JP5160726B2 - Conductive rubber roller - Google Patents

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Description

本発明は導電性ゴムローラに関し、詳しくは良好な帯電特性を有し、かつ表面粗さがきわめて低く、特にレーザービームプリンター等の画像形成機構においてトナーを感光体に付着させるための現像ローラとして好適に用いられる導電性ゴムローラに関する。   The present invention relates to a conductive rubber roller, and in particular, has good charging characteristics and extremely low surface roughness, and is particularly suitable as a developing roller for attaching toner to a photoreceptor in an image forming mechanism such as a laser beam printer. The present invention relates to a conductive rubber roller used.

近年レーザープリンター等の電子写真装置においては高速化、高画質化が急速に進んでいる。高画質化に対応するためトナーの粒径は小さくなる傾向にあり、現在では粒径10μm以下のトナーが主流であるが、粒径が5〜8μm程度のトナーも広く用いられるようになってきた。そのため、感光体上に描かれた潜像にトナーを供給する現像ローラにはきわめて低い表面粗さが求められる。   In recent years, electrophotographic apparatuses such as laser printers are rapidly increasing in speed and image quality. The toner particle size tends to be small in order to cope with high image quality. Currently, toners having a particle size of 10 μm or less are mainly used, but toners having a particle size of about 5 to 8 μm are also widely used. . Therefore, an extremely low surface roughness is required for the developing roller that supplies toner to the latent image drawn on the photoreceptor.

レーザープリンター等の電子写真装置が普及するにつれて、高速化および高画質化だけでなく低価格化も進んできている。これらの要求を満たすために、フェライト粉または鉄粉等からなるキャリアとトナーの2種類で構成されている2成分系のトナーに代わり、非磁性重合トナーのみからなる1成分のトナーが広く用いられるようになってきている。それに伴い、現像ローラも従来主流であったマグネット方式によるものから、ゴム弾性を有する半導電性ロールに移行しつつある。かかる半導電性ロールとしては、トナーが感光体に搬送される際に生じる電圧降下と現像ロールに印可される電圧とのバランスを鑑みて、抵抗値が10〜10Ωのロールが広く用いられている。 As electrophotographic apparatuses such as laser printers have become widespread, not only high speed and high image quality but also low prices have been advanced. In order to satisfy these requirements, a one-component toner composed only of a non-magnetic polymerized toner is widely used instead of a two-component toner composed of two types of carrier and toner composed of ferrite powder or iron powder. It has become like this. Along with this, the developing roller is also shifting from the conventional magnet type to a semiconductive roll having rubber elasticity. As such a semiconductive roll, a roll having a resistance value of 10 5 to 10 8 Ω is widely used in consideration of the balance between the voltage drop generated when the toner is conveyed to the photoreceptor and the voltage applied to the developing roll. It has been.

電子写真装置における現像方式としては、感光体と現像ロールの関係により大きく分けて2種類の方式がある。すなわち、約200μm程度のギャップを有しながらトナーを現像ロールから感光体にジャンピングさせる非接触式と、現像ロール上のトナーと感光体が接触しながら感光体に搬送する直接式である。
いずれの方式にしても現像ロールには、
(1)トナーを均一な量搬送すること、
(2)搬送するトナーを均一に帯電させること、
(3)感光体にトナーを均一に受け渡すことが要求される。
There are roughly two types of developing methods in the electrophotographic apparatus depending on the relationship between the photoreceptor and the developing roll. That is, a non-contact type in which the toner is jumped from the developing roll to the photoconductor while having a gap of about 200 μm, and a direct type in which the toner on the developing roll and the photoconductor are conveyed to the photoconductor while being in contact with each other.
Regardless of the method, the developing roll
(1) conveying a uniform amount of toner;
(2) Uniformly charging the toner to be conveyed;
(3) The toner is required to be uniformly transferred to the photoreceptor.

キャリアを用いた2成分系のトナーを用いる場合には電気的および磁気的な作用によりトナーの帯電および感光体への搬送は比較的容易であるが、1成分系のトナーを用いる場合には磁気的な作用を利用することができない。そのため、現像ロールに課せられた上記3つの要求を満たすためには電極端面となる現像ローラ表面が均一に形成されているという高い表面精度が要求され、さらには現像ローラに対しバイアス電位をかけた場合に極めて均一な電位分布となるように抵抗値等の電気的な特性がローラ内で極めて均一であることが要求される。   When using a two-component toner using a carrier, it is relatively easy to charge the toner and transport it to the photoreceptor due to electrical and magnetic action. However, when using a one-component toner, the toner is magnetic. Cannot be used. Therefore, in order to satisfy the above three requirements imposed on the developing roll, high surface accuracy is required that the surface of the developing roller as the electrode end surface is uniformly formed, and a bias potential is applied to the developing roller. In some cases, electrical characteristics such as a resistance value are required to be extremely uniform in the roller so as to obtain a very uniform potential distribution.

また、1成分系のトナーはキャリアを含まないために、現像ローラにはトナーの帯電性をコントロールする機能が求められている。トナーの帯電量が不十分であると、静電気力が不足してトナーが感光体の潜像に忠実に搬送されない。そのために例えば現像ローラの周回による濃度変化や現像ゴースト、かぶり等の様々な画像不良が生じる。   In addition, since the one-component toner does not include a carrier, the developing roller is required to have a function of controlling the charging property of the toner. If the charge amount of the toner is insufficient, the electrostatic force is insufficient and the toner cannot be faithfully conveyed to the latent image on the photoreceptor. For this reason, for example, various image defects such as density change due to the rotation of the developing roller, development ghost, and fogging occur.

このような問題の解決のために従来より種々の提案がなされている。例えば、特開2002−194203号公報(特許文献1)では、電気抵抗の均一性を得るために導電性フィラーによる電子導電ではなくイオン導電で制御し、粒子径を規定した炭酸カルシウムをイオン導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴム中に分散させたゴム材料が提案されている。また、特開2001−357735号公報(特許文献2)では、トナーへの帯電性をコントロールするためにアミン化合物を有する処理剤により導電性部材の表面を処理することが提案されている。   Various proposals have been made for solving such problems. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-194203 (Patent Document 1), in order to obtain uniformity of electrical resistance, calcium carbonate, which is controlled by ionic conduction instead of electronic conduction by a conductive filler and has a prescribed particle size, is ionic conductive. A rubber material dispersed in epichlorohydrin rubber, which is a rubber, has been proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-357735 (Patent Document 2) proposes to treat the surface of a conductive member with a treating agent having an amine compound in order to control the chargeability of the toner.

上記特許文献1では、研磨時の表面粗さの低減は可能であり、粒径が10μmを下回るトナーを均一に搬送することができる。さらにゴム層の電気抵抗をある程度均一にできる。しかし、研磨して得られたロール表面においてはエピクロルヒドリンゴムが有する粘着性が摩擦係数の上昇という問題を引き起こす。さらには炭酸カルシウムの添加が悪影響を及ぼす場合もある。例えば、ゴムの表面の粘着性が炭酸カルシウムの未添加時に比べ格段に上昇し、結果として摩擦係数が高いレベルに陥る場合がある。また摩擦係数を下げる要素が極めて少ない。そのうえトナーへの帯電性やその帯電性能の持続性が良くなく、現像ローラ等として用いた場合に良好な印刷画が得られないという問題がある。   In Patent Document 1, it is possible to reduce the surface roughness at the time of polishing, and it is possible to uniformly convey toner having a particle size of less than 10 μm. Furthermore, the electric resistance of the rubber layer can be made uniform to some extent. However, the adhesiveness of epichlorohydrin rubber on the roll surface obtained by polishing causes a problem of an increase in the coefficient of friction. Furthermore, the addition of calcium carbonate may have an adverse effect. For example, the tackiness of the rubber surface may be markedly increased compared to when calcium carbonate is not added, resulting in a high friction coefficient. In addition, there are very few factors that lower the coefficient of friction. In addition, there is a problem that the chargeability to the toner and the sustainability of the charging performance are not good, and a good print image cannot be obtained when used as a developing roller.

