JP4069352B2 - 導電部材及び電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置や静電記録プロセスに用いられる現像装置、転写装置、クリーニング装置等に使用される導電部材及び該導電部材を用いた現像装置、転写装置又はクリーニング装置を具備した電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、複写機、プリンター等の電子写真装置では、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像プロセスにより静電潜像を得、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成、紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。
【０００３】
これらのプロセスの中で、先ず現像に関しては、潜像を保持した感光ドラム等に非磁性一成分現像剤を供給し、感光ドラムの潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られており（米国特許第３１５２０１２号、同第３７３１１４６号等）、この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。
【０００４】
この加圧現像法は、図２に示されているように、トナー（非磁性一成分現像剤）を担持した現像ローラ６を感光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体５に接触させて、トナーを該潜像保持体５の潜像に付着させることにより現像を行うもので、このため上記現像ローラ６は、感光ドラム等の潜像保持体５に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならず、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【０００５】
また、トナーにより現像され可視化されたトナー像を潜像保持体から転写紙に転写させる転写装置においては、コロナ帯電器を用いて転写紙を帯電させてトナー像を転写紙に転写させることが行われるが、コロナ放電ではオゾンの発生や高圧電源の必要性等の問題点があった。この問題点を解決した転写装置として、図２に示されているように、導電性ゴムよりなるバイアスローラ（転写ローラ）９を用いて転写紙８を帯電させる転写装置が知られている。この方式においては高い転写効率とムラのない転写画像を得るため、感光ドラム５との間に一定のニップ幅を設定したり、ローラ、ドラム間の圧力を低くする必要があり、かなり柔らかい導電性ゴムを用いなければならない。なお、図２の装置において、転写紙８に転写されたトナー像は定着器１３により加熱され転写紙８に定着するようになっている。
【０００６】
更に、上記トナー像の転写後に感光ドラム上に残されたトナーは、クリーニング装置により除去されるが、このクリーニング装置としては、従来感光体にウレタンゴム等で形成したブレードのエッジを押圧しトナーをかきとるものが一般的であった。しかし、このようなブレードを用いた場合、感光体との摩擦力が大きく、駆動力が大きくなったり、エッジにより感光ドラムを傷つけやすく、かつゴムブレートが傷ついた場合クリーニングできなくなることがあった。このような問題点を解決したものの一つとして、図２に示されているように、電圧印加することができるクリーニングローラ１１を用いてクリーニング装置１２を構成し、、このクリーニングローラ１１により直接感光ドラム５表面から残存トナーを除去するか、又はトナーを強制帯電させ、現像ローラ等でトナーを回収するクリーナーレス法が提案されている。このクリーニングローラにおいても、前述の転写ローラ等と同様な特性が要求される。
【０００７】
しかしながら、従来の上記現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラには、これを構成する弾性体の特性から以下の欠点がある。
１．シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＥＭ等の弾性ゴムを用いて、上記ローラの弾性層を形成した場合、良好な密着性を得るために低硬度化すると、感光ドラムの汚染が発生する。
２．ウレタンフォーム等のスポンジ体を用いて上記ローラの弾性層を形成した場合、トナーが弾性層内部に侵入して長期的に使用すると、トナーの目詰まりによってローラが固くなってしまったり、トナーによるローラ表面の汚れにより画質が低下する場合がある。この傾向は、スポンジ体だけでなくトナーを付着しやすい表面を有するローラの場合も同様である。
３．一般に上記ローラを単層で構成する場合、表面摩擦係数が非常に大きいため、現像ローラの場合は、現像ブレード及び感光体との間に大きな負荷を与え、トナーの搬送不均一化、或いは駆動におけるジッタにより画像欠陥をもたらしやすい。また、前述の転写ドラムにおいても摩擦力の増大は、転写材がズレたり、歪んだりして、画質低下の原因となる。
【０００８】
これらの問題を解決するために、例えば、ゴムやウレタンフォーム等の弾性層の表面に、表面の平滑性確保や抵抗調整、帯電特性向上のため、アクリル、ウレタン、ナイロン、ポリエチレン、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル、ポリスチレン、フェノール、ポリアミド、ウレタン変性アクリル樹脂等の樹脂溶液をディッピング法やスプレー法により塗布して、ローラ表面に樹脂層を形成することが知られている。
【０００９】
とりわけ、上記ウレタン変性アクリル樹脂は、低硬度で対汚染性に優れ、かつ導電特性、性能安定性に優れることが特開平７−３１０７３２号公報等に報告されている。また、このウレタン変性アクリル樹脂は、ウレタン部を有することにより弾性力、塗膜強度が高いといった特性も有しており、変形に対する戻り性に優れるという利点もある。
【００１０】
しかしながら、近年の厳しい環境条件（高温・高湿度など）、高速化への対応においては、上記の樹脂が長期間感光体に当接することにより、感光体との間で張り付きが生じ、塗膜剥離やそれに伴う感光体汚染が生じてしまうことがある。また、これら導電部材へのトナー付着によるトナー搬送の不均一化、転写不良が生じる場合もあり、更には粘着性の強さによっては、例えば感光体との摩擦を原因とするトナー融着、感光体の削れ、導電部材の削れ等による画像不良が発生することもある。このため、導電部材に用いられる塗膜には、感光体への張り付きを確実に防止すること、特に粘着性、摩擦性、トナー付着性をさらに小さくすることが求められる。
【００１１】
この改善策としては、主鎖のウレタンプレポリマーにシリコーン鎖を含有させるなどの処方により、ウレタン変性アクリル樹脂にシリコーン成分を含有させるなどの方法があるが、この方法によると感光体への密着性、摩擦性にある程度の改善は見られるものの十分とはいい難く、またトナー付着性についてはあまり効果が見られない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、低硬度で良好な非密着性を有し、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのない導電部材、及び該導電部材を用いた電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、弾性層上に少なくとも１層の樹脂層を形成し、現像ローラ、転写ローラ又はクリーニングローラの導電部材を得る場合に、部材の表面を構成する最外樹脂層を、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂として形成すると共に、該ウレタン変性アクリル樹脂として、アクリル樹脂成分の含有割合が５０〜６０重量％であり、更にこのアクリル樹脂成分のうち６〜１０重量％のアクリルモノマーが分子量１００００〜１２０００のポリシロキサンを含有したものを用いた場合に、低硬度で良好な非密着性を有すると共に、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのない、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等の導電部材が得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１４】
従って、本発明は、電子写真装置に使用される現像部材、転写部材又はクリーニング部材である導電部材において、弾性層と、該弾性層上に形成された少なくとも１層の樹脂層とを具備してなり、部材表面を構成する最外樹脂層が、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂として含有し、かつ該ウレタン変性アクリル樹脂中のアクリル樹脂成分の含有割合が５０〜６０重量％であり、更にこのアクリル樹脂成分のうち６〜１０重量％のアクリルモノマーが分子量１００００〜１２０００のポリシロキサンを含有したものであることを特徴とする導電部材を提供する。
【００１５】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の導電部材は、上述のように、部材の表面を構成する最外樹脂層を、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂とする樹脂材料で形成したものである。
【００１８】
上記ウレタン変性アクリル樹脂としては、ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含有するものが用いられる。この場合、ウレタン変性アクリル樹脂中のアクリル樹脂成分の含有割合は５０〜６０重量％とされ、更にこのアクリル樹脂成分のうちの６〜１０重量％、のアクリルモノマーがポリシロキサンを含有するものとされる。
【００１９】
アクリル樹脂をウレタン成分で変性して上記のようなウレタン変性アクリル樹脂を得る方法としては、相溶性、液安定性、膜柔軟性等の観点から、ウレタン樹脂とアクリル樹脂成分を化学的に結合させる方法が好ましく採用される。具体的には、例えば２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等により、アクリル重合体に水酸基を導入したポリマーと分子末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとの反応、又は下記のような分子末端に（片末端又は両末端）に水酸基を持つアクリル成分とイソシアネート基を末端に持つウレタンプレポリマーとの反応等により合成される（Ａ：メタアクリル酸、メタアクリル酸エステルモノマー或はオリゴマー）。この場合、ウレタンプレポリマーとしてはポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等が用いられる。こうして得られる重合体において、ウレタン鎖とアクリル鎖は互いにブロック型で結合していてもよく又グラフト型で結合していてもよい。
