JP2005338168A - Charging member, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

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Noriaki Kuroda
紀明 黒田
Atsushi Murata
淳 村田
Hisao Kato
久雄 加藤
Toshinari Miura
俊成 三浦
Toshiro Suzuki
敏郎 鈴木
Takumi Furukawa
匠 古川
Michitaka Kitahara
道隆 北原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging member which performs stable charging for a long time even when it is used at different processing speed with good charging characteristic, for example, even in the case of outputting a high-definition image such as a halftone image of 600dpi especially by a DC charging method. <P>SOLUTION: The charging member is constituted of a conductive supporting body, a conductive elastic body layer provided on the conductive supporting body, and further a surface layer provided on the outer circumference of the conductive elastic body layer. When the resistance and the electrostatic capacity of the conductive elastic body layer are respectively defined as R1 and C1, and further the resistance and the electrostatic capacity of the surface layer are respectively defined as R2 and C2, they satisfy C2/C1≥6.3×(R2/R1)<SP>0.6</SP>in the charging member. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は帯電部材、それを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。詳しくは、本発明は、電圧を印加して被帯電体である電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理するための帯電部材、それを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。   The present invention relates to a charging member, an image forming apparatus using the charging member, and a process cartridge. More specifically, the present invention relates to a charging member for applying a voltage to charge the surface of an electrophotographic photosensitive member, which is an object to be charged, to a predetermined potential, an image forming apparatus using the charging member, and a process cartridge.

電子写真画像形成装置の一次帯電の方法として、接触帯電方法が実用化されている。これは、導電性支持体(芯金)の外周に導電性弾性体層を設け、該導電性弾性体層外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラを用い、芯金に電圧を印加し、該帯電ローラと感光体の当接ニップの近傍で微小な放電をさせて該感光体の表面を帯電させる方法である。   A contact charging method has been put to practical use as a primary charging method for an electrophotographic image forming apparatus. This is because a conductive elastic layer is provided on the outer periphery of a conductive support (core metal) and a resistance roller is provided on the outer periphery of the conductive elastic layer to apply a voltage to the core. In this method, the surface of the photosensitive member is charged by causing a small discharge in the vicinity of the contact nip between the charging roller and the photosensitive member.

実際に普及している方法としては、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加するAC+DC帯電方式で、この場合、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧には、直流電圧印加時の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧Vppを持つ電圧が使用されている。   As a method that has become widespread in practice, an AC + DC charging method in which a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied. In this case, the AC voltage that is superimposed to obtain charging uniformity is the same as that at the time of DC voltage application. A voltage having a peak-to-peak voltage Vpp that is at least twice the charging start voltage is used.

このAC+DC帯電方式は、交流電圧を印加することにより安定した帯電を行える方法であるが、交流の電圧源を使用する分、帯電部材に直流電圧のみを印加するDC帯電方式に比較して、画像形成装置のコストが高くなってしまう。   This AC + DC charging method is a method in which stable charging can be performed by applying an AC voltage. However, as compared with a DC charging method in which only a DC voltage is applied to a charging member by using an AC voltage source, an image is obtained. The cost of the forming apparatus is increased.

ここでDC帯電方式は、AC帯電方式に比較して一般的にコストが低いが、問題点もある。つまり、AC+DC帯電のようにAC電流の均一効果が無いため、帯電の均一性が、AC+DC帯電方式に比較して劣る。また、均一効果が無いということで、帯電ローラ表面にトナーやその外添剤等が付着した汚れや、帯電ローラ自身の電気抵抗の不均一性が画像に出易いという問題もある。   Here, the DC charging method is generally lower in cost than the AC charging method, but has a problem. That is, since there is no AC current uniformity effect unlike AC + DC charging, the charging uniformity is inferior to that of the AC + DC charging method. In addition, since there is no uniform effect, there is a problem that the toner or its external additive adheres to the surface of the charging roller, and the electric resistance of the charging roller itself is not uniform in the image.

また、印刷メディアの厚さ等の理由により、電子写真装置を異なる2つ以上のプロセススピードで駆動して画像を出力するような場合には、DC帯電方式は、AC帯電方式に比較して良好な帯電特性を発揮するプロセススピードの範囲が狭いという問題点もある。つまり、印刷メディアの熱容量に応じ、メディアの厚みが厚い印刷メディアの場合にプロセススピードを遅くして定着部分を通過する時間を長くしたい場合や、あるいは、トランスペアレンシーシートに印刷する場合の様に、光の散乱を極力抑え、光の透過性の良い画像を得るために定着部でトナーを充分に溶融、混合させるためやはり定着部分を通過する時間を長くしたい場合等の場面で、DC帯電方式は、AC帯電方式に比較して良好な帯電を行うことがより困難であるという問題がある。特にDC帯電方式において、低温低湿環境(15℃/10%RH)で異なるプロセススピードでハーフトーン画像を出力した際に、より帯電均一性が問題となる。   In addition, when the electrophotographic apparatus is driven at two or more different process speeds to output an image due to the thickness of the print medium, the DC charging method is better than the AC charging method. There is also a problem that the range of the process speed that exhibits excellent charging characteristics is narrow. In other words, depending on the heat capacity of the print media, if you want to slow down the process speed and increase the time to pass through the fixing part for print media with thick media, or if you want to print on a transparency sheet, The DC charging method is used in situations such as when it is necessary to lengthen the time passing through the fixing portion in order to sufficiently melt and mix the toner in the fixing portion in order to suppress light scattering as much as possible and obtain an image with good light transmission. There is a problem that it is more difficult to perform good charging as compared with the AC charging method. In particular, in the DC charging method, when halftone images are output at different process speeds in a low temperature and low humidity environment (15 ° C./10% RH), charging uniformity becomes a problem.

ここで、導電弾性体層の外周面上に抵抗調整層を有する導電性ローラにおいて、それぞれの層の電気抵抗をR1、R2とするとき、R1は10〜10Ωであって、かつR2/R1≧10とする導電性ロ―ラの提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。 Here, in the conductive roller having the resistance adjusting layer on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer, when the electric resistance of each layer is R1 and R2, R1 is 10 6 to 10 8 Ω, and R2 A conductive roller that satisfies / R1 ≧ 10 has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また中間層と被覆膜の抵抗の比が、1:0.1〜1:10とする導電性ロ―ラの提案がなされている(例えば、特許文献2参照。)。   In addition, a conductive roller has been proposed in which the ratio of resistance between the intermediate layer and the coating film is 1: 0.1 to 1:10 (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、導電性弾性体層及びその外周の表面層の抵抗比を上記範囲に制御しただけでは低温低湿環境下で異なるプロセスピードでハーフトーン画像を出力した際に、どちらかのプロセススピードで黒スジ状の帯電不良による画像不良が生じ、帯電均一性が満足しないこともある。   However, if the resistance ratio of the conductive elastic layer and the outer peripheral surface layer is controlled within the above range, when a halftone image is output at different process speeds in a low-temperature and low-humidity environment, black In some cases, image defects may occur due to defective charging, and charging uniformity may not be satisfied.

また帯電ローラ表面にトナーやその外添剤等の付着による画像不良を抑制するために、帯電ロ−ラ表面全体をトナ−で均一に覆うことで抑制するという提案がなされている(例えば、特許文献3参照。)。   In addition, in order to suppress image defects due to adhesion of toner or its external additives to the surface of the charging roller, a proposal has been made to suppress it by uniformly covering the entire surface of the charging roller with a toner (for example, patents). Reference 3).

しかしながら、このような帯電部材を用いても、球形状に近いトナーを帯電部材表面に保持することが困難であること、また感光体との摺動摩擦、特にプロセススピードが高速になるほど帯電部材上に融着してしまい、結局その部分が放電不良、過帯電等を引き起こし、帯電均一性が満足しないこともある。   However, even when such a charging member is used, it is difficult to hold a nearly spherical toner on the surface of the charging member, and the sliding friction with the photosensitive member, in particular, the higher the process speed, the more the toner on the charging member. In some cases, the portion is fused and eventually the portion causes discharge failure, overcharging, and the like, and the charging uniformity may not be satisfied.

また同様に帯電ローラ表面にトナーやその外添剤等の付着による画像不良を抑制するために、帯電ロ−ラ表面全体に無機粉体を付着させることで抑制するという提案がなされている(例えば、特許文献4参照。)。   Similarly, in order to suppress image defects due to adhesion of toner or its external additives to the surface of the charging roller, it has been proposed to suppress it by attaching inorganic powder to the entire surface of the charging roller (for example, , See Patent Document 4).

しかしながら、このような帯電部材用いても、帯電部材表面と無機粉体との密着性、あるいは粉体を付着させた帯電部材の抵抗、静電容量がプロセススピードに最適な条件を満たさないと帯電均一性が満足しないこともある。
特開2002−139911号公報 特開平10−177290号公報 特開平09−179375号公報 特開平11−311890号公報
However, even if such a charging member is used, charging will not be possible unless the adhesion between the charging member surface and the inorganic powder, or the resistance and capacitance of the charging member to which the powder is adhered, satisfy the optimum conditions for the process speed. Uniformity may not be satisfied.
JP 2002-139911 A JP-A-10-177290 JP 09-179375 A JP 11-311890 A

解決しようとする課題は、特にDC帯電法によって、例えば、600dpiの中間調画像の様な高精細画像を出力した場合においても、良好な帯電特性により、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行える帯電部材を提供することにある。   The problem to be solved is stable even for a long time even when used at different process speeds due to good charging characteristics even when a high-definition image such as a halftone image of 600 dpi is output by the DC charging method. An object of the present invention is to provide a charging member that can perform charging.

本発明の別の課題は、上記帯電部材を用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge using the charging member.