上記特許文献2では、表層の材料がコーティングにより形成されるためその材料を適宜選択することが可能であり、トナーの帯電性の調整や摩擦係数の調整が容易になる。しかし表層の材料のコーティング時における塗りむらが問題となる。すなわち、表層の厚みが厚すぎるとコーティング材のたれ等が生じて外径精度が得にくく、逆に表層の厚みが薄いと塗りむらが抵抗値のばらつきに直結するためトナーの運搬およびトナーへの帯電性が不均一となり、良好な画像を得られない。その結果、製造時の歩留まりが極めて悪くコスト高になる。また、基材と表面処理のコーティング剤とは材料が異なるため、製造時および使用時におけるコーティング剤の剥離発生という問題がある。また特にトナー漏れ防止用のシール部では基材との硬度差によってコーティング材の亀裂のおそれがあり、その結果高い耐久性が得られないという問題もある。   In Patent Document 2, since the surface layer material is formed by coating, the material can be appropriately selected, and the toner chargeability and the friction coefficient can be easily adjusted. However, uneven coating at the time of coating the surface material becomes a problem. That is, if the thickness of the surface layer is too thick, the coating material will sag and it will be difficult to obtain the outer diameter accuracy. The chargeability becomes non-uniform and a good image cannot be obtained. As a result, the manufacturing yield is extremely poor and the cost is high. Further, since the base material and the surface treatment coating agent are made of different materials, there is a problem in that the coating agent is peeled off during production and use. In particular, in the seal portion for preventing toner leakage, the coating material may be cracked due to the difference in hardness from the base material, and as a result, there is a problem that high durability cannot be obtained.

以上のように、トナーの搬送性とトナーの帯電性のコントロールを両立するのは困難である。そこで本発明者は、かかる従来の問題点を解決すべく鋭意検討し、電気抵抗を均一化できると共にトナー等の付着物への帯電性に優れ、かつその帯電性を持続することができる導電性ゴムローラを開発し、特願2002−338968号(特許文献3)で提供している。   As described above, it is difficult to achieve both control of toner transportability and toner chargeability. Accordingly, the present inventor has eagerly studied to solve such conventional problems, and can make the electrical resistance uniform and is excellent in the chargeability to the deposit such as toner, and can maintain the chargeability. A rubber roller has been developed and provided in Japanese Patent Application No. 2002-338968 (Patent Document 3).

前記導電性ゴムローラを用いた場合、初期は極めて良好な画像が得られるようになってきた。しかし、良好な画像を維持するという点でさらなる改良の余地があった。
すなわちトナーは、トナー供給ロールや量規制ブレードと現像ロールとの間でせん断力などの力を受けながら、数千枚程度の画像寿命が尽きるまで使用され続ける。また、潜像部分においてのみ現像ロールから感光体へトナーが搬送されるために、現像ロールにのっても紙まで移行されずに再びカートリッジに戻ってくるトナーも数多く存在する。そういった多大なストレスをともなう長期間の使用を経ることで、トナーの付着を防止するために添加されている外添材や感光体より搬送される紙の成分がトナー粒子へめり込み、さらにはトナー自体の割れや変形を生じる。このようにトナー表面は長期間使用しているうちに初期の帯電しやすい表面とは大きく変わってしまう。そのためトナーの帯電量が低下し、その結果、本来白い印字面にトナーがのる、いわゆるかぶりなどの画像障害が発生し得る。
When the conductive rubber roller is used, a very good image can be obtained at the initial stage. However, there is room for further improvement in terms of maintaining a good image.
That is, the toner continues to be used until the image life of about several thousand sheets is exhausted while receiving a force such as a shearing force between the toner supply roll or the amount regulating blade and the developing roll. In addition, since toner is conveyed from the developing roll to the photosensitive member only in the latent image portion, there are many toners that return to the cartridge again without being transferred to the paper even on the developing roll. After a long period of use with such a great deal of stress, the external additives added to prevent toner adhesion and the paper components transported from the photoreceptor sink into the toner particles, and the toner itself Cause cracking and deformation. As described above, the surface of the toner is greatly changed from the surface which is easily charged during the long-term use. As a result, the charge amount of the toner is decreased, and as a result, an image failure such as so-called fogging in which the toner is originally deposited on a white print surface may occur.

特開2002−194203号公報JP 2002-194203 A 特開2001−357735号公報JP 2001-357735 A 特願2002−338968Japanese Patent Application No. 2002-338968

本発明は、電気抵抗を均一化できると共にトナー等の付着物への帯電性に優れ、かつその帯電性を持続することができ、さらに表面粗さが極めて低い導電性ゴムロールを提供することを課題としている。   It is an object of the present invention to provide a conductive rubber roll that can make the electrical resistance uniform, has excellent chargeability to deposits such as toner, can sustain the chargeability, and has extremely low surface roughness. It is said.

上記課題を解決するため、本発明はエピクロルヒドリン(EP)−エチレンオキサイド(EO)共重合体とアクリロニトリルブタジエンゴムとの混合物をゴム成分として含み、前記ゴム成分100重量部に対して一次粒径80nm以上500nm以下の弱導電性カーボンブラックを5〜70重量部含有している一方で、イオン導電性添加剤を含有していない導電性ゴム層を少なくとも最外層に備えている導電性ゴムローラであって、
前記導電性ゴム層の表層部分は酸化膜とされており、表面粗さRzが5μm以下であり、かつ、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加した際の誘電正接が0.1〜1.5、摩擦係数が0.1〜1.5、ロールの抵抗値が10〜10Ωであることを特徴とする導電性ゴムローラを提供している。
To solve the above problems, the present invention is e Pikuroruhidorin (EP) - comprises a mixture of ethylene oxide (EO) copolymer and acrylonitrile-butadiene rubber as a rubber component, a primary particle diameter with respect to the rubber component 100 parts by weight A conductive rubber roller containing 5 to 70 parts by weight of weakly conductive carbon black of 80 nm or more and 500 nm or less and having a conductive rubber layer not containing an ionic conductive additive in at least the outermost layer. And
The surface portion of the conductive rubber layer is an oxide film, the surface roughness Rz is 5 μm or less, and the dielectric loss tangent when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz is 0.1 to 1. 5. A conductive rubber roller having a friction coefficient of 0.1 to 1.5 and a roll resistance value of 10 5 to 10 8 Ω is provided.

本発明では、トナーを感光体に付着させるための現像ローラ等に好適に使用される導電性ゴムローラにおいて、誘電正接が帯電特性に大きな影響を及ぼすことに鑑み、ローラの誘電正接を上記範囲に低減すれば、電気抵抗の均一化とトナーの帯電性のコントロールを両立させることができ、結果、良好な帯電特性を奏することを見出した。よって本発明の導電性ゴムローラを現像ローラ等に用いた場合、感光体接触前の現像ローラ表面に存在するトナーの帯電量を高いレベルに保持することができる。
さらに、ローラの摩擦係数を上記範囲に低減すればトナーに与えるストレスを軽減でき、その結果トナーの劣化を遅らせることができるため長期使用期間に渡り良好な画像を維持することができる。また、トナーの小径化にも対応できるという利点もある。
In the present invention, the dielectric loss tangent of the roller is reduced to the above range in view of the fact that the dielectric loss tangent has a great influence on the charging characteristics in the conductive rubber roller suitably used for the developing roller for attaching the toner to the photosensitive member. As a result, it has been found that it is possible to achieve both uniform electrical resistance and control of the chargeability of the toner, and as a result, excellent charging characteristics are exhibited. Therefore, when the conductive rubber roller of the present invention is used as a developing roller or the like, the charge amount of toner existing on the surface of the developing roller before contact with the photoreceptor can be maintained at a high level.
Further, if the roller friction coefficient is reduced to the above range, the stress applied to the toner can be reduced, and as a result, the deterioration of the toner can be delayed, so that a good image can be maintained over a long period of use. In addition, there is an advantage that the toner can be reduced in diameter.

上記のように、本発明の導電性ゴムローラは前記条件下で測定した誘電正接を約0.1〜1.5としている。
ゴムローラの電気特性において誘電正接とは、電気の流し易さ(導電率)とコンデンサー成分(静電容量)の影響度を示す指標であり、交流電流を印加した際の位相遅れを示すパラメータでもあり、電圧をかけた時のコンデンサー成分割合の大きさを示している。即ち、誘電正接はトナーが量規制ブレードにより高圧で現像ローラに接触した際に生成される帯電量と、感光体へ搬送されるまでにローラ上に逃げる帯電量とにより表され、感光体接触直前の帯電量を示す指標となる。誘電正接が大きいと電気(電荷)を通しやすく分極は進みにくいが、逆に誘電正接が小さいと電気(電荷)を通しにくく分極が進むことになる。
よって、誘電正接が小さい方がロールのコンデンサー的特性が高く、摩擦帯電で生じたトナーの帯電をロールから逃すことなく維持できる。すなわち、トナーに帯電性を付加でき、付加した帯電性を維持することができる。かかる効果を得るためには誘電正接は1.5以下としている。
また、充填材の量が多くなり硬くなるのを避けるため、または過度な酸化膜の形成により表面が劣化するのを避けるために、誘電正接は約0.1以上としている。該誘電正接はより好ましくは0.2〜1.0である。
なお、誘電正接の測定条件で、電圧を5Vの微小電圧としているのは、ゴムローラがトナーを保持した際、また、トナーが感光体に搬送された際には極めて微小は電圧変動を生じるためである。さらに、周波数を100Hzとしているのは、現像ローラの回転数、嵌合体やブレード、トナー供給ローラとのニップを鑑みると周波数100Hz程度の低周波数が極めて事象にマッチングするためである。
As described above, the conductive rubber roller of the present invention has a dielectric loss tangent measured under the above conditions of about 0.1 to 1.5.
In the electrical characteristics of a rubber roller, the dielectric loss tangent is an index indicating the degree of influence of electric flow (conductivity) and the capacitor component (capacitance), and is also a parameter indicating the phase delay when an alternating current is applied. The size of the capacitor component ratio when a voltage is applied is shown. That is, the dielectric loss tangent is expressed by the amount of charge generated when the toner contacts the developing roller at a high pressure by the amount regulating blade, and the amount of charge that escapes onto the roller before being conveyed to the photosensitive member. This is an index indicating the amount of charge. If the dielectric loss tangent is large, it is easy to pass electricity (charge) and the polarization is difficult to proceed. Conversely, if the dielectric loss tangent is small, the polarization is difficult to pass electricity (charge).
Therefore, the smaller the dielectric loss tangent, the higher the capacitor-like characteristics of the roll, and the toner charge generated by frictional charging can be maintained without escaping from the roll. That is, chargeability can be added to the toner, and the added chargeability can be maintained. In order to obtain such an effect, the dielectric loss tangent is set to 1.5 or less.
Further, the dielectric loss tangent is set to about 0.1 or more in order to prevent the amount of filler from increasing and becoming hard, or to prevent the surface from deteriorating due to the formation of an excessive oxide film. The dielectric loss tangent is more preferably 0.2 to 1.0.
The reason why the voltage is set to a minute voltage of 5 V under the dielectric tangent measurement condition is that a very small voltage fluctuation occurs when the rubber roller holds the toner or when the toner is conveyed to the photoreceptor. is there. Further, the reason why the frequency is set to 100 Hz is that a low frequency of about 100 Hz matches the event very much in consideration of the rotation speed of the developing roller, the fitting body, the blade, and the nip with the toner supply roller.

さらに、本発明の導電性ゴムローラは摩擦係数が約0.1〜1.5としている。上述したように、トナーはトナー供給ロールや量規制ブレードと現像ロールとの間でせん断力などのストレスを受ける。かかるストレスを軽減するために導電性ゴムローラの摩擦係数は約1.5以下であることが好ましい。また、トナーが滑らず十分な量のトナーを搬送するためには導電性ゴムローラの摩擦係数は約0.1以上であることが好ましい。該摩擦係数はより好ましくは下限は0.25以上である。一方、上限は好ましくは0.9以下、更に好ましくは0.8以下で、特に0.55以下が好ましい。
ここでの摩擦係数は、導電性ゴムローラ表面の摩擦係数であり、市販のポリエステル製のOHPフィルムを、幅50mmで接触させて導電性ゴムローラの表面の一部に接触させて等速移動時の動摩擦力を測定し、この動摩擦力をオイラーの式に導入して計算することで摩擦係数を求めた。市販のポリエステル製のOHPフィルムを対象としたのはトナーの材質に近い樹脂製品であり、かつ、表面が平坦均一であることによる。
Further, the conductive rubber roller of the present invention has a friction coefficient of about 0.1 to 1.5. As described above, the toner is subjected to stress such as shearing force between the toner supply roll or the amount regulating blade and the developing roll. In order to reduce such stress, the friction coefficient of the conductive rubber roller is preferably about 1.5 or less. In order to convey a sufficient amount of toner without slipping, the conductive rubber roller preferably has a friction coefficient of about 0.1 or more. The lower limit of the friction coefficient is more preferably 0.25 or more. On the other hand, the upper limit is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less, and particularly preferably 0.55 or less.
The coefficient of friction here is a coefficient of friction on the surface of the conductive rubber roller. A commercially available polyester OHP film is brought into contact with a width of 50 mm and brought into contact with a part of the surface of the conductive rubber roller, and the dynamic friction during constant speed movement. The friction coefficient was obtained by measuring the force and calculating this dynamic friction force by introducing it into Euler's equation. The purpose of the commercially available polyester OHP film is that it is a resin product close to the material of the toner and that the surface is flat and uniform.

本発明の導電性ゴムローラは、上記のような物性に加えて、表面粗さRzが約5μm以下である。このように導電性ゴムローラの表面粗さRzを小さくすることにより、導電性ゴムローラの表面にはトナーの粒径より小さな凹凸が存在するにすぎなくなるため、均一なトナーの搬送ができるだけでなくトナーの流動性がよくなり、結果としてトナーに帯電性を与える効率がきわめて高くなる。なお表面粗さRzは、JIS B 0601(1994)にしたがって測定する。
また、本発明の導電性ゴムローラにおいてはローラの抵抗値が約10〜10Ωである。
Conductive rubber roller of the present invention, in addition to the above physical properties, the surface roughness Rz Ru der about 5μm or less. By reducing the surface roughness Rz of the conductive rubber roller in this way, the surface of the conductive rubber roller has only irregularities smaller than the particle size of the toner, so that not only the toner can be conveyed uniformly but also the toner. The fluidity is improved, and as a result, the efficiency of imparting chargeability to the toner becomes extremely high. The surface roughness Rz is measured according to JIS B 0601 (1994).
The resistance value of the roller Ru about 10 5 to 10 8 Omega der in conductive rubber roller of the present invention.

上記導電性ゴムロールの最外層を形成する導電性ゴム層は、導電性を有していればいかなる構成成分を有していてもよいが、ゴム成分、充填材、または導電剤、加硫剤、可塑剤もしくは受酸剤などの添加剤を含む。
導電性ゴム層における導電性はエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムを用いたイオン導電性とし、また、カーボンブラックを配合した電子導電性とイオン導電性とを併用することが好ましい。
The conductive rubber layer forming the outermost layer of the conductive rubber roll may have any component as long as it has conductivity, but a rubber component, a filler, or a conductive agent, a vulcanizing agent, Contains additives such as plasticizers or acid acceptors.
Conductivity in the conductive rubber layer as an ion conductive using an ion-conductive rubber such as e Pi chlorohydrin rubber, also, it is preferable to use an electron conductivity obtained by blending carbon black and ion conductivity.

上記誘電正接を低減させるためには、イオン導電性ゴムを用いると共に、カーボンブラックを配合することが好ましく、ゴム成分100重量部に対して一次粒径80nm以上500nm以下の弱導電性カーボンブラックを5〜70重量部配合している。   In order to reduce the dielectric loss tangent, ion conductive rubber is preferably used and carbon black is preferably blended. The weakly conductive carbon black having a primary particle size of 80 nm or more and 500 nm or less is 100 parts by weight of the rubber component. -70 weight part is mix | blended.

上記弱導電性カーボンブラックとは粒径が大きくストラクチャーの発達が小さく導電性への寄与が小さいカーボンブラックであり、これを配合することにより導電性を高めることなく分極作用によるコンデンサー的な働きを得ることができ、電気抵抗の均一化を損なうことなく帯電性のコントロールを実現できる。
上記弱導電性カーボンブラックとして、一次粒径が約80nm以上、好ましくは約100nm以上のものを用いれば、より有効に上記効果が得られる。また、250nm以下であると表面粗さが極めて小さくできる。
弱導電性カーボンブラックの配合量をゴム成分100重量部に対して約5〜70重量部程度としているのは、5重量部未満であると誘電正接を低減する硬化が乏しく、70重量部を越えると、硬度が上昇し接触する他の部材を損傷させるためである。
弱導電性カーボンブラックとしては種々の選択が可能であるが、中でも大粒径を得やすいファーネス法、サーマル法により製造されたカーボンブラックが好ましく、不純物の少ないサーマルカーボンブラックが最も好ましい。カーボンの分類で言うとSRFやFT、MTが好ましい。また顔料で用いられるカーボンブラックを用いても良い。
The weakly conductive carbon black is a carbon black that has a large particle size, a small structure development, and a small contribution to conductivity. By blending this, it acts as a capacitor by polarization without increasing conductivity. Therefore, it is possible to control the charging without impairing the uniformity of electric resistance.
If the weak conductive carbon black has a primary particle size of about 80 nm or more, preferably about 100 nm or more, the above effect can be obtained more effectively. Moreover, surface roughness can be made very small in it being 250 nm or less.
The blending amount of the weakly conductive carbon black is about 5 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If it is less than 5 parts by weight, the curing to reduce the dielectric loss tangent is poor, and exceeds 70 parts by weight. This is because the hardness increases and other members that come into contact with it are damaged.
Various types of weakly conductive carbon black can be selected. Among them, carbon black produced by a furnace method or a thermal method that easily obtains a large particle size is preferable, and thermal carbon black with few impurities is most preferable. In terms of carbon classification, SRF, FT, and MT are preferable. Carbon black used as a pigment may also be used.

なお、導電剤はカーボンブラックに限定されず、公知の無機導電性材料または有機導電性材料を使用することができる。ただし、イオン導電性添加剤は配合しない。
無機導電性材料としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラックもしくはアセチレンブラック等の公知の導電性カーボンブラック;酸化亜鉛、チタン酸カリウム、アンチモンドープ酸化チタン、酸化スズもしくはグラファイト等の導電性金属酸化物;LiClO、LiCFSO、NaC1O、LiAsF、LiBF、NaSCN,KSCN,NaC1等の金属塩が挙げられる。
有機導電性材料としては、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤等の帯電防止剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
The conductive agent is not limited to carbon black, and a known inorganic conductive material or organic conductive material can be used. However, an ion conductive additive is not blended.
Examples of the inorganic conductive material include known conductive carbon blacks such as ketjen black, furnace black or acetylene black; conductive metal oxides such as zinc oxide, potassium titanate, antimony-doped titanium oxide, tin oxide or graphite; LiClO 4 , metal salts such as LiCF 3 SO 3 , NaC 1 O 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , NaSCN, KSCN, and NaC 1.
The organic conductive material, high-grade alcohol ethylene oxide, polyethylene glycol fatty acid esters, antistatic agents such as nonionic surface active agents such as polyhydric alcohol fatty acid esters. These may be used alone or in combination.

導電性ゴム層のゴム成分としては、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリルブタジエンゴムとをブレンドして用いる。 And min rubber component of the conductive rubber layer is used by blending the error peak chlorohydrin rubber and acrylonitrile-butadiene rubber.

エピクロルヒドリンゴムとして、具体的には、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド(EO)共重合体を用いる。エピクロルヒドリンゴムは、他のゴム成分と組み合わせ場合全ゴム成分に対して約20重量%以上100重量%未満の割合で配合することが好ましい。 Specifically, an epichlorohydrin-ethylene oxide (EO) copolymer is used as the epichlorohydrin rubber. Epichlorohydrin rubber is preferably blended in a proportion of less than about 20 wt% to 100 wt% based on the total rubber components when Ru combination with other rubber components.

導電性ゴム層に配合する充填材は、上記導電剤の他に、加硫剤、加工助剤、可塑剤、受酸剤、劣化防止剤等を含み、これらの充填材の総量はゴム成分100重量部に対して約30〜70重量部程度が好ましい。
上記30〜70重量部としているのは、誘電正接を効率的に調整し、研磨性(加工性)を良くして加工精度を向上させるために充填材の総量は約30重量部以上が好ましい。一方、硬度が上昇し接触する他の部材を損傷させるのを防ぐために、充填材の総量は約70重量部以下が好ましい。
The filler to be blended in the conductive rubber layer contains a vulcanizing agent, a processing aid, a plasticizer, an acid acceptor, a deterioration preventing agent and the like in addition to the conductive agent, and the total amount of these fillers is the rubber component 100. About 30-70 weight part is preferable with respect to a weight part.
The amount of 30 to 70 parts by weight is preferably about 30 parts by weight or more in order to efficiently adjust the dielectric loss tangent, improve the grindability (workability) and improve the processing accuracy. On the other hand, the total amount of the filler is preferably about 70 parts by weight or less in order to prevent the hardness from rising and damaging other members that come into contact.

配合する加硫剤しては硫黄系、トリアジン誘導体系、チオウレア系、各種モノマー等が使用できる。これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。硫黄系加硫剤としては粉末硫黄、またはテトラメチルチウラムジスルフィドもしくはN,N−ジチオビスモルホリンなどの有機含硫黄化合物等が挙げられる。チオウレア系加硫剤としてはテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレアおよび(CnH2n+1NH)2C=S(式中、nは1〜10の整数を表す。)で示されるチオウレア等よりなる群から選択される1種又は複数種のチオウレアを用いることができる。
加硫剤の添加量はゴム成分100重量部に対して約0.5重量部以上約5重量部以下、好ましくは約1重量部以上約3重量部以下が良い。
As the vulcanizing agent to be blended, sulfur, triazine derivative, thiourea, various monomers and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the sulfur-based vulcanizing agent include powdered sulfur, organic sulfur-containing compounds such as tetramethylthiuram disulfide or N, N-dithiobismorpholine. The thiourea vulcanizing agent is selected from the group consisting of tetramethylthiourea, trimethylthiourea, ethylenethiourea, and (CnH2n + 1NH) 2C = S (wherein n represents an integer of 1 to 10). One or more thioureas can be used.
The addition amount of the vulcanizing agent is about 0.5 to about 5 parts by weight, preferably about 1 to about 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.

