JP2007271731A - Electrifying roll - Google Patents

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Naoaki Sasakihara
直明 笹木原
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrifying roll used for an electrophotographic apparatus using a two component type toner, in which the rigidity of the roll is appropriately set as a whole and carrier is prevented from biting or sticking into a surface layer. <P>SOLUTION: The electrifying roll is provided with: a shaft body 1; a base rubber layer 2 formed on an outer periphery of the shaft body 1; and the surface layer 5 formed directly on the outer periphery of the base rubber layer 2 or indirectly through another layer. The base rubber layer 2 is formed of a base rubber layer forming material mainly consisting of rubber component the JIS-A hardness of which is ≤15°. The surface layer 5 is formed of a surface layer forming material the elongation (Eb) based upon JIS K6251 of which is 5 to 90% and the tensile strength (TS) of which is ≥35MPa. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真複写機、プリンター等の電子写真装置のなかでも、特に、2成分系トナーを用いた電子写真装置に用いられる帯電ロールに関するものである。   The present invention relates to a charging roll used in an electrophotographic apparatus using a two-component toner among electrophotographic apparatuses such as an electrophotographic copying machine and a printer.

一般に、電子写真複写機による複写は、つぎのようにして行われている。すなわち、まず、感光ドラムを帯電させ、その感光ドラム表面に原稿像を、光学系を介して投射し、光が投射された部分の帯電を打ち消すことにより、静電潜像を形成する。つぎに、上記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成した後、このトナー像を、複写紙に転写して、複写画像を得る。そして、感光ドラム表面に残留するトナーは、クリーニングブレード等で掻き取られ、感光ドラム表面にトナーが残留しない状態で、つぎの帯電に供される。   In general, copying by an electrophotographic copying machine is performed as follows. That is, first, a photosensitive drum is charged, a document image is projected onto the surface of the photosensitive drum via an optical system, and an electrostatic latent image is formed by canceling off the charging of the light projected portion. Next, after a toner is attached to the electrostatic latent image to form a toner image, the toner image is transferred to a copy sheet to obtain a copy image. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum is scraped off by a cleaning blade or the like, and is used for the next charging in a state where the toner does not remain on the surface of the photosensitive drum.

上記静電潜像の形成に先立って感光ドラム表面を帯電させる方式としては、近年、帯電ロールによる帯電方式が多く採用されており、上記帯電ロールとしては、軸体の外周に、ゴム弾性体からなるベースゴム層が形成され、さらにその外周に、必要に応じて軟化剤移行防止層、抵抗調整層が形成され、最外層として、樹脂塗膜からなる表層が形成されたものが一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照)。なお、上記帯電ロールのベースゴム層はロール形状を形作り、軟化剤移行防止層はベースゴム層からの軟化剤・加硫剤等のブルームを防止する等の機能を有し、全体として、耐久性、トナー離型性、感光ドラムへの追従性等の特性が最適化されるよう調整されている。
特開2000−291634公報
As a method of charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, in recent years, a charging method using a charging roll has been widely adopted. As the charging roll, a rubber elastic body is used around the outer periphery of the shaft body. A base rubber layer is formed, and on the outer periphery thereof, a softener migration preventing layer and a resistance adjusting layer are formed as necessary, and a surface layer made of a resin coating is generally used as the outermost layer. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, the base rubber layer of the above-mentioned charging roll forms a roll shape, and the softener migration prevention layer has functions such as preventing blooming of softener and vulcanizing agent from the base rubber layer, and is durable as a whole. In addition, characteristics such as toner releasability and followability to the photosensitive drum are adjusted to be optimized.
JP 2000-291634 A

このような帯電ロールにおいて、最近、トナーや感光ドラムへのストレスの低減化、安定したニップ性確保による高画質化、耐久画像性能の向上による長寿命化等を目的として、ベースゴム層を低硬度化してロール全体を低硬度化することが、強く求められている。   In such a charging roll, recently, the base rubber layer has a low hardness for the purpose of reducing the stress on the toner and the photosensitive drum, improving the image quality by ensuring stable nip properties, and extending the service life by improving the durability image performance. There is a strong demand to reduce the hardness of the entire roll.

しかしながら、現像剤としてトナーとキャリア(磁性粉)とを組み合わせた2成分系トナーを用いた電子写真装置において、上記低硬度化された帯電ロールを用いると、ロール表面の変形が大きいため、帯電ロール表面にキャリアやトナーが食い込み、その部分が帯電不良となり画像不良を引き起こしやすいという問題がある。   However, in an electrophotographic apparatus using a two-component toner in which a toner and a carrier (magnetic powder) are combined as a developer, if the above-described low-hardness charging roll is used, the surface of the roll is greatly deformed. There is a problem in that the carrier and toner bite into the surface, and that portion is poorly charged and easily causes image defects.