本発明によれば、帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体層と、更にその外周に設けられた表面層と、から構成され、該導電性弾性体層の抵抗、静電容量をそれぞれR1、C1とし、更に該表面層の抵抗、静電容量をそれぞれR2、C2としたとき、
C2/C1≧6.3×(R2/R1)0.6
であることを特徴とする帯電部材が提供される。
また、本発明によれば、帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体層と、更にその外周設けられた表面層と、から構成され、該表面層があらかじめ形成された直接絶縁性層状化合物からなり、該直接絶縁性層状化合物の平均粒子径が5〜50μmで、かつその粒度分布で累積個数%が10%のときの粒径をD(10)、50%のときの粒径をD(50)、90%のときの粒径をD(90)としたとき、下記式で表されるDが、D>1.6を満たすことを特徴とする帯電部材が提供される。
According to the present invention, the charging member is composed of a conductive support, a conductive elastic layer provided on the conductive support, and a surface layer provided on the outer periphery thereof. When the resistance and capacitance of the elastic elastic layer are R1 and C1, respectively, and the resistance and capacitance of the surface layer are R2 and C2, respectively,
C2 / C1 ≧ 6.3 × (R2 / R1) 0.6
A charging member is provided.
According to the present invention, the charging member comprises a conductive support, a conductive elastic layer provided on the conductive support, and a surface layer provided on the outer periphery thereof, The surface layer is made of a directly insulating layered compound formed in advance, and the particle size when the average particle size of the directly insulating layered compound is 5 to 50 μm and the cumulative number% is 10% in the particle size distribution is D ( 10) When the particle diameter at 50% is D (50) and the particle diameter at 90% is D (90), D represented by the following formula satisfies D> 1.6. A characteristic charging member is provided.

D=(D(90)−D(10))/D(50)                     D = (D (90) -D (10)) / D (50)

また、本発明によれば、像担持体、該像担持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像を形成する露光手段、該像担持体上に形成された該静電潜像にトナーを転移させて可視化し、トナー像を形成させる現像手段及び該トナー像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、該帯電手段は上記帯電部材を有し、該帯電部材に直流電圧のみを印加して該像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置が提供される。   Further, according to the present invention, an image carrier, a charging unit for charging the image carrier to a predetermined potential, an exposure unit for forming an electrostatic latent image on a charging surface of the image carrier, In the image forming apparatus, the charging unit includes: a developing unit that transfers the toner to the electrostatic latent image formed on the surface and visualizes the toner to form a toner image; and a transfer unit that transfers the toner image to a transfer member. There is provided an image forming apparatus comprising the charging member and charging the image carrier by applying only a DC voltage to the charging member.

また、本発明によれば、像担持体及び上記帯電部材を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。   In addition, according to the present invention, there is provided a process cartridge that integrally supports the image carrier and the charging member and is detachable from the main body of the image forming apparatus.

以上のように、本発明によれば、DC帯電法でも、異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行える帯電部材、該帯電部材を有する画像形成装置及び該帯電部材を有するプロセスカートリッジを提供することができる。   As described above, according to the present invention, a charging member capable of performing stable charging for a long period of time even when using a DC charging method or at different process speeds, an image forming apparatus having the charging member, and a process cartridge having the charging member. Can be provided.

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明者らは、DC帯電用帯電部材の構成上、導電性支持体、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体層及び該導電性弾性体層上にあらかじめ設けられた表面層からなり、該導電性弾性体層の抵抗、静電容量をそれぞれR1、C1とし、更に該表面層の抵抗、静電容量をそれぞれR2、C2としたとき、C2/C1≧6.3×(R2/R1)0.6であることを特徴とする帯電部材とすることにより、特に低温低湿環境下で異なるプロセススピードで使用しても長期間安定した帯電が行える帯電部材を提供することができるという知見を得て、本発明に至った。 The inventors of the present invention have a structure of a DC charging member, a conductive support, a conductive elastic layer provided on the conductive support, and a surface layer provided in advance on the conductive elastic layer. When the resistance and capacitance of the conductive elastic layer are R1 and C1, respectively, and the resistance and capacitance of the surface layer are R2 and C2, respectively, C2 / C1 ≧ 6.3 × ( R2 / R1) By using a charging member characterized by 0.6, it is possible to provide a charging member that can be stably charged for a long time even when used at different process speeds in a low temperature and low humidity environment. As a result, the present invention has been achieved.

ここでC2/C1<6.3×(R2/R1)0.6となる領域となるローラ構成では、異なるプロセススピードで使用したとき、例えば記録メディアの出力スピードを100mm/secと30mm/secの2種類、画像の解像度は600dpiのハーフトーン画像を出力とした場合、100mm/secの出力画像では帯電均一性に劣り、黒スジが多数発生するが、30mm/secでは非常に良好な帯電均一性を示したり、逆に100mm/secでは非常に良好な帯電均一性を示したりするが、30mm/secの出力画像に同様な黒スジが多数発生し、画像不良となってしまう等の両立しない状態となる。 Here, in a roller configuration in which C2 / C1 <6.3 × (R2 / R1) 0.6 , when used at different process speeds, for example, the output speed of the recording medium is 100 mm / sec and 30 mm / sec. Two types of image resolution of 600 dpi halftone image is output, 100 mm / sec output image is inferior in charging uniformity and many black streaks occur, but 30 mm / sec has very good charging uniformity. Or conversely very good charging uniformity at 100 mm / sec, but incompatible states such as a large number of similar black streaks appearing in the output image of 30 mm / sec, resulting in an image defect It becomes.

この原因については詳細に分かっていないが、画像上黒スジが発生するのはその部分は帯電能力は不足しているためである。このためプロセススピードに依存しない安定な帯電性能、つまり安定な放電電荷量を供給するためには導電性弾性体層と表面層の静電容量が重要となることが十分予想される。このとき導電性弾性体層と表面層の抵抗比に対応して、その静電容量比がある一定条件を満足すれば良好な画像特性が得られるものと考えられる。   Although the cause of this is not known in detail, the black streaks are generated on the image because the charging ability is insufficient in that portion. For this reason, it is sufficiently predicted that the electrostatic capacity of the conductive elastic layer and the surface layer is important in order to supply a stable charging performance independent of the process speed, that is, a stable discharge charge amount. At this time, it is considered that good image characteristics can be obtained if the capacitance ratio satisfies a certain condition corresponding to the resistance ratio between the conductive elastic layer and the surface layer.

本発明の帯電部材の構造及び形態として、図2に本発明の帯電部材である帯電ローラの断面の一例を示す概略図を示す。図中の帯電ローラは、導電性弾性体層12を導電性支持体(シャフト)11の外周に有し、該導電性弾性体層12の外側に、表面層としてあらかじめ直接絶縁性層状化合物13を有している。   As a structure and form of the charging member of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a cross section of a charging roller which is the charging member of the present invention. The charging roller in the figure has a conductive elastic layer 12 on the outer periphery of a conductive support (shaft) 11, and an insulating layered compound 13 is directly provided as a surface layer on the outside of the conductive elastic layer 12 in advance. Have.

上記導電性弾性体層12としては、従来から帯電部材の弾性体層として用いられているゴムや熱可塑性エラストマー等のソリッド体で形成することができる。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−スチレンゴム及び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、あるいは熱可塑性エラストマーで、その種類としては特に制限はなく、汎用のスチレン系エラストマー及びオレフィン系エラストマー等から選ばれる1種あるいは複数種の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。   The conductive elastic body layer 12 can be formed of a solid body such as rubber or thermoplastic elastomer that has been conventionally used as an elastic body layer of a charging member. Specifically, rubbers using base rubbers such as polyurethane, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, polynorbornene rubber, styrene-butadiene-styrene rubber, and epichlorohydrin rubber. The composition or thermoplastic elastomer is not particularly limited, and one or more thermoplastic elastomers selected from general-purpose styrene elastomers and olefin elastomers can be suitably used.

スチレン系エラストマーの市販品としては、例えば、三菱化学(株)製「ラバロン」、クラレ(株)製「セプトンコンパウンド」等が挙げられる。オレフィン系エラストマーの市販品としては、例えば、三菱化学(株)製の「サーモラン」、三井石油化学工業(株)製の「ミラストマー」、住友化学工業(株)製の「住友TPE」及びアドバンストエラストマーシステムズ社製の「サントプレーン」等として市場より求めることができる。   Examples of commercially available styrene elastomers include “Lavalon” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Septon Compound” manufactured by Kuraray Co., Ltd., and the like. Commercially available olefin elastomers include, for example, “Thermorun” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Miralastomer” manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd., “Sumitomo TPE” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and advanced elastomers. It can be obtained from the market as "Santplane" manufactured by Systems.

