JP5338103B2 - Elastic member for image forming apparatus, charging device for image forming apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置用の弾性部材、画像形成装置用の帯電装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an elastic member for an image forming apparatus, a charging device for the image forming apparatus, and an image forming apparatus.
帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、従来より弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤などの低分子成分が弾性層中を移動し表面に析出する、いわゆるブリードやブルームが発生する問題があった。析出した低分子成分は像保持体表面へ転移してしまい、画像上では白抜けが発生する事が問題として認識されている。そのため、使用するイオン導電剤の種類を限定したり、導電剤として電子伝導性のカーボンブラックなどを使用してブリード現象を回避する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In a charging device that uses an elastic roll as a charging member in contact with an image carrier such as a photoconductor, low molecular components such as impurities, plasticizers, and ionic conductive agents in the elastic layer move in the elastic layer. There was a problem that so-called bleed or bloom occurred on the surface. The deposited low molecular weight component is transferred to the surface of the image carrier, and it is recognized as a problem that white spots occur on the image. For this reason, a method has been proposed in which the type of ionic conductive agent to be used is limited or a bleed phenomenon is avoided by using electronic conductive carbon black or the like as the conductive agent (for example, see Patent Document 1).
また、表層の下部(基材側)にブリードを阻止する機能をもつ高分子材料を塗布して、物理的にブリードを防御する方法もとられている。例えば、ダイヤモンドコート等のコート材により物理的に阻止する方法が考えられる(例えば、特許文献2参照)。 Also, there is a method of physically preventing bleed by applying a polymer material having a function of preventing bleed to the lower part (base material side) of the surface layer. For example, a method of physically blocking with a coating material such as diamond coating is conceivable (see, for example, Patent Document 2).
一方上記とは別に、帯電部材としての弾性ロールを感光体等の像保持体に接触させて使用する帯電装置では、弾性層が吸湿することによりHClが生成され、基材を侵食することにより凸部が表層に形成され、画像欠陥となる問題があった。これに対し従来では、メッキを基材に施すことによりサビを防止する方法が提案されている(例えば、特許文献3および4参照)。
本発明の目的は、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の弾性部材、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される画像形成装置用の帯電装置、および画像の白抜けが抑制される画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の弾性部材、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される画像形成装置用の帯電装置、凸部による画像欠陥の発生が抑制される画像形成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an elastic member for an image forming apparatus in which precipitation of low molecular components such as impurities and plasticizers and ionic conductive agents in the elastic layer on the surface of the surface layer, impurities and plasticizers in the elastic layer, An object of the present invention is to provide a charging device for an image forming apparatus in which precipitation of a low molecular component such as an ionic conductive agent on the surface of the surface layer is suppressed, and an image forming apparatus in which whiteout of an image is suppressed.
Another object of the present invention is to suppress the rust of the base material and suppress the occurrence of convex portions on the surface of the surface layer, an elastic member for an image forming apparatus, suppress the rust of the base material, and the convex portions on the surface of the surface layer. It is an object of the present invention to provide a charging device for an image forming apparatus in which the occurrence of image defects is suppressed and an image forming apparatus in which the occurrence of image defects due to convex portions is suppressed.
上記目的は下記の本発明により達成される。
すなわち、請求項1に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、樹脂と導電剤とを含む表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。
The above object is achieved by the present invention described below.
That is, the invention according to claim 1 includes an elastic layer, a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, a resin and a conductive material. An elastic member for an image forming apparatus having a surface layer containing an agent in this order.
請求項2に係る発明は、前記被覆層の基材側表面に接して形成される層における該被覆層に接する面の表面粗さを(Sm1)、前記被覆層の膜厚を(T1)とした場合に、Sm1≧T1の関係を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置用の弾性部材である。 In the invention according to claim 2, the surface roughness of the surface in contact with the coating layer in the layer formed in contact with the substrate side surface of the coating layer is (Sm1), and the film thickness of the coating layer is (T1). 2. The elastic member for an image forming apparatus according to claim 1, wherein a relationship of Sm1 ≧ T1 is satisfied.
請求項3に係る発明は、前記弾性層が、表面に露出している領域を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置用の弾性部材である。 The invention according to claim 3 is the elastic member for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the elastic layer has a region exposed on a surface.
請求項4に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする画像形成装置用の弾性部材である。 The invention according to claim 4 has a coating layer formed of a coating material which is formed so as to be in contact with at least the surface of the base material and which includes carbon atoms and which has both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms. An elastic member for an image forming apparatus having an elastic layer and a surface layer in this order on a layer.
請求項5に係る発明は、前記基材の被覆層に接する面の表面粗さを(Sm2)、前記被覆層の膜厚を(T2)とした場合に、Sm2≧T2の関係を有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置用の弾性部材である。 The invention according to claim 5 has a relationship of Sm2 ≧ T2 when the surface roughness of the surface of the substrate in contact with the coating layer is (Sm2) and the film thickness of the coating layer is (T2). The elastic member for an image forming apparatus according to claim 4.
請求項6に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された第1の被覆層を有し、該第1の被覆層上に弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された第2の被覆層と、表層と、をこの順に有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の画像形成装置用の弾性部材である。 The invention according to claim 6 has a first coating layer that is formed so as to be in contact with at least the surface of the substrate, and is formed of a coating material that includes carbon atoms and has both the SP2 structure and the SP3 structure of the carbon atoms. And an elastic layer on the first coating layer, a second coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, and a surface layer in this order. The elastic member for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is an image forming apparatus.
請求項7に係る発明は、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、樹脂と導電剤とを含む表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。 The invention according to claim 7 includes an elastic layer on at least a substrate, a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, a resin and a conductive agent. A charging device for an image forming apparatus , comprising: a charging member having a surface layer including: a surface layer in this order;
請求項8に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置用の帯電装置である。 The invention according to claim 8 is the charging device for an image forming apparatus according to claim 7, wherein the charging member has a roll shape.
請求項9に係る発明は、前記帯電部材の表面に接触して清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像形成装置用の帯電装置である。 The invention according to claim 9 is the charging device for an image forming apparatus according to claim 7 or 8, further comprising cleaning means for cleaning the surface of the charging member in contact with the surface.
請求項10に係る発明は、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備え、該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置である。 The invention according to claim 10 has a coating layer formed of a coating material which is formed so as to be in contact with at least the surface of the base material and includes carbon atoms and which has both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms. A charging device for an image forming apparatus, comprising a charging member having an elastic layer and a surface layer in this order on a layer, and charging a charged object by the charging member.
請求項11に係る発明は、前記帯電部材がロール形状であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置用の帯電装置である。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the charging device for an image forming apparatus according to the tenth aspect, the charging member has a roll shape.
請求項12に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、樹脂と導電剤とを含む表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。 The invention according to claim 12 is formed on the surface of the image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. At least a developing unit that develops the latent image with toner and visualizes the toner image as a toner image, and a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium. A charging device comprising a charging member having a layer, a coating layer containing carbon atoms and a coating layer formed of a coating material having both an SP2 structure and an SP3 structure based on the carbon atoms , and a surface layer containing a resin and a conductive agent in this order An image forming apparatus using the means.
請求項13に係る発明は、前記像保持体が高硬度の表面保護層を有することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置である。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth aspect, the image carrier has a surface protective layer having a high hardness.
請求項14に係る発明は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置である。 According to a fourteenth aspect of the present invention, an image carrier is formed on the surface of the image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. And developing means for developing the latent image with toner into a visible image as a toner image, and transfer means for transferring the toner image to a recording medium. The charging means is at least in contact with the substrate surface. And a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both an SP2 structure and an SP3 structure based on the carbon atoms, and having an elastic layer and a surface layer in this order on the coating layer An image forming apparatus using a charging unit including a member.
請求項1に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。 According to the first aspect of the invention, compared to the case where the coating layer of this configuration is not provided, precipitation of low molecular components such as impurities in the elastic layer, plasticizer, and ionic conductive agent on the surface of the surface layer is suppressed. .
請求項2に係る発明によれば、Sm1≧T1の関係を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出をより抑制し得る被覆層とすることができる。 According to the second aspect of the invention, compared to the case where there is no relationship of Sm1 ≧ T1, the precipitation of low molecular components such as impurities, plasticizers and ionic conductive agents in the elastic layer on the surface of the surface layer is further suppressed. The resulting coating layer can be obtained.
請求項3に係る発明によれば、弾性層が表面に露出した領域を有さない場合に比べ、低分子成分の発生が多い場合にも弾性層の膨れが抑制される。 According to the third aspect of the present invention, the swelling of the elastic layer is suppressed even when a low molecular component is generated more than when the elastic layer does not have a region exposed on the surface.
請求項4に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。 According to the invention which concerns on Claim 4, compared with the case where it does not have the coating layer of this structure, the rust of a base material is suppressed and generation | occurrence | production of the convex part in the surface layer surface is suppressed.
請求項5に係る発明によれば、Sm2≧T2の関係を有さない場合に比べ、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生をより抑制し得る被覆層とすることができる。 According to the invention which concerns on Claim 5, compared with the case where it does not have the relationship of Sm2> = T2, the rust of a base material is suppressed and it can be set as the coating layer which can suppress generation | occurrence | production of the convex part in the surface layer surface more. .
請求項6に係る発明によれば、本構成の第1の被覆層および第2の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制されると共に、基材のサビを抑制し、表層表面における凸部の発生が抑制される。 According to the invention which concerns on Claim 6, compared with the case where it does not have the 1st coating layer and 2nd coating layer of this structure, it is low molecular-components, such as an impurity in an elastic layer, a plasticizer, and an ionic conductive agent. While the precipitation to the surface layer surface is suppressed, the rust of a base material is suppressed and generation | occurrence | production of the convex part in a surface layer surface is suppressed.
請求項7に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、弾性層中の不純物や可塑剤、イオン導電剤等の低分子成分の表層表面への析出が抑制される。 According to the seventh aspect of the invention, the surface layer of the low molecular component such as impurities, plasticizer, ionic conductive agent and the like in the elastic layer has excellent chargeability as compared with the case where the coating layer of this configuration is not provided. Precipitation on the surface is suppressed.
請求項8に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。 According to the eighth aspect of the present invention, the occurrence of image quality defects such as black streaks is reduced compared to a case where the shape is not a roll shape, and it is easy to provide a cleaning device on the charging surface, which is highly reliable and has a long life. A long charging device is realized.
請求項9に係る発明によれば、表層より基材側に本構成の被覆層を有さない場合に比べ、被覆層の剥がれが抑制される。 According to the invention which concerns on Claim 9, peeling of a coating layer is suppressed compared with the case where it does not have a coating layer of this structure in the base material side from a surface layer.
請求項10に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、優れた帯電性を有すると共に、基材のサビが抑制され、表層表面における凸部の発生が抑制される。 According to the tenth aspect of the present invention, as compared with the case where the coating layer of this configuration is not provided, it has excellent chargeability, rust of the base material is suppressed, and occurrence of convex portions on the surface of the surface layer is suppressed. .
請求項11に係る発明によれば、ロール形状でない場合に比べ、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減され、且つ帯電面にクリーニング装置を具備することが容易であり、信頼性が高く寿命が長い帯電装置が実現される。 According to the eleventh aspect of the present invention, the occurrence of image quality defects such as black streaks is reduced compared to the case where the shape is not a roll shape, and it is easy to provide a cleaning device on the charging surface, which is highly reliable and has a long life. A long charging device is realized.
請求項12に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、画像の白抜けが抑制され、画質に優れた画像が形成される。 According to the twelfth aspect of the invention, compared to the case where the coating layer having this configuration is not provided, white spots of the image are suppressed and an image having excellent image quality is formed.
請求項13に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、弾性層から析出する低分子成分による像保持体表面へのフィルミングの発生が抑制される。 According to the thirteenth aspect of the present invention, the occurrence of filming on the surface of the image carrier due to the low molecular component precipitated from the elastic layer is suppressed as compared with the case where the coating layer having this configuration is not provided.
請求項14に係る発明によれば、本構成の被覆層を有さない場合に比べ、凸部による画像欠陥の発生が抑制され、画質に優れた画像が形成される。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the occurrence of image defects due to the convex portions is suppressed, and an image with excellent image quality is formed, as compared with the case where the coating layer having this configuration is not provided.
[第1の画像形成装置]
以下、好ましい態様である第1の実施形態に係る画像形成装置(本明細書において「第1の画像形成装置」と称す)について詳細に説明する。
第1の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
但し、第1の画像形成装置の帯電部材の表層には、樹脂と導電剤とを含む表層を適用する。
[First image forming apparatus]
Hereinafter, an image forming apparatus according to the first embodiment which is a preferable aspect (hereinafter referred to as “first image forming apparatus”) will be described in detail.
