JP6714529B2 - 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 - Google Patents
電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6714529B2 JP6714529B2 JP2017030595A JP2017030595A JP6714529B2 JP 6714529 B2 JP6714529 B2 JP 6714529B2 JP 2017030595 A JP2017030595 A JP 2017030595A JP 2017030595 A JP2017030595 A JP 2017030595A JP 6714529 B2 JP6714529 B2 JP 6714529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modifier
- surface layer
- charging member
- roughness
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
- G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
- G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
- G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/0808—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller
Description
本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法に関するものである。
電子写真機器の帯電部材としては、芯金の外周にゴム弾性を有するベース層を有し、そのベース層の外周に表層を有するものが知られている。また、帯電部材では、例えば荷電特性などから、表層のバインダー樹脂に粗さ形成用粒子を添加することがある。そして、特許文献1では、表層において、バインダー樹脂に対し、多孔質樹脂粒子とシリコーンオイルを配合することが開示されている。また、特許文献2では、塗膜層において、活性水素を持つフッ素樹脂に反応性の官能基を有するシリコーンオイルを添加することが開示されている。
特許文献1では、バインダー樹脂に対し多孔質樹脂粒子とシリコーンオイルを配合することで、表層の外周表面にベナールセルが発生しないようにしている。これは、ベナールセルの発生過程で多孔質樹脂粒子がセルの境界部に偏在するのを抑えるためである。また、特許文献2では、反応を介して塗膜層のフッ素樹脂にシリコーンオイルを固定することでシリコーンオイルのブリードを抑えている。
しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、帯電部材の表層の表面にベナールセルを適度に存在させたほうが、画質向上の面で有利であるとの見解を得た。そしてこれにより、本発明を完成するに至った。
本発明が解決しようとする課題は、画質に優れる電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用帯電部材は、弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層がポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、前記水酸基を有する改質剤がフッ素系改質剤、シリコーン系改質剤、アクリル系改質剤の少なくとも1種であり、前記表層の表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセルを有することを要旨とするものである。
前記水酸基を有する改質剤は、フッ素系改質剤であることが特に好ましい。前記表層は、粗さ形成用粒子を含み、その平均粒径が3.0〜30μmの範囲内であることが好ましい。前記ベナールセルの大きさは、250〜1100μmの範囲内であることが好ましい。
本発明に係る電子写真機器用帯電部材の製造方法は、上記の本発明に係る電子写真機器用帯電部材の製造方法であって、前記表層は、前記ポリアミドおよび前記水酸基を有する改質剤を溶質として含みトルエンとメタノールの混合溶媒を溶媒として含む塗工液を前記弾性体層の外周に塗布した後、100〜150℃の温度で30〜60分の時間をかけて乾燥することにより形成することを要旨とするものである。
本発明に係る電子写真機器用帯電部材によれば、表層がポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、水酸基を有する改質剤がフッ素系改質剤、シリコーン系改質剤、アクリル系改質剤の少なくとも1種であり、表層の表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセルを有することから、画質に優れる。
以下、本発明について詳細に説明する。本発明に係る電子写真機器用帯電部材は、感光ドラムなどの被帯電体を帯電させるものであれば、特に形状が限定されるものではない。例えば、ロール状、プレート状、ブロック状などの形状のものが適用可能である。特に好ましいものとしては、ロール状のものである。以下、ロール状のもの(帯電ロール)を例に挙げて説明する。
本発明に係る電子写真機器用帯電ロール(以下、単に帯電ロールということがある。)について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図(a)と、そのA−A線断面図(b)である。図2は、図1に示す帯電ロールの表層の表面構造を模式的に示したものであり、表面拡大図(a)とそのB−B線断面図(b)である。
帯電ロール10は、軸体12と、軸体12の外周に形成された弾性体層14と、弾性体層14の外周に形成された表層16と、を備える。弾性体層14は、帯電ロール10のベースとなる層である。表層16は、帯電ロール10の表面に現れる層となっている。
表層16は、ポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセル18を有する。ベナールセル18は、表層16を形成する際、加熱などにより塗膜内部で渦流が生じ、その結果、主に六角形のセル構造が現れる現象によって生じるものである。渦流は、塗膜内部で上下方向に生じ、塗膜表面で中心から外側に生じる。ベナールセル18は、セル壁18aにより囲まれた領域をいう。
