JP4683611B2 - 電子写真導電性部材および電子写真装置 - Google Patents

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本発明は、帯電部材、現像剤担持体、中間転写体および転写材搬送部材などの電子写真導電性部材、および、該電子写真導電性部材を有する電子写真装置に関する。
従来、画像形成装置には、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式など様々な方式が採用されている。これらのうち、電子写真方式を採用した画像形成装置、いわゆる電子写真装置は、他の方式を採用した画像形成装置と比較して、高速、高画質、静粛性の点で優位性を有している。
電子写真方式は、電子写真感光体の表面を一次帯電した後(一次帯電工程)、露光により電子写真感光体の表面に静電潜像を形成し(露光工程)、この静電潜像をトナーにより現像して現像像を形成した後(現像工程)、この現像像を転写材に転写する(転写工程)方式である。一次帯電工程や転写工程においては、一次帯電ローラーや転写帯電ローラーなどの帯電部材が用いられ、現像工程においては、現像ローラーなどの現像剤担持体が用いられる。
また、モノクロームの電子写真装置だけではなく、多色(カラー)の電子写真装置(カラー電子写真装置)も普及してきている。カラー電子写真装置には様々な方式があり、例えば、1つの電子写真感光体で一次帯電・露光・現像を1色ずつ順次行い、各色のトナー像を中間転写体(中間転写ドラム・中間転写ベルトなど)上に順次一次転写した後、これを転写材上に一括して二次転写することでカラー画像を形成する中間転写方式や、直列に配置された各色用の画像形成部(電子写真感光体・一次帯電手段・露光手段・現像手段・転写手段などを有する)において各色のトナー像をそれぞれ形成し、これらを転写材搬送部材(転写材搬送ベルトなど)によって各画像形成部に順次搬送される転写材上に順次転写することでカラー画像を形成するインライン方式などがよく知られている。
中間転写方式のカラー電子写真装置は、転写材(紙など)に何ら加工や制御(グリッパーに把持する、吸着する、曲率を持たせるなど)をする必要がないため、転写材の幅の広狭、長さの長短、厚さの厚薄によらず、転写材を多種多様に選択することができるという利点を有している。また、インライン方式の電子写真装置は、1行程でカラー画像が形成され、画像出力が速いという利点を有している。
しかしながら、これら帯電部材、現像剤担持体、中間転写体、転写材搬送部材などの電子写真導電性部材は、以下に述べるような技術課題を有している。
帯電部材、現像剤担持体、中間転写体、転写材搬送部材などの電子写真導電性部材は、熱可塑性樹脂組成物を用いて作製されることが一般的であり、また、電子写真導電性部材に導電性を付与する際には、熱可塑性樹脂組成物中に導電性フィラーを分散させる方法が一般的であるが、導電性フィラーの表面エネルギーが熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の表面エネルギーより高い場合、導電性フィラーが凝集してしまうことがある。
導電性フィラーが凝集すると、導電性フィラーの分散性が悪化してしまい、熱可塑性樹脂組成物中で導電性フィラーの濃度ムラが発生することで、電子写真導電性部材の抵抗が安定せず、所望の抵抗が実現できない。また、熱可塑性樹脂組成物中で導電性フィラーの濃度ムラが発生し、電子写真導電性部材の表面にブツなどが発生すると、ブツに起因する出力画像不良が発生したり、ブツを起因とするリークが発生したりすることがある。すると、満足な製品を作ることが困難となったり、歩留まりが悪化したりすることで、製品コストが高くなってしまう。
これらの対策として、特開平03−089357号公報(特許文献1)には、導電性フィラーと種々の分散剤(ワックスなど)とを混合する技術が開示されている。
しかしながら、特開平03−089357号公報に開示された技術は、使用する導電性フィラーの量と同等またはそれ以上の量の分散剤が必要となり、例えば、電子写真導電性部材の導電性を所望の値にしたい場合、導電性フィラーと分散剤との合計量が熱可塑性樹脂組成物の総量の半分近くになってしまうことがあり、熱可塑性樹脂組成物やそれを用いた電子写真導電性部材の物性が著しく低下してしまうことがあった。
また、少量添加で済む分散剤として、陽イオン系界面活性剤などもあるが、陽イオン系界面活性剤はブリードしやすいため、電子写真導電性部材の表面の抵抗が変化したり、ブリード物が電子写真感光体を汚染して、また、ブリード物によって電子写真感光体の表面に割れが発生して、出力画像不良が発生したりすることがあった。
特開平03−089357号公報
本発明の目的は、上記技術課題を解決した高品質の電子写真導電性部材および該電子写真導電性部材を有する電子写真装置を低コストで提供することにある。
本発明は、熱可塑性樹脂組成物からなるベルト形状の電子写真導電性部材において、
該熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび導電性フィラー用分散剤を含有し、該導電性フィラーが、導電性カーボンブラックであり、該導電性フィラー用分散剤が、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルであることを特徴とする電子写真導電性部材である。
また、本発明は、熱可塑性樹脂組成物からなるシームレスチューブを有するローラー形状の電子写真導電性部材において、該熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび導電性フィラー用分散剤を含有し、該導電性フィラーが、導電性カーボンブラックであり、該導電性フィラー用分散剤が、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルであることを特徴とする電子写真導電性部材である。
また、本発明は、上記電子写真導電性部材を、電子写真感光体と当接して配置されている中間転写ベルト、帯電ローラーまたは現像ローラーとして有する電子写真装置である。

本発明によれば、上記技術課題を解決した高品質の電子写真導電性部材および該電子写真導電性部材を有する電子写真装置を低コストで提供することができる。
導電性フィラー用分散剤として縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルを使用することで、導電性フィラーの表面活性を減少させ、導電性フィラーの凝集を抑制し、導電性フィラーの分散を安定化することができるため、導電性フィラーの分散不良に起因する抵抗ムラ、出力画像不良、リークを防止することができる。
また、導電性フィラー用分散剤としての縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルは、少量で導電性フィラーの分散安定効果を発揮するため、分散剤のブリードが発生しにくく、電子写真導電性部材の表面抵抗変化や電子写真感光体汚染が発生しない。さらには、ブリードがわずかに発生した場合でも、電子写真感光体の表面の割れが発生しにくい。
本発明に用いられる導電性フィラー用分散剤は、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルである。
分解温度が高い縮合リシノレイン酸ポリグリセル(295℃)やポリグリセリンステアリン酸エステル(273℃)は、一般的な熱可塑性樹脂を用いた樹脂組成物に使用することができる。また、縮合リシノレイン酸ポリグリセルやポリグリセリンステアリン酸エステルは安全性も非常に高いものである。
本発明の電子写真導電性部材に用いられる熱可塑性樹脂組成物のうちの主たる材料である熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、アクリル樹脂や、ポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイドなどの硫黄原子含有樹脂や、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体などのフッ素原子含有樹脂や、ポリウレタン樹脂や、シリコーン樹脂や、ケトン樹脂や、ポリ塩化ビニリデンや、熱可塑性ポリイミド樹脂や、ポリアミド樹脂や、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂や、酢酸ビニル樹脂や、フェノール樹脂や、エポキシ樹脂や、ABS樹脂や、アイオノマー樹脂や、アクリル樹脂や、ポリビニルアルコール(PVA)や、ポリビニルブチラールや、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)や、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)や、塩化ビニリデン樹脂や、セルロースなどが挙げられる。
なお、本発明に用いられる熱可塑性樹脂には、プラスティックな熱可塑性樹脂だけでなく、熱可塑性エラストマーとも呼ばれるエラスティックな熱可塑性樹脂も含む。
