JP2007225708A - 導電性ロール及びその製造方法、帯電ロール、転写ロール、クリーニングロール並びに画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性支持体上に導電性弾性層と導電性表面層とを少なくとも有し、下記(a)及び(b)を満たす導電性ロール及びその製造方法並びに導電性ロールを用いた画像形成装置。
(a)表面の十点平均粗さ(Rz)のロール内差が3μm以下。
(b)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2以下。
【選択図】なし
Description
また、付着した異物を除去する部材を装着する方法でも、帯電部材表面の残留トナーが十分にとりきれず、次第に異物が蓄積したり、長期に使用した場合、クリーニング素子自体が異物で汚染されて、クリーニング機能を維持できない。またクリーニング素子の帯電ロールへの接触が一様でなく、部分的にしか異物が除去されず、その結果、抵抗ムラを生じてしまうことが判明した。
弾性層と表面層それぞれの表面平均粗さや膜厚に着目し、帯電ロール表面へのトナーの付着を低減させる試みもなされてきた(例えば、特許文献6参照。)。
さらに、異物の付着は、帯電ロールだけでなく感光体周りに配置され、感光体に接触する部材(転写ロール、クリーニングロール等)にとっても耐久性を低下させるなど大きな問題であり、異物付着を根本的に回避・低減できるロール、または異物が付着しても性能が低下しないロールはいまだ開発されていない。
前述の表面層特性を制御する上で浸漬塗布が適しているが、従来の浸漬塗布では重力の影響で、塗布上側の膜厚が薄くなり、塗布下側の膜厚が厚くなるといった不具合がある。これを回避するために引き上げ速度を制御した方法が報告されている(例えば、特許文献9又は特許文献10参照。)。
特に近年、電子写真用画像形成装置においては、高画質化、長寿命化が一層要求されており、従来では検出されていなかった抵抗ムラや硬度ムラ、粗さのバラツキが、濃度ムラや白点、色点といった画像欠陥となる。これらを回避する上で帯電ロールにも従来以上の抵抗均一性、表面平滑性が求められている。
<1> 導電性支持体上に導電性弾性層と導電性表面層とを少なくとも有し、下記(a)及び(b)を満たす導電性ロールである。
(a)表面の十点平均粗さ(Rz)のロール内差が3μm以下。
(b)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2以下。
(c)表面の十点平均粗さ(Rz)が5μm以下。
(d)表面のダイナミック超微小硬度が0.04以上0.5以下。
a=(V1 2−V0 2)/(2L) 式(I)
(式(I)において、V1は終速度を表し、Lは塗布長さを表し、V1 2<V0 2且つV1<10mm/sである。)
<導電性ロール>
本発明の導電性ロールは、導電性支持体上に導電性弾性層と導電性表面層とを少なくとも有し、下記(a)及び(b)を満たすものである。
(a)表面の十点平均粗さ(Rz)のロール内差が3μm以下。
(b)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2以下。
前記のように、接触式帯電ロールを長期間使用すると、感光体クリーニング部材の劣化や欠けなどを主要因として、感光体表面の転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物がクリーニング部材をすり抜け、帯電ロールに突入する。帯電ロール表面は、ミクロにみると形状や特性など不均一な面の連続であり、ロール表面の不均一さに起因し、帯電ロール表面に異物の付着し易い部分とし難い部分が生じるため、帯電ロールに突入した異物が不均一に付着する。該異物の付着部分はロール表面の未付着部より抵抗が高く、もしくは低くなるので、帯電ロールの抵抗にムラが生じ、放電状態を不均一にするため、感光体の帯電ムラを引き起こし、濃度ムラや画像全面に及ぶ白点や色点といった画質欠陥の原因となる。さらに、帯電ロールと感光体とのニップ部において、該ニップ部に進入した異物は、帯電ロールにより感光体に押し付けられるために、感光体表面のキズの発生や、感光体への異物の埋没によるフィルミング発生の原因となる。
(a)表面の十点平均粗さ(Rz)のロール内差が3μm以下。
(b)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2以下。
(c)表面の十点平均粗さ(Rz)が5μm以下。
(d)表面のダイナミック超微小硬度が0.04以上0.5以下。
また、本発明の導電性ロール(帯電ロール)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2よりも大きいと、異物とロール表面との接触面積が不均一になるために異物とロール表面との付着量が不均一になり、抵抗ムラを低減することができないことがある。ダイナミック超微小硬度のロール内差は、0.15以下が好ましく、0.1以下がさらに好ましい。
なお、本発明においてロール内差とは、導電性ロールの軸方向の中心及び導電性ロールの端部から軸方向中心へ15mmの箇所において導電性ロールの周方向に均等に3箇所(合計9箇所)で十点平均粗さ(Rz)又はダイナミック超微小硬度を測定して得られた結果の最大値と最小値との差をいう。図1に、導電性ロール2の十点平均粗さ(Rz)又はダイナミック超微小硬度の測定箇所Aの具体例を示す。
帯電ロール表面のダイナミック超微小硬度が0.5より大きいと、異物により帯電ロールの表面層が破壊され、該異物の付着が増大したり、または反対に異物が破壊され、該異物の付着が増大し、粗大な異物の付着による局所的な帯電不良を生じ粗大白点や色点といった画像欠陥が発生しやすくなったり、感光体表面への異物のフィルミングが多発したりすることがある。
帯電ロールと異物は、初期的には静電的に付着していると考えられる。そこで静電的な異物不均一付着の低減が、濃度ムラ等の画像欠陥および感光体フィルミング防止となる。静電的付着量は、帯電ロールと異物との接触面積が増大するに従い多くなっていくので、接触面積の不均一が、静電的付着量の不均一となる。図2に、異物が付着した帯電ロールが感光体に接触したときの模式断面図を示す。図2が示すように帯電ロール2表面の粗さが不均一であると、帯電ロール2と感光体1とが接触する箇所において粗さの大きい部分で異物10と帯電ロール2との接触面積が増大し、異物10の付着量が増え、粗さが小さいと接触面積は減少するので帯電ロール2への異物10の付着が少なくなり、帯電ロール2表面の異物10の付着が不均一になる。
同様に、帯電ロール2表面付近の硬度により、帯電ロール2と異物10との接触面積は変化するため、帯電ロール2表面付近の硬度が不均一であると、帯電ロール2への異物10の付着は不均一となる。
なお、上記ダイナミック超微小硬度の測定は、ダイナミック超微小硬度計DUH−W201S((株)島津製作所社製)により行った。ダイナミック超微小硬度は、軟質材料測定により、三角錐圧子(頂角:115°、α:3.8584)を、帯電ロールに押込み速度0.14mN/s、試験荷重1.0mNで進入させた時の押込み深さDを測定することにより求めた。
前記原理を満足する本発明の帯電ロールの提供は、ダイナミック超微小硬度の制御により可能となった。
