KR20120033949A

KR20120033949A - 대전 장치, 대전 장치의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및, 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20120033949A
Application number: KR1020110027342A
Authority: KR
Inventors: 다케시 가와이
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-04-09
Also published as: US20120082475A1; KR101499147B1; JP5533521B2; JP2012078518A; CN102445879A; CN102445879B; US8401421B2

Abstract

(과제)청소 능력이 우수한 화상 형성 장치용의 청소 부재를 제공 하는 것이다.
(해결 수단)대전 롤(10)과, 심체(芯體)(18)와 실리콘 오일을 함유하여 심체(18)의 외주면(外周面)에 나선 형상으로 배치된 탄성층(20)을 갖는 클리닝 롤(12)을 구비하고, 초기 상태에서의 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)과 초기 상태에서의 대전 롤(10)을 24시간 접촉시킨 후에 있어서의, 접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량과, 비(非)접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 6 원자% 이하인 대전 장치(1)이다.

Description

대전 장치, 대전 장치의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및, 화상 형성 장치{CHARGING DEVICE, METHOD FOR PRODUCING CHARGING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 대전 장치, 대전 장치의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및, 화상 형성 장치에 관한 것이다.

전자 사진 방식을 이용한 화상 형성 장치에 있어서는, 우선, 감광체 등으로 이루어지는 상(像) 유지체의 표면을 대전 장치에 의해 대전하여 전하를 형성하고, 화상 신호를 변조한 레이저광 등으로 정전 잠상(潛像)을 형성한다. 그 후, 대전한 토너에 의해 정전 잠상을 현상하여 가시화한 토너 상(toner image)이 형성된다. 그리고, 당해 토너 상을 중간 전사체를 거쳐, 혹은 직접 기록지 등의 피(被)전사체에 정전적으로 전사하여, 피전사체에 정착함으로써 화상을 얻을 수 있다.

특허문헌 1에는, 상 유지체와, 이에 압접(壓接)하여 당해 상 유지체 및(또는) 전사재에 바이어스 전압을 인가하는 접촉형의 탄성 대전 수단을 구비한 화상 형성 장치에 있어서, 상기 탄성 대전 수단에 스폰지재로 이루어지는 클리닝 수단을 맞닿게 하여 이루어지는 화상 형성 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 상 담지체와, 상기 상 담지체에 접촉하면서 회전하여 상기 상 담지체를 대전시키는 대전 롤과, 상기 대전 롤의 표면에 접촉하여 상기 대전 롤의 표면에의 부착물을 제거하는 클리닝 부재를 구비한 화상 형성 장치로서, 상기 클리닝 부재는 발포체(發泡體)로, 평균 셀 지름이 0.18㎜ 이상 1.0㎜ 이하이며, 상기 대전 롤의 십점 표면 거칠기(Rz)가 1㎛ 이상 17㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치가 개시되어 있다.

또한 특허문헌 3 및 특허문헌 4에서는, 스파이럴(spiral) 형상의 청소 부재를 이용한 대전 장치가 개시되어 있다.

일본국 특개평2-272594호 공보 일본국 특개2007-127849호 공보 일본국 특개평7-219313호 공보 일본국 특개2001-209238호 공보

본 발명의 과제는, 접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및 비(非)접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 하기 범위로부터 벗어나는 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지되는 대전 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다. 즉,

청구항 1에 따른 발명은,

대전 부재와,

심체(芯體)와 실리콘 오일을 함유하여 상기 심체의 외주면(外周面)에 나선 형상으로 배치된 탄성층을 갖는 대전 부재 청소 부재를 구비하고,

초기 상태에서의 상기 대전 부재 청소 부재의 상기 탄성층과 초기 상태에서의 상기 대전 부재를 24시간 접촉시킨 후에, 상기 대전 부재의 표면을 X선 광전자 분광 분석에 의해 분석하여 얻어진, 전(全) 원자에 대한 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 중, 상기 탄성층과 접촉하고 있었던 영역인 접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및, 상기 탄성층과 접촉하고 있지 않았던 영역인 비접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 6 원자% 이하인 대전 장치이다.

청구항 2에 따른 발명은,

상기 대전 부재의 상기 표면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)는 5㎛ 이상 17㎛ 이하이며,

상기 탄성층은, 평균 셀 지름이 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 발포체인, 청구항 1에 기재된 대전 장치이다.

청구항 3에 따른 발명은,

상기 탄성층은, 발포 우레탄 수지를 함유하여 구성된, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 대전 장치이다.

청구항 4에 따른 발명은,

상기 탄성층은, 폴리에테르 폴리우레탄을 함유하여 구성된, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치이다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면,

심체의 외주면에 나선 형상으로 배치된 탄성층을 형성하는 탄성층 형성 공정과, 상기 탄성층을 세정하는 세정 공정을 포함하는 대전 부재 청소 부재 제조 공정을 갖는, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치의 제조 방법이다.

청구항 6에 따른 발명은,

상 유지체와,

청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치를 구비한 프로세스 카트리지이다.

청구항 7에 따른 발명은,

상 유지체와,

상기 상 유지체의 표면을 대전하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치와,

대전된 상 유지체의 표면에 잠상을 형성하는 잠상 형성 장치와,

상기 상 유지체의 표면에 형성된 상기 잠상을, 토너를 함유하는 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 장치와,

상기 상 유지체의 표면에 형성된 상기 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 장치를 구비하는 화상 형성 장치이다.

청구항 1에 따른 발명에 의하면, 접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및 비접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 6 원자% 이하의 범위로부터 벗어나는 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지된다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 상기 십점 평균 거칠기 또는 상기 평균 셀 지름이 상기 청구항 2의 범위로부터 벗어나는 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지된다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면, 탄성층이 발포 우레탄 수지를 함유하지 않을 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지된다.

청구항 4에 따른 발명에 의하면, 탄성층이 폴리에테르 폴리우레탄을 함유하지 않을 경우에 비해, 대전 장치를 고온 고습(예를 들면 45℃/95%) 하에서 보존해도, 대전 부재 청소 부재의 보존성이 양호해진다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면, 세정 공정을 포함하지 않을 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지되는 대전 장치를 얻을 수 있다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및 비접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 하기 범위로부터 벗어나는 대전 장치를 이용하는 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지되는 대전 장치를 얻을 수 있다.

청구항 7에 따른 발명에 의하면, 접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및 비접촉부에 있어서의 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 하기 범위로부터 벗어나는 대전 장치를 이용하는 경우에 비해, 대전 부재 청소 부재의 대전 부재에 대한 클리닝성이 유지되는 대전 장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 대전 장치의 일례의 개략적인 구성을 나타낸 측면도.
도 2는 본 실시 형태에 따른 대전 장치의 일례의 개략적인 구성을 나타낸 정면도.
도 3은 본 실시 형태에 따른 대전 장치에 이용하는 대전 부재 청소 부재의 일례를 나타낸 개략 측면도.
도 4는 본 실시 형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례를 나타내는 개략 구성도.
도 5는 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도.
도 6은 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 다른 일례를 나타내는 개략 구성도.
도 7은 도 6에 나타내는 화상 형성 장치의 대전 장치 주변부를 확대한 확대도.

이하, 본 발명의 일례인 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 동일한 기능?작용을 갖는 부재에는, 전(全) 도면과 통하게 하여 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략하는 경우가 있다.

[대전 장치]

본 실시 형태의 대전 장치는, 대전 부재와, 심체와 실리콘 오일을 함유하여 상기 심체의 외주면에 나선 형상으로 배치된 탄성층을 갖는 대전 부재 청소 부재를 구비하고, 초기 상태에서의 상기 대전 부재 청소 부재의 상기 탄성층과 초기 상태에서의 상기 대전 부재를 24시간 접촉시킨 후에, 상기 대전 부재의 표면을 X선 광전자 분광 분석에 의해 분석하여 얻어진, 전 원자에 대한 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 중, 상기 탄성층과 접촉하고 있었던 영역인 접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및, 상기 탄성층과 접촉하고 있지 않았던 영역인 비접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 6 원자% 이하이다.

이하, 「전 원자에 대한 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량」을 「실리콘 농도」라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 초기 상태에서의 「실리콘 농도」란, 대전 부재와 대전 청소 부재가 미(未)사용의 상태부터, 화상을 A4 사이즈로 500매 프린트한 상태까지를 가리킨다.

본 실시 형태에 따른 대전 부재 및 대전 부재 청소 부재의 형상은, 상기 조건을 충족시키고 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다.

이하, 대전 부재의 일례로서 본 실시 형태에 따른 대전 롤, 대전 부재 청소 부재의 설명을 하지만, 물론 대전 부재 또는 대전 부재 청소 부재가 갖는 각 층의 구성 재료는, 다른 형상의 대전 부재 또는 대전 부재 청소 부재에 대해서도 마찬가지로 이용된다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 대전 장치의 일례의 개략적인 구성을 나타낸 측면도이다. 또한, 도 2는 본 실시 형태에 따른 대전 장치의 일례의 개략적인 구성을 나타낸 정면도이다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 대전 장치에 이용하는 대전 부재 청소 부재의 일례를 나타낸 개략 측면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 대전 장치(1)는, 화상 형성 장치에 구비되는 상 유지체의 표면을 대전시키는 대전 부재로서, 축 중심으로 회전하는 원통 형상의 대전 부재인 대전 롤(10)과, 대전 롤(10)에 접촉하여 대전 롤(10)의 표면을 청소하기 위한 대전 부재 청소 부재인 클리닝 롤(12)을 구비한다.