すなわち、現像後、感光ドラム表面に残留するキャリアやトナーは、すでに述べたように、クリーニングブレード等で掻き取られ、感光ドラム表面にトナーが残留しない状態でつぎの帯電に供されるようになっているが、現実には、キャリアやトナーが上記クリーニングブレード等をすり抜けたり、クリーニングブレード等に欠けを生じてその部分における掻き取りが不充分になったりして、帯電時にも感光ドラム表面にキャリアやトナーが残留しやすい。特に、最近は、高画質化のために、従来の粉砕トナーに代えて略球状の重合トナーが多用されており、クリーニング不良が発生しやすいため、トナー等が残留した状態で帯電ロールによる帯電がなされることとなり、これが帯電ロールに悪影響を及ぼすのである。   That is, after development, the carrier and toner remaining on the surface of the photosensitive drum are scraped off by the cleaning blade as described above, and are used for the next charging in a state where the toner does not remain on the surface of the photosensitive drum. However, in reality, the carrier or toner slips through the cleaning blade or the like, or the cleaning blade or the like is chipped so that the scraping of the portion becomes insufficient. And toner tends to remain. Recently, in order to improve image quality, a substantially spherical polymerized toner is frequently used in place of the conventional pulverized toner, and cleaning failure is likely to occur. This has an adverse effect on the charging roll.

そこで、前記ロール表面の変形を抑え、残留トナー等の食い込みを解消するために、表層を高硬度化することが考えられるが、表層を高硬度化すると、ベースゴム層の変形量に対する表層の変形量が不足して、感光ドラムやトナーへのストレスが大きくなり、ベースゴム層を低硬度化した意味が失われる。また、硬い表層と硬いキャリアとの接触によって表層に割れや亀裂が発生し、その開口にキャリアやトナーが突き刺さって画像不良やリークを招きやすいという問題もある。   Therefore, it is conceivable to increase the hardness of the surface layer in order to suppress deformation of the roll surface and eliminate biting of residual toner, etc. However, if the hardness of the surface layer is increased, the deformation of the surface layer relative to the deformation amount of the base rubber layer Insufficient amount increases stress on the photosensitive drum and toner, and the meaning of lowering the hardness of the base rubber layer is lost. In addition, there is a problem that the surface layer is cracked or cracked by the contact between the hard surface layer and the hard carrier, and the carrier or toner pierces the opening, which easily causes image defects or leaks.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、2成分系トナーを用いた電子写真装置に用いられる帯電ロールであって、ロール全体の硬度が適度に設定され、しかも表層へのキャリアの食い込みや突き刺さりを生じることのない、優れた帯電ロールの提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a charging roll used in an electrophotographic apparatus using a two-component toner, wherein the hardness of the entire roll is set appropriately, and the carrier to the surface layer is An object of the present invention is to provide an excellent charging roll that does not cause biting or piercing.

上記の目的を達成するため、本発明の帯電ロールは、2成分系トナーを用いた電子写真装置に用いられる帯電ロールであって、軸体と、上記軸体の外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される表層とを備え、上記ベースゴム層が、JIS−A硬度が15度以下のゴム成分を主成分とするベースゴム層形成材料によって形成されており、上記表層が、JIS K6251に基づく伸び(Eb)が5〜90%、引っ張り強さ(TS)が35MPa以上の表層形成材料によって形成されているという構成をとる。   In order to achieve the above object, a charging roll of the present invention is a charging roll used in an electrophotographic apparatus using a two-component toner, and includes a shaft body and a base rubber layer formed on the outer periphery of the shaft body. And a base layer formed on the outer periphery of the base rubber layer directly or via another layer, the base rubber layer having a rubber component having a JIS-A hardness of 15 degrees or less as a main component. It is formed of a forming material, and the surface layer is formed of a surface layer forming material having an elongation (Eb) based on JIS K6251 of 5 to 90% and a tensile strength (TS) of 35 MPa or more.

すなわち、本発明者は、前記課題を解決するために、2成分系トナーを用いた電子写真装置に用いられる帯電ロールにおいて、その表層を中心に研究を重ねた。そして、その過程で、表層形成材料の伸びが大きいと、図1(a)に示すように、硬いキャリア10が表層5に圧接されると表層5が凹み、その凹部にキャリア10やトナー11が食い込んで、その部分の帯電不良を引き起こすことが判明した。また、表層形成材料の引っ張り強さが不充分だと、図1(b)に示すように、硬いキャリア10の圧接によって表層5が破れ、その開口にキャリア10が突き刺さり、やはり帯電不良を引き起こすことが判明した。そこで、適度な伸びと引っ張り強さを兼ね備えた表層形成材料を用いると、図1(c)に示すように、キャリア10およびトナー11の食い込みや突き刺さりが抑制され、高品質の帯電ロールを得ることができるのではないか、との観点から、さらに研究を重ねた結果、ベースゴム層の形成材料として、その主成分であるゴム成分がJIS−A硬度15°以下のものを用い、表層5の形成材料として、JIS K6251に基づく伸び(Eb)が5〜90%、引っ張り強さ(TS)が35MPa以上のものを用いると、ロール全体が好ましい低硬度となり、しかも表層5へのキャリア10の食い込みや突き刺さりが抑制されることを見いだし、本発明に到達した。   That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted research focusing on the surface layer of a charging roll used in an electrophotographic apparatus using a two-component toner. In the process, if the elongation of the surface layer forming material is large, as shown in FIG. 1A, when the hard carrier 10 is pressed against the surface layer 5, the surface layer 5 is recessed, and the carrier 10 and the toner 11 are in the recess. It was found that it bites in and causes the charging failure of the part. Further, if the tensile strength of the surface layer forming material is insufficient, as shown in FIG. 1B, the surface layer 5 is broken by the pressure contact of the hard carrier 10, and the carrier 10 is pierced into the opening, which also causes poor charging. There was found. Therefore, when a surface layer forming material having both moderate elongation and tensile strength is used, as shown in FIG. 1 (c), the biting and piercing of the carrier 10 and the toner 11 are suppressed, and a high-quality charging roll is obtained. As a result of further research from the viewpoint of whether or not the surface layer 5 can be formed, the base rubber layer is formed of a material having a rubber component as a main component having a JIS-A hardness of 15 ° or less. When a material having an elongation (Eb) based on JIS K6251 of 5 to 90% and a tensile strength (TS) of 35 MPa or more is used as the forming material, the entire roll has a preferable low hardness, and the carrier 10 bites into the surface layer 5. The inventors have found that the piercing and sticking are suppressed, and have reached the present invention.

