JP3714740B2 - Semi-conductive roll - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、LBP(レーザービームプリンタ)、ファクシミリなどに用いられる現像ロールなどとして有用な、初期及び長時間使用後の印字特性を向上した半導電性ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】
導電性軸体とこの外周面に設けた弾性半導電体層とからなる半導電性ロールの用途の一例として、その外周面上に摩擦帯電トナーを薄層状態で担持させることによって、潜像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置に、図2に示すような構造の電子写真式プリンターがある。
なお、図中、10は感光ドラム、11は帯電ロール、12は現像ロール、13はトナー搬送ロール、14は転写ロール、15はクリーニングロール、16は撹拌機、17は摩擦帯電ブレード、18はLEDアレイ、19は容体、20は記録紙である。
このような用途の半導電性ロールでは、導電性、耐環境性、低硬度、摩擦帯電特性などの諸特性を備えることが求められ、ウレタンゴム、NBR、シリコーンゴムなどの素材に、導電性付与剤としてのイオン伝導性添加剤や電子伝導性充填材を添加・配合して作製された半導電性ロールが用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このウレタンゴム、NBRなどの弾性材料からなる半導電性ロールでは、弾性材料に種々のプロセスオイルや軟化剤などの液剤を添加して硬度を下げていたため、半導電性ロールの表面にウレタンやナイロンなどを初めとする種々の樹脂による保護層を設けて、ブリードの発生を防止していたが、例えば、高温・高湿下に長時間放置すると、樹脂成分が加水分解して潜像担持体に固着することがあるなど、これらの耐環境特性は必ずしも満足されるものではなかった。また印字速度の高速化に伴ない、半導電性ロールの表面の摩耗による傷や、トナーの固着による、いわゆるフィルミングなどによる印字特性が低下するという不都合があった。さらに一部のプリンタの現像ロールとして用いた場合には、トナーのクリーニング効果が不十分であり、これはトナー付着力の不足によるものと考えられている。
これらを解決するものとして、弾性材料にシリコーンゴムを使用した半導電性ロールが検討されているが、この半導電性ロールは耐環境性が非常に安定していてトナーのクリーニング効果も高いが、印字耐久試験時に、トナーの搬送力の低下による印字特性の低下及び濃度の低下という不都合があるとともに、印字速度の高速化により、半導電性ロールの表面の摩耗が促進され、傷などによる印字特性の低下、さらに長時間使用したときに表面の摩耗により印字特性が低下していた。これはシリコーンゴムの耐摩耗性が低いことによるものと考えられる。
したがって、本発明は、長期間使用しても優れた印字特性が維持できる半導電性ロールの提供を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、電子線をシリコーンゴム表面に照射すると表面の耐摩耗性が向上することを見出すとともに、その電子線照射によって生成されたロール表面の微細な凹凸がトナーの搬送性の向上に関与していることを突き止めて、本発明を完成させた。
すなわち、本発明による半導電性ロールは、導電性軸体の外周面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導電体層が形成され、その表面が加速電圧100〜300kVで、かつ吸収線量60〜150Mradの範囲の電子線照射によって硬化されるとともに、微細な凹凸が高密度に生成された表面処理層であるものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導電性ロールの実施の形態について、図1(a)、(b)に基づいて詳細に説明する。
図1(a)は半導電性ロールの第1の実施の形態に係るもので、1は導電性軸体、2aは導電性軸体1の外周面に形成された半導電性シリコーンゴムからなる非発泡の弾性半導電体層、3はこの弾性半導電体層への電子線照射による表面処理層である。
