JP2016004078A - 半導電性ローラ - Google Patents
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Abstract
Description
まず光導電性を有する感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、当該表面に形成画像に対応する静電潜像を形成する(帯電工程→露光工程)。
次いでトナー像を用紙の表面に転写し(転写工程)、さらに定着させることにより(定着工程)、当該用紙の表面に画像が形成される。
上記のうち帯電工程では、感光体の表面を一様に帯電させるべく、当該感光体の表面と接触させた帯電ローラが用いられる。
かかる半導電性ローラのもとになる半導電性ゴム組成物としては、例えばエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムを少なくとも含むゴム分に、前記ゴム分を架橋させるための架橋剤成分その他を配合したもの等が一般的に用いられる。
しかしこれら外添剤や、あるいは画像形成を繰り返した際に発生する、トナー粒子が微粉砕された破片など(以下「外添剤等」と総称する場合がある)は、クリーニングブレード等では感光体の表面からきれいに除去することができず、画像形成を繰り返すうちに、除去しきれなかった外添剤等が当該感光体の表面と常時接触している帯電ローラの外周面に徐々に堆積する。
特に上記半導電性ゴム組成物を筒状に成形するとともに架橋させたのち、外周面を所定の表面粗さに仕上げるべく乾式研磨する等して帯電ローラを形成した場合には当該外周面の軸方向に沿ってスジ状に研磨目が発生し、画像形成を繰り返した際に、この研磨目に沿って外添剤等がスジ状に堆積して、形成画像に横スジの画像不良が発生する(特許文献1等)。
本発明の目的は、特に帯電ローラとして使用画像形成を繰り返した際に、外添剤等の堆積による横スジや縦スジの画像不良を生じにくい半導電性ローラを提供することにある。
図1(a)を参照して、この例の半導電性ローラ1は、半導電性ゴム組成物によって非多孔質の筒状に形成された単層の半導電性ゴム層2を備えるとともに、当該半導電性ゴム層2の中心の通孔3にシャフト4が挿通されて固定されたものである。
シャフト4は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成されている。
図3を参照して、半導電性ゴム層2の外周面5には、多数の微小な突起が設けられている。
なお上記半導電性ゴム層2の外周面5には、図1(a)中に拡大して示すように酸化膜9を設けてもよい。
酸化膜9を形成すると、当該酸化膜9が誘電層として機能して半導電性ローラ1の誘電正接を低減できる。また帯電ローラとして使用した際に酸化膜9が低摩擦層となることで外添剤等の付着を抑制できる。そのため外添剤等の局部的な堆積による横スジや縦スジの画像不良が生じるのをさらに確実に防止できる。
半導電性ローラ1を製造するには、まず所定の半導電性ゴム組成物を、押出成形機を用いて筒状に押出成形し、加硫缶内で加圧、加熱して架橋させて半導電性ゴム層2を形成する。
シャフト4は架橋後から研磨後までの任意の時点で通孔3に挿通して固定できる。
ただし架橋後、まず通孔3にシャフト4を挿通した状態で二次架橋〜研磨をするのが好ましい。これにより二次架橋時の膨張収縮による半導電性ゴム層2の反りや変形を防止できる。また、シャフト4を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面5のフレを抑制できる。
後者の場合は、オーブン中での加熱によって半導電性ゴム層2が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、シャフト4が半導電性ゴム層2に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
研磨の工程では、まず従来同様に乾式トラバース研磨等によって、半導電性ゴム層2のおおよその外径、および表面性状を整える。
次いで半導電性ゴム層2の外周面5をいわゆる湿式オシレーション研磨すると、当該外周面5に、先に説明した上記特定の面形状を有する多数の突起6が、周方向および軸方向共に不連続に形成される。
そして外周面5に接触させた耐水研磨ペーパー10を、図中に白抜きの矢印で示すように半導電性ゴム層2の軸方向に微小往復運動させつつ、黒矢印で示すように当該半導電性ゴム層2の軸方向の全幅に亘って相対移動させて、その外周面5を湿式研磨する。
使用する耐水研磨ペーパー10は、例えば長尺帯状のものを図中に破線の矢印で示すようにその長さ方向に少しずつ送って、常に新しい面を研磨に使用するようにするのが好ましい。
砥粒の粒度がこの範囲未満では、半導電性ゴム層2の外周面5に形成される突起6の、当該突起6間の凹部からの突出高さが不十分になって、突起6を設けることによる先に説明した効果が十分に得られない。すなわち突起6間の凹部が浅いため十分な量の外添剤等を収容することができず、画像形成を繰り返すうちに凹部から溢れた外添剤等によって形成画像に画像不良が発生する。
これに対し、砥粒の粒度が20μm以上、40μm以下の耐水研磨ペーパーを使用することで、半導電性ゴム層2の外周面5に適度の突出高さを有する多数の突起6を形成して、画像形成初期に良好な画像を形成できるとともに、画像形成を繰り返しても外添剤の堆積による画像不良が発生しない良好な半導電性ローラ1を形成できる。
軸方向および周方向の十点平均粗さRz1、Rz2を上記の範囲とするためには、先述した湿式オシレーション研磨に使用する耐水研磨ペーパー10の砥粒の粒度を前述した範囲で調整したり、湿式オシレーション研磨の条件、例えば半導電性ゴム層2の回転速度、耐水研磨ペーパー10の外周面5への切り込み設定、耐水研磨ペーパー10の微小往復運動の幅や速度、そして耐水研磨ペーパー10の半導電性ゴム層2の軸方向への送り速度等を調整したりすればよい。