本発明の帯電ロールは、そのベースゴム層が、JIS−A硬度が15°以下のゴム成分を主成分とするベースゴム層形成材料によって形成されており、上記表層が、JIS K6251に基づく伸び(Eb)が5〜90%、引っ張り強さ(TS)が35MPa以上の表層形成材料によって形成されている。そのため、本発明の帯電ロールは、ロール全体が好ましい低硬度となり、しかも表層へのキャリアの食い込みや突き刺さりが抑制されるようになっている。したがって、本発明の帯電ロールを、2成分系トナーを用いた電子写真装置に組み込むことにより、長期にわたって高品質の複写画像、印刷画像を得ることができる。   In the charging roll of the present invention, the base rubber layer is formed of a base rubber layer forming material whose main component is a rubber component having a JIS-A hardness of 15 ° or less, and the surface layer has an elongation based on JIS K6251 ( It is formed of a surface layer forming material having an Eb) of 5 to 90% and a tensile strength (TS) of 35 MPa or more. For this reason, the entire charging roll of the present invention has a preferable low hardness, and further, biting and piercing of the carrier into the surface layer are suppressed. Therefore, by incorporating the charging roll of the present invention into an electrophotographic apparatus using a two-component toner, a high-quality copy image and print image can be obtained over a long period of time.

特に、上記ベースゴム層形成材料として、シリコーンゴムを主成分とするものを用いると、ベースゴム層の特性がより好ましいものとなり、長期にわたって、より優れた品質の複写画像、印刷画像を得ることができる。   In particular, the use of a material mainly composed of silicone rubber as the base rubber layer forming material makes the characteristics of the base rubber layer more favorable, and it is possible to obtain a copy image or a printed image with better quality over a long period of time. it can.

つぎに、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。   Next, an embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited to this embodiment.

本発明の帯電ロールは、例えば、図2に示すように、軸体1の外周面に沿って形成されたベースゴム層2と、その外周面に沿って形成された軟化剤移行防止層3と、その外周面に沿って形成された抵抗調整層4と、さらにその外周面に沿って形成された表層5とで構成される、4層構造のロールである。   For example, as shown in FIG. 2, the charging roll of the present invention includes a base rubber layer 2 formed along the outer peripheral surface of the shaft body 1, and a softener migration preventing layer 3 formed along the outer peripheral surface. The roll has a four-layer structure including a resistance adjusting layer 4 formed along the outer peripheral surface and a surface layer 5 formed along the outer peripheral surface.

上記軸体1としては、特に限定されるものではなく、例えば、図示のような中実体以外にも、中空円筒体からなる芯金であってもよい。そして、その形成材料についても、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料等があげられる。なお、必要に応じ、軸体1上に接着剤、プライマー等を塗布してもよく、これらの接着剤、プライマー等には、導電性を付与することができる。   The shaft body 1 is not particularly limited, and may be, for example, a cored bar made of a hollow cylindrical body other than the solid body shown in the figure. The forming material is not particularly limited, and examples thereof include metal materials such as aluminum and stainless steel. In addition, you may apply | coat an adhesive agent, a primer, etc. on the shaft body 1 as needed, and electroconductivity can be provided to these adhesive agents, a primer, etc.

上記軸体1の外周面に形成されるベースゴム層2の形成材料としては、特に限定されるものではないが、JIS−A硬度が15°以下のゴム成分を主成分とするものでなければならない。すなわち、上記ゴム成分のJIS−A硬度が15°を超えると、ロール全体の硬度が高くなりすぎて、トナーや感光ドラムへのストレスの低減化、安定したニップ性確保による高画質化、耐久画像性能の向上による長寿命化を達成することができない。   The material for forming the base rubber layer 2 formed on the outer peripheral surface of the shaft body 1 is not particularly limited, but must be a rubber component having a JIS-A hardness of 15 ° or less as a main component. Don't be. That is, when the JIS-A hardness of the rubber component exceeds 15 °, the hardness of the entire roll becomes too high, reducing the stress on the toner and the photosensitive drum, improving the image quality by ensuring stable nip properties, and durable images. Longer life due to improved performance cannot be achieved.

