JP3456237B2 - Conductive roll - Google Patents

Conductive roll

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JP3456237B2
JP3456237B2 JP30977193A JP30977193A JP3456237B2 JP 3456237 B2 JP3456237 B2 JP 3456237B2 JP 30977193 A JP30977193 A JP 30977193A JP 30977193 A JP30977193 A JP 30977193A JP 3456237 B2 JP3456237 B2 JP 3456237B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等に
用いられる導電性ロールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive roll used in electrophotographic copying machines and the like.

【0002】[0002]

【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、予め感光
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、光の通っ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っ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接触帯
電方式がある。上記コロナ放電方式は、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
表面に摺接させて感光ドラム表面を帯電させる接触帯電
方式が注目されている。このような接触帯電方式を応用
した電子写真複写機は図3に示すように構成され、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とつれ回りさ
せ、帯電ロール2に電圧を印加することにより感光ドラ
ム1の外周面が帯電される。3は露光機構部でここを介
して原稿光像のスリット露光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によって全面光照射をうけ
零電位化されつぎの帯電に備える。図において、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。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic copying machine, an original image is formed as an electrostatic latent image on a surface of a photosensitive drum, toner is attached to the electrostatic latent image to form a toner image, and the toner image is transferred to a 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, the original image is projected onto the charged portion through the optical system, and the light-transmitted portion is projected. It is practiced to create an electrostatic latent image by removing the charge.
As a method of charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, there has conventionally been a corona discharge method or a contact charging method. The corona discharge method is a method in which the surface of the photosensitive drum is subjected to a corona discharge from a corona discharger to be charged. Since this method generally uses a high voltage power supply of 5 to 10 kV, it is necessary to take thorough safety measures, and there is a drawback in that harmful ozone is generated with discharge. Therefore, recently, a contact charging method in which a conductive roll is brought into sliding contact with 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 contact charging system is applied is constructed as shown in FIG. 3, and copying is performed as follows. That is, the charging roller 2 made of a conductive roller is rotated around the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 rotating around the shaft 1a in the direction of the arrow, and a voltage is applied to the charging roller 2 to apply the voltage to the photosensitive drum 1. The outer peripheral surface of is charged. Reference numeral 3 denotes an exposure mechanism section through which slit exposure 8 of the original light image 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 toner images by attaching toner to the electrostatic latent image. Reference numeral 6 denotes a paper feed mechanism roll that supplies copy paper 11 to the surface of the photosensitive drum 1 and transfers a toner image onto the copy paper 11 via the transfer device 5. Reference numeral 7 denotes a fixing roll for passing and fixing the copy paper 11 on which the toner image is formed. In this way, a copy is obtained. Incidentally. The cleaner 9 removes transfer residual images and residual toner on the surface of the photosensitive drum 1,
Further, the entire surface is irradiated with light by the eraser lamp 10 to have a zero potential, and the next charging is prepared. In the figure, 12 is a power source for applying a voltage of about 1 to 3 kV to the charging roll 2.

【0003】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、図4に示すように、金属
シャフト(芯金)21とその外周面に形成された導電性
弾性体層22は、一般にシリコンゴム等の合成ゴム中に
導電性粉末(カーボンブラック、金属粉末等)や導電性
繊維(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 〜109 Ω・cm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22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士の接触によ
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、したがって電気抵抗を上記の半導電性領域(10
5 〜109 Ω・cm)に納めることが困難になってい
る。その結果、良好な複写画像が得られないという難点
が生じる。
A large number of conductive rolls such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll and a cleaning roll are used in an electrophotographic copying machine or the like. Such a conductive roll is required to have a conductivity of about 10 1 to 10 12 Ω · cm, and normally, as shown in FIG. 4, a metal shaft (core metal) 21 and its outer peripheral surface are provided. The conductive elastic body layer 22 formed on is generally formed of a composition in which conductive powder (carbon black, metal powder, etc.) and conductive fibers (carbon fiber, etc.) are mixed in synthetic rubber such as silicon rubber. There is. Among the conductive rolls of this type, the charging roll is required to have an electric resistance in the semiconductive region of 10 5 to 10 9 Ω · cm. However, in a conductive roll having the conductive elastic layer 22 as described above, conductivity is imparted by the contact of the conductive particles mixed in the synthetic rubber, so that uniform interparticle contact is not always obtained. Not not. This is particularly remarkable in the semi-conductive region, and therefore the electric resistance is reduced to the above-mentioned semi-conductive region (10
It is difficult to store it in the range of 5 to 10 9 Ω · cm. As a result, there is a problem that a good copy image cannot be obtained.

