JP2017181687A - 帯電部材、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
【課題】導電性表面層の剥離及びブリードの発生を抑制する帯電部材を提供すること。
【解決手段】例えば、導電性支持体30と、導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層32であって、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である導電性表面層32と、を備える帯電部材121。
【選択図】図1
【解決手段】例えば、導電性支持体30と、導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層32であって、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である導電性表面層32と、を備える帯電部材121。
【選択図】図1
Description
本発明は、帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した画像形成装置では、帯電装置などにより像保持体(例えば感光体)を帯電させて電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像してトナー像とする。そして、前記トナー像を、中間転写体を介して、又は直接、記録媒体に転写することにより、求められる画像を得る。
この画像形成装置では、帯電装置として従来の金属ワイヤに高電圧を印加することで発生するコロナ放電により帯電するコロトロンやスコロトロン等の非接触式の帯電装置が知られている。しかし近年では、これに代えて、一般的に印加する電圧が少なくオゾン発生量も少ない等の理由から、帯電部材(例えば帯電ロール)を用いた接触式の帯電装置が広く用いられている。
この画像形成装置では、帯電装置として従来の金属ワイヤに高電圧を印加することで発生するコロナ放電により帯電するコロトロンやスコロトロン等の非接触式の帯電装置が知られている。しかし近年では、これに代えて、一般的に印加する電圧が少なくオゾン発生量も少ない等の理由から、帯電部材(例えば帯電ロール)を用いた接触式の帯電装置が広く用いられている。
例えば、特許文献1には、導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、像保持体と接する導電性表面層であって、樹脂と、含有量が前記樹脂100質量部に対して3質量部以上25質量部以下の多孔質樹脂粒子と、含有量が前記樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下のシリコーンオイルと、を含む導電性表面層と、を有する帯電部材が開示されている。
本発明の課題は、アルキル変性シリコーンオイルを含む導電性表面層を備える場合、又は、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1未満である導電性表面層を備える場合に比べ、導電性表面層の剥離及びブリードの発生を抑制する帯電部材を提供することにある。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
導電性支持体と、
前記導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層であって、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である導電性表面層と、
を備える帯電部材。
請求項1に係る発明は、
導電性支持体と、
前記導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層であって、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である導電性表面層と、
を備える帯電部材。
請求項2に係る発明は、
前記導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、前記導電性表面層を前記ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重が、50g/m2以上300g/m2以下である請求項1に記載の帯電部材。
前記導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、前記導電性表面層を前記ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重が、50g/m2以上300g/m2以下である請求項1に記載の帯電部材。
請求項3に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を備える帯電装置。
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を備える帯電装置。
請求項4に係る発明は、
像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、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。
像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、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。
請求項5に係る発明は、
像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
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。
像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
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。
請求項1に記載の発明によれば、アルキル変性シリコーンオイルを含む導電性表面層を備える場合、又は、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1未満である導電性表面層を備える場合に比べ、導電性表面層の剥離及びブリードの発生を抑制する帯電部材が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、前記導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、前記導電性表面層を前記ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重が、50g/m2未満又は300g/m2超えの場合に比べ、導電性表面層の剥離を抑制する帯電部材が提供される。
請求項3又は4に記載の発明によれば、アルキル変性シリコーンオイルを含む導電性表面層を備える場合、又は、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1未満である導電性表面層を備える帯電部材を適用した場合に比べ、導電性表面層の剥離に起因する画像欠陥、及びブリードの発生に起因する画像欠陥を抑制す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。
以下、添付の図面を参照しがら、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明及び符号は省略する場合がある。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明及び符号は省略する場合がある。
<帯電部材>
本実施形態に係る帯電部材は、導電性支持体と、導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層(以下、「表面層」とも称する)と、を備える。
そして、表面層は、蛍光X線測定による表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である。
本実施形態に係る帯電部材は、導電性支持体と、導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層(以下、「表面層」とも称する)と、を備える。
そして、表面層は、蛍光X線測定による表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である。
従来、被帯電体(例えば感光体)を接触帯電方式により帯電させる手段として、導電性支持体と、導電性支持体上に配置された導電性表面層とを備える帯電部材が知られている。
しかし、接触帯電方式に用いられる帯電部材は、長時間、被帯電体に接触することにより密着しやすく、帯電部材の一部(本実施形態では表面層の一部)が剥離して被帯電体の表面に付着することがある。これにより、被帯電体の表面が汚染されることがある。
一方、帯電部材と被帯電体との密着性を低減するため、帯電部材の表面層に表面調整剤(以下、レべリング剤とも称する)として、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等を添加する技術が知られている。しかし、これらのオイルを添加すると、帯電部材の表面層の粘着性が低減され、上記密着性が低減されるものの、表面層からオイルが染み出す現象(以下、ブリードとも称する)が発生することがあり、かえって、被帯電体の汚染が引き起こされることがある。これは、表面層の粘着性を低減させるために、表面層に比較的多い量のオイルを添加することに起因するものである。
しかし、接触帯電方式に用いられる帯電部材は、長時間、被帯電体に接触することにより密着しやすく、帯電部材の一部(本実施形態では表面層の一部)が剥離して被帯電体の表面に付着することがある。これにより、被帯電体の表面が汚染されることがある。
一方、帯電部材と被帯電体との密着性を低減するため、帯電部材の表面層に表面調整剤(以下、レべリング剤とも称する)として、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等を添加する技術が知られている。しかし、これらのオイルを添加すると、帯電部材の表面層の粘着性が低減され、上記密着性が低減されるものの、表面層からオイルが染み出す現象(以下、ブリードとも称する)が発生することがあり、かえって、被帯電体の汚染が引き起こされることがある。これは、表面層の粘着性を低減させるために、表面層に比較的多い量のオイルを添加することに起因するものである。
これに対し、本実施形態に係る帯電部材では、導電性支持体上に配置された表面層を、蛍光X線測定による表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)(以下、「表面層中の組成比(F/Si比)」とも称する)が上記範囲となるように調整する。
ここで、表面層中の組成比(F/Si比)が上記範囲であるとは、表面層に含まれるフルオロシリコーンオイル中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)(以下、「フルオロシリコーンオイル中の組成比(F/Si比)」とも称する)が比較的大きいことを意味する。つまり、表面層に含まれるフルオロシリコーンオイルは、フッ素原子の存在比率が比較的大きいオイルであることを意味する。
