JP3829877B2 - Charging member - Google Patents

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本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真装置における、帯電ロールや帯電ブレード等に用いられる帯電部材に関するものである。   The present invention relates to a charging member used for a charging roll, a charging blade, or the like in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile.

電子写真複写機は、感光ドラム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するには、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。このような機構による複写の一例を図4に基づいて説明する。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、転写ロール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によって全面照射をうけ零電位化されつぎの帯電に備える。図4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。   An electrophotographic copying machine forms a document image as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, forms a toner image by attaching toner to the image, and transfers the toner image onto a copy sheet for copying. is there. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, the surface of the photosensitive drum is charged in advance, and an original image is projected onto the charged portion through the optical system, and the portion where the light passes through is projected. An electrostatic latent image is formed by eliminating the charge. An example of copying by such a mechanism will be described with reference to FIG. That is, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is charged by applying a voltage to the charging roller 2 by rotating the charging roller 2 around the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 rotating in the direction of the arrow about the shaft 1a. Is done. Reference numeral 3 denotes an exposure mechanism, through which slit exposure 8 of the original optical 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. Reference numeral 4 denotes a developing device which forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image. A paper feed mechanism roll 6 supplies the copy paper 11 to the surface of the photosensitive drum 1 and transfers the toner image onto the copy paper 11 via the transfer roll 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 (copy) is obtained. The surface of the photosensitive drum 1 is subjected to transfer residual image and residual toner removed by a cleaner 9 and further irradiated with an entire surface by an eraser lamp 10 to be zero potential to prepare for the next charging. In FIG. 4, reference numeral 12 denotes a power source that applies a voltage of about 1 to 3 kV to the charging roll 2.

従来より、上記帯電ロール2等の帯電部材の形成材料としては、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびウレタンゴム等のポリマー成分に、例えば、下記の一般式(A)で表される第四級アンモニウム塩であるイオン導電剤を、通常、0.001〜10重量部(以下「部」と略す)程度添加した導電性材料が用いられている。このような導電性材料においては、上記第四級アンモニウム塩を添加することにより、105 〜109 Ω・cmの範囲での体積抵抗率を安定して均一に精度良く発揮させることが可能となり、環境温度変化による体積抵抗率と表面抵抗率の変化が小さいものが得られる。 Conventionally, as a material for forming the charging member such as the charging roll 2, polymer components such as epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, acrylonitrile butadiene rubber, and urethane rubber are represented by the following general formula (A). A conductive material to which an ionic conductive agent that is a quaternary ammonium salt is generally added in an amount of about 0.001 to 10 parts by weight (hereinafter abbreviated as “part”) is used. In such a conductive material, by adding the quaternary ammonium salt, the volume resistivity in the range of 10 5 to 10 9 Ω · cm can be stably and uniformly exhibited. Thus, a material having a small change in volume resistivity and surface resistivity due to environmental temperature change can be obtained.

Figure 0003829877
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しかしながら、上記従来のイオン導電剤では、その添加量を増加しても低抵抗化には限界があり、例えば、低抵抗化を図ったイオン導電剤の多量の添加配合においては、高温高湿下で上記イオン導電剤がブリードアウト(滲出)してくるという問題がある。また、通電時での電気抵抗の上昇が大きく、経時的に帯電の不具合が発生して、結果、画像の不具合となるという問題が生じる。   However, with the conventional ion conductive agent, there is a limit to lowering the resistance even if the amount added is increased. For example, in the case of adding a large amount of ion conductive agent with reduced resistance, There is a problem that the ionic conductive agent bleeds out. In addition, there is a large increase in electrical resistance when energized, and charging problems occur over time, resulting in a problem of image defects.

さらに、上記イオン導電剤は、その導電付与特性に乏しく、イオン導電化材料の電気耐久特性が悪く、製品性能にそのまま影響を及ぼしている。   Furthermore, the ionic conductive agent has poor conductivity imparting characteristics, and the ionic conductive material has poor electrical durability characteristics, affecting the product performance as it is.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低添加量での低抵抗化が図られ、通電時での電気抵抗の上昇を抑制することが可能で、かつ画像の不具合が発生しない帯電部材の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reduce resistance with a low addition amount, to suppress an increase in electrical resistance during energization, and to prevent image defects. The purpose is to provide a charging member.

