JP2015152829A - 帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1に係る発明は、
導電性支持体と、該導電性支持体の外周面上に設けられた導電性弾性層と、該導電性弾性層の外周面上に設けられ、表面自由エネルギーが50mN/m以上90mN/m以下である導電性表面層と、を有するロール状の帯電部材、及び、
支持体と、該支持体の外周面上に設けられ、発泡セル数が25mm当たり40個以上75個以下である発泡弾性層と、を有し、前記帯電部材における前記導電性表面層に接触して回転するロール状の清掃部材、を備える帯電装置である。
前記帯電部材における前記導電性表面層が、多孔質樹脂粒子とシリコーンオイルとを含む請求項1に記載の帯電装置である。
前記シリコーンオイルが、ポリエーテル変性シリコーンオイル、及びポリエステル変性シリコーンオイルからなる群から選択される少なくとも一種である請求項2に記載の帯電装置である。
前記清掃部材における発泡弾性層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーン化合物を含有する請求項2又は請求項3に記載の帯電装置である。
前記帯電部材における導電性表面層の表面粗さRzが、2.0μm以上10.0μm以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の帯電装置である。
前記清掃部材における発泡弾性層がウレタン発泡層である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の帯電装置である。
像保持体と、
帯電部材及び清掃部材を含み、該帯電部材を前記像保持体に接触させて当該像保持体を帯電する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の帯電装置と、
を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
前記像保持体の表面に存在する層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーンオイルを含有する請求項7に記載のプロセスカートリッジである。
像保持体と、
帯電部材及び清掃部材を含み、該帯電部材を前記像保持体に接触させて当該像保持体を帯電する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に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装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置である。
前記像保持体の表面に存在する層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーンオイルを含有する請求項9に記載の画像形成装置である。
請求項2に記載の発明によれば、帯電部材における導電性表面層が、多孔質樹脂粒子とシリコーンオイルとを併用しない場合に比べ、スジ状の画像欠陥を抑制しうる帯電装置が提供される。
請求項3に記載の発明によれば、帯電部材における導電性表面層がポリエーテル変性シリコーンオイル及びポリエステル変性シリコーンオイル以外のシリコーンオイルを含む場合に比べ、スジ状の画像欠陥を抑制しうる帯電装置が提供される。
請求項4に係る発明によれば、清掃部材における発泡弾性層が、帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと異なる変性部位を有するシリコーン化合物である場合、保管後の帯電部材に起因する画像欠陥の発生が抑制される帯電装置が提供される。
請求項5に係る発明によれば、導電性表面層の表面粗さが上記範囲を外れた帯電部材を用いる場合に比べ、スジ状の画像欠陥を抑制しうる帯電装置が提供される。
請求項6に係る発明によれば、清掃部材における発泡弾性層がメラミン発泡層である場合に比べ、スジ状の画像欠陥を抑制しうる帯電装置が提供される。
請求項8、又は10に係る発明によれば、像保持体の表面に存在する層が、帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと異なる変性部位を有するシリコーンオイルである場合に比べ、保管後の像保持体に起因する画像欠陥の発生が抑制されるプロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る帯電装置は、ロール状の帯電部材と、かかるロール状の帯電部材における導電性表面層に接触して回転するロール状の清掃部材と、を備える。
ここで、帯電部材は、導電性支持体と、該導電性支持体の外周面上に設けられた導電性弾性層と、該導電性弾性層の外周面上に設けられ、表面自由エネルギーが50mN/m以上90mN/m以下である導電性表面層と、を有する構成である。
また、清掃装置は、支持体と、該支持体の外周面上に設けられ、発泡セル数が25mm当たり40個以上75個以下である発泡弾性層と、を有する構成である。
このような構成とすることで、その理由は明確ではないが、帯電部材の導電性表面層と清掃部材の発泡弾性層との従動摺擦により、帯電部材の導電性表面層上に存在するトナーや外添剤などの異物を効率的に除去され、かかる導電性表面層の異物による汚染が改善される。その結果として、帯電部材の表面の異物に起因するスジ状の画像欠陥を抑制しうるものである。
ここで、図1は、本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
帯電装置12を構成する各部材について、以下に詳細に説明する。