従って、表面層中の組成比(F/Si比)を上記範囲とすることにより、帯電部材の表面層の粘着性が低減されやすくなり、帯電部材と被帯電体との密着性が低減されやすくなる。この結果、帯電部材の表面層の剥離が抑制される。
また、表面層中に含まれるフルオロシリコーンオイルは、フッ素原子の存在比率が比較的大きいものであるため、従来よりも少量のオイルで、上記粘着性の低減効果が得られやすくなる。この結果、ブリードの発生も抑制される。
以上のことから、本実施形態に係る帯電部材によれば、表面層の剥離及びブリードの発生が共に抑制されることとなる。
また、本実施形態に係る帯電部材を画像形成装置に搭載して画像を形成することにより、表面層の剥離に起因する画像欠陥(例えば白点、色点)、及びブリードの発生に起因する画像欠陥(例えば白筋)も抑制される。
ここで、表面層中の組成比(F/Si比)が上記範囲であるとは、表面層に含まれるフルオロシリコーンオイル中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)(以下、「フルオロシリコーンオイル中の組成比(F/Si比)」とも称する)が比較的大きいことを意味する。つまり、表面層に含まれるフルオロシリコーンオイルは、フッ素原子の存在比率が比較的大きいオイルであることを意味する。
従って、表面層中の組成比(F/Si比)を上記範囲とすることにより、帯電部材の表面層の粘着性が低減されやすくなり、帯電部材と被帯電体との密着性が低減されやすくなる。この結果、帯電部材の表面層の剥離が抑制される。
また、表面層中に含まれるフルオロシリコーンオイルは、フッ素原子の存在比率が比較的大きいものであるため、従来よりも少量のオイルで、上記粘着性の低減効果が得られやすくなる。この結果、ブリードの発生も抑制される。
以上のことから、本実施形態に係る帯電部材によれば、表面層の剥離及びブリードの発生が共に抑制されることとなる。
また、本実施形態に係る帯電部材を画像形成装置に搭載して画像を形成することにより、表面層の剥離に起因する画像欠陥(例えば白点、色点)、及びブリードの発生に起因する画像欠陥(例えば白筋)も抑制される。
なお、表面層が剥離するといった現象は、帯電部材と、当該帯電部材をクリーニングするクリーニング部材との間でも生じる現象である。
しかし、本実施形態に係る帯電部材によれば、上記粘着性の低減効果が得られやすくなるため、帯電部材とクリーニング部材とが長時間接触しても、表面層の剥離が抑制される。
しかし、本実施形態に係る帯電部材によれば、上記粘着性の低減効果が得られやすくなるため、帯電部材とクリーニング部材とが長時間接触しても、表面層の剥離が抑制される。
本実施形態に係る帯電部材は、被帯電体に接触しながら被帯電体を帯電させる用途に用いられる。例えば、画像形成装置における帯電部材として好適に用いられ、具体的には、被帯電体としての像保持体(例えば感光体)を帯電させる帯電部材、像保持体からトナーを記録媒体に転写させる転写部材等として用いられる。
〔表面層中のケイ素の含有量及びフッ素の含有量〕
本実施形態に係る帯電部材において、表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)は、上述の通り、1以上10以下であるが、表面層の剥離及びブリードの発生をより抑制する観点から、2以上5以下であることが好ましい。
本実施形態に係る帯電部材において、表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)は、上述の通り、1以上10以下であるが、表面層の剥離及びブリードの発生をより抑制する観点から、2以上5以下であることが好ましい。
蛍光X線測定(XPS分析)による表面層中のケイ素原子(Si)に対するフッ素原子(F)の組成比(F/Si比)は、以下の方法により測定した値である。
帯電部材から測定対象となる表面層の一部を切り出し測定用試料を準備する。測定用試料を、蛍光X線解析装置(島津製作所社製、XRF−1500)を用いて、X線出力40V−70mA、測定面積10mmφ、測定時間15分の条件で、定性定量全元素分析法にて測定し、得られたSiのKα強度(Siに由来するピークの強度)及びFのKα強度(Fに由来するピークの強度)からSiに対するFの組成比(F/Si比)を算出する。
なお、このSiに由来するピーク、又はFに由来するピークと他の元素に由来するピークとが重なる場合には、ICP発光分光法や原子吸光法にて解析したうえで、Siに由来するピーク、及びFに由来するピークの強度をそれぞれ算出する。
帯電部材から測定対象となる表面層の一部を切り出し測定用試料を準備する。測定用試料を、蛍光X線解析装置(島津製作所社製、XRF−1500)を用いて、X線出力40V−70mA、測定面積10mmφ、測定時間15分の条件で、定性定量全元素分析法にて測定し、得られたSiのKα強度(Siに由来するピークの強度)及びFのKα強度(Fに由来するピークの強度)からSiに対するFの組成比(F/Si比)を算出する。
なお、このSiに由来するピーク、又はFに由来するピークと他の元素に由来するピークとが重なる場合には、ICP発光分光法や原子吸光法にて解析したうえで、Siに由来するピーク、及びFに由来するピークの強度をそれぞれ算出する。
〔表面層の単位面積当たりの引張荷重〕
本実施形態に係る帯電部材では、表面層の粘着性を示す指標として、単位面積当たりの引張荷重を用いる。
本実施形態における「単位面積当たりの引張荷重」とは、表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重(以下、表面層の単位面積当たりの引張荷重とも称する)とする。
表面層の単位面積当たりの引張荷重は、表面層の剥離を抑制する観点から、好ましくは50g/m2以上300g/m2以下、より好ましくは100g/m2以上200g/m2以下である。
表面層の単位面積当たりの引張荷重を上記範囲とすることにより、感光体及びクリーニングロールとの密着が抑制される。
本実施形態に係る帯電部材では、表面層の粘着性を示す指標として、単位面積当たりの引張荷重を用いる。
本実施形態における「単位面積当たりの引張荷重」とは、表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重(以下、表面層の単位面積当たりの引張荷重とも称する)とする。
表面層の単位面積当たりの引張荷重は、表面層の剥離を抑制する観点から、好ましくは50g/m2以上300g/m2以下、より好ましくは100g/m2以上200g/m2以下である。
表面層の単位面積当たりの引張荷重を上記範囲とすることにより、感光体及びクリーニングロールとの密着が抑制される。
表面層の単位面積当たりの引張荷重は、以下の方法により測定した値である。
測定用試料として、帯電部材の表面層の一部を切り出したもの、及び、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層を準備する。
ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層としては、粘度平均分子量Mvが5万のビスフェノールZポリカーボネート樹脂からなる樹脂層を用いる。
次いで、測定用試料としての帯電部材の表面層とビスフェノールZポリカーボネート樹脂層とを密着させ高温高湿下(45℃/95%RH)に4週間保管した後、帯電部材の表面層とビスフェノールZポリカーボネート樹脂層とをそれぞれ接着剤で引張冶具に固定し、引張試験機で冶具を介して帯電部材の表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層に対して垂直に引張る。帯電部材の表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離したときの荷重(荷重―変位曲線の荷重最大値)を単位面積で除して帯電部材の表面層の単位面積当たりの引張荷重とする。
測定用試料として、帯電部材の表面層の一部を切り出したもの、及び、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層を準備する。
ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層としては、粘度平均分子量Mvが5万のビスフェノールZポリカーボネート樹脂からなる樹脂層を用いる。
次いで、測定用試料としての帯電部材の表面層とビスフェノールZポリカーボネート樹脂層とを密着させ高温高湿下(45℃/95%RH)に4週間保管した後、帯電部材の表面層とビスフェノールZポリカーボネート樹脂層とをそれぞれ接着剤で引張冶具に固定し、引張試験機で冶具を介して帯電部材の表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層に対して垂直に引張る。帯電部材の表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離したときの荷重(荷重―変位曲線の荷重最大値)を単位面積で除して帯電部材の表面層の単位面積当たりの引張荷重とする。
上記ビスフェノールZポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量Mvの測定は、以下の一点測定法が用いられる。
まず、測定用試料として、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層を準備する。
次に、測定用試料からビスフェノールZポリカーボネート樹脂を抽出する。抽出したビスフェノールZポリカーボネート樹脂1g分をメチレンクロライド100cm3に溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計にて、その比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(ただしcは濃度(g/cm3)より極限粘度〔η〕(cm3/g)を求め、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvを求める。
まず、測定用試料として、ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層を準備する。
次に、測定用試料からビスフェノールZポリカーボネート樹脂を抽出する。抽出したビスフェノールZポリカーボネート樹脂1g分をメチレンクロライド100cm3に溶解し、25℃の測定環境下でウベローデ粘度計にて、その比粘度ηspを測定する。そして、ηsp/c=〔η〕+0.45〔η〕2cの関係式(ただしcは濃度(g/cm3)より極限粘度〔η〕(cm3/g)を求め、H.Schnellによって与えられている式、〔η〕=1.23×10−4Mv0.83の関係式より粘度平均分子量Mvを求める。
以下、本実施形態に係る帯電部材について詳細に説明する。
本明細書において導電性とは、20℃における体積抵抗率が1×1014Ωcm以下であることを意味する。
図1は、本実施形態に係る帯電部材を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。なお、図2は、図1のA−A線断面図である。
本実施形態に係る帯電部材121は、図1及び図2に示すように、例えば、円筒状又は円柱状の導電性支持体30(シャフト)と、導電性支持体30の外周面に配置された弾性層31と、弾性層31の外周面に配置された表面層32と、を有するロール部材である。
本実施形態に係る帯電部材121は、図1及び図2に示すように、例えば、円筒状又は円柱状の導電性支持体30(シャフト)と、導電性支持体30の外周面に配置された弾性層31と、弾性層31の外周面に配置された表面層32と、を有するロール部材である。