【0004】このような問題を解決するため、導電性弾
性体層22の外周に、図5に示すように、抵抗調整層2
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(エチレンープロピレンゴ
ム、スチレンーブタジエンゴム、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は上記抵抗調整層2
3を形成し、帯電ロールに要求される105 〜109 Ω
・cmの電気抵抗を満足させようとすると、抵抗調整層
23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23では実用耐久性が全く
なくなる。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。
In order to solve such a problem, the resistance adjusting layer 2 is formed on the outer periphery of the conductive elastic layer 22 as shown in FIG.
A conductive roll provided with 3 has been proposed. However, ordinary synthetic resins (polyethylene, polyester, epoxy resin, etc.) and synthetic rubbers (ethylene-propylene rubber, styrene-butadiene rubber, chlorinated polyethylene rubber, etc.) are insulators with an electric resistance of 10 12 Ω · cm or more. With these synthetic resins and synthetic rubbers, the resistance adjusting layer 2
3 is formed, and 10 5 to 10 9 Ω required for the charging roll
In order to satisfy the electric resistance of cm, the thickness of the resistance adjusting layer 23 needs to be 1 μm or less. However,
Such a thin resistance adjusting layer 23 has no practical durability. As described above, conventional conductive rolls, in particular, charging rolls have problems such as non-uniform resistance and lack of practicality, and in reality, satisfactory ones have not yet been obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するため、本発明者らは、抵抗調整層をエピクロルヒド
リンーエチレンオキシド共重合ゴム(CHC)で構成す
ると優れた効果が得られることを見出し、特許出願して
いる(特開平1−142569号)。すなわち、このよ
うにすると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うるよう任意に調整できるよう
になる。ところが、このような導電性ロール、特に帯電
ロールを実用に供したところ、長期間、ロールに直流電
圧を印加し続けると電気抵抗が上昇し、ロールに流れる
電流値が下がり、帯電不良による画像の不具合(白ぬけ
等)が発生するという問題が生じる。また。上記抵抗調
整層の形成材料の種類によっては、要求される初期抵抗
値より高くなってしまう場合がある。このように、帯電
ロールとして未だ満足すべきものが得られていないのが
実情である。
In order to solve such a problem, the present inventors have found that an excellent effect can be obtained when the resistance adjusting layer is made of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber (CHC). A patent application has been filed (JP-A-1-142569). That is, in this way, the electric resistance is uniform throughout, and the thickness of the resistance adjusting layer can be arbitrarily adjusted to withstand practical use. However, when such a conductive roll, particularly a charging roll, is put into practical use, the electrical resistance increases when a DC voltage is continuously applied to the roll for a long period of time, the current value flowing in the roll decreases, and an image due to a charging failure occurs. There is a problem that a defect (whitening etc.) occurs. Also. Depending on the type of material forming the resistance adjustment layer, the resistance may be higher than the required initial resistance. In this way, the actual situation is that a satisfactory charging roll has not yet been obtained.

【0006】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、長期間の使用によっても適正な電気抵抗が維
持され、良好な画像が得られる導電性ロールの提供をそ
の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a conductive roll capable of maintaining a proper electric resistance even after long-term use and obtaining a good image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の導電性ロールは軸体の外周に導電性弾
性体層が形成され、この導電性弾性体層の外周に、抵抗
調整層が形成された導電性ロールであって、上記抵抗調
整層が下記の(A)〜(C)成分を主体とする組成物に
よって形成されているという構成をとる。 (A)エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合体 (B)水素化ニトリルゴム (C)イオン導電剤
In order to achieve the above object, the conductive roll of the present invention has a conductive elastic body layer formed on the outer periphery of a shaft body, and a resistance is formed on the outer periphery of the conductive elastic body layer. It is a conductive roll having an adjustment layer formed, and the resistance adjustment layer is formed of a composition mainly containing the following components (A) to (C). (A) Epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer (B) Hydrogenated nitrile rubber (C) Ion conductive agent

【0008】[0008]