The first image forming apparatus is formed on an image holding member, a charging unit that charges the image holding member, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image holding member, and an image holding member surface. At least a developing unit that develops the latent image with toner and visualizes the toner image as a toner image, and a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium. The charging means includes a charging member including a layer, a coating layer containing carbon atoms and a coating material having both the SP2 structure and the SP3 structure of the carbon atoms, and a surface layer in this order.
However, a surface layer containing a resin and a conductive agent is applied to the surface layer of the charging member of the first image forming apparatus.
上記第1の画像形成装置を図1に例示する。図1に示す第1の画像形成装置は、像保持体としての感光体10を具備し、その周囲に、感光体10表面を帯電させる帯電装置(帯電部材)としての帯電ロール12と、露光装置14と、現像装置16と、クリーニング装置18とを有し、さらに、転写ロール20が設けられている。また、帯電ロール12の周囲には、帯電ロール12表面を清掃する清掃手段としてのクリーニング装置24が設けられている。 The first image forming apparatus is illustrated in FIG. A first image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a photoconductor 10 as an image carrier, and a charging roll 12 as a charging device (charging member) around which the surface of the photoconductor 10 is charged, and an exposure device. 14, a developing device 16, and a cleaning device 18, and a transfer roll 20 is further provided. Further, a cleaning device 24 is provided around the charging roll 12 as a cleaning unit that cleans the surface of the charging roll 12.
感光体10は、矢印方向に沿って所定の表面速度(例えば、100mm/sec程度)で回転駆動する。感光体10の表面には、帯電ロール12が接触している。帯電ロール12は、感光体10の回転によって従動回転するように配置されている。そして、感光体10の表面を−700V程度の所定の電位に帯電させる。その後、この感光体10の表面には、露光装置14により画像露光が施されて露光部が除電され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体10の表面に形成された静電潜像は、画像部の電位が−150V以下のレベルとなり、現像装置16によって−600V程度の現像バイアスが印加された状態で現像され、感光体10の表面には、−極性のトナー像が形成される。現像されたトナー像は感光体10の回転によって、回転する転写ロール20と感光体10とで挟持された領域(転写部)に至り、転写材22上に転写される。このとき、転写ロール20には、1000V以上4000V以下程度の電圧が印加される。トナー像が転写された転写材22は、図示されない定着装置に搬送され、当該定着装置によりトナー像が転写材22上に熱および/または圧力によって定着される。 The photosensitive member 10 is rotationally driven at a predetermined surface speed (for example, about 100 mm / sec) along the arrow direction. A charging roll 12 is in contact with the surface of the photoreceptor 10. The charging roll 12 is disposed so as to be driven and rotated by the rotation of the photoreceptor 10. Then, the surface of the photoreceptor 10 is charged to a predetermined potential of about −700V. Thereafter, an image exposure is performed by the exposure device 14 on the surface of the photoconductor 10 so that the exposed portion is neutralized, and an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed. The electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 10 is developed in a state where the potential of the image portion is at a level of −150 V or less and a developing bias of about −600 V is applied by the developing device 16. A negative toner image is formed on the surface. The developed toner image reaches an area (transfer portion) sandwiched between the rotating transfer roll 20 and the photosensitive member 10 by the rotation of the photosensitive member 10, and is transferred onto the transfer material 22. At this time, a voltage of about 1000 V or more and 4000 V or less is applied to the transfer roll 20. The transfer material 22 onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device (not shown), and the toner image is fixed on the transfer material 22 by heat and / or pressure.
転写後の感光体10上には、転写材22上に転写されなかったトナーが付着物として残留する。この残留トナーは、感光体10の表面に接触するクリーニング装置18によって感光体10の表面から除去される。また、それでも感光体10の表面から除去されなかった残留トナー等が、帯電ロール12表面に付着した場合には、帯電ロール12の表面に接触するクリーニング装置24によって帯電ロール12の表面が清掃される。その後、清浄な感光体10の表面は、回転とともに帯電装置12に達して、上記の一連の動作を繰り返すことになる。
尚、上記画像形成装置においては、クリーニング装置18を不要とするクリーナレス画像形成装置とすることもできる。
Toner that has not been transferred onto the transfer material 22 remains on the photosensitive member 10 after transfer as deposits. The residual toner is removed from the surface of the photoconductor 10 by the cleaning device 18 that contacts the surface of the photoconductor 10. Further, when residual toner or the like that has not been removed from the surface of the photoreceptor 10 still adheres to the surface of the charging roll 12, the surface of the charging roll 12 is cleaned by the cleaning device 24 that contacts the surface of the charging roll 12. . Thereafter, the surface of the clean photoreceptor 10 reaches the charging device 12 as it rotates, and the above-described series of operations is repeated.
The image forming apparatus can be a cleanerless image forming apparatus that does not require the cleaning device 18.
以下、第1の画像形成装置に設けられる各部材について、詳細に説明する。 Hereinafter, each member provided in the first image forming apparatus will be described in detail.
(帯電装置)
帯電装置は、感光体(被帯電体)に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第1の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り弾性層と被覆層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる。中でもロール形状に形成されていることがより好ましい。ロール形状であることにより、常に感光体10と接触する面が変化しているため、例えばクリーニング装置18をすり抜けてきた微少な外添剤などが帯電面に堆積し、黒スジなどの画質欠陥の発生が低減される。また、ロール形状であることにより、帯電面にクリーニング装置24を具備することが容易であり、より信頼性が高く寿命が長い帯電装置12が実現される。
(Charging device)
The charging device includes a charging member that performs charging by contacting a photoreceptor (charged body). The charging member in the first embodiment has an elastic layer, a coating layer, and a surface layer as described above, and the shape thereof is formed in a roll shape. In addition, the shape is not limited as long as it has the above-described layer structure, can stably contact with the object to be charged, and can apply a charge to the surface of the object to be charged by applying a voltage. It can be in various shapes such as a plate shape, a block shape, and a spherical shape. Among these, it is more preferable that the film is formed in a roll shape. Because of the roll shape, the surface that is always in contact with the photoconductor 10 is changed, so that, for example, a minute external additive that has passed through the cleaning device 18 accumulates on the charged surface and causes image quality defects such as black stripes. Occurrence is reduced. In addition, the roll shape makes it easy to provide the cleaning device 24 on the charging surface, and the charging device 12 with higher reliability and longer life can be realized.
帯電部材としての帯電ロール12の層構成を図2に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材122上に、弾性層124が形成され、さらに該弾性層124上に、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層126Aが形成される。また、最表層としての表層132が、前記被覆層126A上に抵抗調整層128、保護層130を介して形成される。 The layer structure of the charging roll 12 as a charging member is shown in FIG. An elastic layer 124 is formed on a solid columnar or hollow cylindrical base material 122, and the coating material further includes carbon atoms on the elastic layer 124 and has both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms. The covering layer 126A formed in the above is formed. A surface layer 132 as the outermost layer is formed on the covering layer 126 </ b> A via the resistance adjusting layer 128 and the protective layer 130.
−基材−
基材122は、帯電部材の電極および支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金;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る(ここで、導電性とは体積抵抗率で1.0×109Ωcm以下の範囲を意味し、以下同様である)。
-Base material-
The base material 122 functions as an electrode and a supporting member of the charging member, and includes, for example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, and stainless steel; iron plated with chromium, nickel, etc .; conductive resin; (Here, conductive means a volume resistivity in the range of 1.0 × 10 9 Ωcm or less, and the same applies hereinafter).
−弾性層−
弾性層124は、帯電部材が適切な圧力で被帯電体表面に接触し、被帯電体表面を良好に帯電できるよう、被帯電体と接触領域を形成し、さらに帯電部材を所定の抵抗値とするために設けられる。
尚、第1の実施形態における帯電ロール12では、弾性層124が表面に露出している領域を有することが好ましい。表面に露出している態様としては、例えば帯電ロール12の軸方向両端表面において弾性層124が露出している態様(より具体的には、帯電ロール12の側面(軸方向両端)が覆われておらず、帯電ロール12の層構成がそのまま観察し得る状態で形成されており、弾性層124も露出している態様)が挙げられる。
-Elastic layer-
The elastic layer 124 forms a contact region with the member to be charged so that the charging member contacts the surface of the member to be charged with an appropriate pressure, and the surface of the member to be charged can be satisfactorily charged. To be provided.
Note that the charging roll 12 in the first embodiment preferably has a region where the elastic layer 124 is exposed on the surface. As an aspect exposed on the surface, for example, an aspect in which the elastic layer 124 is exposed on both axial surfaces of the charging roll 12 (more specifically, the side surfaces (both axial ends) of the charging roll 12 are covered). And the layer structure of the charging roll 12 is formed so that it can be observed as it is, and the elastic layer 124 is also exposed).
この弾性層124は、例えば、ゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。 The elastic layer 124 is formed, for example, by dispersing a conductive agent in a rubber material. Rubber materials include isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, ethylene-propylene. -Diene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, natural rubber and the like, and blended rubbers thereof. Of these, isoprene rubber, silicone rubber, and ethylene propylene rubber are preferably used. These rubber materials may be foamed or non-foamed.
また、上記のほかに弾性層124として、導電剤を分散させた発泡体も用いられる。該発泡体としては、スポンジ(連続気泡)、発泡プラスチック(独立気泡)、ラバーフォーム、不織布、発泡スチロール等が挙げられる。中でも、連続気泡、独立気泡の高分子材料からなる発泡体が好ましく用いられる。 In addition to the above, a foam in which a conductive agent is dispersed is also used as the elastic layer 124. Examples of the foam include sponge (open cell), foamed plastic (closed cell), rubber foam, non-woven fabric, and polystyrene foam. Among them, a foam made of a polymer material having open cells and closed cells is preferably used.
尚、弾性層124としての発泡体はその表面に凹凸を有しており、後述の被覆層126Aを形成する観点および良好な帯電性の観点等から、弾性層124の表層132側表面に接触するように、ゴム材や樹脂等からなる中間層を形成することが好ましい。
該中間層の材質として、ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらのブレンドゴム等が挙げられる。また、樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネ−ト、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、PEN、PEK、PES、PPS、PFA、PVdF、ETFE、CTFE等が挙げられる。
Note that the foam as the elastic layer 124 has irregularities on the surface thereof, and comes into contact with the surface of the elastic layer 124 on the surface layer 132 side from the viewpoint of forming a coating layer 126A, which will be described later, and from the viewpoint of good chargeability. Thus, it is preferable to form an intermediate layer made of a rubber material or a resin.
As the material of the intermediate layer, rubber materials include isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide. Examples thereof include copolymer rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, natural rubber, and blended rubbers thereof. Examples of the resin include polyester, polyamide, polyethylene, polycarbonate, polyolefin, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polyimide, PEN, PEK, PES, PPS, PFA, PVdF, ETFE, and CTFE.
前記導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、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;熱分解カーボン、グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;を挙げることができる。 As the conductive agent, an electronic conductive agent or an ionic conductive agent is used. Examples of electronic conductive agents include carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; pyrolytic carbon, graphite; various conductive metals or alloys such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel; tin oxide, indium oxide, titanium oxide Examples thereof include fine powders such as various conductive metal oxides such as tin oxide-antimony oxide solid solution and tin oxide-indium oxide solid solution; Examples of ionic conductive agents include perchlorates and chlorates such as tetraethylammonium and lauryltrimethylammonium; alkali metals such as lithium and magnesium; perchlorates and chlorates of alkaline earth metals Can be mentioned.
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。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材または発泡体100質量部に対して、1質量部以上50質量部以下の範囲であることが好ましく、5質量部以上35質量部以下の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材または発泡体100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下の範囲であることが好ましく、0.1質量部以上4質量部以下の範囲であることがより好ましい。 These conductive agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of addition is not particularly limited, but in the case of the electronic conductive agent, the amount is preferably in the range of 1 part by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber material or foam. More preferably, it is in the range of not less than 35 parts and not more than 35 parts by mass. On the other hand, in the case of the ionic conductive agent, the range is preferably 0.01 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more and 4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber material or foam. More preferably, it is the range.
これにより、弾性層124の体積抵抗値を2×102Ωcm以上5×109Ωcm以下の範囲に調整することが好ましい。この体積抵抗値は、後述する抵抗調整層128の体積抵抗値と密接に関連する。また、前記弾性層124の硬度は、アスカーC硬度で70°以下であることが好ましい。 Thereby, it is preferable to adjust the volume resistance value of the elastic layer 124 to a range of 2 × 10 2 Ωcm to 5 × 10 9 Ωcm. This volume resistance value is closely related to the volume resistance value of the resistance adjustment layer 128 described later. The elastic layer 124 preferably has an Asker C hardness of 70 ° or less.
