JP3890305B2 - Method for manufacturing conductive member - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター及びファックス等の電子写真装置の電子写真感光体を帯電する用途に用いられる導電性部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子写真装置としては多数の種類が知られているが、このような電子写真装置においては、種々の導電性部材がさまざまな目的で使用されており、例えば帯電工程においては、感光体を所定の極性及び電位にする帯電部材として、ローラー、ブレード、ブラシ、ベルト、フィルム、シート又はチップ等の形状の導電性部材を感光体表面に対向（接触又は近接）させて、直流電圧や、直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加して使用されている。
【０００３】
上述の通り、帯電部材は感光体を所定の極性及び電位を付与するものであるので、長期にわたり安定的な機能を有することが求められる。帯電部材は、感光体と対向又は接触して使用されるので感光体上に現像材やその成分が付着している場合には、物理的あるいは静電的な吸着力により、それらが帯電部材表面に引き寄せられ付着する。この現象が顕著になると、感光体への安定した帯電付与能力が損なわれ画像不良が発生することがある。
【０００４】
このような現象を解決するために、導電性部材の表面の摩擦係数や表面エネルギーを低減するための技術開発や導電性部材の表面材料とトナーとの荷電性を制御したりする技術開発が多数行われている。例えば、特許文献１には、帯電部材表面に高離形成材料を設けるため高離形成材料とその下の層との密着性向上が目的として活性化表面を形成する技術が記載されている。あるいは、導電性部材表面に付着した異物を取り除くための装置、手段等の検討もなされている。
【０００５】
ところで、最近のコンピューター及びその周辺機器の普及に伴い、情報の出力手段としてのプリンター、複写機及びファックス等の電子写真装置には、さまざまな観点から新たな機能が強く求められるようになっている。
【０００６】
その１つは、カラー化やグラフィック画像、写真画像増大の流れであり、従来より一層高画質が求められるようになる。そのためには、画像の忠実な再現性が重要となるのであり、それに対応する手段の一つとして高解像度化の流れがある。すなわち原画像をいかに細かく認識し、再現するかということであり、６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉ、あるいはそれ以上への技術開発や適当な画像処理手段がその例として挙げられる。
【０００７】
また、カラー化の流れはトナー画像を転写するマテリアルの多様化をもたらしている。すなわち、従来はいわゆる上質紙を用いることがほとんどであったが、厚紙、コート紙、はがき、透過性フィルム等が数多く使用されるようになった。一般に厚紙や透過性フィルムは上質紙に比べて熱伝導率が低いため、トナーの定着性を充分確保するために定着部を通過する時間を長くする等の工夫が必要になる。すなわち、プロセススピードは一般の紙を使用する場合に比べ遅くなるということで、１つの機械で数種のプロセススピードに応じた画像の均一性が求められるということである。
【０００８】
２つ目には、市場形態あるいは意識の変化によるプリント環境の変化によるものである。現在のように通信システムが整備された環境においては、必要な人が、必要な場所で、必要な時に、プリントすることが望まれる。これに対応するには、プリントしようとしてから実際に使用できるようになるまでの時間が短いほど好ましい。これに対応するために、電子写真装置は熱の有効利用が必要であり、特にトナーにはできるだけ低温度で定着するような特性が求められる。
【０００９】
３つ目には、絶対的なプリント枚数の増大による処理量の増加である。これに対応するには、電子写真装置の高速化／高耐久化が必要であり、当然各部材においても同様のことが求められる。
【００１０】
このような新たな機能が強く求められる電子写真装置に、前述したような従来の導電性部材を用いた場合、以下のような問題が発生することがあった。
【００１１】
印加する電圧や画像を出力する環境、あるいは出力する画像パターンや使用する電子写真装置等、特定の条件下あるいは条件の組み合わせによっては白や黒の微小なスジやポチが発生したり、導電性部材表面への異物付着や部分的な異物付着ムラによる濃度ムラが生じたりすることがあった。高解像度（概ね６００ｄｐｉ以上で、特には１２００ｄｐｉ以上）の電子写真装置を用いて、細かな白黒の繰り返しパターンで形成される画像、グラフィック画像、写真画像やカラー画像を出力する場合に特に発生し易い。
【００１２】
また、プロセススピードが高速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以上で、特には１２０ｍｍ／ｓｅｃ．以上）である場合には、帯電付与能力が不足することによる画像先端部のかぶり等の画像不良が、プロセススピードが低速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以下で、特には６０ｍｍ／ｓｅｃ．以下）である場合には、白や黒の微小なスジやポチ等の画像不良が発生し易い。
【００１３】
これらの現象は、従来の電子写真装置ではほとんど問題にならないレベルであるが、電子写真装置のハード面での高性能化によって、潜像の微小なムラをも忠実に現像することによって画像上に微小に現れてくることによる。つまり、前述のように高画質化に対応するための電子写真装置のハード面での高性能化に伴い新たに顕在化した問題であり、画像の高画質化の傾向が強まるほど発生し易くなる現象である。
【００１４】
このような現象を解決するために、例えば特許文献２に示されるような微小表面形状制御についての検討がなされている。この方法は、確かに効果はあるものの製造面で複雑になり易くその結果高価になり易いため、簡便な方法で生産しうる方法の確立が急務である。また、表面粗さに関しては従来からＲｚあるいはＲａに着目した検討が多数なされているが、単にＲｚを所定の範囲にしただけでは効果は不十分である。加えて、単にＲａを所定の範囲にしただけでも効果は不十分である。
【００１５】
このように、特に高画質で高耐久性を求められ、かつ数種のプロセススピードを有する電子写真装置において、種々の条件の下においても、白や黒（あるいは明色）の微小なスジやポチ、あるいは導電性部材表面への異物付着や部分的な異物付着ムラによる濃度ムラ等の発生しない、良好な特性を有する安価な導電性部材及びこれを用いた装置に関する技術開発が必要であった。
【００１６】
更には、熱効率定着温度の低いトナーを使用したり、トナー飛散に良好なトナーにストレスのかかり易い接触現像方式を採用した電子写真装置において、特にこの傾向が大きい。
【００１７】
特に、高耐久化を図る上では初期の特性を向上させることはもちろん重要であるが、加えて、使用に伴う変化を小さくすることができる技術開発が必要であった。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１１−２４９３８１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９８１４号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述のような問題に鑑みなされたものであり、高画質化に適し、より高機能な電子写真装置にも好適に用いることができる導電性部材の製造方法を提供することである。
【００２０】
また、本発明の別の目的は、高解像度（概ね６００ｄｐｉ以上で、特には１２００ｄｐｉ以上）の電子写真装置や、高速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以上で、特には１２０ｍｍ／ｓｅｃ．以上）／低速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以下で、特には６０ｍｍ／ｓｅｃ．以下）のように２種以上のプロセススピードを有する電子写真装置においても良好な画像を長期にわたって得ることができる導電性部材の製造方法を提供することである。
【００２１】
本発明の更に別の目的は、熱効率定着温度の低いトナーを使用したり、接触現像方式を採用した電子写真装置においても、帯電部材表面の付着物の影響の少ない良好な画像を長期にわたって得ることができる導電性部材の製造方法を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明によれば、
（１）直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加した導電性部材を用いて電子写真感光体を帯電する帯電方法に用いられる、発泡体の弾性層と該弾性層上の最外層とを有する導電性部材を製造する方法において、
該弾性層の直上に塗布された最外層用塗料に、加速電圧１５０ｋＶ以下（但し１５０ｋＶを除く）で電子線を照射し、該最外層用塗料を硬化させて該最外層を形成することによって、
２３℃／６０％ＲＨ環境下での硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が３０°以上９０°以下、
表面の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以上、
表面の十点平均粗さＲｚが１０μｍ以下、
静摩擦係数が１．０以下、かつ、
動摩擦係数が０．５以下
の導電性部材を得ることを特徴とする導電性部材の製造方法が提供される。
【００２３】
第２の本発明によれば、
（２）前記導電性部材の直流電圧５００Ｖ印加時の電気抵抗値をＲ（Ω）とし、前記導電性部材の前記最外層を有さない状態における直流電圧５００Ｖ印加時の電気抵抗値をＲ １ （Ω）としたとき、Ｒ／Ｒ １ が温度１５〜３０℃かつ相対湿度１０〜８０％の範囲においては０．０１以上１０００以下の範囲に収まることになるよう、前記弾性層及び前記最外層を形成する上記（１）の導電性部材の製造方法
が提供される。
【００２４】
第３の本発明によれば、
（３）前記最外層用塗料がアクリル系高分子化合物を含有する上記（１）又は（２）の導電性部材の製造方法
が提供される。
【００２５】
第４の本発明によれば、
（４）前記発泡体の表面に非発泡部が存在するように前記弾性層を形成する上記（１）〜（３）のいずれかの導電性部材の製造方法
が提供される。
【００２６】
第５の本発明によれば、
（５）前記導電性部材は前記電子写真感光体と接触させて用いられるものである上記（１）〜（４）のいずれかの導電性部材の製造方法
が提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
高画質で高耐久性を求められ、かつ数種のプロセススピードを有する電子写真装置に使用される導電性部材には、優れた帯電能力を、長期にわたって使用しても維持しうることが必要である。使用に伴う帯電能力の低下の原因には２種類あり、長期の通電による材料の電気特性の低下に起因する帯電能力の低下と導電性部材表面への現像材やその成分、感光体成分、紙粉等の付着物の堆積による物理的な阻害に起因する帯電能力の低下である。
【００２９】
本発明者は、使用に伴う導電性部材表面への現像材やその成分、感光体成分、紙粉等の付着物の堆積をいかに防ぐかという観点から、付着物と表面性（表面粗さや摩擦係数）の検討から始めた。表面粗さに関しては、従来からＲｚあるいはＲａに着目した検討がなされているが、両者の関係について検討されてはいない。ＲｚとＲａは、同一の測定器で測定できるので得られた数字そのものに違いはあるが傾向は一致するものと、すなわち、Ｒｚの順列は、そのままＲａの順列であると考えられている。しかしながら本発明者は、ＲｚとＲａを導く式は当然違うことや片方の指標だけでは現象を充分説明できないこと等に着目して検討を進めた結果、本発明に至ったものである。
【００３０】
本発明の意図するところは、マクロ的に見れば滑らか（すなわちＲｚは小）だが、ミクロ的に見れば適度に粗れている（すなわちＲａは大）ということであり、表面の微小凹凸形状に関わるものである。本発明にかかる導電性部材表面は、マクロ的には滑らかなので異物付着のきっかけが少なくなることで付着物低減に効果を発揮し、一方でミクロ的には粗れているので導電性部材表面と付着物との間に存在する空気層や導電性部材の表面積増大効果等により付着力を低減できるものと推察される。従って、付着量を低減できるだけでなく付着力低減（適度な摺擦により脱離し易いので自己清掃の効果あり）とが相乗的に作用しあって異物付着に対しより大きな効果を得ることができる。従って、導電性部材表面への現像材やその成分、感光体成分、紙粉等の付着物の堆積による物理的な阻害に起因する帯電能力の低下を長期にわたって抑制することが可能であり高耐久性に大きく寄与する。このような効果を得るためには、導電性部材表面が、Ｒａ≧０．０５μｍかつＲｚ≦１０μｍであることが必要である。Ｒａが０．０５μｍより小さい場合には異物は付着しにくいが、一旦付着し始めると自己清掃効果が弱いため短時間で付着量が増大し、一方、Ｒｚが１０μｍよりも大きいと異物付着が比較的早いうちから発生してしまうので、いずれも好ましくない。
【００３１】
一方、上述の表面粗さを有する導電性部材は帯電能力にも優れるという別の効果をも得ることができる。この理由はやはり、マクロ的に見れば滑らか（すなわちＲｚは小）だが、ミクロ的に見れば適度に粗れている（すなわちＲａは大）ということに起因すると思われ、実質的な表面積が増大するために放電面積が広がるためと推測される。従って、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する帯電方法においては、ＡＣ成分の周波数やピーク間電圧を軽減できるという効果が得られた。このような帯電能力の向上は、前述の表面積増大効果の他にも、帯電部材表面形状の微小凹凸形状によって帯電部材表面の電位が擬似的に微小凹凸形状を示すため、ＡＣのような働きをすることによるものと推定される。また、微小な形状であるために導電性部材の表面のどの場所においても比較的均一に凹凸が存在するので、比較的均一な放電が発生する。すなわち、導電性部材のどの部分にも比較的均一に電圧がかかった状態であるので、部分的な過負荷部が発生せず、長期の通電による材料の電気特性の低下を極力防止することができるものと考えられる。このように帯電能力的な観点からは、Ｒａ＜５μｍかつＲｚ＞１μｍをも満たせば一層好ましい。
【００３２】
加えて、このような表面粗さとすることによって、電気抵抗値や摩擦係数（静摩擦係数、動摩擦係数）を本発明の範囲に容易に制御することができるという効果も有することがわかった。摩擦係数が本発明の範囲を外れると、感光体の回転に従って従動回転する導電性部材を使用する帯電装置では、微小な回転ムラに起因するピッチ状の濃度ムラが発生することがあるので好ましくない。
【００３３】
本発明にかかる導電性部材の構成、構造、形状に特に制限はないが、通常安定した形状を得易いので、導電性支持体上に弾性層を有するローラー形状のものが使用される。
【００３４】
