KR101498573B1 - 대전 부재, 프로세스 유닛 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

대전 부재, 프로세스 유닛 카트리지 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에틸렌옥사이드를 포함하는 고무 조성물 중의 수분량을 제어하고, 대전 부재의 표면성을 향상시킨 대전 부재를 제공한다.
대전 부재는, 적어도 도전성 코어 상에 도전성 탄성층을 갖는 대전 부재이며, 상기 도전성 탄성층은, 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하고, 또한 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하인 산화칼슘을 함유하여 이루어진다.

Description

대전 부재, 프로세스 유닛 카트리지 및 화상 형성 장치{CHARGING MEMBER, PROCESS UNIT CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 대전 부재, 프로세스 유닛 카트리지 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
종래, 전자 사진 방식을 채용한 복사기나 프린터 등의 화상 형성 장치에 있어서는, 대전 장치로서 스코로트론(scorotron) 대전기와 같은 코로나(corona) 방전 현상을 사용한 것이 다용되어 왔다. 그러나, 이러한 대전기는, 오존이나 질소 산화물을 발생한다. 그래서, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에서 사용되는 대전 장치로서, 도전성의 대전 부재를 직접 접촉시켜서 상담지체를 대전시키는 접촉 대전 방식의 것이 주체로 되어 있다.
접촉 대전 방식의 대전 부재로서, 고속·고화질·장수명화의 관점에서, 보다 저(低)저항의 대전 부재의 요구가 강해지고 있고, 또한 종래, 대전 부재는 프레스나 사출에 의한 성형 가황 후, 연마 등을 실시해서 형상이나 표면 거칠기를 조정하는 등의 가공법에 의해, 생산되어 왔지만, 최근에는 사용자의 저비용화의 요망 때문에, 생산성이 우수한 압출에 의한 성형이나 무연마에 의한 공정 삭감, 생산 설비가 저렴한 상압(常壓) 상태에서 가황을 실시하는 등의 저비용 가공 기술이 사용되어지고 있다.
대전 부재의 제조 방법은, 사출 성형과 같이 금형을 이용하는 방법, 튜브 형상으로 압출한 미가황 고무를 가황 처리하고, 후에 원통 형상 코어를 압입하는 방법, 또는 압출기에 크로스헤드(crosshead)를 구비하여, 미가황 고무를 코어 상에 미리 피복하고 나서 가황하는 방법 등이 있지만, 최근 가공 비용의 저감에 유리한 압출기를 이용해서 원통 형상의 고무를 형성하는, 후자의 두가지가 주류가 되고 있다.
그런데, 대전 부재에 있어서의 도전성 탄성층은, 미리 정해진 전기 저항값을 얻기 위해서, 전자 도전성 타입의 고무 조성물, 또는, 이온 전도성 타입의 고무 조성물로 이루어진다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 에틸렌옥사이드 유닛 함유의 흡수성 고무를 포함하는 고무 조성물을, 상압하에서 가황하고, 에틸렌옥사이드 유닛의 친수성에 유래하는 수분을 기화시켜 발포를 생기게 해서, 대전 부재에 있어서의 도전성 탄성층을 형성하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 미리 정해진 흡수율로 하기 위해서, 고무 조성물 중에 산화칼슘을 배합하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 대전 부재의 탄성층 재료로서, 에피클로로히드린이 35 < A < 50몰%(A는 에피클로로히드린의 몰%), 에틸렌옥사이드가 50 < B < 65몰%(B는 에틸렌옥사이드의 몰%), 알릴글리시딜에테르가 O ≤ C ≤ 10몰%(C는 알릴글리시딜에테르의 몰%)인 에피클로로히드린계 고무 100중량부에 대하여, 칼슘 및 마그네슘의 산화물 또는 수산화물을 합계 0.5∼10중량부 배합하여 이루어지는 화상 형성 장치의 대전 롤러가 기재되어 있다.
일본국 특개2006-117870호 공보 일본국 특개평9-297454호 공보
본 발명의 목적은, 종래에 비해, 에틸렌옥사이드를 포함하는 고무 조성물 중의 수분량을 제어하고, 대전 부재의 표면성(表面性)을 향상시킨 대전 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하려고 예의 연구를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 본 발명에 이르렀다.
