JP5191085B2 - Charging roller - Google Patents

Charging roller Download PDF

Info

Publication number
JP5191085B2
JP5191085B2 JP2005146643A JP2005146643A JP5191085B2 JP 5191085 B2 JP5191085 B2 JP 5191085B2 JP 2005146643 A JP2005146643 A JP 2005146643A JP 2005146643 A JP2005146643 A JP 2005146643A JP 5191085 B2 JP5191085 B2 JP 5191085B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging roller
charging
diameter
conductive
styrene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005146643A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006323163A (en
Inventor
宏文 高橋
博司 阿邊
智哉 川上
歩 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Chemicals Inc
Original Assignee
Canon Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Chemicals Inc filed Critical Canon Chemicals Inc
Priority to JP2005146643A priority Critical patent/JP5191085B2/en
Publication of JP2006323163A publication Critical patent/JP2006323163A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5191085B2 publication Critical patent/JP5191085B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、帯電ローラーに関し、詳しくは、電子写真感光体に接触配置された導電性部材に電圧を印加することで電子写真感光体表面を所定の電位に帯電する接触帯電装置に用いられる帯電ローラーに関する。   The present invention relates to a charging roller, and more specifically, a charging roller used in a contact charging device that charges a surface of an electrophotographic photosensitive member to a predetermined potential by applying a voltage to a conductive member disposed in contact with the electrophotographic photosensitive member. About.

従来、電子写真法としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去される。   Conventionally, a number of methods are known as electrophotographic methods. In general, a photoconductive substance is used to form an electrical latent image on a photoreceptor by various means, and then the latent image is formed with toner. Development is performed to obtain a visible image, and a toner image is transferred to a transfer material such as paper as necessary, and then the toner image is fixed on the transfer material by heat, pressure or the like to obtain a copy. In addition, toner particles that are not transferred onto the transfer material but remain on the photoconductor are removed from the photoconductor by a cleaning process.

従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低消費電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ローラーを用いたローラー帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。   Conventionally, a corona charger has been used as a charging device for electrophotography. In recent years, contact charging devices have been put to practical use instead. This is intended for low ozone and low power consumption. Among these, a roller charging system using a conductive roller as a charging member is particularly preferably used from the viewpoint of charging stability.

ローラー帯電では、導電性の弾性ローラーを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。   In roller charging, a conductive elastic roller is brought into pressure contact with a member to be charged, and a voltage is applied thereto to charge the member to be charged.

具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示すと、厚さ25μmの感光層を有する有機感光体(OPC感光体)に対して帯電ローラーを加圧当接させた場合には、絶対値で約640V以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Vthと定義する。   Specifically, since charging is performed by discharging from a charging member to an object to be charged, charging is started by applying a voltage higher than a certain threshold voltage. For example, when a charging roller is brought into pressure contact with an organic photoconductor (OPC photoconductor) having a photosensitive layer having a thickness of 25 μm, the photosensitivity can be obtained by applying a voltage of about 640 V or more in absolute value. The surface potential of the body starts to rise, and thereafter, the photoreceptor surface potential increases linearly with a slope of 1 with respect to the applied voltage. Hereinafter, this threshold voltage is defined as the charging start voltage Vth.

つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Vdを得るためには帯電ローラーにはVd+Vthという画像形成自体に必要とされる以上のDC電圧が必要となる。このようにしてDC電圧のみを接触帯電部材に印加して帯電を行う方法をDC帯電と称する。   In other words, in order to obtain the photoreceptor surface potential Vd required for electrophotography, the charging roller requires a DC voltage Vd + Vth that is higher than that required for image formation itself. A method of charging by applying only the DC voltage to the contact charging member in this way is called DC charging.

しかし、DC帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動し易いため、また、感光体が削れることによって膜厚が変化するとVthが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。   However, in DC charging, the resistance value of the contact charging member tends to fluctuate due to environmental fluctuations, etc., and Vth fluctuates when the film thickness changes due to the photoconductor being scraped, so the potential of the photoconductor is set to a desired value. It was difficult to do.

このため、更なる帯電の均一化を図るために、所望のVdに相当するDC電圧に2×Vth以上のピーク間電圧を持つAC成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するAC+DC帯電方式が用いられる。これは、ACによる電位のならし効果を目的としたものであり、被帯電体の電位はAC電圧のピークの中央であるVdに収束し、環境等の外乱には影響されにくい。   For this reason, an AC + DC charging method in which a voltage obtained by superimposing an AC component having a peak-to-peak voltage of 2 × Vth or more on a DC voltage corresponding to a desired Vd is applied to the contact charging member in order to further uniform charge. Used. This is for the purpose of smoothing the potential due to AC, and the potential of the charged object converges to Vd, which is the center of the peak of the AC voltage, and is hardly affected by disturbances such as the environment.