대전 롤(10)은, 예를 들면 도전성 심체(14)와, 도전성 심체(14)의 외주에 형성된 대전층(16)을 구비한다. 대전층(16)은, 예를 들면 도전성 탄성층을 갖고, 필요에 따라 표면층 등이 형성된 것이다.

클리닝 롤(12)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 심체(18)와, 심체(18)의 외주에 형성된 탄성층(20)을 구비한 롤 형상의 부재이며, 탄성층(20)은, 심체(18)의 표면에 나선 형상으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 탄성층(20)은, 예를 들면 심체(18)의 일단(一端)으로부터 타단(他端)에 걸쳐서, 심체(18)의 축을 나선축으로 하여, 간격을 갖고 나선 형상으로 감아 돌려진 상태로 배치되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 대전 장치(1)에 있어서, 대전 롤(10)은, 상 유지체인 감광체(24)에 대하여 도전성 심체(14)의 양단부에 설치한 코일 스프링(26) 등의 탄성 부재에 의해 감광체(24)의 표면에 밀어붙여져서, 감광체(24)에 종동한다. 한편, 클리닝 롤(12)은, 대전 롤(10)의 도전성 심체(14)와 클리닝 롤(12)의 심체(18)와의 축받이의 거리로 베어링(28)에 의해 유지되고, 클리닝 롤(12)은, 미리 정한 침입(닙; nip)량으로 대전 롤(10)에 접촉하여 종동한다. 또한, 대전 롤(10) 및 클리닝 롤(12)은 각각 감광체(24) 및 대전 롤(10)에 종동시켜도 되고, 별개로 구동시켜도 된다.

한편, 나선 형상으로 배치된 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)은, 실리콘 오일을 함유한다. 그 때문에, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 대전 롤(10)에 탄성층(20)이 접촉하면, 탄성층(20)에 함유되는 실리콘 오일이 대전 롤(10)의 표면으로 이행하는 경우가 있다. 그리고, 실리콘 오일의 대전 롤의 표면으로의 이행은, 화상 형성 장치에서 사용 중에도 발생하여, 클리닝 롤 내의 실리콘 오일이 마를 때까지 계속된다고 생각된다. 그 때문에, 클리닝 롤의 실리콘 함유량이 대전 롤 위의 실리콘 농도와 일치하고, 클리닝 롤의 실리콘 함유량은 초기 상태에서의 실리콘 이행량에 의존한다고 생각된다.

그러나 상기한 바와 같이, 본 실시 형태의 대전 장치(1)에서는, 초기 상태에서의 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)과 초기 상태에서의 대전 롤(10)을 24시간 접촉시킨 후에, 대전 롤(10)의 표면을 X선 광전자 분광 분석에 의해 분석하여 얻어진 실리콘 농도 중, 접촉부에 있어서의 상기 실리콘 농도 및 비접촉부에 있어서의 상기 실리콘 농도의 최대값이 6 원자% 이하이다.

본 실시 형태에서는, 탄성층(20)이 실리콘 오일을 함유함과 함께 나선 형상으로 배치되고, 그리고, 상기 24시간 후의 실리콘 농도의 최대값이 상기 범위이기 때문에, 클리닝 롤(12)의 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 유지된다(즉 클리닝 롤(12)이 대전 롤(10)의 표면을 청소하는 것이 유지된다). 그 이유는 확실하지는 않지만, 이하와 같이 추측된다.

본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 나선 형상으로 탄성층(20)이 배치된 클리닝 롤(12)을 이용하고 있기 때문에, 탄성층(20)에 있어서의 나선폭방향 양단부(이하 「엣지부」라고 칭하는 경우가 있다)가 대전 롤(10)의 외주면을 접촉마찰하여, 오염이나 이물을 제거함으로써, 대전 롤(10)의 외주면을 청소한다. 그 때문에, 예를 들면 종래와 같이 원통 형상의 탄성층이 배치된 클리닝 롤을 이용한 경우에 비해, 클리닝 롤(12)의 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 양호하다.

그리고, 상기한 바와 같이 실리콘 오일을 함유하는 나선 형상의 탄성층(20)을 갖는 클리닝 롤(12)을 이용한 경우, 상기 엣지부의 대전 롤(10) 표면에 대한 접촉마찰력은, 대전 롤(10)의 표면 위에 존재하는 실리콘 오일의 양(즉, 탄성층(20)으로부터 대전 롤(10)의 표면으로 이행한 실리콘 오일의 양)에 의존하는 것을 찾아냈다.

즉 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값이 상기 범위 내이다. 그 때문에, 탄성층(20)에 함유되는 실리콘 오일이 대전 롤(10)의 표면으로 이행하는 양(이하 「실리콘 오일 이행량」이라고 칭하는 경우가 있다)이, 지나치게 많지 않아, 엣지부의 대전 롤에 대한 접촉마찰력이 저하되지 않는다고 생각된다. 그 결과, 접촉마찰력이 지나치게 낮아지는 것에 기인하여, 대전 롤을 청소하는 능력이 저하되는 것이 억제된다고 생각된다.

또한, 대전 롤(10)과 클리닝 롤(12)과의 접촉에 의한 실리콘 오일의 이행은, 접촉 개시로부터 시간이 경과함에 따라 양이 적어져, 24시간 이내로 포화 상태에 달한다고 생각된다. 그 때문에, 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값이 상기 범위이면, 화상 형성 장치 내에서 사용 후의 대전 롤 위로 이행하는 정도를 파악할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 대전 장치(1)에 있어서는, 탄성층(20)이 실리콘 오일을 함유하고, 그리고, 나선 형상인 것에 더하여, 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값이 상기 범위인 것에 의해, 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 유지된다. 그 때문에, 대전 장치(1) 또는 대전 장치(1)를 구비한 프로세스 카트리지를 이용한 화상 형성 장치로 화상 형성을 행하면, 대전 롤(10)의 표면이 오염되는 것에 기인하는 농도 얼룩이나 색점(色点) 등의 화상 결함의 발생이 억제된다.

상기 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값은, 상기한 바와 같이 6 원자% 이하이며, 5 원자% 이하가 바람직하다.

여기에서, 상기 「실리콘 농도」는 이하와 같이 하여 얻어진 값을 말한다.

구체적으로는, 우선, 대전 롤(10)의 외주면에 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)이 접한 상태(온도 : 30℃, 습도 : 75%)로 24시간 방치한다.

그 후, 대전 롤(10)과 클리닝 롤(12)을 떼어놓고, 대전 롤(10)의 외주면 중, 접촉부(탄성층(20)이 접촉하고 있었던 영역) 및 비접촉부(탄성층(20)이 접촉하고 있지 않았던 영역)에 대해서, 각각 X선 광전자 분광 분석에 의해 분석을 행한다.

X선 광전자 분광 분석에서는, 접촉부 및 비접촉부의 각각에 대해서, 대전 롤(10)의 대전층(16)을 도전성 심체(14)의 축방향에 평행 그리고 등간격으로 3개소를 사방 3㎜로 잘라내어, 광전자 분광 장치 JPS-9010MX(니혼덴시 가부시키가이샤제)를 이용하여 측정을 행한다. 그리고, 측정 대상인 대전층(16)의 표면을 구성하는 전 원자의 개수 중, 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 개수의 비율(원자%)을 구하여, 그 값을 상기 「실리콘 농도」라고 한다. 구체적으로는, 실록산 골격을 구성하는 Si 원자에 유래하는 Si_2p 피크와, 대전층(16)의 표면을 구성하는 다른 원자에 유래하는 피크를 비교함으로써, 상기 실리콘 농도를 구한다.

여기에서, 본 명세서에 있어서 「실리콘 오일」이란, 오르가노폴리실록산 구조를 갖는 실리콘계의 오일이다. 상기 구조를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 폴리옥시알킬렌?디메틸폴리실록산?코폴리머 등을 들 수 있다. 상기 실리콘계 오일은, 예를 들면 폴리우레탄 등의 제조시에 실리콘계 정포제(整泡劑)로서 이용되는 것을 들 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서 「초기 상태」란, 미사용의 상태부터, 화상 형성 장치로 화상을 A4 사이즈로 500매 프린트한 상태까지를 말한다. 또한, 미사용의 상태란, 본 실시 형태에 따른 대전 장치가 화상 형성 장치에 장착된 후에 화상 형성이 한 번도 행해지고 있지 않은 상태 외에, 대전 장치의 제조시 또는 제조 후에 보관, 수송되어 있는 상태로서 화상 형성이 한 번도 행해지고 있지 않은 상태 등을 말한다.

또한, 본 명세서에 있어서 「24시간 접촉시킨 후」란, 대전 롤(10)의 대전층(16)과, 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)이 접촉한 상태로 24시간 경과해 있는 것을 말한다.

