JP2009009044A - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期間の繰り返し使用によっても放電不良画像を抑制し、感光体との長期の当接によってもセット画像を抑制できる帯電部材、上記帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供する。
【解決手段】導電性基体、及びバインダー樹脂と導電剤とを含み、該導電剤により導電性を付与されている表面層を有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴する帯電部材、上記帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置。
【選択図】図1
【解決手段】導電性基体、及びバインダー樹脂と導電剤とを含み、該導電剤により導電性を付与されている表面層を有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴する帯電部材、上記帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置。
【選択図】図1
Description
本発明は帯電部材、それを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、詳しくは、電圧を印加して被帯電部材である電子写真感光体表面を所定の電位に帯電処理するための帯電部材、それを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。
複写機やレーザープリンター等の電子写真方式を採用した画像形成装置、いわゆる電子写真装置は、電子写真感光体、感光体を帯電するための帯電手段、帯電された感光体表面に露光により静電潜像を形成する露光手段を有する。更に電子写真装置は、感光体表面に形成された静電潜像に現像剤(トナー)を供給する現像手段及び現像剤を記録材(紙)上に転写する転写手段、転写された現像剤を記録材に定着して記録材に画像を形成する定着手段が設けられたものが一般的である。
このような電子写真装置における帯電手段としては、感光体の表面に接触または近接配置された帯電部材に、直流電圧のみの電圧または直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって感光体の表面を帯電する方式のものが多く採用されている。電子写真装置の小型化や省エネルギーの面から直流帯電方式が多く用いられている。
直流帯電方式を用いた電子写真装置を使用した場合、横黒スジ、あるいはポチ状の画像不良が発生することがある。特に、長期に渡る繰り返しの使用に伴い、不良の程度が更に進むことがある。これは、帯電部材から感光体への放電不足に起因する場合、過剰放電に起因する場合などがあり、前者は、放電現象が起こりにくい低温低湿環境下において顕著になり、後者は高温高湿環境下において顕著である。このような画像を、以下、「放電不良画像」と呼ぶ。
接触式帯電手段の場合、電子写真装置使用時には、電子写真感光体(被帯電部材)と帯電部材とは常に接触しているため、帯電部材が、長期間に渡り停止した状態で感光体に圧接された場合、帯電部材は圧縮により永久変形を起こす。この変形部分からの過剰電流により生じる異常画像、あるいは変形部分がローラー回転時に感光体に不均一に当接するため帯電ムラにより生じる画像不良が発生することがあった。このような画像を、以下、「セット画像」と呼ぶ。
従来技術では、表面層に金属酸化物を含有させることにより、放電不良画像を改善する手段が提案されている(特許文献1)。
特許文献1の帯電部材の表面層に金属酸化物のみを含有させる方法では、放電不良画像を抑制するためには表面層に多量の金属酸化物を含有させなければならい。金属酸化物を多量に添加することで、表面層の硬度が増加した状態では感光体との接触ムラが誘発されることがあり、長期間の繰り返し使用や、高速機の場合で放電不良画像が発生することがあった。また金属酸化物を多量に添加することで、表面層の機械的強度が劣化し、セット画像が発生する場合があった。
また、本願出願人は、先に、表面層に高分子材料からなる粒子とシリカ粒子とを個々の状態で含有した帯電部材(特許文献2)、有機微粒子の表面のみを高誘電性の粒子で被覆した複合粒子を表面層に含有した帯電部材(特許文献3)を提案した。
特許第3284626号公報
特開2003−316112号公報
特開2005−316263号公報
しかし、近年、電子写真装置に対して、より一層の高速化、高画質化、ならびに高耐久化の要請が高まっている。本発明者らの更なる検討により、電子写真装置の高画質化、高速化、ならびに高耐久化に伴い上記放電不良起因の画像が発生し易いということが明らかになった。
高速化、高画質化、ならびに高耐久化した電子写真装置においては、上記の複合粒子と表面層のバインダーとの立体的な位置のズレが発生するとともに、表面層の機械的強度の劣化により放電不良画像及びセット画像が発生する場合があることが分かった。これらの要請を満たすためには、より高度な対応が求められているのが現状である。
即ち、長期間の繰り返しによって生じる放電不良画像を抑制し、長期間に渡り停止した状態で感光体に圧接させられた場合にあってもセット画像の発生を抑制することである。
特に、直流帯電方式(DC帯電方式)においては、高画質化、カラー化、及び長寿命化を達成する上で、それらは解決しなければならない課題の1つである。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、優れた特性を有する高画質化、カラー化、及び長寿命化に適した帯電部材を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記帯電部材を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。
本発明は、導電性基体、及びバインダー樹脂と導電剤とを含み、該導電剤により導電性を付与されている表面層を有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴とする帯電部材に関する。
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴とする帯電部材に関する。
更に、本発明は、上記帯電部材と被帯電部材とが一体化されてなり、該帯電部材の表面層の凸部は該被帯電部材とのニップ部において空隙を生じさせ、電子写真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に関する。
更に、本発明は、上記帯電部材と、被帯電部材とを有することを特徴とする電子写真装置に関する。
本発明により、装置の高速化、高寿命化において、DC帯電方式を採用した場合でも、放電不良画像、セット画像を防止し、良好な帯電特性を長期間安定して維持することができる帯電部材を提供することができる。
更に、本発明の帯電部材を使用することにより、DC帯電方式によって高精細画像を出力した場合においても、良好な帯電特性を長期間安定して維持することができる帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。
本発明は、導電性基体、及びバインダー樹脂と導電剤とを含み、該導電剤により導電性を付与されている表面層を有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴とする帯電部材である。
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴とする帯電部材である。
表面層に含有する複合粒子は、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が円形度0.9以上、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下という形状制御を行い、複合粒子の表面及び内部にはシリカ粒子を含有した構成とする。
バインダー樹脂中の複合粒子の表面にシリカ粒子が存在することで、シリカ粒子の持つ補強性により複合粒子とバインダーとの物理的な相互作用が強固になる。更に複合粒子の形状を円形状に近づけ、円形度0.9以上の粒子の割合を全複合粒子数を基準として80%以上とすることにより、複合粒子とバインダーとの相互作用は複合粒子の表面全体で方向性が無く偏りが無い。更に複合粒子の平均粒子径を0.5μm以上とすることで、複合粒子を多量に添加する必要が無い。このため、表面層の機械的強度の低下を抑制して長期に渡り感光体に当接された場合でも、バインダーと複合粒子との立体的な位置のズレを抑制して永久変形を抑制でき、セット画像を抑制できる。
シリカ粒子と高分子材料では誘電率に差があるため、シリカ粒子と高分子材料からなる複合粒子では誘電効果が高まる。複合粒子を円形状に近づけ、円形度0.9以上の粒子の割合を全複合粒子数を基準として80%以上とすることにより、複合粒子には方向性が無くなり、複合粒子同士が接触して表面層中に存在する可能性も減少する。更に複合粒子の平均粒子径を30μm以下とすることで少量の複合粒子の添加でも誘電効果は高まり、表面層中での偏りも減少して、放電不良画像を抑制できる。
また、本発明者らは接触帯電用の帯電部材の放電状態について、被帯電部材の表面電位を観察することにより評価を試みた。その結果、帯電部材表面に凸部が形成されると、被帯電部材とのニップ部で放電が発生していることが確認された。またニップ部での放電は帯電部材の表面形状に大きく依存していることが確認された。これは帯電部材の凸部によりニップ部において微小な空隙が形成され、その空隙で点放電が発生していると考察できる。
すなわち、更に表面層が複合粒子の含有に由来する凸部を有し、凸部は被帯電部材とのニップ部において空隙を生じさせ、帯電部材の表面粗さRzjisと平均凹凸間隔RSmを下記範囲に制御することで、凸部での点放電が安定化できる。図1に、シリカ粒子を含有した高分子材料で形成されている複合粒子を含む表面層(最外層)の断面図の一例を示す。
Rzjis(μm)が2≦Rzjis≦15、RSm(μm)が15≦RSm≦100
Rzjis(μm)が2≦Rzjis≦15、RSm(μm)が15≦RSm≦100
更に、凸部でのバインダーと複合粒子とのズレが抑制されることで被帯電部材に長期に渡り停止した状態で当接された場合でも凸部の永久変形を抑制できる。
これにより、速い印刷速度を有する電子写真装置においても、放電不良画像とセット画像を更に抑制できる帯電部材を提供することができる。
更に、本発明の接触帯電用の帯電部材を使用することにより、DC帯電方式によって高精細画像を出力した場合においても、良好な帯電特性を長期間安定して維持することができる帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。
本発明の帯電部材の構成例を示す。
導電性基体上に少なくとも表面層を有する帯電部材であり、例えば、以下のものを挙げることができる。ローラー形状の導電性基体a上に、図2に示すように、表面層cの1層を有するもの、図3に示すように、弾性体層b、弾性体層d、表面層cの3層を有するもの、図4に示すように、弾性体層b、弾性体層d、弾性体層e、表面層cの4層を有するもの。また以下のものを例示することができる。平板形状の導電性基体a1上に、図5に示すように、表面層c1の1層を有するもの、図6に示すように、弾性体層b1と、弾性体層b1上に形成された表面層c1の2層を有するもの。ベルト形状の導電性基体a2上に、図7に示すように、表面層c2の1層を有するもの、図8に示すように、弾性体層b2と、弾性体層b2上に形成された表面層c2の2層を有するもの。
