JPH11311890A - 導電性部材及びこれを用いた電子写真装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

導電性部材及びこれを用いた電子写真装置及びプロセスカートリッジ

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JPH11311890A
JPH11311890A JP12138598A JP12138598A JPH11311890A JP H11311890 A JPH11311890 A JP H11311890A JP 12138598 A JP12138598 A JP 12138598A JP 12138598 A JP12138598 A JP 12138598A JP H11311890 A JPH11311890 A JP H11311890A
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Japan
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conductive member
powder
electrophotographic apparatus
mass
conductive
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JP12138598A
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English (en)
Inventor
Tomoji Ishihara
友司 石原
Naoki Fuei
直喜 笛井
Hiroyoshi Suzuki
啓義 鈴木
Hiroshi Inoue
宏 井上
Hiroshi Koyama
浩 小山
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速、高画質化に適し、より高機能な電子写
真装置にも好適に用いることができる導電性部材及びこ
れを用いた電子写真装置を提供することである。 【解決手段】 電子写真装置に用いられる導電性部材で
あって、導電性部材の表面は、あらかじめ粉体が付着し
た構成であって、粉体の平均粒径をP10(μm)、導電
性部材の十点平均組さをF1(μm)とした時に0.0
1≦P10/F1≦20であり、好ましくは0.05≦P10
/F1≦5の範囲である導電性部材。少なくとも電圧を
印加した帯電装置にて感光体を帯電する帯電工程、像露
光によって静電潜像を形成する工程、この静電潜像をト
ナーにて可視化する現像工程とを有する電子写真装置に
おいて、前記帯電装置に用いられる導電性部材表面へ粉
体を供給するための装置を備えた電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば複写機、プリ
ンター、ファックス等の電子写真装置に用いられる導電
性部材及びそれを用いた電子写真装置及びプロセスカー
トリッジに関するものである。
【0002】本発明の導電性部材は、その中でも特に帯
電用途、現像用途等に好適に用いられる。
【0003】
【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、ついで潜
像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙
等の転写材にトナー画像を転写した後、熱や圧力等によ
り転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るもので
ある。また、転写材上に転写されずに感光体上に残った
トナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去
される。
【0004】このような電子写真法における電子写真装
置には、導電性部材が様々の用途に用いられている。例
えば、感光体を所定の電位にする手段として、従来はコ
ロトロン、スコロトロンと呼ばれるいわゆるコロナ放電
を利用した手段が一般的に用いられていたが、最近では
例えば、電圧を印加したローラ、ブレード、ブラシ、ベ
ルト、フィルム、チップ等さまざまな形状の導電性部材
を感光体表面に接触又は近接させることにより、感光体
表面を所定の極性及び電位に帯電させる方法が開発され
ている。
【0005】これらの方法としては、例えば特開昭57
−178257号公報、特開昭56−104351号公
報、特開昭58−40566号公報、特開昭58−13
9156号公報、特開昭58−150975号公報等に
開示されるように、その接触又は近接部分近傍に狭い空
間を形成し、パッシェンの法則で解釈できるような放電
を形成することにより、感光体を帯電する方法が挙げら
れるが、これらの場合に、帯電開始電圧以上の直流電圧
を導電性部材に印加する方法や、詳しくは特開昭63−
149669号公報に開示されるように、目標帯電電位
に相当する直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印
加することで帯電均一化を一層促進することができる。
【0006】また、一方で別の試みとして例えば、特開
平8−106200号公報に開示されるように、電圧を
印加した前記導電性部材を感光体に接触させ、感光体表
面にあるトラップ準位に電荷を注入して接触注入帯電を
行なう方法を挙げることができる。これらの方法におけ
る導電性部材としては、接触/離間状態や形状の制御の
しやすさといった観点から、ローラ形状の導電性部材
(帯電ローラ)が汎用的に使用される。
【0007】これらのローラ形状の導電性部材を感光体
の帯電用途に用いた場合、使用する材料によっては、導
電特性が環境の変化に伴い変動したりすることによって
高温高温下での異常放電等によるかぶり等が発生するこ
とがあった。これを改善するために、特開平9−159
35号公報には、帯電部材の表面に絶縁性粉体を付着し
た画像形成装置に関する提案がなされている。これによ
れば、帯電部材表面に絶縁性(108Ωcm以上の抵抗
値で、好ましくは粒径が20μm以下)の粉体を付着す
ることでかぶりが防止することができる。
【0008】また、特開平9−62057号公報には、
初期状態においてトナー成分中の研磨剤が付着させられ
た画像形成装置に関する提案がなされている。これによ
れば、帯電部材表面にどんな付着物を付着させても1枚
目の印刷から安定した帯電を行うことができるという、
つまり付着物として特に研磨剤を用いた場合の報告がな
されている。
【0009】また例えば、このような電子写真法での現
像手段としては、一般的にキャリアとトナーを混合した
2成分現像剤を使用する2成分現像方法、磁性又は非磁
性トナーを現像剤として用いる1成分現像方法があり、
これらの方法においては、さまざまの形態や材料を用い
た現像用部材が用いられているが、代表的なものとして
は、ローラ形状の導電性部材(現像ローラ)を挙げるこ
とができる。
【0010】電子写真装置に用いられるこれらの導電性
部材の構成をローラ形状のものを例にとって説明する
と、一般的には少なくとも導電性支持体とその周囲に形
成された基層とを有し、必要に応じその上に被覆層を数
種積層して構成される。導電性支持体としては、直径3
〜30mm程度の金属や導電化処理された樹脂等からな
るムク材やパイプ材が好ましく使用される。
【0011】また基層としては、ゴム、エラストマー、
樹脂等の公知の高分子材料(固体や液体)を例えば、射
出成形、押出し成形、コンプレッション成形、トランス
ファー成形、注型、塗工や表面研磨、洗浄等の公知の成
形方法、加工方法を用いてソリッド状、スポンジ状に形
成したり、繊維をファーブラシ状に形成したり、あるい
はゲルを使用したりすることができ、厚みあるいは繊維
長としては0.1〜20mm程度で好ましく使用され
る。
【0012】更に、被覆層としては基層に用いたものと
同様に公知の高分子材料を、スプレー塗工、浸漬塗工、
静電塗工、ロール塗工等のコーティング方法、押出しや
多色成形等のチューブ成形方法、インフレーション成形
方法、ブロー成形方法、ラミネート等公知の方法で形
成、被覆すればよく、厚さ1〜1000μm程度で好ま
しく使用される。
【0013】これらの体積抵抗値は、その導電性部材が
使用されるシステムによって最も好ましい範囲が異なる
場合があるが、一般的には基層及び被覆層の体積抵抗値
は、各々1×102〜1×1010Ωcmの範囲が、また
これらを積層してなるローラとしての体積抵抗値は、1
×103〜1×1010Ωcmの範囲が好ましく、ローラ
として目標とする体積抵抗値の値により最適な方法によ
って、基層や被覆層の体積抵抗値や厚さを調整する。
【0014】このように複数の層から構成される場合に
は、すべての層が形成された状態(すなわち完成品)で
の導電性部材の体積抵抗値は、最外層を除いた状態にお
ける体積抵抗値よりも高いことが好ましく、10倍以上
あることがより望ましい。このような導電性部材を構成
する一例としては、例えば高分子材料自体の抵抗値をそ
のまま利用する場合には、主鎖や側鎖にエポキシ基、C
N基、スルホン基、カルボキシル基、カルボニル基、エ
ステル基、ハロゲン、エーテル結合等の極性の高い官能
基や結合形態等の導入及び導入量を調整したり、共重合
成分の種類や組成比を調整して使用する。
【0015】また別の例として、比較的体積抵抗値の高
い高分子化合物の場合には、導電性付与材料を適量添加
して調整される。このように、同レベルの体積抵抗値を
得るにもいろいろな方法があるが、前述の通りシステム
として最適な構成になるよう適宜選択すればよい。
【0016】また、通常は導電性部材の製造過程で加熱
等の処理をするが、それによって導電性支持体、基層、
被覆層等の各層間において共架橋や融合性向上等により
十分な密着性が得られるが、より強い密着強度が必要な
る場合には、接着剤を用いたり、各層中にあらかじめ化
学構造の似た物質を適量添加しておくことによって対応
することができる。
【0017】例えば接着剤を用いる場合は、ホットメル
ト系、ゴム系、カップリング剤系等々種々のものが使用
でき、使用する厚さが薄ければそのままで使用できる
し、必要なら導電性を付与したものを使用する。更に
は、導電性支持体の表面にニッケルが存在する場合に
は、基層に硫黄を用いて加硫すれば、界面に硫化ニッケ
ルが生成し接着剤無しでも強固な接着力が得られる。
【0018】最近では、コンピューター及びその周辺機
器の普及により、オフィスのネットワーク環境の充実に
は目覚しいものがある。このような状況においては、情
報の出力手段としてのプリンター、複写機、ファックス
等の電子写真装置には、より一層の高機能が求められる
ようになっている。
【0019】例えば、コンピューターの普及によって、
個人で取扱う情報量は飛躍的に増加すると共に、従来は
紙で行なっていた情報の共有化が電子機器上で行われる
ようになると、必要な人が必要に応じて情報を出力する
ために、短時間で大量の出力が可能であること、すなわ
ち高速であることが好ましい。
【0020】一方、電子機器類のハード、ソフト面での
機能向上や価値観の多様化といった面から、グラフィッ
ク画像やカラー画像が出力される機会が増大しており、
より忠実な画像を得るために解像度もより縁密な方向に
進む傾向があるため、画像の均一性に関してより高い品
質が求められるようになっている。特にグラフィック画
像においては、白、黒、中間階調の繰り返しパターンが
多いため、文字を主体とした画像を出力する場合に比べ
更により一層の画像均一性、すなわち高画質化が求めら
れており、特にカラーの場合はこの傾向が一層顕著であ
る。
【0021】これらの電子写真装置に、従来の方法で得
られた導電性部材を例えば感光体の帯電用途に用いた場
合、従来問題とならないような微小な帯電ムラであって
も画像上の濃度ムラとして現れてしまう場合があった。
画像上の濃度ムラが発生する主原因としては、使用に伴
う導電性部材表面への現像剤等の付着を挙げることがで
きる。
【0022】電子写真装置は、一般にさまざまな文字や
図形等を無作為に出力するために、それらの画像パター
ンに概ね相関した転写の残り現像剤等が、感光体上に微
量残っているものと考えられる。すなわち、感光体上の
転写残り現像剤等の量は、必ずしも均一ではなく部分的
にばらついていると言え、その結果導電性部材表面に付
着する付着物の量も部分的にばらつくものと考えられ
る。このような導電性部材表面の付着ムラが、感光体へ
の帯電ムラを引き起こし、その結果画像上の濃度ムラと
なって発生する場合があった。
【0023】これらの現象は、従来の電子写真装置で出
力を行なう場合には問題とならないようなレベルである
が、例えば解像度が緻密(概ね600dpi以上の場合
で、特に1200dpi以上で顕著)になったり、プロ
セススピードが高速(概ね160mm/sec以上)に
なるに従って発生してくる新たな問題である。
【0024】このように、ここ1〜2年における電子写
真装置のレベルアップには目覚しいものがあるが、これ
らの電子写真装置に対応するためには、例えば材料面か
らは、シリコーン樹脂やフッ素樹脂の検討、又は架橋
度、表面粗さの調整やシリコーンオイル添加等や、表面
処理、表面改質等の高雛型性、低摩擦係数、低接触角、
低表面エネルギーの材料を表面層とする検討や表面性制
御の検討が行われているが、これらの方法によれば、所
定の効果は得られるがまだ十分ではなく前述の問題が発
生する場合があり、特に高速機、カラー機でその傾向が
大きいという問題があった。
【0025】一方前述したような、例えば特開平9−1
5935号公報や特開平9−62057号公報等に示さ
れるような粉体を表面に付着した導電性部材を用いても
効果は十分でなく、更なる改善が必要である。また別の
検討として、クリーニング部材を設けることによって帯
電部材表面の付着物を除去する方法が多数提案されてい
るが、これらの方法においては、帯電部材表面に付着し
てしまった付着物をいかにして取り除くかという観点で
の検討であり、付着しやすさそのものを軽減するという
意味での検討ではない。
【0026】この場合は、いったん強固に付着した付着
物を主として機械的な摺擦力で掻き落とす傾向があるの
で、均一に除去するという面からは、やはり十分ではな
い。これらの観点から、導電性部材表面の付着物量を減
らし、かつ場所による付着ムラを小さくしたり、あるい
は付着の影響を最小限にとどめることのできるような新
たな技術開発が求められていた。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高
速、高画質化に適し、より高機能な電子写真装置にも好
適に用いることができる導電性部材及びこれを用いた電
子写真装置を提供することである。
【0028】本発明の別の目的は、高解像度(概ね60
0dpi以上の場合で、特には800dpi以上)の電
子写真装置や高速(概ねプロセススピードが160mm
/sec以上)の電子写真装置における、導電性部材表
面の付着ムラを解消した導電性部材及びこれを用いた電
子写真装置を提供することである。
【0029】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、電子写
真装置に用いられる導電性部材であって、導電性部材の
表面は、あらかじめに粉体が付着した構成であって、粉
体の平均粒径をP10(μm)、導電性部材の十点平均組
さをF1(μm)とした時に0.01≦P10/F1≦20
であり、特に好ましくは0.05≦P10/F1≦5の範囲
であることを特徴とする導電性部材が提供される。
【0030】また本発明に従って、粉体の平均体積抵抗
値(ρ10)と、導電性部材の平均体積抵抗値(ρ1)と
が、0.01≦ρ10/ρ1の関係にあることが好まし
く、より好ましくは0.1≦ρ10/ρ1、一層好ましく
は1≦ρ10/ρ1である導電性部材が提供される。
【0031】更に本発明に従って、導電性部材の十点平
均粗さをF1(μm)、粉体が付着しない状態における
導電性部材の十点平均粗さをF0(μm)とした時に、
0.1≦F1/F0≦10の関係にある導電性部材が提供
される。
【0032】なお更に本発明に従って、導電性部材の平
均体積抵抗値(ρ1)と、粉体が付着しない状態におけ
る導電性部材の平均体積抵抗値(ρ0)とが、0.1≦
ρ1/ρ0≦10の関係である導電性部材が提供される。
【0033】より更に本発明に従って、少なくとも電圧
を印加した帯電装置にて感光体を帯電する帯電工程、像
露光によって静電潜像を形成する工程、この静電潜像を
トナーにて可視化する現像工程とを有する電子写真装置
において、前記帯電装置に用いられる導電性部材表面へ
粉体を供給するための装置を有することを特徴とする電
子写真装置が提供される。
【0034】
【発明の実施の形態】本発明によれば、導電性部材の表
面にあらかじめ粉体を付着し、各特性を所定の範囲に保
持することで、導電性部材の優れた導電均一性を初期か
ら長期にわたって安定して保持することができるので、
画像上の濃度ムラ等が発生し難くなり、高速、高画質化
に適し、より高機能な電子写真装置にも好適に用いるこ
とができる導電性部材及びこれを用いた電子写真装置を
提供することができる。
【0035】また本発明によれば、導電性部材表面へ粉
体を供給することを目的とした装置を有することによっ
て一層優れた品質を有する電子写真装置を得ることがで
きる。本発明の導電性部材は、帯電、除電、現像、転
写、クリーニング等、導電性が必要な種々の用途に良好
に使用することができるが、600dpi以上(好まし
くは800dpi以上)の高解像度を有する電子写真装
置において特に有効である。その中でも、特に感光体の
