説明

電子写真現像部材及びその製造方法

【課題】弾性層と表面層の接着力が強く、高速で長時間に亘って反復使用しても、表面層の剥離が生じにくい、耐久性に優れる電子写真現像部材を提供し、この電子写真現像部材を容易に効率よく製造することができる製造方法を提供する。
【解決手段】軸芯体1aと、軸芯体の周囲に設けられるゴム成分を含む弾性層1bと、弾性層上に樹脂成分を含む表面層1cとを有する電子写真現像部材である。弾性層は、内部に中空部を形成するシェル部に、表面に開口し、開口と中空部とを連通する細孔を有する中空粒子を表面領域に偏在して含有し、中空粒子は表面層を構成する樹脂成分を保持している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真現像装置に適用される電子写真現像部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真現像部材は、複写機、プリンター、ファクシミリの受信装置等の電子写真現像装置に適用され、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給する部材であり、ローラ状のものが多用されている。現像ローラによる静電潜像の現像は、まず、回転する現像ローラの長手方向全長に亘ってブレード状のトナー規制部材を接触させ、現像ローラ全面に均一厚さにトナー膜を形成しつつ、トナー膜を搬送する。次いで、膜状のトナーから、当接あるいは近接配置される感光体上の高電位の静電潜像へトナーを移動させ、静電潜像をトナー像とすることにより行っている。このような現像部材には、適度な弾性、トナー搬送性等が要求されることから、ゴム製の弾性層が設けられ、摩擦係数が高いゴム弾性層へのトナーの固着を抑制するため、ゴム弾性層を低摩擦物質からなる表面層で被覆したものが用いられている。この種の電子写真現像部材として、特許文献1には、シリコーンゴムを主成分とし、かつその外周面が活性化処理されている弾性層上にゴム材料とシランカップリング剤で構成された表面層を有するOA機器用ローラが提案されている。また、特許文献2には、半導電弾性体の表面にSiO2層を形成し、SiO2層の外側に表面抵抗調整層を形成する半導電性ローラの製造方法が提案されている。更に、特許文献3には、プライマー層及び該プライマー層に隣接する弾性層及び/又は塗膜層が紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる導電性ローラが提案されている。
【0003】
ところで、近年、電子写真装置の高速化及び長寿命化に伴って、電子写真装置内で現像ローラは高速で、長時間使用されることから、トナー規制部材や感光体との接触が頻繁に行われ、現像ローラへの負荷が過大となる。このため、従来から提案されている現像部材では、表面層の剥離が生じ易く、それに起因する画像不良を発生させる場合がある。表面層の剥離が生じにくい長寿命の現像部材が要請されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−235731
【特許文献2】特開2006−337622
【特許文献3】特開2007−248601
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、弾性層と表面層の接着力が強く、高速で長時間に亘って反復使用しても、表面層の剥離が生じにくい、耐久性に優れる電子写真現像部材を提供し、この電子写真現像部材を容易に効率よく製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられるゴム成分を含む弾性層と、該弾性層上に樹脂成分を含む表面層とを有する電子写真現像部材であって、該弾性層は、内部に中空部を形成するシェル部に、表面に開口し、該開口と中空部とを連通する細孔を有する中空粒子を含有し、該中空粒子は表面層を構成する樹脂成分を保持していることを特徴とする電子写真現像部材に関する。
【0007】
また、本発明は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられるゴム成分を含む弾性層と、樹脂成分を含む表面層とを有する電子写真現像部材の製造方法であって、
(1)中空粒子と、液状ゴムとを含有し、粘度が40mPa・s以上、300mPa・s以下の範囲にある弾性層形成用液状材料を、軸芯体を配置した円筒状の成形金型のキャビティに、軸芯体の側から成形金型側へ向けて充填されていくように注入、充填した後、加熱硬化して弾性層を形成する工程と、
(2)樹脂を含み、粘度が1mPa・s以上、30mPa・s以下の範囲にある表面層形成用液状材料を、形成した弾性層に塗布し、加熱硬化して表面層を形成する工程とを有し、
該中空粒子が、内部に中空部を形成するシェル部に、表面に開口し、該開口と中空部とを連通する細孔とを有し、該開口の直径の分布ピークが0.1nm以上、1.0nm以下の範囲にあり、一次粒子の平均粒子径が20nm以上、50nm以下の範囲にあることを特徴とする電子写真現像部材の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、長時間に亘って反復使用しても、表面層の剥離が生じにくく、耐久性に優れた電子写真現像部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の電子写真現像部材の弾性層に含まれる中空粒子の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の電子写真現像部材の製造に用いる成形金型の一例を示す概略断面図である。
【図3】本発明の電子写真現像部材の一例を示す構成図である。
【図4】本発明の電子写真現像部材を適用した電子写真装置の一例を示す概略図である。
【図5】図4に示す電子写真装置に設けられる現像装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の電子写真現像部材は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられるゴム成分と、中空粒子とを含む弾性層と、該弾性層上に、樹脂成分を含む表面層とを有する。弾性層に含まれる中空粒子は表面層を構成する樹脂成分を保持していることを大きな特徴とするものである。
[軸芯体]
