JP3646754B2

JP3646754B2 - Semiconductive rubber roll

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Publication number: JP3646754B2
Application number: JP14997896A
Authority: JP
Inventors: 剛史大石; 富美雄山田; 治彦高橋
Original assignee: Zeon Corp
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH09309975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導電性ゴムロールに関する。さらに詳しくは、ブリードなどによる感光体汚染の発生を抑止した、低硬度の電子写真装置用半導電性ゴムロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機または電子写真印刷機などの電子写真装置は、感光ドラム外周面を一様に帯電させ、次いで感光ドラムの外周面に印刷パターンまたは複写パターンを露光することにより静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成（現像）して、このトナー像を複写用紙または印刷用紙に転写することにより印刷または複写する機構を有するものである。
ゴムロールは電子写真装置において、感光体ドラム外周面を一様に帯電させるための帯電ロールとして、感光体ドラム外周面の静電潜像をトナー像に現像するための現像ロールとして、現像ロールにトナーを供給するための供給ロール、またはトナー像を転写するための転写ロールなどとして使用されている。
電子写真機に用いるゴムロールとしては、カーボンブラックなどの導電性付与剤を添加して電気抵抗を低下させたゴムロールが知られている。導電性付与剤を添加したゴムロールは、導電性付与剤の量が増えるにしたがって、硬度が高くなる。そのため、他の部材と接触させたときのニップが十分にとることができなくなり、電子写真装置として不具合を生じることがある。
導電性付与剤を添加したゴムロールの硬度を低下させるために、可塑剤や軟化剤を配合することが提案されている。しかし、可塑剤等はゴムロールに電圧を印加しているうちに、ロール周面にブリードアウトして、他の部材、特に感光体を汚染することがある。
ブリードアウトの防止策としてロール周面に樹脂を被覆することが行われているが十分でない。
一方、導電性付与剤を添加せずに電気抵抗の低い（半導電性の）ゴムロールの開発が試みられ、例えば、エピクロロヒドリンゴムや、アクリロニトリルブタジエンゴムを主体としたゴム組成物を使用したゴムロールが提案されている。しかし、このゴムロールも、硬度が十分に低くなっていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ブリードアウトによる感光体汚染を防止し、低硬度化した半導電性ゴムロールを提供することにある。
【０００４】
【発明を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系の固体ゴムとエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系の液状ゴムとを含有する組成物を成形して得られるゴムロールが、感光体汚染を生じずに低硬度化できることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
かくして本発明によれば、（１）導電性剛性体からなる芯金及び該芯金の外周面に積層してなるゴム層からなり、該ゴム層がエチレン性不飽和ニトリル単量体１０〜６０重量％、共役ジエン単量体４０〜９０重量％及びその他のエチレン性不飽和単量体０〜２０重量％を重合してなり、分子量が１０，０００を超え、ムーニー粘度が１０〜２００である固体ゴム（Ａ）４０〜９０重量部とエチレン性不飽和ニトリル単量体１０〜６０重量％、共役ジエン単量体４０〜９０重量％及びその他のエチレン性不飽和単量体０〜２０重量％を重合してなり、分子量が１，０００〜１０，０００であり、ムーニー粘度が１以下又は測定不可能である液状ゴム（Ｂ）１０〜６０重量部とその他の固体ゴム（Ｃ）０〜５０重量部（但し、固体ゴム（Ａ）と液状ゴム（Ｂ）とその他の固体ゴム（Ｃ）との合計量が１００重量部）とを含有する組成物の加硫物からなり、該ゴム層の外周面の軸方向の十点平均粗さ（Ｒｚ_１）が１〜１０μｍであることを特徴とする半導電性ゴムロールが提供される。
【０００６】
本発明によれば、（２）導電性剛性体からなる芯金及び該芯金の外周面に積層してなるゴム層からなり、該ゴム層が固体ニトリルゴム（Ａ）４０〜９０重量部と液状ニトリルゴム（Ｂ）１０〜６０重量部とその他の固体ゴム（Ｃ）０〜５０重量部（但し、固体ニトリルゴム（Ａ）と液状ニトリルゴム（Ｂ）とその他の固体ゴム（Ｃ）との合計量が１００重量部）とを含有する組成物の加硫物からなり、該ゴム層の外周面の軸方向の十点平均粗さ（Ｒｚ _１）が１〜１０μｍであることを特徴とする半導電性ゴムロールが提供される。
【０００７】
本発明の半導電性ゴムロールの好適な態様として以下のものが提供される。
（３）液状ゴムのムーニー粘度が１以下または測定不可能なものであることを特徴とする前記（１）または（２）の半導電性ゴムロール。
（４）固体ゴムのムーニー粘度が１０〜２００であることを特徴とする前記（１）、（２）または（３）のいずれかの半導電性ゴムロール。
【０００８】
（５）固体ゴムの体積固有抵抗が１０の７乗〜１０の１１乗Ω・ｃｍであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかの半導電性ゴムロール。
（６）加硫物が硫黄もしくは硫黄供与物、又は過酸化物により加硫されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかの半導電性ゴムロール。
【０００９】
また、本発明によれば、前記（１）〜（６）のいずれかの半導電性ゴムロール及び外周面が一様に帯電し且つ露光することにより該帯電が除電される感光体ドラムからなり、半導電性ゴムロール及び感光体ドラムはそれぞれ回転することができ且つ接触して設置されてなる電子写真装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の半導電性ゴムロールは、導電性剛性体からなる芯金及び該芯金の外周面に積層してなるゴム層からなるものである。
【００１１】
ゴム層は、固体ゴム（Ａ）と液状ゴム（Ｂ）とを含有する組成物の加硫物からなるものである。
【００１２】
本発明において固体ゴム（Ａ）は、エチレン性不飽和ニトリル単量体１０〜６０重量％、共役ジエン単量体４０〜９０重量％及びその他のエチレン性不飽和単量体０〜２０重量％を重合してなるものである。
【００１３】
エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−メチルアクリロニトリル、α−メトキシアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、クロトン酸ニトリル、ケイ皮酸ニトリル、イタコン酸ジニトリル、マレイン酸ジニトリル、フマル酸ジニトリルなどを挙げることができる。これらのうちアクリロニトリルが好適である。エチレン性不飽和ニトリル単量体の量は、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜５０重量％である。
【００１４】
共役ジエン単量体としては、ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、２，３−ジメチルブタジエン、４，５−ジエチル−１，３−オクタジエン、３−ブチル−１，３−オクタジエン、クロロプレン、２，３−ジクロロブタジエン、１，３−シクロペンタジエンなどを挙げることができる。これらのうちブタジエンが好適である。共役ジエン単量体の量は、４０〜９０重量％、好ましくは５０〜８５重量％である。
【００１５】
その他のエチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸；マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等のエチレン性不飽和多価カルボン酸及びその無水物；アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸アミル等のエチレン性不飽和モノカルボン酸のモノアルキルエステル；マレイン酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、マレイン酸ジメチル等のエチレン性不飽和多価カルボン酸の多価アルキルエステル；マレイン酸モノエチル、イタコン酸モノメチル、マレイン酸モノメチル等のエチレン性不飽和多価カルボン酸の部分アルキルエステル；アクリルアミド、メタクリルアミド、クロトン酸アミド、ケイ皮酸アミド等のエチレン性不飽和モノカルボン酸のモノアミド；スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレン、１，１−ジフェニルエチレン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−アミノスチレン、ビニルピリジン等の芳香族ビニル単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、酢酸アリルなどを挙げることができる。その他のエチレン性不飽和単量体の量は０〜２０重量％、好ましくは０〜１５重量％である。
【００１６】
固体ゴム（Ａ）は、上記単量体を重合した後、不飽和結合部分に水素を付加し、あるいは官能基を有する化合物を付加したものであってもよい。
【００１７】
固体ゴム（Ａ）は、常温において固体状態のゴムであり、通常、その分子量が、１０，０００を超えるものである。
また、固体ゴム（Ａ）は、ＪＩＳＫ−６３００の規定に従って測定したムーニー粘度が、通常、１０〜２００のものである。
【００１８】
固体ゴム（Ａ）は、その体積固有抵抗が、通常、１０の７乗〜１０の１１乗Ω・ｃｍ、好ましくは１０の７乗〜１０の１０乗Ω・ｃｍのものである。体積固有抵抗は前記単量体の量を変更することにより適宜調整することができる。固体ゴム（Ａ）の体積固有抵抗が小さいと表面電位のリークにより電子写真装置として不具合が生じる、体積固有抵抗が大きいと充分な表面電位を得難くなる。
【００１９】
固体ゴム（Ａ）の量は、ゴム層を構成するゴム（固体ゴム（Ａ）と液状ゴム（Ｂ）とその他の固体ゴム（Ｃ）との合計量）１００重量部のうち４０〜９０重量部、好ましくは５０〜８０重量部である。４０重量部未満では耐圧縮性に劣るようになり、９０重量部を超えると低硬度化の効果がなくなるようになる。
【００２０】
本発明において液状ゴム（Ｂ）はエチレン性不飽和ニトリル単量体１０〜６０重量％、共役ジエン単量体４０〜９０重量％及びその他のエチレン性不飽和単量体０〜２０重量％を重合してなるものである。
【００２１】
液状ゴム（Ｂ）を構成するエチレン性不飽和ニトリル単量体、共役ジエン単量体及びその他のエチレン性不飽和単量体は前記の固体ゴムを構成するものと同じものを挙げることができ、それら単量体の量も前記固体ゴムを構成するものと同じ範囲である。
【００２２】
液状ゴム（Ｂ）は、上記単量体を重合した後、不飽和結合部分に水素を付加し、あるいは官能基を有する化合物を付加したものであってもよい。
【００２３】
液状ゴム（Ｂ）は、常温において液体状態のゴムであり、その分子量が、通常、１，０００〜１０，０００、のものである。
また、液状ゴム（Ｂ）は、ＪＩＳＫ−６３００の規定に従って測定したムーニー粘度が、通常、１以下又は、ムーニー粘度測定不可能なものである。
【００２４】
液状ゴム（Ｂ）は、その体積固有抵抗が、通常、１０の７乗〜１０の１１乗Ω・ｃｍ、好ましくは１０の７乗〜１０の１０乗Ω・ｃｍのものである。液状ゴム（Ｂ）の体積固有抵抗が小さいと表面電位のリークにより電子写真装置として不具合が生じるようになる、体積固有抵抗が大きいと充分な表面電位を得難くなるようになる。
【００２５】
液状ゴム（Ｂ）の量は、ゴム層を構成する固体ゴム（Ａ）と液状ゴム（Ｂ）とその他の固体ゴム（Ｃ）との合計量１００重量部のうち１０〜６０重量部、好ましくは２０〜５０重量部である。１０重量部未満では低硬度化の効果が少なくなる、６０重量部を超えると耐圧縮性に劣るようになる。
【００２６】
ゴム層には、上記固体ゴム（Ａ）及び液状ゴム（Ｂ）の他に、その他の固体ゴム（Ｃ）を含有するものであってもよい。
その他の固体ゴム（Ｃ）としては、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴム、エピハロヒドリンゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。これらのうちエピハロヒドリンゴム、特にエピクロロヒドリンゴムが好適である。
【００２７】
固体ゴム（Ｃ）は、その体積固有抵抗が、通常、１０の７乗〜１０の１１乗Ω・ｃｍ、好ましくは１０の７乗〜１０の１０乗Ω・ｃｍのものである。固体ゴム（Ｃ）の体積固有抵抗が小さいと表面電位のリークにより電子写真装置として不具合を生じる、体積固有抵抗が大きいと充分な表面電位を得難くなるようになる。
【００２８】
固体ゴム（Ｃ）の量は、ゴム層を構成する固体ゴム（Ａ）と液状ゴム（Ｂ）とその他の固体ゴム（Ｃ）との合計量１００重量部のうち０〜５０重量部、好ましくは０〜４０重量部である。５０重量部を超えると液状ゴム（Ｂ）のブリードを生じやすくなる。
【００２９】
本発明においてゴム層は、通常、前記固体ゴム（Ａ）、液状ゴム（Ｂ）及び固体ゴム（Ｃ）を混練しあるいはそれぞれのゴムラテックスを混合して組成物を得た後、該組成物を成形し加硫して得る。
【００３０】
ゴム層の成形は、通常のロール成形法を採用することができ、具体的には、押出成形法によりチューブ状に成形するか、シート状の成形物を得、これを芯金に巻き付けるかして行う。
【００３１】
本発明におけるゴム層は、不飽和ゴムの加硫に使用する加硫剤または過酸化物を前記組成物に配合して、加硫を行って得る。
加硫剤としては、モルホリンジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム化合物；硫黄などが挙げられる。
過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２，５−ジメチルヘキサン、ベンゾイルパーオキサイドなどが挙げられる。
【００３２】
過酸化物によりゴム層の加硫を効率的に行うために加硫助剤を配合してもよい。加硫助剤としては、マレイミド化合物が好適であり、具体的には、マレイミド、フェニレンビスマレイミドなどが挙げられる。マレイミド化合物以外では、アクリレート系やメタクリレート系の多官能性モノマーを用いることができる。
【００３３】
ゴム層の体積固有抵抗は、通常、１０の６乗〜１０の１２乗Ω・ｃｍである。ゴム層にはカーボンブラック、金属粉等の導電性付与剤を特に配合しなくともゴム層が上記体積固有抵抗を有するものとすることができる。体積固有抵抗を再調整するために金属酸化物を配合してもよい。金属酸化物を配合することによって環境変動による体積固有抵抗の変動が小さくなる。
ここで、金属酸化物は、その一次粒子径が、通常、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍのものである。粒子径が小さいとエラストマーへの配合分散が困難になり、逆に粒径が大きいと成形加工性や、物理的特性が低下しやすくなる。金属酸化物の具体例としては、ＡｌドープＺｎＯ、ＳｎＯ₂（酸化アンチモンドープ）被属ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂（酸化アンチモンドープ）被属ＳｎＯ₂、ＳｎＯ₂被属ＴｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・nＴｉＯ₂／ＳｎＯ₂Ｓｂ₂Ｏ₆、ＳｎＯ₂（酸化アンチモンドープ）被属複合酸化物、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモンなどを挙げることができる。
金属酸化物の量は、ゴム層を形成するゴム１００重量部に対して、０〜２００重量部、好ましくは０〜１５０重量部である。金属酸化物の量が多くなると部材の硬度が高くなる。
【００３４】
本発明の半導電性ゴムロールは、現像ロールや帯電ロールなどとして使用するために、ゴム層の外周面の軸方向の中心線平均粗さ（Ｒａ）が、通常、０．３〜２．５μｍ、好ましくは０．３〜２μｍにする。Ｒａはより小さい方が好ましいが、Ｒａを０にすることは困難であるので、生産効率の観点から下限は０．３μｍとなる。一方Ｒａが大きくなると印字濃度が高くなる。
なお、中心線平均粗さは断面曲線から中心線の方向（Ｘ軸）に測定長さ（Ｌ）だけ抜取り、粗さ方向（Ｙ軸）として粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）なる関数で表すとき、この関数の絶対値をｘ＝０からＬまで定積分して表されるμｍ単位の値である。
【００３５】
本発明の半導電性ロールは、現像ロールや帯電ロールなどとして使用するために、ゴム層の外周面の軸方向の十点平均粗さ（Ｒｚ₁）を、通常、１〜１０μｍ、好ましくは２〜９μｍにする。さらに本発明のゴムロールは、その円周方向の十点平均粗さ（Ｒｚ₂）／軸方向の十点平均粗さ（Ｒｚ₁）の比を、通常、０．９〜１．２、好ましくは０．９５〜１．１５にする。Ｒｚ₂／Ｒｚ₁の比が大きくなると印字濃度が高くなるがドット再現性が低下する。逆にＲｚ₂／Ｒｚ₁の比が小さくなると印字濃度及びドット再現性が低下する。
なお、十点平均粗さ（Ｒｚ₁及びＲｚ₂）はゴムロール面の断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の中で最も高い山から５番目までの山の高さの平均値と最も深い谷から５番目までの谷の深さの平均値との差をμｍの単位で表した値である。
【００３６】
本発明の半導電性ロールは、そのゴム層の体積固有抵抗（芯金から弾性層外周面までの間で測定した電気抵抗値から求めたもの）が、通常、１０の６乗〜１０の１２乗Ω・ｃｍ、好ましくは１０の６．５乗〜１０の１１．５乗Ω・ｃｍである。体積固有抵抗をこの範囲にすることにより、トナーの帯電が充分に均一となり、良好な印字濃度が得られ、ドット再現性も高くなる。
【００３７】
本発明の半導電性ロールは、そのゴム層の圧縮永久歪率が、通常、２５％以下、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは２０％以下である。圧縮永久歪が大きくなると、良好な画像形成が困難になりやすい。
【００３８】
本発明の半導電性ゴムロールにおいて、芯金は導電性剛性体、具体的には、銅、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルなどの金属で形成されている。
芯金は通常、端から端までが同一外径の円柱形状をなしているものを用いるが、半導電性ゴムロールが他のロールに接触することによる、他のロールまたは半導電性ゴムロールの端部の摩耗を少なくするために芯金の端部の外径を芯金の軸方向中央部よりも小さくすることが好ましい。芯金の外周面はゴム層との接着力を高めるために、表面粗さを大きくすることが好ましく、例えば、芯金外表面にＶ字状のローレット溝を設ける。
【００３９】
ゴム層と芯金との接合は、芯金の外周面を研磨、サンドブラストなどによって錆などの付着物を除き、油分を洗浄し、接着剤を塗布しておく、次に前記ゴム層がチューブ状であるときには、そのチューブ腔に前記芯金を挿入して芯金とゴム層とを接合する。また、前記ゴム層がシート状であるときには、前記芯金の外周面に該シートゴムを巻き付けて、加硫することによりも得ることができる。
芯金の外径はゴム層の芯金を取り付ける部分の内径に比べ大きい方が芯金とゴム層との接合力が強くなるので、接合部が破壊され、芯金からゴム層表面に印加した電圧が伝わらなくなることによる画像不良を生起することが防げるので好ましい。
【００４０】
ゴム層の外周面には、表面電位のリークを防ぐために、あるいはトナーの粘着を防止するために、表面粗さあるいは摩擦抵抗を低くすることが好ましい。表面粗さあるいは摩擦抵抗を低くするには、研磨機を用いて研磨するか、紫外線をゴム層外周面に均一に照射するか、ポリウレタンやシリコーンなどのポリマーを外周面に被覆するかなどして行なう。ポリマーを被覆するとさらに感光体汚染を防ぐことができる。
【００４１】
本発明の半導電性ゴムロールは、電子写真装置において、感光体ドラム外周面を一様に帯電させるための帯電ロールとして、感光体ドラム外周面の静電潜像をトナー像に現像するための現像ロールとして、現像ロールにトナーを供給するための供給ロール、またはトナー像を転写するための転写ロールなどとして使用することができる。
【００４２】
図１は、本発明にかかる電子写真装置の一例を示す概念図である。以下この図を参照して説明する。
【００４３】
本発明の電子写真装置は、前記の半導電性ゴムロール（以下、現像ロールということがある。）及び感光体ドラムからなり、現像ロール及び感光体ドラムはそれぞれ回転することができ且つ接触して設置されてなるものである。必要に応じて供給ロールが配置されている。
【００４４】
感光体ドラムは、帯電装置により外周面が一様に帯電し且つ露光することにより該帯電が除電されるものである。帯電装置としては、本発明の半導電性ゴムロールの外周面を樹脂被覆してなる帯電ロールを使用することができる。
【００４５】
供給ロール、現像ロール及び感光体ドラムはそれぞれ回転することができるよう固定されている。供給ロールと現像ロールとは接触するように固定されている。また、現像ロールと感光体ドラムとが接触するようにして固定されている。なお、供給ロール、感光体ドラム及び現像ロールをそれぞれ回転させるための駆動装置が、通常、備えられている。
感光体ドラムの回転方向と現像ロールの回転方向は、通常、逆回転方向になるように（接触面では同方向に擦り合うように）する。
供給ロールの回転方向と現像ロールの回転方向は、通常、同じ回転方向になるように（接触面では逆方向に擦り合うように）する。
周速度は、トナーが感光体に十分付着するように、また後述の転写装置で転写しなかった残存トナーを現像ロールで清掃する効率を高めるために感光体ドラムの周速度に対して１．５〜３倍の周速度で現像ロールを回転させることが好ましい。また現像ロールの周速度に対して０．４〜０．９倍の周速度で供給ロールを回転させることが好ましい。
【００４６】
供給ロール、感光体ドラム及び現像ロールには、通常、電圧が印加されている。感光体ドラム及び現像ロールに印加される電圧は、感光体ドラムの表面電位（Ｖｃ）と現像ロールの表面電位（Ｖｄ）との関係が、（Ｖｃ−Ｖｄ）の絶対値が５０ボルト以上になるようにする。印加電圧を上記条件に設定することにより、現像と清掃とを同時に効率よく行うことができる。
【００４７】
現像ロールには、通常、現像ロール表面に付着されるトナーの層厚及び帯電状態を制御するための現像ブレードが現像ロールに当接されている。
現像ブレード及び供給ロールには、通常、電圧が印加されている。現像ブレード及び供給ロールに印加される電圧は、現像ブレードの表面電位（Ｖｂ）、供給ロールの表面電位（Ｖｓ）、現像ロールの表面電位（Ｖｄ）との関係が、数１で表されるようにする。トナーの帯電が均一になり、トナーの供給を効率よく行うことができる。
【００４８】
【数１】

【００４９】
現像ロールによって感光体ドラムに付着されたトナーは転写装置により紙または樹脂シート等にトナー像が転写される。転写装置としては、転写ロール、転写ベルト、コロナ放電転写装置などが挙げられる。転写ロールには、本発明の半導電性ゴムロールを使用することができる。
【００５０】
本発明の電子写真装置に適用できるトナーは特に制限されないが、好適には球形の非磁性一成分トナーを用いる。
球形トナーは体積平均粒径（ｄｖ）が３〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍのものである。
好適な球形トナーは上記体積平均粒径を備え、さらに体積平均粒径（ｄｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１〜１．４であり、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１〜１．３である。
さらに好適に適用できる球形トナーはＢＥＴ法による比表面積（Ａ）［ｍ²／ｇ］、個数平均粒径（ｄｎ）［μｍ］及び真比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５〜１０の範囲に入るもので、帯電量（Ｑ）［μｃ／ｇ］と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が４０〜１５０のものである。球形トナーには、軟質または低ガラス転移温度のポリマーを含有するコアと、硬質または高ガラス転移温度のポリマーを含有するシェルとからなるいわゆるカプセルトナーも含まれる。球形トナーは、通常、重合法により得ることができる。
【００５１】
トナーには、通常、着色剤が配合されているが、この着色剤としては、黒、マゼンタ、イエロ、シアンなどの各色を付与するものを挙げることができ、いずれの着色剤を配合したトナーであっても、本発明の半導電性部材（ロール）を用いた画像形成装置に適用できる。
【００５２】
本発明の電子写真装置に用いる現像ロールの十点平均粗さ（Ｒｚ₁）は、通常、１〜１０μｍ、好ましくは２〜９μｍである。Ｒｚ₁はより小さい方が好ましいが、Ｒｚ₁を０に近づけることは困難であるので、下限は０．３μｍとなる。
【００５３】
さらに現像ロールは、その円周方向の十点平均粗さ（Ｒｚ₂）／軸方向の十点平均粗さ（Ｒｚ₁）の比が、通常、０．９〜１．２であることが好ましい。Ｒｚ₂／Ｒｚ₁の比が大きくなると印字濃度が高くなるがハーフトーン（印字のドット再現性）が低下する。逆にＲｚ₂／Ｒｚ₁の比が小さくなる印字濃度及び印字のドット再現性が低下する。
なお、十点平均粗さ（Ｒｚ₁及びＲｚ₂）はゴムロール面の断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の中で最も高い山から５番目までの山の高さの平均値と最も深い谷から５番目までの谷の深さの平均値との差をμｍの単位で表した値である。
【００５４】
現像ロールのゴム層の体積固有抵抗は、通常、１０の７乗〜１０の１１乗Ω・ｃｍ、好ましくは１０の７乗〜１０の１０乗Ω・ｃｍである。この範囲にすることにより、トナーの帯電が高く均一となり、良好な印字濃度が得られ、またドット再現性も良くなる。
【００５５】
【実施例】
実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の「％」及び「部」は特に断わりが無い限り重量基準である。
本実施例において行った評価試験方法は以下のとおりである。
【００５６】
［押圧カブリ］
体積平均粒径が７μｍ、体積平均粒径（ｄｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１．２、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．１、ＢＥＴ法による比表面積（Ａ）［ｍ²／ｇ］、個数平均粒径（ｄｎ）［μｍ］及び真比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が８、帯電量（Ｑ）［μｃ／ｇ］と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が８１の球形の重合法カプセルトナーを用いて連続印字を行い、紙上両端部の「白ベタ印字部」にカブリが生じているかどうかを顕微鏡を用いて観察し以下の指標で評価した。
○：連続印字を行なってもカブリを発生しない。
△：連続印字を行なうとカブリが少し発生するが、画質上問題がない。
×：連続印字を行なうとカブリが生じ、画質が低下する。
【００５７】
［感光体汚染］
半導電性ゴムロールを荷重５００ｇｆとなるように感光体ドラムに接触させ、４５℃、８０％ＲＨの環境下で３週間放置した後、感光体汚染の有無を肉眼で確認した。
○：３週間経過時にも汚染認められない。
△：２週間経過後、３週間経過前にすじ状の汚染認められた。
×：２週間経過前に汚染が認められた。
【００５８】
［耐圧縮性］
半導電性ゴムロールが変形率２０％になるように半導電性ゴムロールを感光体ドラムに接触させ４５℃、８０％ＲＨの環境下に３週間放置し、ローラの圧縮永久歪率を求めた。
○：圧縮永久歪率が１０％未満である。
△：圧縮永久歪率が１０％以上２０％未満である。
×：圧縮永久歪率が２０％以上である。
【００５９】
［体積固有抵抗］
半導電性ゴムロールのゴム層を形成する組成物の加硫物を厚さ２ｍｍのゴムシートに形成し、それをガイドリング付き電極に挟んで、直流５００Ｖの電圧で２３℃、５０％ＲＨにて電気抵抗値を測定した。
該ゴムシートは１０枚作製し、それぞれの抵抗値を測定し、そのバラツキを評価した。表１には抵抗値の最大値と最小値を示した。最大値と最小値との差が１オーダー以内であることが好ましい。
【００６０】
実施例１
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（数平均分子量約１０万、アクリロニトリル３３％、ブタジエン６７％）７０部、液状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（数平均分子量３０００、アクリロニトリル３０％、ブタジエン７０％）３０部、硫黄０．５部、テトラメチルチウラムジスルフィド１部、ステアリン酸１部、酸化亜鉛５部、炭酸カルシウム２０部及び老化防止剤Ｄ１部をロールで混練し、チューブ状に成形してゴム層を得、これに外径８ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス棒の外周面に接着剤を塗布しこれをチューブ腔に挿入し、１６０℃、３０分間の条件で加硫した。次いでゴム層の外周面を研磨し、紫外線を３分間照射して半導電性ゴムロールを得た。
このゴムロールのゴム層の体積固有抵抗と硬度、及びこのゴムロールを現像ロールとして図１に示す電子写真装置に取り付けたときの押圧カブリ状態と感光体汚染状態と耐圧縮性について評価した結果を表１に示した。
【００６１】
実施例２〜４、比較例１〜３
表１又は表２に示す処方のゴム層とした以外は実施例１と同様の方法で半導電性ゴムロールを得、その評価結果を表１又は表２に示した。
【００６２】
【表１】

【００６３】
表１脚注
１）ＮＢＲ：アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル３３重量％、ブタジエン６７重量％、数平均分子量約１０万、ムーニー粘度７８
２）Ｈ−ＮＢＲ：水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル３６重量％、ブタジエン６４重量％、数平均分子量約１０万、水素化率９０％、ムーニー粘度８０
３）ＮＢＩＲ：アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、アクリロニトリル３３重量％、ブタジエン５２重量％、イソプレン１５重量％、数平均分子量約１０万、ムーニー粘度７８
４）液状ＮＢＲ：アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル３０重量％、ブタジエン７０重量％、数平均分子量約３０００
５）液状ｃ−ＮＢＲ：カルボキシル基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体液状ゴム、アクリロニトリル２０重量％、ブタジエン７０重量％、カルボキシル基含有モノマー１０重量％、数平均分子量約３０００
６）ＥＣＯ：エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体ゴム、エピクロルヒドリン７１重量％、エチレンオキサイド２３重量％、アリルグリシジルエーテル６重量％、数平均分子量約１５万、ムーニー粘度７５
７）▲１▼ＵＶ照射：波長約２８０ｎｍの紫外線ランプをランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４ｋｗでランプから１２ｃｍ離れた所にロールを置きロールを回転させながら３分間照射
▲２▼ＰＵ被覆：ポリウレタン樹脂（第一工業製薬社製、スーパーフレックス１２６；ガラス転移温度７２℃）の水分散液を膜厚１０μｍとなるようにロール外周面に均一に塗布
【００６４】
【表２】

【００６５】
表２脚注
１）、２）、４）、６）、７）は表１と同じ
８）導電性カーボン：ケッチェンブラックインターナショナル社製「ケッチェンブラックＥＣ」
【００６６】
【発明の効果】
本発明のゴムロールは液状ゴムにより、ゴム層の硬度を低くすることができ、かつ液状ニトリルゴムと固体ニトリルゴムとを併用することにより、液状ニトリルゴムがロール外周面にブリードアウトすることが妨げられ、感光体汚染の発生が低減される。また耐圧縮性に優れ、押圧カブリなどの画像不良が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真装置を示す図。
【符号の説明】
４：感光体ドラム
５：帯電ロール
６：現像ロール
７：転写ロール
８：供給ロール
９：現像ブレード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductive rubber roll. More specifically, the present invention relates to a semiconductive rubber roll for an electrophotographic apparatus having a low hardness, in which the occurrence of photoconductor contamination due to bleeding or the like is suppressed.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printing machine forms an electrostatic latent image by uniformly charging the outer peripheral surface of a photosensitive drum and then exposing a printed pattern or a copy pattern on the outer peripheral surface of the photosensitive drum. Then, a toner image is formed (development) by attaching toner to the electrostatic latent image, and the toner image is transferred to a copy sheet or a print sheet, thereby having a mechanism for printing or copying.
In an electrophotographic apparatus, a rubber roll is used as a charging roll for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive drum, as a developing roll for developing the electrostatic latent image on the outer peripheral surface of the photosensitive drum into a toner image, Is used as a supply roll for supplying toner or a transfer roll for transferring a toner image.
As a rubber roll used in an electrophotographic machine, a rubber roll is known in which electrical resistance is reduced by adding a conductivity imparting agent such as carbon black. The rubber roll to which the conductivity imparting agent is added has a higher hardness as the amount of the conductivity imparting agent increases. For this reason, a sufficient nip cannot be obtained when it is brought into contact with another member, which may cause problems as an electrophotographic apparatus.
In order to reduce the hardness of a rubber roll to which a conductivity imparting agent is added, it has been proposed to add a plasticizer or a softening agent. However, the plasticizer or the like may bleed out to the peripheral surface of the roll while applying a voltage to the rubber roll, and may contaminate other members, particularly the photoreceptor.
As a measure for preventing bleed-out, coating the resin on the peripheral surface of the roll is not sufficient.
On the other hand, development of a rubber roll having low electrical resistance (semiconductive) without adding a conductivity-imparting agent has been attempted. For example, a rubber roll using a rubber composition mainly composed of epichlorohydrin rubber or acrylonitrile butadiene rubber. Has been proposed. However, this rubber roll is not sufficiently low in hardness.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductive rubber roll having a reduced hardness by preventing photoreceptor contamination due to bleed out.
[0004]
[Means for Solving the Invention]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have a composition containing an ethylenically unsaturated nitrile-conjugated diene-based solid rubber and an ethylenically unsaturated nitrile-conjugated diene-based liquid rubber. It has been found that a rubber roll obtained by molding a product can be reduced in hardness without causing photoconductor contamination, and the present invention has been completed based on this finding.
[0005]
Thus, according to the present invention, (1) a cored bar made of a conductive rigid body and a rubber layer laminated on the outer peripheral surface of the cored bar, the rubber layer is made of ethylenically unsaturated nitrile monomer 10-60. % By weight, 40 to 90% by weight of conjugated diene monomer and 0 to 20% by weight of other ethylenically unsaturated monomers.The molecular weight is greater than 10,000 and the Mooney viscosity is 10 to 200.40-90 parts by weight of solid rubber (A), 10-60% by weight of ethylenically unsaturated nitrile monomer, 40-90% by weight of conjugated diene monomer, and 0-20% by weight of other ethylenically unsaturated monomers % Is polymerizedThe molecular weight is 1,000 to 10,000, and the Mooney viscosity is 1 or less or cannot be measured.10 to 60 parts by weight of liquid rubber (B) and 0 to 50 parts by weight of other solid rubber (C) (however, the total amount of solid rubber (A), liquid rubber (B) and other solid rubber (C)) 10 parts average roughness (Rz) in the axial direction of the outer peripheral surface of the rubber layer.₁) Is 1 to 10 μm, a semiconductive rubber roll is provided.
[0006]
According to the present invention, (2) a core metal made of a conductive rigid body and a rubber layer laminated on the outer peripheral surface of the core metal, the rubber layer comprises 40 to 90 parts by weight of solid nitrile rubber (A). 10-60 parts by weight of liquid nitrile rubber (B) and 0-50 parts by weight of other solid rubber (C) (provided that solid nitrile rubber (A), liquid nitrile rubber (B) and other solid rubber (C) A total amount of 100 parts by weight).The ten-point average roughness (Rz) in the axial direction of the outer peripheral surface of the rubber layer ₁ ) Is 1-10 μmA semiconductive rubber roll is provided.
[0007]
The following are provided as preferred embodiments of the semiconductive rubber roll of the present invention.
(3) The semiconductive rubber roll according to (1) or (2) above, wherein the Mooney viscosity of the liquid rubber is 1 or less or cannot be measured.
(4) The semiconductive rubber roll according to any one of (1), (2) and (3), wherein the Mooney viscosity of the solid rubber is 10 to 200.
[0008]
(5) The semiconductive rubber roll according to any one of (1) to (4), wherein the volume resistivity of the solid rubber is 10 7 to 10 11 Ω · cm.
(6) The semiconductive rubber roll according to any one of (1) to (5), wherein the vulcanized product is vulcanized with sulfur, a sulfur donor, or a peroxide.
[0009]
In addition, according to the present invention, the semiconductive rubber roll according to any one of (1) to (6) and a photosensitive drum that is uniformly charged and exposed to charge to remove the charge by exposure, An electrophotographic apparatus is provided in which the semiconductive rubber roll and the photosensitive drum can be rotated and installed in contact with each other.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The semiconductive rubber roll of the present invention comprises a cored bar made of a conductive rigid body and a rubber layer laminated on the outer peripheral surface of the cored bar.
[0011]
A rubber layer consists of a vulcanizate of a composition containing solid rubber (A) and liquid rubber (B).
[0012]
In the present invention, the solid rubber (A) contains 10 to 60% by weight of ethylenically unsaturated nitrile monomer, 40 to 90% by weight of conjugated diene monomer and 0 to 20% by weight of other ethylenically unsaturated monomer. Polymerized.
[0013]
Examples of the ethylenically unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-methylacrylonitrile, α-methoxyacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, crotonic acid nitrile, cinnamic nitrile, itaconic acid dinitrile, Mention may be made, for example, of dinitrate maleate and dinitrile fumarate. Of these, acrylonitrile is preferred. The amount of the ethylenically unsaturated nitrile monomer is 10 to 60% by weight, preferably 15 to 50% by weight.
[0014]
Conjugated diene monomers include butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3 -Octadiene, chloroprene, 2,3-dichlorobutadiene, 1,3-cyclopentadiene and the like can be mentioned. Of these, butadiene is preferred. The amount of the conjugated diene monomer is 40 to 90% by weight, preferably 50 to 85% by weight.
[0015]
Other ethylenically unsaturated monomers include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and cinnamic acid; maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, itaconic anhydride Ethylenically unsaturated polycarboxylic acids such as citraconic acid and mesaconic acid and their anhydrides; methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, ethyl methacrylate, amyl acrylate, etc. Monoethyl ester of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid; Polyvalent alkyl ester of ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acid such as diethyl maleate, dimethyl itaconate, dimethyl maleate; Monoethyl maleate, monomethyl itaconate, monomethyl maleate Of ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acids such as Monoalkyl of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid such as acrylamide, methacrylamide, crotonic amide, cinnamic amide; styrene, α-methyl styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene Pt-butylstyrene, o-methoxystyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, 1,1-diphenylethylene, N, N-dimethyl-p-aminostyrene, vinylpyridine, etc. Aromatic vinyl monomers; vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, allyl acetate and the like. The amount of other ethylenically unsaturated monomers is 0 to 20% by weight, preferably 0 to 15% by weight.
[0016]
The solid rubber (A) may be one obtained by polymerizing the monomer and then adding hydrogen to the unsaturated bond portion or adding a compound having a functional group.
[0017]
The solid rubber (A) is a rubber in a solid state at normal temperature, and usually has a molecular weight exceeding 10,000.
Further, the solid rubber (A) usually has a Mooney viscosity of 10 to 200 measured according to JIS K-6300.
[0018]
The solid rubber (A) has a volume resistivity of usually 10 7 to 10 11 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 10 Ω · cm. The volume resistivity can be appropriately adjusted by changing the amount of the monomer. If the volume resistivity of the solid rubber (A) is small, a problem arises as an electrophotographic apparatus due to leakage of the surface potential.
[0019]
The amount of the solid rubber (A) is 40 to 90 parts by weight of 100 parts by weight of rubber constituting the rubber layer (total amount of the solid rubber (A), liquid rubber (B) and other solid rubber (C)). The amount is preferably 50 to 80 parts by weight. If it is less than 40 parts by weight, the compression resistance will be poor, and if it exceeds 90 parts by weight, the effect of reducing the hardness will be lost.
[0020]
In the present invention, the liquid rubber (B) polymerizes 10 to 60% by weight of ethylenically unsaturated nitrile monomer, 40 to 90% by weight of conjugated diene monomer and 0 to 20% by weight of other ethylenically unsaturated monomers. It is made.
[0021]
Examples of the ethylenically unsaturated nitrile monomer, conjugated diene monomer and other ethylenically unsaturated monomers constituting the liquid rubber (B) can include the same as those constituting the solid rubber, The amount of these monomers is also in the same range as that constituting the solid rubber.
[0022]
The liquid rubber (B) may be one obtained by polymerizing the monomer and then adding hydrogen to the unsaturated bond portion or adding a compound having a functional group.
[0023]
The liquid rubber (B) is a rubber in a liquid state at normal temperature, and its molecular weight is usually 1,000 to 10,000.
Further, the liquid rubber (B) has a Mooney viscosity measured in accordance with JIS K-6300, usually 1 or less, or a Mooney viscosity cannot be measured.
[0024]
The liquid rubber (B) has a volume resistivity of usually 10 7 to 10 11 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 10 Ω · cm. If the volume specific resistance of the liquid rubber (B) is small, a problem occurs as an electrophotographic apparatus due to leakage of the surface potential. If the volume specific resistance is large, it becomes difficult to obtain a sufficient surface potential.
[0025]
The amount of the liquid rubber (B) is 10 to 60 parts by weight, preferably 100 to 60 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the total amount of the solid rubber (A), the liquid rubber (B) and the other solid rubber (C) constituting the rubber layer. 20 to 50 parts by weight. If it is less than 10 parts by weight, the effect of reducing the hardness is reduced. If it exceeds 60 parts by weight, the compression resistance is poor.
[0026]
The rubber layer may contain other solid rubber (C) in addition to the solid rubber (A) and the liquid rubber (B).
As other solid rubber (C), styrene-butadiene copolymer rubber, acrylic rubber, epihalohydrin rubber, ethylene oxide-propylene oxide rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, Examples thereof include butyl rubber, urethane rubber, and fluorine rubber. Of these, epihalohydrin rubber, particularly epichlorohydrin rubber is preferred.
[0027]
The solid rubber (C) has a volume resistivity of usually 10 7 to 10 11 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 10 Ω · cm. If the volume resistivity of the solid rubber (C) is small, the surface potential leaks causes a problem as an electrophotographic apparatus. If the volume resistivity is large, it becomes difficult to obtain a sufficient surface potential.
[0028]
The amount of the solid rubber (C) is 0 to 50 parts by weight in the total amount of 100 parts by weight of the solid rubber (A), the liquid rubber (B) and the other solid rubber (C) constituting the rubber layer, preferably 0 to 40 parts by weight. If it exceeds 50 parts by weight, bleeding of the liquid rubber (B) tends to occur.
[0029]
In the present invention, the rubber layer is usually obtained by kneading the solid rubber (A), the liquid rubber (B) and the solid rubber (C) or mixing the respective rubber latexes to obtain a composition. Obtained by molding and vulcanization.
[0030]
For forming the rubber layer, a normal roll forming method can be adopted. Specifically, the rubber layer is formed into a tube shape by an extrusion method, or a sheet-like molded product is obtained and wound around a core metal. Do it.
[0031]
The rubber layer in the present invention is obtained by blending a vulcanizing agent or a peroxide used for vulcanizing an unsaturated rubber with the composition and performing vulcanization.
Examples of the vulcanizing agent include thiuram compounds such as morpholine disulfide and tetramethylthiuram disulfide; sulfur and the like.
Examples of the peroxide include dicumyl peroxide, di (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-di-t-butylperoxy-2,5-dimethylhexane, benzoyl peroxide, and the like.
[0032]
A vulcanization aid may be blended in order to efficiently vulcanize the rubber layer with a peroxide. As the vulcanization aid, maleimide compounds are suitable, and specific examples include maleimide and phenylene bismaleimide. Other than the maleimide compound, an acrylate or methacrylate polyfunctional monomer can be used.
[0033]
The volume resistivity of the rubber layer is usually 10 6 to 10 12 Ω · cm. Even if a conductivity imparting agent such as carbon black or metal powder is not particularly added to the rubber layer, the rubber layer can have the above volume resistivity. A metal oxide may be added to readjust the volume resistivity. By blending the metal oxide, the variation of the volume resistivity due to the environmental variation is reduced.
Here, the metal oxide has a primary particle size of usually 0.01 to 10 μm, preferably 0.05 to 5 μm. If the particle size is small, it becomes difficult to mix and disperse in the elastomer. Conversely, if the particle size is large, molding processability and physical properties tend to be deteriorated. Specific examples of the metal oxide include Al-doped ZnO and SnO.₂(Antimony oxide dope) metallized TiO₂, SnO₂(Antimony oxide dope) genus SnO₂, SnO₂Member TiO₂, K₂O · nTiO₂/ SnO₂Sb₂O₆, SnO₂(Antimony oxide dope) Metal complex oxide, zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, antimony oxide and the like can be mentioned.
The amount of the metal oxide is 0 to 200 parts by weight, preferably 0 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber forming the rubber layer. As the amount of metal oxide increases, the hardness of the member increases.
[0034]
Since the semiconductive rubber roll of the present invention is used as a developing roll or a charging roll, the axial center line average roughness (Ra) of the outer peripheral surface of the rubber layer is usually 0.3 to 2.5 μm, Preferably it is 0.3-2 μm. Ra is preferably smaller, but it is difficult to reduce Ra to 0, so the lower limit is 0.3 μm from the viewpoint of production efficiency. On the other hand, as Ra increases, the print density increases.
The centerline average roughness is extracted from the cross-sectional curve by the measured length (L) in the direction of the centerline (X axis), and is expressed by a function of roughness curve y = f (x) as the roughness direction (Y axis). The absolute value of this function is a value in μm expressed by definite integration from x = 0 to L.
[0035]
In order to use the semiconductive roll of the present invention as a developing roll or a charging roll, the ten-point average roughness (Rz) in the axial direction of the outer peripheral surface of the rubber layer is used.₁) Is usually 1 to 10 μm, preferably 2 to 9 μm. Furthermore, the rubber roll of the present invention has a ten-point average roughness (Rz) in the circumferential direction.₂) / Axial ten-point average roughness (Rz)₁) Is usually 0.9 to 1.2, preferably 0.95 to 1.15. Rz₂/ Rz₁As the ratio increases, the print density increases but the dot reproducibility decreases. Conversely, Rz₂/ Rz₁When the ratio is small, the print density and dot reproducibility are lowered.
The ten-point average roughness (Rz₁And Rz₂) Is the average value of the height of the highest mountain to the fifth mountain and the average value of the depth of the deepest valley to the fifth in the part extracted by the reference length from the cross section curve of the rubber roll surface. Is a value expressed in units of μm.
[0036]
In the semiconductive roll of the present invention, the volume specific resistance of the rubber layer (obtained from the electric resistance value measured between the core metal and the outer peripheral surface of the elastic layer) is usually 10 6 to 10 12. The power is Ω · cm, preferably 10 to the power of 6.5 to 11.5 Ω · cm. By setting the volume resistivity within this range, the charge of the toner becomes sufficiently uniform, a good print density is obtained, and the dot reproducibility is also improved.
[0037]
In the semiconductive roll of the present invention, the compression set of the rubber layer is usually 25% or less, preferably 20% or less, more preferably 20% or less. When the compression set becomes large, good image formation tends to be difficult.
[0038]
In the semiconductive rubber roll of the present invention, the core metal is formed of a conductive rigid body, specifically, a metal such as copper, iron, stainless steel, aluminum, or nickel.
The cored bar usually has a cylindrical shape with the same outer diameter from end to end. However, the end of another roll or semiconductive rubber roll due to the semiconductive rubber roll coming into contact with the other roll. In order to reduce wear, it is preferable to make the outer diameter of the end of the cored bar smaller than the central part in the axial direction of the cored bar. The outer peripheral surface of the metal core is preferably increased in surface roughness in order to increase the adhesive force with the rubber layer. For example, a V-shaped knurled groove is provided on the outer surface of the metal core.
[0039]
The rubber layer and the metal core are joined by polishing the outer peripheral surface of the metal core, removing deposits such as rust by sandblasting, etc., cleaning the oil, and applying the adhesive. If so, the cored bar is inserted into the tube cavity to join the cored bar and the rubber layer. Further, when the rubber layer is in the form of a sheet, it can also be obtained by winding the sheet rubber around the outer peripheral surface of the core metal and vulcanizing it.
The outer diameter of the cored bar is larger than the inner diameter of the part where the cored bar of the rubber layer is attached, so that the bonding force between the cored bar and the rubber layer becomes stronger. This is preferable because it is possible to prevent the occurrence of image defects due to the voltage not being transmitted.
[0040]
On the outer peripheral surface of the rubber layer, it is preferable to reduce the surface roughness or frictional resistance in order to prevent leakage of surface potential or to prevent adhesion of toner. To reduce surface roughness or frictional resistance, use a polishing machine, irradiate the outer peripheral surface of the rubber layer uniformly with ultraviolet rays, or coat the outer peripheral surface with a polymer such as polyurethane or silicone. Do. Photopolymer contamination can be further prevented by coating the polymer.
[0041]
The semiconductive rubber roll of the present invention is a developing roller for developing an electrostatic latent image on the outer peripheral surface of the photosensitive drum into a toner image as a charging roll for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive drum in an electrophotographic apparatus. As a roll, it can be used as a supply roll for supplying toner to a developing roll or a transfer roll for transferring a toner image.
[0042]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an electrophotographic apparatus according to the present invention. This will be described below with reference to this figure.
[0043]
The electrophotographic apparatus of the present invention comprises the aforementioned semiconductive rubber roll (hereinafter also referred to as a developing roll) and a photosensitive drum, and the developing roll and the photosensitive drum can be rotated and installed in contact with each other. It has been made. Supply rolls are arranged as required.
[0044]
The photosensitive drum is one in which the outer peripheral surface is uniformly charged by a charging device and the charge is removed by exposure. As the charging device, a charging roll formed by coating the outer peripheral surface of the semiconductive rubber roll of the present invention with a resin can be used.
[0045]
The supply roll, the development roll, and the photosensitive drum are fixed so that they can rotate. The supply roll and the developing roll are fixed so as to contact each other. Further, the developing roll and the photosensitive drum are fixed so as to contact each other. A drive device for rotating the supply roll, the photosensitive drum, and the developing roll is usually provided.
The rotation direction of the photosensitive drum and the rotation direction of the developing roll are usually opposite to each other (so that they rub against each other on the contact surface).
The rotation direction of the supply roll and the rotation direction of the developing roll are usually set to the same rotation direction (so as to rub against each other on the contact surface).
The peripheral speed is 1.5 with respect to the peripheral speed of the photosensitive drum in order to sufficiently adhere the toner to the photosensitive member and to improve the efficiency of cleaning the residual toner that has not been transferred by the transfer device described later with a developing roll. It is preferable to rotate the developing roll at a peripheral speed of 3 times. The supply roll is preferably rotated at a peripheral speed of 0.4 to 0.9 times the peripheral speed of the developing roll.
[0046]
A voltage is usually applied to the supply roll, the photosensitive drum, and the developing roll. Regarding the voltage applied to the photosensitive drum and the developing roll, the relationship between the surface potential (Vc) of the photosensitive drum and the surface potential (Vd) of the developing roll is such that the absolute value of (Vc−Vd) is 50 volts or more. Like that. By setting the applied voltage to the above conditions, development and cleaning can be efficiently performed simultaneously.
[0047]
In the developing roll, a developing blade for controlling a layer thickness and a charged state of toner attached to the developing roll surface is usually in contact with the developing roll.
A voltage is normally applied to the developing blade and the supply roll. As for the voltage applied to the developing blade and the supply roll, the relationship among the surface potential (Vb) of the developing blade, the surface potential (Vs) of the supply roll, and the surface potential (Vd) of the development roll is expressed by Formula 1. To. The toner is uniformly charged, and the toner can be supplied efficiently.
[0048]
[Expression 1]

[0049]
The toner attached to the photosensitive drum by the developing roll is transferred to a paper or a resin sheet by a transfer device. Examples of the transfer device include a transfer roll, a transfer belt, and a corona discharge transfer device. The semiconductive rubber roll of the present invention can be used for the transfer roll.
[0050]
The toner applicable to the electrophotographic apparatus of the present invention is not particularly limited, but a spherical non-magnetic one-component toner is preferably used.
The spherical toner has a volume average particle diameter (dv) of 3 to 15 μm, preferably 5 to 10 μm.
A suitable spherical toner has the above volume average particle diameter, and the ratio (dv / dn) of the volume average particle diameter (dv) to the number average particle diameter (dn) is 1 to 1.4, and the absolute maximum length of the particles A value (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of a circle having a diameter of 1 by the actual projected area (Sr) of the particle is 1 to 1.3.
A spherical toner that can be more suitably applied is a specific surface area (A) [m by the BET method.²/ G], product of number average particle diameter (dn) [μm] and true specific gravity (D) (A × dn × D) is in the range of 5 to 10, and charge amount (Q) [μc / g] The ratio (Q / A) of the specific surface area (A) is 40 to 150. Spherical toners include so-called capsule toners comprising a core containing a soft or low glass transition temperature polymer and a shell containing a hard or high glass transition temperature polymer. The spherical toner can usually be obtained by a polymerization method.
[0051]
In general, a colorant is blended in the toner. Examples of the colorant include black, magenta, yellow, cyan, and the like. Even if it exists, it is applicable to the image forming apparatus using the semiconductive member (roll) of this invention.
[0052]
Ten-point average roughness (Rz) of the developing roll used in the electrophotographic apparatus of the present invention₁) Is usually 1 to 10 μm, preferably 2 to 9 μm. Rz₁Is preferably smaller, but Rz₁Is difficult to approach 0, so the lower limit is 0.3 μm.
[0053]
Further, the developing roll has a ten-point average roughness (Rz) in the circumferential direction.₂) / Axial ten-point average roughness (Rz)₁) Is usually preferably 0.9 to 1.2. Rz₂/ Rz₁If the ratio is increased, the print density increases, but halftone (print dot reproducibility) decreases. Conversely, Rz₂/ Rz₁The print density and the dot reproducibility of printing are reduced.
The ten-point average roughness (Rz₁And Rz₂) Is the average value of the height of the highest mountain to the fifth mountain and the average value of the depth of the deepest valley to the fifth in the part extracted by the reference length from the cross section curve of the rubber roll surface. Is a value expressed in units of μm.
[0054]
The volume resistivity of the rubber layer of the developing roll is usually 10 7 to 10 11 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 10 Ω · cm. By setting it within this range, the charge of the toner becomes high and uniform, a good print density is obtained, and the dot reproducibility is also improved.
[0055]
【Example】
The invention is explained in more detail by means of examples. In the examples, “%” and “part” are based on weight unless otherwise specified.
The evaluation test methods performed in this example are as follows.