なお、本実施形態に係る帯電部材121は、上記構成に限られず、例えば、弾性層31を有しない態様、弾性層31と導電性支持体30との間に配置される中間層(例えば接着層)、弾性層31と表面層32との間に配置される抵抗調整層又は移行防止層を設けた構成であってもよい。また、本実施形態に係る帯電部材121は、導電性支持体30と表面層32とで構成される形態であってもよい。
また、ここではロール部材の形態を例に挙げるが、帯電部材の形状としては、特に限定されるものではなく、ロール状、ブラシ状、ベルト(チューブ)状、ブレード状等の形状が挙げられる。これらの中でも、本実施形態に係る帯電部材は、ロール状部材が好ましい。即ち、帯電ロールであることが好ましい。
以下、本実施形態に係る帯電部材121の各構成要素につき詳細に説明する。
〔導電性支持体〕
導電性支持体30としては、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属又は合金;クロム、ニッケル等でめっき処理を施した鉄;導電性の樹脂などの導電性の材質で構成されたものが用いられる。
導電性支持体30としては、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属又は合金;クロム、ニッケル等でめっき処理を施した鉄;導電性の樹脂などの導電性の材質で構成されたものが用いられる。
導電性支持体30は、帯電部材(例えば帯電ロール)の電極及び支持部材として機能するものであり、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。
導電性支持体30は、導電性の棒状部材であり、外周面にめっき処理を施した部材(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。
また、導電性支持体30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。
導電性支持体30は、導電性の棒状部材であり、外周面にめっき処理を施した部材(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。
また、導電性支持体30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。
〔弾性層〕
弾性層31は、必要に応じて導電性支持体30の外周面上に形成される層である。
弾性層31は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他の添加剤と、を含んで構成される。
弾性層31は、必要に応じて導電性支持体30の外周面上に形成される層である。
弾性層31は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他の添加剤と、を含んで構成される。
弾性材料としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、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、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、ポリウレタン、シリコーンゴム、EPDM、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、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、NBR及びこれらのブレンドゴムが望ましく用いられる。これらの弾性材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
弾性層31には、導電性を付与する観点で、導電剤を添加してもよい。導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤の例としては、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;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの粉末が挙げられる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カーボンブラックとして具体的には、オリオンエンジニアドカーボンズ社製の「スペシャルブラック350」、「スペシャルブラック100」、「スペシャルブラック250」、「スペシャルブラック5」、「スペシャルブラック4」、「スペシャルブラック4A」、「スペシャルブラック550」、「スペシャルブラック6」、「カラーブラックFW200」、「カラーブラックFW2」、「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH1000」、キャボット社製「MONARCH1300」、「MONARCH1400」、「MOGUL−L」、「REGAL400R」等が挙げられる。
これら導電剤の平均粒子径としては、1nm以上200nm以下であることが望ましい。なお、平均粒子径は、弾性層31を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、導電剤の100個の直径(最大径)を測定し、それらの値を平均することにより算出する。平均粒子径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノZSを用いて測定してもよい。
これら導電剤の平均粒子径としては、1nm以上200nm以下であることが望ましい。なお、平均粒子径は、弾性層31を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、導電剤の100個の直径(最大径)を測定し、それらの値を平均することにより算出する。平均粒子径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノZSを用いて測定してもよい。
弾性層31における導電剤の含有量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、弾性材料100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲であることが望ましく、15質量部以上25質量部以下の範囲であることがより望ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、弾性材料100質量部に対して、0.1質量部以上5.0質量部以下の範囲であることが望ましく、0.5質量部以上3.0質量部以下の範囲であることがより望ましい。
弾性層31に配合されるその他の添加剤としては、例えば、軟化剤、可塑剤、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、充填剤(シリカ、炭酸カルシウム等)、発泡剤等の通常弾性層に添加され得る材料が挙げられる。
弾性層31の形成に際しては、弾性層31を構成する導電剤、弾性材料、その他の成分(加硫剤や必要に応じて添加される発泡剤等の各成分)の混合方法や混合順序は特に限定されないが、一般的な方法としては、全成分をあらかじめタンブラー、Vブレンダー等で混合し、押出機によって溶融混合して押出成形する方法、プレス成型機で成形した後、研磨する方法などが挙げられる。
弾性層31の厚みは、1mm以上10mm以下とすることが望ましく、2mm以上5mm以下とすることがより望ましい。
弾性層31の体積抵抗率は、103Ωcm以上1014Ωcm以下が望ましい。
弾性層31の体積抵抗率は、103Ωcm以上1014Ωcm以下が望ましい。
〔表面層〕
表面層32は、例えば、樹脂(高分子材料)と、フルオロシリコーンオイルとを含む。また、表面層32は、必要に応じて、フィラー、その他添加剤等を含んでもよい。
以下では、本実施形態において、表面層32に含まれるフルオロシリコーンオイルを「特定フルオロシリコーンオイル」と称して説明する。
表面層32は、例えば、樹脂(高分子材料)と、フルオロシリコーンオイルとを含む。また、表面層32は、必要に応じて、フィラー、その他添加剤等を含んでもよい。
以下では、本実施形態において、表面層32に含まれるフルオロシリコーンオイルを「特定フルオロシリコーンオイル」と称して説明する。
(特定フルオロシリコーンオイル)
フルオロシリコーンオイルとは、鎖状又は環状ポリシロキサン鎖の側鎖、両末端、及び片末端の少なくとも一つをフッ素で変性したフルオロシリコーンオイル(変性フルオロシリコーンオイル)を意味する。
本実施形態における特定フルオロシリコーンオイルとしては、上記変性フルオロシリコーンオイルのうち、例えば、蛍光X線測定によるフルオロシリコーンオイル中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下(好ましくは2以上5以下)であるものが挙げられる。
なお、特定フルオロシリコーンオイル中の上記組成比(F/Si比)は、上述した表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)の測定方法と同様の方法により算出することができる。
中でも、特定フルオロシリコーンオイルとしては、鎖状又は環状ポリシロキサン鎖の両末端、又は片末端をフッ素で変性したフルオロシリコーンオイル(末端変性フルオロシリコーンオイル)が好ましい。
フルオロシリコーンオイルとは、鎖状又は環状ポリシロキサン鎖の側鎖、両末端、及び片末端の少なくとも一つをフッ素で変性したフルオロシリコーンオイル(変性フルオロシリコーンオイル)を意味する。
本実施形態における特定フルオロシリコーンオイルとしては、上記変性フルオロシリコーンオイルのうち、例えば、蛍光X線測定によるフルオロシリコーンオイル中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下(好ましくは2以上5以下)であるものが挙げられる。
なお、特定フルオロシリコーンオイル中の上記組成比(F/Si比)は、上述した表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)の測定方法と同様の方法により算出することができる。
中でも、特定フルオロシリコーンオイルとしては、鎖状又は環状ポリシロキサン鎖の両末端、又は片末端をフッ素で変性したフルオロシリコーンオイル(末端変性フルオロシリコーンオイル)が好ましい。
特定フルオロシリコーンとしては、例えば、下記一般式(1)で示されるパーフルオロポリエーテル変性ポリシロキサンが挙げられる。
一般式(1)中、Rfは炭素数1以上10以下の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基、Xはフッ素原子又はトリフルオロメチル基、Qは炭素数1以上12以下の2価の有機基、R1、R2、R3は互いに独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基又はアリール基であり、a、b、c、dは、互いに独立に0以上200以下の整数であり、但し、a+b+c+dは1以上であり、eは0又は1の整数であり、zは5以上100以下の整数である。
また、一般式(1)において、Rfは、炭素原子数1以上10以下、好ましくは炭素原子数1以上3以下の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基である。上記上限値超では、パーフルオロポリエーテル鎖の柔軟性が損なわれるため好ましくない。
パーフルオロアルキル基Rfとしては、下記式に示される基が挙げられる。