軸芯体は、弾性層の支持及び電極として機能するものであればよい。その材質としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼等の金属、又はこれらの合金、導電性合成樹脂の他、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施したものであってもよい。
【0011】
[弾性層]
上記弾性層は軸芯体の周囲に設けられ、ゴム成分を含むゴム弾性体であり、電子写真現像部材に適度な弾性を付与するものである。弾性層に含まれるゴム成分としては、電子写真装置用部材の使用目的に応じて所望の硬度や、電気抵抗を有するものを選択することができる。弾性層を構成するゴム成分としては、ゴムの他、熱可塑性エラストマーを用いることができる。かかるゴムとしては、例えば、以下のものを挙げることができる。イソプレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ノルボルネンゴム、スチレンブタジエンスチレンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマーを挙げることができる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、得られる弾性層が圧縮永久歪が小さいものが、好ましく、弾性層を金型成形により製造する場合は、硬化前に液状であることが好ましい。
【0012】
[中空粒子]
上記弾性層に含まれる中空粒子は、内部に中空部を形成する外郭となるシェル部で構成され、シェル部は、表面に開口し、該開口と中空部とを連通する細孔を有する。中空粒子が表面の開口と内部の中空部とを連通する細孔をシェル部に有することにより、開口が中空部と連通していない中空粒子や、表面に開口のみ有する粒子と比較して、開口から中空部へ樹脂を容易に導入させ充填させることができる。このため、後述するように、表面層の作製と同時に、中空粒子内へ表面層を構成する樹脂成分を導入、充填させることができ、中空粒子の開口に存在する樹脂と、中空部に充填された樹脂とを連結させることができる。表面層を構成する樹脂成分を、その表面及び内部に保持した中空粒子が弾性層の表面領域に含有されることにより、中空粒子に保持される樹脂と表面層とが一体となり、弾性層と表面層との接着力を増大させ、表面層の剥離の抑制効果がより顕著に得られる。
【0013】
中空粒子が表面の開口と内部の中空部とを連通させる細孔を有することは、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察により、確認することができる。
【0014】
中空粒子の一例として、図1に示す、中空粒子38を挙げることができる。図1に示す中空粒子38は樹脂を保持する前のものであり、シェル部40により内部に中空部39が形成され、表面に開口40aを有し、開口40aと中空部39とを連通するようにシェル部40を貫通する細孔41を有する。
【0015】
上記中空粒子の開口の直径は、弾性層を構成する高分子量のゴム成分の通過を阻害し、表面層を構成する樹脂成分を導入させる大きさであることが必要である。具体的には、直径の分布のピークが0.1nm以上、1.0nm以下の範囲にあることが好ましく、より好ましい範囲は0.3nm以上、0.9nm以下である。直径の分布ピークが0.1nm以上であれば、樹脂成分を通過させることができ、1.0nm以下であれば、中空部への樹脂成分の導入に先立ち、ゴム成分が中空部に進入して中空部への樹脂成分の導入が阻害されるのを抑制することができる。
【0016】
中空粒子の表面の開口の直径の分布のピーク値は、島津製作所株式会社製アサップ2020を用いて、Arによるガス吸着法により測定した細孔容積の極大値を示すときの細孔径を採用することができる。
【0017】
中空粒子の一次粒子の平均粒子径の目安としては、20nm〜50nm、特には、25nm〜45nmである。中空粒子の一次粒子の平均粒子径が20nm以上とすることで、弾性層の製造時のゴム成分との混合が容易であり、弾性層成形用のゴム組成物中に均一に分散させ、成形時に中空粒子を表面領域へ移動させ、表面領域に中空粒子を偏在させた弾性層の成形がより容易となる。そして、弾性層の表面領域に偏在する中空粒子内へ導入する樹脂成分の増加を図り、弾性層と表面層との接着をより強力にすることができる。中空粒子の一次粒子の平均粒子径が50nm以下とすることで、単位質量当りに含有される中空粒子数の減少による弾性層全体における中空粒子の中空部及び細孔の容積の減少をより確実に抑制でき、これらに保持される樹脂成分量の減少を抑制することができる。
【0018】
中空粒子の一次粒子の平均粒子径は、TEM画像において、50個の中空粒子の一次粒子の粒子径を測定し、その平均値とすることができる。
【0019】
中空粒子のシェル部の平均厚さ(図1中のdで示す、表面と中空部間の距離である。)は、5nm以上、13nm以下の範囲にあることが好ましく、より好ましい範囲は、7nm以上、12nm以下である。中空粒子のシェル部の平均厚さが5nm以上であれば、中空部の容積が大きくなり中空粒子の比重が小さくなることによる、ゴム成分への分散性が低下するのを抑制することができる。中空粒子のシェル部の平均厚さが13nm以下であれば、中空部の容積が小さくなり樹脂成分の取り込み量の減少による表面層との密着力が低下するのを抑制することができる。
【0020】
中空粒子のシェル部の平均厚さは、TEM画像において、50個の中空粒子のシェル部の厚さを測定し、その平均値とすることができる。
【0021】
中空粒子の比表面積は500mm2/g以上であることが好ましく、より好ましくは550mm2/g以上である。中空粒子の比表面積が500mm2/g以上であれば、細孔への充分な量の樹脂成分を取り込むことができ、表面層と充分な接着力を得ることができる。
【0022】
比表面積は、ガス吸着量測定装置(アサップ2020:島津製作所株式会社)を用いてBET法により求めた値を採用することができる。
【0023】
中空粒子の材質としては、炭素を挙げることができ、例えば、ナノポーラスカーボン(ニューメタルスエンドケミカルスコーポレーション社製)、Easy−N(Inc.製)等を挙げることができる。
【0024】
