JP6722613B2 - 電子写真機器用帯電ロール - Google Patents
電子写真機器用帯電ロール Download PDFInfo
- Publication number
- JP6722613B2 JP6722613B2 JP2017059067A JP2017059067A JP6722613B2 JP 6722613 B2 JP6722613 B2 JP 6722613B2 JP 2017059067 A JP2017059067 A JP 2017059067A JP 2017059067 A JP2017059067 A JP 2017059067A JP 6722613 B2 JP6722613 B2 JP 6722613B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- intermediate layer
- layer
- charging roll
- average particle
- 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
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 182
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 108
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 42
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 8
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 5
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 27
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 27
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 26
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 24
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 6
- -1 fluororesin Polymers 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 4
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical class C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- BGPJLYIFDLICMR-UHFFFAOYSA-N 1,4,2,3-dioxadithiolan-5-one Chemical class O=C1OSSO1 BGPJLYIFDLICMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Chemical group 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6-pentaoxepane-5,7-dione Chemical compound O=C1OOOOC(=O)O1 BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical class C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6,7,8,9,10-octahydropyrimido[1,2-a]azepine Chemical class C1CCCCN2CCCN=C21 GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIXNFJTTYAIBNF-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;oxirane Chemical compound C1CO1.ClCC1CO1 OIXNFJTTYAIBNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALKYHXVLJMQRLQ-UHFFFAOYSA-N 3-Hydroxy-2-naphthoate Chemical class C1=CC=C2C=C(O)C(C(=O)O)=CC2=C1 ALKYHXVLJMQRLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- REEBWSYYNPPSKV-UHFFFAOYSA-N 3-[(4-formylphenoxy)methyl]thiophene-2-carbonitrile Chemical compound C1=CC(C=O)=CC=C1OCC1=C(C#N)SC=C1 REEBWSYYNPPSKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical group [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical class [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000000382 dechlorinating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000012933 diacyl peroxide Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- PXJJSXABGXMUSU-UHFFFAOYSA-N disulfur dichloride Chemical compound ClSSCl PXJJSXABGXMUSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005561 epichlorohydrin homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Chemical class 0.000 description 1
