JP2009210981A - Charging roll for electrophotographic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging roll for electrophotographic apparatus by which image failures can be suppressed. <P>SOLUTION: A conductive foam layer 14 and a resistance adjusting layer 16 are laminated on the outer periphery of the shaft body 12 of the charging roll 10 for the electrophotographic apparatus. A low resistance layer 18 is disposed between the conductive foam layer 14 and the resistance adjusting layer 16 and at each axial end of the charging roll 10. The volume electric resistance value R1[Ωcm] of the conductive foam layer 14 and the volume electric resistance value R2[Ωcm] of the low resistance layer 18 are constituted so as to satisfy expressions of 0.01≤R2/R1≤0.9 and 1×10<SP>4</SP>≤R1≤1×10<SP>6</SP>. Further, a protective layer 20 may be laminated on the outer periphery of the resistance adjusting layer 16. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真機器用帯電ロールに関するものである。   The present invention relates to a charging roll for electrophotographic equipment.

近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されている。これら電子写真機器の内部には、静電潜像が形成される感光ドラムなどの感光体が組み込まれている。感光体に静電潜像を形成するためには、予め感光体表面を帯電させる必要がある。そのため、この感光体を帯電させるために、一般的に帯電ロールが使用される。   In recent years, electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system have been widely used. In these electrophotographic apparatuses, a photosensitive member such as a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed is incorporated. In order to form an electrostatic latent image on the photoreceptor, it is necessary to charge the surface of the photoreceptor in advance. Therefore, a charging roll is generally used to charge the photoreceptor.

例えば、導電性を有する軸体の外周に、導電性弾性層などを設け、その外周に抵抗調整層を設けた帯電ロールが知られている。そして、感光ドラム表面へのトナー融着を抑制するために、上記導電性弾性層を発泡させて低硬度化した導電性発泡層が用いられることが多い。   For example, a charging roll is known in which a conductive elastic layer or the like is provided on the outer periphery of a shaft body having conductivity and a resistance adjusting layer is provided on the outer periphery thereof. In order to suppress toner fusion to the surface of the photosensitive drum, a conductive foam layer obtained by foaming the conductive elastic layer to reduce the hardness is often used.

また、特許文献1には、低硬度の導電性ゴム層と抵抗調整層との間に、電極層を設けた帯電ロールも開示されている。これら帯電ロールは、軸体の両端部を軸支する軸受部を、感光ドラムの方向に付勢するように、感光ドラムに接触させて用いられる。   Patent Document 1 also discloses a charging roll in which an electrode layer is provided between a low hardness conductive rubber layer and a resistance adjustment layer. These charging rolls are used in contact with the photosensitive drum so as to urge bearing portions that support both ends of the shaft body in the direction of the photosensitive drum.

特開平10−186799号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-186799

しかしながら、従来知られる帯電ロールは、以下の問題があった。   However, conventionally known charging rolls have the following problems.

すなわち上記のように帯電ロールを使用する場合、ロール端部に外力が加わり易い。そのため、特に、低硬度の導電性発泡層を帯電ロールに用いると、長期の使用により、ロール端部が破壊し易く、高抵抗になって帯電量が減少してしまい、得られる画像の端部に砂地状の画像ムラの画像不具合が生じていた。   That is, when the charging roll is used as described above, an external force is likely to be applied to the end of the roll. Therefore, in particular, when a conductive foam layer having a low hardness is used for the charging roll, the end of the roll tends to break down due to long-term use, resulting in a high resistance and a decrease in the charge amount. An image defect such as sandy image unevenness occurred.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、画像不具合を抑制することができる電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a charging roll for an electrophotographic apparatus that can suppress image defects.

上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体の外周に、導電性発泡層と、抵抗調整層とがこの順に積層され、さらに、上記導電性発泡層と上記抵抗調整層との間の軸方向両端部に、低抵抗層が設けられ、以下の式(1)および(2)を満たすことを要旨とする。
0.01≦R2/R1≦0.9 ・・・(1)
1×10≦R1≦1×10 ・・・(2)
但し、
R1[Ω・cm] :導電性発泡層の体積電気抵抗値
R2[Ω・cm] :低抵抗層の体積電気抵抗値
In order to solve the above problems, in the charging roll for an electrophotographic apparatus according to the present invention, a conductive foam layer and a resistance adjustment layer are laminated in this order on the outer periphery of the shaft body. The gist is that low resistance layers are provided at both ends in the axial direction between the resistance adjusting layer and satisfy the following expressions (1) and (2).
0.01 ≦ R2 / R1 ≦ 0.9 (1)
1 × 10 4 ≦ R1 ≦ 1 × 10 6 (2)
However,
R1 [Ω · cm]: Volume electric resistance value of the conductive foam layer R2 [Ω · cm]: Volume electric resistance value of the low resistance layer

この場合、上記低抵抗層は、軸方向ロール端面からロール中央部側にそれぞれロール面長の10〜30%の範囲内で形成されていると良い。   In this case, the low resistance layer is preferably formed within a range of 10 to 30% of the roll surface length from the end surface of the axial roll to the center side of the roll.

また、上記低抵抗層の厚さは、1〜20μmの範囲内にあると良い。   The thickness of the low resistance layer is preferably in the range of 1 to 20 μm.