上記中空粒子は、弾性層の表面領域に偏在し、その表面の少なくとも一部に表面層を構成する樹脂成分を保持している。中空粒子が表面領域に偏在するとは、弾性層の軸芯体に近い部分より、表面に近い表面部分にその含有量が多いことをいう。上記中空粒子は低質量であり、弾性層形成材料の成形時に、弾性層形成材料にせん断力を負荷することにより、内部に流動を生じさせ、この流動によって低質量の中空粒子を弾性層形成材料の表面へ移動させ、弾性層の表面領域に偏在させることができる。そして、中空粒子の表面の少なくとも開口に樹脂成分を保持する。更に、開口と中空部を連通する細孔や、中空部にも、樹脂成分を保持していることが、開口からの樹脂の脱落を抑制できることから、好ましい。中空粒子に樹脂成分を保持させるには、後述するように、表面層の成形と同時に行うことができる。表面層の形成と同時に表面層を構成する樹脂成分を中空粒子に充填し保持させ得ることは、弾性層と表面層が強固に接着された現像部材の製造効率を高める上で、好ましい。中空粒子が樹脂成分を保持していることは、X線光電子分光による分析により検出することができる。
【0025】
上記弾性層中の、中空粒子の含有量としては、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上、4質量部以下の範囲であることが好ましい。中空粒子の含有量が1質量部以上であれば、中空粒子を表面に偏在させ、その内に充分に樹脂成分を取り込み、表面層の剥離を抑制することができ、4質量部以下であれば、弾性層の硬度が必要以上に高くなり、フィルミングの発生を抑制することができる。
【0026】
上記弾性層は、導電剤を含有することが好ましい。導電剤としては、以下のものを用いることができる。カーボンブラックやグラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体等を各種導電化処理した金属酸化物。なかでも比較的容易に入手でき、良好な導電性が得られるカーボンブラックが好ましい。これらの弾性層中の含有量は、弾性層に所望の導電性を付与する量を選択することができ、例えば、ゴム成分を100質量部としたとき、2質量部以上、12質量部以下とすることができ、好ましくは3質量部以上、10質量部以下である。
【0027】
弾性層の体積抵抗値の目安は、1.0×102Ω・m以上1.0×1012Ω・m以下、特には、1.0×102Ω・m以上1.0×1012Ω・m以下である。
【0028】
弾性層には、その他、上記物質の機能を阻害しない範囲において、無機又は有機の架橋剤、加工助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤、発泡剤、滑剤、充填剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、又は酸化防止剤等を含有してもよい。充填剤としては、例えば、シリカ(ホワイトカーボン)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、ゼオライト、アルミナ、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム等を挙げることができる。
【0029】
弾性層の硬度の目安は、デュロメータA硬度で10度以上60度以下、特には、15度以上55度以下である。弾性層の硬度は次の測定方法による測定値を採用することができる。弾性層を構成する材料を用いて厚さ6mmのシートを作製し、そのシートを温度25℃の恒温槽に5時間放置後、デュロメータ硬度計タイプA(高分子計器社製)を用いて測定する。
【0030】
弾性層の厚さの目安は、0.5mm以上5.0mm以下、特には、1.0mm以上4.0mm以下である。
【0031】
[表面層]
弾性層上に設けられる表面層は、樹脂成分を含有し、トナーの固着を抑制できる低摩擦のものが好ましい。
【0032】
樹脂成分としては、硬化する前の状態で溶剤に可溶な樹脂を用いることができる。具体的には、以下のものを例示することができる。フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂。これらは組み合わせて用いることができる。
【0033】
表面層は、導電剤を含有することが好ましい。導電剤として、カーボンブラックが好ましい。具体的には、EC300JやEC600JD(ライオン社製)のような高い導電性をもつカーボンブラックや、中程度の導電性をもつゴム用カーボンブラック、或いは塗料用のカーボンブラックが挙げられる。分散性と導電性の制御の観点から塗料用カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの含有量は表面層に所望の導電性を付与できる量を選択することができ、例えば、樹脂成分を100質量部としたとき、5質量部以上、25質量部とすることができる。
【0034】
表面層には、その他、分散剤、補強剤、表面に凹凸を設けるための樹脂粒子や無機粒子、トナーの帯電量を制御するための帯電制御剤、滑剤等を含有していてもよい。
【0035】
表面層の厚さの目安は、4〜60μm、特には、5〜50μmである。表面層の厚さは、以下の測定方法により得られる測定値を採用することができる。現像部材の断面を顕微鏡で観察できるよう、現像部材表面から軸芯体方向に向かって刃物で切れ込みを入れた後に、さらに3mm程度長手方向に刃物を移動させ、先と同様に現像部材表面から軸芯体方向に向かって刃物で切れ込みを入れ扇状のゴム片を取り出す。扇状のゴム片の断面において、表面層と弾性層の境界部分の顕微鏡画像において表面層の厚さを測定する。
【0036】
[電子写真現像部材の製造方法]
本発明の電子写真現像部材の製造方法は、上記中空粒子を用い、弾性層形成用液状材料と表面層形成用液状材料の粘度を調整して行うことをその特徴とする。弾性層の成形時に中空粒子の内部に弾性層形成用材料が取り込まれるのを抑制しつつ、中空粒子を弾性層の表面領域に偏在させて弾性層を成形し、形成した弾性層上に表面層を形成する際、中空粒子中にも表面層形成用材料を導入させて表面層を成形する。弾性層に含まれる中空粒子の開口に存在する樹脂と表面層とが一体的に形成されることにより、弾性層と表面層間の接着力を向上させた現像部材を製造することができる。
【0037】
弾性層の形成工程は、弾性層形成液状材料にせん断力を負荷することにより弾性層形成液状材料内に生じる流動により、質量の小さい中空粒子を表面に移動させて成形し、その後、加硫硬化する工程である。弾性層形成液状材料は、液状ゴムと、上記中空粒子と、導電剤等必要に応じて添加剤を加えて調製し、粘度を、40mPa・s以上、300mPa・s以下、好ましくは、50mPa・s以上、280mPa・s以下に調整する。弾性層形成液状材料の粘度が40mPa以上であれば、中空粒子内への導入を阻止し、表面層の形成時に、空洞の中空粒子内へ表面層形成用液状材料を容易に導入させることができる。弾性層形成液状材料の粘度が300mPa以下であれば、弾性層の成形を容易にすると共に、弾性層形成液状材料中で中空粒子が凝集するのを抑制することができ、表面領域に中空粒子を偏在させた弾性層を形成することができる。弾性層形成液状材料の調製は、液状ゴム、中空粒子、必要に応じて添加する添加剤とを、混合機を用いて混合すればよい。混合には、バンバリーミキサーやインターミックスや加圧式ニーダー等の密閉型混練機や、オープンロールのような開放型の混練機を使用することができる。
