JP2649163C

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Publication number: JP2649163C
Authority: JP
Original assignee: 東海ゴム工業株式会社
Publication date: 1999-07-19

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電子写真複写機等に用いられる摩擦帯電方式用帯電ロールに関す
るものである。〔従来の技術〕電子写真複写機は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜像として形成し、これ
にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙に転写すること
により複写を行うものである。この場合、感光ドラム表面に対して静電潜像を形
成させるには、あらかじめ感光ドラム表面を帯電させ、その帯電部分に対して原
稿像を光学系を介して投射し、光の通つた部分の帯電を消すことにより静電潜像
をつくるということが行われている。上記、静電潜像の形成に先立つて感光ドラ
ム表面を帯電させる方式として、従来からコロナ放電方式または摩擦帯電方式が
ある。コロナ放電方式は、感光ドラム表面に対してコロナ放電器からコロナ放電
を施し帯電処理するものである。この方式は、一般に５〜１０ＫＶという高圧電
源を使用するため、万全な安全策をとる必要があるうえ、放電に伴い有害なオゾ
ンを発生するという難点がある。このため、最近では導電性ロールを感光ドラム
表面に摺擦させて感光ドラム表面を帯電させる摩擦帯電方式が注目されている。このような摩擦帯電方式を応用した電子写真複写機は第４図のように構成され
、つぎのようにして複写を行う。すなわち、軸１ａを中心に矢印方向に回転する
感光ドラム１の外周面に導電性ロールからなる帯電ロール２を上記感光ドラム１
とは逆方向に回転させ、部分的に弾性変形させながら摺擦させる。この帯電ロー
ル２の摺擦により感光ドラム１の外表面が帯電される。３は露光機構部でここを
介して原稿光像のスリツト露光８が感光ドラム１表面に到達し、原稿像に対応し
た静電潜像が感光ドラム１表面に形成される。４は現像装置であり上記静電潜像
に対してトナーを付着させトナー像を形成する。６は給紙機構ロールであり、複
写紙１１を感光ドラム１表面に対して供給し、転写装置５を介してトナー像を複
写紙１１上に転写する。７はトナー像が形成された複写紙１１を通過させて定着
する定着ロールである。このようにして、複写体（コピー）が得られる。なお、
感光ドラム１表面はクリーナー９により転写残像や残存トナーを除去され、さら
にイレーサーランプ１０によつて全面光照射をうけ零電位化されつぎの帯電に備
える。１２は上記帯電ロール２に対して１〜３ＫＶ程度の電圧を印加する電源で
ある。〔発明が解決しようとする問題点〕電子写真複写機等には、帯電ロール，現像ロール，転写ロール，クリーニング
ロール等多数の導電性ロールが用いられている。このような導電性ロールとして
は、１０¹〜１０¹²Ω・cm程度の導電性を有することが求められており、通常第
５図に示すように、金属シヤフト（芯金）１とその外周面に形成された導電性弾
性体層２によつて構成されている。上記導電性弾性体層２は、一般にシリコウゴ
ム等の合成ゴム中に導電性粉末や導電性繊維（カーボンブラック，金属粉末，カ
ーボン繊維等）を混入した組成物によって形成されている。この種の導電性ロー
ルのうち、帯電ロールについては１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の半導電性領域の電気抵
抗を備えていることが要求される。ところが、上記のような導電性弾性体層２を
備えている導電性ロールでは合成ゴム中に混入された導電性粒子同志の接触によ
って導電性が与えられるため、必ずしも均一な粒子間接触が得られていない。こ
れは特に半導電性領域で顕著であり、従って電気抵抗を上記の半導電性領域（１
０⁵〜１０⁷ Ω／cm²）に納めることが難しくなっている。特にマトリックスとなる合成ゴムの硬度が低い場合には、導電性弾性層が加圧により容易に大きく変形
するため導電性粒子間の接触程度が変化し電気抵抗が大きく変化する。従って、
上記帯電ロールにおいては上記のような導電性の不均一さと電気抵抗の変化とに
よって感光ドラムに対する帯電が不均一となり、その結果、良好な複写画像が得
られないという難点を生じている。また、高電圧下において絶縁破壊を起こしや
すく感光ドラムにダメージを与えるいう致命的な不具合を生じやすいという難点
も有している。このような問題を解決するため導電性弾性体層の外周に第６図に示すように抵
抗調整層３を設けた導電性ロールが提案されている。しかしながら、通常の合成
樹脂、ポリエチレン，ポリエステル，エポキシ樹脂等）や合成ゴム（エチレン−
プロピレンゴム，スチレン−ブタジエンゴム，塩素化ポリエチレンゴム等）は、
電気抵抗が１０¹²Ω・cm以上の絶縁体であり、これらの合成樹脂や合成ゴムで上
記抵抗調整層３を形成し、帯電ロールに要求される１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の電気
抵抗を満足させようとすると、抵抗調整層３の厚みを１μｍ以下にする必要があ
る。ところが、このような薄膜の抵抗調整層３では実用耐久性が全く無くなる。なお、６−ナイロン，８−ナイロン等の吸湿性の高い樹脂はそれ自身が１０⁸
〜１０⁹ Ω・cmの半導電領域の電気抵抗を持つため、上記電気抵抗層３の厚みを
実用耐久性を満たす１００μｍの厚みとしても、帯電ロールの電気抵抗が１０⁶
〜１０⁷ Ω／cm²となつて望ましい抵抗領域に入るようになる。しかしながら、
上記吸湿性の高い樹脂は、電気抵抗が湿度に大きく依存するため、低温低湿（１
０℃×１５％ＲＨ）から高温高湿（３０℃×８５％ＲＨ）に周囲環境が変化する
と、電気抵抗が３.５桁程度変動するため、先に述べた１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の