本発明の帯電部材に用いられる導電性基体は、導電性を有し、表面層を密着支持する機能を有するものであればいずれであってもよい。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金を挙げることができる。またこれらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理等を施してもよい。導電性基体の形状は、帯電部材の形状を定めるものであって、例えば、円筒、円柱、平板状、ブレード状、ベルト状、シート形状、フィルム形状等などを挙げることができる。
表面層に用いるバインダー樹脂としては、種々のバインダーとして用いられている公知のバインダーを採用することができ、例えば、樹脂、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムなどのゴム、熱可塑性エラストマー等のエラストマー等を挙げることができる。
上記樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂等を挙げることができる。またスチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体(SEBC)及びオレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体(CEBC)等を挙げることができる。
上記合成ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム等を挙げることができる。またアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム及びエピクロルヒドリンゴム等を挙げることができる。
上記熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム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等を挙げることができる。またポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
これらは、単独で用いてもよいし、混合または共重合体として2種以上用いてもよい。これらの中で、表面層に用いるバインダーとしては、感光体やその他の部材を汚染しないように、樹脂を用いることが好ましい。
表面層には、所定の体積抵抗率の導電性を付与するために、導電剤として導電性微粒子を含有させることが好ましい。かかる導電性微粒子としては、金属酸化物系導電性微粒子、金属系導電性微粒子、カーボンブラック、カーボン系導電性微粒子等を挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。金属酸化物系及び金属系導電性微粒子としては、例えば、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、銅、アルミニウム及びニッケル等の粒子を挙げることができる。
導電性微粒子として、カーボンブラックを使用する際には、バインダーへの分散性を向上させる目的で、金属酸化物からなる粒子にカーボンブラックを被覆した導電性複合微粒子として使用することが好ましい。
上記導電性複合微粒子は、図9に示すように、コア粒子301と被覆層303からなる。コア粒子に一般的にバインダーへの分散性がよい金属酸化物または複合金属酸化物などの金属酸化物系粒子を用いることにより、バインダーに対して容易に均一に分散させることができるものである。金属酸化物は粒子径を小さく制御し易いため、導電性複合微粒子の粒子径をより小径とすることができるため、好ましい。このような導電性複合微粒子は、カーボンブラックの炭素骨格構造ではなく、小径粒子構造を有し、導電性複合微粒子としてバインダーに均一に分散することが容易になり、表面層の体積抵抗率を所定の範囲に制御することが容易となる。
上記金属酸化物系微粒子としては、具体的には、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン(二酸化チタン、一酸化チタン等)、酸化鉄、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等を挙げることができる。またチタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム及びジルコン酸カルシウム等を挙げることができる。
金属酸化物系微粒子は表面処理剤により表面処理されていることが好ましい。表面処理剤としては、後述の複合粒子に含有されるシリカ粒子の表面処理剤と同様なものが挙げられる。これにより、金属酸化物系微粒子表面とカーボンブラックをより強固に付着させることができ、導電性複合微粒子をゴム、樹脂、エラストマー等のバインダーに分散させる際に、カーボンブラックの脱離等を抑制することができる。
帯電部材の表面層は、上記の導電剤の添加により、表面層としての所定の体積抵抗率の導電性を付与されることが好ましい。具体的には、23℃/50%RH環境下で102Ω・cm以上1016Ω・cm以下の体積抵抗率である。
ここで表面層の体積抵抗率は、23℃/50%RH環境下で、三菱化学(株)製の抵抗測定装置Hiresta−UPを用い、測定対象試料に250Vの電圧を30秒間印加したときの測定値とすることができる。表面層がゴムや樹脂等の固形である場合の体積抵抗率の測定については、固形材料を用いて2mm厚の膜を成形し、これを測定対象試料とすることができる。溶液を塗布して形成する表面層の体積抵抗率の測定については、塗布液をアルミニウムシート上にコーティングし、これを測定対象試料とすることができる。
本発明のシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されている複合粒子の製造方法としては以下の方法等が挙げられる。
種々の高分子材料とシリカ粒子をロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸押出機、2軸押出機等により混練りした後、冷却固化し、所定の粒子径に機械粉砕による微細化し、機械的処理及び熱的処理により球形化して分級を行う方法。
反応容器中に重合性単量体、シリカ粒子、重合開始剤、分散安定剤などを添加し分散させ、分散機によって均一に分散させながら重合反応を行う方法。
得ようとする高分子材料(高分子材料A)とシリカ粒子を溶融混練して均一分散させ、これを高分子材料Aと相溶性のない別の高分子材料(高分子材料B)に混合・分散させる。その後、この混合物を融点以下に冷却し、高分子材料Aとは非相溶だが、高分子材料Bとは相溶する展開溶媒と上記混合物を混合して懸濁液としこれを遠心分離、濾過、またはこれらの方法を組み合わせて分離することにより得る方法。
種々の高分子材料とシリカ粒子をロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸押出機、2軸押出機等により混練りした後、冷却固化し、所定の粒子径に機械粉砕による微細化し、機械的処理及び熱的処理により球形化して分級を行う方法。
反応容器中に重合性単量体、シリカ粒子、重合開始剤、分散安定剤などを添加し分散させ、分散機によって均一に分散させながら重合反応を行う方法。
得ようとする高分子材料(高分子材料A)とシリカ粒子を溶融混練して均一分散させ、これを高分子材料Aと相溶性のない別の高分子材料(高分子材料B)に混合・分散させる。その後、この混合物を融点以下に冷却し、高分子材料Aとは非相溶だが、高分子材料Bとは相溶する展開溶媒と上記混合物を混合して懸濁液としこれを遠心分離、濾過、またはこれらの方法を組み合わせて分離することにより得る方法。
複合粒子の平均粒子径は、以下のようにして算出できる。最外層のある任意の点を500μmにわたって、20nmずつ集束イオンビーム「FB−2000C」(商品名、(株)日立製作所製)にて切り出し、その断面画像を撮影する。複合粒子を撮影した断面画像から、任意の1000個を選択する。同じ複合粒子を撮影した画像を、20nm間隔で組み合わせ、立体的な粒子形状を算出する。この作業を、帯電部材最外層の任意の100点で行う。得られた立体的粒子形状から、投影面積を算出し、得られた面積の円相当径を計算して体積平均粒子径を求め、それを平均粒子径とした。
上記複合粒子の円形度は、上記粒子形状から式(1)により求めることができる。
ここで、「粒子投影面積」とは二値化された複合粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは複合粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さである。かかる円形度は、粒子が真球形状の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
複合粒子を形成するシリカ粒子としては、四塩化ケイ素を酸素と水素で燃焼して作られる気相法による乾式シリカ粒子を使用できる。またケイ酸ナトリウムと硫酸のような鉱酸から作られる湿式シリカなどの微粉砕化、球状処理化によるものやコロイダルシリカ等のシリカ粒子を使用できる。
複合粒子に含有されるシリカ粒子は、比表面積が5m2/g以上で、平均粒子径は20nm以上1μm以下、特に50nm以上1μm以下が好ましい。またシリカ粒子の粒子径は複合粒子の粒子径に対して5%以下、好ましくは2%以下である。比表面積が5m2/g以上で、平均粒子径を20nm以上とすることで複合粒子とバインダーとの相互作用を高めることができ、50nm以上とすることで更に相互作用を高められる。比表面積が5m2/g以上で、平均粒子径を1μm以下とすることで表面層の機械的強度の低下を抑制し長期の停止状態でもセット画像を抑制できる。また平均粒子径を50nm以上1μm以下とするとことでシリカ粒子は複合粒子内で良好な分散状態となり、誘電効果を高めることができる。これにより促進試験後の2000枚もの繰り返し使用によっても放電不良画像の発生を抑制できる。
複合粒子の断面積に対するシリカ粒子の占有率は50%以上90%以下が好ましい。シリカ粒子の占有率を50%以上とすることで複合粒子による誘電効果を高めることができ、15℃/10%RHの低温低湿環境下においても放電不良画像を抑制できる。またシリカ粒子の占有率を90%以下とすることで、シリカ粒子の吸水によって表面層の抵抗が変動することを抑制でき、30℃/80%RHの高温高湿環境下における4000枚もの繰り返し使用においても放電不良画像を抑制できる。更にシリカ粒子の吸水によって表面層の機械的強度が低下することを抑制し30℃/80%RHの高温高湿環境下においてもセット画像を抑制できる。またシリカ粒子の占有率が90%以下の複合粒子を使用することで、表面層を塗料から形成する場合においても複合粒子の沈降を抑制して生産の安定性を高めることができる。
最外層中の複合粒子に含有されるシリカ粒子の平均粒子径は、複合粒子を撮影した断面画像から、任意の100個を選択して、シリカ粒子の投影面積を求め、得られた面積の円相当径を計算して体積平均粒子径を求め、それを平均粒子径として求めることができる。本発明においては、5nm以上10μm以下の範囲にあるシリカ粒子のみを、測定対象として測定した。
複合粒子の断面積に対するシリカ粒子の占有率は、シリカ粒子の平均粒子径算出に使用した断面画像から、複合粒子の断面積と、シリカ粒子の断面積の総和とを算出し、シリカ粒子の占有率を算出する。全ての画像の平均をもって、複合粒子におけるシリカ粒子の占有率とする。
複合粒子に含有されるシリカ粒子は表面処理されていることが好ましい。これにより、バインダーとの相互作用を更に高められることでバインダーと複合粒子のズレを抑制して、高温高湿環境下での1ヶ月もの長期に渡り感光体と当接して停止された場合でもセット画像を抑制できる。更にシリカ粒子表面のOH基を修飾することでシリカ粒子の親水性を低下させて高温高湿環境下での印刷速度の速い電子写真装置においても放電不良画像を抑制できる。
