JP2009210699A - Conductive roller, manufacturing method for same, process cartridge, and electrophotographic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は導電性ローラに関し、特には電子写真等の画像形成装置における帯電ローラなどの導電性ローラに関するものである。 The present invention relates to a conductive roller, and more particularly to a conductive roller such as a charging roller in an image forming apparatus such as electrophotography.
従来から、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体の表面を均一に帯電させ、この電子写真感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する。次いで、トナーの付着によるトナー像の形成(現像)、転写紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。 Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, the surface of an electrophotographic photosensitive member is uniformly charged, and an image is projected onto the electrophotographic photosensitive member from an optical system so that the portion is exposed to light. A latent image is formed by erasing the charge of the image. Next, a method of printing is performed by forming (developing) a toner image by toner adhesion and transferring the toner image onto a recording medium such as transfer paper.
前記電子写真感光体の表面を均一帯電するための手段としては、電圧を印加した帯電ローラを電子写真感光体に所定の押圧力で当接させて電子写真感光体を所定の電位に帯電させる接触帯電方式が知られている。帯電ローラを用いた接触帯電方式は、均一帯電に重要な電子写真感光体への一様な接触が電子写真感光体と同様の回転円筒体である帯電ローラによりなされるため、ブラシ帯電やブレード帯電などの他の接触帯電方式よりも実現容易である。 As a means for uniformly charging the surface of the electrophotographic photosensitive member, a charging roller to which a voltage is applied is brought into contact with the electrophotographic photosensitive member with a predetermined pressing force so as to charge the electrophotographic photosensitive member to a predetermined potential. A charging method is known. In the contact charging method using a charging roller, uniform contact with the electrophotographic photosensitive member, which is important for uniform charging, is made by a charging roller that is a rotating cylindrical body similar to the electrophotographic photosensitive member. It is easier to realize than other contact charging methods.
帯電ローラは電子写真感光体との接触帯電を行うものであるため、帯電ローラが電気的に不均一な場合、その電気的な不均一性を反映した帯電濃度ムラを生じる。したがって、帯電ローラは所定の抵抗をもち、かつ電気的に均一であることが要求される。 Since the charging roller performs contact charging with the electrophotographic photosensitive member, when the charging roller is electrically non-uniform, uneven charging density reflecting the electric non-uniformity is generated. Therefore, the charging roller is required to have a predetermined resistance and be electrically uniform.
そして、そのような帯電ローラとしては、例えば、導電体である所定の導電性軸体の外周面上に、低硬度の導電性ゴム弾性層が設けられる。更に必要に応じて、導電性ゴム弾性層の外周面上に塗工などにより抵抗調整層や保護層などの表面層が、順次積層された構造のものが採用されている。電子写真感光体等に対する均一な接触性を確保するために、帯電ローラは良好な表面平滑性や高い寸法精度が要求されている。 As such a charging roller, for example, a low hardness conductive rubber elastic layer is provided on the outer peripheral surface of a predetermined conductive shaft body which is a conductor. Furthermore, a structure in which surface layers such as a resistance adjusting layer and a protective layer are sequentially laminated on the outer peripheral surface of the conductive rubber elastic layer by coating or the like is employed as necessary. In order to ensure uniform contact with an electrophotographic photosensitive member or the like, the charging roller is required to have good surface smoothness and high dimensional accuracy.
この低硬度の導電性ゴム弾性層を得るために、導電性ゴム弾性層のゴム組成物として、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のポリマーにカーボンブラック等の導電性充填剤を添加し、更に軟化剤を添加したものが知られている。更には、より電気的に均一な導電性ゴム弾性層を得るために、ゴム自体がある程度の低抵抗性をもつ、ゴムを用いることができる。例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エピクロロヒドリンゴム、エチレンオキサイド/アリルグリシジルエーテルが共重合されている多元重合体等の極性ゴムを使用したゴム組成物を用いる。これにより、電気的均一性に優れた導電性ゴム弾性層が得られることが知られている。 In order to obtain this low hardness conductive rubber elastic layer, as a rubber composition of the conductive rubber elastic layer, a conductive filler such as carbon black is added to a polymer such as ethylene-propylene rubber and styrene-butadiene rubber, Furthermore, what added the softening agent is known. Further, in order to obtain a more electrically uniform conductive rubber elastic layer, rubber having a certain low resistance can be used. For example, a rubber composition using a polar rubber such as an acrylonitrile butadiene rubber (NBR), an epichlorohydrin rubber, a multi-polymer in which ethylene oxide / allyl glycidyl ether is copolymerized is used. Thereby, it is known that a conductive rubber elastic layer excellent in electrical uniformity can be obtained.
帯電ローラとしては、導電性軸体と表面との間の望ましい抵抗値は109〜1011Ωであり、導電性ゴム弾性層の体積固有抵抗は105〜107Ω・cmである。 As a charging roller, a desirable resistance value between the conductive shaft and the surface is 10 9 to 10 11 Ω, and a volume specific resistance of the conductive rubber elastic layer is 10 5 to 10 7 Ω · cm.
導電性ローラの製造方法としては、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、接着剤を塗布した導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆する。その後、加硫工程を経て、導電性ローラ形状を導電性ゴム弾性層の研削工程等により調整する製造方法が知られている。 As a method for producing a conductive roller, an unvulcanized rubber composition is extruded using an extruder, and at the same time, a conductive shaft body coated with an adhesive is passed through a crosshead die of the extruder to form a conductive shaft. An unvulcanized rubber composition is coated on the outer periphery of the body. Thereafter, a manufacturing method is known in which the conductive roller shape is adjusted by a grinding process of the conductive rubber elastic layer through a vulcanization process.
ところで、これらの導電性ローラは、導電性軸体と導電性ゴム弾性層との間に導電性を有する接着剤(導電性接着剤)が用いられる。前記導電性接着剤としては、導電性を有するためにカーボンなどを添加した接着剤を用いる方法が知られている(例えば特許文献1)。しかしながら、導電性軸体と導電性ゴム弾性層との間に使用される導電性接着剤層の導電性が十分でないと、導電性ローラの抵抗値が大きくなる場合や、ばらつく場合がある。これを防ぐために、導電性接着剤に十分にカーボンなどの導電性成分を添加する方法が考えられる。しかしながら、導電性成分の添加量を増やすと導電性接着剤のバインダ用樹脂の含有量が減るため、十分な接着力や、湿度等に対するバリヤ効果が得られない。このため、長期保管後(特に高温高湿度)に接着力低下や、導電性軸体の腐食により導電性ゴム弾性層が導電性軸体から浮いたり、剥離する場合がある。 By the way, these conductive rollers use a conductive adhesive (conductive adhesive) between the conductive shaft and the conductive rubber elastic layer. As the conductive adhesive, there is known a method using an adhesive added with carbon or the like in order to have conductivity (for example, Patent Document 1). However, if the conductivity of the conductive adhesive layer used between the conductive shaft body and the conductive rubber elastic layer is not sufficient, the resistance value of the conductive roller may increase or vary. In order to prevent this, a method of sufficiently adding a conductive component such as carbon to the conductive adhesive can be considered. However, if the addition amount of the conductive component is increased, the content of the binder resin for the conductive adhesive is reduced, so that sufficient barrier strength against humidity and humidity cannot be obtained. For this reason, after long-term storage (particularly high temperature and high humidity), the conductive rubber elastic layer may float or peel from the conductive shaft due to a decrease in adhesive strength or corrosion of the conductive shaft.
