JP5828752B2 - 帯電部材及び帯電部材の製造方法 - Google Patents

帯電部材及び帯電部材の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、帯電部材とその製造方法に関する。
電子写真に用いられている帯電部材は、直流電流の長期に亘る印加によって、電気抵抗が徐々に変化していく場合がある。また、帯電部材の表面は、放電自体や放電に伴って発生するオゾンや窒素酸化物に曝されるため、その表面状態が経時的に変化していく。表面状態が経時的に変化していくことにより、電子写真画像に横スジ状の帯電ムラ等が発生してしまう。
特許文献1には、帯電部材の帯電を良好にするため、帯電部材の表面に粉体を塗布することが開示されている。特許文献2には、帯電部材の表面に粉体からなる突起を固定する方法が開示されている。
特開平03−103878号公報 特開平04−116673号公報
しかしながら、特許文献1の方法は、帯電部材の表面状態の経時的変化を抑制するには、未だ改善の余地があった。すなわち、特許文献1に係る帯電部材は、表面に保持可能な粉体の量自体が少なく、また、粉体の保持力も小さい。そのため、長期に亘る使用により、帯電部材の表面状態の変化を十分には抑制し得なかった。
また、特許文献2に記載の粉体を帯電部材表面に固定しただけの構成では、粉体を帯電部材表面に1層しか固定することができない。そのため、帯電部材の表面が、放電や放電生成物への暴露によっても表面状態の変化を抑制するに十分な量の粉体を表面に保持させることは困難であった。
また、粗し粒子によって表層に凸部を形成した帯電部材も知られているが、このような凸部では微粉を大量に保持することは不可能なばかりか、凸の先端も導電性の表層の一部となっており、初期の放電面として働く。ゆえに例え微粉を保持させたとしても、長期間使用されていると、放電ポイントとなっている凸の先端に放電生成物が付着し、帯電特性が変ってしまう場合がある。
従来の技術では、帯電部材表面にしっかりと固定された突起の隙間に微粉を充分に保持して安定な耐久を目指す構成は知られていなかった。
本発明は、長期間の使用によっても帯電部材の表面状態の変化が生じにくく、安定した帯電性能が維持される帯電部材およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明によれば、導電性支持体と、該導電性支持体の外周部に設けられた導電性基層とを有し、該導電性基層は、その表面に、粒子に由来する絶縁性の突起を有している帯電部材であって、該絶縁性の突起と前記導電性基層の表面との段差部分に、非粘着性の微粉が保持されてなり、該微粉は、その個数平均粒径が、該粒子の個数平均粒径よりも小さい帯電部材が提供される。
また、本発明によれば、硬化性の液体に粒子を分散して塗工液を形成する工程と、
該塗工液を導電性基層へ塗工する工程と、
塗工された該塗工液を前記導電性基層へ含浸させる工程と、
含浸した硬化性の液体を硬化させて粒子を導電性基層へ固着させて突起を作る工程と、
該突起と前記導電性基層の表面との段差部分に、個数平均粒径が前記粒子の個数平均粒径よりも小さい非粘着性微粉を保持させる工程と、を有する帯電部材の製造方法が提供される。
本発明によれば、長期に亘る使用によっても表面状態が変化しにくく、安定した帯電性能が維持される帯電部材を得ることができる。
本発明の帯電部材の一つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。(a)は帯電部材の横断面を、(b)は帯電部材の縦断面を示す。 本発明に係る画像形成装置の概略図を示す。 本発明に係るカラー画像形成装置の概略図を示す。 本発明に係る帯電部材電気抵抗の測定方法の概略説明図を示す。 本発明に係る帯電部材表面の概略説明図を示す。 本発明に係る帯電部材に突起の形成に使用する塗工装置の概略図を示す。 本発明に係る帯電部材の塗工工程における塗工装置の動作の概略説明図を示す。 本発明に係る帯電部材塗工装置の軸受け部の概略説明図を示す。 本発明に係る塗工された塗膜を含む帯電部材の概略説明断面図を示す。 本発明に係る帯電部材に微粉を保持させる前の基層表面の概略図を示す。
<帯電部材>
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1に本発明の帯電部材の概略図を示す。図1(a)は本発明の帯電部材の横断面の概略図を示し、図1(b)は本発明の帯電部材の縦断面の概略図を示す。本発明の帯電部材は、導電性支持体1の外周部に導電性基層2を有し、導電性基層2の表面に粒子に由来する絶縁性の突起3を有している。さらに突起3と導電性基層2の表面との段差部分に、個数平均粒径が前記粒子の個数平均粒径よりも小さい非粘着性微粉4が保持されている
図5に本発明の帯電部材の表面付近の拡大図を示す。図5(a)は本発明の帯電部材の表面近傍を垂直方向から見た概略の拡大図を表し、図5(b)は本発明の帯電部材の表面近傍の横断面を表す概略の拡大図である。
導電性基層2の表面に突起3がランダムに固定され、その突起3と導電性基層2の作る隙間に微粉4が保持されている。電子写真感光体に対しては、導電性基層2の表面から放電が発生し、微粉4の隙間を電荷が感光体へと移動し、感光体を帯電する。
本発明の帯電部材は、導電性支持体と、導電性支持体の外周部に設けられた導電性基層と、導電性基層の表面に固定された突起と、突起と導電性基層の表面との段差部分に保持された微粉とからなる。
以下、突起を固定する前の導電性支持体と導電性基層からなる部材を「導電性基層部材」と呼称する。さらに導電性基層部材に突起を固定し、微粉を保持させていない状態の部材を単に「基層」と呼称する。
<突起>
突起は感光体と導電性基層表面との間を一定の距離に保つ様に、導電性基層の表面に所定の密度で存在する。
突起の形状は球形であることがより好ましい。球形であると、感光体と接触したときに、被帯電面である感光体表面と、放電面である導電性基層表面の両方の面積を広く取ることが可能で、より広い範囲を帯電することが可能となる。すなわち同じ大きさの円柱や直方体の突起に比較して感光体への接触面積や導電性基層への固定された面積が小さいので、帯電されない面積が小さくなるので好ましい。また球形の突起は、突起を製造する面でも簡単な製造方法で形成可能であるので好ましい。すなわち、球形の粒子を用いて突起を製造すれば、球形の粒子径と突起の高さ、突起の幅、感光体と導電性基層表面との距離を一致させて制御し易い。
感光体と導電性基層表面との距離としては、好ましくは2μm以上100μm以下、より好ましくは3μm以上から30μm以下である。ゆえに突起の平均の高さも、2μm以上100μm以下、特には、3μm以上から30μm以下が好ましい。図10の(b)に示す突起の高さ3aが2μm以上100μm以下であると、感光体と導電性基層表面との距離が放電に対して安定した領域となり、良好な放電による均一な帯電状態が得られるので好ましい。また、高さが2μm以上100μm以下であると非粘着性微粉を保持しやすくなるので、微粉の逸散を防ぐ効果がある。突起の高さの平均が2μm以上の場合、微粉の保持力が低下せず、継続的な使用によって微粉が逸散してしまうこともない。突起の高さが100μm以下の場合、帯電に必要な放電開始電圧が大きくならず、帯電が困難になることもない。
突起の幅3bも、突起の高さと同じ2μm以上100μm以下であることが好ましい。突起の幅3bが突起の高さ3aと同じ2μm以上100μm以下であれば、放電を邪魔してムラとなること無く、帯電部材と感光体との当接圧力を充分に支えて破損すること無く非粘着性微粉を保持するので好ましい。突起の幅が100μm以下の場合は、突起の部分が帯電せず、画像上に帯電ムラとして現れてしまうことはない。一方、突起の幅が2μm以上の場合は、突起が鋭利になり過ぎ、感光体を傷つけて削ってしまう恐れや、突起自体の強度が小さくなりすぎて突起が破損して取れてしまう恐れもない。
基層の表面積に対する突起の覆っている面積の比率(以下「突起密度」とも言う。)として、0.03倍以上0.9倍以下、特には、0.06倍以上0.6倍以下が好ましい。突起密度がこの範囲であれば、安定な放電を行いつつ微粉の保持を長期間行うことが可能となる。突起密度が0.03倍以上の場合は、微粉の保持力が低下して、継続的な使用によって微粉が逸散してしまうことはない。突起密度が0.9倍以下の場合は、放電可能な表面の面積が減って、帯電能力が低下することもない。突起密度(面積比)は、図10の(a)に示すように基層の表面に対して垂直方向から観察した画像における基層の全面積に対する突起3の占める面積を示す。
突起の配置は、導電性基層表面上の位置関係的に規則的でも不規則でもよいが、好ましくは局所的な突起の不在が無い程度に不規則であることが好ましい。すなわち、突起と突起との間隔が自然な分布になる様な分布が好ましい。突起の配列が規則的であると、感光体の帯電に突起に起因するパターンが残ってしまう恐れがあるので好ましくない。突起の形成方法は、突起が導電性基層表面に不規則に分布する様な分布になる方法であれば特に問題は無い。好ましくは、球形の突起材料用の粒子を導電性基層表面に固定する方法が好ましい。その際、粒子が重なって、粒子の直径の2倍の突起が発生しないような形成方法が好ましい。
この様な突起の形成方法としては、接着剤を塗った導電性基層に球形の粒子を付着させて、その後付着した粒子を固定する方法が挙げられる。またさらに好ましくは、硬化性の液体に粒子を分散した塗工液を導電性基層に塗工し、次に硬化性の液体が導電性基層に充分に含浸された後、該硬化性の液体を硬化させて粒子を導電性基層に固定する方法である。本方法を用いることにより、突起が2段に重なって周囲よりも高さの大きい突起を作るという恐れが無く、簡単な方法でランダムな配置の突起を均一に作成することができる。
突起の大きさ(高さ、幅)の測定方法
1) 帯電部材表面をエアブローし、微粉を取り除く。
2) 日立製作所FE−SEM(S−4800)で突起の画像を撮影する。突起は、帯電部材表面を、導電性基層表面に垂直な方向と、表面から50〜70°のチルト角度で撮影する。
3) それぞれの写真に関して、無作為に選んだ突起10個について、画像上の最大径と最小径とを測定して、その平均値を直径とする。
