JPH08254876A

JPH08254876A - 接触帯電部材、その製造方法及びそれを用いた電子写真装置

Info

Publication number: JPH08254876A
Application number: JP8006470A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hirai; 義浩平井; Takashi Yamashita; 崇史山下; Masaaki Takenaka; 正明竹中
Original assignee: Canon Inc; Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Chemicals Inc
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【課題】表面平滑性が良好で、しかも耐久性と耐環境
性が優れた接触帯電部材、その製造方法及びそれを用い
た電子写真装置を提供する。【解決手段】被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加
して被帯電体の帯電を行う接触帯電部材において、該帯
電部材が給電電極層上に弾性層及び表面層を有し、該表
面層が、電子線により架橋された架橋重合体を有する接
触帯電部材、その製造方法及びそれを用いた電子写真装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電圧を印加した帯電
部材を被帯電体面に接触させて帯電を行う帯電部材及び
その製造方法、及びその帯電部材を用いた電子写真装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真装置（複写機、プリン
ターなど）、静電記録装置などの画像形成装置におい
て、被帯電体としての電子写真感光体、静電記録誘電体
など像担持体の帯電処理手段としては従来より非接触帯
電方式であるコロナ放電器が主として用いられてきた。

【０００３】コロナ放電器は均一帯電性に優れるなどの
利点があるが、高価な高圧電源を必要とする。それ自体
や高圧電源のシールド空間などのスペースを必要とす
る。オゾンなどのコロナ生成物の発生が比較的多くその
対処のための付加手段、機構を必要とし、それなどが装
置を大型化、高コスト化したりする因子となっているな
どの問題点を有している。

【０００４】そこで、近時はコロナ放電器の代わりに、
接触帯電方式の帯電手段の採用が進められている。接触
帯電は電圧を印加した帯電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、電源の低圧化ができる。オゾンなどのコロナ生成物
の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れるなど
の利点がある。

【０００５】接触帯電装置は被帯電体に接触させる帯電
部材の形状、形態から分けて、帯電部材をローラ状部材
（帯電ローラ）としたローラ型帯電器（特開昭６３−７
３８０号、同５６−９１２５３号公報など）、ブレード
状部材（帯電ブレード）としたブレード型帯電器（特開
昭６４−２４２６４号、同５６−１９４３４９号公報な
ど）、ブラシ状部材（帯電ブラシ）としたブラシ型帯電
器（特開昭６４−２４２６４号公報など）などがある。

【０００６】帯電部材に印加する電圧は直流電圧のみを
印加する方式（ＤＣ印加方式）でもよいが、直流電圧を
接触帯電部材に印加した時の被帯電体の帯電開始電圧の
２倍以上のピーク間電圧（ＰＥＡＫＴＯＰＥＡＫ）
を有する振動電界（交互電界、交流電界：即ち、時間と
共に電圧値が周期的に変化する電界または電圧）を接触
帯電部材と被帯電体との間に形成して被帯電体面を帯電
処理する手法（ＡＣ印加方式）は、均一な帯電処理をす
ることが可能であり、有効である。

【０００７】ローラ型帯電器の帯電ローラは回転自由に
軸受保持されて被帯電体面に所定の圧力で圧接され、被
帯電体面の移動に伴い従動回転する。

【０００８】上記帯電ローラは通常、中心に設けた芯金
と、該芯金の周囲にローラ状に設けた導電性の弾性層
と、さらにその外周に設けた表面層からなる多層構造体
である。上記各層のうち、芯金はローラの形状を維持
するための剛体であると共に、給電電極層としての役割
を有している。

【０００９】上記弾性層は通常、体積固有抵抗が１０⁴
〜１０⁹ Ω・ｃｍの導電体であり、弾性変形することに
より被帯電体面との均一な接触を確保する役割をも有し
ているため、通常ゴム硬度（ＪＩＳＡ）７０度以下の
柔軟性を有する加硫ゴムが使用される。

【００１０】上記表面層は被帯電体の帯電均一性を向上
させ、被帯電体表面のピンホールなどに起因するリーク
の発生を防止すると共に、トナー粒子や紙粉などの固着
防止、さらには弾性層の硬度を低下させるために用いら
れるオイルや可塑剤などの軟化剤のブリード防止などの
役割も有している。表面層の体積固有抵抗は１０⁵ 〜１
０¹³Ω・ｃｍであり、従来、導電性塗料を塗布すること
により形成されていた。

【００１１】また、帯電部材は、使用される条件から、
機械的強度、耐摩耗性、耐オゾン性、耐熱耐寒性などに
優れ、低吸湿性であり、柔軟性に富み、耐クリープ性が
あり、圧縮永久ひずみが低くかつ易加工性であるなど、
表面層用材料として当然具備すべき条件を全て満足する
材料により形成されることが必要である。

【００１２】上述の諸条件が満たされていない材料を用
いると、帯電ローラは使用中に劣化するか、または使用
環境の変化に適応できず、画像欠陥を生ずることにな
る。

【００１３】また、上述のように、被帯電体の帯電を均
一にするために帯電装置と被帯電体との間に振動電界を
形成した場合、両者の機械的な振動が誘起され、異音が
発生する。これを帯電音と呼び、その抑制は重要な検討
課題となっている。

【００１４】帯電音を軽減するには、弾性層のゴム硬度
を低下させる方法が有効であるが、軟化剤の増量だけで
は十分な低硬度化が困難であり、従ってゴム発泡体（ま
たはスポンジ状ゴム）の使用が検討されている。これを
発泡タイプ帯電ローラと呼び、発泡体を使用しないもの
をソリッドタイプ帯電ローラと呼ぶことにする。

