JP2007093915A - Conductive rubber member, conductive rubber roller, transfer roller and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-resistance conductive rubber member free of bleeding and having low volume resistivity and electrical uniformity, with respect to a member for use in an electrophotographic process in a copying machine, a laser beam printer or the like. <P>SOLUTION: The conductive rubber member comprises a rubber component having epichlorohydrin-based rubber and a copolymer of ethylene oxide (A)/propylene oxide (B)/allyl glycidyl ether (C), wherein copolymerization ratios in the copolymer are A+B<90 mol% and B+C<20 mol%. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機・レーザビームプリンタ等電子写真プロセスに使用される導電性ゴム部材、導電性ゴムローラ、及び転写ローラに関する。   The present invention relates to a conductive rubber member, a conductive rubber roller, and a transfer roller used in an electrophotographic process such as a copying machine or a laser beam printer.

静電式複写機、レーザープリンター、ファクシミリなどの種々の電子写真装置には、導電性ローラを始めとする各種導電性ゴム部品が使用されている。導電性ゴム部材は、適度な弾性と適度の導電性とを有するエピクロロヒドリンゴム・アクリロニトリルゴムが広く使用されている(例えば特許文献1)。しかし、電子写真装置のロール用などの体積固有抵抗値が10〜1010Ω・cmである中抵抗領域のゴム材料を調製するには、カーボンブラックなどの導電性粒子・イオン導電付与剤を添加するなどして体積固有抵抗値を調整する必要があった。 Various electroconductive rubber parts such as electroconductive rollers are used in various electrophotographic apparatuses such as electrostatic copying machines, laser printers, and facsimile machines. As the conductive rubber member, epichlorohydrin rubber / acrylonitrile rubber having moderate elasticity and moderate conductivity is widely used (for example, Patent Document 1). However, in order to prepare a rubber material in a medium resistance region having a volume resistivity of 10 5 to 10 10 Ω · cm, such as for a roll of an electrophotographic apparatus, a conductive particle / ionic conductivity imparting agent such as carbon black is used. It was necessary to adjust the volume resistivity by adding it.

カーボンブラックは、粒径が小さいものほど体積抵抗値を低下させる効果が大きいので、通常、粒径が45nm以下のものが使用されている。粒径がこのように小さいカーボンブラックを使用した場合、カーボンブラックの添加量を増やすほど、ゴムの体積固有抵抗値が低下し、体積固有抵抗値が10Ω・cm以下の導電性ゴム組成物を容易に調製し得る。 Since carbon black has a larger effect of reducing the volume resistance value as the particle size is smaller, carbon black having a particle size of 45 nm or less is usually used. When carbon black having such a small particle size is used, the volume specific resistance value of rubber decreases as the amount of carbon black added increases, and the conductive rubber composition has a volume specific resistance value of 10 4 Ω · cm or less. Can be easily prepared.

しかし、混練時の損失などによって生じるカーボンブラック含有量のわずかな差や、射出成形、押出成形などの加工において生じるゴムの状態やカーボンブラックの分散のわずかな変動などによってゴム組成物の体積固有抵抗値は大きく変動する。そのため、静電対策用などに求められる体積固有抵抗値が10〜1010Ω・cmの中抵抗領域の導電性を有するゴム組成物は、電気的均一性に劣るという問題を有していた。 However, the volume specific resistance of the rubber composition depends on slight differences in the carbon black content caused by losses during kneading, and on the rubber condition and slight fluctuations in the dispersion of carbon black that occur during processing such as injection molding and extrusion molding. The value varies greatly. Therefore, the rubber composition having a volume resistivity of 10 5 to 10 10 Ω · cm, which is required for electrostatic countermeasures, has a problem that the electrical uniformity is inferior. .

一方、粒径が大きいカーボンブラックを使用して中抵抗領域の導電性を有するゴム組成物を調製すると、ゴム組成物の電気的均一性を改善することができる。しかし、このようなカーボンブラックを用いて、中抵抗領域のゴム組成物を調製するには、多量のカーボンブラックが必要であり、得られた架橋物は加工性に劣り、用途が限られていた。   On the other hand, when a rubber composition having conductivity in the middle resistance region is prepared using carbon black having a large particle size, the electrical uniformity of the rubber composition can be improved. However, in order to prepare a rubber composition in the middle resistance region using such carbon black, a large amount of carbon black is required, and the obtained cross-linked product has poor processability and has limited applications. .

バラツキが少なく体積固有抵抗値が低い導電性部ゴム材とするために、導電剤を使用する例もいくつかある。しかし分子量が小さく液状であるため、感光体を汚染しやすい問題がある。   There are also some examples in which a conductive agent is used in order to obtain a conductive part rubber material with little variation and low volume resistivity. However, since the molecular weight is small and liquid, there is a problem that the photoreceptor is easily contaminated.

体積固有抵抗値を下げる方法として、イオン導電付与剤を添加することが挙げられる。そこで、これまでにLi塩などの有機金属塩をイオン導電付与剤として極性ゴムに含有する方法も検討されてきた。この場合、半導電性ゴムとしての抵抗値は低下するが、上述の有機金属塩は、極性ゴムとの相溶性が悪く、多量添加するとブルームが発生し、感光体を汚染したり通電耐久性が悪化したりする。この問題を解決するために、ゴム組成物に第4級アンモニウム塩(例えば特許文献2)、又は第4級ホスホニウム塩(例えば特許文献3)をイオン導電付与剤として含有する方法も提案されている。この方法の場合、ゴム成分100質量部に対し10質量部以上添加すると低抵抗導電性ゴム部材を得ることができるが、ローラ表面がブリードアウトし、感光体の汚染を引き起こしてしまう。   As a method for reducing the volume specific resistance value, an ionic conductivity imparting agent may be added. Thus, a method in which an organic metal salt such as a Li salt is contained in a polar rubber as an ionic conductivity imparting agent has been studied so far. In this case, although the resistance value as a semiconductive rubber is lowered, the above-mentioned organometallic salt has poor compatibility with polar rubber, and when added in a large amount, bloom occurs, contaminates the photoconductor, and has a current-carrying durability. It gets worse. In order to solve this problem, a method in which a rubber composition contains a quaternary ammonium salt (for example, Patent Document 2) or a quaternary phosphonium salt (for example, Patent Document 3) as an ionic conductivity imparting agent has also been proposed. . In the case of this method, a low resistance conductive rubber member can be obtained by adding 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, but the roller surface bleeds out and causes contamination of the photoreceptor.

そこで、ブリードが少なく、抵抗値のバラツキの少ない低抵抗導電性ゴム部材を得るために、イオン導電系ゴムを主体とするものが主流となっており、エピクロロヒドリンゴム単独、又は他材料とブレンドして得る低抵抗導電性ゴム部材が提案されている。エピクロロヒドリンゴムとは、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルの共重合体であって、エチレンオキサイドをその構成単位として有するので、低抵抗を実現している。エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルの共重合体比率についての提案も数多くある。しかし、エチレンオキサイドの含有量を90モル%以上にすると、結晶化が起こり、体積固有抵抗値が上昇し、圧縮永久歪が大きくなる。そのため、エピクロロヒドリンゴム単独で使用した場合、体積固有抵抗値が1×10Ω・cm以上となってしまい、例えば、電子写真装置のローラーに要求される1×10Ω・cm以下の中抵抗を達成するのが困難となる。 Therefore, in order to obtain a low resistance conductive rubber member with less bleed and less variation in resistance value, those mainly composed of ion conductive rubber are mainly used, and epichlorohydrin rubber alone or blended with other materials A low resistance conductive rubber member obtained in this manner has been proposed. The epichlorohydrin rubber is a copolymer of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether, and has ethylene oxide as its constituent unit, so that low resistance is realized. There are also many proposals regarding the copolymer ratio of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether. However, when the content of ethylene oxide is 90 mol% or more, crystallization occurs, the volume resistivity increases, and the compression set increases. Therefore, when the epichlorohydrin rubber is used alone, the volume resistivity value is 1 × 10 7 Ω · cm or more, for example, 1 × 10 7 Ω · cm or less required for a roller of an electrophotographic apparatus. It becomes difficult to achieve medium resistance.

また、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド/アリルグリシジルエーテルの共重合比率が50〜95モル%/1〜49モル%/1〜10モル%で、且つ数平均分子量Mnが10000以上であるエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体をエピクロロヒドリンゴムに対し質量比0.01以上4.00以下混合して体積固有抵抗値を低くする提案がなされている(例えば、特許文献4)。しかし、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が10モル%を超えると、加硫後の架橋点の数が多くなり、低抵抗化を実現できないことや、架橋サイトであるアリルグリシジルエーテルの共重合比率が1〜10モル%と少ないため数平均分子量Mnが10000以上であっても、部材表面にブリードを生じ、感光体汚染を起こすなど問題が解決されていない。
特開2001−115005号公報 特開平7−28301号公報 特開平9−101652号公報 特開2002−105305号公報
Further, an ethylene oxide / propylene oxide / allyl glycidyl ether copolymerization ratio of 50 to 95 mol% / 1 to 49 mol% / 1 to 10 mol% and an ethylene oxide-propylene oxide having a number average molecular weight Mn of 10,000 or more. A proposal has been made to lower the volume resistivity by mixing an allyl glycidyl ether terpolymer with an epichlorohydrin rubber in a mass ratio of 0.01 to 4.00 (for example, Patent Document 4). However, when the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether exceeds 10 mol%, the number of crosslinking points after vulcanization increases, and resistance reduction cannot be realized, and the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether that is a crosslinking site is Even if the number average molecular weight Mn is 10,000 or more because it is as small as 1 to 10 mol%, problems such as bleeding on the surface of the member and contamination of the photoreceptor are not solved.
JP 2001-115005 A JP-A-7-28301 Japanese Patent Laid-Open No. 9-101652 JP 2002-105305 A

本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、複写機・レーザビームプリンタ等電子写真プロセスに使用される部材に関するものであり、ブリードが無く、体積固有抵抗値が低く、電気的に均一な低抵抗導電性ゴム部材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and relates to a member used in an electrophotographic process such as a copying machine or a laser beam printer, and has no bleed, low volume resistivity, and electrically uniform. An object of the present invention is to provide a low resistance conductive rubber member.

本発明による導電性ゴム部材は、エピクロロヒドリン系ゴムと、エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)の共重合体とを有するゴム成分からなる導電性ゴム部材であって、該共重合体の共重合比率が、A+B<90モル%であり、且つB+C<20モル%であることを特徴とする。   The conductive rubber member according to the present invention is composed of a rubber component having epichlorohydrin rubber and a copolymer of ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C). The copolymerization ratio of the copolymer is A + B <90 mol% and B + C <20 mol%.

また、この導電性ゴム部材を用いた導電性ゴムローラ及び転写ローラ並びにこの転写ローラを備えた画像形成装置を提供する。   In addition, a conductive rubber roller and a transfer roller using the conductive rubber member, and an image forming apparatus including the transfer roller are provided.

本発明によれば、体積固有抵抗値が低く、電子写真プロセスの帯電性に関与する部材に使用した際、電気的に均一であり、且つブリードの発生が少ない。   According to the present invention, the volume specific resistance value is low, and when used for a member involved in the chargeability of an electrophotographic process, it is electrically uniform and bleed does not occur.

本発明による導電性ゴム部材は、エピクロロヒドリン系ゴムと、エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)の共重合体とを有するゴム成分からなる導電性ゴム部材であって、該共重合体の共重合比率が、A+B<90モル%であり、且つB+C<20モル%であることを特徴とする。なお、上述のA、B及びCは、それぞれ、この共重合体の構成単位であるエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びアリルグリシジルエーテルに係るそれぞれの重合比率を言う。   The conductive rubber member according to the present invention is composed of a rubber component having epichlorohydrin rubber and a copolymer of ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C). The copolymerization ratio of the copolymer is A + B <90 mol% and B + C <20 mol%. In addition, the above-mentioned A, B, and C say each polymerization ratio which concerns on the ethylene oxide, propylene oxide, and allyl glycidyl ether which are the structural units of this copolymer, respectively.

本発明による導電性ゴム部材を構成するエチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)の共重合体に係る共重合比率AとBとの和、A+Bが90モル%以上となると、結晶性が増大することにより電気伝導が阻害され、体積固有抵抗値も増加する。この比率の増大に相対してアリルグリシジルエーテル(C)が減少するので、アリルグリシジルエーテル(C)に由来する架橋サイトが不十分になり、この共重合体とエピクロロヒドリン系ゴムとの共架橋が困難となる。その結果、架橋による3次元構造が形成されにくくなるため、部材表面にブリードし、被帯電部材を汚染させてしまう。   Sum of copolymerization ratios A and B related to the copolymer of ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C) constituting the conductive rubber member according to the present invention, and A + B is 90 mol% or more. As a result, the increase in crystallinity inhibits electrical conduction, and the volume resistivity value also increases. Since allyl glycidyl ether (C) decreases relative to the increase in the ratio, the crosslinking sites derived from allyl glycidyl ether (C) become insufficient, and the copolymer and the epichlorohydrin rubber are co-polymerized. Cross-linking becomes difficult. As a result, it becomes difficult to form a three-dimensional structure by cross-linking, so that the surface of the member is bleed and the charged member is contaminated.

また、この共重合体に係る重合比率BとCとの和、B+Cが20モル%以上となると、電気伝導に寄与する構成単位であるエチレンオキサイド(A)が相対的に減少するため、体積固有抵抗値が増加してしまう。従って、上述の共重合比率でないと、低抵抗化は困難になる。   In addition, when the sum of the polymerization ratios B and C relating to this copolymer, B + C is 20 mol% or more, ethylene oxide (A), which is a structural unit contributing to electrical conduction, is relatively reduced. Resistance value will increase. Therefore, it is difficult to reduce the resistance unless the copolymerization ratio is as described above.

本発明による導電性ゴム部材を構成するエピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリンの単重合体でもよく、エピクロロヒドリンと、重合性を有する他の架橋剤との共重合体であってもよい。この他の架橋剤として、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及び/又はアリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。なかでも、上述のエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド/アリルグリシジルエーテル共重合体との架橋性を考慮すると、前記エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン/エチレンオキサイド/アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることが好ましい。これにより、エピクロロヒドリン系ゴムとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド/アリルグリシジルエーテル共重合体とが充分に架橋を形成し3次元構造が適正に形成され、ブリードを抑制できる。また、エチレンオキサイドを共重合することで体積固有抵抗値を低下させる。   The epichlorohydrin rubber constituting the conductive rubber member according to the present invention may be a homopolymer of epichlorohydrin, which is a copolymer of epichlorohydrin and another cross-linking agent having polymerizability. May be. Examples of other crosslinking agents include ethylene oxide, propylene oxide and / or allyl glycidyl ether. Among these, in consideration of the crosslinkability with the above-mentioned ethylene oxide / propylene oxide / allyl glycidyl ether copolymer, the epichlorohydrin rubber is a terpolymer of epichlorohydrin / ethylene oxide / allyl glycidyl ether. It is preferably a coalescence. As a result, the epichlorohydrin rubber and the ethylene oxide / propylene oxide / allyl glycidyl ether copolymer are sufficiently crosslinked to form a three-dimensional structure properly, and bleed can be suppressed. Further, the volume resistivity value is reduced by copolymerizing ethylene oxide.

一方、本発明による導電性ゴム部材において、導電性ゴム部材を構成する前記ゴム成分中の前記エチレンオキサイドの構成比率は、84モル%未満であることが好ましい。このエチレンオキサイドの構成比率が84モル%以上となると、電気伝導を阻害する結晶性が増大し体積固有抵抗値が上昇する傾向が出る。   On the other hand, in the conductive rubber member according to the present invention, the constituent ratio of the ethylene oxide in the rubber component constituting the conductive rubber member is preferably less than 84 mol%. When the composition ratio of ethylene oxide is 84 mol% or more, the crystallinity that inhibits electrical conduction increases and the volume resistivity value tends to increase.

また、本発明の導電性ゴム部材に使用されるゴム成分は、一般のゴムに使用されるその他の成分を必要に応じて含有してもよい。例えば、硫黄や有機含硫黄化合物等の加硫剤、各種加硫促進剤、各種滑剤やサブ等の加工助剤、各種老化防止剤、p,p’−オキシビススルホニルヒドラジド(OBSH)やアゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)等の各種発泡剤、尿素等の各種発泡助剤、酸化亜鉛やステアリン酸等の加硫助剤、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレーなどの各種充填剤を必要に応じて配合してもよい。   Moreover, the rubber component used for the conductive rubber member of the present invention may contain other components used for general rubber as necessary. For example, vulcanizing agents such as sulfur and organic sulfur-containing compounds, various vulcanization accelerators, various processing aids such as lubricants and subs, various anti-aging agents, p, p'-oxybissulfonylhydrazide (OBSH) and azodicarbon Various foaming agents such as amide (ADCA) and dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), various foaming aids such as urea, vulcanization aids such as zinc oxide and stearic acid, various types such as calcium carbonate, talc, silica and clay You may mix | blend a filler as needed.

本発明による導電性ゴム部材は、エピクロロヒドリン系ゴムとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド/アリルグリシジルエーテルの共重合体とを少なくとも有するゴム成分を溶融混練し且つ加硫して、製造される。この溶融混練は、本技術分野公知の方法によって行えばよく、例えば、オープンロール又は密閉式混練機等を用いて混練してもよい。上述の加硫は、本技術分野公知の方法により行えばよく、例えば、水蒸気加圧下の加硫缶中で行う方法でもよい。その際、160℃、10〜60分で行ってもよい。さらに、架橋密度を増加させブリードを抑制する点で、必要に応じて、二次加硫を行ってもよい。これらの加硫には、架橋性、低抵抗化及び/又は低汚染性の点で、硫黄を用いることが好ましい。また、低汚染性の点で、さらにハイドロタルサイトを用いてもよい。   The conductive rubber member according to the present invention is manufactured by melt-kneading and vulcanizing a rubber component having at least an epichlorohydrin rubber and a copolymer of ethylene oxide / propylene oxide / allyl glycidyl ether. This melt-kneading may be performed by a method known in this technical field, and may be kneaded using, for example, an open roll or a closed kneader. The above vulcanization may be performed by a method known in the art, for example, a method performed in a vulcanizing can under steam pressure. In that case, you may carry out at 160 degreeC and 10 to 60 minutes. Furthermore, secondary vulcanization may be performed as necessary in terms of increasing the crosslinking density and suppressing bleeding. In these vulcanizations, it is preferable to use sulfur in terms of crosslinkability, low resistance and / or low contamination. Further, hydrotalcite may be further used in terms of low contamination.

(導電性ゴムローラ及び転写ローラ)
本発明による導電性ゴムローラ及び/又は転写ローラは、上述の本発明による導電性ゴム部材を有する。図1は、本発明による導電性ゴム部材の一例を概略的に示したものである。本発明による導電性ゴムローラは、導電性を有する芯金61と、この芯金61の周囲に積層された弾性層62とからなる。
(Conductive rubber roller and transfer roller)
The conductive rubber roller and / or the transfer roller according to the present invention includes the above-described conductive rubber member according to the present invention. FIG. 1 schematically shows an example of a conductive rubber member according to the present invention. The conductive rubber roller according to the present invention includes a conductive metal core 61 and an elastic layer 62 laminated around the metal core 61.

本発明による導電性ゴムローラは、上述の導電性ゴム部材の成形物を用いて製造される。この導電性ゴム部材の成形は、従来公知の各種成形方法が適用可能であるが、例えば、未加硫の導電性ゴム組成物を押出し機によりチューブ状に押出し、加硫缶や連続加硫炉で加熱し導電性のゴム(弾性体)チューブに成形してもよい。このように成形した導電性ゴム部材は、接着剤を塗布した芯金61が挿入され、加熱することにより、芯金61と接着され、その後、所定の外径となるまで研磨され、芯金61の周囲に弾性層62を有する本発明による導電性ゴムローラとなる。また、本発明による導電性ゴムローラは、上述の未加硫の導電性ゴム材料と芯金61とを同時に押出したり、押出したゴム組成物を金型に装填して加硫する等の従来公知の各種製造方法により、製造されてもよい。さらに、本発明の導電性ゴムローラは、必要に応じて弾性層62の外周上に樹脂等の層を有してもよい。   The conductive rubber roller according to the present invention is manufactured using the above-mentioned molded product of the conductive rubber member. For forming the conductive rubber member, conventionally known various molding methods can be applied. For example, an unvulcanized conductive rubber composition is extruded into a tube shape by an extruder, and a vulcanized can or a continuous vulcanizing furnace is used. It may be heated to form a conductive rubber (elastic body) tube. The conductive rubber member molded in this way is inserted into the cored bar 61 coated with an adhesive and heated to be bonded to the cored bar 61, and then polished to a predetermined outer diameter. The conductive rubber roller according to the present invention having the elastic layer 62 around the periphery thereof. Further, the conductive rubber roller according to the present invention is a conventionally known one such as extruding the unvulcanized conductive rubber material and the cored bar 61 at the same time or loading the extruded rubber composition into a mold and vulcanizing. It may be manufactured by various manufacturing methods. Furthermore, the conductive rubber roller of the present invention may have a layer of resin or the like on the outer periphery of the elastic layer 62 as necessary.

本発明による導電性ゴム部材は、上述の通り、白黒及び/又はカラー用の転写ローラとして用いる以外にも、帯電ローラ、トナー供給ローラや現像ローラ等、低い電気抵抗値が要求される場合に、特に好適に用いられる。   As described above, the conductive rubber member according to the present invention is used as a transfer roller for black and white and / or color, when a low electrical resistance value is required such as a charging roller, a toner supply roller, a developing roller, etc. Particularly preferably used.

(電子写真装置)
図2は、本発明の導電性ゴム部材を有する転写ローラを画像形成装置に利用した一例を示す。この画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体(以下、感光ドラム1と称する。)と、この感光ドラム1の表面を均一に帯電させる帯電装置2と、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像から露光光3により目的の画像情報に対応して形成された静電潜像に帯電されたトナー5を付着させる現像装置4と、感光ドラム1表面に付着されたトナー5を給紙部(図示せず)から給搬送された紙等の記録媒体7に転写させる転写ローラ6と、記録媒体7に転写されずに感光ドラム1表面に残ったトナー5(残留トナー)をこの表面から除去するクリーニングブレード8と、このトナーを収納する廃トナー容器9と、記録媒体7に転写されたトナー5を定着処理する定着装置10とを有する。
(Electrophotographic equipment)
FIG. 2 shows an example in which the transfer roller having the conductive rubber member of the present invention is used in an image forming apparatus. This image forming apparatus is formed on an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum 1) as an image carrier, a charging device 2 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1, and a surface of the photosensitive drum 1. The developing device 4 for attaching the charged toner 5 to the electrostatic latent image formed in accordance with the target image information by the exposure light 3 from the formed electrostatic latent image, and the toner 5 attached to the surface of the photosensitive drum 1 A transfer roller 6 for transferring the toner to a recording medium 7 such as paper fed from a paper feed unit (not shown) and toner 5 (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred to the recording medium 7. A cleaning blade 8 that is removed from the surface, a waste toner container 9 that stores the toner, and a fixing device 10 that fixes the toner 5 transferred to the recording medium 7 are provided.

次に、この画像形成装置による画像形成制御を説明する。   Next, image formation control by this image forming apparatus will be described.

感光ドラム1は、駆動手段(図示せず)により、矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)、例えば50mm/秒で回転駆動される。感光ドラム1の表面は、帯電装置2により電気的に均一に帯電される。帯電装置2は、感光ドラム1の表面に接触配置されており、感光ドラム1の回転(図1ではR1方向)に伴い従動回転(図1ではR2方向)する。帯電装置2は、帯電バイアス印加電源(図示せず)により振動電圧(交流電圧VAC+直流電圧VDC)が印加され、これにより感光ドラム1表面は、例えば−600V(暗部電位Vd)に一様に帯電処理される。その後、感光ドラム1の表面は、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調された例えばレーザ光などの露光光3に曝露され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。このように形成された静電潜像には、この静電潜像と逆の帯電性を有するトナー5が付着し、感光ドラム1の表面にトナー像が形成される。このように形成されたトナー像は、感光ドラム1と、本発明による導電性ゴム部材からなる転写ローラ6との間に給搬送された記録媒体7に転写される。この際、転写ローラ6は、転写バイアス印加電源(図示せず)により転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム1表面のトナー像が記録媒体7に転写される。トナー像が転写された記録媒体7は、定着装置10でこのトナー像が定着された後、画像形成物(プリント)として画像形成装置本体の外部に排出される。   The photosensitive drum 1 is rotationally driven by a driving means (not shown) in the direction of arrow R1 at a predetermined process speed (circumferential speed), for example, 50 mm / second. The surface of the photosensitive drum 1 is electrically and uniformly charged by the charging device 2. The charging device 2 is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 1, and is driven to rotate (R2 direction in FIG. 1) as the photosensitive drum 1 rotates (R1 direction in FIG. 1). The charging device 2 is applied with an oscillating voltage (AC voltage VAC + DC voltage VDC) by a charging bias application power source (not shown), whereby the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to, for example, −600 V (dark part potential Vd). It is processed. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 is exposed to exposure light 3 such as a laser beam modulated in accordance with a time-series electric digital image signal of target image information, and an electrostatic latent image corresponding to the target image information. Is formed. The toner 5 having a chargeability opposite to that of the electrostatic latent image is attached to the electrostatic latent image formed in this manner, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. The toner image thus formed is transferred to a recording medium 7 fed and conveyed between the photosensitive drum 1 and a transfer roller 6 made of a conductive rubber member according to the present invention. At this time, a transfer bias is applied to the transfer roller 6 by a transfer bias application power source (not shown), whereby the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to the recording medium 7. The recording medium 7 onto which the toner image has been transferred is discharged to the outside of the image forming apparatus main body as an image formed product (print) after the toner image is fixed by the fixing device 10.

以下に実施例及び比較例を用いて、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。各実施例、比較例に用いたゴム材料の配合割合及び試験結果は表の通りである。なお、配合量の単位は質量部である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The blending ratios and test results of the rubber materials used in the examples and comparative examples are as shown in the table. In addition, the unit of a compounding quantity is a mass part.

各実施例及び比較例で使用したゴム材料は、以下の通りである。
1:エピクロルヒドリン系ゴム
[エチレンオキサイド含量56モル%;商品名 ゼクロン3106(日本ゼオン(株)社製)]
2:エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)共重合体
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率=87:1:12](各実施例用)
3:エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)共重合体
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率=90:6:4;商品名 ゼオスパン8030(日本ゼオン(株)社製)](各比較例用)
4:充填剤
[炭酸カルシウム;商品名 シルバーW(丸尾カルシウム(株)社製)]
5:イオン導電剤
[四級アンモニウム塩;商品名 アデカサイザーLV70(旭電化工業(株)社製)]
6:加硫剤
[イオウ(S);商品名 サルファックスPMC(鶴見化学工業(株)社製)]
7:加硫促進剤
[ジベンゾチアジルジスルフィド(DM);商品名 ノクセラーDM(大内新興化学工業(株)社製)]
[テトラエチルチウラムジスルフィド(TET);商品名 ノクセラーTET(大内新興化学工業(株)社製)]
8:加硫促進助剤
[酸化亜鉛;商品名 亜鉛華2種 ハクスイテック(株)社製]
[ステアリン酸;商品名 ルナックS 花王(株)社製]
The rubber materials used in each example and comparative example are as follows.
1: Epichlorohydrin rubber [ethylene oxide content 56 mol%; trade name Zeklon 3106 (manufactured by ZEON CORPORATION)]
2: ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C) copolymer [ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymerization ratio = 87: 1: 12] (for each example)
3: Ethylene oxide (A) / Propylene oxide (B) / Allyl glycidyl ether (C) copolymer [Ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymerization ratio = 90: 6: 4; (Made by Co., Ltd.)] (for each comparative example)
4: Filler [Calcium carbonate; trade name Silver W (manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.)]
5: Ionic conductive agent [quaternary ammonium salt; trade name Adeka Sizer LV70 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)]
6: Vulcanizing agent [Sulfur (S); trade name Sulfax PMC (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)]
7: Vulcanization accelerator [Dibenzothiazyl disulfide (DM); trade name Noxeller DM (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)]
[Tetraethylthiuram disulfide (TET); trade name Noxeller TET (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)]
8: Vulcanization accelerating aid [Zinc oxide; trade name: Zinc Hana, Class 2 Hakusui Tech Co., Ltd.]
[Stearic acid; trade name LUNAC S manufactured by Kao Corporation]

なお、実施例及び比較例の導電性ゴム部材は、上記ゴム材料を用い、150mm×150mm×2mmの金型を使用して加硫してシート状に成形した。導電性ゴムローラは、上記ゴム材料を用い、押出し機を使用してチューブ状に押出した後、加硫缶にて加硫を行いチューブ状に成形した。次いで、φ6mmの芯金を前記チューブ状のゴム加硫物の内径部に挿入しローラ状の成形体を得た。この成形体を外径がφ14mmになるように研磨し作製した。   In addition, the conductive rubber member of an Example and a comparative example vulcanized | cured using the said rubber material using the metal mold | die of 150 mm x 150 mm x 2 mm, and shape | molded it in the sheet form. The conductive rubber roller was formed into a tube shape by using the rubber material and extruding into a tube shape using an extruder and then vulcanizing with a vulcanizing can. Next, a φ6 mm cored bar was inserted into the inner diameter portion of the tubular rubber vulcanizate to obtain a roller-shaped molded body. This molded body was prepared by polishing so that the outer diameter was 14 mm.

(測定評価について)
<体積固有抵抗値>
150mm×150mm×2mmの金型を使用して加硫して作製したシートで、東亜電波工業(株)極超絶縁計SM−8220を用い23℃/55%RH(N/N)の環境下で100Vの電圧を印加して体積固有抵抗値を測定した。本発明では、体積固有抵抗値が7.4(Log10R)以下を良好な範囲とした。
(About measurement evaluation)
<Volume specific resistance value>
A sheet made by vulcanization using a 150 mm x 150 mm x 2 mm mold, using a super insulation meter SM-8220, manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd., in an environment of 23 ° C / 55% RH (N / N) Then, a voltage of 100 V was applied to measure the volume resistivity. In the present invention, a volume resistivity value of 7.4 (Log 10 R) or less was set as a favorable range.

<感光体汚染>
N/N環境(23℃/50%RH)下において、ヒューレットパッカード製のレーザープリンターレーザージェット4000Nにゴムローラを組み込み、ベタ黒で30枚印字し、帯電ローラの帯電濃度ムラ及び画像不良について、画像評価を行った。得た画像において、帯電ローラに起因した画像濃度ムラ及び画像不良が全く無いものを○、画像濃度ムラ及び画像不良があり、実用不可のものを×とした。
<Photoconductor contamination>
Under an N / N environment (23 ° C / 50% RH), a rubber roller is incorporated into the Hewlett-Packard laser printer Laserjet 4000N, printing 30 sheets of solid black, and image evaluation for charging roller unevenness in charging density and image defects Went. Among the obtained images, those having no image density unevenness and image defect due to the charging roller were marked with ◯, and those having image density unevenness and image defect and not practical were marked with ×.

<周ムラ>
作製した導電性ゴムローラの弾性層の両側に各500gの荷重がかかるように、導電性ゴムローラを外径30mmのステンレススチール製ドラムに圧着し0.5Hzで回転させた状態で、この弾性層とステンレススチール製ドラムとの間に1000Vの電圧を印加して23℃/55%RH(N/N)の環境下で電流値を測定し、電流値の最大値と最小値との比を周ムラとした。抵抗ムラを少なくできるイオン導電の事例(比較例)と同レベル以上を良好とした。
<Circle unevenness>
In a state where the conductive rubber roller is pressed against a stainless steel drum having an outer diameter of 30 mm and rotated at 0.5 Hz so that a load of 500 g is applied to both sides of the elastic layer of the produced conductive rubber roller, A voltage of 1000 V is applied between the steel drum and the current value is measured in an environment of 23 ° C./55% RH (N / N), and the ratio between the maximum value and the minimum value of the current value is determined as unevenness in the circumference. did. The same level or more as in the case of ionic conduction that can reduce resistance unevenness (comparative example) was considered good.

