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技術 帯電部材及び電子写真装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 寺田健哉古川匠渡辺宏暁友水雄也鈴木敏郎矢澤謙一下所和弘
出願日 2016年10月25日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-208716
公開日 2018年2月15日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2018-025735
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離 ロール及びその他の回転体
主要キーワード 凹部壁 ミクロンバー ラッピングフィルムシート 同分散液 弾性体樹脂 Y座標 部距離 国際ゴム硬さ
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(2018年2月15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 (17)

課題

長期に亘って安定した帯電性能を発揮し得る帯電部材の提供。

解決手段

導電性支持体表面層とを備えた帯電部材であって、表面層は、外表面に互いに独立した複数の凹部を有し、凹部の各々に弾性体粒子を保持しており、弾性体粒子は帯電部材の表面に露出しておりかつ帯電部材の表面に凸部を生じさせており、凹部および凹部に保持されてなる弾性体粒子を支持体の表面に正投影して得られる正投影像において、弾性体粒子に由来する投影像の外縁と、凹部に由来する投影像の外縁とが離間している部位を有し、凹部の壁の一部は帯電部材の表面の一部を構成し、弾性体粒子の弾性回復仕事率は70%以上であり、弾性体粒子のマルテンス硬度が0.1N/mm2以上3.0N/mm2以下であり、かつ帯電部材の表面の一部を構成している壁の一部の表面で測定されるマルテンス硬度より弾性体粒子のマルテンス硬度が低い。

概要

背景

特許文献1には、直流電圧のみを印加して電子写真感光体の如き被帯電体を均一に帯電させ得る帯電部材として、表面層中に大粒子径および小粒子径の2種類の粒子を添加した帯電部材が開示されている。

概要

長期に亘って安定した帯電性能を発揮し得る帯電部材の提供。導電性支持体と表面層とを備えた帯電部材であって、表面層は、外表面に互いに独立した複数の凹部を有し、凹部の各々に弾性体粒子を保持しており、弾性体粒子は帯電部材の表面に露出しておりかつ帯電部材の表面に凸部を生じさせており、凹部および凹部に保持されてなる弾性体粒子を支持体の表面に正投影して得られる正投影像において、弾性体粒子に由来する投影像の外縁と、凹部に由来する投影像の外縁とが離間している部位を有し、凹部の壁の一部は帯電部材の表面の一部を構成し、弾性体粒子の弾性回復仕事率は70%以上であり、弾性体粒子のマルテンス硬度が0.1N/mm2以上3.0N/mm2以下であり、かつ帯電部材の表面の一部を構成している壁の一部の表面で測定されるマルテンス硬度より弾性体粒子のマルテンス硬度が低い。

目的

本発明の一態様は、長期に亘って、安定した帯電性能を発揮し得る帯電部材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

導電性支持体と、表面層とを備えた帯電部材であって、該表面層は、外表面に、互いに独立した複数の凹部を有し、該凹部の各々に、弾性体粒子を保持しており、該弾性体粒子は、該帯電部材の表面に露出しており、かつ、該帯電部材の表面に凸部を生じさせており、該凹部および該凹部に保持されてなる該弾性体粒子を該支持体の表面に正投影して得られる正投影像において、該弾性体粒子に由来する投影像の外縁と、該凹部に由来する投影像の外縁とが離間している部位を有し、該凹部の壁の一部は、該帯電部材の表面の一部を構成し、該弾性体粒子の弾性回復仕事率は70%以上であり、該弾性体粒子のマルテンス硬度が、0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下であり、かつ、該帯電部材の表面の一部を構成している該壁の一部の表面で測定されるマルテンス硬度より、該弾性体粒子のマルテンス硬度が低いことを特徴とする、帯電部材。

請求項2

前記弾性体粒子のマルテンス硬度が1.0N/mm2以上、2.0N/mm2以下である請求項1に記載の帯電部材。

請求項3

前記帯電部材の表面の一部を構成している該壁の一部で測定されるマルテンス硬度が5.0N/mm2以上、20.0N/mm2以下である請求項1または2に記載の帯電部材。

請求項4

前記弾性体粒子の平均粒子径が6μm以上、30μm以下であり、かつ、前記弾性体粒子に由来する投影像の外縁と前記凹部に由来する投影像の外縁の離間した部位の距離が、前記弾性体粒子の平均粒子径の1/3以上、70μm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の帯電部材。

請求項5

前記正投影像において、前記弾性体粒子と凹部が離間していることにより形成された間隙の重心位置と弾性体粒子の重心位置が、帯電部材の長手方向に配向している請求項1〜4の何れか一項に記載の帯電部材。

請求項6

請求項1〜5の何れか一項に記載の帯電部材を備える電子写真装置

技術分野

0001

本発明は電子写真装置等に用いられる帯電部材、及びこれを用いた電子写真装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、直流電圧のみを印加して電子写真感光体の如き被帯電体を均一に帯電させ得る帯電部材として、表面層中に大粒子径および小粒子径の2種類の粒子を添加した帯電部材が開示されている。

先行技術

0003

特開2003−316111号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明者らの検討によれば、表面に凸部を有する帯電部材は、被帯電体を均一に帯電させる上で有効であるとの認識を得ている。しかしながら、かかる帯電部材を長期に亘って使用した場合、被帯電体の表面に汚れ蓄積していき、帯電能力が徐々に変化する場合がある。一方、表面に凸部を有しない帯電部材は、被帯電体の表面に汚れが蓄積しにくく、帯電能力が変化しにくいとの認識を得ている。しかしながら、かかる帯電部材を使用した場合、表面の凸部が無いため、被帯電体を均一に帯電させる上で不利な場合がある。

0005

そこで、本発明の一態様は、長期に亘って、安定した帯電性能を発揮し得る帯電部材を提供することに向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位電子写真画像を安定して形成することのできる電子写真装置の提供に向けたものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様によれば、
導電性支持体と、表面層とを備えた帯電部材であって、
該表面層は、
外表面に、互いに独立した複数の凹部を有し、
該凹部の各々に、弾性体粒子を保持しており、
該弾性体粒子は、該帯電部材の表面に露出しており、かつ、該帯電部材の表面に凸部を生じさせており、
該凹部および該凹部に保持されてなる該弾性体粒子を該支持体の表面に正投影して得られる正投影像において、該弾性体粒子に由来する投影像の外縁と、該凹部に由来する投影像の外縁とが離間している部位を有し、
該凹部の壁の一部が、該帯電部材の表面の一部を構成しており、
該弾性体粒子の弾性回復仕事率は70%以上であり、
該弾性体粒子のマルテンス硬度が、0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下であり、かつ、
該帯電部材の表面を構成している該壁の一部の表面で測定されるマルテンス硬度より、該弾性体粒子のマルテンス硬度が低い、
帯電部材が提供される。

0007

本発明の別の態様によれば、前記帯電部材を備える電子写真装置が提供される。

0008

本発明の一態様によれば、長期に亘って、安定した帯電性能を発揮し得る帯電部材を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を長期に亘って安定して形成することのできる電子写真装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

0009

帯電部材の表面形態の一例を示す図(写真)である。
帯電部材の表面形状の一例を示す模式図である。
帯電部材の表面形状の一例を示す模式図である。
帯電部材の表面形状の一例を示す模式図である。
帯電部材の表面形状の一例を示す模式図である。
帯電ローラの構成例を示す模式図である。
クロスヘッド押出成型機の一例の概略機構図である。
クロスヘッド押出口付近の一例の模式図である。
帯電部材を有する電子写真装置の一例を模式的に示す構成図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
凹部の形状の例を示す模式図である。
弾性体粒子の重心位置に対する間隙の重心位置の配向を説明するための模式図である。

0010

本発明の一態様に係る帯電部材は、導電性支持体と、典型的には導電性の表面層とを備えている。表面層は、導電性弾性体で形成することができる。表面層の表面は凹部を有する。凹部には弾性体粒子が保持される。なお、ここで言う「凹部」は、最終製品としての帯電部材において窪んでいる部分だけを意味するのではなく、弾性体粒子によって占められている部分も含めた表面層(典型的には導電性弾性体の表面)における窪みを意味する。

0011

また帯電部材の表面(特には、帯電部材の、表面層を有する部分)は、凸部を有する。凸部は、前記弾性体粒子によって構成されている。この弾性体粒子は、表面層の構成材料(弾性体粒子以外)に埋没しておらず、その一部が表面層構成材料(弾性体粒子以外)から露出した状態で突出している。

