JP5641885B2 - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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Description
ゴム弾性層を導電性とするために、ゴム材料として、エピクロルヒドリンゴムやNBR等の極性ゴムを用いる場合がある。これらのゴム材料は、ゴム弾性層の電気抵抗の制御が容易であるという利点がある。
その一方で、上記したような極性ゴムは非極性ゴムと比較して吸水性が大きい傾向にある。そのため、これらゴム材料を用いて形成されたゴム弾性層を有する帯電部材は、高温高湿下と低温低湿下とで、ゴム弾性層の電気抵抗値が変化することがある。また、ゴム弾性層の吸水によって感光体との間のニップ幅が変化することがある。これらの現象の発生により、帯電部材の帯電性能が環境に応じて変化し、その結果として、両環境で出力された電子写真画像の間に濃度差が生じたり、電子写真画像にスジ状の欠陥が発生する場合があった。これらの技術課題を改善する提案は、特許文献1及び2等に記載されている。
そこで、本発明は、電子写真装置の帯電部材において、多様な環境下で安定して高品位な電子写真画像を与え得る帯電部材を提供することを目的とする。
また、本発明は、多様な環境下で安定して高品位な電子写真画像を形成可能なプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。
Gは、下記式2で示す構造である。)
R5は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
Xは、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、下記式5で表わされる基及び下記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。)
Z2は炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および上記式9、式10、式11で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。
R19、R20、R22及びR23は各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。R21は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
X2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、上記式5および上記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。
上記式3においてXが式25である場合、式25で表わされる基の繰り返しの数は1以上10以下であり、かつ、最末端を構成している式25中のX2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基または上記式5で示す基である。)
また、本発明によれば、上記の帯電部材が被帯電体と少なくとも一体化され、電子写真装置本体に着脱自在に構成されているプロセスカートリッジが提供される。
さらにまた、本発明によれば、上記のプロセスカートリッジ、露光装置及び現像装置を有する電子写真装置が提供される。
本発明の帯電部材は、導電性基体と、導電性のゴム弾性層と、表面層とを有し、被帯電体を帯電するものである。
該ゴム弾性層は、ゴムおよび下記式1で示すユニットを有する化合物を含有する。
Gは、下記式2で示す構造である。)
R5は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
Xは、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、下記式5で表わされる基及び下記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。)
Z2は炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および上記式9、式10、式11で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。
R19、R20、R22及びR23は各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。R21は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
X2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、上記式5および上記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。
上記式3においてXが式25である場合、式25で表わされる基の繰り返しの数は1以上10以下であり、かつ、最末端を構成している式25中のX2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基または上記式5で示す基である。)
JIS B0601−2001表面粗さの規格に準じて測定し、表面粗さ測定器「SE−3400」(商品名、株式会社小坂研究所製)を用いて行う。Rzjisは、帯電部材を無作為に6箇所測定し、その平均値である。また、Rsmは、帯電ローラ表面の任意の6箇所について、各々10点の凹凸間隔を測定し、その平均値を各測定箇所のRsmとし、それらの平均値を帯電ローラのRsmとする。RzjisおよびRsmを制御するためには、後述する各層、特に表面層に粗し粒子を添加すればよい。
本発明の帯電部材に用いられる導電性基体は、導電性を有し、該基体上に設けられる表面層やゴム弾性層等を支持する機能を有するものである。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金が挙げられる。
本発明に係るゴム弾性層は、マトリクスとしてのゴムと、前記式1で示すユニットを有する化合物(シロキサンデンドリマー)とを含む。
前記式1で示されるR1は、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等が挙げられる。
前記式2で示すAは、炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および下記式6、7または8で示される構造のうちの少なくとも1つである。
本構造とすることにより、化合物の安定性を更に高めることが可能になる。
R5は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
Z2は炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および上記式9、式10、式11で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。