本発明の電子写真導電性部材に用いられる導電性フィラーは、カーボンブラックであるカーボンブラックは、少量で導電性が発揮できて電子写真導電性部材の機械的物性の低下を抑制でき、また、導電性フィラー用分散剤としての、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルとの相性に優れている。
また、必要に応じて、硫酸バリウムや各種ウイスカーなどのフィラーを混合してもよい。
また、電子写真導電性部材に導電性を付与する補助材料として、イオン系導電剤を併用してもよい。
熱可塑性樹脂組成物中の導電性フィラー用分散剤の含有量は、熱可塑性樹脂組成物全質量に対して0.1〜5.0質量%であることが好ましく、熱可塑性樹脂組成物中の導電性フィラーに対して1〜20質量%であることが好ましく、熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂に対して0.05〜4.5質量%であることが好ましい。導電性フィラー用分散剤の使用量が少なすぎると、導電性フィラーの分散安定効果が乏しくなる場合にあり、分散剤の使用量が多すぎると、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルのブリードが発生したり、電子写真導電性部材の機械的物性が低下したりする場合がある。
また、熱可塑性樹脂組成物中の導電性フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂組成物全質量に対して2.0〜60.0質量%であることが好ましく、熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂に対して2.0〜150質量%であることが好ましい。導電性フィラーの使用量が少なすぎると、電子写真導電性部材の導電性が不十分になる場合にあり、導電性フィラーの使用量が多すぎると、電子写真導電性部材の機械的物性が低下する場合がある。
導電性フィラーと縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルとを混合する方法としては、乾式法と湿式法とがある。乾式法としては、導電性フィラーと縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルとを各種ミキサーなどで混合する方法などがある。湿式法としては、各種溶剤によって縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルを希釈して、その溶液中に導電性フィラーを投入して混合した後、溶剤を各種乾燥機などで除去する方法などがある。乾式法にはコストが低いという利点があり、湿式法には導電性フィラー表面に均一に縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルが付着するという利点があるため、目的に応じて乾式法と湿式法とを使い分けることができる。
また、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステル を用いて熱可塑性樹脂中に導電性フィラーを分散させる方法としては、2軸押し出し機、単軸押し出し機などの各種押し出し機を用いて分散させる方法や、ニーダー、バンバリーミキサーなどの各種ミキサー、2本ロール、3本ロールミルなどの各種ロールミルを用いて分散させる方法などがあるが、分散コントロールを行うためには2軸押し出し機が好ましい。これは、2軸押し出し機ではスクリュー構成の変更が容易であり、適切な分散状態の条件をスクリュー構成の変さらによって容易に見いだすことができ、吐出量と軸回転数が個別にコントロールできるので熱可塑性樹脂の滞留時間を変えることができ、スクリューを変えない状態でも分散状態を変えることができ、分散の最適条件を見つけやすいためである。
本発明の電子写真導電性部材は、ローラー形状、ドラム形状、ブレード形状、ベルト形状など、特に形状に制限はないが、本発明の電子写真導電性部材を帯電部材や現像剤担持体として用いる場合はローラー形状が好ましく、中間転写体や転写材搬送部材として用いる場合はベルト形状が好ましい。ローラー形状とは、例えば、支持体(芯金)上にチューブ状の上記熱可塑性樹脂組成物を被覆した形状である。
本発明の電子写真導電性部材の体積抵抗率や表面抵抗値は、電子写真導電性部材の使用目的に応じて選択される。本発明の電子写真導電性部材を帯電部材として用いる場合には、その体積抵抗率は1×10〜1×1011Ω・cmであることが好ましく、表面抵抗値は1×10〜5×1011Ωであることが好ましい。また、本発明の電子写真導電性部材を現像剤担持体として用いる場合には、その体積抵抗率は1×10〜1×10Ω・cmであることが好ましく、表面抵抗値は1×10〜1×1010Ωであることが好ましい。また、本発明の電子写真導電性部材を中間転写体として用いる場合には、その体積抵抗率は1×10〜1×1014Ω・cmであることが好ましく、表面抵抗値は1×10〜1×1014Ωであることが好ましい。また、本発明の電子写真導電性部材を転写材搬送部材として用いる場合には、その体積抵抗率は1×10〜5×1014Ω・cmであることが好ましく、表面抵抗値は1×10〜1×1015Ωであることが好ましい。
また、本発明の電子写真導電性部材の体積抵抗率および表面抵抗値は、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の100倍以内であることが好ましい。
例えば、本発明の電子写真導電性部材を転写材搬送部材や中間転写体として用いる場合、周方向における体積抵抗率の最大値が最小値の100倍より大きいと、また、周方向における表面抵抗値の最大値が最小値の100倍より大きいと、周方向に画像ムラが発生することがある。また、複数箇所で電圧を印加する場合(例えば転写帯電が複数箇所の場合)、電圧が印加されるある箇所から他の印加される箇所へ周方向の抵抗が低い部分を介して電流が流れ込むことがあり、他の箇所の電圧制御を乱すことで、正常な動作が行えないことがある。
また、母線方向における体積抵抗率の最大値が最小値の100倍より大きいと、母線方向に画像ムラが発生することがある。また、体積抵抗率が最小の部位に過大な電流が流れ込み、電子写真装置が誤作動することがある。
また、母線方向における表面抵抗値の最大値が最小値の100倍より大きいと、母線方向に画像ムラが発生することがある。また、転写残トナーに所定の電荷を与えて、これを電子写真感光体に戻すクリーニング方法を採用する場合、電荷を与える帯電部材から電子写真導電性部材の表面抵抗値が最小の部位に過大な電流が流れ込み、その箇所の母線方向に十分な電界がかからないので、母線方向にクリーニングムラが発生することがある。
上述の抵抗要件を達成するためには、熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂と導電性フィラーと縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルとの配合比や、相溶性や、導電性フィラー分散時の条件や、さらに電子写真導電性部材作製時の各条件を適宜調整すればよい。
なお、体積抵抗率と表面抵抗値は、単なる測定条件の違いではなく、全く別の電気特性を示すものである。
すなわち、電圧・電流が電子写真導電性部材の厚み方向に加えられた場合、電子写真導電性部材内における電荷の移動は、電子写真導電性部材の内部の構造や物性、換言すれば電子写真導電性部材の層構成や各種添加剤(抵抗制御剤など)の種類や分散状態によって決定され、その結果、電子写真導電性部材の表面電位や除電速度などが決定される。
一方、電子写真導電性部材の表面のみで電荷の授受が行われるように電圧・電流が加えられた場合、電子写真導電性部材の内部構造や層構成にはほとんど依存せず、電子写真導電性部材の表面における添加剤(抵抗制御剤など)の存在割合によって、表面電位や除電速度などが決定される。
本発明における電子写真導電性部材の体積抵抗率および表面抵抗値の測定方法を、転写材搬送ベルトを例にとって説明する。
<測定機>
抵抗計:超高抵抗計R8340A((株)アドバンテスト製)
試料箱:超高抵抗測定用資料箱TR42((株)アドバンテスト製)
主電極は直径25mm、ガード・リング電極は内径41mm、外径49mmとした。
<サンプル>
転写材搬送ベルトを直径56mmの円形に切断する。切断後、一方の面にはその全面にPt−Pd蒸着膜により電極を設け、他方の面にはPt−Pd蒸着膜により直径25mmの主電極と内径38mm、外径50mmのガード電極を設ける。Pt−Pd蒸着膜は、マイルドスパッタE1030((株)日立製作所製)を用いて蒸着操作を2分間行うことにより得られる。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
<測定条件>
測定雰囲気:23℃/55%RH
なお、測定サンプルは、あらかじめ23℃、55%RH環境下に12時間以上放置しておく。
測定モード:ディスチャージ10秒、チャージおよびメジャー30秒
印加電圧:100V
印加電圧は、電子写真装置において電子写真導電性部材に印加される電圧の範囲:1〜1000Vの中の100Vを採用した。
また、測定箇所は周方向4箇所×軸方向2箇所の計8箇所であり、8箇所の測定値の平均値を電子写真導電性部材の体積抵抗率、表面抵抗値とした(図7参照)。
