JP2001099138A - 導電性ローラ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
導電性ローラ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置Info
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Abstract
し、長期にわたって高品質の画像を安定して供給できる
導電性ローラ、それを有するプロセスカートリッジおよ
び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 導電性支持体、該支持体上の導電性弾性
層及び該弾性層上の抵抗層を有する導電性ローラにおい
て、該弾性層が、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、
エピクロルヒドリンゴムおよびクロロプレンゴムからな
る群より選択される少なくとも一種のゴム、アルキル鎖
中にエーテル結合を有するフタル酸エステル誘導体、過
塩素酸の第4級アンモニウム塩化合物および脂肪油を含
有し、該アルキル鎖中にエーテル結合を有するフタル酸
エステル誘導体、過塩素酸の第4級アンモニウム塩化合
物および脂肪油の含有量の合計が、該ゴム100質量部
に対して0.1〜20質量部であることを特徴とする導
電性ローラ、該導電性ローラを有するプロセスカートリ
ッジおよび画像形成装置。
Description
れを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置に
関する。詳しくは本発明は、電圧を印加されることによ
って被帯電体である電子写真感光体表面を所定の電位に
帯電する帯電部材としての導電性ローラ、それを用いた
プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。
帯電する接触帯電部材には、導電性支持体(芯金)上に
導電性弾性層を有し、該導電性弾性層上に抵抗層が被覆
されている帯電ローラが用いられていた。帯電方式とし
ては、芯金に直流電圧に交流電圧を重畳して印加するA
C+DC帯電方式が主に採用されている。この場合、帯
電の均一性を得るために重畳する交流電圧は、印加され
る直流電圧印加時の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間
電圧Vppをもつものが使用されている。また、近年、
接触帯電部材に直流電圧のみを印加するDC帯電方式も
実用化されている。
構成の帯電ローラが用いられている。導電性支持体(芯
金)の上に被帯電体である電子写真感光体との均一な当
接部分を形成するために必要な導電性弾性層と、さらに
その上に抵抗調整、耐摩耗性および感光体との貼り付き
防止性向上などの目的に応じて、抵抗層を設けた構成の
ものが使用されている。また、抵抗調整や弾性層からの
低分子成分のしみ出し防止など必要に応じて、導電性弾
性層と抵抗層との間に中間層を設けた構成をとる場合も
ある。
ンレスなどの金属棒が用いられている。
(EPDM)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴ
ム(IR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニト
リルブタジエンゴム(NBR)およびシリコーンゴムな
どのゴムに抵抗調整のために導電性カーボンブラックな
どの導電性無機粒子が分散された構成になっている。
リウレタン樹脂などの樹脂に抵抗調整のために、導電性
カーボンブラック、導電性酸化チタンおよび導電性酸化
スズなどの導電性無機粒子が分散された構成になってい
る。
弾性層中の上記導電性粒子の分散性の良否が帯電部材の
帯電均一性に影響を与えることが少なくなかった。例え
ば、ゴム中の導電性カーボンブラックの分散不良が帯電
部材の抵抗ムラとして現れ、その結果、ハーフトーン画
像やベタ白画像上に帯電部材周期の濃度ムラや黒ポチが
発生することがあった。とりわけ直流電圧のみを印加す
るDC帯電方式の場合は、その分散ムラの影響がより顕
著であった。
の代わりに、アルカリ金属の過塩素酸塩、長鎖アルキル
スルホン酸塩およびテトラアルキル4級アンモニウム塩
などのイオン導電剤の使用が試みられている。
を用いた場合には、導電剤の分散性は改良されるが、抵
抗値の環境変動が大きくなった。例えば、低湿環境では
帯電部材の抵抗値が高くなり、高湿環境では抵抗値が低
くなる傾向が見られた。また、従来のイオン導電剤を使
用した場合には、経時でイオン導電剤が導電性弾性層中
からしみ出し(ブリードアウト)、それによって帯電部
材の抵抗値が変化することがあった。また、導電性弾性