また、上記低抵抗層は、ポリアミド樹脂と導電剤とを含むと良い。   The low resistance layer preferably includes a polyamide resin and a conductive agent.

そして、上記導電性発泡層のアスカーC硬度が30〜45度の範囲内にあると良い。   And it is good in the Asker C hardness of the said electroconductive foaming layer being in the range of 30-45 degree | times.

さらに、上記導電性発泡層は、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)から選択される1種または2種以上を含むと良い。   Furthermore, the conductive foamed layer preferably contains one or more selected from ethylene-propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR).

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、導電性発泡層と抵抗調整層との間の軸方向両端部に、低抵抗層が設けられ、導電性発泡層の体積電気抵抗値R1と低抵抗層の体積電気抵抗値R2とが上記式(1)および(2)を満たすように構成されている。   In the charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention, low resistance layers are provided at both ends in the axial direction between the conductive foam layer and the resistance adjusting layer, and the volume electrical resistance value R1 and low resistance of the conductive foam layer are reduced. The volume electrical resistance value R2 of the layer is configured to satisfy the above formulas (1) and (2).

そのため、帯電ロールの端部が破壊しても、低抵抗層により帯電ロール端部全体の導電性を確保することができ、砂地状の画像ムラの画像不具合を抑制することができる。   Therefore, even if the end portion of the charging roll is broken, the conductivity of the entire end portion of the charging roll can be ensured by the low resistance layer, and image defects such as sandy image unevenness can be suppressed.

また、低抵抗層が、軸方向ロール端面からロール中央部側にそれぞれロール面長の10〜30%の範囲内で形成されていれば、画像不具合をより確実に抑制することができる。   Moreover, if the low resistance layer is formed within the range of 10 to 30% of the roll surface length from the axial end surface of the roll to the center of the roll, image defects can be more reliably suppressed.

また、低抵抗層の厚さが、1〜20μmの範囲内にあれば、十分な帯電量を確保することができる。  Moreover, if the thickness of the low resistance layer is in the range of 1 to 20 μm, a sufficient charge amount can be ensured.

また、低抵抗層が、ポリアミド樹脂と導電剤とを含んでいれば、上記式(1)および(2)を満たし易くなる。   Moreover, if the low resistance layer contains a polyamide resin and a conductive agent, the above formulas (1) and (2) are easily satisfied.

そして、導電性発泡層のアスカーC硬度が30〜45度の範囲内にあれば、感光ドラム表面へのトナー融着を抑制することができる。   If the Asker C hardness of the conductive foam layer is in the range of 30 to 45 degrees, toner fusion to the surface of the photosensitive drum can be suppressed.

さらに、導電性発泡層が、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)から選択される1種または2種以上を含んでいれば、感光ドラム表面へのトナー融着をより抑制することができる。   Further, if the conductive foam layer contains one or more selected from ethylene-propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR), Toner fusion can be further suppressed.

以下、本実施形態に係る電子写真機器用帯電ロール(以下、単に「帯電ロール」ということがある。)について詳細に説明する。   Hereinafter, the charging roll for electrophotographic apparatus according to the present embodiment (hereinafter, simply referred to as “charging roll”) will be described in detail.

図1は、本発明の帯電ロールの一例を示す断面図である。図1に示すように、本発明の帯電ロール10は、軸体12の外周に、導電性発泡層14と抵抗調整層16とが積層されている。そして、導電性発泡層14と抵抗調整層16との間であって、帯電ロール10の軸方向両端部には、低抵抗層18が設けられている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the charging roll of the present invention. As shown in FIG. 1, in the charging roll 10 of the present invention, a conductive foam layer 14 and a resistance adjustment layer 16 are laminated on the outer periphery of a shaft body 12. A low resistance layer 18 is provided between the conductive foam layer 14 and the resistance adjustment layer 16 at both ends in the axial direction of the charging roll 10.

さらに、抵抗調整層16の外周には、保護層20が設けられている。保護層20は必須ではないが、帯電ロールの最外層に保護層20が設けられていれば、ロール表面にトナーが付着し難くなり、得られる画像品質の向上に寄与しやすい。   Further, a protective layer 20 is provided on the outer periphery of the resistance adjustment layer 16. Although the protective layer 20 is not essential, if the protective layer 20 is provided on the outermost layer of the charging roll, it is difficult for the toner to adhere to the roll surface, and it is easy to contribute to the improvement of the obtained image quality.

ここで、上記導電性発泡層の体積電気抵抗値R1[Ω・cm]と、上記低抵抗層の体積電気抵抗値R2[Ω・cm]とは、以下の式(1)および(2)を満たすように構成されている。
0.01≦R2/R1≦0.9 ・・・(1)
1×10≦R1≦1×10 ・・・(2)
Here, the volume electrical resistance value R1 [Ω · cm] of the conductive foam layer and the volume electrical resistance value R2 [Ω · cm] of the low resistance layer are expressed by the following equations (1) and (2). It is configured to meet.
0.01 ≦ R2 / R1 ≦ 0.9 (1)
1 × 10 4 ≦ R1 ≦ 1 × 10 6 (2)