帯電用の導電性部材としては、導電性支持部材上に導電性シームレスチューブにより表層を形成した例が示されている(例えば特許文献1参照)。更には、フッ素樹脂からなるシームレスチューブや(例えば特許文献2参照)、導電性の異なる層構成よりなる多層チューブが開示されている(例えば特許文献3参照)。帯電部材としての製造にかかる方法としては、前記従来技術として、挿入により形成する方法が挙げられている。また、クロスヘッド押出し機を用いた表面形成方法が提案されている(例えば特許文献4参照)。   As the conductive member for charging, an example in which a surface layer is formed on a conductive support member by a conductive seamless tube is shown (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, a seamless tube made of a fluororesin (for example, see Patent Document 2) and a multilayer tube made of a layer structure having different conductivity are disclosed (for example, see Patent Document 3). As a method related to manufacture as a charging member, a method of forming by insertion is mentioned as the conventional technique. Moreover, the surface formation method using the crosshead extruder is proposed (for example, refer patent document 4).

このような、シームレスチューブにより帯電ローラーを形成する方法は、基体上の弾性層として発泡体を用いても、それを更にシームレスチューブによって被覆することにより、平滑な面を形成することができ、より均一な帯電が行い易い。   Such a method of forming a charging roller with a seamless tube can form a smooth surface by covering it with a seamless tube even if a foam is used as the elastic layer on the substrate. Uniform charging is easy.

シームレスチューブに導電性を付与する手法としては、一般的に塩を導電剤として用いるイオン伝導法とカーボンブラックや導電性金属酸化物、金属粉末などを導電剤として用いる電子伝導法とが挙げられる。イオン伝導により導電性を付与した場合、抵抗値の環境変動が大きくなり易く、また、電子写真感光体と当接するため塩が感光体を汚染し易いといった問題がある。   As a method for imparting conductivity to the seamless tube, there are generally an ion conduction method using a salt as a conductive agent and an electron conduction method using carbon black, a conductive metal oxide, a metal powder or the like as a conductive agent. When conductivity is imparted by ionic conduction, there are problems that the environmental fluctuation of the resistance value is likely to increase, and that the salt is liable to contaminate the photoreceptor because it contacts the electrophotographic photoreceptor.

しかしながら、熱可塑性樹脂をベースとしたシームレスチューブを作製した場合、チューブ被覆時に、下地である発泡層の層厚の違いに伴うチューブ伸縮により抵抗が変化してしまった。そのため、できるだけチューブ伸縮しないように発泡層の外径とチューブの内径の差を小さくする必要があった。また一方、帯電ローラーと被帯電体とを均一に当接するためにはローラーの中央部の直径を端部の直径より大きくする必要があり、そのため下地の発泡層にクラウン形状をつけ中央部の直径を大きくする必要がある。
米国特許4,967,231号公報 特開平5−2313号公報 特開平5−96648号公報 特開平6−58325号公報
However, when a seamless tube based on a thermoplastic resin was produced, the resistance changed due to tube expansion and contraction accompanying the difference in the layer thickness of the foam layer as the base when the tube was coated. Therefore, it is necessary to reduce the difference between the outer diameter of the foam layer and the inner diameter of the tube so that the tube does not expand and contract as much as possible. On the other hand, in order to uniformly contact the charging roller and the body to be charged, it is necessary to make the diameter of the central part of the roller larger than the diameter of the end part. Need to be larger.
US Pat. No. 4,967,231 JP-A-5-2313 Japanese Patent Laid-Open No. 5-96648 JP-A-6-58325

従って、本発明は、ローラーのチューブの伸縮に対して電流値変化が小さくでき、かつローラーに適量のクラウンを設けることにより、安定で良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ローラーを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a charging roller that can reduce a change in current value with respect to expansion and contraction of the tube of the roller, and can provide a stable and good uniform charging characteristic and output image quality by providing an appropriate amount of crown on the roller. The purpose is to do.

本発明は、支持部材と、該支持部材上に被覆された導電性被覆部材とを少なくとも有する、中央部の直径が端部の直径より大きいクラウン形状の帯電ローラーにおいて、該導電性被覆部材が、スチレン系熱可塑性エラストマーと、少なくとも窒素元素を含む極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとを少なくとも含有しているシームレスチューブで構成されており、該クラウン形状のクラウン量(該帯電ローラーの中央部と端部の直径差)が、中央部の直径に対して0.0%より大きく1.5%以下の範囲にあることを特徴とする帯電ローラーである。 The present invention includes a support member, said that having a support member coated conductive coating on element at least in the charging roller of larger crown shape than the diameter of diameter end of the central portion, the conductive covering member Is composed of a seamless tube containing at least a styrene-based thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin or thermoplastic elastomer made of a styrene copolymer having a polar functional group containing at least a nitrogen element , and the crown shape The charging roller is characterized in that the crown amount (the difference in diameter between the central portion and the end portion of the charging roller) is in the range of 0.0% to 1.5% with respect to the diameter of the central portion. .

また、本発明は、該スチレン系熱可塑性エラストマーと、該極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとの比率が、質量基準で95:5〜20:80の範囲にある上記帯電ローラーである。   In the present invention, the ratio of the styrenic thermoplastic elastomer to the thermoplastic resin or thermoplastic elastomer comprising the styrene copolymer having the polar functional group is in the range of 95: 5 to 20:80 on a mass basis. The above charging roller.

また、本発明は、該極性官能基がニトリル基である上記帯電ローラーである。 Moreover, this invention is the said charging roller whose said polar functional group is a nitrile group .

