JP4357773B2

JP4357773B2 - Charging member

Info

Publication number: JP4357773B2
Application number: JP2001271838A
Authority: JP
Inventors: 亜希子田中; 豊成田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP2003076116A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置に用いる帯電部材に関するものであり、詳しくは、感光体に近接し、感光体を均一に帯電する機能を有するローラ方式の帯電部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置において、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は電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
１０１は静電潜像が形成される感光体、１０２は感光体１０１に近接配置されて帯電処理を行う帯電ローラ、１０３はレーザー光あるいは原稿の反射光等の露光、１０４は感光体１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ、１０５は帯電ローラ１０２に電圧を印加するためのパワーパック、１０６は感光体１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ、１０７は給紙部から搬送されてきた記録紙、１０８は転写処理後の感光体１０１をクリーニングするためのクリーニング装置、１０９は感光体１０１の表面電位を測定する表面電位計、１１０は記録紙１０７にトナー像を定着するための定着装置である。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、本発明では必要としないので省略してある。
【０００３】
画像形成装置１１１では次のような手段で画像の形成を行う。
１．帯電ローラ１０２が、感光体１０１の表面を所望の電位に帯電する。
２．不図示の露光装置が、感光体１０１に露光（画像光）１０３を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を感光体１０１表面上に形成する。
３．現像ローラ１０４が、静電潜像をトナーによって現像し、感光体１０１上にトナー像(顕像)を形成する。
４．転写ローラ１０６が、感光体１０１上のトナー像を、記録紙１０７に転写する。
５．クリーニング装置１０８が、転写されず感光体１０１上に残留したトナーを清掃する。
６．トナー像を転写された記録紙１０７は、転写ローラ１０６によって定着装置１１０へと搬送される。定着装置１１０は、トナーを加熱及び加圧して記録紙１０７上に定着する。
上記の１から６の手順を繰り返すことによって、記録紙上に所望の画像が形成されていく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先述したとおり、感光体を所定電位に帯電させる帯電部材としては、導電性支持体の周囲に抵抗調整層を有した半導電性ローラ（以下帯電ローラ）が一般的に使用される。抵抗調整層には一般に加硫ゴムが用いられることが多いが、近年環境保護の観点からリサイクル性を有する熱可塑性樹脂の適用が検討されている。
帯電ローラによる感光体表面への帯電メカニズムは、帯電ローラと感光体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、熱可塑性樹脂の抵抗値を半導電性領域（１０^６〜１０^９Ωｃｍ程度）に制御することが必要となるが、抵抗値を制御する方法としては、熱可塑性樹脂中に４級アンモニウム塩基やカーボンブラック等の導電性顔料を分散させる方法が一般的である。しかし、導電性顔料を用いて抵抗調整層を半導電性領域に設定しようとすると、抵抗値のバラツキが大きく、部分的帯電不良等の画像欠陥が発生するなどの問題がある。
【０００５】
一方、抵抗を制御するための別の手段として、特開平１０−１６１３９７等ではイオン導電性材料、すなわちＬｉ塩等の電解質塩を用いる技術を提案している。電解質塩はマトリックス樹脂中に分子レベルで分散するため、導電性顔料が分散する上記のものに比べて抵抗値のバラツキが小さく、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならない。ところが、このような電解質塩は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るため、保護層と抵抗調整層の密着不良を引き起したり、保護層を透過して帯電ローラ表面へブリードアウトした場合にはトナーの固着を発生させ、画像不良等の不具合を引き起こしたりするという問題がある。
【０００６】
そこでブリードアウトを避けるために、ポリアルキレンオキシド等のポリエーテル基を有するノニオン性高分子型導電剤を使用することが考えられる。これらの導電剤は高分子量であるため、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。
しかしながら、ノニオン性高分子型導電剤は単体でも１０^８〜１０^１１Ωｃｍ程度の抵抗値であることから、電解質塩と比較して抵抗を下げる効果が小さいので、帯電ローラに求められる中抵抗領域（１０^６〜１０^９Ωｃｍ）に制御することが困難である。
【０００７】
また、帯電ローラ表面へのトナー固着防止と、感光体層の厚みムラやピンホール等の欠陥部分への電圧集中及び異常放電（リーク）解決のための手段として、抵抗調整層の表面に抵抗調整層よりも高い値に抵抗調整した保護層を設けることが考えられる。この保護層は、トナー固着防止のため高離型性である必要があり、また帯電ローラとしての機能を損なわないよう、薄肉かつ均一で、表面性が良好であることが要求される。そのため保護層の形成は一般的に樹脂を溶剤に溶解・希釈し、金属酸化物などの導電性微粒子を分散して抵抗調整したものを、スプレー塗装やディッピング処理することにより行われる。具体的な樹脂材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などがあげられる。しかしこれらの樹脂はトナー固着防止のために離型性を高めると、保護層の抵抗調整層への密着が低下して剥離が発生してしまうため、保護層表面の高離型性と抵抗調整層への密着性を両立することは困難である。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、画像形成装置に用いる感光体の帯電部材の抵抗値バラツキ、トナー固着及びそれらに伴う帯電不良を防止するとともに、感光体欠陥や、抵抗不均一による異常放電を防止し、且つ、長期使用時の耐久性に優れた帯電部材を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、高分子型イオン導電材料を分散した熱可塑性樹脂組成物からなる抵抗調整層を導電性支持体上に形成し、
