JP2007025647A - Electrophotographic charging member and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真現像方式を利用した複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材及びそれを用いた電子写真画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a charging member used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic developing system, and an electrophotographic image forming apparatus using the charging member.
従来、電子写真方式の複写機やレーザービームプリンター等の画像形成装置において、感光ドラム(像担持体)に接触させた帯電ロール(接触帯電部材)に、電源を用いて帯電電圧を印加することによって感光ドラム表面を所定の電位に均一に帯電する帯電装置が知られている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, a charging roll (contact charging member) brought into contact with a photosensitive drum (image carrier) is applied with a charging voltage using a power source. A charging device that uniformly charges the surface of a photosensitive drum to a predetermined potential is known.
そして、そのような帯電ロールは、軸体(芯金)の外周面上に、カーボンブラックや金属粉等の導電性粒子を添加した導電性を有するソリッド構造のゴム組成物やスポンジ構造の発泡体を用いて形成された導電性弾性体層が所定の厚さで設けられている。 Such a charging roll has a conductive solid structure rubber composition or sponge structure foam in which conductive particles such as carbon black and metal powder are added to the outer peripheral surface of a shaft (core metal). The conductive elastic body layer formed using is provided with a predetermined thickness.
このような帯電装置においては、感光ドラム表面に付着している転写残トナー等のトナーや外添剤が転移して帯電ロール表面に付着し、固着したりすると、帯電不良が発生し画質劣化が問題となる。 In such a charging device, if a toner such as transfer residual toner or an external additive adhering to the surface of the photosensitive drum is transferred and adheres to the surface of the charging roll and is fixed, a charging failure occurs and the image quality deteriorates. It becomes a problem.
その防止策として、例えば、帯電ロールが感光ドラムの回転によって従動回転することに基づき、帯電ロール表面と感光ドラム表面との摺擦により帯電ロール表面の汚れを感光ドラム表面に転移させる方法や、帯電ロール表面にスポンジ等のクリーニング部材を軽く押し当てて汚れを払拭する方法等が行われているが、前者はトナーや外添剤の除去性が不十分であり、後者は帯電ロールを傷つける恐れがある。 As a countermeasure for this, for example, a method in which dirt on the surface of the charging roll is transferred to the surface of the photosensitive drum by rubbing between the surface of the charging roll and the surface of the photosensitive drum, based on the fact that the charging roll is driven by rotation of the photosensitive drum, A method of wiping dirt off by gently pressing a cleaning member such as a sponge on the roll surface has been used, but the former has insufficient removability of toner and external additives, and the latter may damage the charging roll. is there.
また、帯電ロールに付着した正極性の帯電トナーを除去すべく、転写ロールに負極性の電圧を印加して感光ドラムを負極性に帯電し、更に帯電ロールに正極性の電圧を印加し、正極性の帯電ロールと負極性の感光ドラムとの間に強い電界を形成して、帯電ロール上の正極性の帯電トナーを感光ドラムに転移させる方法が開示されている(例えば特許文献1参照)。 Further, in order to remove the positively charged toner adhering to the charging roll, a negative voltage is applied to the transfer roll to charge the photosensitive drum to a negative polarity, and a positive voltage is applied to the charging roll. A method of transferring a positively charged toner on a charging roll to a photosensitive drum by forming a strong electric field between the negative charging roll and the negative photosensitive drum is disclosed (for example, see Patent Document 1).
さらに、帯電ロールの保護層としてフッ素変性アクリレート系樹脂及びフッ素化オレフィン系樹脂と共に、トナーのバインダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有する非(フッ素変性)アクリレート系樹脂を更に含む樹脂組成物を用いて、形成せしめ、ロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制あるいは阻止する方法が開示されている(例えば特許文献2参照)。
上記特許文献1に開示された方法では、消費電力の増加や装置の大型化を伴うという問題がある。 The method disclosed in Patent Document 1 has a problem of increasing power consumption and increasing the size of the apparatus.
また、上記特許文献2に開示された方法では、フッ素系樹脂を使用するため、環境に対する負荷が懸念される。 Moreover, in the method disclosed in the above-mentioned Patent Document 2, since a fluororesin is used, there is a concern about an environmental load.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯電部材表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制して、それによる画像劣化の問題の解消を図り得る電子写真用帯電部材及びそれを用いた電子写真画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic device capable of suppressing the adhesion of toner and external additives to the surface of the charging member and thereby solving the problem of image degradation. It is an object to provide a photographic charging member and an electrophotographic image forming apparatus using the same.
本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
(1)
半導性粒子を含有し、かつ、周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上である弾性体層を有することを特徴とする電子写真用帯電部材。
(2)
前記弾性体層における前記半導性粒子の含有率は、1体積%以上30体積%以下であることを特徴とする(1)に記載の電子写真用帯電部材。
(3)
前記半導性粒子の体積固有抵抗が103Ω・cm以上108Ω・cm以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の電子写真用帯電部材。
(4)
前記半導性粒子は、有機化合物を窒素雰囲気下において800℃の温度で熱処理したときの残存率が20質量%以上95質量%以下である有機化合物由来の半導性粒子であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の電子写真用帯電部材。
(5)
前記半導性粒子は、前記有機化合物を非酸化性雰囲気下において800℃以上の温度で熱処理することにより得られた半導性粒子であることを特徴とする(4)に記載の電子写真用帯電部材。
(6)
前記有機化合物が、有機高分子材料であることを特徴とする(4)または(5)に記載の電子写真用帯電部材。
(7)
前記有機高分子材料がフェノール樹脂であることを特徴とする(6)に記載の電子写真用帯電部材。
(8)
前記電子写真用帯電部材が電子写真用帯電ロールであることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか1項に記載の電子写真用帯電部材。
(9)
(1)乃至(8)のいずれか1項に記載の電子写真用帯電部材を用いたことを特徴とする電子写真画像形成装置。
(10)
前記電子写真用帯電部材は、被帯電体に接触して帯電させることを特徴とする(9)に記載の電子写真画像形成装置。
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1)
An electrophotographic charging member comprising an elastic layer containing semiconductive particles and having an impedance having an absolute value of 5 × 10 5 Ω or more at a frequency of 20 Hz.
(2)
The electrophotographic charging member according to (1), wherein the content of the semiconductive particles in the elastic layer is 1% by volume or more and 30% by volume or less.
(3)
The electrophotographic charging member according to (1) or (2), wherein the semiconductive particles have a volume resistivity of 10 3 Ω · cm to 10 8 Ω · cm.
(4)
The semiconductive particles are semiconductive particles derived from an organic compound having a residual ratio of 20% by mass to 95% by mass when the organic compound is heat-treated at a temperature of 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. The charging member for electrophotography according to any one of (1) to (3).
(5)
The electroconductive particle according to (4), wherein the semiconductive particles are semiconductive particles obtained by heat-treating the organic compound at a temperature of 800 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere. Charging member.
(6)
The electrophotographic charging member according to (4) or (5), wherein the organic compound is an organic polymer material.
