JPH05150617A - 帯電部材およびそれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗値が均一で、いわゆる抵抗ムラのない帯
電部材を得る。 【構成】 導電性基体上に内部および外部抵抗層を形成
した帯電部材において、内部抵抗層は吸油量８０ｍｌ／
１００ｇのカーボンブラックを分散したシリコーン樹脂
で、また外部抵抗層は還元酸化チタン（ＴｉＯ_n ）を分
散したシリコーン樹脂で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置等に用いら
れる帯電部材、さらに詳述すれば電圧を印加した帯電部
材を被帯電体表面に接触させて帯電を行う帯電部材およ
びそれを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置（複写機・光プリンタ等）
・静電記録装置等の画像形成装置において、感光体・誘
電体等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手
段機器としては、従来よりコロナ放電装置が広く利用さ
れている。

【０００３】コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面
を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効であ
る。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電を用いる
ため、好ましくないオゾンが発生する等の問題点を有し
ている。

【０００４】このようなコロナ放電装置に対して、前記
のように電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触さ
せて被帯電体面を帯電処理する接触帯電装置は、電源の
低圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない等の長所を有し
ている。

【０００５】このような帯電部材の構成として、導電性
基体上に少なくとも２つの電気抵抗層を設け、外部抵抗
層に適度な表面抵抗を保持させ、内部抵抗層に被帯電面
とのニップ巾を適正にするための適度な弾性を保持させ
ることにより、被帯電体の帯電均一性、感光体等の被帯
電体表面のピンホール・傷等により生じるリーク防止等
を図ることができる。

【０００６】これらの抵抗層に導電性を付与させる方法
として、ゴムや樹脂等の弾性体に、カーボンブラック
や、グラファイト、金属粉等の導電粒子を分散させる方
法があるが、外部抵抗層（最外層）にこれらの導電粒子
を分散させた場合の問題点として、半導電抵抗領域にお
ける抵抗値の安定性が悪く、また部分的な抵抗値の変動
が発生しやすいことがあった。

【０００７】また、上記導電粒子を分散させた場合、少
量のこれらのものの添加で抵抗値を下げられるため、層
中の樹脂、ゴム等のバインダーの比率が高くなるが、材
質により程度は異なるものの、一般的に樹脂やゴム等の
比率が高いと吸湿性が高くなり、高湿度下においてかな
りの吸湿を起こし、結果として帯電部材の抵抗値が下が
る。この場合、帯電部材が感光体上の欠損部（ピンホー
ル）と接触すると、感光体が通電破壊を起こす等の問題
があった。

【０００８】これに対し、前述導電フィラーに比べて比
抵抗の高いＳｉＯ₂ ・Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，ＺｎＯ・Ａｌ₂ Ｏ
₃ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ・ＳｎＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ・Ｔａ₂ Ｏ₃ ，Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＯ₂ 等の他成分固溶型金属酸化物の使用
が有効と考えられる。しかし、これらの粒子の色はいず
れも白色系または淡色系であるため、これらを用いて帯
電部材を形成した場合、上部抵抗層の色もそれに準じて
白色系または淡色系の色相を呈する。これらの帯電部材
を帯電ローラや転写ローラとして使用した場合、黒色、
およびその他の有色のトナーの付着によってローラ表面
が汚れ、外観上見苦しいものとなる欠点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みなされたものであり、抵抗が均一で変動が少なく、帯
電性能に優れ、感光体上のピンホールに対して通電破壊
が起こらず、かつそれらの環境依存性がなく、さらにト
ナー等の付着による汚れが目立たない帯電部材、および
それらを用いた電子写真装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】また、本発明は転写帯電に用いる帯電部材
を提供することを目的とするものである。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明におい
ては母材に導電性粒子を分散した抵抗層を導電性基体上
に少なくとも２層形成してなる帯電部材において、外部
抵抗層に分散した導電性粒子を一般式ＴｉＯｎ（ｎ≦
１．９）で示される還元酸化チタンとするものである。

【００１２】本発明においては、帯電部材の外部抵抗層
中に化学式がＴｉＯｎ（ｎ≦１．９）である酸化チタン
を含有させることにより、抵抗ムラがなく、半導電領域
で抵抗値を安定させることができ、またそれらの環境依
存性も僅少に抑えることができる。

【００１３】したがって帯電ムラや、帯電不良がなく、
また感光体上のピンホールと当接した場合においても通
電破壊を起こさない。さらに、これらがＬ／Ｌ（低温／
低湿）〜Ｈ／Ｈ（高温／高湿）の環境領域で達成され
る。さらに耐久後においてもトナー等の付着によるロー
ラ表面の汚れが目立つことなく、外観上極めて良好なも
のである。

【００１４】以下本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明の帯電部材は導電性基体上に抵抗層
を少なくとも２層形成してなる。基体は導電性があり、
支持体としての強度のあるものであれば使用し得、これ
らの材料としては鉄、ステンレス、アルミニウム、導電
性プラスチックス等が好ましい。また、基体の形状は後
述のようにロール状、ブレード状、ブロック状、ロッド
状、ベルト状等各種のタイプのものがある。

【００１６】本発明においては、上記基体上に少なくと
も２層以上の抵抗層を形成するものであるが、基体から
最も外側に形成する外部抵抗層は母材中に導電性粒子を
分散させて製造するものである。

