JP2000267394A

JP2000267394A - 帯電部材及び帯電装置

Info

Publication number: JP2000267394A
Application number: JP11072519A
Authority: JP
Inventors: Minoru Satoyoshi; 実里吉; Kota Kono; 耕太河野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-29
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP3901380B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低摩擦性及びトナー付着性に優れ、しかも優
れた耐久性を発揮することができる帯電部材を提供する
ことを目的とする。【解決手段】被帯電体に当接させて、この被帯電体と
の間に電圧を印加することにより、被帯電体を帯電させ
る帯電部材において、少なくとも上記被帯電体と接触す
る部材表面が、フッ素系又はシリコン系の第１ブロック
とフッ素及びシリコンのいずれをも含まない第２ブロッ
クとを有するフッ素系ブロック共重合体又はシリコン系
ブロック共重合体からなる添加剤をバインダーに添加し
てなる表面層で形成されていることを特徴とする帯電部
材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等における静電潜像プロセスで、感光体等の被帯電体
を帯電させる場合に好適に用いられる帯電部材及び帯電
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンター等の電子写真
装置では、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この
感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分
の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像
プロセスにより静電潜像を得、次いで、トナーの付着に
よるトナー像の形成、紙等の記録媒体へのトナー像の転
写により、プリントする方法がとられている。

【０００３】この場合、最初の感光体を帯電させる操作
は、コロナ放電方式が一般的に採用されてきた。しかし
ながら、このコロナ放電方式は６〜１０ｋＶもの高電圧
印加が必要とされるため、機械の安全保守の観点から好
ましくないものである。また、コロナ放電中にオゾン、
ＮＯｘ等の有害物質が発生するため、環境上の問題もあ
る。

【０００４】このため、コロナ放電に比べて低い印加電
圧で帯電を行うことができ、かつ、オゾン等の有害物質
の発生を抑制することができる帯電方式への取り組みが
なされており、新たな帯電方式として、電圧を印加した
帯電用部材を感光体等の被帯電体に所定の圧力で接触さ
せることにより、被帯電体を帯電させる接触方式による
方法が提案されている。

【０００５】この場合、この接触帯電方式で使用される
帯電部材としては、例えば、ゴムやウレタンフォーム等
の弾性層の表面に、アクリル、ウレタン、ナイロン等の
樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液をディッピング法や
スプレー法などにより塗布して、表面に塗膜層を形成し
たものが知られているが、最近の帯電部材では、感光体
等の被帯電体との摩擦が少なく（以下、単に「低摩擦
性」という）、かつ残留トナーが付着しにくいこと（以
下、単に「トナー付着性」という）が重要な特性として
要求されるようになってきており、このような特性を得
るために被帯電体と接触する表面層を、フッ素系樹脂を
添加した樹脂で形成することが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面層
を、フッ素樹脂を添加した樹脂で形成した場合、上記低
摩擦性及びトナー付着性に優れるものの、被帯電体に当
接させた際に表面層が割れてしまったり、１箇所が被帯
電体に長期間当接したままの状態になった場合、その当
接箇所が変形してしまうなど、その耐久性に劣るという
欠点がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、低摩擦性及びトナー付着性に優れ、しかも表面層の
割れや変形といった不都合の発生を可及的に防止して、
優れた耐久性を発揮することができる帯電部材を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、帯電部材を被帯電体に当接させ、帯電部材と被帯電
体との間に電圧を印加することにより、被帯電体を所望
の帯電電位に帯電させる場合に、上記帯電部材の表面層
を、フッ素系又はシリコン系の第１ブロックとフッ素及
びシリコンのいずれをも含まない第２ブロックとを有す
るフッ素系ブロック共重合体又はシリコン系ブロック共
重合体からなる添加剤をバインダーに添加して形成する
ことにより、表面層の割れや変形といった不都合の発生
を可及的に防止して優れた耐久性を達成し得ると共に、
優れた低摩擦性及びトナー付着性をも得られることを見
出し、本発明を完成するに至ったものである。

【０００９】従って、本発明は、被帯電体に当接させ
て、この被帯電体との間に電圧を印加することにより、
被帯電体を帯電させる帯電部材において、少なくとも上
記被帯電体と接触する部材表面が、フッ素系又はシリコ
ン系の第１ブロックとフッ素及びシリコンのいずれをも
含まない第２ブロックとを有するフッ素系ブロック共重
合体又はシリコン系ブロック共重合体からなる添加剤を
バインダーに添加してなる表面層で形成されていること
を特徴とする帯電部材、及び、被帯電体に当接し、該被
帯電体を帯電させる帯電部材と、被帯電体と帯電部材と
の間に電圧を印加する電圧印加手段とを具備してなる帯
電装置において、帯電部材として上記本発明の帯電部材
を用いたことを特徴とする帯電装置を提供するものであ
る。