チオ酸塩としては、ジチオカルバミン酸塩が好ましく、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジnブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムがある。なかでもジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛がより好ましい。
これら酸化亜鉛、脂肪酸塩やチオ酸塩の添加量は、0.5〜10質量部が好ましく、2〜8質量部がより好ましい。
上記転写ロールは、感光体表面に形成されたトナー画像を、紙等に転写する転写部材として用いられるものであるが、転写ロールも前記帯電ロール同様、残留トナーが付着した感光体や紙などに接触するため、異物が付着しやすい。したがって、転写ロールとして本発明の導電性ロールを用いることによって、表面への異物付着による転写不良や被帯電体へのトナーフィルミングを防止することができる。
上記クリーニングロールは、転写後の感光体表面に付着した残留トナーや中間転写体表面に付着した残留トナーをクリーニングするクリーニング部材として用いられるものであるが、クリーニングロールにトナーが付着しやすいと、クリーニングされたトナーがロール表面に溜まり続け、結局クリーニング不良や被帯電体へのトナーフィルミングの原因となる。したがって、クリーニングロールとして本発明の導電性ロールを用いれば、上記問題に対処することができる。
また、近年主流となりつつある球状・小径トナーを用いた電子写真装置や、電圧印加方式が直流である直流帯電方式や、クリーニング部材としてブレードでなくブラシやロールを用いた電子写真装置においては、本発明の導電性ロールを帯電ロールとして用いたときの効果は大きい。
本発明の導電性ロールの製造方法は、導電性弾性層を少なくとも有する導電性支持体を導電性表面層用塗布液中に浸漬させた後、塗布速度V=V0+at(V0:初速度、a:加速度(ただしa<0)、t:時間))で引き上げて前記導電性弾性層表面に前記導電性表面層用塗布液を塗布する浸漬塗布工程を少なくとも有するものである。ここで、初速度V0とは、導電性支持体上に導電性弾性層を少なくとも有する導電性ロールを引き上げ始めるときの速度、即ち該導電性弾性層が導電性表面層用塗布液の液面から上がり始める瞬間の速度をいう。
樹脂溶液で表面層を塗布する場合、スプレー塗布、ロールコーター、浸漬塗布等が一般に用いられる。スプレー塗布は簡単な制御で膜厚均一性を得やすいものの、表面平滑性が劣り、ロールコータはコーターの移動に起因する離液線が発生するため、離液線部の膜厚が厚くなるなどの不具合がある。浸漬塗布による方法は、表面平滑性に優れるものの、重力により塗布液が流下するため、上端部が薄くなるのが一般的であった。本発明者らは鋭意検討したところ、塗布速度における加速度aが下記式(I)を満たすことにより均一な塗膜の形成にもっとも効果的であることを見出した。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に接触して前記像担持体表面を帯電させる帯電手段とを少なくとも備え、前記帯電手段が上述した本発明の導電性ロールを有するものである。本発明の画像形成装置に係る帯電手段が上述した本発明の導電性ロールを有するため、画像欠陥及び像担持体(感光体)表面への異物のフィルミングを防止することができる。
以下、本発明の画像形成装置の一例を、図面を参照しながら説明する。図4は、本発明の画像形成装置の一例を示す構成図である。図4の画像形成装置20は、像担持体1と、像担持体1を帯電させる帯電手段である本発明の導電性ロール2と、接導電性ロール2に電圧を印加するための電源9と、導電性ロール2により帯電された像担持体1を露光して潜像を形成する潜像形成手段である露光装置6と、露光装置6により形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段である現像装置3と、現像装置3により形成されたトナー像を被転写体Aに転写する転写手段である転写装置4と、転写後の像担持体1表面の残留トナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング装置5と、像担持体1表面の残存電位を除去する除電装置7と、被転写体Aに転写されたトナー像を熱および/または圧力等により定着する定着装置8と、を備える。
現像方式は、既知の方式を用いて行うことができるが、二成分現像剤による現像方式としては、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
転写装置4として転写ロールを用いる場合、該転写ロールとして本発明の導電性ロールを用いることもできる。転写ロールとして本発明の導電性ロールを用いることにより、転写ロール表面への異物付着による転写不良や被帯電体へのトナーフィルミングを防止することができる。
クリーニング手段としてクリーニングロール用いる場合、該クリーニングロールとして本発明の導電性ロールを用いることもできる。クリーニングロールとして本発明の導電性ロールを用いることにより、トナーのクリーニングロールへの付着をふせぐことができるためにクリーニング不良や被帯電体へのトナーフィルミングを防止することができる。
<実施例1A>
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
下記混合物をオープンロールで混練りし、SUS416からなる直径8mmの導電性支持体表面に、厚さ3mmとなるように円筒状に被覆し、内径14.0mmの円筒型の金型に入れ、170℃で30分間加硫させ、金型から取り出したものを被研磨物とし、この被研磨物の回転数200rpm、砥石回転数2300rpmで研磨し円筒状の導電性弾性層Aを有するロールを得た。このロールの塗布長さLは320mmであった。
・ゴム材 100質量部
((エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム)Gechron3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製)25質量部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製) 8質量部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム) 1質量部
・加硫剤(硫黄)200メッシュ:鶴見化学工業社製 1質量部
・加硫促進剤(ノクセラーDM:大内新興化学工業社製) 2.0質量部
・加硫促進剤(ノクセラーTT:大内新興化学工業社製) 0.5質量部
・酸化亜鉛(酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 5質量部
下記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Aを、メタノール510質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Aを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから0.5秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ6μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール1Aを得た。
