本発明の帯電部材は、導電性基体と、導電性の表面層とを有する接触帯電用の帯電部材であり、表面層は、バインダー樹脂と該バインダー樹脂に分散した粒子を含み、表面に該粒子に由来する凸部を有する。更に、粒子が、ポリメチルメタクリレートからなる樹脂粒子の表面を酸化スズで被覆してなる粒子であり、平均粒子径が1μm以上30μm以下であり、帯電部材の表面粗さRzjisが3μm以上20μm以下であり、表面層は、平均粒子径が0.01μm以上、0.9μm以下である導電性の微粒子を更に含有することを特徴とする。
[導電性基体]
本発明の帯電部材における導電性基体は、導電性支持体と、その上に形成された導電性弾性層を有することが好ましい。
上記導電性支持体は、その上に設けられる導電性弾性層、表面層等を支持し、被帯電体との当接による負荷に十分に耐え得る強度を有するものである。その形状としては円柱状、円筒状等を挙げることができる。導電性支持体の材質としては、鉄、アルミニウム、チタン、銅又はニッケル等の金属;これらの金属を含む炭素鋼、ステンレス、ジュラルミン、真鍮又は青銅等の合金;カーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた剛直な樹脂材料等を挙げることができる。これらの導電性支持体には防錆対策としてニッケルめっき等のめっきや、酸化処理を施したものを使用することができる。めっきの膜厚としては0.1〜30μm等を挙げることができる。
上記導電性弾性層は、被帯電体を損傷させずに被帯電体との接触を確実に行うため、使用される装置において要求される弾性を帯電部材に付与するために設けられるものである。導電性弾性層は充実体、発泡体いずれであってもよく、1層であっても2層以上からなるものであってもよい。
上記導電性弾性層は、主として導電剤と高分子弾性体により成形される。かかる高分子弾性体としては、具体的には、以下のものを挙げることができる。エピクロルヒドリンゴム、NBR(ニトリルゴム)、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、SBS(スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー)、SEBS(スチレン・エチレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー)の熱可塑性エラストマー。これらのうち、特に、エピクロルヒドリンゴムは、ゴム自体が中抵抗領域の導電性を有し、導電剤の添加量を減量しても弾性層を所望の導電性とすることができ、電気抵抗のバラツキの低減を図ることができることから、好ましい。
上記エピクロルヒドリンゴムとしては、具体的には、以下のものを例示することができる。エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体。これらのうち、安定した中抵抗領域の導電性を示すことから、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体が好ましい。エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体は、重合度や組成比を任意に調整することで導電性や加工性を制御できる。高分子弾性体としては、エピクロルヒドリンゴムを主成分とし、必要に応じてその他の一般的なゴムを含有させたものが、好ましい。
上記エピクロルヒドリンゴムを主成分とする高分子弾性体に用いる一般的なゴムとしては、例えば、以下のものを例示することができる。EPM(エチレン・プロピレンゴム)、EPDM(エチレン・プロピレンゴム)、NBR(ニトリルゴム)、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム。SBS(スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー)、SEBS(スチレン・エチレンブチレン・スチレン−ブロックコポリマー)の熱可塑性エラストマー。これらの一般的なゴムの含有量は、高分子弾性体全量に対し1〜50質量%であることが好ましい。
上記導電性弾性層に含有される導電剤としては、イオン導電剤又は電子導電剤を挙げることができるが、イオン導電剤を用いることが好ましい。イオン導電剤は高分子弾性体中の均一な分散が可能であり、均一な電気抵抗率を有する導電性弾性層を成形することができ、DC帯電方式の帯電においても被帯電体の均一な帯電を可能とする。
上記イオン導電剤としては、例えば、以下のものを挙げることができる。過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質。ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートの陽イオン性界面活性剤。ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインの両性イオン界面活性剤。過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムの第四級アンモニウム塩;トリフルオロメタンスルホン酸リチウムの有機酸リチウム塩。これらは単独又は2種類以上組み合わせて用いることができる。これらのうち、環境変化に対して抵抗が安定なことから特に過塩素酸4級アンモニウム塩を好適に用いることができる。
上記電子導電剤としては、例えば、以下のものを挙げることができる。アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀の金属系の粉体や繊維。酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛の金属酸化物。適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、又はロジウムを電解処理、スプレー塗工、又は混合振とうにより付着させた粉体。ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、PAN(ポリアクリロニトリル)系カーボン、ピッチ系カーボンのカーボン粉。