- 150000004714 phosphonium salts Chemical group 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical class OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229940052367 sulfur,colloidal Drugs 0.000 description 1
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
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ロールに関するものである。
電子写真機器において、感光ドラムの表面を帯電させる方式としては、帯電ロールを感光ドラムの表面に直接接触させる接触帯電方式が知られている。接触帯電方式においては、放電領域が狭いと局部に帯電が集中して画像不具合が生じるおそれがある。このため、例えば特許文献1に記載されるように、帯電ロールの表層に粒子を添加して表面に凹凸を設けることで放電領域を確保し、帯電量を維持することが行われている。
帯電ロールを帯電させる方式としては、装置のコンパクト化、低コスト化などから、直流(DC)電圧印加方式が知られている。近年、高速機や高機能機にも直流(DC)電圧印加方式を採用する試みがなされている。しかし、直流(DC)電圧印加方式は、交流/直流(AC/DC)重畳印加方式に比べて帯電性能が劣る。放電領域をより広くし帯電性能を満足するために帯電ロールの表層により大径の粗さ形成用粒子を配置すると、粒子が存在する部分と存在しない部分とでバインダーの厚み差が大きくなる。これにより、表層の表面抵抗にムラが生じ、放電ムラが生じる。
本発明が解決しようとする課題は、高い帯電性と表面抵抗の均一性を両立して画像不具合を抑えた電子写真機器用帯電ロール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ロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された中間層と、前記中間層の外周に形成された表層と、を備え、前記中間層に粗さ形成用粒子が配置され、前記粗さ形成用粒子は平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成され、その平均粒子径の差が10〜40μmの範囲内であり、かつ前記表層の材料の表面抵抗値が前記中間層の材料の表面抵抗値よりも大きいことを要旨とするものである。
前記表層の厚みは0.1〜3.0μmの範囲内であることが好ましい。前記表層はフッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂またはポリカーボネートを含むことが好ましい。前記中間層はポリアミドまたはポリウレタンを含むことが好ましい。前記大径粒子の平均粒子径は15μm以上50μm以下であり、前記小径粒子の平均粒子径は5.0μm以上15μm未満であることがこのましい。前記中間層の厚みは1.0〜20μm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ロールによれば、粗さ形成用粒子が平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成され、その平均粒子径の差が10〜40μmの範囲内であることから、高い帯電性を確保することができる。そして、その粗さ形成用粒子が中間層に配置され、その中間層の材料よりも表面抵抗値の大きい材料の表層がその中間層の外周に形成されているので、表面抵抗の均一性を満足することができる。
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に示す電子写真機器用帯電ロールの表面近傍の拡大模式図である。
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中間層16と、中間層16の外周に形成された表層17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(基層)である。表層17は、帯電ロール10の表面に現れる層となっている。
中間層16は、バインダー22と粗さ形成用粒子18,20を含む。すなわち、中間層16に粗さ形成用粒子18,20が配置されている。粗さ形成用粒子18,20は、帯電ロール10の表面に粗さを形成するための粒子である。この表面粗さにより、放電領域と放電の起点が形成される。粗さ形成用粒子18,20は平均粒子径の異なる大径粒子18と小径粒子20の2種類の粒子で構成されている。大径粒子18により、中間層16および表層17の表面に比較的大きい凸部24aが形成され、小径粒子20により、中間層16および表層17の表面に比較的小さい凸部24bが形成される。大きい凸部24aは感光ドラムに接触する部分となり、大きい凸部24aにより放電領域が形成される。小さい凸部24bは感光ドラムに接触しない部分であり、小さい凸部24bにより放電の起点が形成される。大径粒子18と小径粒子20の形状は、特に限定されるものではないが、球状、真球状などが好ましい。
大径粒子18は、粒子径15μm以上50μm以下の粒子である。このような大径粒子18を含むことにより、感光ドラムとの間のギャップを十分に確保することができる。これにより、放電性能が向上するため、高い帯電性を確保することができる。大径粒子18の平均粒子径は、感光ドラムとの間のギャップを十分に確保することができ、高い帯電性を確保することができるなどの観点から、15μm以上であることが好ましい。より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは25μm以上である。また、大径粒子18の平均粒子径は、帯電の均一性を高めやすいなどの観点から、50μm以下であることが好ましい。より好ましくは45μm以下、さらに好ましくは40μm以下である。大径粒子18の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置により測定されるメジアン径である。