帯電用途においてその効果は顕著であるので、以下感光
体の帯電用途を例にとって本発明の説明をする。
【0036】帯電用途に用いられる導電性部材の代表的
な一例として、電圧を印加した導電性部材を感光体に所
定の圧力で接触させ、導電性部材と感光体との微小ギャ
ップにおける放電を利用して感光体表面を所定の電位に
帯電させる方法を挙げることができる。この場合、一般
的に用いられる導電性部材の構成や材料は、前述の通
り、導電性支持体、基層、被覆層が所定の数だけ順次積
層され、既知の材料が使用されるが、通常導電性部材の
最外部に形成される層は、高分子化合物を主体とした物
質から形成されることが多い。
【0037】このような導電性部材を用いて感光体表面
を所定の電位に均一に帯電するには、当然のことなが
ら、感光体表面と導電性部材表面との微小ギャップ間の
放電がいかに均一に発生しうるかということに依存す
る。すなわち、初期から所定枚数使用後を通じて放電を
安定して行うためには、当然のことながら導電性部材の
発揮する特性が安定であることが必要であるが、そのた
めには導電性部材そのものが外的要因に対して安定であ
ること、あるいは外的要因を軽減させる構成を有するこ
とが重要となる。
【0038】この観点から、本発明はなされたものであ
り、特に粉体塗布前後で表面粗さや平均体積抵抗値が、
本発明の範囲であれば導電性部材の発揮する特性が長期
にわたり安定的に確保されることを見出したものであ
る。本発明における粉体の作用についての詳細は未だ不
明であり、明確なメカニズムの解明は今後の課題である
が、概略は次のように考察される。
【0039】第1に、粉体のスペーサ効果による導電性
部材表面の摩耗低減効果が考えられる。すなわち、導電
性部材は感光体との安定した当接状態(ニップ)を確保
するために、通常は感光体に使用されている材料よりも
柔らかい材料で構成されることが多い。従って、柔らか
い材料からなる層を有する導電性部材の表面層(最外
層)は柔らかい材料が変形するのに追従できる程度の伸
びや強度(破断伸びが50%程度以上、破断強度が10
kg/cm2程度以上)や弾性を有する材料が用いられ
るが、これらの材料は一般的に摩耗量が大きい。導電性
部材と感光体とが接触した状態で相対移動すると両者間
に摩擦力が働き、柔らかい方である導電性部材表面が摩
耗し、表面状態が変化してしまう。
【0040】これを防止するためには、感光体と同程度
の硬度の材料を導電性部材表面に使用すればよいが、一
般に固い材料は伸びが小さいので亀裂が発生することが
あり使用することが困難である。表面状態の変化は、例
えば表面組さの変化として現れ、微小ギャップ状態を変
化させたり、あるいは表面粗さの変化に伴う接触抵抗の
変化として現れたりし、これらの影響によって放電状態
の変化を生じてしまい、画像の変化や欠陥となるものと
考えられる。
【0041】従って、本発明における粉体の効果として
は、固い物質が導電性部材と感光体との間に存在するこ
とによるスペーサ効果、摺動性等による、摩擦力低減に
よる摩耗速度低減と、摩耗した場合でも粉体の粒径相当
分以上の摩耗は起こり難いことによる、摩耗量の絶対値
低減等によって初期の表面状態を長期にわたって概ね維
持できるので、初期の放電特性を比較的安定して保持で
きるものと推定される。
【0042】第2に、導電性部材表面への付着物の場所
による付着ムラをなくすことが重要と考えられる。すな
わち電子写真プロセスにおいては、感光体上に現像され
た現像剤を紙等に転写した後でも、感光体上には多少の
転写残りの現像剤が存在する。また、転写時に使用する
紙等からの脱離成分(以下紙粉)や長期使用に伴う感光
体削れによる感光体成分等も現像剤に混在した形で感光
体表面に残留(以下残留物)する。
【0043】これらは、クリーニング部材で機械的に除
去するが、やはり完全には除去されず、若干量がそのま
ま帯電部材のところまで来て、感光体表面より硬度や粘
着性が高く、より付着し易い導電性部材表面に付着する
ことになる。導電性部材と感光体が接触している場所で
は主として物理的な力と静電的な力により導電性部材表
面に付着し、直接接触していない部分では主として静電
的な力で付着が発生するものと考えられる。
【0044】この時、感光体上のどの場所においても残
留物の量が均一であれば、導電性部材表面に付着する仕
方も均一であると推定されるが、現実的には文字やグラ
フィックを種々の色で出力するので、感光体上に残って
いる現像剤の量や種類は部分的に大きく異なるため、導
電性部材表面における残留物の付着状態は、その場所に
よって大きくばらつく結果となる。これによって均一な
導電性が阻害され、帯電状態のばらつきを生じて、画像
上の濃度ムラとなって現れるものと考えられる。独立し
たクリーニング機構を有さないクリーナレスシステムに
おいては、転写残りの現像剤が多くなる傾向にあるの
で、この現象が顕著である傾向がある。
【0045】従って本発明のように、導電性部材表面に
あらかじめ粉体を付着させておけば、直接的には粉体−
粉体の接触であり、接触面積が低減されると共に、粉体
自体の摩擦係数も低減されるために残留物が導電性部材
表面(すなわち本発明においては粉体表面)に付着し難
くなる。
【0046】つまり導電性部材表面にあらかじめ粉体を
付着させた場合は、導電性部材の長手方向における残留
物の付着が、導電性部材表面にあらかじめ粉体を付着し
ていない場合に比べて、付着量が低減されるので、その
結果導電性部材の任意の母線上の長手方向における付着
ムラも低減することができるため、均一な帯電状態を得
ることが容易になるものと考えられる。当然のことなが
ら、電子写真装置の使用に伴って粉体が付着した場合に
は均一な付着が得られず、本発明の効果は得られない。
【0047】従って、本発明は導電性部材と感光体が直
接接触している場合に、特に良好な結果が得られ、また
導電性部材と感光体とが静電的な力が作用し合う程度に
離れている場合にも適する。この時、あらかじめ塗布し
てある粉体と残留物との体積抵抗値の差が、粉体が塗布
されていない場合の導電性部材と残留物との体積抵抗値
の差よりも小さいものを、あらかじめ塗布する粉体とし
て選択すればより良好な効果を得ることができる。更に
は、残留物成分の大部分は現像材成分と考えられること
から、現像材成分と摩擦帯電列の近いものをあらかじめ
塗布する粉体として選択すればより一層好ましい。
【0048】一方、あらかじめ導電性部材表面に付着し
た粉体は、使用に伴い脱落する可能性がある。脱落が頻
繁に発生すれば上記の効果は失われ易いが、粉体を付着
した場合と付着しない場合の導電性部材の諸特性(表面
組さや平均体積抵抗値)が本発明の範囲になるように粉
体の種類や塗布条件を適宜選択し、最適にな組み合わせ
となるように設定することによって、初めて本発明の優
れた効果を得ることができる。
【0049】第3に、導電性部材と感光体はそれらの長
手方向において接触しているが、接触部のどの場所にお
いても接触状態がばらつかないようにすることである。
導電性部材(回転するローラ)表面上の任意の一点につ
いて考えてみると、初め感光体と接触しない位置にある
任意の一点がローラの回転と共に感光体に近づき(以下
近接状態)、あるところで両者が接触、帯電部材は感光
体に所定の圧力で押し付けられて回転移動(以下当接状
態)後、再び感光体と接触しない状態(以下離間状態)
に変化するが当接状態から離間状態に移行した瞬間に両
者が離れ、徐々に離間距離が広がっていくことが理想的
である。
【0050】しかしながら現実的には、前述の通り両者
間の密着によって引き付け合い離間は瞬時に行われず、
引張り合った状態が出現し、その結果離間が遅れること
があると推定される。導電性部材表面と感光体表面とが
接触している場合では、既述の通り導電性部材表面は高
分子化合物を主体とした層から形成されているため、高
分子化合物の構造由来あるいは添加物等の影響によって
多少なりとも粘着性を有しており、それによって感光体
表面との密着が起こり易い。
【0051】感光体として有機感光体を用いる場合に
は、特にこの傾向が大きいものと推定される。この場
合、導電性部材の表面形状はミクロ的に見てパッシェン
の法則に基づく放電が均一に起こるためには不利であ
る。更には、このように本来お互いが離れるべき位置に
来ても物理的(場合によっては静電的)な力によって接
触状態が継続された場合、力のバランスが崩れた瞬間に
一気に接触状態から離間状態に変化する。この急激な状
態変化も均一な放電を得るためには不利であるし、更に
加えて、離間の遅れが長手方向で均一てなければ、放電
ムラは更に拡大傾向にあり、場所によるばらつきを無視
することができない。
【0052】ところで、高分子化合物は通常弾性体とし
て取扱われる場合が多いが、より正確には弾性体として
の特性(いわゆる弾性)と粘性体との特性(いわゆる粘
性)を併せ持っており、本来は粘弾性体というべきであ
る。弾性体としての特性が強ければいわゆるゴム弾性が
出現し、粘性体との特性が強ければ塑性が大きくなる傾
向にある。(本発明においては粘着性と粘性という似た
表現を用いているが、その意味するところは当然異な
る。粘着性は密着性とほぼ同義の意味で、いわゆる表面
活性の度合いを指し示す目的で用いており、一方粘性は
いわゆる熱力学的な考察に基づく用語である。)
【0053】すなわち、完全弾性体(フック弾性体)に
おいては、<式―1>でEが定義されるが、粘弾性体で
ある高分子化合物ではそれらが時間の関数として、<式
―2>のように表わされる。
【0054】 E=σ/γ <式―1> E:引張弾性率(ヤング率)、σ:引張応力、γ:ひず
み Er(t)=σ(t)/γ <式―2> Er(t):緩和弾性率(時間の関数)、σ(t):応
力(時間の関数)、γ:ひずみ
【0055】これらは、いわゆるMaxwellモデル
やVoigtモデル、あるいはこれらを組み合わせて種
々の解析がなされているが、導電性部材に使用される高
分子化合物は上述の通り粘性成分を有しているので、つ
まり離間が遅れることは単に上述した影響だけにとどま
らず、変形回復に対する粘性成分が関与する時間的ずれ
そのものが大きくなったり、急激な離間が発生したりす
ることによって時間的ずれの場所的なばらつきが発生し
たりすることで、その結果として放電ムラがおきている
時間が一層ばらつくものと予想され、それによって帯電
性のムラがより一層助長されているものと推定される。
この現象は一般に硬度が低いほど顕著となる傾向があ
る。
【0056】導電性部材表面にあらかじめ粉体を付着さ
せておけば、粉体のスペーサ効果により高分子化合物同
士が直接平面で接触しなくなり、粉体と感光体表面の接
触ということになって、接触面積が低減されることによ
る密着性低減効果や、粉体が存在することによる転がり
摩擦低減効果、あるいは粉体のへきかい性による摺動性
向上の相乗効果によって導電性部材と感光体表面との静
摩擦係数や動摩擦係数が低減かつ安定するため、導電性
部材と感光体が滑らかな離間状態を得ることができ、そ
の結果放電状態のムラが起こりにくくなるので均一な帯
電状態を得ることができるものと推定される。
【0057】感光体として有機感光体を用いた場合、特
に良好な効果を得ることができる。従って、本発明は硬
度の低い(JIS A硬度で80度以下)高分子化合物
を用いた場合に特に有効であり、前記硬度の低い材料の
厚さの合計が0.1〜20mmの場合、特に良好な結果
が得られる。
【0058】本発明においては、以上述べた理由がそれ
ぞれに絡み合うことで相乗効果を得ることができるのも
のと推定され、その結果優れた画像均一性を得ることが
できるだけでなく、放電状態の安定化効果によって、帯
電音低減も可能であり、交流を用いる場合は周波数設定
範囲の自由度が広げることもできる可能性がある。これ
らの面から、本発明の導電性部材は優れた導電特性を発
揮し、特に高解像度の電子写真装置において有効な結果
を得ることができると考えられる。
【0059】本発明の範囲の上限を超えた場合には、い
わゆる異物が付着したことによる帯電不良と同様の現象
が発生し、下限を超えた場合には、スペーサ効果が十分
でなく、例えば摩耗が進んでしまう等による不具合が発
生するので好ましくない。また、粒径があまり大きい成
分を含んでいると粒子が最密充填状態にあったとしても
隙間ができやすく好ましくない。通常100μm以上の
粉体を含有しないことが好ましいが、この場合でも粒径
の特に細かい成分を混合(好ましくは体積比換算で3/
7〜7/3の範囲)すれば良化する。
【0060】ところで、P10とF1の関係が本発明の範
囲であれば、導電性部材はニップ部で感光体に押し付け
られるので実質的に放電点等が確保されるので感光体の
帯電は可能である。当然のことながら、粉体の抵抗値と
して好ましい範囲があり、本発明の範囲であれば好まし
い。
【0061】更には、本発明における導電性部材の最大
体積抵抗値(ρ1max)と最小体積抵抗値(ρ1mi
n)の比が、1≦ρ1max/ρ1min≦10の関係で
あり、更には粉体を付着しない状態における導電性部材
の最大体積抵抗値(ρ0max)と最小体積抵抗値の比
(ρ0min)が、1≦ρ0max/ρ0min≦10の
関係であることが望ましい。
【0062】導電性部材が複数の層から構成される場合
には、当然のことながら各層の体積抵抗値(ρi)にお
いて最大体積抵抗値(ρimax)と最小体積抵抗値
(ρimin)の比が、1≦ρimax/ρimin≦
10の関係であることがより望ましい。
【0063】本発明における導電性部材の十点平均組さ
(Rz)は、JIS B0601−1982に基づき測
定される。この場合、例えば表面粗さ計((株)小坂研
究所製surfcorder SE−3400)を用い、送り速度
0.5mm/sec、基準長さ0.8mm、評価長さ4
mmの条件で、導電性部材表面の任意の3点について測
定し、その算術平均をRzとする。
【0064】また、表面粗さの指標としては、Rzの他
に中心線平均粗さ(Ra)や最大高さ(Rmax)があ
るが、本発明においては、Rmax>2×Rz>4×R
aであることが好ましい。更に表面粗さの測定方法とし
ては、この他に非接触タイプの表面粗さ計があるが、被
測定物の形状や特性等を考慮して適当な測定手段を選ぶ
ことができる。その場合、標準物質を用いて接触タイプ
の表面粗さ計と非接触タイプの表面粗さ計との両者で測
定を行ない、両者間の相関性をあらかじめ明らかにして
おくことが望ましい。
【0065】本発明に用いられる粉体は、粒径が50μ
m以下の成分を含有することが好ましく、より好ましく
は20μm以下である。粉体の粒径を示す指標として平
均粒径があるが、これはレーザー回折式粒度分布測定装
置HEROS(日本電子製)を用いて、0.05μm〜
350μmの範囲を32対数分割して測定した体積50
%平均粒径を意味する。あるいは光学顕微鏡又は走査型
電子顕微鏡により、ランダムに100個抽出し水平方向
最大弦長をもって平均粒径としても良い。この場合、あ
らかじめ塗布する粉体あるいは供給する粉体の粒径をあ
らかじめ測定して平均粒径を確認してもよいが、塗布後
に脱落することも考えられるので、優れた効果を得るた
めには塗布後の導電性部材からサンプリングする方が好
ましい。
【0066】また粉体の形状としては、球状、偏平状、
繊維あるいはウィスカ状、異形形状(星型や金平糖型)
等種々の形状が挙げられるので、本発明における粒径と
は、観察している視野中の任意の粉体で最も長い径ある
いは軸長(すなわち長軸の長さ:L1)と、最も短い径
あるいは軸長(すなわち短軸の長さ:L2)の両者を測
定し、それらの単純平均を粒径と定義する。
【0067】つまり、粒径=(L1+L2)/2で計算
される。この時、粉体中に含まれるの任意の粉体の粒径
(P10:単位μm)と、上記粉体が付着しない状態にお
ける導電性部材の前記JIS B0601−1982で
規定するRzの測定に伴って得られる凹凸の平均間隔
(Sm:単位μm)とが、詳細は不明であるが粉体の均
一な付着性を向上する効果の点から、P10≦Sm/10
の関係にあることが好ましく、P10≦Sm/20であれ
ば一層良い。
【0068】また、L1とL2の間には好ましい範囲が
ある。すなわち、L1とL2の比(L1/L2)が、1
以上90以下が好ましく、より好ましくは1以上40以
下であり、更に一層好ましくは1以上20以下である。
これらの粉体が、その効果を発揮する機構はその形状に
よって異なるものと推定するが、特に球状、偏平状が良
好な効果を得ることができるので一層好ましい。すなわ
ち、球状の物質は、接触面積が小さいことによる摩擦抵
抗力の低減効果と転がり摩擦低減効果の相乗効果が特に
寄与しているものと考えられ、偏平状の物質は一般にへ
きかい性を有するため、その特性による摺動性向上効果
が特に寄与しているものと考えられる。
【0069】更に粉体は、その内部に空間を有し(マイ
クロバルーン等)たり、粉体表面が多孔質であったりす
れば、粉体自体の質量が軽減されるので転がり易さとい
う観点から好ましい。一方、潤滑性付与の更なる向上の
面からは、粉体を表面処理することが好適である。表面
処理手段としては物理的、化学的表面処理として種々の
公知の方法(例えば、プラズマ処理、表面重合、コー
ト、酸やアルカリによる処理等)が可能であるが、簡便
な手段としてカップリング剤処理がある。
【0070】用いられるカップリング剤は、同一分子内
に加水分解可能な基と長鎖アルキルからなる疎水基を有
し、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム等の中
心元素に結合している化合物である。疏水基部分として
は、炭素原子が6個以上好ましくは8個以上、更に好ま