【００２０】
【化２】
【００２１】
また、数種のポリオールと２官能性イソシアネート（例えば、ＨＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネートなど）を用いて主鎖となるウレタンプレポリマーを生成し、そのウレタンプレポリマーの側鎖部分にメルカプト基を含有させておき、アクリルモノマーとラジカル促進剤を組み合わせてウレタン部へアクリルモノマーをグラフとさせ、また、アクリルモノマーの重合も同時に行って合成する方法を用いることもできる。
【００２２】
更に、本発明に用いられるウレタン変性アクリル樹脂は、上述の方法により得られるものに限定されるものではなく、その他にもアクリルジオール混合系にジイソシアネートを添加する方法、アクリルモノマーに両末端又は片末端イソシアネートポリエステル、ポリエーテル等を付加し、そのウレタンアクリレートを重合する或は共重合する方法等によっても得ることができる。また、これらの合成に用いられるアクリル樹脂成分としては、ポリマーとしてのガラス転移温度Ｔｇが室温から約８０℃までのものが好ましく、上記２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の他に、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類、アクリロニトリル、アクリルアミド等を用いることもできる。更に、これらにスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、マレイン酸及びその誘導体等の重合性モノマーを共重合する場合もある。
【００２３】
ここで、上記のように、ウレタン変性アクリル樹脂中におけるアクリル樹脂成分の含有割合は、５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％、更には２０〜５０重量％であることが好ましく、この場合アクリル樹脂成分が少ないと得られる塗膜（最外樹脂層）の粘着性、摩擦性が大きくなってしまう場合があり、一方多すぎると表面性、電気特性、柔軟性が低下してしまう場合がある。
【００２４】
また、このウレタン変性アクリル樹脂は、ウレタン成分とアクリル成分が化学的に結合しているので、それらの組成比を変えることで、硬度、粘着性、摩擦性等の諸物性を随意に調整でき、このことがウレタン変性アクリル樹脂が他の樹脂或はエラストマー材料と比較して好ましい所以である。
【００２５】
本発明では、上述のように、このようなウレタン変性アクリル樹脂にポリシロキサン含有アクリル樹脂をグラフトさせるなどの方法により生成したポリシロキサン含有ウレタン変性アクリルを基材樹脂として用いるが、この場合ポリシロキサン含有量はウレタン変性アクリル樹脂中でのアクリル含有量に依存し、上記のようにポリシロキサン含有アクリルの含有割合は、アクリル部全体の１〜４０重量％、特に２〜２０重量％であることが好ましく、ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル全体に対しては２０重量％以下、特に０．１〜１０重量％であることが好ましい。その理由は、ポリシロキサンを過剰に含有させると、白濁、相分離が生じる場合があり、また上記範囲を超えて含有させても効果の向上はほとんど見られないばかりでなく、反応性の問題から未反応のポリシロキサン含有アクリルモノマーが逆に感光体汚染成分となってしまう場合もある。
【００２６】
ここで、上記ウレタン変性アクリル樹脂は、特に制限されるものではないが、末端又は側鎖に活性水素基を含有させ、ポリイソシアネート化合物等で架橋させて用いることが好ましい。この場合、ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びこれらイソシアネート化合物の重合体、誘導体、変性体、水素添加体などが挙げられる。これらの中では、特にヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族イソシアネート、これらの重合体、誘導体、変性体が耐オゾン性や耐熱性などに優れる点から好ましく用いられる。
【００２７】
本発明導電部材の部材表面を構成する最外樹脂層は、上記のように、上記ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂などのポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂成分として含有する樹脂材料で形成されたものである。
【００２８】
ここで、本発明では、上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーのポリシロキサン分子量を１００００〜１２０００とするものである。
【００２９】
本発明の導電部材では、上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂とする樹脂材料で最外樹脂層を形成するものであるが、この場合その樹脂材料中に上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂が単独で用いられていても、複数の樹脂と併用されていてもよい。例えば、上記ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂と他の樹脂とを混合して用いてもよく、この場合他の樹脂としては、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂などが例示される。
【００３０】
この最外樹脂層を形成する樹脂材料中には、特に制限されるものではないが、シリカ粉末を添加配合することができ、これにより接触面積の低下により対密着性（非粘着性）がより向上する場合がある。また、この樹脂材料中には、必要に応じて導電剤を添加して所望の抵抗値に調整することができ、この場合導電剤としては、特に制限はなく、各種電子導電剤や各種イオン導電剤を用いることができるが、本発明では特にカーボン等の導電性粉体が好ましく用いられる。なお、この最外層樹脂層の電気抵抗は、特に制限されるものではないが、通常は１０6〜１０13Ω・ｃｍ、特に１０7〜１０12Ω・ｃｍであることが好ましい。
【００３１】
この最外樹脂層を導電部材に形成する方法は、特に制限されるものではないが、上記各成分を含む塗料を調製し、この塗料をディッピング法やスプレー法などにより導電部材に塗布する方法が好ましく用いられる。
【００３２】
また、この最外樹脂層の厚さは、導電部材の形態等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常は５０μｍ以下、特に２〜３０μｍとすることが好ましく、５０μｍを超えると硬くなってこの最外樹脂層の柔軟性が損なわれる場合がある。
【００３３】
なお、この最外樹脂層を形成する樹脂組成物には、架橋剤、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。
【００３４】
本発明の導電部材は、少なくとも部材表面が上記最外樹脂層で形成されたものであればよく、その形態は用途や用いられる電子写真装置の構成等に応じてロール状、プレート状、ブロック状、球状、ブラシ状などの適宜な形態とすることができ、特に制限されるものではないが、通常は部材表面に上記最外樹脂層を有するロール状の導電ローラとすることが好ましく、例えば、図１（Ａ）に示したように、シャフト１の外周に弾性層２を形成し、この弾性層２上に上述の最外樹脂層３を形成した導電ローラを例示することができる。
【００３５】
この場合、上記シャフト１としては、金属或いはプラスチック製のシャフトを用いることができ、また部材の形態や導電部材が用いられる電子写真装置の機構などによってはこのシャフト１を省略することもできる。
【００３６】
また、上記弾性層２を形成する弾性体も特に制限されず、感光ドラムや転写紙等の相手部材との良好な接触状態を得ることができる弾性体であればよく、公知のゴム或いは樹脂、又はこれらの発泡体（以下、「フォーム」という）で形成することができる。具体的には、ポリウレタン、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示される。
【００３７】
上記弾性層２には、導電剤を添加することにより、導電性を付与又は調整して所定の抵抗値とすることができる。その導電剤としては、特に限定されず、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリル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、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ムの過塩素酸塩、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、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、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などの陰イオン界面活性剤、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等の非イオン性帯電防止剤などの帯電防止剤、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+等の周期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ4 +の塩などの電解質、また、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この場合、これら導電剤の配合量は、組成物の種類や導電部材の種類などに応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は弾性層の体積抵抗率が１０4〜１０9Ω・ｃｍ、好ましくは１０5〜１０7Ω・ｃｍとなるように調整される。
【００３８】
なお、この弾性層２の厚さは、部材の種類や形態、大きさ、層構成等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、図１（Ａ）及び後述する図１（Ｂ）に示したようなロール状の導電部材の場合、通常２〜３０ｍｍ、特に３〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３９】
