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図面 (10)

課題

弾性層の表面における体積抵抗率を高め、感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した時に、接触表面での放電による不具合を防止すると共に、層間の剥がれや層間放電により寿命低下を防止する。

解決手段

基体2上に形成され、発泡体中に導電性導電剤4を分散させてなる導電性弾性層3において、上記導電性弾性層中の導電性導電剤4の分布が、上記導電性弾性層3の表面側から基体2側に向けて連続傾斜するように増加させる。

概要

背景

電子写真法を適用した画像形成装置では、感光体表面を帯電させる帯電工程や感光体表面に形成されたトナー像記録媒体転写する転写工程において、従来、金属ワイヤー高電圧印加し、発生するコロナにより感光体を帯電させたり、トナー像を転写させたりしている。しかし、このコロナチャージ方式ではコロナ発生時にオゾンやNOx 等のコロナ生成物を発生させる。このコロナ生成物は感光体の表面を変質させるため、画像白抜けや黒スジが生じる等の画像品質上の問題が生じたり、さらには、オフィス環境の点においても問題があった。

そこで、オゾンやNOx 等のコロナ生成物を発生させない方式として、導電性部材を感光体などに接触させて帯電および転写させる方式が提案されている。上記導電性部材を構成する手段として、使用手段により求められる体積抵抗率は異なるが、基体弾性層のみから構成される単層導電性部材、基体と複数の体積抵抗率を有する弾性層から構成される多層導電性部材、または特開平1−142569号公報に基体と弾性層と比較的高抵抗な層とから構成される機能分離型多層導電性部材などが提案されている。

概要

弾性層の表面における体積抵抗率を高め、感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した時に、接触表面での放電による不具合を防止すると共に、層間の剥がれや層間放電により寿命低下を防止する。

基体2上に形成され、発泡体中に導電性導電剤4を分散させてなる導電性弾性層3において、上記導電性弾性層中の導電性導電剤4の分布が、上記導電性弾性層3の表面側から基体2側に向けて連続傾斜するように増加させる。

目的

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、弾性層の表面における体積抵抗率を高め、感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した時に、接触表面での放電による不具合を防止すると共に、層間の剥がれや層間放電により寿命低下を防止することができる導電性部材およびその製造方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
6件

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請求項1

基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴とする導電性部材

請求項2

上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっていることを特徴とする請求項1記載の導電性部材。

請求項3

基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることを特徴とする導電性部材。

請求項4

上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴とする請求項3記載の導電性部材。

請求項5

上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の導電性部材。

請求項6

上記導電性材料として電子導電性材料が使用されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の導電性部材。

請求項7

上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面気泡を有する弾性層露出していることを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の導電性部材。

請求項8

基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。

請求項9

基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。

請求項10

基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力を付与しながら発泡させることを特徴とする導電性部材の製造方法。

請求項11

請求項1ないし7の何れかに記載の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像トナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像記録媒体転写する転写手段のうちの1つ以上に用いたことを特徴とする画像形成装置

技術分野

0001

本発明は、傾斜抵抗を有する導電性部材、該導電性部材の製造方法、および該導電性部材を接触帯電部材等に用いた電子写真装置等の画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

電子写真法を適用した画像形成装置では、感光体表面を帯電させる帯電工程や感光体表面に形成されたトナー像記録媒体転写する転写工程において、従来、金属ワイヤー高電圧印加し、発生するコロナにより感光体を帯電させたり、トナー像を転写させたりしている。しかし、このコロナチャージ方式ではコロナ発生時にオゾンやNOx 等のコロナ生成物を発生させる。このコロナ生成物は感光体の表面を変質させるため、画像白抜けや黒スジが生じる等の画像品質上の問題が生じたり、さらには、オフィス環境の点においても問題があった。

0003

そこで、オゾンやNOx 等のコロナ生成物を発生させない方式として、導電性部材を感光体などに接触させて帯電および転写させる方式が提案されている。上記導電性部材を構成する手段として、使用手段により求められる体積抵抗率は異なるが、基体弾性層のみから構成される単層導電性部材、基体と複数の体積抵抗率を有する弾性層から構成される多層導電性部材、または特開平1−142569号公報に基体と弾性層と比較的高抵抗な層とから構成される機能分離型多層導電性部材などが提案されている。

発明が解決しようとする課題

0004

上記導電性部材として基体と弾性層のみから構成される単層導電性部材を用いた場合、該単層導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させると、該単層導電性部材の表面抵抗率が低いため感光体表面との間で放電が起こりやすくなるなどの問題が生じる。

0005

上記放電の問題を回避するためには、導電性部材の表面抵抗を高くすることが有効である。そのため、通常は研磨および研削によって取り除かれる導電性部材の製造段階で生じる弾性層を構成する高分子材料と同組成からなるスキン層を取り除かずに、高抵抗層としてそのまま使用するという方法も可能である。しかしながら、この場合、導電性部材自体の硬度が上昇してしまい圧接部材とのニップ幅が十分にとれないといった問題が生じる。この問題を解消するために接触圧力を増加させると、圧接部材との摩耗などの問題だけでなく導電性部材の表面のいわゆるC−setの問題が生じる。また、このスキン層にひび割れが生じるなど問題もある。

0006

上記導電性部材として単層導電性部材を用いた場合には以上のような問題が生じるため、実製品の導電性部材としては、導電弾性層抵抗調整層、圧接部材保護層の機能の異なる多層構成を有する多層導電性部材が採用される例が多い。

0007

しかしながら、上記導電性部材として基体と複数の体積抵抗率を有する弾性層とから構成される多層導電性部材や、基体と弾性層とその表面の比較的高抵抗な層とから構成される機能分離型多層導電性部材を用いる場合であっても、複数の体積抵抗率を有する弾性層間、および弾性層とその表面の比較的高抵抗な層間の接合が非常に困難で、接合間での剥がれや浮き上がりなどの問題を生じる。

0008

上記層間の接合において特殊な接着剤を使用すると、その接着剤の抵抗から全体の体積抵抗率の変化や、局所的な体積抵抗率変化などをもたらす場合もある。また、特殊な接着剤を使用せずに高分子間の化学反応による接合も可能であるが、その際においても、結合部分での組成変化による全体の体積抵抗率の変化や、局所的な体積抵抗率変化、硬度変化などをもたらす場合も考えられ、さらに製造工程に複雑な技術が必要となるだけでなく、コストも非常に高くなってしまうなどの問題が生じる。

0009

また、体積抵抗率の異なる複数の導電性弾性層を接合して多層導電性部材を構成する場合、層間の接合面において体積抵抗率が急激に変化すると、層間における放電が生じ、放電による組成変化等により該導電性部材の寿命下等を引き起こす虞もある。

0010

これらの問題を解消するために、特開平10−48916号公報では、導電性弾性層の表面およびその近傍に高抵抗化化合物混入させ、表面から内方に向かって体積抵抗率が傾斜して低減させられた導電性部材を提案している。しかしながら、上記公報に記載の手段では、高抵抗化化合物を混入させるために使用する溶液溶媒およびその後の熱処理の際の未反応物質などが導電性部材内残留し、完全にこれら残留物未反応モノマー非反応性添加物)を除去するのは非常に困難である。このような残留物が感光体などの圧接部材を汚染することは公知である。さらに製造手段に高抵抗化化合物と溶媒を使用するので、製造コストと時間が上昇する。したがって、導電性部材内に残留物を存在させることなく、かつ、製造コストおよび製造時間を減少させるためには、該導電性部材の作製に使用する物質は極力、少ない方が良いこととなる。

0011

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、弾性層の表面における体積抵抗率を高め、感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した時に、接触表面での放電による不具合を防止すると共に、層間の剥がれや層間放電により寿命低下を防止することができる導電性部材およびその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

本発明の導電性部材は、上記の課題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴としている。

0013

上記の構成によれば、導電性弾性層の表面から基体に向かって導電性材料の分布が傾斜して増加していることにより、上記導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなる。このため、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、上記導電性弾性層における導電性材料の分布が連続的に傾斜しているため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できる。

0014

上記導電性部材は、上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっていることを特徴としている。

0015

このように、上記発泡倍率が基体から導電性弾性層の表面に向かって高くなっていることにより、発泡倍率が高くなる導電性弾性層の表面側ほど導電性材料の分布が傾斜して増加している導電性部材を得ることが可能となる。そして、導電性弾性層の表面側において疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程を簡略化でき、コストダウンにもなる。さらに、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。

0016

本発明の導電性部材は、上記の問題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることを特徴としている。

0017

上記構成によれば、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっていることにより、上記導電性弾性層の表面において体積抵抗率が最も高くなる。このため、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、発泡倍率によって上記導電性弾性層の体積抵抗率を制御することにより、単一の導電性弾性層において疑似的に高抵抗層を再現しているので、コストダウンにもなる。また、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。

0018

上記導電性部材は、上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加していることを特徴としている。

0019

このように、上記導電性弾性層中における発泡倍率が上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加することに伴い、上記導電性弾性層における導電性材料の分布も連続的に傾斜するため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できる。

0020

また、上記導電性部材は、上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されていることを特徴としている。このように、導電性材料としてイオン導電性材料を使用することにより、導電性部材への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制すること、および導電性部材の体積抵抗率分布のばらつきを抑制することが可能となる。

0021

また、上記導電性部材は、上記導電性材料として電子導電性材料が使用されていることを特徴としている。このように、導電性材料として電子導電性材料を使用することにより、長時間、導電性部材に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することが可能となる。

0022

また、上記導電性部材は、上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面気泡を有する弾性層が露出していることを特徴としている。

0023

未発泡状態の導電性弾性層を金型内で加熱することによって発泡させる発泡体の形成段階においては、導電性弾性層の表面に気泡をほとんど有しないスキン層が形成される。このスキン層を研磨及び研削等により削除することにより、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が現れ、弾性層表面ほど体積抵抗率が高くなり、弾性層表面の抵抗率広範囲渡り均一であるという疑似的な高抵抗層被覆の効果を損なうことなく、導電性部材の硬度を降下させることが可能となるので、圧接部材との摩耗を防止することが可能となる。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となり、ロングライフを実現できる。

0024

本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させることを特徴としている。

0025

このように、上記未発泡体が、基体から未発泡体の表面に向かって発泡剤が多くなる状態で発泡させられることにより、発泡体の発泡倍率が、表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することが可能となる。また、例えば、発泡剤の分布量が少しずつ異なる未発泡体を基体上に多数積層させて、発泡剤が連続傾斜となるように含まれていれば、これを発泡させることによって導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することも可能である。

0026

また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることを特徴としている。

0027

このように、上記未発泡体をその表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させることにより、温度の高い表面側における発泡が促進され、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、発泡時の温度は伝熱によって発泡体表面側から基体側に向けて傾斜するため、導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することが可能である。

0028

また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力(例えば、遠心力)を付与しながら発泡させることを特徴としている。

0029

このように、上記未発泡体をその表面から上記基体に向かう方向の力を付与しながら発泡させることにより、気泡が少なく密度の高い弾性層が上記力の作用を受けて基体側に移動し、導電性弾性層内の気泡は表面側に多く分布することとなる。これにより、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、上記導電性弾性層において導電性材料の分布は連続的に傾斜する。

0030

本発明の画像形成装置は、上述の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像トナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段のうちの1つ以上に用いたことを特徴としている。

0031

上記導電性部材を帯電手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、帯電むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。

0032

上記導電性部材を現像手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、現像むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。

0033

上記導電性部材を転写手段として使用する場合、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0034

本発明の実施の一形態について図1ないし図9に基づいて説明すれば、以下の通りである。

0035

本発明に係る導電性部材を具備する装置としては特に限定はないが、以下の説明では上記導電性部材を画像形成装置に適用した例について説明する。上記画像形成装置では、被画像形成体に画像を記録する為に必要な像担持体への画像形成方法カールソンプロセス背面露光方式、他の種々の作像原理使用可能であって、画像形成方法は特に限定されるものではない。本実施の形態ではカールソンプロセスによる画像形成装置を例にとって説明する。

0036

図3は上記画像形成装置の概略断面図である。上記画像形成装置は、コンピューター出力装置として使用されるものであるが、これ以外にワードプロセッサFAX印字部、デジタル複写機の印字部としても使用可能である。

0037

上記画像形成装置は、主に、画像を形成する画像形成部10と画像形成部10に用紙Pを供給する給紙装置30とから構成されている。

0038

上記画像形成部10は、アルミ素管感光層を配置した像担持体としての感光体ドラム11と、該感光体ドラム11の周囲にこの順序で配置される帯電装置12、露光装置レーザユニット)13、現像装置14、転写装置15、および除電装置除電ランプ)16と、定着装置17とを備えている。

0039

上記帯電装置12は、感光体ドラム11の表面に均一な電荷を付与するための帯電ローラ(帯電手段)18と、該帯電ローラ18に電位を供給するための帯電電源19とを備えている。上記レーザユニット13は、帯電された感光体ドラム11の表面に画像データに応じてレーザ照射し、該感光体ドラム11上に電荷パターンからなる静電潜像を形成する。上記現像装置14は、上記レーザユニット13の露光によって形成された上記静電潜像に対して現像剤であるトナー50を供給してトナー像を形成する現像ローラ(現像手段)21と、該現像ローラ21に現像電圧を供給する現像電源22とを備えている。上記転写装置15は、用紙Pを感光体ドラム11に圧接して感光体ドラム11に形成されたトナー像を用紙Pに転写する転写ローラ(転写手段)23と、転写時に該転写ローラ23に転写電圧を供給する転写電源24とを備えている。除電ランプ16は複数のLEDからなり、感光体ドラム11の表面に光を照射して感光体ドラム11の表面に残留した電荷を中和して除電する。

0040

上記給紙30は、用紙Pを収容するカセット31、該カセット31から用紙Pを送り出すピックアップローラ32、供給された用紙Pをガイドする給紙ガイド33、給紙された用紙Pを所定の速度で搬送する一対のレジストローラ34からなる。また、給紙装置30は、用紙Pが供給されたことを検出する給紙センサ(図示せず)を備えている。

0041

上記のピックアップローラ32、帯電ローラ18、現像ローラ21、転写ローラ23、および感光体ドラム11は図示しない駆動装置によって回転駆動される。これらの回転駆動は不図示のプロセスコントロールユニットによって所定のタイミングで適宜制御される。また、画像形成部10の用紙Pの出紙側には、用紙Pを装置外に排出する排紙ローラ41と排紙された用紙Pを保持する排紙トレイ42とを配置している。上記構成の画像形成装置においては、本発明に係る導電性部材は、帯電ローラ18、現像ローラ21、および/または転写ローラ23等に好適に使用することができる。

0042

図1および図2は本実施の形態に係る導電性部材の構成断面図である。上記導電性部材は、基体の上に導電性弾性層が形成された構成である。図1および図2において、2は導電性弾性層を形成する際の基体であり、導電性部材がブレード形状またはベルト形状である場合は平面形状、ローラ形状またはドラム形状である場合は円筒形状を有している。上記導電性部材がベルト形状またはローラ形状のように円周方向に無端である無端状形状である場合には、この導電性部材を感光体などの圧接部材と離間することなしに導電性部材の表面をさまざまな手段を用い容易にクリーニングすることが可能である。また、図1および図2において、4は導電性導電剤、5は気泡を示す。

0043

図2に示す導電性部材1は、基体2上に発泡体中に導電性導電剤(導電性材料)4を分散させてなる導電性弾性層3が形成されており、該導電性弾性層3においては、気泡率が基体2から弾性層3の表面に向かって高くなっている。ここで、気泡率とは、弾性層単位体積当りの空気含有の気泡の割合を表す。また、図3に示す導電性部材1’では、基体2上に発泡体中に導電性導電剤4を分散させてなる導電性弾性層3’が形成されており、該導電性弾性層3’においては、導電性弾性層3’が有する気泡5の径が、基体2から導電性弾性層3’の表面に向かって大きくなっている。

0044

上記基体2は鉄、アルミニウム、SUS、真鍮などで構成された、いわゆる「芯金」のほか、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂からなる芯体およびその表面にメッキを施したもの、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂に導電性付与剤としての導電性カーボンブラック金属粉末などを配合した導電性樹脂成形品で形成した芯体、またはこれらの組み合わせからなる芯体など、プラスチック、金属、セラミックから選ばれた任意の材料からなるものが用いられる。

0045

導電性弾性層3・3’には、その弾性材料としてゴムエラストマー樹脂等の発泡体が使用できる。

0047

また、樹脂類としては、ポリスチレンクロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチ共重合体およびスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、塩化ビニル樹脂ロジン変性マレイン酸樹脂フェノール樹脂エポキシ樹脂ポリエステル樹脂低分子量ポリエチレン低分子量ポリプロピレンアイオノマー樹脂ポリウレタン樹脂シリコーン樹脂ケトン樹脂エチレンエチルアクリレート共重合体キシレン樹脂フッ素樹脂ポリカーボネートポリアミド樹脂、リビニルブチラール樹脂およびこれらの共重合体や混合物などが挙げられる。

0048

これらの材料から構成される導電性弾性層3・3’には導電性導電剤4が適時添加され、その体積抵抗率が制御される。上記体積抵抗率は、本発明の目的を妨げない範囲で、すなわち上記導電性部材1・1’を感光体ドラム11に接触させた時に感光体ドラム11との間で所望の電位が得られ、かつ感光体ドラム11表面との間で放電を生じさせないように、その体積抵抗率の平均値が1.0E2〜1.0E16Ω・cm程度となるように制御される。上記導電性導電剤4には各種の導電性無機粒子金属紛末、金属性酸化物など)、導電性樹脂導電性粒子分散樹脂、およびカーボンブラックなどの電子導電性導電剤や、イオン導電性導電剤が挙げられる。

0049

具体的には、電子導電性導電剤(電子導電性材料)としては、4級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチルポリビニルアニリン、ポリビニルピロールポリジアセチレンおよびポリエチレンイミンなどの導電性樹脂、カーボン、アルミニウム、ニッケルなどの導電性粒子をウレタンポリエステル酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体およびポリメタクリル酸メチルなどの樹脂中に分散した導電性粒子分散樹脂、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属紛末、酸化チタン酸化スズ硫酸バリウム酸化アルミニウムチタン酸ストロンチウム酸化マグネシウム酸化ケイ素炭化ケイ素窒化ケイ素などの導電性無機粒子、またそれらのウィスカーおよびマイカーに必要に応じて酸化スズ、酸化アンチモン、カーボン等で表面処理を行ったもの、またはカーボンブラックが挙げられる。これらの電子導電性導電剤における形は、球状、繊維状、板状、または不定型などどのような形状でもよい。導電性導電剤4として電子導電性導電剤を使用すると、電子導電性導電剤間の放電により導電するので、長時間、導電性部材1・1’に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することが可能となる。

0050

イオン導電性導電剤(イオン導電性材料)としては、例えば、過塩素酸リチウム過塩素酸ナトリウム過塩素酸カルシウムのように塩に代えた、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドステアリルトリメチルアンモニウムクロライドオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド,ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド,ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド,変性脂肪ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート,過塩素酸テトラエチルアンモニウム,過塩素酸テトラブチルアンモニウムホウフッ化テトラブチルアンモニウム,ホウフッ化テトラエチルアンモニウム,塩化テトラブチルアンモニウムなどの第4級アンモニウム塩やアルキルスルホン酸塩リン酸エステル塩過塩素酸塩などが挙げられる。導電性導電剤4としてイオン導電性導電剤を使用すると、イオン導電性導電剤と弾性層3・3’を構成する高分子の極性基とを通電するので、導電性部材1・1’への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制すること、さらに導電性部材1・1’の体積抵抗率分布のばらつきを抑制することが可能となる。

0051

ここで、導電性導電剤4としてイオン導電性導電剤を使用することにより導電性部材1・1’への印加電圧に対する体積抵抗率変動を抑制できるわけは、以下の理由によるものと思われる。すなわち、電子導電性導電剤を使用する場合には、該導電剤は弾性層3・3’にただ混合されるだけであり導電剤の凝集が起こりうるのに対し、イオン導電性導電剤を使用する場合は、上記弾性層3・3’の材料として極性ゴムが採用され、その極性を利用して導電剤が分散される。これにより、導電性導電剤4としてイオン導電性導電剤を使用した場合には導電剤が均一に分散でき、弾性層3・3’の体積抵抗率のばらつきを抑制できる。もちろん、導電剤のサイズの影響もある。また、印加電圧に対する抵抗率変動については、電子導電性導電剤を採用する場合は、導電剤の分散状態が悪いこと、さらに、導電剤の距離が比較的遠いことから印加電圧があるしきい値を超えたところから導電性を示すことになるが、イオン導電性導電剤を採用した場合は、導電剤の分散状態がよいこと、さらに、該イオン導電性導電剤と弾性層3・3’を構成する高分子の極性基とを通って通電するためリニアに通電することとなり印加電圧に対する抵抗率変動が生じにくい。

0052

導電性弾性層3・3’が有する気泡5は、原料であるモノマーからポリマー重合反応を行い該導電性弾性層3・3’が形成される際に、モノマーが有する官能基の化学反応の結果、気体が発生することによる残物である。また、上記原料に水、アゾビスイソブチロニトリルAIBN)、アゾジカルボンアミドADCA)、4,4’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド(OBSH)などの発泡剤を用いることにより気泡5を生成したり、機械的に気泡5をドープする方法もある。この気泡5により、上記導電性弾性層3・3’の硬度を低下させ適度な弾性を得ることができる。

0053

続いて、以下に本発明の導電性部材1・1’の基本的な製造方法を説明する。

0054

(手順1)未加硫・未発泡のゴム材料に、1種または2種以上を組み合わせた上記電子導電性導電剤と、上記発泡剤と、過酸化物または白金触媒存在下でのハイドロジェンポリシロキサン硫黄などの加硫剤とを所望の割合で一様に分散させて混練する。この時、必要に応じて加硫促進剤軟化剤可塑剤補強剤老化防止剤帯電防止剤などの添加剤を適宜配合することもできる。