しくは直鎖状に連なる構成が適するが、30個を超える
と、全般的に溶剤に溶解しづらくなる傾向にあるので均
一なコート状態を得るために加熱等の付加手段が必要と
なることがある。
【0071】なお、中心元素との結合形態においては、
カルボン酸エステル、アルコキシ、スルホン酸エステ
ル、燐酸エステルあるいはダイレクトに結合していても
よい。更にその構造中に、エーテル結合、エポキシ基、
アミノ基等の官能基を含んでもよい。加水分解基として
は、例えば比較的親水性の高い、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基等が用
いられる。その他、アクリロキシ基、メタクリロキシ
基、ハロゲンその変性体等を用いることもできる。
【0072】この時カップリング剤の存在量が、粉体1
00質量部に対して0.0001質量%以上1.0質量
%以下、カップリング剤の反応率が80%以上であれ
ば、なおさら良好である。なお、カップリング剤の存在
量を測定するには、熱天秤等を用いて加熱減量を求め、
この値を存在量とする方法がある。また、カップリング
剤の反応率の測定方法としては、例えば処理された粉体
の100倍量の溶媒に浸し、溶媒中のカップリング剤成
分をクロマトグラフィーで定量する手段や、粉体表面に
残るカップリング剤成分をESCA、CHN、TGA等
の方法で定量する手段等が可能である。
【0073】また、カップリング剤を使用することの第
2の効果として疎水性付与の効果が挙げられ、吸水率を
低減することができるため高温高温環境から低温低湿環
境にわたっての幅広い範囲において特性が安定する。更
には、カップリング剤で処理した粉体を導電性部材表面
に塗布した後、適当な温度で加熱することによって、粉
体表面の処理層と導電性部材表面層とで共架橋等の化学
的な結合が生成し、付着力が飛躍的に向上するという利
点もある。
【0074】本発明においては使用される粉体の体積抵
抗値(ρ10)は、1×103Ωcm以上(より好ましく
は1×104Ωcm以上)、導電性部材の体積抵抗値
(ρ1)が1×103Ωcm以上1×1010Ωcm以下で
あればであれば、導電性部材表面に付着した時に導電性
部材に与える影響が小さい、すなわち粉体が脱離した場
合においても脱離の影響を最小限にとどめることができ
るので好ましい。
【0075】本発明における粉体の体積抵抗値の測定方
法を図6に示す。セル601に粉体を充填し、粉体に接
するよう電極602及び603を配し、電極間に電圧を
印加し、その時流れる電流を測定することで得た。測定
条件は23℃、65%の環境で充填磁性粒子と電極との
接触面積2cm2、厚み1mm、上部電極に10kg、
印加電圧1000Vである。
【0076】また、本発明の導電性部材の平均体積抵抗
値の測定方法を図7に示す。導電性部材を23℃、65
%の環境に12時間以上放置して十分なじませてから、
その環境下で金属ドラムに所定の荷重で押し付けた状態
で、所定のスピードで回転させながら電圧を印加し、流
れる電流をチャートに記録する。ローラ一周分の電流値
チャートから、最大値及び最小値を読み取って、それぞ
れImax(A)、Imin(A)とする。
【0077】この時、金属ドラムの外径、荷重、回転ス
ピード、印加電圧及び導電性部材の回転スピードは、導
電性部材を使用する電子写真装置の条件にて行うことが
好ましいが、本発明においては、より簡便化を図るため
金属ドラムの外径を30mm、荷重Wを(片側)500
g(つまり、全体では1kg)、回転スピードを30r
pm、導電性部材の回転は金属ドラムに従動、印加電圧
を直流−500Vとした。
【0078】この時の測定チャートの一例を図8に示す
が、平均電流値をI(A)とすれば、I=(Imax+
Imin)/2で表わされ、導電性部材の平均抵抗値
(R)は、R=|V/I|=|−500/I| で計算
される。
【0079】次に、導電性部材が金属ドラムに押し付け
られた時のニップ幅と長手方向の有効長さ、及び導電性
部材の有効厚さを測定する。これらの値から導電性部材
の平均体積抵抗値は次の式で計算される。
【0080】ρ=R×B×N/T ρ:導電性部材の平均体積抵抗値(Ωcm)、 R:導電性部材の平均抵抗値(Ω) B:導電性部材が金属ドラムに押し付けられた時のニッ
プ幅(cm)、 N:導電性部材が金属ドラムに押し付けられた時の長手
方向の有効長さ(cm) T:導電性部材の有効厚さ
(cm) である。
【0081】なおここで、有効長さとは、導電性部材と
金属ドラムとが直接接触している部分の長さであり、導
電性部材の有効厚さとは、自由状態(荷重をかけない状
態)における、ローラの場合は導電性部材の外径から導
電性支持体の外径を引き2で除した数値(すなわち肉厚
や繊維長)のことである。
【0082】また、上記においてIの代わりにそれぞ
れ、Imin及びImaxを用いて計算された値を周方
向最大体積抵抗値及び周方向最小体積抵抗値とすること
ができる。この場合、これらの値の比は、ローラ周方向
における抵抗のバラツキの程度を表すと言える。なお、
この値が10より大きければローラ周期の濃度ムラが発
生し易い。
【0083】一方、ローラ長手方向における抵抗のバラ
ツキも考慮しなければならない。この場合の抵抗値の測
定方法を図9に示す。電圧を印加とした時の電流値を求
めることによって抵抗値を長手方向各部で測定する。測
定結果の一例を図10に示す。なお、周方向の抵抗測定
時と同一の接触面積になるよう電極の幅を決定し、印加
電圧は周方向測定と同一の条件であることが好ましい
が、種々の確認を行った結果、接触面積はニップ面積の
±50%以内(ローラ外径及び芯金径から電極幅を計算
する)、印加バイアスは直流であればその絶対値が、周
方向測定の場合には絶対値の±50%以内、交流を用い
る場合には周波数Vppは±50%以内で、波形(正弦
波が好ましい)が同一であればよいことが分かった。
【0084】本実施例では−500V(直流)で実施
し、測定された抵抗値に電極とローラ表面の接触面積を
乗じ、更に導電性部材の有効厚さで除した値を長手体積
抵抗値とすることができる。長手方向に任意に10点以
上測定し、それら長手体積抵抗値の最大値及び最小値を
長手最大体積抵抗値及び長手最小体積抵抗値とすること
ができる。なお、この値が10より大きければ、縦スジ
状の濃度ムラとなって現れることがある。これらの方法
は、測定方法自体が異なるので、両者間での絶対値の比
較は意味がないが、お互いの比であれば、同一の基準で
比較することができる。
【0085】従って、周方向、長手方向に限定されず、
周方向における最大体積抵抗値と最小体積抵抗値の比
(すなわち、周方向最大体積抵抗値/周方向最小体積抵
抗値)と長手方向における最大体積抵抗値と最小体積抵
抗値の比(すなわち、長手最大体積抵抗値/長手最小体
積抵抗値)のうち大きい方の値を、最大体積抵抗値と最
小体積抵抗値の比とし、この値が1以上10以下である
ことが好ましい。
【0086】そのためには、粉体を付着しない状態の導
電性部材における、最大体積抵抗値と最小体積抵抗値の
比が1以上10以下であることが好ましく、更には導電
性部材が複数層から形成される場合には、各層における
最大体積抵抗値と最小体積抵抗値の比が1以上10以下
であることが一層好ましい。もちろん導電性の均一性と
いう観点からは、表面抵抗値のばらつきも同様の範囲で
あることが望ましい。
【0087】本発明において、導電性部材の表面に粉体
を付着させる方法としては、特に限定はないが、例えば
表面に粉体を付着させたブラシ、スポンジ等からなるロ
ーラを回転させながら導電性部材に押し付けて、導電性
部材表面に粉体を付着させる方法や、空気流中に粉体を
投入し空気流と共に粉体を導電性部材表面に吹き付ける
方法、あるいは粉体を液体に分散し分散液を導電性部材
に吹き付けた後乾燥する方法、更には静電気力を利用し
て付着させる方法等が挙げられ、導電性部材表面への粉
体の付着が均一になるような条件や方法を適宜選択した
り組み合わせたりすることができる。
【0088】この後、適度な圧力に調整されたエアブロ
ーやウエスやバフがけ等による表面磨き等で遊離成分を
除去したり、導電性部材表面にしっかりと固着させたり
すれば、付着力の向上や均一性の向上が図れるので一層
良い。粉体付着は、一般的な方法で導電性部材を作成し
た後行えばよいが、例えば表層塗工時に風乾後に付着さ
せてから加熱する等、工程中に行なう等、塗布条件や方
法は適宜選択することができる。
【0089】これらの方法においては、粉体は非常に薄
層(場合によっては粉体粒子1個分の厚さ)の状態で、
導電性部材表面に付着あるいは固着した状態になってい
るものと推定されるが、塗布前後の導電性部材の平均体
積抵抗値が本発明の範囲となるよう、粉体の体積抵抗値
や塗布厚み、条件等を適宜選択すればよい。
【0090】このように本発明においては、導電性部材
表面に粉体が、物理的/静電的に付着あるいは固着して
いるので、粉体を選択する場合に例えば磁気力等を考慮
する必要がない。また導電性部材表面特性としては、粉
体の特性の影響を受けており、従って所望の特性を有す
る粉体を適宜選択すれば、導電性部材の材質や構成等に
関わらず、簡便な方法で新たな表面特性を付与すること
も可能である。
【0091】また、粉体の付着や固着の状態を長期にわ
たって保つためには、付着力や固着力は高い方が好まし
いが、そのためには導電性部材表面の粘着力が高い方が
むしろ好ましい。その結果、従来のような雛型性を向上
させる材料を使わざるをえないというような制約がなく
なるため、従来は事実上使用不可能であった物質や材料
も使用できるというメリットもある。
【0092】すなわち本発明においては、あくまでも導
電性部材の諸特性、粉体の諸特性、及び好適な塗布方法
条件等を適切に組み合わせることが重要であり、それに
よって本発明の構成を達成することができ、その結果本
発明の優れた効果を得ることができるものである。
【0093】本発明に使用される粉体の第1の例として
は、例えば元素の周期待表(長周期型)における、1
A、2A、4A、6A、8、2B、3B、4B族の2周
期以降の元素から選ばれた1種以上を含有する無機化合
物を挙げることができる。具体的な例としては無機化合
物が、水酸化物、酸化物、窒化物、無機酸(けい酸、チ
タン酸等)塩の群がら選ばれたものを含有し、更に具体
的には、例えばマグネシウム、カルシウム、チタン、ス
トロンチウム、バリウム、ニッケル、錫、鉄、亜鉛、ア
ルミニウム、珪素、ホウ素等の水酸化物、酸化物、窒化
物、けい酸塩等を挙げることができ、単体でも2種以上
からなる種々の組成、結晶形態を有するものであっても
よい。
【0094】これらの代表的なものとしては、シリカ
(無水けい酸、含水けい酸、合成けい酸塩等のいわゆる
ホワイトカーボンや無定形シリカ等のいわゆるソフトシ
リカ)があるが、それ以外にも酸化鉄(フェライト、マ
グネタイト、ヘマタイト等)、酸化亜鉛、酸化チタン、
酸化錫、(水)酸化マグネシウム、(水)酸化カルシウ
ム、(水)酸化アルミニウム、窒化ホウ素(h−BN、
c−BN、w−BN、p−BN等)、窒化けい素、けい
酸アルミニウム(クレー)、メタけい酸カルシウム(ウ
ォラストナイト)やタルク、ゼオライト及びそれを焼成
して非晶質化された非晶質アルミノけい酸塩、けいそう
土、雲母群(代表的には例えば、シロウンモ、ベニウン
モ、ソーダウンモ、セリサイト、バナジンウンモ、イラ
イト等のシロウンモ系列やクロウンモ、キンウンモ、テ
ツウンモ、チンワルドウンモ等のクロウンモ系列等が有
る)、アパタイト類(アパタイトは一般化学式M10(Z
462で表わせる物質群で、MとしてCa、Pb、
Ba、Sr、Cd、Zn、Ni、Mg、Na、K、F
e、Alの元素の中から少なくとも一種、ZO4として
はPO4、AsO4、VO4、SiO4、CO3、Xとして
F、OH、Cl、Br、Oの元素又は原子群の中から選
ばれた少なくとも一種から構成されている。アパタイト
の一種である水酸アパタイトはCa10(PO46(O
H)2で表わされる)、ハイドロタルサイト類(一般式
1-xxx/2・mH2Oで表わされ、Aは例えばMgや
Zn等の2価の金属イオン、Bは例えばAl等の3価の
金属イオン、Cは例えば炭酸イオン、ほう酸イオン、硫
酸イオン等のアニオンで、0<X≦0.5、特には0.
2<X≦0.4、mは2以下で特には0ないし1であ
り、その代表的なものとしては、Mg6Al2(OH)16
CO3・4H2Oで表わされる)、更には炭酸カルシウ
ム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム
等の塩を挙げることができる。
【0095】また、本発明において使用される粉体の第
2の例として、高分子化合物をバインダーとして含有す
る粉体を挙げることができる。その一例としては、シリ
コーン系高分子化合物、アクリル系高分子化合物、フッ
素系高分子化合物(PFA、PTFE、PVDF等)、
ウレタン系高分子化合物、ポリエステル系高分子化合
物、オレフィン系高分子化合物、エポキシ系高分子化合
物、ポリアミド系高分子化合物、ポリイミド系高分子化
合物や多糖類(オリゴ糖類、ムコ多糖類等であり、ムコ
多糖類としてはセルロース又はキチン、キトサン及びこ
れらの誘導体)等をバインダーとして含有する粉体があ
る。この粉体は無機物、有機物、金属、導電性付与対等
種々の添加物を含有していてもよい。
【0096】更に、本発明において使用される粉体の第
3の例として、現像材あるいはその成分を挙げることが
できる。ここでは、本発明の導電性部材が使用される電
子写真装置に使用される現像剤あるいはその成分である
ことが望ましく、例えばトナー組成物やそれを構成する
成分、外添剤、磁性体等があり、単独あるいは混合物で
あってもよい。
【0097】この時、導電性部材表面に付着する現像剤
あるいはその成分は、その導電性部材が組み込まれて使
用される電子写真装置に用いられている現像剤あるいは
その成分であることが望ましい。また特にカラー機に用
いる場合は、導電性部材毎に用いる現像剤等の色を合わ
せたり、影響の少ない色の粉体を使用する等の考慮をす
ることがより好ましい。
【0098】これら第2、第3の例で説明した高分子化
合物の粉体は摺動性向上や粘着性低下の観点からは、高
分子量であるほど好ましく、またそこに含有される低分
子量成分は少ないほど好ましい。具体的には、粉体がT
HF不溶成分を含有することが好ましく、10質量%以
上であれば一層好ましい。また、粉体に含まれるTHF
可溶成分のGPCによる分子量分布において、Mw/M
n≧5であり、分子量2000〜10000の領域にピ
ークを少なくとも1つ有し、分子量15000〜100
000の領域にピーク又はショルダーを少なくとも1つ
有し、分子量10000以下が樹脂を基準にして50質
量%以下である好ましく、また、THF可溶成分中の分
子量1000以下の化合物がバインダーに対して5質量
%以下の含有率であることが好ましい。THF可溶成分
中の分子量1000以下の化合物は、バインダー成分
(バインダーを構成する成分及びそれに由来する変成物
及び/又はバインダーの低分子量分)を主体としてなる
ことが多い。
【0099】本発明におけるTHF不溶分とは、粉体を
構成する樹脂組成物中の架橋されてTHFに対し不溶性
となったゲル分をいい、この質量割合は、高架橋成分を
含む樹脂組成物の架橋の度合いを示すものとして扱え
る。THF不溶分は以下のように定義する。すなわち、
粉体が非磁性トナーからなる現像剤の場合には顔料の含
有率等をあらかじめ公知の方法で測定しておく。
【0100】次に、粉体0.5〜1.0gの一定量を秤
量(W1)し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.86R)に
入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてクロロホ
ルム100〜200mlを用いて6時間抽出し、溶剤に
よって抽出された可溶成分をエバポレートした後、10
0℃で数時間真空乾燥し、THF可溶成分量を秤量(W
2)する。
【0101】そして、粉体に含まれる顔料や磁性体等の
うち、THFに可溶な成分の質量をW3、THFに不溶
な成分の質量をW4とすると、以下の式によって粉体組
成物中のTHF不溶分が算出される。THF不溶分含有
率(%)={(W1−W2−W4)/(W1−W3−W4)}×
100
【0102】以上の操作で得られたTHF可溶成分の蒸
発乾固物は、THFに溶解させ、サンプル処理フィルタ
ーを通過させた後、ゲルバーミエーションクロマトグラ
フィ(GPC)の試料とする。本発明において、GPC
によるクロマトグラフのピーク又はショルダーの分子量
は次の条件で測定される。
【0103】すなわち、40℃のヒートチャンバー中で
カラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒と
してTHFを1ml/分の流速で流し、試料濃度とし
て、0.05〜0.1質量%に調整した樹脂のTHF試
料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料の分
子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数
種類の単分散ポリスチレン標準試料により調整された検
量線の対数値とカウント数との関係から算出した。
【0104】検量線作成用の標準ポリスチレン試料とし
ては、例えばPressure Chemical C
o.製または東洋ソーダ工業社製の分子量が、6×1
2、2.1×103、4×103、1.75×104
5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.