また十分な接着性を得るために、導電性接着剤を厚く塗布する方法が知られている(例えば特許文献2)。しかしながら、導電性接着剤を導電性軸体上へ厚く塗布する方法は複雑であり、接着不良や生産上の管理が困難になる。また、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、導電性接着剤を塗布した導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆する工程において、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイドに導電性接着剤が付着し、導電性軸体がガイド内に詰まる場合がある。これを防ぐため、導電性軸体ガイドの内径を大きくする方法も考えられるが、導電性軸体ガイドの内径を大きくすると押出し後の導電性ローラの外径精度が低くなり、所定の形状を得るために大きい外径で押出しを行わなければならない。このため、その後の研磨工程でタクトが長くなり、また材料コストが上がる場合がある。
本発明の課題は、導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも1層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、導電性軸体と導電性ゴム弾性層の間に十分な導電性、接着力、及びバリヤ効果を有し、導電性ローラの抵抗ばらつきが小さく均一な導電性を示し、かつ、長期保管後、導電性軸体からの導電性ゴム弾性層の剥離を抑制可能な導電性ローラを提供することにある。 An object of the present invention is to have a conductive adhesive layer on the outer periphery of a conductive shaft and a conductive rubber elastic layer made of at least one rubber composition on the outer periphery of the conductive adhesive layer. The conductive roller has sufficient conductivity, adhesive force, and barrier effect between the conductive shaft body and the conductive rubber elastic layer, exhibits uniform conductivity with small resistance variation of the conductive roller, and An object of the present invention is to provide a conductive roller capable of suppressing peeling of a conductive rubber elastic layer from a conductive shaft after long-term storage.
上記目的を達成するために本発明は以下の構成をとる。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1)導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも1層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、前記導電性接着剤層が、少なくとも導電性フィラー及びバインダ用樹脂を含み、前記導電性接着剤層は、前記導電性フィラーを、0.50体積%以上、8.15体積%以下含有することを特徴とする導電性ローラである。 (1) A conductive roller having a conductive adhesive layer on the outer periphery of a conductive shaft, and having a conductive rubber elastic layer made of at least one rubber composition on the outer periphery of the conductive adhesive layer The conductive adhesive layer contains at least a conductive filler and a binder resin, and the conductive adhesive layer contains the conductive filler in an amount of 0.50% by volume to 8.15% by volume. This is a conductive roller.
(2)前記導電性フィラーがカーボンブラックであることを特徴とする(1)に記載の導電性ローラである。 (2) The conductive roller according to (1), wherein the conductive filler is carbon black.
(3)前記バインダ用樹脂が少なくともフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物である事を特徴とする(1)又は(2)に記載の導電性ローラである。 (3) The conductive roller according to (1) or (2), wherein the binder resin is a thermosetting resin composition containing at least a phenolic resin.
(4)前記導電性ゴム弾性層がエピクロロヒドリン系ゴムを含むことを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の導電性ローラである。 (4) The conductive roller according to any one of (1) to (3), wherein the conductive rubber elastic layer includes epichlorohydrin rubber.
(5)クロスヘッドダイを具備する押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体をクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に前記未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を行うことを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の導電性ローラの製造方法である。 (5) The uncured rubber composition is extruded using an extruder equipped with a crosshead die, and at the same time, the conductive shaft body having the conductive adhesive layer is passed through the crosshead die and the conductive The conductive material according to any one of (1) to (4), wherein a vulcanization step is performed after coating the unvulcanized rubber composition on the outer periphery of a conductive shaft body having an adhesive layer. It is a manufacturing method of a roller.
(6)電子写真感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段の一方又は両方の手段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電ローラとして、(1)から(4)のいずれかに記載の導電性ローラを用いることを特徴とするプロセスカートリッジである。 (6) In the process cartridge that integrally supports one or both of the electrophotographic photosensitive member, the charging roller, the developing unit, and the cleaning unit and is detachable from the main body of the electrophotographic apparatus, (4) A process cartridge using the conductive roller according to any one of (4).
(7)電子写真感光体、帯電ローラ、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、前記電子写真装置に用いられるプロセスカートリッジが(6)に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする電子写真装置である。 (7) An electrophotographic apparatus having an electrophotographic photosensitive member, a charging roller, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit, wherein the process cartridge used in the electrophotographic apparatus is the process cartridge described in (6). An electrophotographic apparatus.
本発明の導電性ローラは、導電性軸体と導電性ゴム弾性層の間に十分な接着力、導電性、及びバリヤ効果を有し、導電性ローラの抵抗ばらつきが小さく均一な導電性を示す。かつ、長期保管後も導電性軸体から導電性ゴム弾性層が剥離しない。 The conductive roller of the present invention has sufficient adhesive force, conductivity, and barrier effect between the conductive shaft and the conductive rubber elastic layer, and exhibits uniform conductivity with small resistance variation of the conductive roller. . In addition, the conductive rubber elastic layer does not peel from the conductive shaft after long-term storage.
本発明の導電性ローラは、導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも1層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、前記導電性接着剤層が少なくとも導電性フィラーと及びバインダ用樹脂を含み、前記導電性接着剤層は、前記導電性フィラーを、0.50体積%以上、8.15体積%以下含有することを特徴とする導電性ローラである。 The conductive roller of the present invention has a conductive adhesive layer on the outer periphery of a conductive shaft body, and a conductive rubber elastic layer made of at least one rubber composition on the outer periphery of the conductive adhesive layer. The conductive adhesive layer includes at least a conductive filler and a binder resin, and the conductive adhesive layer contains the conductive filler in an amount of 0.50% by volume or more, 8.15. It is an electroconductive roller characterized by containing below volume%.