【0038】
弾性層形成液状材料の粘度は、混練後、温度20℃の恒温室に5時間放置した後、温度20℃の恒温室でポータブル回転粘度計レオマットR180(エアーテック社製)を用いて30rpmの条件下で測定した値を採用することができる。
【0039】
弾性層形成液状材料にせん断力を負荷して成形する方法には、円筒状の成形金型を用いた射出成形を用いる。成形金型を用いて、成形キャビティに軸芯体側から成形金型側、即ち弾性層表面側へ向かって弾性層形成液状材料を注入、充填する方法が、中空粒子の表面領域への移動を促進させ、表面領域に中空粒子が偏在した弾性層が得られることから、好ましい。
【0040】
このような成形金型として、図2の概略断面図に示すものを挙げることができる。図2に示す金型は、円筒状パイプ35と、該パイプの両端に、パイプに同軸状に配置された軸芯体11を保持するための駒36a、36bとで構成され、軸芯体11の外周とパイブの内壁間に、キャビティが形成される。弾性層成形用液状材料の注入側駒36aには、弾性層成形用液状材料をキャビティに供給する貫通穴(注入穴)37aが設けられ、排出側駒36bには、キャビティから材料を逃がすための貫通穴(出口穴)37bが設けられている。注入穴37aは軸芯体の近傍に設けられ、キャビティに液状材料を注入する際、成形材料を排出側駒36bへ向かって、且つ、軸芯体側から円筒状パイプの内壁へ向かって同心円状に成形材料が拡がるようにして注入させる。これにより、液状材料内に流動を生じさせ、中空粒子を液状材料の表面付近に移動させることができる。
【0041】
成形後、加硫硬化して表面領域に中空粒子が偏在した弾性層を成形することができる。
【0042】
上記成形金型は軸芯体を配置して成形を行うものであるが、軸芯体を配置せず弾性層となるチューブを成形する金型を用いることもでき、弾性層を形成後、軸芯体を挿入することもできる。
【0043】
表面層の形成工程は、表面領域に中空粒子を偏在させて形成した弾性層上に、表面層形成用液状材料を塗布し、加熱硬化する工程である。表面層形成用液状材料は、上記樹脂と、導電剤等、必要に応じて添加剤とを、溶剤に分散させ粘度を調整して塗工液として調製することができる。表面層形成用液状材料の調製には、上記弾性層形成液状材料の調製に用いるものと同様の混練機を用いることができる。塗工液の粘度は、1mPa・s以上、30mPa・s以下の範囲、好ましい範囲は、5mPa・s以上、28mPa・s以下である。塗工液の粘度が1mPa以上であれば、塗工液中の樹脂濃度が高く、中空粒子内へ導入される樹脂量を確保することができ、30mPa以下であれば、中空粒子内への塗工液の導入が容易であり、表面層との接着力を向上させ得る樹脂量を取り込むことができる。
【0044】
表面層形成用液状材料の粘度は、弾性層形成用液状材料と同様の方法により測定した値を採用することができる。
【0045】
塗工液の調製に用いる溶剤は、樹脂を溶解するものが好ましく、例えば、以下のものを例示することができる。メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ヘキサン、トルエン等の炭化水素類、メタノール、イソプロパノール等のアルコール類、その他エステル類、水。これらは2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのうち、好ましい溶剤は樹脂の溶解性、沸点からメチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトンである。
【0046】
上記塗工液を用いた塗布方法としては、ブレードコーティング等の塗布、浸漬等いずれの方法であってもよい。
【0047】
その後、加熱硬化して表面層を形成する。
【0048】
上記の製造方法によって得られる電子写真現像部材は、弾性層と表面層との接着力が向上され、高速の電子写真装置に適用されても、表面層の剥離は抑制されるが、中空粒子の機能を阻害しない範囲において、弾性層と表面層間に接着剤を介在させてもよい。接着剤としてカップリング剤等を弾性層に塗布することができ、中空粒子の機能を阻害しない範囲において、弾性層にプラズマ処理等の表面活性化処理を行なうこともできる。
【0049】
[現像ローラ、電子写真装置]
本発明の電子写真現像部材の一例として、図3に示す現像ローラを挙げることができる。図3に示す現像ローラは、軸芯体1aの外周上に、弾性層1bと、表面層1cとを有するものである。
【0050】
本発明の記電子写真現像部材が適用されるカラー電子写真装置の一例を、図4の概略図に示す。図4に示す電子写真装置は、各色のトナー毎に設けられる画像形成ユニット10a〜10dと、各画像形成ユニットで形成されたトナー像が転写される紙等の転写材を搬送する搬送ベルト23と、転写材上のトナー像を定着する定着手段31を有する。各画像形成ユニットには、所定の速度で回転する感光体2が備えられる。各画像形成ユニットにおいて、感光体は帯電手段9によって、その表面全体が一定の電圧に帯電された後、画像露光21により静電潜像が形成される。静電潜像は、本発明の電子写真現像部材である現像ローラが適用された図5の概略図に示す現像装置によって現像される。トナー容器3内からトナー供給ローラ6によって、回転する現像ローラ上のトナーが剥離されると共に、新たなトナーが供給され、トナー規制ブレード8によって一定厚に形成される。現像ローラ1の回転に伴い搬送されたトナーが、感光体上の静電潜像に移動し、静電潜像はトナー像とされる。感光体上のトナー像は、転写バイアスが印加された転写手段26によって、転写材上に転写される。転写材は、ローラ27〜29に懸架されてエンドレスに回転する搬送ベルトによって、各画像形成ユニットに搬送され、順次各トナー像が畳重転写されることにより、トナー画像とされる。トナー画像は定着手段によって転写材に定着され、画像が形成された転写材が装置外へ排出される。トナー画像の転写後の感光体はクリーニング手段33により残留トナーが除去され、次の画像形成を待機する。
【実施例】
【0051】
本発明の電子写真現像部材について、実施例を挙げて詳細に説明する。
[実施例1]
SUS304製の直径6mmの軸芯体にシランカップリング系プライマー(DY35−110:東レ・ダウコーニング社製)を塗布後、温度150℃で、40分間焼付けした。次に、内径13mmの円筒状のパイプを有する図2に示す成形金型を用い、注入側駒の注入穴から、下記の弾性層成形用液状材料注入した。この液状材料の粘度は、170mPa・sである。
弾性層形成用液状材料
式1で示されるオルガノポリシロキサン 91質量部
【0052】
【化1】

【0053】
式2で示されるオルガノハイドロジンポリシロキサン 9質量部
【0054】
【化2】

【0055】
中空粒子(ナノポーラスカーボン:ニューメタルスエンドケミカルスコーポレーション社製) 2質量部
(細孔の直径分布のピーク:1.0nm、平均一次粒径:20nm、シェル部の厚さ:5nm、比表面積:550mm2/g)
カーボンブラック(HS−100:電気化学工業社製) 3質量部
シリカ(RY300:日本アエロジル社製) 3質量部
この液状材料を成形金型に注入した後、120℃、30分加熱し、冷却後、金型から脱型し、200℃、5時間オーブンで加熱し、軸芯体の周りに厚さ3.5mmの弾性層を得た。
【0056】
下記の材料にメチルエチルケトン(MEK)を加え、表面層形成用液状材料を調製した。この液状材料の粘度は15mPa・sである。
表面層形成用液状材料
ポリオール(N5033:日本ポリウレタン社製) 100質量部
イソシアネート(L−55E:日本ポリウレタン社製) 20質量部
カーボンブラック(MA230:三菱化学社製) 10質量部
アクリル粒子(G−400透明:根上工業社製) 5質量部
この液状材料をオーバーフロー型循環式塗布装置に加え、弾性層を設けたローラを浸漬し引き上げて40分風乾し、その後、140℃、7時間加熱して、表面層を形成し、現像ローラを得た。得られたローラについて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
【0057】
[弾性層中の中空粒子]
現像ローラの断面を、透過電子顕微鏡(JEM2100:日本電子株式会社)を用いて観察し、弾性層中に中空粒子が存在する場合をA、存在しない場合をBとした。
【0058】
[中間粒子の樹脂成分の保持]
現像ローラの断面を、透過電子顕微鏡(JEM2100:日本電子株式会社)を用いて観察し、中空粒子の細孔及び中空部が充填されている場合をA、充填されていない場合をBとした。更に、中空粒子の充填物について、X線光電子分光(JPS9200:日本電子株式会社)による分析を行い、窒素原子が検出されたことから、充填物が樹脂層形成用液状材料に起因することを確認した。
【0059】
[表面層の剥離]
現像ローラをカラーレーザープリンタ用カートリッジ(LBP5500:キヤノン社製)に組んだ。さらに、カートリッジをカートリッジ専用駆動装置(現像ローラ上にトナーをコートせずに、現像規制部材に所定の接触圧で接触している状態で現像ローラを回転させる装置)に組み、温度40℃、湿度95%条件下、200時間稼動した。その後、表面層が剥離しているか目視で観察し、以下の基準により評価を行った。
A:表面層が全く剥離していない。
B:現像ローラの端部付近で表面層が少し剥離している。
C:明らかに表面層が剥離しており、画像を出力すると剥離起因による画像が出力される。
【0060】
[実施例2]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が500mm2/gのものを用いた。弾性層形成用液状材料中、式1と式2のポリシロキサンに替えて、水酸基末端ポリブタジエン(R−45HT:出光興産社製)100質量部と、イソシアネート(コロネートMX:日本ポリウレタン社製)20質量部を用いた。表面層形成用液状材料中、ポリオール(N5033:日本ポリウレタン社製)に替えて、アクリルポリオール(アクリディックA801:大日本インキ化学工業社製)を用いた。その他は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0061】
[実施例3〜5]
中空粒子として、細孔の直径分布ピーク、平均一次粒径、シェル部の厚さ、および比表面積、添加部数を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0062】
[実施例6]
弾性層形成用液状材料中、シリカの使用量を0.5質量部とし、表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0063】
[実施例7]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が500mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0064】
[実施例8]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0065】
[実施例9]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0066】
[実施例10]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0067】
[実施例11]
弾性層形成用液状材料中、シリカの使用量を7.0質量部とし、表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0068】
[実施例12]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が500mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0069】
[実施例13]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0070】
[実施例14]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
【0071】
[実施例15]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0072】
[実施例16]
弾性層形成用液状材料中、シリカの使用量を0.5質量部とし、表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0073】
