JPH1090971A - 帯電部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーや紙粉が部材表面に付着しにくく、実
装すると画像欠陥のない良好な画像を与える帯電部材を
提供する。 【解決手段】 感光体に接触する表面層を備える帯電部
材において、該表面層にその全重量の０．０１〜３０％
の融点４０℃以上を有する固体シリコーン系化合物を含
有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置等の
画像形成装置に用いられる帯電部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体、静電記録誘電体等の像担体の帯電
（除電も含む）手段としては、近年、接触帯電方式のも
のが用いられてきている。接触帯電方式は、電圧を印加
した帯電部材（導電性部材）を被帯電体に接触させるこ
とで被帯電体面を所定の極性、電位に帯電させるもの
で、非接触帯電方式と比較すると電源の低圧化が可能で
あり、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が
簡単で低コスト化が図れる等の利点がある。

【０００３】しかしながら、従来の帯電部材は、特に感
光体の周速が高速であるような電子写真装置で繰り返し
用いた場合には、帯電部材や感光体にトナーや紙粉など
が付着し易く、画像欠陥を生じ易いという問題があっ
た。

【０００４】そこでこれを解決するために、特公平８−
２０７９４に開示されているように、帯電部材の表面層
にシリコーンオイルを含有させる技術が提案された。こ
の技術は、トナーや紙粉等の付着の問題をある程度解決
したものの、添加するシリコーンオイルが部材の表面に
ブリードしやすく、表面にオイルが付き、感光体表面を
汚染するという欠点を引き起こした。結果として、複写
または印刷した際、画像欠陥（画像を乱す）を与えるこ
とになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術に従い帯電部材の表面層にシリコーンオイルを含ませ
ると、トナーや紙粉の帯電部材あるいは感光体に対する
付着は防止されるが、一方で感光体の汚染の問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、高速機で繰り返し使用し
ても、トナーや紙粉等を表面に吸着しにくく、画像欠陥
のない良質な画像が得られるような帯電部材を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体に接触
する表面層を備える帯電部材において、該表面層がその
全重量の０．０１〜３０％の融点４０℃以上を有する固
体シリコーン系化合物を含有することを特徴とする。

【０００８】前記帯電部材において、好ましくは、固体
シリコーン系化合物が固体シリコーンまたはシリコーン
改質樹脂である。

【０００９】さらに好ましくは、シリコーン改質樹脂が
シリコーン−ポリアクリレート系グラフト共重合体であ
る。

【００１０】本発明者らは、上記構成に基づいて、帯電
部材の表面層にシリコーン系化合物を固体状で含ませる
とトナーや紙粉の帯電部材あるいは感光体に対する付着
が防止されるとともに、シリコーン系化合物が表面層か
らブリードしない帯電部材が得られることを見出し、本
発明を完成した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面を参照して
詳しく説明する。

【００１２】図１，２に本発明に係る帯電部材の一例で
ある帯電ローラの断面図が示されている。図中、１は芯
金を、２は発泡ゴム層を、３は中間層を、４は表面層
を、５，６は帯電ローラを表す。

【００１３】帯電ローラ５，６の軸心に位置する芯金１
は、たとえば鉄やアルミニウム、各種ステンレス鋼等の
金属や導電性を有する合成樹脂等から成る。

【００１４】芯金１の外周に設けられる発泡ゴム層２を
構成する導電性を有するゴムの材料としては、導電剤を
配合した発泡ゴム組成物を用いることができる。この発
泡ゴム組成物のゴム成分としては、具体的にはクロロプ
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、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム、イソプレンゴム、シリコンゴム等およびこれらの
ゴムの単量体を共重合して得られるゴムが挙げられる。
これらの合成ゴムおよび天然ゴムのうちいずれか１種か
ら成る単体、もしくは２種以上の混合物を使用する。

【００１５】ゴム組成物に配合する導電剤としては、カ
ーボンブラック、グラファイト、金属、導電性の金属酸
化物（たとえば、酸化錫、酸化チタン）等の粒子が挙げ
られる。

【００１６】さらに、ゴム組成物に配合する発泡剤とし
ては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカ
ルボンアミド、パラトルエンスルフォニルヒドラジン、
アゾビスイソブチロニトリル、４，４’−オキシビスベ
ンゼンスルフォニルヒドラジン等の有機発泡剤、または
重炭酸ソーダ等の無機発泡剤が挙げられる。