【００１７】導電性粒子としては二酸化チタンを還元し
て得られる下記一般式 ＴｉＯｎ（ｎ≦１．９） で示される還元酸化チタンを用いる。

【００１８】特に、化学式がＴｉｎＯ２ｎ−１（ｎ：整
数）で示される還元酸化チタンが好ましい。

【００１９】一般に酸化チタンとは二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂ ）のタイプを示すものであり、色相は白色を呈し、
電気抵抗は絶縁性を示す。また導電性酸化チタンと呼ば
れているものもあるが、これは前記二酸化チタンの粒子
の表面にＳｎＯ₂ ・Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の導電材を被覆したも
のであり、やはり色相は白色系または淡色系を呈してい
る。

【００２０】これに対し本発明において用いる二酸化チ
タンを還元して得られる還元酸化チタンは、その還元度
合いに応じて灰青色から黒色の色相を呈し、さらに比抵
抗が１００ｋｇ／ｃｍ² の加圧下で１０⁰ 〜１０⁴ Ω・
ｃｍ程度の導電性を有する。

【００２１】したがって、これら酸化チタンを外部抵抗
層中に配合すれば灰青色ないし黒色の色相を呈し、かつ
半導電抵抗域で抵抗の安定した最外部抵抗層を形成する
ことができる。

【００２２】ＴｉＯｎにおいてチタンと酸素との原子数
の比の値（Ｔｉ／Ｏ）は１／１．９〜１が好ましい。１
／１．９未満の場合には白色度が増し、黒色の度合いが
低減するからである。

【００２３】また、ＴｉＯｎのうちではｎ＝１すなわち
ＴｉＯである一酸化チタンがより好ましい。これは、Ｔ
ｉＯが特に他のＴｉＯｎに比べ黒色度に優れ、かつ粒子
径が０．０３〜０．２μｍと細かく、ゴムや樹脂への分
散に有効である他、塗料中に分散し使用した場合、平滑
な塗工面が得られるからである。

【００２４】本発明においては前記還元酸化チタンを母
材に分散して前記外部抵抗層を形成するものであるが、
母材としては樹脂、ゴム材等が用いられ、高抵抗のもの
が好ましい。

【００２５】樹脂としては、ポリウレタン、ポリメチル
メタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリ
ル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセター
ル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポ
リビニルピリジン、セルロース系樹脂等を挙げることが
できる。

【００２６】ゴム材としては、例えばＥＰＤＭ（エチレ
ン−プロピレン−ジエン−タ−ポリマー）、ポリブタジ
エン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ（スチレンブ
タジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ
（ニトリルブタジエンゴム）、シリコーンゴム、ウレタ
ンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴムや、ＲＢ（ブ
タジエン樹脂）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチ
レンエラストマー）等のポリスチレン系、ポリオレフィ
ン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ＰＶＤ等の熱
可塑性エラストマーやポリウレタン、ポリスチレン、Ｐ
Ｅ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ
（ポリ塩化ビニル）、アクリル系樹脂、スチレン−酢酸
ビニル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体等の高分子材料等を用いることができる。

【００２７】導電性高分子としては、ホストポリマーと
して、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンオキ
シド）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリ（ｐ
−フェニレンビニレン）、ポリ（２，６−ジメチルフェ
ニレンオキサイド）、ポリ（ビスフェノール・Ａカーボ
ネート）、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレ
ン、ポリ（Ｎ−メチル−４−ビニルピリジン）、ポリア
ニリン、ポリキノリン、ポリ（フェニレンエーテルスル
フォン）等、これらにドーパントしてＡｓＦ₅ ，Ｉ₂ ，
Ｂｒ₂ ，ＳＯ₃ ，Ｎａ，Ｋ，ＣｌＯ₄ ，ＦｅＣｌ₃ ，
Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ｋｒの各イオン、Ｌｉ，ＴＣＮＱ
等をドープしたものが用いられる。

【００２８】また、ポリマーとしてポリメチルメタクリ
レート、ジメチルシロキサン−エチレンオキサイド共重
合体、ポリエチレンオキサイド、ポリ（β−プロピオラ
クトン）、ポリ（プロピレンオキサイド）、ポリフッ化
ビニリデン、ポリ（Ｎ−メチルエチレンイミン）等に添
加剤としてＬｉＣｌＯ₄ ＫＳＣＮ，ＮａＳＣＮ，ＬｉＳ
ＣＮ，ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 等を添加したポリマーが用いら
れる。その他ボロンポリマーの使用も有効である。

【００２９】さらに、分散方法としてロールニーダー、
バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダ
ー、ペイントシェーカー等を採用できる。

【００３０】内部抵抗層はゴム、樹脂等の弾性体に導電
粒子を分散させたもので形成する。

【００３１】導電性粒子としては、カーボンブラック、
金属酸化物、金属粉等を用いることができる。

【００３２】特に内部抵抗層としては、吸油量が８０ｍ
ｌ／１００ｇ（ＪＩＳ Ｋ６２２１）以下のカーボンブ
ラックをシリコーンゴム中に分散させてなる弾性体が好
ましい。これは以下の理由による、すなわち、抵抗層を
２層構成とする場合に内部抵抗層に導電性を付与させる
方法として、ゴムや樹脂等の弾性体に、カーボンブラッ
クや、グラファイト、金属粉等の導電粒子を分散させる
方法がとられる。しかし、これらの導電粒子を分散させ
ると、得られる弾性体の硬度は必然的に高くなる。一
方、帯電部材としては感光体との充分な接触がなされる
よう、低硬度が望まれている。この対策として、一般に
オイルや可塑剤等の軟化剤を添加し硬度を下げている。