ここで、上記弾性層２上に上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂とする樹脂材料の塗料を上述の如く塗工して上記最外樹脂層３を形成する場合に、その塗料に用いられる溶媒は水系でも溶剤系でもよい。
【００４０】
また、必要に応じて、図１（Ｂ）に示したように、上記最外樹脂層３と上記弾性層２との間に中間樹脂層４を設けることもできる。この場合、この中間樹脂層４を形成する樹脂は、特に制限されるもではなく、公知の樹脂材料から適宜選択することができる。
【００４１】
また、この中間樹脂層４には、導電剤を添加して導電性を付与又は調整することができる。この場合、導電剤としては、上記弾性層２で例示したものと同様の導電剤を例示することができるが、中でもカーボンを用いることが好ましく、特に酸素含有量が５％以上、特に７％以上、更には９％以上であるものが好ましく、かつ、ｐＨは５以上、特に６以上、更には７以上であることが好ましい。即ち、通常のカーボンの酸素含有量は、０．１〜３％程度であり、一部に酸化処理を施したカーボンも存在するが、この酸化処理を施したカーボンは酸素含有量が若干増加するにつれてｐＨが酸性側へとシフトしてしまう傾向があり、カーボンが酸性であると水系樹脂に添加した場合に安定性が低下するおそれがある。これに対して上記カーボンは、酸素含有量が多いにもかかわらず、中性ないしアルカリ性を維持したものであり、安定的に水系樹脂に添加し得るものである。また、カーボン表面にカルボキシル基、水酸基、ケトン基等の官能基を付加し、かつこれらの基が有する水素の一部をナトリウム等のアルカリ金属に置換させたものが好適に用いられる。なお、この特定の酸素含有量及びｐＨ値を有するカーボンは、上記最外樹脂層３を水系塗料で形成する場合に、その最外樹脂層３に導電剤として添加配合するカーボンとしても好適に用いられる。
【００４２】
この中間樹脂層４には、その目的を逸脱しない範囲で、造膜助剤、顔料分散剤、増粘剤、レベリング剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等の適宜な添加剤を必要に応じて適量添加することができる。
【００４３】
この中間樹脂層４の形成方法は、特に制限はなく、公知のディピング法、スプレー法、押出成形法などを採用することができるが、通常、各成分を溶剤に溶解又は分散した塗料を調製してディピング法により塗膜を形成する方法が好ましく用いられる。なお、この中間樹脂層４として組成の異なる層を複数層形成してもよい。
【００４４】
以上のように、本発明の導電部材は、弾性層２上に上記中間樹脂層４を介して、又は直接上記最外樹脂層３を形成したものである。この場合、いずれの層構成及び用途であっても導電部材として適当な抵抗は、良好な画像を得るために体積抵抗が１０5〜１０11Ωｃｍであることが好ましく、特には１０6〜１０10Ωｃｍであることが好ましい。
【００４５】
ここで、本発明の導電部材では、その表面の摩擦抵抗が小さいことが好ましく、特に制限されるものではないが、セルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布に１００ｇｆの荷重をかけて圧接した場合の該布に対する摩擦係数が０．３以下、特に０．２以下であることが好ましい。これにより、感光体等との摩擦に起因するトナー融着、感光体削れ、導電部材の削れなどをより確実に防止することができる。そして、上記最外層樹脂層を形成した本発明導電部材によれば、このような表面摩擦特性を容易に達成することができる。
【００４６】
この場合、上記摩擦係数の測定は、図３に示した測定器により測定することができる。即ち、基台５１上に設けられた可動ステージ５２にセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布（ベンコットリントフリー）１５を固定し、この布１５上に被評価物の本発明導電部材１４を接触させた状態に配置すると共に、加圧手段５３により１００ｇｆの荷重をかけて、布１５と導電部材１４とを圧接させ、この状態で上記可動ステージ５２を進退運動させることにより摩擦速度１００ｍｍ／ｍｉｎで布１５と導電部材１４とを摩擦運動させ、このときの摩擦抵抗をロードセル５４にて測定し、その摩擦抵抗値から上記布（ベンコットリントフリー）１５に対する導電部材１４の摩擦係数を求めればよい。なお、摩擦相手材として、セルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布（ベンコットリントフリー）を選択した理由は、現像部材、転写部材、クリーニング部材等の導電部材の表面性と最も相関があったことと、得られる摩擦係数の測定範囲が適当であったためである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の導電部材は、部材表面を形成する最外樹脂層を、ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂として形成したことにより、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのないものであり、電子写真装置の現像部材、転写部材、クリーニング部材等として用いることにより、良好な画像を安定的に得ることができる。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４９】
［実施例１］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの１０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ａを調製した。
【００５０】
金属製シャフトの外周に、導電剤（カーボンブラック）の添加により抵抗値を調整したイソプレンゴムからなる厚さ６ｍｍの弾性層（体積抵抗率１０7Ω・ｃｍ）を形成してイソプレンゴムローラを作製した。このイソプレンゴムローラを上記塗料Ａ中に浸漬し、乾燥することにより、上記イソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ａを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５１】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、４．８μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．１８であった。
【００５２】
［実施例２］（現像部材）
アクリル成分の割合５６０重量％で、かつそのアクリルモノマーの２０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：８０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにシリカ粉末をウレタン樹脂１００重量部に対して２０重量部添加した後、イソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加し、塗料Ｂを調製した。
【００５３】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｂ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｂを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５４】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、８．２μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．０９であった。
【００５５】
［比較例１］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加して、塗料Ｃを調製した。
【００５６】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｃ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｃを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５７】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、３．２μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は２．１５であった。
【００５８】
［比較例２］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの４０重量％が分子量１０００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加して、塗料Ｄを調製した。
【００５９】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｄ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｄを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００６０】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、３．８μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．８であった。
【００６１】
上記実施例１，２及び比較例１，２の現像ローラについて、下記方法により感光体密着（粘着）、感光体汚染、トナー帯電性、トナー搬送性、耐久後の画像カブリ及び現像ローラ削れを評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
［感光体密着（粘着）、感光体汚染］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、５０℃／９５％ＲＨの条件下に２週間放置し、感光ドラムと現像ローラとの密着性、及び感光ドラムの汚染を調べた。
［トナー帯電性］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、線速５０ｍｍ／秒の周速で回転させ、現像ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄層を吸引してファラデーゲージ内に導入し、電荷量を測定した。