範囲をすぐ越えてしまうという難点がある。したがって、このような樹脂を抵抗
調整層３に用いると、帯電ロールの電気抵抗が湿度に大きく依存するようになる
ため、周囲の環境によって充分な画質が得られないというような難点を生ずる。
また、このような帯電ロールは、この種のロールに要求される絶縁破壊電圧（２
ＫＶ以上が望ましいとされる）を満足させることができない。また、上記のように抵抗調整層３を設ける方法によることなく電気抵抗を下げ
る方法としては、ニトリルゴム，クロロプレンゴム等の合成ゴムに、エステル系可塑剤等の高誘電性液体を添加する方法がある。この方法によれば、電気抵抗を
上記のような半導電領域に納めることができる。しかしながら、添加したエステ
ル系可塑剤等の液体が、感光ドラム表面に移行して汚染し、その汚染部分によつ
て画質が劣化するという問題が生ずる。このように、従来の導電性ロール、特に帯電ロールでは抵抗が不均一であり、
また、実用性に欠け、さらに湿度依存性が高く、しかも感光ドラム表面を汚染す
る等の問題があり未だ満足すべきものが得られていないのが実情である。この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、抵抗が均一で実用性に富み
しかも湿度依存性が小さく、感光ドラム表面を汚染することのない摩擦帯電方式
用帯電ロールの提供をその目的とする。〔問題点を解決するための手段〕上記の目的を達成する為この発明の摩擦帯電方式用帯電ロールは軸体の外周に
導電性弾性体層が円周に沿つて形成され、この導電性弾性体層の外周に円周に沿
つて抵抗調整層が一体形成された摩擦帯電方式用帯電ロールであつて、上記抵抗
調整層が、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムを主体として構
成されているという構成をとる。〔作用〕本発明者らは上記抵抗調整層を有する摩擦帯電方式用帯電ロールが最も実用性
に富むと考え、これを中心に研究を重ねた結果、上記抵抗調整層をエピクロルヒ
ドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムで構成すると、初期の目的を達成するこ
とを見出し、この発明に到達した。この発明の摩擦帯電方式用帯電ロールは、軸体と、その外周に形成される導電
性弾性体層と、導電性弾性体層の外周に一体形成される抵抗調整層とから構成さ
れている。上記軸体としては特に限定するものではなく、金属製の円筒体からなる芯金や
内部を中空にくりぬいた金属製の円柱体が使用される。上記軸体の外周に円周に沿つて形成される導電性弾性体層は、特に制限するも
のではなく、ポリノルボーネンゴム，エチレンプロピレンジエンゴム，スチレン
ブタジエンゴム等の合成ゴムが単独でもしくはブレンドして用いられる。上記導電性弾性体層の外周に形成される抵抗調整層は、エピクロルヒドリン−
エチレンオキサイド共重合ゴムを主体とするものである。ここで主体とするとは
、全体が主体のみからなる場合も含める趣旨である。上記エピクロルヒドリン−
エチレンオキサイド共重合ゴムは、この発明者らが抵抗調整層の形成に最適とし
て見出したものであり１０⁸〜１０⁹ Ω・cmの電気抵抗値を有している。このよ
うな特性を有するエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムで抵抗調
整層を形成すると、従来の導電性粒子分散系のような抵抗の不均一化を生ずるこ
とがない。そして本発明者らはエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合
ゴムについてさらに研究を重ねた結果、上記共重合ゴムの電気抵抗はエチレンオ
キサイドとエピクロルヒドリンとの共重合比によって変動することを見出した。
特にこの発明に用いるエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムには
、エピクロルヒドリン／エチレンオキサイドのモル比が６５／３５〜４０／６０
の範囲内のものを用いることが好適である。すなわち、エチレンオキサイドのモ
ル比が３５モル％未満になると、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重
合ゴムの電気抵抗が１０⁹ Ω・cmを超えるようになる。その結果、抵抗調整層の
厚みを耐久性、絶縁破壊電圧を満足させる最低限の厚み５０μｍに設定した場合
、常態（２５℃×６０％ＲＨ）では１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の範囲内に収まる。し
かし、低温低湿（１０℃×１５％ＲＨ）下においては、場合によつては、１０⁷
Ω／cm²を超えるようになるからである。逆に、エチレンオキサイドのモル比が
６０モル％を超えると、得られる共重合ゴムが水に対する親和性を増し、環境依
存性が大きくなり、１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の範囲を超える傾向がみられるからで
ある。したがって、上記抵抗調整層を構成するエピクルロヒドリン−エチレンオ
キサイド共重合ゴムとしては、エピクロルヒドリン／エチレンオキサイドのモル
比が６５／３５〜４０／６０の範囲内のものを用いることが好適である。すなわ
ち、この範囲内では、あらゆる環境の下で１０⁵〜１０⁷ Ω／cm²の範囲内に入る
摩擦帯電方式用帯電ロールを得ることができるようになる。上記エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムの加硫系としては、
通常ヒドリンゴムに使用されるチオウレア−金属酸化物，アミン系，トリアジン
誘導体のいずれも使用可能である。しかしながら、環境依存性、特に湿度依存性の観点から、耐水性に優れたチオウレア−Ｐｂ₃Ｏ₄（鉛丹）加硫系の物を用いる
ことが好ましい。また、充填材としてはシリカ，タル，クレー，酸化チタン等の
絶縁性充填材から適宜選択して使用することが行われる。カーボンブラック等の
