WO2011135808A1 - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 - Google Patents

帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a charging member, a process cartridge, and an electrophotographic apparatus.
  • Patent Document 1 describes a charging member having a convex portion derived from conductive resin particles on the surface as a charging member that is brought into contact with the electrophotographic photosensitive member to charge the electrophotographic photosensitive member. It is disclosed that the charging member can suppress the occurrence of dot-like or horizontal streak-like defects in the electrophotographic image caused by dirt such as toner and external additives deposited on the surface of the charging member.
  • a charging member according to the present invention is a charging member having a conductive substrate and a conductive resin layer, and the conductive resin layer is a bowl-shaped resin particle having a binder, conductive fine particles, and an opening.
  • the bowl-shaped resin particles are contained in the conductive resin layer so as not to be exposed on the surface of the charging member, and the surface of the charging member has the bowl-shaped surface. It has the recessed part derived from this opening of resin particle, and the convex part derived from the edge of this opening of this bowl-shaped resin particle, It is characterized by the above-mentioned.
  • the process cartridge according to the present invention integrates the charging member described above and a member to be charged (such as an electrophotographic photosensitive member) disposed in contact with the charging member, and is attached to and detached from the main body of the electrophotographic apparatus. It is characterized by being freely configured.
  • an electrophotographic apparatus according to the present invention includes at least the charging member, an exposure apparatus, and a developing apparatus.
  • the present invention it is possible to obtain a charging member that can stably charge the electrophotographic photosensitive member and can suppress uneven wear of the surface of the electrophotographic photosensitive member.
  • a process cartridge and an electrophotographic apparatus that can stably form a high-quality electrophotographic image can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of an electrophotographic apparatus according to the present invention. It is sectional drawing of the crosshead extruder used for manufacture of a charging roller.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a nip between a charging member and an electrophotographic photosensitive member according to the present invention.
  • FIG. 1A shows a cross section of a charging member according to the present invention.
  • the charging member has a conductive substrate 1 and a conductive resin layer 3 covering the peripheral surface thereof.
  • the conductive resin layer 3 contains a binder, conductive fine particles, and bowl-shaped resin particles.
  • the conductive resin layer 3 may be formed of a first conductive resin layer 31 and a second conductive resin layer 32.
  • a conductive elastic layer 2 may be formed between the conductive substrate 1 and the conductive resin layer 3.
  • [Conductive resin layer] 2A and 2B are enlarged sectional views of the surface portion of the charging member according to the present invention.
  • the conductive resin layer 3 as the surface layer bowl-shaped resin particles 61 are contained in an unexposed state on the surface of the charging member. Further, a concave portion 52 derived from the opening 51 of the bowl-shaped resin particles and a convex portion 54 derived from the edge 53 of the opening of the bowl-shaped resin particles are formed on the surface of the charging member.
  • the conductive resin layer 3 is formed of a first conductive resin layer 31 and a second conductive resin layer 32, respectively.
  • the first conductive resin layer 31 has bowl-shaped resin particles 61 such that the opening is exposed on the surface of the first conductive resin layer 31 and the edge of the opening forms a convex portion. is doing.
  • the bowl-shaped resin particles 61 are not exposed.
  • the second conductive resin layer 32 is formed along the inner wall of the bowl-shaped resin particle 61, the bowl-shaped resin is formed on the surface of the second conductive resin layer constituting the surface of the charging member. A recess derived from the opening of the particle is formed.
  • the second conductive resin layer covers the edge of the opening of the bowl-shaped resin particles 61, so that a convex portion derived from the edge is formed on the surface of the second conductive resin layer. Yes.
  • a charging member that contains bowl-shaped resin particles in an unexposed state in the conductive resin layer and has a concave portion due to the opening of the bowl-shaped resin particle on the surface and a convex portion due to the edge of the opening is used for a long time. Also, it was found that the surface of the electrophotographic photosensitive member was difficult to scrape. Moreover, regarding the charging performance, the inventors have obtained knowledge that charging performance equivalent to that of a charging member having convex portions derived from resin particles is obtained. That is, when the contact and rotation state between the charging member and the electrophotographic photosensitive member according to the present invention were observed, the convex portion derived from the edge of the opening was in contact with the electrophotographic photosensitive member, and the concave portion derived from the opening. Produced a gap in the nip between the electrophotographic photosensitive member and the charging member.
  • FIG. 8 is an enlarged schematic view of the nip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member according to the present invention, including the bowl-shaped resin particles shown in FIG. 2A.
  • the edge 53 of the opening of the bowl-shaped resin particles 61 is considered to be elastically deformed in the direction of arrow A due to the contact pressure with the electrophotographic photoreceptor 803.
  • the reason why the charging member according to the present invention is difficult to scrape the surface of the electrophotographic photosensitive member is that the contact pressure of the charging member to the electrophotographic photosensitive member is caused by the elastic deformation of the edge 53 of the bowl-shaped resin particle opening. This is thought to be because the pressure has been relaxed.
  • the surface of the charging member and the surface of the electrophotographic photosensitive member were also in the nip between the charging member and the electrophotographic photosensitive member. It was found that a gap was generated between them (801 in FIG. 8). Through this gap, discharge occurs from the conductive resin layer on the surface of the charging member to the surface of the electrophotographic photosensitive member, so that a discharge phenomenon, which is usually considered to occur only before and after the nip, is generated even in the nip. It is thought to have occurred. As a result, it is considered that the charging member according to the present invention can exhibit stable charging performance.
  • the present inventors have obtained the knowledge that such a discharge phenomenon in the nip is caused by the inner wall of the bowl-shaped resin particles being coated (lining) with a conductive resin layer. Yes.
  • the height difference 57 between the apex 55 of the convex portion 54 derived from the edge of the bowl-shaped resin particle opening and the bottom portion 56 of the concave portion 52 derived from the opening of the bowl-shaped resin particle shown in FIG. 3 is 5 ⁇ m.
  • the thickness is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 8 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less. By setting it within this range, the contact pressure can be more reliably relaxed and the gap in the nip can be maintained.
  • the ratio of the height difference 57 between the apex 55 of the convex part and the bottom part 56 of the concave part and the maximum diameter 58 of the bowl-shaped resin particles is 0.8. It is preferable that it is 3.0 or less. By setting it as this range, the pressure mentioned above can be reduced more reliably and the space
  • the surface state of the conductive resin layer is controlled as follows by forming the uneven shape.
  • the ten-point average surface roughness (Rzjis) is preferably 5 ⁇ m or more and 65 ⁇ m or less, and particularly preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the average unevenness (Sm) on the surface is preferably 30 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and particularly preferably 40 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • FIGS. 4A to 4E Examples of bowl-shaped resin particles used in the present invention are shown in FIGS. 4A to 4E. That is, the “bowl-shape” in the present invention refers to a shape having an opening 71 and a concave portion 72 having a rounded opening. The opening may have a flat edge as shown in FIGS. 4A and 4B, and may have an uneven edge as shown in FIGS. 4C to 4E.
  • the maximum diameter 58 of the bowl-shaped resin particles is preferably 5 ⁇ m to 150 ⁇ m, particularly 8 ⁇ m to 120 ⁇ m. By setting it within this range, it is possible to more reliably generate nip discharge.
  • the ratio between the maximum diameter 58 of the bowl-shaped resin particles and the minimum diameter 74 of the opening, that is, the [maximum diameter] / [minimum diameter of the opening] of the bowl-shaped resin particles is 1.1 or more and 4.0. The following is preferable. Thereby, the contact pressure mentioned above can be more reliably relieved, and the space
  • the difference between the outer diameter and inner diameter of the edge around the opening of the bowl-shaped resin particles is preferably 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, particularly preferably 0.2 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. By setting it as this range, the contact pressure mentioned above can be relieved more reliably. Further, it is more preferable that the difference between the outer diameter and the inner diameter is formed substantially uniformly over the entire particle. “Substantially uniform” means within a range of ⁇ 50% of the average value.
  • binder a known rubber or resin can be used.
  • rubber include natural rubber, a vulcanized product thereof, and synthetic rubber. The following are mentioned as a synthetic rubber. Ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber (IR), butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber and fluorine rubber.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • silicone rubber silicone rubber
  • urethane rubber isoprene rubber
  • IR isoprene rubber
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • acrylic rubber epichlorohydrin rubber and fluorine rubber.
  • a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used.
  • fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, acrylic urethane resin, silicone resin, and butyral resin are more preferable. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the monomer which is the raw material of these binders may be copolymerized to form a copolymer.
  • the conductive resin layer is formed of the first conductive resin layer and the second conductive resin layer
  • rubber it is preferable to use rubber as the binder used for the first conductive resin layer. This is because the pressure applied to the bowl-shaped resin particles tends to be more relaxed.
  • rubber is used as the binder used for the first conductive resin layer, it is preferable to use a resin as the binder used for the second conductive resin layer.
  • the conductive resin layer may be formed by adding a crosslinking agent or the like to the prepolymerized binder raw material and curing or crosslinking.
  • a crosslinking agent or the like to the prepolymerized binder raw material and curing or crosslinking.
  • the above mixture will also be described as a binder hereinafter.
  • the conductive resin layer contains known conductive fine particles in order to develop conductivity.
  • the conductive fine particles include metal oxides, metal fine particles, and carbon black.
  • these electroconductive fine particles can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the standard of the content of the conductive fine particles in the conductive resin layer is 2 to 200 parts by weight, particularly 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder.
  • the binder and the conductive fine particles used for the first conductive resin layer and the second conductive resin layer may be the same or different.
  • the first conductive resin layer and the second conductive resin layer may have adhesion and affinity. preferable.
  • Method 1 In Method 1, first, a coating layer (hereinafter also referred to as “preliminary coating layer”) in which conductive fine particles and hollow resin particles are dispersed in a binder is formed on a conductive substrate. Next, the surface is polished to remove a part of the hollow resin particles to obtain a bowl shape. As a result, a concave portion due to the opening of the bowl-shaped resin particles and a convex portion due to the edge of the opening of the bowl-shaped resin particles are formed on the surface (hereinafter also referred to as “uneven shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles”). . In this way, first, a first conductive resin layer is formed. Further, a second conductive resin layer is formed on the surface. Thereby, the said bowl-shaped resin particle can be made into an unexposed state.
  • preliminary coating layer in which conductive fine particles and hollow resin particles are dispersed in a binder is formed on a conductive substrate.
  • the surface is polished to remove a part of the
  • a method of using a so-called thermal expansion microcapsule in which an encapsulated substance is contained inside the particles and the encapsulated substance expands by applying heat to form hollow resin particles
  • the encapsulated substance can be expanded by heat at the time of drying, curing, or crosslinking of the binder used for the pre-coating layer to form hollow resin particles.
  • the particle size and the like can be controlled by controlling the temperature condition and the like.
  • thermoplastic resin When using thermally expanded microcapsules, it is necessary to use a thermoplastic resin as a binder.
  • thermoplastic resins are given below. Acrylonitrile resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, methacrylic acid resin, styrene resin, urethane resin, amide resin, methacrylonitrile resin, acrylic acid resin, acrylic ester resin, methacrylic ester resin and the like.
  • a thermoplastic resin composed of at least one selected from acrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, and methacrylonitrile resin having low gas permeability and high resilience.
  • thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more.
  • these thermoplastic resin monomers may be copolymerized and used as a copolymer.
  • thermoplastic resin used for the binder examples thereof include the following.
  • Low boiling liquids such as propane, propylene, butene, normal butane, isobutane, normal pentane, and isopentane
  • high boiling liquids such as normal hexane, isohexane, normal heptane, normal octane, isooctane, normal decane, and isodecane.
  • the thermal expansion microcapsules can be produced by a known production method such as a suspension polymerization method, an interfacial polymerization method, an interfacial precipitation method, or a submerged drying method.
  • a suspension polymerization method a polymerizable monomer, a substance to be encapsulated in the thermal expansion microcapsule, and a polymerization initiator are mixed, and this mixture is mixed in an aqueous medium containing a surfactant and a dispersion stabilizer.
  • a method of suspension polymerization after dispersing can be exemplified.
  • a compound having a reactive group that reacts with the functional group of the polymerizable monomer, an organic filler, or the like can also be added.
  • the following can be illustrated as a polymerizable monomer.
  • Acrylic acid esters (methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate).
  • Methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and benzyl methacrylate.
  • Styrene monomer acrylamide, substituted acrylamide, methacrylamide, substituted methacrylamide, butadiene, epsilon caprolactam, polyether, isocyanate and the like. These polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • Suitable polymerization initiators, azo initiators, and the like can be used as the polymerization initiator. Of these, azo initiators are preferred. Specific examples of the azo initiator are given below. 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobiscyclohexane 1-carbonitrile, 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile and 2,2'-azobis -2,4-Dimethylvaleronitrile. In particular, 2,2'-azobisisobutyronitrile is preferred. When a polymerization initiator is used, 0.01 to 5 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • an anionic surfactant As the surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, a polymer dispersant, and the like can be used.
  • a surfactant When a surfactant is used, it is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • the dispersion stabilizer include organic fine particles (polystyrene fine particles, polymethyl methacrylate fine particles, polyacrylic acid fine particles, and polyepoxide fine particles), silica (colloidal silica, etc.), calcium carbonate, calcium phosphate, aluminum hydroxide, barium carbonate, and water. Examples include magnesium oxide.
  • the amount is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • the suspension polymerization is preferably performed in a sealed state using a pressure vessel. Moreover, after suspending with a disperser etc., it may transfer to a pressure-resistant container and suspension polymerization may be carried out, and you may make it suspend in a pressure-resistant container.
  • the polymerization temperature is preferably 50 ° C to 120 ° C. Polymerization may be carried out under atmospheric pressure, but under pressure (at a pressure obtained by adding 0.1 to 1 MPa to atmospheric pressure) in order to prevent the substance encapsulated in the thermally expanded capsule from becoming gaseous. Is preferred. After completion of the polymerization, solid-liquid separation, washing, and the like may be performed by centrifugation, filtration, or the like.
  • drying or pulverization may be performed below the softening temperature of the resin constituting the thermally expanded microcapsules. Drying and pulverization can be performed by a known method, and an air dryer, a smooth air dryer, a nauter mixer, or the like can be used. Further, drying and pulverization can be simultaneously performed by a pulverization dryer or the like. The surfactant and the dispersion stabilizer can be removed by repeating washing filtration and the like after the production.
  • the formation method of a preliminary coating layer is demonstrated.
  • electrostatic spray coating, dipping coating, roll coating, a method of bonding or coating a sheet-shaped or tube-shaped layer formed in a predetermined film thickness, and a predetermined shape in a mold examples thereof include a method of curing and molding the material.
  • the binder is rubber
  • the conductive substrate and the unvulcanized rubber composition can be integrally extruded by using an extruder equipped with a cross head.
  • a crosshead is an extrusion die that is used at the tip of a cylinder of an extruder, which is used to form a coating layer for electric wires and wires.
  • the surface of the preliminary coating layer is polished to remove a part of the hollow resin particles to obtain a bowl shape.
  • a polishing method a cylindrical polishing method or a tape polishing method can be used.
  • the cylindrical polishing machine include a traverse type NC cylindrical polishing machine and a plunge cut type NC cylindrical polishing machine.
  • tape polishing In order to remove a part of the convex portions derived from the hollow resin particles, it is preferable to use tape polishing. This is because the pressure applied to the charging member during polishing is relatively small.
  • a specific example and polishing conditions of a polishing tape used when a part of the convex portion of the preliminary coating layer is deleted using a tape polishing method will be described below.
  • abrasive grains are dispersed in a resin and applied to a sheet-like substrate.
  • the abrasive grains include aluminum oxide, chromium oxide, silicon carbide, iron oxide, diamond, cerium oxide, corundum, silicon nitride, silicon carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, titanium carbide, and silicon oxide.
  • the average particle size of the abrasive grains is preferably 0.01 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the abrasive grains is the median diameter D50 measured by the centrifugal sedimentation method.
  • the preferable range of the count of the polishing tape having the above-mentioned preferable range of abrasive grains is 500 or more and 20000 or less, and more preferably 1000 or more and 10,000 or less.
  • Examples of abrasive tapes are listed below.
  • the feed rate of the polishing tape is preferably 10 mm / min or more and 500 mm / min or less, particularly 50 mm / min or more and 300 mm / min or less.
  • the pressure applied to the preliminary coating layer of the polishing tape is preferably 0.01 MPa or more and 0.4 MPa or less, and particularly preferably 0.1 MPa or more and 0.3 MPa or less.
  • a backup roller or the like may be brought into contact with the preliminary coating layer via a polishing tape. Further, in order to obtain a desired shape, the polishing treatment may be performed a plurality of times.
  • the number of rotations is preferably set to 10 rpm or more and 1000 rpm or less, particularly 50 rpm or more and 800 rpm or less.
  • corrugated shape by opening of a bowl-shaped resin particle can be more easily formed in the 1st conductive resin layer surface.
  • the method described in (b) described below is used to form a concave portion due to the opening of the bowl-shaped resin particles and a convex shape due to the edge of the opening. It is also possible.
  • the thickness of the preliminary coating layer is more than 5 times the volume average particle diameter of the hollow resin particles;
  • the thickness of the preliminary coating layer exceeds 5 times the volume average particle diameter of the hollow resin particles, the convex portion derived from the hollow resin particles may not be formed on the surface of the preliminary coating layer.
