帯電部材、これを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置
【課題】絶縁性の微粒子の帯電部材への付着を抑制し、長期に亘って感光体の均一な帯電を可能とし、耐久終了時も良好な画像が得られる帯電部材を提供する。
【解決手段】支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有する。マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲である。
【解決手段】支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有する。マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、これを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、より詳しくは、電子写真感光体を接触帯電する帯電部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンター等の電子写真装置において、感光体表面を一様に帯電し画像を介して露光することにより静電潜像を形成し、静電潜像を現像して得られるトナー像を記録材へ転写して画像の形成が行われている。このように感光体表面を一様に帯電するために、感光体表面に接触しその表面を帯電する帯電ローラーが使用されている。この種の帯電ローラーとして、軸芯上に発泡体からなる導電性弾性層を形成し、これをシームレスチューブに挿入し表面層を形成することにより、表面に平滑面を形成し、感光体表面の均一な帯電を可能としたものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
近年、省スペース、省エネルギー等の観点から、電子写真装置に対し小型化、軽量化の要請に加え、更なる高速、高画質、高信頼性が要請されている。帯電ローラーに対しては特に長期に亘って感光体の均一帯電を維持することが求められている。帯電ローラーの装着されたトナーカートリッジにおいては、１枚目からトナーを消費して最後の１枚の画像形成に至るまで、帯電ローラーにより感光体を一定の電荷に帯電し、常に安定した画像を形成することが求められる。帯電ローラーの帯電性を悪化させる主な要因の１つには、トナーに含まれる添加剤成分や記録材からの紙粉、カートリッジ内の各パーツをスムーズに駆動させる潤滑材等の絶縁性の成分が、感光体を介して帯電ローラー表面に付着することが挙げられる。このような絶縁性の成分の付着を抑制する対策として、帯電ローラーの表面の形成に離型性がよいとされるフッ素系樹脂材料を用いる方法や（特許文献２）、ポリアクリロニトリル材料を用いる方法が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
しかしながらこれらの対策を行っても、例えばトナー添加剤成分のシリカ等の絶縁性の微粉体が徐々に帯電ローラー表面に付着・堆積し、感光体との均一な接触が阻害され、感光体の帯電に不均一が生じ、高速、高画質の画像形成には問題がある。
【特許文献１】米国特許４，９６７，２３１号公報
【特許文献２】特開平７−０４２７２８号公報
【特許文献３】特開平９−２３６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、これらの絶縁性の微粒子の帯電部材への付着を抑制し、長期に亘って感光体の均一な帯電を可能とし、耐久終了時も良好な画像が得られる帯電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、帯電部材表面に微粉体が付着する原因について探求した。その原因として、感光体と帯電部材との接触面において微粉体が押しつぶされ、より軟らかい帯電部材に減り込み堆積すると考えられた。そこで、帯電部材表面を粗面化し帯電部材と感光体との接触面に適度な隙間を形成し、絶縁性の微粉体を帯電部材と感光体間で押し潰すことを抑制することで、帯電部材への減り込みを抑制することができると考えた。そこで、表面層に特定の範囲の粒子径を有する樹脂粒子を含有させ、マトリックス樹脂と樹脂粒子の溶解性パラメーター（ＳＰ値ともいう。）が特定の関係を有し、表面粗さを特定の範囲とすることにより、帯電部材への微粉体の付着を抑制できることの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、
導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有し、
マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材に関する。
【０００８】
また、本発明は、電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、
帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【０００９】
また、本発明は、静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とする電子写真装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の帯電部材は、絶縁性の微粒子の帯電部材への付着を抑制し、長期に亘って感光体の均一な帯電を可能とし、耐久終了時も良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の帯電部材は、支持部材と、導電性被覆層とを有する。そして、導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有する。マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
［支持部材］
本発明の帯電部材における支持部材は、導電性であり、上層の導電性被覆層を支持し、感光体の帯電を行うことができる強度を有するものであれば、その材質、形状を問わない。支持部材としては、支持体上に弾性層を有するものが、感光体とニップを形成して接触しその帯電を均一に行うことができるため、好ましい。支持体の材質としては、具体的には、鉄、銅、ステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等を挙げることができる。支持体の形状としては、板状であってもよいが、帯電部材がローラー状であることが、感光体との均一な接触が容易となるため、円筒状、円柱状であることが好ましい。かかる円筒状、円柱状の支持体としては、例えば７ｍｍ〜１６ｍｍの外径を有するものを挙げることができる。支持体上に設けられる弾性層の材質としては、具体的には以下のものを挙げることができる。クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム、又はブチルゴム等のゴムや、ポリスチレンブタジエン、ポリウレタン、ポリエステル、又はポリエチレン酢酸ビニル等の樹脂。
【００１３】
弾性層には、更に、カーボンブラック、金属及び金属酸化物粒子等の導電剤を含有させてもよい。また、弾性層は複数層から構成されるものであってもよい。
【００１４】
このような弾性層は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。また、弾性層は、例えば、体積抵抗が１０1Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍ程度の範囲の抵抗値を有することが好ましい。
【００１５】