R19、R20、R22及びR23は各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。R21は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、上記式29または上記式30で示される基である。
X2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、上記式5および上記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。
上記式3においてXが式25である場合、式25で表わされる基の繰り返しの数は1以上10以下であり、かつ、最末端を構成している式25中のX2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基または上記式5で示す基である。
ここで、式(3)において、k=0であって、Xが式(25)であり、かつ、式(25)で表わされる基の繰り返しの数が1であるときの式(3)の構造を図8(a)に示す。また、当該繰り返しの数が3であるときの式(3)の構造を図8(b)に示す。
Jは、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、下記式26、下記式27、または下記式28で示される基である。
ビニル基を有する化合物としては、ラジカル重合性のビニル基を有しており、その種類等は以下のものが挙げられる。
ゴム弾性層の体積抵抗率は、イオン導電剤、電子導電剤等の導電剤により調整することができる。
また、これらの導電剤を単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
本発明の帯電部材に用いられる表面層に使用するバインダーとしては、公知のバインダーを採用できる。その際、感光体やその他の部材を汚染せず離型性が高いという観点から、樹脂を用いることが好ましい。
導電剤及び絶縁性粒子等の平均粒子径は、以下のようにして算出する。各層のある任意の点を500μmにわたって、20nmずつ集束イオンビーム「FB−2000C」(商品名、株式会社日立製作所製)にて切り出し、その断面画像を撮影する。そして同じ粒子を撮影した画像を、20nm間隔で組み合わせ、立体的な粒子形状を算出する。この作業を、各層の任意の100点で行う。粒子の平均粒径は、上記で得られた立体的粒子形状から、投影面積を算出し、得られた面積の円相当径を計算する。この円相当径から体積平均粒径を求め、それを平均粒子径とする。
本発明に従う画像形成装置の概略構成を図6に示す。
画像形成装置は、感光体、感光体を帯電する帯電装置、露光を行う潜像形成装置、トナー像に現像する現像装置、転写材に転写する転写装置、感光体上の転写トナーを回収するクリーニング装置、トナー像を定着する定着装置などから構成される。
感光体4は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。感光体は矢示の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
帯電装置は、感光体に所定の押圧力で当接されることにより接触配置される接触式の帯電ローラ5を有している。帯電ローラ5は、感光体回転に従い回転する従動回転であり、帯電用電源から所定の直流電圧を印加することにより、感光体を所定の電位に帯電する。
感光体に静電潜像を形成する潜像形成装置11は、例えばレーザービームスキャナーなどの露光装置が用いられる。一様に帯電された感光体に画像情報に対応した露光を行うことにより、静電潜像が形成される。
現像装置は、感光体に近接または接触して配設される接触式の現像ローラ6を有する。感光体帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーを反転現像により、静電潜像をトナー像に可視化現像する。
転写装置は、接触式の転写ローラ8を有する。感光体からトナー像を普通紙などの転写
材(転写材は、搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。)に転写する。
クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材10、回収容器を有し、転写した後、感光体上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。
ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を取り除くことも可能である。
定着装置は、加熱されたロール等で構成され、転写されたトナー像を定着し、機外に排出する。
感光体、帯電装置、現像装置、及び、クリーニング装置などを一体化し、画像形成装置に着脱可能に設計されたプロセスカートリッジ(図7)を用いることもできる。
攪拌機、冷却器および温度計を備えたガラス製の1リットルフラスコに、溶媒として、エタノール300質量部を投入した。攪拌下、温度を80℃に保ち、窒素ガスを通しながら、平均分子式15で示す化合物100質量部、スチレン5質量部、メチルメタクリレート15質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)1.0質量部の混合物を1時間かけて滴下した。さらに、80℃で6時間重合反応を行った。エタノールの一部を減圧除去した後、残った溶液を多量のメタノール中に投入して、攪拌、静置し沈殿物を得た。沈殿物を減圧乾燥し、化合物1を得た。
滴下する混合物を、平均分子式16で示す化合物250質量部、スチレン100質量部、メチルメタクリレート100質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物2を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物200質量部、メチルメタクリレート18質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物3を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物25質量部、メチルメタクリレート20質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物4を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物60質量部、メチルメタクリレート2質量部、スチレン2質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外。また、重合時間を10時間とした。それ以外は製造例1と同様にして、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物5を得た。