【００１５】発泡タイプ帯電ローラの場合、加硫時に形
成されるスキン層の表面平滑性が悪いため、研磨処理に
よるスキン層の除去が必要となるが、気泡径の均一化が
困難であることから、研磨により表面に大きな気泡が露
出すると、次工程で塗布した表面層に凹みが生成するこ
とになる。表面層に、凹みがある帯電ローラを使用する
と、帯電不良を生じ、良好な画像が得られない。

【００１６】一方、予め導電性重合体材料をシームレス
チューブの形状に成膜しておき、これを用いて弾性層を
被覆することにより表面層を形成する方法が提案されて
いる（特開平３−５９６８２号、同５−２３１３号公
報）。

【００１７】上記シームレスチューブを用いた場合、前
記した弾性層表面の大きな気泡による表面層の凹みは生
成せず、平滑性に優れた帯電ローラが得られる。しかし
ながら、表面層は上述のように種々の役割を担ってお
り、上述したような機械的強度、耐摩耗性、耐オゾン
性、耐熱耐寒性などに優れている必要がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような物性に優れた接触帯電部材を提供することにあ
る。

【００１９】また、本発明の他の目的は、このような接
触帯電部材の製造方法を提供することにある。

【００２０】また、本発明のさらに他の目的は、このよ
うな接触帯電部材を用いた電子写真装置を提供すること
にある。

【００２１】

【課題を解決する手段】本発明による接触帯電部材は、
被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加して被帯電体の
帯電を行う接触帯電部材において、該帯電部材が給電電
極層上に弾性層及び表面層を有し、該表面層が、電子線
により架橋された架橋重合体を有することを特徴とす
る。

【００２２】また、本発明は、被帯電体面に当接させ、
かつ電圧を印加して被帯電体の帯電を行う接触帯電部材
の製造方法において、（１）給電電極層上に弾性層を形
成する工程と、（２）重合体をシームレスチューブの形
態に成膜する工程と、（３）該シームレスチューブを形
成している重合体を電子線架橋させる工程と、（４）該
架橋させたシームレスチューブを該弾性層にかぶせる工
程と、を有することを特徴とする接触帯電部材の製造方
法である。

【００２３】本発明による接触帯電部材は表面平滑性が
良好で耐久性と耐環境性に優れている。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる弾性層
は導電性ゴム組成物からなり、主要成分として弾性体及
び導電性付与剤を含有する。

【００２５】弾性体としてはシリコーンゴム、エチレン
−プロピレンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エピク
ロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキ
シドゴム、アクリルゴム、エチレン−アクリルゴム、天
然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポ
リブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレ
ンゴム、ニトリルゴム、改質ニトリルゴム、ブチルゴ
ム、クロロスルホン化ポリエチレン、多硫化ゴム、塩素
化ポリエチレンなどのゴム、及びスチレン系、オレフィ
ン系、エステル系、ウレタン系、イソプレン系、１，２
−ブタジエン系、塩化ビニル系、アミド系、アイオノマ
ー系などの各種熱可塑性エラストマーなどを適宜用いる
ことができる。

【００２６】弾性層を導電化するための導電性付与剤と
しては公知の素材が使用でき、例えば、カーボンブラッ
ク、グラファイトなどの炭素微粒子、ニッケル、銀、ア
ルミニウム、銅などの金属微粒子、酸化スズ、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、シリカなどを主成
分とし、これに原子価の異なる不純物イオンをドーピン
グした導電性金属酸化物微粒子、炭素繊維などの導電性
繊維、ステンレス繊維などの金属繊維、炭素ウイスカ、
チタン酸カリウムウイスカの表面を金属酸化物や炭素な
どにより導電化処理した導電性チタン酸カリウムウイス
カなどの導電性ウイスカ及びポリアニリン、ポリピロー
ルなどの導電性重合体微粒子などが挙げられる。

【００２７】上記導電性付与剤を含有する弾性層は通
常、給電電極層としての芯金の周囲に隣接して形成さ
れ、ローラの形状を有している。以下、芯金及び弾性層
を一括してローラ体と呼ぶ。

【００２８】弾性層を形成する方法は特に限定されるも
のではなく、射出成形法、押出成形法及び圧縮成形法な
ど、ゴムの成形に通常採用される成形法が適用できる。
芯金と弾性層を一体化する方法としては、インサート成
形法により芯金の周囲に直接弾性層を形成することもで
きるし、また、厚肉チューブ状の弾性層を成形し、これ
を芯金に外嵌することもできる。

【００２９】弾性層の硬度を低下させるために、上記導
電性ゴム組成物はオイルや可塑剤などの軟化剤を含有す
ることもできる。さらに、硬度を低下させる別の手段と
してゴム発泡体とすることもできる。

【００３０】本発明において、弾性層の表面は巨視的に
見て平滑であることが重要であり、成形により十分な平
滑性が得られない場合、例えばゴム発泡体を用いる場
合、または圧縮成形法などの採用によりバリが生ずる場
合などには、研磨などの２次加工による平滑化処理が必
要になる。

【００３１】さらに、弾性層は通常、被帯電体に圧接し
て使用されるため、圧縮永久歪が小さいことが望まし
く、従って、加硫ゴムまたはゴム架橋体とすることが望
ましい。