酸化膜9は、先に説明したように半導電性ゴム層2の外周面5に紫外線を照射して形成するのが、簡単で効率よく形成できるため好ましい。すなわち半導電性ゴム層2の外周面5を構成する半導電性ゴム組成物それ自体を、所定波長の紫外線を所定時間照射して酸化させることで酸化膜9が形成される。
照射する紫外線の波長は、半導電性ゴム組成物を効率よく酸化させて、先に説明した機能に優れた酸化膜9を形成することを考慮すると100nm以上であるのが好ましく、400nm以下、特に300nm以下であるのが好ましい。また照射の時間は30秒間以上、特に1分間以上であるのが好ましく、30分間以下、特に15分間以下であるのが好ましい。
非多孔質でかつ単層の半導電性ゴム層2のショアA硬さは60°以下、特に55°以下であるのが好ましい。
ショアA硬さがこの範囲を超える半導電性ゴム層2は柔軟性が不足し、広いニップ幅を確保して感光体を良好に効率よく帯電できないおそれがある。また感光体の表面を傷つけたりするおそれもある。
本発明の半導電性ローラは、以上で説明した単層の半導電性ゴム層2を備えた単層構造(酸化膜9を除く)のものには限定されず、外周面5側の外層とシャフト4側の内層の2層のゴム層を備えた積層構造に形成してもよい。
《半導電性ゴム組成物》
半導電性ゴム層2のもとになる半導電性ゴム組成物としては、半導電性ローラ1に108Ω以下程度の半導電性を付与できる種々のゴム組成物がいずれも使用可能である。
また半導電性ゴム組成物の例としては、例えばゴム分として上記エピクロルヒドリンゴムと他のゴムとを併用し、さらにイオン導電剤や、上記ゴム分を架橋させるための架橋成分等を所定の割合で配合したもの等が挙げられる。
ゴム分のうちエピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体(ECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体(GECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、およびエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の1種または2種以上が挙げられる。
両共重合体においてエチレンオキサイド含量は、いずれも30モル%以上、特に50モル%以上であるのが好ましく、80モル%以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは、半導電性ゴム層の全体でローラ抵抗値を下げる働きをする。しかしエチレンオキサイド含量がこの範囲未満ではかかる働きが十分に得られないため、ローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
ECOにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、70モル%以下、特に50モル%以下であるのが好ましい。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、半導電性ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかしアリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、かかる働きが得られないため、ローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
GECOにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は10モル%以上、特に19.5モル%以上であるのが好ましく、69.5モル%以下、特に60モル%以下であるのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴム分の総量100質量部中の40質量部以上、特に50質量部以上であるのが好ましく、80質量部以下、特に70質量部以下であるのが好ましい。
他のゴムとしては、例えばスチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリルゴム(ACM)、およびEPDMからなる群より選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
(SBR)
このうちSBRとしては、スチレンと1,3−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のSBRがいずれも使用可能である。またSBRとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
これらSBRの1種または2種以上を使用できる。
(CR)
CRは、例えばクロロプレンを乳化重合させて合成され、その際に用いる分子量調整剤の種類によって硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプに分類されるが、本発明ではこのいずれのCRも使用可能である。
また非硫黄変性タイプのCRはメルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
このうちメルカプタン変性タイプのCRは、例えばn−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用して、硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。またキサントゲン変性タイプのCRは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用して、硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
本発明ではいずれのタイプのCRを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプでかつ結晶化速度が遅いタイプのCRの1種または2種以上が好ましい。
さらにCRとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合ゴムを用いてもよい。
(NBR)
NBRとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルNBR、中ニトリルNBR、中高ニトリルNBR、高ニトリルNBR、および極高ニトリルNBRがいずれも使用可能である。
これらNBRの1種または2種以上を使用できる。
(BR)
BRとしては、架橋性を有する種々のBRがいずれも使用可能である。
またBRとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
これらBRの1種または2種以上を使用できる。
ACMとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、さらにアクリロニトリル、2−クロロエチルビニルエーテル等の含ハロゲン系モノマーやグリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチリデンノルボルネン等を共重合させて合成される種々のACMが使用可能である。
(EPDM)
EPDMとしては、エチレンとプロピレンに少量の第3成分(ジエン分)を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のEPDMが、いずれも使用可能である。EPDMとしては、第3成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第3成分としては、例えばエチリデンノルボルネン(ENB)、1,4−ヘキサジエン(1,4−HD)、ジシクロペンタジエン(DCP)等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒を使用するのが一般的である。
これらEPDMの1種または2種以上を使用できる。
〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、例えば分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンの塩(以下「イオン塩」と略記する場合がある。)が挙げられる。
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、例えばCF3SO3−、C4F9SO3−等の1種または2種以上が挙げられる。
また、上記陰イオンとともにイオン塩を構成する陽イオンとしては、例えばナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属の陽イオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族元素の陽イオン、遷移元素の陽イオン、両性元素の陽イオン、下記式(1)で表される第4級アンモニウム陽イオン、および下記式(2)で表される陽イオン等の1種または2種以上が挙げられる。
特にR1〜R4のうちの3つがメチル基、その他の1つが炭素数4〜20、好ましくは6〜20のアルキル基またはその誘導体からなるトリメチルタイプの第4級アンモニウム陽イオンが好ましい。
中でもR5、R6としては、電子供与性を有するため窒素原子上の正電荷を安定化しやすいメチル基あるいはエチル基が好ましい。これにより陽イオンとしての安定度を高め、解離度を高くして導電性付与性能に優れたイオン塩を形成できる。
特に好ましいイオン塩としては、例えば(CF3SO2)2NLi〔リチウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕、(CF3SO2)2NK〔カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕等が挙げられる。
〈架橋成分〉
架橋成分としては架橋剤、促進剤、促進助剤等が挙げられる。
このうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等の1種または2種以上が挙げられる。
チオウレア系架橋剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア、(CnH2n+1NH)2C=S〔式中、nは1〜10の数を示す。〕で表されるチオウレア等の1種または2種以上が挙げられる。
なお架橋剤としては、硫黄とチオウレア類とを併用するのが好ましい。
かかる併用系において硫黄の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり0.2質量部以上、特に0.5質量部以上であるのが好ましく、3質量部以下、特に2質量部以下であるのが好ましい。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア(MgO)、リサージ(PbO)等の無機促進剤や、下記の有機促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。
個々の促進剤の配合割合は種類によって任意に設定できるが、通常は個別に、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部以上、特に0.2質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に2質量部以下であるのが好ましい。
促進助剤の配合割合は、個別に、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部以上、特に0.5質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下、特に5質量部以下であるのが好ましい。
半導電性ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば受酸剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等が挙げられる。