【００３３】しかし、これらのオイル、可塑剤等の軟化
剤は一般的に移行性があり、これらが帯電部材の表面に
滲み出した場合、感光体を汚染したり、トナーの固着を
引き起こしたりする問題があるので、軟化剤の添加量は
なるべく少量に抑えることが望ましい。そこで、通常少
量で低抵抗化が可能な、高導電度フィラーを用い、フィ
ラーの配合量を極力少量にすることにより内部抵抗層の
硬度を下げ、これによりオイルの添加量を少量にとどめ
ることが行われていた。

【００３４】ところが、帯電部材に要求される抵抗値の
領域は１０⁴ 〜１０⁹ Ω程度であるが、この抵抗領域に
おいては、高導電性フィラーの添加による所定抵抗値の
制御は困難であり、製造ロット間の抵抗値のバラツキが
大きくなる問題があった。これに対しシリコーンゴムを
用いた場合、原料ポリマーすなわちオルガノポリシロキ
サン中の有機基、例えばメチル基、ビニル基、フェニル
基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等で内架橋に
直接係るビニル基の数を減らし、架橋点の数を減らした
り、フェニル基を少量添加することによってより広い温
度域でオイル等の軟化剤なしに低硬度性を発現させるこ
とができる。

【００３５】例えばビニル基を含有するジメチルポリシ
ロキサンにおいて好適なビニル基の重量％は０．０５〜
０．００５％である。

【００３６】この場合、比較的吸油量の小さいカーボン
ブラックを多量に添加しても、オイル等の軟化剤を添加
することなしに比較的低硬度のものが得られる。また軟
化剤を添加したとしても、極めて少量で一般にはシリコ
ーンゴム１００重量部に対して２０重量部以下で済む。
したがって、使用するカーボンブラックの吸油量は８０
ｍｌ／１００ｇ（ＪＩＳ Ｋ６１２２）以下が好まし
い。

【００３７】一般的に吸油量の低いカーボンブラックは
ストラクチャー（鎖状カーボンブラック構造）の発達が
小さいため、ストラクチャーの発達した高吸油量のカー
ボンブラックに比べて導電性が劣る。よって、吸油量の
小さいカーボンブラックを同量添加すると比較的高い抵
抗値領域で抵抗の安定した弾性体が得られる。これは、
導電性が劣るカーボンブラックはシリコーンゴム中にお
ける分散状態の微妙な相違による抵抗値のバラツキが生
じにくいためである。また吸油量が小さいため、ポリマ
ーとの補強性が小さく、添加量を増やしても、余り硬度
が上昇しない。これは吸油量が小さいカーボンブラック
は、単位重量当たりの露出表面積が小さく、シリコーン
ゴムと架橋反応して、シリコーンゴムの硬度を増加させ
るカーボンブラック表面の活性点も比例して少ないから
である。

【００３８】低い吸油量のカーボンブラックを用いるこ
とにより、内部抵抗層のある程度の高抵抗化が達成され
ると、導電性基体に電圧を印加した際の、内部抵抗層に
おける電位降下が大きく、したがって外部抵抗層にかか
る電位は小さくなり、したがって外部抵抗層の厚みに多
少ムラがあり、薄い箇所があってもリークを起こさない
で済む。さらに、オイル等の軟化剤を添加せずにまたは
少量の添加で済むため、軟化剤の滲出を防止するために
外部抵抗層を厚くすることも不要になり、外部抵抗層の
厚みを薄くすることが可能となるので、種々のコーティ
ング技術を適用できるようになる。内部抵抗層の形成に
用いる導電粒子を分散したシリコーンゴムとしては、被
帯電表面でのリーク防止の点から、１０³ Ω以上とする
ことが好ましく、また均一帯電の点から、１０⁷ Ω以下
とすることが好ましい。また、内部抵抗層の硬度は、外
部抵抗層との追随性および密着性の点から２０度以上と
することが好ましく、被帯電表面との間で充分なニップ
巾をとる点から４０度以下とすることが好ましい。外部
抵抗層の厚さは５μ〜１００μ、内部抵抗層の厚さは１
ｍｍ〜１０ｍｍが好適であり、外部抵抗層の厚さを１と
したときの内部抵抗層の厚さは１０〜２００が好適であ
る。

【００３９】また、一般の未加硫のゴム材料を用いて抵
抗層を形成する場合、カーボンブラック等の添加剤を分
散させたものは、可塑度が大きい。そのため、例えばロ
ーラ形状の帯電部材を形成する場合に抵抗値が部分によ
り異なる、いわゆる抵抗ムラを生じ易い。すなわち、パ
イプ型内に注型するトランスファー成型、インジェクシ
ョン成型において、ゴム材をパイプ内へ注入する際、ゲ
ート部を追加するときに圧縮応力を受けるため熱による
硬化が促進され、ゲート部近傍が高抵抗化し、抵抗ムラ
を起こしたり、またパイプ内への注入の際発生する内部
応力が残り、加硫時における架橋反応が応力集中部で促
進され、その箇所において、抵抗値が上がることによっ
て、抵抗ムラを発生する。しかし、シリコーンゴムの場
合、未加硫の状態でカーボンブラック等を添加したとき
の可塑度が１２０〜２００（ｍｍ×１００）（ＪＩＳ
Ｃ２１２３）程度と極めて小さいため、上記したごとき
抵抗ムラがなく、パイプ型成型ができる。これにより研
磨レス成型が可能となり、低コストで抵抗ムラのない帯
電部材の製造を行うことができる。