導電性充填材は高電圧下での使用においては絶縁破壊を招き易いため、エピクロ
ルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに対し１０容量％以下の使用量にと
どめるべきである。上記のような摩擦帯電方式用帯電ロールは、たとえばつぎのようにして製造す
ることができる。すなわち、芯金の外周面に、ゴム組成物を用い金型加硫を利用
して、導電性弾性体層を形成する。つぎに、この導電性弾性体層の表面を研磨し
た後、その上に抵抗調整層を形成する。この抵抗調整層の形成は、エピクロルヒ
ドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに補強剤，加工助剤，加硫剤を、通常の
ゴム加工方法（バンバリーミキサー，ロール等）により混練して未加硫ゴム組成
物化し、この未加硫組成物を適当な溶剤（例えば、メチルエチルケトン，メチル
イソブチルケトン等）に溶解し、前記導電性弾性体層の外周面に塗工したのち乾
燥し、ついで加熱加硫することによって形成することができる。上記塗工に際し
てはデイツプ方式によることが好適である。より詳しく述べると、上記エピクロ
ルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム組成物が含まれている溶液を、デイ
ツプ液として第３図に示すような槽１１２ａに収容する。つぎに、導電性弾性体
層が形成されたロール１１０ａを垂直に立てて、上記溶液中に繰り返し浸漬する
ことにより、導電性弾性体層の外周面にエピクロルヒドリン−エチレンオキサイ
ドゴム膜を形成させる。この時の昇降速度，昇降回数，乾燥時間等の条件は、上
記エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドゴム溶液の液膜が５０〜５００μｍ
の範囲内になるような条件に設定することが好ましい。このような液膜が形成さ
れたものについて２５〜８０℃の温度で０.５〜４時間乾燥を施して溶剤を除去
し、続いて１５０〜２００℃の温度で１０分〜２時間加熱することによりエピク
ロルヒドリン−エチレンオキサイドゴム膜を加硫し抵抗調整層化させる。このよ
うにして、第１図に示すような層構造を有する摩擦帯電方式用帯電ロールが得ら
れる。図において、１１０は芯金、１１１は導電性弾性体層、１１２は抵抗調整
層である。なお、上記エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムからなる抵抗
調整層１１２の粘着性による弊害を防止するため第２図に示すように、上記抵抗
調整層１１２の外周に、その抵抗調整層１１２よりも電気抵抗の低い保護層１１
３を設けるようにしてもよい。このような保護層は一般にゴム材料によって構成
される。つぎに実施例について説明する。〔実施例１〜６〕下記の組成のゴム組成物を準備した。エピクロルヒドリン-エチレンオキサイドゴム１００（重量部）Ｐｂ₃Ｏ₄ ５〃エチレンチオウレア１.２〃加工助剤１〃ハードクレー４０（重量部）つぎに上記組成のゴム組成物を常法に従いロール混練した後、メチルエチルケ
トン／メチルイソブチルケトン３／１の溶剤に溶解し、粘度を３００センチポイ
ズに調整しデイツプ液として第２図に示すデイツプ用の層１１２ａに注入した。
他方、芯金として直径８mmの金属シヤフトを準備し、これの外周に接着剤層を介
し、エチレン，プロピレン，ジエンゴム〔ＥＰＤＭ〕とカーボンブラックよりな
るゴム組成物を常法に従い加硫，研磨し、外径が１５mmの導電性弾性体層を形成
した。この導電性弾性体層は硬度が３３度で電気抵抗が１×１０³ Ω・cmであつ
た。つぎに上記導電性弾性体層付の金属シャフトを、先に準備したデイツプ液に
浸漬し後記の第２表に示す厚みにコーテイングした後、常温で乾燥し、ついで７
０℃で２時間乾燥したのち、さらに１６０℃で１時間加硫し目的とする摩擦帯電
方式用帯電ロールを得た。〔比較例１〕８−ナイロン（メタルメトキシン化ナイロン：ＡＱナイロンＫ−８０、東レ社
製）を、メタノール／ｎ−ブタノール＝３／１の混合溶剤に溶解し、上記実施例
と同様にして得られた導電性弾性体層上にコーテイングした。これを常温で乾燥
したのち、さらに７０℃で２時間加熱して摩擦帯電方式用帯電ロールを得た。〔比較例２〕ＥＰＤＭに導電性亜鉛華（２３−Ｋ、白水化学社製）を配合したゴム組成物を
使用し、上記実施例と同様な手順で摩擦帯電方式用帯電ロールを得た。このようにして得られた各摩擦帯電方式用帯電ロールについて電気抵抗のバラ
ツキを評価するために、摩擦帯電方式用帯電ロール外表面上の５個所に銀スペー
スで１０mm四方の電極を描き（ガード電極付）、金属シャフトと上記電極との抵
抗を測定した。また各環境下に２４時間放置したときの電気抵抗を測定した。ま
た、絶縁破壊電圧は、アルミ板上に摩擦帯電方式用帯電ロールを直接置き、金属
シャフトをアルミ板間に直流１００Ｖステツプで電圧をかけ、火花放電を起こす
電圧を測定して求めた。上記の結果から、実施例品は比較例品に比べて各性能がいずれも優れており、
良好な摩擦帯電方式用帯電ロールとなりうることがわかる。〔発明の効果〕以上のようにこの発明の摩擦帯電方式用帯電ロールは、軸体の外周に円周に沿
って形成された導電性弾性体層の外周に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサ
イド共重合ゴムを主体とする抵抗調整層を形成しているため、電気抵抗が全体に
均一であり、しかも抵抗調整層の厚みを実用に耐え得るよう任意に調整できる。
しかも、上記抵抗調整層は、湿度依存性が小さいため、周囲環境の変化によって
抵抗調整層の電気抵抗が好適な範囲から外れるということがない。そのうえ、電
気抵抗を調整するのに、可塑剤溶液等を使用する必要がないため、感光ドラム等
