JP2006039031A - Elastic member for electrophotography, manufacturing method thereof, electrophotographic device, and process cartridge - Google Patents

Elastic member for electrophotography, manufacturing method thereof, electrophotographic device, and process cartridge Download PDF

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Toshinari Miura
俊成 三浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elastic member for electrophotography which has the electrostatic capacity and the electric resistance most suitably controlled by preventing diffusion of isocyanate due to an organic solvent or to heating and by centralizing an isocyanate treatment layer near a surface, and also to provide a manufacturing method thereof, and a process cartridge and an electrophotographic device provided with the elastic member. <P>SOLUTION: In the elastic member for electrophotography has a support material an elastic layer provided on the support material, the elastic layer is impregnated with a solventless isocyanate compound from a surface thereof, and then the isocyanate compound is reformed by hardening the compound in a temperature environment of a setting point of the isocyanate compound or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、支持体上に1層以上の弾性層を有する電子写真用弾性部材及びその製造方法に関する。また、帯電部材として該弾性部材を備えた帯電手段を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic elastic member having one or more elastic layers on a support and a method for producing the same. The present invention also relates to a process cartridge and an electrophotographic apparatus having a charging unit including the elastic member as a charging member.

電子写真方式を採用した画像形成装置、すなわち電子写真装置には、導電性部材が様々な用途、例えば、帯電部材、現像部材及び転写部材等の部材として使用されている。   In an image forming apparatus employing an electrophotographic system, that is, an electrophotographic apparatus, a conductive member is used for various purposes, for example, a member such as a charging member, a developing member, and a transfer member.

電子写真感光体に接触配置又は近接配置される導電性部材の形状としては、ローラー形状、ブレード形状、ブラシ形状、ベルト形状、フィルム形状、シート形状及びチップ形状等が挙げられるが、ローラー形状のもの(すなわち、帯電ローラー、現像ローラー及び転写ローラー等)が多く用いられている。   Examples of the shape of the conductive member arranged in contact with or close to the electrophotographic photosensitive member include a roller shape, a blade shape, a brush shape, a belt shape, a film shape, a sheet shape, and a chip shape. (That is, a charging roller, a developing roller, a transfer roller, etc.) are often used.

このような用途に用いられる導電性部材は、電気抵抗値の調整や、像担持体の汚染を防止するため、多層構造の部材が用いられてきた。そのため製造工程が煩雑になり、部材のコストが高い問題があった。   As the conductive member used for such an application, a member having a multilayer structure has been used in order to adjust the electric resistance value and prevent the image carrier from being contaminated. As a result, the manufacturing process becomes complicated and the cost of the members is high.

これに対して特許文献1や特許文献2のように、導電性ポリウレタンよりなるローラーをポリイソシアネートを含む溶液に浸漬又は接触させた後、加熱硬化させて表面処理されていることを特徴とする帯電ローラーが提案されている。また、特許文献3のようにエピクロルヒドリンゴムを主体とする弾性層を有する導電性ローラーにイソシアネート含有化合物を含む浸漬して加熱する導電性ローラーが提案されている。   On the other hand, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, a roller made of conductive polyurethane is immersed or brought into contact with a solution containing polyisocyanate, and is then heat-cured and surface-treated. A roller has been proposed. Moreover, the conductive roller which immerses and heats an isocyanate containing compound in the conductive roller which has an elastic layer which has epichlorohydrin rubber as a main body like patent document 3 is proposed.

これらのローラーは、簡便な表面処理方法で像担持体への染み出し物による汚染を回避することが出来ると記載されている。しかしながら、イソシアネート化合物を有機溶剤を用いて希釈することにより、処理液がローラー中に拡散し易く、処理厚みが大きくなったり、処理層の処理密度が希薄になったりする課題があった。また、加熱処理により、イソシアネート化合物の拡散が促進され、処理厚みが大きくなったり、ローラー表面にブリードする等の課題があった。   These rollers are described as being capable of avoiding contamination due to exudates on the image carrier by a simple surface treatment method. However, by diluting the isocyanate compound with an organic solvent, there is a problem that the treatment liquid is easily diffused into the roller, the treatment thickness is increased, and the treatment density of the treatment layer is diluted. Moreover, the diffusion of the isocyanate compound is promoted by the heat treatment, resulting in problems such as an increase in the treatment thickness and bleeding on the roller surface.

処理厚みが大きくなると、帯電ローラー等に必要な電気的容量性を確保でき難くなる欠点がある。また、処理層の処理密度が希薄であることは、帯電ローラー等に必要な、表面高抵抗を確保できない欠点があった。
特許第3072799号公報 第2頁 段落番号[0005] 特許第3133468号公報 第2頁 段落番号[0005] 特開平10−45935号公報 第2頁 段落番号[0009]及び[0017]
When the treatment thickness is increased, there is a drawback that it is difficult to ensure the electrical capacitance required for the charging roller or the like. Further, the low processing density of the processing layer has a drawback that the high surface resistance necessary for the charging roller or the like cannot be ensured.
Japanese Patent No. 3072799, page 2, paragraph number [0005] Japanese Patent No. 3133468, page 2, paragraph number [0005] Japanese Patent Laid-Open No. 10-45935, page 2, paragraph numbers [0009] and [0017]

本発明の目的は、上記課題を解消することにあり、有機溶剤や、加熱によるイソシアネートの拡散を防止し、イソシアネート処理層を表面近傍に集中させ、静電容量や電気抵抗を最適に制御した電子写真用弾性部材、その製造方法、該弾性部材を具備するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することである。   The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, prevent diffusion of isocyanate due to organic solvents and heating, concentrate the isocyanate-treated layer near the surface, and optimally control the capacitance and electrical resistance. It is an object to provide an elastic member for photography, a manufacturing method thereof, a process cartridge and an electrophotographic apparatus including the elastic member.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記課題は、弾性層の改質処理方法として、弾性層中に、無溶剤で液体のイソシアネート化合物に含浸させ、その後速やかに該イソシアネート化合物をその凝固点温度以下の温度環境下で、硬化せしめることにより解決可能であることが明らかとなった。   As a result of intensive investigations, the present inventors have found that the above problem is a method for modifying the elastic layer by impregnating the elastic layer with a solvent-free liquid isocyanate compound, and then quickly immobilizing the isocyanate compound. It was clarified that the problem can be solved by curing in a temperature environment below the freezing point temperature.