図1(b)は半導電性ロールの第2の実施の形態に係り、導電性軸体1の外周に発泡の弾性半導電体層2bを設け、さらに電子線照射による表面処理層3を最外周に設けたものである。
【0006】
上記半導電性ロールにおいて、導電性軸体1には、鉄、アルミニウム、SUS、真鍮などで構成された、いわゆる「芯金」のほか、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂からなる芯体の表面にメッキを施して導電化したもの、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂に導電性付与剤としての導電性カーボンブラック、金属粉末などを配合した導電性樹脂成形品で形成した芯体、またはこれらの組み合わせからなる芯体など、導電性である限り、プラスチック、金属、セラミックから選ばれた任意の材料からなるものが用いられる。
この半導電性ロールは、導電性軸体1の一端または両端を接地またはバイアス電圧を印加することにより、トナーへの電荷の注入、静電潜像担持体へのトナーの搬送による静電潜像の現像などの機能を発揮する。
【0007】
半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導電体層2aは、ポリオルガノシロキサン生ゴム、例えば、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴムなどのいずれか1種または2種以上を組み合わせたものに、煙霧質シリカ、沈降性シリカなどの補強性充填剤を加えてシリコーンゴムコンパウンドとし、これに導電性カーボンブラック;ニッケル、アルミニウム、銅などの金属粉末;酸化亜鉛、酸化錫などの金属酸化物;硫酸バリウム、酸化チタン、チタン酸カリウムなどの絶縁性芯材に酸化錫などの導電性物質をコーティングしたもの;などから選ばれた1種または2種以上を組み合わせた導電性付与剤を所望の割合で配合し、過酸化物または白金触媒存在下でのハイドロジェンポリシロキサンなどの加硫剤を加えて、一緒に混練した後、プレス成形、押出成形、射出成形などの方法により、導電性軸体の外周面に加熱硬化させることにより、非発泡性弾性半導電体層が形成される。
【0008】
図1(b)に示すように、導電性軸体の外周に発泡の弾性半導電体層2bを設けるときは、上記組成物にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾジカルボンアミド(ADCA)などの発泡剤を添加し、加熱硬化・発泡させればよい。
なお、導電性付与剤の所望の割合とは上記半導電性シリコーンゴムの体積固有抵抗が 101〜 109Ω・cmの範囲となるものである。体積固有抵抗が上記範囲外では、潜像形成部以外へのトナーの飛散、いわゆるカブリの発生、印字濃度異常などが起きやすくなるので好ましくない。
弾性半導電体層2a及び2bは、現像工程の電極、トナーへの接触帯電及び電荷注入用の電極として作用するもので、その表面の凹凸およびファンデルワールス力、鏡像力、クーロン力などにより、半導電性ロールの表面にトナーを担持、搬送するものである。また弾性半導電体層2はシリコーンゴムを使用しているので、温度・湿度に対する耐環境性に優れているほか、電子伝導性導電性付与剤を使用しているため、電気抵抗値の環境依存性が非常に少ないという利点もある。
【0009】
成形にあたっては、上記導電性軸体と上記シリコーンゴム組成物を、押出機でクロスヘッドを用いて、一体に分出しした後、ギヤーオーブンまたはIR炉で一次加硫する押出成形方法、導電性軸体を金型にセットした後、上記シリコーンゴム組成物を注入し、常温あるいは加熱下で一次加硫する射出成形方法、導電性軸体とシリコーンゴム組成物を同時に金型内で加熱、加圧する圧縮成形方法などが用いられる。その後、ギヤーオーブンなどで一定時間二次加硫を実施することにより、物性の安定化を図ることもできる。
このロール状成形品は、そのままで電子線照射に供してもよいが、通常円筒研削盤により所定の外径に仕上げてから電子線照射する。またショットブラスター、サンドブラスター、ラッピング機、バフなどにより表面状態を変化させてから電子線照射することもできる。
その後、上記ロール状成形品の表面に、カーテン型電子線照射装置などを用いて、電子線照射を行うことによって、シリコーンゴムの加硫は促進され、ロール表面の硬度はより高くなる。また電子線のエネルギーがゴム表面の構造に作用されることにより、ロール表面に微細な凹凸が生成される。よってこれらの電子線の照射により、本発明の表面処理層を持つ半導電性ロールが得られるのである。
【0010】
この電子線照射においては、弾性半導電体層の表層部の一部のみに集中照射されないように、半導電性ロール自体を回転させるような仕組みとするのが望ましい。
また、電子線の照射にあたって、加速電圧が100〜300kVであり、かつ吸収線量が10〜150Mradの範囲内で行うことにより、印字耐久特性をより向上させることができる。
この加速電圧が100kVより大きいと電子線の浸透深さがより深くなり、表面の耐摩耗性が一段と改善され、、また300kVより小さいと電子線の浸透深さが深くなりすぎることがないために、ゴムロール表面硬度の十分すぎる硬度上昇の可能性が少なくなり、より適切な硬度設定となる。また吸収線量の値が10Mradより大きいと表面の微細な凹凸が高くなり、より耐摩耗性改善の効果が顕著になり、150Mradより小さいと硬化が進みすぎる可能性が低くなり、抵抗値の上昇による印字濃度低下がより起こりにくくなる。
【0011】
本発明の半導電性ロールにおいて、電子線照射によって得られた表面処理層3に形成された微細で高密度な凹凸について説明する。
まず微細な凹凸とは、例えば、万能粗さ試験機により、半導電性ロールの外周方向の十点平均粗さを測定したものであり、この値が3〜25μmの範囲内の凹凸であればよく、この値が3μmより小さいと、トナー搬送力が小さいという不利があり、25μmより大きいと、表面のうねりが印字に影響し、濃度ムラを生じるという不利があるので好ましくない。
また、高密度な凹凸とは、例えば、粗さ試験機による断面曲線(ロール外周方向)の単位長さ(1mm)当たりの山頂及び極部山頂の数をもって、表面粗さの平均空間周波数とし、この値が20以上のものであることを意味する。したがって、この値が20より小さいと、高密度な凹凸とすることができず、表面の凹凸にトナーが引っかりにくくなるため、トナーの搬送量、搬送力が経時変化してしまい、印字特性が安定せずに好ましくない。
【0012】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載によって限定されるものではない。
(実施例1〜、比較例1〜4、参考例1
導電性軸体として、SUM22に無電解ニッケルメッキした直径10mm、長さ 250mmのシャフトを用い、これにシリコーン系プライマー・プライマーNo.16(信越化学工業社製、商品名)を塗布し、ギヤーオーブン中で150℃、10分間焼き付け処理を施した。
半導電性シリコーンゴム組成物として、有機過酸化物反応型のシリコーン生ゴム・KE-78VBS(信越化学工業社製、商品名) 100重量部に、カーボンブラック・サーマルブラック(旭カーボン社製、商品名)10重量部、煙霧質シリカ系充填材・アエロジル200(日本アエロジル社製、商品名)25重量部を添加し、加圧ニーダーで混練した後、さらに有機過酸化物系加硫剤・C-8 (信越化学工業社製、商品名) 2.0重量部を添加したものを準備した。
【0013】
これを内径20mmの円筒型キャビティーからなる圧縮成形金型にて、 175℃、10分間、前記シャフトと加硫接着成形した。その後、ギヤーオーブン中で 200℃、7時間二次加硫を行い、円筒研削盤で研磨して、直径18mm、ゴム部の長さ210mm、表面粗さ 8.2μm(RZ)のロール状成形品を得た。
次に、該ロール状成形品の芯金を回転軸として回転させながら、カーテン型電子線照射装置を用いて、加速電圧が100kV、吸収線量が10Mradの条件で電子線を照射し、静電潜像を可視化する現像装置の現像ロール(半導電性ロール)を作製した(参考例1)。
続いて、参考例1と同様の方法で、照射条件を変えて、半導電性ロールを作製した(実施例1,2及び比較例2〜4)。
次に、それぞれの半導電性ロールを、図2に示すような電子写真式プリンターに現像ロールとして装着し、長時間使用を想定して連続印字試験を実施し、下記の測定を行った。次いで、現像ロール表面の顕微鏡観察を行ない、トナーの固着についても調べた。
さらに、比較例として、上記ロール状成形品を電子線照射をせずに、そのままの状態で現像ロールとして使用し、同様の試験を行なった。以上の結果を表1に併記した(比較例1)。
【0014】
(測定項目)
・ロール抵抗:
電子線照射前の半導電性ロールを、その全長よりも5mm長い金メッキ電極の上に置き、上記ロールの両端にそれぞれ500gの分銅をかけ、10Vの電圧を印加し、導電性軸体とロール表面の間の抵抗値を測定した。
・表面粗さ:
万能粗さ試験機を用いて、半導電性ロールの外周方向の十点平均粗さを測定した。
・表面粗さの平均空間周波数(表中、平均空間周波数とする):
粗さ試験機による断面曲線(ロール外周方向)の単位長さ当りの山頂及び極部山頂の数をもって、表面粗さの平均空間周波数とした。
・耐久試験前後のロール重量変化(表中、ロール重量変化とする):
耐久試験前後のロール重量を電子天秤で測定し、その差をロール重量変化(=摩耗量)とした。
・カブリ:
上記それぞれの半導電性ロールを、電子写真式プリンターでの連続印字試験により、黒べた、網点、5%デューティー、白地印字などを繰り返し、5%デューティー画像の白地部のマクベス濃度を、マクベス濃度計を用いて測定した。
・初期印字濃度:
カブリと同様の方法で印字した黒ベタ印字部のマクベス濃度を、マクベス濃度計を用いて測定した。
【0015】
(合否判定)
・カブリ:
初期、耐久後カブリとも、 0.015を超えるものについては、不合格。
・印字濃度:
初期及び耐久後濃度とも、 1.3未満のものについては、不合格。
・トナー固着:
耐久試験後の半導電性ロール表面を顕微鏡観察し、固着が見られたものについては、不合格。
・耐久後総合印字特性:
濃度ムラ(黒ベタ)、縦黒スジ、縦白スジ、画像の流れ等が見られたものは、不合格。
・総合評価
◎…全ての評価が優れている。
○…大部分の評価が優れている。
×…評価が劣っている。
【0016】
【表1】

Figure 0003714740
【0017】
【発明の効果】
本発明の半導電性ロールは、弾性半導電体層の表面が電子線照射によって硬化されるとともに、微細で高密度な凹凸で形成された表面処理層であるので、表面の耐摩耗性が向上し、印字耐久試験後の印字特性及び画像濃度を維持することができる。また、そのときの黒ベタの濃度は、半導電性ロール表面の凹凸の状態、摩擦係数、電気抵抗値に依存するため、初期印字の濃度が十分に確保され、耐久試験後も十分な濃度を得ることができる。さらに、この半導電性ロールは弾性半導電体層がシリコーンゴムであるため、空気中の水分による加水分解がなく、潜像担持体への固着やトナーの固着がないので、品質の良い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)はそれぞれ本発明の半導電性ロールの異なる態様を例示する断面説明図である。
【図2】実施例で使用した電子写真式プリンターの断面説明図である。
【符号の説明】
1…導電性軸体、2a…非発泡性弾性半導電体層、
2b…発泡の弾性半導電体層、3…表面処理層、
10…感光ドラム、11…帯電ロール、12…現像ロール、13…トナー搬送ロール、
14…転写ロール、15…クリーニングロール、16…撹拌機、
17…摩擦帯電ブレード、18…LEDアレイ、19…容体、20…記録紙。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductive roll that is useful as a developing roll used in copying machines, LBPs (laser beam printers), facsimiles, and the like and has improved printing characteristics after initial and long-term use.
[0002]
[Prior art]
As an example of the use of a semiconductive roll comprising a conductive shaft and an elastic semiconductive layer provided on the outer peripheral surface, a latent image is supported by supporting a triboelectric toner in a thin layer state on the outer peripheral surface. As a developing device for visualizing an electrostatic latent image formed on a body, there is an electrophotographic printer having a structure as shown in FIG.
In the figure, 10 is a photosensitive drum, 11 is a charging roll, 12 is a developing roll, 13 is a toner transport roll, 14 is a transfer roll, 15 is a cleaning roll, 16 is a stirrer, 17 is a friction charging blade, and 18 is an LED. An array, 19 is a container, and 20 is a recording paper.
Semiconductive rolls for such applications are required to have various properties such as conductivity, environmental resistance, low hardness, and tribo-charging properties, and impart conductivity to materials such as urethane rubber, NBR, and silicone rubber. A semiconductive roll prepared by adding and blending an ion conductive additive and an electronic conductive filler as a sizing agent has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the semiconductive roll made of an elastic material such as urethane rubber and NBR, since the hardness is reduced by adding various process oils and softeners to the elastic material, urethane or nylon is applied to the surface of the semiconductive roll. In order to prevent bleeding, the resin component hydrolyzes into the latent image carrier when left at high temperature and high humidity for a long time. These environmental resistance characteristics such as sticking may not always be satisfied. Further, as the printing speed is increased, there is a disadvantage that printing characteristics due to so-called filming or the like due to scratches due to abrasion of the surface of the semiconductive roll or fixing of toner are deteriorated. Further, when used as a developing roll of some printers, the toner cleaning effect is insufficient, which is considered to be due to insufficient toner adhesion.
As a solution to these problems, a semiconductive roll using silicone rubber as an elastic material has been studied. This semiconductive roll has a very stable environment resistance and a high toner cleaning effect. During the printing durability test, there are inconveniences such as a decrease in printing characteristics and density due to a decrease in toner conveyance force, and an increase in printing speed promotes wear on the surface of the semiconductive roll, and printing characteristics due to scratches, etc. In addition, the printing characteristics deteriorated due to surface wear when used for a long time. This is considered due to the low wear resistance of silicone rubber.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductive roll that can maintain excellent printing characteristics even after long-term use.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research, the present inventors have found that the surface wear resistance is improved by irradiating the surface of the silicone rubber with an electron beam. The present invention has been completed by ascertaining that it is involved in improving the transportability.
That is, in the semiconductive roll according to the present invention, an elastic semiconductive layer made of semiconductive silicone rubber is formed on the outer peripheral surface of the conductive shaft body, the surface thereof has an acceleration voltage of 100 to 300 kV and an absorbed dose of 60 It is a surface treatment layer that is cured by electron beam irradiation in a range of ˜150 Mrad and fine irregularities are generated at a high density.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the semiconductive roll of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).
FIG. 1A relates to a first embodiment of a semiconductive roll, wherein 1 is a conductive shaft body, 2a is a semiconductive silicone rubber formed on the outer peripheral surface of the conductive shaft body 1. FIG. The non-foamed elastic semiconductive layer 3 is a surface treatment layer by electron beam irradiation to the elastic semiconductive layer.
FIG. 1 (b) relates to a second embodiment of the semiconductive roll, in which a foamed elastic semiconductive layer 2b is provided on the outer periphery of the conductive shaft 1, and the surface treatment layer 3 by electron beam irradiation is further removed. It is provided on the outer periphery.
[0006]
In the semiconductive roll, the conductive shaft 1 includes a core made of a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin in addition to a so-called “core metal” made of iron, aluminum, SUS, brass, or the like. Core made of conductive resin molded product in which conductive surface is plated and made conductive, thermoplastic resin and / or thermosetting resin is mixed with conductive carbon black as conductive agent, metal powder, etc. As long as it is conductive, such as a core made of a combination of these materials, a material made of any material selected from plastic, metal, and ceramic is used.
The semiconductive roll is configured such that one end or both ends of the conductive shaft 1 is grounded or a bias voltage is applied to inject an electric charge into the toner and convey the toner to the electrostatic latent image carrier. Demonstrate functions such as development.
[0007]
The elastic semiconductive layer 2a made of a semiconductive silicone rubber is a polyorganosiloxane raw rubber, such as a dimethyl silicone raw rubber, a methyl vinyl silicone raw rubber, a methylphenyl silicone raw rubber, or a combination of two or more. Further, reinforcing rubber filler such as fumed silica and precipitated silica is added to form a silicone rubber compound, and conductive carbon black; metal powder such as nickel, aluminum and copper; metal oxide such as zinc oxide and tin oxide; A desired ratio of a conductivity-imparting agent that is a combination of one or more selected from an insulating core material such as barium sulfate, titanium oxide, and potassium titanate coated with a conductive material such as tin oxide; Hydrogen polysiloxax in the presence of peroxide or platinum catalyst A non-foaming elastic semiconductive layer is obtained by adding a vulcanizing agent and kneading together and then heat-curing the outer peripheral surface of the conductive shaft body by a method such as press molding, extrusion molding or injection molding. Is formed.
[0008]
As shown in FIG. 1 (b), when the foamed elastic semiconductive layer 2b is provided on the outer periphery of the conductive shaft, azobisisobutyronitrile (AIBN), azodicarbonamide (ADCA) is added to the above composition. What is necessary is just to heat-harden and foam by adding foaming agents.
The desired proportion of the conductivity-imparting agent means that the volume specific resistance of the semiconductive silicone rubber is in the range of 10 1 to 10 9 Ω · cm. If the volume resistivity is out of the above range, it is not preferable because toner scattering other than the latent image forming portion, so-called fogging, print density abnormality, etc. are likely to occur.
The elastic semiconductive layers 2a and 2b act as electrodes for the development process, electrodes for contact charging and charge injection to the toner, and surface irregularities and van der Waals force, mirror image force, Coulomb force, etc. The toner is carried and conveyed on the surface of the semiconductive roll. In addition, since the elastic semiconductive layer 2 uses silicone rubber, it has excellent environmental resistance against temperature and humidity, and also uses an electron conductive conductivity imparting agent, so that the electrical resistance value depends on the environment. There is also an advantage that the property is very low.
[0009]
In molding, the conductive shaft body and the silicone rubber composition are integrally dispensed using a crosshead with an extruder, and then subjected to primary vulcanization in a gear oven or IR furnace. After the body is set in a mold, the silicone rubber composition is injected, and an injection molding method in which primary vulcanization is performed at room temperature or under heating, the conductive shaft body and the silicone rubber composition are simultaneously heated and pressurized in the mold. A compression molding method or the like is used. Thereafter, the physical properties can be stabilized by performing secondary vulcanization for a certain period of time in a gear oven or the like.
The roll-shaped molded product may be subjected to electron beam irradiation as it is, but is usually irradiated with an electron beam after being finished to a predetermined outer diameter by a cylindrical grinder. Further, the electron beam can be irradiated after the surface state is changed by a shot blaster, a sand blaster, a wrapping machine, a buff or the like.
Thereafter, by irradiating the surface of the roll-shaped molded product with an electron beam using a curtain type electron beam irradiation device or the like, the vulcanization of the silicone rubber is promoted and the hardness of the roll surface becomes higher. Further, when the energy of the electron beam acts on the structure of the rubber surface, fine irregularities are generated on the roll surface. Therefore, the semiconductive roll having the surface treatment layer of the present invention can be obtained by irradiation with these electron beams.
[0010]
In this electron beam irradiation, it is desirable that the semiconductive roll itself be rotated so that only a part of the surface layer portion of the elastic semiconductive layer is not concentratedly irradiated.
Further, when the electron beam irradiation is performed within the range of the acceleration voltage of 100 to 300 kV and the absorbed dose of 10 to 150 Mrad, the printing durability characteristics can be further improved.
If this acceleration voltage is higher than 100 kV, the penetration depth of the electron beam will be deeper and the surface wear resistance will be further improved. If it is less than 300 kV, the penetration depth of the electron beam will not be too deep. The possibility that the rubber roll surface hardness is too high will be reduced, and the hardness will be set more appropriately. Also, if the absorbed dose value is greater than 10 Mrad, fine irregularities on the surface become higher, and the effect of improving the wear resistance becomes more prominent. If the absorbed dose value is less than 150 Mrad, the possibility of excessive curing is reduced, and the resistance value increases. A decrease in print density is less likely to occur.
[0011]
In the semiconductive roll of the present invention, the fine and high-density unevenness formed on the surface treatment layer 3 obtained by electron beam irradiation will be described.
First, the fine unevenness is, for example, a 10-point average roughness in the outer peripheral direction of the semiconductive roll measured by a universal roughness tester, and if this value is unevenness within a range of 3 to 25 μm. Well, if this value is smaller than 3 μm, there is a disadvantage that the toner conveying force is small, and if it is larger than 25 μm, it is not preferable because the surface waviness affects printing and causes density unevenness.
In addition, the high-density unevenness is, for example, the average spatial frequency of the surface roughness, with the number of peaks and pole peaks per unit length (1 mm) of the cross-sectional curve (roll outer circumferential direction) by a roughness tester, This means that this value is 20 or more. Therefore, if this value is less than 20, high density unevenness cannot be obtained, and the toner does not easily get caught on the surface unevenness, so the toner conveyance amount and conveyance force change over time, and the printing characteristics are deteriorated. It is not preferable because it is not stable.
[0012]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited by description of these Examples.
(Examples 1-2 , Comparative Examples 1-4 , Reference Example 1 )
As a conductive shaft, a SUM22 electroless nickel-plated shaft with a diameter of 10 mm and a length of 250 mm was used. 16 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name) was applied and baked at 150 ° C. for 10 minutes in a gear oven.
Semi-conductive silicone rubber composition, organic peroxide reaction type silicone raw rubber KE-78VBS (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name) 100 parts by weight, carbon black thermal black (Asahi Carbon Co., trade name) ) Add 10 parts by weight, 25 parts by weight of fumed silica filler, Aerosil 200 (product name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), knead with a pressure kneader, and then add organic peroxide vulcanizing agent, C- 8 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) A product with 2.0 parts by weight added was prepared.
[0013]
This was vulcanized and bonded to the shaft at 175 ° C. for 10 minutes in a compression mold comprising a cylindrical cavity having an inner diameter of 20 mm. After that, secondary vulcanization is performed in a gear oven at 200 ° C for 7 hours, polished with a cylindrical grinder, and a roll-shaped product with a diameter of 18mm, a rubber part length of 210mm, and a surface roughness of 8.2μm (R Z ). Got.
Next, while rotating the cored bar of the roll-shaped product with the rotation axis, using a curtain type electron beam irradiation apparatus, the electron beam is irradiated under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV and an absorbed dose of 10 Mrad, A developing roll (semiconductive roll) of a developing device for visualizing an image was prepared ( Reference Example 1).
Then, the semiconductive roll was produced by changing the irradiation conditions by the same method as in Reference Example 1 (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2 to 4).
Next, each semiconductive roll was mounted on an electrophotographic printer as shown in FIG. 2 as a developing roll, a continuous printing test was conducted assuming long-term use, and the following measurements were performed. Next, the surface of the developing roll was observed with a microscope, and toner adhesion was also examined.
Further, as a comparative example, the same test was performed using the roll-shaped molded product as it was as a developing roll without being irradiated with an electron beam. The above results are also shown in Table 1 (Comparative Example 1).