上記R2/R1が0.9を越えると、帯電ロールの軸方向端部が破壊した際に、その端部が高抵抗になり、砂地状の画像ムラや帯電ロールの軸方向に沿って画像ムラが発生する不具合がある。また、上記R2/R1が0.01未満になると、帯電ロールの抵抗ムラと端部での感光ドラム削れが発生し、スジ状の画像ムラが発生する不具合がある。本発明に係る帯電ロールは、上記式(1)を満たしているので、帯電ロールの抵抗ムラを抑え、画像不具合の発生を抑制することができる。また、式(2)も満たすので、十分な帯電を得ることができる。   When R2 / R1 exceeds 0.9, when the end of the charging roll in the axial direction breaks, the end becomes high resistance, and sandy image unevenness or image unevenness along the axial direction of the charging roll. There is a bug that occurs. Further, when R2 / R1 is less than 0.01, there is a problem that unevenness of resistance of the charging roll and photosensitive drum scraping at the end portion occur, and streaky image unevenness occurs. Since the charging roll according to the present invention satisfies the above formula (1), it is possible to suppress unevenness in resistance of the charging roll and to suppress the occurrence of image defects. Moreover, since Formula (2) is also satisfied, sufficient charging can be obtained.

上記導電性発泡層のアスカーC硬度は、30〜45度の範囲内にあると良い。好ましくは、30〜40度であり、より好ましくは、35〜40度である。導電性発泡層のアスカーC硬度が30度以上であれば、耐ヘタリ性が良好となるからであり、45度以下であれば、感光ドラム表面へのトナー融着を抑制することができるからである。アスカーC硬度は、導電性発泡層の発泡割合、セル径などを調整して、所望の硬度を得ることができる。   The Asker C hardness of the conductive foam layer is preferably in the range of 30 to 45 degrees. Preferably, it is 30-40 degrees, More preferably, it is 35-40 degrees. This is because if the Asker C hardness of the conductive foam layer is 30 degrees or more, the settling resistance is good, and if it is 45 degrees or less, toner fusion to the surface of the photosensitive drum can be suppressed. is there. The Asker C hardness can be obtained by adjusting the foaming ratio, cell diameter, etc. of the conductive foamed layer.

導電性発泡層の主成分としては、例えば、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、アクリルゴム(ACM)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム(ECO、CO)、ウレタン系エラストマー、天然ゴム(NR)などを例示することができる。これらは1種又は2種以上混合されていても良い。   As the main component of the conductive foam layer, for example, ethylene-propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), silicone rubber, butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), acrylic Examples thereof include rubber (ACM), chloroprene rubber (CR), urethane rubber, fluorine rubber, hydrin rubber (ECO, CO), urethane elastomer, and natural rubber (NR). These may be used alone or in combination.

上記主成分としては、発泡安定性の観点から、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)を好適なものとして例示することができる。   Examples of the main component include ethylene-propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR) as preferable ones from the viewpoint of foaming stability.

また、導電性発泡層には、導電剤として、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、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)を含有させると良い。導電剤の配合量を調整することで、体積電気抵抗値が1×10〜1×10Ω・cmの範囲内の導電性発泡層を得ることができる。 In the conductive foam layer, as a conductive agent, carbon black such as ketjen black and acetylene black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2 , c-ZnO, c-SnO 2 , ionic conductive agent (Quaternary ammonium salts, borates, surfactants, etc.) may be included. By adjusting the blending amount of the conductive agent, a conductive foam layer having a volume electrical resistance value in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 6 Ω · cm can be obtained.

そして、導電剤以外にも、必要に応じて、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、発泡剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、シリコーンオイル、滑剤、助剤、界面活性剤などの各種添加剤を1種又は2種以上適宜含有していても良い。   In addition to the conductive agent, if necessary, extenders, reinforcing agents, processing aids, curing agents, vulcanization accelerators, crosslinking agents, crosslinking aids, foaming agents, antioxidants, plasticizers, UV absorbers One or two or more various additives such as an agent, a silicone oil, a lubricant, an auxiliary agent, and a surfactant may be appropriately contained.

導電性発泡層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは、1〜10mm、より好ましくは、2〜4mmの範囲内から選択することができる。また、導電性発泡層は、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。   The thickness of the conductive foam layer is not particularly limited, but can be preferably selected from the range of 1 to 10 mm, more preferably 2 to 4 mm. The conductive foam layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.

この導電性発泡層の外周に設けられる低抵抗層は、軸方向ロール端面からロール中央部側にそれぞれロール面長の10〜30%の範囲内で形成されていると良い。好ましくは、15〜30%、より好ましくは、20〜30%の範囲内にあると良い。低抵抗層がロール面長の10%以上であれば、帯電ロール端部の導電性を十分に確保できるからであり、30%以下であれば、帯電ロールの抵抗ムラの発生を抑制することができるからである。   The low resistance layer provided on the outer periphery of the conductive foam layer is preferably formed within a range of 10 to 30% of the roll surface length from the end surface of the axial roll to the center of the roll. Preferably, it is 15 to 30%, and more preferably 20 to 30%. This is because if the low resistance layer is 10% or more of the roll surface length, the conductivity of the end of the charging roll can be sufficiently secured, and if it is 30% or less, the occurrence of uneven resistance of the charging roll can be suppressed. Because it can.

