JP2016186546A - 導電性ロール、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び導電性ロールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性の基材30と、基材30の外周面上に、ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、全ての樹脂及び樹脂前駆体に対する前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である導電性の接着層33と、接着層33上に導電性の弾性層31と、を有する導電性ロール121。
【選択図】図1
Description
請求項1に係る発明は、
導電性の基材と、
前記基材の外周面上に、ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、全ての樹脂及び樹脂前駆体に対する前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である導電性の接着層と、
前記接着層上に導電性の弾性層と、
を有する導電性ロール。
前記ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方として、エポキシ樹脂との架橋重合体を含む請求項1に記載の導電性ロール。
前記接着層のゲル分率が50%以上である請求項1又は請求項2に記載の導電性ロール。
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを備え、
被帯電部材に前記導電性ロールを接触させて前記被帯電部材を帯電させる帯電装置。
像保持体と、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを有し、前記像保持体に前記導電性ロールを接触させて前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
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。
像保持体と、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを有し、前記像保持体に前記導電性ロールを接触させて前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
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装置と、
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装置と、
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装置と、
を備える画像形成装置。
導電性の基材の外周面上に、ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、全ての樹脂及び樹脂前駆体に対する前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である導電性の接着層を形成する接着層形成工程と、
押出成形機を用い、前記接着層が形成された前記基材を、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながらクロスヘッドに供給し、前記クロスヘッドから前記接着層上に弾性層形成用の材料を付与して導電性の弾性層を形成する弾性層形成工程と、
を有する導電性ロールの製造方法。
本実施形態に係る導電性ロールは、導電性の基材と、前記基材の外周面上に導電性の接着層と、前記接着層上に導電性の弾性層と、を有する。そして、接着層はポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、かつ前記接着層に含まれる全ての樹脂及び樹脂前駆体に対して、前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である。
接着層中に含まれる全ての樹脂及び樹脂前駆体に対して、ポリイミド系材料(ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体)は主成分(50質量%以上)として接着層に含有される。ここで、ポリイミド系材料の含有率にはポリイミド系材料のみを含み、後述のエポキシ樹脂等の架橋剤によって架橋重合された架橋重合体である場合には、該架橋剤の量は含まない。
しかし、上記のようにして弾性層を形成した場合、弾性層に厚さのムラが生じたり凹凸の発生が起きることがあり、つまり弾性層の寸法精度が劣ることがあった。なお、厚さのムラや凹凸が生じ寸法精度に劣る弾性層を有する導電性ロールを画像形成装置に適用した場合、形成される画像において濃度ムラ、色点等の画像欠陥が発生することがあった。
これは、接着層上に弾性層形成用の材料を熱をかけた状態で付与した場合でも、接着層中に接着剤として含まれる樹脂及び樹脂前駆体の溶融が抑制され、弾性層形成用の材料との滑り性が得られることで接着層の変形が抑制され、弾性層における厚さのムラや凹凸の発生が低減されるためと推察される。
本実施形態では、接着層に含まれるポリイミド系材料(ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体)として、エポキシ樹脂との架橋重合体を含むことが好ましい。つまり、ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂との架橋重合体、及びポリイミド樹脂前駆体とエポキシ樹脂との架橋重合体の少なくとも一方を含むことが好ましい。
しかし、基材と弾性層形成用の材料とが押出されて前記供給経路を通過する際、円筒状の基材が該供給経路の中心からずれる芯ズレが発生し、そのため弾性層の膜厚が場所によって異なる膜厚ムラ(偏肉)が発生することがあった。膜厚ムラ(偏肉)は導電性のムラにつながるため、この膜厚ムラ(偏肉)を有する導電性ロールを画像形成装置に用いた場合、濃度ムラ等の画像不良が発生することがあった。
また、上記芯ズレを抑制するために、クロスヘッドに基材を供給する供給経路の幅を狭める方法も考えられるが、この場合、基材の外周面に形成されている接着層が干渉していまい、接着層のはがれが発生することがあった。