  • the uneven shape by the opening of the bowl-shaped resin particles can be formed by utilizing the difference in abrasiveness between the hollow resin particles and the preliminary coating layer.
  • the hollow resin particles have a high resilience because they contain a gas inside.
  • the binder for the preliminary coating layer a rubber or resin having relatively low impact resilience and small elongation is selected. Thereby, the preliminary coating layer can be easily polished, and the hollow resin particles can be hardly polished.
  • the preliminary coating layer in this state is polished, only a part of the hollow resin particles can be removed to form bowl-shaped resin particles.
  • bowl-shaped resin particle openings can be formed on the surface of the preliminary coating layer. Since this method is a method of forming a concave portion derived from the opening and a convex portion derived from the edge of the opening by utilizing the difference in abrasiveness between the hollow resin particles and the preliminary coating layer, the preliminary coating layer It is preferable to use rubber for the binder used in the above. Specifically, acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, or butadiene rubber having low impact resilience and low elongation can be suitably used.
  • those containing a resin having a polar group are preferable from the viewpoint that the shell has low gas permeability and high resilience.
  • examples of such a resin include a resin having a unit represented by the following formula (1). Furthermore, it is more preferable to have both the unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (5) from the viewpoint of easy control of the polishing properties.
  • A is at least one selected from the following formulas (2), (3) and (4).
  • R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R2 and R3 have the same structure. Or a different structure.
  • polishing method As a polishing method, a cylindrical polishing method or a tape polishing method can be used. However, since it is necessary to remarkably bring out a difference in the polishing properties of the materials, it is preferable to make the polishing conditions faster. From this viewpoint, it is more preferable to use a cylindrical polishing method. Among cylindrical polishing methods, it is more preferable to use the plunge cut method from the viewpoint that the longitudinal direction can be polished simultaneously and the polishing time can be shortened. In addition, it is preferable that the spark-out process (polishing process at an intrusion speed of 0 mm / min) that has been conventionally performed from the viewpoint of making the polished surface uniform is as short as possible or not performed.
  • the rotational speed of the cylindrical grinding wheel is preferably 1000 rpm or more and 4000 rpm or less, particularly 2000 rpm or more and 4000 rpm.
  • the penetration speed into the preliminary coating layer is preferably 5 mm / min or more and 30 mm / min or less, particularly preferably 10 mm / min or more.
  • a break-in process may be provided on the polished surface, and it is preferable that the intrusion speed is 0.1 or more and 0.2 mm / min within 2 seconds.
  • the spark-out process (polishing process at an intrusion rate of 0 mm / min) is preferably 3 seconds or less.
  • the number of rotations is preferably 50 rpm or more and 500 rpm or less, particularly 200 rpm or more and 500 rpm.
  • the surface of the first conductive resin layer is coated with the conductive resin composition, and dried, cured, or crosslinked, thereby forming the second conductive resin layer.
  • the coating method the above-described method can be used. It is necessary to have a surface reflecting the opening of the bowl-shaped resin particles prepared on the surface of the first conductive resin layer and the uneven shape due to the edges thereof. Therefore, it is preferable that the second conductive resin layer is relatively thin. As a standard of the thickness of the second conductive resin layer, it is 50 ⁇ m or less, particularly 30 ⁇ m or less.
  • a method of forming the second conductive resin layer by electrostatic spray coating, dipping coating, roll coating or the like is more preferable.
  • a coating solution of a conductive resin composition in which conductive fine particles are dispersed in a binder is prepared and applied.
  • a conductive resin composition is prepared in which conductive fine particles and bowl-shaped resin particles are dispersed in a binder.
  • the composition is coated on a conductive substrate and dried, cured, crosslinked, or the like to form a conductive resin layer.
  • the bowl-shaped resin particles can be produced by deleting some of the hollow resin particles described above. Further, polymerization may be performed so as to form a bowl shape in the production process of the resin particles.
  • a method of producing resin particles so as to have a bowl shape a polymerizable monomer is suspension-polymerized in water in the presence of a crosslinking agent, a hydrophobic liquid and a polymerization initiator while stirring in water, and then the hydrophobic liquid is obtained. And a method of preparing particles encapsulating the polymer in a polymer film.
  • the hydrophobic substance is encapsulated in the polymer particles formed during the polymerization, and the polymer deforms during the polymerization to form bowl-shaped particles.
  • the following are mentioned as a polymerizable monomer. Styrene, methylstyrene, vinyl toluene, methacrylic acid esters, acrylic acid esters, vinyl acetate, acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, chloroprene, isoprene, butadiene, acrolein, acrylamide, allyl alcohol, vinyl pyridine, vinyl benzoate, benzoate Allyl acid and mixtures thereof.
  • crosslinking agent examples include divinylbenzene, ethylene dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene dimethacrylate, allyl methacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and the like. Two or more of these may be used in combination.
  • the amount of the crosslinking agent with respect to 100% by mass of the polymerizable monomer is 0.1 to 30% by mass, particularly 1 to 20% by mass. By setting the amount of the crosslinking agent in this numerical range, the particles can be appropriately deformed.
  • hydrophobic liquid examples include hydrocarbon oil, animal oil, vegetable oil, esters, ethers, and silicones.
  • the amount of the hydrophobic liquid with respect to 100% by mass of the polymerizable monomer is preferably 15% by mass or more and 100% by mass or less.
  • polymerization initiator examples include radical catalysts such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, t-butyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, and 2,2′-azobis (2,4-dimethyl). Valeronitrile and the like can be preferably used.
  • Suspension stabilizers such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, sodium alginate, calcium phosphate, colloidal silica, bentonite, aluminum oxide and the like may be added to the water. Moreover, you may add anticoagulants, such as a titanium oxide and a calcium carbonate, so that a particle may not condense at the time of drying.
  • the polymerization temperature is generally preferably 50 to 95 ° C. Since the particle diameter of the fine particles is governed by the stirring speed, suitable stirring is performed at 50 to 500 rpm, and particularly preferably 100 to 300 rpm.
  • the polymerization time is preferably 3 to 24 hours.
  • the particles are preferably dried after being taken out of the water by filtration or the like, and drying is preferably performed at a temperature lower than the softening temperature of the polymer, that is, 30 to 90 ° C.
  • the bowl-shaped resin particles obtained above are mixed with a binder and conductive fine particles to prepare a conductive resin composition.
  • the conductive resin composition is coated on a conductive substrate to form a conductive resin layer.
  • the coating method the method described above can be used.
  • the film thickness of the conductive resin layer is set to the maximum diameter of the bowl-shaped resin particles. 5 times or less, particularly 3 times or less.
  • a conductive resin coating solution in which binder, conductive fine particles and bowl-shaped resin particles are mixed, and perform electrostatic spray coating, dipping coating, roll coating, etc., and drying or heating It is preferable to use a method having the process of: In this case, in the drying process of the coated coating film, it is preferable to increase the drying temperature of the coating film, or it is preferable to reduce the solid content concentration in the coating film. In the drying process, the volatilization rate of the volatile component from the coating film is increased, and the flow of the volatile component that volatilizes at high speed causes the opening of the bowl-shaped resin particles to face the conductive resin layer surface side, forming the uneven shape It becomes possible to do. In order to control the volatilization rate, it is preferable to use the aforementioned solvent for the coating solution.
  • a dispersion component other than bowl-shaped resin particles such as conductive fine particles
  • a dispersion component other than bowl-shaped resin particles is mixed with glass beads having a diameter of 0.8 mm in a binder, and dispersed using a paint shaker disperser over 12 to 36 hours.
  • bowl-shaped resin particles are added and dispersed.
  • the dispersion time is preferably 2 minutes or longer and within 30 minutes.
  • the viscosity is adjusted to 3 to 30 mPa, particularly 3 to 20 mPa to obtain a coating solution.
  • a coating film of a coating solution is formed on the conductive substrate by dipping or the like so that the dry film thickness is 1 to 50 ⁇ m, more preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • This coating film is dried at a temperature of 20 to 50 ° C., particularly at a temperature of 30 to 50 ° C. Thereafter, a treatment such as curing or crosslinking may be performed.
  • a treatment such as curing or crosslinking may be performed.
  • the above-described dispersing means can be used as a method of dispersing the binder, conductive fine particles, and the like in the coating solution. The film thickness can be measured by the above method.
  • the content of the bowl-shaped resin particles in the conductive resin layer is preferably 2 parts by mass or more and 120 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder. By setting it as this range, it becomes possible to form more easily the uneven
  • the conductive resin layer of the present invention may contain an ionic conductive agent and insulating particles in addition to the conductive fine particles.
  • the volume resistivity of the conductive resin layer it is preferable that the volume resistivity is 1 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 16 ⁇ ⁇ cm or less in a temperature 23 ° C./humidity 50% RH environment. By setting this range, it becomes easier to appropriately charge the electrophotographic photosensitive member by discharge.
  • the volume resistivity of the conductive resin layer is determined as follows. First, the conductive resin layer is cut out from the charging member into strips having a length of about 5 mm, a width of 5 mm, and a thickness of about 1 mm. Metal is vapor-deposited on both surfaces to produce an electrode and a guard electrode, and a measurement sample is obtained. If the conductive resin layer cannot be cut out with a thin film, apply the conductive resin composition for forming the conductive resin layer on the aluminum sheet to form a coating film, and deposit metal on the coating surface to measure. For get a sample. A voltage of 200 V is applied to the obtained measurement sample using a microammeter (trade name: ADVANTEST R8340A, ULTRA, HIGHRESISTANCE METER, manufactured by Advantest Corporation).
  • the volume resistivity of the conductive resin layer can be adjusted by the conductive fine particles and the ionic conductive agent described above.
  • the average particle size of the conductive fine particles is 0.01 ⁇ m to 0.9 ⁇ m, particularly 0.01 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • the standard of the content of the conductive fine particles in the conductive resin layer is 2 to 80 parts by mass, particularly 20 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder.
  • the conductive substrate used in the charging member of the present invention is conductive and has a function of supporting a conductive resin layer and the like provided thereon.
  • the material include metals such as iron, copper, stainless steel, aluminum, and nickel, and alloys thereof.
  • a conductive elastic layer may be formed between the conductive substrate and the conductive resin layer.
  • a binder used for the conductive elastic layer a known rubber or resin can be used. From the viewpoint of securing a sufficient nip between the charging member and the photoreceptor, it is preferable to have relatively low elasticity, and it is more preferable to use rubber. Examples of the rubber include the rubber described above.
  • the volume resistivity of the conductive elastic layer is preferably 10 2 ⁇ ⁇ cm or more and 10 10 ⁇ ⁇ cm or less in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH.
  • the volume resistivity of the conductive elastic layer can be adjusted by appropriately adding a conductive agent such as carbon black, conductive metal oxide, alkali metal salt or ammonium salt in the binder.
  • a conductive agent such as carbon black, conductive metal oxide, alkali metal salt or ammonium salt
  • the binder is a polar rubber, it is particularly preferable to use an ammonium salt.
  • the conductive elastic layer may contain additives such as softening oil and plasticizer and the above-described insulating particles in addition to adjusting the hardness and the like.
  • the conductive elastic layer can also be provided by adhering with an adhesive between the conductive substrate and the conductive resin layer. It is preferable to use a conductive adhesive.
  • the charging member according to the present invention only needs to have the conductive base and the conductive resin layer, and the shape thereof may be any of a roller shape, a flat plate shape, and the like.
  • a charging roller as an example of the charging member will be described in detail.
  • the adhesive is preferably conductive.
  • the adhesive may have a known conductive agent.
  • the binder of the adhesive include thermosetting resins and thermoplastic resins, and known ones such as urethane, acrylic, polyester, polyether, and epoxy can be used.
  • the conductive fine particles and the ionic conductive agent can be appropriately selected and used alone or in combination of two or more.
  • the charging roller of the present invention usually has an electric resistance value of 1 ⁇ 10 3 ⁇ or more and 1 ⁇ 10 3 in an environment of a temperature of 23 ° C./humidity of 50% RH in order to improve the charging of the electrophotographic photosensitive member. More preferably, it is 10 ⁇ or less.
  • the charging roller of the present invention preferably has a crown shape that is thickest at the center in the longitudinal direction and narrows toward both ends in the longitudinal direction from the viewpoint of making the longitudinal nip width uniform with respect to the electrophotographic photosensitive member.
  • the crown amount is preferably such that the difference between the outer diameter at the center and the outer diameter at a position 90 mm away from the center is not less than 30 ⁇ m and not more than 200 ⁇ m.
  • the hardness of the charging unit roller surface is preferably 90 ° or less in terms of micro hardness (MD-1 type), and more preferably 40 ° or more and 80 ° or less. By setting this range, it is easy to stabilize the contact with the electrophotographic photosensitive member, and more stable in-nip discharge can be performed.
  • the charging member of the present invention can be used as a component of an electrophotographic apparatus.
  • the electrophotographic apparatus has at least the charging member, an exposure apparatus, and a developing apparatus.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of an example of an electrophotographic apparatus provided with the charging member of the present invention.
  • the electrophotographic apparatus has an electrophotographic photosensitive member, a charging device for the electrophotographic photosensitive member, a latent image forming device, a developing device, a transfer device, a cleaning device that collects transfer residual toner on the electrophotographic photosensitive member, a fixing device, and the like.
  • the electrophotographic photosensitive member 4 is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive substrate, and is driven to rotate in a direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed (process speed).
  • the charging device includes a contact-type charging roller 5 that is placed in contact with the electrophotographic photosensitive member 4 by contacting with the electrophotographic photosensitive member 4 with a predetermined pressing force.
  • the charging roller 5 is driven rotation that rotates according to the rotation of the electrophotographic photosensitive member, and charges the electrophotographic photosensitive member to a predetermined potential by applying a predetermined DC voltage from the charging power source 19.
  • an exposure apparatus such as a laser beam scanner is used as the latent image forming apparatus 11 that forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member 4.
  • An electrostatic latent image is formed by performing exposure corresponding to image information on the uniformly charged electrophotographic photosensitive member.
  • the developing device includes a developing sleeve or a developing roller 6 disposed close to or in contact with the electrophotographic photosensitive member 4.
  • the toner electrostatically processed to the same polarity as the charged polarity of the electrophotographic photosensitive member is reversely developed to develop the electrostatic latent image to form a toner image.
  • the transfer device has a contact-type transfer roller 8.
  • the toner image is transferred from the electrophotographic photosensitive member to a transfer material 7 such as plain paper (the transfer material is conveyed by a paper feeding system having a conveying member).
  • the cleaning device has a blade-type cleaning member 10 and a collection container 14 and mechanically scrapes and collects transfer residual toner remaining on the electrophotographic photosensitive member after transfer.
  • the cleaning device it is possible to omit the cleaning device by adopting a development simultaneous cleaning system in which the transfer device collects the transfer residual toner.
  • the fixing device 9 is constituted by a heated roll or the like, and fixes the transferred toner image on the transfer material 7 and discharges it outside the apparatus.
  • the above-described charging member according to the present invention and a member to be charged (such as an electrophotographic photosensitive member) arranged in contact with the charging member are integrated, and are attached to and detached from the main body of the electrophotographic apparatus. It is configured freely.
  • Production Examples 1 to 69 will be described.
  • the breakdown of the production examples is as follows.
  • Production Examples 1 to 38, 44 and 45 are production examples of resin particles.
  • Production Examples 39 to 43 are production examples of bowl-shaped resin particles.
  • Production Examples 46 to 49 are production examples of conductive rubber compositions containing resin particles.
  • Production Example 50 is a production example of composite conductive fine particles.
  • Production Example 51 is a production example of surface-treated titanium oxide particles.
  • Production Examples 52 to 59 are production examples of conductive resin coating liquids 1 to 8 that do not contain resin particles.
  • Production Examples 60 to 68 are production examples of conductive resin coating liquids 9 to 17 containing resin particles.
  • Production Example 69 is a production example of a conductive rubber composition.
  • the average particle diameter of the resin particles means a volume average particle diameter.
  • the obtained dispersion was stirred and mixed for 3 minutes using a homogenizer, charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction vessel, and reacted at 60 ° C. for 20 hours with stirring at 200 rpm to prepare a reaction product.
  • a reaction product About the obtained reaction product, after repeating filtration and washing with water, it dried at 80 degreeC for 5 hours, and produced the resin particle.
  • the obtained resin particles were pulverized and classified by a sonic classifier to obtain resin particles 1 having an average particle diameter of 12 ⁇ m.
  • ⁇ Production Example 46> [Preparation of conductive rubber composition 1 using acrylonitrile butadiene rubber] The following 4 components were added to 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (trade name: N230SV, manufactured by JSR), and kneaded for 15 minutes in a closed mixer adjusted to 50 ° C.
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • Carbon black (trade name: Toka Black # 7360SB, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.): 48 parts by mass -Zinc stearate (trade name: SZ-2000, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.): 1 part by mass, -Zinc oxide (trade name: Zinc Hana 2 types, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.): 5 parts by mass Calcium carbonate (trade name: Silver W, manufactured by Shiroishi Kogyo Co.): 20 parts by mass.
  • -Zinc oxide similar to Production Example 46
  • 5 parts by mass -Zinc stearate similar to Production Example 46
  • 2 parts by mass Carbon black (trade name: Ketjen Black EC600JD, manufactured by Lion): 8 parts by mass Carbon black (trade name: Seast S, manufactured by Tokai Carbon Co.): 40 parts by mass Calcium carbonate (similar to Production Example 46): 15 parts by mass Paraffin oil (trade name: PW380, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.): 20 parts by mass.