すなわち、含有される前記導電性フィラーの割合が0.50体積%以上、8.15体積%以下である少なくとも導電性フィラーとバインダ用樹脂を含む前記導電性接着剤層を用いることで、十分な導電性を得ることができる。また、導電性接着剤層に含有される導電性フィラーの体積比率が低いため、バインダ用樹脂の割合を多くすることができ、接着力を高めることが可能である。また、湿度等によるバリヤ効果も大きいため、長期保管後(特に高温高湿度)に接着力低下や、導電性軸体の腐食による導電性軸体からの導電性ゴム弾性層の剥離を防ぐことが可能である。 That is, by using the conductive adhesive layer containing at least a conductive filler and a binder resin, the ratio of the conductive filler contained is 0.50% by volume or more and 8.15% by volume or less. Conductivity can be obtained. Moreover, since the volume ratio of the conductive filler contained in the conductive adhesive layer is low, the ratio of the binder resin can be increased, and the adhesive force can be increased. In addition, since the barrier effect due to humidity, etc. is large, it can prevent the adhesion rubber elastic layer from being peeled off from the conductive shaft due to the decrease in adhesive strength or corrosion of the conductive shaft after long-term storage (especially high temperature and high humidity). Is possible.
前記導電性接着剤層に含まれる導電性フィラーの割合が0.50体積%より小さいと、十分な導電性を得られず、作製した導電性ローラの抵抗がばらつく場合がある。また、添加する導電性フィラーの添加量が8.15体積%より大きいと、導電性接着剤層中のバインダ用樹脂の割合が減るため、十分な接着力が得られない。さらに、作製した導電性ローラを長期間保管した時に、導電性ゴム弾性層と導電性軸体が剥がれ、ローラ形状が変形する場合がある。導電性接着剤層に含まれる導電性フィラーの割合のより好ましい範囲は、2.0体積%以上、6.0体積%以下である。 If the ratio of the conductive filler contained in the conductive adhesive layer is less than 0.50% by volume, sufficient conductivity may not be obtained, and the resistance of the manufactured conductive roller may vary. On the other hand, if the amount of the conductive filler to be added is larger than 8.15% by volume, the ratio of the binder resin in the conductive adhesive layer decreases, so that sufficient adhesive strength cannot be obtained. Furthermore, when the produced conductive roller is stored for a long period of time, the conductive rubber elastic layer and the conductive shaft body may be peeled off and the roller shape may be deformed. A more preferable range of the ratio of the conductive filler contained in the conductive adhesive layer is 2.0% by volume or more and 6.0% by volume or less.
[導電性フィラー]
前記導電性接着剤層に含有される導電性フィラーとしては特に制限はないが、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、「ケッチェンブラック」(商品名、ライオン(株)製)等のカーボンブラック、ゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー(インク)用カーボン、及び、熱分解カーボンなどの導電性のカーボンを用いることができる。また、天然グラファイト及び人造グラファイトなどのグラファイトを用いることもできる。また、TiO2、SnO2、ZnOなどの金属酸化物、SnO2とSb2O3の固溶体、ZnOとAl2O3の固溶体などの複合酸化物、Cu、Agなどの金属粉等を始めとして、各種公知のものが使用できる。それらを単体若しくは複数種を混合して用いてもよい。また導電性ポリマー、イオン導電剤などを前記導電性フィラーと併用して用いてもよい。
[Conductive filler]
Although there is no restriction | limiting in particular as a conductive filler contained in the said conductive adhesive layer, For example, carbon black, rubber, such as acetylene black, furnace black, and "Ketjen black" (trade name, product made from Lion Corporation) Carbon for color, carbon for color (ink) subjected to oxidation treatment, and conductive carbon such as pyrolytic carbon can be used. Also, graphite such as natural graphite and artificial graphite can be used. Also, metal oxides such as TiO 2 , SnO 2 , ZnO, solid solutions of SnO 2 and Sb 2 O 3 , composite oxides such as solid solutions of ZnO and Al 2 O 3 , metal powders such as Cu and Ag, etc. Various known materials can be used. You may use them individually or in mixture of multiple types. Further, a conductive polymer, an ionic conductive agent, or the like may be used in combination with the conductive filler.
その中でも、導電性の観点からカーボンブラックが好ましく、少量添加で十分な導電性を付与できる「ケッチェンブラック」(商品名、ライオン(株)製)がより好ましい。 Among them, carbon black is preferable from the viewpoint of conductivity, and “Ketjen Black” (trade name, manufactured by Lion Corporation), which can give sufficient conductivity even when added in a small amount, is more preferable.
また、前記カーボンブラックの平均粒子径は、特に制限はない。しかし、30nm以上、60nm以下が好ましい。30nmより小さい場合、前記導電性接着剤層中に均一に分散することが困難となる可能性がある。また、ファーネスブラック等の一般的なカーボンブラックを用いる場合、平均粒子径が60nmを超える場合、前記導電性接着剤層に導電性を付与することが困難となる可能性がある。 The average particle size of the carbon black is not particularly limited. However, 30 nm or more and 60 nm or less are preferable. If it is smaller than 30 nm, it may be difficult to uniformly disperse in the conductive adhesive layer. Moreover, when using general carbon black, such as furnace black, when an average particle diameter exceeds 60 nm, it may become difficult to provide electroconductivity to the said conductive adhesive layer.
[バインダ樹脂]
前記バインダ用樹脂としては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ブタジエン樹脂、アクリロニトリル樹脂、スチレン樹脂などが挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
[Binder resin]
Examples of the binder resin include phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, butadiene resin, acrylonitrile resin, and styrene resin. These may be used alone or in combination of two or more.
この中でも、前記バインダ用樹脂が熱硬化性樹脂組成物であるとより効果的である。導電性ローラは、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を経て製造することができる。このとき、押出し条件によってはクロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイドを通過するときに導電性軸体の温度が高温になる場合がある。バインダ用樹脂が熱可塑性樹脂組成物の場合、クロスヘッドダイ中で熱により導電性接着剤が溶け、導電性軸体ガイド内側に付着したり、導電性軸体から導電性接着剤が剥がれたりする場合がある。これに対し、バインダ用樹脂が熱硬化性樹脂組成物であれば、高温であっても溶けることなく導電性接着剤の強度も保たれたままなので、導電性軸体ガイド内側に導電性接着剤が付着したり、剥がれたりすることを抑えることが可能である。 Among these, it is more effective when the binder resin is a thermosetting resin composition. The conductive roller extrudes the unvulcanized rubber composition using an extruder, and at the same time passes the conductive shaft through the crosshead die of the extruder to unvulcanized rubber on the outer periphery of the conductive shaft. After coating the composition, it can be produced through a vulcanization process. At this time, depending on the extrusion conditions, the temperature of the conductive shaft may become high when passing through the conductive shaft guide in the crosshead die. When the binder resin is a thermoplastic resin composition, the conductive adhesive melts by heat in the crosshead die and adheres to the inside of the conductive shaft guide, or the conductive adhesive peels off from the conductive shaft. There is a case. On the other hand, if the binder resin is a thermosetting resin composition, the conductive adhesive is not melted even at high temperatures and the strength of the conductive adhesive is maintained. Can be prevented from sticking or peeling off.
前記熱硬化性樹脂組成物としては、公知の熱硬化性樹脂組成物を用いることができるが、硬化性、接着性の観点から少なくともフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。 As the thermosetting resin composition, a known thermosetting resin composition can be used. From the viewpoint of curability and adhesiveness, it is preferably a thermosetting resin composition containing at least a phenolic resin. .