以下、帯電部材121について、図2及び図3を参照して説明する。
ここで、図2は、本実施形態における帯電部材を示す概略斜視図である。図3は、本実施形態における帯電部材の概略断面図である。なお、図3は、図2のA−A断面図である。
支持体は、帯電部材の電極及び支持部材として機能するものであり、例えば、その材質としては、鉄(快削鋼等)、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属又は合金;クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄;等が挙げられる。導電性支持体としては、外周面にメッキ処理を施した部材(例えば樹脂、セラミック部材)、導電剤が分散された部材(例えば樹脂、セラミック部材)等も挙げられる。支持体は、中空状の部材(筒状部材)であってもよし、非中空状の部材であってもよい。
接着層の材質としては、支持体と弾性層とを接着し、導電性を有する組成物である公知の接着剤が挙げられる。この接着剤としては、例えば、電子導電剤を含有する樹脂組成物、導電性樹脂を含む樹脂組成物が挙げられる。
弾性層は、弾性材料と、導電剤と、を含む。弾性層は、必要に応じて、その他の添加剤を含んでもよい。なお、弾性層は、抵抗調整層を兼ねていることがよい。
これらの弾性材料の中でも、シリコ−ンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、これらを混合したゴムが好ましい。
ゴム材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
電子導電性物質としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、熱分解カーボン、グラファイト、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ZnO−Al2O3、SnO2−Sb2O3、In2O3−SnO2、ZnO−TiO2、MgO−Al2O3、FeO−TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等の公知の金属酸化物が挙げられる。
イオン導電性物質としては、例えば、四級アンモニウム塩、アルカリ金属の過塩素酸塩、アルカリ土類金属の過塩素酸塩等の公知の塩が挙げられる。
具体的には、電子導電性物質の場合、導電剤の含有量は、弾性材料100質量部に対して、1質量部以上90質量部以下であることが好ましい。
一方、イオン導電性物質の場合、導電剤の含有量は、弾性材料100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
即ち、弾性層からシート状の測定試料を採取し、その測定試料に対し、JIS K 6911(1995)に従って、測定治具(R12702A/Bレジスティビティ・チェンバ:アドバンテスト社製)と高抵抗測定器(R8340Aデジタル高抵抗/微小電流計:アドバンテスト社製)とを用い、電場(印加電圧/組成物シート厚)が1000V/cmになるよう調節した電圧を30秒印加した後、その流れる電流値より、下記式を用いて算出する。
体積抵抗率(Ωcm)=(19.63×印加電圧(V))/(電流値(A)×測定試料厚(cm))
即ち、弾性層(帯電部材)の軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所を片刃ナイフで切り取り、切り取った試料の断面を5から50倍の厚みに応じて適切な倍率で観察して、膜厚を測定して、その平均値とする。測定装置は、キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX−200を用いる。
表面層は、表面自由エネルギーが50mN/m以上90mN/m以下である層であり、好ましくは55mN/m以上90mN/m以下である。
表面層の表面自由エネルギーが50mN/m以上であり、且つ、90mN/m以下であると、繰り返し画像を形成しても粒状性に優れた画像を得られるほか、トナーによるフィルミング防止の点で有利である。
即ち、常温常湿(22℃、55%RH)環境下で、表面自由エネルギーの双極子成分、分散成分及び水素結合成分が既知である試薬として純水、ヨウ化メチレン、α−ブロモナフタレン、エチレングリコールを使用し、接触角計CA−X(商品名;協和界面株式会社製)を用いて、表面層の表面に対する接触角を測定し、測定結果に基づき表面自由エネルギー解析ソフトEG−11(商品名;協和界面株式会社製)を用いて、Fowkesの式に基づく表面自由エネルギーを算出する。但し、試薬の滴下量は2.5μLとし、接触角測定までの時間は試薬を滴下してから60秒後とする。
中でも、表面層は、上記の表面自由エネルギーを達成し易い等の点から、樹脂と、多孔質樹脂粒子と、シリコーンオイル(以下「ポリシロキサン」と称する場合もある)と、を含むことが好ましい。
各成分を含む塗布液の塗膜の加熱を経て、表面層32を形成するとき、加熱により塗膜内部で渦流が生じ、その結果、セル構造が現れるベナードセルと呼ばれる現象が生じる。このベナードセル現象が生じると、セル構造の境界部に多孔質樹脂粒子が偏在し、表面層の抵抗均一性が低下する。その結果、像保持体に対する均一帯電性も低下し、画像の粒状性が悪化する。特に、高いプロセス速度で画像を形成する場合、又は解像度が高い高画質の画像を形成するときに、画像の粒状性の悪化が顕著に現れる。
このため、上記の量で多孔質樹脂粒子及びシリコーンオイルを表面層32に配合することにより、表面層32を形成するときに生じるベナードセル現象の発生が抑制される。また、その結果として、表面層32中の多孔質樹脂粒子の分散性が高まり、抵抗均一性の悪化が抑制され、粒状性に優れた画像が得られるようになる。