  • a conductive rubber composition 20 parts by mass of resin particles 6 ⁇ 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent, -1 part by weight of dibenzothiazyl sulfide (DM) (trade name: Noxeller DM, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) as a vulcanization accelerator -1 part by mass of tetramethylthiuram monosulfide (TS) (trade name: Noxeller TS, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.).
  • DM dibenzothiazyl sulfide
  • TS tetramethylthiuram monosulfide
  • ⁇ Production Example 48> [Preparation of Conductive Rubber Composition 3 Using Butadiene Rubber]
  • the acrylonitrile butadiene rubber was changed to butadiene rubber (BR) “JSR BR01” (trade name, manufactured by JSR Corporation), and the carbon black was changed to 30 parts by mass. 12 parts by mass of the resin particles 1 were changed to 8 parts by mass of the resin particles 31. Except for the above, the conductive rubber composition 3 was produced in the same manner as in Production Example 46.
  • the obtained composite conductive fine particles 1 had an average particle diameter of 15 nm and a volume resistivity of 1.1 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ cm.
  • Toluene was removed from the slurry obtained by wet pulverization by vacuum distillation (bath temperature: 110 ° C., product temperature: 30-60 ° C., degree of vacuum: about 100 Torr) using a kneader, and surfaced at 120 ° C. for 2 hours.
  • the treating agent was baked.
  • the baked particles were cooled to room temperature and then pulverized using a pin mill to prepare surface-treated titanium oxide particles 1.
  • a conductive resin coating solution 1 was prepared.
  • a conductive resin coating solution 2 was produced in the same manner as in Production Example 52 except that the composite conductive fine particles were changed to carbon black (brand: # 52, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • conductive resin coating solution 3 Silicone resin (trade name: SR2360, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was dissolved in methyl ethyl ketone so that the solid content was 10% by mass. Next, 30 parts by mass of carbon black (brand: # 52, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to 100 parts by mass of the solid content of the silicone resin to prepare a mixed solution. Thereafter, a conductive resin coating solution 3 was produced in the same manner as in Production Example 52.
  • Conductive resin coating liquids 6, 7 and 8 were produced in the same manner as in Production Examples 53, 56 and 55 except that carbon black was changed to carbon black “MA100” (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • ⁇ Production Example 60> [Preparation of conductive resin coating solution 9] A mixed solution was prepared in the same manner as in Production Example 52, except that the solid content of the caprolactone-modified acrylic polyol solution was 17% by mass. After dispersing for 24 hours, 5 parts by mass of the resin particles 1 were added. Then, it disperse
  • a conductive resin coating solution 13 was produced in the same manner as in Production Example 61 except that the resin particles 1 were changed to resin particles 39 and the number of added parts was changed to 20 parts by mass.
  • a conductive resin coating solution 15 was produced in the same manner as in Production Example 62 except that the resin particles 27 were changed to resin particles 41 and the number of added parts was changed to 20 parts by mass.
  • ⁇ Calcium carbonate 60 parts by mass
  • Aliphatic polyester plasticizer 5 parts by mass
  • Zinc stearate 1 part by mass
  • 2-mercaptobenzimidazole (MB) (anti-aging agent) 0.5 parts by mass
  • -Zinc oxide 5 parts by mass
  • -Quaternary ammonium salt “Adekasizer LV70” (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.): 2 parts by mass
  • Carbon black “Thermax Flow Foam N990” (trade name, manufactured by Canada, Canada, average particle size 270 nm): 5 parts by mass.
  • Example 1 As shown in FIG. 1B, Example 1 is applied to a charging roller having a first conductive resin layer and a second conductive resin layer in this order on a conductive substrate.
  • thermosetting adhesive containing 10% by mass of carbon black was applied to a stainless steel substrate having a diameter of 6 mm and a length of 252.5 mm, and the dried one was used as a conductive substrate.
  • the conductive rubber composition 1 produced in Production Example 46 was coated coaxially and cylindrically with the conductive base as the central axis using an extrusion molding apparatus having a crosshead shown in FIG. The thickness of the coated rubber composition was adjusted to 1.75 mm.
  • 36 is a conductive gas
  • 37 is a feed roller
  • 38 is an extruder
  • 40 is a cross head
  • 41 is a roller after extrusion.
  • the roller after extrusion is heated in a hot air oven at 160 ° C. for 1 hour, and then the end of the elastic layer is removed to make the length 224.2 mm. Further, secondary heating is performed at 160 ° C. for 1 hour.
  • a roller having a preliminary coating layer with a layer thickness of 3.5 mm was prepared.
  • the outer peripheral surface of the obtained roller was polished using a plunge cut type cylindrical polishing machine.
  • a vitrified wheel was used as the polishing wheel, the abrasive grains were green silicon carbide (GC), and the particle size was 100 mesh.
  • the rotational speed of the roller was 350 rpm, and the rotational speed of the grinding wheel was 2050 rpm.
  • the rotation direction of the roller and the rotation direction of the grinding wheel were the same direction (driven direction). Polishing was performed by setting the cutting speed to 20 mm / min, and setting the spark-out time (time at the cutting 0 mm) to 0 seconds, thereby producing the elastic roller 1 having the first conductive resin layer.
  • the thickness of the resin layer was adjusted to 3 mm.
  • the crown amount of this roller (the difference in outer diameter between the central portion and a position 90 mm away from the central portion) was 120 ⁇ m.
  • the conductive resin coating liquid 1 was dipped on the elastic roller 1 once.
  • the dipping time was 9 seconds, and the pulling speed from the conductive resin coating liquid was 20 mm / s for the initial speed and 2 mm / s for the final speed.
  • the speed change from the initial speed to the final speed was performed linearly with respect to time.
  • the elastic roller 1 pulled up from the conductive coating solution was air-dried at room temperature for 30 minutes, and then dried with a hot air circulating dryer at a temperature of 80 ° C. for 1 hour and further at a temperature of 160 ° C. for 1 hour to obtain a charging roller 1. .
  • the charging roller 1 thus obtained was evaluated as 1 to 6 below.
  • FIG. 5 shows an apparatus for measuring the electrical resistance value of the charging roller. Both ends of the conductive substrate 1 are brought into contact with a cylindrical metal 32 having the same curvature as that of the electrophotographic photosensitive member by bearings 33 and 33 under load so as to be parallel to each other. In this state, the cylindrical metal 32 is rotated by a motor (not shown), and a DC voltage of ⁇ 200 V is applied from the stabilizing power supply 34 while the charging roller 5 that is in contact with the rotation is driven. The current flowing at this time is measured by an ammeter 35, and the resistance value of the charging roller is calculated.
  • the load is 4.9 N each, the metal cylinder has a diameter of 30 mm, and the rotation of the metal cylinder has a peripheral speed of 45 mm / sec.
  • Rzjis and average irregularity interval RSm of charging member [2. Measurement of surface roughness Rzjis and average irregularity interval RSm of charging member] Using a surface roughness measuring instrument (trade name: SE-3500, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.), measurement based on Japanese Industrial Standard (JIS) B 0601-1994 is performed. Rzjis is an average value of measured values at six randomly selected charging members. Sm is a value obtained by calculating an average value of 10 measured values for 6 randomly selected charging members and then calculating an average value of 6 locations. In the measurement, the cutoff value is 0.8 mm and the evaluation length is 8 mm.
  • JIS Japanese Industrial Standard
  • a height difference 57 between the apex 55 of the convex portion 54 and the bottom portion 56 of the concave portion is calculated.
  • Such an operation is performed for two bowl-shaped resin particles in the field of view. And the same measurement is performed about 50 places of the longitudinal direction of a charging member, and the average value of the total 100 resin particles obtained is calculated.
  • a monochrome laser printer (“LaserJet P4515n” (trade name)) manufactured by Japan Hewlett-Packard Co., which is an electrophotographic apparatus having the configuration shown in FIG. 6, was used, and voltage was applied to the charging member from the outside.
  • the applied voltage was an AC voltage with a peak peak voltage (Vpp) of 1800 V, a frequency (f) of 2930 Hz, and a DC voltage (Vdc) of ⁇ 600 V.
  • Vpp peak peak voltage
  • f frequency
  • Vdc DC voltage
  • the image resolution was output at 600 dpi.
  • the process cartridge for the printer was used as the process cartridge.
  • the attached charging roller was removed from the process cartridge, and the manufactured charging roller 1 was set.
  • the charging roller 1 was brought into contact with the electrophotographic photosensitive member with a pressing force of a spring of 4.9 N at one end and a total of 9.8 N at both ends.
  • the charging roller 1 is set in the process cartridge, and the process cartridge is placed in a 15 ° C./10% RH environment (environment 1), a temperature 23 ° C./humidity 50% RH environment (environment 2), and a temperature 32.5 ° C./humidity 80%.
  • the RH environment (Environment 3) was acclimated for 24 hours. Then, durability evaluation was performed in each environment.
  • two horizontal line images with a width of 2 dots and an interval of 176 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member are subjected to an intermittent endurance test (endurance after stopping the rotation of the printer for 3 seconds for every two sheets). It was.
  • An image depicting a horizontal line of dots was output and evaluated.
  • Rank 1 No dot-like, horizontal stripe-like, or vertical stripe-like defect is observed.
  • Rank 2 A dot-like, horizontal stripe-like or vertical stripe-like defect is slightly observed.
  • Rank 3 It was recognized that dot-like and horizontal stripe-like defects occurred corresponding to the rotation pitch of the charging roller. In addition, some vertical streak defects were observed.
  • Rank 4 Dots, horizontal stripes, and vertical stripes are conspicuous.
  • the maximum diameter of bowl-shaped resin particles on the surface of the charging roller 1 was 50 ⁇ m, the minimum diameter of the opening was 32 ⁇ m, and the difference between the outer diameter and the inner diameter was 0.5 ⁇ m.
  • a concave portion derived from an opening derived from bowl-shaped resin particles and a convex portion derived from an edge of the opening portion were formed.
  • the height difference between the apex of the convex portion and the bottom portion of the concave portion was 35 ⁇ m.
  • Example 2 A conductive rubber composition 6 was produced in the same manner as in Production Example 46 except that the resin particle 1 was changed to the resin particle 2.
  • the conductive rubber composition 6 is used in place of the conductive rubber composition 1, and the conductive resin coating liquid 2 is used instead of the conductive resin coating liquid 1 for forming the second conductive resin layer.
  • a charging roller 2 was produced.
  • Examples 3 to 9 Charging rollers 3 to 9 were produced in the same manner as in Example 2 except that the type of resin particles and the number of added parts were changed as shown in Table 1-1.
  • Example 10 The conductive rubber composition was changed to the conductive rubber composition 2 produced in Production Example 47, and the elastic roller 10 was produced in the same manner as in Example 2. At this time, the cutting speed was changed to 30 mm / min. A charging roller 10 was produced in the same manner as in Example 2 except for the above.
  • Example 11 A charging roller 11 was produced in the same manner as in Example 2 except that the resin particle 1 was changed to the resin particle 8 and the spark-out time was changed to 1 second.
  • Example 12 The elastic roller 12 was produced in the same manner as in Example 10 except that the resin particle 6 was changed to the resin particle 8, the addition part was changed to 12 parts by mass, and the spark-out time was changed to 1 second. Thereafter, the charging roller 12 was produced in the same manner as in Example 10 except that the conductive coating resin cloth 3 was used at the time of forming the second conductive resin layer and was not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. .
  • Example 13 A charging roller 13 was produced in the same manner as in Example 12 except that the resin particle 8 was changed to the resin particle 9 and the cutting speed was changed to 10 mm / min.
  • Example 14 The resin particles 9 were changed to resin particles 10, and the conductive resin coating solution 4 was used to form the second conductive resin layer, except that the resin particles 9 were not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. Thus, the charging roller 14 was produced.
  • Example 15 The charging roller 15 was produced in the same manner as in Example 14 except that the resin particle 10 was changed to the resin particle 11 and the number of added parts was changed to 15 parts by mass.
  • Example 16 A charging roller 16 was produced in the same manner as in Example 1 except that the resin particle 1 was changed to the resin particle 12 and the addition part was changed to 8 parts by mass.
  • Example 17 to 21 Charging rollers 17 to 21 were produced in the same manner as in Example 16 except that the number of added resin particles 12 was changed as shown in Table 1-1.
  • Example 22 The charging roller was changed in the same manner as in Example 2 except that the resin particle 1 was changed to the resin particle 13, the addition part was changed to 10 parts by mass, the cutting speed was changed to 10 mm / min, and the spark-out time was changed to 2 seconds. 22 was produced.
  • Example 23 The charging roller 23 was changed in the same manner as in Example 13 except that the resin particles 9 were changed to resin particles 14, the number of added parts was changed to 15 parts by mass, the cutting speed was changed to 30 mm / min, and the spark-out time was changed to 2 seconds. Produced.
  • Example 24 An elastic roller 24 was produced in the same manner as in Example 23 except that the resin particles 14 were changed to resin particles 13, the number of added parts was changed to 10 parts by mass, and the cutting speed was changed to 10 mm / min. Thereafter, a charging roller 24 was produced in the same manner as in Example 23, except that the conductive resin coating solution 5 was used when forming the second conductive resin layer.
  • Example 25 A charging roller 25 was produced in the same manner as in Example 24 except that the resin particles 13 were changed to resin particles 15, the number of added parts was changed to 10 parts by mass, and the spark-out time was changed to 1 second.
  • Example 26 The elastic roller 26 was produced in the same manner as in Example 7 except that the number of resin particles added was changed to 5 parts by mass, the cutting speed was changed to 10 mm / min, and the spark-out time was changed to 3 seconds. Thereafter, when the second conductive resin layer was formed, the charging roller 26 was produced in the same manner as in Example 7 except that the conductive resin coating solution 4 was used and the drying was not performed at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. .
  • Example 27 The charging roller 27 is manufactured in the same manner as in Example 12 except that the resin particle 8 is changed to the resin particle 6, the addition part is changed to 10 parts by mass, the cutting speed is changed to 20 mm / min, and the spark-out time is changed to 0 second. did.
  • Example 28 A charging roller 28 was produced in the same manner as in Example 10 except that the resin particle 6 was changed to the resin particle 1, the addition part was changed to 8 parts by mass, the cutting speed was changed to 10 mm / min, and the spark-out time was changed to 1 second. .
  • Example 29 A charging roller 29 was produced in the same manner as in Example 10 except that the resin particles 6 were changed to resin particles 16, the number of added parts was changed to 12 parts by mass, and the cutting speed was changed to 20 mm / min.
  • Example 30 A charging roller 30 was produced in the same manner as in Example 26 except that the resin particles 6 were changed to resin particles 16, the number of added parts was changed to 9 parts by mass, and the spark-out time was changed to 1 second.
  • Example 31 An elastic roller 31 was produced in the same manner as in Example 30, except that the resin particles 16 were changed to the resin particles 17 and the number of added parts was changed to 12 parts by mass.
  • a charging roller 31 was produced in the same manner as in Example 30 except that the conductive resin coating solution 3 was used at the time of forming the second conductive resin layer, and it was not dried at 160 ° C. for 1 hour.
  • Example 32 A charging roller 32 was produced in the same manner as in Example 14 except that the resin particles 10 were changed to resin particles 18, the number of added parts was changed to 9 parts by mass, and the spark-out time was changed to 2 seconds.
  • Example 33 A charging roller 33 was produced in the same manner as in Example 24 except that the resin particles 13 were changed to resin particles 27 and the number of added parts was changed to 15 parts by mass.
  • Example 34 The charging roller 34 is manufactured in the same manner as in Example 2 except that the resin particle 2 is changed to the resin particle 28, the addition part is changed to 9 parts by mass, the cutting speed is changed to 5 mm / min, and the spark-out time is changed to 2 seconds. did.
  • Example 35 A charging roller 35 was produced in the same manner as in Example 26 except that the resin particles 6 were changed to resin particles 29, the number of added parts was changed to 20 parts, the cutting speed was changed to 20 mm / min, and the spark-out time was changed to 0 seconds. .
  • Example 36 A charging roller 36 was produced in the same manner as in Example 33 except that the resin particle 27 was changed to the resin particle 30, the addition part was changed to 8 parts by mass, the cutting speed was changed to 5 mm / min, and the spark-out time was changed to 3 seconds. .
  • Example 37 The conductive rubber composition was changed to the conductive rubber composition 3 produced in Production Example 48, and an elastic roller 37 was produced in the same manner as in Example 2. At this time, the cutting speed was changed to 10 mm / min, and the spark-out time was changed to 2 seconds. A charging roller 37 was produced in the same manner as in Example 2 except that the conductive resin coating liquid 6 was used at the time of forming the second conductive resin layer and it was not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour.
  • Example 38 An elastic roller 38 was produced in the same manner as in Example 2 except that the resin particles 2 were changed to resin particles 32 and the number of added parts was changed to 20 parts by mass.
  • a charging roller 38 was produced in the same manner as in Example 2 except that the conductive resin coating solution 6 was used at the time of forming the second conductive resin layer, and it was not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour.
  • Example 39 The resin particles 31 were changed to resin particles 33, the number of added parts was changed to 20 parts by mass, the cutting speed was changed to 30 mm / min, and the spark-out time was changed to 0 seconds. Further, when the second conductive resin layer was formed, the conductive resin coating solution 4 was used, and it was not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. Otherwise, a charging roller 39 was produced in the same manner as in Example 37.