の表面を可塑剤等によって汚染するというような事態を生じない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a triboelectric charging roller used in an electrophotographic copying machine or the like. 2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine forms an original image as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, attaches toner to the image, forms a toner image, and transfers the toner image to copy paper. Is to be copied. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, the surface of the photosensitive drum is charged in advance, and an original image is projected on the charged portion via an optical system, and a portion of the light-transmitted portion is exposed. It has been practiced to create an electrostatic latent image by eliminating charge. As a method for charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, a corona discharge method or a friction charging method has conventionally been used. In the corona discharge method, a corona discharge is applied to the surface of the photosensitive drum from a corona discharger to perform a charging process. Since this system generally uses a high voltage power supply of 5 to 10 KV, it is necessary to take thorough safety measures, and there is a problem that harmful ozone is generated with the discharge. For this reason, recently, a frictional charging system in which a conductive roll is rubbed against the surface of the photosensitive drum to charge the surface of the photosensitive drum has attracted attention. An electrophotographic copying machine to which such a triboelectric charging system is applied is configured as shown in FIG. 4, and performs copying as follows. That is, a charging roll 2 made of a conductive roll is placed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 which rotates in the
And rubbing while partially elastically deforming. The outer surface of the photosensitive drum 1 is charged by the rubbing of the charging roll 2. Reference numeral 3 denotes an exposure mechanism through which the slit exposure 8 of the light image of the original reaches the surface of the photosensitive drum 1, and an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. A developing device 4 forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image. Reference numeral 6 denotes a paper feed mechanism roll, which supplies the copy paper 11 to the surface of the photosensitive drum 1 and transfers the toner image onto the copy paper 11 via the transfer device 5. Reference numeral 7 denotes a fixing roll that fixes the sheet by passing the copy paper 11 on which the toner image is formed. Thus, a copy is obtained. In addition,
