JP4361996B2

JP4361996B2 - 帯電部材及び帯電装置

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Publication number: JP4361996B2
Application number: JP2000011488A
Authority: JP
Inventors: 薬師寺　　学; 善友増田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001066850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、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】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置においては、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。
この場合、従来、感光体を帯電させる操作には、一般的にコロナ放電方式が採用されてきた。しかしながら、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、機械の安全保守等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、ＮＯｘ等の有害物質が発生するため、環境上の問題もある。
【０００３】
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。
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一ム等からなる弾性層の表面に、アクリル、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これらの樹脂の塗膜層を形成し、表面の平滑性確保やトナーの付着防止を図るものが知られている。・
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を塗布して上記塗膜層を形成すると、弾性層を形成するゴムやウレタンフォーム等の弾性体が有機溶剤によって膨潤して表面に凹凸を生じ、表面の平滑性の確保が困難になってしまう。これを防ぐための手段として、水性塗料を用いて塗膜層を形成する方法があるが、この方法では塗膜層が親水性になり、水に濡れやすくなってしまうため、高温高湿の条件下では、塗膜層が水分によって膨潤又は一部溶解し、表面が不均一になるため、画像不良を起こしてしまうという問題が生じていた。
塗膜層の膨潤又は溶解を防ぐために、塗膜層を形成する樹脂として撥水性の高いフッ素樹脂が好適に用いられるが、元来、フッ素樹脂は電気陰性度が高いため、負電位に帯電し易い。従って、フッ素樹脂を含有した帯電部材と負電位帯電用の被帯電体とを接触放置した場合には、帯電部材が負電位に、被帯電部材が正電位に帯電し易くなる。このため、蓄電された電荷が逃げにくい低温低湿条件下で上記帯電部材と被帯電体とを接触放置した後、帯電部材と被帯電体との間に電圧を印加して被帯電体を負電位に帯電させようとしても、被帯電体表面における帯電部材との接触部分が、接触放置中に偏在蓄電された電荷のために、所望の帯電電位に到達しないという、いわゆる帯電メモリーと呼ばれる不具合を生じ、画像不良が発生してしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等における静電潜像プロセスに用いた場合でも、表面平滑性に優れ、高温高湿、低温低湿等のいかなる環境においても画像不良を起こさない帯電部材、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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、水系樹脂を用いた特定の性状の塗膜層を弾性層の外側に形成した帯電部材により、弾性層が膨潤することなく表面平滑性に優れ、また、塗膜の耐水性が向上し、高温高湿下でも塗膜の溶解による画像不良が起こらず、さらに、帯電部材の負帯電性が抑制されるため、低温低湿下でも帯電メモリーによる画像不良を起こさない帯電部材が得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、被帯電体に当接させ、この被帯電体との間に電圧を印加することにより、前記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または他の層を介して形成された塗膜層とを有し、該塗膜層が水系フッ素樹脂と水系ウレタン樹脂と水系アクリル樹脂との混合物で形成されることを特徴とする帯電部材、及び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、前記帯電部材として上記本発明の帯電部材を用いることを特徴とする帯電装置に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の帯電部材は、上述のように、弾性層を有すると共に、該弾性層の外側に塗膜層を形成したものである。その形態は、被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって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も使用することができ、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−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に示すように、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は金属ある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。