一般式(1)において、Qは炭素原子数1以上12以下、好ましくは炭素原子数3以上8以下の2価の有機基である。具体的には、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基の組み合わせであってよく、又はこれらの基にエーテル結合、アミド結合、エステル結合等を介在させたものであってもよい。
Qとしては、例えば下記式に示される基が挙げられる。
但し、上記式中、Phはフェニル基、Ph’はフェニレン基であり、nは1以上10以下の整数である。Y’は−CH2−又は下記式で表される二価の基であり、Rは水素原子又は置換若しくは非置換の、好ましくは炭素数1以上10以下の一価炭化水素基である。
一般式(1)において、R1、R2、R3は互いに独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基またはアリール基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2−フェニルプロピル基などが挙げられる。中でも、メチル基、n−ブチル基、フェニル基であることが好ましい。
一般式(1)において、a、b、c、dは0以上200以下、好ましくは20以上100以下の整数である。但し、a+b+c+dは1以上である。eは0または1の整数、zは5以上100以下、好ましくは10以上60以下の整数である。
一般式(1)の化合物中のパーフルオロポリエーテル鎖とポリシロキサン鎖は、分子中のフッ素原子の重量割合が20質量%以上70質量%以下となる割合で存在することが好ましく、より好ましくは25質量%以上55質量%以下となる割合である。上記下限値未満ではオルガノポリシロキサンの表面張力の低下が十分でなくなる。
また、特定フルオロシリコーンオイル(一般式(1)で示されるパーフルオロポリエーテル変性ポリシロキサン)として、以下のものを例示することができる。
なお、一般式(1)で示されるパーフルオロポリエーテル変性ポリシロキサンについては、特開2011−25235号の段落0007〜0019の記載を参照できる。
特定フルオロシリコーンオイルは、市販品を用いることができる。
市販品としては、例えば、信越化学工業社製のFA−630、信越化学工業社製のFA−600が挙げられる。
市販品としては、例えば、信越化学工業社製のFA−630、信越化学工業社製のFA−600が挙げられる。
(特定フルオロシリコーンオイルの特性等)
−粘度−
特定フルオロシリコーンオイルの粘度(23℃)は、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、好ましくは100mPa・s以上10000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以上5000mPa・s以下、更に好ましくは1000mPa・s以上3000mPa・s以下である。
特定フルオロシリコーンオイルの粘度は、レオマット115(Contraves製)を測定装置として用いて、測定温度は23℃に設定し、せん断速度は1400s−1の条件で測定した値である。
−粘度−
特定フルオロシリコーンオイルの粘度(23℃)は、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、好ましくは100mPa・s以上10000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以上5000mPa・s以下、更に好ましくは1000mPa・s以上3000mPa・s以下である。
特定フルオロシリコーンオイルの粘度は、レオマット115(Contraves製)を測定装置として用いて、測定温度は23℃に設定し、せん断速度は1400s−1の条件で測定した値である。
−表面張力−
特定フルオロシリコーンオイルの表面張力としては、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、例えば12mN/m以上25mN/m以下が好ましく、14mN/m以上23mN/m以下がより好ましく、16mN/m以上21mN/m以下が更に好ましい。
特定フルオロシリコーンオイルの表面張力を上記範囲とすることにより、基材(導電性支持体30又は弾性層31)への表面層塗布時のレベリング性を向上させることで、ベナードセルなど塗布欠陥を抑制し画像の粒状性を向上させることができる。
特定フルオロシリコーンオイルの表面張力としては、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、例えば12mN/m以上25mN/m以下が好ましく、14mN/m以上23mN/m以下がより好ましく、16mN/m以上21mN/m以下が更に好ましい。
特定フルオロシリコーンオイルの表面張力を上記範囲とすることにより、基材(導電性支持体30又は弾性層31)への表面層塗布時のレベリング性を向上させることで、ベナードセルなど塗布欠陥を抑制し画像の粒状性を向上させることができる。
特定フルオロシリコーンオイルの表面張力は、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用いて、23℃、55%RHの環境において測定した値である。
−含有量−
特定フルオロシリコーンオイルの含有量は、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点、及びブリードの発生を抑制する観点から、表面層100質量部(全固形分)に対して、好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下、より好ましくは0.03質量部以上0.06質量部以下である。
特定フルオロシリコーンオイルの含有量は、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点、及びブリードの発生を抑制する観点から、表面層100質量部(全固形分)に対して、好ましくは0.01質量部以上0.1質量部以下、より好ましくは0.03質量部以上0.06質量部以下である。
(フィラー)
表面層32は、フィラーを含んでもよい。フィラーを含むことで、表面層32の電気特性及び表面粗さが適切な範囲に調整されやすくなる。これにより、経時による帯電部材の帯電ムラがより抑制されやすくなる。また、帯電部材表面への付着物(例えばトナーや外添剤等)が付着することによる汚染も抑制される。
表面層32は、フィラーを含んでもよい。フィラーを含むことで、表面層32の電気特性及び表面粗さが適切な範囲に調整されやすくなる。これにより、経時による帯電部材の帯電ムラがより抑制されやすくなる。また、帯電部材表面への付着物(例えばトナーや外添剤等)が付着することによる汚染も抑制される。
フィラーとしては、導電性粒子、非導電性粒子のいずれでもよいが、非導電性粒子が好ましい。
非導電性粒子としては、樹脂粒子(ポリアミド樹脂粒子、ポリイミド樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等)、無機粒子(クレー粒子、カオリン粒子、タルク粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子等)、又はセラミック粒子等が挙げられる。なお、フィラーは1種を単独で用いても2種類以上を併用しても構わない。
フィラーは、後述の樹脂(高分子材料)と同種の樹脂で構成した粒子であってもよい。なお、非導電性とは20℃における体積抵抗率が1014Ωcm超えを意味する。
非導電性粒子としては、樹脂粒子(ポリアミド樹脂粒子、ポリイミド樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等)、無機粒子(クレー粒子、カオリン粒子、タルク粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子等)、又はセラミック粒子等が挙げられる。なお、フィラーは1種を単独で用いても2種類以上を併用しても構わない。
フィラーは、後述の樹脂(高分子材料)と同種の樹脂で構成した粒子であってもよい。なお、非導電性とは20℃における体積抵抗率が1014Ωcm超えを意味する。
フィラーの含有量は、特に制限はないが、表面層32に含まれる樹脂(高分子材料)100質量部に対して、1質量部以上100質量部以下の範囲であることが好ましく、5質量部以上60質量部以下の範囲であることがより好ましい。
フィラーによって形成される表面層32の表面粗さRzは、2μm以上15μm以下が帯電ムラの抑制の観点から好ましく、3μm以上10μm以下がより好ましい。
なお、表面粗さRzは、JIS B0601(1994年)の十点平均粗さRzである。表面粗さRzは、表面粗さ測定機(東京精密社製サーフコム1400)を用い、カットオフ0.8mm、測定長4.0mm、トラバーススピード0.3mm/secの条件で、測定対象物の3か所(例えばロール状であれば軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所)を測定し、その平均値を算出する。
フィラーによって形成される表面層32の表面粗さRzは、2μm以上15μm以下が帯電ムラの抑制の観点から好ましく、3μm以上10μm以下がより好ましい。
なお、表面粗さRzは、JIS B0601(1994年)の十点平均粗さRzである。表面粗さRzは、表面粗さ測定機(東京精密社製サーフコム1400)を用い、カットオフ0.8mm、測定長4.0mm、トラバーススピード0.3mm/secの条件で、測定対象物の3か所(例えばロール状であれば軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所)を測定し、その平均値を算出する。
(樹脂)
表面層32は、樹脂(高分子材料)を含んで構成されることがよい
表面層32を構成する樹脂(高分子材料)としては、特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、共重合ナイロン等が挙げられる。
上記樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合または共重合して用いてもよい。架橋可能な樹脂の場合、架橋して用いてもよい。また、樹脂(高分子材料)の数平均分子量は1,000以上100,000以下の範囲であることが好ましく、10,000以上50,000以下の範囲であることがより好ましい。
表面層32は、樹脂(高分子材料)を含んで構成されることがよい
表面層32を構成する樹脂(高分子材料)としては、特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、共重合ナイロン等が挙げられる。
上記樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合または共重合して用いてもよい。架橋可能な樹脂の場合、架橋して用いてもよい。また、樹脂(高分子材料)の数平均分子量は1,000以上100,000以下の範囲であることが好ましく、10,000以上50,000以下の範囲であることがより好ましい。
また、表面層32におけるその他添加剤としては、例えば、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、分散剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常表面層32に添加され得る材料が挙げられる。
〔表面層の作製〕
本実施形態における表面層32は、例えば、樹脂、特定フルオロシリコーンオイルを溶媒(溶剤)に分散させて塗布液を調製し、先立って作製した導電性支持体30(又は弾性層31の外周面)上に、この塗布液を付与し乾燥することで形成し得る。