エピクロルヒドリンゴムまたはエピクロルヒドリン系重合体をチオウレア系加硫剤、特にエチレンチオウレアで加硫したゴムは、圧縮永久ひずみが約15%以下となり耐久性が良好となる上に、研磨加工時の精度確保を容易にすることができ、さらには紫外線による酸化膜形成効果も高めることができるから、本発明において特に好適に用いることができる。この場合、ゴム成分100重量部に対してチオウレア系加硫剤を約0.2重量部以上約3重量部以下、好ましくは約1重量部以上約2重量部以下の割合で配合するのが良い。   A rubber obtained by vulcanizing an epichlorohydrin rubber or epichlorohydrin polymer with a thiourea-based vulcanizing agent, especially ethylene thiourea, has a compression set of about 15% or less and good durability, and it is easy to ensure accuracy during polishing. Furthermore, since the effect of forming an oxide film by ultraviolet rays can be enhanced, it can be used particularly preferably in the present invention. In this case, the thiourea vulcanizing agent may be blended at a ratio of about 0.2 parts by weight to about 3 parts by weight, preferably about 1 part by weight to about 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. .

上記各種加工助剤や可塑剤としては、ジブチルフタレート(DBP)やジオクチルフタレート(DOP)、トリクレジルフォスフェート等の各種可塑剤のほかに、導電剤や加工助剤として用いられる物質の中にも可塑成分を有するものが多数ある。例えば加工助剤として用いられるステアリン酸等の脂肪酸等である。これら可塑成分は、上記導電性ゴム層のゴム成分100重量部に対して約5重量部以下の割合で配合されていることが好ましい。酸化膜を形成する際にブリードが生じたり、プリンター装着時や運転時に感光体を汚染したりするのを防ぐためである。 In addition to various plasticizers such as dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), and tricresyl phosphate, the above various processing aids and plasticizers include substances used as conductive agents and processing aids. Many also have plastic components. For example, fatty acids such as stearic acid or the like used as a processing aid. These plastic components are preferably blended in a proportion of about 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component of the conductive rubber layer. This is to prevent bleeding when forming the oxide film and contamination of the photoconductor when the printer is mounted or operated.

また、酸化膜形成に影響を及ぼさない範囲で導電性ゴム層の劣化防止のために各種老化防止剤を配合することもできる。
ゴム成分としてハロゲン系ゴム、特にエピクロルヒドリンゴムまたはエピクロルヒドリン系重合体を用いる場合にはその重量に対し受酸剤を約1重量%以上約10重量%以下、好ましくは3重量%程度の割合で配合するのが好ましい。加硫阻害および感光体汚染を防止する効果を有効に発揮させるため受酸剤の配合量は約1重量%以上であることが好ましく、硬度の上昇を防ぐため受酸剤の配合量は約10重量%以下であることが好ましい。受酸剤としては、分散性にも優れるので特にハイドロタルサイト類、マグサラットが好ましい。その他、受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができる。
In addition, various anti-aging agents can be blended to prevent deterioration of the conductive rubber layer as long as the oxide film formation is not affected.
When a halogen-based rubber, particularly epichlorohydrin rubber or epichlorohydrin polymer is used as the rubber component, the acid acceptor is blended at a ratio of about 1 wt% to about 10 wt%, preferably about 3 wt%, based on the weight of the rubber component. Is preferred. The amount of the acid acceptor is preferably about 1% by weight or more in order to effectively exhibit the effects of preventing vulcanization inhibition and photoreceptor contamination, and the amount of the acid acceptor is about 10 in order to prevent the hardness from increasing. It is preferable that it is below wt%. As the acid-accepting agent, hydrotalcites and magsarat are particularly preferable because of excellent dispersibility. In addition, as the acid acceptor, various substances that act as acid acceptors can be used.

さらに、上述した添加剤のほかに、誘電正接を本発明で規定されている範囲に調整するために、脂肪酸処理された炭酸カルシウム、クレー、有機/無機顔料等を配合してもよい。
脂肪酸処理された炭酸カルシウムは脂肪酸が炭酸カルシウムの界面に存在することにより通常の炭酸カルシウムに比べ活性が高く、また易滑性であることから高分散化が容易かつ安定して実現できる。また、処理により分極作用が促されると、この両作用によりゴム内のコンデンサー的な働きが強まるため誘電正接を効率良く低減することができる。
Further, in addition to the above-mentioned additives, in order to adjust the dielectric loss tangent to the range specified in the present invention, fatty acid-treated calcium carbonate, clay, organic / inorganic pigments and the like may be blended.
The fatty acid-treated calcium carbonate has higher activity than ordinary calcium carbonate due to the presence of the fatty acid at the interface of calcium carbonate, and is easily slippery, so that high dispersion can be realized easily and stably. Further, when the polarization action is promoted by the treatment, the action of the capacitor in the rubber is strengthened by both actions, so that the dielectric loss tangent can be efficiently reduced.

本発明の導電性ゴム層の表層部分は酸化膜とされている。酸化膜としては多数のC=O基またはC−O基等を有する酸化膜が好ましい。かかる酸化膜は本発明の導電性ゴムロールにおける摩擦係数の低減および誘電正接の調整により有効である。酸化膜はゴム層の表面に紫外線照射あるいは/およびオゾン照射等の処理を施しゴム層を酸化することでゴム層の表層部分に形成できる。なかでも紫外線照射により酸化膜を形成することが処理時間も早く、コストが低いことから好ましい。上記酸化膜を形成するための処理は公知の方法に従って行うことができる。例えば、紫外線照射を行う場合にはゴム層の表面と紫外線ランプとの距離やゴムの種類等により異なるが、波長が約100nm〜400nm、より好ましくは約100nm〜200nmの紫外線を30秒〜30分、好ましくは1分〜10分程度照射することが好ましい。なお、紫外線の強度や照射条件(時間、槽内温度、距離)は本発明における誘電正接、摩擦係数とする範囲内で選定される。   The surface layer portion of the conductive rubber layer of the present invention is an oxide film. As the oxide film, an oxide film having many C═O groups or C—O groups is preferable. Such an oxide film is effective by reducing the friction coefficient and adjusting the dielectric loss tangent in the conductive rubber roll of the present invention. The oxide film can be formed on the surface portion of the rubber layer by subjecting the surface of the rubber layer to ultraviolet irradiation or / and ozone irradiation to oxidize the rubber layer. In particular, it is preferable to form an oxide film by ultraviolet irradiation because the processing time is fast and the cost is low. The treatment for forming the oxide film can be performed according to a known method. For example, in the case of performing ultraviolet irradiation, although depending on the distance between the surface of the rubber layer and the ultraviolet lamp, the type of rubber, and the like, the wavelength of about 100 nm to 400 nm, more preferably about 100 nm to 200 nm is applied for 30 seconds to 30 minutes. The irradiation is preferably performed for about 1 to 10 minutes. In addition, the intensity | strength of ultraviolet rays and irradiation conditions (time, the temperature in a tank, distance) are selected in the range used as the dielectric loss tangent and friction coefficient in this invention.

酸化膜形成前の導電性ゴムローラに電圧50Vを印加した時のローラ抵抗をR50とし、酸化膜形成後の印加電圧50Vにおけるローラ抵抗をR50aとしたとき、logR50a−logR50=約0.2〜1.5程度であることが、耐久性の向上、トナーへのストレスの低減や感光体崩れ対策の観点から好ましい。   When the roller resistance when the voltage 50V is applied to the conductive rubber roller before forming the oxide film is R50, and the roller resistance at the applied voltage 50V after forming the oxide film is R50a, logR50a-logR50 = about 0.2 to 1.. A value of about 5 is preferable from the viewpoints of improving durability, reducing stress on the toner, and measures against collapse of the photoreceptor.

上記した物性を有する本発明の導電性ゴムローラは、少なくとも導電性ゴム層を最外層に備えていればその構造は特に問わず、要求性能に応じて、2層等の複数構造としてもよいが、芯金の外周面上に上記した物性を有する導電性ゴム層を一層設けた構造とすると、物性のばらつきが少なく、安価に製造できるため好ましい。   The conductive rubber roller of the present invention having the above-described physical properties is not particularly limited as long as it has at least the conductive rubber layer in the outermost layer, and may have a plurality of structures such as two layers according to the required performance. A structure in which the conductive rubber layer having the above-described physical properties is provided on the outer peripheral surface of the core metal is preferable because variations in physical properties are small and manufacturing can be performed at low cost.

上記導電性ゴムローラには芯金を取り付け、該芯金としてはアルミニウム、アルミニウム合金、SUSもしくは鉄等の金属製またはセラミック製等の芯金を用いている。   A cored bar is attached to the conductive rubber roller, and a cored bar made of metal such as aluminum, aluminum alloy, SUS or iron, or ceramic is used as the cored bar.

導電性ゴム層の肉厚は約0.5mm〜10mm程度、さらには約1mm〜7mm程度であるのが好ましい。適当なニップを得るため肉厚は約0.5mm以上であることが好ましく、小型軽量化を図るため肉厚は約10mm以下であることが好ましい。   The thickness of the conductive rubber layer is preferably about 0.5 mm to 10 mm, more preferably about 1 mm to 7 mm. In order to obtain an appropriate nip, the wall thickness is preferably about 0.5 mm or more, and in order to reduce the size and weight, the wall thickness is preferably about 10 mm or less.

本発明の導電性ローラはレーザービームプリンター、インクジェットプリンター、複写機、ファクシミリ、ATMなどのOA機器における電子写真装置の画像形成機構等に好適に用いることができる。具体的には、非磁性1成分のトナーを感光体に付着させるための現像ローラとして好適に用いられる。
電子写真装置の画像形成機構における現像方式としては感光体と現像ロールの関係で分類すると接触式または非接触式に大別されるが、本発明の導電性ローラはいずれの方式にも利用できる。なかでも本発明の現像ローラは感光体に概接触していることが好ましい。 本発明の導電性ローラは、その他、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ロール、トナー像を感光体から転写ベルトや用紙に転写するための転写ロール、トナーを搬送させるためのトナー供給ロール、転写ベルトを内側から駆動するための駆動ロール等として用いることもできる。
The conductive roller of the present invention can be suitably used for an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus in OA equipment such as a laser beam printer, an ink jet printer, a copying machine, a facsimile machine, and an ATM. Specifically, it is suitably used as a developing roller for adhering non-magnetic one-component toner to the photoreceptor.
The developing method in the image forming mechanism of the electrophotographic apparatus is roughly classified into a contact type or a non-contact type when classified according to the relationship between the photosensitive member and the developing roll, but the conductive roller of the present invention can be used in any method. In particular, it is preferable that the developing roller of the present invention is almost in contact with the photoreceptor. The conductive roller of the present invention includes a charging roll for uniformly charging a photosensitive drum, a transfer roll for transferring a toner image from a photosensitive member to a transfer belt or paper, and a toner supply roll for conveying toner. Also, it can be used as a drive roll for driving the transfer belt from the inside.

本発明の導電性ゴムロールは、最外層の導電性ゴム層の表層部分が酸化膜とされており、かつ、所定の範囲の誘電正接および摩擦係数を有するので電気抵抗の均一化とトナーの帯電性のコントロールを両立でき、良好な帯電特性を得ることができる上、トナーなどの付着物に与えるストレスを軽減できる。よって本発明の導電性ゴムローラを現像ローラ等に用いた場合、感光体接触前の現像ローラ表面に存在するトナーの帯電量を高いレベルに保持することができ良好な初期画像が得られるとともに、トナーの劣化を遅らせて長期使用期間に渡り良好な画像を維持することができる。   In the conductive rubber roll of the present invention, the surface layer portion of the outermost conductive rubber layer is an oxide film, and has a dielectric loss tangent and a friction coefficient within a predetermined range, so that electric resistance is uniformized and toner chargeability is increased. Control can be achieved at the same time, good charging characteristics can be obtained, and stress applied to a deposit such as toner can be reduced. Therefore, when the conductive rubber roller of the present invention is used as a developing roller or the like, the charge amount of toner existing on the surface of the developing roller before contact with the photoreceptor can be maintained at a high level, and a good initial image can be obtained. It is possible to maintain a good image over a long period of use by delaying the deterioration of the image.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1に示すように導電性ゴムローラ10は円筒形状の肉厚10mmのゴム層1と、その中空部に圧入された直径10mmの円柱形状の芯金(シャフト)2を備えている。
上記ゴム層1と芯金2とは導電性接着剤で接合されている。ゴム層1の表層部分はゴムが紫外線照射により酸化された酸化膜とされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the conductive rubber roller 10 includes a cylindrical rubber layer 1 having a thickness of 10 mm, and a cylindrical cored bar (shaft) 2 having a diameter of 10 mm that is press-fitted into the hollow portion.
The rubber layer 1 and the core metal 2 are joined with a conductive adhesive. The surface layer portion of the rubber layer 1 is an oxide film in which rubber is oxidized by ultraviolet irradiation.

上記酸化膜とした表層部分を備えるゴム層1は、ゴム成分としてエピクロルヒドリンゴムを20重量部以上100重量部未満含み、アクリロニトリルブタジエンゴムをブレンドしている。また、ゴム成分100重量部に対して弱導電性カーボンブラック5〜70重量部配合している。該弱導電性カーボンブラックは一次粒径80nm以上500nm以下としている。
さらに、上記導電剤の他に、加硫剤、可塑剤、受酸剤等の添加剤を含み、上記弱導電性カーボンブラックからなる導電剤と上記加硫剤等を含む充填剤は、ゴム成分100重量部に対して、30重量部以上70重量部以下で配合している。
The rubber layer 1 having a surface layer portion as the oxide film contains 20 parts by weight or more and less than 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber as a rubber component, and is blended with acrylonitrile butadiene rubber . Moreover, 5-70 weight part of weakly conductive carbon black is mix | blended with respect to 100 weight part of rubber components. The weakly conductive carbon black has a primary particle size of 80 nm to 500 nm.
Furthermore, in addition to the conductive agent, the filler containing additives such as a vulcanizing agent, a plasticizer, and an acid acceptor, and the conductive agent composed of the weakly conductive carbon black and the vulcanizing agent is a rubber component. 30 parts by weight or more and 70 parts by weight or less are blended with respect to 100 parts by weight.

導電性ゴムローラ10は、上記酸化膜とした表層部分に、電圧5V、周波数100Hzの交流電圧で印加した際の誘電正接を0.1〜1.5、摩擦係数を0.1〜1.5とし、表面粗さRzが5μm以下としている。また、ローラの抵抗値を10〜10Ωとしている。 The conductive rubber roller 10 has a dielectric loss tangent of 0.1 to 1.5 and a friction coefficient of 0.1 to 1.5 when applied to the surface layer portion of the oxide film with an AC voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz. The surface roughness Rz is 5 μm or less. Further, the resistance value of the roller is set to 10 5 to 10 8 Ω.