【００１０】ここで、フッ素系又はシリコン系の第１ブ
ロックとフッ素及びシリコンのいずれをも含まない第２
ブロックとを有するフッ素系ブロック共重合体又はシリ
コン系ブロック共重合体からなる添加剤を添加すること
により、良好な低摩擦性及びトナー付着性に加えて優れ
た耐久性をも得られる詳細な機構については必ずしも明
らかではないが、フッ素及びシリコンのいずれをも含ま
ない上記第２ブロック部分によりゴムや樹脂等のバイン
ダーとの相溶性及び分散性が著しく向上して良好な耐久
性が達成され、かつ上記第１ブロック中のフッ素やシリ
コンにより良好な低摩擦性及びトナー付着性が得られる
ものと推察される。

【００１１】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の帯電部材は、上述のように、バインダーにフッ
素系又はシリコン系の第１ブロックとフッ素及びシリコ
ンのいずれをも含まない第２ブロックとを有するフッ素
系ブロック共重合体又はシリコン系ブロック共重合体か
らなる添加剤を添加して表面層を形成したものである。

【００１２】上記表面層を形成するバインダー成分とし
ては、帯電部材の表面層を形成するバインダー成分とし
て用いられる公知のゴムや樹脂を用いることができ、特
に制限されるものではないが、上記添加剤との相溶性の
観点からウレタン変性アクリル樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂及びポリアミド樹脂から選ばれる１種
又は２種以上の混合樹脂が好適に用いられる。

【００１３】このバインダー樹脂に添加される上記添加
剤は、上述のように、フッ素系又はシリコン系の第１ブ
ロックとフッ素及びシリコンのいずれをも含まない第２
ブロックとを有するフッ素系ブロック共重合体又はシリ
コン系ブロック共重合体である。

【００１４】上記第１ブロックのフッ素系又はシリコン
系ブロックとは、フッ素又はシリコンを含む単量体の１
種又は２種以上の重合体からなるブロックであり、フッ
素を含む単量体としては、テトラフルオロエチレン、ヘ
キサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレ
ン、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレ
ン、フッ化ビニリデン、ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝
ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝Ｃ
Ｈ₂、ＣＦ₃(ＣＦ₂)₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₃ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ
₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝Ｃ
Ｈ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄Ｃ（ＣＨ₃）ＨＯＣＯＣ（ＣＨ₃）
＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（Ｃ
Ｈ₃）＝ＣＨ₂、（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₁₀（ＣＨ₂）₃
ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、Ｈ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＯＣＯ
ＣＨ＝ＣＨ₂、Ｈ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、
Ｈ（ＣＦ₂）₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、Ｈ（Ｃ
Ｆ₂）₆Ｃ（Ｃ₂Ｈ₅）ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、Ｈ
（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（Ｃ
Ｆ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝Ｃ
Ｈ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）（ＣＨ₂）₄ＯＣ
ＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＨ₂）ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ
Ｈ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＨ₂）ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃
（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、Ｃ₂
Ｆ₅ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₃Ｈ₇）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝
ＣＨ₂、Ｃ₂Ｆ₅（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝Ｃ
Ｈ₂、（ＣＦ₃）₂ＣＦＯ（ＣＨ₂）₅ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ
₂、Ｃ₂Ｆ₅ＣＯＮ（Ｃ₂Ｈ₅）ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、
Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）
＝ＣＨ₂、Ｈ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、Ｃ₂Ｆ
₅ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）Ｃ（Ｃ₂Ｈ₅）ＨＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝
ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）（ＣＨ₂）₁₀
ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂ＳＯ₂Ｎ（Ｃ
₂Ｈ₅）Ｃ（ＣＨ₂ＣＨ₃）ＨＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、Ｃ
Ｆ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ
（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）
ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）
₂ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₃Ｈ₇）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝Ｃ
Ｈ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）（ＣＨ₂）₄ＯＣ
ＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（ＣＨ₃）（Ｃ
Ｈ₂）₁₀ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、Ｃ₂Ｆ₅ＣＯＮ（Ｃ₂Ｈ₅）Ｃ
Ｈ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂ＣＯＮ（Ｃ
Ｈ₃）ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、ＣＦ
₃（ＣＦ₂）₇ＣＯＮ（ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣ
ＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、Ｃ₇Ｆ₁₅ＣＯＮ（Ｃ₂Ｈ₅）ＣＨ₂
ＯＣＯＣ（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＨ₂）₈
ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂ＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、（ＣＦ₃）₂
ＣＦ（ＣＨ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂ＣＯＣ（Ｃ
Ｈ₃）＝ＣＨ₂、（ＣＦ₃）₃ＣＦ（ＣＨ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ
（ＯＣＯＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＯＣＨ＝ＣＨ₂、（ＣＦ₃）₂Ｃ
Ｆ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ（ＯＣＯＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＯＣ
（ＣＨ₃）＝ＣＨ₂、

