JPH03234458A - 帯電ローラー表面の粗面化方法及び装置 - 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］ 本発明は電子写真装置に用いられる帯電ローラーに関す
るものである。

［従来の技術Ｊ 電子写真感光体で用いる光導電材料として、セレン、硫
化カドミウム、酸化亜鉛などの無機光導電性材料は既に
知られている。これらの光導電性材料は数多くの利点、
例えば暗所で適当な電位に帯電できること、暗所で電荷
の逸散が少ないこと、あるいは光照射によって速やかに
電荷を逸散できること等の利点を備えている反面で各種
の欠点をも有している。例えば、セレン系感光体では、
温度、湿度、ごみ、圧力等の要因で容易に結晶化が進む
。特に雰囲気温度が４０℃を越えると結晶化が著しくな
り、帯電性の低下や画像に白い斑点を発生させるといっ
た欠点を伴っている。

硫化カドミウム系感光体の欠点は多湿の環境下では安定
した感度を発揮しない点、酸化亜鉛系感光体の欠点はロ
ーズベンガルに代表される増感色素による増感効果を必
要とする点であって、このような増感色素が帯電による
帯電劣化や露光光による光褪色を生じる結果、長期にわ
たって安定した画像を形成することができない点である
。

一方、下記の様な特定の有機化合物が光導電性を示すこ
とが発見されている： 有機光導電性ポリマー例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバ
ゾール、ポリビニルアントラセン、低分子の有機光導電
体例えば、カルバゾール、アントラセン、ピラゾリン類
、オキサジアゾール類、ヒドラゾン類、リアリールアル
カン類等；有機顔料や染料例えば、フタロシアニン顔料
、アゾ顔料、シアニン染料、多環キノン顔料、ペリレン
系顔料、インジゴ染料、チオインジゴ染料あるいはスク
エアリック酸メチン染料等。

特に光導電性を有する有機顔料や有機染料は無機材料に
比べて合成容易で、しかも適当な波長域に光導電性を示
す化合物を選択できるバリエーションが拡大されたこと
等から、数多くのものが提案されている。

例えば米国特許第４１２３２７０号、同第４２５１６１
３号、同第４２５１６１４号、同第４２５６８２１号、
同第４２６０６７２号、同第４２６８５９６号、同第４
２７８７４７号、同第４２９３６２８号明細書等に開示
されている様に、電荷発生層と電荷輸送層とに機能分離
した感光層における電荷発生物質として、光導電性を示
すジスアゾ顔料を用いた電子写真感光体等が知られてい
る。

この様な電子写真感光体を用いた電子写真プロセスにお
ける帯電プロセスは従来から殆ど金属ワイヤーに高電圧
（ＤＣ５〜８　ｋＶ）を印加して発生するコロナによっ
て帯電を行なっている。しかし、この方法ではコロナ発
生時にオゾンやＮＯｘ等のコロナ生成物が感光体表面を
変質させて画像ボケや劣化を進行させたり、ワイヤーの
６れが画像品質に影響して画像白抜けや黒スジを生じる
等の問題があった。

一方、電力的にも感光体に向かう電流はその５〜３０％
に過ぎず、殆どがシールド板に流れることから、この帯
電プロセスは帯電手段としては効率の低いものであった
。

こうした欠点を補う為に従来から直接帯電させる方法が
研究され、多数提案されている（特開昭５７−１７８２
６７．５６−１０４３５１．５８−４０５６６．５８−
１３９１５６．５８−１５０９７５公報等）。

これ等の直接帯電用部材の形状としてはローラー、ブラ
シ（磁気ブラシも含む）、ブレード、ベルト等があり、
電子写真装置の仕様及び形態にあわせて選択が可能であ
る。

しかし、ローラー帯電法においてはコロナ帯電法とは異
なり、帯電部材と感光体ドラムとが直接に接触すること
から、感光体ドラムと帯電ローラーとが貼り付き易いと
いう問題と、帯電にムラが生じ易いという問題があった
。

帯電ローラーを用いた直接帯電法では、感光体ドラムと
帯電ローラーとの距離が一定となった時に放電が起こり
、ドラムに電圧が印加される。

この場合に帯電ローラーの表面が平坦であることから、
感光体ドラム表面の凸凹や傷の影響を受けて帯電が不均
一となる事態が間々生じた。

又、帯電ローラーの表面が平坦であると、繰り返し画像
出しを行なっている間にトナーが帯電ローラーに付着し
て、画像に地汚れを生じやすかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の第１の目的は帯電ローラーを用いた電子写真装
置において、帯電の不均一による画像の白地部の汚れや
帯電ローラー上へのトナーの付着による画像の地片れな
どが殆ど無く、安定して高画質のコピー画像を供給する
ことのできる電子写真装置の帯電ローラーを提供するこ
とにある。

上記の目的が帯電ローラーの表面に、その十点法による
最大面粗さ、平均面粗さ及び最小面粗さの全てが０．３
μｍ以上５．０μｍ以下である粗面を設けることによっ
て達成されることを本発明者等は既に提案している。し
かし、その表面の粗面化状態の制御は依然として難しく
、帯電ムラの原因となっていた。

従って、本発明の第２の目的は帯電ローラーの粗面化を
均一に行なうことであり、その目的は帯状研磨材の走行
方向を該帯電ローラーの母線方向に対する交差角が０度
以上で８７度以下に設定した研磨装置を用いることによ
って達成できる。

［課題を解決するための手段］ 本発明で使われる帯電ローラーの材質としては、アルミ
ニウム、鉄、銅等の金属、ポリアセチレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン等の導電性高分子材料にカーボン、
金属等を分散させて導電性処理したゴム、人造繊維もし
くは合成繊維又はポリカーボネート、ポリビニルアセテ
ート、ポリエステル等の絶縁性物質の表面を金属や他の
導電性物質によってコートしたもの等の導電性材料を用
いることができる。これら導電性部材の体積抵抗値とし
ては、１０°〜１０１２Ω・Ｃｍ、最適には１０２〜１
０１０Ωｃｍの範囲である。

帯電ローラーの表面が粗面化されていない状態で、帯電
ローラーと感光体ドラム（以下、「ドラム」と略称する
ことがある）とを用いて画像出しを行うと帯電ローラー
と感光体ドラムとが貼り付き易く、しかも、帯電ローラ
ーにトナーが付着する確率も高い。又、帯電ローラーの
表面が平坦であることが逆に作用して、放電の際に感光
体ドラム上の欠陥（凸凹や傷）を拾い易く、その結果と
して帯電ムラが起こりやすい。

以上の理由から、帯電ローラーの表面をあらかじめ粗面
化することが必要である。

この粗面化の方法としては、機械研磨が優れており、そ
の中でも帯状研磨材を用いる方法が更に好ましい。その
理由はサンドブラスト法等による場合には、研磨材が帯
電ローラーに埋め込まれ易く、帯電ムラの原因になり易
いのに対して、帯状研磨材による場合には、この埋め込
みが殆ど生じないことにある。

しかし、これまでの粗面化方法では帯電ローラー表面を
均一に粗面化することがまだ難しく、それに起因して帯
電時に均一な帯電が必ずしも行なわれないという現象が
引き起こされていた。

本発明者等は帯電ローラー表面の粗面化について鋭意検
討を重ねた結果、次のことを見出した。

すなわち、帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表面を粗
面化する方法において、帯状研磨材の走行方向を該帯電
ローラーの母線方向に対する交差角が０度以上８７度以
下に設定して帯電ローラーの表面を粗面化することによ
って、最大面粗さ、平均面粗さ及び最小面粗さと言う）
の全てが０．３〜５．０μｍの範囲内に入る均一な粗面
化を達成でき、その結果として帯電ムラも実質的に解消
できることを見出した。

帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表面を粗面化する際
には、該研磨材を該帯電ローラーの母線方向に対して垂
直に当接させると、研磨材の両縁部分には均一な押圧力
が及ぼされにくい。その結果、帯電ローラー表面の不均
一化を来していた。

そこで、帯状研磨材の走行方向を帯電ローラーの母線方
向に対して特定の角度だけ変更して該ローラーに当接さ
せた状態で粗面化を行なうことによって、帯電ローラー
表面の何れかの部分が一時的に研磨材の内部（両縁より
も内側）がその研磨面に当接される結果、研磨面（ある
いは研磨点）に及ぼされる圧力は殆ど均一になり、表面
粗面化の均一化を図ることができるというのが本発明の
大眼目である。

本発明の表面粗面化法の実施に当たっては、例示として
第２図に模式的に断面図で示した装置を用いることがで
きる。素帯電ローラー１１を時計回りに回転させる。一
方、帯状研磨材１２を送り出しローラー１３から繰り出
しながら、該研磨材を帯電ローラーに圧接している弾性
体製押さえローラー１４を経由して巻き取りローラー１
５へ向けて矢印１６の向きに移動させる。この際に帯状
研磨材１２は押さえローラー１４の当接位置で素帯電ロ
ーラー１１の表面を摺擦する。更に本発明方法は例とし
て第３図に模式的に示すことができる。即ち、帯電ロー
ラー１７の摺擦部において、帯状研磨材２０の走行方向
（矢印１８）を該帯電ローラーの母線方向（矢印１９）
に対する交差角θが０度以上８７度以下に設定して、該
帯電ローラーの母線方向と垂直な方向（矢印２０）に粗
面化する。

本発明の実施に用いる帯状研磨材としては、酸化アルミ
ニウム、シリコンカーバイド、酸化クロム、ダイヤモン
ド等の微粒子をポリエステル等のフィルムに塗布等の手
段によって固定したものを例示できる。

本発明の帯電ローラーは複写機だけでなく、レーザープ
リンター、ＬＥＤプリンター、ＣＲＴプリンター、電子
写真式製版システム等の電子写真応用分野に用いること
ができる。

実施例１ 複写機［商品名：ＮＰ−３５２５（キャノン製）］を第
１図に示す様に改造した。図において１は該複写機用感
光体、２は直接帯電を行なうところの帯電ローラー、３
は画像鼓光、４は現像器、５は転写紙の給紙ローラーと
給紙ガイ１？、６は転写帯電器、７は分離帯電器、８は
定着器（不図示）に転写紙を送る搬送部、９はりｌノー
チー１０は前露光光源、１００は帯電部机２に電圧を印
加する電源装置である。

２の帯電ローラーは以下の方法で製造しまた。。

クロロブレンゴム［商品名：デンカクロロブレンＭ−３
０（電気化学工業■製）］１００＠量部に導電性カーボ
ン［商品名、コンタクう一ツクス９００　（コロンビア
ンケミカル社製）］５販量部を溶融混練し、得られる塊
の中心に耐食鋼（ステンレス）製の軸を通して浅型し、
素帯電ローラー２とした。

この素帯電口・−ラー２の表面の平均面粗さ（Ｒ７）は
０．２ＬＬｍであり、最小面粗さ及び最大ｉ￥ｉ７相４
匁はそれぞれ０．０ｇｍ及び０，３μｒｎであった。

この素帯電ローラー・−を第２図に示す装ＵをＬ’Ａい
て、研磨組粒だ９．０μｍの帯状研磨材［商品名ニラッ
ピングフィルム＃２０００　（住友スリー、Ｊ′ム社製
）］の］走ｑ：′ｒ−、ｑを該帯電Ｙ〕−ラ・−のｆユ
糊方向に対する交差角８７度に設定した研磨装置を用い
て３０抄出］粗圓化した。

この帯電ロー　ラー表面の平均□粗さ（八、）は１．０
μｍであり、最小面粗さ及び最大面粗さ（Ｊそれぞれ０
．８２λＩＩｌ及びＬ２μｍであった。

この粗面化帯電ローラーを前述の改造複写機に装着して
、通紙耐久試験を行なった処、５０００枚まで何ら問題
が発生しなかった。その結果を表Ｊに示す。

尚、帯電露光条件は帯電ローラーに直流電圧−７５０Ｖ
と交流ピーク間電圧３．５００　Ｖを重畳させ、像露光
量３．０ルツクス・秒、前露光ｊｌｌ。

ルックス・秒で行なった。

実施例２及び３ 実施例ｊにおける帯状研磨材の走行方向を該素帯電ロー
ラーの母線方向に対する交差角４５度又は０度のにそれ
ぞれ設定した研磨装置を用いて素帯電ローラー表面を粗
面化した。

この帯電ローラー表面の平均面粗さ（Ｒ２）はそれぞれ
０．９　ｕｍ　（実施例２）及び１．Ｉ　ＩＬｍ　（実
施例３）であり、最小面粗さ及び最大面粗さはそれぞれ
０．７μｍ及び１．１　μｍ（実施例２）並びに０．８
μｍ及び１．３μｍ（実施例３）であった。

各帯電ローラーを用いて実施例１と同様の装置及び条件
で通紙耐久試験を行なったところ、各場合共に５０００
枚まで何ら問題が発生しなかった。

その結果を実施例２及び３として表１に−へ括し、で示
す。

比較例１ 実施例１と同様の帯電ローニラ−を作成し、粗面化せず
に実施例１と同様の装置及び条件で通紙耐久試験を行な
った処、通紙１０枚程度から帯電ローラーと感光体との
貼り付きに起因する横筋が画像上に現れ始めた。こむを
比較例上とじでその結果を表工に示や。

