JP2020170090A - 発泡弾性部材、転写装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
泡体であって、該発泡体の圧縮試験(JIS K 6767(1976年))における応力−歪み曲線が、(1)降伏点を有し、(2)式[P(%)=(降伏強さ/歪み50%における応力)×100]から得られる値が75〜100の範囲内であり、(3)歪み50%における圧縮エネルギー損失が85〜100%であり、発泡体内に含まれる気泡が互いに平行な発泡体の上面及び下面に対して直交する方向(以下、発泡体の厚み方向という)での気泡径が該方向に直交する方向での気泡径に対して大きくなるような楕円形状を有することを特徴とするポリオレフィン樹脂発泡体が開示されている。
<1> 導電性基材と、前記導電性基材上に配置される発泡弾性層とを有し、前記発泡弾性層の厚さ方向の面で切断した前記発泡弾性層の断面において、前記発泡弾性層の厚さ方向をy軸、前記断面における前記y軸に垂直な方向をx軸とし、前記発泡弾性層におけるセルのx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86以上1.16以下である発泡弾性部材。
<2> 前記発泡弾性層が、エピクロルヒドリンゴムを含み、かつ塩素イオンの遊離量が1μg/g以上80μg/g以下である<1>に記載の発泡弾性部材。
<3> 前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、320μm以上600μm以下である<1>又は<2>に記載の発泡弾性部材。
<4> 前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、400μm以上520μm以下である<3>に記載の発泡弾性部材。
<5> 前記発泡弾性部材が、ローラー形状である<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の発泡弾性部材。
<6> 前記発泡弾性部材の初期の外径Daとし、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後の前記発泡弾性部材の外径Dbとした場合、Da−Dbの値が、521μm未満である<5>に記載の発泡弾性部材。
<7> 前記発泡弾性層を厚さ8.0mmの金属平板に0.6mm食込ませた状態で、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後に前記金属平板を取り除き、30分後に測定した前記金属平板を食込ませた部分における前記発泡弾性部材の外径の歪み量が、225μm未満である<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の発泡弾性部材。
<8> <1>乃至<7>のいずれか1つに記載の発泡弾性部材を、被転写体に転写物を転写させる転写部材として備える転写装置。
<9> <8>に記載の転写装置を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<10> 像保持体と、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静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録媒体の表面に転写する<8>に記載の転写装置と、を備える画像形成装置。
前記<2>に係る発明によれば、前記発泡弾性層が、エピクロルヒドリンゴムを含み、かつ塩素イオンの遊離量が1μg/g未満又は80μg/g超である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみがより小さい発泡弾性部材が提供される。
前記<3>に係る発明によれば、前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、320μm未満又は600μm超である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみがより小さい発泡弾性部材が提供される。
前記<4>に係る発明によれば、前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、400μm未満又は520μm超である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみがより小さい発泡弾性部材が提供される。
前記<6>に係る発明によれば、前記発泡弾性部材の初期の外径Daとし、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後の前記発泡弾性部材の外径Dbとした場合、Da−Dbの値が、521μm以上である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみがより小さい発泡弾性部材が提供される。
前記<7>に係る発明によれば、前記発泡弾性層に厚さ0.6mmの金属平板を食込ませた状態で、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後に前記金属平板を取り除き、30分後に測定した前記金属平板を食込ませた部分における前記発泡弾性部材の外径の歪み量が、225μm以上である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみがより小さい発泡弾性部材が提供される。