この導電性弾性体層12には、導電剤を添加することにより、所定の導電性を付与することができる。その導電剤としては、特に制限されず、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及び変性脂肪酸・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、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩及び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及び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及び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、LiCFSO、NaClO、LiAsF、LiBF、NaSCN、KSCN及びNaCl等のLi、Na及びK等の周期律表第1族の金属塩あるいは第四級アンモニウム塩等の電解質、また、Ca(ClO等のCa2+及び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、カルボキシル基及び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及び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及び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、あるいはケッチェンブラックEC及びアセチレンブラック等の導電性カーボン、あるいはSuper Abrasion Furnace(SAF 超耐磨耗性)、Intermediate Super Abrasion Furnace(ISAF 準超耐磨耗性)、High Abrasion Furnace(HAF 高耐磨耗性)、Fast Extruding Furnace(FEF 良押出性)、General Purpose Furnace(GPF 汎用性)、Semi Reinforcing Furnace(SRF 中補強性)、Fine Thermal(FT 微粒熱分解)及びMedium Thermal(MT 中粒熱分解)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、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀及びゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、あるいはポリアニリン、ポリピロール及びポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。 Predetermined conductivity can be imparted to the conductive elastic layer 12 by adding a conductive agent. The conductive agent is not particularly limited, and lauryltrimethylammonium, stearyltrimethylammonium, octadodecyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, and modified fatty acid / dimethylethylammonium perchlorate, chlorate, borofluoride. Cationic surfactants such as quaternary ammonium salts such as hydrohalides, ethosulphate salts, benzyl bromides and benzyl chlorides, aliphatic sulfonates, higher alcohol sulfates, Anionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide addition sulfate ester salts, higher alcohol phosphate ester salts and higher alcohol ethylene oxide addition phosphate ester salts, zwitterionic surfactants such as various betaines, higher Le Call ethylene oxide, antistatic agents such as nonionic antistatic agents such as polyethylene glycol fatty acid esters and polyhydric alcohol fatty acid esters, LiCF 3 SO 3, NaClO 4 , LiAsF 6, LiBF 4, NaSCN, KSCN and Li, such as NaCl +, Na + and K +, etc. periodic table group 1 metal salt or quaternary ammonium salt electrolytes such as of, also, Ca (ClO 4) 2 and the like Ca 2+ and periodic table second Ba 2+, etc. Group metal salts and these antistatic agents have at least one group having an active hydrogen that reacts with an isocyanate such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and a primary or secondary amine group. Furthermore, they and complexes of polyhydric alcohols such as 1,4-butanediol, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol and polyethylene glycol and derivatives thereof, or monools such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether Ionic conductive agent such as a complex with, or conductive carbon such as ketjen black EC and acetylene black, Super Ablation Furnace (SAF super abrasion resistance), Intermediate Super Ablation Furnace (ISAF quasi-super abrasion resistance), High Ablation Furnace (HAF high wear resistance), Fast Extruding Furnace (FEF good extrudability), Genera l Carbon for rubber such as Purchase Furnace (GPF versatility), Semi Reinforcing Furnace (SRF medium reinforcement), Fine Thermal (FT fine particle thermal decomposition) and Medium Thermal (MT medium particle thermal decomposition), etc. Ink) carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, nickel, copper, silver and germanium and other metal and metal oxides, or conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole and polyacetylene Etc.

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、導電性弾性体層12の電気抵抗が好ましくは10〜10Ω、より好ましくは10〜10Ωとなるように調整される。 The blending amount of these conductive agents is appropriately selected according to the type of the composition, and the electric resistance of the conductive elastic layer 12 is preferably 10 2 to 10 8 Ω, more preferably 10 3 to 10 6 Ω. Adjusted to

また、導電性弾性体層に用いる材料に、シリカ(ホワイトカーボン)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、ゼオライト、アルミナ、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム等の無機充填剤又はイオウ、過酸化物、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤等の架橋剤を適宜添加してもよい。   In addition, the materials used for the conductive elastic layer include inorganic fillers such as silica (white carbon), calcium carbonate, magnesium carbonate, clay, talc, zeolite, alumina, barium sulfate, aluminum sulfate, etc., sulfur, peroxides, crosslinks A crosslinking agent such as an auxiliary agent, a crosslinking accelerator, a crosslinking acceleration assistant, and a crosslinking retarder may be appropriately added.

本発明においては、導電性弾性体層の硬度が、アスカーCで70度以上であることが好ましく、特には73度以上であることが好ましい。硬度が70度未満であると被帯電体との当接時の変形量が大きくなるために当接部分の永久変形量が大きくなり易い。   In the present invention, the hardness of the conductive elastic layer is preferably 70 degrees or more in Asker C, and particularly preferably 73 degrees or more. If the hardness is less than 70 degrees, the amount of deformation at the time of contact with the member to be charged increases, so that the amount of permanent deformation at the contact portion tends to increase.

上記直接絶縁性層状化合物13としては、粘土を主体とする珪酸塩鉱物で、その結晶構造がSi−O四面体の2次元的なつながりを持つ四面体シートと、Al−O、Mg−O等の八面体の網状のつながりを持つ八面体シート構造を持ち、これら両シートが組み合わさって1:1層あるいは2:1層と呼ばれる複合層を持つものが良い。また形状を層状とすることで、導電性弾性体層との密着性を高め、使用中の脱落を低下させることができる。   The direct insulating layered compound 13 is a silicate mineral mainly composed of clay, a tetrahedral sheet having a two-dimensional connection of the Si—O tetrahedral crystal structure, Al—O, Mg—O, etc. It is preferable to have an octahedral sheet structure having an octahedral net-like connection and to have a composite layer called a 1: 1 layer or a 2: 1 layer by combining these two sheets. Moreover, by making the shape into a layer, it is possible to improve the adhesion with the conductive elastic layer and to reduce the drop-out during use.

この中で天然の直接絶縁性層状化合物として1:1層構造を持つものとして、カオリン族であるカオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロサイト、オーディナイト;また2:1層構造を持つものとして、タルク−パイロフィライト族であるタルク、ウィレムサイト、ケロライト、ピメライト、パイロフィライト、フェリパイロフェライト;スメクタイト族であるサポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト、スインホルダイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ボルコンスコアイト;バーミキュライト族の3八面体型バーミキュライト、2八面体型バーミキュライト;雲母族である黒雲母、金雲母、鉄雲母、イーストナイト、シデロフィライトテトラフェリ鉄雲母、鱗雲母、ポリリシオナイト、白雲母、セラドン石、鉄セラドン石、鉄アルミノセラドン石、アルミノセラドン石、砥部雲母、ソーダ雲母;脆雲母族のクリントナイト、ビテ雲母、アナンダ石、真珠雲母;緑泥石族であるクリノクリア、シャモサイト、ペナンタイト、ニマイト、ベイリクロア、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト;混合層鉱物であるコレンサイト、ハイドロバイオタイト、アリエッタイト、クルケアイト、レクトライト、トスダイト、ドジライト、ルニジャンライト、サライオタイトが好ましい。特に雲母族が好ましい。   Of these, kaolinite, kaolinite, dickite, nacrite, halosite, auditeite, which has a 1: 1 layer structure as a natural direct insulating layered compound, and talc as a 2: 1 layer structure. -Pyrophyllite talc, willemsite, kellolite, pimelite, pyrophyllite, ferripyroferrite; smectite saponite, hectorite, soconite, stevensite, swinholderite, montmorillonite, beidellite, nontronite, Borconicite; vermiculite trioctahedral vermiculite, dioctahedral vermiculite; biotite biotite, phlogopite, iron mica, East Knight, siderophilite tetraferri iron mica, sericite, polyricinite , Baiyun , Celadonite, iron ceradonite, iron alumino ceradonite, alumino ceradonite, alumino mica, soda mica; brittle mica clintonite, bite mica, ananda stone, pearl mica; chlorite, clinoclear, chamosite, Penantite, nimite, bailicroa, dombasite, kukeite, suedoite; mixed layer minerals such as cholensite, hydrobiotite, arietite, krucareite, rectolite, tosdite, dodrite, lnjanite, salioite. The mica group is particularly preferable.

合成の直接絶縁性層状化合物では、合成雲母、合成スメクタイトも有効である。特に合成雲母が好ましい。   Synthetic mica and synthetic smectite are also effective as synthetic direct insulating layered compounds. Synthetic mica is particularly preferable.

特にこれら雲母化合物が良い理由は、静電容量が比較的大きい化合物であるためと考えられる。   The reason why these mica compounds are particularly good is considered to be a compound having a relatively large electrostatic capacity.

上記直接絶縁性層状化合物は表面処理することが好ましい。表面処理手段としては物理的、化学的表面処理として種々の公知の方法(例えば、プラズマ処理、表面重合、コート、酸やアルカリによる処理)が可能であるが、簡便な手段としてカップリング剤処理が好まく、特にシランカップリング剤処理が好ましい。   The directly insulating layered compound is preferably surface-treated. As the surface treatment means, various known methods (for example, plasma treatment, surface polymerization, coating, treatment with acid or alkali) can be used as physical and chemical surface treatment, but coupling agent treatment can be used as a simple means. The silane coupling agent treatment is particularly preferable.

用いられるカップリング剤は、同一分子内に加水分解可能な基と長鎖アルキルからなる疎水基を有し、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム等の中心元素に結合している化合物である。疏水基部分としては、炭素原子が4個以上好ましくは6個以上、更に好ましくは直鎖状に連なる構成が適するが、30個を超えると、全般的に溶剤に溶解しづらくなる傾向にあるので均一なコート状態を得るために加熱等の付加手段が必要となることがある。   The coupling agent used is a compound which has a hydrolyzable group and a long-chain alkyl hydrophobic group in the same molecule and is bonded to a central element such as silicon, aluminum, titanium or zirconium. As the water-repellent group, a structure in which 4 or more carbon atoms, preferably 6 or more, and more preferably linearly connected is suitable. However, when the number exceeds 30, it tends to be difficult to dissolve in a solvent in general. In order to obtain a uniform coating state, additional means such as heating may be required.

なお、中心元素との結合形態においては、カルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステル、燐酸エステルを介してあるいはダイレクトに結合していてもよい。更にその構造中に、エーテル結合、エポキシ基、アミノ基等の官能基を含んでもよい。加水分解基としては、例えば比較的親水性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基等が用いられる。その他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ハロゲンその変性体等を用いることもできる。   In addition, in the coupling | bonding form with a central element, you may couple | bond together via carboxylate ester, alkoxy, sulfonate ester, phosphate ester, or directly. Further, the structure may contain a functional group such as an ether bond, an epoxy group or an amino group. As the hydrolytic group, for example, an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group having relatively high hydrophilicity is used. In addition, an acryloxy group, a methacryloxy group, a halogen derivative thereof, and the like can also be used.