−被覆層−
第1の実施形態における帯電ロール12では、上記弾性層124上に(弾性層124が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に)被覆層126Aが形成される。
まず、被覆層126Aを構成する「炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造のいずれも有する材料(以下、単に「アモルファスカーボン」と称す)」について図を用いて説明する。図3は前記アモルファスカーボンの結合の違いによる関係を分かり易く示した概念図である。
炭素は混成軌道の違いにより結合できる原子の数が異なり、図3に示すように、その結晶構造によりSP2結合している炭素原子からなるグラファイトから、SP3結合している炭素原子からなる高硬度のダイヤモンドに分類できる。そして、前記アモルファスカーボンはSP2結合とSP3結合とが混在した炭素原子からなるアモルファス膜(即ち、図3において三角で囲われている領域)である。
-Coating layer-
In the charging roll 12 according to the first embodiment, the covering layer 126A is formed on the elastic layer 124 (when the elastic layer 124 is a foam, preferably on the intermediate layer as described above).
First, “a material containing both carbon atoms and having both an SP2 structure and an SP3 structure (hereinafter simply referred to as“ amorphous carbon ”)” constituting the covering layer 126A will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship due to the difference in bonding of the amorphous carbon in an easy-to-understand manner.
Carbon has different numbers of atoms that can be bonded due to the difference in hybrid orbitals. As shown in FIG. 3, the crystal structure is composed of graphite composed of SP2-bonded carbon atoms and high hardness composed of SP3-bonded carbon atoms. Can be classified as diamond. The amorphous carbon is an amorphous film composed of carbon atoms in which SP2 bonds and SP3 bonds are mixed (that is, a region surrounded by a triangle in FIG. 3).
これらの中でも、第1の実施形態におけるアモルファスカーボンとしては、後述の理由から、水素原子の含有量が10atm%以下であり、且つSP3結合している炭素原子の比率が40%以上であるテトラヘドラルアモルファスカーボン(図3に示す「Ta−C」)が特に好ましい。
尚ここで、図3における「Ga−C」はグラファイト系(グラファイトに近い)のアモルファスカーボン(即ち、SP3結合が40%未満のアモルファスカーボン)を表し、「aCH」はamorphous Hydrogenated Carbonを表す。
Among these, the amorphous carbon in the first embodiment is a tetrahedra having a hydrogen atom content of 10 atm% or less and a SP3 bonded carbon atom ratio of 40% or more for the reasons described later. Particularly preferred is amorphous carbon ("Ta-C" shown in FIG. 3).
Here, “Ga-C” in FIG. 3 represents graphite-based (close to graphite) amorphous carbon (that is, amorphous carbon having an SP3 bond of less than 40%), and “aCH” represents amorphous Hydrogenated Carbon.
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層126Aは、炭素原子の結合状態を制御することによって硬度を制御することができる。炭素原子の結合状態を制御するためには、アモルファスカーボンが形成される面に到達した時のスパッタ炭素原子のエネルギー状態を制御することが必要であり、このためにはイオン照射によりカーボン原子のエネルギー状態を制御する手法が有効と考えられる。 The coating layer 126A formed of the amorphous carbon can control the hardness by controlling the bonding state of carbon atoms. In order to control the bonding state of carbon atoms, it is necessary to control the energy state of sputtered carbon atoms when they reach the surface on which amorphous carbon is formed. The method of controlling the state is considered effective.
上記アモルファスカーボンで形成された被覆層126Aは、例えば、化学気相成長法(CVD法)、物理気相成長法(PVD法)、フィルター・カソード・バキューム・アーク法(FCVA法)等によって形成することができる。これらの中でも、炭素原子のエネルギー状態のばらつきを良好に抑制し、後述するようにSP3結合の比率を高めることができるとの観点から、前記FCVA法が特に好ましい。FCVA法ではフィルタリングしたばらつきのないイオンを照射することができ、SP3結合比率が高く膜厚の薄い層を形成することができる。またFCVA法によれば、形成面の形状に忠実に成膜することができる。 The coating layer 126A formed of amorphous carbon is formed by, for example, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), filter / cathode / vacuum arc (FCVA), or the like. be able to. Among these, the FCVA method is particularly preferable from the viewpoint that the variation in the energy state of carbon atoms can be satisfactorily suppressed and the SP3 bond ratio can be increased as described later. The FCVA method can irradiate filtered ions without variation, and can form a thin layer with a high SP3 bond ratio. Further, according to the FCVA method, a film can be formed faithfully to the shape of the formation surface.
ここで、Ta−C層の形成についてより詳細に説明する。
Ta−C層の成膜は、炭素原子または炭素原子と所望の他の原子、あるいは他の複数原子をプラズマ化し、イオン化された原子を前記弾性層124上に(弾性層124が発泡体である場合には、好ましくは前記の通り中間層上に)付着させて形成される。前記Ta−C層として、導電性や耐磨耗性の観点から、SP2構造とSP3構造との総和に対するSP3構造の比率が40%以上85%以下とすることが好適である。
例えば、Ta−C層の形成は上記FCVA技術により行うことが可能であり、前記FCVA技術自体は従来公知、例えば帯電装置ではないが、磁気ディスクに耐磨耗膜を形成する特開2001−195717号公報や、現像ロール表面に耐磨耗膜を形成する特開2005−173141号公報等に記載の方法を採用することができる。
Here, the formation of the Ta—C layer will be described in more detail.
In forming the Ta-C layer, carbon atoms, carbon atoms and other desired atoms, or other plural atoms are converted into plasma, and the ionized atoms are formed on the elastic layer 124 (the elastic layer 124 is a foam). In some cases, it is preferably deposited on the intermediate layer as described above. As the Ta—C layer, it is preferable that the ratio of the SP3 structure to the sum of the SP2 structure and the SP3 structure is 40% or more and 85% or less from the viewpoint of conductivity and wear resistance.
For example, the Ta-C layer can be formed by the FCVA technique described above. The FCVA technique itself is conventionally known, for example, a charging device, but a wear resistant film is formed on a magnetic disk. And a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-173141 for forming a wear-resistant film on the surface of the developing roll can be employed.
ここで、FCVA装置について図を用いて説明する。
図4は、FCVA装置を説明する概念図である。40は炭素イオン発生源であり、カソード41とアノード42とで挟持される領域の真空アーク放電により炭素イオンC+を生じさせる。カソード41はディスク状の高純度グラファイトから成る。炭素イオン発生源40で生じた炭素イオンC+は、フィルター43を通過した後に試料T上に成膜される。フィルター43は電場および磁場を利用して必要とされる炭素イオンのみを通過させるものであり、不必要に大きな炭素粒子や中性の炭素原子はこのフィルター43によって取り除かれる。
Here, the FCVA apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the FCVA device. Reference numeral 40 denotes a carbon ion generation source, which generates carbon ions C + by vacuum arc discharge in a region sandwiched between the cathode 41 and the anode 42. The cathode 41 is made of disk-shaped high purity graphite. Carbon ions C + generated from the carbon ion generation source 40 pass through the filter 43 and are then formed on the sample T. The filter 43 allows only necessary carbon ions to pass through using an electric field and a magnetic field. Unnecessarily large carbon particles and neutral carbon atoms are removed by the filter 43.
フィルター43の出口には磁気コイル44が設けられており、この磁気コイル44で炭素イオンビームをスキャンすることにより試料Tに形成されるアモルファスカーボン膜が良好に形成されるよう制御する。なお、試料Tにはバイアス電圧を印加することができる。試料Tに到達するイオンのエネルギーはこのバイアス電圧に依存しており、バイアス電圧により膜特性を変えることができる。 A magnetic coil 44 is provided at the outlet of the filter 43, and the magnetic coil 44 is controlled so that an amorphous carbon film formed on the sample T is favorably formed by scanning a carbon ion beam. A bias voltage can be applied to the sample T. The energy of ions reaching the sample T depends on the bias voltage, and the film characteristics can be changed by the bias voltage.
第1の実施形態における帯電ロール12を製造する際には、前記試料Tの位置に弾性層124を形成した基材122を配置することによって被覆層126Aを形成することができる。詳しくは、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出・堆積させる、フィルター・カソード・バキューム・アーク(FCVA)法により行うことができ、島津製作所製のFCVA装置を用いて行うことができる。形成条件としては、成膜温度0℃以上80℃以下(より好ましくは20℃以上80℃以下、特に好ましくは40℃以上80℃以下)、成膜速度1.5nm/sが好ましい。 When manufacturing the charging roll 12 in the first embodiment, the covering layer 126A can be formed by disposing the base material 122 on which the elastic layer 124 is formed at the position of the sample T. Specifically, it can be carried out by a filter-cathode-vacuum-arc (FCVA) method in which carbon plasma is generated by graphite vacuum arc discharge, and ionized carbon is extracted and deposited therefrom. Can be used. As formation conditions, a film formation temperature of 0 ° C. or higher and 80 ° C. or lower (more preferably 20 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, particularly preferably 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower) and a film formation rate of 1.5 nm / s are preferable.
[被覆層(アモルファスカーボン層)の物性]
(1)水素原子の含有量
第1の実施形態における帯電ロール12は、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造のいずれも有する材料(アモルファスカーボン)で形成された被覆層126Aを有する。該アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は10atm%以下であることが好ましい。また、7atm%以下であることがより好ましく、5atm%以下であることが特に好ましい。尚、上記アモルファスカーボンにおける水素原子の含有量は、被覆層126Aから深さ1nmまでを水素前方散乱法(HFS)により測定することで算出される。
[Physical properties of coating layer (amorphous carbon layer)]
(1) Content of Hydrogen Atoms The charging roll 12 in the first embodiment has a coating layer 126A formed of a material (amorphous carbon) containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms. . The content of hydrogen atoms in the amorphous carbon is preferably 10 atm% or less. Moreover, it is more preferable that it is 7 atm% or less, and it is especially preferable that it is 5 atm% or less. The content of hydrogen atoms in the amorphous carbon is calculated by measuring from the coating layer 126A to a depth of 1 nm by the hydrogen forward scattering method (HFS).
(2)炭素原子SP3比率
また、上記アモルファスカーボンは、構成する炭素原子の内、SP3結合している炭素原子の比率が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが更に好ましい。尚、上記SP3結合している炭素原子の比率は、透過電子顕微鏡(TEM)に接続した電子線エネルギー損失スペクトルでエネルギー損失関数によるピークを波形分離し、その各ピークの面積比から算出される。
(2) Carbon atom SP3 ratio In addition, the amorphous carbon has a SP3 bonded carbon atom ratio of 50% or more, more preferably 70% or more, of the carbon atoms constituting the amorphous carbon. More preferably, it is 80% or more. The SP3-bonded carbon atom ratio is calculated from the area ratio of each peak obtained by separating the peaks of the energy loss function from the electron beam energy loss spectrum connected to a transmission electron microscope (TEM).
水素原子の含有量を10atm%以下とし、かつ炭素原子SP3比率50%以上とするためには、被覆層126Aの形成を前記FCVA装置によって行う場合であれば、印加電圧のバイアスや波形を変えてイオン粒子のエネルギーレベルを調整することにより、制御可能である。 In order to set the hydrogen atom content to 10 atm% or less and the carbon atom SP3 ratio to 50% or more, if the coating layer 126A is formed by the FCVA apparatus, the bias and waveform of the applied voltage are changed. It can be controlled by adjusting the energy level of the ion particles.
尚、第1の実施形態における帯電ロール12では、弾性層124の表面に直接被覆層126Aを形成しているが、被覆層126Aは、弾性層124と表層132とで挟持される領域に形成されていれば、弾性層124表面に直接形成されている必要はない。例えば弾性層124表面に後述の抵抗調整層128や保護層130等を介した上に、被覆層126Aが形成されていてもよい。 In the charging roll 12 according to the first embodiment, the coating layer 126A is formed directly on the surface of the elastic layer 124. However, the coating layer 126A is formed in a region sandwiched between the elastic layer 124 and the surface layer 132. If it is, it is not necessary to be formed directly on the surface of the elastic layer 124. For example, a coating layer 126A may be formed on the surface of the elastic layer 124 via a resistance adjusting layer 128, a protective layer 130, and the like, which will be described later.
また、被覆層126Aの基材122側表面に接して形成される層、即ち第1の実施形態における帯電ロール12では弾性層124における該被覆層126Aに接する面の表面粗さを(Sm1)、被覆層126Aの膜厚を(T1)とした場合、Sm1≧T1の関係を有することが好ましい。 Further, the surface roughness of the layer formed in contact with the surface of the coating layer 126A on the base material 122 side, that is, the surface of the elastic layer 124 in contact with the coating layer 126A in the charging roll 12 in the first embodiment (Sm1), When the film thickness of the coating layer 126A is (T1), it is preferable to have a relationship of Sm1 ≧ T1.
