JPH10319676A

JPH10319676A - 帯電部材及び帯電装置

Info

Publication number: JPH10319676A
Application number: JP14596997A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yakushiji; 薬師寺　　学; Yoshitomo Masuda; 善友増田; Yasushi Inoue; 康井上; Minoru Satoyoshi; 実里吉
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮変形が生じにくく、かつ帯電音の低減化
を図ることができる新規な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、弾性層３と、該弾性層３の外側に
直接又は他の層を介して形成された塗膜層４とを有し、
上記塗膜層４が、貯蔵弾性率（Ｇ’）が１×１０⁷ｄｙ
ｎ／ｃｍ²以下で、かつ損失弾性率（Ｇ”）と貯蔵弾性
率（Ｇ’）との比で表されるｔａｎδが０．０１〜０．
４である塗膜からなるものであ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、
ＮＯ_x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、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、表面の平滑性確保やトナーの付着
防止のためにウレタン、ナイロン等の塗膜層を形成した
ものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この接
触帯電方式では、帯電部材が感光体等の被帯電体に長時
間圧接した状態となるため、帯電部材に変形が生じ易
く、この変形が元に戻らないと画像不良が発生すること
となる。このため、帯電部材を構成する弾性体や塗膜に
は圧縮永久歪みの小さいことが求められる。

【０００７】また、接触帯電方式では、被帯電体の均一
な帯電電位を安定して維持するために、直流電圧に交流
電圧を重畳する方法がしばしば用いられるが、帯電部材
と被帯電体とが接触した状態で交流電圧が印加される
と、交流電圧によって帯電部材が被帯電体を叩くような
現象が起きて騒音が発生する。これを防止するためには
帯電部材の硬度を低くすることが求められる。

【０００８】この場合、帯電部材の圧縮永久歪みを小さ
くするには、塗膜を形成する樹脂を架橋させるなどの方
法により塗膜の弾性を大きくすればよいが、このように
塗膜を形成する樹脂を架橋させると、塗膜の硬度が高く
なり、騒音が大きくなったり、この塗膜と直接接触する
感光体等の被帯電体表面が削れてしまうなどの不都合が
生じ易い。

【０００９】一方、帯電部材を低硬度化するには、弾性
層を形成するゴム材料やフォーム材料に可塑剤や軟化剤
を添加する方法があるが、この場合添加した可塑剤や軟
化剤のブリードが発生して、感光体等の被帯電体を汚染
する等の問題が発生する。

【００１０】このように、帯電部材の低変形性と低硬度
化とを両立し、優れた帯電性能を維持しつつ低騒音化を
達成することは、従来の方策では困難である。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、圧縮変形が生じにくく、かつ帯電音の低減化を図る
ことができる新規な帯電部材、及び、該帯電部材を用い
た帯電装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【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、弾性層と、該弾性層の外側に直接又は他の層を介し
て形成された１層又は２層以上の塗膜層とを有する帯電
部材において、上記塗膜層の貯蔵弾性率（Ｇ’）と損失
弾性率（Ｇ”）との関係を調整することにより、圧縮変
形性及び帯電音の発生を制御し得ることを見い出し、更
に検討を進めた結果、貯蔵弾性率（Ｇ’）が１×１０⁷
ｄｙｎ／ｃｍ²以下で、かつ損失弾性率（Ｇ”）と貯蔵
弾性率（Ｇ’）との比で表されるｔａｎδが０．０１〜
０．４である塗膜で上記塗膜層を形成することにより、
圧縮変形が生じにくく、かつ帯電音も小さい帯電部材が
得られることを見い出し、本発明を完成したものであ
る。

