同じ樹脂
塗料を2回塗工して形成されることが好ましい。
【0040】表層には架橋性樹脂を使用する。架橋性樹
脂は非架橋性のバインダ樹脂に比較して導電性弾性体基
層からの低分子量成分の染み出しを防止する効果が大き
いので好ましい。架橋性樹脂の中でも反応度が大きく、
未反応基の残りにくいウレタン結合により架橋するウレ
タン樹脂であることがより好ましい。ウレタン樹脂の中
でもラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネート
架橋したアクリルウレタン樹脂をメインバインダとして
用いることが好ましい。ラクトン変性アクリルポリオー
ルのOH価は80KOHmg/g程度であることが望ま
しい。OH価が少ないと架橋できずに柔らかすぎて感光
体に貼りついてしまうし、大きすぎると塗膜が硬くなり
すぎて割れてしまう傾向がある。イソシアネートとして
はMDI(ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネ
ート)やHDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)が
用いられる。
脂は非架橋性のバインダ樹脂に比較して導電性弾性体基
層からの低分子量成分の染み出しを防止する効果が大き
いので好ましい。架橋性樹脂の中でも反応度が大きく、
未反応基の残りにくいウレタン結合により架橋するウレ
タン樹脂であることがより好ましい。ウレタン樹脂の中
でもラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネート
架橋したアクリルウレタン樹脂をメインバインダとして
用いることが好ましい。ラクトン変性アクリルポリオー
ルのOH価は80KOHmg/g程度であることが望ま
しい。OH価が少ないと架橋できずに柔らかすぎて感光
体に貼りついてしまうし、大きすぎると塗膜が硬くなり
すぎて割れてしまう傾向がある。イソシアネートとして
はMDI(ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネ
ート)やHDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)が
用いられる。
【0041】表層に用いる樹脂のガラス転移温度Tgは
粘弾性測定法で、ピーク温度が45℃以上、好ましくは
50℃以上あることが望ましい。45℃以下であると、
感光体と当接したまま長期間放置した場合に感光体に貼
り付いてしまったり、あるいは帯電ローラ表面がトナー
等によって汚れやすくなったりするという弊害があるの
で、好ましくない。
粘弾性測定法で、ピーク温度が45℃以上、好ましくは
50℃以上あることが望ましい。45℃以下であると、
感光体と当接したまま長期間放置した場合に感光体に貼
り付いてしまったり、あるいは帯電ローラ表面がトナー
等によって汚れやすくなったりするという弊害があるの
で、好ましくない。
【0042】本発明のガラス転移温度Tgの測定方法は
以下のようにする。まず測定用の表層サンプルは、ロー
ラ状態から表層を剥がし、5mm×40mm程度の短冊
形に切り出す。測定装置は、動的粘弾性測定装置RSA
−II(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ
・イー(株)製)を用い、また治具としてフィルムテン
ションフィクスチャーを用いる。測定は、−50℃〜1
50℃の温度範囲において測定周波数6.28rad/
sec、昇温速度5℃/min.、初期歪0.07〜
0.25%のオートテンションモードで行う。損失正接
tanδの温度分散を測定し、ピーク温度をTgとす
る。
以下のようにする。まず測定用の表層サンプルは、ロー
ラ状態から表層を剥がし、5mm×40mm程度の短冊
形に切り出す。測定装置は、動的粘弾性測定装置RSA
−II(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ
・イー(株)製)を用い、また治具としてフィルムテン
ションフィクスチャーを用いる。測定は、−50℃〜1
50℃の温度範囲において測定周波数6.28rad/
sec、昇温速度5℃/min.、初期歪0.07〜
0.25%のオートテンションモードで行う。損失正接
tanδの温度分散を測定し、ピーク温度をTgとす
る。
【0043】また特に限定はしないが、あまりTgが高
すぎても樹脂の可撓性がなくなり、塗膜が割れやすくな
るので好ましくない。Tgは架橋させるイソシアネート
の比率または量によって調節する。
すぎても樹脂の可撓性がなくなり、塗膜が割れやすくな
るので好ましくない。Tgは架橋させるイソシアネート
の比率または量によって調節する。
【0044】表層に用いるラクトン変性アクリルポリオ
ール樹脂とイソシアネートとの配合比は、配合した塗料
中のイソシアネート中のNCO基の数(A)と、ラクト
ン変性アクリルポリオール樹脂中のOH基の数(B)と
の比、NCO/OH比=A/Bが0.1〜2.0、好ま
しくは、0.3〜1.5の範囲になるように調整する。
ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネートで架
橋することにより、導電性弾性体基層からの低分子成分
の染み出しを防止するとともに、帯電ローラ自体がトナ
ー等に対して汚れにくく、かつ感光体を汚染しない表層
を形成することができる。表層を形成する樹脂塗料には
各種の導電剤、レベリング剤を混合することも好ましい
形態である。
ール樹脂とイソシアネートとの配合比は、配合した塗料
中のイソシアネート中のNCO基の数(A)と、ラクト
ン変性アクリルポリオール樹脂中のOH基の数(B)と
の比、NCO/OH比=A/Bが0.1〜2.0、好ま
しくは、0.3〜1.5の範囲になるように調整する。
ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネートで架
橋することにより、導電性弾性体基層からの低分子成分
の染み出しを防止するとともに、帯電ローラ自体がトナ
ー等に対して汚れにくく、かつ感光体を汚染しない表層
を形成することができる。表層を形成する樹脂塗料には
各種の導電剤、レベリング剤を混合することも好ましい
形態である。
【0045】表層に用いる導電剤としては、電子導電性
の導電剤が好ましく用いられる。これに対して、イオン
導電剤は当接した感光体を汚染する恐れがあるので好ま
しくない。電子導電性の導電剤としては、例えばアルミ
ニウム、パラジウム、鉄、銅、銀などの金属系の粉体や
繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化
錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛などの
金属化合物粉、または適当な粒子の表面を酸化スズ、酸
化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデンや、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、
鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混
合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、
ケッチェンブラック、PAN系カーボン、ピッチ系カー
ボンなどのカーボン粉がある。
の導電剤が好ましく用いられる。これに対して、イオン
導電剤は当接した感光体を汚染する恐れがあるので好ま
しくない。電子導電性の導電剤としては、例えばアルミ
ニウム、パラジウム、鉄、銅、銀などの金属系の粉体や
繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化
錫、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛などの
金属化合物粉、または適当な粒子の表面を酸化スズ、酸
化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデンや、亜
鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、
鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混
合振とうにより付着させた粉体、アセチレンブラック、
ケッチェンブラック、PAN系カーボン、ピッチ系カー
ボンなどのカーボン粉がある。
【0046】本発明においては、導電剤としては、アン
チモンをドープした導電性酸化スズが特に好適に用いら
れる。その理由は、アンチモンをドープした導電性酸化
スズは、導電剤自体の体積抵抗値が比較的大きく、導電
剤を分散する樹脂の体積抵抗値との差が他の導電剤に比
較して小さいので、導電剤を分散して中抵抗の表層材料
としたときに、導電剤の分布の僅かな差が表層材料の抵
抗の差を生じにくく、抵抗の位置によるばらつきを比較
的小さく抑制することが出来ることが、本発明の表層材
料の導電剤として好適であるからである。
チモンをドープした導電性酸化スズが特に好適に用いら
れる。その理由は、アンチモンをドープした導電性酸化
スズは、導電剤自体の体積抵抗値が比較的大きく、導電
剤を分散する樹脂の体積抵抗値との差が他の導電剤に比
較して小さいので、導電剤を分散して中抵抗の表層材料
としたときに、導電剤の分布の僅かな差が表層材料の抵
抗の差を生じにくく、抵抗の位置によるばらつきを比較
的小さく抑制することが出来ることが、本発明の表層材
料の導電剤として好適であるからである。
【0047】表層の樹脂に加えるこれらの導電剤の配合
量は、表層の樹脂の体積抵抗値が低温低湿環境(L/
L:15℃、10%Rh)、常温常湿環境(N/N:2
3℃、55%Rh)、高温高湿環境(H/H:30℃、
80%Rh)で、中抵抗領域(体積抵抗値が1×106
〜1×1015Ωcm)になるように決める。表層の体積
抵抗値がこれよりも小さいと、帯電ローラとして使用し
た場合、感光体にピンホールがある時にピンホールに過
大な電流が流れてリークしてしまい、リークした跡が画
像に表れやすくなるので好ましくない。逆に体積抵抗値
が大きすぎると、帯電ローラに電流が流れず、感光体を
所定の電位に帯電することが出来ず画像が所望する濃度
になりにくいという弊害がある。またある程度の電位に
帯電したとしても帯電が不均一になり画像上に表れやす
くなるので好ましくない。
量は、表層の樹脂の体積抵抗値が低温低湿環境(L/
L:15℃、10%Rh)、常温常湿環境(N/N:2
3℃、55%Rh)、高温高湿環境(H/H:30℃、
80%Rh)で、中抵抗領域(体積抵抗値が1×106
〜1×1015Ωcm)になるように決める。表層の体積
抵抗値がこれよりも小さいと、帯電ローラとして使用し
た場合、感光体にピンホールがある時にピンホールに過
大な電流が流れてリークしてしまい、リークした跡が画
像に表れやすくなるので好ましくない。逆に体積抵抗値
が大きすぎると、帯電ローラに電流が流れず、感光体を
所定の電位に帯電することが出来ず画像が所望する濃度
になりにくいという弊害がある。またある程度の電位に
帯電したとしても帯電が不均一になり画像上に表れやす
くなるので好ましくない。
【0048】表層の体積抵抗値は、ローラ状態から表層
を剥がし、5mm×5mm程度の短冊形に切り出す。両
面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作成し、微小
電流計(ADVANTEST R8340A ULTR
A HIGH RESISTANCE METER
(株)アドバンテスト社製)を用いて200Vの電圧を
印加して30秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とか
ら計算して求める。
を剥がし、5mm×5mm程度の短冊形に切り出す。両
面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作成し、微小
電流計(ADVANTEST R8340A ULTR
A HIGH RESISTANCE METER
(株)アドバンテスト社製)を用いて200Vの電圧を
印加して30秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とか
ら計算して求める。
【0049】表層に導電剤として導電性酸化スズを用い
る場合、導電性酸化スズの配合量としては、配合する樹
脂100質量部に対して酸化スズを10〜400質量
部、好ましくは50〜250質量部配合する。導電性酸
化スズの一次粒径は、示差走査型電子顕微鏡観察で0.
1μm以下が好ましい。表層塗料中で二次粒子が小さく
なるまで公知の方法で分散する。二次粒子径は遠心沈降
式粒度分布計(CAPA700:堀場製作所製)による
体積平均粒径MEDIANの値で、1.0μm以下、好
ましくは、0.5μm以下に分散する。二次粒子径が大
きいと表層材料の抵抗の位置によるばらつきが大きくな
り、帯電ムラの原因となるので好ましくない。レベリン
グ剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられる。
る場合、導電性酸化スズの配合量としては、配合する樹
脂100質量部に対して酸化スズを10〜400質量
部、好ましくは50〜250質量部配合する。導電性酸
化スズの一次粒径は、示差走査型電子顕微鏡観察で0.
