JP2006090454A - Method of manufacturing elastic roller, process cartridge, and image formation device - Google Patents

Method of manufacturing elastic roller, process cartridge, and image formation device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an elastic roller by pouring elastic layer material in a mold by which the outer diameter of the roller is equalized so that a difference in outer diameter of the roller in its longitudinal direction is not larger than 5 μm even when the curing temperature is increased to shorten the molding cycle. <P>SOLUTION: When molding the elastic roller by pouring and curing the elastic layer material in the mold retaining a core bar, the temperature of the mold on the material pouring side is made higher than that of the mold on the outlet side. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、弾性ローラ、特に電子写真の原理を用いた画像形成装置に用いる現像剤担持ローラとして有用な弾性ローラを製造する方法に関し、該方法で製造された弾性ローラを現像剤担持ローラとして組み込んだプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an elastic roller, particularly an elastic roller useful as a developer carrying roller for use in an image forming apparatus using the principle of electrophotography, and the elastic roller manufactured by the method is incorporated as a developer carrying roller. The present invention relates to a process cartridge and an image forming apparatus.

従来、画像形成体に接触もしくは近接して配置された現像剤担持ローラにより、画像形成体に現像剤(以下、“トナー”と表記することがある)を供給することにより画像形成体表面に可視画像を形成する現像方式として、一成分現像法が知られている。この一成分現像法は、現像剤担持ローラ表面にトナーを付着させ、付着したトナーの層厚を層厚規制部材により均一化すると共にトナーを層厚規制部材との摩擦により帯電させた後、画像形成体に現像剤担持ローラを接触ないし近接させることにより該画像形成体表面上に潜像となっている画像をトナー転移によって顕像化する方法である。   Conventionally, a developer carrying roller disposed in contact with or in close proximity to the image forming body is supplied with a developer (hereinafter, sometimes referred to as “toner”) to the image forming body so that the surface is visible on the image forming body. As a developing method for forming an image, a one-component developing method is known. In this one-component development method, toner is adhered to the surface of the developer carrying roller, the layer thickness of the adhered toner is made uniform by the layer thickness regulating member, and the toner is charged by friction with the layer thickness regulating member, In this method, an image formed as a latent image on the surface of the image forming body is visualized by toner transfer by bringing a developer carrying roller into contact with or close to the forming body.

現像剤担持ローラを画像形成体に接触させる場合、画像形成体との接触部の幅は、その長手方向において均一であることが要求される。また近接させる場合、画像形成体と現像剤担持ローラとの対抗間隙が、その長手方向において均一であることが要求される。そのため、現像剤担持ローラの外径形状は、その長手方向において均一であることが非常に重要な要件である。   When the developer carrying roller is brought into contact with the image forming body, the width of the contact portion with the image forming body is required to be uniform in the longitudinal direction. In the case of proximity, the facing gap between the image forming body and the developer carrying roller is required to be uniform in the longitudinal direction. Therefore, it is a very important requirement that the outer diameter shape of the developer carrying roller is uniform in the longitudinal direction.

そのような現像剤担持ローラに必要な導電性弾性層を得るための製造方法としては、高精度に研磨する方法が提案されている。すなわち、適当な肉厚に押し出し成形したチューブに芯金を圧入し、その後所望の形状に研磨する方法である。この方法によれば、導電性弾性層の長手方向において、ある程度均一な外径である導電性弾性層を得ることが可能になるが、押出し工程と研磨工程の2工程が必要となり、作業効率上は元よりコスト上も問題であり、さらに、外径の均一な高精度なローラを得るためには研磨にかける時間を長くする必要があり、今後の要求されるさらなる高精度化に対しては改良が要求される技術となっている。   As a manufacturing method for obtaining a conductive elastic layer necessary for such a developer carrying roller, a method of polishing with high accuracy has been proposed. That is, it is a method in which a core metal is press-fitted into a tube extruded to an appropriate thickness and then polished into a desired shape. According to this method, it is possible to obtain a conductive elastic layer having a somewhat uniform outer diameter in the longitudinal direction of the conductive elastic layer, but two steps of an extrusion process and a polishing process are required, which increases work efficiency. Is a problem in terms of cost, and in order to obtain a highly accurate roller with a uniform outer diameter, it is necessary to lengthen the polishing time. It is a technology that requires improvement.

これに対し、その内径形状が高精度に加工された円筒状の成形型内に芯金を配し、その後型内に原料を注入し、加熱することにより硬化させて、導電性弾性層を得るインジェクション成形法が提案されている。これによれば、高精度に加工された成形型を用いることで、ほぼ型形状を反映した高精度の導電性弾性層を有する現像剤担持ローラを得ることができる。また、表面精度が良好であることから成形後に研磨することなく、所望の均一な導電性弾性層を有する現像剤担持ローラを得ることが可能であることから、近年多く採用されている。   In contrast, a cored bar is placed in a cylindrical mold whose inner diameter shape is processed with high accuracy, and then a raw material is poured into the mold and cured by heating to obtain a conductive elastic layer. An injection molding method has been proposed. According to this, a developer carrying roller having a highly accurate conductive elastic layer substantially reflecting the shape of the mold can be obtained by using a molding die processed with high accuracy. In addition, since the surface accuracy is good, it is possible to obtain a developer carrying roller having a desired uniform conductive elastic layer without polishing after molding, so that it has been widely used in recent years.

しかしながら、内径が高精度である成形型を用いたインジェクション成形においても、硬化時にローラ各部の材料にかかる熱履歴の差から、外径が長手方向に十分均一なローラを得ることは難しく、通常、ローラ長手方向において数μm〜十数μm程度の外径差が生じているのが現状であり、さらに成形加工処理時間短縮のために硬化温度を高くすると、その傾向がより顕著になり問題となっていた。   However, even in injection molding using a mold having a high inner diameter, it is difficult to obtain a roller whose outer diameter is sufficiently uniform in the longitudinal direction due to the difference in heat history applied to the material of each part of the roller during curing. Currently, there is a difference in outer diameter of several μm to several tens of μm in the longitudinal direction of the roller. Further, if the curing temperature is increased to shorten the molding processing time, the tendency becomes more prominent and becomes a problem. It was.

このような問題に対し、原料注入後の該成形型の昇温状態をフィードバック制御することで、硬化中のローラ導電性弾性層各部にかかる熱履歴を均一にする手法が提案されている(例えば、特許文献1)。   For such a problem, a technique has been proposed in which the heat history applied to each part of the roller conductive elastic layer during curing is made uniform by feedback controlling the temperature rise state of the mold after the raw material is injected (for example, Patent Document 1).

しかしながら、この手法によれば、成形型内に原料を注入した後、成形型各部の温度が均一に昇温するようにフィードバック制御を行うため、室温から硬化に必要な温度にまで昇温するのに時間を要し、さらには温度のフィードバック制御システムが複雑になる等の問題があり、成形加工処理時間の短縮及び低コスト化には不利であった。   However, according to this method, after injecting the raw material into the mold, feedback control is performed so that the temperature of each part of the mold is uniformly increased, so that the temperature is increased from room temperature to the temperature required for curing. It takes time, and the temperature feedback control system is complicated, which is disadvantageous for shortening the molding processing time and reducing the cost.