・高分子材料 100質量部
(共重合ナイロン)アラミンCM8000:東レ社製
・導電剤 14質量部
(カーボンブラック)MONARCH1000:キャボット社製
・溶剤(メタノール) 500質量部
・溶剤(ブタノール) 240質量部
−ダイナミック微小硬度の測定−
導電性ロール1Aの図1に示す箇所について前記の方法によりダイナミック微小硬度を測定してその平均値を導電性ロール1Aのダイナミック微小硬度とした。また、測定値の(最大値)−(最小値)をダイナミック微小硬度のロール内差とした。得られた値を表1にそれぞれ「硬度」及び「硬度差」として記した。
−十点平均粗さ(Rz)の測定−
導電性ロール1Aの図1に示す箇所について前記の方法により十点平均粗さ(Rz)を測定してその平均値を導電性ロール1Aの十点平均粗さ(Rz)とした。また、測定値の(最大値)−(最小値)を十点平均粗さ(Rz)のロール内差とした。得られた値を表1にそれぞれ「Rz」及び「Rz差」として記した。
−膜厚の測定−
導電性ロール1Aの図1に示す箇所について導電性ロール断面の顕微鏡像より測定してその平均値を膜厚とした。また、測定値の(最大値)−(最小値)を膜厚差とした。得られた値を表1にそれぞれ「膜厚」及び「膜厚差」として記した。
導電性ロール1Aを帯電ロールとしてカラー複写機DocuCentre Color400CP:富士ゼロックス社製に装着し、A4用紙50,000枚印字テスト(10℃、15%RH環境下で25,000枚印刷後、28℃、85%RH環境下で25,000枚印字)を行った。なお、途中で大きな問題が発生した場合には、その時点で印字を中止した。
画質評価は、50,000枚走行後の画像について、ハーフトーン画像中での色点、白点、濃度ムラの有無により以下の基準で目視判定した。
A:色点、白点、濃度ムラ等のディフェクト無し。
B:10個以内の黒点、白点発生。
C:10個以内の黒点、白点と極軽微な濃度ムラ発生。
D:全面に黒点、白点と濃度ムラ発生。
E:全面に黒点、白点と全面にカブリ発生。
A:ほとんど異物付着なし
B:点状の軽微な異物付着。
C:部分的に軽微な異物付着(ロール上、白部と黒部がうっすら見える)。
D:部分的な異物の固着。ロール上、白部と黒部がはっきり見える)
E:全面異物の固着(真っ白になる)。
結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと同様にして導電性弾性層Aを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例1Aと同様にして作製した分散液Aを、メタノール1200質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Aを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから5秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ2μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール2Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール2Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと同様にして導電性弾性層Aを成型した。
−導電性表面層の形成−
下記混合物をビーズミルにて分散し、得られた分散液Bを、MEK160質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Aを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから10秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚さ7μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール3Aを得た。
・高分子材料 100質量部
(飽和共重合ポリエステル樹脂溶液)バイロン30SS:東洋紡績社製
・硬化剤 26.3質量部
(アミノ樹脂溶液)スーパーベッカミンG−821−60:大日本インキ化学工業社製)
・導電剤 14質量部
(カーボンブラック)MONARCH1000:キャボット社製
(導電性ロールの評価)
導電性ロール3Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと同様にして導電性弾性層Aを成型した。
−導電性表面層の形成−
下記混合物をビーズミルにて分散し、得られた分散液Cを、MEK125質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Aを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.1mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚さ10μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール4Aを得た。
・高分子材料 100質量部
(飽和共重合ポリエステル樹脂溶液)バイロン30SS:東洋紡績社製
・硬化剤 26.3質量部
(アミノ樹脂溶液)スーパーベッカミンG−821−60:大日本インキ化学工業社製)
・導電剤 30質量部
(アンチモンドープ酸化スズ)SN−100P:石原産業社製
(導電性ロールの評価)
導電性ロール4Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと同様にして導電性弾性層Aを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例1Aと同様にして作製した分散液Aを、メタノール40質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Aを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を5mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.7mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ16μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール5Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール5Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
砥石の回転数を2000rpmに変更して研磨した以外は実施例1Aと同様にして、円筒状の導電性弾性層Bを得た。
−導電性表面層の形成−
実施例3Aと同様にして作製した分散液Bを、MEK160質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Bを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚さ7μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール6Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール6Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例6Aと同様にして導電性弾性層Bを成型した。