【０００８】
上記弾性層３は特に制限されるものではなく、ゴムあるいは樹脂、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、本発明においては、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、0.０５〜0.９ｇ／ｃｍ³程度が適当である。
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。
【０００９】
その導電剤としては、特に限定はされないが、例えば、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、高級アルコ一ル硫酸エステル塩、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、ＬｉＢＦ₄、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ＮＨ₄ ⁺塩等の電解質、また、Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂等のＣａ²⁺、Ｂａ²⁺等の周期律表第２族の金属塩、及びこれらが、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、ｌ，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、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処埋を施したカラー（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。
【００１０】
上記導電剤の配合量は、組成物の種類に応じて適宜選定されるが、通常は弾性層３の体積抵抗率が１×１０⁰〜１×１０⁸Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０²〜１×１０⁶Ω・ｃｍとなるように調整される。
本発明において、弾性層３の外側に形成される塗膜層４は、水系フッ素樹脂と水系ウレタン樹脂と水系アクリル樹脂との混合物で形成されたものである。
【００１１】
ここで水系樹脂（水系フッ素樹脂，水系ウレタン樹脂及び水系アクリル樹脂）とは、溶媒あるいは媒体が水であるものであればよく、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いずれの形態でも使用できるが、塗料の粘度を上昇させずに樹脂の分子量を大きくでき、形成された塗膜の強度が優れるという点でエマルジョンタイプが好適に用いられる。
樹脂をエマルジョン化する方法としては、界面活性剤を添加して乳化する方法（強制乳化型）と、カルボキシル基、水酸基等の親水性の官能基を樹脂中に導入して乳化する方法（自己乳化型）が挙げられるが、界面活性剤が塗膜層中に存在すると、接触角を低下させ、また感光体を汚染する等の問題があるため、本発明においては自己乳化型のものが好適に用いられる。
【００１２】
塗膜層４を形成する水系樹脂のうち水系フッ素樹脂は、撥水性、低摩擦性等の観点から好適に用いられる。水系フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フルオロエチレン−ビニルエーテル共重合体、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、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体等のフルオロエチレン系共重合体、さらにはポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル等が挙げられるが、低温での成膜性や顔料との親和性からフルオロエチレン−ビニルエーテル共重合体のエマルジョンが好適に用いられる。
水系フッ素樹脂は、低温での成膜性の観点からガラス転移温度Ｔｇが２０〜５０℃であることが好ましく、３０〜４０℃が特に好ましい。
塗膜層４における水系フッ素樹脂の含有量は２０〜５０重量％であることが好ましく、３０〜４０重量％が特に好ましい。この含有量が２０重量％より少ないと塗膜層の水に対する接触角が１００°未満となってしまい、本発明の目的、すなわち、塗膜の耐水性を向上させ、高温高湿下でも溶解しにくい塗膜が得られ画像不良を防止できる等の点が達せられなくなってしまう恐れがある。また、この含有量が５０重量％より多いと塗膜にひび・割れ等が発生してしまい、塗膜表面の平滑性の確保が困難となる恐れがある。
【００１３】
ここで、接触角とは、図２に示すように、測定対象である固体Ｓの表面に、例えば水などの液体Ｌを滴下した時、固体Ｓ表面と液面とのなす角θをいい、このθが大きいことは水に対して濡れにくいことを意味する。上記接触角θは、ゴニオメータ等の測角器を用いて測定することができるが、本発明においては、帯電ローラに水を滴下した時の接触角を、画像処理式接触角計（例えば、協和界面科学（株）、ＣＡ−Ｘ型）を用いて測定し、得られた値を用いる。
【００１４】
また、本発明においては、塗膜の平滑性の確保やトナー付着性の低下のため、ポリテトラフルオロエチレン微粒子を用いる。ポリテトラフルオロエチレン微粒子を塗膜に添加する方法に制限はないが、微粒子の分散安定性を考慮するとポリテトラフルオロエチレン微粒子をあらかじめ水中に分散させたディスパージョンタイプのものが好適に用いられる。また、ポリテトラフルオロエチレン微粒子の粒径は、特に制限されるものではないが、５μｍ以下、特に、平滑性の観点から0.０５〜１μｍであることが好ましい。
塗膜層４に含有される上記ポリテトラフルオロエチレン微粒子は、塗膜層中１０〜５０重量％であることが好ましい。この含有量が１０重量％より少ないとトナー付着性が増加し、連続数千枚の画像出しによる耐久試験時に帯電部材表面にトナーがこびりついてしまうため、画像が悪化してしまう恐れがある。また、この含有量が５０重量％より多いと塗膜がもろくなっり、上記耐久試験時にひび・割れ等が発生してしまい、やはり画像が悪化してしまう恐れがある。