［導電性被覆層］
［マトリックス樹脂］
本発明の帯電部材の導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有する。マトリックス樹脂を形成する熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、以下のものを挙げることができる。ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、スチレンエチレンブチル、エチレンブチル、ニトリルブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン。1，2−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等。
【００１６】
また、マトリックス樹脂を形成する熱可塑性樹脂としては、具体的には、以下のものを挙げることができる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の飽和ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン。ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン。アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−エチレン／プロピレンゴム−スチレン樹脂（ＡＥＳ）又はアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂（ＡＡＳ）等のスチレン系及びアクリル系樹脂。ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポモポリマー、コーポリマー。
【００１７】
上記熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂は１種又は２種以上を組み合わせて使用することができるが、マトリックス樹脂中、熱可塑性エラストマーを５０質量％以上含有することが好ましい。熱可塑性エラストマーの含有量が５０質量％以上であれば、導電性被覆層においてゴム性が得られ、表面にひび割れが発生するなどの弊害を抑制することができる。
【００１８】
［樹脂粒子］
上記導電性被覆層に含有される樹脂粒子は、導電性被覆層の形成時に、上記熱可塑性材料との混練、押出し成形時において、例えば、２００℃近傍の温度領域において溶融したり変形しない耐熱性、耐分解性、耐反応性を有する必要がある。樹脂粒子はマトリックス樹脂との関連において材質を適宜選択する。具体的には、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリメタクリル酸ブチル粒子、ポリスチレン粒子等を挙げることができる。
【００１９】
樹脂粒子の平均粒子径は、３μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。樹脂粒子の平均粒子径が３μｍ以上であれば、導電性被覆層表面に適切な粗さを形成することができ、絶縁性微粉の付着を抑制することができる。平均粒子径が３０μｍ以下であれば充分な表面粗さを形成することができ、また、表面粗さが過大となって異常放電が発生し、画像不良を招来することを抑制することができる。
【００２０】
樹脂粒子の平均粒子径は、動的光散乱法・レーザー回折法・遠心沈降法等の測定方法により測定することができるが、これらのうちレーザー回折法が好ましい。レーザー回析法による測定値としは、光の回折現象とミー散乱現象を利用したSIMAZU社製SALDにて測定して得られる測定値を採用することができる。
【００２１】
樹脂粒子は、導電性被覆層にマトリックス樹脂１００質量部に対し５質量部以上５０質量部以下の範囲で含有されることが好ましい。樹脂粒子がこの範囲で含有されることにより、導電性被覆層の表面１０点平均粗さＲｚの値を２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲とすることが容易となる。
【００２２】
導電性被覆層の表面１０点平均粗さＲｚは、JIS規格のとおり、粗さ曲線で最高の山頂から５番目までの山高さの平均と、最深の谷底から深い順に５番目までの谷深さの和で示される。本件の粗さ測定は、ローラーの長手方向の粗さを測定している。測定装置としては東京精密社製サーフコムを使用することができる。測定条件は測定速度0.5mm/ｓ・測定長さ2.5mmにて、測定箇所はローラーの長手方向で中央と中央から左右に各90mm離れた箇所、周方向で０度と１８０度の合計６点を測定し、その平均の値を採用することができる。
【００２３】
［マトリックス樹脂と樹脂粒子のＳＰ値］
上記マトリックス樹脂のＳＰ値と上記樹脂粒子のＳＰ値は絶対値で１．５以上３．０以下の差を有する。ＳＰ値はＦｅｄｏｒｓ式によって算出されたＳＰ値（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）である。ＳＰ値は、具体的には、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１４，（２），１４７（１９７４）に記載の以下に示すＦｅｄｏｒｓ式、及び該文献に纏められているΔｅ1とΔｖ1のデータから算出した値を採用することができる。
【００２４】
δ＝√〔Σ（Δｅ1）／Σ（Δｖ1）〕
式中、Δｅ1は各単位官能基当たりの凝集エネルギー、Δｖ1は各単位官能基当たりの分子容を示し、δの単位は（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2である。共重合体のＳＰ値は、加成則が成立すると仮定し、単量体ユニットのＳＰ値の質量比の比例配分により算出し、これをＳＰ値とする。
【００２５】
マトリックス樹脂と樹脂粒子のＳＰ値の差が絶対値で１．５以上であれば、導電性被覆層への絶縁性微粒子の付着を抑制することができる。また、これらのＳＰ値の差が絶対値で３．０以下であればマトリックス樹脂へ樹脂粒子を充分に分散させることができ、均一の表面粗さを有する導電性被覆層を得ることができ、感光体の均一な帯電を可能とする。
【００２６】
［導電性］
上記導電性被覆層は、抵抗値が、１×１０6Ω・ｃｍ以上、１×１０11Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。導電性被覆層の抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍ以上であれば、感光体を適切に帯電することができ、１×１０11Ω・ｃｍ以下であれば、感光体の帯電時に帯電部材の抵抗が上昇し耐久性が低下するのを抑制することができる。このような抵抗値を付与するためには、導電性被覆層に導電剤を含有させる方法を採用することができる。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン、酸化鉛等の金属酸化物を用いることができるが、カーボンブラックが適切な導電性を付与することができるため好ましい。カーボンブラックとしては、具体的には、以下の市販品を適用することができる。ケッチェンブラック（ライオンアクゾ社製）、Ｐｒｉｎｔｅｘ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ（以上デグサ社製）、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ（キャボット社製）、旭カーボン（旭カーボン社製）、三菱カーボン（三菱化学社製）。デンカブラック（電気化学工業社製）、シースト、トーカブラック（以上東海カーボン社製）等。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２７】