【００１３】更に詳述すれば、上記ｔａｎδは、上述の
ように損失弾性率（Ｇ”）と貯蔵弾性率（Ｇ’）との比
ｔａｎδ＝Ｇ”／Ｇ’で表されるものであり、粘性特性
と弾性特性との比を示す。よって、上記塗膜層を形成す
る樹脂材料において、このｔａｎδが大きいということ
は、粘性の寄与が大きくなるため圧縮永久歪みが大きく
なり、帯電部材の変形量が大きくなることを意味する。
一方、ｔａｎδが小さいということは弾性の寄与が大き
くなり変形量は小さくなるが、電圧印加時の騒音が大き
くなることを意味する。この場合、帯電部材の塗膜層と
して理想とされるのは粘性が低く、かつ弾性も低いもの
であり、ｔａｎδとＧ’にはこの理想に近づける好適な
領域が存在するはずである。そこで、本発明者は、これ
らの好適範囲を見い出すべく種々検討を行い、上記の通
りｔａｎδ及びＧ’の好適範囲を見い出したものであ
る。

【００１４】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、弾性層と、該
弾性層の外側に直接又は他の層を介して形成された塗膜
層とを有し、上記塗膜層が、貯蔵弾性率（Ｇ’）が１×
１０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²以下で、かつ損失弾性率（Ｇ”）と
貯蔵弾性率（Ｇ’）との比で表されるｔａｎδが０．０
１〜０．４である塗膜からなるものであることを特徴と
する帯電部材を提供するものである。

【００１５】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、弾性層を有してい
ると共に、該弾性層の上に塗膜層を形成したものであ
り、その形態は被帯電体と安定的に接触し得、該被帯電
層に均一に電荷を与えることができるものであればいず
れの形態でもよく、例えば、ロール状、プレート状、ブ
ロック状、球状、ブラシ状等の種々の形状とすることが
できるが、通常はロール状とすることが好ましい。ロー
ル状に形成する場合には、例えば図１に示したように、
弾性層３をシャフト２の外周に形成し、該弾性層３の外
側に、塗膜層４を形成した帯電部材１を例示することが
できる。この場合、上記シャフト２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、また帯電部材
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２を省略することもできる。

【００１６】上記弾性層３は、特に限定されるものでは
なく、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、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１．５〜５０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、０．０
５〜０．９ｇ／ｃｍ³程度が適当である。

【００１７】上記弾性層３には、導電剤を添加すること
により、所定の抵抗値を付与することができる。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、ステアリルトリ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、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塩の過塩
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等の陽
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
ル塩等の陰イオン界面活性剤、各種ベタイン等の両性イ
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等の帯電防
止剤、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、Ｌ
ｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ⁺、
Ｎａ⁺、Ｋ⁺等の周期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ
₄ ⁺塩等の電解質、また、Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂等のＣ
ａ²⁺ 、Ｂａ²⁺ 等の周期律表第２族の金属塩、及びこれら
の帯電防止剤が、少なくとも１個以上の水酸基、カルボ
キシル基、一級ないし二級アミン基等のイソシアネート
と反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げられ
る。更には、それら等と１，４−ブタンジオール、エチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコー
ルとその誘導体等の錯体あるいはエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル等のモノオールとの錯体等のイオン導電剤、又はケ
ッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性
カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰ
Ｆ、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３
の体積抵抗率が１０⁰〜１０⁸Ω・ｃｍ、好ましくは１０
²〜１０⁶Ω・ｃｍとなるように調整される。

【００１８】次に、上記塗膜層４は、上述した貯蔵弾性
率（Ｇ’）及びｔａｎδを有する塗膜であり、通常は導
電剤を添加した樹脂により形成される。この場合、この
塗膜を成形する樹脂としては、導電剤を添加し得るもの
であればいずれのものも使用することができ、特に制限
されるものではないが、特に上記弾性層３上に直接形成
する場合には、平滑性を確保するために水系樹脂が好ま
しく用いられる。水系樹脂としては、溶媒が水であれ
ば、水溶性タイプ、エマルジョンタイプ、サスペンジョ
ンタイプ等のいずれのタイプでもよいが、特にカルボキ
シル基、水酸基、アミノ基等の活性水素を持つ樹脂が好
ましく用いられる。このような、水系樹脂として具体的
には、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ポリ
ジオキソラン等の温水可溶性系の樹脂等が例示される
が、特にアクリル樹脂は、従来、帯電部材用樹脂として
一般的に用いられてきたウレタンやナイロン等に比べて
かなり誘電率が小さいために静電容量も小さくなり、交
流電圧印加による帯電部材／被帯電体間の電気的引力・
反発力が低減化され、帯電音を低減化することができる
ことから特に好ましく用いられる。