【００１５】
塗膜層４を形成する水系樹脂のうち水系ウレタン樹脂は、塗膜の成膜性を高め、ひび・割れ等が発生するのを防ぐ観点から好適に用いられる。
水系ウレタン樹脂は、低温での成膜性の観点からガラス転移温度Ｔｇが−５０〜０℃であることが好ましく、−４０〜−１０℃が特に好ましい。
塗膜層４における水系ウレタン樹脂の含有量は５〜３０重量％であることが好ましく、１０〜２０重量％が特に好ましい。この含有量が５重量％より少ないと塗膜にひび・割れが生じてしまい、塗膜表面の平滑性の確保が困難となる恐れがある。また、この含有量が３０重量％より多いと塗膜層４の親水性が増すと共に、塗膜表面のタック感が増加して、感光体への密着や感光体の汚染等を引き起こしてしまう恐れがある。
塗膜層４を形成する水系樹脂のうち水系アクリル樹脂は、正電位に帯電し易い樹脂であり、非帯電部材が正電位に帯電するのを抑制する観点から好適に用いられる。
水系アクリル樹脂は、被帯電体との密着を防ぐ観点からガラス転移温度Ｔｇが−１０〜２０℃であることが好ましく、０〜１０℃が特に好ましい。
塗膜層４における水系アクリル樹脂の含有量は５〜３０重量％であることが好ましく、１０〜２０重量％が特に好ましい。この含有量が５重量％より少ないと帯電部材の負帯電性を抑制することが困難となる恐れがある。また、この含有量が３０重量％より多いと塗膜層４の親水性が増すと共に、塗膜が硬くなり、もろくなってしまうために、塗膜にひび・割れ等が発生して易くなってしまう恐れがある。
【００１６】
本発明によれば、撥水・耐水性の優れた塗膜を形成することができるが、更なる耐水性の向上や力学特性の改善のため、塗膜層４には、上記水系樹脂を架橋するため架橋剤を添加することができる。この場合、架橋剤は用いられる樹脂の種類等に応じて適宜選択されるものであり、所望の架橋効果が得られるものであればいずれのものでもよいが、通常は、オキサゾリン系、エポキシ系、メラミン系、グアナミン系、イソシアネート系、フェノール系等の架橋剤が好適に用いられる。なお、架橋剤の添加量は、通常、樹脂１００重量部に対して0.１〜５０重量部の範囲とされるが、所望の接触角が得られるのであれば、上記添加量の範囲を逸脱することは何ら差し支えない。
【００１７】
また、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１×１０³〜１×１０¹²Ω・ｃｍ、特に１×１０⁵〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ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0.０１〜４０重量％、特に５〜２０重量％程度とされる。
【００１８】
塗膜層４において導電剤として用いられる上記カーボンとしては、その種類は特に制限されるものではないが、酸素含有率が５％以上、更に７％以上であることが好ましく、かつｐＨが５以上、更に６以上、特に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る。このようにカーボンが酸性になると、これを水系樹脂に添加した場合、安定性が低下する恐れがある。
【００１９】
これに対して、本発明に好適に用いられる上記酸素含有量及びｐＨを有するカーボンは、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ｐＨを有するカーボンの詳細な構造は明らかではないが、本発明においては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で置換させたものが好適に使用される。
【００２０】
なお、この塗膜層４は、上記水系樹脂で形成される塗膜であればよく、本発明の目的を逸脱しない範囲において、必要に応じ、上記水系樹脂以外の樹脂を含有することもできる。また、塗膜層４は必要に応じて複数層から構成することもできる。
さらに、この塗膜層４には、本発明の目的を逸脱しない範囲において、造膜助剤、顔料分散剤、増粘剤、レベリング剤、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る。
【００２１】
上記塗膜層４は、本発明の帯電部材の最外層、すなわち、帯電部材の表面を形成する層であり、この塗膜層４の表面粗さが部材の表面粗さとなる。本発明においては、この塗膜層４の表面粗さ、すなわち、部材の表面粗さは、画像不良等を防止する観点から、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで４μｍ以下、更に３μｍ以下、特に２μｍ以下とすることが好ましい。このような表面粗さは、前記のような水系樹脂を用いて塗膜層４を形成することにより容易に達成することができる。
【００２２】
なお、塗膜層４の厚みについては、特に制限されるものではないが、３０μｍ以下、特に１〜１５μｍとすることが好ましい。塗膜層４の厚みが３０μｍを超えると、膜が硬くなり過ぎて塗膜層４の柔軟性が損なわれてしまう場合がある。上記塗膜層４の形成方法は、特に制限されるものではないが、塗膜層４を構成する上記各成分を含む塗料を調整し、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。
【００２３】
本発明の帯電部材は、例えば、上述のように、弾性層３の外側に塗膜層４を最外層として形成するものであるが、必要に応じて弾性層３と塗膜層４との間に他の塗膜層を中間層として形成することができる。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、電圧印加時の騒音を低減化させ、かつ弾性層３の表面平滑性を向上させるために、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塗膜を中間層として設けることができる。なお、この中間層として設けられる塗膜を形成する樹脂も特に制限されるものではないが、本発明においては水系の樹脂を用いることが好ましい。