上記ファーネスブラックとしては、例えば、以下のものを挙げることができる。SAF−HS、SAF、ISAF−HS、ISAF、ISAF−LS、I−ISAF−HS、HAF−HS、HAF、HAF−LS、T−HS、T−NS、MAF、FEF、GPF、SRF−HS−HM、SRF−LM、ECF、FEF−HS。また、サーマルブラックとしては、例えば、FT、MTを挙げることができる。
これらのイオン導電剤、電子導電剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記導電性弾性層に配合する導電剤の配合量としては、導電性弾性体の体積抵抗率が、いずれの環境においても、中抵抗領域の体積抵抗率、1×104〜1×108Ω・cmとなるように選択することが好ましい。環境としては、低温低湿環境(環境1:15℃/10%RH)、常温常湿環境(環境2:23℃/50%RH)、高温高湿環境(環境3:30℃/80%RH)が挙げられる。導電性弾性層の体積抵抗率が1×104Ω・cm以上であれば、被帯電体にピンホールがあった場合でも、ピンホールに放電が集中することによる印加電圧降下を抑制し、高精細なハーフトーン画像上に帯状となって生じる画像不良の発生を抑制することができる。また、ピンホールをより大きくすることを抑制することができる。導電性弾性層の体積抵抗率が1×108Ω・cm以下であれば、所望する帯電電位を得るために高電圧を印加することを回避することができる。
上記体積抵抗率は、以下の測定方法による測定値を採用することができる。導電性弾性層原料を用いて厚さ1mmのシートに成形したサンプルの両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製する。微小電流計(ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER(株)アドバンテスト社製)を用いて200Vの電圧を印加して30秒後の電流を測定する。膜厚と電極面積とから体積抵抗率を計算して求める。
上記導電性弾性層には、必要に応じて、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤及び離型剤の配合剤を加えることもできる。
上記導電性弾性層の形状としては、帯電部材がローラー形状の場合、帯電部材と被帯電体の均一な密着を確保するために、中央部が太く両端部に行くほど細いクラウン形状を有することが好ましい。ローラー形状の帯電部材においては、一般的に導電性支持体の両端部に所定の押圧力を与えて被帯電体と接触させるため、クラウン形状は中央部と両端部における押圧力の差を相殺し、ローラーの真直度が十分でない場合であっても帯電ムラを抑制させ得る。
上記導電性弾性層のクラウン量としては、帯電部材の中央部と両端部において被帯電体とのニップ幅が均一になる範囲を選択することができ、ローラー直径の5.0%以下であることが好ましい。具体的には、直径12mm程度のローラーの場合、600μm以下が好ましい。
ここで、クラウン量とは、中央部と両端部における直径差により、クラウン形状を特定する量である。具体的には、例えば、軸方向250mm程度のローラーの場合、ローラーの軸方向中央部の直径D1と、軸方向中央部から90mm端部側の部分の直径D2、D3の値2つの平均との差{D1−(D2+D3)/2}を、クラウン量の値とする。
上記導電性弾性層の厚さとしては、例えば、0.5mm以上5.0mm以下とすることができる。また、ローラー形状の帯電部材の場合は、回転時の当接ニップ幅を均一にするために、導電性弾性層の外径差振れを、ローラー中央部の直径の0.5%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.25%以下である。例えば、ローラーの直径が12mm程度の場合、振れの値は、具体的には60μm以下が好ましく、より好ましくは30μm以下とする。
導電性弾性層が形成されたローラーの振れは、図2の概略構成図に示す非接触レーザー測長器(LS−5000:(株)キーエンス製)を用いて測定した測定値を採用することができる。具体的には、導電性弾性層を形成した導電性支持体を回転軸として回転させ、回転軸と垂直に中心軸から導電性弾性層表面までの距離を測定し、1回転中の最大値と最小値の差を求め、更に、この測定を軸方向に1cmピッチで行い、その最大値を振れの値とする。また、ローラーの直径とは、同様に導電性支持体を回転軸としてローラーを回転させ、回転軸と垂直に非接触レーザー測長器で測定した回転軸からローラー表面までの最大値と最小値の平均とすることができる。
上記導電性弾性層の硬度は、マイクロ硬度(MD−1型)で70°以下が好ましく、より好ましくは60°以下である。マイクロ硬度(MD−1型)が70°以下であれば、帯電部材と被帯電体との間のニップ部の幅が充分になり、これによってニップ部の上流側における不均一な帯電が均され、被帯電体の安定した帯電を行うことができる。また、被帯電体や帯電部材の表面に現像剤等が付着するのを抑制することができる。
導電性弾性層の硬度を調整する方法としては、可塑剤を含有させることにより、柔軟性を付与する方法を挙げることができる。可塑剤の含有量は、好ましくは1質量部〜30質量部であり、より好ましくは3質量部〜20質量部である。可塑剤としては、高分子タイプのものを用いることが好ましい。高分子可塑剤の分子量は、好ましくは2000以上、より好ましくは4000以上である。分子量が2000以上であれば、可塑剤が導電性弾性層からの滲出による被帯電体の汚染を抑制することができる。
ここで、マイクロ硬度(MD−1型)とは、アスカー マイクロゴム硬度計MD−1型(高分子計器株式会社製)を用いて測定した帯電部材の硬度である。マイクロ硬度(MD−1型)の値としては、常温常湿(23℃/55%RH)の環境中に被測定体の導電性弾性層を12時間以上放置して、該硬度計を10Nのピークホールドモードとした測定値を採用することができる。
上記導電性弾性層の成形方法としては、上記の導電性弾性層原料の高分子弾性体、導電剤、その他の配合剤を密閉型ミキサーで混合して、例えば、押し出し成形、射出成形、又は圧縮成形の方法により成型することが好ましい。導電性弾性層は、導電性支持体の上に直接、導電性弾性層を成形しても、予め導電性弾性体層として成形したチューブやシートの成形体を導電性支持体上に被覆形成させてもよい。導電性弾性層の作製後に表面を研磨して形状を整えることができる。