【００４０】カーボンブラックの添加量は、１５〜４０
重量％とすることが好ましい。

【００４１】内部抵抗層に使用されるシリコーンゴム組
成物中のオルガノポリシロキサン生ゴムは通常一般式
Ｒ″ａＳｉＯ_4-a/2 （Ｒ″はメチル基、ビニル基、フェ
ニル基または３，３，３−トリフルオロプロピル基であ
り、全有機基のうち少なくとも５０モル％はメチル基で
あり、ａは１．９８〜２．０５）で示される主として直
・鎖状のジオルガノポリシロキサン高重合物である。

【００４２】ジオルガノポリシロキサンを構成する具体
的な単位の例としてはジメチルシロキサン、メチルフェ
ニルシロキサン、ジフェニルシロキサン、メチルビニル
シロキサン、フェニルビニルシロキサン、メチル３，
３，３−トリフルオロプロピルシロキサン等がよい。

【００４３】ジオルガノポリシロキサンの重合度は、限
定されないが、通常数千〜１万位である。

【００４４】ジオルガノポリシロキサンは、上記単位の
単一重合体または共重合体でもよく、またこれらの重合
体の混合物でもよい。

【００４５】しかし全有機基の少なくとも５０モル％は
メチル基のものが好ましい。またこれらの構造中にＲ″
ＳｉＯ_1.5 （Ｒ″は上記と同じ）の単位を少量含有して
もよく、その分子鎖末端はヒドロキシ基、アルコキシ
基、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メ
チルフェニルビニルシリル基、ジメチルフェニルシリル
基等がよい。

【００４６】このジオルガノポリシロキサン生ゴムは、
フューズドシリカや湿式法シリカ等の補強性充填剤、架
橋剤その他シリコーン生ゴムに通常使用される添加剤を
予め混合した形で配合してもよい。

【００４７】例えば、架橋剤としては有機過酸化物が好
ましく、ベンゾイルパーオキシサイド、２，４−ジクロ
ルベンゾイルパーオキシサイド、ターシャリーブチルパ
ーベンゾエート、ジターシャリーブチルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，
５−ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）２，５−ジメ
チルヘキサン、ジアルキルパーオキサイド、１，１−ジ
（ターシャリーブチルパーオキシ）３，３，５−トリメ
チルシクロヘキサン等が挙げられる。その種類は使用す
るゴムの種類によって適宜選択すればよい。またその添
加量としては、０．１〜１５ｐｈｒが好ましい。

【００４８】また、前述したようにシリコーンゴムに通
常配合する従来公知の配合物、すなわちフューズドシリ
カ、湿式法シリカ等のシリカ類、ケイ藻土類、カーボン
ブラックや炭酸カルシウム、亜鉛華、二酸化チタン等の
金属酸化物、低分子量末端アルコキシポリジメチルシロ
キサン、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノ
ール、他に難燃剤、発泡剤、接着性向上剤等を任意に配
合してよい。

【００４９】外部抵抗層と内部抵抗層の抵抗層間の接着
力向上のために適宜、接着剤を用いてもよいが、この場
合接着剤の抵抗値によって帯電部材の抵抗値が変動する
ことが考えられる。

【００５０】これに対し、シランカップリング剤を介し
て、内、外抵抗層を化学結合で接着する方法であれば、
単分子層厚で外部抵抗層と内部抵抗層とを接着できるた
め、電気抵抗に影響なく良好な接着性が得られる。

【００５１】さらに一般にＸＳｉ（ＯＲ）₃ 、（Ｘは有
機基と反応する官能基（アミノ基、ビニル基、エポキシ
基、メルカプト基、クロル基等）で、Ｒは加水分解可能
な基（メトキシ基、エトキシ基等である。）で表される
シランカップリング剤で分子間の−ＯＲまたは−ＯＣＲ
間において脱アルコール縮合により、予め重合化した重
合体を用いるとさらに以下の点において有利である。

【００５２】すなわち、外部抵抗層をデイッピング等の
塗工により形成する場合、塗工液中にシランカップリン
グ剤が溶解し、接着不良を起こすこともあるが重合化し
たものであれば、移行することはなく、したがってドラ
ム汚染がない。また塗工液中への溶解度も小さくなり、
したがってディッピング等のコーディングによる外部抵
抗層成型も可能となる。

【００５３】本発明においては、このようにして形成し
た帯電部材を種々の電子写真装置に用いるものである。

【００５４】図１は本発明による帯電部材を用いた電子
写真装置の概略構成の横断面図である。

【００５５】１は被帯電体としての像担持体であり、本
例のものはアルミニウム等の導電性基体層１ｂと、その
外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラ
ム型の電子写真感光体である。支軸１ｄを中心に図面上
時計方向に所定の周速度をもって回転駆動する。

【００５６】２はこの感光体１面に接して感光体面を所
定の極性・電位に一様に一時帯電処理する帯電部材であ
り、本例はローラタイプのものである。以下帯電ローラ
と記す。帯電ローラ２は中心芯金２ｃと、その外周に形
成した内部抵抗層２ｂと、さらにその外周に形成した外
部抵抗層２ｄとからなり、芯金２ｃの両端部を不図示の
軸受部材に回転自在に軸受させてドラム型の感光体１に
並行に配置し、バネ等の不図示の押圧手段で感光体１面
に対して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回
転駆動にともない従動回転する。