上記構成からなるゴムローラ10は、画像形成装置内において、非磁性1成分のトナーを感光体に付着させるための現像ローラとして用いている。   The rubber roller 10 having the above-described configuration is used as a developing roller for adhering non-magnetic single component toner to the photoreceptor in the image forming apparatus.

各実施例および比較例の導電性ゴムロールにおける構成成分としては以下のものを用いた。
ゴム成分としては、参考実施例1〜7ではエピクロルヒドリンゴム(GECO)(ダイソー(株)製「エピクロマーCG102」)を用いた。かかるゴム成分はエチレンオキサイド(EO)/エピクロルヒドリン(EP)/アリルグリシジルエーテル(AGE)の共重合比率が56モル%/40モル%/4モル%であるエピクロルヒドリン系重合体である。また、実施例ではエピクロルヒドリンゴム(ECO)(ダイソー(株)製「エピクロマーD」)75重量部とアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(日本ゼオン製「ニッポール401LL」)25重量部のブレンドゴムを用いた。
The following components were used as constituent components in the conductive rubber rolls of the examples and comparative examples.
In Reference Examples 1 to 7, epichlorohydrin rubber (GECO) (“Epichromer CG102” manufactured by Daiso Corporation) was used as the rubber component. Such a rubber component is an epichlorohydrin polymer in which the copolymerization ratio of ethylene oxide (EO) / epichlorohydrin (EP) / allyl glycidyl ether (AGE) is 56 mol% / 40 mol% / 4 mol%. In Example 1 , 75 parts by weight of epichlorohydrin rubber (ECO) (“Epichromer D” manufactured by Daiso Corporation) and 25 parts by weight of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (“Nippol 401LL” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) were used. .

参考実施例1では、充填材として脂肪酸処理炭酸カルシウムを用い、実施例1および参考実施例2〜7では弱電性カーボンブラック(旭カーボン(株)製「旭#15」)を用い、比較例1では脂肪酸処理されていない炭酸カルシウムを用いた。配合量は表1に示すとおりである。
加硫剤としては硫黄をゴム成分100重量部に対して0.5重量部、エチレンチオウレア(川口化学製アクセル22−S)をゴム成分100重量部に対して1.4重量部用いた。
考実施例1〜6では受酸剤としてハイドロタルサイト(DHT−4A−2)をエピクロルヒドリンゴム(GECO)100重量部に対して3重量部用いた。
In Reference Example 1, fatty acid-treated calcium carbonate was used as the filler, and in Examples 1 and Reference Examples 2 to 7 , weak electric carbon black (“Asahi # 15” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) was used. Used calcium carbonate that was not treated with fatty acids. The blending amounts are as shown in Table 1.
As the vulcanizing agent, 0.5 parts by weight of sulfur was used with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and 1.4 parts by weight of ethylenethiourea (Axel 22-S manufactured by Kawaguchi Chemical) was used with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
Ginseng In Remarks Example 1-6 using 3 parts by weight hydrotalcite (DHT-4A-2) relative to the epichlorohydrin rubber (GECO) 100 parts by weight of acid acceptor.

各実施例および比較例の導電性ゴムロールの製造方法について以下に述べる。
上記および表1に記載の配合材料をバンバリーミキサで混練り後、押出機にて外径φ21mm、内径φ9.5mmのチューブ状に押し出し加工を施した。該チューブを加硫用のシャフトに装着し、加硫缶にて160℃で1時間加硫を行った後、導電性接着剤を塗布したφ10mmのシャフトに装着して160℃のオーブン内で接着した。その後、端部を成型し、円筒研磨機でトラバース研磨、仕上げ研磨として鏡面研磨を施し、φ20mm(公差0.05)で各々所定の表面粗さに仕上げた。各実施例および比較例の導電性ゴムロールの表面粗さRzは表1に示す。
The manufacturing method of the conductive rubber roll of each Example and a comparative example is described below.
The blended materials described above and in Table 1 were kneaded with a Banbury mixer, and then extruded into a tube shape having an outer diameter of φ21 mm and an inner diameter of φ9.5 mm using an extruder. The tube is attached to a vulcanizing shaft, vulcanized in a vulcanizing can at 160 ° C. for 1 hour, and then attached to a φ10 mm shaft coated with a conductive adhesive and adhered in an oven at 160 ° C. did. Thereafter, the end portions were molded, traverse polishing was performed with a cylindrical polishing machine, and mirror polishing was performed as final polishing, and each was finished to a predetermined surface roughness of φ20 mm (tolerance 0.05). Table 1 shows the surface roughness Rz of the conductive rubber rolls of Examples and Comparative Examples.

ローラ表面を水洗いした後、さらに実施例1、参考実施例1〜7および比較例2においては紫外線照射を行い表層に酸化層を形成した。これは紫外線照射機(セン特殊光源(株)製「PL21−200」)を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を10cmとして周方向90度毎に紫外線(波長184.9nmと253.7nm)を所定の時間、照射することによって行い、ローラを4回回転させてローラ全周(360度)に酸化膜を形成させた。表1中の照射時間は一面当たり(90度範囲)の照射時間を指す。 After washing the roller surface with water, in Example 1, Reference Examples 1 to 7 and Comparative Example 2, an ultraviolet ray was irradiated to form an oxide layer on the surface layer. This uses an ultraviolet irradiator (“PL21-200” manufactured by Sen Special Light Source Co., Ltd.), and the distance between the roller and the ultraviolet lamp is 10 cm, and ultraviolet rays (wavelengths 184.9 nm and 253.7 nm) are emitted every 90 degrees in the circumferential direction. The irradiation was performed for a predetermined time, and the roller was rotated four times to form an oxide film on the entire circumference of the roller (360 degrees). The irradiation time in Table 1 refers to the irradiation time per surface (90-degree range).

上記のように作製した各実施例および比較例の導電性ゴムローラについて下記の特性測定を行った。その結果を表1に示す。   The following characteristic measurements were performed on the conductive rubber rollers of Examples and Comparative Examples produced as described above. The results are shown in Table 1.

Figure 0005160726
Figure 0005160726

(ローラ電気抵抗の測定)
図2に示すように芯金2を通したゴム層1をアルミドラム3上に当接搭載し、電源4の+側に接続した内部抵抗r(100Ω)の導線の先端をアルミドラム3の一端面に接続すると共に電源4の−側に接続した導線の先端を導電性ローラ1の他端面に接続して測定した。
上記電線の内部抵抗rにかかる電圧を検出し、検出電圧Vとした。
この装置において印加電圧をEとすると、ローラ抵抗RはR=r×E/(V−r)となるが、今回−rの項は微少とみなし、R=r×E/Vとした。
芯金2の両端に500gずつの荷重Fをかけ30rpmで回転させた状態で、印加電圧Eを500Vとした時の検出電圧Vを4秒間で100個測定し、上式によりRを算出した。なお、上記測定は温度23℃、相対湿度55%の恒温恒湿条件下で行った。
(Measurement of roller electrical resistance)
As shown in FIG. 2, the rubber layer 1 through the metal core 2 is abutted and mounted on the aluminum drum 3, and the tip of the lead wire of the internal resistance r (100Ω) connected to the + side of the power source 4 is connected to the aluminum drum 3 Measurement was performed by connecting the end of the conductive wire connected to the end face and connected to the negative side of the power source 4 to the other end face of the conductive roller 1.
The voltage applied to the internal resistance r of the wire was detected and used as the detection voltage V.
Assuming that the applied voltage is E in this apparatus, the roller resistance R is R = r × E / (V−r), but this time the term −r is regarded as very small and R = r × E / V.
In a state where a load F of 500 g is applied to both ends of the core metal 2 and rotated at 30 rpm, 100 detection voltages V when the applied voltage E is 500 V are measured for 4 seconds, and R is calculated by the above formula. The above measurement was performed under constant temperature and humidity conditions of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%.