すなわち、本発明は、無溶剤のイソシアネート化合物(以降「イソシアネート化合物の原液」と称する)を時間と温度を設定して弾性層に含浸して、高密度な処理層を形成し更にその厚みを制御し、必要に応じて該弾性層表面に残留したイソシアネートを洗浄・除去した後、速やかに前記イソシアネート化合物の凝固点温度以下の温度環境下で前記イソシアネート化合物を硬化させて含浸したイソシアネートの拡散を防ぎつつ硬化させることにより、本発明の目的を達成できることを見出し、本発明を為すに至ったものである。   That is, the present invention impregnates an elastic layer with a solvent-free isocyanate compound (hereinafter referred to as “isocyanate compound stock solution”) at a set time and temperature to form a high-density treatment layer and control its thickness. Then, after washing and removing the isocyanate remaining on the elastic layer surface as necessary, the isocyanate compound is quickly cured under a temperature environment below the freezing point temperature of the isocyanate compound to prevent diffusion of the impregnated isocyanate. The inventors have found that the object of the present invention can be achieved by curing, and have achieved the present invention.

本発明の一態様によれば、支持体及び該支持体上に設けられた弾性層を有している電子写真用弾性部材であって、該弾性層が、無溶剤のイソシアネート化合物を該弾性層の表面から含浸せしめ、その後に該イソシアネート化合物の凝固点温度以下で該イソシアネート化合物を硬化させることによって改質されていることを特徴とする電子写真用弾性部材、この電子写真用弾性部材を具備するプロセスカートリッジ及び電子写真装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic elastic member having a support and an elastic layer provided on the support, wherein the elastic layer contains a solvent-free isocyanate compound. An electrophotographic elastic member, which is modified by impregnating from the surface of the resin, and then curing the isocyanate compound at a temperature not higher than the freezing point temperature of the isocyanate compound, and a process comprising the electrophotographic elastic member A cartridge and an electrophotographic apparatus are provided.

また本発明の他の態様によれば、支持体と、該支持体上の改質された弾性層と、を具備している電子写真用弾性部材の製造方法であって、
前記弾性層の改質工程として、
(i)支持体上の弾性層の表面から無溶剤のイソシアネート化合物を含浸せしめる工程、と
(ii)該弾性層中の該イソシアネート化合物を、その凝固点温度以下の温度環境下で硬化させる工程、と
を有していることを特徴とする電子写真用弾性部材の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an electrophotographic elastic member comprising a support and a modified elastic layer on the support,
As a modification step of the elastic layer,
(I) a step of impregnating a solventless isocyanate compound from the surface of the elastic layer on the support; and (ii) a step of curing the isocyanate compound in the elastic layer in a temperature environment below its freezing point temperature; A method for producing an elastic member for electrophotography is provided.

本発明によれば、含浸密度が高い表面処理を施した弾性部材を作製できる。それにより、静電容量、電気抵抗を最適に制御した電子写真用の弾性部材を提供することができ、また、該部材を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。   According to the present invention, an elastic member subjected to a surface treatment with a high impregnation density can be produced. Thereby, an elastic member for electrophotography in which the capacitance and electric resistance are optimally controlled can be provided, and a process cartridge and an electrophotographic apparatus having the members can be provided.

本発明に係る電子写真用弾性部材は、像担持体に当接して使用されるものであり、電子写真装置の様々な用途、例えば、帯電部材、現像部材、転写部材等の部材として使用されている。以下帯電ローラーを例に説明する。   The electrophotographic elastic member according to the present invention is used in contact with an image carrier, and is used as a member of various uses of an electrophotographic apparatus, for example, a charging member, a developing member, a transfer member and the like. Yes. Hereinafter, the charging roller will be described as an example.

帯電ローラーは、使用例として、像担持体に当接され、電源と接続してローラーのシャフトにバイアスを印加し、像坦持体を希望の電位に帯電するように設置される。   As an example of use, the charging roller is placed in contact with the image carrier and connected to a power source to apply a bias to the roller shaft to charge the image carrier to a desired potential.

この帯電ローラーは、芯金の周囲に高分子弾性体弾性層が同心円筒的に形成され、その弾性体層表面は、表面処理されている。   In this charging roller, a polymer elastic body elastic layer is formed concentrically around the core metal, and the surface of the elastic body layer is surface-treated.

以下、弾性層がポリウレタンである例を用いて説明する。   Hereinafter, an example in which the elastic layer is polyurethane will be described.

高分子弾性体弾性層は、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールの中から選ばれた少なくとも一つのポリオール、鎖延長剤、架橋材、イソシアネート、触媒、ポリイソシアネートやポリウレタン製造に常用される助剤等の他、導電性を付与する化合物を混合攪拌し、金型に注入して得られる。ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールが併用されていてもよい。   The elastic polymer elastic layer is composed of at least one polyol selected from polyether polyol and polyester polyol, a chain extender, a crosslinking agent, an isocyanate, a catalyst, an auxiliary agent commonly used in the production of polyisocyanate and polyurethane, and the like. It is obtained by mixing and stirring a compound that imparts conductivity and injecting it into a mold. Polyether polyol and polyester polyol may be used in combination.

当該ポリエーテルポリオールあるいはポリエステルポリオールは、前記帯電ローラーの弾性体層を形成するポリウレタン弾性体を調製し得るものであるならば、どのようなものでもよい。そのポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール−エチレングリコールあるいはそれらのブレンド等として知られているポリアルキレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、テトラヒドロフランとアルキレンオキサイドとの共重合ポリオール、それらの各種変性体あるいはそれらのブレンド等が例示できる。   The polyether polyol or polyester polyol may be any as long as it can prepare a polyurethane elastic body that forms the elastic layer of the charging roller. Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene glycol-ethylene glycol, and polyalkylene glycols known as blends thereof, polytetramethylene glycol, copolymer polyols of tetrahydrofuran and alkylene oxide, and various kinds thereof. Examples thereof include modified products and blends thereof.

前記ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸等のジカルボン酸とエチレングリコール等のポリオールとの縮合により得られる縮合系ポエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールあるいはそれらのブレンド等が挙げられる。   Examples of the polyester polyol include condensed polyester polyols, lactone polyester polyols, polycarbonate polyols or blends thereof obtained by condensation of dicarboxylic acids such as adipic acid and polyols such as ethylene glycol.

前記ポリイソシアネートは、ポリウレタン弾性体調製に際して常用されるものであればどのようなものでもよい。   The polyisocyanate may be any one as long as it is commonly used in preparing polyurethane elastic bodies.

鎖延長剤、架橋剤としては、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン及びアミン類が例示される。   Examples of chain extenders and crosslinking agents include glycols, hexanetriol, trimethylolpropane, and amines.