前記<8>乃至<10>に係る発明によれば、発泡弾性部材における前記導電性基材の軸方向に垂直な面で切断した前記発泡弾性層の断面において、前記発泡弾性層の厚さ方向をy軸、前記断面における前記y軸に垂直な方向をx軸とし、前記発泡弾性層におけるセルのx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86未満又は1.16超である場合に比べ、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久ひずみが小さい発泡弾性部材を備えた転写装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
なお、本明細書において、成分に該当する物質が複数種存在する場合、成分の量は、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「導電性」とは、常温常湿環境(22℃55%RH環境)における体積抵抗率が1014Ω・cm以下であることを意味している。
本実施形態に係る発泡弾性部材は、導電性基材と、前記導電性基材上に配置される発泡弾性層とを有し、前記発泡弾性層の厚さ方向の面で切断した前記発泡弾性層の断面において、前記発泡弾性層の厚さ方向をy軸、前記断面における前記y軸に垂直な方向をx軸とし、前記発泡弾性層におけるセルのx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86以上1.16以下である。
本実施形態に係る発泡弾性部材は、ローラー形状であることが好ましい。
また、本実施形態に係る発泡弾性部材は、帯電ロール、転写ロール、現像ロール、給電ロール等の電子写真装置用ロールなどに好適に用いられる。
これらの中でも、転写ロールに特に好適に用いられる。
更に、本実施形態に係る発泡弾性部材は、導電性ロールであることが好ましい。
本実施形態に係る発泡弾性部材は、上記構成により、高温高湿環境下(60℃95%RH)に長期(48時間)保管されても、圧縮永久ひずみが小さい。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
前記発泡弾性層における前記X/Yの値の平均値を、0.86以上1.16以下とすることにより、前記発泡弾性層におけるセルの形状が真球状に近くなり、また、前記発泡弾性層におけるセルの分散性にも優れ、高温高湿環境下においてもセル形状自体の永久歪みが生じることが抑制され、前記発泡弾性層全体においても、永久歪みが生じることが抑制されるため、高温高湿環境下に長期保管されても、圧縮永久歪みの少ない発泡弾性部材が得られる。
なお、本実施形態において、前記効果を、「経時歪み抑制性」ともいう。
本実施形態に係る発泡弾性部材は、導電性基材を有する。
導電性基材としては、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、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄;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。
導電性基材としては、例えば、外側の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)、導電剤の分散された部材(例えば樹脂やセラミック部材)等も挙げられる。
更に、導電性基材は、中空状の部材(筒状部材)であってもよいし、非中空状の部材であってもよい。
また、導電性基材の大きさや形状は、特に制限はなく、所望の用途に応じ、適宜設定すればよい。
本実施形態に係る発泡弾性部材は、前記導電性基材上に配置される発泡弾性層とを有し、前記発泡弾性層の厚さ方向の面で切断した前記発泡弾性層の断面において、前記発泡弾性層の厚さ方向をy軸、前記断面における前記y軸に垂直な方向をx軸とし、前記発泡弾性層におけるセルのx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86以上1.16以下である。
前記発泡弾性層は、前記発泡弾性層におけるセル(泡構造)のx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86以上1.16以下であり、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、0.90以上1.15以下であることが好ましく、1.00以上1.14以下であることがより好ましく、1.00以上1.10以下であることが特に好ましい。
また、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、前記Xの平均値は、前記Yの平均値以下であることが好ましい。
発泡弾性層の中央部を90°ずつ4箇所に対して、かみそりを用いて、発泡弾性層の面方向に垂直な方向の断面を作製する。
(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK−X200を用いて断面形状を観察し発泡の断面画像を取得する。このときレーザー顕微鏡観察は発泡形状が得られる倍率で観察を行う。
得られた画像をメディアサイバネティクス(Media Cybernetics)社製画像解析ソフトImage−Pro Plusに導入し、発泡弾性層におけるセル(泡構造)の縦横比(X/Y比)を100個以上のセルについて測定及び算出し、その平均値を算出する。
前記発泡弾性層のセルは、均一に近い分布で前記発泡弾性層において存在することで、経時歪みや経時外径安定性が良化する。セル均一性の指標としては、セルを円で近似した粒子径や測定面積に含まれるセル数で計算したセル数密度、セルを円で近似した時の重心座標点から他のセルの重心座標点までの距離の平均値である平均セル間距離、分散状態の態様を表す森下指標やL関数などである。