0012

また凹部およびその凹部に保持された弾性体粒子を支持体の表面に正投影したときに得られる正投影像において、凹部に由来する投影像の外縁と弾性体粒子に由来する投影像の外縁が離間している部位が存在する。この部位には弾性体粒子の壁と凹部の壁で囲まれた間隙が存在する。間隙の深さは、弾性体粒子の平均粒子径の1/3以上が好ましい。凹部の壁の一部が、帯電部材の表面の一部を構成している。つまり、凹部の壁の少なくとも一部が、弾性体粒子によって覆われることなく、表面に露出している。

0013

また、弾性体粒子のマルテンス硬度は、0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下である。そして、前記帯電部材の表面の一部を構成している凹部の壁の一部(以下、「間隙形成凹部壁」ともいう)のマルテンス硬度より、弾性体粒子のマルテンス硬度が低い。

0014

本発明者らは、本発明に係る帯電部材によって、弾性体粒子に由来した凸部を有しても汚れを抑制するメカニズムについて、以下のように推定した。

0015

まず、図1に本発明の帯電部材の表面の一例を示す。図2Aは帯電部材の表面に対し接線方向を視点とした投影図(断面図)であり、図2Bは帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図である。帯電部材の表面とは、被帯電体と接する面もしくは近接する面である。また、一般的に帯電部材は所定の表面粗さを有するが、帯電部材の表面に対する法線方向や接線方向を定義する基準となる面は、その表面粗さの高さ方向の平均線を通る面とする。表面層をなす材料である導電性ゴム組成物が凹部11を形成している。このようにして、表面層の外表面には、互いに独立した複数の凹部が存在する。凹部11に弾性体粒子が存在する。帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図において、弾性体粒子の外縁と、この弾性体粒子が存在する凹部の外縁の少なくとも一部は、離間した状態で存在している。つまり、この投影図において、弾性体粒子に由来する投影像の外縁と、凹部に由来する投影像の外縁とが離間している部位が存在する。この部位には、弾性体粒子の壁と凹部の壁で囲まれた間隙が存在する。弾性体粒子は、凸部12を形成している。凹部11には、マルテンス硬度が0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下の弾性体粒子が存在する。本発明で用いる弾性体粒子は、上記のマルテンス硬度測定における弾性回復仕事率が70%以上である。また、弾性体粒子は、そのマルテンス硬度が、該弾性体粒子が存在する凹部11の間隙部形成凹部壁のマルテンス硬度よりも低い。

0016

このような帯電部材によれば、帯電部材の表面に弾性体粒子が凸部12を形成しているため、感光体と当接する手前の放電領域において、被帯電体を均一に帯電させることができる。感光体上には、クリーニング部材で除去しきれなかった等の原因で意図せずして付着したトナーが存在することがある。そして、それが弾性体粒子に接触した際にトナーが潰れて付着する事が起点となり、トナーの付着が拡大し、ポチ状画像濃度ムラ(以後、「ポチ状の汚れ」と呼ぶ)が発生する場合がある。マルテンス硬度が3.0N/mm2以下の弾性体粒子によって形成された凸部は、感光体との当接部にて、凹部11と弾性体粒子の外縁の間にできた間隙に向かって表面層表面の接線方向に変形する。この時、弾性体粒子に比べ間隙形成凹部壁のマルテンス硬度の方が高いため、弾性体粒子が変形することができる。つまり弾性体粒子に由来した凸部12の高さが低くなり、凸部と感光体との間に挟まれたトナーが潰れることを抑制する。この効果は、弾性体粒子が帯電部材の表面に露出している場合に、最も効果が高い。弾性体粒子と凹部の外縁が離間することでできた間隙が無い場合には、弾性体粒子が荷重を受けた場合に逃げる場所が無い。そのため、荷重に対する弾性体粒子の応力上昇が、間隙がある場合に比べて高くなり、トナーを潰してしまう。

0017

そして感光体との当接ニップの通過後に感光体から離れた後には、凸部12の高さは元に戻り、帯電部材と感光体との間の距離は広くなる。よって、被帯電体を均一に帯電する性能は維持される。以上のように、感光体と当接している場合としていない場合で大きく凸部の高さを変えることのできる本発明の構成により、感光体を均一に帯電させるとともに、ポチ状の汚れに起因した画像を抑制できる。

0018

また、弾性体粒子のマルテンス硬度が0.1N/mm2より大きいことにより、外添剤の付着量の差に起因した画像濃度のムラ(以後「段ムラ状の汚れ」と呼ぶ)を容易に抑制することができる。この外添剤の付着量の差は、弾性体粒子に付着した外添剤が弾性体粒子に埋没して堆積することによって、帯電部材と感光体との間の空間に存在するローラ肉厚振れが生じることに対応して起こる。

0019

弾性体粒子のマルテンス硬度は0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下が好ましく、さらには1.0N/mm2以上、2.0N/mm2以下が好ましい。弾性体粒子のマルテンス硬度が1.0N/mm2以上であれば、弾性体粒子が柔らかいことによる弾性体粒子への外添剤めり込みをさらに抑制できる。そして、弾性体粒子のマルテンス硬度が2.0N/mm2以下であれば、帯電部材と感光体が当接したとき、弾性体粒子が(帯電部材接線方向に)間隙へ変形したときの弾性体粒子の応力変化がさらに小さい。そのため、弾性体粒子上にトナーが存在する場合のトナー潰れをさらに抑制できる。

0020

また、間隙形成凹部壁のマルテンス硬度は5.0N/mm2以上、加えて20.0N/mm2以下が好ましい。間隙形成凹部壁のマルテンス硬度が5.0N/mm2以上であれば、間隙に外添剤が付着することによる段ムラ状の汚れを抑制する事ができる。間隙形成凹部壁は、弾性体粒子とは違い、直接感光体とは接触しないので、弾性体粒子よりもさらにマルテンス硬度が高くなければ、外添剤の付着が抑制出来ないと推定される。間隙形成凹部壁のマルテンス硬度が20.0N/mm2以下であれば、間隙形成凹部壁が硬いことによるトナー割れを抑制できる。

0021

さらに、弾性体粒子の平均粒子径は6μm以上、30μm以下であることが好ましい。
平均粒子径が6μm以上であれば、感光体の回転方向上流放電不足に起因して下流での放電が断続的に発生するために起こる横スジ状画像ムラを容易に抑制できる。また、粒子径が30μm以下であれば、弾性体粒子の周囲にトナーが蓄積することによるポチ状の汚れが発生する事を容易に抑制できる。

0022

弾性体粒子の凸部12の高さ24(図2C)は表面形状の高さの平均線23の高さよりも高く、3μm以上高いことが好ましい。凸部の高さが高いほど、横スジ状の画像ムラを抑制する効果が高い。

0023

弾性体粒子の壁と凹部の壁で囲まれた間隙の深さ25は表面形状の高さの平均線23よりも低く、間隙の深さは平均粒子径の1/3以上が好ましい。

0024

凹部に由来する投影像の外縁26とは、凹部の輪郭と高さの平均線との交点になる凹部の周囲と定義する。また、弾性体粒子に由来する投影像の外縁とは、前記正投影像において、弾性体粒子の輪郭によって形成される外縁を意味する。なお、本明細書において「凹部の外縁」および「弾性体粒子の外縁」という語は、特に断りの無い限り、それぞれ「凹部に由来する投影像の外縁」および「弾性体粒子に由来する投影像の外縁」を意味する。

0025

帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図において、弾性体粒子に由来する投影像の外縁と凹部に由来する投影像の外縁とが離間した部位の距離(以下、「間隙部距離」ということがある。)について説明する。間隙部距離27は、帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした面の投影図において、弾性体粒子の外縁のある1点から法線方向に引いた線と凹部の外縁との交点がなす線分のうち、最も長い線分と定義する(図2D)。間隙部距離27は、弾性体粒子の平均粒子径(Dp)の1/3以上、70μm以下であることが好ましい(図2D)。間隙部距離27が弾性体粒子の平均粒子径の1/3以上であれば、帯電部材と感光体が当接したとき、弾性体粒子に由来した凸部が十分に変形可能な空間を保持することができるため、トナーが潰れることによる、ポチ状の汚れ画像を容易に抑制できる。間隙部距離27が70μm以下であれば、弾性体粒子の外縁と凹部の外縁の離間した部分にトナーや外添剤が溜まることによる、トナー汚れや段ムラ状の汚れを容易に抑制できる。

