JP4170176B2 - Charging member and image forming apparatus having the same - Google Patents

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本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体に対して帯電処理を行う近接帯電方式用の帯電部材及びそれを有する画像形成装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member for a proximity charging system that performs a charging process on a photoreceptor in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile, and an image forming apparatus having the charging member.

熱硬化型ウレタンにラジカル連鎖禁止型の酸化防止剤と無機イオン系の導電性付与剤とを含有させてなる導電性接触部材(特許文献1を参照。)が提案されているが、このような導電性接触部材を用いた接触帯電方式による帯電装置においては、導電性帯電部材を構成している酸化防止剤及び無機イオン系の導電性付与剤の感光体への付着、感光体を長期停止したときに生ずる導電性帯電部材の永久変形等の問題があった。   A conductive contact member (see Patent Document 1) in which a thermosetting urethane contains a radical chain-inhibited antioxidant and an inorganic ionic conductivity imparting agent has been proposed. In a charging device using a contact charging method using a conductive contact member, the antioxidant and inorganic ionic conductivity imparting agent constituting the conductive charge member adhere to the photoreceptor, and the photoreceptor is stopped for a long time. There was a problem of permanent deformation of the conductive charging member that sometimes occurred.

酸化防止剤を含有する、感光体と接触して帯電する接触帯電部材、及び、感光体と接触しないで帯電する非接触帯電部材を備えた帯電装置(特許文献2を参照。)が提案されているが、このような帯電装置においては、接触帯電部材では、帯電部材を構成している酸化防止剤の感光体への付着、感光体を長期停止したときに生ずる参加防止剤の感光体への付着、感光体を長期停止したときに生ずる接触帯電部材の永久変形等の問題があり、また、非接触帯電部材では、オゾン等の反応性ガスが発生して感光体表面を劣化させるという問題があった。   There has been proposed a charging device (see Patent Document 2) that includes an antioxidant and a contact charging member that is charged in contact with the photosensitive member and a non-contact charging member that is charged without contacting the photosensitive member. However, in such a charging device, in the contact charging member, the antioxidant constituting the charging member adheres to the photosensitive member, and the anti-participation agent generated when the photosensitive member is stopped for a long time is applied to the photosensitive member. There are problems such as adhesion, permanent deformation of the contact charging member that occurs when the photoreceptor is stopped for a long time, and non-contact charging members generate a reactive gas such as ozone and deteriorate the surface of the photoreceptor. there were.

そして、第四級アンモニウム塩基を有する高分子量のイオン導電性材料を用いた経時ブリードアウトの少ない帯電部材(特許文献3を参照。)が提案されているが、このような第四級アンモニウム塩基を有する高分子量のイオン導電性材料を用いた帯電部材においては、抵抗値の温湿度環境依存性が大きいので、イオン導電性材料の添加割合によっては低抵抗化に伴う異常放電の問題、高抵抗化に伴う帯電不良の問題、及び、処方が難しいという問題があった。   A charging member (see Patent Document 3) that uses a high molecular weight ion conductive material having a quaternary ammonium base and has little bleed-out over time has been proposed. In a charging member using a high molecular weight ion conductive material, the resistance value is highly dependent on the temperature and humidity environment, so depending on the addition ratio of the ion conductive material, the problem of abnormal discharge due to low resistance, high resistance There are problems of poor charging due to, and prescription is difficult.

従来の電子写真複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体に対して帯電処理を行う帯電部材としては、帯電ローラが一般的に用いられている。図2は、従来の帯電ローラを有する画像形成装置の説明図である。   In a conventional image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile, a charging roller is generally used as a charging member that performs a charging process on a photosensitive member. FIG. 2 is an explanatory diagram of an image forming apparatus having a conventional charging roller.

図2において、111は、従来の帯電ローラ方式の画像形成装置である。従来の帯電ローラ方式の画像形成装置111は、静電潜像が形成される感光体ドラム101、感光体ドラム101に接触して帯電処理を行う帯電ローラ102、レーザ光等の露光手段103、感光体ドラム101の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ104、帯電ローラ102にDC電圧を印加するためのパワーパック105、感光体ドラム101上のトナー像を記録紙107に転写処理する転写ローラ106、転写処理後の感光体ドラム101をクリーニングするためのクリーニング装置108、及び、感光体ドラム101の表面電位を測定する表面電位計109から構成されている。なお、図2では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本明細書では必要としないので、省略してある。   In FIG. 2, reference numeral 111 denotes a conventional charging roller type image forming apparatus. A conventional charging roller type image forming apparatus 111 includes a photosensitive drum 101 on which an electrostatic latent image is formed, a charging roller 102 that performs charging processing in contact with the photosensitive drum 101, an exposure unit 103 such as a laser beam, and a photosensitive member. A developing roller 104 for attaching toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 101, a power pack 105 for applying a DC voltage to the charging roller 102, and a transfer roller for transferring the toner image on the photosensitive drum 101 to the recording paper 107. 106, a cleaning device 108 for cleaning the photosensitive drum 101 after the transfer process, and a surface potential meter 109 for measuring the surface potential of the photosensitive drum 101. In FIG. 2, functional units normally required in other electrophotographic processes are omitted because they are not required in this specification.

次に、このような従来の帯電ローラ方式の画像形成装置111における基本的な作像動作について説明する。   Next, a basic image forming operation in the conventional charging roller type image forming apparatus 111 will be described.

感光体ドラム101に接触された帯電ローラ102に対してDC電圧をパワーパック105から給電すると、感光体ドラム101の表面は、一様に高電位に帯電する。その直後に、画像光が感光体ドラム101の表面に露光手段103により照射されると、感光体ドラム101の照射された部分は、その電位が低下する
。このような帯電ローラ102による感光体ドラム101の表面への帯電メカニズムは、帯電ローラ102と感光体ドラム101との間の微少空間におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。
When a DC voltage is supplied from the power pack 105 to the charging roller 102 in contact with the photosensitive drum 101, the surface of the photosensitive drum 101 is uniformly charged at a high potential. Immediately thereafter, when image light is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 101 by the exposure unit 103, the potential of the irradiated portion of the photosensitive drum 101 is lowered. It is known that such a charging mechanism to the surface of the photosensitive drum 101 by the charging roller 102 is a discharge according to Paschen's law in a minute space between the charging roller 102 and the photosensitive drum 101.