大径粒子18は、これにより形成される凸部24aが感光ドラムとの接触部となることから、接触部の柔軟性を確保しやすい樹脂粒子が好ましい。樹脂粒子としては、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリアミド粒子などが挙げられる。大径粒子18は、これらのうちの1種の樹脂粒子で構成されていてもよいし、2種以上の樹脂粒子で構成されていてもよい。大径粒子18は、中間層16の材質の均一性などの観点から、中間層16のバインダーと同種の材料で構成されることが好ましい。また、小径粒子20と同種の材料で構成されることが好ましい。また、柔軟性を確保しやすいなどの観点から、ウレタン粒子が好ましい。また、低変形率による低ヘタリ性などの観点から、アクリル粒子が好ましい。また、抵抗への影響度が小さいなどの観点から、ポリアミド粒子(ナイロン粒子)が好ましい。
大径粒子18の含有量は、特に限定されるものではないが、帯電の均一性を高めやすいなどの観点から、バインダー22の100質量部に対し、5〜50質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは10〜40質量部の範囲内、さら好ましくは20〜40質量部の範囲内である。
小径粒子20は、粒子径3.0μm以上15μm未満の粒子である。このような小径粒子20を含むことにより、放電の起点を確保することができる。これにより、放電性能が向上するため、高い帯電性を確保することができる。小径粒子20の平均粒子径は、凸部24bによる放電の起点を確保しやすいなどの観点から、3.0μm以上であることが好ましい。より好ましくは4.0μm以上、さらに好ましくは5.0μm以上である。また、放電の起点となりやすい大きさであるなどの観点から、15μm未満であることが好ましい。より好ましくは12μm以下である。小径粒子20の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置により測定されるメジアン径である。
小径粒子20は、これにより形成される凸部24bが感光ドラムとの非接触部であることから、柔軟性に優れる樹脂粒子であってもよいし、比較的硬い無機粒子であってもよい。樹脂粒子としては、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリアミド粒子などが挙げられる。無機粒子としては、シリカ粒子などが挙げられる。小径粒子20は、これらのうちの1種の粒子で構成されていてもよいし、2種以上の粒子で構成されていてもよい。小径粒子20は、中間層16の材質の均一性などの観点から、中間層16のバインダーと同種の材質で構成されることが好ましい。また、大径粒子18と同種の材料で構成されることが好ましい。
小径粒子20の含有量は、特に限定されるものではないが、放電の起点を確保しやすい、帯電の均一性を高めやすいなどの観点から、バインダー22の100質量部に対し、5〜50質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは5〜35質量部の範囲内、さら好ましくは10〜30質量部の範囲内である。
大径粒子18と小径粒子20の平均粒子径の差は、10〜40μmの範囲内である。平均粒子径の差が10μm未満であると、感光ドラムとの間のギャップが不十分で、放電領域を十分に確保することができず、高い帯電性を確保することができない。これにより、耐久後のスジ画像が抑えられない。また、この観点から、平均粒子径の差は15μm以上が好ましい。より好ましくは20μm以上である。一方、平均粒子径の差が40μm超であると、差が大きすぎて小径粒子20による放電の起点を十分に確保することができない。これにより、放電ムラが生じやすく、耐久後の画像均一性が低下する。また、この観点から、平均粒子径の差は35μm以下が好ましい。より好ましくは30μm以下である。
中間層16のバインダー22としては、(メタ)アクリル樹脂(アクリル樹脂、メタクリル樹脂)、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、メラミン樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられる。これらは、中間層16のバインダー22として1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、抵抗制御・柔軟性などの観点から、ポリアミド、ポリウレタンがより好ましい。また、バインダー22は、粒子との密着性、中間層16の材質の均一性などの観点から、粒子と同じ材質のものが好ましい。また、中間層16の材質の均一性などの観点から、中間層16のバインダー22は単一種であることが好ましい。
中間層16は、本発明に影響を与えない範囲において、バインダー22、大径粒子18、小径粒子20に加え、添加剤を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。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。ただし、中間層16の材質の均一性などの観点からいえば、導電剤以外の添加剤を含まないことが好ましい。
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。これらのうちでは、低抵抗化などの観点から、電子導電剤が好ましい。電子導電剤のうちでは、分散性により優れ、中間層16の抵抗均一性を向上することができるなどの観点から、導電性酸化スズ(c−SnO2)がより好ましい。導電剤は、複数種の組み合わせとすることもできるが、単一種とすることで、導電剤間の抵抗差をなくし、中間層16の抵抗均一性を向上することができる。
中間層16は、材料種、導電剤の配合などにより、所定の表面抵抗値に調整することができる。中間層16の材料の表面抵抗値は、例えば103〜1013Ω/□、104〜1011Ω/□、105〜109Ω/□の範囲などに設定することができる。中間層16の材料の表面抵抗値は、粗さ形成用粒子を除く材料の表面抵抗値である。ただし、表層17との関係で、表層17よりも表面抵抗値が小さくなる範囲に設定する。この観点から、中間層16は、導電剤を含むことが好ましい。
