【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において用いられる、帯電部材用の弾性体ローラに関するものである。尚、以下、特に帯電ローラについてその詳細を記載するが、本発明は、その用途を帯電部材のみに限定する物ではない。
【０００２】
【従来の技術】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段としては、従来よりコロナ放電装置が利用されてきた。
【０００３】
しかしながら、コロナ放電装置は像担持体などの被帯電体面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効であるものの、高価な高圧電源を必要とするため装置が大型になる、放電の際にオゾンなどのコロナ生成物の発生が多い、異常放電により被帯電体面が破壊される等の不具合が発生する場合があった。
【０００４】
この様なコロナ放電装置に対して、近年では接触帯電方式が採用されつつある。接触帯電方式においては、電圧を印加した帯電する部材（帯電部材とも記載する）を、被帯電体面に近接または接触させて、被帯電体面を帯電処理するもので、コロナ放電式に対して、オゾンなどのコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化や装置の小型化が図れる、異常放電による被帯電体面の破壊が少ない等の利点がある。そして、一般的には、金属製芯金の軸上に半導電性の弾性体層が形成されたゴムローラ型の帯電部材が使用される。
【０００５】
接触帯電方式で用いられる帯電ローラとしては、被帯電体の均一性、感光体等の被帯電体表面のピンホール・傷等により生じるリーク防止するために適度な導電性が必要である。また、感光体への均一な接触の確保と、さらには、帯電部材に交流電圧（ＡＣ）を印加して使用する場合では、帯電部材と感光体との間の振動によって発生する帯電音を抑制するため、低硬度が要求されている。低硬度化の手法としては、弾性体を発泡ゴムで構成する方法がある。従来、この発泡ゴムローラの製造においては、未加硫のゴム組成物をチューブ状に押出成形し、加熱・発泡成形した物を芯金に圧入後、表面を研磨して所望の外径に調節した成形体を得ていた。しかし、研磨によって外径を調節することは、ゴム表面のスキン層を削りとってしまうため、発泡体空孔部を露出させ、表面粗さが増大してしまう。その結果、感光体と帯電ローラ間に微少な隙間が形成され、その部分放電が集中して起こることから、感光体をエッチングして感光体の寿命を短くする、或いは感光体上に残った微量のトナーが、帯電ローラ表面に付着し易くなり、その結果感光体の帯電不均一が発生し、画像不良となる等の問題が発生する。この課題を解決するために、未加硫のゴム組成物をクロスヘッドを装着した押し出し機により、芯金を中心に円筒形に押し出し、さらに所望の外径の円筒形金型内部に固定、加熱し、成形体を得ることが提案されている。しかしながら、円筒形金型を用いて成形体を得る場合、発泡反応によるガス発生・体積膨張と硬化反応が同時に進行することから、金型内部にガスがたまり、製造される発泡ローラの寸法精度の低下を引き起こすこと、或いは発泡ガスが金型内部に局所的に滞留し、ふくらみ或いはへこみを生じる等の表面性低下の問題がある。この様な問題を解決する手段として、例えば特開平０５−１７３４５５には円筒形金型内面に凹凸をつけた金型にて成形する方法や、或いは、特開平６−３２０５５４にあるように、内面に微粉末を付着させた金型を用いて成形する方法等がある。しかしながら、この様な手法の場合、金型内面の表面粗さが粗いために成形後の表面粗さも悪化することとなり、また、金型内面の凹部分に材料が詰まる、或いは成形体の金型からの脱形が困難になる等の問題、金型自体のコストの高さなど様々な問題が生じる。特開平８−３０９８８５には未加硫ゴム表面に導電性粒子をまぶして円筒金型にて成型する方法が記載されている。また、この様な方法に従うことにより、未加硫ゴム成型体を一時的にストックする場合の成型対同士の粘着も防止できると記載されている。しかし、この様に未加硫ゴム成型体に粉体をまぶして成型する例では、得られた発泡体ローラに表面被覆層を形成する場合には、ゴムローラ表面に粉体が介在することにより、弾性層と表面被覆層の接着不良が発生する可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性体ローラを、筒形金型を使用して成形する場合において、表面が平滑で寸法精度が高く、弾性体層表面に保護層を形成する場合にも、弾性体層と表面被覆層の接着不良が発生することのないローラを、容易にかつ低コストで製造することを目的とするものである。
【０００７】
また、本発明は、この様な弾性体ローラを用いた電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段および作用】
本願発明者は上記課題について鋭意検討した結果、常温で固体、加硫温度で溶融する物質を弾性体層に含有し、この物質の含有率を弾性体層表面で弾性体層内面より高くすることで、金型と未加硫弾性体との滑り性が向上し、表面が平滑な弾性体ローラが得られることを見出した。また、この様なローラを得る具体的な製造方法として、未加硫弾性体表面に常温で固体、加硫温度で溶融する物質をまぶし、円筒金型内で加硫成型を行うことが有効であることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明は芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性体ローラにおいて、その弾性体層の融点が１００℃以上の物質を含有しており、前記、融点１００℃以上の物質の弾性体層における含有率が、弾性体層表面で弾性体層内部より高いことを特徴とするものであり、芯金を成形金型内周面と同心軸上に保持するための蓋体を両端に有する円筒状の成型金型を用い、ポリマー原料と発泡剤と各種添加剤を配合し混練された原料組成物を、芯金と共に金型内に配置し、加硫と発泡を行う発泡体ローラの製造方法において、未加硫未発泡原料組成物表面に融点が１００℃以上の物質からなる粉末を塗布して、成型金型内に配置し、その物質の融点以上の温度で加硫成型する事を特徴とする発泡体ローラの製造方法に関するものである。
【００１０】
本発明で使用される、融点１００℃以上の物質としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩が挙げられる。これらの脂肪酸金属塩はゴム材料の滑剤として作用し、金型と未加硫ゴムとの滑り性を良好にすることが可能である。また、これらの脂肪酸金属塩はゴムとの相溶性も比較的良好で、加硫をその融点以上で行うことで、加硫時に融解し、ゴム層に浸透することから弾性体層表面に異物として存在することも無くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
図１には、本発明における弾性体ローラの例として、帯電ローラ１０の構成を示しており、金属製の芯金１１の外周に、弾性体層１２及び表面被覆層１３が積層されている。
【００１３】
弾性体層の体積固有抵抗率は、帯電バイアス電圧を感光体に印加することができるよう、１×１０３〜１×１０８Ω・ｃｍ程度とされる。
【００１４】
弾性体層に使用される原料ゴムとしては、特に限定される物ではなく、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＨＲ・ＣＨＣ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００１５】
これらの原料ゴムには、必要に応じて電気抵抗を調整する目的で、導電性付与剤が配合される。導電性付与剤としては特に限定される物ではないが、電子導電系の導電剤である、カーボンブラック、グラファイト、導電性酸化チタン、導電性酸化スズなどの金酸化物、Ｃｕ・Ａｇなどの金属粉、導電性の繊維、等や、イオン導電剤である、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート等の陽イオン性界面活性剤；ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン等の両性イオン界面活性剤；過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩；トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩などが挙げられる。
【００１６】
弾性体層を発泡体とする為の発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、パラトルエンスルフォニルヒドラジン（ＴＳＨ）、アゾビスイソブチロニトリル、４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン（ＯＢＳＨ）等の有機発泡剤、または重炭酸ソーダ等の無機発泡剤が挙げられる。高発泡倍率で良好なスキン表面層を得る為には、アゾジカルボンアミドと４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジンを併用することが好ましい。
【００１７】
この他に弾性体用ゴム組成物には、必要に応じてゴムの配合剤として一般に用いられている可塑剤、軟化剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、補強剤、充填剤、粘着付与剤、分散剤、増量剤等を添加することが出来る。
【００１８】
弾性体層の形成方法としては、未加硫のゴム組成物を押出機により、芯金の外径よりも大きい内径を持ち、かつ成形金型内周面よりも小さい外径を持つチューブ状に押出成形し、この表面に融点が１００℃以上の物質からなる粉末を塗布した後、芯金を成形金型内周面と同心軸上に保持するための蓋体を両端に有する円筒状の成型金型内部に、この未加硫成型体を固定、加熱し、成形体を得る方法 ； 未加硫のゴム組成物をクロスヘッドを装着した押出機により、芯金を中心に円筒形に共押出し、この表面に融点が１００℃以上の物質からなる粉末を塗布した後、所望の外径の前記、円筒状の成型金型内部に固定、加熱し、成形体を得る方法等を挙げることができる。
【００１９】
図４に成型金型の例を示す。未加硫成型体は図４に示すような、芯金を成形金型内周面と同心軸上に保持するための蓋体４１を両端に有する円筒状の成型金型４２に挿入し、加硫と発泡を行うことで、芯金の外周面上に弾性体層が形成される。
【００２０】
弾性体層は必要に応じて二層以上の多層構成とすることも可能である。図３には、弾性体層を二層構成とした帯電ローラの例を示しており、金属製の芯金１１の外周に、弾性体層１２が電極層１２１と抵抗調整層１２２の二層からなり、抵抗調整層の表面に表面被覆層１３が積層されている。
【００２１】
弾性体層を二層構成とする場合の成型方法としては、前記押出機を多層押出機として、電極層と抵抗調整層の未加硫弾性体層を同時成型して、金型に配置する方法 ； 単層押出機を使用して、各層の未加硫成型チューブを別々に成型した後、金型内部に配置する方法等を挙げることが出来る。いずれの場合も弾性体層の最外層表面に融点が１００℃以上の物質からなる粉末を塗布した後に金型内で加硫成型することで、本発明の内容を実施することが出来る。
【００２２】
金型の加熱は、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線、誘導加熱などいずれの手法でも良く、加熱温度は１３０度から２５０度で時間５分〜１２０分、好ましくは１４０度〜２２０度で時間１０から４０分で行われる。この後、必要に応じて２次加硫することもできる。
【００２３】
表面被覆層は、感光体上にピンホール等の欠陥が生じた場合に、ここに帯電電流が集中して、帯電部材、感光体が破損することを防止するためのものであり、電気抵抗値としては１×１０６〜１×１０１０Ω程度が要求され、一般的には、アクリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、シリコーン等のバインダー高分子に、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子等を適宜量分散させることにより、所望の電気抵抗値としたものが用いられる。
【００２４】
表面被覆層の形成方法としては、上記の様なバインダー高分子を溶剤に溶解または分散し、これに導電フィラーを分散させた液を、ディッピング、ビーム塗工、ロールコーター等の塗工法によって、弾性体層表面にコーティングする方法；、バインダー高分子中に導電フィラーを練り込み、それを押出機などによって円筒形状に成形したものを弾性体層に被覆する方法等を挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明における弾性体ローラには、必要に応じて、弾性体層や表面被覆層以外に、接着層、拡散防止層、下地層、プライマー層等の機能層を設けることもできる。
【００２６】
図２に本発明の弾性体ローラを有する電子写真装置の概略構成を示した。２１は被帯電体としての像担持体であり、本例のものはアルミニウム等の導電性支持体２１ｂとその外周面に形成した感光層２１ａを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体である。支軸２１ｃを中心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【００２７】
１０はこの感光体２１面に接して感光体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電処理する帯電ローラである。帯電ローラ１０は中心芯金１１と、その外周に形成した下層の弾性体層１２と、更にその外周に形成した上層の表面被覆層１３から成り、芯金１１の両端部を不図示の押圧手段で感光体２１の回転駆動に伴い従動回転する。
【００２８】
而して、電源２３で摺擦電源２３ａにより、芯金１１の所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスが印加されることで回転感光体２１の周面が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電ローラ１０で均一に帯電処理を受けた感光体２１面は次いで露光手段２４により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光等）を受けることで、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００２９】
その潜像は次いで現像手段２５によりトナー画像として順次に可視像化されていく。このトナー画像は次いで転写手段２６により不図示の給紙手段部から感光体２１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって感光体２１と転写手段２６との間の転写部へ搬送された転写材２７面に順次転写されていく。本例の転写手段２６は転写ローラであり、転写材２７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体２１面側のトナー画像が転写材２７の表面側に転写されていく。
【００３０】
トナー画像の転写を受けた転写材２７は感光体２１面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは、裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ搬送される。
【００３１】
像転写後の感光体２１面はクリーニング手段２８で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて繰り返して作像に供される。
【００３２】
帯電ローラ１０は面移動駆動される被帯電体２１に従動駆動させてもよいし、非回転のものとさせてもよいし、被帯電体２１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。
【００３３】
本発明による弾性体ローラは、帯電ローラ１０および／または、現像手段２５・転写手段２６として用いられる。
【００３４】
また、光像露光は、電子写真装置を複写機プリンタとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、この信号に基づいてレーザービームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動したり、または液晶シャッターアレイを駆動したりすること等により行われる。
【００３５】
本発明の弾性体ローラを使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置などが挙げられる。
【００３６】
本発明においては、図２に示されるように、感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段のような電子写真装置の複数の要素がプロセスカートリッジに一体的に組み込まれることもできる。そうすることで、プロセスカートリッジは装置本体に対して着脱可能とすることができる。例えば、本発明の帯電部材及び必要に応じて現像手段及びクリーニング手段の少なくとも１つを感光体とともにプロセスカートリッジに一体的に組み込み、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在に構成にできる。
【００３７】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味しており、試薬等は特に指定のないものは市販の高純度品を用いた。
【００３８】
［実施例１］
実施例１、帯電ローラ１
原料ゴムとしてエチレン−プロピレンージエン三元共重合体（ＥＰＴ４０４５三井化学社製）１００部、導電剤としてケッチェンブラック（ケッチェンブラックＥＣ ケッチェンブラックインターナショナル社製）１２部、軟化剤としてパラフィンオイル（ＰＷ−３８０ 出光興産社製）５５部、発泡剤として、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）５部、４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン（ＯＢＳＨ）８部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、ステアリン酸１部、架橋剤として硫黄２部、加硫促進剤として２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）２部、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＢＤＣ）１部、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）１部、をオープンロールにて混合し、導電層の未加硫ゴム組成物を得た。
【００３９】
未加硫ゴムをクロスヘッドを用いた押出し成形によって、あらかじめ導電性の接着剤を塗布した芯金（直径６ｍｍ、長さ２４０ｍｍ）を中心として、同軸状に円筒形に同時に押し出し、端部のカットを行い、仕込み形状を作成した。
【００４０】
得られた仕込み形状の未加硫ゴム組成物表面にステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）をまぶし、図４に示した成形金型（内径１２ｍｍ）内部に固定し、１８０℃で１５分の加硫を行った。脱型後、更に電気炉によって２次加硫を１８０℃、３０分行い、肉厚３ｍｍの弾性体層が形成されたゴムローラを得た。
【００４１】
次に、水中に分散させたポリウレタン溶液に、ｐＨ５〜６に調整した水中にその界面の電気的反発力で分散させた導電性酸化錫スラリーを固形分比で４０％相当分散してできた塗料を、得られたゴムローラ上に、ディッピングによってコーティングを行い、約８０μｍの膜厚の表面被覆層を形成した。これを電気炉にて１２０℃で３０分加熱乾燥し、両端部を切断してゴム長２２４ｍｍの帯電ローラ１を得た。
【００４２】
この帯電ローラ１の形状精度を、外径精度（最大外径−最小外径）と振れの各項目について、非接触のレーザー測長機を用いて測定し、評価した。また、ローラ端部より３０ｍｍの部分の表面粗さ（Ｒｚ）についても測定を行った。測定は同一条件で試作した１０本のローラについて行い、その平均値、外径精度０．０５ｍｍ、振れ０．０４ｍｍ、Ｒｚが８μｍであった。
【００４３】
以上の様にして得られた帯電ローラ１をプロセスカートリッジ（ローラ両端５Ｎ荷重でφ３０ｍｍの感光体に同軸上で圧接）に装着し、電子写真装置（キヤノン株式会社製 レーザーショットＬＢＰ−４７０）に組込み、６０００枚印字の耐久画像評価を行った。耐久評価後の帯電ローラの観察では、弾性体層と表面被覆層との接着不良は見られなかった。
【００４４】
［実施例２］
実施例２、帯電ローラ２
実施例１において、未加硫ゴム成型体の表面に塗布する粉体をステアリン酸マグネシウム（融点１３２℃）とした以外は、全く同様の方法で帯電ローラ２を得た。
【００４５】
この帯電ローラ２について、実施例１と同様の方法で形状精度を測定した結果、外径精度０．０６ｍｍ、振れ０．０３ｍｍ、Ｒｚが１０μｍであった。
【００４６】
また、実施例１と同様に帯電ローラ２をプロセスカートリッジに装着し、電子写真装置による耐久画像評価を行った結果、耐久評価後の帯電ローラの観察では、弾性体層と表面被覆層との接着不良は見られなかった。
【００４７】
［実施例３］
実施例３、帯電ローラ３
原料ゴムとして、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体（ＥＰＴ４０４５ 三井石油化学社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤としてＳＲＦカーボンブラック（旭＃３５ 旭カーボン社製）５０部、導電剤としてケッチェンブラック（ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ ケッチェンブラックインターナショナル社製）１０部、可塑剤としてパラフィンオイル（ＰＷ−３８０ 出光興産社製）５０部、架橋剤として硫黄０．５部、加硫促進剤として２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）２部、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）１部、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＢＤＣ）１部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）４部と４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン（ＯＢＳＨ）４部をオープンロールにて混合し、電極層用の未加硫ゴム組成物を得た。
【００４８】
原料ゴムとして、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（エピクロマーＣＧ ダイソー社製）１００部、加工助剤としてステアリン酸１部、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部、充填剤として炭酸カルシウム（シルバーＷ 白石工業社製）６０部、架橋剤として硫黄０．３部、加硫促進剤としてジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ） ２部をオープンロールにて混合し、抵抗調整層用の未加硫ゴム組成物を得た。
【００４９】
得られた２種類の未加硫ゴム組成物を、図２に示したクロスヘッドを用いた押出成形によって、芯金（直径６ｍｍ、長さ２４０ｍｍ）を中心として、同軸状に円筒形に同時に押出し、端部を切断して、芯金の外周に未加硫の電極層と抵抗調整層を積層した仕込形状を作成した。
【００５０】
得られた仕込み形状の未加硫ゴム組成物表面にステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）をまぶし、図４に示した成形金型（内径１２ｍｍ）内部に固定し、１８０℃で１５分の加硫を行った。脱型後、更に電気炉によって２次加硫を１８０℃、３０分行い、肉厚３ｍｍの弾性体層が形成されたゴムローラを得た。
【００５１】
次に、このゴムローラ表面に、実施例１と同様の方法で表面被覆層を形成し、帯電ローラ３を得た。
【００５２】
この帯電ローラ３について、実施例１と同様の方法で形状精度を測定した結果、外径精度０．０７ｍｍ、振れ０．０４ｍｍ、Ｒｚが６μｍであった。
【００５３】
また、実施例１と同様に帯電ローラ３をプロセスカートリッジに装着し、電子写真装置による耐久画像評価を行った結果、耐久評価後の帯電ローラの観察では、弾性体層と表面被覆層との接着不良は見られなかった。
【００５４】
［比較例１］
比較例１、帯電ローラ４
実施例１において、未加硫ゴム成型体の表面に何も塗布せずに加硫成型した以外は、全く同様の方法で帯電ローラ４を得た。
【００５５】
この帯電ローラ４について、実施例１と同様の方法で形状精度を測定した結果、外径精度０．１６ｍｍ、振れ０．１２ｍｍ、Ｒｚが２３μｍであった。
【００５６】
［比較例２］
比較例２、帯電ローラ５
実施例１において、未加硫ゴム成型体の表面に塗布する粉体をタルク（Ｐタルク 土屋カオリン社製）とした以外は、全く同様の方法で帯電ローラ５を得た。
【００５７】
この帯電ローラ４について、実施例１と同様の方法で形状精度を測定した結果、外径精度０．０８ｍｍ、振れ０．０６ｍｍ、Ｒｚが１１μｍであった。
【００５８】
また、実施例１と同様に帯電ローラ５をプロセスカートリッジに装着し、電子写真装置による耐久画像評価を行った結果、耐久評価後の帯電ローラの観察では、弾性体層と表面被覆層との接着不良はが見られた。
【００５９】
以上に述べた評価結果を表１にまとめた。
【００６０】
【表１】
表から明らかなように、本発明におけるゴムローラについては、外径精度０．１０ｍｍ以下、振れ０．０５ｍｍ以下、Ｒｚが１μｍ以下で、耐久評価後の帯電ローラの観察でも、弾性体層と表面被覆層との接着不良は見られていない。
【００６１】
【発明の効果】
芯金とその外周に設けられた弾性体層とから成る弾性体ローラにおいて、その弾性体層の融点が１００℃以上の物質を含有しており、前記、融点１００℃以上の物質の弾性体層における含有率を、弾性体層表面で弾性体層内部より高くすることによって、表面が平滑で寸法精度が高く、弾性体層表面に保護層を形成する場合にも、弾性体層と表面被覆層の接着不良が発生することのないローラを、容易にかつ低コストで製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における帯電ローラの例を説明するための模式的断面図である。
【図２】本発明における電子写真装置の例を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明における帯電ローラの例を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明における成形金型の例を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
１１ 芯金
１２ 弾性体層
１２１ 電極層
１２２ 抵抗調整層
１３ 表面被覆層
２１ 像担持体
２１ａ 感光層
２１ｂ 導電性支持体
２１ｃ 支軸
２３ 電源
２３ａ 摺擦電源
２４ 露光手段
２５ 現像手段
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ クリーニング手段
４１ 蓋体
４２ 成形金型[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an elastic roller for a charging member used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like using an electrophotographic method. In the following, details of the charging roller will be particularly described, but the present invention is not limited to the charging member only.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine or an optical printer and an electrostatic recording apparatus, a corona discharge apparatus has been conventionally used as a means for charging a surface of an image carrier such as a photoconductor or a dielectric. .
[0003]
However, although the corona discharge device is effective as a means for uniformly charging the surface of a charged object such as an image carrier to a predetermined potential, it requires an expensive high-voltage power supply, so that the device becomes large. In some cases, problems such as generation of a large amount of corona products such as ozone and destruction of the surface of the member to be charged due to abnormal discharge may occur.
[0004]
In recent years, a contact charging system has been adopted for such a corona discharge device. In the contact charging method, a member to be charged (also referred to as a charging member) to which a voltage is applied is brought into contact with or brought into contact with the surface of the object to be charged, and the surface of the object is charged. There are advantages such as low generation of corona products, such as simple structure, low cost and downsizing of the apparatus, and little damage to the surface of the member to be charged due to abnormal discharge. In general, a rubber roller type charging member having a semiconductive elastic layer formed on a metal core shaft is used.
[0005]
The charging roller used in the contact charging system needs to have appropriate conductivity in order to prevent the leakage caused by the uniformity of the member to be charged and the pinholes or scratches on the surface of the member to be charged such as the photoreceptor. In addition, it ensures uniform contact with the photoreceptor, and further suppresses charging noise generated by vibration between the charging member and the photoreceptor when an AC voltage (AC) is applied to the charging member. Therefore, low hardness is required. As a technique for reducing the hardness, there is a method in which the elastic body is made of foamed rubber. Conventionally, in the production of this foamed rubber roller, an unvulcanized rubber composition was extruded into a tube shape, and the heated and foamed product was pressed into a cored bar, and the surface was polished and adjusted to a desired outer diameter. A molded article was obtained. However, when the outer diameter is adjusted by polishing, the skin layer on the rubber surface is scraped off, so that the foam pores are exposed and the surface roughness increases. As a result, a minute gap is formed between the photoconductor and the charging roller, and the partial discharge occurs in a concentrated manner. Therefore, the life of the photoconductor is shortened by etching the photoconductor, or a very small amount of the photoconductor remains on the photoconductor. Is more likely to adhere to the surface of the charging roller, resulting in non-uniform charging of the photoreceptor, resulting in problems such as image failure. In order to solve this problem, an unvulcanized rubber composition is extruded into a cylindrical shape around a core metal by an extruder equipped with a crosshead, and further fixed inside a cylindrical mold having a desired outer diameter, and heated. Then, it is proposed to obtain a molded body. However, when a molded body is obtained using a cylindrical mold, gas generation and volume expansion due to a foaming reaction and a curing reaction proceed simultaneously, so that gas accumulates inside the mold and the dimensional accuracy of the foamed roller to be manufactured is reduced. There is a problem in that the surface property is lowered, for example, the foaming gas locally stays inside the mold, causing swelling or dent. As means for solving such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-173455 discloses a method in which a cylindrical mold is formed using a mold having irregularities on the inner surface, or as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-320554. Molding using a mold having fine powder adhered thereto. However, in such a method, since the surface roughness of the inner surface of the mold is rough, the surface roughness after molding is also deteriorated. Also, the material is clogged in the concave portion of the inner surface of the mold, or the mold of the molded body is formed. There are various problems such as difficulty in removal from the mold and high cost of the mold itself. JP-A-8-309885 describes a method in which conductive particles are applied to the surface of an unvulcanized rubber and molded by a cylindrical mold. Further, it is described that by following such a method, sticking between molded pairs when an unvulcanized rubber molded body is temporarily stocked can be prevented. However, in the example in which the powder is applied to the unvulcanized rubber molded body in this way, when a surface coating layer is formed on the obtained foam roller, the powder is interposed on the rubber roller surface, Poor adhesion between the elastic layer and the surface coating layer may occur.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and when an elastic roller composed of a cored bar and an elastic layer provided on the outer periphery thereof is molded using a cylindrical mold, the surface is reduced. It is easy and inexpensive to manufacture rollers that are smooth, have high dimensional accuracy, and do not cause poor adhesion between the elastic layer and the surface coating layer even when a protective layer is formed on the surface of the elastic layer. It is the purpose.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an electrophotographic apparatus and a process cartridge using such an elastic roller.
[0008]
[Means and actions for solving the problem]
As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventor has found that a substance which is solid at room temperature and melts at the vulcanization temperature is contained in the elastic layer, and the content of this substance is made higher at the elastic layer surface than at the elastic layer inner surface. It was found that the slipperiness between the mold and the unvulcanized elastic body was improved, and an elastic roller having a smooth surface was obtained. Further, as a specific manufacturing method for obtaining such a roller, it is effective to apply a solid that is solid at room temperature and a substance that melts at the vulcanization temperature to the surface of an unvulcanized elastic body, and perform vulcanization molding in a cylindrical mold. The inventors have found that there is, and have led to the present invention.
[0009]
That is, the present invention relates to an elastic roller including a cored bar and an elastic layer provided on the outer periphery thereof, wherein the elastic layer contains a substance having a melting point of 100 ° C. or higher, and the melting point of the elastic layer is 100 ° C. or higher. A lid for holding the core metal on the concentric axis with the inner peripheral surface of the molding die, characterized in that the content of the substance in the elastic layer is higher on the surface of the elastic layer than on the inside of the elastic layer. Using a cylindrical mold having both ends, a polymer material, a foaming agent, and various additives are blended and kneaded, and the raw material composition is placed in a mold together with a core metal, and vulcanization and foaming are performed. In the method of manufacturing a body roller, a powder made of a substance having a melting point of 100 ° C. or more is applied to the surface of an unvulcanized unfoamed raw material composition, placed in a molding die, and vulcanized at a temperature equal to or higher than the melting point of the substance. It relates to a method of manufacturing a foam roller characterized by molding. That.
[0010]
Examples of the substance having a melting point of 100 ° C. or higher used in the present invention include fatty acid metal salts such as zinc stearate and magnesium stearate. These fatty acid metal salts act as a lubricant for the rubber material, and can improve the slipperiness between the mold and the unvulcanized rubber. In addition, these fatty acid metal salts have relatively good compatibility with rubber, and when vulcanization is performed at a temperature higher than the melting point, the metal salt is melted at the time of vulcanization and penetrates into the rubber layer. It will no longer exist.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[0012]
FIG. 1 shows a configuration of a charging roller 10 as an example of an elastic roller in the present invention. An elastic layer 12 and a surface coating layer 13 are laminated on the outer periphery of a metal core 11.
[0013]
The volume specific resistivity of the elastic layer is 1 × 10 so that a charging bias voltage can be applied to the photoconductor. 3 ~ 1 × 10 8 It is about Ω · cm.
[0014]
The raw rubber used for the elastic layer is not particularly limited, and natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR) , Ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM), epichlorohydrin rubber (CHR.CHC), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), silicone rubber, urethane rubber, fluorine rubber and the like.
[0015]
These raw rubbers are blended with a conductivity-imparting agent for the purpose of adjusting electric resistance as necessary. The conductivity-imparting agent is not particularly limited, but is a metal oxide such as a carbon oxide, a gold oxide such as a conductive titanium oxide, a conductive tin oxide, or a metal such as Cu / Ag, which is an electron conductive type conductive agent. Powders, conductive fibers, etc. and inorganic ionic substances such as lithium perchlorate, sodium perchlorate and calcium perchlorate which are ionic conductive agents; lauryl trimethyl ammonium chloride, stearyl trimethyl ammonium chloride, octadecyl trimethyl ammonium chloride , Dodecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, trioctylpropylammonium bromide, modified aliphatic dimethylethylammonium ethosulfate and other cationic surfactants; lauryl betaine, stearyl betane And zwitterionic surfactants such as dimethylalkyl lauryl betaine; quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium perchlorate and trimethyloctadecyl ammonium perchlorate; organic acids such as lithium trifluoromethanesulfonate Lithium salt and the like.
[0016]
As foaming agents for forming the elastic layer into a foam, dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), azodicarbonamide (ADCA), paratoluenesulfonylhydrazine (TSH), azobisisobutyronitrile, 4,4 ' -An organic foaming agent such as oxybisbenzenesulfonylhydrazine (OBSH) or an inorganic foaming agent such as sodium bicarbonate. In order to obtain a good skin surface layer with a high expansion ratio, it is preferable to use azodicarbonamide and 4,4'-oxybisbenzenesulfonylhydrazine in combination.
[0017]
In addition, the rubber composition for an elastic body includes a plasticizer, a softening agent, a crosslinking assistant, a crosslinking accelerator, a crosslinking accelerator, a crosslinking retarder, and a reinforcing agent, which are generally used as rubber compounding agents as necessary. Agents, fillers, tackifiers, dispersants, extenders and the like can be added.
[0018]
As a method for forming the elastic layer, the unvulcanized rubber composition is extruded into a tube having an inner diameter larger than the outer diameter of the core metal and having an outer diameter smaller than the inner peripheral surface of the molding die. Extrusion molding, after applying a powder made of a substance having a melting point of 100 ° C. or more to the surface, forming a cylindrical mold having lids at both ends for holding the core metal on the concentric axis with the inner peripheral surface of the molding die. A method of fixing and heating this unvulcanized molded body inside a mold to obtain a molded body; coextruding an unvulcanized rubber composition into a cylindrical shape around a core metal by an extruder equipped with a crosshead. A method of applying a powder made of a substance having a melting point of 100 ° C. or more to the surface, fixing the powder inside the cylindrical molding die having a desired outer diameter, and heating to obtain a molded body. .
[0019]
FIG. 4 shows an example of a molding die. The unvulcanized molding is inserted into a cylindrical molding die 42 having lids 41 at both ends for holding the core metal on the concentric axis with the inner peripheral surface of the molding die as shown in FIG. By performing sulfurization and foaming, an elastic layer is formed on the outer peripheral surface of the cored bar.
[0020]
The elastic layer may have a multilayer structure of two or more layers as necessary. FIG. 3 shows an example of a charging roller having a two-layered elastic body layer. An elastic body layer 12 is formed on the outer periphery of a metal core 11 from an electrode layer 121 and a resistance adjusting layer 122. The surface coating layer 13 is laminated on the surface of the resistance adjusting layer.
[0021]
As a molding method when the elastic layer has a two-layer configuration, a method in which the extruder is used as a multilayer extruder, and the unvulcanized elastic layers of the electrode layer and the resistance adjusting layer are simultaneously molded and arranged in a mold. A method in which the unvulcanized molded tubes of each layer are separately molded using a single-layer extruder, and then arranged inside a mold. In any case, the content of the present invention can be implemented by applying a powder made of a substance having a melting point of 100 ° C. or more to the outermost layer surface of the elastic layer and then vulcanizing and molding in a mold.
[0022]
The heating of the mold may be performed by any method such as a hot blast stove, a vulcanizing can, a hot plate, far / near infrared rays, and induction heating. The heating temperature is 130 to 250 degrees and the time is 5 to 120 minutes, preferably 140 degrees. It takes place at ~ 220 degrees for 10 to 40 minutes. Thereafter, secondary vulcanization can be performed if necessary.
[0023]
The surface coating layer is provided to prevent the charging current from concentrating on the photosensitive member when a defect such as a pinhole occurs on the photosensitive member, thereby preventing the charging member and the photosensitive member from being damaged. As 1 × 10 6 ~ 1 × 10 10 Ω is required, and generally, binder polymers such as acryl, polyurethane, polyamide, polyester, polyolefin, and silicone, oxides such as carbon black, graphite, titanium oxide, and tin oxide; metals such as Cu and Ag A material having a desired electric resistance value is obtained by dispersing an appropriate amount of conductive particles or the like, which are made conductive by coating oxide or metal on the particle surface.
[0024]
As a method of forming the surface coating layer, a solution in which the binder polymer as described above is dissolved or dispersed in a solvent, and a conductive filler is dispersed therein, is coated with a coating method such as dipping, beam coating, or a roll coater. A method of coating the surface of the body layer; a method of kneading a conductive filler into a binder polymer, forming the mixture into a cylindrical shape with an extruder or the like, and coating the elastic layer with the material.
[0025]
The elastic roller according to the present invention may be provided with a functional layer such as an adhesive layer, a diffusion preventing layer, a base layer, and a primer layer, if necessary, in addition to the elastic layer and the surface coating layer.
[0026]
FIG. 2 shows a schematic configuration of an electrophotographic apparatus having the elastic roller of the present invention. Reference numeral 21 denotes an image carrier as a member to be charged, and this example is a drum-type electrophotographic photosensitive member having a conductive support 21b of aluminum or the like and a photosensitive layer 21a formed on an outer peripheral surface thereof as a basic constituent layer. is there. It is driven to rotate around the support shaft 21c clockwise in the drawing at a predetermined peripheral speed.
[0027]
Reference numeral 10 denotes a charging roller which contacts the surface of the photoreceptor 21 to uniformly perform primary charging on the surface of the photoreceptor to a predetermined polarity and potential. The charging roller 10 includes a central core 11, a lower elastic layer 12 formed on the outer periphery thereof, and an upper surface coating layer 13 further formed on the outer periphery thereof. As a result, the photosensitive member 21 is driven to rotate with the rotation of the photosensitive member 21.