(1) 도전성 코어 및 도전성 탄성층을 갖고, 상기 도전성 탄성층은 고무 재료 및 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하인 산화칼슘을 함유하고, 적어도 도전성 코어 상에 도전성 탄성층을 갖는 대전 부재이며, 상기 고무 재료는, 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 대전 부재.
(2) 상기 고무 재료가, 에틸렌옥사이드를 60몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 (1)에 기재된 대전 부재.
(3) 상기 고무 재료가, 에틸렌옥사이드를 70몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 (1)에 기재된 대전 부재.
(4) 상기 산화칼슘의 함유량이, 상기 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층의 폴리머 100질량부에 대하여 1질량부 이상 15질량부 이하인 (1)에 기재된 대전 부재.
(5) 상기 산화칼슘의 함유량이, 상기 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층의 폴리머 100질량부에 대하여 3질량부 이상 10질량부 이하인 (1)에 기재된 대전 부재.
(6) 상기 산화칼슘의 평균 입자 직경 D50이 14㎛ 이하인 (1)에 기재된 대전 부재.
(7) 상기 산화칼슘의 평균 입자 직경 D50이 6㎛ 이하인 (1)에 기재된 대전 부재.
(8) 상담지체와, 이 상담지체에 접촉해서 그 표면을 대전하는 대전 수단을 구비하고, 상기 대전 수단이 (1)에 기재된 대전 부재로 이루어지는 프로세스 유닛 카트리지.
(9) 상담지체와, 이 상담지체에 접촉해서 그 표면을 대전하는 대전 수단을 구비하고, 상기 대전 수단이 (1)에 기재된 대전 부재로 이루어지는 화상 형성 장치.
(1)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 표면성이 향상된 저저항의 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 바람직한 태양인 (2)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 저항 편차가 작은 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 다른 바람직한 태양인 (3)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 저항 편차가 작은 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 다른 바람직한 태양인 (4)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 표면성이 향상된 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 다른 바람직한 태양인 (5)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 표면성이 향상된 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 다른 바람직한 태양인 (6)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 표면성이 보다 향상된 대전 부재를 얻을 수 있다.
(1)의 발명의 다른 바람직한 태양인 (7)의 발명에 따르면, 본 구성을 갖지 않는 경우에 비해, 표면성이 보다 향상된 대전 부재를 얻을 수 있다.
(8)의 발명에 따르면, 표면성이 우수한 대전 부재를 구비하는 프로세스 카트리지를 얻을 수 있다. 상기 프로세스 카트리지는, 종래보다 고화질이 얻어지는 화상 형성 장치에 착탈 가능하다.
(9)의 발명에 따르면, 표면성이 우수한 대전 부재를 구비하는 프로세스 카트리지를 얻을 수 있고, 종래보다 고화질이 얻어진다.
도 1은 본 발명에 있어서의 화상 형성 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략도.
본 발명의 실시형태에 있어서의 대전 부재, 프로세스 유닛 카트리지 및 화상 형성 장치에 대해서, 이하에 설명한다.
[대전 부재]
본 실시형태에 있어서의 대전 부재는, 적어도 도전성 코어 상에 도전성 탄성층을 갖는 대전 부재이며, 상기 도전성 탄성층은, 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하고, 또한 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하인 산화칼슘을 함유해서 이루어진다.
대전 부재에 있어서의 도전성 탄성층을 형성하는 고무 재료로서, 에틸렌옥사이드를 함유한 에피클로로히드린 고무를 이용할 경우, 다른 고무에 비해 저저항이며 저항의 편차가 적어진다. 또한, 에틸렌옥사이드의 함유량을 증가시킴으로써, 에피클로로히드린 고무를 갖는 대전 부재의 저저항화가 도모된다. 그러나, 에틸렌옥사이드는 친수성이기 때문에, 에피클로로히드린 고무에 있어서의 에틸렌옥사이드의 함유량을 과도하게 증가시키면, 압출 성형시에 필요 이상의 수분이 기화하기 때문에 과도한 발포가 생기고, 대전 부재에 있어서의 고무 부재의 표면 거칠기가 미리 정해진 범위를 초과하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 미리 정해진 저저항의 대전 부재를 얻기 위해서 에피클로로히드린 고무에 미리 정해진 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 함유시키는 동시에, 고무 중에 존재하는 과도한 수분을 흡수하는, 미리 정해진 비(比)표면적을 갖는 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하인 산화칼슘을 함유하고 있다.
