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公開番号2024062624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-10
出願番号2022170590
出願日2022-10-25
発明の名称電子写真部材、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類G03G 15/08 20060101AFI20240501BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】低硬度のウレタンエラストマーでも変形の回復が速く、なおかつ耐摩耗性が良く、スジ状の画像不良を抑制できる電子写真部材を提供する。
【解決手段】電子写真部材であって、該電子写真部材が、導電性を有する弾性層を有し、該弾性層は、ウレタンエラストマー及び導電性フィラーを含み、該ウレタンエラストマーは、マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数のドメインと、を有し、該弾性層の、該ドメインと該マトリックスとが露出してなる断面の、所定の粘弾性像において測定される、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータAと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータBと、の関係がA<Bであり、温度23℃における該弾性層のマイクロゴム硬度が、20～50度であり、温度23℃において、所定の方法で測定される除荷5秒後の歪みが1.00μm以下である、ことを特徴とする電子写真部材。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電子写真部材であって、該電子写真部材が、導電性を有する弾性層を有し、
該弾性層は、ウレタンエラストマー及び導電性フィラーを含み、
該ウレタンエラストマーは、マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数のドメインと、を有し、
該弾性層の、該ドメインと該マトリックスとが露出してなる断面の、走査型プローブ顕微鏡による粘弾性像において測定される、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータＡと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータＢと、の関係がＡ＜Ｂであり、
温度２３℃における該弾性層のマイクロゴム硬度が、２０～５０度であり、
温度２３℃において、該弾性層の外表面の該マトリックスにビッカース圧子を当接させ、該ビッカース圧子を荷重速度１０ｍＮ／３０秒で該弾性層に押し込み、荷重１０ｍＮで６０秒間維持した後、除荷したとき、除荷５秒後の歪みが１．００μｍ以下である、ことを特徴とする電子写真部材。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記導電性フィラーが、導電性カーボンブラックである、請求項１に記載の電子写真部材。
【請求項３】
前記弾性層の長手方向の長さをＬとしたとき、該弾性層の該長手方向の中央、及び該弾性層の両端から中央に向かってＬ／４の２カ所の合計３カ所における、該弾性層の厚さ方向の、前記ドメインと前記マトリックスとが露出してなる断面のそれぞれについて、該弾性層の外表面から深さ１００μｍの位置までの厚み領域に、一辺が５０μｍの正方形の観察領域を置いたとき、該観察領域の各々が、要件（１）及び要件（２）を満たす、請求項１に記載の電子写真部材。
要件（１）：該観察領域内に存在するドメインの断面積の合計の割合が、該観察領域の面積の１５～４５面積％である。
要件（２）：該観察領域内に存在するドメイン中の、該観察領域の面積に対して０．１～１３．０面積％の断面積を有するドメインの個数の割合が、７０個数％以上である。
【請求項４】
前記観察領域における、円形度が０．６０～０．９５である前記ドメインの個数の割合が、７０個数％以上である、請求項１に記載の電子写真部材。
【請求項５】
前記マトリックスが、式（１）で表されるポリカーボネート構造を含み、かつ、
前記ドメインが、式（２）で表されるポリエーテル構造を含む、請求項１に記載の電子写真部材。
TIFF
2024062624000016.tif
26
170
（式（１）中、Ｒ
１
は、炭素数３～９のアルキレン基を示す。）
TIFF
2024062624000017.tif
16
170
（式（２）中、Ｒ
２
は、炭素数３～５のアルキレン基を示す。）
【請求項６】
前記Ｒ
１
が、炭素数３～９の分岐構造を有するアルキレン基である、請求項５に記載の電子写真部材。
【請求項７】
前記Ｒ
２
が、炭素数３～５の分岐構造を有するアルキレン基である、請求項５に記載の
電子写真部材。
【請求項８】
前記弾性層の長手方向の長さをＬとしたとき、該弾性層の該長手方向の中央、及び該弾性層の両端から中央に向かってＬ／４の２カ所の合計３カ所における、該弾性層の厚さ方向の前記ドメインと前記マトリックスとが露出してなる断面のそれぞれについて、該弾性層の外表面から深さ１００μｍの位置までの厚み領域に一辺が５０μｍの正方形の観察領域を置いたとき、該観察領域の各々が、要件（３）を満たす、請求項１に記載の電子写真部材。
要件（３）：該観察領域に存在する導電性フィラーの全面積に対する、該観察領域に存在するマトリックスが含む導電性フィラーの面積の割合が、９５％以上である。
【請求項９】
前記パラメータＡの前記パラメータＢに対する比の値（Ａ／Ｂ）が、０．６５以下である請求項１に記載の電子写真部材。
【請求項１０】
電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、請求項１～９のいずれか一項に記載の電子写真部材を具備する、プロセスカートリッジ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」とも称す）において使用される電子写真部材に向けたものである。また、本開示は、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に向けたものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置（電子写真方式を用いた複写機やファクシミリやプリンタ等）は、主に電子写真感光体（以下、「感光体」とも称す）、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及び定着装置からなる。
画像形成装置においては、感光体がまず帯電部材（以下、「帯電ローラ」とも称す）により帯電され、続いて露光されることで感光体上に静電潜像が形成される。また、トナー容器内のトナーはトナー規制部材によりトナー担持体（以下、「現像ローラ」とも称す）上に塗布され、現像ローラによって現像領域に搬送される。そして、現像領域に搬送されたトナーによって、感光体と現像ローラの当接部で感光体上の静電潜像の現像が行われる。その後、感光体上のトナーは転写手段により記録紙に転写され、熱と圧力によって定着される。感光体上に残留したトナーは、クリーニング部材によって除かれる。
【０００３】
従来、このような現像ローラや帯電ローラの弾性層には、変形からの回復性が高いこと、すなわち圧縮永久歪みが小さいこと、及び、マイクロゴム硬度が小さいことが求められる。そのため、弾性層の材料としてはシリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の電気抵抗の高い加硫系ゴムが使用されてきている。
一方、当該弾性層には導電性も求められている。上記の加硫系ゴムは電気抵抗が高いため、弾性層を導電性とするために、カーボンブラックの如き導電性フィラーが含有されることがある。しかしながら、導電性フィラーは弾性層のマイクロゴム硬度の上昇、及び圧縮永久歪みの増大を招来することがある。
弾性層のマイクロゴム硬度の上昇は、例えば、現像ローラがトナーに与えるストレスを増大させることとなる。また、弾性層の圧縮永久歪みの増大は、例えば、静止状態にある現像ローラがトナー規制部材と長時間にわたって当接したときに、現像ローラのトナー規制部材との当接部の変形が容易に回復しないといった現象を招来し得る。現像ローラの部分的な変形は、現像ムラの原因となる。また、弾性層の圧縮永久歪みの増大は、例えば、静止状態にある帯電ローラが感光ドラムと長時間にわたって当接したときに、帯電ローラの感光ドラムとの当接部の変形が容易に回復しないといった現象を招来し得る。帯電ローラの部分的な変形は、感光ドラムの帯電ムラの原因となる。
【０００４】
特許文献１は、１種以上のポリマーを含有する導電性の第１ポリマー相と、１種以上のポリマーを含有し、前記第１ポリマー相と分離して存在する非導電性の第２ポリマー相と、前記第１ポリマー相に含まれるポリマーの構成成分と前記第２ポリマー相に含まれるポリマーの構成成分のうちのいずれか一方又は両方を含むポリマーからなる相溶化剤を含有し、前記第１ポリマー相と前記第２ポリマー相との間に存在する界面相と、で構成され弾性層を備える電子写真機器用導電性部材を開示している。特許文献１には、当該電子写真機器用導電性部材によれば、導電性弾性体層において非導電相が存在することで導電相だけでは得られない低硬度かつ低へたりが発揮されること、また、両相が均一に微分散されることで、トナーサイズレベルの荷電制御が可能となり、抵抗ムラが抑えられ、優れた帯電性が発揮されること等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１１６６８５号公報
【非特許文献】
【０００６】
IEEE Transactions on SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS, Vol. SMC-9, No. 1, January 1979, pp. 62-66
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、特許文献１に係る電子写真機器用導電性部材について検討した。その結果、特許文献１に係る電子写真機器用導電性部材は変形からの回復性に未だ改善の余地があるとの知見を得た。
【０００８】
本開示の少なくとも一つの態様は、高い導電性を有し、低硬度であって、変形に対して優れた回復性を示す電子写真部材の提供に向けたものである。また、本開示の少なくとも一つの態様は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。さらに、本開示の少なくとも一つの態様は、高品位な電子写真画像を安定的に形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の少なくとも一つの態様によれば、
電子写真部材であって、該電子写真部材が、導電性を有する弾性層を有し、
該弾性層は、ウレタンエラストマー及び導電性フィラーを含み、
該ウレタンエラストマーは、マトリックスと、該マトリックス中に分散された複数のドメインと、を有し、
該弾性層の、該ドメインと該マトリックスとが露出してなる断面の、走査型プローブ顕微鏡による粘弾性像において測定される、該ドメインの粘弾性項を示すパラメータＡと、該マトリックスの粘弾性項を示すパラメータＢと、の関係がＡ＜Ｂであり、
温度２３℃における該弾性層のマイクロゴム硬度が、２０～５０度であり、
温度２３℃において、該弾性層の外表面の該マトリックスにビッカース圧子を当接させ、該ビッカース圧子を荷重速度１０ｍＮ／３０秒で該弾性層に押し込み、荷重１０ｍＮで６０秒間維持した後、除荷したとき、除荷５秒後の歪みが１．００μｍ以下である、電子写真部材が提供される。
【００１０】
また、本開示の少なくとも一つの態様によれば、画像形成装置に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、本開示の電子写真部材を具備するプロセスカートリッジが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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