【作用】すなわち、本発明者らは、適正な電気抵抗(初
期値)の設定が可能で、しかも抵抗調整層の電気抵抗の
上昇の抑制を目的に、この抵抗調整層の形成材料を中心
に研究を重ねた。その研究の過程で、特定のゴム成分
(B成分)とイオン導電剤(C成分)を用いると、長期
間の電圧印加による電気抵抗の上昇が抑制できることを
突き止めた。そして、さらに研究を重ねた結果、上記イ
オン導電剤と特定のゴム成分(B成分)に加えてCHC
(A成分)を配合すると、電圧印加による電気抵抗の上
昇の抑制効果とともに所望の電気抵抗(初期値)に設定
可能となり、良好な複写画像が得られることを見出しこ
の発明に到達した。
That is, the present inventors mainly set the material for forming the resistance adjusting layer for the purpose of setting an appropriate electric resistance (initial value) and suppressing the increase in the electric resistance of the resistance adjusting layer. Repeated research. In the course of that research, it was found that the use of a specific rubber component (B component) and ionic conductive agent (C component) can suppress an increase in electric resistance due to long-term voltage application. As a result of further research, in addition to the ion conductive agent and the specific rubber component (B component), CHC was added.
It has been found that the addition of (Component A) makes it possible to set a desired electric resistance (initial value) together with the effect of suppressing an increase in electric resistance due to voltage application, and a good copy image can be obtained.

【0009】つぎに、この発明を詳しく説明する。この
発明の導電性ロールは、軸体と、その外周に形成される
導電性弾性体層と、さらにその外周に形成される抵抗調
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、例えば金属製の円柱体からなる芯
金や内部をくり抜いた金属製の円筒体が用いられる。
Next, the present invention will be described in detail. The conductive roll of the present invention comprises a shaft body, a conductive elastic body layer formed on the outer circumference thereof, and a resistance adjusting layer further formed on the outer circumference thereof. The shaft body is not particularly limited, and for example, a cored bar made of a metal cylindrical body or a metal cylindrical body having a hollowed inside is used.

【0010】上記軸体の外周に形成される導電性弾性体
層は、特に限定するものではなく、ポリノルボーネンゴ
ム、エチレンープロピレンージエンゴム(EPDM)、
スチレンーブタジエンゴム等の合成ゴムがあげられ、単
独でもしくは併せて用いられる。このような導電性弾性
体層は、通常、その導電性が101 〜104 Ω・cm程
度に設定される。そして、その厚みは、通常、1〜10
mm、好適には2〜4mm程度に設定される。
The conductive elastic layer formed on the outer periphery of the shaft is not particularly limited, and polynorbornene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM),
Examples thereof include synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber, which may be used alone or in combination. The conductivity of such a conductive elastic layer is usually set to about 10 1 to 10 4 Ω · cm. And the thickness is usually 1 to 10.
mm, preferably about 2 to 4 mm.

【0011】特に、上記導電性弾性体層の硬度(JIS
A)を25(Hs)以下に設定すると、導電性ロー
ル、特に帯電ロールを図3に示すような装置に組み込ん
で使用する場合において、まれに発生する感光体と導電
性ロール間の微振動による画質不具合(横むら)やかぶ
り現象の発生が防止されるようになる。そして、このよ
うに、導電性弾性体層自体の硬度を所望の値に設定する
には、オイル等の軟化剤が添加される。上記軟化剤とし
ては、ナフテン系オイル等が好適に用いられる。さら
に、必要に応じて導電剤としてケッチェンブラック等の
カーボンブラックが用いられる。
In particular, the hardness of the conductive elastic layer (JIS
When A) is set to 25 (Hs) or less, when a conductive roll, particularly a charging roll is used by incorporating it in a device as shown in FIG. 3, it is caused by a slight vibration between the photoconductor and the conductive roll. The occurrence of image quality defects (horizontal unevenness) and fogging phenomenon can be prevented. Thus, in order to set the hardness of the conductive elastic layer itself to a desired value, a softening agent such as oil is added. As the softening agent, naphthenic oil or the like is preferably used. Further, carbon black such as Ketjen black is used as a conductive agent, if necessary.

【0012】上記導電性弾性体層の外周に形成される抵
抗調整層は、CHC(A成分)と、水素化ニトリルゴム
(B成分)と、イオン導電剤(C成分)を主体とする組
成物を用いて形成されるものである。そして、その厚み
は、通常、10〜300μmに設定されるものであり、
好適な範囲は80〜200μmである。
The resistance adjusting layer formed on the outer periphery of the conductive elastic layer is a composition mainly composed of CHC (component A), hydrogenated nitrile rubber (component B), and ion conductive agent (component C). Is formed by using. And the thickness is usually set to 10 to 300 μm,
A suitable range is 80 to 200 μm.