ポリアミドは、表層16のバインダーポリマーであり、ベースポリマーである。表層16は、本発明に影響しない範囲であれば、バインダーポリマーとしてポリアミド以外のポリマーを含んでいてもよいが、バインダーポリマーはポリアミドのみで構成されていてもよい。ポリアミドは、表面自由エネルギーが比較的大きいポリマーである。このため、ポリアミドを含む塗膜はその乾燥過程でベナールセル現象が生じやすい。他のポリマーでは、ベナールセル現象が生じにくい。本発明では、このようなポリアミドを含む塗膜の性質を利用して、表層16の表面にベナールセル18を積極的に作るようにしている。
ポリアミドの種類は、特に限定されるものではない。ポリアミドとしては、脂肪族骨格を含むナイロン、芳香族骨格のみで構成されるアラミドが挙げられる。ナイロンとしては、ωアミノ酸の重縮合反応で合成されるn−ナイロン、ジアミンとジカルボン酸の共縮重合反応で合成されるn,m−ナイロンが挙げられる。n−ナイロンとしては、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12などが挙げられる。n,m−ナイロンとしては、ナイロン66などが挙げられる。ポリアミドは、変性されたものであってもよいし、非変性のものであってもよい。変性基としては、例えば、N−メトキシメチル基、シリコーン基、フッ素基などを挙げることができる。これらのうちでは、高誘電性(帯電性)などの観点から、N−メトキシメチル化ナイロンが好ましい。
水酸基を有する改質剤は、ポリアミドを含む塗膜の表面張力を調整し、ベナールセル18の高さを調整する。これは、改質剤の水酸基を介して改質剤がポリアミドと水素結合で分子間相互作用するためと推察される。官能基を有しない改質剤や、他の官能基を有し、水酸基を有しない改質剤では、ポリアミドを含む塗膜であってもベナールセル現象が抑えられ、ベナールセル18が形成されない。官能基を有しない改質剤では、ポリアミドと水素結合で分子間相互作用できない。他の官能基(例えばカルボン酸基など)は、分子内水素結合が優先され、ポリアミドとの分子間相互作用が小さいためと推察される。表層16の表面にベナールセル18を形成するためには、水酸基を有する改質剤が必要である。
水酸基を有する改質剤は、ポリアミドを含む塗膜中に溶解・分散できるものであれば、常温において、固体であってもよいし、液体であってもよい。溶解・分散性により優れるなどの観点から、水酸基を有する改質剤は常温において液体であることがより好ましい。水酸基を有する改質剤としては、フッ素系、シリコーン系、アクリル系などが挙げられる。水酸基を有する改質剤は、これらのうちの1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、フッ素系がより好ましい。表層16の表面のタック性を抑える効果により優れ、残留トナーやトナー外添剤の付着が抑えられやすくなる。また、付着しても取れやすくなる。フッ素系改質剤としては、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。フッ素系改質剤としては、DIC製メガファックシリーズなどが挙げられる。シリコーン系改質剤としては、シリコーンオイルなどが挙げられる。アクリル系改質剤としては、アクリル系ポリマー、シリコーンアクリル系ポリマーなどが挙げられる。アクリル系ポリマーは、アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルの1種以上からなるアクリル系単独重合体またはアクリル系共重合体である。シリコーンアクリル系ポリマーは、シリコーン変性アクリル系ポリマーである。
表層16において、水酸基を有する改質剤の含有量は、表層16の表面にベナールセル18を形成する効果に優れるなどの観点から、ポリアミド100質量部に対し、0.1質量部以上であることが好ましい。より好ましくは0.3質量部以上、さらに好ましくは0.5質量部以上である。また、改質剤の凝集を抑えて分散性に優れるなどの観点から、3.0質量部以下であることが好ましい。より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下である。
ベナールセル18は、表層16の表面に分布することで、汚れ物質が局所に集中するのを抑える。ベナールセル18のセル壁18aに汚れ物質が付着することで、汚れ物質が粗さ形成用粒子の周囲などの局所的にかたまるのを抑えるからである。汚れ物質は、残留トナーや外添剤などである。汚れ物質が局所に集中しないことで、画質が向上する。ベナールセル18の高さは、0.1μm以上とする。高さが0.1μm未満であると、ベナールセル18のセル壁18aに汚れ物質が付着せず、汚れ物質が局所的にかたまるのを抑えることができない。また、この観点から、より好ましくは高さ0.2μm以上、さらに好ましくは高さ0.3μm以上である。一方、ベナールセル18の高さは、1.0μm以下とする。高さが1.0μm超であると、表面粗さへの影響が大きく、画質が低下する。また、この観点から、より好ましくは高さ0.8μm以下、さらに好ましくは高さ0.7μm以下である。ベナールセル18の高さは、表層16の表面をレーザー顕微鏡にて観察し、ベナールセル18内の最大深さの位置からセル壁18aの頂点までの高さを計測し、任意のベナールセル18の20点の平均で表す。
ベナールセル18の大きさは、均一帯電性などの観点から、250μm以上であることが好ましい。より好ましくは300μm以上である。また、均一分散性、局所汚れ防止などの観点から、1100μm以下であることが好ましい。より好ましくは1000μm以下である。ベナールセル18の大きさは、表層16の表面をレーザー顕微鏡にて観察し、セル壁18aの頂点からその対角点までの最長距離を計測し、任意のベナールセル18の20点の平均で表す。
表層16は、表層16に粗さを形成するための粗さ形成用粒子を含んでいてもよい。表層16が粗さ形成用粒子を含むと、帯電ロール10の荷電特性をより向上することができる。
図3には、表層16が粗さ形成用粒子20を含む本発明の変形例を示している。図3(a)は表層16の表面拡大図であり、図3(b)は、そのC−C線断面図である。また、図4には、表層16が粗さ形成用粒子20を含む帯電ロールの一例を示している。図4(a)は表層16の表面拡大図であり、図4(b)は、そのD−D線断面図である。