上記ゴム成分としては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリノルボルネンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、シリコーンゴム等があげられ、単独であるいは2種以上併せて用いられる。なかでも、シリコーンゴムを用いることが、ベースゴム層2の特性がより好ましいものとなり、好適である。   Examples of the rubber component include styrene-butadiene rubber (SBR), polynorbornene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), and butadiene. Examples thereof include rubber (BR), isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), silicone rubber and the like, and they are used alone or in combination of two or more. Among these, the use of silicone rubber is preferable because the characteristics of the base rubber layer 2 are more preferable.

また、上記ベースゴム層2の形成材料には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、c−TiO2 、c−ZnO、c−SnO2 、イオン導電剤(四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等)等の従来公知の導電剤が、適宜添加される。さらに、必要に応じて、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、オイル等を適宜添加してもよい。 The base rubber layer 2 is made of carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2 , c-ZnO, c-SnO 2 , ionic conductive agent (four Conventionally known conductive agents such as quaternary ammonium salts, borates, surfactants, etc.) are appropriately added. Further, if necessary, a foaming agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, oil, and the like may be added as appropriate.

上記ベースゴム層2の外周面に形成される軟化剤移行防止層3の形成材料としては、例えば、N−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂やポリエステル等に、カーボンブラック等の導電剤を配合したものがあげられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。   As a material for forming the softener migration preventing layer 3 formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2, for example, a conductive agent such as carbon black is blended with polyamide resin such as N-methoxymethylated nylon or polyester. Things can be raised. These may be used alone or in combination of two or more.

上記軟化剤移行防止層3の外周面に形成される抵抗調整層4の形成材料としては、例えば、ヒドリンゴム、EPDM、SBR、NBR、H−NBR、ポリウレタン系エラストマー等に、カーボンブラック、金属酸化物、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸リチウム等の導電剤を配合したものがあげられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。   Examples of the material for forming the resistance adjusting layer 4 formed on the outer peripheral surface of the softener migration preventing layer 3 include hydrin rubber, EPDM, SBR, NBR, H-NBR, polyurethane elastomer, carbon black, metal oxide, and the like. , Quaternary ammonium salts, borates, lithium perchlorate and other conductive agents. These may be used alone or in combination of two or more.

上記ベースゴム層2、軟化剤移行防止層3および抵抗調整層4の各層形成材料の調製方法の一例をあげると、まず、ベースゴム層2の形成材料(コンパウンド状)は、上記各成分をニーダー等の混練機により混練して調製することができる。また、軟化剤移行防止層3および抵抗調整層4の形成材料(コーティング液)は、上記各成分を、ボールミルやロール等で混練し、この混合物に溶剤を加えて混合攪拌することにより調製することができる。   An example of a method for preparing each layer forming material of the base rubber layer 2, the softening agent migration preventing layer 3 and the resistance adjusting layer 4 is as follows. First, the forming material (compound) of the base rubber layer 2 includes the above components as a kneader. It can be prepared by kneading with a kneader or the like. The forming material (coating liquid) for the softener migration preventing layer 3 and the resistance adjusting layer 4 is prepared by kneading the above components with a ball mill, a roll or the like, adding a solvent to the mixture, and mixing and stirring. Can do.

上記抵抗調整層4の外周面に形成される表層5の形成材料は、JIS K6251に基づく伸び(Eb)が5〜90%、引っ張り強さ(TS)が35MPa以上の特性を備えたものでなければならない。すなわち、上記伸びが5%未満では、JIS−A硬度が10°以下、という低硬度に設定されたベースゴム層2に由来する柔軟性に追従することができず、ロール全体に対する低硬度化への要求に応えることができない。逆に、伸びが90%を超えると、キャリアやトナーが表層5に食い込んでトラブルが発生しやすい。また、上記引っ張り強さが35MPa未満では、表層5に割れや亀裂が生じ、キャリアが突き刺さって、やはりトラブルが発生しやすいからである。   The material for forming the surface layer 5 formed on the outer peripheral surface of the resistance adjusting layer 4 must have a property that the elongation (Eb) based on JIS K6251 is 5 to 90% and the tensile strength (TS) is 35 MPa or more. I must. That is, when the elongation is less than 5%, the flexibility derived from the base rubber layer 2 set to a low hardness of JIS-A hardness of 10 ° or less cannot be followed, and the hardness of the entire roll is reduced. Can not meet the demands. On the other hand, if the elongation exceeds 90%, the carrier and toner are likely to bite into the surface layer 5 and cause trouble. Further, if the tensile strength is less than 35 MPa, the surface layer 5 is cracked or cracked, the carrier is pierced, and trouble is likely to occur.