導電性を付与する化合物としては、アルカリ金属塩や過塩素酸リチウム等を用い得る。   As the compound imparting electrical conductivity, an alkali metal salt, lithium perchlorate, or the like can be used.

これらの化合物を混合装置にて十分に混合した後、公知の成形方法を使用して、芯金表面に弾性体層を形成させることができる。たとえば、本発明では、公知のワンショット法あるいはプレポリマー法を採用して弾性体層を形成させることができる。   After sufficiently mixing these compounds with a mixing device, an elastic layer can be formed on the surface of the core metal by using a known molding method. For example, in the present invention, the elastic layer can be formed by employing a known one-shot method or prepolymer method.

この芯金表面に形成された弾性体表面から、イソシアネートの原液を該弾性体中に含浸させる。イソシアネート基は反応性に富み、水酸基やウレタン基の活性水素にウレタン結合やアロハネート結合を形成することが知られている。また、大気中等に存在する水分と反応し尿素結合やビュウレット結合を生成することが知られている(反応は、加熱することにより更に促進されるが、所望の量を含浸した後は、弾性体ローラー表面に残留するイソシアネートをその貧溶剤で速やかに洗浄・除去することが好ましい)。本発明は、イソシアネート基から誘導されるこれらの反応生成物を含む弾性体表面の弾性体を変化させ新しい機能を付加しながら、電子写真に用いられる感光体の機能に対して悪影響を及ぼさないことを見出したことに基づいて完成されたものである。前記イソシアネートは、末端あるいは側鎖に複数のイソシアネート基を有する化合物であって、溶剤を用いること無しに弾性層中に含浸させることができるものであればどのようなものでもよいが、加熱・冷却によって固体から液体・液体から固体に状態変化をするものが好ましい。具体的には、ジフェニルメタンジイソシアネートやトリレンジイソシアネートのポリイソシアネート等が例示できるが、これらに限定されるものではない。また、これらを2種以上混合させたものを用いてもよい。   From the surface of the elastic body formed on the surface of the metal core, an isocyanate stock solution is impregnated into the elastic body. It is known that an isocyanate group is rich in reactivity, and forms a urethane bond or an allophanate bond in the active hydrogen of a hydroxyl group or a urethane group. It is also known that it reacts with moisture present in the atmosphere to form urea bonds and burette bonds (the reaction is further accelerated by heating, but after impregnating the desired amount, the elastic body It is preferable to quickly wash and remove the isocyanate remaining on the roller surface with the poor solvent). The present invention does not adversely affect the function of the photoreceptor used in electrophotography while changing the elastic body of the elastic body containing these reaction products derived from isocyanate groups and adding a new function. It was completed based on the finding. The isocyanate is a compound having a plurality of isocyanate groups at the terminal or side chain, and any compound can be used as long as it can be impregnated into the elastic layer without using a solvent. It is preferable to change the state from solid to liquid / liquid to solid. Specific examples thereof include diphenylmethane diisocyanate and polyisocyanate of tolylene diisocyanate, but are not limited thereto. Moreover, you may use what mixed these 2 or more types.

前記ウレタン弾性体の表面処理は、前記弾性層の表面をイソシアネート化合物の原液に接触させて含浸し、その後表面に残留したイソシアネート化合物を溶剤で洗浄・除去した後、そのイソシアネート化合物の凝固点温度以下の温度環境下で前記弾性層中に含浸されたイソシアネート化合物を硬化させることによって行われる。具体的には、前記弾性体をイソシアネート化合物の原液に接触させて含浸する方法としては、浸漬、スプレーコート法及びロールコート法等が例示できる。また、前記イソシアネート化合物の蒸気に弾性層を暴露してもよい。いずれの場合も含浸時に加圧環境に置くと一層効果的である。弾性層表面にイソシアネート化合物が残留する場合であって残留するイソシアネート化合物を洗浄・除去する溶剤は、トルエン等そのイソシアネートを溶解する良溶剤を用いることも出来るが、前記イソシアネート化合物の貧溶剤で洗浄することが好ましい。貧溶剤により、前記イソシアネート化合物はコロイド状微粒子として分散し、弾性層表面から除去され、また弾性体内に含浸されたイソシアネート化合物は当該洗浄によって希釈されたり抽出されたりすることはなく、弾性層の表面の高密度な処理が出来る。   The surface treatment of the urethane elastic body is performed by bringing the surface of the elastic layer into contact with an isocyanate compound stock solution and then washing and removing the isocyanate compound remaining on the surface with a solvent. This is performed by curing the isocyanate compound impregnated in the elastic layer under a temperature environment. Specifically, examples of the method of impregnating the elastic body by bringing it into contact with an isocyanate compound stock solution include dipping, spray coating, and roll coating. The elastic layer may be exposed to the vapor of the isocyanate compound. In either case, it is more effective if placed in a pressurized environment during impregnation. In the case where the isocyanate compound remains on the surface of the elastic layer, the solvent for washing / removing the remaining isocyanate compound may be a good solvent that dissolves the isocyanate such as toluene, but is washed with a poor solvent for the isocyanate compound. It is preferable. Due to the poor solvent, the isocyanate compound is dispersed as colloidal fine particles and removed from the surface of the elastic layer, and the isocyanate compound impregnated in the elastic body is not diluted or extracted by the washing, and the surface of the elastic layer High-density processing is possible.

弾性層にイソシアネートを含浸する更に他の方法として、イソシアネート化合物の粉体を弾性層の表面にまぶし、その後該粉体を溶解せしめて含浸させる方法も挙げることが出来る。イソシアネート化合物の粉体としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの固体を粉砕させたもの等を用いることが出来る。そのような粉体を、弾性層の表面にまぶして、温風、赤外線等により該粉体を加熱・溶解することにより、含浸させることが出来る。粉体をまぶす量を調節すれば、前記した弾性層表面の余分なイソシアネート化合物の洗浄、除去工程を省略することが可能である。   As another method for impregnating the elastic layer with isocyanate, a method in which a powder of an isocyanate compound is applied to the surface of the elastic layer, and then the powder is dissolved and impregnated can be mentioned. As the powder of the isocyanate compound, for example, a pulverized solid of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate can be used. Such powder can be impregnated by covering the surface of the elastic layer and heating and dissolving the powder with warm air, infrared rays or the like. By adjusting the amount of powder coating, it is possible to omit the step of washing and removing the excess isocyanate compound on the surface of the elastic layer.