表面処理剤は、以下の化合物を挙げることができる。メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン。メチルハイドロジェンシロキサン単位を有するポリシロキサン。ポリエーテル変成ポリシロキサン。カルボン酸変成ポリシロキサン。トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシラン系カップリング剤。イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート等のチタネート系カップリング剤。アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロボキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート等のアルミネート系カップリング剤。ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート等のジルコネート系カップリング剤。
複合粒子表面でのシリカ粒子の付着強度を考慮すると、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシランが好ましい。またアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物が好ましい。
シリカ粒子の表面処理方法としては、シリカ粒子と表面処理剤とを適当な溶剤中で混合、分散し、処理剤を粒子表面に付着させる方法を挙げることができる。分散の手段としては、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル及びパールミル等の公知の溶液分散手段を用いることができる。次に、この分散溶液から溶剤を除去し、粒子表面に表面処理剤を固着させる。また必要に応じて、この後、更に熱処理を行ってもよい。また混合溶液中には反応促進のための触媒を添加することができる。更に、必要に応じて表面処理後の微粒子に更に粉砕処理を施してもよい。
複合粒子を形成する高分子材料としては、例えば、以下のものを挙げることができる。ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、及び、これらの共重合体や変性物、誘導体等の樹脂。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のゴム。またイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エピクロルヒドリンゴム等のゴム。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム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、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー。またポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー。
また重合性化合物としては、例えば、以下のものを挙げることができる。エチルアクリレート、メタクリルアクリレート等のアルキルアクリレートやアルキルメタクリレート。アリルアクリレート、ジアリルマレート等の不飽和エステル。スチレン、ビニルトルエン、プロピレン、ブタジエン、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル等の不飽和炭化水素。アクリロニトリル、重合性基を有するオルガノシロキサン、重合性基を有するポリウレタン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート等の2個以上の不飽和基を有するカルボン酸エステル。
中でも高分子材料としてはアクリル樹脂が好ましい。これにより、印刷枚数が増加することによって帯電部材に帯電バイアスが長時間にわたって印加される場合でも通電による特性の劣化を抑えられる。これにより低温低湿環境下での4000枚におよぶ長期の繰り返し使用でも汚れ画像を抑制できる。
アクリル系樹脂としては、重合性単量体としてエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、フェニルアクリレート等のアクリレートを単独で、または2種以上混合して用いる。またエチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート等のメタクリレートを単独で、または2種以上混合して用いる。このアルキレートまたはメタクリレートは全単量体量の98から50質量部程度の範囲で用いられる。更に架橋剤として以下のラジカル重合性基を2個以上有する化合物を使用できる。エチレングリコールジアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート等のジアクリレート。エチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート等のジメタクリレート。トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のトリアクリレート、トリメタクリレート。架橋剤の使用量は、所望の硬度を得るために全単量体量の1から50質量部程度の範囲で用いられる。更に共重合性単量体としてスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリルを含有させてもよい。
帯電部材の表面層は、平均粒子径が5μm以上30μm以下の複合粒子を含有する。このとき、表面層は複合粒子に由来する凸部を有し、帯電部材の表面粗さRzjis(μm)が2≦Rzjis≦15、表面凹凸平均間隔RSm(μm)が15≦RSm≦100を満たすことが好ましい。
表面層に凸部が存在すると、被帯電部材とのニップ部において空隙を生じさせ、凸部では点状放電が起こり、先に述べた理由により、放電不良画像、セット画像を抑制できる。
表面層の凸部が複合粒子に由来することで、複合粒子の誘電効果により凸部で発生する点状放電を安定化することができる。更に平均粒子径が0.5μm以上30μm以下の複合粒子を含有させて、少量の複合粒子により上記の帯電部材の表面粗さ及び表面凹凸平均間隔を表面層に形成させることができ、表面層の硬度の増加を抑制できる。これにより、低温低湿及び高温高湿の環境下での印刷速度の速い電子写真装置において4000枚もの繰り返し使用によっても放電不良画像の発生を抑制することができる。また機械的強度の劣化を抑制して40℃/95%RHの環境下で1ヶ月もの長期間にわたり被帯電部材に当接された状態で放置されてもセット画像の発生を抑制できる。
また複合粒子が30μm以下にすることで長期の繰り返し使用によっても複合粒子が表面層から脱離することが無い。これにより、低温低湿及び高温高湿の環境下での印刷速度の速い電子写真装置において4000枚もの繰り返し使用によっても放電不良画像の発生を抑制することができる。
表面層に複合粒子に由来する凸部を形成する方法としては、複合粒子を含有した塗料からなる表面層素材をディッピングにより塗工し、塗膜を形成することが好ましい。更に表面層の厚みに対して、1/4以上の平均粒子径を有する複合粒子を含有させることが好ましい。表面層の厚さとしては、2μm以上50μm以下の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、5μm以上30μm以下である。表面層の厚みを上記範囲に設けることで、また本発明の複合粒子に由来する凸部の形成が容易になる。上記表面層の膜厚は、作製した帯電部材をカッターナイフなどで切断し、層の断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡により観察し、その厚さを実測することにより求めることができる。
ここで、帯電部材の表面粗さ、表面凹凸平均間隔は、JISB0601表面粗さの規格に準じて測定した測定値である。その測定は、(株)小坂研究所製の表面粗さ測定器SE−3400を用いて行うことができる。帯電部材の表面粗さは、具体的には、帯電部材の無作為の6点における10点平均表面粗さを上記測定器により測定し、その6点の平均値を用いる。また表面凹凸平均間隔(RSm)も、具体的には、帯電部材の表面粗さ(Rzjis)と同様に、帯電部材の無作為の6点における10点凹凸平均間隔を上記測定器により測定し、その6点の平均値を用いる。
複合粒子の含有量は、バインダー100質量部に対して、好ましくは2質量部から120質量部、より好ましくは5質量部から60質量部の範囲で、より効果を奏することができる。
また表面層には、本発明の効果を損なわない範囲で他の粒子を含有することができる。かかる粒子としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン(二酸化チタン、一酸化チタン等)、酸化鉄、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等の微粒子を挙げることができる。またチタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、タルク、カオリンクレー、マイカ、水酸化アルミニウム等の微粒子を挙げることができる。また水酸化マグネシウム、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリロナイト、黒鉛、有機金属化合物及び有機金属塩等の微粒子を挙げることができる。これらの粒子は1種を使用しても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
弾性体層は、ゴム、熱可塑性エラストマー等から構成される。
ゴムとしては、天然ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、シリコーンゴム等を挙げることができる。またウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム及びエピクロルヒドリンゴム等を挙げることができる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム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等を挙げることができる。またポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー及び塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
極性ゴムを用いると抵抗分布を容易に均一にできる。極性ゴムとしては、NBR、エピクロルヒドリンゴムを挙げることができる。
上記弾性体層の体積抵抗率は、23℃/50%RH環境下で102Ω・cm以上1010Ω・cm以下であることが好ましい。
上記弾性体層の体積抵抗率は、上記のゴム、エラストマー材料に前記で例示した導電性微粒子やアルカリ金属塩、アンモニウム塩等の導電剤を適宜添加し、調整することができる。極性ゴムを使用する場合、特に、アンモニウム塩を用いることが好ましい。
上記弾性体層は硬度等を調整するため、軟化油、可塑剤等の添加剤や老化防止剤や潤滑剤等を添加してもよい。
上記弾性体層表面は、表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えば、UVや電子線を用いた表面加工処理や、化合物等を表面に付着及び/または含浸させる表面改質処理等を挙げることができる。
上記弾性体層に添加剤を用いる場合、添加剤のブリードアウト防止を強化するなどの観点から、弾性体層と表面層との間に、更に1層または2層以上の中間層を設けてもよい。
上記弾性体層の形成は、例えば、予め所定の膜厚に形成されたシート形状またはチューブ形状の層を接着または被覆することによって行ってもよい。
本発明の電子写真装置は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段からなる。一例として、図10に概略構成図を示す。