【００５７】しかして電源３から摺擦電極３ａを介し
て、芯金２ｃへ所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは
直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスを印加することで回
転感光体１の周面が所定の極性・電位に接触帯電され
る。

【００５８】帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光
体１面は、次いで露光手段１０により目的画像情報の露
光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光
等）を受けることで、その周面に目的の画像情報に対応
した静電潜像が形成される。その潜像は次いで現像手段
１１によりトナー画像として順次に可視像化していく。

【００５９】このトナー画像は、次いで、転写手段１２
により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と同期ど
りされて適正なタイミングをもって感光体１と転写手段
１２との間の転写部へ搬送された転写材１４の面に順次
に転写されていく。転写手段１２は転写ローラであり、
転写材１４の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで
感光体１面側のトナー画像が転写材１４の表面側に転写
されていく。この転写手段として、本発明の帯電手段を
用いると、外部抵抗層にＴｉＯ_n が分散されているた
め、半導電性域で安定した表層を形成できる。したがっ
て、帯電手段に付着したトナーを感光体側に移転させる
ためのクリーニングバイアス・電圧を帯電手段に印加し
た際、逆極性に帯電したトナーの電荷を容易に放電させ
ることができる。その結果、飛散や裏汚れのない画像を
得ることができる。また、耐久後においてもトナーの付
着によるローラ表面の汚れが目立つことがなく、外観上
良好である。

【００６０】トナー画像の転写を受けた転写材１４は感
光体１面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送され
て像定着を受け、画像形成物として出力される。あるい
は裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ
搬送される。

【００６１】像転写後の感光体１面はクリーニング手段
１３で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清
浄面化されて繰り返して作像に供される。

【００６２】帯電部材２は図１に示した画像形成装置に
像担持体１の帯電処理手段として装置したようなローラ
タイプ以外にも、ブレード状タイプ・ブロック状タイプ
・ロッド状タイプ・ベルト状タイプ等の形態に構成でき
る。

【００６３】ローラタイプの帯電部材２は面移動駆動さ
れる被帯電体１に従動駆動させてもよいし、非回転のも
のとさせてもよいし、被帯電体１の面移動方向に順方向
または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動
させるようにしてもよい。

【００６４】また、電子写真装置として、上述の感光体
や現像手段、クリーニング手段等の構成要素のうち、複
数のものを装置ユニットとして一体に結合して構成し、
このユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても
よい。例えば、帯電手段、現像手段およびクリニーング
手段の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持して
ユニットを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニット
とし、装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在
の構成にしてもよい。このとき、上記の装置ユニットの
ほうに帯電手段および／または現像手段を伴って構成し
てもよい。

【００６５】また、光像露光は、電子写真装置を複写機
やプリンターとして使用する場合には、原稿からの反射
光や透過光、あるいは、原稿を読取り信号化し、この信
号によりレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、
または液晶シャッターアレイの駆動等により行われる。

【００６６】また、ファクシミリのプリンターとして使
用する場合には、光像露光は受信データをプリントする
ための露光になる。図２はこの場合の１例をブロック図
で示したものである。

【００６７】図中、コントローラ２１は画像読取部２０
とプリンター２９を制御する。コントローラ２１の全体
はＣＰＵ２７により制御されている。画像読取部からの
読取データは、送信回路２３を通して相手局に送信され
る。相手局から受けたデータは受信回路２２を通してプ
リンター２９に送られる。画像メモリには所定の画像デ
ータが記憶される。プリンタコントローラ２８はプリン
ター２９を制御している。２４は電話である。

【００６８】回線２５から受信された画像（回線を介し
て接続されたリモート端末からの画像情報）は、受信回
路２２で復調された後、ＣＰＵ２７が画像情報の複合処
理を行い順次画像メモリ２６に画像が格納される。そし
て、少なくとも１ページの画像がメモリ２６に格納され
ると、そのページの画像記録を行う。ＣＰＵ２７は、メ
モリ２６より１ページの画像情報を読出しプリンタコン
トローラ２８に複合化された１ページの画像情報を送出
する。プリンタコントローラ２８は、ＣＰＵ２７からの
１ページの画像情報を受取るとそのページの画像情報記
録を行うべく、プリンタ２９を制御する。

【００６９】なお、ＣＰＵ２７は、プリンタ２９による
記録中に、次のページの受信を行っている。

【００７０】以上のように、画像の受信と記録が行われ
る。電子写真感光体は以下のように構成される。

【００７１】感光層は、導電性支持体の上に設けられ
る。導電性支持体としては、支持体自体が導電性をもつ
もの、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステン
レス、ニッケル等の金属を用いることができ、そのほか
にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−
酸化錫合金等を真空蒸着によって被膜形成された層を有
するプラスチック、導電性粒子（例えばカーボンブラッ
ク、酸化錫粒子等）を適当なバインダーとともに金属や
プラスチックに塗布した支持体、導電性バインダーを有
するプラスチック等を用いることができる。

【００７２】導電性支持体と感光層の中間に、バリヤー
機能と接着機能をもつ下引層を設けることもできる。下
引層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセル
ロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド
（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共重合
ナイロン等）、ポリウレタン、ゼラチン、酸化アルミニ
ウム等によって形成できる。下引層の膜厚は、５μｍ以
下、好ましくは０．５μｍ〜３μｍが適当である。下引
層はその機能を発揮するためには、１０⁷ Ω・ｃｍ以上
であることが望ましい。