(7)
The electrophotographic charging member according to (6), wherein the organic polymer material is a phenol resin.
(8)
The electrophotographic charging member according to any one of (1) to (7), wherein the electrophotographic charging member is an electrophotographic charging roll.
(9)
An electrophotographic image forming apparatus using the electrophotographic charging member according to any one of (1) to (8).
(10)
The electrophotographic image forming apparatus according to (9), wherein the electrophotographic charging member is charged in contact with a member to be charged.
本発明者らは、以下のように考え本発明に至った。 The inventors of the present invention have considered as follows to arrive at the present invention.
本発明者らは、鋭意研究の結果、弾性体層の低周波領域におけるインピーダンスの絶対値が、トナーや外添剤の付着に影響を与える大きな因子であることを見いだした。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the absolute value of the impedance in the low frequency region of the elastic layer is a large factor affecting the adhesion of toner and external additives.
すなわち、半導性粒子を含有し、かつ、周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上である弾性体層を有することを特徴とする電子写真用帯電部材を用いることにより帯電部材へのトナーや外添剤の付着を抑制できることを見いだし、本発明に至った。 That is, to a charging member by using an electrophotographic charging member containing a semiconductive particle and having an elastic layer having an impedance having an absolute value of 5 × 10 5 Ω or more at a frequency of 20 Hz. The present inventors have found that the adhesion of toner and external additives can be suppressed, and have reached the present invention.
本発明の帯電部材によれば、帯電部材表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制し、帯電部材が汚れにくくなり、良好な画像が得られる。 According to the charging member of the present invention, adhesion of toner and external additives to the surface of the charging member is suppressed, the charging member is less likely to become dirty, and a good image can be obtained.
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。 Although the example of embodiment regarding this invention is shown below, the aspect of this invention is not limited to these.
<電子写真画像形成装置>
まず、本発明に係る帯電部材を用いた電子写真画像形成装置について説明する。本例では、帯電部材として帯電ロールを、被帯電体として感光体を用いた例を示す。
<Electrophotographic image forming apparatus>
First, an electrophotographic image forming apparatus using the charging member according to the present invention will be described. In this example, a charging roll is used as a charging member, and a photoconductor is used as a member to be charged.
図1は本発明の電子写真画像形成装置の一例を示す断面構成図である。4は被帯電体である感光体ドラムであり、アルミニウム製のドラム基体の外周面に感光体層である有機光導電体(OPC)を形成してなるもので矢印方向に所定の速度で回転する。 FIG. 1 is a sectional view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus of the present invention. Reference numeral 4 denotes a photosensitive drum as a member to be charged, which is formed by forming an organic photoconductor (OPC) as a photosensitive layer on the outer peripheral surface of an aluminum drum base, and rotates at a predetermined speed in the direction of an arrow. .
図1において、図示しない原稿読み取り装置にて読み取った情報に基づき、半導性レーザ光源1から露光光が発せられる。これをポリゴンミラー2により、図1の紙面と垂直方向に振り分け、画像の歪みを補正するfθレンズ3を介して、感光体面上に照射され静電潜像を作る。感光体ドラム4は、あらかじめ帯電ロール5により一様帯電され、像露光のタイミングにあわせて時計方向に回転を開始している。 In FIG. 1, exposure light is emitted from a semiconducting laser light source 1 based on information read by a document reading device (not shown). This is distributed in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 by the polygon mirror 2 and irradiated onto the surface of the photoreceptor through an fθ lens 3 that corrects image distortion, thereby forming an electrostatic latent image. The photosensitive drum 4 is uniformly charged by the charging roll 5 in advance, and starts rotating clockwise in accordance with the timing of image exposure.
感光体ドラム面上の静電潜像は、現像器6内の負帯電トナーにより現像され、形成された現像像はタイミングを合わせて搬送されてきた転写体8に転写器7の作用により転写される。さらに感光体ドラム4と転写体8は分離器(分離極)9により分離されるが、現像像は転写体8に転写担持されて、定着器10へと導かれ定着される。
The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is developed by the negatively charged toner in the developing device 6, and the formed developed image is transferred to the
感光体面に残留した未転写のトナー等は、クリーニングブレード方式のクリーニング器11にて清掃され、帯電前露光(PCL)12にて残留電荷を除き、次の画像形成のため再び帯電ロール5により、一様帯電される。
Untransferred toner or the like remaining on the surface of the photoreceptor is cleaned by a cleaning blade
14はこの帯電ロール5に電圧を印加する電源部で、所定の電圧を帯電ロール5の軸体(芯金)51に供給する。印加電圧は直流電圧に交流電圧を重畳したものが好ましい。
A
また、帯電ロールと電子写真感光体との間に加えられる力学的圧力は、帯電ロールの感光体への当接圧は5〜500Paに、電気的負荷は、帯電ロールに印加される直流電圧は絶対値200〜900Vに、交流電圧を印加する場合はピーク−ピーク電圧500〜5,000Vp−p、周波数50〜3,000Hzに、各々調整されることが望ましい。たとえば、印加される電圧は感光体に対する帯電開始電圧値の2倍以上のピーク間電圧値を有しているものが好ましい。 Further, the mechanical pressure applied between the charging roll and the electrophotographic photoreceptor is such that the contact pressure of the charging roll to the photoreceptor is 5 to 500 Pa, and the electrical load is the DC voltage applied to the charging roll. When an alternating voltage is applied to an absolute value of 200 to 900 V, it is desirable that the peak-to-peak voltage is adjusted to 500 to 5,000 Vp-p and the frequency is 50 to 3,000 Hz. For example, it is preferable that the applied voltage has a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value for the photoreceptor.
帯電ロールは、面移動駆動される感光体に従動駆動させてもよいし、非回転のものとさせてもよいし、接触部における感光体の面移動方向に順方向又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。 The charging roll may be driven or driven non-rotatingly by a surface-driven driven photoconductor, or a predetermined circumference in the forward or reverse direction in the surface movement direction of the photoconductor at the contact portion. You may make it actively rotate at a speed.
尚、転写体は代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に限定されず、OHP用のPETベース等も無論含まれる。 The transfer member is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can transfer an unfixed image after development, and of course includes an OHP PET base.
又、クリーニングブレード13は、厚さ1〜30mm程度のゴム状弾性体を用い、材質としてはウレタンゴムが最も良く用いられる。これは感光体に圧接して用いられるため熱を伝え易く、解除機構を設け、画像形成動作を行っていない時には感光体から離しておくのが望ましい。
The
<帯電ロール>
次に、本発明に係る帯電ロールについて詳細に説明する。
<Charging roll>
Next, the charging roll according to the present invention will be described in detail.
以下、半導性粒子を含有し、かつ、周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上であるゴム層(弾性体層の一例)を有する帯電ロールを例に挙げて説明する。 Hereinafter, a charging roll having a rubber layer (an example of an elastic body layer) containing semiconductive particles and having an impedance having an absolute value of 5 × 10 5 Ω or more at a frequency of 20 Hz will be described as an example.