또한 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 실리콘 오일을 함유하여 나선 형상으로 배치된 탄성층(20)을 클리닝 롤(12)이 구비하고, 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값이 상기 범위인 것에 더하여, 대전 롤(10)의 표면(외주면)에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)가 5㎛ 이상 17㎛ 이하이며, 그리고, 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)이, 평균 셀 지름 0.18㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 발포체로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

대전 장치(1)가 상기 형태인 것에 의해, 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 유지되기 쉽다는 효과를 얻을 수 있다.

구체적으로는, 평균 셀 지름이 상기 범위인 것에 의해, 대전 롤(10)에 부착된 외첨제(外添劑)나 토너 등의 이물이, 발포체인 탄성층(20)의 셀 내로 취입(取入)됨과 함께 응집하여 적당한 크기의 응집체가 된다고 생각된다. 그리고, 그 응집체가 대전 롤(10)을 거쳐 상 유지체로 돌아가, 상 유지체를 청소하는 청소 부재에 의해 횟수된다고 생각된다. 그에 따라, 클리닝 롤(12)의 탄성층(20)에 이물이 퇴적되기 어려워, 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 유지된다고 생각된다. 구체적으로는, 평균 셀 지름이 상기 범위보다 작을 경우에 비해, 이물이 셀 내로 취입되기 쉽고, 평균 셀 지름이 상기 범위보다 클 경우에 비해, 적당한 크기의 응집체가 형성되고, 이물이 응집체가 되어 대전 롤(10)로 전이되기 쉽기 때문에, 상기 클리닝성이 유지되기 쉽다고 생각된다.

그리고, 평균 셀 지름이 상기 범위인 것에 더하여, 상기 십점 평균 거칠기가 상기 범위인 것에 의해, 상기 십점 평균 거칠기가 상기 범위보다 작을 경우에 비해, 클리닝 롤(12)에 있어서의 나선 형상의 탄성층(20)의 나선폭방향 양단부가 대전 롤(10) 표면을 접촉마찰하는 힘의 상승에 의해, 상기 클리닝성이 양호해진다고 생각된다. 또한, 상기 십점 평균 거칠기가 상기 범위보다 클 경우에 비해, 상기 발포체의 셀 내에서 응집한 이물의 응집체가 대전 롤(10)의 표면으로 전이하기 쉬워, 탄성층(20)에의 이물의 퇴적이 억제되어, 상기 클리닝성이 유지되기 쉽다고 생각된다.

여기에서, 상기 「십점 평균 거칠기(Rz)」는 JIS B-0601(1994년도)에서 정의되는 십점 평균 거칠기를 말한다. 즉, 십점 평균 거칠기는, 단면(斷面) 곡선으로부터 기준 길이만큼 빼낸 부분에 있어서, 평균선에 평행하며, 또한 단면 곡선을 가로지르지 않는 직선으로부터, 평균선에 수직인 방향으로 측정한 최고(最高)부터 5번째까지의 산정(山頂)의 표고의 평균값과 최심(最深)부터 5번째까지의 곡저(谷底)의 표고의 평균값과의 차이의 값을 마이크로미터(㎛)로 나타낸 것을 말한다.

이 십점 평균 거칠기(Rz)는, 예를 들면 표면 거칠기 측정 장치(SURFCOM 1500 DX(도쿄세이미츠사제))를 이용하여, 측정 길이 4㎜, 컷오프(cutoff) 파장 0.8㎜, 측정 배율 1000배, 측정 속도 0.3㎜/sec, 컷오프 종류 가우시안(gaussian), 경사 보정 최소 자승 곡선 보정의 방법으로 측정이 행해진다.

또한, 상기 대전 롤(10)의 표면에 있어서의 십점 평균 거칠기는, 상기한 바와 같이 5㎛ 이상 17㎛ 이하가 바람직하고, 6㎛ 이상 15㎛ 이하가 보다 바람직하며, 8㎛ 이상 15㎛ 이하가 더욱 바람직하다.

또한 상기 「평균 셀 지름」은, JIS K 6400-1(2004) 부속서(1)에 준하여 25㎜ 길이마다의 셀 수를 측정하여, 25㎜/셀 수로 산출한 것이다. 또한, 상기 탄성층(20)의 평균 셀 지름은, 상기한 바와 같이 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하가 바람직하고, 0.2㎜ 이상 0.6㎜ 이하가 보다 바람직하며, 0.25㎜ 이상 0.45㎜ 이하가 더욱 바람직하다.

-대전 부재 청소 부재-

이하, 클리닝 롤(12) 등의 대전 부재 청소 부재를 구성하는 각 층 등에 대해서 설명한다. 대전 부재 청소 부재의 구성으로서는, 대전 롤 등의 대전 부재의 청소 기능을 가진 후에, 상기 요건을 충족시키고 있으면 특별히 제한되는 것은 아니고, 화질로서 나타나는 대전 롤 표면에의 상처, 오염 등을 발생하지 않는 구성으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

롤 형상의 클리닝 롤(12)의 심체(18)에 이용하는 재질로서는, 쾌삭강(快削鋼), 스테인리스강 등의 금속, 폴리아세탈(POM) 등의 수지 등을 들 수 있다. 슬라이딩성 등의 용도에 따라, 심체(18)의 재질 및 표면 처리 방법 등이 선택된다. 특히 심체(18)의 재질이 금속인 경우, 방청 등의 관점에서 도금 처리를 행해도 된다. 또한, 심체(18)의 재질이 수지 등으로 도전성을 갖지 않는 재질인 경우, 도금 처리 등의 일반적인 처리에 의해 가공하여 도전화 처리를 행해도 되고, 그대로 사용해도 된다.

또한, 심체(18)의 외경으로서는, 예를 들면 φ3㎜ 이상 φ6㎜ 이하의 범위를 들 수 있다.

심체(18) 위의 탄성층(20)의 구성으로서는 1층이어도 2층 이상의 적층 구성이어도 상관없다. 탄성층(20)은 발포체를 함유하여 구성되어도 되고, 솔리드층과 발포층의 2층 구성이어도 상관없다. 탄성층(20)을 대전 부재의 표면이 청소되는 구성으로 함으로써, 클리닝 롤로서의 기능을 얻을 수 있다.

탄성층(20)을 구성하는 재료로서는, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 또는 폴리프로필렌 등의 발포성의 수지, 또는 실리콘 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 염소화폴리이소프렌 고무, 이소프렌 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 수소 첨가 폴리부타디엔 고무, 부틸 고무 등의 고무 재료를 1종류 또는 2종류 이상을 혼합하여 이루어지는 재료를 이용해도 된다. 이들에는 필요에 따라, 발포 조제, 정포제, 촉매, 경화제, 가소제, 가황촉진제 등의 조제를 첨가해도 된다.

탄성층(20)을 구성하는 재료로서는, 상기 재료 중에서도 특히, 이물 제거의 용이성 등의 관점에서, 기포를 갖는 재료(소위 발포체)가 바람직하다. 특히, 마찰에 의한 대전 부재의 표면에 상처를 내게 하지 않기 위해, 또한, 장기에 걸쳐 조각이나 파손 등이 발생하지 않도록 하기 위해, 인열(引裂), 인장(引張) 등에 강한, 발포 폴리우레탄을 이용하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄으로서는, 특별히 제한하는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 아크릴폴리올 등의 폴리올과, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 이소시아네이트와의 반응에 의해 얻어지는 것을 들 수 있다. 또한, 1,4-부탄디올, 트리메틸올프로판 등의 쇄(鎖) 연장제가 혼합되어 있어도 된다. 물이나 아조디카르본아미드, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물 등의 발포제를 이용하여 발포시켜도 된다. 또한 필요에 따라 발포 조제, 정포제, 촉매 등의 조제를 첨가해도 된다.

또한, 상기 발포 폴리우레탄 중에서도, 우레탄의 원료로서 폴리에테르폴리올을 이용한 폴리에테르계 폴리우레탄(에테르계 발포 폴리우레탄)이 좋고, 폴리에스테르계 폴리우레탄에 비해 가수 분해 등을 일으키기 어렵기 때문에, 고온 고습(예를 들면 습도 45℃?95%) 하에서의 보존성이 양호하다.

정포제로서는, 상기 실리콘계 오일 등의 실리콘계 정포제를 들 수 있다.

특히, 폴리에테르계 폴리우레탄을 제조할 때에, 실리콘 오일이 정포제로서 사용되는 경우가 많기 때문에, 폴리에테르계 폴리우레탄을 탄성층(20)의 재료로서 이용하는 경우는, 탄성층(20)에 실리콘 오일이 함유되어지는 경우가 많다.

탄성층(20)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 나선 형상으로 배치되어 있지만, 구체적으로는, 예를 들면 나선 각도(θ)가 10°이상 65°이하(바람직하게는 20°이상 50°이하), 나선폭(R1)이 3㎜ 이상 25㎜ 이하(바람직하게는 3㎜ 이상 10㎜ 이하)의 나선 형상을 들 수 있다. 또한, 나선 피치(R2)로서는, 예를 들면 3㎜ 이상 25㎜ 이하(바람직하게는 15㎜ 이상 22㎜ 이하)를 들 수 있다.

또한, 상기 나선 각도(θ)란, 탄성층(20)의 길이 방향(P)(나선 방향)과 심체(18)의 축방향(Q)(심체 축방향)이 교차하는 각도(예각)를 의미한다.