ここで、弾性層124における該被覆層126Aに接する面の表面粗さを制御する方法としては、弾性層124が前述のゴム材で構成されている場合であれば、研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。研磨せずに成型する場合には、ゴム材を形成する型の内面に所望の粗さをあらかじめ刻印しておくことにより、ゴム材表面の粗さが制御される。また、弾性層124が前述の発泡体で構成されている場合であれば、さらに形成される中間層において、表面に所望の粗さを設けた前述の樹脂やゴムからなる円筒状チューブを被せる方法や、発泡体そのものの発泡セル径および密度を制御することにより、中間層を介して所望の粗さとなるように調整する方法、中間層に所望の表面粗さとなる粒子を分散する方法等によって制御される。
また、弾性層124の表面に抵抗調整層128や保護層130等を介して被覆層126Aが形成されている場合には、該抵抗調整層128や保護層130における該被覆層126Aに接する面の表面粗さ(Sm1)との関係で、Sm1≧T1の関係を有することが好ましい。
Here, as a method of controlling the surface roughness of the surface of the elastic layer 124 in contact with the coating layer 126A, if the elastic layer 124 is made of the rubber material described above, the roughness of the grindstone to be polished is set. There are a method of adjusting, a method of adjusting the rotation speed and rotation direction of the rubber material and the grindstone at the time of polishing, and the like. In the case of molding without polishing, the roughness of the surface of the rubber material is controlled by previously marking the desired roughness on the inner surface of the mold for forming the rubber material. If the elastic layer 124 is made of the above-mentioned foam, a method of covering the cylindrical tube made of the above-described resin or rubber having a desired roughness on the surface of the intermediate layer to be further formed Or by controlling the foam cell diameter and density of the foam itself to adjust to a desired roughness through the intermediate layer, or by dispersing particles with the desired surface roughness in the intermediate layer, etc. Is done.
Further, when the covering layer 126A is formed on the surface of the elastic layer 124 via the resistance adjusting layer 128, the protective layer 130, or the like, the surface of the resistance adjusting layer 128 or the protective layer 130 in contact with the covering layer 126A. It is preferable to have a relationship of Sm1 ≧ T1 in relation to the surface roughness (Sm1).
尚、弾性層124や抵抗調整層128、保護層130の表面粗さ(Sm1)は、JIS B0601(1994)に準じて測定される。
また、被覆層126Aの膜厚(T1)は以下の方法により測定される。弾性部材を各層が積層された基材122に対して垂直方向にカットし(帯電ロール12であれば、基材122に対して垂直方向になるように各層をカットし)、カットされた面をSEM像により観察して被覆層126Aの膜厚が測定される。尚、測定場所は、カットされた面において両端から3cmの箇所と中心に当たる箇所との3点で、各点ごとに3箇所(即ちカットする箇所が3箇所)測定した合計9箇所の平均値を求めて、膜厚とした。
The surface roughness (Sm1) of the elastic layer 124, the resistance adjusting layer 128, and the protective layer 130 is measured according to JIS B0601 (1994).
The film thickness (T1) of the coating layer 126A is measured by the following method. The elastic member is cut in the vertical direction with respect to the base material 122 on which each layer is laminated (in the case of the charging roll 12, each layer is cut in the vertical direction with respect to the base material 122), and the cut surface is The film thickness of the coating layer 126A is measured by observation with an SEM image. In addition, the measurement place is an average value of a total of nine places measured at three points (that is, three places to be cut) for each point at three points, a point 3 cm from both ends on the cut surface and a point corresponding to the center. The film thickness was obtained.
−抵抗調整層および保護層−
弾性層124の表面に形成された被覆層126A上に直接表層132を形成してもよいが、第1の実施形態における帯電ロール12においては帯電部材の抵抗調整のために抵抗調整層128が設けられる。またさらに、被帯電体表面の汚染防止等の観点から保護層130が設けられる。また、必要に応じて弾性層124と抵抗調整層128とで挟持される領域に電極層を設けてもよい。尚、該電極層とは、弾性層124中における導電性粒子が偏って存在することによる電流の集中を分散させるために設けられるものであり、導電性無機物質のみから構成される。
-Resistance adjustment layer and protective layer-
The surface layer 132 may be formed directly on the coating layer 126A formed on the surface of the elastic layer 124. However, the charging roll 12 in the first embodiment is provided with a resistance adjusting layer 128 for adjusting the resistance of the charging member. It is done. Furthermore, a protective layer 130 is provided from the viewpoint of preventing contamination of the surface of the member to be charged. Further, an electrode layer may be provided in a region sandwiched between the elastic layer 124 and the resistance adjusting layer 128 as necessary. The electrode layer is provided in order to disperse the concentration of current due to the presence of the conductive particles in the elastic layer 124 in an uneven manner, and is composed only of a conductive inorganic substance.
抵抗調整層128は、帯電部材を所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、樹脂中に前記した導電性粒子を分散させた薄膜から構成される。用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂等の樹脂が好適である。また、導電剤としては、前記弾性層124に用いたものが好ましく用いられる。 The resistance adjustment layer 128 is provided to adjust the charging member to a predetermined resistance value, and is composed of a thin film in which the conductive particles are dispersed in a resin. Although it does not specifically limit as resin used, Resins, such as a polyurethane, polyamide, polyester, an acrylic resin, are suitable. As the conductive agent, those used for the elastic layer 124 are preferably used.
上記導電剤の添加量は特に制限はないが、例えば電子導電剤の場合は、用いられる樹脂100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下の範囲であることが好ましく、5質量部以上35質量部以下の範囲であることがより好ましい。 The amount of the conductive agent added is not particularly limited. For example, in the case of an electronic conductive agent, it is preferably in the range of 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin used. A range of 35 parts by mass or less is more preferable.
こうして抵抗調整層128の体積抵抗値は3×103Ωcm以上5×1010Ωcm以下の範囲に調整されることが好ましい。また、抵抗調整層128の膜厚は、1μm以上500μm以下の範囲、さらには5μm以上400μm以下の範囲にあることが好ましい。 Thus, the volume resistance value of the resistance adjustment layer 128 is preferably adjusted to a range of 3 × 10 3 Ωcm to 5 × 10 10 Ωcm. The thickness of the resistance adjustment layer 128 is preferably in the range of 1 μm to 500 μm, and more preferably in the range of 5 μm to 400 μm.
抵抗調整層128の表面にさらに形成される保護層130は、帯電部材が被帯電体表面に固着するのを防止するための層として機能する。さらに、被帯電体表面に残留したトナーおよびその外添剤による帯電部材の汚染や、被帯電体表面への紙粉等の付着や固着を防止して、帯電性能の低下やそれに起因する画質欠陥の発生を防止するために設けられる。 The protective layer 130 further formed on the surface of the resistance adjustment layer 128 functions as a layer for preventing the charging member from adhering to the surface of the member to be charged. Furthermore, the charging member is prevented from being contaminated by the toner remaining on the surface of the body to be charged and its external additives, and the paper powder adheres to and adheres to the surface of the body to be charged. It is provided to prevent the occurrence of
上記保護層130を構成する材料は、特に制限されるものではなく、被帯電体に対する汚染性が少なく、比較的柔軟である樹脂やゴム等を用いることができる。また、抵抗調整層128の表面にUV照射、熱処理、カップリング剤等による化学処理を施す等により、抵抗調整層128と物性、組成が異なる層を形成し保護層130としてもよい。 The material forming the protective layer 130 is not particularly limited, and a resin, rubber, or the like that has little contamination with respect to an object to be charged and is relatively flexible can be used. Alternatively, the protective layer 130 may be formed by forming a layer having physical properties and composition different from those of the resistance adjustment layer 128 by performing chemical treatment using UV irradiation, heat treatment, a coupling agent, or the like on the surface of the resistance adjustment layer 128.
−表層−
表層132は、被覆層126A、抵抗調整層128あるいは保護層130の表面(特に、帯電部材の周囲)に形成されるものである。
-Surface layer-
The surface layer 132 is formed on the surface of the covering layer 126A, the resistance adjusting layer 128, or the protective layer 130 (particularly around the charging member).
表層132に使用されるバインダー樹脂としては共重合ナイロン、メラミン架橋ポリエステル等が挙げられる。またその他にも、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、PMMAまたはPMBA等のアクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリ尿素、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。 Examples of the binder resin used for the surface layer 132 include copolymer nylon and melamine crosslinked polyester. Other examples include polyester, polyamide, polyurethane, melamine resin, acrylic resin such as PMMA or PMBA, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyarylate, polycarbonate, phenoxy resin, polyurea, and polyvinyl acetate.
また、表層132には導電剤を添加してもよく、該導電剤としては前記弾性層124に添加される導電剤として列挙されたものを、そのまま適用することができる。 Further, a conductive agent may be added to the surface layer 132, and as the conductive agent, those listed as conductive agents added to the elastic layer 124 can be applied as they are.
また、表層132中にはフッ素系樹脂粒子を含有させてもよい。
フッ素系樹脂粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロエチレンプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が挙げられる。
The surface layer 132 may contain fluorine resin particles.
Fluorine resin particles include polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyhexafluoroethylenepropylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polydichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetra Examples include fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, tetrafluoroethylene-ethylene copolymers, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers.
フッ素系樹脂粒子の一次粒径は体積平均粒径として、0.05μm以上1μm以下とすることが好ましく、0.1μm以上0.5μm以下とすることがより好ましい。
フッ素系樹脂粒子の含有量は、全体の抵抗等を考慮して、表層132の全量の1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
The primary particle diameter of the fluorine-based resin particles is preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, as a volume average particle diameter.
The content of the fluorine-based resin particles is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the surface layer 132 in consideration of the overall resistance and the like.
帯電装置の帯電方式は、交流等の振動電圧に直流を重畳した電圧を印加して感光体10を帯電する方式、および直流電圧のみを印加して感光体10を帯電する方式、のいずれでもよいが、前者の重畳した電圧を印加する方式が好ましい。 The charging method of the charging device may be either a method of charging the photoconductor 10 by applying a voltage in which a direct current is superimposed on an oscillating voltage such as an alternating current, or a method of charging the photoconductor 10 by applying only a DC voltage. However, the former method of applying the superimposed voltage is preferable.
(帯電ロール用クリーニング装置)
第1の画像形成装置においては、帯電ロール12に接するように、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置(清掃手段)24が設けられている。上記クリーニングブレードとしては、例えばSUS、高硬度の弾性体など、従来公知の素材によって形成されたブレードが用いられる。
(Charging roll cleaning device)
In the first image forming apparatus, a cleaning device (cleaning means) 24 provided with a cleaning blade is provided so as to be in contact with the charging roll 12. As the cleaning blade, for example, a blade formed of a conventionally known material such as SUS or a high hardness elastic body is used.
(感光体)
第1の画像形成装置に使用される感光体は、導電性支持体上に有機感光層が形成されている。有機感光層は、少なくとも、電荷発生材料を含み適当な樹脂を結着材(バインダー樹脂)として結着してなる電荷発生層と、電荷輸送材料をバインダー樹脂中に分散あるいは溶解させた電荷輸送層と、の2層を含み、必要に応じて、下引き層や保護層等が形成されている。また、上記感光体の最表面には高硬度の表面保護層が形成されている。
(Photoconductor)
The photosensitive member used in the first image forming apparatus has an organic photosensitive layer formed on a conductive support. The organic photosensitive layer includes at least a charge generation layer formed by binding a suitable resin containing a charge generation material as a binder (binder resin), and a charge transport layer in which the charge transport material is dispersed or dissolved in the binder resin. And an undercoat layer, a protective layer, and the like are formed as necessary. A high-hardness surface protective layer is formed on the outermost surface of the photoreceptor.
−導電性支持体−
導電性支持体としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。
例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類;アルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ITO等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等;導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等;が挙げられる。さらに、必要に応じて導電性支持体の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の陽極酸化処理、薬品処理あるいは着色処理等、または、砂目立て、液体ホーニング等の乱反射処理を行うことができる。
-Conductive support-
Any conductive support may be used as long as it is conventionally used.
For example, metals such as aluminum, nickel, chromium, stainless steel; plastic films provided with thin films such as aluminum, titanium, nickel, chromium, stainless steel, gold, vanadium, tin oxide, indium oxide, ITO; And paper coated with or impregnated with an agent, plastic film, and the like. Furthermore, if necessary, the surface of the conductive support can be subjected to various treatments within a range that does not affect the image quality. For example, surface anodization treatment, chemical treatment or coloring treatment, or irregular reflection treatment such as graining or liquid honing can be performed.