中間層16の厚みは、粗さ形成用粒子が存在していない部分(例えば小径粒子20と小径粒子20の間の部分など)における厚みである。中間層16の厚みは、大径粒子18や小径粒子20を中間層16中に十分に固定しやすいなどの観点から、1.0μm以上であることが好ましい。より好ましくは1.8μm以上、さらに好ましくは3.0μm以上である。一方、粗さ形成用粒子との関係で、放電領域や放電の起点となる凸部24a,24bを確保しやすいなどの観点から、20μm以下であることが好ましい。より好ましくは18μm以下、さらに好ましくは17μm以下である。中間層16の厚みは、レーザー顕微鏡(例えばキーエンス製、「VK−9510」など)を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば任意の位置の5か所について、弾性体層14の表面から中間層16の表面までの距離をそれぞれ測定し、その平均によって表すことができる。
中間層16は、バインダー22、大径粒子18、小径粒子20を含む中間層用組成物を用い、これを弾性体層14の外周面に塗工し、乾燥処理などを適宜行うことにより形成することができる。中間層用組成物において、バインダー22、大径粒子18、小径粒子20は、分散媒を用いて分散液として調製することができる。分散媒としては、メチルエチルケトン(MEK),メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、イソプロピルアルコール(IPA),メタノール,エタノールなどのアルコール系溶媒、ヘキサン,トルエンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル,酢酸ブチルなどの酢酸系溶媒、ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、水などが挙げられる。
表層17は、バインダーを含む。バインダーとしては、(メタ)アクリル樹脂(アクリル樹脂、メタクリル樹脂)、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、メラミン樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられる。これらは、表層17のバインダーとして1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、表面特性などの観点から、(メタ)アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネートがより好ましい。
表層17は、粗さ形成用粒子を含む中間層16の外周面に形成することで、帯電ロール10の表面抵抗を均一にすることができる。これにより、放電ムラが抑えられ、感光ドラム(感光体)を均一に帯電することができる。その結果、黒点画像の発生を抑えることができる。帯電ロール10の表面抵抗の均一化には、1)表層17の材料の抵抗(表面抵抗値)が均一である、2)表層17の抵抗(表面抵抗値)が中間層16の抵抗(表面抵抗値)よりも大きい、3)表層17の厚みが均一である、とよい。1)については、表層17が粗さ形成用粒子などの粒子を含まないことが好ましい。また、表層17が導電剤を含まないことが好ましい。また、成分間の抵抗差が500倍以内であることが好ましい。3)については、表層17のバインダーの厚みが均一になるように、表層17が粗さ形成用粒子などの粒子を含まないことが好ましい。
表層17は、材料種などにより、所定の表面抵抗値に調整することができる。表層17の材料の表面抵抗値は、例えば1010〜1015Ω/□、1011〜1015Ω/□の範囲などに設定することができる。ただし、中間層16との関係で、中間層16よりも表面抵抗が大きくなる範囲に設定する。表層17の抵抗(表面抵抗値)が中間層16の抵抗(表面抵抗値)よりも大きいことで、中間層16と感光ドラム(感光体)との間での放電を抑えることができ、表層17による表面抵抗の均一化によって放電ムラによる黒点(点ムラ)の発生を抑えることができる。
表層17の厚みは、抵抗安定化による画質の向上などの観点から、0.1μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは0.5μm以上である。また、帯電ロール10全体の静電容量を大きくして帯電性を向上するなどの観点から、3.0μm以下であることが好ましい。より好ましくは2.5μm以下、さらに好ましくは2.0μm以下である。表層17の厚みは、レーザー顕微鏡(例えばキーエンス製、「VK−9510」など)を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば任意の位置の5か所について、中間層16の表面から表層17の表面までの距離をそれぞれ測定し、その平均によって表すことができる。
表層17は、本発明に影響を与えない範囲において、バインダーに加え、添加剤を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。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。ただし、表層17の材質の均一性による抵抗ムラを少なくする効果に優れるなどの観点からいえば、添加剤を含まないことが好ましい。
表層17は、バインダーを含む表層用組成物を用い、これを中間層16の外周面に塗工し、乾燥処理などを適宜行うことにより形成することができる。表層用組成物において、バインダーは、分散媒を用いて分散液として調製することができる。分散媒としては、メチルエチルケトン(MEK),メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、イソプロピルアルコール(IPA),メタノール,エタノールなどのアルコール系溶媒、ヘキサン,トルエンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル,酢酸ブチルなどの酢酸系溶媒、ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、水などが挙げられる。