【0013】このように、上記(A)〜(C)成分の組
合せは、本発明者らが、抵抗調整層の形成材料として好
ましいものとして見出したものであり、この抵抗調整層
の形成材料の電気抵抗は108 〜1011Ω・cmの範囲
のものが用いられる。
As described above, the combination of the components (A) to (C) has been found by the present inventors as a preferable material for forming the resistance adjusting layer, and the combination of the materials for forming the resistance adjusting layer is as follows. The electric resistance used is in the range of 10 8 to 10 11 Ω · cm.

【0014】上記CHC(A成分)(X)と水素化ニト
リルゴム(B成分)(Y)の配合割合は、重量比で、X
/Y=80/20〜20/80の範囲に設定することが
好ましい。すなわち、CHCが20未満(水素化ニトリ
ルゴムが80を超える)では初期の電気抵抗が高く、ま
た CHCが80を超える(水素化ニトリルゴムが20
未満)と直流電圧印加後の電気抵抗の上昇度合いが大き
くなる傾向が見られるからである。
The mixing ratio of the above-mentioned CHC (component A) (X) and hydrogenated nitrile rubber (component B) (Y) is X.
It is preferable to set / Y = 80/20 to 20/80. That is, when CHC is less than 20 (hydrogenated nitrile rubber exceeds 80), the initial electric resistance is high, and CHC exceeds 80 (hydrogenated nitrile rubber is 20).
This is because there is a tendency that the degree of increase in electric resistance after application of a DC voltage becomes large.

【0015】上記イオン導電剤(C成分)としては、第
四級アンモニウム塩等があげられ、単独でもしくは併せ
て用いられる。上記イオン導電剤(C成分)の配合量
は、上記A成分およびB成分の合計量100重量部(以
下、「部」を略す)に対して0.5〜5部に設定するこ
とが好ましい。すなわち、イオン導電剤の配合量が0.
5部未満では電気抵抗が下がらず、5部を超えると逆に
電気抵抗が上がったり、イオン導電剤が表面にブルーム
する傾向が見られるからである。
Examples of the ion conductive agent (component C) include quaternary ammonium salts, which may be used alone or in combination. The blending amount of the ionic conductive agent (C component) is preferably set to 0.5 to 5 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “part”) of the total amount of the A component and the B component. That is, the blending amount of the ionic conductive agent is 0.
If it is less than 5 parts, the electric resistance will not decrease, and if it exceeds 5 parts, the electric resistance will increase or the ionic conductive agent will tend to bloom on the surface.

【0016】上記抵抗調整層の形成材料には、上記A〜
C成分以外に、加硫剤、充填剤等が適宜に配合される。
上記加硫剤としては、特に限定するものではなく、従来
公知のもの、例えばチオウレア、トリアジン、イオウ等
があげられる。また、上記充填剤としては、シリカ、タ
ルク、クレー、酸化チタン等の絶縁性の充填剤があげら
れ、単独でもしくは併せて用いられる。なお、カーボン
ブラック等の導電性充填剤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、ゴム成分に対して10容量
%以下の使用量にとどめるべきである。
The materials for forming the resistance adjusting layer include A to
In addition to the C component, a vulcanizing agent, a filler and the like are appropriately blended.
The above-mentioned vulcanizing agent is not particularly limited, and conventionally known ones such as thiourea, triazine and sulfur can be used. In addition, examples of the filler include insulating fillers such as silica, talc, clay, and titanium oxide, which may be used alone or in combination. Since a conductive filler such as carbon black is apt to cause dielectric breakdown when used under a high voltage, it should be used in an amount of 10% by volume or less based on the rubber component.

【0017】そして、この発明の導電性ロールにおい
て、上記導電性弾性体層と抵抗調整層との間に、Nーメ
トキシメチル化ナイロンを主体とする軟化剤移行防止層
が形成され、さらに上記抵抗調整層の外周に最外層とし
てのNーメトキシメチル化ナイロンを主体とする保護層
が形成された構成をとることが特に好ましい。上記導電
性弾性体層と抵抗調整層の間に形成されるNーメトキシ
メチル化ナイロンを主体とする軟化剤移行防止層は、上
記導電性弾性体層中に含有されるオイル等のような軟化
剤の滲み出しの遮断防止のために形成される。上記軟化
剤移行防止層の厚みは、一般に3〜20μmに設定さ
れ、好適には4〜10μmに設定される。そして、この
軟化剤移行防止層の電気抵抗は103 Ω・cm程度に設
定される。上記Nーメトキシメチル化ナイロン(8ーナ
イロン)は、特に限定するものではなく、従来公知のも
のが用いられる。また、軟化剤移行防止層には導電剤と
して、ケッチェンブラック等のカーボンブラックが含有
されている。
In the conductive roll of the present invention, a softening agent migration prevention layer mainly composed of N-methoxymethylated nylon is formed between the conductive elastic layer and the resistance adjusting layer, and the resistance adjusting layer is further formed. It is particularly preferable to adopt a constitution in which a protective layer mainly composed of N-methoxymethylated nylon is formed as the outermost layer on the outer periphery of the. The softener migration-preventing layer mainly composed of N-methoxymethylated nylon formed between the conductive elastic layer and the resistance adjusting layer is made of a softening agent such as oil contained in the conductive elastic layer. It is formed to prevent bleeding. The thickness of the softening agent migration prevention layer is generally set to 3 to 20 μm, preferably 4 to 10 μm. The electric resistance of the softening agent migration prevention layer is set to about 10 3 Ω · cm. The N-methoxymethylated nylon (8-nylon) is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. Further, the softening agent migration prevention layer contains carbon black such as Ketjen black as a conductive agent.

【0018】上記抵抗調整層の外周に最外層として形成
される保護層は、先に述べたNーメトキシメチル化ナイ
ロンを主体とするものである。このNーメトキシメチル
化ナイロンは、先に述べたと同様、従来公知のものをそ
のまま使用することができる。そして、この保護層にカ
ーボンブラックのような導電剤を混合分散させると、低
温低湿時の導電性が良好となり低温低湿環境下でも良好
な性能が発揮されるようになる。このような保護層は、
通常、5〜30μm の厚みに設定されるのが好ましく、
特に好適な範囲は7〜23μm である。また、この保護
層の電気抵抗は、108 〜1010Ω・cmに設定され
る。なお、上記導電剤としては、カーボンブラックに限
定されるものではなく、従来公知の導電剤を上記カーボ
ンブラックに代えて使用することができる。
The protective layer formed as the outermost layer on the outer periphery of the resistance adjusting layer is mainly composed of the N-methoxymethylated nylon described above. As the N-methoxymethylated nylon, a conventionally known one can be used as it is, as described above. Then, when a conductive agent such as carbon black is mixed and dispersed in this protective layer, the conductivity becomes good at low temperature and low humidity, and good performance is exhibited even in a low temperature and low humidity environment. Such a protective layer is
Usually, it is preferable to set the thickness to 5 to 30 μm,
A particularly preferred range is 7 to 23 μm. The electrical resistance of this protective layer is set to 10 8 to 10 10 Ω · cm. The conductive agent is not limited to carbon black, and a conventionally known conductive agent can be used in place of the carbon black.