【００７３】感光層は、有機または無機の光導電体を必
要に応じてバインダー樹脂とともに塗工することによっ
て形成でき、また蒸着によっても形成することができ
る。

【００７４】感光層の形態としては、電荷発生層と電荷
輸送層の機能分離型積層感光層が好ましい。

【００７５】電荷発生層は、アゾ顔料、フタロシアニン
顔料、キノン顔料、ペリレン顔料等の電荷発生物質を蒸
着あるいは、適当なバインダー樹脂とともに（バインダ
ーがなくても可）塗工することによって形成できる。

【００７６】電荷発生層の膜厚は０．０１μｍ〜５μ
ｍ、特に０．０５μｍ〜２μｍが好ましい。

【００７７】電荷輸送層は、ヒドラゾン化合物、スチリ
ル化合物、オキサゾール化合物、トリアリールアミン化
合物等の電荷輸送物質を成膜性のあるバインダー樹脂に
溶解させて形成することができる。

【００７８】電荷輸送層の膜厚は、５μｍ〜５０μｍ、
特に１０μｍ〜３０μｍが好ましい。なお、紫外線等に
よる劣化防止のために感光層の上に保護層を設けてもよ
い。

【００７９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例１ ビニル基を含有するジメチルポリシロキサンにおいてビ
ニル基の重量％が０．０３であるオルガノポリシロキサ
ン生ゴム（分子量１００万）１００部、表−１のカーボ
ンブラックを３０部および２，５ジメチル、２，５ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（５０％ペースト）
１．５部を２本ロールで均一に分散するまで混練し、プ
ライマーを塗布されたステンレス芯金がセットされたパ
イプ金型中にトランスファー成型によりゴムを注入し
た。１７０℃、２０分、２００ｋｇ／ｃｍ² にて加硫
し、パイプ冷却後脱型し、２００℃で４時間熱風オープ
ンで２次加硫することにより内部抵抗層を形成した。こ
のときの寸法は、芯金径６ｍｍ、外径１２ｍｍ，芯金長
さ２５０ｍｍ、ゴム長さ２４０ｍｍであった。

【００８０】

【表１】 次に、ポリウレタン（商品名：Ｅ１８５、日本ミラクト
ラン製）をＤＭＦ、トルエン、ＭＥＫの混合溶媒中に溶
解し（固型分１０％）、その中に導電性粒子として一酸
化チタン（商品名：チタンブラック、三菱マテリアル
製）を７重量％添加し、サンドグラインダーで均一にな
るまで分散し塗料を得た。

【００８１】この塗料を上記各ローラにディッピングに
よって、コーティングし、１２０℃、２０分乾燥して、
厚さ約２０μｍの外部抵抗層を成型した。なお、できた
ローラの外観は黒色であった。また、これらのローラの
抵抗値を下記のようにして測定した。

【００８２】すなわち、図３に示すように被測定ローラ
であるローラ２００上に幅１０ｍｍのアルミ箔２１０を
巻き、芯金と該アルミ箔間に電源２０２により直流１ｋ
Ｖを印加し電流を計測し、芯金とアルミ箔間の抵抗値を
測定した。また硬度はＪＩＳＫ６３０１に記載の硬度計
ＪＩＳＡを用い、ローラの中心軸方向に対して垂直に加
圧し測定した。その結果を表−２に示す。

【００８３】

【表２】 このようにして製造した帯電ローラを図１に示す装置に
セットし、電源３による帯電ローラ２への電圧印加を、
ＡＣ周波数１５０Ｈｚ、ＡＣピーク間電圧２ｋＶ、ＤＣ
電圧７００Ｖとして感光体のプロセススピード２５ｍｍ
／ｓｅｃとして帯電性能を評価した。

【００８４】さらに感光体に直径０．５ｍｍ程度のピン
ホールを作り、帯電ローラが、ピンホールと接触した際
に帯電ローラの外部抵抗層および内部抵抗層が通電破壊
を起こすかを調べた。その結果を表−３に示す。（試験
環境は２３℃、５０％ＲＨで行った）

【００８５】

【表３】 ○ 通電破壊ナシ × 通電破壊を起こし外部抵抗層を損傷した なお、この場合に使用した感光体は以下のようにして作
成したものである。

【００８６】基体として肉厚０．５ｍｍで４０φ×２６
０ｍｍのアルミニウムシリンダを用意した。

【００８７】共重合ナイロン（商品名：ＣＭ８０００、
東レ（株）製）４部、およびタイプ８ナイロン（商品
名：ラツカマイド５００３、大日本インキ（株）製）４
部をメタノール５０部、ｎ−ブタノール５０部に溶解
し、上記基体上に浸漬塗布して０．６μｍ厚のポリアミ
ド下引層を形成した。

【００８８】次に下記構造式のビスアゾ顔料を１０部、
ポリビニルブチラール（エスレックスＢＭ２、積水化学
製）１０部をシクロヘキサノン１２０部とともにサンド
ミル装置で１０時間分散した。分散液にメチルエチルケ
トン３０部を加えて上記下引層上に塗布し、０．１５μ
ｍ厚の電荷発生層を形成した。