このようなことから、現在では、予め硬化に必要な温度に昇温してある成形型内に、原料を注入する手法が用いられるに至っている。この手法においても、高い外径精度をもったローラを得るために、導電性弾性体層各部にかかる熱履歴を可能な限り均一化しようとする目的で、成形型各部の温度を高度に均一化する方法が提案されている(例えば、特許文献2)。   For these reasons, a method of injecting a raw material into a mold that has been heated to a temperature necessary for curing in advance has been used at present. Even in this method, in order to obtain a roller with high outer diameter accuracy, the temperature of each part of the mold is highly uniformed in order to make the thermal history of each part of the conductive elastic layer as uniform as possible. A method has been proposed (for example, Patent Document 2).

このような手法によれば、100〜120℃の比較的低温領域の加工においてはローラ外径差をその長手方向において数μm以内の範囲におさえることが可能になるものの、近年、加工処理時間の短縮のために硬化の温度を上げることが要求され、その場合、材料の注入側と充填末端部(出口側)とで、その部分にかかる熱量の差が大きくなり、ローラ外径差が大きくなり問題となっていた。   According to such a method, in processing in a relatively low temperature region of 100 to 120 ° C., it becomes possible to keep the roller outer diameter difference within a range of several μm in the longitudinal direction. In order to shorten the temperature, it is required to increase the curing temperature. In that case, the difference in the amount of heat applied between the material injection side and the filling end (exit side) becomes large, and the roller outer diameter difference becomes large. It was a problem.

このような背景から、ローラ加工処理時間の短縮及び近年の印字速度の高速化・画像の高精細化に対応するためには、従来の硬化時の成形型の温度の均一化だけでは不十分となっていた。
特開2003−39450号公報 特開2003−184862号公報
From such a background, it is not enough to make the temperature of the mold during the conventional curing uniform in order to shorten the roller processing time, increase the printing speed in recent years, and increase the image definition. It was.
JP 2003-39450 A JP 2003-184862 A

したがって、本発明は、従来技術では困難であった、予め予熱された成形型内に熱硬化性弾性層原料を注入して弾性ローラを製造する工程において、加工処理サイクル短縮のために高温で加工する場合においても、ローラ長手方向の外径差を5μm以下に均一化された弾性ローラを製造する方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is processed at a high temperature to shorten the processing cycle in the process of injecting a thermosetting elastic layer material into a pre-heated mold, which is difficult in the prior art, and manufacturing an elastic roller. Even in this case, an object of the present invention is to provide a method for producing an elastic roller in which the outer diameter difference in the roller longitudinal direction is uniformized to 5 μm or less.

本発明の目的は以下により達成される。   The object of the present invention is achieved by the following.

すなわち、本発明は、芯金を配した円筒状成形型の片方端部から熱硬化性弾性層原料を注入し、その後加熱硬化することによって、芯金の外周上に熱硬化性弾性層を有する弾性ローラを製造するに際し、円筒状成形型の温度を、原料注入時及び加熱硬化中を通して、原料注入側よりもその逆側(出口側)の方を低くしておくことを特徴とする弾性ローラの製造方法である。   That is, the present invention has a thermosetting elastic layer on the outer periphery of the core metal by injecting a thermosetting elastic layer raw material from one end of a cylindrical mold provided with a core metal and then heat-curing it. When producing an elastic roller, the temperature of the cylindrical molding die is set lower on the opposite side (outlet side) than on the raw material injection side during raw material injection and heat curing. It is a manufacturing method.

また、本発明は、熱硬化性弾性層原料が付加反応架橋型液状シリコーンゴムである上記の弾性ローラの製造方法である。   The present invention also provides the method for producing the elastic roller, wherein the thermosetting elastic layer material is an addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber.

さらに、本発明は、弾性層が導電性を有する上記の弾性ローラの製造方法である。   Furthermore, the present invention is the above-described elastic roller manufacturing method in which the elastic layer has conductivity.

さらにまた、本発明は、弾性ローラが現像剤担持ローラである上記の弾性ローラの製造方法である。   Furthermore, the present invention is the above-described elastic roller manufacturing method, wherein the elastic roller is a developer carrying roller.

また、本発明は、上記により製造された弾性ローラを現像剤担持ローラとして組み込んだことを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置である。   The present invention also provides an electrophotographic process cartridge and an image forming apparatus in which the elastic roller manufactured as described above is incorporated as a developer carrying roller.

本発明の製造方法によれば、今後益々高速化・高精細化が要求される電子写真装置に組み込まれる電子写真プロセスカートリッジ中の現像剤担持ローラの製造において、加工処理時間を短縮するために高温加工を行なっても、ローラ長手方向の外径をサブミクロン以下に均一化な現像剤担持ローラを提供することが可能となり、該製造方法で製造されたローラを組み込むことによりプロセスカートリッジおよび画像形成装置での印刷画像の品位が向上する。   According to the manufacturing method of the present invention, in order to shorten the processing time in manufacturing a developer carrying roller in an electrophotographic process cartridge incorporated in an electrophotographic apparatus that will be required to have higher speed and higher definition in the future. It is possible to provide a developer-carrying roller whose outer diameter in the longitudinal direction of the roller is uniformed to a submicron or less even when processing is performed. By incorporating the roller manufactured by the manufacturing method, a process cartridge and an image forming apparatus The quality of the printed image is improved.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、弾性ローラの製造が、円筒状の成形型内に両端を支持して芯金を配し、硬化可能な温度に昇温されている成形型の片側から熱硬化性弾性層原料が注入され、その注入と共に硬化されるが、該原料は片側から注入されるため、成形型の長手方向の温度を均一にしておくと、注入された原料に加わる熱量に原料注入側とその逆側(出口側)の間では大きな差があり、結果、形成された弾性層にローラ長手方向に外径差が発生することを見出した。   As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the inventors of the present invention have manufactured an elastic roller by supporting the both ends in a cylindrical mold and placing a cored bar so that the temperature can be cured. A thermosetting elastic layer raw material is injected from one side of the mold that is warmed, and is cured together with the injection, but since the raw material is injected from one side, the temperature in the longitudinal direction of the mold is kept uniform. The amount of heat applied to the injected raw material has a large difference between the raw material injection side and the opposite side (exit side), and as a result, it has been found that an outer diameter difference occurs in the longitudinal direction of the roller in the formed elastic layer. .

従って、加工処理時間を短縮するため、成形型の温度を上げるほど、注入側と出口側の材料にかかる熱履歴には差が生じ、外径差として顕著に現れている。   Therefore, as the temperature of the mold is increased in order to shorten the processing time, a difference occurs in the heat history applied to the material on the injection side and the outlet side, and the difference in the outer diameter appears remarkably.