( 画像を画像処理装置(例えば、ニレコ社製の画像解析装置「LuzexIII」)に導入し、解析する)。
4) 10個の直径を平均して、突起の粒径とする。
垂直な方向で撮影した画像から得られた突起の粒径と、チルト角をつけて撮影した画像から得られた突起の粒径が同じで無い場合には突起は球形では無いと判断し、垂直方向撮影の値を突起の幅とし、チルト方向撮影の値を突起の高さとする。垂直な方向で撮影した画像から得られた突起の粒径と、チルト角をつけて撮影した画像から得られた突起の粒径が同じである場合には突起の高さと幅も同じ値になる。
5) SEMの撮影倍率は、対象の突起の平均粒径がSEM画像の最大幅に対して2〜10%の範囲に入る倍率とする。
<突起形成用粒子>
本発明に使用する粒子の平均粒径は好ましくは2μm以上100μm以下、より好ましくは3μm以上30μm以下である。平均粒径が2μm以上100μm以下であると、図10の(b)に示す突起の高さ3aが2μm以上100μm以下になり、感光体と導電性基層表面との距離が放電に対して安定した領域となり、良好な放電による均一な帯電状態が得られるので好ましい。また平均粒径が2μm以上100μm以下であると、突起の幅3bも2μm以上100μm以下となり、放電を邪魔してムラとなること無く、帯電部材と感光体との当接圧力を充分に支えて破損すること無く非粘着性微粉を保持するので好ましい。また、粒子の平均粒径が2μm以上100μm以下であると非粘着性微粉を保持しやすくなるので、微粉の逸散を防ぐ効果がある。粒子の平均粒径が2μm以上あると、突起の高さが小さくなりすぎて、微粉の保持力が低下し、継続的な使用によって微粉が逸散してしまうことがない。また平均粒径が2μm以上あると突起が鋭利になり過ぎて、感光体を傷つけて削ってしまう恐れもなく、また突起自体の強度が小さくなりすぎて突起が破損して取れてしまう恐れもない。平均粒径が100μm以下であると、突起の高さが大きくなり過ぎて、帯電に必要な放電開始電圧が大きくなり、帯電が困難になることもない。
また平均粒径が100μm以下であると、突起の部分が帯電せずに、画像上に帯電ムラとして現れてしまうこともない。
また粒子の粒度分布は小さい方が好ましい。粒度分布が小さいと形成された突起の高さが均一となり、放電距離を均一に保ち、帯電状態が均一になるので好ましい。
粒子の平均粒径は、例えば、ベックマン・コールター株式会社製のコールターマルチサイザーを使用して細孔電気抵抗法により求めることができる。
以下に、本発明における粒子の粒径測定の具体例を示す。
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、これに測定する粒子を2〜20mg添加する。粒子を懸濁した電解液を超音波分散器で2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等の適宜樹脂微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の粒度分布等を測定する。この条件で測定したデータのコンピュータ処理により、個数平均粒径を求める。
本発明で使用される突起の形成に用いる粒子は、形状がより真球形状に近いことがより好ましい。具体的には、平均円形度が0.95以上で、その円形度標準偏差が0.040未満である様な粒子を使用することにより、突起の大きさが均一になり、より均一な帯電特性を得ることができる。本発明における円形度は、例えばシスメックス(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−2000を用いて粒子形状の測定を行い求めることができる。すなわち、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
個々の粒子の円形度は、次の様に求める。まず粒子を撮影し、得られた画像を二値画像化して投影像を求める。そこからその粒子の投影像の周囲長と投影面積を求める。次に前期投影面積と同じ面積を有する円を仮定し、その円の周長を求める。最後に前記投影像の周囲長に対する円の周長の比を求め、これを円形度とする。
ここで、「粒子投影面積」とは二値化された粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。
なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−2000」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、以下のような算出法を用いる。その算出法とは、粒子を得られた円形度によって、円形度0.400〜1.000を0.010間隔で、61分割した分割範囲に分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度の算出を行う。「円形度0.400〜1.000を0.010間隔で、61分割した分割範囲に分け」とは、0.400以上0.410未満、0.410以上0.420未満…0.990以上1.000未満及び1.000の如くに分けることを意味する。
この算出法で算出される平均円形度の値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度の値との誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度である。このため、本発明においては、算出時間の短絡化や算出演算式の簡略化の如きデータの取扱上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこの様な算出法を用いている。
本発明における円形度は、粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を0.02gを加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「UH−50型」(エスエムテー社製)に振動子として5φのチタン合金チップを装着したものを用い、5分間分散処理を用い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。得られた粒子の分散液をFPIA−2000に入れ、粒子の個数1000個以上を計測し、平均の円形度を求める。
突起を生じさせるための粒子としては、絶縁性の粒子を用いる。絶縁性の粒子を用いることで、当該粒子に由来する突起を絶縁性とする。突起を絶縁性とすることで、突起と感光体との接触部分での電流のリークの発生を抑えつつ、帯電部材と感光体とのニップにおける、帯電部材の導電性基層表面と感光体表面との距離を、放電に適した距離に安定的に保つことができる。
かかる粒子としては、各種の無機粉体、有機物の粉体、高分子粉体が挙げられる。材質的には帯電部材と感光体との接触や回転、摩擦によって変形や崩壊しない程度の強度があることが必要である。具体的には、例えば、架橋アクリル樹脂粒子、架橋スチレン樹脂粒子、ゼオライト等が挙げられる。
<導電性支持体>
導電性支持体1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。導電性支持体を構成する材料としては、剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。
<導電性基層>
本発明では突起の下に導電性基層を有している。まず導電性支持体1の外周に導電性基層2を成形する。導電性基層2は導電性弾性体からなっている。導電性弾性体は、導電剤と高分子弾性体とを混合して成形される。
<高分子弾性体>
高分子弾性体の具体例は以下のものを含む。エピクロルヒドリンゴム;EPM(エチレン・プロピレンゴム);EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム);ノルボーネンゴム;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;クロロスルフォン化ポリエチレン;ウレタンゴム;スチレン系ブロックコポリマー(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)等);シリコーンゴム。
<導電剤>
導電剤としては、イオン導電剤や電子導電性の導電剤が挙げられる。いくつかの種類のイオン導電剤と、いくつかの種類の電子導電性の導電剤とを組み合わせて用いることもできる。
(1)イオン導電剤
イオン導電剤としては、例えば、LiClOやNaClO等の過塩素酸塩、4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらを単独又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
(2)電子導電剤
電子導電性の導電材の具体例は下記(ア)〜(ク)を含む。
(ア)アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維。
(イ)カーボンブラック、黒鉛等の炭素粉末。
(ウ)金属粉。
(エ)酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物。
(オ)硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉。
(カ)適当な粒子の表面を酸化スズ、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、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体。
(キ)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、ピッチ系カーボン等のカーボン粉。
(ク)上記(ア)乃至(キ)の群から選択される2種以上の組み合わせ。
<導電剤の量>
導電剤の配合量は導電性弾性体の体積抵抗率が、次の3つの各環境中で中抵抗領域(体積抵抗率が1×10〜1×10Ω・cm)になるような量が好ましい。
・低温低湿(L/L)環境(温度15℃、相対湿度10%)。
・常温常湿(N/N)環境(温度23℃、相対湿度55%)。
・高温高湿(H/H)環境(温度30℃、相対湿度80%)。
<導電性基層の体積抵抗率の測定方法>
導電性弾性体の体積抵抗率は、以下の方法により求める。
厚さ1mmのシートに成型した後、両面に白金を蒸着して電極とガード電極とを作製する。そして、微小電流計(ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER (株)アドバンテスト社製)を用いて両電極間に200Vの電圧を印加して30秒後の電流を測定する。この測定値と、膜厚と電極面積とから体積抵抗率を算出する。
導電性弾性体の体積抵抗率を上記の数値範囲内とすることにより、帯電部材として使用された場合、像担持体である感光体にピンホールがあった場合にも大電流がピンホールに一気に集中し、穴をより大きくしてしまう現象が避けられる。また穴以外の場所に電流が流れなくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となって帯電電位が不足した部分が目視で認識可能となる現象も有効に抑えることができる。更に、導電性基層中で印加電圧が降下し、必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位に均一に帯電させることができなくなる現象を避けることができる。
<他の添加剤>
この他にも導電性弾性体には必要に応じて、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、分散剤及び離型剤等の配合剤を加えることも好ましい。
<導電性基層の成形方法>
導電性基層の成形方法としては、上記の導電性弾性体の原料を混合して、例えば、押し出し成形や射出成形、圧縮成形等の公知の方法が挙げられる。また、導電性基層は、導電性支持体の上に直接導電性弾性体を成形して作製してもよいし、チューブ形状に成形した導電性弾性体を導電性支持体に被覆させてもよい。なお、導電性基層の作製後に表面を研磨して形状を整えてもよい。
導電性基層の形状は、出来上がった帯電部材と感光体との当接ニップ幅が帯電部材の長手方向の分布でできるだけ均一になるよう、導電性基層部材の感光体側中央部の形状が端部よりも感光体側へ凸となっていることが好ましい。帯電部材の形状がローラ形状の場合には、ローラ中央部の直径が端部の直径よりも大きいクラウン形状となっていることが好ましい。また、出来上がった帯電部材の当接ニップ幅が均一となるために、導電性基層部材の振れが小さい方が好ましい。
<導電性基層部材のアスカーC硬度>
導電性基層部材のアスカーC硬度は、85°以下が好ましい。帯電部材と感光体との間のニップを確保できるため帯電が安定する。なお、アスカーC硬度とは、日本ゴム協会標準規格SRIS0101に準拠したアスカーC型スプリング式ゴム硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて測定される硬度である。本発明に係る値は、N/N環境中に12時間以上放置した導電性基層部材の導電性基層部分表面に対して垂直に該硬度計を10Nの力で当接させてから30秒後に測定した値とする。
アスカーC硬度を調整するため、導電性弾性体に可塑剤を配合してもよい。配合量は、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。可塑剤としては、例えばセバシン酸とプロピレングリコールの共重合体のような、エステル系の高分子可塑剤を用いることができる。導電性基層は、必要に応じて導電性支持体と接着剤を介して接着される。この場合、接着剤は導電性であることが好ましい。導電性とするため、接着剤には前記した導電剤を有することができる。接着剤のバインダーとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が挙げられ、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、等の公知の接着剤を用いることができる。
<導電性基層部材の電気抵抗>
導電性基層部材の電気抵抗はH/H環境中では1×10Ω以上、L/L環境中では1×10Ω以下であることが好ましい。またN/N環境中では2×10Ω以上6×10Ω以下であることが好ましい。L/L環境中の電気抵抗を上記した値以下とすることによって、部材抵抗の位置バラつきによる帯電電位ムラが発生しにくくなるので好ましい。また、高温高湿環境中の抵抗が上記範囲より大きいと、感光体にピンホールがあったとしても印加電流がリークせず、ハーフトーン画像上に帯電の濃度ムラが現れることがないので好ましい。
導電性基層がローラ形状で無い場合には、1cmあたりの抵抗で表す。
導電性基層部材の電気抵抗は以下のように測定した。
即ち、図4の様に、画像形成装置に用いた場合の使用状態と同様の応力で、感光体と同じ曲率の円柱形金属32に当接させて通電したときの抵抗を測定する。図4(a)において33aと33bは重りに固定された軸受けであり、導電性基層部材40の導電性支持体1の両端に鉛直下方向に押す応力を印加する。導電性基層部材40の鉛直下方向には、導電性基層部材40と平行に円柱形金属32が位置している。そして、図示しない駆動装置により円柱形金属32を回転させながら、図4(b)の様に導電性基層部材40を円柱形金属32へ押し当てる。使用状態の感光体ドラムと同様の回転速度で円柱形金属32を回転させ、導電性基層部材40を従動回転させながら電源34から直流電圧−200Vを印加し、円柱形金属32から流れ出てくる電流を電流計Aで測定する。このときの印加電圧と測定された電流とから計算して導電性基層部材40の電気抵抗を算出する。以下の実施例においては、軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの金属円柱に当接させ、該金属円柱を周速150mm/sで回転させた。
<導電性基層の表面粗さ>
導電性基層の表面粗さは小さい方が好ましい。基層の表面粗さはRz(十点平均粗さ)は、7μm以下、特には、5μm以下、更には、4μm以下が好ましい。表面粗度が小さければ、突起と導電性基層の表面との段差が確保され、また、微粉を保持する能力も維持される。
表面粗度の測定装置としては、小坂研究所製サーフコーダーSE3400を使用し先端半径2μmのダイヤモンド製接触針を用いた。測定条件は、JIS B0601:1982に基づき、測定スピードは0.5mm/s、カットオフ周波数λcは0.8mm、基準長さは0.8mm、評価長さは8.0mmとした。
<突起の製造方法>
本発明の弾性ローラ製造方法に使用する塗工装置の概略を図6(a)に示す。塗工される導電性基層部材40は上下の棒状軸受け35、36によって塗工装置に固定される。軸受け35、36は塗工装置のアクチュエータ13と平行に位置しており、支柱37に対して土台38と上板39とを介して保持されている。軸受けは導電性基層部材40とほぼ同じ太さの円柱形状である。アクチュエータ13には塗工リング14が固定されており、導電性基層部材40の軸と平行に移動可能となっている。
塗工リング14には塗工液供給コントローラ15のピストンにより塗工液タンク16から吸い上げられた塗工液17がフレキシブルチューブ19を通って供給される。
アクチュエータ13と塗工液供給コントローラ15は、コンピュータ21によって制御され、それぞれの動作タイミングを調整して作動される。
図6(b)は、塗工リング付近を拡大した概略断面図である。塗工液17はフレキシブルチューブ19を通って塗工リング14に供給され、リング内部で同心円状に配置されたスリットを通過しながら回転対称な流れとなり、リングノズル23から吐出され、導電性基層部材40の導電性基層2の表面へ塗工される。塗工リング14の材質はSUS304であり、表面はRa(算術平均粗さ)=0.1μm以下の滑らかさに仕上げられている。導電性基層部材40はその芯金(導電性支持体)1の上下を軸受け35と36とにより保持されている。
図7を用いて塗工工程における塗工装置の動作を説明する。図7においては、フレキシブルチューブ等は省略している。まず重り24が固定された上軸受け35を引き上げて、導電性基層部材40を下軸受け36にセットし(a)、続いて、上軸受け35を下ろして導電性基層部材40を塗工装置に固定する(b)。次に(c)に示す様に、塗工リング14が固定されたアクチュエータのヘッドを上に移動させ、塗工リングのリングノズルが導電性基層部材40と上軸受けの間の位置に来る様にアクチュエータのヘッドを移動させる。以下、塗工リングとアクチュエータのヘッドが相互に固定されて一体的に稼動する部分全体を塗工ヘッド25と記述する。
そして塗液を制御して吐出しつつ塗工ヘッド25を(d)から(e)に示す様に、制御した速度で下降させ、塗工する。塗工が終了したら、(f)に示す様に、上軸受けを上げて塗膜が形成された導電性基層部材を取り出す。
図9(a)は図7で塗工された塗膜を含む帯電部材の断面の概略図を示す。図9(a)に示す様に、突起となる樹脂粒子は、塗工直後は硬化性液体に分散された状態で存在するが、徐々に硬化性液体が導電性基層に吸収されるにつれて突起の頭を出現させ始める(b)。また硬化性液体が導電性基層へ吸収される過程で突起となる樹脂粒子は相互に微妙に移動し、重なり合わない様に均一にランダムかつ分散する。そして硬化性液体が導電性基層に完全に吸収された(c)の段階になると、突起となる樹脂粒子が導電性基層の表面にランダムかつ均一に分散して付着した状態となる。この段階で樹脂粒子にも硬化性液体が若干染み込んでおり、後の硬化時には、導電性基層に染み込んだ硬化性液体と樹脂粒子に染み込んだ硬化性液体とが硬化によって結合することにより、突起が導電性基層に対して強固に結合する。本方法による突起の形成では、このように突起と導電性基層とがインターポリマーネットワークによって強固に結合して丈夫な突起を形成することができるという利点がある。
塗工開始前に、上下の軸受けを回しつつ塗工ノズルから少量の塗液を吐出し、塗工ノズルの液面を均一に馴らしても良い。上下の軸受けは、図8(a)に示す様に、ローラと接する部分Eがエッジになっていることが好ましい。エッジにすることで、導電性基層部材端部と軸受けの密着がより高まり、塗工液が軸受けと導電性基層部材との隙間に浸透することを防止できる。上下の軸受け表面は撥水撥油加工が施されて、塗料が付着し難い表面となっていることが好ましい。撥水撥油加工の方法としては、各種のフッ素含有化合物によるコートや、シリコーン系化合物によるコートなどが挙げられる。また、図8(b)に示す様に、導電性基層部材と上軸受けの境界Bよりも上から塗工を開始して、塗工開始時の塗膜の不均一性を導電性基層表面に残さない様にすることも可能である。この場合、図8(c)、図8(d)、図8(e)、図8(f)に示す様に、軸受けのローラ側先端を取り替え可能なキャップとすることも可能である。キャップを使用して塗工する場合、キャップは塗工液と親和性が大きい(接触角が小さい)方が塗膜の均一性が向上するので好ましい。キャップの形状としては、26や27の如き円筒状のキャップや、28や29の如きコップ状のキャップが挙げられる。
導電性基層部材に塗工される塗膜の膜厚は1mm以下、より好ましくは200μm以下、さらに好ましくは、60μm以下である。あまり厚すぎると紫外線硬化樹脂の深部まで紫外線が到達しないので、硬化不良を起こしてしまい、紫外線硬化樹脂で層を形成することが不可能となる。膜厚は紫外線硬化塗料の粘度と吐出速度、塗工ヘッドの移動速度を制御して調整する。膜厚を大きくしたい場合には、粘度は大きくすることが好ましく、吐出速度も大きいほうが好ましく、塗工ヘッドの移動速度は小さいほうが好ましい。逆に膜厚を小さくしたい場合には、粘度は小さくすることが好ましく、吐出速度は小さいほうが好ましく、塗工ヘッドの移動速度は大きいほうが好ましい。
粒子を導電性基層に固定して突起を形成する材料は硬化性の液体である。該液体は熱、紫外線、可視光線、電子線、その他放射線等により架橋して高分子化する液状の分子である。
硬化性の液体としては、例えば、イソシアネート化合物やビニル系の重合性モノマーが挙げられる。突起を固定する強度の面で、特にアクリル系の紫外線重合性モノマーが好ましい。また、アクリル系の紫外線重合性モノマーは低粘度化が可能であり、突起となる樹脂粒子の分散性や塗膜の厚み制御に優れるので好ましい。
イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアネート化合物、ジフェニルメタンジイソシアネート系イソシアネート化合物、トルエンジイソシアネート系イソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート系イソシアネート化合物、等が挙げられる。イソシアネート化合物は、好ましくは2官能以上、より好ましくは3官能以上の官能基を有することが好ましい。さらにイソシアネート基はブロック剤でブロックされていることが好ましい。ブロック剤でブロックされていると水の影響で塗料の特性が変化することを抑制できるので好ましい。さらにイソシアネート化合物は水溶性もしくは水分散性であることも好ましい。水分散性であると、塗料とした場合に表面の電位が安定して、長期間放置しても塗料の特性変化が小さいので好ましい。
具体的な(メタ)アクリル系紫外線硬化性モノマーとしては、以下の化合物が挙げられる。単官能メタクリレートとして、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソボロニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート。単官能アクリレートとして、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、イソボロニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、イソステアリルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート。2官能メタクリレートとして、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、1、3−ブチレングリコールジメタクリレート、1、6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ1、3−ジメタクリロキシプロパン、2、2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシ)フェニルプロパン〕、2、2−ビス〔4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニルプロパン〕、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、1、9−ノナンジオールジメタクリレート、1、10−デカンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート。2官能アクリレートとして、1、6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、2、2−ビス〔4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル〕プロパン、2−ヒドロキシ、1−アクリロキシ、3−メタクリロキシプロパン、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、1、9−ノナンジオールジアクリレート、1、10−デカンジオールジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート。3官能メタクリレートとして、トリメトリロールプロパントリメタクリレート。3官能アクリレートとして、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(−アクリロキシエチル)イソシアヌレート。4官能アクリレートとして、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート。
その他にも、各種変性モノマーやオリゴマ−を使用することが可能である。変性基としては、ウレタン基、エポキシ基、エーテル基、エステル基、カーボネート基、ジメチルシリコーン基、フェニルシリコーン基、等が挙げられる。
紫外線硬化性塗料には、光重合開始剤を添加する。光重合開始剤としては、従来公知のものを使用することができる。更に、塗料中に各種の導電剤やレべリング剤を混合してもよい。レべリング剤としては例えばシリコーンオイルが挙げられる。
<紫外線硬化性塗工液>
紫外線硬化性塗工液を調製するには、紫外線硬化性モノマと光重合開始剤、それに突起形成用の粒子を混合し、公知の方法により分散させて突起形成用の塗料を調製する。公知の分散方法の例としては下記(ア)〜(ウ)を挙げることができる。
(ア)モータで回転させる回転羽や、ホモジナイザーのごとき攪拌分散装置。(イ)加速した塗料を衝突させて顔料を分散する微細オリフィス分散装置。(ウ)サンドミル、ペイントシェーカ、ダイノミル及びパールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置等。
突起を上記の様に紫外線硬化樹脂で硬化させた後、さらに別の硬化手段を加えても良い。すなわち、上記紫外線照射手段で紫外線を浴びての硬化は突起と導電性基層との位置関係を保持する為の仮の硬化にとどめ、最後の硬化を後工程で行うことも好ましい。最後の硬化手段としては、不活性雰囲気中での熱硬化や電子線硬化が挙げられる。
<非粘着性微粉>
非粘着性微粉は突起と導電性基層表面によって作られる隙間に保持されて存在し、導電性基層表面の放電面を放電によるダメージから保護する役割を担う。非粘着性とは、微粉が固体表面に接触した場合の付着し難さを意味する。非粘着性が小さい(粘着性が大きい)と、微粉が基層の導電性基層表面に隙間無く付着してしまい、帯電部材の放電面を覆って放電し難くなってしまうので好ましくない。
微粉の一次粒径は突起形成用粒子粒径より小さいことが好ましい。微粉が大きすぎると突起の間に保持することが難しくなるので好ましくない。微粉の表面積は大きい方が好ましい。微粉の単位質量あたりの表面積が小さいと、導電性基層表面の代わりに微粉が放電生成物に晒されて導電性基層が暴露されて劣化することを防止する効果が小さくなるので好ましくない。
微粉一次粒径測定方法
1) 帯電部材表面をエアブローし、微粉を導電性カーボンシートへ移す。
2) 日立製作所FE−SEM(S−4800)で画像を撮影。 導電性カーボンシートに垂直な方向で撮影。
3) 無作為に選んだ微粉10個について、画像上の最大径と最小径とを測定して、その平均値を直径とする。
( 画像を画像処理装置(例えばニレコ社製画像解析装置LuzexIII)に導入し、解析する )
4) 10個の直径を平均して、微粉の個数平均粒径を算出し、微粉の一次粒径とする。
5) SEMの撮影倍率は、対象の微粉の平均粒径がSEM画像の最大幅に対して2〜10%の範囲に入る倍率とする。
表面積はBET法により測定できる。
BET比表面積の測定は、脱ガス装置バキュプレップ061(マイクロメソティック社製)、BET測定装置ジェミニ2375(マイクロメソティック社製)等公知の装置を用いて行う。本発明におけるBET比表面積は、一点法BET比表面積の値である。具体的には、以下のような手順で行う。
空のサンプルセルの重量を測定した後、測定試料を0.01〜0.002gの間に入るように充填する。さらに、脱ガス装置に、試料が充填されたサンプルセルをセットし、室温で3時間脱ガスを行う。脱ガス終了後、サンプルセル全体の質量を測定し、空サンプルセルとの差から試料の正確な質量を算出する。次に、BET測定装置のバランスポートおよび分析ポートに空のサンプルセルをセットする。所定の位置に液体窒素の入ったデュワー瓶をセットし、飽和蒸気圧(P0)測定コマンドにより、P0を測定する。P0測定終了後、分析ポートに脱ガス調製されたサンプルセルをセットし、サンプル質量およびP0を入力後、BET測定コマンドにより測定を開始する。後は自動でBET比表面積が算出される。
微粉の材質としては、具体には下記(ア)〜(ク)を含む。
(ア)アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体。(イ)カーボンブラック、黒鉛等の炭素粉末。(ウ)シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物。(エ)硫化銅、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、窒素化チタン、硫化銅、等の金属化合物粉。(オ)適当な粒子の表面を酸化スズ、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、ロジウム、カーボンを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体。(カ)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、ピッチ系カーボン等のカーボン粉。(キ)メラミン、アクリル、ウレタン、スチレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の高分子の粒子。(ク)雲母、ハイドロタルサイト、ゼオライト、スメクタイト等の複酸化物。
特には、シリカや酸化錫等の酸化物が好ましく、酸化物が導電性を有していてもよい。酸化物は既に酸素によって酸化されているので、酸化物でない材料よりも放電によるオゾン等による酸化に強い。よって非粘着性微粉が酸化物の場合、放電に曝されても微粉の性質が変化し難いので、帯電部材の良好な性能が長期間維持される。
微粉の一次粒子径としては、好ましくは5nmから300nm、より好ましくは7nm〜200nm、さらに好ましくは10nm〜100nmである。
微粉の表面積としては、好ましくは5m/gから1500m/g、より好ましくは10m/gから1000m/g、さらに好ましくは15m/gから800m/gである。
微粉は適度の流動性を有して突起と導電性基層との隙間に保持される。微粉は、基層表面の導電性基層と突起とが作る隙間に保持された場合に、微粉が互いに或いは導電性基層や突起と付着しあって流動性を失わないことが好ましい。流動性としてはCarrの流動性指数が40以上98以下であることが好ましい。流動性が小さいと、微粉を帯電部材に保持させるときに突起と導電性基層との隙間に微粉が密に詰まって固まってしまい、放電する隙間がつぶれてしまい、帯電不能となってしまうので好ましくない。逆に流動性が高すぎると粉を保持することが出来ず、帯電部材の使用後すぐに微粉が逸散してしまうので好ましくない。
Carrの流動性指数の測定については、特公昭51−14278号公報に詳しく記載されており、特に限定されないが、本発明では以下の方法で測定する。
すなわちパウダテスターP−100(ホソカワミクロン社製)を使用し、安息角、圧縮度、凝集度、スパチュラ角、の各パラメーターを測定する。それぞれについて求められた値をCarrの流動性指数表(ChemicalEngineering.Jan.18.1965)に当てはめ、各25以下のそれぞれの指数に換算し、各パラメーターから求められた指数の合計を流動性指数として算出する。
以下に各パラメーターの測定方法の一例を示す。
(1)安息角
微粉150gを目開き710μmのメッシュに通し、直径8cmの円形テーブルの上に微粉を堆積させる。このとき、テーブルの端部から微粉があふれる程度に堆積させる。このときのテーブル上に堆積した微粉の稜線と円形テーブル面との間に形成された角度をレーザー光で測定する。これを安息角とする。
(2)圧縮度
疎充填かさ密度(緩み見かけ比重、「A」とする)と、タッピングかさ密度(固め見かけ比重、「P」とする)から下記式により圧縮度を求めることができる。
圧縮度(%)=100(P−A)/P
緩み見かけ比重は、例えば直径5cm、高さ5.2cm、容量100mlのカップに微粉150gを静かに流し込む。そして、測定用カップに微粉が山盛りに充填されたところで、微粉表面をすりきり、カップに充填されている微粉の量とカップの容量からカップに充填されている微粉の比重を算出することによって求められる。
固め見かけ比重は、例えば緩み見かけ比重で使用した測定用カップに、付属のキャップを継ぎ足し、微粉をカップに充填し、カップを180回タップさせ、タッピングが終了した時点でキャップを外し、カップに山盛りになっている余分な微粉をすりきる。そして、カップに充填されている微粉の量とカップの容量からカップに充填されている微粉の比重を算出することによって求められる。両見かけ比重値を上記式に挿入し、圧縮度を求める。
(3)スパチュラ角
10cm×15cmのバットの底に3cm×8cmのスパチュラが接するように置き、スパチュラの上に微粉を堆積させる。このとき、微粉がスパチュラの上に盛り上がるように堆積させる。その後、バットだけを静かに下ろし、スパチュラ上に残った微粉側面の傾斜角をレーザー光により測定する。その後、スパチュラに取り付けたショッカーで一回衝撃を加えた後、再度スパチュラ角を測定する。この測定値と衝撃を与える前の測定値との平均をスパチュラ角とする。
(4)凝集度
振動台の上に、上から目開き250μm、150μm、75μmの順でふるいをセットする。振動振り幅を1mm、振動時間を20秒とし、微粉5gを静かにのせて振動させる。振動停止後、それぞれのふるいに残った重量を測定する。それぞれのふるいに残った微粉の重量を下記式に当てはめ、各式よりa、b、及びcの各値を求める。a、b、及びcの総和を凝集度(%)とする。
a=(上段のふるいに残ったトナー量)÷5(g)×100
b=(中段のふるいに残ったトナー量)÷5(g)×100×0.6
c=(下段のふるいに残ったトナー量)÷5(g)×100×0.2
上記(1)、(2)、(3)、及び(4)の各パラメーターにおける指数の総和((1)+(2)+(3)+(4))がCarrの流動性指数となる
表面処理剤としては、カップリング剤(珪素、チタン、アルミニウム及びジルコニウム等の中心元素は特に選ばない)としては、特に、アルコキシシランカップリング剤及びフルオロアルキルアルコキシシランカップリング剤が好ましい。
カップリング剤の例は、シランカップリング剤及びチタネートカップリング剤を含む。
シランカップリング剤としては、例えば、イソブチルシラン、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、トリオルガノシリルメルカプタン、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メン、ジメチルジエトキシシラン、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、へ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、及び1分子当たり2〜12個のシロキサン単位を有し、末端に位置する単位に夫々1個あたりのケイ素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサンが挙げられる。
表面処理の程度により、Carrの流動性指数を制御する。
微粉の保持量が小さいと、導電性基層の代わりに微粉が放電生成物に晒されて導電性基層が暴露されて劣化することを防止する効果が小さくなるので好ましくない。また保持量が多すぎると、放電する隙間がつぶれてしまい、帯電不能となってしまうので好ましくない。
微粉の保持量は、導電性基層部材の表面積(ローラ形状であれば直径×円周率×ゴム面の長さ)に対する、保持させた微粉の表面積の比で表した場合、4以上4000以下が好ましく、10以上3000以下がより好ましく、100以上800以下がさらに好ましい。
微粉を保持させる方法は、微粉が帯電部材表面に均一に保持される方法であれば良い。
本発明においては、まず基層を周速度200mm/sで回転させながら、5mmの厚さに重ねた再生セルロースの布に微粉をまぶし、これを基層に押し当てることにより微粉を導電性基層に保持させる。
その他にも、微粉と気体を混合して基層に吹き付けて保持させる方法、液体に微粉を分散したスラリーを基層に塗工して、その後乾燥させて液体を取り除いて保持させる方法等が挙げられる。
保持させる前後の帯電部材の質量を測定し、保持後の質量から保持前の質量を引くことにより保持量を求める。
保持量を求める別の方法としては、フィルターを取り付けた掃除機を使用して帯電部材表面の微粉を吸い取る方法がある。掃除機に吸われてフィルターに捕捉された微粉の質量と、吸い取られて微粉が存在しなくなった基層の質量との差を計算して保持量を求める。
本発明によれば、突起の間隙に微粉を保持させることで微粉を圧縮すること無く多量に塗布することが可能となる。
本件の構成では、放電する導電性基層表面が常に感光体と離れた位置にあり、微粉に保護されているので、放電生成物などの攻撃に曝されにくく、繰り返し使用しても帯電が安定しているという効果がある。さらに、微粉が圧縮されること無く保持されており、微粉の保持されている部分に隙間があるので、基層表面からの放電を阻害しない効果もある。
また、突起が微粉を取り囲んでおり、微粉の逸散を防止することができるので、長期間使用しても微紛層越しの帯電特性が変化しにくく、安定した帯電を行うことが可能である。
また、本発明の帯電部材の製造方法によれば、導電性基層の表面に強固に結合した粒子に起因した突起を簡便に形成することが可能であり、微粉を保持させることにより、安定した帯電を行える帯電部材を容易に作成することが可能となる。
さらに、帯電部材を再生する際に、微粉を取り除いて新しい微粉と置き換えるだけの操作によって帯電部材を簡単に再生することが可能であるという効果もある。
<導電性基層部材の製造>
以下の各材料を混合し、オープンロールで20分間混練した。
Figure 0005828752
Figure 0005828752
次いで、下記の各材料を更に加え、15分間オープンロールで混練した。
Figure 0005828752
出来上がった未加硫ゴム組成物を、実施例1の導電性基層用未加硫ゴム組成物とした。
得られた導電性基層用未加硫ゴム組成物を、クロスヘッドを用いた押出成形によって、ポリエステル系接着剤を約10μm厚で塗布した芯金(直径6mm、長さ252mm)の外周に、同軸状に直径10mmの円柱形に同時に押出した。
熱風炉で160℃、40分の加硫を行った後、ゴム部両端を切断し、導電性基層部分の軸方向幅を228mmとした。その後、導電性基層部分の表面を回転砥石で研磨することによって、端部直径8.4mm、中央部直径8.6mmのクラウン形状の導電性基層部材を得た。
