JP2020106765A - Electrophotographic roller, process cartridge and electrophotographic image formation device - Google Patents

Electrophotographic roller, process cartridge and electrophotographic image formation device Download PDF

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Abstract

To provide an electrophotographic roller suppressing non-uniform wear-out of a photoreceptor while suppressing a spot-like image or a horizontal stripe image caused by abnormal discharge, even in an accelerated electrophotographic device.SOLUTION: An electrophotographic roller includes a conductive substrate and a conductive elastic layer as a surface layer. The conductive elastic layer has a projection part on a surface thereof. In the electrophotographic roller, a degree of orientation and a shape of a contact part of the projection part and a glass plate satisfy a prescribed relational expression. L1-1 and L1-2 respectively denote maximum lengths in a direction orthogonal to a direction along an axis, and in a direction along the axis, of the electrophotographic roller at the contact part when pressed to be 6.5 g/mm2, and L2-1 and L2-2 respectively denote maximum lengths in a direction orthogonal to a direction along an axis, and in a direction along the axis, of the electrophotographic roller at the contact part when pressed to be 14.3 g/mm2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電圧を印加して被帯電体である電子写真感光体の表面を所定の電位に帯電するための帯電部材等として使用可能な電子写真用ローラ、それを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置(以下、「電子写真装置」とも称す)に関する。 The present invention relates to an electrophotographic roller that can be used as a charging member or the like for applying a voltage to charge a surface of an electrophotographic photosensitive member, which is a member to be charged, to a predetermined potential, a process cartridge and an electrophotographic roller using the same. The present invention relates to an image forming apparatus (hereinafter, also referred to as “electrophotographic apparatus”).

電子写真方式を採用した電子写真装置は、主に、電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称す)、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及び定着装置を含む。帯電装置としては、感光体の表面に接触又は近接配置された帯電部材に、直流電圧、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって感光体の表面を帯電する接触帯電装置が多く採用されている。 The electrophotographic apparatus adopting the electrophotographic method mainly includes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, also simply referred to as “photosensitive member”), a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, and a fixing device. As the charging device, a contact charging device that charges the surface of the photoconductor by applying a DC voltage or a voltage obtained by superposing an AC voltage on the DC voltage to a charging member that is in contact with or close to the surface of the photoconductor is used. It is widely adopted.

特許文献1には、感光体と接触させて帯電させるローラ部材(以下、「帯電ローラ」とも称す)として、導電性樹脂層中に開口を有したボウル形状の樹脂粒子を含有し、表面にボウル形状の樹脂粒子の開口部及びエッジ部に由来した凹凸形状を有するローラ部材が開示されている。特許文献1に係るローラ部材によれば、ボウル形状の樹脂粒子のエッジ部が感光体と当接した際に弾性変形することで、当接圧力が緩和され、長期に亘る使用においても感光体の不均一な摩耗を抑制できることが記載されている。 In Patent Document 1, as a roller member (hereinafter, also referred to as a “charging roller”) that is brought into contact with a photosensitive member and charged, a bowl-shaped resin particle having an opening in a conductive resin layer is contained, and a bowl is provided on the surface. A roller member having an uneven shape derived from the openings and edge portions of the shaped resin particles is disclosed. According to the roller member of Patent Document 1, the contact pressure is relieved by elastic deformation of the edge portion of the bowl-shaped resin particles when they come into contact with the photoconductor, so that the photoconductor can be used even for a long period of time. It is described that uneven wear can be suppressed.

特開2011−237470号公報JP, 2011-237470, A

一方で、近年、電子写真装置のプロセススピードの高速化に伴って、電子写真画像の形成の際に感光体に振動が生じ易くなってきている。特許文献1に記載のローラ部材を使用して振動している感光体を帯電させようとした場合、当該ローラ部材が感光体の回転に追従できず、ローラ部材が感光体の表面を滑る現象(以下、「スティックスリップ」とも称す)が発生する場合があることを確認した。スティックスリップの発生は、感光体に帯電ムラを生じさせ、電子写真画像に横スジ状の濃度ムラを生じさせる原因となる。なお、以下、電子写真画像に生じた横スジ状の濃度ムラを「バンディング」と称することがある。また、横スジ状の濃度ムラが生じた電子写真画像を「バンディング画像」と称することがある。 On the other hand, in recent years, as the process speed of an electrophotographic apparatus has been increased, the photoconductor is likely to vibrate when an electrophotographic image is formed. When an attempt is made to charge a vibrating photoconductor by using the roller member described in Patent Document 1, the roller member cannot follow the rotation of the photoconductor, and the roller member slips on the surface of the photoconductor ( Hereinafter, it was confirmed that "stick slip" may occur. The occurrence of stick-slip causes uneven charging on the photosensitive member, which causes horizontal stripe-shaped uneven density on the electrophotographic image. Note that, hereinafter, the horizontal stripe-shaped density unevenness generated in the electrophotographic image may be referred to as “banding”. In addition, an electrophotographic image having horizontal stripe-shaped density unevenness may be referred to as a “banding image”.

本発明の一態様は、長期に亘る使用によっても感光体の不均一な摩耗、及び、バンディング画像の発生を十分に抑制し得る電子写真用ローラの提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。さらに、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を形成することができる電子写真装置の提供に向けたものである。 One aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic roller capable of sufficiently suppressing uneven wear of a photoreceptor and generation of a banding image even after long-term use. Another aspect of the present invention is directed to providing a process cartridge that contributes to the formation of a high-quality electrophotographic image. Furthermore, another aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.

本発明の一態様によれば、
導電性基体と、該導電性基体上の導電性の弾性層とを有する電子写真用ローラであって、該弾性層は、バインダーを含み、電子写真用ローラの表面の一部は、該弾性層によって構成されている。
該電子写真用ローラの表面は、複数個の凸部を有し、
該電子写真用ローラの表面の一部は、該弾性層によって構成されており、
該凸部の各々のヤング率が、0.01〜5000MPaであり、
該電子写真用ローラをガラス板に対して、該電子写真用ローラと該ガラス板とで形成されるニップの単位面積当たりの荷重が、6.5g/mmとなるように押圧したときにおける該電子写真用ローラの該凸部と該ガラス板との第1接触部の各々の面積の平均値S1aveが10μm以上であり、
該第1接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させて得られる該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向の最大長さをL1−1とし、該電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL1−2としたとき、L1−1及びL1−2が下記式(1)の関係を満たし、かつ
該電子写真用ローラをガラス板に対して、該電子写真用ローラと該ガラス板とで形成されるニップの単位面積当たりの荷重が、14.3g/mmとなるように押圧したときにおける該電子写真用ローラの該凸部と該ガラス板との第2接触部の各々の面積の平均値S2aveが200μm以下であり、
該第2接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させて得られる該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向の最大長さをL2−1とし、該電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL2−2としたとき、L2−1及びL2−2が下記式(2)の関係を満たす電子写真用ローラが提供される。
According to one aspect of the invention,
An electrophotographic roller having a conductive substrate and a conductive elastic layer on the conductive substrate, wherein the elastic layer contains a binder, and a part of the surface of the electrophotographic roller has the elastic layer. It is composed by.
The surface of the electrophotographic roller has a plurality of convex portions,
A part of the surface of the electrophotographic roller is constituted by the elastic layer,
Young's modulus of each of the protrusions is 0.01 to 5000 MPa,
When the electrophotographic roller is pressed against a glass plate so that the load per unit area of the nip formed by the electrophotographic roller and the glass plate becomes 6.5 g/mm 2. The average value S1ave of the areas of the first contact portions between the convex portion of the electrophotographic roller and the glass plate is 10 μm 2 or more,
Regarding the orthographically projected image of the contact portion obtained by orthographically projecting each of the first contact portions onto the surface of the conductive substrate, the maximum length in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller is L1. -1, and the maximum length in the direction along the axis of the electrophotographic roller is L1-2, L1-1 and L1-2 satisfy the relationship of the following formula (1), and the electrophotographic roller is Of the electrophotographic roller when pressed against the glass plate so that the load per unit area of the nip formed by the electrophotographic roller and the glass plate was 14.3 g/mm 2 . The average value S2ave of the areas of the second contact portions between the convex portion and the glass plate is 200 μm 2 or less,
Regarding the orthographically projected image of the contact portion obtained by orthographically projecting each of the second contact portions onto the surface of the conductive substrate, the maximum length in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller is L2. -1, and the maximum length in the direction along the axis of the electrophotographic roller is L2-2, an electrophotographic roller is provided in which L2-1 and L2-2 satisfy the relationship of the following formula (2). It

Figure 2020106765
Figure 2020106765

また、本発明の他の態様によれば、中空形状の樹脂粒子をバインダー中に分散させた組成物の被覆層を導電性基体の外周上に形成して導電性ローラを作製する工程、
該被覆層の表面を研磨することにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して開口を有するボウル形状とし、該被覆層の表面に、該ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部と樹脂粒子の内壁とで規定される凹部と、該開口のエッジ部に由来する凸部と、を形成する工程、
該導電性ローラを酸素含有雰囲気下にて加熱処理する工程、該被覆層の表面に粒子を塗布する工程、テープ研磨方式により該研磨工程と対向する方向に回転する該被覆層の表面仕上げ研削を行う工程、
を有する前記電子写真用ローラの製造方法が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、中心軸に沿う方向に長い凹み形状を有する円筒金型に、導電性基体を組み込み、射出成型により材料を注入する工程を有する前記電子写真用ローラの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a step of producing a conductive roller by forming a coating layer of a composition in which hollow resin particles are dispersed in a binder on the outer periphery of a conductive substrate,
By polishing the surface of the coating layer, part of the shell of the hollow resin particles is removed to form a bowl shape having an opening, and the edge portion of the opening of the bowl-shaped resin particle is formed on the surface of the coating layer. And a step of forming a concave portion defined by the inner wall of the resin particles, and a convex portion derived from the edge portion of the opening,
A step of heat-treating the conductive roller in an oxygen-containing atmosphere, a step of applying particles to the surface of the coating layer, and a surface finishing grinding of the coating layer rotating in a direction opposite to the polishing step by a tape polishing method. Process to perform,
There is provided a method for manufacturing the electrophotographic roller having:
According to another aspect of the present invention, there is provided the electrophotographic roller having a step of incorporating a conductive substrate in a cylindrical mold having a recessed shape elongated in a direction along a central axis and injecting a material by injection molding. A manufacturing method is provided.

また、本発明の他の態様によれば、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、を具備し、該帯電ローラが、上記の電子写真用ローラであるプロセスカートリッジが提供される。
また更に、本発明の他の様態によれば、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、を具備し、該帯電ローラが、上記の電子写真用ローラである電子写真画像形成装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge detachably mountable to a main body of an electrophotographic image forming apparatus, the electrophotographic photosensitive member and a charging roller for charging the electrophotographic photosensitive member. , And the charging roller is the electrophotographic roller described above.
Furthermore, according to another aspect of the present invention, an electrophotographic apparatus comprising an electrophotographic photosensitive member and a charging roller for charging the electrophotographic photosensitive member, wherein the charging roller is the electrophotographic roller described above. An image forming apparatus is provided.

本発明の一態様によれば、高速化された電子写真画像形成装置においても、感光体の不均一な摩耗が抑制され、且つ、バンディング画像が抑制された高品位な電子写真画像を与え得る電子写真用ローラが提供される。また本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, even in a high-speed electrophotographic image forming apparatus, an electronic device capable of providing a high-quality electrophotographic image in which uneven wear of a photoconductor is suppressed and a banding image is suppressed A photographic roller is provided. Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus that contribute to stable formation of a high-quality electrophotographic image.

本発明の一態様に係る電子写真用ローラのガラス板に押圧した接触部の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a contact portion pressed against a glass plate of the electrophotographic roller according to an aspect of the present invention. 従来の電子写真用ローラの周速度と接触部の関係を表した概略図である。It is a schematic diagram showing the peripheral speed of the conventional electrophotographic roller, and the relationship of a contact part. 本発明の一態様に係る電子写真用ローラの周速度と接触部の関係を表した概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the peripheral speed and the contact portion of the electrophotographic roller according to an aspect of the present invention. 本発明の一態様に係る電子写真用ローラの一例を示す概略断面図であるIt is a schematic sectional drawing which shows an example of the roller for electrophotography which concerns on 1 aspect of this invention. 本発明を実施するための円筒金型の一例を表す説明図である。It is an explanatory view showing an example of a cylindrical metallic mold for carrying out the present invention. 本発明を実施するための粒子塗布手法の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing showing an example of the particle coating method for implementing this invention. 本発明を実施するための表面仕上げ研削の一例を示す説明図である。It is an explanatory view showing an example of surface finish grinding for carrying out the present invention. 本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置の一例を表す概略断面図である。It is a schematic sectional view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present invention. 本発明の一態様に係るプロセスカートリッジの一例を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing an example of the process cartridge which concerns on 1 aspect of this invention. ガラス板と電子写真用ローラ表面を当接させる冶具の概略図である。It is a schematic diagram of a jig which makes a glass plate and the surface of a roller for electrophotography contact.

本発明の一態様に係る電子写真用ローラは、導電性基体と、導電性基体上の表面層としての導電性の弾性層を有する。弾性層は、バインダーを含む。また、電子写真用ローラの外表面は、複数個の凸部を有する。 An electrophotographic roller according to an aspect of the present invention includes a conductive base and a conductive elastic layer as a surface layer on the conductive base. The elastic layer contains a binder. Further, the outer surface of the electrophotographic roller has a plurality of convex portions.

該電子写真用ローラは、以下の試験条件において、該電子写真用ローラの該凸部とガラス板との接触部が下記式(1)及び下記式(2)を満たす。 Under the following test conditions, the contact portion between the convex portion of the electrophotographic roller and the glass plate of the electrophotographic roller satisfies the following formulas (1) and (2).

Figure 2020106765
L1−1及びL1−2は、それぞれ6.5g/mmとなるように押圧したときの接触部の電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向と軸に沿う方向の最大長さを示す。また、L2−1及びL2−2は、それぞれ14.3g/mmとなるように押圧したときの接触部の電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向と軸に沿う方向の最大長を示す。なお、式(1)及び式(2)の左辺をそれぞれ下記式(1A)及び(2A)の通り、D1及びD2と定義する。
式(1A)
D1=arctan(L1−1/L1−2)
式(2A)
D2=arctan(L2−1/L2−2)
Figure 2020106765
L1-1 and L1-2 are the maximum length in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller and the maximum length of the contact portion when pressed so as to be 6.5 g/mm 2 , respectively. Show. Further, L2-1 and L2-2 are the maximum lengths of the contact portion in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller and the direction along the axis when pressed so as to be 14.3 g/mm 2 , respectively. Indicates. The left sides of the equations (1) and (2) are defined as D1 and D2, respectively, as in the following equations (1A) and (2A).
Formula (1A)
D1=arctan (L1-1/L1-2)
Formula (2A)
D2=arctan (L2-1/L2-2)

(試験条件)
電子写真用ローラの長手方向、すなわち電子写真用ローラの軸(回転中心軸方向)の全幅にわたってガラス板を配置する。この配置状態を維持し、ガラス板を透過して、ガラス板非当接時観察画像を得る。この状態において、電子写真用ローラと該ガラス板とで形成されるニップの単位面積当たりの荷重が、6.5g/mm、14.3g/mmとなるように押圧し、ガラス板を電子写真用ローラに当接させ、ガラス板当接時観察画像を得る。また、「ニップ」とは、電子写真用ローラとガラス板との間の接触部であり、より詳しくは、電子写真用ローラの軸に沿う方向(長手方向)に直交する方向(周方向)における、電子写真用ローラとガラス板との接触点の周方向の両端の2箇所について、各々の接触点を通る電子写真用ローラの長手方向に平行な2本の直線で挟まれる領域である。さらにガラス板非当接時観察画像内で最も高い凸部を視野の中心とし、接触部の詳細形状を得るため、高い倍率に切り替え、ガラス板当接時詳細観察画像を得る。
(Test conditions)
The glass plate is arranged in the longitudinal direction of the electrophotographic roller, that is, over the entire width of the axis of the electrophotographic roller (direction of rotation center axis). This arrangement state is maintained, the glass plate is transmitted, and an observation image when the glass plate is not in contact is obtained. In this state, the load per unit area of the nip formed by the roller for electrophotography and the glass plate, 6.5 g / mm 2, and pressed so as to be 14.3 g / mm 2, an electronic glass plate It is brought into contact with a photographic roller to obtain an observation image when the glass plate comes into contact. Further, the "nip" is a contact portion between the electrophotographic roller and the glass plate, and more specifically, in a direction (circumferential direction) orthogonal to the direction (longitudinal direction) along the axis of the electrophotographic roller. A region sandwiched by two straight lines parallel to the longitudinal direction of the electrophotographic roller passing through the respective contact points at two positions at both ends in the circumferential direction of the contact point between the electrophotographic roller and the glass plate. Further, in order to obtain the detailed shape of the contact portion with the highest convex portion in the observation image when not in contact with the glass plate as the center of the visual field, the magnification is switched to a high magnification and the detailed observation image when in contact with the glass plate is obtained.

尚、ニップの単位面積当たりの荷重については、一般的な電子写真装置における電子写真用ローラの感光体に対する当接荷重と、前記当接荷重により押圧した際のニップ面積より、上記範囲を採用した。
なお、ガラス板は、電子写真用ローラが当接される感光体等の部材をモデル化したものであり、ガラス板を用いることによって、後述する観察手法により電子写真用ローラと感光体等の部材との当接状態を模擬的に可視化することが可能となる。
Regarding the load per unit area of the nip, the above range was adopted from the contact load of the electrophotographic roller on the photoconductor in a general electrophotographic apparatus and the nip area when pressed by the contact load. ..
The glass plate is a model of a member such as a photoconductor to which the electrophotographic roller is brought into contact. By using the glass plate, a member such as the electrophotographic roller and the photoconductor is formed by an observation method described later. It is possible to visualize the contact state with the simulation.

電子写真用ローラを感光体と接触して従動回転する部材として用いる場合について、電子写真用ローラの弾性層の表面構造と上記の式(1)及び式(2)との関係を以下に説明する。 The relationship between the surface structure of the elastic layer of the electrophotographic roller and the above formulas (1) and (2) when the electrophotographic roller is used as a member that rotates in contact with the photoconductor will be described below. ..