また、低抵抗層の厚さは、1〜20μmの範囲内にあると良い。好ましくは、5〜20μm、より好ましくは、10〜20μmである。低抵抗層の厚さが1μm以上であれば、均一な低抵抗層が得られ易いからであり、20μm以下であれば、抵抗値の制御が容易だからである。   The thickness of the low resistance layer is preferably in the range of 1 to 20 μm. Preferably, it is 5-20 micrometers, More preferably, it is 10-20 micrometers. This is because if the thickness of the low resistance layer is 1 μm or more, a uniform low resistance layer can be easily obtained, and if it is 20 μm or less, the resistance value can be easily controlled.

低抵抗層の主成分としては、例えば、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの混合物、シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、ニトリルゴム、ウレタンゴム、これらを架橋した樹脂などを用いることができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。この中でも好ましくは、汎用性、柔軟性、強靱性、導電性発泡層との接着性の観点から、低抵抗層には、ポリアミド樹脂を含むベース樹脂を用いると良い。   As a main component of the low resistance layer, for example, polyamide resin, melamine resin, urethane resin, acrylic resin, acrylic silicone resin, butyral resin, alkyd resin, polyester resin, fluororubber, fluororesin, a mixture of fluororesin and fluororubber Silicone resin, acrylic-modified silicone resin, silicone-modified acrylic resin, fluorine-modified acrylic resin, nitrile rubber, urethane rubber, cross-linked resin, and the like can be used. These may be used alone or in combination. Among these, a base resin containing a polyamide resin is preferably used for the low resistance layer from the viewpoints of versatility, flexibility, toughness, and adhesiveness with the conductive foam layer.

さらに、低抵抗層に用いられるベース樹脂には、導電剤が含有されていると良い。導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、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)等があげられる。なお、上記「c−」は、導電性を有するという意味である。また、必要に応じて、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、オイル等を適宜添加しても良い。また、低抵抗層は、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。 Furthermore, the base resin used for the low resistance layer may contain a conductive agent. As the conductive agent, carbon black such as ketjen black and acetylene black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2 , c-ZnO, c-SnO 2 , ionic conductive agent (quaternary ammonium salt, boric acid Salt, surfactant, etc.). In addition, the above “c−” means having conductivity. Moreover, you may add a vulcanization accelerator, a crosslinking agent, a crosslinking adjuvant, oil etc. suitably as needed. Moreover, the low resistance layer may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers.

抵抗調整層の主成分としては、例えば、ヒドリンゴム(ECO)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)などを例示することができる。   Examples of the main component of the resistance adjustment layer include hydrin rubber (ECO), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), and the like.

また、抵抗調整層は、導電剤(電子導電剤および/またはイオン導電剤)を含有していると良い。そして、必要に応じて、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイル、助剤、界面活性剤などの各種添加剤を1種または2種以上適宜含有していても良い。   Further, the resistance adjusting layer may contain a conductive agent (an electronic conductive agent and / or an ionic conductive agent). And if necessary, fillers, extenders, reinforcing agents, processing aids, curing agents, vulcanization accelerators, crosslinking agents, crosslinking aids, antioxidants, plasticizers, ultraviolet absorbers, pigments, silicone oils In addition, one or more various additives such as an auxiliary agent and a surfactant may be appropriately contained.

抵抗調整層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは、0.2〜0.8mm、より好ましくは、0.2〜0.5mmの範囲内から選択することができる。また、抵抗調整層は、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。   The thickness of the resistance adjusting layer is not particularly limited, but can be selected from the range of preferably 0.2 to 0.8 mm, more preferably 0.2 to 0.5 mm. The resistance adjustment layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.

保護層の主成分としては、例えば、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの混合物、シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、ニトリルゴム、ウレタンゴム、これらを架橋した樹脂などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。とりわけ、耐摩耗性に優れるなどの観点から、架橋ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素変性アクリル樹脂などを好適に用いることができる。   As the main component of the protective layer, for example, acrylic resin, acrylic silicone resin, urethane resin, polyamide resin, butyral resin, alkyd resin, polyester resin, fluororubber, fluororesin, mixture of fluororesin and fluororubber, silicone resin, Examples include acrylic-modified silicone resins, silicone-modified acrylic resins, fluorine-modified acrylic resins, nitrile rubber, urethane rubber, and resins obtained by crosslinking these. These may be used alone or in combination. In particular, from the viewpoint of excellent wear resistance, a crosslinked urethane resin, an acrylic resin, an acrylic silicone resin, a fluorine-modified acrylic resin, and the like can be suitably used.

さらに、保護層は、導電剤(電子導電剤および/またはイオン導電剤)を含有していると良い。必要に応じて、粗さ形成剤、可塑剤、レベリング剤などの各種添加剤を1種または2種以上適宜含有していても良い。   Furthermore, the protective layer may contain a conductive agent (electronic conductive agent and / or ionic conductive agent). As needed, you may contain suitably 1 type, or 2 or more types of various additives, such as a roughness formation agent, a plasticizer, and a leveling agent.

また、保護層は、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。   The protective layer may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers.

保護層の厚みは、特に限定されるものではないが、抵抗値を上昇させ難いなどの観点から、好ましくは1〜100μm、より好ましくは、1〜50μm、さらにより好ましくは、3〜30μmの範囲内から選択すると良い。   The thickness of the protective layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and even more preferably 3 to 30 μm from the viewpoint of difficulty in increasing the resistance value. Choose from the list.

上記軸体は、導電性を有するものであればよく、具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。   The shaft body only needs to have conductivity, and specific examples include solid bodies made of metal such as iron, stainless steel, and aluminum, and a cored bar made of a hollow body.

以上、本実施形態に係る帯電ロールの構成について説明した。   The configuration of the charging roll according to this embodiment has been described above.

次に、本実施形態に係る帯電ロールの製造方法(以下、「本製造方法」ということがある。)の一例について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a charging roll according to the present embodiment (hereinafter sometimes referred to as “the present manufacturing method”) will be described.

まず、未発泡の導電性発泡層形成材料を調製し、これを軸体の外周に押出成形などにより形成する。そして、この未発泡の導電性発泡層形成材料の軸方向両端部の外周に、低抵抗層形成材料をロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などにより塗工して形成する。   First, an unfoamed conductive foam layer forming material is prepared, and this is formed on the outer periphery of the shaft body by extrusion molding or the like. Then, the low resistance layer forming material is applied and formed on the outer periphery of both end portions in the axial direction of the unfoamed conductive foam layer forming material by a roll coating method, a dipping method, a spray coating method or the like.

次いで、抵抗調整層形成材料を調製し、例えば、これを押出によりチューブ状に成型し、それを抵抗調整層として用いることができる。そして、このチューブ状の抵抗調整層を金型内に挿入する。次いで、このチューブの中空部に、上記低抵抗層形成材料および未発泡の導電性発泡層形成材料が外周に形成された軸体を同軸にセットし、金型内で未発泡の導電性発泡層形成材料を発泡成形した後、脱型する。   Next, a resistance adjusting layer forming material is prepared. For example, the resistance adjusting layer forming material can be formed into a tube shape by extrusion and used as the resistance adjusting layer. Then, this tubular resistance adjusting layer is inserted into the mold. Next, the shaft having the low resistance layer forming material and the non-foamed conductive foam layer forming material formed on the outer periphery is set coaxially in the hollow portion of the tube, and the non-foamed conductive foam layer is formed in the mold. After forming the foamed material, it is demolded.

また、低抵抗層形成材料は、未発泡の導電性発泡層形成材料の外周に塗工するのではなく、チューブ状に形成された抵抗調整層の内周面端部に塗工しても良い。   Further, the low resistance layer forming material may be applied not to the outer periphery of the non-foamed conductive foam layer forming material but to the end portion of the inner peripheral surface of the resistance adjusting layer formed in a tube shape. .

また、保護層を設ける場合には、抵抗調整層の外周に、保護層形成材料を塗工などの方法により形成することができる。このようにして本発明に係る帯電ロールを製造することができる。   Moreover, when providing a protective layer, a protective layer forming material can be formed in the outer periphery of a resistance adjustment layer by methods, such as coating. In this way, the charging roll according to the present invention can be manufactured.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。ここでは、軸体の外周に、導電性発泡層、低抵抗層、抵抗調整層、保護層をこの順に積層した帯電ロールを製造した。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples. Here, a charging roll was manufactured by laminating a conductive foam layer, a low resistance layer, a resistance adjustment layer, and a protective layer in this order on the outer periphery of the shaft body.

(供試材料および製造元など)
本実施例において使用した供試材料を製造元、商品名、物性値などとともに示す。
(Test material and manufacturer)
The test materials used in this example are shown together with the manufacturer, product name, physical property values, and the like.

<軸体>
外径6mm、長さ260mmの金属製の軸体を準備した。
<Shaft>
A metal shaft having an outer diameter of 6 mm and a length of 260 mm was prepared.

<導電性発泡層形成材料Aの調製>(エチレン−プロピレンゴム(EPDM)主成分)
導電性発泡層形成材料Aの主成分としてエチレン−プロピレンゴム(EPDM)[三井化学(株)製、商品名「EPT4045」]100質量部と、ステアリン酸[花王(株)製、商品名「ルーナックS30」]2質量部と、酸化亜鉛[三井金属工業(株)製、商品名「酸化亜鉛2種」]6質量部と、カーボンブラック[ケッチェンブラックインターナショナル(株)製、商品名「ケッチェンブラックEC300J」]12質量部と、可塑剤[出光興産(株)製、商品名「ダイアナプロセスPW380」]34質量部と、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーBZ」]1質量部と、チウラム系加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーTET」]1質量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーCZ」]1質量部と、チウラム系加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーTS」]1質量部と、加硫剤として粉末硫黄[鶴見化学工業(株)製]1.05質量部と、ADCA発泡剤[三協化成(株)製、商品名「セルマイクRUB」]6質量部とを、ニーダーで混練することにより、導電性発泡層形成材料Aを調製した。
<Preparation of conductive foam layer forming material A> (ethylene-propylene rubber (EPDM) main component)
100 parts by mass of ethylene-propylene rubber (EPDM) [trade name “EPT4045” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.] as a main component of the conductive foam layer forming material A and stearic acid [trade name “Lunac” manufactured by Kao Corporation S30 "] 2 parts by mass, zinc oxide [Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd., trade name" Zinc Oxide 2 types "] 6 parts by mass, carbon black [Ketjen Black International Co., Ltd., trade name" Ketjen Black EC300J "] 12 parts by mass, plasticizer [Idemitsu Kosan Co., Ltd., trade name" Diana Process PW380 "] 34 parts by mass, dithiocarbamate vulcanization accelerator [Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. , Trade name "Noxeller BZ"] 1 part by mass, thiuram vulcanization accelerator [Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Noxeller TET"] 1 part by weight, 1 part by weight of a vulcanization accelerator [made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller CZ”], and a thiuram vulcanization accelerator [made by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Noxeller” TS "] 1 part by mass, powder sulfur as a vulcanizing agent [Tsurumi Chemical Co., Ltd.] 1.05 part by mass, ADCA foaming agent [manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd., trade name" Cermic RUB "] 6 The conductive foam layer forming material A was prepared by kneading the mass part with a kneader.

