(57)【要約】【課題】大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する導電性部材を提供する。【解決手段】支持部材３０と、導電性弾性層３１と、結着樹脂及び粒子状の受酸剤を含有する表面層３２とを備え、表面層３２の厚さ方向の断面において、粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下である導電性部材２０８Ａ。【選択図】図１
2018036323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材上に設けられた導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられた、結着樹脂及び粒子状の受酸剤を含有する表面層と、
を備え、
前記表面層の厚さ方向の断面において、前記粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下である、
導電性部材。
【請求項２】
前記粒子状の受酸剤がハイドロタルサイトである、請求項１に記載の導電性部材。
【請求項３】
前記導電性弾性層がエピクロロヒドリンゴムを含有する、請求項１又は請求項２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記表面層が前記結着樹脂としてメトキシメチル化ポリアミド樹脂を含有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項５】
前記導電性弾性層がハイドロタルサイトを実質的に含有せず、前記導電性弾性層の厚さ方向の断面において、ハイドロタルサイトの面積割合が０．１％未満である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の導電性部材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、像保持体を帯電させる帯電装置。
【請求項７】
像保持体と、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像を、トナーを含む現像剤により現像して、前記像保持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項８】
像保持体と、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性部材、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成は、帯電及び露光により像保持体表面に静電潜像を形成し、帯電したトナーにより静電潜像を現像してトナー像を形成し、トナー像を紙などの記録媒体に転写し定着することにより画像を形成する。この画像形成を行う画像形成装置内には、帯電装置または転写装置として導電性部材が搭載されている。例えば特許文献１には、ゴム弾性体層にハイドロタルサイト類化合物を含有する帯電ロールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６４２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、表面層の厚さ方向の断面において粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％未満である場合に比べ、大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する導電性部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
【０００６】
請求項１に係る発明は、
支持部材と、
前記支持部材上に設けられた導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に設けられた、結着樹脂及び粒子状の受酸剤を含有する表面層と、
を備え、
前記表面層の厚さ方向の断面において、前記粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下である、
導電性部材。
【０００７】
請求項２に係る発明は、
前記粒子状の受酸剤がハイドロタルサイトである、請求項１に記載の導電性部材。
【０００８】
請求項３に係る発明は、
前記導電性弾性層がエピクロロヒドリンゴムを含有する、請求項１又は請求項２に記載の導電性部材。
【０００９】
請求項４に係る発明は、
前記表面層が前記結着樹脂としてメトキシメチル化ポリアミド樹脂を含有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の導電性部材。
【００１０】
請求項５に係る発明は、
前記導電性弾性層がハイドロタルサイトを実質的に含有せず、前記導電性弾性層の厚さ方向の断面において、ハイドロタルサイトの面積割合が０．１％未満である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の導電性部材。
【００１１】
請求項６に係る発明は、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、像保持体を帯電させる帯電装置。
【００１２】
請求項７に係る発明は、
像保持体と、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像を、トナーを含む現像剤により現像して、前記像保持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。
【００１３】
請求項８に係る発明は、
像保持体と、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性部材を有し、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、３及び４に係る発明によれば、表面層の厚さ方向の断面において粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％未満である場合に比べ、大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する導電性部材が提供される。