【0019】この発明の導電性ロール、特に帯電ロール
は、例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、接着剤を塗布し、先に述べた
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、予めNーメトキシメチル化ナイロ
ンと導電剤とを混合した混合樹脂液を作製し、これを上
記導電性弾性体層の表面を必要に応じて研磨して、その
うえにスプレー、ディッピング等でコーティングして乾
燥し、必要な場合には熱処理して架橋させ軟化剤移行防
止層化する。そして、このようにして形成された導電剤
含有の軟化剤移行防止層の上に抵抗調整層を形成する。
この抵抗調整層の形成は前記A〜C成分に、補強剤、加
工助剤、加硫剤、充填剤等を、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、この未加硫ゴム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成形すること
ができる。上記塗工に際してはディップ方式によること
が好適である。より詳しく述べると、上記A〜C成分を
主体とする組成物が含まれる溶液を、ディップ液として
図1に示すような槽24に収容する。つぎに、導電性弾
性体層が形成されたロール25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A〜C成分を主体とするゴム膜を形成させる。
このときのディップ溶液粘度、昇降速度、昇降回数、乾
燥条件等の条件は、上記A〜C成分を主体とする溶液の
液膜が10〜200μmの範囲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1
0分〜2時間加熱することによりA〜C成分を主体とす
るゴム膜を加硫し抵抗調整層化させる。つぎに上記のよ
うに抵抗調整層を形成したのち、その上にNーメトキシ
メチル化ナイロンからなる樹脂液、場合によってはそれ
に導電剤等を混合した樹脂液をスプレー、ディッピング
等でコーティングして乾燥し、必要な場合には熱処理し
て架橋させ保護層化させる。このようにして、図2に示
すような層構造を有する導電性ロールが得られる。図に
おいて、26は芯金、27は導電性弾性体層、28は軟
化剤移行防止層、29は抵抗調整層、30は保護層であ
る。このようにして得られる導電性ロールはロール全体
の電気抵抗が106 〜109 Ω・cm程度に設定され
る。
The conductive roll of the present invention, particularly the charging roll, can be manufactured, for example, as follows. That is, an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the cored bar, and the conductive elastic body layer is formed using the rubber composition described above and utilizing mold vulcanization. Next, a mixed resin liquid in which N-methoxymethylated nylon and a conductive agent are mixed in advance is prepared, and the surface of the conductive elastic layer is polished as necessary, and then coated by spraying, dipping, or the like. It is dried and, if necessary, heat-treated and crosslinked to form a softener migration-preventing layer. Then, the resistance adjusting layer is formed on the conductive agent-containing softener migration preventing layer thus formed.
The resistance adjusting layer is formed by kneading the components A to C with a reinforcing agent, a processing aid, a vulcanizing agent, a filler and the like by an ordinary rubber processing method (Banbury mixer, roll, etc.) and unvulcanized rubber. The composition is made, and the unvulcanized rubber composition is treated with an appropriate solvent (eg, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.)
It can be molded by dissolving it in water, coating it on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer, drying it, and then heating and vulcanizing it. A dip method is suitable for the above coating. More specifically, the solution containing the composition containing the above-mentioned components A to C as a main component is contained as a dip solution in a tank 24 as shown in FIG. Next, the roll 25 on which the conductive elastic body layer is formed is erected vertically and repeatedly immersed in the solution to form a rubber film mainly containing components A to C on the outer peripheral surface of the conductive elastic body layer. Let it form.
At this time, the conditions such as the dip solution viscosity, the ascending / descending speed, the number of ascending / descending, and the drying condition are preferably set so that the liquid film of the solution mainly containing the components A to C is in the range of 10 to 200 μm. . The thus formed liquid film is dried at a temperature of 25 to 80 ° C. for 0.5 to 4 hours to remove the solvent, and then at a temperature of 150 to 200 ° C. for 1 hour.
By heating for 0 minutes to 2 hours, the rubber film mainly containing the components A to C is vulcanized to form a resistance adjusting layer. Next, after forming the resistance adjusting layer as described above, a resin solution made of N-methoxymethylated nylon, or a resin solution in which a conductive agent or the like is mixed therewith is coated by spraying, dipping, etc., and dried, If necessary, heat treatment is performed to crosslink and form a protective layer. In this way, a conductive roll having a layer structure as shown in FIG. 2 is obtained. In the figure, 26 is a core metal, 27 is a conductive elastic layer, 28 is a softener migration preventing layer, 29 is a resistance adjusting layer, and 30 is a protective layer. The electric resistance of the conductive roll thus obtained is set to about 10 6 to 10 9 Ω · cm.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、この発明の導電性ロール
は、軸体の外周に形成された導電性弾性体層の外周に、
前記A〜C成分を主体とする組成物を用いてなる抵抗調
整層が形成されている。このため、電気抵抗が全体に均
一であって、しかも長時間の使用によっても電気抵抗の
上昇が抑制される。その結果、かぶり現象等の複写画像
の不具合が生じない。さらに、電気抵抗(初期値)を幅
広く制御することが可能となり、適正な電気抵抗(帯電
ロールでは105 〜109 Ω・cmに設定することが可
能となる。
As described above, the conductive roll of the present invention has the conductive elastic body layer formed on the outer periphery of the shaft body,
A resistance adjusting layer is formed using a composition mainly containing the components A to C. Therefore, the electric resistance is uniform throughout, and the increase in the electric resistance is suppressed even after long-term use. As a result, problems such as a fog phenomenon in the copied image do not occur. Further, it becomes possible to widely control the electric resistance (initial value), and it is possible to set an appropriate electric resistance (10 5 to 10 9 Ω · cm for the charging roll).