図10に示す電子写真装置には、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される円筒状の感光体1が設けられる。感光体1の表面に、例えば、一端で4.9N(0.5kg重)、両端で合計9.8N(1kg重)のバネによる押圧力で当接されるローラー形状の接触帯電用の帯電部材3が設けられる。被帯電部材である感光体の回転に伴い帯電部材が従動回転し、不図示の電源から印加された帯電バイアスで帯電部材により感光体表面が正または負の所定電位に均一に帯電処理されるようになっている。帯電部材は直流電圧と交流電圧を重畳して印加されるものであっても、直流電圧のみが印加されるものであってもよいが、直流電圧のみが印加される系では、電力消費量の低減、装置の小型化が可能になる。更に回転する感光体表面を露光するスリット露光やレーザービーム走査露光等の露光手段(不図示)が設けられ、露光手段から出力される露光光(画像露光光)4Lを受けた感光体の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。感光体1の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段5が設けられ、現像手段5により静電潜像に現像剤が供給され、トナー像が形成される。更にトナー像を転写する転写手段6が設けられ、感光体表面に形成されたトナー像が、転写手段(転写ローラー等)からの転写バイアスによって、感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期して供給された紙等の転写材Pに順次転写されていく。転写材上に転写されたトナー像を転写材に定着する加熱手段などを備えた定着手段8が設けられ、トナー像が定着された画像形成物(プリント、コピー)が装置外へプリントアウトされるようになっている。更にクリーニングブレード等のクリーニング手段7が設けられ、トナー像転写後の感光体が表面から転写残りの現像剤が除去され、清浄面化された後、繰り返し画像形成に使用される。また感光体1の表面をクリーニング手段7によって清浄面化した後、帯電部材3による帯電の前に前露光による感光体の表面の除電処理を行う除電手段を設けられていてもよい。
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、上記帯電部材とが一体化されてなり、電子写真装置本体に着脱自在であるものであれば、特に制限されるものではない。一例として、上記図10に示す電子写真装置の、感光体1、帯電部材3、現像手段5、転写手段6及びクリーニング手段7等の構成要素のうち、複数のものを容器に納めて一体化する。一体化した後、電子写真装置本体のレール等の案内手段10を用いて電子写真装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジ9を挙げることができる。このプロセスカートリッジは、複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置本体に対して着脱自在に構成したものである。
上記感光体1としては、例えば、円筒状の導電性支持体と、導電性支持体上に形成された無機感光材料及び/または有機感光材料を含有する感光層とを有し、感光体の表面を所定の極性、電位に帯電させるための電荷注入層を更に有するものとすることができる。
上記感光体1の具体的構成としては、導電性支持体と、この導電性支持体に形成される感光層とを有する。感光層には、電荷発生層と電荷輸送層とを積層した構成を好ましくは用いることができる。
また上記感光体は、上記以外の層を有していてもよく、導電性支持体と、この導電性支持体上に形成される下引き層と、この下引き層上に形成される感光層とを有する構成を用いることができる。
上記現像手段3としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式、及び磁気ブラシ方式等を採用することができる。フルカラー画像などのカラー画像を出力する電子写真装置の場合は、トナーの飛散を抑制するため、接触現像方式であることが好ましい。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
[複合粒子の作成]
[複合粒子(1)の作成]
1次工程として、シリカ粒子として触媒化成工業(株)製のOSCAL 1000gとイソブチルトリメトキシシラン50g、溶媒としてトルエン10000gを攪拌機で30分間混合した。その後、有効内容積の80%が平均粒子径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で1時間混合しスラリーを調製した。減圧蒸留(バス温度:110℃、製品温度:30℃以上60℃以下、減圧度:約13kPa(約100Torr))によりトルエンを除去し、120℃で2時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理後の粒子は、室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕し、表面処理シリカ粒子を得た。
[複合粒子(1)の作成]
1次工程として、シリカ粒子として触媒化成工業(株)製のOSCAL 1000gとイソブチルトリメトキシシラン50g、溶媒としてトルエン10000gを攪拌機で30分間混合した。その後、有効内容積の80%が平均粒子径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で1時間混合しスラリーを調製した。減圧蒸留(バス温度:110℃、製品温度:30℃以上60℃以下、減圧度:約13kPa(約100Torr))によりトルエンを除去し、120℃で2時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理後の粒子は、室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕し、表面処理シリカ粒子を得た。
次に2次工程として、表面処理シリカ粒子200質量部にアクリル樹脂として旭化成ケミカルズ(株)製のデルペット60N 200質量部をタンブラーミキサーでドライブレンドし、その後、2軸押出機にて240℃で混練し、ペレタイズしてペレットを得た。得られたペレットをピンミルにて機械粉砕し、更に液体窒素温度下にて冷凍粉砕を行った。粉砕品を380℃の気流中を3秒間通過させ熱球形化処理を施した。
次に3次工程として、1次工程で得られた表面処理シリカ粒子50質量部を、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60kg/cm)の線荷重で60分間混合攪拌を行い、シリカ粒子を表面に打ち込んだ複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(1)を作成した。
[複合粒子(2)の作成]
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を250質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(2)を作成した。
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を250質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(2)を作成した。
[複合粒子(3)の作成]
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を180質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(3)を作成した。
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を180質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(3)を作成した。
[複合粒子(4)の作成]
20Lのガラス容器中で、ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g、水を5000g、シリカ粒子として扶桑化学工業(株)製のPL−3をシリカ粒子の質量で180g、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g混合し、窒素バブリングを行った。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速4.3m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で100gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(4)を作成した。
20Lのガラス容器中で、ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g、水を5000g、シリカ粒子として扶桑化学工業(株)製のPL−3をシリカ粒子の質量で180g、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g混合し、窒素バブリングを行った。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速4.3m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で100gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(4)を作成した。
[複合粒子(5)の作成]
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を370質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(5)を作成した。
2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を370質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(5)を作成した。
[複合粒子(6)]
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を5000g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で370g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速6.5m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で150gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(6)を作成した。
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を5000g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で370g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速6.5m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で150gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(6)を作成した。
[複合粒子(7)]
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて、電気化学工業(株)製のUFP30を使用し、その他は同様に操作し表面処理シリカ粒子を作成した。2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を180質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(7)を作成した。
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて、電気化学工業(株)製のUFP30を使用し、その他は同様に操作し表面処理シリカ粒子を作成した。2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を180質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を100質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(7)を作成した。
[複合粒子(8)]
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で185g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で130gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(8)を作成した。
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で185g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で130gとをヘンシェルミキサーで混合した。次にイソブチルトリメトキシシラン300g、水300gとともに10Lのガラス容器に入れ、120℃で3時間、周速3.5m/sで攪拌した。これを加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させ、複合粒子(8)を作成した。
[複合粒子(9)]
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて、電気化学工業(株)製のSFP−20Mを使用し、その他は同様に操作し表面処理シリカ粒子を作成した。2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を400質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を130質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(9)を作成した。
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて、電気化学工業(株)製のSFP−20Mを使用し、その他は同様に操作し表面処理シリカ粒子を作成した。2次工程で表面処理シリカ粒子の添加量を400質量部とし、3次工程で表面処理シリカ粒子を130質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(9)を作成した。
[複合粒子(10)]
イソブチルトリメトキシシランによる表面処理を行わない以外は複合粒子(8)の製造法と同様に操作し、複合粒子(10)を得た。
イソブチルトリメトキシシランによる表面処理を行わない以外は複合粒子(8)の製造法と同様に操作し、複合粒子(10)を得た。
[複合粒子(11)]
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて電気化学工業(株)製のSFP−30Mを使用し、1次工程での表面処理は行わなかった。2次工程でシリカ粒子の添加量を170質量部とし、3次工程でシリカ粒子を110質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(11)を作成した。
複合粒子(1)の作成でのシリカ粒子に代えて電気化学工業(株)製のSFP−30Mを使用し、1次工程での表面処理は行わなかった。2次工程でシリカ粒子の添加量を170質量部とし、3次工程でシリカ粒子を110質量部とした以外は複合粒子(1)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(11)を作成した。
[複合粒子(12)]
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で300g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で130gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを100℃で乾燥させ、複合粒子(12)を作成した。
20Lのガラス容器中で、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子としてアデカ(株)製のアデライトAT−50をシリカ粒子の質量で300g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で130gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを100℃で乾燥させ、複合粒子(12)を作成した。
[複合粒子(13)]
複合粒子(11)の作成でのシリカ粒子に代えて扶桑化学工業(株)製のSP−1Bを使用した。2次工程でシリカ粒子の添加量を150質量部とし、3次工程でシリカ粒子を80質量部とした以外は複合粒子(11)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(13)を作成した。
複合粒子(11)の作成でのシリカ粒子に代えて扶桑化学工業(株)製のSP−1Bを使用した。2次工程でシリカ粒子の添加量を150質量部とし、3次工程でシリカ粒子を80質量部とした以外は複合粒子(11)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(13)を作成した。
[複合粒子(14)]
20Lのガラス容器に、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子として触媒化成工業(株)製のカタロイドをシリカ粒子の質量で100g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で55gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを、100℃で乾燥させ、複合粒子(14)を作成した。
20Lのガラス容器に、以下の材料を混合し、窒素バブリングを行った。ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g。ドデシル硫酸ナトリウムを20g。水を10000g。亜硫酸ナトリウムを0.5g。シリカ粒子として触媒化成工業(株)製のカタロイドをシリカ粒子の質量で100g。エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを0.8g。これに窒素雰囲気下、ブタジエン76g、ビニルトルエン104g、ジビニルベンゼン9.5g、トリビニルベンゼン9.5gを乳化させ10℃に保った。これを周速10m/sで攪拌しながら、ラウロイルパーオキサイド0.25gを添加し7時間反応を行った。Φ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と上記のシリカ粒子をシリカ粒子の質量で55gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを、100℃で乾燥させ、複合粒子(14)を作成した。
[複合粒子(15)]
複合粒子(11)の作成でのシリカ粒子に代えて東海化学工業(株)製ML−384を使用した。2次工程でシリカ粒子の添加量を190質量部とし、3次工程でシリカ粒子を40質量部とした以外は複合粒子(11)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(15)を作成した。
複合粒子(11)の作成でのシリカ粒子に代えて東海化学工業(株)製ML−384を使用した。2次工程でシリカ粒子の添加量を190質量部とし、3次工程でシリカ粒子を40質量部とした以外は複合粒子(11)の作成と同様に操作し、複合粒子を作成した。これを分級し複合粒子(15)を作成した。
[複合粒子(16)]
シリカ粒子を添加せずに、20Lのガラス容器中で、ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g、水を5000g、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g混合し、窒素バブリングを行った。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速3.5m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に懸濁液を加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と、下記「(2)酸化チタン粒子の作製」で得られた酸化チタン粒子を酸化チタン粒子の質量で100gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを100℃で乾燥させ、複合粒子(16)を作成した。
シリカ粒子を添加せずに、20Lのガラス容器中で、ケン化度91%のポリビニルアルコールを120g、水を5000g、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムを2g混合し、窒素バブリングを行った。これに窒素雰囲気下、ステアリルアクリレート78g、ブチルアクリレート84g、エチレングリコールジメタクリレート2.6g、スチレン35gを懸濁させ10℃に保った。これを周速3.5m/sで攪拌しながら、t−ブチルヒドロパーオキサイド2gを添加し7時間反応を行った。得られた懸濁液をΦ0.5のジルコニアビーズを充填したレディーミル分散機を用いて、周速5m/sで20時間分散させ、次に懸濁液を加圧ろ過機でろ過し、100℃で乾燥させた。得られた粒子と、下記「(2)酸化チタン粒子の作製」で得られた酸化チタン粒子を酸化チタン粒子の質量で100gとをヘンシェルミキサーで混合した。これを100℃で乾燥させ、複合粒子(16)を作成した。
[実施例1]
(1)導電性微粒子の作製
金属酸化物系粒子としてのシリカ粒子(平均粒子径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7.0kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン140gを、エッジランナーを稼動させながら添加した。次いで588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は22rpmで行った。
(1)導電性微粒子の作製
金属酸化物系粒子としてのシリカ粒子(平均粒子径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7.0kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン140gを、エッジランナーを稼動させながら添加した。次いで588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は22rpmで行った。