導電性弾性層を成形体として成形した場合は、必要に応じて導電性支持体と接着剤を介して接着してもよい。接着剤としては、導電性であることが好ましく、導電剤を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂をバインダーとして、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系の接着剤に含有させたものを用いることができる。導電剤としては、具体的には、導電性弾性層に用いる導電剤として例示したものと同様のものを、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[表面層]
本発明の帯電部材における表面層は導電性であって、樹脂粒子を分散したバインダー樹脂により形成され、表面に前記樹脂粒子に由来する凸部を有する。
[樹脂粒子]
上記表面層に含有される樹脂粒子は、表面層の表面に凸部を形成し、これにより被帯電体とのニップ部において、被帯電体との表面間に放電空間を形成し、凸部以外の表面層が付着物で覆われた場合でも、安定した帯電を行うことを可能とするため、導電性を有する。上記樹脂粒子に導電性を付与する導電性物質としては、導電性酸化物が用いられる。この物質は、樹脂粒子表面を被覆し、樹脂粒子に均一に且つ中抵抗領域の導電性を付与する。このような金属酸化物は、温度や湿度に対して安定であり、外的因子の変化に対しても樹脂粒子に安定した導電性を付与することができ、安定した均一放電により被帯電体の安定した帯電を実現できる。
かかる導電性金属酸化物は、具体的には、酸化スズ(SnO2)である。酸化スズは安定した導電性を有し、樹脂粒子に安定して導電性を付与することができるため、帯電不良による不良画像の発生を効果的に抑制することができる。
上記樹脂粒子を形成する樹脂として、ポリメチルメタクリレートを用いる。樹脂粒子がポリメチルメタクリレートにより構成されることにより、適度な柔軟性と弾性を有し、無機微粒子に比べて被帯電体を損傷させるおそれがない。
上記酸化スズ被覆樹脂粒子(以下、粒子ともいう。)の体積抵抗率は、1.0×106Ω・cm以上1.0×1010Ω・cm以下であることが好ましい。より好ましくは、1.0×107Ω・cm以上1.0×109Ω・cmである。体積抵抗率が1.0×106Ω・cm以上であれば、粒子に均一な導電性を付与することができる。例えば、高温高湿及び常温常湿において、粒子の一部の低抵抗部分における過放電に起因するスジ状画像やピンホールリーク画像の発生を抑制することできる。体積抵抗率が1.0×1010Ω・cm以下であれば、放電を促進させ、例えば、帯電部材表面の汚れに起因する帯電不良画像の発生を抑制することができる。
ここで、粒子の体積抵抗率は以下の測定方法による測定値を採用することができる。内径1cmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の円筒の上下にステンレス(SUS316製)の円柱状の電極を配置した電極で測定する。測定サンプルと電極は、上記環境中で12時間以上放置して環境に馴染ませた後に測定を行う。PTFE製円筒の下部にSUS製の下部電極を配置し、約2gの粒子を片寄らないように入れ、上からSUS製円柱状電極を載せ、PTFE円筒と上下の電極によって挟む。10MPaの圧力を加えた状態で、1分間以上放置した後、上記表面層の体積抵抗率の測定と同様の条件で、行うことができる。
上記粒子は、平均粒子径が1μm以上30μm以下であり、好ましくは、3μm以上15μm以下である。粒子の粒子径が30μm以下であれば、被帯電体の均一な帯電を行うことができ、表面層の凹部へのトナーや外添剤の付着を抑制することができる。また、1μm以上であれば、帯電部材と被帯電体とのニップ部での放電を発生させ得る空隙を確保する凸部を形成することができ、被帯電体の均一な帯電を行うことができる。
上記粒子の平均粒子径は、以下の測定方法による測定値を採用することができる。コールターカウンターマルチサイザーにより、使用した粒子の粉体を用いて測定する。具体的には、電解質溶液100〜150mlに界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml添加し、これに測定粒子を2〜20mg添加する。粒子を懸濁した電解質液を超音波分散器で1〜3分間分散処理して、コールターカウンターマルチサイザーにより17μm又は100μmの適宜粒子サイズに合わせたアパチャーを用いて体積を基準として、0.3〜64μmの粒度分布を測定する。測定した粒度分布から質量平均粒子径をコンピュータ処理により求める。
また、表面層の断面を顕微鏡等で観察し、含有されている粒子の粒子径を求めることもできる。具体的には、帯電部材の表面層を断面が観察できるように剃刀等で薄くスライスする。例えば、図3(a)、(b)に示すようにローラー状の帯電部材の軸方向に3箇所、その円周方向に3箇所の合計9箇所の断面を電子顕微鏡にて撮像する。図3(c)に切断断面の模式図を示す。画像上にて二次凝集した粒子を除き一次粒子のみを透過型電子顕微鏡(TEM)にて100個観察し、その投影面積から円相当径を算出し、体積平均粒径を求め、それを平均粒径とすることができる。
上記粒子の表面層中における含有量として、1質量%以上80質量%以下が好ましい。粒子が1質量%以上含有されることにより安定した帯電を行うことができ、80質量%以下であれば、表面層成形時の粘度の調整が容易になる。
上記樹脂粒子の製造方法を、以下に例示するが、これらに限定されるものではない。
表面を導電性物質で被覆されたタイプの粒子の製造方法としては、樹脂粒子をカップリング剤により表面処理した後、導電性物質とを反応させることにより、表面が導電性物質により被覆された粒子を得る方法を挙げることができる。かかるカップリング処理としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等を挙げることができ、これらのうちシランカップリング剤が特に好ましい。シランカップリング剤としては、具体的に、以下のものを挙げることができる。ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3、4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1、3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリフロロプロピルトリクロロシラン、ヘプタデカフロロデシルトリクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルハイドロジェンポリシロキサン。
[バインダー樹脂]
上記表面層を構成するバインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂を挙げることができる。
これらのうち、特に、ラクトン変性アクリルポリオールを、イソシアネートで架橋したウレタン樹脂が好適に用いられる。ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネートで架橋することにより、導電性弾性層からの低分子量成分の滲出を抑制して被帯電体の汚染を抑制すると共に、被帯電体表面に付着しているトナーや外添剤等による帯電部材自体の汚染を抑制することができる。
上記イソシアネートとしては、イソシアヌレート型の3量体が、架橋点となり、表面層においてより密な架橋を形成することができ、導電性弾性層からの低分子量成分が帯電部材表面へ滲出するのを抑制することができることから、好ましい。また、イソシアネート基がブロック剤によりブロックされたブロックイソシアネートであることが好ましい。この理由としては、上記イソシアネート基は反応しやすく、表面層の塗工用塗料を常温で長時間放置しておくと徐々に反応が進み、塗料の特性が変化してしまう場合があるからである。これに対してブロックイソシアネートは、活性なイソシアネート基がブロックされ、ブロック剤の解離温度以下では反応が進行しないため、塗料の取扱が容易になる。マスキングを行うブロック剤としては、フェノール、クレゾールのフェノール類、ε−カプロラクタムのラクタム類、メチルエチルケトオキシムのオキシム類を挙げることができるが、これらのうち解離温度が比較的低温のオキシム類が好ましい。
上記ラクトン変性アクリルポリオールとしては、分子鎖骨格がスチレンとアクリルの共重合体であることが、適度な硬度と非汚染性を表面層に付与することから、好ましい。また、末端に水酸基を有する変性ラクトン基を有することが、多数の架橋点の形成を可能とし、イソシアネートと密に架橋することができることから好ましい。架橋を蜜に有する表面層において、導電性弾性層等の下層からの低分子成分の滲出を抑制することができる。
このようなラクトン変性アクリルポリオールはOH価が80KOHmg/g程度であることが好ましい。ラクトン変性アクリルポリオールがこのようなOH価を有することにより、架橋不足により表面層が柔軟になり、帯電部材が感光体に貼着する傾向を抑制し、また、架橋過剰により表面層が高硬度なり、耐衝撃性の低下によるクラックの発生を抑制することができる。
上記ラクトン変性アクリルポリオールとイソシアネートとの配合比は、イソシアネートのNCO基の数(A)と、ラクトン変性アクリルポリオールのOH基の数(B)との比、NCO/OH比(A/B)が0.1〜2.0であることが好ましい。より好ましくは0.3〜1.5の範囲である。
バインダー樹脂中には、必要に応じて、上記表面層の構成物の機能を阻害しない範囲で各種添加剤が含有されていてもよい。かかる添加剤としては、シリコーンオイル等のレベリング剤を挙げることができる。
[導電性]
上記表面層は導電性を有することにより、電圧を印加されて被帯電体間に放電を発生させ得る。表面層の体積抵抗率は上記環境1〜3において、それぞれ中・高抵抗領域の1×106Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下であることが好ましい。表面層の体積抵抗率が1×106Ω・cm以上であれば、被帯電体に存在するピンホールに放電が集中して印加電圧が降下するのを抑制し、ピンホールが位置する被帯電体の長手方向全体に亘ってスジ状の帯電不良が発生するのを抑制することができる。表面層の体積抵抗率が1×1015Ω・cm以下であれば、帯電部材への通電を容易にし、これにより被帯電体を所定電位に帯電することができ、所望の濃度の画像を形成することができ、ゴースト画像等の発生を抑制することができる。
上記表面層の体積抵抗率は、帯電部材の表面から5mm×5mm程度の短冊形に切り出した表面層のサンプルの表裏に上記導電性弾性層の体積抵抗率の測定の場合と同様にして電極を形成して測定した測定値とすることができる。または、アルミシート上に表面層成形用の塗料を塗布して形成した塗膜をサンプルとし、これに金属を蒸着して電極を形成して測定した測定値とすることができる。測定は上記導電性弾性層の場合と同様の条件において行うことができる。
上記表面層に上記導電性を付与するために、導電剤を用いる。導電剤としては、環境等の外的因子による影響を受けにくいものが好ましい。かかる導電剤としては、具体的には、導電性弾性層において具体的に例示したイオン導電剤や電子導電剤と同様のものを挙げることができる。
導電剤は、平均粒子径が0.01μm以上、0.9μm以下のものを用いる。
また、導電剤の表面層中の含有量としては、上記体積抵抗率とするため、2〜80質量%が好ましく、特に好ましくは20〜60質量%を挙げることができる。
上記導電剤は、表面への水分の吸着を抑え、環境の変動による影響を少ないものとするため、表面をカップリング剤で処理して使用することもできる。かかる表面処理に用いるカップリング剤としては、同一分子内に加水分解可能な基と疎水基を有し、珪素、アルミニウム、チタン又はジルコニウム等の中心元素にこれらの基が結合している化合物を挙げることができる。加水分解可能な基としては、例えば、比較的親水性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基のアルコキシ基、その他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、これらの変性体基又はハロゲン原子を挙げることができる。また疎水基としては、炭素原子が6個以上直鎖状に連なるアルキル基を含むものであればよい。これらのアルキル基の中心元素との結合形態としては、カルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステル又は燐酸エステルを介して、あるいはダイレクト結合を挙げることができる。これらの疎水基には、エーテル結合、エポキシ基又はアミノ基の官能基が含まれていてもよい。カップリング剤としては、反応性が高いシランカップリング剤が好ましい。