該抵抗調整層の表面が、アクリル骨格中にポリシロキサン成分を含有するセラミックハイブリッド材料からなる保護層に被覆されている
ことを特徴とする帯電部材とする。
請求項２に記載の本発明は、前記ポリシロキサンが、シリコンに少なくとも１つのアルキル基を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の帯電部材とする。
請求項３に記載の本発明は、前記保護層が、抵抗調整層と保護層の界面ではアクリル成分が豊富であり、層表面ではポリシロキサン成分が豊富である傾斜構造からなる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電部材とする。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、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又は／及び四級アンモニウム塩基含有化合物からなる
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の帯電部材とする。
請求項５に記載の本発明は、抵抗調整層が、導電性支持体上に射出成形又は押出成形により形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の帯電部材。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面にもとづき、本発明を説明する。
図１は本発明における帯電ローラの断面図である。本発明に係わる帯電ローラは、導電性支持体２０１の周囲に抵抗調整層２０２が形成されている。
抵抗調整層２０２は、高分子型イオン導電材料を分散させた熱可塑性樹脂組成物により形成されている。抵抗調整層２０２に使用される材料の体積固有抵抗は１０^６〜１０^９Ωｃｍであることが望ましい。１０^９Ωｃｍを越えると帯電量の不足により、均一画像を得る為の十分な帯電電位を得ることができなくなる。また、１０^６Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体全体への電圧集中(リーク)、異常放電が生じてしまう。
【００１２】
抵抗調整層２０２に用いられる熱可塑性樹脂は、非弾性体であれば特に限定するものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びその共重合体（ＡＳ、ＡＢＳ等）等の汎用樹脂を用いたほうが、成形加工が容易であり好ましい。
熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電剤としては、単体の抵抗値が１０^６〜１０^１０Ωｃｍ程度であり、樹脂抵抗を下げやすいことより、４級アンモニウム塩基含有化合物（好ましくは４級アンモニウム塩基含有ポリオレフィン）、ポリエーテルエステルアミド含有化合物が用いられる。配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があることから、基材１００重量部に対して３０〜９０重量部の範囲で配合することが好ましい。樹脂への分散は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより容易に行うことができる。イオン導電性の材料はマトリクスポリマー中に分子レベルで均一に分散される。したがって、導電性顔料を分散した抵抗調整層に見られるような導電性顔料の分散不良に伴う抵抗値のバラツキが生じない。またイオン導電性の材料が高分子化合物であるため、マトリックスポリマー中に均一に分散固定化されることにより、ブリードアウトが生じ難い。
【００１３】
抵抗調整層２０２の導電性支持体２０１上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体２０１に上記半導電性樹脂組成物を被覆することによって、簡便に行うことができる。また、任意の段階で、表面を切削、研削加工をして、必要とされる表面精度を得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係わる帯電ローラ１０２は、保護層２０３として、抵抗調整層２０２の表面がアクリル骨格中にポリシロキサン成分を含有するセラミックハイブリッド材料から成る保護層２０３に被覆されていることを特徴としている。
保護層２０３の形成は、前述のハイブリッド材料および硬化剤と導電性微粒子を有機溶剤に分散して塗料を作成し、スプレー塗装やディッピングによって抵抗調整層２０２にコーティングした後、過熱処理により硬化させることで行う。形成された保護層２０３は、アクリル骨格とポリシロキサン成分それぞれの相溶性の違いにより、抵抗調整層２０２と保護層２０３との界面はアクリル成分が豊富となり、その効果により基体（抵抗調整層２０２）と良好に密着する。一方、ポリシロキサン成分は保護層２０３表面に豊富となり、更にポリシロキサン成分中のアルキル基が保護層２０３表面に整然と並ぶことにより、保護層２０３の表面が強い撥水・撥油性を持つことになる。このようにして、抵抗調整層２０２への密着性と保護層２０３表面の高離型性を同時に満たすことができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
＜実施例１＞
ステンレスからなる芯軸（φ８ｍｍ）に、ＡＢＳ樹脂（GR-0500、電気化学工業製）１００重量部に、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（IRGASTAT P18、チバスペシャルティケミカルズ製）６０重量部を配合した組成物（体積抵抗１×１０^６Ωｃｍ）を、射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成させた。
次いでこの表面にアクリル骨格中にポリシロキサン成分を含有したセラミックスハイブリッド樹脂塗料（ムキコート3000V、川上塗料製）、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６４ｗｔ％）からなる混合物により保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。この保護層の抵抗値は３×１０^１０Ωｃｍ、膜厚は約１０μｍである。
【００１６】
＜比較例１＞