塗布液に用いる溶媒としては、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よい。
塗布液の付与方法としては、例えば、ブレード塗布法、マイヤーバー塗布法、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、カーテン塗布法等が挙げられる。
本実施形態における表面層32は、例えば、樹脂、特定フルオロシリコーンオイルを溶媒(溶剤)に分散させて塗布液を調製し、先立って作製した導電性支持体30(又は弾性層31の外周面)上に、この塗布液を付与し乾燥することで形成し得る。
塗布液に用いる溶媒としては、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よい。
塗布液の付与方法としては、例えば、ブレード塗布法、マイヤーバー塗布法、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、カーテン塗布法等が挙げられる。
(特定フルオロシリコーンオイルと、溶媒との溶解度パラメータ(SP値)の差)
本実施形態においては、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、以下の方法で調製した塗布液を用いて表面層32を作製することがよい。
ここで、表面層32中に含まれる特定フルオロシリコーンオイルは、上述の通り、フッ素原子の存在比率が比較的大きいオイルであるため、特定フルオロシリコーンオイルのSP値と、塗布液の調製で通常用いられる溶媒(溶剤)のSP値との差は大きくなる傾向がある。このため、溶媒中への特定フルオロシリコーンオイルの分散性を考慮して溶媒を選択することがよい。
具体的には、特定フルオロシリコーンオイルのSP値との差が過度に大きくならない(つまり適度に大きい)SP値を持つ溶媒、例えば前記差が1以上7以下(好ましくは2以上4以下)の範囲にあるSP値を持つ溶媒を選択することがよい。そして、前記溶媒を用いて塗布液を調製し、この塗布液を用いて表面層32を作製することがよい。これにより、少量のオイルで、表面層32の粘着性の低減効果がより発現されやすくなる。
この理由は定かではないが、以下の理由によるものと考えられる。
特定フルオロシリコーンオイルのSP値との差が上記範囲にあるSP値を持つ溶媒を用いることにより、特定フルオロシリコーンオイルが塗布液中に樹脂と相溶しすぎることなく、かつ適度に分散した状態で存在すると考えられる。この分散状態(適度に分散した状態)は、フッ素原子の存在比率が比較的大きい特定フルオロシリコーンオイルを上記溶媒に分散させるがゆえに得られると考えられる。そして、この分散状態は、上記塗布液から得られる表面層32中においても保持されると考えられる。
本実施形態では、この表面層32中に適度に分散した特定フルオロシリコーンオイルが、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)に効果的に(つまり少量で)寄与していると考えられる。
本実施形態においては、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)を発現しやすくする観点から、以下の方法で調製した塗布液を用いて表面層32を作製することがよい。
ここで、表面層32中に含まれる特定フルオロシリコーンオイルは、上述の通り、フッ素原子の存在比率が比較的大きいオイルであるため、特定フルオロシリコーンオイルのSP値と、塗布液の調製で通常用いられる溶媒(溶剤)のSP値との差は大きくなる傾向がある。このため、溶媒中への特定フルオロシリコーンオイルの分散性を考慮して溶媒を選択することがよい。
具体的には、特定フルオロシリコーンオイルのSP値との差が過度に大きくならない(つまり適度に大きい)SP値を持つ溶媒、例えば前記差が1以上7以下(好ましくは2以上4以下)の範囲にあるSP値を持つ溶媒を選択することがよい。そして、前記溶媒を用いて塗布液を調製し、この塗布液を用いて表面層32を作製することがよい。これにより、少量のオイルで、表面層32の粘着性の低減効果がより発現されやすくなる。
この理由は定かではないが、以下の理由によるものと考えられる。
特定フルオロシリコーンオイルのSP値との差が上記範囲にあるSP値を持つ溶媒を用いることにより、特定フルオロシリコーンオイルが塗布液中に樹脂と相溶しすぎることなく、かつ適度に分散した状態で存在すると考えられる。この分散状態(適度に分散した状態)は、フッ素原子の存在比率が比較的大きい特定フルオロシリコーンオイルを上記溶媒に分散させるがゆえに得られると考えられる。そして、この分散状態は、上記塗布液から得られる表面層32中においても保持されると考えられる。
本実施形態では、この表面層32中に適度に分散した特定フルオロシリコーンオイルが、表面層32の粘着性の低減効果(つまり表面層32の剥離の抑制効果)に効果的に(つまり少量で)寄与していると考えられる。
特定フルオロシリコーンオイルのSP値は、6以上8以下の範囲にあるため、特定フルオロシリコーンオイルのSP値との差が上記範囲を満たす溶媒としては、例えば、メタノール(SP値:14.5−14.8)、エタノール(SP値:12.7)、テトラヒドロフラン(SP値:9.4)、メチルエチルケトン(SP値:9.3)、アセトン(SP値:10.0)等が挙げられる。
−溶解度パラメータ(SP値)の算出方法−
SP値とは、凝集エネルギーの密度の平方根である。本実施形態において、特定フルオロシリコーンオイル及び溶媒のSP値は、以下の方法により求められる。
SP値とは、凝集エネルギーの密度の平方根である。本実施形態において、特定フルオロシリコーンオイル及び溶媒のSP値は、以下の方法により求められる。
SP値は、Van KreverenとHoftyzerの推算法により求められる。この方法は、凝集エネルギー密度が置換基の種類及び数に依存しているとの仮説に従い、置換基毎に定められた凝集エネルギー値をもとに、高分子のSP値をセグメント単位で計算する。そして、この方法で計算された凝集エネルギーを物質のモル容積で割り、平方根を取ったものがSP値とされる(参考文献:SP値 基礎・応用と計算方法、山本秀樹著、株式会社情報機構 2005年出版)。
この方法で求められたSP値は、慣行としてその単位がcal1/2/cm3/2とされ、かつ、無次元で表記される。これに加えて、本明細書においては、2つの化合物間におけるSP値の相対的な差が意義を持つため、本明細書においては、上記した慣行に従い求められた値を用い、無次元で表記することとしている。なお、参考までに、この方法で求めたSP値をSI単位(J1/2/m3/2)に換算する場合、この方法で求められたSP値に2046を乗ずればよい。
表面層32の厚みは、0.01μm以上1000μm以下の範囲で選択され、例えば、2μm以上25μm以下であることが望ましい。
表面層32の体積抵抗率は、被帯電体(例えば感光体)と接触して帯電させる観点から、103Ωcm以上1014Ωcm以下の範囲であることが望ましい。
[帯電装置]
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
本実施形態に係る帯電装置は、帯電部材として、上記本実施形態に係る帯電部材を備えた構成を有する。
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
本実施形態に係る帯電装置は、帯電部材として、上記本実施形態に係る帯電部材を備えた構成を有する。
図3は、本実施形態に係る帯電装置の一例を示す概略斜視図である。本実施形態に係る帯電装置12は、例えば、図3に示すように、帯電部材121と、クリーニング部材122と、が特定の食い込み量で接触して配置されている。そして、帯電部材121の導電性支持体及びクリーニング部材122の基材122Aの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け123(導電性ベアリング)で保持されている。導電性軸受け123の一方には電源124が接続されている。
なお、本実施形態に係る帯電装置は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材122を備えない形態であってもよい。
なお、本実施形態に係る帯電装置は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材122を備えない形態であってもよい。
クリーニング部材122は、帯電部材121の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材122は、例えば、円筒状又は円柱状の基材122Aと、基材122Aの外周面に配置された弾性層122Bと、で構成される。
基材122Aは、導電性の棒状部材であり、その材質は例えば、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、基材122A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。基材122A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。
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、基材122A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。基材122A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。
弾性層122B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、セルという。)が存在し、弾性を有していることがよい。弾性層122Bは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、NBR(アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム)、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂材料又はゴム材料を含んで構成される。
これらの発泡性の樹脂材料又はゴム材料の中でも、帯電部材121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クリーニングすると同時に、帯電部材121の表面にクリーニング部材122の擦れによるキズをつけ難くするために、また、長期にわたり千切れや破損が生じ難くするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好適に適用される。
ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリオール(例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなど)と、イソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートや4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなど)の反応物が挙げられ、これらの鎖延長剤(例えば1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど)による反応物であってもよい。なお、ポリウレタンは、発泡剤(水やアゾ化合物(アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等)を用いて発泡させるのが一般的である。