<導電性発泡層形成材料Bの調製>(ニトリルゴム(NBR)主成分)
導電性発泡層形成材料Bの主成分としてニトリルゴム(NBR)[日本ゼオン(株)製、商品名「ニポールDN3335」]100質量部を用いた以外は、上記EPDM主成分の導電性発泡層形成材料Aと同様の成分のものをニーダーで混練することにより、導電性発泡層形成材料Bを調製した。
<Preparation of conductive foam layer forming material B> (Nitrile rubber (NBR) main component)
Except for using 100 parts by mass of nitrile rubber (NBR) [trade name “Nipol DN3335” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.] as the main component of the conductive foam layer forming material B, the conductive foam layer formed of the above EPDM main component is used. The conductive foam layer forming material B was prepared by kneading the same components as the material A with a kneader.

<導電性発泡層形成材料Cの調製>(スチレン−ブタジエンゴム(SBR)主成分)
導電性発泡層形成材料Cの主成分としてスチレン−ブタジエンゴム(SBR)[JSR(株)製、商品名「タフデン2000R」]100質量部を用いた以外は、上記EPDM主成分の導電性発泡層形成材料Aと同様の成分のものをニーダーで混練することにより、導電性発泡層形成材料Cを調製した。
<Preparation of conductive foam layer-forming material C> (Styrene-butadiene rubber (SBR) main component)
The conductive foam layer of the above EPDM main component, except that 100 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR) [trade name “Toughden 2000R”] manufactured by JSR Corporation is used as the main component of the conductive foam layer forming material C. The conductive foam layer forming material C was prepared by kneading the same components as the forming material A with a kneader.

<低抵抗層形成材料の調製>
N−メトキシメチル化ナイロン[ナガセケムテックス(株)製、商品名「EF−30T−C」]100質量部に対し、カーボンブラック[ケッチェンブラックインターナショナル(株)製、商品名「ケッチェンブラックEC」]を後述の表1および2に示す配合量で低抵抗層形成材料を調製した。
<Preparation of low resistance layer forming material>
For 100 parts by mass of N-methoxymethylated nylon [manufactured by Nagase ChemteX Corporation, trade name “EF-30T-C”], carbon black [manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd., trade name “Ketjen Black EC” The low resistance layer forming material was prepared with the compounding amounts shown in Tables 1 and 2 below.

<抵抗調整層形成材料の調製>
ニトリルゴム(NBR)[日本ゼオン(株)製、商品名「ニポールDN3335」]100質量部と、FEFカーボン[東海カーボン(株)製、商品名「シーストSO」]45質量部と、シリカ[日本シリカ工業(株) 製、商品名「ニプシールER」]20質量部、マイカ[レプコ社製、商品名「レプコマイカM−XF」]30質量部を、ニーダーで混練し、抵抗調整層形成材料を調製した。
<Preparation of resistance adjustment layer forming material>
Nitrile rubber (NBR) [made by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name “Nipol DN3335”] 100 parts by mass, FEF carbon [made by Tokai Carbon Co., Ltd., trade name “Seast SO”], and silica [Japan Silica Industry Co., Ltd., product name “Nipseer ER” 20 parts by mass, mica [manufactured by Repco, product name “Lepco Mica M-XF”] 30 parts by mass are kneaded with a kneader to prepare a resistance adjustment layer forming material. did.

<保護層形成材料の調製>
アクリル系ポリマー[住友化学(株)製、スミペックスLG6A]]100質量部、カーボンブラック[三菱化学(株)製、商品名:「MA100」]30質量部を、メチルエチルケトン(MEK)700質量部に混合し、これをビーズミルを用いて分散し、保護層形成材料を調製した。
<Preparation of protective layer forming material>
100 parts by mass of an acrylic polymer [Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumipex LG6A]] and 30 parts by mass of carbon black [Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name: “MA100”] are mixed with 700 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK). This was dispersed using a bead mill to prepare a protective layer forming material.

<帯電ロールの製造>
まず、軸体の外周に、未発泡の導電性発泡層形成材料を厚さ1μmで、押出成形により形成した。そして、この未発泡の導電性発泡層形成材料の外周に、低抵抗層形成材料を、軸方向両端面からロール中央部側に面長50mm、厚さ10μmで塗工し、乾燥させた。次いでこれを、チューブ状に形成された抵抗調整層内に挿入して、金型内で発泡成形した。さらに、この抵抗調整層の表面に、保護層形成材料を厚さ10μm塗布し、100℃で30分間加熱し、直径12mmの帯電ロールを製造した。
<Manufacture of charging roll>
First, an unfoamed conductive foam layer-forming material was formed on the outer periphery of the shaft body to a thickness of 1 μm by extrusion molding. Then, the low resistance layer forming material was applied on the outer periphery of the non-foamed conductive foam layer forming material from the both axial end surfaces to the center of the roll with a surface length of 50 mm and a thickness of 10 μm and dried. Next, this was inserted into a resistance adjusting layer formed in a tube shape and foam-molded in a mold. Further, a protective layer forming material having a thickness of 10 μm was applied to the surface of the resistance adjusting layer and heated at 100 ° C. for 30 minutes to produce a charging roll having a diameter of 12 mm.