【００３２】弾性層の厚さは、通常２〜５ｍｍであり、
その体積抵抗値は１０² 〜１０⁹ Ω・ｃｍ、好ましくは
１０⁴ 〜１０⁸ Ω・ｃｍである。

【００３３】本発明の接触帯電部材の表面層の形成に用
いられる重合体としては、前記弾性体に用いられた各種
のゴム及び各種熱可塑性エラストマーなどが好適であ
り、さらに各種のプラスチック、例えば、ポリエチレ
ン、各種エチレン系共重合体、ポリプロピレン、プロピ
レン／エチレン共重合体、ポリブテン、ポリ４−メチル
ペンテン−１などのポリオレフィン；ナイロン６、ナイ
ロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、その他の共重
合ナイロンなどのポリアミド；ＰＥＴ、ＰＢＴ（ポリブ
チレンテレフタレート）などの飽和ポリエステル；ポリ
カーボネート；ポリスチレン、ＨＩＰＳ（ハイインパク
トポリスチレン）、ＡＢＳ、ＡＥＳ（アクリロニトリ
ルＥＰＤＭスチレン）、ＡＡＳ（アクリロニトリル
アクリレートスチレン）などのスチレン系樹脂；ア
クリル樹脂；塩化ビニル樹脂；塩化ビニリデン樹脂；ポ
リアセタール；ポリフェニレンオキシドまたはそのポリ
スチレン変性体；ポリイミド樹脂；ポリアリレート；フ
ッ化ビニリデン単独重合体及び共重合体なども使用でき
る。さらに、上記ゴム、熱可塑性エラストマー及びプラ
スチックから選ばれた２種以上の重合体からなるポリマ
ーアロイまたはポリマーブレンドも使用できる。

【００３４】表面層はこのような架橋可能な重合体を弾
性層表面に塗布後、電子線を照射して架橋反応を生じさ
せて形成することができる。

【００３５】また、表面層にシームレスチューブを弾性
層上にかぶせて形成する場合には、重合体と前記導電性
付与剤及び必要ならばその他の添加剤からなる導電性重
合体組成物をまず、押出成形法、射出成形法、ブロー成
形法などによりチューブ状に成膜する。上記各種成形法
のうちで押出成形法が特に好適である。

【００３６】重合体は単に上記各種成形法により成形し
ただけでは表面層の役割や表面層用材料として当然具備
すべき条件を十分に満足することができない。そこで、
電子線架橋させて架橋重合体とする。架橋させる方法と
しては、重合体の種類に応じて硫黄、有機過酸化物、ア
ミン類などの架橋剤をあらかじめ添加しておき、加熱下
で架橋反応を生じさせる化学的架橋があるが、架橋剤ま
たは架橋剤の分解生成物が被帯電体に移行し、被帯電体
を劣化させる場合もあり、被帯電体のクリーニング処理
に注意を払ったり、また、被帯電体について、架橋剤な
どが付着しても劣化を生じにくい材料設計をすることが
必要である。これに対して、電子線架橋法は架橋剤また
はその分解生成物の移行による被帯電体の汚染の恐れが
なく、さらに、高温処理の必要がない点で化学的架橋法
より優れており、また、安全性の点でγ線架橋法より優
れている。

【００３７】上記架橋法により得られた架橋重合体は、
非架橋重合体と比較して、耐摩耗性、耐熱性、耐クリー
プ性などが改善され、表面層用材料として当然具備すべ
き条件をすべて満足することができる素材となることが
期待される。

【００３８】電子線架橋法に用いる電子線照射装置の代
表的な構成は図２に示される。直流電源２０からケーブ
ル２１を通じて加速管２２に電力が供給される。高温の
金属フィラメントから放出された熱電子は加速管２２内
で１５０〜１０００ｋＶの加速電圧のもとで加速され、
スポット状の電子ビームとなる。スキャナ２３において
電子ビームは高周波磁界が加えられて走査され、チタン
箔などの金属箔で形成されているウインドウ２４から放
出される。架橋されるチューブや塗膜はこのウインドウ
の真下に置かれて電子線照射される。

【００３９】チューブの製造工程における電子線照射の
タイミングは種々選択することができる。具体的には、
成膜後、外嵌処理前であってもよく、また、外嵌後であ
ってもよい。さらにコーティング法により被膜を形成し
て表面層とする場合には、通常、被膜を乾燥させた後の
照射が好ましい。

【００４０】なお、電子線照射法においては、対象とな
る重合体の種類に応じて、架橋助剤をあらかじめ重合体
に混合しておくと、架橋剤の物性が向上する。

【００４１】架橋助剤としては、通常トリアリルイソシ
アヌレート、テトラエチレングリコールジメタクリレー
ト、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリメチ
ロールプロパンメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、トリアリルシアヌレート、テトラ
メチロールメタンテトラメタクリレート、トリメトキシ
エトキシビニルシランなどの多官能性モノマーが使用さ
れる。

【００４２】照射線量としては、通常５〜５０Ｍｒａｄ
（１Ｍｒａｄは物質１ｇ当り約２．４カロリーの熱量を
与えたことに相当する）が好適であり、重合体の種類、
架橋助剤の有無、加速電圧などに応じて適当なレベルが
選択される。