本発明に係る帯電ロール10は、上記するように、表層16がポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセル18を有する。ベナールセル18の高さが1.0μm以下であるため、ベナールセル18の発生過程で粗さ形成用粒子20がセルの境界部(セル壁18aの近傍)に偏在するのが抑えられる。これにより、図3に示すように、粗さ形成用粒子20は、表層16において、ベナールセル18のセル壁18aの位置にかかわらず均一に分散される。粗さ形成用粒子20が表層16において均一に分布することで、表面粗さや抵抗の均一性が確保される。これにより、画質が優れる。また、この観点から、より好ましくは高さ0.8μm以下、さらに好ましくは高さ0.7μm以下である。
これに対し、ベナールセル18の高さが1.0μm超であると、図4に示すように、ベナールセル18の発生過程で粗さ形成用粒子がセルの境界部(セル壁18aの近傍)に偏在し、表面粗さや抵抗の均一性が低下する。これにより、均一帯電性が低下し、画質が低下する。
粗さ形成用粒子20は、樹脂製粒子などが用いられる。粗さ形成用粒子20の材料は特に限定されるものではなく、アクリル粒子、シリコーン粒子、ウレタン粒子などが用いられる。粗さ形成用粒子20の大きさは、特に限定されるものではないが、均一帯電性を確保しやすいなどの観点から、平均粒径3.0〜30μmのものが好ましい。より好ましくは平均粒径5.0〜15μmのものである。粗さ形成用粒子20の平均粒径は、表層16の表面をレーザー顕微鏡にて観察し、表面観察時に見える粗さ形成用粒子20の直径を粒径とし、任意の粗さ形成用粒子20の20点の平均で表す。また、粗さ形成用粒子20の含有量は、特に限定されるものではないが、均一帯電性を確保しやすいなどの観点から、表層16のベースポリマーであるポリアミド100質量部に対し、10〜50質量部の範囲内とすることが好ましい。より好ましくは15〜40質量部の範囲内である。
表層16は、本発明に影響を与えない範囲において、ポリアミドおよび水酸基を有する改質剤に加え、表層16に添加される各種添加剤を1種または2種以上含有していてもよい。このような添加剤としては、導電剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離形剤、染料、顔料、難燃剤などが挙げられる。
導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤が挙げられる。イオン導電剤としては、第4級アンモニウム塩、第4級ホスホニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、c−TiO2、c−ZnO、c−SnO2(c−は、導電性を意味する。)などの導電性酸化物などが挙げられる。
表層16は、材料種、導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。表層16の体積抵抗率は、用途などに応じて105〜1011Ω・cm、108〜1010Ω・cmの範囲などに適宜設定すればよい。表層16の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて10〜30μmの範囲内などで適宜設定すればよい。表層16の厚みは、粗さ形成用粒子が存在していない部分における厚みである。
表層16は、表層形成用組成物を弾性体層14の外周面に塗布・乾燥することにより形成することができる。表層形成用組成物は、ポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含む。また、必要に応じ、粗さ形成用粒子20を含む。また、必要に応じ、表層に添加される各種添加剤を1種または2種以上含む。また、必要に応じ、溶媒を含む。
表層16の表面におけるベナールセル18の高さや大きさは、表層形成用組成物の成分組成、溶媒組成、粘度、濃度、塗布量、膜厚、乾燥条件(温度、時間など)などを調整することにより、調整することができる。特定の高さのベナールセル18を形成するなどの観点から、また、所定の大きさのベナールセル18を形成するなどの観点から、成分組成としては、ポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を溶質として含むことが好ましい。また、溶媒組成としては、トルエンとメタノールの混合溶媒を溶媒として含むことが好ましい。トルエン/メタノール質量比は、例えば3/1〜1/3などが好ましい。固形分濃度としては、5〜30質量%が好ましい。膜厚としては、2〜25μmが好ましい。また、乾燥条件としては、100〜150℃の温度で30〜60分の時間をかけて乾燥することが好ましい。
弾性体層14は、架橋ゴムを含有する。弾性体層14は、未架橋ゴムを含有する導電性ゴム組成物により形成される。架橋ゴムは、未架橋ゴムを架橋することにより得られる。未架橋ゴムは、極性ゴムであってもよいし、非極性ゴムであってもよい。導電性に優れるなどの観点から、未架橋ゴムは極性ゴムがより好ましい。
極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム(NBR)、ウレタンゴム(U)、アクリルゴム(アクリル酸エステルと2−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ACM)、クロロプレンゴム(CR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)などを挙げることができる。極性ゴムのうちでは、体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム(NBR)がより好ましい。
ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体(CO)、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体(ECO)、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体(GCO)、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(GECO)などを挙げることができる。
ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。
非極性ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)などが挙げられる。
架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。
硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。
過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。
脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン−2,3−ジチオカーボネート、6−メチルキノキサリン−2,3−ジチオカーボネート、6−イソプロピルキノキサリン−2,3−ジチオカーボネート、5,8−ジメチルキノキサリン−2,3−ジチオカーボネートなどを挙げることができる。
架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム100質量部に対して、好ましくは0.1〜2質量部の範囲内、より好ましくは0.3〜1.8質量部の範囲内、さらに好ましくは0.5〜1.5質量部の範囲内である。
架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUと略称する。)もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、DBUの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。DBUの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、2−エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、2−メルカプトベンゾチアゾール塩、2−メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。
脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム100質量部に対して、0.1〜2質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.3〜1.8質量部の範囲内、さらに好ましくは0.5〜1.5質量部の範囲内である。
弾性体層14には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、c−TiO2、c−ZnO、c−SnO2(c−は、導電性を意味する。)、イオン導電剤(4級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など)などの従来より公知の導電剤を適宜添加することができる。また、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。
弾性体層14は、架橋ゴムの種類、イオン導電剤の配合量、電子導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。弾性体層14の体積抵抗率は、用途などに応じて102〜1010Ω・cm、103〜109Ω・cm、104〜108Ω・cmの範囲などに適宜設定すればよい。
弾性体層14の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて0.1〜10mmの範囲内などで適宜設定すればよい。弾性体層14は、発泡体であってもよいし、非発泡体であってもよい。
弾性体層14は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体12をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化(架橋)させた後、脱型するか、あるいは、軸体12の表面に未架橋の導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体12の外周に弾性体層14を形成する。
軸体12は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体12の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層14は、接着剤層(プライマー層)を介して軸体12に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。
以上の構成の帯電ロール10によれば、表層16がポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセル18を有することから、ベナールセル18のセル壁18aに汚れ物質が付着し、汚れ物質が局所的にかたまるのを抑えることができる。また、表面粗さへの影響を抑えることができる。これにより、画質に優れる。また、表層16が粗さ形成用粒子20を含む場合には、ベナールセル18の高さが1.0μm以下であるため、ベナールセル18の発生過程で粗さ形成用粒子20がセルの境界部(セル壁18aの近傍)に偏在するのが抑えられる。これにより、粗さ形成用粒子20は、表層16において、ベナールセル18のセル壁18aの位置にかかわらず均一に分散される。粗さ形成用粒子20が表層16において均一に分布することで、表面粗さや抵抗の均一性が確保される。これにより、画質が優れる。
本発明に係る帯電ロールの構成としては、図1に示す構成に限定されるものではない。例えば、図1に示す帯電ロール10において、軸体12と弾性体層14との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、他の弾性体層は、帯電ロールのベースとなる層であり、弾性体層14が帯電ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。他の弾性体層は、例えば、弾性体層14を構成する材料として挙げられた材料のいずれかにより構成することができる。また、例えば、図1に示す帯電ロール10において、弾性体層14と表層16との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、弾性体層14が帯電ロールのベースとなる層であり、他の弾性体層は、帯電ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。