また、本発明は、該シームレスチューブに導電性を持たせるためにカーボンブラックを含有している上記帯電ローラーである。   Further, the present invention is the above charging roller containing carbon black in order to make the seamless tube have conductivity.

また、本発明は、該カーボンブラックの含有量が10〜60質量%である上記帯電ローラーである。   Moreover, this invention is the said charging roller whose content of this carbon black is 10-60 mass%.

また、本発明は、該支持部材のクラウン量が、該帯電ローラーのクラウン量よりも0.10mm以上大きい上記帯電ローラーである。   Further, the present invention is the above charging roller in which the crown amount of the support member is 0.10 mm or more larger than the crown amount of the charging roller.

本発明においては、上記材料を含有し適正なクラウン量を設けることにより、ローラーのチューブの伸縮に対して電流値変化が小さくでき、かつローラーに適量のクラウンを設けることにより、被帯電体への均一な当接が達成でき、安定で良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電ローラーを提供することができる。   In the present invention, by containing the above material and providing an appropriate crown amount, the change in current value can be reduced with respect to the expansion and contraction of the tube of the roller, and by providing an appropriate amount of crown on the roller, It is possible to provide a charging roller that can achieve uniform contact and can provide stable and good uniform charging characteristics and output image quality.

以下、更に詳細に本発明について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明は、支持部材と、該支持部材上に被覆された導電性被覆部材とを少なくとも有する帯電ローラーであって、中央部の直径が端部の直径より大きいクラウン形状の帯電ローラーにおいて、該導電性被覆部材が、スチレン系熱可塑性エラストマーと、極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとを少なくとも含有しているシームレスチューブで構成されており、該クラウン形状のクラウン量(該帯電ローラーの中央部と端部の直径差)が、中央部の直径に対して0.0%より大きく1.5%以下の範囲にあることを特徴とする帯電ローラーである。   The present invention relates to a charging roller having at least a supporting member and a conductive covering member coated on the supporting member, wherein the conductive roller is a crown-shaped charging roller having a central portion larger in diameter than an end portion. The covering member is composed of a seamless tube containing at least a styrene-based thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin or thermoplastic elastomer made of a styrene copolymer having a polar functional group. The charging roller is characterized in that the amount (diameter difference between the central portion and the end portion of the charging roller) is in the range of 0.0% to 1.5% with respect to the diameter of the central portion.

クラウン量が0.0%以下であるとローラー端部と被帯電体との接触が大きくなりすぎ帯電不良を生じる。1.5%より大きいとローラー中央部にて同様の帯電不良を生じる。   If the crown amount is 0.0% or less, the contact between the roller end and the member to be charged becomes too large, resulting in poor charging. If it is larger than 1.5%, the same charging failure occurs at the center of the roller.

また、該支持部材のクラウン量が、該帯電ローラーのクラウン量よりも0.10mm未満大きい場合支持部材とシームレスチューブの密着が弱くなり、画像出し中にチューブがずれ画像不良が起こることがある。   Further, when the crown amount of the support member is less than 0.10 mm larger than the crown amount of the charging roller, the close contact between the support member and the seamless tube becomes weak, and the tube may be displaced during image output, resulting in an image defect.

本発明の導電性被覆部材は、具体的には、スチレン系熱可塑性エラストマーとして、ポリ(スチレン−水添ブタジエン−結晶オレフィン)3元ブロック共重合体(SEBC)、ポリ(スチレン−水添ブタジエン−スチレン)3元ブロック共重合体(SEBS)、ポリ(スチレン−ブタジエン−スチレン)3元ブロック共重合体(SBS)、ポリ(スチレン−水添イソプレン−スチレン)3元ブロック共重合体(SEPS)、ポリ(スチレン−ビニルイソプレン−スチレン)3元ブロック共重合体などが挙げられる。   Specifically, the conductive covering member of the present invention is made of a poly (styrene-hydrogenated butadiene-crystalline olefin) ternary block copolymer (SEBC), poly (styrene-hydrogenated butadiene) as a styrene-based thermoplastic elastomer. Styrene) ternary block copolymer (SEBS), poly (styrene-butadiene-styrene) ternary block copolymer (SBS), poly (styrene-hydrogenated isoprene-styrene) ternary block copolymer (SEPS), Poly (styrene-vinylisoprene-styrene) ternary block copolymer and the like.

一方の極性官能基を有するスチレン共重合体としては、ポリ(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)3元ブロック共重合体(ABS)、ポリ(アクリロニトリル−スチレン)ブロック共重合体(AS)、ポリ(アクリロニトリル−エチレン・プロピレンゴム−スチレン)ブロック共重合体(AES)、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、ポリ(スチレン−ブタジエン・エポキシ)共重合体(ESBS)、ポリ(スチレン−エステル)共重合体などが挙げられる。   Examples of the styrene copolymer having one polar functional group include poly (acrylonitrile-butadiene-styrene) ternary block copolymer (ABS), poly (acrylonitrile-styrene) block copolymer (AS), and poly (acrylonitrile- Examples thereof include an ethylene / propylene rubber-styrene) block copolymer (AES), a polycarbonate resin, a phenol resin, a poly (styrene-butadiene / epoxy) copolymer (ESBS), and a poly (styrene-ester) copolymer.