나선폭(R1)이란, 탄성층(20)에 있어서의 심체(18)의 축방향(Q)(심체 축방향)을 따른 길이를 의미한다.

나선 피치(R2)란, 탄성층(20)에 있어서의 심체(18)의 축방향(Q)(심체 축방향)을 따른, 서로 이웃하는 탄성층(20)간의 길이를 의미한다.

또한, 탄성층(20)이란, 100Pa의 외력 인가에 의해 변형해도, 원래의 형상으로 복원하는 재료로 구성되는 층을 말한다.

또한, 탄성층(20)의 피복률(탄성층(20)의 나선폭(R1)/ [탄성층(20)의 나선폭(R1)+탄성층(20)의 나선 피치(R2)])로서는, 20% 이상 70% 이하를 들 수 있고, 바람직하게는 25% 이상 55% 이하이다.

상기 탄성층(20)의 피복률이 상기 범위이면, 상기 범위보다도 클 경우에 비해, 탄성층(20)이 대전 롤(10)에 접촉하는 시간이 길어지는 것에 기인하여 클리닝 롤(12)의 표면에 부착된 부착물이 대전 롤(10)에 재(再)오염되는 것이 억제된다. 또한 상기 범위보다도 작을 경우에 비해, 탄성층(20)의 두께(육후(肉厚))의 불균일이 적어, 대전 롤(10)의 청소 능력이 양호해진다.

탄성층(20)의 두께로서는, 예를 들면 0.5㎜보다 두껍고 4.0㎜보다 얇은 것이 바람직하고, 1.0㎜보다 두껍고 3.0㎜보다 얇은 것이 보다 바람직하며, 1.5㎜보다 두껍고 2.5㎜보다 얇은 것이 더욱 바람직하다.

탄성층(20)의 두께는, 나선폭방향에 걸쳐서 일정해도 되고, 탄성층(20)의 나선폭방향 중앙부에 있어서의 두께(Ta(㎜))와 탄성층(20)의 나선폭방향 양단부에 있어서의 두께(Tb(㎜))에서 차이가 나도 되지만, 하기 조건식 (A1) 및 (A2)를 충족시키는 것이 바람직하고, 하기 조건식 (B1) 및 (B2)를 충족시키는 것이 보다 바람직하며, 하기 조건식 (C1) 및 (C2)를 충족시키는 것이 더욱 바람직하다.

(바람직한 조건식)

?조건식 (A1) : 1 < Tb/Ta < 1.75

?조건식 (A2) : 0.5 < Ta < 4.0

(보다 바람직한 조건식)

?조건식 (B1) : 1 < Tb/Ta < 1.75

?조건식 (B2) : 0.5 < Ta < 4.0

(더욱 바람직한 조건식)

?조건식 (C1) : 1 < Tb/Ta < 1.75

?조건식 (C2) : 0.5 < Ta < 4.0

탄성층(20)의 두께가 상기 조건을 충족시킴으로써, 상기 조건을 충족시키지 않을 경우에 비해, 대전 롤(10)에 대한 클리닝성이 양호해진다. 그 이유는 확실하지는 않지만, 탄성층(20)의 나선폭 양단부가 나선폭 중앙부보다도, 클리닝 롤(12)의 외측으로 돌출한 상태가 되고, 그 돌출부가 적당한 반발력을 가짐으로써, 대전 롤(10)의 표면을 접촉마찰하는 힘이 작용하기 때문이라고 추측된다.

상기 탄성층(20)의 두께는, 예를 들면 다음과 같이 하여 측정한다.

레이저 측정기(미쯔토요사제 레이저 스캔 마이크로미터, 형식 : LSM6200)를 이용하여, 클리닝 롤(12)의 주(周)방향을 고정한 상태에서, 1㎜/s의 트래버스 속도로 클리닝 롤(12)의 길이 방향(심체(18)의 축방향)으로 스캔시켜 탄성층 두께(탄성층 육후)의 프로파일의 측정을 행한다. 그 후, 주방향 위치를 옮겨 같은 측정을 행한다(주방향 위치는 120°간격, 3개소). 이 프로파일을 기초로 탄성층(20)에 있어서의 두께의 산출을 행한다.

-대전 부재 청소 부재의 제조 방법-

클리닝 롤(12)의 제조 방법으로서는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 심체(18)의 외주면에 나선 형상으로 배치된 탄성층(20)을 형성하는 탄성층 형성 공정과, 탄성층(20)을 세정하는 세정 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다.

상기 세정 공정에 있어서 탄성층(20)을 세정하여, 탄성층(20) 중의 실리콘 오일의 함유량을 제어함으로써, 상기 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값이 용이하게 제어된다.

(탄성층 형성 공정)

탄성층 형성 공정으로서는, 예를 들면 다음의 방법을 들 수 있다.

1) 각주(角柱) 형상으로 성형된 탄성층용 부재(발포 폴리우레탄 등)를 준비하여, 탄성층용 부재에 드릴 등에 의해 심체(18)를 삽입하는 구멍을 형성하고, 계속하여, 외주 표면에 접착제를 도포한 심체(18)를 탄성층용 부재의 구멍에 삽입한 후, 탄성층용 부재에 대하여 절삭 가공을 시행하여 나선 형상의 탄성층(20)을 형성하여, 클리닝 롤(12)을 얻는 방법.

2) 금형(金型)에 의해 나선 형상으로 성형된 탄성층용 부재(발포 폴리우레탄 등)를 준비하여, 탄성층용 부재에 드릴 등에 의해 심체(18)를 삽입하는 구멍을 형성하고, 계속하여, 외주 표면에 접착제를 도포한 심체(18)를 탄성층용 부재의 구멍에 삽입하여, 클리닝 롤(12)을 얻는 방법.

3) 시트 형상의 탄성층용 부재(발포 폴리우레탄 시트 등)를 준비하여, 이것에 양면 테이프를 붙인 후, 천공해서 스트립(strip) 형상으로 형성한 탄성층(이하 단순히 「스트립」이라고 칭하는 경우가 있다)을 얻어, 이 스트립을 심체(18)에 감아붙여서 탄성층(20)을 형성하여, 클리닝 롤(12)을 얻는 방법.

이들 중에서도, 스트립을 심체(18)에 감아붙여서 탄성층(20)을 형성하여, 클리닝 롤(12)을 얻는 방법이 간편하고 좋다.

상기한 바와 같이, 스트립을 심체(18)에 감아붙일 때에 부여하는 장력(張力)으로서는, 예를 들면 스트립의 길이가 원래의 스트립의 길이에 대하여 0% 이상 5%의 신장이 되는 장력으로 하는 것이 좋고, 5% 정도의 신장이 되는 장력으로 하는 것이 보다 바람직하다.

(세정 공정)

세정 방법으로서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 표백제, 세제, 초환원수 등에 의해 세정하면 된다. 이들 중에서도, 실리콘 성분의 제거성 등의 관점에서, 표백제를 이용한 세정이 바람직하다. 표백제는, 화학 물질의 산화 반응, 환원 반응을 이용하여 색소를 분해하는 화합물로, 예를 들면 차아염소산나트륨 등의 염소계 표백제, 과산화수소, 과탄산나트륨 등의 산소계 표백제 등을 들 수 있다.

세정은, 예를 들면 10℃ 이상 60℃ 이하, 2시간 이상 100시간 이하의 조건으로, 침지, 분무 등에 의해 행하면 된다.

-대전 부재-

다음으로, 대전 부재인 대전 롤(10)의 설명을 하지만, 피대전체로서의 상 유지체를 대전하도록 미리 정한 대전 성능을 갖는 것이면, 이하의 구성으로 한정되는 것은 아니다.

대전 롤(10)은, 예를 들면 도전성 심체(14)와, 탄성층 또는 수지층을 포함하는 대전층(16)을 포함하여 구성된다. 대전층(16)은, 예를 들면 탄성층의 단층 구성으로 이루어지는 것이어도 되고, 몇 가지 기능을 가진 복수의 다른 층으로 이루어지는 적층 구성이어도 된다. 또한, 탄성층 위에 표면 처리를 행한 것이어도 된다. 여기에서 「도전성」이란, 20℃에서의 체적 저항률 : 1×10⁷Ω㎝ 이하인 것을 말한다. 이하 마찬가지이다.

도전성 심체(14)에 이용되는 재질로서는, 예를 들면 쾌삭강, 스테인리스강 등의 금속 등을 들 수 있고, 슬라이딩성 등의 용도에 따라 재질 및 표면 처리 방법 등을 적시 선택해도 된다. 방청 등의 관점에서, 도전성 심체(14)에 도금 처리해도 된다. 도전성 심체(14)의 재료가 도전성을 갖지 않는 재질인 경우, 예를 들면 도금 처리 등의 일반적인 처리에 의해 가공하여 도전화 처리를 행해도 되고, 그대로 사용해도 된다.