【0021】次に、実施例について比較例と併せて説明
する。実施例1〜2と比較例1〜3を表に示す。 〔導電性弾性体層形成材料の調製〕導電性弾性体層形成
材料として、下記に示す各成分を用いてゴム組成物を準
備した。 ポリノルボーネンゴム 100部 ケッチェンブラック 50部 ナフテン系オイル 400部
Next, examples will be described together with comparative examples. Tables show Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3. [Preparation of Conductive Elastic Body Layer Forming Material] As a conductive elastic body layer forming material, a rubber composition was prepared using the following components. Polynorbornene rubber 100 parts Ketjen black 50 parts Naphthene oil 400 parts

【0022】〔軟化剤移行防止層形成材料の調製〕軟化
剤移行防止層形成材料として、下記に示す各成分を用い
てカーボンブラック分散樹脂液を調整した。 N−メトキシメチル化ナイロン 100部 カーボンブラック 15部
[Preparation of Softening Agent Migration Prevention Layer Forming Material] As a softening agent migration preventing layer forming material, a carbon black dispersion resin liquid was prepared using the following components. N-methoxymethylated nylon 100 parts Carbon black 15 parts

【0023】〔抵抗調整層形成材料の調製〕抵抗調整層
形成材料として、後記の表1に示す各成分を同表に示す
割合で配合し、未加硫ゴム組成物を調整した。なお、未
加硫ゴム組成物の電気抵抗を同表に併せて示した。
[Preparation of Material for Forming Resistance Adjusting Layer] As a material for forming a resistance adjusting layer, the components shown in Table 1 below were mixed in the proportions shown in the same table to prepare an unvulcanized rubber composition. The electrical resistance of the unvulcanized rubber composition is also shown in the same table.

【0024】〔保護層形成材料の調製〕保護層形成材料
として、下記に示す各成分を用いて樹脂液を調整した。 N−メトキシメチル化ナイロン 100部 カーボンブラック 8部
[Preparation of Protective Layer Forming Material] As a protective layer forming material, a resin liquid was prepared using the following components. N-methoxymethylated nylon 100 parts Carbon black 8 parts

【0025】つぎに、直径8mmの金属製シャフトから
なる芯金の外周に接着剤を塗布した後、その外周に、上
記導電性弾性体層形成材料のゴム組成物を用い、金型加
硫を利用し全体の外径が15mmになるように導電性弾
性体層を形成した。ついで、その導電性弾性体層の外周
に、上記軟化剤移行防止層形成材料用のカーボンブラッ
ク分散樹脂液をスプレーコーティングした後、乾燥し厚
み6〜10μmの軟化剤移行防止層を形成した。一方、
上記抵抗調整層形成用のゴム組成物をロール混合した
後、メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン=3
/1(重量比)の溶剤に溶解し、粘度を500センチポ
イズに調整してディップ液を作製した。この液中に、上
記のようにして軟化剤移行防止層が形成された芯金を浸
漬してコーティングした後、引き上げて乾燥させ、つい
で加熱処理して架橋させた。ついで、その表面に保護層
形成用の樹脂液をスプレーコーティングした後、乾燥し
て保護層を形成した。その結果、目的とする導電性ロー
ルが得られた。
Next, an adhesive is applied to the outer periphery of the cored bar made of a metal shaft having a diameter of 8 mm, and the outer periphery of the core is vulcanized by using the rubber composition of the conductive elastic layer forming material. The conductive elastic body layer was formed so that the entire outer diameter was 15 mm. Then, the outer periphery of the conductive elastic layer was spray-coated with the carbon black dispersion resin liquid for the material for forming a softening agent migration preventing layer, and then dried to form a softening agent migration preventing layer having a thickness of 6 to 10 μm. on the other hand,
After roll-mixing the rubber composition for forming the resistance adjusting layer, methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone = 3
The solution was dissolved in a solvent (weight ratio) of 1/1 and the viscosity was adjusted to 500 centipoise to prepare a dip solution. A cored bar on which the softening agent migration prevention layer was formed as described above was dipped in this solution for coating, then pulled up and dried, and then heat treated for crosslinking. Then, a resin solution for forming a protective layer was spray-coated on the surface and dried to form a protective layer. As a result, the intended conductive roll was obtained.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】このようにして得られた各導電性ロールに
ついて、導電性ロール外表面上に銀ペーストで10mm
四方の電極を描き(ガード電極付)、金属シャフトと上
記電極との電気抵抗(初期値)を測定した。また、この
導電性ロールに直流電圧(−550V)を印可した後の
電気抵抗も測定した。さらに、上記導電性ロールを帯電
ロールとして図3に示す装置に組み込み、コピーに組み
込んで直ぐの状態(初期状態)とコピーを6万枚取った
後の複写画像を目視により観察し評価した。そして、か
ぶり現象等の画像に不具合の生じなかったものを〇、画
像に不具合の生じたものを×として表示した。その結果
を下記の表2、表3に示した。
For each conductive roll thus obtained, 10 mm of silver paste was applied on the outer surface of the conductive roll.
The electrodes on four sides were drawn (with guard electrodes), and the electrical resistance (initial value) between the metal shaft and the electrodes was measured. Further, the electric resistance after applying a DC voltage (-550V) to this conductive roll was also measured. Further, the above conductive roll was incorporated as a charging roll into the apparatus shown in FIG. 3, and the state immediately after being incorporated into a copy (initial state) and the copied image after taking 60,000 copies were visually observed and evaluated. Then, those in which no image defect such as a fogging phenomenon occurred were displayed as ◯, and those in which the image defect occurred were displayed as x. The results are shown in Tables 2 and 3 below.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】上記表2、表3の結果から、比較例1、2
は電気抵抗の上昇度合いが1桁以上と高く、複写画像に
不具合が生じた。また、比較例3は電気抵抗が高く、複
写画像に不具合が生じた。これに対して、実施例品は電
気抵抗の上昇度合いが低く、直流電圧印加後も電気抵抗
の上昇が抑制されていることがわかる。さらに、画像の
不具合も全く生じなかった。
From the results of Tables 2 and 3 above, Comparative Examples 1 and 2
The degree of increase in electric resistance was as high as one digit or more, and a defect occurred in the copied image. Further, Comparative Example 3 had a high electric resistance, and a defect occurred in the copied image. On the other hand, it can be seen that the example products have a low degree of increase in electric resistance, and the increase in electric resistance is suppressed even after application of the DC voltage. Furthermore, no image defects occurred.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の導電性ロールの製法の一例を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for producing a conductive roll of the present invention.