【００１９】この場合、アクリル樹脂は、特に制限され
るものではないが、ガラス転移温度が−６０〜２０℃、
好ましくは−５０〜１０℃のものが好適に用いられる。
即ち、ガラス転移温度が２０℃を超えるものは、上記弾
性層３上に塗膜を形成することは可能ではあるが、帯電
動作時にすぐに割れ等が生じ易く、実用に耐えない場合
があり、一方ガラス転移温度が−６０℃よりも低いもの
は、良好な柔軟性を有するものの、粘着が激しく、塗膜
形成時の作業性や被帯電体として一般的な感光体との相
性の問題で実用上あまり好ましくない。

【００２０】また、アクリル樹脂には、熱可塑性タイプ
と自己架橋，メラミン架橋，イソシアネート架橋等の架
橋タイプとがあるが、上記ガラス転移温度の範囲内のも
のであれば、いずれのタイプのものも好適に使用し得、
特に制限されるものではないが、塗膜形成工程上、及び
硬度の面から熱可塑性タイプが特に好ましく用いられ
る。

【００２１】この塗膜層４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
１０³〜１０¹²Ωｃｍ、特に１０⁵〜１０¹⁰Ωｃｍとなる
ように調整することが好ましい。この場合、導電剤とし
ては、上記弾性層３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、特に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
記体積抵抗率になるように適宜選定され、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０．０１〜６０重量％、特に１０〜４０重量
％程度とされる。

【００２２】更に、この塗膜層４には、必要に応じて増
粘剤、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、こ
の場合添加剤は無機系，有機系のいずれであってもよ
い。

【００２３】この塗膜層４の厚さは、特に制限されるも
のではないが、弾性層３の柔軟性を損なわないために薄
層とすることが好ましく、具体的には１ｍｍ以下、更に
８００μｍ以下、特に２０〜６００μｍとすることが好
ましい。

【００２４】この塗膜層４は、上述のように、貯蔵弾性
率（Ｇ’）が１×１０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²以下で、かつ損失
弾性率（Ｇ”）と貯蔵弾性率（Ｇ’）との比で表される
ｔａｎδが０．０１〜０．４の塗膜とされ、好ましくは
Ｇ’が１×１０⁶〜１×１０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²で、ｔａｎ
δが０．１〜０．４の塗膜である。これにより、圧縮変
形が生じにくく、かつ帯電音も小さい帯電部材が得られ
る。

【００２５】ここで、上記Ｇ’及びｔａｎδは、次のよ
うにして求めることができる。まず、上記塗膜４を形成
する塗料でフィルムを形成し、このフィルムから円形に
切り出した直径１０ｍｍ，厚さ１ｍｍの試料を作成す
る。次いで、この試料を粘弾性測定装置に装着し、測定
温度４０℃，周波数０．０５Ｈｚ，歪み５％の条件で粘
弾性を測定し、その測定結果から上記Ｇ’及びｔａｎδ
を求める。なお、上記粘弾性測定装置としては、Ｒｅｏ
ｍｅｔｒｉｃｓＲＥＣＡＰＩＩ（レオメトリックス
社製）を用いることができる。

【００２６】また、図１には特に図示しなかったが、本
発明の帯電部材には、トナー付着防止や表面平滑性確保
等の目的に応じて、上記塗膜層４の上に更に１層又は２
層以上の外層を設けることができる。