【００４３】シームレスチューブの厚さは１００〜５０
０μｍ、好ましくは１５０〜３５０μｍである。

【００４４】また、コーティング法により被膜を形成
し、表面層とする場合には、１０〜１５０μｍが好適で
ある。

【００４５】表面層の抵抗値は、帯電部材の表面層に仕
上げられた状態で１０⁵ 〜１０¹³Ω・ｃｍ、特には１０
⁶ 〜１０¹²Ω・ｃｍが好ましい。

【００４６】表面層をシームレスチューブで形成する場
合は、前記のように押出し法が好適である。すなわち、
予め重合体と導電性付与剤及び必要に応じて、安定剤及
びその他の添加剤を混合したコンパウンドを製造し、該
コンパウンドを押出機によりリング状スリットを有する
ダイスより押出し、冷却することによって、連続的にシ
ームレスチューブを製造することができる。

【００４７】冷却の途中でまたは冷却後再加熱して空気
加圧などの手段を用いてチューブ径を拡大すれば熱収縮
チューブが得られ、拡大処理をしなければ非熱収縮チュ
ーブが得られる。

【００４８】本発明に用いるシームレスチューブは非熱
収縮性と熱収縮性のいずれであってもよいが、いずれで
あるかにより、弾性層上への外嵌処理の方法が異なる。

【００４９】非熱収縮チューブである場合、弾性層と表
面層の密着性を確保するためにはチューブ内径は弾性層
外径以下であることが必要であり、圧縮空気を吹き込む
ことによりチューブ径を拡大させた状態でローラ体を挿
入し、空気圧を解除すれば外嵌処理が完了する。

【００５０】一方、熱収縮チューブの場合、チューブ内
径は弾性層外径より大きいことが望ましく、ローラ体を
挿入した後、軟化点近傍の恒温槽の中で所定時間加熱す
るなどの方法で弾性層に密着するようチューブを熱収縮
させることにより外嵌処理がなされる。

【００５１】次に、各重合体についてさらに詳しく説明
する。

【００５２】ポリエチレンは通常、エチレンの単独重合
体であり、結晶化度の違いにより低密度ポリエチレンと
高密度ポリエチレンに分けられる。その他に特殊グレー
ドとして酢酸ビニル、メチルメタアクリレートやアクリ
ル酸などのアクリルモノマー、無水マレイン酸、塩化ビ
ニル、ビニルシランなどの各種の極性モノマーとの共重
合体が使用されている。さらに、近年１−ブテンなどの
α−オレフィンとの共重合体（直鎖状低密度ポリエチレ
ン）も使用されるようになった。本発明においては、上
記各種単独重合体及び共重合体がポリエチレンに包含さ
れるものとする。

【００５３】ポリエチレンは多くの優れた性質を有して
いるが、耐熱性が悪く、未架橋のまま帯電ローラの表面
層用重合体として用いた場合、クリープなどによる変形
が起き、表面平滑性が失われる。

【００５４】架橋ポリエチレンには前記導電性付与剤以
外に、安定剤、滑剤、各種の絶縁性充填剤などを必要に
応じて添加することができる。

【００５５】ナイロン１２及びナイロン１１はいずれも
ポリアミドの一種であり、通常、ナイロン１２はω−ラ
ウロラクタムまたは１２−アミノドデカン酸の、ナイロ
ン１１は１１−アミノウンデカン酸の重縮合により製造
される。

【００５６】上記２種のポリアミドは、ナイロン６また
はナイロン６６などの汎用ポリアミドと比較して分子構
造が著しく異なり、柔軟性、耐摩耗性、低温特性などが
優れており、吸湿性が低いなど帯電ローラの表面層とし
て好適な特性を備えている。上記ナイロン１２及びナイ
ロン１１には前記導電性付与剤以外に、安定剤や各種の
絶縁性充填剤などを必要に応じて添加することができ
る。

【００５７】電子線照射を行なう場合、トリアリルイソ
シアヌレートなどのアリル系化合物をあらかじめ混合し
ておくことにより、空気中での電子線照射により効果的
に架橋させることができる。

【００５８】エチレン−アクリルゴムは１９７５年にデ
ュポン社が世界で初めて市販した比較的新しいゴムであ
り、広い意味でアクリルゴムの一種と見なすこともでき
るが、分子構造的には通常のアクリルゴムとの違いは大
きい。その結果、物性的にも著しい特徴を有するものと
なっている。

【００５９】上記エチレン−アクリルゴムの主成分はエ
チレンとアクリル酸メチルの二元共重合体であり、通常
はある種のアミン類との架橋反応性を与えるために、カ
ルボキシル化合物を第三モノマーとして結合させた三元
共重合体として市販されている。エチレン−アクリルゴ
ムは上記二元共重合体と三元共重合体のいずれであって
もよい。

【００６０】上記エチレン−アクリルゴムは（１）耐熱
性が良好で耐油性とのバランスが良い。（２）低温特性
がアクリルゴムより優れている。（３）耐候性及び耐オ
ゾン性が良いなどの特徴を有しているが、機械的強度が
大きく、圧縮永久ひずみが小さく、耐屈曲性が良いなど
の点でも優れている。

【００６１】上記エチレン−アクリルゴムの充填剤とし
ては通常カーボンブラック、煙霧状コロイダル無水シリ
カ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタンなど
が使用されるが、その他の無機及び有機系充填剤の添加
も可能である。

【００６２】老化防止剤としては、通常ジフェニルアミ
ン系及びフェノール系酸化防止剤が使用される。

【００６３】塩素化ポリエチレンはポリエチレンを原料
とし、これを塩素化することによって製造される熱可塑
性ポリマーである。塩素化ポリエチレンは耐オゾン性、
柔軟性、耐熱性などに富む。