0055

(手順2)この未加硫・未発泡のゴム材料に導電性導電剤、発泡剤、加硫剤等を混練して得られたゴム組成物を、例えば、プレス成形押出成形射出成形などの方法により形成する。これらのうち特に好適な押出成形方法は、円筒形状の基体2の周囲に、上記未発泡弾性体(発泡させることにより導電性弾性層3・3’を形成するゴム組成物)を円筒形状に成形して得る方法である。また、平面形状の未発泡弾性体を得る場合は、共押出が可能な押出成形機を用い、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を基体2と同時に押出し、平面形状の基体2の表面に、平面形状の未発泡弾性体を得るようにする。そして、このような未発泡弾性体を所定の長さに切断し、平面形状および円筒形状のキャビティを有する金型に配置する。

0056

(手順3)上記未発泡弾性体に対して加熱処理による加硫・発泡・硬化を行って、上記基体2の周りに上記金型の内周面に沿った形状を有する導電性弾性層3・3’を、基体2と一体化するように形成せしめて目的の導電性部材1・1’を得る。

0057

(手順4)上記手順3の処理において上記導電性弾性層3・3’の表面に生成されたスキン層を研磨および研削によって削除し、導電性部材3・3’の表面に気泡を有する弾性層を露出させる。これにより、導電性部材1・1’の表面硬度を低下させることが可能となるので、感光体ドラム11等の圧接部材との摩耗を防止することが可能となる。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となる。

0058

尚、上記導電性部材1・1’において、導電性導電剤4に電子導電性導電剤ではなくイオン導電性導電剤を使用する場合は、手順1の際に電子導電性導電剤の代わりにイオン導電性導電剤を混練させる。または、未加硫・未発泡のゴム材料内に電子導電性導電剤を分散させずに作製し、加熱処理して加硫・発泡・硬化させた弾性体にイオン導電性導電剤を溶解させた溶液を浸漬させることにより導電性弾性層3・3’を形成してもよい。

0059

以上の説明において、導電性部材1・1’の基本的な製造方法について説明したが、以下に、図1に記載した構成の導電性部材1とする製造方法について説明する。このような方法としては、例えば、以下に挙げる方法AないしCが適用可能である。

0060

(方法A)上記の作製方法の手順2中で、図4および図5に示すように、発泡剤61の量が異なるように形成された数種類の未発泡弾性層(未発泡体)62を、基体2の周囲(円筒形上の場合:図4参照)または上部(平面形状の場合:図5参照)に重ねる。この時、基体2側から未発泡弾性層62の表面側にかけて徐々に発泡剤61の量が多くなるようにし、未発泡弾性層62の表面において発泡剤61の量が最も多くなるように成形する。また、上記未発泡弾性層62に機械的に気泡5をドープする場合には、未発泡弾性層62の表面側において気泡5が多くなるように気泡5を混入しながら未発泡弾性層62を成形する。この方法Aでは、発泡前の未発泡弾性層62においては、導電性導電剤の含有量が各層において等しいとする。これらの未発泡弾性層62を発泡させた場合、各層に含まれる発泡剤61の量が異なることにより、発泡倍率が基体2から発泡後の導電性弾性層3の表面に向かって高くなる。発泡倍率とは、加熱前の未発泡弾性層62の体積に対する加熱後の導電性弾性層3の体積の割合を表す。この時、発泡倍率が高い層では、発泡による体積膨張に伴い導電性導電剤の分布が低くなることは明らかである。また、発泡によって生じた気泡5自体が高抵抗の空気層として作用するため、発泡倍率が高い層では、導電性導電剤の分布低下と気泡5の増加との相乗効果によって体積抵抗率が高くなる。尚、上記図4および図5において、63は上記未発泡弾性層62の発泡時に上記導電性弾性層3を所望の形状に成型するための金型である。

0061

(方法B)上記の作製方法の手順3中で、未発泡弾性層62を加熱発泡させる際の供給熱量を部分的に異ならせることにより発泡倍率を制御する。具体的には、図6および図7に示すように、金型63において、未発泡弾性層62を表面側から加熱する加熱電源64aと、基体2側から加熱する加熱電源64bとを設け、上記加熱電源64a・64bの出力を操作することにより供給熱量を異ならせ発泡倍率を制御することができる。尚、平面形状の導電性弾性層3を得る場合、図7の構成において、金型63は断熱材65によって未発泡弾性層62表面側と基体2側とに断熱される。この時、未発泡弾性層62表面側の発泡倍率を大きくする方法としては、例えば、加熱電源64aの出力を加熱電源64bの出力よりも大きくし未発泡弾性層62の表面の温度が高くなるように加熱する方法、加熱電源64aのみの出力により未発泡弾性層63の表面のみを加熱する方法、または、加熱電源64aと加熱電源64bを同時出力により金型63と基体2(図7の構成では、基体2と接している側の金型63)を加熱後、基体2を冷却させることにより、金型63と基体2に温度差を生じさせる方法等がある。これらの方法により、上記未発泡弾性層62においては、供給熱量が多い表面側温度が基体側温度よりも高温になり、表面側で発泡がより進行し発泡倍率が高くなる。

0062

(方法C)上記の作製方法の手順2および3で、未発泡弾性層62の表面から基体2方向に向かう力Fを負荷させた状態で、成形および加熱処理する。例えば、上記未発泡弾性層62の成形および加熱処理時に、図8に示すように、未発泡弾性層62を中心側に基体2を外側にして軸周りに回転させることにより得られる遠心力を未発泡弾性層62の表面から基体2方向に向かう力Fとして負荷させることができる。これにより、上記未発泡弾性層62の発泡硬化中に重量が重い弾性層が上記力Fのかかる方向、すなわち基体2の方向にかたよるため、発泡後の導電性弾性層3の表面側には空気を含む気泡5を多く有する弾性層を生じさせることが可能となる。尚、図8には、金型63中に基体2および未発泡弾性層62からなる導電性部材がただ1つ配置された場合を記載しているが、金型63中に複数の導電性部材を配置してさらに製造効率を向上させることも可能である。