転写材搬送ベルト以外の電子写真導電性部材の体積抵抗率および表面抵抗値の測定方法も上記と同様にして行った。
本発明の電子写真導電性部材の製造方法の一例を、ベルト形状の電子写真導電性部材を例にとって説明する。
ベルト形状の電子写真導電性部材の製造方法としては、例えば、押し出し成形法、インフレーション成形法、射出成形法、ブロー成形法などが挙げられるが、これらの中でもインフレーション成形法が好ましい。
図1は、インフレーション成形法を採用した、ベルト形状の電子写真導電性部材を製造する装置の概略構成の一例を示す図である。
まず、上述の熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルを所定の処方に基づいて予備混合し、混練分散して得られた成形用原料を、ホッパー102から押し出し機101に投入する。押し出し機101における温度やスクリュー構成は、成形用原料がベルト成形可能な溶融粘度となるように、また、成形用原料中に導電性フィラーが均一に分散するように選択される。
成形用原料は、押し出し機101中で溶融混練されて溶融体となり、環状ダイ103に入る。環状ダイ103には気体導入路104が配設されており、空気などの気体105が気体導入路104から環状ダイ103に吹き込まれることにより、環状ダイ103を通過した溶融体は径方向に拡大膨張する。なお、気体導入路104に気体105を吹き込まずに成形してもよい。
膨張した成形体106は、冷却リング(不図示)によって冷却されながらピンチローラ108によって上方向に引き上げられる。上方向に引き上げられる際に所定寸法の寸法安定ガイド107の間を通過することによって、ベルトの周方向長さ(周長)が決まり、また、カッター109により所望の長さに切断されることによって、ベルトの母線方向長さ(幅)が決まる。
このようにして、ベルト形状の電子写真導電性部材を得ることができる。この方法をインフレーション成形法と呼ぶ。
上述の説明は、単層構成のベルトの製造方法に関するものであるが、2層構成のベルトの場合は、図2に示すように、第2の押し出し機201(202は第2のホッパー)を設置し、押し出し機101からの溶融体と押し出し機201からの溶融体とを同時に環状ダイ103へ送り込み、2層を同時に拡大膨張させることによって、2層構成のベルトを得ることができる。3層以上のときも、層数に応じて押し出し機を用意すればよい。
本発明の電子写真導電性部材がベルト形状である場合、ベルトの厚みは45〜300μmであることが好ましく、50〜270μmであることがより好ましく、さらには55〜260μmであることがより一層好ましい。ベルトが厚すぎると、高い剛性と乏しい柔軟性のためにベルト走行性が低下し、ベルト走行中に撓みや寄りなどが発生する場合がある。一方、ベルトが薄すぎると、引っ張り強度が低下したり、耐久使用による伸びが発生したりする場合がある。
なお、上述のインフレーション成形法は、あらかじめ成形用原料を得てから、ベルト形状に成形しているが、1工程でベルト形状に成形しても構わない。
次に、ローラー形状の電子写真導電性部材、特に、ローラー形状の支持体(芯金)上にチューブ状の上記熱可塑性樹脂組成物を被覆した形状の電子写真導電性部材の製造方法としては、以下の方法が挙げられる。
熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルなどの材料を、オープンロールや、ニーダー、バンバリーなどの密閉式ミキサーや、2軸押し出し機などを使用して混練した後、単軸押し出し成形機などの成形手段によりチューブ状に成形したものを、エアや真空引きなどを利用してチューブ内径を広げて支持体を圧入して嵌合する方法や、チューブ状に成形したものの熱収縮性を利用してチューブ内側に挿入された支持体と嵌合する方法である。
これらの方法においては、熱によって可塑化された上記材料がダイとニップルとの間を通過することによってチューブ形状に成形されるが、チューブの内面粗度は、加工温度、押し出し速度、引っ張り速度などによって調整することができ、ダイやニップルに所定の形状を付与することによっても調整することができる。
図3に、電子写真装置の概略構成の一例を示す。
図3において、1は円筒状の電子写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される電子写真感光体1の表面は、一次帯電部材3により、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4を受ける。こうして電子写真感光体1の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。
電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像剤担持体5に担持された現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像(現像像、以下同じ)となる。次いで、電子写真感光体1の表面に形成担持されているトナー像が、転写帯電部材6からの転写バイアスによって、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体1と転写帯電部材6との間(当接部)に電子写真感光体1の回転と同期して取り出されて給送された転写材(紙など)Pに順次転写されていく。
トナー像の転写を受けた転写材Pは、電子写真感光体1の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング部材(クリーニングブレード)7によって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化され、さらに前露光手段(不図示)からの前露光光(不図示)により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、図3に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
上述の電子写真感光体1、一次帯電部材3、現像剤担持体5、転写帯電部材6およびクリーニング部材7などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図3では、電子写真感光体1と、一次帯電部材3、現像剤担持体5およびクリーニング部材7とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段10を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ9としている。
次に、カラー電子写真装置の例として、中間転写方式のカラー電子写真装置およびインライン方式のカラー電子写真装置を説明する。なお、以下の説明において、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の例を挙げたが、本発明における「カラー」とは、4色(いわゆるフルカラー)に限定されるものではなく、多色、すなわち2種以上の色である。
図4に、中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成の一例を示す。この中間転写方式の場合、電子写真感光体から転写材へのトナー像の転写は、主に一次転写帯電部材、中間転写体、二次転写帯電部材により行われる。
図4において、1は円筒状の電子写真感光体であり、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される電子写真感光体1の表面は、一次帯電部材3により、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4を受ける。この際の露光光は、目的のカラー画像の第1色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして電子写真感光体1の表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
張架ローラー12および二次転写対向ローラー13によって張架された中間転写体(中間転写ベルト)11は、矢印方向に電子写真感光体1とほぼ同じ周速度(例えば電子写真感光体1の周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。
電子写真感光体1の表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像剤担持体(イエロー用現像剤担持体)5Yに担持された現像剤に含まれる第1色トナー(イエロートナー)により現像されて第1色トナー像(イエロートナー像)となる。次いで、電子写真感光体1の表面に形成担持されている第1色トナー像が、一次転写帯電部材(一次転写帯電ローラー)6pからの一次転写バイアスによって、電子写真感光体1と一次転写帯電部材6pとの間を通過する中間転写体11の表面に順次一次転写されていく。
第1色トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング部材7によって一次転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化された後、次色の画像形成に使用される。