帯電ロール10においては、放電領域を十分に確保することができるなどの観点から、凸部24aの高さは、10μm以上であることが好ましい。より好ましくは15μm以上、さらに好ましくは20μm以上である。また、放電の起点を十分に確保することができるなどの観点から、凸部24bの高さは、2.0μm以上であることが好ましい。より好ましくは2.5μm以上、さらに好ましくは3.0μm以上である。凸部24a,24bの高さは、レーザー顕微鏡(例えばキーエンス製、「VK−9510」など)を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば任意の位置の5か所について凸部24a,24bの高さをそれぞれ測定し、その平均によって表すことができる。
帯電ロール10においては、放電領域を十分に確保することができるなどの観点から、表面粗さRzが2.0μm以上であることが好ましい。より好ましくは2.5μm以上、さらに好ましくは3.0μm以上である。また、放電が発生しない領域をつくりにくいなどの観点から、表面粗さRzが40μm以下であることが好ましい。より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。
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、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、粗さ形成用粒子18,20が平均粒子径の異なる大径粒子18と小径粒子20の2種類の粒子で構成され、その平均粒子径の差が10〜40μmの範囲内であることから、高い帯電性を確保することができる。そして、その粗さ形成用粒子18,20が中間層16に配置され、その中間層16の材料よりも表面抵抗値の大きい材料の表層17がその中間層16の外周に形成されているので、表面抵抗の均一性を満足することができる。
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1〜8、比較例1〜3)
<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(基層)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(基層)を形成した。
<中間層の作製>
表1、2に記載の配合(質量部)となるように、バインダー100質量部に対し、導電剤、粗さ形成用粒子を配合し、固形分濃度20質量%となるようにメチルエチルケトン(MEK)で濃度調整し、中間層用組成物を調製した。次いで、中間層用組成物を弾性体層の外周面にロールコートし、熱処理を施すことにより、弾性体層の外周に中間層を形成した。
表1、2に記載の配合(質量部)となるように、バインダー100質量部に対し、導電剤、粗さ形成用粒子を配合し、固形分濃度20質量%となるようにメチルエチルケトン(MEK)で濃度調整し、中間層用組成物を調製した。次いで、中間層用組成物を弾性体層の外周面にロールコートし、熱処理を施すことにより、弾性体層の外周に中間層を形成した。
中間層材料として用いた材料は以下の通りである。
・バインダー樹脂(PA):DIC製「ACRYDIC A−1300」
・バインダー樹脂(PU):DIC製「BURNOCK DF−407」
・導電剤:導電性酸化スズ:三菱マテリアル電子化成製「TDL−1」
(粗さ形成用粒子)
・大径粒子(50μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC100」、平均粒子径50μm
・大径粒子(32μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC200」、平均粒子径32μm
・大径粒子(22μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC300」、平均粒子径22μm
・大径粒子(15μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC400」、平均粒子径15μm
・大径粒子(10μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC600」、平均粒子径10μm
・大径粒子(5μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC800」、平均粒子径5μm
・バインダー樹脂(PA):DIC製「ACRYDIC A−1300」
・バインダー樹脂(PU):DIC製「BURNOCK DF−407」
・導電剤:導電性酸化スズ:三菱マテリアル電子化成製「TDL−1」
(粗さ形成用粒子)
・大径粒子(50μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC100」、平均粒子径50μm
・大径粒子(32μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC200」、平均粒子径32μm
・大径粒子(22μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC300」、平均粒子径22μm
・大径粒子(15μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC400」、平均粒子径15μm
・大径粒子(10μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC600」、平均粒子径10μm
・大径粒子(5μm):ウレタン粒子、根上工業製「アートパールC800」、平均粒子径5μm
<表層の作製>
表1、2に記載のバインダーを配合し、固形分濃度20質量%となるようにメチルエチルケトン(MEK)で濃度調整し、表層用組成物を調製した。次いで、表層用組成物を中間層の外周面にロールコートし、熱処理を施すことにより、中間層の外周に表層を形成した。これにより、帯電ロールを作製した。
表1、2に記載のバインダーを配合し、固形分濃度20質量%となるようにメチルエチルケトン(MEK)で濃度調整し、表層用組成物を調製した。次いで、表層用組成物を中間層の外周面にロールコートし、熱処理を施すことにより、中間層の外周に表層を形成した。これにより、帯電ロールを作製した。
