JP2024027644A - ロール部材、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】他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材の提供。【解決手段】脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。【選択図】図1
Description
本発明は、ロール部材、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。
特許文献1には、「画像形成装置に備えられる像保持体の表面を帯電させるための、基材と、前記基材上に設けられ、かつ前記像保持体に接触する最外層とを含み、前記最外層が、エポキシ樹脂およびイソシアネート樹脂のうち少なくとも1つを用いて架橋されたポリアミド樹脂を含み、架橋度が30%以上であることを特徴とする帯電部材。」が提案されている。
特許文献2には、「架橋ゴムおよびイオン導電剤を含有する導電性ゴム弾性体層と、前記導電性ゴム弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層が、ポリマーおよびポリフェノールを含有することを特徴とする電子写真機器用導電性部材。」が提案されている。
特許文献3には、「軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、を備え、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、ハロゲン原子を含む成分を含有し、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、NH2基を有するポリマーを含有し、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、ジルコニウムおよびビスマスの少なくとも一方を金属成分として含むイオン交換体を含有することを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。」が提案されている。
特許文献2には、「架橋ゴムおよびイオン導電剤を含有する導電性ゴム弾性体層と、前記導電性ゴム弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層が、ポリマーおよびポリフェノールを含有することを特徴とする電子写真機器用導電性部材。」が提案されている。
特許文献3には、「軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、を備え、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、ハロゲン原子を含む成分を含有し、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、NH2基を有するポリマーを含有し、前記弾性体層および前記表層の少なくとも一方が、ジルコニウムおよびビスマスの少なくとも一方を金属成分として含むイオン交換体を含有することを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。」が提案されている。
本発明の課題は、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有するロール部材において、前記表面層が単層構造である場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多い場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材を提供することである。
上記課題を解決するための手段には、以下の手段が含まれる。
<1> 脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、
前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、
前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。
<2> 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である<1>に記載のロール部材。
<3> 前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満である<1>又は<2>に記載のロール部材。
<4> 下記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3以上0.7以下であり、前記第1の層は0.1以上0.5以下である<1>~<3>のいずれか1つに記載のロール部材。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
<5> 前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい<4>に記載のロール部材。
<6> 下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい<1>~<5>のいずれか1つに記載のロール部材。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
<7> 前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0以上2.2以下である<6>に記載のロール部材。
<8> 前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5以上2.0以下である<1>~<7>のいずれか1つに記載のロール部材。
<9> <1>~<8>のいずれか1つに記載のロール部材からなる帯電部材。
<10> <9>に記載の帯電部材を備える帯電装置。
<11> <10>に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<12> 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する<10>に記載の帯電装置と、
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転写装置と、
を備える画像形成装置。
<1> 脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、
前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、
前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。
<2> 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である<1>に記載のロール部材。
<3> 前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満である<1>又は<2>に記載のロール部材。
<4> 下記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3以上0.7以下であり、前記第1の層は0.1以上0.5以下である<1>~<3>のいずれか1つに記載のロール部材。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
<5> 前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい<4>に記載のロール部材。
<6> 下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい<1>~<5>のいずれか1つに記載のロール部材。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
<7> 前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0以上2.2以下である<6>に記載のロール部材。
<8> 前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5以上2.0以下である<1>~<7>のいずれか1つに記載のロール部材。
<9> <1>~<8>のいずれか1つに記載のロール部材からなる帯電部材。
<10> <9>に記載の帯電部材を備える帯電装置。
<11> <10>に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<12> 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する<10>に記載の帯電装置と、
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転写装置と、
を備える画像形成装置。
<1>又は<2>に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有するロール部材において、前記表面層が単層構造である場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多い場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%以上である場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<4>に係る発明によれば、上記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3未満若しくは0.7を超える場合、又は前記第1の層は0.1未満若しくは0.5を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<3>に係る発明によれば、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%以上である場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<4>に係る発明によれば、上記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3未満若しくは0.7を超える場合、又は前記第1の層は0.1未満若しくは0.5を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<5>に係る発明によれば、前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<6>に係る発明によれば、下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0未満又は2.2を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5未満又は2.0を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<9>、<10>、<11>又は<12>に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が単層構造であるロール部材を備える場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多いロール部材を備える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材を備えた帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0未満又は2.2を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5未満又は2.0を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