［トナー搬送性］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、線速５０ｍｍ／秒の周速で回転させ、現像ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄層を吸引して重量測定することにより、トナー搬送量を調べた。
［耐久後の画像カブリ］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、現像バイアス電圧３５０Ｖとし、平均粒径７μｍの非磁性一成分トナーを用いて、線速１５０ｍｍ／秒の周速で回転させながら反転現像で画像出しを行い、この画像出しを５０００枚繰り返して、白地、ハーフトーン、黒地の各画像における画質（カブリの有無及び程度）を評価した。
［現像ローラ削れ］
上記耐久テスト後の被試験ローラを取り出し、そのローラ表面をビデオマイクロスコープで観察して、傷、削れの度合いを評価した。
【００６３】
【表１】
評価基準
：極めて良好
○△：良好
△：普通
△×：あまりよくない
×：悪い
【００６４】
上記表１の通り、分子量３０００以上のポリシロキサンを含有したアクリルモノマーを含むウレタン変性アクリル樹脂により最外樹脂層を形成した実施例の現像ローラは、感光体汚染、感光体密着を生じることなく、またトナー帯電性、トナー搬送性に優れカブリのない良好な画像を確実に得ることができる優れた性能を有し、かつローラ削れを生じることなく長期に亘って良好な性能を維持し得る優れた耐久性を有するものである。これに対して、比較例の現像ローラは、感光体汚染、感光体密着が生じやすく、またトナーがローラ表面から離れ難いためフィルミングが発生し、トナー帯電性・帯電性の低下が起こりやすく、画像不良が発生する。更に、比較例にあっては、摩擦係数が大きいためローラ削れも発生している。
【００６５】
［実施例３］（転写部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの１０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｅを調製した。
【００６６】
金属製シャフトの外周に、導電剤（カーボンブラック）の添加により抵抗値を調整したウレタンフォームからなる厚さ６ｍｍの弾性層（体積抵抗率１０7Ω・ｃｍ）を形成してウレタンフォームローラを作製した。このウレタンフォームローラを上記塗料Ｅ中に浸漬し、乾燥することにより、上記ウレタンフォーム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｅを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する転写ローラを作成した。
【００６７】
図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．１７であった。
【００６８】
［比較例３］（転写部材）
アクリル成分の割合が４０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：５０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｆを調製した。
【００６９】
実施例３と同様のウレタンフォームローラを上記塗料Ｆ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのウレタンフォーム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｆを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する転写ローラを作成した。
【００７０】
図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は１．５５であった。
【００７１】
上記実施例３及び比較例３の転写ローラを荷重１ｋｇで感光ドラムに押圧し、温度５０℃／湿度８５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、実施例３のローラには特に問題は生じなっかたのに対し、比較例３のローラと感光ドラムとの間では、両者の張付き及び汚染が生じていた。また、両転写ローラをレーザービームプリンタにセットして５０００枚の画像出しを行ったところ、実施例３のローラでは特に問題は見られなかったが、比較例３のローラでは、ローラ表面上のトナー汚れなどにより、画像における文字中抜けや転写紙裏面の汚れが発生した。
【００７２】
更に、上記画像出し前後のローラ表面の表面光沢度を下記方法で測定したところ、実施例３のローラでは画像出し前後での差が１．１であったのに対し、比較例３のローラでは画像出し後に光沢度が１５．２も低下し、ローラ表面へのトナー付着による光沢度の大幅な低下が認められた。
光沢度の測定方法
ローラを長さ１０ｃｍに調製し、ローラ形に合わせてはめ込み可能な黒色固定台にローラを固定する。ヘイズ−グロスメーター（ビッグガードナー社製）の測定口にこのローラを表面が測定面となるように配置し、入射光角度８５°（測定面積８×６０ｍｍ）で表面光沢度を測定し、ＤＩＮ６７ ５３０による黒色ガラス標準版の反射指数１．５６７を１００とした値でローラの表面光沢度とする。
【００７３】
［実施例４]（クリーニング部材）
金属シャフトの外周に形成された厚さ３ｍｍの導電性ウレタンフォームからなる弾性層（１×１０5Ω・ｃｍ）の表面に、厚さ１００μｍの下記中間樹脂層Ｇを形成し、更にその上に厚さ１０μｍの下記最外樹脂Ｈを形成して、図１（Ｂ）と同様の層構成を有するクリーニングローラを作成した。
【００７４】
中間樹脂層Ｇ
水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料Ｇをディピング法により塗布して形成し、体積抵抗率は５×１０7Ω・ｃｍに調整した。
最外樹脂層Ｈ
アクリル成分の割合が６０重量％で、かつそのアクリルモノマーの６重量％が分子量１２０００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：８０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｈを調製し、この塗料Ｈをディピング法により塗布して形成した。
【００７５】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．９μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．２２であった。
【００７６】
上記クリーニングローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、感光ドラムとの張付きは見られなかった。また、そのカートリッジを用いて画像出しを行ったところ良好な画像が得られ、更に連続８０００枚画像出しを行っても、画像の劣化は見られなかった。更に、上記実施例３，比較例３と同様に画像出し前後の表面光沢度を測定したところ、画像出し前４７．０、画像出し後４６．１とほとんど変化なく、トナー付着がほとんどないことが認められた。
【００７７】
［比較例４］（クリーニング部材）
実施例５と同様の弾性層の表面に、実施例４と同様の中間樹脂層Ｇを形成し、更にその上に厚さ１０μｍの下記最外樹脂層Ｉを形成して、図１（Ｂ）と同様の層構成を有するクリーニングローラを作成した。
【００７８】
最外樹脂層Ｉ
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｉを調製し、この塗料Ｉディピング法により塗布して形成した。
【００７９】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．７μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は２．５であった。
【００８０】
上記クリーニングローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、感光ドラムとの張付きが発生した。また、そのカートリッジを用いて画像出しを行ったところ、感光ドラム周期で横方向に１本の筋模様の汚染が見られ、その画像出しにおいてはクリーニング不良による白地カブリが発生した。更に、上記実施例３，比較例３と同様に画像出し前後の表面光沢度を測定したところ、画像出し前が５１．０であったのに対して、画像出し後は２７．９と大きく低下し、トナー付着による表面光沢度の低下が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる導電部材を例示する概略断面図である。
【図２】本発明の導電部材を用いた電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図３】導電部材表面の摩擦係数を測定する測定器の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ 弾性層
３ 最外樹脂層
４ 中間樹脂層
５ 感光ドラム（潜像保持体）
６ 現像ローラ（現像部材）
７ 現像装置
８ 転写紙
９ 転写ローラ（転写部材）
１１ クリーニングローラ（クリーニング部材）
１２ クリーニング装置
１３ 定着器
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置や静電記録プロセスに用いられる現像装置、転写装置、クリーニング装置等に使用される導電部材及び該導電部材を用いた現像装置、転写装置又はクリーニング装置を具備した電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、複写機、プリンター等の電子写真装置では、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像プロセスにより静電潜像を得、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成、紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。
【０００３】
これらのプロセスの中で、先ず現像に関しては、潜像を保持した感光ドラム等に非磁性一成分現像剤を供給し、感光ドラムの潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られており（米国特許第３１５２０１２号、同第３７３１１４６号等）、この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。
【０００４】