【００６４】塩素化ポリエチレンには前記導電性付与剤
以外に、安定剤や各種の絶縁性充填剤を添加することが
できる。安定剤としては通常使用される有機スズ化合
物、エポキシ化合物、鉛系化合物、金属石けん類及び金
属酸化物などが好適である。

【００６５】エピクロルヒドリン−エチレンオキシドゴ
ムはエピクロルヒドリンとエチレンオキシドをほぼなど
モル共重合したものであり、耐熱性、耐寒性及び耐オゾ
ン性を兼備した特殊合成ゴムである。なお、本発明のエ
ピクロルヒドリン−エチレンオキシドゴムには、架橋用
モノマーとして少量のアリルグリシジルエーテルなどを
さらに加えた三元共重合体も含まれる。

【００６６】上記共重合体及び三元共重合体は、エピク
ロルヒドリン単独重合体の欠点である低温特性の悪さが
著しく改善されている。

【００６７】上記エピクロルヒドリン−エチレンオキシ
ドゴムには前記導電性付与剤以外に、加硫剤、老化防止
剤、各種の絶縁性充填剤、加工助剤などを必要に応じて
添加することができる。

【００６８】クロロスルホン化ポリエチレンは１９５１
年にデュポン社によって開発された合成ゴムであって、
ポリエチレンと塩素及び亜硫酸ガスの反応によって得ら
れる。クロロスルホン化ポリエチレンの分子構造は次の
ように表すことができる。クロロスルホン化ポリエチレンは耐オゾン性、耐熱性、
機械的強度、耐摩耗性、耐屈曲性などに優れ、圧縮永久
歪みが小さい。

【００６９】改質ニトリルゴムは上記ニトリルゴムの欠
点である耐オゾン性を改良したものであって、ニトリル
ゴムとポリ塩化ビニルのブレンド物（ＮＢＲ／ＰＶ
Ｃ）、ニトリルゴムとＥＰＤＭのブレンド物（ＮＢＲ／
ＥＰＤＭ）、水素化ニトリルゴム及びカルボキシル化ニ
トリルゴムなどが挙げられ、いずれも市販品を容易に入
手することができる。

【００７０】上記各種改質ニトリルゴムのうち、ＮＢＲ
／ＰＶＣは、ＮＢＲとＰＶＣの極性基が化学的に近似し
た性質を有するためほぼあらゆる割合で相溶し、その結
果有用な性質を示すブレンドゴムが得られる。特に耐オ
ゾン性は、ＮＢＲに比べて著しく向上し、また、耐屈曲
性、耐摩耗性なども改善される。さらにＮＢＲ／ＰＶＣ
の押出加工性もＮＢＲ単独にくらべて良くなり、表面が
平滑で美しい光沢の成形品が得られる。

【００７１】ＮＢＲ／ＥＰＤＭは１９７０年代に開発さ
れた比較的新しいブレンドゴムであって、ＥＰＤＭの優
れた耐オゾン性を利用してＮＢＲの耐オゾン性を改善し
たものであり、加工性や機械的性質も良好である。

【００７２】水素化ニトリルゴムは、上述のニトリルゴ
ムの主鎖に含まれる多数の二重結合の大部分を特殊な方
法で水素化することにより不飽和度を低下させたゴムで
あって、耐オゾン性、耐熱性、耐寒性、機械的強度、耐
摩耗性、加工性などが改善されている。

【００７３】本発明の帯電部材の形状は、ローラ、ブレ
ードなどいずれの形状でもよく、電子写真装置の仕様形
態に合わせて選択可能である。

【００７４】図１は本発明の接触帯電部材を採用するの
に適した電子写真装置の一例である。

【００７５】図において、１は被帯電体としての感光体
であり、本例のものはアルミニウムなどの導電性支持体
１ｂと、その外周面に形成した感光層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さ
れる。

【００７６】２はこの感光体１面に接して感光体面を所
定の極性、電位に一様に一次帯電処理するローラタイプ
の帯電部材である。帯電部材２は芯金２ｃと、その外周
に形成した弾性層２ｂと、さらにその外周に形成した表
面層２ａからなり、芯金２ｃの両端部を不図示の軸受部
材に回転自由に軸受させてドラム型の感光体１に並行に
配置してバネなど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
動に伴い従動回転する。

【００７７】而して電源３で芯金２ｃに所定の直流（Ｄ
Ｃ）バイアス、或は直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアス
が印加され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。

【００７８】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な
ど）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されてい
く。

【００７９】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。本例の転写手段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。

【００８０】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先送され
て像定着を受け、画像形成物として出力される。

【００８１】像転写後の感光体１面はクリーニング手段
１３で転写残りトナーなど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。

【００８２】本発明においては、図１に示されるよう
に、感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段
のような電子写真装置の複数の要素がプロセスカートリ
ッジに一体的に組み込まれることもできる。そうするこ
とで、プロセスカートリッジは装置本体に対して着脱可
能とすることができる。例えば、帯電部材として使用さ
れる本発明の弾性部材及び必要に応じて現像手段及びク
リーニング手段の少なくとも１つを感光体とともにプロ
セスカートリッジに一体的に組み込み、装置本体のレー
ルなどの案内手段を用いて着脱自在に構成にできる。

【００８３】本発明の帯電部材は、転写用、１次帯電
用、除電用の他、給紙用ローラなどの搬送用として用い
ることができる。

【００８４】本発明の帯電部材を使用しうる電子写真装
置としては、複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤ
プリンタ、あるいは、電子写真製版システムなどの電子
写真応用装置などが挙げられる。