表層材料として用いた材料は以下の通りである。表層材料には、粗さ形成用粒子および導電剤を配合しなかった。
・バインダー樹脂(フッ素):DIC製「FLUONATE K−700」
・バインダー樹脂(PC):出光興産製「タフロンA1700」
・バインダー樹脂(アクリル):根上工業製「パラクロンW197C」
・バインダー樹脂(フッ素):DIC製「FLUONATE K−700」
・バインダー樹脂(PC):出光興産製「タフロンA1700」
・バインダー樹脂(アクリル):根上工業製「パラクロンW197C」
(実施例9)
中間層用組成物の調製において、導電剤を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、帯電ロールを作製した。
中間層用組成物の調製において、導電剤を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、帯電ロールを作製した。
(比較例4)
中間層用組成物の調製において導電剤を配合せず、表層用組成物の調製において導電剤を配合した以外は実施例1と同様にして、帯電ロールを作製した。
中間層用組成物の調製において導電剤を配合せず、表層用組成物の調製において導電剤を配合した以外は実施例1と同様にして、帯電ロールを作製した。
(比較例5)
表2に記載の配合(質量部)となるように、中間層用組成物および表層用組成物をそれぞれ調製した。表層用組成物に粗さ形成用粒子を配合し、中間層用組成物には粗さ形成用粒子を配合しなかった。
表2に記載の配合(質量部)となるように、中間層用組成物および表層用組成物をそれぞれ調製した。表層用組成物に粗さ形成用粒子を配合し、中間層用組成物には粗さ形成用粒子を配合しなかった。
作製した各帯電ロールについて、画像評価を行った。また、表層材料および中間層材料について、表面抵抗を測定した。表層材料および中間層材料の配合組成(質量部)と評価結果を以下の表に示す。
(表面抵抗)
マイラーシート上に、MEKに溶かした中間層材料(粒子を除く)または表層材料(粒子を除く)を厚さ5〜30μmになるよう延ばし、その後熱処理することでMEKを揮発させることで単層サンプルを得た。
次いで、JIS K6911に準拠する抵抗率計[三菱化学アナリテック製、「ハイレスタUP MCP−HT450型」(二重リングプローブ法、リングプローブ:URS使用)]を用い、単層サンプルの任意の4箇所における表面抵抗率(Ω/□)を測定し、それぞれの平均値を中間層、表層の表面抵抗率(Ω/□)として求めた。なお、測定環境は、23℃×53%RHの環境下とし、測定サンプルには、作製した各層の単層サンプルを用いた。また、表面抵抗率は、印加電圧100V、印加時間10秒の条件にて、単層サンプルに抵抗率計のプローブをそれぞれ当接させることにより測定した。
マイラーシート上に、MEKに溶かした中間層材料(粒子を除く)または表層材料(粒子を除く)を厚さ5〜30μmになるよう延ばし、その後熱処理することでMEKを揮発させることで単層サンプルを得た。
次いで、JIS K6911に準拠する抵抗率計[三菱化学アナリテック製、「ハイレスタUP MCP−HT450型」(二重リングプローブ法、リングプローブ:URS使用)]を用い、単層サンプルの任意の4箇所における表面抵抗率(Ω/□)を測定し、それぞれの平均値を中間層、表層の表面抵抗率(Ω/□)として求めた。なお、測定環境は、23℃×53%RHの環境下とし、測定サンプルには、作製した各層の単層サンプルを用いた。また、表面抵抗率は、印加電圧100V、印加時間10秒の条件にて、単層サンプルに抵抗率計のプローブをそれぞれ当接させることにより測定した。
(画像評価:黒点)
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像に黒点がなかったものを良好「○」、1点でも発見された場合を不良「×」とした。
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像に黒点がなかったものを良好「○」、1点でも発見された場合を不良「×」とした。
(画像評価:均一性)
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像にムラがなかったものを良好「○」、画像にムラが生じたものを不良「×」とした。
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像にムラがなかったものを良好「○」、画像にムラが生じたものを不良「×」とした。
(画像評価:横スジ)
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像に横スジがなかったものを特に良好「◎」、画像に横スジがほとんどなかったものを良好「○」、画像に横スジが現れ、トナー付着による画像の影響が大きかったものを不良「×」とした。
作製した帯電ロールを実機(RICOH製「MP C6004」)のユニット(ブラック)に取り付け、10℃×10%RH環境下にて25%濃度ハーフトーンにて画出しを行った。50万枚耐久後の評価を行った。画像に横スジがなかったものを特に良好「◎」、画像に横スジがほとんどなかったものを良好「○」、画像に横スジが現れ、トナー付着による画像の影響が大きかったものを不良「×」とした。
比較例5は、中間層ではなく表層に粗さ形成用粒子が配置されている。このため、表層のバインダーの厚みが粒子の存在するところと存在しないところで大きく異なっている。これにより、帯電ロールの表面抵抗が均一ではなく、耐久後の画像に黒点が発見され、画像に劣っている。一方、比較例1〜4は、中間層に粗さ形成用粒子が配置されている。しかし、比較例1、4は、表層材料の表面抵抗が中間層材料の表面抵抗よりも小さいため、中間層と感光ドラムとの間で放電し、帯電ロールの表面抵抗が均一ではなく、耐久後の画像に黒点が発見され、画像に劣っている。比較例2は、粗さ形成用粒子が平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成されているものの、その平均粒子径の差が小さく、放電領域が十分に確保されていない。このため、帯電不良によるスジ画像が発生した。比較例3は、粗さ形成用粒子が平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成されているものの、その平均粒子径の差が大きく、放電の起点が十分に確保されていない。このため、放電の起点が一部に集中し、帯電均一性が不十分で画像の均一性に劣っている。