含浸されたイソシアネート化合物を弾性層内に固定し、硬化させる方法としては、そのイソシアネート化合物の凝固点以下の温度環境下において、その雰囲気の水分により硬化させる。たとえば、イソシアネート化合物として、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを用いる場合、その凝固点は約38℃であり、それより低い温度では固体となる。また、当該イソシアネート化合物は、環境中の水分等と反応して尿素誘導体等に変化した後には、再加熱しても溶解しなくなり、弾性層内に前記粒子状のイソシアネート化合物の誘導体が固定される。   As a method for fixing and curing the impregnated isocyanate compound in the elastic layer, the isocyanate compound is cured with moisture in the atmosphere under a temperature environment below the freezing point of the isocyanate compound. For example, when 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is used as the isocyanate compound, its freezing point is about 38 ° C, and it becomes a solid at lower temperatures. In addition, after the isocyanate compound reacts with moisture in the environment and changes to a urea derivative or the like, it does not dissolve even when reheated, and the particulate isocyanate compound derivative is fixed in the elastic layer. .

このような表面処理により弾性層の表面より1mm程度まで、10μm〜0.5mm程度まで処理が行われていることが好ましい。   It is preferable that the surface treatment is performed up to about 1 mm from the surface of the elastic layer to about 10 μm to 0.5 mm.

このようにして得られた表面処理の弾性層の表面近くの貯蔵弾性率をナノインデンターを用いて実質的に連続で測定することによって得られる貯蔵弾性率曲線に於ける、転移域よりも深い、貯蔵弾性率がほぼ一定となった域における貯蔵弾性率と、未処理の弾性層の貯蔵弾性率との差が最も大きかったのは、加圧して含浸後、そのイソシアネートの貧溶剤で洗浄し、直ちにそのイソシアネートの凝固点温度以下に冷却したものであった(図2中、実施例6)。溶媒希釈したイソシアネート化合物を含浸させたものや、含浸させたイソシアネート化合物を該イソシアネート化合物の凝固点よりも高い温度で硬化させたものは、ナノインデンターでの、貯蔵弾性率曲線に於ける転移域よりも深い、貯蔵弾性率がほぼ一定となった域に於ける貯蔵弾性率の値が、未処理の弾性層の貯蔵弾性率の値との差が小さく、弾性層中の硬化密度が低かった(図2中、比較例1)。   Deeper than the transition region in the storage elastic modulus curve obtained by measuring the storage elastic modulus near the surface of the surface-treated elastic layer obtained in this way substantially continuously using a nanoindenter. The difference between the storage elastic modulus in the region where the storage elastic modulus was almost constant and the storage elastic modulus of the untreated elastic layer was the largest. Immediately cooled to the freezing point temperature of the isocyanate (Example 6 in FIG. 2). What is impregnated with a solvent-diluted isocyanate compound, or is obtained by curing the impregnated isocyanate compound at a temperature higher than the freezing point of the isocyanate compound, from the transition region in the storage elastic modulus curve in the nanoindenter However, the value of the storage elastic modulus in the region where the storage elastic modulus is almost constant is small from the value of the storage elastic modulus of the untreated elastic layer, and the curing density in the elastic layer is low ( In FIG. 2, Comparative Example 1).

一方、本発明に係る弾性層の切断面をビデオマイクロで観察すると、含浸部分が白く見える。更に拡大してみると、含浸されたイソシアネートが粒状に散在しており、その粒径、分散の密度は、ウレタン弾性体基材のハードセグメントとソフトセグメントの比率、含浸時間・温度により変化し、その条件設定により、粒径、分散の密度を制御できることが分かった。具体的には、本発明によれば、弾性層中に含浸された液状のイソシアネート化合物は、弾性層中において、凝集して球状に分散する。弾性層の表面に近い部分は含浸量が多く、大きい粒子となって分散する。その一方で、表面から遠い、深い部分では含浸量が少なく、小さい粒子となって分散する。含浸後のイソシアネート化合物の凝固点温度以下の温度環境下での該イソシアネート化合物の硬化によりイソシアネートの凝集体は結晶化し、環境中の水分と反応して尿素誘導体等に変化し、再加熱しても溶解しなくなる。   On the other hand, when the cut surface of the elastic layer according to the present invention is observed with a video micro, the impregnated portion appears white. When further expanded, the impregnated isocyanate is scattered in granular form, and the particle size and density of the dispersion change depending on the ratio of the hard segment and the soft segment of the urethane elastic substrate, the impregnation time and temperature, It was found that the particle size and dispersion density can be controlled by setting the conditions. Specifically, according to the present invention, the liquid isocyanate compound impregnated in the elastic layer is aggregated and dispersed spherically in the elastic layer. The portion close to the surface of the elastic layer has a large amount of impregnation and is dispersed as large particles. On the other hand, in the deep part far from the surface, the amount of impregnation is small and the particles are dispersed as small particles. The isocyanate agglomerates crystallize due to curing of the isocyanate compound in a temperature environment below the freezing point temperature of the impregnated isocyanate compound, react with moisture in the environment, change to a urea derivative, etc., and dissolve even when reheated. No longer.

この無溶剤のイソシアネートの原液に前記弾性体を浸漬する場合について、更に具体的な処理条件を説明すると、原液の温度は、使用するイソシアネートの融点温度以上から100℃が好ましい、特に40℃〜90℃に設定しておくことが好ましい。浸漬する時間は、イソシアネートの種類にもよるが、1分以内、好ましくは30秒以内、より好ましくは1秒以上10秒以下がよい。この時間の範囲を外れると、表面処理層が膨張し、変形が起こり易くなり、優れた効果をもたらさなくなる。   In the case of immersing the elastic body in the solvent-free isocyanate stock solution, more specific treatment conditions will be described. The temperature of the stock solution is preferably from 100 ° C. to the melting point temperature of the isocyanate to be used, particularly 40 ° C. to 90 ° C. It is preferable to set it to ° C. The immersion time depends on the type of isocyanate, but is within 1 minute, preferably within 30 seconds, and more preferably from 1 second to 10 seconds. If the time is out of the range, the surface treatment layer expands and is likely to be deformed, and no excellent effect is obtained.

以上の説明は弾性層の主たる構成材料が、ポリウレタンを例に説明したが、その他アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、水添NBR(H−NBR)、更にイソプレン等の第3成分を共重合したNBRや、カルボキシル基等の官能基を導入した変性NBR、ブタジエン部位を内部架橋したNBR等のニトリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマー、エピクロルヒドリンゴム(CO)、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム(ECO)、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共重合ゴム等のヒドリンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム等が挙げられる。これらの中でも、極性ポリマー自身の電気抵抗が低い点で、CO、ECO等のヒドリンゴム、NBR、H−NBR等のニトリルゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等のアルキルエーテルポリマーや、NR(IR)(イソプレンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、SBR(スチレンブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンジエンターポリマー)、IIR(ブチルゴム)やオレフィンエラストマー、SEBS系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー等が適宜用いられる。   In the above description, the main constituent material of the elastic layer has been described by taking polyurethane as an example. However, other acrylonitrile butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (H-NBR), NBR copolymerized with a third component such as isoprene, Alkyl ethers such as modified NBR introduced with a functional group such as a carboxyl group, nitrile rubber such as NBR having a butadiene moiety internally cross-linked, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer Polymer, epichlorohydrin rubber (CO), epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber (ECO), epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber, etc., hydrin rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, chloros Hong polyethylene rubber. Among these, hydrin rubbers such as CO and ECO, nitrile rubbers such as NBR and H-NBR, ethylene oxide-propylene oxide copolymers, ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether, in terms of low electrical resistance of the polar polymer itself. Alkyl ether polymers such as copolymers, NR (IR) (isoprene rubber), BR (butadiene rubber), SBR (styrene butadiene rubber), EPDM (ethylene propylene diene terpolymer), IIR (butyl rubber), olefin elastomer, SEBS A system elastomer, a polystyrene system elastomer, etc. are used suitably.

本発明に係る電子写真弾性部材は、表面処理前で1×10Ω〜1×10Ωであり、表面処理後で1×10Ω〜1×1010Ωである。このような抵抗範囲は、本発明に係る電子写真弾性部材を帯電ローラーに用いた場合において、画像の濃度ムラやカブリ等の問題を生じさせることがなく、良好な画像を得ることが可能である。また、弾性体層の表面平均粗さを10μm以下に調整することが好ましい。この範囲であれば、例えば帯電ローラーであれば、本発明に係る電子写真弾性部材を帯電ローラーに用いた場合において、良好な帯電をさせることができる。かくして得られた帯電ローラーは、例えば感光体の表面に接触させることにより、感光体の表面を帯電させる。前記感光体としては、自体公知の各種の感光体があるが、特に有機感光体が好適である。 The electrophotographic elastic member according to the present invention is 1 × 10 2 Ω to 1 × 10 7 Ω before the surface treatment, and 1 × 10 5 Ω to 1 × 10 10 Ω after the surface treatment. Such a resistance range allows a good image to be obtained without causing problems such as uneven image density and fog when the electrophotographic elastic member according to the present invention is used for a charging roller. . Moreover, it is preferable to adjust the surface average roughness of an elastic body layer to 10 micrometers or less. If it is this range, if it is a charging roller, when the electrophotographic elastic member which concerns on this invention is used for a charging roller, favorable charge can be made, for example. The charging roller thus obtained charges the surface of the photoconductor, for example, by contacting the surface of the photoconductor. Examples of the photoreceptor include various types of photoreceptors known per se, and an organic photoreceptor is particularly preferable.

以下、実施例により本発明をより一層詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(実施例1)
数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン社製)よりNCO%が5.5%のプレポリマーを製造した。数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000)88質量部と、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンの混合物(質量比で65:35)12質量部、ウレタン化触媒{酢酸カリウム(日本乳化剤株式会社製、商品名:P15)をウレタン硬化物全体の500ppmとなる量と、反応性アミン触媒(日本乳化剤株式会社製、商品名:PC17)をウレタン硬化物全体の2000ppmとなる量。}、過塩素酸リチウム錯化合物(LiClOとCHCHOCHCHOHとの3:7の質量比の錯化合物)を全体の6.6%となるように添加して混合分散した架橋剤を水酸基/イソシアネート基のモル比が0.95になるように混合し、この混合物を、予めシャフト(φ:6mm、l:255mm)が配置されている130℃に予熱された金型に注入し、130℃にて10分間加熱し、両端部を除くシャフト表面に、導電性ポリウレタン弾性体層が形成されたφ8.5mmのロールを得たこのロールの硬度は68°(JIS A)であり、15℃/10%RH環境で200Vの電圧を印加して測定したロール抵抗値は9×10Ωであった。
Example 1
NCO% of 5.5% from polytetramethylene glycol (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000) and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane) A prepolymer was produced. 88 parts by mass of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2000 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000), 12 parts by mass of a mixture of 1,4-butanediol and trimethylolpropane (mass ratio 65:35), Urethane catalyst {Potassium acetate (made by Nippon Emulsifier Co., Ltd., trade name: P15) is used in an amount of 500 ppm of the entire urethane cured product; The amount which becomes 2000ppm of the whole. }, A lithium perchlorate complex compound (complex compound with a mass ratio of 3: 7 of LiClO 4 and CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OH) was added and mixed and dispersed so as to be 6.6% of the whole. The cross-linking agent was mixed so that the molar ratio of hydroxyl group / isocyanate group was 0.95, and this mixture was put into a mold preheated to 130 ° C. where a shaft (φ: 6 mm, l: 255 mm) was previously arranged. Injected and heated at 130 ° C. for 10 minutes to obtain a 8.5 mm roll having a conductive polyurethane elastic layer formed on the shaft surface excluding both ends. The hardness of this roll was 68 ° (JIS A). Yes, the roll resistance value measured by applying a voltage of 200 V in a 15 ° C./10% RH environment was 9 × 10 5 Ω.

<表面処理>
このローラーを、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン社製 凝固点温度約38℃)に20秒間浸漬し、引き上げ、表面に残留する4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを、貧溶剤であるアクトレル1140L(エクソン社製)をしみこませたスポンジで拭き取り・除去した。その後速やかに25℃に冷却し、32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。得られた表面処理ローラーの抵抗は15℃/10%RHの環境下で2.3×10Ωであった。また誘電率は(誘電率測定装置:東陽テクニカ社製。水平に設置したφ30mmのアルミニウム管平行にローラーを乗せ両端部をそれぞれ500gで荷重して測定した。)同環境、3V、0.01Hzで測定したところ|ε|は2×10−6であった。
<Surface treatment>
This roller was immersed in 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd., freezing point temperature of about 38 ° C.) for 20 seconds, pulled up, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate remaining on the surface. Was removed by wiping with a sponge soaked with Actorel 1140L (exxon), which is a poor solvent. Thereafter, it was quickly cooled to 25 ° C. and left in an environment of 32.5 ° C./80% RH for 2 days. The resistance of the obtained surface treatment roller was 2.3 × 10 6 Ω under an environment of 15 ° C./10% RH. Dielectric constant (dielectric constant measuring device: manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. was measured by placing a roller parallel to a horizontally installed φ30 mm aluminum tube and loading both ends with 500 g each.) Same environment, 3 V, 0.01 Hz When measured, | ε | was 2 × 10 −6 .

ナノインデンター(MTS社製ナノインデンター。測定条件:DCMヘッドを使用し、試験モードはCSMオプション+粘弾性オプション、使用端子はバーコビッチ型ダイヤモンド圧子、測定位置は、間隔100μmで10点、測定パラメーターは、Surface approach Sensitivityが3%、Strain Rateが0.05、ポアソン比が0.25、押し込み深さ10,000nmまで、振動数75Hz、サンプリングレート5回/秒。測定サンプルは各ローラーから切り出して採取した。)で弾性率を測定したところ、図2の如く、表面から中心に向かって弾性率低下曲線が得られた。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、転移域よりも深い、貯蔵弾性率がほぼ一定となった域である、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で21.2Mpaで基層、即ち未処理の弾性層の貯蔵弾性率の2.2倍であった。あった。比較対照として、表面処理のされていない基層の同じ条件での貯蔵弾性率は9.7Mpaであった。また、ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは170μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約3μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。   Nano indenter (MTS nano indenter. Measurement conditions: DCM head, test mode is CSM option + viscoelastic option, terminal is Berkovic diamond indenter, measurement position is 10 points at 100μm interval, measurement parameters The surface application sensitivity is 3%, the strain rate is 0.05, the Poisson's ratio is 0.25, the indentation depth is 10,000 nm, the vibration frequency is 75 Hz, and the sampling rate is 5 times / second. When the elastic modulus was measured in the above-described manner, an elastic modulus lowering curve was obtained from the surface toward the center as shown in FIG. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve is an area where the storage elastic modulus is deeper than the transition region and the storage elastic modulus is almost constant, and the average value at a distance of 1500 nm to 2000 nm from the surface is 21.2 Mpa. The storage elastic modulus of the treated elastic layer was 2.2 times. there were. As a comparative control, the storage elastic modulus of the base layer not subjected to the surface treatment under the same conditions was 9.7 Mpa. Moreover, the processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 170 μm. Further, it was observed that the particle size was about 3 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside.

<帯電ローラーに直流電圧のみを印加した際の帯電均一性評価>
図3に示す構成の電子写真装置に、上記帯電ローラーを取り付け、温度15℃/湿度10%RHの環境下において、ハーフトーン画像を出力した。本実施例において使用する電子写真装置は、94mm/s及び30mm/sのプロセススピードを有する。また、このとき、電子写真感光体1の表面電位Vは、−600Vとなるように各環境において印加電圧を調節して画像を出力した。画像レベルランクは2であった。
<Evaluation of charging uniformity when only DC voltage is applied to the charging roller>
The charging roller was attached to the electrophotographic apparatus having the configuration shown in FIG. 3, and a halftone image was output in an environment of a temperature of 15 ° C./humidity of 10% RH. The electrophotographic apparatus used in this embodiment has a process speed of 94 mm / s and 30 mm / s. At this time, the surface potential V D of the electrophotographic photosensitive member 1 was adjusted to an applied voltage in each environment so that the surface potential V D was −600 V, and an image was output. The image level rank was 2.

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

表中の画像レベルは、ランク1が非常に良い、ランク2は良い、ランク3はハーフトーン画像上微かにスジ及びポチ状の画像欠陥がある、ランク4はスジ及びポチ状の画像欠陥が目立つ、というレベルである。   As for the image level in the table, rank 1 is very good, rank 2 is good, rank 3 has a slight streak and spot image defect, and rank 4 has a streak and spot image defect. Is the level.

(比較例1)
実施例1の表面処理において、このローラーを、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートに20秒間浸漬する代わりに、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート/トルエン=10質量%/90質量%の処理液(液温25℃)に30秒間浸漬し、そのトルエン溶液をスポンジで拭き取り風乾により乾燥させ32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。その他は同様にして行った。
(Comparative Example 1)
In the surface treatment of Example 1, this roller was immersed in 4,4′-diphenylmethane diisocyanate at 80 ° C. for 20 seconds, but 4,4′-diphenylmethane diisocyanate / toluene at 80 ° C. = 10% by mass / 90% by mass. The toluene solution was wiped with a sponge, dried by air drying, and allowed to stand in an environment of 32.5 ° C./80% RH for 2 days. Others were performed in the same manner.

得られた表面処理ローラーの抵抗は1.1×10Ωであった。また誘電率は4×10−7であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは85μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約2μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。 The resistance of the obtained surface treatment roller was 1.1 × 10 6 Ω. The dielectric constant was 4 × 10 -7. The processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 85 μm. Moreover, it was observed that the particle size was about 2 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside.

ナノインデンターで弾性率を測定したところ、図2の如く、表面から中心に向かって弾性率低下曲線が得られた。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で12.6Mpaで基層の1.3倍であった。画像レベルランクは4であった。   When the elastic modulus was measured with a nanoindenter, an elastic modulus decreasing curve was obtained from the surface toward the center as shown in FIG. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 12.6 Mpa at an average value of the distance from the surface of 1500 nm to 2000 nm, which was 1.3 times that of the base layer. The image level rank was 4.

(実施例2)
実施例1の表面処理において、このローラーを、130℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート蒸気に20秒間暴露し、その後洗浄はせず、速やかに25℃に冷却し、32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。その他は同様にして行った。
(Example 2)
In the surface treatment of Example 1, the roller was exposed to 4,4′-diphenylmethane diisocyanate vapor at 130 ° C. for 20 seconds, then not washed, immediately cooled to 25 ° C., and 32.5 ° C./80% It was left for 2 days in an RH environment. Others were performed in the same manner.

得られた表面処理ローラーの抵抗は1×10Ωであった。また誘電率は8×10−6であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは130μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約2μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で22.7Mpaで基層の2.3倍であった。画像レベルは1であった。 Resistance of the resulting surface-treated roller was 1 × 10 6 Ω. The dielectric constant was 8 × 10 −6 . The processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 130 μm. Moreover, it was observed that the particle size was about 2 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 2.3 times that of the base layer at an average value of a distance of 1500 nm to 2000 nm from the surface at 22.7 MPa. The image level was 1.

(実施例3)
実施例1の表面処理において、このローラーを、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートに0.2MPaに加圧した耐圧容器内で下で2秒間浸漬し、引き上げ、表面に残留する4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを、良溶剤であるトルエンをしみこませたスポンジで拭き取り、トルエンを乾燥させ速やかに25℃に冷却し、32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。その他は同様にして行った。
(Example 3)
In the surface treatment of Example 1, the roller was immersed in 4,4′-diphenylmethane diisocyanate at 80 ° C. for 2 seconds in a pressure vessel pressurized to 0.2 MPa, pulled up, and left on the surface. '-Diphenylmethane diisocyanate was wiped off with a sponge soaked with toluene as a good solvent, dried with toluene, quickly cooled to 25 ° C., and allowed to stand in an environment of 32.5 ° C./80% RH for 2 days. Others were performed in the same manner.