この加圧現像法は、図２に示されているように、トナー（非磁性一成分現像剤）を担持した現像ローラ６を感光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体５に接触させて、トナーを該潜像保持体５の潜像に付着させることにより現像を行うもので、このため上記現像ローラ６は、感光ドラム等の潜像保持体５に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならず、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。
【０００５】
また、トナーにより現像され可視化されたトナー像を潜像保持体から転写紙に転写させる転写装置においては、コロナ帯電器を用いて転写紙を帯電させてトナー像を転写紙に転写させることが行われるが、コロナ放電ではオゾンの発生や高圧電源の必要性等の問題点があった。この問題点を解決した転写装置として、図２に示されているように、導電性ゴムよりなるバイアスローラ（転写ローラ）９を用いて転写紙８を帯電させる転写装置が知られている。この方式においては高い転写効率とムラのない転写画像を得るため、感光ドラム５との間に一定のニップ幅を設定したり、ローラ、ドラム間の圧力を低くする必要があり、かなり柔らかい導電性ゴムを用いなければならない。なお、図２の装置において、転写紙８に転写されたトナー像は定着器１３により加熱され転写紙８に定着するようになっている。
【０００６】
更に、上記トナー像の転写後に感光ドラム上に残されたトナーは、クリーニング装置により除去されるが、このクリーニング装置としては、従来感光体にウレタンゴム等で形成したブレードのエッジを押圧しトナーをかきとるものが一般的であった。しかし、このようなブレードを用いた場合、感光体との摩擦力が大きく、駆動力が大きくなったり、エッジにより感光ドラムを傷つけやすく、かつゴムブレートが傷ついた場合クリーニングできなくなることがあった。このような問題点を解決したものの一つとして、図２に示されているように、電圧印加することができるクリーニングローラ１１を用いてクリーニング装置１２を構成し、、このクリーニングローラ１１により直接感光ドラム５表面から残存トナーを除去するか、又はトナーを強制帯電させ、現像ローラ等でトナーを回収するクリーナーレス法が提案されている。このクリーニングローラにおいても、前述の転写ローラ等と同様な特性が要求される。
【０００７】
しかしながら、従来の上記現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラには、これを構成する弾性体の特性から以下の欠点がある。
１．シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＥＭ等の弾性ゴムを用いて、上記ローラの弾性層を形成した場合、良好な密着性を得るために低硬度化すると、感光ドラムの汚染が発生する。
２．ウレタンフォーム等のスポンジ体を用いて上記ローラの弾性層を形成した場合、トナーが弾性層内部に侵入して長期的に使用すると、トナーの目詰まりによってローラが固くなってしまったり、トナーによるローラ表面の汚れにより画質が低下する場合がある。この傾向は、スポンジ体だけでなくトナーを付着しやすい表面を有するローラの場合も同様である。
３．一般に上記ローラを単層で構成する場合、表面摩擦係数が非常に大きいため、現像ローラの場合は、現像ブレード及び感光体との間に大きな負荷を与え、トナーの搬送不均一化、或いは駆動におけるジッタにより画像欠陥をもたらしやすい。また、前述の転写ドラムにおいても摩擦力の増大は、転写材がズレたり、歪んだりして、画質低下の原因となる。
【０００８】
これらの問題を解決するために、例えば、ゴムやウレタンフォーム等の弾性層の表面に、表面の平滑性確保や抵抗調整、帯電特性向上のため、アクリル、ウレタン、ナイロン、ポリエチレン、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル、ポリスチレン、フェノール、ポリアミド、ウレタン変性アクリル樹脂等の樹脂溶液をディッピング法やスプレー法により塗布して、ローラ表面に樹脂層を形成することが知られている。
【０００９】
とりわけ、上記ウレタン変性アクリル樹脂は、低硬度で対汚染性に優れ、かつ導電特性、性能安定性に優れることが特開平７−３１０７３２号公報等に報告されている。また、このウレタン変性アクリル樹脂は、ウレタン部を有することにより弾性力、塗膜強度が高いといった特性も有しており、変形に対する戻り性に優れるという利点もある。
【００１０】
しかしながら、近年の厳しい環境条件（高温・高湿度など）、高速化への対応においては、上記の樹脂が長期間感光体に当接することにより、感光体との間で張り付きが生じ、塗膜剥離やそれに伴う感光体汚染が生じてしまうことがある。また、これら導電部材へのトナー付着によるトナー搬送の不均一化、転写不良が生じる場合もあり、更には粘着性の強さによっては、例えば感光体との摩擦を原因とするトナー融着、感光体の削れ、導電部材の削れ等による画像不良が発生することもある。このため、導電部材に用いられる塗膜には、感光体への張り付きを確実に防止すること、特に粘着性、摩擦性、トナー付着性をさらに小さくすることが求められる。
【００１１】
この改善策としては、主鎖のウレタンプレポリマーにシリコーン鎖を含有させるなどの処方により、ウレタン変性アクリル樹脂にシリコーン成分を含有させるなどの方法があるが、この方法によると感光体への密着性、摩擦性にある程度の改善は見られるものの十分とはいい難く、またトナー付着性についてはあまり効果が見られない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、低硬度で良好な非密着性を有し、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのない導電部材、及び該導電部材を用いた電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、弾性層上に少なくとも１層の樹脂層を形成し、現像ローラ、転写ローラ又はクリーニングローラの導電部材を得る場合に、部材の表面を構成する最外樹脂層を、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂として形成すると共に、該ウレタン変性アクリル樹脂として、アクリル樹脂成分の含有割合が５０〜６０重量％であり、更にこのアクリル樹脂成分のうち６〜１０重量％のアクリルモノマーが分子量１００００〜１２０００のポリシロキサンを含有したものを用いた場合に、低硬度で良好な非密着性を有すると共に、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのない、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等の導電部材が得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１４】
従って、本発明は、電子写真装置に使用される現像部材、転写部材又はクリーニング部材である導電部材において、弾性層と、該弾性層上に形成された少なくとも１層の樹脂層とを具備してなり、部材表面を構成する最外樹脂層が、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂として含有し、かつ該ウレタン変性アクリル樹脂中のアクリル樹脂成分の含有割合が５０〜６０重量％であり、更にこのアクリル樹脂成分のうち６〜１０重量％のアクリルモノマーが分子量１００００〜１２０００のポリシロキサンを含有したものであることを特徴とする導電部材を提供する。
【００１５】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の導電部材は、上述のように、部材の表面を構成する最外樹脂層を、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂とする樹脂材料で形成したものである。
【００１８】
上記ウレタン変性アクリル樹脂としては、ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含有するものが用いられる。この場合、ウレタン変性アクリル樹脂中のアクリル樹脂成分の含有割合は５０〜６０重量％とされ、更にこのアクリル樹脂成分のうちの６〜１０重量％、のアクリルモノマーがポリシロキサンを含有するものとされる。
【００１９】
アクリル樹脂をウレタン成分で変性して上記のようなウレタン変性アクリル樹脂を得る方法としては、相溶性、液安定性、膜柔軟性等の観点から、ウレタン樹脂とアクリル樹脂成分を化学的に結合させる方法が好ましく採用される。具体的には、例えば２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等により、アクリル重合体に水酸基を導入したポリマーと分子末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとの反応、又は下記のような分子末端に（片末端又は両末端）に水酸基を持つアクリル成分とイソシアネート基を末端に持つウレタンプレポリマーとの反応等により合成される（Ａ：メタアクリル酸、メタアクリル酸エステルモノマー或はオリゴマー）。この場合、ウレタンプレポリマーとしてはポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等が用いられる。こうして得られる重合体において、ウレタン鎖とアクリル鎖は互いにブロック型で結合していてもよく又グラフト型で結合していてもよい。
【００２０】
【化２】
また、数種のポリオールと２官能性イソシアネート（例えば、ＨＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネートなど）を用いて主鎖となるウレタンプレポリマーを生成し、そのウレタンプレポリマーの側鎖部分にメルカプト基を含有させておき、アクリルモノマーとラジカル促進剤を組み合わせてウレタン部へアクリルモノマーをグラフとさせ、また、アクリルモノマーの重合も同時に行って合成する方法を用いることもできる。
【００２２】
更に、本発明に用いられるウレタン変性アクリル樹脂は、上述の方法により得られるものに限定されるものではなく、その他にもアクリルジオール混合系にジイソシアネートを添加する方法、アクリルモノマーに両末端又は片末端イソシアネートポリエステル、ポリエーテル等を付加し、そのウレタンアクリレートを重合する或は共重合する方法等によっても得ることができる。また、これらの合成に用いられるアクリル樹脂成分としては、ポリマーとしてのガラス転移温度Ｔｇが室温から約８０℃までのものが好ましく、上記２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の他に、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類、アクリロニトリル、アクリルアミド等を用いることもできる。更に、これらにスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、マレイン酸及びその誘導体等の重合性モノマーを共重合する場合もある。