カーボンブラックの導電性被覆層中の含有量としては、１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、２０質量％以上４０質量％以下である。カーボンブラックの含有量が１０質量％以上であれば、感光体の帯電時の抵抗上昇を抑制し、帯電部材の耐久性が低下するのを抑制することができる。一方、カーボンブラックの含有量が６０質量％以下であれば、導電性樹脂層が高硬度となるのを抑制することができる。
【００２８】
上記導電性被覆層には、必要に応じて上記物質の機能を阻害しない範囲において、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、充填剤等を含有させることができる。
【００２９】
［導電性被覆層の形成］
導電性被覆層の形成は、押出成形、注型成形等いずれの方法によってもよいが、導電性被覆層を構成するマトリックス樹脂、樹脂粒子、カーボンブラック等の添加剤を混練して、チューブ状に形成したシームレスチューブを用いることが好ましい。具体的には、マトリックス樹脂、樹脂粒子、カーボンブラック等の添加剤とを混練し、ペレットとし、これを押出し成形機を用いてチューブ状に成形しシームレスチューブを得る。得られたシームレスチューブに支持部材を挿入し、導電性被覆層を形成する。支持部材にシームレスチューブを被覆する方法として、シームレスチューブの内径を支持部材の外径よりも大とし、物理的あるいは化学的手段、例えば熱によりシームレスチューブを収縮させ、支持部材に密着させる方法を挙げることができる。また、シームレスチューブ内径を支持部材の外径よりも小とし、物理あるいは化学的手段、例えば空気圧によりシームレスチューブを押し広げ、支持部材を圧入させて支持部材に密着させる方法を挙げることができる。シームレルチューブは、例えば、マトリックス樹脂と樹脂粒子とを含有する外層と、マトリックス樹脂とカーボンブラック等の他の添加剤とを含有する内層とからなる多層構造として形成することもできる。従来上記範囲の中程度の抵抗値を均一に有する導電性被覆層を安定して成形することは困難とされていたが、上記のようにシームレスチューブを用いることにより、極めて優れた特性を有する導電性被覆層の安定生産を行うことができる。
【００３０】
上記導電性被覆層の厚さは特に制限はないが、例えば、１００μｍ以上６００μｍ以下とすることができる。
【００３１】
本発明の帯電部材の一例として、支持部材とシームレスチューブを有する帯電部材は、特に製造安定性に優れ、従来安定生産が難しいとされた中抵抗領域を安定して生産できる。
【００３２】
本発明の帯電部材の一例として、図１に示す帯電ローラーを例示することができる。図１に示す帯電ローラーは、導電性軸芯の支持体１上に、弾性層２、導電性被覆層３を順次有し、導電性被覆層３は、導電剤含有層３ａと樹脂粒子含有層３ｂを有する。導電性被覆層が導電剤を含有する層と樹脂粒子を含有する層との２層構造を有する場合、表面粗さを容易に制御することができる。
【００３３】
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、上記帯電部材を備えたことを特徴とする。
【００３４】
本発明のプロセスカートリッジの一例として、図２に示すものを挙げることができる。図２に示すプロセスカートリッジには、主として、矢印の方向に回転可能な静電潜像を担持する感光体５が設けられる。感光体に対向して、現像手段である現像ローラー４と、帯電部材である帯電ローラー８とが配置され、現像剤を収納する現像剤容器９内に現像剤塗布用ローラー６が設けられ、現像剤容器９の端部に現像ブレード７とが一体化されて設けられている。
【００３５】
本発明の電子写真装置は、静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の電子写真装置の一例として、図３に示すタンデム方式のカラー電子写真装置を挙げることができる。図３の概略構成図に示す電子写真装置には、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナーなど各色トナー毎に設けられる画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられる。各画像形成ユニットは上記プロセスカートリッジを適用することができる。この、電子写真装置には、帯電ローラー８によって一様に帯電された感光体に静電潜像を形成する露光手段（図示せず）が設けられる。更に、記録材を搬送する搬送ベルト１０を介して、各画像形成ユニットの感光体に対向して設けられる転写手段としての転写ローラー１２、記録材上の画像の定着を行う定着装置１３等が備えられる。その他、転写後に感光体上に残留する現像剤の除去を行うクリーニング手段（図示せず）等が設けられる。
【００３７】
このような電子写真装置による画像形成は、以下のようにして行う。
【００３８】
感光体５を帯電ローラー８によって均一に帯電する。次に、露光手段によって感光体上に、潜像を形成する。現像剤塗布用ローラー６によって、現像ローラー４の表面に現像剤を送り、現像ブレード７によって現像ローラー４の表面上に均一の厚さの現像剤の薄膜を形成する。その状態で現像ローラーと感光体を接触させ現像を行う。感光体上に形成したトナー像は、搬送ベルト１０によって搬送される記録材Ｐの裏面から転写ローラーによって押圧され、転写ローラーに印加した転写バイアス電荷によって記録材へ移動する。搬送ベルトは各画像形成ユニットと同期して移動して記録材を搬送するため、各画像形成ユニットにおいて形成されたトナー像は記録材に重畳して転写される。記録材上の重畳トナー像が、定着装置において熱と圧力によって、記録材上に定着されることにより、画像形成が完了する。
【００３９】
本発明のプロセスカートリッジは、上記の他、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラーや、クリーニング部材等を上記の部材と共に又は上記の部材のいずれか一個または二個以上と交換して一体的に設けたものであってもよい。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の帯電部材、プロセスカートリッジ、電子写真装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
以下の材料を加圧式ニーダーを用いて２０〜２２０℃で溶融混練した後、冷却、粉砕機で粉砕し、単軸押出機を用いて１４０℃〜２００℃で外層用ペレットを造粒した。
熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマー１００質量部
樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径８μｍのウレタン樹脂粒子２０質量部
導電剤としてカーボンブラック６０質量部
添加剤としてステアリン酸カルシウム１質量部
また、以下の材料を加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕し、単軸押出機を用いて内層用ペレットを造粒した。
熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００質量部
ケッチェンブラック１６質量部
酸化マグネシウム１０質量部
ステアリン酸カルシウム１質量部