第2色トナー像(マゼンタトナー像)、第3色トナー像(シアントナー像)、第4色トナー像(ブラックトナー像)も、第1色トナー像と同様にして電子写真感光体1の表面に形成され、中間転写体11の表面に順次転写される。こうして中間転写体11の表面に目的のカラー画像に対応した合成トナー像が形成される。第1色〜第4色の一次転写の間は、二次転写帯電部材(二次転写帯電ローラー)6s、電荷付与部材(電荷付与ローラー)7rは中間転写体11の表面から離れている。
中間転写体11の表面に形成された合成トナー像は、二次転写帯電部材6sからの二次転写バイアスによって、転写材供給手段(不図示)から二次転写対向ローラー13・中間転写体11と二次転写帯電部材6sとの間(当接部)に中間転写体11の回転と同期して取り出されて給送された転写材(紙など)Pに順次二次転写されていく。
合成トナー像の転写を受けた転写材Pは、中間転写体11の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることによりカラー画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
合成トナー像転写後の中間転写体11の表面には電荷付与部材7rが当接される。電荷付与部材7rは、中間転写体11の表面の二次転写残りの現像剤(トナー)に一次転写時と逆極性の電荷を付与する。一次転写時と逆極性の電荷が付与された二次転写残りの現像剤(トナー)は、電子写真感光体1と中間転写体11との当接部およびその近傍において、電子写真感光体1の表面に静電的に転写される。こうして合成トナー像転写後の中間転写体11の表面は、転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化される。電子写真感光体1の表面に転写された二次転写残りの現像剤(トナー)は、電子写真感光体1の表面の一次転写残りの現像剤(トナー)とともに、クリーニング部材7によって除去される。中間転写体11から電子写真感光体1への二次転写残りの現像剤(トナー)の転写は、一次転写と同時に行うことができるため、スループットの低下を生じない。
また、クリーニング部材7による転写残りの現像剤(トナー)除去後の電子写真感光体1の表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図4に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
図5に、インライン方式のカラー電子写真装置の概略構成の一例を示す。このインライン方式の場合、電子写真感光体から転写材へのトナー像の転写は、主に転写材搬送部材、転写帯電部材により行われる。
図5において、1Y、1M、1C、1Kは円筒状の電子写真感光体(第1色〜第4色用電子写真感光体)であり、それぞれ軸2Y、2M、2C、2Kを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用一次帯電部材3Yにより、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4Yを受ける。露光光4Yは、目的のカラー画像の第1色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして第1色用電子写真感光体1Yの表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
張架ローラー12によって張架された転写材搬送部材(転写材搬送ベルト)14は、矢印方向に第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kとほぼ同じ周速度(例えば第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。また、転写材供給手段(不図示)から給送された転写材(紙など)Pは、転写材搬送部材14に静電的に担持(吸着)され、第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kと転写材搬送部材との間(当接部)に順次搬送される。 第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像剤担持体5Yに担持された現像剤に含まれる第1色トナーにより現像されて第1色トナー像(イエロートナー像)となる。次いで、第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成担持されている第1色トナー像が、第1色用転写帯電部材(第1色用転写帯電ローラー)6Yからの転写バイアスによって、第1色用電子写真感光体1Yと第1色用転写帯電部材6Yとの間を通過する転写材搬送部材14に担持された転写材Pに順次転写されていく。
第1色トナー像転写後の第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用クリーニング部材(第1色用クリーニングブレード)7Yによって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化された後、繰り返し第1色トナー像形成に使用される。
第1色用電子写真感光体1Y、第1色用一次帯電部材3Y、第1色用露光手段、第1色用現像剤担持体5Y、第1色用転写帯電部材6Yをまとめて第1色用画像形成部と称する。
第2色用電子写真感光体1M、第2色用一次帯電部材3M、第2色用露光手段、第2色用現像剤担持体5M、第2色用転写帯電部材6Mを有する第2色用画像形成部、第3色用電子写真感光体1C、第3色用一次帯電部材3C、第3色用露光手段、第3色用現像剤担持体5C、第3色用転写帯電部材6Cを有する第3色用画像形成部、第4色用電子写真感光体1K、第4色用一次帯電部材3K、第4色用露光手段、第4色用現像剤担持体5K、第4色用転写帯電部材6Kを有する第4色用画像形成部の動作は、第1色用画像形成部の動作と同様であり、転写材搬送部材14に担持され、第1色トナー像が転写された転写材Pに、第2色トナー像(マゼンタトナー像)、第3色トナー像(シアントナー像)、第4色トナー像(ブラックトナー像)が順次転写されていく。こうして転写材搬送部材14に担持された転写材Pに目的のカラー画像に対応した合成トナー像が形成される。
合成トナー像が形成された転写材Pは、転写材搬送部材14の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることによりカラー画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
また、第1色〜第4色用クリーニング部材7Y、7M、7C、7Kによる転写残りの現像剤(トナー)除去後の第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図5に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
なお、図5中、15は転写材搬送部材に転写材を吸着させるための吸着ローラーであり、16は転写材搬送部材から転写材を分離するための分離帯電器である。
図6に、中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成の別の例を示す。この中間転写方式の場合、電子写真感光体から転写材へのトナー像の転写は、主に一次転写帯電部材、中間転写体、二次転写帯電部材により行われる。
図6において、1Y、1M、1C、1Kは円筒状の電子写真感光体(第1色〜第4色用電子写真感光体)であり、それぞれ軸2Y、2M、2C、2Kを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用一次帯電部材3Yにより、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4Yを受ける。露光光4Yは、目的のカラー画像の第1色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして第1色用電子写真感光体1Yの表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
張架ローラー12および二次転写対向ローラー13によって張架された中間転写体(中間転写ベルト)11は、矢印方向に第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kとほぼ同じ周速度(例えば第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。
第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像剤担持体5Yに担持された現像剤に含まれる第1色トナーにより現像されて第1色トナー像(イエロートナー像)となる。次いで、第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成担持されている第1色トナー像が、第1色用一次転写帯電部材(第1色用一次転写帯電ローラー)6pYからの一次転写バイアスによって、第1色用電子写真感光体1Yと第1色用一次転写帯電部材6pYとの間を通過する中間転写体11の表面に順次一次転写されていく。