본 실시형태에 이용하는 에피클로로히드린 고무는, 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상, 바람직하게는 60몰% 이상, 보다 바람직하게는 70몰% 이상 함유하고 있다. 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상 함유하고 있는 에피클로로히드린 고무의 이외에는, 공지의 고무 재료를 배합 가능하다. 예를 들면, 액상 아크릴로니트릴부타디엔 공중합 고무나, 에틸렌옥사이드 56몰% 이하의 에피클로로히드린 고무가 바람직하게 이용된다. 본 실시형태의 에피클로로히드린 고무를 포함하는 고무 재료를 가황화함으로써, 고속이며 장수명에 적합한 저항의 편차가 적은 대전 부재가 얻어진다. 여기에서, 에피클로로히드린 고무에 있어서의 에틸렌옥사이드의 함유량이 56몰%보다 적을 경우에는, 미리 정해진 저항치가 얻어지지 않는다.
본 실시형태의 대전 부재의 도전성 탄성층에 포함되는 산화칼슘은, 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하, 바람직하게는 14㎛ 이하, 보다 바람직하게는 6㎛ 이하이다. 또한, 산화칼슘은, 상기 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층의 고무 재료 100질량부에 대하여, 1질량부 이상, 15질량부 이하, 바람직하게는 3질량부 이상, 10질량부 이하로 배합되어 있다. 산화칼슘의 배합량을 상기 범위로 함으로써, 고무를 가황할 때에 과도한 발포가 생기지 않고, 또한 형성 후에 연마를 하지 않아도, 대전 부재에 있어서, 미리 정해진 범위의 표면성이 얻어진다.
배합하는 산화칼슘의 입자 직경은, 입도 분포 측정 장치를 이용해서 측정하고, 예를 들면, 시마즈(島津) 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 「SALD-2000」(시마즈제작소(島津製作所)제)을 이용해서 측정했다. 한편, 대전 부재의 도전성 탄성층 중의 산화칼슘의 입자 직경은, 예를 들면, 도전성 탄성층의 단면을 주사형 전자현미경(SEM) 또는 투과형 전자현미경(TEM)을 이용해서 측정된다.
본 실시형태에 있어서의 대전 부재는, 십점 평균 표면 거칠기 Rz가 15㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 8㎛ 이하이다. 상기 십점 평균 표면 거칠기(Rz)의 범위로 함으로써, 대전 부재의 저항, 대전의 편차가 억제된다.
십점 평균 표면 거칠기(Rz)는, 거칠기 측정 장치(SURFCOM 150ODX-12: 도쿄정밀계측(東京精密計測)사)를 이용해서 JIS B0601-1994에 따라서 측정했다.
본 실시형태에 있어서의 대전 부재는, 제법에 따르지 않지만, 예를 들면, 금형 성형이 아니라 압출 성형을 행함으로써, 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층용 폴리머가 상압 가황되어, 무연마로 공정수가 삭감된다. 따라서, 압출 성형에 의해 대전 부재를 제조할 경우, 금형 성형에 의해 제조할 경우에 비해, 고생산이며 설비 투자도 적고, 또한, 저비용으로 대전 부재가 얻어진다.
또한, 본 실시형태의 도전성 탄성층은, 필요에 따라, 오염 방지나 블리드(bleed) 방지를 위한 표면층을, 예를 들면, 침지 도포나 스프레이 도포, 롤 코트, 플로우 코트 등의 일반적인 도포법에 의해 도포하거나, 튜브에 의해 피복하거나 하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태의 대전 부재에 있어서의 코어로서는, 일반적으로는 철, 구리, 황동, 스테인리스, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다. 또한, JIS G4804에 나타나 있는 바와 같은 쾌삭강에 크롬, 니켈 등으로 도금 처리를 실시한 재질이어도 된다. 도금은 전해 도금 또는 무전해 도금의 어느 쪽이어도 된다. 또한, 도전성 코어는, 롤 형상 이외에, 중공의 파이프 형상이 이용된다.