弾性層122Bのセル数としては、20/25mm以上80/25mm以下であることが望ましく、30/25mm以上80/25mm以下であることがさらに望ましく、30/25mm以上50/25mm以下であることが特に望ましい。
弾性層122Bの硬さとしては、100N以上500N以下が望ましく100N以上400N以下がさらに望ましく、150N以上400N以下が特に望ましい。
導電性軸受け123は、帯電部材121とクリーニング部材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。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。
電源124は、導電性軸受け123へ電圧を印加することにより帯電部材121とクリーニング部材122とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置が用いられる。
本実施形態に係る帯電装置12では、例えば、電源124から導電性軸受け123に電圧が印加されることで、帯電部材121とクリーニング部材122とが同極性に帯電する。これにより、像保持体表面の異物(例えばトナーや外添剤)をクリーニング部材122及び帯電部材121表面に蓄積させるが抑制され、像保持体に移行でき、像保持体のクリーニング装置で異物が回収される。そのため、長期にわたり帯電部材121とクリーニング部材122とに汚れが蓄積することが抑制され、帯電性能が維持される。
[画像形成装置、プロセスカートリッジ]
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、上記本実施形態に係る帯電部材を有し、帯電部材が像保持体の表面に接触して像保持体の表面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。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、上記本実施形態に係る帯電部材を有し、帯電部材が像保持体の表面に接触して像保持体の表面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。
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば上記構成の画像形成装置に脱着され、像保持体と、上記本実施形態に係る帯電部材を有し、帯電部材が像保持体の表面に接触して像保持体の表面を帯電する帯電装置と、を備える。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の装置を備えていてもよい。
次に、本実施形態に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて図面を参照しつつ説明する。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。
本実施形態に係る画像形成装置101は、図4に示すように、像保持体10を備え、その周囲に、像保持体を帯電する帯電装置12と、帯電装置12により帯電された像保持体10を露光して潜像を形成する露光装置14と、露光装置14により形成し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16と、現像装置16により形成したトナー像を記録媒体Pに転写する転写装置18と、転写後の像保持体10表面の残留トナーを除去するクリーニング装置20と、を備える。また、転写装置18により記録媒体Pに転写されたトナー像を定着する定着装置22を備える。
そして、本実施形態に係る画像形成装置101は、帯電装置12として、例えば、帯電部材121と、帯電部材121に接触配置されたクリーニング部材122と、帯電部材121及びクリーニング部材122の軸方向両端を各部材が回転自在となるように保持する導電性軸受け123(導電性ベアリング)と、導電性軸受け123の一方に接続された電源124(図3参照)と、が配置された、上記本実施形態に係る帯電装置が適用されている。
一方、本実施形態の画像形成装置101は、帯電装置12(帯電部材121)以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用される。以下、各構成の一例につき説明する。
像保持体10は、特に制限なく、公知の感光体が適用される。像保持体10が有機感光体の場合には、感光層は電荷発生層と電荷輸送層とが分離された機能分離型でもよいし、機能一体型であってもよい。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。
露光装置14としては、例えば、レーザー光学系やLEDアレイ等が適用される。
現像装置16は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体10に接触若しくは近接させて、像保持体10の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置16の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。
転写装置18としては、例えば、コロトロン等の非接触転写方式、記録媒体Pを介して導電性の転写ロールを像保持体10に接触させ記録媒体Pにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。
クリーニング装置20は、例えば、クリーニングブレードを像保持体10の表面に直接接触させて表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミなどを除去する部材である。クリーニング装置20としては、クリーニングブレード以外にクリーニングブラシ、クリーニングロール等を適用してもよい。
定着装置22としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層あるいは耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、円筒状芯金の外周面あるいはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラ又は加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラ又は加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された記録媒体Pを通過させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。
なお、本実施形態に係る画像形成装置101は、上記構成に限られず、例えば、中間転写体を利用した中間転写方式の画像形成装置、各色のトナー像を形成する画像形成ユニットを並列配置させた所謂タンデム方式の画像形成装置であってもよい。
一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、図5に示すように、上記図4に示す画像形成装置において、露光のための開口部24A、除電露光のための開口部24B及び取り付けレール24Cが備えられた筐体24により、像保持体10と、帯電部材121が像保持体10の表面に接触して像保持体10の表面を帯電する帯電装置12と、露光装置14により形成し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16と、転写後の像保持体10表面の残留トナーを除去するクリーニング装置20と、を一体的に組み合わせて保持して構成したプロセスカートリッジ102である。そして、プロセスカートリッジ102は、上記図4に示す画像形成装置101に脱着自在に装着されている。
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。
<感光体の作製>
−下引層の形成−
酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100部をテトラヒドロフラン500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表面処理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部と、アリザリン0.6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部と、ブチラール樹脂(エスレックBM−1:積水化学工業社製)15部と、をメチルエチルケトン85部に溶解した溶液38部と、メチルエチルケトン25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、触媒としてのジオクチルスズジラウレート0.005部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4.0部と、を添加し、下引層形成用塗布液を得た。
この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、170℃、40分の乾燥硬化を行い厚み25μmの下引層を得た。
−下引層の形成−
酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100部をテトラヒドロフラン500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表面処理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部と、アリザリン0.6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部と、ブチラール樹脂(エスレックBM−1:積水化学工業社製)15部と、をメチルエチルケトン85部に溶解した溶液38部と、メチルエチルケトン25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、触媒としてのジオクチルスズジラウレート0.005部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4.0部と、を添加し、下引層形成用塗布液を得た。
この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、170℃、40分の乾燥硬化を行い厚み25μmの下引層を得た。
−電荷発生層の形成−
次に、形成された下引層上に、以下のようにして感光層(電荷発生層と電荷輸送層との積層構造を有する感光層)を形成した。
まず、電荷発生材料としての、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゜、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(VMCH、日本ユニカー社製)10部と、酢酸n−ブチル200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、酢酸n−ブチル175部と、メチルエチルケトン180部と、を添加し、攪拌して電荷発生層用の塗布液を得た。
この電荷発生層用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温(22℃)で乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