The transfer drum and residual toner are removed from the surface of the photosensitive drum 1 by a cleaner 9, and the entire surface is irradiated with light by an eraser lamp 10 to be brought to zero potential to prepare for the next charging. Reference numeral 12 denotes a power supply for applying a voltage of about 1 to 3 KV to the charging roll 2. [Problems to be Solved by the Invention] Many electroconductive rolls such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll, and a cleaning roll are used in an electrophotographic copying machine and the like. Such a conductive roll is required to have a conductivity of about 10 ¹ to 10 ¹² Ω · cm, and usually, as shown in FIG. 5, a metal shaft (core metal) 1 and an outer peripheral surface thereof. It is constituted by the conductive elastic layer 2 formed in the above. The conductive elastic layer 2 is generally formed of a composition in which conductive powder and conductive fibers (carbon black, metal powder, carbon fibers, and the like) are mixed in synthetic rubber such as silica rubber. Among the conductive rolls of this type, the charging roll is required to have an electric resistance in a semiconductive region of 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω / cm ² . However, in the conductive roll provided with the conductive elastic layer 2 as described above, conductivity is given by the contact between the conductive particles mixed in the synthetic rubber, so that uniform contact between particles is not necessarily obtained. Not. This is particularly noticeable in the semiconductive region, so that the electrical resistance can be reduced by the aforementioned semiconductive region (1).
0 be accommodated in ^{5 ~10} ⁷ ^Ω / cm ²⁾ has been difficult. In particular, when the hardness of the synthetic rubber serving as the matrix is low, the conductive elastic layer is easily deformed largely by pressurization, so that the degree of contact between the conductive particles changes and the electric resistance changes greatly. Therefore,
In the charging roll, the non-uniformity of the conductivity and the change of the electric resistance cause the charging of the photosensitive drum to be non-uniform, and as a result, it is difficult to obtain a good copied image. In addition, there is also a disadvantage that a dielectric breakdown easily occurs under a high voltage, and a fatal problem of damaging the photosensitive drum is likely to occur. In order to solve such a problem, there has been proposed a conductive roll in which a resistance adjusting layer 3 is provided on the outer periphery of a conductive elastic layer as shown in FIG. However, ordinary synthetic resins, polyethylene, polyester, epoxy resins, etc.) and synthetic rubbers (ethylene-
Propylene rubber, styrene-butadiene rubber, chlorinated polyethylene rubber, etc.)
