JP6000580B2 - 接触帯電ローラ、現像部材、導電性部材およびこれらの製造方法、プロセスカートリッジならびに電子写真装置 - Google Patents
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Description
また、本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する現像部材であって、該導電層は、下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、アニオンと、を含む現像部材が提供される。
また、本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する導電性部材であって、該導電層は、 下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、過塩素酸イオンおよびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンから選択されるいずれか一方のアニオンと、を含む導電性部材が提供される。
また、本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する現像部材の製造方法であって、該導電層は、下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、アニオンと、を含むものであり、
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上で架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含む現像部材の製造方法が提供される。
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。
[式(1)中、R1、R2およびR3は、各々独立に水素または炭素数1〜18の飽和炭化水素基を示す。]。
また、本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する導電性部材の製造方法であって、該導電層は、下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、過塩素酸イオンおよびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンから選択される少なくとも一方のアニオンと、を含むものであり、
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上で架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含む導電性部材の製造方法が提供される。
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。
[式(1)中、R1、R2およびR3は、各々独立に水素または炭素数1〜18の飽和炭化水素基を示す。]。
また、本発明によれば、上記導電性支持体および導電層を有する、電子写真感光体に押圧して接触配置される接触帯電ローラの製造方法であって、該導電層は、クラウン形状を有し、かつ、下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、アニオンと、を含むものであり、
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上にて架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含む接触帯電ローラの製造方法が提供される。
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。
導電性支持体は、支持体を介して帯電ローラの表面に給電するために導電性を有する。導電性支持体は、例えば、炭素鋼合金表面に5μm程度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他の材料として、以下のものが挙げられる。鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルの如き金属;これらの金属を含むステンレス鋼、ジュラルミン、真鍮及び青銅の如き合金;カーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料。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。また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
導電層は、下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、アニオンとを含んでいる。
本発明に係る変性エピクロルヒドリンゴムの原料たるエピクロルヒドリンゴムとは、下記式(2)で示されるエピクロルヒドリンに由来するユニットを有するゴムの総称である。
本発明に係る変性エピクロルヒドリンゴムは、前記したエピクロルヒドリンゴム中のエピクロルヒドリン由来のユニットの少なくとも1つのユニットが前記式(1)で示されるユニットであるものである。すなわち、本発明に係る変性エピクロルヒドリンゴムは、第四級アンモニウムイオンが分子内に化学的に結合している。
導電層中に含まれるアニオンは、導電層中を移動することで導電層にイオン導電性を発現させるキャリア分子として機能する。アニオンの種類としては特に限定されず、例えば、塩素イオン、過塩素酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン等が挙げられる。ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンの構造を下記式(5)に示す。
導電層の形成方法としては、上記の導電層の原料となるゴム組成物を、例えば、押出し成形、射出成形、圧縮成形の如き公知の方法により成型する方法が挙げられる。また、導電層は、導電性支持体の上に直接形成してもよいし、予めチューブ形状に成形した導電層を導電性支持体上に被覆させることによって形成してもよい。なお、導電層の形成後に導電層の表面を研磨して形状を整えることも好ましい。
図4は、本発明に係る導電性部材を帯電ローラとして用いた電子写真装置の概略図である。この電子写真装置は、電子写真感光体301を帯電する帯電ローラ302、露光を行う潜像形成装置308、トナー像に現像する現像装置303、転写材304に転写する転写装置305、電子写真感光体上の転写トナーを回収するクリーニング装置307、トナー像を定着する定着装置306などから構成される。電子写真感光体301は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。