ステンレスからなる芯軸（φ８ｍｍ）に、ＡＢＳ樹脂（GR-0500、電気化学工業製）１００重量部に、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（IRGASTAT P18、チバスペシャルティケミカルズ製）６０重量部を配合した組成物（体積抵抗１×１０^６Ωｃｍ）を、射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成させた。
次いでこの表面にフッ素樹脂（テフロンLF-600、旭硝子製）、及び酸化スズ（全固形分に対して６４ｗｔ％）からなる混合物により保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。この保護層の抵抗値は３×１０^１０Ωｃｍ、膜厚は約１０μｍである。
【００１７】
＜比較例２＞
ステンレスからなる芯軸（φ８ｍｍ）に、ＡＢＳ樹脂（GR-0500、電気化学工業製）１００重量部に、４級アンモニウム成分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、第一工業製薬製）４０重量部を配合した組成物（体積抵抗１×１０^６Ωｃｍ）を、射出成形により被覆し、抵抗調整層を形成させた。
次いでこの表面にアクリル樹脂塗料(ヒタロイド3001、日立化成（株）)、メラミン系硬化剤、及び酸化スズ（全固形分に対して６４ｗｔ％）からなる混合物により保護層を形成し、帯電ローラ（φ１２ｍｍ）を得た。この保護層の抵抗値は３×１０^１０Ωｃｍ、膜厚は約１０μｍである。
【００１８】
以上の帯電ローラについて、図１に示した画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位および画像評価を行った。帯電ローラに印加する電圧はＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖｐｐ(周波数＝２ｋＨｚ)とし、感光体欠陥部への電圧集中及び異常放電（リーク）によって生じる異常画像の有無を評価した。
次いで連続複写を行い、１００，０００枚通紙後の帯電ローラ表面へのトナー固着と保護層の密着状態を評価した。
表１に評価結果を示す。
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、抵抗調整層に使用する導電剤として高分子型イオン導電材料を用い、かつ保護層材料としてアクリル骨格中にポリシロキサン成分を含有するセラミックハイブリッド材料を用いることにより、抵抗値バラツキ、ブリードアウト、トナー固着及びそれらに伴う帯電不良や異常放電等の問題が無く、長期使用時の耐久性に優れた帯電部材を提供することができる。
また、請求項２に記載の本発明によれば、ポリシロキサン中のシリコンが少なくとも１つのアルキル基を有することにより、ポリシロキサン成分中のアルキル基が保護層表面に並び、保護層の表面が強い撥水・撥油性を持ち、高離型性の帯電部材を提供することができる。
さらに、請求項３に記載の本発明によれば、保護層が、抵抗調整層との界面ではアクリル成分が豊富であり、層表面にはポリシロキサン成分が豊富な傾斜構造となることにより、保護層の抵抗調整層への密着性と保護層表面の離型性を同時に満足した帯電部材を提供することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明によれば、高分子型イオン導電剤として、ポリエーテルエステルアミド含有化合物又は／及び四級アンモニウム塩基含有化合物を用いることで、抵抗調整層に要求される抵抗値を容易に得る帯電部材を提供することができる。
さらに、請求項５に記載の本発明によれば、抵抗調整層の導電性支持体上への形成を射出成形又は押出成形により行うことで、導電性支持体と熱可塑性樹脂組成物の密着性が良好な帯電部材を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電ローラを示す断面図である。
【図２】画像形成装置の構成構成図である。
【符号の説明】
１０１感光体
１０２帯電ローラ
１０３露光
１０４現像ローラ
１０５パワーパック
１０６転写ローラ
１０７記録紙
１０８クリーニング装置
１０９表面電位計
１１０定着装置
１１１画像形成装置
２０１導電性支持体（芯金）
２０２抵抗調整層
２０３保護層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging member used in an image forming apparatus that employs an electrophotographic system such as a copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine. More specifically, the present invention relates to a function of charging a photosensitive member uniformly by approaching the photosensitive member. The present invention relates to a roller-type charging member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine, a laser beam printer, or a facsimile, a charging roller is generally used as a charging member that performs a charging process on a photosensitive member.
FIG. 2 is a schematic view of an electrophotographic image forming apparatus.
Reference numeral 101 denotes a photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed, 102 denotes a charging roller that is disposed in the vicinity of the photosensitive member 101 and performs a charging process, 103 denotes exposure with a laser beam or reflected light of a document, and 104 denotes a static of the photosensitive member 101. A developing roller for attaching toner to the electrostatic latent image, 105 is a power pack for applying a voltage to the