この時カップリング剤の存在量が、粉体100質量部に対して0.0001質量%以上1.0質量%以下、カップリング剤の反応率が80%以上であれば、なおさら良好である。なお、カップリング剤の存在量を測定するには、熱天秤等を用いて加熱減量を求め、この値を存在量とする方法がある。また、カップリング剤の反応率の測定方法としては、例えば処理された粉体の100倍量の溶媒に浸し、溶媒中のカップリング剤成分をクロマトグラフィーで定量する手段や、粉体表面に残るカップリング剤成分をESCA、CHN、TGA等の方法で定量する手段等が可能である。   At this time, if the amount of the coupling agent is 0.0001% by mass or more and 1.0% by mass or less with respect to 100 parts by mass of the powder, and the reaction rate of the coupling agent is 80% or more, it is even better. In addition, in order to measure the abundance of the coupling agent, there is a method in which a weight loss by heating is obtained using a thermobalance and this value is used as the abundance. In addition, as a method for measuring the reaction rate of the coupling agent, for example, a method of immersing in a solvent 100 times the amount of the treated powder, and quantifying the coupling agent component in the solvent by chromatography, or remaining on the powder surface Means for quantifying the coupling agent component by a method such as ESCA, CHN, TGA, and the like are possible.

また、上記直接絶縁性層状化合物の平均粒子径は、5〜50μmが好ましい。特に10〜25μmが好ましい。平均粒子径が5μmより小さいと、所定の静電容量比が得られず、異なるプロセススピードに対応した帯電均一性が満足せず、50μmより大きいと導電性弾性体層との密着性が悪いため付着ムラを起こしやすく、この部分で帯電均一性も悪化してしまう。   The average particle size of the directly insulating layered compound is preferably 5 to 50 μm. 10-25 micrometers is especially preferable. If the average particle size is smaller than 5 μm, a predetermined capacitance ratio cannot be obtained, charging uniformity corresponding to different process speeds is not satisfied, and if it is larger than 50 μm, adhesion to the conductive elastic layer is poor. It is easy to cause uneven adhesion, and the charging uniformity is also deteriorated at this portion.

また、上記直接絶縁性層状化合物の粒度分布で累積個数%で10%のときの粒径をD(10)、50%のときの粒径をD(50)、90%のときの粒径をD(90)、D=(D(90)−D(10))/D(50)としたとき、D>1.6であることが好ましい。更に好ましいはD>1.7である。D<1.6より小さいと図3に示すように動摩擦係数が大きくなるため、付着させた直接絶縁性層状化合物がプロセススピードを変更したときの感光体との摺動により、より脱落しやすくなるため、その部分の帯電均一性が劣ることになる。   Further, in the particle size distribution of the directly insulating layered compound, the particle size when the cumulative number% is 10% is D (10), the particle size when 50% is D (50), and the particle size when 90% is When D (90) and D = (D (90) −D (10)) / D (50), it is preferable that D> 1.6. More preferably, D> 1.7. If D <1.6, the coefficient of dynamic friction increases as shown in FIG. 3, so that the deposited directly insulating layered compound is more easily removed by sliding with the photoreceptor when the process speed is changed. Therefore, the charging uniformity at that portion is inferior.

上記直接絶縁性層状化合物の平均粒子径及び粒度分布Dは次の装置を用いて測定した。測定装置としてコールターカウンターのマルチサイザーII型(コールター社製)を用い、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピューター(キヤノン製)を接続し、電解液は特級または一級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャーとして、100μmアパーチャーを用いることによって測定される。ここで得られた累積個数%のデータから粒度分布を算出した。   The average particle size and particle size distribution D of the directly insulating layered compound were measured using the following apparatus. A Coulter Counter Multisizer II type (manufactured by Coulter Inc.) is used as the measuring device, and an interface (manufactured by Nikka) and a CX-1 personal computer (manufactured by Canon) that output the number distribution and volume distribution are connected. Alternatively, a 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzenesulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and is measured by using a 100 μm aperture as an aperture by the Coulter Counter Multisizer II type. The particle size distribution was calculated from the cumulative number% data obtained here.

本発明における静摩擦係数及び動摩擦係数の測定方法の一例(概要)を図4に示す。本測定方法は、測定物がローラ形状の場合に好適な方法で、オイラーのベルト式に準拠した方法であり、この方法によれば、測定物である帯電部材と所定の角度(θ)で接触したベルト(厚さ20μm、幅30mm、長さ180mm)は、片方の端部が測定部(荷重計)と、他端部が重りWと結ばれている。この状態で帯電部材を所定の方向、速度で回転させた時、測定部で測定された力をF(g)、重りの重さをW(g)とした時、摩擦係数(μ)は以下の式で求められる;
μ=(1/θ)ln(F/W)
FIG. 4 shows an example (outline) of a method for measuring the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient in the present invention. This measurement method is a method suitable for the case where the measurement object has a roller shape, and is a method that conforms to Euler's belt method. According to this method, the measurement object contacts the charging member at a predetermined angle (θ). In the belt (thickness 20 μm, width 30 mm, length 180 mm), one end is connected to a measurement unit (load meter) and the other end is connected to a weight W. When the charging member is rotated at a predetermined direction and speed in this state, the friction coefficient (μ) is as follows when the force measured by the measuring unit is F (g) and the weight of the weight is W (g): Is obtained by the following formula;
μ = (1 / θ) ln (F / W)

この測定方法により得られるチャートの一例を図5に示す。ここにおいて、帯電部材を回転させた直後の値が回転を開始するのに必要な力であり、それ以降が回転を継続するのに必要な力であることがわかるので、回転開始点(すなわちt=0秒時点)の力が静摩擦力ということができ、また、0<t(秒)≦10の任意の時間における力が任意の時間における動摩擦力ということができるが本発明では10秒後の値をもって、動摩擦力とした。   An example of a chart obtained by this measurement method is shown in FIG. Here, since the value immediately after rotating the charging member is the force necessary to start the rotation, and the subsequent value is the force necessary to continue the rotation, the rotation start point (ie, t = 0 second time) can be referred to as a static friction force, and a force at an arbitrary time of 0 <t (seconds) ≦ 10 can be referred to as a dynamic friction force at an arbitrary time. The value was taken as the dynamic friction force.

上記直接絶縁性層状化合物の導電性弾性体層上の付着量として、0.1〜2.0mg/cmが好ましい。0.1mgより少ない場合、2.0mgより多い場合は、どちらも付着ムラが生じ、帯電均一性が劣ることになる。 The adhesion amount of the directly insulating layered compound on the conductive elastic layer is preferably 0.1 to 2.0 mg / cm 2 . When the amount is less than 0.1 mg and when the amount is more than 2.0 mg, in both cases, adhesion unevenness occurs, resulting in poor charging uniformity.

上記直接絶縁性層状化合物13の形成方法は、特に制限されるものではないが、直接絶縁性層状化合物を摺擦により密着させたり、溶剤に分散させたりした塗料を調製し、この塗料をディッピング法やスプレー法により塗布して塗膜を形成する方法が好ましく用いられる。この場合、直接絶縁性層状化合物を複数層とする場合には、それぞれの層を形成する塗料を用いてディッピングやスプレーを繰り返せばよい。   The method for forming the directly insulating layered compound 13 is not particularly limited, but a coating material in which the directly insulating layered compound is adhered by rubbing or dispersed in a solvent is prepared, and this coating material is dipped. A method of coating by spraying or forming a coating film is preferably used. In this case, when the insulating layered compound is directly formed into a plurality of layers, dipping or spraying may be repeated using a coating material for forming each layer.

本発明においては、導電性弾性体層12と表面層13の間に、密着性を高めること等を目的とするために、カップリング剤で処理を施したり、エネルギー線(紫外線、電子線)による処理を設けることもできる。   In the present invention, in order to increase adhesion between the conductive elastic body layer 12 and the surface layer 13, a treatment with a coupling agent is performed, or energy rays (ultraviolet rays, electron beams) are used. Processing can also be provided.

図6は、本発明の帯電部材を用いたプロセスカートリッジを電子写真装置に適用した例を示す。21は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(感光体)である。この感光体21は、図中の矢印が示す時計回りに所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動する。感光体21には、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する公知の感光体等を採用すればよい。また、感光体21は、感光体表面を所定の極性及び電位に帯電させるための電荷注入層を更に有していてもよい。   FIG. 6 shows an example in which a process cartridge using the charging member of the present invention is applied to an electrophotographic apparatus. Reference numeral 21 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) as an image bearing member. The photosensitive member 21 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed (process speed) in a clockwise direction indicated by an arrow in the drawing. As the photoreceptor 21, for example, a known photoreceptor having at least a roll-like conductive support and a photosensitive layer containing an inorganic photosensitive material or an organic photosensitive material on the support may be employed. The photoconductor 21 may further include a charge injection layer for charging the surface of the photoconductor to a predetermined polarity and potential.

22は帯電部材としての帯電ローラ(導電性ローラ)である。帯電ローラ22と帯電ローラ22に帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源S1とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ22は、感光体21に所定の押圧力で接触させてあり、本例では感光体21の回転に対して順方向に回転駆動する。この帯電ローラ22に対して帯電バイアス印加電源S1から、所定の直流電圧(本例では−1200Vとする)が印加される(DC帯電方式)ことで、感光体21の表面が所定の極性電位(本例では暗部電位−600Vとする)に一様に帯電処理される。   Reference numeral 22 denotes a charging roller (conductive roller) as a charging member. A charging unit is configured by the charging roller 22 and a charging bias application power source S1 that applies a charging bias to the charging roller 22. The charging roller 22 is brought into contact with the photoconductor 21 with a predetermined pressing force, and is driven to rotate in the forward direction with respect to the rotation of the photoconductor 21 in this example. A predetermined DC voltage (in this example, −1200 V) is applied to the charging roller 22 from the charging bias application power source S1 (DC charging method), whereby the surface of the photoconductor 21 has a predetermined polarity potential ( In this example, it is uniformly charged to a dark portion potential of −600 V).