かかるシランカップリング剤としては、具体的に、以下のものを挙げることができる。ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン及びヘキシルトリメトキシシラン。
上記表面層には、上記の他、より安定した帯電を行うことを可能とするために、絶縁性の無機粒子が含有されていてもよい。かかる無機粒子としては、シリカや酸化チタンが好ましい。シリカや酸化チタンの一次粒子径は0.5μm以下の微粒子であることが好ましい。シリカや酸化チタンは表面処理を施したものを用いてもよい。表面処理には、化学反応、あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物による処理を挙げることができ、好ましい方法としては、具体的に、以下の方法を挙げることができる。
ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシランカップリング剤で処理する方法。
有機ケイ素化合物で処理する方法。
シランカップリング剤で処理した後、あるいはシランカップリング剤で処理すると同時に有機ケイ素化合物で処理する方法。
上記表面処理に使用されるシランカップリング剤としては、具体的に以下のものを挙げることができる。ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン。
上記表面処理に使用される有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルを挙げることができ、25℃における粘度がおよそ30〜1,000センチストークスのものが好ましい。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル又はフッ素変性シリコーンオイルを用いることが好ましい。
このようなシリコーンオイルを用いる表面処理方法としては、例えば、以下の方法を例示することができる。
シランカップリング剤で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合する方法。
ベースとなるシリカ微分体ヘシリコーンオイルを噴射する方法。
適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散させた後、ベースのシリカ微粉体と混合し、溶剤を除去する方法。
上記無機粒子の表面層中の含有量としては、0.1〜30質量%が好ましい。無機粒子の含有量が0.1質量%以上であると、安定した帯電を行うことができ、30質量%以下であれば、表面層の形成時における粘度調整を容易に行うことができる。
[表面層の特性]
上記表面層のガラス転移温度Tgは粘弾性測定法で、ピーク温度で45℃以上が好ましく、特には50℃以上あることが好ましい。45℃以上であれば、被帯電体と接触したまま長期間放置した場合に被帯電体に貼着することを抑制し、トナー等の付着を抑制することができる。ガラス転移温度Tgは、表面層においてクラックの発生を抑制できる適度な可撓性を有するような範囲であることが好ましく、バインダー樹脂を構成する単量体の配合比を調整し、例えば、イソシアネートの配合比を調整し、所望の温度範囲とすることができる。
ガラス転移温度Tgは以下の測定方法による測定値を採用することができる。表面層を帯電部材から剥離してサンプルとする、あるいは、PET樹脂シートやフッ素系樹脂シート上に表面層成形用塗料を用いて作製した塗膜をシートから剥離しサンプルとし、5mm×40mm程度の短冊形に切り出したものを測定に用いる。測定装置は、動的粘弾性測定装置RSA−II(レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー(株)製)を用い、また治具としてフィルムテンションフィクスチャーを用いる。測定は、−50℃〜150℃の温度範囲において測定周波数6.28rad/sec、昇温速度5℃/min.、初期歪0.07〜0.25%のオートテンションモードで行う。損失正接tanδの温度分散を測定し、ピーク温度をTgとする。
上記表面層の膜厚は、樹脂粒子の平均粒子径に対して、好ましくは、1/2倍以上10倍以下、より好ましくは、1倍以上5倍以下である。樹脂粒子の粒子径に対して、表面層の膜厚が1/2倍以上であれば、被帯電体との接触や摺擦による樹脂粒子の欠落を抑制することができる。また、膜厚が樹脂粒子の平均粒子径に対して、10倍以下であれば、表面層中に埋設される樹脂粒子量を低減し、表面に樹脂粒子由来の凸部を効率よく形成することができる。
膜厚は、図3(a)、(b)中、矢印で示す位置で帯電部材を鋭利な刃物で切り出して、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察して求めた値を採用することができる。
[表面層の製造方法]
上記表面層の形成方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。上記表面層を構成する樹脂粒子、バインダー樹脂材料、その他の材料を、サンドミル、ペイントシェーカ、ダイノミル、パールミルビーズを利用した分散装置を用いて分散し、必要に応じて媒体と混合して表面層成形用塗料を作成する。得られた表面層成形用塗料を、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、又はリングコート法により塗工、乾燥、硬化して成形することができる。
所定の厚さの表面層を作成するには、表面層成形用塗料の樹脂の固形分濃度や、浸漬塗工の場合は引き上げ速度を調整して作成することができる。表面層成形用塗料中の樹脂の固形分濃度を増加させると表面層の膜厚を厚くすることができ、固形分濃度を低下させると膜厚を薄くすることができる。上記膜厚の表面層を作成するためには、具体的には、揮発する分散媒に対する樹脂の固形分を10〜40%に調整することが好ましい。
また、浸漬した塗料からの引き上げ速度を速くすると膜厚が厚くなり、低速にすると膜厚が薄くなるので、上記膜厚の表面層を作成するためには、具体的には、塗工引き上げ速度を20〜5000mm/minに調整することが好ましい。