導電性支持体の表面には、所望に応じて下引き層が形成されてもよい。下引き層はポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子等を含有する有機金属化合物等がある。これらの化合物は単独あるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
下引き層の厚さは、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.2μm以上30μm以下であることがより好ましい。
An undercoat layer may be formed on the surface of the conductive support as desired. The undercoat layer is an acetal resin such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol resin, polyamide resin, cellulose resin, gelatin, polyurethane resin, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate In addition to polymer resin compounds such as maleic anhydride resin, silicone resin, phenol-formaldehyde resin, and melamine resin, there are organometallic compounds containing zirconium, titanium, aluminum, manganese, silicon atoms, and the like. These compounds can be used alone or as a mixture or polycondensate of a plurality of compounds.
The thickness of the undercoat layer is preferably from 0.1 μm to 50 μm, and more preferably from 0.2 μm to 30 μm.
−電荷発生層−
電荷発生層は、導電性支持体上(下引き層が形成される場合は、該下引き層上)に形成される。
電荷発生層に含有される電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能であり、特に、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.4゜、16.6゜、25.5゜および28.3゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.7゜、9.3゜、16.9゜、17.5゜、22.4゜および28.8゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも7.5゜、9.9゜、12.5゜、16.3゜、18.6゜、25.1゜および28.3゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、CuKα特性X線に対するブラッグ角(2θ±0.2゜)の少なくとも9.6゜、24.1゜および27.2゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を使用することができる。
-Charge generation layer-
The charge generation layer is formed on the conductive support (when the undercoat layer is formed, on the undercoat layer).
As the charge generation material contained in the charge generation layer, phthalocyanine pigments such as metal-free phthalocyanine, chlorogallium phthalocyanine, hydroxygallium phthalocyanine, dichlorotin phthalocyanine, and titanyl phthalocyanine can be used. Chlorogallium phthalocyanine crystal having strong diffraction peaks at least at 7.4 °, 16.6 °, 25.5 ° and 28.3 ° of (2θ ± 0.2 °), Bragg angle (2θ ± 0.2 °) metal-free phthalocyanine crystal having strong diffraction peaks at 7.7 °, 9.3 °, 16.9 °, 17.5 °, 22.4 ° and 28.8 °, CuKα characteristic X Bragg angle to the line (2θ ± 0.2 °) at least 7.5 °, 9.9 °, 12.5 A hydroxygallium phthalocyanine crystal having strong diffraction peaks at 16.3 °, 18.6 °, 25.1 ° and 28.3 °, a Bragg angle (2θ ± 0.2 °) with respect to CuKα characteristic X-ray of at least 9. Titanyl phthalocyanine crystals having strong diffraction peaks at 6 °, 24.1 ° and 27.2 ° can be used.
その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。
以上のような電荷発生材料は、単独または2種以上を混合して使用することができる。
In addition, as the charge generation material, a quinone pigment, a perylene pigment, an indigo pigment, a bisbenzimidazole pigment, an anthrone pigment, a quinacridone pigment, and the like can be used.
The above charge generation materials can be used alone or in admixture of two or more.
電荷発生層における結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。すなわち、ビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプ等のポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール等である。これらの結着樹脂は、単独あるいは2種以上混合して用いることが可能である。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比(質量比)は、10:1〜1:10の範囲であることが好ましい。
Examples of the binder resin in the charge generation layer include the following. That is, polycarbonate resin such as bisphenol A type or bisphenol Z type, polyester resin, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, styrene-butadiene copolymer resin, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer Examples thereof include a coalescing resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride resin, silicone resin, phenol-formaldehyde resin, poly-N-vinylcarbazole and the like. These binder resins can be used alone or in combination of two or more.
The compounding ratio (mass ratio) of the charge generating material and the binder resin is preferably in the range of 10: 1 to 1:10.
電荷発生材料の分散に使用される溶剤としては、結着樹脂を溶解するものを適当に選択することができる。電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、高圧ホモジナイザー等の方法を用いることができる。 As a solvent used for dispersion of the charge generating material, a solvent capable of dissolving the binder resin can be appropriately selected. As a method for dispersing the charge generating material in the resin, methods such as a roll mill, a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor, a sand mill, a colloid mill, and a high pressure homogenizer can be used.
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレイ塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷発生層の膜厚は、一般には0.01μm以上5μm以下、好ましくは0.05μm以上2.0μm以下の範囲に設定される。 Examples of the coating method include dip coating, push-up coating, spray coating, roll coater coating, and gravure coater coating. The film thickness of the charge generation layer is generally set in the range of 0.01 μm to 5 μm, preferably 0.05 μm to 2.0 μm.
−電荷輸送層−
電荷輸送層は、電荷発生層上に形成される。
電荷輸送材料としては、例えば、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体;1,3,5−トリフェニル−ピラゾリン、1−[ピリジル−(2)]−3−(p−ジエチルアミノスチリル)−5−(p−ジエチルアミノスチリル)ピラゾリン等のピラゾリン誘導体;トリフェニルアミン、トリ(p−メチルフェニル)アミニル−4−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第3級アミノ化合物;N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第3級ジアミノ化合物;3−(4’−ジメチルアミノフェニル)−5,6−ジ−(4’−メトキシフェニル)−1,2,4−トリアジン等の1,2,4−トリアジン誘導体;4−ジエチルアミノベンズアルデヒド−1,1−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体;2−フェニル−4−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体;6−ヒドロキシ−2,3−ジ(p−メトキシフェニル)ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体;p−(2,2−ジフェニルビニル)−N,N−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体;エナミン誘導体;N−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体;ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体;等の正孔輸送物質を挙げることができる。
-Charge transport layer-
The charge transport layer is formed on the charge generation layer.
Examples of the charge transport material include oxadiazole derivatives such as 2,5-bis (p-diethylaminophenyl) -1,3,4-oxadiazole; 1,3,5-triphenyl-pyrazolin, 1- [ Pyrazoline derivatives such as pyridyl- (2)]-3- (p-diethylaminostyryl) -5- (p-diethylaminostyryl) pyrazolin; triphenylamine, tri (p-methylphenyl) aminyl-4-amine, dibenzylaniline Aromatic tertiary amino compounds such as N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine etc .; 3- (4′-dimethylaminophenyl) 1,2,4-triazine derivatives such as -5,6-di- (4'-methoxyphenyl) -1,2,4-triazine; 4-diethylaminobenza Hydrazone derivatives such as rudehydr-1,1-diphenylhydrazone; quinazoline derivatives such as 2-phenyl-4-styryl-quinazoline; benzofuran derivatives such as 6-hydroxy-2,3-di (p-methoxyphenyl) benzofuran; p- Α-stilbene derivatives such as (2,2-diphenylvinyl) -N, N-diphenylaniline; enamine derivatives; carbazole derivatives such as N-ethylcarbazole; poly-N-vinylcarbazole and derivatives thereof; Can be mentioned.
また、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物;テトラアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物;キサントン系化合物;チオフェン化合物;等の電子輸送物質を挙げることが可能で、上記した化合物からなる基を主鎖または側鎖に有する重合体等も挙げることができる。これらの電荷輸送材料は、1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。 In addition, quinone compounds such as chloranil and broanthraquinone; tetraanoquinodimethane compounds; fluorenone compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone and 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone; xanthone An electron transport material such as a compound; a thiophene compound; and the like, and a polymer having a group composed of the above-described compound in the main chain or side chain can also be exemplified. These charge transport materials can be used alone or in combination of two or more.
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル樹脂、ビスフェノールAタイプあるいはビスフェノールZタイプ等のポリカーボネート樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリアクリルアミド、ポリアミド、塩素ゴム等の絶縁性樹脂(ここで、絶縁性とは前述の導電性の範囲を外れること、即ち体積抵抗率で1.0×1013Ωcmより高い範囲を意味する);ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー;等が挙げられる。 As the binder resin, for example, acrylic resin, polyarylate, polyester resin, bisphenol A type or bisphenol Z type polycarbonate resin; polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl formal Insulating resin such as polysulfone, polyacrylamide, polyamide, and chlorinated rubber (wherein insulating means outside the above-mentioned conductivity range, that is, volume resistivity is higher than 1.0 × 10 13 Ωcm) And organic photoconductive polymers such as polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene.
電荷輸送層には、無機粒子を含有させてもよい。該無機粒子の電荷輸送層中含量は、電荷輸送層全量に対し、0.1質量%以上30質量%以下が適当であり、特に1質量%以上20質量%以下が好ましい。 The charge transport layer may contain inorganic particles. The content of the inorganic particles in the charge transport layer is suitably from 0.1% by weight to 30% by weight, particularly preferably from 1% by weight to 20% by weight, based on the total amount of the charge transport layer.
無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、硫酸銅、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ニッケル、アンチモン、二酸化マンガン、酸化クロム、酸化錫、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等が挙げられ、好ましくはシリカが用いられる。これらは1種または必要に応じて2種以上を混合して用いられる。 Examples of inorganic particles include alumina, silica, titanium oxide, zinc oxide, cerium oxide, zinc sulfide, magnesium oxide, copper sulfate, sodium carbonate, magnesium sulfate, potassium chloride, calcium chloride, sodium chloride, nickel sulfate, antimony, and dioxide. Manganese, chromium oxide, tin oxide, zirconium oxide, barium sulfate, aluminum sulfate, silicon carbide, titanium carbide, boron carbide, tungsten carbide, zirconium carbide and the like can be mentioned, and silica is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more as required.
シリカ粒子としては、化学炎CVD法により製造されたものが好ましく、具体例としてはクロルシランガスを酸素−水素混合ガスまたは炭化水素−酸素混合ガスの高温火炎中で気相反応させて製造されたものが好ましい。 The silica particles are preferably produced by chemical flame CVD, and as a specific example, produced by gas phase reaction of chlorosilane gas in a high-temperature flame of oxygen-hydrogen mixed gas or hydrocarbon-oxygen mixed gas. Is preferred.
また、前記無機粒子としては、疎水化処理剤により疎水化されたものが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばシロキサン化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高分子脂肪酸またはその金属塩等が用いられる。 The inorganic particles are preferably those that have been hydrophobized with a hydrophobizing agent. As the hydrophobizing agent, for example, a siloxane compound, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a polymer fatty acid or a metal salt thereof is used.
シロキサン化合物としては、ジヒドロキシポリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the siloxane compound include dihydroxypolysiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane.
Examples of the silane coupling agent include γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N -Vinylbenzylaminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, hexamethyldisilazane, methyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane , Dodecyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, p-methylphenyltrimethoxysilane, and the like.
前記無機粒子の一次粒径は数平均粒径として0.005μm以上2.0μm以下とすることが好ましく、0.01μm以上1.0μm以下とすることがより好ましい。 The primary particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.005 μm or more and 2.0 μm or less, and more preferably 0.01 μm or more and 1.0 μm or less as the number average particle diameter.
電荷輸送層は、上記電荷輸送物質および結着樹脂、無機粒子等を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し乾燥することによって形成することができる。 The charge transport layer can be formed by applying and drying a solution in which the charge transport material, the binder resin, the inorganic particles and the like are dissolved in an appropriate solvent.
電荷輸送層の形成に使用される前記溶媒としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、n−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤;アセトン、シクロヘキサノン、2−ブタノン等のケトン系溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤;あるいはこれらの混合溶剤等を用いることができる。 Examples of the solvent used for forming the charge transport layer include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene; aliphatic alcohol solvents such as methanol, ethanol and n-butanol; acetone, cyclohexanone and 2-butanone. Ketone solvents such as; halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform and ethylene chloride; cyclic or linear ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol and diethyl ether; or a mixed solvent thereof Can be used.
電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比(質量比)は10:1〜1:5が好ましい。電荷輸送層中にフッ素系樹脂粒子、さらには無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コロイドミル等の方法を用いることができる。 The blending ratio (mass ratio) of the charge transport material and the binder resin is preferably 10: 1 to 1: 5. As a method for dispersing the fluorine resin particles and further inorganic particles in the charge transport layer, it is possible to use a method such as a roll mill, a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor, a sand mill, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic disperser, a colloid mill. it can.
電荷輸送層を形成する塗布液の分散例としては、上記溶媒に溶解した結着樹脂、電荷輸送材料等の溶液中に無機粒子を分散する方法が挙げられる。また、分散液の分散安定性を向上させるため、および塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。 Examples of the dispersion of the coating liquid for forming the charge transport layer include a method of dispersing inorganic particles in a solution of a binder resin, a charge transport material and the like dissolved in the solvent. It is also effective to add a small amount of a dispersion aid in order to improve the dispersion stability of the dispersion and to prevent aggregation during the formation of the coating film.
分散助剤としては、フッ素系界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられるが、高感度、繰り返し使用時の残留電位の低減の観点から、0.1質量%以上1.0質量%以下のフッ素系グラフトポリマーが好適に使用される。 Examples of the dispersion aid include a fluorine-based surfactant, a fluorine-based polymer, a silicone-based polymer, silicone oil, and the like. From the viewpoint of high sensitivity and reduction in residual potential during repeated use, 0.1% by mass or more 1 A fluorine-based graft polymer of 0.0 mass% or less is preferably used.