0063

上記方法AないしCによって作成された導電性弾性層3では、該導電性弾性層3の表面側において体積抵抗率が高くなり、導電性部材1を感光体(該導電性部材を画像形成装置の帯電部材転写部材等に用いた場合)などの圧接部材に接触させて帯電および転写させた場合、感光体表面との間で放電が起きることを防止できる。

0064

また、上記方法BおよびCでは、導電性弾性層3における発泡倍率は、加熱時の供給熱量または加熱時に作用させる力(遠心力等)Fとの作用により、基体2側から導電性弾性層3の表面側にかけて増加し、これに伴い、導電性導電剤の分布は導電性弾性層3の表面側から基体2側にかけて増加する。このとき、上記供給熱量および力Fは、導電性弾性層3において全体的に作用するため、導電性導電剤の分布が断続的に変化する部分は生じず、上記導電性導電剤の分布は連続傾斜となる。さらに、方法Aにおいても、基体2の上に形成される未発泡弾性層62の層数を多くし、各層間の発泡剤61の含有量の差を小さくすれば、発泡後の導電性弾性層3において導電性導電剤の連続傾斜を実現できる。導電性導電剤の分布を連続傾斜とすることの利点は以下の通りである。すなわち、上記導電性弾性層3においてその厚み方向に体積抵抗率が急激に変化する層があると、この層間における放電が生じ、放電による組成変化等により該導電性部材の寿命低下等を引き起こす虞がある。これに対し、上記導電性弾性層3において導電性導電剤の分布を連続傾斜とすれば、体積抵抗率が急激に変化する層が生じず、上記不具合を回避できる。

0065

また、上記方法AないしCで製造される導電性部材1の導電性弾性層3は、単層構造で導電性導電剤の傾斜を実現できる。このため、体積抵抗率の異なる複数の導電性弾性層を接着剤で接合する場合のように接合間での剥がれや浮き上がり等が生じない。

0066

尚、上記方法AおよびBで、上記弾性層3において生じる気泡5は、弾性層3全体にわたる気泡5がモノマーが有する官能基の化学反応によるものであり、弾性層3の表面に多く存在する気泡が発泡剤61によるものである。これは、方法Aについては弾性層3の表面に発泡剤61が多く存在することにより明らかであるが、方法Bについても、温度分布傾斜により発砲効果を発揮する程度が弾性層3内部で傾斜し、弾性層3の表面に多く存在する気泡が発泡剤61によるものとなる。

0067

以上の方法A、B、Cを1つまたは2つ以上実施することにより、図1に記載の少なくとも1層の弾性層3を有する導電性部材1を作製することが可能となる。

0068

また、上記工程Aのみ、もしくは工程Aと工程B、Cのいずれかと、または工程A、B、Cをすべて実施することにより、図2に記載の少なくとも1層の弾性層3’を有する導電性部材1’を作製することが可能となる。この時、上記工程Aを含むことが必要であるが、これは、表面側に近い未発泡弾性層62において発泡剤61の密度が大きく発泡剤61間の距離が小さくなっているため、発泡過程で発泡剤61による気泡が融合しながら成長し、表面側の気泡径が大きくなるためである。

0069

本実施の形態に係る方法で作成された導電性部材の特性を以下の実施例1〜4に示す。

0070

〔実施例1〕弾性層材料であるEPDM100部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを60部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を5部、その他に加硫剤(硫黄等)等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成する第1のゴム組成物を調製した。続いて、上記組成物中の発泡剤ADCAを10部に配合した未発泡弾性層を形成する第2のゴム組成物を調製した。これらの第1および第2のゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層は、上記第1及び第2のゴム組成物が積層されて構成され、発泡剤をより多く含む第2のゴム組成物が表面側、第1のゴム組成物が基体側となる。

0071

上記未発泡弾性層に、基体として、平板(縦30mm、長さ200mm、厚さ5mmのステンレス板)を付着させたもの、または芯金(直径6mm、長さ250mmのステンレス丸棒)を通したものを金型内で加熱処理(200℃、20分間)を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体(導電性弾性層)を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図1に示す構成となる目的の導電性部材を得た。

0072

上記発泡弾性層の寸法は層厚5mm、長さ200mmであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約2倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を100としたときの30体積%であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーC32°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は1.0E7Ω・cmであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化を図9に示す。同図により、発泡弾性層において、基体側から表面側にかけて体積弾性率が連続的に傾斜して増大していることが分かる。

0073

〔実施例2〕弾性層材料であるEPDM100部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを60部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を15部、その他に加硫剤(硫黄等)等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を調製した。このゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層に、基体として、平板(縦30mm、長さ200mm、厚さ5mmのステンレス板)を付着させたもの、または芯金(直径6mm、長さ250mmのステンレス丸棒)を通したものを金型内で、金型表面の温度が200℃、基体側の温度が100℃の条件で20分間の加熱処理を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図1に示す構成となる目的の導電性部材を得た。

0074

上記発泡弾性層の寸法は層厚5mm、長さ200mmであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約2倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を100としたときの30体積%であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーC32°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は1.0E7Ω・cmであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図9に示すような分布とほぼ同様の分布であった。

0075

〔実施例3〕弾性層材料であるEPDM100部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを60部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を15部、その他に加硫剤(硫黄等)等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成するゴム組成物を調製した。このゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状および円筒形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層に、基体として、平板(縦30mm、長さ200mm、厚さ5mmのステンレス板)を付着させたものを該平板が金型内の外周に位置する状態で、金型内で回転させ、加熱処理(200℃、20分間)を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図1に示す構成となる目的の導電性部材を得た。