【００８９】

【化１】 ポリカーボネートＺ樹脂（三菱瓦斯化学（株）製）の、
重量平均分子量１２万のもの１０部を用意し、下記構造
式のヒドラゾン化合物１０部とともにモノクロロベンゼ
ン８０部に溶解した。

【００９０】

【化２】 これを上記電荷発生層上に塗布して１８μｍ厚の電荷輸
送層を形成して感光体を作成した。

【００９１】さらに、３２．５℃、８５％Ｒ．Ｈ．（以
下Ｈ／Ｈ環境）、１５℃、１０％Ｒ．Ｈ．（以下Ｌ／Ｌ
環境）で同様の試験を行ったが結果は同じであった。

【００９２】またさらに、それぞれの環境において１０
万枚の通紙耐久を行ったところ、特に性能上の問題はな
かった。また、上記耐久後のローラ外観は、特に汚れが
目立つ等の様子はなく、良好なものであった。

【００９３】さらに、３２．５℃、８５％Ｒ．Ｈ．環境
下でこれらのローラを前記有機感光体に総荷重１ｋｇｆ
にて圧接し１週間放置後の感光体汚染の評価を行ったが
Ａ〜Ｅのそれぞれのローラからも内填物の移行が原因と
思われる汚染は検出されなかった。 比較例 内部抵抗層は前述表−１のＮｏ．Ｂを使用し、外部抵抗
層の導電性粒子としてカーボンブラック（商品名：マン
ダクテックス９７５、コロンビアンカーボン社）を１．
５重量％とする以外は、実施例と同様にて帯電性能、通
電破壊を調べた。ローラの抵抗値は１×１０⁶ Ω、硬度
は２８度（ＪＩＳＡ）であった。

【００９４】結果は、２３℃、５０％Ｒ．Ｈ．およびＬ
／Ｌ環境下では、実施例と同様の結果を得たが、Ｈ／Ｈ
環境下にて外部抵抗層の抵抗値が下がり、ドラム上のピ
ンホールに対して通電破壊を起こした。

【００９５】次に、外部抵抗層の導電性粒子として導電
性酸化チタン（商品名：ＥＴ−５００Ｗ、石原産業）を
７重量％とする以外は上記比較例と同様にして帯電性
能、通電破壊を調べた。ローラの外観は白色であった。
また、ローラ抵抗値は１×１０⁶ Ω、硬度は２８度（Ｊ
ＩＳＡ）であった。

【００９６】その結果、両環境における試験とも前記実
施例と同様に良好な結果を得た。しかし、１０万枚の通
紙耐久試験を行ったとろ、トナーのフィルミングが発
生、耐久後のローラ外観はトナー等の付着による汚れが
目立ち、外観上見苦しいものとなった。 実施例２ 第１図の転写手段１２として、帯電部材２と同様な構
成、すなわち、中心芯金と、その外周に形成した内部抵
抗層と、さらにその外周に形成した外部抵抗層を有する
転写ローラを製造した。

【００９７】内部抵抗層は、発泡ＥＰＤＭゴム層で、導
電性粒子として、導電性酸化亜鉛を含有する。中心芯金
と内部抵抗層の合計の抵抗値は、２３℃、６０％Ｒ．
Ｈ．環境下に１週間放置後、下記測定法で測定した値が
１×１０¹¹Ω・ｃｍであった。

【００９８】すなわち、幅１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの
導電ゴムシート（１０¹ 〜² Ω・ｃｍ）をローラ表面に
巻き付け、芯金と導電ゴムシート間に１ｋＶ印加し抵抗
を測定し、体積抵抗に換算した。

【００９９】ローラの寸法は直径２０ｍｍ、長さ２３０
ｍｍである。外部抵抗層はポリウレタン（商品名：Ｅ１
８５、日本ミラクトラン製）をＤＭＦ、トルエン、ＭＥ
Ｋの混合溶媒中に溶解し（固形分１０％）、その中に導
電性粒子として一酸化チタン（商品名：チタンブラッ
ク、三菱マテリアル製）を５０重量％添加し、サンドグ
ラインダーで均一になるまで分散し塗料を得た。

【０１００】この塗料をディッピングにより塗布した
後、１２０〜１５０℃で１０〜２０分間加熱硬化させて
内部抵抗層上に形成したもので、外部抵抗層の厚みは平
均約５μｍであった。

【０１０１】複写機のプロセス・スピードは６０ｍｍ／
ｓｅｃ．、感光ドラムの直径は６０ｍｍである。

【０１０２】感光体はマイナス帯電ＯＰＣ、トナーはプ
ラス帯電、転写ローラへの印加電圧は転写中は−４．５
ｋＶ、クリーニング中は＋１．５ｋＶである。

【０１０３】上記ローラで乾燥紙を用いて線画、ベタ
黒、ハフトーン画像をだしたところ、鮮明な画像が得ら
れた。

【０１０４】また、Ａ５サイズを縦送りし、原稿はＡ４
ベタ黒で、非通紙時はクリーニングバイアス電圧印加、
通紙時は転写バイアス電圧印加の切換えで５０枚連続コ
ピー後、Ａ４サイズを１枚通紙し、裏汚れを評価したと
ころ、トナー汚れは殆どなく実用上問題のない画像が得
られた。また５０枚後、転写ガイド（金属で−５００Ｖ
印加）上の汚れを見たところ、これも実用上問題ないレ
ベルであった。さらに２０万枚の耐久試験を行ったとこ
ろ、外部抵抗層のトナー付着による汚れが目立つことな
く外観上良好であった。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べたように導電体上に少なくと
も、２層以上の抵抗層から構成される帯電部材において
最外部抵抗層中に化学式がＴｉＯ_n （Ｔｉ／０≦１／
１．９）である酸化チタンを含有させることにより、抵
抗ムラがなく、半導電領域で抵抗値を安定させることが
でき、またそれらの環境依存性も僅少に抑えることがで
きる。