0026

凹部の形状は、半球状、半楕円球状、不定形等特に限定は無い。凹部の形状の例を図6に示す。図6A図6Fはそれぞれ、帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図である。なお図6A図6Fにおいては、弾性体粒子を黒抜き円で示す。弾性体粒子112の外縁と凹部の外縁の離間した部分の少なくとも一部が、一点鎖線(弾性体粒子との距離が、弾性体粒子の平均粒子径Dpの1/3の線)と、二点鎖線(弾性体粒子との距離が70μmの線)の間にあれば更に好ましい。

0027

凹部(弾性体粒子が存在している凹部)の数は、特に限定されないが、表面層の表面において100μm角あたり0.2個以上、10.0個以下程度を例示することができる。弾性体粒子が存在していない凹部や、凹部に存在していない弾性体粒子が存在していてもよい。

0028

さらに、帯電部材の表面に対し法線方向を視点とした投影図において、弾性体粒子の外縁と凹部の外縁で囲まれた間隙の重心位置は、弾性体粒子の重心位置に対し、帯電部材の長手方向(帯電ローラであれば軸方向)に配向していることが好ましい。帯電部材の長手方向に広がる横スジ状の帯電部材汚れを更に改善する効果が高いからである。配向の度合いは、帯電部材の表面に対する法線方向を視点とした投影図(図7)において、弾性体粒子の重心と間隙の重心とを結んだ方向71と、帯電部材長手方向72との成す鋭角73の平均値で表す事ができる。この値は0°から90°の値になり、90°は長手方向と直交する方向(帯電ローラであれば回転方向)に配向している事を示し、45°であると無配向であることを示し、0°は長手方向に配向している事を示す。この角度が45°未満であれば、弾性体粒子と間隙が、帯電部材の長手方向に配向していることになる。この角度は、0°以上、20°以下であることが好ましい。

0029

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

0030

<帯電部材>
図3に、本発明の帯電部材の一例として帯電ローラの構成図を示す。
帯電ローラ30は、導電性支持体としての芯金31と、芯金31上に形成した表面層32とからなっている。
続いて、帯電部材を構成する各要素について順に説明する。

0031

(低硬度の弾性体粒子)
本発明に用いる表面層には低硬度の弾性体粒子が露出している。低硬度の弾性体粒子のマルテンス硬度は0.1N/mm2以上、3.0N/mm2以下が好ましい。弾性体粒子のマルテンス硬度は、微小硬度測定装置商品名:ピコデンターHM500、フィッシャーインストルメンツ株式会社製)によって測定することができる。測定用圧子としては、四角錘ダイヤモンドを用いればよい。押し込み速度は下記式(1)の条件とする。
dF/dt=0.04mN/10s ・・・・(1)
(Fは力、tは時間を表す。)
微小硬度測定装置に備え付け顕微鏡を用い、弾性体粒子に圧子を当てて、最大硬さを弾性体粒子のマルテンス硬度とする。

0032

また低硬度の弾性体粒子の弾性回復仕事率は70%以上が好ましい。弾性体粒子の弾性回復仕事率が70%以上であれば、帯電部材と感光体が当接して弾性体粒子由来の凸部の高さが低くなっても、帯電部材と感光体が離れた後、この凸部が帯電均一性を維持するために十分な高さまで戻ることが容易だからである。弾性体粒子の弾性回復仕事率は、微小硬度測定装置(商品名:ピコデンターHM500、フィッシャー・インストルメンツ株式会社製)によって測定することができる。測定用の圧子としては、四角錘型ダイヤモンドを用いればよい。押し込み速度は前記式(1)の条件とする。
微小硬度測定装置に備え付けの顕微鏡を用い、弾性体粒子に圧子を当てて、荷重を減少させて荷重が0になるまでの押し込み深さと荷重を測定する。弾性回復仕事率(We%)は、押し込み弾性変形回復仕事量(We)、機械的押し込み全仕事量(Wt)を用い、下記式(2)で求められる。
We%=We/Wt×100 ・・・・(2)

なお、マルテンス硬度および弾性回復仕事率を測定する際の弾性体粒子の形態としては、原料そのものでもよいし帯電ローラから露出しているものでもよい。

0033

弾性体粒子の材質は特に限定されるものではないが、例えばフェノール樹脂シリコーン樹脂ポリアクリロニトリルポリスチレンポリウレタンナイロン樹脂ポリエチレンポリプロピレンアクリル樹脂等から選ばれる、少なくとも一つの樹脂でできた粒子であり、これらの樹脂を複数種ブレンドして用いてもよい。

0034

弾性体粒子の平均粒子径は6μm以上、30μm以下であることが好ましい。平均粒子径が6μm以上であれば、感光体の回転方向上流の放電不足に起因して下流での放電が断続的に発生するために起こる横スジ状の画像不良を容易に抑制できる。また、平均粒子径が30μm以下であれば、弾性体粒子の周囲にトナーが蓄積することによるポチ状の汚れが発生する事を容易に抑制できる。

0035

これらの弾性体粒子によって、表面層の表面は粗面化されている。粗面化の程度としては弾性層表面の十点平均粗さRz(JIS B0601:1982による)が6μm以上、30μm以下であることが好ましい。Rzが6μm以上であれば、表面粗さが小さいことによる回転方向上流の放電不足に起因して下流での放電が断続的に発生するために起こる横スジ状の画像不良を容易に抑制できる。30μm以下であれば、表面形状の谷の部分と感光体の間の局所的な放電が不足することに起因したカブリが発生することを容易に抑制できる。

0036

弾性体粒子の平均粒子径は以下の方法によって求められる「長さ平均粒子径」である。

0037

まず、弾性体粒子を走査型電子顕微鏡日本電子株式会社製、商品名:JEOL LV5910)で観察、画像撮影を実施し、撮影画像画像解析ソフト(商品名:Image−Pro Plus、プラネトロン社製)を用いて解析する。解析は写真撮影時のミクロンバーから単位長さあたりの画素数キャリブレーションし、写真から無作為に選択した100個の弾性体粒子について、画像上の画素数から定方向径を測定し、算術平均粒子直径を求め、弾性体粒子の平均粒子径とする。

0038

さらに、弾性体粒子の球形度に関しては下記に示す形状係数SF1の平均値が100以上、160以下であることが好ましい。ここで、形状係数SF1は下記式(3)で表される指数であり、100に近いほど球形に近いことを意味している。形状係数の平均値が160以下であれば、弾性体粒子が弾性層表面に露出して感光体に直接接触していても、感光体の摩耗や傷つきを容易に抑制できる。

0039

本発明に用いる弾性体粒子の形状係数SF1の測定は以下の方法によって行える。粒子径の測定と同様に走査型電子顕微鏡で撮影した画像情報画像解析装置ニレコ社製、商品名:Lusex3)に入力し、無作為に選んだ50個の粒子像について、それぞれSF1を下記式(3)によって算出する。平均値はその算術平均をとることで得られる。

SF1={(MXLNG)2/AREA}×(π/4)×(100)・・・・(3)
(ただし、MXLNGは粒子の絶対最大長を、AREAは粒子の投影面積を表す)。

0040

表面層の表面に露出する弾性体粒子は、2種類以上の弾性体粒子を併用してもよいし、各樹脂の共重合体からなる弾性体粒子でも構わない。

0041

(弾性体粒子より硬度の高い間隙形成凹部壁)
本発明に用いる表面層(弾性層)には弾性体粒子より硬度の高い間隙形成凹部壁が存在している。間隙形成凹部壁を形成する弾性体のマルテンス硬度は5.0N/mm2以上が好ましい。

0042

間隙形成凹部壁のマルテンス硬度は、微小硬度測定装置(商品名:ピコデンターHM500、フィッシャー・インストルメンツ株式会社製)によって測定することができる。測定用の圧子としては、四角錘型ダイヤモンドを用いればよい。押し込み速度は前記式(1)の条件とする。
微小硬度測定装置に備え付けの顕微鏡を用い、ローラ表面上における間隙を形成する弾性体に圧子を当てて、最大硬さを測定する。この値を、間隙形成凹部壁のマルテンス硬度とする。

0043

弾性体粒子より硬度の高い間隙形成凹部壁の存在状態の一例として、表面層(弾性層)の表面に形成されたエラストマー組成物の一部が窪んでできた凹部を挙げることができる。エラストマー組成物は、原料エラストマー導電剤架橋剤等を適宜配合したエラストマー組成物である。

0044

上記表面層の材料として、従来から帯電部材の導電性弾性層、例えば電子写真装置用の帯電ローラの導電性弾性層に用いられている、ゴム熱可塑性エラストマー等で形成された導電性エラストマーを用いることができる。