【００１７】ゴム組成物には、ゴム、導電剤、発泡剤以
外に必要に応じて、公知の加硫剤、加硫助剤、軟化剤、
充填剤、加工助剤等の各種配合剤や添加剤等を添加、混
合して使用できる。

【００１８】図２は、発泡ゴム層２の外側にさらに中間
層３が形成されている帯電ローラ６を示す。この中間層
３は、発泡ゴム層２と同様に発泡ゴムから成っていても
よいが、好ましくは非発泡ゴムから形成される。いずれ
の場合も、中間層３を構成する導電性を有するゴム材料
には、前述のゴム成分のいずれをも用いることができ、
そして発泡ゴム層２のゴム成分と同一のものであっても
よい。中間層３が発泡ゴムから成るとき、このゴムの発
泡倍率を内側の発泡ゴム層２の発泡倍率より小さく設定
することが好ましいが、これは各層を与える発泡ゴム組
成物に配合される発泡剤の量を適宜、制御することによ
って達成される。

【００１９】帯電ローラ５，６の表面には、表面層４が
設けられる。この表面層４は、導電剤を分散した塗工液
（熱可塑性樹脂、たとえばウレタン等を溶剤に溶解し
た）を用いて、発泡ゴム層２あるいは中間層３上に浸漬
コーティング法などにより塗布、形成することができ
る。

【００２０】本発明の特徴は、表面層４に固体シリコー
ン系化合物が含有されていることである。本発明に使用
できる固体シリコーン系化合物は、融点が４０℃以上
（すなわち環境温度４０℃以下で固体状で存在し）であ
り、好ましくは固体シリコーンあるいはシリコーン改質
樹脂である。重量平均分子量が約１００万以上のシリコ
ーンは樹脂状であり、前記条件を満たす。

【００２１】シリコーン改質樹脂とは、樹脂材料をシリ
コーンで改質したものを指し、本発明に適した代表例と
しては、シリコーン−ポリアクリレート系グラフト共重
合体（特に、シリコーン−ＰＭＭＡグラフト共重合体）
が挙げられる。

【００２２】本発明に用いられる固体シリコーン系化合
物の添加量は、表面層の全重量に対し、０．０１〜３０
％の範囲にあることが好ましい。添加量が０．０１％未
満であると、添加しても本発明の効果である感光体汚染
の防止効果が認められない。一方、３０％を超えると帯
電ローラ５，６の抵抗（体積抵抗率）を安定的に半導電
抵抗領域内（１０⁶〜１０¹¹Ωｃｍ）に調整することが
難しい。

【００２３】本発明に従えば、このように固体シリコー
ン系化合物を表面層に添加することにより、固体シリコ
ーン系化合物が有する耐汚染性が表面層に付与され、本
発明の効果を発揮する。

【００２４】本発明の帯電ローラ５は、前記発泡ゴム組
成物を用いて、たとえば次のようにして製造される。す
なわち、芯金１の外周面に発泡ゴム組成物をチューブ状
に押出し成形する。次いで、適当な寸法（発泡による膨
張を考慮した）円筒形状のキャビティを有する金型に設
置し、加熱して発泡、加硫する。

【００２５】本発明の別の実施の形態である帯電ローラ
６は、たとえば特開平７−２９５３３１に開示されてい
るように、様々な押出成形方法によって製造される。こ
れらのうち特に好適な押出成形方法は、共押出が可能な
押出成形機を用い、内側の発泡ゴム層２を形成する発泡
ゴム組成物と、外側の中間層３を形成するゴム組成物と
を芯金１とともに同時に押出し、連続した円筒状の積層
体を得る方法である。芯金１を備える前記の積層体を円
筒形状のキャビティを有する金型に配置する。その後、
加熱による加硫、発泡を行って、内側の発泡ゴム層２、
中間層３、および芯金１を一体化させ、金型の内周面に
沿った形状を有する目的の帯電ローラ６を得る。

【００２６】さらに、帯電ローラ表面に表面層４を前述
のように常法を用いてコーティングする。

【００２７】本発明は、帯電部材、たとえば帯電ローラ
に適用するのが最適であるが、ＯＡ関連機器に用いられ
る転写ローラ、現像ローラ、転写ベルト等にも使用可能
である。