−導電性表面層の形成−
下記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Dを、メタノール235質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Bを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を5mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.7mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ10μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール7Aを得た。
・高分子材料 100質量部
(共重合ナイロン)アラミンCM8000:東レ社製
・導電剤 30質量部
(アンチモンドープ酸化スズ)SN−100P:石原産業社製
・溶剤(メタノール) 500質量部
・溶剤(ブタノール) 240質量部
(導電性ロールの評価)
導電性ロール7Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例6Aと同様にして導電性弾性層Bを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例7Aと同様にして作製した分散液Dを、メタノール45質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Bを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を5mm/s2にして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.7mm/sになるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ15μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール8Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール8Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと実施例6Aの砥石の回転数を1500rpmに変更して研磨した以外は同様にして、円筒状の導電性弾性層Cを得た。
−導電性表面層の形成−
実施例4Aと同様にして作製した分散液Cを、MEK75質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Cを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.2mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚さ15μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール9Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール9Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例9Aと同様にして導電性弾性層Cを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例3Aと同様にして作製した分散液Bを、MEK125質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Cを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚さ10μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール10Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール10Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例9Aと同様にして導電性弾性層Cを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例1Aと同様にして作製した分散液Aを、メタノール40質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Cを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を5mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.7mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ16μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール11Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール11Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例9Aと同様にして導電性弾性層Cを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例7Aと同様にして作製した分散液Dを、メタノール45質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Cを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから5秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を5mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.7mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ15μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール12Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール12Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表1にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例6Aと同様にして導電性弾性層Bを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例7Aと同様にして作製した分散液Dを導電性表面層用塗布液とした。導電性弾性層Bを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.9mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ20μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール13Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール13Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表2にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Aと実施例6Aと実施例9Aの砥石の回転数を1000rpmに変更して研磨した以外は同様にして、円筒状の導電性弾性層Dを得た。