0046

熱可塑性エラストマーとしては、その種類には特に制限はなく、汎用スチレン系エラストマーオレフィン系エラストマーアミドエラストマーウレタン系エラストマーエステル系エラストマーなどから選ばれる1種あるいは複数種の熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性エラストマーもしくは熱可塑性エラストマー組成物を好適に用いることができる。

0047

導電性エラストマー組成物導電機構は、イオン導電機構電子導電機構の二つに大別される。

0048

イオン導電機構の導電性エラストマー組成物は、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)に代表される極性エラストマーと、イオン導電剤からなるものが一般的である。このイオン導電剤は、前記極性エラストマーの中で電離し、かつその電離したイオン移動度が高いイオン導電剤である。しかし、イオン導電機構の導電性エラストマー組成物は、電気抵抗環境依存性が大きく、イオンが移行することによって導電性が発現するという機構に起因して、ブリードブルームを起こしやすいことがある。

0049

それに対し、電子導電機構による導電性エラストマー組成物は、エラストマー中に導電性粒子として、カーボンブラックカーボンファイバーグラファイト金属微粉末金属酸化物等を分散し、複合したものが一般的である。電子導電機構の導電性エラストマー組成物は、イオン導電機構の導電性エラストマー組成物に比べ、電気抵抗の温湿度依存性が小さい、ブリードやブルームが少ない、安価であるなどの長所がある。

0050

帯電部材においては、電子写真感光体と当接させて、長期間使用せずに放置した際に、当接部が画像不良として表れることを低減することが望まれるので、ブリードやブルームの少ない電子導電機構の導電性エラストマーを用いるのが好ましい。

0051

導電性粒子としては、ケッチェンブラックEC、アセチレンブラック等の導電性カーボン、SAFISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボン酸化処理を施したカラーインク)用カーボン、熱分解カーボン天然グラファイト人造グラファイト、酸化錫酸化チタン酸化亜鉛、銅、銀等の金属及び金属酸化物等が挙げられる。導電性粒子は大きな凸部とならないことが好ましく、平均粒子径が10nmから300nmであるものを用いることが好ましい。

0052

これらの導電性粒子の充填量は、原料エラストマー、導電性粒子、及びその他配合剤の種類によって、導電性弾性層(表面層)が所望の電気抵抗となるように、適宜選択することができる。例えば、ポリマー(原料エラストマー)100質量部に対して、0.5質量部以上、100質量部以下、好ましくは2質量部以上、60質量部以下などとすることができる。

0053

また、エラストマー組成物中には、他の導電剤、充填剤加工助剤老化防止剤架橋助剤架橋促進剤、架橋促進助剤架橋遅延剤分散剤等を含有させることができる。

0054

(表面層)
本明細書において表面層は弾性体からなる表面層を意味する。表面層は多層化することも可能である。ただし、多層化する場合は最表面に弾性体粒子を含有する層を形成する必要がある。また、導電性支持体と弾性層との間には接着層を形成することもできる。

0055

本発明においては生産工程を簡素化するために、表面層は単層であることが最も好ましい。そして、この場合における表面層の厚さとしては、被帯電体(感光体)とのニップ幅を確保するために、0.8mm以上、4.0mm以下、特には、1.2mm以上、3.0mm以下の範囲が好ましい。

0056

さらに、本発明の帯電部材が有する特定の表面を形成する手段として、クロスヘッド押出によって形成した弾性層の表面をそのまま用いる手段が、生産工程の簡素化のために好ましい。

0057

さらに、表面層表面の非粘着化、表面層内部からのブリードおよびブルーム防止等の目的で紫外線電子線を照射することによる表面処理を行ってもよい。

0058

(導電性の支持体)
導電性支持体は、導電性を有し、表面層等を支持可能であって、かつ、帯電部材としての、典型的には帯電ローラとしての強度を維持し得るものであればよい。

0059

<帯電部材の製造方法>
本発明の帯電部材の製造方法の一例として、製造工程が簡略であるという観点から有効な方法を説明する。すなわち、押出成型によって、凹部に低硬度の弾性体粒子が存在し、その弾性体粒子によって形成された凸部を有し、凹部と凸部の外縁の少なくとも一部が離間して間隙を成している表面を形成する製造方法を説明する。

0060

その製造方法とは、次の2つの工程を含む、弾性体粒子と導電性ゴム組成物の界面が剥離した凹部を表面に形成する帯電ローラの製造方法である。
・導電性ゴム組成物と平均粒子径が6μm以上、30μm以下の弾性体粒子からなり、破断点伸度を適度な値に制御した未加硫ゴム組成物を調製する工程。
・押出成型における引取率(後述)が100%以下になるように、未加硫ゴム組成物を伸長させながら芯金と一体にクロスヘッド押出成型する工程。

0061

まず、表面層を構成する導電性ゴム組成物と低硬度の弾性体粒子を含む未加硫ゴム組成物を調製する。

0062

未加硫ゴム組成物中の弾性体粒子の含有量は、原料ゴムの100質量部に対して、5質量部以上、50質量部以下が好ましい。5質量部以上であれば弾性体粒子が充分な量、表面に存在することが容易であり、横スジをより抑制できる。また、50質量部以下であれば弾性体粒子の配合量が多くなってポチ汚れが生じることをより抑制できる。

0063

本発明者らは、間隙部距離を、未加硫ゴム引張試験における破断点伸度によって制御できることを見いだした。破断点伸度の測定は、引張試験機(商品名:RTG−1225、株式会社エー・アンド・デイ製)を用い、JIS K6254−1993に準拠して行う。その際、引張速度は500mm/分、破断点計測感度は0.01N、標線間距離は20mm、サンプル幅は10mm、厚みは2mm、試験温度は25℃、測定回数は2回として行う。

0064

破断点伸度は、直径3μm以下の微小な亀裂(空孔)が発生することにより応力が緩和していることの指標になると考えている。そのため、弾性体粒子と導電性エラストマーの界面で応力が集中した際に界面が剥離することによってできる間隙は、微小な亀裂により応力が緩和しやすい場合に発生しにくい。つまり、間隙は、破断点伸度が小さい未加硫ゴムにおいて発生しにくいと言える。微小な亀裂による応力緩和を制御するためには、補強性の低い充填剤を未加硫ゴムに混合することが好ましい。特に炭酸カルシウムは、添加量による破断点伸度の調整幅が広いため好ましい。適切な大きさの間隙を形成するために、破断点伸度は50%以上、80%以下であることが好ましい。

0065

その他、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度や弾性体粒子と導電性ゴム組成物の極性差や粘着性によっても、剥離による間隙の形成を制御する事ができる。原料ゴムとしては、ムーニー粘度が高いほど間隙を大きくする事ができる。

0066

この未加硫ゴム組成物を用いて、弾性体粒子と導電性ゴム組成物との界面を剥離させて間隙を形成するため、クロスヘッド押出し成型機を用い、未加硫ゴム組成物を芯金で押しながら成形する。クロスヘッド押出し成形機とは、未加硫ゴム組成物と、所定の長さの芯金とが同時に送り込まれ、芯金の外周に所定の厚さのゴム材料が均等に被膜された未加硫ゴムローラがクロスヘッドの出口から押し出される成形機である。

0067

図4Aは、クロスヘッド押出し成形機4の概略構成図である。クロスヘッド押出し成形機4は、芯金41の全周にわたって未加硫ゴム組成物42を均等に被覆して、中心に芯金41が入った未加硫ゴムローラ43を製造するための装置である。

0068

クロスヘッド押出し成形機4には、芯金41と未加硫ゴム組成物42が送り込まれるクロスヘッド44と、クロスヘッド44に芯金41を送り込む搬送ローラ45と、クロスヘッド44に未加硫ゴム組成物42を送り込むシリンダ46と、が設けられている。

0069

搬送ローラ45は、複数本の芯金41を軸方向に連続的にクロスヘッド44に送り込む。シリンダ46は内部にスクリュ47を備え、スクリュ47の回転により未加硫ゴム組成物42をクロスヘッド44内に送り込む。

0070

芯金41は、クロスヘッド44内に送り込まれると、シリンダ46からクロスヘッド内に送り込まれた未加硫ゴム組成物42に全周を覆われる。そして、芯金41は、クロスヘッド44の出口のダイス48から、表面に未加硫ゴム組成物42が被覆された未加硫ゴムローラ43として送り出される。