更に、必要に応じて弾性層上に１層以上の層を設けてもよく、この場合には前記導電性部材の電気抵抗値Ｒ（Ω）と被覆層のうち最も上方又は外側の層（最外層）のみを有さない状態における電気抵抗値Ｒ１（Ω）とが、温度１５〜３０℃かつ相対湿度１０〜８０％の範囲において、０．０１≦（Ｒ／Ｒ１）≦１０００の関係にあることが、帯電部材として、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した電圧を印加する場合、安定した帯電特性を得ることができるので好ましい。
【００３５】
最外層としては、特に制限はなく従来公知の材料やそれらの組み合わせで使用することができるが、中でも特にフッ素系高分子化合物、シリコーン系高分子化合物、アクリル系高分子化合物、ウレタン系高分子化合物、オレフィン系化合物及びエチレンオキサイド含有高分子化合物から選ばれた１種以上からなる高分子化合物を主体としてなれば、摩擦係数及び表面粗さの安定化とあいまってより一層の付着物低減を達成することができるので好ましい。代表的な例としては、例えばアクリル系高分子化合物であれば、最外層は、未反応性の樹脂溶液や反応性を有する１種以上の樹脂溶液に導電性付与材や滑性付与材、架橋材等を分散あるいは溶解した塗料を用いて、ディッピング、スプレー、ロールコート、リングコート及び静電塗工等の従来公知の方法によって形成した後、加熱して乾燥あるいは架橋して形成したり、予めチューブ状に形成した後に適当な手段にて被覆したりするのが一般的であるが、更なる生産性向上のため活性エネルギー線を照射して薄膜を形成することが好ましい。
【００３６】
具体的には、活性エネルギー線を照射することで反応性を付与しうる反応部位を有する高分子化合物をバインダーとして選んだり、あるいは活性エネルギー線を照射することで反応性を付与しうる反応部位を有する化合物をバインダー中に添加したり、活性エネルギー線を照射することで重合を開始する反応部位を有する重合成モノマーを使用する。このような反応部位としては、例えばＣ＝Ｃ、Ｃ≡Ｃ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｎ及びＣ≡Ｎ等の不飽和基を挙げることができ主にはＣ＝Ｃであるが、これらに限定されるものではない。このような方法では基本的に無溶剤とすることができるが、粘度調整が必要な場合には当然溶剤や水を添加すればよい。この時、必要に応じて導電性付与剤等の種々の添加剤を加えることができる。その後、例えば塗工の様な手段によって塗工層を形成（弾性層の基層に応じて形状を付与）した後、電子線、紫外線、可視光、（遠）赤外線、γ線、マイクロ波及びＸ線等のエネルギー波を照射することによって反応させて形成することが好ましい。
【００３７】
中でも電子線を用いた場合には、重合開始剤を必要としないという利点があり、これにより非常に高純度な三次元最外層の作製が可能となり、良好な帯電特性が確保されるので特に好ましい。また、短時間でかつ効率的な重合反応であるがゆえに生産性も高く、更には透過性の良さから、厚膜時や添加剤等の遮蔽物質が膜中に存在する際の硬化阻害の影響が非常に小さいこと等が挙げられる。但し、連鎖重合性官能基の種類や中心骨格の種類によっては重合反応が進行しにくい場合があり、その際には影響のない範囲内での重合開始剤の添加は可能である。
【００３８】
電子線照射をする場合、加速器としては、スキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー型等いずれの形式も使用することができる。電子線を照射する場合に、本発明にかかる導電性部材においては帯電性能及び耐久性能を発現させる上で照射条件が非常に重要である。本発明において、加速電圧は１５０ｋＶ以下（但し１５０ｋＶを除く）である。また、線量は好ましくは１Ｍｒａｄ〜１００Ｍｒａｄの範囲、より好ましくは３Ｍｒａｄ〜５０Ｍｒａｄの範囲である。加速電圧が１５０ｋＶを超えると帯電性能へのダメージが増加する傾向にある。また、線量が１Ｍｒａｄよりも少ない場合には硬化が不十分となり易く、線量が１００Ｍｒａｄを超える場合には劣化が起こり易いので注意が必要である。
【００３９】
また、必要に応じてこの後若干の加熱処理を行うこともある。
【００４０】
このようにして得られた膜は、高架橋密度を有しながら柔軟性や耐熱性に優れるので導電性部材の表面に使用すれば、卓越した強度、耐キズ／磨耗性、耐水性、基材との優れた密着性等が達成でき、導電性部材の高耐久化に対して大きな効果がある。代表的な材料としては、例えば、カルボキシル基、エポキシ基、ヒドロキシル基、多価アルコールのアルキレンオキサイド、ラクトン構造及びエチレン性不飽和基等を分子内に有する（メタ）アクリル系化合物を挙げることができる。
【００４１】
ところで、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した電圧を印加する場合には弾性層が発泡体であることは、ＡＣ電圧印加に起因する帯電音発生を防止できるため好ましい。発泡体は、セル径が２０〜５００μｍ、空孔率（単位断面積当たりに占める発泡部総断面積の割合）が１０％以上であれば特に制限はないが、特性やセル径のばらつきが少ないほど、また連続気泡を有するほうが帯電音の絶対値だけでなく周期的な強弱（うねり音）が良化するので好ましい。更には、表面粗さを小さくするためには、発泡体の表面に非発泡部を有することがより好ましい。そのためには、外径規制部材を用いて発泡することが好ましく、例えば金型を用いてその内部に材料を注入して加硫発泡させる方法（型内発泡）や高硬度チューブと共にゴムを押出しチューブを金型の代わりに利用しながらその内部で発泡させる方法（チューブ内発泡）等がある。非発泡部が薄い（目安として２００μｍ以下）ほど低硬度化には有利であるが、強度的に低下し使用に伴い非発泡部が磨耗、剥離、脱離したりする可能性があるので、高強度（概ね１００％モジュラスが５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは７０ｋｇｆ／ｃｍ２以上）の被覆層を設けることが好ましい。この場合には、あまり被覆層の膜厚を厚くすると導電性部材としての硬度が上昇するので、他物性に影響がない範囲で被覆層は薄い（目安として２００μｍ以下）方が好ましい。
【００４２】
弾性層の材料としては、特に制限がなく従来公知の材料を全て使用することができるが、導電性／発泡制御のし易さ、分子構造制御の自由度が大きい、あるいは型内発泡への適性や液状であれば取り扱いが容易である等の理由からウレタンであることが好ましく、更には末端にＯＨ基を有するものと末端にＮＣＯ基（あるいは反応性を押さえるためにオキシム等でブロックしたもの）を有するものとを反応させることが好ましく、これらのものは、固形状、半固形状、液状のいずれであってもよいが、生産性を考慮すると低粘度である液状（あるいは半固形状）であることが好ましい。抵抗を制御する必要がある場合、組成を適当に制御することによって低抵抗化することができるが、より低抵抗が求められる時にはイオン導電系導電付与剤や電子導電系導電性付与剤等を単独あるいは併用して分散あるいは溶解させて使用し、更にはイオン導電系導電付与剤や電子導電系導電性付与剤の構造を有する化合物をウレタン等の樹脂構造中に導入してもよい。当然、特性面、加工面、コスト面等の目的で、必要な添加剤（発泡剤、触媒、その他）を添加した上で使用することができる。
【００４３】
ところで、本発明にかかる導電性部材は、少なくとも、電圧を印加した帯電装置によって感光体を帯電する帯電手段と露光光によって静電潜像を形成する手段と、この静電潜像をトナーにて可視化する現像手段とを有する電子写真装置に使用することができ、特に帯電部材として最適であり感光体に対して１つあるいは場合により２つ以上配置される。これらの場合、帯電部材が所定の極性及び電位に帯電し、感光体と接触して適当な圧力を負荷した状態で帯電使用される場合に好適である。使用される電子写真装置に特に制限はなく、種々の潜像形成手段、現像手段（ジャンピング方式、接触現像方式、二成分磁気ブラシ方式、その他公知の方式）、転写手段、クリーニング手段、定着手段等に対応することができるが、特には、帯電部材表面に付着物が付着する機会の多いクリーナレスシステムを用いた装置や低融点トナーを用いた装置、あるいはトナーへのストレスを与え易い接触現像方式を採用した装置等に特に好適である。
【００４４】
しかしながら、非常に長期にわたって使用することが求められる場合には、帯電部材表面に付着した異物（以下付着物）を除去する装置を有したり、付着物による帯電付与能力を若干カバーするために、予め感光体の電位を均平化処理する手段を有することが好ましい。付着物を除去する装置としては特に制限はないが、例えば、導電性部材に当接させて摺動時の物理的な力によって擦り取るものや、導電性あるいは半導電性の物質（金属、導電ゴム、導電樹脂、導電ブラシ等）を当接又は近接してバイアスを印加し（導電性部材に印加されるバイアスと同極性が好ましい）、静電気力により吸着して付着物を取り除くもの等を挙げることができる。
【００４５】
具体例として、導電性ファーブラシ製のローラーを導電性部材の表面に接触させ異物除去ローラーとすることができる。導電性ファーブラシは、例えば、フッ素樹脂にカーボンブラックを添加し混練後繊維状に成形したものをファーブラシ状に形成したものである。フッ素樹脂は、特に吸湿性や吸水性が小さいので、本ファーブラシは環境変動に対して抵抗の変化が非常に小さいという特徴を持つ。なお、本例において異物除去ローラーは、ファーブラシ製を使用したが例えば金属のような他の材質でも構わない。更に、異物除去ローラーの回転駆動装置をつけ、異物除去ローラーの回転方向は導電性部材の回転方向に対し従動方向で、導電性部材の回転速度の１．２倍程度であることが好ましい。
【００４６】
また、均平化処理する手段としては、帯電前の感光体電位をなるべく均一にすることができれば特に手段やシステム等に何ら制約を受けるものではないが、例えば前露光装置や除電装置等を挙げることができる。
【００４７】
電子写真装置に用いられる感光体には特に制限はなく、有機感光体、無機感光体のいずれをも何ら制約されることなく用いることができるが、導電性部材との関連で好ましい形態が存在する。この時、感光体の最外層の膜厚は０．００５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、更には感光体の表面粗さ（Ｒａ、Ｒｚ）は、いずれも導電性部材の（Ｒａ、Ｒｚ）よりもそれぞれ小さいことがより好ましい。
【００４８】
また、電子写真装置に用いられるトナーには特に限定はなく、粉砕法又は重合法によって製造されたトナー粒子のどちらも用いることができるし、磁性トナー又は非磁性トナーのいずれであっても用いることができるが、導電性部材との関連において好ましい形態や性状がある。特に、略球状であることが好ましく、下記式で表わされる形状係数ＳＦ−１が１００〜１６０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることが好ましい。この様に、本発明にかかる付着性が改善された導電性部材とトナーとの適切な組み合わせにおいては、従来よりもＴｇが１０℃以上低いトナーも使用することができ、概ねＴｇが３５℃以上７０℃以下であれば好適に使用できる。
【００４９】
ここで、ＳＦ−１、ＳＦ−２については、次のように計測される。すなわち、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い１０００倍に拡大した２μｍ以上のトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェエースを介して例えばニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ ＩＩＩ）に導入し、解析を行い下式より得られた値を、定義する。
【００５０】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２×π／（ＡＲＥＡ）×４｝×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩＭＥ）２／（ＡＲＥＡ）×４π｝×１００
式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩＭＥは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面を示す。
【００５１】
形状係数ＳＦ−１が１６０を超える場合には、トナー粒子は球形から外れ、又はＳＦ−２が１４０を超える場合には、トナー粒子の表面の凹凸が顕著となる。非球形又は表面に凹凸を有しているようなトナー粒子は、攪拌によるキャリアあるいはトナー粒子同士の接触による摩擦によって表面が削り取られ、次第に球形に近づくため、形状の変化が大きくなり形状変化が大きいため、かさ密度変化も大きく、トナー濃度検知センサーが不適切な出力をするようになり易い。
【００５２】
最近では、トナーの形状を簡便かつ再現性良く測定する方法として、ノニオン型界面活性剤を溶解している水にトナーを分散して分散液を調製し、超音波を分散液に照射した場合のフロー式粒子像分析装置（Ｆｌｏｗ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を使用した測定方法（以下ＦＰＩＡ法）が提案されており、このＦＰＩＡ法における粒径０．６〜２．０μｍの粒子の測定値Ｃ１が３〜５０個数％であることが好ましい。
【００５３】
本発明に好ましく用いられる略球状形状のトナーの製造方法には特に限定はなく、粉砕法によって製造された不定形のトナーに機械的力や熱等のエネルギーを加えながら攪拌して略球状にしたトナー又は重合法によって製造されたトナー粒子のどちらも用いることができるが、形状の安定性や高機能化付与等の必要がある場合には重合法が好ましい。
【００５４】
本発明にかかる導電性部材の感光体と接触する層に含有される導電性付与剤には特に制限はないが、トナー又は感光体との間に好ましい関係がある。導電性部材の感光体と接触する層に含有される導電性付与剤の二次粒径が、現像剤中のトナーの一次粒径よりも小さいことが好ましく、また感光体最外層に含有される導電性付与剤の二次粒径よりも小さいことが好ましい。
【００５５】
本発明にかかる導電性部材は、帯電装置と、電子写真感光体及び現像装置の群より選ばれる少なくとも１つとを共に一体に支持してなる電子写真装置に着脱自在なプロセスカートリッジに好適に使用される。更には、本発明にかかる導電性部材は優れたリサイクル性を有するので再使用するのにも非常に適する。
【００５６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、当然のことながらこれらに限定されるものではない。
【００５７】
まず本発明に使用される部材及び評価機械の構成、材質、製造方法等を説明する。
【００５８】
（電子写真装置１）
図６は電子写真プロセスを利用したフルカラー電子写真装置（複写機あるいはレーザービームプリンター）であり、そこに用いられるタンデム式に配列された画像形成部の主要構成を図７に示す。
【００５９】