6×105、2×106、4.48×106のものを用
い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用
いるのが適当である。また検出器にはRI(屈折率)検
出器を用いる。
【0105】カラムとしては、103〜4×106の分子
量領域を特に的確に測定するために、市販のポリスチレ
ンゲルカラムを複数組み合わせることが好ましく、例え
ば、Watters社製のμ−styragel 50
0、103、104、105の組み合わせや、昭和電工社
製のShodex KF−80MやKF−802、80
3、804、805の組み合わせ、あるいは東洋曹達製
のTSKgel G1000H、G2000H、G25
00H、G3000H、G4000H、G5000H、
G6000H、G7000H、GMHの組み合わせが好
ましい。
【0106】本発明の分子量10000以下のバインダ
ーに対する質量%はGPCによるクロマトグラムの分子
量10000以下を切りぬき、分子量10000以上の
切り抜きとの質量比を計算し、前記のTHF不溶分の質
量%を使い、全体のバインダーに対する質量%を算出す
る。本発明の分子量1000以下のバインダーに対する
質量%も同様の方法で算出する。
【0107】更に加えて、本発明において使用される粉
体の第4の例として、滑剤を挙げることができる。滑剤
はかなり長い非極性基と少数の極性基とからなり、その
一例としては、パラフィン及び炭化水素樹脂やカルボキ
シル基を持つ鎖式化合物及びその誘導体等を挙げられ
る。
【0108】パラフィン及び炭化水素樹脂の具体的な例
としては例えば、パラフィンワックス、マイクロクリス
タリンワックス、ポリエチレンワックスやポリプロピレ
ンワックス等のポリオレフィンワックス類、モンタンワ
ックス、カルテバワックス等を挙げることができるし、
また、カルボキシル基を持つ鎖式化合物及びその誘導体
としては、例えば、好ましくは炭素が10個以上含有す
る脂肪酸(飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でもよい)やそ
の塩、エステル等があり、具体的な例としては、ステア
リン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、リノ
ール酸等の脂肪酸及び脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、脂
肪酸エステル等を挙げることができる。
【0109】ところで、導電性部材はさまざまな様式で
使用されるが、特に導電性部材が放電を伴う場合には、
放電を伴わない場合に比べ酸性を示す放電生成物が感光
体上や導電性部材上に付着することがあり、例えば多量
に付着すると高温下では画像がにじんだりすることがあ
る。従って本発明に使用する粉体として塩基性(本発明
において塩基性とは、pHが7.5より大きいものを言
う)のものを使用すれば、放電生成物の影響を緩和する
ことができるのでなおさら好ましいが、pHが8.0以
上11.0以下の範囲であればなおさら好ましい。
【0110】あるいは、イオン交換能(カチオンやアニ
オン)や吸着能(酸やアルカリ)あるいはハロゲン除去
作用を有するような粉体も好ましく、この観点からは、
活性白土、活性炭、ハイドロタルサイト類が特に好まし
い。また、使用中に発生する熱等で導電性部材表面に融
着しないためには、粉体の融点が70℃以上であること
が好ましく、より好ましくは150℃以上、一層好まし
くは300℃以上である。
【0111】また本発明の電子写真装置は、本発明の粉
体を供給する装置を有することを特徴とする。例えば、
ブラシ、スポンジ、ゴム、樹脂、金属等からなる粉体供
給用ローラの表面に粉体を供給し、必要に応じて粉体供
給用ローラ上の粉体塗工厚みをブレードやローラで調節
して、回転させながら導電性部材に押し付けることによ
って(この場合、粉体供給ローラと導電性部材の回転速
度は、周速差があった方が好ましい)、導電性部材表面
に粉体を供給する。この時に、粉体供給用ローラにバイ
アス電圧を印加して静電的に導電性部材表面に付着させ
ることもできる。
【0112】供給される粉体としては、導電性部材表面
にあらかじめ付着した粉体中の任意の粉体成分の粒径を
10(μm)、粉体を供給するための装置によって導電
性部材表面に供給された粉体中の任意の粉体成分の粒径
をP11(μm)、とした時、0.01≦P11/P10≦1
00(好ましくは、0.1≦P11/P10≦10)の関係
であったり、導電性部材表面にあらかじめ付着した粉体
の体積抵抗値(ρ10)と、粉体を供給するための装置に
よって導電性部材表面に供給された粉体の体積抵抗値
(ρ11)とが、0.1≦ρ11/ρ10≦10(好ましく
は、0.2≦ρ11/ρ10≦5)の関係であったりすれば
好ましい。また、当然のことであるが、本発明の導電性
部材に付着あるいは供給する粉体は、一種類でも二種類
以上であっても構わない。
【0113】ところで、本発明の導電性部材の弾性を有
する材料としては特に制限はないが、例えば樹脂類、熱
可塑性エラストマー(TPE)類、ゴム類等の高分子材
料群から求められる弾性やその他の特性に応じて選択さ
れたものに、必要に応じて導電性付与材料、絶縁性材
料、電荷調整材料、着色材料、加工肋材、架橋(加硫)
剤、架橋(加硫)助剤、活性剤、雛型剤、滑剤、粘着付
与剤、酸化防止剤、架橋(加硫)促進剤、発泡剤、発泡
助剤、防黴剤、安定剤、補強剤、充填剤、老化防止剤、
加水分解防止剤、可塑剤、軟化剤、表面粗し材料、磁性
材料やその他各種添加剤を添加したものが使用される。
【0114】樹脂類としては例えば、スチレン系樹脂、
フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン
系樹脂及びそれらのハロゲン化物、ABS樹脂、アイオ
ノマー樹脂、アクリル系あるいはメタクリル系樹脂、ウ
レタン系樹脂、シリコーン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、
酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、
ポリビニルブチラール、エチレン−ビニルアルコール共
重合体(EVOH)、サラン系樹脂、セルロース系樹脂
及びその誘導体、レーヨン、ポリブテン、フラン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカ
ーボネート、塩化ビニリデン、ポリエチレンオキサイ
ド、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹
脂等を、またTPE類としては例えば、スチレン系TP
E(TPS)、ポリエステル系TPE(TPEE)、オ
レフィン系TPE(TPO)、アクリル系TPE、ウレ
タン系TPE、シリコーン系TPE、フッ素系TPE、
ポリアミド系TPE、ブタジエン系TPE等を、更には
ゴム類としては例えば、天然ゴム(NR)、イソプレン
ゴム(IR)、エチレンプロピレンゴム(EPM又はE
PDM)、ブチルゴム(IIR)及びそのハロゲン化
物、ブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)
及びその水添加物、スチレンブタジエンゴム(SB
R)、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルホン化ポ
リエチレン(CSM)、ウレタンゴム、エピクロルヒド
リンゴム(CO又はECO)、シリコーンゴム及びその
ハロゲン化物、フッ素ゴム、アクリルゴム、ポリノルボ
ーネンゴム、多硫化ゴム、ポリエーテル系特殊ゴム、4
フッ化エチレンプロピレンゴム、プロピレンオキサイド
ゴム、エチレン・アクリルゴム等を挙げることができ、
単独あるいは混合して使用でき、更にはこれらを構成す
る単量体同士を任意の割合で共重合させたものや変成物
を、スポンジやソリッドで、場合によってはゲル状で使
用できるし、繊維状に成形することも可能である。
【0115】この時の厚さ(又は長さ)は1〜20mm
が好ましく、JIS A硬度で80度以下(好ましくは
60度以下)に調整される。スポンジの場合、発泡径は
500μm以下が好ましく、発泡面が表面に現れていて
も、あるいはスキン層を有していても構わないし、発泡
状態が、連続気泡、独立気泡のいずれであってもよい
が、帯電音低減の観点からは独立気泡でスキン層を有す
る構成ができれば好ましい。
【0116】ここに導電性付与材料を使用する場合に
は、従来公知の電子導電体及びイオン導電体のいずれで
も使用することができる。本発明における電子導電体と
しては、体積抵抗値が1×103Ωcm未満の粉体を言
い、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボ
ン繊維、金属粉(例えば金、銀、銅、ニッケル、アルミ
ニウム等)、金属酸化物(例えば酸化亜鉛、酸化スズ、
酸化チタン、酸化鉄等)、導電化処理を施した複金属化
合物、導電化処理を施した無機化合物及び導電性ポリマ
ー(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリアセチレン、ポリピリジン、ポリアスレン等)
を挙げることができる。
【0117】またイオン導電体としては、例えば金属塩
及びアンモニウム塩やイオン導電性ポリマー等が挙げら
れる。金属塩としては、例えば、I族又はII族の金属
塩が挙げられ、中でも陽イオン半径の比較的小さいリチ
ウム、ナトリウム、カリウムの金属塩が特に好ましい。
これらの塩を構成する陰イオンとしては、ハロゲン、チ
オシアン酸イオン、過塩素酸イオン、スルホン酸イオ
ン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、フルオロホ
ウ酸イオン、カルボン酸イオン、リン酸イオン、ホウ酸
イオン等を挙げることができ、イオン導電性ポリマーと
しては、例えばアルキレンオキサイド重合体等ポリエー
テル結合を有する化合物及びその塩等の複合体がある。
これらの導電性付与材料は1種類あるいは2種類以上混
合しても構わないし、またこれらに限定されるわけでは
ない。
【0118】本発明の導電性部材は、例えばベルト状、
チッブ状、ローラ状、ブラシ状、ブレード状、ベルト
状、フィルム状等種々の形態で使用可能であり、感光体
の回転と共に従動してもよいが粉体付着により回転ムラ
が発生する可能性があれば、導電性部材を感光体の長手
方向に移動したり、感光体の回転共に順方向や逆方向に
回転するための駆動装置を有することが望ましく、帯電
効率向上の観点から導電性部材と感光体とが任意の速度
差を有することも可能である。
【0119】すなわち、導電性部材の移動あるいは回転
する速度の絶対値(|v1|)と、感光体の移動あるい
は回転する速度の絶対値(|v2|)とが、1≦|v1
|/|v2|≦4の関係が望ましく、より望ましくは、
1≦|v1|/|v2|≦3である。特に、感光体上の
任意の一点の移動(回転)速度が200mm/sec以
上の高速機の場合、特に好ましい。更に、本発明の導電
性部材にバイアス電圧を印加する場合、直流電圧でも直
流と交流の重畳電圧でも構わないが、導電性部材の導電
性ムラの影響を比較的受け易い、直流電圧印加の電子写
真装置に特に好適である。
【0120】本発明に用いられる感光体は、少なくとも
導電性支持体上に感光層を有する構成であれば有機感光
体や無機感光体等に関わらず特に制限はないが、導電性
部材表面にあらかじめ付着した粉体中の任意の粉体成分
の粒径をP10(μm)、感光体表面のRzをF2(μ
m)とした時、P10/F2≦300(好ましくは、P10
/F2≦100、一層好ましくはP10/F2≦10)の関
係であったり、導電性部材表面にあらかじめ付着した粉
体の体積抵抗値(ρ10)と、感光体最外層の体積抵抗値
(ρ2)とが、ρ10/ρ2≦100(好ましくは、ρ10
ρ2≦10〉の関係であったりすれば一層好ましい。
【0121】このような感光体として、導電性支持体よ
り最も離れた層としては例えば、従来公知の感光層が一
般的であるが、場合によってはその上に表面保護層や電
荷注入層等を設けることがある。感光層としては、従来
公知のものが使用できる。例えば、有機材料であればフ
タロシアニン顔料、アゾ顔料等が挙げられる。更に、表
面保護層と感光層の間に中間層を設けることもできる。
このような中間層は、保護層と感光層の接着性を高め、
あるいは電荷のバリアー層として機能させることを目的
とする。
【0122】中間層としては、例えばエポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、
アクリル樹脂、シリコーン樹脂等市販の樹脂材料が使用
可能である。感光体用の導電性支持体としては、アルミ
ニウム、ニッケル、ステンレス、スチール等の金属、導
電化処理されたプラスチック、硝子、紙あるいは布や繊
維等を、シリンダー状、ベルト状、平板状で用いること
ができるが、一般的には、アルミニウムのシリンダー上
に複数の有機感光層を設けた、有機感光ドラムが汎用的
に用いられている。
【0123】また電荷注入層を形成する場合には、絶縁
性のバインダー樹脂に光透過性でかつ導電性の粒子を適
量分散させて上記抵抗範囲に調整した材料で構成する方
法や、上記抵抗を有する無機層を形成する方法等、種々
の方法から目的に応じて選択される。
【0124】第1の方法として例えば、絶縁性のバイン
ダー樹脂に光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させ
た材料を用いて電荷注入層を形成する場合、バインダー
樹脂としては、既知の材料の中から選択して使用するこ
とができ、また導電性の粒子としては、その粒径は透光
性の観点から0.3μm以下が好ましく、最適には0.
1μm以下である。バインダー樹脂100質量部に対し
て2〜250質量部好ましくは2〜190重量部であ
る。2質量部よりも少ないと好ましい体積抵抗値が得ら
れ難く、250質量部を超えると膜強度が低下する傾向
があり、電荷注入層が削れ易くなる傾向にある。
【0125】電荷注入層の膜厚は、好ましくは0.1〜
10μm、最適には1〜7μmである。更には、帯電特
性や雛型性等の向上のため電荷注入層に滑材粒子を含有
させてもよい。滑材粒子としては、臨界表面張力の低い
フッ素樹脂、シリコーン樹脂又は、ポリオレフィン樹脂
を用いるのが好ましく、中でも4フッ化ポリエチレン樹
脂が最適である。この場合の滑材粉末の添加量は、好ま
しくはバインダー樹脂100質量部に対して2〜50質
量部、より好ましくは5〜40質量部である。
【0126】第2の方法として例えば、無機層を電荷注
入層として形成する場合は、その下層の光導電層はアモ
ルファスシリコンであることが好ましく、グロー放電等
によってシリンダー上に阻止層、光導電層及び電荷注入
層を順次形成することが好ましい。なお、感光体の支持
体から最も離れた層の体積抵抗の測定方法は、表面に導
電膜を蒸着させたポリエチレンテレフタレート(PE
T)上に測定する層を作成し、これを体積抵抗測定装置
(ヒューレットパッカード社製4140BpAMATE
R)にて23℃、湿度65%の環境で100Vの電圧を
印加し測定すればよい。
【0127】本発明の電子写真装置に使用されるトナー
としては、特に制限はないが例えば、導電性部材表面に
あらかじめ付着した粉体中の任意の粉体成分の粒径をP
10(μm)、トナーの平均粒径をP3(μm)とした
時、P10/P3≦300(好ましくは、P10/P3≦10
0、一層好ましくは、P10/P3≦10)の関係であっ
たり、導電性部材表面にあらかじめ付着した粉体の体積
抵抗値(ρ10)と、トナーの体積抵抗値(ρ3)とが、
ρ10/ρ3≦100(好ましくは、ρ10/ρ3≦10)の
関係であったりすればなおさらに好ましい。
【0128】一方、特にトナーが重合法にて生成された
球状の場合に適する。球状のトナーはクリーナレスシス
テムに好適なトナーであるが、クリーナレスシステムに
おいては感光体上の転写残りトナー量が増える傾向にあ
るので、導電性部材表面への転写残りトナー等が付着す
る可能性が高くなる。本発明の導電性部材では、外部か
らの付着性を軽減することができるので、特にクリーナ
レスシステムを用いた電子写真装置に好適である。
【0129】なお、トナーの形態を表わす指標として従
来から、形状係数SF−1や形状係数SF−2が用いら
れているが、SF−1が100〜140、SF−2が1
00〜120の範囲のものが好ましい。ここでSF−
1、SF−2については、以下のように計測される。例
えば、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い
1000倍に拡大した2μm以上のトナー像を100個
無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェ
エースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置(Lu
zexIII)に導入し解析を行い、下式より得られた
値と定義する。
【0130】
【数1】
【0131】
【数2】
【0132】ここで、式中MXLNGは粒子の絶対最大
長、PERIMEは粒子の周囲長、AREAは粒子の投
影面を示す。形状係数SF−1は粒子の丸さの度合いを
示し、形状係数SF−2は粒子の凹凸の度合いを示す。
【0133】この場合、トナーにおける樹脂組成物はス
チレン類、アクリル酸類、メタクリル酸類及びその誘導
体から選ばれる1種以上のモノマーを重合して得られる
ものが現像特性及び帯電特性等から好ましい。
【0134】使用できるモノマーの例としては、スチレ
ン類としてスチレン、α―メチルスチレン、ビニルトル
エン、クロルスチレン等が挙げられる。アクリル酸類、
メタクリル酸類及びその誘導体としては、アクリル酸、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸2―エチルヘキシル、アクリル酸n―テトラデシ
ル、アクリル酸n―ヘキサデシル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ジエチルア
ミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアク
リル酸エステル類が挙げられ、同様にメタクリル酸、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アミル、
メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2―エチルヘキシ
ル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸デシル、メタ
クリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル
酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル
酸2―ヒドロキシエチル、メタクリル酸2―ヒドロキシ
プロピル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタク
リル酸グリシジル、メタクリル酸ステアリル等のメタク
リル酸エステル類が挙げられる。
【0135】前述のモノマー以外に、本発明の目的を達
成しうる範囲で少量の他のモノマー、例えばアクリロニ
トリル、2―ビニルピリジン、4―ビニルピリジン、ビ
ニルカルバゾール、ビニルメチルエーテル、ブタジエ
ン、イソプレン、無水マレイン、マレイン酸、マレイン
酸モノエステル類、マレイン酸ジエステル類、酢酸ビニ
ル等が用いられても良い。
【0136】また、本発明に使用されるトナーには着色
剤が含有され、一般に公知の染、顔料を用いることがで
きる。このような染、顔料としては、例えばカーボンブ
ラック、ニグロシン染料、ランプ黒、スーダンブラック
SM、ファースト・エローG、ベンジジン・エロー、ピ
グメント・エロー、インドファースト・オレンジ、イル
ガジン・レッド、パラニトロアニリン・レッド、トルイ
ジン・レッド、カーミンFB、パーマネント・ボルドー
FRR、ピグメント・オレンジR、リソール・レッド2
G、レーキ・レッドC、ローダミンFB、ローダミンB
レーキ、メチル・バイオレットBレーキ、フタロシアニ
ンブルー、ピグメントブルー、ブリリヤント・グリーン
B、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、ザ
ポン・ファーストエローCGG、カヤセットY963、
カヤセットYG、スミプラスト・エローGG、ザポンフ
ァーストオレンジRR、オイル・スカーレット、スミプ
ラストオレンジG、オラゾール・ブラウンB、ザポンフ
ァーストスカーレットCG、アイゼンスピロン・レッド
・BEH、オイルピンクOP等が適用できる。また、磁
性トナーとして使用する場合には、磁性粒子を黒色又は
褐色顔料として兼用することもできる。
【0137】更には、本発明に使用されるトナーには荷
電制御剤が含有され、従来公知の荷電制御剤が選ばれ
る。正荷電制御剤の具体例としては、一般にニグロシ
ン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料
(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料(例えば
C.I.Basic Ye11ow 2(C.I.410
00),Ye11ow 3、C.I.Basic Red
1(C.I.45160),Red 9(C.I.42
500)、C.I.Basic Violet 1(C.
I.42535),Violet 3(C.I.425
55),Violet 10(C.I.45170),
Violet 14(C.I.42510)、C.I.
Basic Blue 1(C.I.42025),BI
ue 3(C.I.51005),Blue 5(C.
I.42140),Blue 7(C.I.4259
5),Blue 9(C.I、52015),Blue
24(C.I.52030),Blue 25(C.