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレー塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷輸送層の膜厚は一般に5μm以上60μm以下であり、好ましくは10μm以上50μm以下の範囲に設定される。表面の耐擦性および電荷保持性能の点から上記範囲が好適に選択される。 Examples of the coating method include dip coating, push-up coating, spray coating, roll coater coating, and gravure coater coating. The thickness of the charge transport layer is generally 5 μm or more and 60 μm or less, and preferably 10 μm or more and 50 μm or less. The above range is preferably selected from the viewpoint of surface abrasion resistance and charge retention performance.
−表面保護層−
第1の画像形成装置に用いられる感光体(像保持体)10は、前述の通り最表面に高硬度の表面保護層を有する。ここで「高硬度」とは、少なくともダイナミック硬度が13.0×109N/m以上100.0×109N/m以下であることを意味する。
尚、上記硬度は以下の方法により測定される。前記ダイナミック硬度が、稜間角115
°、先端曲率半径0.1μm以下のダイアモンド圧子を、前記感光体10の前記表面保護層に対して0.05mN/secの応力速度で押し込み、そのときの押込み荷重と押込み深さから、下記式(1)に基づき算出されるものである。
DH=3.8584(P/D2) (1)
(式中、DHはダイナミック硬度[N/m2]、Pは押込み荷重[N]、Dは押込み深さ[m]を表す。)
-Surface protective layer-
The photoreceptor (image carrier) 10 used in the first image forming apparatus has a surface protective layer having a high hardness on the outermost surface as described above. Here, “high hardness” means that at least dynamic hardness is 13.0 × 10 9 N / m or more and 100.0 × 10 9 N / m or less.
The hardness is measured by the following method. The dynamic hardness has a ridge angle of 115.
A diamond indenter having a radius of curvature of 0.1 μm or less at the tip is pressed into the surface protective layer of the photoconductor 10 at a stress rate of 0.05 mN / sec. From the indentation load and the indentation depth at that time, the following formula It is calculated based on (1).
DH = 3.8854 (P / D 2 ) (1)
(In the formula, DH represents dynamic hardness [N / m 2 ], P represents indentation load [N], and D represents indentation depth [m].)
特に好ましい表面保護層としては、(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層、(2)無機粒子を分散させた表面保護層が挙げられる。 Particularly preferred surface protective layers include (1) a surface protective layer containing a resin having a crosslinked structure, and (2) a surface protective layer in which inorganic particles are dispersed.
(1)架橋構造を持つ樹脂を含む表面保護層
架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を有するフェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂等が挙げられる。尚、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を有するものであることが好ましい。
架橋構造を有する樹脂としては種々の材料が用いられ、特性上、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シロキサン樹脂などが好ましく、シロキサン系樹脂からなるものがより好ましい。
(1) Surface protective layer containing a resin having a crosslinked structure Examples of the resin having a crosslinked structure include phenolic resins, urethane resins, and siloxane resins having a crosslinked structure. In addition, it is preferable that the resin having a crosslinked structure has a charge transporting property.
Various resins are used as the resin having a cross-linked structure, and phenolic resins, urethane resins, siloxane resins, and the like are preferable in terms of characteristics, and those made of siloxane resins are more preferable.
(2)無機粒子を分散させた表面保護層
上記表面保護層に分散させる無機粒子の好ましい例としては、アルミナ、チタニアが挙げられる。上記無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの公知の方法が適用される。また、上記表面保護層中における無機粒子の添加量としては、0.2質量%以上1.0質量%以下が好ましい。
(2) Surface protective layer in which inorganic particles are dispersed Preferable examples of the inorganic particles dispersed in the surface protective layer include alumina and titania. As a method for dispersing the inorganic particles, known methods such as a roll mill, a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor, a dyno mill, a sand mill, and a colloid mill are applied. Moreover, as an addition amount of the inorganic particle in the said surface protective layer, 0.2 to 1.0 mass% is preferable.
その他の組成等は従来公知のものを適用することができる。
電子写真装置を稼動させる際に発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等が挙げられる。
光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。また、表面の平滑性を向上させる目的で、表面表面保護層中にシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。
Other known compositions can be used.
Additives such as antioxidants, light stabilizers, and heat stabilizers in the photosensitive layer for the purpose of preventing deterioration of the photoreceptor due to ozone, oxidizing gas, or light or heat generated when the electrophotographic apparatus is operated. Can be added.
For example, examples of the antioxidant include hindered phenol, hindered amine, paraphenylenediamine, arylalkane, hydroquinone, spirochroman, spiroidanone and derivatives thereof, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
Examples of light stabilizers include derivatives such as benzophenone, benzoazole, dithiocarbamate, and tetramethylpipen. For the purpose of improving the surface smoothness, a leveling agent such as silicone oil can be added to the surface surface protective layer.
表面保護層の膜厚は1μm以上50μm以下であることが好ましく、また表面粗さRzは0.01μm以上1.0μm以下であることが好ましい。 The thickness of the surface protective layer is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and the surface roughness Rz is preferably 0.01 μm or more and 1.0 μm or less.
[第2の画像形成装置]
次いで、好ましい態様である第2の実施形態に係る画像形成装置(本明細書において「第2の画像形成装置」と称す)について詳細に説明する。
第2の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体を帯電させる帯電手段と、前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体表面に形成された潜像をトナーによって現像しトナー像として可視像化する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を少なくとも有し、前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を具備する。
[Second image forming apparatus]
Next, an image forming apparatus according to the second embodiment which is a preferable aspect (referred to as “second image forming apparatus” in the present specification) will be described in detail.
The second image forming apparatus is formed on the surface of the image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and a surface of the image carrier. And developing means for developing the latent image with toner into a visible image as a toner image, and transfer means for transferring the toner image to a recording medium. The charging means is at least in contact with the substrate surface. And a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both an SP2 structure and an SP3 structure based on the carbon atoms, and having an elastic layer and a surface layer in this order on the coating layer A charging means including a member is provided.
即ち上記第2の画像形成装置では、前記第1の画像形成装置の帯電手段において弾性層と表層とで挟持される領域に形成される被覆層を有さず、一方、基材表面に接するように形成された被覆層を有することを特徴とし、上記特徴以外は前記第1の実施形態に係る画像形成装置における構成をそのまま採用することができる。従って、以下においては上記特徴部分および第1の画像形成装置と異なる点のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。 In other words, in the second image forming apparatus, the charging unit of the first image forming apparatus does not have a coating layer formed in a region sandwiched between the elastic layer and the surface layer, and is in contact with the substrate surface. The configuration in the image forming apparatus according to the first embodiment can be employed as it is except for the above-described features. Accordingly, in the following description, only the features and the differences from the first image forming apparatus will be described, and description of other configurations will be omitted.
(帯電装置)
第2の実施形態における帯電装置は、感光体(被帯電体)に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。第2の実施形態における上記帯電部材は、前述の通り基材表面に接するように形成された被覆層と、該被覆層上に弾性層と表層とを有しており、またその形状はロール状に形成されている。尚、上記層構成を有し、且つ被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に電荷を与えることができるものであればその形状は限定されず、例えばプレート状、ブロック状、球状等の種々の形状とすることができる点は、第1の画像形成装置にも記載した通りである。
(Charging device)
The charging device according to the second embodiment includes a charging member that performs charging by contacting a photoreceptor (charged body). The charging member in the second embodiment has a coating layer formed so as to be in contact with the substrate surface as described above, and an elastic layer and a surface layer on the coating layer, and the shape thereof is a roll shape. Is formed. In addition, the shape is not limited as long as it has the above-described layer structure, can stably contact with the object to be charged, and can apply a charge to the surface of the object to be charged by applying a voltage. As described in the first image forming apparatus, various shapes such as a plate shape, a block shape, and a spherical shape can be used.
第2の実施形態における、帯電部材としての帯電ロール12の層構成を図5に示す。中実の円柱状または中空円筒状の基材122の表面に接するようにして、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層126Bが形成される。さらに該被覆層126B上に、弾性層124が形成され、また、最表層としての表層132が、前記弾性層124上に抵抗調整層128、保護層130を介して形成される。 FIG. 5 shows a layer configuration of the charging roll 12 as a charging member in the second embodiment. A coating layer 126B made of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure by the carbon atoms is formed so as to be in contact with the surface of the solid columnar or hollow cylindrical base material 122. The Further, the elastic layer 124 is formed on the covering layer 126B, and the surface layer 132 as the outermost layer is formed on the elastic layer 124 via the resistance adjusting layer 128 and the protective layer 130.
−基材−
基材122は、前記第1の実施形態における基材をそのまま採用することができる。
-Base material-
The base material 122 can employ the base material in the first embodiment as it is.
−被覆層−
第2の実施形態における帯電ロール12では、上記基材122上に被覆層126Bが形成される。尚、該被覆層126Bとしては前記第1の実施形態に記載の被覆層126Aを採用することができ、形成方法や好ましい態様等は前述の通りである。
但し、第2の実施形態における帯電ロール12では、被覆層126Bは、基材122表面に、他の層を介することなく直接接するようにして形成される必要がある。
-Coating layer-
In the charging roll 12 in the second embodiment, the coating layer 126 </ b> B is formed on the base material 122. As the coating layer 126B, the coating layer 126A described in the first embodiment can be adopted, and the formation method, preferred modes, and the like are as described above.
However, in the charging roll 12 in the second embodiment, the coating layer 126B needs to be formed so as to be in direct contact with the surface of the base material 122 without passing through another layer.
また、基材122における被覆層126Bに接する面の表面粗さを(Sm2)、被覆層126Bの膜厚を(T2)とした場合、Sm2≧T2の関係を有することが好ましい。 Further, when the surface roughness of the surface of the base material 122 in contact with the coating layer 126B is (Sm2) and the film thickness of the coating layer 126B is (T2), it is preferable to have a relationship of Sm2 ≧ T2.
ここで、基材122における該被覆層126Bに接する面の表面粗さを制御する方法としては、研磨を行い且つ研磨する砥石の粗さを調整する方法や、研磨時のゴム材と砥石の回転数および回転方向を調整する方法などがある。 Here, as a method of controlling the surface roughness of the surface in contact with the coating layer 126B of the base material 122, a method of polishing and adjusting the roughness of the grindstone to be polished, a rotation of the rubber material and the grindstone at the time of polishing There are methods for adjusting the number and direction of rotation.
尚、基材122の表面粗さ(Sm2)は、前述の第1の実施形態に記載した弾性層124の表面粗さの測定方法を採用することによって測定することができる。
また、被覆層126Bの膜厚(T2)も、前述の第1の実施形態に記載の方法によって測定することができる。
The surface roughness (Sm2) of the base material 122 can be measured by employing the method for measuring the surface roughness of the elastic layer 124 described in the first embodiment.
Further, the film thickness (T2) of the coating layer 126B can also be measured by the method described in the first embodiment.
−弾性層、抵抗調整層、保護層および表層−
弾性層124、抵抗調整層128、保護層130および表層132としては、前記第1の実施形態における各層を採用することができる。
-Elastic layer, resistance adjustment layer, protective layer and surface layer-
As the elastic layer 124, the resistance adjustment layer 128, the protective layer 130, and the surface layer 132, each layer in the first embodiment can be adopted.
以上、第1の実施形態では、被覆層126Aを弾性層124と表層132とで挟持される領域に有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明し、第2の実施形態では、被覆層126Bを基材122に接するように有する帯電部材を具備する画像形成装置について説明した。しかし、画像形成装置に用いられる帯電部材としては、第1の被覆層126Bを基材122に接するように有し、且つ第2の被覆層126Aを弾性層124と表層132とで挟持される領域に有する帯電部材も用いられる。 As described above, in the first embodiment, the image forming apparatus including the charging member having the covering layer 126A in the region sandwiched between the elastic layer 124 and the surface layer 132 is described. In the second embodiment, the covering layer 126B is provided. The image forming apparatus including the charging member that is in contact with the base material 122 has been described. However, as a charging member used in the image forming apparatus, the first covering layer 126B is in contact with the base material 122, and the second covering layer 126A is sandwiched between the elastic layer 124 and the surface layer 132. The charging member is also used.
また、第1および第2の実施形態として帯電手段を具備する画像形成装置について説明した。しかし、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、表層と、をこの順に有する弾性部材(即ち、前記第1の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材)、および少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する弾性部材(前記第2の実施形態においては帯電部材として用いられた弾性部材)の用途はこれらに限定されるものではない。例えば、転写ロール、中間転写体、除電ロール等としても用いられる。 Further, the image forming apparatus including the charging unit has been described as the first and second embodiments. However, on at least the base material, an elastic member having an elastic layer, a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, and a surface layer in this order (that is, , An elastic member used as a charging member in the first embodiment), and a coating material that is formed so as to be in contact with at least the surface of the substrate and includes both carbon atoms and both SP2 and SP3 structures. The use of an elastic member (an elastic member used as a charging member in the second embodiment) having a coating layer formed in the above-described manner and having an elastic layer and a surface layer in this order on the coating layer It is not limited to. For example, it can be used as a transfer roll, an intermediate transfer member, a static elimination roll, and the like.