本発明では、成形型の長手方向の温度を均一化するのではなく、形成される弾性層にかかる熱履歴を等しくする観点から、原料注入側と出口側の温度をコントロールする。このことにより、硬化温度を上げて、加工処理時間を短くしても、ローラの長手方向の外径差を5μm以下に収めることが可能となる。   In the present invention, the temperature on the raw material injection side and the outlet side is controlled from the viewpoint of equalizing the thermal history applied to the formed elastic layer, rather than equalizing the temperature in the longitudinal direction of the mold. Accordingly, even if the curing temperature is raised and the processing time is shortened, the difference in the outer diameter of the roller in the longitudinal direction can be kept to 5 μm or less.

図1は本発明で製造する弾性ローラの一例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an elastic roller manufactured according to the present invention.

本発明の弾性ローラは、芯金1の周りに、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、(メタ)アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリレートゴム、エピクロルヒドリンゴム等の原料を成形型に注入し、必要により発泡し、硬化して形成された弾性層2を有するものである。   The elastic roller of the present invention has, for example, natural rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, (meth) acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber around the core 1. An elastic layer formed by injecting raw materials such as silicone rubber, fluorine rubber, urethane rubber, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylate rubber, epichlorohydrin rubber, etc. into a mold, and if necessary foamed and cured 2.

本発明で弾性ローラ製造に使用するのに好適な成形型の一例の模式的断面図を図2に示す。   FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an example of a mold suitable for use in the production of the elastic roller in the present invention.

図において、ローラの芯金1を保持し、弾性層用の原料を該成形型内の弾性層形成キャビティ3に供給する原料供給路4aを有する駒4及び原料が該キャビティ3内に供給、硬化される際にキャビティ3内の空気及びキャビティ3の容積より僅か多目に供給される原料の過剰分が溢れ出る排気路5aを有し、駒4と共に芯金1を保持する駒5、並びに該駒4、5とともに弾性層形成キャビティ3を形成するパイプ状の金型6よりなっている。なお、ここで駒4及び駒5は同一形状であってもよく、またそれぞれの機能を考慮して形が変えられていてもよいが、同一形状であると射出成形機に成形型をセットする際に方向を決めることがないので好ましい。   In the figure, a piece 4 having a raw material supply path 4a for holding a cored bar 1 of a roller and supplying a raw material for an elastic layer to an elastic layer forming cavity 3 in the mold and a raw material are supplied into the cavity 3 and cured. And a piece 5 for holding the metal core 1 together with the piece 4, having an exhaust passage 5 a overflowing the air in the cavity 3 and the excess of the raw material supplied slightly more than the volume of the cavity 3. It consists of a pipe-shaped mold 6 that forms the elastic layer forming cavity 3 together with the pieces 4 and 5. Here, the piece 4 and the piece 5 may have the same shape or may be changed in shape in consideration of their respective functions. If they have the same shape, a molding die is set in the injection molding machine. It is preferable because the direction is not determined.

本発明においては、この成形型に弾性層原料を注入する際に、成形型を原料の硬化温度に保持しておくと共に、原料注入側の温度を出口側より高くしておくことが肝要である。その温度差は、弾性層原料により異なる。また、注入側から出口側へは徐々に下がるように設定することが好ましく、連続して下がるようになっていても、また、段階的に下がる様になっていても構わない。そのために、射出成形機の成形型を保持する熱盤に設けられた加熱機構を適宜変更することが好ましい。例えば、電熱式であればヒーター線の巻きまわし間隔を適宜に変える、また、加熱区間をいくつかに区切りそれを個別に温度コントロールするなどして、成形型の注入側と出口側の温度をコントロールする。なお、注入側と出口側の温度差は弾性層原料により硬化温度、硬化後の収縮等とともに異なり、さらには同一原料においてもゴム部肉厚等によっても異なるので、予め適当な温度差により弾性ローラを成形し、得られた弾性ローラが所定の外形寸法差に納まる温度差を成形に用いる原料種別さらにはゴム部肉厚毎に求めておくことが望ましい。   In the present invention, when injecting the elastic layer material into the mold, it is important to keep the mold at the curing temperature of the material and to keep the temperature on the material injection side higher than the outlet side. . The temperature difference varies depending on the elastic layer material. Moreover, it is preferable to set so that it may fall gradually from the injection | pouring side to an exit side, and even if it falls continuously, it does not matter even if it falls gradually. Therefore, it is preferable to change appropriately the heating mechanism provided in the hot platen which hold | maintains the shaping | molding die of an injection molding machine. For example, in the case of an electric heating type, the temperature at the injection side and the outlet side of the mold is controlled by appropriately changing the winding interval of the heater wire or dividing the heating section into several parts and controlling the temperature individually. To do. Note that the temperature difference between the injection side and the outlet side differs depending on the elastic layer material with the curing temperature, shrinkage after curing, etc., and also varies depending on the rubber thickness of the same material and the like. It is desirable to obtain the temperature difference within which the obtained elastic roller fits within a predetermined external dimension difference for each raw material type used for molding, and for each rubber part thickness.

弾性ローラの弾性層は上記したように弾性層原料を硬化して形成されるが、長手方向の外径を高度にコントロールできることから、シリコーンゴム系、特に2液付加反応架橋型のシリコーンゴム系とすることが望ましい。この場合の原料入口側における成形型温度は、100〜150℃であることが好ましく、また、弾性層の硬化時間短縮さらには、外径を均一化するための温度差の効果がより良好となることから、130〜150℃がより好ましい。   The elastic layer of the elastic roller is formed by curing the elastic layer raw material as described above. Since the outer diameter in the longitudinal direction can be highly controlled, a silicone rubber system, particularly a two-liquid addition reaction crosslinking type silicone rubber system, It is desirable to do. In this case, the mold temperature on the raw material inlet side is preferably 100 to 150 ° C. Further, the effect of the temperature difference for reducing the curing time of the elastic layer and making the outer diameter uniform is more favorable. Therefore, 130 to 150 ° C. is more preferable.

なお、本発明で製造される弾性ローラは、長手方向で外径精度が極めて優れているので各種用途に使用可能である。なお、電子写真方式の画像形成装置で使用される、導電性が必要な帯電ローラ、現像剤担持ローラ、現像ローラ、除電ローラ等に使用する時には、弾性層原料に導電性カーボン等の導電材を含ませておくとよい。本発明の弾性ローラは、現像剤担持ローラのように感光体との接触や現像剤の担持量が極めて均一であることが要求される用途に好ましい。   The elastic roller manufactured according to the present invention is extremely excellent in outer diameter accuracy in the longitudinal direction and can be used for various applications. In addition, when used in an electrophotographic image forming apparatus, such as a charging roller, a developer carrying roller, a developing roller, and a static eliminating roller that require electrical conductivity, a conductive material such as conductive carbon is used as an elastic layer material. It should be included. The elastic roller of the present invention is preferable for applications that require a very uniform contact with the photosensitive member and a developer carrying amount, such as a developer carrying roller.

本発明で製造される弾性ローラは、さらに弾性層の外周に各種機能を付与するための被覆層が1層以上設けられてもよい。なお、この被覆層はウレタン結合を有する樹脂、例えばウレタン樹脂で形成されていることが好ましい。   The elastic roller manufactured by the present invention may be further provided with one or more coating layers for imparting various functions to the outer periphery of the elastic layer. In addition, it is preferable that this coating layer is formed with resin which has a urethane bond, for example, urethane resin.

次に好ましい実施の形態を、各個別の構成要素に応じて詳細に説明する。   The preferred embodiment will now be described in detail for each individual component.

本発明で使用する芯金1は、例えば、炭素鋼合金表面に5μm程度の厚さの化学ニッケルメッキを施した円柱である。なお、弾性ローラが導電性弾性ローラであるときは、芯金の少なくとも表面が導電性であることが必要であり、その場合は、芯金自体が導電性であることが好ましいが、必ずしも全部が導電性金属である必要はなく、その構成材料としては、例えば、鉄、アルミニウム、チタン、銅およびニッケル等の金属の繊維や粉末、ステンレス、ジュラルミン、真鍮、青銅等の合金の繊維や粉末、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料、あるいはプラスチック製の剛直な円柱の表面に金属の導電層を設けたものを使用することもできる。また、形状としては、円柱状のほかに中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。   The metal core 1 used in the present invention is, for example, a cylinder in which a surface of a carbon steel alloy is subjected to chemical nickel plating with a thickness of about 5 μm. When the elastic roller is a conductive elastic roller, it is necessary that at least the surface of the metal core is conductive. In this case, the metal core itself is preferably conductive, but not all It is not necessary to be a conductive metal, and examples of its constituent materials include fibers and powders of metals such as iron, aluminum, titanium, copper and nickel, fibers and powders of alloys such as stainless steel, duralumin, brass and bronze, and It is also possible to use a known material that exhibits rigidity and conductivity, such as a composite material obtained by solidifying carbon black or carbon fiber with plastic, or a material in which a metal conductive layer is provided on the surface of a rigid cylinder made of plastic. Moreover, as a shape, it can also be set as the cylindrical shape which made the center part the cavity besides the column shape.

弾性層原料としては、熱硬化性のゴム原料であれば何れでもよいが、上記したように、シリコーンゴムが好ましい。   As the elastic layer material, any material can be used as long as it is a thermosetting rubber material. As described above, silicone rubber is preferable.

シリコーンゴムとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型シリコーンゴムが好ましい。   Silicone rubber is excellent in processability, has no dimensional stability due to the generation of by-products associated with the curing reaction, and has an addition reaction cross-linking type for reasons such as stable physical properties after curing. Silicone rubber is preferred.

このシリコーンゴムは、例えば、式1で表されるオルガノポリシロキサン、及び式2で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、さらに触媒や他の添加物と適宜混合させて用いることができる。   This silicone rubber contains, for example, an organopolysiloxane represented by Formula 1 and an organohydrogenpolysiloxane represented by Formula 2, and can be used by being appropriately mixed with a catalyst and other additives.

Figure 2006090454
式中、Rはアルケニル基であり、xは正の整数である。
Figure 2006090454
In the formula, R is an alkenyl group, and x is a positive integer.

Figure 2006090454
式中、yは2以上の正の整数であり、zは正の整数である。
Figure 2006090454
In the formula, y is a positive integer of 2 or more, and z is a positive integer.

式(1)で表されるオルガノポリシロキサンは、シリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが10万〜100万が好ましく、平均分子量は40万〜70万が好ましい。さらに加工特性および得られるシリコーンゴム組成物の特性等の観点から、オルガノポリシロキサンの粘度(23℃)は、下限が10Pa・s、好ましくは50Pa・sであり、上限としては300Pa・s、好ましくは250Pa・sである。   The organopolysiloxane represented by the formula (1) is a base polymer of a silicone rubber raw material, and the molecular weight thereof is not particularly limited, but is preferably 100,000 to 1,000,000, and the average molecular weight is preferably 400,000 to 700,000. Furthermore, from the viewpoint of processing characteristics and the properties of the resulting silicone rubber composition, the lower limit of the viscosity (23 ° C.) of the organopolysiloxane is 10 Pa · s, preferably 50 Pa · s, and the upper limit is 300 Pa · s, preferably Is 250 Pa · s.

また、式(1)中のアルケニル基は、式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位で、特に限定されないが、活性水素との反応性が高いことから、ビニル基又はアリル基であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。   The alkenyl group in the formula (1) is a site that reacts with the active hydrogen of the organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (2) to form a crosslinking point, and is not particularly limited. From the viewpoint of high properties, a vinyl group or an allyl group is preferable, and a vinyl group is particularly preferable.

式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2個以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、3個以上のポリマーが好ましい。ポリオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量に特に制限は無く、1000〜10000であるが、硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量である1000〜5000が好ましい。   The organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (2) serves as a crosslinking agent for addition reaction in the curing process, and the number of silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more, and the curing reaction For optimal performance, 3 or more polymers are preferred. The molecular weight of the polyorganohydrogenpolysiloxane is not particularly limited and is 1000 to 10,000, but a relatively low molecular weight of 1000 to 5000 is preferable in order to appropriately perform the curing reaction.

このシリコーンゴム形成のための架橋触媒として、例えば、塩化白金酸六水和物を使用することができ、また、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示すその他の遷移金属化合物も使用可能である。その例としては、Fe(CO)5、Co(CO)8、RuCl3、IrCl3、〔(オレフィン)PtCl22、ビニル基含有ポリシロキサン−Pt錯体、L2Ni(オレフィン)、L4Pd、L4Pt、L2NiCl2(但し、LはPPh3若しくはPR’3であり、Pはリン、Phはフェニル基、R’はアルキル基を示す)を挙げることができる。その中でも、好ましくは白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物触媒である。 As the crosslinking catalyst for forming the silicone rubber, for example, chloroplatinic acid hexahydrate can be used, and other transition metal compounds exhibiting a catalytic action in the hydrosilylation reaction can also be used. Examples thereof include Fe (CO) 5 , Co (CO) 8 , RuCl 3 , IrCl 3 , [(olefin) PtCl 2 ] 2 , vinyl group-containing polysiloxane-Pt complex, L 2 Ni (olefin), L 4. Pd, L 4 Pt, L 2 NiCl 2 (wherein L is PPh 3 or PR ′ 3 , P is phosphorus, Ph is a phenyl group, and R ′ is an alkyl group). Among these, platinum, palladium, and rhodium-based transition metal compound catalysts are preferable.

上記触媒の配合量は、例えば、白金系金属化合物触媒を使用した場合、液状シリコーンゴム原料(各種配合物を含む)中、白金として1〜100ppmが好ましいが、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。   For example, when a platinum-based metal compound catalyst is used, the blending amount of the catalyst is preferably 1 to 100 ppm as platinum in the liquid silicone rubber raw material (including various blends), but is not limited to this range. It is appropriately selected depending on the target pot life, curing time, product shape and the like.

また液状シリコーンゴム材料は、硬化反応遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール、フェニルブチノール等の不飽和アルコールを含むことができる。上記硬化反応遅延剤の配合量としては、液状シリコーンゴム材料100質量部に対し0.05〜0.5質量部の範囲で、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状により適宜選択される。   Further, the liquid silicone rubber material can contain an unsaturated alcohol such as 1-ethynyl-1-cyclohexanol or phenylbutynol as a curing reaction retarder. The blending amount of the curing reaction retarder is appropriately selected depending on the target pot life, curing time, and product shape in the range of 0.05 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid silicone rubber material. .

硬化物の低硬度及び低圧縮永久歪の特徴を阻害しない範囲内で、液状シリコーンゴム原料に通常使用される各種の配合剤を添加することができる。   Various compounding agents usually used for liquid silicone rubber raw materials can be added within a range that does not impair the characteristics of the low hardness and low compression set of the cured product.

例えば、併用することができるゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、(メタ)アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリレートゴム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。   For example, natural rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, (meth) acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, silicone rubber, fluorine Examples thereof include rubber, urethane rubber, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylate rubber, and epichlorohydrin rubber.

液状シリコーンゴム原料に含ませることのできる可塑剤としては、例えば、ポリジメチルシロキサンオイル、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノール、フタル酸誘導体、アジピン酸誘導体等であり、軟化剤としては、例えば、潤滑油、プロセスオイル、コールタール、ヒマシ油等を挙げることができ、老化防止剤としては、例えば、フェニレンジアミン類、フォスフェート類、キノリン類、クレゾール類、フェノール類、ジチオカルバメート金属塩類等が有用であり、耐熱剤としては、例えば、酸化鉄、酸化セリウム、水酸化カリウム、ナフテン酸鉄、ナフテン酸カリウム等が使用可能であり、そのほか加工助剤、着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤、発泡剤、スコーチ防止剤、粘着付与剤、滑剤等も添加できる。   Examples of the plasticizer that can be included in the liquid silicone rubber raw material include polydimethylsiloxane oil, diphenylsilanediol, trimethylsilanol, phthalic acid derivative, adipic acid derivative, and the like. Examples of the softener include lubricating oil, Process oil, coal tar, castor oil and the like can be mentioned, and as the anti-aging agent, for example, phenylenediamines, phosphates, quinolines, cresols, phenols, dithiocarbamate metal salts and the like are useful, As the heat-resistant agent, for example, iron oxide, cerium oxide, potassium hydroxide, iron naphthenate, potassium naphthenate and the like can be used, and other processing aids, colorants, ultraviolet absorbers, flame retardants, oil resistance improvers. Further, a foaming agent, a scorch inhibitor, a tackifier, a lubricant and the like can be added.

液状シリコーンゴム原料に含ませることのできるフィラー(補強充填剤及び増量剤)としては、例えば、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、石英微粉末、ケイソウ土、カーボンブラック、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、雲母粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラス繊維、ゴム用カーボンブラック、有機補強剤、有機充填剤等を挙げることができる。これらの充填剤の表面を有機珪素化合物、例えば、ポリジオルガノシロキサン等で処理して疎水化して、液状シリコーンゴム原料への分散性を挙げることが好ましい。   Examples of fillers (reinforcing fillers and extenders) that can be included in the liquid silicone rubber raw material include fumed silica, wet silica, quartz fine powder, diatomaceous earth, carbon black, zinc oxide, basic magnesium carbonate, activated carbon. Calcium acid, magnesium silicate, aluminum silicate, titanium dioxide, talc, mica powder, aluminum sulfate, calcium sulfate, barium sulfate, glass fiber, carbon black for rubber, organic reinforcing agent, organic filler and the like. The surface of these fillers is preferably hydrophobized by treatment with an organosilicon compound, such as polydiorganosiloxane, to increase dispersibility in the liquid silicone rubber raw material.

なお、本発明で製造する弾性ローラが導電性弾性ローラである場合、導電剤をシリコーンゴム原料に配合する。導電剤としては、例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維;酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物粉;硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉;非導電性の粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデンや、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体;アセチレンブラック、ケッチェンブラック、PAN系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック等の導電性カーボン粉が挙げられる。   In addition, when the elastic roller manufactured by this invention is an electroconductive elastic roller, a electrically conductive agent is mix | blended with a silicone rubber raw material. Examples of the conductive agent include metal powders and fibers such as aluminum, palladium, iron, copper, and silver; metal oxide powders such as titanium oxide, tin oxide, and zinc oxide; metal compounds such as copper sulfide and zinc sulfide. Powder: Electroless treatment of the surface of non-conductive particles, tin oxide, antimony oxide, indium oxide, molybdenum oxide, zinc, aluminum, gold, silver, copper, chromium, cobalt, iron, lead, platinum, rhodium, spray coating Examples thereof include powders adhered by work and mixed shaking; conductive carbon powders such as acetylene black, ketjen black, PAN-based carbon black, and pitch-based carbon black.

中では、比較的少量の添加で電気抵抗率を低下させることができ、弾性層の硬度を大きくすることなく導電性を付与することができるので、特にカーボンブラックが好ましい。   Among them, carbon black is particularly preferable because the electrical resistivity can be lowered by adding a relatively small amount, and conductivity can be imparted without increasing the hardness of the elastic layer.

なお、シリコーンゴム原料に各種添加剤を加えた弾性層原料は、その粘度としては特に制限はないが、成形型への注入に際して流動性をある程度抑制し、原料漏れを防止する観点から10Pa・s以上が好ましく、注入ゲート間にウェルドが発生する等の成形加工性の問題を回避するための観点から300Pa・s以下が好ましい。   The viscosity of the elastic layer raw material obtained by adding various additives to the silicone rubber raw material is not particularly limited, but it is 10 Pa · s from the viewpoint of suppressing fluidity to some extent upon injection into the mold and preventing raw material leakage. The above is preferable, and 300 Pa · s or less is preferable from the viewpoint of avoiding the problem of molding processability such as generation of welds between the injection gates.

必要とする弾性層外径に対してその内径が適当に選択された図2にて示すような円筒状の成形型内に、その表面に加硫接着タイプのシリコーンゴム用プライマーを極薄く塗布した芯金を両端で押えて配し、その片側から、上記シリコーンゴム原料に例えば導電性フィラーとしてカーボンブラック等を配合した弾性層原料を、適宜長手方向に温度差を設けている円筒型の注入口から適当な速度で注入し、一次硬化として100〜150℃の温度にて3〜60分加熱・硬化することにより成形型内で芯金とその外周上に弾性層を配したものを得ることができる。なお、成形型は原料注入中も加熱硬化中も長手方向の温度差が保たれたままにされていることが好ましい。この際の一次硬化とは、成形型から弾性層の形状を著しく損なうことなく取り出すことができる程度にまで弾性層原料を硬化させ、更には成形型内での硬化により弾性層が破壊を起こさない範囲でゴムを硬化させることを指す。その後、成形型を外から冷却し、さらに脱型することにより、弾性層の肉厚が2〜5mmの弾性ローラを得る。この後、必要によりさらに恒温室中で硬化熟成を行なうことも好ましい。   A vulcanized adhesion type silicone rubber primer was applied very thinly on the surface of a cylindrical mold as shown in FIG. 2 in which the inner diameter was appropriately selected with respect to the required outer diameter of the elastic layer. A cylindrical injection port in which a metal core is pressed and arranged at both ends, and an elastic layer raw material in which carbon black or the like is blended with the silicone rubber raw material, for example, as a conductive filler is appropriately provided with a temperature difference in the longitudinal direction from one side To obtain a material in which a cored bar and an elastic layer are arranged on its outer periphery in a mold by heating and curing at a temperature of 100 to 150 ° C. for 3 to 60 minutes as primary curing. it can. In addition, it is preferable that the temperature difference in the longitudinal direction is maintained in the mold during the raw material injection and the heat curing. In this case, the primary curing means that the elastic layer material is cured to such an extent that the shape of the elastic layer can be taken out from the mold without remarkably damaging, and further, the elastic layer does not break due to curing in the mold. It refers to curing rubber in the range. Thereafter, the mold is cooled from the outside, and further removed to obtain an elastic roller having an elastic layer with a thickness of 2 to 5 mm. Thereafter, it is also preferable to perform curing and aging in a thermostatic chamber as necessary.

なお、ここで用いる成形型の円筒内径としては、成形後の収縮を考慮して設定される。また、原料注入時およびその後の加熱硬化時の成形型長手方向の温度差は弾性層の肉厚によっても異なるが、通常3〜20℃、好ましくは5〜15℃とする。この温度差をあまり大きくとると、出口側で硬化不足が生じたり、注入側で急激な硬化が生じたりしてうまく成形型へ原料の注入が行えないことがある。また、あまりに小さくすると本発明の効果が達成できないことがある。したがって、成形型の長手方向温度差は上記にすることが望ましい。   The cylindrical inner diameter of the mold used here is set in consideration of shrinkage after molding. Further, the temperature difference in the longitudinal direction of the mold during the raw material injection and the subsequent heat curing varies depending on the thickness of the elastic layer, but is usually 3 to 20 ° C, preferably 5 to 15 ° C. If this temperature difference is too large, insufficient curing may occur on the outlet side, or rapid curing may occur on the injection side, and the raw material may not be successfully injected into the mold. On the other hand, if it is too small, the effect of the present invention may not be achieved. Therefore, it is desirable that the temperature difference in the longitudinal direction of the mold is as described above.

本発明で製造される弾性ローラは、図3に示す外径測定方法(後述)で測定したときに、ローラの端部より20mmの2ヶ所とローラ中央の計3ヶ所での測定値の最大と最小の差がサブミクロン以下となっている。   When the elastic roller manufactured by the present invention is measured by the outer diameter measuring method shown in FIG. 3 (described later), the maximum measured value at two places 20 mm from the end of the roller and at three places in the center of the roller is the maximum. The smallest difference is below submicron.

本発明で製造される弾性ローラは、十分な表面精度を有しており、そのままで各種用途に使用可能であるが、現像剤担持ローラとするような場合、さらに弾性層の外周に各種機能を付与する被覆層を設けることができる。   The elastic roller manufactured by the present invention has sufficient surface accuracy and can be used for various purposes as it is. However, when it is used as a developer carrying roller, various functions are provided on the outer periphery of the elastic layer. A coating layer to be applied can be provided.

被覆層を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等が挙げられる。   Examples of the material for forming the coating layer include various polyamides, fluororesins, hydrogenated styrene-butylene resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, phenol resins, imide resins, and olefin resins.

これらの被覆層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して分散させる。得られた被覆層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により導電性弾性層の表面に塗布される。   These materials constituting the coating layer are dispersed using a conventionally known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, a pearl mill or the like. The obtained dispersion for forming a coating layer is applied to the surface of the conductive elastic layer by a spray coating method, a dipping method, or the like.

被覆層の厚みとしては、低分子量成分がしみ出してきて感光体のような被接触部材を汚染することを防止する観点から3μm以上が好ましく、弾性ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から500μm以下が好ましい。より好ましくは5〜30μmである。   The thickness of the coating layer is preferably 3 μm or more from the viewpoint of preventing a low molecular weight component from seeping out and contaminating a contacted member such as a photoreceptor, and the elastic roller becomes hard and fusion occurs. From the viewpoint of prevention, it is preferably 500 μm or less. More preferably, it is 5-30 micrometers.

弾性ローラが現像剤担持ローラである場合、上記の如くして形成する被覆層中に平均粒径が1〜20μmの微粒子を分散させることにより、該ローラ表面での現像剤搬送を容易にすることができ、充分な量の現像剤を現像領域に搬送することができるので好ましい。このような目的に使用する微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられるが、特にポリメチルメタクリル酸メチル微粒子及びシリコーンゴム微粒子が好ましい、これらの微粒子の添加量としては、この微粒子を除く被覆層構成成分の総質量に対して約20〜200質量%の範囲とすることが好ましい。   When the elastic roller is a developer carrying roller, fine particles having an average particle diameter of 1 to 20 μm are dispersed in the coating layer formed as described above, thereby facilitating the conveyance of the developer on the roller surface. This is preferable because a sufficient amount of developer can be conveyed to the development area. Examples of the fine particles used for such purpose include plastic pigments such as polymethyl methyl methacrylate fine particles, silicone rubber fine particles, polyurethane fine particles, polystyrene fine particles, amino resin fine particles, and phenol resin fine particles. Methyl acid fine particles and silicone rubber fine particles are preferable. The addition amount of these fine particles is preferably in the range of about 20 to 200% by mass with respect to the total mass of the constituent components of the coating layer excluding the fine particles.

本発明の弾性ローラを有する現像剤担持ローラとして組み込んでなる接触現像方式の電子写真画像形成装置概略図の一例を図4に示す。   FIG. 4 shows an example of a schematic diagram of a contact developing type electrophotographic image forming apparatus incorporated as a developer carrying roller having the elastic roller of the present invention.

画像形成体である感光体ドラム31、一次帯電ローラ32、現像剤担持ローラ33、現像剤供給ローラ34、現像剤層厚規制部材であるトナー層厚規制部材35、撹拌羽36および現像剤であるトナー37が一つのカートリッジにまとめられ、電子写真装置の中で一体的に交換可能なカートリッジとなっている。   Photosensitive drum 31 that is an image forming body, primary charging roller 32, developer carrying roller 33, developer supply roller 34, toner layer thickness regulating member 35 that is a developer layer thickness regulating member, stirring blade 36, and developer. The toner 37 is collected in one cartridge, and is a cartridge that can be integrally replaced in the electrophotographic apparatus.