  • Example 40 The charging roller 40 was produced in the same manner as in Example 36 except that the resin particle 30 was changed to the resin particle 34 and the conductive resin coating solution 4 was used when forming the second conductive resin layer.
  • Example 41 In Example 39, the resin particles 33 were changed to resin particles 35, the number of added parts was changed to 5 parts by mass, the cutting speed was changed to 5 mm / min, and the spark-out time was changed to 3 seconds. Further, a charging roller 41 was produced in the same manner as in Example 39 except that the conductive resin coating solution 7 was used when forming the second conductive resin layer.
  • Example 42 In Example 37, the resin particle 31 was changed to the resin particle 36, the number of added parts was changed to 15 parts by mass, and the cutting speed was changed to 20 mm / min. Further, a charging roller 42 was produced in the same manner as in Example 37 except that the conductive resin coating liquid 8 was used when forming the second conductive resin layer.
  • Example 43 In the same manner as in Example 6 except that the resin particle 5 was used as the resin particle 37 and the conductive resin coating solution 8 was used when the second conductive resin layer was formed, and the resin particle 5 was not dried at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. A charging roller 42 was produced.
  • Example 44 Example except that the resin particle 36 is changed to the resin particle 38, the number of added parts is 10 parts, the spark-out time is changed to 0 second, and the conductive resin coating liquid 5 is used when forming the second conductive resin layer. In the same manner as in Example 42, a charging roller 44 was produced.
  • Example 45 As shown in FIG. 1D, a charging roller having a conductive elastic layer, a first conductive resin layer, and a second conductive resin layer in this order on a conductive substrate is applied.
  • a roller 45 having a conductive elastic layer was produced by the same method as the method for producing the first conductive resin layer of Example 1, except that the rubber composition obtained by removing the resin particles 1 from the conductive rubber composition 1 was used. .
  • the thickness of the conductive rubber composition was adjusted to 3.25 mm.
  • dipping coating was performed once on the roller 45 having the conductive elastic layer produced. After air drying at room temperature for 30 minutes or more, it was dried at a temperature of 80 ° C. for 1 hour and further at a temperature of 160 ° C. for 1 hour in a hot air circulating dryer.
  • the conditions for dipping coating are the same as those in Example 1.
  • the film thickness of the conductive resin formed with the conductive resin coating solution 9 was 10 ⁇ m.
  • the obtained roller was polished by a tape polishing method.
  • a film type super finishing apparatus Super Finisher SP100 type manufactured by Matsuda Seiki Co., Ltd.
  • the polishing tape a lapping film (manufactured by Sumitomo 3M Limited, polishing abrasive grains: aluminum oxide, average particle diameter: 12 ⁇ m (# 1200)) was used.
  • the roller longitudinal movement speed of the polishing tape is 200 mm / min
  • the rotation speed of the roller is 500 rpm
  • the pressing pressure of the polishing tape is 0.2 MPa
  • the feeding speed of the polishing tape is 40 mm / min
  • the oscillation speed (oscillation) is 500 cycles / min.
  • the rotating direction of the polishing tape and the roller was opposite (counter direction), and the elastic roller 45 having the first conductive resin layer was produced.
  • Example 46 A charging roller 46 was produced in the same manner as in Example 45 except that the conductive resin coating solution 9 was changed to the conductive resin coating solution 10. The film thickness of the conductive resin formed with the conductive resin coating solution 10 was 11 ⁇ m.
  • Example 47 An elastic roller 47 having a conductive elastic layer was produced in the same manner as in Example 10 except that no resin particles were added. The manufacturing method is the same as in Example 45.
  • an elastic roller 47 was produced in the same manner as in Example 45 except that the conductive resin coating solution 9 was changed to the conductive resin coating solution 11.
  • the film thickness of the conductive resin formed with the conductive resin coating solution 11 was 12 ⁇ m.
  • a second conductive resin layer was formed, and the charging roller 47 was produced.
  • Example 48 An elastic roller 48 was produced in the same manner as in Example 47 except that the conductive resin coating solution 11 was changed to the conductive resin coating solution 12. The film thickness of the conductive resin formed with the conductive resin coating solution 12 was 12 ⁇ m. Thereafter, a charging roller 48 was produced in the same manner as in Example 47 except that the conductive resin coating solution 2 was changed to the conductive resin coating solution 4.
  • Example 49 [Formation of conductive elastic layer]
  • the conductive rubber composition was changed to the conductive rubber composition 5 produced in Production Example 69, and an elastic roller 49 having a conductive elastic layer was produced in the same manner as in Example 45.
  • the conductive resin coating solution 13 was dipped on the elastic roller 49 once. After air drying at room temperature for 1 minute, in a hot air circulating dryer, drying is performed at a temperature of 40 ° C. for 30 minutes, at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes, and further at a temperature of 150 ° C. for 1 hour to form a conductive resin layer on the conductive elastic layer.
  • a charging roller 49 having the same structure was produced.
  • the dipping coating conditions were the same as those in Example 45.
  • Example 50 A charging roller 50 was produced in the same manner as in Example 49 except that the conductive resin coating solution 13 was changed to the conductive resin coating solution 14.
  • Example 51 In the same manner as in Example 45, a roller 51 having a conductive elastic layer was produced. A charging roller 51 was produced in the same manner as in Example 50 except that the conductive resin coating solution 13 was changed to the conductive resin coating solution 15 and not dried at a temperature of 150 ° C. for 1 hour.
  • Example 52 A charging roller 52 was produced in the same manner as in Example 51 except that the conductive resin coating solution 15 was changed to the conductive resin coating solution 16.
  • Example 53 In the same manner as in Example 47, an elastic roller 53 having a conductive elastic layer was produced. Subsequently, a charging roller 53 was produced in the same manner as in Example 52 except that the conductive resin coating solution 16 was changed to the conductive resin coating solution 17.
  • ⁇ Comparative Example 1> The conductive rubber composition was changed to the conductive rubber composition 4 produced in Production Example 49, and an elastic roller 54 was produced in the same manner as in Example 44. At this time, the cutting speed is changed to a condition that gradually changes from 10 mm / min to 0.1 mm / min from when the grindstone contacts the unpolished roller until it is formed into ⁇ 12, and the spark-out time is 10 seconds. changed.
  • the elastic roller 54 is used as the charging roller 54 as it is.
  • the charging roller 54 did not have a convex portion on the roller surface.
  • An elastic roller 55 was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the resin particles 27 were changed to resin particles 44 and the number of added parts was changed to 5 parts by mass. Further, a second conductive resin layer shape was formed in the same manner as in Example 43, and a charging roller 55 was obtained. The charging roller 55 did not have a convex portion on the roller surface.
  • a charging roller 56 was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the number of added parts of the resin particles 44 was changed to 10 parts by mass.
  • the charging roller 56 did not have a convex portion on the roller surface.
  • a charging roller 57 was produced in the same manner as in Example 25 except that the resin particles 5 were changed to resin particles 45, the number of added parts was changed to 3 parts, and the polishing conditions were the same as in Comparative Example 3.
  • the charging roller 57 did not have a convex portion on the roller surface.
  • a charging roller 58 was produced in the same manner as in Example 2 except that no resin particles 2 were added and 15 parts by mass of ADCA (azodicarbonamide) was added as a foaming agent.
  • ADCA azodicarbonamide
  • Comparative Example 6 a charging roller 59 was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that no foaming agent was added.
  • the thickness of the conductive rubber composition was adjusted to 3.25 mm.
  • Example 7 The elastic roller 44 produced in Example 44 was used as the charging roller 60.
  • a charging roller 61 was produced in the same manner as in Example 44 except that no resin particles were added.
  • the thickness of the conductive rubber composition was adjusted to 3.25 mm.
  • a charging roller 62 was produced in the same manner as in Example 53 except that the resin particles 43 were changed to spherical polymethyl methacrylate resin particles (average particle diameter 20 ⁇ m).
  • the charging rollers 2 to 62 according to Examples 2 to 53 and Comparative Examples 1 to 9 were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1-1 to Table 1-3, Table 2-1 to Table 2-2, and Table 3-1 to Table 3-2.

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Abstract

 本発明の目的は、長期に亘って安定した帯電性能を発揮し、かつ、電子写真感光体の表面に不均一な摩耗を生じさせにくい帯電部材を提供することにある。 導電性基体と導電性樹脂層を有する帯電部材であって、該導電性樹脂層は、バインダー、導電性微粒子及び開口を有するボウル形状の樹脂粒子(bowl-shaped resin particle)を含有しており、該ボウル形状の樹脂粒子は、該帯電部材の表面に露出しないように該導電性樹脂層に含有されており、かつ、該帯電部材の表面は、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口に由来する凹部と、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口のエッジに由来する凸部とを有している。

Description

帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
本発明は帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。
特許文献1には、電子写真感光体に接触させて電子写真感光体を帯電させる帯電部材として、導電性の樹脂粒子に由来する凸部を表面に有している帯電部材が記載されている。そして、帯電部材は、帯電部材の表面に堆積したトナーや外添剤等の汚れに起因する電子写真画像へのドット状または横スジ状の欠陥の発生を抑制できることが開示されている。
特開2008-276026号公報