なお、上記伸び(Eb)および引っ張り強さ(TS)は、例えば、表層形成材料を用いて樹脂シート(ダンベル試験片2号)を作製し、これに対し、JIS K6251に準じて測定を行うことにより得られる値である。   The elongation (Eb) and tensile strength (TS) are measured, for example, by preparing a resin sheet (dumbbell test piece No. 2) using a surface layer forming material, and according to JIS K6251. Is a value obtained by

このような特性を備えた表層5の形成材料の材質は、特に限定するものではないが、例えば、N−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。これらは、単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、導電性付与のため、カーボンブラック等の従来公知の導電剤が、上記材料中に適宜添加される。そして、この表層5の電気抵抗は1×106 〜1×1010Ω・cmの範囲に設定することが好適である。 The material of the material for forming the surface layer 5 having such characteristics is not particularly limited. For example, polyamide-based resins such as N-methoxymethylated nylon, fluorine resins, acrylic resins, urethane resins, silicone resins, etc. Can be given. These may be used alone or in combination of two or more. In order to impart conductivity, a conventionally known conductive agent such as carbon black is appropriately added to the material. The electrical resistance of the surface layer 5 is preferably set in the range of 1 × 10 6 to 1 × 10 10 Ω · cm.

なお、上記表層5の形成材料のなかでも、下記の式(1)に示す繰り返し単位を有するN−メトキシメチル化ナイロンを用い、その硬化剤として、N−メトキシメチル化ナイロン100重量部(以下、「部」と略す)に対しメラミン系樹脂を10〜120部、なかでも30〜100部の割合で配合してなる樹脂組成物を用いることが、目的とする特性のものを得る上で、特に好適である。そして、そのなかでも、下記の式(1)におけるmが5である「8−ナイロン」が、とりわけ好ましい。   Among the materials for forming the surface layer 5, N-methoxymethylated nylon having a repeating unit represented by the following formula (1) is used, and as its curing agent, 100 parts by weight of N-methoxymethylated nylon (hereinafter, The use of a resin composition containing 10 to 120 parts of melamine-based resin at a ratio of 30 to 100 parts relative to “parts” is particularly preferable for obtaining the desired characteristics. Is preferred. Among them, “8-nylon” in which m in the following formula (1) is 5 is particularly preferable.

Figure 2007271731
Figure 2007271731

また、上記メラミン系樹脂としては、メラミンをはじめ、尿素,チオ尿素,グアニジン,グアナミン等の多官能のアミノ基を有する材料と、ホルムアルデヒドとを反応させることにより得られる、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ジメチロール尿素ジメチロールグアニジンや、一価アルコールでエーテル化したりメトキシメチル化をしたメラミン樹脂等があげられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。そして、上記メラミン系樹脂の分子量は、通常、100〜4000であり、好ましくは分子量100〜500の範囲である。   The melamine resins include trimethylol melamine and hexamethylol melamine obtained by reacting melamine, a material having a polyfunctional amino group such as urea, thiourea, guanidine, and guanamine with formaldehyde. Dimethylol urea dimethylol guanidine, melamine resin etherified with monohydric alcohol or methoxymethylated, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. And the molecular weight of the said melamine-type resin is 100-4000 normally, Preferably it is the range of 100-500 molecular weight.

上記表層5の形成材料は、通常、溶剤に溶解し、コーティング液として使用に供される。上記溶剤としては、メタノール、水、トルエン、エタノール、メチルエチルケトン(MEK)、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。特に、上記表層5の形成材料に対する溶解性の点で、メタノール/水混合溶液を溶剤として用いることが好ましい。そして、このようにして得られるコーティング液は、粘度を0.005〜6Pa・sにすることが、塗工性等の点で好ましい。   The material for forming the surface layer 5 is usually dissolved in a solvent and used as a coating solution. Examples of the solvent include methanol, water, toluene, ethanol, methyl ethyl ketone (MEK), isopropyl alcohol, methyl cellosolve, dimethylformamide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, a methanol / water mixed solution is preferably used as a solvent from the viewpoint of solubility in the material for forming the surface layer 5. And it is preferable at points, such as coating property, that the coating liquid obtained in this way shall be 0.005-6Pa.s of viscosity.

なお、上記調製のコーティング液には、カーボンブラック等の導電剤を加えてもよい。また、上記各成分とともに、必要に応じて、充填剤(粗面形成用の粒子等)、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤等を適宜に配合してもよい。   In addition, you may add electrically conductive agents, such as carbon black, to the coating liquid of the said preparation. In addition to the above components, as necessary, fillers (rough surface forming particles, etc.), stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, lubricants, mold release agents, dyes, pigments, flame retardants and the like are appropriately used. You may mix | blend with.

本発明の帯電ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。   The charging roll of the present invention can be produced, for example, as follows.