層からしみ出したイオン導電剤が抵抗層の表面まで移行
して、帯電部材が接触する電子写真感光体表面に割れを
発生させたり、感光体との貼り付きを発生させたりする
問題があった。また、抵抗層表面に移行したイオン導電
剤によって、帯電部材の表面に現像剤が付着しやすくな
り、画像上に帯電部材周期の濃度ムラが発生することが
あった。
の過塩素酸塩を用いた導電性弾性層を有する帯電部材を
使用して、DC帯電方式で画像を出力した場合、低温低
湿環境下で、ハーフトーン画像上に微小な斑点状あるい
は微小な横黒スジあるいは横白スジが発生することが多
かった。
長期にわたって高品質の画像を安定して供給できる導電
性ローラ、それを用いたプロセスカートリッジおよび画
像形成装置を提供することを課題としている。
電性支持体、該支持体上の導電性弾性層及び該弾性層上
の抵抗層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層が、
アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エピクロルヒドリ
ンゴムおよびクロロプレンゴムからなる群より選択され
る少なくとも一種のゴム、アルキル鎖中にエーテル結合
を有するフタル酸エステル誘導体、過塩素酸の第4級ア
ンモニウム塩化合物および脂肪油を含有し、該アルキル
鎖中にエーテル結合を有するフタル酸エステル誘導体、
過塩素酸の第4級アンモニウム塩化合物および脂肪油の
含有量の合計が、該ゴム100質量部に対して0.1〜
20質量部であることを特徴とする導電性ローラであ
る。
電子写真感光体に帯電部材として接触配置された前記の
導電性ローラを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱
自在であることを特徴とするプロセスカートリッジであ
る。
電子写真感光体に帯電部材として接触配置された前記の
導電性ローラ、露光手段、現像手段および転写手段を有
することを特徴とする画像形成装置である。
およびプリンターなどの帯電、現像、転写およびクリー
ニング用などに用いられるものである。
明する。
示す概略図である。
の電子写真感光体(以下感光ドラムと記す)であり、矢
印の時計方向に周速度(プロセススピード)をもって回
転駆動され、アルミニウムおよびステンレスなどの導電
性ドラム支持体および該支持体の外周面に形成した感光
層から構成される。
ローラであり、本例は感光ドラム2表面に感光ドラム母
線方向に略平行にして所定の押圧力で当接させて配設し
たローラ体(帯電ローラ)で、感光ドラム2の回転に従
動回転する。あるいは帯電部材1を機構手段を用いて駆
動回転させても構わない。
り、この電源から帯電部材1の芯金1aに所定の電圧を
印加することで、回転する感光ドラム2の外周表面が所
定の極性、電位に帯電される。帯電部材1に対する印加
電圧として、AC+DC帯電方式の場合、電子写真感光
体表面電位Vdに相当する直流電圧に帯電開始電圧Vt
hの2倍以上のピーク間電圧をもつ交流電圧との重畳電
圧を帯電部材に印加することが好ましい。また、本発明
の導電性ローラは非常に優れた導電均一性を有するの
で、帯電が不均一になり易いDC帯電方式に特に好まし
く適用される。
一次帯電処理された感光ドラム2表面に対して、不図示
のレーザースキャナ(露光手段)による目的画像情報の
レーザービーム走査露光光4、現像手段5によるトナー
現像、形成されたトナー像の転写手段6による転写材
(例えば紙)7に対する転写が順次に実行され、トナー
像転写を受けて感光ドラム2表面から分離された転写材
7が不図示の定着手段へ導入されて画像形成物(プリン
ト)として出力される。トナー像転写後の感光ドラム1
表面はクリーニング手段8で転写残りのトナーの付着汚
損物の除去がなされて清浄面化され、繰り返し作像に供
される。
やクリーニングローラ、廃トナー容器などの独立したク
リーニング手段を具備せず、転写残りの現像剤(トナ
ー)を現像手段5で静電気的に回収する、いわゆる「ク
リーナーレスシステム」にも適用できる。図4にクリー
ナーレスシステムの画像形成装置の一実施例を示した。
図中の番号はいずれも図1と同様のものを示している。
よび帯電部材1、さらに必要に応じて現像手段5および
クリーニング手段8を一体に支持し、レールなどの案内
手段10により画像形成装置本体に着脱自在なプロセス
カートリッジ9としてもよい。
層構成の例を示す。本発明の導電性ローラ1は、導電性
支持体上1a上に少なくとも導電性弾性層1bと、該導
電性弾性層上の抵抗層1cから構成される。また、抵抗
調整や導電性弾性層1bからの可塑剤や軟化油のしみ出
し防止の目的で、導電性弾性層1bと抵抗層1cの間に
中間層1dを設けても構わない。