比較例２及び比較例３ 実施例１　ｉこおける帯状研磨材の走行方向を該素帯電
ローラーの母線方向に対する交差角９０度又は８８度に
それぞれ設定した研磨装置を用いて素帯電ローラー表面
を粗面化した。

この帯電ローラー表面の平均面粗さ（Ｒ２）はそれぞれ
１．５μｍ（比較例２）及び１，４μｍ（比較例３）で
あり、最小面粗さ及び最大面粗さはそれぞれ０．２μｍ
及び７，０μｍ（比較例２）並びに０．２μｍ及び５．
５μｍ（比較例３）であった。

各帯電ローラーを実施例１と同様の装置に装着して実施
例１と同様の条件で通紙耐久試験を行なったところ、各
場合共に通紙耐久試験の初期から帯電ムラに起因する画
像ムラ、白地部の汚れが発生しており、また、５０枚程
度通紙した時点で帯電ローラーと感光体との貼り付きに
起因する横筋が画像上に現れ始めた。これらを比較例２
及び３としてその結果を表１に示す。

比較例４ 実施例１における帯状研磨材の走行方向を該素帯電ロー
ラーの母線方向に対する交差角９０度に設定した研磨装
置を用いて素帯電ローラー表面を粗面化した。

但し、用いた帯状研磨材の両縁を帯電ローラーに当接さ
せない様に設定する為に、研磨材の両縁を帯電ローラー
から浮かす為の機構が設けられている。この粗面化帯電
ローラー表面の平均面粗さ（Ｒ２）は１．０μｍであり
、最小面粗さ及び最大面粗さはそれぞれ０．８μｍ及び
１．２μｍであった。

この帯電ローラーを実施例１と同様の装置に装着して、
実施例１と同様の条件で通紙耐久試験を行なったところ
、通紙５０枚付近で既に問題が発生し始めた。その結果
を実施例２及び３として表１に一括して示す。

以上、実施例１〜３および比較例１〜４に示すように、
帯状研磨材の走行方向を素帯電ローラーの母線方向と交
差角０度以上で８７度以下に設定した装置を用いて該帯
電ローラーの粗面化処理を行なうことにより、画像ムラ
や地汚れおよび感光体との貼り付きによる横すじ等の殆
ど無い良好な画像を得ることができる。

尚、本発明方法による粗面化帯電ローラーは一次帯電部
材に留まらず、転写帯電部材、分離帯電部材等の帯電部
材の何れとしても用い得る。

［発明の効果］ 本発明方法によって粗面化された帯電ローラーを用いる
と、帯電ローラーと感光体ドラムの貼り付きや帯電ムラ
及びトナーの帯電ローラーへの付着による地汚れは殆ど
起こらず、安定した繰り返し画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粗面化帯電ローラーを装着する為の複
写機の模式的断面図、第２図は本発明の粗面化装置の模
式的断面図取り図及び第３図は本発明の粗面化装置の模
式的断面図取り図である。 １・・感光体ドラム、 ２・・帯電ローラー ３・・画像露光、 ４・・現像器、 ５・・転写紙の給紙ローラーと給紙ガイド、６・・転写
帯電器、 ７・・分離帯電器、 ８・・定着器（不図示）、 ９・・クリーナー １２・・帯状研磨材、 １３・・送り出しローラー １４・・押えローラー １５・・巻取りローラー １６・・帯状研磨材の走行方向、 １７・・粗面化中の帯電ローラー ・帯状研磨材と帯電ローラーとの当接部分・帯電ローラ
ーの母線方向、 ２０・・帯電ローラーの母線方向に対して垂直な方向、 帯状研磨材、 ・電源装置。 　９ １８　・ ００

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯状研磨材を用いて帯電ローラーの表面を粗面化
   する方法において、該研磨材の走行方向と該帯電ローラ
   ーの母線方向とがなす角度を０度以上８７度以下とする
   ことを特徴とする粗面化方法。
2. （２）帯電ローラー、帯状研磨材及び該研磨材を帯電ロ
   ーラー表面へ当接させる押さえローラーから少なくとも
   構成された帯電ローラー表面の粗面化装置において、該
   押さえローラー周面が弾性材料で形成されていて帯電ロ
   ーラーの母線に対して０度以上８７度以下の角度で該研
   磨材を走行させながら線当接または面当接させることを
   特徴とする装置。