I.52025),Blue 26(C.I.4402
5)、C.I.Basic Green 1(C.I.4
2040),Green 4(C.I.42000)
等、これらの塩基性染料のレーキ顔料(レーキ化剤とし
ては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタ
ングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没
食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等)、
C.I.Sovent Black 3(C.I.261
50)、ハンザイエローG(C.I.11680)、
C.I.MordlantBlack 11、C.I.
Pigrnent Black 1等である。
【0138】又は、例えばベンジルメチル−ヘキサデシ
ルアンモニウムクロライト、デシル−トリメチルアンモ
ニウムクロライト等の4級アンモニウム塩あるいはアミ
ノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する
縮合系ポリマー等のポリアミド樹脂等が挙げられ。好ま
しくはニグロシン、4級アンモニウム塩、トリフェニル
メタン系含窒素化合物、ポリアミド等が挙げられる。
【0139】また、負荷電制御剤の具体例としては、特
公昭41−20153号公報、同42−27596号公
報、同44−6397号公報、同45−26478号公
報等記載されているモノアゾ染料の金属錯体、更には特
開昭50−133338号公報に記載されているニトロ
アミン酸及びその塩あるいはC.I.14645等の染
顔料、特公昭55−42752号公報、特公昭58−4
1508号公報、特公昭58−7384号公報、特公昭
59−7385号公報等に記載されているサリチル酸、
ナフトエ酸、ダイカルボン酸のZn、Al、Co、C
r、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニ
ン顔料、ニトロ基、ハロゲンを導入したスチレンオリゴ
マー、塩素化パラフィン等を挙げることができる。
【0140】特に分散性の面などから、モノアゾ染料の
金属錯塩、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ナフトエ
酸、ダイカルボン酸の金属錯体が好ましい。これら荷電
制御剤の添加量は上述した様に良好な摩擦帯電性を保持
しつつ、上記荷電制御剤による現像スリーブ表面の汚染
による現像力の低下及び環境安定性の低下といった弊害
を最小限に抑えるために、バインダー樹脂100重量部
に対して、0.1〜3重量部の添加量が好ましい。
【0141】更に、本発明に使用されるトナーには種々
の目的で種々の添加剤が添加されている場合がある。例
えば、定着補助剤としてエチレン系オレフィン重合体を
バインダー樹脂と共に用いてもよい。ここでエチレン系
オレフィン単重合体もしくはエチレン系オレフィン共重
合体として適用するものには、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重
合体、ポリエチレン骨格を有するアイオノマー等があ
り、上記共重合体においてはオレフィンモノマーを50
モル%以上(より好ましくは60モル%以上)含んでい
るものが好ましい。
【0142】その他としては、シリコーン樹脂、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポ
リビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹
脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン又は低分子
量ポリプロピレンの如き脂肪族又は脂環族炭化水素樹
脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィン
ワックス等である。
【0143】以下、本発明を実施例によって説明する
が、これらによって本発明が限定されるものではない。
【0144】
【実施例】まず本発明に使用される部材及び評価機械の
構成、材質、製造方法等を説明する。
【0145】{導電性部材製造例1}まず、粉体を付着
しない状態における導電性部材(以下ベースローラ)を
作成した。
【0146】「ベースローラNo.1の作成」 <1−1基層の作成>EPDM(プロピレン含量43質
量%、第3成分エチリデンノルボルネン、ヨウ素価2
6、ML1+4[100]=45)100質量部、導電性カー
ボンブラック10質量部、シリカ3質量部、パラフィン
オイル70質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛5
質量部、ジエチレングリコール3質量部を十分冷却した
ニーダで混練し導電性EPDMゴムバッチを得た。
【0147】これを一晩熟成後、加硫剤として硫黄1.
5質量部、加硫促進剤としてN―シクロヘキシル―2―
ベンゾチアジルスルフェンアミド1.3質量部、ジエチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛0.7質量部、テトラブチル
チウラムジスルフィド1.3質量部を添加、混練し、導
電性ゴムコンパウンド1を得た。
【0148】次に、あらかじめ導電性接着剤を塗布し
た、長さ450mm、直径9mm(両端50mmは直径
6mm)のステンレス製芯金を導電性支持体とし、その
周囲に導電性ゴムコンパウンド1を加硫成形して基層を
形成し、肉厚が3.5mm、外径16mm、ゴム長35
0mmのソリッドタイプの導電性ゴムローラ1を作成し
た。なお、導電性ゴムローラ1の平均体積抵抗値を、図
7の方法によって測定したところ、3.5×103Ωc
mであった。
【0149】<1−2被覆層用塗料の作成>ソフトセグ
メントとして末端にメタクリル酸グリシジルを有するア
クリル樹脂(メタクリル酸メチル40質量部、アクリル
酸n―ブチル30質量部、スチレン20質量部、メタク
リル酸2―ヒドロキシエチル8質量部、メタクリル酸1
質量部からなる)と、アジペート系ポリエステルポリオ
ール(アジピン酸ネオペンチルグリコールよりなるポリ
エステルポリオール100質量部、ジメチロールプロピ
オン酸0.8質量部とからなる)とを反応させて得られ
たアクリル複合ポリエステルポリオールと、イソホロン
ジイソシアネート(EPDI)からなるプレポリマーを
水中に高速撹拌によって分散させ、その後ヘキサメチレ
ンジアミンによって鎖延長することで水系アクリル複合
ウレタン塗料を得た。なお、アクリル成分:ウレタン成
分=3:1とした。
【0150】次に、導電性を調整するために導電性の微
粒子を分散した。導電性の微粒子としてアンチモンドー
プして導電化処理を施した酸化スズ微粒子を使用し、ア
ンモニア水でpH7に調整した水中に分散したスラリー
を使用した。この場合、酸化スズの表面は酸、アルカリ
処理等によって表面処理しゼータ電位等を調整し分散性
を向上させておくことが好ましい。
【0151】本実施例の場合は、水系アクリル複合ウレ
タン塗料の固形分100質量部に対し、酸化スズが30
質量部となるように、上記のスラリーの添加量を調整
し、更に親水基であるカルボキシル基との架橋剤として
ヘキサメチルメトキシメラミン14質量部を添加した。
分散はスターラで混合することで、十分均一に分散した
導電性の被覆層用塗料1を得ることができた。
【0152】<1−3ベースローラNo.1の作成>導
電性ゴムローラ1の表面を2―ブタノンにて洗浄後、接
着力向上のためシランカップリング剤でプライマー処理
した後、被覆層用塗料1を用いて浸漬塗工を行なった。
塗工条件は、引き上げ速度40mm/secで上下を反
転させ繰り返し塗工を行った。塗工後、25℃、50%
RHの雰囲気中で8時間風乾し、更に135℃の熱風乾
燥炉で30分乾燥を行って、被覆層の厚さが60μmで
あるベースローラNo.1を作成した。
【0153】ベースローラNo.1の平均体積抵抗値を
図7の方法に従って測定、計算したところ、平均体積抵
抗値ρ0は、2.0×105Ωcmであった。この時のチ
ャートの値からImin及びImaxを読み取り、周方
向の最大抵抗値及び最小抵抗値を算出し、周方向の最大
抵抗値/最小抵抗値の比を求めたところ2.3であっ
た。
【0154】次に、図9に示す方法によって、幅10m
mの電極を用いて長手方向の体積抵抗値を10点測定
し、長手の最大抵抗値/最小抵抗値の比を求めたところ
2.2であった。従って、ベースローラNo.1の最大
抵抗値/最小抵抗値の比の値は2.3である。更には、
ベースローラNo.1のRz、Rmax、Ra、Smを
測定したところ、Rz(F0)=3.2μm、Rmax
=6.0μm、Ra=0.26μm、Sm=156μm
であった。
【0155】「導電性部材No.1の作成」ベースロー
ラNo.1表面に付着させる粉体として、平均粒径が
0.5μm、体積抵抗値が1.5×1014Ωcm、pH
が9.7、かさ比重0.27g/ccの合成けい酸塩
(以下シリカA)を使用した。粉体付着は次の様に行な
った。まず、適量のシリカAを槽に入れて回転するブラ
シローラですくい上げるようにする。ベースローラN
o.1も回転させ、そこに前記ブラシローラを押し付け
つつ長手方向に若干移動するようにして、ベースローラ
No.1の表面にシリカAを付着し、次にその表面を強
くバフをかけ、粉体をしっかりと付着させて導電性部材
1を得た。
【0156】このようにして得られた導電性部材No.
1の特性を次のように測定した。まず、平均体積抵抗値
(ρ1)、最大抵抗値/最小抵抗値の比及びRz(F1
は、ベースローラNo.1の場合と同様にして求めたと
ころ、ρ1=4.5×105Ωcm、最大抵抗値/最小抵
抗値=2.1、F1=3.3μmであった。
【0157】次に、導電性部材No.1表面のシリカA
の付着状態を確認するために、表面に付着しているシリ
カAを適当な手段によって採取し、一定量がまとまった
ところで、pH、及び体積抵抗値を測定した。更に平均
粒径は、導電性部材No.1から任意に表面を切り出
し、電子顕微鏡で10000倍に拡大し、ランダムに1
00個の水平方向最大弦長を測定し、それらの算術平均
を平均粒径とした。
【0158】その結果、pHは9.7、体積抵抗値が
1.5×1015Ωcm、平均粒径は0.5μmであり、
付着前の粉体の特性が、ほとんどそのまま反映されてい
たので、pH、ρ10、P10は、付着する前の粉体の特性
と導電性部材表面から採取したものの特性と、いずれの
値を用いてもよいことが分かったが、本実施例において
は、既述した通り導電性部材表面から採取したものの特
性値をもって、粉体の特性値とした。つまり、pH=
9.7、P10=0.5μm、ρ10=1.5×1014Ωc
mである。
【0159】また、粉体が付着しない状態における導電
性部材の特性を再度確認するため、表面に付着している
シリカAを適当な手段によって採取したあとの導電性部
材の諸特性を確認したところ、ρ0=2.0×105Ωc
m、最大抵抗値/最小抵抗値は2.3、Rz(F0)=
3.0μm、Rmax=5.8μm、Ra=0.24μ
m、Sm=150μmであったので、こちらも粉体付着
前の特性が、ほとんどそのまま反映されていることが判
明したが、これについてもやはり、粉体を除去した後の
値をもって、粉体が付着しない状態における導電性部材
(ベースローラNo.1)の特性値とした。粉体及び導
電性部材No.1ならびにベースローラNo.1の特性
を、まとめて表1に示す。
【0160】なお、本実施例においてpH測定は次のよ
うに行った。導電性部材1の表面に付着した粉体を集
め、pH6.86のpH標準液に添加(この時、粉体1
質量部に対し標準液10質量部の比率にとなるよう各々
の質量を適宜調整する)し、十分攪拌後12時間静止放
置する。その分散液を用いてpHメータで測定する。用
いたpHメータは、測定法式がガラス電極法、pH測定
範囲が0〜14(分解能0.01)、温度23℃で行な
った。
【0161】{導電性部材製造例2}まず、ベースロー
ラNo.2を以下の手順で作成した。
【0162】「ベースローラNo.2の作成」 <2−1基層の作成>シリコーンゴム(ジメチルシロキ
サン単位99.7mol%、メチルビニルシロキサン単
位0.275mol%、分子鎖両末端がメチルビニルシ
リル基0.025mol%で封鎖)100質量部、導電
性カーボンブラック15質量部、シリカ10質量部、マ
イカ3質量部、ジメチルシリコーンオイル25質量部、
ステアリン酸亜鉛0.5質量部を十分混練し導電性シリ
コーンゴムバッチを得た。これを一晩熟成後、発泡剤
(AIBN)6質量部、架橋剤(ベンゾイルパーオキサ
イド)3質量部を添加、良く混合混練し、導電性ゴムコ
ンパウンド2を得た。
【0163】次に、導電性ゴムコンパウンド2を押出機
を用いて、本実施例で使用する導電性部材の外径より一
回り小さい外径を有するチューブ状に押出す。また、あ
らかじめ導電性接着剤を塗布した、長さ450mm、直
径9mm(両端50mmは直径6mm)のステンレス製
芯金を導電性支持体とし、その周囲にチューブ状の導電
性ゴムコンパウンド2を被覆後、所定の内径寸法を有す
る円筒状の金型に挿入、加熱して基層を形成し、発泡径
が70μm、発泡体の肉厚が3.5mm、外径16m
m、ゴム長350mmの表面にスキン層を有するスポン
ジタイプの導電性ローラ2を作成した。なお、導電性ゴ
ムローラ2の体積抵抗値は、1.6×10 3Ωcmであ
った。
【0164】<2−2被覆層の作成>スチレンエチレン
ブチレンエラストマー(以下SEBS)70質量部、ポ
リエチレン30質量部(以下PE)を180℃、10分
間あらかじめ混練する。このSEBS/PE混合物10
0質量部、導電性カーボンブラック15質量部、導電性
酸化スズ10質量部、ステアリン酸亜鉛5質量部、酸化
マグネシウム1質量部、マイカ1質量部、シリカ0.5
質量部、ナイロン66樹脂粒子{密度(ASTMD15
05)1.14、硬さ(ASTMD785)120、融
点265℃のナイロン66樹脂を粉砕し、平均粒径を3
3μmに調整したもの}5質量部を加圧式ニーダ中で1
80℃、30分間溶融混練し、冷却粉砕後に短軸押出機
を用いて、内径15mm、肉厚200μmのシームレス
チューブNo.1を得た。
【0165】<2−3ベースローラNo.2の作成>シ
ームレスチューブNo.1の内側にエアを吹き込み、内
径を17mmに広げた後、導電性ゴムローラNo.2を
挿入、かん合してベースローラNo.2を作成した。
【0166】「導電性部材No.2の作成」粉体として
密度(ASTMD1505)1.02、硬さ(ASTM
D785)D110、融点180℃、吸水率(ASTM
D570)水中24時間で0.25%のナイロン12樹
脂を粉砕し、平均粒径を35μmに調整した、粉砕ナイ
ロン12樹脂粒子を使用した。
【0167】ベースローラとしてベースローラNo.2
を、粉体として上記粉砕ナイロン12樹脂粒子を使用し
たこと以外は、導電性部材製造例1と同様にして導電性
部材No.2を得た。なお、粉体及び導電性部材No.
2ならびにベースローラNo.2の特性を表1に示す。
【0168】{導電性部材製造例3}まず、ベースロー
ラNo.3を以下の手順で作成した。
【0169】「ベースローラNo.3の作成」 <3−1基層の作成>SBR(結合スチレン量23.5
%、ML1+4[100]=35)50質量部、NBR(結合
アクリロニトリル量31%、ML1+4[100]=46)3
5質量部、液状NBR(結合アクリロニトリル量32
%)15質量部、導電性カーボンブラック15質量部、
シリカ0.5質量部、DOP50質量部、DOA10質
量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛5質量部を十分
混練し導電性ゴムパツチを得た。
【0170】これを一晩熟成後、加硫剤として硫黄1.