23は露光手段である。この露光手段23には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー等を好適に例示することができる。Lは露光光である。   Reference numeral 23 denotes exposure means. A known means can be used as the exposure means 23. For example, a laser beam scanner or the like can be preferably exemplified. L is exposure light.

感光体21の帯電処理面に該露光手段23により目的の画像情報に対応した像露光がなされることにより、感光体帯電面の露光明部の電位(本例では明部電位−350Vとする)が選択的に低下(減衰)して感光体21に静電潜像が形成される。   The exposure unit 23 performs image exposure corresponding to target image information on the charged surface of the photosensitive member 21, thereby exposing the exposed bright portion of the photosensitive member charging surface (in this example, the bright portion potential is −350 V). Is lowered (attenuated) selectively, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 21.

24は反転現像手段である。現像手段24としては公知の手段を利用することができ、例えば本例における現像手段24は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体24aと、収容されているトナーを撹拌する撹拌部材24bと、トナー担持体24aのトナーの担持量(トナー層厚)を規制するトナー規制部材24cとを有する構成とされている。現像手段24は、感光体21表面の静電潜像の露光明部に、感光体21の帯電極性と同極性に帯電しているトナー(ネガトナー)を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する(本例では現像バイアス−350Vとする)。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法すべてを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在するが、特にカラー画像を出力する画像形成装置には、トナーの飛散性改善等の目的より、接触現像方式が好ましいといえる。   Reference numeral 24 denotes reversal developing means. As the developing unit 24, a known unit can be used. For example, the developing unit 24 in this example is provided in a toner container 24 a that is disposed in an opening of a developing container that stores toner and carries and transports toner. The agitating member 24b for agitating the toner that has been used, and the toner regulating member 24c for regulating the toner carrying amount (toner layer thickness) of the toner carrying member 24a. The developing unit 24 selectively attaches toner (negative toner) charged to the same polarity as the charged polarity of the photosensitive member 21 to the exposed bright portion of the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member 21 to form the electrostatic latent image. It is visualized as a toner image (in this example, the developing bias is −350 V). There is no particular limitation on the development method, and all existing methods can be used. As existing methods, for example, there are a jumping development method, a contact development method, a magnetic brush method, and the like. Especially in an image forming apparatus that outputs a color image, a contact development method is used for the purpose of improving toner scattering properties. Is preferable.

25は転写手段としての転写ローラである。転写ローラ25は公知の手段を利用することができ、例えば金属等の導電性支持体上に中抵抗に調製された弾性樹脂層を被覆してなる転写ローラ等を例示することができる。転写ローラ25は、感光体21に所定の押圧力で接触させてあり、感光体21の回転と順方向に感光体21の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源S2からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。感光体21と転写ローラの接触部に不図示の給紙機構から転写材Pが所定のタイミングで給紙され、その転写材Pの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ25により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、感光体21と転写ローラの接触部において感光体21面側のトナー画像が転写材Pの表面側に静電転写される。   Reference numeral 25 denotes a transfer roller as transfer means. As the transfer roller 25, known means can be used. For example, a transfer roller formed by coating an elastic resin layer having a medium resistance on a conductive support such as metal can be exemplified. The transfer roller 25 is brought into contact with the photoconductor 21 with a predetermined pressing force, and rotates in the forward direction with the rotation speed of the photoconductor 21 at substantially the same peripheral speed as the rotation speed of the photoconductor 21. Further, a transfer voltage having a polarity opposite to the charging characteristics of the toner is applied from the transfer bias application power source S2. The transfer material P is fed at a predetermined timing from a sheet feeding mechanism (not shown) to the contact portion between the photosensitive member 21 and the transfer roller, and the back surface of the transfer material P is charged with toner by the transfer roller 25 to which a transfer voltage is applied. The toner image on the surface of the photoconductor 21 is electrostatically transferred to the surface of the transfer material P at the contact portion between the photoconductor 21 and the transfer roller.

トナー画像の転写を受けた転写材Pは感光体面から分離して、不図示のトナー画像定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成物が不図示の再循環搬送機機構に導入されて転写部へ再導入される。   The transfer material P that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the photosensitive member, introduced into a toner image fixing unit (not shown), and fixed as a toner image and output as an image formed product. In the case of the double-sided image forming mode or the multiple image forming mode, this image formed product is introduced into a recirculation conveyance mechanism (not shown) and reintroduced into the transfer unit.

転写残余トナー等の感光体21上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段26により、感光体上より回収される。   Residues on the photosensitive member 21 such as transfer residual toner are collected from the photosensitive member by a cleaning means 26 such as a blade type.

また、感光体21に残留電荷が残るような場合には、転写後、帯電部材22による一次帯電を行う前に、前露光装置(不図示)によって感光体21の残留電荷を除去した方がよい。   In the case where residual charge remains on the photosensitive member 21, it is better to remove the residual charge on the photosensitive member 21 by a pre-exposure device (not shown) after the transfer and before the primary charging by the charging member 22. .

本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも帯電部材22と感光体21を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在の構成である。帯電部材22、感光体21、現像手段24及びクリーニング手段26を一体に支持してプロセスカートリッジとした。   The process cartridge of the present invention is configured to support at least the charging member 22 and the photosensitive member 21 and be detachable from the main body of the electrophotographic apparatus. The charging member 22, the photosensitive member 21, the developing unit 24, and the cleaning unit 26 are integrally supported to form a process cartridge.

以下、実施例、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following.

[実施例1]
(導電性弾性体層−1の形成)
エピクロルヒドリンゴム(商品名「エピクロマーCG102」:ダイソー(株)製)100質量部、充填剤としてMTカーボン(商品名「HTC#20」:新日化カーボン(株)製)5質量部、酸化亜鉛5質量部、ステアリン酸1質量部をオープンロールで30分間混練し、更に加硫促進剤(DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド)1質量部、加硫促進剤(TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド)0.5質量部及び加硫剤としてイオウ1.2質量部を加えて、更に15分間オープンロールで混練した。
[Example 1]
(Formation of conductive elastic layer-1)
100 parts by mass of epichlorohydrin rubber (trade name “Epichromer CG102”: manufactured by Daiso Corporation), 5 parts by mass of MT carbon (trade name “HTC # 20”: manufactured by Nisshin Carbon Co., Ltd.), zinc oxide 5 1 part by mass and 1 part by mass of stearic acid are kneaded with an open roll for 30 minutes, and further 1 part by mass of a vulcanization accelerator (DM: di-2-benzothiazolyl disulfide) and a vulcanization accelerator (TS: tetramethylthiuram mono). 0.5 parts by weight of sulfide) and 1.2 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent were added, and the mixture was further kneaded with an open roll for 15 minutes.

得られた混練物をゴム押出機で、外径10mm、内径5.5mmの円筒形に押出し、250mmの長さに裁断し、加硫缶で160℃の水蒸気で45分間1次加硫し、導電性弾性体層1次加硫チューブを得た。   The obtained kneaded product was extruded into a cylindrical shape having an outer diameter of 10 mm and an inner diameter of 5.5 mm with a rubber extruder, cut into a length of 250 mm, and primary vulcanized with steam at 160 ° C. for 45 minutes in a vulcanizing can, A conductive elastic layer primary vulcanization tube was obtained.

次に、直径6mm、長さ256mmの円柱形の導電性支持体(鋼製、表面工業ニッケルメッキ)の円柱面の軸方向中央部231mmに金属とゴムとの熱硬化性接着剤(商品名:メタロックU−20)を塗布し、80℃で30分間乾燥した後、更に120℃で1時間乾燥した。この支持体を前記導電性弾性体基層1次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンを用い、160℃で1時間、2次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨品を得た。この未研磨品のゴム部分の両端を切断し、ゴム部分の長さを231mmとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径8.2mm、中央部8.5mmのクラウン形状で表面の十点平均粗さ(Rz)4.5μm、振れ20μmの導電性弾性体層を得た。   Next, a thermosetting adhesive (trade name: metal and rubber) is attached to the central portion 231 mm in the axial direction of the cylindrical surface of a cylindrical conductive support (steel, surface industrial nickel plating) having a diameter of 6 mm and a length of 256 mm. Metallock U-20) was applied, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and further dried at 120 ° C. for 1 hour. This support was inserted into the conductive elastic base layer primary vulcanization tube, and then subjected to secondary vulcanization and adhesive curing at 160 ° C. for 1 hour using an electric oven to obtain an unpolished product. . After cutting both ends of the rubber part of this unpolished product to make the length of the rubber part 231 mm, the rubber part is polished with a rotating grindstone, and the crown shape with an end diameter of 8.2 mm and a central part of 8.5 mm is used. A 10-point average roughness (Rz) of 4.5 μm and a deflection of 20 μm were obtained.

帯電部材の十点平均粗さ(Rz)はJIS B6101に準拠して測定した。   The ten-point average roughness (Rz) of the charging member was measured according to JIS B6101.

帯電部材の振れの測定は、ミツトヨ(株)製高精度レーザー測定機LSM−430vを用いて行った。該測定機により、外径を測定し、最大外径値と最小外径値の差を外径差振れとし、この測定を帯電部材に対して各5点行い、この平均値を帯電部材の外径差振れとして、算出した。   The measurement of the deflection of the charging member was performed using a high precision laser measuring machine LSM-430v manufactured by Mitutoyo Corporation. The outer diameter is measured by the measuring device, and the difference between the maximum outer diameter value and the minimum outer diameter value is defined as the outer diameter difference fluctuation. It was calculated as the diameter difference runout.

また、硬度は74度(アスカーC)であった。   The hardness was 74 degrees (Asker C).