[帯電部材]
[表面の表面粗さ]
本発明の帯電部材において、その表面が表面粗さRzjisとして3μm以上20μm以下を有する。上記表面粗さは、JIS B0601−2001による十点平均粗さとするものであり、より好ましくは、5μm以上15μm以下である。かかる表面粗さを有することにより、被帯電体とのニップ部において相互の表面間に放電を良好に発生し得る微細な空隙を形成することができる。上記表面粗さRzjisが3μm以上であれば、放電を発生させることができ、スジ状の帯電不良の発生を抑制することができる。また、20μm以下であれば、帯電部材表面にトナーや外添剤等が付着するのを抑制し、不均一な帯電を行うことを抑制することができる。
本発明の帯電部材に上記範囲の表面粗さを有する表面を形成する方法として、表面層の下層、例えば、導電性弾性層の表面粗さ、表面層の膜厚、表面層中に含有される樹脂粒子の平均粒子径と添加量を調整する方法を挙げることができる。
これらの表面粗さの形成方法のうち、下層の表面粗さを小さくし、表面層中の樹脂粒子の平均粒子径と添加量で表面粗さを調整する方法が、被帯電体とのニップ部において、放電空間を形成するために好ましい。下層の表面粗さを調整する方法は、表面層中の樹脂粒子により表面粗さを調整する方法に比べて、スジ状の帯電不良を抑制する効果が小さい傾向にある。これは、下層の導電性弾性層が表面層と比較して柔軟なため、被帯電体との押圧力によって圧縮変形し、十分な空隙を形成できないことが考えられる。このため、表面層の下層の導電性弾性層は、十点平均粗さがRzjisで10μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以下である。
平均粗さ(Rzjis)は、JIS B0601−2001の表面粗さに準じた方法により、小坂研究所製サーフコーダーSE3400にて、図3(a)、(b)に示すように、軸方向3箇所、その円周方向に2箇所の合計6点について各々測定する。その測定値の平均値を採用することができる。測定の条件としては、接触針は先端半径2μmのダイヤモンドとし、測定スピード0.5mm/s、カットオフλc0.8mm、基準長さ0.8mm、評価長さ8.0mmとすることができる。
[電気抵抗値]
本発明の帯電部材の電気抵抗としては、30℃/80%RHの高温高湿の環境中では1×104Ω以上であり、15℃/10%の低温低湿の環境中では1×108Ω以下であることが好ましい。低温低湿環境中の電気抵抗が1×108Ω以下であれば、被帯電体を所定の電位に帯電することができ、ゴースト画像の発生を抑制できることから、好ましい。また、高温高湿環境中の電気抵抗が1×104Ω以上であれば、被帯電体にピンホールがあったとしても印加電圧の電圧降下を生じさせず、画像上に横帯状の画像不良を発生させず好ましい。このような電気抵抗を上記範囲とするためには、例えば、導電性弾性層の体積抵抗率を1×104〜1×108Ω・cmに調整し、また、表面層を体積抵抗率を1×106〜1×1015Ω・cm、かつ膜厚を1〜100μmに調整することが挙げられる。
電気抵抗は以下の方法で測定した測定値を採用することができる。まず、図4(a)に示すように、帯電部材である帯電ローラーの導電性支持体1を、荷重のかかった軸受け33aと33bとにより、被帯電体である感光体と同じ曲率の円柱形金属32に対して帯電ローラーが平行になるように当接させる。次に、図4(b)に示すように、円柱形金属32をモーターにより回転させ、帯電ローラーを円柱形金属に当接させたまま従動回転させながら、安定化電源34から直流電圧−200Vを印加する。このとき帯電ローラーに流れる電流を電流計35で測定して、帯電ローラーの抵抗を計算する。具体的には、導電性支持体の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの金属円柱に当接させ、金属円柱を周速45mm/secで回転させて測定する方法を挙げることができる。
本発明の帯電部材の一例として、図5に示すローラー形状のものを挙げることができる。図5(a)に軸方向における断面図、(b)に軸方向に垂直方向の断面図を示すように、帯電部材は、導電性基体を構成する導電性支持体1及びその外周に設けられる導電性弾性層2と、該導電性弾性層2の外周を被覆して設けられる表面層3とを有する。導電性支持体は、炭素鋼合金表面に5μmの厚さのニッケルメッキを施した円柱である。導電性弾性層2は導電性弾性体からなり、表面層3樹脂粒子及びバインダー樹脂から形成されている。
[電子写真装置]
本発明の電子写真装置は、上記帯電部材と、被帯電体と、露光手段と、現像手段と、転写手段とを有することを特徴とし、帯電部材に直流電圧のみを印加し、被帯電部材を帯電するものであることが好ましい。
本発明の電子写真装置の一例として、図6に示すものを挙げることができる。かかる電子写真装置には、主として、被帯電部材である感光体4、感光体4の周囲に、上記帯電部材である帯電ローラー5、露光手段、現像ローラー6及びトナーTを収納する現像剤容器6aを有する現像手段、転写ローラー(転写手段)8が設けられる。更に、クリーニングブレード10、記録材に画像を定着する定着部9が設けられる。
このような電子写真装置において、帯電ローラーに直流電源19から直流電圧を印加する。帯電ローラーを印加する直流電圧の絶対値は、感光体表面を帯電する目的の一次帯電電圧に空気の放電開始電圧を加えた電圧とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧は500〜700V程度、感光体表面の一次帯電電圧としては300〜800V程度であり、帯電ローラーの印加電圧としては、800〜1500Vとすることが好ましい。このような電圧が印加された帯電ローラーに接触させて、感光体を矢印の方向に回転させる。感光体は帯電ローラーとのニップ部の上流側で帯電され、ニップ部及び下流側の帯電により均一に、一次帯電される。