【００２７】この外層は、ナイロン、ポリエステル、ウ
レタン変性アクリル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹
脂等、目的に応じて適宜な樹脂で形成することができる
が、特に帯電部材の表面平滑性や感光体等との低密着性
などの観点からフッ素樹脂が好ましく用いられる。

【００２８】フッ素樹脂としては、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、テトラフルオロエチレン−エチ
レン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロ
ロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリビニルフルオライド等が挙げ
られ、特にこれらの微粒子を水中に分散させたディスパ
ージョンタイプの水系フッ素樹脂が好ましく用いられ、
更に好ましくはポリテトラフルオロエチレンの微粒子を
水中に分散させたディスパージョンタイプの水系フッ素
樹脂が用いられる。また、用いられるフッ素樹脂微粒子
の粒径は、特に制限されるものではないが、５μｍ以
下、特に、０．０５〜１μｍであることが好ましい。

【００２９】また、これらフッ素樹脂に、フッ素樹脂の
効果を損なわない範囲で、その他の樹脂を混合して上記
外層を形成することもできる。この場合、フッ素樹脂と
混合されるその他の樹脂としては、ポリビニルアセター
ル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニリデン系共
重合体などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を上
記フッ素樹脂と混合して上記外層を形成することができ
る。これらの樹脂のうちでも、フッ素樹脂の塗膜化及び
抵抗均一性の観点からポリビニルアセタール樹脂、ウレ
タン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニリデン系共重合
体が好ましく、特にポリビニルアセタール樹脂が好まし
く用いられる。

【００３０】この外層には、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、この場合導電剤として
は、特に制限されるものではないが、カーボンが好まし
く用いられ、特に帯電部材の表面を形成する最外層には
導電剤としてカーボンを用いることが好ましい。この場
合、この外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ｐ
Ｈ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、カーボンが酸性となると水系フッ素
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ｐ
Ｈ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。

【００３１】上記導電剤の添加量は、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、
外層の抵抗は、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、外層の０．０１〜４０重量％、特に
５〜２０重量％程度とされる。

【００３２】なお、この外層には、上記塗膜層４と同様
に、必要に応じて増粘剤、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、この場合添加剤は無機系，有機系のい
ずれであってもよい。

【００３３】この外層の厚さは、特に制限されるもので
はないが、３０μｍ以下、特に５〜１５μｍとすること
が好ましく、外層の厚さが３０μｍを超えると、外層が
硬くなって柔軟性が損なわれる場合があり、耐久性が低
下して使用によりクラックが発生する虞れがある。

【００３４】上記塗膜層４及び必要に応じてこの塗膜層
４上に形成される上記外層の形成方法は、特に制限され
るものではないが、これら各層を形成する各成分を含む
塗料を調製し、この塗料をディッピング法やスプレー法
により塗布する方法が好ましく用いられる。

【００３５】本発明の帯電部材は、上記弾性層３、塗膜
層４及び必要に応じて設けられる上記外層を有するもの
であり、例えば図１に示したようなローラ状に形成し得
るものであるが、更に必要に応じて上記弾性層３と塗膜
層４との間にその他の層を設けることもできる。例えば
弾性層３をポリウレタンフォームを用いて形成した場合
には、電圧印加時の騒音発生をより効果的に防止し、か
つ弾性層３の表面平滑性を向上させる目的で、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、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、ポリビニルアセタール樹脂等の基剤樹脂に導電剤を
添加した中間層を設けてもよい。なお、本発明では、こ
のような中間層を省略しても上記塗膜層の作用によって
騒音の発生を効果的に抑制し、良好な静粛性が得られる
ものである。