すなわち、まず、前記のようにして調製されたベースゴム層2の形成材料を用い、金型成形法を用いて、軸体1の外周面に沿ってベースゴム層2を一体的に形成する。つぎに、上記ベースゴム層2の外周面に、前記軟化剤移行防止層3の形成材料(コーティング液)を、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の適宜の方法によって塗工し、乾燥・加熱することにより、軟化剤移行防止層3を形成する。そして、上記軟化剤移行防止層3の外周面に、前記抵抗調整層4の形成材料(コーティング液)を、上記と同様、適宜の方法によって塗工し、乾燥・加熱することにより、抵抗調整層4を形成する。このようにして、ベースゴム層2と、軟化剤移行防止層3と、抵抗調製層4とが、この順で積層形成されたロール基体を作製する。   That is, first, the base rubber layer 2 is integrally formed along the outer peripheral surface of the shaft body 1 by using a molding method using the forming material of the base rubber layer 2 prepared as described above. Next, the forming material (coating liquid) of the softener migration preventing layer 3 is applied to the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 by an appropriate method such as a dipping method, a spray method, a roll coating method, and the like. By heating, the softener migration preventing layer 3 is formed. Then, the material for forming the resistance adjusting layer 4 (coating liquid) is applied to the outer peripheral surface of the softening agent migration preventing layer 3 by an appropriate method in the same manner as described above, and then dried and heated, whereby the resistance adjusting layer 4 is formed. In this way, a roll base in which the base rubber layer 2, the softener migration preventing layer 3, and the resistance adjusting layer 4 are laminated in this order is manufactured.

一方、前記表層5用の各成分を溶剤に溶解し、サンドミル等で分散し、溶解することにより、表層5形成材料(コーティング液)を調製し、上記ロール基体の抵抗調整層4の外周面に、上記コーティング液を塗工する。この塗工法も、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の適宜の方法を用いる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理(条件:60〜170℃)を行うことにより、コーティング液中の溶剤を蒸発除去させ、さらに架橋反応させる。このようにして、図2に示すような4層構造の帯電ロールを作製することができる。   On the other hand, each component for the surface layer 5 is dissolved in a solvent, dispersed with a sand mill or the like, and dissolved to prepare a surface layer 5 forming material (coating solution), and on the outer peripheral surface of the resistance adjusting layer 4 of the roll base. The above coating liquid is applied. This coating method is not particularly limited, and an appropriate method such as a dipping method, a spray method, or a roll coating method is used. And after application | coating, the solvent in a coating liquid is evaporated and removed by performing drying and heat processing (conditions: 60-170 degreeC), and also is bridge | crosslinked. In this way, a charging roll having a four-layer structure as shown in FIG. 2 can be produced.

なお、本発明の帯電ロールにおいては、各層の厚みは、ロールの使用用途により適宜決定されるが、例えば、ベースゴム層2の厚みは1〜10mmの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは厚み2〜6mmである。また、軟化剤移行防止層3の厚みは、3〜30μmの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは厚み5〜10μmである。また、抵抗調整層4の厚みは、10〜800μmの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは厚み100〜300μmである。   In the charging roll of the present invention, the thickness of each layer is appropriately determined depending on the intended use of the roll. For example, the thickness of the base rubber layer 2 is preferably set in the range of 1 to 10 mm, particularly preferably. The thickness is 2 to 6 mm. Moreover, it is preferable to set the thickness of the softening agent transition prevention layer 3 to the range of 3-30 micrometers, Especially preferably, it is 5-10 micrometers in thickness. Moreover, it is preferable to set the thickness of the resistance adjustment layer 4 to the range of 10-800 micrometers, Especially preferably, it is 100-300 micrometers in thickness.

そして、表層5の厚みは、1〜30μmに設定することが好ましく、特に好ましくは厚み3〜20μmの範囲である。すなわち、表層5の厚みが1μm未満であると、表層の厚みが薄すぎてブルームしやすくなる傾向がみられるからであり、逆に、表層5の厚みが30μmを超えると、コーティング性等の加工性に劣るようになる傾向がみられるからである。   And it is preferable to set the thickness of the surface layer 5 to 1-30 micrometers, Most preferably, it is the range of thickness 3-20 micrometers. That is, when the thickness of the surface layer 5 is less than 1 μm, the thickness of the surface layer is too thin and tends to bloom, and conversely, when the thickness of the surface layer 5 exceeds 30 μm, processing such as coating properties is performed. This is because there is a tendency to become inferior.

また、表層5の電気抵抗は、1×105 〜1×1011Ω・cmの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは1×108 〜1×1010Ω・cmである。 The electrical resistance of the surface layer 5 is preferably set in the range of 1 × 10 5 to 1 × 10 11 Ω · cm, more preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ω · cm.

なお、本発明の帯電ロールの例として、図2に示すような4層構造のものをあげたが、本発明はこれに限定されるものでなく、ベースゴム層2と表層5との2層構造であってもよい。また、必要に応じ、ベースゴム層2と表層5との間の抵抗調整層4を複数層形成する等、適宜の構成にすることができる。   As an example of the charging roll of the present invention, a four-layer structure as shown in FIG. 2 is given. However, the present invention is not limited to this, and two layers of a base rubber layer 2 and a surface layer 5 are used. It may be a structure. Moreover, it can be set as an appropriate structure such as forming a plurality of resistance adjusting layers 4 between the base rubber layer 2 and the surface layer 5 as necessary.