도전성 탄성층을 형성하는 폴리머(이하 「고무 재료」라고도 함)의 가황제로서는, 예를 들면, 유황 또는 2,4,6-트리머캅토-s-트리아진, 6-메틸퀴노퀴살린-2,3-디티오카바메이트 등의 할로겐기을 인발해서 가황하는 가황제를 들 수 있다. 가황촉진제에 관해서는 티아졸계, 술펜아미드계, 티우람계, 디카르바민산염계, 키산토겐산염 등을 들 수 있다. 이것들은, 단독 또는, 2종 이상이 병용되어도 된다. 그 외, 산화아연, 스테아린산 등의 공지의 고무 배합 재료를 더할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 도전성 탄성층에는, 이하의 것이 첨가되어도 된다.
유기 이온 도전성 물질로서, 예를 들면, 4급 암모늄염(예를 들면 라우릴트리메틸암모늄, 스테아릴트리메틸암모늄, 옥타도데실트리메틸암모늄, 도데실트리메틸암모늄, 헥사데실트리메틸암모늄, 벤질트리메틸암모늄, 벤질트리에틸암모늄, 벤질트리부틸암모늄, 벤질트리옥틸암모늄, 변성지방산·디메틸에틸암모늄 등의 과염소산염, 염소산염, 플루오르화 수소산염, 황산염, 에토설페이트염, 할로겐화 벤질염(취화 벤질염, 염화 벤질염 등) 등), 지방족 술폰산염, 고급 알콜 황산 에스테르염, 고급 알콜 에틸렌옥사이드 부가 황산 에스테르염, 고급 알콜 인산 에스테르염, 고급 알콜 에틸렌옥사이드 부가 인산 에스테르염, 각종 베타인, 고급 알콜 에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜 지방산 에스테르, 다가 알콜 지방산 에스테르, 등을 들 수 있다.
또한, 유기 이온 도전성 물질로서, 다가 알콜(1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등) 및 그 유도체와 금속염의 착체, 모노올(에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등)과 금속염의 착체도 들 수 있다. 금속염으로서는, 예를 들면 LiClO4, LiCF3SO3, LiAsF6, LiBF4, NaClO4, NaSCN, KSCN, NaCl 등의 주기율표 제1족의 금속염; NH4+의 염 등의 전해질; Ca(ClO4)2, Ba(ClO4)2 등의 주기율표 제2족의 금속염; 이것들에, 적어도 1개 이상의 수산기, 카르복실기, 1급 또는 2급 아민기 등 이소시아네이트와 반응하는 활성 수소를 갖는 기를 가진 것; 등을 들 수 있다. 이러한 착체로서 구체적으로는, PEL(LiClO4와 폴리에틸렌글리콜의 착체) 등을 들 수 있다.
상기 도전성 탄성층은, 1.0㎜ 이상 4.5㎜ 이하 정도로 하는 것이 바람직하고, 1.5㎜ 이상 4.0㎜ 이하 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 그리고, 도전성 탄성층의 체적저항율은 1O3Ω㎝ 이상 1O14Ω㎝ 이하가 바람직하다.
표면층은, 수지와, 필요에 따라, 도전제와, 기타 첨가제를 포함해서 구성된다.
수지로서는, 아크릴 수지, 셀룰로스 수지, 폴리아미드 수지, 공중합 나일론, 메톡시메틸화 나일론, 에톡시메틸화 나일론, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐 수지, 폴리아릴레이트 수지, 스티렌부타디엔 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 불소 수지(예를 들면 데트라플루오로에틸렌 퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 4불화에틸렌-6불화프로필렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴 등), 요소 수지 등을 들 수 있다. 여기에서, 공중합 나일론은, 610나일론, 11나일론, 12나일론 중의 어느 1종 또는 복수종을 중합 단위로서 포함하는 것이며, 이 공중합체에 포함되는 다른 중합 단위로서는, 6나일론, 66나일론 등을 들 수 있다. 또한, 수지로서는, 상기, 도전성 탄성층에 배합되는 고무 재료를 적용해도 된다.