これに対し、実施例は、中間層に粗さ形成用粒子が配置され、粗さ形成用粒子が平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成され、その平均粒子径の差が10〜40μmの範囲内であり、かつ表層材料の表面抵抗が中間層材料の表面抵抗よりも大きいものとなっている。このため、放電領域が十分に確保され、スジ画像の発生が抑えられている。また、放電の起点が十分に確保され、帯電均一性が十分で画像の均一性にも優れている。さらに、帯電ロールの表面抵抗が均一で、耐久後の画像に黒点が発見されず、画像に優れている。そして、実施例同士の比較では、大径粒子と小径粒子の平均粒子径の差が15〜35μmの範囲であると、スジ画像の発生を抑える効果により優れている。
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 中間層
17 表層
18 大径粒子
20 小径粒子
24a、24b 凸部
12 軸体
14 弾性体層
16 中間層
17 表層
18 大径粒子
20 小径粒子
24a、24b 凸部
Claims (6)
- 軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された中間層と、前記中間層の外周に形成された表層と、を備え、
前記中間層に粗さ形成用粒子が配置され、前記粗さ形成用粒子は平均粒子径の異なる大径粒子と小径粒子の2種類の粒子で構成され、その平均粒子径の差が10〜40μmの範囲内であり、かつ前記表層の材料の表面抵抗値が前記中間層の材料の表面抵抗値よりも大きいことを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。 - 前記表層の厚みが、0.1〜3.0μmの範囲内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ロール。
- 前記表層が、フッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂またはポリカーボネートを含む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ロール。
- 前記中間層が、ポリアミドまたはポリウレタンを含む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ロール。
- 前記大径粒子の平均粒子径が15μm以上50μm以下であり、前記小径粒子の平均粒子径が5.0μm以上15μm未満であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電子写真機器用帯電ロール。
- 前記中間層の厚みが、1.0〜20μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電子写真機器用帯電ロール。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017059067A JP6722613B2 (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 電子写真機器用帯電ロール |
CN201780075405.3A CN110036348B (zh) | 2017-03-24 | 2017-12-22 | 电子照相设备用带电辊 |
PCT/JP2017/046093 WO2018173398A1 (ja) | 2017-03-24 | 2017-12-22 | 電子写真機器用帯電ロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017059067A JP6722613B2 (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 電子写真機器用帯電ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018163206A JP2018163206A (ja) | 2018-10-18 |
JP6722613B2 true JP6722613B2 (ja) | 2020-07-15 |
Family
ID=63586435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017059067A Active JP6722613B2 (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 電子写真機器用帯電ロール |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6722613B2 (ja) |
CN (1) | CN110036348B (ja) |
WO (1) | WO2018173398A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7079741B2 (ja) * | 2019-01-30 | 2022-06-02 | 住友理工株式会社 | 電子写真機器用帯電ロール |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4047057B2 (ja) * | 2002-04-19 | 2008-02-13 | キヤノン株式会社 | 帯電部材の製造方法 |
JP2005352014A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Bridgestone Corp | 現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置 |
KR101049326B1 (ko) * | 2006-10-06 | 2011-07-13 | 캐논 가부시끼가이샤 | 현상 롤러, 그것을 사용한 현상 장치 및 화상 형성 장치 |