1μm以下が好ましい。表層塗料中で二次粒子が小さく
なるまで公知の方法で分散する。二次粒子径は遠心沈降
式粒度分布計(CAPA700:堀場製作所製)による
体積平均粒径MEDIANの値で、1.0μm以下、好
ましくは、0.5μm以下に分散する。二次粒子径が大
きいと表層材料の抵抗の位置によるばらつきが大きくな
り、帯電ムラの原因となるので好ましくない。レベリン
グ剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられる。
【0050】表層の成形方法としては、上記の表層を構
成する材料を、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイ
ノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分
散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表
層形成用の樹脂塗料を、帯電ローラの表面、本発明にお
いては導電性弾性体基層の上に塗工する。
成する材料を、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイ
ノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分
散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表
層形成用の樹脂塗料を、帯電ローラの表面、本発明にお
いては導電性弾性体基層の上に塗工する。
【0051】表層の塗工は、まず1回目塗工を行って第
1塗膜を形成し、第1塗膜を有する帯電ローラを表層に
用いられる樹脂の架橋温度以上の温度で一旦加熱、架橋
する。次に、帯電ローラが冷えてから、2回目塗工を行
って第2塗膜を形成し、第1塗膜と第2塗膜を有する帯
電ローラを、表層に用いられる樹脂の架橋温度以上の温
度で1回目と同様に加熱、架橋することにより、帯電ロ
ーラを完成させる。
1塗膜を形成し、第1塗膜を有する帯電ローラを表層に
用いられる樹脂の架橋温度以上の温度で一旦加熱、架橋
する。次に、帯電ローラが冷えてから、2回目塗工を行
って第2塗膜を形成し、第1塗膜と第2塗膜を有する帯
電ローラを、表層に用いられる樹脂の架橋温度以上の温
度で1回目と同様に加熱、架橋することにより、帯電ロ
ーラを完成させる。
【0052】塗工方法としては、スプレー法、ローラコ
ート法、ディッピング法等の公知の方法が挙げられる
が、塗膜の均一性があり、塗工効率が良いことから、本
発明のローラに関してはディッピング法がより好まし
い。本発明のディッピング法による塗工においては、第
一塗膜の塗工方向と第二塗膜の塗工方向とを反対向きに
して塗工を行うことが好ましい。
ート法、ディッピング法等の公知の方法が挙げられる
が、塗膜の均一性があり、塗工効率が良いことから、本
発明のローラに関してはディッピング法がより好まし
い。本発明のディッピング法による塗工においては、第
一塗膜の塗工方向と第二塗膜の塗工方向とを反対向きに
して塗工を行うことが好ましい。
【0053】ディッピング法による塗工では、通常、塗
工の引き上げ時に上になる部分の塗膜が薄くなり、下へ
行くほど塗膜が厚くなる傾向がある。そこで、1回目の
塗工の後に、塗工の方向を1回目とは逆にして2回目の
塗工を行うことにより、帯電ローラの軸の全域に渡って
塗膜の厚さを均一にするという方法が通常行われてい
る。しかし、この際、1回目の塗工の後、第1塗膜を常
温で風乾しただけで2回目の塗工を行うと、表層の樹脂
塗料の溶媒に溶けて、未乾燥の表層塗膜の中に導電性弾
性体基層の弾性体から低分子化合物が溶け出してくる。
そのまま加熱、架橋すると、表層の表面近傍に導電性弾
性体基層から染み出してきた低分子化合物が含有された
ままになっており、帯電ローラと感光体を当接したまま
長期間放置していると、これらの低分子化合物が、感光
体表面に付着して汚染してしまい、画像不良となって画
に出てしまう場合がある。
工の引き上げ時に上になる部分の塗膜が薄くなり、下へ
行くほど塗膜が厚くなる傾向がある。そこで、1回目の
塗工の後に、塗工の方向を1回目とは逆にして2回目の
塗工を行うことにより、帯電ローラの軸の全域に渡って
塗膜の厚さを均一にするという方法が通常行われてい
る。しかし、この際、1回目の塗工の後、第1塗膜を常
温で風乾しただけで2回目の塗工を行うと、表層の樹脂
塗料の溶媒に溶けて、未乾燥の表層塗膜の中に導電性弾
性体基層の弾性体から低分子化合物が溶け出してくる。
そのまま加熱、架橋すると、表層の表面近傍に導電性弾
性体基層から染み出してきた低分子化合物が含有された
ままになっており、帯電ローラと感光体を当接したまま
長期間放置していると、これらの低分子化合物が、感光
体表面に付着して汚染してしまい、画像不良となって画
に出てしまう場合がある。
【0054】それに対して、本発明に示すように、2回
目の塗工の前に、第1塗膜を加熱、架橋しておけば、2
回目の塗工のときに低分子物質が基層から染み出してく
ることがないので、感光体と当接したまま長期間放置さ
れた後でも、当接跡が画像不良として画に出ることがな
くなる。
目の塗工の前に、第1塗膜を加熱、架橋しておけば、2
回目の塗工のときに低分子物質が基層から染み出してく
ることがないので、感光体と当接したまま長期間放置さ
れた後でも、当接跡が画像不良として画に出ることがな
くなる。
【0055】得られる帯電ローラの表面粗さとしては、
好ましくは十点平均粗さRzで10μm以下、Raで
2.0μm以下、より好ましくは十点平均粗さRzで5
μm以下、Raで1μm以下である。表面粗さがあまり
大きすぎると帯電ムラとして出力画像に表れてしまうこ
とがある。
好ましくは十点平均粗さRzで10μm以下、Raで
2.0μm以下、より好ましくは十点平均粗さRzで5
μm以下、Raで1μm以下である。表面粗さがあまり
大きすぎると帯電ムラとして出力画像に表れてしまうこ
とがある。
【0056】上記範囲の表面粗さを有する帯電ローラと
する為、導電性弾性体基層の表面粗さが出来るだけ小さ
くなるように調整する。具体的には、導電性弾性体基層
の十点平均粗さRzで20μm以下、より好ましくは1
5μm以下とする。
する為、導電性弾性体基層の表面粗さが出来るだけ小さ
くなるように調整する。具体的には、導電性弾性体基層
の十点平均粗さRzで20μm以下、より好ましくは1
5μm以下とする。
【0057】平均粗さ(Ra、Rz)の測定方法として
は、JIS B0601の表面粗さに基づき、小坂研究
所製サーフコーダーSE3400にて、軸方向3点×周
方向2点=6点について各々測定し、その平均値をと
る。
は、JIS B0601の表面粗さに基づき、小坂研究
所製サーフコーダーSE3400にて、軸方向3点×周
方向2点=6点について各々測定し、その平均値をと
る。
【0058】また、本発明の帯電部材は、画像形成装置
に用いた場合の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ
曲率の円相形円柱形金属に当接させて、使用状態と同様
の回転速度で円柱形金属を回転させながら(本発明では
軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径φ30mm
の金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速45mm/s