charging roller

102, 106 is a transfer roller for transferring the toner image on the photosensitive member 101 to the

recording paper

107, and 107 is paper feeding The recording paper conveyed from the printing unit, 108 is a cleaning device for cleaning the photoconductor 101 after the transfer process, 109 is a surface electrometer for measuring the surface potential of the photoconductor 101, and 110 is a toner image on the recording paper 107. A fixing device for fixing. In FIG. 2, functional units normally required in other electrophotographic processes are omitted because they are not required in the present invention.
[0003]
The image forming apparatus 111 forms an image by the following means.
1. A charging roller 102 charges the surface of the photoconductor 101 to a desired potential.
2. An exposure device (not shown) projects exposure (image light) 103 onto the photoconductor 101 to form an electrostatic latent image corresponding to a desired image on the surface of the photoconductor 101.
3. The developing roller 104 develops the electrostatic latent image with toner and forms a toner image (developed image) on the photoreceptor 101.
4). The transfer roller 106 transfers the toner image on the photoconductor 101 to the recording paper 107.
5. The cleaning device 108 cleans the toner that is not transferred and remains on the photosensitive member 101.
6). The recording paper 107 to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 110 by the transfer roller 106. The fixing device 110 heats and pressurizes the toner to fix it on the recording paper 107.
By repeating the above steps 1 to 6, a desired image is formed on the recording paper.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, as a charging member for charging the photosensitive member to a predetermined potential, a semiconductive roller (hereinafter referred to as a charging roller) having a resistance adjusting layer around a conductive support is generally used. In general, vulcanized rubber is often used for the resistance adjusting layer, but in recent years, application of a thermoplastic resin having recyclability has been studied from the viewpoint of environmental protection.
It is known that the charging mechanism on the surface of the photosensitive member by the charging roller is a discharge according to Paschen's law in the minute discharge between the charging roller and the photosensitive member. In order to obtain the function of holding the photosensitive member at a predetermined charging potential, it is necessary to control the resistance value of the thermoplastic resin to a semiconductive region (about 10 ⁶ to 10 ⁹ Ωcm). As a control method, a method of dispersing a conductive pigment such as a quaternary ammonium base or carbon black in a thermoplastic resin is generally used. However, when an attempt is made to set the resistance adjustment layer to a semiconductive region using a conductive pigment, there are problems such as large variations in resistance values and image defects such as partial charging failures.
[0005]
On the other hand, as another means for controlling resistance, Japanese Patent Laid-Open No. 10-161397 proposes a technique using an ion conductive material, that is, an electrolyte salt such as a Li salt. Since the electrolyte salt is dispersed at a molecular level in the matrix resin, there is less variation in the resistance value than the above-mentioned one in which the conductive pigment is dispersed, and partial charging failure does not cause a problem in image quality. However, such an electrolyte salt tends to bleed out on the surface of the matrix resin, so that it causes poor adhesion between the protective layer and the resistance adjusting layer, or bleeds out to the surface of the charging roller through the protective layer. In such a case, there is a problem that the toner is fixed and causes a defect such as an image defect.
[0006]
In order to avoid bleed out, it is conceivable to use a nonionic polymer type conductive agent having a polyether group such as polyalkylene oxide. Since these conductive agents have a high molecular weight, they are dispersed and fixed in the matrix resin and bleed-out to the surface hardly occurs.
However, since the nonionic polymer conductive agent alone has a resistance value of about 10 ⁸ to 10 ¹¹ Ωcm, the effect of lowering the resistance is small compared to the electrolyte salt. 10 ⁶ to 10 ⁹ Ωcm) is difficult to control.
[0007]