滴下する混合物を、平均分子式17で示す化合物100質量部、メチルメタクリレート10質量部、スチレン5質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物6を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物100質量部、メチルメタクリレート1質量部、スチレン1質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した。また、重合時間を10時間とした。それ以外は製造例1と同様にして、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物7を得た。
滴下する混合物を、平均分子式16で示す化合物50質量部、メチルメタクリレート9質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物8を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物40質量部、メチルメタクリレート0.2質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した。また、重合時間を10時間とした。それ以外は製造例1と同様にして、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物9を得た。
滴下する混合物を、平均分子式16で示す化合物50質量部、メチルメタクリレート2質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物10を得た。
滴下する混合物を、平均分子式15で示す化合物60質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した。また、重合時間を10時間とした。それ以外は製造例1と同様にして、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物11を得た。
滴下する混合物を、平均分子式16で示す化合物70質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物12を得た。
滴下する混合物を、平均分子式18で示す化合物150質量部、メチルメタクリレート25質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)1.0質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物13を得た。
滴下する混合物を、平均分子式19で示す化合物100質量部、メチルメタクリレート25質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)1.0質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物14を得た。
滴下する混合物を、平均分子式20で示す化合物120質量部、メチルメタクリレート20質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物15を得た。
滴下する混合物を、平均分子式21で示す化合物250質量部、メチルメタクリレート20質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物16を得た。
滴下する混合物を、平均分子式18で示す化合物70質量部、メチルメタクリレート15質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物17を得た。
滴下する混合物を、平均分子式21で示す化合物300質量部、メチルメタクリレート10質量部、スチレン5質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物18を得た。
滴下する混合物を、平均分子式22で示す化合物160質量部、メチルメタクリレート4質量部、スチレン5質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物19を得た。
滴下する混合物を、平均分子式21で示す化合物25質量部、メチルメタクリレート4質量部、スチレン4質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物20を得た。
滴下する混合物を、平均分子式18で示す化合物50質量部、メチルメタクリレート2質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物21を得た。
滴下する混合物を、平均分子式18で示す化合物5質量部、メチルメタクリレート2質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物22を得た。
滴下する混合物を、平均分子式23で示す化合物100質量部、メチルメタクリレート1質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物23を得た。
滴下する混合物を、平均分子式18で示す化合物100質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物24を得た。
滴下する混合物を、平均分子式21で示す化合物100質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様に、重合反応を行った。反応後、メタノールに投入することなく、150℃、10mmHgで減圧乾燥することにより、化合物25を得た。
滴下する混合物を、平均分子式24で示す化合物100質量部、メチルメタクリレートを100質量部、ブチルアクリレートを100質量部、ラジカル重合開始剤(α,α’−アゾビスイソブチロニトリル)0.3質量部に変更した以外は、製造例1と同様にして化合物を作製した。
シリカ粒子(平均粒子径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7.0kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン140gを、エッジランナーを稼動させながら添加し、588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は22rpmであった。
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒径15nm、縦:横=3:1、体積抵抗率2.3×1010Ω・cm)1Kgに、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110g及び溶媒としてトルエン3Kgを配合してスラリーを調製した。
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製棒に、カーボンブラックを4%含有させた熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