画像光は、画像の白/黒に応じた光量の分布であるので、かかる画像光が照射されると、画像光の照射によって感光体ドラム101の面に記録画像に対応する電位分布、即ち、静電潜像が形成される。このように静電潜像が形成された感光体ドラム101の部分が現像ローラ104を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電画像を可視像化したトナー像が形成される。かかるトナー像が形成された感光体ドラム101の部分に、記録紙107が所定のタイミングでレジストローラ(図示せず)により搬送され、前記トナー像に重なる。そして、このトナー像が転写ローラ106によって記録紙に転写された後、該記録紙107は、感光体ドラム101から分離される。分離された記録紙107は、搬送経路を通って搬送され、定着ユニット(図示せず)によって、加熱定着された後、機外へ排出される。このようにして転写が終了すると、感光体ドラム101は、その表面がクリーニング装置108によりクリーニング処理され、さらに、クエンチングランプ(図示せず)により、残留電荷が除去されて、次回の作像処理に備えられる。   Since the image light has a light amount distribution according to white / black of the image, when the image light is irradiated, the potential distribution corresponding to the recorded image on the surface of the photosensitive drum 101 by the irradiation of the image light, that is, An electrostatic latent image is formed. When the portion of the photosensitive drum 101 on which the electrostatic latent image is formed in this way passes through the developing roller 104, toner adheres according to the level of the potential, and a toner image that visualizes the electrostatic image is formed. Is done. The recording paper 107 is conveyed by a registration roller (not shown) at a predetermined timing to the portion of the photosensitive drum 101 where the toner image is formed, and overlaps the toner image. Then, after the toner image is transferred onto the recording paper by the transfer roller 106, the recording paper 107 is separated from the photosensitive drum 101. The separated recording paper 107 is conveyed through a conveyance path, heated and fixed by a fixing unit (not shown), and then discharged outside the apparatus. When the transfer is completed in this manner, the surface of the photosensitive drum 101 is cleaned by the cleaning device 108, and the residual charge is removed by a quenching lamp (not shown), so that the next image forming process is performed. Prepared for.

帯電ローラを用いた帯電方式としては、感光体にローラを接触させる接触帯電方式が一般に用いられているが、このような接触帯電方式には、
(1)帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、これが被帯電体の表面に付着移行して帯電ローラ跡を残すこと、
(2)帯電ローラに交流電圧を印加したときに、被帯電体に接触している帯電ローラが振動するので、帯電音が発生すること、
(3)感光体上のトナーが帯電ローラに付着する(特に、上述の染み出しによって、よりトナー付着がおこりやすくなる。)ので、帯電ローラの帯電性能が低下すること、
(4)帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること、及び、
(5)感光体を長期停止したときに、帯電ローラが永久変形すること、
といった問題があった。
As a charging method using a charging roller, a contact charging method in which a roller is brought into contact with a photosensitive member is generally used.
(1) The substance constituting the charging roller oozes out from the charging roller, and this adheres to the surface of the object to be charged and leaves a charging roller mark.
(2) When an AC voltage is applied to the charging roller, the charging roller that is in contact with the member to be charged vibrates, so that a charging noise is generated.
(3) Since the toner on the photosensitive member adheres to the charging roller (particularly, the above-described oozing causes toner adhesion more easily), so that the charging performance of the charging roller is reduced,
(4) the substance constituting the charging roller adheres to the photoreceptor, and
(5) The charging roller is permanently deformed when the photosensitive member is stopped for a long time.
There was a problem.

このような問題を解決する技術として、帯電ローラを感光体に近接させるようにした近接帯電方式(特許文献1を参照。)が提案されている。この近接帯電方式は、帯電ローラを感光体に最近接距離(0.005〜0.3mm)になるように対向させて、帯電ローラに電圧を印加することにより、感光体の帯電を行うようにした帯電方式である。この近接帯電方式では、ローラと感光体とが接触していないために従来の接触帯電方式において問題となっていた、(a)帯電ローラを構成している物質が感光体へ付着すること、及び、(b)感光体が長期停止したときに永久変形すること、といった問題はない。また、この近接帯電方式では、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるので、感光体上のトナー等が帯電ローラに付着することが少なく、そのために、帯電ローラの帯電性能が低下することがない。   As a technique for solving such a problem, a proximity charging method (see Patent Document 1) in which a charging roller is brought close to a photosensitive member has been proposed. In this proximity charging method, the photosensitive member is charged by applying a voltage to the charging roller with the charging roller facing the photosensitive member at a closest distance (0.005 to 0.3 mm). Charging method. In this proximity charging method, the roller and the photosensitive member are not in contact with each other, which has been a problem in the conventional contact charging method, (a) the substance constituting the charging roller adheres to the photosensitive member, and (B) There is no problem that the photoreceptor is permanently deformed when stopped for a long time. In this proximity charging method, the amount of toner that adheres to the charging roller is reduced, so that the toner on the photosensitive member is less likely to adhere to the charging roller, and the charging performance of the charging roller does not deteriorate.

近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、それまでの接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは異なる。接触帯電方式で一般的に用いられてきた帯電ローラは、芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆された構造となっている。それ故、接触帯電方式では、感光体を均一に帯電させるので、感光体に対して帯電ローラが均一に接触することが必要とされる。   The required characteristics of the charging roller used in the proximity charging method are different from those of the charging roller used in the conventional contact charging method. A charging roller generally used in the contact charging system has a structure in which an elastic body such as vulcanized rubber is coated around a cored bar. Therefore, in the contact charging method, the photosensitive member is uniformly charged, so that it is necessary that the charging roller uniformly contacts the photosensitive member.

近接帯電方式において、加硫ゴム等の弾性体で形成された帯電ローラを使用した場合には、
(1)感光体と帯電ローラとの間に空隙を形成させるので、帯電ローラ両端の非画像領域にスペーサ等の空隙保持部材を介在し近接させる必要があるが、弾性体で形成された帯電ローラでは、弾性体の変形により空隙を均一にすることが困難であるので、帯電電位変動やそれに起因する画像ムラが発生してしまうこと、及び、
(2)弾性体を構成する加硫ゴム材料は、経時で、へたりや変形が生じやすいので、経時で、空隙も変動すること、
といった問題があった。
When using a charging roller formed of an elastic material such as vulcanized rubber in the proximity charging method,
(1) Since a gap is formed between the photosensitive member and the charging roller, it is necessary to interpose a gap holding member such as a spacer in the non-image area at both ends of the charging roller, but the charging roller formed of an elastic body Then, since it is difficult to make the gap uniform due to deformation of the elastic body, fluctuations in the charging potential and image unevenness due to it, and
(2) The vulcanized rubber material constituting the elastic body is likely to sag and deform over time, so that the gap also varies over time.
There was a problem.