【００２３】
ここで、上記のように、ウレタン変性アクリル樹脂中におけるアクリル樹脂成分の含有割合は、５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％、更には２０〜５０重量％であることが好ましく、この場合アクリル樹脂成分が少ないと得られる塗膜（最外樹脂層）の粘着性、摩擦性が大きくなってしまう場合があり、一方多すぎると表面性、電気特性、柔軟性が低下してしまう場合がある。
【００２４】
また、このウレタン変性アクリル樹脂は、ウレタン成分とアクリル成分が化学的に結合しているので、それらの組成比を変えることで、硬度、粘着性、摩擦性等の諸物性を随意に調整でき、このことがウレタン変性アクリル樹脂が他の樹脂或はエラストマー材料と比較して好ましい所以である。
【００２５】
本発明では、上述のように、このようなウレタン変性アクリル樹脂にポリシロキサン含有アクリル樹脂をグラフトさせるなどの方法により生成したポリシロキサン含有ウレタン変性アクリルを基材樹脂として用いるが、この場合ポリシロキサン含有量はウレタン変性アクリル樹脂中でのアクリル含有量に依存し、上記のようにポリシロキサン含有アクリルの含有割合は、アクリル部全体の１〜４０重量％、特に２〜２０重量％であることが好ましく、ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル全体に対しては２０重量％以下、特に０．１〜１０重量％であることが好ましい。その理由は、ポリシロキサンを過剰に含有させると、白濁、相分離が生じる場合があり、また上記範囲を超えて含有させても効果の向上はほとんど見られないばかりでなく、反応性の問題から未反応のポリシロキサン含有アクリルモノマーが逆に感光体汚染成分となってしまう場合もある。
【００２６】
ここで、上記ウレタン変性アクリル樹脂は、特に制限されるものではないが、末端又は側鎖に活性水素基を含有させ、ポリイソシアネート化合物等で架橋させて用いることが好ましい。この場合、ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びこれらイソシアネート化合物の重合体、誘導体、変性体、水素添加体などが挙げられる。これらの中では、特にヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族イソシアネート、これらの重合体、誘導体、変性体が耐オゾン性や耐熱性などに優れる点から好ましく用いられる。
【００２７】
本発明導電部材の部材表面を構成する最外樹脂層は、上記のように、上記ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂などのポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂成分として含有する樹脂材料で形成されたものである。
【００２８】
ここで、本発明では、上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーのポリシロキサン分子量を１００００〜１２０００とするものである。
【００２９】
本発明の導電部材では、上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂とする樹脂材料で最外樹脂層を形成するものであるが、この場合その樹脂材料中に上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂が単独で用いられていても、複数の樹脂と併用されていてもよい。例えば、上記ポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂と他の樹脂とを混合して用いてもよく、この場合他の樹脂としては、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂などが例示される。
【００３０】
この最外樹脂層を形成する樹脂材料中には、特に制限されるものではないが、シリカ粉末を添加配合することができ、これにより接触面積の低下により対密着性（非粘着性）がより向上する場合がある。また、この樹脂材料中には、必要に応じて導電剤を添加して所望の抵抗値に調整することができ、この場合導電剤としては、特に制限はなく、各種電子導電剤や各種イオン導電剤を用いることができるが、本発明では特にカーボン等の導電性粉体が好ましく用いられる。なお、この最外層樹脂層の電気抵抗は、特に制限されるものではないが、通常は１０6〜１０13Ω・ｃｍ、特に１０7〜１０12Ω・ｃｍであることが好ましい。
【００３１】
この最外樹脂層を導電部材に形成する方法は、特に制限されるものではないが、上記各成分を含む塗料を調製し、この塗料をディッピング法やスプレー法などにより導電部材に塗布する方法が好ましく用いられる。
【００３２】
また、この最外樹脂層の厚さは、導電部材の形態等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常は５０μｍ以下、特に２〜３０μｍとすることが好ましく、５０μｍを超えると硬くなってこの最外樹脂層の柔軟性が損なわれる場合がある。
【００３３】
なお、この最外樹脂層を形成する樹脂組成物には、架橋剤、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。
【００３４】
本発明の導電部材は、少なくとも部材表面が上記最外樹脂層で形成されたものであればよく、その形態は用途や用いられる電子写真装置の構成等に応じてロール状、プレート状、ブロック状、球状、ブラシ状などの適宜な形態とすることができ、特に制限されるものではないが、通常は部材表面に上記最外樹脂層を有するロール状の導電ローラとすることが好ましく、例えば、図１（Ａ）に示したように、シャフト１の外周に弾性層２を形成し、この弾性層２上に上述の最外樹脂層３を形成した導電ローラを例示することができる。
【００３５】
この場合、上記シャフト１としては、金属或いはプラスチック製のシャフトを用いることができ、また部材の形態や導電部材が用いられる電子写真装置の機構などによってはこのシャフト１を省略することもできる。
【００３６】
また、上記弾性層２を形成する弾性体も特に制限されず、感光ドラムや転写紙等の相手部材との良好な接触状態を得ることができる弾性体であればよく、公知のゴム或いは樹脂、又はこれらの発泡体（以下、「フォーム」という）で形成することができる。具体的には、ポリウレタン、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が例示される。
【００３７】
上記弾性層２には、導電剤を添加することにより、導電性を付与又は調整して所定の抵抗値とすることができる。その導電剤としては、特に限定されず、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリル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、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ムの過塩素酸塩、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、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、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などの陰イオン界面活性剤、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等の非イオン性帯電防止剤などの帯電防止剤、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+等の周期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ4 +の塩などの電解質、また、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この場合、これら導電剤の配合量は、組成物の種類や導電部材の種類などに応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は弾性層の体積抵抗率が１０4〜１０9Ω・ｃｍ、好ましくは１０5〜１０7Ω・ｃｍとなるように調整される。
【００３８】
なお、この弾性層２の厚さは、部材の種類や形態、大きさ、層構成等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、図１（Ａ）及び後述する図１（Ｂ）に示したようなロール状の導電部材の場合、通常２〜３０ｍｍ、特に３〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３９】
ここで、上記弾性層２上に上記ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂とする樹脂材料の塗料を上述の如く塗工して上記最外樹脂層３を形成する場合に、その塗料に用いられる溶媒は水系でも溶剤系でもよい。
【００４０】
また、必要に応じて、図１（Ｂ）に示したように、上記最外樹脂層３と上記弾性層２との間に中間樹脂層４を設けることもできる。この場合、この中間樹脂層４を形成する樹脂は、特に制限されるもではなく、公知の樹脂材料から適宜選択することができる。
【００４１】
また、この中間樹脂層４には、導電剤を添加して導電性を付与又は調整することができる。この場合、導電剤としては、上記弾性層２で例示したものと同様の導電剤を例示することができるが、中でもカーボンを用いることが好ましく、特に酸素含有量が５％以上、特に７％以上、更には９％以上であるものが好ましく、かつ、ｐＨは５以上、特に６以上、更には７以上であることが好ましい。即ち、通常のカーボンの酸素含有量は、０．１〜３％程度であり、一部に酸化処理を施したカーボンも存在するが、この酸化処理を施したカーボンは酸素含有量が若干増加するにつれてｐＨが酸性側へとシフトしてしまう傾向があり、カーボンが酸性であると水系樹脂に添加した場合に安定性が低下するおそれがある。これに対して上記カーボンは、酸素含有量が多いにもかかわらず、中性ないしアルカリ性を維持したものであり、安定的に水系樹脂に添加し得るものである。また、カーボン表面にカルボキシル基、水酸基、ケトン基等の官能基を付加し、かつこれらの基が有する水素の一部をナトリウム等のアルカリ金属に置換させたものが好適に用いられる。なお、この特定の酸素含有量及びｐＨ値を有するカーボンは、上記最外樹脂層３を水系塗料で形成する場合に、その最外樹脂層３に導電剤として添加配合するカーボンとしても好適に用いられる。