接着層のゲル分率は50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましい。接着層のゲル分率を50%以上にすることにより、接着層が強靭化されて機械的特性が向上し、そのため押出成形機において接着層を有する基材を供給経路から供給する際、接着層を有する基材の外径(接着層も含めた外径)よりも径の小さい供給経路を通過させられる。その結果、弾性層の膜厚ムラ(偏肉)の発生が抑制される。
ゲル分率(%)=((抽出後の質量)/(溶剤抽出前の樹脂の質量))×100
ゲル分率が50%以上となっていると、架橋構造がかなり発達した被覆膜であり、耐割れ性が良好である。
まず、導電性ロールの構成について図を用いて説明する。
(基材)
基材30について説明する。
基材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、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄;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。
接着層は、導電性弾性層31と基材30とを接着する層である。
接着層はポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有する。つまり、ポリイミド樹脂前駆体がイミド化されていない状態で含まれていてもよく、またイミド化されポリイミド樹脂となった状態で含まれてもよい。
なお、接着層に含まれる全ての樹脂及び樹脂前駆体に対して、ポリイミド系材料(ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体)の総含有率は50質量%以上であり、70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。
ポリイミド樹脂としては、特に熱硬化性のものが好ましく、熱硬化性ポリイミドは分子主鎖中にイミド基が有機基と直結し、これが繰り返し単位となり高分子化しているものである。有機基としてはフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基等が挙げられ、これらの有機基を用いることで機械的特性(耐擦り傷性)が良好なものが得られる。
ポリイミド樹脂前駆体としてはポリアミック酸オリゴマーが挙げられ、有機酸二無水物と有機ジアミンとの当量を有機極性溶媒中で縮重合反応させることで得られる。
次いで、接着層の形成材料として用いられるポリアミック酸組成物について説明する。
ポリアミック酸組成物は、ポリアミック酸オリゴマーを含有し、更に導電性粒子、エポキシ樹脂、有機極性溶媒等の他の材料を含有してもよい。
ポリアミック酸オリゴマーは、例えば有機酸二無水物(テトラカルボン酸二無水物等)とジアミン化合物とを有機極性溶媒中で重合反応させて得られる。この際、有機酸二無水物とジアミン化合物の反応に関わるモル比は、必ずしも等モルでなくてもよい。これは、ポリアミック酸オリゴマーを重合する工程において、重合反応に関わる官能基が残存していることでこの官能基を基点として重合反応が起こり、その結果重合時の分散安定性が向上し、さらに導電性粒子と樹脂との結合がより強固になるためである。
上記ポリアミック酸オリゴマーの重量平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される。GPCとしては、東ソー(株)製:HLS−8120GPC(カラム:TSK gelシリーズ)が挙げられる。また、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。実験条件としては、試料濃度0.5質量%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、RI検出器を用いて実験を行う。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製する。
ポリアミック酸オリゴマーの製造に用いられる有機酸二無水物(テトラカルボン酸二無水物)としては、特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用される。
次にポリアミック酸オリゴマーの製造に用いられるジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。
ポリアミック酸オリゴマーとしては、好ましくは、接着層の強度の観点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族系ジアミンとを含むものが好ましい。
ポリアミック酸オリゴマーの生成反応に使用される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらを単独又は混合物として用いるのが好ましいが、更にはキシレン、トルエンのごとき芳香族炭化水素を併用してもよい。溶媒は、ポリアミック酸及びポリアミック酸−ポリイミド共重合体を溶解するものであれば特に限定されない。
ポリアミック酸オリゴマー溶液の固形分濃度は特に規定されるものではないが、50質量%以下であることが好ましい。重合時の固形分濃度が50質量%以下であることにより、反応時に原料モノマーの不溶部の発生が抑制され、反応が良好に進行し、その結果接着層の強度が向上する。
ポリアミック酸オリゴマー重合時の反応温度としては、0℃以上80℃以下の範囲であることが好ましい。反応温度が0℃以上であることにより、溶液の粘度が低減され、反応系の攪拌が良好に行われる。また反応温度が80℃以下であることにより、ポリアミック酸オリゴマーの重合と平行してイミド化反応が生じることが抑制され、反応制御の点で好ましい。
導電性粒子としては、導電性又は半導電性の粉末が使用され、求められる電気抵抗を得られるものであれば、特に制限されない。例えば、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、アルミニウム、ニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示される。これらを単独又は併用して使用してもよい。