JP4922801B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2012-04-25 | 東海ゴム工業株式会社 | 電子写真機器用現像ロールおよび電子写真機器用現像ロールの製造方法 |
JP5085172B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-11-28 | 東海ゴム工業株式会社 | 現像ロール |
JP2010231007A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 帯電ロール並びにこれを用いた交換部品及び画像形成装置 |
WO2012105615A1 (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-09 | 株式会社ブリヂストン | 現像ローラ |
US8750763B2 (en) * | 2011-12-30 | 2014-06-10 | Lexmark International, Inc. | Charge roller for an image forming apparatus using hard filler particles |
JP2015045788A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 住友理工株式会社 | 帯電部材 |
JP6067632B2 (ja) * | 2013-11-21 | 2017-01-25 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 帯電部材 |
JP6545561B2 (ja) * | 2015-08-03 | 2019-07-17 | 株式会社ブリヂストン | 帯電ローラ |
JP2017120381A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-07-06 | 株式会社沖データ | 画像形成装置 |
-
2017
- 2017-03-24 JP JP2017059067A patent/JP6722613B2/ja active Active
- 2017-12-22 WO PCT/JP2017/046093 patent/WO2018173398A1/ja active Application Filing
- 2017-12-22 CN CN201780075405.3A patent/CN110036348B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018173398A1 (ja) | 2018-09-27 |
CN110036348A (zh) | 2019-07-19 |
CN110036348B (zh) | 2021-09-24 |
JP2018163206A (ja) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6722606B2 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP5612805B2 (ja) | 帯電ロール | |
WO2016158813A1 (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
WO2012026355A1 (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 | |
US10444655B2 (en) | Charging roll for electrophotographic equipment | |
JP6343579B2 (ja) | 電子写真機器用導電性ロール | |
US10656555B2 (en) | Development roll for electrophotography device | |
JP6722613B2 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP2021096377A (ja) | 電子写真機器用導電性ロール | |
WO2018061441A1 (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 | |
US20180231908A1 (en) | Charging roll for electrophotographic apparatus | |
JP2013071965A (ja) | ゴム組成物および帯電ロール | |
JP2022127132A (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 | |
WO2020158550A1 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
WO2022138202A1 (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP7079719B2 (ja) | 電子写真機器用導電性部材 | |
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 | |
JP6850210B2 (ja) | 電子写真機器用帯電部材 | |
JP2021189208A (ja) | 電子写真機器用帯電ロール | |
JP2013142879A (ja) | 帯電ローラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191205 |
|
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: 20200616 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200622 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6722613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |