JP2013054105A5

JP2013054105A5 -

Info

Publication number: JP2013054105A5
Application number: JP2011190688A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2031-09-01

Description

本発明者らは、弾性層と該弾性層を被覆してなる表面層とが共にカーボンブラックを分散させることで導電化されてなる積層構造を有する、ローラ形状の電子写真用導電性部材（以降、「導電性ローラ」ともいう）について検討した。特に当該導電性ローラを、接触帯電用の帯電ローラとして用いたときに生じた経時的な電気抵抗値の上昇について検討した。
経時的な電気抵抗値の上昇は、導電性弾性層にシリコーンゴムを用い、かつ導電性表面層にウレタン樹脂を用いた場合に、特に顕著であった。
その結果、上記課題の原因の一つが、当該導電性ローラが当接する静電潜像担持体や現像ブレードなどから受ける、回転の摺擦に伴うせん断ストレスであるとの知見を得た。

本発明者らは上記のような、せん断ストレスによる界面の導電パスの分断を防ぐために、次の３者の関係に着目し、検討を進めた。
１）導電性弾性層であるシリコーンゴムに含まれるカーボンブラック
２）導電性表面層であるウレタン樹脂の構造
３）導電性表面層であるウレタン樹脂に含まれるカーボンブラック
本発明者らは、シリコーンゴムに塩基性のカーボンブラックを含ませ、かつカルボキシル基を分子内に有するウレタン樹脂に酸性のカーボンブラックを含ませた場合のみ、強固な界面の導電パスが形成されることを見出した。本発明者らは、この組み合わせにおいて、以下のような現象が起こっていると考えている。

[導電性弾性層]
導電性弾性層３は、像担持体とのニップ幅を安定的に確保し、画像の均一性や長時間安定な画像を出力し続けるために、弾性に富むものが好ましく、本発明ではシリコーンゴムより構成する。また、導電性弾性層３は、導電性付与剤を配合し、適切な抵抗領域に調整される。通常、導電性弾性層３の抵抗値は通常１０^３Ω以上１０^１０Ω以下の範囲で調整される。
本発明においては、導電性付与剤として塩基性のカーボンブラックを用いることが必須になる。特にｐＨ値が９．０以上１０．０以下であれば、後述する導電性表面層４に存在するカルボキシル基を分子内に有するウレタン樹脂との相互作用が大きくなるので好ましい。また、塩基性のカーボンブラックであれば、導電性カーボン、ゴム用カーボン、カラー（インク）用カーボンでも特に種類は限定しない。導電性弾性層に含有する塩基性のカーボンブラックの量としては、通常、基材１００質量部に対して、３．０質量部以上２０質量部以下の範囲で用いられる。
なお、本発明におけるカーボンブラックのｐＨとは、カーボンブラック表面の官能基の数により決まるもので、酸性、塩基性を知る指標となるものである。一般的に、カーボンブラックの表面には、フェノール性水酸基、カルボキシル基、キノン型酸素などの含酸素官能基が存在する。これらの表面官能基の数はカーボンブラックの種類により異なることが知られている。
カーボンブラックのｐＨの測定は、以下の手順で行うことができる。
（１）カーボンブラック５ｇとｐＨ７の蒸留水５０ｍｌを容器に採取し混合する。
（２）これを１５分間煮沸し、その後常温まで３０分で冷却する。
（３）この上澄み液中にｐＨメータ「ＨＭ３０Ｒ」（東亜ディーケーケー社製）の電極を浸し、ｐＨを測定する。

導電性表面層４は、導電性付与剤を配合し、適切な抵抗領域に調整することが好ましい。導電性表面層４の体積抵抗率は、１０^３Ω以上１０^１０Ω以下の範囲で通常調整される。本発明では、導電性表面層４の導電性付与剤として酸性のカーボンブラックを用いることが必須になる。特にｐＨ値を２．０以上５．０以下に調整することで、導電性表面層４のカルボキシル基が導電性弾性層３に含まれる塩基性のカーボンブラックとの相互作用を大きくできるので好適である。また、酸性のカーボンブラックであれば、導電性カーボンブラック、ゴム用カーボンブラック、カラー（インク）用カーボンでも特に種類は限定しない。導電性表面層に含有する酸性のカーボンブラックの量としては基材１００質量部に対して、通常、１．０質量部以上５０質量部以下の範囲で用いられる。

中間転写ベルト２７上のトナー像は、中間転写ベルト２７の回転に伴って、２次転写部材２９と対向する位置に搬送される。中間転写ベルト２７と２次転写部材２９との間には所定のタイミングで記録用紙の搬送ルート３２に沿って記録用紙が搬送されてきている。２次転写部材２９に２次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７上のトナー像を転写材（記録用紙）に転写する。このとき、２次転写部材２９に印加されるバイアス電圧は、＋１０００Ｖ以上＋４０００Ｖ以下である。２次転写部材２９によってトナー像が転写された記録用紙は、定着装置３１に搬送され、記録用紙上のトナー像を溶融させて記録用紙上に定着させた後、記録用紙を電子写真画像形成装置の外に排出することで、プリント動作が終了する。
なお、像担持体２１から中間転写ベルト２７に転写されることなく像担持体２１上に残存したトナー像は像担持体２１表面をクリーニングするためのクリーニング部材３０により掻き取られ、像担持体２１の表面はクリーニングされる。