次に、カーボンブラック粒子(粒子径28nm、pH=6.5)7.0kgを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加した。次いで588N/cm(60kg/cm)の線荷重で60分間混合攪拌を行い、メチルハイドロジェンポリシロキサンで処理したシリカにカーボンブラックを付着させた後、乾燥機を用いて80℃で60分間乾燥を行い、導電性微粒子を得た。この時の攪拌速度は22rpmで行った。得られた導電性微粒子は、平均粒子径が15nm、体積抵抗率は2.3×102Ω・cmであった。
(2)酸化チタン粒子の作製
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒子径15nm、縦:横=3:1)1000g、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110g、溶媒としてトルエン3000gを配合してスラリーを調製した。
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒子径15nm、縦:横=3:1)1000g、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110g、溶媒としてトルエン3000gを配合してスラリーを調製した。
このスラリーを、攪拌機で30分間混合した後、有効内容積の80%が平均粒子径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で湿式解砕処理を行った。
湿式解砕処理して得たスラリーは、ニーダーを用いて減圧蒸留(バス温度:110℃、製品温度:30℃以上60℃以下、減圧度:約13kPa(約100Torr))によりトルエンを除去し、120℃で2時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理後の粒子は、室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕した。
(3)帯電部材の作製
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製芯金を導電性基体として使用した。これに、熱硬化性接着剤(メタロックU−20 東洋化学研究所製)を塗布し、乾燥した。
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製芯金を導電性基体として使用した。これに、熱硬化性接着剤(メタロックU−20 東洋化学研究所製)を塗布し、乾燥した。
次に、以下の材料を50℃に調節した密閉型ミキサーにて10分間混練して、原料コンパウンドを調製した。エピクロルヒドリンゴム三元共重合体(エチレンオキサイド(EO)/エピクロルヒドリン(EP)/アリルグリシジルエーテル(AGE)=(73mol%/23mol%/4mol%)100質量部。炭酸カルシウム60質量部。脂肪族ポリエステル系可塑剤8質量部。ステアリン酸亜鉛1質量部。2−メルカプトベンズイミダゾール(MB)(老化防止剤)0.5質量部。酸化亜鉛2質量部。四級アンモニウム塩1.5質量部。カーボンブラック(平均粒子径:100nm、体積抵抗率:0.1Ω・cm)5質量部。
この原料コンパウンドに、上記エピクロルヒドリンゴム三元共重合体に対して1質量%の硫黄(加硫剤)、1質量%のジベンゾチアジルスルフィド(DM)(加硫促進剤)及び0.5質量%のテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)を添加した。次いで20℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練して、弾性体層用コンパウンドを得た。
接着剤を塗布した導電性基体上に、この弾性体層用コンパウンドを押出成型機にて押し出し、外径が約9mmのローラー形状になるように成型し、次いで電気オーブンの中で160℃で1時間、加硫及び接着剤の硬化を行った。ゴムの両端部を突っ切り、ゴム長さを228mmとした後、外径が8.5mmのローラー形状になるように表面の研磨加工を行って、導電性基体上に弾性体層を形成した。このときクラウン量(中央部と中央部から90mm離れた位置の外径の差)は120μmとした。
続いて、カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液(商品名:プラクセルDC2016、ダイセル化学工業(株)製)にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が15質量%となるようにポリオール溶液を調製した。
このポリオール溶液の固形分100質量部に対して、
前記導電性微粒子 50質量部
前記酸化チタン粒子 30質量部
変性ジメチルシリコーンオイル 0.08質量部
(商品名;SH28PA、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製)
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3の混合物
80.14質量部
を入れ混合溶液を調製した。
前記導電性微粒子 50質量部
前記酸化チタン粒子 30質量部
変性ジメチルシリコーンオイル 0.08質量部
(商品名;SH28PA、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製)
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3の混合物
80.14質量部
を入れ混合溶液を調製した。
このとき、HDIとIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。HDIとIPDIについては、HDI(商品名:デュラネートTPA−B80E、旭化成工業(株)製)、IPDI(商品名:ベスタナートB1370、デグサ・ヒュルス社製)を使用した。
450mLのガラス瓶に上記混合溶液210gと、メディアとしての平均粒子径0.8mmのガラスビーズ200gを混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて72時間分散した。分散後、複合粒子(1)を13.6質量部(バインダー100質量部に対して50質量部相当量)を添加した後、更に5分間分散して分散溶液を得た。
この表面層用塗布液を、弾性体層上に1回ディッピング塗布し、常温で30分間以上風乾し、次いで80℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥し、更に160℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥して、弾性体層上に表面層を形成した。ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/s、最終速度は2mm/sになるように調節し、20mm/sから2mm/sの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。
このようにして、導電性基体上に弾性体層及び表面層をこの順に有する帯電部材1を作製した。
得られた帯電部材表面層中の複合粒子等の物性、帯電部材表面粗さ測定(Rzjis、RSm)は、前述した方法を用いて行った。結果を表1に示す。
(4)耐久画像評価(放電不良画像)
促進試験として帯電部材1を図10に示す構成の電子写真装置に装着し、ベタ画像(全面黒画像)を50枚出力して白画像(印字なし画像)を1枚出力することを1セットとして、6セット行い、帯電部材に汚れを付着させた。
促進試験として帯電部材1を図10に示す構成の電子写真装置に装着し、ベタ画像(全面黒画像)を50枚出力して白画像(印字なし画像)を1枚出力することを1セットとして、6セット行い、帯電部材に汚れを付着させた。
次に、現像装置、クリーニング装置を新品と交換し、印字濃度1%のE文字画像を10枚出力し、電子写真装置の回転を停止させた後、また画像形成動作を再開するという動作を繰り返す間欠耐久試験を以下の条件で行った。間欠耐久試験の後にそれぞれハーフトーン画像をそれぞれ出力して画像評価を行った。
・23℃/50%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計1000枚
・23℃/50%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計4000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度240mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計1000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計4000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度120mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度240mm/sで、合計2000枚
・23℃/50%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計4000枚
・低温低湿の15℃/10%RH環境下、印刷速度240mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計1000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度60mm/sで、合計4000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度120mm/sで、合計2000枚
・高温高湿の30℃/80%RH環境下、印刷速度240mm/sで、合計2000枚
評価条件は直径24mmの電子写真感光体ドラムに、一端で4.9N(0.5kg重)、両端で合計9.8N(1kg重)のバネによる押し圧力で当接、帯電部材には直流電圧のみ−1000Vを印加して行った。トナーは平均粒子径5.0μmの黒色重合トナーを用いた。電子写真感光体ドラムは、HP Color LaserJet 3000(ヒューレットパッカード社製)のモノクロ(ブラック)カートリッジに搭載の感光体ドラムを使用した。
放電不良起因の画像評価として、スジ状画像、ポチ状画像の発生状況をハーフトーン画像を用いて評価した。結果を表2、表3に示す。
◎:ハーフトーン画像上にスジ状画像、ポチ状画像の発生が無い
○:非常に軽微ではあるが、スジ状画像またはポチ状画像の発生がある
△:実用上問題ないが、スジ状画像またはポチ状画像の発生がある
×:スジ状画像またはポチ状画像の発生が著しい
○:非常に軽微ではあるが、スジ状画像またはポチ状画像の発生がある
△:実用上問題ないが、スジ状画像またはポチ状画像の発生がある
×:スジ状画像またはポチ状画像の発生が著しい
(5)セット画像評価
放電不良画像評価と同様に、作成した帯電部材を電子写真装置に装着した後、電子写真装置を以下の6種類の条件下でそれぞれ放置試験を行った。23℃/50%RH環境下で1週間または2週間。高温高湿(30%/85%RH)の環境下で2週間または1ヶ月。更に高温高湿の環境として40℃/95%RHの環境下で2週間または1ヶ月間。放置後23℃/50%RHの環境下で、ハーフトーン画像を出力し、セット画像が発生するかを評価した。結果を表4に示す。
放電不良画像評価と同様に、作成した帯電部材を電子写真装置に装着した後、電子写真装置を以下の6種類の条件下でそれぞれ放置試験を行った。23℃/50%RH環境下で1週間または2週間。高温高湿(30%/85%RH)の環境下で2週間または1ヶ月。更に高温高湿の環境として40℃/95%RHの環境下で2週間または1ヶ月間。放置後23℃/50%RHの環境下で、ハーフトーン画像を出力し、セット画像が発生するかを評価した。結果を表4に示す。
◎:ハーフトーン画像上にセット画像がない
○:非常に軽微ではあるがセット画像がある