図７においてフルカラー画像形成装置は、装置本体内に例えばイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの可視画像を形成することができる第１〜第４の画像形成部Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶがタンデムに配列された構成を有し、各画像形成部Ｉ〜ＩＶはそれぞれ専用の光導電層を有する像担持体１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ及び１０４ａを備えている。各像担持体１０１ａ〜１０４ａは、その周囲にそれぞれ専用の画像形成手段である、例えば一次帯電器１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ及び１０４ｂ、転写器１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ及び１０４ｃ、現像器１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄ及び１０４ｄ、露光器１０１ｅ、１０２ｅ、１０３ｅ及び１０４ｅ、クリーナ１０１ｆ、１０２ｆ、１０３ｆ及び１０４ｆ等が配設されている。
【００６０】
また、各画像形成部Ｉ〜ＩＶの像担持体１０１ａ〜１０４ａの下部には、転写ベルト駆動プーリ１０９及び転写ベルト従動プーリ１１０に張架され駆動される転写ベルト１０８が設けられている。更に、第１画像形成部Ｉの右方には不図示の給紙部が配置され、第４画像形成部ＩＶの左方には不図示の定着器が配置される。
【００６１】
カラー画像形成を行うには、まず第１画像形成部Ｉにおいて、光導電層を有する回転する像担持体１０１ａに対して帯電器１０１ｂによって均一に電荷が付与され、矢印で示される露光器１０１ｅによって露光が行われ、像担持体１０１ａ上の光導電層上に潜像が形成される。次いで、潜像が例えばイエロートナー用現像器１０１ｄによって潜像が現像されて顕像が形成される。
【００６２】
一方、給紙部から、転写ベルト駆動プーリ１０９と転写ベルト従動プーリ１１０によって駆動される転写ベルト１０８によって、不図示の被転写材が第１画像形成部Ｉに搬送される。また、回転する像担持体１０１ａはその光導電層上に残存するトナーが、クリーナ１０１ｆによって除去され、新たな潜像形成に備える。
【００６３】
第２の画像形成部ＩＩにおいても同様な工程が行われ、別色の例えばシアントナーが被転写材に転写される。そしてその後もこのような工程を連続的に、第３及び第４画像形成部ＩＩＩ、ＩＶにおいても行うことにより多色のトナーの転写を転写材に対して行い、所望のカラー画像を形成することができる。
【００６４】
このデジタル複写機を以下のように改造して電子写真装置１とした。まず、解像度を１２００ｄｐｉ、プロセススピードを１２０ｍｍ／ｓ（平均的な上質紙対応）と３０ｍｍ／ｓ（ＰＥＴフィルム対応）の２種に設定、感光体の帯電手段を接触式の導電性ローラー（帯電ローラー）とし、帯電ローラーには帯電バイアスとして直流電圧と交流電圧の重畳電圧（直流電圧は−７００Ｖ、交流電圧は２ｋＶｐｐ、周波数１ｋＨｚ、正弦波）を印加するようにした。なお、帯電前の前露光装置は取り外してある。
【００６５】
また、現像部を導電性弾性ローラー（現像ローラー）を用いた接触現像方式に変更し、現像バイアスとして直流電圧−５００Ｖを印加するようにした。更に、転写部をコロナ帯電器を用いた転写手段から導電性弾性ローラーを用いたローラー転写方式に変更した。
【００６６】
なお、本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の様々な例を示す概略図を図８〜１７に示す。
【００６７】
（感光体製造例１）
φ３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に下引き層、正電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層の順に機能層を設け、感光体１を作製し、本実施例ではこれを用いた。
【００６８】
下引き層は、アルミニウムドラムの欠陥等を均したり、露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。
【００６９】
正電荷注入防止層は、アルミニウム支持体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止するために設けられ、厚さ約１μｍのポリアミド樹脂によって１０６Ω・ｃｍ程度に抵抗調整されている。
【００７０】
電荷発生層は、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を発生するために設けられた層であり、チタニルフタロシアニン系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層である。
【００７１】
電荷輸送層は、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ１７μｍの層であり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００７２】
感光体１の特性を測定したところ、感光体の表面である電荷輸送層の厚さは１２μｍ、電荷輸送層単体（表面）の体積抵抗値が５×１０１５Ω・ｃｍ、感光体表面のＲｚ＝１．１μｍ、Ｒａ＝０．６μｍ、静電容量Ｃ（感光体の表面積１ｃｍ２当たり）は１００ｐＦ／ｃｍ２であった。なお、静電容量は以下のように測定した。すなわち、アルミニウムシリンダー上にアルミニウムシートを巻き付け、アルミニウムシリンダー上に感光層を塗布する場合と同条件にてアルミニウムシート上に感光層を塗布して静電容量測定用試料を作製した。静電容量の測定は、インピーダンス測定器（ＹＨＰ ４１９２Ａ）で行い、感光体１ｃｍ２当たりの静電容量を求めた。
【００７３】
（トナー製造例１）
イオン交換水に、Ｎａ３ＰＯ４水溶液とＣａＣｌ２水溶液を所定量添加、攪拌し、燐酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
【００７４】
次に、下記材料を加温し、造粒機を用いて均一に溶解、分散した。
【００７５】
スチレン（重合性単量体） １００質量部
ｎ−ブチルアクリレート（重合性単量体） １３．５質量部
マゼンタ着色剤 ４．５質量部
サリチル酸の金属化合物（荷電制御剤） １質量部
飽和ポリエステル樹脂 ８．５質量部
エステル系ワックス（離型剤） ２０質量部
ここに、アゾ系重合開始剤４質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【００７６】
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、窒素雰囲気下において、加温、攪拌し重合性単量体組成物を造粒した後、重合させた。その後、残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を加え燐酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥して、マゼンタトナー粒子（Ａ）を得た。得られたマゼンタトナー粒子（Ａ）のＦＰＩＡ法による測定値Ｃ１は５３個数％であった。
【００７７】
次に、マゼンタトナー粒子（Ａ）を風力分級して樹脂微粒子及び樹脂超微粒子の量を調製した。マゼンタトナー粒子（Ａ）を分級した後のマゼンタトナー粒子（Ｂ）のＦＰＩＡ法による測定値Ｃ１は２５個数％であり、またＳＦ−１、ＳＦ−２を測定したところ、ＳＦ−１＝１３０、ＳＦ−２＝１１５で、略球状形状であることが分かった。また、コールターカウンター法によるマゼンタトナー粒子（Ｂ）の重量平均粒径は７．１μｍであった。
【００７８】
マゼンタトナー粒子（Ｂ）１００質量部と、ＢＥＴ比表面積２００ｍ２／ｇの疎水性シリカ微粉体（一次平均粒径０．０１μｍ）１．４質量部とを混合してトナー１を調製した。トナー１のＦＰＩＡ法による測定値Ｃ１は２５個数％、ＳＦ−１＝１３０、ＳＦ−２＝１１５であり、コールターカウンター法による重量平均粒径は７．１μｍであった。更に、トナー１のガラス転移点（Ｔｇ）を測定したところ６０℃であった。
【００７９】
（現像剤製造例１）
平均径６０μｍのニッケル亜鉛フェライトに、アクリル変性シリコーン樹脂をコートしたもの１００質量部に対し、トナー１を６質量部を混合し、現像剤１と本実施例ではこれを用いた。
【００８０】
ここで、本発明の実施例、比較例で使用する導電性部材について以下に詳述する。
【００８１】
（導電性部材製造例１）
＜１−１弾性層の作製＞
ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ：分子量５０００）とジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）とを反応させてなるウレタンプレポリマー（両末端ＯＨ）１００質量部に対し導電性付与のためカーボンブラック１０質量部を分散させる。次に、予め導電性接着剤を塗布した、長さ４５０ｍｍ、直径９ｍｍのステンレス製芯金を導電性支持体として内面が滑らかな円筒状金型の中心にセットした。更に、カーボンブラック分散プレポリマーとイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の３量体（イソシアヌレート体）とが、［ＮＣＯ］／［ＯＨ］＝１．１になるように連続的に混合しながら注型機にて円筒状の金型内に供給する。この時予め発泡剤として水を必要量添加しておく。金型を１７０℃の加熱炉中を１時間かけて連続的に移動するようにして加熱炉から出てきた後室温まで冷却する。その後金型から取り出して、導電性支持体であるステンレス製芯金の周囲に弾性を有する層として表面を研磨することなくパーティングラインのない導電性スポンジゴムローラーを得た。この導電性スポンジゴムローラーは、表面近傍に薄い非発泡部（スキン層）を有している。外径は中央部が１６．５ｍｍ、両端部が１５．９ｍｍでクラウン形状を有しており、ゴム長は３８０ｍｍである。これをゴムローラー１とした。
【００８２】
＜１−２ 最外層用塗料の作製＞
アクリルアミド、アクリロニトリル、メチルメタクリレートを４５：１２：４３（質量比）で共重合したアクリル樹脂８０質量部とグリシジルメタクリレート１．５質量部とを反応させ、更にエチレン性不飽和基を導入した。この樹脂１００質量部に対してエポキシ変性アクリレート１００質量部と２−クロロチオキサントン５質量部とからなる組成物を作製した。この組成物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）で固形分（樹脂分）が２０質量％になるように調整した後、１００質量部に対してフッ素系カップリング剤で表面を処理した酸化スズ表面を酸化アンチモンでドーピングした透明導電性粉末（一次粒径０．０２μｍ）５０質量部をメディアを用いてペイントシェーカーで１２時間分散した。その後、メディアを分離し、更にメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）で固形分（樹脂分）を５質量％に調整し、最外層用塗料１を得た。
【００８３】
＜１−３ 導電性部材の作製＞
ゴムローラー１の表面を２−ブタノンにて洗浄後、最外層用塗料１を用いて引き上げ速度１００ｍｍ／ｓｅｃ．で浸漬塗工を行った。塗工後、２０℃／７０％ＲＨの雰囲気中で３０分間風乾してから、窒素雰囲気下で電子線を照射し（加速電圧１００ｋＶ、線量２０Ｍｒａｄ）、最外層の硬化反応を生じさせ導電性部材１を作製した。
【００８４】
＜１−４ 物性測定＞
導電性部材１及びゴムローラー１について以下の項目の測定を行った。
【００８５】
（１）硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度）
導電性部材１（あるいはゴムローラー１）のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、２３℃／６０％ＲＨの環境において、図１８に示す装置を用い荷重１ｋｇで測定した。測定箇所は両端部及び中央部の合計３箇所であり、これらの単純（算術）平均をもって導電性部材１（あるいはゴムローラー１）のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度とした。
【００８６】
ゴムローラー１のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、左端部が４０°、中央部が３６°、右端部が３８°であり、これらの単純平均３８°をゴムローラー１のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度とした。
【００８７】
また、導電性部材１のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、左端部が５８°、中央部が５３°、右端部が５４°であり、これらの単純平均５５°を導電性部材１のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度とした。
【００８８】
（２）摩擦係数
導電性部材１の静摩擦係数及び動摩擦係数の測定は、図３に示す手段を用いて測定した。本測定方法は、測定物がローラー形状の場合に好適な方法で、オイラーのベルト式に準拠した方法である。これによれば、測定物である導電性部材と所定の角度θで接触したベルト（厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍ、長さ１８０ｍｍ、材質ステンレス）は片方の端部が測定部（荷重計）と、他端部が重りＷと結ばれている。この状態で導電性部材を所定の方向、速度で回転させた時、測定部で測定された力をＦ（ｇｆ）、重りの重さをＷ（ｇ）とした時の摩擦係数（μ）は以下の式で求められる；
μ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
【００８９】
この測定方法で得られるチャートの一例を図４に示す。ここにおいて、導電性部材を回転させた直後の値（チャート上はｔ＝０）が回転を開始するのに必要な力（Ｆ０）であり、それ以降が回転を継続するのに必要な力（Ｆｔ）であることがわかる。従って本発明においては、ｔ＝０の時の力（Ｆ０）とｔ＝３０（秒）の時の力Ｆ３０を用い、
μＳ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ０／Ｗ）
μＤ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ３０／Ｗ）
を求め、それぞれ、μＳを静摩擦係数、μＤを動摩擦係数、と定義する。ここで、θ：導電性部材とベルトのなす角度（ｒａｄ）、Ｗ：重りの重さ（ｇ）である。
【００９０】
Ｆ０、Ｆ３０をチャートから読み取り上記の式に従って求めたところ、μＳ＝０．７２、μＤ＝０．３０であった。
【００９１】
なお、本発明にかかる導電性部材の摩擦係数測定器の別の一例を図５に示す。
【００９２】
（３）電気抵抗値（図２の装置を用いて回転数３０ｒｐｍで測定）
（ｉ）導電性部材；導電性部材１の１５℃／１０％ＲＨの環境における電気抵抗値Ｒを測定したところ、直流電圧１０Ｖを印加した時に６×１０７Ωで、直流電圧５００Ｖを印加した時に５×１０５Ωであった。
【００９３】
（ｉｉ）ゴムローラー１；最外層を有さないゴムローラー１の電気抵抗値Ｒ１を直流電圧５００Ｖで印加して、温度１５〜３０℃かつ相対湿度１０〜８０％の範囲で測定したところ、１×１０４Ω〜７×１０４Ωであったので、Ｒ／Ｒ１は７〜５０の範囲にあることがわかった。
【００９４】
（４）表面粗さ