以下、実施例により更に詳細に説明するが、特にこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。 Hereinafter, although an Example demonstrates in detail, it does not specifically limit to these Examples. In the following, “part” is based on mass unless otherwise specified.
〔実施例1〕
<帯電ロールの作製>
(1)基材
基材として、SUM製の直径(外径)8mmの金属ロールを準備した。
[Example 1]
<Preparation of charging roll>
(1) Substrate As a substrate, a metal roll having a diameter (outer diameter) of 8 mm made by SUM was prepared.
(2)弾性層
上記基材表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ2mmの弾性層を形成した。
・ゴム材 100部
(エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Gechron3106:日本ゼオン社製)
・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)25部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製) 8部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム) 20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
・酸化亜鉛(酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 5部
尚、形成された弾性層の表面粗さ(Sm1)を前述の方法により測定したところ、90μmであった。
(2) Elastic layer An elastic layer coating solution having the following composition was applied to the surface of the substrate and dried to form an elastic layer having a thickness of 2 mm.
・ 100 parts of rubber material (epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber,
(Gechron 3106: manufactured by Nippon Zeon)
-Conductive agent (carbon black, Asahi Thermal: Asahi Carbon Co., Ltd.) 25 parts-Conductive agent (Ketjen Black EC: Lion Corp.) 8 parts-Ionic conductive agent (lithium perchlorate) 20 parts-Vulcanizing agent (sulfur) ) 200 mesh: 1 part made by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., vulcanization accelerator (Noxeller DM: made by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) 2.0 parts vulcanization accelerator (Noxeller TT: made by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) 0 .5 parts / Zinc oxide (Zinc oxide 1 type: manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.) 5 parts The surface roughness (Sm1) of the formed elastic layer was measured by the method described above and found to be 90 .mu.m.
(3)被覆層
前記弾性層表面に、島津製作所製のFCVA装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み(T1)0.1μm、SP3結合している炭素原子の比率60%以上70%以下であるTa−C(テトラヘドラルアモルファスカーボン)の層を形成した。
(3) Covering layer Using an FCVA apparatus manufactured by Shimadzu Corp., adjusting the film forming temperature, film forming speed, bias of applied voltage and waveform on the elastic layer surface, the thickness (T1) is 0.1 μm and SP3 is bonded. A Ta—C (tetrahedral amorphous carbon) layer having a carbon atom ratio of 60% to 70% was formed.
(4)表層
・高分子材料 100部
(共重合ナイロン、アラミンCM8000:東レ社製)
・導電剤 14部
(カーボンブラック、MONARCH1000:キャボット社製)
・溶剤(メタノール) 500部
・溶剤(ブタノール) 240部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Aを、メタノール510部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
(4) Surface layer / polymer material 100 parts (copolymerized nylon, Alamine CM8000: manufactured by Toray Industries, Inc.)
-Conductive agent 14 parts (carbon black, MONARCH1000: manufactured by Cabot Corporation)
-Solvent (methanol) 500 parts-Solvent (butanol) 240 parts Dispersion A obtained by dispersing the above mixture with a bead mill was diluted with 510 parts of methanol to obtain a coating solution for conductive surface layer.
上記被覆層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから0.5秒後、「塗布速度V=V0+at」においてV1を2mm/sにして、(V12−V02)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定して浸漬塗布した(ここで、上記Vは塗布速度を、V0は初速度を、V1は終速度を、aは加速度を、tは時間を、Lは塗布長さを、表す)。
その後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ8μmの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例1の帯電ロールが得られた。
0.5 seconds after the coated surface of the coating layer is completely immersed in the conductive surface layer coating solution, V1 is set to 2 mm / s at “coating speed V = V0 + at”, and (V1 2 −V0 2 ) / V0 was set at a speed so that (2L) was −0.4 mm / s 2 (where V is the coating speed, V0 is the initial speed, V1 is the final speed, and a is the acceleration. T represents time, and L represents application length).
Then, it heat-dried for 15 minutes at 140 degreeC, and formed the surface layer of thickness 8 micrometers. Thus, the charging roll of Example 1 in which the elastic layer was exposed on the surfaces at both ends in the axial direction and the shape was a roll shape was obtained.
<画像形成装置の作製>
図1に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機(DocuCentre Color400CP:富士ゼロックス社製)を準備した。この画像形成装置の感光体用帯電装置12として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
また、上記帯電ロール表面には、清掃手段24としてカラー複写機(DocuCentre Color400CPに標準装備されているプロセス・カートリッジ(CRU:Customer Replaceable Unit)内に配置されている標準のクリーニングブレードが図1に示すように配置されている。
<Production of image forming apparatus>
As an image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 1, a color copying machine (DocuCenter Color 400CP: manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was prepared. As the charging device 12 for the photoreceptor of this image forming apparatus, the charging roll obtained as described above was mounted.
Further, on the surface of the charging roll, a standard cleaning blade arranged in a process cartridge (CRU: Customer Replaceable Unit) provided as a standard in the color copying machine (DocuCenter Color 400CP) as cleaning means 24 is shown in FIG. Are arranged as follows.
<評価試験:低分子成分の表層表面への析出>
前記帯電ロールを、温度28℃湿度85%の環境、および温度45℃湿度95%の環境にそれぞれ放置し、低分子成分の表層表面への析出を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表1に示す。
・未発生:感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されず、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。また、接触部を顕微鏡で観察しても変化が見られないこと。
・軽微:感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察されるが、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされないこと。
・発生:感光体と帯電ロールの接触部跡が目視で観察され、プリントにより感光体と帯電ロールの接触部跡が白帯状にプリントされる。さらに、接触部を顕微鏡で観察すると、帯電ロールからの析出物だけでなく、感光体にひび割れが発生している状態(ただし、ひび割れは通常の電荷輸送層を有する感光体に対してだけ発生するため、仮に高硬度の表面保護層を有する感光体を用いた場合であれば、析出物だけが観察される)。
・全面発生:上記の「発生」状態に加え、感光体との接触部以外の帯電ロール表面を顕微鏡で観察すると、析出物が結晶状になっている状態が観測される。
<Evaluation test: Precipitation of low molecular components on surface layer>
The charging roll was allowed to stand in an environment with a temperature of 28 ° C. and a humidity of 85% and an environment with a temperature of 45 ° C. and a humidity of 95%, respectively, and the precipitation of low molecular components on the surface of the surface layer was observed. The results are shown in Table 1 below.
-Not generated: The contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is not visually observed, and the contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is not printed in a white belt shape by printing. In addition, no change should be observed even if the contact area is observed with a microscope.
Minor: The contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is visually observed, but the contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is not printed in a white belt shape by printing.
Occurrence: The contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is visually observed, and the contact portion trace between the photoconductor and the charging roll is printed in a white belt shape by printing. Further, when the contact portion is observed with a microscope, not only the deposits from the charging roll but also the photoconductor is cracked (however, the crack is generated only on the photoconductor having a normal charge transport layer). Therefore, if a photoconductor having a high-hardness surface protective layer is used, only precipitates are observed).
-Generation of the entire surface: In addition to the above-mentioned "occurrence" state, when the surface of the charging roll other than the contact portion with the photosensitive member is observed with a microscope, a state in which the precipitate is in a crystal form is observed.
〔実施例2〕
実施例1において、被覆層の膜厚(T1)および表層の膜厚を下記表1に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ(Sm1)が表1に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例1に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表1に示す。
[Example 2]
In Example 1, by changing the film thickness (T1) of the coating layer and the film thickness of the surface layer to the film thicknesses described in Table 1 below, and adjusting the roughness of the substrate surface and the film thickness of the elastic layer A charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 1 except that the surface roughness (Sm1) of the elastic layer was changed to the roughness described in Table 1, and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 1 below.
〔実施例3〕
実施例1において、被覆層の膜厚(T1)および表層の膜厚を下記表1に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ(Sm1)が表1に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例1に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表1に示す。
Example 3
In Example 1, by changing the film thickness (T1) of the coating layer and the film thickness of the surface layer to the film thicknesses described in Table 1 below, and adjusting the roughness of the substrate surface and the film thickness of the elastic layer A charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 1 except that the surface roughness (Sm1) of the elastic layer was changed to the roughness described in Table 1, and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 1 below.
〔実施例4〕
実施例1において、被覆層の膜厚(T1)および表層の膜厚を下記表1に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ(Sm1)が表1に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例1に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表1に示す。
Example 4
In Example 1, by changing the film thickness (T1) of the coating layer and the film thickness of the surface layer to the film thicknesses described in Table 1 below, and adjusting the roughness of the substrate surface and the film thickness of the elastic layer A charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 1 except that the surface roughness (Sm1) of the elastic layer was changed to the roughness described in Table 1, and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 1 below.
〔実施例5〕
実施例1において、被覆層の膜厚(T1)および表層の膜厚を下記表1に記載の膜厚となるよう変更し、且つ基材表面の粗さと弾性層の膜厚を調整することによって弾性層の表面粗さ(Sm1)が表1に記載の粗さとなるよう変更した以外は、実施例1に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表1に示す。
Example 5
In Example 1, by changing the film thickness (T1) of the coating layer and the film thickness of the surface layer to the film thicknesses described in Table 1 below, and adjusting the roughness of the substrate surface and the film thickness of the elastic layer A charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 1 except that the surface roughness (Sm1) of the elastic layer was changed to the roughness described in Table 1, and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 1 below.
〔比較例1〕
実施例1において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例1に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、弾性層の表面粗さ(Sm1)は表1に記載の通りである)。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 1]
In Example 1, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 1 except that the surface layer was provided directly on the elastic layer without providing the coating layer on the elastic layer, and the evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm1) of the elastic layer is as shown in Table 1). The results are shown in Table 1 below.
〔比較例2〕
実施例2において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例2に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、弾性層の表面粗さ(Sm1)は表1に記載の通りである)。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 2]
In Example 2, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 2 except that a surface layer was provided directly on the elastic layer without providing a coating layer on the elastic layer, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm1) of the elastic layer is as shown in Table 1). The results are shown in Table 1 below.
〔比較例3〕
実施例3において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例3に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、弾性層の表面粗さ(Sm1)は表1に記載の通りである)。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 3]
In Example 3, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 3 except that a surface layer was provided directly on the elastic layer without providing a coating layer on the elastic layer, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm1) of the elastic layer is as shown in Table 1). The results are shown in Table 1 below.
〔比較例4〕
実施例4において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例4に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、弾性層の表面粗さ(Sm1)は表1に記載の通りである)。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 4]
In Example 4, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 4 except that a surface layer was provided directly on the elastic layer without providing a coating layer on the elastic layer, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm1) of the elastic layer is as shown in Table 1). The results are shown in Table 1 below.
〔比較例5〕
実施例5において、弾性層の上に被覆層を設けずに弾性層の上に直接表層を設けた以外は、実施例5に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、弾性層の表面粗さ(Sm1)は表1に記載の通りである)。結果を下記表1に示す。
[Comparative Example 5]
In Example 5, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 5 except that a surface layer was provided directly on the elastic layer without providing a coating layer on the elastic layer, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm1) of the elastic layer is as shown in Table 1). The results are shown in Table 1 below.
また、上記実施例1〜実施例5の評価試験においては、弾性層に膨れが発生することはなかった。
さらに、上記実施例1〜実施例5にて得られた画像形成装置を用いて25000枚のサンプルプリント試験を行ったところ、被覆層の剥がれが発生するものはなく、また弾性層から析出する低分子成分による感光体表面へのフィルミングの発生は発見されなかった。
In the evaluation tests of Examples 1 to 5, the elastic layer did not swell.
Further, when 25,000 sample print tests were performed using the image forming apparatuses obtained in Examples 1 to 5, there was no occurrence of peeling of the coating layer, and the low deposition amount from the elastic layer. The occurrence of filming on the surface of the photoreceptor due to molecular components was not found.
〔実施例6〕
<帯電ロールの作製>
(a)基材
基材として、SUM製の直径(外径)8mmの金属ロールを準備した。
尚、形成された基材の表面粗さ(Sm2)を前述の方法により測定したところ、61.5μmであった。
Example 6
<Preparation of charging roll>
(a) Base material As a base material, a metal roll having a diameter (outer diameter) of 8 mm made by SUM was prepared.
In addition, it was 61.5 micrometers when the surface roughness (Sm2) of the formed base material was measured by the above-mentioned method.
(b)被覆層
前記基材表面に、島津製作所製のFCVA装置を用い、成膜温度や成膜速度、印加電圧のバイアスや波形を調整して、厚み(T2)0.05μm、SP3結合している炭素原子の比率60%以上70%以下であるTa−C(テトラヘドラルアモルファスカーボン)の層を形成した。
(b) Coating layer Using a FCVA apparatus manufactured by Shimadzu Corporation, the film forming temperature, film forming speed, bias of applied voltage and waveform are adjusted on the base material surface, and the thickness (T2) is 0.05 μm and SP3 is bonded. A Ta—C (tetrahedral amorphous carbon) layer having a carbon atom ratio of 60% to 70% was formed.
(c)弾性層
上記被覆層表面に、下記組成からなる弾性層用塗布液を塗布し、乾燥して厚さ2mmの弾性層を形成した。
・ゴム材 100部
(エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、
Gechron3106:日本ゼオン社製)
・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)25部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製) 8部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム) 20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
・酸化亜鉛(酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 5部
(c) Elastic layer An elastic layer coating solution having the following composition was applied to the surface of the coating layer and dried to form an elastic layer having a thickness of 2 mm.
・ 100 parts of rubber material (epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber,
(Gechron 3106: manufactured by Nippon Zeon)
-Conductive agent (carbon black, Asahi Thermal: Asahi Carbon Co., Ltd.) 25 parts-Conductive agent (Ketjen Black EC: Lion Corp.) 8 parts-Ionic conductive agent (lithium perchlorate) 20 parts-Vulcanizing agent (sulfur) ) 200 mesh: 1 part made by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., vulcanization accelerator (Noxeller DM: made by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) 2.0 parts vulcanization accelerator (Noxeller TT: made by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) 0 .5 parts-Zinc oxide (Zinc oxide 1 type: manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.) 5 parts
(d)表層
・高分子材料 100部
(共重合ナイロン、アラミンCM8000:東レ社製)
・導電剤 14部
(カーボンブラック、MONARCH1000:キャボット社製)
・溶剤(メタノール) 500部
・溶剤(ブタノール) 240部
上記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Aを、メタノール510部で希釈して導電性表層用塗布液を得た。
(d) 100 parts of surface layer / polymer material (copolymerized nylon, Alamine CM8000: manufactured by Toray Industries, Inc.)
-Conductive agent 14 parts (carbon black, MONARCH1000: manufactured by Cabot Corporation)
-Solvent (methanol) 500 parts-Solvent (butanol) 240 parts Dispersion A obtained by dispersing the above mixture with a bead mill was diluted with 510 parts of methanol to obtain a coating solution for conductive surface layer.
上記弾性層の塗布面が導電性表層用塗布液に完全に浸漬されてから0.5秒後、「塗布速度V=V0+at」においてV1を2mm/sにして、(V12−V02)/(2L)が−0.4mm/s2になるようV0を速度設定して浸漬塗布した(ここで、上記Vは塗布速度を、V0は初速度を、V1は終速度を、aは加速度を、tは時間を、Lは塗布長さを、表す)。
その後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ8μmの表層を形成した。こうして、弾性層が軸方向両端の表面において露出しており、形状がロール形状である実施例6の帯電ロールが得られた。
0.5 seconds after the coated surface of the elastic layer is completely immersed in the coating solution for the conductive surface layer, V1 is set to 2 mm / s at “coating speed V = V0 + at”, and (V1 2 −V0 2 ) / V0 was set at a speed so that (2L) was −0.4 mm / s 2 (where V is the coating speed, V0 is the initial speed, V1 is the final speed, and a is the acceleration. T represents time, and L represents application length).
Then, it heat-dried for 15 minutes at 140 degreeC, and formed the surface layer of thickness 8 micrometers. Thus, the charging roll of Example 6 in which the elastic layer was exposed on the surfaces at both ends in the axial direction and the shape was a roll shape was obtained.
<画像形成装置の作製>
図1に示す構成の画像形成装置として、カラー複写機(DocuCentre Color400CP:富士ゼロックス社製)を準備し、この画像形成装置の感光体用帯電装置12として、上記より得た帯電ロールを搭載した。
<Production of image forming apparatus>
A color copying machine (Docucenter Color 400CP: manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was prepared as the image forming apparatus having the configuration shown in FIG.
<評価試験:表層表面における凸部の発生>
前記帯電ロールを、温度28℃湿度85%の環境、および温度45℃湿度95%の環境にそれぞれ放置し、表層表面におけるふくれ(凸部)の発生を観察して、下記基準により評価した。結果を下記表2に示す。
・未発生:目視により外観検査を行っても、表面のふくれが観察されないこと。
・発生(数値):目視により外観検査を行って表面のふくれが観測されるが、表面粗さ測定装置(SURFCOM、東京精密製)でふくれの高さを測定しても、5μm以上15μm以下であること。さらに、上記複写機で30%および50%のハーフトーンをプリントしてもふくれがプリントされないこと。
・発生:目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置SURFCOMでふくれの高さを測定すると10μm以上であるが、個数が1本の帯電ロール内で20個未満。さらに、上記複写機で30%および50%のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
・全面発生:目視により外観検査を行って表面のふくれが観測され、表面粗さ測定装置SURFCOMでふくれの高さを測定すると10μm以上であり、個数が1本の帯電ロール内で20個以上。また、1つ1つのふくれの大きさ(幅)が5mm以上。さらに、上記複写機で30%および50%のハーフトーンをプリントすると、ふくれが白い円形状のプリント抜けとしてプリントされる状態。
<Evaluation test: Occurrence of protrusions on the surface of the surface layer>
The charging roll was left in an environment of a temperature of 28 ° C. and a humidity of 85% and an environment of a temperature of 45 ° C. and a humidity of 95%, and the occurrence of blisters (convex portions) on the surface of the surface layer was observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2 below.
・ Non-occurrence: Surface blistering is not observed even after visual inspection.
・ Occurrence (numerical value): Surface blistering is observed by visual inspection, but even if the height of blistering is measured with a surface roughness measuring device (SURFCOM, manufactured by Tokyo Seimitsu), it is 5 μm or more and 15 μm or less. There is. Furthermore, no blisters are printed even when halftones of 30% and 50% are printed with the above copying machine.
Occurrence: The appearance of the bulge is observed by visual inspection, and the bulge height measured by the surface roughness measuring device SURFCOM is 10 μm or more, but the number is less than 20 in one charging roll. Furthermore, when 30% and 50% halftones are printed by the copying machine, the blisters are printed as white circular missing prints.
・ Overall generation: The appearance of the blister is observed by visual inspection, and when the height of the blister is measured by the surface roughness measuring device SURFCOM, it is 10 μm or more, and the number is 20 or more in one charging roll. In addition, the size (width) of each blister is 5 mm or more. Furthermore, when 30% and 50% halftones are printed by the copying machine, the blisters are printed as white circular missing prints.
〔実施例7〕
実施例6において、被覆層の膜厚(T2)および基材の表面粗さ(Sm2)を下記表2に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例6に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表2に示す。
Example 7
In Example 6, the thickness of the coating layer (T2) and the surface roughness (Sm2) of the base material were changed so as to be those shown in Table 2 below. An image forming apparatus was manufactured and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 2 below.
〔実施例8〕
実施例6において、被覆層の膜厚(T2)および基材の表面粗さ(Sm2)を下記表2に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例6に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表2に示す。
Example 8
In Example 6, the thickness of the coating layer (T2) and the surface roughness (Sm2) of the base material were changed so as to be those shown in Table 2 below. An image forming apparatus was manufactured and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 2 below.
〔実施例9〕
実施例6において、被覆層の膜厚(T2)および基材の表面粗さ(Sm2)を下記表2に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例6に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表2に示す。
Example 9
In Example 6, the thickness of the coating layer (T2) and the surface roughness (Sm2) of the base material were changed so as to be those shown in Table 2 below. An image forming apparatus was manufactured and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 2 below.
〔実施例10〕
実施例6において、被覆層の膜厚(T2)および基材の表面粗さ(Sm2)を下記表2に記載のものとなるよう変更した以外は、実施例6に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った。結果を下記表2に示す。
Example 10
In Example 6, the thickness of the coating layer (T2) and the surface roughness (Sm2) of the base material were changed so as to be those shown in Table 2 below. An image forming apparatus was manufactured and an evaluation test was performed. The results are shown in Table 2 below.
〔比較例6〕
実施例6において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例6に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、基材の表面粗さ(Sm2)は表2に記載の通りである)。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 6]
In Example 6, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 6 except that the elastic layer was directly provided on the substrate without providing the coating layer on the substrate, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm2) of the base material is as shown in Table 2). The results are shown in Table 2 below.
〔比較例7〕
実施例7において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例7に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、基材の表面粗さ(Sm2)は表2に記載の通りである)。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 7]
In Example 7, a charging roll and an image forming apparatus were produced by the method described in Example 7 except that the elastic layer was directly provided on the base material without providing the coating layer on the base material. (The surface roughness (Sm2) of the base material is as shown in Table 2). The results are shown in Table 2 below.
〔比較例8〕
実施例8において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例8に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、基材の表面粗さ(Sm2)は表2に記載の通りである)。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 8]
In Example 8, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 8 except that the elastic layer was directly provided on the substrate without providing the coating layer on the substrate, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm2) of the base material is as shown in Table 2). The results are shown in Table 2 below.
〔比較例9〕
実施例9において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例9に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、基材の表面粗さ(Sm2)は表2に記載の通りである)。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 9]
In Example 9, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 9 except that the elastic layer was directly provided on the substrate without providing the coating layer on the substrate, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm2) of the base material is as shown in Table 2). The results are shown in Table 2 below.
〔比較例10〕
実施例10において、基材の上に被覆層を設けずに基材の上に直接弾性層を設けた以外は、実施例10に記載の方法により帯電ロールおよび画像形成装置を作製し、評価試験を行った(尚、基材の表面粗さ(Sm2)は表2に記載の通りである)。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 10]
In Example 10, a charging roll and an image forming apparatus were prepared by the method described in Example 10 except that the elastic layer was directly provided on the substrate without providing the coating layer on the substrate, and an evaluation test was performed. (The surface roughness (Sm2) of the base material is as shown in Table 2). The results are shown in Table 2 below.
10 感光体
12 帯電ロール
14 露光装置
16 現像装置
18 クリーニング装置
20 転写ロール
22 転写材
24 帯電ロール用クリーニング装置
40 炭素イオン発生源
41 カソード
42 アノード
43 フィルター
44 磁気コイル
122 基材
124 弾性層
126A,126B 被覆層
128 抵抗調整層
130 保護層
132 表層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoconductor 12 Charging roll 14 Exposure apparatus 16 Developing apparatus 18 Cleaning apparatus 20 Transfer roll 22 Transfer material 24 Charging roll cleaning apparatus 40 Carbon ion generation source 41 Cathode 42 Anode 43 Filter 44 Magnetic coil 122 Base material 124 Elastic layers 126A and 126B Coating layer 128 Resistance adjustment layer 130 Protective layer 132 Surface layer
Claims (14)
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。 On at least the base material, an elastic layer, a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, and a surface layer containing a resin and a conductive agent in this order A charging member having
A charging device for an image forming apparatus, wherein a charged body is charged by the charging member.
該帯電部材によって被帯電体を帯電させることを特徴とする画像形成装置用の帯電装置。 A coating layer formed of a coating material which is formed so as to be in contact with at least the substrate surface and includes carbon atoms, and which has both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, and an elastic layer and a surface layer on the coating layer And a charging member having in this order,
A charging device for an image forming apparatus, wherein a charged body is charged by the charging member.
前記帯電手段として、少なくとも基材上に、弾性層と、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層と、樹脂と導電剤とを含む表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and a latent image formed on the surface of the image carrier is developed with toner. A developing unit that visualizes the toner image; and a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium.
As the charging means, on at least a base material, an elastic layer, a coating layer formed of a coating material containing carbon atoms and having both the SP2 structure and the SP3 structure by the carbon atoms , a surface layer containing a resin and a conductive agent And an image forming apparatus using a charging unit including a charging member having the above-mentioned order.
前記帯電手段として、少なくとも基材表面に接するように形成され、炭素原子を含み該炭素原子によるSP2構造およびSP3構造の何れも有する被覆材料で形成された被覆層を有し、該被覆層上に弾性層と、表層と、をこの順に有する帯電部材を備えた帯電手段を用いることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit that charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and a latent image formed on the surface of the image carrier is developed with toner. A developing unit that visualizes the toner image; and a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium.
The charging means has a coating layer formed of a coating material which is formed so as to be in contact with at least the surface of the base material and includes carbon atoms and which has both the SP2 structure and the SP3 structure based on the carbon atoms, on the coating layer An image forming apparatus using a charging unit including a charging member having an elastic layer and a surface layer in this order.
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