ここで、共重合ナイロンは、610ナイロン、11ナイロン、12ナイロン、の内のいずれか1種又は複数種を重合単位として含む共重合体である。なお、共重合ナイロンには、6ナイロン、66ナイロン等の他の重合単位を含んでいてもよい。
具体的には、表面層から測定試料を採取する。採取した測定試料の質量を測定し、これを溶剤抽出前の質量とする。次に、測定試料を、表面層形成用の塗布液を調製するのに用いる溶剤中に24時間浸漬した後、溶剤をろ過し、残留した残留物をろ過し、重量を測定する。この重量を抽出後の質量とする。そして、下記式に従って、ゲル分率を算出する。
・式:ゲル分率=100×(溶剤抽出後の質量)/(溶剤抽出前の質量)
多孔質樹脂粒子の個数平均粒径は、次の方法により測定された値である。まず、多孔質樹脂粒子をSEM試料台に貼りつけた導電性両面テープ上に保持し、これをサンプルとする。このサンプルをSEM(透過型電子顕微鏡)により観察する。例えば、多孔質樹脂粒子サンプルをFE−SEM(日本電子製 JSM−6700F)、加速電圧5kVの条件下二次電子像を観察する。そして、多孔質樹脂粒子50個の各々の投影面積に等しい円の直径を粒子径として、その平均値を個数平均粒径とする。
多孔質樹脂粒子の含有量を3質量%以上とすると、目的とする表面層の表面自由エネルギーが実現され易くなり、粒状性の向上と共に、表面層へのトナーの外添剤の被覆(フィルミング)が抑制され難くなる。一方、多孔質樹脂粒子の含有量を25質量部以下とすると、表面層の抵抗均一性の低下が抑えられ、粒状性が向上する。
シリコーンオイルの含有量を0.1質量部以上とすると、目的とする表面層の表面自由エネルギーが実現され易くなり、また、表面層を形成するときに生じるベナードセル現象の発生が抑制され、粒状性に優れた画像が得られる。一方、シリコーンオイルの含有量を10質量部以下とすることで、表面層からシリコーンオイルが染み出す現象(ブリード)の発生が抑制され易くなり、帯電部材の保管特性が向上する。
その他の添加剤としては、例えば、導電剤、多孔質粒子以外の充填剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常、帯電部材の表面層に添加され得る周知の添加剤が挙げられる。
即ち、表面層をアルミやステンレス等の金属の平板又は体積抵抗が10Ωcm以下のシート状のゴム材等に塗布し、測定試料を得る。その測定試料に対し、JIS K 6911(1995)に従って、測定治具(R12702A/Bレジスティビティ・チェンバ:アドバンテスト社製)と高抵抗測定器(R8340Aデジタル高抵抗/微小電流計:アドバンテスト社製)とを用い、電場(印加電圧/組成物シート厚)が1000V/cmになるよう調節した電圧を30秒印加した後、その流れる電流値より、下記式を用いて算出する。
体積抵抗率(Ωcm)=(19.63×印加電圧(V))/(電流値(A)×測定試料膜厚(cm))
式: 体積抵抗率(Ωcm)=(19.63×印加電圧(V))/(電流値(A)×測定試料の厚み(cm))
即ち、表面層の表面粗さRzは、JIS B 0601(1994)に従って、表面層(帯電部材)の軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所について測定し、その平均値とする。測定装置としては、東京精密株式会社製、サーフコム1400を用いる。測定条件は、カットオフ:0.8mm、測定長:2.4mm、トラバーススピード:0.3mm/secとする。
式:DH=α×P/D2
なお、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、帯電部材の表面層に押込み速度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られる。
即ち、表面層(帯電部材)の軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所を片刃ナイフで切り取り、切り取った試料の断面を倍率1000倍で観察して膜厚を測定し、その平均値とする。測定装置は、キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX−200を用いる。
塗布液の塗布方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法、フロー塗布法、リング塗布法、ダイ塗布法、インクジェット塗布法等が挙げられる。
塗布液に用いる溶剤としては、特に限定されず一般的なものが使用され、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;テトラヒドロフラン;ジエチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル類などの溶媒を使用してもよい。また、これらの他、種々の溶媒を使用してもよいが、浸漬塗布法を適用するためには、アルコール溶剤若しくはケトン溶剤、又はそれらの混合溶剤が挙げられる。
次いで、清掃部材(クリーニング部材)122について、図1を参照して説明する。
清掃部材122は、図1に示すように、例えば、導電性支持体122A(以下「支持体122A」と称する)と、導電性支持体122Aの外周面上に設けられ、発泡セル数が25mm当たり40個以上75個以下である発泡弾性層122B(以下「発泡弾性層122B」と称する)と、を有するロール部材である。
以下、本実施形態に係る清掃部材122の詳細について説明する。なお、以下、符号は省略して説明する。