次に、形成された下引層上に、以下のようにして感光層(電荷発生層と電荷輸送層との積層構造を有する感光層)を形成した。
まず、電荷発生材料としての、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゜、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(VMCH、日本ユニカー社製)10部と、酢酸n−ブチル200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、酢酸n−ブチル175部と、メチルエチルケトン180部と、を添加し、攪拌して電荷発生層用の塗布液を得た。
この電荷発生層用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温(22℃)で乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。
−電荷輸送層の形成−
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子1部と、フッ素系グラフトポリマー0.02部と、テトラヒドロフラン5部と、トルエン2部と、を十分攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を得た。
次に、電荷輸送材料としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’]ビフェニル−4,4’−ジアミン4部と、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)6部と、テトラヒドロフラン23部と、をトルエン10部に混合溶解した後、前記4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁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(ナノマイザー株式会社製、商品名LA−33S)を用いて、400Kgf/cm2(3.92×10−1Pa)まで昇圧しての分散処理を6回繰り返し、4フッ化エチレン樹脂粒子分散液を得た。さらに、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2部を混合して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、厚み22μmの電荷輸送層を形成した。
以上により、下引層上に、電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する感光体を得た。
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子1部と、フッ素系グラフトポリマー0.02部と、テトラヒドロフラン5部と、トルエン2部と、を十分攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を得た。
次に、電荷輸送材料としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’]ビフェニル−4,4’−ジアミン4部と、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)6部と、テトラヒドロフラン23部と、をトルエン10部に混合溶解した後、前記4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁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(ナノマイザー株式会社製、商品名LA−33S)を用いて、400Kgf/cm2(3.92×10−1Pa)まで昇圧しての分散処理を6回繰り返し、4フッ化エチレン樹脂粒子分散液を得た。さらに、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2部を混合して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、厚み22μmの電荷輸送層を形成した。
以上により、下引層上に、電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する感光体を得た。
[実施例1]
<帯電ロール(1)の作製>
−ゴム組成物の作製−
下記組成の混合物を2.5Lのニーダーで混練りしてゴム組成物を得た。
・ゴム材 100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、Hydrin T3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック #3030B:三菱化学社製) 5部
・イオン導電剤(ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、商品名「BTEAC」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 1部
・加硫剤(有機硫黄、4,4’−ジチオジモルホリン、バルノックR:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤A(チアゾール系、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、ノクセラーDM−P:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤B(チウラム系、テトラエチルチウラムジスルフィド、ノクセラーTET−G:大内新興化学工業社製) 1.8部
・加硫促進助剤(酸化亜鉛、酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 3部
・ステアリン酸 1.0部
・重質炭酸カルシウム 40部
<帯電ロール(1)の作製>
−ゴム組成物の作製−
下記組成の混合物を2.5Lのニーダーで混練りしてゴム組成物を得た。
・ゴム材 100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、Hydrin T3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック #3030B:三菱化学社製) 5部
・イオン導電剤(ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、商品名「BTEAC」、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 1部
・加硫剤(有機硫黄、4,4’−ジチオジモルホリン、バルノックR:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤A(チアゾール系、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、ノクセラーDM−P:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤B(チウラム系、テトラエチルチウラムジスルフィド、ノクセラーTET−G:大内新興化学工業社製) 1.8部
・加硫促進助剤(酸化亜鉛、酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 3部
・ステアリン酸 1.0部
・重質炭酸カルシウム 40部
−弾性ロールの作製−
厚み5μmの無電解ニッケルメッキを施した後、6価クロム酸を施した直径8mmのSUM23Lから成る導電性支持体を用意した。
シリンダー内径60mm、L/D20の1軸ゴム押出し機を用いてスクリュー回転25rpmで、上記で作製したゴム組成物を押出すと共に、前記導電性支持体を連続的にクロスヘッドに通過させることにより、導電性支持体上に前記ゴム組成物を被覆した。押出し機の温度条件設定は、シリンダー部、スクリュー部、ヘッド部、ダイ部のいずれとも80℃とした。導電性支持体と被覆されたゴム組成物で形成された未加硫ゴムロールは、空気加熱炉で165℃、70分間加硫し、直径12mmの弾性ロールを得た。
厚み5μmの無電解ニッケルメッキを施した後、6価クロム酸を施した直径8mmのSUM23Lから成る導電性支持体を用意した。
シリンダー内径60mm、L/D20の1軸ゴム押出し機を用いてスクリュー回転25rpmで、上記で作製したゴム組成物を押出すと共に、前記導電性支持体を連続的にクロスヘッドに通過させることにより、導電性支持体上に前記ゴム組成物を被覆した。押出し機の温度条件設定は、シリンダー部、スクリュー部、ヘッド部、ダイ部のいずれとも80℃とした。導電性支持体と被覆されたゴム組成物で形成された未加硫ゴムロールは、空気加熱炉で165℃、70分間加硫し、直径12mmの弾性ロールを得た。
−表面層の作製−
樹脂成分としてNメトキシメチル化ナイロン(F30K:ナガセケムテックス社製)とポリビニルブチラール樹脂(エスレックBL−1:積水化学工業社製)を9:1で100部配合した混合液にカーボンブラック13部、触媒(Nacure4167:楠本化成社製)1部、フィラー(ポリアミド樹脂、Orgasol2001DNat1:アルケマ社製)10部、レべリング剤として特定フルオロシリコーンオイル(末端変性フルオロシリコーンオイル、FA−630:信越化学工業社製、粘度(25℃)2,000mPa・s)を表1に示す量で混合した液を作製し、その混合液15部をメタノール85部で希釈し、ビーズミルにて分散し表面層形成用分散液を得た。得られた表面層形成用分散液を、前記弾性ロールの表面に浸漬塗布した後、145℃で30分間加熱して架橋させ、乾燥し、厚み10μmの表面層を形成し、帯電部材として、実施例1の帯電ロール(1)を得た。
樹脂成分としてNメトキシメチル化ナイロン(F30K:ナガセケムテックス社製)とポリビニルブチラール樹脂(エスレックBL−1:積水化学工業社製)を9:1で100部配合した混合液にカーボンブラック13部、触媒(Nacure4167:楠本化成社製)1部、フィラー(ポリアミド樹脂、Orgasol2001DNat1:アルケマ社製)10部、レべリング剤として特定フルオロシリコーンオイル(末端変性フルオロシリコーンオイル、FA−630:信越化学工業社製、粘度(25℃)2,000mPa・s)を表1に示す量で混合した液を作製し、その混合液15部をメタノール85部で希釈し、ビーズミルにて分散し表面層形成用分散液を得た。得られた表面層形成用分散液を、前記弾性ロールの表面に浸漬塗布した後、145℃で30分間加熱して架橋させ、乾燥し、厚み10μmの表面層を形成し、帯電部材として、実施例1の帯電ロール(1)を得た。
[実施例2、3、比較例1〜5]
実施例1の帯電ロール(1)の作製において、表面層形成用分散液中に添加するレべリング剤の種類と量を表1に従って変更した以外は、実施例1の帯電ロール(1)と同様にして、実施例2、3の帯電ロール(2)、(3)、比較例1〜5の帯電ロール(C1)〜(C5)を作製した。
なお、表1中、比較例1〜3の「SH203」は、東レ・ダウコーニング社製のアルキル変性シリコーンオイル(粘度(25℃)2000mPa・s)を示す。
また、表1中、比較例5の「FS1265」は、東レ・ダウコーニング社製の末端変性フルオロシリコーンオイル(粘度(25℃)1000mPa・s)を示す。