In addition, resistance adjustment on the surface of the resistance adjustment layer as a means to prevent toner sticking to the surface of the charging roller, and to solve voltage concentration and abnormal discharge (leakage) on defective portions such as uneven thickness of the photoreceptor layer and pinholes It is conceivable to provide a protective layer whose resistance is adjusted to a value higher than that of the layer. This protective layer needs to have high releasability to prevent toner sticking, and is required to be thin and uniform and have good surface properties so as not to impair the function as a charging roller. For this reason, the protective layer is generally formed by dissolving or diluting a resin in a solvent, dispersing conductive fine particles such as metal oxides and adjusting the resistance, and then performing spray coating or dipping treatment. Specific resin materials include fluorine resin, acrylic resin, polyurethane resin, polyamide resin, and the like. However, if these resins are improved in releasability to prevent toner sticking, the adhesion of the protective layer to the resistance adjustment layer will be reduced and peeling will occur. Therefore, high releasability on the surface of the protective layer and resistance adjustment It is difficult to achieve both adhesion to the layer.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to prevent variation in the resistance value of a charging member of a photosensitive member used in an image forming apparatus, toner fixation, and charging failure associated therewith, An object of the present invention is to provide a charging member which prevents abnormal discharge due to a photoreceptor defect or non-uniform resistance and has excellent durability during long-term use.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 comprises forming a resistance adjustment layer made of a thermoplastic resin composition in which a polymer type ion conductive material is dispersed on a conductive support.
The charging member is characterized in that the surface of the resistance adjusting layer is covered with a protective layer made of a ceramic hybrid material containing a polysiloxane component in an acrylic skeleton.
The present invention according to claim 2 provides the charging member according to claim 1, wherein the polysiloxane has at least one alkyl group in silicon.
The present invention according to claim 3 is characterized in that the protective layer has an inclined structure in which an acrylic component is abundant at the interface between the resistance adjusting layer and the protective layer and a polysiloxane component is abundant on the surface of the layer. The charging member according to claim 1.
[0010]
The present invention according to claim 4 is characterized in that the high molecular ion conductive material comprises a polyetheresteramide-containing compound or / and a quaternary ammonium base-containing compound. The charging member is described.
The charging member according to any one of claims 1 to 5, wherein the resistance adjusting layer is formed on the conductive support by injection molding or extrusion molding.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a charging roller according to the present invention. In the charging roller according to the present invention, a resistance adjustment layer 202 is formed around the conductive support 201.
The resistance adjustment layer 202 is formed of a thermoplastic resin composition in which a polymer type ion conductive material is dispersed. The volume specific resistance of the material used for the resistance adjusting layer 202 is preferably 10 ⁶ to 10 ⁹ Ωcm. If it exceeds 10 ⁹ Ωcm, a sufficient charge potential for obtaining a uniform image cannot be obtained due to insufficient charge amount. On the other hand, when the volume resistivity is lower than 10 ⁶ Ωcm, voltage concentration (leakage) and abnormal discharge occur on the entire photoconductor.
[0012]
The thermoplastic resin used for the resistance adjusting layer 202 is not particularly limited as long as it is an inelastic material, but polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS) and its It is preferable to use a general-purpose resin such as a copolymer (AS, ABS, etc.) because the molding process is easy.
The polymer type ion conductive agent dispersed in the thermoplastic resin has a single resistance value of about 10 ⁶ to 10 ¹⁰ Ωcm, and can easily lower the resin resistance. Base-containing polyolefins) and polyether ester amide-containing compounds. About a compounding quantity, since it is necessary to make resistance value into a desired value, it is preferable to mix | blend in the range of 30-90 weight part with respect to 100 weight part of base materials. Dispersion in the resin can be easily performed by using means such as a twin-screw kneader or a kneader. The ion conductive material is uniformly dispersed at the molecular level in the matrix polymer. Therefore, there is no variation in resistance value due to poor dispersion of the conductive pigment as seen in the resistance adjustment layer in which the conductive pigment is dispersed. In addition, since the ion conductive material is a polymer compound, bleed-out hardly occurs by being uniformly dispersed and fixed in the matrix polymer.