画像解析は、市販の解析ソフトを用いることで可能であり、必要な解析が可能であれば限定されるものではない。
本実施形態において使用するRipleyのL関数について以下に説明する。
まず始めに、RipleyのK関数は次のように定義される。
K(d)=E/ρ
Eは、発泡弾性層の断面においてランダムに選んだあるセルを円で近似した時の重心座標点を中心とした半径dの円内に含まれる他のセルを円で近似した時の重心座標点の数を表し、ρは、発泡弾性層の前記断面におけるセル数密度(平均密度)
つまりK関数であるK(d)は、ランダムに選んだ点を中心とした半径dの円内に含まれる他のセルを円で近似した時の重心座標点の数の平均を、前記発泡弾性層におけるセル数密度ρ(平均密度)で除した値である。有限の平面に点をランダムに散布するとポアソン分布に従うことが知られている。もし前記重心座標点がポアソン分布にしたがってランダムに分布していれば、半径dの円内に存在する他のセルを円で近似した時の重心座標点の数の期待値は、平均密度ρに円の面積πd2を掛けた値なので、下記式(K)で表される。
前記発泡弾性層は、弾性材料を含むことが好ましい。
弾性材料としては、ゴム材料が好ましく挙げられる。
具体的には例えば、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(ECO)、ブチルゴム、ウレタンゴム、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、これらを混合したゴムが挙げられる。
これらの中でも、抵抗維持性、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、ウレタンゴム又はエピクロルヒドリンゴムを含むことが好ましく、エピクロルヒドリンゴムを含むことが特に好ましい。なお、エピクロルヒドリンゴムは、後述する導電性化合物でもある。
前記発泡弾性層における弾性材料100質量部に対するエピクロルヒドリンゴムの含有量は、抵抗維持性の観点から、10質量部以上100質量部以下が好ましく、20質量部以上100質量部以下がより好ましく、30質量部以上100質量部以下が更に好ましく、40質量部以上100質量部以下が特に好ましく、50質量部以上100質量部以下が最も好ましい。
前記発泡弾性層における弾性材料の含有量は、抵抗維持性の観点から、前記発泡弾性層の全質量に対し、30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上70質量%以下であることが更に好ましい。
また、前記発泡弾性層における樹脂成分の含有量は、抵抗維持性の観点から、前記発泡弾性層の全質量に対し、30質量%以上100質量%以下であることが好ましく、40質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。
前記発泡弾性層が、エピクロルヒドリンゴムを含む場合、前記発泡弾性層における塩素イオンの遊離量は、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、0.5μg/g以上100μg/g以下であることがより好ましく、1μg/g以上80μg/g以下であることがより好ましく、5μg/g以上60μg/g以下であることが更に好ましく、10μg/g以上40μg/g以下であることが特に好ましい。
導電性弾性層の塩素イオンの遊離量を上記範囲にするには、洗浄の導入、加硫温度の低温化等を利用することがよい。例えば、洗浄時間、洗浄後の乾燥時間を長くすると、塩素イオンの遊離量が低下する傾向が見られる。また、導電性弾性層を形成するときの加硫温度を低温化すると、塩素イオンの遊離量が低下する傾向が見られる。
なお、本実施形態における「塩素イオン」とは、塩素原子を含むイオンのことであり、塩化物イオン、次亜塩素酸イオン等が含まれる。
発泡弾性部材における発泡弾性層から、0.5gの試料を採集する。0.5gの試料を樹脂製容器に投入し、樹脂製容器に超純水(0.058μS/cm)100mLを加え、30分間浸漬し、イオン成分を抽出する。抽出液を50倍希釈し、イオンクロマトグラフィ(Thermo Fisher Scientific社製、ICS−2100)に注入し塩素イオンを測定する。カラムはAS−19(Thermo Fisher Scientific社製)、溶離液は水酸化カリウムを使用し、流速1.0mL/minで送液する。そして、電気伝導度検出器を用い、塩素イオンを含む混合標準溶液(関東化学(株)製、陰イオン混合標準液I)を使用した絶対検量線法により塩素イオンを定量し、塩素イオン量を求める。
発泡弾性部材における発泡弾性層の厚み方向の両端部及び中央部からそれぞれ採取した3種類の試料について、この操作を実施し、塩素イオン量を求め、その平均値を塩素イオンの遊離量とする。
前記発泡弾性層は、導電性化合物を含むことが好ましい。
前記導電性化合物としては、イオン導電性樹脂、及び、イオン導電剤が挙げられる。
前記発泡弾性層は、イオン導電性樹脂又はイオン導電剤のいずれかを含んでいても、両方を含んでいてもよい。
前記発泡弾性層は、イオン導電性樹脂を1種単独で含んでも、2種以上含んでもよい。
また、前記発泡弾性層は、イオン導電剤を1種単独で含んでも、2種以上含んでもよい。
前記発泡弾性層がイオン導電性樹脂を含む場合、導電性の調整及び耐久性の観点から、イオン導電性樹脂以外の弾性材料を更に含むことが好ましい。
また、前記発泡弾性層がイオン導電剤を含む場合、導電性及び耐久性の観点から、イオン導電性樹脂以外の弾性材料又はイオン導電性樹脂を更に含むことが好ましく、イオン導電性樹脂以外の弾性材料を更に含むことがより好ましい。
イオン導電性樹脂としては、特に制限はなく、公知のイオン導電性樹脂が用いられるが、抵抗維持性の観点から、エピクロルヒドリンゴムを含むことが好ましい。