It is an insulator having an electric resistance of 10 ¹² Ω · cm or more. The resistance adjusting layer 3 is formed of such a synthetic resin or synthetic rubber, and an electric resistance of 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω / cm ² required for the charging roll is obtained. Is satisfied, the thickness of the resistance adjusting layer 3 needs to be 1 μm or less. However, such a thin-film resistance adjusting layer 3 has no practical durability. The highly hygroscopic resin such as 6-nylon and 8-nylon itself is 10 ⁸
Since the semi-conductive region has an electric resistance of 〜１０10 ⁹ Ω · cm, the electric resistance of the charging roll is 10 ⁶ even if the thickness of the electric resistance layer 3 is 100 μm which satisfies the practical durability.
It reaches a desirable resistance region when it reaches と 10 ⁷ Ω / cm ² . However,
The resin having high hygroscopicity has a low temperature and low humidity (1
When 0 ℃ × 15% RH) high temperature and high humidity from (30 ℃ × 85% RH) to the ambient environment is changed, the electric resistance varies approximately 3.5 orders of magnitude, previously mentioned 10 ⁵ ~10 ⁷ Ω / cm There is a drawback that it goes beyond the range of ² . Therefore, when such a resin is used for the resistance adjusting layer 3, the electric resistance of the charging roll greatly depends on the humidity, and there is a problem that a sufficient image quality cannot be obtained depending on the surrounding environment.
Further, such a charging roll has a dielectric breakdown voltage (2
KV or more is desirable). As a method of reducing the electric resistance without using the method of providing the resistance adjusting layer 3 as described above, a method of adding a high dielectric liquid such as an ester plasticizer to a synthetic rubber such as a nitrile rubber or a chloroprene rubber. is there. According to this method, the electric resistance can be stored in the semiconductive region as described above. However, there is a problem that the liquid such as the added ester plasticizer migrates to the surface of the photosensitive drum and is contaminated, and the contaminated portion deteriorates the image quality. As described above, the resistance is not uniform in the conventional conductive roll, particularly in the charging roll,
In addition, there is a problem in that it is not practical, has high humidity dependency, and contaminates the surface of the photosensitive drum. The present invention has been made in view of such circumstances, and has a triboelectric charging method that has uniform resistance, is practically useful, has low humidity dependency, and does not contaminate the photosensitive drum surface.
It is an object of the present invention to provide a charging roll for use . [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the friction-charging type charging roll of the present invention has a conductive elastic layer formed on the outer periphery of a shaft along the circumference. A charging roll for a triboelectric charging system in which a resistance adjusting layer is integrally formed along the circumference on the outer periphery of a body layer, wherein the resistance adjusting layer is mainly composed of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber. Take. [Function] The present inventors consider that a charging roll for a triboelectric charging system having the above-mentioned resistance adjusting layer is most practical, and as a result of repeated studies mainly on this, as a result, the above-mentioned resistance adjusting layer was formed into an epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer. The present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by using rubber, and arrived at the present invention. The charging roll for a frictional charging system according to the present invention includes a shaft, a conductive elastic layer formed on the outer periphery thereof, and a resistance adjusting layer integrally formed on the outer periphery of the conductive elastic layer. The shaft is not particularly limited, and a metal core made of a metal cylindrical body or a metal cylindrical body whose inside is hollowed out is used. The conductive elastic layer formed along the circumference on the outer periphery of the shaft is not particularly limited, and synthetic rubber such as polynorbornene rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene rubber alone or as a blend is used. Used as The resistance adjusting layer formed on the outer periphery of the conductive elastic layer is epichlorohydrin-
It is mainly composed of an ethylene oxide copolymer rubber. Here, “subject” means to include a case where the whole consists only of the subject. The above epichlorohydrin-
The ethylene oxide copolymer rubber has been found by the present inventors to be optimal for forming the resistance adjusting layer, and has an electric resistance value of 10 ⁸ to 10 ⁹ Ω · cm. When the resistance adjusting layer is formed of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber having such characteristics, the resistance does not become non-uniform unlike the conventional conductive particle dispersion system. As a result of further studies on the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, the present inventors have found that the electric resistance of the copolymer rubber varies depending on the copolymerization ratio of ethylene oxide and epichlorohydrin.