しかし特許文献1に係る帯電部材を接触帯電に用いたところ、長期間の使用によって電子写真感光体の表面に不均一な摩耗を生じることがあった。本発明者らがその原因を検討したところ、帯電部材と電子写真感光体とのニップ部において、帯電部材の表面の、樹脂粒子に由来する凸部に当接圧が集中し、電子写真感光体の表面が不均一に削られていることが分かった。
そこで、本発明の目的は、長期に亘って安定した帯電性能を発揮し、かつ、電子写真感光体の表面に不均一な摩耗を生じさせにくい帯電部材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するプロセスカートリッジ及び電子写真装置の提供にある。
本発明に係る帯電部材は、導電性基体と導電性樹脂層を有する帯電部材であって、該導電性樹脂層は、バインダー、導電性微粒子及び開口を有するボウル形状の樹脂粒子(bowl-shaped resin particle)を含有しており、該ボウル形状の樹脂粒子は、該帯電部材の表面に露出しないように該導電性樹脂層に含有されており、かつ、該帯電部材の表面は、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口に由来する凹部と、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口のエッジに由来する凸部とを有していることを特徴とする。
また、本発明に係るプロセスカートリッジは、上記の帯電部材と、該帯電部材と接触して配置されている被帯電体(電子写真感光体等)とが一体化され、電子写真装置の本体に着脱自在に構成されていることを特徴とする。さらに、本発明に係る電子写真装置は、上記の帯電部材と、露光装置及び現像装置を少なくとも有することを特徴とする。
本発明によれば、安定して電子写真感光体を帯電させることができ、かつ、電子写真感光体の表面が不均一に摩耗することを抑制できる帯電部材を得られる。また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成可能なプロセスカートリッジ及び電子写真装置を得られる。
本発明に係る帯電部材(ローラ形状)の層構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る帯電部材(ローラ形状)の層構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る帯電部材(ローラ形状)の層構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る帯電部材(ローラ形状)の層構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る帯電部材の表面近傍の一例を示す部分断面図である。 本発明に係る帯電部材の表面近傍の一例を示す部分断面図である。 本発明に係る帯電部材の表面近傍の一例を示す部分断面図である。 本発明に係る帯電部材の表面近傍の一例を示す部分断面図である。 本発明に係る帯電部材の表面近傍の部分断面図である。 本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の形状の一例を示す説明図である。 本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の形状の一例を示す説明図である。 本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の形状の一例を示す説明図である。 本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の形状の一例を示す説明図である。 本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の形状の一例を示す説明図である。 帯電ローラの電気抵抗値の測定装置の図である。 本発明に係る電子写真装置の一態様の概略断面図である。 帯電ローラの製造に用いるクロスヘッド押出機の断面図である。 本発明に係る帯電部材と電子写真感光体とのニップ近傍の拡大図である。
図1Aは本発明に係る帯電部材の断面を示しており、帯電部材は導電性基体1と、その周面を被覆している導電性樹脂層3とを有する。そして、導電性樹脂層3は、バインダー、導電性微粒子及びボウル形状の樹脂粒子を含有している。図1Bに示すように、導電性樹脂層3は、第1の導電性樹脂層31と第2の導電性樹脂層32で形成してもよい。また、図1C及び図1Dに示すように、導電性基体1と導電性樹脂層3との間に、導電性弾性層2を形成してもよい。
〔導電性樹脂層〕
図2A及び図2Bは、本発明に係る帯電部材の表面部分の拡大断面図である。表面層としての導電性樹脂層3中に、ボウル形状の樹脂粒子61が、帯電部材の表面に非露出な状態で含有されている。また、帯電部材の表面には、前記ボウル形状の樹脂粒子の開口51に由来する凹部52と、前記ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ53に由来する凸部54が形成されている。
図2C及び図2Dは各々導電性樹脂層3を第1の導電性樹脂層31と第2の導電性樹脂層32で形成した例を示している。第1の導電性樹脂層31には、ボウル形状の樹脂粒子61が、その開口部が該第1の導電性樹脂層31の表面に露出し、開口のエッジが凸部を構成するように存在している。かかる第1の導電性樹脂層の表面を第2の導電性樹脂層32で被覆することで、前記ボウル形状の樹脂粒子61が非露出な状態とされている。そして、第2の導電性樹脂層32はボウル形状の樹脂粒子61の内壁に沿って形成されているため、帯電部材の表面を構成する第2の導電性樹脂層の表面にはボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部が形成されている。更に、第2の導電性樹脂層が、ボウル形状の樹脂粒子61の開口のエッジを被覆することにより、第2の導電性樹脂層の表面には、当該エッジに由来する凸部が形成されている。
ボウル形状の樹脂粒子を導電性樹脂層に非露出な状態で含有させ、表面に当該ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹部と、当該開口のエッジによる凸部とを有する帯電部材は、長期の使用によっても、電子写真感光体の表面を削りにくいことが分かった。
また、帯電性能に関しては、樹脂粒子由来の凸部を有する帯電部材と同等レベルの帯電性能を得られているとの知見を得た。
すなわち、本発明にかかる帯電部材と電子写真感光体との接触及び回転状態を観察したところ、当該開口のエッジに由来する凸部は、電子写真感光体と接触しており、開口に由来する凹部は、電子写真感光体と帯電部材とのニップ内に空隙を生じさせていた。
更に、該開口のエッジに由来する凸部は、従来の導電性樹脂粒子に由来する凸部と比較して、電子写真感光体と当接した際に弾性変形することが確認された。図8は、図2Aに示すボウル形状の樹脂粒子を含む、本発明に係る帯電部材と電子写真感光体とのニップの拡大模式図である。ニップにおいて、ボウル形状の樹脂粒子61の開口のエッジ53は電子写真感光体803との当接圧力により、矢印Aの方向に弾性変形すると考えられる。本発明に係る帯電部材が電子写真感光体の表面を削りにくい理由は、帯電部材の電子写真感光体への当接圧力がボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ53が弾性変形することにより当接圧力が緩和されているためであると考えられる。
さらに、本発明に係る帯電部材のニップにおける電子写真感光体との当接状態を観察したところ、帯電部材と電子写真感光体とのニップ内部においても帯電部材の表面と電子写真感光体表面との間に空隙が生じていることが分かった(図8の801)。この空隙を介して、帯電部材の表面の導電性樹脂層から電子写真感光体の表面に対して放電が生じることにより、通常はニップの前後でのみ生じると考えられている放電現象がニップ内でも生じているものと考えられる。その結果として、本発明に係る帯電部材は、安定した帯電性能を発揮できるものと考えられる。
なお、このようなニップ内での放電現象は、ボウル形状の樹脂粒子の内壁が導電性樹脂層で被覆(ライニング)されていることにより生じているものとの知見を本発明者らは得ている。
図3に示す、前記ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部54の頂点55と、前記ボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部52の底部56との高低差57は、5μm以上100μm以下、特には8μm以上80μm以下とすることが好ましい。この範囲内とすることにより、より確実に当接圧力を緩和させ、ニップ内での空隙を保持させることができる。また、前記凸部の頂点55と前記凹部の底部56との高低差57と、前記ボウル形状の樹脂粒子の最大径58の比、即ち、〔最大径〕/〔高低差〕が、0.8以上3.0以下であることが好ましい。本範囲とすることにより、より確実に上述した圧力を減少させ、ニップ内での空隙を保持することができる。
前記凹凸形状の形成により、導電性樹脂層の表面状態は、下記のように制御されていることが好ましい。十点平均表面粗さ(Rzjis)は、5μm以上65μm以下、特には10μm以上50μm以下が好ましい。また、表面の凹凸平均間隔(Sm)は、30μm以上200μm以下、特には40μm以上150μm以下が好ましい。RzjisおよびSmの各々を上記の数値範囲内とすることで、より確実に上述した当接圧力を緩和させられる。また、ニップ内での空隙を保持できる。なお、表面の十点平均粗さ(Rzjis)及び表面の凹凸平均間隔(Sm)の測定法は、後に詳述する。
本発明に用いるボウル形状の樹脂粒子の例を図4Aから図4Eに示す。すなわち、本発明における「ボウル形状(bowl-shape)」とは、開口部71を有し、開口部に丸みのある凹部72を有する形状をいう。開口部は、図4A及び図4Bに示すように、エッジが平坦(flat)であってもよく、また、図4C乃至図4Eに示すように、エッジが凹凸であってもよい。ボウル形状の樹脂粒子の最大径58は、5μm以上150μm以下、特には8μm以上120μm以下とすることが好ましい。この範囲とすることにより、より確実にニップ内放電を発生させることができる。
また、ボウル形状の樹脂粒子の最大径58と、開口部の最小径74の比、即ち、ボウル形状の樹脂粒子の〔最大径〕/〔開口部の最小径〕は1.1以上4.0以下であることが好ましい。これにより、より確実に上述した当接圧力を緩和させ、ニップ内での空隙を保持することができる。
ボウル形状の樹脂粒子の開口部周囲の縁の外径と内径の差は0.1μm以上3μm以下、特には0.2μm以上2μm以下とすることが好ましい。この範囲とすることにより、より確実に上述した当接圧力を緩和させることができる。また、上記外径と内径の差が粒子全域にわたり、略均一に形成されていることが更に好ましい。略均一とは、平均値の±50%以内の範囲内であることを意味する。
(バインダー)
バインダーとしては、公知のゴムまたは樹脂を使用することができる。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、合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては以下のものが挙げられる。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及びフッ素ゴム。樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如き樹脂が使用できる。中でも、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、ブチラール樹脂がより好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらバインダーの原料である単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。導電性樹脂層を、第1の導電性樹脂層と第2の導電性樹脂層で形成する場合、第1の導電性樹脂層に用いるバインダーは、ゴムを使用することが好ましい。これは、ボウル形状の樹脂粒子にかかる圧力が、より緩和されやすくなる傾向にあるためである。第1の導電性樹脂層に用いるバインダーとしてゴムを使用した場合、第2の導電性樹脂層に用いるバインダーは、樹脂を使用することが好ましい。これは、電子写真感光体との密着性及び摩擦性の制御を、より容易に行うことができるためである。導電性樹脂層は、プレポリマー化したバインダーの原料に架橋剤等を添加し、硬化または架橋することによって形成してもよい。本発明においては、上記混合物についても、以下、バインダーと称して説明する。
(導電性微粒子)
導電性樹脂層は、導電性を発現するために公知の導電性微粒子を含有する。導電性微粒子の具体例としては、金属酸化物、金属微粒子、カーボンブラック等が挙げられる。また、これらの導電性微粒子を、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。導電性樹脂層中における導電性微粒子の含有量の目安としては、バインダー100質量部に対して2~200質量部、特には5~100質量部である。第1の導電性樹脂層と第2の導電性樹脂層に使用するバインダー及び導電性微粒子は、同じであっても、異なっていてもよい。なお、導電性樹脂層は前記ボウル形状の樹脂粒子を非露出な状態で含有するために、第1の導電性樹脂層と第2の導電性樹脂層は、密着性及び親和性を有することが好ましい。
(導電性樹脂層の形成方法)
前記導電性樹脂層3を形成する方法を以下に説明する。
〔方法1〕
方法1では、まず、導電性基体上に、バインダーに、導電性微粒子及び中空形状の樹脂粒子を分散させた被覆層(以下、「予備被覆層」とも称す)を作成する。次に、表面を研磨して中空形状の樹脂粒子の一部を削除してボウル形状とする。これにより、表面にボウル形状の樹脂粒子の開口による凹部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジによる凸部が形成される(以下、「ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状」とも称す)。この様にして、まず、第1の導電性樹脂層を形成する。更に、その表面に、第2の導電性樹脂層を形成する。これにより、前記ボウル形状の樹脂粒子を非露出な状態とすることができる。
〔予備被覆層中への樹脂粒子の分散〕
まず、予備被覆層に中空形状の樹脂粒子を分散させる方法について説明する。
一つの方法としては、内部に気体を含有している中空粒子を、バインダー及び導電性微粒子とともに分散させた導電性樹脂組成物の塗膜を導電性基体上に形成し、当該塗膜を、乾燥、硬化または架橋等させる方法が挙げられる。中空形状の樹脂粒子に用いる材料としては、前述した公知の樹脂を挙げることができる。
別の方法としては、粒子の内部に内包物質を含み、熱を加えることにより内包物質が膨張し、中空形状の樹脂粒子となる、いわゆる熱膨張マイクロカプセル使用する方法を例示することができる。熱膨張マイクロカプセルを、バインダー及び導電性微粒子とともに分散させた導電性樹脂組成物を作成し、この組成物の層を、導電性基体上に形成し、乾燥、硬化、または、架橋等を行う方法である。この方法の場合、予備被覆層に使用するバインダーの乾燥、硬化、または架橋時の熱で、内包物質を膨張させ、中空形状の樹脂粒子を形成することができる。この際、温度条件等を制御することで、粒径等を制御することもできる。
熱膨張マイクロカプセルを用いる場合、熱可塑性樹脂をバインダーとして用いる必要がある。熱可塑性樹脂の例を以下に挙げる。アクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリル酸樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、メタクリロニトリル樹脂、アクリル酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂類、メタクリル酸エステル樹脂類等。この中でも、ガス透過性が低く、高い反発弾性を示すアクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリロニトリル樹脂から選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。これら熱可塑性樹脂は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。更に、これら熱可塑性樹脂の単量体を共重合させ、共重合体として用いても良い。
熱膨張マイクロカプセルに内包させる物質としては、バインダーに用いる熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で気化するものが好ましく、例えば以下のものが挙げられる。プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタンなどの低沸点液体、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、ノルマルデカン、イソデカンなどの高沸点液体等。
上記の熱膨張マイクロカプセルは、懸濁重合法、界面重合法、界面沈殿法、液中乾燥法といった公知の製法により製造することができる。例えば、懸濁重合法においては、重合性単量体、上記熱膨張マイクロカプセルに内包させる物質及び重合開始剤を混合し、この混合物を、界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体中に分散させた後、懸濁重合させる方法を例示することができる。なお、重合性単量体の官能基と反応する反応性基を有する化合物、有機フィラー等を添加することもできる。
重合性単量体としては、下記のものを例示することができる。アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、塩化ビニリデン、酢酸ビニル。アクリル酸エステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート)。メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸エステル。スチレン系モノマー、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド、ブタジエン、εカプロラクタム、ポリエーテル、イソシアネート等。これらの重合性単量体は単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
重合開始剤としては、公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤等を使用できる。中でもアゾ開始剤が好ましい。アゾ開始剤の具体例を以下に挙げる。2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビスシクロヘキサン1-カーボニトリル、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル及び2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル。特には、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルが好ましい。重合開始剤を用いる場合、重合性単量体100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子型分散剤等を使用できる。界面活性剤を使用する場合、重合性単量体100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましい。分散安定剤としては、有機微粒子(ポリスチレン微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリアクリル酸微粒子及びポリエポキシド微粒子等)、シリカ(コロイダルシリカ等)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、及び、水酸化マグネシウム等が挙げられる。分散安定剤を使用する場合、重合性単量体100質量部に対して、0.01~20質量部が好ましい。
懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。また、分散機等で懸濁してから、耐圧容器に移して懸濁重合してもよく、耐圧容器内で懸濁させてもよい。重合温度は、50℃~120℃が好ましい。重合は、大気圧下で行ってもよいが、上記熱膨張カプセルに内包させる物質を気体状にさせないようにするため加圧下(大気圧に0.1~1MPaを加えた圧力下)で行うことが好ましい。重合終了後は、遠心分離や濾過等によって、固液分離及び洗浄等を行ってもよい。固液分離や洗浄する場合、この後、熱膨張マイクロカプセルを構成する樹脂の軟化温度以下にて乾燥や粉砕してもよい。乾燥及び粉砕は、既知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサー等を使用できる。また、乾燥及び粉砕は粉砕乾燥機等によって同時に行うこともできる。界面活性剤及び分散安定剤は、製造後に洗浄濾過等を繰り返すことにより除去することができる。
〔予備被覆層の形成〕
続いて、予備被覆層の形成方法について説明する。
予備被覆層の形成方法としては、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布、所定の膜厚に成膜されたシート形状又はチューブ形状の層を接着又は被覆する方法、型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法等が挙げられる。また、特に、バインダーがゴムの場合には、クロスヘッドを備えた押出機を用いて、導電性基体と未加硫ゴム組成物を一体的に押出して作製することもできる。クロスヘッドとは、電線や針金の被覆層を構成するために用いられる、押出機のシリンダ先端に設置して使用する押出金型である。この後、乾燥、硬化、または、架橋等を経た後、予備被覆層の表面を研磨して、中空形状の樹脂粒子の一部を削除してボウル形状とする。研磨方法としては、円筒研磨方法やテープ研磨法を使用することができる。円筒研磨機としては、トラバース方式のNC円筒研磨機、プランジカット方式のNC円筒研磨機等を例示することができる。
(a)予備被覆層の厚みが中空の樹脂粒子の体積平均粒径の5倍以下の場合;予備被覆層の厚みが中空粒子の体積平均粒径の5倍以下場合、予備被覆層表面には、通常、中空形状の樹脂粒子由来の凸部が形成される。従って、中空の樹脂粒子に由来する凸部の一部を削除することで、予備被覆層の表面に開口を有するボウル形状の樹脂粒子が含有された予備被覆層を形成することができる。また、中空の樹脂粒子は弾性を有するため、当該中空の樹脂粒子に由来する凸部を削除する際の弾性変形によって、予備被覆層の表面に形成される開口のエッジを凸形状とすることができる。
中空の樹脂粒子に由来する凸部の一部の削除するためには、テープ研磨を用いることが好ましい。研磨時に帯電部材にかかる圧力が比較的小さいからである。一例として、テープ研磨方式を用いて予備被覆層の凸部の一部を削除する際に用いる研磨テープの具体例および研磨条件を以下に述べる。