<基層(突起を固定した状態)の製造>
下記の材料を遮光ビンに入れてペイントシェーカで30分間攪拌して、紫外線硬化性塗工液を得た。
Figure 0005828752
得られた導電性基層部材を、常温常湿(N/N)環境(温度23℃、相対湿度55%)の大気環境中に放置した図6に記載の装置にセットした。さらに前記装置の塗工液タンク18に前記紫外線硬化性塗工液を入れた。次に<突起の製造方法>で説明した手順にのっとり、導電性基層部材に紫外線硬化性塗工液を塗工した。塗工後、N/N環境に10分間放置し、紫外線硬化性塗工液の中の液体成分のみを導電性基層に染み込ませた。
塗工済み導電性基層部材を図示しない紫外線後照射装置にセットして、ローラを回転させながら1000mW/cmの照度で中心波長254nmの低圧水銀ランプを2分間均一に照射した。こうして実施例1の基層1を得た。製造条件は以下の通り。
塗工速度(塗工ヘッドの下降速度) : 100mm/s
塗工液の供給速度 : 45μl/s
得られた基層の突起の大きさ(高さ、幅)、存在密度を前述の方法にて測定した。結果を表1に示す
<基層2>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を7質量部に変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層2を得た。
<基層3>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を2質量部に変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層3を得た。
<基層4>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を1質量部に変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層4を得た。
<基層5>
突起用形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の直径を2μmに変更し、かつ突起密度が実施例1と同じになるように調整するために塗工液の供給速度を10μl/sへと変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層5を得た。
<基層6>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を2質量部に変更した以外は基層5と同様の製造条件により、基層6を得た。
<基層7>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を1質量部に変更した以外は基層5と同様の製造条件により、基層7を得た。
<基層8>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の直径を3μmに変更し、かつ突起密度が実施例1と同じになるように調整するために塗工液の供給速度を15μl/sへと変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層8を得た。
<基層9>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を2質量部に変更した以外は基層8と同様の製造条件により、基層9を得た。
<基層10>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を1質量部に変更した以外は基層8と同様の製造条件により、基層10を得た。
<基層11>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の直径を20μmに変更し、配合量を2質量部へと変更した。さらに突起密度が実施例1と同じになるように調整するために塗工液の供給速度を90μl/sへと変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層11を得た。
<基層12>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の直径を30μmに変更し、かつ突起密度が実施例1と同じになるように調整するために塗工液の供給速度を145μl/sへと変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層12を得た。
<基層13>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を2質量部に変更した以外は基層12と同様の製造条件により、基層13を得た。
<基層14>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を1質量部に変更した以外は基層12と同様の製造条件により、基層14を得た。
<基層15>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の直径を35μmに変更し、かつ突起密度が実施例1と同じになるように調整するために塗工液の供給速度を180μl/sへと変更した以外は基層1と同様の製造条件により、基層15を得た。
<基層16>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を2質量部に変更した以外は基層15と同様の製造条件により、基層16を得た。
<基層17>
突起形成用粒子としての球形架橋アクリル樹脂玉の配合量を1質量部に変更した以外は基層15と同様の製造条件により、基層17を得た。
<基層18>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形架橋スチレン樹脂玉(商品名:SBX-3SS、積水化成品工業株式会社製)へと変更した以外は基層8と同様の製造条件により、基層18を得た。
<基層19>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形架橋スチレン樹脂玉(商品名:SBX-3SS、積水化成品工業株式会社製)へと変更した以外は基層9と同様の製造条件により、基層19を得た。
<基層20>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形架橋スチレン樹脂玉(商品名:SBX-30SS、積水化成品工業株式会社製)へと変更した以外は基層12と同様の製造条件により、基層20を得た。
<基層21>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形架橋スチレン樹脂玉(商品名:SBX-30SS、積水化成品工業株式会社製)へと変更した以外は基層13と同様の製造条件により、基層21を得た。
<基層22>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形の多孔質ゼオライト粒子(商品名:琉球ライト、株式会社エコウエル製)を分級して平均粒径3μmへ調整したものへと変更した以外は基層8と同様の製造条件により、基層22を得た。
<基層23>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形の多孔質ゼオライト粒子(商品名:琉球ライト、株式会社エコウエル製)を分級して平均粒径3μmへ調整したものへと変更した以外は基層9と同様の製造条件により、基層23を得た。
<基層24>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形の多孔質ゼオライト粒子(商品名:琉球ライト、株式会社エコウエル製)を分級して平均粒径30μmへ調整したものへと変更した以外は基層12と同様の製造条件により、基層24を得た。
<基層25>
突起形成用粒子の材質を変更した。球形架橋アクリル樹脂玉を、球形の多孔質ゼオライト粒子(商品名:琉球ライト、株式会社エコウエル製)を分級して平均粒径30μmへ調整したものへと変更した以外は基層13と同様の製造条件により、基層25を得た。
<基層26>
最表面層塗工液の調製
シリカ粉末(レオシールQS−10 株式会社トクヤマ製)100質量部に対して、ジメチルジメトキシシラン1質量部を配合した。これをメカノマイクロス(株式会社奈良製作所製)をベッセル回転速度200回転/分(以下:rpm)、ロータ回転速度2000rpmで稼動させながら投入し70℃を保ちながら15分間混練りした。次いで導電材としてカーボンブラック(商品名:MA100、三菱化学株式会社製、揮発分1.5%)をシリカ粉末に対して100質量部投入し、70℃を保ちながら100分間混練りした。得られた導電性複合粒子1は比表面積が140m2/g、DBP吸油量が90cm3/100gであった。
ラクトン変性アクリルポリオール(商品名:プラクセルDC2016、ダイセル化学工業(株)製)1056質量部を、2304質量部のメチルイソブチルケトン(MIBK)に溶解し、固形分22質量%の溶液とした。このアクリルポリオール溶液200質量部に対して、下記の表に示す割合で混合し、配合液を得た。
Figure 0005828752
上記配合液30リットルを、直径30cmのステンレス円筒容器に入れ、攪拌羽を300rpmで回して30分間攪拌した。この分散液30リットルを、直径0.8mmのガラスビーズを80%充填した内容量2リットルの横型ビーズミルに循環させて分散した。8mm/sの周速度、2リットル/分の循環量、ミルの外壁の温度22℃で回転させながら、8時間分散した。その後、循環しているビーズミルのタンクに平均粒径10μmの球形架橋アクリル樹脂玉(商品名:MBX-10SS、積水化成品工業株式会社製)を、前記アクリルポリオール溶液200質量部に対して10.5質量部となるように配合した。更に3mm/sの周速度、2リットル/分の循環量、ミルの外壁の温度22℃で回転させながら、4時間分散した。分散後、液を取り出し、粘度を測定した。塗料の粘度は23℃の環境下で12.0mPa・sであった。