<9>、<10>、<11>又は<12>に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が単層構造であるロール部材を備える場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多いロール部材を備える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材を備えた帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<ロール部材>
本実施形態に係るロール部材は、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。
本実施形態に係るロール部材は、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。
本実施形態に係るロール部材は、上記構成により、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制される。その理由は、次の通り推測される。
脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有するロール部材において、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合に表面層のひび割れが発生することがあった。これは、ロール部材の製造において、導電性弾性層に含まれる脂肪酸金属塩が表面層の形成時の反応を阻害するためと考えられる。
本実施形態に係るロール部材は、表面層が、導電性弾性層側に第1の層、及び第1の層の直上に第2の層を有する。すなわち、導電性弾性層と第2の層との間に第1の層を有する。そのため、ロール部材の製造において、導電性弾性層が、第1の層によって覆われるため、第2の層の形成時に脂肪酸金属塩と第2の層を構成する材料との接触が抑制され、脂肪酸金属塩が第2の層の形成時の反応が阻害されにくくなる。
また、本実施形態に係るロール部材は、第1の層に含まれるフィラーの含有量が、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。第1の層は、導電性弾性層と接触するため、第1の層の形成時の反応が阻害されている。しかしながら、第1の層のフィラーの含有量を第2の層に含まれるフィラーの含有量より少なくすることで、フィラー起因のひび割れの発生が抑制される。
また、本実施形態に係るロール部材は、第1の層に含まれるフィラーの含有量が、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。第1の層は、導電性弾性層と接触するため、第1の層の形成時の反応が阻害されている。しかしながら、第1の層のフィラーの含有量を第2の層に含まれるフィラーの含有量より少なくすることで、フィラー起因のひび割れの発生が抑制される。
以上のことから本実施形態に係るロール部材は、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されると推測される。
(導電性弾性層)
-脂肪酸金属塩-
導電性弾性層は脂肪酸金属塩を含む。
脂肪酸金属塩は、脂肪酸の金属塩である。
脂肪酸金属塩は、アニオンとして脂肪酸のカルボキシラートアニオンを含み、カチオンとして金属イオンを含む。
-脂肪酸金属塩-
導電性弾性層は脂肪酸金属塩を含む。
脂肪酸金属塩は、脂肪酸の金属塩である。
脂肪酸金属塩は、アニオンとして脂肪酸のカルボキシラートアニオンを含み、カチオンとして金属イオンを含む。
脂肪酸金属塩に含まれるカルボキシラートアニオンとしては、炭素数4以上24以下の脂肪酸のカルボキシラートアニオンが挙げられる。
カルボキシラートアニオンとしては、ミスチリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
脂肪酸金属塩に含まれる金属イオンとしては、遷移金属のイオン、アルカリ金属のイオン、アルカリ土類金属のイオン等が挙げられる。
金属イオンとしては、亜鉛イオン等が挙げられる。
カルボキシラートアニオンとしては、ミスチリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
脂肪酸金属塩に含まれる金属イオンとしては、遷移金属のイオン、アルカリ金属のイオン、アルカリ土類金属のイオン等が挙げられる。
金属イオンとしては、亜鉛イオン等が挙げられる。
脂肪酸金属塩としてはステアリン酸亜鉛であることが好ましい。
ステアリン酸亜鉛は、表面層の形成時の反応をより阻害しやすい。しかしながら、本実施形態に係るロール部材は表面層が第1の層及び第2の層を有するため、導電性弾性層がステアリン酸亜鉛を含有する場合でも他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制される。
ステアリン酸亜鉛は、表面層の形成時の反応をより阻害しやすい。しかしながら、本実施形態に係るロール部材は表面層が第1の層及び第2の層を有するため、導電性弾性層がステアリン酸亜鉛を含有する場合でも他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制される。
-脂肪酸金属塩以外の組成-
導電性弾性層は、脂肪酸金属塩以外に、例えば、弾性材料と導電剤とその他添加剤とを含む。
導電性弾性層は、脂肪酸金属塩以外に、例えば、弾性材料と導電剤とその他添加剤とを含む。
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、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、これらのブレンドゴムがましい。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。
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導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理した物;などの粉末が挙げられる。イオン導電剤としては、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オニウム類の過塩素酸塩又は塩素酸塩;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩又は塩素酸塩;などが挙げられる。導電剤は、1種を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は、具体的には、オリオンエンジニアドカーボンズ社製「スペシャルブラック350」、同「スペシャルブラック100」、同「スペシャルブラック250」、同「スペシャルブラック5」、同「スペシャルブラック4」、同「スペシャルブラック4A」、同「スペシャルブラック550」、同「スペシャルブラック6」、同「カラーブラックFW200」、同「カラーブラックFW2」、同「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH880」、同「MONARCH1000」、同「MONARCH1300」、同「MONARCH1400」、同「MOGUL-L」、同「REGAL400R」等が挙げられる。
導電剤の配合量は、特に制限はないが、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好ましい。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好ましい。
導電性弾性層に配合されるその他添加剤としては、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)等の導電性弾性層に配合され得る通常の材料が挙げられる。
-膜厚及び体積抵抗率-
導電性弾性層の層厚は、平均で1mm以上15mm以下程度が望ましく、2mm以上10mm以下程度がより好ましい。
導電性弾性層の体積抵抗率は103Ωcm以上1014Ωcm以下が好ましい。
導電性弾性層の層厚は、平均で1mm以上15mm以下程度が望ましく、2mm以上10mm以下程度がより好ましい。
導電性弾性層の体積抵抗率は103Ωcm以上1014Ωcm以下が好ましい。
-導電性弾性層の形成方法-
導電性弾性層を、形成する方法としては、例えば、加工助剤として脂肪酸、加硫促進剤として酸化亜鉛、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した弾性層形成用組成物と、円筒状の導電性基材とを、共に押出成形機から押出して、導電性基材の外周面上に弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ弾性層とする方法;無端ベルト状の導電性基材の外周面に、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した弾性層形成用組成物を押出成形機から押出して、導電性基材の外周面上に弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ弾性層とする方法;などが挙げられる。
導電性弾性層を、形成する方法としては、例えば、加工助剤として脂肪酸、加硫促進剤として酸化亜鉛、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した弾性層形成用組成物と、円筒状の導電性基材とを、共に押出成形機から押出して、導電性基材の外周面上に弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ弾性層とする方法;無端ベルト状の導電性基材の外周面に、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した弾性層形成用組成物を押出成形機から押出して、導電性基材の外周面上に弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ弾性層とする方法;などが挙げられる。
(表面層)
表面層は、導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む。
また、表面層は、導電性弾性層側に第1の層、及び第1の層の直上に第2の層を有し、第1の層に含まれるフィラーの含有量が、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。
表面層は、導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む。