【００２４】
本発明の帯電部材は、上述したように、上記塗膜層４に水系樹脂を用いることにより、ディップ法やスプレー法により弾性層３上や中間層上に塗膜層を形成する際にも、弾性層３や中間層が膨潤することなく平滑な部材表面が得られ、これにより残留トナーの付着が効果的に防止されると共に、塗膜層４を特定の水系樹脂の混合物で構成することによって、塗膜の耐水性が向上し、高温高湿下でも溶解しにくい塗膜が得られ、また、負帯電性が抑制されるために、低温低湿下でも帯電メモリーによる画像不良を防止することができるものである。
【００２５】
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、これと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、本発明の帯電部材と被帯電体との接触圧力は特に制限されるものではないが、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。
【００２６】
本発明の帯電部材を用いた帯電装置については、例えば、図３に示すように、本発明の帯電部材１を感光ドラム等の被帯電体５に所定の圧力で当接させ、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。
【００２７】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
金属性シャフトの外周に、厚さ３０００μｍの弾性層Ａを形成し、該弾性層Ａ上に厚さ３００μｍの塗膜層Ａを形成し、更に該塗膜層Ａの上に厚さ１０μｍの塗膜層Ｂを各々ディッピング法を用いて形成し、帯電ローラを作製した。上記弾性層Ａ、塗膜層Ａ及び塗膜層Ｂの構成は、各々下記の通りである。得られた帯電ローラの表面粗さはＪｌＳ１０点平均粗さＲｚで0.７μｍであり、帯電ローラ表面の水との接触角は１０７°であった。なお、接触角は前記の方法を用いて測定した。
【００２８】
弾性層Ａ
ポリエステル系ポリオール、イソシアネートにカーボンを添加して調製したポりウレタンフォーム（密度：0.４８ｇ／ｃｍ³）からなるものである。
塗膜層Ａ
水系アクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：−４８℃）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、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｂ（表面層）
フルオロエチレン−ビニルエーテル共重合体水系フッ素樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：３５℃，３０重量％）、水系ウレタン樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：−４０℃，１０重量％）、水系アクリル樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：０℃，１５重量％）、及びポリテトラフルオロエチレン微粒子ディスパージョン（粒径：0.１５μｍ、４５重量％）をブレンドし、カーボンを添加した塗料を塗布することにより形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。なお、カーボンは酸素含有量が１０％、ｐＨが7.３のものを用いた。
【００２９】
得られた帯電ローラをプリンターに装着して、常温常湿（２０℃／５０％ＲＨ）にて画像出ししたところ、良好な画像が得られ、さらに連続８０００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、この帯電ローラをプリンターに装着して、高温高湿（３２℃／８５％ＲＨ）の環境下に３日間放置した後、その環境下で画像出ししても、何ら異常なく良好な画像が得られた。さらに、この帯電ローラをプリンターに装着して、低温低湿（１５℃／１０％ＲＨ）の環境下に３日間放置した後、その環境下で画像出ししても、何ら異常なく良好な画像が得られた。
【００３０】
比較例１
塗膜層Ａを下記塗膜層Ｃに換え、かつ塗膜層Ｂを下記塗膜層Ｄに換えたこと以外は、実施例１と同様の帯電ローラを作製した。得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで、9.２μｍであり、帯電ローラ表面の水との接触角は１１５°であった。
塗膜層Ｃ
トルエンに溶解させたウレタン樹脂にケッチェンブラックカーボンを添加した塗料を塗布することにより形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
塗膜層Ｄ
メタノールに溶解させたナイロン樹脂にケッチェンブラックカーボンを添加した塗料を塗布することにより形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。
得られた帯電ローラをプリンターに装着して、常温常湿（２０℃／５０％ＲＨ）の環境下で画像出ししたところ、初期から画像に点状の不良が発生し、ローラを観察するとローラ表面の凹凸の凹部内にトナーが付着していた。
【００３１】
比較例２
塗膜層Ｂを下記塗膜層Ｅに換えたこと以外は実施例１と同様の帯電ローラを作製した。得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳｌ０点平均粗さＲｚで0.５μｍであり、帯電ローラの水との接触角は８０°であった。
塗膜層Ｅ