上記の目的を達成するため、本発明の帯電部材は、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに、イオン導電剤として、下記の一般式(1)で表される第四級アンモニウム塩を含有する材料を用いてなるという構成をとる。   In order to achieve the above object, the charging member of the present invention contains a quaternary ammonium salt represented by the following general formula (1) as an ionic conductive agent in epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber. It takes the composition of using the material to do.

Figure 0003829877
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すなわち、本発明者らは、低添加量で従来よりも低い範囲に電気抵抗を調整することができる帯電部材の形成材料を得るべく、イオン導電剤である第四級アンモニウム塩を中心に鋭意研究を重ねた。そして、第四級アンモニウム塩の正イオン側のNに結合する4つの置換基に着目し、4つの置換基の全てがアルキル基である場合に好結果が得られるのではないかと想起したが、必ずしも全てのアルキル基において好結果が得られるのではないことを突き止めた。そこで、好ましいアルキル基についてさらに研究開発を重ねた結果、Nに結合する4つのアルキル基のうち、いずれか1つがオクチル基であり、残りの3つがメチル基である場合に、正イオンの中心であるNのチャージ量が大きくなることを見出し、本発明に到達した。   That is, the present inventors have conducted intensive research focusing on quaternary ammonium salts, which are ionic conductive agents, in order to obtain a charging member forming material that can adjust the electric resistance to a lower range than before with a low addition amount. Repeated. And, focusing on the four substituents bonded to N on the positive ion side of the quaternary ammonium salt, we recalled that good results could be obtained when all of the four substituents are alkyl groups. It was found that good results were not always obtained for all alkyl groups. Therefore, as a result of further research and development on the preferred alkyl group, when any one of the four alkyl groups bonded to N is an octyl group and the remaining three are methyl groups, The present inventors have found that the charge amount of a certain N is increased and have reached the present invention.

このように、本発明の帯電部材は、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに、イオン導電剤として、前記一般式(1)で表される特定の第四級アンモニウム塩を含有する材料を用いて形成されてなるものである。そして、上記特定の第四級アンモニウム塩の正イオン側のNに結合するアルキル基のうち、いずれか1つがオクチル基であり、残りの3つがメチル基であるため、正イオンの中心であるNのチャージ量が大きくなり、従来よりも低い範囲に電気抵抗を調整することができる。しかも、低添加量での低抵抗化が図られるため、ブリードアウト等の不具合が生じない。   As described above, the charging member of the present invention includes a material containing epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber containing the specific quaternary ammonium salt represented by the general formula (1) as an ionic conductive agent. It is formed by using. And since any one of the alkyl groups bonded to N on the positive ion side of the specific quaternary ammonium salt is an octyl group and the remaining three are methyl groups, N is the center of the positive ion. The amount of charge increases, and the electric resistance can be adjusted to a lower range than in the prior art. In addition, since the resistance is reduced with a low addition amount, problems such as bleed out do not occur.

そして、上記一般式(1)で表される第四級アンモニウム塩の配合量を特定範囲に設定すると、所望の電気抵抗まで下げることが容易となり、ブルームアウトの発生をより一層効果的に抑制することが可能となる。   And if the compounding quantity of the quaternary ammonium salt represented by the said General formula (1) is set to a specific range, it will become easy to reduce to a desired electrical resistance, and generation | occurrence | production of bloom out will be suppressed much more effectively. It becomes possible.

本発明の帯電部材は、特定の極性ポリマーと、イオン導電剤として、下記の一般式(1)で表される第四級アンモニウム塩を含有する材料を用いることにより得ることができる。   The charging member of the present invention can be obtained by using a specific polar polymer and a material containing a quaternary ammonium salt represented by the following general formula (1) as an ionic conductive agent.

Figure 0003829877
Figure 0003829877

本発明は、上記一般式(1)において、R1 〜R4 のいずれか1つがオクチル基である。 In the present invention, in the general formula (1), any one of R 1 to R 4 is an octyl group.

また、上記一般式(1)において、R1 〜R4 で表される残余のアルキル基(オクチル基以外のアルキル基)は、メチル基となる。 Moreover, in the said General formula (1), the remaining alkyl groups (alkyl groups other than an octyl group) represented by R < 1 > -R < 4 > become a methyl group.

上記一般式(1)において、X n- で表されるn価の陰イオンとしては、特に限定はなく、例えば、F- 、Cl- 、Br- 、I- 等のハロゲンイオンや、ClO4 - 、BF4 - 、SO4 2-、HSO4 - 、CH3 SO4 - 、C2 5 SO4 - 、CH3 SO3 - 、C2 5 SO3 - 、COOH- 等があげられる。これらのなかでも、低抵抗化が可能である点で、Br- 、I- 、ClO4 - 、HSO4 - 、C2 5 SO4 - が好ましい。 In the general formula (1), the n-valent anion represented by X n− is not particularly limited, and examples thereof include halogen ions such as F , Cl , Br and I , ClO 4 , and the like. BF 4 , SO 4 2− , HSO 4 , CH 3 SO 4 , C 2 H 5 SO 4 , CH 3 SO 3 , C 2 H 5 SO 3 , COOH − and the like. Among these, Br , I , ClO 4 , HSO 4 , and C 2 H 5 SO 4 are preferable because the resistance can be lowered.

上記一般式(1)において、nで表される1〜6の整数のなかでも、1〜4の整数が好ましく、特に好ましくは1〜2の整数である。   In the said General formula (1), the integer of 1-4 is preferable among the integers of 1-6 represented by n, Most preferably, it is an integer of 1-2.

そして、上記一般式(1)で表される第四級アンモニウム塩のように、Nに結合する4つのアルキル基のうち1個がオクチル基で、残りの3つがメチル基であると、Nのチャージ量が大きくなる。   And, like the quaternary ammonium salt represented by the general formula (1), when one of the four alkyl groups bonded to N is an octyl group and the remaining three are methyl groups, Charge amount increases.

本発明の帯電部材の形成材料に用いられる特定の極性ポリマーとしては、その極性ポリマー自身の電気抵抗が低いという点から、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム(ECO)が用いられる。   As the specific polar polymer used for the material for forming the charging member of the present invention, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber (ECO) is used because the electric resistance of the polar polymer itself is low.

上記特定の極性ポリマーに対する上記特定の第四級アンモニウム塩の配合量は、極性ポリマー100部に対して、特定の第四級アンモニウム塩を0.05〜5部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは0.5〜3部である。すなわち、特定の第四級アンモニウム塩の配合量が0.05部未満であると、電気抵抗を所望の値まで下げることが困難となり、逆に5部を超えると、極性ポリマーとの相溶性が悪くブルームしやすくなる傾向がみられるからである。   The blending amount of the specific quaternary ammonium salt with respect to the specific polar polymer is preferably set in the range of 0.05 to 5 parts of the specific quaternary ammonium salt with respect to 100 parts of the polar polymer, Particularly preferred is 0.5 to 3 parts. That is, if the blending amount of the specific quaternary ammonium salt is less than 0.05 parts, it is difficult to lower the electric resistance to a desired value. Conversely, if it exceeds 5 parts, the compatibility with the polar polymer is poor. This is because it tends to worsen the bloom.

なお、本発明の帯電部材の形成材料には、上記特定の極性ポリマーおよび特定の第四級アンモニウム塩に加えて、架橋剤、架橋促進剤、加工助剤、老化防止剤、軟化剤、補強剤等を必要に応じて添加しても差し支えない。   In addition to the specific polar polymer and the specific quaternary ammonium salt, the charging member forming material of the present invention includes a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a processing aid, an antiaging agent, a softening agent, and a reinforcing agent. Etc. may be added as necessary.

また、本発明の帯電部材の形成材料では、上記特定の第四級アンモニウム塩とともに、電子導電材を併用しても差し支えない。上記電子導電材としては、例えば、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末;c−ZnO、c−TiO2 、c−Fe3 4 、c−SnO2 等の導電性金属酸化物;グラファイト、カーボンブラック等の導電性粉末等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なお、上記「c−」とは、導電性を有するという意味である。 In the charging member forming material of the present invention, an electronic conductive material may be used in combination with the specific quaternary ammonium salt. Examples of the electronic conductive material include metal powder such as aluminum powder and stainless steel powder; conductive metal oxide such as c-ZnO, c-TiO 2 , c-Fe 3 O 4 , and c-SnO 2 ; graphite, carbon Examples thereof include conductive powders such as black. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, the above “c−” means having conductivity.

上記形成材料を用いてなる帯電部材として、帯電ロールを例に説明する。   A charging roll will be described as an example of a charging member using the above forming material.

上記帯電ロールの一例としては、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たものがあげられる。   As an example of the charging roll, there may be mentioned one constituted by a shaft body, a conductive elastic layer formed on the outer periphery thereof, and a resistance adjusting layer formed on the outer periphery thereof.

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中空にくり抜いた金属製の円筒体が用いられる。   The shaft body is not particularly limited, and for example, a metal core made of a metal cylinder or a metal cylinder body hollowed out inside is used.

上記軸体の外周に円周に沿って形成される導電性弾性体層は、弾性体または発泡体で形成される。この導電性弾性体層の形成材料としては、ポリノルボーネンゴム,エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),スチレン−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 〜105 Ω・cm程度に設定される。そして、その厚みは、通常、1〜10mm、好適には2〜4mm程度に設定される。 The conductive elastic body layer formed on the outer periphery of the shaft body along the circumference is formed of an elastic body or a foamed body. Examples of the material for forming the conductive elastic layer include synthetic rubbers such as polynorbornene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and styrene-butadiene rubber, which are used alone or in combination. Such a conductive elastic layer usually has a conductivity of about 10 1 to 10 5 Ω · cm. The thickness is usually set to about 1 to 10 mm, preferably about 2 to 4 mm.

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、図4に示すような装置に帯電ロールとして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帯電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, when the hardness (JIS A) of the conductive elastic layer is set to 25 (Hs) or less, in the case of using it as a charging roll in an apparatus as shown in FIG. Occurrence of image quality defects (horizontal unevenness) and fogging due to slight vibration between rolls is 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. Furthermore, carbon black such as ketjen black is used as a conductive agent as necessary.

上記導電性弾性体層の外周に形成される抵抗調整層は、先に述べた本発明の帯電部材の形成材料、すなわち、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに、前記特定の第四級アンモニウム塩を含有する材料を用いて形成されるものである。そして、その厚みは、通常、10〜1000μmに設定されるものであり、好適な範囲は80〜700μmである。   The resistance adjusting layer formed on the outer periphery of the conductive elastic layer is formed by adding the specific quaternary material to the above-described forming material of the charging member of the present invention, that is, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber. It is formed using a material containing an ammonium salt. And the thickness is normally set to 10-1000 micrometers, and the suitable range is 80-700 micrometers.

そして、このような帯電ロールにおいて、上記抵抗調整層の外周に保護層が形成された構成をとることが特に好ましい。また、上記導電性弾性体層と抵抗調整層との間に必要に応じて軟化剤移行防止層が形成される。   And in such a charging roll, it is especially preferable to take the structure by which the protective layer was formed in the outer periphery of the said resistance adjustment layer. Further, a softener migration preventing layer is formed between the conductive elastic layer and the resistance adjusting layer as necessary.

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、N−メトキシメチル化ナイロンをはじめとして、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等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、1〜25μmの厚みに設定されるのが好ましく、特に好適な範囲は3〜20μmである。また、この保護層の電気抵抗値は107 〜1011Ω・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。 As the protective layer formed as the outermost layer on the outer periphery of the resistance adjusting layer, conventionally known ones such as N-methoxymethylated nylon, fluorine resin, urethane resin and acrylic resin can be used as they are. When a conductive agent such as carbon black is mixed and dispersed in this protective layer, the conductivity at low temperature and low humidity becomes good, and good performance is exhibited even in a low temperature and low humidity environment. Such a protective layer is usually preferably set to a thickness of 1 to 25 μm, and a particularly suitable range is 3 to 20 μm. Moreover, the electrical resistance value of this protective layer is set to 10 7 to 10 11 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.

上記導電性弾性体層と抵抗調整層との間に必要に応じて形成され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しみ出し遮断防止のために形成される。この軟化剤移行防止層は、N−メトキシメチル化ナイロン等従来公知の材料を使用することができる。上記軟化剤移行防止層の厚みは、一般に、1〜20μmに設定され、好適には3〜10μm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105 Ω・cm以下に設定される。導電剤としては、カーボンブラックをはじめとする従来公知の導電剤が使用される。 The softening agent migration prevention layer formed as necessary between the conductive elastic layer and the resistance adjusting layer is used to prevent exudation of a softening agent such as oil contained in the conductive elastic layer. Formed for prevention. A conventionally known material such as N-methoxymethylated nylon can be used for this softener migration preventing layer. The thickness of the softener migration preventing layer is generally set to 1 to 20 μm, preferably 3 to 10 μm. The electric resistance of the softener migration preventing layer is set to 10 5 Ω · cm or less. Conventionally known conductive agents such as carbon black are used as the conductive agent.

このような帯電ロールは、例えば、つぎのようにして製造することができる。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した後、上記導電性弾性体層の表面を必要に応じて研磨してスプレー・ディッピング等で軟化剤移行防止層−抵抗調整層−保護層を塗布・乾燥、必要に応じて熱入れを施し順に形成する方法と、芯金の外周面に接着剤を塗布した物、未加硫・未発泡状態の導電性弾性体層チューブ状成形物、抵抗調整層チューブ状成形物を用意し、金型の中に、上記3種を金型内中心から芯金・導電性弾性体層・抵抗調整層の順に配置し、加硫・発泡させ、芯金−導電性弾性体層−抵抗調整層の構成をもったロールを形成し、上記方法で保護層を形成する方法等により製造される。   Such a charging roll can be manufactured as follows, for example. An adhesive is applied to the outer peripheral surface of the core metal, and after forming the conductive elastic body layer using the rubber composition described above using mold vulcanization, the surface of the conductive elastic body layer is necessary. Depending on the method, the softener transition prevention layer-resistance adjustment layer-protective layer is applied and dried by spraying, dipping, etc., and heated as necessary to form in order, and the adhesive on the outer peripheral surface of the core metal Prepare a non-vulcanized / unfoamed conductive elastic layer tube-shaped molded product and a resistance-adjusted layer tube-shaped molded product, and place the above three types in the mold from the center in the mold. Gold, conductive elastic layer, resistance adjustment layer are arranged in this order, vulcanized and foamed to form a roll having the structure of core metal-conductive elastic layer-resistance adjustment layer, and the protective layer is formed by the above method. Manufactured by a forming method or the like.

この抵抗調整層の形成は、極性ポリマーである上記エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム(ECO)に、イオン導電剤として上記特定の第四級アンモニウム塩を添加するとともに、必要に応じてその他の添加剤を添加する。ついで、これらをニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練することにより、未加硫ゴム組成物化し、溶剤に溶解しコーティングする方法とそのまま押出機等の成形機を使用する方法があり、例えばコーティング法では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形成することができる。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、上記未加硫ゴム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上記未加硫ゴム組成物からな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,乾燥時間等の条件は、上記溶液の液膜が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10分〜2時間加熱することにより上記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−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および図3に示すような層構造を有する帯電ロールが得られる。図2および図3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。なお、図2および図3において、導電性弾性体層27は発泡体で形成することができる。この場合には、軟化剤移行防止層28は設けなくてもよい。   The resistance adjustment layer is formed by adding the specific quaternary ammonium salt as an ionic conductive agent to the epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber (ECO), which is a polar polymer, and the others as necessary. Add the additives. Next, by kneading them using a kneader such as a kneader or Banbury mixer, there is a method of forming an unvulcanized rubber composition, dissolving and coating in a solvent, and a method of using a molding machine such as an extruder as it is, For example, in the coating method, the unvulcanized rubber composition is dissolved in an appropriate solvent (for example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), coated on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer, dried, and then heated and vulcanized. Can be formed. In the coating, it is preferable to use a dip method. More specifically, the solution containing the unvulcanized rubber composition is stored as a dip solution in a tank 24 as shown in FIG. Next, a rubber film made of the unvulcanized rubber composition is formed on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer by vertically standing the roll 25 on which the conductive elastic layer is formed and repeatedly immersing it in the solution. To form. At this time, it is preferable to set the conditions such as the dip solution viscosity, the raising / lowering speed, the number of times of raising / lowering, and the drying time so that the liquid film of the solution is in the range of 10 to 200 μm. For such a liquid film formed, drying is performed at a temperature of 25 to 80 ° C. for 0.5 to 4 hours to remove the solvent, followed by heating at a temperature of 150 to 200 ° C. for 10 minutes to 2 hours. The rubber film is vulcanized to form a resistance adjusting layer. Next, after the resistance adjustment layer is formed as described above, a resin liquid composed of N-methoxymethylated nylon, and in some cases a resin liquid mixed with a conductive agent or the like is coated by spraying, dipping, or the like. It is dried and, if necessary, is heat-treated to crosslink and form a protective layer. In this way, a charging roll having a layer structure as shown in FIGS. 2 and 3 is obtained. In FIGS. 2 and 3, 26 is a metal core, 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. 2 and 3, the conductive elastic layer 27 can be formed of a foam. In this case, the softener migration preventing layer 28 may not be provided.

本発明の帯電部材の具体例としては、上記帯電ロール以外に、帯電ブレード等があげられる。   Specific examples of the charging member of the present invention include a charging blade in addition to the charging roll.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。   Next, examples will be described together with comparative examples.

〔実施例1〜3、比較例1〜5〕 [Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 5]

〔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。
[Preparation of conductive elastic layer forming material]
As a conductive elastic layer forming material, a rubber composition was prepared using the following components.

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
Polynorbornene rubber 100 parts Ketjen black 50 parts Naphthenic oil 400 parts

〔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製した。
(Preparation of softener migration prevention layer forming material)
A carbon black-dispersed resin liquid was prepared using the following components as the softener migration preventing layer forming material.

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
N-methoxymethylated nylon 100 parts Carbon black 15 parts

〔抵抗調整層形成材料の調製〕
抵抗調整層形成材料として、下記の表1に示す各成分、すなわち、極性ポリマーとしてECO(エピクロロヒドリンとエチレンオキサイドの等モル共重合体)と、受酸剤として鉛丹と、チオウレア系架橋促進剤(三新化学社製、サンセラー22C)と、イオン導電剤として下記の式(2)〜式(4)で表される第四級アンモニウム塩を用い、これらを同表に示す割合で配合し、バンバリーミキサーを用いて混練することにより未加硫ゴム組成物を調製した。
(Preparation of resistance adjustment layer forming material)
As the resistance adjustment layer forming material, each component shown in Table 1 below, that is, ECO (equimolar copolymer of epichlorohydrin and ethylene oxide) as a polar polymer, lead red as an acid acceptor, and thiourea-based cross-linking Accelerating agent (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., Sunseller 22C) and quaternary ammonium salts represented by the following formulas (2) to (4) as ionic conductive agents are blended in proportions shown in the same table. Then, an unvulcanized rubber composition was prepared by kneading using a Banbury mixer.

Figure 0003829877
Figure 0003829877

Figure 0003829877
Figure 0003829877

〔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製した。
(Preparation of protective layer forming material)
As the protective layer forming material, a resin liquid was prepared using each component shown below.

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
N-methoxymethylated nylon 100 parts Carbon black 8 parts

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練した後、メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン=3/1(重量比)の溶剤に溶解し、粘度を500センチポイズに調製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、目的とする帯電ロールを作製した。   Next, after an adhesive is applied to the outer periphery of a metal core made of a metal shaft having a diameter of 8 mm, the rubber composition of the conductive elastic layer forming material is used on the outer periphery, and mold vulcanization is used as a whole. The conductive elastic body layer was formed so that the outer diameter of each was 15 mm. Next, the carbon black-dispersed resin liquid for the softener migration preventing layer forming material was spray coated on the outer periphery of the conductive elastic layer, and then dried to form a softener migration preventing layer having a thickness of 6 to 10 μm. On the other hand, after roll-kneading the rubber composition for forming the resistance adjusting layer, it was dissolved in a solvent of methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone = 3/1 (weight ratio), and the viscosity was adjusted to 500 centipoise to prepare a dip solution. . In this liquid, the cored bar on which the softening agent migration preventing layer was formed as described above was immersed and coated, and then pulled up and dried, followed by heat treatment for crosslinking. Subsequently, a resin solution for forming a protective layer was spray-coated on the surface and then dried to form a protective layer. As a result, a target charging roll was produced.