で回転させた)直流電圧−250Vを印加したときの帯
電部材の電気抵抗が、30℃、80%の高温高湿環境中
では1×106Ω以上であり、15℃、10%の低温低
湿環境中では5×107Ω以下である事がこのましい。
より好ましくは、30℃、80%の高温高湿環境中では
2×106Ω以上であり、15℃、10%の低温低湿環
境中では3×107Ω以下である事がこのましい。
に用いた場合の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ
曲率の円相形円柱形金属に当接させて、使用状態と同様
の回転速度で円柱形金属を回転させながら(本発明では
軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径φ30mm
の金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速45mm/s
で回転させた)直流電圧−250Vを印加したときの帯
電部材の電気抵抗が、30℃、80%の高温高湿環境中
では1×106Ω以上であり、15℃、10%の低温低
湿環境中では5×107Ω以下である事がこのましい。
より好ましくは、30℃、80%の高温高湿環境中では
2×106Ω以上であり、15℃、10%の低温低湿環
境中では3×107Ω以下である事がこのましい。
【0059】低温低湿環境中の電気抵抗が上記範囲であ
ると、帯電ムラによるハーフトーン画像上の細かい横白
スジがほとんど発生しないので好ましい。また、高温高
湿環境中の電気抵抗が上記範囲であると、感光体にピン
ホールがあったとしても印加電流がリークせず、ハーフ
トーン画像上に帯電の濃度ムラが現れることがないので
好ましい。
ると、帯電ムラによるハーフトーン画像上の細かい横白
スジがほとんど発生しないので好ましい。また、高温高
湿環境中の電気抵抗が上記範囲であると、感光体にピン
ホールがあったとしても印加電流がリークせず、ハーフ
トーン画像上に帯電の濃度ムラが現れることがないので
好ましい。
【0060】電気抵抗を上記範囲とするには、帯電部材
の導電性弾性体基層の体積抵抗値を1×104〜1×1
07Ωcmに、また表層の体積抵抗値が1×108〜1×
101 5Ωcmでかつ表層の膜厚が5〜40μmになるよ
うに調整すれば良い。
の導電性弾性体基層の体積抵抗値を1×104〜1×1
07Ωcmに、また表層の体積抵抗値が1×108〜1×
101 5Ωcmでかつ表層の膜厚が5〜40μmになるよ
うに調整すれば良い。
【0061】また、表層の膜厚は40μmよりも小さい
ことが好ましく、より好ましくは30μm以下である。
表層の膜厚が40μmよりも大きいと、帯電の均一性が
損なわれ、画像上ローラの軸方向に細かい白スジが発生
するので好ましくない。膜厚は、ローラ断面を鋭利な刃
物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察するこ
とで測定できる。
ことが好ましく、より好ましくは30μm以下である。
表層の膜厚が40μmよりも大きいと、帯電の均一性が
損なわれ、画像上ローラの軸方向に細かい白スジが発生
するので好ましくない。膜厚は、ローラ断面を鋭利な刃
物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察するこ
とで測定できる。
【0062】表層膜厚を調整するために表層塗料中の樹
脂量と塗工引き上げ速度を制御する。表層塗料中の樹脂
量を多くすると表層の膜厚が大きくなり、樹脂量を少な
くすると膜厚も小さくなる。本発明の表層塗料において
は、揮発する溶媒に対する樹脂を12〜25%に調整す
る。また塗工引き上げ速度を大きくすると膜厚が大きく
なり、速度を小さくすると膜厚も小さくなるので、本発
明においては塗工引き上げ速度を20〜2000mm/
min.に調整する。
脂量と塗工引き上げ速度を制御する。表層塗料中の樹脂
量を多くすると表層の膜厚が大きくなり、樹脂量を少な
くすると膜厚も小さくなる。本発明の表層塗料において
は、揮発する溶媒に対する樹脂を12〜25%に調整す
る。また塗工引き上げ速度を大きくすると膜厚が大きく
なり、速度を小さくすると膜厚も小さくなるので、本発
明においては塗工引き上げ速度を20〜2000mm/
min.に調整する。
【0063】<2>本発明の画像形成装置
本発明は、また、本発明の帯電ローラを用いた画像形成
装置である。
装置である。
【0064】図2に、本発明の帯電ローラの一つの実施
の形態である帯電ローラ6を用いた画像形成装置を示
す。像担持体である感光体ドラム5は矢印の方向に回転
しながら、帯電ローラ6によって一次帯電され、次に露
光手段により露光11が照射され静電潜像が形成され
る。現像手段である現像ローラ4上の薄層になったトナ
ーは、トナー帯電ローラ29で帯電され、次いで感光体
ドラム5の表面と接触することによって、静電潜像が現
像され、可視化したトナー像が形成される。
の形態である帯電ローラ6を用いた画像形成装置を示
す。像担持体である感光体ドラム5は矢印の方向に回転
しながら、帯電ローラ6によって一次帯電され、次に露
光手段により露光11が照射され静電潜像が形成され
る。現像手段である現像ローラ4上の薄層になったトナ
ーは、トナー帯電ローラ29で帯電され、次いで感光体
ドラム5の表面と接触することによって、静電潜像が現
像され、可視化したトナー像が形成される。
【0065】現像されたトナー像は、転写部材である転
写ローラ8と感光体ドラム5の間の現像部において、感
光体ドラム5から被転写部材である印刷メディア7に転
写され、その後定着部9で熱と圧力により定着され、永
久画像となる。転写されなかった転写残トナーは、クリ
ーニングローラ10で電荷を与えられ、現像ローラ4で
回収される。
写ローラ8と感光体ドラム5の間の現像部において、感
光体ドラム5から被転写部材である印刷メディア7に転
写され、その後定着部9で熱と圧力により定着され、永
久画像となる。転写されなかった転写残トナーは、クリ
ーニングローラ10で電荷を与えられ、現像ローラ4で
回収される。
【0066】現像ローラ4、トナー帯電ローラ29、帯
電ローラ6、転写ローラ8、クリーニングローラ10の
それぞれには画像形成装置の電源18、19、20、2
2、21から、それぞれ電圧が印加されている。
電ローラ6、転写ローラ8、クリーニングローラ10の
それぞれには画像形成装置の電源18、19、20、2
2、21から、それぞれ電圧が印加されている。
【0067】ここで、本発明の帯電ローラ6には、電源
20から直流電圧が印加される。印加電圧に直流電圧を
用いることで、電源のコストを低く抑えることが出来る
という利点がある。また交流電圧を印加したときに発生
する帯電音が発生しないという利点がある。
20から直流電圧が印加される。印加電圧に直流電圧を
用いることで、電源のコストを低く抑えることが出来る
という利点がある。また交流電圧を印加したときに発生
する帯電音が発生しないという利点がある。
【0068】印加する直流電圧の絶対値は、空気の放電
開始電圧と被帯電体表面(感光体表面)の一次帯電電位
との和とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧
は絶対値で600〜700V程度、感光体表面の一次帯
電電位は絶対値で300〜800V程度なので、具体的
な一次帯電電圧としては絶対値で900〜1500Vと
することが好ましい。