支持体は、円筒状又は円柱状の導電部材であり、その材質としては例えば、鉄(快削鋼等)、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属が挙げられる。
また、支持体としては、外周面にメッキ処理を施した部材(例えば、樹脂やセラミック部材)、導電剤が分散された部材(例えば、樹脂やセラミック部材)等も挙げられる。
発泡弾性層は、多孔質の3次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部(以下、発泡セルという。)が存在し、弾性を有している層である。
発泡弾性層の発泡セル数は、25mm当たり40個以上75個以下であり、より好ましくは40個以上60個以下である。
発泡セル数が25mm当たり40個以上75個以下であることで、帯電部材との従動摺擦によりトナーや外添剤などの異物を効率的に除去し、スジ状の画像欠陥を抑制する。
ここで、本明細書における「発泡セル数」とは、JIS K 6400−1(2004)に記載のセル数であって、測定方法はJIS K 6400−1(2004)付属書1に記載の方法を採用する。
発泡剤としては、水、アゾ化合物(例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等)等の公知の発泡剤が用いられる。
また、整泡剤としては、シリコーン整泡剤(例えばジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル等のストレートシリコーン;アルキル変性シリコーンオイル、アラルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリエステル変性シリコーンオイル、フルオロアルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル基変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイル;等)の公知の整泡剤が用いられる。
また、発泡弾性層は、例えば、支持体の外周面に、発泡弾性層を構成する成分と発泡に寄与する発泡剤や整泡剤との混合物を付与し、成形、発泡して形成してもよいし、予め貫通穴を設けた発泡体を支持体の外周面に接着剤を用いて接着し、その後、外径を研磨することで形成してもよい。
続いて、図1に示される帯電装置12における導電性軸受け及び電源について説明する。
導電性軸受け123は、帯電部材121と清掃部材122とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士の軸間距離を保持する部材である。
この軸間距離を調整することで、帯電部材121と清掃部材122との食い込み量が制御される。
導電性軸受け123は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料及び形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電装置と、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、像保持体の表面に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装置と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。そして、帯電装置として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、必要に応じて、像保持体の表面に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装置、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置及び転写後の像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング装置からなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。
ここで、図4は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図5は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
また、像保持体10は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
用いられるシリコーンオイルとしては、前述のように、帯電部材121からのブリードの影響をより小さくするためにも、帯電部材の発泡弾性層に含まれるシリコーンオイルと同じ変性部位(変性に関与する置換基)を有するものを選択することが好ましい。具体的には、両者が、ポリエステル変性同士、又は、ポリエーテル変性同士であることが好ましい。
−下引層の形成−
感光体用支持体としてφ30mmの切削アルミニウムパイプを準備した。
次に、酸化亜鉛(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(KBM603:信越化学工業社製)1.25質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛顔料を得た。
前記表面処理を施した酸化亜鉛顔料60質量部と、アリザリン0.6質量部と、硬化剤(ブロック化イソシアネート スミジュール3175(住友バイエルンウレタン社製))13.5質量部と、ブチラール樹脂(エスレックス BM−1 (積水化学社製))15質量部をメチルエチルケトン85質量部に溶解した溶液38質量部と、メチルエチルケトン25質量部と、を混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い分散液を得た。