研磨テープは、研磨砥粒を樹脂に分散させ、それを、シート状基材に塗布している。研磨砥粒としては、酸化アルミニウム、酸化クロム、炭化珪素、酸化鉄、ダイヤモンド、酸化セリウム、コランダム、窒化珪素、炭化珪素、炭化モリブデン、炭化タングステン、炭化チタン及び酸化珪素等が例示できる。研磨砥粒の平均粒径は、0.01μm以上、50μm以下が好ましく、より好ましくは、1μm以上、30μm以下である。なお、上記、研磨砥粒の平均粒径は、遠心沈降法で測定されたメジアン径D50である。上記好ましい範囲の研磨砥粒を有する研磨テープの番手の好ましい範囲は、500以上、20000以下であり、より好ましくは、1000以上、10000以下である。研磨テープの例を以下に挙げる。MAXIMA LAP、MAXIMA Tタイプ(商品名、レフライト株式会社製)、ラピカ(商品名、KOVAX社製)、マイクロフィニッシングフィルム、ラッピングフィルム(商品名、住友3M株式会社製)、ミラーフィルム、ラッピングフィルム(商品名、三共理化学株式会社製)、ミポックス(商品名、日本ミクロコーティング株式会社製)等。
研磨テープの送り速度は、10mm/min以上、500mm/min以下、特には50mm/min以上、300mm/min以下が好ましい。研磨テープの予備被覆層への押し当て圧は、0.01MPa以上、0.4MPa以下、特には、0.1MPa以上、0.3MPa以下が好ましい。押し当て圧を制御するため、予備被覆層には、研磨テープを介してバックアップローラ等を当接させてもよい。また、所望の形状を得るために、複数回にわたり、研磨処理を行ってもよい。予備被覆層を形成した部材が回転可能な形状である場合(例えば、ローラ形状の場合)、回転数を、10rpm以上、1000rpm以下、特には、50rpm以上、800rpm以下に設定することが好ましい。上記の条件とすることで、第1の導電性樹脂層表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を、より容易に形成することができる。なお、予備被覆層の厚みが、上記範囲であっても、下記に記載する(b)の方法を使用して、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹部および該開口のエッジによる凸形状を形成することも可能である。
(b)予備被覆層の厚みが中空の樹脂粒子の体積平均粒径の5倍超の場合;
予備被覆層の厚みが中空の樹脂粒子の体積平均粒径の5倍を超える場合、予備被覆層の表面には、中空の樹脂粒子由来の凸部が形成されていないことがある。この場合は、中空の樹脂粒子と予備被覆層との研磨性の差を利用して、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を形成することができる。
中空の樹脂粒子は、内部に気体を内包しているため、高い反発弾性を有する。これに対し、予備被覆層のバインダーとしては、相対的に低い反発弾性を有し、かつ、伸びの小さなゴムまたは樹脂を選択する。これにより、予備被覆層は研磨されやすく、中空の樹脂粒子は研磨されにくい状態を達成することができる。この状態にある予備被覆層を研磨すると、中空の樹脂粒子の一部のみを削除し、ボウル形状の樹脂粒子とすることができる。その結果、予備被覆層の表面には、ボウル形状の樹脂粒子の開口を形成することができる。本方法は、中空の樹脂粒子と予備被覆層との研磨性の差を利用して、開口に由来する凹部と、該開口のエッジに由来する凸部を形成する方法であるため、予備被覆層に使用するバインダーにはゴムを使用することが好ましい。具体的には、低い反発弾性を有し、かつ、伸びが小さいアクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、または、ブタジエンゴムを好適に用い得る。
中空の樹脂粒子としては、シェルが、気体透過性が低く、高反発弾性を有するという観点から、極性基を有する樹脂を含むものが好ましい。かかる樹脂としては、下記式(1)示すユニットを有する樹脂を挙げられる。更には、研磨性を制御の容易性という観点から、式(1)に示すユニットと、式(5)に示すユニットの両方を有することが、更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中Aは、下記式(2)、(3)及び(4)から選択される少なくとも1種である。R1は、水素原子、もしくは、炭素数1から4のアルキル基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中R2は、水素原子、もしくは、炭素数1から4のアルキル基であり、R3は、水素原子、もしくは、炭素数1から10のアルキル基である。R2とR3は、同じ構造であっても、異なる構造であってもよい。)
〔研磨方法〕
研磨方法としては、円筒研磨方法やテープ研磨法を使用することができるが、材料の研磨性の差を顕著に引き出す必要があるため、より速く研磨する条件とすることが好ましい。この観点から、円筒研磨方法を使用することがより好ましい。円筒研磨法のなかでも、長手方向を同時に研磨でき、研磨時間が短縮できるという観点から、プランジカット方式を使用することが、更に好ましい。また、研磨面を均一にするという観点から従来行われていたスパークアウト工程(侵入速度0mm/minでの研磨工程)を、できるだけ短時間とする、もしくは行わないことが好ましい。
一例として、プランジカット方式の円筒研磨機を使用する際の、予備被覆層の研磨条件として好ましい範囲を下記に示す。円筒研磨砥石の回転数は、1000rpm以上、4000rpm以下、特には2000rpm以上4000rpmが好ましい。予備被覆層への侵入速度は、5mm/min以上30mm/min以下、特には10mm/min以上が好ましい。侵入工程の最後には、研磨表面に慣らし工程を有してもよく、0.1以上0.2mm/minの侵入速度で2秒以内とすることが好ましい。スパークアウト工程(侵入速度0mm/minでの研磨工程)は、3秒以下が好ましい。予備被覆層を形成した部材が回転可能な形状の場合(例えば、ローラ形状の場合)は、回転数を、50rpm以上、500rpm以下、特には200rpm以上500rpmとすることが好ましい。上記の条件とすることで、第1の導電性樹脂層表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を、より容易に形成することができる。 
〔第2の導電性樹脂層の形成〕
次いで、第1の導電性樹脂層の表面に、導電性樹脂組成物を被覆し、乾燥、硬化、または、架橋等を行うことにより、第2の導電性樹脂層を形成する。被覆方法としては、前記の方法を使用することができる。第1の導電性樹脂層表面に作成したボウル形状の樹脂粒子の開口およびそのエッジによる凹凸形状を反映した表面とすることが必要である。そのため、第2の導電性樹脂層は、比較的薄いことが好ましい。第2の導電性樹脂層の厚さの目安としては、50μm以下、特には30μm以下である。従って、上記被覆方法の中でも、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布等により第2の導電性樹脂層を形成する方法がより好ましい。これらの塗布法を使用する場合、バインダーに導電性微粒子を分散した導電性樹脂組成物の塗布液を作成し、塗布を行う。
〔方法2〕
バインダーに、導電性微粒子及びボウル形状の樹脂粒子を分散させた導電性樹脂組成物を作成する。その組成物を、導電性基体上に被覆し、乾燥、硬化、または架橋等を行うことにより、導電性樹脂層を形成する。
〔ボウル形状の樹脂粒子〕
ボウル形状の樹脂粒子は、前述した中空形状の樹脂粒子の一部を削除して製造することができる。また、樹脂粒子の製造過程においてボウル形状となるように重合しても良い。ボウル形状となるように樹脂粒子を製造する方法としては、重合性単量体を、架橋剤、疎水性液体及び重合開始剤の存在下で、水中で撹拌しながら懸濁重合させ、疎水性液体を重合体の重合膜中に内包する粒子を調製する方法を挙げることができる。このとき、疎水性物質は重合時に形成される重合体の粒子中に内包され、重合時に重合体が変形してボウル形状の粒子となる。重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸エステル類、アクリル酸エステル類、酢酸ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、イソプレン、ブタジエン、アクロレイン、アクリルアミド、アリルアルコール、ビニルピリジン、安息香酸ビニル、安息香酸アリルおよびこれらの混合物等。
架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレン、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸1,3-ブチレン、メタクリル酸アリル、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン等が例示できる。このうちの2種以上を併用しても良い。重合性単量体100質量%に対する架橋剤の量は0.1~30質量%、特には1~20質量%である。架橋剤の量をこの数値範囲とすることで、粒子を適度に変形させることができる。
疎水性液体としては炭化水素油、動物油、植物油、エステル類、エーテル類、シリコーン類等が例示できる。重合性単量体100質量%に対する疎水性液体の量は、15質量%以上、100質量%以下が好ましい。疎水性液体の量を上記の範囲内とすることで樹脂粒子はボウル形状になり易い。
重合開始剤としては、ラジカル触媒、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパーオキサイド、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチル)バレロニトリル等が好適に使用できる。
水中には、懸濁安定剤、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、アルギン酸ソーダ、リン酸カルシウム、コロイダルシリカ、ベントナイト、酸化アルミニウム等を添加しても良い。また粒子が乾燥時に凝結しないように、酸化チタン、炭酸カルシウム等の凝結防止剤を添加しても良い。重合温度は一般に50~95℃が好ましい。微粒子の粒径は撹拌速度によって支配されるため、好適な撹拌は50~500rpmで行い、特に100~300rpmとするのが好ましい。重合時間は3~24時間が好ましい。粒子は、濾過等によって水中から取り出した後、乾燥することが好ましく、乾燥は、重合体の軟化温度より低い温度、即ち、30~90℃で行うことが好ましい。
〔導電性樹脂層の形成〕
上記で得られたボウル形状の樹脂粒子を、バインダー及び導電性微粒子とともに混合し、導電性樹脂組成物を作成する。この導電性樹脂組成物を、導電性基体上に被覆し、導電性樹脂層を形成する。被覆方法としては前述した方法を使用できる。ここで、ボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部を形成し、開口のエッジに由来する凸部を形成する為には、導電性樹脂層の膜厚を、ボウル形状の樹脂粒子の最大径の5倍以下、特には3倍以下とすることが好ましい。上記形状を形成するためには、バインダーと、導電性微粒子及びボウル形状の樹脂粒子を混合した導電性樹脂塗布液を準備し、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布等を行い、乾燥または加熱する工程を有する方法を使用することが好ましい。この場合、被覆した塗膜の乾燥工程においては、塗膜の乾燥温度を高めることが好ましく、または、塗膜中の固形分濃度を小さくすることが好ましい。乾燥工程において、塗膜からの揮発成分の揮発速度が高まり、高速で揮発する揮発成分の流動によって、ボウル形状の樹脂粒子の開口部を、導電性樹脂層表面側に向け、前記凹凸形状を形成することが可能になる。揮発速度を制御する為、塗布液には前述の溶剤を使用することが好ましい。
本方法における、具体的な一例を下記に示す。まず、バインダーにボウル形状の樹脂粒子以外の分散成分、例えば導電性微粒子等を、直径0.8mmのガラスビーズとともに混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて12時間から36時間かけて分散する。次いで、ボウル形状の樹脂粒子を添加して分散する。分散時間としては2分以上、30分以内が好ましい。ここで、ボウル形状の樹脂粒子が粉砕されることがないような条件であることが必要である。その後、粘度3~30mPa、特には3~20mPaになるように調整して塗布液を得る。次いで、ディッピング等により導電性基体等の上に、乾燥膜厚が1~50μm、より好ましくは5~30μmとなるような塗布液の塗膜を形成する。この塗膜を、温度20~50℃、特には温度30~50℃で乾燥させる。この後、硬化、または、架橋等の処理を行ってもよい。なお、塗布液に、バインダー、導電性微粒子等を分散する方法としては、前記の分散手段を用いることができる。なお、膜厚は、前記の方法で測定することができる。上記ボウル形状の樹脂粒子の導電性樹脂層中の含有量は、バインダー100質量部に対して、2質量部以上、120質量部以下が好ましく、5質量部以上、100質量部以下が更に好ましい。本範囲とすることで、上記ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を、より容易に形成することが可能になる。
〔導電性樹脂層中のその他の成分〕
本発明の導電性樹脂層は、前記の導電性微粒子に加えイオン導電剤、絶縁性粒子を含有してもよい。導電性樹脂層の体積抵抗率の目安としては、温度23℃/湿度50%RH環境において、1×102Ω・cm以上1×1016Ω・cm以下とすることが好ましい。本範囲とすることで、放電により電子写真感光体を適切に帯電することが、より容易になる。
導電性樹脂層の体積抵抗率は、以下のようにして求める。まず、帯電部材から、導電性樹脂層を、縦5mm、横5mm、厚さ1mm程度の短冊形に切り出す。両面に金属を蒸着して電極とガード電極とを作製し測定用サンプルを得る。導電性樹脂層が薄膜で切り出せない場合には、アルミシートの上に導電性樹脂層形成用の導電性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜面に金属を蒸着して測定用サンプルを得る。得られた測定用サンプルについて微小電流計(商品名:ADVANTEST R8340A ULTRA HIGHRESISTANCE METER、(株)アドバンテスト製)を用いて200Vの電圧を印加する。そして、30秒後の電流を測定し、膜厚と電極面積とから計算して求める。導電性樹脂層の体積抵抗率は、前述した導電性微粒子及びイオン導電剤により調整することができる。また、導電性微粒子の平均粒径の目安としては、0.01μm~0.9μm,特には0.01μm~0.5μmである。導電性樹脂層中の導電性微粒子の含有量の目安はバインダー100質量部に対して2~80質量部、特には20~60質量部である。
〔導電性基体〕
本発明の帯電部材に用いられる導電性基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電性樹脂層等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、ニッケルの如き金属やその合金を挙げることができる。
〔導電性弾性層〕
本発明の帯電部材には、導電性基体と導電性樹脂層との間に、導電性弾性層を形成してもよい。導電性弾性層に使用するバインダーとしては、公知のゴムまたは樹脂を使用することができる。帯電部材と感光体との間で十分なニップを確保するという観点から、比較的低い弾性を有することが好ましく、ゴムを使用することがより好ましい。ゴムとしては、前述したゴムを例示することができる。導電性弾性層の体積抵抗率は、温度23℃、湿度50%RHの環境下で、102Ω・cm以上、1010Ω・cm以下であることが好ましい。
導電性弾性層の体積抵抗率は、バインダー中に、カーボンブラック、導電性金属酸化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等の導電剤を適宜添加して、調整することができる。バインダーが極性ゴムである場合は、特に、アンモニウム塩を用いることが好ましい。また、導電性弾性層には、導電性微粒子の他に硬度等を調整するために、軟化油、可塑剤等の添加剤や、上述の絶縁性粒子を含有させてもよい。導電性弾性層は、導電性基体、導電性樹脂層間等に接着剤により接着して設けることもできる。接着剤としては導電性のものを用いることが好ましい。
<帯電部材>
本発明に係る帯電部材は、上記導電性基体と導電性樹脂層を有するものであればよく、その形状も、ローラ状、平板状等いずれであってもよい。以下において、帯電部材の一例としての、帯電ローラを使用して詳細に説明する。導電性基体上には、その直上の層と、接着剤を介して接着してもよい。この場合、接着剤は導電性であることが好ましい。導電性とするため、接着剤には公知の導電剤を有することができる。接着剤のバインダーとしては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられるが、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系等の公知のものを用いることができる。
接着剤に導電性を付与するための導電剤としては、前記導電性微粒子、イオン導電剤から適宜選択し、単独で、また2種類以上組み合わせて、用いることができる。
本発明の帯電ローラは、電子写真感光体の帯電を良好なものとするため、通常、電気抵抗値が、温度23℃/湿度50%RH環境中において、1×103Ω以上、1×1010Ω以下であることがより好ましい。
本発明の帯電ローラは、電子写真感光体に対して、長手のニップ幅を均一にするという観点から、長手方向中央部が一番太く、長手方向両端部にいくほど細くなるクラウン形状が好ましい。クラウン量は、中央部の外径と中央部から90mm離れた位置の外径との差が、30μm以上200μm以下であることが好ましい。帯電部ローラ表面の硬度は、マイクロ硬度(MD-1型)で90°以下が好ましく、より好ましくは、40°以上80°以下である。本範囲とすることにより、電子写真感光体との当接を安定させることが容易となり、より安定したニップ内放電を行うことができる。
<電子写真装置>
本発明の帯電部材は、電子写真装置の構成部品として使用することができる。この電子写真装置は、該帯電部材、露光装置及び現像装置を少なくとも有する。本発明の帯電部材を備える電子写真装置の一例の概略構成を図6に示す。電子写真装置は、電子写真感光体、電子写真感光体の帯電装置、潜像形成装置、現像装置、転写装置、電子写真感光体上の転写残トナーを回収するクリーニング装置および定着装置等を有する。
電子写真感光体4は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型であり、矢示の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。帯電装置は、電子写真感光体4に所定の押圧力で当接されることにより接触配置される接触式の帯電ローラ5を有する。帯電ローラ5は、電子写真感光体の回転に従い回転する従動回転であり、帯電用電源19から所定の直流電圧を印加することにより、電子写真感光体を所定の電位に帯電する。電子写真感光体4に静電潜像を形成する潜像形成装置11としては、例えばレーザービームスキャナーの如き露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体に画像情報に対応した露光を行うことにより、静電潜像が形成される。現像装置は、電子写真感光体4に近接又は接触して配設される現像スリーブ又は現像ローラ6を有する。電子写真感光体の帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーを反転現像により、静電潜像を現像してトナー像を形成する。転写装置は、接触式の転写ローラ8を有する。電子写真感光体からトナー像を普通紙の如き転写材7(転写材は、搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。)に転写する。クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材10、回収容器14を有し、転写した後、電子写真感光体上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。定着装置9は、加熱されたロール等で構成され、転写されたトナー像を転写材7に定着し、機外に排出する。 
<プロセスカートリッジ>
本発明に係るプロセスカートリッジは、上記した本発明にかかる帯電部材と、該帯電部材に接触して配置された被帯電体(電子写真感光体等)とが一体化され、電子写真装置本体に着脱自在に構成されている。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
<製造例>
以下製造例1~69について説明するが、製造例の内訳は次の通りである。
製造例1~38、44及び45は樹脂粒子の製造例である。製造例39~43はボウル形状の樹脂粒子の製造例である。製造例46~49は樹脂粒子を含む導電性ゴム組成物の製造例である。製造例50は複合導電性微粒子の製造例である。製造例51は表面処理酸化チタン粒子の製造例である。製造例52~59は、樹脂粒子を含まない導電性樹脂塗布液1~8の製造例である。製造例60~68は、樹脂粒子を含む導電性樹脂塗布液9~17の製造例である。製造例69は導電性ゴム組成物の製造例である。樹脂粒子の平均粒径は体積平均粒径を意味する。
<製造例1>〔樹脂粒子1の作製〕
イオン交換水4000質量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ9質量部及びポリビニルピロリドン0.15質量部を添加し、水性混合液を調製した。次に、重合性単量体として、アクリロニトリル50質量部、メタクリロニトリル45質量部及び、メチルメタクリレート5質量部と、内包物質としてノルマルヘキサン12.5質量部と、重合開始剤としてジクミルパーオキシド0.75質量部からなる油性混合液を調製した。この油性混合液を、前記水性混合液に添加し、更に水酸化ナトリウム0.4質量部を添加して分散液を調製した。
得られた分散液をホモジナイザーを用いて3分間攪拌混合し、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、200rpmの撹拌下、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥して樹脂粒子を作製した。得られた樹脂粒子を音波式分級機により解砕して分級することによって、平均粒径12μmの樹脂粒子1を得た。
<製造例2>〔樹脂粒子2の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を4.5質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径50μmの樹脂粒子2を得た。
<製造例3>〔樹脂粒子3の作製〕
製造例2で分級した粒経違いの平均粒径60μmの粒子を樹脂粒子3とした。
<製造例4>〔樹脂粒子4の作製〕
製造例1で分級した粒経違いの平均粒径18μmの粒子を樹脂粒子4とした。
<製造例5>〔樹脂粒子5の作製〕
製造例1で分級した粒経違いの平均粒径10μmの粒子を樹脂粒子5とした。
<製造例6>〔樹脂粒子6の作製〕
製造例2で分級した粒経違いの平均粒径40μmの粒子を樹脂粒子6とした。
<製造例7>〔樹脂粒子7の作製〕
製造例1で分級した粒経違いの平均粒径15μmの粒子を樹脂粒子7とした。
<製造例8>〔樹脂粒子8の作製〕
重合性単量体をアクリロニトリル80質量部及び、メチルメタクリレート20質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径30μmの樹脂粒子8を得た。