上記２種のペレットを用いて、内径１６．５ｍｍのダイスと外径１８．５ｍｍのポイントを備えた二層押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を行った。その後、内径１１．１ｍｍ、外層の厚さ１００μｍ、内層の厚さ４００μｍの二層シームレスチューブを成形した。
【００４２】
外径６．０ｍｍ、長さ２５９ｍｍの芯金上にカーボンを配合したＥＰＤＭ発泡弾性ゴム層を形成し、研磨して端部外径１１．２０ｍｍ、中央部外径１１．４０ｍｍ、長さ２３０ｍｍの発泡弾性ゴム層を有する支持部材を得た。
【００４３】
この支持部材にエアー圧によってシームレスチューブを嵌め込み圧密着して帯電ローラーを得た。
【００４４】
得られた帯電ローラーのＲｚは、４.５μｍであった。
【００４５】
［実施例２］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値６．５のフッ素系エラストマー、樹脂粒子としてＳＰ値９．５、平均粒子径３０μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子５０質量部を用いた。導電剤としてカーボンブラック３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは７．２μｍであった。
【００４６】
［実施例３］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーとＡＳ樹脂を質量比６：４で混合したものを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径３μｍのウレタン樹脂粒子１０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは２．８μｍであった。
【００４７】
［比較例１］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値６．５のフッ素系エラストマー、樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径５μｍのウレタン樹脂粒子５質量部を用いた。導電剤としてカーボンブラック３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを作成した。シームレスチューブを形成する際、チューブ表面がいびつになる面荒れが発生したが、そのまま帯電ローラーを作成した。帯電ローラーのＲｚは測定不能であった。
【００４８】
［比較例２］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径２．５μｍのウレタン樹脂粒子１０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは２．１μｍであった。
【００４９】
［比較例３］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子を用いない以外は実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは１．９μｍであった。
【００５０】
［比較例４］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値９．０、平均粒子径７μｍのスチレン樹脂粒子２０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは３．６μｍであった。
【００５１】
［比較例５］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値９．５、平均粒子径４０μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは１０．５μｍであった。
【００５２】
［電子写真プロセスカートリッジ］
得られた帯電ローラーを図２に示すプロセスカートリッジに組み込み、これを電子写真装置に装着した。ハーフトーン画像パターンの２万枚の連続出力を行い、耐久試験を行った。初期画像と、２万枚出力後の画像について、画像上の白ポチ、黒ポチ、黒スジ等の画像不良の有無により、以下の基準により画像評価を行った。
◎：画像不良が全く認められない。
○：画像不良が殆ど認められない。
△：画像不良がローラー周期で見られる。
×：画像不良が多数見られる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
実施例による帯電ローラーにおいては初期、２万枚出力後も共に良好な画像を得られ、カートリッジから取り出した帯電ローラーは僅かに汚れているだけであった。一方、比較例１のローラーは初期から帯電不良による白ポチが多数発生し、比較例５のローラーは初期から異常放電起因の黒ポチが発生したため、ここで評価を中止した。比較例２、３、４、６の帯電ローラーは２万枚出力後に帯電不良による白ポチが発生した。カートリッジから帯電ローラーを取り出すとトナー外添材由来と思われるシリカの微粒子が多量に付着していた。
【００５６】
以上の結果から、本発明の帯電部材において帯電部材への付着物を低減することができ、長期に亘って良好な画像が得られることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 支持体（支持部材）
２ 弾性層（支持部材）
３ａ 導電剤含有層（導電性被覆層）
３ｂ 樹脂粒子含有層（導電性被覆層）
４ 現像ローラー（現像手段）
５ 感光体
６ 塗布用ローラー（現像手段）
７ 現像ブレード（現像手段）
８ 帯電ローラー（帯電部材）
９ 現像剤容器（現像手段）
１２ 転写ローラー（転写手段）
Ｐ 記録材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材、これを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関し、より詳しくは、電子写真感光体を接触帯電する帯電部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンター等の電子写真装置において、感光体表面を一様に帯電し画像を介して露光することにより静電潜像を形成し、静電潜像を現像して得られるトナー像を記録材へ転写して画像の形成が行われている。このように感光体表面を一様に帯電するために、感光体表面に接触しその表面を帯電する帯電ローラーが使用されている。この種の帯電ローラーとして、軸芯上に発泡体からなる導電性弾性層を形成し、これをシームレスチューブに挿入し表面層を形成することにより、表面に平滑面を形成し、感光体表面の均一な帯電を可能としたものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
近年、省スペース、省エネルギー等の観点から、電子写真装置に対し小型化、軽量化の要請に加え、更なる高速、高画質、高信頼性が要請されている。帯電ローラーに対しては特に長期に亘って感光体の均一帯電を維持することが求められている。帯電ローラーの装着されたトナーカートリッジにおいては、１枚目からトナーを消費して最後の１枚の画像形成に至るまで、帯電ローラーにより感光体を一定の電荷に帯電し、常に安定した画像を形成することが求められる。帯電ローラーの帯電性を悪化させる主な要因の１つには、トナーに含まれる添加剤成分や記録材からの紙粉、カートリッジ内の各パーツをスムーズに駆動させる潤滑材等の絶縁性の成分が、感光体を介して帯電ローラー表面に付着することが挙げられる。このような絶縁性の成分の付着を抑制する対策として、帯電ローラーの表面の形成に離型性がよいとされるフッ素系樹脂材料を用いる方法や（特許文献２）、ポリアクリロニトリル材料を用いる方法が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