0071

クロスヘッドの押出口の隙間に比べ未加硫ゴム組成物の厚みが薄くなるように成型することで、つまり、未加硫ゴムを引き延ばしながら成型することで、弾性体粒子と導電性ゴム組成物の界面が剥離し、間隙が形成される。図4Bに、クロスヘッド押出口付近の模式図を示す。クロスヘッド押出口のダイスの内径をD、未加硫ゴムローラの中央外径をd、芯金の外径をd0とした際に、「(未加硫ゴム組成物の中央の厚み)÷(押出口の隙間)」に相当する(d−d0)/(D−d0)を引取率(%)と定義する。この値は100%のとき押出口の隙間と同じ未加硫ゴム組成物の厚みを意味する。この引取率が小さいほど未加硫ゴムを引き延ばしながら成型することを示し、大きな間隙が形成される。引取率としては、90%以下、80%以上であると適度な大きさの間隙ができるため好ましい。一般的な成形においては通常、押出口から吐出された未加硫ゴム組成物はダイスウェルによって収縮し、引取率は100%以上になる。

0072

引取率の調整は、芯金41の搬送ローラ45による芯金送り速度と、シリンダ46からの未加硫ゴム組成物送り速度との相対比を変化させることで行う。この時、シリンダ46からクロスヘッド44への未加硫ゴム組成物42の送り速度は一定とする。芯金41の送り速度と未加硫ゴム組成物42の送り速度の比によって、未加硫ゴム組成物42の肉厚が決定される。

0073

未加硫ゴム組成物は、各芯金41の軸方向の中央部において端部より外径(肉厚)が大きい、いわゆるクラウン形状に成型する。こうして未加硫ゴムローラ43を得る。

0074

次いで、架橋が必要な場合には未加硫ゴムローラを加熱して、加硫ゴムローラを得る。
加熱処理の方法の具体例としては、ギアオーブンによる熱風炉加熱遠赤外線による加熱加硫加硫缶による水蒸気加熱などを挙げることができる。中でも熱風炉加熱や遠赤外線加熱は、連続生産に適しているため好ましい。熱可塑性エラストマーを用いて表面層を形成する場合など、架橋が必要無い場合には、未加硫ゴムローラを適宜冷却するなどして、加硫ゴムローラを得ることができる。

0075

加硫ゴムローラの両端部の加硫ゴム組成物は、後の別工程にて除去され、加硫ゴムローラが完成する。したがって、完成した加硫ゴムローラの芯金の両端部は露出している。

0076

表面層には、紫外線や電子線を照射することによる表面処理を行ってもよい。

0077

その他の製造法としては、次のような例が挙げられる。
まず、発泡剤を含有した未加硫ゴム組成物を調製する。この未加硫ゴム組成物を押出成型により加硫ゴムローラにする。加硫ゴムローラの表面を研磨し、発泡してできた空孔による凹部を露出させる。この凹部に凹部の長径よりも短い直径の熱可塑性弾性体粒子を塗布する。その後、熱可塑性弾性体粒子の融点より高い温度で加熱し、弾性体粒子を密着させる。

0078

続いて、本発明の帯電部材を有する電子写真装置の例の構成図(図5)を用い、電子写真画像形成プロセスを説明する。被帯電体としての電子写真感光体(感光体)51は、導電性支持体51bと、支持体51b上に形成した感光層51aとからなり、円筒形状を有する。そして、軸51cを中心に図上時計周りに所定の周速度をもって駆動される。被帯電部材(感光体51)は、帯電部材(帯電ローラ52)によって帯電可能である。

0079

帯電ローラ52は感光体51に接触配置されて感光体を所定の電位に帯電する。帯電ローラ52は、芯金52aと、芯金52a上に形成した表面層52bとからなる。芯金52aの両端部が不図示の押圧手段で電子写真感光体51に押圧されている。電源53から摺擦電極53aを介して、芯金52aに所定の直流電圧が印加されることで、感光体51が所定の電位に帯電される。

0080

帯電された感光体51は、次いで露光手段54により、その周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像は、次いで、現像部材55により、トナー画像として順次に可視像化される。このトナー画像は、転写材57に順次転写されていく。
転写材57は、不図示の給紙手段部から感光体51の回転と同期取りされて適正なタイミングを持って感光体51と転写手段56との間の転写部へ搬送される。転写手段56は転写ローラであり、転写材57の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体51側のトナー画像が転写材57に転写される。表面にトナー画像の転写を受けた転写材57は、感光体51から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナーが定着され、画像形成物として出力される。像転写後の感光体51の周面は、弾性ブレードに代表されるクリーニング部材58によって感光体51の表面に残留しているトナーなどが除去される。クリーニングされた感光体51の周面は次のサイクルの電子写真画像形成プロセスに移る。

0081

以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、試薬等で指定のないものは市販の高純度品を用いた。なお各例では、帯電ローラを作製した。

0082

〔実施例1〕
表面層用の未加硫ゴム組成物の調製)
下記の表1に示す材料を混合してA練りゴム組成物を得た。混合機は、6リットル加圧ニーダー製品名:TD6−15MDX、トーシン社製)を用いた。混合条件は、充填率70vol%、ブレード回転数30rpm、16分間とした。

0083

0084

次いで、上記A練ゴム組成物と表2に示す材料を混合し、未加硫ゴム組成物−1を得た。混合機は、ロール径12インチ(0.30m)のオープンロール(製品名:12×30テストロール、関西ロール製)を用いた。混合条件は、前ロール回転数10rpm、後ロール回転数8rpmで、ロール間隙2mmとして合計20回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を0.5mmとして10回薄通しを行った。なおノクセラーTBzTDは加硫促進剤である。

0085

0086

弾性体粒子としてのPU粒子を以下の手順で作成した。なお、PUはポリウレタンを意味する。

0087

水酸基価45のポリエチレンブチレンアジペート100質量部にNCO%=12.3のポリイソシアネート(商品名:デュラネート24A、旭化成工業株式会社製)12.5質量部を添加し均一に混合した。この混合物を、フッ素処理シリカ5質量部をフッ素オイル(商品名:ガルデンHT135、モンテカルチーニ株式会社製)300質量部に分散した分散液に加え、20分間超音波処理を行うことで乳化液を得た。この乳化液を90℃まで昇温し、400rpmで8時間撹拌してポリウレタンゲル粒子の分散液を得た。この分散液を真空乾燥することで、平均粒子径15μm、硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率83%のポリウレタン粒子(以下、「PU粒子4」ともいう)を作成した。なお、弾性体粒子の平均粒子径、硬度および弾性回復仕事率は、前記した方法によって測定した。なお、測定は、温度23℃、相対湿度50%の環境にて行った。

0088

次いで、未加硫ゴム組成物−1にPU粒子4を20質量部加えて混合して、PU粒子4を含有する未加硫ゴム組成物−1Aを得た。混合機は、ロール径12インチ(0.30m)のオープンロールを用いた。混合条件は、前ロール回転数10rpm、後ロール回転数8rpmで、ロール間隙2mmとして合計20回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を0.5mmとして10回薄通しを行った。

0089

(破断点伸度の測定)
引っ張り試験機を用い、未加硫ゴムシートの破断点伸度を測定した。未加硫ゴムシートは、表面層用の未加硫ゴム組成物1Aを用い、厚さ2mmの長方形型金型で成形した。成形条件は、温度:80℃、圧力:10MPaとした。測定はテンシロン万能試験機RTG−1225(商品名。株式会社オリエンテック製)を用い、JIS K−6251に則って行った。このとき、未加硫ゴムシートはダンベル状1号形の試験片とし、引っ張り速度は500mm/minとし、23℃/50%RH(相対湿度)の環境下とした。破断点伸度は、72%であった。

0090

加硫ゴム層の成形)
まず、加硫ゴム層を接着する接着層を有する芯金を得るため、次の操作を行った。すなわち、直径6mm、長さ252mmの円柱形導電性芯金鋼製、表面はニッケルメッキ)の軸方向の中央部222mmに導電性加硫接着剤(商品名:メタロックU−20;東洋化学研究所製)を塗布し、80℃で30分間乾燥した。

0091

この接着層を有する芯金に表面層用の未加硫ゴム組成物−1Aをクロスヘッド押出成型機にて被覆し、クラウン形状の未加硫ゴムローラを得た。成型温度は100℃、スクリュ回転数は10rpmとして、芯金の送り速度を変えながら成型した。未加硫ゴムローラの軸方向を平均した引取率は85%とした。クロスヘッド押出成型機のダイス内径はΦ(直径)8.9mm、未加硫ゴムローラの軸方向の中央の外径は8.6mm、端部の外径は8.4mmであった。