一次帯電ローラ32で均一に帯電された感光体ドラム31は矢印の方向に回転しており、一次帯電ローラ32と現像剤供給ローラ33との間でその表面に記録情報を乗せたレーザー光40が照射され、潜像が形成される。一方、撹拌羽36で現像剤供給ローラ34に送られたトナー37は、トナー層厚規制部材35によって現像剤担持ローラ33表面に均一にコートされ、感光体ドラム31表面へと運ばれ、感光体ドラム31表面上に形成されている潜像をトナー像として顕像化する。感光体ドラム31がさらに回転してトナー像が転写領域に到達すると、紙等の記録メディア43にトナー像が感光体ドラム31に対し対置された転写ローラ42により転写される。感光体ドラム31は表面がクリーニング用弾性部材38で記録メディア43に転写せずに残ったトナーを除去された後、一次帯電ローラ32で再び均一に帯電される。   The photosensitive drum 31 uniformly charged by the primary charging roller 32 rotates in the direction of the arrow, and a laser beam 40 on which recording information is placed on the surface between the primary charging roller 32 and the developer supply roller 33 is emitted. Irradiation forms a latent image. On the other hand, the toner 37 sent to the developer supply roller 34 by the stirring blade 36 is uniformly coated on the surface of the developer carrying roller 33 by the toner layer thickness regulating member 35 and is carried to the surface of the photoconductor drum 31 to be photoconductor. The latent image formed on the surface of the drum 31 is visualized as a toner image. When the photosensitive drum 31 further rotates and the toner image reaches the transfer region, the toner image is transferred onto a recording medium 43 such as paper by a transfer roller 42 that is opposed to the photosensitive drum 31. The surface of the photosensitive drum 31 is uniformly charged again by the primary charging roller 32 after the toner remaining without being transferred to the recording medium 43 is removed by the cleaning elastic member 38.

記録メディア43に転写された未定着のトナー像は、定着ローラ44と加圧ローラ45の間を通り、圧力と熱で記録メディアに定着され、電子写真装置から排出される。   The unfixed toner image transferred to the recording medium 43 passes between the fixing roller 44 and the pressure roller 45, is fixed to the recording medium by pressure and heat, and is discharged from the electrophotographic apparatus.

一方、現像に使用されずに現像剤担持ローラ31表面に残ったトナーを表面に坦持したまま現像容器41に戻す。現像容器41の内部では現像剤供給ローラ34が現像剤担持ローラ33表面に残ったトナーを現像剤担持ローラ33表面から取り除くとともに、新しいトナーを現像剤担持ローラ33の表面に供給する。現像剤担持ローラ33表面に供給された新しいトナーは、トナー層厚規制部材35にてコートしたトナーの厚さを均一に整えられ、現像領域に搬送されていく。この繰り返しによって現像剤担持ローラ33は常に新しいトナーを均一にコートして静電潜像を現像する。   On the other hand, the toner remaining on the surface of the developer carrying roller 31 without being used for development is returned to the developing container 41 while being carried on the surface. Inside the developer container 41, the developer supply roller 34 removes toner remaining on the surface of the developer carrying roller 33 from the surface of the developer carrying roller 33 and supplies new toner to the surface of the developer carrying roller 33. The new toner supplied to the surface of the developer carrying roller 33 is uniformly adjusted in the thickness of the toner coated by the toner layer thickness regulating member 35 and is transported to the development area. By repeating this, the developer carrying roller 33 always coats new toner uniformly to develop the electrostatic latent image.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお、これらは本発明を何ら限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, these do not limit this invention at all.

〔外径測定方法〕
図3に示すように、弾性ローラ11をレーザー測長器(キーエンス社製、形式:LS−5040)10のレーザー光発信部12とレーザー光受信部13の間に挿入し、弾性ローラ11を回転速度120°/sで回転させ、その外径を0.33ms間隔(回転角3.6°毎)で測定する。その後、ローラ1周分(100個)の測定値を平均し、その平均値をその位置でのローラ外径とする。なお、長手方向の外径測定ポイントは、ローラの弾性層端部から20mmの2ヶ所と中央部の計3ヶ所である。各測定ポイントでの測定値の最大と最小との差をそのローラの外径差とした。
[Outer diameter measurement method]
As shown in FIG. 3, the elastic roller 11 is inserted between the laser beam transmitter 12 and the laser beam receiver 13 of the laser length measuring device (manufactured by Keyence Corporation, model: LS-5040) 10 to rotate the elastic roller 11. Rotate at a speed of 120 ° / s, and measure the outer diameter at 0.33 ms intervals (every rotation angle of 3.6 °). Thereafter, the measured values for one rotation of the roller (100 pieces) are averaged, and the average value is set as the roller outer diameter at the position. In addition, the outer diameter measuring points in the longitudinal direction are two places 20 mm from the end of the elastic layer of the roller and a total of three places in the center. The difference between the maximum and minimum measured values at each measurement point was defined as the outer diameter difference of the roller.

〔成形型温度設定〕
円筒形の成形型の両端部及び中央部に熱電対を取り付け、射出装置の熱盤にセットし、原料が注入される直前に各部の温度を測定した。原料注入直後は、成形型温度は低下するが、その後は材料注入前に温調した各部の温度に温調し、成形型を熱盤から取り出すまで、その温度にて温調した。
[Mold temperature setting]
Thermocouples were attached to both ends and the center of the cylindrical mold, set on the hot platen of the injection apparatus, and the temperature of each part was measured immediately before the raw material was injected. Immediately after the raw material injection, the mold temperature decreased, but thereafter, the temperature was adjusted to the temperature of each part that was temperature-controlled before material injection, and the temperature was adjusted at that temperature until the mold was removed from the hot platen.

〔画像濃度測定〕
現像剤担持ローラを電子写真画像形成装置(A4版の出力用マシンで、記録メディアの出力スピードはA4縦16枚/分、画像の解像度は600dpi)の現像剤担持ローラとして組み込み、室温、80%RHにて1週間置いた後、標準出力でベタ黒画像を連続100枚出力し、最後の黒画像1枚の中央部とA4横方向の両端部2ヶ所の計3ヶ所を、マクベス濃度計(サカタインクス社製、RD−918)にて画像濃度を測定し、その測定値のうち、最大と最小との差をそのローラの画像左右濃度差とした。
(Image density measurement)
The developer carrying roller is incorporated as an electrophotographic image forming apparatus (A4 size output machine, recording medium output speed is A4 vertical 16 sheets / min, image resolution is 600 dpi), room temperature, 80% After 1 week at RH, 100 solid black images are output continuously with standard output, and the central part of the last black image and the two ends of the A4 lateral direction are combined into three Macbeth densitometers ( The image density was measured by Sakata Inx Co., Ltd. (RD-918), and among the measured values, the difference between the maximum and the minimum was taken as the difference between the left and right image densities of the roller.

実施例1
図2に示すような成型型を用いた。内径12.4mmで内面を鏡面仕上げしたステンレス製の円筒の内面に離型剤を塗布したものを円筒金型として用いた。また、芯金を金型内に保持することが可能な駒は同形のものを用いた。また、芯金は径6mmの鉄棒の表面に厚さ5μmのニッケル層を化学メッキで形成したものに加硫接着タイプのシリコーンゴム用プライマーを厚さ10μmに塗布したものを用いた。成形型を原料出口側124.6℃とし、原料注入側130℃に温調し、原料を一定速度で20秒間かけて注入した。その後、原料注入時と同じ温度で成形型各部を温調しながら5分間加熱し、シリコーンゴム原料を硬化させ、外径約12mmでゴム部分の長さが240mmの導電性弾性ローラを得た。得られた導電性弾性ローラを上記方法で外径測定を行い、また、画像濃度についても測定した。結果を表1にまとめた。
Example 1
A mold as shown in FIG. 2 was used. An inner surface of a stainless steel cylinder having an inner diameter of 12.4 mm and a mirror-finished inner surface was used as a cylindrical mold. Moreover, the same shape was used for the piece which can hold | maintain a metal core in a metal mold | die. The cored bar was prepared by applying a vulcanized adhesion type silicone rubber primer to a thickness of 10 μm on a 6 mm diameter iron bar surface formed by chemical plating with a 5 μm thick nickel layer. The mold was set at the raw material outlet side of 124.6 ° C., the temperature was adjusted to the raw material injection side of 130 ° C., and the raw material was injected at a constant rate over 20 seconds. Thereafter, each part of the mold was heated for 5 minutes while adjusting the temperature at the same temperature as when the raw material was injected to cure the silicone rubber raw material to obtain a conductive elastic roller having an outer diameter of about 12 mm and a rubber part length of 240 mm. The outer diameter of the obtained conductive elastic roller was measured by the above method, and the image density was also measured. The results are summarized in Table 1.

なお、弾性層形成に用いた材料は、オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、導電性カーボン、白金触媒、石英及びシリカを適宜配合してある原料をシリコーンゴムメーカーより入手して用いた。   The material used for forming the elastic layer was obtained from a silicone rubber manufacturer using a raw material appropriately mixed with organopolysiloxane, organohydrogenpolysiloxane, conductive carbon, platinum catalyst, quartz and silica.

実施例2
内径16.5mmの成形型を用い、芯金として径8mmのものとし、成形型の温度を出口側122.4℃、注入側130℃とする以外は、実施例1と同様にして、外径約16mmの導電性弾性ローラを得た。実施例1と同様に測定を行い、結果を表1にまとめた。
Example 2
The outer diameter was the same as in Example 1 except that a mold with an inner diameter of 16.5 mm was used, the core metal had a diameter of 8 mm, and the mold temperature was 122.4 ° C. on the outlet side and 130 ° C. on the injection side. A conductive elastic roller of about 16 mm was obtained. Measurements were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.

実施例3
実施例2において、成形型の温度を出口側137.7℃、注入側150℃とする以外は、実施例2と同様にして導電性弾性ローラを得た。実施例2と同様に測定を行い、結果を表1にまとめた。
Example 3
In Example 2, a conductive elastic roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that the mold temperature was 137.7 ° C. on the outlet side and 150 ° C. on the injection side. Measurements were performed in the same manner as in Example 2, and the results are summarized in Table 1.

比較例1
実施例1において、成形型の温度を出口側も130℃とする以外は、実施例1と同様にして導電性弾性ローラを得た。実施例1と同様に測定を行い、結果を表1にまとめた。
Comparative Example 1
In Example 1, a conductive elastic roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the mold was set to 130 ° C. on the outlet side. Measurements were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.

比較例2
実施例2において、成形型の温度を出口側も130℃とする以外は、実施例2と同様にして導電性弾性ローラを得た。実施例2と同様に測定を行い、結果を表1にまとめた。
Comparative Example 2
In Example 2, a conductive elastic roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the mold was set to 130 ° C. on the outlet side. Measurements were performed in the same manner as in Example 2, and the results are summarized in Table 1.

比較例3
実施例3において、成形型の温度を出口側も150℃とする以外は、実施例3と同様にして導電性弾性ローラを得た。実施例3と同様に測定を行い、結果を表1にまとめた。

Comparative Example 3
In Example 3, a conductive elastic roller was obtained in the same manner as in Example 3 except that the temperature of the mold was 150 ° C. on the outlet side. Measurements were performed in the same manner as in Example 3, and the results are summarized in Table 1.

Figure 2006090454
Figure 2006090454

本発明の弾性ローラの一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the elastic roller of this invention. 本発明の弾性ローラの成形用の成形型の模式断面図である。It is a schematic cross section of the shaping | molding die for shaping | molding of the elastic roller of this invention. 本発明の弾性ローラの外径測定方法を説明する図である。It is a figure explaining the outer diameter measuring method of the elastic roller of the present invention. 本発明の弾性ローラを現像剤担持ローラとして組み込んだ電子写真画像形成装置を説明する図である。It is a figure explaining the electrophotographic image forming apparatus incorporating the elastic roller of this invention as a developer carrying | support roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 芯金
2 弾性層
3 弾性層形成キャビティ
4 駒
4a 原料供給路
5 駒
5a 排気路
6 パイプ状の金型
11 弾性ローラ
12 レーザー光発信部
13 レーザー光受信部
31 感光体ドラム
32 一次帯電ローラ
33 現像剤担持ローラ
34 現像剤供給ローラ
35 トナー層厚規制部材
36 撹拌羽
37 トナー
38 クリーニング用弾性部材
40 レーザー光
41 現像容器
42 転写ローラ
43 記録メディア
44 定着ローラ
45 加圧ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core metal 2 Elastic layer 3 Elastic layer formation cavity 4 Piece 4a Raw material supply path 5 Piece 5a Exhaust passage 6 Pipe-shaped metal mold 11 Elastic roller 12 Laser beam transmitter 13 Laser beam receiver 31 Photosensitive drum 32 Primary charging roller 33 Developer carrying roller 34 Developer supply roller 35 Toner layer thickness regulating member 36 Stirring blade 37 Toner 38 Cleaning elastic member 40 Laser beam 41 Developer container 42 Transfer roller 43 Recording medium 44 Fixing roller 45 Pressure roller

Claims (6)

芯金を配した円筒状成形型の片方端部から熱硬化性弾性層原料を注入し、その後加熱硬化することによって、芯金の外周上に熱硬化性弾性層を有する弾性ローラを製造するに際し、円筒状成形型の温度を、原料注入時及び加熱硬化中を通して、原料注入側よりもその逆側(出口側)の方を低くしておくことを特徴とする弾性ローラの製造方法。   When producing an elastic roller having a thermosetting elastic layer on the outer periphery of the core metal by injecting a thermosetting elastic layer raw material from one end of a cylindrical molding die provided with a core metal, followed by heat curing. A method for producing an elastic roller, characterized in that the temperature of the cylindrical mold is lower on the opposite side (outlet side) than on the raw material injection side during the raw material injection and heat curing. 熱硬化性弾性層原料が付加反応架橋型液状シリコーンゴムである請求項1に記載の弾性ローラの製造方法。   The method for producing an elastic roller according to claim 1, wherein the thermosetting elastic layer material is an addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber. 弾性層が導電性を有する請求項1又は2に記載の弾性ローラの製造方法。   The method for producing an elastic roller according to claim 1, wherein the elastic layer has conductivity. 弾性ローラが現像剤担持ローラである請求項3に記載の弾性ローラの製造方法。   The method for producing an elastic roller according to claim 3, wherein the elastic roller is a developer carrying roller. 請求項4に記載の製造方法により製造された弾性ローラを現像剤担持ローラとして組み込んだことを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。   An electrophotographic process cartridge comprising an elastic roller manufactured by the manufacturing method according to claim 4 as a developer carrying roller. 請求項4に記載の製造方法により製造された弾性ローラを現像剤担持ローラとして組み込んだことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus, wherein an elastic roller manufactured by the manufacturing method according to claim 4 is incorporated as a developer carrying roller.
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