2成分の適正な含有比率は材料によって量が異なるが、スチレン系熱可塑性エラストマーの割合が多すぎると、伸びに対する抵抗変化量を抑える効果が弱まってしまうことがある。一方、極性官能基を有するスチレン共重合体の割合が多すぎるとエラストマーとしての性質が弱まり、被覆工程において伸びないためにチューブが裂けてしまったり、割れてしまったりすることがあり、帯電ローラーとして使用が困難になる傾向がある。該スチレン系熱可塑性エラストマーと、該極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとの比率は、質量基準で95:5〜20:80の範囲にあることが好ましい。   The appropriate content ratio of the two components varies depending on the material, but if the proportion of the styrene-based thermoplastic elastomer is too large, the effect of suppressing the resistance change with respect to elongation may be weakened. On the other hand, if the proportion of the styrene copolymer having a polar functional group is too large, the properties as an elastomer are weakened, and the tube may be torn or broken because it does not stretch in the coating process. It tends to be difficult to use. The ratio of the styrenic thermoplastic elastomer to the thermoplastic resin or thermoplastic elastomer comprising the styrene copolymer having the polar functional group is preferably in the range of 95: 5 to 20:80 on a mass basis.

導電性を持たせるために用いるカーボンブラックの使用割合は、好ましくは10〜60質量%、より好ましくは、20〜40質量%である。カーボンブラックの割合が10質量%より少ない場合、通電使用時の抵抗上昇が大きくなり易いため、帯電ローラーとしての耐久性が劣る傾向がある。一方、カーボンブラックの割合が60質量%より多い場合、チューブが硬くなりすぎ、弾性特性が悪く、被覆が困難になる傾向がある。   The proportion of carbon black used for imparting electrical conductivity is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 40% by mass. When the proportion of carbon black is less than 10% by mass, the resistance increase when energized is likely to increase, and the durability as a charging roller tends to be inferior. On the other hand, when the proportion of carbon black is more than 60% by mass, the tube becomes too hard, the elastic properties are poor, and the coating tends to be difficult.

カーボンブラック種は導電性被覆部材の抵抗値が、1×10〜1×1011Ω・cmとなりかつ、上記含有量を満たしていればいずれのカーボンブラックでもよく、また、2種類以上のカーボンブラックを混合して用いてもよい。 The carbon black type may be any carbon black as long as the resistance value of the conductive coating member is 1 × 10 6 to 1 × 10 11 Ω · cm and satisfies the above content, and two or more types of carbon black You may mix and use black.

本発明のカーボンブラックとしては、例えば市販品として、ケッチェンブラック(ライオンアクゾ社製)、Printex、Special Black、Color Black(以上デグサ社製)、BLACK PEARLS(キャボット社製)、旭カーボン(旭カーボン社製)、三菱カーボン(三菱化学社製)、デンカブラック(電気化学工業社製)、シースト、トーカブラック(以上東海カーボン社製)等が挙げられる。   Examples of the carbon black of the present invention include commercially available products such as Ketjen Black (manufactured by Lion Akzo), Printex, Special Black, Color Black (manufactured by Degussa), BLACK PEARLS (manufactured by Cabot), Asahi Carbon (Asahi Carbon) Co., Ltd.), Mitsubishi Carbon (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Denka Black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), Seest, Toka Black (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), and the like.

その他添加剤としては、必要に応じて導電性充填剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、充填剤などが挙げられる。導電性充填剤としては、上記カーボンブラックを必須とし、その他にグラファイト、金属酸化物を使用してもよい。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛などが挙げられる。   Examples of other additives include conductive fillers, anti-aging agents, softeners, plasticizers, reinforcing agents, and fillers as necessary. As the conductive filler, the above carbon black is essential, and in addition, graphite or metal oxide may be used. Examples of the metal oxide include titanium oxide and zinc oxide.

次に、本発明の導電性被覆部材を形成するシームレスチューブの製造方法としては、まずスチレン系熱可塑性エラストマー、極性官能基を有するスチレン共重合体、カーボンブラックを必要な添加剤と共に混練し、続いてペレット化する。次に、得られたペレットを押出し成形機によりシームレスチューブとする。そして、成形加工されたシームレスチューブを支持部材に被覆し、導電性部材とするのである。   Next, as a method for producing a seamless tube for forming the conductive covering member of the present invention, first, a styrene thermoplastic elastomer, a styrene copolymer having a polar functional group, and carbon black are kneaded together with necessary additives, And pelletize. Next, the obtained pellet is made into a seamless tube by an extrusion molding machine. Then, the formed seamless tube is covered with a support member to form a conductive member.

支持部材にシームレスチューブを被覆するには、シームレスチューブ内径を被覆すべき支持部材の外径よりも大とし、物理的あるいは化学的手段、例えば熱によりチューブを収縮させ嵌合させるか、シームレスチューブ内径を被覆すべき支持部材の外径よりも小とし、物理あるいは化学的手段、例えば空気圧によりチューブを押し広げ嵌合させるかの手段がとられる。本発明は前述のように製造するのに好ましいシームレスチューブを得ることができるので、結果として極めて優れた特性を有する導電性部材を提供することができる。   To cover the support member with a seamless tube, the inner diameter of the seamless tube must be larger than the outer diameter of the support member to be covered, and the tube is shrunk and fitted by physical or chemical means, such as heat, or the seamless tube inner diameter The outer diameter of the support member to be coated is made smaller than that of the support member, and physical or chemical means such as air pressure is used to expand and fit the tube. Since the present invention can provide a seamless tube that is preferable for manufacturing as described above, a conductive member having extremely excellent characteristics can be provided as a result.

本発明におけるシームレスチューブの厚みには特に制限はないが、好ましくは100〜600μmである。また、多層同時成形チューブとすることもなんら制限されるものではない。   Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the seamless tube in this invention, Preferably it is 100-600 micrometers. Moreover, it does not restrict | limit at all to set it as a multilayer simultaneous forming tube.

本発明において用いられる、被覆される支持部材としての構成、材質あるいは製造方法を例示する。   The structure, material, or manufacturing method as a supporting member used in the present invention is exemplified.

その形態としては、弾性ローラーが用いられる。材質としては、導電性基体として、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等が用いられ、その形状としては、棒状及び板状等が使用できる。例えば、弾性ローラーの構成としては、導電性基体上に弾性層を設け、更に導電層または抵抗層を設けたもの等が用いられ、弾性層としては、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、EPDMゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム及びブチルゴム等のゴムまたはスポンジや、スチレンブタジエン、ポリウレタン、ポリエステル及びエチレン−酢酸ビニル等の熱可塑性樹脂で形成することができる。これらのゴムや樹脂にカーボンブラック、金属及び金属酸化物粒子等の導電剤を含有させてもよい。   As its form, an elastic roller is used. As the material, a conductive substrate such as a metal such as iron, copper, and stainless steel, a carbon dispersion resin, a metal or metal oxide dispersion resin, and the like can be used. For example, the elastic roller has a structure in which an elastic layer is provided on a conductive substrate, and a conductive layer or a resistance layer is further provided. The elastic layer includes chloroprene rubber, isoprene rubber, EPDM rubber, polyurethane rubber. Further, it can be formed of rubber such as epoxy rubber and butyl rubber or sponge, or thermoplastic resin such as styrene butadiene, polyurethane, polyester and ethylene-vinyl acetate. These rubbers and resins may contain a conductive agent such as carbon black, metal and metal oxide particles.

導電層としては、例えば、金属蒸着膜、導電性粒子分散樹脂及び導電性樹脂等が用いられ、具体例としては、アルミニウム、インジウム、ニッケル、銅及び鉄等の蒸着膜、導電性粒子分散樹脂の例としては、カーボン、アルミニウム、ニッケル及び酸化チタン等の導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体及びポリメタクリル酸メチル等の樹脂中に分散したもの等が挙げられる。導電性樹脂としては、4級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン及びポリエチレンイミン等が挙げられる。   As the conductive layer, for example, a metal vapor-deposited film, a conductive particle-dispersed resin, a conductive resin, and the like are used, and specific examples include a vapor-deposited film of aluminum, indium, nickel, copper, and iron, and a conductive particle-dispersed resin. Examples include those in which conductive particles such as carbon, aluminum, nickel and titanium oxide are dispersed in a resin such as urethane, polyester, vinyl acetate-vinyl chloride copolymer and polymethyl methacrylate. Examples of the conductive resin include quaternary ammonium salt-containing polymethyl methacrylate, polyvinyl aniline, polyvinyl pyrrole, polydiacetylene, and polyethyleneimine.

抵抗層としては、導電性樹脂及び導電性粒子分散絶縁樹脂等を用いることができる。導電性樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、共重合ナイロン、ポリビニルヒドリン及びカゼイン等の樹脂が用いられる。導電性粒子分散樹脂の例としては、カーボン、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化チタン等の導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体及びポリメタクリル酸メチル等の絶縁性樹脂中に少量分散したもの等が挙げられる。   As the resistance layer, a conductive resin, a conductive particle-dispersed insulating resin, or the like can be used. As the conductive resin, resins such as ethyl cellulose, nitrocellulose, methoxymethylated nylon, ethoxymethylated nylon, copolymerized nylon, polyvinyl hydrin, and casein are used. Examples of conductive particle dispersion resins include small amounts of conductive particles such as carbon, aluminum, indium oxide, and titanium oxide in insulating resins such as urethane, polyester, vinyl acetate-vinyl chloride copolymer, and polymethyl methacrylate. Examples are dispersed.

帯電ローラーとして、支持部材とシームレスチューブを有する本発明の構成のものは、製造安定性に優れ、従来安定生産が難しいとされた中抵抗領域を安定して生産できる。   As a charging roller, the structure of the present invention having a support member and a seamless tube is excellent in manufacturing stability and can stably produce a medium resistance region, which has been conventionally difficult to produce stably.

本発明の帯電ローラー1’の構成の例を図1に示す。図中1は芯金(導電性基体)、2は弾性層、3が機能性複層膜の被覆層であり、3(i)が内部層の導電層であり、3(o)が外部層の本発明の導電性被覆層である。この場合、導電性基体1、弾性層2及び導電層3(i)をまとめて支持部材と呼ぶ。   An example of the configuration of the charging roller 1 'of the present invention is shown in FIG. In the figure, 1 is a cored bar (conductive base), 2 is an elastic layer, 3 is a coating layer of a functional multilayer film, 3 (i) is an internal conductive layer, and 3 (o) is an external layer. It is the conductive coating layer of this invention. In this case, the conductive substrate 1, the elastic layer 2, and the conductive layer 3 (i) are collectively referred to as a support member.