5質量部、加硫促進剤としてN―シクロヘキシル―2―
ベンゾチアジルスルフェンアミド1.5質量部、ジエチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛1質量部、テトラブチルチウ
ラム・ジスルフィド1質量部を添加、混練し、導電性ゴ
ムコンパウンドNo.3を得た。
【0171】次に、あらかじめ導電性接着剤を塗布し
た、長さ450mm、直径6mmのステンレス製材金を
導電性支持体とし、その周囲に導電性ゴムコンパウンド
No.3を加硫成形後、外径研磨し、発泡体の肉厚が5
mm、外径16mm、ゴム長350mmのソリッドタイ
プの導電性ローラNo.3を作成した。なお、導電性ゴ
ムローラNo.3の体積抵抗値は、3.0×103Ωc
mであった。
【0172】<3−2被覆層用塗料の作成>次に示す3
種類の配合を各々十分混合混練し、導電性ゴムコンパウ
ンドを作成した。
【0173】(i)導電性ゴムコンパウンド4 ECOゴム(エピクロルヒドリン52mol%、エチレ
ンオキサイド41mol%、アリルグリシジルエーテル
7mol%を共重合してなる、ML1+4[100]=50)
100質量部、硫黄0.5質量部、2―メルカプトイミ
ダゾリン1.2質量部、シリカ3質量部、ハードクレー
5質量部、酸化マグネシウム3質量部、脂肪酸エステル
2質量部、2―メルカプトベンズイミダゾール0.5質
量部。
【0174】(ii)導電性ゴムコンパウンド5 NBR(結合アクリロニトリル量26%、ML1+4[100
]=56)70質量部、液状NBR(結合アクリロニ
トリル量32%)30質量部、シリカ3質量部、ハード
クレー5質量部、酸化亜鉛5質量部、2―メルカプトベ
ンズイミダゾール0.5質量部、ステアリン酸1質量
部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤としてN―シクロヘ
キシル―2―ベンゾチアジルスルフェンアミド1.5質
量部、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛1質量部、テト
ラブチルチウラム・ジスルフィド1質量部。
【0175】(iii)導電性ゴムコンパウンド6 水素を付加したNBR(結合アクリロニトリル量37
%、ヨウ素価14)90質量部、液状NBR(結合アク
リロニトリル量32%)10質量部、導電性カーボンブ
ラック3質量部、シリカ1質量部、ハードクレー1質量
部、酸化亜鉛5質量部、ステアリン酸1質量部。
【0176】次に、これらの導電性ゴムコンパウンド
4、5を固形分が10質量%となるように、導電性ゴム
コンパウンド6を固形分が5質量%となるように、各々
2―ブタノンに溶解し、塗料A、B、Cを作成した。更
に、塗料Aと塗料Bの固形分が1:1になるように混合
後、混合した塗料の固形分100質量部に対して300
ppmの割合の過塩素酸リチウムを添加し溶解させて十
分撹拌し、被覆層用塗料2を作成した。なお本発明で
は、ゴムや樹脂等のバインダーとしての高分子化合物成
分が、溶剤に対して占める割合を固形分と称する。
【0177】また、固形分を5重量%に調整したフルオ
ロオレフィンビニルエーテル共重合体からなる塗料に、
固形分100質量部に対して3質量部に相当するように
導電性カーボンブラックを添加し、ペイントシェーカに
て分散を行った後メディアと分離し、塗料Dを得た。次
に、前記塗料Cと塗料Dの固形分が3:7となるように
混合した後、混合した塗料の固形分100質量部に対し
イソシアネートが10質量%の割合に相当する量を添加
して十分撹拌し、被覆層用塗料3を得た。
【0178】<3−3ベースローラNo.3の作成>導
電性ゴムローラ3の表面を2―ブタノンにて洗浄後、被
覆層用塗料2を用いて浸漬塗工を行なった。塗工条件
は、引き上げ速度30mm/secで上下を反転させ繰
り返し塗工を行った。塗工後、25℃、50%RHの雰
囲気中で8時間風乾し、更に135℃の熱風乾燥炉で3
0分乾燥を行って、厚さ80μmの第1被覆層を形成し
た。次に、被覆層用塗料3を用いて同様の条件方法で、
第1被覆層の周囲に、厚さ16μmの第2被覆層を形成
して、ベースローラNo.3を作成した。
【0179】「導電性部材No.3の作成」粉体として
可視光波長の半分以下の粒径で、球状形状の比重6.9
の酸化スズ(比重6.9、見かけ密度29、吸油量40
ml/100g)を、粉体を塗布する前の導電性部材と
してベースローラNo.3を用いた事以外は、導電性部
材製造例1と同様にして、導電性部材No.3を得た。
粉体及び導電性部材No.3ならびにベースローラN
o.3の特性を表1に示す。
【0180】{導電性部材製造例4}まず、ベースロー
ラNo.4を以下の手順で作成した。
【0181】「ベースローラNo.4の作成」 <4−1基層の作成>ECOゴム(エピクロルヒドリン
40mol%、エチレンオキサイド56mol%、アリ
ルグリシジルエーテル4mol%を共重合してなる、M
1+4[100]=65)100質量部、硫黄0.5質量
部、2―メルカプトイミダゾリン1.2質量部、シリカ
3質量部、ハードクレー5質量部、酸化マグネシウム3
質量部、脂肪酸エステル2質量部、2―メルカプトベン
ズイミダゾール0.5質量部、ジエチレングリコール1
質量部を良く混合混練し、導電性ゴムコンパウンド4を
得た。
【0182】次に、あらかじめ導電性接着剤を塗布し
た、長さ450mm、直径9mm(両端50mmは直径
6mm)のステンレス製芯金を導電性支持体とし、その
周囲に導電性ゴムコンパウンド4を加硫成形して基層を
形成し、肉厚が3.5mm、外径16mm、ゴム長35
0mmのソリッドタイプの導電性ゴムローラ4を作成し
た。なお、導電性ゴムローラ4の体積抵抗値は、5.9
×103Ωcmであった。
【0183】<4−2被覆層用塗料の作成>反応容器に
ε―カプロラクタム、純水、安息香酸、ε―アミノカプ
ロン酸をとり、窒素気流中で240℃に5時間保ち、6
―ナイロンを合成した。得られた6―ナイロンをぎ酸に
溶解し、りん酸触媒下でホルムアルデヒド及びメタノー
ルを添加した。1日放置後、純水/アセトンの混合溶媒
中に注ぎ、アンモニアで中和してポリマーの沈殿物を得
た。この沈殿物を熱水洗浄後、乾燥し、メトキシメチル
化度30%のメトキジメチル化ナイロンメトキシメチル
化度30%のメトキシメチル化ナイロン精製物を得た。
【0184】次に、得られたメトキシメチル化ナイロン
精製物を固形分が9質量%の濃度になるようメタノール
に溶解したのち、純水を添加して固形分が7質量%に調
整し、固形分100質量部に対して2質量%に相当する
無水グェン酸を添加して被覆層用塗料4を作成した。
【0185】<4−3ベースローラNo.4の作成>導
電性ゴムローラ4の表面を2―ブタノンにて洗浄後、被
覆層用塗料4を用いて浸漬塗工を行なった。塗工条件
は、引き上げ速度50mm/secで、塗工後25℃、
50%RHの雰囲気中で8時間風乾し、更に135℃の
熱風乾燥炉で30分乾燥を行って、厚さ8μmの被覆層
を形成して、ベースローラNo.4を作成した。
【0186】「導電性部材No.4の作成」粉体として
水に対して膨潤性のフッ素4ケイ素雲母(以下雲母)
を、粉体を塗布する前の導電性部材としてベースローラ
No.4を用いた事以外は、導電性部材製造例1と同様
にして、導電性部材No.4を得た。粉体及び導電性部
材No.4ならびにベースローラNo.4の特性を表1
に示す。
【0187】{導電性部材製造例5}まず、ベースロー
ラNo.5を以下の手順で作成した。
【0188】「ベースローラNo.5の作成」 <5−1基層の作成>EPDM(プロピレン含量43質
量%、第3成分エチリデンノルボルネン、ヨウ素価2
6、ML1+4[100]=45)100質量部、導電性カー
ボンブラック14質量部、シリカ3質量郭、パラフィン
オイル90質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛5
質量部、ジエチレングリコール3質量部を十分冷却した
ニーダで混練し導電性EPDMゴムバッチを得た。
【0189】これを一晩熟成後、加硫剤として硫黄1.
5質量部、加硫促進剤とレてN―シクロヘキシル―2―
ベンゾチアジルスルフェンアミド1.3質量部、ジエチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛0.7質量部、テトラブチル
チウラムジスルフィド1.3質量部、発泡剤としてアゾ
ジカルボンアミド5質量部、p,p'−オキシビス(ベ
ンゼンスルホニルヒドラジド)5質量部を添加、混練
し、導電性ゴムコンパウンド5を得た。
【0190】この導電性ゴムコンパウンド5を押出機を
用いて、内径8mm、外径16mmのチューブ状に押出
し、圧力6kg/cm2で1時間の条件で水蒸気加硫に
て一次加硫を行い発泡体チューブを得た。加硫、発泡の
均一化を図るために、この発泡体チューブを更に130
℃で40分2次加硫を行ったのち、あらかじめ導電性接
着剤を塗布した長さ450mm、直径9mm(両端50
mmは直径6mm)のステンレス製芯金に被覆して13
0℃で30分加熱し接着させる。十分冷却後、外径を研
磨し、発泡径が約80μm、発泡体の肉厚3.5mm、
外径16mm、ゴム長350mmの、発泡面が表面に現
れたスポンジタイプの導電性ローラ5を作成した。な
お、導電性ゴムローラ5の体積抵抗値は、6.3×10
3Ωcmであった。
【0191】<5−2被覆層用塗料の作成>ノボラック
型のフェノール樹脂100質量部、導電性カーボンブラ
ック20質量部を溶融混合後、ヘキサメチレンテトラミ
ンを適量添加して加熱硬化させた。これを粉砕、分級
し、平均粒径7μm、体積抵抗値9×102Ωcmの導
電性フェノール樹脂微粒子を得た。次に、被覆層用塗料
4の固形分100質量部に対し、30質量%に相当する
導電性フェノール樹脂微粒子を分散して被覆層用塗料5
を作成した。
【0192】<5−3ベースローラNo.5の作成>導
電性ゴムローラ5の表面を2―ブタノンにて洗浄後、あ
らかじめシランカップリング剤にて十分プライマー処理
を行う。被覆層用塗料5を用いて浸漬塗工を行なった。
塗工条件は、引き上げ速度20mm/secで上下反転
して行い、塗工後25℃、50%RHの雰囲気中で48
時間風乾し、更に135℃の熱風乾燥炉で30分乾燥を
行って、厚さ22μmの被覆層を形成して、ベースロー
ラNo.5を作成した。
【0193】「導電性部材No.5の作成」粉体として
酸化処理をした粉砕マグネタイトを、粉体を塗布する前
の導電性部材としてベースローラNo.5を用いた事以
外は、導電性部材製造例1と同様にして、導電性部材N
o.5を得た。粉体及び導電性部材No.5ならびにベ
ースローラNo.5の特性を表1に示す。
【0194】{導電性部材製造例6}まず、ベースロー
ラNo.6を以下の手順で作成した。
【0195】「ベースローラNo.6の作成」 <6−1基層の作成>フッ素ゴム(1,1−ジフロロエ
チレンと6フッ化プロピレンと4フッ化エチレンの共重
合体、ML1+10[100]=60)100質量部、導電性
カーボンブラック10質量部、シリカ1質量部、ステア
リン酸スズ1質量部、ジエチレングリコール3質量部、
石英を電気及びガス法で1900℃で完全に溶融して石
英ガラス化した無定形高純度溶融石英ガラスフィラー
(以下石英ガラス;白色、真比重2.21、新モース硬
度7、屈折率1.459)0.5質量部、高活性酸化マ
グネシウム4質量部、水酸化カルシウム7質量部、AI
BN8質量部を十分冷却したオーブンロールで混練し、
フッ素ゴムの導電性ゴムコンパウンド6を得た。
【0196】次に2軸押出機を用いて、導電性ゴムコン
パウンド6を本実施例で使用する導電性部材の外径より
一回り小さい外径を有するチューブ状に押出しながらあ
らかじめ導電性接着剤を塗布した、長さ450mm、直
径9mm(両端50mmは直径6mm)のステンレス製
芯金からなる導電性支持体の周囲に被覆する。被覆した
ゴムの長を所定の寸法に合わせた後、所定の内径寸法を
有する円筒状の金型に挿入、加熱して基層を形成し、発
泡径が50μm、発泡体の肉厚が3.5mm、外径16
mm、ゴム長350mmの表面にスキン層を有するスポ
ンジタイプの導電性ローラ6を作成した。なお、導電性
ゴムローラ6の体積抵抗値は、5.3×104Ωcmで
あった。
【0197】<6−2第1被覆層の形成>フッ素エラス
トマー100質量部、導電性カーボンブラック10質量
部、ステアリン酸亜鉛1質量部、石英を電気及びガス法
で1900℃で完全に溶融して石英ガラス化した無定形
高純度溶融石英ガラスフィラー1質量部、パーオキサイ
ド0.8質量部、TAIC(トリアリルイソシアヌレー
ト)2質量部を加圧式ニーダ中で180℃で30分間溶
融混練し、冷却粉砕後に単軸押出機を用いて内径15m
m、肉厚200μmのシームレスチューブに成形し、そ
の後10Mradのγ線をチューブ表面に均一に照射し
て、架橋したシームレスチューブ2を得た。このシーム
レスチューブ2の内側にエアを吹き込み、内径を17.
5mmに広げた後、導電性ゴムローラ2を挿入、かん合
して、導電性ローラを作成した。
【0198】<6−3ベースローラNo.6の作成>フ
ッ素系塗料(4フッ化エチレンビニルエーテルビニルエ
ステル共重合体、固形分60質量%)を酢酸エチルで希
釈し固形分30質量%に調整後、調整したフッ素系塗料
100質量部、表面を酸化アンチモンでドーピングした
酸化スズ(透明導電性粉末:一次粒径0.02μm)1
0質量部、PTFE粉末0.1質量部、石英を電気及び
ガス法で1900℃で完全に溶融して石英ガラス化した
無定形高純度溶融石英ガラスフィラー1質量部をボール
ミルにて十分分散した。
【0199】そこにジブチルスズラウレート0.05質
量部、イソシアヌレート系ポリイソシアネート15質量
部を添加し良く混合して被覆層用塗料6を作成した。前
記導電性ローラに被覆層用塗料6で浸漬塗工を行ったの
ち、130℃で1.5時間加熱し、乾燥及び硬化反応を
させて膜厚10μmの層を形成し、ベースローラNo.
6を得た。
【0200】「導電性部材No.6の作成」粉体として
石英を電気及びガス法で1900℃で完全に溶融して石
英ガラス化した無定形高純度溶融石英ガラスフィラー
(白色、真比重2.21、新モース硬度7、屈折率1.
459)を、粉体を塗布する前の導電性部材としてベー
スローラNo.6を用いた事以外は、導電性部材製造例
1と同様にして、導電性部材No.6を得た。粉体及び
導電性部材No.6ならびにベースローラNo.6の特
性を表1に示す。
【0201】{導電性部材製造例7}導電性部材製造例
1と同様の方法条件で、被覆層用塗料1を用いて浸漬塗
工、風乾工程まで実施し、ベースローラNo.1−2を
得た。すなわちベースローラNo.1−2は、本乾燥し
ていないため生乾きの状態である。その状態で、以下の
方法条件で粉体を表面に付着させた。
【0202】すなわち、ベースローラNo.1−2を回
転保持し、空気流中に投入したシリカCを3kg/cm
2の空気流と共にその表面に吹き付け付着(一部めり込
んだ状態)させた後、135℃の熱風乾燥炉で30分乾
燥を行った。(なお、めり込み度は、空気流の圧力によ
って制御が可能であることが判明した。)更に、その表
面を強くバフをかけ導電性部材No.7を得た。なお、
この時の被覆層の厚さは60μmであった。粉体及び導
電性部材No.7ならびにベースローラNo.1−2の
特性を表1に示す。
【0203】{導電性部材製造例8〜12}粉体とし
て、無定形ソフトシリカ(以下シリカB)、表面をチタ
ンカップリング剤(イソプロポキシチタントリステアレ
ート)で処理した湿式法で製造した含水けい酸(以下表
面処理シリカC;処理量0.5質量%)、チタン酸カリ
ウムウィスカ、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛を使用し
たこと以外は導電性部材製造例1と同様に行い、それぞ
れ導電性部材No.8〜12を得た。粉体の特性、及び
導電性部材No.8〜12の特性を表1に示す。
【0204】{導電性部材製造例13}まず、ベースロ
ーラNo.13を以下の手順で作成した。
【0205】「ベースローラNo.13」 <13−1基層の作成>クロロスルホン化ポリエチレン
ゴム(以下CSM;ML1+4[100]=30)100質量
部、導電性カーボンブラック14質量部、シリカ1質量
部、表面を脂肪酸処理した炭酸カルシウム5質量部、D
OP50質量部、ステアリン酸1質量部、酸化マグネシ
ウム10質量部、ジエチレングリコール0.5質量部、
ペンタエリスリトール3質量部、ジペンタメチレンチウ
ラムテトラスルフィド2質量部、アゾジカルボンアミド
5質量部、p,p'−オキシピス(ベンゼンスルホニル
ヒドラジド)5質量部を添加、十分冷却したオーブンロ
ールで混練し、導電性ゴムコンパウンド13を得た。
【0206】この導電性ゴムコンパウンド13を押出機
を用いて、内径8mm、外径16mmのチューブ状に押
出し、あらかじめ導電性接着剤を塗布した長さ450m
m、直径9mm(両端50mmは直径6mm)のステン
レス製芯金に被覆し、未加硫ゴムローラ13を作成す
る。
【0207】<13−2被覆層の作成>ポリエステル系
エラストマー100質量部、導電性カーボンブラック5
質量部、導電性酸化スズ5質量部、ステアリン酸亜鉛5
質量部、酸化マグネシウム1質量部を加圧式ニーダ中で
180℃で30分間溶融混練後に冷却粉砕してペレット
13−1を得た。次に、ポリエステル系ウレタンエラス
トマー100質量部、導電性カーボンブラック15質量
部、導電性酸化スズ6質量部、ステアリン酸亜鉛5質量
部、酸化マグネシウム1質量部を加圧式ニーダ中で18
0℃で30分間溶融混練後し冷却粉砕してペレット13
−2を得た。
【0208】ペレット13−1とペレット13−2を多
層押出機を用いて、外面が厚さ約10μmのポリエステ
ル系エラストマーで、内面が厚さ約150μmのポリエ
ステル系ウレタンエラストマーの2層から成るチューブ
(内径15.5mm、総肉厚160μm)を一体成形し
シームレスチューブ13を得た。
【0209】<13−3ベースローラNo.13の作成
>シームレスチューブ13を所定の長さに切断し、その
内面をあらかじめカップリング剤処理をした後、所定の
内径寸法を有する円筒状の金型に挿入しておく。次に、
未加硫ゴムローラ7表面にカップリング剤処理したシリ
カを均一に塗布した後、上記金型に挿入して160℃で
1時間加熱する。
【0210】それによって、未加硫ゴムに加硫が起こる
と共に発泡が始まり、体積が増大することにより、シー
ムレスチューブに接触するようになる。この状態で加硫
も進行するので、チューブとゴム間は共架橋や相互反応
等によって十分な接着性が確保される。このようにして
複数のチューブからなる層を有し、基層が発泡体からな
るベースローラNo.13を得た。なお、ベースローラ
No.13の外径は16mm、ゴム長350mmで、基
層は発泡径30μm、発泡体の肉厚3.5mmであっ
た。
【0211】「導電性部材No.13の作成」粉体とし
て多孔質水酸アパタイト、ベースローラとしてベースロ
ーラNo.13を使用したこと以外は導電性部材製造例
1と同様に行い、導電性部材No.13を得た。粉体及
び導電性部材No.13ならびにベースローラNo.1
3の特性を表1に示す。
【0212】{導電性部材製造例14〜15}粉体とし
てトナーNo.1(後述)、現像剤No.3(後述)、
を使用したこと以外は導電性部材製造例1と同様に行い
導電性部材No.14、15を得た。粉体及び導電性部
材No.14、15の特性を表1に示す。
【0213】{導電性部材製造例16}まず、ベースロ
ーラNo.16を以下の手順で作成した。
【0214】「ベースローラNo.16の作成」アクリ
ルゴム(エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メ
トキシエチルアクリレートの共重合体、ML1+4[100]
=40)100質量部、導電性カーボンブラック9質量
部、SRFカーボンブラック10質量部、ステアリン酸
1質量部、4,4'―(α,α―ジメチルベンジル)ジ
フェニルアミン2質量部、表面処理硫黄0.5質量部、
ステアリン酸カリウム0.5質量部、ステアリン酸ナト
リウム3質量部、アゾジカルボンアミド7質量部、p,
p'−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)7
質量部を、十分冷却したオーブンロールを用いて混練
し、導電性ゴムコンパウンド16を得た。
【0215】この導電性ゴムコンパウンド16を押出機
を用いて、内径8mm、外径16mmのチューブ状に押
出し、のちあらかじめ導電性接着剤を塗布した長さ45
0mm、直径6mmのステンレス製芯金に被覆して17
0℃で30分加熱し接着させる。十分冷却後に外径を研
磨し、発泡径が約40μm、発泡体の肉厚が5mm、外
径16mm、ゴム長350mmの、発泡面が表面に現れ
たスポンジタイプの導電性ローラを得た。これをベース
ローラNo.16とした。
【0216】「導電性部材No.16の作成」粉体とし
てアンチモンをドープした酸化スズを表面にコートした
硫酸バリウムの粉体(以下導電性硫酸バリウム;体積抵
抗値30Ωcm、平均粒径0.2μm、比表面積27m
2/g、真比重5.0、吸油量25.0ml/100
g、pH3.1、含水率1%未満)を使用し、ベースロ
ーラNo.16の表面に、乾燥空気流中に投入した導電
性硫化バリウムを4.5kg/cm2の乾燥空気流と共
に吹き付け、その後その表面を皮で軽くこすり、浮遊し
た粉体を除去しつつ表面にこすり付けることによって、
表面に粉体が付着した導電性部材No.16を得た。導
電性部材No.16は表面だけでなく、気泡内にも粉体
が充填された構成になっている。粉体及び導電性部材N
o.16ならびにベースローラNo.16の特性を表1
に示す。
【0217】{導電性部材製造例17}粉体としてキチ
ンを使用し、キチンをメタノールに分散し5質量%の分
散液を得た。これをスプレーガンで、ベースローラN
o.1を一定速度で回転させながら表面全面に吹きけ
た。110℃で30分乾燥後、表面を柔らかい布でこす
って磨き、導電性部材No.17を得た。粉体及び導電
性部材No.17の特性を表1に示す。
【0218】{導電性部材製造例18}シリカAを塗布
しなかった事以外は導電性部材製造例1と同様にして導
電性部材No.101を得た(すなわちベースローラN
o.1である)。導電性部材No.101の特性を表1
に示す。
【0219】{導電性部材製造例19}まず、ベースロ
ーラNo.102を以下の手順で作成した。
【0220】「ベースローラNo.102の作成」 <19−1基層の作成>導電性部材製造例5にて作成し
た導電性ゴムローラ5を使用した。
【0221】<19−2被覆層用塗料の作成>導電性部
材製造例4にて作成した被覆層用塗料4を使用した。
【0222】<19−3ベースローラNo.102の作
成>導電性ゴムローラ5の表面を2―ブタノンにて洗浄
後、あらかじめシランカップリング剤にて十分プライマ
ー処理を行う。被覆層用塗料4を用いてスプレー塗工を
行なった。塗工条件は、塗出エア圧力3.0kg/cm
2とし、塗工後25℃、50%RHの雰囲気中で1時間
風乾し、更に135℃の熱風乾燥炉で30分乾燥を行っ
て、厚さ12μmの被覆層を形成して、ベースローラN
o.102を作成した。
【0223】「導電性部材No.102の作成」粉体と
して、表面を疎水化処理した乾式法による無水けい酸
(以下表面処理シリカD)をベースローラとしてベース
ローラNo.102を使用した事以外は、導電性部材製
造例1と同様にして導電性部材No.102を得た。粉
体及び導電性部材No.102ならびにベースローラN
o.102の特性を表1に示す。
【0224】{導電性部材製造例20}まず、ベースロ
ーラNo.103を以下の手順で作成した。
【0225】「ベースローラNo.103の作成」EP
DM(プロピレン含量43質量%、第3成分エチリデン
ノルボルネン、ヨウ素価26、ML1+4[100]=45)
100質量部、導電性カーボンブラック10質量部、M
Tカーボンブラック5質量部、シリカ0.5質量部、パ
ラフィンオイル90質量部、ステアリン酸1質量部、酸
化亜鉛5質量部、ジエチレングリコール0.5質量部、
炭酸マグネシウム3質量部を十分冷却したニーダで混練
し、導電性EPDMゴムバッチを得た。
【0226】これを一晩熟成後、加硫剤として硫黄1.