このようにして得られた各帯電ロールの電気抵抗を、図5に示すような金属ロール電極法により測定した。すなわち、帯電ロール31の両端を荷重4.9Nで直径30mmの金属ロール32に押圧した状態で、上記金属ロール32を回転数60rpmで矢印方向に回転させるとともに、上記帯電ロール31を上記金属ロール32の連れ回りにより矢印方向に回転させた。そして、上記帯電ロール31の一端に100Vの電圧を印加して電流値を測定し、電気抵抗値(初期抵抗)を求めた。つぎに、上記図5の状態で通電したまま10時間後の電流値を測定して電気抵抗値(耐久抵抗)を求めた。そして、これらの測定から電気抵抗の上昇度合いを算出した。これらの結果を後記の表2〜表3に示す。   The electric resistance of each charging roll thus obtained was measured by a metal roll electrode method as shown in FIG. That is, while the both ends of the charging roll 31 are pressed against the metal roll 32 having a diameter of 30 mm with a load of 4.9 N, the metal roll 32 is rotated in the direction of the arrow at a rotation speed of 60 rpm, and the charging roll 31 is moved to the metal roll 32. It was rotated in the direction of the arrow by the accompanying rotation. And the voltage of 100V was applied to the end of the said charging roll 31, the electric current value was measured, and the electrical resistance value (initial resistance) was calculated | required. Next, an electric resistance value (endurance resistance) was obtained by measuring a current value after 10 hours while energizing in the state of FIG. And the raise degree of the electrical resistance was computed from these measurements. These results are shown in Tables 2 to 3 below.

一方、得られた帯電ロールを高温高湿条件(40℃×95%RH)にて1週間放置した後、室温(25℃×50%RH)で一日放置し、帯電ロールの表面を目視により観察した。評価は、ブルーム・ブリードが確認されなかったものを○、ブルーム・ブリードが確認され、画像に影響があるものを×とした。その結果を下記の表2〜表3に示す。   On the other hand, the obtained charging roll was allowed to stand for 1 week under high-temperature and high-humidity conditions (40 ° C. × 95% RH) and then left at room temperature (25 ° C. × 50% RH) for one day, and the surface of the charging roll was visually observed. Observed. In the evaluation, a case where no bloom / bleed was confirmed was evaluated as “◯”, and a case where bloom / bleed was confirmed and the image was affected was evaluated as “×”. The results are shown in Tables 2 to 3 below.

Figure 0003829877
Figure 0003829877

Figure 0003829877
Figure 0003829877

上記表2〜表3の結果から、実施例品は、初期抵抗値はもちろん耐久抵抗値も低く抵抗の上昇度合いも小さい優れたものであった。しかも、ブルーム・ブリードも確認されず、帯電ロールとして優れていることがわかる。   From the results of Tables 2 to 3, the example products were excellent in that not only the initial resistance value but also the durability resistance value was low and the resistance increase was small. In addition, no bloom or bleed is confirmed, and it can be seen that it is excellent as a charging roll.

帯電ロールの製法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of a charging roll. 本発明の帯電部材の一例である帯電ロールの構成を示す断面斜視図である。1 is a cross-sectional perspective view illustrating a configuration of a charging roll that is an example of a charging member of the present invention. 本発明の帯電部材の一例である帯電ロールの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the charging roll which is an example of the charging member of this invention. 電子写真複写機の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an electrophotographic copying machine typically. 帯電ロールの電気抵抗の測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of the electrical resistance of a charging roll.

符号の説明Explanation of symbols

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
26 Core Bar 27 Conductive Elastic Layer 28 Softener Migration Prevention Layer 29 Resistance Adjustment Layer 30 Protective Layer

Claims (3)

エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴムに、イオン導電剤として、下記の一般式(1)で表される第四級アンモニウム塩を含有する材料を用いてなる帯電部材。
Figure 0003829877
A charging member formed by using a material containing an epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber containing a quaternary ammonium salt represented by the following general formula (1) as an ionic conductive agent.
Figure 0003829877
上記イオン導電剤とともに電子導電材を含有する請求項1記載の帯電部材。   The charging member according to claim 1, comprising an electronic conductive material together with the ionic conductive agent. 上記第四級アンモニウム塩の配合量が、上記極性ポリマー100重量部に対して、0.05〜5重量部の範囲に設定されている請求項1または2記載の帯電部材。
The charging member according to claim 1 or 2, wherein a blending amount of the quaternary ammonium salt is set in a range of 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polar polymer.
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