これらの中でも、樹脂、樹脂前駆体中への分散性、分散安定性、導電性のバラツキ、電界依存性、電気抵抗の経時での安定性を考慮して、pH5以下の酸化処理カーボンブラックが好ましい。
有機極性溶媒100質量部に対して、ポリアミック酸オリゴマーは5質量部以上40質量部以下が好ましく、5質量部以上30質量部以下がより好ましく、5質量部以上20質量部以下が更に好ましい。
有機極性溶媒100質量部に対して、カーボンブラックは2質量部以上16質量部が好ましく、2質量部以上14質量部以下がより好ましく、2質量部以上10質量部以下が更に好ましい。
なお、接着層にはポリイミド系材料以外の他の樹脂を併用してもよい。接着層を形成する材料は耐熱性を有することが好ましく、耐熱製の樹脂材料としては特に限定されるものではないが、たとえば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミドアミド、ポリアミド等が挙げられる。中でも芳香族ポリアミド(アラミド)、サーモトロピック液晶ポリマーとして分類されるものが好適である。上記サーモトロピック液晶ポリマーとしては、完全芳香族ポリエステル、芳香族−脂肪族ポリエステル、芳香族ポリアゾメチ、芳香族ポリエステル−カーボネート等がある。
また、ポリイミド系材料は、エポキシ樹脂との架橋重合体であることが好ましい。
エポキシ樹脂としては、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマ全般をいい、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ジフェニレン骨格などを有する)などが挙げられ、これらは1種単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
本実施形態に係る接着層には、更に硬化促進剤を用いてもよい。硬化促進剤としては、例えばリン酸塩、3級アミン、3級アミン塩、イミダゾール、スルホニウム塩等が挙げられる。中でも、リン酸塩がより好ましい。
中でも、接着性に優れ、接着剤組成物中での分散性に優れ、入手しやすいという観点から、トリポリリン酸二水素アルミニウムが好ましい。
トリポリリン酸二水素アルミニウムは、微粉砕されたものを使用するのが好ましい態様の1つとして挙げられる。微粉砕されたトリポリリン酸二水素アルミニウムは市販されており、これらの市販品としては、例えば、テイカ社製K−WHITE#105が挙げられる。
接着剤には硬化剤として公知のものを含有してもよい。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものが挙げられる。
これらの中の2種以上を組み合わせて用いてもよい。
接着層には、上記の他に、さらに触媒、無機充填剤、有機又は高分子充填剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、滑剤、摺動性付与剤、界面活性剤、着色剤等を含有してもよい。これらの中の2種類以上を含有してもよい。
接着層に添加される導電性粉体は、接着層100質量部に対して、0質量部以上5質量部以下が好ましい。
なお、接着層は接着層形成用の塗布液を前記基材上に塗布することで形成し得る。
接着層の厚みは、特に限定はしないが、1μm以上100μm以下が好ましく、5μm以上50μm以下がより好ましい。
(導電性弾性層)
導電性弾性層31について説明する。
導電性弾性層31は、例えば、弾性材料と、導電剤と、必要に応じて、その他添加剤と、を含んで構成される。そして、導電性弾性層31は、接着層を介して基材30の外周面上に形成される層である。
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。
これら導電剤の平均粒子径としては、1nm以上200nm以下であることが好ましい。
なお、平均粒子径は、導電性弾性層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、それを平均することにより算出する。また、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。
導電性弾性層31は、例えばクロスヘッド等が備えられた押出成形機にて、導電性弾性層形成用の材料を前記接着層が形成された基材30と共に押出すことで、該接着層の外周表面に形成される。
そして、導電性弾性層31の体積抵抗率は103Ωcm以上1014Ωcm以下が好ましい。
本実施形態に係る導電性ロールは、電荷の導通が求められるロール部材として用いられ、例えば画像形成装置において被帯電部材に接触して該被帯電部材を帯電させる帯電ロール、トナー等の画像形成材料を保持する保持体に直接又は他の部材を介して間接的に接触して該画像形成材料に電荷を印加することで画像形成材料転写させる転写ロール等として用いられる。
具体的には、電子写真方式の画像形成装置において像保持体(感光体)を帯電する帯電ロール、像保持体(感光体)上に保持されたトナー像を中間転写体に一次転写させる一次転写ロール、中間転写体上に保持されたトナー像を記録媒体に二次転写させる二次転写ロール、記録媒体を搬送すると共に像保持体(感光体)上に保持されたトナー像を直接該記録媒体に転写させる転写搬送ロール、像保持体(感光体)上に保持された静電潜像を現像する現像ロール等として用いられる。
導電性最外層32を構成する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等が挙げられる。
上記高分子材料は単独で用いてもよく、2種以上を混合あるいは共重合して用いてもよい。また、当該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。
導電性最外層32の形成方法としては、導電性弾性層上に浸漬法、スプレー法、真空蒸着法、プラズマ塗布法等で形成するが、これらの方法に於て製造工程の点では浸漬法が有利である。
以下、本実施形態に係る帯電装置について説明する。
図4は、本実施形態に係る帯電装置の概略斜視図である。
具体的には、本実施形態に係る帯電装置12は、図4に示すように、例えば、導電性ロール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、導電性ロール121の基材30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。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、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。そして、帯電手段(帯電装置)として、上記本実施形態に係る帯電装置を適用する。