得られた表面処理ローラーの抵抗は7×10Ωであった。また誘電率は1×10−5であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは260μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約5μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で24.6Mpaで基層の2.5倍であった。画像レベルは1であった。 The resistance of the obtained surface treatment roller was 7 × 10 6 Ω. The dielectric constant was 1 × 10 -5. The treatment thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 260 μm. Moreover, it was observed that the particle size was about 5 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 2.5 times the base layer at 24.6 MPa with an average value of the distance from the surface of 1500 nm to 2000 nm. The image level was 1.

(実施例4)
実施例1の表面処理において、表面に残留する4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを、良溶剤であるトルエンを染み込ませたスポンジで拭き取った他は同様に行った。得られた表面処理ローラーの抵抗は1.3×10Ωであった。また誘電率は1×10−6であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは100μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約3μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。
Example 4
The surface treatment of Example 1 was carried out in the same manner except that 4,4′-diphenylmethane diisocyanate remaining on the surface was wiped off with a sponge soaked with toluene as a good solvent. Resistance of the resulting surface-treated roller was 1.3 × 10 6 Ω. The dielectric constant was 1 × 10 −6 . The processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 100 μm. Further, it was observed that the particle size was about 3 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside.

曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で18.2Mpaで、基層の1.9倍であった。画像レベルは1であった。   The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 18.2 Mpa at an average value of a distance of 1500 nm to 2000 nm from the surface, which was 1.9 times that of the base layer. The image level was 1.

(実施例5)
エピクロルヒドリンゴム(商品名:エピクロマーCG−102;ダイソー製)を75質量部と、NBRゴム(商品名:N230S;JSR製)を25質量部、ステアリン酸亜鉛を1質量部、酸化亜鉛を5質量部、炭酸カルシウムを30質量部、MTカーボンを5質量部、M(加硫促進剤)を1質量部、DM(加硫促進剤)を1質量部、PMC(イオウ、鶴見化学社製)を1.2質量部の材料を混練りし、シャフト(φ:6mm、L:255mm)の両端部を除く表面に、弾性体層が形成されたローラーを得た。このローラーの硬度は50°(JIS A)であり、ローラー抵抗値は4×10Ωであった。
(Example 5)
75 parts by mass of epichlorohydrin rubber (trade name: Epichromer CG-102; manufactured by Daiso), 25 parts by mass of NBR rubber (trade name: N230S; manufactured by JSR), 1 part by mass of zinc stearate, 5 parts by mass of zinc oxide , 30 parts by weight of calcium carbonate, 5 parts by weight of MT carbon, 1 part by weight of M (vulcanization accelerator), 1 part by weight of DM (vulcanization accelerator), 1 PMC (sulfur, manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) .2 parts by mass of material was kneaded to obtain a roller having an elastic layer formed on the surface excluding both ends of the shaft (φ: 6 mm, L: 255 mm). The roller hardness is 50 ° (JIS A), the roller resistance value was 4 × 10 8 Ω.

このローラーを、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン社製)に20秒間浸漬し、引き上げ、表面に残留する4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを、貧溶剤であるアクトレル1140Lをしみこませたスポンジで拭き取り・除去した。その後速やかにトルエンを乾燥させ25℃に冷却し、32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。   This roller was immersed in 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) at 80 ° C. for 20 seconds, pulled up, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate remaining on the surface was removed with a poor solvent. A certain Actrel 1140L was wiped off with a sponge soaked and removed. Thereafter, toluene was quickly dried, cooled to 25 ° C., and allowed to stand for 2 days in an environment of 32.5 ° C./80% RH.

得られた表面処理ローラーの抵抗は2.4×10Ωであった。また誘電率は2×10−6であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは90μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約3μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で14.6Mpaで基層の7.9MPaの1.9倍であった。画像レベルは1であった。 The resistance of the obtained surface treatment roller was 2.4 × 10 7 Ω. The dielectric constant was 2 × 10 −6 . The processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 90 μm. Further, it was observed that the particle size was about 3 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 1.9 times the 7.9 MPa of the base layer at 14.6 Mpa at an average value of the distance from the surface of 1500 nm to 2000 nm. The image level was 1.

(実施例6)
実施例1の表面処理において、このローラーを、80℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートに20秒間浸漬し、引き上げ、表面に残留する4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを、貧溶剤であるアクトレル1140Lの50℃液に10秒浸漬し洗浄・除去する代わりに、25℃の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの粉末500mgをまぶし、その後80℃雰囲気下で加熱し5分間放置して含浸させた。その後洗浄はせず、速やかに25℃に冷却し、32.5℃/80%RHの環境下で2日間放置した。その他は同様にして行った。
(Example 6)
In the surface treatment of Example 1, this roller was immersed in 4,4′-diphenylmethane diisocyanate at 80 ° C. for 20 seconds, pulled up, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate remaining on the surface was replaced with 1140 L of Actrel 1 which is a poor solvent. Instead of immersing in 50 ° C. solution for 10 seconds and washing / removing, 500 mg of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate powder at 25 ° C. was applied, then heated in an 80 ° C. atmosphere and allowed to stand for 5 minutes for impregnation. After that, without washing, it was quickly cooled to 25 ° C. and left for 2 days in an environment of 32.5 ° C./80% RH. Others were performed in the same manner.

得られた表面処理ローラーの抵抗は7.3×10Ωであった。また誘電率は8×10−6であった。ビデオマイクロ(キーエンス社、2000倍)で測定した処理厚さは230μmであった。また、粒子の大きさは表面付近で約5μmで内部に向かって粒径が小さくなるのが観察された。曲線から読み取った処理層の貯蔵弾性率は、表面からの距離1500nm−2000nmの平均値で26.4Mpaで基層の2.7倍であった。画像レベルは1であった。 The resistance of the obtained surface treatment roller was 7.3 × 10 6 Ω. The dielectric constant was 8 × 10 −6 . The processing thickness measured by Video Micro (Keyence Corporation, 2000 times) was 230 μm. Moreover, it was observed that the particle size was about 5 μm near the surface and the particle size decreased toward the inside. The storage elastic modulus of the treated layer read from the curve was 2.7 times that of the base layer at 26.4 MPa with an average value of the distance from the surface of 1500 nm to 2000 nm. The image level was 1.

Figure 2006039031
Figure 2006039031

本発明の弾性部材の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the elastic member of this invention. 実施例で得られた弾性部材のナノインデンターの深さ対貯蔵弾性率曲線である。It is the depth of a nano indenter of an elastic member obtained in an example, and a storage elastic modulus curve. 本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the electrophotographic apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子写真感光体
2 帯電部材(帯電ローラー)
2a 支持体(導電性支持体)
2b 弾性層
2c 抵抗層
2d 表面層
2e 第2の抵抗層
3 露光手段
4 現像手段
4a トナー担持体
4b 撹拌部材
4c トナー磁性部材
5 転写手段
6 クリーニング手段
L レーザー光
S1,S2,S3 バイアス印加電源
P 転写材
1 Electrophotographic photoreceptor 2 Charging member (charging roller)
2a Support (conductive support)
2b Elastic layer 2c Resistance layer 2d Surface layer 2e Second resistance layer 3 Exposure means 4 Development means 4a Toner carrier 4b Stirring member 4c Toner magnetic member 5 Transfer means 6 Cleaning means L Laser light S1, S2, S3 Bias application power source P Transfer material

Claims (14)

支持体と、該支持体上に設けられている弾性層と、を有している電子写真用弾性部材であって、該弾性層が、無溶剤のイソシアネート化合物を該弾性層の表面から含浸せしめ、その後に該イソシアネート化合物の凝固点温度以下の温度環境下で該イソシアネート化合物を硬化させることによって改質されていることを特徴とする電子写真用弾性部材。   An electrophotographic elastic member having a support and an elastic layer provided on the support, wherein the elastic layer is impregnated with a solvent-free isocyanate compound from the surface of the elastic layer. An elastic member for electrophotography, which is then modified by curing the isocyanate compound in a temperature environment below the freezing point temperature of the isocyanate compound. 前記弾性層の貯蔵弾性率が表面から中心部に向かって連続的に低くなっていて、且つ該弾性層の貯蔵弾性率の転移域よりも深い、貯蔵弾性率がほぼ一定となっている域における貯蔵弾性率が、改質前の該弾性層の貯蔵弾性率の1.5倍以上である請求項1に記載の電子写真用弾性部材。   In a region where the storage elastic modulus of the elastic layer is continuously lower from the surface toward the center and deeper than the transition region of the storage elastic modulus of the elastic layer, the storage elastic modulus is substantially constant. The elastic member for electrophotography according to claim 1, wherein the storage elastic modulus is 1.5 times or more the storage elastic modulus of the elastic layer before modification. 前記弾性層が前記イソシアネート化合物の硬化物からなる粒子を含み該弾性層の表面から内部に向かって、該粒子の粒径が小さくなっている請求項1又は2に記載の電子写真用弾性部材。   The elastic member for electrophotography according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer includes particles made of a cured product of the isocyanate compound, and the particle diameter of the particles decreases from the surface to the inside of the elastic layer. 前記弾性層がポリウレタンを含んでいる請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用弾性部材。   The electrophotographic elastic member according to claim 1, wherein the elastic layer contains polyurethane. 前記弾性層の電気抵抗値が1×10Ω〜1×1010Ωである請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用弾性部材。 The electrophotographic elastic member according to claim 1, wherein the elastic layer has an electric resistance value of 1 × 10 5 Ω to 1 × 10 10 Ω. 前記弾性層の誘電率|ε|が1×10−5〜1×10−7である請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用弾性部材。 The electrophotographic elastic member according to claim 1, wherein a dielectric constant | ε | of the elastic layer is 1 × 10 −5 to 1 × 10 −7 . 前記電子写真用弾性部材が帯電ローラーである請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真用弾性部材。   The electrophotographic elastic member according to claim 1, wherein the electrophotographic elastic member is a charging roller. 請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用弾性部材を具備していることを特徴とするプロセスカートリッジ。   A process cartridge comprising the electrophotographic elastic member according to claim 1. 請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用弾性部材を具備していることを特徴とする電子写真装置。   An electrophotographic apparatus comprising the electrophotographic elastic member according to claim 1. 支持体と、該支持体上の改質された弾性層と、を具備している電子写真用弾性部材の製造方法であって、
前記弾性層の改質工程として、
(i)支持体上の弾性層の表面から無溶剤のイソシアネート化合物を含浸せしめる工程、と
(ii)該弾性層中の該イソシアネート化合物を、その凝固点温度以下の温度環境下で硬化させる工程、と
を有していることを特徴とする電子写真用弾性部材の製造方法。
A method for producing an electrophotographic elastic member comprising a support and a modified elastic layer on the support,
As a modification step of the elastic layer,
(I) a step of impregnating a solventless isocyanate compound from the surface of the elastic layer on the support; and (ii) a step of curing the isocyanate compound in the elastic layer in a temperature environment below its freezing point temperature; A method for producing an elastic member for electrophotography, comprising:
前記工程(i)が、弾性層に前記イソシアネート化合物を加圧条件下で含浸せしめる工程を含む請求項10に記載の電子写真用弾性部材の製造方法。   The method for producing an electrophotographic elastic member according to claim 10, wherein the step (i) includes a step of impregnating the elastic layer with the isocyanate compound under pressure. 前記工程(i)が、弾性層を前記イソシアネート化合物の蒸気に暴露する工程を含む請求項10又は11に記載の電子写真用弾性部材の製造方法。   The method for producing an elastic member for electrophotography according to claim 10 or 11, wherein the step (i) includes a step of exposing the elastic layer to the vapor of the isocyanate compound. 前記工程(i)が、弾性層の表面に前記イソシアネート化合物の粉体をまぶした後、前記イソシアネート化合物の粉体を融解せしめる工程を含む請求項10に記載の電子写真用弾性部材の製造方法。   The method for producing an elastic member for electrophotography according to claim 10, wherein the step (i) includes a step of melting the powder of the isocyanate compound after the powder of the isocyanate compound is coated on the surface of the elastic layer. 前記工程(i)によって得られた弾性層の表面に残留している前記イソシアネート化合物を、前記イソシアネートの貧溶剤を用いて洗浄・除去する工程(iii)を、前記工程(ii)の前に有する請求項10〜13のいずれかに記載の電子写真用弾性部材の製造方法。   Before the step (ii), the step (iii) of washing and removing the isocyanate compound remaining on the surface of the elastic layer obtained by the step (i) using a poor solvent for the isocyanate is included. The manufacturing method of the elastic member for electrophotography in any one of Claims 10-13.
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