銅、ニッケル、ステンレスおよび真鍮などの金属丸棒を
そのまま用いてもよいし、表面の防錆や耐摩耗性を目的
として化学ニッケルメッキやクロムメッキなどの表面処
理を施してもさしつかえない。ただし表面処理をする場
合は、導電性を損なわないことが重要である。
ローラと電子写真感光体との接触部分を均一にするため
に弾性材料を用いて形成される。
は、アルキル鎖中にエーテル結合を有するフタル酸エス
テル誘導体過塩素酸の第4級アンモニウム塩化合物およ
び脂肪油との相溶性の点から、少なくともアクリロニト
リル・ブタジエンゴム(NBR)、エピクロルヒドリン
ゴム(CO(エピクロルヒドリン単独重合体)、ECO
(エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合
体)、GECO(エピクロルヒドリン−エチレンオキサ
イド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体)、GC
O(エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共
重合体)およびクロロプレンゴム(CR)の極性ゴムの
中から選択される。これらの中では、抵抗を制御しやす
いという点でエピクロルヒドリンゴムであることが好ま
しい。NBRを使用する場合は、相溶性の点から、アク
リロニトリル部分(AN)量がゴム全質量に対し、25
質量%以上のものが好ましく、特には25〜45質量%
のものが好ましい。結合アクリロニトリル量が20質量
%以下の、いわゆる「低ニトリルNBR」では相溶性が
悪く、上記添加剤がしみ出しやすくなる。同様にエチレ
ン・プロピレンゴムやブタジエンゴムなどの非極性ゴム
では相溶性が悪く、表面へのしみ出しの原因となりう
る。
のゴムを含有してもよいが、アクリロニトリル・ブタジ
エンゴム・エピクロルヒドリンゴムおよびクロロプレン
ゴムがゴム全質量に対し、70質量%以上であることが
好ましく、特には90質量%以上であることが好まし
い。
エーテル結合を有するフタル酸エステルは下記式(1)
で示されることが好ましい。
基、nは1〜3の整数、R2 は炭素数4〜18の直鎖も
しくは分岐のアルキル基もしくはエーテル結合を有する
アルキル基、mは2〜4の整数を示す。)
フタル酸ジブトキシブチル、フタル酸ジヘプチロキシエ
チル、フタル酸ジヘプチロキシブチル、フタル酸ジヘプ
チロキシエトキシエチル、フタル酸ジヘプチロキシエト
キシエトキシエチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシロキ
シエチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシロキシエトキシ
エチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシロキシエトキシエ
トキシエチル、フタル酸ジオクチロキシエチル、フタル
酸ジオクチロキシエトキシエチル、フタル酸ジオクチロ
キシエトキシエトキシエチル、フタル酸ジノニロキシエ
チル、フタル酸ジノニロキシエトキシエチル、フタル酸
ジノニロキシエトキシエトキシエチル、フタル酸ジイソ
ノニロキシエチル、フタル酸ジイソノニロキシエトキシ
エチル、フタル酸ジイソノニロキシエトキシエトキシエ
チル、フタル酸ジデシロキシエチル、フタル酸ジドデシ
ロキシエチル、フタル酸ジテトラデシロキシエチル、フ
タル酸ジヘキサデシロキシエチルおよびフタル酸ジオク
タデシロキシエチルなどが挙げられる。
級アンモニウム塩化合物は下記式(2)で示されること
が好ましい。
18のアルキル基、Bは炭素原子数2〜4のアルキレン
基、pは1〜4の整数を示す。)
・ヒドロキシエチルアンモニウム、過塩素酸ジメチル・
デシル・ヒドロキシエチルアンモニウム、過塩素酸ジメ
チル・ドデシル・ヒドロキシエチルアンモニウム、過塩
素酸ジメチル・テトラデシル・ヒドロキシエチルアンモ
ニウム、過塩素酸ジメチル・ヘキサデシル・ヒドロキシ
エチルアンモニウム、過塩素酸ジメチル・オクタデシル
・ヒドロキシエチルアンモニウム、過塩素酸トリメチル
・ヒドロキシエチルアンモニウム、過塩素酸ジメチル・
オクチル・ヒドロキシエチル(1〜3)オキシエチレン
アンモニウム、過塩素酸ジメチル・デシル・ヒドロキシ
エチル(1〜3)オキシエチレンアンモニウム、過塩素
酸ジメチル・ドデシル・ヒドロキシエチル(1〜3)オ
キシエチレンアンモニウムおよび過塩素酸トリメチル・
ヒドロキシエチル(1〜3)オキシエチレンアンモニウ
ムなどが例示される。
れる添加剤のうち、過塩素酸の第4級アンモニウム塩化
合物は導電性弾性層に導電性を付与するものであり、ア
ルキル鎖中にエーテル結合を有するフタル酸エステル誘