【００２８】実施例および比較例を用いて、本発明の実
施の形態をさらに説明するが、これらは本発明の範囲を
限定するものではない。すべての部は特に示す以外、重
量基準である。

【００２９】（実施例１）エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体（ＥＰＤＭ）１００部に対して、カーボ
ンブラック６０部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）、１５部、その他加硫剤等の添加剤を適宜
配合して、オープンロールで混練し、発泡ゴム層用のゴ
ム組成物を調製した。

【００３０】このゴム組成物をφ６ステンレス製芯金の
周囲に外形φ１２になるように加硫、成形し、導電性発
泡ＥＰＤＭゴムローラを製造した。

【００３１】さらに、下記の組成を有する塗工液を調製
し、これを前記ゴムローラにコーティングし、１１０℃
で１時間加熱乾燥して膜厚約１００μｍの表面層を形成
した。

【００３２】 塗工液の組成 ポリエステルポリウレタン レザミンＭＥ−３１１９ （大日精化社製、固形分３４％） 100部 ファーネス系カーボンブラック 5部 シリコーン−ＰＭＭＡくし型共重合体 サイラプレーンＸＡ−１００ （チッソ社製） 5部 メチルエチルケトン 110部 ジメチルフォルムアミド 59部 シリコーン−ＰＭＭＡくし型共重合体の添加量は、表面
層の全重量に対して１２．５％であった。

【００３３】（実施例２〜９）固体シリコーン系化合物
として、表１に記載のものを所定の添加量で配合し、塗
工液を調製した以外は、実施例１と全く同様に、表面層
を備える導電性発泡ＥＰＤＭゴムローラを製造した。

【００３４】（比較例１〜２）固体シリコーン系化合物
として、表１に記載のものを所定の添加量で配合し、塗
工液を調製した以外は、実施例１と全く同様に、表面層
を備える導電性発泡ＥＰＤＭゴムローラを製造した。

【００３５】（比較例３〜６）固体シリコーン系化合物
の代わりに、表１に記載のシリコーンオイルを所定の添
加量で配合し、塗工液を調製した以外は、実施例１と全
く同様に、表面層を備える導電性発泡ＥＰＤＭゴムロー
ラを製造した。

【００３６】

【表１】

【００３７】評価試験 実施例および比較例で得られたそれぞれの導電性発泡Ｅ
ＰＤＭゴムローラについて、実機（ＬＢＰキャノンＬ
Ｘ）に装着し、複写（４０００枚）を実行した後、得ら
れた画像の評価を行った。

【００３８】さらに、複写終了後、感光体ドラムの汚染
度を肉眼で観察した。これらの結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】表１の試験結果から、従来技術のシリコー
ンオイルを表面層に配合した帯電ゴムローラでは、シリ
コーンオイル量を一定量（０．０１％）以上とすると、
良好な画像特性が得られるものの、シリコーンオイルが
表面層から接触する感光体ドラムへ移行してドラム表面
が汚染された。一方、本発明の帯電ゴムローラでは、良
好な画像特性が得られる固体シリコーン系化合物の添加
範囲でも、感光体ドラム汚染は全くなかった。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、感光体に
接触する表面層を備える帯電部材において、表面層に所
定量の固体シリコーン系化合物を配合したことにより、
帯電部材を接触帯電装置に用いるとトナー、紙粉などの
帯電部材や感光体への付着が発生しない。さらに固体シ
リコーン系化合物は表面層からブリードして接触する感
光体を汚染することもない。したがって、本発明の帯電
部材を高速画像形成装置で繰り返し使用しても画像欠陥
のない良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態である帯電ゴムロー
ラの断面図である。

【図２】本発明の別の実施の形態である帯電ゴムローラ
の断面図である。

【符号の説明】

１ 芯金 ２ 発泡ゴム層 ３ 中間層 ４ 表面層 ５，６ 帯電ゴムローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に接触する表面層を備える帯電部
   材において、該表面層がその全重量の０．０１〜３０％
   の融点４０℃以上を有する固体シリコーン系化合物を含
   有することを特徴とする帯電部材。
2. 【請求項２】 前記固体シリコーン系化合物は、固体シ
   リコーンまたはシリコーン改質樹脂であることを特徴と
   する請求項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】 前記シリコーン改質樹脂は、シリコーン
   −ポリアクリレート系グラフト共重合体であることを特
   徴とする請求項２記載の帯電部材。