また、表面層は、導電性弾性層側に第1の層、及び第1の層の直上に第2の層を有し、第1の層に含まれるフィラーの含有量が、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。
-第1の層の組成-
第1の層は結着樹脂を含有することが好ましい。
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン樹脂、4フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等)が挙げられる。また、結着樹脂は、硬化性樹脂を硬化剤若しくは触媒により硬化又は架橋したものも挙げられる。
第1の層は結着樹脂を含有することが好ましい。
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン樹脂、4フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等)が挙げられる。また、結着樹脂は、硬化性樹脂を硬化剤若しくは触媒により硬化又は架橋したものも挙げられる。
第1の層に含まれる結着樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、架橋性ナイロンの架橋物を含むことが好ましい。
架橋性ナイロンの架橋物とは、架橋性ナイロンに含まれる架橋性官能基と、架橋性ナイロンに含まれるアミド基と、を架橋することで得られる架橋物である。
架橋性ナイロンの架橋物とは、架橋性ナイロンに含まれる架橋性官能基と、架橋性ナイロンに含まれるアミド基と、を架橋することで得られる架橋物である。
架橋性ナイロンは、架橋性官能基を有するナイロンである。
架橋性官能基としては、架橋性ナイロンに含まれるアミド基と架橋反応する官能基であれば特に限定されない。
架橋性官能基としては、アルコキシアルキル基が挙げられる。
架橋性官能基としては、架橋性ナイロンに含まれるアミド基と架橋反応する官能基であれば特に限定されない。
架橋性官能基としては、アルコキシアルキル基が挙げられる。
他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生をより抑制する観点から、架橋性官能基としてはアルコキシアルキル基であることが好ましい。
アルコキシアルキル基とは、-R1-OR2で表される基である。
R1はアルキレン基であり、R2はアルキル基である。
ここでアルキレン基とは、-(CnH2n)-で表される基である。
アルコキシアルキル基とは、-R1-OR2で表される基である。
R1はアルキレン基であり、R2はアルキル基である。
ここでアルキレン基とは、-(CnH2n)-で表される基である。
R1は炭素数1以上30以下のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1以上15以下のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数1以上8以下のアルキレン基であることが更に好ましく、炭素数1以上3以下のアルキレン基であることが特に好ましく、炭素数1のアルキレン基(メチレン基)であることが最も好ましい。
R2は炭素数1以上30以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上15以下のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1以上8以下のアルキル基であることが更に好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基であることが特に好ましく、炭素数1のアルキル基(メチル基)であることが最も好ましい。
すなわち、アルコキシメチル基は、メトキシメチル基であることが最も好ましい。
すなわち、アルコキシメチル基は、メトキシメチル基であることが最も好ましい。
架橋性官能基としては、メトキシメチル基であることが好ましい。
すなわち、架橋性ナイロンはメトキシメチル化ナイロンであることが好ましい。
ここで、メトキシメチル化ナイロンとはナイロンに含まれる少なくとも一部のアミド基の水素原子が、メトキシメチル基に置換された化合物をいう。
すなわち、架橋性ナイロンはメトキシメチル化ナイロンであることが好ましい。
ここで、メトキシメチル化ナイロンとはナイロンに含まれる少なくとも一部のアミド基の水素原子が、メトキシメチル基に置換された化合物をいう。
他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制されるロール部材とする観点から、メトキシメチル化ナイロンの重量平均分子量は10000以上100000以下であることが好ましく、15000以上50000以下であることがより好ましく、20000以上40000以下であることが更に好ましい。
メトキシメチル化ナイロンの重量平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法で測定される値である。
・カラム:品名:KF-404(shodex製)
・カラム温度:25℃
・溶離液:HFIP
・流速:0.5mL/min
・検出器:RI(示差屈折率検出器)
・カラム:品名:KF-404(shodex製)
・カラム温度:25℃
・溶離液:HFIP
・流速:0.5mL/min
・検出器:RI(示差屈折率検出器)
第1の層は架橋性ナイロンの架橋物以外の結着樹脂を含有してもよい。
結着樹脂としては、ウレタン樹脂、ポリエステル、フェノール、アクリル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、セルロース等が挙げられる。
結着樹脂としては、ウレタン樹脂、ポリエステル、フェノール、アクリル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、セルロース等が挙げられる。
第1の層はフィラーを含んでもよい。
フィラーとしては、無機粒子、有機粒子等が挙げられる。
フィラーとしては、具体的には、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコン(ZrSiO4)粒子等の無機粒子、及び、ポリアミド粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子が挙げられる。
フィラーとしては、無機粒子、有機粒子等が挙げられる。
フィラーとしては、具体的には、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコン(ZrSiO4)粒子等の無機粒子、及び、ポリアミド粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子が挙げられる。
フィラーの体積平均粒径は5μm以上20μm以下であることが好ましく、7μm以上15μm以下であることがより好ましく、10μm以上15μm以下であることが更に好ましい。
フィラーの体積平均粒径の測定方法は、層を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、粒子の100個の直径(最大径)を測定し、それを体積平均することにより算出する。
本実施形態に係るロール部材は、第1の層に含まれるフィラーの含有量が、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ない。
第1の層に含まれるフィラーの含有量は、第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して(すなわち、[第1の層に含まれるフィラーの含有量÷第2の層に含まれるフィラーの含有量]×100)、50質量%未満であることが好ましく、0質量%以上25質量%未満であることがより好ましく、0質量%以上5質量%未満であることが更に好ましく、0質量%であることが特に好ましい。
第1の層に含まれるフィラーの含有量は、第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して(すなわち、[第1の層に含まれるフィラーの含有量÷第2の層に含まれるフィラーの含有量]×100)、50質量%未満であることが好ましく、0質量%以上25質量%未満であることがより好ましく、0質量%以上5質量%未満であることが更に好ましく、0質量%であることが特に好ましい。
第1の層に含まれるフィラーの含有量を、第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満とすることで、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
第1の層に含まれるフィラーの含有量を、第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満とすることで、第2の層に含まれるフィラーの含有量より少なくなることで、フィラー起因のひび割れの発生がより抑制される。
第1の層に含まれるフィラーの含有量は、第1の層全体の質量に対して、0質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、0質量%であることが更に好ましい。
第1の層は導電剤を含んでもよい。
第1の層に含有される導電剤としては、体積平均粒径が3μm以下で体積抵抗率が109Ωcm以下である導電剤が挙げられる。
導電剤の体積平均粒径の測定方法は、フィラーの体積平均粒径の測定方法と同一である。
導電剤の体積抵抗率の測定方法は、エレクトロメーター(KEITHLEY610C、KEYTHLEY社製)と高圧電源(商品名:FLUKE415B、FKUKE社製)に接続された一対の20cm2の円極板上に導電剤の層を形成し、その層の上に上部極板を配置した後、導電剤内の空隙を除くために4kgの重しをのせた状態で導電剤層の厚さを測定する。次に両極板に1,000Vの電圧を印加して電流値を測定し、体積抵抗率ρを式ρ=V×S/{(A-A0)×d}で算出する。なお、V=印加電圧、S=極板面積、A=測定電圧、A0=印加電圧0Vのときの初期電流値、d=導電剤層厚である。
第1の層に含有される導電剤としては、体積平均粒径が3μm以下で体積抵抗率が109Ωcm以下である導電剤が挙げられる。
導電剤の体積平均粒径の測定方法は、フィラーの体積平均粒径の測定方法と同一である。
導電剤の体積抵抗率の測定方法は、エレクトロメーター(KEITHLEY610C、KEYTHLEY社製)と高圧電源(商品名:FLUKE415B、FKUKE社製)に接続された一対の20cm2の円極板上に導電剤の層を形成し、その層の上に上部極板を配置した後、導電剤内の空隙を除くために4kgの重しをのせた状態で導電剤層の厚さを測定する。次に両極板に1,000Vの電圧を印加して電流値を測定し、体積抵抗率ρを式ρ=V×S/{(A-A0)×d}で算出する。なお、V=印加電圧、S=極板面積、A=測定電圧、A0=印加電圧0Vのときの初期電流値、d=導電剤層厚である。