得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート:0.005質量部、シリコーン樹脂粒子トスパール145(GE東芝シリコーン社製):4.0質量部を添加し、下引層形成用塗布液を得た。
この下引層形成用塗布液を前記アルミニウムパイプ上に浸漬塗布方法にて乾燥後の膜厚が23μmとなるように塗布速度を調節して塗布し、170℃、40分間の乾燥によって硬化させ、厚さ23μmの下引層を得た。
次に、下引層上に感光層を形成した。
まず、電荷発生物質としてのCukα線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜、16.0゜、24.9゜及び28.0゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン15質量部と、結着樹脂としての塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(E15/45M、Wacker社製)10質量部と、n−酢酸ブチル200質量部とからなる混合物を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。
得られた分散液にn−酢酸ブチル175質量部及びメチルイソブチルケトン180質量部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用塗布液を得た。この電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、120℃で乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、トルエン4.3質量部にフッ素系グラフトポリマーGF400(東亜合成株式会社製)を0.06質量部溶解させた液に、4フッ化エチレン樹脂粒子1.8質量部(平均粒径:0.2μm)を入れ、20℃の液温に保ちながら48時間攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液(A液)を得た。
次に、電荷輸送物質としてN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン9.8質量部、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:40,000)13.0質量部、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2質量部を混合してテトラヒドロフラン48.3質量部及びトルエン18.2質量部を混合溶解し、B液を得た。
このB液に前記A液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー(吉田機械興行株式会社製)を用いて、500kgf/cm2まで昇圧しての分散処理を6回繰り返した液に、シリコーンオイル(商品名:信越シリコーン KP−340、信越化学工業社製)を5ppm添加し、攪拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。得られた電荷輸送層形成用塗布液の粒度分布をLA920(堀場製作所製)で測定したところ、0.3μm以上の粒子の含有割合が96%であった。
この電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、膜厚が32μmの電荷輸送層を形成し、目的の感光体1を得た。
電荷輸送層形成用塗布液に添加したシリコーンオイル(商品名:信越シリコーン KP−340、信越化学工業社製)を、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(商品名:BYK307、BYK社製)に代えた以外は、感光体1の作製方法と同様にして、感光体2を作製した。
−弾性層の形成−
下記表1に示した組成の混合物(表1の配合比は質量部)をオープンロールで混練し、SUS303を材質とする直径8mmの導電性支持体表面に接着層を介してプレス成形機を用いて直径12.5mmのロールを形成した。その後、研磨により直径12mmの導電性弾性ロールを得た。
下記表2に示した組成の混合物(表2の配合比は質量部)15質量部をメタノール85質量部で希釈し、ビーズミルにて分散し得られた分散液を、得られた導電性弾性ロールの弾性層の外周面に浸漬塗布した後、140℃で30分間加熱して架橋させ、乾燥し、厚さ15μmの表面層を形成し、帯電ロールAを得た。
多孔質ポリアミドフィラーの配合比を10質量部、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの配合比を0.5質量部にして、膜厚10μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールAの作製と同様にして帯電ロールBを得た。
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの配合比を1.0質量部にして、膜厚10μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールBの作製と同様にして帯電ロールCを得た。