しかしながらこれらの対策を行っても、例えばトナー添加剤成分のシリカ等の絶縁性の微粉体が徐々に帯電ローラー表面に付着・堆積し、感光体との均一な接触が阻害され、感光体の帯電に不均一が生じ、高速、高画質の画像形成には問題がある。
【特許文献１】米国特許４，９６７，２３１号公報
【特許文献２】特開平７−０４２７２８号公報
【特許文献３】特開平９−２３６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、これらの絶縁性の微粒子の帯電部材への付着を抑制し、長期に亘って感光体の均一な帯電を可能とし、耐久終了時も良好な画像が得られる帯電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、帯電部材表面に微粉体が付着する原因について探求した。その原因として、感光体と帯電部材との接触面において微粉体が押しつぶされ、より軟らかい帯電部材に減り込み堆積すると考えられた。そこで、帯電部材表面を粗面化し帯電部材と感光体との接触面に適度な隙間を形成し、絶縁性の微粉体を帯電部材と感光体間で押し潰すことを抑制することで、帯電部材への減り込みを抑制することができると考えた。そこで、表面層に特定の範囲の粒子径を有する樹脂粒子を含有させ、マトリックス樹脂と樹脂粒子の溶解性パラメーター（ＳＰ値ともいう。）が特定の関係を有し、表面粗さを特定の範囲とすることにより、帯電部材への微粉体の付着を抑制できることの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、
導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有し、
マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材に関する。
【０００８】
また、本発明は、電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、
帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【０００９】
また、本発明は、静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とする電子写真装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の帯電部材は、絶縁性の微粒子の帯電部材への付着を抑制し、長期に亘って感光体の均一な帯電を可能とし、耐久終了時も良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の帯電部材は、支持部材と、導電性被覆層とを有する。そして、導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有する。マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
［支持部材］
本発明の帯電部材における支持部材は、導電性であり、上層の導電性被覆層を支持し、感光体の帯電を行うことができる強度を有するものであれば、その材質、形状を問わない。支持部材としては、支持体上に弾性層を有するものが、感光体とニップを形成して接触しその帯電を均一に行うことができるため、好ましい。支持体の材質としては、具体的には、鉄、銅、ステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等を挙げることができる。支持体の形状としては、板状であってもよいが、帯電部材がローラー状であることが、感光体との均一な接触が容易となるため、円筒状、円柱状であることが好ましい。かかる円筒状、円柱状の支持体としては、例えば７ｍｍ〜１６ｍｍの外径を有するものを挙げることができる。支持体上に設けられる弾性層の材質としては、具体的には以下のものを挙げることができる。クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム、又はブチルゴム等のゴムや、ポリスチレンブタジエン、ポリウレタン、ポリエステル、又はポリエチレン酢酸ビニル等の樹脂。
【００１３】
弾性層には、更に、カーボンブラック、金属及び金属酸化物粒子等の導電剤を含有させてもよい。また、弾性層は複数層から構成されるものであってもよい。
【００１４】
このような弾性層は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さであることが好ましい。また、弾性層は、例えば、体積抵抗が１０1Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍ程度の範囲の抵抗値を有することが好ましい。
【００１５】
［導電性被覆層］
［マトリックス樹脂］
本発明の帯電部材の導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有する。マトリックス樹脂を形成する熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、以下のものを挙げることができる。ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、スチレンエチレンブチル、エチレンブチル、ニトリルブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン。1，2−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等。
【００１６】
また、マトリックス樹脂を形成する熱可塑性樹脂としては、具体的には、以下のものを挙げることができる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の飽和ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン。ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン。アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−エチレン／プロピレンゴム−スチレン樹脂（ＡＥＳ）又はアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂（ＡＡＳ）等のスチレン系及びアクリル系樹脂。ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポモポリマー、コーポリマー。
【００１７】
上記熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂は１種又は２種以上を組み合わせて使用することができるが、マトリックス樹脂中、熱可塑性エラストマーを５０質量％以上含有することが好ましい。熱可塑性エラストマーの含有量が５０質量％以上であれば、導電性被覆層においてゴム性が得られ、表面にひび割れが発生するなどの弊害を抑制することができる。
【００１８】
［樹脂粒子］
上記導電性被覆層に含有される樹脂粒子は、導電性被覆層の形成時に、上記熱可塑性材料との混練、押出し成形時において、例えば、２００℃近傍の温度領域において溶融したり変形しない耐熱性、耐分解性、耐反応性を有する必要がある。樹脂粒子はマトリックス樹脂との関連において材質を適宜選択する。具体的には、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリメタクリル酸ブチル粒子、ポリスチレン粒子等を挙げることができる。