기타 첨가제로서는, 예를 들면, 도전제, 연화제, 가소제, 경화제, 가황제, 가황촉진제, 산화방지제, 계면활성제, 커플링제 등의 통상 표면층에 첨가될 수 있는 재료를 들 수 있다.
표면층은, 3㎛ 이상 25㎛ 이하가 바람직하다. 그리고, 표면층의 체적저항율은 1O3Ω㎝ 이상 1O14Ω㎝ 이하가 바람직하다.
표면층의 형성 방법은, 예를 들면, 외주면에, 예를 들면, 블레이드 도포법, 마이어 바(Meyer bar) 도포법, 스프레이 도포법, 침지 도포법, 비드 도포법, 에어 나이프(air knife) 도포법, 커튼 도포법 등을 이용해서, 도전성 탄성층에 형성함으로써 제조된다.
도 1은, 본 실시형태에 있어서의 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 전체 구성도이다.
다음으로, 본 실시형태의 화상 형성 장치의 일례에 대해서 설명한다.
도시한 화상 형성 장치(200)는, 하우징(400) 내에 있어서 4개의 전자 사진 감광체(401a∼401d)가 중간 전사 벨트(409)를 따라 서로 병렬로 배치되어 있다. 전자 사진 감광체(401a∼401d)는, 예를 들면, 전자 사진 감광체(401a)가 옐로(yellow), 전자 사진 감광체(401b)가 마젠타(magenta), 전자 사진 감광체(401c)가 시안(cyan), 전자 사진 감광체(401d)가 블랙(black)의 색으로 이루어지는 화상을 각각 형성하는 것이 가능하다.
전자 사진 감광체(401a∼401d)의 각각은 소정의 방향(지면상은 반시계회전)으로 회전 가능하며, 그 회전 방향을 따라 탄성 롤인 대전 롤(402a∼402d), 현상 장치(404a∼404d), 1차 전사 롤(410a∼410d), 클리닝 블레이드(415a∼415d)가 배치되어 있다. 현상 장치(404a∼404d)의 각각에는 토너 카트리지(405a∼405d)에 수용된 옐로, 마젠타, 시안, 블랙의 4색의 토너가 공급 가능하며, 또한, 1차 전사 롤(410a∼410d)은 각각 중간 전사 벨트(409)를 통해서 전자 사진 감광체(401a∼401d)에 맞닿아 있다.
또한, 하우징(400) 내의 소정의 위치에는 노광 장치(403)가 배치되어 있고, 노광 장치(403)로부터 출사된 광빔을 대전 후의 전자 사진 감광체(401a∼401d)의 표면에 조사하는 것이 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 전자 사진 감광체(401a∼401d)의 회전 공정에 있어서 대전, 노광, 현상, 1차 전사, 클리닝의 각 공정이 순차 행해지고, 각 색의 토너상(toner image)이 중간 전사 벨트(409) 상에 겹쳐서 전사된다.
여기에서, 대전 롤(402a∼402d)은, 전자 사진 감광체(401a∼401d)의 표면에 접촉시켜서 감광체에 전압을 균일하게 인가하고, 감광체 표면을 소정의 전위로 대전시키는 것이다(대전 공정).
노광 장치(403)로서는, 전자 사진 감광체(401a∼401d)의 표면에, 반도체 레이저, LED(light emitting diode), 액정 셔터 등의 광원을 원하는 상에 노광할 수 있는 광학계 장치 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 비간섭광을 노광 가능한 노광 장치를 이용하면, 전자 사진 감광체(401a∼401d)의 도전성 기체(基體)와 감광층 사이에서의 간섭 무늬를 방지할 수 있다.
현상 장치(404a∼404d)에는, 2성분 정전하상 현상제를 접촉 또는 비접촉시켜서 현상하는 일반적인 현상 장치를 이용해서 행할 수 있다(현상 공정). 또한, 본 발명에 이용되는 현상제는, 2성분 현상제에 한정되지 않는다. 그러한 현상 장치로서는, 2성분 정전하상 현상용 현상제를 이용하는 한 특히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 공지의 것을 선택할 수 있다. 1차 전사 공정에서는, 1차 전사 롤(410a∼410d)에, 상담지체에 담지된 토너와 반대 극성의 1차 전사 바이어스가 인가됨으로써, 상담지체로부터 중간 전사 벨트(409)에 각 색의 토너가 순차 1차 전사된다.