導電性部材１のＲｚ、Ｒａの測定はＪＩＳ規格（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）に準拠し、（株）小坂研究所製ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ−３４００を用い、送り速度０．５ｍｍ／ｓ、カットオフ０．８ｍｍ、測定長２．５ｍｍの条件で測定した。測定は導電性部材１の任意の３箇所について母線（長手）方向に行い、３つの値の単純平均を導電性部材１のＲｚ、Ｒａとした。
【００９５】
導電性部材１について、右端部、中央部、左端部の３箇所測定したところ、Ｒｚはそれぞれ２．０μｍ、２．２μｍ、１．８μｍであり、Ｒａはそれぞれ１．０μｍ、０．９μｍ、０．８μｍであったので、これらの単純平均を求め、Ｒｚ＝２．０μｍ、Ｒａ＝０．９μｍとした。
【００９６】
（５）塗膜中の分散状態における粒径（二次粒径）
導電性部材１の表層断面を１００倍の電子顕微鏡で観察し、任意の場所５箇所の単純平均から表層における分散状態での粒径（二次粒径）を求めた。二次粒径は、０．６μｍ、０．８μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ及び２．６μｍであったので導電性部材１の導電性付与材の分散粒径（二次粒径）は１．３μｍであることがわかった。なお、二次粒径は必ずしも球（断面は円）状ではないので、最も長いところと最も短いところの平均としている。
【００９７】
（導電性部材製造例４）
＜４−１弾性層の作製＞
クロロスルホン化ポリエチレンゴム（以下ＣＳＭ；ハイパロン４０、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製）１００質量部、カーボンブラック１０質量部、含水けい酸（ニプシールＶＮ３、日本シリカ社製）３質量部、ジエチレングリコール１質量部、ナフテン系プロセスオイル（ダイアナプロセスオイルＮＭ−２８０、出光興産社製）５質量部、ＤＯＰ５質量部、サブ（飴サブ、天満サブ化工社製）１質量部、ステアリン酸１質量部、酸化マグネシウム６質量部、ペンタエリスリトール３質量部、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ソクシノールＴＲＡ、住友化学社製）２質量部を添加、充分冷却したオープンロールで混練し、ゴムコンパウンド４−１を作製した。
【００９８】
次に、エピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ、ダイソー社製）１００質量部、ステアリン酸１質量部、クレー３質量部、Ｃａ（ＯＨ）２ ４．４質量部、ＣａＯ ３質量部、含水けい酸（ニプシールＶＮ３、日本シリカ社製）９質量部、ジエチレングリコール０．９質量部、ナフテン系プロセスオイル（分子量５０００）１５質量部、カーボンブラック１５質量部を充分冷却したニーダで混練し、更に２０℃以下に保った冷暗所で一晩熟成後、ペンタリット１．２質量部、ポリチオール系加硫剤２．３質量部、有機発泡剤８質量部を添加、オープンロールにて混練し、ゴムコンパウンド４−２を得た。
【００９９】
ゴムコンパウンド４−１及び４−２を押出し機で同時押出しながら、予め導電性接着剤を塗布した、長さ４５０ｍｍ、直径８．０５ｍｍのステンレス製芯金を供給し同時押出しによって、導電性支持体の周囲にゴムコンパウンド４−２が、更にその周囲にゴムコンパウンド４−１を有する未加硫ローラーを得た。
【０１００】
未加硫ゴムローラーをゴムローラー１で使用した円筒状金型に挿入した後、１７０℃に保った加熱炉内を１時間かけて移動するようにコンピューター制御した。加熱炉から出た後冷却し金型から取り出して導電性支持体であるステンレス製芯金の周囲にヒドリンスポンジと更にその周囲にＣＳＭソリッドを有する２層スポンジローラーを得て、これをゴムローラー４とした。
【０１０１】
＜４−２ 最外層用塗料の作製＞
最外層用塗料１を使用した。
【０１０２】
＜４−３ 導電性部材の作製＞
ゴムローラー４の表面を２−ブタノンにて洗浄後、最外層用塗料１を用いて引き上げ速度１００ｍｍ／ｓｅｃ．で浸漬塗工を行った。塗工後、２０℃／７０％ＲＨの雰囲気中で３０分間風乾してから、窒素雰囲気下で電子線を照射し（電子線加速度７０ｋＶ、１２分間）、最外層の硬化反応を生じさせ導電性部材４を作製した。
【０１０３】
＜４−４ 物性測定＞
導電性部材１及びゴムローラー１と同様に測定を行った。
【０１０４】
（導電性部材製造例５）
＜５−１ 弾性層の作製＞
ゴムローラー１を用いた。
【０１０５】
＜５−２ 最外層用塗料の作製＞
Ｎ−メトキシメチル化ポリアミドをメタノールに溶解して３０質量％溶液を作製した。溶液中のメトキシメチル化ポリアミド１００質量部に対して塩基性カーボンブラック１０質量をメディアを用いてペイントシェーカーで１２時間分散した。その後、メディアを分離し、最外層用塗料５を得た。
【０１０６】
＜５−３ 導電性部材の作製＞
ゴムローラー１の表面を２−ブタノンにて洗浄後、最外層用塗料５を用いて引き上げ速度１００ｍｍ／ｓｅｃ．で浸漬塗工を行った。塗工後、２０℃／７０％ＲＨの雰囲気中で３０分間風乾してから、１５０℃のオーブンで３０分間加熱し導電性部材５を作製した。
【０１０７】
＜５−４ 物性測定＞
導電性部材１及びゴムローラー１と同様に測定を行った。
【０１０８】
導電性部材の構成を表１、ゴムローラーの物性を表２、導電性部材の物性を表３に示す。
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
【表３】
【０１１２】
これらの導電性部材、電子写真装置を用いて行った実施例について以下に述べる。
【０１１３】
（実施例１）
表４に示す組み合わせで実施した。導電性部材は感光体の一次帯電用途に用い、条件としては以下の２通りで評価を行った。
【０１１４】
（１）１２０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで上質紙を用いて１００００枚まで耐久を行い、初期から２０００枚毎に画像評価を行った。画像評価は、ハーフトーン画像（１ｄｏｔ２ｓｐａｃｅｓ）における帯電均一性とそれ以外の画像性を目視にて行った。耐久の条件は、２３℃／６５％ＲＨの環境で、評価モードは３％文字原稿、Ａ４横送り、連続通紙である。
【０１１５】
（２）３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードでＰＥＴフィルムにおけるハーフトーン画像（１ｄｏｔ２ｓｐａｃｅｓ）での帯電均一性を目視で評価した。１００００枚後の評価は（１）の耐久後にＰＥＴフィルムにて画像性を評価したものである。
【０１１６】
この結果、本発明の製造方法で得られた導電性部材は、初期から耐久を通じて程度の違いはあるものの比較的良好な画像が得られまたＰＥＴフィルムに対しても好適であることがわかり、本導電性部材は良好な特性であることが分かった。
【０１１７】
また、参考例１−１では、リサイクル性について評価した。実施例１−１で使用した導電性部材の表面を乾いたウェスで軽く拭くことで表面の付着物はほとんど捕れ、容易に清掃することができた。この導電性部材を再度実施例１と同様の条件で評価したところ、新品時よりは若干レベルは低下するが比較的良好であり、高耐久性とリサイクル性とに優れることがわかった。
【０１１８】
このように、本発明の製造方法で得られた導電性部材は付着した汚れを簡単に除去することができるので一般的に行われるような水や溶剤での洗浄や表層ごと除去して表層を再形成、といった複雑な工程を必要とせず、乾拭きやエアブロー程度の簡便な手段で清掃を行うことができる。清掃した帯電ローラーは、当初の機能をほぼ回復しており、画像的にも良好なものが得られる。但し、１回目の使用よりは若干レベルが劣るようである。本参考例では清掃を行うことによって３回の使用まで確認したが、更なる使用の可能性もある。
【０１１９】
結果を表４に示す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、非常に優れた導電特性を長期にわたって安定的に有する導電性部材を得ることが可能となった。
【０１２２】
また、本発明の製造方法で得られた導電性部材は、特に高画質（６００ｄｐｉ以上の解像度、特に１２００ｄｐｉ以上）を有する電子写真装置や高速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以上で、特には１２０ｍｍ／ｓｅｃ．以上）／低速（概ねプロセススピードが９０ｍｍ／ｓｅｃ．以下で、特には６０ｍｍ／ｓｅｃ．以下）のように２種以上のプロセススピードを有する電子写真装置や高耐久性（１００００枚）の電子写真装置等、種々の高機能化が要求される電子写真装置においても特に好適に用いることができる。特に、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳した電圧を印加する電子写真装置においては帯電音の絶対値を小さくできるだけでなく、うなりも軽減することができるという優れた効果が得られる。
【０１２３】
更には、導電性部材表面への異物付着が発生し易い接触現像方式を採用した電子写真装置やクリーナレスシステムを有する電子写真装置にも良好に使用することができるだけでなく、従来では使用することが難しかった低Ｔｇのトナーでも使用することができるようになる等、単に導電性部材としての特性が優れるだけでなく、その周辺で使用されるトナーの使用可能な特性範囲を広げることができる等、電子写真装置やカートリッジとしてのメリットが大きく、その結果、電子写真装置の省エネルギー化に大きく貢献することができるといった優れた利点がある。
【０１２４】
加えて、本発明の製造方法で得られた導電性部材は非常にリサイクル性が優れているので、簡便な清掃方法で、繰り返し使用可能な導電性部材を供給することができるという優れた利点を有する。
【０１２５】
更に加えて、本発明においては、良好な特性を有する導電性部材を簡潔に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる導電性部材の一例を示す断面図である。
（ａ）〜（ｆ）及び（ｉ）〜（ｌ）はローラー形状
（ｇ）はベルト形状、（ｈ）はプレート／ブレード形状
【図２】 本発明にかかる導電性部材の抵抗値測定器の概略図である。
【図３】 本発明にかかる導電性部材の摩擦係数測定器の一例である。
【図４】 図３の摩擦係数測定器を用いて測定した時のチャートの一例である。
【図５】 本発明にかかる導電性部材の摩擦係数測定器の別の一例である。
【図６】 本発明にかかる導電性部材を用いたタンデム方式のフルカラー電子写真装置の例を示す概略図である。
【図７】 図６のタンデム方式のフルカラー電子写真装置の画像形成部の拡大図である。
【図８】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の別の一例を示す概略図である。
【図９】 本発明にかかる導電性部材を用いたベルト状の中間転写方式のフルカラー電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図１０】 本発明にかかる導電性部材を用いたドラム状の中間転写方式のカラー電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図１１】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１２】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１３】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１４】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１５】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１６】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例｛導電性部材は感光体と離れており、導電性部材は静止、回転（感光体回転方向に対し正又は逆）のいずれでもよい例｝を示す概略図である。
【図１７】 本発明にかかる導電性部材を用いた電子写真装置の他の一例を示す概略図である。
【図１８】 本発明にかかる導電性部材の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）測定器の一例である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電部材
２ａ 導電性支持体
２ｂ−１ 導電性弾性層（スポンジ）
２ｂ−２ 導電性弾性層（ソリッド）
２ｂ−３ 導電性ブラシ
２ｃ 被覆層（中間層）
２ｄ 被覆層（最外層）
２ｙ、２ｚ 表面処理層（２ｙ＝２ｚ、２ｙ≠２ｚのいずれもでも可）
３ 露光光
４ 現像器
５ 転写材
６ 転写装置
７ 定着装置
８ クリーニング装置
９ 導電性部材異物除去部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラー
１３ 感光ドラムのクリーニング装置
１５ 定着器
２０、６０ ベルト状転写部材
２６、２７、２８、２９ バイアス電源
３７、３８ ローラー帯電器
３９ クリーニングローラー
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンタ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
６１ テンションローラー
６２ 転写対向ローラー
６３ 二次転写ローラー
６４ 二次転写対向ローラー
６００ 金属ドラム
６０１ 電源
６０２ 電流計
Ｗ 荷重
Ｎ 有効長さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine.Applications for charging electrophotographic photoreceptorsConductive part used forMaterialManufacturing methodTo the lawaboutThe
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many types of electrophotographic apparatuses are known. In such electrophotographic apparatuses, various conductive members are used for various purposes. For example, in a charging process, a photoconductor is used. As a charging member with a predetermined polarity and potential, a conductive member having a shape such as a roller, blade, brush, belt, film, sheet, or chip is made to face (contact or approach) the surface of the photoconductor, and a direct current voltage or direct current It is used by applying a superimposed voltage of voltage and AC voltage.