In particular, the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber used in the present invention has a molar ratio of epichlorohydrin / ethylene oxide of 65/35 to 40/60.
It is preferable to use the one within the range. That is, when the molar ratio of ethylene oxide is less than 35 mol%, the electric resistance of the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber exceeds 10 ⁹ Ω · cm. As a result, when the thickness of the resistance adjustment layer is set to the minimum thickness of 50 μm that satisfies the durability and the breakdown voltage, the resistance adjustment layer falls within the range of 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω / cm ² under normal conditions (25 ° C. × 60% RH). Fits in. However, under low temperature and low humidity (10 ° C. × 15% RH), in some cases, 10 ⁷
This is because it exceeds Ω / cm ² . Conversely, if the molar ratio of ethylene oxide exceeds 60 mol%, the resulting copolymer rubber will have an increased affinity for water, and will have greater environmental dependence, and will tend to exceed the range of 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω / cm ^2. Is seen. Therefore, it is preferable to use epichlorohydrin / ethylene oxide having a molar ratio of 65/35 to 40/60 as the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber constituting the resistance adjusting layer. That is, within this range, it falls within the range of 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω / cm ² under any environment.
It becomes possible to obtain a charging roll for a triboelectric charging system . As the vulcanizing system of the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber,
Any of thiourea-metal oxide, amine-based, and triazine derivatives commonly used for hydrin rubber can be used. However, it is preferable to use a thiourea-Pb ₃ O ₄ (lead red) vulcanized material having excellent water resistance from the viewpoint of environmental dependency, particularly humidity dependency. The filler is appropriately selected from insulating fillers such as silica, tall, clay, and titanium oxide. Since conductive fillers such as carbon black are liable to cause dielectric breakdown when used under high voltage, the amount should be limited to 10% by volume or less based on the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber. The above-described charging roll for the triboelectric charging system can be manufactured, for example, as follows. That is, a conductive elastic material layer is formed on the outer peripheral surface of the core metal by using mold vulcanization using a rubber composition. Next, after polishing the surface of the conductive elastic body layer, a resistance adjusting layer is formed thereon. This resistance adjusting layer is formed by kneading the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber with a reinforcing agent, a processing aid, and a vulcanizing agent by a usual rubber processing method (Banbury mixer, roll, etc.) to obtain an unvulcanized rubber composition. The unvulcanized composition is dissolved in a suitable solvent (eg, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), applied to the outer peripheral surface of the conductive elastic layer, dried, and then heated and vulcanized. Can be formed. In the above coating, a dipping method is preferably used. More specifically, a solution containing the above epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber composition is stored as a dipping solution in a tank 112a as shown in FIG. Next, the roll 110a on which the conductive elastic layer is formed is set upright, and is repeatedly immersed in the above solution to form an epichlorohydrin-ethylene oxide rubber film on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer. At this time, conditions such as the elevating speed, the number of elevating times, and the drying time are such that the liquid film of the above epichlorohydrin-ethylene oxide rubber solution is 50 to 500 μm.
It is preferable to set conditions so as to fall within the range. The solution having such a liquid film formed thereon is dried at a temperature of 25 to 80 ° C for 0.5 to 4 hours to remove the solvent, and then heated at a temperature of 150 to 200 ° C for 10 minutes to 2 hours. To vulcanize the epichlorohydrin-ethylene oxide rubber film to form a resistance adjusting layer. Thus, a charging roll for a triboelectric charging system having a layer structure as shown in FIG. 1 is obtained. In the figure, 110 is a core metal, 111 is a conductive elastic layer, and 112 is a resistance adjusting layer. In addition, as shown in FIG. 2, the electric resistance of the resistance adjusting layer 112 made of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber is smaller than that of the resistance adjusting layer 112 on the outer periphery of the resistance adjusting layer 112 as shown in FIG. Protective layer 11 with low resistance
3 may be provided. Such a protective layer is generally made of a rubber material. Next, examples will be described. [Examples 1 to 6] Rubber compositions having the following compositions were prepared. Epichlorohydrin - ethylene oxide rubber 100 (parts by weight) Pb ₃ O ₄ 5 〃 ethylene thiourea 1.2 〃 processing aid 1 〃 hard clay 40 (parts by weight) and then after kneading in a conventional manner a rubber composition of the above composition Was dissolved in a solvent of methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone 3/1, the viscosity was adjusted to 300 centipoise, and the solution was poured into a dipping layer 112a shown in FIG. 2 as a dipping solution.