[0013]
The resistance adjustment layer 202 can be easily formed on the conductive support 201 by covering the conductive support 201 with the semiconductive resin composition by means of extrusion molding or injection molding. . In addition, the required surface accuracy can be obtained by cutting and grinding the surface at any stage.
[0014]
The charging roller 102 according to the present invention is characterized in that the surface of the resistance adjusting layer 202 is covered with a protective layer 203 made of a ceramic hybrid material containing a polysiloxane component in an acrylic skeleton as the protective layer 203. Yes.
The protective layer 203 is formed by dispersing the above-mentioned hybrid material, curing agent and conductive fine particles in an organic solvent to prepare a paint, coating the resistance adjusting layer 202 by spray coating or dipping, and then curing by overheating. To do. The formed protective layer 203 has an acrylic component abundant at the interface between the resistance adjusting layer 202 and the protective layer 203 due to the difference in compatibility between the acrylic skeleton and the polysiloxane component. And adheres well. On the other hand, the polysiloxane component is abundant on the surface of the protective layer 203, and the alkyl groups in the polysiloxane component are regularly arranged on the surface of the protective layer 203, so that the surface of the protective layer 203 has strong water and oil repellency. . In this way, adhesion to the resistance adjustment layer 202 and high releasability on the surface of the protective layer 203 can be satisfied at the same time.
[0015]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
<Example 1>
Ion conductive polymer compound (IRGASTAT P18, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) containing a polyether ester amide component in 100 parts by weight of ABS resin (GR-0500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) on a stainless steel shaft (φ8mm) ) A composition containing 60 parts by weight (volume resistance 1 × 10 ⁶ Ωcm) was coated by injection molding to form a resistance adjusting layer.
Next, this surface is protected by a mixture of a ceramic hybrid resin paint (Mukicoat 3000V, manufactured by Kawakami Paint) containing a polysiloxane component in the acrylic skeleton, an isocyanate-based curing agent, and tin oxide (64 wt% with respect to the total solid content). A layer was formed to obtain a charging roller (φ12 mm). The protective layer has a resistance value of 3 × 10 ¹⁰ Ωcm and a film thickness of about 10 μm.
[0016]
<Comparative Example 1>
Ion conductive polymer compound (IRGASTAT P18, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) containing a polyether ester amide component in 100 parts by weight of ABS resin (GR-0500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) on a stainless steel shaft (φ8mm) ) A composition containing 60 parts by weight (volume resistance 1 × 10 ⁶ Ωcm) was coated by injection molding to form a resistance adjusting layer.
Next, a protective layer was formed on the surface with a mixture of fluororesin (Teflon LF-600, manufactured by Asahi Glass) and tin oxide (64 wt% with respect to the total solid content) to obtain a charging roller (φ12 mm). The protective layer has a resistance value of 3 × 10 ¹⁰ Ωcm and a film thickness of about 10 μm.
[0017]
<Comparative example 2>
A core shaft made of stainless steel (φ8mm), 100 parts by weight of ABS resin (GR-0500, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), an ion conductive polymer compound containing a quaternary ammonium component (ROLEX AS-1720, No. 1 A composition containing 40 parts by weight of Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (volume resistance 1 × 10 ⁶ Ωcm) was coated by injection molding to form a resistance adjusting layer.
Next, a protective layer is formed on the surface with a mixture of acrylic resin paint (Hitaroid 3001, Hitachi Chemical Co., Ltd.), melamine curing agent, and tin oxide (64 wt% with respect to the total solid content), and a charging roller (φ12 mm ) The protective layer has a resistance value of 3 × 10 ¹⁰ Ωcm and a film thickness of about 10 μm.
[0018]
With respect to the charging roller described above, the charging potential of the photosensitive member and image evaluation were performed using the image forming apparatus shown in FIG. The voltage applied to the charging roller was DC = −800 V and AC = 2400 Vpp (frequency = 2 kHz), and the presence or absence of abnormal images caused by voltage concentration and abnormal discharge (leakage) on the photoreceptor defect portion was evaluated.
Subsequently, continuous copying was performed, and the adhesion of the toner to the surface of the charging roller after passing 100,000 sheets and the adhesion state of the protective layer were evaluated.
Table 1 shows the evaluation results.
[Table 1]