[0003]
As described above, since the charging member imparts a predetermined polarity and potential to the photosensitive member, it is required to have a stable function over a long period of time. Since the charging member is used opposite to or in contact with the photosensitive member, if the developer or its components are attached to the photosensitive member, they are physically or electrostatically attracted to the surface of the charging member. Attracts and adheres. When this phenomenon becomes remarkable, the ability to impart stable charge to the photoreceptor may be impaired, and image defects may occur.
[0004]
In order to solve such a phenomenon, there are many technical developments for reducing the friction coefficient and surface energy of the surface of the conductive member and controlling the chargeability between the surface material of the conductive member and the toner. Has been done. For example, Patent Document 1 describes a technique for forming an activated surface for the purpose of improving adhesion between a high separation forming material and a layer therebelow because a high separation forming material is provided on the surface of the charging member. Alternatively, devices and means for removing foreign substances adhering to the surface of the conductive member have been studied.
[0005]
By the way, with the recent spread of computers and peripheral devices, electrophotographic apparatuses such as printers, copiers and fax machines as information output means are strongly required to have new functions from various viewpoints. .
[0006]
One of them is the trend toward colorization, graphic images, and photographic images, and higher image quality is required than before. For that purpose, faithful image reproducibility is important, and one of the means to cope with this is the trend toward higher resolution. That is, how finely the original image is recognized and reproduced, and examples include technical development from 600 dpi to 1200 dpi or higher and appropriate image processing means.
[0007]
The trend of colorization has led to diversification of materials for transferring toner images. That is, in the past, so-called high-quality paper was mostly used, but many cardboards, coated papers, postcards, permeable films, and the like have come to be used. In general, cardboard and transmissive film have lower thermal conductivity than fine paper, and thus it is necessary to devise measures such as increasing the time required to pass through the fixing unit in order to sufficiently secure toner fixing properties. In other words, the process speed is slower than that when using ordinary paper, which means that one machine is required to have image uniformity corresponding to several types of process speeds.
[0008]
The second is due to changes in the printing environment due to changes in market form or awareness. In an environment where a communication system is provided as in the present situation, it is desired that a necessary person prints at a necessary place and when necessary. In order to cope with this, it is preferable that the time from printing to actual use becomes shorter. In order to cope with this, the electrophotographic apparatus needs to make effective use of heat. In particular, the toner is required to have a characteristic of fixing at a temperature as low as possible.
[0009]
The third is an increase in processing amount due to an absolute increase in the number of printed sheets. In order to cope with this, it is necessary to increase the speed / durability of the electrophotographic apparatus, and naturally the same is required for each member.
[0010]
When a conventional conductive member as described above is used in an electrophotographic apparatus that strongly requires such a new function, the following problems may occur.
[0011]
Depending on the specific conditions or combination of conditions, such as the voltage to be applied and the environment in which the image is output, or the image pattern to be output and the electrophotographic device to be used, fine white or black streaks or spots may occur, or conductive members In some cases, density unevenness may occur due to foreign matter adhesion to the surface or partial foreign matter adhesion unevenness. This is particularly likely to occur when an image, graphic image, photographic image or color image formed in a fine black-and-white repetitive pattern is output using an electrophotographic apparatus having a high resolution (approximately 600 dpi or more, particularly 1200 dpi or more). .
[0012]
Further, when the process speed is high (generally, the process speed is 90 mm / sec. Or more, particularly 120 mm / sec. Or more), image defects such as fogging at the front end of the image due to insufficient charge imparting ability. When the process speed is low (generally, the process speed is 90 mm / sec. Or less, particularly 60 mm / sec. Or less), image defects such as white and black fine streaks and spots are likely to occur.
[0013]
Although these phenomena are at a level that hardly poses a problem in the conventional electrophotographic apparatus, the high performance of the electrophotographic apparatus on the hardware side causes the minute unevenness of the latent image to be faithfully developed on the image. By appearing minutely. In other words, as described above, this is a problem that has become apparent as the hardware performance of the electrophotographic apparatus is improved to cope with higher image quality, and is more likely to occur as the trend toward higher image quality increases. It is a phenomenon.
[0014]
In order to solve such a phenomenon, for example, a micro surface shape control as disclosed in Patent Document 2 has been studied. Although this method is effective, it is urgently required to establish a method that can be produced by a simple method because it tends to be complicated in terms of manufacturing and consequently expensive. Further, with regard to the surface roughness, many studies have been made focusing on Rz or Ra, but the effect is not sufficient simply by setting Rz within a predetermined range. In addition, the effect is not sufficient simply by setting Ra to a predetermined range.
[0015]
In this way, in an electrophotographic apparatus that requires particularly high image quality and high durability and has several process speeds, even under various conditions, fine white and black (or light-colored) streaks and spots In addition, it is necessary to develop a technology for an inexpensive conductive member having good characteristics and a device using the same, which does not cause density unevenness due to foreign matter adhesion or partial foreign matter unevenness on the surface of the conductive member.
[0016]
Furthermore, this tendency is particularly significant in an electrophotographic apparatus that uses a toner having a low thermal efficiency fixing temperature or that employs a contact development method in which a toner that is excellent in toner scattering is easily stressed.
[0017]
In particular, in order to achieve high durability, it is of course important to improve the initial characteristics, but in addition, it is necessary to develop a technology capable of reducing the change accompanying use.
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-249381
[Patent Document 2]
JP 2000-19814 A
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and is a conductive part that is suitable for high image quality and can be suitably used for a higher-performance electrophotographic apparatus.MaterialIt is to provide a manufacturing method.
[0020]
Another object of the present invention is to provide a high-resolution (approximately 600 dpi or more, particularly 1200 dpi or more) electrophotographic apparatus or a high speed (approximately 90 mm / sec. Or more, particularly 120 mm / sec. Or more). / Electric conductivity capable of obtaining a good image over a long period of time even in an electrophotographic apparatus having two or more process speeds such as a low speed (generally a process speed of 90 mm / sec. Or less, particularly 60 mm / sec. Or less). ElementManufacturing methodIs to provide.
[0021]
Still another object of the present invention is to obtain a good image over a long period of time with less influence of the deposit on the surface of the charging member even in an electrophotographic apparatus using a toner having a low thermal efficiency fixing temperature or employing a contact development method. Conductive memberManufacturing methodIs to provide.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
According to the first invention,
(1) A conductive material having an elastic layer of foam and an outermost layer on the elastic layer, which is used in a charging method for charging an electrophotographic photosensitive member using a conductive member to which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. In a method for producing a sex member,
To the outermost layer coating applied directly above the elastic layerAcceleration voltage 150kV or less (excluding 150kV)By irradiating an electron beam and curing the outermost layer coating material to form the outermost layer,
Hardness (Asker-C) in an environment of 23 ° C./60% RH is 30 ° or more and 90 ° or less,
The arithmetic average roughness Ra of the surface is 0.05 μm or more,
10-point average roughness Rz of the surface is 10 μm or less,
A coefficient of static friction of 1.0 or less, and
Dynamic friction coefficient is 0.5 or less
There is provided a method for producing a conductive member characterized in that a conductive member is obtained.
[0023]
According to the second invention,
(2) The electric resistance value when the DC voltage of 500 V is applied to the conductive member is R (Ω), and the electric resistance value when the DC voltage of 500 V is applied without the outermost layer of the conductive member is R 1 (Ω), R / R 1 In the range of 0.01 to 1000 in the range of 15 to 30 ° C. and relative humidity of 10 to 80%, the conductive member of (1) above forming the elastic layer and the outermost layer. Manufacturing method
Will be provided.
[0024]
According to the third invention,
(3) OutermostlayerPaint forKuryl polymer compoundThingscontainsMethod for producing conductive member according to (1) or (2)
Will be provided.
[0025]
First4According to the present invention,
(4)Non-foamed portion on the surface of the foamForming the elastic layer so that there isDoMethod for producing a conductive member according to any one of (1) to (3)
Will be provided.
[0026]
First5According to the present invention,
(5) The method for producing a conductive member according to any one of (1) to (4), wherein the conductive member is used in contact with the electrophotographic photosensitive member.
Will be provided.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0028]
Conductive members used in electrophotographic devices that require high image quality and high durability and have several process speeds must be able to maintain excellent charging ability even when used for a long time. is there. There are two causes of the decrease in charging capacity due to use, the decrease in charging capacity due to the deterioration of the electrical properties of the material due to long-term energization, the developer and its components on the surface of the conductive member, the photoreceptor component, paper This is a decrease in charging ability due to physical inhibition due to the accumulation of deposits such as powder.
[0029]
From the viewpoint of how to prevent deposition of deposits such as developer and its components, photoreceptor components, paper dust, etc. on the surface of the conductive member that accompanies use, the inventor and deposits and surface properties (surface roughness and friction) We started by examining the coefficient. Regarding surface roughness, studies have been made focusing on Rz or Ra, but the relationship between the two has not been studied. Since Rz and Ra can be measured by the same measuring device, the obtained numbers are different, but the tendency is the same, that is, the permutation of Rz is considered to be the permutation of Ra as it is. However, the inventor of the present invention has come to the present invention as a result of investigations focusing on the fact that the equations for deriving Rz and Ra are naturally different and that the phenomenon cannot be sufficiently explained only by one index.
[0030]
The intention of the present invention is that it is smooth when viewed macroscopically (that is, Rz is small), but is moderately rough when viewed microscopically (that is, Ra is large). It is related. The present inventionTakeSince the surface of the conductive member is macroscopically smooth, it is effective in reducing deposits by reducing the chance of adhering foreign matter. On the other hand, since the surface is microscopically rough, It is presumed that the adhesive force can be reduced due to the air layer existing between them or the effect of increasing the surface area of the conductive member. Therefore, not only can the amount of adhesion be reduced, but also a reduction in adhesion force (there is an effect of self-cleaning because it is easily detached by moderate rubbing), and a greater effect can be obtained against adhesion of foreign matter. Therefore, it is possible to suppress long-term deterioration in charging ability due to physical obstruction caused by deposits of deposits on the surface of the conductive member, such as developer, its components, photoreceptor components, and paper dust. It greatly contributes to sex. In order to obtain such an effect, the surface of the conductive member needs to be Ra ≧ 0.05 μm and Rz ≦ 10 μm. When Ra is less than 0.05 μm, it is difficult for foreign matter to adhere, but once it starts to adhere, the self-cleaning effect is weak, so the amount of adhesion increases in a short time, while when Rz is greater than 10 μm, the amount of foreign matter is compared. Neither is desirable because it occurs early.
[0031]
On the other hand, the conductive member having the above-described surface roughness can obtain another effect that the charging ability is also excellent. The reason is still that it is smooth when viewed macroscopically (that is, Rz is small) but moderately rough when viewed microscopically (that is, Ra is large), and the substantial surface area increases. Therefore, it is estimated that the discharge area is widened. Therefore, in the charging method in which the superimposed voltage of the AC voltage and the DC voltage is applied, the AC component frequency and peak-to-peak voltage can be reduced.. ThisIn addition to the effect of increasing the surface area as described above, the improvement of the charging ability as described above works like AC because the potential on the surface of the charging member shows a pseudo uneven shape due to the uneven surface shape of the charging member. It is estimated that In addition, since it has a minute shape, irregularities are present relatively uniformly at any location on the surface of the conductive member, so that a relatively uniform discharge occurs. In other words, since any part of the conductive member is in a state where a voltage is applied relatively uniformly, a partial overload portion does not occur, and it is possible to prevent deterioration of the electrical characteristics of the material due to long-term energization as much as possible. It is considered possible. Thus, from the viewpoint of charging ability, it is more preferable that Ra <5 μm and Rz> 1 μm are satisfied.
[0032]
In addition, it has been found that such surface roughness also has an effect that the electrical resistance value and the friction coefficient (static friction coefficient, dynamic friction coefficient) can be easily controlled within the scope of the present invention.. MaIf the rubbing coefficient is outside the range of the present invention, a charging device using a conductive member driven to rotate in accordance with the rotation of the photosensitive member may cause pitch-like density unevenness due to minute rotational unevenness, which is not preferable. .
[0033]
The present inventionTakeAlthough there is no restriction | limiting in particular in a structure, a structure, and a shape of an electroconductive member, Since it is easy to obtain a stable shape normally, the thing of the roller shape which has an elastic layer on an electroconductive support body is used.
[0034]
Furthermore, if necessary, one or more layers may be provided on the elastic layer. In this case, the uppermost or outermost layer (of the electrical resistance value R (Ω) of the conductive member and the covering layer (OutermostElectric resistance R in a state without only the layer)1(Ω) is 0.01 ≦ (R / R) at a temperature of 15 to 30 ° C. and a relative humidity of 10 to 80%.1) ≦ 1000 is a charging member,When applying a voltage in which AC voltage and DC voltage are superimposedTogetherIt is preferable because a predetermined charging characteristic can be obtained.