【００３６】本発明の帯電部材の部材としての抵抗値
は、装着される帯電装置や被帯電体に応じて適宜選定さ
れ、特に制限されるものではないが、良好な画像を得る
ためには体積抵抗が１０²〜１０¹²Ω・ｃｍであること
が好ましく、特には１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍであること
が好ましい。

【００３７】また、本発明の帯電部材では、特に制限さ
れるものではないが、その静電容量が１×１０^-9Ｆ以
下、特に８×１０^-10Ｆ以下、更には６×１０^-10Ｆ以下
であることが好ましく、これにより帯電動作時の騒音発
生をより効果的に抑制することができる。この場合、静
電容量は、例えばインピーダンスアナライザー測定機を
用いる測定方法や金属ドラムを相手とした電気測定など
等により求めることができる。

【００３８】静電容量の測定方法について詳述すると、
まずインピーダンスアナライザーによる測定は、例えば
ロール状の帯電部材の場合、金属等の高導電性板やドラ
ムにロール状帯電部材を押し当て、ロールと高導電性板
やドラムとの間にインピーダンスアナライザー測定機を
接続し、インピーダンスアナライザーにより静電容量を
算出する方法である。

【００３９】また、金属ドラムを相手とした電気測定
は、帯電部材がプリンターや複写機等の中で稼働してい
る状態を想定して静電容量を算出する方法である。例え
ば、ロール状帯電部材の場合、金属製のドラムとロール
とを圧接させた状態で回転させ、この圧接状態で回転す
る両者間に所定の条件で電圧を印加する。この場合、所
定の条件とは帯電部材がプリンターや複写機内で印加さ
れる電圧とほぼ同一の条件であり、例えば有機感光ドラ
ムの場合はその帯電電位は約−７００Ｖ前後のものが多
く、この場合その帯電電荷を補給するために、ロールに
は約７μＡ程度の直流電流が流れていることになり、金
属ドラムを相手にこの電流を流すことにより直流抵抗を
求めることができる。更に、帯電電位を均一に保つため
に交流電流を流すタイプのプリンターや複写機もあり、
その交流電流は定電流制御され、金属ドラムを相手にこ
の交流電流を流すことにより、交流抵抗を求めることが
できる。従って、ロールの回路モデルを直流抵抗成分と
静電容量成分の並列モデルとして、上記直流抵抗値と交
流抵抗値を代入すれば、静電容量が算出できる。

【００４０】更に、帯電部材の表面に凹凸があると、こ
の凹部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、部材表面はできるだけ平滑であることが好
ましく、具体的にはＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで４μｍ
以下、特に３μｍ以下、更には２μｍ以下とすることが
好ましい。

【００４１】上記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。

【００４２】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１
を感光ドラム等の被帯電体５に当接させ、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５、帯電部材１の形態や電圧
印加手段６による電圧印加方式等は適宜変更して差し支
えない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の帯電部材によれば、接触帯電法
により帯電操作を行う場合に、変形が生じ難く、変形起
因する画像不良の発生を可及的に防止することができる
上、騒音の発生を効果的に防止することができる。従っ
て、本発明の帯電部材を用いた帯電装置によれば、騒音
の発生や被帯電体の削れなどの不都合を生じることな
く、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。

【００４４】

【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。

【００４５】［実施例１］導電性のウレタンフォーム
（密度０．４８ｇ／ｃｍ³ ）からなる弾性層の表面に、
厚さ３００μｍの塗膜層Ａを形成し、該塗膜層Ａ表面
に、厚さ１０μｍの外層Ｂを形成して、帯電ローラを作
成した。上記塗膜層Ａ及び上記外層Ｂは、下記の通りで
ある。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、硬度（ＪＩＳ−Ａ）は５７°
であり、静電容量は４×１０^-10Ｆであった。なお、静
電容量は、得られたローラと金属ドラムとを圧接させた
状態で回転させ、両者間に直流電流７μＡを通電した時
の直流電圧から直流抵抗値を求めると共に、交流電流５
６０μＡを通電した時の交流電圧を測定して、ローラを
直流抵抗成分と静電容量成分との並列モデルとして算出
した（以下の例においても同様）。