そして、本発明の帯電ロールは、一般的な電子写真装置にも適用することが可能であるが、特に、キャリアとトナーを組み合わせた2成分系トナーを用いて現像を行う電子写真装置用の帯電ロールとして用いることが最適である。そして、本発明の帯電ロールを、上記2成分系トナーを用いた電子写真装置に組み込むことにより、長期にわたり良好な複写画像を得ることができる。   The charging roll of the present invention can be applied to a general electrophotographic apparatus. In particular, the charging roll for an electrophotographic apparatus that performs development using a two-component toner in which a carrier and a toner are combined is used. It is optimal to use as a roll. By incorporating the charging roll of the present invention into an electrophotographic apparatus using the above two-component toner, a good copy image can be obtained over a long period of time.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。   Next, examples will be described together with comparative examples.

〔実施例1〜10、比較例1〜5〕
(1)ベースゴム層の形成
まず、軸体となる芯金〔直径6mm、ステンレス(SUS304)製〕と、ベースゴム層形成材料として、硬さの異なる3種類のSBR(JIS−A硬度10°、15°、25°)100部にカーボンブラック10部を添加したものとを準備した。そして、後記の表1〜表3に従って3種類のSBRのいずれかを選択し、金型成形により、上記芯金外周面に、厚み3mmのベースゴム層が形成されたベースロールを作製した。
[Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 5]
(1) Formation of base rubber layer First, a core metal (diameter 6 mm, made of stainless steel (SUS304)) serving as a shaft body and three types of SBR (JIS-A hardness 10 ° having different hardnesses) as base rubber layer forming materials , 15 °, 25 °) prepared by adding 10 parts of carbon black to 100 parts. Then, one of the three types of SBR was selected according to Tables 1 to 3 below, and a base roll having a base rubber layer having a thickness of 3 mm formed on the outer peripheral surface of the core metal was produced by die molding.

(2)軟化剤移行防止層、抵抗調整層の形成
つぎに、N−メトキシメチル化ナイロン(ナガセケムテックス社製、EF30T−C)100部と、導電剤(ケッチェンブラックEC、ケッチェンブラック・インターナショナル社製)20部とを、MEK400部と混合することにより、軟化剤移行防止層用形成材料(コーティング液A)を調製した。また、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN401)100部と、四級アンモニウム塩(和光純薬社製、TBAHS)1部と、アセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラックHS−100)30部と、ステアリン酸(花王社製、ルナックS30)0.5部と、亜鉛華(堺化学工業社製)5部と、加硫助剤(三新化学社製、サンセラーCZ−G)1.07部と、加硫助剤(大内新興化学社製、ノクセラーBZ−P)0.49部と、硫黄(鶴見化学工業社製、サルファックスPTC)1部とを混合・攪拌し、抵抗調整層用形成材料(コーティング液B)を調製した。そして、上記ベースロールの外周面に、まず、上記コーティング液Aを、ロールコート法により塗工して、乾燥・加熱することにより、厚み5μmの軟化剤移行防止層を形成した。つぎに、上記コーティング液Bを、ロールコート法により塗工して、乾燥・加熱することにより、厚み150μmの抵抗調整層を形成した。このようにして、芯金の周囲に、ベースゴム層と、軟化剤移行防止層と、抵抗調整層とが、この順で積層形成されたロール基体を作製した。
(2) Formation of softener migration preventing layer and resistance adjusting layer Next, 100 parts of N-methoxymethylated nylon (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, EF30T-C) and conductive agent (Ketjen Black EC, Ketjen Black 20 parts of International Co., Ltd.) and 400 parts of MEK were mixed to prepare a softener migration-preventing layer forming material (coating solution A). Also, 100 parts of NBR (Nippon Zeon, Nipol DN401), 1 part of quaternary ammonium salt (Wako Pure Chemical Industries, TBAHS), 30 parts of acetylene black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) And 0.5 parts of stearic acid (manufactured by Kao Corporation, LUNAC S30), 5 parts of zinc white (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), and vulcanizing aid (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., Sunseller CZ-G) 1.07 Part, 0.49 part of vulcanization auxiliary (Ouchi Shinsei Chemical Co., Noxeller BZ-P) and 1 part of sulfur (Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Sulfax PTC) are mixed and stirred, and the resistance adjustment layer A forming material (coating solution B) was prepared. And the said coating liquid A was first apply | coated to the outer peripheral surface of the said base roll by the roll coat method, and the softening agent transfer prevention layer with a thickness of 5 micrometers was formed by drying and heating. Next, the coating liquid B was applied by a roll coating method, dried and heated to form a resistance adjustment layer having a thickness of 150 μm. In this way, a roll base was produced in which a base rubber layer, a softener migration preventing layer, and a resistance adjusting layer were laminated in this order around the core metal.