直接絶縁性層状化合物として雲母−1(商品名「NCR−300」:(株)山口雲母工業所製)を薬サジを用いて、シルボン紙上に均一に載せ、その上に前記導電性弾性体層を転がしながら表面に付着させ、更に余分な付着分を別なシルボン紙でしごきながら密着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.30mg/cmであった。 Mica-1 (trade name “NCR-300”, manufactured by Yamaguchi Mica Kogyo Co., Ltd.) as a directly insulating layered compound is uniformly placed on a Sylbon paper using a medicine sword, and the conductive elastic layer is formed thereon. Was attached to the surface while rolling, and the excess adhering part was adhered while squeezing with another sylbon paper to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.30 mg / cm 2 .

上記直接絶縁性層状化合物として雲母−1の平均粒子径、粒度分布の測定は以下のように行う。測定装置としてコールターカウンターのマルチサイザーII型(ベックマンコールター(株)製)を用い、個数分布と体積分布を出力するインターフェイス(日科機バイオス(株)製)及びCX−1パーソナルコンピューター(キヤノン(株)製)を接続し、電解液は特級又は一級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、前記コールターカウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャーとして、100μmアパーチャーを用いることによって、直接絶縁性層状化合物の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径を求めた。このとき雲母−1の平均粒子径は18.360μmであった。また粒度分布Dは、D(10%)、D(50%)、D(90%)時の粒子径を用い、下記式に代入し、
D=(D(90)−D(10))/D(50)
粒度分布を求めた。このとき雲母−1の粒度分布D=1.91であった。
Measurement of the average particle size and particle size distribution of mica-1 as the directly insulating layered compound is performed as follows. Using a Coulter Counter Multisizer II type (manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd.) as the measuring device, an interface (manufactured by Nikka Ki Bios Co., Ltd.) for outputting the number distribution and volume distribution and a CX-1 personal computer (Canon Co., Ltd.) )), And a 1% NaCl aqueous solution is prepared using a special grade or first grade sodium chloride as the electrolyte. 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkyl benzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolyte solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume of the insulating layered compound is directly increased by using a 100 μm aperture as an aperture by the multisizer type II of the Coulter counter. The number distribution is measured to calculate the volume distribution and the number distribution. Then, the volume-based weight average particle diameter obtained from the volume distribution was obtained. At this time, the average particle diameter of mica-1 was 18.360 μm. In addition, the particle size distribution D is assigned to the following equation using the particle diameter at the time of D (10%), D (50%), D (90%),
D = (D (90) -D (10)) / D (50)
The particle size distribution was determined. At this time, the particle size distribution D of mica-1 was 1.91.

更に前記帯電部材の誘電特性について、帯電部材をL/L(低温低湿:15℃、10%RH)環境に24時間放置し、図7に示す、円筒電極(金属ローラ)31、誘電率測定システム(英国ソーラトロン社製 1296型誘電率測定インターフェース、1260型インピダンスアナライザーを併用)S3等から構成された誘電率測定装置によって、印加電圧3V、測定周波数0.1Hz〜1MHzで測定した。   Furthermore, regarding the dielectric characteristics of the charging member, the charging member is left in an environment of L / L (low temperature and low humidity: 15 ° C., 10% RH) for 24 hours, and the cylindrical electrode (metal roller) 31 shown in FIG. (Used together with a 1296 type dielectric constant measurement interface and 1260 type impedance analyzer manufactured by Solartron, UK) Using a dielectric constant measuring device composed of S3 and the like, the measurement was performed at an applied voltage of 3 V and a measurement frequency of 0.1 Hz to 1 MHz.

このとき図8に示すようなインピーダンス特性が得られ、図9に示すように前記帯電部材を導電性弾性体層/表層/界面におけるRC並列の等価回路とした場合の導電性弾性体層の抵抗、静電容量をR1、C1、また表面層の抵抗、静電容量をR2、C2とし、解析した。解析結果から、R1は8.51×10Ω、R2は9.21×10Ω、C1は5.02×10−10F、C2は6.39×10−8Fとなり、R2/R1=1.082、C2/C1=127.414であった。 At this time, an impedance characteristic as shown in FIG. 8 is obtained. As shown in FIG. 9, the resistance of the conductive elastic layer when the charging member is an equivalent circuit in parallel with RC at the conductive elastic layer / surface layer / interface. The analysis was performed with the electrostatic capacity being R1 and C1, and the resistance and electrostatic capacity of the surface layer being R2 and C2. From the analysis results, R1 is 8.51 × 10 5 Ω, R2 is 9.21 × 10 5 Ω, C1 is 5.02 × 10 −10 F, C2 is 6.39 × 10 −8 F, and R2 / R1 = 1.082 and C2 / C1 = 127.414.

(帯電部材の評価)
上記のようにして得られた帯電部材を用いて、以下に示すようにして画像評価を行った。
(Evaluation of charging member)
Using the charging member obtained as described above, image evaluation was performed as follows.

本試験で使用した電子写真式レーザープリンターは、帯電部材と感光体を一体に有するプロセスカートリッジを具備する反転現像方式のA4縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは、100mm/sec、30mm/secで、画像解像度は600dpiである。   The electrophotographic laser printer used in this test is a reverse development type A4 vertical output machine equipped with a process cartridge having a charging member and a photosensitive member integrally. The output speed of the recording medium is 100 mm / sec, 30 mm. / Sec and the image resolution is 600 dpi.

感光体はアルミシリンダーに膜厚15μmの有機感光体層(OPC層)をコートした感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。トナーは、ワックスを中心に電荷制御剤と色素等を含有するスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子を外添した。このトナーのガラス転移温度は63℃、体積平均粒子径6μmの重合トナーである。   The photoreceptor is a photosensitive drum in which an organic photoreceptor layer (OPC layer) having a film thickness of 15 μm is coated on an aluminum cylinder, and the outermost layer is a charge transport layer using a modified polycarbonate as a binder resin. The toner was obtained by polymerizing a random copolymer of styrene and butyl acrylate containing a charge control agent, a pigment and the like centering on wax, and further polymerizing a thin polyester layer on the surface to externally add silica fine particles. This toner is a polymerized toner having a glass transition temperature of 63 ° C. and a volume average particle diameter of 6 μm.

画像の評価は全て、低温低湿環境(L/L:15℃、10%RH)で行い、A4ハーフトーン(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描く画像)画像を出力スピードは、100mm/sec、30mm/secで初期と6000枚耐久後に出力し、帯電均一性を目視により観察した。帯電ムラが発生していないものを◎、画像端部に少し発生したものを○、中程度に発生したものを△、非常にムラが大きかったものを×とした。   All image evaluations were performed in a low-temperature and low-humidity environment (L / L: 15 ° C., 10% RH), and A4 halftone (image that draws a horizontal line with a width of 1 dot and an interval of 2 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor). The image was output at an initial output speed of 100 mm / sec and 30 mm / sec and after endurance of 6000 sheets, and the charging uniformity was visually observed. A case where no uneven charging occurred was indicated by ◎, a case where a little occurred at the edge of the image was indicated by ○, a case where intermediate occurrence occurred was indicated by Δ, and a case where unevenness was extremely large was indicated by ×.

実施例1の帯電部材は、L/L環境で初期、6000枚耐久後も帯電ムラが全く発生しなかった。   The charging member of Example 1 showed no uneven charging even after the endurance of 6000 sheets in the L / L environment.

[実施例2]
(導電性弾性体層−2の形成)
エピクロルヒドリンゴム(商品名「エピクロマーCG105」:ダイソー(株)製)75質量部、NBR(商品名「N230S」:JSR(株)製)25質量部、充填剤としてMTカーボン(商品名「HTC#20」:新日化カーボン製)35質量部、酸化亜鉛5質量部、ステアリン酸1質量部をオープンロールで30分間混練し、更に加硫促進剤(DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド)1質量部、加硫促進剤(TBT:テトラブチルチウラムジスルフィド)2.5質量部及び加硫剤としてイオウ0.8質量部を加えて、更に15分間オープンロールで混練した。
[Example 2]
(Formation of conductive elastic layer-2)
Epichlorohydrin rubber (trade name “Epichromer CG105”: manufactured by Daiso Corporation) 75 parts by mass, NBR (trade name “N230S”: manufactured by JSR Corporation) 25 parts by mass, MT carbon (trade name “HTC # 20”) as a filler ": Nippon Nikka Carbon Co., Ltd.) 35 parts by mass, 5 parts by mass of zinc oxide and 1 part by mass of stearic acid were kneaded with an open roll for 30 minutes, and further a vulcanization accelerator (DM: di-2-benzothiazolyl disulfide). 1 part by mass, 2.5 parts by mass of a vulcanization accelerator (TBT: tetrabutylthiuram disulfide) and 0.8 parts by mass of sulfur as a vulcanizing agent were added, and the mixture was further kneaded with an open roll for 15 minutes.

得られた混練物を実施例1と同様な成型方法で得、その表面の十点平均粗さ(Rz)5.1μm、振れ17μmの導電性弾性体層を得た。   The obtained kneaded material was obtained by the same molding method as in Example 1 to obtain a conductive elastic layer having a 10-point average roughness (Rz) of 5.1 μm and a deflection of 17 μm.

また、硬度は71度(アスカーC)であった。   The hardness was 71 degrees (Asker C).

直接絶縁性層状化合物として雲母−2(商品名「NCC−180」:(株)山口雲母工業所製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.15mg/cmであった。 As a directly insulating layered compound, mica-2 (trade name “NCC-180”: manufactured by Yamaguchi Mica Industry Co., Ltd.) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.15 mg / cm 2 .

また雲母−2の平均粒子径は9.566μm、粒度分布DはD=1.71であった。   Mica-2 had an average particle size of 9.566 μm and a particle size distribution D of 1.71.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は3.11×10Ω、R2は2.54×10Ω、C1は1.61×10−10F、C2は1.68×10−8Fとなり、R2/R1=0.819、C2/C1=104.35であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 3.11 × 10 6 Ω, R2 is 2.54 × 10 6 Ω, C1 is 1.61 × 10 −10 F, and C2 is 1.68 × 10 −8 F. , R2 / R1 = 0.819, C2 / C1 = 104.35.