導電剤としては、電子導電剤、及びイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、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導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理した物;などの粉末が挙げられる。イオン導電剤としては、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オニウム類の過塩素酸塩又は塩素酸塩;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩又は塩素酸塩;などが挙げられる。導電剤は、1種を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。
導電剤としては、カーボンブラックが好適である。
カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、pH5以下の酸化処理カーボンブラック等が挙げられる。より具体的には、オリオンエンジニアドカーボンズ社製「スペシャルブラック350」、同「スペシャルブラック100」、同「スペシャルブラック250」、同「スペシャルブラック5」、同「スペシャルブラック4」、同「スペシャルブラック4A」、同「スペシャルブラック550」、同「スペシャルブラック6」、同「カラーブラックFW200」、同「カラーブラックFW2」、同「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH880」、同「MONARCH1000」、同「MONARCH1300」、同「MONARCH1400」、同「MOGUL-L」、同「REGAL400R」等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、pH5以下の酸化処理カーボンブラック等が挙げられる。より具体的には、オリオンエンジニアドカーボンズ社製「スペシャルブラック350」、同「スペシャルブラック100」、同「スペシャルブラック250」、同「スペシャルブラック5」、同「スペシャルブラック4」、同「スペシャルブラック4A」、同「スペシャルブラック550」、同「スペシャルブラック6」、同「カラーブラックFW200」、同「カラーブラックFW2」、同「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH880」、同「MONARCH1000」、同「MONARCH1300」、同「MONARCH1400」、同「MOGUL-L」、同「REGAL400R」等が挙げられる。
第1の層が導電剤を含有する場合、導電剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対し、例えば3質量部以上25質量部以下であることが好ましく、5質量部以上20質量部以下であることがより好ましく、10質量部以上15質量部以下であることが更に好ましい。
-第2の層の組成-
第2の層は結着樹脂を含有することが好ましい。
第2の層に含まれる結着樹脂は、第1の層に含まれる結着樹脂と同義である。
第2の層に含まれる結着樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、架橋性ナイロンの架橋物を含むことが好ましい。
第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物は、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物と同義である。また、第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の好ましい態様は、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の好ましい態様と同一である。
第2の層は結着樹脂を含有することが好ましい。
第2の層に含まれる結着樹脂は、第1の層に含まれる結着樹脂と同義である。
第2の層に含まれる結着樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、架橋性ナイロンの架橋物を含むことが好ましい。
第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物は、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物と同義である。また、第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の好ましい態様は、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の好ましい態様と同一である。
第2の層はフィラーを含む。
第2の層に含まれるフィラーは、第1の層に含まれるフィラーと同義である。また、第2の層に含まれるフィラーの好ましい種類及び体積平均粒径は、第1の層に含まれるフィラーの好ましい種類及び体積平均粒径と同一である。
第2の層に含まれるフィラーは、第1の層に含まれるフィラーと同義である。また、第2の層に含まれるフィラーの好ましい種類及び体積平均粒径は、第1の層に含まれるフィラーの好ましい種類及び体積平均粒径と同一である。
本実施形態に係るロール部材は、第2の層に含まれるフィラーの含有量が、第1の層に含まれるフィラーの含有量より多い。
第2の層に含まれるフィラーの含有量は、第2の層全体の質量に対して、4質量%以上20質量%以下であることが好ましく、6質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上16質量%以下であることが更に好ましい。
第2の層に含まれるフィラーの含有量は、第2の層全体の質量に対して、4質量%以上20質量%以下であることが好ましく、6質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上16質量%以下であることが更に好ましい。
第2の層は導電剤を含んでもよい。
第2の層に含まれる導電剤は、第1の層に含まれる導電剤と同義である。また、第2の層に含まれる導電剤の好ましい種類及び含有量は、第1の層に含まれる導電剤の好ましい種類及び含有量と同一である。
第2の層に含まれる導電剤は、第1の層に含まれる導電剤と同義である。また、第2の層に含まれる導電剤の好ましい種類及び含有量は、第1の層に含まれる導電剤の好ましい種類及び含有量と同一である。
-第1の層と第2の層との物性値の関係-
・架橋度
式(1)で規定される架橋度が、第2の層は0.3以上0.7以下であり、第1の層は0.1以上0.5以下であることが好ましい。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
・架橋度
式(1)で規定される架橋度が、第2の層は0.3以上0.7以下であり、第1の層は0.1以上0.5以下であることが好ましい。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
第2の層の架橋度を0.3以上0.7以下とし、第1の層の架橋度を0.1以上0.5以下とすることで、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
架橋度は第1の層及び第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の架橋度合いを表し、架橋度が小さいほど架橋が進行していることを意味する。第2の層の架橋度を0.3以上とし、第1の層の架橋度を0.1以上とすることで、架橋性ナイロンの架橋物の分解が抑制された表面層となり、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。また、第2の層の架橋度を0.7以下とし、第1の層の架橋度を0.5以下とすることで、架橋がより進行した架橋性ナイロンの架橋物となり、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。
表面層のひび割れ抑制の観点から、第2の層の架橋度は0.4以上0.7以下であることがより好ましく、0.5以上0.7以下であることが更に好ましい。
表面層のひび割れ抑制の観点から、第1の層の架橋度は0.1以上0.4以下であることがより好ましく、0.1以上0.3以下であることが更に好ましい。
表面層のひび割れ抑制の観点から、第1の層の架橋度は0.1以上0.4以下であることがより好ましく、0.1以上0.3以下であることが更に好ましい。
架橋度は、以下の通りの手順で算出する。
表面層から、厚み2mmの測定試料を切り取る。測定試料を測定対象とし、赤外分光光度計(サーモエレクトロン社製:品名NICOLET 6700)により、1078cm-1及び2935cm-1の波数が含まれる領域を測定した。吸収光の無いオフセット部分等でベースライン補正を実施して、1078cm-1及び2935cm-1の波数の吸光度を求める。各吸光度を式(1)に代入し架橋度を算出する。
表面層から、厚み2mmの測定試料を切り取る。測定試料を測定対象とし、赤外分光光度計(サーモエレクトロン社製:品名NICOLET 6700)により、1078cm-1及び2935cm-1の波数が含まれる領域を測定した。吸収光の無いオフセット部分等でベースライン補正を実施して、1078cm-1及び2935cm-1の波数の吸光度を求める。各吸光度を式(1)に代入し架橋度を算出する。
式(1)で規定される架橋度は、第2の層より、第1の層の方が小さいことが好ましい。
第2の層の架橋度より、第1の層の架橋度を小さくすることで他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
第2の層の架橋度より、第1の層の架橋度を小さくすることで他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
第2の層の架橋度より、第1の層の架橋度を小さくすることで、第2の層と比較して、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物は架橋がより進行している。そのため、表面層全体の強度が向上する。また、架橋度を、第2の層より第1の層の方が小さくすることで、架橋性ナイロンの架橋物の分解は第1の層の方が進行した状態であるが、第1の層のフィラーの含有量は第2の層のフィラーの含有量と比較して少ないため、フィラー起因のひび割れの発生が抑制されるため、強度の低下が抑制される。
第1の層の架橋度に対する、第2の層の架橋度の比(第2の層の架橋度/第1の層の架橋度)は、1.2以上4以下であることが好ましく、1.3以上2以下であることがより好ましく、1.5以上1.8以下であることが更に好ましい。
・熱劣化指標
式(2)で規定される熱劣化指標が、第2の層より、第1の層の方が小さいことが好ましい。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
式(2)で規定される熱劣化指標が、第2の層より、第1の層の方が小さいことが好ましい。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
熱劣化指標を、第2の層より、第1の層の方が小さくすることで他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