導体は該第4級アンモニウム塩化合物のゴムへの相溶性
および分散安定性の向上に寄与するものと考えられる。
化合物の混合比は、フタル酸エステル誘導体100質量
部に対して、アンモニウム塩化合物が10〜200質量
部であることが好ましく、特には50〜150質量部で
あることが好ましい。アンモニウム塩化合物が10質量
部に満たないと適当な導電性を付与しにくく、アンモニ
ウム塩化合物が200質量部を超えるとアンモニウム塩
が弾性層表面にしみ出し(ブリードアウト)しやすくな
る。
化合物および脂肪油は、ゴムに別々に添加することもで
きるが、ゴムに対する相溶性をより高め、分散性をより
均一にするために、本発明においては、両者をあらかじ
め混合した溶液として使用する。本発明においては、相
溶性および分散安定性をより高めるために、このとき溶
媒として脂肪油を用いる。
り、大豆油、綿実油、ヒマシ油、落下生油、アマニ油、
ナタネ油およびこれらの変性体などが挙げられる。これ
らの中では、エポキシ化大豆油であることが本発明の効
果がより顕著に生じるという点で好ましい。エポキシ化
大豆油とは大豆油の末端をエポキシ基に変性したもので
ある。
酸エステル誘導体およびアンモニウム塩化合物100質
量部に対し、1〜100質量部であることが好ましく、
特には5〜50質量部であることが好ましい。脂肪油が
1質量部に満たないと本発明の顕著な効果が得られにく
く、100質量部を超えるとローラ表面に粘着性が出や
すくなる。
ル酸エステル誘導体、アンモニウム塩化合物および脂肪
油)の添加量としては、ゴム100質量部に対して、
0.1〜20質量部であり、好ましくは0.5〜15質
量部である。添加剤が0.1質量部より少ないと導電剤
として機能しない。また、添加剤が20質量部を超えて
もそれ以上に抵抗値は下がらずに、ゴムの機械的強度が
低下する。
抗率(以下、体積抵抗率と略記する)が1×1010Ωc
m以下であることが好ましく、特には1×107 〜1×
10 9 Ωcmであることが好ましい。体積抵抗率が1×
1010Ωcmを超えると、導電性弾性層中で印加電圧が
降下して、必要な放電電流が得られず、電子写真感光体
の帯電性が悪化しやすい。
することができる。上記ゴム中に添加剤を混合し、二本
ロール、加圧ニーダーおよびバンバリーミキサーなどの
混練機を用いて混練、分散して導電性ゴムコンパウンド
を作製する。次いで導電性支持体(芯金)上に導電性ゴ
ムコンパウンドを射出成形、押出成形、トランスファー
成形および圧縮成形などの成形法を用いて被覆した後、
加熱して加硫する。さらに加硫後に、研磨、研削および
サンドブラストなどの方法で、導電性弾性層の寸法や表
面形状を調整する。導電性弾性層の形態としては、ソリ
ッド体(無発泡体)あるいは発泡体のいずれを使用して
も構わない。
切断時伸び(JIS−K6251)は700%以下であ
ることが好ましい。切断時伸びが700%を超えると、
表面の研磨加工性が悪化し、導電性弾性層の表面粗さR
z(十点平均粗さ、JIS−B0601)を10μm以
下に調整することが難しくなる。Rzが10μmを超え
ると表面粗さを均一に調整することが難しくなる。
bの硬度は、電子写真感光体とより均一かつ安定な接触
部分を形成するために、加硫ゴム硬さ試験方法(JIS
−K6253)に規定された国際ゴム硬度(IRHD)
が、60°以下であることが好ましく、特には35〜6
0°であることが好ましい。国際ゴム硬度が60°を超
えると、電子写真感光体と導電性ローラの接触部分にお
いて、長手方向に接触ムラを生じやすくなる。
感光体とより均一な接触部分をつねに安定して形成する
ために、1mm以上であることが好ましく、2〜7mm
であることが好ましい。また、より均一な接触部分を形
成する目的で、ローラ中央部の外径が端部に比べて太
い、いわゆる「クラウン」を設けてもよい。
子写真感光体2表面への貼り付きや感光体汚染を防止す
るために形成される。抵抗層1cは、柔軟性および耐摩
耗性の点からウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂
およびシリコーン樹脂などの合成樹脂、あるいはポリア
ミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性
エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーおよびポリスチ
レン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマ
ーを結着剤樹脂に用い、抵抗調整として導電性無機粒子
を分散して用いることができる。特にウレタン樹脂を主
体としたものが好ましい。
耗性、耐加水分解性および非粘着性に優れたカプロラク