以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。
(実施例1〜11)
<導電性ゴム組成物の調製>
ヒドリンゴム(ECO、ダイソー製「エピクロマーCG102」)100質量部に対し、加硫助剤(酸化亜鉛、三井金属製「酸化亜鉛2種」)を5質量部、カーボン(ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックEC300J」)を10質量部、加硫促進剤(2−メルカプトベンゾチアゾール、大内新興化学工業社製「ノクセラーM−P」)を0.5質量部、硫黄(鶴見化学工業社製、「サルファックスPTC」)を2質量部、充填剤(炭酸カルシウム、白石工業製「白艶華CC」)を50質量部添加し、これらを攪拌機により撹拌、混合して導電性ゴム組成物を調製した。
<導電性ゴム組成物の調製>
ヒドリンゴム(ECO、ダイソー製「エピクロマーCG102」)100質量部に対し、加硫助剤(酸化亜鉛、三井金属製「酸化亜鉛2種」)を5質量部、カーボン(ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックEC300J」)を10質量部、加硫促進剤(2−メルカプトベンゾチアゾール、大内新興化学工業社製「ノクセラーM−P」)を0.5質量部、硫黄(鶴見化学工業社製、「サルファックスPTC」)を2質量部、充填剤(炭酸カルシウム、白石工業製「白艶華CC」)を50質量部添加し、これらを攪拌機により撹拌、混合して導電性ゴム組成物を調製した。
<弾性体層の作製>
成形金型(パイプ状)に芯金(軸体、直径6mm)をセットし、上記の導電性ゴム組成物を注入し、180℃で30分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に厚み1.9mmの弾性体層を形成した。
成形金型(パイプ状)に芯金(軸体、直径6mm)をセットし、上記の導電性ゴム組成物を注入し、180℃で30分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に厚み1.9mmの弾性体層を形成した。
<表層形成用組成物の調製>
表1に記載の配合(質量部)となるように、バインダーポリマー、改質剤、粗さ形成用粒子を配合し、固形分濃度20質量%となるようにトルエンとメタノールの混合溶媒(質量比1:2)で濃度調整した。固形分濃度は、溶媒以外の成分の合計の濃度である。
表1に記載の配合(質量部)となるように、バインダーポリマー、改質剤、粗さ形成用粒子を配合し、固形分濃度20質量%となるようにトルエンとメタノールの混合溶媒(質量比1:2)で濃度調整した。固形分濃度は、溶媒以外の成分の合計の濃度である。
<表層の作製>
弾性体層の表面に表層形成用組成物をロールコートし、130℃で50分加熱して、弾性体層の外周に、厚み10μmの表層を形成した。これにより、実施例1〜11に係る帯電ロールを作製した。表層の厚みは、粗さ形成用粒子が存在していない部分における厚みである。
弾性体層の表面に表層形成用組成物をロールコートし、130℃で50分加熱して、弾性体層の外周に、厚み10μmの表層を形成した。これにより、実施例1〜11に係る帯電ロールを作製した。表層の厚みは、粗さ形成用粒子が存在していない部分における厚みである。
(実施例12)
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように粗さ形成用粒子を配合しなかった以外は実施例1〜11と同様にして、実施例12に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように粗さ形成用粒子を配合しなかった以外は実施例1〜11と同様にして、実施例12に係る帯電ロールを作製した。
(実施例13〜14)
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように固形分濃度を変更した以外は実施例1〜11と同様にして、実施例13〜14に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように固形分濃度を変更した以外は実施例1〜11と同様にして、実施例13〜14に係る帯電ロールを作製した。
(実施例15)
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように電子導電剤を配合した以外は実施例1〜11と同様にして、実施例15に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、表1に記載のように電子導電剤を配合した以外は実施例1〜11と同様にして、実施例15に係る帯電ロールを作製した。
(比較例1)
表層形成用組成物の調製において、水酸基を有する改質剤に代えて、水酸基を有さずカルボン酸基を有する改質剤を用いた以外は実施例1〜11と同様にして、比較例1に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、水酸基を有する改質剤に代えて、水酸基を有さずカルボン酸基を有する改質剤を用いた以外は実施例1〜11と同様にして、比較例1に係る帯電ロールを作製した。
(比較例2)
表層形成用組成物の調製において、水酸基を有する改質剤に代えて、非変性改質剤を用いた以外は実施例1〜11と同様にして、比較例2に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、水酸基を有する改質剤に代えて、非変性改質剤を用いた以外は実施例1〜11と同様にして、比較例2に係る帯電ロールを作製した。
(比較例3)
表層形成用組成物の調製において、改質剤を配合しなかった以外は実施例1〜11と同様にして、比較例3に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、改質剤を配合しなかった以外は実施例1〜11と同様にして、比較例3に係る帯電ロールを作製した。
(比較例4)
表層形成用組成物の調製において、バインダーポリマーを変更した以外は比較例3と同様にして、比較例4に係る帯電ロールを作製した。