請求項２に係る発明によれば、表面層が粒子状の受酸剤としてハイドロタルサイトを含有せず酸化マグネシウム又は水酸化カルシウムを含有する場合に比べ、大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する導電性部材が提供される。
請求項５に係る発明によれば、導電性弾性層の厚さ方向の断面においてハイドロタルサイトの面積割合が０．１％以上である場合に比べ、濃度ムラの発生を抑制する導電性部材が提供される。
【００１５】
請求項６、７及び８に係る発明によれば、表面層の厚さ方向の断面において粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％未満である導電性部材を備える場合に比べ、大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る導電性部材の一例を示す概略斜視図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の別の一例を示す概略構成図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の別の一例を示す概略構成図である。
【図５】本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
【００１８】
本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
【００１９】
本明細書において、導電性部材の「軸方向」とは、導電性部材の回転軸の方向を意味する。
【００２０】
＜導電性部材＞
本実施形態に係る導電性部材は、支持部材と、該支持部材上に配置された導電性弾性層と、該導電性弾性層上に配置された表面層とを有する。即ち、本実施形態に係る導電性部材は、支持部材上に、少なくとも導電性弾性層と表面層とを積層して有する。
【００２１】
本実施形態に係る導電性部材は、像保持体の表面に接触して帯電させる帯電部材として好適に用いられる。本実施形態に係る導電性部材は、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段（直接転写方式の転写手段、中間転写方式の一次転写手段又は二次転写手段）としても使用し得る。
【００２２】
本実施形態に係る導電性部材において表面層は、少なくとも結着樹脂と粒子状の受酸剤とを含有する。表面層は、その厚さ方向の断面において、粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下である。
【００２３】
表面層の厚さ方向の断面における、粒子状の受酸剤の面積割合の求め方は、下記のとおりである。
クライオミクロトーム法により、表面層を、導電性部材の軸方向に平行且つ表面層の厚さ方向に切断した切片試料を作る。切片試料の大きさは、軸方向におよそ２０μｍの長さとし、切片試料を調製する箇所は、導電性部材の軸方向に等間隔に（一端近傍から他端近傍まで万遍なく）５箇所かつ周方向に９０°刻みで４箇所の合計２０箇所とする。各切片試料の切断面を走査型電子顕微鏡により観察し、切片試料１個につき軸方向に長さ１０μｍ×厚さ方向全体の領域内において粒子状の受酸剤の面積割合を求め、切片試料２０個の平均値を算出する。
【００２４】
本実施形態に係る導電性部材は、表面層が粒子状の受酸剤を含み、表面層の断面における粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下であることにより、大量の画像形成後に画像形成装置を高温高質下で長期間保管し、その後に画像形成を再開した際における、画像流れの発生を抑制する。
【００２５】
従来、像保持体の帯電部材として接触帯電方式の導電性部材を搭載した画像形成装置を用いて、画像形成を大量に（例えば、Ａ４サイズに５０万枚）繰り返した後に、高温高質（例えば、温度２８℃且つ相対湿度８５％）下で該画像形成装置を長期間（例えば、１月間以上）保管し、その後に画像形成を再開した際に、画像流れが発生することがある。画像流れは、ハーフトーン画像の色点又は文字の輪郭がぼやけたり若しくはかすれたりする現象として視認される。上記の状況で画像流れが発生する理由としては、下記が考えられる。
導電性部材は、一般的に導電性弾性層を有するところ、導電性弾性層は、該層を形成する際に弾性材料から発生した酸性物質（例えば、塩化水素）や、イオン導電剤として配合される酸性物質（例えば、過塩素酸塩、塩素酸塩）を含んでいることがある。この酸性物質は、画像形成を大量に繰り返すことにより、導電性弾性層からしみ出して導電性部材の外周面近傍に集まることがある。導電性部材の外周面近傍に集まった酸性物質は、導電性部材が像保持体に接触した際に、像保持体の外周面へ移行するものと推測される。そして、像保持体の外周面においては、酸性物質が移行した部位の表面抵抗が下がり、像保持体の外周面の表面抵抗が下がった部位へ電荷が流れ、それに追随してトナーも流れるので、その結果、画像流れが発生するものと推測される。画像流れの発生は、画像形成を大量に繰り返した後に、導電性部材と像保持体とを接触させたまま高温高質下で画像形成装置を長期間保管し、その後に画像形成を再開した場合に、顕著に発生しやすい。
【００２６】
これに対して、本実施形態に係る導電性部材は、導電性弾性層に酸性物質が含まれていたとしても、導電性弾性層上に配置された表面層に含有されている粒子状の受酸剤が、導電性弾性層からしみ出した酸性物質を取り込むので、酸性物質が導電性部材から像保持体の外周面へ移行することを抑制するものと推測される。その結果、前記の機序で発生する画像流れを抑制するものと推測される。
【００２７】