[実施例17]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が500mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0074】
[実施例18]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0075】
[実施例19]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0076】
[実施例20]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0077】
[実施例21]
弾性層形成用液状材料中、シリカの使用量を7.0質量部とし、表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0078】
[実施例22]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が500mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0079】
[実施例23]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0080】
[実施例24]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0081】
[実施例25]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0082】
[実施例26]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が520mm2/gのものを用い以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0083】
[実施例27]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が570mm2/gのものを用い以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0084】
[実施例28]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が520mm2/gのものを用い以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
【0085】
[実施例29]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを用い以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0086】
[実施例30]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0087】
[実施例31]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0088】
[実施例32]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。表面層形成用液状材料の粘度を15mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0089】
[実施例33]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用いた。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0090】
[実施例34〜37]
中空粒子として、細孔の直径分布ピーク、平均一次粒径、シェル部の厚さ、および比表面積が表3に示す値であるものを用いた。また、表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0091】
[実施例38]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が520mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0092】
[実施例39]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が570mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0093】
[実施例40]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が520mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0094】
[実施例41]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0095】
[実施例42]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が520mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
【0096】
[実施例43]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が570mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0097】
[実施例44]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が520mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0098】
[実施例45]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部とした。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0099】
[実施例46]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が520mm2/gのものを用いた。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0100】