△:実使用上問題ないが、セット画像がある
×:セット画像が発生している
○:非常に軽微ではあるがセット画像がある
△:実使用上問題ないが、セット画像がある
×:セット画像が発生している
(6)表面層からの複合粒子または樹脂粒子の欠落
放電不良画像評価での15℃/10%RH環境下、240mm/sの印刷速度で2000枚耐久試験終了後の帯電部材の表面観察を行った。結果を表2に示す。
放電不良画像評価での15℃/10%RH環境下、240mm/sの印刷速度で2000枚耐久試験終了後の帯電部材の表面観察を行った。結果を表2に示す。
◎:欠落による凹みが帯電部材の表面全体で20ヶ未満である
×:欠落による凹みが帯電部材の表面全体で20ヶ以上である
×:欠落による凹みが帯電部材の表面全体で20ヶ以上である
(7)欠落による放電不良画像発生の評価
複合粒子の欠落によるポチ画像の評価を低温低湿の15℃/10%RH環境下において画像評価を行った。結果を表2に示す。
複合粒子の欠落によるポチ画像の評価を低温低湿の15℃/10%RH環境下において画像評価を行った。結果を表2に示す。
◎:ハーフトーン画像上にポチ画像がない
○:非常に軽微ではあるがポチ画像がある
△:実使用上問題ないが、ポチ画像がある
×:ポチ状画像がはっきり確認できる
○:非常に軽微ではあるがポチ画像がある
△:実使用上問題ないが、ポチ画像がある
×:ポチ状画像がはっきり確認できる
(8)評価結果
放電不良画像評価では15℃/10%RH、30℃/80%RHともに、240mm/s、2000枚の耐久中でもスジ状、ポチ状の放電不良起因の画像は未発生であった。セット画像評価では40℃/95%RH/2週間の条件においてもセット画像は認められなかった。耐久後の複合粒子の欠落も認められず、欠落起因の画像も未発生であり、本発明の複合粒子により、本発明の効果が十分に発揮された。
放電不良画像評価では15℃/10%RH、30℃/80%RHともに、240mm/s、2000枚の耐久中でもスジ状、ポチ状の放電不良起因の画像は未発生であった。セット画像評価では40℃/95%RH/2週間の条件においてもセット画像は認められなかった。耐久後の複合粒子の欠落も認められず、欠落起因の画像も未発生であり、本発明の複合粒子により、本発明の効果が十分に発揮された。
[実施例2]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分18質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(2)を4.08質量部(バインダー100質量部に対して15質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材2を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分18質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(2)を4.08質量部(バインダー100質量部に対して15質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材2を作製した。
帯電部材2の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、実施例1と同様に良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
本実施例の構成により、実施例1と同様に良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例3]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分20質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(3)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材3を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分20質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(3)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材3を作製した。
帯電部材3の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、実施例1と同様に良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例4]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分10質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(4)を13.6質量部(バインダー100質量部に対して50質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材4を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分10質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(4)を13.6質量部(バインダー100質量部に対して50質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材4を作製した。
帯電部材4の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で非常に軽微な放電不良起因の画像及び非常に軽微なセット画像が発生したが、その他は良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例5]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分25質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(5)を1.36質量部(バインダー100質量部に対して5質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材5を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分25質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(5)を1.36質量部(バインダー100質量部に対して5質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材5を作製した。
帯電部材5の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で非常に軽微な放電不良起因の画像及び非常に軽微なセット画像が発生したが、その他は良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例6]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分8質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(6)を27.2質量部(バインダー100質量部に対して100質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材6を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分8質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(6)を27.2質量部(バインダー100質量部に対して100質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材6を作製した。
帯電部材6の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で非常に軽微な放電不良起因の画像及び非常に軽微な、セット画像が発生したが、その他は良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例7]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分25質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(7)を0.816質量部(バインダー100質量部に対して3質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材7を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分25質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(7)を0.816質量部(バインダー100質量部に対して3質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材7を作製した。
帯電部材7の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微なセット画像が発生したが実用レベルであった。その他は非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例8]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(8)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材8を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(8)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材8を作製した。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像、セット画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例9]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(9)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材9を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(9)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材9を作製した。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例10]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(10)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材10を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(10)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材10を作製した。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像、セット画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例11]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(11)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材11を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(11)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材11を作製した。