ゴム弾性層用のコンパウンドとしては、50℃に調節した密閉型ミキサーにて下記材料を10分間混練し調製した。
エピクロルヒドリンゴム
(EO−EP−AGE三元共化合物、EO/EP/AGE=73mol%/23mol%/4mol%) 100質量部
炭酸カルシウム 60質量部
脂肪族ポリエステル系可塑剤 10質量部
化合物1 10質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
2−メルカプトベンズイミダゾール 0.5質量部
酸化亜鉛 2質量部
四級アンモニウム塩 2質量部
カーボンブラック(平均粒径:100nm、体積抵抗率:0.1Ω・cm) 5質量部
これに、加硫剤として硫黄0.8質量部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルスルフィド(DM)1質量部及びテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)0.5質量部を添加した。その後、20℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練して、ゴム弾性層用コンパウンドを得た。
上記導電性基体とともに、ゴム弾性層用コンパウンドをクロスヘッド付き押出成型機にて押し出し、外径が約9mmのローラ形状になるように成型した。次いで、電気オーブンを用いて160℃で1時間加熱し、加硫及び接着剤の硬化を行った。ゴムの両端部を突っ切り、ゴム長さを228mmとした後、外径が8.5mmのローラ形状になるように表面の研磨加工を行って、ゴム弾性層を有するローラを得た。なお、このローラのクラウン量(中央部と、中央部から90mm離れた位置の外径の差)は120μmであった。
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が14質量%となるように調整した。
この溶液714.3質量部(アクリルポリオール固形分100質量部)に対し下記成分を加え、混合溶液を調整した。
複合導電性微粒子(製造例27で作製) 45質量部
表面処理酸化チタン粒子(製造例28で作製) 20質量部
変性ジメチルシリコーンオイル(*1) 0.08質量部
ブロックイソシアネート混合物(*2) 80.14質量部
このとき、ブロックイソシアネート混合物は、イソシアネート量としては「NCO/OH=1.0」となる量であった。
(*1)変性ジメチルシリコーンオイル「SH28PA」(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製)
(*2)ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3混合物。
内容積450mLのガラス瓶に上記混合溶液200gを、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gと共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散した。
次いで、平均粒子径が10μmのアクリル粒子を10質量部添加した。その後1時間分散し、ガラスビーズを除去して表面層用塗布溶液を得た。
作製した表面層用塗布溶液を用いて、上記のゴム弾性層を有するローラに1回ディッピング塗布した。常温で30分間以上風乾した後、熱風循環乾燥機にて80℃で1時間、更に160℃で1時間乾燥して、弾性層上に表面層を形成した帯電ローラ1を得た。
ここで、ディッピング塗布は以下の通りである。浸漬時間9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度20mm/s、最終速度2mm/s、その間は時間に対して直線的に速度を変化させて行った。
図6に示す構成を有する電子写真装置として、キヤノン株式会社製カラーレーザープリンタ(LBP5400)を記録メディアの出力スピード150mm/sec(A4縦出力)に改造して用いた。画像の解像度は600dpi、1次帯電の出力は直流電圧−1100Vである。
図7に示す構成を有するプロセスカートリッジとして、上記プリンター用のプロセスカートリッジを準備した(ブラック用)。
スジ状画像については、以下の通りに評価を実施した。
帯電ローラ1を、40℃95RH%環境下に1ヶ月間放置した。その後、準備したプロセスカートリッジから付属の帯電ローラを取り外し、放置後の帯電ローラ1をセットした。
そして、15℃/10RH%の環境(環境1)において耐久試験を行った。具体的には、印字濃度5%画像(感光体の回転方向と垂直方向に幅2ドット、間隔50ドットの横線を描くような画像)を連続複数枚印字する耐久試験を行い、初期の画像及び2万枚出力後の画像について、スジ状の画像を評価した。評価用画像としてはハーフトーン画像(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くような画像)を出力した。評価結果を表1に示す。ここで、評価の基準は以下の通りである。
ランク4:スジ状画像の発生は認められない。
ランク3:ごく軽微なスジ状画像が認められるが、ほとんど確認できないレベルである。
ランク2:一部にスジ状画像が確認できるが、実用上問題のない画質である。
ランク1:スジ状画像が目立ち、画質が低下している。
帯電ローラ1について、40℃95RH%環境下に1ヶ月間放置したもの(帯電ローラ1−A)と放置していないもの(帯電ローラ1−B)を準備した。その後、プロセスカートリッジから付属の帯電ローラを取り外し、帯電ローラ1―Aと1−Bをそれぞれセットした。
そして、帯電ローラ1−Aについては30℃/80RH%の環境(環境2)で、帯電ローラ1−Bについては環境1において、それぞれ耐久試験を行わずに評価用画像を出力し、画像の濃度の差を評価した。評価用画像としては、ハーフトーン画像を出力した。評価結果を表1に示す。ここで、評価の基準は以下の通りである。
ランク4:環境1、環境2で出力した画像を見比べた際、両者の画像濃度の差は認められない。
ランク3:わずかに濃度の差が認められるが、ほとんど確認できないレベルである。
ランク2:濃度の差が確認できるが、実用上問題はない。
ランク1:濃度の差が著しく目立っている。
実施例1において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ2〜6を作製した。作製した帯電ローラ2〜6について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例1において、ゴム弾性層用の原料コンパウンドを下記の様に変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ7を作製した。作製した帯電ローラ7について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
エピクロルヒドリンゴム
(EO−EP−AGE三元共化合物、EO/EP/AGE=73mol%/23mol%/4mol%) 100質量部
炭酸カルシウム 60質量部