[実施例47]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が570mm2/gのものを用いた。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0101】
[実施例48]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が520mm2/gのものを用いた。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0102】
[実施例49]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを用いた。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0103】
[実施例50]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを、1質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0104】
[実施例51]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が570mm2/gのものを、4質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0105】
[実施例52]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが4nm、比表面積が570mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0106】
[実施例53]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが14nm、比表面積が500mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0107】
[実施例54]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が490mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
【0108】
[比較例1]
中空粒子として、細孔がない中空粒子(プラスチックマイクロバルーンMFL−80GCA:松本油脂製薬社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0109】
[比較例2]
中空粒子に替えて、活性炭素(太閤QW:フタムラ化学社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0110】
[比較例3]
中空粒子に替えて、ケッチェンブラック(EMPA・S−600JD:ライオン社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0111】
[比較例4]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.1nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が560mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0112】
[比較例5]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が19nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が560mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0113】
[比較例6]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.1nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が510mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0114】
[比較例7]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが1.0nm、平均一次粒径が51nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が505mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0115】
[比較例8]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が19nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0116】
[比較例9]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.09nm、平均一次粒径が20nm、シェル部の厚さが5nm、比表面積が600mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0117】
[比較例10]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.1nm、平均一次粒径が51nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0118】
[比較例11]
中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.09nm、平均一次粒径が50nm、シェル部の厚さが13nm、比表面積が550mm2/gのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0119】
[比較例12]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を31mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0120】