熱劣化指標は第1の層及び第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物の分解の進行度合いを表し、熱劣化指標が小さいほど分解が進行していることを意味する。熱劣化指標を、第2の層より、第1の層の方が小さくすることで、第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物は分解が抑制されている。そのため、表面層全体の強度が向上する。また、第1の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物は、第2の層に含まれる架橋性ナイロンの架橋物と比較して分解が進行した状態であるが、第1の層のフィラーの含有量は第2の層のフィラーの含有量と比較して少ないため、フィラー起因のひび割れの発生が抑制されるため、強度の低下が抑制される。
熱劣化指標は、以下の通りの手順で算出する。
表面層から、厚み2mmの測定試料を切り取る。測定試料を測定対象とし、赤外分光光度計(サーモエレクトロン社製:品名NICOLET 6700)により、1638cm-1及び1543cm-1の波数が含まれる領域を測定した。吸収光の無いオフセット部分等でベースライン補正を実施して、1638cm-1及び1543cm-1の波数の吸光度を求める。各吸光度を式(2)に代入し架橋度を算出する。
表面層から、厚み2mmの測定試料を切り取る。測定試料を測定対象とし、赤外分光光度計(サーモエレクトロン社製:品名NICOLET 6700)により、1638cm-1及び1543cm-1の波数が含まれる領域を測定した。吸収光の無いオフセット部分等でベースライン補正を実施して、1638cm-1及び1543cm-1の波数の吸光度を求める。各吸光度を式(2)に代入し架橋度を算出する。
第1の層の熱劣化指標は2.0以上2.2以下であることが好ましく、2.02以上2.18以下であることがより好ましく、2.04以上2.16以下であることが更に好ましい。
第1の層の熱劣化指標を2.0以上2.2以下とすることで、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
第1の層の熱劣化指標を2.0以上2.2以下とすることで、架橋性ナイロンの架橋物の分解が抑制され、表面層の強度の低下が抑制される。
第1の層の熱劣化指標を2.0以上2.2以下とすることで、架橋性ナイロンの架橋物の分解が抑制され、表面層の強度の低下が抑制される。
表面層のひび割れ抑制の観点から、第2の層の熱劣化指標は2.1以上2.3以下であることが好ましく、2.12以上2.28以下であることがより好ましく、2.14以上2.26以下であることが更に好ましい。
・第1の層及び第2の層の厚さ
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)は0.5以上2.0以下であることが好ましく、0.6以上1.8以下であることがより好ましく、0.7以上1.5以下であることが更に好ましい。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)は0.5以上2.0以下であることが好ましく、0.6以上1.8以下であることがより好ましく、0.7以上1.5以下であることが更に好ましい。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)を0.5以上2.0以下とすることで他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生がより抑制される。その理由は以下の通り推測される。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)を0.5以上とすることで、第2の層の形成時に脂肪酸金属塩と第2の層を構成する材料との接触がより抑制され、脂肪酸金属塩が第2の層の形成時の反応がより阻害されにくくなる。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)を2.0以下とすることで、フィラーにより表面の凹凸形状を形成することが可能となる。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)を0.5以上とすることで、第2の層の形成時に脂肪酸金属塩と第2の層を構成する材料との接触がより抑制され、脂肪酸金属塩が第2の層の形成時の反応がより阻害されにくくなる。
第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)を2.0以下とすることで、フィラーにより表面の凹凸形状を形成することが可能となる。
第1の層の厚さ及び第2の層の厚さは以下の通り測定する。
表面層を厚さ方向に切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観測し、第1の層の厚さ及び第2の層の厚さを測定する。
表面層を厚さ方向に切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観測し、第1の層の厚さ及び第2の層の厚さを測定する。
表面層のひび割れ抑制の観点から、第1の層の厚さは1μm以上9μm以下が好ましく、2μm以上8μm以下がより好ましく、3μm以上7μm以下が更に好ましい。
なお、表面層全体の厚さは、3μm以上25μm以下が好ましく、5μm以上20μm以下がより好ましく、6μm以上15μm以下が更に好ましい。
-表面層の形成方法-
表面層の形成方法としては、例えば、第1の層形成用組成物を導電性弾性層上に塗布して得られた塗膜を乾燥して乾燥膜を得た後、乾燥膜を焼成して第1の層前駆層とし(第1の層形成工程)、第2の層形成用組成物を第1の層前駆層上に塗布して得られた塗膜を乾燥して乾燥膜を得た後、乾燥膜を焼成して第1の層及び第2の層を有する表面層を形成する(第2の層形成工程)ことが好ましい。
表面層の形成方法としては、例えば、第1の層形成用組成物を導電性弾性層上に塗布して得られた塗膜を乾燥して乾燥膜を得た後、乾燥膜を焼成して第1の層前駆層とし(第1の層形成工程)、第2の層形成用組成物を第1の層前駆層上に塗布して得られた塗膜を乾燥して乾燥膜を得た後、乾燥膜を焼成して第1の層及び第2の層を有する表面層を形成する(第2の層形成工程)ことが好ましい。
第1の層形成用組成物は、結着樹脂を含有し、必要に応じて、フィラー及び導電剤を含んでもよい。
第2の層形成用組成物は、結着樹脂及びフィラーを含有し、必要に応じて、導電剤を含んでもよい。
第1の層形成用組成物がフィラーを含有する場合、第1の層形成用組成物中のフィラーの含有量(すなわち「第1の層形成用組成物全体に対する、第1の層形成用組成物に含まれるフィラーの含有量」)は、第2の層形成用組成物中のフィラーの含有量(すなわち「第2の層形成用組成物全体に対する、第2の層形成用組成物に含まれるフィラーの含有量」)と比較して少ないことが好ましい。
第2の層形成用組成物は、結着樹脂及びフィラーを含有し、必要に応じて、導電剤を含んでもよい。
第1の層形成用組成物がフィラーを含有する場合、第1の層形成用組成物中のフィラーの含有量(すなわち「第1の層形成用組成物全体に対する、第1の層形成用組成物に含まれるフィラーの含有量」)は、第2の層形成用組成物中のフィラーの含有量(すなわち「第2の層形成用組成物全体に対する、第2の層形成用組成物に含まれるフィラーの含有量」)と比較して少ないことが好ましい。
第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物の塗布方法としては、ロール塗布法、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、カーテン塗布法等の通常の方法を用いることができる。
(導電性基材)
本実施形態に係るロール部材は、導電性基材を有していてもよい。
導電性基材は、導電性の円筒状又は円柱状の部材であり、ここで導電性とは、体積抵抗率が1013Ωcm未満を意味する。
本実施形態に係るロール部材は、導電性基材を有していてもよい。
導電性基材は、導電性の円筒状又は円柱状の部材であり、ここで導電性とは、体積抵抗率が1013Ωcm未満を意味する。
基材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。基材としては、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。
(ロール部材の形状等)
本実施形態に係るロール部材の形状としては、特に限定されるものではないが、図1に例示するような形状をとるものが好ましい。
本実施形態に係るロール部材の形状としては、特に限定されるものではないが、図1に例示するような形状をとるものが好ましい。
図1は、本実施形態に係るロール部材の一例を示す概略斜視図である。
本実施形態に係るロール部材208Aは、図1に示すように、例えば、シャフト30(導電性基材の一例)と、シャフト30の外周面に配設された導電性弾性層31と、導電性弾性層31の外周面に配設された表面層32と、を有していてもよい。
また、本実施形態に係るロール部材は、例えば、導電性基材と導電性弾性層との間に配設される接着層(プライマー層)、表面層の外側(最表面)に配設されるコーティング層(保護層)を設けた構成であってもよい。
(ロール部材の用途)
本実施形態に係るロール部材は、例えば、電子写真複写機、静電プリンター等における像保持体上の表面を帯電するための帯電ロール(以下、帯電部材とも称する)、像保持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写するための転写ロール、像保持体上にトナーを搬送するためのトナー搬送ロール、用紙を静電搬送させる導電ベルトと組み合わせて給電又は駆動するための導電ロール、像保持体上のトナーを除去するためのクリーニングロール等に使用される。また、インクジェット方式の画像形成装置において、インクがインクジェットヘッドから吐出される前の中間転写体を帯電するための給電ロール等に使用される。
本実施形態に係るロール部材は、例えば、電子写真複写機、静電プリンター等における像保持体上の表面を帯電するための帯電ロール(以下、帯電部材とも称する)、像保持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写するための転写ロール、像保持体上にトナーを搬送するためのトナー搬送ロール、用紙を静電搬送させる導電ベルトと組み合わせて給電又は駆動するための導電ロール、像保持体上のトナーを除去するためのクリーニングロール等に使用される。また、インクジェット方式の画像形成装置において、インクがインクジェットヘッドから吐出される前の中間転写体を帯電するための給電ロール等に使用される。
<帯電部材、帯電装置、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ>
本実施形態に係る帯電部材は、本実施形態に係るロール部材からなることが好ましい。
本実施形態に係る帯電部材として本実施形態に係るロール部材を用いることで、帯電部材の耐久性が向上し、長期にわたる使用においても、表面層のひび割れに起因する画像欠陥の発生が抑制される。
本実施形態に係る帯電部材は、本実施形態に係るロール部材からなることが好ましい。
本実施形態に係る帯電部材として本実施形態に係るロール部材を用いることで、帯電部材の耐久性が向上し、長期にわたる使用においても、表面層のひび割れに起因する画像欠陥の発生が抑制される。
本実施形態に係る帯電装置は、本実施形態に係る帯電部材を備える。
本実施形態に係る帯電装置は、本実施形態に係る帯電部材を備え、接触帯電方式により像保持体を帯電させる帯電装置であることが好ましい。