表層形成用組成物の調製において、バインダーポリマーを変更した以外は比較例3と同様にして、比較例4に係る帯電ロールを作製した。
(表層形成用組成物の材料)
・バインダー1(バインダーポリマー):N−メトキシメチル化ナイロン(ナガセケムテックス社製、「EF30T」)
・バインダー2(バインダーポリマー):フッ素樹脂(ダイキン工業社製、「ネオフロンPFA」)
・改質剤1:水酸基を有するフッ素系改質剤(DIC製「メガファックF−477」)
・改質剤2:水酸基を有するアクリル系改質剤(東亞合成製「SD−10」)
・改質剤3:水酸基を有するシリコーン系改質剤(モメンティブパフォーマンスマテリアルズ製「XF42−B0970」)
・改質剤4:カルボン酸基を有するシリコーン系改質剤(信越シリコーン製「X−22−3701E」)
・改質剤5:非変性シリコーン系改質剤(信越シリコーン製「KF−96L−1cs」、ジメチルシリコーンオイル)
・電子導電剤:カーボンブラック、三菱化学社製「ダイアブラック♯3030」
・バインダー1(バインダーポリマー):N−メトキシメチル化ナイロン(ナガセケムテックス社製、「EF30T」)
・バインダー2(バインダーポリマー):フッ素樹脂(ダイキン工業社製、「ネオフロンPFA」)
・改質剤1:水酸基を有するフッ素系改質剤(DIC製「メガファックF−477」)
・改質剤2:水酸基を有するアクリル系改質剤(東亞合成製「SD−10」)
・改質剤3:水酸基を有するシリコーン系改質剤(モメンティブパフォーマンスマテリアルズ製「XF42−B0970」)
・改質剤4:カルボン酸基を有するシリコーン系改質剤(信越シリコーン製「X−22−3701E」)
・改質剤5:非変性シリコーン系改質剤(信越シリコーン製「KF−96L−1cs」、ジメチルシリコーンオイル)
・電子導電剤:カーボンブラック、三菱化学社製「ダイアブラック♯3030」
作製した各帯電ロールについて、表層の表面を観察し、ベナールセルの発生と粗さ形成用粒子の分散状態を確認した。また、ベナールセルの高さ、大きさ、粗さ形成用粒子の粒径を測定した。また、画像評価を行った。評価結果および表層形成用組成物の配合組成(質量部)を以下の表に示す。
(表面観察)
帯電ロールの表層の表面を市販のレーザー顕微鏡(キーエンス製カラー3Dレーザー顕微鏡「VK−8710」)にて観察した。測定倍率400倍、測定ピッチ0.1μm、レーザー光量1000とした。
帯電ロールの表層の表面を市販のレーザー顕微鏡(キーエンス製カラー3Dレーザー顕微鏡「VK−8710」)にて観察した。測定倍率400倍、測定ピッチ0.1μm、レーザー光量1000とした。
(ベナールセルの高さ)
上記表面観察時に、ベナールセル内の最大深さの位置からセル壁の頂点までの高さを計測し、任意のベナールセル20点の平均で表した。
上記表面観察時に、ベナールセル内の最大深さの位置からセル壁の頂点までの高さを計測し、任意のベナールセル20点の平均で表した。
(ベナールセルの大きさ)
上記表面観察時に、セル壁の頂点からその対角点までの最長距離を計測し、任意のベナールセル20点の平均で表した。
上記表面観察時に、セル壁の頂点からその対角点までの最長距離を計測し、任意のベナールセル20点の平均で表した。
(粗さ形成用粒子の大きさ)
上記表面観察時に見える粗さ形成用粒子の直径を粒径とし、任意の粗さ形成用粒子20点の平均で表した。
上記表面観察時に見える粗さ形成用粒子の直径を粒径とし、任意の粗さ形成用粒子20点の平均で表した。
(画像評価)
各帯電ロールを市販のフルカラーMFPに組み込み、25℃×50%RHの環境下、印字パターンがハーフトーンにて画像出しを行った。初期および1万枚耐久後のそれぞれで評価した。画像に横スジがないものを良好「○」とし、1カ所でも画像に横スジがあるものを不良「×」とした。また、各帯電ロールを市販のフルカラーMFPに組み込み、25℃×50%RHの環境下で30日間放置した後、画像評価を行った。感光ドラムとの当接部に相当する部分の画像を評価した結果、感光体ピッチで画像に横スジがないものを良好「○」とし、画像に横スジがあるものを不良「×」とした。
各帯電ロールを市販のフルカラーMFPに組み込み、25℃×50%RHの環境下、印字パターンがハーフトーンにて画像出しを行った。初期および1万枚耐久後のそれぞれで評価した。画像に横スジがないものを良好「○」とし、1カ所でも画像に横スジがあるものを不良「×」とした。また、各帯電ロールを市販のフルカラーMFPに組み込み、25℃×50%RHの環境下で30日間放置した後、画像評価を行った。感光ドラムとの当接部に相当する部分の画像を評価した結果、感光体ピッチで画像に横スジがないものを良好「○」とし、画像に横スジがあるものを不良「×」とした。
実施例および比較例から、ポリアミドを含む塗膜において改質剤を含まないと(比較例3)、ベナールセルの高さが大きく、粗さ形成用粒子がセル壁の近傍に偏在していた(図4参照)。このため、表面粗さや抵抗の均一性が低下し、均一帯電性の低下により初期からスジ画像が発生した。なお、これにより、接触放置後の試験は行わなかった。また、ポリアミドを含む塗膜において非変性の改質剤を含むだけ(比較例2)では、ベナールセルが発生せず、残留トナーや外添剤などの汚れ物質が粗さ形成用粒子の裾部などの局所にかたまり、耐久後にスジ画像が発生した。また、ポリアミドを含む塗膜においてカルボン酸基などの水酸基以外の官能基を有する改質剤を含むだけ(比較例1)では、ベナールセルが発生せず、残留トナーや外添剤などの汚れ物質が粗さ形成用粒子の裾部などの局所にかたまり、耐久後にスジ画像が発生した。これに対し、ポリアミドを含む塗膜において水酸基を有する改質剤を含む(実施例)ことで、表層の表面に所定の高さのベナールセルが形成され、ベナールセルによって残留トナーや外添剤などの汚れ物質が局所に集中しなくなった。また、粗さ形成用粒子はセル壁の近傍に偏在しておらず、表層の表面に均一分散していた(図3参照)。これにより、初期および耐久後においてスジ画像の発生が抑えられた。また、接触状態で放置後にも、スジ画像の発生が抑えられている。これは、表面に現れる改質剤の水酸基がバインダーポリマーのポリアミドと水素結合で分子間相互作用しているために感光ドラムへの移行が抑えられたためと推察される。他の官能基を有する改質剤や非変性の改質剤では、このような効果は得られない。例えば比較例1,2では、接触状態で放置後にも、横スジが発生しており、改質剤が感光ドラムに移行していることがわかる。そして、比較例4から、ポリアミド以外のバインダーポリマーでは、改質剤を添加しなくてもベナールセルの発生が抑えられている。しかし、ベナールセルが発生していないため、耐久後のスジ画像の発生は抑えられない。