第1色トナー像転写後の第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用クリーニング部材(第1色用クリーニングブレード)7Yによって転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化された後、繰り返し第1色トナー像形成に使用される。
第1色用電子写真感光体1Y、第1色用一次帯電部材3Y、第1色用露光手段、第1色用現像剤担持体5Y、第1色用一次転写帯電部材6pYをまとめて第1色用画像形成部と称する。
第2色用電子写真感光体1M、第2色用一次帯電部材3M、第2色用露光手段、第2色用現像剤担持体5M、第2色用一次転写帯電部材6pMを有する第2色用画像形成部、第3色用電子写真感光体1C、第3色用一次帯電部材3C、第3色用露光手段、第3色用現像剤担持体5C、第3色用一次転写帯電部材6pCを有する第3色用画像形成部、第4色用電子写真感光体1K、第4色用一次帯電部材3K、第4色用露光手段、第4色用現像剤担持体5K、第4色用一次転写帯電部材6pKを有する第4色用画像形成部の動作は、第1色用画像形成部の動作と同様であり、中間転写体11の表面に、第2色トナー像(マゼンタトナー像)、第3色トナー像(シアントナー像)、第4色トナー像(ブラックトナー像)が順次一次転写されていく。こうして中間転写体11の表面に目的のカラー画像に対応した合成トナー像が形成される。
中間転写体11の表面に形成された合成トナー像は、二次転写帯電部材6sからの二次転写バイアスによって、転写材供給手段(不図示)から二次転写対向ローラー13・中間転写体11と二次転写帯電部材6sとの間(当接部)に中間転写体11の回転と同期して取り出されて給送された転写材(紙など)Pに順次二次転写されていく。
合成トナー像の転写を受けた転写材Pは、中間転写体11の表面から分離されて定着手段8へ導入されて像定着を受けることによりカラー画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
合成トナー像転写後の中間転写体11の表面は、中間転写体用クリーニング部材7’によって二次転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化された後、次の合成トナー像形成に使用される。
また、第1色〜第4色用クリーニング部材7Y、7M、7C、7Kによる転写残りの現像剤(トナー)除去後の第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図6に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
本発明の電子写真導電性部材は、上述の一次帯電部材、現像剤担持体、転写帯電部材、一次転写帯電部材、中間転写体、二次転写帯電部材、電荷付与部材、転写材搬送部材などに好適に使用することができる。
なお、現像方式は1成分現像方式が好ましく、また、接触現像方式が好ましい。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
(実施例1)
熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した。
熱可塑性樹脂:ポリアミド12(溶融粘度:MFR=10) 100部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(1)(商品名:デンカブラック粒状品:電気化学工業(株)製) 15.5部
導電性フィラー用分散剤:縮合リシノレイン酸ポリグリセル(商品名:チラバゾールH−818、太陽化学(株)製) 0.5部
導電性カーボンブラック(1)と縮合リシノレイン酸ポリグリセルをヘンシェルミキサーで混合した後、さらにポリアミド12を加えて混合したものを、2軸押し出し機で混練し、さらに、これを粒径2〜3mmの混練物として、成形用原料を得た。
次に、図1に示される構成の装置のホッパー102から押し出し機101へ成形用原料を投入し、設定温度を200〜220℃の範囲に調節して押し出すことによりベルトを得て、サイズ調整をすることにより、周長160mm、幅230mm、厚み150μmのベルト形状の電子写真導電性部材を得た。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は1.5×10Ω・cmであり、表面抵抗値は4.5×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の10倍以内であった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、縮合リシノレイン酸ポリグリセルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から中間転写ベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、リークなどに起因する転写抜けの発生もなく、クリーニング不良のない良好な画像を得ることができた。さらに、1万枚耐久試験を行ったが、中間転写ベルトの表面にトナーのフィルミングもなく、初期と同様の表面性を維持していた。なお、電荷付与部材としては、抵抗が1×10Ωの弾性ローラーを用いた。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は3.8×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例2)
実施例1において、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。
熱可塑性樹脂:ポリアミド12(溶融粘度:MFR=10) 100部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(2)(商品名:ケッチェンブラックEC600JD:ライオン(株)製) 4.5部
導電性フィラー用分散剤:ポリグリセリンステアリン酸エステル(商品名:チラバゾールP−4、太陽化学(株)製) 0.8部
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は3.4×10Ω・cmであり、表面抵抗値は6.2×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の15倍以内であった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、ポリグリセリンステアリン酸エステルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から中間転写ベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、リークなどに起因する転写抜けの発生もなく、クリーニング不良のない良好な画像を得ることができた。さらに、1万枚耐久試験を行ったが、中間転写ベルトの表面にトナーのフィルミングもなく、初期と同様の表面性を維持していた。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は6.0×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例3)
実施例1において、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。ただし、ベルトのサイズは、周長180mm、幅230mm、厚み150μmとした。
熱可塑性樹脂:ポリアミド12(溶融粘度:MFR=10) 100部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(2)(商品名:ケッチェンブラックEC600JD:ライオン(株)製) 4.3部
導電性フィラー用分散剤:ポリグリセリンステアリン酸エステル(商品名:チラバゾールP−4、太陽化学(株)製) 0.8部
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は6.4×10Ω・cmであり、表面抵抗値は8.1×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の15倍以内であった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、ポリグリセリンステアリン酸エステルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図6に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から中間転写ベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、リークなどに起因する転写抜けの発生もなく、クリーニング不良のない良好な画像を得ることができた。さらに、1万枚耐久試験を行ったが、中間転写ベルトの表面にトナーのフィルミングもなく、初期と同様の表面性を維持していた。