イオン導電剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩(例えばラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、ハロゲン化ベンジル塩(例えば、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等)等)、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩、各種ベタイン、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル、各種イオン液体やフッ素系帯電防止剤などが挙げられる。
これらの中でも、抵抗維持性の観点から、第四級アンモニウム塩が好ましく挙げられる。
前記発泡弾性層は、カーボンブラックを含んでいてもよい。
カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法で製造されるカーボンブラック(例えばチャンネルブラック、ロールブラック、ディスクブラック等)、ファーネスト法で製造されるカーボンブラック(例えばガスファーネストブラック、オイルファーネストブラック等)、サーマル法で製造されるカーボンブラック(例えばサーマルブラック、アセチレンブラック等)が挙げられる。
中でも、導電性及び抵抗安定性の観点から、ケッチェンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック及びサーマルブラックよりなる群から選ばれる少なくとも1種のカーボンブラックが好ましく、アセチレンブラック及びサーマルブラックよりなる群から選ばれる少なくとも1種のカーボンブラックがより好ましい。
カーボンブラックは、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。
ここで、カーボンブラックの使用割合は、例えば、質量比でケッチェンブラック及びアセチレンブラックの少なくとも一方:サーマルブラック=1:1乃至1:8が好ましく、更には1:2乃至1:5がより好ましい。
前記発泡弾性層は、発泡及び加硫してなるゴムを含んでいてもよい。
ゴムを加硫する加硫剤としては、例えば、イオウ、有機含イオウ化合物の他、有機過酸化物等が挙げられる。有機含イオウ化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、N,N’−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。また、有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルペルオキシド等が挙げられる。
加硫剤は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
加硫剤の添加量は、使用する樹脂の特性や発泡弾性部材の用途によって適宜、調整することができるが、弾性層に含まれる樹脂成分100質量部に対し、0.3質量部以上10質量部以下であることが好ましく、1質量部以上8質量部以下であることがより好ましい。
なお、本実施形態においては、過酸化物よる架橋を、硫黄原子を用いないが、過酸化物加硫ともいう。
発泡樹脂の作製における過酸化物加硫は、過酸化物を用いて行われることが好ましい。
過酸化物としては、無機過酸化物であっても、有機過酸化物であってもよいが、有機過酸化物が好ましい。
有機過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、クミルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチルパーオキシクメン等が挙げられる。
過酸化物の使用量は、使用する樹脂の特性や発泡弾性部材の用途によって適宜、調整することができるが、弾性層の樹脂成分100質量部に対し、0.1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
前記発泡弾性層の形成には、加硫促進剤を用いてもよい。
加硫促進剤としては、従来より使用されている種々のものが使用され、特にスルフェンアミド系加硫促進剤を使用するのが好ましい。加硫促進剤の添加量は、弾性層の樹脂成分100質量部に対し、0.3質量部以上4質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。
前記発泡弾性層の形成は、発泡剤を用いることが好ましい。
発泡剤としては、公知のものを用いることができ、化学発泡剤であっても、物理発泡剤であってもよいが、取り扱い性や保存性の観点から、化学発泡剤であることが好ましい。
化学発泡剤としては、無機化合物であっても、有機化合物であってもよく、2種以上を併用してもよいが、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、化学発泡剤を2種以上併用することが好ましく、2又は3種併用することがより好ましく、2種併用することが特に好ましい。
有機化学発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)などのニトロソアミン化合物、アゾジカルボンアミド(ADCA)などのアゾ化合物、4,4’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)やヒドラゾジカルボンアミド(HDCA)などのヒドラジン化合物等が挙げられる。