以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
10 帯電ロール
12 軸体
14 弾性体層
16 表層
18 ベナールセル
20 粗さ形成用粒子
12 軸体
14 弾性体層
16 表層
18 ベナールセル
20 粗さ形成用粒子
Claims (5)
- 弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、
前記表層がポリアミドおよび水酸基を有する改質剤を含み、前記水酸基を有する改質剤がフッ素系改質剤、シリコーン系改質剤、アクリル系改質剤の少なくとも1種であり、前記表層の表面に高さ0.1〜1.0μmのベナールセルを有することを特徴とする電子写真機器用帯電部材。 - 前記水酸基を有する改質剤が、フッ素系改質剤であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用帯電部材。
- 前記表層が粗さ形成用粒子を含み、その平均粒径が3.0〜30μmの範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真機器用帯電部材。
- 前記ベナールセルの大きさが、250〜1100μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電子写真機器用帯電部材。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の電子写真機器用帯電部材の製造方法であって、
前記表層は、前記ポリアミドおよび前記水酸基を有する改質剤を溶質として含みトルエンとメタノールの混合溶媒を溶媒として含む塗工液を前記弾性体層の外周に塗布した後、100〜150℃の温度で30〜60分の時間をかけて乾燥することにより形成することを特徴とする電子写真機器用帯電部材の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017030595A JP6714529B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 |
CN201880004295.6A CN109923481B (zh) | 2017-02-22 | 2018-02-19 | 电子照相设备用带电构件以及电子照相设备用带电构件的制造方法 |
PCT/JP2018/005668 WO2018155360A1 (ja) | 2017-02-22 | 2018-02-19 | 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 |
US16/383,677 US10444655B2 (en) | 2017-02-22 | 2019-04-15 | Charging roll for electrophotographic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017030595A JP6714529B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018136434A JP2018136434A (ja) | 2018-08-30 |
JP6714529B2 true JP6714529B2 (ja) | 2020-06-24 |
Family
ID=63252685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017030595A Active JP6714529B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10444655B2 (ja) |
JP (1) | JP6714529B2 (ja) |
CN (1) | CN109923481B (ja) |
WO (1) | WO2018155360A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11480886B2 (en) * | 2019-02-27 | 2022-10-25 | Nok Corporation | Charging roll |
JP2022100770A (ja) * | 2020-12-24 | 2022-07-06 | 住友理工株式会社 | 電子写真機器用帯電ロール |
US11624994B2 (en) | 2021-04-27 | 2023-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing belt and fixing apparatus |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5162183A (en) * | 1990-07-31 | 1992-11-10 | Xerox Corporation | Overcoat for imaging members |
JP4514176B2 (ja) * | 2000-12-21 | 2010-07-28 | バンドー化学株式会社 | 帯電ローラ |
JP4969730B2 (ja) | 2001-01-12 | 2012-07-04 | 株式会社ブリヂストン | 帯電部材及び帯電装置 |
US6878496B2 (en) * | 2001-06-06 | 2005-04-12 | Konica Corporation | Electrophotoreceptor, image forming method, image forming apparatus and processing cartridge |
WO2004106051A1 (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-09 | Circular Technologies | Electrophotographie member and process for manufacturing same |