多孔質ポリアミドフィラーの配合比を5質量部、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの配合比を1.0質量部にして、膜厚10μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールAの作製と同様にして帯電ロールDを得た。
多孔質ポリアミドフィラーの配合比を3質量部、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの配合比を10質量部にして、膜厚3μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールAの作製と同様にして帯電ロールEを得た。
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンをポリエステル変性ポリジメチルシロキサン(商品名:BYK310/BYK社製)にして、膜厚10μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールCの作製と同様にして帯電ロールFを得た。
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンを配合せず、膜厚10μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールBの作製と同様にして帯電ロールGを得た。
多孔質ポリアミドフィラーの配合比を26質量部にした以外は、帯電ロールAの作製と同様にして帯電ロールHを得た。
多孔質ポリアミドフィラーの配合比を2質量部、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの配合比を15質量部にして、膜厚3μmの表面層を形成した以外は、帯電ロールAの作製と同様にして帯電ロールIを得た。
多孔質ポリアミドフィラーを配合しない以外は、帯電ロールEの作製と同様にして帯電ロールJを得た。
発泡セル数60個/25mmのウレタンフォーム(製品名:EP−70、イノアックコーポレーション製)を、15mm×15mm×350mmの大きさに切断して、中心に貫通穴をあけ、接着剤を塗布した芯体(外径:6mm、芯体長さ:343mm:但し、芯体の軸方向両端部の軸受け部の外径φ4mm、長さ6mm)を挿入し、ウレタンフォームを芯体に接着してから、外径を研磨し、弾性層の軸方向長さ333mm、外径φ10mmのクリーニングロールaを得た。
発泡セル数40個/25mmのウレタンフォーム(製品名:RCS、イノアックコーポレーション製)を、15mm×15mm×350mmの大きさに切断して、中心に貫通穴をあけ、接着剤を塗布した芯体(外径:6mm、芯体長さ:343mm:但し、芯体の軸方向両端部の軸受け部の外径φ4mm、長さ6mm)を挿入し、ウレタンフォームを芯体に接着してから、外径を研磨し、弾性層の軸方向長さ333mm、外径φ10mmのクリーニングロールbを得た。
ポリエーテルポリオールA(商品名:アクトコールP23、三井化学ポリウレタン製:分子量3000、2官能ポリプロピレングリコール)20質量部、ポリエーテルポリオールB(商品名:アクトコールP31、三井化学ポリウレタン製:分子量3000、3官能ポリプロピレングリコール)80質量部、整泡剤(商品名:商品名:BYK310/BYK社製:ポリエステル変性シリコーンオイル)1質量部、触媒(商品名:カオライザーNo31、花王株式会社製)0.5質量部、及び発泡剤(水)6質量部を混合し、更に、イソシアネート(商品名:コスモネートT−80、三井化学ポリウレタン製:トリレンジイソシアネート(以下「TDI」という場合がある))66.2質量部を混合し発泡させた。更に、この発泡体を80℃にて1時間加熱し、常温にて放置、冷却して、発泡セル数70個/25mmのウレタンフォームを作製した。
このウレタンフォームを、接着剤を塗布した芯体(外径:6mm、芯体長さ:343mm:但し、芯体の軸方向両端部の軸受け部の外径φ4mm、長さ6mm)を挿入し、ウレタンフォームを芯体に接着してから、外径を研磨し、弾性層の軸方向長さ333mm、外径φ10mmのクリーニングロールcを得た。
発泡セル数38個/25mmのウレタンフォーム(製品名:RR−26、イノアックコーポレーション製)を、15mm×15mm×350mmの大きさに切断して、中心に貫通穴をあけ、接着剤を塗布した芯体(外径:6mm、芯体長さ:343mm:但し、芯体の軸方向両端部の軸受け部の外径φ4mm、長さ6mm)を挿入し、ウレタンフォームを芯体に接着してから、外径を研磨し、弾性層の軸方向長さ333mm、外径φ10mmのクリーニングロールdを得た。
クリーニングロールcの作製に用いた触媒の量を0.7部にした以外は、全てクリーニングロールcの作製と同様にして、発泡セル数76個/25mmのウレタンフォームを作製した。
このウレタンフォームを、15mm×15mm×350mmの大きさに切断して、中心に貫通穴をあけ、接着剤を塗布した芯体(外径:6mm、芯体長さ:343mm:但し、芯体の軸方向両端部の軸受け部の外径φ4mm、長さ6mm)を挿入し、ウレタンフォームを芯体に接着してから、外径を研磨し、弾性層の軸方向長さ333mm、外径φ10mmのクリーニングロールeを得た。
上記のようにして得られた、帯電ロールA〜Jについて、前述の方法にて、表面自由エネルギー及び表面粗さRzを測定した。
測定結果を表3に示す。
表3に記載の組み合わせで、感光体、帯電ロール、及びクリーニングロールを、富士ゼロックス社製700 Digital Color Press用のドラムカートリッジに組み込み、このドラムカートリッジを富士ゼロックス社製700 Digital Color Pressの改造機に装着した。
この改造機にて、10万枚の連続プリントテストを行い、以下のようにして、画質の評価、及び、帯電ロールの汚れの評価を行った。