本実施形態に係る導電性部材は、表面層の厚さ方向の断面における、粒子状の受酸剤の面積割合が０．１％以上１０％以下である。粒子状の受酸剤の含有量が、前記面積割合で０．１％以上であるので、導電性弾性層からしみ出した酸性物質を効率よく取り込み、画像流れの発生を抑制するものと推測される。この観点から、前記面積割合は、１％以上がより好ましく、２％以上が更に好ましい。
一方、表面層の耐久性の観点から、前記面積割合は１０％以下である。前記面積割合が１０％を超えると、表面層にひび割れが発生しやすい。この観点から、前記面積割合は、８％以下がより好ましく、７．５％以下が更に好ましい。
【００２８】
表面層の厚さ方向の断面における、粒子状の受酸剤の面積割合は、例えば、表面層の形成に用いる粒子状の受酸剤の一次粒径と添加量とにより制御することができる。
【００２９】
本実施形態に係る導電性部材は、導電性弾性層にハイドロタルサイトを実質的に含有しないことが好ましい。ここで、実質的に含有しないとは、導電性弾性層の厚さ方向の断面において、ハイドロタルサイトの面積割合が０．１％未満であることを意味し、前記面積割合は、少ないほど好ましい。導電性弾性層にイオン導電剤として酸性物質（例えば、過塩素酸塩、塩素酸塩）が配合されている場合、イオン導電剤である酸性物質がハイドロタルサイトに取り込まれてしまい、導電性部材と像保持体の間で起こる微小放電の均一性が損なわれてしまうことがあるが、導電性弾性層にハイドロタルサイトを実質的に含有しないことにより、微小放電の均一性が保たれ、画像の濃度ムラが抑制される。
【００３０】
本実施形態に係る導電性部材の形状は、特に限定されない。本実施形態に係る導電性部材の形状としては、例えば、図１に例示したロール状、ベルト状等が挙げられる。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る導電性部材の一例を示す概略斜視図である。図１に示す導電性部材２０８Ａは、中空又は非中空の円筒部材である支持部材３０と、支持部材３０の外周面に配置された導電性弾性層３１と、導電性弾性層３１の外周面に配置された表面層３２とを有する。
【００３２】
以下、本実施形態に係る導電性部材の各構成要素について、より具体的に説明する。
【００３３】
［支持部材］
支持部材は、導電性部材の電極及び支持体として機能する導電性部材である。ここで導電性とは、体積抵抗率が１×１０１３Ωｃｍ未満を意味する。支持部材は、中空状の部材であってもよいし、非中空状の部材であってもよい。
【００３４】
支持部材としては、鉄（快削鋼等）、銅、真鍮、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等の金属の部材；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄の部材；樹脂製又はセラミック製の部材の外周面にメッキ処理を施した部材；導電剤を含有する、樹脂製又はセラミック製の部材；などが挙げられる。
【００３５】
［導電性弾性層］
導電性弾性層は、支持部材上に配置された層である。導電性弾性層は、支持部材の外周面上に直接配置されていてもよく、接着層を介して支持部材の外周面上に配置されていてもよい。
【００３６】
導電性弾性層は、単層でもよく、複数の層が積層した積層体でもよい。導電性弾性層は、導電性の発泡弾性層でもよく、導電性の非発泡弾性層でもよく、導電性の発泡弾性層と導電性の非発泡弾性層とが積層されていてもよい。
【００３７】
導電性弾性層の一実施形態は、弾性材料と、導電剤と、その他添加剤とを含む。
【００３８】
導電性弾性層に含まれる弾性材料としては、エピクロロヒドリンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム、これらの混合ゴムが挙げられる。
【００３９】
導電性弾性層に含まれる弾性材料としては、導電性を有する観点から、エピクロロヒドリンゴムが好ましい。エピクロロヒドリンゴムとしては、エピクロロヒドリン単独重合ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル３元共重合ゴム、これらの混合ゴムが挙げられる。
エピクロロヒドリンゴムは、分子中に塩素原子を有することから、酸性物質である塩化物の発生源となりやすいが、本実施形態に係る導電性部材は、粒子状の受酸剤を含有する表面層を備えるため、導電性弾性層の弾性材料としてエピクロロヒドリンゴムを用いた場合でも、導電性弾性層からしみ出した酸性物質を効率よく取り込み、酸性物質の像保持体への移行を抑制し、画像流れの発生を抑制する。
【００４０】
導電性弾性層に含まれる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カラーブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の金属又は合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理した物質；などの粉末が挙げられる。イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等のオニウム類の過塩素酸塩又は塩素酸塩；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩又は塩素酸塩；などが挙げられる。導電剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
導電性弾性層における電子導電剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、１質量部以上３０質量部以下が好ましく、１５質量部以上２５質量部以下がより好ましい。導電性弾性層におけるイオン導電剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５質量部以下が好ましく、０．５質量部以上３質量部以下がより好ましい。
【００４２】
導電性弾性層に含まれるその他添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、可塑剤、軟化剤、硬化剤、充填剤等が挙げられる。