開始電圧と被帯電体表面(感光体表面)の一次帯電電位
との和とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧
は絶対値で600〜700V程度、感光体表面の一次帯
電電位は絶対値で300〜800V程度なので、具体的
な一次帯電電圧としては絶対値で900〜1500Vと
することが好ましい。
【0069】また、クリーニングローラ10の代わり
に、図3に示すクリーニングブレード23を使用しても
よい。
に、図3に示すクリーニングブレード23を使用しても
よい。
【0070】また、カラー画像形成装置とする場合は、
図4の様に感光体ドラム5a〜d、転写ローラ8a〜
d、帯電ローラ6a〜d、トナー帯電ローラ29a〜
d、弾性規制ブレード30a〜d、露光11a〜d、ト
ナー容器31a〜d等をそれぞれ4色分用意して、直列
に配置することも出来る。
図4の様に感光体ドラム5a〜d、転写ローラ8a〜
d、帯電ローラ6a〜d、トナー帯電ローラ29a〜
d、弾性規制ブレード30a〜d、露光11a〜d、ト
ナー容器31a〜d等をそれぞれ4色分用意して、直列
に配置することも出来る。
【0071】<3>本発明の帯電方法
本発明は、また、本発明の帯電ローラに直流電圧を印加
することにより、被帯電体を帯電させる帯電方法を提供
する。
することにより、被帯電体を帯電させる帯電方法を提供
する。
【0072】<4>本発明のプロセスカートリッジ
本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静
電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成さ
せる現像手段と、前記被転写部材にトナー像が転写され
た後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリ
ーニング手段と、から選ばれる1つ又は2つ以上が、本
発明の帯電ローラと一体に支持され、画像形成装置から
着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであ
る。
電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成さ
せる現像手段と、前記被転写部材にトナー像が転写され
た後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリ
ーニング手段と、から選ばれる1つ又は2つ以上が、本
発明の帯電ローラと一体に支持され、画像形成装置から
着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであ
る。
【0073】本発明のプロセスカートリッジは、例え
ば、図6に示すように、感光体ドラム5や帯電ローラ
6、現像ローラ4、クリーニングローラ10等が一体に
支持された、画像形成装置の本体と脱着可能な構成であ
る。
ば、図6に示すように、感光体ドラム5や帯電ローラ
6、現像ローラ4、クリーニングローラ10等が一体に
支持された、画像形成装置の本体と脱着可能な構成であ
る。
【0074】電子写真プロセスカートリッジが使用され
る前には、トナーシール27で現像ローラ4とトナーの
接触を避けておくことが好ましい。
る前には、トナーシール27で現像ローラ4とトナーの
接触を避けておくことが好ましい。
【0075】
【実施例】以下に本発明を実施例をもって説明するが、
本発明は実施例よって制限されるものではない。
本発明は実施例よって制限されるものではない。
【0076】
【実施例1】<帯電ローラの作製>
(1)導電性弾性体基層の調整
エピクロルヒドリンゴム(商品名「エピクロマーCG1
02」:ダイソー(株)製)100質量部、炭酸カルシ
ウム30質量部、酸化亜鉛5質量部、可塑剤DOP10
質量部、4級アンモニウムイオン系導電剤3質量部、老
化防止剤1質量部をオープンロールで20分間混錬し、
更に、加硫促進剤DM1質量部、加硫促進剤TS0.5
質量部、硫黄1質量部を加えて更に15分間オープンロ
ールで混錬した。
02」:ダイソー(株)製)100質量部、炭酸カルシ
ウム30質量部、酸化亜鉛5質量部、可塑剤DOP10
質量部、4級アンモニウムイオン系導電剤3質量部、老
化防止剤1質量部をオープンロールで20分間混錬し、
更に、加硫促進剤DM1質量部、加硫促進剤TS0.5
質量部、硫黄1質量部を加えて更に15分間オープンロ
ールで混錬した。
【0077】これをゴム押し出し機を使用して、外径1
5mm、内径5.5mmの円筒形に押出し、250mm
の長さに裁断し、加硫缶中を使用して、160℃の水蒸
気中で40分間1次加硫し、導電性弾性体基層ゴム1次
加硫チューブを得た。
5mm、内径5.5mmの円筒形に押出し、250mm
の長さに裁断し、加硫缶中を使用して、160℃の水蒸
気中で40分間1次加硫し、導電性弾性体基層ゴム1次
加硫チューブを得た。
【0078】次に、直径6mm、長さ256mmの円柱
形芯金(鋼製、表面工業ニッケルメッキ)の円柱面の軸
方向中央部231mmに金属とゴムとの熱硬化性接着剤
(商品名メタロックU−20)を塗布し、80℃で30
分間乾燥した後、120℃で1時間乾燥した。この芯金
を、前記基層ゴム1次加硫チューブに挿入し、その後、
電気オーブンの中、160℃で2時間2次加硫と接着剤
の硬化を行い、未研磨の導電性弾性体基層を得た。
形芯金(鋼製、表面工業ニッケルメッキ)の円柱面の軸
方向中央部231mmに金属とゴムとの熱硬化性接着剤
(商品名メタロックU−20)を塗布し、80℃で30
分間乾燥した後、120℃で1時間乾燥した。この芯金
を、前記基層ゴム1次加硫チューブに挿入し、その後、
電気オーブンの中、160℃で2時間2次加硫と接着剤
の硬化を行い、未研磨の導電性弾性体基層を得た。
【0079】この未研磨の導電性弾性体基層ゴム部分の
両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを231mmとした
後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径12.0m
m、中央部直径12.1mmのクラウン形状で表面の十
点平均粗さRz7μm、振れ25μmの導電性弾性体基
層ローラを得た。
両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを231mmとした
後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径12.0m
m、中央部直径12.1mmのクラウン形状で表面の十
点平均粗さRz7μm、振れ25μmの導電性弾性体基
層ローラを得た。
【0080】導電性弾性体基層ローラをN/N環境に2
4時間以上放置した後、該導電性弾性体基層ローラの抵
抗を測定したところ、1.9×105Ωであった。ま
た、ゴム部分のアスカーC硬度は、43°と軟らかかっ
た。 (2)表層の調整 ラクトン変性アクリルポリオール(商品名「プラクセル
DC2009」:ダイセル化学工業(株)製)をMIB
K(メチルイソブチルケトン)に溶解し、固形分10%
の溶液とした。このアクリルポリオール溶液100質量
部に対して導電性酸化スズ粉体(商品名「SN−102
P」:石原産業(株)製)を12質量部、シリコーンオ
イル(SH−28PA:東レ・ダウコーニングシリコー
ン(株)製)を0.01質量部配合し、これに直径1.