上記像保持体に対する前記帯電部材の周方向における接触幅(すなわち、像保持体と帯電部材とが接触している領域における、帯電部材の周方向の幅)は、特に限定されるものではなく、例えば0.5mm以上5mm以下の範囲が挙げられ、1mm以上3mm以下の範囲が好ましい。
本実施形態に係る帯電装置は、本実施形態に係る帯電部材を備え、接触帯電方式により像保持体を帯電させる帯電装置であることが好ましい。
上記像保持体に対する前記帯電部材の周方向における接触幅(すなわち、像保持体と帯電部材とが接触している領域における、帯電部材の周方向の幅)は、特に限定されるものではなく、例えば0.5mm以上5mm以下の範囲が挙げられ、1mm以上3mm以下の範囲が好ましい。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば、下記構成の画像形成装置に着脱され、像保持体の表面を帯電する帯電装置を備える。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、例えば、像保持体、帯電した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、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、及び像保持体表面をクリーニング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。
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、例えば、像保持体、帯電した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、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、及び像保持体表面をクリーニング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。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、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、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、トナー像を記録媒体の表面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。
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2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。なお、図中に示す矢印UPは、鉛直方向上方を示している。
画像形成装置210は、図2に示すように、各構成部品が内部に収容される画像形成装置本体211を備えている。画像形成装置本体211の内部には、用紙等の記録媒体Pが収容される収容部212と、記録媒体Pに画像を形成する画像形成部214と、収容部212から画像形成部214へ記録媒体Pを搬送する搬送部216と、画像形成装置210の各部の動作を制御する制御部220と、が設けられている。また、画像形成装置本体211の上部には、画像形成部214によって画像が形成された記録媒体Pが排出される排出部218が設けられている。
画像形成部214は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット222Y、222M、222C、222K(以下、222Y~222Kと示す)と、画像形成ユニット222Y~222Kで形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト224(被転写物の一例)と、画像形成ユニット222Y~222Kで形成されたトナー像を中間転写ベルト224に転写する第1転写ロール226(転写ロールの一例)と、第1転写ロール226によって中間転写ベルト224に転写されたトナー像を中間転写ベルト224から記録媒体Pへ転写する第2転写ロール228(転写部材の一例)と、を備えている。なお、画像形成部214は、上記の構成に限られず、他の構成であってもよく、記録媒体P(転写物の一例)に画像を形成するものであればよい。
ここで、中間転写ベルト224、第1転写ロール226、及び第2転写ロール228からなるユニットが、転写装置の一例に相当する。なお、このユニットは、カートリッジ化されていてもよい(プロセスカートリッジ)。
ここで、中間転写ベルト224、第1転写ロール226、及び第2転写ロール228からなるユニットが、転写装置の一例に相当する。なお、このユニットは、カートリッジ化されていてもよい(プロセスカートリッジ)。
画像形成ユニット222Y~222Kは、水平方向に対して傾斜した状態で、画像形成装置210の上下方向中央部に並んで配置されている。また、画像形成ユニット222Y~222Kは、一方向(例えば、図2における時計回り方向)へ回転する感光体232(像保持体の一例)をそれぞれ有している。なお、画像形成ユニット222Y~222Kは、同様に構成されているので、図2において、画像形成ユニット222M、222C、222Kの各部の符号を省略している。
各感光体232の周囲には、感光体232の回転方向上流側から順に、感光体232を帯電させる帯電ロール223A(帯電部材の一例)を有する帯電装置223と、帯電装置223によって帯電した感光体232を露光して感光体232に静電潜像を形成する露光装置236(静電潜像形成装置の一例)と、露光装置236によって感光体232に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置238と、感光体232に接触して感光体232に残留しているトナーを除去する除去部材(クリーニングブレード等)240と、が設けられている。
ここで、感光体232、帯電装置223、露光装置236、現像装置238、及び除去部材240は、ハウジング(筐体)222Aにより一体的に保持されてカートリッジ化されている(プロセスカートリッジ)。
露光装置236は、自己走査型のLEDプリントヘッドが適用されている。なお、露光装置236は、光源からポリゴンミラーを介して感光体232を露光する光学系の露光装置であってもよい。
露光装置236は、制御部220から送られた画像信号に基づき潜像を形成するようになっている。制御部220から送られる画像信号としては、例えば、制御部220が外部装置から取得した画像信号がある。
露光装置236は、制御部220から送られた画像信号に基づき潜像を形成するようになっている。制御部220から送られる画像信号としては、例えば、制御部220が外部装置から取得した画像信号がある。
現像装置238は、感光体232へ現像剤を供給する現像剤供給体238Aと、現像剤供給体238Aへ付与される現像剤を攪拌しながら搬送する複数の搬送部材238Bと、を備えている。
中間転写ベルト224は、環状に形成されると共に、画像形成ユニット222Y~222Kの上側に配置されている。中間転写ベルト224の内周側には、中間転写ベルト224が巻き掛けられる巻掛ロール242・244が設けられている。中間転写ベルト224は、巻掛ロール242・244のいずれかが回転駆動することによって、感光体232と接触しながら一方向(例えば、図2における反時計回り方向)へ循環移動(回転)するようになっている。なお、巻掛ロール242は、第2転写ロール228に対向する対向ロールとされている。
第1転写ロール226は、中間転写ベルト224を挟んで感光体232に対向している。第1転写ロール226と感光体232との間が、感光体232に形成されたトナー像が中間転写ベルト224に転写される第1転写位置とされている。
第2転写ロール228は、中間転写ベルト224を挟んで巻掛ロール242に対向している。第2転写ロール228と巻掛ロール242との間が、中間転写ベルト224に転写されたトナー像が記録媒体Pに転写される第2転写位置とされている。
搬送部216は、収容部212に収容された記録媒体Pを送り出す送出ロール246と、送出ロール246に送り出された記録媒体Pが搬送される搬送路248と、搬送路248に沿って配置され送出ロール246によって送り出された記録媒体Pを第2転写位置へ搬送する複数の搬送ロール250と、が設けられている。
第2転写位置より搬送方向下流側には、画像形成部214によって記録媒体Pに形成されたトナー像を記録媒体Pに定着させる定着装置260が設けられている。
定着装置260は、記録媒体P上の画像を加熱する加熱ロール264と、加圧部材の一例としての加圧ロール266と、が設けられている。加熱ロール264の内部には、加熱源264Bを備えててる。
定着装置260より搬送方向下流側には、トナー像が定着された記録媒体Pを排出部218へ排出する排出ロール252が設けられている。
次に、画像形成装置210における、記録媒体Pへ画像を形成する画像形成動作について説明する。
画像形成装置210では、収容部212から送出ロール246によって送り出された記録媒体Pが、複数の搬送ロール250によって第2転写位置へ送り込まれる。
一方、画像形成ユニット222Y~222Kでは、帯電装置223によって帯電した感光体232が、露光装置236によって露光されて感光体232に潜像が形成される。その潜像が現像装置238によって現像されて感光体232にトナー像が形成される。画像形成ユニット222Y~222Kで形成された各色のトナー像は、第1転写位置にて中間転写ベルト224に重ねられて、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト224に形成されたカラー画像が、第2転写位置にて記録媒体Pへ転写される。
トナー像が転写された記録媒体Pは、定着装置260へ搬送され、転写されたトナー像が定着装置260により定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、排出ロール252によって排出部218に排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
なお、本実施形態に係る画像形成装置210は、上記構成に限られず、例えば、画像形成ユニット222Y~222Kの各感光体232に形成されたトナー像を直接記録媒体Pに転写する直接転写方式の画像形成装置等、周知の画像形成装置を採用してもよい。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<実施例1>
(導電性弾性層の形成)
弾性材料(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)100質量部に対して、導電剤(カーボンブラック、旭カーボン社製アサヒサーマル)15質量部、導電性弾性層に配合されるその他添加剤として加硫剤(硫黄、200メッシュ。鶴見化学工業社製)1質量部、加工助剤としてステアリン酸1.0部及び加硫促進剤として酸化亜鉛5.0部を加えた混合物を、オープンロールで混練りし、導電性弾性層形成用組成物を得た。SUS303を材質とする直径8mmのシャフト(基材)の外周面に、接着層を介して、プレス成形機を用いて導電性弾性層形成用組成物を巻き付け、温度180℃の炉に入れて30分間加熱処理を施し、シャフト上に層厚2.5mmの導電性弾性層を形成した。この導電性弾性層の外周面を研磨して、層厚2.0mmの導電性弾性層を有する直径12mmの導電性弾性ロールを得た。