(誘電正接の測定)
図3に示すようにゴムローラ51を載置している金属板53とシャフト52とを電極とし、ゴムローラ51に、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加し、LCRメータ(安藤電気製「AG−4311B」)にてR(抵抗)成分とC(コンデンサー)成分を分離して測定した。このRとCの値から以下の式により誘電正接やインピーダンス、位相角度等を求めた。測定温度は23℃〜24℃(室温)で行った。
誘電正接(tanδ)=G/(ωC)
G=1/R
このように、誘電正接は1本のローラの電気特性をローラの抵抗成分とコンデンサー成分の2種の並列等価回路としてモデル化した際に、G/ωCとして求まる値である。
(Measurement of dielectric loss tangent)
As shown in FIG. 3, the metal plate 53 on which the rubber roller 51 is placed and the shaft 52 are used as electrodes, and an AC voltage is applied to the rubber roller 51 at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz. 4311B "), the R (resistance) component and the C (capacitor) component were separated and measured. From the values of R and C, the dielectric loss tangent, impedance, phase angle, and the like were obtained by the following formula. The measurement temperature was 23 ° C. to 24 ° C. (room temperature).
Dissipation factor (tan δ) = G / (ωC)
G = 1 / R
Thus, the dielectric loss tangent is a value obtained as G / ωC when the electrical characteristics of one roller are modeled as two parallel equivalent circuits of a roller resistance component and a capacitor component.

(摩擦係数の測定)
図4に示すように、デジタルフォースゲージ((株)イマダ製「Model PPX−2T」)41と、摩擦片(市販のポリエステル製のOHPフィルム、ロール長手方向との接触幅;50mm)42と、20gの重り44と、導電性ゴムローラ43とからなる図4に示した装置においてデジタルフォースゲージ41で測定された数値をオイラーの式に代入し、摩擦係数を算出した。
(Measurement of friction coefficient)
As shown in FIG. 4, a digital force gauge ("Model PPX-2T" manufactured by Imada Co., Ltd.) 41, a friction piece (a commercially available polyester OHP film, contact width with the roll longitudinal direction; 50 mm) 42, The numerical value measured by the digital force gauge 41 in the apparatus shown in FIG. 4 including the weight 44 of 20 g and the conductive rubber roller 43 was substituted into Euler's formula to calculate the friction coefficient.

(表面粗さRzの測定)
表面粗さRzは、JIS B 0601(1994)にしたがって測定した。
(Measurement of surface roughness Rz)
The surface roughness Rz was measured according to JIS B 0601 (1994).

(耐久使用時の画像評価)
各実施例および比較例の導電性ゴムロールをプリンタ(非磁性1成分のプラス帯電性のトナーを使用した市販のプリンタ)に現像ローラとして装着し、かぶりが生じるまでの枚数を測定した。
(Image evaluation during durable use)
The conductive rubber roll of each example and comparative example was mounted as a developing roller on a printer (a commercially available printer using a non-magnetic one-component plus-charged toner), and the number of sheets until fogging occurred was measured.

比較例1の導電性ゴムロールはゴム層の表層に酸化膜が形成されておらず、誘電正接および摩擦係数も本発明の範囲よりも大きい。この場合、4000枚を印刷したところで、かぶりが生じるまえにシール部が破壊した。
比較例2の導電性ゴムロールはゴム層の表層に酸化膜が形成されているが、誘電正接および摩擦係数が本発明の範囲よりも大きい。この場合、4000枚でかぶりが生じた。
実施例1の導電性ゴムロールはかぶりが生じるまでの枚数が11000枚と、比較例2の導電性ゴムロールに比して2.75倍の使用耐久性を有する。
表1の下段の総合評価は、◎は実用上で極めて優れた耐久性を示すと共に高画質が長期にわたり維持されたことを示し、○は実用上で優れた耐久性を示すと共に高画質が維持されたことを示し、×は実用上採用するのに不適であることを示している。
In the conductive rubber roll of Comparative Example 1, no oxide film is formed on the surface layer of the rubber layer, and the dielectric loss tangent and friction coefficient are also larger than the range of the present invention. In this case, when 4000 sheets were printed, the seal portion was broken before fogging occurred.
In the conductive rubber roll of Comparative Example 2, an oxide film is formed on the surface layer of the rubber layer, but the dielectric loss tangent and friction coefficient are larger than the range of the present invention. In this case, fogging occurred on 4000 sheets.
The conductive rubber roll of Example 1 has a use durability of 2.75 times that of the conductive rubber roll of Comparative Example 2, which is 11000 sheets until fogging occurs.
The overall evaluation in the lower part of Table 1 shows that ◎ indicates extremely excellent durability in practical use and that high image quality has been maintained for a long time, and ○ indicates excellent durability in practical use and high image quality is maintained. X indicates that it is not suitable for practical use.

本発明の導電性ゴムローラの概略図である。It is the schematic of the conductive rubber roller of this invention. 導電性ゴムローラの電気抵抗の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the electrical resistance of a conductive rubber roller. 導電性ゴムローラの誘電正接の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the dielectric loss tangent of a conductive rubber roller. 導電性ゴムローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the friction coefficient of an electroconductive rubber roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性ゴム層
2 芯金
10 導電性ゴムローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive rubber layer 2 Core metal 10 Conductive rubber roller

Claims (3)

ピクロルヒドリン(EP)−エチレンオキサイド(EO)共重合体とアクリロニトリルブタジエンゴムとの混合物をゴム成分として含み、前記ゴム成分100重量部に対して一次粒径80nm以上500nm以下の弱導電性カーボンブラックを5〜70重量部含有している一方で、イオン導電性添加剤を含有していない導電性ゴム層を少なくとも最外層に備えている導電性ゴムローラであって、
前記導電性ゴム層の表層部分は酸化膜とされており、表面粗さRzが5μm以下であり、かつ、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加した際の誘電正接が0.1〜1.5、摩擦係数が0.1〜1.5、ロールの抵抗値が10〜10Ωであることを特徴とする導電性ゴムローラ。
Et Pikuroruhidorin (EP) - comprises a mixture of ethylene oxide (EO) copolymer and acrylonitrile-butadiene rubber as a rubber component, 500 nm or less weak conductive carbon black primary particle diameter 80nm or more with respect to the rubber component 100 parts by weight 5 to 70 parts by weight of a conductive rubber roller having at least an outermost layer of a conductive rubber layer that does not contain an ionic conductive additive,
The surface portion of the conductive rubber layer is an oxide film, the surface roughness Rz is 5 μm or less, and the dielectric loss tangent when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz is 0.1 to 1. 5. A conductive rubber roller having a friction coefficient of 0.1 to 1.5 and a roll resistance value of 10 5 to 10 8 Ω.
前記酸化膜が紫外線照射あるいは/およびオゾン照射により形成されている請求項1に記載の導電性ゴムローラ。   The conductive rubber roller according to claim 1, wherein the oxide film is formed by ultraviolet irradiation or / and ozone irradiation. 前記導電性ゴムローラに芯金が装着されて、電子写真装置の画像形成機構において、非磁性1成分のトナーを感光体に付着させるための現像ローラとして用いられる請求項1または請求項2に記載の導電性ゴムローラ。   The core according to claim 1 or 2, wherein a cored bar is attached to the conductive rubber roller, and used as a developing roller for adhering non-magnetic single component toner to a photoconductor in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus. Conductive rubber roller.
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