無機化学発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム等の炭酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩と有機酸塩との組み合わせ等が挙げられる。
中でも、有機化学発泡剤が好ましく、ニトロソアミン化合物、アゾ化合物及びヒドラジン化合物がより好ましく、アゾジカルボンアミド(ADCA)、4、4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、及び、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DTP)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物が更に好ましく、アゾジカルボンアミド(ADCA)及び4、4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)の2種を併用することが特に好ましい。
物理発泡剤を用いる場合には、常圧又は加圧下において、弾性材料を含む組成物に混合して、発泡させてもよいし、前記組成物へ物理発泡剤を含浸させ、発泡させてもよい。
発泡方法としては、特に制限はないが、具体的には、バッチ発泡法、プレス発泡法、常圧発泡法、常圧二次発泡法、加硫釜内による蒸気加圧加熱発泡などの方法が挙げられる。
また、発泡剤や発泡方法としては、特開平11−106543号公報や「新版 ゴム技術の基礎 改訂版」、日本ゴム協会編に記載の発泡剤及び発泡方法を参照することができる。
また、前記発泡弾性層は、半連続発泡体又は連続発泡体(それぞれ「半連続気泡体」、「連続気泡体」ともいう。)であることが好ましい。
発泡剤の使用量は、使用する樹脂の特性や発泡弾性部材の用途によって適宜、調整することができるが、発泡弾性層の樹脂成分100質量部に対し、0.1質量部〜30質量部であることが好ましく、0.5質量部〜20質量部であることがより好ましく、1質量部〜15質量部であることが更に好ましく、2質量部〜10質量部であることが特に好ましい。上記範囲であると、抵抗安定性により優れる。
前記発泡弾性層は、その他の添加剤を含んでいてもよい。
その他の添加剤としては、周知の各種のゴム用添加剤が挙げられる。具体的には、例えば、加工助剤(ステアリン酸等)、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、硬化剤、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)等が挙げられる。
前記発泡弾性部材が、ローラー形状である場合、前記発泡弾性部材の初期の外径Daとし、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後の前記発泡弾性部材の外径Dbとした場合、Da−Dbの値(外径変化量)は、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、531μm未満であることが好ましく、521μm未満であることがより好ましく、450μm未満であることが更に好ましく、15μm未満であることが特に好ましい。
22℃、55%環境下に24時間以上静置したロールの外径を両端20mmと中央の3箇所を測定する。この3箇所の外径を平均して外径Daとする。
その後、発泡弾性層が何物にも触れないようにして、60℃、85%RH環境下に48時間静置する。
48時間静置後に再び22℃、55%環境下に24時間静置したロールの外径を同じく両端20mmと中央の3箇所を測定し、平均した外径を外径Dbとする。
Da−Dbを算出し、外径変化量とする。
前記発泡弾性層を厚さ8.0mmのSUS製金属平板に0.6mm食込ませた状態で、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後に前記金属平板を取り除き、30分後に測定した前記金属平板を食込ませた部分における前記発泡弾性部材の外径の歪み量(圧縮永久歪み量)は、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、225μm未満であることが好ましく、220μm以下であることがより好ましく、210μm以下であることが更に好ましく、170μm以下であることが特に好ましい。
22℃、55%環境下に24時間以上静置した発泡弾性層において、前記発泡弾性層を対向する厚さ8.0mmのSUS製金属平板に0.6mm食込むようにセットした後、60℃、85%RH環境下に48時間静置する。
48時間静置後に再び22℃、55%環境下に24時間静置し、発泡弾性部材を食込みから開放し、開放した30分後に発泡弾性層の厚さ(発泡弾性部材がロールの場合は、ロール外径でもよい。)を接触式形状測定機により発泡弾性部材の前記金属平板を食込ませた部分の両端から20mmの部分と中央部分との3箇所を測定する。この3箇所の各々の外径の最大値(Max値)−最小値(Min値)を算出し、Max値−Min値の3箇所を平均して圧縮永久歪み量とする。
前記発泡樹脂を得る工程における加硫及び発泡は、同時に行っても、逐次で行ってもよい。逐次で行う場合は、加硫を行った後、発泡することが好ましい。
また、経時歪み抑制性、及び、経時外径安定性の観点から、化学発泡剤を2種以上用いて、発泡することが好ましい。
加硫及び発泡時における温度及び時間は、特に制限はなく、使用する加硫及び発泡剤に応じて、適宜設定すればよい。
加硫及び発泡は、加熱により行うことが好ましく、加熱温度としては、100℃以上200℃以下であることが好ましい。
また、前記加硫を、マイクロ波加硫により行ってもよい。
マイクロ波加硫を行う方法としては、例えば、特開2008−176027号公報に記載された方法が挙げられる。