5質量部、加硫促進剤としてN―シクロヘキシル―2―
ベンゾチアジルスルフェンアミド1.3質量部、ジエチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛0.7質量部、テトラブチル
チウラムジスルフィド1.3質量部、発泡剤としてアゾ
ジカルボンアミド10質量部、p,p'−オキシビス
(ベンゼンスルホニルヒドラジド)10質量部、尿素化
合物5質量部を添加、混練し、導電性ゴムコンパウンド
20を得た。
【0227】この導電性ゴムコンパウンド20を押出機
を用いて、内径8mm、外径16mmのチューブ状に押
出した後、150℃のギアオーブン中に1時間放置し
て、一次加硫を行い発泡体チューブを得た。加硫、発泡
の均一化を図るために、この発泡体チューブを更に13
0℃で40分2次加硫を行ったのち、あらかじめ導電性
接着剤を塗布した長さ450mm、直径9mm(両端5
0mmは直径6mm)のステンレス製芯金に被覆して1
30℃で30分加熱し接着させる。十分冷却後、外径を
研磨し、発泡径が約135μm、発泡体の肉厚3.5m
m、外径16mm、ゴム長350mmの、発泡面が表面
に現れたスポンジタイプの導電性ローラを作成し、これ
をベースローラNo.103とした。
【0228】「導電性部材No.103の作成」粉体と
してガラス球(中空、かさ比重0.2)を、ベースロー
ラとしてベースローラNo.103を使用した事以外は
導電性部材製造例1と同様にして導電性部材No.10
3を得た。粉体及び導電性部材No.103ならびにベ
ースローラNo.103の特性を表1に示す。
【0229】{導電性部材製造例21}まず、ベースロ
ーラNo.201を以下の手順で作成した。
【0230】「ベースローラNo.201の作成」EP
DM(プロピレン含量43質量%、第3成分エチリデン
ノルボルネン、ヨウ素価26、ML1+4[100]=45)
100質量部、導電性カーボンブラック5質量部、クレ
ー3質量部、パラフィンオイル50質量部、ステアリン
酸1質量部、酸化亜鉛5質量部を十分冷却したニーダで
混練し導電性EPDMゴムバッチを得た。これを一晩熟
成後、加硫剤として硫黄1.5質量部、加硫促進剤とし
てN―シクロヘキシル―2―ベンゾチアジルスルフェン
アミド1.3質量部、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛
0.7質量部、テトラブチルチウラムジスルフィド1.
3質量部を添加、混練し導電性ゴムコンパウンド21を
得た。
【0231】次に、あらかじめ導電性接着剤を塗布し
た、長さ450mm、直径9mm(両端50mmは直径
6mm)のステンレス製芯金を導電性支持体とし、その
周囲に導電性ゴムコンパウンド21を加硫成形して、肉
厚が3.5mm、外径16mm、ゴム長350mmのソ
リッドタイプの導電性ゴムローラからなるベースローラ
No.201を作成した。
【0232】「導電性部材No.201の作成」粉体と
して導電性部材製造例11で使用したハイドロタルサイ
トを、ベースローラとしてベースローラNo.201使
用したこと以外は導電性部材製造例1と同様に行い、導
電性部材No.201を得た。粉体及び導電性部材N
o.201ならびにベースローラNo.201の特性を
表1に示す。
【0233】
【表1】
【0234】{感光体製造例1}φ30mmのアルミニ
ウムシリンダー上に下引き層、正電荷注入防止層、電荷
発生層、電荷輸送層の順に機能層を設け、感光体No.
1を作成した。下引き層はアルミニウムドラムの欠陥等
を均したり、露光の反射によるモアレの発生を防止する
ために設けられている厚さ約20μmの導電層である。
【0235】正電荷注入防止層は、アルミ基体から注入
された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消
すのを防止するために設けられ、厚さ約1μmのポリア
ミド樹脂によって106ΩCm程度に抵抗調整されてい
る。
【0236】電荷発生層は、レーザー露光を受けること
によって、正負の電荷対を発生するために設けられた層
であり、チタニルフタロシアニン系の顔料を樹脂に分散
した厚さ約0.3μmの層である。電荷輸送層はポリカ
ーボネート樹脂にヒドラジンを分散した厚さ17μmの
層であり、P型半導体である。
【0237】従って、感光体表面に帯電された負電荷は
この層を移動することはできず、電荷発生層で発生した
正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。この
感光体表面抵抗を測定したところ、電荷輸送層単体の場
合、5×1015Ωcmであった。
【0238】{トナー製造例1}ポリエステル樹脂10
0質量部、含金属アゾ染料2.5質量部、低分子量ポリ
プロピレン4.2質量部、カーボンブラック6.3質量
部を乾式混合した後に、160℃に設定した2軸混練押
出機にて混練した。得られた混練物を冷却し、気流式粉
砕機により微粉砕した後に、風力分級して粒度分布の調
整されたトナー組成物を得た。このトナー組成物に、疎
水化処理された酸化チタン1.4重量%を外添して、平
均粒径7.1μmのトナーNo.1を作成した。
【0239】{トナー製造例2}スチレン87質量部、
n―ブチルアクリレート13質量部、低分子量ポリプロ
ピレン6質量部、カーボンブラック5.4質量部、含金
属アゾ染料1.5質量部、アゾ系開始剤3質量部を分散
混合する。次に、純水100質量部に対しリン酸カルシ
ウム1質量部の比からなる分散液500質量部を調整
し、ここに上記分散混合液を加えホモミキサーによりよ
く分散、80℃で11時間重合し得られた重合体をろ過
し、洗浄を行った後に、乾燥分級しトナー組成物を得
た。
【0240】上記トナー組成物に、疎水化処理された酸
化チタン2.0重量%を外添し、平均粒径7.9μmの
トナーNo.2を作成した。このトナーは、重合法によ
り球状に形成されている。形状係数は、SF−1は11
4でSF−2は105であった。
【0241】{現像剤製造例1}平均粒径60μmのニ
ッケル亜鉛フェライトに、シリコーン樹脂をコートした
もの100質量部に対し、トナーNo.2を6質量部混
合し現像剤No.1とした。
【0242】{現像剤製造例2}平均粒径60μmのニ
ッケル亜鉛フェライトに、アクリル変性シリコーン樹脂
をコートしたもの100質量部に対し、トナーNo.1
を6質量部混合し現像剤No.2とした。
【0243】{現像剤製造例3}キャノン(株)製デジ
タル複写機であるGP55用の現像剤をそのまま使用
し、それを現像剤No.3とした。
【0244】{電子写真装置使用例1}本発明の実施例
及び比較例において、使用される評価用機械である電子
写真装置を以下のように準備した。
【0245】まず電子写真装置としてレーザービームを
用いたデジタル複写機(キャノン製:GP55)を用意
した。装置の概略は、解像度が400dpi、感光体の
帯電手段としてコロナ帯電器を備え、現像手段として1
成分ジャンピング現像方法を採用した1成分現像器を備
え、転写手段としてコロナ帯電器、ブレードクリーニン
グ手段、帯電前露光手段を備える。また、感光体帯電器
及びクリーニング手段、感光体は一体型のユニットとな
っている。プロセススピードは150mm/secであ
る。
【0246】デジタル複写機を、以下のように改造して
電子写真装置No.1とした。まず、解像度を600d
piに改造し、次に感光体の帯電手段をコロナ帯電器か
ら接触式の導電性ローラ(帯電ローラ)に変更し、帯電
バイアスとして直流電圧−700Vに交流成分2kVp
p/1.5KHzの正弦波を重畳したものを使用する。
更に、コロナ帯電器を用いた転写手段をローラ転写方式
に変更し、また帯電前露光手段を取り除いた。なお、感
光体及び現像剤は適宜選択して使用した。概略を図12
に示す。
【0247】{電子写真装置使用例2}レーザービーム
を用いたデジタル複写機(キャノン製:GP55)を以
下のように改造して電子写真装置No.2とした。
【0248】まず、解像度を600dpiに改造し、次
に感光体の帯電手段をコロナ帯電器から接触式の導電性
ローラ(帯電ローラ)に変更し、帯電ローラには帯電バ
イアスとして直流電圧1300Vを印加する。また、現
像部分を1成分ジャンピング現像から、2成分現像剤を
使用可能にするために改造を行なった。現像バイアス
は、−500Vの直流成分に1000Vpp/3KHz
の矩形波を重畳する。更に、コロナ帯電器を用いた転写
手段をローラ転写方式に変更し、また帯電前露光手段を
取り除いた。なお、感光体及び現像剤は適宜選択して使
用した。概略を図13に示す。
【0249】{電子写真装置使用例3}プロセススピー
ドを160mm/secに改造した事以外は、電子写真
装置使用例1と同様にして電子写真装置No.3とし
た。なお、感光体及び現像剤は適宜選択して使用した。
【0250】{電子写真装置使用例4}解像度を800
dpiに改造した事以外は、電子写真装置使用例1と同
様にして電子写真装置No.4電子写真装置とした。な
お、感光体及び現像剤は適宜選択して使用した。
【0251】{電子写真装置使用例5}解像度を120
0dpiに改造した事以外は、電子写真装置使用例1と
同様にして電子写真装置No.5とした。なお、感光体
及び現像剤は適宜選択して使用した。
【0252】{電子写真装置使用例6}電子写真装置N
o.2から独立したクリーナ手段を取り除きクリーナレ
スシステムに改造、更にコロナ帯電器を用いた転写手段
をローラ転写方式に変更して電子写真装置No.6とし
た。なお、感光体及び現像剤は適宜選択して使用した。
概略を図14に示す。
【0253】{電子写真装置使用例7}電子写真装置使
用例1と同様にして改造を行った後、更に導電性部材の
回転駆動装置をつけて電子写真装置No.7とした。な
お、導電性部材の回転は、感光体の回転方向に対し従動
方向で、感光体の回転速度の2倍とした。なお、感光体
及び現像剤は適宜選択して使用した。
【0254】{電子写真装置使用例8}電子写真装置使
用例1と同様にして改造を行った後、更に導電性部材へ
の粉体供給装置をつけて電子写真装置No.8とした。
なお、感光体及び現像剤は適宜選択して使用した。概略
を図17に示す。
【0255】
【表2】 図において粉体供給装置9は、粉体13をためる槽から
ファーブラシで構成される粉体かきあげローラ12によ
って粉体13を粉体転写ローラ11上にかきあげる。こ
の時には、厚さ規制部材14によって粉体転写ローラ1
1上の粉体13の厚さは規制される。粉体転写ローラ1
1にはバイアスが印加でき、粉体の供給をより円滑に行
うことができる。次に、これらの部材、装置を用た実施
例及び比較例にて、本発明を説明する。
【0256】(実施例1)表2に示す組み合わせで、1
0000枚まで耐久を行ない、初期から2000枚毎に
画像の状態をチェックした。なお、評価モードは3%文
字原稿のA4横送り連続通紙で、耐久環境は25℃/相
対湿度60%とする。初期から10000枚まで良好な
画像が得られた。結果を表3にまとめる。
【0257】(実施例2)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。本実施例では、
付着する粉体や導電性部材やベースローラを変更してい
る。軽微な濃度ムラや黒ポチが発生したが、使用可能で
ある。結果を表3にまとめる。
【0258】(実施例3)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。本実施例では、
付着する粉体や導電性部材やベースローラを変更してい
る。ローラピッチで軽微な濃度ムラが発生したが、ロー
ラ表面を観察すると現像剤の付着が部分的に軽微なムラ
になっており、それに対応した濃度ムラであることが分
かった。また、うなり音も軽微であるが発生している。
部分的な付着ムラが、放電状態の部分的なむらにつなが
ったことによる、帯電音の軽微なバラツキによるものと
推定される。結果を表3にまとめる。
【0259】(実施例4〜6)表2に示すような組み合
わせで、実施例1と同様に評価を行なった。本実施例で
は、付着する粉体や導電性部材やベースローラを変更し
ている。結果を表3にまとめる。
【0260】(実施例7)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。本実施例では、
導電性部材の製造方法を変更している。結果を表3にま
とめる。
【0261】(実施例8〜17)表2に示すような組み
合わせで、実施例1と同様に評価を行なった。本実施例
では、付着する粉体や導電性部材やベースローラを変更
している。結果を表3にまとめる。
【0262】(実施例18〜21)表2に示すような組
み合わせで、実施例1と同様に評価を行なった。本実施
例では、電子写真装置を変更している。結果を表3にま
とめる。
【0263】(比較例1)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。本比較例では、
導電性部材に粉体を付着していない。6000枚を過ぎ
たところでローラピッチの濃度ムラが発生し、8000
枚で顕著になった。ローラ表面を観察すると現像剤の付
着が部分的にムラになっており、それに対応した濃度ム
ラであることが分かった。また、うなり音も発生してい
る。結果を表3にまとめる。
【0264】(比較例2)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。比較例1よりは
レベルがよいが、やはり付着ムラに起因する濃度ムラが
発生した。うなり昔もやや発生している。結果を表3に
まとめる。
【0265】(比較例3)表2に示すような組み合わせ
で、実施例1と同様に評価を行なった。初期から黒ポチ
が少数発生していたが、耐久の進行により多発した。結
果を表3にまとめる。
【0266】
【表3】
【0267】(実施例22)電子写真装置として電子写
真装置No.6を使用した。図14中、帯電装置2に導
電性部材No.1を組み込み接触帯電ローラとし、更に
現像装置4に導電性部材No.201を組み込み接触現
像ローラとした。感光体として感光体No.1、現像剤
として現像剤No.2を用いた。この状態で、実施例1
と同様の条件で画像評価を行なったところ、初期から1
0000枚まで安定した帯電が行なわれ良好な結果が得
られた。結果を表4にまとめる。
【0268】(実施例23)電子写真装置として電子写
真装置No.7を使用した。その他は表4に示すような
組み合わせで、実施例1と同様に評価を行なった。結果
を表4にまとめる。
【0269】(実施例24)電子写真装置として電子写
真装置No.8を使用した。なお、粉体供給装置9中の
粉体転写ローラ11は、導電性部材2の回転に対し、順
方向で周速が等しくなるように外部から駆動している。
(図不指示)その他は表4に示すような組み合わせで、
実施例1と同様に評価を行なった。結果を表4にまとめ
る。
【0270】
【表4】
【0271】
【発明の効果】以上のように本発明は、導電性部材と粉
体との間の最適な特性範囲の関係を見い出したものであ
り、かつ簡便な手段で優れた導電特性を長期にわたって
有する導電性部材及びそれを用いた装置を提供すること
ができる。
【0272】また本発明によれは、帯電音(特にうなり
音)を改善することもできるという別の効果も達成する
ことができる。更に本発明は、特に高解像度(600d
pi以上、特には800dpi以上)を有する電子写真
装置やプロセススピードが160mm/sec以上(特
には180mm/sec以上)の電子写真装置に適する
ので、高画質あるいは高速の電子写真装置に好適であ
る。また、導電性部材表面への付着ムラが発生しやすい
カラー機にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導電性部材の一例を示す断面図(周方
向)。芯金/ソリッドゴム/被覆層/粉体の構成を有す
る。
【図2】本発明の導電性部材の一例を示す断面図(周方
向)の拡大図。
【図3】本発明の導電性部材の別の一例を示す断面図
(長手方向)。芯金/スポンジゴム/被覆層/粉体の構
成を有する。
【図4】本発明の導電性部材の別の一例を示す断面図
(長手方向)の拡大図。
【図5】本発明の導電性部材のその他の一例を示す断面
図(粉体省略)。 (a)芯金/ソリッドゴム/第1被覆層/第2被覆層/
粉体(省略)の構成を有する。 (b)芯金/ソリッドゴム/粉体(省略)の構成を有す