図1(a)は、弾性層表面に保持された開口を有するボウル形状の樹脂粒子により形成された凹凸構造をガラス板の接触用平面に押圧した状態の一例を示す図である。図1(a)に示すように、かかる凹凸構造をガラス板に押圧すると、バインダー中に分散されたボウル形状の樹脂粒子11の開口に由来するエッジ部がガラス板13の一方の面に接触する。 FIG. 1A is a diagram showing an example of a state in which a concavo-convex structure formed of bowl-shaped resin particles having openings held on the surface of an elastic layer is pressed against a contact plane of a glass plate. As shown in FIG. 1A, when such a concavo-convex structure is pressed against a glass plate, the edge portion derived from the opening of the bowl-shaped resin particles 11 dispersed in the binder comes into contact with one surface of the glass plate 13. ..

次に、エッジ部とガラス板との接触部からのD1、D2の算出について説明する。
図1(a)のAがエッジ部とガラス板13との接触部であり、その接触部Aを矢印Bの方向、すなわちガラス板のエッジ部との接触面に対して反対側の面から顕微鏡にて観察すると、図1(b)に示すような接触部Aが確認される。エッジ部とガラス板との接触部において、荷重6.5g/mm負荷時の接触部を第1接触部とする。次に、第1接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させ該接触部の正投影像を得る。得られた該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの軸に沿う方向(長手方向)Cに直交する方向の最大長さをL1−1とする。また、該電子写真用ローラの長手方向Cの最大長さをL1−2とする。荷重14.3g/mm負荷時の接触部を第2接触部とする。次に、第2接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させて得られる該接触部の正投影像を得る。得られた該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの長手方向Cに直交する方向の最大長さをL2−1とする。また、該電子写真用ローラの長手方向Cの最大長さをL2−2とする。それぞれの荷重において高倍率による観察で得られたガラス板当接時詳細観察画像から、L1−1、L1−2、L2−1、L2−2を計測する。計測したL1−1、L1−2、L2−1、L2−2を上記式(1)及び式(2)に代入し、D1、D2を算出する。
Next, the calculation of D1 and D2 from the contact portion between the edge portion and the glass plate will be described.
1A is a contact portion between the edge portion and the glass plate 13, and the contact portion A is taken in the direction of arrow B, that is, from the surface opposite to the contact surface with the edge portion of the glass plate. When observed at, a contact portion A as shown in FIG. 1(b) is confirmed. In the contact portion between the edge portion and the glass plate, the contact portion under a load of 6.5 g/mm 2 is the first contact portion. Next, each of the first contact portions is orthographically projected onto the surface of the conductive substrate to obtain an orthographically projected image of the contact portion. The maximum length in the direction orthogonal to the direction (longitudinal direction) C along the axis of the electrophotographic roller in the obtained orthographically projected image of the contact portion is L1-1. Further, the maximum length of the electrophotographic roller in the longitudinal direction C is L1-2. The contact portion under a load of 14.3 g/mm 2 is referred to as the second contact portion. Next, an orthographically projected image of the contact portion obtained by orthographically projecting each of the second contact portions onto the surface of the conductive substrate is obtained. With respect to the obtained orthographic image of the contact portion, the maximum length in the direction orthogonal to the longitudinal direction C of the electrophotographic roller is L2-1. Further, the maximum length of the electrophotographic roller in the longitudinal direction C is L2-2. L1-1, L1-2, L2-1, and L2-2 are measured from the detailed observation image at the time of contact with the glass plate obtained by the observation at high magnification at each load. The measured L1-1, L1-2, L2-1, and L2-2 are substituted into the above equations (1) and (2) to calculate D1 and D2.

本発明者らが鋭意検討した結果、第1接触部及び第2接触部が上記式(1)及び式(2)をそれぞれ満たすことで、電子写真用ローラと感光体との従動回転の安定性が向上し、回転ムラが抑制され、バンディング画像が抑制されることを見出した。そのメカニズムを以下のように推測している。 As a result of diligent studies by the present inventors, the first contact portion and the second contact portion satisfy the above formulas (1) and (2), respectively, so that the stability of the driven rotation between the electrophotographic roller and the photoconductor is improved. It was found that the image quality was improved, rotation unevenness was suppressed, and banding images were suppressed. The mechanism is speculated as follows.

図2は、特許文献1に係る電子写真用ローラ32の長手方向に渡る周速度と、特定の位置における接触部の関係を表す概略図である。電子写真用ローラ32は、バネ等の所定の押し圧力(非図示)により感光体31に接触され、従動回転する。本発明者らは、電子写真用ローラや感光体の形状ムラ、粗さムラにより図2のZ1、Z2の地点おけるような周速度の差(以下、周速の乱れと称す)が生じ、バンディング画像が発生することを確認した。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the circumferential speed of the electrophotographic roller 32 according to Patent Document 1 in the longitudinal direction and the contact portion at a specific position. The electrophotographic roller 32 is brought into contact with the photoconductor 31 by a predetermined pressing force (not shown) such as a spring and is driven to rotate. The inventors of the present invention caused a difference in peripheral speed (hereinafter, referred to as a disturbance in peripheral speed) at points Z1 and Z2 in FIG. 2 due to uneven shape and roughness of the electrophotographic roller and the photoconductor, and banding. It was confirmed that an image was generated.

一方、図3は、本発明の一実施態様に係る電子写真用ローラ33の長手方向に渡る周速度と、特定の位置における接触部の関係を表す概略図である。電子写真用ローラ33は、図2と同様に、従動回転する。図2,3のD,D’の位置において、感光体との接触をガラス板に当接させ、模擬的に可視化した。本発明者らは、本発明の一実施態様に係る電子写真用ローラが周速度の乱れを低減できることを確認した。電子写真用ローラの接触部が長手方向Cに長く、長手方向Cに直行する方向に短いほど、周速度の乱れをより低減できていることから、本発明者らは、本発明の周速度の乱れを低減するメカニズムを以下のように推察している。 On the other hand, FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the circumferential speed of the electrophotographic roller 33 according to the embodiment of the present invention in the longitudinal direction and the contact portion at a specific position. The electrophotographic roller 33 is driven to rotate as in FIG. At the positions D and D'in FIGS. 2 and 3, the contact with the photosensitive member was brought into contact with the glass plate to visualize it. The inventors have confirmed that the electrophotographic roller according to the embodiment of the present invention can reduce the disturbance of the peripheral speed. The longer the contact portion of the electrophotographic roller is in the longitudinal direction C and the shorter in the direction orthogonal to the longitudinal direction C, the more the disturbance of the peripheral speed can be reduced. The mechanism for reducing turbulence is inferred as follows.

電子写真用ローラの接触部を長手方向Cに長く、長手方向Cに直行する方向に短い、すなわち回転方向に対するねじり剛性の小さい形状にすることで、回転方向に対して、図3(b)に示すような接触部AからA’のねじり変形を引き起こし、周速の乱れを低減することで、バンディング画像を抑制することを見出した。周速の乱れを低減するには、電子写真用ローラの長手方向Cに直行する方向の接触部における最大長さL1−1、L2−1、長手方向Cの最大長さL1−2、L2−2が式(1)、式(2)を満足することが必要であることを見出した。 By making the contact portion of the electrophotographic roller long in the longitudinal direction C and short in the direction orthogonal to the longitudinal direction C, that is, a shape having a small torsional rigidity with respect to the rotational direction, the electrophotographic roller has a shape shown in FIG. It has been found that the banding image is suppressed by causing the torsional deformation from the contact portions A to A′ as shown and reducing the disturbance of the peripheral speed. In order to reduce the disturbance of the peripheral speed, the maximum lengths L1-1, L2-1 and the maximum lengths L1-2, L2- in the longitudinal direction C of the contact portion of the electrophotographic roller in the direction orthogonal to the longitudinal direction C are obtained. It has been found that it is necessary that 2 satisfies the expressions (1) and (2).

ここで、電子写真用ローラの接触部の形状を、該接触部の最大長さLa、最大長さと直行する方向の長さLbからなる矩形形状(La>Lb)としたとき、凸部のねじり剛性GJは、式(3)で一般的に表される。
GJ=GkLa(Lb) ・・・式(3)
ここでGはせん断弾性係数、Jはねじり定数であり、kはLa/Lbによって変化する係数で一般的に表1のような値をとる。
Here, when the shape of the contact portion of the electrophotographic roller is a rectangular shape (La>Lb) having a maximum length La of the contact portion and a length Lb in the direction orthogonal to the maximum length, twisting of the convex portion The rigidity GJ is generally represented by the equation (3).
GJ=Gk 2 La(Lb) 3 ... Formula (3)
Here, G is a shear elastic modulus, J is a torsion constant, and k 2 is a coefficient which changes depending on La/Lb, and generally takes a value as shown in Table 1.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

式(3)からLa、Lbを小さくし、特にLbを小さくすることで、ねじり剛性を小さくできることが分かる。つまり、微小な大きさの凸部において、最大長さに直行する方向の長さが小さく、アスペクト比が大きい形状がねじれ変形を起こしやすくなる。また、電子写真用ローラを感光体で従動回転させる場合において、電子写真用ローラや感光体の長手方向にわたる形状ムラ、粗さムラにより、長手方向において周速の乱れを生じやすい。この課題に対し、アスペクト比が大きい凸部を、最大長さが回転軸方向に沿って配向することで、凸部のねじれ変形により周速の乱れを低減することができる。ねじれ変形を引き起こす凸部形状、ねじれ変形による周速乱れを低減する凸部の配向方向の関係を基に、本発明者らは検討を行い、式(1)、式(2)を満たすときに、周速乱れの抑制が可能であることが分かった。 From equation (3), it is understood that the torsional rigidity can be reduced by reducing La and Lb, and particularly by reducing Lb. That is, in the minute size convex portion, a shape having a small length in a direction perpendicular to the maximum length and a large aspect ratio is likely to be twisted and deformed. Further, when the electrophotographic roller is driven to rotate by the photoconductor, the peripheral speed is likely to be disturbed in the longitudinal direction due to unevenness in shape and roughness in the electrophotographic roller and the photoconductor in the longitudinal direction. To solve this problem, by arranging the convex portion having a large aspect ratio with the maximum length along the rotation axis direction, it is possible to reduce the disturbance of the peripheral speed due to the torsional deformation of the convex portion. Based on the relationship between the shape of the convex portion that causes the torsional deformation and the orientation direction of the convex portion that reduces the peripheral speed disturbance due to the torsional deformation, the present inventors have made investigations, and when the expressions (1) and (2) are satisfied, , It was found that it is possible to suppress the peripheral speed disturbance.

本態様に係る電子写真用ローラは、その表面に凸部が、少なくとも一つ存在する。バンディング画像の発生をより抑制するためには、電子写真用ローラの長手方向を5等分割した5領域内に各1箇所、及び各箇所における周方向の各6箇所(位相0°、60°、120°、180°、240°、及び300°)の合計30箇所のそれぞれにおいて、長手方向0.5mm、周方向0.5mmの領域の表層を「測定範囲」とした場合に、前記式(1)、式(2)を満たす凸部が存在する「測定範囲」が15箇所(50%)以上存在することが必要であり、より好ましくは18箇所(60%)以上存在することが好ましい。 The electrophotographic roller according to this aspect has at least one convex portion on the surface thereof. In order to further suppress the occurrence of a banding image, one position is provided in each of five regions obtained by dividing the longitudinal direction of the electrophotographic roller into five parts, and six positions in the circumferential direction at each position (phase 0°, 60°, (120°, 180°, 240°, and 300°), at each of 30 positions in total, when the surface layer in the region of 0.5 mm in the longitudinal direction and 0.5 mm in the circumferential direction is defined as the “measurement range”, the above formula (1) ), it is necessary that the “measurement range” in which the convex portions satisfying the formula (2) exist is 15 points (50%) or more, and more preferably 18 points (60%) or more.

また前記30箇所の「測定範囲」にて算出されるD1、D2の平均値D1(ave)、D2(ave)がそれぞれ1/√3以下であることがより好ましい。また、前記30箇所の測定範囲にて算出されるD1、D2が、それぞれが1/√3以下であることがより好ましく、2/5以下であることがより好ましい。 Further, it is more preferable that the average values D1(ave) and D2(ave) of D1 and D2 calculated in the “measurement range” at the 30 points are 1/√3 or less, respectively. Further, each of D1 and D2 calculated in the measurement range of the above 30 points is more preferably 1/√3 or less, and further preferably 2/5 or less.

加えて、一般的な電子写真装置における電子写真用ローラの感光体に対する当接荷重において、本態様に係る電子写真用部材由来の接触部により従動回転させるために、前記30箇所の「測定範囲」における接触部の各々の面積の平均値(Save)が特定の値を有する。荷重6.5g/mm負荷時には第1接触部の各々の面積の平均値S1aveが10μm以上であり、荷重14.3g/mm負荷時には第2接触部の各々の面積の平均値S2aveが200μm以下である。 In addition, in the contact load of the electrophotographic roller on the photoconductor in a general electrophotographic apparatus, the "measurement range" at the 30 points is set so as to be driven to rotate by the contact portion derived from the electrophotographic member according to this aspect. The average value (Save) of the respective areas of the contact portions has a specific value. When the load is 6.5 g/mm 2, the average value S1ave of each area of the first contact portions is 10 μm 2 or more, and when the load is 14.3 g/mm 2 , the average value S2ave of each area of the second contact portions is It is 200 μm 2 or less.

本態様に係る電子写真用ローラのガラス板との接触部が、式(1)、式(2)を満たした上で、さらにL1−1、L1−2、L2−1、L2−2が下記の範囲であることが好ましい。
L1−1、L2−1は、本発明の電子写真用ローラをガラス板に当接した際(L1−1: 荷重6.5g/mm負荷時、L2−1: 荷重14.3g/mm負荷時)の接触部の回転軸に直行する方向の最大長さを表している。L1−1、L2−1は、小さいほどねじり変形を起こしやすく、周速乱れの低減効果が大きい。すなわち、L1−1、L2−1は1μm以上10μm以下であることが好ましく、特には2μm以上9μm以下がより好ましい。
L1−2、L2−2は、本態様に係る電子写真用ローラをガラス板に当接した際(L1−2: 荷重6.5g/mm負荷時、L2−2: 荷重14.3g/mm負荷時)の接触部の回転軸に沿う方向の最大長さを表している。L1−2、L2−2は、小さいほどねじり変形を起こしやすい。かつ、L1−2、L2−2は、L1−1、L2−1に比べ、大きいほど周速乱れの低減効果が大きくなる。すなわち、L1−2、L2−2は2μm以上200μm以下であることが好ましく、特には10μm以上150μm以下がより好ましい。
The contact portion of the roller for electrophotography according to this aspect with the glass plate satisfies the formulas (1) and (2), and further, L1-1, L1-2, L2-1, and L2-2 are as follows. It is preferably in the range of.
L1-1 and L2-1 are, when the electrophotographic roller of the present invention is brought into contact with a glass plate (L1-1: load 6.5 g/mm 2 ; L2-1: load 14.3 g/mm 2). It represents the maximum length of the contact part (when loaded) in the direction perpendicular to the rotation axis. As L1-1 and L2-1 are smaller, torsional deformation is more likely to occur, and the peripheral speed turbulence reduction effect is greater. That is, L1-1 and L2-1 are preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and particularly preferably 2 μm or more and 9 μm or less.
L1-2 and L2-2 are, when the electrophotographic roller according to the present aspect is brought into contact with the glass plate (L1-2: load 6.5 g/mm 2, load L2-2: load 14.3 g/mm). The maximum length in the direction along the rotation axis of the contact portion under two loads is shown. The smaller L1-2 and L2-2 are, the more easily torsional deformation occurs. In addition, the larger L1-2 and L2-2 are, the larger the effect of reducing the peripheral speed disturbance is as compared with L1-1 and L2-1. That is, L1-2 and L2-2 are preferably 2 μm or more and 200 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 150 μm or less.

<ガラス板>
凸部の評価に用いるガラス板としては、例えば、材質:BK7、面精度:両面光学研磨面、平行度:1分以内、厚み:2mmのガラス板が用いられる。先に、図1(a)において説明したように、ガラス板の一方の平面として形成された面を、電子写真用ローラを押圧する接触用の面として利用し、その反対側の面を接触部の観察用の面として利用することができる。図10(b)に示すように、ガラス板の幅(W2)は、電子写真用ローラの軸(回転軸)方向(すなわち、長手方向)の幅(W1)と同等以上(W1≦W2)とされる。また、ガラス板の幅(W2)と直行する方向の長さ(L)は、上述したSaveの算出に必要な情報を得るためのニップ部が形成可能なであるように設定すればよい。例えば、長さ(L)は電子写真用ローラの軸に直行する方向の長さ、すなわち外径(d)以上とすることが好ましい。
<Glass plate>
As the glass plate used for the evaluation of the convex portion, for example, a glass plate having material: BK7, surface accuracy: double-sided optical polishing surface, parallelism: within 1 minute, thickness: 2 mm is used. As described above with reference to FIG. 1A, the surface formed as one flat surface of the glass plate is used as the contact surface for pressing the electrophotographic roller, and the opposite surface is used as the contact portion. Can be used as a surface for observation. As shown in FIG. 10B, the width (W2) of the glass plate is equal to or larger than the width (W1) in the axial (rotational axis) direction (that is, the longitudinal direction) of the electrophotographic roller (W1≦W2). To be done. Further, the width (W2) of the glass plate and the length (L) in the direction perpendicular to the width may be set so that the nip portion for obtaining the information necessary for the calculation of Save described above can be formed. For example, the length (L) is preferably a length in a direction perpendicular to the shaft of the electrophotographic roller, that is, an outer diameter (d) or more.

該電子写真用ローラは、前記式(1)及び式(2)を満たす凸部をその表面に有することにより、「周速の乱れ」を抑制し得る。そして、前記式(1)及び式(2)を満たすためには、下記に示す凸部形成方法が好ましい。凸部形成方法として、下記の2つの方法が例示できる。
方法1:電子写真用ローラの回転軸に沿う方向に長い凹み形状を有する円筒金型に、材料を注入し、金型の凹み形状に対応する凸部を転写する方法。
方法2:被覆層の表面を酸素含有雰囲気下(大気雰囲気下等)にて加熱処理した後、粉塗布を行い、表面仕上げ研削を行う方法。
The electrophotographic roller can suppress "turbulence of peripheral speed" by having a convex portion on the surface thereof that satisfies the formulas (1) and (2). Then, in order to satisfy the above formulas (1) and (2), the method of forming a convex portion shown below is preferable. The following two methods can be exemplified as the method of forming the convex portion.
Method 1: A method in which a material is injected into a cylindrical mold having a long concave shape in the direction along the rotation axis of the electrophotographic roller and a convex portion corresponding to the concave shape of the mold is transferred.
Method 2: A method in which the surface of the coating layer is heat-treated in an oxygen-containing atmosphere (such as an air atmosphere), then powder coating is performed and surface finishing grinding is performed.

以下に方法1、方法2それぞれに係る電子写真用ローラの製造例に関して説明する。
本態様に係る電子写真用ローラの一例を示す概略断面図を図4に示す。図4(a)の電子写真用ローラは、導電性基体1と導電性弾性層2を有している。導電性弾性層は図4(b)に示すように、導電性弾性層21及び22の2層構成であってもよい。尚、導電性弾性層は、バインダーを含有している。さらに方法2では、導電性弾性層にボウル形状の樹脂粒子を含有し、後述のエッジ部に由来する凸部により式(1)、式(2)を満たす凸部を形成する。
導電性基体1及び導電性弾性層2、あるいは、導電性基体1上に順次積層する層(例えば、図4(4b)に示す導電性弾性層21及び22は、接着剤を介して接着してもよい。この場合、接着剤は導電性であることが好ましい。導電性の接着剤には公知のものを用いることができる。接着剤の基材樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられるが、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系の如き公知の樹脂を用いることができる。接着剤に導電性を付与するための導電剤としては、後に詳述する導電性微粒子から適宜選択し、1種類を単独で、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
Hereinafter, manufacturing examples of the electrophotographic roller according to each of Method 1 and Method 2 will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the electrophotographic roller according to this aspect. The electrophotographic roller shown in FIG. 4A has a conductive substrate 1 and a conductive elastic layer 2. The conductive elastic layer may have a two-layer structure of conductive elastic layers 21 and 22, as shown in FIG. The conductive elastic layer contains a binder. Further, in the method 2, the conductive elastic layer contains bowl-shaped resin particles, and the convex portion derived from the edge portion described later forms the convex portion satisfying the formulas (1) and (2).
The conductive substrate 1 and the conductive elastic layer 2 or layers sequentially stacked on the conductive substrate 1 (for example, the conductive elastic layers 21 and 22 shown in FIG. 4B) are bonded by an adhesive. In this case, it is preferable that the adhesive is conductive. A known adhesive can be used as the conductive adhesive. The base resin of the adhesive is a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Known resins such as urethane-based, acrylic-based, polyester-based, polyether-based, and epoxy-based resins can be used as the conductive agent for imparting conductivity to the adhesive, which will be described in detail later. It is possible to use one kind alone or two or more kinds in combination by appropriately selecting from the conductive fine particles.

〔導電性基体〕
導電性基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電性弾性層を支持する機能を有するものである。材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケルの如き金属やその合金(ステンレス鋼等)を挙げることができる。
[Conductive substrate]
The conductive substrate has conductivity and has a function of supporting a conductive elastic layer provided thereon. Examples of the material include metals such as iron, copper, aluminum and nickel and alloys thereof (stainless steel etc.).

[バインダー]
導電性弾性層に含有されるバインダーとしては、公知のゴム又は樹脂を用いることができる。ゴムとしては、例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては以下のものが挙げられる。エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプロピレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びフッ素ゴム。
樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如き樹脂が使用できる。中でも、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂がより好ましい。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらバインダーの原料である単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。ただし、方法1では後述する円筒金型の中心軸に沿う方向に長い凹み形状を、精度良く転写するため、流動性の高いバインダーを選定することが好ましい。具体的には、分子量の小さいシリコーンゴム、NBRが例示できる。ただし、電子写真ローラにしたときのヤング率が、0.01〜5000MPa程度であり、ねじれ変形に耐えうる材料を選択する必要がある。
尚、方法1では後述する理由により、分子中に2重結合を有し、且つ、耐熱性の高いスチレンブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエンゴム(BR)を使用することが、より好ましい。
また、導電性弾性層中のバインダーの導電率とボウル形状の樹脂粒子由来の凹部の導電率を制御するため、導電性弾性層中にシリコーンオイルを含有させることが好ましい。シリコーンオイルの構造としては、直鎖型のジメチルポリシロキサンが好ましい。また、シリコーンオイルの含有量としては、バインダー100質量部に対して、0.2質量部以上2.0質量部以下、特には、0.4質量部以上、1.0質量部以下が好ましい。これによって、電子写真用ローラの導電率をより良く制御することができる。また、シリコーンオイルの粘度としては、後述するが、20mm/s以上、200mm/s以下が好ましく、より好ましくは、30mm/s以上、100mm/s以下である。
[binder]
A known rubber or resin can be used as the binder contained in the conductive elastic layer. Examples of the rubber include natural rubber, vulcanized natural rubber, and synthetic rubber. The following are mentioned as a synthetic rubber. Ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), silicone rubber, urethane rubber, isopropylene rubber (IR), butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butadiene rubber (BR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber And fluororubber.
As the resin, for example, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Among them, fluororesin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, acrylic urethane resin, silicone resin and butyral resin are more preferable. These may be used alone or in combination of two or more. Further, a monomer which is a raw material of these binders may be copolymerized to obtain a copolymer. However, in Method 1, it is preferable to select a binder having high fluidity in order to accurately transfer a recessed shape which is long in the direction along the center axis of the cylindrical mold described later. Specifically, silicone rubber and NBR having a small molecular weight can be exemplified. However, the Young's modulus of the electrophotographic roller is about 0.01 to 5000 MPa, and it is necessary to select a material that can withstand torsional deformation.
In Method 1, styrene-butadiene rubber (SBR), butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butadiene rubber having a double bond in the molecule and having high heat resistance are provided for the reason described later. It is more preferable to use (BR).
Further, in order to control the conductivity of the binder in the conductive elastic layer and the conductivity of the recesses derived from the bowl-shaped resin particles, it is preferable to add silicone oil to the conductive elastic layer. As the structure of the silicone oil, linear dimethyl polysiloxane is preferable. Further, the content of silicone oil is preferably 0.2 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less, particularly 0.4 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder. This allows better control of the conductivity of the electrophotographic roller. Although the viscosity of the silicone oil will be described later, it is preferably 20 mm 2 /s or more and 200 mm 2 /s or less, and more preferably 30 mm 2 /s or more and 100 mm 2 /s or less.

[導電性微粒子]
導電性弾性層の体積抵抗率の目安としては、温度23℃、相対湿度50%の環境下において、1×10Ωcm以上、1×1016Ωcm以下とすることが好ましい。本範囲内とすることで、放電により感光体を適切に帯電することが、より容易になる。そのために、導電性弾性層中に、公知の導電性微粒子を含有してもよい。導電性微粒子としては金属酸化物、金属、カーボンブラック、グラファイトの微粒子が挙げられる。また、これらの導電性微粒子を、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。導電性弾性層中における導電性微粒子の含有量の目安としては、バインダー100質量部に対して2〜200質量部、特には5〜100質量部である。
[Conductive particles]
The volume resistivity of the conductive elastic layer is preferably 1×10 2 Ωcm or more and 1×10 16 Ωcm or less in an environment of a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50%. Within this range, it becomes easier to properly charge the photoconductor by discharging. Therefore, known conductive fine particles may be contained in the conductive elastic layer. Examples of the conductive fine particles include fine particles of metal oxide, metal, carbon black, and graphite. In addition, these conductive fine particles can be used alone or in combination of two or more. The content of the conductive fine particles in the conductive elastic layer is 2 to 200 parts by mass, and particularly 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder.

[方法1に係る導電性弾性層の形成方法]
方法1に係る導電性弾性層を形成する方法の一例を図5に示す。図5(a)における領域Eの拡大図を図5(b)に、図5(b)における領域Fの拡大図を図5(c)に示す。53は弾性層の形成に使用する金型51の内壁を示しており、円筒金型の中心軸に沿う方向に長い凹み形状54を有している。この凹み形状54において、中心軸に沿う方向の長さをK1、中心軸に沿う方向に直行する方向の長さをK2としたとき、K1は2μm以上200μm以下が好ましく、K2は1μm以上10μm以下が好ましい。該凹み形状を有する円筒金型に同心に軸状の芯金を保持する2つの円筒駒を組み、円筒金型の軸方向に平行に分割される加熱用熱盤で挟み込み加熱することにより、軸状の芯金の周囲に、上記弾性層を円筒状に上記芯金と一体的に成形し、該凹み形状から転写することで、式(1)、式(2)を満たす凸形状を弾性層表面に形成する。
[Method for forming conductive elastic layer according to method 1]
An example of a method for forming the conductive elastic layer according to Method 1 is shown in FIG. An enlarged view of the area E in FIG. 5A is shown in FIG. 5B, and an enlarged view of the area F in FIG. 5B is shown in FIG. 5C. Reference numeral 53 denotes an inner wall of the mold 51 used for forming the elastic layer, which has a concave shape 54 long in the direction along the central axis of the cylindrical mold. When the length in the direction along the central axis is K1 and the length in the direction orthogonal to the direction along the central axis is K2 in this recessed shape 54, K1 is preferably 2 μm or more and 200 μm or less, and K2 is 1 μm or more and 10 μm or less. Is preferred. Two cylindrical pieces that concentrically hold a shaft-shaped cored bar are assembled in the cylindrical mold having the recessed shape, and sandwiched and heated by a heating platen divided in parallel to the axial direction of the cylindrical mold to heat the shaft. The elastic layer has a convex shape satisfying the formulas (1) and (2) by integrally molding the above-mentioned elastic layer into a cylindrical shape around the above-mentioned core metal and transferring from the concave shape. Form on the surface.

[方法2に係る導電性弾性層の形成方法]
方法2に係る導電性弾性層を形成する方法を以下に例示する。まず、導電性基体上に、バインダー中に中空形状の樹脂粒子を分散させた組成物の被覆層を形成する。その後、被覆層の表面を研磨することにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して開口を有するボウル形状とし、該ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部と該樹脂粒子の内壁とで規定される凹部と、該ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部に由来する凸部を形成する(以下、これらの凹凸を含む形状を「ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状」と称す)。次いで、該凹部への導電性微粒子の塗布、又は、酸素含有雰囲気下での被覆層の加熱処理等によって、被覆層の表面に存在する材料の導電率を調整する。
[Method for forming conductive elastic layer according to method 2]
The method for forming the conductive elastic layer according to Method 2 will be exemplified below. First, a coating layer of a composition in which hollow resin particles are dispersed in a binder is formed on a conductive substrate. Then, by polishing the surface of the coating layer, a part of the shell of the hollow resin particles is removed to form a bowl shape having an opening, and the edge portion of the opening of the bowl-shaped resin particle and the inner wall of the resin particle are removed. And a convex portion derived from the edge portion of the opening of the bowl-shaped resin particles are formed (hereinafter, a shape including these irregularities is referred to as “a concavo-convex shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles”). I call it). Then, the conductivity of the material present on the surface of the coating layer is adjusted by applying conductive fine particles to the recesses, heat treatment of the coating layer in an oxygen-containing atmosphere, or the like.

以下、方法2における導電性弾性層の形成方法の各工程を詳細に説明する。尚、前記被覆層のうち研磨工程前の被覆層を「予備被覆層」と称す。また、電子写真用ローラの原料における「中空形状の樹脂粒子のシェル」は、研磨処理によって、開口を有するボウル形状の樹脂粒子が形成された電子写真用ローラにおいては、「ボウル形状の樹脂粒子のボウル」と称す。 Hereinafter, each step of the method for forming the conductive elastic layer in the method 2 will be described in detail. The coating layer before the polishing step among the coating layers is referred to as "preliminary coating layer". In addition, the “shell of resin particles having a hollow shape” in the raw material for the electrophotographic roller is the same as the “shell of resin particles in a bowl shape” in the electrophotographic roller in which the bowl-shaped resin particles having openings are formed by the polishing treatment. It is called a bowl.

[予備被覆層中への樹脂粒子の分散]
まず、予備被覆層中に中空形状の樹脂粒子を分散させる方法について説明する。一つの方法としては、内部に気体を含有している中空形状の樹脂粒子を、バインダー中に分散させた導電性樹脂組成物の塗膜を導電性基体上に形成し、塗膜を乾燥、硬化、又は架橋等を行う方法を例示することができる。尚、導電性樹脂組成物中には導電性粒子を含有させることができる。中空形状の樹脂粒子に使用する材料としては、気体透過性が低く、高反発弾性を有するという観点から、極性基を有する樹脂が好ましく、下記化学式(I)に示すユニットを有する樹脂が、より好ましい。特に研磨性を制御しやすいという観点から、化学式(I)に示すユニットと、化学式(II)に示すユニットを両方有することが、更に好ましい。
[Dispersion of resin particles in the preliminary coating layer]
First, a method of dispersing hollow resin particles in the preliminary coating layer will be described. As one method, hollow resin particles containing gas inside, a coating film of a conductive resin composition dispersed in a binder is formed on a conductive substrate, and the coating film is dried and cured. Alternatively, a method of performing crosslinking or the like can be exemplified. In addition, the conductive resin composition may contain conductive particles. As a material used for the hollow-shaped resin particles, a resin having a polar group is preferable, and a resin having a unit represented by the following chemical formula (I) is more preferable, from the viewpoint of low gas permeability and high impact resilience. .. It is more preferable to have both the unit represented by the chemical formula (I) and the unit represented by the chemical formula (II) from the viewpoint of easily controlling the polishing property.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

化学式(I)中、Aはシアノ基、フェニル基、アミノカルボニル基から選択され、複数のユニットにおいて同一でも異なっていてもよい。R1は、水素原子、もしくは炭素数1から4のアルキル基である。 In chemical formula (I), A is selected from a cyano group, a phenyl group, and an aminocarbonyl group, and may be the same or different in a plurality of units. R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

化学式(II)中、R2は、水素原子、もしくは、炭素数1から4のアルキル基であり、R3は、水素原子、もしくは、炭素数1から10のアルキル基である。 In the chemical formula (II), R2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

別の方法としては、粒子の内部に内包物質を含み、熱を加えることにより内包物質が膨張し、中空形状の樹脂粒子となる、熱膨張性マイクロカプセルを使用する方法を例示することができる。熱膨張性マイクロカプセルを、バインダー中に分散させた導電性樹脂組成物を作製し、この組成物を、導電性基体上に被覆し、乾燥、硬化、又は架橋等を行う方法である。この方法の場合、予備被覆層に使用するバインダーの乾燥、硬化、又は架橋時の熱で内包物質を膨張させ、中空形状の樹脂粒子を形成することができる。その際、温度条件を制御することにより、粒径を制御可能である。 As another method, it is possible to exemplify a method of using heat-expandable microcapsules containing an encapsulating substance inside the particles and expanding the encapsulating substance by heating to form hollow resin particles. In this method, a thermally expandable microcapsule is dispersed in a binder to prepare a conductive resin composition, the conductive substrate is coated with the composition, and the composition is dried, cured, or crosslinked. In the case of this method, the encapsulating substance can be expanded by the heat at the time of drying, curing, or crosslinking of the binder used in the preliminary coating layer to form hollow resin particles. At that time, the particle size can be controlled by controlling the temperature condition.

熱膨張性マイクロカプセルを用いる場合、バインダーとして熱可塑性樹脂を用いる必要がある。熱可塑性樹脂としては以下のものが挙げられる。アクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリル酸樹脂、スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、メタクリロニトリル樹脂、アクリル酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂。この中でも特に、高い反発弾性を示すアクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリロニトリル樹脂から選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂を用いることが、図1に記載のボウル形状を形成する上で、より好ましい。これら熱可塑性樹脂は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。更に、これら熱可塑性樹脂の原料となる単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。 When using heat-expandable microcapsules, it is necessary to use a thermoplastic resin as a binder. The following are mentioned as a thermoplastic resin. Acrylonitrile resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, methacrylic acid resin, styrene resin, butadiene resin, urethane resin, amide resin, methacrylonitrile resin, acrylic acid resin, acrylic ester resin, methacrylic ester resin. Among them, it is particularly preferable to use a thermoplastic resin composed of at least one selected from acrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, and methacrylonitrile resin, which exhibits high impact resilience, in order to form the bowl shape shown in FIG. preferable. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more. Further, a monomer which is a raw material of these thermoplastic resins may be copolymerized to obtain a copolymer.

熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質としては、前記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度でガスになって膨張するものが好ましく、例えば以下のものが挙げられる。プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタンの如き低沸点液体、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、ノルマルデカン、イソデカンなどの如き高沸点液体。 The substance to be encapsulated in the heat-expandable microcapsules is preferably one that expands into a gas at a temperature equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin, and examples thereof include the following. Low boiling point liquids such as propane, propylene, butene, normal butane, isobutane, normal pentane and isopentane, high boiling point liquids such as normal hexane, isohexane, normal heptane, normal octane, isooctane, normal decane and isodecane.

上記の熱膨張性マイクロカプセルは、懸濁重合法、界面重合法、界面沈降法、液中乾燥法といった公知の製法によって製造することができる。例えば、懸濁重合法においては、重合性単量体、上記熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質及び重合開始剤を混合し、この混合物を、界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体中に分散させた後、懸濁重合させる方法を例示することができる。尚、重合性単量体の官能基と反応する反応性基を有する化合物、有機フィラーを添加することもできる。 The above heat-expandable microcapsules can be produced by a known production method such as a suspension polymerization method, an interfacial polymerization method, an interfacial precipitation method, or a submerged drying method. For example, in the suspension polymerization method, a polymerizable monomer, a substance to be encapsulated in the heat-expandable microcapsules, and a polymerization initiator are mixed, and the mixture is mixed in an aqueous medium containing a surfactant or a dispersion stabilizer. The method of carrying out suspension polymerization after dispersion in the above can be exemplified. A compound having a reactive group that reacts with the functional group of the polymerizable monomer and an organic filler can be added.