클리닝 블레이드(415a∼415d)는, 전사 공정 후의 전자 사진 감광체의 표면에 부착된 잔존 토너를 제거하기 위한 것으로, 이것에 의해 청정면화(淸淨面化)된 전자 사진 감광체는 상기의 화상 형성 프로세스에 반복해서 제공된다. 클리닝 블레이드의 재질로서는 우레탄 고무, 네오프렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다.
중간 전사 벨트(409)는 구동 롤(406), 배면 롤(408) 및 장력부여 롤(407)에 의해 소정의 장력을 가지고 지지되어 있고, 이들 롤의 회전에 의해 휨을 발생시키지 않고 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 2차 전사 롤(413)은, 중간 전사 벨트(409)를 통해서 배면 롤(408)과 맞닿도록 배치되어 있다.
2차 전사 롤(413)에, 중간 전사체 상의 토너와 반대 극성의 2차 전사 바이어스가 인가됨으로써, 중간 전사 벨트로부터 피전사 매체에 토너가 2차 전사된다. 배면 롤(408)과 2차 전사 롤(413) 사이를 통과한 중간 전사 벨트(409)는, 예를 들면 구동 롤(406)의 근방에 배치된 클리닝 블레이드(416) 혹은, 제전기(도시 생략)에 의해 청정면화된 후, 다음의 화상 형성 프로세스에 반복해서 제공된다. 또한, 하우징(400) 내의 소정의 위치에는 급지 장치(피전사 매체 용기)(411)가 설치되어 있고, 급지 장치(411) 내의 종이 등의 피전사 매체(500)가 이송 롤(412)에 의해 중간 전사 벨트(409)와 2차 전사 롤(413) 사이, 또한 서로 맞닿는 2개의 정착 롤(414) 사이에 순차 이송된 후, 하우징(400)의 외부에 배지(排紙)된다.
본 실시형태에 있어서의 프로세스 유닛 카트리지는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시형태의 대전 부재를 대전 롤로서 이용한 것이며, 대전 롤(402a), 전자 사진 감광체(401a), 클리닝 블레이드(415a) 및 현상 장치(404a)가, 일체화되어, 예를 들면 옐로용의 프로세스 유닛 카트리지가 구성되어 있다. 마찬가지로, 대전 롤(402b), 전자 사진 감광체(401b), 클리닝 블레이드(415b) 및 현상 장치(404b)가, 일체화되어 마젠타용의 프로세스 유닛 카트리지가 구성되며, 대전 롤(402c), 전자 사진 감광체(401c), 클리닝 블레이드(415c) 및 현상 장치(404c)가, 일체화되어 시안용의 프로세스 유닛 카트리지가 구성되고, 대전 롤(402d), 전자 사진 감광체(401d), 클리닝 블레이드(415d) 및 현상 장치(404d)가, 일체화되어 블랙용의 프로세스 유닛 카트리지가 구성된다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중 「부」는 「질량부」를 의미한다. 또한, 이하의 제조예, 실시예, 비교예에서 기재한 평가는, 이하의 방법에 의해 실시했다. 또한, 이하, 대전 부재로서, 대전 롤을 예로 취하여 이하에 설명한다.
<실시예 및 비교예>(대전 롤의 제작) -코어의 작성-
대전 롤의 코어는，인발 가공에 의해 입자 직경 8㎜의 원통 형상 봉을 길이 330㎜로 절단 후에, 두께 8㎛의 무전해 니켈 도금을 실시한 것을 이용했다.