5mmのガラスビーズ100質量部を加えて、450m
lのマヨネーズビンで4時間分散し、さらにこの分散液
にHDI(商品名「デュラネート24A−100」:旭
化成工業(株)製)を3質量部加えてさらに10分間攪
拌し、最後に500メッシュの網で溶液を濾過して表層
用樹脂塗料を得た。
4時間以上放置した後、該導電性弾性体基層ローラの抵
抗を測定したところ、1.9×105Ωであった。ま
た、ゴム部分のアスカーC硬度は、43°と軟らかかっ
た。 (2)表層の調整 ラクトン変性アクリルポリオール(商品名「プラクセル
DC2009」:ダイセル化学工業(株)製)をMIB
K(メチルイソブチルケトン)に溶解し、固形分10%
の溶液とした。このアクリルポリオール溶液100質量
部に対して導電性酸化スズ粉体(商品名「SN−102
P」:石原産業(株)製)を12質量部、シリコーンオ
イル(SH−28PA:東レ・ダウコーニングシリコー
ン(株)製)を0.01質量部配合し、これに直径1.
5mmのガラスビーズ100質量部を加えて、450m
lのマヨネーズビンで4時間分散し、さらにこの分散液
にHDI(商品名「デュラネート24A−100」:旭
化成工業(株)製)を3質量部加えてさらに10分間攪
拌し、最後に500メッシュの網で溶液を濾過して表層
用樹脂塗料を得た。
【0081】前記表層用樹脂塗料をディッピング法によ
り前記導電性弾性体基層ローラの表面に塗工した。引き
上げ速度350mm/min.で塗工し、30分間常温
で風乾した後、150℃で60分間乾燥、架橋した。1
00分間常温で冷却した後、ローラの塗工時の軸方向を
反転して、もう一度引き上げ速度400mm/min.
で2回目の塗工を行い、さらに30分間常温で風乾した
後、150℃で60分間乾燥、架橋した。表面の十点平
均粗さRz2.5μm膜厚は15μmであった。
り前記導電性弾性体基層ローラの表面に塗工した。引き
上げ速度350mm/min.で塗工し、30分間常温
で風乾した後、150℃で60分間乾燥、架橋した。1
00分間常温で冷却した後、ローラの塗工時の軸方向を
反転して、もう一度引き上げ速度400mm/min.
で2回目の塗工を行い、さらに30分間常温で風乾した
後、150℃で60分間乾燥、架橋した。表面の十点平
均粗さRz2.5μm膜厚は15μmであった。
【0082】こうして完成したローラを実施例1のロー
ラとした。
ラとした。
【0083】
【実施例2〜5】帯電ローラの表層用樹脂塗料に用いる
導電性酸化スズの配合量を変えた以外は、実施例1と同
様にして、表1に示すように実施例2〜5に相当する電
気抵抗を有する帯電ローラを得た。
導電性酸化スズの配合量を変えた以外は、実施例1と同
様にして、表1に示すように実施例2〜5に相当する電
気抵抗を有する帯電ローラを得た。
【0084】
【比較例1】表層塗工の第1塗膜の150℃での乾燥、
架橋工程を省いた以外は、実施例1と同様にして比較例
1の帯電ローラを得た。すなわち、実施例1における帯
電ローラの表層塗工と同様に1回目の塗工を行い30分
間常温で風乾した後、乾燥、架橋工程を省き、ローラの
塗工時の軸方向を反転して、もう一度引き上げ速度35
0mm/min.で2回目の塗工を行い、さらに30分
間常温で風乾した後、150℃で60分間乾燥、架橋し
た。これを比較例1のローラとする。
架橋工程を省いた以外は、実施例1と同様にして比較例
1の帯電ローラを得た。すなわち、実施例1における帯
電ローラの表層塗工と同様に1回目の塗工を行い30分
間常温で風乾した後、乾燥、架橋工程を省き、ローラの
塗工時の軸方向を反転して、もう一度引き上げ速度35
0mm/min.で2回目の塗工を行い、さらに30分
間常温で風乾した後、150℃で60分間乾燥、架橋し
た。これを比較例1のローラとする。
【0085】
【比較例2】実施例1の基層のゴムを、ヒドリンゴムの
変わりに、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(株)製)10質量部を混錬した
EPDMを用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ロ
ーラを作成し、比較例2のローラとした。 <帯電ローラの評価>上記のようにして得られた帯電ロ
ーラを用いて、以下に示すようにして評価を行った。
変わりに、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(株)製)10質量部を混錬した
EPDMを用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ロ
ーラを作成し、比較例2のローラとした。 <帯電ローラの評価>上記のようにして得られた帯電ロ
ーラを用いて、以下に示すようにして評価を行った。
【0086】本実施例で使用した電子写真式レーザープ
リンターはA4縦出力用のマシンで、記録メディアの出
力スピードは、45mm/sec、画像の解像度は60
0dpiである。感光体はアルミシリンダーに膜厚15
μmのOPC層をコートした反転現像方式の感光ドラム
であり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダ樹脂
とする電荷輸送層である。
リンターはA4縦出力用のマシンで、記録メディアの出
力スピードは、45mm/sec、画像の解像度は60
0dpiである。感光体はアルミシリンダーに膜厚15
μmのOPC層をコートした反転現像方式の感光ドラム
であり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダ樹脂
とする電荷輸送層である。
【0087】トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と
色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダム
コポリマーを重合させ、さらに表面にポリエステル薄膜
を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度
63℃、重量平均粒径6μmの重合トナーである。一次
帯電には上記で得られた実施例1〜5、比較例1、2の
帯電ローラを用い、直流電圧−1150Vを帯電ローラ
に印加した。
色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダム
コポリマーを重合させ、さらに表面にポリエステル薄膜
を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度
63℃、重量平均粒径6μmの重合トナーである。一次
帯電には上記で得られた実施例1〜5、比較例1、2の
帯電ローラを用い、直流電圧−1150Vを帯電ローラ
に印加した。
【0088】画像の評価はすべて、ハーフトーン(感光
体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの
横線を描くような画像)画像を出力して行った。
体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの
横線を描くような画像)画像を出力して行った。
【0089】低温低湿環境(L/L:15℃、10%R
H)における帯電が原因の画像不良としては、細かい横
白スジが予想されるので、この横スジが発生しなかった
ものを◎、少し発生したものを○、大量に発生したもの
を×とした。
H)における帯電が原因の画像不良としては、細かい横
白スジが予想されるので、この横スジが発生しなかった
ものを◎、少し発生したものを○、大量に発生したもの
を×とした。
【0090】高温高湿環境(H/H:30℃、80%R
H)においては、感光体にピンホールを空けたピンホー