0076

上記発泡弾性層の寸法は層厚5mm、長さ200mmであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約2倍であった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を100としたときの30体積%であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーC32°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は1.0E7Ω・cmであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図9に示すような分布とほぼ同様の分布であった。

0077

〔実施例4〕弾性層材料であるEPDM100部に対して、導電性導電剤としてカーボンブラックを60部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を5部、その他に加硫剤(硫黄等)等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、未発泡弾性層を形成する第1のゴム組成物を調製した。続いて、上記組成物中の発泡剤ADCAを10部に配合した未発泡弾性層を形成する第2のゴム組成物を調製した。これらの第1および第2のゴム組成物をダイを用いて押出し、平面形状の未発泡弾性層を作製した。この未発泡弾性層は、上記第1及び第2のゴム組成物が積層されて構成され、発泡剤をより多く含む第2のゴム組成物が表面側、第1のゴム組成物が基体側となる。

0078

上記未発泡弾性層に、基体として、平板(縦30mm、長さ200mm、厚さ5mmのステンレス板)を付着させたものを該平板が金型内の外周に位置する状態で金型内で回転させ、加熱処理(200℃、20分間)を行い、加硫・発泡・硬化し、金型の内周面に沿った形状を有する発泡弾性体を得た。その後、その表面に生成されたスキン層を研磨および研削することにより、図2に示す構成となる目的の導電性部材を得た。

0079

上記発泡弾性層の寸法は層厚5mm、長さ200mmであった。発泡弾性層の表面の気泡率は基体付近の弾性層の気泡率に対し、約2倍であった。発泡弾性層の表面の平均気泡径は200μmで、基体付近の弾性層の平均気泡径は50μmであった。ゴム組成物の仕込み量は、基体と金型の容積を100としたときの30体積%であった。上記導電性発泡弾性層の硬度はアスカーC32°であり、また本実施例の導電性部材の体積抵抗値の平均は1.0E7Ω・cmであった。さらに、上記発泡弾性層の層厚方向における体積弾性率の変化は、図9に示すような分布とほぼ同様の分布であった。

0080

以上の実施例1ないし4に示すような構成からなる導電性部材は、空気を有する気泡が導電性弾性層の表面から基体に向かって少なくなり、導電性導電剤の分布が連続的に傾斜して増加している。これにより、導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなり、導電性弾性層の表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であるという高抵抗層被覆の効果を得ることが可能となる。

0081

また、上記導電性部材では、1層で疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程が簡略化できコストダウンにもなる。さらに導電性部材の表面の抵抗率が高いため、導電性部材と圧接部材間、または導電性部材と対向する部材間微小空隙での絶縁破壊による放電現象を防止することが可能となる。また、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できる。

0082

本実施の形態に係る導電性部材を図3に示す画像形成装置において用いる場合には、帯電手段、現像手段、もしくは転写手段等に好適に用いることができる。

0083

上記画像形成装置において、上記導電性部材を帯電手段に使用する場合、図3には帯電ローラとして用いる例を示しているが、上記帯電手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状またはブレード状などにすることも可能である。

0084

また、上記帯電手段として使用される導電性部材は感光体ドラムの帯電だけでなく、被転写体の帯電にも使用できる。上記導電性部材は、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから帯電手段として用いた場合に帯電むらを生じることがなく、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、導電性部材の表面の抵抗率が局部的に低い部分から電流集中による局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。

0085

また、上記画像形成装置において、上記導電性部材を現像手段に使用する場合、図3には現像ローラとして用いる例を示しているが、上記現像手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状またはブレード状などにすることも可能である。

0086

上記導電性部材は、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから現像手段として用いた場合に現像むらを生じることがなく、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。

0087

さらに、導電性部材の表面の抵抗率が局部的に低い部分から電流集中による局部的放電集中が生じないので、該導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。上記導電性部材は現像ローラ等のトナー担持体に限らず、トナー層規制部材であるドクターブレードとして使用することも可能である。

0088

また、上記画像形成装置において、上記導電性部材を転写手段に使用する場合、図3には転写ローラとして用いる例を示しているが、上記転写手段の形状は必ずしもローラ形状に限らず、ベルト状、ブレード状またはドラム状などにすることも可能である。さらに、上記導電性部材を中間転写体などに使用することも可能である。

0089

本実施の形態に係る導電性部材を転写手段に用いることにより、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能である。

発明の効果

0090

本発明の導電性部材は、上記の課題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の導電性材料の分布が、上記導電性弾性層の表面側から基体側に向けて連続的に傾斜して増加している構成である。

0091

それゆえ、上記導電性弾性層の表面ほど体積抵抗率が高くなり、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、上記導電性弾性層における導電性材料の分布が連続的に傾斜しているため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できるという効果を奏する。

0092

上記導電性部材は、上記導電性弾性層が単一層によって形成され、上記導電性弾性層の発泡倍率が基体側から上記導電性弾性層の表面側に向かって高くなっている構成である。

0093

それゆえ、発泡倍率が高くなる導電性弾性層の表面側ほど導電性材料の分布が傾斜して増加している導電性部材を得ることが可能となる。そして、導電性弾性層の表面側において疑似的に高抵抗層を再現しているので、製造工程を簡略化でき、コストダウンにもなると共に、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できるという効果を奏する。

0094

本発明の導電性部材は、上記の問題を解決するために、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる単一の導電性弾性層とを含み、上記導電性弾性層中の発泡倍率が、上記導電性弾性層の表面近傍で最大となっている構成である。