미리 정한 대전 성능을 얻기 위해, 탄성층을 도전성 탄성층으로 해도 된다. 도전성 탄성층으로서는, 예를 들면 탄성을 갖는 고무 등의 탄성재, 도전성 탄성층의 저항을 조정하는 카본 블랙이나 이온 도전제 등의 도전재, 그리고 필요에 따라 연화제, 가소제, 경화제, 가황제, 가황촉진제, 노화방지제, 실리카 및, 탄산칼슘 등의 충전제 등의 첨가제를 함유하여 구성된 것을 들 수 있다. 도전성 탄성층은, 예를 들면 상기 재료의 혼합물을, 도전성 심체(14)의 주면(周面)에 피복함으로써 형성된다. 저항값의 조정을 목적으로 한 도전제로서, 매트릭스재에 배합되는 카본 블랙이나 이온 도전제 등, 전자 및 이온 중 적어도 1개를 전하 캐리어로서 전기 전도하는 재료를 분산한 것 등을 이용해도 된다. 또한, 상기 탄성재는 발포체여도 상관없다.

도전성 탄성층을 구성하는 탄성재로서는, 예를 들면 고무재 중으로 도전제를 분산시킴으로써 형성된다. 고무재로서는, 예를 들면 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에피클로로히드린 고무, 부틸 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 니트릴 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 에피클로로히드린-에틸렌옥시드 공중합 고무, 에피클로로히드린-에틸렌옥시드-아릴글리시딜에테르 공중합 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 3원 공중합 고무(EPDM), 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 고무, 천연 고무 등 및, 이들의 혼합 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 에피클로로히드린-에틸렌옥시드 공중합 고무, 에피클로로히드린-에틸렌옥시드-아릴글리시딜에테르 공중합 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 고무 및, 이들의 혼합 고무가 바람직하게 이용된다. 이들의 고무재는 발포한 것이어도 무발포한 것이어도 된다.

도전제로서는, 예를 들면 전자 도전제나 이온 도전제가 이용된다. 전자 도전제의 예로서는, 예를 들면 케첸 블랙(Ketjen black), 아세틸렌 블랙(Acetylene black) 등의 카본 블랙; 열분해 카본, 그라파이트; 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인리스강 등의 각종 도전성 금속 또는 합금; 산화주석, 산화인듐, 산화티탄, 산화주석-산화안티몬 고용체(固溶體), 산화주석-산화인듐 고용체 등의 각종 도전성 금속 산화물; 절연 물질의 표면을 도전화 처리한 것; 등의 미분말을 들 수 있다. 또한, 이온 도전제의 예로서는, 예를 들면 테트라에틸암모늄, 라우릴트리메틸암모늄 등의 과염소산염, 염소산염 등; 리튬, 마그네슘 등의 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속의 과염소산염, 염소산염 등을 들 수 있다.

이들 도전제는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 또한, 그 첨가량은 특별히 제한은 없지만, 상기 전자 도전제의 경우는, 고무재 100 질량부에 대하여, 예를 들면 1 질량부 이상 60 질량부 이하의 범위를 들 수 있고, 한편, 상기 이온 도전제의 경우는, 고무재 100 질량부에 대하여, 예를 들면 0.1 질량부 이상 5.0 질량부 이하의 범위를 들 수 있다.

대전 롤(10)의 표면은, 토너 등의 이물에 의한 오염의 방지 등을 위해 표면층을 형성시켜도 된다. 표면층의 재료로서는, 수지 및 고무 등 중 어느 것을 이용해도 되고, 특별히 한정하는 것은 아니다. 수지 또는 고무로서는, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리이미드, 공중합 나일론, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리비닐부티랄, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 멜라민 수지, 불소 고무, 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있다.

이들 중 토너의 외첨제의 오염을 억제하는 등의 관점에서, 폴리불화비닐리덴, 4불화에틸렌 공중합체, 폴리에스테르, 폴리이미드, 공중합 나일론이 바람직하게 이용된다. 공중합 나일론은, 610 나일론, 11 나일론, 12 나일론 중 어느 1종 또는 복수종을 중합 단위로 하여 함유하는 것으로서, 이 공중합체에 함유되는 다른 중합 단위로서는, 6 나일론, 66 나일론 등을 들 수 있다. 여기에서, 610 나일론, 11 나일론, 12 나일론 등의 중합 단위가 공중합체 중에 함유되는 비율은, 질량비로 합해서 10% 이상인 것이 바람직하다.

상기 수지 또는 고무는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 되며, 수지와 고무를 혼합하여 이용해도 된다. 또한, 당해 수지 또는 고무의 수 평균 분자량은, 예를 들면 1,000 이상 100,000 이하의 범위인 것이 바람직하고, 10,000 이상 50,000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한 상기 표면층에는 도전성 재료를 함유시켜, 저항값을 조정해도 된다. 당해 도전성 재료로서는, 입경이 3㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 저항값의 조정을 목적으로 한 도전제로서는, 매트릭스재에 배합되는 카본 블랙이나 도전성 금속 산화물 입자, 또는 이온 도전제 등의, 전자 및 이온 중 적어도 1개를 전하 캐리어로 하여 전기 전도하는 재료를 분산한 것 등을 이용해도 된다.

도전제의 카본 블랙으로서, 구체적으로는, 예를 들면 데구사(Degussa)사제의 「스페셜 블랙 350」, 동(同) 「스페셜 블랙 100」, 동 「스페셜 블랙 250」, 동 「스페셜 블랙 75」, 동 「스페셜 블랙 4」, 동 「스페셜 블랙 4A」, 동 「스페셜 블랙 550」, 동 「스페셜 블랙 6」, 동 「컬러 블랙 FW200」, 동 「컬러 블랙 FW2」, 동 「컬러 블랙 FW2V」, 캐보트(Cabot)사제 「MONARCH 1000」, 캐보트사제 「MONARCH 1300」, 캐보트사제 「MONARCH 1400」, 동 「MOGUL-L」, 동 「REGAL 400R」 등의 pH 4.0 이하의 카본 블랙을 들 수 있다.

상기 저항값을 조정하기 위한 도전성 입자인 도전성 금속 산화물 입자로서는, 예를 들면 산화주석, 안티몬이 도프(dope)된 산화주석, 산화아연, 아나타제형 산화티탄, ITO 등의 도전성을 가진 입자를 들 수 있고, 전자를 전하 캐리어로 하는 도전제가 있으면 어느 것을 이용해도 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들은, 단독으로 이용해도 2종류 이상을 병용해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 효과를 저해하지 않는 한, 어느 입경이어도 되지만, 저항값 조정 및 강도 등의 점으로부터, 바람직하게는 산화주석, 안티몬 도프가 된 산화주석, 아나타제형 산화티탄이며, 보다 바람직하게는 산화주석, 안티몬 도프가 된 산화주석이다.

또한, 상기 표면층에는, 불소계 혹은 실리콘계의 수지를 이용하고, 특히, 불소 변성 아크릴레이트폴리머를 함유하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 표면층 중에 입자를 첨가해도 된다. 이에 따라, 표면층이 소수성(疎水性)이 되어 대전 롤(10)에의 이물의 부착이 방지되도록 작용한다. 또한, 알루미나나 실리카 등의 절연성의 입자를 첨가하여, 대전 롤의 표면에 요철을 부여하고, 감광체 드럼과의 접촉마찰시의 부담을 작게 하여 대전 롤과 상 유지체와의 상호의 내(耐)마모성을 향상시켜도 된다. 여기에서, 「절연성」이란 20℃에서의 체적 저항률 : 1×10¹³Ω㎝ 이상인 것을 말한다. 이하 마찬가지이다.

대전 롤(10)의 외경으로서는, 8㎜ 이상 16㎜ 이하가 바람직하다. 화상 형성 장치의 소형화의 관점에서 φ14㎜ 이하가 바람직하고, φ8㎜ 이하에서는 대전 롤 주면(周面) 1개소당 외첨제에 접촉하는 횟수가 증가하고, 또한 방전 횟수가 증가하므로, 대전 성능의 유지에 대하여 불리해질 경우가 있다. 또한, 외경의 측정 방법으로서는 시판되는 노기스나 레이저 방식 외경 측정 장치를 이용하여 측정하면 된다.

대전 롤(10)의 마이크로 경도(硬度)는 45° 이상 60° 이하가 바람직하다. 60°보다 단단해지면, 대전 부재 청소 부재를 부착한 경우여도 상 유지체와의 접촉성이 확보되기 어려워지기 때문에 화질 농도 얼룩이 발생할 경우가 있다. 45°보다 물러지면, 대전 부재 청소 부재가 없는 경우여도 상 유지체와의 접촉성이 확보된다. 그러나, 저(低)경도화로 하기 위해서는 가소제 첨가량을 증량하는 방법, 실리콘 고무 등의 저경도의 재료를 사용하는 방법 등을 생각할 수 있다. 전자의 경우, 가소제가 블리드(bleed)하여, 화질 열화 등의 문제를 일으켜 버릴 경우가 있고, 후자의 경우, 대폭의 비용 상승이 될 경우가 있다.

또한 대전 롤(10)의 마이크로 경도는 코분시케이키 가부시키가이샤제 MD-1형 경도계로 측정한 값을 이용하면 된다.

이상, 대전 장치의 일례로서 대전 롤에 대해서 설명했지만, 롤 형상의 대전 장치로 한정되지 않고, 예를 들면 브러쉬 형상, 벨트 형상, 블레이드 형상의 대전 장치를 이용해도 된다.

[프로세스 카트리지]

본 실시 형태에 따른 프로세스 카트리지는, 상 유지체와, 상기 상 유지체의 표면을 대전하는 상기 대전 장치를 구비한다.