ルドラムを使用し、ハーフトーン画像を出力したときに
ピンホールに電流が集中しホール以外の部分のハーフト
ーン濃度が変化して濃度の違う帯のように画像に表れる
かどうかを見た。リークして濃度ムラができたものを
×、濃度ムラがなかったものを◎、僅かに濃度ムラが発
生したが、実用上は問題なかったものを○とした。
H)においては、感光体にピンホールを空けたピンホー
ルドラムを使用し、ハーフトーン画像を出力したときに
ピンホールに電流が集中しホール以外の部分のハーフト
ーン濃度が変化して濃度の違う帯のように画像に表れる
かどうかを見た。リークして濃度ムラができたものを
×、濃度ムラがなかったものを◎、僅かに濃度ムラが発
生したが、実用上は問題なかったものを○とした。
【0091】さらに、帯電ローラを、電子写真装置中で
使用するときと同じ状態で感光体に当接させ、40℃、
95%RHの環境中に30日間放置し、その後常温常湿
環境(N/N:23℃、55%RH)で画像を出力し、
帯電ローラからの染み出しで感光体の当接部が画像に表
れるかどうかを調べ、何も問題の無い物を◎、当接跡が
見えたものを×とした。
使用するときと同じ状態で感光体に当接させ、40℃、
95%RHの環境中に30日間放置し、その後常温常湿
環境(N/N:23℃、55%RH)で画像を出力し、
帯電ローラからの染み出しで感光体の当接部が画像に表
れるかどうかを調べ、何も問題の無い物を◎、当接跡が
見えたものを×とした。
【0092】なお、L/LとH/Hでは画出しを行う前
に帯電ローラの電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定方
法としては、図5に示すように、帯電ローラ使用状態と
同様の応力で、感光体と同じ曲率の円柱形金属に当接さ
せて、帯電ローラ使用状態と同様の回転速度でローラを
回転させながら直流電圧−250Vを印加した(今回は
軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの
金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速45mm/sで
回転させた)ときにローラに流れる電流を測定して帯電
ローラの電気抵抗とした。
に帯電ローラの電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定方
法としては、図5に示すように、帯電ローラ使用状態と
同様の応力で、感光体と同じ曲率の円柱形金属に当接さ
せて、帯電ローラ使用状態と同様の回転速度でローラを
回転させながら直流電圧−250Vを印加した(今回は
軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの
金属円柱に当接させ、該金属円柱の周速45mm/sで
回転させた)ときにローラに流れる電流を測定して帯電
ローラの電気抵抗とした。
【0093】結果を表1にまとめて記す。
【0094】
【表1】
実施例から分かるように、本発明の帯電ローラにおいて
は、表層塗工において、2回目の塗工を行う前に表層の
第1塗膜を乾燥、架橋する工程を設けることにより、導
電性弾性体基層からの低分子量成分の染み出しを防止す
ることが可能となり、苛酷な環境に放置された後に画出
しをしても、良好な画像を出力することができる。これ
に対して、比較例1の帯電ローラのように表層作製の
際、2回目塗工の前に1回目塗膜の架橋を行わないで帯
電ローラを長期間放置した後に画出しすると、導電性弾
性体基層からの低分子量成分が染み出してきて画像上に
現れる。この理由については、1回目塗工後の架橋により
基層からの染み出し成分の移行がストップされ、2回目
塗工の表層中には、低分子量成分が含まれないからであ
ると考えられる。
は、表層塗工において、2回目の塗工を行う前に表層の
第1塗膜を乾燥、架橋する工程を設けることにより、導
電性弾性体基層からの低分子量成分の染み出しを防止す
ることが可能となり、苛酷な環境に放置された後に画出
しをしても、良好な画像を出力することができる。これ
に対して、比較例1の帯電ローラのように表層作製の
際、2回目塗工の前に1回目塗膜の架橋を行わないで帯
電ローラを長期間放置した後に画出しすると、導電性弾
性体基層からの低分子量成分が染み出してきて画像上に
現れる。この理由については、1回目塗工後の架橋により
基層からの染み出し成分の移行がストップされ、2回目
塗工の表層中には、低分子量成分が含まれないからであ
ると考えられる。
【0095】また、導電性弾性体基層のゴム材料を電子
導電性のカーボンブラックを分散したEPDMとする
と、初期から帯電均一性とピンホールリーク性を両立す
ることが出来ないのに対して、実施例のように導電性弾
性体基層のゴム材料を、イオン系導電剤を分散させたエ
ピクロルヒドリンゴムとすることにより、良好な初期画
像を得ることができる。これは、導電剤が分子レベルで分
散されてローラの電気抵抗が均一であることが理由であ
ると考えられる。
導電性のカーボンブラックを分散したEPDMとする
と、初期から帯電均一性とピンホールリーク性を両立す
ることが出来ないのに対して、実施例のように導電性弾
性体基層のゴム材料を、イオン系導電剤を分散させたエ
ピクロルヒドリンゴムとすることにより、良好な初期画
像を得ることができる。これは、導電剤が分子レベルで分
散されてローラの電気抵抗が均一であることが理由であ
ると考えられる。
【0096】
【発明の効果】以上説明したように、電気抵抗のムラが
小さく、感光体を汚染せず、それ自身も汚れにくい帯電
ローラを提供することができる。また、中間層と表層の
体積抵抗値のムラが小さく、さらに均一な帯電特性を有
する帯電ローラを提供することができる。
小さく、感光体を汚染せず、それ自身も汚れにくい帯電
ローラを提供することができる。また、中間層と表層の
体積抵抗値のムラが小さく、さらに均一な帯電特性を有
する帯電ローラを提供することができる。
【0097】本発明の構成の帯電ローラを使用すると、
DC電圧のみを印加したとしても、長期間安定した帯電
が行え、かつ感光体を汚染しない帯電ローラ及び画像形
成装置、帯電方法、プロセスカートリッジを提供するが
できる。
DC電圧のみを印加したとしても、長期間安定した帯電
が行え、かつ感光体を汚染しない帯電ローラ及び画像形
成装置、帯電方法、プロセスカートリッジを提供するが
できる。
【図1】 本発明の帯電ローラの一つの実施の形態の断
面を表す概略図を示す。
面を表す概略図を示す。
【図2】 本発明の帯電ローラを使用した画像形成装置
の一つの実施の形態の概略図を示す。
の一つの実施の形態の概略図を示す。
【図3】 本発明の帯電ローラを使用した画像形成装置
の一つの実施の形態の概略図を示す。
の一つの実施の形態の概略図を示す。
【図4】 本発明の帯電ローラを使用したカラー画像形
成装置の一つの実施の形態の概略図を示す。
成装置の一つの実施の形態の概略図を示す。
【図5】 帯電ローラの電気抵抗を測定する方法を説明
する図を示す。
する図を示す。
【図6】 本発明のプロセスカートリッジの一つの実施
の形態の概略断面図を示す。
の形態の概略断面図を示す。
1 導電性支持体
2 導電性弾性体基層
3 表層
4 現像ローラ
5 感光体ドラム
6 帯電ローラ
8 転写ローラ
9 定着部
10 クリーニングローラ
11 露光
18、19、20、21、22 電源
23 クリーニングブレード
27 トナーシール
29 トナー帯電ローラ
30 弾性規制ブレード
31 トナー容器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 笛井 直喜
東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 井上 宏