以下、本発明を実施例により説明する。実施例中、「部」は質量部を示す。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. In the examples, “part” means part by mass.

[実施例1]
以下、特に本発明の被覆層の形成について説明する。
[Example 1]
Hereinafter, the formation of the coating layer of the present invention will be described in particular.

本発明においては、シームレスチューブの形態で被覆される導電性被覆部材の材料は、スチレン系の熱可塑性エラストマー(ダイナロン4600P JSR社製)をベースとしアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂(SAN−R テクノポリマー社製)を有する。スチレン系の熱可塑性エラストマー樹脂の質量とアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂の質量の和を100部となるように前者を60部、後者を40部とし、さらにカーボンブラック(スペシャルブラック550 デグサヒュルスジャパン社製)を50部、酸化マグネシウムを10部、ステアリン酸カルシウムを1部添加している。   In the present invention, the material of the conductive covering member to be coated in the form of a seamless tube is based on a styrene-based thermoplastic elastomer (manufactured by Dynalon 4600P JSR) and acrylonitrile-styrene copolymer resin (SAN-R Technopolymer). Made). The former is 60 parts and the latter is 40 parts so that the sum of the mass of the styrene-based thermoplastic elastomer resin and the mass of the acrylonitrile-styrene copolymer resin is 100 parts, and carbon black (Special Black 550 Degussa Huls Japan Co., Ltd.) 50 parts), 10 parts of magnesium oxide, and 1 part of calcium stearate.

該最表面層の樹脂と顔料は加圧式ニーダーを用いて20〜220℃で溶融混練した後、冷却、粉砕機で粉砕し、単軸押出し機を用いて140℃〜200℃で造粒したペレットを使用する。   The outermost layer resin and pigment were melt-kneaded at 20-220 ° C. using a pressure kneader, cooled, pulverized with a pulverizer, and granulated at 140-200 ° C. with a single screw extruder. Is used.

また、二色チューブのチューブ内層用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)100部にケッチェンブラックEC16部、酸化マグネシウム10部、ステアリン酸カルシウム1部を添加し、加圧式ニーダーを用いて180℃で15分間混練し、冷却粉砕後造粒用押出し機によりペレット化した。   Further, as a tube inner layer of a two-color tube, 16 parts of ketjen black EC, 10 parts of magnesium oxide and 1 part of calcium stearate are added to 100 parts of a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), and 15 parts at 180 ° C. using a pressure kneader. The mixture was kneaded for minutes, cooled and pulverized, and pelletized by a granulating extruder.

上記のペレットを用いて、内径φ18.5mmのダイスと外径φ16.5mmのポイントを備えた二色押出し機で押出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、内径φ11.1mm、外層の厚さ100μm、内層の厚さ400μmのシームレスチューブに成型加工した。   Using the above pellets, extrusion molding with a two-color extruder equipped with a die with an inner diameter of φ18.5 mm and a point with an outer diameter of φ16.5 mm, followed by a sizing and cooling process, an inner diameter of φ11.1 mm and an outer layer thickness of 100 μm The inner layer was molded into a seamless tube having a thickness of 400 μm.

これとは別にφ6.0mm、長さ259mmの芯金上にカーボンを配合したEPDM発泡弾性ゴム層を形成し、研磨することによって端部φ11.20mm、中央部φ11.50mm、長さ230mmの発泡弾性ゴム層をもつ支持部材を得た。   Separately, an EPDM foamed elastic rubber layer containing carbon is formed on a core metal having a diameter of 6.0 mm and a length of 259 mm, and is foamed by polishing to form an end part having a diameter of 11.20 mm, a center part having a diameter of 11.50 mm, and a length of 230 mm. A support member having an elastic rubber layer was obtained.

この支持部材とシームレスチューブを特開平11−125952号公報で示される方法に従い被覆し図1に示される帯電ローラーを得た。   The support member and the seamless tube were coated according to the method disclosed in JP-A-11-125952 to obtain a charging roller shown in FIG.

すなわち、支持部材にエアー圧によってシームレスチューブを嵌め込み圧密着させた。   That is, the seamless tube was fitted into the support member by air pressure and brought into close pressure contact.

このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.30mmであり、クラウン量は直径の0.65%にあたる80μmであった。   At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.30 mm, and the crown amount was 80 μm corresponding to 0.65% of the diameter.

[実施例2]
実施例1にならってシームレスチューブを成型し、端部φ11.20mm、中央部φ11.35mmの支持部材に被覆した。このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.25mmであり、クラウン量は直径の0.02%にあたる3μmであった。
[Example 2]
A seamless tube was molded according to Example 1 and covered with a support member having an end portion φ11.20 mm and a center portion φ11.35 mm. At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.25 mm, and the crown amount was 3 μm corresponding to 0.02% of the diameter.