このうち受酸剤は、ゴム分の架橋時にエピクロルヒドリンゴムやCRから発生する塩素系ガスが半導電性ゴム層内に残留したり、それによって架橋阻害や感光体の汚染等を生じたりするのを防止するために機能する。
また、ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用するとより高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層確実に防止できる。
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また加工助剤としてはステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
充填剤を配合することにより、半導電性ゴム層の機械的強度等を向上できる。
充填剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり5質量部以上であるのが好ましく、25質量部以下、特に20質量部以下であるのが好ましい。
導電性カーボンブラックとしてはHAFが好ましい。HAFは半導電性ゴム組成物中に均一に分散できるため、半導電性ゴム層にできるだけ均一な電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり1質量部以上、特に3質量部以上であるのが好ましく、8質量部以下、特に6質量部以下であるのが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に1質量部以下であるのが好ましい。
共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、1,2−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、あるいはジオキシム等の1種または2種以上が挙げられる。
(a) アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b) マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c) (a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) (a)〜(c)の金属塩、
(e) 1,3−ブタジエン、イソプレン、2−クロル−1,3−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f) スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g) トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの、複素環を有するビニル化合物、
(h) その他、(メタ)アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の1種または2種以上が挙げられる。
モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、n−ぺンチル(メタ)アクリレート、i−ぺンチル(メタ)アクリレート、n−へキシル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i−ノニル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステル;
べンジル(メタ)アクリレート、ベンゾイル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレートなどの、芳香族環を有する(メタ)アクリレート;
グリシジル(メタ)アクリレート、メタグリシジル(メタ)アクリレート、エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート;
N−メチロール(メタ)アクリルアミド、γ−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの、各種官能基を有する(メタ)アクリレート;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンジメタクリレート(EDMA)、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート;
等の1種または2種以上が挙げられる。
(半導電性ゴム組成物の調製)
ゴム分としてECO〔ダイソー(株)製のエピクロマー(登録商標)D、エチレンオキサイド含量:61モル%〕60質量部、NBR〔JSR(株)製のJSR N250 SL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:20%〕30質量部、およびCR〔昭和電工(株)製のショウプレン(登録商標)WRT〕10質量部を配合した。ゴム分の総量100質量部中のGECOの配合割合は60質量部であった。
粉末硫黄:架橋剤〔鶴見化学工業(株)製〕
チオウレア系架橋剤:エチレンチオウレア〔2−メルカプトイミダゾリン、川口化学工業(株)製のアクセル(登録商標)22−S〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー(登録商標)DM〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーTS〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーDT〕
酸化亜鉛2種:促進助剤〔三井金属鉱業(株)製〕
受酸剤:ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A(登録商標)−2〕
(半導電性ローラの製造)