<導電性ロールの作製>
・基材の準備
SUM23Lから成る円筒状の基材に5μmの厚さの無電解ニッケルメッキを施した後、6価クロム酸を施し直径8mmの導電性基材を得た。
(ポリアミック酸オリゴマー溶液(A−1)の調製)
攪拌棒、温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコ中に、五酸化リンによって乾燥した窒素ガスを通じ、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物29.42g(0.1モル)とN−メチル−2−ピロリドン117.68gを注入し、攪拌、溶解した。その後4,4’−ジアミノジフェニルエーテル20.02g(0.1モル)をN−メチル−2−ピロリドン80.08gに溶解させたジアミン溶液を、0℃に保持したフラスコ内に滴下し、このジアミン溶液滴下後すぐに、反応溶液を大量(再沈殿精製し得る量)のメタノール中に注ぎ再沈殿精製を行った。析出した白色ポリマーをろ別、乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに再溶解させて20質量%ポリアミック酸オリゴマー溶液(A−1)を得た。
前記20質量%のポリアミック酸オリゴマー溶液(A−1)20g中に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4、オリオンエンジニアドカーボンズ社製、pH4.0、揮発分:14.0質量%)80gを添加して、さらにN−メチル−2−ピロリドンを984g添加した。この溶液をボールミルにて6時間で処理して、カーボンブラック分散ポリアミック酸オリゴマー溶液(B−1)を得た。
カーボンブラック分散ポリアミック酸オリゴマー溶液(B−1) 100部
エポキシ樹脂 10部
(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、jER828、三菱化学株式会社製)
上記混合物をホモジナイザーで1時間混合後、刷毛塗りにより前記基材表面に塗布した。粘度調整にはN−メチル−2−ピロリドンを用いた。基材(シャフト)を回転させながら、温度120℃の条件で、30分間乾燥処理を行い、膜厚20μmの接着層を形成した。
得られた接着層のゲル分率は95%だった。
下記組成の混合物をオープンロールで混練りし、前記接着層を形成した基材表面に押出し成形機を用いて弾性層を形成し、かつ加硫した。このときの基材(シャフト)搬送経路の外形寸法は8mmφであり、かつ前記基材としては外径が8mmφ、長さ350mmのものを使用した。またクロスヘッド押出装置として、三葉製作所製の40mm押出機と、ダイノズル内径が13mmφであるクロスヘッドダイとを用いた。
押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。その時の接着層の摩擦係数は0.67だった。
・導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製) 15部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製) 5部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム) 1部
・加硫剤(硫黄 200メッシュ:鶴見化学工業社製) 1部
・加硫促進剤(ノクセラーDM:大内新興化学工業社製) 2.0部
・加硫促進剤(ノクセラーTT:大内新興化学工業社製) 0.5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 1.5部
実施例1において接着層の形成を、同配合でかつ乾燥条件を120℃15分にした以外、実施例1と同様にして導電性ロールを得た。
接着層のゲル分率は52%だった。また、弾性層の押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。
実施例1において接着層の形成を、同配合でかつ乾燥条件を120℃10分にした以外、実施例1と同様にして導電性ロールを得た。
接着層のゲル分率は48%だった。また、弾性層の押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。
実施例1において接着層の形成を、以下の方法により行ったこと以外、実施例1と同様にして導電性ロールを得た。
・接着層の形成
ポリオレフィン樹脂組成物 100部
(ロードファーイースト社製、商品名:ケムロックXJ150)
導電剤 2.5部
(カーボンブラック、ケッチェンブラックEC:ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製)
上記混合物をボールミルで1時間混合後、刷毛塗りにより前記基材表面に塗布した。粘度調整にはトルエン又はキシレンを用いた。基材(シャフト)を回転させながら、温度120℃の条件で、30分間乾燥処理を行い、膜厚20μmの接着層を形成した。
得られた接着層のゲル分率は95%だった。また、弾性層の押出成形時に基材詰まりは発生しなかった。
実施例1において接着層の形成を、以下の方法により行ったこと以外、実施例1と同様にして導電性ロールを得た。
・接着層の形成
カーボンブラック分散ポリアミック酸オリゴマー溶液(B−1) 110部
上記を刷毛塗りにより前記基材表面に塗布した。粘度調整にはN−メチル−2−ピロリドンを用いた。基材(シャフト)を回転させながら、温度120℃の条件で、30分間乾燥処理を行い、膜厚20μmの接着層を形成した。
得られた接着層のゲル分率は91%だった。
・ゲル分率の測定
表面層のゲル分率の測定は、JIS−K6796(1998年)に準じて行った。導電性ロールの接着層を1質量部切り出し、質量を測定する。これを溶剤抽出前の樹脂の質量とした。溶剤トルエン(10質量部)に溶解し、24時間浸漬したのち、ろ過して残留樹脂膜物を除去し、質量を測定した。この質量を抽出後の質量とする。これらより、以下の式にしたがってゲル分率を算出した。
ゲル分率(%)=((抽出後の質量)/(溶剤抽出前の樹脂の質量))×100