【化１】等が挙げられる。

【００１５】また、シリコンを含む単量体としては、
（ＣＨ₃）₃ＳｉＣｌ、（ＣＨ₃）₂ＳｉＣｌ₂、（ＣＨ₃）
ＳｉＣｌ₃、（ＣＨ₃）ＨＳｉＣｌ₂、（Ｃ₆Ｈ₅）₂ＳｉＣ
ｌ₂、Ｃ₆Ｈ₅Ｓｉ（ＣＨ₃）Ｃｌ₂、Ｃ₆Ｈ₅ＳｉＣｌ₃、
（ＣＨ₃）（ＣＨ₂＝ＣＨ）ＳｉＣｌ₂等が挙げられる。

【００１６】この第１ブロックとして具体的には、下記
式（１）で示される化合物などのビニル型単量体から得
られる含フッ素ビニルエーテル共重合体、又は下記式
（２），（３）で示される化合物のようなアゾ結合、ペ
ルオキシ結合を有するポリマーと下記式（１）で示され
るビニル型単量体とを共重合して得られる含フッ素ブロ
ック共重合体などが挙げられる。

【化２】

【００１７】一方、第２ブロックは、フッ素及びシリコ
ンのいずれも含まない単量体の１種又は２種以上の重合
体からなるブロックであり、その単量体として具体的に
は、（メタ）アクリル酸〔「（メタ）アクリル酸」は
「アクリル酸」と「メタクリル酸」との総称、以下同
じ〕、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸
等のカルボン酸含有ビニル単量体；（メタ）アクリル酸
−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒ
ドロキシプロピル、アリルアルコール等の水酸基含有ビ
ニル単量；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリ
ル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メ
タ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸グリ
シジル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アク
リル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸tert−ブチル、
（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）ア
クリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メ
タ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロ
ヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル等の（メタ）ア
クリル酸エステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチ
ロール（メタ）アクリルアミドＮ，Ｎ−ジメチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルホ
リン等のアミド基含有ビニル単量体；（メタ）アクリル
酸トリエチレングリコールエステル、（メタ）アクリル
酸ジプロピレングリコールエステル等の（メタ）アクリ
ル酸のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコ
ールのエステル；スチレン、ビニルトルエン、α−メチ
ルスチレンなどの芳香族ビニル単量体；ギ酸ビニル、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等
のカルボン酸ビニルエステル；（メタ）アクリル酸−
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエステル等の第三級アミノ基を
有するアルコールの（メタ）アクリル酸エステル、２−
ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルメチルアン
モニウムクロライド等の（メタ）アクリル酸から誘導さ
れる第四級アンモニウム塩等が挙げられる。

【００１８】この第２ブロックとして具体的には、アク
リル−メタクリル共重合体や上記式（２），（３）で示
される化合物のようなアゾ結合，ペルオキシ結合を有す
るポリマーとアクリル酸メチルとの共重合体などが挙げ
られる。

【００１９】上記第１ブロックと第２ブロックとの重量
比率は、特に制限されるものではないが、第１／第２で
５／９５〜９５／５、特に２０／８０〜８０／２０であ
ることが好ましく、この比率を逸脱して第１ブロックの
比率が少ないと十分なトナー付着性が得られない場合が
あり、一方第２ブロックが少ないと十分な耐久性が得ら
れない場合がある。

【００２０】上記第１ブロックと第２ブロックとからな
るフッ素系又はシリコン系ブロック共重合体として具体
的には、日本油脂社製のモディパーＦシリーズ（フッ素
系）、モディパーＦＳシリーズ（シリコン系）などが挙
げられる。

【００２１】このフッ素系ブロック共重合体又はシリコ
ン系ブロック共重合体からなる添加剤の添加量は、その
種類やバインダーの種類などに応じて適宜選定され、特
に制限されるものではないが、通常バインダー１００重
量部に対して３〜１００重量部、特に１０〜５０重量部
とすることが好ましく、添加量が３重量部であると、十
分な耐久性と低摩擦性及びトナー付着性とを得ることが
できない場合があり、一方１００重量部を超えるとバイ
ンダー樹脂との相溶性が悪くなったり、コスト高となっ
てしまう。