[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the polymer ion conductive material is used as the conductive agent used in the resistance adjustment layer, and the polysiloxane component is contained in the acrylic skeleton as the protective layer material. By using the ceramic hybrid material, it is possible to provide a charging member that is free from problems such as resistance value variation, bleed-out, toner fixation, charging failure and abnormal discharge, and has excellent durability during long-term use. .
According to the second aspect of the present invention, since the silicon in the polysiloxane has at least one alkyl group, the alkyl group in the polysiloxane component is aligned on the surface of the protective layer, and the surface of the protective layer is strong. A highly releasable charging member having water and oil repellency can be provided.
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the protective layer has a gradient structure rich in the acrylic component at the interface with the resistance adjusting layer and rich in the polysiloxane component on the surface of the protective layer. It is possible to provide a charging member that satisfies both the adhesion of the layer to the resistance adjusting layer and the releasability of the surface of the protective layer.
Furthermore, according to the present invention as set forth in claim 4, the resistance required for the resistance adjustment layer is obtained by using a polyether ester amide-containing compound and / or a quaternary ammonium base-containing compound as the polymer type ion conductive agent. A charging member that easily obtains a value can be provided.
Furthermore, according to the present invention described in claim 5, the adhesion between the conductive support and the thermoplastic resin composition is obtained by forming the resistance adjusting layer on the conductive support by injection molding or extrusion molding. However, it is possible to easily obtain a charging member excellent in the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a charging roller of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photoconductor 102 Charging roller 103 Exposure 104 Developing roller 105 Power pack 106 Transfer roller 107 Recording paper 108 Cleaning device 109 Surface potential meter 110 Fixing device 111 Image forming device 201 Conductive support (core metal)
202 Resistance adjustment layer 203 Protective layer

Claims

Forming a resistance adjustment layer made of a thermoplastic resin composition in which a polymer type ion conductive material is dispersed on a conductive support;
A charging member, wherein the surface of the resistance adjusting layer is covered with a protective layer made of a ceramic hybrid material containing a polysiloxane component in an acrylic skeleton.

The charging member according to claim 1, wherein the polysiloxane has at least one alkyl group in silicon.

3. The charging member according to claim 1, wherein the protective layer has an inclined structure in which an acrylic component is abundant at an interface between the resistance adjusting layer and the protective layer and a polysiloxane component is abundant on a surface of the layer. .

The charging member according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer ion conductive material comprises a polyether ester amide-containing compound and / or a quaternary ammonium base-containing compound.

The charging member according to claim 1, wherein the resistance adjustment layer is formed on the conductive support by injection molding or extrusion molding.