脂肪族ポリエステル系可塑剤 10質量部
化合物1 10質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
2−メルカプトベンズイミダゾール 0.5質量部
酸化亜鉛 2質量部
カーボンブラック(平均粒径:100nm、体積抵抗率:0.1Ω・cm) 5質量部
実施例7において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例7と同様にして帯電ローラ8〜12を作製した。作製した帯電ローラ8〜12について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例1において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ13〜16を作製した。作製した帯電ローラ13〜16について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製棒に、カーボンブラックを4%含有させた熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
ゴム弾性層用のコンパウンドとしては、50℃に調節した密閉型ミキサーにて下記材料を15分間混練し調製した。
アクリロニトリルブタジエンゴム 100質量部
化合物1 10質量部
カーボンブラック 48質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
酸化亜鉛 5質量部
炭酸カルシウム 20質量部
これに、加硫剤として硫黄1.2質量部、及び下流促進剤としてテトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)4.5質量部を添加し、20℃に冷却した二本ロール機にて15分間混練して、ゴム弾性層用コンパウンドを得た。
実施例17において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例17と同様にして帯電ローラ18〜22を作製した。作製した帯電ローラ18〜22について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例7において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例7と同様にして帯電ローラ23〜26を作製した。作製した帯電ローラ23〜26について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例1において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ27を作製した。作製した帯電ローラ27について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例7において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例7と同様にして帯電ローラ28を作製した。作製した帯電ローラ28について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例17において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例17と同様にして帯電ローラ29〜38を作製した。作製した帯電ローラ29〜38について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例38において、ゴム弾性層に添加させる化合物の添加量を1.5質量部に変更した以外は、実施例38と同様にして帯電ローラ39を作製した。作製した帯電ローラ39について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
実施例17において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例17と同様にして帯電ローラ40〜48を作製した。作製した帯電ローラ40〜48について評価した。結果を表1に示す。
実施例3において、表面層用塗布溶液を以下のように変更した。まず、ポリビニルブチラールにエタノールを加え、固形分が20質量%となるように調整した。
次に、この溶液500質量部(ポリビニルブチラール固形分100質量部)に対して、下記成分を加え、混合溶液を調整した。
カーボンブラック「#52」(三菱化学社製) 50質量部
変性ジメチルシリコーンオイル*1 0.08質量部
(*1)変性ジメチルシリコーンオイル「SH28PA」(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製)
内容積450mLのガラス瓶に上記混合溶液190.4gを、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gと共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散した。次いで、平均粒子径が10μmのアクリル粒子を10質量部添加した。その後1時間分散し、ガラスビーズを除去して表面層用塗布溶液を得た。
得られた表面層用塗布溶液を用いて、実施例3と同様の方法で帯電ローラ49を作製した。作製した帯電ローラ49について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製棒に、カーボンブラックを4%含有させた熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
ゴム弾性層用のコンパウンドとしては、50℃に調節した密閉型ミキサーにて下記材料を15分間混練し調製した。
EPDM 100質量部
化合物3 10質量部
カーボンブラック 48質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
酸化亜鉛 5質量部
炭酸カルシウム 20質量部
脂肪族ポリエステル系可塑剤 50質量部
これに、加硫剤として硫黄3.0質量部、及び下流促進剤としてテトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)4.5質量部を添加し、20℃に冷却した二本ロール機にて15分間混練して、ゴム弾性層用コンパウンドを得た。
化合物3を添加しないこと以外は、実施例49と同様にして帯電ローラ51を作製した。作製した帯電ローラ51について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。比較例1では、スジ状画像のランクは初期では4であったが、2万枚後には1であった。また、画像の濃度差のランクは1であり、画質の低下が認められた。