[比較例13]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.3質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0121】
[比較例14]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を31mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表5に示す。
【0122】
[比較例15]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.2質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を30mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0123】
[比較例16]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.3質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0124】
[比較例17]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を0.5質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を0.9mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0125】
[比較例18]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.0質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を0.9mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0126】
[比較例19]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用い、シリカの使用量を7.2質量部に変更した。表面層形成用液状材料の粘度を1mPa・sに変更した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0127】
[比較例20]
弾性層形成用液状材料中、中空粒子として、細孔の直径分布ピークが0.5nm、平均一次粒径が35nm、シェル部の厚さが9nm、比表面積が550mm2/gのものを用いた。図2に示す成形金型の注入側駒を、円筒状パイプ側に注入穴を有するものに変更して液状材料を注入した。これら以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを作製し、評価を行った。結果を表6に示す。
【0128】
【表1】

【0129】
【表2】

【0130】
【表3】

【0131】
【表4】

【0132】
【表5】

【0133】
【表6】

【0134】
結果から、本発明の電子写真現像部材は、表面の開口と中空部を連通する細孔を有する中空粒子を用いて、弾性層形成用液状材料と、表面層形成用液状材料の粘度を調整することにより、弾性層と表面層間の接着力が向上することが分かる。高速の電子写真装置に好適に用いることができ、耐久性の向上を図ることができる。一方、比較例1では弾性層に使用した粒子が細孔を持たないため、現像ローラとして使用した場合、弾性層と表面層の剥離が発生した。また、比較例2では弾性層に使用した粒子が中空構造を持たない活性炭であったため、現像ローラとして使用した場合、弾性層と表面層の剥離が発生した。比較例3〜19では、中空粒子中への表面層形成用液状材料が充分に導入されず、表面層の剥離が発生した。また、比較例20では中空粒子が弾性層の表面に偏在しないことから、現像ローラとして使用すると、表面層の剥離が発生した。
【符号の説明】
【0135】
1 現像ローラ(電子写真現像部材)
1a 軸芯体
1b 弾性層
1c 表面層
38 中空粒子
39 中空部
40 シェル部
40a 開口
41 細孔
d シェル部の厚さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられるゴム成分を含む弾性層と、該弾性層上に樹脂成分を含む表面層とを有する電子写真現像部材であって、
該弾性層は、内部に中空部を形成するシェル部に、表面に開口し、該開口と中空部とを連通する細孔を有する中空粒子を含有し、該中空粒子は表面層を構成する樹脂成分を保持していることを特徴とする電子写真現像部材。
【請求項2】
軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられるゴム成分を含む弾性層と、樹脂成分を含む表面層とを有する電子写真現像部材の製造方法であって、
(1)中空粒子と、液状ゴムとを含有し、粘度が40mPa・s以上、300mPa・s以下の範囲にある弾性層形成用液状材料を、軸芯体を配置した円筒状の成形金型のキャビティに、軸芯体の側から成形金型側へ向けて充填されていくように注入、充填した後、加熱硬化して弾性層を形成する工程と、
(2)樹脂を含み、粘度が1mPa・s以上、30mPa・s以下の範囲にある表面層形成用液状材料を、形成した弾性層に塗布し、加熱硬化して表面層を形成する工程とを有し、
該中空粒子が、内部に中空部を形成するシェル部に、表面に開口し、該開口と中空部とを連通する細孔とを有し、該開口の直径の分布ピークが0.1nm以上、1.0nm以下の範囲にあり、一次粒子の平均粒子径が20nm以上、50nm以下の範囲にあることを特徴とする電子写真現像部材の製造方法。
【請求項3】
中空粒子のシェル部の平均厚さが5nm以上、13nm以下の範囲にあり、中空粒子の比表面積が500mm2/g以上である請求項2記載の電子写真現像部材の製造方法。
【請求項4】
弾性層形成用液状材料が、ゴム成分100質量部に対し、中空粒子を1質量部以上、4質量部以下の範囲で含有する請求項2又は3記載の電子写真現像部材の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−53127(P2012−53127A)
【公開日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−193524(P2010−193524)
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】