前記フェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物としては、特に限定されないが、フェノールとホルムアルデヒドを主成分としたアルコール溶液型、水溶液型、ノボラック型等のフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物を用いることができる。また、市販の接着剤を用いることもできる。 Although it does not specifically limit as a thermosetting resin composition containing the said phenol-type resin, The thermosetting resin composition containing phenol-type resins, such as alcohol solution type, aqueous solution type, and novolak type, which have phenol and formaldehyde as main components Can be used. Commercially available adhesives can also be used.
前記熱硬化性樹脂組成物中のフェノール系樹脂の含有量は特に限定されないが、96質量%以上、99質量%以下が好ましい。 Although content of the phenol-type resin in the said thermosetting resin composition is not specifically limited, 96 mass% or more and 99 mass% or less are preferable.
前記導電性接着剤層は、前記導電性フィラー、前記バインダ用樹脂以外にも、受酸剤等を含んでもよい。 In addition to the conductive filler and the binder resin, the conductive adhesive layer may include an acid acceptor.
前記導電性接着剤層の厚さは、5μm以上、10μm以下が好ましい。導電性接着剤層の厚さが5μm以上であると、十分なバリヤ効果が生じるため好ましい。また10μm以下の場合、押出し機クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内側に接着剤が付着する場合がないため好ましい。 The thickness of the conductive adhesive layer is preferably 5 μm or more and 10 μm or less. It is preferable that the thickness of the conductive adhesive layer is 5 μm or more because a sufficient barrier effect is produced. Moreover, when it is 10 micrometers or less, since an adhesive agent may not adhere to the inside of the electroconductive shaft guide in an extruder crosshead die, it is preferable.
前記導電性軸体への導電性接着剤の塗布方法は、特に制限されるものではない。例えば、両端部をチャックした導電性軸体を円周方向に回転させ、導電性接着剤を含浸させたシリコーンゴムスポンジ、アクリルゴムスポンジ又はウレタンゴムスポンジ等を導電性軸体に押し当てながら行う方法が挙げられる。また、導電性軸体の両端部分にも塗布できるのであればロールコーター等の機器を用いてもよい。また、導電性接着剤の濃度についても製造工程上及び画像形成装置に使用される部材として要求される接着力を十分有していれば所定の濃度に希釈して塗布してもよい。 The method for applying the conductive adhesive to the conductive shaft body is not particularly limited. For example, a method in which a conductive shaft having both ends chucked is rotated in the circumferential direction, and a silicone rubber sponge, acrylic rubber sponge or urethane rubber sponge impregnated with a conductive adhesive is pressed against the conductive shaft. Is mentioned. Moreover, you may use apparatuses, such as a roll coater, if it can apply | coat also to the both ends of a conductive shaft. Further, the concentration of the conductive adhesive may be diluted to a predetermined concentration and applied as long as it has sufficient adhesive force required as a member used in the manufacturing process and in the image forming apparatus.
[導電性軸体]
前記導電性軸体としては、円柱状や円筒状の形態を有している、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等の材料から製造されたものを使用することができる。また、これらの表面に防錆や耐傷性付与を目的として、ニッケルメッキ等のメッキ処理を施したものでもよい。
[Conductive shaft]
The conductive shaft body is made of a metal such as iron, copper and stainless steel, a carbon dispersion resin, a metal or a metal oxide dispersion resin having a columnar or cylindrical shape. Can be used. In addition, these surfaces may be subjected to plating treatment such as nickel plating for the purpose of providing rust prevention and scratch resistance.
[導電性ゴム弾性層]
前記導電性ゴム弾性層を形成するゴム組成物は、公知のゴム組成物を用いることができるが、低硬度かつ低抵抗の導電性ゴム弾性層が得られることから、エピクロロヒドリン系ゴムを用いることが好ましい。
[Conductive rubber elastic layer]
As the rubber composition for forming the conductive rubber elastic layer, a known rubber composition can be used. However, since a conductive rubber elastic layer having low hardness and low resistance can be obtained, epichlorohydrin rubber is used. It is preferable to use it.
しかし、エピクロロヒドリン系ゴムのように塩素原子が含まれていると、高温多湿環境下で保管する場合、吸湿性が高くなるため導電性軸体部分にサビが発生してローラ形状が歪み、正常な画像が得られない場合がある。 However, if chlorine atoms are contained like epichlorohydrin rubber, when stored in a high temperature and high humidity environment, the hygroscopic property increases, so rust is generated in the conductive shaft part and the roller shape is distorted. A normal image may not be obtained.
しかし、本発明における導電性接着剤層を用いて導電性軸体と接着を行う場合、塩素から導電性軸体を保護する機能を持たせることができ、高温多湿のような環境下でも接着不良や導電性軸体の腐食の発生を防ぐことが可能である。 However, when bonding with the conductive shaft body using the conductive adhesive layer in the present invention, it can have a function of protecting the conductive shaft body from chlorine, and poor adhesion even in an environment such as high temperature and high humidity It is possible to prevent corrosion of the conductive shaft body.
前記導電性ゴム弾性層の厚さは、1.0mm以上、3.0mm以下が好ましい。導電性ゴム弾性層の厚さが1.0mm以上であると、十分な弾性を有するため好ましい。また3.0mm以下の場合、材料コストが抑えられるため好ましい。 The thickness of the conductive rubber elastic layer is preferably 1.0 mm or greater and 3.0 mm or less. It is preferable that the thickness of the conductive rubber elastic layer is 1.0 mm or more because it has sufficient elasticity. Moreover, when it is 3.0 mm or less, since material cost can be suppressed, it is preferable.
前記導電性ゴム弾性層を形成するゴム組成物には、その他、必要に応じて導電性充填剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、充填剤などを配合してもよい。必要に応じて配合する導電性充填剤としては、グラファイト、カーボンブラック、金属酸化物を挙げることができる。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、などが挙げられる。 In addition to the rubber composition forming the conductive rubber elastic layer, a conductive filler, an anti-aging agent, a softening agent, a plasticizer, a reinforcing agent, a filler and the like may be blended as necessary. Examples of the conductive filler to be blended as necessary include graphite, carbon black, and metal oxide. Examples of the metal oxide include titanium oxide and zinc oxide.
前記導電性ゴム弾性層は1層に限らず、必要に応じて性能、厚さの異なる複数の導電性ゴム弾性層からなるものでもよい。 The conductive rubber elastic layer is not limited to one layer, and may be composed of a plurality of conductive rubber elastic layers having different performance and thickness as required.
[導電性ローラの製造方法]
本発明における導電性ローラは、その製造方法は特に限定されないが、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を経て製造するとより効果的である。
[Method of manufacturing conductive roller]
The manufacturing method of the conductive roller in the present invention is not particularly limited, but at the same time that the unvulcanized rubber composition is extruded using an extruder, the conductive shaft having the conductive adhesive layer is simultaneously extruded. It is more effective to pass through a crosshead die and coat the uncured rubber composition on the outer periphery of the conductive shaft body having the conductive adhesive layer, and then to manufacture through a vulcanization step.
前記導電性接着剤層は導電性に優れており、またバインダ用樹脂の割合も多く接着性にも優れているため、導電性軸体に塗布する導電性接着剤層の厚みを薄くしても十分に導電性及び接着力を得ることが可能である。前記導電性接着剤層に含有される前記導電性フィラーの割合が8.15体積%より大きい場合、十分な接着力を得るためには導電性軸体に塗布する導電性接着剤層をある程度厚くする必要がある。この場合、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に未加硫ゴム材料を被覆する工程において、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内側に導電性接着剤が付着し、導電性軸体がガイド内に詰まる場合がある。 The conductive adhesive layer is excellent in conductivity, and also has a high ratio of binder resin and excellent adhesiveness. Therefore, even if the thickness of the conductive adhesive layer applied to the conductive shaft body is reduced. It is possible to obtain sufficient conductivity and adhesive strength. When the ratio of the conductive filler contained in the conductive adhesive layer is greater than 8.15% by volume, the conductive adhesive layer applied to the conductive shaft body is somewhat thick in order to obtain a sufficient adhesive force. There is a need to. In this case, the conductive shaft body having the conductive adhesive layer is passed through a crosshead die of an extruder, and an unvulcanized rubber material is coated on the outer periphery of the conductive shaft body having the conductive adhesive layer. In this process, the conductive adhesive may adhere to the inside of the conductive shaft guide in the crosshead die, and the conductive shaft may be clogged in the guide.
これを防ぐために導電性軸体ガイドの内径を大きくすると、押出し後の導電性ローラの外径精度が低くなり、所定の形状を得るために大きい外径で押出しを行わなければならない。この場合、その後の研磨工程でタクトが長くなり、また材料コストが上がることがある。 In order to prevent this, if the inner diameter of the conductive shaft guide is increased, the outer diameter accuracy of the conductive roller after extrusion is lowered, and in order to obtain a predetermined shape, extrusion must be performed with a larger outer diameter. In this case, the tact time becomes longer in the subsequent polishing step, and the material cost may increase.
これに対して、前記導電性接着剤層に含有される前記導電性フィラーの割合が、0.50体積%以上、8.15体積%以下であれば、導電性に優れており、またバインダ用樹脂の割合も多いため接着性にも優れている。このため、導電性軸体に塗布する導電性接着剤層の厚さを薄くしても十分に導電性及び接着力を得ることが可能であり、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内径と導電性軸体外径を高精度にでき、押出し後の導電性ローラの外径も高精度にすることが可能である。 On the other hand, if the ratio of the conductive filler contained in the conductive adhesive layer is 0.50% by volume or more and 8.15% by volume or less, the conductivity is excellent and the binder is used. Adhesiveness is also excellent due to the large proportion of resin. For this reason, even if the thickness of the conductive adhesive layer applied to the conductive shaft body is reduced, sufficient conductivity and adhesive force can be obtained, and the conductive shaft body guide inner diameter in the crosshead die can be obtained. The outer diameter of the conductive shaft can be made with high accuracy, and the outer diameter of the conductive roller after extrusion can be made with high accuracy.
前記クロスヘッドダイを具備する押出し機は、特に限定されないが、一例として図1に示すクロスヘッドダイを具備する押出し機を用いることができる。 Although the extruder provided with the said cross head die is not specifically limited, As an example, the extruder provided with the cross head die shown in FIG. 1 can be used.
図1に示すクロスヘッドダイを具備する押出し機は、クロスヘッドダイ10と押出し機2からなる。クロスヘッドダイ10は外側ダイ11と内側ダイ12で構成される環状流路13を備えている。
The extruder having the crosshead die shown in FIG. 1 includes a crosshead die 10 and an
以下に、本発明の導電性ローラの製造方法の一例として、図1のクロスヘッドダイを具備する押出し機を用いた導電性ローラの製造方法について具体的に説明するが、本発明は特にこれに限定されるものではない。 Hereinafter, as an example of the method for producing a conductive roller of the present invention, a method for producing a conductive roller using an extruder equipped with the crosshead die of FIG. 1 will be described in detail. It is not limited.
図1において、押出し機2の投入口5に投入されたゴム組成物3は、シリンダ6内にてシリンダ6とスクリュー7によりせん断力を受けて、可塑化及び混練されつつ、排出口8へ搬送される。続いてブレーカプレート9を通過して、クロスヘッドダイ10のゴム組成物導入口14へ搬送される。ゴム組成物3は、内側ダイ12に当たって二手に分かれ、内側ダイ12を回り込んで内側ダイ12の押出し機側と反対部分で再び合流する。続いてゴム組成物3は、環状流路13を経由してダイリップ15方向に流れる。導電性軸体1は、クロスヘッドダイ10内の導電性軸体ガイド16により所定の速度でダイリップ15方向に押し出され、ゴム組成物3が導電性軸体1上に被覆され、導電性ローラ4となる。
In FIG. 1, the
その後、得られた導電性ローラを熱風炉などで加硫する加硫工程を経て所望の導電性ローラを得ることができる。 Thereafter, a desired conductive roller can be obtained through a vulcanization process in which the obtained conductive roller is vulcanized in a hot air furnace or the like.
[表面層]
また、本発明の導電性ローラは、導電性ゴム弾性層の外周に、表面特性を付与するために表面層を有してもよい。表面層の材料としては、特に制限はないが、導電特性と耐摩耗性に有利なウレタン結合を含有する表層材料や、耐汚染性に有利なアクリル骨格を有する樹脂等が挙げられる。
[Surface layer]
The conductive roller of the present invention may have a surface layer on the outer periphery of the conductive rubber elastic layer in order to impart surface characteristics. The material for the surface layer is not particularly limited, and examples thereof include a surface layer material containing a urethane bond that is advantageous for conductive properties and abrasion resistance, and a resin having an acrylic skeleton that is advantageous for stain resistance.
本発明における表面層の形成方法としては特に制限はないが、導電性ゴム弾性層の上から、表面層を構成する樹脂組成物をスプレー塗布、ディップ塗布、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布する。その後、所定の温度で乾燥、硬化させることにより、該導電性弾性層上に表面層を形成することができる。 The method for forming the surface layer in the present invention is not particularly limited, but the resin composition constituting the surface layer is formed on the conductive rubber elastic layer using a method such as spray coating, dip coating, or roll coating. Apply to thickness. Thereafter, the surface layer can be formed on the conductive elastic layer by drying and curing at a predetermined temperature.
前記表面層の膜厚は5μm以上、10μm以下が好ましい。表面層の厚さが5μm以上であると、前記表面層の十分な機能性が生じるため好ましい。また10μm以下の場合、均一な表面層を形成し易いため好ましい。 The thickness of the surface layer is preferably 5 μm or more and 10 μm or less. A thickness of the surface layer of 5 μm or more is preferable because sufficient functionality of the surface layer is generated. Moreover, since it is easy to form a uniform surface layer when it is 10 micrometers or less, it is preferable.
また、前記導電性ローラの表面に凹凸を形成させてもよい。例えば、凹凸を形成させる方法として、樹脂粒子や炭素粒子、珪素酸粒子、金属酸化物粒子等を表面層に含有させる方法や、導電性ローラの表面を機械的研磨等によって処理する方法がある。また、表面層には、画像の向上のために各種粒子や粉体等を単独、又は2種以上併用してもよい。 Further, irregularities may be formed on the surface of the conductive roller. For example, as a method for forming irregularities, there are a method in which resin particles, carbon particles, silicon acid particles, metal oxide particles and the like are included in the surface layer, and a method in which the surface of the conductive roller is treated by mechanical polishing or the like. In addition, various particles, powders, and the like may be used alone or in combination of two or more for improving the image on the surface layer.
[プロセスカートリッジ]
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段の一方又は両方の手段を一体に支持し、また、電子写真装置本体に着脱自在であり、本発明の導電性ローラを具備する。本発明の導電性ローラを帯電ローラとして具備するプロセスカートリッジの実施形態の一例を図2に示す。本発明のプロセスカートリッジは、前述したように、本発明の導電性ローラを具備することを特徴とするものであり、電子写真感光体、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段等は、特に限定されるものではない。
[Process cartridge]
The process cartridge of the present invention integrally supports one or both of an electrophotographic photosensitive member, a charging roller, a developing unit, and a cleaning unit, and is detachably attached to the main body of the electrophotographic apparatus. It comprises. An example of an embodiment of a process cartridge including the conductive roller of the present invention as a charging roller is shown in FIG. As described above, the process cartridge of the present invention comprises the conductive roller of the present invention. The electrophotographic photosensitive member, the exposure means, the developing means, the transfer means, the cleaning means, etc. It is not limited.
図2に示した実施形態のプロセスカートリッジにおいては、電子写真感光体19は、矢印方向に所定の周速度で回転駆動する。電子写真感光体19は回転過程において、一次帯電手段としての帯電ローラ17により、その周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受ける。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの像露光手段(不図示)からの画像露光20を受ける。こうして電子写真感光体19の周面に静電潜像が順次形成される。
In the process cartridge of the embodiment shown in FIG. 2, the
形成された静電潜像は次に現像手段21によりトナー現像され、現像されたトナー像は電子写真感光体19と転写手段22との間に電子写真感光体19の回転と同期取りされて、不図示の給紙部から給紙された転写材23に、転写手段22によって順次転写される。
The formed electrostatic latent image is then developed with toner by the developing
像転写を受けた転写材23は、電子写真感光体19面から分離されて像定着手段24へ導入されて像定着を受け、複写物(コピー)として装置外へ排出される。
The
像転写後の電子写真感光体19の表面は、クリーニング手段25によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返し像形成に使用される。
The surface of the electrophotographic
前記例示では、帯電ローラ19として使用した例を示したが、本発明のローラは現像手段21内に設けた現像ローラ、転写手段22内に設けた転写ローラ、現像手段21内に現像ローラに当接して設けられた現像剤規制ローラ等にも使用できる。
In the above example, the charging
[電子写真装置]
本発明の電子写真装置は、本発明の導電性ローラを帯電ローラ、転写ローラ、又は現像ローラとして有するものであれば、特に制限されるものではなく、前記プロセスカートリッジを用いるものでもよい。
[Electrophotographic equipment]
The electrophotographic apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it has the conductive roller of the present invention as a charging roller, a transfer roller, or a developing roller, and the process cartridge may be used.
以下、本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited only to these Examples.
(実施例1)
ケッチェンブラック(商品名:「ケッチェンブラックEC−600JD」、ライオン(株)製)10質量部をメチルイソブチルケトン90質量部中に予備分散を行った分散液(A)を調製した。前記分散液(A)2質量部と、導電性粒子が添加されていないバインダ用樹脂としてフェノール系樹脂を含む加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部を混合した。これにより、接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの割合が0.5体積%の導電性接着剤を作製した。
Example 1
A dispersion (A) was prepared in which 10 parts by mass of Ketjen Black (trade name: “Ketjen Black EC-600JD”, manufactured by Lion Corporation) was preliminarily dispersed in 90 parts by mass of methyl isobutyl ketone. 2 parts by mass of the dispersion (A) and a vulcanized adhesive containing a phenolic resin as a binder resin to which no conductive particles are added (trade name: “Metaloc N-23”, Toyo Chemical Laboratory Co., Ltd.) Manufactured,
前記導電性接着剤を、予め80℃に予熱した外径φ6mmのSUM(硫黄複合快削鋼鋼材)材にKNメッキ(膜厚3〜5μm)を施した導電性軸体にロールコーターを用い、膜厚が5〜10μmになるように塗布し、その後180℃で5分間の焼付けを行った。
Using a roll coater on a conductive shaft body in which the conductive adhesive is subjected to KN plating (
次に、以下に示す化合物を混錬りし、未加硫ゴム組成物を作成した。 Next, the following compounds were kneaded to prepare an unvulcanized rubber composition.
エピクロロヒドリンゴム(商品名:「エピオン301」、ダイソー(株)製) 100質量部
酸化亜鉛(商品名:「亜鉛華2種」、ハクスイテック(株)製) 5質量部
ステアリン酸(商品名:「ステアリン酸S」、花王(株)製) 1質量部
炭酸カルシウム(商品名:「シルバーW」、白石工業(株)製) 90質量部
FEF級カーボンブラック(商品名:「旭#60」、旭カーボン(株)製) 5質量部
イオン導電材(商品名:「LV−70」、旭電化工業(株)製) 2質量部
ポリエステル可塑剤(商品名:「PN−350」、アデカ・アーガス(株)製) 5質量部
ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)(商品名:「ノクセラーDM」、大内振興化学工業(株)製) 1質量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)(商品名:「ノクセラーTS」、大内振興化学工業(株)製) 1質量部
イオウ(商品名:「サルファックスPMC」、鶴見化学工業(株)製) 0.8質量部。
Epichlorohydrin rubber (trade name: “Epion 301”, manufactured by Daiso Corporation) 100 parts by mass Zinc oxide (trade name: “
次に、未加硫ゴム組成物を、φ70mmクロスヘッドダイ付き押出し機を用いてあらかじめ前記導電性接着剤を塗布した導電性軸体とともに外径が略φ13mmになるように押出し、導電性軸体外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した。このときゴムの押出し速度はスクリュー回転数が14rpm、導電性軸体送り速度を2.5m/分の一定速度で供給し続けた。またクロスヘッドダイ内の導電性軸体ガイドの内径はφ6.1mmのものを使用した。この成形体を170℃で1時間、電気炉で加硫し、研磨砥石「GC80」(商品名、ツガミ(株)製)を取り付けた研磨機にセットし、研削条件として回転速度2000rpm、送り速度0.3m/分で外径がφ12mmになるように研削し導電性ローラを作製した。 Next, the unvulcanized rubber composition was extruded together with the conductive shaft previously coated with the conductive adhesive using an extruder with a φ70 mm crosshead die so that the outer diameter was about φ13 mm. The unvulcanized rubber composition was coated on the circumference. At this time, the extrusion speed of the rubber was continuously supplied at a constant speed of 2.5 m / min with a screw rotation speed of 14 rpm and a conductive shaft feed speed of 2.5 m / min. The inner diameter of the conductive shaft guide in the crosshead die was φ6.1 mm. This molded body was vulcanized in an electric furnace at 170 ° C. for 1 hour, and set in a polishing machine equipped with a grinding wheel “GC80” (trade name, manufactured by Tsugami Co., Ltd.). A conductive roller was fabricated by grinding so that the outer diameter was 12 mm at 0.3 m / min.