【００４３】
加硫剤としては、例えば、硫黄が挙げられる。導電性弾性層における加硫剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．５質量部以上５質量部以下がより好ましい。
【００４４】
加硫促進剤としては、チアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系、チオウレア系、ジチオカルバミン酸塩系、グアニジン系、アルデヒド−アンモニア系等が挙げられる。加硫促進剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
導電性弾性層における加硫促進剤の含有量は、弾性材料１００質量部に対して、０．０１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．１質量部以上６質量部以下がより好ましい。
【００４５】
導電性弾性層は、加硫促進助剤として酸化亜鉛を含んでいたり、充填剤として炭酸カルシウム、シリカ、粘土鉱物等を含んでいたりしてもよい。これら粒子状物質は、受酸剤としての作用も有するので、イオン導電剤として酸性物質を用いる場合は、これら粒子状物質の含有量を抑えたり、導電剤としてカーボンブラックを併用したりすることが好ましい。
【００４６】
導電性弾性層の体積抵抗率は１×１０３Ωｃｍ以上１×１０１４Ωｃｍ以下が好ましい。
【００４７】
導電性弾性層の層厚は、平均で１ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下がより好ましい。
【００４８】
導電性弾性層と支持部材との間に介在する接着層としては、樹脂層が挙げられ、具体的には、ポリオレフィン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ニトリルゴム、塩素ゴム、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂層が挙げられる。接着層は、導電剤（例えば、前述の電子導電剤又はイオン導電剤）を含有していてもよい。
【００４９】
導電性弾性層を支持部材上に形成する方法としては、例えば、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した導電性弾性層形成用組成物と、円筒状の支持部材とを、共に押出成形機から押出して、支持部材の外周面上に導電性弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、導電性弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ導電性弾性層とする方法；無端ベルト状の支持部材の外周面に、弾性材料、導電剤、その他添加剤を混合した導電性弾性層形成用組成物を押出成形機から押出して、支持部材の外周面上に導電性弾性層形成用組成物の層を形成し、次いで、導電性弾性層形成用組成物の層を加熱して架橋反応させ導電性弾性層とする方法；などが挙げられる。支持部材は、その外周面に接着層を有していてもよい。
【００５０】
［表面層］
表面層は、少なくとも結着樹脂と粒子状の受酸剤とを含有する。表面層は、さらに、導電剤、その他添加剤を含んでいてもよい。
【００５１】
表面層に含まれる粒子状の受酸剤は、結着樹脂中に分散していることが好ましい。表面層に含まれる粒子状の受酸剤の粒子形状は任意であり、球状、楕円状、板状、針状、不定形のいずれでもよい。
【００５２】
表面層に含まれる粒子状の受酸剤としては、例えば、ハイドロタルサイト；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化バリウム等の金属水酸化物；酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛等の金属酸化物；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩；ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム等の金属ケイ酸塩；などが挙げられる。
【００５３】
表面層に含まれる粒子状の受酸剤としては、導電性弾性層からしみ出た酸性物質を効率よく取り込み、画像流れの発生をより抑制する観点から、ハイドロタルサイトが好ましい。ハイドロタルサイトは、層状構造を有し、層間に陰イオンを取り込む性質を有する化合物である。本実施形態におけるハイドロタルサイトには、化学組成Ｍｇ６Ａｌ２(ＯＨ)１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏの化合物のほか、該化学組成に類似する所謂ハイドロタルサイト様化合物（化学組成[Ｍ２＋１−ＸＭ３＋Ｘ(ＯＨ) ２][Ａｎ−Ｘ/ｎ・ｍＨ２Ｏ]、Ｍ２＋は２価の金属イオン、Ｍ３＋は３価の金属イオン、Ａｎ−は層間の陰イオンである。）も含まれる。本実施形態におけるハイドロタルサイトは、天然物でも人工合成物でもよい。
【００５４】
粒子状の受酸剤の一次粒子の体積平均粒径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下がより好ましい。
粒子状の受酸剤が板状である場合、そのアスペクト比は、１乃至１００が好ましく、１０乃至８０がより好ましく、その長軸長は、０．１μｍ以上４μｍ以下が好ましい。
【００５５】
表面層の結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレンブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（例えばテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン等）、尿素樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール等が挙げられる。共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン及び１２ナイロンのいずれか１種又は複数種を重合単位として含む共重合体であり、他の重合単位として６ナイロン、６６ナイロン等を含んでもよい。これら結着樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
表面層の結着樹脂としては、表面層の電気特性や汚染への耐性；表面層の適度な硬度、維持性；分散液を用いて表面層を形成する場合の導電剤の分散適性や塗膜形成性；等の観点から、ポリアミド樹脂（ナイロン）が好ましく、メトキシメチル化ポリアミド樹脂（メトキシメチル化ナイロン）がより好ましい。
【００５７】
メトキシメチル化ポリアミド樹脂は、上記の観点からは結着樹脂として好ましいが、他の樹脂に比べて酸性物質を取り込む作用が弱いと推測され、メトキシメチル化ポリアミド樹脂を主たる結着樹脂とする表面層を備えた導電性部材においては、導電性弾性層からしみ出た酸性物質が像保持体へと移行しやすく、画像流れが発生しやすい傾向がある。本実施形態に係る導電性部材は、表面層が粒子状の受酸剤を含有するため、表面層の結着樹脂としてメトキシメチル化ポリアミド樹脂を用いた場合でも、酸性物質が像保持体へと移行することを効率よく抑制し、画像流れの発生を抑制する。
【００５８】
表面層には、表面層に導電性を付与する目的で、導電性粒子が含まれていてもよい。表面層に含まれる導電性粒子としては、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カラーブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の金属又は合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理した物；などの粉末が挙げられる。導電性粒子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。導電性粒子は、一次粒径が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
表面層に含まれる導電剤の含有量は、表面層の全質量に対して３質量％以上３０質量％以下が好ましく、５質量％以上２０質量％以下がより好ましい。
【００６０】
表面層は、導電性部材の表面性状を制御する等の目的で、導電性粒子以外の粒子を含んでいてもよい。該粒子としては、ポリアミド粒子、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子挙げられ、微小色線の発生を抑制する観点から、ポリアミド粒子が好ましい。これら樹脂粒子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
表面層の体積抵抗率は、１×１０３Ωｃｍ以上１×１０１４Ωｃｍ以下が好ましい。
【００６２】
表面層の層厚は、平均で１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下がより好ましい。
【００６３】
表面層を導電性弾性層上に形成する方法としては、例えば、結着樹脂、粒子状の受酸剤、その他添加剤を混合した表面層形成用組成物を、導電性弾性層上に塗布して表面層形成用組成物の層を形成し、次いで、表面層形成用組成物の層を乾燥させる方法が挙げられる。表面層形成用組成物を導電性弾性層上に塗布する方法としては、例えば、浸漬塗布、ロール塗布、ブレード塗布、ワイヤーバー塗布、スプレー塗布、ビード塗布、エアーナイフ塗布、カーテン塗布等が挙げられる。
【００６４】
表面層に含まれる粒子状の受酸剤の含有量は、導電性弾性層からしみ出した酸性物質を効率よく取り込み画像流れの発生を抑制する観点から、表面層の全体積に対して、０．１体積％以上が好ましく、１体積％以上がより好ましく、２体積％以上が更に好ましい。一方、表面層の耐久性の観点から、表面層に含まれる粒子状の受酸剤の含有量は、表面層の全体積に対して、１０体積％以下が好ましく、８体積％以下がより好ましく、７．５体積％以下が更に好ましい。
【００６５】
＜画像形成装置、帯電装置、プロセスカートリッジ＞
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、本実施形態に係る導電性部材を備え、像保持体を帯電させる帯電装置と、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、像保持体の表面に形成された潜像を、トナーを含む現像剤により現像して、像保持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。
【００６６】
本実施形態に係る画像形成装置において帯電装置は、例えば、接触帯電方式により像保持体を帯電させる帯電装置である。
本実施形態に係る画像形成装置において帯電装置は、導電性部材に直流電圧のみを印加する方式、導電性部材に直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加する方式のいずれでもよい。
【００６７】
本実施形態に係る画像形成装置は、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置；トナー像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング装置；トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に光を照射して除電する除電装置；から選ばれる少なくとも１つをさらに備えていてもよい。
【００６８】
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に直接転写する直接転写方式の装置、及び、像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置、のいずれでもよい。
【００６９】
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱されるカートリッジであり、少なくとも、像保持体と、本実施形態に係る導電性部材と、を備える。本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像装置、像保持体のクリーニング装置、感光体の除電装置、転写装置等から選択される少なくとも一つの装置をさらに備えていてもよい。
【００７０】
以下、本実施形態に係る画像形成装置、帯電装置及びプロセスカートリッジの構成を、図面を参照しながら説明する。
【００７１】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の一例である、直接転写方式の画像形成装置を示す概略図である。図３は、本実施形態に係る画像形成装置の一例である、中間転写方式の画像形成装置を示す概略図である。
【００７２】
図２に示す画像形成装置２００は、感光体２０７（像保持体の一例）と、感光体２０７表面を帯電させる帯電装置２０８と、帯電装置２０８に接続した電源２０９と、感光体２０７表面を露光して潜像を形成する露光装置２０６と、感光体２０７上の潜像を、トナーを含む現像剤により現像する現像装置２１１と、感光体２０７上のトナー像を記録媒体５００に転写する転写装置２１２と、トナー像を記録媒体５００に定着させる定着装置２１５と、感光体２０７上に残留したトナーを除去するクリーニング装置２１３と、感光体２０７表面を除電する除電装置２１４と、を備える。除電装置２１４は、備えられていなくてもよい。
【００７３】
図３に示す画像形成装置２１０は、感光体２０７（像保持体の一例）と、帯電装置２０８と、電源２０９と、露光装置２０６と、現像装置２１１と、感光体２０７上のトナー像を記録媒体５００に転写する１次転写部材２１２ａ及び２次転写部材２１２ｂと、定着装置２１５と、クリーニング装置２１３と、を備える。画像形成装置２１０は、画像形成装置２００と同様に除電装置を備えていてもよい。
【００７４】
帯電装置２０８は、ロール状の導電性部材からなり、感光体２０７の表面に接触して感光体２０７の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電装置である。帯電装置２０８には、電源２０９から、直流電圧のみが印加される、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加される。
【００７５】
露光装置２０６としては、半導体レーザー、ＬＥＤ（light emitting diode）等の光源を備える光学系装置が挙げられる。
【００７６】
現像装置２１１は、トナーを感光体２０７に供給する装置である。現像装置２１１は、例えば、ロール状の現像剤保持体を感光体２０７に接触又は近接させて、感光体２０７上の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。
【００７７】
転写装置２１２としては、例えば、コロナ放電発生器、記録媒体５００を介して感光体２０７に押圧する導電性ロールが挙げられる。
【００７８】
１次転写部材２１２ａとしては、例えば、感光体２０７に接触して回転する導電性ロールが挙げられる。２次転写部材２１２ｂとしては、例えば、記録媒体５００を介して１次転写部材２１２ａに押圧する導電性ロールが挙げられる。
【００７９】
定着装置２１５としては、例えば、加熱ロールと、該加熱ロールに押圧する加圧ロールとを備える加熱定着装置が挙げられる。
【００８０】
クリーニング装置２１３としては、クリーニング部材として、ブレード、ブラシ、ロール等を備える装置が挙げられる。クリーニングブレードの材質としては、ウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００８１】
除電装置２１４は、例えば、転写後の感光体２０７表面に光を照射して、感光体２０７の残留電位を除電する装置である。除電装置２１４は、備えられていなくてもよい。
【００８２】
図４は、本実施形態に係る画像形成装置の一例である、４つの画像形成ユニットを並列配置したタンデム方式且つ中間転写方式の画像形成装置を示す概略図である。
【００８３】
画像形成装置２２０は、ハウジング４００内に、各色のトナーに対応する４つの画像形成ユニットと、レーザー光源を備える露光装置４０３と、中間転写ベルト４０９と、２次転写ロール４１３と、定着装置４１４と、クリーニングブレード４１６を有するクリーニング装置と、を備える。
【００８４】
４つの画像形成ユニットは同じ構成を有するため、これらを代表して、感光体４０１ａ（像保持体の一例）を含む画像形成ユニットの構成を説明する。
感光体４０１ａの周囲には、感光体４０１ａの回転方向に順に、帯電ロール４０２ａ、現像装置４０４ａ、１次転写ロール４１０ａ、クリーニングブレード４１５ａが配置されている。１次転写ロール４１０ａは、中間転写ベルト４０９を介して感光体４０１ａに押圧している。現像装置４０４ａには、トナーカートリッジ４０５ａに収容されたトナーが供給される。
【００８５】
帯電ロール４０２ａ（導電性部材の一例）は、感光体４０１ａの表面に接触して感光体４０１ａの表面を帯電させる接触帯電方式の帯電装置である。帯電ロール４０２ａには、電源から、直流電圧のみが印加される、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加される。
【００８６】
中間転写ベルト４０９は、駆動ロール４０６、張架ロール４０７及び背面ロール４０８により張架されており、これらのロールの回転により走行する。
【００８７】
２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を介して背面ロール４０８に押圧するように配置されている。
【００８８】
定着装置４１４は、例えば、加熱ロールと加圧ロールとを備える加熱定着装置である。
【００８９】
クリーニングブレード４１６は、中間転写ベルト４０９上に残留したトナーを除去する部材である。クリーニングブレード４１６は、背面ロール４０８の下流に配置されており、転写後の中間転写ベルト４０９上に残留したトナーを除去する。
【００９０】
ハウジング４００内には、記録媒体５００を収容するトレイ４１１が設けられている。トレイ４１１内の記録媒体５００は、搬送ロール４１２により中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との接触部に搬送され、さらには定着装置４１４に搬送され、記録媒体５００上に画像が形成される。画像形成後の記録媒体５００は、ハウジング４００の外部に排出される。
【００９１】
図５は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。図５に示すプロセスカートリッジ３００は、例えば、露光装置、転写装置及び定着装置を備える画像形成装置本体に着脱される。
【００９２】
プロセスカートリッジ３００は、感光体２０７（像保持体の一例）と、帯電装置２０８と、現像装置２１１と、クリーニング装置２１３とが、ハウジング３０１によって一体化されている。ハウジング３０１には、画像形成装置に着脱するための取り付けレール３０２と、露光のための開口部３０３と、除電露光のための開口部３０４とが設けられている。
【００９３】
プロセスカートリッジ３００が備える帯電装置２０８は、ロール状の導電性部材からなり、感光体２０７の表面に接触して感光体２０７の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電装置である。プロセスカートリッジ３００が画像形成装置に装着され画像形成を行う際に、帯電装置２０８には、電源から、直流電圧のみが印加される、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加される。
【００９４】
＜現像剤、トナー＞
本実施形態に係る画像形成装置に適用される現像剤は、特に限定されない。現像剤は、トナーのみを含む一成分現像剤でもよく、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤でもよい。
【００９５】
現像剤に含まれるトナーは、特に限定されない。トナーは、例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤を含む。トナーの結着樹脂としては、例えば、ポリエステル、スチレン−アクリル樹脂が挙げられる。
【００９６】
トナーは、外添剤が外添されていてもよい。トナーの外添剤としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ等の無機微粒子が挙げられる。
【００９７】
トナーは、トナー粒子を製造し、そのトナー粒子に外添剤を外添して調製する。トナー粒子の製造方法としては、混練粉砕法、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法などが挙げられる。トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部（コア粒子）と芯部を被覆する被覆層（シェル層）とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
【００９８】
トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ５０ｖ）は、２μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、４μｍ以上８μｍ以下がより好ましい。
【００９９】
二成分現像剤に含まれるキャリアは、特に限定されない。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に樹脂を被覆した被覆キャリア；マトリックス樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散型キャリア；多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア；が挙げられる。
【０１００】
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比（質量比）は、トナー：キャリア＝１：１００乃至３０：１００が好ましく、３：１００乃至２０：１００がより好ましい。
【実施例】
【０１０１】
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。
【０１０２】
＜導電性部材の作製＞
［実施例１］
−導電性弾性層の形成−
・エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル３元共重合ゴム
１００質量部
・カーボンブラック（商品名：アサヒサーマル、旭カーボン社）          １５質量部
・イオン導電剤（過塩素酸リチウム）                                    １質量部
・加硫剤：硫黄（２００メッシュ。鶴見化学工業社）                      １質量部
・加硫促進剤：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド（商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業社）                                                      ２質量部
【０１０３】
上記の材料をオープンロールで混練りして、導電性弾性層形成用組成物を得た。ＳＵＳ３０３を材質とする直径８ｍｍのシャフト（導電性支持体）の外周面に、接着層を介して、プレス成形機を用いて導電性弾性層形成用組成物を巻き付け、温度１８０℃の炉に入れて３０分間加熱処理を施し、シャフト上に層厚３．５ｍｍの導電性弾性層を形成した。この導電性弾性層の外周面を研磨して、層厚３．０ｍｍの導電性弾性層を有する直径１４ｍｍの導電性弾性ロールを得た。
【０１０４】
−表面層の形成−