このような問題を解消するために、非弾性体である熱可塑性樹脂を用いることが考えられる。これにより、感光体と帯電ローラとの間の空隙を均一にすることが可能となる。帯電ローラによる感光体ドラム表面の帯電メカニズムは、帯電ローラと感光体ドラムとの間の微小放電におけるパッシェンの法則に従った放電であることが知られている。感光体ドラムを所定の帯電電位に保持する機能を得るためには、熱可塑性樹脂の電気抵抗値を半導電性領域(106 〜109 Ωcm程度)に制御することが必要となる。 In order to solve such a problem, it is conceivable to use a thermoplastic resin which is an inelastic body. As a result, the gap between the photoconductor and the charging roller can be made uniform. It is known that the charging mechanism on the surface of the photosensitive drum by the charging roller is a discharge according to Paschen's law in a minute discharge between the charging roller and the photosensitive drum. In order to obtain the function of holding the photosensitive drum at a predetermined charging potential, it is necessary to control the electric resistance value of the thermoplastic resin to a semiconductive region (about 10 6 to 10 9 Ωcm).

電気抵抗値を制御する方法としては、熱可塑性樹脂中にカーボンブラック等の導電性顔料を分散させる方法がある。しかし、導電性顔料を用いて電気抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、電気抵抗値のバラツキが大きくなるので、部分的に帯電不良が起こり、そのために、画像欠陥を発生させる、という問題があった。   As a method of controlling the electrical resistance value, there is a method of dispersing a conductive pigment such as carbon black in a thermoplastic resin. However, when an attempt is made to set the electrical resistance adjustment layer in the semiconductive region using a conductive pigment, since the variation in electrical resistance value increases, partial charging failure occurs, and as a result, image defects occur. There was a problem.

一方、電気抵抗値を制御するための別の手段として、イオン導電性材料、即ち、Li塩等の電解質塩を用いる方法がある。イオン導電性材料は、マトリックス樹脂中に分子レベルで分散するので、導電性顔料が分散する上記のものに比べて、電気抵抗値のばらつきが小さく、そのために、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならなかった。ところが、電解質塩は、低分子量であるので、マトリックス樹脂の表面にブリードアウトしやすい性質があり、そのために、帯電ローラ表面へブリードアウトした場合にトナーの固着を発生させてしまい、画像不良を発生させる、という問題があった。   On the other hand, as another means for controlling the electric resistance value, there is a method using an ion conductive material, that is, an electrolyte salt such as a Li salt. Since the ion conductive material is dispersed at the molecular level in the matrix resin, the electric resistance value variation is small compared to the above-mentioned one in which the conductive pigment is dispersed. It did not matter. However, since the electrolyte salt has a low molecular weight, it tends to bleed out on the surface of the matrix resin. For this reason, when the bleed out to the surface of the charging roller, toner sticking occurs and image defects occur. There was a problem of letting.

そこで、ブリードアウトを避けるために、高分子量のイオン導電性材料を使用することが考えられるが、この場合、イオン導電性材料がマトリックス樹脂中に分散固定化され、表面へのブリードアウトが起こり難い。   Therefore, in order to avoid bleed out, it is conceivable to use a high molecular weight ion conductive material. In this case, the ion conductive material is dispersed and fixed in the matrix resin, and bleed out to the surface hardly occurs. .

しかしながら、高分子複合体は、自動酸化とよばれるプロセスで酸素分子と反応して分解する。自動酸化は、ポリマーラジカル(R・)への酸素の付加反応であり、この反応と生成したペルオキシラジカル(ROO・)の水素引抜きによるP・の再生、並びに、ヒドロペルオキシド(ROOH)からのオキシラジカル(RO・)及びペルオキシラジカルの生成過程が分解反応の中心である。加工工程や使用の際に熱、酸素、機械的せん断力など様々な因子により、いったん遊離ラジカルが生成すると連鎖反応として分解が進行する。この劣化プロセスにより樹脂材料の物性が低下し、構成樹脂間の相溶性が悪化して、成形時に発生するウェルド部分の強度が低下したり、また、電気抵抗値が変動するという問題がある。このように強度が低下すると、機械強度の低い樹脂や相溶性の悪い樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合には、使用時の電気的・機械的ストレスや経時・環境での体積変動により、抵抗調整層のウェルド部分にクラックが発生するという問題があった。また、ウェルド部分の抵抗変動が部分的画像不良の不具合を引き起こすという問題もあった。
特開平11−30897号公報 特開2003−107853号公報 特開平7−121009号公報 特開平3−240076号公報
However, the polymer composite is decomposed by reacting with oxygen molecules in a process called autooxidation. Auto-oxidation is an addition reaction of oxygen to a polymer radical (R.). This reaction and the regeneration of P. by hydrogen abstraction of the generated peroxy radical (ROO.), As well as the oxy radical from hydroperoxide (ROOH). The formation process of (RO.) And peroxy radicals is the center of the decomposition reaction. Decomposition proceeds as a chain reaction once free radicals are generated due to various factors such as heat, oxygen, and mechanical shear force during processing and use. Due to this deterioration process, the physical properties of the resin material are deteriorated, the compatibility between the constituent resins is deteriorated, the strength of the weld portion generated at the time of molding is lowered, and the electric resistance value is fluctuated. When the strength is reduced in this way, when a resin with low mechanical strength or poor compatibility is used as the matrix resin, resistance adjustment is performed due to electrical and mechanical stress during use and volume fluctuations over time and the environment. There was a problem that cracks occurred in the weld portion of the layer. In addition, there is a problem that the resistance variation in the weld portion causes a defect of partial image defect.
JP-A-11-30897 JP 2003-107853 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-121009 Japanese Patent Laid-Open No. 3-240076

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。   The present invention aims to solve this problem.

即ち、本発明は、電気抵抗値のばらつき、トナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、環境安定性の優れ、しかも、酸化劣化に起因するウェルド部分の強度低下及び抵抗値の変動を防ぐことができる帯電部材、並びに、それを有する画像形成装置を提供することを目的としている。   That is, the present invention prevents variations in electrical resistance, toner adhesion and charging failure associated therewith, as well as excellent environmental stability, and prevents a decrease in strength of the weld portion and fluctuation in resistance due to oxidative degradation. It is an object of the present invention to provide a charging member that can be used, and an image forming apparatus having the charging member.

請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に被覆された保護層と、を有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層が、(A)スチレン系熱可塑性樹脂、(B)高分子型イオン導電材料、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤、を溶融混練した樹脂組成物で構成されていることを特徴とする帯電部材である。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes an electric resistance adjusting layer formed on the conductive support and a protective layer coated on the surface of the electric resistance adjusting layer. In the charging member, the electric resistance adjusting layer includes (A) a styrene thermoplastic resin, (B) a polymer type ion conductive material, and (C) a phenolic antioxidant, a phosphorus processing heat stabilizer, and a lactone system. A charging member comprising a resin composition obtained by melting and kneading a heat-resistant stabilizer composed of a processing heat stabilizer.

請求項2に記載された発明は、前記高分子型イオン導電材料が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とするものである。   The invention described in claim 2 is characterized in that the polymer type ion conductive material is a polyether ester amide-containing compound.