【００４２】
この中間樹脂層４には、その目的を逸脱しない範囲で、造膜助剤、顔料分散剤、増粘剤、レベリング剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等の適宜な添加剤を必要に応じて適量添加することができる。
【００４３】
この中間樹脂層４の形成方法は、特に制限はなく、公知のディピング法、スプレー法、押出成形法などを採用することができるが、通常、各成分を溶剤に溶解又は分散した塗料を調製してディピング法により塗膜を形成する方法が好ましく用いられる。なお、この中間樹脂層４として組成の異なる層を複数層形成してもよい。
【００４４】
以上のように、本発明の導電部材は、弾性層２上に上記中間樹脂層４を介して、又は直接上記最外樹脂層３を形成したものである。この場合、いずれの層構成及び用途であっても導電部材として適当な抵抗は、良好な画像を得るために体積抵抗が１０5〜１０11Ωｃｍであることが好ましく、特には１０6〜１０10Ωｃｍであることが好ましい。
【００４５】
ここで、本発明の導電部材では、その表面の摩擦抵抗が小さいことが好ましく、特に制限されるものではないが、セルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布に１００ｇｆの荷重をかけて圧接した場合の該布に対する摩擦係数が０．３以下、特に０．２以下であることが好ましい。これにより、感光体等との摩擦に起因するトナー融着、感光体削れ、導電部材の削れなどをより確実に防止することができる。そして、上記最外層樹脂層を形成した本発明導電部材によれば、このような表面摩擦特性を容易に達成することができる。
【００４６】
この場合、上記摩擦係数の測定は、図３に示した測定器により測定することができる。即ち、基台５１上に設けられた可動ステージ５２にセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布（ベンコットリントフリー）１５を固定し、この布１５上に被評価物の本発明導電部材１４を接触させた状態に配置すると共に、加圧手段５３により１００ｇｆの荷重をかけて、布１５と導電部材１４とを圧接させ、この状態で上記可動ステージ５２を進退運動させることにより摩擦速度１００ｍｍ／ｍｉｎで布１５と導電部材１４とを摩擦運動させ、このときの摩擦抵抗をロードセル５４にて測定し、その摩擦抵抗値から上記布（ベンコットリントフリー）１５に対する導電部材１４の摩擦係数を求めればよい。なお、摩擦相手材として、セルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布（ベンコットリントフリー）を選択した理由は、現像部材、転写部材、クリーニング部材等の導電部材の表面性と最も相関があったことと、得られる摩擦係数の測定範囲が適当であったためである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の導電部材は、部材表面を形成する最外樹脂層を、ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂として形成したことにより、感光体などの相手部材に対する張り付きや汚染といった不都合を生じることなく、かつ電圧印加を行わない非作動時にはトナーが付着しにくく、低い表面摩擦係数を有し、濃度ムラや地カブリなどのない高品質な画像が得られ、しかも長期の使用においても画質を低下させることのないものであり、電子写真装置の現像部材、転写部材、クリーニング部材等として用いることにより、良好な画像を安定的に得ることができる。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４９】
［実施例１］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの１０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ａを調製した。
【００５０】
金属製シャフトの外周に、導電剤（カーボンブラック）の添加により抵抗値を調整したイソプレンゴムからなる厚さ６ｍｍの弾性層（体積抵抗率１０7Ω・ｃｍ）を形成してイソプレンゴムローラを作製した。このイソプレンゴムローラを上記塗料Ａ中に浸漬し、乾燥することにより、上記イソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ａを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５１】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、４．８μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．１８であった。
【００５２】
［実施例２］（現像部材）
アクリル成分の割合５６０重量％で、かつそのアクリルモノマーの２０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：８０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにシリカ粉末をウレタン樹脂１００重量部に対して２０重量部添加した後、イソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加し、塗料Ｂを調製した。
【００５３】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｂ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｂを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５４】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、８．２μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．０９であった。
【００５５】
［比較例１］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、イソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加して、塗料Ｃを調製した。
【００５６】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｃ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｃを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００５７】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、３．２μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は２．１５であった。
【００５８】
［比較例２］（現像部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの４０重量％が分子量１０００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように添加して、塗料Ｄを調製した。
【００５９】
実施例１と同様のイソプレンゴムローラを上記塗料Ｄ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのイソプレンゴム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｄを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する現像ローラを作成した。
【００６０】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、３．８μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．８であった。
【００６１】
上記実施例１，２及び比較例１，２の現像ローラについて、下記方法により感光体密着（粘着）、感光体汚染、トナー帯電性、トナー搬送性、耐久後の画像カブリ及び現像ローラ削れを評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
［感光体密着（粘着）、感光体汚染］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、５０℃／９５％ＲＨの条件下に２週間放置し、感光ドラムと現像ローラとの密着性、及び感光ドラムの汚染を調べた。
［トナー帯電性］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、線速５０ｍｍ／秒の周速で回転させ、現像ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄層を吸引してファラデーゲージ内に導入し、電荷量を測定した。
［トナー搬送性］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、線速５０ｍｍ／秒の周速で回転させ、現像ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄層を吸引して重量測定することにより、トナー搬送量を調べた。
［耐久後の画像カブリ］
図２に示したプリンタカートリッジに被試験ローラを現像ローラとして装着し、現像バイアス電圧３５０Ｖとし、平均粒径７μｍの非磁性一成分トナーを用いて、線速１５０ｍｍ／秒の周速で回転させながら反転現像で画像出しを行い、この画像出しを５０００枚繰り返して、白地、ハーフトーン、黒地の各画像における画質（カブリの有無及び程度）を評価した。
［現像ローラ削れ］
上記耐久テスト後の被試験ローラを取り出し、そのローラ表面をビデオマイクロスコープで観察して、傷、削れの度合いを評価した。
【００６３】
【表１】
：極めて良好
○△：良好
△：普通
△×：あまりよくない
×：悪い
【００６４】