(3)表層の形成
つぎに、後記の表1〜表3に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これを、メタノール−トルエン混合溶液(メタノール:トルエン=7:3)500部に溶解して表層用形成材料(コーティング液)を調製した。そして、上記作製のロール基体の外周面に、表層形成材料であるコーティング液を、ロールコート法を用いて塗工した。そして、コーティング液を乾燥および加熱架橋させることにより、目的とする帯電ロールを作製した。なお、各帯電ロールにおける表層の厚みを、後記の表1〜表3に併せて示す。
(3) Formation of surface layer Next, the components shown in Tables 1 to 3 below are blended in the proportions shown in the same table, and this is added to 500 parts of a methanol-toluene mixed solution (methanol: toluene = 7: 3). It melt | dissolved and the formation material (coating liquid) for surface layers was prepared. And the coating liquid which is surface layer forming material was apply | coated to the outer peripheral surface of the said produced roll base | substrate using the roll-coating method. And the target charging roll was produced by drying and heat-crosslinking a coating liquid. In addition, the thickness of the surface layer in each charging roll is shown together in Tables 1 to 3 below.

このようにして得られた各帯電ロールについて、前述の方法に従って、伸びと引っ張り強さを測定するとともに、下記の基準に従って評価を行った。これらの結果を後記の表1〜表3に併せて示した。   Each charging roll thus obtained was measured for elongation and tensile strength according to the method described above and evaluated according to the following criteria. These results are shown in Tables 1 to 3 below.

〔トナー食い込み性〕
得られた各帯電ロールを、2成分系トナーを用いたレーザプリンタ(富士ゼロックス社製、DocuPrint C1616)に組み込んで、1万枚の画像出しを行った後、ロール表面の状態を光学顕微鏡(×1000倍)で観察した。そして、1万枚の画像出し後であっても、ロール表面にトナーの食い込みが全くないものを○、ロール表面に1個でもトナーの食い込みが発生しているものを×として評価した。
[Toner penetration]
Each obtained charging roll was incorporated into a laser printer (Fuji Xerox Co., Ltd., DocuPrint C1616) using a two-component toner, and after 10,000 images were printed, the state of the surface of the roll was measured with an optical microscope (× (1000 times). Then, even after 10,000 images were printed, the evaluation was evaluated as ◯ when there was no toner bite on the roll surface, and x when the toner bite occurred even on one roll surface.

〔キャリア突き刺さり性〕
上記と同様の観察により、1万枚の画像出し後であっても、ロール表面にキャリアの突き刺さりが全くないものを○、ロール表面に1個でもキャリアの突き刺さりが発生しているものを×として評価した。
[Carrier sticking property]
According to the same observation as described above, even after 10,000 images have been printed, the case where there is no carrier sticking on the roll surface is indicated by ○, and the case where even one piece of carrier sticking occurs is indicated by ×. evaluated.

〔画像評価〕
上記と同様の1万枚の画像出しを行った後、プリント画像の状態を目視により評価した。すなわち、1万枚の画像出し後であってもプリント画像に問題がなく、細線にいたるまで鮮明にプリントされ、かつ、ロール表面の汚染も殆どないものを○、プリント画像に濃度むらがみられたものを×として評価した。
(Image evaluation)
After 10,000 images were printed in the same manner as described above, the state of the printed image was visually evaluated. That is, even after 10,000 images have been printed, there is no problem with the print image, the print image is clear up to the fine line, and there is almost no contamination of the roll surface, and the print image has uneven density. Was evaluated as x.

Figure 2007271731
Figure 2007271731

Figure 2007271731
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これらの結果から、実施例品は、いずれも、トナーの食い込みやキャリアの突き刺さりが抑制され、優れた画像が得られることがわかる。これに対し、比較例品は、いずれかの評価項目に問題があり、優れた画像を得ることができない。   From these results, it can be seen that all of the example products can suppress the biting of the toner and the piercing of the carrier, and an excellent image can be obtained. On the other hand, the comparative product has a problem in any of the evaluation items, and an excellent image cannot be obtained.

(a)、(b)、(c)はいずれも、本発明の課題を説明する模式的な説明図である。(A), (b), (c) is a schematic explanatory drawing explaining the subject of this invention. 本発明の帯電ロールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the charging roll of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸体
2 ベースゴム層
5 表層
1 Shaft body 2 Base rubber layer 5 Surface layer

Claims (2)

2成分系トナーを用いた電子写真装置に用いられる帯電ロールであって、軸体と、上記軸体の外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される表層とを備え、上記ベースゴム層が、JIS−A硬度が15°以下のゴム成分を主成分とするベースゴム層形成材料によって形成されており、上記表層が、JIS K6251に基づく伸び(Eb)が5〜90%、引っ張り強さ(TS)が35MPa以上の表層形成材料によって形成されていることを特徴とする帯電ロール。   A charging roll used in an electrophotographic apparatus using a two-component toner, comprising a shaft body, a base rubber layer formed on the outer periphery of the shaft body, and a direct or other layer on the outer periphery of the base rubber layer. The base rubber layer is formed of a base rubber layer-forming material whose main component is a rubber component having a JIS-A hardness of 15 ° or less, and the surface layer is compliant with JIS K6251. A charging roll characterized by being formed of a surface layer forming material having an elongation (Eb) based on 5 to 90% and a tensile strength (TS) of 35 MPa or more. 上記ベースゴム層形成材料のゴム成分が、シリコーンゴムである請求項1記載の帯電ロール。   The charging roll according to claim 1, wherein the rubber component of the base rubber layer forming material is silicone rubber.
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