請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、前記樹脂組成物の配合比が、(A)30〜70重量%、及び、(B)70〜30重量%であって、且つ、(C)の配合量が、(A)及び(B)の合計100重量部に対して、0.01〜0.5重量部であることを特徴とするものである。   The invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, wherein the blending ratio of the resin composition is (A) 30 to 70% by weight and (B) 70 to 30% by weight. And the compounding quantity of (C) is 0.01-0.5 weight part with respect to a total of 100 weight part of (A) and (B), It is characterized by the above-mentioned.

請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれかに記載された発明において、前記(C)に含有される各成分の配合比が、フェノール系酸化防止剤30〜60重量%、リン系加工熱安定剤40〜70重量%、及び、ラクトン系加工熱安定剤1〜30重量%であることを特徴とするものである。   The invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the blending ratio of each component contained in (C) is 30 to 60% by weight of a phenolic antioxidant. The phosphorus processing heat stabilizer is 40 to 70% by weight, and the lactone processing heat stabilizer is 1 to 30% by weight.

請求項5に記載された発明は、請求項1〜4のいずれかに記載された発明において、前記保護層が、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ポリビニルブチラール樹脂から選ばれる樹脂で構成されていることを特徴とするものである。   The invention described in claim 5 is the invention described in any one of claims 1 to 4, wherein the protective layer is an acrylic silicon resin, a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyester. It is comprised by resin chosen from resin and polyvinyl butyral resin.

請求項6に記載された発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の帯電部材が被帯電体上に近接配置されて用いられていることを特徴を特徴とするプロセスカートリッジである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge characterized in that the charging member according to any of the first to fifth aspects of the present invention is used by being disposed close to a member to be charged.

請求項7に記載された発明は、請求項6に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とした画像形成装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the process cartridge according to the sixth aspect.

(1)請求項1に記載された発明によれば、電気抵抗調整層が、(A)スチレン系熱可塑性樹脂、(B)高分子型イオン導電材料、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤、を溶融混練した樹脂組成物で構成されているので、電気抵抗値のばらつき、トナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、環境安定性の優れ、しかも、酸化劣化に起因するウェルド部分の強度低下及び抵抗値の変動を防ぐことができる帯電部材を提供することができる。   (1) According to the invention described in claim 1, the electrical resistance adjusting layer comprises (A) a styrene-based thermoplastic resin, (B) a polymer ion conductive material, and (C) a phenol-based antioxidant. , A heat-resistant stabilizer composed of a phosphorus-based processing heat stabilizer and a lactone-based processing heat stabilizer, which is melt-kneaded to prevent variation in electrical resistance, toner fixation, and associated charging failure In addition, it is possible to provide a charging member that is excellent in environmental stability and that can prevent a decrease in the strength of the weld portion and a variation in resistance value due to oxidative degradation.

(2)請求項2に記載された発明によれば、高分子型イオン導電材料がポリエーテルエステルアミド含有化合物であるので、マトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化され、そのために、導電性顔料を分散した樹脂組成物にみられるような導電性顔料の分散不良に伴う電気抵抗値のバラツキが生じないし、また、ブリードアウトが生じ難い。   (2) According to the invention described in claim 2, since the polymer ion conductive material is a polyether ester amide-containing compound, it is uniformly dispersed and immobilized at the molecular level in the matrix polymer. There is no variation in electrical resistance value due to poor dispersion of the conductive pigment as seen in the resin composition in which the conductive pigment is dispersed, and bleed-out hardly occurs.

(3)請求項3に記載された発明によれば、電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物の配合比が、(A)30〜70重量%、及び、(B)70〜30重量%であって、且つ、(C)の配合量が、(A)及び(B)の合計100重量部に対して、0.01〜0.5重量部であるので、電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物の劣化防止に要求される反応性を容易に得ることができ、そのために、該樹脂組成物の耐熱安定剤による副作用を防止することができる。   (3) According to the invention described in claim 3, the compounding ratio of the resin composition constituting the electric resistance adjusting layer is (A) 30 to 70% by weight and (B) 70 to 30% by weight. And since the compounding quantity of (C) is 0.01-0.5 weight part with respect to a total of 100 weight part of (A) and (B), resin which comprises an electrical resistance adjustment layer The reactivity required for preventing deterioration of the composition can be easily obtained, and therefore, side effects due to the heat stabilizer of the resin composition can be prevented.

(4)請求項4に記載された発明によれば、電気抵抗調整層を構成する樹脂組成物における(C)に含有される各成分の配合比が、フェノール系酸化防止剤30〜60重量%、リン系加工熱安定剤40〜70重量%、及び、ラクトン系加工熱安定剤1〜30重量%であるので、該樹脂組成物に優れた加工安定性を得ることができる。   (4) According to the invention described in claim 4, the compounding ratio of each component contained in (C) in the resin composition constituting the electric resistance adjusting layer is 30 to 60% by weight of the phenolic antioxidant. Since the phosphorus processing heat stabilizer is 40 to 70% by weight and the lactone processing heat stabilizer is 1 to 30% by weight, excellent processing stability can be obtained in the resin composition.

(5)請求項5に記載された発明によれば、保護層がアクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ポリビニルブチラール樹脂から選ばれる樹脂で構成されているので、トナー固着性に優れた帯電部材が得られる。   (5) According to the invention described in claim 5, the protective layer is a resin selected from an acrylic silicon resin, a fluorine resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, and a polyvinyl butyral resin. Since it is constituted, a charging member excellent in toner fixing property can be obtained.

(6)請求項6,7に記載された発明によれば、請求項1〜5のいずれかに記載の帯電部材(ローラ)10が被帯電体上に接配置されるように設けられたプロセスカートリッジを有していると、電気抵抗値のばらつき、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、環境安定性の優れ、しかも、酸化劣化に起因するウェルド部分の強度低下及び抵抗値の変動を防いで画像不良の発生を防止することができる画像形成装置とすることができる。   (6) According to the invention described in claims 6 and 7, a process is provided in which the charging member (roller) 10 according to any one of claims 1 to 5 is disposed in contact with the member to be charged. Having a cartridge prevents variations in electrical resistance, toner sticking, and charging defects associated therewith, as well as excellent environmental stability, as well as a decrease in strength and resistance of the weld due to oxidative degradation. Thus, an image forming apparatus capable of preventing the occurrence of image defects by preventing the fluctuation of the image forming apparatus can be obtained.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態を示す帯電ローラの断面図である。   FIG. 1 is a sectional view of a charging roller showing an embodiment of the present invention.