また、図5は本発明に係る導電性部材を帯電ローラ302に適用したプロセスカートリッジの概略断面図である。図5に示すように、本発明に係るプロセスカートリッジは、電子写真感光体301、帯電ローラ302、現像装置303、及び、クリーニング装置307などが一体化され、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている。
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(EP/EO/AGE)三元共重合体(商品名:エピオン301、ダイソー(株)製)の100gを、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)1000mlに溶解させた。この溶液に、40質量%のメチルアミン水溶液を8g(メチルアミンとして3.2g)加え、窒素雰囲気下、温度50℃で12時間加熱還流した。次いで、反応液を濃縮乾固して、第四級アンモニウムイオンがエピクロルヒドリンユニット部分に導入された、EP/EO/AGE三元共重合体を得た。これを変性エピクロルヒドリンゴムNo.1とする。
帯電ローラNo.1の導電層を削り、塩酸に溶解し、導電層中のアニオンを抽出した。抽出後の塩酸から水を蒸発させて抽出物を回収し、これを飛行時間型質量分析装置(商品名:PHI TRIFT IV、アルバック・ファイ社製)を用いて質量分析し、導電層中の主たるアニオン種を同定した。
図3は本評価で用いた電気抵抗測定装置の概略図を示す。帯電ローラNo.1は、その両端に取り付けられた軸受け31によって回転可能に保持され、前記軸受け31に取り付けられたバネ32によって片側450gfの押し付け圧で外径30mmのアルミニウム製の円柱状ドラム33に圧接されている。
帯電ローラNo.1に対して、評価1の電気抵抗測定装置を用いて300μAの直流電流を100分間流した。次いで、帯電ローラNo.1を、レーザープリンタ(商品名:LBP5400、キヤノン(株)製)に帯電ローラとして組み込み、ハーフトーン画像を1枚出力し、当該ハーフトーン画像を目視にて観察し、下記表2に記載の基準で評価した。
帯電ローラNo.1を温度40℃、湿度95%RH環境下にて、ポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に置き、帯電ローラNo.1の両端の芯金の露出部分に対して各々550gfの荷重を加えて、帯電ローラNo.1の導電層の表面をPETシートに押し付けた。この状態を1週間維持したのち、帯電ローラNo.1をPETシート上から除去し、PETシートの表面の帯電ローラNo.1が押し付けられていた部分を光学顕微鏡で観察し、帯電ローラNo.1の導電層からのブリード物の付着状況を観察し、下記表3に記載の基準に基づき評価した。
原料としてのエピクロルヒドリンゴム、変性に用いたアミン種およびアミンの添加量を表4に記載したように変更した以外は、実施例1に係る変性エピクロルヒドリンゴムNo.1と同様にして変性エピクロルヒドリンゴムNo.2〜12を合成した。なお、表4中、原料としてのエピクロヒドリンゴム種のアルファベットは、表5に記載の材料を示す。
原料としてのエピクロルヒドリンゴムJを100gと、トリエチルアミン8.1gとをオープンロールにて混合して、変性エピクロルヒドリンゴムNo.13を得た。得られた変性エピクロルヒドリンゴムNo.13を用いた以外は、実施例1と同様にして未加硫ゴム組成物No.13を調製し、これを用いて帯電ローラNo.13を作成した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
原料としてのエピクロルヒドリンゴム、変性に用いたアミン種およびアミンの添加量を表6に記載したように変更した以外は、実施例1に係る変性エピクロルヒドリンゴムNo.1と同様にして変性エピクロルヒドリンゴムNo.14〜44を合成した。
原料としてのエピクロルヒドリンゴムAを100gと、ジメチルヘキシルアミンを10.3gとをオープンロールにて混合して、変性エピクロルヒドリンゴムNo.45を得た。次いで、下記表7に記載の材料をオープンロールを用いて混合し、未加硫ゴム組成物No.45を得た。
実施例45における、原料としてのエピクロルヒドリンゴムAを、エピクロルヒドリンゴムB、または、エピクロルヒドリンゴムCに変更した以外は、実施例45と同様にして変性エピクロルヒドリンゴムNo.46〜47を合成した。
原料としてのエピクロルヒドリンゴムJの100gを、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)1000mlに溶解させた。この溶液に、カリウムフタルイミドを31.7g加え、窒素雰囲気下、温度70℃で12時間加熱還流した。
実施例3における変性エピクロルヒドリンゴムNo.3を100g、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)1000mlに溶解させた。次に、過塩素酸リチウム11gをDMF10mlに溶解した。上記で得られた2種類のDMF溶液を混合し、2時間攪拌した。混合攪拌後、上記DMF溶液を室温で攪拌されている水中に注ぎ、再沈殿させた。再沈殿と水による洗浄を2回繰り返し、乾燥後、過塩素酸イオン(ClO4 −)を含む未加硫ゴム組成物No.49を得た。次に、得られた未加硫ゴムNo.49を用いて帯電ローラNo.49を作製した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
実施例49の過塩素酸リチウムの代わりにビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム29gを用いた以外は実施例49と同様にして、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン(TFSI−)を含む未加硫ゴム組成物No.50を調製し、これを用いて帯電ローラNo.50を作製した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
下記表8の材料をオープンロールを用いて混合し、未加硫ゴム組成物No.C−1を得た。未加硫ゴム組成物No.C−1を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−1を作成した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
比較例1において、テトラエチルアンモニウムクロライドを配合しなかった以外は、比較例1と同様にして未加硫ゴム組成物No.C−2を得た。未加硫ゴム組成物No.C−2を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−2を作成した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