次に露光手段から露光11を感光体表面に照射し感光体表面に静電潜像を形成する。一方、静電潜像より低い電圧を電源18から現像ローラーに供給し、現像ローラーを回転させ、現像ローラーにトナーを付着させる。現像ローラー上のトナーは弾性規制ブレード13により薄層に形成されつつ搬送され、感光体の表面と接触することによって、静電潜像上に移動してこれを現像する。現像された感光体上のトナー像は、電源20から静電潜像より高い電圧の転写電圧が転写ローラーを介して、紙などの印刷メディア7の裏面から印加されることにより、感光体から印刷メディア7上に転写される。その後、印刷メディア上のトナー像は、定着部において熱と圧力により定着され、永久画像となって、印刷メディアが装置外へ排出される。トナー像の転写後、感光体は帯電前露光装置12により露光され、残留する潜像が消去され電位がアース電位に戻り、更に、転写されずに感光体上に残留するトナーはクリーニングブレードで感光体上から除去、回収される。
また、図面上、現像手段は1つのみ記載しているが、現像手段を、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー毎に設け、これを直列に配置し、カラー画像形成装置とすることもできる。
このような電子写真装置において、帯電ローラーを印加する一次帯電電圧に直流電圧のみを用いることにより、消費電源を削減し、低コスト化を図ることができる。また、交流電圧を印加したときに発生する帯電音が発生しない。直流電圧のみにより帯電ローラーの印加を行っても、安定した放電により、感光体表面を安定して帯電させることができ、帯電不良による画像不良の発生が抑制される。また、耐久寿命後半に帯電ローラー表面が付着物に覆われた状態となっても、帯電ローラー表面の凸部の斜面からの放電により、感光体の均一な帯電を行い、画像不良の発生を抑制し、装置の長寿命化を図ることができる。
[プロセスカートリッジ]
本発明のプロセスカートリッジは、上記帯電部材と被帯電体とを備え、電子写真装置本体に着脱自在に一体化されたものであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジとしては、上記帯電部材と被帯電体とを備えたものであればよい。この他、電子写真装置に設けられる現像手段、クリーニング手段等から選ばれる1つ又は2つ以上を、上記帯電部材と一体化し、電子写真装置本体に着脱自在に構成されたものであってもよい。
本発明のプロセスカートリッジの一例として、図7に示すものを挙げることができる。図7に示すプロセスカ−トリッジは、感光体4や帯電ローラー5、現像ローラー6及びクリーニングブレード10が一体化されて支持され、電子写真装置の本体と脱着自在に構成されたものである。更に、現像剤容器の開口にトナーシール30が設けられ、プロセスカートリッジが電子写真装置に装着される前に、現像ローラーとトナーとの接触が回避されるようになっている。
以下に、本発明の帯電部材、プロセスカートリッジ、電子写真装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
[導電性弾性層の作製]
[製造例1−1]導電性弾性層(導電性弾性ローラー)1
エピクロルヒドリンゴム(商品名エピクロマーCG105:ダイソー(株)製)100質量部、充填剤としてMTカーボン(商品名N991:Thermax社製)35質量部、酸化亜鉛5質量部及びステアリン酸1質量部をオープンロールで30分間混練した。この30分間混練したものに、下記の加硫促進剤と加硫剤とを加え、オープンロールでさらに15分間混練することによって、混練物を得た。
加硫促進剤:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド(商品名ノクセラーDM−P:大内新興化学(株)製)1質量部、
加硫促進剤:テトラメチルチウラムモノスルフィド(商品名ノクセラーTS:大内新興化学(株)製)0.5質量部、
加硫剤:イオウ1.2質量部。
次に、混練物Iを、ゴム押し出し機で、外径9.5mm、内径5.4mmの円筒形に押し出し、250mmの長さに裁断し、加硫缶で160℃の水蒸気で30分間1次加硫することによって、導電性弾性層用1次加硫チューブを得た。
一方、直径6mm、長さ256mmの円柱形の鋼製の支持体として表面をニッケルメッキ加工したものを用いた。円柱面軸方向中央を挟んで両側115.5mmまでの領域(あわせて軸方向幅231mmの領域)に、金属及びゴムを含む熱硬化性接着剤(商品名メタロックU−20:(株)東洋化学研究所製)を塗布した。これを30分間80℃で乾燥させた後、さらに1時間120℃で乾燥させた。
この円柱面に熱硬化性接着剤を塗布し乾燥させた支持体を、導電性弾性層用1次加硫チューブの中に挿入し、その後、導電性弾性層用1次加硫チューブを1時間160℃で加熱した。この加熱によって、導電性弾性層用1次加硫チューブが2次加硫され、また、熱硬化性接着剤が硬化した。このようにして、表面研磨前の導電性弾性層(研磨前導電性弾性ローラー)を得た。
次に、研磨前導電性弾性ローラーの導電性弾性層部分(ゴム部分)の両端を切断し、導電性弾性層部分の軸方向幅を231mmとした。その後、導電性弾性層部分の表面を回転砥石で研磨して、端部直径8.2mm、中央部直径8.5mmのクラウン形状で、表面のRzjisが2.5μmの導電性弾性ローラー1を作製した。得られた導電性弾性ローラー1の硬度は74度(アスカーC)であった。
[製造例1−2〜14]導電性弾性層(導電性弾性ローラー)2〜14
製造例1−1と同様にして導電性弾性ローラー2〜14を作製した。
[製造例2−1]樹脂粒子1
PMMA樹脂(商品名パラペットGF:(株)クラレ製)100質量部と導電剤Bとして酸化スズ(商品名S−1:(株)ジェムコ製)200質量部を250℃にてミキサー(W50EHT:ブラベンダー社製)にて10分溶融混錬した。室温で自然冷却後、液体窒素で樹脂を冷凍し、粉砕した後ふるいにて分級し、平均粒径5μm(粒径分布:±0.5μm)の樹脂粒子1を得た。
[製造例2−2〜9、12、13]樹脂粒子2〜9、12、13
導電剤Bの種類、添加質量部数、分散時間、粒径を表1のように変更した以外は製造例2−1と同様にして樹脂粒子2〜9、12、13を作製した。使用した材料は以下のとおりである。
酸化チタン、商品名:ET−500W、石原産業(株)製
銅、商品名:COPPER POWDER 1050YP、三井金属鉱業(株)製
銀でコートされた銅(銀10%、銅90%)、商品名:10%Ag/COPPER POWDER1050YP、三井金属鉱業(株)製
[製造例2−10]樹脂粒子10