図1において、10は、帯電部材(帯電ローラ)である。帯電部材(帯電ローラ)10は、導電性支持体1の上に形成された電気抵抗調整層2と、該電気抵抗調整層2の表面に被覆された保護層3とを有している。そして、前記電気抵抗調整層2は、(A)スチレン系熱可塑性樹脂、(B)高分子型イオン導電材料、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤、を溶融混練した樹脂組成物で構成されている。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a charging member (charging roller). The charging member (charging roller) 10 includes an electric resistance adjusting layer 2 formed on the conductive support 1 and a protective layer 3 covered on the surface of the electric resistance adjusting layer 2. The electrical resistance adjusting layer 2 includes (A) a styrene-based thermoplastic resin, (B) a polymer ion conductive material, and (C) a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based processing heat stabilizer, and a lactone-based processing. It is comprised with the resin composition which melt-kneaded the heat-resistant stabilizer which consists of a heat stabilizer.

このように、前記電気抵抗調整層2が、(A)スチレン系熱可塑性樹脂、(B)高分子型イオン導電材料、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤、を溶融混練した樹脂組成物で構成されていると、電気抵抗値のばらつき、トナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止すると共に、環境安定性の優れ、しかも、酸化劣化に起因するウェルド部分の強度低下及び抵抗値の変動を防ぐことができる帯電部材を提供することができる。   Thus, the electrical resistance adjusting layer 2 is composed of (A) a styrenic thermoplastic resin, (B) a polymer type ion conductive material, and (C) a phenolic antioxidant, a phosphorus processing heat stabilizer and a lactone. When it is composed of a resin composition obtained by melting and kneading a heat-resistant stabilizer composed of a system processing heat stabilizer, it prevents variation in electrical resistance, toner fixation and charging failure associated therewith, and excellent environmental stability. In addition, it is possible to provide a charging member that can prevent a decrease in strength of the weld portion and a change in resistance value due to oxidation degradation.

前記(B)の高分子型イオン導電材料は、好ましくは、ポリエーテルエステルアミドである。かかるポリエーテルエステルアミドは、次の式

Figure 0004170176
(式中、R1 ,R2 ,R3 は、炭素数が1〜20のアルキル基である。)
で示される共重合体であって、ポリアミド単位のハード部分とポリエーテル単位のソフト部分からなるものであるが、それ自体は、公知の樹脂である。そして、前記ポリエーテルエステルアミドは、イオン導電性の高分子材料であるので、マトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化され、そのために、導電性顔料を分散した樹脂組成物にみられるような導電性顔料の分散不良に伴う電気抵抗値のバラツキが生じない。また、前記ポリエーテルエステルアミドは、高分子材料であるので、ブリードアウトが生じ難い。 The polymer ion conductive material (B) is preferably a polyether ester amide. Such polyetheresteramides have the formula
Figure 0004170176
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms.)
The copolymer is a copolymer composed of a hard part of a polyamide unit and a soft part of a polyether unit, and is a known resin per se. Since the polyether ester amide is an ion conductive polymer material, it is uniformly dispersed and fixed at the molecular level in the matrix polymer. Therefore, it can be found in a resin composition in which a conductive pigment is dispersed. There is no variation in electrical resistance value due to such poor dispersion of the conductive pigment. In addition, since the polyether ester amide is a polymer material, bleeding out hardly occurs.

本発明においては、前記樹脂組成物の配合比は、好ましくは、(A)30〜70重量%、及び、(B)70〜30重量%であって、且つ、(C)の配合量が、(A)及び(B)の合計100重量部に対して、0.01〜0.5重量部である。このように、前記樹脂組成物の配合比が、(A)30〜70重量%、及び、(B)70〜30重量%であって、且つ、(C)の配合量が、(A)及び(B)の合計100重量部に対して、0.01〜0.5重量部であると、電気抵抗調整層2を構成する樹脂組成物の劣化防止に要求される反応性を容易に得ることができ、そのために、該樹脂組成物の耐熱安定剤による副作用を防止することができる。   In the present invention, the blending ratio of the resin composition is preferably (A) 30 to 70% by weight and (B) 70 to 30% by weight, and the blending amount of (C) is: It is 0.01-0.5 weight part with respect to a total of 100 weight part of (A) and (B). Thus, the blending ratio of the resin composition is (A) 30 to 70% by weight and (B) 70 to 30% by weight, and the blending amount of (C) is (A) and The reactivity required for prevention of deterioration of the resin composition constituting the electric resistance adjusting layer 2 can be easily obtained when the content is 0.01 to 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of (B). Therefore, side effects due to the heat stabilizer of the resin composition can be prevented.

本発明においては、前記(C)に含有される各成分の配合比は、好ましくは、フェノール系酸化防止剤30〜60重量%、リン系加工熱安定剤40〜70重量%、及び、ラクトン系加工熱安定剤1〜30重量%である。このように、前記(C)に含有される各成分の配合比は、フェノール系酸化防止剤30〜60重量%、リン系加工熱安定剤40〜70重量%、及び、ラクトン系加工熱安定剤1〜30重量%であると、電気抵抗調整層2を構成する樹脂組成物の優れた加工安定性を得ることができる。   In the present invention, the blending ratio of each component contained in (C) is preferably 30 to 60% by weight of a phenolic antioxidant, 40 to 70% by weight of a phosphorus processing heat stabilizer, and a lactone system. The processing heat stabilizer is 1 to 30% by weight. Thus, the blending ratio of each component contained in (C) is 30 to 60% by weight of the phenolic antioxidant, 40 to 70% by weight of the phosphorus processing heat stabilizer, and the lactone processing heat stabilizer. The process stability which was excellent in the resin composition which comprises the electrical resistance adjustment layer 2 as it is 1 to 30 weight% can be obtained.

本発明においては、前記樹脂組成物は、前記(A)、(B)及び(C)の混合物を二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって得られる。本発明における電気抵抗調整層2は、このようにして得られた熱可塑性樹脂組成物を押出成形、射出成形等の手段で導電性支持体1の表面に被覆して形成する。また、このようにして形成された電気抵抗調整層2は、任意の段階において、その表面を切削及び/又は研削加工をして、所望の表面精度とする。   In the present invention, the resin composition is obtained by melt-kneading the mixture of (A), (B) and (C) with a biaxial kneader, a kneader or the like. The electrical resistance adjusting layer 2 in the present invention is formed by coating the surface of the conductive support 1 with the thermoplastic resin composition thus obtained by means such as extrusion molding or injection molding. Further, the electrical resistance adjusting layer 2 formed in this way is subjected to cutting and / or grinding processing at a desired stage to obtain a desired surface accuracy.