-도전성 탄성층의 형성-
표 1 및 표 2에 나타내는 실시예 및 비교예의 배합물을 접선식 가압 니더(kenader)((주)모리야마제: 실용량 75L)를 이용해서 혼련(混練)을 행하고, 22인치 오픈 롤에 있어서 혼련하여, 시트 형상의 고무 연재(練材)를 얻은 후, 실린더 내경 60㎜, L/D 20의 1축 고무 압출기를 이용해서 스크류 회전 15rpm으로 전술한 배합물의 미가황 고무 재료를 압출함과 함께, 동시에 상기 코어를 연속적으로 크로스헤드(다이 내경 φ12㎜, 니플 직경 φ8㎜)를 통과시킴으로써, 코어 상에 미가황 고무를 피복했다. 압출기의 온도 조건 설정은, 실린더부, 스크류부, 헤드부, 다이부 모두 80℃로 했다. 압출 성형 후, 180℃, 30분으로 오븐에서 상압 가황을 행하여, 대전 롤의 도전성 탄성층을 얻었다. 이하에 나타내는 표 1 및 표 2에 있어서의 배합비는 모두 질량부이다.
[표 1]
Figure 112011016023075-pat00001
Figure 112011016023075-pat00002
[표 2]
Figure 112011016023075-pat00003
-표면층의 형성-
이하에 나타내는 혼합물을 비드 밀(bead mill)에서 분산하여 얻은 도포액을, 메탄올로 희석하고, 상기 도전성 탄성층의 표면에 도포 초속도 및 가속도를 적절히 조정하여 침지 도포한 후, 120℃에서 20분간 가열 건조하여, 두께 10㎛의 표면층을 형성하고, 대전 롤의 표면층을 얻었다.
·고분자재료(공중합 나일론) Aramine CM8000: 토레이사(Toray Co., Ltd.)제···100질량부
·도전제(카본블랙 MONARCH 1OOO: 캐보트사(Cabot Corp.)제···14질량부
·용제(메탄올)···500질량부
·용제(부탄올)···240질량부
[대전 롤의 평가]
발포의 평가에 대해서는 압출물의 단면을, 디지털 마이크로스코프(VHX-900: 키엔스사(Keyence Corporation))를 이용해서, 25배로 확대하여 발포 상태를 관찰하고, 다음의 기준으로 판정했다. AA: 전혀 발포하고 있지 않음. A: 2㎜ 평방 내에 직경 100㎛ 이하의 기포가 1개 이상 2개 이하이며, 입자 직경 100㎛를 넘는 기포가 없음. B: 2㎜ 평방 내에 직경 100㎛ 이하의 기포가 3개 이상 5개 이하, 또는 직경 100㎛ 이상 직경 200㎛ 이하의 기포가 1개 이상 2개 이하 존재함. C: 2㎜ 평방 내에 직경 100㎛ 이하의 기포가 6개 이상, 또는 직경 100㎛ 이상 직경 200㎛ 이하의 기포가 3개 이상, 또는, 입자 직경 200㎛를 넘는 기포가 1개 이상 존재함.
대전 롤의 표면 거칠기(Rz)는, 거칠기 측정 장치(SURFCOM 150ODX-12: 도쿄정밀계측사)를 이용해서 JIS B0601-1994에 따라, 대전 롤의 축방향을 따라, 측정 길이 4.0㎜, 컷오프 값 0.8, 측정 속도 0.30㎜/sec의 조건으로, 대전 롤의 양 단부로부터 5㎜의 위치, 및 축방향 중앙 부분의 3개소에 대해서 측정하여, 그 평균값으로 했다. 표면 거칠기(Rz)는 다음의 기준으로 판정했다. AA: 표면 거칠기(Rz)가 8㎛ 이하. A: 표면 거칠기(Rz)가 8㎛를 넘고, 10㎛ 이하. B: 표면 거칠기(Rz)가 10㎛를 넘고, 15㎛ 이하. C: 표면 거칠기(Rz)가 15㎛를 넘을 경우.