る。 (c)芯金/スポンジゴム/粉体(省略)の構成を有す
る。 (d)芯金(大径・薄肉パイプ)/ソリッドゴム/被覆
層/粉体(省略)の構成を有する。 (e)芯金/ファーブラシ/被覆層/粉体(省略)の構
成を有する。
【図6】本発明の粉体の体積抵抗値測定器の概略図。
【図7】本発明の導電性部材の平均体積抵抗値測定器の
概略図(周方向)。
【図8】本発明の導電性部材の平均体積抵抗値の測定結
果の一例。
【図9】本発明の導電性部材の長手方向における体積抵
抗値測定器の概略図。
【図10】本発明の導電性部材の長手方向における体積
抵抗値の測定結果の一例。
【図11】本発明の帯電部材における有効厚さを示す一
例。(粉体省略)
【図12】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図13】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図14】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図15】本発明の導電性部材を現像器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図16】本発明の導電性部材を帯電器と現像器に用い
た電子写真装置の一例を示す概略図。
【図17】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図18】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図19】本発明の導電性部材を帯電器に用いた電子写
真装置の一例を示す概略図。
【図20】本発明の導電性部材を感光体帯電用途に用い
た場合の、導電性部材への印加バイアス(直流電圧と交
流電圧の重畳系)と感光体表面電位の関係の一例を示す
グラフ。VDは感光体表面電位、VDCは導電性部材に印
加した直流電圧、Vppは導電性部材に印加した交流の
ピーク間電圧、及びfは導電性部材に印加した交流の周
波数である。
【図21】本発明の導電性部材を感光体帯電用途に用い
た場合の、導電性部材への印加バイアス(直流電圧)と
感光体表面電位の関係の別の例を示すグラフ。VDは感
光体表面電位、またVDCは導電性部材に印加した直流電
圧である。(A)は放電を伴わない場合の典型的なパタ
ーン、(B)は放電を伴う場合の典型的なパターン。
【符号の説明】
1 感光体 2 帯電器 2a 導電性支持体 2b 導電性基層 2c 第1被覆層 2d 第2被覆層 2z 粉体 3 像露光 4 現像器 6 転写装置 7 定着装置 8 クリーニング装置 9 粉体供給装置 11 粉体転写ローラ 12 粉体かきあげローラ 13 粉体 14 厚さ規制部材 600 測定セル 601、602、900 電極 604、702、902 電流計 605 電圧計 606 定電圧装置 607 測定サンプル 700 金属ドラム 701、901 電源 W 荷重 N 有効長さ T 有効厚さ d0 ローラ外径 d1 芯金外径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小山 浩 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真装置に用いられる導電性部材で
    あって、該導電性部材の表面は、あらかじめに粉体が付
    着した構成であって、該粉体の平均粒径をP 10(μ
    m)、該導電性部材の十点平均粗さ(Rz)をF1(μ
    m)とした時に、0.01≦P10/F1≦20の関係に
    ある導電性部材。
  2. 【請求項2】 0.05≦P10/F1≦5の関係にある
    請求項1記載の導電性部材。
  3. 【請求項3】 該粉体の体積抵抗値(ρ10)と、該導電
    性部材の平均体積抵抗値(ρ1)とが、0.01≦ρ10
    /ρ1の関係である請求項1又は2記載の導電性部材。
  4. 【請求項4】 該導電性部材の十点平均粗さ(Rz)を
    1(μm)、粉体が付着しない状態における導電性部
    材の十点平均組さ(Rz)をF0(μm)とした時に、
    0.1≦F1/F0≦10の関係にある請求項1〜3のい
    ずれかに記載の導電性部材。
  5. 【請求項5】 該導電性部材の平均体積抵抗値(ρ1
    と、該粉体が付着しない状態における導電性部材の平均
    体積抵抗値(ρ0)とが、0.1≦ρ1/ρ0≦10の関
    係である請求項1〜4のいずれかに記載の導電性部材。
  6. 【請求項6】 該導電性部材の最大体積抵抗値と最小体
    積抵抗値の比が、1≦最大体積抵抗値/最小体積抵抗値
    ≦10の関係である請求項1〜5のいずれかに記載の導
    電性部材。
  7. 【請求項7】 該粉体を付着しない状態における導電性
    部材の最大体積抵抗値と最小体積抵抗値が、1≦最大体
    積抵抗値/最小体積抵抗値≦10の関係である請求項1
    〜6のいずれかに記載の導電性部材。
  8. 【請求項8】 該粉体の体積抵抗値(ρ10)が1×10
    3Ωcm以上である請求項1〜7のいずれかに記載の導
    電性部材。
  9. 【請求項9】 該導電性部材の体積抵抗値(ρ1)が1
    ×103Ωcm以上1×1010Ωcm以下である請求項
    1〜8のいずれかに記載の導電性部材。
  10. 【請求項10】 該粉体は、その内部に空間を有する請
    求項1〜9のいずれかに記載の導電性部材。
  11. 【請求項11】 該粉体表面が多孔質である請求項1〜
    10のいずれかに記載の導電性部材。
  12. 【請求項12】 該粉体が表面処理されている請求項1
    〜11のいずれかに記載の導電性部材。
  13. 【請求項13】 表面処理が、珪素、チタン、アルミニ
    ウム、ジルコニウムの群がら選ばれた中心元素を有する
    カップリング剤にて行われた請求項12記載の導電性部
    材。
  14. 【請求項14】 粉体が、元素の周期待表(長周期型)
    における、1A、2A、4A、6A、8、2B、3B、
    4B族の2周期以降の元素から選ばれた1種以上を含有
    する無機化合物である請求項1〜13のいずれかに記載
    の導電性部材。
  15. 【請求項15】 無機化合物が、水酸化物、酸化物、窒
    化物、けい酸塩の群がら選ばれたものを含有する請求項
    14記載の導電性部材。
  16. 【請求項16】 無機化合物がシリカである請求項15
    記載の導電性部材。
  17. 【請求項17】 粉体が高分子化合物からなるバインダ
    ーを含有する請求項1〜16のいずれかに記載の導電性
    部材。
  18. 【請求項18】 粉体が無機化合物を含有する請求項1
    7記載の導電性部材。
  19. 【請求項19】 無機化合物が請求項14〜16記載の
    無機化合物である請求項18記載の導電性部材。
  20. 【請求項20】 粉体がテトラヒドロフラン(THF)
    不溶成分を含有する請求項17〜19のいずれかに記載
    の導電性部材。
  21. 【請求項21】 粉体がTHF可溶成分を含有し、該T
    HF可溶成分が分子量1000以下の化合物を含有する
    請求項17〜20のいずれかに記載の導電性部材。
  22. 【請求項22】 分子量1000以下の化合物が、バイ
    ンダー成分(バインダーを構成する成分及びそれに由来
    する変成物及び/又はバインダーの低分子量分)である
    請求項21記載の導電性部材。
  23. 【請求項23】 分子量1000以下の化合物の含有率
    が、バインダーに対して5質量%以下である請求項21
    又は22記載の導電性部材。
  24. 【請求項24】 高分子化合物が、少なくとも主鎖中に
    珪素を含む高分子化合物(以下シリコーン系高分子化合
    物)、少なくとも(メタ)アクリル酸及びその誘導体を
    含有する高分子化合物(以下アクリル系高分子化合
    物)、少なくとも分子中にフッ素原子を含有する高分子
    化合物(以下フッ素系高分子化合物)、少なくとも分子
    中にウレタン結合を有する高分子化合物(以下ウレタン
    系高分子化合物)、ポリエステル系高分子化合物、オレ
    フィン系高分子化合物、エポキシ系高分子化合物、ポリ
    アミド系高分子化合物、ポリイミド系高分子化合物から
    選ばれた少なくとも1種である請求項17〜23のいず
    れかに記載の導電性部材。
  25. 【請求項25】 高分子化合物が多糖類である請求項1
    7〜24のいずれかに記載の導電性部材。
  26. 【請求項26】 多糖類が、オリゴ糖類又はムコ多糖類
    である請求項25記載の導電性部材。
  27. 【請求項27】 多糖類が、セルロース又はキチン、キ
    トサン及びこれらの誘導体である請求項25又は26記
    載の導電性部材。
  28. 【請求項28】 粉体が現像材成分である請求項1〜2
    4のいずれかに記載の導電性部材。
  29. 【請求項29】 粉体が塩基性である請求項1〜28の
    いずれかに記載の導電性部材。
  30. 【請求項30】 該粉体が付着している層が、該粉体を
    含有する請求項1〜29のいずれかに記載の導電性部
    材。
  31. 【請求項31】 導電性部材がローラ形状である請求項
    1〜30のいずれかに記載の導電性部材。
  32. 【請求項32】 導電性部材は、少なくとも弾性を有す
    る材料からなる層を一層以上有する請求項1〜31のい
    ずれかに記載の導電性部材。
  33. 【請求項33】 導電性部材は、被帯電体を所定の電位
    に帯電処理する請求項1〜32のいずれかに記載の導電
    性部材。
  34. 【請求項34】 被帯電体が感光体である請求項33記
    載の導電性部材。
  35. 【請求項35】 少なくとも、電圧を印加した帯電装置
    にて感光体を帯電する帯電工程、像露光によって静電潜
    像を形成する工程、この静電潜像をトナーにて可視化す
    る現像工程とを備えた電子写真装置において、請求項1
    〜34のいずれかに記載の導電性部材を備えることを特
    徴とする電子写真装置。
  36. 【請求項36】 少なくとも、電圧を印加した帯電装置
    にて感光体を帯電する帯電工程、像露光によって静電潜
    像を形成する工程、この静電潜像をトナーにて可視化す
    る現像工程とを備えた電子写真装置において、前記帯電
    装置に用いられる導電性部材表面へ粉体を供給するため
    の装置を備えることを特徴とする電子写真装置。
  37. 【請求項37】 導電性部材として請求項1〜34のい
    ずれかに記載の導電性部材を用いた請求項36記載の電
    子写真装置。
  38. 【請求項38】 導電性部材を移動あるいは回転するた
    めの駆動装置を備えた請求項36又は37記載の電子写
    真装置。
  39. 【請求項39】 導電性部材の移動あるいは回転する速
    度の絶対値(|v1|)と、感光体の移動あるいは回転
    する速度の絶対値(|v2|)とが、1≦|v1|/|
    v2|≦4の関係である請求項35〜38のいずれかに
    記載の電子写真装置。
  40. 【請求項40】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の平均粒径をP 10(μm)、感光体表面のRzをF
    2(μm)とした時、P10/F2≦300の関係にある請
    求項35〜39のいずれかに記載の電子写真装置。
  41. 【請求項41】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の体積抵抗値(ρ10)と、感光体最外層の体積抵抗
    値(ρ2)とが、ρ10/ρ2≦100の関係にある請求項
    35〜40のいずれかに記載の電子写真装置。
  42. 【請求項42】 粉体を供給するための装置によって導
    電性部材表面に供給された粉体の平均粒径をP11(μ
    m)、感光体表面のRzをF2(μm)とした時、P11
    /F2≦300の関係にある請求項35〜41のいずれ
    かに記載の電子写真装置。
  43. 【請求項43】 粉体を供給するための装置によって導
    電性部材表面に供給された粉体の体積抵抗値(ρ11
    と、感光体最外層の体積抵抗値(ρ2)とが、ρ11/ρ2
    ≦100の関係にある請求項35〜42のいずれかに記
    載の電子写真装置。
  44. 【請求項44】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の平均粒径をP 10(μm)、トナーの平均粒径をP
    3(μm)とした時、P10/P3≦300の関係にある請
    求項35〜43のいずれかに記載の電子写真装置。
  45. 【請求項45】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の体積抵抗値(ρ10)と、トナーの体積抵抗値(ρ
    3)とが、ρ10/ρ3≦100の関係にある請求項35〜
    44のいずれかに記載の電子写真装置。
  46. 【請求項46】 粉体を供給するための装置によって導
    電性部材表面に供給された粉体の平均粒径をP11(μ
    m)、トナーの平均粒径をP3(μm)とした時、P11
    /P3≦300の関係にある請求項35〜45のいずれ
    かに記載の電子写真装置。
  47. 【請求項47】 粉体を供給するための装置によって導
    電性部材表面に供給された粉体の体積抵抗値(ρ11
    と、トナーの体積抵抗値(ρ3)とが、ρ11/ρ3≦10
    0の関係にある請求項35〜46のいずれかに記載の電
    子写真装置。
  48. 【請求項48】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の平均粒径をP 10(μm)、粉体を供給するための
    装置によって導電性部材表面に供給された粉体の平均粒
    径をP11(μm)、とした時、0.01≦P11/P10
    100の関係にある請求項35〜47のいずれかに記載
    の電子写真装置。
  49. 【請求項49】 導電性部材表面にあらかじめ付着した
    粉体の体積抵抗値(ρ10)と、粉体を供給するための装
    置によって導電性部材表面に供給された粉体の体積抵抗
    値(ρ11)とが、0.1≦ρ11/ρ10≦10の関係にあ
    る請求項35〜48のいずれかに記載の電子写真装置。
  50. 【請求項50】 トナーが、重合法にて生成され球状で
    ある請求項35〜49のいずれかに記載の電子写真装
    置。
  51. 【請求項51】 前記電子写真装置は、可視化された静
    電潜像を転写材に転写する転写部材を有し、独立したク
    リーニング機構を有さず、転写後の感光体上に残余する
    トナーを現像工程により回収する請求項35〜50のい
    ずれかに記載の電子写真装置。
  52. 【請求項52】 電子写真装置が600dpi以上の解
    像度を有する請求項35〜51のいずれかに記載の電子
    写真装置。
  53. 【請求項53】 電子写真装置が150mm/sec以
    上のプロセススピードを有する請求項35〜52のいず
    れかに記載の電子写真装置。
  54. 【請求項54】 帯電装置及び電子写真感光体、現像装
    置、クリーニング装置の群より選ばれた少なくとも1つ
    を一体に支持したプロセスカートリッジであって、前記
    帯電装置に用いられる導電性部材として請求項1〜34
    のいずれかに記載の導電性部材を使用したことを特徴と
    する、電子写真装置に着脱自在なプロセスカートリッ
    ジ。
  55. 【請求項55】 該電子写真装置が請求項35〜53の
    いずれかに記載の電子写真装置である請求項54記載の
    プロセスカートリッジ。
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