【００１９】
樹脂粒子の平均粒子径は、３μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。樹脂粒子の平均粒子径が３μｍ以上であれば、導電性被覆層表面に適切な粗さを形成することができ、絶縁性微粉の付着を抑制することができる。平均粒子径が３０μｍ以下であれば充分な表面粗さを形成することができ、また、表面粗さが過大となって異常放電が発生し、画像不良を招来することを抑制することができる。
【００２０】
樹脂粒子の平均粒子径は、動的光散乱法・レーザー回折法・遠心沈降法等の測定方法により測定することができるが、これらのうちレーザー回折法が好ましい。レーザー回析法による測定値としは、光の回折現象とミー散乱現象を利用したSIMAZU社製SALDにて測定して得られる測定値を採用することができる。
【００２１】
樹脂粒子は、導電性被覆層にマトリックス樹脂１００質量部に対し５質量部以上５０質量部以下の範囲で含有されることが好ましい。樹脂粒子がこの範囲で含有されることにより、導電性被覆層の表面１０点平均粗さＲｚの値を２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲とすることが容易となる。
【００２２】
導電性被覆層の表面１０点平均粗さＲｚは、JIS規格のとおり、粗さ曲線で最高の山頂から５番目までの山高さの平均と、最深の谷底から深い順に５番目までの谷深さの和で示される。本件の粗さ測定は、ローラーの長手方向の粗さを測定している。測定装置としては東京精密社製サーフコムを使用することができる。測定条件は測定速度0.5mm/ｓ・測定長さ2.5mmにて、測定箇所はローラーの長手方向で中央と中央から左右に各90mm離れた箇所、周方向で０度と１８０度の合計６点を測定し、その平均の値を採用することができる。
【００２３】
［マトリックス樹脂と樹脂粒子のＳＰ値］
上記マトリックス樹脂のＳＰ値と上記樹脂粒子のＳＰ値は絶対値で１．５以上３．０以下の差を有する。ＳＰ値はＦｅｄｏｒｓ式によって算出されたＳＰ値（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）である。ＳＰ値は、具体的には、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１４，（２），１４７（１９７４）に記載の以下に示すＦｅｄｏｒｓ式、及び該文献に纏められているΔｅ1とΔｖ1のデータから算出した値を採用することができる。
【００２４】
δ＝√〔Σ（Δｅ1）／Σ（Δｖ1）〕
式中、Δｅ1は各単位官能基当たりの凝集エネルギー、Δｖ1は各単位官能基当たりの分子容を示し、δの単位は（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2である。共重合体のＳＰ値は、加成則が成立すると仮定し、単量体ユニットのＳＰ値の質量比の比例配分により算出し、これをＳＰ値とする。
【００２５】
マトリックス樹脂と樹脂粒子のＳＰ値の差が絶対値で１．５以上であれば、導電性被覆層への絶縁性微粒子の付着を抑制することができる。また、これらのＳＰ値の差が絶対値で３．０以下であればマトリックス樹脂へ樹脂粒子を充分に分散させることができ、均一の表面粗さを有する導電性被覆層を得ることができ、感光体の均一な帯電を可能とする。
【００２６】
［導電性］
上記導電性被覆層は、抵抗値が、１×１０6Ω・ｃｍ以上、１×１０11Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。導電性被覆層の抵抗値が１×１０6Ω・ｃｍ以上であれば、感光体を適切に帯電することができ、１×１０11Ω・ｃｍ以下であれば、感光体の帯電時に帯電部材の抵抗が上昇し耐久性が低下するのを抑制することができる。このような抵抗値を付与するためには、導電性被覆層に導電剤を含有させる方法を採用することができる。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン、酸化鉛等の金属酸化物を用いることができるが、カーボンブラックが適切な導電性を付与することができるため好ましい。カーボンブラックとしては、具体的には、以下の市販品を適用することができる。ケッチェンブラック（ライオンアクゾ社製）、Ｐｒｉｎｔｅｘ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ、Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ（以上デグサ社製）、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ（キャボット社製）、旭カーボン（旭カーボン社製）、三菱カーボン（三菱化学社製）。デンカブラック（電気化学工業社製）、シースト、トーカブラック（以上東海カーボン社製）等。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２７】
カーボンブラックの導電性被覆層中の含有量としては、１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、２０質量％以上４０質量％以下である。カーボンブラックの含有量が１０質量％以上であれば、感光体の帯電時の抵抗上昇を抑制し、帯電部材の耐久性が低下するのを抑制することができる。一方、カーボンブラックの含有量が６０質量％以下であれば、導電性樹脂層が高硬度となるのを抑制することができる。
【００２８】
上記導電性被覆層には、必要に応じて上記物質の機能を阻害しない範囲において、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、充填剤等を含有させることができる。
【００２９】
［導電性被覆層の形成］
導電性被覆層の形成は、押出成形、注型成形等いずれの方法によってもよいが、導電性被覆層を構成するマトリックス樹脂、樹脂粒子、カーボンブラック等の添加剤を混練して、チューブ状に形成したシームレスチューブを用いることが好ましい。具体的には、マトリックス樹脂、樹脂粒子、カーボンブラック等の添加剤とを混練し、ペレットとし、これを押出し成形機を用いてチューブ状に成形しシームレスチューブを得る。得られたシームレスチューブに支持部材を挿入し、導電性被覆層を形成する。支持部材にシームレスチューブを被覆する方法として、シームレスチューブの内径を支持部材の外径よりも大とし、物理的あるいは化学的手段、例えば熱によりシームレスチューブを収縮させ、支持部材に密着させる方法を挙げることができる。また、シームレスチューブ内径を支持部材の外径よりも小とし、物理あるいは化学的手段、例えば空気圧によりシームレスチューブを押し広げ、支持部材を圧入させて支持部材に密着させる方法を挙げることができる。シームレルチューブは、例えば、マトリックス樹脂と樹脂粒子とを含有する外層と、マトリックス樹脂とカーボンブラック等の他の添加剤とを含有する内層とからなる多層構造として形成することもできる。従来上記範囲の中程度の抵抗値を均一に有する導電性被覆層を安定して成形することは困難とされていたが、上記のようにシームレスチューブを用いることにより、極めて優れた特性を有する導電性被覆層の安定生産を行うことができる。
【００３０】
上記導電性被覆層の厚さは特に制限はないが、例えば、１００μｍ以上６００μｍ以下とすることができる。
【００３１】
本発明の帯電部材の一例として、支持部材とシームレスチューブを有する帯電部材は、特に製造安定性に優れ、従来安定生産が難しいとされた中抵抗領域を安定して生産できる。