[0014]
(Measurement item)
・ Roll resistance:
Place the semi-conductive roll before electron beam irradiation on a gold-plated electrode that is 5 mm longer than its total length, apply 500 g of weight to each end of the roll, apply a voltage of 10 V, and place the conductive shaft and roll surface. The resistance value between was measured.
·Surface roughness:
The ten-point average roughness in the outer peripheral direction of the semiconductive roll was measured using a universal roughness tester.
・ Average spatial frequency of surface roughness (referred to as average spatial frequency in the table):
The average spatial frequency of the surface roughness was determined by the number of peaks and pole peaks per unit length in the cross-sectional curve (roll outer circumferential direction) measured by a roughness tester.
-Roll weight change before and after the endurance test (referred to as roll weight change in the table):
The roll weight before and after the durability test was measured with an electronic balance, and the difference was defined as the roll weight change (= wear amount).
・ Fog:
The above semiconductive rolls were repeatedly printed with black, halftone dots, 5% duty, white background, etc., by a continuous printing test with an electrophotographic printer, and the Macbeth density of the white background portion of the 5% duty image was determined as the Macbeth density. Measured using a meter.
・ Initial print density:
The Macbeth density of the black solid print portion printed by the same method as that for fogging was measured using a Macbeth densitometer.
[0015]
(Admission decision)
・ Fog:
Both initial and post-end foggings exceeding 0.015 failed.
・ Print density:
Both initial and post-endurance concentrations are below 1.3.
-Toner adhesion:
The surface of the semiconductive roll after the endurance test was observed with a microscope.
・ Total printing characteristics after durability:
Density of density unevenness (solid black), vertical black streaks, vertical white streaks, and image flow were rejected.
・ Comprehensive evaluation ◎… All evaluations are excellent.
○: Most evaluations are excellent.
X: Evaluation is inferior.
[0016]
[Table 1]
Figure 0003714740
[0017]
【The invention's effect】
In the semiconductive roll of the present invention, the surface of the elastic semiconductive layer is hardened by electron beam irradiation and is a surface treatment layer formed with fine and high-density unevenness, so that the wear resistance of the surface is improved. In addition, the printing characteristics and image density after the printing durability test can be maintained. In addition, since the density of the black solid at that time depends on the unevenness of the surface of the semiconductive roll, the friction coefficient, and the electric resistance value, the density of the initial printing is sufficiently secured, and the density after the durability test is sufficient. Obtainable. Furthermore, since the elastic semiconductive layer of this semiconductive roll is made of silicone rubber, there is no hydrolysis due to moisture in the air, and there is no adhesion to the latent image carrier and no toner adhesion. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional explanatory views illustrating different aspects of a semiconductive roll of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory sectional view of an electrophotographic printer used in Examples.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductive shaft body, 2a ... Non-foaming elastic semiconductor layer,
2b ... elastic semiconductive layer of foam, 3 ... surface treatment layer,
10 ... photosensitive drum, 11 ... charging roll, 12 ... developing roll, 13 ... toner transport roll,
14 ... transfer roll, 15 ... cleaning roll, 16 ... stirrer,
17 ... friction charging blade, 18 ... LED array, 19 ... container, 20 ... recording paper.

Claims (1)

導電性軸体の外周面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導電体層が形成され、その表面が加速電圧100〜300kVで、かつ吸収線量60〜150Mradの範囲の電子線照射によって硬化されるとともに、微細な凹凸が高密度に生成された表面処理層であることを特徴とする半導電性ロール。An elastic semiconductive layer made of semiconductive silicone rubber is formed on the outer peripheral surface of the conductive shaft, and its surface is cured by electron beam irradiation with an acceleration voltage of 100 to 300 kV and an absorbed dose of 60 to 150 Mrad. And a semi-conductive roll characterized in that it is a surface treatment layer in which fine irregularities are formed at a high density.
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