上記改造機にて、各色画像密度5%の画像を28℃85%RH環境下にて、A3用紙(富士ゼロックス製、C2紙)5万枚出力し、次に、10℃15%RH環境で5万枚出力し、合計10万枚出力後に、画像密度30%の全面ハーフトーン画像を出力し、プロセス方向のスジ状の濃度ムラの発生有無を評価した。
評価基準は以下の通りである。結果を表3に示す。なお、実用上、許容されるのはG1及びG2である。
−評価基準−
G1:スジの発生なし
G2:画質上問題ない極軽微なスジが確認された
G3:G2とG4との間
G4:画質上許容できないスジが確認された
上記評価終了後、装置から帯電ロールを取り出し、下記の基準で目視にて汚染状態を評価した。結果を表3に示す。なお、実用上、許容されるのはG1及びG2である。
−評価基準−
G1:極軽微なうっすらとした汚染が確認された。
G2:軽微なスジ状の汚染が確認された。
G3:重度のスジ状の汚染が確認された。
G4:甚大なスジ状以外の汚染も含む汚染が確認された。
表3に記載の組み合わせで、感光体、帯電ロール、及びクリーニングロールを、富士ゼロックス社製700 Digital Color Press用のドラムカートリッジに組み込み、45℃、95%環境下に1ヶ月放置した後、このドラムカートリッジを富士ゼロックス社製700 Digital Color Pressの改造機に装着した。
上記改造機を用い、22℃55%RH環境下で、画像密度30%の全面ハーフトーン画像をA3用紙(富士ゼロックス社製、C2紙)に5枚出力した。下記の基準でハーフトーン画像中での、帯電ロールピッチ及び感光体ピッチに対応するスジの発生の有無を画像濃度の差として評価した。
評価した画像は5枚のうちの画像濃度の差が最も大きなものを採用した。結果を表3に示す。なお、実用上、許容されるのはG1及びG2である。
−評価基準−
G1:スジの発生無し
G2:画質上問題ない極軽微なスジが確認された
G3:G2とG3との間
G4:画質上許容できないスジが確認された
また、本実施例では、帯電ロールの汚れの評価や、保管後の画像におけるスジの評価についても、良好であることがわかる。
特に、感光体の電荷輸送層に含まれるシリコーンオイルと帯電ロールの表面層に含まれるシリコーンオイルとが同じ変性タイプのものである本実施例7は、特に、保管後の画像における感光体ピッチのスジの評価において、良好な結果を示すことが分かる。
帯電ロールの表面層に含まれるシリコーンオイルとクリーニングロールの発泡弾性層に含まれるシリコーン整泡剤とが同じ変性タイプのものである本実施例1〜7は、特に、保管後の画像における帯電ロールのピッチのスジの評価において、良好な結果を示すことが分かる。
Claims (10)
- 導電性支持体と、該導電性支持体の外周面上に設けられた導電性弾性層と、該導電性弾性層の外周面上に設けられ、表面自由エネルギーが50mN/m以上90mN/m以下である導電性表面層と、を有するロール状の帯電部材、及び、
支持体と、該支持体の外周面上に設けられ、発泡セル数が25mm当たり40個以上75個以下である発泡弾性層と、を有し、前記帯電部材における前記導電性表面層に接触して回転するロール状の清掃部材、を備える帯電装置。 - 前記帯電部材における導電性表面層が、多孔質樹脂粒子とシリコーンオイルとを含む請求項1に記載の帯電装置。
- 前記シリコーンオイルが、ポリエーテル変性シリコーンオイル、及びポリエステル変性シリコーンオイルからなる群から選択される少なくとも一種である請求項2に記載の帯電装置。
- 前記清掃部材における発泡弾性層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーン化合物を含有する請求項2又は請求項3に記載の帯電装置。
- 前記帯電部材における導電性表面層の表面粗さRzが、2.0μm以上10.0μm以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の帯電装置。
- 前記清掃部材における発泡弾性層がウレタン発泡層である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の帯電装置。
- 像保持体と、
帯電部材及び清掃部材を含み、該帯電部材を前記像保持体に接触させて当該像保持体を帯電する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の帯電装置と、
を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 前記像保持体の表面に存在する層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーンオイルを含有する請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、
帯電部材及び清掃部材を含み、該帯電部材を前記像保持体に接触させて当該像保持体を帯電する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に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装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。 - 前記像保持体の表面に存在する層が、前記帯電部材における導電性表面層が含むシリコーンオイルと同じ変性部位を有するシリコーンオイルを含有する請求項9に記載の画像形成装置。
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