トン系ポリエステルウレタン樹脂、カプロラクトン変性
アクリルウレタン樹脂およびポリカーボネート系ウレタ
ン樹脂を用いることがより好ましい。
は、導電性カーボンブラック、導電性カーボングラファ
イト、あるいは導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導
電性酸化亜鉛、導電性硫酸バリウム、導電性チタン酸バ
リウムおよび導電性チタン酸カリウムなどの導電性酸化
物が挙げられる。
1012Ωcmであることが好ましく、特には1×108
〜1×1011Ωcmであることが好ましい。体積抵抗率
が1×107 Ωcmより低い場合には、感光ドラムにピ
ンホールや傷などの表面欠陥が存在すると、接触帯電域
全面に渡って帯電電荷が乗らなくなる「電荷抜け」が生
じやすい。電荷抜けが生じると出力画像はその電荷抜け
部に対応する画像部が、正規現像の場合は白抜けし、反
転現像の場合は黒抜けし、品位低下する。また、体積抵
抗率が1×1012Ωcmを超えると、印加電圧が降下し
て適正な放電電流が得られず、感光ドラムの帯電性が悪
化しやすくなる。しかも微小な横黒スジが発生しやすく
なる。
抗率の1〜104 倍であることが好ましく、特には10
2 〜103 であることが好ましい。1倍未満、すなわち
弾性層の体積抵抗率よりも抵抗層の体積抵抗率が小さい
と、感光体の欠陥部分に電流がリークしやすくなり、1
04 倍を超えると帯電が不均一になりやすくなる。
る。まずポリオールを溶剤に溶解した溶液中に導電剤を
加え、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロール
ミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、羽型攪拌
機および高圧衝突分散機などの塗料分散機を用いて導電
剤を分散する。この導電剤分散液に所定量のポリイソシ
アネート化合物を添加し攪拌する。次いでこの混合液を
浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、ロール
コーティング法およびカーテンコーティング法などの塗
工方法で、導電性弾性層上に形成する。さらに熱風循環
乾燥機、赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去し、導電
性弾性層上に乾燥被膜として抵抗層を形成する。
ることが好ましく、特には5〜100μmであることが
好ましい。膜厚が1μm以下の場合は、耐電圧性が低下
しやすくなる。また、膜厚が1000μmを超えると、
溶剤を揮発させるのに時間がかかり、生産性が悪くなり
やすい。
に、抵抗調整や導電性弾性層からの可塑剤や添加剤など
のしみ出し防止を目的として、中間層1dを設けてもよ
い。中間層は、上記ゴム樹脂を用いることができる。中
間層に抵抗調整として、導電性弾性層に用いる添加剤を
添加することもできる。
説明する。
混練した。 ・エピクロルヒドリン・エチレンオキサイド・アリルグリシジルエーテル三元共 重合体(GECO) 100質量部 ・酸化亜鉛 5質量部 ・炭酸カルシウム 25質量部 ・エステル系可塑剤 15質量部 ・ステアリン酸 1質量部 ・硫黄 1質量部 ・添加剤1 変量
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)2質量部および加硫促進剤(テトラチウラムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製した。
ステンレス棒を導電性支持体(芯金)とし、この外周に
前記導電性コンパウンドを押出成形法により成形し、1
70℃、15分間加熱加硫した。さらに回転砥石を用い
た乾式研磨により、厚み3mm、面長232mmの導電
性弾性層を有する弾性ローラを作製した(導電性弾性層
外径φ12mm)。
の測定方法 弾性層の体積抵抗率、すなわち加硫後の導電性コンパウ
ンドの体積固有抵抗率は、上記加硫条件で加硫すること
によって厚み2mmの加硫シートを作製して測定した。
体積抵抗率は抵抗率測定機(商品名ハイレスタUPなら
びにJ−Box、三菱化学(株)製)を用い、低温低湿
環境(温度15℃、相対湿度10%)、常温常湿環境
(温度23℃、相対湿度55%)および高温高湿環境
(温度32℃、相対湿度80%)で測定した。(測定条
件:印加電圧10V、1分値)体積抵抗率の環境変動倍
率を以下の式で求めた。
境下の体積抵抗率)÷(高温高湿下の体積抵抗率)
ンドの切断時伸びEb(%)および乾式研磨後の導電性
弾性層の表面粗さRz(十点平均粗さ)を測定した。
および弾性層の表面粗さの測定 各導電性コンパウンドを上記加硫条件で加硫することに
よって厚み2mmの加硫シートを作製しJIS−K62