重合性単量体としては、下記のものを例示することができる。アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、塩化ビニリデン、酢酸ビニル;アクリル酸エステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート);、メタクリル酸エステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート);スチレン系モノマー、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド、ブタジエン、ε−カプロラクタム、ポリエーテル、イソシアネート。これらの重合性単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。 The following can be illustrated as a polymerizable monomer. Acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, vinylidene chloride, vinyl acetate; acrylic acid ester (methyl acrylate, ethyl Acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate), methacrylic acid ester (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate) , Isobornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate); styrene monomers, acrylamide, substituted acrylamide, methacrylamide, substituted methacrylamide, butadiene, ε-caprolactam, polyether, isocyanate. These polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、重合性単量体に可溶の開始剤が好ましく、公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤を使用できる。これらのうち、アゾ開始剤が好ましい。アゾ開始剤の例を以下に挙げる。2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カルボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル。中でも、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルが好ましい。重合開始剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。 The polymerization initiator is not particularly limited, but an initiator soluble in the polymerizable monomer is preferable, and known peroxide initiators and azo initiators can be used. Of these, azo initiators are preferred. Examples of azo initiators are given below. 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobiscyclohexane 1-carbonitrile, 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile. Of these, 2,2'-azobisisobutyronitrile is preferable. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.

界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子型分散剤を使用できる。界面活性剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。分散安定剤としては以下のものが挙げられる。有機微粒子(ポリスチレン微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリアクリル酸微粒子及びポリエポキシド微粒子)、シリカ(コロイダルシリカ)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、及び、水酸化マグネシウム等。分散安定剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。 As the surface active agent, an anionic surface active agent, a cationic surface active agent, a nonionic surface active agent, an amphoteric surface active agent, or a polymer type dispersant can be used. The amount of the surfactant used is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Examples of the dispersion stabilizer include the following. Organic fine particles (polystyrene fine particles, polymethyl methacrylate fine particles, polyacrylic acid fine particles and polyepoxide fine particles), silica (colloidal silica), calcium carbonate, calcium phosphate, aluminum hydroxide, barium carbonate, magnesium hydroxide and the like. The amount of the dispersion stabilizer used is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.

懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。また、重合性原料を分散機等で懸濁してから、耐圧容器内に移して懸濁重合してもよく、耐圧容器内で懸濁してもよい。重合温度は50℃〜120℃が好ましい。重合は、大気圧で行ってもよいが、上記熱膨張マイクロカプセルに内包させる物質を気化させないようにするため、加圧下(大気圧に0.1〜1MPaを加えた圧力下)で行うことが好ましい。重合終了後は、遠心分離や濾過によって、固液分離及び洗浄を行ってもよい。固液分離や洗浄する場合、この後、熱膨張マイクロカプセルを構成する樹脂の軟化温度以下にて乾燥や粉砕を行ってもよい。乾燥及び粉砕は、既知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサーを使用できる。また、乾燥及び粉砕は、粉砕乾燥機によって同時に行うこともできる。界面活性剤及び分散安定剤は、製造後に洗浄濾過を繰り返すことにより除去できる。 The suspension polymerization is preferably carried out in a pressure-tight container and in a closed state. Further, the polymerizable raw material may be suspended in a disperser or the like and then transferred into a pressure resistant container for suspension polymerization, or may be suspended in the pressure resistant container. The polymerization temperature is preferably 50°C to 120°C. The polymerization may be carried out at atmospheric pressure, but it may be carried out under pressure (under a pressure obtained by adding 0.1 to 1 MPa to the atmospheric pressure) in order to prevent the substance contained in the thermal expansion microcapsules from being vaporized. preferable. After completion of the polymerization, solid-liquid separation and washing may be performed by centrifugation or filtration. In the case of solid-liquid separation or washing, drying or pulverization may be performed thereafter at a softening temperature or lower of the resin constituting the thermally expanded microcapsules. Drying and pulverization can be performed by a known method, and a flash dryer, a draft dryer and a Nauta mixer can be used. Further, the drying and the pulverization can be simultaneously performed by a pulverization dryer. The surfactant and the dispersion stabilizer can be removed by repeating washing filtration after the production.

[導電性弾性層を構成するその他の成分]
導電性弾性層中には上記の他に、絶縁性粒子や、硬度を調整するために、軟化油及び可塑剤の如き添加剤を含有させても良い。可塑剤としては高分子タイプのものを用いることが好ましく、その重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは4000以上である。さらに、種々な機能を付与する材料として、老化防止剤、充填剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、粗し粒子以外の樹脂粒子を含有させてもよい。樹脂粒子としては、以下のものが挙げられる。ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリエチレン粒子、シリコーンゴム粒子、ポリウレタン粒子、ポリスチレン粒子、アミノ樹脂粒子、又はフェノール樹脂粒子。
[Other components constituting the conductive elastic layer]
In addition to the above, the conductive elastic layer may contain insulating particles and additives such as a softening oil and a plasticizer for adjusting hardness. As the plasticizer, a polymer type is preferably used, and its weight average molecular weight is preferably 2000 or more, more preferably 4000 or more. Further, as a material that imparts various functions, an antiaging agent, a filler, a processing aid, a tackifier, an antitack agent, a dispersant, and resin particles other than roughening particles may be contained. Examples of the resin particles include the following. Polymethylmethacrylate particles, polyethylene particles, silicone rubber particles, polyurethane particles, polystyrene particles, amino resin particles, or phenol resin particles.

[予備被覆層の形成方法]
続いて、予備被覆層の形成方法について説明する。予備被覆層の形成方法としては、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布のような塗布法により導電性基体上に導電性樹脂組成物の層を形成し、乾燥、加熱、架橋等によってこの層を硬化させる方法が挙げられる。また、導電性樹脂組成物を所定の膜厚に成膜し硬化させたシート形状又はチューブ形状の層を、導電性基体に対して接着又は被覆する方法が挙げられる。更に、導電性基体を配置した型の中に導電性樹脂組成物を入れて硬化させて予備被覆層を形成する方法が挙げられる。また、特に、バインダーがゴムの場合には、クロスヘッドを備えた押出機を用いて、導電性基体と未加硫ゴム組成物を一体的に押出して作製することもできる。クロスヘッドとは、電線や針金の被覆層を構成するために用いられる、押出機のシリンダ先端に設置して使用する押出金型である。この後、乾燥、硬化又は架橋等を経た後、予備被覆層の表面を研磨して、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除してボウル形状とする。研磨方法としては、円筒研磨方法やテープ研磨法を使用できる。円筒研磨機としては、トラバース方式のNC円筒研磨機、プランジカット方式のNC円筒研磨機が例示できる。
[Method of forming preliminary coating layer]
Next, a method of forming the preliminary coating layer will be described. As the method for forming the preliminary coating layer, a layer of the conductive resin composition is formed on the conductive substrate by a coating method such as electrostatic spray coating, dipping coating, or roll coating, and this layer is formed by drying, heating, crosslinking or the like. The method of hardening is mentioned. Further, a method of adhering or coating a sheet-shaped or tube-shaped layer obtained by forming a conductive resin composition to have a predetermined film thickness and curing the conductive resin composition on a conductive substrate. Further, there is a method of forming a preliminary coating layer by putting a conductive resin composition in a mold in which a conductive substrate is placed and curing the composition. Further, particularly when the binder is rubber, it can be produced by integrally extruding the conductive substrate and the unvulcanized rubber composition using an extruder equipped with a crosshead. The crosshead is an extrusion die that is used to form a coating layer for electric wires and wires and that is installed and used at the tip of the cylinder of an extruder. After that, after drying, curing, crosslinking, etc., the surface of the preliminary coating layer is polished to remove a part of the shell of the hollow resin particles to form a bowl shape. A cylindrical polishing method or a tape polishing method can be used as the polishing method. Examples of the cylindrical polishing machine include a traverse type NC cylindrical polishing machine and a plunge cut type NC cylindrical polishing machine.

(a)予備被覆層の厚みが中空形状の樹脂粒子の平均粒径の5倍以下の場合
予備被覆層の厚みが中空形状の樹脂粒子の平均粒径の5倍以下の場合、予備被覆層の表面には、中空形状の樹脂粒子由来の凸部が、形成されている場合が多い。この場合には、中空形状の樹脂粒子由来の凸部の一部を樹脂粒子の中空内壁が露出するまで研磨してボウル形状とし、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を形成することができる。この場合、研磨時に予備被覆層にかかる圧力が比較的小さい、テープ研磨方式を使用することがより好ましい。一例として、テープ研磨方式を使用する際の、予備被覆層の研磨条件として好ましい範囲を下記に示す。
(A) When the thickness of the preliminary coating layer is 5 times or less of the average particle diameter of the hollow resin particles: When the thickness of the preliminary coating layer is 5 times or less of the average particle diameter of the hollow resin particles, In many cases, convex portions derived from hollow resin particles are formed on the surface. In this case, a part of the convex portion derived from the hollow-shaped resin particles is polished into a bowl shape until the hollow inner wall of the resin particles is exposed, and an uneven shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles can be formed. .. In this case, it is more preferable to use a tape polishing method in which the pressure applied to the preliminary coating layer during polishing is relatively small. As an example, the preferred range of polishing conditions for the preliminary coating layer when using the tape polishing method is shown below.

研磨テープは、研磨砥粒を樹脂に分散させ、それを、シート状基材に塗布して得られるものである。研磨砥粒としては、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化鉄、ダイヤモンド、酸化セリウム、コランダム、窒化珪素、炭化ケイ素、炭化モリブデン、炭化タングステン、炭化チタン及び酸化珪素が例示できる。研磨砥粒の平均粒径は、0.01μm以上、50μm以下が好ましく、より好ましくは、1μm以上、30μm以下である。尚、上記研磨砥粒の平均粒径は、遠心沈降法により測定されたメジアン径D50である。上記好ましい範囲の研磨砥粒を有する研磨テープの番手の好ましい範囲は、500以上、20000以下であり、より好ましくは、1000以上、10000以下である。 The polishing tape is obtained by dispersing polishing abrasive grains in a resin and applying it to a sheet-shaped substrate. Examples of the abrasive grains include aluminum oxide, chromium oxide, iron oxide, diamond, cerium oxide, corundum, silicon nitride, silicon carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, titanium carbide and silicon oxide. The average grain size of the polishing abrasive grains is preferably 0.01 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 30 μm or less. The average particle diameter of the polishing abrasive grains is the median diameter D50 measured by the centrifugal sedimentation method. The preferable range of the count of the polishing tape having the above-mentioned preferable range of abrasive grains is 500 or more and 20,000 or less, and more preferably 1,000 or more and 10,000 or less.

研磨テープの具体例を以下に挙げる。「MAXIMA LAP、MAXIMA Tタイプ」(商品名、レフライト株式会社)、「ラピカ」(商品名、KOVAX社製)、「マイクロフィニッシングフィルム」、「ラッピングフィルム」(商品名、住友3M株式会社(新社名:スリーエム ジャパン社))、「ミラーフィルム」、「ラッピングフィルム」(商品名、三共理化学株式会社製)、「Mipox」(商品名、Mipox(旧社名:日本ミクロコーティング株式会社)製)。
研削方向は、凸形状による接触部が式(1)及び式(2)を満たすように、後述の表面仕上げ工程と対向する一方向とすることが好ましい。
Specific examples of the polishing tape will be given below. "MAXIMA LAP, MAXIMA T type" (product name, Reflight Co., Ltd.), "Lapica" (product name, manufactured by KOVAX), "micro-finishing film", "wrapping film" (product name, Sumitomo 3M Co., Ltd. (new company name : 3M Japan)), "Mirror film", "Wrapping film" (trade name, manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.), "Mipox" (trade name, Mipox (former company name: Nippon Micro Coating Co., Ltd.)).
The grinding direction is preferably one direction facing the surface finishing step described later so that the contact portion having the convex shape satisfies the expressions (1) and (2).

研磨テープの送り速度は、10mm/min以上、500mm/min以下が好ましく、50mm/min以上、300mm/min以下がより好ましい。研磨テープの予備被覆層への押し当て圧は、0.01MPa以上、0.4MPa以下が好ましく、0.1MPa以上、0.3MPa以下がより好ましい。押し当て圧を制御するため、予備被覆層には、研磨テープを介してバックアップローラを当接させてもよい。また、所望の形状を得るために、複数回に亘り、研磨処理を行ってもよい。回転数を、10rpm以上、1000rpm以下に設定することが好ましく、50rpm以上、800rpm以下に設定することがより好ましい。上記の条件とすることで、予備被覆層の表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を、より容易に形成することができる。尚、予備被覆層の厚みが、上記範囲外であっても、下記に記載する(b)の方法により、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を形成可能である。 The feed rate of the polishing tape is preferably 10 mm/min or more and 500 mm/min or less, more preferably 50 mm/min or more and 300 mm/min or less. The pressing pressure of the polishing tape on the preliminary coating layer is preferably 0.01 MPa or more and 0.4 MPa or less, more preferably 0.1 MPa or more and 0.3 MPa or less. A backup roller may be brought into contact with the preliminary coating layer via an abrasive tape in order to control the pressing pressure. Moreover, in order to obtain a desired shape, the polishing treatment may be performed plural times. The number of rotations is preferably set to 10 rpm or more and 1000 rpm or less, more preferably 50 rpm or more and 800 rpm or less. By setting the above conditions, it is possible to more easily form the uneven shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles on the surface of the preliminary coating layer. Even if the thickness of the preliminary coating layer is out of the above range, the uneven shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles can be formed by the method (b) described below.

(b)予備被覆層の厚みが中空形状の樹脂粒子の平均粒径の5倍超の場合
予備被覆層の厚みが中空形状の樹脂粒子の平均粒径の5倍を超える場合、予備被覆層の表面には、中空形状の樹脂粒子由来の凸部が形成されていない場合が発生する。この様な場合は、中空形状の樹脂粒子と予備被覆層の材料との研磨性の差を利用して、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を形成可能である。中空形状の樹脂粒子は、内部に気体を内包しているため、高反発弾性を有する。これに対し、予備被覆層のバインダーとしては、比較的反発弾性が低く、且つ、伸びの小さなゴム又は樹脂を選択する。これにより予備被覆層は研磨されやすく、中空形状の樹脂粒子は研磨されにくい状態を達成できる。上記状態の予備被覆層を研磨すると、中空形状の樹脂粒子は、予備被覆層と同じ状態で研磨されることなく、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部が削除されたボウル形状とすることができる。これにより、被覆層の表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形状を形成することができる。この方法は、中空形状の樹脂粒子と予備被覆層の材料との研磨性の差を利用して、凹凸形状を形成する方法であるため、予備被覆層に使用する材料(バインダー)としては、ゴムが好ましい。この中でも、低反発弾性、且つ、伸びが小さいという観点から、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムを使用することが特に好ましい。
(B) When the thickness of the preliminary coating layer is more than 5 times the average particle diameter of the hollow resin particles When the thickness of the preliminary coating layer is more than 5 times the average particle diameter of the hollow resin particles, In some cases, no convex portion derived from hollow resin particles is formed on the surface. In such a case, it is possible to form the uneven shape due to the opening of the bowl-shaped resin particles by utilizing the difference in the polishing property between the hollow-shaped resin particles and the material of the preliminary coating layer. The hollow resin particles have a high impact resilience because they enclose gas inside. On the other hand, as the binder of the preliminary coating layer, rubber or resin having a relatively low impact resilience and a small elongation is selected. As a result, the preliminary coating layer can be easily polished, and the hollow resin particles can be hardly polished. When the preliminary coating layer in the above state is polished, the hollow-shaped resin particles are not polished in the same state as the preliminary coating layer, and may have a bowl shape in which a part of the shell of the hollow-shaped resin particles is removed. it can. This makes it possible to form a concavo-convex shape due to the openings of the bowl-shaped resin particles on the surface of the coating layer. Since this method is a method of forming an uneven shape by utilizing the difference in the abrasiveness between the hollow-shaped resin particles and the material of the preliminary coating layer, the material (binder) used for the preliminary coating layer is rubber. Is preferred. Among these, it is particularly preferable to use acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, or butadiene rubber from the viewpoint of low impact resilience and small elongation.

研磨方法としては、円筒研磨法やテープ研磨法を使用することができるが、材料の研磨性の差を顕著に引き出す必要があるため、より速く研磨する条件が好ましい。この観点から、円筒研磨法を使用することがより好ましい。円筒研磨法の中でも、予備被覆層の長手方向を同時に研磨でき、研磨時間が短縮できるという観点から、プランジカット方式を使用することが、更に好ましい。研削方向は、凸形状による接触部が式(1)及び式(2)を満たすために、後述の表面仕上げ工程と対向する一方向とすることが好ましい。また、突き出た第1の凸部領域を形成するためには、研磨面を均一にするという観点から従来行われていたスパークアウト工程(侵入速度0mm/minでの研磨工程)を、できるだけ短時間とするか、又は行わないことが好ましい。一例として、プランジカット方式の円筒研磨砥石の回転数は、1000〜4000rpm、特には、2000〜4000rpmが好ましい。予備被覆層への侵入速度は、5〜30mm/min、特には、10〜30mm/minがより好ましい。侵入工程の最後には、研磨表面に慣らし工程を有してもよく、0.1以上0.2mm/min以下の侵入速度で2秒間以内とすることが好ましい。スパークアウト工程(侵入速度0mm/minでの研磨工程)は、3秒間以下が好ましい。回転数を50rpm以上500rpm以下に設定することが好ましく、更には、200rpm以上に設定することがより好ましい。上記条件とすることで、予備被覆層の表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口による凹凸形成を、より容易に形成することができる。尚、以下の説明において、研磨処理された予備被覆層を、単に「被覆層」と称す。 As a polishing method, a cylindrical polishing method or a tape polishing method can be used. However, since it is necessary to remarkably make a difference in the polishing property of the material, it is preferable to perform the polishing condition faster. From this viewpoint, it is more preferable to use the cylindrical polishing method. Among the cylindrical polishing methods, it is more preferable to use the plunge cut method from the viewpoint that the longitudinal direction of the preliminary coating layer can be simultaneously polished and the polishing time can be shortened. It is preferable that the grinding direction is one direction facing the surface finishing step described later so that the contact portion having the convex shape satisfies the expressions (1) and (2). In addition, in order to form the protruding first convex region, the spark-out process (polishing process at an intrusion speed of 0 mm/min) that has been conventionally performed from the viewpoint of making the polishing surface uniform is performed as quickly as possible. Or preferably not performed. As an example, the rotation speed of the plunge-cut type cylindrical polishing grindstone is preferably 1000 to 4000 rpm, and particularly preferably 2000 to 4000 rpm. The penetration speed into the preliminary coating layer is preferably 5 to 30 mm/min, particularly preferably 10 to 30 mm/min. At the end of the invasion step, a polishing step may be performed on the polishing surface, and it is preferable that the intrusion rate is 0.1 or more and 0.2 mm/min or less and the time is within 2 seconds. The spark-out process (polishing process at an intrusion speed of 0 mm/min) is preferably 3 seconds or less. The number of revolutions is preferably set to 50 rpm or more and 500 rpm or less, and more preferably set to 200 rpm or more. By setting the above conditions, it is possible to more easily form the unevenness due to the opening of the bowl-shaped resin particles on the surface of the preliminary coating layer. In the following description, the polishing-treated preliminary coating layer is simply referred to as "coating layer".