実施例2の帯電部材は、L/L環境で初期、6000枚耐久後も帯電ムラが全く発生しなかった。   In the charging member of Example 2, the charging unevenness did not occur at all even after the endurance of 6000 sheets in the L / L environment.

[実施例3]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Example 3]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

直接絶縁性層状化合物として雲母−3(商品名「シランカップ処理NCC−322」:(株)山口雲母工業所製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.30mg/cmであった。 As a directly insulating layered compound, mica-3 (trade name “Silane cup-treated NCC-322”: manufactured by Yamaguchi Mica Kogyo Co., Ltd.) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.30 mg / cm 2 .

また雲母−3の平均粒子径は17.19μm、粒度分布DはD=1.65であった。   Mica-3 had an average particle diameter of 17.19 μm and a particle size distribution D of D = 1.65.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は4.80×10Ω、R2は1.63×10Ω、C1は2.50×10−10F、C2は7.04×10−9Fとなり、R2/R1=3.388、C2/C1=28.138であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 4.80 × 10 5 Ω, R2 is 1.63 × 10 6 Ω, C1 is 2.50 × 10 −10 F, and C2 is 7.04 × 10 −9 F. , R2 / R1 = 3.388 and C2 / C1 = 28.138.

実施例3の帯電部材は、L/L環境で初期、6000枚耐久後も帯電ムラが全く発生しなかった。   In the charging member of Example 3, the charging unevenness did not occur at all even after the endurance of 6000 sheets in the L / L environment.

[実施例4]
導電性弾性体層は、実施例2と同様のものを用いた。
[Example 4]
The same conductive elastic layer as in Example 2 was used.

直接絶縁性層状化合物として雲母−4(商品名「MK−300」:コープケミカル(株)製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.22mg/cmであった。 Mica-4 (trade name “MK-300”: manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) was directly attached as an insulating layered compound in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.22 mg / cm 2 .

また雲母−4の平均粒子径は15.58μm、粒度分布DはD=1.82であった。   Mica-4 had an average particle size of 15.58 μm and a particle size distribution D of D = 1.82.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は2.94×10Ω、R2は3.15×10Ω、C1は1.40×10−10F、C2は2.48×10−9Fとなり、R2/R1=1.069、C2/C1=17.642であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 2.94 × 10 6 Ω, R2 is 3.15 × 10 6 Ω, C1 is 1.40 × 10 −10 F, and C2 is 2.48 × 10 −9 F. , R2 / R1 = 1.068 and C2 / C1 = 17.642.

実施例4の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは、100mm/secにおいて初期、6000枚耐久後も帯電ムラが全く発生しなかった。出力スピードは、30mm/secにおいては初期、6000枚耐久後に画像端部に少し帯電ムラが発生した。   The charging member of Example 4 had no charging unevenness even after the endurance of 6000 sheets at an initial output speed of 100 mm / sec in an L / L environment. At an output speed of 30 mm / sec, charging unevenness slightly occurred at the edge of the image after the endurance of 6000 sheets.

[実施例5]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Example 5]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

直接絶縁性層状化合物としてモンモリロナイト(商品名「エスベンNX」:(株)ホージュン製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.20mg/cmであった。 As a directly insulating layered compound, montmorillonite (trade name “Esven NX” manufactured by Hojun Co., Ltd.) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.20 mg / cm 2 .

またモンモリロナイトの平均粒子径は40.50μm、粒度分布DはD=1.61であった。   The average particle size of montmorillonite was 40.50 μm, and the particle size distribution D was D = 1.61.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は4.74×10Ω、R2は4.70×10Ω、C1は3.77×10−10F、C2は2.36×10−8Fとなり、R2/R1=9.909、C2/C1=62.649であった。
実施例4の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは、100mm/sec、30mm/secにおいては初期、6000枚耐久後に画像端部に少し帯電ムラが発生した程度であった。
As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 4.74 × 10 5 Ω, R2 is 4.70 × 10 6 Ω, C1 is 3.77 × 10 −10 F, and C2 is 2.36 × 10 −8 F. , R2 / R1 = 9.909 and C2 / C1 = 62.649.
In the charging member of Example 4, in the L / L environment, the output speed was 100 mm / sec and 30 mm / sec.

[比較例1]
導電性弾性体層は、実施例2と同様のものを用いた。
[Comparative Example 1]
The same conductive elastic layer as in Example 2 was used.

直接絶縁性層状化合物として雲母−5(商品名「MK−100」:コープケミカル(株)製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.05mg/cmであった。 As a directly insulating layered compound, mica-5 (trade name “MK-100” manufactured by Co-op Chemical Co., Ltd.) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.05 mg / cm 2 .

また雲母−5の平均粒子径は4.230μm、粒度分布DはD=1.41であった。   Mica-5 had an average particle size of 4.230 μm and a particle size distribution D of D = 1.41.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は1.44×10Ω、R2は3.35×10Ω、C1は5.29×10−10F、C2は1.62×10−9Fとなり、R2/R1=23.92、C2/C1=3.055であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 1.44 × 10 6 Ω, R2 is 3.35 × 10 7 Ω, C1 is 5.29 × 10 −10 F, and C2 is 1.62 × 10 −9 F. , R2 / R1 = 23.92 and C2 / C1 = 3.055.

比較例1の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは30mm/secにおける初期の帯電均一性は画像端部に若干帯電ムラが見られる程度であったが、100mm/secにおいては、黒スジが多数発生した。6000枚耐久後には出力スピードは30mm/secで画像中央部に帯電ムラが発生し、100mm/secでは画像前面に非常に多数の帯電ムラによる黒スジが発生した。   In the charging member of Comparative Example 1, the initial charging uniformity at the output speed of 30 mm / sec in the L / L environment was such that slight charging unevenness was observed at the image edge, but at 100 mm / sec, the black streak was Many occurred. After the endurance of 6000 sheets, the output speed was 30 mm / sec, and charging unevenness occurred in the center of the image. At 100 mm / sec, black streaks due to numerous charging unevenness occurred on the front of the image.

[比較例2]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Comparative Example 2]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

直接絶縁性層状化合物として雲母−6(商品名「A−61」:株)山口雲母工業所製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、2.50mg/cmであった。 As a directly insulating layered compound, mica-6 (trade name “A-61” manufactured by Yamaguchi Mica Kogyo) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 2.50 mg / cm 2 .

また雲母−6の平均粒子径は51.10μm、粒度分布DはD=1.31であった。   The average particle size of mica-6 was 51.10 μm, and the particle size distribution D was D = 1.31.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は2.40×10Ω、R2は1.03×10Ω、C1は4.59×10−10F、C2は2.37×10−9Fとなり、R2/R1=429.951、C2/C1=5.177であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 2.40 × 10 5 Ω, R2 is 1.03 × 10 8 Ω, C1 is 4.59 × 10 −10 F, and C2 is 2.37 × 10 −9 F. , R2 / R1 = 429.951 and C2 / C1 = 5.177.

比較例2の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは100mm/secにおける初期の帯電均一性は黒スジが多数発生し、30mm/secにおいては、画像中央部に帯電ムラが見られた。6000枚耐久後には出力スピードは100mm/sec、30mm/sec、ともに画像前面に非常に多数の帯電ムラによる黒スジが発生した。   The charging member of Comparative Example 2 had many black streaks in the initial charging uniformity at an output speed of 100 mm / sec in an L / L environment, and charging unevenness was observed at the center of the image at 30 mm / sec. After the endurance of 6000 sheets, the output speed was 100 mm / sec and 30 mm / sec, and black streaks due to a large number of uneven charging occurred on the front surface of the image.

[比較例3]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Comparative Example 3]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

直接絶縁性化合物として表面処理シリカ(商品名「RX−200」:日本アエロジル(株)製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.20mg/cmあった。 Surface-treated silica (trade name “RX-200”: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was attached as a directly insulating compound by the same method as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.20 mg / cm 2 .

また表面処理シリカの平均粒子径は0.012μm、粒度分布DはD=1.51であった。   The surface-treated silica had an average particle size of 0.012 μm and a particle size distribution D of D = 1.51.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は3.15×10Ω、R2は5.41×10Ω、C1は3.01×10−10F、C2は2.60×10−9Fとなり、R2/R1=17.144、C2/C1=8.633であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 3.15 × 10 5 Ω, R2 is 5.41 × 10 6 Ω, C1 is 3.01 × 10 −10 F, and C2 is 2.60 × 10 −9 F. , R2 / R1 = 17.144 and C2 / C1 = 8.633.

比較例3の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは100mm/sec、30mm/secともに初期の帯電均一性は付着ムラにより過帯電による白ポチが全面多数発生した。そのまま6000枚耐久後でも出力スピードは100mm/sec、30mm/sec、ともに画像全面に白ポチが多数発生したままであった。   In the charging member of Comparative Example 3, in the L / L environment, the output speed was 100 mm / sec and 30 mm / sec, and the initial charging uniformity had many white spots due to overcharging due to uneven adhesion. Even after the endurance of 6000 sheets, the output speed was 100 mm / sec and 30 mm / sec, and many white spots remained on the entire image.

[比較例4]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Comparative Example 4]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

直接絶縁性化合物として表面処理酸化チタン(商品名「T−805」:日本アエロジル(株)製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.30mg/cmであった。 As a directly insulating compound, surface-treated titanium oxide (trade name “T-805”: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was attached in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.30 mg / cm 2 .