【図2】この発明の導電性ロールの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of a conductive roll of the present invention.

【図3】導電性ロールが組み込まれた電子写真複写機の
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an electrophotographic copying machine in which a conductive roll is incorporated.

【図4】従来の導電性ロールの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional conductive roll.

【図5】従来の導電性ロールの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a conventional conductive roll.

【符号の説明】 26:芯金 27:導電性弾性体層 28:軟化剤移行防止層 29:抵抗調整層 30:保護層[Explanation of symbols] 26: Core 27: Conductive elastic layer 28: Softener migration prevention layer 29: Resistance adjustment layer 30: Protective layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−107874(JP,A) 特開 平5−88509(JP,A) 特開 平4−311972(JP,A) 特開 平1−142569(JP,A) 特開 昭58−87572(JP,A) 特開 昭60−150071(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 101 F16C 13/00 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/10 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-5-107874 (JP, A) JP-A-5-88509 (JP, A) JP-A-4-311972 (JP, A) JP-A-1- 142569 (JP, A) JP 58-87572 (JP, A) JP 60-150071 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/02 101 F16C 13/00 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軸体の外周に導電性弾性体層が形成さ
れ、この導電性弾性体層の外周に、抵抗調整層が形成さ
れた導電性ロールであって、上記抵抗調整層が、下記の
(A)〜(C)成分を主体とする組成物によって形成さ
れていることを特徴とする導電性ロール。 (A)エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合体 (B)水素化ニトリルゴム (C)イオン導電剤
1. A conductive roll having a conductive elastic body layer formed on the outer circumference of a shaft body, and a resistance adjusting layer formed on the outer circumference of the conductive elastic body layer, wherein the resistance adjusting layer comprises: 1. A conductive roll formed of a composition mainly containing the components (A) to (C). (A) Epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer (B) Hydrogenated nitrile rubber (C) Ion conductive agent
【請求項2】 導電性弾性体層と抵抗調整層との間に、
Nーメトキシメチル化ナイロンを主体とする軟化剤移行
防止層が形成され、さらに上記抵抗調整層の外周に最外
層としてNーメトキシメチル化ナイロンを主体とする保
護層が形成されている請求項1記載の導電性ロール。
2. Between the conductive elastic body layer and the resistance adjusting layer,
2. The conductive material according to claim 1, wherein a softener migration preventing layer mainly composed of N-methoxymethyl nylon is formed, and a protective layer mainly composed of N-methoxymethyl nylon is formed as an outermost layer on the outer periphery of the resistance adjusting layer. roll.
【請求項3】 イオン導電剤が、第四級アンモニウム塩
である請求項1または請求項2記載の導電性ロール。
3. The conductive roll according to claim 1, wherein the ionic conductive agent is a quaternary ammonium salt.
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