【０１０６】したがって帯電ムラや、帯電不良がなく、
また感光体上のピンホールと当接した場合においても、
通電破壊を起こさない。さらに、これらがＬ／Ｌ〜Ｈ／
Ｈの環境領域で達成される。さらに耐久後においても、
トナー等の付着によるローラ表面の汚れが目立つことな
く、外観上極めて良好なものである。

【０１０７】特に下層の抵抗層を吸油量８０ｍｌ／１０
０ｇ以下のカーボンブラックを含むシリコーンゴムを主
体とした弾性体層によって構成することによって低硬度
で、抵抗ムラがなく、半導電領域で抵抗の安定した帯電
部材が得られる。また感光体上への内部抵抗層からのオ
イル等の軟化剤の滲み出しによる感光体汚染もない量産
安定性に優れた低コストな帯電部材の供給が可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯電部材を用いた一般的な転写式
電子写真装置の概略構成図である。

【図２】本発明に係る帯電部材を用いた電子写真装置を
プリンターとして使用したファクシミリのブロック図で
ある。

【図３】帯電ローラの抵抗層の抵抗測定の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子写真感光体 ２ 帯電ローラ ２ｂ 内部抵抗層 ２ｃ 芯金 ２ｄ 外部抵抗層 ３ 電源 １０ 露光手段 １１ 現像手段 １２ 転写手段 １３ クリーニング手段 １４ 転写材

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材に導電性粒子を分散した抵抗層を導
   電性基体上に少なくとも２層形成してなる帯電部材にお
   いて、外部抵抗層に分散した導電性粒子が一般式ＴｉＯ
   _n （ｎ≦１．９）で示される還元酸化チタンであること
   を特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 導電性粒子が一酸化チタン（ＴｉＯ）で
   ある請求項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】 内部抵抗層を吸油量８０ｍｌ／１００ｇ
   以下のカーボンブラックを分散したシリコーンゴム弾性
   体で形成してなる請求項１記載の帯電部材。
4. 【請求項４】 内部抵抗層のカーボンブラックの含有量
   が１５〜４０重量％である請求項１記載の帯電部材。
5. 【請求項５】 内部抵抗層の硬度が２０〜４０（ＪＩＳ
   Ａ）で、抵抗値が１０³ 〜１０⁷ Ωである請求項１記載
   の帯電部材。
6. 【請求項６】 内部抵抗層の母材がビニル基を０．０５
   〜０．００５重量％含有するジメチルポリシロキサンで
   ある請求項１記載の帯電部材。
7. 【請求項７】 抵抗層の間にシランカップリング剤を含
   有するプライマー層を有する請求項１記載の帯電部材。
8. 【請求項８】 帯電部材が現像した像を転写材に転写す
   るための転写帯電用である請求項１乃至７いずれか記載
   の帯電部材。
9. 【請求項９】 現像手段またはクリーニング手段の少な
   くとも１つを帯電手段および感光体とともに一体に支持
   してユニットを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニ
   ットとした装置ユニットにおいて、帯電手段が導電性基
   体上に少なくとも２層の抵抗層を有し、内部抵抗層を吸
   油量８０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを分散
   したシリコーンゴム弾性体で形成してなる帯電部材であ
   ることを特徴とする装置ユニット。
10. 【請求項１０】 内部抵抗層の硬度が２０〜４０度（Ｊ
    ＩＳＡ）および抵抗値が１０³ 〜１０⁷ Ωである請求項
    ９記載の装置ユニット。
11. 【請求項１１】 感光体、潜像形成手段に形成した潜像
    を現像する手段および現像した像を転写材に転写する手
    段を有する電子写真装置において、潜像形成手段に電荷
    を供給する帯電部材および現像した像を転写材に転写帯
    電するための帯電部材の少なくとも一方が、導電性基体
    上に少なくとも２層の抵抗層を有し、内部抵抗層を吸油
    量８０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを分散し
    たシリコーンゴム弾性体で形成してなることを特徴とす
    る電子写真装置。
12. 【請求項１２】 帯電部材の内部抵抗層の硬度が２０〜
    ４０度（ＪＩＳＡ）および抵抗値が１０³ 〜１０⁷ Ωで
    ある請求項１１記載の電子写真装置。
13. 【請求項１３】 感光体、潜像形成手段、形成した潜像
    を現像する手段および現像した像を転写材に転写する手
    段を有する電子写真装置であって、潜像形成手段に電荷
    を供給する帯電部材および現像した像を転写材に転写帯
    電するための帯電手段の少なくとも一方が、導電性基体
    上に少なくとも２層の抵抗層を有し、内部抵抗層を吸油
    量８０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを分散し
    たシリコーンゴム弾性体で形成してなる電子写真装置お
    よびリモート端末からの画像情報を受信する受信手段を
    有することを特徴とするファクシミリ。
14. 【請求項１４】 帯電部材の内部抵抗層の硬度が２０〜
    ４０度（ＪＩＳＡ）で、抵抗値が１０³ 〜１０⁷ Ωであ
    る請求項１３記載のファクシミリ。