0092

その後、電気炉にて温度160℃で40分間加熱して未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴム層とした。加硫ゴム層の両端部を切断し、軸方向の長さを232mmとした。

0093

(押出後の加硫ゴム層の電子線照射
得られた押出後の加硫ゴムローラの表面に電子線を照射して、弾性層(表面層)の表面に硬化された領域を有する帯電ローラを得た。

0094

電子線の照射には、最大加速電圧150kV・最大電子電流40mAの電子線照射装置(岩崎電気株式会社製)を用い、照射時には窒素を充填した。電子線の照射条件は加速電圧:150kV、電子電流:35mA、線量:1323kGy、処理速度:1m/min、酸素濃度:100ppmであった。

0095

(表面粗さの測定)
弾性層表面の十点平均粗さRzを測定した。測定器は表面粗さ測定器(商品名:サーフコーダーSE3400、小坂研究所社製)を、プローブ先端半径2μmのダイヤモンド製接触針を用いた。測定はJIS B0601:1982に基づき、測定スピードは0.5mm/s、カットオフ周波数λcは0.8mm、基準長さは0.8mm、評価長さは8.0mmとした。帯電ローラのRzの値としては、帯電ローラ1本当たり、軸方向3点×周方向2点の計6点について測定して、それら6点の平均値を用いた。その結果、Rzは22μmであった。

0096

(弾性体粒子の観察)
コンフォーカル顕微鏡(商品名:オプティクスハイブリッドレーザーテック株式会社製)により、帯電ローラ表面の弾性体粒子を観察した。観察条件は、対物レンズ50倍、画素数1024pixel、高さ分解能0.1μmとした。弾性体粒子は露出した状態で存在していた。

0097

(弾性体粒子の凸部の高さの測定)
弾性体粒子の凸部の高さを以下の方法で測定した。まず、コンフォーカル顕微鏡(商品名:オプティクスハイブリッド、レーザーテック株式会社製)により、帯電ローラ表面の高さ像を測定した。観察条件は、対物レンズ50倍、画素数1024ピクセル、高さ分解能0.1μmとし、取得した画像を2次曲面にて平面補正した値を高さの値とした。

0098

この高さ像のから、弾性体粒子の凸部の周囲にできた間隙の周辺部分の断面プロファイルを抜き出し、高さの平均線から凸部の頂点までの距離を求めた。この値を100点(100個の凸部)平均した値を凸部の高さとした。凸部の高さは、6μmであった。

0099

(間隙部距離の測定)
間隙部距離とは、表面に対し法線方向を視点とした面の投影図において、弾性体粒子の外縁から法線方向に引いた直線と凹部の外縁と交点がなす線分のうち、最も長い線分の長さである。間隙部距離を以下の方法で測定した。まず、コンフォーカル顕微鏡(商品名:オプティクスハイブリッド、レーザーテック株式会社製)により、帯電ローラ表面の高さ像を測定した。観察条件は、対物レンズ50倍、画素数1024pixel、高さ分解能0.1μmとし、取得した画像を2次曲面にて平面補正した値を高さの値とした。

0100

続いて、画像処理ソフト(商品名「Image−Pro Plus」:プラネトロン株式会社製)を用いて、間隙部距離を計算した。まず、高さの平均値を閾値として、高さ像を2値化した。次に、カウント/サイズによって高さの平均値より低い部分のオブジェクト自動抽出した。このオブジェクトに接する弾性体粒子の外縁から法線を引き、凹部の外縁との距離が最も長くなる部分の距離を計算した。抽出された高さの平均値より低い部分のオブジェクトについて面積の大きな順に、このような操作をローラの軸方向中央付近の100点および加硫ゴム層の端部から20mm付近の100点について行って、平均値を抽出した。この平均値を、間隙部距離とした。この距離が平均粒子径の1/3以上、70μm以下であれば、本発明の効果を優れて発揮することができる。間隙部距離は、40μmであった。

0101

(弾性体粒子と凹部が離間していることにより形成された間隙の重心位置と弾性体粒子の重心位置の配向の測定)
弾性体粒子と凹部が離間していることにより形成された間隙の重心位置と粒子の重心位置の配向を測定するため、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope)(以降「TEM」と略)の画像を取得した。TEMで観察するサンプルとしては、表面形状の高さの平均面に沿って凹部を切断するように表面層を切断した薄片を用いた。薄片は超薄切片法によって調製した。切削装置は、クライオミクロトーム(商品名「LeicaEMFCS」、ライカマイクロシステムズ株式会社製)を用いた。切削温度は、−100℃とした。この切片を観察するTEMとしては、株式会社日立ハイテクノロジーズ製H−7100FA(商品名)を用いた。加速電圧は100kVに、視野明視野にした。この薄片をTEMで観察した画像を、凹部(空孔)、弾性体粒子、導電性ゴム組成物のそれぞれにコントラスト差があるよう撮影した。必要であれば、画像処理により凹部(空孔)、弾性体粒子、導電性ゴム組成物を3値化した画像を用いた。

0102

この画像の各凹部の重心X座標、重心Y座標および、その凹部に存在する弾性体粒子の重心X座標、重心Y座標を画像処理ソフト(商品名「Image−Pro Plus」:プラネトロン株式会社製)のカウント/サイズ機能で計測した。その2点の座標を結ぶ方向とローラ軸方向とのなす鋭角を100点(100個の凹部)について測定し、その平均値を弾性体粒子と凹部が離間していることにより形成された間隙の重心位置と弾性体粒子の重心位置の配向角とした。配向角は6°であった。

0103

また、前述の方法によって、弾性体粒子のマルテンス硬度と、間隙形成凹部壁を形成する弾性体のマルテンス硬度を測定した。以上、実施例1の帯電ローラの詳細を表4に示す。

0104

(評価1)トナー汚れの評価
作製した帯電ローラを、電子写真装置(商品名:LBP7200Cキヤノン株式会社製、A4紙縦出力用)の記録メディア出力スピードが200mm/secになるよう改造した改造機のブラックカートリッジに装着した。また、このときブラックカートリッジには国際ゴム硬さが65°のクリーナーブレード装着することで、クリーナーブレードの感光体に対する当接圧を小さくし、トナーをすり抜けやすくした。この改造機により、15℃/10%RHの環境下で、画像の出力を行った。

0105

画像出力条件としては、A4紙の画像形成領域の1面積%にランダム印字した画像を使用し、1枚画像を出力すると電子写真装置を停止させ、10秒後また画像形成動作再開するという動作を繰り返し3万枚の画像出力耐久試験を行った。

0106

そして、下記の基準に基づきポチ状の画像ムラを評価した。
A:ポチ状の画像ムラ汚れがなかった。
B:実用上問題にならない程度の軽微なポチ状の画像ムラがあった。
C:ポチ状の画像ムラがあった。
D:顕著なポチ状の画像ムラがあった。

0107

実施例1では表面層において凸部や間隙形成凹部壁のマルテンス硬度、そして凸部の高さや、間隙部距離、間隙の配向、Rzといった表面形状が適正であった。そのため、ポチ状の画像ムラはA評価であった。

0108

(評価2)段ムラ状の画像ムラの評価
作製した帯電ローラを、電子写真装置(商品名:LBP7200Cキヤノン株式会社製、A4紙縦出力用)の記録メディアの出力スピードが200mm/secになるよう改造した改造機のブラックカートリッジに装着した。また、このときブラックカートリッジには国際ゴム硬さが71°のクリーナーブレード装着することで、クリーナーブレードの感光体に対する当接圧を大きくして、外添剤のみをすり抜けやすくした。この改造機により、15℃/10%RHの環境下で、画像の出力を行った。

0109

画像出力条件としては、A4紙の画像形成領域の1面積%にランダムに印字した画像を使用し、1枚画像を出力すると電子写真装置を停止させ、10秒後また画像形成動作を再開するという動作を繰り返し3万枚の画像出力耐久試験を行った。

0110

そして、下記の基準に基づき段ムラ状の画像ムラを評価した。
A:段ムラ状の画像ムラがなかった。
B:実用上問題にならない程度の軽微な段ムラ状の画像ムラがあった。
C:段ムラ状の画像ムラがあった。
D:顕著な段ムラ状の画像ムラがあった。

0111

実施例1では表面層において凸部や間隙形成凹部壁のマルテンス硬度、そして凸部の高さや、間隙部距離、間隙の配向、Rzといった表面形状が適正であった。そのため、段ムラ状の画像ムラはA評価であった。