본 실시 형태의 프로세스 카트리지는, 필요에 따라, 대전된 상 유지체의 표면에 잠상을 형성하는 잠상 형성 장치와, 상 유지체의 표면에 형성된 잠상을, 토너를 함유하는 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 장치와, 상 유지체의 표면에 형성된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 수단과, 전사 후의 상 유지체 표면을 청소하는 상 유지체 청소 수단으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 실시 형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례의 개략적인 구성을 도 4에 나타내고, 그 구성에 대해서 설명한다.

프로세스 카트리지(3)는, 정전 잠상이 형성되는 상 유지체로서의 감광체(전자 사진 감광체)(24)와, 감광체(24)의 표면을 접촉 대전하는 대전 부재로서의 원통 형상의 대전 롤(10)과, 대전 롤(10)에 접촉하여 대전 롤(10)의 표면을 청소하는 대전 부재 청소 부재로서의 클리닝 롤(12)과, 감광체(24)의 표면에 형성된 정전 잠상에 토너를 부착시켜 토너 상을 형성하는 현상 장치의 부재로서의 현상 롤(52)과, 감광체(24)의 표면에 접촉하여, 토너 상의 전사 후에 감광체(24)에 남은 토너 등을 청소하는 상 유지체 청소 장치의 부재로서의 클리닝 블레이드(56)가 일체로 지지되어 있고, 프로세스 카트리지(3)는 화상 형성 장치에 착탈 자재(自在)이다. 또한, 대전 롤(10)과 클리닝 롤(12)로 구성된 대전 장치는, 상기 실시 형태에 따른 대전 장치이다.

프로세스 카트리지(3)가 화상 형성 장치에 장착되었을 때에는, 감광체(24)의 주위에, 대전 롤(10), 레이저광 또는 원고의 반사광 등에 의해 감광체(24)의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 장치로서의 노광 장치(58), 현상 롤(52), 감광체(24) 표면의 토너 상을 피전사체인 기록 용지(62)에 전사 처리하는 전사 장치의 부재로서의 전사 롤(54), 클리닝 블레이드(56)가 이 순서로 배치되도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 대전 롤(10)의 표면에 있어서의 상기 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값은 상기의 범위 내이다. 또한, 도 4에서는, 다른 전자 사진 프로세스에 있어서 필요한 기능 유닛은, 그 기재를 생략하고 있다.

이하, 도 4에 나타내는 프로세스 카트리지(3)의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 감광체(24) 표면에 접촉된 대전 롤(10)에 대하여 전압을 전원(도시하지 않음)으로부터 급전함으로써, 감광체(24)의 표면을 대전한다. 이때 감광체(24)및 대전 롤(10)은 도 4의 화살표 방향으로 각각 회전한다.

대전 후, 감광체(24) 표면에 노광 장치(58)에 의해 화상 정보에 따른 화상광(노광)(60)이 조사(照射)되면, 조사된 부분은 전위가 저하된다. 화상광(60)은 화상의 흑/백 등에 따른 광량의 분포이기 때문에, 화상광(60)의 조사에 의해 감광체(24) 표면에 기록 화상에 대응하는 전위 분포, 즉 정전 잠상이 형성된다. 정전 잠상이 형성된 부분이, 현상 롤(52)을 통과하면, 그 전위의 고저에 따라 토너가 부착되어, 정전 잠상을 가시화한 토너 상이 형성된다.

토너 상이 형성된 부분에, 위치 맞춤 롤(도시하지 않음)에 의해 기록 용지(62)가 반송되어, 감광체(24) 표면의 토너 상과 기록 용지(62)가 겹친다. 이 토너 상이, 전사 롤(54)에 의해 기록 용지(62)에 전사된 후, 기록 용지(62)는 감광체(24)로부터 분리된다. 분리된 기록 용지(62)는 반송 경로를 통하여 반송되고, 정착 장치로서의 정착 유닛(도시하지 않음)에 의해, 가열 가압 정착된 후, 기(機) 외로 배출된다.

프로세스 카트리지(3)에 설치된 대전 롤(10)에는 클리닝 롤(12)이 설치되고, 전원으로부터 베어링(28)으로 전압이 인가되어, 클리닝 롤(12)이 대전 롤(10)과 전기적으로 동(同) 극성을 가짐으로써, 이물을 클리닝 롤(12) 및 대전 롤(10) 표면에 거의 축적시키지 않고 이행하여, 클리닝 블레이드(56)로 횟수시키기 때문에, 대전 부재에 부착된 토너 등의 이물을 장기에 걸쳐 제거한다.

이 때문에, 장기에 걸쳐 대전 롤(10)에 오염이 축적되기 어려워, 대전 성능이 유지된다.

감광체(24)는, 적어도 정전 잠상(정전하상)이 형성되는 기능을 갖는다. 전자 사진 감광체는, 예를 들면 원통 형상의 도전성의 기체(基體)의 외주면에, 필요에 따라 기초층과, 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과, 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층이 이 순서로 형성된 것이다. 전하 발생층과 전하 수송층의 적층 순서는 반대여도 된다. 이들은, 전하 발생 물질과 전하 수송 물질을 별개의 층(전하 발생층, 전하 수송층)에 함유시켜 적층한 적층형 감광체이지만, 전하 발생 물질과 전하 수송 물질과의 쌍방을 동일한 층에 함유하는 단층형 감광체여도 되고, 바람직하게는 적층형 감광체이다. 또한, 기초층과 감광층의 사이에 중간층을 갖고 있어도 된다. 또한, 감광층 위에 보호층을 가져도 된다. 또한, 유기 감광체에 한하지 않고 아몰퍼스(amorphous) 실리콘 감광막 등 다른 종류의 감광층을 사용한 감광체여도 된다.

노광 장치(58)로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면 감광체(24) 표면에, 반도체 레이저광, LED광, 액정 셔터광 등을 목적하는 모양으로 노광하는 레이저광학계, LED 어레이 등의 광학계 기기 등을 들 수 있다.

현상 장치는, 감광체(24) 위에 형성된 정전 잠상을, 정전하상 현상용 토너를 함유하는 일성분 현상제 혹은 이성분 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 기능을 갖는다. 상기 현상 장치로서는, 상술의 기능을 갖고 있는 한 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 선택하면 되고, 토너층이 감광체(24)에 접촉하는 방식의 것이어도, 접촉하지 않는 방식의 것이어도 된다. 현상 장치로서는, 예를 들면 도 4와 같이 정전하상 현상용 토너를 현상 롤(52)을 이용하여 감광체(24)에 부착시키는 기능을 갖는 현상기, 또는 브러쉬 등을 이용하여 토너를 감광체(24)에 부착시키는 기능을 갖는 현상기 등, 공지의 현상기 등을 들 수 있다.

전사 장치로서는, 토너 상을 종이 등에 직접 전사하는 방식의 것이어도 되고, 중간 전사체를 거쳐 전사하는 방식의 것이어도 된다. 도 4에 나타내는 기록 용지(62)에 토너 상을 직접 전사하는 방식으로서는, 예를 들면 도전성 또는 반(半)도전성의 롤 등을 이용한 전사 롤(54) 및 전사 롤 압압(押壓) 장치(도시하지 않음)를 이용한 방식을 들 수 있다. 또한 전사 장치로서, 예를 들면 기록 용지(62)의 이측(裏側)(감광체와 반대측)으로부터, 토너와는 역극성의 전하를 기록 용지(62)에 부여하고, 정전기력에 의해 토너 상을 기록 용지(62)에 전사하는 것을 이용해도 된다. 전사 롤(54)은, 대전해야 할 화상 영역폭, 전사 대전기의 형상, 개구폭, 프로세스 스피드(주속(周速)) 등에 의해 선택된다. 또한, 저(低)비용화의 관점에서, 전사 롤(54)로서 단층의 발포 롤을 이용해도 된다.

정착 장치로서의 정착 유닛으로서는, 예를 들면 기록 용지(62)에 전사된 토너 상을 가열, 가압, 또는 가열 가압에 의해 정착하는 것을 들 수 있고, 특별히 제한은 없다.

토너 상을 전사하는 피전사체인 기록 용지(62)로서는, 예를 들면 전자 사진 방식의 복사기, 프린터 등에 사용되는 보통지, OHP 시트 등을 들 수 있다. 정착 후에 있어서의 화상 표면의 표면 거칠기를 작게 하기 위해서는, 전사재의 표면의 표면 거칠기도 작은 것이 바람직하고, 예를 들면 보통지의 표면을 수지 등으로 코팅한 코팅지, 인쇄용의 아트지 등이 호적(好適)하게 사용된다.

[화상 형성 장치]

본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치는, 상 유지체와, 상 유지체의 표면을 대전시키는 상기 실시 형태의 대전 장치와, 대전된 상 유지체의 표면에 잠상을 형성하는 잠상 형성 장치와, 상 유지체의 표면에 형성된 잠상을, 토너를 함유하는 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 장치와, 상 유지체의 표면에 형성된 토너 상을 피전사체에 전사하는 전사 장치를 구비한다. 본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 필요에 따라, 전사 후의 상 유지체 표면을 청소하는 상 유지체 청소 장치와, 피 전사체에 전사된 토너 상을 피전사체에 정착시키는 정착 장치로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 구비하고 있어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치는, 상기 프로세스 카트리지를 사용하는 것이어도 된다.