帯電部材11の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例12]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(12)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材12を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(12)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材12を作製した。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像、セット画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例13]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(13)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材13を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分30質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(13)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材13を作製した。
帯電部材13の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例14]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(14)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材14を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分13質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(14)を2.72質量部(バインダー100質量部に対して10質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材14を作製した。
帯電部材14の表面層中の複合粒子の物性、帯電部材表面粗さの測定結果を表1に示す。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像、セット画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[実施例15]
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分22質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(15)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材15を作製した。
実施例1のポリオール溶液に代えて、固形分22質量%のポリオール溶液を調製した。また実施例1の複合粒子(1)に代えて、複合粒子(15)を5.44質量部(バインダー100質量部に対して20質量部相当量)添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材15を作製した。
本実施例の構成により、評価の一部で軽微な放電不良起因の画像、セット画像が発生したが実用レベルであった。その他は、非常に軽微な画像、もしくは良好な画像が得られた。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[比較例1]
実施例1の複合粒子(1)に代えて、シリカ粒子として東海化学(株)製のML−384を2.72質量部、メラミン樹脂からなる粒子として日本触媒(株)製のエポスターS12を2.72質量部を添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材16を作製した。
実施例1の複合粒子(1)に代えて、シリカ粒子として東海化学(株)製のML−384を2.72質量部、メラミン樹脂からなる粒子として日本触媒(株)製のエポスターS12を2.72質量部を添加した。その他は実施例1と同様に操作し、帯電部材16を作製した。
帯電部材16の表面粗さの測定結果を表1に示す。
表面層からの欠落は認められなかったが、放電不良起因の画像が全ての評価条件で発生し、画像の品質は低下した。またセット画像も全ての評価条件で発生した。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
[比較例2]
実施例15の複合粒子(15)に代えて、複合粒子(16)を添加した以外は実施例15と同様に操作し、帯電部材17を作製した。
実施例15の複合粒子(15)に代えて、複合粒子(16)を添加した以外は実施例15と同様に操作し、帯電部材17を作製した。
帯電部材17の表面粗さの測定結果を表1に示す。
表面層からの欠落が認められ、放電不良起因の画像が全ての評価条件で発生し、画像の品質は低下した。またセット画像も全ての評価条件で発生した。画像評価結果を表2、表3、表4に示す。
a、a1、a2 導電性基体
b、b1、b2 弾性体層
c、c1、c2 表面層
d 弾性体層
e 弾性体層
1 感光体
2 軸
3 帯電部材(帯電ローラー)
4L 露光光(画像露光光)
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
P 転写材
301 コア粒子
303 被覆層
b、b1、b2 弾性体層
c、c1、c2 表面層
d 弾性体層
e 弾性体層
1 感光体
2 軸
3 帯電部材(帯電ローラー)
4L 露光光(画像露光光)
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
8 定着手段
9 プロセスカートリッジ
10 案内手段
P 転写材
301 コア粒子
303 被覆層
Claims (7)
- 導電性基体、及びバインダー樹脂と導電剤とを含み、該導電剤により導電性を付与されている表面層を有する接触帯電用の帯電部材であって、
該表面層は、該バインダー樹脂中に分散している複合粒子を含み、全複合粒子数を基準として80%以上の複合粒子が、円形度0.9以上であり、
該複合粒子は、平均粒子径が0.5μm以上30μm以下であり、かつシリカ粒子を含有した高分子材料で形成されていることを特徴する帯電部材。 - 前記複合粒子の断面において、該複合粒子の断面積に対する前記シリカ粒子の占有率が50%以上90%以下である請求項1に記載の帯電部材。
- 前記表面層は、前記複合粒子を添加した塗料を塗工することにより形成された塗膜である請求項1または2に記載の帯電部材。
- 前記表面層は、表面に前記複合粒子の含有に由来する凸部を有し、
前記帯電部材の表面粗さRzjis(μm)が、2≦Rzjis≦15であり、
表面凹凸平均間隔RSm(μm)が、15≦RSm≦100である
請求項1乃至3のいずれかに記載の帯電部材。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の帯電部材と被帯電部材とが一体化されてなり、該帯電部材の表面層の凸部は該被帯電部材とのニップ部において空隙を生じさせ、電子写真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1乃至4のいずれかに記載の帯電部材と、被帯電部材とを有することを特徴とする電子写真装置。
- 前記帯電部材に直流電圧のみを印加し、前記被帯電部材を帯電処理する請求項6に記載の電子写真装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007172346A JP2009009044A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007172346A JP2009009044A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009009044A true JP2009009044A (ja) | 2009-01-15 |
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ID=40324149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007172346A Pending JP2009009044A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010197936A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Canon Inc | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
DE102012107036A1 (de) | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeugsitz |
US9280079B1 (en) | 2015-03-20 | 2016-03-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Charging member, process cartridge, and image forming apparatus |
JP2017097275A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 帯電部材 |
JP2020034654A (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007172346A patent/JP2009009044A/ja active Pending
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DE102012107036A1 (de) | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeugsitz |
US9280079B1 (en) | 2015-03-20 | 2016-03-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Charging member, process cartridge, and image forming apparatus |
JP2017097275A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | 帯電部材 |
US10520845B2 (en) | 2015-11-27 | 2019-12-31 | Hp Printing Korea Co., Ltd. | Charging member for electrophotographic imaging apparatus |
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