51にしたがって、テンシロン万能試験機RTC−12
50A(株)エー・アンド・ディ製)を用いて、導電性
コンパウンドの切断時伸びEb(%)を測定した。
弾性層の表面粗さRz(十点平均粗さ)は、触針式表面
粗さ計((株)小坂研究所製、商品名サーフコーダーS
E−3300)で測定した。
測定した。
方法 導電性コンパウンドの硬度はJIS K−6253「加
硫ゴムの硬さ試験方法」にしたがい、国際ゴム硬度をI
RHDポケット硬さ計((株)高分子計器製)を使用し
て測定した。測定は各導電性コンパウンドを上記加硫条
件で加硫することによって作製した厚み2mmの加硫シ
ートを3枚重ねて行った。
結果を表1に示す。
φ1mm)を分散メディアとして、竪型サンドミルを用
いて4時間分散した。ビーズを分離した分散液にトリレ
ンジイソシアネート(TDI)10質量部を加え、抵抗
層用塗料を調整した。
抵抗層用塗料を浸漬コートした後、熱風循環乾燥機中で
温度120℃、2時間乾燥した。乾燥後の抵抗層の厚み
は20μmであった。
アルミニウム箔(厚み100μm)上にバーコータでコ
ーティングしたサンプル(厚み20μm)を用いて測定
した。体積抵抗率は抵抗率測定機(商品名ハイレスタU
P、J−Box、三菱化学(株)製)を使用し、温度2
3℃、相対湿度55%環境下で測定した。抵抗層材料の
体積抵抗率は1.0×1010Ωcm(印加電圧10V、
1分値)であった。
の帯電部材(帯電ローラ1、外径φ約12mm)とし
た。
相対湿度55%および温度15℃、相対湿度10%の環
境下で測定した。抵抗は、幅10mm、厚み50μmの
アルミニウム箔を帯電ローラ1全周に巻き付けて、アル
ミニウム箔表面と芯金との間にDC−250Vを印加し
て、10秒後の値を測定した。
−1660用、キヤノン製)に使用するプロセスカート
リッジ(商品名EP−52カートリッジ、キヤノン製)
に装着した。さらにこのプリンタに一次帯電用直流電源
として外部高圧電源を接続して使用した。画像評価は温
度15℃、相対湿度10%環境下で行った。感光体の暗
部電位が−600Vになるように外部高圧電源より一次
帯電バイアスを印加し(一次帯電バイアス値、DC−1
300V前後)、A4横ハーフトーン画像(1ドット・
2スペース、1200dpi)を出力して、目視にて実
施した。画像のレベルは次のように分類した。 ・画像欠陥が全く発生しないもの :A ・微小な横黒スジまたは横白スジが1〜5個発生するもの :B ・微小な横黒スジまたは横白スジが6〜20個発生するもの :C ・微小な横黒スジまたは横白スジ状の画像欠陥が21個以上発生するもの:D
度15℃、相対湿度10%)下で、文字画像(A4、画
像比率5%)を10000枚出力して画像耐久試験を行
った。画像出力後にA4、横ハーフトーン画像(120
0dpi、1ドット2スペース)を10枚出力して、画
像評価を行った。
ピッチ)の濃度ムラが発生 ×:画像上に帯電ローラピッチ(38mmピッチ)の濃
度ムラが発生。
価方法 上記プロセスカートリッジに帯電部材を組み込み、温度
40℃、相対湿度95%環境下に30日間放置して、帯
電部材と感光体との貼り付きおよび感光体表面の汚染性
の有無を評価した。貼り付きは感光体から帯電部材を取
り外したとき状態を調べた。また、感光体の汚染性は当
接部表面を光学顕微鏡で観察して調べた。結果を表2に
示す。
混練した。 ・エピクロルヒドリン・エチレンオキサイド共重合体(ECO)100質量部 ・酸化マグネシウム 5質量部 ・炭酸カルシウム 25質量部 ・エステル系可塑剤 20質量部 ・ステアリン酸 1質量部 ・老化防止剤 1質量部 ・添加剤1 変量
ロールを用い、硫黄1質量部、加硫促進剤(エチレンチ
オウレア)2質量部を加えて、5分間混練して導電性コ
ンパウンドを作製した。実施例1と同様の方法で導電性
弾性ローラを作製した。
添加剤1の添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、Rz
および硬度を測定した。結果を表3に示す。
配合の材料を抵抗層として実施例1と同様にして被覆
し、実施例2の帯電部材を作製した(抵抗層厚み12μ
m)。
て評価した。結果を表4に示す。
混練した。 ・エピクロルヒドリン重合体(CO) 100質量部 ・酸化マグネシウム 5質量部 ・炭酸カルシウム 25質量部 ・エステル系可塑剤 20質量部 ・ステアリン酸 1質量部 ・老化防止剤 1質量部 ・添加剤1 変量
ロールを用い、硫黄1質量部、加硫促進剤(エチレンチ
オウレア)2質量部を加えて、5分間混練して導電性コ
ンパウンドを作製し、実施例1と同様の方法で導電性弾
性ローラを作製した。
添加剤1の添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、Rz