【００２２】この表面層は、上記バインダー及びフッ素
系ブロック共重合体又はシリコン系ブロック共重合体か
らなる添加剤により良好な低摩擦性及びトナー付着性を
有するが、更なる低摩擦性及びトナー付着性の向上を目
的として、ポリテトラフルオロエチレン、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、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフルオラ
イド、ポリビニルフルオライド等のフッ素樹脂を添加し
てもよい。

【００２３】これらフッ素樹脂の添加量は、特に制限さ
れるものではないが、上記バインダー樹脂１００重量部
に対して１０〜１５０重量部、特に３０〜９０重量部と
することが好ましく、本発明における表面層では、上記
フッ素系ブロック共重合体又はシリコン系ブロック共重
合体からなる添加剤がすでに添加されているため、この
程度の添加量で極めて優れた低摩擦性及びトナー付着性
を得ることができ、かつ良好な耐久性をも得られるもの
である。

【００２４】また、この表面層には、本発明の目的を逸
脱しない範囲であれば、平滑性、成膜性及び耐水性の向
上等の目的で必要に応じて上記バインダー及びフッ素系
ブロック共重合体又はシリコン系ブロック共重合体から
なる添加剤、更に必要に応じて添加される上記フッ素樹
脂に加えて、更に他の樹脂を本発明の目的を逸脱しない
範囲で配合することもできる。他の樹脂としては、特に
制限はないが、その一部を例示すれば、ポリビニルアセ
タール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラ
ール樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニリデン系共重合体
等が挙げられる。

【００２５】また、この表面層には、必要に応じて導電
剤を添加して導電性を付与又は調整することができる。
導電剤としては、特に制限はなく、各種電子導電剤や各
種イオン導電剤を用いることができるが、本発明では特
にカーボンを用いることが好ましい。

【００２６】この場合、この表面層に用いられるカーボ
ンとしては、特に制限されるものではないが、酸素含有
率が５％以上、特に７％以上、更には９％以上であるこ
とが好ましく、かつｐＨが５以上、特に６以上、更には
７以上であることが好ましい。即ち、通常のカーボンの
酸素含有率は０．１〜３％程度であり、一部、酸化処理
を施したカーボンも存在するが、この酸化処理を施した
カーボンは、酸素含有率が若干増加するにつれてｐＨが
酸性側へとシフトしてしまう傾向があり、カーボンが酸
性になると水系樹脂（具体的には、水系フッ素樹脂）に
添加した場合に安定性が低下するおそれがある。これに
対して、本発明に好適に用いられる上記カーボンは、酸
素含有率が多いにもかかわらず、中性ないしアルカリ性
を維持したものであり、安定的に水系フッ素樹脂に添加
し得るものである。このような酸素含有率及びｐＨを有
するカーボンの詳細な構造は明らかではないが、カーボ
ン表面にカルボキシル基、水酸基、ケトン基等の官能基
を付け、しかもこれらの官能基が有する水素の一部をナ
トリウム等のアルカリ金属に置換させたものが好適に使
用される。

【００２７】導電剤の添加量は、所望とする抵抗が得ら
れるように適宜調整することができる。この場合、表面
層の抵抗は、体積抵抗率１０³〜１０¹²Ω・ｃｍ、特に
１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍとすることが好ましく、このよ
うな体積抵抗率を達成するように導電剤の添加量を調整
することができ、導電剤としてカーボンを用いた場合の
添加量は、通常、表面層の０．０１〜４０重量％、特に
５〜２０重量％程度とされる。

【００２８】また、この表面層には、架橋剤、増粘剤、
チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等を必要に応
じて添加することができる。この場合、架橋剤として
は、用いる樹脂に応じて所望の架橋効果を発現し得るも
のであればいずれのものでもよく、例えば、エポキシ
系、オキサゾリン系、メラミン系、イソシアネート系、
フェノール系の架橋剤が挙げられ、特にエポキシ系、オ
キサゾリン系の架橋剤が、架橋効果、低硬度の点から好
適に用いられる。架橋剤の添加量は、通常、樹脂１００
重量部に対して０．１〜５０重量部程度とすることが好
ましい。なお、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造
粘性付与剤等は、無機系、有機系を問わず適宜用いるこ
とができる。

【００２９】この表面層の厚さは、帯電部材の形態等に
応じて設定され、特に制限されるものではないが、例え
ば後述するロール状の帯電ローラの表面層３であれば、
通常１〜１５μｍ、特に３〜５μｍとすることができ、
１μｍ未満であると、ローラの耐久性に劣る場合があ
り、一方１５μｍを超えると帯電特性に悪影響を与えた
り、表面にしわを生じるなど、良好な表面性が得られな
い場合がある。

