JP5649922B2 - Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus - Google Patents

Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5649922B2
JP5649922B2 JP2010256889A JP2010256889A JP5649922B2 JP 5649922 B2 JP5649922 B2 JP 5649922B2 JP 2010256889 A JP2010256889 A JP 2010256889A JP 2010256889 A JP2010256889 A JP 2010256889A JP 5649922 B2 JP5649922 B2 JP 5649922B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite
surface layer
electrophotographic apparatus
mass
carbon black
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.)
Active
Application number
JP2010256889A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012108303A (en
Inventor
永見 晴資
晴資 永見
浩 三田
浩 三田
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.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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 Bando Chemical Industries Ltd filed Critical Bando Chemical Industries Ltd
Priority to JP2010256889A priority Critical patent/JP5649922B2/en
Publication of JP2012108303A publication Critical patent/JP2012108303A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5649922B2 publication Critical patent/JP5649922B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、電子写真装置用導電性エラストマー部材に関する。   The present invention relates to a conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus.

従来、プリンター、複写機、ファクシミリなどの電子写真装置には、導電性を有するエラストマー組成物が用いられてなる導電性エラストマー部材が備えられている。
該導電性エラストマー部材としては、具体的には、ローラ状、ベルト状、又はシート状の現像部材、帯電部材、及び転写部材などが挙げられ、例えば、表面担持したトナーを帯電させるための導電性エラストマー部材である現像ローラは、芯金の外周に弾性体層が所定の肉厚で備えられており、該弾性体層に導電性を付与すべく、カーボンブラックなどの導電性フィラーを含んだエラストマー組成物で前記弾性体層を形成させることが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, electrophotographic apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles are provided with a conductive elastomer member made of a conductive elastomer composition.
Specific examples of the conductive elastomer member include a roller-shaped, belt-shaped or sheet-shaped developing member, a charging member, a transfer member, and the like. For example, a conductive material for charging the surface-supported toner. The developing roller, which is an elastomer member, has an elastic body layer with a predetermined thickness on the outer periphery of the core metal, and an elastomer containing a conductive filler such as carbon black in order to impart conductivity to the elastic body layer. The elastic layer is formed with a composition.

斯かる導電性エラストマー部材は、エラストマー組成物に配合されているカーボンブラックなどの導電性フィラーが鎖状の集合体を弾性体層中に形成することなどにより、導電性が発現されているものと考えられている。
しかしながら、斯かる導電性エラストマー部材は、継続して電圧が加えられ続けるとその導電性が徐々に低下するという問題、即ち、その電気抵抗が高くなるという問題を有している。
特に電子写真装置用現像ローラ(以下、単に「現像ローラ」ともいう)のように帯電粒子であるトナーの移動を制御する役割を担っている導電性エラストマー部材においては、弾性体層の電気抵抗が上昇するとトナーの移動を制御しにくくなるため、画像濃度の低下など、画質の悪化を招くおそれを有する。
Such a conductive elastomer member is such that conductivity is expressed by forming a chain-like aggregate in the elastic layer of a conductive filler such as carbon black blended in the elastomer composition. It is considered.
However, such a conductive elastomer member has a problem that its conductivity gradually decreases when voltage is continuously applied, that is, its electric resistance increases.
In particular, in a conductive elastomer member that plays a role of controlling the movement of toner as charged particles, such as a developing roller for an electrophotographic apparatus (hereinafter also simply referred to as “developing roller”), the electric resistance of the elastic layer is low. When it rises, it becomes difficult to control the movement of the toner, and there is a risk of deteriorating image quality such as a decrease in image density.

ところで、下記特許文献1に示すように前記現像ローラとしては、前記弾性体層の外周に、さらに表面層を有するものが知られている。   By the way, as shown in the following Patent Document 1, as the developing roller, one having a surface layer on the outer periphery of the elastic body layer is known.

特開2003−223046号公報JP 2003-223046 A

前記現像ローラの表面層は、耐摩耗性の向上を図って当該現像ローラの寿命を長期化させることや、表面の離型性を向上させてクリーニング性を良好にし、不要なトナーの付着による画質の悪化を防ぐことなどを目的として表面自由エネルギーの低いフッ素樹脂で形成されたりしている。
しかし、一般的な樹脂では導電性フィラーの含有量を調整するなどして求める電気特性が比較的容易に得られるのに対して、フッ素樹脂の場合は、他の一般的な樹脂に比べて導電性の制御が難しいため、フッ素樹脂で表面層を形成させると連続課電による電気特性の変化がより顕著に発現してしまうおそれを有する。
The surface layer of the developing roller is intended to improve the wear resistance and prolong the life of the developing roller, improve the releasability of the surface to improve the cleaning property, and improve the image quality due to unnecessary toner adhesion. For example, it is made of a fluororesin having a low surface free energy for the purpose of preventing the deterioration.
However, in general resins, the required electrical characteristics can be obtained relatively easily by adjusting the content of the conductive filler, whereas in the case of fluororesins, it is more conductive than other general resins. Since it is difficult to control the property, if the surface layer is formed of a fluororesin, there is a possibility that a change in electrical characteristics due to continuous voltage application will be more noticeable.

なお、前記現像ローラにおいては、芯金から弾性体層、表面層を通じて表面に担持させたトナーを所望の帯電状態にさせる必要があることから、表面層の電気特性が安定していないと、いかに弾性体層の電気特性を安定なものにしたとしても現像ローラとして求められる性能が発揮されないことになる。   In the developing roller, since the toner carried on the surface from the core metal through the elastic layer and the surface layer needs to be in a desired charged state, the electrical characteristics of the surface layer are not stable. Even if the electrical characteristics of the elastic layer are stabilized, the performance required for the developing roller is not exhibited.

このことからフッ素樹脂によって表面層を形成させることは、離型性の観点からは画質の悪化を防止し得るものの電気的な特性面からはむしろ画質の悪化を招いてしまうおそれを有する。
なお、このような問題は現像ローラのみならず、他の電子写真装置用導電性エラストマー部材においても共通する問題ではある。
そして、フッ素樹脂によって表面層を形成させる際にこのような問題が生じることについては、これまで殆ど着目されていないためにその解決策もこれまで殆ど検討がされていない状況である。
For this reason, the formation of the surface layer with a fluororesin can prevent the deterioration of the image quality from the viewpoint of releasability, but it may cause the deterioration of the image quality rather from the viewpoint of electrical characteristics.
Such a problem is a problem common not only to the developing roller but also to other conductive elastomer members for electrophotographic apparatuses.
Then, since such a problem is caused when the surface layer is formed by the fluororesin, since little attention has been paid so far, the solution has hardly been studied so far.

本発明は、上記問題点に鑑み、フッ素樹脂が用いられてなる表面層を有しつつも電気特性の安定した電子写真装置用導電性エラストマー部材を提供することを課題としている。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus having a surface layer made of a fluororesin and having stable electrical characteristics.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、カーボンブラックなど従来広く用いられている導電性フィラーの一部、又は、全部に代えて所定量の黒鉛をエラストマーやフッ素樹脂に含有させることで電圧の印加に伴う電気特性の変化を抑制させうることを見出し本発明を完成させるに至ったものである。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has replaced a part or all of the conventionally widely used conductive filler such as carbon black with a predetermined amount of graphite as an elastomer or fluororesin. It has been found that the change in the electrical characteristics associated with the application of voltage can be suppressed by the inclusion, and the present invention has been completed.

即ち、上記課題を解決するための電子写真装置用導電性エラストマー部材に係る本発明は、フッ素樹脂が用いられてなる表面層の内側に弾性体層を有し、該弾性体層が黒鉛とカーボンブラックとエラストマーとを含有するエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性エラストマー部材であって、前記表面層には黒鉛が4質量%以上20質量%以下含有されており、該表面層に含有されている前記黒鉛の平均粒子径が8μm以下であることを特徴としている。   That is, the present invention relating to the electroconductive elastomer member for electrophotographic apparatus for solving the above-mentioned problems has an elastic layer inside the surface layer made of fluororesin, and the elastic layer is composed of graphite and carbon An electroconductive elastomer member for an electrophotographic apparatus formed of an elastomer composition containing black and an elastomer, wherein the surface layer contains 4% by mass or more and 20% by mass or less of graphite, and the surface layer The average particle size of the graphite contained in is 8 μm or less.

本発明によれば、弾性体層、及び、表面層の両方に黒鉛が含有され、しかも、フッ素樹脂が用いられてなる表面層には、所定の大きさの黒鉛が所定の割合で含有されることから該表面層と前記弾性体層とを通しての電気特性が、課電時間の経過に伴って変化することを抑制させることができる。   According to the present invention, graphite is contained in both the elastic layer and the surface layer, and the surface layer using the fluororesin contains a predetermined size of graphite in a predetermined ratio. For this reason, it is possible to suppress changes in electrical characteristics through the surface layer and the elastic body layer with the lapse of the power application time.

一態様の電子写真装置用導電性エラストマー部材(現像ローラ)を示す概略斜視図。1 is a schematic perspective view showing a conductive elastomer member (developing roller) for an electrophotographic apparatus according to one embodiment. 実施例の電子写真装置用導電性エラストマー部材(ローラ)の電気特性を示すグラフ。The graph which shows the electrical property of the electroconductive elastomer member (roller) for electrophotographic apparatuses of an Example. 実施例の電子写真装置用導電性エラストマー部材(ローラ)の電気特性を示すグラフ。The graph which shows the electrical property of the electroconductive elastomer member (roller) for electrophotographic apparatuses of an Example. 比較例の電子写真装置用導電性エラストマー部材(ローラ)の電気特性を示すグラフ。The graph which shows the electrical property of the electroconductive elastomer member (roller) for electrophotographic apparatuses of a comparative example.

以下に、本発明の好ましい実施の形態について、電子写真装置用導電性エラストマー部材として現像ローラを例示しつつ添付図面に基づき説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings while illustrating a developing roller as a conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus.

図1は、現像ローラを示す斜視図であり、この斜視図にも示されているように、該現像ローラ1は、軸周りに回転可能な状態で電子写真装置に備えられるべく中心部に金属の丸棒からなる芯金2を備えている。
本実施形態における前記現像ローラ1は、該芯金2の外周に略一定の厚みで備えられた弾性体層3と、該弾性体層3の表面を覆う表面層4とを有している。
なお、前記弾性体層3は、当該現像ローラ1が他の部材との接触によって所望の弾性変形を示すように設けられたものであり、前記表面層4は、表面の耐摩耗性、並びに離型性を向上させるべく現像ローラ1の最表面側に設けられたものである。
FIG. 1 is a perspective view showing a developing roller, and as shown in this perspective view, the developing roller 1 has a metal at the center to be provided in the electrophotographic apparatus in a state of being rotatable around an axis. A cored bar 2 made of a round bar is provided.
The developing roller 1 in this embodiment has an elastic body layer 3 provided on the outer periphery of the metal core 2 with a substantially constant thickness, and a surface layer 4 that covers the surface of the elastic body layer 3.
The elastic layer 3 is provided so that the developing roller 1 exhibits desired elastic deformation by contact with another member, and the surface layer 4 is provided with a surface wear resistance and separation. It is provided on the outermost surface side of the developing roller 1 in order to improve moldability.

この弾性体層3の厚みや表面層4の厚みについては、本実施形態の現像ローラ1がどのような電子写真装置に組み込まれるかによっても異なるが、通常、前記弾性体層3の厚みは、1mm〜10mmとされ、前記表面層4は、1μm〜100μmの厚みとされる。   Although the thickness of the elastic layer 3 and the thickness of the surface layer 4 vary depending on the electrophotographic apparatus in which the developing roller 1 of the present embodiment is incorporated, the thickness of the elastic layer 3 is usually as follows. The surface layer 4 has a thickness of 1 μm to 100 μm.

本実施形態の現像ローラに必要とされる導電性は、特に限定されるものではないが、通常、103〜106Ω程度の電気抵抗値となるように形成されることが求められており、硬度は、通常、30〜60°程度であることが好ましく、30〜50°であることが特に好ましい。
なお、この現像ローラの電気抵抗値については、実施例記載の方法により求めることができる。
The electrical conductivity required for the developing roller of the present embodiment is not particularly limited, but is usually required to be formed to have an electric resistance value of about 10 3 to 10 6 Ω. The hardness is usually preferably about 30 to 60 °, particularly preferably 30 to 50 °.
The electrical resistance value of the developing roller can be obtained by the method described in the examples.

本実施形態の現像ローラ1においては、耐摩耗性や離型性(表面のクリーニング性)などの観点から前記表面層4をフッ素樹脂で形成させることが重要である。
しかも、電気特性の経時的な変化を抑制させる上において、前記表面層4には、黒鉛を4質量%以上20質量%以下含有させることが重要である。
特には、5質量%以上10質量%以下のいずれかの割合となるように黒鉛を前記表面層4に含有させることが好ましい。
In the developing roller 1 of the present embodiment, it is important to form the surface layer 4 with a fluororesin from the viewpoints of wear resistance, releasability (surface cleaning properties), and the like.
Moreover, it is important that the surface layer 4 contains 4% by mass or more and 20% by mass or less of graphite in order to suppress a change in electrical characteristics over time.
In particular, it is preferable to contain graphite in the surface layer 4 so as to have a ratio of 5% by mass to 10% by mass.

なお、カーボンブラックが、通常、1μm以下(数十nm)の大きさを有しているのに対して黒鉛は、石墨(グラファイト)などとも呼ばれ、通常、1μmを超える大きさを有しており、粒子サイズがカーボンブラックよりも1オーダー以上大きなもので、しかも、カーボンブラックに比べて結晶構造を発達させている。
そのため、黒鉛は、電子状態が半金属的であり、通常、粒子自体の導電性がカーボンブラックに比べて優れたものとなっている。
Carbon black usually has a size of 1 μm or less (several tens of nanometers), whereas graphite is also called graphite (graphite) and usually has a size exceeding 1 μm. The particle size is one order or more larger than that of carbon black, and the crystal structure is developed as compared with carbon black.
Therefore, graphite has a semi-metallic electronic state, and the conductivity of the particles themselves is usually superior to that of carbon black.

また、カーボンブラックによる導電性の発現は、ストラクチャーの形成具合によって大きく影響を受けるために、例えば、カーボンブラックのみで表面層に対して導電性を付与した場合には、カーボンブラックの含有量と電気特性との間に相間性が認められ難く、ある含有量を境にして急激に電気特性を変化させることになる。
一方で黒鉛は、粒子自体の導電性が優れているために含有量による電気特性の調整がカーボンブラックに比べて容易である。
In addition, since the development of conductivity by carbon black is greatly affected by the formation of the structure, for example, when conductivity is imparted to the surface layer with only carbon black, the content of carbon black and the electrical It is difficult to recognize the interrelation between the characteristics and the electrical characteristics are suddenly changed with a certain content as a boundary.
On the other hand, since graphite is excellent in the conductivity of the particles themselves, it is easier to adjust the electrical properties depending on the content compared to carbon black.

さらに、導電性フィラーとしてカーボンブラックのみが採用されている現像ローラに電圧を継続的に印加すると、表面層や弾性体層中において形成されているカーボンブラックのストラクチャーにおけるトンネル効果などに変化を生じ、しかも、このような変化が電圧を印加してから比較的短い期間で生じることから現像ローラの電気特性がすぐに変化してしまうおそれを有する。
一方で、黒鉛を採用した場合は、このような影響を受け難いため、この現像ローラ1に対する継続的な課電を実施しても、表面層4や弾性体層3の電気特性に変化を生じさせにくい。
Furthermore, when a voltage is continuously applied to a developing roller in which only carbon black is employed as the conductive filler, a change occurs in the tunnel effect in the structure of the carbon black formed in the surface layer and the elastic layer, In addition, since such a change occurs in a relatively short period after the voltage is applied, the electric characteristics of the developing roller may change immediately.
On the other hand, when graphite is used, since it is difficult to be affected by this, even if continuous power application to the developing roller 1 is performed, the electrical characteristics of the surface layer 4 and the elastic layer 3 are changed. It is hard to let you.

なお、黒鉛の大きさが過度に巨大である場合には、現像ローラ1の表面が粗い状態になりやすいため、表面の耐摩耗性やクリーニングブレードなどによるクリーニング性能に問題を生じるおそれを有し、表面層4の形成にフッ素樹脂を採用したメリットが失われるおそれを有する。
したがって、表面層4の形成にフッ素樹脂を用いる効果が損なわれることを抑制しつつ電気特性の安定化を図る上においては、表面層4に含有させる黒鉛の平均粒子径が所定以下であることが重要であり、具体的には黒鉛の平均粒子径が8μm以下であることが重要な要件となる。
さらに、前記表面層4に含有させる黒鉛は、その平均粒子径が3〜5μmであることが好ましい。
When the size of graphite is excessively large, the surface of the developing roller 1 tends to be rough, which may cause problems in the surface wear resistance and cleaning performance by a cleaning blade, There is a possibility that the merit of using the fluororesin for forming the surface layer 4 may be lost.
Therefore, in order to stabilize the electrical characteristics while suppressing the effect of using the fluororesin for the formation of the surface layer 4, the average particle diameter of the graphite contained in the surface layer 4 is not more than a predetermined value. In particular, it is an important requirement that the average particle diameter of graphite is 8 μm or less.
Furthermore, it is preferable that the graphite contained in the surface layer 4 has an average particle diameter of 3 to 5 μm.

なお、黒鉛の大きさなどについて用いる“平均粒子径”との用語は、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定器によるD50値を意図している。
また、カーボンブラックの粒子径については、通常、電子顕微鏡による直接観察によって求められ、複数個の粒子の大きさを測定した測定値の算術平均値で表される。
The term “average particle size” used for the size of graphite and the like is intended to be a D50 value measured by a particle size distribution analyzer using a laser diffraction scattering method.
The particle size of carbon black is usually determined by direct observation with an electron microscope and is represented by an arithmetic average value of measured values obtained by measuring the size of a plurality of particles.

この表面層4の形成に用いる黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれであってもよいが、入手しやすく品質がより安定しているという点で人造黒鉛が好ましい。   The graphite used for forming the surface layer 4 may be either natural graphite or artificial graphite. However, artificial graphite is preferable in that it is easily available and the quality is more stable.

また、前記表面層4に対して導電性を付与するための成分として黒鉛以外の導電性フィラーを含有させても良く、特には、カーボンブラックを黒鉛とともに併用することが好ましい。   Moreover, you may contain electroconductive fillers other than graphite as a component for providing electroconductivity with respect to the said surface layer 4, and it is preferable to use carbon black together with graphite especially.

このカーボンブラックとしては、高温ガス中で油やガスを不完全燃焼させるファーネス法で製造されるファーネスブラック、アセチレンなどの炭化水素を熱分解させて製造されるアセチレンブラックなどの他、チャンネルブラックなどを採用することができる。
なお、ファーネスブラックを採用する場合には、一般呼称で分類されるFEF系、ISAF系、HAF系等のカーボンブラックが挙げられる。
カーボンブラックを表面層4に含有させる場合には、0質量%を超え8質量%以下の範囲の内のいずれかの割合とされることが好ましい。
This carbon black includes furnace black produced by a furnace method that incompletely burns oil and gas in a high-temperature gas, acetylene black produced by thermally decomposing hydrocarbons such as acetylene, and channel black. Can be adopted.
In addition, when adopting furnace black, carbon black of FEF type, ISAF type, HAF type and the like classified by general names can be used.
When carbon black is contained in the surface layer 4, it is preferably set in any proportion within the range of more than 0% by mass and not more than 8% by mass.

これらの黒鉛やカーボンブラックを含有させて表面層4を形成させるための前記フッ素樹脂としては、黒鉛やカーボンブラックを分散させやすいもの、並びに、表面層を所望の膜厚に調整しやすいものが好適である。
このようなことからフッ素樹脂、又はオリゴマーなどのフッ素樹脂の前駆体を溶剤に分散させたワニスタイプのもので、熱や化学的な反応によって硬化させることのできるものを表面層4の形成材料として採用することが好ましい。
このようなワニスタイプで利用されているフッ素樹脂としては、四フッ化エチレン/ビニルモノマーの共重合体で、イソシアネートやメラミン系硬化剤により硬化が可能なものを挙げることができ、具体的には、ダイキン社から商品名「ゼッフルGK500」、「ゼッフルGK510」、「ゼッフルGK550」、「ゼッフルGK570」、「ゼッフルGK580」などとして市販のものを採用することができる。
As the fluororesin for forming the surface layer 4 by containing these graphite and carbon black, those that easily disperse graphite and carbon black and those that easily adjust the surface layer to a desired film thickness are suitable. It is.
For this reason, a varnish type material in which a fluororesin or a precursor of a fluororesin such as an oligomer is dispersed in a solvent, which can be cured by heat or chemical reaction, is used as a material for forming the surface layer 4 It is preferable to adopt.
Examples of the fluororesin used in such a varnish type include a copolymer of ethylene tetrafluoride / vinyl monomer, which can be cured by an isocyanate or a melamine curing agent. Specifically, Commercially available products such as “Zeffle GK500”, “Zeffle GK510”, “Zeffle GK550”, “Zeffle GK570”, and “Zeffle GK580” from Daikin can be used.

なお、表面層4をこのようにして形成させることで、表面層自体の電気的な安定性は確保されるものの表面層4の内側に設けられている弾性体層3も電気的な安定性が確保されていないと現像ローラ1としての特性が損なわれることになる。
そのため、この弾性体層3も黒鉛とカーボンブラックとエラストマーとを含有するエラストマー組成物で形成されていることが前記現像ローラ1の電気的な安定性を確保する上で重要な要件となる。
Although the surface layer 4 is formed in this way, the electrical stability of the surface layer itself is ensured, but the elastic body layer 3 provided inside the surface layer 4 also has electrical stability. If it is not secured, the characteristics as the developing roller 1 are impaired.
Therefore, it is an important requirement for securing the electrical stability of the developing roller 1 that the elastic body layer 3 is also formed of an elastomer composition containing graphite, carbon black, and an elastomer.

この弾性体層3を形成させるためのエラストマーとしては、例えば、熱可塑性エラストマーなども採用が可能ではあるが、熱的、化学的な安定性を有する点において、熱硬化型、反応硬化型のエラストマーが好ましい。
この好ましいエラストマーとしては、エチレン−プロピレンゴム(EPM、EPDM)、ブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(NR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム(NBR、NIR等)、シリコンゴム、エピロクロルヒドリンゴム、ポリウレタン等が挙げられる。
As the elastomer for forming the elastic body layer 3, for example, a thermoplastic elastomer or the like can be used. However, in terms of thermal and chemical stability, a thermosetting type reaction reactive type elastomer is used. Is preferred.
Preferred elastomers include ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), butadiene rubber (BR), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile- Examples include butadiene rubber (NBR, NIR, etc.), silicon rubber, epichlorohydrin rubber, polyurethane and the like.

なかでも、前記エラストマーとしては、ポリウレタンを採用することが好ましい。
前記エラストマーとして、ポリウレタンを採用することにより、本実施形態の現像ローラ1を比較的表面硬度が低い状態にさせ得るとともに永久歪みを生じにくいものとすることができる。
Among these, polyurethane is preferably used as the elastomer.
By adopting polyurethane as the elastomer, it is possible to make the developing roller 1 of the present embodiment have a relatively low surface hardness and hardly cause permanent deformation.

前記ポリウレタンは、通常、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてなるものである。   The polyurethane is usually obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate.

前記ポリオールとは、分子中に複数の水酸基を有する化合物である。
前記ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリアクリル系ポリオール、ポリエーテルエステル系ポリオール等が挙げられる。
これらポリオールは、1種が単独で、又は2種以上が組み合わされて用いられ得る。
The polyol is a compound having a plurality of hydroxyl groups in the molecule.
Although it does not specifically limit as said polyol, For example, polyester type polyol, polyolefin type polyol, polyether type polyol, polycarbonate type polyol, polyacrylic type polyol, polyether ester type polyol etc. are mentioned.
These polyols can be used singly or in combination of two or more.

前記ポリオールの水酸基価(OHV)としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有する硬化物を形成させ得る点において、50〜160が好ましい。
なお、前記水酸基価は、JIS K0070に準じた方法により求められる値である。
Although it does not specifically limit as a hydroxyl value (OHV) of the said polyol, 50-160 are preferable at the point which can form the hardened | cured material which has moderate hardness.
In addition, the said hydroxyl value is a value calculated | required by the method according to JISK0070.

前記ポリオールの平均官能基数としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有するポリウレタンを構成させ得る点において、2〜3が好ましい。
なお、前記平均官能基数とは、ポリオールの製造に用いられる開始剤分子の活性水素基の数によって決定される理論的官能基数を意味する。
ただし、重合時の副反応等による影響で実際の官能基数とは異なり得る。
Although it does not specifically limit as an average functional group number of the said polyol, 2-3 are preferable at the point which can comprise the polyurethane which has moderate hardness.
In addition, the said average functional group number means the theoretical functional group number determined by the number of active hydrogen groups of the initiator molecule | numerator used for manufacture of a polyol.
However, the actual number of functional groups may be different due to the influence of side reactions during polymerization.

前記ポリエステル系ポリオールとしては、分子中に2以上のエステル結合及び2以上の水酸基を有する化合物が例示できる。
具体的には、例えば、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、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、その他の低分子ポリオールの1種または2種以上と、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の1種または2種以上との縮合重合体、又は、プロピオンラクトン、バレローラクトン、カプローラクトンのような開環重合体などが挙げられる。
Examples of the polyester polyol include compounds having 2 or more ester bonds and 2 or more hydroxyl groups in the molecule.
Specifically, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, 1,1,1-trimethylolpropane, and one or two other low molecular polyols A condensation polymer of at least one species with one or more of glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dimer acid, other low molecular carboxylic acid and oligomeric acid, Alternatively, ring-opening polymers such as propionlactone, valerolactone, and caprolactone are exemplified.

前記ポリオレフィン系ポリオールとしては、分子中に炭素数4以上のオレフィン及び2以上の水酸基を有する化合物が例示できる。
具体的には、例えば、ブタジエン、イソプレンなどのジエン化合物と必要によりスチレン、アクリロニトリルなどを、例えば、金属リチウム、金属カリウム、金属ナトリウムなどのアニオン重合触媒の存在下で重合させた後、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加重合させて得られるポリオール、または前記ジエン化合物を、例えば過酸化水素などの水酸基を有するラジカル開始剤によりラジカル重合させて得られるポリオール、又は、これらのものを水素添加したもの等が挙げられる。
Examples of the polyolefin-based polyol include compounds having 4 or more olefins and 2 or more hydroxyl groups in the molecule.
Specifically, for example, after polymerizing a diene compound such as butadiene and isoprene and optionally styrene and acrylonitrile in the presence of an anionic polymerization catalyst such as metal lithium, metal potassium and metal sodium, ethylene oxide, A polyol obtained by addition polymerization of alkylene oxide such as propylene oxide, or a polyol obtained by radical polymerization of the diene compound with a radical initiator having a hydroxyl group such as hydrogen peroxide, or hydrogenating these And the like.

前記ポリエーテル系ポリオールとしては、分子中に2以上のエーテル結合及び2以上の水酸基を有する化合物が例示できる。
具体的には、例えば、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、グリセリン、トリメチロールプロパンなどに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、又はブチレンオキサイド、又は、それらの混合物などのアルキレンオキサイドをアルカリ触媒などの存在下で付加重合させたポリアルキレンポリオール、又はテトラヒドロフランをカチオン触媒下で重合させたポリテトラメチレングリコール、又はこれらの混合物等が挙げられる。
Examples of the polyether polyol include compounds having two or more ether bonds and two or more hydroxyl groups in the molecule.
Specifically, for example, ethylene oxide, propylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, or an alkylene oxide such as a mixture thereof in ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, or the like in the presence of an alkali catalyst or the like. Examples include polyalkylene polyols obtained by addition polymerization, polytetramethylene glycol obtained by polymerizing tetrahydrofuran under a cationic catalyst, or a mixture thereof.

前記ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオールのポリカーボネートポリオール、1,6−ヘキサンジオールと1,4−ブタンジオールのポリカーボネートポリオール、1,6−ヘキサンジオールと1,5−ペンタンジオールのポリカーボネートポリオール、1,6−ヘキサンジオールと3−メチル−1,5−ペンタンジオールのポリカーボネートポリオール等が挙げられる。   Examples of the polycarbonate polyol include 1,6-hexanediol polycarbonate polyol, 1,6-hexanediol and 1,4-butanediol polycarbonate polyol, 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol. Examples include polycarbonate polyol, polycarbonate polyol of 1,6-hexanediol and 3-methyl-1,5-pentanediol.

前記ポリアクリル系ポリオールとしては、アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られる高分子化合物もしくは、アクリル酸誘導体モノマー及びその他のモノマーを共重合させて得られる高分子化合物のうち、末端にヒドロキシル基を持つものが挙げられる。
なかでもエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート等のアクリル酸誘導体モノマーを単独で重合させたものや、スチレン等のその他のモノマーを加えて共重合させたアクリルポリオールが好ましく用いられる。
The polyacrylic polyol has a hydroxyl group at the end of a polymer compound obtained by polymerizing an acrylic acid derivative monomer or a polymer compound obtained by copolymerizing an acrylic acid derivative monomer and other monomers. Things.
Among them, those obtained by polymerizing acrylic acid derivative monomers such as ethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and hydroxybutyl methacrylate alone, and acrylic polyols copolymerized by adding other monomers such as styrene are preferably used. .

前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、分子中に2以上のエーテル結合、2以上のエステル結合、及び2以上の水酸基を有する化合物が例示できる。
具体的には、例えば、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の1種または2種以上と、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、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、その他の低分子ポリオールの1種または2種以上とを従来公知の方法で重縮合させたものが挙げられる。
具体的には、例えば、アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物などが挙げられる。
Examples of the polyether ester-based polyol include compounds having two or more ether bonds, two or more ester bonds, and two or more hydroxyl groups in the molecule.
Specifically, for example, one or more of glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dimer acid, other low molecular carboxylic acid and oligomeric acid, and ethylene Glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, 1,1,1-trimethylolpropane, and one or more other low molecular polyols are conventionally known methods And those obtained by polycondensation with.
Specifically, for example, a polycondensate of adipic acid, diethylene glycol, and trimethylolpropane can be used.

前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、適度な硬度を有する弾性体層3を形成させ得る点において、前記水酸基価(OHV)が50〜160で、前記平均官能基数が2〜3であるものが好ましい。
詳しくは、前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、前記水酸基価(OHV)が57〜64であり、前記平均官能基数が2〜3であるポリエーテルエステル系ポリオールと、前記水酸基価(OHV)が150〜160であり、前記平均官能基数が2〜3であるポリエーテルエステル系ポリオールとを混合して前記弾性体層3の形成に用いることがより好ましい。
前記水酸基価(OHV)が150〜160で、前記平均官能基数が2〜3であるポリエーテルエステル系ポリオールは、水酸基価(OHV)が57〜64で、平均官能基数が2〜3のポリエーテルエステル系ポリオールとの混合物の粘度を低下させる機能を有し、弾性体層3を形成させる際における作業性の改善効果を期待することができる。
より具体的には、上記ポリエーテルエステル系ポリオールは、アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物であることが好ましい。
The polyether ester-based polyol preferably has a hydroxyl value (OHV) of 50 to 160 and an average functional group number of 2 to 3 in that the elastic layer 3 having an appropriate hardness can be formed. .
Specifically, the polyether ester polyol has a hydroxyl value (OHV) of 57 to 64 and a polyether ester polyol having an average functional group number of 2 to 3, and a hydroxyl value (OHV) of 150. It is more preferable that it is used for forming the elastic body layer 3 by mixing with a polyether ester polyol having an average functional group number of 2 to 160.
The polyether ester-based polyol having a hydroxyl value (OHV) of 150 to 160 and an average functional group number of 2 to 3 is a polyether having a hydroxyl value (OHV) of 57 to 64 and an average functional group number of 2 to 3. It has a function of reducing the viscosity of the mixture with the ester-based polyol, and can be expected to improve workability when the elastic body layer 3 is formed.
More specifically, the polyetherester polyol is preferably a polycondensate of adipic acid, diethylene glycol, and trimethylolpropane.

なお、前記ポリエーテルエステル系ポリオール混合物において、前記水酸基価(OHV)が150〜160であり、前記平均官能基数が2〜3であるポリエーテルエステル系ポリオールが、前記ポリオール中に10〜30質量%含まれていることが好ましい。
前記水酸基価(OHV)が150〜160で、前記平均官能基数が2〜3であるポリエーテルエステル系ポリオールが、全ポリオール中に10〜30質量%含まれていることにより、電子写真装置用の現像ローラに求められる適度な硬度を弾性体層に付与させうる。
In the polyether ester polyol mixture, the polyether ester polyol having a hydroxyl value (OHV) of 150 to 160 and the average functional group number of 2 to 3 is 10 to 30% by mass in the polyol. It is preferably included.
The polyether ester-based polyol having a hydroxyl value (OHV) of 150 to 160 and an average functional group number of 2 to 3 is contained in an amount of 10 to 30% by mass in all polyols. Appropriate hardness required for the developing roller can be imparted to the elastic layer.

前記ポリイソシアネートとは、分子中に複数のイソシアネート基を有する化合物である。
前記ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、具体的には、例えば、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)、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4'−MDI)、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4'−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアナートメチル(NBDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの脂肪族ポリイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6XDI(水添XDI)、H12MDI(水添MDI)などの脂環式ポリイソシアネート、上記の各ポリイソシアネートのカルボジイミド変性ポリイソシアネート、又は、これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネートなどが挙げられる。
なお、これらのポリイソシアネートは、1種が単独で、又は2種以上が組み合わされて用いられ、好ましくは、2,4−TDIと2,6−TDIとの混合物(2,4−TDI/2,6−TDI=80/20質量比)が用いられ得る。
The polyisocyanate is a compound having a plurality of isocyanate groups in the molecule.
The polyisocyanate is not particularly limited. Specifically, for example, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 1,4-phenylene diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate, tolidine diisocyanate (TODI), 1 , 5-Naphthalene diisocyanate (NDI) and other polyisocyanates, hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornene diisocyanate methyl (NBDI), key Aliphatic polyisocyanates such as silylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), transcyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), H6XDI (hydrogenated XDI), H12MDI (hydrogenated MDI), etc. Alicyclic polyisocyanate, carbodiimide-modified polyisocyanate of each of the above-mentioned polyisocyanates, or isocyanurate-modified polyisocyanate thereof.
These polyisocyanates are used singly or in combination of two or more. Preferably, a mixture of 2,4-TDI and 2,6-TDI (2,4-TDI / 2 , 6-TDI = 80/20 mass ratio) can be used.

なお、前記弾性体層3は、必ずしもソリッド(非発泡)な状態で形成される必要はなく、エラストマー組成物からなる発泡体で形成させてもよい。
したがって、発泡ポリウレタンによって弾性体層を形成させることもできる。
The elastic layer 3 is not necessarily formed in a solid (non-foamed) state, and may be formed of a foam made of an elastomer composition.
Therefore, an elastic body layer can also be formed with foamed polyurethane.

なお、前記弾性体層3にはカーボンブラックを1質量%以上4質量%以下の範囲の内のいずれかの割合で含有させることが好ましい。
前記カーボンブラックとしては、前記表面層4において述べたものと同様のものを弾性体層3を形成するためのエラストマー樹脂組成物の成分として採用することができる。
すなわち、弾性体層3には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなどを含有させることができる。
また、ファーネスブラックであれば、FEF系、ISAF系、HAF系等のカーボンブラックを用い得る。
The elastic layer 3 preferably contains carbon black in any proportion within the range of 1% by mass to 4% by mass.
As said carbon black, the thing similar to what was described in the said surface layer 4 is employable as a component of the elastomer resin composition for forming the elastic body layer 3. FIG.
That is, the elastic layer 3 can contain furnace black, acetylene black, channel black, and the like.
For furnace black, carbon black such as FEF, ISAF, or HAF can be used.

前記カーボンブラックを、前記エラストマー組成物に1〜4質量%含ませることが好ましいのは、前記カーボンブラックを前記エラストマー組成物に1質量%以上含有させることで弾性体層3に適度な導電性を付与することができるためである。
なお、前記黒鉛が、当該カーボンブラックに比べて表面積が小さく黒鉛だけでは前記エラストマー組成物中で密な鎖状の集合体(ストラクチャー)を形成しにくいのに対してカーボンブラックを併用することによってストラクチャーの形成がカーボンブラックで補完され前記弾性体層3に適度な導電性が発現されることになる。
従って、カーボンブラックと黒鉛との併用によって、鎖状の集合体の連続性をより確実なものとし、継続的に電圧が印加されても電荷の蓄積を起こりにくくさせることができ、その結果、電気抵抗値が変化しにくいという性能を発現させ得る。
It is preferable to include the carbon black in the elastomer composition in an amount of 1 to 4% by mass. By adding the carbon black to the elastomer composition in an amount of 1% by mass or more, the elastic layer 3 has appropriate conductivity. This is because it can be given.
The graphite has a surface area smaller than that of the carbon black, and it is difficult to form a dense chain aggregate (structure) in the elastomer composition with the graphite alone. The formation of is supplemented with carbon black, so that the elastic layer 3 exhibits appropriate conductivity.
Therefore, the combined use of carbon black and graphite makes the continuity of the chain aggregate more reliable and makes it difficult for charge accumulation to occur even when a voltage is continuously applied. The performance that resistance value hardly changes can be expressed.

また、前記カーボンブラックは、補強材としても機能するため、前記エラストマー組成物に1質量%以上含有させることで当該エラストマー組成物からなる弾性体層3に適度な硬度を付与し得る。
なお、前記カーボンブラックを過度に含有させても、ストラクチャーの補完効果を一定以上向上させることが難しいばかりでなくエラストマー組成物への分散が不均一になったり、エラストマー組成物の流動性が極端に失われて弾性体層の形成が困難になるおそれを有する。
例えば、前記ポリオールに多量のカーボンブラックを含有させた場合には、当該ポリオールとポリイソシアネートとの混合液の粘度が高くなってしまい注型によって弾性体層を形成させる場合などにおける作業性を低下させたり、前記カーボンブラックによる凝集塊がポリオール中に形成されてしまったりするおそれを有する。
このような点において、カーボンブラックは4質量%以下の割合で弾性体層に含有させることが好ましい。
Moreover, since the carbon black also functions as a reinforcing material, an appropriate hardness can be imparted to the elastic layer 3 made of the elastomer composition by containing 1% by mass or more in the elastomer composition.
Even if the carbon black is excessively contained, it is difficult not only to improve the complementary effect of the structure beyond a certain level, but also the dispersion in the elastomer composition becomes non-uniform, or the fluidity of the elastomer composition is extremely high. There is a possibility that the formation of the elastic layer becomes difficult due to loss.
For example, when a large amount of carbon black is contained in the polyol, the viscosity of the mixed liquid of the polyol and polyisocyanate becomes high, and the workability in the case of forming an elastic body layer by casting is reduced. Or agglomerates of the carbon black may be formed in the polyol.
In this respect, carbon black is preferably contained in the elastic layer at a ratio of 4% by mass or less.

前記カーボンブラックは、DBP吸油量が特に限定されるものではないが、71〜168cm3/100gであることが好ましい。
前記カーボンブラックのDBP吸油量が71cm3/100g以上であることにより、現像ローラ1に継続的な課電がされても弾性体層3の電気抵抗値をより変化させにくくなるという利点があり、DBP吸油量が168cm3/100g以下であることにより、硬化前のポリウレタンに良好なる流動性を与え、前記弾性体層の形成を容易にさせ得る。
The carbon black includes, but is not DBP oil absorption amount is particularly limited, but is preferably a 71~168cm 3 / 100g.
By DBP oil absorption of the carbon black is 71cm 3/100 g or more, has the advantage be ongoing voltage application to the developing roller 1 becomes difficult to further change the electrical resistance of the elastic layer 3, by DBP oil absorption amount is less than 168cm 3/100 g, giving a good Naru fluidity polyurethane before curing, capable of facilitating the formation of the elastic layer.

なお、前記DBP吸油量とは、一定質量のカーボンブラック中の空隙容積を液体で置換し、その容量を指標とするものである。
具体的には、カーボンブラック100gあたりに包含させ得る油の量(cm3)をいい、ASTM D3493−85aに準拠した方法で測定した値である。
なお、前記DBP吸油量は、前記カーボンブラックの一次粒子の凝集体の三次元状態を表す指標となり得る。
即ち、カーボンブラックは、前記DBP吸油量の多い方が、前記エラストマー組成物中で鎖状の集合体(ストラクチャー)を形成しやすいと考えられる。従って、前記DBP吸油量の多い方が、より少ない含有量で導電性を発現させ、連続課電による電気抵抗値の変化をより一層抑制させ得る。
The DBP oil absorption amount is obtained by substituting the void volume in carbon black having a constant mass with a liquid and using the capacity as an index.
Specifically, it refers to the amount of oil (cm 3 ) that can be included per 100 g of carbon black, and is a value measured by a method based on ASTM D3493-85a.
The DBP oil absorption can be an index representing the three-dimensional state of the aggregate of primary particles of the carbon black.
That is, it is considered that carbon black tends to form a chain-like aggregate (structure) in the elastomer composition when the DBP oil absorption amount is large. Therefore, the one where the DBP oil absorption amount is larger can exhibit conductivity with a smaller content, and can further suppress the change in the electric resistance value due to continuous voltage application.

この弾性体層3の形成に用いる前記黒鉛は、前記表面層4において述べたようなものを用いることができる。
なお、前記エラストマー組成物における黒鉛の含有量は、3質量%以上6質量%以下とすることが好ましい。
前記黒鉛を前記エラストマー組成物に3質量%以上含ませることにより、現像ローラ1に連続的な課電がされても電気抵抗値をより変化させにくくなる利点があり、6質量%以下含ませることにより、エラストマー組成物の硬度をより適度なものさせ得るという利点がある。
As the graphite used for forming the elastic body layer 3, those described in the surface layer 4 can be used.
In addition, it is preferable that content of the graphite in the said elastomer composition shall be 3 mass% or more and 6 mass% or less.
By including 3% by mass or more of the graphite in the elastomer composition, there is an advantage that the electric resistance value is hardly changed even when the developing roller 1 is continuously charged, and 6% by mass or less is included. Thus, there is an advantage that the hardness of the elastomer composition can be made more appropriate.

また、弾性体層3の形成に用いる前記黒鉛も、表面層2の形成において用いる黒鉛と同様に、平均粒子径が3〜5μmであることが好ましい。
前記黒鉛の平均粒子径を3μm以上とすることにより、硬化前のポリウレタン組成物に良好な流動性を付与させやすく、弾性体層3の形成をより容易なものにさせ得るという利点があり、5μm以下とすることにより、硬化後のポリウレタン組成物(ポリウレタン弾性体)の硬度をより適度なものとさせ得る。
なお、本実施形態においては、弾性体層3を形成させるエラストマー組成物として、ポリウレタン組成物を例示しているが、弾性体層3は、必ずしもポリウレタン弾性体によって形成させなくてもよい。
Further, the graphite used for forming the elastic body layer 3 also preferably has an average particle diameter of 3 to 5 μm, like the graphite used for forming the surface layer 2.
By setting the average particle diameter of the graphite to 3 μm or more, there is an advantage that it is easy to impart good fluidity to the polyurethane composition before curing and the formation of the elastic body layer 3 can be made easier. By making it below, the hardness of the polyurethane composition (polyurethane elastic body) after curing can be made more appropriate.
In the present embodiment, a polyurethane composition is exemplified as the elastomer composition for forming the elastic body layer 3, but the elastic body layer 3 may not necessarily be formed of a polyurethane elastic body.

例えば、室温でゴム状弾性を有する高分子物質で、外力を与えると容易に変化するが、外力を除くとただちに略原形に回復するような弾性のある高分子物質であれば、特にエラストマーの種類を限定するものではない。   For example, if it is a polymer substance that has rubber-like elasticity at room temperature and changes easily when an external force is applied, but is an elastic polymer substance that immediately recovers to its original shape when the external force is removed, it is particularly a type of elastomer. It is not intended to limit.

また、前記表面層4や前記弾性体層3を形成させるための組成物には、さらに、フィラー(充填剤)などを含有させても良い。
前記フィラーとしては、例えば、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの無機フィラーや、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)微粒子のような有機フィラーが挙げられる。
このようなフィラーを、前記弾性体層3を形成させるためのエラストマー組成物に含有させる場合であれば、前記カーボンブラック及び前記黒鉛といった導電性フィラーとの合計含有量が前記エラストマー組成物において10質量%以下となるように含有させることが好ましい。
前記エラストマー組成物における前記フィラーの合計量を10質量%以下とすることにより、前記エラストマー組成物の硬化前の加工性を良好なものとさせ得るとともに硬化後の硬度を現像ローラ1にとって適度なものとさせ得る。
The composition for forming the surface layer 4 and the elastic body layer 3 may further contain a filler (filler).
Examples of the filler include inorganic fillers such as silica, clay, talc, and calcium carbonate, and organic fillers such as polytetrafluoroethylene (PTFE) fine particles.
If such an filler is contained in the elastomer composition for forming the elastic layer 3, the total content of the carbon black and the conductive filler such as graphite is 10 mass in the elastomer composition. It is preferable to make it contain so that it may become% or less.
By making the total amount of the filler in the elastomer composition 10% by mass or less, the processability before curing of the elastomer composition can be improved and the hardness after curing is appropriate for the developing roller 1. Can be.

また、前記表面層や前記弾性体層には、フィラー以外の添加剤として、例えば、ワックス、加水分解防止剤、シランカップリング剤、界面活性剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を含有させ得る。
ここでは具体的な化合物名まで詳述しないが、前記添加剤としては、ゴム、プラスチックスなどに用いられる一般的なものを適宜採用することができ、それらの配合量も特に制限されず、任意に選択されうる。
In addition, the surface layer and the elastic layer may include additives other than fillers such as wax, hydrolysis inhibitor, silane coupling agent, surfactant, anti-aging agent, antioxidant, pigment, UV absorption Agents, antistatic agents, and the like may be included.
The specific compound name is not described in detail here, but as the additive, general ones used for rubber, plastics and the like can be appropriately employed, and their blending amounts are not particularly limited, and are arbitrary. Can be selected.

本実施形態の現像ローラ1は次のようにして製造することができる。
具体的には、エラストマーとしてポリウレタンを採用した際には、次のようにして製造することができる。
The developing roller 1 of this embodiment can be manufactured as follows.
Specifically, when polyurethane is employed as the elastomer, it can be produced as follows.

例えば、作製する弾性体層3の外径よりも僅かに径大な円柱状のキャビティを有する金型の中心部に芯金2をセットするとともに上述した前記ポリオールと前記ポリイソシアネートと前記カーボンブラックと前記黒鉛とを準備し、例えば、ミキサーやビーズミル等を用いてこれらを混練し、混練物を前記金型に流し込み、加熱により型内架橋した後、脱型し、さらに加熱してポリウレタンの後架橋を実施し、表面研磨による外径調整を行って芯金周りに弾性体層3までが設けられた半製品を作製する。   For example, the core metal 2 is set at the center of a mold having a cylindrical cavity slightly larger than the outer diameter of the elastic layer 3 to be produced, and the polyol, the polyisocyanate, and the carbon black described above are set. Prepare the graphite and knead them using, for example, a mixer or a bead mill, pour the kneaded material into the mold, cross-link in the mold by heating, demold, and further heat to post-crosslink the polyurethane Then, the outer diameter is adjusted by surface polishing to produce a semi-finished product in which up to the elastic body layer 3 is provided around the cored bar.

次いで、例えば、四フッ化エチレン/ビニルモノマーの共重合体が溶剤中に分散されたフッ素樹脂ワニスと、前記溶剤と相溶性の高い溶剤に黒鉛とカーボンブラックとを分散させた分散液とを用意し、これらを混合することによって、フッ素樹脂、黒鉛、及び、カーボンブラックが固液分として所定の比率となるように混合液を調整し、この混合液にイソシアネートやメラミン系硬化剤を添加して表面層を形成させるためのフッ素樹脂コーティング液を作製する。   Next, for example, a fluororesin varnish in which a copolymer of ethylene tetrafluoride / vinyl monomer is dispersed in a solvent, and a dispersion in which graphite and carbon black are dispersed in a solvent highly compatible with the solvent are prepared. Then, by mixing them, the liquid mixture is adjusted so that the fluororesin, graphite, and carbon black have a predetermined ratio as a solid liquid, and an isocyanate or a melamine curing agent is added to the liquid mixture. A fluororesin coating solution for forming the surface layer is prepared.

そして、前記半製品の表面に前記フッ素樹脂コーティング液を塗布、乾燥し、且つ、塗膜を硬化させて表面層4を形成することによって現像ローラを作製することができる。   Then, the developing roller can be manufactured by applying the fluororesin coating liquid on the surface of the semi-finished product, drying it, and curing the coating film to form the surface layer 4.

なお、このようにして得られる現像ローラは、定電流制御で電圧を印加し続けた場合の電気抵抗値の上昇を抑制させ得るように形成されていることが好ましく、例えば、100μAの電流値制御で電圧を印加し続けた際に前記電気抵抗値が初期値の5倍に到達する時間が100時間以上となるように形成されていることが好ましい。
さらには、200時間後の電圧が初期電圧の−30〜30%となるように形成されていることが好ましい。
The developing roller thus obtained is preferably formed so as to be able to suppress an increase in electrical resistance value when voltage is continuously applied by constant current control. For example, a current value control of 100 μA is possible. When the voltage is continuously applied, the time for the electric resistance value to reach 5 times the initial value is preferably 100 hours or more.
Furthermore, it is preferable that the voltage after 200 hours is -30 to 30% of the initial voltage.

現像ローラが、このように電気的に安定した状態となることによって、当該現像ローラを使用した電子写真装置の印刷品質も安定することになり、良好なる印刷状態を長期に渡って維持させることができる。
なお、本発明の電子写真装置用導電性エラストマー部材が用いられる電子写真装置としては、具体的には、例えばレーザービームプリンターなどのプリンター、複写機、ファクシミリなどが挙げられる。
Since the developing roller is in such an electrically stable state, the printing quality of the electrophotographic apparatus using the developing roller is also stabilized, and a good printing state can be maintained over a long period of time. it can.
Specific examples of the electrophotographic apparatus in which the electroconductive elastomer member for an electrophotographic apparatus of the present invention is used include a printer such as a laser beam printer, a copying machine, and a facsimile.

また、本発明の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、トナーを感光体に付着させるための現像ローラなどの部材(現像部材)に限定されるものではなく、光の照射により導電性が変化する感光体を帯電させるための帯電ローラ等の帯電部材、前記感光体に付着したトナーを転写媒体へと転写させる転写ローラ等の転写部材が挙げられる。
また、その形状としては、例えば、ローラ状、ベルト状、シート状などが例示される。
The electroconductive elastomer member for an electrophotographic apparatus of the present invention is not limited to a member (developing member) such as a developing roller for adhering toner to a photoreceptor, and the conductivity changes by light irradiation. Examples thereof include a charging member such as a charging roller for charging the photoconductor, and a transfer member such as a transfer roller for transferring the toner adhering to the photoconductor to a transfer medium.
Examples of the shape include a roller shape, a belt shape, and a sheet shape.

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.

<導電性ローラの製造>
電子写真装置用導電性エラストマー部材として、下記のようなローラを製造した。
<Manufacture of conductive roller>
The following roller was manufactured as a conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus.

(弾性体層)
弾性体層の形成には、下記表1に示す2種類の配合を用いた。

Figure 0005649922
(Elastic layer)
For the formation of the elastic body layer, two kinds of blends shown in Table 1 below were used.

Figure 0005649922

(表面層)
表面層の形成には、下記表2に示す配合物を用いた。

Figure 0005649922
(Surface layer)
For the formation of the surface layer, the formulations shown in Table 2 below were used.
Figure 0005649922

(ローラの作製:実施例1〜9)
直径6mmの芯金の周りに肉厚3mm、軸方向における長さが220cmとなるように上記表1の配合Aによって弾性体層を形成させた。
この弾性体層の表面に上記表2の配合1〜9のフッ素樹脂コーティング液を塗布し、この塗膜を乾燥硬化させることによって厚み30μmの表面層を形成させ、実施例1〜9のローラを作製した。
(Production of rollers: Examples 1 to 9)
An elastic layer was formed by the blend A in Table 1 so that the thickness of the core metal with a diameter of 6 mm was 3 mm and the length in the axial direction was 220 cm.
The surface of this elastic layer is coated with a fluororesin coating solution of Formulas 1 to 9 in Table 2 above, and this coating film is dried and cured to form a surface layer having a thickness of 30 μm. Produced.

(電気抵抗値)
このローラ(電子写真装置用導電性エラストマー部材)をSUS板上に横置し、該ローラの両端にそれぞれ4.9Nの荷重を掛けて該ローラの表面をSUS板に押付けた状態とし、高圧電源装置(トレック社製、型名「610C」)の接地極を前記SUS板に接続するとともに高圧極を芯金に接続し、接地極に流れる電流が100μAとなるように定電流制御で直流電圧をローラに印加した。
そして、この高圧電源装置が発生させている電圧値の時間経過に伴う変化をモニターした。
なお、ローラの抵抗値は、観測された電圧値を電流値(100μA)で除して求めた。
また、電気抵抗値の測定においては、通電開始時における初期抵抗値(R0)、通電50時間経過後の抵抗値(R50)、通電100時間経過後の抵抗値(R100)を求めるとともに、通電開始時に対する通電50時間経過時の抵抗率変化(R50/R0)、通電開始時に対する通電100時間経過時の抵抗率変化(R100/R0)の値を算出した。
(Electric resistance value)
This roller (electroconductive elastomer member for electrophotographic apparatus) is placed horizontally on a SUS plate, and a load of 4.9 N is applied to both ends of the roller so that the surface of the roller is pressed against the SUS plate. Connect the grounding electrode of the device (manufactured by Trek, model name “610C”) to the SUS plate and connect the high-voltage electrode to the cored bar. Applied to the roller.
And the change with the passage of time of the voltage value which this high voltage power supply device is generating was monitored.
The resistance value of the roller was obtained by dividing the observed voltage value by the current value (100 μA).
In the measurement of the electrical resistance value, the initial resistance value (R0) at the start of energization, the resistance value (R50) after 50 hours of energization, and the resistance value (R100) after 100 hours of energization are obtained, and the energization start is started. The values of resistivity change (R50 / R0) after 50 hours of energization with respect to time and resistivity change (R100 / R0) after 100 hours of energization with respect to the start of energization were calculated.

(表面粗さ)
また、表面層の表面粗さ(十点平均表面粗さ:RzJIS)を測定した結果を、併せて表3に示す。
(Surface roughness)
In addition, Table 3 shows the results of measuring the surface roughness (ten-point average surface roughness: RzJIS) of the surface layer.