東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ
ノン株式会社内
(72)発明者 谷口 智士
東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ
ノン株式会社内
Fターム(参考) 2H200 FA13 GA12 GA23 GA47 GB12
HA02 HA28 HB12 HB22 HB43
HB45 HB46 HB47 HB48 JA02
LA04 MA02 MA03 MB01 MB04
MC15 NA02
3J103 AA02 AA14 EA20 FA18 GA66
HA48 HA53
4D075 AB03 AB33 AB36 AE17 BB26Y
BB26Z CA22 DA10 DA15
DA20 DB35 DB36 DB37 DB54
DB64 DC19 DC24 EA07 EB22
EB38 EC02 EC60
Claims (11)
- 【請求項1】 導電性支持体と、該導電性支持体上に設
けられた有極性の架橋ゴムを主成分とする導電性弾性体
基層と、架橋性樹脂を主成分とした第1塗膜と第2塗膜
を有する表層と、を少なくとも有する帯電ローラであっ
て、 前記第1塗膜は、第2塗膜が形成される前に加熱架橋さ
れたものであることを特徴とする帯電ローラ。 - 【請求項2】 前記架橋性樹脂が、ウレタン結合により
架橋するウレタン樹脂であることを特徴とする請求項1
記載の帯電ローラ。 - 【請求項3】 前記ウレタン樹脂が、少なくともラクト
ン変性アクリルポリオールを反応させたウレタン樹脂で
あることを特徴とする請求項2記載の帯電ローラ。 - 【請求項4】 前記有極性の架橋ゴムが、エピクロルヒ
ドリンゴムであることを特徴とする請求項1〜3のいず
れか一項に記載の帯電ローラ。 - 【請求項5】 前記導電性弾性体基層が、イオン系導電
剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか
一項に記載の帯電ローラ。 - 【請求項6】 前記表層が、電子導電性の導電剤を含有
することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記
載の帯電ローラ。 - 【請求項7】 前記電子導電性の導電剤が、導電性酸化
スズであることを特徴とする請求項6記載の帯電ロー
ラ。 - 【請求項8】 前記第1塗膜と第2塗膜がディッピング
法で塗工され、第1塗膜の塗工方向と第2塗膜の塗工方
向とが逆向きであることを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか一項に記載の帯電ローラ。 - 【請求項9】 像担持体と、像担持体を所定の電位に帯
電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電面に静電潜像
を形成する露光手段と、前記像担持体上に形成された静
電潜像にトナーを転移させて可視化しトナー像を形成さ
せる現像手段と、前記トナー像を被転写部材に転写させ
る転写手段と、を有する画像形成装置において、 前記帯電手段は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の
帯電ローラであり、該帯電ローラに直流電圧のみを印加
して像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項10】 被帯電体を帯電手段で帯電させる帯電
方法において、前記帯電手段が請求項1〜8のいずれか
一項に記載の帯電ローラであり、該帯電ローラに直流電
圧のみを印加して被帯電体を帯電させることを特徴とす
る帯電方法。 - 【請求項11】 像担持体上に形成された静電潜像にト
ナーを転移させて可視化してトナー像を形成し、該トナ
ー像を被転写部材に転写することにより画像を形成する
画像形成装置から着脱可能に構成されているプロセスカ
ートリッジであって、 像担持体と、 前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを転移さ
せて可視化しトナー像を形成させる現像手段と、 前記被転写部材にトナー像が転写された後に前記像担持
体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、
から選ばれる1つ又は2つ以上が、請求項1〜8のいず
れか一項に記載の帯電ローラと一体に支持されることを
特徴とするプロセスカートリッジ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002007428A JP2003207991A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 帯電ローラ、画像形成装置、帯電方法およびプロセスカートリッジ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002007428A JP2003207991A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 帯電ローラ、画像形成装置、帯電方法およびプロセスカートリッジ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003207991A true JP2003207991A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27645947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002007428A Withdrawn JP2003207991A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 帯電ローラ、画像形成装置、帯電方法およびプロセスカートリッジ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003207991A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006077120A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Canon Chemicals Inc | 導電性部材および導電性部材の製造方法 |
JP2006088059A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Canon Chemicals Inc | 浸漬塗工方法及び電子写真装置用ローラ |
-
2002
- 2002-01-16 JP JP2002007428A patent/JP2003207991A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006077120A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Canon Chemicals Inc | 導電性部材および導電性部材の製造方法 |
JP4597616B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2010-12-15 | キヤノン化成株式会社 | 導電性部材および導電性部材の製造方法 |
JP2006088059A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Canon Chemicals Inc | 浸漬塗工方法及び電子写真装置用ローラ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |