JP5243763B2 - Developing roll - Google Patents

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる現像ロー
ルに関するものである。
The present invention relates to a developing roll used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile.

従来の現像ロールは、SUS等の金属製軸体の同心円上に導電性弾性層(ベース層)が
形成され、その導電性弾性層上に、バインダー,導電剤,その他の添加剤(粗さ形成剤等
)を含む単層もしくは複数層の樹脂層が形成され構成されている。そして、最外層となる
樹脂層としては、アクリル樹脂,ポリカーボネート系ウレタン,エーテル系ウレタン等の
バインダーポリマーに、カーボンブラック等の導電剤を配合した形成材料が用いられてい
る(例えば、特許文献1,2参照)。
特開2003−3032号公報 特開2002−363426号公報
In a conventional developing roll, a conductive elastic layer (base layer) is formed on a concentric circle of a metal shaft body such as SUS, and a binder, a conductive agent, and other additives (roughness formation) are formed on the conductive elastic layer. A single layer or a plurality of resin layers including an agent or the like. As the outermost resin layer, a forming material in which a conductive agent such as carbon black is blended with a binder polymer such as acrylic resin, polycarbonate urethane, or ether urethane is used (for example, Patent Document 1, Patent Document 1). 2).
JP 2003-3032 A JP 2002-363426 A

このような上記導電剤としてカーボンブラック等の電子導電剤を用いた形成材料により
最外層が形成されてなる現像ロールにおいて、中位程度(半導電性領域)の電気抵抗(5
×105 〜5×106 Ω)を得ようとすると、少量の配合により所望の電気抵抗を得るこ
とのできる電子導電剤では、電気抵抗が振れてバラツキが生じる。また、分散性の良好な
電子導電剤では、電子導電剤の配合量の増加に伴い、現像ロール表面にトナーや外添剤が
付着(フィルミング)し、表面粗度の上昇が起こる。その結果、トナーの搬送量増加や、
ロール表面の変質によるトナー帯電性の低下が生じ、画像不具合(かぶり、がさつき、濃
度むら等)が発生するという問題が生起する。
In the developing roll in which the outermost layer is formed of a forming material using an electronic conductive agent such as carbon black as the conductive agent, the middle level (semiconductive region) electric resistance (5
If it is going to obtain (x10 < 5 > -5x10 < 6 > (omega | ohm)), in an electronic electrically conductive agent which can obtain desired electrical resistance with a small quantity of mixing | blending, electrical resistance will fluctuate and variation will arise. In addition, in an electronic conductive agent with good dispersibility, as the blending amount of the electronic conductive agent increases, toner and external additives adhere to the surface of the developing roll (filming), and the surface roughness increases. As a result, the amount of toner transport increases,
The toner chargeability is deteriorated due to the change of the roll surface, and a problem of image defects (fogging, roughness, density unevenness, etc.) occurs.

さらに、上記少量の配合により所望の電気抵抗を得ることのできる電子導電剤を用いて
中位程度の電気抵抗を得ようとすると、通常、電気抵抗に対する上記電子導電剤の添加量
依存性が大きく、かつバインダーとの分散性も大きく影響するため、混合時やポンプによ
るシェア(剪断応力)等、様々な要因による影響を受けやすくなる。また、上記分散性の
良好な電子導電剤を用いて中位程度の電気抵抗を得ようとすると、電子導電剤の配合量を
増やす必要があり、それに伴い、分散剤の配合量も増加する。この分散剤量が増加すると
、当然、分散剤の有する活性基も余ることから、これがトナーと結合し、その結果、現像
ロール表面にトナーが付着(フィルミング)するという問題が生じる。
Furthermore, when trying to obtain a moderate electrical resistance using an electronic conductive agent capable of obtaining a desired electrical resistance with a small amount of the above composition, the dependence of the electronic conductive agent on the electrical resistance is usually large. In addition, since the dispersibility with the binder is greatly affected, it is easily affected by various factors such as mixing and shear (shear stress) by a pump. Moreover, when it is going to obtain a moderate electrical resistance using the said electronic conductive agent with favorable dispersibility, it is necessary to increase the compounding quantity of an electronic conductive agent, and the compounding quantity of a dispersing agent also increases in connection with it. When the amount of the dispersant increases, naturally, the active group of the dispersant also remains, and this binds to the toner, resulting in a problem that the toner adheres to the surface of the developing roll (filming).

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、導電剤の分散性向上によりトナーの
付着(フィルミング)やトナーの堆積が抑制され、優れた画像を得ることができる現像ロ
ールの提供をその目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a developing roll capable of obtaining excellent images by suppressing toner adhesion (filming) and toner accumulation by improving the dispersibility of the conductive agent. For that purpose.

上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に少なくとも一つの層が形成されてなる現像ロールであって、最外層が、下記の導電性組成物(α)を用いて形成されているという構成をとる。
(α)下記の(A)〜(E)を必須成分とし、かつ上記(B)の含有量が上記(A)100重量部に対して20〜60重量部の範囲に、上記(C)の含有量が上記(A)100重量部に対して10〜30重量部の範囲に、上記(E)の配合量が上記(A)100重量部に対して1.5〜15.9重量部の範囲に設定されてなる導電性組成物。
(A)アクリル系樹脂。
(B)シリコーン成分。
(C)一次粒子の平均粒子径が27nm以下で、かつ導電性指数が70以上である電子導電剤。
(D)ジイソシアネート。
(E)高分子系分散剤(以下、単に「分散剤」とする場合もある。)
In order to achieve the above object, a developing roll of the present invention is a developing roll in which at least one layer is formed on a shaft body and an outer peripheral surface of the shaft body, and the outermost layer has the following conductive composition. It is configured to be formed using the object (α).
(Α) The following (A) to (E) are essential components, and the content of (B) is in the range of 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A ). The content is in the range of 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A), and the blending amount of (E) is 1.5 to 15.9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A). A conductive composition set in a range .
(A) Acrylic resin.
(B) Silicone component.
(C) An electronic conductive agent having an average primary particle size of 27 nm or less and a conductivity index of 70 or more.
(D) Diisocyanate.
(E) Polymeric dispersant (hereinafter, sometimes simply referred to as “dispersant”) .

本発明者らは、電子導電剤の分散性を向上させ、トナーの付着を抑制することにより、優れた画像を得ることができる現像ロールを得るため、鋭意研究を重ねた。その結果、アクリル系樹脂(A成分)と,シリコーン成分(B成分)と,特定の電子導電剤(C成分)と,ジイソシアネート(D成分)と、分散剤(E成分)を必須成分とし、しかも上記シリコーン成分(B成分)の含有量をアクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して20〜60重量部の範囲内に、上記特定の電子導電剤(C成分)の含有量をアクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して10〜30重量部の範囲に、上記分散剤(E成分)の配合量を上記アクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して1.5〜15.9重量部の範囲に設定してなる導電性組成物を用いて、現像ロールの最外層(表層)を形成すると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、上記特定量のシリコーン成分(B成分)および特定の電子導電剤(C成分)の使用により、電子導電剤の分散性が向上するため、適正な配合量にて所望の電気抵抗を得ることが可能となり、上記分散剤(E成分)の使用量を減少させることができ、それに伴い、分散剤(E成分)の有する活性基が減少することからトナーとの結合部分が少なくなり、結果、ロール表面のトナー付着が抑制され、これに起因する画像劣化を抑制することが可能となる。また、電子導電剤の分散性の向上により、電子導電剤の配合量を容易に増やすことが可能となることから、ロールの残留電荷が逃げやすくなり残留電荷の残存を抑制することができる。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to obtain a developing roll capable of obtaining an excellent image by improving the dispersibility of the electronic conductive agent and suppressing the adhesion of the toner. As a result, acrylic resin (component A), silicone component (component B), specific electronic conductive agent (component C), diisocyanate (component D), and dispersant (component E) are essential components, and The content of the silicone component (component B) is in the range of 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin (component A), and the content of the specific electronic conductive agent (component C) is acrylic. In the range of 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (component A), the blending amount of the dispersant (component E) is 1.5 to 15 with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin (component A). It was found that when the outermost layer (surface layer) of the developing roll was formed using a conductive composition set in a range of 9.9 parts by weight , the intended purpose could be achieved, and the present invention was achieved. That is, by using the specific amount of the silicone component (component B) and the specific electronic conductive agent (component C), the dispersibility of the electronic conductive agent is improved, so that a desired electrical resistance can be obtained with an appropriate blending amount. The amount of the dispersant (E component) used can be reduced, and accordingly, the active group of the dispersant (E component) is reduced, so that the binding portion with the toner is reduced. It is possible to suppress toner adhesion on the roll surface and to suppress image deterioration due to this. Moreover, since the compounding amount of the electronic conductive agent can be easily increased by improving the dispersibility of the electronic conductive agent, the residual charge on the roll can easily escape and the residual charge can be suppressed.

このように、本発明は、アクリル系樹脂(A成分)と、シリコーン成分(B成分)と、特定の電子導電剤(C成分)と、ジイソシアネート(D成分)と、分散剤(E成分)を必須成分とし、しかも上記シリコーン成分(B成分)の含有量をアクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して20〜60重量部の範囲内に、上記特定の電子導電剤(C成分)の含有量をアクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して10〜30重量部の範囲に、上記分散剤(E成分)の配合量を上記アクリル系樹脂(A成分)100重量部に対して1.5〜15.9重量部の範囲に設定してなる導電性組成物を用いて、現像ロールの最外層が形成されてなるものである。このため、電子導電剤(C成分)の分散性が向上することから、所望の電気抵抗を備えたロールが容易に得られる。また、分散性向上により上記分散剤(E成分)の配合量を少量にすることが可能となるため、この分散剤(E成分)配合に起因したトナー付着の発生を抑制することができる。さらに、分散性向上により電子導電剤の使用量を増やすことが可能となることから、残留電荷が残存しにくくなるため、ロール表面のトナー堆積を抑制することができるようになる。このように、種々の要因によるトナーの付着(フィルミング)や堆積が抑制され、結果、優れた画像を得ることができる。 Thus, the present invention includes an acrylic resin (component A), a silicone component (component B), a specific electronic conductive agent (component C), a diisocyanate (component D), and a dispersant (component E). An essential component, and the content of the silicone component (component B) is within a range of 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin (component A), and the specific electronic conductive agent (component C). The content is within the range of 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin (component A), and the blending amount of the dispersant (E component) is with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin (component A). The outermost layer of the developing roll is formed using a conductive composition set in the range of 1.5 to 15.9 parts by weight . For this reason, since the dispersibility of an electronic conductive agent (C component) improves, the roll provided with the desired electrical resistance is obtained easily. In addition, since the amount of the dispersant (E component) can be reduced by improving the dispersibility, the occurrence of toner adhesion due to the dispersant (E component) formulation can be suppressed. Furthermore, since the amount of the electronic conductive agent used can be increased by improving the dispersibility, it is difficult for residual charges to remain, and thus toner accumulation on the roll surface can be suppressed. Thus, toner adhesion (filming) and accumulation due to various factors are suppressed, and as a result, an excellent image can be obtained.

そして、上記アクリル系樹脂(A成分)が、シリコーングラフトアクリル樹脂であると
、高い離型性が得られ、トナーの付着に対しさらに有利に作用することとなる。
When the acrylic resin (component A) is a silicone-grafted acrylic resin, a high releasability is obtained, which acts more advantageously on toner adhesion.

そして、上記シリコーン成分(B成分)が、アクリルシリコーン樹脂であると、アクリ
ル系樹脂(A成分)との相溶性が良く、海島構造のない均一なコーティング膜が作製でき
るという効果が得られる。
And when the said silicone component (B component) is an acrylic silicone resin, compatibility with acrylic resin (A component) is good, and the effect that a uniform coating film without a sea-island structure can be produced is acquired.

つぎに、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

本発明の現像ロールの一例を図1に示す。この現像ロールは、通常、感光ドラムに接し
て機能を発揮するものであり、軸体1の外周面に沿って弾性層2が形成され、上記弾性層
2の外周面に中間層3が形成され、さらに上記中間層3の外周面に最外層(表層)4が形
成されて構成されている。本発明の現像ロールでは、上記最外層(表層)4が特殊な導電
性組成物を用いて形成されていることが最大の特徴である。
An example of the developing roll of the present invention is shown in FIG. This developing roll normally exhibits a function in contact with the photosensitive drum, and an elastic layer 2 is formed along the outer peripheral surface of the shaft body 1, and an intermediate layer 3 is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 2. Furthermore, an outermost layer (surface layer) 4 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer 3. In the developing roll of the present invention, the most characteristic feature is that the outermost layer (surface layer) 4 is formed using a special conductive composition.

上記軸体1は特に制限するものではなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内
部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステ
ンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。なお、必要に応じて、
上記軸体1上に接着剤、プライマー等を塗布してもよく、また上記接着剤、プライマー等
は必要に応じて導電化してもよい。
The shaft body 1 is not particularly limited, and for example, a metal core made of a metal solid body, a metal cylinder body hollowed out inside, or the like is used. Examples of the material include stainless steel, aluminum, and iron plated. If necessary,
An adhesive, a primer, or the like may be applied on the shaft body 1, and the adhesive, the primer, or the like may be made conductive as necessary.

つぎに、上記弾性層2の形成に用いられる材料(弾性層用材料)としては、特に限定は
ないが、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムが好適に用いられる。
Next, the material (elastic layer material) used for forming the elastic layer 2 is not particularly limited, but silicone rubber is preferably used because it has low hardness and little sag.

さらに、上記弾性層用材料には導電剤を適宜に添加してもよい。上記導電剤としては、
カーボンブラック,グラファイト,チタン酸カリウム,酸化鉄,c−TiO2 ,c−Zn
O,c−SnO2 等の電子導電剤や、第四級アンモニウム塩,ホウ酸塩,リチウム塩,界
面活性剤等のイオン導電剤等があげられる。なお、上記「c−」は、導電性を有するとい
う意味である。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
Furthermore, a conductive agent may be appropriately added to the elastic layer material. As the conductive agent,
Carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2, c- Zn
Examples thereof include electronic conductive agents such as O and c-SnO 2 , and ionic conductive agents such as quaternary ammonium salts, borates, lithium salts, and surfactants. In addition, the above “c−” means having conductivity. These may be used alone or in combination of two or more.

また、上記中間層3の形成に用いられる材料(中間層用材料)としては、特に限定する
ものではなく、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),水素添加アクリ
ロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR),ポリウレタン系エラストマー,クロロプレ
ンゴム(CR),天然ゴム,ブタジエンゴム(BR),ブチルゴム(IIR),ヒドリン
ゴム(ECO,CO)等のゴム系材料や、ウレタン樹脂等の樹脂系材料があげられる。な
かでも、接着性およびコーティング液等の安定性の点から、H−NBRが好適に用いられ
る。
Further, the material (interlayer material) used for forming the intermediate layer 3 is not particularly limited. For example, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), Examples thereof include rubber-based materials such as polyurethane-based elastomer, chloroprene rubber (CR), natural rubber, butadiene rubber (BR), butyl rubber (IIR), hydrin rubber (ECO, CO), and resin-based materials such as urethane resin. Among these, H-NBR is preferably used from the viewpoint of adhesiveness and stability of the coating liquid and the like.

なお、上記中間層用材料には、必要に応じて、導電剤、架橋剤、架橋促進剤、ステアリ
ン酸、ZnO(亜鉛華)、軟化剤等を配合することも可能である。上記導電剤としては、
前記弾性層用材料で例示したものと同様のものを用いることができる。
In addition, it is also possible to mix | blend a conductive agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a stearic acid, ZnO (zinc white), a softening agent, etc. in the said intermediate layer material as needed. As the conductive agent,
The thing similar to what was illustrated by the said material for elastic layers can be used.

つぎに、上記最外層4の形成に用いられる材料(最外層用材料)としては、先に述べた
ように、上記特殊な導電性組成物が用いられるのであり、これが本発明の特徴である。上
記特殊な導電性組成物は、アクリル系樹脂(A成分)と、シリコーン成分(B成分)と、
特定の電子導電剤(C成分)と、ジイソシアネート(D成分)と、分散剤(E成分)とを
必須成分として用いて得られるものである。
Next, as described above, the special conductive composition is used as a material (outermost layer material) used for forming the outermost layer 4, which is a feature of the present invention. The special conductive composition includes an acrylic resin (component A), a silicone component (component B),
It is obtained by using a specific electronic conductive agent (C component), diisocyanate (D component), and a dispersant (E component) as essential components.

上記アクリル系樹脂(A成分)としては、アクリル酸、およびそのエステル、アクリル
アミド、アクリロニトリル、メタクリル酸およびそのエステル等の重合体や共重合体等が
あげられ、具体的には、アクリル樹脂があげられる。さらに、シリコーンポリマーから誘
導される構造単位(A)と、アクリルポリマーから誘導される構造単位(B)とを構成成
分とするブロック共重合体があげられる。このようなブロック共重合体における構造単位
のブロック配列の順序等は、特に限定されるものではない。上記ブロック共重合体の一例
としては、シリコーン部分とアクリル部分とのブロック共重合体であるシリコーンブロッ
クアクリル樹脂等があげられる。さらに、高分子量のシリコーングラフトアクリル樹脂が
あげられる。上記シリコーングラフトアクリル樹脂は、アクリルポリマーからなる主鎖に
シリコーン成分が側鎖としてペンダント状に連結した構造を有するポリマーである。上記
高分子量のシリコーングラフトアクリル樹脂としては、数平均分子量(Mn)が25万〜
45万の範囲となるものが好適に用いられる。特に好ましくは数平均分子量(Mn)=3
0万〜40万である。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、ト
ナー荷電性の面から、高分子量のシリコーングラフトアクリル樹脂、アクリル樹脂が好適
に用いられる。特に、トナー離型性という点から、高分子量のシリコーングラフトアクリ
ル樹脂が好適に用いられる。
Examples of the acrylic resin (component A) include polymers and copolymers such as acrylic acid and esters thereof, acrylamide, acrylonitrile, methacrylic acid and esters thereof, and specific examples include acrylic resins. . Furthermore, the block copolymer which has the structural unit (A) induced | guided | derived from a silicone polymer and the structural unit (B) induced | guided | derived from an acrylic polymer as a structural component is mention | raise | lifted. The order of the block arrangement of the structural units in such a block copolymer is not particularly limited. An example of the block copolymer is a silicone block acrylic resin that is a block copolymer of a silicone portion and an acrylic portion. Furthermore, a high molecular weight silicone graft acrylic resin is mentioned. The silicone graft acrylic resin is a polymer having a structure in which a silicone component is connected as a side chain in a pendant form to a main chain made of an acrylic polymer. The high molecular weight silicone graft acrylic resin has a number average molecular weight (Mn) of 250,000 to
Those in the range of 450,000 are preferably used. Particularly preferably, the number average molecular weight (Mn) = 3
It is 100,000 to 400,000. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, high molecular weight silicone graft acrylic resins and acrylic resins are preferably used from the viewpoint of toner chargeability. In particular, from the viewpoint of toner releasability, a high molecular weight silicone graft acrylic resin is preferably used.

上記A成分とともに用いられるシリコーン成分(B成分)としては、シロキサン骨格を
有する化合物であれば特に限定するものではないが、例えば、アクリルシリコーン樹脂、
ウレタンシリコーン樹脂、シリコーンオイル等があげられる。これらは単独でもしくは2
種以上併せて用いられる。これらのなかでも、充填剤の分散性という点から、アクリルシ
リコーン樹脂が好適に用いられる。
The silicone component (B component) used together with the A component is not particularly limited as long as it is a compound having a siloxane skeleton. For example, an acrylic silicone resin,
Examples thereof include urethane silicone resin and silicone oil. These may be alone or 2
Used in combination with more than seeds. Among these, acrylic silicone resins are preferably used from the viewpoint of dispersibility of the filler.

上記アクリルシリコーン樹脂としては、例えば、シリコーン変性アクリル樹脂があげら
れる。より具体的には、シリコーングラフトアクリル樹脂があげられ、このシリコーング
ラフトアクリル樹脂は、アクリル系単量体から誘導される直鎖状の構造部分である主鎖に
、シロキサンから誘導される構造部分である側鎖がグラフト化したものである。そして、
このようなシリコーングラフトアクリル樹脂のなかでも、低分子量のものを用いることが
好ましい。このように低分子量のものを用いることにより、均一かつトナーに対する離型
性の良好な最外層を形成することが可能となる。なお、上記低分子量とは、具体的には、
数平均分子量(Mn)3000〜10000の範囲をいう。特に好ましくはMn=500
0〜10000の範囲である。すなわち、Mnが3000未満では、最外層表面にブリー
ドが生じ画像に悪影響をおよぼす傾向がみられ、10000を超え大きくなり過ぎると、
ベースポリマーであるアクリル系樹脂(A成分)との相溶性が低下して、最外層形成の際
に均一なコーティング膜を形成することが困難となって抵抗むらが大きくなり、画像に悪
影響をおよぼす傾向がみられるからである。また、上記低分子量とは、数平均分子量(M
n)でいうところの、2000〜4000の範囲をいう。なお、上記シリコーングラフト
アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)をはじめ、本発明における数平均分子量(Mn)は
、全てゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算の
数平均分子量である。
Examples of the acrylic silicone resin include a silicone-modified acrylic resin. More specifically, there is a silicone graft acrylic resin, and this silicone graft acrylic resin has a structure part derived from siloxane in a main chain which is a linear structure part derived from an acrylic monomer. Some side chains are grafted. And
Among such silicone graft acrylic resins, those having a low molecular weight are preferably used. By using such a low molecular weight material, it becomes possible to form an outermost layer that is uniform and has good releasability with respect to the toner. In addition, the low molecular weight specifically refers to
The number average molecular weight (Mn) is in the range of 3000 to 10,000. Particularly preferably, Mn = 500
It is in the range of 0 to 10,000. That is, when Mn is less than 3000, bleeding tends to occur on the outermost layer surface, and the image is adversely affected.
Compatibility with acrylic resin (component A), which is the base polymer, decreases, making it difficult to form a uniform coating film when forming the outermost layer, increasing resistance unevenness and adversely affecting images. This is because there is a tendency. The low molecular weight is a number average molecular weight (M
n) refers to the range of 2000 to 4000. In addition, all the number average molecular weights (Mn) in this invention including the number average molecular weight (Mn) of the said silicone graft acrylic resin are the number average molecular weights of polystyrene conversion by a gel permeation chromatography (GPC) method.

上記シリコーン成分(B成分)の配合量は、上記アクリル系樹脂(A成分)100重量
部(以下「部」と略す)に対して20〜60部の範囲に設定する必要がある。特に好まし
くは35〜45部である。すなわち、上記シリコーン成分(B成分)の配合量が20部未
満であると、一定の摩擦係数を超えるとフィルミングが発生し、逆に60部を超えると、
中間層3との密着力が低下し、最外層4が剥がれやすくなるからである。
The blending amount of the silicone component (component B) needs to be set in the range of 20 to 60 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “part”) of the acrylic resin (component A). Particularly preferred is 35 to 45 parts. That is, when the blending amount of the silicone component (component B) is less than 20 parts, filming occurs when it exceeds a certain friction coefficient, and conversely when it exceeds 60 parts,
This is because the adhesion with the intermediate layer 3 is reduced and the outermost layer 4 is easily peeled off.

上記A成分およびB成分とともに用いられる特定の電子導電剤(C成分)は、その材質
としては、特に限定するものではなく、例えば、前記弾性層用材料で例示したと同様の、
カーボンブラック,グラファイト,チタン酸カリウム,酸化鉄,c−TiO2 ,c−Zn
O,c−SnO2 等の電子導電剤があげられる。なお、上記「c−」は、導電性を有する
という意味である。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
The specific electronic conductive agent (C component) used together with the A component and the B component is not particularly limited as the material, for example, the same as exemplified in the elastic layer material,
Carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2, c- Zn
Examples thereof include electronic conductive agents such as O, c-SnO 2 . In addition, the above “c−” means having conductivity. These may be used alone or in combination of two or more.

そして、上記特定の電子導電剤(C成分)としては、導電性指数が70以上でなければ
ならない。特に好ましくは80以上である。なお、一般的に、導電性指数の上限は600
である。この導電性指数が70未満のように低いと、つぎのような問題が生じる。すなわ
ち、導電性指数が低いと電子導電剤の配合量を多くしなければ所望の中位程度の電気抵抗
を得ることができないが、この電子導電剤の配合量を多くすると、それに伴い分散剤の配
合量も多くしなければならない。上記分散剤の配合量を多くすると、分散剤の有する活性
基も多くなり余るため、トナー(または外添剤)との結合部分が多くなり、結果、ロール
表面に対するトナー(または外添剤)の付着(フィルミング)が発生し、これに起因する
画像劣化を生起することとなる。なお、上記導電性指数は、下記の数式(1)を用いて算
出される値である。
And as said specific electronic conductive agent (C component), a conductivity index | exponent must be 70 or more. Especially preferably, it is 80 or more. In general, the upper limit of the conductivity index is 600.
It is. If this conductivity index is low, such as less than 70, the following problems arise. That is, if the conductivity index is low, the desired medium electrical resistance cannot be obtained unless the blending amount of the electronic conducting agent is increased. However, if the blending amount of the electronic conducting agent is increased, the dispersing agent is increased accordingly. The amount must also be increased. When the blending amount of the dispersant is increased, the active group of the dispersant also increases, so that the binding portion with the toner (or external additive) increases. As a result, the toner (or external additive) of the roll surface is increased. Adhesion (filming) occurs and image degradation due to this occurs. The conductivity index is a value calculated using the following mathematical formula (1).

Figure 0005243763
Figure 0005243763

上記式(1)において、上記電子導電剤の比表面積(X)とは、窒素吸着比表面積をい
い、いわゆるカーボンブラック等の粒子の全比表面積を測定する方法であって、カーボン
ブラックを例にとると、つぎのようにして測定・算出される。すなわち、脱気したカーボ
ンブラックを液体窒素に浸漬し、平衡時におけるカーボンブラック表面に吸着した窒素量
を測定し、この測定値から比表面積(m2 /g)を算出することにより得られる値である
In the above formula (1), the specific surface area (X) of the electronic conductive agent refers to a nitrogen adsorption specific surface area, which is a method for measuring the total specific surface area of particles such as so-called carbon black. Then, it is measured and calculated as follows. That is, the value obtained by immersing degassed carbon black in liquid nitrogen, measuring the amount of nitrogen adsorbed on the carbon black surface at equilibrium, and calculating the specific surface area (m 2 / g) from this measured value. is there.

また、上記式(1)において、上記電子導電剤のDBP吸収量(Y)は、JIS K
6217(A法)によって測定した値であり、ジブチルフタレートの吸収量(cm3 /1
00g)を測定した値である。
In the above formula (1), the DBP absorption amount (Y) of the electronic conductive agent is JIS K
6217 is a value measured by (A method), the absorption amount of dibutyl phthalate (cm 3/1
00 g).

そして、上記式(1)において、上記電子導電剤の揮発分(Z)は、カーボンブラック
を一例に説明するとつぎのようにして測定・算出される値である。すなわち、カーボンブ
ラックの表面官能基が、CO,CO2 ,H2 O等の形で脱離したものの割合であり、るつ
ぼにカーボンブラックを投入し、950℃で7分間加熱したときの減量割合(%)である
In the above formula (1), the volatile content (Z) of the electronic conductive agent is a value measured and calculated as follows, taking carbon black as an example. That is, the ratio of the surface functional groups of carbon black desorbed in the form of CO, CO 2 , H 2 O, etc. The weight loss ratio when carbon black is introduced into a crucible and heated at 950 ° C. for 7 minutes ( %).

さらに、上記特定の電子導電剤(C成分)は、その一次粒子の平均粒子径が、27nm
以下でなければならない。好ましくは20nm以下であり、一般的な下限値は8nmであ
る。すなわち、一次粒子の平均粒子径が27nmを超えると、平均粒子径が大きいため、
最外層用材料となる塗料中の分散性が悪く、低抵抗の最外層が形成されてしまう。また、
中抵抗の電気抵抗を得るために、分散性を向上させようと電子導電剤の配合量を少なくす
ると、現像ロールの残留電荷の抜け道が少なくなるため、残留電位が悪くなるからである
Furthermore, the specific electron conductive agent (component C) has an average primary particle size of 27 nm.
Must be: Preferably it is 20 nm or less, and a general lower limit is 8 nm. That is, when the average particle size of the primary particles exceeds 27 nm, the average particle size is large.
Dispersibility in the coating material used as the material for the outermost layer is poor, and a low-resistance outermost layer is formed. Also,
This is because if the blending amount of the electronic conductive agent is decreased in order to improve the dispersibility in order to obtain an electric resistance of medium resistance, the residual potential of the developing roll is reduced and the residual potential is deteriorated.

なお、上記電子導電剤(C成分)の一次粒子の平均粒子径は、カーボンブラックを例に
とると、つぎのようにして測定・算出される。すなわち、カーボンブラック凝集体を構成
する小さな球状(微結晶による輪郭を有し、これ以上分離できない状態)成分の直径を電
子顕微鏡を用いて測定し、その平均値を算出することにより得られる値である。なお、本
発明において、上記電子導電剤の一次粒子の平均粒子径とは、例えば、上記「カーボンブ
ラック凝集体を構成する小さな球状成分」である母集団から任意に一部を抽出し測定して
得られる値の平均値である。
The average particle diameter of the primary particles of the electronic conductive agent (C component) is measured and calculated as follows, taking carbon black as an example. That is, it is a value obtained by measuring the diameter of a small spherical component (a state that has a fine crystal outline and cannot be separated any more) constituting the carbon black aggregate using an electron microscope and calculating an average value thereof. is there. In the present invention, the average particle diameter of the primary particles of the electronic conductive agent is, for example, arbitrarily extracted from the population which is the “small spherical component constituting the carbon black aggregate” and measured. This is the average value obtained.

上記特定の電子導電剤(C成分)の含有量は、アクリル系樹脂(A成分)100部に対して、10〜30部の範囲内に設定する必要がある。すなわち、上記電子導電剤(C成分)の配合量が10部未満であると、例えば、カーボンブラックの充填量が少なく、導通経路が少なく、残留電荷がたまりやすくなる傾向がみられ、逆に30部を超えると、塗膜中の未反応カーボンブラック分散剤が増えるため、ロールへのトナー付着が悪化する傾向がみられるからである。 Content of the said specific electronic conductive agent (C component) needs to be set in the range of 10-30 parts with respect to 100 parts of acrylic resins (A component). That is, when the blending amount of the electronic conductive agent (component C) is less than 10 parts, for example, the filling amount of carbon black is small, the conduction path is small, and the residual charge tends to accumulate. This is because, if the amount exceeds 50 parts, the amount of the unreacted carbon black dispersant in the coating film increases, so that the toner adhesion to the roll tends to deteriorate.

つぎに、上記A〜C成分とともに用いられるジイソシアネート(D成分)としては、特
に限定するものではなく、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MD
I)、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソ
シアネート(2,6−TDI)、3,3′−ビトリレン−4,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,4−トリレン
ジイソシアネートウレチジンジオン(2,4−TDIの二量体)、1,5−ナフチレンジ
イソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(
HDI)、イソホロンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネート(水添MDI)、カルボジイミド変性MDI、オルトトルイジンジイソシアネート
、キシレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネー
トメチルエステル等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
これらのなかでも、機械的物性(伸び,弾性率)を発現させる点で、MDI,TDI,H
DIが好適に用いられる。
Next, the diisocyanate (D component) used together with the components A to C is not particularly limited. For example, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MD
I), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 3,3'-bitrylene-4,4'-diisocyanate,
3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate uretidinedione (dimer of 2,4-TDI), 1,5-naphthylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, hexa Methylene diisocyanate (
HDI), isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), carbodiimide-modified MDI, orthotoluidine diisocyanate, xylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, MDI, TDI, H in terms of expressing mechanical properties (elongation, elastic modulus)
DI is preferably used.

上記ジイソシアネート(D成分)の配合量は、上記アクリル系樹脂(A成分)100部
に対して、20〜120部の範囲内が好ましく、特に好ましくは65〜100部の範囲内
である。すなわち、上記ジイソシアネート(D成分)の配合量が20部未満であると、架
橋点が少なくなり現像ロール表面においてアクリル系樹脂の架橋が甘く、塗膜が剥離し、
画像不具合に至る傾向がみられ、逆に120部を超えると、現像ロール表面が高硬度とな
り、トナーや接触部材とのストレスが生じるため、トナー付着性が悪化する傾向がみられ
るからである。
The blending amount of the diisocyanate (component D) is preferably in the range of 20 to 120 parts, particularly preferably in the range of 65 to 100 parts, with respect to 100 parts of the acrylic resin (component A). That is, when the blending amount of the diisocyanate (component D) is less than 20 parts, the crosslinking point is reduced, the crosslinking of the acrylic resin is sweet on the developing roll surface, and the coating film is peeled off.
This is because there is a tendency to cause image defects, and conversely, if it exceeds 120 parts, the surface of the developing roll becomes hard and stress with the toner and the contact member occurs, so that the toner adhesion tends to deteriorate.

そして、上記A〜D成分とともに用いられる分散剤(E成分)は、上記電子導電剤(C成分)の周囲に分布することにより電子導電剤(C成分)同士の凝集を防止する作用を奏するものである。このような分散剤(E成分)としては、液体状を有した、例えばポリアクリル酸誘導体,ポリメタクリル酸誘導体,無水マレイン酸共重合体(ジイソブチレン−無水マレイン酸,スチレン−無水マレイン酸等)等のポリカルボン酸塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩,ノニオン性水溶性高分子(ポリビニルピロリドン,ポリエーテル誘導体等)等に代表される高分子系分散剤があげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられる。 And the dispersing agent (E component) used with the said AD component has an effect | action which prevents aggregation of electronic conductive agents (C component) by distributing around the said electronic conductive agent (C component). It is. Such dispersant component (E) had a liquid, positive Riakuriru acid derivatives For example, polymethacrylic acid derivatives, maleic anhydride copolymer (diisobutylene - maleic anhydride, styrene - maleic anhydride polycarboxylates) such as condensed naphthalene sulfonate, nonionic water-soluble polymer (polyvinylpyrrolidone, polymeric dispersants typified by polyether derivatives) and the like. These may be used alone or in combination.

上記分散剤(E成分)の配合量は、{電子導電剤(C成分)配合量×[〔電子導電剤(
C成分)のBET比表面積(m2 /g)〕/500]}にて算出される値(配合量)に設
定することが好ましい。すなわち、分散剤(E成分)の配合量が少な過ぎると、電子導電
剤(C成分)の分散性が悪化する傾向がみられる。また、分散剤(E成分)の配合量が多
過ぎると、分散剤(E成分)の活性基が余り、トナーとの結合部分が多くなり、トナー(
または外添剤)の付着(フィルミング)が発生する傾向がみられるからである。
The blending amount of the dispersant (component E) is {electron conducting agent (component C) blending amount × [[electronic conducting agent (
The BET specific surface area (m 2 / g)] / 500]} of component (C) is preferably set to a value (blending amount) calculated. That is, when there is too little compounding quantity of a dispersing agent (E component), the tendency for the dispersibility of an electronic conductive agent (C component) to deteriorate is seen. Further, when the amount of the dispersant (E component) is too large, the active group of the dispersant (E component) is excessive and the binding portion with the toner increases, and the toner (
This is because there is a tendency that adhesion (filming) of the external additive) occurs.

なお、上記最外層用材料である導電性組成物には、上記A〜E成分に加えて、鎖延長剤
、炭酸カルシウム,マイカ,シリカ,グラファイト等の充填剤、可塑剤、架橋促進剤、架
橋遅延剤、老化防止剤、酸化亜鉛や酸化チタン等の着色剤等、他の添加剤を適宜配合して
も差し支えない。
In addition to the components A to E, the conductive composition as the outermost layer material includes a chain extender, a filler such as calcium carbonate, mica, silica, and graphite, a plasticizer, a crosslinking accelerator, and a crosslinking agent. Other additives such as a retarder, an anti-aging agent, and a colorant such as zinc oxide and titanium oxide may be appropriately blended.

上記鎖延長剤としては、2個以上の官能基を持つものであれば特に限定はなく、例えば
、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリ
エチレングリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール、1,2,6−ヘキサントリオール等の数平均分子量(Mn)が3
00以下のポリオールや、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジクロロジフェニルメタン(
MOCA)等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これら
のなかでも、反応性および機械的特性を発現させる点で、1,4−BD、MOCAが好ま
しい。
The chain extender is not particularly limited as long as it has two or more functional groups. For example, 1,4-butanediol (1,4-BD), ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene Glycol, hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylene glycol, triethylene glycol, trimethylolpropane (TMP), glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,6-hexanetriol, etc. Has a number average molecular weight (Mn) of 3
00 or less polyol, 4,4'-diamino-3,3'-dichlorodiphenylmethane (
MOCA) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,4-BD and MOCA are preferable in terms of expressing reactivity and mechanical properties.

また、上記鎖延長剤の配合量は、上記アクリル系樹脂(A成分)100部に対して、1
〜20部の範囲内が好ましく、特に好ましくは3〜10部の範囲内である。
The amount of the chain extender is 1 with respect to 100 parts of the acrylic resin (component A).
Within the range of -20 parts is preferred, particularly preferably within the range of 3-10 parts.

本発明の現像ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、
まず、前記弾性層用材料の各成分をニーダーやロール等の混練機を用いて混練し、弾性層
用材料を調製する。また、前記中間層用材料の各成分を有機溶剤に配合して溶解すること
により中間層用材料となるコーティング溶液を調製する。さらに、前記A〜E成分および
必要に応じて他の添加剤である各成分を有機溶剤に配合して溶解し、最外層用材料である
特殊な導電性組成物の溶液を調製する。
The developing roll of the present invention can be produced, for example, as follows. That is,
First, each component of the elastic layer material is kneaded using a kneader such as a kneader or a roll to prepare an elastic layer material. Moreover, the coating solution used as the material for intermediate | middle layers is prepared by mix | blending each component of the said material for intermediate | middle layers in an organic solvent, and melt | dissolving. Further, the components A to E and other components as necessary are blended in an organic solvent and dissolved to prepare a solution of a special conductive composition that is the material for the outermost layer.

上記中間層用材料および最外層用材料の調製に際して使用される有機溶剤としては、特
に限定するものではないが、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン、アセト
ン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン等があげられる。これらは単独でもし
くは2種以上併用してもよい。
The organic solvent used in preparing the intermediate layer material and the outermost layer material is not particularly limited, and examples thereof include methyl ethyl ketone (MEK), toluene, acetone, methyl isobutyl ketone, and tetrahydrofuran. These may be used alone or in combination of two or more.

そして、上記中間層用材料であるコーティング溶液としては、配合成分の割合が溶液全
体の20重量%程度の濃度となるよう設定することが好ましい。また、上記最外層用材料
である導電性組成物の溶液としては、A〜E成分および必要に応じて用いられる他の添加
剤等の配合成分の割合が溶液全体の20重量%程度の濃度となるよう設定することが好ま
しい。
And as a coating solution which is the said material for intermediate | middle layers, it is preferable to set so that the ratio of a compounding component may become a density | concentration of about 20 weight% of the whole solution. In addition, as a solution of the conductive composition that is the material for the outermost layer, the ratio of the components A to E and other additives used as necessary is a concentration of about 20% by weight of the whole solution. It is preferable to set so that

ついで、軸体1となる芯金をセットした金型内に、上記弾性層用材料を充填し、所定の
条件(例えば、180〜200℃×15分)で加熱架橋を行う。その後、脱型して、軸体
1の外周面に沿って弾性層2が形成されたベースロールを製造する。つぎに、上記弾性層
2の外周面に、上記中間層用材料を塗布して中間層3を形成する。さらに、上記中間層3
の外周面に、上記最外層用材料である特殊な導電性組成物溶液を塗布して最外層4を形成
する。そして、所定の条件(例えば、170〜180℃×1時間)で加熱することにより
、弾性層2の外周面に中間層3が形成され、さらにその外周面に最外層4が形成された3
層構造の現像ロール(図1参照)を作製することができる。
Next, the elastic layer material is filled in a mold in which a core metal to be the shaft body 1 is set, and heat crosslinking is performed under a predetermined condition (for example, 180 to 200 ° C. × 15 minutes). Thereafter, the base roll in which the elastic layer 2 is formed along the outer peripheral surface of the shaft 1 is manufactured by removing the mold. Next, the intermediate layer material is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 2 by applying the intermediate layer material. Further, the intermediate layer 3
The outermost layer 4 is formed by applying a special conductive composition solution, which is the material for the outermost layer, to the outer peripheral surface of the outermost layer. And by heating on predetermined conditions (for example, 170-180 degreeC * 1 hour), the intermediate | middle layer 3 was formed in the outer peripheral surface of the elastic layer 2, and also the outermost layer 4 was formed in the outer peripheral surface 3
A developing roll having a layer structure (see FIG. 1) can be produced.

なお、上記弾性層2の成形方法は、上記注型成形法に限定されるものではなく、射出成
形法や、プレス成形後に研磨する方法等により作製しても差し支えない。また、上記各層
用材料の塗布方法は、特に制限するものではなく、従来公知のディッピング法、スプレー
コーティング法、ロールコート法等があげられる。
In addition, the molding method of the elastic layer 2 is not limited to the cast molding method, and may be manufactured by an injection molding method, a method of polishing after press molding, or the like. The method for applying the material for each layer is not particularly limited, and conventionally known dipping method, spray coating method, roll coating method and the like can be mentioned.

本発明の現像ロールにおける各層の厚みは、特に限定はないが、弾性層2の厚みは、0
.5〜10mmの範囲内に設定するのが好ましく、特に好ましくは3〜6mmの範囲内で
ある。また、中間層3の厚みは、通常、1〜90μmの範囲内に設定され、好ましくは3
〜30μmの範囲内であり、最外層4の厚みは、通常、0.5〜100μmの範囲内に設
定され、好ましくは1〜50μmの範囲内である。
The thickness of each layer in the developing roll of the present invention is not particularly limited, but the thickness of the elastic layer 2 is 0.
. It is preferable to set within a range of 5 to 10 mm, and particularly preferably within a range of 3 to 6 mm. Further, the thickness of the intermediate layer 3 is usually set in the range of 1 to 90 μm, preferably 3
The thickness of the outermost layer 4 is usually set in the range of 0.5 to 100 μm, and preferably in the range of 1 to 50 μm.

なお、本発明の現像ロールは、前記図1に示したような3層構造に限定されるものでは
なく、単層もしくは2層構造、あるいは4層以上の多層構造であってもよい。すなわち、
上記2層構造では、例えば、中間層が形成されていない弾性層と最外層からなる2層構造
であってもよい。また、4層以上の多層構造では、例えば、弾性層と最外層と2層以上の
中間層を備えた4層以上の構造であっても差し支えない。ただし、現像ロールを構成する
層のうち最外層(表層)は、前記特殊な導電性組成物を用いて形成されている必要がある
。また、単層構造の場合は、その層が前記特殊な導電性組成物を用いて形成されることと
なる。
The developing roll of the present invention is not limited to the three-layer structure as shown in FIG. 1, but may be a single layer or a two-layer structure, or a multilayer structure having four or more layers. That is,
For example, the two-layer structure may be a two-layer structure including an elastic layer in which no intermediate layer is formed and an outermost layer. Moreover, in the multilayer structure of four or more layers, for example, a structure of four or more layers including an elastic layer, an outermost layer, and two or more intermediate layers may be used. However, the outermost layer (surface layer) of the layers constituting the developing roll needs to be formed using the special conductive composition. In the case of a single layer structure, the layer is formed using the special conductive composition.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。
Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

まず、実施例および比較例に先立ち、現像ロールの最外層用材料として、下記に示す材
料を準備した。
First, prior to the examples and comparative examples, materials shown below were prepared as materials for the outermost layer of the developing roll.

〔アクリル系樹脂A〕
アクリル樹脂(根上工業社製、バラクロンW−248E)
[Acrylic resin A]
Acrylic resin (Nakage Kogyo Co., Ltd., Balaklon W-248E)

〔アクリル系樹脂B〕
下記の式(10)で表されるシリコーングラフトアクリルポリマーを作製した。すなわ
ち、(Y1 k1部分と(Y2 k2部分と(X)m 部分と(Z)n1部分とを、アゾ系重合開
始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)の存在下、溶液重合法によりラジカ
ル重合(重合条件:60〜100℃×5〜10時間)して作製した。なお、作製したシリ
コーングラフトアクリルポリマーの数平均分子量(Mn)36万であった。

Figure 0005243763
[Acrylic resin B]
A silicone-grafted acrylic polymer represented by the following formula (10) was produced. That is, the (Y 1 ) k1 portion, the (Y 2 ) k2 portion, the (X) m portion, and the (Z) n1 portion are combined in the presence of azobisisobutyronitrile (AIBN) that is an azo polymerization initiator, It was prepared by radical polymerization (polymerization conditions: 60 to 100 ° C. × 5 to 10 hours) by a solution polymerization method. In addition, the number average molecular weight (Mn) of the produced silicone graft acrylic polymer was 360,000.
Figure 0005243763

〔シリコーン成分〕
アクリルシリコーン樹脂(数平均分子量Mn:5000、東亞合成社製、アロンJ20
[Silicone component]
Acrylic silicone resin (number average molecular weight Mn: 5000, manufactured by Toagosei Co., Ltd., Aaron J20
)

〔電子導電剤A〕
カーボンブラック(テグサ社製、Printex L6:一次粒子の平均粒子径18nm、導電
性指数81、BET比表面積265m2 /g)
[Electronic conductive agent A]
Carbon black (manufactured by Tegusa, Printex L6: average particle diameter of primary particles 18 nm, conductivity index 81, BET specific surface area 265 m 2 / g)

〔電子導電剤B〕
カーボンブラック(昭和キャボット社製、N234:一次粒子の平均粒子径22nm、
導電性指数62、BET比表面積123m2 /g)
[Electronic conductive agent B]
Carbon black (manufactured by Showa Cabot, N234: average primary particle size of 22 nm,
Conductivity index 62, BET specific surface area 123m 2 / g)

〔電子導電剤C〕
カーボンブラック(電気化学工業社製、HS−100:一次粒子の平均粒子径48nm
、導電性指数74、BET比表面積39m2 /g)
[Electronic conductive agent C]
Carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., HS-100: average particle diameter of primary particles 48 nm
, Conductivity index 74, BET specific surface area 39 m 2 / g)

〔電子導電剤D〕
カーボンブラック(テグサ社製、Special Black 4:一次粒子の平均粒子径25nm、
導電性指数8、BET比表面積180m2 /g)
[Electronic conductive agent D]
Carbon black (manufactured by Tegusa, Special Black 4: average particle diameter of primary particles 25 nm,
Conductivity index 8, BET specific surface area 180m 2 / g)

〔電子導電剤E〕
カーボンブラック(テグサ社製、Printex L:一次粒子の平均粒子径23nm、導電性
指数73、BET比表面積150m2 /g)
[Electronic conductive agent E]
Carbon black (manufactured by Tegusa, Printex L: average primary particle size 23 nm, conductivity index 73, BET specific surface area 150 m 2 / g)

〔ジイソシアネート〕
トリレンジイソシアネート(TDI)(日本ポリウレタン工業社製、コロネートT−6
5)
[Diisocyanate]
Tolylene diisocyanate (TDI) (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Coronate T-6
5)

〔分散剤〕
高分子系分散剤(ルーブリゾール社製、ソルスパース24000)
[Dispersant]
Polymeric dispersant (Lubrisol, Solsperse 24000)

〔実施例1〕
(弾性層用材料の調製)
導電性シリコーンゴム(X34−270A/B、信越化学工業社製)をニーダーにより
混練して弾性層(ベースゴム層)の形成材料を調製した。
[Example 1]
(Preparation of elastic layer material)
Conductive silicone rubber (X34-270A / B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was kneaded with a kneader to prepare an elastic layer (base rubber layer) forming material.

(中間層用材料の調製)
H−NBR(アクリロニトリル量:50重量%、ヨウ素価:23mg/100mg)1
00部と、ステアリン酸0.5部と、亜鉛華(ZnO)5部と、カーボンブラック(電気
化学工業社製、デンカブラックHS−100)40部と、ジチオカルバミン酸塩系架橋促
進剤(BZ)1部と、スルフェンアミド系架橋促進剤(CZ)2部と、硫黄1部とを、ロ
ールを用いて混練した後、これらをMEKとトルエンの混合有機溶剤〔MEK:トルエン
(重量比)=2:1〕に配合し溶解させて20重量%濃度の中間層形成材料となるコーテ
ィング溶液を調製した。
(Preparation of intermediate layer material)
H-NBR (acrylonitrile amount: 50% by weight, iodine value: 23 mg / 100 mg) 1
00 parts, 0.5 parts of stearic acid, 5 parts of zinc white (ZnO), 40 parts of carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), dithiocarbamate-based crosslinking accelerator (BZ) 1 part, 2 parts of a sulfenamide-based crosslinking accelerator (CZ), and 1 part of sulfur were kneaded using a roll, and these were mixed into a mixed organic solvent of MEK and toluene [MEK: toluene (weight ratio) = 2: 1] and dissolved therein to prepare a coating solution to be an intermediate layer forming material having a concentration of 20% by weight.

(最外層用材料の調製)
後記の表1に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらを有機溶剤(MEK)に配
合して溶解し、20重量%濃度のコーティング溶液である最外層用材料を調製した。
(Preparation of outermost layer material)
The components shown in Table 1 below were blended in the proportions shown in the table, and these were blended and dissolved in an organic solvent (MEK) to prepare a material for the outermost layer, which was a 20 wt% concentration coating solution.

(1)ベースロールの作製
まず、芯金としてアルミニウム製芯金(直径9mm)を準備し、上記芯金の外周面に接
着剤を塗布した。ついで、円筒状金型の中空部に、上記芯金をセットし、円筒状金型と芯
金との空隙部に、シリコーンゴムコンパウンドを注型した後、金型に蓋をし、これを加熱
(180℃×5分)して、シリコーンゴムコンパウンドを加硫し、その後脱型して、弾性
層(ベースゴム層)付き芯金(ベースロール)を作製した。
(1) Preparation of base roll First, an aluminum cored bar (diameter 9 mm) was prepared as a cored bar, and an adhesive was applied to the outer peripheral surface of the cored bar. Next, the core metal is set in the hollow part of the cylindrical mold, and a silicone rubber compound is poured into the gap between the cylindrical mold and the core metal, and then the mold is covered and heated. (180 ° C. × 5 minutes), the silicone rubber compound was vulcanized, and then demolded to produce a cored bar (base roll) with an elastic layer (base rubber layer).

(2)現像ロールの作製
上記ベースロールの外周面に、上記中間層形成用溶液をロールコート法により塗工した
後、乾燥および加熱処理(200℃×60分)を行い、弾性層(ベースゴム層)の外周面
に中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に、上記最外層形成用溶液をロールコ
ート法により塗工した後、乾燥および加熱処理(200℃×60分)を行い、中間層の外
周面に最外層を形成した。このようにして、三層構造の現像ロールを作製した(図1参照
)。なお、このロールの弾性層(ベースゴム層)の厚みは5mmであり、中間層の厚みは
10μmであり、最外層の厚みは1μmである。
(2) Production of Development Roll After the intermediate layer forming solution is applied to the outer peripheral surface of the base roll by a roll coating method, drying and heat treatment (200 ° C. × 60 minutes) are performed, and an elastic layer (base rubber) An intermediate layer was formed on the outer peripheral surface of the layer. Further, the outermost layer forming solution is applied to the outer peripheral surface of the intermediate layer by a roll coating method, and then dried and heated (200 ° C. × 60 minutes) to form the outermost layer on the outer peripheral surface of the intermediate layer. did. In this way, a developing roll having a three-layer structure was produced (see FIG. 1). In addition, the thickness of the elastic layer (base rubber layer) of this roll is 5 mm, the thickness of the intermediate layer is 10 μm, and the thickness of the outermost layer is 1 μm.

〔実施例2〜24、比較例1〜14〕
後記の表1〜表6に示す各成分を同表に示す割合で配合してなる最外層用材料を用いる
以外は、実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
[Examples 2 to 24, Comparative Examples 1 to 14]
A developing roll was produced in the same manner as in Example 1 except that the outermost layer material obtained by blending the components shown in Tables 1 to 6 below in the proportions shown in the same table was used.

このようにして得られた実施例および比較例の現像ロールを用いて、下記の基準に従い
耐フィルミング性,残留電位,密着性に関する測定・評価を行った。これらの結果を、後
記の表1〜表6に併せて示した。
Using the developing rolls of Examples and Comparative Examples thus obtained, measurements and evaluations on filming resistance, residual potential and adhesion were performed according to the following criteria. These results are shown in Tables 1 to 6 below.

〔耐フィルミング性〕
各現像ロールを電子写真複写機に組み込み、実際に画像出しを行い、6000枚の複写
画像を出した後、ベタ黒のコピーをとった。そして、そのコピーの濃度の濃淡(フィルミ
ング部分と通常部分)をマクベス濃度計(Gretag Macbeth社製、反射濃度計RD914 )を用
いて測定した。評価は、マクベス濃度計による測定値の濃度差が0.08未満のものを○
、0.08以上のものを×とした。
[Film resistance]
Each developing roll was incorporated in an electrophotographic copying machine, and images were actually printed out. After 6000 copies were printed, a solid black copy was taken. The density of the copy (filming portion and normal portion) was measured using a Macbeth densitometer (Gretag Macbeth, reflection densitometer RD914). Evaluation is that the density difference of the measured value by Macbeth densitometer is less than 0.08.
, 0.08 or more was taken as x.

〔残留電位〕
残留電位は、つぎのようにして求めた。すなわち、図2に示すように、23℃×53%
RHの環境下、回転数64rpmで現像ロール31を矢印方向に回転させながら、コロナ
放電線32を用いて、100μAのコロナ電流を印加して現像ロール31の表面を帯電し
た。そして、表面電位計33により上記現像ロール31表面の残留電位を測定した。その
結果、得られた残留電位が50V以下であったものを○、50Vを超えたものを×とした
[Residual potential]
The residual potential was determined as follows. That is, as shown in FIG. 2, 23 ° C. × 53%
Under the RH environment, the surface of the developing roll 31 was charged by applying a corona current of 100 μA using the corona discharge wire 32 while rotating the developing roll 31 in the direction of the arrow at a rotational speed of 64 rpm. Then, a residual potential on the surface of the developing roll 31 was measured with a surface potential meter 33. As a result, the obtained residual potential was 50 V or less, and the case where it exceeded 50 V was rated as x.

〔密着性〕
各現像ロール表面をフェザー刃を用い、碁盤目状(5×5マスにカット、1マスの大き
さ:2mm×2mm)に、弾性層にまで届くようにフェザー刃を入れ、これに粘着テープ
(寺岡ポリエステルフィルム社製、No. 648#50、大きさ:25mm×30mm)を
貼付した。ついで、このテープを剥離し、テープ剥離の際に碁盤目状にカットしたロール
の層部分が剥がれ、テープ粘着面に貼り付いたか否かを目視により評価した。そして、テ
ープ粘着面に何ら貼り付かなかったものを○(貼り付いたものが、弾性層との界面での弾
性層のゴム破壊により生じた場合は○とする)、ロールの層部分が剥がれテープ粘着面に
貼り付いたものを×とした。
[Adhesion]
Using a feather blade on the surface of each developing roll, put a feather blade in a grid pattern (cut into 5 x 5 squares, 1 square size: 2 mm x 2 mm) to reach the elastic layer, and attach adhesive tape ( Teraoka Polyester Film Co., Ltd., No. 648 # 50, size: 25 mm × 30 mm) was attached. Subsequently, this tape was peeled off, and it was visually evaluated whether or not the layer portion of the roll cut into a grid pattern was peeled off when the tape was peeled off and adhered to the tape adhesive surface. And what is not attached to the tape adhesive surface is ○ (If the attached is caused by rubber breakage of the elastic layer at the interface with the elastic layer, ○), the layer portion of the roll is peeled off What stuck on the adhesive surface was set as x.

Figure 0005243763
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上記表の結果から、実施例品は、耐フィルミング性が良好であり、残留電位も低く良好
な複写画像が得られることがわかる。しかも、密着性にも優れ、信頼性の高い現像ロール
が得られたことは明らかである。
From the results in the above table, it can be seen that the product of the example has good filming resistance and a low residual potential, and a good copy image can be obtained. Moreover, it is clear that a highly reliable developing roll having excellent adhesion was obtained.

これに対して、比較例1,8品は、最外層用材料として導電性指数が低いカーボンブラ
ックを用いているため、カーボンブラック量を多くする必要があることから分散剤量も増
加し、耐フィルミング性に劣るものであった。また、比較例2,9品は、最外層用材料と
して一次粒子の平均粒子径が大きいカーボンブラックを用いているため、カーボンブラッ
ク量は少量ですみ、分散剤量も少量ですむことから、耐フィルミング性は良好であったが
、残留電位が高かった。さらに、最外層用材料として導電性指数が非常に低いカーボンブ
ラックを用いた比較例3,10品は、耐フィルミング性に劣るものであった。そして、最
外層用材料中のアクリルシリコーン樹脂の配合量が特定範囲を外れ少なかった比較例4,
6,11,13品は、離型成分であるシリコーン成分が少ないため、付着したトナーが剥
離しにくく耐フィルミング性に劣るものであった。アクリルシリコーン樹脂の配合量が特
定範囲を外れ多かった比較例5,7,12,14品は、シリコーン成分が多過ぎるため、
下層との密着力が低下し、最外層が剥離してしまった。
On the other hand, the products of Comparative Examples 1 and 8 use carbon black having a low conductivity index as the material for the outermost layer. Therefore, the amount of the dispersant increases because the amount of carbon black needs to be increased. The filming property was inferior. In Comparative Examples 2 and 9, carbon black with a large average particle size of primary particles is used as the material for the outermost layer, so that only a small amount of carbon black and a small amount of dispersant are required. Although the filming property was good, the residual potential was high. Further, Comparative Examples 3 and 10 using carbon black having a very low conductivity index as the outermost layer material were inferior in filming resistance. And the comparative example 4, in which the blending amount of the acrylic silicone resin in the material for the outermost layer was less than the specific range
Since 6,11,13 products had a small amount of silicone component as a release component, the adhered toner was difficult to peel off and the filming resistance was poor. In Comparative Examples 5, 7, 12, and 14 in which the blending amount of the acrylic silicone resin was often out of the specific range, the silicone component was too much.
The adhesion with the lower layer was reduced, and the outermost layer was peeled off.

本発明の現像ロールは、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置に好適に
用いることができる。
The developing roll of the present invention can be suitably used for electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers and facsimiles.

本発明の現像ロールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the image development roll of this invention. 現像ロール表面の残留電位の測定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a method for measuring the residual potential on the surface of the developing roll.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸体
2 弾性層
3 中間層
4 最外層
1 shaft body 2 elastic layer 3 intermediate layer 4 outermost layer

Claims (4)

軸体と、この軸体の外周面に少なくとも一つの層が形成されてなる現像ロールであって、最外層が、下記の導電性組成物(α)を用いて形成されていることを特徴とする現像ロール。
(α)下記の(A)〜(E)を必須成分とし、かつ上記(B)の含有量が上記(A)100重量部に対して20〜60重量部の範囲に、上記(C)の含有量が上記(A)100重量部に対して10〜30重量部の範囲に、上記(E)の配合量が上記(A)100重量部に対して1.5〜15.9重量部の範囲に設定されてなる導電性組成物。
(A)アクリル系樹脂。
(B)シリコーン成分。
(C)一次粒子の平均粒子径が27nm以下で、かつ導電性指数が70以上である電子導電剤。
(D)ジイソシアネート。
(E)高分子系分散剤。
A shaft and a developing roll having at least one layer formed on the outer peripheral surface of the shaft, wherein the outermost layer is formed using the following conductive composition (α). Developing roll.
(Α) The following (A) to (E) are essential components, and the content of (B) is in the range of 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A ). The content is in the range of 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A), and the blending amount of (E) is 1.5 to 15.9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A). A conductive composition set in a range .
(A) Acrylic resin.
(B) Silicone component.
(C) An electronic conductive agent having an average primary particle size of 27 nm or less and a conductivity index of 70 or more.
(D) Diisocyanate.
(E) A polymeric dispersant.
上記(A)成分であるアクリル系樹脂が、シリコーングラフトアクリル樹脂である請求項1記載の現像ロール。   The developing roll according to claim 1, wherein the acrylic resin as the component (A) is a silicone graft acrylic resin. 現像ロールが、軸体と、この軸体の外周面に形成される弾性層と、この弾性層の外周面に形成される中間層と、この中間層の外周面に形成される最外層の3層構造からなる請求項1または2記載の現像ロール。   The developing roll includes a shaft body, an elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, an intermediate layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer, and an outermost layer formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer. The developing roll according to claim 1 or 2, comprising a layer structure. 上記(B)であるシリコーン成分が、アクリルシリコーン樹脂である請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像ロール。   The developing roll according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicone component (B) is an acrylic silicone resin.
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