他の層としては、特に制限はなく、用途に応じ、公知の層が設けられる。
本実施形態に係る画像形成装置は、本実施形態に係る発泡弾性部材を備える画像形成装置であり、本実施形態に係る発泡弾性部材を転写ロールとして備える画像形成装置であることが好ましく、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、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手段と、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手段と、本実施形態に係る発泡弾性部材を転写ロールとして有し、前記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手段と、を備える画像形成装置であることがより好ましい。
直接転写方式の構成では、像保持体に対向して配置された転写ロールとして本実施形態に係る転写ロールを備えることが好ましい。
また、中間転写方式の構成では、1次転写ロール及び2次転写ロールの少なくともいずれか一方の転写ロールとして本実施形態に係る転写ロールを備えることが好ましい。
更に、用紙搬送ベルト内で給電又は駆動ロールとして、本実施形態に係る導電性ロールを用いてもよい。
また、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、像保持体を帯電する帯電手段、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段、及び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手段から選ばれる少なくとも1種の手段を備えてもよい。
なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に特定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能である。
なお、1次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×106Ωcm以下)の基材上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って特定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは、クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
<導電性ロールの作製>
−発泡弾性層の形成−
下記混合物をX/Y比が所望の値になるよう発泡剤A、発泡剤Bの配合質量部を適宜調整し、オープンロールで混練りしゴム練り材Aを得た後、中心部に孔が開いた状態(ドーナツ状)で押し出して円筒形状のロールに成形した。
次いで、円筒形状のロールを160℃で30分間加熱して加硫発泡させた。その後に120℃、2時間でアニール処理を施した。
アニール処理後のロールの中心部の孔にSUS(ステンレス鋼)製、直径8mmのシャフトを差し込み、ロールの外周面を研磨して外径18mm(ゴム厚5.0mm)、長さ224mmの実施例1乃至実施例10、並びに、比較例1及び比較例2の導電性ロールをそれぞれ得た。研磨後のロールを1μS/cmの純水(20℃)を入れた超音波洗浄機で40分間洗浄し、水中から取り出して自然乾燥させた。
・ゴム材(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(CG102、(株)大阪ソーダ製)60%と、ニトリルアクリロブタジエンゴム(N230SV、JSR(株)製)40%との混合物):100質量部
・カーボンブラック(#55、旭カーボン(株)製):15質量部
・加硫剤(硫黄)(200メッシュ、鶴見化学工業(株)製):1質量部
・加硫促進剤(ノクセラーDM、大内新興化学工業(株)製):1.5質量部
・加硫促進剤(ノクセラーTET、大内新興化学工業(株)製):1.0質量部
・酸化亜鉛(亜鉛華1号:正同化学工業(株)製):5質量部
・炭酸カルシウム(ホワイトンSSB:白石カルシウム(株)製):10質量部
・ステアリン酸(ステアリン酸S:花王(株)製):1質量部
・発泡剤A アゾジカルボンアミド(ADCA):適量
・発泡剤B 4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド、OBSH):適量
・発泡助剤 尿素化合物:0.5質量部
実施例1の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をEPION301((株)大阪ソーダ製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性ロールを得た。
実施例1の混合物に四級アンモニウム塩(ラウリルトリメチルアンモニウム)を1質量部加えた以外は、実施例1と同様にして、導電性ロールを得た。
実施例1の外周面を研磨して外径14mm(ゴム厚3.0mm)変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性ロールを得た。
発泡ゴムロールの中央部を90°ずつ4箇所に対して、かみそりを用いて、発泡弾性層の面方向に垂直な方向の断面を作製した。
(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK−X200を用いて断面形状を観察し発泡の断面画像を取得した。このときレーザー顕微鏡観察は発泡形状が得られる倍率で観察を行った。
得られた画像をメディアサイバネティクス(Media Cybernetics)社製画像解析ソフトImage−Pro Plusに導入し、発泡ゴムのセル(泡構造)の縦横比(X/Y比)を100個以上のセルについて測定及び算出し、その平均値を算出した。