【００３０】本発明の帯電部材は、少なくとも上記被帯
電体と接触する部材表面が上記表面層で形成されたもの
であり、その形態はロール状、プレート状、ブロック
状、球状、ブラシ状などの適宜な形態とすることがで
き、特に制限されるものではないが、通常は部材表面に
上記表面層を有するロール状の帯電ローラとすることが
好ましく、例えば、図１（Ａ）に示したように、シャフ
ト１の外周に弾性層２を形成し、この弾性層２上に上述
の表面層３を形成した帯電ローラや、更に図１（Ｂ）に
示したように、弾性層２と表面層３との間に表面粗度調
整層４を設けた帯電ローラとすることができる。

【００３１】上記シャフト１としては、金属或いはプラ
スチック製のシャフトを用いることができ、また部材の
形態や帯電部材が用いられる帯電装置の機構などによっ
てはこのシャフト１を省略することもできる。

【００３２】また、上記弾性層２を形成する弾性体も特
に制限されず、被帯電体との良好な接触状態を得ること
ができる弾性体であればよく、公知のゴム或いは樹脂、
又はこれらの発泡体（以下、「フォーム」という）で形
成することができる。具体的には、ポリウレタン、シリ
コーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロ
プレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタ
ジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を基
材ゴムとするゴム組成物が例示されるが、特にポリウレ
タンが好ましく、より好ましくは発泡倍率が１．５〜５
０倍のポリウレタンフォームが用いられる。なお、この
場合のフォーム密度は、０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ³程
度が適当である。

【００３３】上記弾性層２には、導電剤を添加すること
により、導電性を付与又は調整して所定の抵抗値とする
ことができる。その導電剤としては、特に限定されず、
ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルメチルア
ンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、
ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジ
メチルエチルアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、ホ
ウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化
ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩
等の第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性
剤、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル
塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステ
ル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコール
エチレンオキサイド付加燐酸エステル塩などの陰イオン
界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂
肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤などの帯電防止
剤、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣ
Ｎ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺等の周
期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ₄ ⁺の塩などの電解
質、また、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等
の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥ
Ｆ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、
酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解
カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アン
チモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケ
ル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポ
リアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性
ポリマー等が挙げられる。この場合、これら導電剤の配
合量は、組成物の種類に応じて適宜選定され、通常弾性
層の体積抵抗率が１０⁰〜１０⁸Ω・ｃｍ、好ましくは１
０²〜１０⁶Ω・ｃｍとなるように調整される。

【００３４】なお、この弾性層２の厚さは、部材の形態
や大きさ、層構成等に応じて適宜設定され、特に制限さ
れるものではないが、図１（Ａ），（Ｂ）に示したよう
なロール状の帯電部材の場合、通常１〜３．５ｍｍ、特
に２〜２．９ｍｍ程度とすることが好ましい。

【００３５】次に、上記表面粗度調整層４は、発泡体等
で形成される上記弾性層２の表面をある程度平滑にし、
部材表面の平滑性を向上させるために任意に形成される
層であり、有機溶剤系及び水系樹脂を用いて形成される
塗膜であるが、特に成膜製、塗膜乾燥時のひび・割れ等
の発生が少ない点、更に弾性層を膨潤させるなどの弾性
層２への影響が少ない点などから水系樹脂を主材として
用いることが好ましい。水系樹脂としては、上記弾性層
２上に確実に塗膜を形成することができるものであれば
いずれのものでもよく特に制限されるものではないが、
特にポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等が好
適に用いられる。

【００３６】この表面粗度調整層２には、上記水系樹脂
を架橋するための架橋剤を添加することができる。架橋
剤は、用いられる上記水系樹脂の種類に応じて適宜選定
され、所望の架橋効果が得られるものであればよいが、
通常は、オキサゾリン系、エポキシ系、メラミン系、グ
アナミン系、イソシアネート系、フェノール系等の架橋
剤が好適に用いられる。なお、架橋剤の添加量は、通常
上記架橋対象樹脂１００重量部に対して０．１〜５０の
範囲とされるが、表面粗度調整の目的を逸脱しない限
り、５０重量部を超えて架橋剤を添加しても差し支えな
い。