本発明に係る帯電ロール5は、ステンレス鋼棒から成る軸体(芯金)51と、その外周に半導性粒子を含有し、かつ、周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上であるゴム層からなる弾性体層52とから構成されている。
The charging roll 5 according to the present invention includes a shaft body (core metal) 51 made of a stainless steel rod and semiconductive particles on the outer periphery thereof, and an absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz is 5 × 10 5 Ω or more. And an
また、弾性体層は、ゴム層以外にポリウレタン等の発泡体層を用いることができる。 In addition to the rubber layer, the elastic layer may be a foam layer such as polyurethane.
また、帯電ロールは、本発明の目的を達成できれば、本発明の弾性体層を1層設けたものでも良く、また、この層以外に他の弾性体層を複数組み合わせても良い。 Further, the charging roll may be provided with one elastic body layer of the present invention as long as the object of the present invention can be achieved, and a plurality of other elastic body layers may be combined in addition to this layer.
本発明では弾性体層の組み合わせについて特に制限を加えないが、好ましくは、本発明の弾性体層が最外層もしくは外側から第二層目までに設置するのが、汚れ防止効果を高める点で好ましい。例えば、本発明の弾性体層の上に、抵抗調整層や保護層を設けても良い。 In the present invention, there is no particular limitation on the combination of the elastic layers, but it is preferable that the elastic layer of the present invention is installed from the outermost layer or from the outer side to the second layer in terms of enhancing the antifouling effect. . For example, a resistance adjusting layer or a protective layer may be provided on the elastic layer of the present invention.
本発明の帯電ロールは、新たな評価法を導入し材料設計を行い、導電性と帯電性のバランスを制御したゴム層の存在で、驚くべきことに、帯電性能を維持した上でロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制することができた。すなわち本発明の帯電ロールは、半導性粒子を含有し、かつ、周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上である弾性体層を有する。トナーの付着や外添剤の付着の抑制メカニズムは、明確にはなっていないが、トナーや外添剤と帯電ロールとの間で静電反発が生じているものと推測される。 The charging roll of the present invention has a material design by introducing a new evaluation method, and surprisingly, the presence of a rubber layer in which the balance between conductivity and chargeability is controlled. Adhesion of toner and external additives could be suppressed. That is, the charging roll of the present invention has an elastic body layer containing semiconductive particles and having an absolute value of impedance of 5 × 10 5 Ω or more at a frequency of 20 Hz. Although the mechanism for suppressing toner adhesion and external additive adhesion is not clear, it is presumed that electrostatic repulsion occurs between the toner or external additive and the charging roll.
本発明では、以下の新しい測定法で得られた値を用いて材料設計を行ったところ、帯電ロールの帯電性能を犠牲にしないで、汚れの障害を克服し本発明を完成させた。 In the present invention, material design was performed using the values obtained by the following new measurement method. As a result, the present invention was completed by overcoming the dirt obstacle without sacrificing the charging performance of the charging roll.
インピーダンスの絶対値は次に述べる方法で再現良く測定できる。 The absolute value of impedance can be measured with good reproducibility by the method described below.
測定試料の厚みは、好ましくは0.5mm未満でさらに好ましくは0.2mm未満であるが、測定時に厚みを補正すれば1mm未満である限り再現性が良い。1mm以上では、誤差が大きくなり、また極端に薄いと測定時にシワになり、測定誤差を大きくする。ゆえに最低でも0.02mm以上は必要で、好ましくは0.1mm以上である。 The thickness of the measurement sample is preferably less than 0.5 mm, more preferably less than 0.2 mm, but if the thickness is corrected during measurement, the reproducibility is good as long as it is less than 1 mm. If it is 1 mm or more, the error becomes large, and if it is extremely thin, it becomes wrinkled during measurement, thereby increasing the measurement error. Therefore, at least 0.02 mm or more is necessary, and preferably 0.1 mm or more.
すなわち本発明の帯電ロールに用いる弾性体層を厚さ0.02mm以上1mm未満のシート状に成型して測定用試料とする。 That is, the elastic layer used for the charging roll of the present invention is molded into a sheet having a thickness of 0.02 mm or more and less than 1 mm to obtain a measurement sample.
装置に関しては、電子部品の誘電率測定に用いる周波数1Hz以上の測定が可能なインピーダンス測定装置と、シート測定用電極を組み合わせた装置である。具体的には、横河・ヒューレット・パッカード社製(以下YHP社製)プレシジョンLCRメーターHP4284AとHP16451Bの組み合わせである。 Regarding the apparatus, it is an apparatus that combines an impedance measuring apparatus capable of measuring at a frequency of 1 Hz or more and used for measuring a dielectric constant of an electronic component and a sheet measuring electrode. Specifically, it is a combination of Yokogawa Hewlett-Packard (hereinafter, YHP) Precision LCR meter HP4284A and HP16451B.
この装置の組み合わせで更に20Hzにおけるインピーダンスの絶対値を求める一例を詳細に記す。平行な平面で構成される二電極とガード電極を有するHP16451Bの接続されたプレシジョンLCRメータHP4284Aを用い、23℃、20%RH雰囲気下で、空隙法によりシート材料のインピーダンスの絶対値を計測する。空隙法の測定に関しては、HP16451Bの取り扱い説明書に記載された電極非接触法に従う。サンプルの大きさについては、電極平面よりも大きければ特に制限は無いが、主電極の直径が3.8cmの場合には、大きさ5cm×5cmから6cm×6cmの正方形サンプルが好ましい。サンプルの直流電流を用いて測定された表面比抵抗の大きさが、表裏で等しければ、どちらの面を上方にしてもよいが、表裏で等しくなければ、表面比抵抗の値が低い面を上方に向け、平行な平面で構成される二電極間にサンプルを設置し交流電圧をかけながら空隙法で計測する。 An example of obtaining the absolute value of the impedance at 20 Hz with this combination of devices will be described in detail. Using a precision LCR meter HP4284A to which HP16451B having two electrodes constituted by parallel planes and a guard electrode is connected, the absolute value of the impedance of the sheet material is measured by a void method in an atmosphere of 23 ° C. and 20% RH. Regarding the measurement of the void method, the electrode non-contact method described in the instruction manual of HP16451B is followed. The size of the sample is not particularly limited as long as it is larger than the electrode plane. However, when the diameter of the main electrode is 3.8 cm, a square sample having a size of 5 cm × 5 cm to 6 cm × 6 cm is preferable. If the surface resistivity measured using the DC current of the sample is the same on the front and back, either side may be up, but if it is not equal on the front and back, the surface with a low surface resistivity is up. A sample is placed between two electrodes composed of parallel planes, and measurement is performed by the air gap method while applying an AC voltage.
ここで、面積が11から12cm2の電極を用いて測定した周波数20Hzにおけるインピーダンスの絶対値が5×105Ω以上であることが必要である。本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、好ましくは8×105Ω以上、更に好ましくは1×106Ω以上1020Ω以下である。 Here, the absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz measured using an electrode having an area of 11 to 12 cm 2 is required to be 5 × 10 5 Ω or more. In order to exhibit the effect of the present invention more remarkably, it is preferably 8 × 10 5 Ω or more, more preferably 1 × 10 6 Ω or more and 10 20 Ω or less.
弾性体層の一例であるゴム層における半導性粒子の含有率((半導性粒子の総体積×100)/(母体であるゴム層の体積))であるが、帯電ロールの力学物性を考慮すると30体積%以下が好ましい。ゴムの耐久性を重視すれば20体積%以下が良い。また、本発明の効果をより顕著に発揮させるために、半導性粒子は1体積%以上が好ましく、より好ましくは5体積%以上、更に好ましくは7体積%以上である。 The content of semiconductive particles in the rubber layer which is an example of the elastic layer ((total volume of semiconductive particles × 100) / (volume of the base rubber layer)). Considering 30% by volume or less is preferable. If importance is attached to the durability of rubber, 20% by volume or less is preferable. Moreover, in order to exhibit the effect of the present invention more remarkably, the semiconductive particles are preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, and further preferably 7% by volume or more.
本実施形態の帯電ロールのゴム材料は、半導性粒子とゴムを基本成分として構成され、インピーダンスの絶対値でその組成は制御されるが、必要に応じて、本発明の範囲内で架橋剤、界面活性剤、マット材、劣化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など他の成分を添加しても良い。 The rubber material of the charging roll of this embodiment is composed of semiconductive particles and rubber as basic components, and its composition is controlled by the absolute value of the impedance. However, if necessary, the crosslinking agent is within the scope of the present invention. In addition, other components such as a surfactant, a mat material, a deterioration preventing agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber may be added.
帯電ロールにおける半導性粒子を含有したゴム層からなる弾性体層52の体積固有抵抗としては、帯電性能とリーク防止の観点から105Ω・cm〜1011Ω・cmのものが好ましい。
The volume resistivity of the
半導性粒子を含有した弾性体層の体積固有抵抗は、以下の方法で測定できる。 The volume resistivity of the elastic layer containing the semiconductive particles can be measured by the following method.
半導性粒子を含有したゴムを1辺5cmの立方体に切り出し、140℃に加熱した平板プレスで107Paの圧力をかけ20分間放置してシート状にする。このシートの中間部分を1cmの幅で切り出して体積固有抵抗測定用の試料とする。試料の厚みはゴムの密度で異なるので厚さ計で計測する。1cm×5cmの短冊状に切り出された試料表面にドータイトを用いて直径0.2mm長さ4cmの銅線を4本接着し十分に乾燥する。このように形成された電極を用いて、25℃50%RHの温湿度に調整された環境下で、4端子法により体積固有抵抗を測定する。 A rubber containing semiconductive particles is cut into a cube having a side of 5 cm, and a pressure of 10 7 Pa is applied with a flat plate press heated to 140 ° C. for 20 minutes to form a sheet. An intermediate portion of this sheet is cut out with a width of 1 cm to obtain a sample for measuring volume resistivity. Since the thickness of the sample differs depending on the density of the rubber, it is measured with a thickness meter. Four copper wires having a diameter of 0.2 mm and a length of 4 cm are adhered to the surface of a sample cut into a 1 cm × 5 cm strip shape by using dootite and sufficiently dried. Using the electrode thus formed, volume resistivity is measured by a four-terminal method in an environment adjusted to a temperature and humidity of 25 ° C. and 50% RH.
本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、半導性粒子の体積固有抵抗は103Ω・cm以上108Ω・cm以下が好ましく、同一の材料で構成されていても、異質の材料との組み合わせであってもよい。 In order to exert the effects of the present invention more remarkably, the volume resistivity of the semiconductive particles is preferably 10 3 Ω · cm or more and 10 8 Ω · cm or less, and even if they are made of the same material, It may be a combination with materials.
半導性粒子の体積固有抵抗は、錠剤に成型した後、25℃50%RHの温湿度に調整された環境下で、2端子法により計測する。錠剤の作製方法については錠剤成型器で成型後、108Pa以上の静水圧加圧をかけて作製する。5×108Pa以上の静水圧加圧をかけてもよいがあまり圧力が高すぎると、ラバーモルドから離型しにくくなるので、好ましくは、5×108Pa未満である。また、より好ましくは3×108Pa以下である。 The volume resistivity of the semiconductive particles is measured by a two-terminal method in an environment adjusted to a temperature and humidity of 25 ° C. and 50% RH after being molded into a tablet. About the preparation method of a tablet, it shape | molds with a hydrostatic pressure pressurization of 10 < 8 > Pa or more after shape | molding with a tablet molding machine. Hydrostatic pressure pressurization of 5 × 10 8 Pa or more may be applied, but if the pressure is too high, it is difficult to release from the rubber mold, and therefore preferably less than 5 × 10 8 Pa. More preferably, it is 3 × 10 8 Pa or less.
また、半導性粒子は、体積固有抵抗のコントロールと製造の容易性、コストから、有機化合物を窒素雰囲気下において800℃の温度で熱処理したときの残存率((熱処理後の残渣物の質量×100)/(熱処理前の有機化合物の質量)が20質量%以上95質量%以下である有機化合物由来の半導性粒子であることが好ましい。残存率が20質量%以上であることが製造コストを下げられる点で特に重要である。また、95質量%以下であることは、有機化合物を炭化する点において重要である。 In addition, the semiconducting particles have a residual ratio ((mass of residue after heat treatment × mass of the residue after heat treatment) at a temperature of 800 ° C. in a nitrogen atmosphere because of control of volume resistivity, ease of production, and cost. 100) / (mass of organic compound before heat treatment) is preferably a semiconducting particle derived from an organic compound having a mass ratio of 20 mass% or more and 95 mass% or less. In addition, it is important in terms of carbonizing the organic compound to be 95% by mass or less.
具体的には、この半導性粒子は、前記有機化合物を非酸化性雰囲気下において800℃以上の温度で熱処理することにより得られる。非酸化性雰囲気下としては、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下が挙げられる。 Specifically, the semiconductive particles can be obtained by heat-treating the organic compound at a temperature of 800 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere. Examples of the non-oxidizing atmosphere include an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
有機化合物の残渣物の質量は、窒素雰囲気下における熱質量分析法(以下TGA)で測定する。昇温速度10℃/分で800℃まで測定し、800℃における残渣物の質量を読み取る。また試料は一度空気中100℃で60分加熱処理を行ったものを用いる。 The mass of the organic compound residue is measured by thermal mass spectrometry (hereinafter referred to as TGA) in a nitrogen atmosphere. Measure at a heating rate of 10 ° C./min up to 800 ° C. and read the mass of the residue at 800 ° C. A sample once heat-treated in air at 100 ° C. for 60 minutes is used.
本発明で用いる有機化合物は、有機材料の中でも窒素雰囲気下800℃で熱処理したときに、(熱処理後の炭素の質量×100)/(熱処理前の有機化合物の質量)が20質量%以上の炭素を生成できる有機化合物が好ましく、さらに好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは35質量%以上が、また40質量%以上の炭素を生成する有機化合物であれば最も好適である。炭素生成量が多いほど、半導性粒子の体積固有抵抗のコントロールが容易になる。 When the organic compound used in the present invention is heat-treated at 800 ° C. in a nitrogen atmosphere among the organic materials, (mass of carbon after heat treatment × 100) / (mass of organic compound before heat treatment) is 20% by mass or more of carbon. An organic compound that can generate carbon is preferable, more preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, and most preferably an organic compound that generates 40% by mass or more of carbon. The greater the amount of carbon produced, the easier it is to control the volume resistivity of the semiconductive particles.
本発明に用いることが可能な有機化合物は、800℃の残存率が満たされれば、どのような有機化合物でも用いることが可能であるが、例えば、液相ではピッチ、コ−ルタ−ルあるいはコ−クスとピッチの混合物などが用いられ、固相では木質原料、フラン樹脂、フェノール樹脂、セルロ−ス、ポリアクリロニトリル、レ−ヨンなどの架橋物が用いられる。炭素質材料は大別すると、石油ピッチなどを出発原料とし、一般的には2000℃以上の高温で熱処理し、発達したグラファイト構造を有する、いわゆる易黒鉛化炭素材料と、フェノール樹脂やフラン樹脂を始めとする熱硬化性高分子を出発原料として、2000℃以下の比較的低温で熱処理し、乱層構造を有する、いわゆる難黒鉛化炭素材料とがある。 As the organic compound that can be used in the present invention, any organic compound can be used as long as the residual rate of 800 ° C. is satisfied. For example, in the liquid phase, pitch, coal tar, or coal can be used. -Mixtures of coke and pitch are used, and in the solid phase, cross-linked materials such as wood raw materials, furan resins, phenol resins, cellulose, polyacrylonitrile, rayon are used. Carbonaceous materials can be broadly divided into petroleum pitch and other starting materials, generally heat treated at a high temperature of 2000 ° C. or higher, so-called graphitizable carbon materials having a developed graphite structure, and phenol resins and furan resins. There is a so-called non-graphitizable carbon material having a turbulent structure by heat treatment at a relatively low temperature of 2000 ° C. or less using a thermosetting polymer as a starting material.
本発明では、発明の目的を損なわない限りどちらの炭素材料でもよいが、導電率の制御しやすさから好ましくは難黒鉛化炭素材料が選ばれ、このような炭素材料を生成する有機化合物として有機高分子材料、とりわけフェノール樹脂が好ましい。 In the present invention, any carbon material may be used as long as the object of the invention is not impaired. However, a non-graphitizable carbon material is preferably selected from the viewpoint of easy control of electric conductivity, and an organic compound that generates such a carbon material is organic. Polymer materials, particularly phenolic resins are preferred.
また、有機高分子材料、とりわけフェノール樹脂を用いることにより、多孔質の半導性粒子を容易に得ることができ、ゴムなどの弾性層を構成する材料と半導性粒子の界面の表面積の増加により、架橋点が増加して、半導性粒子を含有するゴムなどの弾性層の強度を向上させることが可能になる。 Also, by using organic polymer material, especially phenol resin, porous semiconductive particles can be easily obtained, and the surface area of the interface between the semiconductive particles and the material constituting the elastic layer such as rubber is increased. As a result, the number of crosslinking points increases, and the strength of an elastic layer such as rubber containing semiconductive particles can be improved.
本発明に好適に用いられるフェノール樹脂とは例えばフェノールの他にアルキルフェノール類や他の置換フェノール類、多価フェノール類とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等のアルデヒド類とを原料とし、一般に知られている常法により酸性触媒下(ノボラック型)あるいはアルカリ触媒下(レゾール型)において反応せしめて得られるものである。 The phenol resin suitably used in the present invention is, for example, alkylphenols, other substituted phenols, polyhydric phenols and aldehydes such as formaldehyde and paraformaldehyde as raw materials, in addition to phenol. Can be obtained by reacting under an acidic catalyst (novolak type) or an alkaline catalyst (resol type).
本発明では有機化合物をあらかじめ繊維状に成型後、前述の熱処理による炭化プロセスを経て半導性粒子を得ることが好ましい。また、延伸しながら炭化を進め繊維状物としても良い。 In the present invention, it is preferable to obtain semiconductive particles through a carbonization process by heat treatment as described above after an organic compound is molded into a fiber shape in advance. Moreover, carbonization may be promoted while stretching to form a fibrous material.
ただし、炭化する際の熱処理温度については、800℃以上が好ましくさらに好ましくは1200℃以上である。2000℃以上でも好ましいが3000℃以上の温度は経済的に好ましくない。この熱処理温度までの昇温速度および熱処理温度の保持時間は処理する炭素材料の形状や組成で異なるので特に制限をしないが、昇温速度は1℃/分以上50℃/分未満が、保持時間は1分以上24時間未満が好ましい。また、熱処理後に粉砕、分級などのプロセスを行なっても良い。 However, the heat treatment temperature for carbonization is preferably 800 ° C. or higher, more preferably 1200 ° C. or higher. A temperature of 2000 ° C. or higher is preferable, but a temperature of 3000 ° C. or higher is not economically preferable. The heating rate up to this heat treatment temperature and the holding time of the heat treatment temperature are not particularly limited because they differ depending on the shape and composition of the carbon material to be treated, but the heating rate is 1 ° C./min or more and less than 50 ° C./min. Is preferably 1 minute or more and less than 24 hours. Moreover, you may perform processes, such as a grinding | pulverization and a classification, after heat processing.
ゴムに関しては本発明では特に制限を加えない。一般のゴム製品に使用可能なものであれば何でも良く、また組成は複数のゴムをブレンドしたものでも何でも良い。 In the present invention, no particular limitation is imposed on rubber. Any material may be used as long as it can be used for general rubber products, and the composition may be anything obtained by blending a plurality of rubbers.
また、半導性粒子とゴムとの混合方法も特に制限しない。 Further, the mixing method of the semiconductive particles and the rubber is not particularly limited.
上記実施形態では、帯電部材として帯電ロールの例を示したが、ロールタイプ以外にもブレード状タイプやロッド状タイプ、ベルト状タイプなどの帯電部材にも本発明は適用可能である。 In the above embodiment, the example of the charging roll is shown as the charging member. However, the present invention can be applied to charging members such as a blade type, a rod type, and a belt type in addition to the roll type.
また、上記実施形態では、帯電ロールが被帯電体である感光体に接触して感光体を帯電させる例を示したが、本発明の帯電部材に対する被帯電体は、感光体に限られるものではなく、例えば、被帯電体である転写材を帯電させる転写部材(例えば転写ロール)などにも適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the charging roll contacts the photosensitive member that is the charged body to charge the photosensitive body is shown, but the charged body for the charging member of the present invention is not limited to the photosensitive body. For example, the present invention can also be applied to a transfer member (for example, a transfer roll) that charges a transfer material that is an object to be charged.
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
<半導性粒子Xの製造方法>
10%トルエンスルフォン酸水溶液3gとレゾール型フェノールレジン(PRー51107、住友ベークライト(株))50gをラボミキサーで20秒混合後スプレードライヤー(雰囲気80℃)で熱処理を行う。得られた粉体を窒素雰囲気下で熱質量分析を行い、800℃における残渣の質量を求め、残存率を求めたところ48質量%であった。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by an Example.
<Method for producing semiconductive particle X>
3 g of 10% toluenesulfonic acid aqueous solution and 50 g of resol type phenol resin (PR-51107, Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) are mixed for 20 seconds with a laboratory mixer and then heat-treated with a spray dryer (atmosphere 80 ° C.). The obtained powder was subjected to thermal mass spectrometry in a nitrogen atmosphere, the mass of the residue at 800 ° C. was determined, and the residual ratio was determined to be 48% by mass.
この粉体を電気炉で窒素雰囲気下800℃30分間熱処理した。このようにして得られた粉体をジェットミルを用いて粉砕処理と分級処理を行い、平均粒径0.3μm、体積固有抵抗2x105Ω・cmの粉体が得られた。
<半導性粒子Yの製造方法>
半導性粒子Yとして繊維状炭素材料を以下に示す方法で作製した。
This powder was heat-treated in an electric furnace at 800 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. The powder thus obtained was pulverized and classified using a jet mill, and a powder having an average particle size of 0.3 μm and a volume resistivity of 2 × 10 5 Ω · cm was obtained.
<Method for producing semiconductive particle Y>
A fibrous carbon material was produced as the semiconductive particles Y by the method shown below.
フェノール1.2kg、50%ホルマリン0.6kg、蓚酸3.5gを3リットルのフラスコに仕込み、還流温度で4時間反応させた後、さらに加熱下で真空脱水濃縮を行い軟化点110℃の未硬化ノボラック樹脂1kgを得た。未硬化ノボラック樹脂200gとケッチェンブラックEC600JD(ケッチェンブラックインターナショナル(株))10gを加熱溶融させ、混合攪拌して未硬化ノボラック樹脂混合物を得た。この未硬化ノボラック樹脂混合物を孔数20、孔径0.2mmφの紡糸口金を用いて260m/分の速度で溶融紡糸を行い、未硬化ノボラック樹脂混合物繊維を得た。このノボラック樹脂繊維をホルムアルデヒドと塩酸を主成分とした硬化水溶液中に浸漬し、0.5℃/分の速度で95℃まで昇温後、8時間保持して硬化ノボラック樹脂繊維を得た。得られた繊維を窒素雰囲気下で熱質量分析を行い、800℃における残渣量を求めたところ52質量%であった。このフェノール樹脂繊維を1mm前後に断裁後、電気炉で窒素雰囲気下1000℃30分間熱処理を行い炭素短繊維を得た。この炭素短繊維をジェットミル粉砕し、繊維長0.5mm繊維径0.07mmの炭素短繊維が得られた。この炭素短繊維の体積固有抵抗は5x103Ωcmであった。この炭素短繊維を半導体粒子Yとした。
(実施例1)
<帯電ロール1の作製>
下記の要領で本発明の、帯電ロール1を作製した。
{本発明}
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体 100質量部
半導性粒子X 38質量部
四級アンモニウム塩 2質量部
酸化亜鉛 5質量部
脂肪酸 2質量部
以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて10分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム100質量部に対してセバシン酸系ポリエステル可塑剤5質量部を加え、20℃に冷却した密閉型ミキサーで更に20分間混練し、原料コンパウンドを調製した。このコ
ンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム100質量部に対し加硫剤としての硫黄1質量部、加硫促進剤としてのノクセラーDM1質量部、ノクセラーTS0.5質量部を加え、20℃に冷却した2本ロール機にて10分間混練した。得られたコンパウンドを、ステンレス製芯金の周囲にロール状になるように押出成型機にて成型し、加熱加硫成型した後に研磨処理した。
After charging 1.2 kg of phenol, 0.6 kg of 50% formalin and 3.5 g of oxalic acid into a 3 liter flask and reacting at reflux temperature for 4 hours, vacuum dehydration concentration was further performed under heating, and an uncured softening point of 110 ° C. 1 kg of novolak resin was obtained. 200 g of uncured novolak resin and 10 g of Ketjen Black EC600JD (Ketjen Black International Co., Ltd.) were heated and melted, mixed and stirred to obtain an uncured novolak resin mixture. This uncured novolac resin mixture was melt-spun at a speed of 260 m / min using a spinneret having 20 holes and a hole diameter of 0.2 mmφ to obtain uncured novolac resin mixture fibers. This novolak resin fiber was immersed in a curing aqueous solution mainly composed of formaldehyde and hydrochloric acid, heated to 95 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and held for 8 hours to obtain a cured novolac resin fiber. The obtained fiber was subjected to thermal mass spectrometry under a nitrogen atmosphere, and the amount of residue at 800 ° C. was determined to be 52% by mass. The phenol resin fiber was cut to around 1 mm and then heat-treated in an electric furnace at 1000 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain short carbon fibers. The carbon short fibers were pulverized by jet mill to obtain carbon short fibers having a fiber length of 0.5 mm and a fiber diameter of 0.07 mm. This carbon short fiber had a volume resistivity of 5 × 10 3 Ωcm. This short carbon fiber was designated as semiconductor particle Y.
Example 1
<Preparation of charging roll 1>
The charging roll 1 of the present invention was produced in the following manner.
{Invention}
Epichlorohydrin rubber terpolymer 100 parts by weight semiconductive particles X 38 parts by weight quaternary ammonium salt 2 parts by weight zinc oxide 5 parts by weight fatty acid 2 minutes or more in a closed mixer adjusted to 60 ° C. for 10 minutes After kneading, 5 parts by mass of a sebacic acid polyester plasticizer was added to 100 parts by mass of epichlorohydrin rubber, and the mixture was further kneaded for 20 minutes with a closed mixer cooled to 20 ° C. to prepare a raw material compound. To this compound, 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber as a raw material rubber was added 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of Noxeller DM as a vulcanization accelerator, and 0.5 parts by weight of Noxeller TS, and then cooled to 20 ° C. It knead | mixed for 10 minutes with the roll machine. The obtained compound was molded by an extrusion molding machine so as to form a roll around a stainless steel core, heat-vulcanized, and then polished.
得られたゴム層Aの体積固有抵抗は107Ω・cmであった。 The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
ここで得られたロールに抵抗調整層をつけて帯電ロール1とした。 A charge adjusting roll 1 was obtained by attaching a resistance adjusting layer to the roll obtained here.