また、図6に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は7.5×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例4)
実施例1において、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。ただし、ベルトのサイズは、周長200mm、幅260mm、厚み100μmとした。
熱可塑性樹脂:ポリアミド12(溶融粘度:MFR=10) 100部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(2)(商品名:ケッチェンブラックEC600JD:ライオン(株)製) 3.7部
導電性フィラー用分散剤:ポリグリセリンステアリン酸エステル(商品名:チラバゾールP−4、太陽化学(株)製) 0.7部
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は5.7×1011Ω・cmであり、表面抵抗値は7.1×1011Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の30倍以内であった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、ポリグリセリンステアリン酸エステルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を転写材搬送ベルトとして図5に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から転写材搬送ベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、リークなどに起因する転写抜けの発生もなく、クリーニング不良のない良好な画像を得ることができた。さらに、1万枚耐久試験を行ったが、転写材搬送ベルトの表面にトナーのフィルミングもなく、初期と同様の表面性を維持していた。
また、図5に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は5.9×1011Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例5)
シリコーンゴム100部に、導電性カーボンブラック15部、ジメチルシリコーンオイル20部、発泡剤(AIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル))6部、架橋剤(ベンゾイルパーオキサイド)3部を添加して混練し、導電性ゴムコンパウンドを作製した。
この導電性ゴムコンパウンドを用いて、長さ332mm、直径6mmのステンレスシリンダー(支持体)の周囲に加硫発泡成形を行った後、外周を研磨し、外径14mm、発泡体の厚さ4.0mm、発泡体の軸方向長さ311mmの導電性ゴムローラーを作製した。
一方、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用して、シームレスチューブを作製した。
熱可塑性樹脂:スチレンエチレンブチレンエラストマー/ポリプロピレン=75部/25部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(1)(商品名:デンカブラック粒状品:電気化学工業(株)製) 17.5部
導電性フィラー用分散剤:縮合リシノレイン酸ポリグリセル(商品名:チラバゾールH−818、太陽化学(株)製) 1.0部
すなわち、スチレンエチレンブチレンエラストマー、ポリプロピレン、導電性カーボンブラック(1)および縮合リシノレイン酸ポリグリセルを、加圧式ニーダーを用いて180℃で10分間溶融混練し、冷却しペレット状とした後、1軸押し出し機で混練し、粒径2〜3mmの混練物として、成形用原料を得た。
次に、この成形用原料から、170℃に設定した単軸押し出し機を用いて、内径13.6mm、厚さ230μmのシームレスチューブを作製した。
上記シームレスチューブの内側にエアを吹き込み、内径を14.5mmに拡大した後、上記導電性ゴムローラーを挿入して嵌合し、直径14mmのローラー形状の電子写真導電性部材を得た。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は8.5×10Ω・cmであり、表面抵抗値は3.3×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の10倍以内であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、縮合リシノレイン酸ポリグリセルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を一次帯電ローラーとして図3に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下で画像の出力試験を行ったところ、初期から一次帯電ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラのない良好な画像を得ることができた。なお、一次帯電ローラーには、ピーク間電圧2.3kV、周波数400Hz、直流電圧−700Vの条件でバイアスを印加した。
また、図3に示す構成の電子写真装置のプロセスカートリッジを用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のローラー形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は1.8×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例6)
実施例5において、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した以外は、実施例5と同様にしてシームレスチューブを作製し、また、実施例5と同様にしてローラー形状の電子写真導電性部材を作製した。
熱可塑性樹脂:スチレンエチレンブチレンエラストマー/ポリプロピレン=75部/25部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(1)(商品名:デンカブラック粒状品:電気化学工業(株)製) 17.5部
導電性フィラー用分散剤:ポリグリセリンステアリン酸エステル(商品名:チラバゾールP−4、太陽化学(株)製) 2.0部
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は9.1×10Ω・cmであり、表面抵抗値は4.8×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の20倍以内であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、ポリグリセリンステアリン酸エステルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を一次帯電ローラーとして図3に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下で画像の出力試験を行ったところ、初期から一次帯電ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラのない良好な画像を得ることができた。なお、一次帯電ローラーには、ピーク間電圧2.3kV、周波数400Hz、直流電圧−700Vの条件でバイアスを印加した。
また、図3に示す構成の電子写真装置のプロセスカートリッジを用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のローラー形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は3.7×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例7)
アクリルゴムに、導電性カーボンブラック、加硫促進剤などの添加剤を添加して2本ロールを用いて混練し、導電性ゴムコンパウンドを作製した。
この導電性ゴムコンパウンドを、表面にプライマーを塗布した鉄シリンダー(支持体)の周囲に巻き付け、金型に入れて170℃で25分間加硫を行って、半導電性弾性ローラーを作製した。
一方、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用して、シームレスチューブを作製した。
熱可塑性樹脂:ポリエチレン(溶融粘度:MFR=2)/ポリプロピレン=75部/25部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(1)(商品名:デンカブラック粒状品:電気化学工業(株)製) 18.5部
導電性フィラー用分散剤:縮合リシノレイン酸ポリグリセル(商品名:チラバゾールH−818、太陽化学(株)製) 1.0部
PMMA(ポリメチルメタクリレート)粒子(平均粒径7.5μm、真密度1.19g/cm、長径/短径=1.06) 10部