<製造例9>〔樹脂粒子9の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を9質量部に変更した以外は製造例8と同様にして、樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径10μmの樹脂粒子9を得た。
<製造例10>〔樹脂粒子10の作製〕
製造例9で分級した粒経違いの平均粒径15μmの粒子を樹脂粒子10とした。
<製造例11>〔樹脂粒子11の作製〕
製造例8で分級した粒経違いの平均粒径50μmの粒子を樹脂粒子11とした。
<製造例12>〔樹脂粒子12の作製〕
製造例1において、重合性単量体を、メタクリロニトリル45質量部及び、メチルアクリレート55質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径25μmの樹脂粒子12を得た。
<製造例13>〔樹脂粒子13の作製〕
製造例12で分級した粒経違いの平均粒径15μmの粒子を樹脂粒子13とした。
<製造例14>〔樹脂粒子14の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を4.5質量部に変更した以外は製造例12と同様にして、樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径30μmの樹脂粒子14を得た。
<製造例15>〔樹脂粒子15の作製〕
製造例14で分級した粒経違いの平均粒径40μmの粒子を樹脂粒子15とした。
<製造例16>〔樹脂粒子16の作製〕
重合性単量体を、アクリルアミド45質量部及び、メタクリルアミド55質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径40μmの樹脂粒子16を得た。
<製造例17>〔樹脂粒子17の作製〕
製造例16で分級した粒経違いの平均粒径45μmの粒子を樹脂粒子17とした。
<製造例18>〔樹脂粒子18の作製〕
製造例16で分級した粒経違いの平均粒径30μmの粒子を樹脂粒子18とした。
<製造例19>〔樹脂粒子19の作製〕
重合性単量体を、アクリロニトリル37.5質量部及び、メタクリルアミド62.5質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径8μmの樹脂粒子19を得た。
<製造例20>〔樹脂粒子20の作製〕
製造例19で分級した粒経違いの平均粒径20μmの粒子を樹脂粒子20とした。
<製造例21>〔樹脂粒子21の作製〕
製造例19で分級した粒経違いの平均粒径25μmの粒子を樹脂粒子21とした。
<製造例22>〔樹脂粒子22の作製〕
製造例1において、重合性単量体を、メタクリロニトリル50質量部及び、アクリルアミド50質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径20μmの樹脂粒子22を得た。
<製造例23>〔樹脂粒子23の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を4.5質量部に変更した以外は製造例22と同様にして、体積平均粒径30μmの樹脂粒子23を作製した。
<製造例24>〔樹脂粒子24の作製〕
重合性単量体を、メチルメタクリレート60質量部及び、アクリルアミド40質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径40μmの樹脂粒子24を得た。
<製造例25>〔樹脂粒子25の作製〕
製造例24で分級した粒経違いの平均粒径50μmの粒子を樹脂粒子25とした。
<製造例26>〔樹脂粒子26の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を18質量部に変更した以外は製造例24と同様にして、樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径10μmの樹脂粒子26を得た。
<製造例27>〔樹脂粒子27の作製〕
重合性単量体、をアクリルアミド100質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径8μmの樹脂粒子27を得た。
<製造例28>〔樹脂粒子28の作製〕
製造例27で分級した粒経違いの平均粒径20μmの粒子を樹脂粒子28とした。
<製造例29>〔樹脂粒子29の作製〕
製造例27で分級した粒経違いの平均粒径25μmの粒子を樹脂粒子29とした。
<製造例30>〔樹脂粒子30の作製〕
重合性単量体を、メタクリルアミド100質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径20μmの樹脂粒子30を得た。
<製造例31>〔樹脂粒子31の作製〕
製造例30で分級した粒経違いの平均粒径25μmの粒子を樹脂粒子31とした。
<製造例32>〔樹脂粒子32の作製〕
重合性単量体を、メチルメタクリレート55質量部及び、メタクリルアミド45質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径30μmの樹脂粒子32を得た。
<製造例33>〔樹脂粒子33の作製〕
製造例32で分級した粒経違いの平均粒径45μmの粒子を樹脂粒子33とした。
<製造例34>〔樹脂粒子34の作製〕
重合性単量体を、スチレン100質量部に変更した以外は、製造例1と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径15μmの樹脂粒子34を得た。
<製造例35>〔樹脂粒子35の作製〕
製造例34で分級した粒経違いの平均粒径10μmの粒子を樹脂粒子35とした。
<製造例36>〔樹脂粒子36の作製〕
コロイダルシリカの添加部数を4.5質量部に変更した以外は製造例34と同様にして、樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径40μmの樹脂粒子36を得た。
<製造例37>〔樹脂粒子37の作製〕
重合性単量体を、メチルメタクリレート100質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で樹脂粒子を作製した。また同様に分級して平均粒径50μmの樹脂粒子37を得た。
<製造例38>〔樹脂粒子38の作製〕
製造例37で分級した粒経違いの平均粒径40μmの粒子を樹脂粒子38とした。
<製造例39>〔ボウル形状の樹脂粒子39の作成〕
イオン交換水250質量部と、コロイダルシリカ(固形分20質量%)12.5質量部及びアジピン酸-ジエタノールアミン縮合物(50%縮合物)0.8質量部を添加し、pH3.3の水性混合液を調製した。pHは、硫酸により調整した。
次いで、重合性単量体として、メチルメタクリレート90質量部、エチレングリコールジメタクリレート10質量部及び、内包物質として流動パラフィン25質量部と、2,2’-アゾビスブチロニトリル0.8質量部からなる油性混合液を調製した。前記水性混合液とこの油性混合液を混合し、T.K.ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、3分間高速撹拌を行った。この後、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、200rpmの撹拌下、65℃で5時間反応させた。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥してボウル形状の樹脂粒子を作製した。ボウル形状の樹脂粒子を音波式分級機により解砕して分級することで平均粒径22μmの樹脂粒子39を得た。 
<製造例40>〔ボウル形状の樹脂粒子40の作製〕
重合反応時の撹拌速度を、300rpmとした以外は、製造例39と同様にして、平均粒径5μmの樹脂粒子40を得た。
<製造例41>〔ボウル形状の樹脂粒子41の作製〕
製造例39で分級した粒経違いの平均粒径17μmの粒子を樹脂粒子41とした。
<製造例42>〔ボウル形状の樹脂粒子42の作製〕
メチルメタクリレートを75質量部、エチレングリコールジメタクリレートを8.3質量部、流動パラフィンを42質量部、2,2’-アゾビスブチロニトリルを0.5質量部に変更した以外は、製造例39と同様にして、平均粒径11μmの樹脂粒子42を得た。 
<製造例43>〔ボウル形状の樹脂粒子43の作製〕
重合反応時の撹拌速度を、200rpmとした以外は、製造例42と同様にして、平均粒径5μmの樹脂粒子43を得た。
<製造例44>〔樹脂粒子44の作製〕
重合性単量体を、アクリロニトリル100質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で平均粒径50μmの樹脂粒子44を得た。
<製造例45>〔樹脂粒子45の作製〕
重合性単量体を、塩化ビニリデン100質量部に変更した以外は、製造例2と同様の方法で平均粒径50μmの樹脂粒子45を得た。
<製造例46>〔アクリロニトリルブタジエンゴムを用いた導電性ゴム組成物1の調製〕
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(商品名:N230SV、JSR社製)100質量部に対し下記4成分を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。
・カーボンブラック(商品名:トーカブラック#7360SB、東海カーボン社製):48質量部、
・ステアリン酸亜鉛(商品名:SZ-2000、堺化学工業社製):1質量部、
・酸化亜鉛(商品名:亜鉛華2種、堺化学工業社製):5質量部、
・炭酸カルシウム(商品名:シルバーW、白石工業社製):20質量部。
これに、樹脂粒子1を12質量部、加硫剤として硫黄1.2質量部、加硫促進剤としてテトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)(商品名:パーカシットTBzTD、フレキシス社製)4.5質量部を添加した。そして、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物1を作製した。
<製造例47>〔スチレンブタジエンゴムを用いた導電性ゴム組成物2の作製〕
スチレンブタジエンゴム(SBR)(商品名:SBR1500、JSR社製)100質量部に対し下記6成分を加えて、80℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。
・酸化亜鉛(製造例46と同様):5質量部、
・ステアリン酸亜鉛(製造例46と同様):2質量部、
・カーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC600JD、ライオン社製):8質量部、
・カーボンブラック(商品名:シーストS、東海カーボン社製):40質量部、
・炭酸カルシウム(製造例46と同様):15質量部、
・パラフィンオイル(商品名:PW380、出光興産社製):20質量部。
これに、下記の材料を添加し、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物2を作製した。
・樹脂粒子6を20質量部、
・加硫剤として硫黄1質量部、
・加硫促進剤としてジベンゾチアジルスルフィド(DM)(商品名:ノクセラーDM、大内新興化学工業社製)1質量部、
・テトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)(商品名:ノクセラーTS、大内新興化学工業社製)1質量部。
<製造例48>〔ブタジエンゴムを用いた導電性ゴム組成物3の作製〕
アクリロニトリルブタジエンゴムをブタジエンゴム(BR)「JSR BR01」(商品名、JSR社製)に変更し、カーボンブラックを30質量部に変更した。樹脂粒子1の12質量部を樹脂粒子31の8質量部に変更した。上記以外は、製造例46と同様にして、導電性ゴム組成物3を作製した。
<製造例49>〔クロロプレンゴムを用いた導電性ゴム組成物4の作製〕
クロロプレンゴム(商品名:ショープレンWRT、昭和電工(株)製)75質量部に対し下記3成分を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。
・NBR(商品名:ニッポール401LL、日本ゼオン(株)製):25質量部、
・ハイドロタルサイト(商品名:DHT-4A-2、協和化学工業(株)製):3質量部、
・第4級アンモニウム塩(商品名:KS-555、花王(株)製):5質量部。
これに、樹脂粒子27を3部、加硫剤として硫黄0.5部、加硫促進剤としてエチレンチオウレア(商品名:アクセル22-S、川口化学工業(株)製)1.4質量部を添加した。そして、温度20℃に冷却した二本ロール機で15分間混練し、導電性ゴム組成物4を作製した。
<製造例50>〔複合導電性微粒子の作製〕
シリカ粒子(平均粒子径15nm、体積抵抗率1.8×1012Ω・cm)7000質量部に、メチルハイドロジェンポリシロキサン140質量部をエッジランナーを稼動させながら添加した。そして、588N/cm(60kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行った。この時の攪拌速度は22rpmであった。その中に、カーボンブラック「#52」(商品名、三菱化学社製)7000質量部を、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60kg/cm)の線荷重で60分間混合攪拌を行った。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し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、複合導電性微粒子を作製した。この時の攪拌速度は22rpmであった。なお、得られた複合導電性微粒子1は、平均粒径が15nmであり、体積抵抗率は1.1×102Ω・cmであった。
<製造例51>〔表面処理酸化チタン粒子の作製〕
針状ルチル型酸化チタン粒子(平均粒径15nm、縦:横=3:1、体積抵抗率2.3×1010Ω・cm)1000質量部に、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシラン110質量部及び溶媒としてトルエン3000質量部を配合してスラリーを調製した。このスラリーを、攪拌機で30分間混合した後、有効内容積の80%が平均粒子径0.8mmのガラスビーズで充填されたビスコミルに供給し、温度35±5℃で湿式解砕処理を行った。湿式解砕処理して得たスラリーを、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1を作製した。
<製造例52>〔導電性樹脂塗布液1の作製〕
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、ダイセル化学工業株式会社製)にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が10質量%となるように調整した。この溶液1000質量部(アクリルポリオール固形分100質量部)に対して、下記4成分を加え、混合溶液を調製した。
・複合導電性微粒子(製造例50で作製):45質量部、
・表面処理酸化チタン粒子(製造例51で作製):20質量部、
・変性ジメチルシリコーンオイル(*1):0.08質量部、
・ブロックイソシアネート混合物(*2):80.14質量部。
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。
(*1)変性ジメチルシリコーンオイル「SH28PA」(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製)、
(*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。
内容積450mLのガラス瓶に上記混合溶液200質量部を、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200質量部と共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散し、ガラスビーズを除去して導電性樹脂塗布液1を作製した。
<製造例53>〔導電性樹脂塗布液2の作製〕
複合導電性微粒子をカーボンブラック(銘柄:#52、三菱化学社製)に変更した以外は、製造例52と同様にして導電性樹脂塗布液2を作製した。
<製造例54>〔導電性樹脂塗布液3の作製〕
固形分が10質量%となるように、シリコーン樹脂(商品名:SR2360、東レ・ダウコーニング株式会社製)をメチルエチルケトンに溶解した。次いで、上記シリコーン樹脂の固形分100質量部に対して30質量部のカーボンブラック(銘柄:♯52、三菱化学株式会社製)を加えて混合溶液を調製した。以下、製造例52と同様にして導電性樹脂塗布液3を作製した。
<製造例55>〔導電性樹脂塗布液4の作製〕
ウレタン樹脂「DF-407」(商品名、DIC株式会社製)にメチルエチルケトンを加え、固形分が8質量%になるように混合溶液を調製した以外は、製造例54と同様にして、導電性樹脂塗布液4を作製した。
<製造例56>〔導電性樹脂塗布液5の作製〕
ポリビニルブチラール「エスレックB」(商品名、積水化学工業社製)にエタノールを加え、固形分が10質量%となるように混合溶液を調製した以外は、製造例54と同様にして、表面層用塗布液5を作製した。
<製造例57~59>〔導電性樹脂塗布液6~8の作製〕
製造例53、56及び55において、カーボンブラックをカーボンブラック「MA100」(商品名、三菱化学社製)に変更した以外は同様にして導電性樹脂塗布液6、7及び8を作製した。
<製造例60>〔導電性樹脂塗布液9の作製〕
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液の固形分が17質量%となるように調製した以外は、製造例52と同様にして、混合溶液を調製した。24時間分散後、樹脂粒子1を5質量部添加した。その後、5分間分散し、ガラスビーズを除去して導電性樹脂塗布溶液9を作製した。
<製造例61>〔導電性樹脂塗布液10の作製〕
樹脂粒子1を樹脂粒子18に変更した以外は、製造例60と同様にして、導電性樹脂塗布液10を作製した。
<製造例62>〔導電性樹脂塗布液11の作製〕
製造例54と同様にして、混合溶液を調製した。28時間分散後、樹脂粒子27を10質量部添加した。その後、5分間分散し、ガラスビーズを除去して導電性樹脂塗布溶液11を作製した。
<製造例63>〔導電性樹脂塗布液12の作製〕
樹脂粒子27を樹脂粒子13とした以外は、製造例62と同様にして、導電性樹脂塗布液12を作製した。
<製造例64>〔導電性樹脂塗布液13の作製〕
樹脂粒子1を樹脂粒子39に、添加部数を20質量部相当に変更した以外は、製造例61と同様にして、導電性樹脂塗布液13を作製した。
<製造例65>〔導電性樹脂塗布液14の作製〕
樹脂粒子39を樹脂粒子40に変更した以外は、製造例64と同様にして、導電性樹脂塗布液14を作製した。
<製造例66>〔導電性樹脂塗布液15の作製〕
樹脂粒子27を樹脂粒子41に、また添加部数を20質量部相当に変更した以外は、製造例62と同様にして、導電性樹脂塗布液15を作製した。
<製造例67>〔導電性樹脂塗布液16の作製〕
製造例55と同様にして、混合溶液を調製した。24時間分散後、樹脂粒子42を20質量部添加した。その後、5分間分散し、ガラスビーズを除去して導電性樹脂塗布溶液16を作製した。
<製造例68>〔導電性樹脂塗布液17の作製〕
製造例56と同様にして、混合溶液を調製した。24時間分散後、樹脂粒子43を20質量部添加した。その後、5分間分散し、ガラスビーズを除去して導電性樹脂塗布溶液17を作製した。
<製造例69>〔導電性ゴム組成物5の作製〕
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質量部に対して、下記7成分を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて10分間混練した。
・炭酸カルシウム:60質量部、
・脂肪族ポリエステル系可塑剤:5質量部、
・ステアリン酸亜鉛:1質量部、
・2-メルカプトベンズイミダゾール(MB)(老化防止剤):0.5質量部、
・酸化亜鉛:5質量部、
・四級アンモニウム塩「アデカサイザーLV70」(商品名、旭電化工業社製):2質量部、
・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質量部。
次いで、上記未加硫ゴム組成物178.5質量部に対して、加硫剤として硫黄1.2質量部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルスルフィド(DM)1質量部及びテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)1質量部を添加した。そして、温度20℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練して、導電性ゴム組成物5を作製した。
<実施例1>
実施例1は図1Bに示したように、導電性基体上に第1の導電性樹脂層と第2の導電性樹脂層とをこの順に有する帯電ローラにかかるものである。
〔導電性基体〕
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス製基体に、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。
〔第1の導電性樹脂層の形成〕
図7に示すクロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、導電性基体を中心軸として、同軸上に円筒状に製造例46で作製した導電性ゴム組成物1を被覆した。被覆したゴム組成物の厚みは、1.75mmに調整した。なお、図7において、36は導電性気体、37は送りローラ、38は押出機、40はクロスヘッド、41は押出後のローラを示している。
押出後のローラを、熱風炉にて160℃で1時間加熱したのち、弾性体層の端部を除去して、長さを224.2mmとし、更に、160℃で1時間2次加熱を行い、層厚3.5mmの予備被覆層を有するローラを作成した。得られたローラの外周面を、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨した。研磨砥石としてビトリファイド砥石を用い、砥粒は緑色炭化珪素(GC)で粒度は100メッシュとした。ローラの回転数を350rpmとし、研磨砥石の回転数を2050rpmとした。ローラの回転方向と研磨砥石の回転方向は、同方向(従動方向)とした。切込み速度を20mm/minとし、スパークアウト時間(切込み0mmでの時間)を0秒と設定して研磨を行い、第1の導電性樹脂層を有する弾性ローラ1を作製した。樹脂層の厚みは、3mmに調整した。なお、このローラのクラウン量(中央部と中央部から90mm離れた位置の外径の差)は120μmであった。
〔第2の導電性樹脂層の形成〕
この弾性ローラ1に対して導電性樹脂塗布液1を1回ディッピング塗布した。なお、ディッピング塗布の条件としては、浸漬時間を9秒とし、また、導電性樹脂塗布液からの引き上げ速度は、初期速度を20mm/s、最終速度を2mm/sとした。初期速度から最終速度に至る速度変化は、時間に対して直線的に行った。導電性塗布液から引き上げた弾性ローラ1を、常温で30分間風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度80℃で1時間、更に温度160℃で1時間乾燥して、帯電ローラ1を得た。
こうして得た帯電ローラ1について、下記1~6の評価を行った。