【００４６】塗膜層Ａカルボキシル基を有する水系アクリル樹脂に、カーボン
とエポキシ系架橋剤とを添加した塗料を添加した塗料を
塗布することにより形成し、体積抵抗率は５×１０⁷Ω
ｃｍに調整した。この塗膜は貯蔵弾性率（Ｇ’）が６×
１０⁶ｄｙｎ／ｃｍ²で、ｔａｎδが０．２３であった。外層Ｂ水分散型フッ素樹脂、塩化ビニリデン系共重合体ラテッ
クス、及びポリビニルアセタール樹脂をブレンドした樹
脂にカーボンを添加した塗料を塗布することにより成形
し、体積抵抗率は５×１０⁷Ωｃｍに調整した。なお、
上記カーボンとしては、酸素含有量が１０％、ｐＨが
７．３３のものを用いた。

【００４７】得られた帯電ローラをプリンターに装着
し、温度１５℃，湿度１０％ＲＨにて画像出ししたとこ
ろ、良好な画像が得られ、更に連続６０００枚の画像出
しを行っても画像の劣化は見られなかった。

【００４８】また、この帯電ローラを感光体に圧接して
回転させ、直流電圧−７．０ｋＶに交流電圧Ｖｐｐ２．
０ｋＶ（周波数５００Ｈｚ）を重畳した電圧を印加して
帯電操作を行い、このときの騒音を測定した。その結
果、騒音の大きさは５０ｄＢであり、特に問題はなかっ
た。

【００４９】更に、この帯電ローラの両端部にそれぞれ
５００ｇの荷重をかけて、該帯電ローラを１０００ｇの
圧力で感光体に当接させ、５０℃，９５ＲＨで３日間放
置した後、ローラを取り出し、当接部分のへこみ量をレ
ーザー外径測定装置（ミツトヨ社製）を用いて測定した
ところ、変形量は２０μｍであり、試験後のローラをプ
リンターに装着して画像出ししたところ、特に画像不良
は発生しなかった。

【００５０】［実施例２］実施例１と同様の導電性ウレ
タンフォームからなる弾性層の表面に、厚さ３００μｍ
の塗膜層Ｃを形成し、該塗膜層Ｃ表面に、実施例１と同
様の外層Ｂを形成して、帯電ローラを作成した。上記塗
膜層Ｃは、下記の通りである。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、硬度
（ＪＩＳ−Ａ）は６５°であり、静電容量は５×１０
^-10Ｆであった。

【００５１】塗膜層Ｃ塗膜層Ａと同様のカルボキシル基を有する水系アクリル
樹脂にカーボンとオキサゾリン系架橋剤を添加した塗料
を塗布することにより形成し、体積固有抵抗率は５×１
０⁷Ω・ｃｍに調整した。この塗膜は貯蔵弾性率
（Ｇ’）が１×１０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²で、ｔａｎδが０．
３３であった。

【００５２】得られた帯電ローラをプリンターに装着
し、実施例１と同様に画像出ししたところ、良好な画像
が得られ、更に連続６０００枚の画像出しを行っても画
像の劣化は見られなかった。また、実施例１と同様に騒
音の測定を行ったところ、騒音の大きさは５５ｄＢであ
り、特に問題はなかった。更に、実施例１と同様に圧接
試験を行ったところ、変形量は２５μｍであり、試験後
のローラをプリンターに装着して画像出ししたところ、
特に画像不良は発生しなかった。

【００５３】［比較例１］実施例１と同様の導電性ウレ
タンフォームからなる弾性層の表面に、厚さ３００μｍ
の塗膜層Ｄを形成し、該塗膜層Ｄ表面に、上記実施例１
と同様の外層Ｂを形成して、帯電ローラを作成した。上
記塗膜層Ｄは、下記の通りである。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、
硬度（ＪＩＳ−Ａ）は７０°であり、静電容量は４×１
０^-10Ｆであった。