すなわち、ポリエチレン、ポリプロピレン、導電性カーボンブラック(1)、縮合リシノレイン酸ポリグリセルおよびPMMA粒子を、加圧式ニーダーを用いて180℃で10分間溶融混練し、冷却しペレット状とした後、1軸押し出し機で混練し、粒径2〜3mmの混練物として、成形用原料を得た。
次に、この成形用原料から、170℃に設定した単軸押し出し機を用いて、内径13.6mm、厚さ230μmのシームレスチューブを作製した。
上記シームレスチューブの内側にエアを吹き込み、内径を14.5mmに拡大した後、上記半導電性弾性ゴムローラーを挿入して嵌合し、直径14mmのローラー形状の電子写真導電性部材を得た。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は5.1×10Ω・cmであり、表面抵抗値は9.4×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の10倍以内であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、縮合リシノレイン酸ポリグリセルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を現像ローラーとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から現像ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラのない良好な画像を得ることができた。なお、上記ローラー形状の電子写真導電性部材は計4本用意し、これらを図4に示す構成の電子写真装置の4本の現像ローラーとして用いた。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のローラー形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は8.2×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(実施例8)
実施例7において、熱可塑性樹脂組成物の材料として以下のものを使用した以外は、実施例7と同様にしてシームレスチューブを作製し、また、実施例7と同様にしてローラー形状の電子写真導電性部材を作製した。
熱可塑性樹脂:ポリエチレン(溶融粘度:MFR=2)/ポリプロピレン=75部/25部
導電性フィラー:導電性カーボンブラック(1)(商品名:デンカブラック粒状品:電気化学工業(株)製) 16.5部
導電性フィラー用分散剤:ポリグリセリンステアリン酸エステル(商品名:チラバゾールP−4、太陽化学(株)製) 2.0部
PMMA(ポリメチルメタクリレート)粒子(平均粒径7.5μm、真密度1.19g/cm3、長径/短径=1.06) 10部
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は6.9×10Ω・cmであり、表面抵抗値は2.2×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の30倍以内であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したが、リークは発生しなかった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を目視で観察してみたところ、表面にはブツ、フィッシュアイなどの異物、成形不良はみられなかった。これは、ポリグリセリンステアリン酸エステルによる分散効果が高いため、導電性フィラーの凝集物が発生しなかったためと考えられる。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を現像ローラーとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から現像ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラのない良好な画像を得ることができた。なお、上記ローラー形状の電子写真導電性部材は計4本用意し、これらを図4に示す構成の電子写真装置の4本の現像ローラーとして用いた。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に汚染はなく、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部における黒スジ・白ヌケなどの画像不良もなかった。また、1ヶ月放置後のローラー形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は1.4×10Ωであり、当接前の値との差はほとんどなく、過酷環境下において放置しても性能が変化しない電子写真導電性部材であることがわかった。
(比較例1)
実施例1において、導電性フィラー用分散剤を用いなかった以外は、実施例1と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は3.2×10Ω・cmであり、表面抵抗値は6.5×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の800倍であった。これは、導電性カーボンブラックの分散が不均一であったからと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したところ、ブツを起因とするリークが発生した。ベルト形状の電子写真導電性部材のブツの断面を観察したところ、導電性カーボンブラックの凝集体が見られた。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、転写効率(一次転写効率と二次転写効率との積)の最大が90%、最小が80%であり、転写効率が不十分で転写ムラもあった。特に、ブツ部分は転写が不十分で、ブツ部分に白抜けが発生した。
(比較例2)
実施例1において、導電性フィラー用分散剤の縮合リシノレイン酸ポリグリセル0.5部を牛脂ジアミンジオレイン酸塩1.5部に変更した以外は、実施例1と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は8.5×10Ω・cmであり、表面抵抗値は9.8×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の150倍であった。これは、導電性カーボンブラックの分散が不均一であったからと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材に500Vを印加したところ、ブツを起因とするリークが発生した。ベルト形状の電子写真導電性部材のブツの断面を観察したところ、導電性カーボンブラックの凝集体が見られた。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、転写効率(一次転写効率と二次転写効率との積)の最大が92%、最小が85%であり、転写効率が不十分で転写ムラもあった。特に、ブツ部分は転写が不十分で、ブツ部分に白抜けが発生した。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に白スジが確認され、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部におけるスジ状の画像不良が発生した。この電子写真感光体を観察すると、表面に細かいヒビ割れが発生していた。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は5.9×10Ωであり、当接前の値との差は大きく、過酷環境下において放置すると性能が変化する電子写真導電性部材であることがわかった。1ヶ月放置した結果、転写効率はさらに低下し、転写効率の最大が80%で、最小が72%となった。
(比較例3)
実施例3において、導電性フィラー用分散剤を用いなかった以外は、実施例3と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は3.4×10Ω・cmであり、表面抵抗値は4.6×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の150倍であった。これは、導電性カーボンブラックの分散が不均一であったからと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を中間転写ベルトとして図6に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、転写効率(一次転写効率と二次転写効率との積)の最大が92%、最小が85%であり、転写効率が不十分で転写ムラもあった。特に、ブツ部分は転写が不十分で、ブツ部分に白抜けが発生した。
(比較例4)
実施例4において、導電性フィラー用分散剤のポリグリセリンステアリン酸エステル0.7部を牛脂ジアミンジオレイン酸塩1.5部に変更した以外は、実施例4と同様にしてベルト形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は8.1×1010Ω・cmであり、表面抵抗値は1.3×1011Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の120倍であった。これは、導電性カーボンブラックの分散が不均一であったからと考えられる。