(実施例2)
前記分散液(A)10質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの含有量が2.70体積%の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
(Example 2)
Conductive adhesion obtained by mixing 10 parts by mass of the dispersion (A) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
(実施例3)
前記分散液(A)30質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの含有量が8.15体積%の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
(Example 3)
Conductive adhesion obtained by mixing 30 parts by mass of the dispersion (A) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
(実施例4)
ファーネスブラック(商品名:「旭#70」、旭カーボン(株)製)10質量部をメチルイソブチルケトン90質量部中に予備分散を行った分散液(B)を調製した。前記分散液(B)10質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のファーネスブラックの含有量が2.70体積%の導電性接着剤を調製し、使用した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
Example 4
A dispersion (B) was prepared by preliminarily dispersing 10 parts by mass of furnace black (trade name: “Asahi # 70”, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) in 90 parts by mass of methyl isobutyl ketone. Conductive adhesion obtained by mixing 10 parts by mass of the dispersion (B) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
(比較例1)
前記分散液(A)1.0質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの含有量が0.27体積%の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
(Comparative Example 1)
A conductive material obtained by mixing 1.0 part by mass of the dispersion (A) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
(比較例2)
前記分散液(A)40質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの含有量が10.81体積%の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
(Comparative Example 2)
Conductive adhesion obtained by mixing 40 parts by mass of the dispersion (A) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
(比較例3)
前記分散液(A)40質量部と加硫接着剤(商品名:「メタロックN−23」、(株)東洋化学研究所製、不揮発分20%)100質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のケッチェンブラックの含有量が10.81体積%の導電性接着剤を調製した。この導電性接着剤を予め80℃に予熱した外径φ6mmのSUM(硫黄複合快削鋼鋼材)材にKNメッキを施した導電性軸体に、ロールコーターを用い、膜厚が20〜25μmになるように導電性接着剤を塗布した。それ以外は実施例1と同様に成形を行い、導電性ローラを作製した。
(Comparative Example 3)
Conductive adhesion obtained by mixing 40 parts by mass of the dispersion (A) and 100 parts by mass of a vulcanized adhesive (trade name: “Metaloc N-23”, manufactured by Toyo Chemical Laboratory,
[評価]
<ローラ電流値の測定>
実施例及び比較例で得られた各50本の導電性ローラを、毎分30回転でSUSドラムと接触させながら印加電圧200Vで導電性ローラの電流測定を行った。導電性ローラ周方向の最大電流値と最小電流値より、[電流値周ムラ]=(最大電流値)/(最小電流値)を算出した。
[Evaluation]
<Measurement of roller current value>
The current of the conductive roller was measured at an applied voltage of 200 V while contacting each of the 50 conductive rollers obtained in Examples and Comparative Examples with the SUS drum at 30 revolutions per minute. From the maximum current value and the minimum current value in the circumferential direction of the conductive roller, [current value unevenness] = (maximum current value) / (minimum current value) was calculated.
また、測定を行った導電性ローラ50本のうち、1本の平均電流値が最も大きい導電性ローラの平均電流値を電流値maxとし、平均電流値が最も小さい導電性ローラの平均電流値を電流値minとした。また導電性ローラ1本の平均電流値の、50本の平均値を電流値aveとした。 Also, among the 50 conductive rollers that have been measured, the average current value of the conductive roller having the largest average current value is defined as the current value max, and the average current value of the conductive roller having the smallest average current value is represented by The current value was min. The average value of 50 of the average current value of one conductive roller was defined as the current value ave.
<長期保管剥がれ評価>
導電性ローラ50本を高温高湿度(45℃、95%)の環境で1ヶ月間放置し、その後導電性ローラの導電性ゴム弾性層を剥がし、接着度合いを確認した。導電性ゴム弾性層が容易に剥がれる導電性ローラの本数で長期保管後の剥がれ易さを評価した。
<Long-term storage peeling evaluation>
Fifty conductive rollers were left in an environment of high temperature and high humidity (45 ° C., 95%) for one month, and then the conductive rubber elastic layer of the conductive roller was peeled off to confirm the degree of adhesion. The ease of peeling after long-term storage was evaluated by the number of conductive rollers from which the conductive rubber elastic layer was easily peeled.
[画像評価]
実施例及び比較例で得られた導電性ローラに、以下に示すような表層面を塗布した。
[Image evaluation]
A surface layer as shown below was applied to the conductive rollers obtained in the examples and comparative examples.
アクリルポリオール溶液(商品名:「PLACCEL DC2016」、ダイセル化学社製、有効成分70質量%、希釈溶剤としてキシレン30質量%を含有) 100質量部
イソシアネートA(IPDI)(商品名:「VESTANAT B1370」、デグサ社製、有効成分60質量%、希釈溶剤としてn−酢酸ブチルを15質量%、キシレン25質量%を含有) 40質量部
イソシアネートB(HDI)(商品名:「DURANATE TPA−B80E」、旭化成ケミカルズ社製、有効成分80質量%、希釈剤として酢酸エチル20質量%を含有) 30質量部
カーボンブラック(商品名:「CS−Bk100Y」、戸田工業社製) 30質量部
表面処理酸化チタン(商品名:「SMT−150IB」、テイカ社製) 25質量部
PMMA樹脂粒子(商品名:「MAX−12」、積水化成品工業社製) 50質量部
変性ジメチルシリコーンオイル(商品名:「SH28PA」、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製) 0.08質量部
メチルイソブチルケトン 400質量部。
Acrylic polyol solution (trade name: “PLACCEL DC2016”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., 70% by weight of active ingredient, 30% by weight of xylene as a diluent solvent) 100 parts by weight Isocyanate A (IPDI) (trade name: “VESTANAT B1370”, Made by Degussa, 60% by mass of active ingredient, 15% by mass of n-butyl acetate and 25% by mass of xylene as diluent solvent) 40 parts by mass Isocyanate B (HDI) (trade name: “DURANATE TPA-B80E”, Asahi Kasei Chemicals 30 mass parts carbon black (trade name: “CS-Bk100Y”, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) 30 mass parts surface-treated titanium oxide (trade name) : "SMT-150IB", manufactured by Teica) 25 parts by mass PMMA tree Fat particles (trade name: “MAX-12”, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) 50 parts by mass Modified dimethyl silicone oil (trade name: “SH28PA”, manufactured by Toray Dow Corning Silicone) 0.08 parts by mass Methyl isobutyl 400 parts by weight of ketone.