〔1.帯電部材の電気抵抗値〕
図5は帯電ローラの電気抵抗値の測定装置である。導電性基体1の両端を、荷重のかかった軸受け33、33により電子写真感光体と同じ曲率の円柱形金属32に、平行になるように当接させる。この状態で、モータ(不図示)により円柱形金属32を回転させ、当接した帯電ローラ5を従動回転させながら安定化電源34から直流電圧-200Vを印加する。この時に流れる電流を電流計35で測定し、帯電ローラの抵抗値を計算する。荷重は各4.9Nとし、金属製円柱は直径φ30mm、金属製円柱の回転は周速45mm/secとする。
〔2.帯電部材の表面粗さRzjis及び平均凹凸間隔RSmの測定〕
表面粗さ測定器(商品名:SE-3500、株式会社小坂研究所製)を用いて、日本工業規格(JIS)B 0601-1994に基づく測定を行なう。Rzjisは、帯電部材の無作為に選択した6箇所における測定値の平均値である。またSmは、帯電部材の無作為に選択した6箇所について10点測定値の平均値を求め、次いで6箇所の平均値として求めた値である。測定に際して、カットオフ値は0.8mm、評価長さは8mmとする。
〔3.ボウル形状の樹脂粒子の形状測定〕
導電性樹脂層の任意の点を500μmに亘って、20nmずつ集束イオンビーム加工観察装置(商品名:FB-2000C、日立製作所社製)を用いて切り出し、その断面画像を撮影する。そして同じボウル形状の樹脂粒子を撮影した画像を組み合わせ、ボウル形状の樹脂粒子の立体像を算出する。立体像から、図3で示すように最大径58と、図4A乃至図4Eで示す開口径の最小径74を算出する。また、上記立体像から、ボウル形状の樹脂粒子の任意の5点において、外径と内径の差を算出する。このような作業を視野内の樹脂粒子10個について行う。そして、同様の測定を帯電部材の長手方向10箇所について行い、得られた計100個の樹脂粒子の平均値を算出する。
〔4.帯電部材表面の凸部の頂点と凹部の底部との高低差の測定〕
帯電部材表面をレーザ顕微鏡(商品名:LXM5 PASCAL;カール・ツアイス(Carl Zeiss)社製)を用いて、縦0.5mm、横0.5mmの視野で観察する。レーザを視野内のX-Y平面でスキャンさせることにより2次元の画像データを得、更に焦点をZ方向に移動させ、上記のスキャンを繰り返すことにより3次元の画像データを得る。その結果、まず、ボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部を有していることを確認できる。更に、前記凸部54の頂点55と、前記凹部の底部56との高低差57を算出する。このような作業を視野内のボウル形状の樹脂粒子2個について行う。そして、同様の測定を帯電部材の長手方向50箇所について行い、得られた計100個の樹脂粒子の平均値を算出する。
〔5.耐久評価1〕
図6に示す構成を有する電子写真装置である日本ヒューレットパッカート社製モノクロレーザープリンタ(「LaserJet P4515n」(商品名))を使用し、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)を1800V、周波数(f)を2930Hz、直流電圧(Vdc)を-600V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。上記プロセスカートリッジから付属の帯電ローラを取り外し、作製した帯電ローラ1をセットした。また、帯電ローラ1は、電子写真感光体に対し、一端で4.9N、両端で合計9.8Nのバネによる押し圧力で当接させた。帯電ローラ1を、上記プロセスカートリッジにセットしこのプロセスカートリッジを15℃/10%RH環境(環境1)、温度23℃/湿度50%RH環境(環境2)及び温度32.5℃/湿度80%RH環境(環境3)の3つの環境に24時間馴染ませた。その後、それぞれの環境にて、耐久評価を行った。
具体的には、電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅2ドット、間隔176ドットの横線画像を2枚間欠耐久試験(2枚ごとにプリンタの回転を3秒停止して耐久)を行った。その途中(18千枚終了時、24千枚終了時、30千枚終了時、36千枚終了時)で、ハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描く画像)を、出力し、評価した。なお、評価は、ハーフトーン画像を目視にて観察し、電子写真画像に、帯電に起因するドット状、横スジ状、または縦スジ状の欠陥の有無を下記の基準で判定した。
ランク1;ドット状、横スジ状、および縦スジ状の欠陥が認められない。
ランク2;ドット状、横スジ状、または縦スジ状の欠陥がわずかに認められる。
ランク3;ドット状、および横スジ状の欠陥が帯電ローラの回転ピッチに対応して発生していることが認められた。また、一部に縦スジ状の欠陥が認められた。
ランク4;ドット状、横スジ状、および縦スジ状の欠陥が目立つ。
〔6.耐久評価2〕
図6に示す構成を有する電子写真装置であるヒューレットパッカート社製モノクロレーザープリンタ(「LaserJet P4014n」(商品名))を使用し、外部より、帯電部材に電圧を印加した。1次帯電の出力は直流電圧-1100V、画像の解像度は、600dpiとした。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。その途中(6千枚終了時、9千枚終了時、12千枚終了時、15千枚終了時)での画像を出力とした以外は、耐久評価1と同様にして、評価を行った。本実施例の帯電部材においては、ドット状、横スジ状、および縦スジ状の欠陥が発生せず、良好な画像が得られた。
〔評価結果〕
帯電ローラ1の電気抵抗値は6.7×105Ωであった。また帯電ローラ1のRzjisは30μmであり、Smは80μmであった。これらの結果を表1-1に示す。
帯電ローラ1の表面のボウル形状の樹脂粒子の最大径は50μm、開口部の最小径は32μm、外径と内径の差は0.5μmであった。帯電ローラ1の表面には、ボウル形状の樹脂粒子由来の開口に由来する凹部と、該開口部のエッジに由来する凸部とが形成されていた。そして、凸部の頂点と凹部の底部との高低差は35μmであった。これらの結果を表2-1に2に示す。また、帯電ローラ1の耐久評価1及び耐久評価2の結果を表3-1に示す。
<実施例2>
樹脂粒子1を樹脂粒子2に変更した以外は、製造例46と同様にして、導電性ゴム組成物6を作製した。導電性ゴム組成物1の代わりに導電性ゴム組成物6を使用し、また第2の導電性樹脂層の形成に、導電性樹脂塗布液1に代えて導電性樹脂塗布液2を使用した以外は、実施例1と同様にして、帯電ローラ2を作製した。
<実施例3~9>
樹脂粒子の種類と添加部数を表1-1に示すように変更した以外は、実施例2と同様にして、帯電ローラ3~9を作製した。
<実施例10>
導電性ゴム組成物を、製造例47において作製した導電性ゴム組成物2に変更し、実施例2と同様にして弾性ローラ10を作製した。この際、切込み速度を30mm/minに変更した。上記以外は、実施例2と同様にして、帯電ローラ10を作製した。
<実施例11>
樹脂粒子1を樹脂粒子8に変更し、スパークアウト時間を1秒に変更した以外は実施例2と同様にして、帯電ローラ11を作製した。
<実施例12>
樹脂粒子6を樹脂粒子8に変更し、添加部数を12質量部に変更し、スパークアウト時間を1秒に変更した以外は、実施例10と同様にして、弾性ローラ12を作製した。この後、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性塗樹脂布液3を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は実施例10と同様にして、帯電ローラ12を作製した。
<実施例13>
樹脂粒子8を樹脂粒子9に変更し、切込み速度を10mm/minに変更した以外は、実施例12と同様にして、帯電ローラ13を作製した。
<実施例14>
樹脂粒子9を樹脂粒子10に変更し、第2の導電性樹脂層の形成に導電性樹脂塗布液4を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例13と同様にして、帯電ローラ14を作製した。
<実施例15>
樹脂粒子10を樹脂粒子11に変更し、添加部数を15質量部に変更した以外は、実施例14と同様にして、帯電ローラ15を作製した。
<実施例16>
樹脂粒子1を樹脂粒子12に変更し、添加部数を8質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして帯電ローラ16を作製した
<実施例17~21>
樹脂粒子12の添加部数を表1-1に示すように変更した以外は、実施例16と同様にして、帯電ローラ17~21を作製した。
<実施例22>
樹脂粒子1を樹脂粒子13に変更し、添加部数を10質量部に変更し、切込み速度を10mm/min、スパークアウト時間を2秒に変更した以外は、実施例2と同様にして、帯電ローラ22を作製した。
<実施例23>
樹脂粒子9を樹脂粒子14に、添加部数を15質量部に変更し、切込み速度を30mm/min、スパークアウト時間を2秒に変更した以外は、実施例13と同様にして、帯電ローラ23を作製した。
<実施例24>
樹脂粒子14を樹脂粒子13に、添加部数を10質量部に変更し、切込み速度を10mm/minに変更した以外は、実施例23と同様にして、弾性ローラ24を作製した。この後、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液5を使用した以外は、実施例23と同様にして、帯電ローラ24を作製した。
<実施例25>
樹脂粒子13を樹脂粒子15に、添加部数を10質量部に変更し、スパークアウト時間を1秒に変更した以外は、実施例24と同様にして、帯電ローラ25を作製した。
<実施例26>
樹脂粒子の添加部数を5質量部に変更し、切込み速度を10mm/min、スパークアウト時間を3秒に変更した以外は、実施例7と同様にして、弾性ローラ26を作製した。この後、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液4を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例7と同様にして、帯電ローラ26を作製した。
<実施例27>
樹脂粒子8を樹脂粒子6に、添加部数を10質量部に変更し、切込み速度を20mm/minに、スパークアウト時間を0秒に変更した以外は実施例12と同様にして帯電ローラ27を作製した。
<実施例28>
樹脂粒子6を樹脂粒子1に、添加部数を8質量部に変更し、切込み速度を10mm/min、スパークアウト時間を1秒に変更した以外は実施例10と同様にして帯電ローラ28を作製した。
<実施例29>
樹脂粒子6を樹脂粒子16に、添加部数を12質量部に変更し、切込み速度を20mm/minに変更した以外は実施例10と同様にして、帯電ローラ29を作製した。
<実施例30>
樹脂粒子6を樹脂粒子16に、添加部数を9質量部に変更し、スパークアウト時間を1秒に変更した以外は、実施例26と同様にして、帯電ローラ30を作製した。
<実施例31>
樹脂粒子16を樹脂粒子17に、添加部数を12質量部に変更した以外は、実施例30と同様にして、弾性ローラ31を作製した。第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液3を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例30と同様にして、帯電ローラ31を作製した。
<実施例32>
樹脂粒子10を樹脂粒子18に、添加部数を9質量部に変更し、スパークアウト時間を2秒に変更した以外は、実施例14と同様にして、帯電ローラ32を作製した。
<実施例33>
樹脂粒子13を樹脂粒子27に、添加部数を15質量部に変更した以外は、実施例24と同様にして、帯電ローラ33を作製した。
<実施例34>
樹脂粒子2を樹脂粒子28に、添加部数を9質量部に変更し、切込み速度を5mm/min、スパークアウト時間を2秒に変更した以外は実施例2と同様にして、帯電ローラ34を作製した。
<実施例35>
樹脂粒子6を樹脂粒子29に、添加部数を20部に変更し、切込み速度を20mm/min、スパークアウト時間を0秒に変更した以外は、実施例26と同様にして帯電ローラ35を作製した。
<実施例36>
樹脂粒子27を樹脂粒子30に、添加部数を8質量部に変更し、切込み速度を5mm/min、スパークアウト時間を3秒に変更した以外は実施例33と同様にして帯電ローラ36を作製した。
<実施例37>
導電性ゴム組成物を、製造例48において作製した導電性ゴム組成物3に変更し、実施例2と同様にして弾性ローラ37を作製した。この際、切込み速度を10mm/minに、スパークアウト時間を2秒に変更した。第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液6を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例2と同様にして、帯電ローラ37を作製した。
<実施例38>
樹脂粒子2を樹脂粒子32に、添加部数を20質量部に変更した以外は、実施例2と同様にして、弾性ローラ38を作製した。第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液6を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は実施例2と同様にして帯電ローラ38を作製した。
<実施例39>
樹脂粒子31を樹脂粒子33に、添加部数を20質量部に、切込み速度を30mm/min、スパークアウト時間を0秒に変更した。更に、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液4を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった。それら以外は実施例37と同様にして帯電ローラ39を作製した。
<実施例40>
樹脂粒子30を樹脂粒子34に変更し、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液4を使用した以外は、実施例36と同様にして、帯電ローラ40を作製した。
<実施例41>
実施例39において、樹脂粒子33を樹脂粒子35に、添加部数を5質量部に、切込み速度を5mm/min、スパークアウト時間を3秒に変更した。更に、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液7を使用した以外は、実施例39と同様にして、帯電ローラ41を作製した。
<実施例42>
実施例37において、樹脂粒子31を樹脂粒子36に、添加部数を15質量部に変更し、切込み速度を20mm/minに変更した。更に、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液8を使用した以外は、実施例37と同様にして、帯電ローラ42を作製した。
<実施例43>
樹脂粒子5を樹脂粒子37に、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液8を使用し、温度160℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例6と同様にして、帯電ローラ42を作製した。
<実施例44>
樹脂粒子36を樹脂粒子38に、添加部数を10部に、スパークアウト時間を0秒に変更し、第2の導電性樹脂層形成時に、導電性樹脂塗布液5を使用した以外は、実施例42と同様にして、帯電ローラ44を作製した。
<実施例45>
実施例45は、図1Dに示したように、導電性基体上に導電性弾性層、第一の導電性樹脂層および第二の導電性樹脂層をこの順に有する帯電ローラにかかるものである。
〔導電性弾性層及び第1の導電性樹脂層の形成〕
導電性ゴム組成物1から樹脂粒子1を除いたゴム組成物を用いた以外は実施例1の第1の導電性樹脂層の製法と同様の方法により導電性弾性層を有するローラ45を作製した。導電性ゴム組成物を導電性基体に被覆する際、導電性ゴム組成物の厚みは、3.25mmになるよう調整した。導電性樹脂塗布液9を用いて、作製した導電性弾性層を有するローラ45に1回ディッピング塗布した。常温で30分間以上風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度80℃で1時間、更に温度160℃で1時間乾燥した。ここで、ディッピング塗布の条件は実施例1と同条件である。なお、導電性樹脂塗布液9により形成した、導電性樹脂の膜厚は、10μmであった。続いて、得られたローラをテープ研磨法により研磨した。研磨装置は、フィルム方式超仕上げ装置スーパーフィニッシャーSP100型(松田精機株式会社製)を使用した。研磨テープとしては、ラッピングフィルム(住友スリーエム社株式会社製、研磨砥粒:酸化アルミニウム、平均粒径:12μm(#1200))を使用した。研磨テープのローラ長手移動速度を、200mm/min、ローラの回転数を500rpm、研磨テープの押し当て圧を0.2MPa、研磨テープの送り速度を、40mm/min、揺動速度(オシレーション)を500サイクル/minとした。研磨テープとローラの回転方向は反対方向(カウンターの方向)とし、第1の導電性樹脂層を有する弾性ローラ45を作製した。
〔第2の導電性樹脂層の形成〕
実施例1と同様にして、第2の導電性樹脂層を形成して帯電ローラ45を作製した。
<実施例46>
導電性樹脂塗布液9を導電性樹脂塗布液10に変更した以外は、実施例45と同様にして、帯電ローラ46を作製した。なお、導電性樹脂塗布液10により形成した、導電性樹脂の膜厚は、11μmであった。
<実施例47>
樹脂粒子を添加しなかった以外は、実施例10と同様にして、導電性弾性層を有する弾性ローラ47を作製した。作製方法は、実施例45と同様である。
続いて、導電性樹脂塗布液9を導電性樹脂塗布液11に変更した以外は、実施例45と同様にして、弾性ローラ47を作製した。なお、導電性樹脂塗布液11により形成した、導電性樹脂の膜厚は、12μmであった。その後、実施例2と同様にして、第2の導電性樹脂層を形成し、帯電ローラ47を作製した。
<実施例48>
導電性樹脂塗布液11を導電樹脂塗布液12に変更した以外は、実施例47と同様にして、弾性ローラ48を作製した。なお、導電性樹脂塗布液12により形成した、導電性樹脂の膜厚は、12μmであった。その後、導電性樹脂塗布液2を導電性樹脂塗布液4に変更した以外は、実施例47と同様にして、帯電ローラ48を作製した。
<実施例49>
〔導電性弾性層の形成〕
導電性ゴム組成物を、製造例69において作製した導電性ゴム組成物5に変更し、実施例45と同様にして、導電性弾性層を有する弾性ローラ49を作製した。
〔導電性樹脂層の作製〕
この弾性ローラ49に対して導電性樹脂塗布液13を1回ディッピング塗布した。常温で1分間風乾した後、熱風循環乾燥機にて、温度40℃で30分、温度80℃で30分、更に温度150℃で1時間乾燥し、導電性弾性層上に導電性樹脂層を有する帯電ローラ49を作製した。ここで、ディッピング塗布の条件は実施例45と同条件とした。
<実施例50>
導電性樹脂塗布液13を導電性樹脂塗布液14に変更した以外は、実施例49と同様にして、帯電ローラ50を作製した。
<実施例51>
実施例45と同様にして、導電性弾性層を有するローラ51を作製した。導電性樹脂塗布液13を導電性樹脂塗布液15に変更し、温度150℃で1時間乾燥しなかった以外は、実施例50と同様にして、帯電ローラ51を作製した。
<実施例52>
導電性樹脂塗布液15を導電性樹脂塗布液16に変更した以外は、実施例51と同様にして、帯電ローラ52を作製した。
<実施例53>
実施例47と同様にして、導電性弾性層を有する弾性ローラ53を作製した。続いて、導電性樹脂塗布液16を導電性樹脂塗布液17に変更した以外は、実施例52と同様にして、帯電ローラ53を作製した。
<比較例1>
導電性ゴム組成物を、製造例49において作製した導電性ゴム組成物4に変更し、実施例44と同様にして、弾性ローラ54を作成した。この際、切込み速度は、砥石が未研磨ローラに接してからφ12に成形されるまでに10mm/minから0.1mm/minまで段階的に変化する条件に変更し、スパークアウト時間は10秒に変更した。本比較例においては、弾性ローラ54をそのまま帯電ローラ54として使用した。帯電ローラ54は、ローラ表面に凸部を有していなかった。
<比較例2>
樹脂粒子27を樹脂粒子44に、添加部数を5質量部に変更した以外は比較例1と同様にして弾性ローラ55を作製した。またあ、実施例43と同様にして第2の導電性樹脂層形を形成し、帯電ローラ55を得た。帯電ローラ55はローラ表面に凸部を有していなかった。
<比較例3>
樹脂粒子44の添加部数を10質量部に変更した以外は、比較例2と同様にして、帯電ローラ56を作製した。帯電ローラ56はローラ表面に凸部を有していなかった。
<比較例4>
樹脂粒子5を樹脂粒子45に、添加部数を3部に変更し、研磨条件を比較例3と同様にした以外は、実施例25と同様にして、帯電ローラ57を作製した。帯電ローラ57はローラ表面に凸部を有していなかった。
<比較例5>
樹脂粒子2を添加せず、発泡剤としてADCA(アゾジカルボンアミド)15質量部を添加した以外は実施例2と同様にして帯電ローラ58を作製した。
<比較例6>
比較例5において、発泡剤を添加しなかった以外は、比較例5と同様にして、帯電ローラ59を作製した。導電性ゴム組成物を導電性基体に被覆する際、導電性ゴム組成物の厚みは、3.25mmになるよう調整した。
<比較例7>
実施例44において作製した弾性ローラ44を帯電ローラ60として使用した。
<比較例8>
樹脂粒子を添加しなかった以外は、実施例44と同様にして帯電ローラ61を作製した。
導電性ゴム組成物を導電性基体に被覆する際、導電性ゴム組成物の厚みは、3.25mmになるよう調整した。
<比較例9>
樹脂粒子43を、球状形状のポリメチルメタクリレート樹脂粒子(平均粒径20μm)に変更した以外は、実施例53と同様にして帯電ローラ62を作製した。
上記実施例2~53及び比較例1~9に係る帯電ローラ2~62について、実施例1と同様に各測定および評価を行った。結果を表1-1~表1-3、表2-1~表2-2及び表3-1~表3-2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007

 

Claims (3)

  1. 導電性基体と導電性樹脂層を有する帯電部材であって、
    該導電性樹脂層は、
    バインダー、
    導電性微粒子及び
    開口を有するボウル形状の樹脂粒子(bowl-shaped
    resin particle)を含有しており、
    該ボウル形状の樹脂粒子は、該帯電部材の表面に露出しないように該導電性樹脂層に含有されており、かつ、
     該帯電部材の表面は、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口に由来する凹部と、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口のエッジに由来する凸部とを有していることを特徴とする帯電部材。
  2. 請求項1に記載の帯電部材と、該帯電部材と接触して配置されている被帯電体とが一体化され、電子写真装置の本体に着脱自在に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  3. 請求項1に記載の帯電部材、露光装置及び現像装置を少なくとも有することを特徴とする電子写真装置。
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