PMMA粒子(商品名MBX−5:積水化成品工業(株)製)500gに、メチルトリエトキシシラン(特級:キシダ化学)10gを、エッジランナーを稼動させながら添加し、588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行った。次に、金属酸化物として酸化スズ(商品名S−1:(株)ジェムコ製)100gを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で60分間混合攪拌を行った。これによりメチルトリエトキシシラン被覆に金属酸化物を付着させた後、乾燥機を用いて80℃で60分間乾燥を行い、樹脂粒子10を得た。このとき攪拌速度は22rpmで行った。
[製造例3−1]表面層溶液1
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液(商品名プラクセルDC2016:ダイセル化学工業(株)製)にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が17質量%となるように調整した。この溶液588.2質量部、上記アクリルポリオール溶液の固形分100質量部に対して、以下のものを入れ混合溶液を調整した。
樹脂粒子1 50質量部
導電性カーボン 20質量部
(商品名ケッチェンブラックEC600JD:ライオン(株)製)
変性ジメチルシリコーンオイル 0.08質量部
(商品名;SH28PA、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製)
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3の混合物 80.14質量部
このとき、HDIとIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。HDIとIPDIについては、HDI(商品名デュラネートTPA−B80E:旭化成工業製)、IPDI(商品名ベスタナートB1370:デグサ・ヒュルス製)を使用した。
450mLのガラス瓶に上記混合溶液210gと、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gを混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて72時間分散して表面層溶液1を得た。
[製造例3−2〜10、12、13]表面層溶液2〜10、12、13
樹脂粒子を樹脂粒子2〜10、12、13に変更した以外は、表面層溶液の製造例3−1と同様にして表面層溶液2〜10、12、13を製造した。
[製造例3−11]表面層溶液11
樹脂粒子を添加しない以外は、表面層溶液の製造例1と同様にして表面層溶液11を製造した。
[製造例3−14]表面層溶液14
樹脂粒子をPMMA粒子(商品名MBX−5:積水化成品工業(株)製)に変更した以外は、表面層溶液の製造例1と同様にして表面層溶液14を製造した。
[製造例4−1]帯電部材1
表面層溶液1を導電性弾性ローラー1に1回ディッピング塗布し、常温で30分間以上風乾した後、80℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥し、更に160℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥して、導電性弾性ローラー1上に表面層を形成した。ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/s、最終速度は2mm/sになるように調節し、20mm/sから2mm/sの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。
このようにして、導電性支持体上に導電性弾性層及び表面層をこの順に有するローラー形状の帯電部材1を作製した。作製した帯電部材の物性を表1に示す。
[製造例4−2〜14]帯電部材2〜14
製造例4−1と同様にして帯電部材2〜10、C1〜C3、R1を作製した。作製した帯電部材の物性を表1に示す。
[参考例1]画像形成
帯電部材1をプロセスカートリッジに装着し、図6に示す電子写真装置に組み込み、ベタ画像(全面黒画像)を50枚出力して白画像(印字なし画像)を1枚出力することを1セットとして、6セット行い、帯電部材に汚れを付着させた。次に、現像装置、クリーニング装置を新品と交換し、E文字1%印字画像を1枚出力し、電子写真装置の回転を停止させた後、また画像形成動作を再開するという動作を繰り返した。この間欠方式にて(E文字1%印字画像を間欠耐久)、5000枚の画像出力(耐久試験)を行った。
評価条件は直径24mmの感光体に、一端で0.5kg重、両端で合計1kg重のバネによる押し圧力で当接、帯電部材には直流電圧のみ−1000Vを印加して行った。トナーは平均粒径5.0μmの黒色重合トナーを用いた。感光体は、HP Color LaserJet 3000(ヒューレットパッカード社製)のモノクロ(ブラック)カートリッジに搭載の感光体ドラムを使用した。プロセススピードは250mm/s、評価環境は低温低湿(15℃、10%)(汚れ起因の画像のみ評価)、常温常湿(23℃、53%)及び高温高湿(30℃、80%)(過放電起因の画像のみ評価)において行った。
耐久試験後、ハーフトーン画像を出力し、出力画像を、汚れ起因のスジ状画像、ポチ状、及びムラ画像、過放電起因のスジ状及びピンホールリーク画像について評価し、以下の基準によりランク付けを行った。帯電部材の汚れ位置とスジ状画像、ポチ状画像、及びムラ画像の位置が一致するものを汚れ起因の画像と判断した。結果を表2に示す。
ランク1:未発生。
ランク2:軽微な発生。
ランク3:一部に発生しているが実使用上問題ない。
ランク4:発生しているが画像品質が劣る。
表2に示すように、低温低湿、常温常湿、高温高湿においても汚れ起因、過放電起因の画像は未発生であった。
[参考例2〜9、実施例10]
参考例1と同様にして帯電部材2〜10について同様な評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例1〜4]
参考例1と同様にして帯電部材C1〜C3、R1について同様な評価を行った。結果を表2に示す。
結果より、本発明の帯電部材は、安定した帯電を行うことができることが分かった。