<測定方法>
(導電性発泡層の体積電気抵抗値)
図2に示すように、ステンレス板50上に、上記導電性発泡層形成材料を発泡させたものからなるシート52(厚み2mm)を載置した後、上記ステンレス板50に10Vの電圧を印加し、上記シート52の体積電気抵抗値を測定した。
<Measurement method>
(Volume electrical resistance value of conductive foam layer)
As shown in FIG. 2, after a sheet 52 (thickness 2 mm) made of the conductive foam layer forming material is placed on the stainless steel plate 50, a voltage of 10V is applied to the stainless steel plate 50. The volume electrical resistance value of the sheet 52 was measured.

(低抵抗層の体積電気抵抗値)
図3に示すように、導電性ポリエチレンテレフタレートフィルム(マイラーシート)60上に、上記低抵抗層形成材料を塗布して150℃で30分間加熱し、塗膜62(厚み50〜60μm)を形成する。そして、これをSME−8311電極64(東亜電波工業(株)製)で挟み、1Vの電圧を印加した時の電流を電流計66(KEITHLEY−6517、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて測定し、これを体積電気抵抗値に換算して求めた。なお、図において、68はアルミ箔であり、上記導電性ポリエチレンテレフタレートフィルム(マイラーシート)60とクリップ(図示せず)で固定されている。
(Volume electrical resistance value of low resistance layer)
As shown in FIG. 3, the low resistance layer forming material is applied on a conductive polyethylene terephthalate film (mylar sheet) 60 and heated at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film 62 (thickness 50 to 60 μm). . Then, this is sandwiched between SME-8311 electrodes 64 (manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.), and the current when a voltage of 1 V is applied is measured using an ammeter 66 (KEITHLEY-6517, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.). Then, this was calculated by converting into volume electric resistance value. In the figure, reference numeral 68 denotes an aluminum foil, which is fixed by the conductive polyethylene terephthalate film (mylar sheet) 60 and a clip (not shown).

(アスカ−C硬度)
ゴム硬度計(高分子計器(株)、「アスカ−C」)を用い、JIS K7312に準拠して、荷重500gにて測定した。アスカーC硬度は、それぞれ、ロール面長の中央において、周方向に等間隔で3箇所につき測定した値の平均値である。また、測定温度は、何れも25℃である。
(Asuka-C hardness)
Using a rubber hardness meter (Polymer Keiki Co., Ltd., “Asuka-C”), it was measured at a load of 500 g in accordance with JIS K7312. The Asker C hardness is an average value of values measured at three locations at equal intervals in the circumferential direction in the center of the roll surface length. In addition, the measurement temperature is 25 ° C. for all.

(画像評価)
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター(ヒューレットパッカード(株)製、「LaserJet4350」)に組み込み、温度32.5℃、湿度85%の環境下で画像出しを通紙10000枚(A4サイズ)行なった後、灰色の25%画像を1枚出し、これを目視にて確認した。その結果、画像端部に砂地状の画像ムラがなかったものを「○」、砂地状の画像ムラが発生したものを「×」、画像端部にスジがなかったものを「○」、スジが発生したものを「×」、帯電ロールの軸方向に沿って画像ムラが発生しなかったものを「○」、帯電ロールの軸方向に沿って画像ムラが発生したものを「×」とした。
(Image evaluation)
Each charging roll is incorporated into a commercially available color laser printer ("LaserJet 4350" manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.), and image printing is performed 10,000 sheets (A4 size) in an environment of temperature 32.5 ° C and humidity 85%. After that, one gray 25% image was taken out and visually confirmed. As a result, “○” indicates that there is no sandy image unevenness at the edge of the image, “X” indicates that there is no sandy image unevenness, and “○” indicates that there is no stripe at the image edge. “×” indicates that the image was uneven, “◯” indicates that the image was not uneven along the axial direction of the charging roll, and “×” indicates that the image was uneven along the axial direction of the charging roll. .

(耐トナー融着性)
上記画像評価の測定において画像出しを通紙10000枚(A4サイズ)行なった後の感光ドラム外観を、目視で確認して評価した。感光ドラム表面上にトナーがほとんどのらず、または、感光ドラム表面上にトナーがわずかに付着するものの、画像の乱れがなかった場合を「○」とした。一方、感光ドラム表面上にトナーが付着しており、画像にその付着ムラが生じた場合を「×」とした。
(Toner fusing resistance)
In the measurement of the image evaluation, the appearance of the photosensitive drum after the image was put out 10,000 sheets (A4 size) was visually confirmed and evaluated. A case where there was almost no toner on the surface of the photosensitive drum, or a slight amount of toner adhered on the surface of the photosensitive drum, but there was no disturbance of the image was indicated as “◯”. On the other hand, the case where toner adheres on the surface of the photosensitive drum and the unevenness of the adhesion occurs on the image is indicated as “X”.