比較例2において、オープンロールで混合する際に、トリエチルアミンを18g添加した以外は比較例2と同様にして未加硫ゴム組成物No.C−3を得た。未加硫ゴム組成物No.C−3を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−3を作成した。この帯電ローラを実施例1の評価1〜3に供した。
プライマーを焼き付けた直径6mm、長さ279mmのステンレス鋼製の芯金の周面にプライマー層を焼き付けた。これを導電性支持体に用いると共に、未加硫ゴム組成物No.13を用いて、実施例1に係る導電性ローラNo.1と同様にして導電性ローラNo.51を作成した。但し、ゴム層の厚みを3mm、ゴム層の幅を235mmとした。
導電性ローラNo.51をレーザープリンタ(商品名:LBP5400、キヤノン(株)製)の現像ローラとして組み込み、シアンのベタ画像、および、ハーフトーン画像を各々1枚出力した。これらを評価画像群aとする。
A:評価画像群aおよび評価画像群bの間で、濃度に変化が見られなかった。
B:評価画像群aおよび評価画像群bの間で濃度に変化が若干見られた。
C:評価画像群aおよび評価画像群bの間で顕著な濃度変化が見られた。
未加硫ゴム組成物に用いるポリマー、およびアミンを表10に示すものに変更して、実施例51と同様にして導電性ローラNo.52〜54、及びC−4を作成し、評価1、2及び評価5に供した。結果を表11に示す。
Claims (19)
- 前記アニオンが塩素イオンである請求項1に記載の接触帯電ローラ。
- 前記アニオンが過塩素酸イオンまたはビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンである請求項1に記載の接触帯電ローラ。
- 前記アニオンが塩素イオンである請求項5に記載の現像部材。
- 前記アニオンが過塩素酸イオンまたはビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンである請求項5に記載の現像部材。
- 電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、請求項5〜8のいずれか一項に記載の現像部材を具備していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 電子写真感光体をさらに具備している請求項11に記載のプロセスカートリッジ。
- 請求項5〜8のいずれか一項に記載の現像部材を具備していることを特徴とする電子写真装置。
- 電子写真感光体をさらに具備している請求項13に記載の電子写真装置。
- 導電性支持体および導電層を有する、電子写真感光体に押圧して接触配置される接触帯電ローラの製造方法であって、
該導電層は、
クラウン形状を有し、かつ、
下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、
アニオンと、を含むものであり、
[式(1)中、R1、R2およびR3は、各々独立に水素または炭素数1〜18の飽和炭化水素基を示す。]。
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上にて架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含むことを特徴とする接触帯電ローラの製造方法:
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。 - 導電性支持体および導電層を有する現像部材の製造方法であって、
該導電層は、
下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、
アニオンと、を含むものであり、
[式(1)中、R1、R2およびR3は、各々独立に水素または炭素数1〜18の飽和炭化水素基を示す。]。
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上にて架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含むことを特徴とする現像部材の製造方法:
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。 - 導電性支持体および導電層を有する導電性部材の製造方法であって、
該導電層は、
下記式(1)で示されるユニットを有している変性エピクロルヒドリンゴムの硬化物と、
過塩素酸イオンおよびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンから選択される少なくとも一方のアニオンと、を含むものであり、
[式(1)中、R1、R2およびR3は、各々独立に水素または炭素数1〜18の飽和炭化水素基を示す。]。
該製造方法は、
(i)該変性エピクロルヒドリンゴムを得る工程;および
(ii)該変性エピクロルヒドリンゴムを含む組成物を該導電性支持体上で架橋せしめて該導電層を形成する工程、を有し、
該工程(i)は、下記工程(ア)および(イ)を含むことを特徴とする導電性部材の製造方法:
(ア)下記式(2)で示されるユニットを有する、未変性のエピクロルヒドリンゴムを用意する工程;
(イ)該式(2)で示されるユニット中の塩素原子を、アミン化合物で置換せしめる工程。 - 電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
電子写真感光体、および
請求項1〜4のいずれか一項に記載の接触帯電ローラ、を具備し、
該接触帯電ローラは、該導電性支持体の両端部に押圧力を与えて、該電子写真感光体に当接されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 電子写真感光体、および
請求項1〜4のいずれか一項に記載の接触帯電ローラ、を具備している電子写真装置であって、
該接触帯電ローラは、該導電性支持体の両端部に押圧力を与えて、該電子写真感光体に当接されていることを特徴とする電子写真装置。
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JP2012054495A JP6000580B2 (ja) | 2011-03-29 | 2012-03-12 | 接触帯電ローラ、現像部材、導電性部材およびこれらの製造方法、プロセスカートリッジならびに電子写真装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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