−導電性表面層の形成−
実施例1Aと同様にして作製した分散液Aを、メタノール510質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Dを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから0.5秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ6μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール14Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール14Aについて、実施例1A同様にして評価した。結果を表2にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
比較例2Aと同様にして導電性弾性層Dを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例1Aと同様にして作製した分散液Aを、メタノール40質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Dを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから5秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.9mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ16μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール15Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール15Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表2にまとめて示した。
(導電性ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
比較例2Aと同様にして導電性弾性層Dを成型した。
−導電性表面層の形成−
実施例7Aと同様にして作製した分散液Dを、メタノール45質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。導電性弾性層Dを有するロールの塗布面が導電性表面層用塗布液に完全に浸漬されてから2秒後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.9mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ17μmの導電性表面層を形成し、導電性ロール16Aを得た。
(導電性ロールの評価)
導電性ロール16Aについて、実施例1A同様にして評価行った。結果を表2にまとめて示した。
Rz差が3.0μm以下、硬度差が0.2以下であれば、導電性ロール表面への異物付着が少なく、長期的に安定した良好な画質を得ることができる。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
下記混合物をオープンロールで混練りし、SUS303からなる直径8mmの導電性支持体表面にプレス成形機を用いて直径15mm×長さ320mmのロールを形成し、その後、被研磨物であるロールの回転数200rpm、砥石回転数1000rpmでロール表面を研磨し、直径14mmの弾性ロールAを得た。この弾性ロールAの塗布長さLは320mmであった。
・ゴム材 100質量部
(エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム Gechron3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製) 12質量部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製) 5質量部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム) 1質量部
・加硫剤(硫黄 200メッシュ:鶴見化学工業社製) 1質量部
・加硫促進剤(ノクセラーDM:大内新興化学工業社製) 2.0質量部
・加硫促進剤(ノクセラーTT:大内新興化学工業社製) 0.5質量部
・ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛(ノクセラーPZ:正同化学工業社製) 5質量部
・ステアリン酸 1.5質量部
下記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Aを、MEK155質量部で希釈して導電性表面層用塗布液を得た。前記弾性ロールAの塗布面が完全に浸漬されてから2秒間後、塗布速度V=V0+atにおいてV1を2mm/sにして、(V1 2−V0 2)/(2L)が−0.1mm/s2になるようV0を速度設定し、浸漬塗布した。その後、180℃で30分間加熱乾燥し、導電性表面層を形成し、帯電ロール1Bを得た。
・高分子材料 100質量部
(飽和共重合ポリエステル樹脂溶液 バイロン30SS:東洋紡績社製)
・硬化剤 ・26.3質量部
(アミノ樹脂溶液 スーパーベッカミンG−821−60:大日本インキ化学工業社製)
・導電剤(カーボンブラック MONARCH1000:キャボット社製) 10質量部
帯電ロール1Bにおいて、実施例1Aと同様にして評価した。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.2mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール2Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール2Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.3mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール3Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール3Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.4mm/s2に、塗布面が完全に浸漬されてからの時間を0.5秒にする以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール4Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール4Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