【００３７】また、この表面粗度調整層２には、導電剤
を添加して導電性を付与又は調整することができ、通常
は体積抵抗率が１×１０³〜１×１０¹²Ω・ｃｍ、特に
１×１０⁵〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍとなるように抵抗値を
調整することが好ましい。この場合、導電剤としては、
上記表面層３及び弾性層２で例示したものと同様の導電
剤を例示することができるが、中でもカーボンを用いる
ことが好ましく、特に上記表面層３に用いられるカーボ
ンとして示した特定の酸素含有率及びｐＨを有するカー
ボンが好ましく用いられる。導電剤の添加量は、導電剤
の種類などに応じて上記体積抵抗率が得られるように適
宜調節され、特に制限されるものではないが、導電剤と
してカーボンを用いる場合には、通常０．０１〜４０重
量％、特に５〜２０重量％程度とされる。

【００３８】この表面粗度調整層４には、その目的を逸
脱しない範囲で、造膜助剤、顔料分散剤、増粘剤、レベ
リング剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等
の適宜な添加剤を必要に応じて適量添加することができ
る。

【００３９】なお、この表面粗度調整層４は、上述のよ
うに、水系樹脂を用いて形成することが好ましいが、こ
の水系樹脂以外の樹脂を含有していても差し支えく、ま
た必要に応じてこの表面粗度調整層４を複数層形成する
こともできる。更に、この表面粗度調整層４の厚さは、
特に制限されるものではないが、通常１〜８００μｍ、
特に３０〜３００μｍ程度とすることが好ましく、１μ
ｍ未満であると、十分な表面粗度の調製効果が得られな
い場合があり、一方６００μｍを超えると、相対的に弾
性層の厚みが薄くなってローラ硬度が高くなったり、コ
スト高となる場合がある。

【００４０】上記表面層３及び上記表面粗度調整層４の
形成方法は、特に制限はなく、公知のディピング法、ス
プレー法、押出成形法などを採用することができるが、
通常、各成分を溶剤に溶解又は分散した塗料を調製して
ディピング法により塗膜を形成する方法が好ましく用い
られる。

【００４１】本発明の帯電部材は、上記表面層３の表
面、即ち帯電部材の表面に凹凸があると、この凹凸内に
トナーが詰まって画像不良の原因となることがあるた
め、その表面はできるだけ平滑であることが好ましく、
特に制限されるものではないが、表面層の表面粗さ、即
ち帯電部材の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで
４μｍ以下、特に３μｍ以下、さらには２μｍ以下であ
ることが好ましい。この場合、上記表面粗度調整層４を
設けることにより、このような良好な平滑性を容易に得
ることができる。

【００４２】本発明の帯電部材は、感光ドラム等の被帯
電体に当接した状態に配設され、被帯電体と本発明帯電
部材との間に電圧を印加することにより、被帯電体を帯
電させるものであるが、この場合、帯電部材と被帯電体
との間に印加する電圧は、直流電圧であっても交流電圧
であってもよく、特に制限されるものではないが、直流
電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加して帯電を行うよ
うにすることが好ましく、これにより被帯電体をより均
一に帯電させることができる。また、特に制限されるも
のではないが、本発明の帯電部材と被帯電体との接触圧
力は、５０〜２０００ｇ、特に１００〜１０００ｇとす
ることが好ましく、これにより良好な帯電を確実に得る
ことができる。

【００４３】本発明帯電部材を用いた帯電装置について
は、例えば、図２に示したように、本発明の帯電部材５
を感光ドラム等の被帯電体６に所定の圧力で当接させ、
電圧印加手段６から被帯電体５との間に電圧を印加する
ように構成した帯電装置を例示することができるが、こ
れに限定されるものではなく、被帯電体６、帯電部材５
の形態や電圧印加手段７による電圧印加方式等は適宜変
更して差し支えない。

【００４４】

【発明の効果】本発明の帯電部材は、低摩擦性及びトナ
ー付着性に優れ、しかも表面層の割れや変形といった不
都合の発生を可及的に防止して、優れた耐久性を発揮す
ることができるものである。従って、本発明の帯電部材
を用いた帯電装置によれば、良好な帯電操作を長期に亘
って安定的に行うことができるものである。

【００４５】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して、本発明を
より具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定さ
れるものではない。

【００４６】［実施例１］金属性シャフト１の外周に、
厚さ３０００μｍの下記弾性層１を形成し、該弾性層２
上に下記組成の塗料Ａを塗布して乾燥させることによ
り、厚さ３００μｍの表面層２を形成して、図１（Ａ）
に示した構造を有する帯電ローラを作成した。得られた
帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで
０．５μｍであった。なお、上記塗料Ａによる表面層３
は体積固有抵抗率を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調整し
た。

