JP6053538B2 - プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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Description
該電子写真感光体の表面層がシロキサン化合物を含有し、
該帯電部材が、導電性基体、弾性層、および、表面層をこの順に有し、
該帯電部材の該弾性層が、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体、ならびに、黒鉛粒子および黒鉛化粒子からなる群より選択される少なくとも一方の導電性粒子を含有し、
該帯電部材の該弾性層の表面が、該導電性粒子が該弾性層から露出している露出部を有し、
該導電性粒子の該露出部を含む該帯電部材の該弾性層の表面が、該帯電部材の該表面層で被覆されており、
該帯電部材の該表面層が、結着樹脂、および、該結着樹脂中に分散されている樹脂粒子を含有し、
該帯電部材の該表面層の表面が、該樹脂粒子に由来する凸部を複数有し、
該帯電部材の該表面層中の該樹脂粒子を該帯電部材の該弾性層の表面に正投影したときの、該帯電部材の該弾性層の表面における該樹脂粒子の投影部以外の部分が、該導電性粒子の該露出部と重なっている
ことを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
電子写真感光体および帯電部材を有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面層が、シロキサン化合物を含有し、
該帯電部材が、導電性基体、弾性層、および、表面層をこの順に有し、
該帯電部材の該弾性層が、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体、ならびに、黒鉛粒子および黒鉛化粒子からなる群より選択される少なくとも一方の導電性粒子を含有し、
該帯電部材の該弾性層の表面が、該導電性粒子が該弾性層から露出している露出部を有し、
該導電性粒子の該露出部を含む該帯電部材の該弾性層の表面が、該帯電部材の該表面層で被覆されており、
該帯電部材の該表面層が、結着樹脂、および、該結着樹脂中に分散されている樹脂粒子を含有し、
該帯電部材の該表面層の表面が、該樹脂粒子に由来する凸部を複数有し、
該帯電部材の該表面層中の該樹脂粒子を該帯電部材の該弾性層の表面に正投影したときの、該帯電部材の該弾性層の表面における該樹脂粒子の投影部以外の部分が、該導電性粒子の該露出部と重なっている
ことを特徴とする電子写真装置に関する。
図1(1a)は、帯電部材の断面の一例を示しており、この帯電部材は、導電性基体1と、その周面を被覆している弾性層(導電性弾性層)2および表面層(導電性表面層)3とを有している。帯電部材は、図1(1b)に示すように、弾性層2が2層以上とする構成(図1(1b)は、第1の弾性層21、第2の弾性層22)としてもよい。
(導電性基体)
本発明に係る帯電部材に用いられる導電性基体は、導電性を有し、その上に形成される表面層や弾性層を支持する機能を有するものである。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケルなどの金属やそれらの合金を挙げることができる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理などの表面処理を施してもよい。さらに、導電性基体として、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面に導電性を付与してなる導電性基体や、導電性樹脂組成物から製造された導電性基体も使用可能である。
弾性層2は、帯電部材と電子写真感光体との当接幅(当接ニップ幅)を十分に確保するために設けられている。弾性層2は、導電性を有し、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体を含有させることで、帯電部材に適した導電性を弾性層に付与することができる。なお、帯電部材の弾性層の体積抵抗率は、温度23℃、湿度50%RH環境下で測定したとき、102Ω・cm以上1010Ω・cm以下であることが好ましい。
アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、エチレンオキサイドの単独重合体、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリ(エチレングリコールアクリレート)、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)とポリエチレンのブロック共重合体、ポリ(エチレングリコール)とポリ(プロピレングリコール)のブロック共重合体、ポリ(エチレングリコール)とポリ(テトラメチレングリコール)のブロック共重合体が挙げられる。
弾性層2は、黒鉛粒子および黒鉛化粒子からなる群より選択される少なくとも一方の導電性粒子を含む。該導電性粒子の中でも、ラマンスペクトルにおける、黒鉛に由来する1580cm−1のピークのピーク強度半値幅(Δν1580)が80cm−1以下であるものが好ましく、60cm−1以下であるものがより好ましい。
式(1) 黒鉛d(002)=λ/(2×sinθ)。
試料質量 :50mg
線源 :CuKα線(波長λ=0.15418nm)
光学系 :平行ビーム光学系
ゴニオメータ :ローター水平型ゴニオメータ(TTR−2)
管電圧/電流 :50kV/300mA
測定法 :連続法
スキャン軸 :2θ/θ
測定角度 :10°乃至50°
サンプリング間隔 :0.02°
スキャン速度 :4°/min.