すなわち抵抗調整層の材料として、
アクリルポリオール溶液(有効成分70質量%) 100質量部
イソシアネートA(IPDI、有効成分60質量%) 40質量部
イソシアネートB(HDI、有効成分80質量%) 30質量部
導電性酸化錫(石原産業製) 90質量部
負荷電制御樹脂(CCRI) 12質量部
メチルイソブチルケトン(MIBK)溶剤 340質量部
をミキサーを用いて攪拌し混合溶液を作製した。次いで、その混合溶液を循環式のビーズミル分散機を用いて分散処理を行い、ディッピング用塗料を作製した。
That is, as a material for the resistance adjustment layer,
Acrylic polyol solution (active ingredient 70% by weight) 100 parts by weight isocyanate A (IPDI, active ingredient 60% by weight) 40 parts by weight isocyanate B (HDI, active ingredient 80% by weight) 30 parts by weight conductive tin oxide (made by Ishihara Sangyo) 90 parts by mass negatively charged control resin (CCRI) 12 parts by mass Methyl isobutyl ketone (MIBK) solvent 340 parts by mass was stirred using a mixer to prepare a mixed solution. Subsequently, the mixed solution was subjected to a dispersion treatment using a circulation type bead mill disperser to prepare a dipping paint.
なお、上記のIPDIはイソホロンジイソシアナートを、HDIはヘキサメチレンジイソシアナートを意味する。 The above IPDI means isophorone diisocyanate, and HDI means hexamethylene diisocyanate.
このディッピング用塗料をロールの上にディッピング法にて膜厚が10μmになるように塗布して、10分間の風乾後に加熱型乾燥機にて、160℃で1時間乾燥させ、帯電ロール1を得た。 The coating material for dipping is applied on the roll by a dipping method so that the film thickness becomes 10 μm, air-dried for 10 minutes, and then dried at 160 ° C. for 1 hour by a heating type dryer to obtain a charging roll 1. It was.
また、ここで用いたコンパウンドの本発明ゴム層Aを帯電ロール1と同様の加硫条件にて、深さ0.2mm10cm角の鉄モールドを用いて加熱プレスを行い0.25mm10cm角のシートを得た。 The rubber layer A of the compound used here was heated and pressed using an iron mold having a depth of 0.2 mm and 10 cm square under the same vulcanization conditions as those of the charging roll 1 to obtain a sheet of 0.25 mm and 10 cm square. It was.
このシートのインピーダンスの絶対値を測定した。
<インピーダンスの絶対値測定方法>
インピーダンス測定に関しては、横河・ヒューレット・パッカード社製(以下YHP社製)プレシジョンLCRメーターHP4284AとHP16451Bの組み合わせを用いた。23℃20%RH雰囲気下で、空隙法によりシート材料のインピーダンスの絶対値を計測した。空隙法の測定に関しては、HP16451Bの取り扱い説明書(部品番号16451−97000,印刷1989年12月)に記載された電極非接触法に従う。主電極の直径が3.8cmの電極−Aを用いて、サンプルの大きさは、5.5cm×5.5cmの正方形に切り取った。
The absolute value of the impedance of this sheet was measured.
<Absolute impedance measurement method>
For impedance measurement, a combination of Yokogawa Hewlett-Packard (hereinafter, YHP) Precision LCR meter HP4284A and HP16451B was used. Under an atmosphere of 23 ° C. and 20% RH, the absolute value of the impedance of the sheet material was measured by the void method. Regarding the measurement of the void method, the electrode non-contact method described in the instruction manual of HP16451B (part number 16451-97000, printed December 1989) is followed. The size of the sample was cut into a 5.5 cm × 5.5 cm square using the electrode-A having a main electrode diameter of 3.8 cm.
得られた帯電ロールを、図1の電子写真画像形成装置に取付け、23℃/53%RHの環境下で、以下の条件で感光体を帯電させて、所定の画像を1000枚、連続的にプリントアウトした。
帯電条件
感光体当接圧;50g/cm,帯電ロールに印加される直流電圧;−600V,交流電圧;2,000Vp−p,周波数;150Hz
画像評価とプリント後の帯電ロール上に付着しているトナー、外添剤の評価を行った。
<汚れと画像評価法>
(1.汚れ評価法)
汚れ評価は、帯電ロール表面へのトナーの付着性と外添剤の付着性により評価した。
The obtained charging roll is attached to the electrophotographic image forming apparatus of FIG. 1, and the photosensitive member is charged under the following conditions in an environment of 23 ° C./53% RH, and 1000 predetermined images are continuously printed. Printed out.
Charging condition Photoconductor contact pressure: 50 g / cm, DC voltage applied to charging roll: -600 V, AC voltage: 2,000 Vp-p, frequency: 150 Hz
Image evaluation and evaluation of the toner and external additives attached on the charging roll after printing were performed.
<Dirt and image evaluation method>
(1. Dirt evaluation method)
The dirt was evaluated based on the adhesion of the toner to the surface of the charging roll and the adhesion of the external additive.
トナー付着性:帯電ロール上に付着しているトナーをテープ(3M社製、スコッチ・メンディングテープ)にて除去し、そのテープに転写された付着トナーの濃度を、目視で観察し評価した。
○:テープは透明のまま、全くトナーが転写されていない状態のもの。
△:テープにトナーが転写されている箇所が部分的に認められるもの。
×:テープ全面にトナーが転写された状態のもの。
Toner adhesion: The toner adhering to the charging roll was removed with a tape (manufactured by 3M, Scotch Mending Tape), and the density of the adhering toner transferred to the tape was visually observed and evaluated.
○: The tape remains transparent and no toner is transferred.
Δ: A portion where the toner is transferred to the tape is partially recognized.
X: The toner is transferred to the entire surface of the tape.
外添剤付着性:帯電ロール上に付着している外添剤の濃度を、目視で観察し評価した。
○:ロールは黒色外観のまま、又はうっすらと外添剤が載っている箇所が部分的に認められるに過ぎないもの。
△:ロール全面にうっすらと外添剤が載った状態のもの。
×:ロール全面に外添剤が載った状態のもの。
External additive adhesion: The concentration of the external additive adhering to the charging roll was visually observed and evaluated.
○: The roll has a black appearance, or a part where the external additive is slightly visible is only partially recognized.
(Triangle | delta): The state in which the external additive was on the roll whole surface.
X: A state in which an external additive is placed on the entire roll surface.
この付着性評価で、トナー付着性、外添剤付着性の両方において、○が2つの場合は◎、○と△の組み合わせは○、○と×の組み合わせは△、○が無い場合は×とした。 In this adhesion evaluation, in both toner adhesion and external additive adhesion, 性 is two, ◯ is a combination of ○ and △, ○ and × is a combination △, and there is no ◯ is × did.
(2.画像評価法)
○:画像が良好のもの。
△:トナーや外添剤が帯電ロールに付着したために発生した画像の乱れが、画像の一部に見られたもの。
×:トナーや外添剤が帯電ロールに付着したために発生した画像の乱れが、画像の全体に見られたもの。
(実施例2)
実施例1において半導性粒子Xの使用量を25質量部にした以外は同様の処理を行い帯電ロール2及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
(2. Image evaluation method)
○: Good image.
Δ: Image disturbance caused by toner or external additive adhering to the charging roll was observed in a part of the image.
X: Image disturbance caused by toner or external additive adhering to the charging roll was observed in the entire image.
(Example 2)
A charging roll 2 and an impedance evaluation sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the semiconductive particles X used was 25 parts by mass, and evaluated in the same manner.
得られたゴム層Aの体積固有抵抗は107Ω・cmであった。
(実施例3)
実施例1において、半導性粒子Xの使用量を19質量部に変更した以外は同様の処理を行い帯電ロール3及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
(Example 3)
In Example 1, the same process was performed except that the amount of the semiconductive particles X was changed to 19 parts by mass, and the charging roll 3 and the impedance evaluation sheet were prepared and evaluated in the same manner.
得られたゴム層Aの体積固有抵抗は107Ω・cmであった。
(実施例4)
エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム(EPDM)に、加硫剤と発泡剤を配合し、混合した生ゴムを5mm厚で金属棒に塗布後、下記ゴム層配合Bを5mmまきつけ加熱加硫成型した後に研磨処理し帯電ロール4を製造した。インピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
Example 4
After blending a vulcanizing agent and a foaming agent with ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and applying the mixed raw rubber to a metal rod with a thickness of 5 mm, the rubber layer compounding B is spread by 5 mm and heated and vulcanized and molded. The charging roll 4 was manufactured by processing. An impedance evaluation sheet was prepared and evaluated in the same manner.
得られたゴム層Bの体積固有抵抗は106Ω・cmであった。
{本発明ゴム層配合B}
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体 100質量部
半導性粒子X 20質量部
導電性酸化錫(石原産業製) 5質量部
四級アンモニウム塩 1質量部
酸化亜鉛 5質量部
脂肪酸 2質量部
(実施例5)
実施例1において、半導性粒子Xのかわりに、半導性粒子Yを用いて、使用量を5質量部に変更した以外は同様の処理を行い帯電ロール5及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer B had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
{Invention rubber layer blend B}
Epichlorohydrin rubber terpolymer 100 parts by weight semiconductive particles X 20 parts by weight conductive tin oxide (manufactured by Ishihara Sangyo) 5 parts by weight quaternary ammonium salt 1 part by weight zinc oxide 5 parts by weight fatty acid 2 parts by weight (Example 5) )
In Example 1, instead of the semiconductive particle X, the same process was performed except that the amount used was changed to 5 parts by mass using the semiconductive particle Y, and the charging roll 5 and the impedance evaluation sheet were prepared. , Evaluated in the same way.
得られたゴム層Aの体積固有抵抗は106Ω・cmであった。
(実施例6)
実施例1において、半導性粒子Xのかわりに、半導性粒子Yを用いて、使用量を10質量部に変更した以外は同様の処理を行い帯電ロール6及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
(Example 6)
In Example 1, instead of the semiconductive particle X, the same process was performed except that the amount used was changed to 10 parts by mass using the semiconductive particle Y, and the charging roll 6 and the impedance evaluation sheet were prepared. , Evaluated in the same way.
得られたゴム層Aの体積固有抵抗は106Ω・cmであった。
(比較例1)
スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂、商品名:ダイナロン、日本合成ゴム社製)100部、ポリエチレン20部及びカーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC、ライオンアクゾ社製)15部をV型ブレンダーで数分間混合した。これを更に、加圧式ニーダーを用いて190℃で10分間溶融混練した。更に、冷却後、粉砕機で粉砕し、単軸押出し機でペレット化した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
(Comparative Example 1)
100 parts of styrene-ethylene-butylene-olefin copolymer resin, trade name: Dynalon, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., 20 parts of polyethylene, and 15 parts of carbon black (trade name: Ketjen Black EC, manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.) are V-shaped. Mix for a few minutes in a blender. This was further melt kneaded at 190 ° C. for 10 minutes using a pressure kneader. Furthermore, after cooling, it was pulverized by a pulverizer and pelletized by a single screw extruder.
また、ケッチェンブラックECの体積固有抵抗は10-2Ω・cmであり、得られたゴム層の体積固有抵抗は106Ω・cmであった。 The ketjen black EC had a volume resistivity of 10 −2 Ω · cm, and the rubber layer obtained had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
内部層の材料として、ポリウレタンエラストマー100部、酸化マグネシウム10部及びステアリン酸カルシウム1部を、外部層の材料と同様の工程でペレット化した。 As the material for the inner layer, 100 parts of polyurethane elastomer, 10 parts of magnesium oxide and 1 part of calcium stearate were pelletized in the same process as the material for the outer layer.
縦型押出し機を用いて、これらを一つのクロスヘッドで2重層となるように合流させ、適温の冷却水(4〜16℃)中に押出し、チューブと冷却サイジング壁の間隔が均一に近くなるようにサイジングの水平位置を調整し、更に冷却し引き取った。このチューブを切断したものを、金属ロールに嵌め込み、圧密着させた。 Using a vertical extruder, these are merged into a double layer with a single crosshead, extruded into cooling water (4 to 16 ° C) at an appropriate temperature, and the distance between the tube and the cooling sizing wall becomes nearly uniform. The horizontal position of the sizing was adjusted so that it was cooled and taken out. What cut this tube was inserted in the metal roll, and was press-contacted.
外層材のゴム材料を用いて実施例1と同様にシートを作成し、同様に評価した。
(比較例2)
実施例1において、半導性粒子Xの代わりにカーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC、ライオンアクゾ社製)を用いた以外は同様に行い帯電ロールとシートを作成し、同様に評価した。
A sheet was prepared in the same manner as in Example 1 using the rubber material of the outer layer material and evaluated in the same manner.
(Comparative Example 2)
In Example 1, a charging roll and a sheet were prepared in the same manner except that carbon black (trade name: Ketjen Black EC, manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.) was used instead of the semiconductive particles X, and evaluation was performed in the same manner.
また、ケッチェンブラックECの体積固有抵抗は10-2Ω・cmであり、得られたゴム層Aの体積固有抵抗は106Ω・cmであった。 The ketjen black EC had a volume resistivity of 10 −2 Ω · cm, and the obtained rubber layer A had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
実施例及び比較例の評価結果を表1にまとめた。粒子含有率における粒子とは、実施例1〜4においては、半導性粒子Xであり、実施例5〜6においては、半導性粒子Yであり、比較例においては、カーボンブラックをさす。 The evaluation results of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1. The particles in the particle content are the semiconductive particles X in Examples 1 to 4, the semiconductive particles Y in Examples 5 to 6, and the carbon black in the comparative examples.
表1の実施例と比較例から、本発明の帯電ロールは、耐久試験において、汚れ、画像評価とも良好であり、本発明の目的を達成している。 From the examples and comparative examples in Table 1, the charging roll of the present invention has good dirt and image evaluation in the durability test, and achieves the object of the present invention.
1 画像形成装置 1 Image forming device
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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JP2006159522A Withdrawn JP2007025647A (en) | 2005-06-17 | 2006-06-08 | Electrophotographic charging member and electrophotographic image forming apparatus |
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2006
- 2006-06-08 JP JP2006159522A patent/JP2007025647A/en not_active Withdrawn
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