前記化合物を、ミキサーを用いて撹拌し、混合溶液を作成した。ついで、その混合溶液を循環式のビーズミル分散機を用いて分散処理(処理速度500ml/min)を行い、浸漬塗布用塗料を作成した。なお、この塗料の粘度は8.0mPa・sであった。その後、前記塗料を実施例及び比較例で得られた導電性ローラの外周上に膜厚3〜10μmになるよう塗布した。 The compound was stirred using a mixer to prepare a mixed solution. Next, the mixed solution was subjected to dispersion treatment (treatment speed 500 ml / min) using a circulation type bead mill disperser to prepare a dip coating paint. The viscosity of this paint was 8.0 mPa · s. Thereafter, the paint was applied on the outer periphery of the conductive roller obtained in Examples and Comparative Examples so as to have a film thickness of 3 to 10 μm.
以上のようにして得られた表面層を被覆した導電性ローラを帯電ローラとして電子写真装置(商品名:「HP Color LaserJet 3000」、ヒューレットパッカード社製)に装着した。温度23℃、湿度55%雰囲気下において、画像出しを行い、得られた画像を目視にて観察して評価を行った。画出しはベタ白で初期から10枚行い、10枚の画像評価を行った。画像評価は以下のように行った。 The conductive roller coated with the surface layer obtained as described above was mounted on an electrophotographic apparatus (trade name: “HP Color LaserJet 3000”, manufactured by Hewlett-Packard Company) as a charging roller. Images were taken out in an atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55%, and the obtained images were visually observed for evaluation. Ten images were printed in solid white from the initial stage, and 10 images were evaluated. Image evaluation was performed as follows.
○:画像濃度ムラが確認されなかった
△:軽微な画像濃度ムラが確認された
×:画像濃度ムラが発生した。
○: Image density unevenness was not confirmed Δ: Slight image density unevenness was confirmed ×: Image density unevenness occurred.
実施例1から4の結果から、本発明の導電性ローラでは、導電性ローラの周方向の電流値のばらつき及び複数の導電性ローラ間の電流値のばらつきを抑えることが可能であり、良好な画像を再現よく得ることができる。また、長期保管による導電性ゴム弾性層と導電性軸体との剥離も抑制することができる。 From the results of Examples 1 to 4, in the conductive roller of the present invention, it is possible to suppress the variation in the current value in the circumferential direction of the conductive roller and the variation in the current value among the plurality of conductive rollers. Images can be obtained with good reproducibility. Further, peeling between the conductive rubber elastic layer and the conductive shaft body due to long-term storage can also be suppressed.
一方、比較例1では導電性接着剤層に含有されるケッチェンブラックの割合が少ないため、電流値max−min及び電流値周ムラが実施例1から4と比較して若干大きく、画像評価で軽微な画像濃度ムラが見られた。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the ratio of ketjen black contained in the conductive adhesive layer is small, current value max-min and current value circumferential unevenness are slightly larger than those in Examples 1 to 4, and image evaluation Slight image density unevenness was observed.
また、比較例2では電流値max−min及び電流値周ムラは小さいが、導電性接着剤層に含有されるバインダ用樹脂の割合が少ないため十分な接着力が得られず、画像評価で画像濃度ムラが発生した。さらに、長期保管後では21本の導電性ローラで導電性ゴム弾性層と導電性軸体との剥離が確認された。 Further, in Comparative Example 2, the current value max-min and the current value circumferential unevenness are small, but a sufficient adhesive force cannot be obtained because the ratio of the binder resin contained in the conductive adhesive layer is small. Density unevenness occurred. Furthermore, after long-term storage, peeling of the conductive rubber elastic layer and the conductive shaft body was confirmed with 21 conductive rollers.
また、比較例3は、接着剤塗布の膜厚が厚いため、押出し機クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内側に接着剤が付着し、導電性軸体が導電性軸体ガイド内に詰まったため、導電性ローラ成形を中止した。 In Comparative Example 3, since the adhesive coating is thick, the adhesive adheres to the inside of the conductive shaft guide in the extruder crosshead die, and the conductive shaft is clogged in the conductive shaft guide. Therefore, the conductive roller molding was stopped.
1 導電性軸体
2 押出し機
3 ゴム組成物
4 導電性ローラ
5 投入口
6 シリンダ
7 スクリュー
8 排出口
9 ブレーカプレート
10 クロスヘッドダイ
11 外側ダイ
12 内側ダイ
13 環状流路
14 ゴム組成物導入口
15 ダイリップ
16 導電性軸体ガイド
17 帯電ローラ
18 電源
19 電子写真感光体
20 画像露光
21 現像手段
22 転写手段
23 転写材
24 像定着手段
25 クリーニング手段
26 レール
27 プロセスカートリッジ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも1層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、
前記導電性接着剤層が、少なくとも導電性フィラー及びバインダ用樹脂を含み、
前記導電性接着剤層は、前記導電性フィラーを、0.50体積%以上、8.15体積%以下含有することを特徴とする導電性ローラ。 Having a conductive adhesive layer on the outer periphery of the conductive shaft;
In the conductive roller having a conductive rubber elastic layer made of at least one rubber composition on the outer periphery of the conductive adhesive layer,
The conductive adhesive layer includes at least a conductive filler and a binder resin,
The conductive adhesive layer contains the conductive filler in an amount of 0.50% by volume to 8.15% by volume.
前記帯電ローラとして請求項1から4のいずれか1項に記載の導電性ローラを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that integrally supports one or both of an electrophotographic photosensitive member, a charging roller, a developing unit, and a cleaning unit and is detachable from the main body of the electrophotographic apparatus,
5. A process cartridge using the conductive roller according to claim 1 as the charging roller.
前記電子写真装置に用いられるプロセスカートリッジが請求項6に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする電子写真装置。 In an electrophotographic apparatus having an electrophotographic photosensitive member, a charging roller, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit,
An electrophotographic apparatus, wherein a process cartridge used in the electrophotographic apparatus is the process cartridge according to claim 6.
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