본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 일례의 개략적인 구성을 도 5에 나타내고, 그 구성에 대해서 설명한다.

화상 형성 장치(5)는, 정전 잠상이 형성되는 상 유지체로서의 감광체(24)와, 감광체(24)의 표면을 접촉 대전하는 대전 부재로서의 원통 형상의 대전 롤(10)과, 대전 롤(10)에 접촉하여 대전 롤(10)의 표면을 청소하는 대전 부재 청소 부재로서의 클리닝 롤(12)과, 레이저광 혹은 원고의 반사광 등에 의해 감광체(24)의 표면에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 장치로서의 노광 장치(58)와, 감광체(24)의 표면에 형성된 정전 잠상에 토너를 부착시켜 토너 상을 형성하는 현상 장치의 부재로서의 현상 롤(52)과, 감광체(24) 표면의 토너 상을 피전사체인 기록 용지(62)에 전사 처리하는 전사 장치의 부재로서의 전사 롤(54)과, 감광체(24)의 표면에 접촉하여, 전사 후에 감광체(24)에 남은 토너 등을 청소하는 상 유지체 청소 장치의 부재로서의 클리닝 블레이드(56)를 구비한다. 또한, 대전 롤(10)과 클리닝 롤(12)로 구성된 대전 장치는, 상기 실시 형태에 따른 대전 장치이다.

화상 형성 장치(5)에 있어서, 감광체(24)의 주위에 대전 롤(10), 노광 장치(58), 현상 롤(52), 전사 롤(54), 클리닝 블레이드(56)가 이 순서로 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 대전 롤(10)의 표면에 있어서의 상기 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값은 상기 범위 내이다. 또한, 도 5에서는, 다른 전자 사진 프로세스에 있어서 필요한 기능 유닛은, 그 기재를 생략하고 있다. 화상 형성 장치(5)의 각 구성, 화상 형성시의 동작은 도 4의 프로세스 카트리지(3)와 같다. 또한 도 5에 있어서는, 베어링(28)에 전압을 인가하는 전원(63)이 도시되어 있다.

도 6에는 탠덤 방식의 컬러의 화상 형성 장치(5)를 나타낸다. 또한 도 7에는, 도 6의 화상 형성 장치(5)에 있어서의 대전 장치 주변부를 확대한 확대도를 나타낸다.

도 6 및 도 7에 나타내는 화상 형성 장치(5)에서는, 예를 들면 감광체(감광체 드럼)(24), 대전 롤(10), 클리닝 롤(12), 현상기(66Y) 및, 클리닝 블레이드 등을 포함하는 옐로(Yellow) 카트리지(64Y)가 구비되어 있다. 그리고 마찬가지로, 현상기(66Y) 대신 각각 현상기(66M, 66C, 또는 66K)를 이용한 마젠타(Magenta) 카트리지(64M), 시안(Cyan) 카트리지(64C) 및, 흑(黑) 카트리지(64K)가 구비되어 있다. 또한, 대전 롤(10)과 클리닝 롤(12)로 구성된 대전 장치는, 상기 실시 형태에 따른 대전 장치이다.

감광체(24)는, 예를 들면 표면에 감광체층이 피복된 직경이 25㎜의 도전성 원통체로 이루어지는 것이 이용되고, 도시하지 않은 모터에 의해, 약 150㎜/sec의 프로세스 스피드로 회전 구동된다.

감광체(24)의 표면은, 대전 롤(10)에 의해 미리 정한 전위로 대전된 후, 노광 장치(58)로부터 출사(出射)되는 레이저빔 등에 의해 화상 노광이 시행되어, 화상 정보에 따른 정전 잠상이 형성된다.

이 감광체(24) 위에 형성된 정전 잠상은, 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 흑(K)의 각 색의 현상기(66Y, 66M, 66C, 66K)에 의해 현상되어, 미리 정한 색의 토너 상이 된다.

예를 들면 컬러의 화상을 형성할 경우, 각 색의 감광체(24)의 표면에는, 대전, 노광, 현상의 각 공정이, 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 흑(K)의 각 색에 대응하여 행해져, 각 색의 감광체(24)의 표면에는, 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 흑(K)의 각 색에 대응한 토너 상이 형성된다.

감광체(24) 위에 순차적으로 형성되는 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 흑(K)의 각 색의 토너 상은, 감광체(24)의 외주에 용지 반송 벨트(68) 위를 반송되는 기록 용지(62)에 전사된다. 또한, 감광체(24) 위로부터 토너 상이 전사된 기록 용지(62)는, 정착 장치(70)에 반송되고, 이 정착 장치(70)에 의해 가열 및 가압되어 토너 상이 기록 용지(62) 위에 정착된다. 그 후, 편면(片面) 인쇄의 경우에는, 토너 상이 정착된 기록 용지(62)는, 배출 롤(72)에 의해 화상 형성 장치(5)의 상부에 설치된 배출부(74) 위에 그대로 배출된다.

한편, 양면 인쇄의 경우에는, 정착 장치(70)에 의해 제1면(표면)에 토너 상이 정착된 기록 용지(62)를, 배출 롤(72)에 의해 배출부(74) 위에 그대로 배출하지 않고, 배출 롤(72)에 의해 기록 용지(62)의 후단부를 협지(狹持)한 상태로, 배출 롤(72)을 역전시킴과 함께, 기록 용지(62)의 반송 경로를 양면용의 용지 반송로(76)로 전환하고, 이 양면용의 용지 반송로(76)에 배설(配設)된 반송 롤(78)에 의해, 기록 용지(62)의 표리를 반전시킨 상태로, 다시, 용지 반송 벨트(68) 위에 반송하여, 기록 용지(62)의 제2면(이면)에 감광체(24) 위로부터 토너 상을 전사한다. 그리고, 기록 용지(62)의 제2면(이면)의 토너 상을 정착 장치(70)에 의해 정착시켜, 기록 용지(62)를 배출부(74) 위에 배출한다.

또한, 토너 상의 전사 공정이 종료된 후의 감광체(24)의 표면은, 감광체(24)가 1회전 할 때마다, 감광체(24)의 상방에 배치된 클리닝 블레이드(56)에 의해, 잔류 토너나 지분(紙粉) 등이 제거되어, 다음의 화상 형성 공정에 구비하도록 되어 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 감광체(24)의 주위에는, 감광체(24)와 접촉하도록 대전 롤(10)이 배치되어 있다. 이 대전 롤(10)은 회전하도록 지지되어 있다. 대전 롤(10)의 감광체(24)와 반대측에는, 대전 롤(10)의 클리닝 롤(12)이 접촉해 있다. 클리닝 롤(12)은 회전하도록 지지되어 있다. 예를 들면 감광체(24)가 화살표 X 방향으로 회전할 때에, 대전 롤(10)이 화살표 Y 방향으로 회전하고, 클리닝 롤(12)이 화살표 Z 방향으로 회전한다. 또한 상술한 바와 같이, 미사용의 클리닝 롤(12)의 탄성층과 미사용의 대전 롤(10)이 1일 이상 접촉되어 있는 상태로, 대전 롤(10) 위의 접촉부 및 비접촉부의 X선 광전자 분광 분석으로 분석했을 때의 실리콘 농도가, 상기의 범위 내이다.

대전 롤(10)은 도전성 심체(14)의 양단에 미리 정한 하중(F)을 걸어서 감광체(24)에 밀어붙여지고, 대전층의 주면을 따라 탄성 변형하여 접촉부를 형성하고 있다. 또한, 클리닝 롤(12)은 심체(18)의 양단에 미리 정한 하중(F’)을 걸어서 대전 롤(10)에 밀어붙여지고, 탄성층이 대전 롤(10)의 주면을 따라 탄성 변형하여 접촉부를 형성함으로써, 대전 롤(10)의 휨을 억제하여, 대전 롤(10)과 감광체(24)의 축방향에 있어서의 접촉 불균일을 억제시키고 있다.

또한 본 실시 형태에 따른 화상 형성 장치는, 상기 구성에 한정되지 않고, 중간 전사 방식의 화상 형성 장치 등, 주지(周知)의 화상 형성 장치를 채용해도 된다.

(실시예)

이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(클리닝 롤 제작)

재료로서 폴리에테르폴리올을 이용하여 제조된, 실리콘계 정포제를 함유하는 발포 우레탄(품번 : EPM-70; 가부시키가이샤 이노악(INOAC)코퍼레이션사제; 평균 셀 지름; 0.4㎜)을 표백제로 하여 카오(Kao)사제 하이터(Haiter) 중에 담가, 25℃에서 24시간 방치했다. 그 후에, 이온 교환수로 세정한 후에, 두께 2㎜로 가공하고, 그 시트에 두께 0.2㎜의 양면 테이프를 붙여, 폭 6㎜, 길이 353㎜의 스트립이 되도록 잘라낸다. 이 스트립을 단붙이(段付) 금속 샤프트(외경 φ6, 전장(全長) 337㎜, 축받이부의 외경 φ4, 길이 6㎜의 샤프트를 사용. 발포 우레탄의 유효 길이는 320㎜)에, 감아붙임 각도 25°로, 시트 전장이 0% 내지 5% 정도 신장되도록 장력을 부여하면서 감아붙여서, 나선 형상으로 배치한 탄성층을 형성하여, 클리닝 롤을 제작했다.

또한, 얻어진 클리닝 롤에 있어서, 나선 형상의 탄성층에 있어서의 나선 각도(θ)는 25°, 나선폭(R1)은 23.7㎜, 나선 피치(R2)는 40.4㎜, 피복률은 59%, 나선폭방향 중앙부에 있어서의 두께(Ta)는 1.75㎜, 나선폭방향 양단부에 있어서의 두께(Tb)는 2.3㎜였다.

(대전 롤의 제작)

-탄성층의 형성-

하기 혼합물을 오픈 롤로 혼련(混練)하고, SUS416으로 이루어지는 직경 6㎜의 도전성 심체 표면에, 두께 3㎜가 되도록 원통 형상으로 피복하고, 내경 18.0㎜의 원통형의 금형에 넣어, 170℃에서 30분간 가황시키고, 금형으로부터 취출한 후, 연마하여, 원통 형상의 도전성 탄성층을 얻었다.

고무재(에피클로로히드린-에틸렌옥시드-아릴글리시딜에테르 공중합 고무, Gechron3106 : 니폰제온(Nippon Zeon)사제를 75 질량부 및, 니트릴 부타디엔 고무, N250S : JSR사제를 25 질량부) 100 질량부

도전제(염화벤질트리에틸암모늄 : 간토가가쿠사제) 0.9 질량부

도전제(케첸 블랙 EC : 라이온사제) 15 질량부

가황제(유황, 200 메쉬 : 츠루미가가쿠고교사제) 1 질량부

가황촉진제(녹쎌러 DM : 오우치신코가가쿠고교사제) 2.0 질량부

가황촉진제(녹쎌러 TT : 오우치신코가가쿠고교사제) 0.5 질량부

-표면층의 형성-

하기 혼합물을 비드밀로 분산하여 얻어진 분산액을 메탄올로 희석하고, 상기 도전성 탄성층의 표면에 침지 도포한 후, 140℃에서 15분간 가열 건조하고, 두께 10㎛의 표면층을 형성하여, 대전 롤을 얻었다.

고분자 재료 1(N-메톡시메틸화나일론, F30K : 나가세켐텍스사제) 100 질량부

고분자 재료 2(폴리비닐부티랄 수지, 에스레크 BL-1 : 세키스이가가쿠고교사제) 10 질량부

도전제(카본 블랙, 케첸 블랙 EC : 라이온사제) 20 질량부

다공질 충전제(폴리아미드 수지 입자, 2001UDNAT1 : 아케마사제) 30 질량부

촉매(인산 해리, 이소프로판올/이소부탄올 촉매, NACURE4167 : 킹인더스트리사제) 7 질량부

용제(메탄올) 900 질량부

얻어진 대전 롤의 외주면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)는 5㎛였다.

[실시예 2]

(대전 롤의 제작)

탄성층의 형성에 있어서 연마 조건을 변경하고, 대전 롤의 외주면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)를 17㎛로 한 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여 대전 롤을 작성했다.

또한, 클리닝 롤은 실시예 1에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[실시예 3]

(클리닝 롤의 제작)

표백제에 담그는 시간을 4시간으로 한 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여, 클리닝 롤을 제작했다.

또한, 대전 롤은 실시예 1에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[실시예 4]

대전 롤은 실시예 2에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용하고, 클리닝 롤은 실시예 3에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[실시예 5]

(클리닝 롤 제작)

표백제에 담그는 시간을 2시간으로 한 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여, 클리닝 롤을 제작했다.

[실시예 6]

대전 롤로서 실시예 2에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

또한, 클리닝 롤로서 실시예 5에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[비교예 1]

(클리닝 롤 제작)

표백제에 담그지 않고, 이온 교환수에서의 세정도 행하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여, 클리닝 롤을 제작했다.

[비교예 2]

또한, 클리닝 롤로서 비교예 1에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[실시예 7]

(대전 롤의 제작)

탄성층의 형성에 있어서 연마 조건을 변경하고, 대전 롤의 외주면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)를 4㎛로 한 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여 대전 롤을 제작했다.

또한, 클리닝 롤로서 실시예 3에서 얻어진 것과 동일한 것을 이용했다.

[실시예 8]

(대전 롤의 제작)

탄성층의 형성에 있어서 연마 조건을 변경하고, 대전 롤의 외주면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)를 18㎛로 한 것 이외는, 실시예 1과 같이 하여 대전 롤을 제작했다.

[비교예 3]

(클리닝 롤 제작)

재료로서, 실리콘계 정포제를 함유하는 발포 우레탄(품번 : RR26 : 가부시키가이샤 이노악코퍼레이션제 : 평균 셀 지름 : 0.8㎜)을 사용한 것 이외는, 비교예 1과 같이 하여 클리닝 롤을 제작했다.

[평가]

-클리닝성의 평가-

대전 롤 및 클리닝 롤이 부착되도록 개조한 컬러 복사기 DocuCentre Color400CP(후지제록스사제)용 프로세스 카트리지에, 실시예 및 비교예에서 제작한 클리닝 롤 및 대전 롤을 각각 장착했다. 프로세스 카트리지를 컬러 복사기 DocuCentre Color400CP(후지제록스사제)에 장착하고, A4지(후지제록스사제, C2지)로 10,000매의 인자(印字) 테스트를 행하고, 그 후, 하프톤 화질로 대전 롤의 클리닝 얼룩에 의한 농도 얼룩(클리닝성 평가)을 이하의 기준으로 평가했다.

[농도 얼룩(클리닝성 평가)의 평가 기준]

◎ : 화질상의 농도 얼룩 전혀 발생하지 않음

○ : 화질상의 농도 얼룩이 거의 발생하지 않음

△ : 화질상의 농도 얼룩이 발생하지만, 허용 레벨

× : 화질상의 농도 얼룩이 발생하고, 허용할 수 없는 레벨

실시예 및 비교예에 있어서, 상기 방법에 의해 얻어진 24시간 접촉 후의 실리콘 농도의 최대값(원자%), 대전 롤 외주면의 십점 평균 거칠기(㎛) 및, 클리닝 롤의 탄성층의 평균 셀 지름(㎜)에 대해서 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 상기 평가의 결과에 대해서도 아울러 표 1에 나타낸다.

[표 1]

상기 결과로부터, 실시예에 있어서는, 비교예에 비해 농도 얼룩의 발생이 억제되어, 대전 롤에 대한 클리닝성이 유지되고 있는 것을 알 수 있다.

1 : 대전 장치
3 : 프로세스 카트리지
5 : 화상 형성 장치
10 : 대전 롤(대전 부재)
12 : 클리닝 롤(대전 부재 청소 부재)
18 : 심체
20 : 탄성층
24 : 감광체(상 유지체)
52, 66Y, 66M, 66C, 66K : 현상 롤(현상 장치)
54 : 전사 롤(전사 장치)
58 : 노광 장치(잠상 형성 장치)
62 : 기록 용지(피전사체)

Claims

대전 부재와,
심체(芯體)와 실리콘 오일을 함유하여 상기 심체의 외주면(外周面)에 나선 형상으로 배치된 탄성층을 갖는 대전 부재 청소 부재를 구비하고,
초기 상태에서의 상기 대전 부재 청소 부재의 상기 탄성층과 초기 상태에서의 상기 대전 부재를 24시간 접촉시킨 후에, 상기 대전 부재의 표면을 X선 광전자 분광 분석에 의해 분석하여 얻어진, 전(全) 원자에 대한 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 중, 상기 탄성층과 접촉하고 있었던 영역인 접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량 및, 상기 탄성층과 접촉하고 있지 않았던 영역인 비(非)접촉부에 있어서의 상기 실록산 골격을 구성하는 Si 원자의 함유량의 최대값이 6 원자% 이하인 대전 장치.
제1항에 있어서,
상기 대전 부재의 상기 표면에 있어서의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 5㎛ 이상 17㎛ 이하이며,
상기 탄성층은, 평균 셀 지름이 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 발포체(發泡體)인 대전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄성층은, 발포 우레탄 수지를 함유하여 구성된 대전 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성층은, 폴리에테르 폴리우레탄을 함유하여 구성된 대전 장치.
심체의 외주면에 나선 형상으로 배치된 탄성층을 형성하는 탄성층 형성 공정과, 상기 탄성층을 세정하는 세정 공정을 포함하는 대전 부재 청소 부재 제조 공정을 갖는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치의 제조 방법.
상 유지체와,
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치를 구비한 프로세스 카트리지.
상 유지체와,
상기 상 유지체의 표면을 대전하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 대전 장치와,
대전된 상기 상 유지체의 표면에 잠상(潛像)을 형성하는 잠상 형성 장치와,
상기 상 유지체의 표면에 형성된 상기 잠상을, 토너를 함유하는 현상제에 의해 현상하여 토너 상을 형성하는 현상 장치와,
상기 상 유지체의 표면에 형성된 상기 토너 상을 피(被)전사체에 전사하는 전사 장치를 구비하는 화상 형성 장치.