[0028]
A predetermined direct current (DC) bias or a direct current + alternating current (DC + AC) bias of the core metal 11 is applied by the rubbing power source 23a by the power source 23, so that the peripheral surface of the rotating photoconductor 21 has a predetermined polarity.・ Contact charged to potential. The surface of the photoreceptor 21 which has been uniformly charged by the charging roller 10 is then subjected to exposure of target image information (laser beam scanning exposure, slit exposure of a document image, etc.) by the exposure means 24, so that the peripheral surface thereof An electrostatic latent image corresponding to the image information is formed.
[0029]
The latent image is then sequentially visualized as a toner image by the developing means 25. This toner image is then synchronized with the rotation of the photoconductor 21 from a paper supply unit (not shown) by a transfer unit 26 and transferred to a transfer unit between the photoconductor 21 and the transfer unit 26 at an appropriate timing. The images are sequentially transferred to 27 surfaces. The transfer unit 26 in the present example is a transfer roller, and the toner image on the surface of the photoconductor 21 is transferred to the surface of the transfer material 27 by performing charging of the opposite polarity to the toner from the back of the transfer material 27.
[0030]
The transfer material 27 to which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photoreceptor 21, conveyed to an image fixing means (not shown), subjected to image fixing, and output as an image formed product. Alternatively, in the case of forming an image on the back surface, the image is conveyed to the re-conveying unit to the transfer unit.
[0031]
The surface of the photoreceptor 21 after the image transfer is removed by a cleaning unit 28 to remove adhered contaminants such as untransferred toner and the like. The surface is cleaned and repeatedly used for image formation.
[0032]
The charging roller 10 may be driven to be driven by the surface-moved member 21 or may be non-rotating, or may be driven in a predetermined direction in the forward or reverse direction of the surface movement of the member 21. You may make it rotate positively with a peripheral speed.
[0033]
The elastic roller according to the present invention is used as the charging roller 10 and / or the developing unit 25 and the transfer unit 26.
[0034]
In the case of using an electrophotographic apparatus as a copier printer, light image exposure is a method of reading reflected light or transmitted light from an original, or converting the original into a read signal, scanning a laser beam based on this signal, This is performed by driving an LED array or a liquid crystal shutter array.
[0035]
Examples of the electrophotographic apparatus that can use the elastic roller of the present invention include a copier, a laser beam printer, an LED printer, and an electrophotographic application device such as an electrophotographic plate making system.
[0036]
In the present invention, as shown in FIG. 2, a plurality of components of an electrophotographic apparatus such as a photoreceptor, a charging roller, a developing unit, and a cleaning unit may be integrated into a process cartridge. By doing so, the process cartridge can be made detachable from the apparatus main body. For example, the charging member of the present invention and, if necessary, at least one of the developing means and the cleaning means may be integrally incorporated into the process cartridge together with the photoreceptor, and may be configured to be detachable using guide means such as rails of the apparatus main body. .
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but these do not limit the present invention in any way. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by mass”, and commercially available high-purity reagents and the like are used unless otherwise specified.
[0038]
[Example 1]
Example 1, charging roller 1
100 parts of an ethylene-propylene diene terpolymer (EPT4045 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as a raw material rubber, 12 parts of Ketjen Black (Ketjen Black EC, Ketjen Black International) as a conductive agent, and paraffin oil as a softener ( PW-380 Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 55 parts, azodicarbonamide (ADCA) 5 parts, 4,4'-oxybisbenzenesulfonylhydrazine (OBSH) 8 parts as blowing agent, zinc oxide 5 parts as vulcanization accelerator 1 part of stearic acid, 2 parts of sulfur as a crosslinking agent, 2 parts of 2-mercaptobenzothiazole (MBT) as a vulcanization accelerator, 1 part of zinc dibutyldithiocarbamate (ZnBDC), and 1 part of tetramethylthiuram disulfide (TMTD). Unvulcanized rubber set of conductive layer mixed by open roll To obtain things.
[0039]
Unvulcanized rubber is coaxially extruded simultaneously with a core (diameter 6 mm, length 240 mm) coated with a conductive adhesive by extrusion using a crosshead, and cut at the end. Was performed to prepare a charged shape.
[0040]
The surface of the obtained unvulcanized rubber composition in a charged shape is dusted with zinc stearate (melting point 140 ° C.), fixed inside a molding die (inner diameter 12 mm) shown in FIG. 4, and vulcanized at 180 ° C. for 15 minutes. Was done. After removal from the mold, secondary vulcanization was further performed at 180 ° C. for 30 minutes using an electric furnace to obtain a rubber roller on which an elastic layer having a thickness of 3 mm was formed.
[0041]
Next, a paint prepared by dispersing a conductive tin oxide slurry, which is dispersed in water adjusted to pH 5 to 6 by electric repulsion at the interface thereof, in a polyurethane solution dispersed in water, corresponding to a solid content ratio of 40%. Was coated on the obtained rubber roller by dipping to form a surface coating layer having a thickness of about 80 μm. This was heated and dried at 120 ° C. for 30 minutes in an electric furnace, and both ends were cut to obtain a charging roller 1 having a rubber length of 224 mm.
[0042]
The shape accuracy of the charging roller 1 was measured and evaluated using a non-contact laser length measuring machine for each item of outer diameter accuracy (maximum outer diameter−minimum outer diameter) and runout. Further, the surface roughness (Rz) of a portion 30 mm from the roller end was also measured. The measurement was performed on ten prototype rollers manufactured under the same conditions, and the average value, the outer diameter accuracy was 0.05 mm, the runout was 0.04 mm, and the Rz was 8 μm.
[0043]
The charging roller 1 obtained as described above is mounted on a process cartridge (coaxially pressed against a photoreceptor having a diameter of 30 mm with a load of 5N at both ends of the roller) and assembled into an electrophotographic apparatus (Laser Shot LBP-470 manufactured by Canon Inc.). , 6000 sheets of printed images were evaluated for durability. Observation of the charging roller after the endurance evaluation showed no adhesion failure between the elastic layer and the surface coating layer.
[0044]
[Example 2]
Example 2, charging roller 2
A charging roller 2 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that the powder applied to the surface of the unvulcanized rubber molded product was magnesium stearate (melting point: 132 ° C.).
[0045]
The shape accuracy of the charging roller 2 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the outer diameter accuracy was 0.06 mm, the runout was 0.03 mm, and the Rz was 10 μm.
[0046]
Further, the charging roller 2 was mounted on the process cartridge in the same manner as in Example 1, and a durability image evaluation was performed by an electrophotographic apparatus. As a result of observation of the charging roller after the durability evaluation, the adhesion between the elastic layer and the surface coating layer was observed. No defects were seen.
[0047]
[Example 3]
Example 3, charging roller 3
100 parts of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPT4045 manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) as raw material rubber, 1 part of stearic acid as a processing aid, 5 parts of zinc oxide as a vulcanization accelerator, and SRF carbon as a filler 50 parts of black (Asahi # 35 Asahi Carbon Co., Ltd.), 10 parts of Ketjen Black (Ketjen Black EC600JD, Ketjen Black International) as a conductive agent, and 50 parts of paraffin oil (PW-380 by Idemitsu Kosan) as a plasticizer 0.5 parts of sulfur as a crosslinking agent, 2 parts of 2-mercaptobenzothiazole (MBT) as a vulcanization accelerator, 1 part of tetramethylthiuram disulfide (TMTD), 1 part of zinc dibutyldithiocarbamate (ZnBDC), and azo as a foaming agent 4 parts of dicarbonamide (ADCA) and 4,4'-oxy 4 parts of bisbenzenesulfonylhydrazine (OBSH) was mixed with an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition for an electrode layer.
[0048]
100 parts of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (manufactured by Epichromer CG Daiso) as raw material rubber, 1 part of stearic acid as a processing aid, 5 parts of zinc oxide as a vulcanization accelerating aid, and as a filler 60 parts of calcium carbonate (Silver W Shiraishi Kogyo), 0.3 parts of sulfur as a cross-linking agent, and 2 parts of dipentamethylene thiuram tetrasulfide (DPTT) as a vulcanization accelerator mixed with an open roll to form a resistance adjusting layer An unvulcanized rubber composition was obtained.
[0049]
The two unvulcanized rubber compositions obtained were simultaneously extruded coaxially and cylindrically around a metal core (diameter 6 mm, length 240 mm) by extrusion molding using the crosshead shown in FIG. Then, the end portion was cut to prepare a charged shape in which an unvulcanized electrode layer and a resistance adjusting layer were laminated on the outer periphery of the cored bar.
[0050]
The surface of the obtained unvulcanized rubber composition in a charged shape is dusted with zinc stearate (melting point 140 ° C.), fixed inside a molding die (inner diameter 12 mm) shown in FIG. 4, and vulcanized at 180 ° C. for 15 minutes. Was done. After removal from the mold, secondary vulcanization was further performed at 180 ° C. for 30 minutes using an electric furnace to obtain a rubber roller on which an elastic layer having a thickness of 3 mm was formed.
[0051]
Next, a surface coating layer was formed on the rubber roller surface in the same manner as in Example 1 to obtain a charging roller 3.
[0052]
The shape accuracy of this charging roller 3 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the outer diameter accuracy was 0.07 mm, the runout was 0.04 mm, and the Rz was 6 μm.
[0053]
Further, the charging roller 3 was mounted on the process cartridge in the same manner as in Example 1, and the durability of the image was evaluated by an electrophotographic apparatus. No defects were seen.
[0054]
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1, Charging roller 4
The charging roller 4 was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the surface of the unvulcanized rubber molded body was vulcanized and molded without applying anything.
[0055]
The shape accuracy of the charging roller 4 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the outer diameter accuracy was 0.16 mm, the runout was 0.12 mm, and the Rz was 23 μm.
[0056]
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2, charging roller 5
The charging roller 5 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that the powder applied to the surface of the unvulcanized rubber molded product was talc (P-talc, manufactured by Tsuchiya Kaolin Co., Ltd.).
[0057]
As a result of measuring the shape accuracy of the charging roller 4 in the same manner as in Example 1, the outer diameter accuracy was 0.08 mm, the runout was 0.06 mm, and the Rz was 11 μm.
[0058]
Further, the charging roller 5 was mounted on the process cartridge in the same manner as in Example 1, and a durability image evaluation was performed by an electrophotographic apparatus. Bad was seen.
[0059]
Table 1 summarizes the evaluation results described above.
[0060]
[Table 1]
As is clear from the table, the rubber roller according to the present invention has an outer diameter accuracy of 0.10 mm or less, a runout of 0.05 mm or less, and an Rz of 1 μm or less. No poor adhesion to the layer was observed.
[0061]
【The invention's effect】
An elastic roller comprising a cored bar and an elastic layer provided on the outer periphery thereof, wherein the elastic layer contains a substance having a melting point of 100 ° C. or higher, and the elastic layer of the substance having a melting point of 100 ° C. or higher. Is higher than the inside of the elastic layer on the surface of the elastic layer, the surface is smooth and the dimensional accuracy is high, and even when the protective layer is formed on the surface of the elastic layer, the elastic layer and the surface coating layer Can be easily and inexpensively manufactured without causing poor adhesion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a charging roller according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating an example of an electrophotographic apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a charging roller according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a molding die according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 core metal
12 Elastic layer
121 electrode layer
122 Resistance adjustment layer
13 Surface coating layer
21 Image carrier
21a Photosensitive layer
21b conductive support
21c spindle
23 power supply
23a rubbing power supply
24 Exposure means
25 Developing means
26 Transfer Roller
27 Transfer material
28 Cleaning means
41 Lid
42 Mold