(導電性弾性層の形成)
弾性材料(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)100質量部に対して、導電剤(カーボンブラック、旭カーボン社製アサヒサーマル)15質量部、導電性弾性層に配合されるその他添加剤として加硫剤(硫黄、200メッシュ。鶴見化学工業社製)1質量部、加工助剤としてステアリン酸1.0部及び加硫促進剤として酸化亜鉛5.0部を加えた混合物を、オープンロールで混練りし、導電性弾性層形成用組成物を得た。SUS303を材質とする直径8mmのシャフト(基材)の外周面に、接着層を介して、プレス成形機を用いて導電性弾性層形成用組成物を巻き付け、温度180℃の炉に入れて30分間加熱処理を施し、シャフト上に層厚2.5mmの導電性弾性層を形成した。この導電性弾性層の外周面を研磨して、層厚2.0mmの導電性弾性層を有する直径12mmの導電性弾性ロールを得た。
(表面層の形成)
下記組成の第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物を調製した。
・第1の層形成用組成物
結着樹脂:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基):100部
導電剤:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製):13部
溶剤:メタノール:600部
・第2の層形成用組成物
結着樹脂:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基):100部
フィラー:ポリアミド粒子(体積平均粒径5μm、商品名:Orgasol 2001UD Nat1、ARKEMA社製):20部
導電剤:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製):13部
溶剤:メタノール:600部
なお、第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物は、上記組成の混合物を下記条件でビーズミルにて分散して得たものである。
・ビーズ材質:ガラス
・ビーズ径:1.3mm
・プロペラ回転数:2,000rpm
・分散時間:60分
下記組成の第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物を調製した。
・第1の層形成用組成物
結着樹脂:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基):100部
導電剤:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製):13部
溶剤:メタノール:600部
・第2の層形成用組成物
結着樹脂:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基):100部
フィラー:ポリアミド粒子(体積平均粒径5μm、商品名:Orgasol 2001UD Nat1、ARKEMA社製):20部
導電剤:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製):13部
溶剤:メタノール:600部
なお、第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物は、上記組成の混合物を下記条件でビーズミルにて分散して得たものである。
・ビーズ材質:ガラス
・ビーズ径:1.3mm
・プロペラ回転数:2,000rpm
・分散時間:60分
調製した第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物を用いて下記手順で表面層を形成した。
-第1の層形成工程-
第1の層形成用組成物の温度を18.5℃に調整し、導電性弾性ロールの外周面に、環境温度21℃下にて浸漬塗布し、同温度下に保持して乾燥させた。その後、焼成温度145℃で焼成時間30分間加熱して焼成し、第1の層前駆層を得た。
-第2の層形成工程-
第2の層形成用組成物の温度を18.5℃に調整し、第1の層前駆層の外周面に、環境温度21℃下にて浸漬塗布し、同温度下に保持して乾燥させた。その後、焼成温度145℃で焼成時間30分間加熱して焼成し、第1の層及び第2の層を有する表面層を形成し、ロール部材を得た。
-第1の層形成工程-
第1の層形成用組成物の温度を18.5℃に調整し、導電性弾性ロールの外周面に、環境温度21℃下にて浸漬塗布し、同温度下に保持して乾燥させた。その後、焼成温度145℃で焼成時間30分間加熱して焼成し、第1の層前駆層を得た。
-第2の層形成工程-
第2の層形成用組成物の温度を18.5℃に調整し、第1の層前駆層の外周面に、環境温度21℃下にて浸漬塗布し、同温度下に保持して乾燥させた。その後、焼成温度145℃で焼成時間30分間加熱して焼成し、第1の層及び第2の層を有する表面層を形成し、ロール部材を得た。
<実施例2~22、比較例1>
(表面層の形成)において、第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物の組成を表1の通りとし、-第1の層形成工程-及び-第2の層形成工程-における焼成温度及び焼成時間を表1の通りとし、第1の層及び第2の層の厚さを表2の通りとなる様に浸漬塗布を行ったこと以外は実施例1と同一の手順でロール部材を得た。
(表面層の形成)において、第1の層形成用組成物及び第2の層形成用組成物の組成を表1の通りとし、-第1の層形成工程-及び-第2の層形成工程-における焼成温度及び焼成時間を表1の通りとし、第1の層及び第2の層の厚さを表2の通りとなる様に浸漬塗布を行ったこと以外は実施例1と同一の手順でロール部材を得た。
表1中の略称は以下の通りである。
-結着樹脂-
・FR101:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基)
-フィラー-
・PA粒子:ポリアミド粒子(体積平均粒径5μm、商品名:Orgasol 2001UD Nat1、ARKEMA社製)
-導電剤-
・CB:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製)
-溶剤-
・MeOH:メタノール
-結着樹脂-
・FR101:メトキシメチル化ナイロン(商品名:FR101、(株)鉛市製、架橋性官能基:メトキシメチル基)
-フィラー-
・PA粒子:ポリアミド粒子(体積平均粒径5μm、商品名:Orgasol 2001UD Nat1、ARKEMA社製)
-導電剤-
・CB:カーボンブラック(体積平均粒径:43nm、商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製)
-溶剤-
・MeOH:メタノール
<耐ひび割れ性評価>
画像形成装置(DocuCentre-V C7776、富士フイルムビジネスイノベーション社製)の改造機に、上記実施例又は比較例で得られたロール部材を帯電ロールとして組みこんで、画像の出力を連続して行った。
適宜帯電ロールの表面のクラックを光学顕微鏡VK(キーエンス製)を用いて観測し、幅10μm以上のひびが観測された時点の感光体の回転数(感光体の直径:30mm)を記録した。
感光体の回転数の結果を表2に示す。
画像形成装置(DocuCentre-V C7776、富士フイルムビジネスイノベーション社製)の改造機に、上記実施例又は比較例で得られたロール部材を帯電ロールとして組みこんで、画像の出力を連続して行った。
適宜帯電ロールの表面のクラックを光学顕微鏡VK(キーエンス製)を用いて観測し、幅10μm以上のひびが観測された時点の感光体の回転数(感光体の直径:30mm)を記録した。
感光体の回転数の結果を表2に示す。
表1中の記載について以下の通り説明する。
・フィラーの含有量割合(第1の層/第2の層×100):第2の層に含まれるフィラーの含有量に対する、第1の層に含まれるフィラーの含有量。
・比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ):第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)
・フィラーの含有量割合(第1の層/第2の層×100):第2の層に含まれるフィラーの含有量に対する、第1の層に含まれるフィラーの含有量。
・比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ):第1の層の厚さと、第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)
上記結果から、本実施例のロール部材は、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるがわかる。
(((1))) 脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、
前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、
前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。
(((2))) 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である(((1)))に記載のロール部材。
(((3))) 前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満である(((1)))又は(((2)))に記載のロール部材。
(((4))) 下記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3以上0.7以下であり、前記第1の層は0.1以上0.5以下である(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載のロール部材。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
(((5))) 前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい(((4)))に記載のロール部材。
(((6))) 下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい(((1)))~(((5)))のいずれか1つに記載のロール部材。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
(((7))) 前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0以上2.2以下である(((6)))に記載のロール部材。
(((8))) 前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5以上2.0以下である(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載のロール部材。
(((9))) (((1)))~(((8)))のいずれか1つに記載のロール部材からなる帯電部材。
(((10))) (((9)))に記載の帯電部材を備える帯電装置。