[実施例3]
実施例1にならってシームレスチューブを成型し、端部φ11.20mm、中央部φ11.70mmの支持部材に被覆した。このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.35mmであり、クラウン量は直径の1.46%にあたる180μmであった。
[Example 3]
A seamless tube was molded in the same manner as in Example 1 and covered with a support member having an end portion φ11.20 mm and a center portion φ11.70 mm. At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.35 mm, and the crown amount was 180 μm corresponding to 1.46% of the diameter.

[比較例1]
実施例1にならってシームレスチューブを成型し、端部φ11.20mm、中央部φ11.15mmの支持部材に被覆した。このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.25mmであり、クラウン量は直径の−0.08%にあたる−10μmであった。
[Comparative Example 1]
A seamless tube was molded according to Example 1 and covered with a support member having an end portion φ11.20 mm and a center portion φ11.15 mm. At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.25 mm, and the crown amount was −10 μm corresponding to −0.08% of the diameter.

[比較例2]
実施例1にならってシームレスチューブを成型し、端部φ11.20mm、中央部φ12.20mmの支持部材に被覆した。このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.40mmであり、クラウン量は直径の1.61%にあたる200μmであった。
[Comparative Example 2]
A seamless tube was molded according to Example 1 and covered with a support member having an end portion φ11.20 mm and a center portion φ12.20 mm. At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.40 mm, and the crown amount was 200 μm corresponding to 1.61% of the diameter.

[比較例3]
シームレスチューブの形態で被覆される導電性被覆部材の材料は、スチレン系の熱可塑性エラストマー(ダイナロン4600P JSR社製)60部、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS9152 PSジャパン社製)40部、カーボンブラック(スペシャルブラック550 デグサヒュルスジャパン社製)を40部、酸化マグネシウムを10部、ステアリン酸カルシウムを1部添加している。
[Comparative Example 3]
The material of the conductive coating member coated in the form of a seamless tube is 60 parts of a styrene thermoplastic elastomer (Dynalon 4600P manufactured by JSR), 40 parts of impact-resistant polystyrene (made by HIPS9152 PS Japan), carbon black (special 40 parts of Black 550 Degussa Huls Japan), 10 parts of magnesium oxide, and 1 part of calcium stearate are added.

実施例1にならって混練、造粒、チューブ化し、端部φ11.20mm、中央部φ11.50mmの支持部材に被覆した。このとき帯電ローラーの中央部の直径は12.30mmであり、クラウン量は直径の0.65%にあたる80μmであった。   Kneading, granulation, and tube formation were performed in the same manner as in Example 1, and the support member having an end portion φ11.20 mm and a center portion φ11.50 mm was coated. At this time, the diameter of the central portion of the charging roller was 12.30 mm, and the crown amount was 80 μm corresponding to 0.65% of the diameter.

上記ローラーで画像評価した結果を表1に示す。なお画像評価は電子写真装置本体とプロセスカートリッジを使用し、外部電源を用いAC帯電にて放電量が30μAになるようにAC電圧を調整して行った。画像評価はハーフトーン画像パターンにおいて画像上に帯電不良による白ポチがないものを◎、ほとんどないものを○、少しあるものを△、多量にあるものを×とした。極性基を含有したバインダー構成であり、適正なクラウン量の実施例1,2,3では画像上問題ないが、クラウン量が適正ではない比較例1,2および導電性被覆部材に極性基を含有しないバインダー構成である比較例3では画像上多数の白ポチが発生した。   Table 1 shows the result of image evaluation with the roller. The image evaluation was performed using an electrophotographic apparatus main body and a process cartridge and adjusting the AC voltage so that the discharge amount was 30 μA by AC charging using an external power source. In the image evaluation, in the halftone image pattern, an image having no white spots due to poor charging on the image is indicated by ◎, an image having little whiteness is indicated by ○, an image having a little is indicated by Δ, and an image having a large amount is indicated by ×. The binder structure contains a polar group, and in Examples 1, 2 and 3 with an appropriate crown amount, there is no problem in terms of image, but Comparative Examples 1 and 2 and the conductive coating member where the crown amount is not appropriate contain a polar group. In Comparative Example 3 having a binder configuration that did not, a large number of white spots were generated on the image.

表1より、極性官能基を含有するバインダー構成であると、クラウン量の適正化により被帯電体に均一に当接し、少ない放電量でも良好な画像が得られた。一方、極性官能基を含まない比較例3では中央部の抵抗が高くなったため、少ない放電量では中央部に帯電不良が見られる。   As shown in Table 1, when the binder composition contains a polar functional group, the crown amount was optimized to uniformly contact the object to be charged, and a good image was obtained even with a small discharge amount. On the other hand, in Comparative Example 3 that does not contain a polar functional group, the resistance in the central portion was high, and therefore, charging failure was observed in the central portion with a small amount of discharge.

Figure 0005191085
◎……帯電不良起因の白ポチの無いもの
○……帯電不良起因の白ポチがほとんどないもの
△……帯電不良起因の白ポチが少しあるもの
×……帯電不良起因の白ポチが多数あるもの
Figure 0005191085
◎ …… No white spots caused by poor charging ○ …… No white spots caused by defective charging △ …… Slight white spots caused by defective charging × …… Many white spots caused by defective charging thing

本発明において実施した帯電ローラーの構成図。The block diagram of the charging roller implemented in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1’ ;帯電部材
1 ;芯金
2 ;発泡弾性層
3 ;機能性複層膜
3(i) ;内部層
3(o) ;外部層
1 '; charging member 1; core metal 2; foamed elastic layer 3; functional multilayer film 3 (i); inner layer 3 (o); outer layer

Claims (6)

支持部材と、該支持部材上に被覆された導電性被覆部材とを少なくとも有する、中央部の直径が端部の直径より大きいクラウン形状の帯電ローラーにおいて、
該導電性被覆部材が、スチレン系熱可塑性エラストマーと、少なくとも窒素元素を含む極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとを少なくとも含有しているシームレスチューブで構成されており、
該クラウン形状のクラウン量(該帯電ローラーの中央部と端部の直径差)が、中央部の直径に対して0.0%より大きく1.5%以下の範囲にあることを特徴とする帯電ローラー。
A support member, said that having a support member coated conductive coating on element at least, the diameter of the central portion is in the charging roller larger crown shape than the diameter of the end portion,
The conductive covering member is composed of a seamless tube containing at least a styrene-based thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin or thermoplastic elastomer made of a styrene copolymer having a polar functional group containing at least a nitrogen element. And
Charging characterized in that the crown amount of the crown shape (diameter difference between the central portion and the end portion of the charging roller) is in the range of more than 0.0% and not more than 1.5% with respect to the diameter of the central portion. roller.
該スチレン系熱可塑性エラストマーと、該極性官能基を有するスチレン共重合体からなる熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとの比率が、質量基準で95:5〜20:80の範囲にある請求項1に記載の帯電ローラー。   The ratio of the styrenic thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin or thermoplastic elastomer comprising the styrene copolymer having the polar functional group is in the range of 95: 5 to 20:80 on a mass basis. The charging roller described. 該極性官能基がニトリル基である請求項1または2に記載の帯電ローラー。 The charging roller according to claim 1 , wherein the polar functional group is a nitrile group . 該シームレスチューブに導電性を持たせるためにカーボンブラックを含有している請求項1〜のいずれか一項に記載の帯電ローラー。 The charging roller according to any one of claims 1 to 3 , further comprising carbon black in order to impart conductivity to the seamless tube. 該カーボンブラックの含有量が10〜60質量%である請求項に記載の帯電ローラー。 The charging roller according to claim 4 , wherein a content of the carbon black is 10 to 60% by mass. 該支持部材のクラウン量が、該帯電ローラーのクラウン量よりも0.10mm以上大きい請求項1〜のいずれか一項に記載の帯電ローラー。 The crown of the support member, a charging roller according to any one of 0.10mm or larger claims 1-5 than the crown of the charging roller.
JP2005146643A 2005-05-19 2005-05-19 Charging roller Expired - Fee Related JP5191085B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005146643A JP5191085B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Charging roller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005146643A JP5191085B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Charging roller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006323163A JP2006323163A (en) 2006-11-30
JP5191085B2 true JP5191085B2 (en) 2013-04-24

Family

ID=37542891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005146643A Expired - Fee Related JP5191085B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Charging roller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5191085B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11644761B2 (en) 2021-06-02 2023-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic roller, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125953A (en) * 1997-10-23 1999-05-11 Canon Chemicals Inc Electrifying member, production of the electrifying member, and process cartridge and electrophotographic device having the electrifying member
JP2002116608A (en) * 2000-10-06 2002-04-19 Canon Chemicals Inc Electrostatic charging roller as well as process cartridge and electrophotographic device having this electrostatic charging roller
JP3972694B2 (en) * 2002-03-15 2007-09-05 富士ゼロックス株式会社 Conductive member and image forming apparatus using the same
JP4165863B2 (en) * 2002-08-23 2008-10-15 キヤノン株式会社 Semi-conductive roller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006323163A (en) 2006-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6771920B2 (en) Charging roller including a conductive cover layer being formed of a seamless tube, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus including such a charging roller
CN100367121C (en) Charging roller, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP4599466B2 (en) Charging roll, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5191085B2 (en) Charging roller
JP4574907B2 (en) Conductive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US7283771B2 (en) Charging roller
JP3862171B2 (en) Charging roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5334357B2 (en) Charging roller
US6470162B2 (en) Conductive member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP4573624B2 (en) Conductive roll, process cartridge, electrophotographic apparatus, and conductive roll manufacturing method
JP4739968B2 (en) Charging roll, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5222510B2 (en) Roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2004326099A (en) Electrifying roller, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP2005148488A (en) Component of image forming apparatus
JP2005292633A (en) Charging roller, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP5103105B2 (en) Charging roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JPH11160958A (en) Electrifying member and electrophotographic device
JP2005234329A (en) Electrifying roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP4668155B2 (en) Charging roller and process cartridge
JP2009014834A (en) Charging roller, and process cartridge and electrophotographic device having charging roller
JP2008070759A (en) Charging roller, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP2005315978A (en) Charging roller, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP2001221224A (en) Rubber roller for image forming device
JP2005189281A (en) Image forming apparatus component and image forming apparatus
JP2008051865A (en) Electrifying roll, process cartridge, and electrophotographic device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080207

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080418

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090218

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090401

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110506

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110705

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5191085

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees