JP2007271659A - Conductive elastic roller, method for manufacturing the same, and electrophotographic apparatus - Google Patents

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JP2007271659A JP2006093610A JP2006093610A JP2007271659A JP 2007271659 A JP2007271659 A JP 2007271659A JP 2006093610 A JP2006093610 A JP 2006093610A JP 2006093610 A JP2006093610 A JP 2006093610A JP 2007271659 A JP2007271659 A JP 2007271659A
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聡 福澤
Mitsuru Okuda
満 奥田
Hiroshi Imasaka
浩 今坂
Naoki Koyama
直樹 小山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive elastic roller to be used for an electrophotographic apparatus, in which a foamed rubber layer is tightly fixed in spite of no application of adhesive to a shaft core body, press fitting of the shaft core body into a foamed rubber tube and polishing on the surface of the foamed rubber layer can be easily performed in the manufacturing of the conductive elastic roller, and hardness variance and circumferential resistance variance can be eliminated as the result. <P>SOLUTION: The shaft core body is plated by electroless nickel plating, and the foamed rubber tube is obtained by cylindrically extruding a foamed rubber layer material composition composed of acrylonitrile-butadiene rubber and epichlorohydrin rubber as a rubber material added with at least a foaming agent and a vulcanizing agent to be subjected to vulcanization-foaming by microwaves, wherein the inner diameter (as a circle) of the foamed rubber tube is 80±10% of the outer diameter of the shaft core body to be press-fitted and sliding resistance in the inner surface of the tube against the press-fitted shaft core body is 0.6 to 0.9 Nm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は電子写真複写装置、プリンター、静電記録装置等の画像形成装置において、使用される導電性弾性ローラ及びその製造方法に関し、更には該導電性弾性ローラを転写ローラとした電子写真装置に関する。   The present invention relates to a conductive elastic roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus, a printer, and an electrostatic recording apparatus, and a manufacturing method thereof, and further relates to an electrophotographic apparatus using the conductive elastic roller as a transfer roller. .

複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置には、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に種々の導電性弾性ローラが用いられている。これらのローラの弾性層に導電性を付与するのに、弾性層原料であるゴム材料にカーボンブラックなどの導電剤を加える方法、あるいは弾性層自体をアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性のゴム材料で形成する方法がある。これらのローラは電子写真感光体(感光ドラム)に対して荷重が加えられた状態で接触しており、また、その使用目的からして長時間通電されている。そのため、導電性(例えば、抵抗値)の変動が小さいゴム材料が望ましいこと、また、製造方法の問題等から転写ローラや帯電ローラではアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム等が広く使用されている(例えば、特許文献1、2)。   In electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and printers, various conductive elastic rollers are used as charging rollers, transfer rollers, developing rollers, and the like. In order to impart conductivity to the elastic layer of these rollers, a method of adding a conductive agent such as carbon black to the rubber material that is a raw material of the elastic layer, or the elastic layer itself is made of an ionic conductive material such as acrylonitrile butadiene rubber or epichlorohydrin rubber. There is a method of forming with a rubber material. These rollers are in contact with the electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) with a load applied, and are energized for a long time for the purpose of use. Therefore, it is desirable to use a rubber material having a small variation in conductivity (for example, resistance value), and acrylonitrile butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, and the like are widely used in transfer rollers and charging rollers because of problems in the manufacturing method. For example, Patent Documents 1 and 2).

これらのローラに用いるゴム材料は、加硫剤、発泡剤、充填剤などを混練した原料組成物を用い、金型、押出し機などで未加硫の円筒状成形体とした後、この未加硫の円筒状成形体を加熱により加硫・発泡させて円筒状の発泡体にされる。その後、円筒状の発泡体に軸芯体を圧入し、外径を円筒研磨してローラ形状にして導電性弾性ローラとする手法が用いられている。なお、押出し成形による場合は加硫・発泡後に所定の長さに切断される。また、金型による成形では一次加硫・発泡を金型内で実施されることが多い。   The rubber material used for these rollers is a raw material composition obtained by kneading a vulcanizing agent, a foaming agent, a filler, and the like. A cylindrical molded body of sulfur is vulcanized and foamed by heating to form a cylindrical foam. Thereafter, a method is used in which a shaft core is press-fitted into a cylindrical foam, and the outer diameter is polished into a roller shape to form a conductive elastic roller. In the case of extrusion molding, it is cut into a predetermined length after vulcanization and foaming. Further, in molding by a mold, primary vulcanization / foaming is often performed in the mold.

円筒状の発泡体に軸芯体を圧入する方法については幾つか知られている(例えば、特許文献3〜5)。すなわち、円筒状の発泡体の径方向断面積を軸心体の径方向断面積の80%以上100%未満とする(特許文献3)、円筒状の発泡体と軸芯体の界面の空隙量や形状を規定する(特許文献4)、あるいは円筒状の発泡体の内面の表面粗さRaを20μm以上100μm以下とし、かつ該円筒状の発泡体の内径を軸芯体の外径の50%以上98%以下とし、さらに円筒状の発泡体の内面に液状接着剤を塗布する(特許文献5)などである。   Several methods are known for press-fitting a shaft core into a cylindrical foam (for example, Patent Documents 3 to 5). That is, the amount of voids at the interface between the cylindrical foam and the shaft core is set such that the radial cross-sectional area of the cylindrical foam is 80% or more and less than 100% of the radial cross-sectional area of the shaft center body (Patent Document 3). (Patent Document 4) or the surface roughness Ra of the inner surface of the cylindrical foam is set to 20 μm to 100 μm, and the inner diameter of the cylindrical foam is 50% of the outer diameter of the shaft core body For example, a liquid adhesive is applied to the inner surface of a cylindrical foam (Patent Document 5).

しかしながら、いずれの場合も発泡体の形状に着目しているのみで、ゴム原料の組成によっては円筒状の発泡体(発泡ゴム層)を軸芯体に強固に固定できず、軸芯体圧入時や外形を整えるための研磨時に該発泡ゴム層に歪みが生じる場合があった。また、接着剤の使用は作業面や環境面、並びに経済面の観点からも好ましくない。
特開平11−065269号公報 特開2003−064224号公報 特開2003−323064号公報 特開2003−323065号公報 特開2004−237618号公報
However, in any case, the focus is only on the shape of the foam, and depending on the composition of the rubber raw material, the cylindrical foam (foamed rubber layer) cannot be firmly fixed to the shaft core body. In some cases, the foamed rubber layer may be distorted during polishing to adjust the outer shape. Also, the use of an adhesive is not preferable from the viewpoints of work, environment, and economy.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-065269 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-064224 JP 2003-323064 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-323065 JP 2004-237618 A

従って、本発明の課題は、電子写真装置に用いられる導電性弾性ローラであって、軸芯体に接着剤が塗布されていないにかかわらず、発泡ゴム層が強固に固定されており、かつ、その製造にあたり該軸芯体の発泡ゴムチューブへの圧入や発泡ゴム層の表面の研磨を容易に行うことが可能であり、その結果、硬度ムラ、抵抗周ムラが無い導電性弾性ローラを提供すること、該導電性弾性ローラの製造方法を提供すること及び該導電性弾性ローラを転写ローラとして組み込んでなる、良好な画像を得ることが可能な電子写真装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is a conductive elastic roller used in an electrophotographic apparatus, wherein a foamed rubber layer is firmly fixed regardless of whether an adhesive is applied to the shaft core, and In the production thereof, it is possible to easily press-fit the shaft core into the foamed rubber tube and polish the surface of the foamed rubber layer, and as a result, provide a conductive elastic roller having no hardness unevenness and resistance circumferential unevenness. Another object of the present invention is to provide a method for producing the conductive elastic roller, and to provide an electrophotographic apparatus capable of obtaining a good image by incorporating the conductive elastic roller as a transfer roller.

本発明者らは、上記課題を解決するため、導電性弾性ローラの軸芯体及び発泡ゴム層について鋭意検討し、まず、軸芯体の表面がニッケルメッキされていること及び発泡ゴム層として用いる発泡ゴムチューブが原料や発泡工程を特定することが重要であることを見出し、さらに検討して、本発明に至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied the shaft core body and the foamed rubber layer of the conductive elastic roller. First, the surface of the shaft core body is nickel-plated and used as the foamed rubber layer. The present inventors have found that it is important for the foamed rubber tube to specify the raw material and the foaming process, and have further studied to arrive at the present invention.

すなわち、本発明は、下記構成により達成される。   That is, the present invention is achieved by the following configuration.

(1)発泡ゴムチューブに軸芯体が圧入されて発泡ゴム層が形成された導電性弾性ローラであって、
該軸芯体が無電解ニッケルメッキされており、
発泡ゴムチューブが、ゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤が配され、該ゴム原料がアクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなる発泡ゴム層原料組成物が円筒状に押し出され、マイクロ波により加硫発泡されたものであり、かつ、該発泡ゴムチューブの内径(真円として)が圧入される軸芯体の外径の80%±10%であり、
そして、軸芯体に対するチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下である
ことを特徴とする導電性弾性ローラ。
(1) A conductive elastic roller having a foam rubber layer formed by press-fitting a shaft core body into a foam rubber tube,
The shaft core is electroless nickel plated,
A foamed rubber tube has at least a foaming agent and a vulcanizing agent disposed in a rubber raw material, and the rubber raw material is extruded from a foamed rubber layer raw material composition comprising acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber, and vulcanized by microwaves. The foamed rubber tube has an inner diameter (as a perfect circle) of 80% ± 10% of the outer diameter of the shaft core body to be press-fitted,
The conductive elastic roller is characterized in that the sliding resistance of the inner surface of the tube relative to the shaft core is 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less.

(2)マイクロ波による加硫発泡が、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で行われている上記導電性弾性ローラ。 (2) The electroconductive elastic roller in which vulcanization foaming by microwaves is performed in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW to 2.0 kW.

(3)発泡ゴムチューブに軸芯体が圧入されて発泡ゴム層が形成された導電性弾性ローラの製造方法であって、少なくとも下記工程からなることを特徴とする導電性弾性ローラの製造方法:
アクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなるゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤を配して発泡ゴム層原料組成物を調製する工程;
発泡ゴム層原料組成物を円筒状に押し出し、発泡ゴム層原料組成物チューブを作成する工程;
発泡ゴム層原料組成物チューブを、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で発泡加硫して、内径(真円として)が圧入する軸芯体の外径の80%±10%である発泡ゴムチューブを得る工程;
発泡ゴムチューブを切断する工程;及び
切断した発泡ゴムチューブ内に表面を無電解ニッケルメッキした軸芯体を圧入する工程。
(3) A method for producing a conductive elastic roller in which a shaft core body is press-fitted into a foamed rubber tube to form a foamed rubber layer, comprising at least the following steps:
A step of preparing a foamed rubber layer raw material composition by arranging at least a foaming agent and a vulcanizing agent on a rubber raw material comprising acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber;
A step of extruding the foam rubber layer raw material composition into a cylindrical shape to produce a foam rubber layer raw material composition tube;
The foam rubber layer material composition tube is foam vulcanized in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW to 2.0 kW, and the inner diameter (as a perfect circle) is Obtaining a foamed rubber tube that is 80% ± 10% of the outer diameter of the press-fitted shaft core;
A step of cutting the foam rubber tube; and a step of press-fitting a shaft core body having an electroless nickel plating surface into the cut foam rubber tube.

(4)軸芯体に対する発泡ゴムチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下である上記導電性弾性ローラの製造方法。 (4) The manufacturing method of the said conductive elastic roller whose sliding resistance of the foam rubber tube inner surface with respect to a shaft core body is 0.6 N * m or more and 0.9 N * m or less.

(5)転写ローラが、アクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなるゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤が配された発泡ゴム層原料組成物が円筒状に押し出された後に、マイクロ波により加硫発泡された、内径(真円として)が圧入される軸芯体の外径の80%±10%である発泡ゴムチューブに、無電解ニッケルメッキ表面を有する軸芯体が圧入されて製造された、該軸芯体に対する発泡ゴムチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下である導電性弾性ローラであることを特徴とする電子写真装置。 (5) The transfer roller is vulcanized by microwave after a foamed rubber layer raw material composition in which at least a foaming agent and a vulcanizing agent are arranged on a rubber raw material made of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber is extruded into a cylindrical shape. Manufactured by press-fitting a shaft core body having an electroless nickel plating surface into a foamed rubber tube whose inner diameter (as a perfect circle) is 80% ± 10% of the outer diameter of the shaft core body. An electrophotographic apparatus characterized by being a conductive elastic roller having a sliding resistance of an inner surface of a foam rubber tube with respect to the shaft core body of 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less.

(6)マイクロ波による加硫発泡が、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で行われている上記電子写真装置。 (6) The electrophotographic apparatus described above, wherein the microwave vulcanization foaming is performed in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW to 2.0 kW.

本発明により、軸芯体が接着剤を塗布されていなくても、発泡ゴム層が強固に固定されており、かつ、その製造にあたり、軸芯体の圧入や必要により行われる発泡ゴム層表面の研磨を容易に行うことが可能であり、その結果、硬度ムラ、抵抗周ムラが無い導電性弾性ローラが提供される。   According to the present invention, even if the shaft core body is not coated with an adhesive, the foamed rubber layer is firmly fixed. Polishing can be easily performed. As a result, a conductive elastic roller having no hardness unevenness and resistance circumferential unevenness is provided.

また、該導電性ローラは電子写真装置用ローラ、特に転写ローラとして好適に使用することができる。   The conductive roller can be suitably used as a roller for an electrophotographic apparatus, particularly as a transfer roller.

以下に本発明をさらに詳しく、実施をするための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below.

図1に、本発明の導電性弾性ローラの一例の斜視図を示す。   In FIG. 1, the perspective view of an example of the electroconductive elastic roller of this invention is shown.

本発明の導電性弾性ローラは、少なくとも表面が無電解ニッケルメッキされた導電性軸芯体1の周りに、導電性の発泡ゴム層2が形成されたものである。この発泡ゴム層表面には電子写真装置のローラとして必要な機能を与えるために、表面層が形成されていても構わない。   The conductive elastic roller of the present invention has a conductive foam rubber layer 2 formed around a conductive shaft core 1 having at least a surface plated with electroless nickel. A surface layer may be formed on the surface of the foamed rubber layer in order to provide a function necessary as a roller of an electrophotographic apparatus.

本発明において、導電性の発泡ゴム層は、アクリロニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなるゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤が配され、円筒状に押し出され、次いで加硫発泡されて、発泡ゴムチューブとされ、該発泡ゴムチューブがローラ長に切断されたものが、軸芯体に被せられて形成されたものである。なお、アクリルニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムはイオン導電性を有しているので、該発泡ゴム層は導電性を発揮するが、導電性が不足したり、導電性を安定させたりするために、他の導電性物質を配することが好ましい。   In the present invention, the conductive foam rubber layer is a foam rubber tube in which at least a foaming agent and a vulcanizing agent are disposed on a rubber raw material made of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber, extruded into a cylindrical shape, and then vulcanized and foamed. The foamed rubber tube cut into a roller length is formed by covering the shaft core body. In addition, since acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber have ionic conductivity, the foamed rubber layer exhibits conductivity, but in order to lack conductivity or stabilize conductivity, It is preferable to arrange the conductive material.

本発明では、ゴム原料として、アクリロニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムを併用する。その他、ポリスチレン系高分子材料、ポリオレフィン系高分子材料、ポリエステル系高分子材料、ポリウレタン系高分子材料、RVCなどの熱可塑性エラストマー、アクリル系樹脂、スチレン酢酸ビニル共重合体等の高分子材料を必要により混合しても用いることができる。なお、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムの混合割合は、質量比で1/99から99/1の範囲が適当である。   In the present invention, acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber are used in combination as rubber raw materials. In addition, polymer materials such as polystyrene polymer materials, polyolefin polymer materials, polyester polymer materials, polyurethane polymer materials, thermoplastic elastomers such as RVC, acrylic resins, and styrene vinyl acetate copolymers are required. Can also be used by mixing. The mixing ratio of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber is suitably in the range of 1/99 to 99/1 by mass ratio.

本発明では、発泡ゴム層形成のために発泡剤を使用する。その発泡剤として、アゾジカルボンアミド(ADCA)系、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン(DPT)系、p−トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)系、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)系等の有機発泡剤が使用可能であり、これらを単独で、あるいは混合して用いる。なお、発泡剤は、発泡ゴム層が必要とする弾性度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料100質量部に対して1質量部以上20質量部以下が適当である。   In the present invention, a foaming agent is used for forming the foamed rubber layer. Organic foaming agents such as azodicarbonamide (ADCA), dinitrosopentamethylenetetraamine (DPT), p-toluenesulfonyl hydrazide (TSH), oxybisbenzenesulfonyl hydrazide (OBSH) are used as the foaming agent. These can be used alone or in combination. The amount of the foaming agent is set to an appropriate amount in order to achieve the elasticity required of the foamed rubber layer, but it is suitably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber raw material.

また、発泡剤の分解温度は、尿素、酸化亜鉛等を発泡助剤として加えて低下させることもできる。この発泡助剤としては、尿素系化合物;酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物;サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物などが挙げられ、発泡剤に対応して選択して使用する。   Further, the decomposition temperature of the foaming agent can be lowered by adding urea, zinc oxide or the like as a foaming aid. Examples of the foaming aid include urea compounds; metal oxides such as zinc oxide and lead oxide; compounds mainly composed of salicylic acid, stearic acid, and the like, which are selected and used according to the foaming agent.

加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等が使用可能であり、特に硫黄が好ましい。なお、加硫剤は、発泡ゴム層が必要とする弾性度及び強度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下が適当である。   As the vulcanizing agent, sulfur, metal oxides and the like can be used, and sulfur is particularly preferable. The vulcanizing agent has an appropriate amount to achieve the elasticity and strength required by the foamed rubber layer, but 0.1 parts by weight or more and 5.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber raw material Is appropriate.

また、本発明では、加硫剤とともに加硫促進剤を使用することが好ましい。かかる加硫促進剤としては各種知られているが、チアゾール系加硫促進剤やチウラム系加硫促進剤を使用することができる。そして、チアゾール系加硫促進剤とチウラム系加硫促進剤を併用するとCセット性に効果があることが一般的に知られているので、併用することが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable to use a vulcanization accelerator with a vulcanizing agent. Various vulcanization accelerators are known, and thiazole vulcanization accelerators and thiuram vulcanization accelerators can be used. And, it is generally known that the combined use of a thiazole vulcanization accelerator and a thiuram vulcanization accelerator has an effect on the C setting property, so it is preferable to use them together.

チアゾール系加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等があるが、チウラム系加硫促進剤との併用に賞用されるジベンゾチアジルジスルフィドが好ましい。また、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。スコーチ性に優れたテトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィドを使用することが好ましい。なお、その他のチアゾール系加硫促進剤及びチウラム系加硫促進剤においても使用条件を整えることで使用可能である。   Examples of the thiazole-based vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole, dibenzothiazyl disulfide, and the like, and dibenzothiazyl disulfide that is used in combination with a thiuram-based vulcanization accelerator is preferable. Examples of the thiuram vulcanization accelerator include tetramethylthiuram monosulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide and the like. It is preferable to use tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide having excellent scorch properties. In addition, other thiazole vulcanization accelerators and thiuram vulcanization accelerators can be used by adjusting the use conditions.

加硫剤として硫黄を使用することが好ましいのであるが、これは、通常の加硫剤としての効果の外、導電性軸芯体との化学的な相互作用により、より密着性を向上させる効果もある。   Although it is preferable to use sulfur as a vulcanizing agent, this is not only an effect as a normal vulcanizing agent, but also an effect of improving the adhesion due to chemical interaction with the conductive shaft core. There is also.

また、本発明では、発泡剤及び加硫剤と共に、カーボンブラック等の導電剤、炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤を必要により配合することが可能である。   Moreover, in this invention, it is possible to mix | blend conductive agents, such as carbon black, fillers, such as a calcium carbonate, and anti-aging agent with a foaming agent and a vulcanizing agent as needed.

導電剤として、公知の導電性物質を用いることが可能である。例えば、電子導電剤として、導電性カーボンブラック、TiO2、SnO2、ZnO、SnO2とSbO3の固溶体等の金属酸化物、Cu、Agなどの金属粉末等、また、イオン導電剤として、LiCIO4、NaSCNなどが挙げられ、ゴム原料に単独で若しくは複数を添加し分散させる。なお、その種類、使用量は、必要な導電性から適宜に決定する。また、発泡ゴム層の導電性を得るために、ゴム原料の主鎖あるいは側鎖に極性を有する官能基を導入することによっても可能である。 As the conductive agent, a known conductive substance can be used. For example, as an electronic conductive agent, conductive carbon black, TiO 2 , SnO 2 , ZnO, a metal oxide such as a solid solution of SnO 2 and SbO 3 , a metal powder such as Cu and Ag, and the like, and as an ionic conductive agent, LiCIO 4 , NaSCN, etc. are mentioned, and are added to a rubber raw material alone or plurally and dispersed. In addition, the kind and usage-amount are suitably determined from required electroconductivity. Further, in order to obtain the conductivity of the foamed rubber layer, it is possible to introduce a functional group having polarity into the main chain or side chain of the rubber raw material.

なお、電子導電剤としては、少量の使用で十分な導電性を得ることができることから導電性カーボンブラックを使用することが好ましく、その使用量は通常上記ゴム原料100質量部に対して5質量部以上95質量部以上が適当である。   As the electronic conductive agent, it is preferable to use conductive carbon black because sufficient conductivity can be obtained with a small amount of use, and the amount used is usually 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber raw material. The amount of 95 parts by mass or more is appropriate.

本発明では、軸芯体は導電性がある棒状あるいは円筒状の金属製あるいは樹脂製のものであり、その表面には無電解ニッケルメッキが施されていることが必要である。なお、軸芯体の強度等から金属製であることが好ましく、金属としては、鉄、鋼、鋳鉄、無錆鋼、真鍮、銅等が使用可能であるが、これら金属はゴム原料の加硫に使用される硫黄や過酸化物に対して抵抗性がないので、無電解ニッケルメッキを表面にして用いられる。また、メッキの種類としては、無電解ニッケルメッキの外、クロムメッキ、スズメッキ等も挙げられることができるが、コスト面並びに発泡ゴム層との密着性において、該無電解ニッケルメッキが特に好ましい。なお、加硫剤が硫黄であると発泡ゴム層との密着性がさらに向上する。   In the present invention, the shaft core body is made of a conductive rod-shaped or cylindrical metal or resin, and its surface needs to be electrolessly nickel-plated. In addition, it is preferable that the shaft core body is made of metal, and as the metal, iron, steel, cast iron, rust-free steel, brass, copper, etc. can be used, but these metals are vulcanized rubber raw materials. Since there is no resistance to sulfur and peroxide used in the electroless plating, electroless nickel plating is used as the surface. In addition to electroless nickel plating, chrome plating, tin plating, and the like can be cited as the type of plating, but electroless nickel plating is particularly preferable in terms of cost and adhesion to the foamed rubber layer. If the vulcanizing agent is sulfur, the adhesion with the foamed rubber layer is further improved.

軸芯体の外径としては、導電性弾性ローラの使用目的により適宜決めればよく、例えば、転写ローラとする場合は、2mm以上20mm以下、好ましくは3mm以上15mm以下、さらに好ましくは4mm以上10mm以下が適当である。なお、外径が8mm以上であるような場合は、2mmから3mmの範囲の厚みを有する円筒状であることで軽量化することもできる。   The outer diameter of the shaft body may be appropriately determined depending on the purpose of use of the conductive elastic roller. For example, in the case of a transfer roller, it is 2 mm or more and 20 mm or less, preferably 3 mm or more and 15 mm or less, more preferably 4 mm or more and 10 mm or less. Is appropriate. In addition, when an outer diameter is 8 mm or more, it can also be reduced in weight by using the cylindrical shape which has the thickness of the range of 2 mm to 3 mm.

本発明の導電性弾性ローラは、以下のようにして製造できる。   The conductive elastic roller of the present invention can be manufactured as follows.

本発明では、まず、発泡ゴムチューブを製造する。製造に用いる加硫発泡装置の概要を図2に示す。   In the present invention, first, a foam rubber tube is manufactured. The outline of the vulcanization foaming apparatus used for manufacture is shown in FIG.

すなわち、上記した発泡ゴム層原料組成物が、バンバリーミキサー、ニーダー等の密閉式混練機で混練された後、オープンロール、リボン成形分出し機によりリボン状に成形され、押出機11に投入され、円筒状に押し出され、未加硫未発泡である発泡ゴム層原料組成物チューブとされる。   That is, after the above foam rubber layer raw material composition is kneaded in a closed kneader such as a Banbury mixer or kneader, it is molded into a ribbon shape by an open roll or a ribbon molding dispenser, and is put into the extruder 11. The extruded rubber layer raw material composition tube is extruded into a cylindrical shape and is unvulcanized and unfoamed.

押出機11により形成された、未加硫未発泡である発泡ゴム層原料組成物チューブはマイクロ波加熱による加硫装置(マイクロ波加硫装置、UHF)12に導入される。このUHF12で未加硫未発泡である発泡ゴム層原料組成物チューブは加熱され、発泡と加硫が行われる。このUHF12の加熱区間(マイクロ波の有効照射区間)が2m以下であることが好ましい。加熱区間が2mを超えても加硫発泡には問題ないが、装置が大きくなるだけであり、設置場所をとることや経済性が悪くなることから好ましくない。UHF12の出力は1.0kW以上2.0kW以下が適当である。UHF12の出力が1.0kW未満では未加硫未発泡である発泡ゴム層原料組成物チューブが十分に加硫・発泡が行われず、また、2.0kWを超えると加熱が早すぎ、加硫や発泡が行き過ぎて、コントロールがうまく行えず、チューブの円筒状が保たれない。また、発泡ゴム層原料組成物が発火する危険性もある。   The unvulcanized and unfoamed foam rubber layer raw material composition tube formed by the extruder 11 is introduced into a vulcanizer (microwave vulcanizer, UHF) 12 by microwave heating. The foamed rubber layer raw material composition tube that is unvulcanized and unfoamed with UHF 12 is heated to perform foaming and vulcanization. The heating section (effective microwave irradiation section) of the UHF 12 is preferably 2 m or less. Even if the heating section exceeds 2 m, there is no problem with vulcanization foaming, but it is not preferable because it only increases the size of the apparatus and takes up installation space and reduces the economy. The output of the UHF 12 is suitably from 1.0 kW to 2.0 kW. When the output of UHF12 is less than 1.0 kW, the unvulcanized and unfoamed foam rubber layer raw material composition tube is not sufficiently vulcanized / foamed, and when it exceeds 2.0 kW, heating is too early, Too much foaming, control is not possible, and the tube is not cylindrical. There is also a risk that the foam rubber layer material composition may ignite.

UHF12で加硫発泡された発泡ゴム層原料組成物チューブは、UHF12に続く熱風加硫装置(HAV)13に搬送され、加硫が完結されて、発泡ゴムチューブとされる。なお、HAV13に送られる熱風の温度は、発泡ゴム層原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により異なるが、通常100℃以上250℃以下とするのが適当である。また、送風量についても、発泡ゴム層原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により適宜に設定する。なお、製造される発泡ゴムチューブの厚みとしては、製造する導電性弾性ローラの使用目的、軸芯体を挿入後の表面研磨の有無等により変わるが、通常2mm以上20mm以下、好ましくは3mm以上15mm以下、特に好ましくは4mm以上12mm以下である。   The foam rubber layer raw material composition tube vulcanized and foamed with UHF 12 is conveyed to a hot-air vulcanizer (HAV) 13 following UHF 12 and vulcanization is completed to obtain a foam rubber tube. In addition, although the temperature of the hot air sent to HAV13 changes with compositions of a foamed rubber layer raw material composition, a foaming ratio, a vulcanization degree, etc., it is suitable that it is normally 100 degreeC or more and 250 degrees C or less. Also, the blowing rate is appropriately set depending on the composition of the foamed rubber layer raw material composition, the expansion ratio, the degree of vulcanization, and the like. The thickness of the foamed rubber tube to be manufactured varies depending on the purpose of use of the conductive elastic roller to be manufactured, the presence or absence of surface polishing after inserting the shaft core, etc., but usually 2 mm or more and 20 mm or less, preferably 3 mm or more and 15 mm. Hereinafter, it is particularly preferably 4 mm or more and 12 mm or less.

加硫発泡が完結した発泡ゴムチューブは、引取機14により引き取られ、次いで、定着切断機15に送られ、所定長さに切断される。   The foamed rubber tube that has been completely vulcanized and foamed is taken up by the take-up machine 14, and then sent to the fixing and cutting machine 15 to be cut into a predetermined length.

次いで、所定長さに切断された発泡ゴムチューブは、必要により引き取り、切断等で生じた歪みが取り除かれた後に、表面が無電解ニッケルメッキされた軸芯体が圧入され、本発明の導電性弾性ローラが製造される。ここで、発泡ゴムチューブの内径(真円として)は圧入される軸芯体の外径の80%±10%であることが肝要である。発泡ゴムチューブの内径がかかる範囲にあるときに、圧入された軸芯体と発泡ゴム層間の密着性が良好となる。発泡ゴムチューブがこの範囲を超える径のものであるときは、軸芯体との密着性が不足し、使用中あるいは必要により行う加工中に発泡ゴム層に歪みが発生するので好ましくない。また、この範囲より小さい場合は軸芯体圧入に際し、発泡ゴム層に歪みを発生させるので好ましくない。   Next, the foamed rubber tube cut to a predetermined length is taken up if necessary, and after the distortion caused by cutting or the like is removed, the shaft core body whose surface is electroless nickel plated is press-fitted, and the conductive property of the present invention An elastic roller is manufactured. Here, it is important that the inner diameter (as a perfect circle) of the foam rubber tube is 80% ± 10% of the outer diameter of the press-fitted shaft core body. When the inside diameter of the foam rubber tube is within such a range, the adhesion between the press-fitted shaft core body and the foam rubber layer is improved. When the foamed rubber tube has a diameter exceeding this range, the adhesiveness with the shaft core is insufficient, and the foamed rubber layer is distorted during use or processing as required, which is not preferable. On the other hand, if it is smaller than this range, the foamed rubber layer is distorted when the shaft body is press-fitted, which is not preferable.

得られた導電性弾性ローラにおいて、軸芯体に対する発泡ゴムチューブ内面の摺動抵抗、すなわち、軸芯体と発泡ゴム層間の密着強度が0.6N・m以上0.9N・m以下であることが必須である。この摺動抵抗が0.6N・m未満では軸芯体と発泡ゴム層の密着性が不足し、使用中あるいは必要により行う加工中に発泡ゴム層に歪みが発生するので好ましくない。また、0.9N・mを超えると発泡ゴム層中の硫黄と無電解ニッケルメッキとの反応が多く進行したことになる。そのような場合は導電性弾性ローラの保管中あるいは使用中に軸芯体を腐食させ、軸芯体強度の低下、軸芯体と発泡ゴム層間の接着性低下、発泡ゴム層表面への凹凸発生等の不具合が発生しやすくなるので、やはり好ましくない。   In the obtained conductive elastic roller, the sliding resistance of the foam rubber tube inner surface with respect to the shaft core, that is, the adhesion strength between the shaft core and the foam rubber layer is 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less. Is essential. If the sliding resistance is less than 0.6 N · m, the adhesiveness between the shaft core and the foamed rubber layer is insufficient, and distortion is generated in the foamed rubber layer during use or as required, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 0.9 N · m, the reaction between the sulfur in the foamed rubber layer and the electroless nickel plating has advanced. In such a case, the shaft core body is corroded during storage or use of the conductive elastic roller, the shaft core body strength decreases, the adhesion between the shaft core body and the foam rubber layer decreases, and irregularities occur on the surface of the foam rubber layer. This is also not preferable because it tends to cause problems such as the above.

発泡ゴムチューブを製造するラインについて、具値的な例を示すと、押出機11を除くUHF12から定尺切断機15までは、全長約13mであり、順にUHF12は約4m、HAV13は約6m、引取機14と定尺切断機15は併せて約1mであり、それらの間は0.1m以上1.0mの間隔が取られている。そして、UHF12内には表面がフッ素樹脂で被覆されたメッシュ状ベルトが設けられており、その上で押出機からの未加硫未発泡ゴム層原料組成物チューブが搬送と加硫発泡が行われる。また、UHF12内のマイクロ波の照射領域は2m以下とされている。また、UHF12内で加硫発泡した発泡ゴム層用原料組成物チューブは表面がフッ素樹脂で被覆されたコロに乗せられHAV13に搬送されるが、HAV13内もフッ素樹脂で被覆されたコロの上を搬送される。ここでフッ素樹脂を被覆したベルトやコロを使用するのは、加硫発泡が完了していない発泡ゴム層用原料組成物チューブがベルトやコロに付着し、チューブ表面を剥落させたり、歪みを生じさせたりしないようにするためである。   As for a specific example of a line for producing a foam rubber tube, the total length from the UHF 12 excluding the extruder 11 to the regular cutting machine 15 is about 13 m, the UHF 12 is about 4 m in order, the HAV 13 is about 6 m, The take-up machine 14 and the standard cutting machine 15 are about 1 m in total, and an interval of 0.1 m or more and 1.0 m is provided between them. The UHF 12 is provided with a mesh belt whose surface is coated with a fluororesin, on which the unvulcanized unfoamed rubber layer raw material composition tube from the extruder is conveyed and vulcanized and foamed. . The microwave irradiation area in the UHF 12 is 2 m or less. The foamed rubber layer raw material composition tube vulcanized and foamed in UHF 12 is transported to HAV 13 by placing it on a roller coated with a fluororesin. Be transported. In this case, the belt or roller coated with fluororesin is used because the foam rubber layer raw material composition tube that has not been vulcanized and foamed adheres to the belt or roller, causing the tube surface to peel off or cause distortion. This is in order not to let them.

所定長さに切断された発泡ゴムチューブに軸芯体が圧入され、ローラ状の成形体とされたものは、そのままで導電性弾性ローラとして使用可能であるが、好ましくは、発泡ゴム層表面が砥石で研磨されたり、砥粒でブラストされたりして、ローラ径や表面を使用目的に応じた大きさや表面粗さとされる。   The shaft core body is press-fitted into a foamed rubber tube cut to a predetermined length to form a roller-shaped molded body, which can be used as a conductive elastic roller as it is. It is polished with a grindstone or blasted with abrasive grains, and the roller diameter and surface are made to have a size and surface roughness according to the purpose of use.

ここで表面の研磨は、例えば、研磨砥石を備えた研磨機に上記のようにして製造された発泡ゴム層が形成された導電性弾性ローラをセットし、研磨砥石の回転速度を2000rpmとし、その送り速度を500m/minとして行うことができる。この研磨の際、発泡ゴム層と軸芯体の密着強度が0.6N・m未満であると発泡ゴム層が剥がれたりして均一な研磨が行えない。   Here, the polishing of the surface is performed, for example, by setting the conductive elastic roller on which the foamed rubber layer produced as described above is formed in a polishing machine equipped with a polishing grindstone, and setting the rotation speed of the polishing grindstone to 2000 rpm. The feeding speed can be set to 500 m / min. In this polishing, if the adhesion strength between the foamed rubber layer and the shaft core is less than 0.6 N · m, the foamed rubber layer is peeled off and uniform polishing cannot be performed.

上記のようにして製造された本発明の導電性弾性ローラは、さらに、その使用目的に応じた表面状態にするために、樹脂層を形成することも可能である。   The conductive elastic roller of the present invention produced as described above can further be formed with a resin layer in order to obtain a surface state corresponding to the purpose of use.

次いで、本発明の導電性弾性ローラを転写ローラ等に組み込んだ画像形成装置について説明する。   Next, an image forming apparatus in which the conductive elastic roller of the present invention is incorporated in a transfer roller or the like will be described.

図3は、プロセスカートリッジを使用する電子写真方式の画像成形装置の例を示す概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus using a process cartridge.

該画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)21を備えている。感光ドラム21は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体(OPC)からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム21は、駆動手段(不図示)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/secで回転駆動される。   The image forming apparatus includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 21 as an image carrier. The photosensitive drum 21 is obtained by providing a photosensitive layer made of an organic photoconductor (OPC) on the outer peripheral surface of a grounded cylindrical aluminum substrate. This photosensitive drum 21 is rotationally driven by a driving means (not shown) at a predetermined process speed (circumferential speed), for example, 50 mm / sec, in the direction of arrow R1.

感光ドラム21の表面は、接触帯電部材としての帯電ローラ22によって均一に帯電される。帯電ローラ22は、感光ドラム21に接触配置されており、感光ドラム21の回転に伴って矢印R2方向に従動回転する。帯電ローラ22には、帯電バイアス印加電源(高圧電源)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21表面は、暗部電位Vd(例えば、−600V)に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム21表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザ光23、すなわち、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レーザ光により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム21表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像(明電部位Vl、例えば−150V)が形成される。 The surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged by a charging roller 22 as a contact charging member. The charging roller 22 is disposed in contact with the photosensitive drum 21 and is driven to rotate in the direction of the arrow R2 as the photosensitive drum 21 rotates. An oscillating voltage (AC voltage VAC + DC voltage VDC) is applied to the charging roller 22 by a charging bias applying power source (high voltage power source), whereby the surface of the photosensitive drum 21 is uniformly at a dark portion potential V d (for example, −600 V). Is charged. The surface of the charged photosensitive drum 21 is scanned and exposed by a laser beam 23 output from a laser scanner and reflected by a mirror, that is, a laser beam modulated in accordance with a time-series electric digital image signal of target image information. receive. As a result, an electrostatic latent image (bright part V 1 , for example, −150 V) corresponding to the target image information is formed on the surface of the photosensitive drum 21.

その静電潜像は、現像装置24の現像ローラ24aに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナーが付着され、トナー像として反転現像される。   The electrostatic latent image is reversely developed as a toner image by attaching negatively charged toner by a developing bias applied to the developing roller 24a of the developing device 24.

一方、給紙部から給搬送されてきた紙等の転写材27が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム21と転写ローラ26との間の転写部(転写ニップ部)Tに、感光ドラム21上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Tに供給された転写材27は、転写バイアス印加電源により転写ローラ26に印加された転写バイアスによって、トナー像が転写される。このとき、転写材27に転写されないで感光ドラム21表面に残ったトナー(残留トナー)は、クリーニング装置29によって除去される。   On the other hand, the transfer material 27 such as paper fed from the paper supply unit is guided by the transfer guide, and is transferred to the transfer unit (transfer nip unit) T between the photosensitive drum 21 and the transfer roller 26. The toner image is supplied so as to match the timing of the upper toner image. The toner image is transferred to the transfer material 27 supplied to the transfer portion T by the transfer bias applied to the transfer roller 26 by the transfer bias application power source. At this time, toner remaining on the surface of the photosensitive drum 21 without being transferred to the transfer material 27 (residual toner) is removed by the cleaning device 29.

転写部Tを通った転写材27は、感光ドラム21から分離されて定着装置30へ導入され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物(プリント)として画像形成装置本体外部に排出される。   The transfer material 27 that has passed through the transfer portion T is separated from the photosensitive drum 21 and introduced into the fixing device 30, where the toner image is subjected to fixing processing, and is discharged out of the image forming apparatus main body as an image formed product (print). The

ここで、帯電ローラ、現像ローラ及び転写ローラとして、本発明の導電性弾性ローラは使用され、特に転写ローラとして有用である。   Here, the conductive elastic roller of the present invention is used as a charging roller, a developing roller, and a transfer roller, and is particularly useful as a transfer roller.

本発明において重要な評価項目である、軸芯体に対する発泡ゴムチューブの内面と摺動抵抗(発泡ゴム層と軸芯体の密着度)の測定は下記の方法で行ったものである。   The measurement of the inner surface of the foamed rubber tube and the sliding resistance (adhesion degree between the foamed rubber layer and the shaft core body), which is an important evaluation item in the present invention, was performed by the following method.

〔回転トルク〕
すなわち、発泡ゴムチューブに軸芯体を圧入した後、発泡ゴム層の歪みが緩和されるまで、23℃、55%RHのN/N環境下に48時間に置いた導電性弾性ローラをクランプにて挟持する。その後、軸芯体にモーターを取り付け、モーターを回転させる。導電性弾性ローラの挟持はモーターの回転により発泡ゴム層とクランプとの間で滑って回らないが、挟持による変形が軸新体荷まで及ばない程度としておくことが必要である。モーターを回転させたときにかかる負荷を杉崎計器株式会社製のすべりトルク検知器「Ceder DI−12」(商品名)にて測定する。そして、軸新体が発泡ゴム層に対して滑り始める時点の負荷を測定し、軸芯体に対する発泡ゴムチューブの内面と摺動抵抗(発泡ゴム層と軸芯体の密着度)を回転トルク(N・m)として示す。
〔Rotation torque〕
That is, after the shaft core body is press-fitted into the foam rubber tube, the conductive elastic roller placed in a N / N environment of 23 ° C. and 55% RH for 48 hours is clamped until the distortion of the foam rubber layer is relieved. Hold it. Then, attach a motor to the shaft core and rotate the motor. The sandwiching of the conductive elastic roller does not slide between the foamed rubber layer and the clamp due to the rotation of the motor, but it is necessary that the deformation due to the clamping does not reach the new shaft load. The load applied when the motor is rotated is measured with a sliding torque detector “Ceder DI-12” (trade name) manufactured by Sugisaki Keiki Co., Ltd. Then, the load at the time when the new shaft starts to slide with respect to the foam rubber layer is measured, and the inner surface of the foam rubber tube with respect to the shaft core body and the sliding resistance (adhesion degree between the foam rubber layer and the shaft core body) are measured as rotational torque N · m).

また、導電性弾性ローラの発泡ゴム層の硬度ムラ及び電気抵抗ムラについても下記により評価する。   Further, the hardness unevenness and the electrical resistance unevenness of the foamed rubber layer of the conductive elastic roller are also evaluated as follows.

〔硬度ムラ〕
得られた導電性弾性ローラの発泡ゴム層表面の任意の場所を周方向に90°毎に4箇所、アスカーC型の硬度計(4.9N荷重)でアスカーC硬さを測定する。得られた値の最大値と最小値の硬さの差を求め、硬度ムラの程度を表す指標とする。すなわち、硬さの差が0の時は全くムラがないことを意味し、硬さの差が0に近いほどムラがなく好ましいことを意味する。
[Hardness unevenness]
The Asker C hardness is measured with an Asker C-type hardness meter (4.9 N load) at an arbitrary location on the surface of the foamed rubber layer of the obtained conductive elastic roller at 90 ° intervals in the circumferential direction. The difference in hardness between the maximum value and the minimum value of the obtained values is obtained and used as an index representing the degree of hardness unevenness. That is, when the difference in hardness is 0, it means that there is no unevenness at all, and as the hardness difference is closer to 0, it means that there is no unevenness and is preferable.

〔電気抵抗ムラ〕
得られた導電性弾性ローラを、23℃、55%RHのN/N環境下で48時間置いた後、軸芯体の端部に各4.9Nの荷重が掛かるようにして、外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着し、アルミニウム製ドラムを30rpmで回転させ、それにつれて導電性弾性ローラも従動回転させる。その状態で、軸芯体とアルミドラム間に2kVの電圧を印加して、電気抵抗を連続して導電性弾性ローラ一回転分を測定する。次いで、測定された電気抵抗の最大値と最小値の対数値を求め、その差を電気抵抗ムラの指標とする。なお、この差は1.2未満であることが好ましい。
[Electric resistance unevenness]
The obtained conductive elastic roller was placed in an N / N environment of 23 ° C. and 55% RH for 48 hours, and then a load of 4.9 N was applied to the end portion of the shaft core so that the outer diameter was 30 mm. Then, the aluminum drum is rotated at 30 rpm, and the conductive elastic roller is also driven to rotate. In this state, a voltage of 2 kV is applied between the shaft core and the aluminum drum, and the electrical resistance is continuously measured for one rotation of the conductive elastic roller. Next, logarithmic values of the maximum value and the minimum value of the measured electric resistance are obtained, and the difference is used as an index of the electric resistance unevenness. This difference is preferably less than 1.2.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこの転写ローラのみに限定されるものではなく、帯電ローラ、現像ローラにも展開可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this transfer roller, but can be developed to a charging roller and a developing roller.

なお、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。
・NBR:アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポール DN401LL」(商品名、日本ゼオン株式会社製)
・GECO:エピクロルヒドリンゴム「ハイドリン G3106」(商品名、日本ゼオン株式会社製)
・DM:ジベンゾチアジルジスルフィド「ノクセラー DM−P」(商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製)
・TOT:テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド「ノクセラー TOT−N」(商品名、チウラムジスルフィド系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製)
・硫黄:硫黄「サルファックス PMC」(商品名、鶴見化学工業株式会社製)
・ADCA:アゾジカルボンアミド「ビニホール AC」(商品名、永和化成工業株式会社製)
The rubber materials used in each example and comparative example are as follows.
・ NBR: Acrylonitrile butadiene rubber “NIPOL DN401LL” (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
GECO: Epichlorohydrin rubber “Hydrin G3106” (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
DM: Dibenzothiazyl disulfide “Noxeller DM-P” (trade name, thiazole vulcanization accelerator, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
-TOT: Tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide "Noxeller TOT-N" (trade name, thiuram disulfide vulcanization accelerator, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Sulfur: Sulfur “Salfax PMC” (trade name, manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ ADCA: Azodicarbonamide “Vinihol AC” (trade name, manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.)

実施例1〜4
原料ゴムとして、NBR 80質量部及びGECO 20質量部を用い、これに、発泡剤としてADCA 4.0質量部、加硫剤として硫黄 1.5質量部及び加硫促進剤としてDM 1.5質量部とTOT 2.0質量部をバンバリーミキサーにて混練した後、オープンロールとリボン成形分出し機によりリボン状に成形して発泡ゴム層原料組成物を得た。
Examples 1-4
As raw rubber, 80 parts by mass of NBR and 20 parts by mass of GECO were used, and 4.0 parts by mass of ADCA as a foaming agent, 1.5 parts by mass of sulfur as a vulcanizing agent and 1.5 parts by mass of DM as a vulcanization accelerator. And 2.0 parts by mass of TOT were kneaded with a Banbury mixer, and then molded into a ribbon shape using an open roll and a ribbon molding dispenser to obtain a foamed rubber layer raw material composition.

次いで、図2に示すような加硫発泡装置を用い、この発泡ゴム層原料組成物を押出機に投入し、チューブ状に押し出した。この発泡ゴム層原料組成物チューブをフッ素樹脂がコートされたメッシュ状ベルトに載せ、マイクロ波出力が1.0kWから2.0kWに調整されているUHFに導入し、加硫発泡した。なお、このときの発泡ゴム層原料組成物チューブのUHF中への導入速度は2.5m/minであった。また、マイクロ波が当てられている距離(照射有効区間)は1.8mであった。   Next, using a vulcanization foaming apparatus as shown in FIG. 2, this foamed rubber layer raw material composition was put into an extruder and extruded into a tube shape. This foamed rubber layer raw material composition tube was placed on a mesh belt coated with a fluororesin, introduced into UHF whose microwave output was adjusted from 1.0 kW to 2.0 kW, and vulcanized and foamed. At this time, the rate of introduction of the foamed rubber layer raw material composition tube into UHF was 2.5 m / min. Moreover, the distance (irradiation effective area) to which the microwave was applied was 1.8 m.

UHFで加硫発泡した発泡ゴムチューブを、さらに、フッ素樹脂をコートしたコロで搬送し、熱風にて温度180℃に保たれたHAVに導入して、加硫を完結させた。なお、HAVの長さは6mであった。次いで、HAVを出た発泡ゴムチューブを引取機にて引き取り、さらに、切断機にて、長さ250mmに切断して、発泡ゴム層用長さの発泡ゴムチューブとした。なお、押出機のダイスを適宜変更して加硫発泡後のチューブでの内径が軸芯体外径(6mm)の80%±10%になるようにした。また、発泡後のチューブ外径は約20mmとした(発泡ゴムチューブの厚み約7.5mm)。   The foamed rubber tube vulcanized and foamed with UHF was further conveyed by a roller coated with a fluororesin and introduced into HAV maintained at a temperature of 180 ° C. with hot air to complete the vulcanization. Note that the length of the HAV was 6 m. Next, the foamed rubber tube exiting the HAV was taken up by a take-up machine, and further cut into a length of 250 mm by a cutting machine to obtain a foamed rubber tube having a length for the foamed rubber layer. The extruder die was appropriately changed so that the inner diameter of the tube after vulcanization and foaming was 80% ± 10% of the outer diameter of the shaft core (6 mm). Moreover, the tube outer diameter after foaming was about 20 mm (thickness of the foamed rubber tube was about 7.5 mm).

切断した発泡ゴムチューブに、表面に無電解ニッケルメッキ層を有する径6mmの鉄製の軸芯体を圧入し、次いで、表面を研磨し、次いで両端を突っ切り、外径17mmの導電性弾性ローラを作製した。得られた導電性弾性ローラの硬度ムラ及び電気抵抗ムラを測定した。一方、表面研磨する前の導電性弾性ローラをN/N環境(23℃、55%RH)に48時間置いたもので、軸芯体と発泡ゴム層の摺動抵抗を測定した。得られた結果を表1に示す。   An iron shaft core with a diameter of 6 mm having an electroless nickel plating layer on the surface is press-fitted into the cut foam rubber tube, then the surface is polished, and then both ends are cut off to produce a conductive elastic roller with an outer diameter of 17 mm. did. The obtained conductive elastic roller was measured for hardness unevenness and electrical resistance unevenness. On the other hand, the conductive elastic roller before surface polishing was placed in an N / N environment (23 ° C., 55% RH) for 48 hours, and the sliding resistance between the shaft core and the foamed rubber layer was measured. The obtained results are shown in Table 1.

比較例1〜6
UHFのマイクロ波の出力あるいは得られる発泡ゴムチューブの内径が表2になるようにする他は実施例1〜4と同様にして、発泡ゴムチューブを作製し、軸芯体を圧入して導電性ゴムローラを作製した。なお、比較例5においては、該ゴムチューブ内径を軸芯体外径の65%に設定したため、軸芯体を発泡ゴムチューブに圧入できなかった。得られた導電性ゴムローラについて実施例1〜4と同様の評価をした。結果を表1に示す。
Comparative Examples 1-6
A foamed rubber tube is produced in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the output of UHF microwaves or the inner diameter of the obtained foamed rubber tube is as shown in Table 2. A rubber roller was produced. In Comparative Example 5, since the inner diameter of the rubber tube was set to 65% of the outer diameter of the shaft core body, the shaft core body could not be press-fitted into the foamed rubber tube. The obtained conductive rubber roller was evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4. The results are shown in Table 1.

Figure 2007271659
Figure 2007271659

導電性軸心体の外径に対し、圧入される発泡ゴムチューブの内径が80%±10%である時、また、UHFのマイクロ波出力が1.0kW以上2.0kW以下である時、得られる導電性弾性ローラの軸芯体と発泡ゴム層の摺動抵抗が回転トルクで0.6N・m以上0.9N・mとなり、かつ該ローラの硬度ムラ、抵抗ムラも良好となっている。   Obtained when the inner diameter of the foam rubber tube to be press-fitted is 80% ± 10% with respect to the outer diameter of the conductive shaft body, and when the microwave output of UHF is 1.0 kW or more and 2.0 kW or less. The sliding resistance between the shaft core of the conductive elastic roller and the foamed rubber layer is 0.6 N · m or more and 0.9 N · m in terms of rotational torque, and the hardness unevenness and resistance unevenness of the roller are also good.

比較例5及び6に見られるように、導電性軸心体の外径に対し、圧入される発泡ゴムチューブの内径が80%±10%の範囲外である時、軸芯体が圧入うまくできなかったり、圧入できてもローラの硬度ムラや電気抵抗ムラが見られたりする。また、UHFのマイクロ波出力が1.0kW未満である時、加硫発泡がうまく行われず、比較例1では全く加硫が行われなかった。また、発泡加硫が行われた時でも、比較例2に見られるように軸芯体と発泡ゴム層との摺動抵抗が不足し、ローラの硬度ムラや電気抵抗ムラが見られる。さらに、UHFのマイクロ波出力を2.0kW超とすると、比較例3及び4に見られるように加硫発砲が進みすぎ、得られる導電性弾性ローラの軸芯体と発泡ゴム層の摺動抵抗が不足し、ローラの硬度ムラ、抵抗ムラが見られる。   As seen in Comparative Examples 5 and 6, when the inner diameter of the foam rubber tube to be press-fit is outside the range of 80% ± 10% with respect to the outer diameter of the conductive shaft core, the shaft core can be press-fitted well. Even if it can be press-fitted, uneven hardness or electrical resistance of the roller may be seen. Moreover, when the microwave output of UHF was less than 1.0 kW, vulcanization foaming was not performed well, and in Comparative Example 1, vulcanization was not performed at all. Even when foam vulcanization is performed, as seen in Comparative Example 2, the sliding resistance between the shaft core and the foamed rubber layer is insufficient, and uneven hardness and electrical resistance of the roller are observed. Furthermore, when the microwave output of UHF is over 2.0 kW, the vulcanization and firing progresses excessively as seen in Comparative Examples 3 and 4, and the sliding resistance between the shaft core body and the foamed rubber layer of the obtained conductive elastic roller Is insufficient, and roller hardness unevenness and resistance unevenness are observed.

本発明に係る導電性弾性ローラの一例の斜視図である。It is a perspective view of an example of a conductive elastic roller concerning the present invention. 本発明に係る加硫発泡装置の模式図である。It is a schematic diagram of the vulcanization foaming apparatus concerning the present invention. 本発明に係る画像形成装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸芯体
2 発泡ゴム層
11 押出機
12 マイクロ波加硫装置(UHF)
13 熱風加硫装置(HAV)
14 引取機
15 定尺切断機
21 電子写真感光体(感光ドラム)
22 帯電装置
23 露光手段
24 現像装置
24a 現像ローラ
25 トナー
26 転写ローラ
27 記録媒体
28 クリーニングブレード
29 廃トナー容器
30 定着装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft core body 2 Foam rubber layer 11 Extruder 12 Microwave vulcanizer (UHF)
13 Hot air vulcanizer (HAV)
14 Take-up machine 15 Standard cutting machine 21 Electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum)
22 charging device 23 exposure means 24 developing device 24a developing roller 25 toner 26 transfer roller 27 recording medium 28 cleaning blade 29 waste toner container 30 fixing device

Claims (6)

発泡ゴムチューブに軸芯体が圧入されて発泡ゴム層が形成された導電性弾性ローラであって、
該軸芯体が無電解ニッケルメッキされており、
発泡ゴムチューブが、ゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤が配され、該ゴム原料がアクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなる発泡ゴム層原料組成物が円筒状に押し出され、マイクロ波により加硫発泡されたものであり、かつ、該発泡ゴムチューブの内径(真円として)が圧入される軸芯体の外径の80%±10%であり、
そして、軸芯体に対するチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下である
ことを特徴とする導電性弾性ローラ。
A conductive elastic roller having a foam rubber layer formed by press-fitting a shaft core into a foam rubber tube,
The shaft core is electroless nickel plated,
A foamed rubber tube has at least a foaming agent and a vulcanizing agent disposed in a rubber raw material, and the rubber raw material is extruded from a foamed rubber layer raw material composition comprising acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber, and vulcanized by microwaves. The foamed rubber tube has an inner diameter (as a perfect circle) of 80% ± 10% of the outer diameter of the shaft core body to be press-fitted,
The conductive elastic roller is characterized in that the sliding resistance of the inner surface of the tube relative to the shaft core is 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less.
マイクロ波による加硫発泡が、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で行われていることを特徴とする請求項1に記載の導電性弾性ローラ。   The vulcanization foaming by the microwave is performed in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW or more and 2.0 kW or less. Conductive elastic roller. 発泡ゴムチューブに軸芯体が圧入されて発泡ゴム層が形成された導電性弾性ローラの製造方法であって、少なくとも下記工程からなることを特徴とする導電性弾性ローラの製造方法:
アクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなるゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤を配して発泡ゴム層原料組成物を調製する工程;
発泡ゴム層原料組成物を円筒状に押し出し、発泡ゴム層原料組成物チューブを作成する工程;
発泡ゴム層原料組成物チューブを、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で発泡加硫して、内径(真円として)が圧入する軸芯体の外径の80%±10%である発泡ゴムチューブを得る工程;
発泡ゴムチューブを切断する工程;及び
切断した発泡ゴムチューブ内に表面を無電解ニッケルメッキした軸芯体を圧入する工程。
A method for producing a conductive elastic roller having a foam rubber layer formed by press-fitting a shaft core into a foam rubber tube, comprising at least the following steps:
A step of preparing a foamed rubber layer raw material composition by arranging at least a foaming agent and a vulcanizing agent on a rubber raw material comprising acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber;
A step of extruding the foam rubber layer raw material composition into a cylindrical shape to produce a foam rubber layer raw material composition tube;
The foam rubber layer material composition tube is foam vulcanized in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW to 2.0 kW, and the inner diameter (as a perfect circle) is Obtaining a foamed rubber tube that is 80% ± 10% of the outer diameter of the press-fitted shaft core;
A step of cutting the foam rubber tube; and a step of press-fitting a shaft core body having an electroless nickel plating surface into the cut foam rubber tube.
軸芯体に対する発泡ゴムチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下であることを特徴とする請求項3に記載の導電性弾性ローラの製造方法。   4. The method for producing a conductive elastic roller according to claim 3, wherein the sliding resistance of the inner surface of the foam rubber tube relative to the shaft core is 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less. 転写ローラが、アクリルニトリルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムからなるゴム原料に少なくとも発泡剤及び加硫剤が配された発泡ゴム層原料組成物が円筒状に押し出された後に、マイクロ波により加硫発泡された、内径(真円として)が圧入される軸芯体の外径の80%±10%である発泡ゴムチューブに、無電解ニッケルメッキ表面を有する軸芯体が圧入されて製造された、該軸芯体に対する発泡ゴムチューブ内面の摺動抵抗が0.6N・m以上0.9N・m以下である導電性弾性ローラであることを特徴とする電子写真装置。   The transfer roller was vulcanized and foamed by microwaves after a foamed rubber layer raw material composition in which at least a foaming agent and a vulcanizing agent were arranged on a rubber raw material made of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber was extruded into a cylindrical shape. The shaft produced by press-fitting a shaft core body having an electroless nickel plating surface into a foamed rubber tube whose inner diameter (as a perfect circle) is 80% ± 10% of the outer diameter of the shaft core body to be press-fitted An electrophotographic apparatus comprising a conductive elastic roller having a sliding resistance of an inner surface of a foam rubber tube with respect to a core body of 0.6 N · m or more and 0.9 N · m or less. マイクロ波による加硫発泡が、有効照射区間が2m以下であり、出力を1.0kW以上2.0kW以下としたマイクロ波加硫炉中で行われていることを特徴とする請求項5に記載の電子写真装置。   6. The microwave vulcanization foaming is performed in a microwave vulcanization furnace having an effective irradiation section of 2 m or less and an output of 1.0 kW to 2.0 kW. Electrophotographic equipment.
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