表1および表2に、この結果を示す。なお、表1および表2に示す低抵抗層の配合量は、質量部で表したものである。   Tables 1 and 2 show the results. In addition, the compounding quantity of the low resistance layer shown in Table 1 and Table 2 is represented by a mass part.

Figure 2009210981
Figure 2009210981

Figure 2009210981
Figure 2009210981

表2によれば、比較例に係る帯電ロールは、画像評価または耐トナー融着性のいずれかが劣っていることが分かる。   According to Table 2, it can be seen that the charging roll according to the comparative example is inferior in either image evaluation or toner fusing resistance.

具体的には、比較例1は、アスカーC硬度が45度を越えているため、耐トナー融着性に劣っている。比較例2は、低抵抗層がないために砂地状の画像ムラが発生している。   Specifically, Comparative Example 1 is inferior in toner fusing resistance because the Asker C hardness exceeds 45 degrees. In Comparative Example 2, since there is no low resistance layer, sandy image unevenness occurs.

比較例3、5、7、9は、R2/R1の値が0.9を越えているために、砂地状の画像ムラが発生している。さらに、比較例6および10は、R2/R1の値が0.9を大幅に越えているために、砂地状の画像ムラだけでなく、帯電ロールの軸方向に沿って画像ムラが発生している。   In Comparative Examples 3, 5, 7, and 9, since the value of R2 / R1 exceeds 0.9, sandy image unevenness occurs. Furthermore, in Comparative Examples 6 and 10, since the value of R2 / R1 greatly exceeds 0.9, not only sand-like image unevenness but also image unevenness occurs along the axial direction of the charging roll. Yes.

比較例4および8は、R2/R1が0.01未満であるため、画像端部にドラム削れによるスジが発生し、また、帯電ロールの軸方向に沿って画像ムラが発生している。   In Comparative Examples 4 and 8, since R2 / R1 is less than 0.01, streaks due to drum scraping occur at the edge of the image, and image unevenness occurs along the axial direction of the charging roll.

これらに対して、実施例に係る帯電ロールでは、画像ムラやスジが発生せず、画像不具合を抑制できることが確認できた。また、ドラムへのトナーの融着も抑制できることを確認できた。   On the other hand, in the charging roll according to the example, it was confirmed that image unevenness and streaks did not occur and image defects could be suppressed. It was also confirmed that toner fusion to the drum could be suppressed.

以上、本実施形態、実施例に係る帯電ロールについて説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   The charging rolls according to the present embodiment and examples have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is possible.

本発明の一実施形態に係る帯電ロールの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a charging roll according to an embodiment of the present invention. 導電性発泡層の体積電気抵抗値の測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of the volume electrical resistance value of an electroconductive foaming layer. 低抵抗層の体積電気抵抗値の測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of the volume electrical resistance value of a low resistance layer.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・帯電ロール
12・・・軸体
14・・・導電性発泡層
16・・・抵抗調整層
18・・・低抵抗層
20・・・保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Charging roll 12 ... Shaft body 14 ... Conductive foam layer 16 ... Resistance adjustment layer 18 ... Low resistance layer 20 ... Protective layer

Claims (6)

軸体の外周に、導電性発泡層と、抵抗調整層とがこの順に積層され、
さらに、前記導電性発泡層と前記抵抗調整層との間の軸方向両端部に、低抵抗層が設けられ、
以下の式(1)および(2)を満たすことを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。
0.01≦R2/R1≦0.9 ・・・(1)
1×10≦R1≦1×10 ・・・(2)
但し、
R1[Ω・cm] :導電性発泡層の体積電気抵抗値
R2[Ω・cm] :低抵抗層の体積電気抵抗値
On the outer periphery of the shaft body, a conductive foam layer and a resistance adjustment layer are laminated in this order,
Furthermore, a low resistance layer is provided at both axial ends between the conductive foam layer and the resistance adjustment layer,
A charging roll for electrophotographic equipment, characterized by satisfying the following formulas (1) and (2):
0.01 ≦ R2 / R1 ≦ 0.9 (1)
1 × 10 4 ≦ R1 ≦ 1 × 10 6 (2)
However,
R1 [Ω · cm]: Volume electric resistance value of the conductive foam layer R2 [Ω · cm]: Volume electric resistance value of the low resistance layer
前記低抵抗層は、軸方向ロール端面からロール中央部側にそれぞれロール面長の10〜30%の範囲内で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用帯電ロール。   2. The charging roll for electrophotographic equipment according to claim 1, wherein the low resistance layer is formed within a range of 10 to 30% of the roll surface length from the end face of the axial roll to the center of the roll. . 前記低抵抗層の厚さは、1〜20μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1または2の何れかに記載の電子写真機器用帯電ロール。   The charging roll for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the low resistance layer has a thickness in the range of 1 to 20 μm. 前記低抵抗層は、ポリアミド樹脂と導電剤とを含むことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電子写真機器用帯電ロール。   The charging roll for an electrophotographic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the low resistance layer includes a polyamide resin and a conductive agent. 前記導電性発泡層のアスカーC硬度が30〜45度の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の電子写真機器用帯電ロール。   The charging roll for an electrophotographic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive foam layer has an Asker C hardness of 30 to 45 degrees. 前記導電性発泡層は、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)から選択される1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の電子写真機器用帯電ロール。   6. The conductive foam layer includes one or more selected from ethylene-propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR). The charging roll for electrophotographic equipment according to any one of the above.
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