【００４７】弾性層１ポリエステル系ポリオール、イソシアネートにカーボン
を添加して調製した密度０．５５ｇ／ｃｍ³のポリウレ
タンフォームである。表面層用塗料Ａの組成ウレタン変性アクリル樹脂１００重量部（亜細亜工業社製「ＥＡＵ６５Ｂ」）フッ素系ブロック共重合体^*1 ３０重量部（日本油脂社製「モディパーＦ６００」）カーボン４０重量部（御国色素社製「ＭＨＩ２２０」）メチルエチルケトン溶媒１０００重量部＊１：含フッ素ビニルエーテル共重合体の第１ブロック
とアクリル−メタクリル共重合体の第２ブロックとから
なるブロック共重合体

【００４８】得られた帯電ローラをプリンターに装着し
て２５℃，５５％ＲＨの環境下で画像出ししたところ、
良好な画像が得られ、更に連続３０００枚の画像出しを
行って、トナーの付着性を◎、○、○△、△、×、××
の６段階で評価した。結果を表１に示す。

【００４９】また、上記表面層３の耐久性を下記方法に
より変形量及び残留伸びを測定することにより評価し
た。変形量シャフト１の両端にそれぞれ５００ｇの加重をかけてロ
ーラー表面を３０ｍｍφのドラムに押し付け、この状態
で４０℃，９０％ＲＨの環境下に２４時間放置した後、
上記加重から解放して表面の変形量（μｍ）を測定し
た。残留伸び表面層形成用の塗料を用いて５ｍｍ×４ｍｍ×２００μ
ｍの試験シートを作成し、この試験シートを４０％引き
伸ばした状態で４０℃，９０％ＲＨの環境下に２４時間
放置した後、引き伸ばし状態から解放してシートの残留
伸びを測定した。

【００５０】［実施例２］弾性層２と表面層３との間
に、下記組成の塗料Ｂを塗布、乾燥させることにより得
られた厚さ３００μｍ表面粗度調整層４を設けたこと以
外は実施例１と同様にして、図１（Ｂ）に示した構造を
有する帯電ローラを作成した。得られた帯電ローラの表
面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで０．５μｍであっ
た。なお、上記塗料Ｂによる表面粗度調整層４は体積固
有抵抗率を１×１０⁵Ω・ｃｍに調整した。表面粗度調整層用塗料Ｂの組成アクリルエマルジョン６０重量部（ＪＳＲ社製「ＡＥ３３６」）アクリルエマルジョン４０重量部（日本ゼオン社製「ＬＸ８５４」）カーボン２０重量部（御国色素社製「ＳＡ５５４０」）架橋剤１５重量部（日本触媒社製「２０１０Ｒ」）

【００５１】得られた帯電ローラ及びその表面層３につ
き、実施例１と同様にしてトナー付着性及び耐久性を評
価した。結果を表１に示す。

【００５２】［実施例３］表面層３を下記組成の塗料Ｃ
を用いて形成したこと以外は、実施例２と同様にして図
１（Ｂ）に示した構造を有する帯電ローラを作成した。
得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さ
Ｒｚで０．３μｍであった。なお、上記塗料Ｃによる表
面層３は体積固有抵抗率を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調
整した。表面層用塗料Ｃの組成ウレタン変性アクリル樹脂１００重量部（亜細亜工業社製「ＥＡＵ６５Ｂ」）フッ素系ブロック共重合体^*1 ２０重量部（日本油脂社製「モディパーＦ６００」）カーボン４０重量部（御国色素社製「ＭＨＩ２２０」）フッ素樹脂^*2 ４０重量部（ダイキン社製「Ｌ−２」）メチルエチルケトン溶媒１０００重量部＊１：含フッ素ビニルエーテル共重合体の第１ブロック
とアクリル−メタクリル共重合体の第２ブロックとから
なるブロック共重合体＊２：４フッ化エチレン

【００５３】得られた帯電ローラ及びその表面層３につ
き、実施例１と同様にしてトナー付着性及び耐久性を評
価した。結果を表１に示す。

【００５４】［比較例１］表面層３を下記組成の塗料Ｄ
を用いて形成したこと以外は、実施例１と同様にして図
１（Ａ）に示した構造を有する帯電ローラを作成した。
得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さ
Ｒｚで０．６μｍであった。なお、上記塗料Ｄによる表
面層３は体積固有抵抗率を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調
整した。表面層用塗料Ｄの組成ウレタン変性アクリル樹脂１００重量部（亜細亜工業社製「ＥＡＵ６５Ｂ」）カーボン４０重量部（御国色素社製「ＭＨＩ２２０」）メチルエチルケトン溶媒１０００重量部