実施例1において、ゴム弾性層に添加させる化合物の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ52を作製した。作製した帯電ローラ52について実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。比較例2では、スジ状画像のランクは初期では4であったが、2万枚後には1であった。また、画像の濃度差のランクは1であり、画質の低下が認められた。
2 弾性層
3 表面層
4 電子写真感光体
5 帯電部材(帯電ローラ)
6 現像ローラ
7 印刷メディア
8 転写ローラ
9 定着部
10 クリーニングブレード
11 露光
12 帯電前露光装置
13 弾性規制ブレード
14 トナー供給ローラ
18、19、20、34 電源
30 トナーシール
32 円柱形金属
33 軸受け
35 電流計
Claims (8)
- 導電性基体と、導電性のゴム弾性層と、表面層とを有する帯電部材において、
該ゴム弾性層が、ゴムおよび下記式1で示すユニットを有する化合物を含有することを特徴とする帯電部材。
(R1は水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基である。Gは下記式2で示す構造である。)
(式2中、Aは炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基及び下記式6から式8で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。aは0または1である。E1、E2及びE3は各々独立に下記式3で表わされる基を示す。)
(式6から式8中、R8、R9及びR11は各々独立に、炭素原子数1以上10以下のアルキレン基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基である。式8中、R10は炭素原子数1以上10以下のアルキル基、炭素原子数1以上10以下のアルコキシル基、炭素原子数6以上20以下のアリール基、炭素原子数7以上20以下のアラルキル基、アリル基またはハロゲン原子である。dは0以上4以下の整数である。eは0または1である。)
(式3中、kは0または1である。hは0以上3以下の整数である。Z1は炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および下記式9から式11で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。R3、R4、R6及びR7は各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。
R5は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
Xは、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、下記式5で表わされる基及び下記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。)
(式9から式11中、R12、R13およびR14は各々独立に、炭素原子数1以上10以下のアルキレン基またはメチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基である。pは0以上3以下の整数である。)
(式5中、R15は炭素原子数1以上6以下のアルキレン基である。)
(式25中、rは0または1であり、sは0以上3以下の整数である。
Z2は炭素原子数2以上10以下のアルキレン基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニレン基および上記式9、式10、式11で表わされる2価の基からなる群から選ばれる基を示す。
R19、R20、R22及びR23は各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。R21は炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェノキシ基、下記式29または下記式30で示される基である。
X2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基、上記式5および上記式25で表わされる基からなる群から選ばれる基である。
上記式3においてXが式25である場合、式25で表わされる基の繰り返しの数は1以上10以下であり、かつ、最末端を構成している式25中のX2は、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、アリル基、ビニル基または上記式5で示す基である。)
(式29中、R24は、炭素原子数1以上6以下のアルキレン基である。)
(式30中、R25、R26およびR27は、各々独立に炭素原子数1以上5以下のアルキル基またはメチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基を示す。) - 前記化合物が、前記式3中のhが0であり、且つ、Xが前記式25で表わされる基であって、式25で表わされる基の繰り返しの数が1以上3以下であり、式25中のrが0である請求項1に記載の帯電部材。
- 前記化合物が更に下記式4で示すユニットを有する請求項1又は2に記載の帯電部材。
(式4中、R2は、水素原子または炭素原子数1以上4以下のアルキル基である。Jは、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、メチル基およびエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、下記式26、下記式27、または下記式28で示される基である。)
(式26〜式27中、R16及びR17は各々独立に炭素原子数1以上6以下のアルキル基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基、及び前記式28で表わされる基からなる群から選ばれる基を示す。式28中、R18は炭素原子数1以上4以下のアルキル基、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも一方で置換されていてもよいフェニル基である。tは1以上3以下の整数である。) - 前記ゴム弾性層が、エピクロルヒドリンゴムを含有する請求項1〜3の何れか一項に記載の帯電部材。
- 前記ゴム弾性層が4級アンモニウム塩を含有する請求項1〜4の何れか一項に記載の帯電部材。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の帯電部材が感光体と一体化され、電子写真装置の本体に着脱自在に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項6に記載のプロセスカートリッジ、露光装置及び現像装置を有することを特徴とする電子写真装置。
- 帯電部材に直流電圧のみを印加して、被帯電体を帯電することを特徴とする請求項7に記載の電子写真装置。
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