この塗液を浸漬塗工用の塗工槽に入れ、12時間ゆっくり循環して液が安定したところで引き続き循環とオーバーフローを継続させながら実施例1で使用した導電性基層部材に塗工した。その際、下降速度は30mm/s、最下点で4秒間停止した後、初速25mm/s、最終速度(下端部が塗工される速度)2mm/sの条件になるように帯電部材の位置に対して一次関数となる速度勾配をつけて被塗工物の昇降を行った。これにより、最表面層の膜厚が帯電部材の塗工状態における上下でほぼ均一になるように塗工を行った。
その後、30分間23℃にて風乾し、80℃のクリーンオーブンで30分間乾燥し、次に160℃のオーブンで60分間乾燥した。
こうして基層26を得た。
<基層27>
基層26の製造工程において、球形架橋アクリル樹脂玉(商品名:MBX-10SS、積水化成品工業株式会社製)を配合しなかった以外は基層26と同様にして、基層27を得た。
<基層28>
実施例1で使用した導電性基層部材そのものを基層28とした。
表5に基層の一覧を示す。
Figure 0005828752
<微粉>
一次粒径20nmのヒュームドシリカ(商品名:アエロジル90、日本アエロジル社製)100gをシランカップリング剤としてのイソブチルトリメトキシシラン(商品名:AY43−048、東レ・ダウコーニングシリコーン社製)10gで表面処理し、一次粒径20nm、Carrの流動性90である微粉1を得た。
さらに、シランカップリング剤の処理量と原料シリカの一次粒子径を適時調整することにより、微粉2から18を得た。シランカップリング剤の処理量を増やすとCarrの流動性指数も増大し、シランカップリング剤の処理量を減らすとCarrの流動性指数も減少する。
また、一次粒径20nmの導電性酸化スズ粉体を微粉19、一次粒径50nmの導電性酸化亜鉛粉体を微粉20とした。さらに、一次粒径20nmの絶縁性酸化チタン粉体を微粉21、一次粒径100nmの絶縁性アルミナ粉体を微粉22、一次粒径0.2μmの架橋メラミン樹脂粉体を微粉23とした。また、一次粒径0.5μmのハイドロタルサイト粉体を微粉24、一次粒径20nmのPTFE粉体を微粉25、一次粒径0.5μmのロジン粉体を微粉26とした。
各微粉の非粘着性を調べた。非粘着性の評価は、各微粉をアクリル板に100g/cm2の圧力で1分間押し付けた後に20m/sの空気を吹き付けた時に残存するか否かで判断した。即ち、エアブローして微粉の塊が無くなった物を○(非粘着性)、塊が残存した微粉を×(粘着性)とした。
表6に微粉の一覧を示す。
Figure 0005828752
<実施例1>
基層1に微粉1を保持させて、実施例1の帯電部材を得た。
本発明においては、まず基層を周速度200mm/sで回転させながら、5mmの厚さに重ねた再生セルロースの布に微粉をまぶし、これを基層に押し当てることにより微粉を導電性基層に保持させた。押し当てる応力は0.5N/cm、押し当てる時間は20秒間とした。再生セルロースの布にまぶす微粉の量を調整することにより、微粉の保持量を調整した。
<帯電部材の評価>
<画像形成装置>
図2に本発明に係る帯電部材の一つの実施の形態である帯電部材6を帯電ローラとして用いた電子写真画像形成装置を示す。像担持体である感光体ドラム5は矢印の方向に回転しながら、帯電ローラ6によって一次帯電され、次に不図示の露光手段からの露光光11により静電潜像が形成される。現像剤容器31内の現像剤は、現像ローラ12と現像ブレード30との間で摩擦されて帯電されつつ、現像ローラ12の表面に担持されて、感光体ドラム5の表面に搬送される。その結果、静電潜像は現像され、トナー像が形成される。
トナー像は、転写ローラ8と感光体ドラム5の間において記録メディア7に転写され、その後定着部9において定着される。転写されずに感光体5の表面に残留したトナーは、クリーニングブレード10により回収される。
現像ローラ12、帯電ローラ6、転写ローラ8等には画像形成装置の電源18、20、22から、それぞれ電圧が印加されている。
ここで、帯電ローラ6には、電源20から直流電圧が印加される。印加電圧に直流電圧を用いることで、電源のコストを低く抑えることができるという利点がある。また帯電音が発生しないという利点がある。
印加する直流電圧の絶対値は、空気の放電開始電圧と被帯電体表面(感光体表面)の一次帯電電位との和とすることが好ましい。通常空気の放電開始電圧は600〜700V程度、感光体表面の一次帯電電位は300〜800V程度なので、具体的な一次帯電電圧としては900〜1500Vとすることが好ましい。
また、本発明に係る電子写真画像形成装置は、図3に示したように画像形成に必要な部材を4色分備えたカラー電子写真画像形成装置としてもよい。記録メディア7が矢印の方向へ移動する間に、トナー像が感光体ドラム5dと転写ローラ8dの間、感光体ドラム5cと転写ローラ8cの間、感光体ドラム5bと転写ローラ8bの間、感光体ドラム5aと転写ローラ8aの間で順番に転写される。記録メディア7に転写されたトナー像は定着部9において定着される。帯電ローラ6a、6b、6c、6dは、それぞれ感光体ドラム5a、5b、5c、5dを帯電する。カラー電子写真画像を形成するためには通常シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック、の4色のトナーを使用する。4色のトナーは記録メディア7に対して任意の順番で転写して良い。
<画像評価>
電子写真式レーザプリンタはA4縦出力用であり、記録メディアの出力スピードが、160mm/s、画像の解像度が600dpiである電子写真式レーザプリンタを用意した。
感光体はアルミニウムシリンダーに膜厚22μmのOPC層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリアリレート樹脂をバインダー樹脂とする電荷輸送層である。
トナーは、ワックスを中心に荷電制御剤と色素等を含むスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子等を外添した、ガラス転移温度63℃、質量平均粒径6.5μmの重合トナーである。
<初期画像評価>
前記電子写真式レーザプリンタに本実施例に係る帯電部材を装着した。そしてこの電子写真式レーザプリンタをN/N環境に12時間置いた後、N/N環境中で画像出力した。一次帯電電圧として−1150Vを該帯電ローラに印加した。画像パターンとしては、ハーフトーン(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くような画像)パターンを用いた。
<初期黒ポチ・ランク>
突起がレーザー光線を遮ることに起因する黒ポチが画像上にどの様に現れるかで、初期黒ポチランクを評価した。黒ポチが見え難い程画像としては良好であり、ランクの数値が大きい。
Figure 0005828752
<表面電位・ランク>
次に、上記電子写真式レーザプリンタの感光体の帯電後表面電位を測定し、表面電位ランクを評価した。感光体表面電位は、帯電電圧の絶対値から空気中の放電開始電圧を差し引いた値程度になる。感光体の表面電位が大きい程帯電部材の帯電能力が大きく、ランクの数値が大きい。
Figure 0005828752
<初期リーク・ランク>
さらに、小さい穴を空けてピンホールリークさせる為のピンホール空き感光体を作成し、このピンホール空き感光体を用いて各帯電部材の初期リークランクを評価した。
ピンホール空き感光体は、精密ドリルを用いて感光体のOPC層に垂直な穴を空けて作成した。穴はOPC層を突き抜けて下地のアルミニウムシリンダーまで達した。穴の大きさは、直径0.5mmと0.3mmの2種類とした。それぞれの大きさの穴はOPCの表面にランダムに配置して、直径0.5mmが5個、直径0.3mmが5個の、合計10個空けた。
このピンホール空き感光体を上記電子写真式レーザプリンタに組み込んで、ハーフトーン画像を出力し、各実施例の帯電部材を評価した。感光体にピンホールが存在すると、該ピンホールを通じて帯電部材からアルミニウムシリンダーへと電荷が流れやすくなり、ピンホールが無い部分の電荷の供給が不足し、ハーフトーン画像上に黒い帯が発生しやすくなる。ピンホールの大きさが大きい程、電荷が流れ込みやすく、黒帯びが発生しやすい。帯電部材としては、たとえピンホールが存在していてもハーフトーン画像上に黒帯が発生し難い方が優れている。
Figure 0005828752
<初期の微粉保持量評価 最大保持量ランク>
帯電部材に微粉を最大限保持させた時の保持量を測定し、最大保持量ランクを評価した。
本発明の帯電部材においては、微粉を多く保持した方が耐久による帯電部材の放電面の保護が図られる。保持量が多い程、最大保持量ランクも良好である。
Figure 0005828752
<耐久画像評価 耐久ランク>
次に、帯電部材を繰り返し使用した場合の帯電横スジの発生状態を調査し、帯電部材の耐久ランクを評価した。
前記電子写真式レーザプリンタを用いてN/N環境下にて、幅2ドット、間隔98ドットの横線を繰り返し描画するパターンを連続して3000枚出力した後、同環境下で前記ハーフトーンの画像パターンを出力した。その後、ローラを取り出して高圧水洗浄機で高圧のイオン交換水を噴射してローラを洗浄し、高圧乾燥空気を吹き付けて水切りした。洗浄後のローラをN/N環境に12時間放置し、その後、初期に保持させた微粉を初期と同量保持させた。微粉を保持させたローラを再びN/N環境に12時間放置し、その後再び初期画像出力と3000枚の耐久出力と最後のハーフトーン画像出力を行った。本実施例の評価基準としては、上記耐久を何回行って最後の画出しを行った時にハーフトーン画像上に横スジ状の画像ムラが認められるかを観察した。
Figure 0005828752
実施例1の帯電部材は4回の耐久と再生を繰り返しても横スジ状の画像ムラの発生は無かった。横スジ状の画像ムラ評価ランクは5であった。
<耐久微粉保持量変化率の評価 微粉保持量変化率ランク>
前記耐久試験において、1回目の耐久試験前後の微粉保持量変化率を測定した。耐久試験を行っても微粉の保持量が変化し難い帯電部材の方が帯電性を維持しやすく、より良好な帯電部材である。耐久前の微粉保持量に対する耐久後の微粉保持量の倍率により微粉保持量変化率ランクを設定した。耐久後の微粉保持量の測定は初期の微粉保持量評価に準じた。
Figure 0005828752
