JP2005092134A - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る帯電ローラ12は、芯軸26上に形成された抵抗調整層27と、抵抗調整層27の表面を被覆する保護層28とを有し、抵抗調整層27が、高分子型イオン導電材料と、熱可塑性樹脂組成物と、その高分子型イオン導電材料及び熱可塑性樹脂組成物の双方に親和性を有するグラフトコポリマーとを含む樹脂組成物からなり、高分子型イオン導電材料を海、熱可塑性樹脂組成物を島とする海島構造を有する。
【選択図】 図2
Description
(a)帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、これが感光体の表面に
付着移行して帯電ローラ跡を残すこと
(b)帯電ローラに交流電圧を印加したときに、感光体に接触している帯電ローラが振動
するので、帯電音が発生すること
(c)感光体上のトナーが帯電ローラに付着するので、帯電ローラの帯電性能が低下する
こと(特に、上述の染み出しによって、トナーの付着が一層起こりやすくなる。)
(d)帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること
(e)感光体を長期間停止したときに、帯電ローラが永久変形すること
このような問題を解決する技術として、帯電ローラを感光体に接触させずに近接させる近接帯電方式が提案されている(特許文献1参照)。この近接帯電方式は、帯電ローラを感光体に最近接距離(0.005〜0.3mm)となるように対向させて帯電ローラに所定電圧を印加することにより、感光体の帯電を行う帯電方式である。近接帯電方式では、帯電ローラと感光体とが接触していないので接触帯電方式において問題となる上記(d),(e)(帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること、感光体を長期間停止したときに、帯電ローラが永久変形すること)は問題とならない。また、近接帯電方式では帯電ローラに付着するトナーの量が少なくなるので、上記(c)(感光体上のトナーが帯電ローラに付着するので、帯電ローラの帯電性能が低下すること)についても接触帯電方式より優れている。
(f)感光体と帯電ローラとの間に一定の空隙を確保するために、帯電ローラの軸方向両
端の非画像領域(画像形成に関与しない領域)にスペーサ等の空隙確保部材を介在
させなければならないが、弾性体で形成された帯電ローラでは弾性体の変形により
空隙確保部材も動いて空隙を均一にすることが困難であり、帯電電位変動やそれに
起因する画像ムラが発生してしまう。
(g)弾性体を構成する加硫ゴム材料は経時によるへたりや変形が生じやすいので、空隙
も経時的に変動する。
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)50重量%及びABS樹脂(GR−0500、電気化学工業株式会社製)50重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈実施例2〉
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)60重量%及びABS樹脂(GR−0500、電気化学工業株式会社製)40重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈実施例3〉
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)70重量%及びABS樹脂(GR−0500、電気化学工業株式会社製)30重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈実施例4〉
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)50重量%及びHI−PS樹脂(H450、東洋スチレン株式会社製)50重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈実施例5〉
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)60重量%及びHI−PS樹脂(H450、東洋スチレン株式会社製)40重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈実施例6〉
ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)70重量%及びHI−PS樹脂(H450、東洋スチレン株式会社製)30重量%の混合物100重量部に対し、ポリカーボネート−グリシジルメタクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(モディパーC L440−G、日本油脂株式会社製)を4.5重量部を加え、これを220℃で溶融混練した樹脂組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸26に射出成形により被覆させて抵抗調整層27を形成した。次いで、この抵抗調整層27の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサ29に挿入して接着し、切削によりスペーサ29の外径を12.1mm、抵抗調整層27の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層27の表面にアクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料株式会社製)、硬化剤及び導電性カーボンブラック(全固形分に対して35重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層28を形成し、φ12の帯電ローラ12を得た。
〈比較例1〉
ポリエーテル成分を含有する高分子型導電剤(アクアコークTW 住友精化株式会社製)30重量%及びポリプロピレン樹脂(MA03 日本ポリケム株式会社製)70重量%の混合物を、溶融混練を行わずにステンレスからなる直径9mmの芯軸に射出成形により被覆させて抵抗調整層を形成した。次いで、この抵抗調整層の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサに挿入して接着し、切削によりスペーサの外径を12.1mm、抵抗調整層の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げてφ12の帯電ローラを得た。
〈比較例2〉
四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物(レオレックスAS−1720 第一工業製薬株式会社製)30重量%及びポリプロピレン樹脂(MA02 日本ポリケム株式会社製)70重量%の混合物を、溶融混練を行わずにステンレスからなる直径9mmの芯軸に射出成形により被覆させて円筒状の抵抗調整層を形成した。次いで、この抵抗調整層の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサに挿入して接着し、切削によりスペーサの外径を12.1mm、抵抗調整層の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げてφ12の帯電ローラを得た。