[表面硬化処理方法]
続いて、加熱処理手法について、以下に詳述する。酸素含有雰囲気下での加熱処理では、酸化架橋が進行することにより、ボウル形状の樹脂粒子の樹脂の架橋度が増大する。酸化架橋が進行する程、樹脂は硬化する。前記式(1)及び式(2)を満たすためには、適度に樹脂を硬化することが好ましく、酸化架橋の度合いは、加熱処理温度、架橋部の酸素濃度により調整できる。加熱温度については、高温である程、架橋度が高くなる。酸素濃度については、架橋部の酸素濃度が高い程、酸化架橋を進行させることができる。従って、上記の加熱温度と樹脂中の酸素濃度を制御することにより、樹脂の硬度を制御することが可能である。この際、樹脂中の酸素濃度を制御する手法として、ボウル形状の樹脂粒子のボウル(中空形状の樹脂粒子のシェル)の酸素ガス透過度を調整することが有用である。
[Surface hardening method]
Next, the heat treatment method will be described in detail below. In the heat treatment in the oxygen-containing atmosphere, the degree of crosslinking of the resin in the bowl-shaped resin particles increases due to the progress of oxidative crosslinking. The more the oxidative crosslinking proceeds, the more the resin is cured. In order to satisfy the above formulas (1) and (2), it is preferable to cure the resin appropriately, and the degree of oxidative crosslinking can be adjusted by the heat treatment temperature and the oxygen concentration of the crosslinked portion. Regarding the heating temperature, the higher the temperature, the higher the degree of crosslinking. Regarding the oxygen concentration, the higher the oxygen concentration in the crosslinked portion, the more the oxidative crosslinking can proceed. Therefore, the hardness of the resin can be controlled by controlling the heating temperature and the oxygen concentration in the resin. At this time, as a method of controlling the oxygen concentration in the resin, it is useful to adjust the oxygen gas permeability of the bowl of resin particles having a bowl shape (shell of resin particles having a hollow shape).

従って、ボウル形状の樹脂粒子のボウルを形成する材料としては、酸素ガス透過度が低い、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリロニトリル樹脂、メチルメタクリレート樹脂、及びこれらの樹脂の共重合体を使用することが好ましく、特には、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂を使用することがより好ましい。これにより、上述した樹脂の硬度を、より容易に行うことが可能になる。 Therefore, acrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, methacrylonitrile resin, methyl methacrylate resin, and copolymers of these resins, which have low oxygen gas permeability, are used as the material for forming the bowl of bowl-shaped resin particles. It is preferable to use an acrylonitrile resin or a vinylidene chloride resin. Thereby, the hardness of the resin described above can be more easily achieved.

一方、加熱処理の温度を変更することにより酸化架橋度を制御することができ、この方法は樹脂の硬度を制御する有用な手法である。しかしながら、上記加熱による酸化架橋の進行は、高温であるほど促進されるが、同時に、樹脂の脆化が進行する。樹脂の脆化が発生した場合、表面仕上げ研削時にエッジ部が過剰に取り除かれてしまい、前記式(1)及び式(2)を満たさなくなる場合がある。従って、前記加熱温度は180〜210℃に制御することが好ましく、更には190〜200℃がより好ましい。また加熱処理時間は10〜200分間が好ましい。 On the other hand, the oxidative crosslinking degree can be controlled by changing the temperature of the heat treatment, and this method is a useful method for controlling the hardness of the resin. However, the progress of oxidative crosslinking due to the heating is promoted as the temperature increases, but at the same time, the embrittlement of the resin proceeds. When the embrittlement of the resin occurs, the edge portion may be excessively removed during the surface finish grinding, and the above formulas (1) and (2) may not be satisfied. Therefore, the heating temperature is preferably controlled to 180 to 210°C, and more preferably 190 to 200°C. The heat treatment time is preferably 10 to 200 minutes.

尚、加熱処理の手法については、熱風連続炉、オーブン、近赤外加熱法、遠赤外加熱法など公知の手段を使用することができるが、酸素含有雰囲気下(酸素存在下)にて被覆層の表面を加熱処理可能な手法であれば、特にこれらの手法に限定されない。 As the heat treatment method, known means such as a hot-air continuous furnace, an oven, a near infrared heating method, a far infrared heating method can be used, but the coating is performed in an oxygen-containing atmosphere (in the presence of oxygen). The method is not particularly limited to these methods as long as the surface of the layer can be heat-treated.

バインダーとしての樹脂は、酸素含有雰囲気下で加熱した際の酸化架橋の効果が促進される樹脂を使用することが好ましい。具体的には、分子中に2重結合を有し、且つ、耐熱性の高いスチレンブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエンゴム(BR)からなる群から選択される少なくとも1種のゴムの架橋物(架橋ゴム)を使用すること好ましい。導電性弾性層は、バインダーとして架橋ゴムを含み、導電性微粒子を含む導電性の熱架橋性ゴム組成物の層を酸素存在下で熱架橋せしめることによって形成されたものが好ましい。ただし、電子写真ローラにしたときのヤング率が、0.01〜5000MPa程度であり、ねじれ変形に耐えうる材料を選択する必要がある。 As the resin as the binder, it is preferable to use a resin that promotes the effect of oxidative crosslinking when heated in an oxygen-containing atmosphere. Specifically, it has styrene-butadiene rubber (SBR) having a double bond in the molecule and high heat resistance, butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butadiene rubber (BR). It is preferable to use a crosslinked product of at least one rubber selected from the group (crosslinked rubber). The conductive elastic layer preferably contains a crosslinked rubber as a binder and is formed by thermally crosslinking a layer of a conductive thermally crosslinkable rubber composition containing conductive fine particles in the presence of oxygen. However, the Young's modulus of the electrophotographic roller is about 0.01 to 5000 MPa, and it is necessary to select a material that can withstand torsional deformation.

[粒子塗布]
続いて粒子塗布手法について、以下に詳述する。粒子塗布手法の一例として図6に粒子と塗布して表面層を形成する塗布装置の概略図を示す。当該粒子塗布装置は粒子60、粒子貯蓄部61、粒子塗布ローラ62、及び粒子被塗布部材63からなり、粒子被塗布部材63として電子写真用ローラを設置することで、表面層を形成できる。
[Particle coating]
Next, the particle coating method will be described in detail below. As an example of the particle coating method, FIG. 6 shows a schematic view of a coating apparatus for coating particles to form a surface layer. The particle coating device includes particles 60, a particle storage unit 61, a particle coating roller 62, and a particle coated member 63. By installing an electrophotographic roller as the particle coated member 63, a surface layer can be formed.

粒子塗布ローラ62は、導電性芯金の外周に発泡層が形成された弾性スポンジローラであり、粒子被塗布部材63との対向部において所定の接触領域(ニップ部)を形成して配設され、図示矢印方向(時計まわり)に回転する。このとき、粒子塗布ローラ62は粒子被塗布部材63に対し、所定の侵入量、すなわち、粒子塗布ローラ62が粒子被塗布部材63により凹状とされる、凹みを持って接触している。粒子を塗布する際には、接触領域において互いに逆方向に移動するよう回転しており、この動作により、粒子塗布ローラ62による粒子被塗布部材63への粒子塗布、及び粒子被塗布部材63上の粒子の剥ぎ取りを行っている。 The particle coating roller 62 is an elastic sponge roller in which a foam layer is formed on the outer periphery of a conductive cored bar, and is arranged so as to form a predetermined contact area (nip portion) at a portion facing the particle coated member 63. , Rotate in the direction of the arrow shown (clockwise). At this time, the particle coating roller 62 is in contact with the particle coated member 63 with a predetermined amount of intrusion, that is, the particle coated roller 62 is concave by the particle coated member 63. When the particles are applied, the particles are rotated so as to move in opposite directions in the contact area. By this operation, the particle application roller 62 applies the particles to the particle application member 63, and the particles are applied to the particle application member 63. The particles are being stripped.

表面層を形成する粒子60としては、材質は特に限定されないが、材質としては、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ただし、表面仕上げ工程で電子写真ローラの凸部による接触部が前記式(1)及び式(2)を満たすため、凸部を選択的に加工できるスペースを設ける必要がある。従って、粒子の平均粒径は1μm以上10μm以下が好ましく、更には2μm以上8μm以下がより好ましい。
尚、粒子塗布の手法については、粒子を分散した分散液等を塗布する、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布など公知の手段を使用することができるが、上記式(1)及び式(2)を満たす表面形状を形成可能な手法であれば、特にこれらの手法に限定されない。
The material for the particles 60 forming the surface layer is not particularly limited, but the material may be polyethylene resin, acrylic resin, urethane resin, silicone resin, amino resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, epoxy resin, melamine resin. Etc. However, in the surface finishing step, since the contact portion of the convex portion of the electrophotographic roller satisfies the above formulas (1) and (2), it is necessary to provide a space in which the convex portion can be selectively processed. Therefore, the average particle size of the particles is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 8 μm or less.
As a method for coating particles, known means such as electrostatic spray coating, dipping coating, and roll coating for coating a dispersion liquid in which particles are dispersed can be used, and the above formula (1) and formula ( The method is not particularly limited to these methods as long as the surface shape that satisfies 2) can be formed.

[表面仕上げ研削]
続いて表面仕上げ研削手法について、以下に詳述する。表面仕上げ研削の一例として図7に示すテープ研磨方式を使用する際の、被覆層の研磨条件として好ましい範囲を以下に示す。
研磨テープ72は、研磨砥粒を樹脂中に分散させ、それを、シート状基材に塗布して得られるものである。研磨砥粒としては、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化鉄、ダイヤモンド、酸化セリウム、コランダム、窒化珪素、炭化ケイ素、炭化モリブデン、炭化タングステン、炭化チタン及び酸化珪素が例示できる。研磨砥粒の平均粒径は、0.01μm以上、50μm以下が好ましく、より好ましくは、1μm以上、30μm以下である。尚、上記研磨砥粒の平均粒径は、遠心沈降法により測定されたメジアン径D50である。上記好ましい範囲の研磨砥粒を有する研磨テープの番手の好ましい範囲は、500以上、20000以下であり、より好ましくは、1000以上、10000以下である。
[Surface finishing grinding]
Next, the surface finish grinding method will be described in detail below. The preferred range of polishing conditions for the coating layer when the tape polishing method shown in FIG. 7 is used as an example of surface finish grinding is shown below.
The polishing tape 72 is obtained by dispersing polishing abrasive grains in a resin and applying the dispersed abrasive grains to a sheet-shaped base material. Examples of the abrasive grains include aluminum oxide, chromium oxide, iron oxide, diamond, cerium oxide, corundum, silicon nitride, silicon carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, titanium carbide and silicon oxide. The average grain size of the polishing abrasive grains is preferably 0.01 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 30 μm or less. The average particle diameter of the polishing abrasive grains is the median diameter D50 measured by the centrifugal sedimentation method. The preferable range of the count of the polishing tape having the above-mentioned preferable range of abrasive grains is 500 or more and 20,000 or less, and more preferably 1,000 or more and 10,000 or less.

研磨テープの具体例を以下に挙げる。「MAXIMA LAP、MAXIMA Tタイプ」(商品名、レフライト株式会社)、「ラピカ」(商品名、KOVAX社製)、「マイクロフィニッシングフィルム」、「ラッピングフィルム」(商品名、住友3M株式会社(新社名:スリーエム ジャパン社))、ミラーフィルム、ラッピングフィルム(商品名、三共理化学株式会社製)、Mipox(商品名、Mipox(旧社名:日本ミクロコーティング株式会社)製)。 Specific examples of the polishing tape will be given below. "MAXIMA LAP, MAXIMA T type" (product name, Reflight Co., Ltd.), "Lapica" (product name, manufactured by KOVAX), "micro-finishing film", "wrapping film" (product name, Sumitomo 3M Co., Ltd. (new company name : 3M Japan Co., Ltd.), mirror film, wrapping film (trade name, manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.), Mipox (trade name, manufactured by Mipox (former company name: Nippon Micro Coating Co., Ltd.)).

研磨テープ72の被覆層を形成したローラ部材71への押し当て圧は、0.01MPa以上、0.4MPa以下が好ましく、0.1MPa以上、0.3MPa以下がより好ましい。押し当て圧を制御するため、被覆層には、研磨テープ72を介してバックアップローラ73を当接させてもよく、研磨テープ72の緩みを防止するためにテープガイド74を使用してもよい。 The pressing pressure of the polishing tape 72 against the roller member 71 having the coating layer formed thereon is preferably 0.01 MPa or more and 0.4 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or more and 0.3 MPa or less. A backup roller 73 may be brought into contact with the coating layer via the polishing tape 72 to control the pressing pressure, and a tape guide 74 may be used to prevent the polishing tape 72 from loosening.

予備被覆層の形成工程における研削方向に対して凹部の上流に高い凸形状が形成されやすい。このため、予備被覆層の形成工程における研削方向と同一方向で表面仕上げ研削を行うと、凸形状が凹部に逃げ、研削が十分に行われない場合が存在する。以上のことから研削方向は、凸形状による接触部が前記式(1)及び式(2)を満たすために、前述の予備被覆層の形成方法における研削方向と逆方向の一方向とすることが好ましい。また、所望の形状を得るために、複数回に亘り、研磨処理を行ってもよい。ローラ部材71の回転数を、500rpm以上、6000rpm以下に設定することが好ましく、1000rpm以上、4000rpm以下に設定することがより好ましい。 A high convex shape is likely to be formed upstream of the concave portion with respect to the grinding direction in the step of forming the preliminary coating layer. Therefore, when the surface finish grinding is performed in the same direction as the grinding direction in the step of forming the preliminary coating layer, the convex shape may escape to the concave portion, and the grinding may not be sufficiently performed. From the above, the grinding direction may be one direction opposite to the grinding direction in the above-mentioned method for forming the preliminary coating layer in order that the contact portion having the convex shape satisfies the expressions (1) and (2). preferable. Moreover, in order to obtain a desired shape, the polishing treatment may be performed plural times. The rotation speed of the roller member 71 is preferably set to 500 rpm or more and 6000 rpm or less, more preferably 1000 rpm or more and 4000 rpm or less.

上記の条件とすることで、上記加熱処理により硬化したエッジ部を切削し、前記式(1)及び式(2)を満たす接触部となる凸形状を形成できる。エッジ部の切削程度の目安として、JIS B 0601:2001に基づく、粗さ曲線のスキューネスRskを使用することができる。Rskが負であれば、エッジ部の切削が十分に行われたものと判断することができる。 Under the above conditions, the edge portion hardened by the heat treatment can be cut to form a convex shape that serves as a contact portion that satisfies the formulas (1) and (2). The skewness Rsk of the roughness curve based on JIS B 0601:2001 can be used as a measure of the cutting degree of the edge portion. If Rsk is negative, it can be determined that the cutting of the edge portion has been sufficiently performed.

尚、表面仕上げ研削の手法については、バフ研磨法、円筒研削法など公知の手段を使用することができるが、前記式(1)及び式(2)を満たす表面形状を形成可能な手法であれば、特にこれらの手法に限定されない。 As for the method of surface finish grinding, known means such as a buffing method and a cylindrical grinding method can be used, but any method capable of forming a surface shape satisfying the above formulas (1) and (2) can be used. However, the method is not particularly limited to these methods.

以上、導電性弾性層の形成方法について説明してきたが、本発明の一態様に係る電子写真用ローラの製造方法の例は、以下の〔1〕〜〔3〕等である。 Although the method of forming the conductive elastic layer has been described above, examples of the method of manufacturing the electrophotographic roller according to one aspect of the present invention are the following [1] to [3].