〔実施例2から実施例12〕
導電性基層の突起密度と、保持させる微粉の保持量とを変化させて試験を行った。いずれも再生可能な帯電部材であった。下記表13に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
Figure 0005828752
表13に記載の実施例の評価結果を表14に示す。
Figure 0005828752
〔実施例13から実施例25〕
導電性基層の突起の大きさと、突起の密度、保持させる微粉の保持量とを変化させて試験を行った。突起の大きさが3μm未満もしくは30μmよりも大きいと再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。その他の帯電部材は再生して繰り返し使用可能であった。下記表15に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
Figure 0005828752
表15に記載の実施例の評価結果を表16に示す。
Figure 0005828752
〔実施例26から実施例67〕
保持させる微粉の材質を導電性の酸化スズへ変えて試験を行った。突起の大きさが3μm未満もしくは30μmよりも大きいと再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。その他の帯電部材も、微粉がシリカの時と同様の傾向であり、再生して繰り返し使用可能であった。下記表17に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
Figure 0005828752
表17に記載の実施例の評価結果を表18に示す。
Figure 0005828752
〔実施例68から実施例80〕
保持させる微粉の流動性をカップリング剤処理で変えて試験を行った。実施例1で添加したカップリング剤の添加量を増加させると流動性が向上し、減量すると流動性が低下した。突起の大きさが3μm未満もしくは30μmよりも大きいと再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。またCarrの流動性指数が40未満であると再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。その他の帯電部材も、再生して繰り返し使用可能であった。下記表19に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
Figure 0005828752
表19に記載の実施例の評価結果を表20に記載する。
Figure 0005828752
〔実施例81から実施例102〕
保持させる微粉の流動性と微粉径を様々に変えて試験を行った。突起の大きさが3μm未満もしくは30μmよりも大きいと再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。またCarrの流動性指数が40未満であると再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。さらに微粉径が突起の0.5倍よりも大きいと再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。その他の帯電部材も、再生して繰り返し使用可能であった。下記表21に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
Figure 0005828752
表21に記載の実施例の評価結果を表22に示す。
Figure 0005828752
〔実施例103から実施例113〕
保持させる微粉の流動性と材質を様々に変えて試験を行った。また、突起の材質を変えて評価を行った。
Carrの流動性指数が10であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を使用すると再生後に若干横スジ状の画像ムラが現れた。その他の帯電部材も、再生して繰り返し使用可能であった。下記表23に導電性基層と微粉の組み合わせを記載する。
PTFEは非粘着性ではあるものの、凝集しやすく流動性が若干劣り、Carrの流動性指数が小さい。よって帯電部材表面の放電面に凝集塊が付着しやすく、再生後の横スジ発生の原因になったと考えられる。
またメラミン樹脂の非粘着性微粉も耐久後の再生によって横スジが発生した。同程度の微粉保持量のシリカや導電性酸化スズ、導電性酸化亜鉛、絶縁性酸化チタンと比較して繰り返し使用可能回数が小さい。これは、メラミン樹脂が酸化物では無く、耐久中の放電による酸化によって微粉が劣化し、帯電部材表面に固着して帯電部材の放電能力が低下したためであると考えられる。
Figure 0005828752
表23に記載の実施例の評価結果を表24に示す。
Figure 0005828752
〔比較例1〕
基層26をそのまま比較例1の帯電部材として使用した。これを実施例1と同様に評価した。
〔比較例2〕
基層26に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉1を保持させた。こうして比較例2の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
〔比較例3から6〕
基層26に対して、比較例2の帯電部材とは微粉材質と微粉径、微粉保持量を変化させて微粉を保持させ、比較例か3から比較例6の帯電部材を得た。変化させた微粉材質と微粉径、微粉保持量は表25に示す。これらの帯電部材を実施例1と同様に評価した。
〔比較例7〕
基層1をそのまま帯電部材として用いた。これを比較例7の帯電部材とした。これを実施例1と同様に評価した。
〔比較例8〕
基層11をそのまま帯電部材として用いた。これを比較例8の帯電部材とした。これを実施例1と同様に評価した。
〔比較例9〕
基層27をそのまま帯電部材として用いた。これを比較例9の帯電部材とした。これを実施例1と同様に評価した。
〔比較例10〕
基層27に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉1を保持させた。こうして比較例10の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例11]
基層27に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉24を保持させた。こうして比較例11の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例12]
基層1に対して、微粉保持量の面積比30となる様に微粉31を保持させた。こうして比較例12の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例13]
基層11に対して、微粉保持量の面積比30となる様に微粉31を保持させた。こうして比較例13の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例14]
基層26に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉31を保持させた。こうして比較例14の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例15]
基層27に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉31を保持させた。こうして比較例15の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例16]
基層28をそのまま帯電部材として用いた。これを比較例16の帯電部材とした。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例17]
基層28に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉1を保持させた。こうして比較例17の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
[比較例18]
基層28に対して、微粉保持量の面積比2となる様に微粉31を保持させた。こうして比較例8の帯電部材を得た。これを実施例1と同様に評価した。
比較例の構成を一覧表にして下記表25に示す。
また、比較例の評価結果を一覧表にして表26に示す。
微粉を使用しないといずれも耐久後に、画像に明瞭な横スジが発生し、評価ランクは1であった。また突起を有さない帯電部材を使用した場合も耐久後に酷い横スジ状の画像不良が発生した。
Figure 0005828752
Figure 0005828752
1 ・・・・・・・・・・導電性支持体
2 ・・・・・・・・・・導電性基層
3 ・・・・・・・・・・突起
4 ・・・・・・・・・・微粉

Claims (4)

  1. 導電性支持体と、該導電性支持体の外周部に設けられた導電性基層とを有し、
    該導電性基層は、その表面に、粒子に由来する絶縁性の突起を有している帯電部材であって、
    該絶縁性の突起と前記導電性基層の表面との段差部分に、非粘着性の微粉が保持されてなり、該微粉は、その個数平均粒径が、該粒子の個数平均粒径よりも小さいことを特徴とする帯電部材。
  2. 前記粒子の個数平均粒径が3μm以上30μm以下である請求項1に記載の帯電部材。
  3. 前記微粉の、Carrの流動性指数が40以上98以下である請求項1又は2に記載の帯電部材。
  4. 硬化性の液体に粒子を分散して塗工液を形成する工程と、
    該塗工液を導電性基層へ塗工する工程と、
    塗工された該塗工液を前記導電性基層へ含浸させる工程と、
    含浸した硬化性の液体を硬化させて粒子を導電性基層へ固着させて突起を作る工程と、
    該突起と前記導電性基層との段差部分に、個数平均粒径が前記粒子の個数平均粒径よりも小さい非粘着性微粉を保持させる工程と、を有することを特徴とする帯電部材の製造方法。
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