【００３２】
本発明の帯電部材の一例として、図１に示す帯電ローラーを例示することができる。図１に示す帯電ローラーは、導電性軸芯の支持体１上に、弾性層２、導電性被覆層３を順次有し、導電性被覆層３は、導電剤含有層３ａと樹脂粒子含有層３ｂを有する。導電性被覆層が導電剤を含有する層と樹脂粒子を含有する層との２層構造を有する場合、表面粗さを容易に制御することができる。
【００３３】
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、上記帯電部材を備えたことを特徴とする。
【００３４】
本発明のプロセスカートリッジの一例として、図２に示すものを挙げることができる。図２に示すプロセスカートリッジには、主として、矢印の方向に回転可能な静電潜像を担持する感光体５が設けられる。感光体に対向して、現像手段である現像ローラー４と、帯電部材である帯電ローラー８とが配置され、現像剤を収納する現像剤容器９内に現像剤塗布用ローラー６が設けられ、現像剤容器９の端部に現像ブレード７とが一体化されて設けられている。
【００３５】
本発明の電子写真装置は、静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が上記帯電部材であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の電子写真装置の一例として、図３に示すタンデム方式のカラー電子写真装置を挙げることができる。図３の概略構成図に示す電子写真装置には、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナーなど各色トナー毎に設けられる画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられる。各画像形成ユニットは上記プロセスカートリッジを適用することができる。この、電子写真装置には、帯電ローラー８によって一様に帯電された感光体に静電潜像を形成する露光手段（図示せず）が設けられる。更に、記録材を搬送する搬送ベルト１０を介して、各画像形成ユニットの感光体に対向して設けられる転写手段としての転写ローラー１２、記録材上の画像の定着を行う定着装置１３等が備えられる。その他、転写後に感光体上に残留する現像剤の除去を行うクリーニング手段（図示せず）等が設けられる。
【００３７】
このような電子写真装置による画像形成は、以下のようにして行う。
【００３８】
感光体５を帯電ローラー８によって均一に帯電する。次に、露光手段によって感光体上に、潜像を形成する。現像剤塗布用ローラー６によって、現像ローラー４の表面に現像剤を送り、現像ブレード７によって現像ローラー４の表面上に均一の厚さの現像剤の薄膜を形成する。その状態で現像ローラーと感光体を接触させ現像を行う。感光体上に形成したトナー像は、搬送ベルト１０によって搬送される記録材Ｐの裏面から転写ローラーによって押圧され、転写ローラーに印加した転写バイアス電荷によって記録材へ移動する。搬送ベルトは各画像形成ユニットと同期して移動して記録材を搬送するため、各画像形成ユニットにおいて形成されたトナー像は記録材に重畳して転写される。記録材上の重畳トナー像が、定着装置において熱と圧力によって、記録材上に定着されることにより、画像形成が完了する。
【００３９】
本発明のプロセスカートリッジは、上記の他、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラーや、クリーニング部材等を上記の部材と共に又は上記の部材のいずれか一個または二個以上と交換して一体的に設けたものであってもよい。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の帯電部材、プロセスカートリッジ、電子写真装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
以下の材料を加圧式ニーダーを用いて２０〜２２０℃で溶融混練した後、冷却、粉砕機で粉砕し、単軸押出機を用いて１４０℃〜２００℃で外層用ペレットを造粒した。
熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマー１００質量部
樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径８μｍのウレタン樹脂粒子２０質量部
導電剤としてカーボンブラック６０質量部
添加剤としてステアリン酸カルシウム１質量部
また、以下の材料を加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕し、単軸押出機を用いて内層用ペレットを造粒した。
熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００質量部
ケッチェンブラック１６質量部
酸化マグネシウム１０質量部
ステアリン酸カルシウム１質量部
上記２種のペレットを用いて、内径１６．５ｍｍのダイスと外径１８．５ｍｍのポイントを備えた二層押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を行った。その後、内径１１．１ｍｍ、外層の厚さ１００μｍ、内層の厚さ４００μｍの二層シームレスチューブを成形した。
【００４２】
外径６．０ｍｍ、長さ２５９ｍｍの芯金上にカーボンを配合したＥＰＤＭ発泡弾性ゴム層を形成し、研磨して端部外径１１．２０ｍｍ、中央部外径１１．４０ｍｍ、長さ２３０ｍｍの発泡弾性ゴム層を有する支持部材を得た。
【００４３】
この支持部材にエアー圧によってシームレスチューブを嵌め込み圧密着して帯電ローラーを得た。
【００４４】
得られた帯電ローラーのＲｚは、４.５μｍであった。
【００４５】
［実施例２］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値６．５のフッ素系エラストマー、樹脂粒子としてＳＰ値９．５、平均粒子径３０μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子５０質量部を用いた。導電剤としてカーボンブラック３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは７．２μｍであった。
【００４６】
［実施例３］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーとＡＳ樹脂を質量比６：４で混合したものを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径３μｍのウレタン樹脂粒子１０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは２．８μｍであった。
【００４７】
［比較例１］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値６．５のフッ素系エラストマー、樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径５μｍのウレタン樹脂粒子５質量部を用いた。導電剤としてカーボンブラック３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを作成した。シームレスチューブを形成する際、チューブ表面がいびつになる面荒れが発生したが、そのまま帯電ローラーを作成した。帯電ローラーのＲｚは測定不能であった。
【００４８】