ポリテトラフルオロエチレン微粒子ディスパージョン（粒径：0.１５μｍ、６０重量％）、水性塩化ビニリデン樹脂（３０重量％）、及び水性ブチラール樹脂（１０重量％）をブレンドし、カーボンを添加した塗料を塗布することにより形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。なお、カーボンは酸素含有量が１０％、ｐＨが7.３のものを用いた。
得られた帯電ローラをプリンターに装着して、常温常湿（２０℃／５０％ＲＨ）の環境下で画像出ししたところ、良好な画像が得られ、さらに連続８０００枚の画像出しを行っても画像の劣化は見られなかった。
しかし、高温高湿（３２℃／８５％ＲＨ）の環境下に３日間放置した後、その環境下で画像出ししたところ、初期から画像に糸を引くような不良が発生し、ローラを観察すると塗膜層Ｅが所々溶解していた。
【００３２】
比較例３
塗膜層Ｂを下記塗膜層Ｆに換えたこと以外は実施例１と同様の帯電ローラを作製した。得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳｌ０点平均粗さＲｚで0.５μｍであり、帯電ローラの水との接触角は１０５°であった。
塗膜層Ｆ
フルオロエチレン−ビニルエ−テル共重合体水系フッ素樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：３５℃，３０重量％）、水系ウレタン樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：−４０℃，１０重量％）、及びポリテトラフルオロエチレン微粒子ディスパージョン（粒径：0.１５μｍ、４５重量％）をブレンドし、カーボンを添加した塗料を塗布することにより形成し、体積抵抗率を５×１０⁷Ω・ｃｍに調整した。なお、カーボンは酸素含有量が１０％、ｐＨが7.３のものを用いた。
得られた帯電ローラをプリンターに装着して、常温常湿（２０℃／５０％ＲＨ）にて画像出ししたところ、良好な画像が得られ、さらに連続８０００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、この帯電ローラをプリンターに装着して、高温高湿（３２℃／８５％ＲＨ）の環境下に３日間放置した後、その環境下で画像出ししても、何ら異常なく良好な画像が得られた。
しかし、この帯電ローラをプリンターに装着して、低温低湿（１５℃／１０％ＲＨ）の環境下に３日間放置した後、その環境下で画像出ししたところ、帯電メモリーによる画像不良が発生した。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の帯電部材は、表面平滑性に優れ、複写機、ファクシミリ、プリンター等における静電潜像プロセスに用いた場合、いかなる環境においても塗膜の溶解による画像不良を生じることなく、また、帯電メモリーによる画像不良を生じることなく長期に亘って安定した帯電性能を発揮することができる。
従って、本発明の帯電部材を用いた帯電装置によれば、長期使用による帯電性能の低下を生じることなく、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電部材の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明における接触角を説明するための断面図である。
【図３】本発明の帯電装置の構成の一例を示す断面図である。
【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

被帯電体に当接させ、この被帯電体との間に電圧を印加することにより、前記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または他の層を介して形成された塗膜層とを有し、該塗膜層が、水系フッ素樹脂、水系ウレタン樹脂、水系アクリル樹脂及びポリテトラフルオロエチレン微粒子の混合物で形成されることを特徴とする帯電部材。
水系フッ素樹脂が、フルオロエチレン系共重合体であり、ガラス転移温度Ｔｇが２０〜５０℃、かつ塗膜層における含有量が２０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
フルオロエチレン系共重合体が、フルオロエチレン−ビニルエーテル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。
水系ウレタン樹脂が、ガラス転移温度Ｔｇ−５０〜０℃のものであり、該樹脂の塗膜層における含有量が５〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯電部材。
水系アクリル樹脂が、ガラス転移温度Ｔｇ−１０〜２０℃のものであり、該樹脂の塗膜層における含有量が５〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の帯電部材。
ポリテトラフルオロエチレン微粒子が、粒径５μｍ以下のものであり、該微粒子の塗膜層における含有量が１５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の帯電部材。
塗膜層が、酸素含有量５％以上でｐＨが５以上であるカーボンを含有するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材。
弾性層が、0.０５〜0.９ｇ／ｃｍ³の密度を有するウレタンフォームであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の帯電部材。
表面が、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚスケールで４μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の帯電部材。
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、前記帯電部材として請求項１〜９のいずれかに記載の帯電部材を用いることを特徴とする帯電装置。