【００５５】得られた帯電ローラ及びその表面層３につ
き、実施例１と同様にしてトナー付着性及び耐久性を評
価した。結果を表１に示す。

【００５６】［比較例２］表面層３を下記組成の塗料Ｅ
を用いて形成したこと以外は、実施例１と同様にして図
１（Ａ）に示した構造を有する帯電ローラを作成した。
得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さ
Ｒｚで３．７２μｍであった。なお、上記塗料Ｅによる
表面層３は体積固有抵抗率を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍに
調整した。表面層用塗料Ｅの組成ポリフッ化ビニリデン１００重量部（エルフアトケムジャパン社製「カイナー２７５１」）チタンブラック８０重量部（石原産業社製「Ｓ−１」）メチルエチルケトン溶媒１０００重量部

【００５７】得られた帯電ローラ及びその表面層３につ
き、実施例１と同様にしてトナー付着性及び耐久性を評
価した。結果を表１に示す。

【００５８】［比較例３］表面層３を下記組成の塗料Ｆ
を用いて形成したこと以外は、実施例２と同様にして図
１（Ｂ）に示した構造を有する帯電ローラを作成した。
得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さ
Ｒｚで１．８μｍであった。なお、上記塗料Ｆによる表
面層３は体積固有抵抗率を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍに調
整した。表面層用塗料Ｆの組成ウレタン変性アクリル樹脂１００重量部（亜細亜工業社製「ＥＡＵ６５Ｂ」）カーボン４０重量部（御国色素社製「ＭＨＩ２２０」）フッ素樹脂^*1 ４０重量部（ダイキン社製「ＬＥ−１００」）メチルエチルケトン溶媒１０００重量部＊１：４フッ化エチレン

【００５９】得られた帯電ローラ及びその表面層３につ
き、実施例１と同様にしてトナー付着性及び耐久性を評
価した。結果を表１に示す。

【００６０】

【表１】＊１：ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚ（μｍ）

【００６１】表１に示されているように、フッ素系の第
１ブロックとをも含まない第２ブロックとを有するフッ
素系ブロック共重合体を添加した表面層を有する実施例
１〜３の帯電ローラは、トナー付着性及び表面層の耐久
性に優れることが確認された。

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる帯電部材を例示する概略断面図
である。

【図２】本発明帯電装置の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１シャフト２弾性層３表面層４表面粗度調整層５帯電ローラ（帯電部材）６感光ドラム（被帯電体）７電圧印加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H003 BB11 CC05 EE11 3J103 AA02 AA14 AA15 AA23 BA41 FA03 FA09 FA12 FA30 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA04 HA12 HA18 HA41 HA43 HA46 HA47 4J002 BD123 BD153 BD163 BE043 BG031 BG071 BP032 CK011 CL001 CP172 FD110 FD140 FD202 FD203

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に当接させて、この被帯電体と
の間に電圧を印加することにより、被帯電体を帯電させ
る帯電部材において、少なくとも上記被帯電体と接触す
る部材表面が、フッ素系又はシリコン系の第１ブロック
とフッ素及びシリコンのいずれをも含まない第２ブロッ
クとを有するフッ素系ブロック共重合体又はシリコン系
ブロック共重合体からなる添加剤をバインダーに添加し
てなる表面層で形成されていることを特徴とする帯電部
材。
【請求項２】上記表面層中に添加される添加剤の添加
量が、バインダー１００重量部に対して３〜１００重量
部である請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】上記表面層のバインダーが、ウレタン変
性アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂及び
ポリアミド樹脂から選ばれる１種又は２種以上の混合樹
脂である請求項１又は２記載の帯電部材。
【請求項４】上記表面層が、上記添加剤以外の添加剤
として、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、ポ
リクロロトリフルオロエチレン、ポリフルオライド及び
ポリビニルフルオライドから選ばれる１種又は２種以上
のフッ素樹脂を含有する請求項１〜３のいずれか１項に
記載の帯電部材。
【請求項５】上記表面層が、有機溶剤系樹脂を主材と
してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電部
材。
【請求項６】発泡体からなる弾性層と、該弾性層の外
周に形成された表面粗度調整層とを具備し、かつ上記表
面粗度調整層上に上記表面層が形成された請求項１〜５
のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項７】被帯電体に当接し、該被帯電体を帯電さ
せる帯電部材と、被帯電体と帯電部材との間に電圧を印
加する電圧印加手段とを具備してなる帯電装置におい
て、上記帯電部材として請求項１〜６のいずれか１項に
記載の帯電部材を用いたことを特徴とする帯電装置。