本発明においては、前記保護層は、好ましくは、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ポリビニルブチラール樹脂から選ばれる樹脂で構成されている。これらの樹脂は、非粘着性に優れるので、トナー固着性に優れた帯電部材が得られる。   In the present invention, the protective layer is preferably made of a resin selected from an acrylic silicon resin, a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, and a polyvinyl butyral resin. Since these resins are excellent in non-adhesiveness, a charging member excellent in toner fixing property can be obtained.

また、このような樹脂は、電気的に絶縁性であるので、単体で保護層3を形成すると、帯電ローラとしての特性が得られない。そこで、本発明においては、前記保護層3を形成する樹脂組成物は、導電性粒子を含有している。このような導電性粒子としては、例えば、酸化スズ、酸化鉄等の金属酸化物、及び、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラックが好適に用いられるが、本発明の目的に反しないかぎり、それら以外の導電性粒子であってもかまわない。   Further, since such a resin is electrically insulating, if the protective layer 3 is formed alone, the characteristics as a charging roller cannot be obtained. Therefore, in the present invention, the resin composition forming the protective layer 3 contains conductive particles. As such conductive particles, for example, metal oxides such as tin oxide and iron oxide, and carbon black such as acetylene black and ketjen black are preferably used. Other conductive particles may be used.

このように、保護層3を形成する樹脂組成物が導電性粒子を含有していると、前記保護層3の電気抵抗値を容易に調整することができる。前記保護層3の電気抵抗値は、好ましくは、前記電気抵抗調整層2のそれよりも大きくなるように調整される。前記保護層3の電気抵抗値が前記電気抵抗調整層2のそれよりも大きくなるように調整されていると、感光体欠陥部への電圧集中、及び、異常放電(リーク)を回避することができる。ただし、前記保護層3の電気抵抗値を高くしすぎると帯電効率が低下するので、前記保護層3と前記電気抵抗調整層2との電気抵抗値の差は、103 Ωcm以下であることが好ましい。 Thus, when the resin composition forming the protective layer 3 contains conductive particles, the electrical resistance value of the protective layer 3 can be easily adjusted. The electric resistance value of the protective layer 3 is preferably adjusted to be larger than that of the electric resistance adjusting layer 2. If the electrical resistance value of the protective layer 3 is adjusted to be larger than that of the electrical resistance adjustment layer 2, voltage concentration and abnormal discharge (leakage) on the photosensitive member defect portion can be avoided. it can. However, if the electrical resistance value of the protective layer 3 is too high, charging efficiency is lowered. Therefore, the difference in electrical resistance value between the protective layer 3 and the electrical resistance adjustment layer 2 may be 10 3 Ωcm or less. preferable.

電気抵抗調整層2の上への保護層3の形成は、保護層3を構成する樹脂材料を有機溶媒に分散して塗料を作製し、これをスプレー塗装、ディッピング等の手段で被覆することにより行う。   The protective layer 3 is formed on the electric resistance adjusting layer 2 by dispersing the resin material constituting the protective layer 3 in an organic solvent to prepare a paint, which is then coated by means such as spray coating or dipping. Do.

本発明のプロセスカートリッジ(図2の110を参照。)には、請求項1〜5のいずれかに記載の帯電部材(ローラ)10が被帯電体上に接配置されるように設けられている。そして、本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを有している。このように、請求項1〜5のいずれかに記載の帯電部材(ローラ)10が被帯電体上に接配置されるように設けられたプロセスカートリッジを有していると、電気抵抗値のばらつき、トナー固着、及び、それらに伴う帯電不良を防止すると共に、環境安定性の優れ、しかも、酸化劣化に起因するウェルド部分の強度低下及び抵抗値の変動を防いで画像不良の発生を防止することができる画像形成装置とすることができる。   In the process cartridge of the present invention (see 110 in FIG. 2), the charging member (roller) 10 according to any one of claims 1 to 5 is provided so as to be disposed in contact with a member to be charged. . The image forming apparatus of the present invention includes the process cartridge. As described above, if the charging member (roller) 10 according to any one of claims 1 to 5 has the process cartridge provided so as to be disposed in contact with the member to be charged, the electric resistance value varies. In addition to preventing toner fixation and charging failure associated therewith, it has excellent environmental stability, and also prevents the occurrence of image defects by preventing a decrease in the strength of the weld and the change in resistance value due to oxidative degradation. The image forming apparatus can perform the above.

本実施の形態においては、帯電部材10を具体化した帯電ローラについて説明したが、本発明における帯電部材10は、本発明の目的に反しない限り、帯電ローラ以外の帯電部材、例えば、ブレードのようなものであってもかまわない。   In the present embodiment, the charging roller in which the charging member 10 is embodied has been described. However, the charging member 10 in the present invention may be a charging member other than the charging roller, such as a blade, as long as it does not contradict the purpose of the present invention. It doesn't matter if it's something.

(実施例1)
(A)ABS樹脂(GR−0500、電気化学工業製)50重量%、及び、(B)ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)50重量%、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤(IRGASTAT HP 2225/FF、チバスペシャリティケミカルズ社製)0.1重量部(前記(A)及び(B)の材料の合計100重量部に対して0.1重量部)を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径8mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Example 1)
(A) ABS resin (GR-0500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) 50% by weight, (B) Polyetheresteramide (IRGASTAT P18, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 50% by weight, and (C) Phenol-based oxidation 0.1 parts by weight of heat stabilizer (IRGASTAT HP 2225 / FF, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) consisting of an inhibitor, a phosphorus processing heat stabilizer and a lactone processing heat stabilizer (materials of (A) and (B) above) 0.1 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight) to obtain a resin composition, and this resin composition is coated on a core shaft made of stainless steel with a diameter of 8 mm by injection molding to form an electric resistance adjusting layer. did. Next, a resin composition comprising an acrylic silicon resin (3000 VH-P, manufactured by Kawakami Paint Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content) on the surface of the electric resistance adjusting layer. Was applied to form a protective layer having a thickness of about 10 μm to obtain a charging roller having a diameter of 12 mm.

(実施例2)
実施例1と同様に形成した電気抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂(ルミフロンLF−600、旭硝子社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Example 2)
From the surface of the electrical resistance adjusting layer formed in the same manner as in Example 1, from a fluororesin (Lumiflon LF-600, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content) A charging roller having a diameter of 12 mm was obtained by applying the resin composition to form a protective layer having a thickness of about 10 μm.

(実施例3)
実施例1と同様に形成した電気抵抗調整層の表面に、ポリアミド樹脂(ダイアミドT−171、ダイセルヒュルス社製)、及び、カーボンブラック(全固形分に対して10重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Example 3)
Resin composition comprising polyamide resin (Daiamide T-171, manufactured by Daicel Huls) and carbon black (10% by weight based on the total solid content) on the surface of the electric resistance adjusting layer formed in the same manner as in Example 1. A charging roller having a diameter of 12 mm was obtained by applying the product to form a protective layer having a thickness of about 10 μm.