メタノールと１−ブタノールの混合溶剤（メタノール：１−ブタノール＝質量比３：１）にナイロン樹脂（Ｎ−メトキシメチル化ナイロン、商品名：ＦＲ−１０１、鉛市）を溶解したナイロン樹脂溶液（固形分濃度８質量％）１００質量部と、ポリビニルブチラール樹脂１０質量部と、カーボンブラック（キャボット社製ＭＯＮＡＲＣＨ８８０）８質量部と、硬化剤（クエン酸）２質量部と、ハイドロタルサイト（一次粒子の体積平均粒径２μｍ、アスペクト比４０）３質量部とを混合し、ビーズミルにて分散し、表面層形成用組成物を得た。表面層形成用組成物を導電性弾性ロールの外周面に浸漬塗布し乾燥させた。その後、１６０℃で２０分間加熱して焼成し、平均層厚８μｍの表面層を形成した。こうして、粒子状の受酸剤を含有する表面層を導電性弾性層上に配置した導電性部材を得た。
【０１０５】
［実施例２〜４］
表１に従って受酸剤の配合量を変更した以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【０１０６】
［実施例５〜６］
表１に従って受酸剤の種類及び配合量を変更した以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。受酸剤として使用した酸化マグネシウムは、一次粒子の体積平均粒径が１μｍであり、水酸化カルシウムは、一次粒子の体積平均粒径が３μｍであった。
【０１０７】
［比較例１〜２］
表１に従って受酸剤の配合量を変更した以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【０１０８】
［比較例３］
導電性弾性層形成用組成物にハイドロタルサイト１２質量部を配合し、表面層形成用組成物にハイドロタルサイトを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして導電性部材を得た。
【０１０９】
＜導電性部材の評価＞
［表面層における粒子状の受酸剤の面積割合］
既述の通りにして、表面層における粒子状の受酸剤の面積割合を求めた。同様にして、導電性弾性層における粒子状の受酸剤の面積割合を求めた。結果を表１に示す。
【０１１０】
［画像流れ］
各実施例及び各比較例の導電性部材を、画像形成装置（富士ゼロックス製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ４５０）に、感光体を接触帯電させる帯電ロールとして搭載し、温度１０℃且つ相対湿度１５％の環境下で、黒色のハーフトーン画像（画像濃度５０％）をＡ４紙に５０万枚出力するランニングテストを行った。次いで、温度２８℃且つ相対湿度８５％の環境下で画像形成装置を１月間保管した。次いで、温度１０℃且つ相対湿度１５％の環境下で、黒色のハーフトーン画像（画像濃度５０％）をＡ４紙に５０００枚出力し、１０枚目と１００枚目と５０００枚目において、個々の黒点を光学顕微鏡で観察し、下記のとおりに分類した。
Ｇ１：黒点にぼやけ及びかすれが認められない。
Ｇ２：黒点にぼやけ又はかすれが僅かに認められるが、許容範囲内である。
Ｇ３：黒点にぼやけ又はかすれが認められ、実用に不適である。
【０１１１】
［濃度ムラ］
上記５０００枚出力の１０００枚目のハーフトーン画像全体を目視で観察し、下記のとおりに分類した。
Ｇ１：濃度ムラが認められない。
Ｇ２：濃度ムラが僅かに認められるが、許容範囲内である。
Ｇ３：濃度ムラが認められ、実用に不適である。
【０１１２】
［表面層の耐久性］
上記５０００枚出力後の帯電ロールの表面を目視で観察し、下記の通りに分類した。
Ｇ１：ひび割れが認められない。
Ｇ２：微細なひび割れが認められる。
Ｇ３：ひび割れの進展が認められる。
【０１１３】
【表１】
2018036323.tif 000003
【０１１４】
１０枚目よりも１００枚目において、また、１００枚目よりも５０００枚目において、画像流れが抑制されているのは、画像形成を繰り返すほど、感光体表面に付着した汚染がクリーニング部材によって除去されるため、又は、感光体表面がクリーニング部材との接触によって徐々に摩耗し汚染部が除去されるためと推測される。
【符号の説明】
【０１１５】
２０８Ａ  導電性部材、３０  支持部材、３１  導電性弾性層、３２  表面層
【０１１６】
２００，２１０，２２０  画像形成装置、２０６  露光装置、２０７  感光体、２０８  帯電装置（導電性部材）、２０９  電源、２１１  現像装置、２１２  転写装置、２１２ａ  １次転写部材、２１２ｂ  ２次転写部材、２１３  クリーニング装置、２１４  除電装置、２１５  定着装置、５００  記録媒体
【０１１７】
４００  ハウジング、４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃ，４０１ｄ  感光体、４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ  帯電ロール、４０３  露光装置、４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄ  現像装置、４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄ  トナーカートリッジ、４０６  駆動ロール、４０７  張架ロール、４０８  背面ロール、４０９  中間転写ベルト、４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄ  １次転写ロール、４１１  トレイ、４１２  搬送ロール、４１３  ２次転写ロール、４１４  定着装置、４１５ａ，４１５ｂ，４１５ｃ，４１５ｄ  クリーニングブレード、４１６  クリーニングブレード
【０１１８】
３００  プロセスカートリッジ、３０１  ハウジング、３０２  取り付けレール、３０３  露光のための開口部、３０４  除電露光のための開口部
【図１】
2018036323.tif 000004
【図２】
2018036323.tif 000005
【図３】
2018036323.tif 000006
【図４】
2018036323.tif 000007
【図５】
2018036323.tif 000008