【００８５】

【実施例】

（実施例１）最初に、弾性層を有するローラ体の製法に
ついて述べる。ＥＰＤＭ（三井石油化学社製、商品名：
ＥＰＴ４０４５）１００重量部（以下部と称す）を弾性
体とし、加硫促進剤及び補強剤として亜鉛華１号１０
部、ステアリン酸２部、加硫促進剤Ｍ（２−メルカプト
ベンゾチアゾール）２部、加硫促進剤ＢＺ（ジブチルジ
チオカルバミン酸亜鉛）１部、イオウ２部、発泡剤アゾ
ジカルボナミド（三協化成社製、商品名：セルマイク
Ｃ）５部、発泡助剤として尿素化合物（三協化成社製、
商品名：セルトンＮＰ）５部、ＦＥＦカーボン２０部、
絶縁オイル（パラフィンオイル）７０部、及び導電性カ
ーボンブラック（ライオン社製、商品名：ケッチェンブ
ラックＥＣ）８部を配合し、二本ロールを用いて均一に
分散混練しゴムコンパウンドを得た。プライマーを塗布
した鉄製芯金に上記ゴムコンパウンドを巻き付け、金型
に入れ、４０℃、１００ｋｇ／ｃｍ² にてプレフォーム
し、これを蒸気加熱（１６０℃、３０分）により加硫し
てスキン層を有する発泡タイプのローラ体を得た。

【００８６】その後、グラインダーにより研磨処理して
スキン層を除去し、ローラ体を完成させた。ローラ体の
寸法は、芯金径６ｍｍ、外径１２ｍｍ、芯金長さ２５０
ｍｍ、及び弾性体層長さ２３０ｍｍであった。

【００８７】抵抗測定は次の方法によった。即ち、アル
ミニウム板の上に上記ローラ体を置き、両端に５００ｇ
ずつ計１ｋｇの荷重をかけ、芯金とアルミニウム板の間
の抵抗を測定した。上記ローラ体の抵抗は２×１０⁶ Ω
であった。

【００８８】次に、上記の方法で得られたローラ体に対
して、導電性ポリエチレンを用いて成膜し、電子線照射
により架橋した非熱収縮チューブを外嵌し、表面層２ａ
を形成した。さらに具体的に述べると、高圧法ポリエチ
レン（旭化成社製、商品名：サンテックＬＤＬ６８１
０）１００部、導電性付与剤（カーボンブラック、東海
カーボン社製、商品名：＃４５００）１０部、及びステ
アリン酸亜鉛２部を押出機により溶融、混練し、造粒す
ることにより導電性ポリエチレンコンパウンドを得た。

【００８９】上記コンパウンドを押出機により、２００
℃に加熱されたリング状スリットを有するダイより押出
し、冷却することにより連続的にシームレスチューブ状
の成形品を得た。

【００９０】次に、加速電圧２５０ｋＶの電子線照射装
置（日新ハイボルテージ社製、商品名：キュアトロン）
を用いて上記チューブに２０Ｍｒａｄの電子線を照射
し、架橋結合を生成させた。

【００９１】こうして得られた導電性架橋非熱収縮ポリ
エチレンチューブは内径１１．５ｍｍ、肉厚２５０μ
ｍ、及び体積抵抗率１×１０⁶ 〜１×１０⁸ Ω・ｃｍで
あった。

【００９２】上記非熱収縮チューブに圧縮空気を吹き込
みながら、前記ローラ体を挿入することにより、弾性層
に密着した表面層２ａを形成し、帯電ローラを完成させ
た。上記帯電ローラの耐久試験結果を表１に示す。

【００９３】

【００９４】＜試験方法＞実施例１で作製した帯電ロー
ラをカートリッジ（キヤノン社製、ＥＰ−Ｌ）に搭載
し、該カートリッジをレーザビームプリンター（キヤノ
ン社製、ＬａｓｅｒＳｈｏｔＡ４０４）に装着して目
視により出力画像の画質を評価した。

【００９５】（〇：出力画像上に砂地カブリ、黒ポチ、
ピンホールなどの欠陥が全く発生しない。）（△：出力画像の５０％に、上記欠陥のいずれかが発生
する。）（×：出力画像の全数に、上記欠陥のいずれかが発生す
る。）Ｈ／Ｈ環境：３２．５℃、８５％ＲＨＮ／Ｎ環境：２５．０℃、５０％ＲＨＬ／Ｌ環境：１５．０℃、１０％ＲＨ

【００９６】（実施例２）ポリエチレンの代りに、ナイ
ロン１２（ダイセル・ヒュルス社製、商品名：ダイアミ
ドＬ１７００）１００部を用い、さらに架橋助剤とし
てトリアリルイソシアヌレート２部を追加し、カーボン
ブラックを８部とした以外は、実施例１と同様の方法で
導電性ナイロン１２コンパウンドを得た。次に、実施例
１と同様の方法でシームレスチューブを成膜し（ただ
し、ダイ温度は２５０℃）、加速電圧２５０ｋＶ、１０
Ｍｒａｄの電子線を照射した。