【００５４】塗膜層Ｄ塗膜層Ａと同様のカルボキシル基を有する水系アクリル
樹脂に、カーボンのみを添加した塗料を塗布することに
より形成し、体積抵抗率は５×１０⁷Ωｃｍに調整し
た。この塗膜は貯蔵弾性率（Ｇ’）が３×１０⁷ｄｙｎ
／ｃｍ²で、ｔａｎδが０．４５であった。

【００５５】得られた帯電ローラをプリンターに装着
し、実施例１と同様に画像出ししたところ、良好な画像
が得られ、更に連続６０００枚の画像出しを行っても画
像の劣化はほとんど見られなかった。また、実施例１と
同様に騒音の測定を行ったところ、騒音の大きさは６０
ｄＢであり、特に問題はなかった。しかしながら、実施
例１と同様に圧接試験を行ったところ、変形量が５０μ
ｍもあり、試験後のローラをプリンターに装着して画像
出ししたところ、ハーフトーン画面に、帯電ローラの変
形に起因する横縞が生じた。

【００５６】［比較例２］実施例１と同様の導電性ウレ
タンフォームからなる弾性層の表面に、厚さ３００μｍ
の塗膜層Ｅを形成し、該塗膜層Ｅ表面に、上記実施例１
と同様の外層Ｂを形成して、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Ｒ
ｚで０．３μｍ、硬度（ＪＩＳ−Ａ）は７５°であり、
静電容量は５×１０^-10Ｆであった。

【００５７】塗膜層Ｅ水分散性ウレタン樹脂に、カーボンを添加した塗料を塗
布することにより形成し、体積抵抗率は５×１０⁷Ωｃ
ｍに調整した。この塗膜は貯蔵弾性率（Ｇ’）が３×１
０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²で、ｔａｎδが０．１５であった。

【００５８】得られた帯電ローラをプリンターに装着
し、実施例１と同様に画像出ししたところ、良好な画像
が得られ、更に連続６０００枚の画像出しを行っても画
像の劣化はほとんど見られなかった。また、実施例１と
同様に騒音の測定を行ったところ、騒音の大きさは７０
ｄＢであり、高周波数の騒音が発生していた。更に、実
施例１と同様に圧接試験を行ったところ、変形量が１５
μｍであり、試験後のローラをプリンターに装着して画
像出ししたところ、特に画像不良は発生しなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明帯電部材の一例を示す断面図である。

【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帯電部材２シャフト３弾性層４塗膜層５被帯電体６電圧印加手段

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、弾性層と、該弾性層の外側に直接又は他の層を介して形
成された塗膜層とを有し、上記塗膜層が、貯蔵弾性率
（Ｇ’）が１×１０⁷ｄｙｎ／ｃｍ²以下で、かつ損失弾
性率（Ｇ”）と貯蔵弾性率（Ｇ’）との比で表されるｔ
ａｎδが０．０１〜０．４である塗膜からなるものであ
ることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】静電容量が１×１０^-9Ｆ以下である請求
項１記載の帯電部材。
【請求項３】上記塗膜層が、アクリル樹脂を含有する
層を含むものである請求項１又は２のいずれか１項に記
載の帯電部材。
【請求項４】上記塗膜層上に、最外層として、酸素含
有量５％以上で、かつｐＨ５以上のカーボンを添加した
水系フッ素樹脂を含む塗膜を有するものである請求項１
〜３のいずれか１項に記載の帯電部材。
【請求項５】部材表面のＪＩＳ１０点平均粗さＲｚが
４μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の
帯電部材。
【請求項６】上記弾性層が、密度０．０５〜０．９ｇ
／ｃｍ³のポリウレタンフォームを用いて形成されたも
のである請求項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。