〔1〕電子写真用ローラの中心軸に沿う方向に長い凹み形状を内壁に有する円筒金型に、材料を注入し、電子写真用ローラの表面に金型の凹み形状に対応する凸部を転写する工程を有する電子写真用ローラの製造方法。 [1] Material is injected into a cylindrical mold having an inner wall having a recessed shape that is long in the direction along the center axis of the electrophotographic roller, and a convex portion corresponding to the recessed shape of the mold is transferred to the surface of the electrophotographic roller. A method for manufacturing an electrophotographic roller having a step of:

〔2〕中空形状の樹脂粒子をバインダー中に分散させた組成物の被覆層を導電性基体上に形成して導電性ローラを作製する工程1、
該被覆層の表面を導電性ローラの周方向の一方向に研磨することにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して開口を有するボウル形状とし、該被覆層の表面に該ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部と樹脂粒子の内壁とで規定される凹部と、該開口のエッジ部に由来する凸部を形成する工程2、
該導電性ローラを酸素含有雰囲気下にて加熱処理する工程3、
該導電性ローラの表面層に粒子を塗布する工程4、及び、
テープ研磨方式により該被覆層の表面仕上げ研削を工程2と対向した一方向に行う工程5、
を有する電子写真用ローラの製造方法。
[2] A step 1 of producing a conductive roller by forming a coating layer of a composition in which hollow resin particles are dispersed in a binder on a conductive substrate.
By polishing the surface of the coating layer in one direction in the circumferential direction of the conductive roller, a part of the shell of the hollow resin particles is removed to form a bowl shape having an opening, and the bowl is formed on the surface of the coating layer. A step 2 of forming a concave portion defined by the edge portion of the opening of the shaped resin particle and the inner wall of the resin particle, and a convex portion derived from the edge portion of the opening,
Step 3 in which the conductive roller is heat-treated in an oxygen-containing atmosphere,
Step 4 of applying particles to the surface layer of the conductive roller, and
Step 5 of performing surface finish grinding of the coating layer in one direction opposite to Step 2 by a tape polishing method,
And a method for manufacturing a roller for electrophotography, which comprises:

〔3〕中空形状の樹脂粒子をバインダー中に分散させた組成物の被覆層を導電性基体上に形成して導電性ローラを作製する工程1、
該被覆層の表面を導電性ローラの周方向の一方向に研磨することにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して開口を有するボウル形状とし、該被覆層の表面に該ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部と樹脂粒子の内壁とで規定される凹部と、該開口のエッジ部に由来する凸部を形成する工程2、
該導電性ローラを酸素含有雰囲気下にて加熱処理する工程3、及び、
エッジ部に由来する凸部のみを切削するように、該導電性ローラと研磨テープとの距離を制御した状態で、テープ研磨方式により該被覆層の表面仕上げ研削を工程2と対向した一方向に行う工程4、
を有する電子写真用ローラの製造方法。
[3] A step 1 of producing a conductive roller by forming a coating layer of a composition in which hollow resin particles are dispersed in a binder on a conductive substrate.
By polishing the surface of the coating layer in one direction in the circumferential direction of the conductive roller, a part of the shell of the hollow resin particles is removed to form a bowl shape having an opening, and the bowl is formed on the surface of the coating layer. A step 2 of forming a concave portion defined by the edge portion of the opening of the shaped resin particle and the inner wall of the resin particle, and a convex portion derived from the edge portion of the opening,
Step 3 of heat-treating the conductive roller under an oxygen-containing atmosphere, and
In a state where the distance between the conductive roller and the polishing tape is controlled so as to cut only the convex portion derived from the edge portion, the surface finishing grinding of the coating layer is performed by the tape polishing method in one direction opposite to the step 2. Step 4,
And a method for manufacturing a roller for electrophotography, which comprises:

<電子写真画像形成装置>
本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラとを具備する。
本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置の一例の概略構成を図8に示す。この電子写真装置は、電子写真感光体、電子写真感光体を帯電する帯電装置、露光を行う潜像形成装置、トナー像に現像する現像装置、転写材に転写する転写装置、電子写真感光体上の転写残トナーを回収するクリーニング装置、トナー像を定着する定着装置等から構成されている。本発明の一態様に係る電子写真用ローラは、この電子写真画像形成装置の帯電装置が備える帯電ローラとして使用することができる。
<Electrophotographic image forming apparatus>
An electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes an electrophotographic photosensitive member and a charging roller that charges the electrophotographic photosensitive member.
FIG. 8 shows a schematic configuration of an example of an electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present invention. This electrophotographic apparatus includes an electrophotographic photosensitive member, a charging device that charges the electrophotographic photosensitive member, a latent image forming device that performs exposure, a developing device that develops a toner image, a transfer device that transfers to a transfer material, and an electrophotographic photosensitive member. And a fixing device for fixing the toner image. The electrophotographic roller according to an aspect of the present invention can be used as a charging roller included in the charging device of the electrophotographic image forming apparatus.

電子写真感光体82は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。電子写真感光体は矢印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
帯電装置は、電子写真感光体82に所定の押圧力で当接されることにより接触配置される接触式の帯電ローラ81を有する。帯電ローラ81は、電子写真感光体82の回転に従い回転する従動回転であり、帯電用電源89から所定の直流電圧を印加することにより、電子写真感光体82を所定の電位に帯電する。電子写真感光体82に静電潜像を形成する潜像形成装置(不図示)は、例えばレーザービームスキャナーなどの如き露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体82に画像情報に対応した露光光87を照射することにより、静電潜像が形成される。
The electrophotographic photoreceptor 82 is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive substrate. The electrophotographic photosensitive member is rotationally driven in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed (process speed).
The charging device has a contact-type charging roller 81 which is placed in contact with the electrophotographic photosensitive member 82 by being brought into contact with the electrophotographic photosensitive member 82 with a predetermined pressing force. The charging roller 81 is driven to rotate in accordance with the rotation of the electrophotographic photosensitive member 82, and charges the electrophotographic photosensitive member 82 to a predetermined potential by applying a predetermined DC voltage from the charging power source 89. As a latent image forming device (not shown) for forming an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member 82, an exposure device such as a laser beam scanner is used. An electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged electrophotographic photosensitive member 82 with exposure light 87 corresponding to image information.

現像装置は、電子写真感光体82に近接又は接触して配設される現像スリーブ又は現像ローラ83を有する。現像装置は、電子写真感光体の帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーを反転現像により、静電潜像を現像してトナー像を形成する。転写装置は、接触式の転写ローラ84を有する。電子写真感光体からトナー像を普通紙などの如き転写材Pに転写する。転写材Pは、図示しない搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。
クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材86、回収容器88を有し、現像されたトナー像が転写材に転写された後に、電子写真感光体82上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。転写材に転写されたトナー像は、不図示の加熱装置によって加熱された定着ベルト85と、該定着ベルトに対向して配置されたローラとの間を通過することで、転写材に定着される。
The developing device has a developing sleeve or a developing roller 83 which is arranged close to or in contact with the electrophotographic photosensitive member 82. The developing device develops the electrostatic latent image by reversal development of the toner that has been electrostatically processed to have the same polarity as the charging polarity of the electrophotographic photosensitive member to form a toner image. The transfer device has a contact type transfer roller 84. The toner image is transferred from the electrophotographic photosensitive member to a transfer material P such as plain paper. The transfer material P is transported by a paper feeding system having a transport member (not shown).
The cleaning device has a blade type cleaning member 86 and a recovery container 88, and mechanically scrapes off the transfer residual toner remaining on the electrophotographic photosensitive member 82 after the developed toner image is transferred to the transfer material. to recover. Here, it is possible to omit the cleaning device by adopting the simultaneous development cleaning system in which the developing device collects the transfer residual toner. The toner image transferred onto the transfer material is fixed on the transfer material by passing between a fixing belt 85 heated by a heating device (not shown) and a roller arranged to face the fixing belt. ..

<プロセスカートリッジ>
本発明の一態様に係るプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。
該プロセスカートリッジの概略構成を図9に示す。このプロセスカートリッジは、電子写真感光体92、帯電ローラ91、現像ローラ93、クリーニング部材96等を一体化し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。本発明の一態様に係る電子写真用ローラは、このプロセスカートリッジが備える帯電ローラ91として使用することができる。
<Process cartridge>
A process cartridge according to an aspect of the present invention includes an electrophotographic photosensitive member and a charging roller that charges the electrophotographic photosensitive member, and is configured to be attachable to and detachable from a main body of an electrophotographic image forming apparatus.
FIG. 9 shows a schematic structure of the process cartridge. This process cartridge is configured such that an electrophotographic photosensitive member 92, a charging roller 91, a developing roller 93, a cleaning member 96, etc. are integrated and can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic image forming apparatus. The electrophotographic roller according to an aspect of the present invention can be used as the charging roller 91 included in this process cartridge.

以下に、具体的な製造例及び実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。実施例に先立ち、製造例A1〜A10(樹脂粒子No.1〜No.10の製造)、樹脂粒子の体積平均粒径の測定方法、製造例B1〜B16(導電性ゴム組成物No.1〜No.16の製造)について説明する。なお、以下の実施例及び比較例の部数及び%は、特に明記しない限り、すべて質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific production examples and examples. Prior to Examples, Production Examples A1 to A10 (Production of Resin Particles No. 1 to No. 10), Method for Measuring Volume Average Particle Diameter of Resin Particles, Production Examples B1 to B16 (Conductive Rubber Composition No. 1 to Production of No. 16) will be described. In the following examples and comparative examples, all parts and% are based on mass unless otherwise specified.

<製造例A1:樹脂粒子No.1の製造>
イオン交換水4000質量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ9質量部及びポリビニルピロリドン0.15質量部からなる水性混合液を調製した。次いで、重合性単量体としてアクリロニトリル50質量部、メタクリロニトリル45質量部、及び、メチルアクリレート5質量部と、内包物質としてノルマルヘキサン12.5質量部と、重合開始剤としてジクミルパーオキシド0.75質量部からなる油性混合液を調製した。この油性混合液を、前記水性混合液に添加し、更に水酸化ナトリウム0.4質量部を添加することにより、分散液を調製した。
得られた分散液を、ホモジナイザーを用いて3分間攪拌混合し、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、400rpmの攪拌下、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物について、濾過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥することで樹脂粒子を作製した。この樹脂粒子を音波式分級機により解砕して分級することによって、樹脂粒子No.1を得た。
<Production Example A1: Resin particle No. Manufacturing 1>
An aqueous mixed solution containing 4000 parts by mass of ion-exchanged water, 9 parts by mass of colloidal silica as a dispersion stabilizer, and 0.15 parts by mass of polyvinylpyrrolidone was prepared. Then, 50 parts by mass of acrylonitrile, 45 parts by mass of methacrylonitrile, and 5 parts by mass of methyl acrylate as a polymerizable monomer, 12.5 parts by mass of normal hexane as an inclusion substance, and 0 of dicumyl peroxide as a polymerization initiator. An oily mixture consisting of 0.75 parts by mass was prepared. This oily mixed solution was added to the aqueous mixed solution, and 0.4 part by mass of sodium hydroxide was further added to prepare a dispersion liquid.
The obtained dispersion was stirred and mixed using a homogenizer for 3 minutes, charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction container, and reacted at 60° C. for 20 hours under stirring at 400 rpm to prepare a reaction product. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water, and then dried at 80° C. for 5 hours to prepare resin particles. By crushing and classifying the resin particles with a sonic classifier, the resin particle No. Got 1.

<製造例A2:樹脂粒子No.2の製造>
製造例A1において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子No.2を得た。
<Production Example A2: Resin Particle No. Manufacturing 2>
In Production Example A1, resin particle No. 1 was obtained by the same method except that the classification conditions were changed. Got 2.

<製造例A3及びA5〜A8:樹脂粒子No.3及びNo.5〜No.8の製造>
コロイダルシリカの使用量、重合性単量体の種類と使用量、重合時の攪拌回転数の一つ以上を表2に示すように変更した以外は、製造例A1と同様の方法により樹脂粒子を作製し、分級することによって、樹脂粒子No.3及びNo.5〜No.8を得た。
<Production Examples A3 and A5 to A8: Resin Particle No. 3 and No. 5 to No. Manufacturing 8>
Resin particles were prepared in the same manner as in Production Example A1 except that the amount of colloidal silica used, the type and amount of polymerizable monomer used, and the number of stirring revolutions during polymerization were changed as shown in Table 2. By making and classifying, resin particle No. 3 and No. 5 to No. Got 8.

<製造例A4:樹脂粒子No.4の製造>
製造例A3において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子No.4を得た。
<Production Example A4: Resin Particle No. Manufacturing 4>
In Production Example A3, resin particle No. 1 was obtained by the same method except that the classification conditions were changed. Got 4.

<製造例A9:樹脂粒子No.9の製造>
製造例A7において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子No.9を得た。
<Production Example A9: Resin particle No. Manufacturing 9>
In Production Example A7, resin particle No. 1 was obtained by the same method except that the classification conditions were changed. Got 9.

<製造例A10:樹脂粒子No.10の製造>
製造例A8において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子No.10を得た。
<Production Example A10: Resin particle No. Manufacturing 10>
In Production Example A8, resin particle No. 1 was obtained by the same method except that the classification conditions were changed. Got 10.

<樹脂粒子の体積平均粒径の測定>
樹脂粒子No.1〜No.10の体積平均粒径測定を、レーザ回折型粒度分布計(商品名:コールターLS−230型粒度分布計、コールター社製)により行った。測定には、水系モジュールを用い、測定溶媒として純水を使用した。純水にて粒度分布計の測定系内を約5分間洗浄し、消泡剤として測定系内に亜硫酸ナトリウムを10〜25mg加えて、バックグラウンドファンクションを実行した。次に純水50ml中に界面活性剤3滴〜4滴を加え、更に測定試料(樹脂粒子)を1mg〜25mg加えた。試料を懸濁した水溶液を超音波分散器で1分間〜3分間分散処理を行い、被験試料液を調製した。前記測定装置の測定系内に被験試料液を徐々に加えて、装置の画面上の偏光散乱強度差(PIDS)が45%以上55%以下になるように測定系内の被験試料濃度を調整して測定を行った。得られた体積分布から体積平均粒子径Dvを算出した。樹脂粒子No.1〜No.10の材料の処方、重合時の撹拌条件、及び、得られた樹脂粒子の体積平均粒径を表2に示す。
<Measurement of volume average particle size of resin particles>
Resin particle No. 1-No. The volume average particle size of 10 was measured by a laser diffraction type particle size distribution meter (trade name: Coulter LS-230 type particle size distribution meter, manufactured by Coulter). A water-based module was used for the measurement, and pure water was used as a measurement solvent. The measurement system of the particle size distribution meter was washed with pure water for about 5 minutes, and 10 to 25 mg of sodium sulfite was added to the measurement system as an antifoaming agent to execute the background function. Next, 3 to 4 drops of the surfactant were added to 50 ml of pure water, and 1 mg to 25 mg of the measurement sample (resin particles) was added. The aqueous solution in which the sample was suspended was subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for 1 minute to 3 minutes to prepare a test sample solution. The test sample solution is gradually added to the measurement system of the measurement device, and the test sample concentration in the measurement system is adjusted so that the polarized light scattering intensity difference (PIDS) on the screen of the device is 45% or more and 55% or less. Was measured. The volume average particle diameter Dv was calculated from the obtained volume distribution. Resin particle No. 1-No. Table 2 shows the formulation of the material of No. 10, the stirring conditions at the time of polymerization, and the volume average particle diameter of the obtained resin particles.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

<製造例B1:導電性ゴム組成物No.1の製造>
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(商品名:N230SV,JSR社製)100質量部に対し、表3の成分(1)の欄に示す他の材料を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。これに、表3の成分(2)の欄に示す材料を添加した。次いで、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物No.1を得た。
<Production Example B1: Conductive rubber composition No. Manufacturing 1>
To 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (trade name: N230SV, manufactured by JSR), other materials shown in the column of component (1) in Table 3 were added, and the mixture was adjusted to 50° C. in a closed mixer. Kneaded for 15 minutes. To this, the materials shown in the column of component (2) in Table 3 were added. Then, the mixture was kneaded for 10 minutes with a two-roll machine cooled to a temperature of 25° C., and the conductive rubber composition No. Got 1.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

<製造例B2:導電性ゴム組成物No.2の製造方法>
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(商品名:N230SV,JSR社製)100質量部に対し、表4の成分(1)の欄に示す他の材料を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。これに、表4の成分(2)の欄に示す材料を添加した。次いで、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物No.2を得た。
<Production Example B2: Conductive rubber composition No. Manufacturing method of 2>
To 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (trade name: N230SV, manufactured by JSR), other materials shown in the column of component (1) in Table 4 were added, and the mixture was adjusted to 50° C. in a closed mixer. Kneaded for 15 minutes. To this, the materials shown in the column of component (2) in Table 4 were added. Then, the mixture was kneaded for 10 minutes with a two-roll machine cooled to a temperature of 25° C., and the conductive rubber composition No. Got 2.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

<製造例B3〜B8:導電性ゴム組成物No.3〜No.8の製造方法>
樹脂粒子(樹脂粒子No.3〜No.8)を表6に示す条件とした以外は、製造例B2と同様にして導電性ゴム組成物No.3〜No.8を得た。
<Production Examples B3 to B8: Conductive rubber composition No. 3 to No. Manufacturing method of 8>
Conductive rubber composition No. 3 was prepared in the same manner as in Production Example B2 except that the resin particles (resin particles No. 3 to No. 8) were changed to the conditions shown in Table 6. 3 to No. Got 8.

<製造例B9:導電性ゴム組成物No.9の製造方法>
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(商品名:N230SV,JSR社製)100質量部に対し、表5の成分(1)の欄に示す他の材料を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。これに、表5の成分(2)の欄に示す材料を添加した。次いで、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物No.9を得た。
<Production Example B9: Conductive rubber composition No. Manufacturing method of 9>
To 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (trade name: N230SV, manufactured by JSR), other materials shown in the column of component (1) in Table 5 were added, and the mixture was adjusted to 50° C. in a closed mixer. Kneaded for 15 minutes. To this, the materials shown in the column of component (2) in Table 5 were added. Then, the mixture was kneaded for 10 minutes with a two-roll machine cooled to a temperature of 25° C., and the conductive rubber composition No. Got 9.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

<製造例B10〜B12:導電性ゴム組成物No.10〜No.12の製造>
製造例B9において、成分(2)記載の樹脂粒子、カーボンブラックを表6に示す条件に変更した以外は、製造例B9と同様にして導電性ゴム組成物No.10〜No.12を得た。
<Production Examples B10 to B12: Conductive rubber composition No. 10-No. Production of 12>
Conductive rubber composition No. 6 was prepared in the same manner as in Production Example B9 except that the resin particles and carbon black described in Component (2) were changed to the conditions shown in Table 6. 10-No. I got 12.

<製造例B13〜B16:導電性ゴム組成物No.13〜No.16の製造>
製造例B1において、アクリロニトリルブタジエンゴムをブタジエンゴム(BR)(商品名:JSR BR01、JSR社製)に変更し、樹脂粒子、カーボンブラックを表6に示す条件とした以外は、製造例B1と同様にして導電性ゴム組成物No.13〜No.16を得た。
上記導電性ゴム組成物No.1〜No.16の処方を表6に示す。
<Production Examples B13 to B16: Conductive rubber composition No. 13-No. Manufacturing 16>
Same as Production Example B1 except that in Production Example B1, acrylonitrile butadiene rubber was changed to butadiene rubber (BR) (trade name: JSR BR01, manufactured by JSR Corporation), and resin particles and carbon black were set to the conditions shown in Table 6. Conductive rubber composition No. 13-No. 16 was obtained.
The conductive rubber composition No. 1-No. The 16 formulations are shown in Table 6.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

<実施例1>
1.導電性基体
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス鋼製の基体に、カーボンブラックを10質量%含有させた熱硬化性樹脂を塗布し、乾燥したものを導電性基体として使用した。
2.導電性弾性層の形成
クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、導電性基体を中心軸として、その周面上に円筒状に製造例B1で作製した導電性ゴム組成物No.1を被覆した。導電性ゴム組成物の厚みは、1.75mmに調整した。
押出後のローラを、熱風炉にて160℃で1時間加硫した後、ゴム層の端部を除去して、長さを224.2mmとし、予備被覆層を有するローラを作製した。得られたローラの外周面を、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨した。研磨砥粒としてビトリファイド砥石を用い、砥粒は緑色炭化珪素(GC)で粒度は100メッシュとした。ローラの回転数を350rpmとし、研磨砥石の回転数を2050rpmとした。切り込み速度を20mm/minとし、スパークアウト時間(切り込み0mmでの時間)を0秒と設定して研磨を行い、導電性弾性層(被覆層)を有する導電性ローラを作製した。導電性弾性層の厚みは、1.5mmに調整した。尚、このローラのクラウン量(中央部の外径と中央部から両端部方向へ各90mm離れた位置の外径の差の平均値)は120μmであった。
<Example 1>
1. Conductive Substrate A thermosetting resin containing 10% by mass of carbon black was applied to a stainless steel substrate having a diameter of 6 mm and a length of 252.5 mm and dried to be used as a conductive substrate.
2. Formation of Conductive Elastic Layer Using an extrusion molding apparatus equipped with a crosshead, the conductive rubber composition No. 1 manufactured in Production Example B1 was formed into a cylindrical shape on the peripheral surface with the conductive substrate as the central axis. 1 was coated. The thickness of the conductive rubber composition was adjusted to 1.75 mm.
The roller after extrusion was vulcanized in a hot air oven at 160° C. for 1 hour, and then the end of the rubber layer was removed to a length of 224.2 mm to prepare a roller having a preliminary coating layer. The outer peripheral surface of the obtained roller was polished by using a plunge cut type cylindrical polishing machine. A vitrified grindstone was used as the abrasive grains, the abrasive grains were green silicon carbide (GC), and the grain size was 100 mesh. The rotation number of the roller was 350 rpm, and the rotation number of the polishing grindstone was 2050 rpm. The cutting speed was set to 20 mm/min, the spark-out time (time when the cut was 0 mm) was set to 0 seconds, and polishing was performed to produce a conductive roller having a conductive elastic layer (coating layer). The thickness of the conductive elastic layer was adjusted to 1.5 mm. The crown amount of this roller (the average value of the difference between the outer diameter of the central portion and the outer diameter at positions 90 mm apart from the central portion toward both ends) was 120 μm.

研磨後、熱風炉を用いて、大気雰囲気下にて180℃で1時間、後加熱処理を行い、エッジを硬化した。図6に示す粒子塗布手法により、粒径が2μmの粒子(以下スペーサ粒子と称す)をローラ表面に塗布した。図7に示す表面仕上げ研削装置を用い、3000rpmで回転する導電性ローラをラッピングフィルムWA砥粒#2000(商品名、三共理化学株式会社製)により表面仕上げ研削を行い、表面の洗浄を行うことで電子写真用ローラNo.1を得た。この電子写真用ローラはその表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部に由来する凸部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ部と該樹脂粒子の内壁とで規定される凹部を有する導電性弾性層を有していた。 After polishing, post-heating treatment was performed at 180° C. for 1 hour in the air atmosphere using a hot air oven to cure the edge. Particles having a particle size of 2 μm (hereinafter referred to as spacer particles) were applied to the roller surface by the particle applying method shown in FIG. By using the surface finishing grinding device shown in FIG. 7, a conductive roller rotating at 3000 rpm is subjected to surface finishing grinding with lapping film WA abrasive grains #2000 (trade name, manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd.) to clean the surface. Electrophotographic roller No. Got 1. This electrophotographic roller has, on its surface, a convex portion derived from the edge portion of the opening of the bowl-shaped resin particle, and a concave portion defined by the edge portion of the opening of the bowl-shaped resin particle and the inner wall of the resin particle. It had a conductive elastic layer.

以下の方法で行った電子写真用ローラの物性測定及び画像の結果を表8に示す。
3.電子写真用ローラの評価
3−1.電子写真用ローラをガラス板へ押圧した際の接触部の面積及び形状計測
ガラス板(幅(W2):300mm×長さ(L):50mm、厚み:2mm、材質:BK7、面精度:両面光学研磨、平行度:1分以内)を電子写真用ローラNo.1に接触させるガラス板として用いた。図10に示す冶具102を用い、ガラス板101の接触面としての第一の面を電子写真用ローラ103の長手方向の全幅(W1)にわたってガラス板101の幅(W2)が覆い、ガラス板101の第一の面が電子写真用ローラ103の回転軸と平行となるように配置した。この配置状態を維持し、ガラス板を透過してビデオマイクロスコープ(商品名:DIGITAL MICROSCOPE VHX−500、株式会社キーエンス社製)により観察し、ガラス板非当接時観察画像を得た。観察倍率は200倍で行った。同一視野を維持しながら、電子写真用ローラ103の両端にある導電性基体部からバネにより荷重Hをかけて、電子写真用ローラ103をガラス板101の第一の面へと押圧させた。その状態を維持して、電子写真用ローラ103とガラス板101の第一の面との接触面を、ガラス板101の第一の面に対して反対側の第2の面側(矢印G方向側)からガラス板を透過してビデオマイクロスコープ(商品名:DIGITAL MICROSCOPE VHX−500、株式会社キーエンス社製)により観察倍率は200倍で観察し、ガラス板当接時観察画像を得た。さらにガラス板非当接時観察画像内で最も高い凸部を視野の中心とし、観察倍率は1000倍で観察し、ガラス板当接時詳細観察画像を得た。
Table 8 shows the results of measuring the physical properties of the electrophotographic roller and the results of images, which were conducted by the following methods.
3. Evaluation of roller for electrophotography 3-1. Area and shape measurement of the contact part when the electrophotographic roller is pressed against the glass plate Glass plate (width (W2): 300 mm x length (L): 50 mm, thickness: 2 mm, material: BK7, surface accuracy: double-sided optics) Polishing, parallelism: within 1 minute) for electrophotographic roller No. It was used as a glass plate to be contacted with 1. Using the jig 102 shown in FIG. 10, the first surface as the contact surface of the glass plate 101 is covered with the width (W2) of the glass plate 101 over the entire width (W1) in the longitudinal direction of the electrophotographic roller 103, Of the electrophotographic roller 103 is arranged so that its first surface is parallel to the rotation axis of the electrophotographic roller 103. This arrangement state was maintained, the glass plate was permeated and observed through a video microscope (trade name: DIGITAL MICROSCOPE VHX-500, manufactured by Keyence Corporation) to obtain an observation image when the glass plate was not in contact. The observation magnification was 200 times. While maintaining the same field of view, a load H was applied by a spring from the conductive base portions at both ends of the electrophotographic roller 103 to press the electrophotographic roller 103 against the first surface of the glass plate 101. While maintaining this state, the contact surface between the electrophotographic roller 103 and the first surface of the glass plate 101 is opposite to the first surface of the glass plate 101 on the second surface side (direction of arrow G). The glass plate was transmitted from the side) and observed with a video microscope (trade name: DIGITAL MICROSCOPE VHX-500, manufactured by Keyence Corporation) at an observation magnification of 200 times to obtain an observed image when the glass plate was in contact. Further, the highest convex portion in the observation image when not in contact with the glass plate was used as the center of the visual field, and observation was performed at an observation magnification of 1000 times to obtain a detailed observation image when contacting the glass plate.

荷重Hは下記式(4)から計算される面圧Mが6.5g/mmとなるよう設定した。
(式4)
M=2H/N
Nは荷重Hにより電子写真用ローラNo.1をガラス板101に押圧させた際に形成されるニップの面積である。
The load H was set so that the surface pressure M calculated from the following formula (4) was 6.5 g/mm 2 .
(Equation 4)
M=2H/N
N is a roller No. for electrophotography due to load H. 1 is the area of the nip formed when 1 is pressed against the glass plate 101.

以下、ニップ面積N、ガラス板非当接時観察画像内で最も高い凸部とガラス板の接触部における電子写真用ローラの軸に沿う方向に直行する方向の最大長さL1−1、L2−1、電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さL1−2、L2−2、各々の面積の平均値Save、及び下記式(1A)式(2A)におけるD1、D2を算出した。
(式1A)
D1=arctan(L1−1/L1−2)
(式2A)
D2=arctan(L2−1/L2−2)
Hereinafter, the nip area N, the maximum length L1-1, L2- in the direction orthogonal to the axis of the electrophotographic roller at the contact portion between the highest convex portion and the glass plate in the observation image when not in contact with the glass plate 1, the maximum lengths L1-2 and L2-2 in the direction along the axis of the electrophotographic roller, the average value Save of each area, and D1 and D2 in the following formula (1A) formula (2A) were calculated.
(Formula 1A)
D1=arctan (L1-1/L1-2)
(Formula 2A)
D2=arctan (L2-1/L2-2)

観察した画像を、画像解析ソフトウェア(ImageProPlus(登録商標):Media Cybernetics社製)を用いて電子写真用ローラNo.1とガラス板との間に形成される接触部のみを抽出し、2値化処理を行った。その後、ノイズ除去のために、2値化処理画像に対してオープニング処理を1回した後、クロージング処理を1回行った。尚、オープニング処理とは、同じ回数収縮して膨張を行う画像処理作業であり、ノイズと思われる非常に小さい抽出領域を排除することができる。クロージング処理は同じ回数膨張して収縮を行う画像処理作業であり、接触部として本来連結しているはずであるが抽出時に分断されてしまった抽出領域を連結することができる。オープニング処理とクロージング処理により、接触部を適切に抽出することが可能となる。
まず、ニップ面積Nの算出方法について説明する。観察領域内の電子写真用ローラNo.1とガラス板との接触点の周方向の両端の2箇所について、各々の接触点を通る電子写真用ローラNo.1の長手方向に平行な2本の直線で挟まれる領域をニップ領域と定義し、ニップ領域を、前記ソフトウェアを用いて切り出した。この切り出したニップ領域の周方向長さを、電子写真用ローラNo.1の長手方向の中央部、中央部から両端部方向へ各45mm離れた位置、及び中央部から両端部方向へ各90mm離れた位置の、長手方向の各5箇所について計測し、その平均値と、電子写真用ローラNo.1とガラス板とが接触しているニップの長手方向長さを乗じることで、ニップ面積Nを算出した。
The observed image was subjected to electrophotographic roller No. 1 using image analysis software (ImageProPlus (registered trademark): manufactured by Media Cybernetics). Only the contact portion formed between 1 and the glass plate was extracted and binarized. After that, in order to remove noise, the opening process was performed once on the binarized image, and then the closing process was performed once. The opening process is an image processing operation of contracting and expanding the same number of times, and it is possible to eliminate a very small extraction region that is considered to be noise. The closing process is an image processing work in which expansion and contraction are performed the same number of times, and it is possible to connect extraction regions that should have been originally connected as contact portions but have been divided during extraction. The opening process and the closing process make it possible to appropriately extract the contact portion.
First, a method of calculating the nip area N will be described. Electrophotographic roller No. in the observation area The electrophotographic roller No. 1 passing through each contact point at two positions at both ends in the circumferential direction of the contact point between the glass plate and the contact point of the glass plate. A region sandwiched by two straight lines parallel to the longitudinal direction of 1 was defined as a nip region, and the nip region was cut out using the software. The circumferential length of the cut-out nip area was set to the electrophotographic roller No. 1 at the central part in the longitudinal direction, at a position 45 mm apart from the central part in the direction of both ends, and at a position 90 mm apart from the central part in the direction of both ends, measuring at each of 5 positions in the longitudinal direction and the average value thereof. , Electrophotographic roller No. The nip area N was calculated by multiplying the longitudinal length of the nip where 1 and the glass plate are in contact with each other.

続いて、Saveの算出方法について説明する。ガラス板非当接時観察画像内で最も高い凸部に関して、ガラス板当接時詳細観察画像で得られた接触部の形状を前記ソフトウェアにより抽出した。抽出した接触部の形状から電子写真用ローラの軸に沿う方向に直行する方向の最大長さL1−1、L2−1、電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さL1−2、L2−2を測定した。また、接触部の形状抽出とともに、接触面積Sも算出した。上記の操作を、電子写真用ローラの長手方向の中央部、中央部から両端部方向へ各30mm離れた位置、及び中央部から両端部方向へ各75mm離れた位置の、長手方向の各5箇所について、電子写真用ローラの周方向の各6箇所(位相0°、60°、120°、180°、240°、及び300°)の合計30箇所で行う。それら30箇所それぞれにおいて、面圧が6.5g/mmで最も高い凸部とガラス板の接触部における電子写真用ローラの軸に沿う方向に直行する方向の最大長さをL1−1、電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL1−2とし、面圧が14.3g/mmで最も高い凸部とガラス板の接触部における電子写真用ローラの軸に沿う方向に直行する方向の最大長さをL2−1、電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL2−2とした。また、30箇所における面圧6.5g/mm負荷時の第1接触部の面積S1の平均をS1ave、面圧14.3g/mm負荷時の第2接触部の面積S2の平均をS2aveとした。
次に、得られたL1−1、L1−2、L2−1、L2−2から前記式(1)及び式(2)により各接触部におけるD1、D2を算出した。電子写真用ローラNo.1について算出したD1、D2、S1、S2及び各値の平均値を表7に示す。
Next, a method of calculating Save will be described. With respect to the highest convex portion in the observation image when the glass plate was not in contact, the shape of the contact portion obtained in the detailed observation image when the glass plate was in contact was extracted by the software. Maximum lengths L1-1 and L2-1 in the direction orthogonal to the direction of the electrophotographic roller axis from the extracted shape of the contact portion, and maximum lengths L1-2 and L2 in the direction along the electrophotographic roller axis. -2 was measured. Further, the contact area S was calculated along with the extraction of the shape of the contact portion. The above operation is performed at five positions in the longitudinal direction of the electrophotographic roller at the central part in the longitudinal direction, at a position 30 mm apart from the central part in each end direction, and at a position 75 mm apart from the central part in each end direction. With respect to the electrophotographic roller, a total of 30 positions of 6 positions (phase 0°, 60°, 120°, 180°, 240°, and 300°) in the circumferential direction of the roller for electrophotography are performed. At each of those 30 locations, the maximum length in the direction orthogonal to the axis of the electrophotographic roller at the contact portion between the highest convex portion having a surface pressure of 6.5 g/mm 2 and the glass plate is L1-1, Let L1-2 be the maximum length in the direction along the axis of the photographic roller, and go straight in the direction along the axis of the electrophotographic roller at the contact portion between the highest convex portion and the glass plate with a surface pressure of 14.3 g/mm 2. The maximum length in the direction of rotation is L2-1, and the maximum length in the direction along the axis of the electrophotographic roller is L2-2. Further, the average of the area S1 of the first contact portion when the surface pressure of 6.5 g/mm 2 is loaded at 30 locations is S1ave, and the average of the area S2 of the second contact portion when the surface pressure is 14.3 g/mm 2 is loaded is S2ave. And
Next, D1 and D2 at each contact portion were calculated from the obtained L1-1, L1-2, L2-1, and L2-2 by the above formula (1) and formula (2). Electrophotographic roller No. Table 7 shows D1, D2, S1, S2 calculated for 1 and the average value of each value.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

3−2.画像評価
図9に示す構成を有するプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真装置であるキヤノン(株)製モノクロレーザープリンタ(「LBP6700」(商品名))を250mm/sec、370mm/secのプロセススピードを可変できるように改造した。このプリンタ用のプロセスカートリッジから付属の帯電ローラを取り外し、その代わりに電子写真用ローラNo.1を帯電ローラとしてセットした。帯電ローラは、電子写真感光体に対し、一端で4.9N、両端で合計9.8Nのバネによる押し圧力で当接させた。更に、外部より、帯電ローラに電圧を印加した。印加電圧は、交流電圧として、ピーク−ピーク電圧(Vpp)を1800V、周波数(f)を1350Hz、直流電圧(Vdc)を−600Vとした。画像の解像度は600dpiとした。
このプロセスカートリッジを温度15℃、相対湿度10%の低温低湿環境に24時間馴染ませた後、画像評価を行った。具体的には、ハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描く画像)を出力し、得られた画像を目視にて観察し、ポチ状の画像欠陥の有無、及び、250mm/sec、370mm/secのプロセススピードでのバンディングによる横スジ状の画像欠陥の有無を下記基準により判定した。
3-2. Image evaluation A monochrome laser printer (“LBP6700” (trade name)) manufactured by Canon Inc., which is an electrophotographic apparatus having a process cartridge having the configuration shown in FIG. 9, can be attached and detached, and the process speed of 250 mm/sec and 370 mm/sec is variable. I modified it so that I could do it. The attached charging roller was removed from the process cartridge for this printer, and instead of the electrophotographic roller No. 1 was set as a charging roller. The charging roller was brought into contact with the electrophotographic photosensitive member with a pressing force of a spring of 4.9 N at one end and a total of 9.8 N at both ends. Furthermore, a voltage was applied to the charging roller from the outside. As the applied voltage, a peak-peak voltage (Vpp) was 1800 V, a frequency (f) was 1350 Hz, and a DC voltage (Vdc) was -600 V as an AC voltage. The image resolution was 600 dpi.
The process cartridge was acclimated to a low temperature and low humidity environment having a temperature of 15° C. and a relative humidity of 10% for 24 hours and then subjected to image evaluation. Specifically, a halftone image (an image in which a horizontal line having a width of 1 dot and a spacing of 2 dots is drawn in the direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member) is output, and the obtained image is visually observed to provide a spot-shaped The presence or absence of the image defect of No. 1 and the presence or absence of the horizontal stripe image defect due to the banding at the process speed of 250 mm/sec and 370 mm/sec were determined according to the following criteria.

[ポチ状画像の評価]
ランク1:ポチ状の画像欠陥が認められない。
ランク2:ポチ状の画像欠陥がわずかに認められる。
ランク3:ポチ状の画像欠陥が一部の領域に、帯電ローラの回転ピッチに対応して発生していることが認められる。
ランク4:ポチ状の画像欠陥が広範囲に認められ、目立つ。
[Evaluation of spot-shaped image]
Rank 1: No spot-like image defect is recognized.
Rank 2: A spot-like image defect is slightly observed.
Rank 3: It is recognized that spot-like image defects are generated in a part of the area in correspondence with the rotation pitch of the charging roller.
Rank 4: Spot-like image defects are observed in a wide range and are conspicuous.