【００９７】実施例１で得たローラ体に上記の方法で得
られた導電性架橋非熱収縮ナイロン１２チューブを外嵌
し、帯電ローラを完成させた。耐久試験結果を表２に示
す。

【００９８】（試験方法は表１と同じ。以下の表も同様。）

【００９９】（実施例３）実施例１の導電性ポリエチレ
ンコンパウンドの代りに、次の方法により導電性エチレ
ン−アクリルゴムコンパウンドを調製した。

【０１００】エチレン−アクリルゴム（昭和電工・デュ
ポン社製、商品名：ベイマックＤ）１００部、ジフェニ
ルアミン系酸化防止剤（ナウガード４４５）１部、ステ
アリン酸２部、リン酸アルキル０．５部、オクタデシル
アミン０．５部、ＦＥＦカーボン２０部、導電性付与剤
（ケッチエンブラックＥＣ）２部、及びトリアリルイソ
シアヌレート２部を配合し、二本ロールを用いて均一に
分散混練し、シート状のゴムコンパウンドを得た。

【０１０１】上記ゴムコンパウンドを押出機により、７
５℃に加熱されたリング状スリットを有するダイより押
出し、冷却することによりシームレスチューブ状に成膜
した。

【０１０２】上記チューブに加速電圧２５０ｋＶ、１０
Ｍｒａｄの電子線を照射することにより架橋結合を生成
させた。

【０１０３】こうして得られた導電性架橋非熱収縮エチ
レン−アクリルゴムチューブは内径１１．５ｍｍ、肉厚
３００μｍ、及び体積抵抗率１×１０⁶ 〜１×１０⁸ Ω
・ｃｍであった。

【０１０４】上記非熱収縮チューブに圧縮空気を吹き込
みながら、実施例１で得られたローラ体を挿入すること
により、弾性層に密着した表面層２ａを形成し、帯電ロ
ーラを完成させた。耐久試験結果を表３に示す。

【０１０５】

【０１０６】（実施例４）ポリエチレンの代りに、ポリ
プロピレン（三菱油化社製、商品名：ＭＡ７）７０部及
びＥＰＤＭ（三井石油化学社製、商品名：ＥＰＴ４０４
５）３０部よりなるポリマーブレンドを用い、さらに架
橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート２部を追加し
た以外は、実施例１と同様の方法で導電性ポリプロピレ
ン／ＥＰＤＭコンパウンドを得た。次に、実施例１と同
様の方法でシームレスチューブを成膜し（ただし、ダイ
温度は２２０℃）、加速電圧２５０ｋＶ、１０Ｍｒａｄ
の電子線を照射した。実施例１で得たローラ体に上記
の方法で得られた導電性架橋非熱収縮ポリプロピレン／
ＥＰＤＭチューブを外嵌し、帯電ローラを完成させた。
耐久試験結果を表４に示す。

【０１０７】

【０１０８】（比較例１）電子線を照射しなかったこと
以外は、実施例１と同様にして帯電ローラを作成した。
耐久試験結果を表５に示す。

【０１０９】

【０１１０】（比較例２）電子線を照射しなかったこと
以外は、実施例２と同様にして帯電ローラを作成した。
耐久試験結果を表６に示す。

【０１１１】

【０１１２】（比較例３）電子線を照射しなかったこと
以外は、実施例３と同様にして帯電ローラを作成した。
耐久試験結果を表７に示す。

【０１１３】

【０１１４】（比較例４）電子線を照射しなかったこと
以外は、実施例４と同様にして帯電ローラを作成した。
耐久試験結果を表８に示す。

【０１１５】

【０１１６】＜実施例１〜４及び比較例１〜４の評価＞
帯電ローラにおける表面層の役割、及び表面層用材料と
して当然具備すべき条件については前述の通りであり、
これらを満足しない材料を用いた場合には耐久試験また
は環境試験により画像欠陥が生ずることを述べた。

【０１１７】実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた
帯電ローラを上記の立場に立って評価し、それぞれ表１
〜８の結果を得た。

【０１１８】表１〜８より、本発明の架橋重合体よりな
るシームレスチューブにより表面層を形成した帯電ロー
ラは優れた耐久性及び耐環境性を有しており、十分実用
に耐えるものであることがわかる。

【０１１９】さらに、帯電音の測定も合せて行ったが、
いずれも５５ｄＢ以下であって、実用上全く問題のない
ことがわかった。

【０１２０】（実施例５）実施例１で得られたローラ体
に対して、導電性塩素化ポリエチレンを用いて成膜され
た電子線架橋処理された熱収縮チューブ（住友電工社
製、商品名：スミチューブＧ３）を外嵌し、表面層２ａ
を形成した。

【０１２１】さらに具体的に述べると、上記熱収縮チュ
ーブは電子線照射による架橋を施してから外嵌してお
り、また収縮前のチューブ内径は１６．５ｍｍ、肉厚は
２５０μｍであった。

【０１２２】上記熱収縮チューブに前記ローラ体を挿入
し、２００℃の空気雰囲気の恒温槽中で１５分間加熱す
ることにより収縮させ、弾性層上に密着した表面層２ａ
とし、帯電ローラを完成させた。

【０１２３】熱収縮後のチューブの体積抵抗率は１×１
０⁶ 〜１×１０⁸ Ω・ｃｍであった。また、耐久試験結
果を表９に示す。

【０１２４】

【０１２５】表９より、本発明の架橋重合体よりなるシ
ームレスチューブにより表面層を形成した帯電ローラは
優れた耐久性及び耐環境性を有しており、十分実用に耐
えるものであることがわかる。

【０１２６】さらに、帯電音の測定も合せて行ったが、
いずれも５５ｄＢ以下であって、実用上問題のないこと
がわかった。

【０１２７】（実施例６）実施例１で得られたローラ体
の外表面に、アルコール可溶性ナイロンをビヒクルとす
る導電性塗料をコーティングすることにより被膜を形成
し、これに電子線を照射して可溶性ナイロンを架橋させ
ることにより表面層２ａを形成した。