また表面処理酸化チタンの平均粒子径は0.021μm、粒度分布DはD=1.46であった。   The average particle diameter of the surface-treated titanium oxide was 0.021 μm, and the particle size distribution D was D = 1.46.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は5.00×10、R2は1.46×10、C1は4.67×10−10、C2は1.16×10−8となり、R2/R1=29.140、C2/C1=24.911であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 5.00 × 10 5 , R2 is 1.46 × 10 7 , C1 is 4.67 × 10 −10 , C2 is 1.16 × 10 −8 , and R2 / R1 = 29.140, C2 / C1 = 24.911.

比較例4の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは100mm/secにおける初期の帯電均一性は画像端部に若干帯電ムラが見られる程度であったが、30mm/secにおいては、黒スジが多数発生した。また6000枚耐久後の出力スピード100mm/secにおける画像は、画像中央部に少し黒スジが発生したが、30mm/secでは画像前面に非常に多数の帯電ムラによる黒スジが発生した。   In the charging member of Comparative Example 4, in the L / L environment, the initial charging uniformity at an output speed of 100 mm / sec was such that slight charging unevenness was observed at the edge of the image. Many occurred. Further, in the image at an output speed of 100 mm / sec after the endurance of 6000 sheets, a little black streak occurred at the center of the image, but at 30 mm / sec, black streaks due to a large number of charging unevenness occurred on the front surface of the image.

[比較例5]
導電性弾性体層は、実施例1と同様のものを用いた。
[Comparative Example 5]
The same conductive elastic layer as in Example 1 was used.

導電層状性化合物としてグラファイト(商品名「CMX」:日本黒鉛工業(株)製)を実施例1と同様な手法で付着させ、帯電部材を得た。このときの付着量は、0.25mg/cmであった。 Graphite (trade name “CMX” manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd.) was attached as a conductive layered compound in the same manner as in Example 1 to obtain a charging member. The adhesion amount at this time was 0.25 mg / cm 2 .

またグラファイトの平均粒子径は40.00μm、粒度分布DはD=1.52であった。   The average particle size of graphite was 40.00 μm, and the particle size distribution D was D = 1.52.

またインピーダンス特性から解析した結果、R1は2.96×10、R2は1.70×10、C1は2.98×10−9、C2は1.85×1010となり、R2/R1=0.006、C2/C1=0.062であった。 As a result of analysis from the impedance characteristics, R1 is 2.96 × 10 4 , R2 is 1.70 × 10 2 , C1 is 2.98 × 10 −9 , C2 is 1.85 × 10 10 , and R2 / R1 = 0.006 and C2 / C1 = 0.062.

比較例5の帯電部材は、L/L環境で出力スピードは100mm/secにおける初期の帯電均一性は画像端部に若干帯電ムラが見られる程度であったが、30mm/secにおいては、黒スジが多数発生した。また6000枚耐久後の出力スピード100mm/secにおける画像は、画像中央部に少し黒スジが発生したが、30mm/secでは画像前面に非常に多数の帯電ムラによる黒スジが発生した。   In the charging member of Comparative Example 5, the initial charging uniformity at the output speed of 100 mm / sec in the L / L environment was such that slight charging unevenness was observed at the image edge, but at 30 mm / sec, the black streak was Many occurred. Further, in the image at an output speed of 100 mm / sec after the endurance of 6000 sheets, a little black streak occurred at the center of the image, but at 30 mm / sec, black streaks due to a large number of charging unevenness occurred on the front surface of the image.

なお、図1に実施例1〜5及び比較例1〜5の帯電部材の導電性弾性体層及び表面層の抵抗比と静電容量比の関係を示す。   FIG. 1 shows the relationship between the resistance ratio of the conductive elastic layer and the surface layer of the charging members of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 and the capacitance ratio.

Figure 2005338168
Figure 2005338168

本発明の帯電部材の導電性弾性体層及び表面層の抵抗比と静電容量比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the resistance ratio of an electroconductive elastic-body layer of the charging member of this invention, and a surface layer, and a capacitance ratio. 本発明の帯電部材である帯電ローラの断面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the cross section of the charging roller which is a charging member of this invention. 本発明の直接絶縁性層状化合物の動摩擦係数の粒度分布依存性を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution dependence of the dynamic friction coefficient of the direct insulation layered compound of this invention. 本発明の帯電部材の静動摩擦係数測定装置の概略である。It is the outline of the static friction coefficient measuring device of the charging member of the present invention. 本発明の帯電部材の動摩擦係数測定装置で得られたチャートの概略である。It is the outline of the chart obtained with the dynamic friction coefficient measuring device of the charging member of the present invention. 本発明の画像形成装置(電子写真装置)の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus (electrophotographic apparatus) according to the present invention. 本発明の帯電部材である帯電ローラインピーダンス測定装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the charging roller impedance measuring apparatus which is a charging member of this invention. 本発明の帯電部材のインピーダンス測定で得られた特性図の概略である。It is the outline of the characteristic view obtained by the impedance measurement of the charging member of the present invention. 本発明の帯電部材のRC等価回路モデルを示す概略図である。It is the schematic which shows RC equivalent circuit model of the charging member of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 導電性支持体
12 導電性弾性体層
13 表面層
21 像担持体(電子写真感光体)
22 帯電部材(帯電ローラ)
23 露光手段
24 現像手段
24a トナー担持体
24b 撹拌部分
24c トナー規制部材
25 転写手段
26 クリーニング手段
31 円筒電極(金属ローラ)
32 固定抵抗器
33 記録計(レコーダー)
L レーザー光
S1、S2 バイアス印加電源
S3 誘電率測定システム
P 転写材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Conductive support body 12 Conductive elastic body layer 13 Surface layer 21 Image carrier (electrophotographic photoreceptor)
22 Charging member (charging roller)
23 exposure means 24 developing means 24a toner carrier 24b stirring portion 24c toner regulating member 25 transfer means 26 cleaning means
31 Cylindrical electrode (metal roller)
32 Fixed resistor 33 Recorder (recorder)
L Laser light S1, S2 Bias applied power source S3 Dielectric constant measurement system P Transfer material

Claims (8)

帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体層と、更にその外周に設けられた表面層と、から構成され、該導電性弾性体層の抵抗、静電容量をそれぞれR1、C1とし、更に該表面層の抵抗、静電容量をそれぞれR2、C2としたとき、
C2/C1≧6.3×(R2/R1)0.6
であることを特徴とする帯電部材。
The charging member is composed of a conductive support, a conductive elastic layer provided on the conductive support, and a surface layer provided on the outer periphery thereof, and the resistance of the conductive elastic layer , When the capacitance is R1 and C1, respectively, and the resistance and capacitance of the surface layer are R2 and C2, respectively,
C2 / C1 ≧ 6.3 × (R2 / R1) 0.6
A charging member.
帯電部材が、導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた導電性弾性体層と、更にその外周設けられた表面層と、から構成され、該表面層があらかじめ形成された直接絶縁性層状化合物からなり、該直接絶縁性層状化合物の平均粒子径が5〜50μmで、かつその粒度分布で累積個数%が10%のときの粒径をD(10)、50%のときの粒径をD(50)、90%のときの粒径をD(90)としたとき、下記式で表されるDが、D>1.6を満たすことを特徴とする帯電部材。
D=(D(90)−D(10))/D(50)
The charging member is composed of a conductive support, a conductive elastic layer provided on the conductive support, and a surface layer provided on the outer periphery thereof. It is composed of an insulating layered compound, and the average particle size of the directly insulating layered compound is 5 to 50 μm, and the particle size distribution when the cumulative number% is 10% is D (10), 50% A charging member characterized in that D represented by the following formula satisfies D> 1.6 when the particle size is D (50) and the particle size at 90% is D (90).
D = (D (90) -D (10)) / D (50)
該直接絶縁性層状化合物は粘土を主体とする珪酸塩鉱物であることを特徴とする請求項2に記載の帯電部材。   The charging member according to claim 2, wherein the directly insulating layered compound is a silicate mineral mainly composed of clay. 該珪酸塩鉱物が、カオリン族、タルク−パイロフェライト族、スメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族、脆雲母族、緑泥石族及びこれらの混合物のいずれかからなることを特徴とする請求項3に記載の帯電部材。   The silicate mineral is composed of any one of kaolin group, talc-pyroferrite group, smectite group, vermiculite group, mica group, brittle mica group, chlorite group, and a mixture thereof. Charging member. 該珪酸塩鉱物がカップリング剤で表面処理されていることを特徴とする請求項3〜4のいずれかに記載の帯電部材。   The charging member according to claim 3, wherein the silicate mineral is surface-treated with a coupling agent. 該珪酸塩鉱物の導電性弾性体上への付着量が0.1〜2.0mg/cmであることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の帯電部材。 The charging member according to any one of claims 3 to 5 weight attached to the conductive elastic body on該珪salt minerals, characterized in that a 0.1 to 2.0 mg / cm 2. 像担持体、該像担持体を所定の電位に帯電させる請求項1〜6のいずれかに記載の帯電部材と、該像担持体の帯電面に静電潜像を形成する露光手段、該像担持体上に形成された該静電潜像にトナーを転移させて可視化し、トナー像を形成させる現像手段及び該トナー像を被転写部材に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、該帯電手段は上記帯電部材を有し、該帯電部材に直流電圧のみを印加して該像担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置。   An image bearing member, the charging member according to claim 1 for charging the image bearing member to a predetermined potential, an exposure unit for forming an electrostatic latent image on a charging surface of the image bearing member, and the image An image forming apparatus comprising: a developing unit that transfers toner to a latent image formed on a carrier for visualization, and forms a toner image; and a transfer unit that transfers the toner image to a transfer member. An image forming apparatus, wherein the charging means includes the charging member, and the image bearing member is charged by applying only a DC voltage to the charging member. 像担持体及び請求項1〜6のいずれかに記載の帯電部材を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。   A process cartridge which integrally supports the image carrier and the charging member according to any one of claims 1 to 6 and is detachable from a main body of the image forming apparatus.
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