[0056]
[Pressing fog]
The volume average particle diameter is 7 μm, the ratio (dv / dn) of the volume average particle diameter (dv) to the number average particle diameter (dn) is 1.2, and the area (Sc) of a circle having the absolute maximum length of the particle as the diameter is Sc. The value (Sc / Sr) divided by the actual projected area (Sr) of the particle is 1.1, the specific surface area (A) by the BET method [A] [m²/ G], product of number average particle size (dn) [μm] and true specific gravity (D) (A × dn × D) is 8, ratio of charge amount (Q) [μc / g] to specific surface area (A) Continuous printing was performed using a spherical polymerization method capsule toner having a (Q / A) of 81, and it was observed using a microscope whether or not “white solid print portions” on both ends of the paper were fogged. evaluated.
○: No fogging occurs even when continuous printing is performed.
Δ: Slight fogging occurs when continuous printing is performed, but there is no problem in image quality.
X: When continuous printing is performed, fogging occurs and image quality deteriorates.
[0057]
[Photoconductor contamination]
The semiconductive rubber roll was brought into contact with the photosensitive drum so as to have a load of 500 gf, and left for 3 weeks in an environment of 45 ° C. and 80% RH.
○: No contamination was observed even after 3 weeks.
Δ: After 2 weeks, streak-like contamination was observed before 3 weeks.
X: Contamination was recognized before 2 weeks passed.
[0058]
[Compression resistance]
The semiconductive rubber roll was brought into contact with the photosensitive drum so that the semiconductive rubber roll had a deformation rate of 20% and left in an environment of 45 ° C. and 80% RH for 3 weeks to determine the compression set rate of the roller.
○: The compression set is less than 10%.
Δ: The compression set is 10% or more and less than 20%.
X: The compression set is 20% or more.
[0059]
[Volume resistivity]
A vulcanizate of a composition that forms a rubber layer of a semiconductive rubber roll is formed into a rubber sheet having a thickness of 2 mm, which is sandwiched between electrodes with a guide ring, and is at a voltage of DC 500 V at 23 ° C. and 50% RH. The electrical resistance value was measured.
Ten rubber sheets were produced, their resistance values were measured, and the variation was evaluated. Table 1 shows the maximum and minimum resistance values. The difference between the maximum value and the minimum value is preferably within one order.
[0060]
Example 1
70 parts of acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (number average molecular weight about 100,000, acrylonitrile 33%, butadiene 67%), liquid acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (number average molecular weight 3000, acrylonitrile 30%, butadiene 70%) 30 parts , 0.5 parts of sulfur, 1 part of tetramethylthiuram disulfide, 1 part of stearic acid, 5 parts of zinc oxide, 20 parts of calcium carbonate and 1 part of anti-aging agent D1 are roll-kneaded and molded into a tube shape to obtain a rubber layer Then, an adhesive was applied to the outer peripheral surface of a stainless steel rod having an outer diameter of 8 mm and a length of 250 mm, and this was inserted into a tube cavity and vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes. Next, the outer peripheral surface of the rubber layer was polished and irradiated with ultraviolet rays for 3 minutes to obtain a semiconductive rubber roll.
Table 1 shows the results of evaluating the volume specific resistance and hardness of the rubber layer of this rubber roll, and the press fogging state, the photosensitive member contamination state, and the compression resistance when this rubber roll is attached as the developing roll to the electrophotographic apparatus shown in FIG. It was shown to.
[0061]
Examples 2-4, Comparative Examples 1-3
A semiconductive rubber roll was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rubber layer was formulated as shown in Table 1 or Table 2, and the evaluation results are shown in Table 1 or Table 2.
[0062]
[Table 1]

[0063]
Table 1 Footnote
1) NBR: acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile 33% by weight, butadiene 67% by weight, number average molecular weight of about 100,000, Mooney viscosity 78
2) H-NBR: hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile 36% by weight, butadiene 64% by weight, number average molecular weight of about 100,000, hydrogenation rate 90%, Mooney viscosity 80
3) NBIR: acrylonitrile-butadiene-isoprene copolymer rubber, acrylonitrile 33% by weight, butadiene 52% by weight, isoprene 15% by weight, number average molecular weight of about 100,000, Mooney viscosity 78
4) Liquid NBR: acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile 30% by weight, butadiene 70% by weight, number average molecular weight about 3000
5) Liquid c-NBR: carboxyl group-containing acrylonitrile-butadiene copolymer liquid rubber, acrylonitrile 20% by weight, butadiene 70% by weight, carboxyl group-containing monomer 10% by weight, number average molecular weight about 3000
6) ECO: Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber, 71% by weight of epichlorohydrin, 23% by weight of ethylene oxide, 6% by weight of allyl glycidyl ether, number average molecular weight of about 150,000, Mooney viscosity of 75
7) (1) UV irradiation: An ultraviolet lamp with a wavelength of about 280 nm is irradiated for 3 minutes while a roll is placed at a position of 12 cm away from the lamp at a lamp output of 80 W / cm and a rated power of 4 kW.
(2) PU coating: An aqueous dispersion of polyurethane resin (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex 126; glass transition temperature 72 ° C.) is uniformly applied to the outer peripheral surface of the roll so as to have a film thickness of 10 μm.
[0064]
[Table 2]

[0065]
Table 2 footnotes
1), 2), 4), 6) and 7) are the same as in Table 1.
8) Conductive carbon: “Ketjen Black EC” manufactured by Ketjen Black International
[0066]
【The invention's effect】
The rubber roll of the present invention can reduce the hardness of the rubber layer due to the liquid rubber, and by using the liquid nitrile rubber and the solid nitrile rubber together, the liquid nitrile rubber is prevented from bleeding out to the outer peripheral surface of the roll. , The occurrence of photoconductor contamination is reduced. Moreover, it is excellent in compression resistance and can prevent image defects such as pressure fog.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an electrophotographic apparatus.
[Explanation of symbols]
4: Photosensitive drum
5: Charging roll
6: Developing roll
7: Transfer roll
8: Supply roll
9: Development blade

Claims

It consists of a cored bar made of a conductive rigid body and a rubber layer laminated on the outer peripheral surface of the cored bar, the rubber layer comprising 10 to 60% by weight of ethylenically unsaturated nitrile monomer, 40 to polymerizing 90% by weight and 0-20% by weight other ethylenically unsaturated monomer Ri Na, molecular weight greater than 10,000, a Mooney viscosity of 10 to 200 der Ru solid rubber (a) 40 to 90 parts by weight of ethylenically unsaturated nitrile monomer 10 to 60 wt%, Ri name by polymerizing a conjugated diene monomer from 40 to 90 wt% and 0-20 wt% other ethylenically unsaturated monomers, molecular weight There are 1,000 to 10,000 and a Mooney viscosity of Ru 1 or less or unmeasurable der liquid rubber (B) 10 to 60 parts by weight and other solid rubber (C) 0 to 50 parts by weight (however, solid Rubber (A), liquid rubber (B) and other solid rubber That the total amount of C) consists of vulcanizate of a composition containing 100 parts by weight) and, the ten-point average roughness in the axial direction of the outer peripheral surface of the rubber layer (Rz ₁₎ it is 1~10μm A semiconductive rubber roll characterized by

It consists of a cored bar made of a conductive rigid body and a rubber layer laminated on the outer peripheral surface of the cored bar. Parts by weight and other solid rubber (C) 0 to 50 parts by weight (however, the total amount of solid nitrile rubber (A), liquid nitrile rubber (B) and other solid rubber (C) is 100 parts by weight) A semiconductive rubber roll comprising a vulcanized product of the composition to be contained, and having a ten-point average roughness (Rz ₁ ) in the axial direction of the outer peripheral surface of the rubber layer of ₁ to 10 μm.

3. The semiconductive rubber roll according to claim 1 or 2 and a photosensitive drum in which the outer peripheral surface is uniformly charged and the charge is removed by exposure. The semiconductive rubber roll and the photosensitive drum are respectively An electrophotographic apparatus that can be rotated and installed in contact.