0095

それゆえ、上記導電性弾性層の表面において体積抵抗率が最も高くなり、上記導電性部材を感光体などの圧接部材に接触させて帯電および転写させる部材として使用した場合に、感光体表面との間で起こる放電を防止することができる。さらに、発泡倍率によって上記導電性弾性層の体積抵抗率を制御することにより、単一の導電性弾性層において疑似的に高抵抗層を再現しているので、コストダウンにもなると共に、高抵抗層被覆によるデメリットである高抵抗層の剥がれや浮き上がり、ひび割れなどの心配は不要であるので、ロングライフを実現できるという効果を奏する。

0096

上記導電性部材は、上記導電性弾性層中における発泡倍率が、上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加している構成である。

0097

それゆえ、上記導電性弾性層中における発泡倍率が上記基体側から導電性弾性層の表面側に向けて連続的に傾斜して増加することに伴い、上記導電性弾性層における導電性材料の分布も連続的に傾斜するため、体積抵抗率が急激に変化する部分での層間放電により寿命低下を防止でき、ロングライフを達成できるという効果を奏する。

0098

また、上記導電性部材は、上記導電性材料としてイオン導電性材料が使用されている構成である。このように、導電性材料としてイオン導電性材料を使用することにより、導電性部材への印加電圧に対する体積抵抗率変動の抑制、および導電性部材の体積抵抗率分布のばらつき抑制が可能となるという効果を奏する。

0099

また、上記導電性部材は、上記導電性材料として電子導電性材料が使用されている構成である。このように、導電性材料として電子導電性材料を使用することにより、長時間、導電性部材に電圧を印加しても履歴を残すことがなく使用することができるという効果を奏する。

0100

また、上記導電性部材は、上記導電性弾性層における発泡体の形成段階で形成されるスキン層が削除され、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が露出している構成である。

0101

それゆえ、上記スキン層を研磨及び研削等により削除することにより、導電性部材表面に気泡を有する弾性層が現れ、弾性層表面ほど体積抵抗率が高くなり、弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であるという疑似的な高抵抗層被覆の効果を損なうことなく、導電性部材の硬度を降下させることが可能となるので、圧接部材との摩耗を防止することが可能となるという効果を奏する。また、疲労によるスキン層のひび割れを事前に防止することが可能となり、ロングライフを実現できるという効果を奏する。

0102

本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、発泡剤の分布量が基体から未発泡体の表面に向かって多くなる状態で発泡させる構成である。

0103

それゆえ、上記未発泡体が、基体から未発泡体の表面に向かって発泡剤が多くなる状態で発泡させられることにより、発泡体の発泡倍率が、表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。

0104

また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記未発泡体の表面の温度が基体に対して高くなる条件下で発泡させる構成である。

0105

それゆえ、温度の高い表面側における発泡が促進され、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、導電性材料の分布が連続的に傾斜する導電性部材を製造することができる。

0106

また、本発明の導電性部材の製造方法は、基体と、上記基体上に形成され発泡体中に導電性材料を分散させてなる導電性弾性層とを含む導電性部材の製造方法において、加熱発泡工程を経て上記導電性弾性層を形成する未発泡体を、上記発泡体の表面から上記基体に向かう方向の力(例えば、遠心力)を付与しながら発泡させる構成である。

0107

それゆえ、気泡が少なく密度の高い弾性層が上記力の作用を受けて基体側に移動し、導電性弾性層内の気泡は表面側に多く分布することとなる。これにより、発泡体の発泡倍率が表面近傍で最も高くなる導電性部材を製造することができる。また、この時、上記導電性弾性層において導電性材料の分布は連続的に傾斜する。

0108

本発明の画像形成装置は、上述の導電性部材を、少なくとも、像担持体表面を接触帯電させる帯電手段、上記像担持体表面に形成される静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像手段、および上記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段のうちの1つ以上に用いた構成である。

0109

上記導電性部材を帯電手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、帯電むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、ロングライフの実現が可能となる。

0110

上記導電性部材を現像手段として使用する場合、導電性弾性層表面の抵抗率が広範囲に渡り均一であることから、現像むらを生じることがない。よって、品質的に優れた画像を得ることが可能となるだけでなく、局部的電流集中から局部的放電集中が生じないので、導電性部材へのトナー固着を防止でき、ロングライフの実現が可能となる。

0111

上記導電性部材を転写手段として使用する場合、画像形成におけるトナーの転写効率が良く、トナー飛散や画像の濃度むらが発生しない効果を得ることが可能となる。また、転写材のサイズに左右されず、品質的に優れた画像を得ることが可能となる。さらに、製造コストを下げることができるだけでなく、ロングライフの実現が可能となる。

図面の簡単な説明

0112

図1本発明の一実施形態を示すものであり、導電性部材の概略構成を示す断面図である。
図2本発明の他の実施形態を示すものであり、導電性部材の概略構成を示す断面図である。
図3本発明の導電性部材の適用例である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
図4上記導電性部材の製造方法における発泡工程の一例を示す説明図である。
図5上記導電性部材の製造方法における発泡工程の他の例を示す説明図である。
図6上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
図7上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
図8上記導電性部材の製造方法における発泡工程のさらに他の一例を示す説明図である。
図9上記導電性部材の導電性弾性層における厚み方向の体積抵抗率変化を示すグラフである。

--

0113

1・1’導電性部材
2基体
3・3’導電性導電剤
4 導電性導電剤(導電性材料)
5気泡
11感光体ドラム(像担持体)
18帯電ローラ(帯電手段)
21現像ローラ(現像手段)
23転写ローラ(転写手段)
62 未発泡弾性層(未発泡体)

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