[横スジ状画像(バンディング)の評価]
ランク1:横スジ状の画像欠陥が認められない。
ランク2:横スジ状の画像欠陥がわずかに認められる。
ランク3:横スジ状の画像欠陥が一部の領域に、帯電ローラの回転ピッチに対応して発生していることが認められる。
ランク4:横スジ状の画像欠陥が広範囲に認められ、目立つ。
[Evaluation of horizontal stripe image (banding)]
Rank 1: No horizontal stripe-shaped image defect is observed.
Rank 2: A slight horizontal stripe-shaped image defect is recognized.
Rank 3: It is recognized that a horizontal stripe-shaped image defect is generated in a part of the area in correspondence with the rotation pitch of the charging roller.
Rank 4: A horizontal streak-shaped image defect is recognized in a wide range and is conspicuous.

3−3.ヤング率の測定方法
ISO14577に基づき、ピコデンターHM500(商品名、株式会社フィッシャー・インストルメント社製)を用いて測定した。圧子としては、基部が正方形の角錐型ダイヤモンド圧子で、頂点を挟む対面角度が136°である圧子(ビッカース角錐)を用いた。測定は、電子写真用ローラの長手方向の中央部及び両端部(中央部から両端方向へ各90mmの位置)において行った。測定は上記圧子を所定の速度により所定の荷重が負荷されるまで押し込む工程(以下、「押し込み工程」と称する)と、所定の押し込み位置から所定の速度により荷重を除荷する工程(以下、「除荷工程」と称する)からなる。こうして得られる荷重変位曲線から、ヤング率を算出した。測定は、下記の条件にて行い、観察画像内で最も高い凸部を選択した。
<条件>
(押し込み工程)
・最大荷重=10mN
・押し込み時間=100秒
(除荷工程)
・最小荷重=0.005mN
・除荷時間=100秒
尚、除荷は圧子の最小荷重に到達するまで行った。ヤング率は、上記の条件で得られる荷重変位曲線の接線の傾きから算出した。電子写真用ローラ内で、観察位置を変更しながら、無作為に6箇所選び、そのヤング率の平均値を表8、表9に示す。
3-3. Young's modulus measurement method Based on ISO14577, it was measured using Picodenter HM500 (trade name, manufactured by Fisher Instrument Co., Ltd.). As the indenter, there was used an indenter (Vickers pyramid) having a square pyramidal diamond indenter with a square base and a facing angle of 136° with the apex interposed. The measurement was performed at the central portion and both end portions in the longitudinal direction of the electrophotographic roller (at positions of 90 mm from the central portion to both end portions). The measurement is a step of pushing the indenter at a predetermined speed until a predetermined load is applied (hereinafter, referred to as "pushing step"), and a step of unloading the load at a predetermined speed from a predetermined pushing position (hereinafter, " It is called "unloading process"). Young's modulus was calculated from the load displacement curve thus obtained. The measurement was performed under the following conditions, and the highest convex portion in the observed image was selected.
<Condition>
(Pushing process)
・Maximum load = 10mN
・Pushing time = 100 seconds (unloading process)
・Minimum load = 0.005mN
-Unloading time = 100 seconds Unloading was performed until the minimum load of the indenter was reached. Young's modulus was calculated from the slope of the tangent line of the load displacement curve obtained under the above conditions. In the electrophotographic roller, six locations were randomly selected while changing the observation position, and the average Young's modulus values are shown in Tables 8 and 9.

3−4.Rskの測定方法
JIS B0601−2001による表面粗さの規格に準じて、表面粗さ測定器「SE−3500」(商品名、株式会社小坂研究所製)を用いて測定を行う。電子写真用ローラの測定箇所を無作為に6箇所選び、各測定箇所において下記式(5)を用いることで、Rskを求める。
3-4. Measurement method of Rsk According to the standard of surface roughness according to JIS B0601-2001, measurement is performed using a surface roughness measuring instrument "SE-3500" (trade name, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.). Rsk is calculated by randomly selecting six measurement points of the electrophotographic roller and using the following equation (5) at each measurement point.

Figure 2020106765
Figure 2020106765

尚、式(5)において、Rqは粗さ曲線の二乗平均平方根、lrは基準長さ(評価長さの1/5)である。6つの測定箇所から得られたRskの平均値(Rsk(ave))を表8−2に示す。 In the equation (5), Rq is the root mean square of the roughness curve, and lr is the reference length (1/5 of the evaluation length). Table 8-2 shows the average value of Rsk (Rsk(ave)) obtained from the six measurement points.

<実施例2〜18、20〜33>
実施例1において、導電性組成物の種類、ラッピングフィルムの砥粒粒径、スペーサ粒子の粒径を表8−1、表8−3に示したように変更した。それら以外は、実施例1と同様にして電子写真ローラNo.2〜No.18、No.20〜No.33を作製し、評価した。
各電子写真用ローラのL1−1、L1−2、L2−1、及びL2−2の各々の平均値(ave)、D1及びD2の平均値(ave)、30箇所の凸部のうち、D1が1/√3以下である凸部の数とその割合、D2が1/√3以下である凸部の個数とその割合、S1及びS2の平均値(ave)、ヤング率、並びにRskの平均値を表8−1、及び表8−3に示す。また、各電子写真用ローラについて測定したL1−1及びL2−1の全60データについて、1〜10μmの範囲内にあるデータ個数とその割合、並びにL2−1及びL2−2の全60データについて、2〜200μmの範囲内にあるデータ個数とその割合を表8−2、及び表8−4に示す。さらに、画像評価の結果を表8−2、及び表8−4に示す。
<Examples 2-18, 20-33>
In Example 1, the type of conductive composition, the abrasive grain size of the lapping film, and the spacer grain size were changed as shown in Tables 8-1 and 8-3. Except for those, the electrophotographic roller No. 1 is the same as in the first embodiment. 2 to No. 18, No. 20-No. 33 was produced and evaluated.
The average value (ave) of L1-1, L1-2, L2-1, and L2-2 of each roller for electrophotography, the average value (ave) of D1 and D2, and D1 of the 30 convex portions Is the number of convex portions whose 1/√3 or less and its ratio, the number of convex portions whose D2 is 1/√3 or less and its ratio, the average value (ave) of S1 and S2, the Young's modulus, and the average of Rsk. The values are shown in Table 8-1 and Table 8-3. In addition, for all 60 data of L1-1 and L2-1 measured for each electrophotographic roller, the number of data and its ratio within the range of 1 to 10 μm, and all 60 data of L2-1 and L2-2 , The number of data within the range of 2 to 200 μm and its ratio are shown in Table 8-2 and Table 8-4. Further, the results of image evaluation are shown in Table 8-2 and Table 8-4.

<実施例19>
実施例1と同様の導電性基体を使用し、図5に示すK1:18μm、K2:5μmの凹み形状を有する円筒金型と該円筒金型に基体を保持する2つの円筒駒を組み、円筒金型の長手方向に平行に分割される加熱用熱盤で円筒金型を挟み込み150℃に加熱し、射出成型により導電性シリコーンゴム材料(商品名:「DY35−11」、東レダウコーニング社製)を円筒形金型内に注入後、15分間加熱して硬化反応させ、型から取り外した。その後、更に電気炉にて200℃、4時間加熱して硬化反応を完結させ、基体の外周面上にゴム層が形成された加硫ローラを得た。射出成形時の圧力は0.5MPaであった。室温で30分程度風乾し、更に熱風循環乾燥機中、温度140℃で4時間乾燥し、材料を硬化させて電子写真用ローラNo.19を得た。尚、研磨処理は行わなかった。
<Example 19>
The same conductive substrate as in Example 1 was used, and a cylindrical mold having a concave shape of K1:18 μm and K2:5 μm shown in FIG. 5 and two cylindrical pieces for holding the base in the cylindrical mold were assembled to form a cylinder. A cylindrical mold is sandwiched by a heating platen that is divided in parallel to the longitudinal direction of the mold and heated to 150° C., and a conductive silicone rubber material (product name: “DY35-11”, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) by injection molding. ) Was poured into a cylindrical mold, heated for 15 minutes to cause a curing reaction, and then removed from the mold. Then, it was further heated in an electric furnace at 200° C. for 4 hours to complete the curing reaction, and a vulcanizing roller having a rubber layer formed on the outer peripheral surface of the substrate was obtained. The pressure during injection molding was 0.5 MPa. Air-dry at room temperature for about 30 minutes, and further in a hot-air circulation dryer at a temperature of 140° C. for 4 hours to cure the material, and electrophotographic roller No. I got 19. No polishing treatment was performed.

<比較例1〜8>
導電性ゴム組成物を表9に示す材料に変更し、研磨条件を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、研磨した導電性ローラを作製した。各導電性ローラの表面に対して、特許文献1に記載の条件と同様の以下に示す条件で、電子線照射により処理を行って、電子写真用ローラNo.C1〜No.C8を得た。
電子線の照射には、最大加速電圧150kV、最大電子電流40mAの電子線照射装置(岩崎電気株式会社製)を用い、照射時には窒素ガスパージを行った。処理条件は加速電圧:125kV、電子電流:35mA、処理速度:1.27m/min、酸素濃度:100ppmであった。
電子写真用ローラNo.C1〜No.C8の物性測定及び画像評価の結果を表9−1〜表9-2に示す。
<Comparative Examples 1 to 8>
A polished conductive roller was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive rubber composition was changed to the material shown in Table 9 and the polishing conditions were changed. The surface of each conductive roller was treated by electron beam irradiation under the following conditions similar to those described in Patent Document 1, and electrophotographic roller No. C1 to No. C8 was obtained.
An electron beam irradiation apparatus (manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) having a maximum accelerating voltage of 150 kV and a maximum electron current of 40 mA was used for the irradiation of the electron beam, and a nitrogen gas purge was performed during the irradiation. The processing conditions were: acceleration voltage: 125 kV, electron current: 35 mA, processing speed: 1.27 m/min, oxygen concentration: 100 ppm.
Electrophotographic roller No. C1 to No. The results of physical property measurement and image evaluation of C8 are shown in Table 9-1 to Table 9-2.

Figure 2020106765
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実施例1〜33は、電子写真用ローラの表面形状が式(1)、式(2)を満たしているため、ポチ状画像、バンディングによる横スジ状画像についてともに良好な結果が得られた。
一方、比較例1〜8は、電子写真用ローラの表面形状が式(1)、式(2)を満たしていないため、バンディングによる横スジ状画像が発生した。
In Examples 1 to 33, since the surface shape of the electrophotographic roller satisfies the formulas (1) and (2), good results were obtained for both the spot-like image and the horizontal streak image due to banding.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 8, since the surface shape of the electrophotographic roller did not satisfy the formulas (1) and (2), horizontal streak images were generated due to banding.

1:導電性基体
2:導電性弾性層
11:ボウル形状の樹脂粒子
13、101:ガラス板
21:導電性弾性層
22:導電性弾性層
31:電子写真感光体
32:特許文献1に記載の電子写真用部材
33:本発明の一様態における電子写真用ローラ
51:円筒金型
52:電子写真用ローラ
53:金型内壁
54:凹み形状
60:粒子
61:粒子貯蓄部
62:粒子塗布ローラ
63:粒子被塗布部材(電子写真用ローラ)
71:電子写真用ローラ
72:研磨テープ
81,91:帯電ローラ
82,92:電子写真感光体
1: conductive substrate 2: conductive elastic layer 11: bowl-shaped resin particles 13, 101: glass plate 21: conductive elastic layer 22: conductive elastic layer 31: electrophotographic photosensitive member 32: described in Patent Document 1. Electrophotographic member 33: Electrophotographic roller 51 according to one embodiment of the present invention: Cylindrical mold 52: Electrophotographic roller 53: Mold inner wall 54: Recessed shape 60: Particle 61: Particle storage 62: Particle coating roller 63 : Particle coated member (electrophotographic roller)
71: Electrophotographic roller 72: Abrasive tape 81, 91: Charging roller 82, 92: Electrophotographic photoreceptor

Claims (12)

導電性基体と、該導電性基体上の表面層としての導電性の弾性層とを有する電子写真用ローラであって、
該弾性層は、バインダーを含み、
該電子写真用ローラの表面は、複数個の凸部を有し、
該電子写真用ローラの表面の一部は、該弾性層によって構成されており、
該凸部の各々のヤング率が、0.01〜5000MPaであり、
該電子写真用ローラをガラス板に対して、該電子写真用ローラと該ガラス板とで形成されるニップの単位面積当たりの荷重が、6.5g/mmとなるように押圧したときにおける該電子写真用ローラの該凸部と該ガラス板との第1接触部の各々の面積の平均値S1aveが10μm以上であり、
該第1接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させて得られる該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向の最大長さをL1−1とし、該電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL1−2としたとき、L1−1及びL1−2が下記式(1)の関係を満たし、かつ
該電子写真用ローラをガラス板に対して、該電子写真用ローラと該ガラス板とで形成されるニップの単位面積当たりの荷重が、14.3g/mmとなるように押圧したときにおける該電子写真用ローラの該凸部と該ガラス板との第2接触部の各々の面積の平均値S2aveが200μm以下であり、
該第2接触部の各々を該導電性基体の表面に正投影させて得られる該接触部の正投影像について、該電子写真用ローラの軸に沿う方向に直交する方向の最大長さをL2−1とし、該電子写真用ローラの軸に沿う方向の最大長さをL2−2としたとき、L2−1及びL2−2が下記式(2)の関係を満たすことを特徴とする電子写真用ローラ:
Figure 2020106765
A roller for electrophotography, comprising a conductive substrate and a conductive elastic layer as a surface layer on the conductive substrate,
The elastic layer includes a binder,
The surface of the electrophotographic roller has a plurality of convex portions,
A part of the surface of the electrophotographic roller is constituted by the elastic layer,
Young's modulus of each of the protrusions is 0.01 to 5000 MPa,
When the electrophotographic roller is pressed against a glass plate so that the load per unit area of the nip formed by the electrophotographic roller and the glass plate becomes 6.5 g/mm 2. The average value S1ave of the areas of the first contact portions between the convex portion of the electrophotographic roller and the glass plate is 10 μm 2 or more,
Regarding the orthographically projected image of the contact portion obtained by orthographically projecting each of the first contact portions onto the surface of the conductive substrate, the maximum length in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller is L1. -1, and the maximum length in the direction along the axis of the electrophotographic roller is L1-2, L1-1 and L1-2 satisfy the relationship of the following formula (1), and the electrophotographic roller is Of the electrophotographic roller when pressed against the glass plate so that the load per unit area of the nip formed by the electrophotographic roller and the glass plate was 14.3 g/mm 2 . The average value S2ave of the areas of the second contact portions between the convex portion and the glass plate is 200 μm 2 or less,
Regarding the orthographically projected image of the contact portion obtained by orthographically projecting each of the second contact portions onto the surface of the conductive substrate, the maximum length in the direction orthogonal to the direction along the axis of the electrophotographic roller is L2. -1, and the maximum length in the direction along the axis of the electrophotographic roller is L2-2, L2-1 and L2-2 satisfy the relationship of the following formula (2). Roller for:
Figure 2020106765
前記arctan(L1−1/L1−2)及び前記arctan(L2−1/L2−2)が、2/5以下である請求項1に記載の電子写真用ローラ。 The roller for electrophotography according to claim 1, wherein the arctan (L1-1/L1-2) and the arctan (L2-1/L2-2) are 2/5 or less. 前記L1−1及び前記L2−1の各々が、1μm以上10μm以下である請求項1又は2に記載の電子写真用ローラ。 The roller for electrophotography according to claim 1, wherein each of the L1-1 and the L2-1 is 1 μm or more and 10 μm or less. 前記L1−1及び前記L2−1の各々が、2μm以上9μm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。 The roller for electrophotography according to claim 1, wherein each of the L1-1 and the L2-1 is 2 μm or more and 9 μm or less. 前記L1−2及び前記L2−2の各々が、2μm以上200μm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。 The electrophotographic roller according to claim 1, wherein each of the L1-2 and the L2-2 is 2 μm or more and 200 μm or less. 前記L1−2及び前記L2−2の各々が、10μm以上150μm以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。 The electrophotographic roller according to claim 1, wherein each of the L1-2 and the L2-2 is 10 μm or more and 150 μm or less. 前記樹脂粒子が、開口を有するボウル形状の樹脂粒子であり、
前記弾性層は、該樹脂粒子を、該開口が前記電子写真用ローラの表面に露出する状態で該保持してなり、
前記電子写真用ローラの表面は、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口の由来する凹部を有し、かつ、
前記凸部は、該ボウル形状の樹脂粒子の該開口の周囲のエッジに由来する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。
The resin particles are bowl-shaped resin particles having an opening,
The elastic layer holds the resin particles in a state where the openings are exposed on the surface of the electrophotographic roller,
The surface of the electrophotographic roller has a concave portion from which the opening of the bowl-shaped resin particles originates, and
The roller for electrophotography according to claim 1, wherein the convex portion is derived from an edge of the bowl-shaped resin particles around the opening.
前記ボウル形状の樹脂粒子のシェルが、アクリロニトリル樹脂、メタクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メチルメタクリレート樹脂、及びこれらの樹脂から選ばれる少なくとも2種の共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂を含む請求項7に記載の電子写真用ローラ。 The shell of the bowl-shaped resin particles is at least one selected from the group consisting of acrylonitrile resin, methacrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, methyl methacrylate resin, and at least two copolymers selected from these resins. The electrophotographic roller according to claim 7, further comprising a resin. 前記弾性層が、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び、ブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも1種のゴムの架橋物を含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。 The elastic layer contains a cross-linked product of at least one rubber selected from the group consisting of styrene butadiene rubber, butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, and butadiene rubber. The described electrophotographic roller. 前記電子写真用ローラの表面の、JIS B 0601:2001に基づく、粗さ曲線のスキューネスRskが、負である請求項1〜9のいずれか一項に記載の電子写真用ローラ。 The electrophotographic roller according to any one of claims 1 to 9, wherein the surface of the electrophotographic roller has a negative skewness Rsk of a roughness curve based on JIS B 0601:2001. 電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、を具備し、
該帯電ローラが、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電子写真用ローラであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A process cartridge configured to be attachable to and detachable from a main body of an electrophotographic image forming apparatus, the process cartridge including an electrophotographic photosensitive member and a charging roller that charges the electrophotographic photosensitive member,
A process cartridge, wherein the charging roller is the electrophotographic roller according to any one of claims 1 to 10.
電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、を具備し、
該帯電ローラが、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電子写真用ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。
An electrophotographic photosensitive member and a charging roller for charging the electrophotographic photosensitive member,
An electrophotographic image forming apparatus, wherein the charging roller is the electrophotographic roller according to any one of claims 1 to 10.
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