発散スリット :開放
発散縦スリット :10mm
散乱スリット :開放
受光スリット :1.00mm。
コークスにピッチをコートしたものを焼成して得られる黒鉛化粒子は、コークスにピッチを加え、成形しその後、焼成することにより得られる。コークスとしては、石油蒸留における残渣油、またはコールタールピッチを500℃程度の温度で加熱して得られる生コークスを、さらに1200℃以上1400℃以下の温度で焼成したものを使用できる。ピッチとしては、タールの蒸留残渣として得られるピッチを使用できる。
バルクメソフェーズピッチとしては、例えば、コールタールピッチなどから溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加、重質化処理を行うことによって得ることができる。また重質化処理後、微粉砕し、次いでベンゼンまたはトルエンなどにより溶剤可溶分を除去することで得ることもできる。このバルクメソフェーズピッチはキノリン可溶分が95質量%以上であることが好ましい。95質量%以上のものであれば、粒子内部が液相炭化しやすく、球形に近い形状に制御しやすくなるためより好ましい。
メソカーボンマイクロビーズを得る方法としては、石炭系重質油または石油系重質油を300℃以上、500℃以下の温度で熱処理し、重縮合させて粗メソカーボンマイクロビーズを生成させる。この後、反応生成物を濾過、静置沈降、遠心分離などの処理をしてメソカーボンマイクロビーズを分離後、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの溶剤で洗浄し、さらに、乾燥することで、メソカーボンマイクロビーズが得られる。
弾性層2には、体積抵抗率の調整のため、イオン導電剤や電子導電剤を含有させてもよい。弾性層の体積抵抗率の調整には、イオン導電剤を用いることが好ましい。イオン導電剤としては、例えば、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウムなどの無機イオン物質、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートなどの陽イオン性界面活性剤、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインなどの両性イオン界面活性剤、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムなどの第四級アンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩が挙げられる。これらを単独または2種類以上を組み合わせて用いることができる。この中でも、アンモニウム塩を使用することがさらに好ましい。
導電性の弾性層を形成する方法について、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体を用いる場合を例にとり、以下に説明する。
帯電部材の表面層は、結着樹脂、および、該結着樹脂中に分散されている樹脂粒子を含有する。帯電部材の表面層は、導電性を有する。
帯電部材の表面層に用いる結着樹脂としては、公知のゴムまたは樹脂が挙げられる。ゴムとしては、例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げられる。合成ゴムとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムおよびフッ素ゴムが挙げられる。樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂が挙げられる。
帯電部材の表面層に含まれる樹脂粒子としては、例えば以下の高分子化合物からなる粒子が挙げられる。アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、これらの共重合体や変性物、誘導体などの樹脂、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、クロロプレンゴム(CR)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー。これらの中でも、帯電部材の表面(表面層の表面)に、凸部を形成した際、電子写真感光体との間にニップ内放電を発生させるための空隙を維持しやすいという観点から、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂を用いることが好ましい。
帯電部材の表面層は、導電性を発現するため、公知の導電剤を含有することが好ましい。導電剤としては、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀などの金属微粒子や、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛などの金属酸化物微粒子や、前記金属微粒子または金属酸化物微粒子の表面に、電解処理、スプレー塗工、混合振盪により表面処理してなる複合微粒子、カーボンブラック、および、カーボン系微粒子などが挙げられる。
帯電部材の表面層には、前記の導電剤に加え、絶縁性粒子を含有させてもよい。