【０１２８】さらに具体的に述べると、アルコール可溶
性ナイロン（東レ社製、商品名：ＣＭ８０００）１００
部をメタノール／水混合溶媒に溶解し、固形分濃度を２
０重量％とした。次に、上記溶媒に導電性付与剤（東海
カーボン社製、商品名：カーボンブラック＃４５００）
３部、架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）２部を
それぞれ添加してペイントシェーカーにより混合分散さ
せることにより導電性塗料を得た。

【０１２９】上記塗料中に、実施例１で得られたローラ
体を浸漬し、引き上げ、乾燥することによりローラ体外
体面に被膜を形成した。

【０１３０】次に、上記被膜形成ローラ体に実施例１で
用いた電子線照射装置により１０Ｍｒａｄの電子線を照
射した。なお、照射は一方向から、該ローラ体の向きを
変えて、３回にわたって実施し、円周方向に均一な線量
が照射されるようにした。

【０１３１】上記方法により、コーティング法により形
成し、電子線により架橋された表面層２ａを有する帯電
ローラを完成させた。

【０１３２】上記帯電ローラの耐久試験結果を表１０に
示す。

【０１３３】

【０１３４】（比較例５）導電性塗料に架橋助剤（トリ
アリルイソシアヌレート）を添加せず、かつ、電子線を
照射しなかったこと以外は、実施例６と同様にして帯電
ローラを完成させた。

【０１３５】上記帯電ローラの耐久試験結果を表１１に
示す。

【０１３６】

【０１３７】（実施例７）塩素化ポリエチレン（昭和電
工社製、商品名：エラスレン４０２ＡＮＡ）をトルエ
ンに溶解し、固形分濃度５重量％の溶液とした。これに
導電性付与剤（石原産業社製、商品名：導電性酸化スズ
ＳＮ−１００）を塩素化ポリエチレン１００部に対し
て３０部の割合で添加し、ペイントシェーカーにより混
合・分散させることにより導電性塗料を得た。

【０１３８】上記導電性塗料に実施例１で得られたロー
ラ体を浸漬し、引き上げ、乾燥することによりローラ体
外体面に被膜を形成した。

【０１３９】次に、上記被膜形成ローラ体に、実施例６
と同様の方法により電子線を照射し、帯電ローラを完成
させた。

【０１４０】上記帯電ローラの耐久試験結果を表１２に
示す。

【０１４１】

【０１４２】（比較例６）電子線を照射しなかったこと
以外は実施例７と同様の方法により帯電ローラを完成さ
せた。

【０１４３】上記帯電ローラの耐久試験結果を表１３に
示す。

【０１４４】

【０１４５】

【発明の効果】以上のように、本発明による接触帯電部
材は表面平滑性が良好で耐久性と耐環境性に優れてい
る。

【０１４６】また本発明の製造方法により容易に上記接
触帯電部材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接触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】本発明に用いる電子線照射装置の構成図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹中正明茨城県稲敷郡茎崎町茎崎1888−２キヤノン化成株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印加
して被帯電体の帯電を行う接触帯電部材において、該帯
電部材が給電電極層上に弾性層及び表面層を有し、該表
面層が、電子線により架橋された架橋重合体を有するこ
とを特徴とする接触帯電部材。
【請求項２】表面層が架橋重合体で形成されたシーム
レスチューブである請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項３】表面層が弾性層上に塗布された架橋可能
な重合体に電子線を照射して形成された層である請求項
１記載の接触帯電部材。
【請求項４】架橋重合体が架橋ポリエチレンである請
求項１記載の接触帯電部材。
【請求項５】架橋重合体が架橋ナイロン１２またはナ
イロン１１である請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項６】架橋重合体が架橋エチレン−アクリルゴ
ムである請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項７】架橋重合体が架橋ポリプロピレンである
請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項８】架橋重合体が架橋塩素化ポリエチレンで
ある請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項９】架橋重合体が架橋エピクロルヒドリン−
エチレンオキシドゴムである請求項１記載の接触帯電部
材。
【請求項１０】架橋重合体が架橋クロロスルホン化ポ
リエチレンである請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項１１】架橋重合体が架橋改質ニトリルゴムで
ある請求項１記載の接触帯電部材。
【請求項１２】被帯電体面に当接させ、かつ電圧を印
加して被帯電体の帯電を行う接触帯電部材の製造方法に
おいて、（１）給電電極層上に弾性層を形成する工程
と、（２）重合体をシームレスチューブの形態に成膜す
る工程と、（３）該シームレスチューブを形成している
重合体を電子線架橋させる工程と、（４）該架橋させた
シームレスチューブを該弾性層にかぶせる工程と、を有
することを特徴とする接触帯電部材の製造方法。
【請求項１３】接触帯電部材及び電子写真感光体を有
する電子写真装置において、該帯電部材が給電電極層上
に弾性層及び表面層を有し、該表面層が、電子線により
架橋された架橋重合体を有することを特徴とする電子写
真装置。
【請求項１４】表面層が架橋重合体で形成されたシー
ムレスチューブである請求項１３記載の電子写真装置。
【請求項１５】電子写真感光体及び帯電部材を一体的
にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可
能としたプロセスカートリッジにおいて、該帯電部材が
給電電極層上に弾性層及び表面層を有し、該表面層が、
電子線により架橋された架橋重合体を有することを特徴
とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】表面層が架橋重合体で形成されたシー
ムレスチューブである請求項１５記載のプロセスカート
リッジ。