(((11))) (((10)))に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
(((12))) 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する(((10)))に記載の帯電装置と、
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転写装置と、
を備える画像形成装置。
前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、
前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、
前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。
(((2))) 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である(((1)))に記載のロール部材。
(((3))) 前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満である(((1)))又は(((2)))に記載のロール部材。
(((4))) 下記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3以上0.7以下であり、前記第1の層は0.1以上0.5以下である(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載のロール部材。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度
(((5))) 前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい(((4)))に記載のロール部材。
(((6))) 下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい(((1)))~(((5)))のいずれか1つに記載のロール部材。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度
(((7))) 前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0以上2.2以下である(((6)))に記載のロール部材。
(((8))) 前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5以上2.0以下である(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載のロール部材。
(((9))) (((1)))~(((8)))のいずれか1つに記載のロール部材からなる帯電部材。
(((10))) (((9)))に記載の帯電部材を備える帯電装置。
(((11))) (((10)))に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
(((12))) 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する(((10)))に記載の帯電装置と、
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転写装置と、
を備える画像形成装置。
(((1)))又は(((2)))に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有するロール部材において、前記表面層が単層構造である場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多い場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((3)))に係る発明によれば、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%以上である場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((4)))に係る発明によれば、上記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3未満若しくは0.7を超える場合、又は前記第1の層は0.1未満若しくは0.5を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((5)))に係る発明によれば、前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((3)))に係る発明によれば、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%以上である場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((4)))に係る発明によれば、上記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3未満若しくは0.7を超える場合、又は前記第1の層は0.1未満若しくは0.5を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((5)))に係る発明によれば、前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((6)))に係る発明によれば、下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が大きい場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((7)))に係る発明によれば、前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0未満又は2.2を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((8)))に係る発明によれば、前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5未満又は2.0を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((9)))、(((10)))、(((11)))又は(((12)))に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が単層構造であるロール部材を備える場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多いロール部材を備える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材を備えた帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
(((7)))に係る発明によれば、前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0未満又は2.2を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((8)))に係る発明によれば、前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5未満又は2.0を超える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材が提供される。
(((9)))、(((10)))、(((11)))又は(((12)))に係る発明によれば、脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、前記表面層が単層構造であるロール部材を備える場合、又は、前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より多いロール部材を備える場合と比較して、他の物体に対して押し付けた状態で連続して回転させた場合における表面層のひび割れの発生が抑制されるロール部材を備えた帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。
30 シャフト、31 導電性弾性層、32 表面層、208A ロール部材、210 画像形成装置、214 画像形成部、216 搬送部、218 排出部、220 制御部、222 画像形成ユニット、223 帯電装置、223A 帯電ロール、224 中間転写ベルト、226 第1転写ロール、228 第2転写ロール、232 感光体、236 露光装置、238 現像装置、240 除去部材、260 定着装置
Claims (12)
- 脂肪酸金属塩を含む導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられ、かつフィラーを含む表面層と、を有し、
前記表面層が、前記導電性弾性層側に第1の層、及び前記第1の層の直上に第2の層を有し、
前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量より少ないロール部材。 - 前記脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛である請求項1に記載のロール部材。
- 前記第1の層に含まれるフィラーの含有量が、前記第2の層に含まれるフィラーの含有量に対して、50質量%未満である請求項1に記載のロール部材。
- 下記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層は0.3以上0.7以下であり、前記第1の層は0.1以上0.5以下である請求項1に記載のロール部材。
式(1):架橋度=1078cm-1の吸光度÷2935cm-1の吸光度 - 前記式(1)で規定される架橋度が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい請求項4に記載のロール部材。
- 下記式(2)で規定される熱劣化指標が、前記第2の層より、前記第1の層の方が小さい請求項1に記載のロール部材。
式(2):熱劣化指標=1638cm-1の吸光度÷1543cm-1の吸光度 - 前記第1の層の前記熱劣化指標が2.0以上2.2以下である請求項6に記載のロール部材。
- 前記第1の層の厚さと、前記第2の層の厚さと、の比(第1の層の厚さ/第2の層の厚さ)が0.5以上2.0以下である請求項1に記載のロール部材。
- 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のロール部材からなる帯電部材。
- 請求項9に記載の帯電部材を備える帯電装置。
- 請求項10に記載の帯電装置を備え、
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請求項10に記載の帯電装置と、
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転写装置と、
を備える画像形成装置。
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