JP2008096870A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 現像ローラ |
JP4815620B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2011-11-16 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 現像ローラ、及び、画像形成方法 |
JP5173249B2 (ja) * | 2007-05-01 | 2013-04-03 | キヤノン株式会社 | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
JP2009020288A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Sony Corp | 防眩性フィルムおよびその製造方法、偏光子ならびに表示装置 |
JP5591082B2 (ja) * | 2010-12-01 | 2014-09-17 | キヤノン株式会社 | 帯電ローラおよびその製造方法 |
JP6022279B2 (ja) * | 2012-09-26 | 2016-11-09 | 住友理工株式会社 | 帯電部材 |
JP5968257B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-08-10 | 住友理工株式会社 | 改質ゴム弾性体および電子写真用部材 |
JP6136862B2 (ja) | 2013-11-06 | 2017-05-31 | 富士ゼロックス株式会社 | 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
-
2017
- 2017-02-22 JP JP2017030595A patent/JP6714529B2/ja active Active
-
2018
- 2018-02-19 WO PCT/JP2018/005668 patent/WO2018155360A1/ja active Application Filing
- 2018-02-19 CN CN201880004295.6A patent/CN109923481B/zh active Active
-
2019
- 2019-04-15 US US16/383,677 patent/US10444655B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10444655B2 (en) | 2019-10-15 |
WO2018155360A1 (ja) | 2018-08-30 |
CN109923481A (zh) | 2019-06-21 |
JP2018136434A (ja) | 2018-08-30 |
US20190235409A1 (en) | 2019-08-01 |
CN109923481B (zh) | 2021-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6722606B2 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP6714529B2 (ja) | 電子写真機器用帯電部材および電子写真機器用帯電部材の製造方法 | |
WO2016158813A1 (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
JP6576709B2 (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
US10656555B2 (en) | Development roll for electrophotography device | |
JP2021096377A (ja) | 電子写真機器用導電性ロール | |
US20180231908A1 (en) | Charging roll for electrophotographic apparatus | |
WO2018061441A1 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP6722613B2 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP2017156396A (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP2022127132A (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP2017116685A (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
JP2013071965A (ja) | ゴム組成物および帯電ロール | |
JP2011053659A (ja) | 導電性ゴム部材及び帯電ロール | |
JP6850094B2 (ja) | 電子写真機器用導電性ロール | |
WO2022138202A1 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
WO2023127398A1 (ja) | 電子写真機器用帯電ロールおよび電子写真機器用帯電ロールの製造方法 | |
JP7079741B2 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP6850210B2 (ja) | 電子写真機器用帯電部材 | |
WO2021106773A1 (ja) | 電子写真機器用現像ロール | |
JP7079719B2 (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
JP2021189208A (ja) | 電子写真機器用帯電ロール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200605 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6714529 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |