図面 (/)

技術 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 森重拓也星尾拓郎
出願日 2016年3月8日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2016-044614
公開日 2017年9月14日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2017-161640
状態 特許登録済
技術分野 ロール及びその他の回転体 高分子組成物 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 電流最小値 空気加熱炉 導電性ベアリング 移動評価 エチレンオキサイド由来 カスケード方式 クレー粒子 電流最大値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

経時による帯電ムラを抑制する帯電部材を提供する。

解決手段

例えば、導電性支持体30と、導電性支持体30上に配置され、金属を含む無機導電剤、及び、金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤を含む表面層32と、を備える帯電部材121。無機導電剤が、金属酸化物粒子であり、有機導電剤が、アントラキノン粒子及びアントラキノン誘導体粒子の少なくとも1つである。表面層が、更にフィラーを含有する。

概要

背景

電子写真方式を利用した画像形成装置では、帯電装置などにより像保持体(例えば感光体)を帯電させて電荷を形成し、画像信号変調したレーザー等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像してトナー像とする。そして、前記トナー像を、中間転写体を介して、又は直接、記録媒体転写することにより、求められる画像を得る。
この画像形成装置では、帯電装置として従来の金属ワイヤ高電圧印加することで発生するコロナ放電により帯電するコロトロンスコロトロン等の非接触式の帯電装置が知られている。しかし近年では、これに代えて、一般的に印加する電圧が少なくオゾン発生量も少ない等の理由から、帯電ロールを用いた接触式の帯電装置が広く用いられている。

ここで特許文献1には、導電性基体導電性表面層とを有する帯電部材であって、該表面層は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散している複合粒子を含み、該帯電部材の表面は、該複合粒子に由来する凸部を有し、該複合粒子は、1μm以上、30μm以下の平均粒子径を有し、かつ、コア部が導電性材料被覆されており、該コア部は、エチレンオキサイド由来ユニットを含む重合体を含み、該エチレンオキサイド由来のユニットの含有量は、該重合体に対して20質量%以上、100質量%以下であり、該導電性材料は、カーボンブラック導電性高分子金属酸化物、及び金属からなる群より選択される少なくとも1つを含む帯電部材が開示されている。

また特許文献2には、導電性支持体の上に表面層を有する帯電部材であって、該表面層は、バインダー樹脂、黒鉛粒子、及びチタン酸カルシウムチタン酸バリウム及びチタン酸ストロンチウムからなる群より選ばれる強誘電性粒子を含み、該帯電部材の表面には、黒鉛粒子に由来する凸部(黒鉛凸部)と強誘電性粒子に由来する凸部(強誘電凸部)が形成されており、該強誘電凸部に隣接する該黒鉛凸部の頂点を3つ含む平面を形成したとき、その平面より低い強誘電凸部が、全強誘電凸部の80%以上である帯電部材が開示されている。

また特許文献3には、軸体と、上記軸体の外周に、直接もしくは他の層を介して形成される抵抗調整層と、上記抵抗調整層の外周に形成される保護層とを備えた帯電ロールであって、上記保護層が、下記の(A)バインダーポリマー、(B)比表面積が9m2/g以上の多孔質粒子、(C)導電剤を含有する組成物からなる帯電ロールが開示されている。

概要

経時による帯電ムラを抑制する帯電部材を提供する。例えば、導電性支持体30と、導電性支持体30上に配置され、金属を含む無機導電剤、及び、金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤を含む表面層32と、を備える帯電部材121。無機導電剤が、金属酸化物粒子であり、有機導電剤が、アントラキノン粒子及びアントラキノン誘導体粒子の少なくとも1つである。表面層が、更にフィラーを含有する。

目的

本発明の課題は、非金属系の無機導電剤を含む表面層、又は、金属に配位し得る配位子を有さない若しくは分子量が400超えの有機導電剤を含む表面層を備える場合に比べ、経時による帯電ムラを抑制する帯電部材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

導電性支持体と、前記導電性支持体上に配置され、金属を含む無機導電剤、及び、前記金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤を含む表面層と、を備える帯電部材

請求項2

前記無機導電剤が、金属酸化物粒子である請求項1に記載の帯電部材。

請求項3

前記有機導電剤が、アントラキノン粒子及びアントラキノン誘導体粒子の少なくとも1つである請求項1又は請求項2に記載の帯電部材。

請求項4

前記表面層が、更にフィラーを含有する請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の帯電部材。

請求項5

請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を備える帯電装置

請求項6

像保持体と、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、を備え、画像形成装置着脱されるプロセスカートリッジ

請求項7

像保持体と、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体転写する転写手段と、を備える画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、帯電部材帯電装置プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真方式を利用した画像形成装置では、帯電装置などにより像保持体(例えば感光体)を帯電させて電荷を形成し、画像信号変調したレーザー等により静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像してトナー像とする。そして、前記トナー像を、中間転写体を介して、又は直接、記録媒体転写することにより、求められる画像を得る。
この画像形成装置では、帯電装置として従来の金属ワイヤ高電圧印加することで発生するコロナ放電により帯電するコロトロンスコロトロン等の非接触式の帯電装置が知られている。しかし近年では、これに代えて、一般的に印加する電圧が少なくオゾン発生量も少ない等の理由から、帯電ロールを用いた接触式の帯電装置が広く用いられている。

0003

ここで特許文献1には、導電性基体導電性表面層とを有する帯電部材であって、該表面層は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散している複合粒子を含み、該帯電部材の表面は、該複合粒子に由来する凸部を有し、該複合粒子は、1μm以上、30μm以下の平均粒子径を有し、かつ、コア部が導電性材料被覆されており、該コア部は、エチレンオキサイド由来ユニットを含む重合体を含み、該エチレンオキサイド由来のユニットの含有量は、該重合体に対して20質量%以上、100質量%以下であり、該導電性材料は、カーボンブラック導電性高分子金属酸化物、及び金属からなる群より選択される少なくとも1つを含む帯電部材が開示されている。

0004

また特許文献2には、導電性支持体の上に表面層を有する帯電部材であって、該表面層は、バインダー樹脂、黒鉛粒子、及びチタン酸カルシウムチタン酸バリウム及びチタン酸ストロンチウムからなる群より選ばれる強誘電性粒子を含み、該帯電部材の表面には、黒鉛粒子に由来する凸部(黒鉛凸部)と強誘電性粒子に由来する凸部(強誘電凸部)が形成されており、該強誘電凸部に隣接する該黒鉛凸部の頂点を3つ含む平面を形成したとき、その平面より低い強誘電凸部が、全強誘電凸部の80%以上である帯電部材が開示されている。

0005

また特許文献3には、軸体と、上記軸体の外周に、直接もしくは他の層を介して形成される抵抗調整層と、上記抵抗調整層の外周に形成される保護層とを備えた帯電ロールであって、上記保護層が、下記の(A)バインダーポリマー、(B)比表面積が9m2/g以上の多孔質粒子、(C)導電剤を含有する組成物からなる帯電ロールが開示されている。

先行技術

0006

特開2010−197936号公報
特開2010−102016号公報
特開2009−175427号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の課題は、非金属系無機導電剤を含む表面層、又は、金属に配位し得る配位子を有さない若しくは分子量が400超えの有機導電剤を含む表面層を備える場合に比べ、経時による帯電ムラを抑制する帯電部材を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
導電性支持体と、
前記導電性支持体上に配置され、金属を含む無機導電剤、及び、前記金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤を含む表面層と、
を備える帯電部材。

0009

請求項2に係る発明は、
前記無機導電剤が、金属酸化物粒子である請求項1に記載の帯電部材。

0010

請求項3に係る発明は、
前記有機導電剤が、アントラキノン粒子及びアントラキノン誘導体粒子の少なくとも1つである請求項1又は請求項2に記載の帯電部材。

0011

請求項4に係る発明は、
前記表面層が、更にフィラーを含有する請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の帯電部材。

0012

請求項5に係る発明は、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を備える帯電装置。

0013

請求項6に係る発明は、
像保持体と、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。

0014

請求項7に係る発明は、
像保持体と、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の帯電部材を有し、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。

発明の効果

0015

請求項1、2、3又は4に記載の発明によれば、非金属系の無機導電剤を含む表面層、又は、金属に配位し得る配位子を有さない若しくは分子量が400超えの有機導電剤を含む表面層を備える場合に比べ、経時による帯電ムラを抑制する帯電部材が提供される。

0016

請求項5に記載の発明によれば、非金属系の無機導電剤を含む表面層を備える帯電部材を適用した場合、又は、金属に配位し得る配位子を有さない若しくは分子量が400超えの有機導電剤を含む表面層を備える帯電部材を適用した場合に比べ、経時による帯電部材の帯電ムラを抑制する帯電装置が提供される。

0017

請求項6又は7に記載の発明によれば、非金属系の無機導電剤を含む表面層を備える帯電部材を適用した場合、又は、金属に配位し得る配位子を有さない若しくは分子量が400超えの有機導電剤を含む表面層を備える帯電部材を適用した場合に比べ、経時による帯電部材の帯電ムラに起因する画像欠陥を抑制するプロセスカートリッジ又は画像形成装置が提供される。

図面の簡単な説明

0018

本実施形態に係る帯電部材の一例を示す概略斜視図である。
本実施形態に係る帯電部材の一例を示す概略断面図である。
本実施形態に係る帯電装置の一例を示す概略斜視図である。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。

0019

以下、添付の図面を参照しがら、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明及び符号は省略する場合がある。

0020

[帯電部材]
本実施形態に係る帯電部材は、導電性支持体と、導電性支持体上に配置された表面層と、を備える。そして、表面層は、金属を含む無機導電剤、及び、前記金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤を含む。ここで、金属に配位し得る配位子とは、孤立電子対を持つ配位原子を有し、この配位原子が金属と配位結合を形成して錯体を形成し得るものを意味する。

0021

被帯電体(例えば感光体)を帯電させる手段として、導電性支持体と、導電性支持体上に配置された表面層とを備え、前記表面層に導電剤を含有した帯電部材が知られている。
しかし、上記帯電部材に繰り返し電圧を印加して被帯電体を帯電させると、帯電部材表面電気抵抗が部分的に上昇することがある。つまり、上記帯電部材では、経時で表面の電気抵抗にムラが生じやすく、それに伴い、帯電ムラが生じやすくなる。
ここで、帯電部材の帯電ムラが生じるメカニズムについて検討すると、かかる帯電ムラは、帯電部材の繰り返しの使用に伴う表面層の伸縮によって、表面層中に含まれる導電剤が移動し、導電パスが切断されることで生じると考えられる。
このため、帯電ムラが生じた帯電部材を用いて被帯電体を帯電させると、被帯電体も帯電ムラが生じることとなる。特に、前記帯電部材を、例えば画像形成装置における感光体を帯電させるための帯電部材として用いた場合には、感光体の帯電ムラを引き起こし、この帯電ムラに起因する画像欠陥(例えば、濃度ムラ色点白点及びスジ状の画像不良)が生じやすくなる。
一方、上記導電剤の移動を抑制するため、嵩高いシロキサンデンドリマー構造を持つ化合物を用いて導電剤を被覆する技術がある。この技術によれば、導電剤の移動は抑制されるものの、帯電部材の導電性が確保されにくくなる傾向がある。

0022

これに対し、本実施形態に係る帯電部材では、表面層中に、導電剤として金属を含む無機導電剤と、金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤との2種を含ませた構成とする。これにより、表面層中の導電剤(無機導電剤及び有機導電剤)が移動しにくくなり、導電パスの切断が抑制される。この結果、経時による帯電部材表面の電気抵抗のムラが抑制され、帯電部材の帯電ムラが抑制される。

0023

この理由は、定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
本実施形態では、上述のように、無機導電剤が金属を有し、有機導電剤が金属に配位し得る配位子を有する。これにより、表面層中では、有機導電剤の配位子(例えば孤立電子対を持つ酸素原子(=O))が無機導電剤の金属と配位結合を形成し、錯体を形成すると考えられる。
本実施形態に係る帯電部材では、上記配位結合の形成が帯電部材の帯電ムラの抑制に寄与すると考えられる。具体的には、上記配位結合の形成によって、表面層中では、無機導電剤及び有機導電剤の結合力が高まる。これにより、帯電部材の繰り返しの使用に伴い表面層が伸縮した場合であっても、無機導電剤及び有機導電剤が共に移動しにくくなり、導電パスの切断が抑制されると考えられる。
更に、本実施形態では、分子構造の嵩高さを考慮し、有機導電剤の分子量を400以下としている。これにより、有機導電剤の分子構造は、無機導電剤の金属と配位し得る構造となる。つまり、有機導電剤が有する配位子と無機導電剤の金属とで配位結合が形成されやすくなる。
加えて、本実施形態では、表面層に、導電剤として2種の導電剤(無機導電剤及び有機導電剤)を含ませることで、無機導電剤を単独で含むよりも、表面層の導電性が均一に近い状態で保持されやすくなる。つまり、表面層の導電性が確保されやすくなる。

0024

以上ことから、本実施形態に係る帯電部材によれば、経時による帯電ムラが抑制されることとなる。また、経時による帯電ムラが抑制されることから、帯電部材の高寿命化が実現し得る。
更に、本実施形態の帯電部材を画像形成装置に搭載することで、かかる帯電ムラに起因する画像欠陥(例えば、濃度ムラ、色点、白点及びスジ状の画像不良)も抑制される。

0025

なお、帯電部材の帯電ムラは、低温低湿(例えば10℃、15%RH)環境下で顕著に生じやすい。しかし、本実施形態の帯電部材によれば、低温低湿環境下においても、経時による帯電ムラが抑制される。
従って、本実施形態の帯電部材を搭載した画像形成装置によれば、低温低湿環境下で画像を形成しても、かかる帯電ムラに起因する画像欠陥(例えば、濃度ムラ、色点、白点及びスジ状の画像不良)が抑制される。

0026

本実施形態に係る帯電部材は、被帯電体に接触しながら被帯電体を帯電させる用途に用いられる。例えば、画像形成装置における帯電部材として好適に用いられ、具体的には像保持体(例えば感光体)を帯電させる帯電部材、像保持体からトナーを記録媒体に転写させる転写部材等として用いられる。

0027

なお、本明細書において導電性とは、20℃における体積抵抗率が1×1014Ωcm以下であることを意味する。

0028

図1は、本実施形態に係る帯電部材を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。なお、図2は、図1のA−A線断面図である。
本実施形態に係る帯電部材121は、図1及び図2に示すように、例えば、円筒状又は円柱状の導電性支持体30(シャフト)と、導電性支持体30の外周面に配置された弾性層31と、弾性層31の外周面に配置された表面層32と、を有するロール部材である。

0029

なお、本実施形態に係る帯電部材121は、上記構成に限られず、例えば、弾性層31を有しない態様、弾性層31と導電性支持体30との間に配置される中間層(例えば接着層)、弾性層31と表面層32との間に配置される抵抗調整層又は移行防止層を設けた構成であってもよい。また、本実施形態に係る帯電部材121は、導電性支持体30と表面層32とで構成される形態であってもよい。

0030

また、ここではロール部材の形態を例に挙げるが、帯電部材121の形状としては、特に限定されるものではなく、ロール状、ブラシ状、ベルトチューブ)状、ブレード状等の形状を挙げられる。これらの中でも、本実施形態に係る帯電部材は、ロール状部材が好ましい。即ち、帯電ロールであることが好ましい。

0031

以下、本実施形態に係る帯電部材121の各構成要素につき詳細に説明する。

0032

(導電性支持体)
導電性支持体30としては、例えば、アルミニウム銅合金ステンレス鋼等の金属又は合金クロムニッケル等でめっき処理を施した鉄;導電性の樹脂などの導電性の材質で構成されたものが用いられる。

0033

導電性支持体30は、帯電部材121(例えば帯電ロール)の電極及び支持部材として機能するものであり、その材質としては、例えば、鉄(快削鋼等)、銅、真鍮ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属が挙げられる。
導電性支持体30は、導電性の棒状部材であり、外周面にめっき処理を施した部材(例えば樹脂や、セラミック部材)、導電剤が分散された部材(例えば樹脂や、セラミック部材)等も挙げられる。
また、導電性支持体30は、中空状の部材(筒状部材)であってもよし、非中空状の部材であってもよい。

0034

(弾性層)
弾性層31は、必要に応じて導電性支持体30の外周面上に形成される層である。
弾性層31は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他の添加剤と、を含んで構成される。

0035

弾性材料としては、イソプレンゴムクロロプレンゴムエピクロルヒドリンゴムブチルゴムポリウレタンシリコーンゴムフッ素ゴムスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴムエチレンプロピレンゴムエピクロルヒドリンエチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレンプロピレンジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム(NBR)、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、ポリウレタン、シリコーンゴム、EPDM、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、NBR及びこれらのブレンドゴムが望ましく用いられる。これらの弾性材料は、発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。

0036

弾性層31には、導電性を付与する観点で、導電剤を添加してもよい。導電剤としては、電子導電剤イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラックアセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボングラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金;酸化スズ酸化インジウム酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの粉末が挙げられる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウムラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩塩素酸塩等;リチウムマグネシウム等のアルカリ金属アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。

0037

カーボンブラックとして具体的には、オリオンエンジニアドカボンズ社製の「スペシャルブラック350」、「スペシャルブラック100」、「スペシャルブラック250」、「スペシャルブラック5」、「スペシャルブラック4」、「スペシャルブラック4A」、「スペシャルブラック550」、「スペシャルブラック6」、「カラーブラックFW200」、「カラーブラックFW2」、「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH1000」、キャボット社製「MONARCH1300」、「MONARCH1400」、「MOGUL−L」、「REGAL400R」等が挙げられる。
これら導電剤の平均粒子径としては、1nm以上200nm以下であることが望ましい。なお、平均粒子径は、弾性層31を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、導電剤の100個の直径(最大径)を測定し、それらの値を平均することにより算出する。平均粒子径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノZSを用いて測定してもよい。

0038

弾性層31における導電剤の含有量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、弾性材料100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下の範囲であることが望ましく、15質量部以上25質量部以下の範囲であることがより望ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、弾性材料100質量部に対して、0.1質量部以上5.0質量部以下の範囲であることが望ましく、0.5質量部以上3.0質量部以下の範囲であることがより望ましい。

0039

弾性層31に配合されるその他の添加剤としては、例えば、軟化剤可塑剤硬化剤加硫剤加硫促進剤酸化防止剤界面活性剤カップリング剤充填剤シリカ炭酸カルシウム等)、発泡剤等の通常弾性層に添加され得る材料が挙げられる。

0040

弾性層31の形成に際しては、弾性層31を構成する導電剤、弾性材料、その他の成分(加硫剤や必要に応じて添加される発泡剤等の各成分)の混合方法や混合順序は特に限定されないが、一般的な方法としては、全成分をあらかじめタンブラー、Vブレンダー等で混合し、押出機によって溶融混合して押出成形する方法、プレス成型機成形した後、研磨する方法などが挙げられる。

0041

弾性層31の厚みは、1mm以上10mm以下とすることが望ましく、2mm以上5mm以下とすることがより望ましい。
弾性層31の体積抵抗率は、103Ωcm以上1014Ωcm以下が望ましい。

0042

(表面層)
表面層32は、例えば、樹脂(高分子材料)、金属を含む無機導電剤(以下、特定無機導電剤とも称する)、及び、前記金属に配位し得る配位子を有し分子量が400以下である有機導電剤(以下、特定有機導電剤とも称する)を含む。また、表面層32は、必要に応じて、フィラー、その他添加剤等を含んでもよい。

0043

−特定無機導電剤−
特定無機導電剤は金属を含む。表面層32中において、前記金属と特定有機導電剤が有する配位子とは、配位結合を形成し得る。
特定無機導電剤としては、例えば金属、金属酸化物、金属塩化物等の粒子が挙げられる。
金属としては、Zn、Sn、Ti、Al、Cu、Ni、Pd、Cr、Mn、Fe、Co、In、Mg、Ca、Bi、Zr、又は、これらの合金が挙げられる。
金属酸化物としては、上記金属を含む酸化物(例えば、ZnO、SnO2、TiO2)が挙げられる。金属塩化物としては、上記金属を含む塩化物(例えば、SnCl2、CuCl2、NiCl2)が挙げられる。
特定無機導電剤の中でも、経時による帯電部材121の帯電ムラを抑制する観点、及び、目標とする電気抵抗を確保する観点から、金属酸化物粒子であることが好ましい。なお、特定無機導電剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0044

特定無機導電剤の平均粒子径としては、特定無機導電剤の金属と特定有機導電剤の配位子との配位結合のしやすさの観点から、25nm以上200nm以下の範囲が好ましく、50nm以上100nm以下がより好ましい。
なお、平均粒子径は、表面層32を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、特定無機導電剤の100個の直径(最大径)を測定し、それらの値を平均することにより算出する。平均粒子径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノZSを用いて測定してもよい。

0045

表面層32に含まれる特定無機導電剤の含有量は、特定無機導電剤の金属と特定有機導電剤の配位子との配位結合のしやすさの観点、及び、目標とする電気抵抗を確保する観点から、表面層32に含まれる樹脂100質量部に対し、5質量部以上50質量部以下が好ましく、12質量部以上25質量部以下がより好ましい。

0046

−特定有機導電剤−
特定有機導電剤は、金属に配位し得る配位子を有する。配位子とは、上述の通り、孤立電子対を持つ配位原子を有するものである。
孤立電子対を持つ配位原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子硫黄原子及びリン原子から選ばれる少なくとも1つが挙げられる。
特定有機導電剤は、金属に配位し得る配位子を有することにより、表面層32中において、前記配位子と特定無機導電剤の金属とで配位結合が形成されると考えられる。
なお、特定有機導電剤は配位子を1つ有していても、2つ以上有していてもよい。また、配位子は、単座配位子であっても、多座配位子であってもよい。

0047

また、特定有機導電剤は、分子量が400以下である。これにより、特定有機導電剤の分子構造が嵩高くなりにくくなるため、特定有機導電剤が有する配位子と特定無機導電剤の金属とで配位結合が形成されやすくなる。

0048

特定有機導電剤としては、アントラキノン、ベンゾキノンクマリンアントシアニンフラボンキサンテンベンゾキサジン等の粒子;これらの誘導体の粒子が挙げられる。特定有機導電剤の中でも、経時による帯電部材121の帯電ムラを抑制する観点から、アントラキノン粒子、アントラキノン誘導体粒子が好ましい。なお、特定有機導電剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。

0049

アントラキノン誘導体粒子としては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物からなる粒子が挙げられる。アントラキノン誘導体とは、アントラキノン骨格を有する化合物を意味する。

0050

0051

一般式(1)中、n1及びn2は、各々独立に0以上3以下の整数を表す。但し、n1及びn2の少なくとも一方は、各々独立に1以上3以下の整数を表す(つまり、n1及びn2が同時に0を表さない)。m1及びm2は、各々独立に0又は1の整数を示す。R1及びR2は、各々独立に炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基、又はカルボキシ基を表す。

0052

ここで、一般式(1)中、R1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルキル基としては、直鎖状、又は分枝状のいずれでもよく、例えば、メチル基エチル基プロピル基イソプロピル基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルキル基としては、好ましくは1以上8以下のアルキル基、より好ましくは1以上6以下のアルキル基である。
R1及びR2が表す炭素数1以上10以下のアルコキシ基(アルコキシル基)としては、直鎖状、又は分枝状のいずれでもよく、例えば、メトキシ基エトキシ基プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。炭素数1以上10以下のアルコキシ基としては、好ましくは1以上8以下のアルコキシル基、より好ましくは1以上6以下のアルコキシル基である。

0053

以下に、アントラキノン誘導体の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、具体例1−1はアントラキノンである。
これらの中でも、経時による帯電部材の帯電ムラを抑制する観点から、下記1−1〜1−12で表される化合物が好ましく、具体例1−1(アントラキノン)、具体例1−3(アリザリン)、具体例1−4(キニザリン)、具体例1−12(キナリザリン)で表される化合物がより好ましい。表中−OMeはメトキシ基、−OEtはエトキシ基、−OBuはブトキシ基を示す。

0054

0055

0056

0057

特定有機導電剤の平均粒子径としては、特定無機導電剤の金属と特定有機導電剤の配位子との配位結合のしやすさの観点から、50nm以下の範囲が好ましい。
平均粒子径の測定方法は、上述した特定無機導電剤の平均粒子径の測定方法と同様である。

0058

表面層32に含まれる特定有機導電剤の含有量は、特定無機導電剤の金属と特定有機導電剤の配位子との配位結合のしやすさの観点、及び、目標とする電気抵抗を確保する観点から、表面層32に含まれる樹脂100質量部に対し、0.5質量部以上2質量部以下が好ましい。

0059

また、表面層32に含まれる特定無機導電剤及び特定有機導電剤の配合比モル比(特定無機導電剤:特定有機導電剤)で、20:1〜100:1が好ましい。
特定無機導電剤及び特定有機導電剤の配合比(モル比)が上記範囲であることにより、表面層中では、特定無機導電剤の金属と特定有機導電剤の配位子(例えば孤立電子対を有する酸素原子(=O))とで配位結合が形成されやすくなる。これにより、帯電部材121の繰り返しの使用に伴い表面層が伸縮した場合であっても、無機導電剤及び有機導電剤が共に移動しにくくなり、導電パスの切断が生じにくくなる。この結果、経時による帯電部材121の帯電ムラが抑制されやすくなる。

0060

−他の導電剤−
表面層32には、本実施形態の効果を損なわない範囲において、特定無機導電剤及び特定有機導電剤以外の他の導電剤を併用してもよい。
表面層32に併用し得る他の導電剤としては、既述の弾性層31に添加される導電剤と同様の導電剤が挙げられる(但し、特定無機導電剤及び特定有機導電剤は除く)。

0061

−フィラー−
表面層32には、フィラーを含んでもよい。フィラーを含むことで、表面層32の電気特性及び表面粗さが適切な範囲に調整されやすくなる。これにより、経時による帯電部材121の帯電ムラがより抑制される。また、帯電部材表面への付着物(例えばトナーや外添剤等)が付着することによる汚染も抑制される。

0062

フィラーとしては、導電性粒子(但し、特定無機導電剤及び特定有機導電剤は除く)、非導電性粒子のいずれでもよいが、非導電性粒子が好ましい。
非導電性粒子としては、樹脂粒子ポリアミド樹脂粒子ポリイミド樹脂粒子メタクリル樹脂粒子ポリスチレン樹脂粒子フッ素樹脂粒子シリコーン樹脂粒子等)、無機粒子クレー粒子カオリン粒子タルク粒子シリカ粒子アルミナ粒子等)、又はセラミック粒子等が挙げられる。なお、フィラーは1種を単独で用いても2種類以上を併用しても構わない。
フィラーは、後述の樹脂(高分子材料)と同種の樹脂で構成した粒子であってもよい。なお、非導電性とは20℃における体積抵抗率が1014Ωcm超えを意味する。

0063

フィラーの含有量は、特に制限はないが、表面層32に含まれる樹脂(高分子材料)100質量部に対して、1質量部以上100質量部以下の範囲であることが好ましく、5質量部以上60質量部以下の範囲であることがより好ましい。
フィラーによって形成される表面層32の表面粗さRzは、2μm以上15μm以下が帯電ムラの抑制の観点から好ましく、3μm以上10μm以下がより好ましい。
なお、表面粗さRzは、JIS B0601(1994年)の十点平均粗さRzである。表面粗さRzは、表面粗さ測定機(東京精密社製サーフコム1400)を用い、カットオフ0.8mm、測定長4.0mm、トラバーススピード0.3mm/secの条件で、測定対象物の3か所(例えばロール状であれば軸方向両端20mm位置及び中央部の3か所)を測定し、その平均値を算出する。

0064

−樹脂−
表面層32は、樹脂(高分子材料)を含んで構成されることがよい
表面層32を構成する樹脂(高分子材料)としては、特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体ポリエステルポリイミドシリコーン樹脂アクリル樹脂ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂ポリカーボネートポリビニルアルコールセルロースポリ塩化ビニリデンポリ塩化ビニルポリエチレンエチレン酢酸ビニル共重合体共重合ナイロン等が挙げられる。
上記樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合または共重合して用いてもよい。架橋可能な樹脂の場合、架橋して用いてもよい。また、樹脂(高分子材料)の数平均分子量は1,000以上100,000以下の範囲であることが好ましく、10,000以上50,000以下の範囲であることがより好ましい。

0065

また、表面層32におけるその他添加剤としては、例えば、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、分散剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常表面層に添加され得る材料が挙げられる。

0066

表面層32は、例えば、樹脂、特定無機導電剤、及び特定有機導電剤を溶剤に分散させて塗布液を調製し、先立って作製した導電性支持体30(弾性層31の外周面)上に、この塗布液を付与し乾燥することで形成し得る。塗布液の付与方法としては、例えば、ブレード塗布法マイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。
塗布液に用いる溶剤としては、特に限定されず一般的なものが使用され、例えば、メタノールエタノールプロパノールブタノールなどのアルコール類アセトンメチルエチルケトンなどのケトン類テトラヒドロフランジエチルエーテルジオキサンなどのエーテル類などの溶媒を使用してよい。

0067

表面層32の厚みは、経時による帯電部材121の帯電ムラを抑制する観点から、0.01μm以上1000μm以下の範囲で選択され、例えば、2μm以上25μm以下であることが望ましい。

0068

表面層32の体積抵抗率は、被帯電体(例えば感光体)と接触して帯電させる観点から、103Ωcm以上1014Ωcm以下の範囲であることが望ましい。

0069

帯電部材表面の電気抵抗は、100V印加時の電気抵抗が、1×103以上1×1014Ω以下の範囲にあることが好ましく、1×106以上1×109Ω以下の範囲にあることがより好ましい。表面の電気抵抗が1×103Ωを下回ると、電流漏洩(所謂リーク)が生じ易くなる場合があり、表面の電気抵抗が1×1014Ωを上回ると電荷の蓄積(所謂チャージアップ)が生じ易くなる場合がある。
帯電部材表面の電気抵抗は、例えば、以下のように測定する。
ローラー形状の電極を帯電部材表面に接触させた後、帯電部材の導電性支持体とローラー形状の電極との間に100V電圧を印加する。その後、帯電部材を回転させることで電極も連れ回りさせ、その時の帯電部材の導電性支持体とローラー形状の電極との間に流れる電流と電圧から、帯電部材の周方向の表面の電気抵抗を測定する。

0070

[帯電装置]
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
本実施形態に係る帯電装置は、帯電部材として、上記本実施形態に係る帯電部材を備えた構成を有する。

0071

図3は、本実施形態に係る帯電装置の一例を示す概略斜視図である。本実施形態に係る帯電装置12は、例えば、図3に示すように、帯電部材121と、クリーニング部材122と、が特定の食い込み量で接触して配置されている。そして、帯電部材121の導電性支持体及びクリーニング部材122の基材122Aの軸方向両端は、各部材が回転自在となるように導電性軸受け123(導電性ベアリング)で保持されている。導電性軸受け123の一方には電源124が接続されている。
なお、本実施形態に係る帯電装置は、上記構成に限られず、例えば、クリーニング部材122を備えない形態であってもよい。

0072

クリーニング部材122は、帯電部材121の表面を清掃するための清掃部材であり、例えば、ロール状で構成されている。クリーニング部材122は、例えば、円筒状又は円柱状の基材122Aと、基材122Aの外周面に配置された弾性層122Bと、で構成される。

0073

基材122Aは、導電性の棒状部材であり、その材質は例えば、鉄(快削鋼等),銅,
真鍮,ステンレス,アルミニウム,ニッケル等の金属が挙げられる。また、基材122Aとしては、外周面にメッキ処理を施した部材(例えば樹脂や、セラミック部材)、導電剤が分散された部材(例えば樹脂や、セラミック部材)等も挙げられる。基材122Aは、中空状の部材(筒状部材)であってもよし、非中空状の部材であってもよい。

0074

弾性層122Bは、多孔質の3次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部(以下、セルという。)が存在し、弾性を有していることがよい。弾性層122Bは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィンメラミン又はポリプロピレン、NBR(アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム)、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムクロロプレンシリコーンニトリル、等の発泡性樹脂材料又はゴム材料を含んで構成される。

0075

これらの発泡性の樹脂材料又はゴム材料の中でも、帯電部材121との従動摺擦によりトナーや外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電部材121の表面にクリーニング部材122の擦れによるキズをつけ難くするために、また、長期にわたり千切れや破損が生じ難くするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好適に適用される。

0076

ポリウレタンとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリオール(例えばポリエステルポリオールポリエーテルポリオールアクリルポリオールなど)と、イソシアネート(2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートや4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートトリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなど)の反応物が挙げられ、これらの鎖延長剤(例えば1,4−ブタンジオールトリメチロールプロパンなど)による反応物であってもよい。なお、ポリウレタンは、発泡剤(水やアゾ化合物アゾジカルボンアミドアゾビスイソブチロニトリル等)を用いて発泡させるのが一般的である。

0077

弾性層122Bのセル数(25mm長さ当たりのセル数)としては、20/25mm以上80/25mm以下であることが望ましく、30/25mm以上80/25mm以下であることがさらに望ましく、30/25mm以上50/25mm以下であることが特に望ましい。

0078

弾性層122Bの硬さとしては、100N以上500N以下が望ましく100N以上400N以下がさらに望ましく、150N以上400N以下が特に望ましい。

0079

導電性軸受け123は、帯電部材121とクリーニング部材122とを一体で回転自在に保持すると共に、当該部材同士軸間距離を保持する部材である。導電性軸受け123は、導電性を有する材料で製造されていればいかなる材料及び形態でもよく、例えば、導電性のベアリングや導電性の滑り軸受けなどが適用される。

0080

電源124は、導電性軸受け123へ電圧を印加することにより帯電部材121とクリーニング部材122とを同極性に帯電させる装置であり、公知の高圧電源装置が用いられる。

0081

本実施形態に係る帯電装置12では、例えば、電源124から導電性軸受け123に電圧が印加されることで、帯電部材121とクリーニング部材122とが同極性に帯電する。これにより、像保持体表面の異物(例えばトナーや外添剤)をクリーニング部材122及び帯電部材121表面に蓄積させるが抑制され、像保持体に移行でき、像保持体のクリーニング装置で異物が回収される。そのため、長期にわたり帯電部材121とクリーニング部材122とに汚れが蓄積することが抑制され、帯電性能が維持される。

0082

[画像形成装置、プロセスカートリッジ]
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、上記本実施形態に係る帯電部材を有し、帯電部材が像保持体の表面に接触して像保持体の表面を帯電する帯電手段(上記実施形態に係る帯電装置)と、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える。

0083

一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、例えば上記構成の画像形成装置に脱着され、像保持体と、上記本実施形態に係る帯電部材を有し、帯電部材が像保持体の表面に接触して像保持体の表面を帯電する帯電手段(上記実施形態に係る帯電装置)と、を備える。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、必要に応じて、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段及び転写後の像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも一種の手段を備えていてもよい。

0084

次に、本実施形態に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて図面を参照しつつ説明する。図4は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図5は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。

0085

本実施形態に係る画像形成装置101は、図4に示すように、像保持体10を備え、その周囲に、像保持体を帯電する帯電装置12と、帯電装置12により帯電された像保持体10を露光して潜像を形成する露光装置14と、露光装置14により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置16と、現像装置16により形成したトナー像を記録媒体Pに転写する転写装置18と、転写後の像保持体10表面の残留トナーを除去するクリーニング装置20と、を備える。また、転写装置18により記録媒体Pに転写されたトナー像を定着する定着装置22を備える。

0086

そして、本実施形態に係る画像形成装置101は、帯電装置12として、例えば、帯電部材121と、帯電部材121に接触配置されたクリーニング部材122と、帯電部材121及びクリーニング部材122の軸方向両端を各部材が回転自在となるように保持する導電性軸受け123(導電性ベアリング)と、導電性軸受け123の一方に接続された電源124(図3参照)と、が配置された、上記本実施形態に係る帯電装置が適用されている。

0087

一方、本実施形態の画像形成装置101は、帯電装置12(帯電部材121)以外の構成については、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用される。以下、各構成の一例につき説明する。

0088

像保持体10は、特に制限なく、公知の感光体が適用される。像保持体10が有機感光体の場合には、感光層電荷発生層電荷輸送層とが分離された機能分離型でもよいし、機能一体型であってもよい。また、像保持体10は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。

0089

露光装置14としては、例えば、レーザー光学系LEDアレイ等が適用される。

0090

現像装置16は、例えば、現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を像保持体10に接触若しくは近接させて、像保持体10の表面の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置である。現像装置16の現像方式は、既知の方式として二成分現像剤による現像方式が好適に適用される。この二成分現像剤による現像方式には、例えば、カスケード方式磁気ブラシ方式などがある。

0091

転写装置18としては、例えば、コロトロン等の非接触転写方式、記録媒体Pを介して導電性の転写ロールを像保持体10に接触させ記録媒体Pにトナー像を転写する接触転写方式のいずれを適応してもよい。

0092

クリーニング装置20は、例えば、クリーニングブレードを像保持体10の表面に直接接触させて表面に付着しているトナー、紙粉ゴミなどを除去する部材である。クリーニング装置20としては、クリーニングブレード以外にクリーニングブラシクリーニングロール等を適用してもよい。

0093

定着装置22としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好適に適用される。加熱定着装置は、例えば、円筒状芯金の内部に加熱用ヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層あるいは耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し特定の接触圧で接触して配置され、円筒状芯金の外周面あるいはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラ又は加圧ベルトと、で構成される。未定着のトナー像の定着プロセスは、例えば、定着ローラと加圧ローラ又は加圧ベルトとの間に未定着のトナー像が転写された記録媒体Pを通過させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。

0094

なお、本実施形態に係る画像形成装置101は、上記構成に限られず、例えば、中間転写体を利用した中間転写方式の画像形成装置、各色のトナー像を形成する画像形成ユニット並列配置させた所謂タンデム方式の画像形成装置であってもよい。

0095

一方、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、図5に示すように、上記図4に示す画像形成装置において、露光のための開口部24A、除電露光のための開口部24B及び取り付けレール24Cが備えられた筐体24により、像保持体10と、帯電部材121が像保持体10の表面に接触して像保持体10の表面を帯電する帯電装置12と、露光装置14により形成した潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置16と、転写後の像保持体10表面の残留トナーを除去するクリーニング装置20と、を一体的に組み合わせて保持して構成したプロセスカートリッジ102である。そして、プロセスカートリッジ102は、上記図4に示す画像形成装置101に脱着自在に装着されている。

0096

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。

0097

<感光体の作製>
下引層の形成−
酸化亜鉛:(平均粒子径70nm:テイカ社製:比表面積値15m2/g)100部をテトラヒドロフラン500部と攪拌混合し、シランカップリング剤KBM603:信越化学工業社製)1.25部を添加し、2時間攪拌した。その後テトラヒドロフランを減圧蒸留にて留去し、120℃で3時間)焼き付けを行い、シランカップリング剤表面処理酸化亜鉛を得た。

0098

前記表面処理を施した酸化亜鉛60部と、アリザリン0.6部と、硬化剤:ブロック化イソシアネートスミジュール3175:住友バイエルウレタン社製)13.5部と、ブチラール樹脂エスレックBM−1:積水化学工業社製)15部と、をメチルエチルケトン85部に溶解した溶液38部と、メチルエチルケトン25部と、を混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に、触媒としてのジオクチルスズジラウレート0.005部と、シリコーン樹脂粒子(トスパール145:モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズ社製)4.0部と、を添加し、下引層形成用塗布液を得た。
この塗布液を浸漬塗布法にてアルミニウム基材上に塗布し、170℃、40分の乾燥硬化を行い厚み25μmの下引層を得た。

0099

−電荷発生層の形成−
次に、形成された下引層上に、以下のようにして感光層(電荷発生層と電荷輸送層との積層構造を有する感光層)を形成した。
まず、電荷発生材料としての、Cukα線を用いたX線回折スペクトルブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.3゜、16.0゜、24.9゜、28.0゜の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン15部と、結着樹脂としての塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニカー社製)10部と、酢酸n−ブチル200部と、からなる混合物を、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液に、酢酸n−ブチル175部と、メチルエチルケトン180部と、を添加し、攪拌して電荷発生層用の塗布液を得た。
この電荷発生層用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温(22℃)で乾燥して、厚みが0.2μmの電荷発生層を形成した。

0100

−電荷輸送層の形成−
次に、4フッ化エチレン樹脂粒子1部と、フッ素系グラフトポリマー0.02部と、テトラヒドロフラン5部と、トルエン2部と、を十分攪拌混合し、4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を得た。
次に、電荷輸送材料としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’]ビフェニル−4,4’−ジアミン4部と、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量40,000)6部と、テトラヒドロフラン23部と、をトルエン10部に混合溶解した後、前記4フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液を加えて攪拌混合した後、微細流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザーナノマイザー株式会社製、商品名LA−33S)を用いて、400Kgf/cm2(3.92×10−1Pa)まで昇圧しての分散処理を6回繰り返し、4フッ化エチレン樹脂粒子分散液を得た。さらに、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.2部を混合して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布して115℃で40分間乾燥し、厚み22μmの電荷輸送層を形成した。
以上により、下引層上に、電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に有する感光体を得た。

0101

[実施例1]
<帯電ロール1の作製>
ゴム組成物の作製−
下記組成の混合物を2.5Lのニーダー混練りしてゴム組成物を得た。
ゴム材100部
(エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、Hydrin T3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック#3030B:三菱化学社製) 5部
・イオン導電剤(ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、商品名「BTEAC」、ライオンスペシャリティケミカルズ社製) 1部
・加硫剤(有機硫黄、4,4’−ジチオジモルホリンバルノックR:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤A(チアゾール系、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、ノクセラーDM−P:大内新興化学工業社製) 1.5部
・加硫促進剤B(チウラム系、テトラエチルチウラムジスルフィド、ノクセラーTET−G:大内新興化学工業社製) 1.8部
加硫促進助剤(酸化亜鉛、酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 3部
ステアリン酸1.0部
重質炭酸カルシウム40部

0102

弾性ロールの作製−
厚み5μmの無電解ニッケルメッキを施した後、6価クロム酸を施した直径8mmのSUM23Lから成る導電性支持体を用意した。
シリンダー内径60mm、L/D=20(Lは1軸ゴム押出し機におけるスクリュー長さ、Dはスクリュー径)の1軸ゴム押出し機を用いてスクリュー回転25rpmで、上記で作製したゴム組成物を押出すと共に、前記導電性支持体を連続的にクロスヘッドに通過させることにより、導電性支持体上に前記ゴム組成物を被覆した。押出し機温度条件設定は、シリンダー部、スクリュー部、ヘッド部、ダイ部のいずれとも80℃とした。導電性支持体と被覆されたゴム組成物で形成された未加硫ゴムロールは、空気加熱炉で165℃、70分間加硫し、直径12mmの弾性ロールを得た。

0103

−表面層の作製−
下記混合物をビーズミルにて分散し表面層形成用分散液を得た。この表面層形成用分散液をメタノールで希釈し、前記弾性ロールの表面に浸漬塗布した後、160℃で30分間加熱乾燥し、厚み10μmの表面層を作製した。
以上のようにして、表面層を有する帯電ロール1(帯電部材)を得た。
・高分子材料1(N−メトキシメチル化ナイロン、F30K:ナガセケムテックス社製) 100部
・高分子材料2(ポリビニルブチラール樹脂、エスレックBL−1:積水化学工業社製) 10部
・無機導電剤(酸化亜鉛、パゼットAB:ハクスイテック社製) 20部
・有機導電剤(アリザリン:東京化成工業社製) 1部
・フィラー(ポリアミド樹脂、Orgasol2001DNat1:アルケマ社製) 20部
・触媒(Nacure4167:本化成社製) 4部
・溶剤1(メタノール) 700部
・溶剤2(ブタノール) 200部

0104

[実施例2〜21、比較例1〜10]
実施例1の帯電ロール1の作製において、表面層形成用分散液中に配合する無機導電剤の種類と量、有機導電剤の種類と量を表1、2に従って変更した以外は、実施例1の帯電ロール1と同様にして、実施例2〜21の帯電ロール、比較例1〜10の帯電ロールを作製した。

0105

[評価]
以下の要領で、画質評価、帯電ムラ評価、及び導電剤の移動評価を行った。結果を表1、2に示す。

0106

<画質評価>
上記で作製した感光体と、各例で作製した帯電ロールとをカラー複写機DocuCentre−IV C2260:富士ゼロックス社製のドラムカートリッジに装着した。なお、帯電装置は接触帯電方式の帯電装置とした。
上記カラー複写機を用いて、低温低湿(10℃、15%RH)環境下で、A3用紙の全面に画像濃度50%、30%のハーフトーン画像及び画像濃度0%の白紙画像をそれぞれ20,000枚ずつ出力し、1枚目初期)と20,000枚目に得られたハーフトーン画像(画像濃度50%、30%)及び白紙画像(画像濃度0%)について下記基準に従って評価した。
なお、1枚目の評価結果は、いずれもA(◎)であった。このため、表1、表2には、20,000枚目の評価結果のみを示す。

0107

評価基準
A(◎):濃度ムラ、白点、色点、スジ等の画像欠陥が未発生。
B(○):軽微な濃度ムラ、白点、色点、スジ等の画像欠陥が部分的に発生。
C(△):軽微な濃度ムラ、白点、色点、スジ等の画像欠陥が発生。
D(×):濃度ムラ、白点、色点、スジ等の画像欠陥が発生。

0108

<帯電ムラ評価>
上記画質評価を行う前後において、帯電ロールの表面の電気抵抗を測定することにより、帯電ロールの帯電ムラを評価した。
まず、上記画質評価を行う前の帯電ロールを用いて、帯電ロールの軸方向の両端から20mmの位置及び中央部の3箇所についてそれぞれローラ電極を接触させた後、帯電ロールの導電性支持体と各ローラ電極との間に100Vを印加し、帯電ローラを1周回転させながら導電性支持体と各ローラ電極との間に流れる電流の最大、最小を測定し、その電流最大値電流最小値と電圧から最大の電気抵抗と最小の電気抵抗を求めた。得られた電気抵抗のうち、最大の電気抵抗と最小の電気抵抗との差を求めた(以下、初期の電気抵抗差)。
次いで、上記画質評価を行った後の帯電ロールを用いて、同様の方法により、上記3箇所の表面の電気抵抗を測定し、最大の電気抵抗と最小の電気抵抗との差を求めた(以下、出力後の電気抵抗差)。そして、初期の電気抵抗差と出力後の電気抵抗差との差を求め、下記基準に従って帯電ムラを評価した。

0109

−評価基準−
A(◎):|初期の電気抵抗差−出力後の電気抵抗差|≦1×100.3Ω
B(○):1×100.3Ω<|初期の電気抵抗差−出力後の電気抵抗差|≦1×100.5Ω
C(×):1×100.5Ω<|初期の電気抵抗差−出力後の電気抵抗差|

0110

<導電剤の移動評価>
上記画質評価を行う前後において、帯電ロールの表面層中の導電剤を走査型電子顕微鏡(SEM日立製作所社製:S−4700)で観察することにより、無機導電剤の移動の有無を評価した。観察対象を無機導電剤としたのは、有機導電剤に比べ無機導電剤の方が経時で移動しやすいからである。
観察位置は帯電ロールの軸方向の両端から20mmの位置及び中央部の3箇所とし、各箇所における表面層中の無機導電剤の位置を観察した。
そして、各箇所において、上記画質評価を行う前の無機導電剤の存在位置と、上記画質評価後の無機導電剤の存在位置とを比べ、無機導電剤が最も移動した箇所を下記評価基準の対象とした。

0111

−評価基準−
A(◎):無機導電剤の移動が0.5μm以下である。
B(○):無機導電剤の移動が0.5μm超え1μm以下である。
C(△):無機導電剤の移動が1μm超え2μm以下である。
D(×):無機導電剤の移動が2μm超えである。

0112

0113

0114

−表1、表2の説明−
・「無機導電剤/有機導電剤」[モル比]とは、表面層に含まれる無機導電剤のモル数及び有機導電剤のモル数の比を意味する。
・「CB」とは、カーボンブラックを意味する。
・帯電ムラ評価における|初期−出力後|とは、初期の電気抵抗差と出力後の電気抵抗差との差の絶対値を意味する。

実施例

0115

表1、表2から、本実施例は、比較例に比べ、帯電ロールの経時的な帯電ムラが抑制されていることがわかる。
また、本実施例は、比較例に比べ、帯電ロールの表面層における無機導電剤の移動が経時で抑制されていることがわかる。
また、本実施例の帯電ロールを搭載した画像形成装置で画像を出力することにより、低温低湿(10℃、15%RH)環境下であっても、画像欠陥が抑制された画像が得られることがわかる。

0116

10像保持体、12帯電装置、14露光装置、16現像装置、18転写装置、20クリーニング装置、22定着装置、24筐体、24A 開口部、24B 開口部、24C取り付けレール、30導電性支持体、31弾性層、32表面層、101画像形成装置、102プロセスカートリッジ、121帯電部材、122クリーニング部材、123導電性軸受け、122A基材、122B 弾性層、124 電源

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