絶縁性粒子としては、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン(二酸化チタン、一酸化チタンなど)、酸化鉄、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、タルク、カオリンクレー、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ゼオライト、ウオラストナイト、珪藻土、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリナイト、中空ガラス球、有機金属化合物および有機金属塩の粒子が挙げられる。また、フェライト、マグネタイト、ヘマタイトなどの酸化鉄類や活性炭も使用することができる。
帯電部材の表面層の形成方法としては、以下の方法を例示することができる。先ず、前述の方法などによって導電性基体の上に、表面に前記導電性粒子の露出部を有する弾性層を形成する。次いで、この弾性層の表面を、樹脂組成物の層で被覆し、乾燥、硬化、または、架橋などを行う方法である。被覆方法としては、静電スプレー塗布法、ディッピング塗布法、ロール塗布法、所定の膜厚に成膜されたシート形状またはチューブ形状の層を接着または被覆する方法、型内で弾性層の外周部に樹脂組成物を配置して硬化する方法、などが挙げられる。表面層中の前記樹脂粒子と弾性層の表面に露出した前記導電性粒子との位置関係を制御するため、これらの中でも、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布などにより、表面層を形成する方法を使用することが好ましい。
本発明のプロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体は、表面層にシロキサン化合物を有する。
支持体としては、導電性を有するもの(導電性支持体)が好ましい。例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、亜鉛などの金属または合金が挙げられる。アルミニウムやアルミニウム合金性の支持体の場合は、ED管、EI管や、これらを切削、電解複合研磨、湿式または乾式ホーニング処理した支持体を用いることもできる。また、金属支持体、樹脂支持体上にアルミニウム、アルミニウム合金、または酸化インジウム−酸化スズ合金などの導電性材料の薄膜を形成したものも挙げられる。
支持体、導電層または下引き層上には、感光層(電荷発生層、電荷輸送層)が形成される。このましくは、電荷発生層、電荷発生層上に形成された電荷輸送層で構成される積層型感光層である場合が好ましい。
帯電部材および電子写真感光体を有する電子写真装置の一例の概略構成を図4に示す。
電子写真感光体、帯電装置(帯電部材)、現像装置、クリーニング装置などを一体化し、電子写真装置本体に着脱自在に設計されたプロセスカートリッジ(図5)を用いることもできる。
黒鉛粒子および黒鉛化粒子の長径/短径の比は、上述の測定方法1−4に記載の方法によって測定する。
黒鉛粒子および黒鉛化粒子の体積平均粒径は、上記の測定方法1−3に記載の方法によって測定する。
表面層中の樹脂粒子と弾性層の表面の黒鉛粒子および黒鉛化粒子との位置関係は、上述の測定方法1−6に記載の方法によって測定する。
電子写真感光体の表面層中の上記化合物の含有量は、上述の測定方法2−1に記載の方法によって測定する。
〔製造例A1、黒鉛粒子A1の作製〕
鱗片状の形状を有する黒鉛粒子(伊藤黒鉛工業(株)製:CPN35(商品名))を体積平均粒径2μmになるように粉砕した後、分級して黒鉛粒子A1を得た。
体積平均粒径が3μmまたは6μmになるように粉砕した後、分級した以外は、製造例A1と同様にして、黒鉛粒子A2およびA3を得た。
鱗片状の形状を有する黒鉛粒子(伊藤黒鉛工業(株):Z−50(商品名))を、体積平均粒径40μmまたは70μmになるように粉砕した後、分級して黒鉛粒子A4およびA5を得た。
石炭系重質油を熱処理し、生成した粗メソカーボンマイクロビーズを遠心分離し、ベンゼンで洗浄精製して乾燥した。続いて、アトマイザーミルにて機械的に分散を行い、メソカーボンマイクロビーズを得た。このメソカーボンマイクロビーズを窒素雰囲気下にて、昇温速度600℃/hで1200℃まで昇温して炭化させ、続いて、アトマイザーミルにて2次分散を行った。その際、体積平均粒径が3μm程度になるように調整した。得られた分散物を窒素雰囲気下にて、昇温速度1000℃/hで3500℃まで昇温し、3500℃で15分間加熱処理を施した。さらに、分級処理を行い、黒鉛化粒子A6を得た。
製造例A6において、アトマイザーミルにて2次分散の際、体積平均粒径が50μmまたは90μm程度になるように調整した。得られた分散物を窒素雰囲気下にて、昇温速度1000℃/hで3000℃まで昇温し、3000℃で15分間加熱処理を施した。さらに、分級処理を行い、それぞれ、黒鉛化粒子A7〜A8を得た。