塗布面が完全に浸漬されてからの時間を5秒にする以外は実施例4Bと同様にして帯電ロール5Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール5Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
V1を5mm/s、塗布面が完全に浸漬されてからの時間を2秒間にする以外は実施例4Bと同様にして帯電ロール6Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール6Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.5mm/s2に、V1を10mm/sにする以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール7Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール7Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.6mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール8を得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール8Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.7mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール9Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール9Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表3にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
V1を8mm/s、(V1 2−V0 2)/(2L)を0mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール10Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール10Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表4にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
V1を15mm/sにする以外は実施例6Bと同様にして帯電ロール11Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール11Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表4にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
塗布面が完全に浸漬されてからの時間を15秒にする以外は実施例4Bと同様にして帯電ロール12Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール12Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表4にまとめて示した。
(帯電ロールの作製)
−導電性弾性層の形成−
実施例1Bと同様にして弾性ロールAを得た。
−導電性表面層の形成−
(V1 2−V0 2)/(2L)を−0.9mm/s2に調整する以外は実施例1Bと同様にして帯電ロール13Bを得た。
(帯電ロールの評価)
帯電ロール13Bについて、実施例1Aと同様にして評価を行った。結果を表4にまとめて示した。
塗布速度V=V0+at(ただしa<0)で引き上げて表面層を塗布する浸漬塗布工程を有しており、a(ここでa=(V1 2−V0 2)/(2L))が−0.1〜−0.7、V1が10mm/s以下であれば、0.5s以上の浸漬時間で、膜厚差の少ない均一な表面層を得ることができ、十点平均粗さ(Rz)の差が小さく、硬度差も小さい、製造コストに優れた導電性ロールの製造が可能となり、その結果、導電性ロール表面への異物付着が少なく、長期的に安定した良好な画質を得ることができる。
2 導電性ロール
3 現像装置
4 転写装置
5 クリーニング装置
6 露光装置
7 除電装置
8 定着装置
9 電源
Claims (11)
- 導電性支持体上に導電性弾性層と導電性表面層とを少なくとも有し、下記(a)及び(b)を満たす導電性ロール。
(a)表面の十点平均粗さ(Rz)のロール内差が3μm以下。
(b)表面のダイナミック超微小硬度のロール内差が0.2以下。 - 下記(c)及び(d)をさらに満たす請求項1に記載の導電性ロール。
(c)表面の十点平均粗さ(Rz)が5μm以下。
(d)表面のダイナミック超微小硬度が0.04以上0.5以下。 - 前記導電性表面層の膜厚が2μm以上15μm以下である請求項1又は2に記載の導電性ロール。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電性ロールの製造方法であって、
導電性弾性層を少なくとも有する導電性支持体を導電性表面層用塗布液中に浸漬させた後、塗布速度V=V0+at(V0:初速度、a:加速度(ただしa<0)、t:時間))で引き上げて前記導電性弾性層表面に前記導電性表面層用塗布液を塗布する浸漬塗布工程を少なくとも有する導電性ロールの製造方法。 - 前記加速度aが、下記式(I)を満たす請求項4に記載の導電性ロールの製造方法。
a=(V1 2−V0 2)/(2L) 式(I)
(式(I)において、V1は終速度を表し、Lは塗布長さを表し、V1 2<V0 2且つV1<10mm/sである。) - 前記加速度aが−0.7mm/s2以上−0.1mm/s2以下である請求項4又は5に記載の導電性ロールの製造方法。
- 前記導電性支持体を前記導電性表面層用塗布液中に浸漬させてから0.5秒以上経過した後に引き上げ始める請求項4乃至6のいずれか1項に記載の導電性ロールの製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電性ロールを用いた帯電ロール。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電性ロールを用いた転写ロール。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電性ロールを用いたクリーニングロール。
- 像担持体と、前記像担持体に接触して前記像担持体表面を帯電させる帯電手段とを少なくとも備えた画像形成装置であって、
前記帯電手段が請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電性ロールを有する画像形成装置。
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