On the other hand, a metal shaft having a diameter of 8 mm was prepared as a core metal, and a rubber composition comprising ethylene, propylene, diene rubber [EPDM] and carbon black was vulcanized and polished in a usual manner through an adhesive layer around the shaft. A conductive elastic layer having an outer diameter of 15 mm was formed. This conductive elastic layer had a hardness of 33 degrees and an electric resistance of 1 × 10 ³ Ω · cm. Next, the metal shaft with the conductive elastic layer is dipped in the previously prepared dipping solution, coated to a thickness shown in Table 2 below, dried at room temperature, and dried at room temperature.
0 After drying for 2 hours at ° C., frictional electrification to 1 hour vulcanized purpose further 160 ° C.
A charging roller for a system was obtained. [Comparative Example 1] 8-Nylon (metal methoxylated nylon: AQ nylon K-80, manufactured by Toray Industries, Inc.) was dissolved in a mixed solvent of methanol / n-butanol = 3/1, and the same as in the above example. Coating was performed on the obtained conductive elastic layer. After drying at room temperature, the resultant was further heated at 70 ° C. for 2 hours to obtain a charging roll for a triboelectric charging system . [Comparative Example 2] A charging roll for a triboelectric charging method was obtained in the same procedure as in the above-mentioned example, using a rubber composition in which conductive zinc white (23-K, manufactured by Shimizu Chemical Co., Ltd.) was mixed with EPDM. In order to evaluate the variation of the electric resistance of each of the charging rolls for the triboelectric charging method thus obtained, electrodes of 10 mm square in a silver space were drawn at five places on the outer surface of the triboelectric charging roll (guard electrode). Attached) and the resistance between the metal shaft and the electrode was measured. Further, the electric resistance when left for 24 hours in each environment was measured. The dielectric breakdown voltage was determined by directly placing a charging roller for a triboelectric charging method on an aluminum plate, applying a voltage between the aluminum plate and the metal shaft at a DC voltage of 100 V, and measuring the voltage causing spark discharge. From the above results, the performance of the example product is superior to that of the comparative example, and each performance is excellent.
It can be seen that a good charging roll for a triboelectric charging system can be obtained. [Effects of the Invention] As described above, the triboelectric charging roll of the present invention is provided with epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber on the outer periphery of the conductive elastic layer formed along the circumference of the shaft. Since the resistance adjusting layer is mainly formed, the electric resistance is uniform throughout and the thickness of the resistance adjusting layer can be arbitrarily adjusted so as to be practically usable.
In addition, since the resistance adjustment layer has low humidity dependency, the electric resistance of the resistance adjustment layer does not deviate from a suitable range due to a change in the surrounding environment. In addition, since it is not necessary to use a plasticizer solution or the like to adjust the electric resistance, a situation in which the surface of the photosensitive drum or the like is contaminated with the plasticizer or the like does not occur.

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実範例の構成を示す横断面図、第２図は他の実施例の縦
断面図、第３図は第１図の製造説明図、第４図は摩擦帯電方式用帯電ロールを組
み込んだ電子写真複写機の構成図、第５図および第６図は従来例の説明図である
。１１０…軸体１１１…導電性弾性体層１１２…抵抗調整層BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of another embodiment, FIG. FIG. 4 is a structural view of an electrophotographic copying machine incorporating a charging roll for a triboelectric charging system, and FIGS. 5 and 6 are explanatory views of a conventional example. 110: shaft body 111: conductive elastic body layer 112: resistance adjusting layer

Claims

(1) A conductive elastic layer is formed on the outer periphery of the shaft along the circumference, and a resistance adjusting layer is integrally formed on the outer periphery of the conductive elastic layer along the circumference. shall apply in the charging roll friction charging method, the resistance adjusting layer, epichlorohydrin - frictional charging method for charging roll, characterized in that the ethylene oxide copolymer rubber as a major component. (2) The charging roll for a triboelectric charging system according to claim 1, wherein the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber has a molar ratio of epichlorohydrin / ethylene oxide set to a ratio of 65/35 to 40/60. .