コールタールを蒸留して沸点270℃以下の軽油分を除去し、このタール分100部に対して、アセトンを85部混合し、室温で撹拌した後、発生した不溶分を濾過により除去した。濾液の蒸留により、アセトンを分離し、精製タールを得た。得られた精製タール100部に対し、濃硝酸を10部添加し、減圧蒸留釜内にて、350℃にて1時間、重縮合処理を行い、さらに、480℃で4時間加熱を行った。これを、冷却後取り出して、機械粉砕した後、窒素雰囲気下、昇温速度100℃/hで1000℃まで昇温し、1000℃で10時間加熱処理(1次加熱処理)を施した。粉砕の際には、平均粒径が3μm程度になるように調整した。続いて、窒素雰囲気下にて、昇温速度100℃/hで3000℃まで昇温し、3000℃で1時間間加熱処理(2次加熱処理)を施した。さらに、分級処理を行い、黒鉛化粒子A9を得た。
平均粒径2.3μmのフェノール樹脂粒子を酸化性雰囲気下に300℃で1時間熱安定化処理した後、昇温速度1100℃/hで2200℃まで昇温し、2200℃で10分間加熱処理を施した。さらに、分級処理を行い、黒鉛化粒子A10を得た。
上記の各製造例において得られた黒鉛粒子および黒鉛化粒子A1〜A10のそれぞれについて、体積平均粒径、長径/短径の比、黒鉛(002)面の面間隔について測定した。結果を表1に示す。
〔製造例B1、樹脂粒子B1の作製〕
脱イオン水400部に、第三リン酸カルシウム8部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、メチルメタクリレート20部、1,6−へキサンジオールメタクリレート10部、n−へキサン75部、および過酸化ベンゾイル0.3部を混合し、油性混合液を調製した。上記の油性混合液をホモミキサーにより、回転数10000rpmにて水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質樹脂粒子とn−へキサンを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4部を加え、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度を水に対し、0.1質量%に調整した。
ホモミキサーの回転数をそれぞれ、5000rpm、3000rpmに変更した以外は、製造例B1と同様にして、樹脂粒子B2(体積平均粒径18.3μm)、B3(体積平均粒径30.5μm)得た。いずれの樹脂粒子も樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
脱イオン水400部に、ポリビニルアルコール(鹸化度85%)8部を添加し、水性媒体を調製した。次いで、メチルメタクリレート6.5部、スチレン6.5部、ジビニルベンゼン9部、n−へキサン85部、および過酸化ラウロイル0.3部を混合し、油性混合液を調製した。上記の油性混合液をホモミキサーにより、回転数1800rpmにて水性媒体中に分散させた。その後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、250rpmで撹拌しながら、60℃で6時間かけて懸濁重合を行い、多孔質樹脂粒子とn−へキサンを含む水性懸濁液を得た。この後、製造例B1と同様にして、樹脂粒子B4(体積平均粒径51μm)を得た。この樹脂粒子B4は、樹脂粒子B1と同様に、多孔質粒子であった。
架橋ポリメチルメタクリレート樹脂粒子(商品名:MBX−20、積水化成品工業社製)を分級処理し、体積平均粒径が18.2μmの樹脂粒子B5を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
〔製造例B6、樹脂粒子B6の作製〕
架橋ポリメチルメタクリレート樹脂粒子(商品名:MBX−30、積水化成品工業社製)を分級処理し、体積平均粒径が30.2μmの樹脂粒子B6を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
架橋ポリスチレン樹脂粒子(商品名:ケミスノーSGP、綜研科学社製)を分級処理し、体積平均粒径が30.5μmの樹脂粒子B7を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
架橋ポリウレタン樹脂粒子(商品名:ダイナミックビーズCM、大日精化工業社製)を分級処理し、体積平均粒径が30.3μmの樹脂粒子B8を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
シリコーンパウダー(商品名:KMP−602、信越シリコーン社製)を分級処理し、体積平均粒径が30.2μmの樹脂粒子B9を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
エポキシ樹脂粒子(商品名:トレパール、東レ社製)を分級処理し、体積平均粒径が30.2μmの樹脂粒子B9を得た。本製造例の樹脂粒子は、内部に空孔を有していなかった。
前記の各製造例において得られた樹脂粒子B1〜B10、および後述の帯電ローラ製造例に用いる樹脂粒子のそれぞれについて、体積平均粒径について測定した。結果を表1に示す。なお、表1には粒子形状についても記載した。なお表1中の樹脂粒子B5〜B10の形状における「中実」とは、樹脂粒子の内部に空孔を有していない意味である。
〔製造例C1、カーボンブラックで被覆されているシリカC1の作製〕
シリカ粒子(平均粒径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7.0kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン140gを、エッジランナーを稼動させながら添加し、588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合撹拌を行った。この時の撹拌速度は22rpmであった。その中に、カーボンブラック「#52」(商品名、三菱化学(株)製)7.0kgを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、さらに、588N/cm(60kg/cm)の線荷重で60分間混合撹拌を行った。このようにしてメチルハイドロジェンポリシロキサンで被覆されたシリカ粒子の表面にカーボンブラックを付着させた後、乾燥機を用いて80℃で60分間乾燥を行い、カーボンブラックで被覆されているシリカ粒子C1を作製した。この時の撹拌速度は22rpmであった。なお、得られたカーボンブラックで被覆されているシリカ粒子は、平均粒径が15nmであり、体積抵抗率は1.1×102Ω・cmであった。
シリカ粒子の平均粒径をそれぞれ0.1μm、0.4μm、0.5μmにしたこと以外は製造例C1と同様にしてカーボンブラックで被覆されているシリカ粒子C2(平均粒径0.12μm)、C3(平均粒径0.42μm)を作製した。
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒径15nm、縦:横=3:1、体積抵抗率2.3×1010Ω・cm)1000gに、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110gおよび溶媒としてトルエン3000gを配合してスラリーを調製した。このスラリーを、撹拌機で30分間混合した後、有効内容積の80%が平均粒径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で湿式解砕処理を行った。湿式解砕処理して得たスラリーを、ニーダーを用いて減圧蒸留(バス温度:110℃、製品温度:30〜60℃、減圧度:約100Torr)によりトルエンを除去し、120℃で2時間表面処理剤の焼付け処理を行った。焼付け処理した粒子を室温まで冷却した後、ピンミルを用いて粉砕して、表面処理酸化チタン粒子を作製した。なお、得られた表面処理酸化チタン粒子は、平均粒径が15nmであり、体積抵抗率は5.2×1015Ω・cmであった。
〔製造例D1、帯電ローラD1の作製〕
(導電性基体〕
直径6mm、長さ244mmのステンレス鋼製基体に、カーボンブラックを10質量%含有させた熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体としてエピクロルヒドリンゴム(EO−EP−AGC三元共重合体、EO/EP/AGE=73mol%/23mol%/4mol%)100部、炭酸カルシウム(商品名:シルバーW、白石工業(株)製)80部、アジピン酸エステル(商品名:ポリサイザーW305ELS、DIC(株)製)8部、ステアリン酸亜鉛(商品名:SZ−2000、堺化学工業(株)製)1部、2−メルカプトベンズイミダゾール(MB)(老化防止剤)0.5部、酸化亜鉛(商品名:亜鉛華2種、堺化学工業(株)製)2部、四級アンモニウム塩「アデカサイザーLV70」(商品名、(株)ADEKA製)2部、カーボンブラック「サーマックスフローフォームN990」(商品名、カナダCancarb社製、平均粒径:270nm)5部、および黒鉛粒子A1 20部を混合し、50℃に調節した密閉型ミキサーで10分間混練して、原料コンパウンドを調製した。
クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、前記導電性基体を中心軸として、その外周部を同軸円筒状に前記導電性ゴム組成物によって被覆し、ゴムローラを得た。被覆したゴム組成物の厚みは、1.75mmに調整した。
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液「プラクセルDC2016」(商品名、(株)ダイセル製)にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が12質量%となるように調整した。この溶液834部(アクリルポリオール固形分100部)、カーボンブラックで被覆されているシリカ粒子(製造例C1で作製)60部、表面処理酸化チタン粒子(製造例C5で作製)50部、変性ジメチルシリコンオイル「SH28PA」(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製)0.08部、およびブロックイソシアネート混合物(*2)80.14部を混合し、混合溶液を調整した。このとき、ブロックイソシアネート混合物は、イソシアネート量としては「NCO/OH=1.0」となる量であった。
(*2)ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3混合物。
前記弾性ローラを、その長手方向を鉛直方向にして、表面層用塗布液中に浸漬してディッピング法で塗工した。浸漬時間9秒、引き上げ速度は初期速度20mm/s、最終速度2mm/s、その間は時間に対して直線的に速度を変化させた。得られた塗膜を23℃で30分間風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度80℃で1時間、さらに、温度160℃で1時間乾燥して塗膜を硬化させて、弾性層の外周面に表面層が形成された帯電ローラ1(帯電部材)を得た。
前述した方法により、弾性層に含まれる黒鉛粒子の黒鉛(002)面の面間隔を測定した。結果を表3に示す。
前述した方法により、黒鉛粒子の体積平均粒径、黒鉛粒子の長径/短径の比、樹脂粒子の体積平均粒径、樹脂粒子の形状を測定した。結果を表2、3に示す。また、この測定結果より体積平均粒径の比率(樹脂粒子/黒鉛粒子)を算出した。測定結果を表3に示す。
前述した方法により、樹脂粒子B3の立体的な粒子形状を弾性層の表面に正投影して位置関係を確認した。帯電ローラD1においては、表面層中の樹脂粒子B1の投影部以外の部分が、黒鉛粒子A1の露出部と重なっていた。結果を表3に示す。
導電性ゴム組成物の作製時の導電性粒子である黒鉛粒子または黒鉛化粒子の種類と質量部、ならびに表面層用塗布液の作製時の樹脂粒子の種類と質量部およびカーボンブラックで被覆されているシリカ粒子(CB被覆シリカ粒子)の種類と質量部を表2に示すように変更した以外は、製造例D1と同様にして、帯電ローラ2〜25を得た。
製造例D1の導電性ゴム組成物の作製を下記に変えたこと以外は製造例D1と同様にして、帯電ローラD26を得た。
直径24mm、長さ251.5mmのアルミニウムシリンダーを支持体とした。
次に、下記式(CTM−1)で示されるアミン化合物(電荷輸送物質)6.0部、下記式(CTM−2)で示されるアミン化合物(電荷輸送物質)2.0部、ビスフェノールZ型のポリカーボネート樹脂(商品名:Z400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)10部、下記式(B−1)で示される繰り返し構造単位および下記式(B−2)で示される繰り返し構造単位を有し、下記式(B−3)で示される末端構造を有するシロキサン変性ポリカーボネート樹脂G((B−1):(B−2)=95:5(モル比))0.18部、o−キシレン24部、ジメトキシメタン40部および安息香酸メチル16部を混合して溶解させて、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を30分間125℃で乾燥させることによって、膜厚が20μmの電荷輸送層を形成した。
製造例E1の安息香酸メチルをそれぞれ表4に示す化合物に変更したこと以外は製造例E1と同様にして電子写真感光体E2〜E24を作製した。
製造例E1の安息香酸メチルの添加量を3部に変更したこと以外は製造例E1と同様にして電子写真感光体E23を作製した。
製造例E1の乾燥温度を120℃に変更したこと以外は製造例E1と同様にして電子写真感光体E24を作製した。
製造例E1のシロキサン化合物の種類と添加量をそれぞれ表4に示すように変更し、安息香酸メチルを用いず、o−キシレン40部、ジメトキシメタン40部に変更したこと以外は製造例E1と同様にして電子写真感光体E25、E27、E29、E31、E33を作製した。
製造例E1のシロキサン化合物の種類と添加量をそれぞれ表4に示すように変更したこと以外は製造例E1と同様にして電子写真感光体E26、E28、E30、E32を作製した。
上述の測定方法2−1に記載の方法により、電子写真感光体E1〜32中の特定化合物の含有量の測定を行った。結果を表4に示す。
図4に示す構成を有する電子写真装置であるキヤノン(株)製モノクロレーザープリンタ(「LBP6300」(商品名))を使用し、プロセススピードを230mm/sに改造した。さらに、外部より、帯電部材に電圧を印加した。印加する電圧は、交流電圧として、ピークピーク電圧(Vpp)が2000V、周波数(f)が1350Hz、直流電圧(Vdc)が−400Vをとした。画像の解像度は、600dpiで出力した。なお、プロセスカートリッジとして、上記プリンタ用のプロセスカートリッジを用いた。
ランク1;画像不良が認められない。
ランク2;軽微な白スジが認められるのみである。
ランク3;一部に、白帯が帯電ローラのピッチで確認できるが、画質の低下が目立つものではない。
ランク4;帯電ローラのピッチの白帯による画像欠陥が目立ち、画質が低下している。
実施例1の帯電ローラおよび電子写真感光体を表5および6に示す組み合わせで、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表7〜9に示す。
2 弾性層
3 表面層
4 電子写真感光体
5 帯電部材(帯電ローラ)
6 現像ローラ
7 転写材
8 転写ローラ
9 定着装置
10 クリーニング部材
11 潜像形成装置
14 回収容器
19 帯電用電源
101a、101b、101c 黒鉛粒子または黒鉛化粒子
102 樹脂粒子
103 黒鉛粒子または黒鉛化粒子の露出部
105 導電性粒子の露出部
106 樹脂粒子の投影部以外の部分
107 投影図
108 弾性層の表面
201 支持体
202 下引き層
203 感光層
204 電荷発生層
205 電荷輸送層
Claims (12)
- 電子写真感光体および帯電部材を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体の表面層がシロキサン化合物を含有し、
該帯電部材が、導電性基体、弾性層、および、表面層をこの順に有し、
該帯電部材の該弾性層が、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体、ならびに、黒鉛粒子および黒鉛化粒子からなる群より選択される少なくとも一方の導電性粒子を含有し、
該帯電部材の該弾性層の表面が、該導電性粒子が該弾性層から露出している露出部を有し、
該導電性粒子の該露出部を含む該帯電部材の該弾性層の表面が、該帯電部材の該表面層で被覆されており、
該帯電部材の該表面層が、結着樹脂、および、該結着樹脂中に分散されている樹脂粒子を含有し、
該帯電部材の該表面層の表面が、該樹脂粒子に由来する凸部を複数有し、
該帯電部材の該表面層中の該樹脂粒子を該帯電部材の該弾性層の表面に正投影したときの、該帯電部材の該弾性層の表面における該樹脂粒子の投影部以外の部分が、該導電性粒子の該露出部と重なっている
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記導電性粒子の平均粒径が、1μm以上100μm以下である請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記導電性粒子が、鱗片状の形状を有し、前記導電性粒子の黒鉛(002)面の面間隔が、0.3354以上0.3365以下である請求項1または2に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記樹脂粒子が、アクリル樹脂、スチレン樹脂またはウレタン樹脂の粒子である請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記電子写真感光体の前記表面層が、ヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ニトロベンゼン、ピロリドン、N−メチルピロリドン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、アセトフェノン、サリチル酸メチル、フタル酸ジメチルおよびスルホランからなる群より選択される少なくとも1種の化合物をさらに含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記電子写真感光体の前記表面層における前記化合物の含有量が、前記電子写真感光体の前記表面層の全質量に対して0.1質量%以上2.0質量%以下である請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
- 電子写真感光体および帯電部材を有する電子写真装置において、
該電子写真感光体の表面層が、シロキサン化合物を含有し、
該帯電部材が、導電性基体、弾性層、および、表面層をこの順に有し、
該帯電部材の該弾性層が、アルキレンオキサイド由来のユニットを有する重合体、ならびに、黒鉛粒子および黒鉛化粒子からなる群より選択される少なくとも一方の導電性粒子を含有し、
該帯電部材の該弾性層の表面が、該導電性粒子が該弾性層から露出している露出部を有し、
該導電性粒子の該露出部を含む該帯電部材の該弾性層の表面が、該帯電部材の該表面層で被覆されており、
該帯電部材の該表面層が、結着樹脂、および、該結着樹脂中に分散されている樹脂粒子を含有し、
該帯電部材の該表面層の表面が、該樹脂粒子に由来する凸部を複数有し、
該帯電部材の該表面層中の該樹脂粒子を該帯電部材の該弾性層の表面に正投影したときの、該帯電部材の該弾性層の表面における該樹脂粒子の投影部以外の部分が、該導電性粒子の該露出部と重なっている
ことを特徴とする電子写真装置。 - 前記導電性粒子の平均粒径が、1μm以上100μm以下である請求項7に記載の電子写真装置。
- 前記導電性粒子が、鱗片状の形状を有し、前記導電性粒子の黒鉛(002)面の面間隔が、0.3354以上0.3365以下である請求項7または8に記載の電子写真装置。
- 前記樹脂粒子が、アクリル樹脂、スチレン樹脂またはウレタン樹脂の粒子である請求項7〜9のいずれか1項に記載の電子写真装置。
- 前記電子写真感光体の前記表面層が、ヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ニトロベンゼン、ピロリドン、N−メチルピロリドン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル、3−エトキシプロピオン酸エチル、アセトフェノン、サリチル酸メチル、フタル酸ジメチルおよびスルホランからなる群より選択される少なくとも1種の化合物をさらに含有する請求項7〜10のいずれか1項に記載の電子写真装置。
- 前記電子写真感光体の前記表面層における前記化合物の含有量が、前記電子写真感光体の前記表面層の全質量に対して0.1質量%以上2.0質量%以下である請求項11に記載の電子写真装置。
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