実施例1の帯電ロール(1)の作製において、表面層形成用分散液中に添加するレべリング剤の種類と量を表1に従って変更した以外は、実施例1の帯電ロール(1)と同様にして、実施例2、3の帯電ロール(2)、(3)、比較例1〜5の帯電ロール(C1)〜(C5)を作製した。
なお、表1中、比較例1〜3の「SH203」は、東レ・ダウコーニング社製のアルキル変性シリコーンオイル(粘度(25℃)2000mPa・s)を示す。
また、表1中、比較例5の「FS1265」は、東レ・ダウコーニング社製の末端変性フルオロシリコーンオイル(粘度(25℃)1000mPa・s)を示す。
<表面層中の組成比(F/Si比)の測定>
各例で得られた帯電ロールの表面層について、蛍光X線分析による表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)を既述の方法により測定した。結果を表1に示す。
各例で得られた帯電ロールの表面層について、蛍光X線分析による表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)を既述の方法により測定した。結果を表1に示す。
<表面層の単位面積当たりの引張荷重の測定>
各例で得られた帯電ロールの表面層について、既述の方法により単位面積当たりの引張荷重を測定した。結果を表1に示す。
各例で得られた帯電ロールの表面層について、既述の方法により単位面積当たりの引張荷重を測定した。結果を表1に示す。
[評価]
以下の要領で、帯電ロールの表面層の剥離評価、画像欠陥評価、及びブリード評価を行った。結果を表1に示す。
以下の要領で、帯電ロールの表面層の剥離評価、画像欠陥評価、及びブリード評価を行った。結果を表1に示す。
<剥離評価>
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度45℃/湿度95%RHにて4週間放置した。その後、ドラムカートリッジから感光体、帯電ロール及びクリーニング部材を取り外し、目視にて、帯電ロールの表面層に剥離が生じているか否かを確認し、下記基準に従って評価した。
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度45℃/湿度95%RHにて4週間放置した。その後、ドラムカートリッジから感光体、帯電ロール及びクリーニング部材を取り外し、目視にて、帯電ロールの表面層に剥離が生じているか否かを確認し、下記基準に従って評価した。
−評価基準−
A(◎):表面層の剥離が未発生
B(○):表面層の剥離がニップ圧が強い端部のみ(端部から8mm以内)に発生
C(△):表面層の剥離がニップ圧が弱い中央部付近以外に発生
D(×):表面層の剥離がニップ圧が弱い中央部付近にも発生
A(◎):表面層の剥離が未発生
B(○):表面層の剥離がニップ圧が強い端部のみ(端部から8mm以内)に発生
C(△):表面層の剥離がニップ圧が弱い中央部付近以外に発生
D(×):表面層の剥離がニップ圧が弱い中央部付近にも発生
<画像欠陥評価>
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度40℃/湿度95%RHにて2週間放置した。なお、帯電装置は接触帯電方式である。
その後、上記画像形成装置を用いて、全面ハーフトーン30%の画像を1000枚出力した。1000枚目に得られた全面ハーフトーン30%の画像について、画像全体を目視により確認し、帯電ロールの周期毎に発生した200μm以上の画像欠陥数(白点及び色点)を数え、下記基準に従って評価した。なお、画像上に発生した画像欠陥は、表面層の剥離に起因する画像欠陥とみなす。また、帯電ロールの周期とは、帯電ロール1周の間隔(3.8cm毎)のことである。本評価では、周期毎に数えた画像欠陥数のうち、最大の画像欠陥数を下記基準に従って評価した。
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度40℃/湿度95%RHにて2週間放置した。なお、帯電装置は接触帯電方式である。
その後、上記画像形成装置を用いて、全面ハーフトーン30%の画像を1000枚出力した。1000枚目に得られた全面ハーフトーン30%の画像について、画像全体を目視により確認し、帯電ロールの周期毎に発生した200μm以上の画像欠陥数(白点及び色点)を数え、下記基準に従って評価した。なお、画像上に発生した画像欠陥は、表面層の剥離に起因する画像欠陥とみなす。また、帯電ロールの周期とは、帯電ロール1周の間隔(3.8cm毎)のことである。本評価では、周期毎に数えた画像欠陥数のうち、最大の画像欠陥数を下記基準に従って評価した。
−評価基準−
A(◎):画像欠陥数が0個
B(○):1≦画像欠陥数≦3
C(△):4≦画像欠陥数≦6
D(×):7≦画像欠陥数
A(◎):画像欠陥数が0個
B(○):1≦画像欠陥数≦3
C(△):4≦画像欠陥数≦6
D(×):7≦画像欠陥数
<ブリード評価>
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度45℃/湿度90%RHにて1週間放置した。なお、帯電装置は接触帯電方式である。
その後、上記画像形成装置を用いて、全面ハーフトーン30%の画像を1000枚出力した。1000枚目に得られた全面ハーフトーン30%の画像について、画像全体を目視により確認し、発生した白筋(画像欠陥)の数を数え、下記基準に従って評価した。なお、画像上に発生した白筋は、ブリードの発生に起因する白筋とみなす。
上記で作製した感光体と各例で作製した帯電ロールとを互いに接触させ、更に別途用意したクリーニング部材と上記帯電ロールとを互いに接触させた状態で、画像形成装置(富士ゼロックス社製700 Digital Color Press)のドラムカートリッジに装着し、温度45℃/湿度90%RHにて1週間放置した。なお、帯電装置は接触帯電方式である。
その後、上記画像形成装置を用いて、全面ハーフトーン30%の画像を1000枚出力した。1000枚目に得られた全面ハーフトーン30%の画像について、画像全体を目視により確認し、発生した白筋(画像欠陥)の数を数え、下記基準に従って評価した。なお、画像上に発生した白筋は、ブリードの発生に起因する白筋とみなす。
−評価基準−
A(◎):白筋が0個
B(○):白筋が1個
C(△):白筋が2個又は3個
D(×):白筋が4個以上
A(◎):白筋が0個
B(○):白筋が1個
C(△):白筋が2個又は3個
D(×):白筋が4個以上
表1から、本実施例は、比較例に比べ、帯電ロールの表面層の剥離、表面層の剥離に起因する画像欠陥(白点、色点)、及びブリードの発生に起因する画像欠陥(白筋)が抑制されていることがわかる。つまり、本実施例は、比較例に比べ、表面層の剥離及びブリードの発生が抑制されていることがわかる。
また、末端変性フルオロシリコーンオイル(特定フルオロシリコーンオイル)を0.01質量部〜0.1質量部含む実施例1〜3は、アルキル変性シリコーンオイルを0.1質量部含む比較例1に比べ、少量のオイルで表面層の剥離が抑制されていることがわかる。
また、末端変性フルオロシリコーンオイル(特定フルオロシリコーンオイル)を0.01質量部〜0.1質量部含む実施例1〜3は、アルキル変性シリコーンオイルを0.1質量部含む比較例1に比べ、少量のオイルで表面層の剥離が抑制されていることがわかる。
10 像保持体、12 帯電装置、14 露光装置、16 現像装置、18 転写装置、20 クリーニング装置、22 定着装置、24 筐体、24A 開口部、24B 開口部、24C 取り付けレール、30 導電性支持体、31 弾性層、32 表面層、101 画像形成装置、102 プロセスカートリッジ、121 帯電部材、122 クリーニング部材、123 導電性軸受け、122A 基材、122B 弾性層、124 電源
Claims (5)
- 導電性支持体と、
前記導電性支持体上に配置され、フルオロシリコーンオイルを含む導電性表面層であって、蛍光X線測定による導電性表面層中のケイ素原子に対するフッ素原子の組成比(F/Si比)が、1以上10以下である導電性表面層と、
を備える帯電部材。 - 前記導電性表面層をビスフェノールZポリカーボネート樹脂層と密着させた後に、前記導電性表面層を前記ビスフェノールZポリカーボネート樹脂層から剥離するときの単位面積当たりの引張荷重が、50g/m2以上300g/m2以下である請求項1に記載の帯電部材。
- 請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を備える帯電装置。
- 像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、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。 - 像保持体と、
請求項1又は請求項2に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016066673A JP2017181687A (ja) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016066673A JP2017181687A (ja) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017181687A true JP2017181687A (ja) | 2017-10-05 |
Family
ID=60004331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016066673A Pending JP2017181687A (ja) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017181687A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019158917A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物、ゴムローラおよび画像形成装置 |
US11754937B1 (en) * | 2022-02-22 | 2023-09-12 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Roll member, charging member, charging device, process cartridge, and image forming apparatus |
-
2016
- 2016-03-29 JP JP2016066673A patent/JP2017181687A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019158917A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物、ゴムローラおよび画像形成装置 |
JP7075581B2 (ja) | 2018-03-07 | 2022-05-26 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物、ゴムローラおよび画像形成装置 |
US11754937B1 (en) * | 2022-02-22 | 2023-09-12 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Roll member, charging member, charging device, process cartridge, and image forming apparatus |
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