調製した半導電性ゴム組成物をφ60の押出成形機に供給して外径φ13.0mm、内径φ5.5mmの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×30分間架橋させたて半導電性ゴム層を形成した。
次いで上記半導電性ゴム層を、シャフトを中心として2500rpmで一方向に回転させるとともに研磨液を継続的に供給しながら、また砥粒の粒度が40μmの長尺帯状の耐水研磨ペーパーを長さ方向に送りながら、当該耐水研磨ペーパーをバックアップローラによって後方から支持した状態で、上記半導電性ゴム層の外周面に接触させた。
研磨液としては、蒸留水に研磨剤〔ユシロ化学工業(株)製のユシローケン(登録商標)SC−525〕を1質量%添加したものを用いた。
そして外周面に接触させた耐水研磨ペーパーを、半導電性ゴム層の軸方向に微小往復運動させつつ、当該半導電性ゴム層の軸方向の全幅に亘って相対移動させて、その外周面を湿式オシレーション研磨した。
研磨後の外周面をアルコール拭きしたのち、UV光源から外周面までの距離を50mmとしてUV処理装置にセットし、30rpmで回転させながら紫外線を15分間照射することで酸化膜を形成して半導電性ローラを製造した。
図3より実施例1の半導電性ローラの、半導電性ゴム層の外周面には、当該外周面に沿う面形状が、半導電性ゴム層の回転方向の一方側(図では上側)に頂点を有するとともに、当該頂点より回転方向の後方側(下側)の軸方向両側の縁部が前記回転方向に対して傾斜させて形成されて、当該軸方向の幅が、前記頂点から後方側へ向けて徐々に大きくなる末広がり状とされた、多数の微小な突起が形成されていることが確認された。
半導電性ゴム層の外周面を乾式研磨したのち、湿式オシレーション研磨をせずに酸化膜を形成したこと以外は実施例1と同様にして半導電性ローラを製造した。
〈比較例2〉
半導電性ゴム層の外周面を乾式研磨し、次いで耐水研磨ペーパーを半導電性ゴム層の軸方向に微小往復運動させない通常の湿式トラバース研磨をしたのち酸化膜を形成したこと以外は実施例1と同様にして半導電性ローラを製造した。
図4より比較例2の半導電性ローラの、半導電性ゴム層の外周面には、実施例1のような面形状を有する突起は形成されておらず、外周面の周方向に沿ってスジ状に研磨目が発生していることが確認された。
耐水研磨ペーパーとして、砥粒の粒度が50μm(比較例3)、30μm(実施例2)、20μm(実施例3)、および15μm(比較例4)であるものを用いたこと以外は実施例1と同様にして半導電性ローラを製造した。
それぞれの半導電性ローラの、半導電性ゴム層の外周面を顕微鏡で観察したところ、いずれも図3に示す実施例1のものと同様の面形状を有する多数の突起が形成されていることが確認された。
実施例、比較例で製造した半導電性ローラの、外周面の軸方向および周方向の十点平均粗さRz1、Rz2を、(株)東京精密製のサーフコム(登録商標)130Aを使用して、日本工業規格JIS B0601−1994に準拠して測定した。
〈実機試験〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラを、感光体と、当該感光体の表面に常時接触させて配設された帯電ローラとを備えカラーレーザープリンタ〔(株)沖データ製のC5900dn〕に着脱自在とされたイメージドラム〔同社製のID−C4DC〕の、純正の帯電ローラに代えて帯電ローラとして組み込んだ。
評価は、何らかの画像不良が見られたものを「×」、見られなかったものを「○」とした。
また装填して2000枚/日の通紙を7日間実施した後にハーフトーン画像、ベタ画像を各5枚ずつ連続印刷して、通紙後画像として評価した。
なお初期画像に不良が見られたものは、通紙後画像の評価はしなかった。
また実施例1〜3、比較例3、4の半導電性ローラについては外周面の突起の頂点を、帯電ローラの回転方向の前方側に向けて組み込んだ状態(順方向)と、上記頂点を帯電ローラの回転方向の後方側に向けて組み込んだ状態(逆方向)の2つの状態についてそれぞれ実機試験を実施した。
また比較例2の結果より、乾式研磨後にオシレーションを伴わない通常の湿式トラバース研磨をして仕上げた場合には、外周面の軸方向、および周方向の十点平均粗さが大きすぎるため感光体の表面を均一に帯電させることができず、画像形成初期に画像不良を生じることが判った。
2 半導電性ゴム層
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
6 突起
7 頂点
8 縁部
9 酸化膜
10 耐水研磨ペーパー
F 前方
R 後方
w 幅
Claims (4)
- 半導電性ゴム組成物によって筒状に形成されて周方向の一方向に回転される少なくとも1層の半導電性ゴム層を備え、前記半導電性ゴム層の外周面には、当該外周面に沿う面形状が、前記回転方向の前方側に頂点を有するとともに、当該頂点より回転方向の後方側の軸方向両側の縁部が前記回転方向に対して傾斜させて形成されて、当該軸方向の幅が、前記頂点から後方側へ向けて徐々に大きくなる末広がり状とされた、多数の微小な突起が、前記周方向および軸方向共に不連続に設けられている半導電性ローラ。
- 前記突起を形成する前の半導電性ゴム層を一方向に回転させ、かつ液体を供給しながら、前記外周面に、砥粒の粒度が20μm以上、40μm以下の耐水研磨ペーパーを接触させるとともに、当該耐水研磨ペーパーを前記半導電性ゴム層の軸方向に微小往復運動させつつ当該半導電性ゴム層の軸方向の全幅に亘って相対移動させて前記外周面を湿式研磨することにより、前記多数の突起が形成されている請求項1に記載の半導電性ローラ。
- 前記外周面に酸化膜を備えている請求項1または2に記載の半導電性ローラ。
- 電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、感光体の表面を帯電させる帯電ローラとして用いる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導電性ローラ。
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