(実施例4)
実施例1と同様に形成した電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
Example 4
On the surface of the electrical resistance adjusting layer formed in the same manner as in Example 1, polyvinyl butyral resin (Denka Butyral 3000-K, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), isocyanate curing agent, and tin oxide (60% based on the total solid content) A charging roller having a diameter of 12 mm was obtained by applying a resin composition comprising (weight%) to form a protective layer having a thickness of about 10 μm.

(実施例5)
(A)HI-PS樹脂(H450、東洋スチレン社製)50重量%、及び、(B)ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)50重量%、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤(IRGASTAT HP 2225/FF、チバスペシャリティケミカルズ社製)0.2重量部(前記(A)及び(B)の材料の合計100重量部に対して0.2重量部)を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径8mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂(ルミフロンLF−600、旭硝子社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Example 5)
(A) HI-PS resin (H450, manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd.) 50% by weight, (B) polyether ester amide (IRGASTAT P18, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 50% by weight, and (C) phenolic oxidation 0.2 parts by weight of heat stabilizer (IRGASTAT HP 2225 / FF, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) consisting of an inhibitor, a phosphorus processing heat stabilizer and a lactone processing heat stabilizer (materials of (A) and (B) above) 0.2 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight) to obtain a resin composition, and this resin composition is coated on a core shaft made of stainless steel with a diameter of 8 mm by injection molding to form an electric resistance adjusting layer. did. Next, a resin composition comprising a fluororesin (Lumiflon LF-600, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content) is formed on the surface of the electric resistance adjusting layer. The charging roller was applied to form a protective layer having a thickness of about 10 μm to obtain a charging roller having a diameter of 12 mm.

(比較例1)
ABS樹脂(GR−1500、電気化学工業社製)40重量部、及び、四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物(レオレックスAS−1720、第一工業製薬社製、)60重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径10mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコン樹脂(3000VH−P、川上塗料社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Comparative Example 1)
40 parts by weight of ABS resin (GR-1500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 60 parts by weight of ion conductive polymer compound containing quaternary ammonium base (Roleex AS-1720, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) The resin composition was blended into a resin composition, and the resin composition was coated on a core shaft made of stainless steel with a diameter of 10 mm by injection molding to form an electric resistance adjusting layer. Next, a resin composition comprising an acrylic silicon resin (3000 VH-P, manufactured by Kawakami Paint Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content) on the surface of the electric resistance adjusting layer. Was applied to form a protective layer having a thickness of about 10 μm to obtain a charging roller having a diameter of 12 mm.

(比較例2)
ポリプロピレン樹脂(MA2、日本ポリケム社製)40重量部、及び、四級アンモニウム塩基を含有するイオン導電性の高分子化合物(レオレックスAS−1720、第一工業製薬社製、)60重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径10mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、フッ素樹脂(ルミフロンLF-600、旭硝子社製)、イソシアネート系硬化剤、及び酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Comparative Example 2)
40 parts by weight of a polypropylene resin (MA2, manufactured by Nippon Polychem) and 60 parts by weight of an ion conductive polymer compound (ROLEX AS-1720, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) containing a quaternary ammonium base Then, a resin composition was prepared, and this resin composition was coated on a core shaft made of stainless steel with a diameter of 10 mm by injection molding to form an electric resistance adjusting layer. Next, a resin composition comprising a fluororesin (Lumiflon LF-600, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content) is applied to the surface of the electrical resistance adjusting layer. Thus, a charging roller having a diameter of 12 mm was obtained by forming a protective layer having a thickness of about 10 μm.

(比較例3)
ステンレスからなる直径10mmの芯軸に、エピクロルヒドリンゴム(エピクロマーCG、ダイソー社製)100重量部に過塩素酸アンモニウム5重量部を配合したゴム組成物を押出成形により被覆し、これを加硫して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Comparative Example 3)
A rubber composition in which 5 parts by weight of ammonium perchlorate is blended with 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber (Epichromer CG, manufactured by Daiso Co., Ltd.) by extrusion molding on a 10 mm diameter core shaft made of stainless steel, is vulcanized. Then, an electric resistance adjusting layer was formed. Next, the surface of the electric resistance adjusting layer is made of polyvinyl butyral resin (Denka Butyral 3000-K, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content). By applying the resin composition to form a protective layer having a thickness of about 10 μm, a charging roller having a diameter of 12 mm was obtained.

(比較例4)
ABS樹脂(GR−1500、電気化学工業社製)100重量部、及び、導電性カーボンブラック(ケッチェンブラックEC、ケッチェンブラックインターナショナル社製)20重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径10mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリアミド樹脂(ダイアミドT−171、ダイセルヒュルス社製)、及び、カーボンブラック(全固形分に対して10重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Comparative Example 4)
100 parts by weight of ABS resin (GR-1500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 20 parts by weight of conductive carbon black (Ketjen Black EC, manufactured by Ketjen Black International) are blended to form a resin composition. The composition was coated on a core shaft made of stainless steel having a diameter of 10 mm by injection molding to form an electric resistance adjusting layer. Next, a resin composition comprising a polyamide resin (Daiamide T-171, manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.) and carbon black (10% by weight with respect to the total solid content) is applied to the surface of the electrical resistance adjusting layer. A charging roller having a diameter of 12 mm was obtained by forming a protective layer having a thickness of about 10 μm.

(比較例5)
ABS樹脂(GR−1500、電気化学工業社製)100重量部、及び、過塩素酸リチウム5重量部を配合して樹脂組成物とし、この樹脂組成物をステンレスからなる直径10mmの芯軸に射出成形により被覆して、電気抵抗調整層を形成した。次いで、この電気抵抗調整層の表面に、ポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、及び、酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる樹脂組成物を塗布して、約10μm厚の保護層を形成することにより、直径12mmの帯電ローラを得た。
(Comparative Example 5)
100 parts by weight of ABS resin (GR-1500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 5 parts by weight of lithium perchlorate are blended to form a resin composition, and this resin composition is injected onto a 10 mm diameter core shaft made of stainless steel. An electric resistance adjusting layer was formed by coating. Next, the surface of the electric resistance adjusting layer is made of polyvinyl butyral resin (Denka Butyral 3000-K, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), an isocyanate curing agent, and tin oxide (60% by weight based on the total solid content). By applying the resin composition to form a protective layer having a thickness of about 10 μm, a charging roller having a diameter of 12 mm was obtained.

以上、実施例1〜5及び比較例1〜5で得られた帯電ローラについて、図2に示される画像形成装置を使用して評価を行った。   As described above, the charging rollers obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated using the image forming apparatus shown in FIG.