0112

(評価3)帯電均一性の評価
作製した帯電ローラを、電子写真装置(商品名:LBP7200Cキヤノン株式会社製、A4紙縦出力用)の記録メディアの出力スピードが200mm/secになるよう改造した改造機のブラックカートリッジに装着した。また、このときカートリッジには国際ゴム硬さが71°のクリーナーブレードを装着した。この改造機により、15℃/10%RHの環境下で、画像の出力を行った。

0113

画像出力条件としては、A4紙の画像形成領域の1面積%にランダムに印字した画像を使用し、1枚画像を出力すると電子写真装置を停止させ、10秒後また画像形成動作を再開するという動作を繰り返し3万枚の画像出力耐久試験を行った。3万枚耐久後の評価用画像出力条件は、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、中間濃度の画像)を1枚出力した。この画像を用い、以下の基準で横スジ状の画像ムラの評価を行った。
A:横スジ状の画像ムラがなかった。
B:実用上問題にならない程度の軽微な横スジ状の画像ムラがあった。
C:横スジ状の画像ムラが画像の広範囲にあり、画像品位を著しく損なっていた。

0114

実施例1では、表面層において凸部や間隙形成凹部壁のマルテンス硬度、そして凸部の高さや、間隙部距離、間隙の配向、Rzといった表面形状が適正であった。そのため、横スジ状の画像ムラはA評価であり、高い画像品位を保っていた。

0115

〔実施例2〕
ポリイソシアネートのNCO%を12.3から34.9に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度3.0N/mm2、弾性回復仕事率83%の弾性体粒子としてのPU粒子2を作成した。本粒子を用い、押出成型時引き取り率を85%から83%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0116

〔実施例3〕
ポリイソシアネートのNCO%を12.3から24.6に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度2.0N/mm2、弾性回復仕事率84%の弾性体粒子としてのPU粒子3を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から82%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。
その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0117

〔実施例4〕
ポリイソシアネートのNCO%を12.3から3.7に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度0.1N/mm2、弾性回復仕事率85%の弾性体粒子としてのPU粒子5を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から86%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはB評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0118

〔実施例5〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、N230SVを80質量部、およびNBR(商品名:JSR N230SL,JSR株式会社製)を20質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから19.0mAに変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0119

〔実施例6〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を85質量部、および「N230SL」を15質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから21.0mAに変更し、引き取り率を85%から86%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。
その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0120

〔実施例7〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を75質量部、およびNBR(商品名:Nipol DN219,日本ゼオン株式会社製)を25質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから20.0mAに変更し、引き取り率を85%から83%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはB評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0121

〔実施例8〕
ポリイソシアネートの添加量を12.5質量部から3質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径4μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率83%の弾性体粒子としてのPU粒子7を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から88%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。
その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはB評価であった。

0122

〔実施例9〕
ポリイソシアネートの添加量を12.5質量部から5質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径6μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率84%の弾性体粒子としてのPU粒子8を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から86%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0123

〔実施例10〕
ポリイソシアネートの添加量を12.5質量部から23質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径30μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率85%の弾性体粒子としてのPU粒子9を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から81%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0124

〔実施例11〕
ポリイソシアネートの添加量を12.5質量部から26質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径31μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率85%の弾性体粒子としてのPU粒子10を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から80%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0125

〔比較例1〕
粒子を添加せず、また押出成型時の引き取り率を85%から90%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはD評価、段ムラ状の画像ムラはC評価、横スジ状の画像ムラはD評価であった。

0126

〔比較例2〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を70質量部、および「DN219」を30質量部添加した。また、引き取り率を85%から98%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはD評価、段ムラ状の画像ムラはC評価、横スジ状の画像ムラはC評価であった。

0127

〔比較例3〕
ポリイソシアネートのNCO%を12.3から2.0に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度0.09N/mm2、弾性回復仕事率85%の弾性体粒子としてのPU粒子6を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から90%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはD評価、横スジ状の画像ムラはB評価であった。

0128

〔比較例4〕
ポリイソシアネートのNCO%を12.3から49.2に変更した以外は実施例1と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度4.0N/mm2、弾性回復仕事率84%の弾性体粒子としてのPU粒子1を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から84%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはD評価、段ムラ状の画像ムラはB評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0129

〔実施例12〕
N230SV100質量部の添加に替えて、「N230SV」を75質量部、および「DN219」を25質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから25.0mAに変更し、引き取り率を85%から83%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ローラの表面におけるポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0130

〔実施例13〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を95質量部、および「N230SL」を5質量部添加し、引き取り率を85%から92%に変更した以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0131

〔実施例14〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を90質量部、および「N230SL」を10質量部添加し、引き取り率を85%から91%に変更した以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0132

〔実施例15〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を85質量部、および「N230SL」を15質量部添加し、引き取り率を85%から80%に変更した以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、未加硫ゴムシートの破断点伸度は80%であった。またポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0133

〔実施例16〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を80質量部、および「N230SL」を20質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから30.0mAに変更し、引き取り率を85%から78%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0134

〔実施例17〕
N230SVの100質量部の添加に替えて、「N230SV」を75質量部、および「N230SL」を25質量部添加した。また、加硫ゴム層の電子線照射において電子電流を35.0mAから25.0mAに変更し、引き取り率を85%から72%に変更した。それ以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0135

〔実施例18〕
メタクリル酸メチル100質量部、ジビニルベンゼン0.1質量部、過酸化ベンゾイル0.1質量部、ヒドロキシアパタイト10質量部、水120質量部をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1質量%水溶液に添加して混合した。この液に20分間超音波処理を行うことで乳化液を得た。この乳化液の温度を80℃まで昇温し、400rpmで8時間撹拌して得られたPMMA粒子の分散液を真空乾燥することで、平均粒子径15μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率74%の弾性体粒子としてのPMMA粒子1を作成した。なお、PMMAポリメタクリル酸メチル樹脂を示す。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から83%に変えた以外は実施例1と同じ操作でコンパウンド・ローラ(帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0136

〔比較例5〕
過酸化ベンゾイルの添加量を0.1質量部から3.0質量部に変更した以外は実施例18と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度30.0N/mm2、弾性回復仕事率71%の弾性体粒子としてのPMMA粒子2を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から81%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはC評価、段ムラ状の画像ムラはB評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0137

〔実施例19〕
シリコーン粒子を得るため、以下の操作を行った。動粘度が600mm2/sのメチルビニルポリシロキサン600gと、動粘度が30mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサンオレフィン性不飽和基1個に対してヒドロキシル基が0.90個となる配合量)24gを溶解させた。このために、これら成分を、ホモミキサーを用いて2000rpmで撹拌した。そして、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル6gと水180gを添加して5000rpmで撹拌し、増粘を確認した後さらに10分撹拌を続けた。次いで2000rpmで撹拌しながら、水400gを加えることで、乳化液を得た。この乳化液をガラスフラスコに移し、20℃に温調したのち、撹拌下にポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル1gの混合溶解物を添加し、同温度で12時間撹拌することで、シリコーンエラストマー微粒子水分散液を得た。同分散液700gに、水2500g、28質量%アンモニア水70g、および40質量%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業株式会社製)4gを添加した。10℃に温調した後、メチルトリメトキシシラン400gを20分かけて添加し、さらに1時間撹拌した。その後加水分解縮合反応を完了するため、60℃まで加熱して1時間撹拌を行った。同溶液に対して加圧濾過器を用いて水分を約30%脱水した。脱水物に水を添加し再度脱水した後、105℃の温度で乾燥することで、平均粒子径15μm、マルテンス硬度1.0N/mm2、弾性回復仕事率78%の弾性体粒子としてのシリコーン粒子1を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から84%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはA評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0138

〔比較例6〕
メチルトリメトキシシランの添加量を80gに変更した以外は実施例19と同様にして、平均粒子径15μm、マルテンス硬度50.0N/mm2、弾性回復仕事率75%の弾性体粒子としてのシリコーン粒子2を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から84%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはD評価、段ムラ状の画像ムラはC評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0139

〔比較例7〕
電子電流を35mAから4.7mAに変えた以外は実施例2と同じ操作で帯電ローラを作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはD評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0140

〔比較例8〕
「N230SV」の100質量部の添加に替えて、「N230SV」を85質量部、および「N230SL」を15質量部添加した。また、弾性体粒子をシリコーン粒子2に変更し、押出成型時の引き取り率を84%から87%に変えた。それ以外は比較例4と同じ操作で加硫ゴムローラを作製した。そして加硫ゴムローラの表面に被覆層を形成した帯電ローラを作成し、実施例1と同様の測定および評価を行った。なお、被覆層の形成は以下の手順で行った。