Figure 2007093915
Figure 2007093915

Figure 2007093915
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実施例1〜6によりゴム成分中のエチレンオキサイドの構成比率が84モル%未満であればバラツキが少なく、感光体汚染がない低抵抗導電性ゴム部材が得られた。   In Examples 1 to 6, a low resistance conductive rubber member having little variation and no photoconductor contamination was obtained when the ethylene oxide component ratio in the rubber component was less than 84 mol%.

また、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が10モル%を超えても、低抵抗化が実現されていることがわかる。   In addition, it can be seen that even when the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether exceeds 10 mol%, low resistance is realized.

比較例1はアリルグリシジルエーテルの共重合比率が10モル%以下のものであり、比較例2、3はイオン導電剤を加えたものである。比較例1はアリルグリシジルエーテルの共重合比率が10モル%以下で共架橋しにくいため、感光体を汚染させてしまう。また、比較例2、3のイオン導電剤を加えたものは、低抵抗化は実現するが、感光体汚染については不十分である。   In Comparative Example 1, the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether is 10 mol% or less, and in Comparative Examples 2 and 3, an ionic conductive agent is added. In Comparative Example 1, since the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether is 10 mol% or less and co-crosslinking is difficult, the photoreceptor is contaminated. Moreover, although the resistance reduction is realized with the addition of the ionic conductive agent of Comparative Examples 2 and 3, the photoreceptor contamination is insufficient.

以上のことより、エピクロロヒドリン系ゴムと、エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)の共重合体とを有するゴム成分からなる導電性ゴム部材であって、該共重合体の共重合比率が、A+B<90モル%であり、且つB+C<20モル%であることを特徴とする導電性ゴム部材であれば、電気的に均一であり、ブリードか少なく、電子導電剤・イオン導電付与剤を使用することなく、低抵抗導電性ゴム部材を得ることができる。   From the above, a conductive rubber member comprising a rubber component having epichlorohydrin rubber and a copolymer of ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C), If the conductive rubber member is characterized in that the copolymerization ratio of the copolymer is A + B <90 mol% and B + C <20 mol%, there is little bleed, A low-resistance conductive rubber member can be obtained without using an electronic conductive agent / ion conductive imparting agent.

本発明による導電性ゴムローラの全体断面図である。1 is an overall cross-sectional view of a conductive rubber roller according to the present invention. 本発明による画像形成装置の全体断面図である。1 is an overall cross-sectional view of an image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム
2 帯電装置
3 露光光
4 現像装置
5 トナー
6 転写ローラ
7 記録媒体
8 クリーニングブレード
9 廃トナー容器
10 定着装置
61 芯金
62 弾性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging device 3 Exposure light 4 Developing device 5 Toner 6 Transfer roller 7 Recording medium 8 Cleaning blade 9 Waste toner container 10 Fixing device 61 Core metal 62 Elastic layer

Claims (6)

エピクロロヒドリン系ゴムと、エチレンオキサイド(A)/プロピレンオキサイド(B)/アリルグリシジルエーテル(C)の共重合体とを有するゴム成分からなる導電性ゴム部材であって、
該共重合体の共重合比率が、A+B<90モル%であり、且つB+C<20モル%であることを特徴とする導電性ゴム部材。
A conductive rubber member comprising a rubber component having an epichlorohydrin rubber and a copolymer of ethylene oxide (A) / propylene oxide (B) / allyl glycidyl ether (C),
A conductive rubber member, wherein a copolymerization ratio of the copolymer is A + B <90 mol% and B + C <20 mol%.
前記エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン/エチレンオキサイド/アリルグリシジルエーテルの三元共重合体である、請求項1に記載の導電性ゴム部材。   The conductive rubber member according to claim 1, wherein the epichlorohydrin rubber is a terpolymer of epichlorohydrin / ethylene oxide / allyl glycidyl ether. 前記ゴム成分中の前記エチレンオキサイドの構成比率は、84モル%未満である、請求項1又は2に記載の導電性ゴム部材。   The conductive rubber member according to claim 1 or 2, wherein a constituent ratio of the ethylene oxide in the rubber component is less than 84 mol%. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の導電性ゴム部材を有することを特徴とする導電性ゴムローラ。   A conductive rubber roller comprising the conductive rubber member according to claim 1. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の導電性ゴム部材を有することを特徴とする転写ローラ。   A transfer roller comprising the conductive rubber member according to claim 1. 請求項5に記載の転写ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the transfer roller according to claim 5.
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