得られたベルト形状の電子写真導電性部材を転写材搬送ベルトとして図5に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から転写材搬送ベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが発生し、リークに起因する転写抜けも発生し、良好な画像を得ることができなかった。さらに、1万枚耐久試験を行ったが、転写材搬送ベルトの表面にトナーのフィルミングが発生した。
また、図5に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に白スジが確認され、その後、画像出力してみたところ、ベルト形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部におけるスジ状の画像不良が発生した。この電子写真感光体を観察すると、表面に細かいヒビ割れが発生していた。また、1ヶ月放置後のベルト形状の電子写真導電性部材の表面抵抗値は3.3×10Ωであり、当接前の値との差は大きく、過酷環境下において放置すると性能が変化する電子写真導電性部材であることがわかった。また、表面抵抗値の低下の結果、転写材の吸着・担持能力が低下し、画像のズレが発生した。
(比較例5)
実施例5において、導電性フィラー用分散剤の縮合リシノレイン酸ポリグリセル0.5部を牛脂ジアミンジオレイン酸塩1.5部に変更した以外は、実施例5と同様にしてシームレスチューブを作製し、また、実施例5と同様にしてローラー形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は7.7×10Ω・cmであり、表面抵抗値は8.7×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の130倍であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を一次帯電ローラーとして図3に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下で画像の出力試験を行ったところ、初期から一次帯電ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが発生した。なお、一次帯電ローラーには、ピーク間電圧2.3kV、周波数400Hz、直流電圧−700Vの条件でバイアスを印加した。
また、図3に示す構成の電子写真装置のプロセスカートリッジを用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に白スジが確認され、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部におけるスジ状の画像不良が発生した。この電子写真感光体を観察すると、表面に細かいヒビ割れが発生していた。
(比較例6)
実施例7において、導電性フィラー用分散剤の縮合リシノレイン酸ポリグリセル1.0部を牛脂ジアミンジオレイン酸塩1.5部に変更した以外は、実施例7と同様にしてシームレスチューブを作製し、また、実施例7と同様にしてローラー形状の電子写真導電性部材を作製した。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材の体積抵抗率は3.8×10Ω・cmであり、表面抵抗値は6.2×10Ωであった。また、体積抵抗率および表面抵抗値とも、周方向、母線方向ともに、その最大値が最小値の150倍であった。
得られたローラー形状の電子写真導電性部材を現像ローラーとして図4に示す構成の電子写真装置に装着し、15℃、10%RHの環境下でフルカラー画像の出力試験を行ったところ、初期から現像ローラーの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが発生した。なお、上記ローラー形状の電子写真導電性部材は計4本用意し、これらを図4に示す構成の電子写真装置の4本の現像ローラーとして用いた。
また、図4に示す構成の電子写真装置を用いて、上記と同様に作製したローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体とを当接させ、40℃、95%RHの環境下で1ヶ月放置した後、電子写真感光体を目視で観察してみたところ、電子写真感光体の表面に白スジが確認され、その後、画像出力してみたところ、ローラー形状の電子写真導電性部材と電子写真感光体との当接部におけるスジ状の画像不良が発生した。この電子写真感光体を観察すると、表面に細かいヒビ割れが発生していた。
インフレーション成形法を採用した、電子写真エンドレスベルトを製造する装置の概略構成の一例を示す図である。 インフレーション成形法を採用した、電子写真エンドレスベルトを製造する装置の概略構成の別の例を示す図である。 電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。 中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。 インライン方式のカラー電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。 中間転写方式のカラー電子写真装置の概略構成の別の例を示す図である。 体積抵抗率および表面抵抗値の測定箇所を示す図である。
符号の説明
101 押し出し機
102 ホッパー
103 環状ダイ
104 気体導入路
105 気体
106 成形体
107 寸法安定ガイド
108 ピンチローラ
109 カッター
201 押し出し機201
202 ホッパー
1 電子写真感光体
2 軸
3 一次帯電部材
4 露光光(画像露光光)
5 現像剤担持体
6 転写帯電部材
7 クリーニング部材
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
11 中間転写体
12 張架ローラー
P 転写材
5Y 第1色用現像剤担持体
5M 第2色用現像剤担持体
5C 第3色用現像剤担持体
5K 第4色用現像剤担持体
6p 一次転写帯電部材
6s 二次転写帯電部材
7r 電荷付与部材
1Y 第1色用電子写真感光体
1M 第2色用電子写真感光体
1C 第3色用電子写真感光体
1K 第4色用電子写真感光体
2Y 軸
2M 軸
2C 軸
2K 軸
3Y 第1色用一次帯電部材
3M 第2色用一次帯電部材
3C 第3色用一次帯電部材
3K 第4色用一次帯電部材
4Y 露光光
4M 露光光
4C 露光光
4K 露光光
6Y 第1色用転写帯電部材
6M 第2色用転写帯電部材
6C 第3色用転写帯電部材
6K 第4色用転写帯電部材
7Y 第1色用クリーニング部材
7M 第2色用クリーニング部材
7C 第3色用クリーニング部材
7K 第4色用クリーニング部材
13 二次転写対向ローラー
14 転写材搬送部材
15 吸着ローラー
16 分離帯電器
6pY 第1色用一次転写帯電部材
6pM 第2色用一次転写帯電部材
6pC 第3色用一次転写帯電部材
6pK 第4色用一次転写帯電部材
7’ 中間転写体用クリーニング部材

Claims (5)

  1. 可塑性樹脂組成物からなるベルト形状の電子写真導電性部材において、
    該熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび導電性フィラー用分散剤を含有し、該導電性フィラーが、導電性カーボンブラックであり、
    該導電性フィラー用分散剤が、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルであることを特徴とする電子写真導電性部材。
  2. 熱可塑性樹脂組成物からなるシームレスチューブを有するローラー形状の電子写真導電性部材において、
    該熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂、導電性フィラーおよび導電性フィラー用分散剤を含有し、該導電性フィラーが、導電性カーボンブラックであり、
    該導電性フィラー用分散剤が、縮合リシノレイン酸ポリグリセルまたはポリグリセリンステアリン酸エステルであることを特徴とする電子写真導電性部材。
  3. 電子写真感光体と、該電子写真感光体と当接して配置されている中間転写ベルトとを有している電子写真装置であって、
    該中間転写ベルトが、請求項1に記載の電子写真導電性部材であることを特徴とする電子写真装置。
  4. 電子写真感光体と、該電子写真感光体と当接して配置されている帯電ローラーとを有している電子写真装置であって、
    該帯電ローラーが、請求項2に記載の電子写真導電性部材であることを特徴とする電子写真装置。
  5. 電子写真感光体と、該電子写真感光体と当接して配置されている現像ローラーとを有している電子写真装置であって、
    該現像ローラーが、請求項2に記載の電子写真導電性部材であることを特徴とする電子写真装置。
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