および硬度を測定した。結果を表5に示す。
配合の材料を抵抗層として実施例1と同様にして被覆
し、実施例3の帯電部材を作製した(抵抗層厚み15μ
m)。
て評価した。結果を表6に示す。
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)1質量部および加硫促進剤(テトラチウラムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製した。
性ローラを作製した。
添加剤2の添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、Rz
および硬度を測定した。結果を表7に示す。
例2と同様にして抵抗層を被覆して、実施例4に帯電部
材を作製した(抵抗層厚み10μm)。
て評価した。結果を表8に示す。
ロールを用い、加硫促進剤(エチレンチオウレア)1質
量部を加えて、5分間混練して導電性コンパウンドを作
製した。
性ローラを作製した。
加剤3の添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、Rzお
よび硬度を測定した。結果を表9に示す。
にある導電性弾性ローラの上に下記配合の材料を抵抗層
として実施例1と同様にして被覆し、実施例5の帯電部
材を作製した(抵抗層厚み12μm)。
て評価した。結果を10に示す。
明の導電性ローラは、低分子量成分のしみ出しが少な
く、抵抗値の環境変動も小さい。さらに、本発明の導電
性ローラを帯電部材に用いると非常に優れた帯電均一性
が得られる。
の環境変動が小さい理由は、導電剤であるアンモニウム
塩化合物とゴムとの相溶性が極めて優れており、しかも
導電剤自身の水分の捕捉能力が高いためと考えられる。
他の導電剤に比べてゴム中により均一に分散しているた
めであると考えられる。
混練した。
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)2質量部および加硫促進剤(テトラチウラムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製した。さらに、実施例1と同様の
方法で比較例1の導電性弾性ローラを作製した。
ル・ドデシル・アンモニウムブロマイドの添加量ごとの
体積抵抗率、Eb(%)、Rzおよび硬度を測定した。
結果を表11に示す。
例1と同様にして抵抗層を被覆して、比較例1の帯電部
材を作製した(抵抗層厚み12μm)。
て評価した。結果を表12に示す。
混練した。
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)2質量部および加硫促進剤(テトラチウラムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製し、実施例1と同様の方法で比較
例2の導電性弾性ローラを作製した。
チウムの添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、Rzお
よび硬度を測定した。結果を表13に示す。
例1と同様にして抵抗層を被覆して、比較例2の帯電部
材を作製した(抵抗層厚み10μm)。
て評価した。結果を表14に示す。
混練した。
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)2質量部および加硫促進剤(テトラチウラムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製し、実施例1と同様の方法で比較
例3の導電性弾性ローラを作製した。
酸ナトリウムの添加量ごとの体積抵抗率、Eb(%)、
Rzおよび硬度を測定した。結果を表15に示す。
例1と同様にして抵抗層を被覆して、比較例3の帯電部
材を作製した(抵抗層厚み10μm)。
て評価した。結果を表16に示す。
混練した。
ロールを用い、加硫促進剤(ベンゾチアジルジスルフィ
ド)2質量部および加硫促進剤(テトラチラウムモノス
ルフィド)0.5質量部を加えて、5分間混練して導電
性コンパウンドを作製し、実施例1と同様の方法で比較
例4の導電性弾性ローラを作製した。
・オクタデシルアンモニウムパークロレートの添加量ご
との体積抵抗率Eb(%)、Rzおよび硬度を測定し
た。結果を表17に示す。
同様にして抵抗層を被覆して、比較例4の帯電部材を作
成した(抵抗層厚み12μm)。
て評価した。結果を表18に示す。
練して、導電性コンパウンドを作製した。
と同様の方法で比較例5の導電性弾性ローラを作製し
た。
との体積抵抗率、Eb(%)、Rzおよび硬度を測定し
た。結果を表19に示す。
と同様にして抵抗層を被覆して、比較例5の帯電部材を
作成した(抵抗層厚み12μm)。