[0035]
OutermostThe layer is not particularly limited and can be used as a conventionally known material or a combination thereof. Among them, a fluorine polymer compound, a silicone polymer compound, an acrylic polymer compound, a urethane polymer compound, If the main component is a polymer compound composed of at least one selected from olefinic compounds and ethylene oxide-containing polymer compounds, it is possible to achieve further reduction of deposits in combination with stabilization of the friction coefficient and surface roughness. Is preferable. As a typical example, for example, an acrylic polymer compound,OutermostThe layer is made by dipping, spraying, roll coating using a paint in which a conductivity imparting material, a lubricity imparting material, a crosslinking material, etc. are dispersed or dissolved in an unreacted resin solution or one or more types of reactive resin solutions. It is generally formed by a conventionally known method such as ring coating and electrostatic coating, and then heated and dried or crosslinked, or formed in a tube shape in advance and then coated by a suitable means. However, it is preferable to form a thin film by irradiating active energy rays for further productivity improvement.
[0036]
Specifically, a polymer compound having a reactive site that can impart reactivity by irradiating active energy rays is selected as a binder, or a reactive site that can impart reactivity by irradiating active energy rays. A polysynthetic monomer having a reactive site that initiates polymerization by adding a compound having a binder to the binder or irradiating active energy rays is used. Examples of such reactive sites include unsaturated groups such as C═C, C≡C, C═O, C═N, and C≡N, mainly C═C. It is not limited. In such a method, the solvent can be basically eliminated. However, when viscosity adjustment is necessary, naturally a solvent or water may be added. At this time, various additives such as a conductivity imparting agent can be added as necessary. Then, for example, after forming a coating layer by means such as coating (giving a shape according to the base layer of the elastic layer), electron beam, ultraviolet ray, visible light, (far) infrared ray, γ-ray, microwave and X It is preferable to form by reacting by irradiating energy waves such as lines.Yes.
[0037]
Above all, when an electron beam is used, there is an advantage that a polymerization initiator is not required.OutermostThis is particularly preferable because the layer can be produced and good charging characteristics are ensured. In addition, because it is a short and efficient polymerization reaction, the productivity is high, and further, because of its good permeability, the effect of inhibition of curing when a thick film or additives such as additives are present in the film. Is very small. However, depending on the type of the chain polymerizable functional group and the type of the central skeleton, the polymerization reaction may not easily proceed, and in this case, it is possible to add a polymerization initiator within a range that does not affect the polymerization reaction.
[0038]
In the case of electron beam irradiation, any type of accelerator such as a scanning type, an electro curtain type, a broad beam type, a pulse type, and a laminar type can be used. In the case of irradiating an electron beam, in the conductive member according to the present invention, the irradiation condition is very important for developing charging performance and durability performance. In the present invention, the acceleration voltageIs 150kV or less(Excluding 150kV)It is. The dose is preferably in the range of 1 Mrad to 100 Mrad, more preferably in the range of 3 Mrad to 50 Mrad. Acceleration voltage150kWhen V is exceeded, the damage to the charging performance tends to increase. Also, care should be taken because curing is likely to be insufficient when the dose is less than 1 Mrad, and deterioration is likely to occur when the dose exceeds 100 Mrad.
[0039]
MaIf necessary, a slight heat treatment may be performed thereafter.
[0040]
The film thus obtained is excellent in flexibility and heat resistance while having a high crosslink density, so if used on the surface of a conductive member, it has excellent strength, scratch / abrasion resistance, water resistance, Excellent adhesion can be achieved, which has a great effect on enhancing the durability of the conductive member. As a typical material, for example, a (meth) acrylic compound having a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, an alkylene oxide of a polyhydric alcohol, a lactone structure, an ethylenically unsaturated group, etc. in the molecule can be mentioned. .
[0041]
WhenOn the other hand, when a voltage in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed is applied, it is preferable that the elastic layer is a foam because it is possible to prevent the generation of a charging sound due to the application of the AC voltage. The foam is not particularly limited as long as the cell diameter is 20 to 500 μm and the porosity (the ratio of the total cross-sectional area of the foamed portion per unit cross-sectional area) is 10% or more, but there is little variation in characteristics and cell diameter. Furthermore, it is preferable to have open cells because not only the absolute value of the charging sound but also the periodic strength (swelling sound) is improved. Furthermore, in order to reduce the surface roughness, it is more preferable to have a non-foamed portion on the surface of the foam. For that purpose, it is preferable to foam using an outer diameter regulating member, for example, a method of injecting a material into a mold using a die and vulcanizing and foaming (in-mold foaming), or a rubber extruded tube together with a high hardness tube There is a method of foaming inside the tube while using it instead of the mold (foaming in the tube). Thinner non-foamed parts (200 μm or less as a guide) are more advantageous for lowering the hardness, but the strength is lowered and the non-foamed parts may be worn, peeled off or detached with use. (Roughly 100% modulus is 50kgf / cm2Or more, preferably 70 kgf / cm2The above coating layer is preferably provided. In this case, since the hardness of the conductive member increases when the coating layer is too thick, it is preferable that the coating layer is thin (as a guideline, 200 μm or less) as long as other physical properties are not affected.Yes.
[0042]
There are no particular restrictions on the material for the elastic layer, and all known materials can be used. However, conductivity / foaming control is easy, the degree of freedom of molecular structure control is large, or suitability for in-mold foaming. If it is liquid, it is preferably urethane because it is easy to handle, and further has an OH group at the end and an NCO group at the end (or blocked with oxime or the like to suppress reactivity). It is preferable to react with those having solids, and these may be solid, semi-solid, or liquid, but in consideration of productivity, they are liquids (or semi-solids) having a low viscosity. Preferably there is. When it is necessary to control the resistance, the resistance can be lowered by appropriately controlling the composition. However, when a lower resistance is required, an ion conductive conductivity imparting agent or an electronic conductive conductivity imparting agent is used alone. Alternatively, a compound having a structure of an ionic conductive conductivity imparting agent or an electronic conductive conductivity imparting agent may be introduced into a resin structure such as urethane. Naturally, it can be used after adding necessary additives (foaming agent, catalyst, etc.) for the purpose of characteristics, processing, cost and the like.
[0043]
By the way, the present inventionTakeThe conductive member includes at least a charging unit that charges the photosensitive member with a charging device to which a voltage is applied, a unit that forms an electrostatic latent image with exposure light, and a developing unit that visualizes the electrostatic latent image with toner. The electrophotographic apparatus can be used, and is particularly suitable as a charging member, and one or two or more of them are arranged on the photosensitive member. In these cases, the charging member is charged to a predetermined polarity and potential, and is suitable for use in a state where the charging member is in contact with the photosensitive member and loaded with an appropriate pressure. The electrophotographic apparatus used is not particularly limited, and various latent image forming means, developing means (jumping method, contact developing method, two-component magnetic brush method, other known methods), transfer means, cleaning means, fixing means, etc. In particular, a device using a cleanerless system, a device using a low-melting toner, or a contact developing system that easily gives stress to the toner, where the deposits often adhere to the surface of the charging member. It is particularly suitable for an apparatus that employs
[0044]
However, when it is required to use for a very long time, in order to have a device for removing foreign matter (hereinafter referred to as deposits) adhering to the charging member surface, It is preferable to have a means for leveling the potential of the photoreceptor in advance. There are no particular restrictions on the device for removing the deposits, but for example, a device that is brought into contact with a conductive member and scraped off by a physical force during sliding, or a conductive or semiconductive substance (metal, conductive Apply a bias by contacting or in close proximity to rubber, conductive resin, conductive brush, etc. (preferably the same polarity as the bias applied to the conductive member), and adsorb by electrostatic force to remove deposits, etc. be able to.
[0045]
As a specific example, a roller made of a conductive fur brush can be brought into contact with the surface of the conductive member to form a foreign matter removing roller. The conductive fur brush is, for example, formed into a fur brush shape obtained by adding carbon black to a fluororesin and kneading it into a fiber shape. Since the fluororesin has particularly low hygroscopicity and water absorption, the fur brush has a characteristic that the change in resistance against environmental fluctuation is very small. In this example, the foreign material removing roller is made of a fur brush, but other materials such as metal may be used. Furthermore, it is preferable to attach a rotational drive device for the foreign matter removing roller, and the rotational direction of the foreign matter removing roller is a driven direction relative to the rotational direction of the conductive member and is about 1.2 times the rotational speed of the conductive member.
[0046]
Further, as a means for performing the leveling process, there are no particular restrictions on the means or system as long as the potential of the photoreceptor before charging can be made as uniform as possible. be able to.
[0047]
There is no particular limitation on the photoconductor used in the electrophotographic apparatus, and any of the organic photoconductor and the inorganic photoconductor can be used without any limitation, but there is a preferable form in relation to the conductive member. . At this time, the film thickness of the outermost layer of the photoconductor is preferably 0.005 μm or more and 25 μm or less, and the surface roughness (Ra, Rz) of the photoconductor is also (Ra, Rz) of the conductive member. It is more preferable that each is smaller.
[0048]
The toner used in the electrophotographic apparatus is not particularly limited, and either toner particles produced by a pulverization method or a polymerization method can be used. Either a magnetic toner or a non-magnetic toner can be used. However, there are preferable forms and properties in relation to the conductive member. In particular, it is preferably substantially spherical, and the shape factor SF-1 represented by the following formula is preferably 100 to 160, and the shape factor SF-2 is preferably 100 to 140. Thus, the present inventionTakeIn an appropriate combination of a conductive member with improved adhesion and a toner, a toner having a Tg of 10 ° C. or more lower than that of the conventional toner can be used. Can be used.
[0049]
Here, SF-1 and SF-2 are measured as follows. That is, for example, 100 toner images of 2 μm or more magnified 1000 times using FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd. are randomly sampled, and the image information is, for example, an image manufactured by Nicole via an interface. A value obtained from the following formula is defined by introducing into an analysis apparatus (Luzex III) and performing analysis.
[0050]
SF-1 = {(MXLNG)2× π / (AREA) × 4} × 100
SF-2 = {(PERIME)2/ (AREA) × 4π} × 100
In the formula, MXLNG indicates the absolute maximum length of the particle, PERIME indicates the peripheral length of the particle, and AREA indicates the projection plane of the particle.
[0051]
When the shape factor SF-1 exceeds 160, the toner particles deviate from the spherical shape, or when SF-2 exceeds 140, the surface irregularities of the toner particles become remarkable. Toner particles that are non-spherical or have irregularities on the surface are scraped off by friction due to carrier by stirring or contact between toner particles, and gradually approach a spherical shape, so that the shape change becomes large and the shape change is large Therefore, the change in bulk density is large, and the toner density detection sensor tends to output an inappropriate output.
[0052]
Recently, as a method for measuring the shape of the toner simply and with good reproducibility, a dispersion is prepared by dispersing the toner in water in which a nonionic surfactant is dissolved, and the dispersion is irradiated with ultrasonic waves. A measurement method (hereinafter referred to as FPIA method) using a flow particle image analyzer (hereinafter referred to as FPIA method) has been proposed, and the measured value C1 of particles having a particle diameter of 0.6 to 2.0 μm in this FPIA method is 3 to 3. It is preferably 50% by number.
[0053]
There is no particular limitation on the method for producing the substantially spherical toner preferably used in the present invention, and the irregularly shaped toner produced by the pulverization method is stirred into a substantially spherical shape while applying energy such as mechanical force or heat. Either toner or toner particles produced by a polymerization method can be used, but the polymerization method is preferred when there is a need for stability of shape or imparting high functionality.
[0054]
The present inventionTakeThere is no particular limitation on the conductivity-imparting agent contained in the layer in contact with the photosensitive member of the conductive member, but there is a preferable relationship with the toner or the photosensitive member. It is preferable that the secondary particle size of the conductivity imparting agent contained in the layer of the conductive member in contact with the photoreceptor is smaller than the primary particle size of the toner in the developer, and is contained in the outermost layer of the photoreceptor. It is preferably smaller than the secondary particle size of the conductivity-imparting agent.
[0055]
The present inventionTakeThe conductive member is suitably used for a process cartridge that is detachable from an electrophotographic apparatus that integrally supports a charging device and at least one selected from the group of an electrophotographic photosensitive member and a developing device. Furthermore, the present inventionTakeSince the conductive member has excellent recyclability, it is very suitable for reuse.
[0056]
【Example】
Although the Example of this invention is shown below, naturally, it is not limited to these.
[0057]
First, the structure, material, manufacturing method, etc. of the member and evaluation machine used in the present invention will be described.
[0058]
(Electrophotographic apparatus 1)
FIG. 6 shows a full-color electrophotographic apparatus (copying machine or laser beam printer) using an electrophotographic process, and FIG. 7 shows a main configuration of an image forming unit arranged in a tandem manner used in the apparatus.
[0059]
In FIG. 7, the full-color image forming apparatus is arranged in tandem with first to fourth image forming units I, II, III and IV capable of forming visible images of, for example, yellow, cyan, magenta and black in the apparatus main body. Each of the image forming units I to IV includes image carriers 101a, 102a, 103a, and 104a each having a dedicated photoconductive layer. Each of the image carriers 101a to 104a is a dedicated image forming unit around it, for example, primary chargers 101b, 102b, 103b and 104b, transfer devices 101c, 102c, 103c and 104c, developing devices 101d, 102d and 103d. 104d, exposure devices 101e, 102e, 103e and 104e, cleaners 101f, 102f, 103f and 104f, and the like are disposed.
[0060]
Further, below the image carriers 101a to 104a of the image forming units I to IV, a transfer belt 108 is provided that is stretched and driven by a transfer belt driving pulley 109 and a transfer belt driven pulley 110. Further, a paper feeding unit (not shown) is arranged on the right side of the first image forming unit I, and a fixing unit (not shown) is arranged on the left side of the fourth image forming unit IV.
[0061]
In order to perform color image formation, first, in the first image forming unit I, the charge 101b is uniformly charged to the rotating image carrier 101a having the photoconductive layer, and the exposure device 101e indicated by the arrow indicates that the image is formed. Exposure is performed, and a latent image is formed on the photoconductive layer on the image carrier 101a. Next, the latent image is developed by, for example, the yellow toner developing device 101d to form a visible image.
[0062]
On the other hand, a transfer material (not shown) is conveyed from the paper feeding unit to the first image forming unit I by the transfer belt 108 driven by the transfer belt driving pulley 109 and the transfer belt driven pulley 110. In addition, the toner remaining on the photoconductive layer of the rotating image carrier 101a is removed by the cleaner 101f to prepare for the formation of a new latent image.
[0063]
A similar process is performed in the second image forming unit II, and, for example, cyan toner of another color is transferred to the transfer material. After that, such a process is continuously performed in the third and fourth image forming units III and IV to transfer a multicolor toner to the transfer material, thereby forming a desired color image. Can do.
[0064]
This digital copying machine was modified as follows to obtain an electrophotographic apparatus 1. First, the resolution is set to 1200 dpi, the process speed is set to 120 mm / s (corresponding to average quality paper) and 30 mm / s (corresponding to PET film), and the charging means of the photosensitive member is a contact type conductive roller (charging roller) ) And a superposed voltage of a DC voltage and an AC voltage (DC voltage: -700 V, AC voltage: 2 kVpp, frequency: 1 kHz, sine wave) was applied to the charging roller as a charging bias. The pre-exposure device before charging has been removed.
[0065]
Further, the developing part was changed to a contact developing method using a conductive elastic roller (developing roller), and a DC voltage of −500 V was applied as a developing bias. Furthermore, the transfer portion was changed from a transfer means using a corona charger to a roller transfer system using a conductive elastic roller.
[0066]
The present inventionTakeSchematic diagrams showing various other examples of electrophotographic apparatuses using conductive members are shown in FIGS.
[0067]
(Photoreceptor Production Example 1)
A functional layer was provided in the order of an undercoat layer, a positive charge injection preventing layer, a charge generation layer, and a charge transport layer on a φ30 mm aluminum cylinder to produce a photoreceptor 1, which was used in this embodiment.
[0068]
The undercoat layer is a conductive layer having a thickness of about 20 μm provided to level out defects in the aluminum drum and prevent the occurrence of moire due to reflection of exposure.
[0069]
The positive charge injection preventing layer is provided to prevent the positive charge injected from the aluminum support from canceling out the negative charge charged on the surface of the photoreceptor, and is formed by a polyamide resin having a thickness of about 1 μm.6The resistance is adjusted to about Ω · cm.
[0070]
The charge generation layer is a layer provided to generate positive and negative charge pairs by receiving laser exposure, and is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a titanyl phthalocyanine pigment is dispersed in a resin.
[0071]
The charge transport layer is a 17 μm thick layer in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin, and is a P-type semiconductor. Accordingly, negative charges charged on the surface of the photoreceptor cannot move through this layer, and only positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the surface of the photoreceptor.
[0072]
When the characteristics of the photoconductor 1 were measured, the thickness of the charge transport layer as the surface of the photoconductor was 12 μm, and the volume resistance value of the charge transport layer alone (surface) was 5 × 10.15Ω · cm, Rz = 1.1 μm on the surface of the photoreceptor, Ra = 0.6 μm, capacitance C (surface area of the photoreceptor 1 cm2Per) is 100 pF / cm2Met. The capacitance was measured as follows. That is, an aluminum sheet was wound on an aluminum cylinder, and a photosensitive layer was applied on the aluminum sheet under the same conditions as when the photosensitive layer was applied on the aluminum cylinder to prepare a sample for measuring capacitance. The capacitance is measured with an impedance measuring instrument (YHP 4192A), and the photosensitive member is 1 cm.2The electrostatic capacity per unit was determined.
[0073]
(Toner Production Example 1)
In ion exchange water, Na3PO4Aqueous solution and CaCl2A predetermined amount of the aqueous solution was added and stirred to obtain an aqueous medium containing calcium phosphate.
[0074]
Next, the following materials were heated and dissolved and dispersed uniformly using a granulator.
[0075]
Styrene (polymerizable monomer) 100 parts by mass
n-Butyl acrylate (polymerizable monomer) 13.5 parts by mass
Magenta colorant 4.5 parts by weight
Salicylic acid metal compound (charge control agent) 1 part by mass
Saturated polyester resin 8.5 parts by mass
Ester wax (release agent) 20 parts by weight
Here, 4 parts by mass of an azo polymerization initiator was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0076]
The polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium, heated and stirred in a nitrogen atmosphere to granulate the polymerizable monomer composition, and then polymerized. Thereafter, the residual monomer was distilled off, and after cooling, hydrochloric acid was added to dissolve the calcium phosphate salt, followed by filtration, washing with water and drying to obtain magenta toner particles (A). The measured value C1 of the obtained magenta toner particles (A) by the FPIA method was 53% by number.
[0077]
Next, the magenta toner particles (A) were air-classified to prepare resin fine particles and resin ultrafine particles. The measured value C1 of the magenta toner particles (B) after classification of the magenta toner particles (A) by the FPIA method is 25% by number. When SF-1 and SF-2 are measured, SF-1 = 130. It was found that SF-2 = 115, which was a substantially spherical shape. The weight average particle size of the magenta toner particles (B) by Coulter counter method was 7.1 μm.
[0078]
100 parts by mass of magenta toner particles (B) and a BET specific surface area of 200 m2/ G hydrophobic silica fine powder (primary average particle size 0.01 μm) 1.4 parts by mass was mixed to prepare toner 1. The measured value C1 of Toner 1 by FPIA method was 25% by number, SF-1 = 130, SF-2 = 115, and the weight average particle size by Coulter counter method was 7.1 μm. Further, the glass transition point (Tg) of the toner 1 was measured and found to be 60 ° C.
[0079]
(Developer Production Example 1)
6 parts by mass of toner 1 was mixed with 100 parts by mass of nickel zinc ferrite having an average diameter of 60 μm coated with an acrylic-modified silicone resin, and this was used in developer 1 and this example.
[0080]
Here, the electroconductive member used by the Example of this invention and a comparative example is explained in full detail below.
[0081]
(Conductive member production example 1)
<1-1 Production of Elastic Layer>
10 parts by mass of carbon black are dispersed for imparting conductivity to 100 parts by mass of urethane prepolymer (both ends OH) obtained by reacting polypropylene glycol (PPG: molecular weight 5000) and diphenylmethane diisocyanate (MDI). Next, a stainless steel core having a length of 450 mm and a diameter of 9 mm, previously coated with a conductive adhesive, was set as a conductive support at the center of a cylindrical mold having a smooth inner surface. Furthermore, the carbon black-dispersed prepolymer and the isophorone diisocyanate (IPDI) trimer (isocyanurate) are mixed into the casting machine while continuously mixing so that [NCO] / [OH] = 1.1. To feed into a cylindrical mold. At this time, a necessary amount of water is added as a foaming agent in advance. The mold is continuously moved in a heating furnace at 170 ° C. over 1 hour, and then the mold is removed from the heating furnace and then cooled to room temperature. Then, it was taken out from the mold, and a conductive sponge rubber roller without a parting line was obtained without polishing the surface as a layer having elasticity around a stainless steel core as a conductive support. This conductive sponge rubber roller has a thin non-foamed portion (skin layer) in the vicinity of the surface. The outer diameter is 16.5 mm at the center, 15.9 mm at both ends, a crown shape, and the rubber length is 380 mm. This was designated as a rubber roller 1.
[0082]
<1-2 Preparation of paint for outermost layer>
80 parts by mass of acrylic resin obtained by copolymerization of acrylamide, acrylonitrile and methyl methacrylate at a ratio of 45:12:43 (mass ratio) and 1.5 parts by mass of glycidyl methacrylate were reacted, and an ethylenically unsaturated group was further introduced. A composition composed of 100 parts by mass of an epoxy-modified acrylate and 5 parts by mass of 2-chlorothioxanthone was produced with respect to 100 parts by mass of the resin. This composition was adjusted with methyl ethyl ketone (MEK) so that the solid content (resin content) was 20% by mass, and then the surface of tin oxide treated with a fluorine-based coupling agent with respect to 100 parts by mass was treated with antimony oxide. 50 parts by mass of the doped transparent conductive powder (primary particle size 0.02 μm) was dispersed with a paint shaker for 12 hours using a medium. Thereafter, the media was separated, and the solid content (resin content) was adjusted to 5% by mass with methyl isobutyl ketone (MIBK) to obtain the outermost layer coating material 1.
[0083]
<1-3 Production of conductive member>
After the surface of the rubber roller 1 is washed with 2-butanone, the pulling speed is 100 mm / sec. The dip coating was performed. After coating, it is air-dried in an atmosphere of 20 ° C./70% RH for 30 minutes, and then irradiated with an electron beam in a nitrogen atmosphere (acceleration voltage 100kV, a dose of 20 Mrad), and the curing reaction of the outermost layer was caused to produce a conductive member 1.
[0084]
<1-4 Physical property measurement>
The following items were measured for the conductive member 1 and the rubber roller 1.
[0085]
(1) Hardness (Asker-C hardness)
The Asker-C hardness of the conductive member 1 (or rubber roller 1) was measured with a load of 1 kg using the apparatus shown in FIG. 18 in an environment of 23 ° C./60% RH. There were a total of three measurement points at both ends and the center, and the simple (arithmetic) average of these was used as Asker-C hardness of the conductive member 1 (or rubber roller 1).
[0086]
The Asker-C hardness of the rubber roller 1 was 40 ° at the left end, 36 ° at the center, and 38 ° at the right end. The simple average of 38 ° was defined as the Asker-C hardness of the rubber roller 1.
[0087]
The Asker-C hardness of the conductive member 1 is 58 ° at the left end, 53 ° at the center, and 54 ° at the right end. These simple average values of 55 ° are Asker-C hardness of the conductive member 1. did.
[0088]
(2) Coefficient of friction
The static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the conductive member 1 were measured using the means shown in FIG. This measurement method is a method suitable for the case where the measurement object has a roller shape, and is a method based on the Euler belt type. According to this, a belt (thickness 20 μm, width 30 mm, length 180 mm, material stainless steel) in contact with a conductive member as a measurement object at a predetermined angle θ has one end portion as a measurement portion (load meter), The other end is connected to a weight W. In this state, when the conductive member is rotated at a predetermined direction and speed, the friction coefficient (μ) when the force measured by the measurement unit is F (gf) and the weight of the weight is W (g) is Determined by the following formula;
μ = (1 / θ) ln (F / W)
[0089]
An example of a chart obtained by this measurement method is shown in FIG. Here, the value immediately after rotating the conductive member (t = 0 on the chart) is the force (F0) necessary to start the rotation, and the force necessary to continue the rotation thereafter (F0) Ft). Therefore, in the present invention, the force (F0) at t = 0 and the force F30 at t = 30 (seconds) are used.
μS = (1 / θ) ln (F0 / W)
μD = (1 / θ) ln (F30 / W)
And μS is defined as a static friction coefficient and μD as a dynamic friction coefficient, respectively. Here, θ is an angle (rad) formed by the conductive member and the belt, and W is a weight (g) of the weight.
[0090]
When F0 and F30 were read from the chart and determined according to the above formula, μS = 0.72 and μD = 0.30.
[0091]
The present inventionTakeAnother example of the conductive member friction coefficient measuring instrument is shown in FIG.
[0092]
(3) Electric resistance value (measured at a rotation speed of 30 rpm using the apparatus of FIG. 2)
(I) Conductive member: The electrical resistance value R of the conductive member 1 in an environment of 15 ° C./10% RH was measured, and it was 6 × 10 when a DC voltage of 10 V was applied.7Ω, 5 × 10 when a DC voltage of 500 V is applied5Ω.
[0093]
(Ii) Rubber roller 1; electric resistance value R of rubber roller 1 having no outermost layer1Was measured at a temperature of 15 to 30 ° C. and a relative humidity of 10 to 80%.4Ω ~ 7 × 104R / R because it was Ω1Was found to be in the range of 7-50.
[0094]
(4) Surface roughness
The measurement of Rz and Ra of the conductive member 1 is based on JIS standard (JISB0601-1994), using a surfcorder SE-3400 manufactured by Kosaka Laboratory, feed rate 0.5 mm / s, cut-off 0.8 mm, Measurement was performed under the condition of a measurement length of 2.5 mm. The measurement was performed at any three locations of the conductive member 1 in the bus (longitudinal) direction, and the simple average of the three values was defined as Rz and Ra of the conductive member 1.
[0095]
The conductive member 1 was measured at three locations, the right end portion, the center portion, and the left end portion, and Rz was 2.0 μm, 2.2 μm, and 1.8 μm, respectively, and Ra was 1.0 μm, 0.9 μm, and 0 Since it was 0.8 μm, a simple average of these was obtained, and Rz = 2.0 μm and Ra = 0.9 μm.
[0096]
(5) Particle size in the dispersed state in the coating film (secondary particle size)
The surface layer cross section of the conductive member 1 was observed with a 100-fold electron microscope, and the particle size (secondary particle size) in a dispersed state in the surface layer was determined from a simple average at five arbitrary locations. Since the secondary particle size was 0.6 μm, 0.8 μm, 1.0 μm, 1.5 μm and 2.6 μm, the dispersed particle size (secondary particle size) of the conductivity imparting material of the conductive member 1 was 1. It was found to be 3 μm. Since the secondary particle size is not necessarily spherical (the cross section is a circle), the average of the longest portion and the shortest portion is used.
[0097]
(Conductive member production example 4)
<4-1 Production of Elastic Layer>
100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene rubber (hereinafter CSM; Hypalon 40, manufactured by Du Pont), 10 parts by mass of carbon black, 3 parts by mass of hydrous silicic acid (Nipseal VN3, manufactured by Nippon Silica), 1 part by mass of diethylene glycol, naphthene series 5 parts by mass of process oil (Diana Process Oil NM-280, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), 5 parts by mass of DOP, 1 part by mass of sub (Tsubura Sub, manufactured by Temma Sub Chemical Company), 1 part by mass of stearic acid, 6 parts by mass of magnesium oxide, 3 parts by mass of pentaerythritol and 2 parts by mass of dipentamethylene thiuram tetrasulfide (Soccinol TRA, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were added and kneaded with a sufficiently cooled open roll to prepare a rubber compound 4-1.
[0098]
Next, 100 parts by mass of epichlorohydrin rubber (Epichromer CG, manufactured by Daiso Corporation), 1 part by mass of stearic acid, 3 parts by mass of clay, Ca (OH)2 4.4 parts by mass, CaO 3 parts by mass, hydrous silicic acid (Nipseal VN3, manufactured by Nippon Silica) 9 parts by mass, diethylene glycol 0.9 parts by mass, naphthenic process oil (molecular weight 5000) 15 parts by mass, carbon black 15 parts by mass After kneading with a well-cooled kneader and aging overnight in a cool and dark place kept at 20 ° C. or less, 1.2 parts by weight of pentalit, 2.3 parts by weight of polythiol vulcanizing agent, and 8 parts by weight of organic foaming agent are added. The mixture was kneaded with an open roll to obtain rubber compound 4-2.
[0099]
While simultaneously extruding rubber compounds 4-1 and 4-2 with an extruder, a conductive support is applied by supplying a stainless steel core having a length of 450 mm and a diameter of 8.05 mm, previously coated with a conductive adhesive, and coextrusion. Thus, an unvulcanized roller having a rubber compound 4-2 around and a rubber compound 4-1 around it was obtained.
[0100]
After the unvulcanized rubber roller was inserted into the cylindrical mold used in the rubber roller 1, the computer was controlled so as to move in a heating furnace maintained at 170 ° C. over 1 hour. After leaving the heating furnace, it is cooled and taken out from the mold to obtain a two-layer sponge roller having a hydrin sponge around the stainless steel core as a conductive support and a CSM solid around it, and this is a rubber roller. It was set to 4.
[0101]
<4-2 Production of paint for outermost layer>
The outermost layer paint 1 was used.
[0102]
<4-3 Production of conductive member>
After the surface of the rubber roller 4 is washed with 2-butanone, the lifting speed is 100 mm / sec. The dip coating was performed. After coating, air-dry for 30 minutes in an atmosphere of 20 ° C / 70% RH, and then irradiate with an electron beam in a nitrogen atmosphere (electron beam acceleration 70 kV, 12 minutes) to cause the outermost layer to undergo a curing reaction and become conductive. Member 4 was produced.
[0103]
<4-4 Physical property measurement>
Measurements were performed in the same manner as the conductive member 1 and the rubber roller 1.
[0104]
(Conductive member production example 5)
<5-1 Production of Elastic Layer>
A rubber roller 1 was used.
[0105]
<5-2 Preparation of paint for outermost layer>
N-methoxymethylated polyamide was dissolved in methanol to prepare a 30% by mass solution. 10 mass of basic carbon black was dispersed for 12 hours with a paint shaker using media with respect to 100 mass parts of methoxymethylated polyamide in the solution. Thereafter, the media was separated to obtain the outermost layer coating material 5.
[0106]
<5-3 Production of conductive member>
After the surface of the rubber roller 1 is washed with 2-butanone, the lifting speed is 100 mm / sec. The dip coating was performed. After coating, it was air-dried in an atmosphere of 20 ° C./70% RH for 30 minutes, and then heated in an oven at 150 ° C. for 30 minutes to produce a conductive member 5.
[0107]
<5-4 Physical property measurement>
Measurements were performed in the same manner as the conductive member 1 and the rubber roller 1.
[0108]
Table 1 shows the configuration of the conductive member, Table 2 shows the physical properties of the rubber roller, and Table 3 shows the physical properties of the conductive member.
[0109]
[Table 1]
[0110]
[Table 2]
[0111]
[Table 3]
[0112]
Examples carried out using these conductive members and electrophotographic apparatus will be described below.
[0113]
Example 1
The combinations shown in Table 4 were performed. The conductive member was used for the primary charging application of the photoreceptor, and the evaluation was performed in the following two conditions.
[0114]
(1) Durability was performed up to 10,000 sheets using high-quality paper at a process speed of 120 mm / sec, and image evaluation was performed every 2000 sheets from the beginning. In the image evaluation, the charging uniformity in the halftone image (1 dot 2 spaces) and other image properties were visually observed. The durability condition is an environment of 23 ° C./65% RH, and the evaluation mode is 3% character original, A4 landscape feed, and continuous paper feed.
[0115]
(2) The charging uniformity in a halftone image (1 dot 2 spaces) on a PET film was visually evaluated at a process speed of 30 mm / sec. Evaluation after 10,000 sheets is evaluation of image quality with a PET film after the durability of (1).
[0116]
As a result, the present inventionObtained by manufacturing methodAlthough the conductive member is different from the initial through durability, it can be seen that a relatively good image can be obtained and it is suitable for a PET film, and the conductive member has good characteristics. It was.
[0117]
Also,Reference Example 1-1Then, it evaluated about recyclability. By gently wiping the surface of the conductive member used in Example 1-1 with a dry cloth, most of the surface deposits were captured and could be easily cleaned. When this conductive member was evaluated again under the same conditions as in Example 1, it was found that the level was slightly better than when it was new, but it was relatively good and excellent in high durability and recyclability.
[0118]
Thus, the present inventionObtained by manufacturing methodThe conductive member can easily remove the attached dirt, so it does not require complicated steps such as washing with water or solvent or removing the entire surface layer to re-form the surface layer. Cleaning can be performed by simple means such as air blow. The cleaned charging roller almost recovered its original function, and a good image can be obtained. However, the level seems to be slightly inferior to the first use. BookReference exampleThen, it was confirmed up to three uses by cleaning, but there is a possibility of further use.
[0119]
ResultThe results are shown in Table 4.
[0120]
[Table 4]
[0121]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a conductive member that has stable and excellent conductive characteristics over a long period of time.It was.
[0122]
In addition, the present inventionConductive member obtained by the manufacturing method ofIs,Particularly, an electrophotographic apparatus having a high image quality (600 dpi or higher resolution, particularly 1200 dpi or higher) or a high speed (approximately 90 mm / sec. Or higher, particularly 120 mm / sec. Or higher) / low speed (approximately 90 mm / sec or higher process speed). In the following, in particular, an electrophotographic apparatus having two or more process speeds, such as an electrophotographic apparatus having high durability (10,000 sheets), such as an electrophotographic apparatus having a high durability (10,000 sheets) or less. It can be particularly suitably used in a photographic apparatus. In particular, in an electrophotographic apparatus that applies a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a DC voltage, an excellent effect that not only the absolute value of the charging sound can be reduced but also the beat can be reduced is obtained..
[0123]
Furthermore, it can be used well not only for an electrophotographic apparatus adopting a contact development method in which foreign matter adheres easily to the surface of a conductive member or an electrophotographic apparatus having a cleaner-less system, but in the past. In addition to being excellent in properties as a conductive member, such as being able to be used even with low Tg toner, which has been difficult to achieve, the range of usable properties of toner used in the vicinity thereof can be expanded, etc. The advantages of the electrophotographic apparatus and the cartridge are great, and as a result, there is an excellent advantage that the electrophotographic apparatus can greatly contribute to energy saving.
[0124]
In addition, the present inventionObtained by manufacturing methodSince the conductive member is very recyclable, it has an excellent advantage that a conductive member that can be used repeatedly can be supplied by a simple cleaning method.
[0125]
In addition, in the present invention, a conductive member having good characteristics can be obtained simply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the present invention.TakeIt is sectional drawing which shows an example of an electroconductive member.
(A) to (f) and (i) to (l) are roller shapes
(G) Belt shape, (h) Plate / blade shape
FIG. 2TakeIt is the schematic of the resistance value measuring device of an electroconductive member.
FIG. 3TakeIt is an example of the friction coefficient measuring device of an electroconductive member.
4 is an example of a chart when measured using the friction coefficient measuring device of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 shows the present invention.TakeIt is another example of the friction coefficient measuring device of an electroconductive member.
FIG. 6TakeIt is the schematic which shows the example of the full-color electrophotographic apparatus of a tandem system using an electroconductive member.
7 is an enlarged view of an image forming unit of the tandem full-color electrophotographic apparatus of FIG. 6;
FIG. 8TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 9Take1 is a schematic diagram illustrating an example of a belt-shaped intermediate transfer type full-color electrophotographic apparatus using a conductive member.
FIG. 10 shows the present invention.Take1 is a schematic diagram illustrating an example of a drum-shaped intermediate transfer color electrophotographic apparatus using a conductive member.
FIG. 11 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 12 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 13 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 14 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 15 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 16 shows the present invention.TakeAnother example of an electrophotographic apparatus using a conductive member {an example where the conductive member is separated from the photosensitive member, and the conductive member may be either stationary or rotating (forward or reverse with respect to the rotating direction of the photosensitive member)} FIG.
FIG. 17 shows the present invention.TakeIt is the schematic which shows another example of the electrophotographic apparatus using an electroconductive member.
FIG. 18 shows the present invention.TakeIt is an example of the hardness (Asker-C) measuring device of an electroconductive member.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charging member
2a Conductive support
2b-1 Conductive elastic layer (sponge)
2b-2 Conductive elastic layer (solid)
2b-3 conductive brush
2c Coating layer (intermediate layer)
2d coating layer (Outermostlayer)
2y, 2z Surface treatment layer (2y = 2z, 2y ≠ 2z can be used)
3 Exposure light
4 Developer
5 Transfer material
6 Transfer device
7 Fixing device
8 Cleaning device
9 Conductive member Foreign material removal member
10 Transfer material guide
11 Paper feed roller
13 Photosensitive drum cleaning device
15 Fixing device
20, 60 Belt-shaped transfer member
26, 27, 28, 29 Bias power supply
37, 38 Roller charger
39 Cleaning roller
41 Yellow color developing device
42 Magenta color developing device
43 Cyan developing device
44 Black color developing device
61 Tension roller
62 Transfer counter roller
63 Secondary transfer roller
64 Secondary transfer counter roller
600 metal drum
601 power supply
602 Ammeter
W load
N effective length
Claims (5)
該弾性層の直上に塗布された最外層用塗料に、加速電圧１５０ｋＶ以下（但し１５０ｋＶを除く）で電子線を照射し、該最外層用塗料を硬化させて該最外層を形成することによって、
２３℃／６０％ＲＨ環境下での硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が３０°以上９０°以下、
表面の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以上、
表面の十点平均粗さＲｚが１０μｍ以下、
静摩擦係数が１．０以下、かつ、
動摩擦係数が０．５以下
の導電性部材を得ることを特徴とする導電性部材の製造方法。A conductive member having an elastic layer of foam and an outermost layer on the elastic layer, which is used in a charging method for charging an electrophotographic photosensitive member using a conductive member to which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. In the manufacturing method,
By irradiating the outermost layer coating material applied immediately above the elastic layer with an electron beam at an acceleration voltage of 150 kV or less (excluding 150 kV), the outermost layer coating material is cured to form the outermost layer,
Hardness (Asker-C) at 23 ° C./60% RH environment is 30 ° or more and 90 ° or less,
The arithmetic average roughness Ra of the surface is 0.05 μm or more,
10-point average roughness Rz of the surface is 10 μm or less,
A coefficient of static friction of 1.0 or less, and
A method for producing a conductive member, comprising obtaining a conductive member having a dynamic friction coefficient of 0.5 or less.
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