(試験1)
図2に示される画像形成装置を使用して、23℃60%RHの環境において、300,000枚の複写を行い、ローラ割れが発生するまでの耐久枚数を調べた。この際、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけ、帯電ローラと感光体との間の空隙を50μとなるように配置させた。また、帯電ローラに印加する電圧は、DC=−800V、AC=2400Vpp(周波数=2KHz)とした。そして、評価環境は、23℃、60%RHとした。試験結果は、表1に示される。実施例1〜5の帯電ローラでは、300,000枚の複写で割れが発生しなかったが、比較例1〜5のローラでは、ワレが発生した。試験結果は、次の表1に示される。
(Test 1)
Using the image forming apparatus shown in FIG. 2, 300,000 copies were made in an environment of 23 ° C. and 60% RH, and the number of durable sheets until a roller crack occurred was examined. At this time, a spacer tape as a gap regulating member was attached to both ends of the charging roller, and the gap between the charging roller and the photosensitive member was arranged to be 50 μm. The voltage applied to the charging roller was DC = −800 V and AC = 2400 Vpp (frequency = 2 KHz). The evaluation environment was 23 ° C. and 60% RH. The test results are shown in Table 1. In the charging rollers of Examples 1 to 5, cracks did not occur in copying 300,000 sheets, but cracks occurred in the rollers of Comparative Examples 1 to 5. The test results are shown in Table 1 below.

Figure 0004170176
Figure 0004170176

(試験2)
図2に示される画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。この際、帯電ローラの両端部に空隙規制部材としてスペーサテープを貼りつけ、帯電ローラと感光体との間の空隙を50μとなるように配置させた。そして、帯電ローラに印加する電圧は、DC=−800V、AC=2400Vpp(周波数=2KHz)とし、また、評価環境は、23℃、60%RHとした。次いで、100,000枚の連続複写を行った後の画像評価を行った。その際、評価環境は、23℃、60%RHとした。試験結果は、表2に示される。実施例1〜5の帯電ローラでは、全項目で良好な結果が得られたが、比較例1〜5の帯電ローラでは不具合が見られた。
(Test 2)
Using the image forming apparatus shown in FIG. 2, the charged potential of the photoreceptor and image evaluation were performed. At this time, a spacer tape as a gap regulating member was attached to both ends of the charging roller, and the gap between the charging roller and the photosensitive member was arranged to be 50 μm. The voltage applied to the charging roller was DC = −800 V, AC = 2400 Vpp (frequency = 2 KHz), and the evaluation environment was 23 ° C. and 60% RH. Next, image evaluation after continuous copying of 100,000 sheets was performed. At that time, the evaluation environment was 23 ° C. and 60% RH. The test results are shown in Table 2. In the charging rollers of Examples 1 to 5, good results were obtained in all items, but the charging rollers of Comparative Examples 1 to 5 had problems.

Figure 0004170176
Figure 0004170176

(試験3)
試験2と同様に、図2に示される画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。この際、評価環境は、23℃、60%RHとした。試験結果は、表3及び図4に示される。実施例1〜5の帯電ローラでは、全項目で良好な結果が得られたが、比較例1〜5の帯電ローラでは、低温低湿時、及び、高温高湿時において、画像上の不具合が見られた。
(Test 3)
In the same manner as in Test 2, the charging potential of the photoreceptor and image evaluation were performed using the image forming apparatus shown in FIG. At this time, the evaluation environment was 23 ° C. and 60% RH. The test results are shown in Table 3 and FIG. In the charging rollers of Examples 1 to 5, good results were obtained in all items, but in the charging rollers of Comparative Examples 1 to 5, there were problems on the image at low temperature and low humidity and at high temperature and high humidity. It was.

Figure 0004170176
Figure 0004170176

Figure 0004170176
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本発明の一実施の形態を示す帯電ローラの断面図である。It is sectional drawing of the charging roller which shows one embodiment of this invention. 従来の帯電ローラを用いた画像形成装置の説明図である。It is explanatory drawing of the image forming apparatus using the conventional charging roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性支持体
2 電気抵抗調整層
3 保護層
10 帯電部材(帯電ローラ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive support body 2 Electrical resistance adjustment layer 3 Protective layer 10 Charging member (charging roller)

Claims (7)

導電性支持体上に形成された電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の表面に被覆された保護層と、を有する帯電部材において、前記電気抵抗調整層が、(A)スチレン系熱可塑性樹脂、(B)高分子型イオン導電材料、並びに、(C)フェノール系酸化防止剤、リン系加工熱安定剤及びラクトン系加工熱安定剤からなる耐熱安定剤、を溶融混練した樹脂組成物で構成されていることを特徴とする帯電部材。   In a charging member having an electric resistance adjusting layer formed on a conductive support and a protective layer coated on the surface of the electric resistance adjusting layer, the electric resistance adjusting layer comprises (A) a styrene-based thermoplastic A resin composition obtained by melt-kneading a resin, (B) a polymer ion conductive material, and (C) a heat-resistant stabilizer comprising a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based processing heat stabilizer, and a lactone-based processing heat stabilizer. A charging member characterized by being configured. 前記高分子型イオン導電材料が、ポリエーテルエステルアミド含有化合物であることを特徴とする請求項1に記載の帯電部材。   The charging member according to claim 1, wherein the polymer ion conductive material is a polyether ester amide-containing compound. 前記樹脂組成物の配合比が、(A)30〜70重量%、及び、(B)70〜30重量%であって、且つ、(C)の配合量が、(A)及び(B)の合計100重量部に対して、0.01〜0.5重量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の帯電部材。   The blending ratio of the resin composition is (A) 30 to 70% by weight and (B) 70 to 30% by weight, and the blending amount of (C) is (A) and (B). The charging member according to claim 1, wherein the charging member is 0.01 to 0.5 part by weight with respect to a total of 100 parts by weight. 前記(C)に含有される各成分の配合比が、フェノール系酸化防止剤30〜60重量%、リン系加工熱安定剤40〜70重量%、及び、ラクトン系加工熱安定剤1〜30重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の帯電部材。   The compounding ratio of each component contained in (C) is 30 to 60% by weight of a phenolic antioxidant, 40 to 70% by weight of a phosphorus processing heat stabilizer, and 1 to 30% by weight of a lactone processing heat stabilizer. The charging member according to claim 1, wherein the charging member is%. 前記保護層が、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ポリビニルブチラール樹脂から選ばれる樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の帯電部材。   The protective layer is composed of a resin selected from an acrylic silicon resin, a fluorine resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyester resin, and a polyvinyl butyral resin. 5. The charging member according to any one of 4 above. 請求項1〜5のいずれかに記載の帯電部材が被帯電体上に近接配置されるように設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。   6. A process cartridge, wherein the charging member according to claim 1 is provided so as to be disposed close to a member to be charged. 請求項6に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とした画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 6.
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