0141

表3に示す材料を混合し混合液を調製した。

0142

0143

ポリオールは、被覆層のバインダーとなるポリオール(商品名「プラクセルDC2016」:ダイセル化学工業株式会社製)(固形分70質量%)である。IPDIイソホロンジイソシアネート)は、被覆層のバインダーとなるイソシアネートモノマーとして添加されるブロックイソシアネートIPDI(商品名「ベスタナートB1370」:デグサヒュルス社製)である。
HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)は、被覆層のバインダーとなるイソシアネートモノマーとして添加されるブロックイソシアネートHDI(商品名「デュラネートTPA−B80E」:旭化成工業株式会社製)である。カーボンブラックは、導電性粒子である。

0144

ガラス瓶に混合液と平均粒子径0.8mmのガラスビーズとを共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて60時間分散して被覆層用塗料1を調製した。そして成型した加硫ゴムローラに被覆層用塗料1をディッピング塗工した。その後、常温で30分間以上風乾して、160℃で1時間加熱することで、比較例8の帯電ローラを得た。膜厚は2.0μmであった。

0145

同ローラに対して評価を行ったところ、ポチ状の汚れムラはD評価、段ムラ状の汚れムラはD評価、横スジ状の画像ムラはA評価であった。

0146

〔実施例20〕
実施例1と同様の未加硫ゴム組成物−1(NBRを100質量部とする)と、発泡剤として炭酸水素ナトリウム(商品名:セルマイク266、三協化成株式会社製)5質量部とを混合し、発泡剤を含有する未加硫ゴム組成物−2を得た。混合機は、ロール径12インチ(0.30m)のオープンロールを用いた。混合条件は、前ロール回転数10rpm、後ロール回転数8rpmで、ロール間隙2mmとして合計20回左右の切り返しを行った後、ロール間隙を0.5mmとして10回薄通しを行った。

0147

(加硫ゴム層の成形)
まず、加硫ゴム層を接着する接着層を有する芯金を得るため、次の操作を行った。すなわち、直径6mm、長さ252mmの円柱形の導電性芯金(鋼製、表面はニッケルメッキ)の軸方向の中央部222mmに導電性加硫接着剤(商品名:メタロックU−20;東洋化学研究所製)を塗布し、80℃で30分間乾燥した。

0148

この接着層を有する芯金に表面層用未加硫ゴム組成物−2をクロスヘッド押出成型機にて被覆し、非クラウン形状の未加硫ゴムローラを得た。成型温度は100℃、スクリュ回転数は10rpmとして、芯金の送り速度は一定にして成型した。未加硫ゴムローラの軸方向を平均した引取率は103%とした。クロスヘッド押出成型機のダイス内径はΦ9.0mm、未加硫ゴムローラの軸方向の中央の外径は9.1mm、端部の外径は9.1mmであった。

0149

その後は、実施例1の(加硫ゴム層の成形)と同様に、電気炉にて温度160℃で40分間加熱して未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴム層とした。加硫ゴム層の両端部を切断し、軸方向の長さを232mmとした。続いて、加硫ゴム層の表面をプランジカットの研磨方式の研磨機で研磨し、端部直径8.4mm、中央部直径8.6mmのクラウン形状とした。こうして発泡剤が発泡した空孔による凹部が表面に形成された加硫ゴム層を有する加硫ゴムローラを得た。

0150

PU粒子8の0.1質量%水分散液を調製した。この水分散液に加硫ゴムローラを浸漬した後、50mm/秒の速さで加硫ゴムローラを引き上げ、風乾して水を蒸発させ弾性体樹脂粒子を加硫ゴム層に塗布した。電気炉にて温度180℃で15分間加熱して、PU粒子8を融解させて、PU粒子8を加硫ゴムローラの表面に融着させた。続いて、加硫ゴムローラの両端部の芯金を把持し60rpmで回転させながら、ラッピングフィルム(商品名:3Mラッピングフィルムシート#4000、3M社製)を圧接させることで研磨して、凹部以外に付着した弾性体粒子としてのPU粒子8を除去した。こうして実施例20の帯電ローラを得た。同ローラに対して実施例1と同様の評価を行ったところ、ポチ状の画像ムラはB評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジ状の画像ムラはB評価であった。

0151

〔比較例9〕
乳化液の昇温を90℃から85℃に変更した以外は実施例1と同様にして、直径15μm、硬度1.0N/mm2、弾性回復率69%の弾性体粒子としてのPU粒子11を作成した。本粒子を用い、押出成型時の引き取り率を85%から84%に変えた以外は実施例1と同じ操作で帯電ローラ)を作成し、同様の評価を行った。その結果、ポチ状の画像ムラはC評価、段ムラ状の画像ムラはA評価、横スジはA評価であった。

0152

実施例1〜20および比較例1〜9に係る帯電ローラの材料処方および加工条件を表4−1および表4−2に示す。

0153

また、実施例1〜20および比較例1〜9の帯電ローラの詳細および評価結果を表5−1及び表5−2に示す。なお表面層上にさらに被覆層が設けられる場合(比較例8)、ゴムマトリックス(間隙を形成する弾性体)および弾性体粒子のマルテンス硬度は被覆層の上から評価した。また、弾性体粒子の状態、間隙部距離、Rz、および凸部と間隙の配向度は被覆後に評価した。また、実施例1〜20、比較例2〜9に用いた弾性体粒子の球形度(形状係数SF1)はすべて100以上160以下であった。
また、各実施例および各比較例に用いた弾性体粒子の物性を表6にまとめて示した。

0154

0155

0156

0157

0158

0159

実施例1〜20の中では、弾性体粒子のマルテンス硬度が間隙を形成する弾性体よりも小さく、凸部が高く、間隙の長径が長いほどポチ状汚れ、段ムラ状の汚れが抑制される傾向があった。また、凸部が高く、間隙の長径が長いほど横スジ状の画像ムラが抑制される傾向があった。

実施例

0160

一方、比較例1は、弾性体粒子による凸部を有しないため、ポチ状の画像ムラがD評価であった。比較例2は、間隙を有しないため、ポチ状の画像ムラはD評価であった。比較例3は、弾性体粒子のマルテンス硬度が0.1N/mm2より小さいため、外添剤が弾性体粒子にめり込むことにより、段ムラ状の画像ムラがD評価だった。比較例4では、弾性体粒子のマルテンス硬度が3.0N/mm2より大きく、トナー割れを生じさせてしまうため、ポチ状の画像ムラがD評価であった。比較例5、6は、弾性体粒子のマルテンス硬度が3.0N/mm2より大きいため、トナー割れを生じさせてしまい、ポチ状の画像ムラがCおよびD評価であった。比較例7では間隙形成凹部壁のマルテンス硬度が弾性体粒子のマルテンス硬度より小さく、外添剤が弾性体粒子の外縁と凹部の外縁の離間した部分にめり込んでしまうため、段ムラ状の画像ムラがD評価であった。比較例8は、被覆層により間隙が埋没してしまい間隙に向かって凸部が変形できず、荷重に対する弾性体粒子の応力上昇が、間隙がある場合に比べて高くなり、トナーを潰してしまったため、ポチ状の画像ムラがD評価であった。比較例9では、弾性体粒子の弾性回復仕事率が70%より小さく、帯電部材と感光体が離れた後、弾性体粒子由来の凸部が帯電均一性を維持するために十分な高さまで戻ることができなかったため、ポチ状の画像ムラがC評価であった。

0161

11導電性ゴム組成物により形成された凹部
12 低硬度の弾性体粒子からなる凸部
23感光体
24 弾性体粒子の凸部の高さ
25間隙の深さ
26 凹部の外縁
27 間隙部距離
30帯電ローラ
31芯金
32表面層
4クロスヘッド押出し成形機
41 芯金
42未加硫ゴム組成物
43未加硫ゴムローラ
44クロスヘッド
45搬送ローラ
46押し出し成形機シリンダ
47スクリュ
Dダイス内径
d 未加硫ゴムローラ外径
d0芯金外径
51 感光体
52 帯電ローラ
53電源
54露光手段
55現像部材
56転写手段
57転写材
58クリーニング部材
71 弾性体粒子の重心と間隙の重心とを結んだ方向
72帯電部材長手方向
73 弾性体粒子の重心と間隙の重心とを結んだ方向と、帯電部材長手方向のなす鋭角
112 弾性体粒子

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