導電性ロールを高温高湿(45℃、95%RH)環境下で10日間保管後、表面状態の観察と表面層を含む弾性層を剥がし、基材表面の観察をした。結果は表1に示した。
A:弾性層形成前の表面状態と変化なし
B:接着層及び導電性支持体の少なくとも一方にピンホールが見られた
C:導電性支持体が腐食し盛り上がり、接着層及び導電性支持体の少なくとも一方に剥がれがみられた
接着層の接着強さを見るために、導電性ロールの弾性層部分にカッターで切れ込みをいれ、弾性層を手によって剥離を試みた。
A:強固な接着により剥離困難か、又は弾性層の破壊が見られた。
B:導電性支持体と接着層の界面又は接着層と弾性層との界面で抵抗はあるものの剥離し得る。
C:導電性支持体と接着層の界面又は接着層と弾性層との界面で容易に剥離する。
導電性ロールをカラー複写機DocuCentre Color a450(富士ゼロックス社製)のドラムカートリッジに導電性ロールとして装着し、DocuCentre Color a450で、10℃15%RH環境下及び28℃85%RH環境下で50%ハーフトーン画像を印刷し、以下の基準により画質を評価した。
A:濃度ムラ、白点、色点が未発生。
B:濃度ムラ、白点、色点が部分的に発生。
C:濃度ムラ、白点、色点が全体的に発生。
導電性ロールをDocuCentreColor400CP(富士ゼロックス社製)のドラムカートリッジに装着し、A4用紙50,000枚印字テスト(10℃15%RH環境下で50,000枚)を行った後に、DocuCentreColor400CPで50%ハーフトーン画像を印刷したときの画像濃度ムラより以下の基準で判定した。
A:画像濃度ムラが全く無い。
B:部分的に画像濃度ムラが発生。
C:全体に画像濃度ムラが発生。
導電性ロール成形後の形状をレーザ外径測定器を用いて測定し、以下の基準により評価した。
A:接着層の剥がれ起因による表面の凹凸がない
B:接着層の剥がれ起因による表面の凹凸が有るが、極微小で画質上問題ないレベル。
C:接着層の剥がれ起因による表面の凹凸が多数発生、画質上問題となるレベル。
Claims (7)
- 導電性の基材と、
前記基材の外周面上に、ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、全ての樹脂及び樹脂前駆体に対する前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である導電性の接着層と、
前記接着層上に導電性の弾性層と、
を有する導電性ロール。 - 前記ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方として、エポキシ樹脂との架橋重合体を含む請求項1に記載の導電性ロール。
- 前記接着層のゲル分率が50%以上である請求項1又は請求項2に記載の導電性ロール。
- 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを備え、
被帯電部材に前記導電性ロールを接触させて前記被帯電部材を帯電させる帯電装置。 - 像保持体と、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを有し、前記像保持体に前記導電性ロールを接触させて前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
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。 - 像保持体と、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導電性ロールを有し、前記像保持体に前記導電性ロールを接触させて前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
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装置と、
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装置と、
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装置と、
を備える画像形成装置。 - 導電性の基材の外周面上に、ポリイミド樹脂及びポリイミド樹脂前駆体の少なくとも一方を含有し、全ての樹脂及び樹脂前駆体に対する前記ポリイミド樹脂及び前記ポリイミド樹脂前駆体の総含有率が50質量%以上である導電性の接着層を形成する接着層形成工程と、
押出成形機を用い、前記接着層が形成された前記基材を、前記基材の前記接着層も含めた外径よりも内径の小さい供給経路に挿通させながらクロスヘッドに供給し、前記クロスヘッドから前記接着層上に弾性層形成用の材料を付与して導電性の弾性層を形成する弾性層形成工程と、
を有する導電性ロールの製造方法。
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WO2019150763A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社ブリヂストン | 導電性ローラ及び画像形成装置 |
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JPH06335991A (ja) * | 1993-05-28 | 1994-12-06 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 耐熱性樹脂被覆弾性ロール |
US5948491A (en) * | 1997-01-11 | 1999-09-07 | Eastman Kodak Company | Toner fuser member and new adhesion priming composition included therein |
JP2013200533A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 帯電ロールの製造方法、帯電ロール、帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
-
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