〈比較例3〉
ポリプロピレン樹脂(MA03 日本ポリケム株式会社製)100重量部に対し、導電性カーボンブラック(ケッチェンプラックEC、ケッチェンプラックインターナショナル社製)15重量部を配合した組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸に射出成形により被覆させて抵抗調整層を形成した。次いで、この抵抗調整層の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサに挿入して接着し、切削によりスペーサの外径を12.1mm、抵抗調整層の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層の表面にポリアミド樹脂(ダイアミドT−171、ダイセルヒュルス社製)及びカーボンブラック(全固形分に対して10重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層を形成し、φ12の帯電ローラを得た。
〈比較例4〉
ポリプロピレン樹脂(MA03 日本ポリケム株式会社製)100重量部に対し、過塩素酸リチウム2重量部を配合した組成物を、ステンレスからなる直径9mmの芯軸に射出成形により被覆させて抵抗調整層を形成した。次いで、この抵抗調整層の軸方向両端部を、分子量約300万のポリエチレン樹脂(サンファインUH−900 旭硝子株式会社製)からなるリング状のスペーサに挿入して接着し、切削によりスペーサの外径を12.1mm、抵抗調整層の外径を12.0mmとなるように同時に仕上げた。そして、抵抗調整層の表面にポリビニルプチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業株式会社製)、イソシアネート系硬化剤及び酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる混合物により膜厚約10μmの保護層を形成し、φ12の帯電ローラを得た。
〈試験1〉
試験1では、複写機1を使用して300,000枚の複写を行い、ローラ割れが発生するまでの耐久枚数を調べた。この際、帯電ローラに印加する電圧はDC=−800V、AC=2400Vpp(周波数=2kHz)、評価環境を23℃、60%RHとした。この試験結果を表2に示す。
〈試験2〉
試験2では、複写機1を使用して感光体ドラム11の帯電電位測定及び画像評価を行った。この際、帯電ローラと感光体ドラムとの間の空隙を50μmとなるように設定し、帯電ローラに印加する電圧はDC=−800V、AC=2400Vpp(周波数=2kHz)、評価環境を23℃、60%RHとした。さらに、複写機1による連続複写を行い、100,000枚通紙後の帯電ローラ表面へのトナー固着評価及び画像評価を行った。この試験結果を表3に示す。
12 帯電ローラ(帯電部材)
18 プロセスカートリッジ
19 筐体(本体部)
26 芯軸(導電性支持体)
27 抵抗調整層
28 保護層
Claims (12)
- 導電性支持体上に形成された抵抗調整層と、該抵抗調整層の表面を被覆する保護層とを有する帯電部材であって、
前記抵抗調整層が、高分子型イオン導電材料と、熱可塑性樹脂組成物と、前記高分子型イオン導電材料及び前記熱可塑性樹脂組成物の双方に親和性を有するグラフトコポリマーとを含む樹脂組成物からなり、前記高分子型イオン導電材料を海、前記熱可塑性樹脂組成物を島とする海島構造を有することを特徴とする帯電部材。 - 前記海島構造における島の径が20μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の帯電部材。
- 前記高分子型イオン導電材料が、ポリエーテルエステルアミドを含有する化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の帯電部材。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が、スチレン系熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の帯電部材。
- 前記グラフトコポリマーが、主鎖にポリカーボネート樹脂を有して側鎖にアクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を有するグラフトコポリマーであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の帯電部材。
- 前記抵抗調整層をなす樹脂組成物が、前記高分子型イオン導電材料、前記熱可塑性樹脂組成物及び前記グラフトコポリマーを溶融混練してなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の帯電部材。
- 前記抵抗調整層をなす樹脂組成物における前記高分子型イオン導電材料及び前記熱可塑性樹脂組成物の配合比がそれぞれ50〜70重量%及び50〜30重量%であり、かつ、前記グラフトコポリマーの配合量が前記高分子型イオン導電材料及び前記熱可塑性樹脂組成物の合計100重量部に対して1〜15重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の帯電部材。
- 前記保護層が、導電剤が分散した樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の帯電部材。
- 前記保護層が、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂及びポリビニルブチラール樹脂のいずれかを含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の帯電部材。
- 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の帯電部材と、該帯電部材により帯電する被帯電体とを有し、前記帯電部材が前記被帯電体を帯電させた後に該被帯電体が露光されることにより該被帯電体上に静電潜像が形成され、該静電潜像が前記被帯電体に付着するトナーにより顕像化されてトナー像が形成され、該トナー像が記録体に転写されることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の帯電部材と該帯電部材により帯電する被帯電体とを有するとともに、画像形成装置の本体部に対して着脱自在に取り付けられ、前記画像形成装置において前記帯電部材が前記被帯電体を帯電させた後に該被帯電体が露光されることにより、該被帯電体上に静電潜像が形成されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項11に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
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