発泡弾性層の塩素イオンの遊離量の測定方法は、次の通りである。
発泡弾性層から、0.5gの試料を採集する。0.5gの試料を樹脂製容器に投入し、樹脂製容器に超純水(0.058μS/cm)100mLを加え、30分間浸漬し、イオン成分を抽出する。抽出液を50倍希釈し、イオンクロマトグラフィ(Thermo Fisher Scientific社製、ICS−2100)に注入し塩素イオンを測定した。カラムはAS−19(Thermo Fisher Scientific社製)、溶離液は水酸化カリウムを使用し、流速1.0mL/minで送液した。そして、電気伝導度検出器を用い、塩素イオンを含む混合標準溶液(関東化学(株)製、陰イオン混合標準液I)を使用した絶対検量線法により塩素イオンを定量し、塩素イオン量を求めた。
発泡弾性部材における発泡弾性層の厚み方向の両端部及び中央部からそれぞれ採取した3種類の試料について、この操作を実施し、塩素イオン量を求め、その平均値を塩素イオンの遊離量とした。
22℃、55%環境下に24時間以上静置したロールの外径を両端20mmと中央の3箇所を測定する。この3箇所の外径を平均して外径Daとした。
その後、発泡弾性層が何物にも触れないようにして、60℃、85%RH環境下に48時間静置した。
48時間静置後に再び22℃、55%環境下に24時間静置したロールの外径を同じく両端20mmと中央の3箇所を測定し、平均した外径を外径Dbとした。
Da−Dbを算出し、外径変化量とした。
22℃、55%環境下に24時間以上静置したそのロールにおいて、前記発泡弾性層に対向する厚さ8.0mmのSUS製金属平板に対し、0.6mm食込むようにセットした後、60℃、85%RH環境下に48時間静置した。
48時間静置後に再び22℃、55%環境下に24時間静置し、ロールを食込みから開放し、開放した30分後にロール外径を接触式形状測定機により発泡弾性部材の前記金属平板を食込ませた部分の両端から20mmの部分と中央部分との3箇所を測定した。この3箇所の各々の外径の最大値(Max値)−最小値(Min値)を算出し、Max値−Min値の3箇所を平均して圧縮永久歪み量とした。
*2:表1における比較例1における発泡剤A及び発泡剤Bの使用量は、実施例1での発泡剤Aの使用量よりも少し少なくし、実施例1での発泡剤Bの使用量よりも少し多くして、表1に記載のX/Y等となるように発泡弾性部材を作製した。
*3:表1における比較例2における発泡剤A及び発泡剤Bの使用量は、実施例6での発泡剤Aの使用量よりも少し多くし、実施例6での発泡剤Bの使用量よりも少し少なくして、表1に記載のX/Y等となるように発泡弾性部材を作製した。
また、表1に示すように、実施例の発泡弾性部材は、高温高湿環境下に長期保管されても、外径変化が小さいものでもあった。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (10)
- 導電性基材と、
前記導電性基材上に配置される発泡弾性層とを有し、
前記発泡弾性層の厚さ方向の面で切断した前記発泡弾性層の断面において、前記発泡弾性層の厚さ方向をy軸、前記断面における前記y軸に垂直な方向をx軸とし、前記発泡弾性層におけるセルのx軸方向の最大長さをX、y軸方向の最大長さをYとした場合、X/Yの値の平均値が、0.86以上1.16以下である
発泡弾性部材。 - 前記発泡弾性層が、エピクロルヒドリンゴムを含み、かつ塩素イオンの遊離量が1μg/g以上80μg/g以下である請求項1に記載の発泡弾性部材。
- 前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、320μm以上600μm以下である請求項1又は請求項2に記載の発泡弾性部材。
- 前記発泡弾性層においてL関数で算出される平均セル間距離が、400μm以上520μm以下である請求項3に記載の発泡弾性部材。
- 前記発泡弾性部材が、ローラー形状である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の発泡弾性部材。
- 前記発泡弾性部材の初期の外径Daとし、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後の前記発泡弾性部材の外径Dbとした場合、Da−Dbの値が、521μm未満である請求項5に記載の発泡弾性部材。
- 前記発泡弾性層を厚さ8.0mmの金属平板に0.6mm食込ませた状態で、60℃85%RH環境下に48時間放置した後、22℃55%RH環境下に24時間放置した後に前記金属平板を取り除き、30分後に測定した前記金属平板を食込ませた部分における前記発泡弾性部材の外径の歪み量が、225μm未満である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の発泡弾性部材。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の発泡弾性部材を、被転写体に転写物を転写させる転写部材として備える転写装置。
- 請求項8に記載の転写装置を備え、
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、
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静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する請求項8に記載の転写装置と、
を備える
画像形成装置。
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