て評価した。結果を表20に示す。
オン導電剤で問題になっていた導電剤のしみ出し(ブリ
ードアウト)や抵抗の環境変動を防止することができ、
結果として長期にわたって高品質の画像を安定して供給
できる導電性ローラ、それを有するプロセスカートリッ
ジおよび画像形成装置を提供することができた。
形成装置の構成例を示す概略図である。
る。
ある。
形成装置の別の構成例を示す概略図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 導電性支持体、該支持体上の導電性弾性
層及び該弾性層上の抵抗層を有する導電性ローラにおい
て、 該弾性層が、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エピ
クロルヒドリンゴムおよびクロロプレンゴムからなる群
より選択される少なくとも一種のゴム、アルキル鎖中に
エーテル結合を有するフタル酸エステル誘導体、過塩素
酸の第4級アンモニウム塩化合物および脂肪油を含有
し、 該アルキル鎖中にエーテル結合を有するフタル酸エステ
ル誘導体、過塩素酸の第4級アンモニウム塩化合物およ
び脂肪油の含有量の合計が、該ゴム100質量部に対し
て0.1〜20質量部であることを特徴とする導電性ロ
ーラ。 - 【請求項2】 アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エ
ピクロルヒドリンゴムおよびクロロプレンゴムからなる
群より選択される少なくとも一種のゴムの含有率が、弾
性層が含有するゴム全質量に対し70質量%以上である
請求項1記載の導電性ローラ。 - 【請求項3】 ゴムがエピクロルヒドリンゴムである請
求項1または2記載の導電性ローラ。 - 【請求項4】 アルキル鎖中にエーテル結合を有するフ
タル酸エステル誘導体が下記式(1)で示される請求項
1乃至3のいずれかに記載の導電性ローラ。 【外1】 (Phはフェニル基、R1 は炭素数2〜4のアルキレン
基、nは1〜3の整数、R2 は炭素数4〜18の直鎖も
しくは分岐のアルキル基もしくはエーテル結合を有する
アルキル基、mは2〜4の整数を示す。) - 【請求項5】 過塩素酸の第4級アンモニウム塩化合物
が下記式(2)で示される請求項1乃至4のいずれかに
記載の導電性ローラ。 【外2】 (R3 、R4 およびR5 は、各々独立に炭素原子数1〜
18のアルキル基、Bは炭素原子数2〜4のアルキレン
基、pは1〜4の整数を示す。) - 【請求項6】 第4級アンモニウム塩化合物の含有量が
フタル酸エステル誘導体100質量部に対して10〜2
00質量部である請求項1乃至5のいずれかに記載の導
電性ローラ。 - 【請求項7】 脂肪油がエポキシ化大豆油である請求項
1乃至6のいずれかに記載の導電性ローラ。 - 【請求項8】 脂肪油の含有量がフタル酸エステル誘導
体およびアンモニウム塩化合物100質量部に対し1〜
100質量部である請求項1乃至7のいずれかに記載の
導電性ローラ。 - 【請求項9】 弾性層が1×1010Ωcm以下の体積抵
抗率を有する請求項1乃至8のいずれかに記載の導電性
ローラ。 - 【請求項10】 弾性層が700%以下の切断時伸びを
有する請求項1乃至9のいずれかに記載の導電性ロー
ラ。 - 【請求項11】 弾性層が60°以下の国際ゴム硬度を
有する請求項1乃至10のいずれかに記載の導電性ロー
ラ。 - 【請求項12】 弾性層が1mm以上の厚さを有する請
求項1乃至11のいずれかに記載の導電性ローラ。 - 【請求項13】 抵抗層が1×107 〜1×1012Ωc
mの体積抵抗率を有する請求項1乃至12のいずれかに
記載の導電性ローラ。 - 【請求項14】 抵抗層が2〜1000μmの厚さを有
する請求項1乃至13のいずれかに記載の導電性ロー
ラ。 - 【請求項15】 抵抗層がウレタン樹脂を含有する請求
項1乃至14のいずれかに記載の導電性ローラ。 - 【請求項16】 導電性ローラが帯電部材である請求項
1乃至15のいずれかに記載の導電性ローラ。 - 【請求項17】 電子写真感光体および該電子写真感光
体に接触配置された帯電部材としての請求項1乃至15
のいずれかに記載の導電性ローラを一体に支持し、画像
形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセ
スカートリッジ。 - 【請求項18】 電子写真感光体、該電子写真感光体に
接触配置された帯電部材としての請求項1乃至15のい
ずれかに記載の導電性ローラ、露光手段、現像手段およ
び転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。
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