上記表１の通り、分子量３０００以上のポリシロキサンを含有したアクリルモノマーを含むウレタン変性アクリル樹脂により最外樹脂層を形成した実施例の現像ローラは、感光体汚染、感光体密着を生じることなく、またトナー帯電性、トナー搬送性に優れカブリのない良好な画像を確実に得ることができる優れた性能を有し、かつローラ削れを生じることなく長期に亘って良好な性能を維持し得る優れた耐久性を有するものである。これに対して、比較例の現像ローラは、感光体汚染、感光体密着が生じやすく、またトナーがローラ表面から離れ難いためフィルミングが発生し、トナー帯電性・帯電性の低下が起こりやすく、画像不良が発生する。更に、比較例にあっては、摩擦係数が大きいためローラ削れも発生している。
【００６５】
［実施例３］（転写部材）
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーの１０重量％が分子量１００００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｅを調製した。
【００６６】
金属製シャフトの外周に、導電剤（カーボンブラック）の添加により抵抗値を調整したウレタンフォームからなる厚さ６ｍｍの弾性層（体積抵抗率１０7Ω・ｃｍ）を形成してウレタンフォームローラを作製した。このウレタンフォームローラを上記塗料Ｅ中に浸漬し、乾燥することにより、上記ウレタンフォーム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｅを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する転写ローラを作成した。
【００６７】
図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．１７であった。
【００６８】
［比較例３］（転写部材）
アクリル成分の割合が４０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：５０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｆを調製した。
【００６９】
実施例３と同様のウレタンフォームローラを上記塗料Ｆ中に浸漬し、乾燥することにより、該ローラのウレタンフォーム弾性層上に約１０μｍの最外樹脂層Ｆを形成して、図１（Ａ）と同様の層構成を有する転写ローラを作成した。
【００７０】
図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は１．５５であった。
【００７１】
上記実施例３及び比較例３の転写ローラを荷重１ｋｇで感光ドラムに押圧し、温度５０℃／湿度８５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、実施例３のローラには特に問題は生じなっかたのに対し、比較例３のローラと感光ドラムとの間では、両者の張付き及び汚染が生じていた。また、両転写ローラをレーザービームプリンタにセットして５０００枚の画像出しを行ったところ、実施例３のローラでは特に問題は見られなかったが、比較例３のローラでは、ローラ表面上のトナー汚れなどにより、画像における文字中抜けや転写紙裏面の汚れが発生した。
【００７２】
更に、上記画像出し前後のローラ表面の表面光沢度を下記方法で測定したところ、実施例３のローラでは画像出し前後での差が１．１であったのに対し、比較例３のローラでは画像出し後に光沢度が１５．２も低下し、ローラ表面へのトナー付着による光沢度の大幅な低下が認められた。
光沢度の測定方法
ローラを長さ１０ｃｍに調製し、ローラ形に合わせてはめ込み可能な黒色固定台にローラを固定する。ヘイズ−グロスメーター（ビッグガードナー社製）の測定口にこのローラを表面が測定面となるように配置し、入射光角度８５°（測定面積８×６０ｍｍ）で表面光沢度を測定し、ＤＩＮ６７ ５３０による黒色ガラス標準版の反射指数１．５６７を１００とした値でローラの表面光沢度とする。
【００７３】
［実施例４]（クリーニング部材）
金属シャフトの外周に形成された厚さ３ｍｍの導電性ウレタンフォームからなる弾性層（１×１０5Ω・ｃｍ）の表面に、厚さ１００μｍの下記中間樹脂層Ｇを形成し、更にその上に厚さ１０μｍの下記最外樹脂Ｈを形成して、図１（Ｂ）と同様の層構成を有するクリーニングローラを作成した。
【００７４】
中間樹脂層Ｇ
水系アクリル樹脂にカーボンを添加した塗料Ｇをディピング法により塗布して形成し、体積抵抗率は５×１０7Ω・ｃｍに調整した。
最外樹脂層Ｈ
アクリル成分の割合が６０重量％で、かつそのアクリルモノマーの６重量％が分子量１２０００のポリシロキサンを含有するアクリルモノマーであるポリシロキサン含有ウレタン変性アクリル樹脂（アクリル部Ｔｇ：８０）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｈを調製し、この塗料Ｈをディピング法により塗布して形成した。
【００７５】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．９μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は０．２２であった。
【００７６】
上記クリーニングローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、感光ドラムとの張付きは見られなかった。また、そのカートリッジを用いて画像出しを行ったところ良好な画像が得られ、更に連続８０００枚画像出しを行っても、画像の劣化は見られなかった。更に、上記実施例３，比較例３と同様に画像出し前後の表面光沢度を測定したところ、画像出し前４７．０、画像出し後４６．１とほとんど変化なく、トナー付着がほとんどないことが認められた。
【００７７】
［比較例４］（クリーニング部材）
実施例５と同様の弾性層の表面に、実施例４と同様の中間樹脂層Ｇを形成し、更にその上に厚さ１０μｍの下記最外樹脂層Ｉを形成して、図１（Ｂ）と同様の層構成を有するクリーニングローラを作成した。
【００７８】
最外樹脂層Ｉ
アクリル成分の割合が５０重量％で、かつそのアクリルモノマーがポリシロキサンを一切含有しないウレタン変性アクリル樹脂（Ｔｇ：２７）をＭＥＫ溶媒に溶かし、さらにイソシアネート架橋剤をＮＣＯインデックスが１．５となるように加えて塗料Ｉを調製し、この塗料Ｉディピング法により塗布して形成した。
【００７９】
得られたローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均粗さＲｚで、０．７μｍであった。また、図３に示された測定器を用い、このローラを温度２２℃／湿度５０％ＲＨの条件でセルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布を用いて摩擦試験を行ったところ摩擦係数は２．５であった。
【００８０】
上記クリーニングローラをプリンターカートリッジに装着し、温度４０℃／湿度９５％ＲＨの環境下に２週間放置したところ、感光ドラムとの張付きが発生した。また、そのカートリッジを用いて画像出しを行ったところ、感光ドラム周期で横方向に１本の筋模様の汚染が見られ、その画像出しにおいてはクリーニング不良による白地カブリが発生した。更に、上記実施例３，比較例３と同様に画像出し前後の表面光沢度を測定したところ、画像出し前が５１．０であったのに対して、画像出し後は２７．９と大きく低下し、トナー付着による表面光沢度の低下が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる導電部材を例示する概略断面図である。
【図２】本発明の導電部材を用いた電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図３】導電部材表面の摩擦係数を測定する測定器の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ 弾性層
３ 最外樹脂層
４ 中間樹脂層
５ 感光ドラム（潜像保持体）
６ 現像ローラ（現像部材）
７ 現像装置
８ 転写紙
９ 転写ローラ（転写部材）
１１ クリーニングローラ（クリーニング部材）
１２ クリーニング装置
１３ 定着器
Claims (7)
- 電子写真装置に使用される現像部材、転写部材又はクリーニング部材である導電部材において、
弾性層と、該弾性層上に形成された少なくとも１層の樹脂層とを具備してなり、部材表面を構成する最外樹脂層が、ウレタン変性アクリル樹脂を基材樹脂として含有し、かつ該ウレタン変性アクリル樹脂中のアクリル樹脂成分の含有割合が５０〜６０重量％であり、更にこのアクリル樹脂成分のうち６〜１０重量％のアクリルモノマーが分子量１００００〜１２０００のポリシロキサンを含有したものであることを特徴とする導電部材。 - 上記最外樹脂層が、２官能以上のイソシアネート架橋剤を含有するものである請求項１記載の導電部材。
- 上記最外樹脂層が、導電性粉体を含有するものである請求項１又は２に記載の導電部材。
- セルロース１００％、３０ｇ／ｍ2，７０メッシュの布に１００ｇｆの荷重をかけて圧接した場合の該布に対する動摩擦係数が０．３以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電部材。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電部材である現像部材の表面に現像剤を担持して該現像剤の薄膜を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触させて該現像剤を潜像保持体の表面の静電潜像に付着させることにより、該静電潜像を可視化させる現像装置を具備してなることを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電部材である転写部材で転写紙を帯電させ、現像剤によって可視化された静電潜像から現像剤を転写紙に転写させる転写装置を具備してなることを特徴とする電子写真装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電部材であるクリーニング部材により潜像保持体に残存する現像剤を除去するクリーニング装置を具備してなることを特徴とする電子写真装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001336259A JP4069352B2 (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 導電部材及び電子写真装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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