Figure 0005649922
Figure 0005649922

(比較例1〜5)
表面層の形成に、下記表4に示す配合10〜12を用いたこと、一部のローラにおいて黒鉛を含んでいない配合Bで弾性体層を形成させたこと以外は、実施例と同様にローラを作製し、同様の評価を実施した。
結果を、下記表5に示す。
(Comparative Examples 1-5)
Rollers in the same manner as in the Examples except that the surface layers were formed using Formulations 10 to 12 shown in Table 4 below and that some of the rollers were formed with an elastic layer with Formulation B that did not contain graphite. The same evaluation was carried out.
The results are shown in Table 5 below.

Figure 0005649922
Figure 0005649922

Figure 0005649922
Figure 0005649922

(比較例6、7)
表面層の形成に、粗大な黒鉛を含んだ下記表6に示す配合13、14を用いたこと以外は、実施例と同様にローラを作製し、同様の評価を実施した。
結果を、下記表7に示す。
(Comparative Examples 6 and 7)
A roller was prepared in the same manner as in the example except that the formulations 13 and 14 shown in the following Table 6 containing coarse graphite were used for forming the surface layer, and the same evaluation was performed.
The results are shown in Table 7 below.

Figure 0005649922
Figure 0005649922

Figure 0005649922
Figure 0005649922

この実施例や比較例のローラに対して電圧の印加時間(通電時間)の経過とともに抵抗値がどのように変化したかを観察した結果を図2〜4に示す。   The results of observing how the resistance value changes with the passage of voltage application time (energization time) for the rollers of this example and comparative examples are shown in FIGS.

これらの図からも、本発明によれば電気抵抗値の安定した電子写真装置用導電性エラストマー部材が提供され得ることがわかる。   From these figures, it can be seen that according to the present invention, a conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus having a stable electric resistance value can be provided.

1:現像ローラ(電子写真装置用導電性エラストマー部材)、2:芯金、3:弾性体層、4:表面層   1: developing roller (conductive elastomer member for electrophotographic apparatus), 2: cored bar, 3: elastic layer, 4: surface layer

Claims (8)

フッ素樹脂が用いられてなる表面層の内側に弾性体層を有し、該弾性体層が黒鉛とカーボンブラックとエラストマーとを含有するエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性エラストマー部材であって、
前記表面層には黒鉛が4質量%以上20質量%以下含有されており、該表面層に含有されている前記黒鉛の平均粒子径が8μm以下であり、前記表面層には、さらにカーボンブラックが0質量%を超え8質量%以下含有されていることを特徴とする電子写真装置用導電性エラストマー部材。
A conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus, having an elastic layer inside a surface layer using a fluororesin, wherein the elastic layer is formed of an elastomer composition containing graphite, carbon black, and an elastomer. Because
The surface layer contains 4% by mass or more and 20% by mass or less of graphite, the average particle diameter of the graphite contained in the surface layer is 8 μm or less, and the surface layer further contains carbon black. A conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus, characterized by being contained in an amount exceeding 0% by mass and not more than 8% by mass .
前記表面層の黒鉛含有量が5質量%以上10質量%以下である請求項記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。 Claim 1 for an electrophotographic apparatus conductive elastomer member according graphite content is 10 mass% or more and 5 mass% or less of the surface layer. 前記エラストマー組成物には、黒鉛が3質量%以上6質量%以下含まれている請求項1又は2に記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。 Wherein the elastomeric composition for an electrophotographic apparatus conductive elastomer member according to claim 1 or 2 graphite is contained 3 wt% or more 6 wt% or less. 電子写真装置用現像ローラである請求項1乃至のいずれか1項に記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。 The electroconductive elastomer member for an electrophotographic apparatus according to any one of claims 1 to 3 , which is a developing roller for an electrophotographic apparatus. フッ素樹脂が用いられてなる表面層の内側に弾性体層を有し、該弾性体層が黒鉛とカーボンブラックとエラストマーとを含有するエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性エラストマー部材であって、
前記エラストマーがポリウレタンであり、前記表面層には黒鉛が4質量%以上20質量%以下含有されており、該表面層に含有されている前記黒鉛の平均粒子径が8μm以下であることを特徴とする電子写真装置用導電性エラストマー部材。
A conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus, having an elastic layer inside a surface layer using a fluororesin, wherein the elastic layer is formed of an elastomer composition containing graphite, carbon black, and an elastomer. Because
Characterized in that said elastomer Ri polyurethane der, in the surface layer of graphite are contained 20 wt% or less than 4 wt%, average particle diameter of the graphite contained in the surface layer is 8μm or less A conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus.
前記表面層の黒鉛含有量が5質量%以上10質量%以下である請求項5記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。The conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus according to claim 5, wherein the surface layer has a graphite content of 5 mass% to 10 mass%. 前記エラストマー組成物には、黒鉛が3質量%以上6質量%以下含まれている請求項5又は6に記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。The conductive elastomer member for an electrophotographic apparatus according to claim 5 or 6, wherein the elastomer composition contains 3% by mass to 6% by mass of graphite. 電子写真装置用現像ローラである請求項5乃至7のいずれか1項に記載の電子写真装置用導電性エラストマー部材。The electroconductive elastomer member for an electrophotographic apparatus according to claim 5, which is a developing roller for an electrophotographic apparatus.
JP2010256889A 2010-11-17 2010-11-17 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus Active JP5649922B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010256889A JP5649922B2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010256889A JP5649922B2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012108303A JP2012108303A (en) 2012-06-07
JP5649922B2 true JP5649922B2 (en) 2015-01-07

Family

ID=46493991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010256889A Active JP5649922B2 (en) 2010-11-17 2010-11-17 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5649922B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6116364B2 (en) * 2013-05-20 2017-04-19 バンドー化学株式会社 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus
JP6116363B2 (en) * 2013-05-20 2017-04-19 バンドー化学株式会社 Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus
CN104460270B (en) * 2014-12-09 2021-05-18 珠海展望打印耗材有限公司 Developing roller and processing box

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08272209A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Tokai Rubber Ind Ltd Conductive roll and its production
JP2003149976A (en) * 2001-11-15 2003-05-21 Fuji Xerox Co Ltd Rotating body for fixing, rotating body for pressurizing and fixing device
JP2005010328A (en) * 2003-06-18 2005-01-13 Canon Inc Image forming method, image forming apparatus, processing cartridge, and development device used for the apparatus
JP5314927B2 (en) * 2008-05-08 2013-10-16 バンドー化学株式会社 Conductive developing roller for electrophotographic apparatus
JP5349909B2 (en) * 2008-10-31 2013-11-20 キヤノン株式会社 Charging roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012108303A (en) 2012-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4160613B2 (en) Foam rubber roll
US20060131546A1 (en) Elastic member of semiconductive polymer and OA equipment using the same
KR100732077B1 (en) Electroconductive rubber roller
JP2004067726A (en) Conductive urethane composition and conductive roller, charging roller, developing roller, and transfer roller using the composition
JP4745793B2 (en) Elastic roller, developing device and image forming apparatus
JP2005254519A (en) Foamed conductive roller, its production method, and image forming device using it
KR20110140073A (en) Roll member, charging device, process cartridge, and image forming apparatus
JP5649922B2 (en) Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus
JP5314927B2 (en) Conductive developing roller for electrophotographic apparatus
JP5182920B2 (en) Elastic roller, fixing device for image forming apparatus, and image forming apparatus
JP6056684B2 (en) Method for manufacturing charging member
JP4082222B2 (en) Conductive composition for electrophotographic equipment member, electrophotographic equipment member using the same, and production method thereof
JP3984801B2 (en) Developing roller and developing device using the same
JP2009086217A (en) Manufacturing method for roller
JP2006323402A (en) Elastic member of semiconductive polymer, and oa component using the same
JP5942486B2 (en) Roll member, charging device, image forming apparatus, and process cartridge
JP4885614B2 (en) Conductive roller
JP4925744B2 (en) Conductive roller and image forming apparatus having the same
CN100454160C (en) Electroconductive rubber roller
JP6116364B2 (en) Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus
JP2006039394A (en) Conductive roller
JP5164326B2 (en) Rubber composition, conductive member using the same, and method for producing conductive roller
JP2003345090A (en) Conductive roller
JP6116363B2 (en) Conductive elastomer member for electrophotographic apparatus
JP2007286272A (en) Charging roller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140808

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140905

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: 20141107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5649922

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150