체적 저항에 대해서, 상기 배합물을 이용해서 180℃, 30분의 조건으로 프레스 성형기에서, 세로 150㎜, 가로 150㎜, 두께 2㎜의 시트를 작성하고, 22℃, 55%의 조건하에서 24시간 이상 시즈닝(seasoning)한 후, R8340A 디지털 초고저항/미소전류계(ADC사(ADC Corp.)제), 접속부를 R8340A용으로 개조한 2중 링 전극 구조의 UR 프로브 MCP-HTP12, 및 레지스트 테이블 UFL MCP-ST03(모두 다이아 인스트루먼트사(Dia Instruments)제)을 이용해서, JIS K6911에 준거하여 행했다. 측정 조건은 차지 타임(charge time)을 30sec, 디스차지(discharge) 타임을 1sec, 인가 전압 100V의 조건에서 측정하여, 다음의 기준으로 판정했다. AA: 상용 대수 환산(logΩ㎝)으로, 6.5 미만, A: 상용 대수 환산(logΩ㎝)으로, 6.5 이상 7.0 미만, B: 상용 대수 환산(logΩ㎝)으로, 7.0 이상 7.5 미만, C: 상용 대수 환산(logΩ㎝)으로, 7.5 이상.
상술한 방법으로 제작된 대전 롤을 복사기 Apeos Port-IV C5570: 후지제록스사(Fuji Xerox Co., Ltd.)제에 장착하고, A4 용지 50,000매 인자(印字) 테스트(28℃, 85%RH 환경하에서 25,O00매 인쇄 후, 1O℃, 15%RH 환경하에서 25,000매 인자)를 행했다. 또한, 도중에 큰 문제가 발생했을 경우에는, 그 시점에 인자를 중지했다. 화질 평가는, 초기 및 50,000매 주행 후의 화상에 대해서, 육안에 의해 하프톤(halftone) 화상 중에서의 농도 불균일의 유무에 의해 이하의 기준으로 판정했다. AA: 농도 불균일 등의 결함 없음. A: 극히 경미한 농도 불균일 발생. B: 경미한 농도 불균일 발생. C: 실제 사용 불가의 농도 불균일 발생.
결과를 표 3과 표 4에 정리해서 나타낸다.
[표 3]
Figure 112011016023075-pat00004
[표 4]
Figure 112011016023075-pat00005
본 발명의 활용예로서, 전자 사진 방식을 이용한 복사기, 프린터 등의 화상 형성 장치에의 적용이 있다.
200 : 화상 형성 장치 400 : 하우징
401, 401a∼401d : 전자 사진 감광체 402, 402a∼402d 대전 롤
403 : 노광 장치 404, 404a∼404d : 현상 장치
405a∼405d : 토너 카트리지 406 : 구동 롤
407 : 장력부여 롤 408 : 배면 롤
409 : 중간 전사 벨트 410, 410a∼410d : 1차 전사 롤
411 : 급지 장치(피전사 매체 용기) 412 : 이송 롤
413 : 2차 전사 롤 414 : 정착 롤
415a∼415d, 416 : 클리닝 블레이드 500 : 피전사 매체

Claims (9)

  1. 도전성 코어 및 도전성 탄성층을 갖고, 상기 도전성 탄성층은 고무 재료 및 평균 입자 직경 D50이 18㎛ 이하인 산화칼슘을 함유하고, 적어도 도전성 코어 상에 도전성 탄성층을 갖는 대전 부재로서,
    상기 고무 재료는, 에틸렌옥사이드를 56몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 대전 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무 재료가, 에틸렌옥사이드를 60몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 대전 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무 재료가, 에틸렌옥사이드를 70몰% 이상 함유하는 에피클로로히드린 고무를 50질량% 이상 100질량% 함유하는 대전 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘의 함유량이, 상기 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층의 폴리머 100질량부에 대하여 1질량부 이상 15질량부 이하인 대전 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘의 함유량이, 상기 에피클로로히드린 고무를 포함하는 도전성 탄성층의 폴리머 100질량부에 대하여 3질량부 이상 10질량부 이하인 대전 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘의 평균 입자 직경 D50이 14㎛ 이하인 대전 부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화칼슘의 평균 입자 직경 D50이 6㎛ 이하인 대전 부재.
  8. 상담지체와, 이 상담지체에 접촉해서 그 표면을 대전하는 대전 수단을 구비하고, 상기 대전 수단이 제 1 항에 기재된 대전 부재로 이루어지는 프로세스 유닛 카트리지.
  9. 상담지체와, 이 상담지체에 접촉해서 그 표면을 대전하는 대전 수단을 구비하고, 상기 대전 수단이 제 1 항에 기재된 대전 부재로 이루어지는 화상 형성 장치.
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