［比較例２］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値１０．０、平均粒子径２．５μｍのウレタン樹脂粒子１０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは２．１μｍであった。
【００４９】
［比較例３］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子を用いない以外は実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは１．９μｍであった。
【００５０】
［比較例４］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値９．０、平均粒子径７μｍのスチレン樹脂粒子２０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは３．６μｍであった。
【００５１】
［比較例５］
外層用ペレットとして、熱可塑性エラストマーとしてＳＰ値８．０のオレフィン系エラストマーを用いた。樹脂粒子としてＳＰ値９．５、平均粒子径４０μｍのＰＭＭＡ樹脂粒子３０質量部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、帯電ローラーを得た。帯電ローラーのＲｚは１０．５μｍであった。
【００５２】
［電子写真プロセスカートリッジ］
得られた帯電ローラーを図２に示すプロセスカートリッジに組み込み、これを電子写真装置に装着した。ハーフトーン画像パターンの２万枚の連続出力を行い、耐久試験を行った。初期画像と、２万枚出力後の画像について、画像上の白ポチ、黒ポチ、黒スジ等の画像不良の有無により、以下の基準により画像評価を行った。
◎：画像不良が全く認められない。
○：画像不良が殆ど認められない。
△：画像不良がローラー周期で見られる。
×：画像不良が多数見られる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
実施例による帯電ローラーにおいては初期、２万枚出力後も共に良好な画像を得られ、カートリッジから取り出した帯電ローラーは僅かに汚れているだけであった。一方、比較例１のローラーは初期から帯電不良による白ポチが多数発生し、比較例５のローラーは初期から異常放電起因の黒ポチが発生したため、ここで評価を中止した。比較例２、３、４、６の帯電ローラーは２万枚出力後に帯電不良による白ポチが発生した。カートリッジから帯電ローラーを取り出すとトナー外添材由来と思われるシリカの微粒子が多量に付着していた。
【００５６】
以上の結果から、本発明の帯電部材において帯電部材への付着物を低減することができ、長期に亘って良好な画像が得られることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の帯電部材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 支持体（支持部材）
２ 弾性層（支持部材）
３ａ 導電剤含有層（導電性被覆層）
３ｂ 樹脂粒子含有層（導電性被覆層）
４ 現像ローラー（現像手段）
５ 感光体
６ 塗布用ローラー（現像手段）
７ 現像ブレード（現像手段）
８ 帯電ローラー（帯電部材）
９ 現像剤容器（現像手段）
１２ 転写ローラー（転写手段）
Ｐ 記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、
導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有し、マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
導電性被覆層が、熱可塑性エラストマーをマトリックス樹脂中、５０質量％以上含有することを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】
導電性被覆層が、樹脂粒子をマトリックス樹脂１００質量部に対し５質量部以上５０質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項１又は２記載の帯電部材。
【請求項４】
導電性被覆層がシームレスチューブを用いて形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の帯電部材。
【請求項５】
導電性被覆層がカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の帯電部材。
【請求項６】
電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、帯電部材が請求項１から５のいずれか記載の帯電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が請求項１から５のいずれか記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１】
支持部材と、導電性被覆層とを有する帯電部材において、
導電性被覆層は、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂から選ばれるいずれか１種以上を含有するマトリックス樹脂と、平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の樹脂粒子とを含有し、マトリックス樹脂の溶解性パラメーターと樹脂粒子の溶解性パラメーターとの差が絶対値で１．５以上３．０以下であり、表面の１０点平均粗さＲｚの値が２．５μｍ以上、７．５μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
導電性被覆層が、熱可塑性エラストマーをマトリックス樹脂中、５０質量％以上含有することを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】
導電性被覆層が、樹脂粒子をマトリックス樹脂１００質量部に対し５質量部以上５０質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項１又は２記載の帯電部材。
【請求項４】
導電性被覆層がシームレスチューブを用いて形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の帯電部材。
【請求項５】
導電性被覆層がカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の帯電部材。
【請求項６】
電子写真装置に着脱自在に設けられ、静電潜像を担持する感光体、帯電部材、現像手段及びクリーニング手段から選ばれるいずれか２以上を有するプロセスカートリッジにおいて、帯電部材が請求項１から５のいずれか記載の帯電部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
静電潜像を担持する感光体と、帯電部材と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを有する電子写真装置において、帯電部材が請求項１から５のいずれか記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２４４６６７（Ｐ２００９−２４４６６７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２２５４（Ｐ２００８−９２２５４）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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